题型05 实验探究题(光与热)(题型专练)(安徽专用)2026年中考物理二轮复习讲练测
2026-03-16
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2份
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36页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 中考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 安徽省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.98 MB |
| 发布时间 | 2026-03-16 |
| 更新时间 | 2026-03-16 |
| 作者 | 物理怪老师课堂 |
| 品牌系列 | 上好课·二轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-03-16 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56852549.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
题型05 实验探究题(光与热)
内●容●导●航
第一部分 题型解码 高屋建瓴,掌握全局
第二部分 考向破译 微观解剖,精细教学
第三部分 题型训练 整合应用,模拟实战
题●型●解●码
内容
核心知识
光
光的反射定律
1.核心验证:三线共面(通过可折转光屏验证)、两角相等(入射角=反射角)、光路可逆;
2.实验细节:使用粗糙纸板增强漫反射观察效果;激光笔需紧贴纸板入射,避免光线偏移;
3.易错点:误将镜面反射与漫反射混淆(镜面反射需光滑表面)。
平面镜成像特点
1.虚像验证:光屏无法承接像,需用未点燃蜡烛与像重合确定位置;
2.装置优化:选择薄玻璃板减少重影干扰,刻度尺测量物像等距关系;
3.易错点:玻璃板未竖直放置导致像与物无法重合;误认为像的大小与平面镜尺寸有关。
凸透镜成像规律(重点)
1.动态分析:物距在焦距(f)与两倍焦距(2f)之间时成倒立放大实像;物距小于焦距时成正立放大虚像;
2.操作关键:调整烛焰、透镜、光屏中心等高;光屏上像偏移时需移动蜡烛或透镜,而非倾斜光屏;
3.易错点:忽略物距变化对像距的影响;误判虚像位置(虚像需反向延长线确定)。
光的折射规律
1.折射角与入射角关系:光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角;垂直入射时传播方向不变;
2.实验现象:筷子“弯折”、池水变浅等生活现象解释;
3.易错点:误认为折射角随入射角增大而减小;忽略光路可逆性。
光的色散与颜色
1.色散原理:白光通过棱镜分解为七色光,不同色光折射率不同;
2.颜色判断:透明物体颜色由透过的色光决定(如红色玻璃只透过红光);不透明物体颜色由反射的色光决定;
3.应用实例:彩虹成因(折射+反射)、紫外线验钞等。
热
水的沸腾实验
1.现象判断:沸腾时气泡由小变大,温度保持不变,需持续加热;
2.温度计选择:使用水银温度计(沸点357℃),避免酒精温度计(沸点78℃)失效;
3.气压影响:高原地区沸点降低,通过温度-时间图像分析气压差异。
晶体熔化实验
1.装置安装:采用“水浴法”加热,确保受热均匀;试管与烧杯内液面需对齐;
2.熔化特点:晶体熔化时吸收热量但温度不变(图像中水平段),非晶体无固定熔点;
3.状态判断:熔化过程中物质处于固液共存态,需结合实验数据表格分析。
物质吸热能力(比热容)
1.控制变量法:确保等质量、等初温的不同物质(如水与食用油)吸收相同热量;
2.公式应用:比热容计算公式;
3.数据处理:通过温度变化曲线比较物质升温快慢,分析比热容差异。
焦耳定律与电热综合
1.实验设计:通过煤油柱高度变化判断产热多少,需控制电流、电阻与时间变量;
2.非纯电阻电路:电动机问题中区分电能转化为机械能与热能的比例,效率公式。
考●向●破●译
考向01 光学实验
真题引领
1.(2025·安徽·中考真题)小亮同学利用如图所示的实验装置探究凸透镜成像的规律,实验记录见下表。
物距
像的性质
像距
大小
正倒
虚实
16.0
放大
倒立
实像
26.6
18.0
放大
倒立
实像
22.3
20.0
等大
倒立
实像
20.0
22.0
缩小
倒立
实像
18.4
24.0
缩小
倒立
实像
17.2
(1)实验过程中,若保持凸透镜的位置不变,移动蜡烛使物距,然后调节光屏的位置,可以在光屏上得到一个________(选填“放大”“缩小”或“等大”)、倒立的实像;
(2)该实验装置可以用来研究视力的矫正,凸透镜相当于眼睛的晶状体,光屏相当于视网膜。保持凸透镜的位置不变,先移动光屏至其与凸透镜相距,然后移动蜡烛使物距,此时不能在光屏上观察到清晰的像。若要在光屏上观察到清晰的像,可以在凸透镜和蜡烛之间放置一个焦距合适的________(选填“凹”或“凸”)透镜。
2.(2023·安徽·中考真题)某小组探究平面镜和凸透镜成像的特点,将光源和光屏分别竖直放置在水平光具座上的A、C位置,B是AC的中点,如图1所示。在AB之间朝向A观察,看到的光源形状如图2中的甲所示。
(1)在B处竖直放置一块平面镜,镜面朝向光源,小丽在AB之间观察平面镜中的像,小明在BC之间观察光屏。此后,小亮将平面镜更换为一个凸透镜,恰能在光屏上成等大的像,他在BC之间观察光屏上的像。上述实验过程中,小丽、小明和小亮观察到的分别是图2中的______(选填“①”“②”“③”或“④”);
①甲、丙、戊 ②乙、丙、丁 ③乙、乙、丁 ④乙、乙、戊
(2)小亮继续实验,要在光屏上得到一个缩小的像,可保持光源位置不变,将凸透镜向______(选填“A”或“C”)移动,并调节光屏的位置直到呈现清晰的像。
3.(2021·安徽·中考真题)如图所示,某小组用玻璃板代替平面镜探究平面镜成像的特点。
(1)为了比较像与物到平面镜的距离,需要的测量工具是______;
(2)将一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前,再拿一支外形相同______(选填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B,竖直着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合,这个位置就是蜡烛A的像的位置。
(2)[2]未点燃的蜡烛替代像,当像与蜡烛B重合时,感觉就像是蜡烛B在燃烧,说明平面镜成的像是等大的像。
方法透视
考
向
解
读
1. 考点聚焦:核心围绕凸透镜成像规律、平面镜成像特点两大模块,涵盖焦距推导、像的性质(大小、正倒、虚实)判断、物距与像距关系、实验操作细节(测量工具、器材作用)、视力矫正应用等高频考点,是中考实验题的必考内容。
2. 命题特点:以光具座实验装置、数据表格、示意图为载体,设问呈现“操作细节→规律应用→现象分析”的梯度,侧重对实验原理的理解和规律的灵活运用,无复杂计算,注重实验逻辑和细节考查,难度中等。
3. 题型规律:凸透镜成像规律考查占,侧重“物距-像距-像的性质”三者关联及视力矫正;平面镜成像特点考查,侧重实验操作目的和像的性质判断;强调知识与实验场景的结合。
方
法
技
能
一、凸透镜成像实验解题技巧
1. 焦距推导“关键法”:抓住“倒立、等大实像”的特殊条件(),从数据表格或题干中提取对应物距/像距,直接计算焦距(如,则),为后续判断奠定基础;
2. 像的性质“三步判断法”:① 确定焦距;② 对比物距与、的关系(、或);③ 匹配成像规律(→缩小倒立实像,→放大倒立实像);
3. 视力矫正“成像偏移法”:先判断成像位置偏差(像成在光屏前方→近视眼,像成在光屏后方→远视眼);再根据透镜作用推导(凹透镜发散光线使像后移,凸透镜会聚光线使像前移);
4. 物距变化“规律速记法”:牢记“物远像近像变小,物近像远像变大”,快速判断物距变化时像的性质和像距的变化趋势。
二、平面镜成像实验解题技巧
1. 操作目的“本质记忆法”:“用玻璃板代替平面镜”→便于确定像的位置(而非成像更清晰);“未点燃的蜡烛B”→替代蜡烛A的像,验证像与物大小相等;
2. 像的性质“核心提炼法”:平面镜成“正立、等大、虚像”,虚像不能用光屏承接,且像与物左右相反、到镜面距离相等;
3. 测量工具“对应法”:比较像与物到镜面距离→需用刻度尺测量,直接对应实验目的选择工具。
三、通用解题技巧
1. 题干信息“定位法”:快速提取题干中的物距、像距、实验装置细节(如光屏位置、透镜类型),定位对应的成像规律或实验操作;
2. 选项排除“逻辑法”:对于选择题,结合成像规律排除明显错误选项(如虚像能在光屏承接、成放大像等),缩小选择范围;
3. 答题语言“规范法”:实验操作类答题需简洁准确(如“刻度尺”“未点燃”),规律应用类需结合条件表述(如“物距大于二倍焦距,成倒立缩小实像”)。
核
心
知
识
总
结
凸透镜成像核心规律
焦距推导 “关键法”:抓住 “倒立、等大实像” 的特殊条件(u=v=2f),从数据表格或题干中提取对应物距和像距,直接计算焦距(如u=v=20.0cm,则f=10.0cm),为后续判断奠定基础;
像的性质 “三步判断法”:① 确定焦距f;② 对比物距u与2f、f的关系(u>2f、f<u<2f或u<f);③ 匹配成像规律(u>2f→缩小倒立实像,f<u<2f→放大倒立实像);
视力矫正 “成像偏移法”:先判断成像位置偏差(像成在光屏前方→近视眼,像成在光屏后方→远视眼);再根据透镜作用推导(凹透镜发散光线使像后移,凸透镜会聚光线使像前移);
物距变化 “规律速记法”:牢记 “物远像近像变小,物近像远像变大”,快速判断物距变化时像的性质和像距的变化趋势。
平面镜成像核心规律
· 操作目的 “本质记忆法”:“用玻璃板代替平面镜”→便于确定像的位置(而非成像更清晰);“未点燃的蜡烛 B”→替代蜡烛 A 的像,验证像与物大小相等;
像的性质 “核心提炼法”:平面镜成 “正立、等大、虚像”,虚像不能用光屏承接,且像与物左右相反、到镜面距离相等;
测量工具 “对应法”:比较像与物到镜面距离→需用刻度尺测量,直接对应实验目的选择工具。
模拟演练
1.(2025·安徽淮北·模拟预测)在“探究平面镜成像特点”的实验中,小妮将点燃的蜡烛放在玻璃板的前面(如图所示)
(1)眼睛应在图中__________(选填“”或“”)处观察在玻璃板后的像。
(2)得到“像与物关于平面镜对称”的成像规律后,小妮进一步思考这是哪种类型的对称?你认为这是关于_______________(选填“点”“线”或“面”)的对称。
2.(2026·安徽·模拟预测)小明同学利用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验,凸透镜放在50cm 刻度线处。
(1)实验前调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心,使它们在同一高度上。将蜡烛移动至40cm刻度线处时,凸透镜位置不变,移动光屏,在光屏上始终得到一个大小不变的光斑。若小明将凸透镜固定在光具座50cm 刻度线处不变,蜡烛移动至35cm刻度线处时,移动光屏,光屏上成清晰像的性质是倒立、___________的实像。
(2)随着实验的进行,应将凸透镜和光屏适当___________(选填“上”或“下”)调。
3.(2025·安徽六安·三模)小金在做了“探究凸透镜成像规律”的实验后,又选用了焦距未知的凸透镜进行拓展探究。
(1)当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示时,光屏上呈现一个清晰的烛焰的像,这个凸透镜的焦距可能是 (填字母)。
A.7cm B.10cm C.15cm
(2)保持凸透镜的位置不动,将蜡烛移到光具座上15cm刻度线处,要在光屏上再次呈现清晰的像,应将光屏向__________移动。
4.(2025·安徽阜阳·三模)在探究凸透镜成像规律的实验中,当光源、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示时,光屏上恰好成清晰的像。
(1)在光屏左侧和右侧看到的像为 (填字母)。
A. B. C. D.
(2)_____(选填“投影仪”“放大镜”或“照相机”)是根据上述成像规律制成的。
5.(2025·安徽宣城·三模)如图所示为探究“平面镜成像的特点”实验装置。
(1)若实验时玻璃板发生倾斜,蜡烛的像_____(选填“仍能”或“不能”)与蜡烛关于镜面对称;
(2)为了探究“照镜子时,靠近镜子像变大,远离镜子像变小”的看法是否正确,移动蜡烛到不同的位置后,再移动另一根蜡烛,若能通过茶色玻璃观察到_____的现象,可得出像的大小与物体到平面镜的距离无关。
6.(2026·安徽·一模)为了“探究光反射时的规律”,小安设计了如图甲所示的实验装置。
实验次序
1
2
3
∠i
70°
45°
30°
∠r
70°
45°
30°
(1)小安让一束光贴着光屏射向平面镜的O点,观察反射角和入射角并测其大小;
(2)他多次改变入射光束的位置,并将实验所得相关数据记录在表中,由此总结出:在光的反射现象中,反射角与入射角大小____________;
(3)为了更直观地观察实验现象,小安又设计了如图乙的实验装置,他在一个透明玻璃罩内充满烟雾,激光笔1发出的光束AO为入射光线,光束OB为反射光线;用激光笔2发出垂直于镜面射向入射点O的光束作为法线,当他缓慢转动水平圆台,当看到___________现象时,能证明反射光线、法线和入射光线在同一平面内。
7.(2026·安徽·模拟预测)徽徽同学利用如图所示的实验装置探究凸透镜成像的规律,两种实验装置如图所示。
(1)用一束平行主光轴的光分别射向两个凸透镜,调节光屏的位置,直至在各自光屏上形成了一个最小的亮斑,由此可知凸透镜________(选填“M”或“N”)对光的会聚作用更强;
(2)若要探究凸透镜成实像时,像的高度与焦距是否有关,应将发光体分别放在距两个凸透镜相同距离处,若________,则说明像的高度与焦距有关。
8.(2025·安徽合肥·模拟预测)在探究“光从空气斜射入水和油时,哪种液体对光的偏折本领较大”的实验中,小明提出如下实验方案:先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中,记录下光斑位置(如图甲所示):接着分别倒入水和油(如图乙所示),记录对应的光斑位置,再通过分析就可得到实验结论。
(1)小明实验方案中存在明显问题,请帮他指出来;没有控制__________相同。
(2)某小组同学根据修改后正确的实验方案实验后,所记录的三次光斑的相对位置如图丙所示,经分析可知:光从空气斜射入水和油时,________对光的偏折本领较大。
9.(2025·安徽宿州·模拟预测)如图所示,这是“探究平面镜成像特点”的实验装置。
(1)为确定像的虚实,需在甲图蜡烛B位置放一个光屏,并在图中的______(选填“①”“②”“③”或“④”)处观察光屏上是否有像。
(2)若不用蜡烛,把四个模型分别面对玻璃板直立在桌面上,如图乙所示,用于研究像与物左右位置的关系,其中能够达到实验目的的是______(选填代表序号的字母)。
10.(2025·安徽·二模)某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律,当向水透镜里注水时,水透镜的焦距将变小;当从水透镜里抽水时,水透镜的焦距将变大。
(1)将蜡烛、水透镜和光屏依次摆放在水平光具座上,点燃蜡烛,使烛焰和光屏的中心位于同一高度。
(2)接着移动蜡烛、水透镜和光屏至图甲所示的位置时,恰能在光屏上看到清晰的像,这时光屏上成的是倒立___________(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像。
(3)该同学取了一副眼镜给水透镜“戴上”如图乙所示,光屏上的像变模糊,当从水透镜里抽出适量的水后,发现烛焰的像再次变得清晰,由此判断该眼镜镜片实质是___________(选填“凸”或“凹”)透镜。
考向02 热学实验
真题引领
1.(2023·安徽·中考真题)某小组加热一杯冰水混合物,探究其温度变化的特点,根据测量数据在图示坐标纸上描出了相应的点。
(1)请把图上的点连接起来,作出温度随时间变化的图像_________;
(2)实验表明:在冰熔化过程中,冰水混合物的温度________(选填“保持不变”或“不断上升”)。
方法透视
考
向
解
读
1. 考点聚焦:核心围绕晶体(冰)的熔化实验展开,涵盖温度-时间图像绘制、晶体熔化特点探究两大核心考点,是热学实验题的高频考查内容,侧重实验现象分析与规律总结。
2. 命题特点:以冰水混合物加热实验为载体,结合坐标纸数据点、实验装置图设题,设问为“图像绘制+现象/规律判断”的固定结构,无复杂计算,侧重实验数据处理和物理规律的理解应用,难度基础,是实验模块的得分点。
方
法
技
能
一、核心解题技巧
1. 温度-时间图像绘制技巧
描点连线:用平滑的曲线连接坐标纸上所有数据点,熔化过程中温度不变,对应图像为水平直线段,不可用折线连接;
坐标轴标注:明确横坐标为时间(min)、纵坐标为温度(℃),保证刻度均匀,连线贴合数据点趋势;
特殊段标注:区分熔化前(温度上升段)、熔化中(温度不变段)、熔化后(温度上升段),核心突出熔化段的水平特征。
2. 晶体熔化特点分析技巧
现象推导:从实验图像或题干描述中提取“加热过程中温度变化”信息,冰作为晶体,熔化时持续吸热但温度保持熔点(0℃)不变;
关键词锁定:题干中出现“冰水混合物”“熔化过程”,直接锁定结论“温度保持不变”,无需额外推导;
本质关联:结合晶体的固有属性分析,晶体有固定熔点,熔化时吸热用于破坏分子排列,而非提升温度,因此温度不变。
核
心
知
识
总
结
冰的熔化实验核心规律
晶体熔化特点:持续吸热,温度保持不变,冰的熔点为0℃,熔化过程中为冰水混合物状态;
熔化前后温度变化:熔化前(固态冰),加热吸热,温度不断升高;熔化后(液态水),继续加热,温度再次升高。
实验核心操作与数据处理
· 图像绘制核心:坐标纸作图需用平滑曲线连接数据点,晶体熔化段为水平直线,体现温度不变的特征;
实验装置隐含要求:加热冰水混合物时常用水浴加热法(隐含考点),目的是使冰受热均匀,防止局部温度过高;
测量工具:实验中测量温度用温度计,测量时间用停表或秒表,温度计玻璃泡需完全浸没在冰水混合物中,不接触容器底/壁。
模拟演练
1.(2025·安徽安庆·三模)在“探究水的沸腾”实验中,小华使用的实验装置如图甲所示,根据实验数据作出的“温度一时间”的图像如图乙所示。
(1)由图乙可知,水面上方的气压___(选填“高于”或“低于”)一个标准大气压;
(2)小华在实验中发现如图丙A、B所示的两种情形,其中___是水在沸腾时的情况;
(3)另外两位同学也选用相同的装置做该实验,他们大致绘制的温度一时间图像如图丁所示,a、b分别表示两位同学绘制的温度随时间变化的图像,由图像可知:两位同学所用水的质量:___(选填“<”“>”或“=”)。
2.(2025·安徽黄山·模拟预测)如图甲所示,这是某小组在做“探究水沸腾时温度变化的特点”时的装置,下表是根据实验记录的相关数据。
加热时间
0
1
2
3
4
5
6
7
水的温度
90
92
94
96
98
99
99
99
(1)分析数据可得,水沸腾时的特点是______。
(2)小明又做了如图乙所示的实验,烧杯和试管中均装有适量的水,发现烧杯中的水沸腾了,而试管中的水未沸腾。当小明在烧杯中加入少量的食盐后,发现试管中的水能够沸腾,说明加入食盐后水的沸点______(选填“升高”“降低”或“不变”)。
3.(2025·安徽滁州·模拟预测)小军利用如图所示的实验装置探究“冰的熔化和水沸腾时温度的变化规律”的实验。
(1)在探究“冰的熔化”实验时,他应选择的装置是图________(选填“甲”或“乙”)。
(2)小军根据实验记录的数据绘制了如图丙所示的曲线,根据图像可知冰的熔化和水沸腾过程中的共同特点是________________。
4.(2025·安徽淮南·模拟预测)探究水沸腾时温度变化的特点。
如图所示,小明找来两个相同的大烧杯和两个相同的小烧杯,在标准大气压下,用两个相同的酒精灯对体积相同的水和油加热(油的沸点高于水的沸点),甲大、小烧杯中是水,乙大烧杯中是油,小烧杯中是水。
(1)加热一段时间后,当甲、乙大烧杯中的液体都沸腾时,可以观察到甲、乙小烧杯中的水________(选填“都沸腾”“都不沸腾”“只有甲小烧杯中的水沸腾”或“只有乙小烧杯中的水沸腾”)。
(2)由此可以总结出液体沸腾的条件:_______________________________________________________。
5.(25-26九年级上·安徽淮北·月考)为了探究煤油和水的吸热能力大小,小新同学利用如图甲所示的实验装置进行探究。
(1)实验中小新同学用两个相同的烧杯分别装有两种液体,再用相同的燃料和加热方式给初温相同的两种液体加热,由图甲可知,实验中有一处明显的错误是______;
(2)改正错误后,小新同学记录了两种液体温度随时间变化的关系如图乙所示,则A为______温度随时间变化的图像。
6.(2025·安徽亳州·三模)小明利用图甲装置探究某种固体的熔化特点。他先将温度传感器连接计算机,并设置好数据采集软件,然后将该固体碾碎装入试管,插入温度传感器探头,再将试管放进盛水的烧杯中,用酒精灯对烧杯加热直至固体全部熔化,计算机屏幕上显示的温度—时间图像如图乙所示。
(1)将试管放进盛水的烧杯中加热的目的是______。
(2)由图乙可知,该固体______(选填“有”或“没有”)固定的熔点。
7.(2025·安徽滁州·三模)如图所示,甲、乙、丙三途中的装置完全相同,燃料的质量、烧杯内液体的质量及初温均相同。
(1)用甲、乙两图所示装置探究“比较不同燃料的热值”的实验时,燃料燃烧放热的多少是通过______(选填“加热时间”或“液体升高的温度”)来比较的;
(2)用甲、丙两图所示装置探究“比较不同物质吸热能力”的实验时,两烧杯内液体的温度随时间变化的图像如图丁所示,分析图像可知,a、b两种液体的比热容之比为______。
8.(2025·安徽蚌埠·三模)在“探究晶体熔化时温度的变化规律”的实验中,老师提供了如图甲、乙所示的两套实验方案。
(1)某物理小组认为图甲中的实验方案优于图乙中的实验方案,他们作出此判断的理由是;__________________º
(2)该物理小组采用图甲中的实验方案,根据实验测得的数据绘制了如图丙所示的图像。比较图像可知,如果吸收相同的热量,该物质在固态时升高的温度为 t₁,在液态时升高的温度为 t₂,则t₁___________(选填“>”“<”或“=”)t₂。
9.(2025·安徽滁州·三模)某同学利用如图甲所示的实验装置做“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验,根据实验数据作出了如图乙所示的温度随时间变化的图像;(实验中要控制好烧杯中的水温)
(1)如图乙所示,根据图像中___________段温度的变化特点可知冰是晶体。
(2)该同学继续探究加有盐的冰块熔化时温度的变化特点。他将冰块放于易拉罐中并加入适量的盐,用筷子搅拌大约半分钟,易拉罐的下部和底部出现白霜。用温度计测量罐中冰与盐水混合物的温度,测得的混合物的温度___________(选填“大于”“小于”或“等于”)0℃。
10.(2025·安徽蚌埠·三模)在“探究冰熔化和水沸腾时温度变化规律”的实验中,在试管中放入碎冰,把试管放入盛有水的烧杯中加热,如图甲所示。
(1)实验中判断冰开始熔化和熔化结束的方法是试管中________。
(2)小明根据实验记录的数据绘制了温度计的示数随时间变化的图像,如图乙所示。冰全部熔化后,继续加热使烧杯中的水沸腾并持续一段时间,发现试管中的水始终不会沸腾,原因是________。
11.(2025·安徽黄山·一模)在“探究不同物质吸热升温现象”的实验中,实验装置如图甲所示,在两个相同的烧杯中分别装入质量、初温都相同的A、B两种液体,并用相同的电加热器分别加热。
(1)实验中选择相同规格的电加热器,其目的是使_________;
(2)根据实验测得的数据,分别描绘出A、B两种液体的温度随加热时间变化的图像如图乙所示,分析图乙可知_______(填“A”或“B”)的吸热能力更强。
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题型05 实验探究题(光与热)
内●容●导●航
第一部分 题型解码 高屋建瓴,掌握全局
题型概述 考向分类 技巧点拨
第二部分 考向破译 微观解剖,精细教学
真题引领 方法透视 模拟演练
考向01 光学实验
考向02 热学实验
第三部分 题型训练 整合应用,模拟实战
题●型●解●码
内容
核心知识
光
光的反射定律
1.核心验证:三线共面(通过可折转光屏验证)、两角相等(入射角=反射角)、光路可逆;
2.实验细节:使用粗糙纸板增强漫反射观察效果;激光笔需紧贴纸板入射,避免光线偏移;
3.易错点:误将镜面反射与漫反射混淆(镜面反射需光滑表面)。
平面镜成像特点
1.虚像验证:光屏无法承接像,需用未点燃蜡烛与像重合确定位置;
2.装置优化:选择薄玻璃板减少重影干扰,刻度尺测量物像等距关系;
3.易错点:玻璃板未竖直放置导致像与物无法重合;误认为像的大小与平面镜尺寸有关。
凸透镜成像规律(重点)
1.动态分析:物距在焦距(f)与两倍焦距(2f)之间时成倒立放大实像;物距小于焦距时成正立放大虚像;
2.操作关键:调整烛焰、透镜、光屏中心等高;光屏上像偏移时需移动蜡烛或透镜,而非倾斜光屏;
3.易错点:忽略物距变化对像距的影响;误判虚像位置(虚像需反向延长线确定)。
光的折射规律
1.折射角与入射角关系:光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角;垂直入射时传播方向不变;
2.实验现象:筷子“弯折”、池水变浅等生活现象解释;
3.易错点:误认为折射角随入射角增大而减小;忽略光路可逆性。
光的色散与颜色
1.色散原理:白光通过棱镜分解为七色光,不同色光折射率不同;
2.颜色判断:透明物体颜色由透过的色光决定(如红色玻璃只透过红光);不透明物体颜色由反射的色光决定;
3.应用实例:彩虹成因(折射+反射)、紫外线验钞等。
热
水的沸腾实验
1.现象判断:沸腾时气泡由小变大,温度保持不变,需持续加热;
2.温度计选择:使用水银温度计(沸点357℃),避免酒精温度计(沸点78℃)失效;
3.气压影响:高原地区沸点降低,通过温度-时间图像分析气压差异。
晶体熔化实验
1.装置安装:采用“水浴法”加热,确保受热均匀;试管与烧杯内液面需对齐;
2.熔化特点:晶体熔化时吸收热量但温度不变(图像中水平段),非晶体无固定熔点;
3.状态判断:熔化过程中物质处于固液共存态,需结合实验数据表格分析。
物质吸热能力(比热容)
1.控制变量法:确保等质量、等初温的不同物质(如水与食用油)吸收相同热量;
2.公式应用:比热容计算公式;
3.数据处理:通过温度变化曲线比较物质升温快慢,分析比热容差异。
焦耳定律与电热综合
1.实验设计:通过煤油柱高度变化判断产热多少,需控制电流、电阻与时间变量;
2.非纯电阻电路:电动机问题中区分电能转化为机械能与热能的比例,效率公式。
考●向●破●译
考向01 光学实验
真题引领
1.(2025·安徽·中考真题)小亮同学利用如图所示的实验装置探究凸透镜成像的规律,实验记录见下表。
物距
像的性质
像距
大小
正倒
虚实
16.0
放大
倒立
实像
26.6
18.0
放大
倒立
实像
22.3
20.0
等大
倒立
实像
20.0
22.0
缩小
倒立
实像
18.4
24.0
缩小
倒立
实像
17.2
(1)实验过程中,若保持凸透镜的位置不变,移动蜡烛使物距,然后调节光屏的位置,可以在光屏上得到一个________(选填“放大”“缩小”或“等大”)、倒立的实像;
(2)该实验装置可以用来研究视力的矫正,凸透镜相当于眼睛的晶状体,光屏相当于视网膜。保持凸透镜的位置不变,先移动光屏至其与凸透镜相距,然后移动蜡烛使物距,此时不能在光屏上观察到清晰的像。若要在光屏上观察到清晰的像,可以在凸透镜和蜡烛之间放置一个焦距合适的________(选填“凹”或“凸”)透镜。
【答案】(1)缩小;(2)凹
【解析】(1)根据表格数据可知成倒立、等大实像时,物距与像距都等于,根据凸透镜成像规律可知
则凸透镜焦距为,保持凸透镜的位置不变,移动蜡烛使物距,此时物距大于二倍焦距,根据凸透镜成像规律可知此时在光屏上得到一个倒立、缩小的像。
(2)保持凸透镜的位置不变,先移动光屏至其与凸透镜相距,即像距为;然后移动蜡烛使物距,由表格数据可知此时像距应为,说明此时像靠近凸透镜,要使像成在光屏上,则应让像远离凸透镜,故可以在凸透镜和蜡烛之间放置一个焦距合适的凹透镜,因为凹透镜对光线有发散作用,可以使凸透镜成的像变远,从而呈现在光屏上。
2.(2023·安徽·中考真题)某小组探究平面镜和凸透镜成像的特点,将光源和光屏分别竖直放置在水平光具座上的A、C位置,B是AC的中点,如图1所示。在AB之间朝向A观察,看到的光源形状如图2中的甲所示。
(1)在B处竖直放置一块平面镜,镜面朝向光源,小丽在AB之间观察平面镜中的像,小明在BC之间观察光屏。此后,小亮将平面镜更换为一个凸透镜,恰能在光屏上成等大的像,他在BC之间观察光屏上的像。上述实验过程中,小丽、小明和小亮观察到的分别是图2中的______(选填“①”“②”“③”或“④”);
①甲、丙、戊 ②乙、丙、丁 ③乙、乙、丁 ④乙、乙、戊
(2)小亮继续实验,要在光屏上得到一个缩小的像,可保持光源位置不变,将凸透镜向______(选填“A”或“C”)移动,并调节光屏的位置直到呈现清晰的像。
【答案】 ② C
【解析】(1)[1]平面镜成像原理是光的反射,成正立、等大的虚像,虚像与物体左右相反。所以小丽在AB之间观察平面镜中的像,由于光的反射,看到的像是图乙;小明在BC之间观察光屏,由于虚像不能用光屏承接,所以小明在光屏上看不到像,如图丙;在B点放置凸透镜,此时
u=v=2f
在光屏上成倒立、等大的实像,且左右相反,小亮观察到的像如图丁,故②符合题意,①③④不符合题意。
故选②。
(2)[2]根据凸透镜成像特点可知,要在光屏上得到一个缩小的像,物距u>2f,光源位置不变,需将凸透镜向C移动,并调节光屏的位置直到呈现清晰的像。
3.(2021·安徽·中考真题)如图所示,某小组用玻璃板代替平面镜探究平面镜成像的特点。
(1)为了比较像与物到平面镜的距离,需要的测量工具是______;
(2)将一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前,再拿一支外形相同______(选填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B,竖直着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合,这个位置就是蜡烛A的像的位置。
【答案】 刻度尺 未点燃
【解析】(1)[1]为了比较像与物到平面镜的距离,需要的测量工具是刻度尺,刻度尺测量距离。
(2)[2]未点燃的蜡烛替代像,当像与蜡烛B重合时,感觉就像是蜡烛B在燃烧,说明平面镜成的像是等大的像。
方法透视
考
向
解
读
1. 考点聚焦:核心围绕凸透镜成像规律、平面镜成像特点两大模块,涵盖焦距推导、像的性质(大小、正倒、虚实)判断、物距与像距关系、实验操作细节(测量工具、器材作用)、视力矫正应用等高频考点,是中考实验题的必考内容。
2. 命题特点:以光具座实验装置、数据表格、示意图为载体,设问呈现“操作细节→规律应用→现象分析”的梯度,侧重对实验原理的理解和规律的灵活运用,无复杂计算,注重实验逻辑和细节考查,难度中等。
3. 题型规律:凸透镜成像规律考查占,侧重“物距-像距-像的性质”三者关联及视力矫正;平面镜成像特点考查,侧重实验操作目的和像的性质判断;强调知识与实验场景的结合。
方
法
技
能
一、凸透镜成像实验解题技巧
1. 焦距推导“关键法”:抓住“倒立、等大实像”的特殊条件(),从数据表格或题干中提取对应物距/像距,直接计算焦距(如,则),为后续判断奠定基础;
2. 像的性质“三步判断法”:① 确定焦距;② 对比物距与、的关系(、或);③ 匹配成像规律(→缩小倒立实像,→放大倒立实像);
3. 视力矫正“成像偏移法”:先判断成像位置偏差(像成在光屏前方→近视眼,像成在光屏后方→远视眼);再根据透镜作用推导(凹透镜发散光线使像后移,凸透镜会聚光线使像前移);
4. 物距变化“规律速记法”:牢记“物远像近像变小,物近像远像变大”,快速判断物距变化时像的性质和像距的变化趋势。
二、平面镜成像实验解题技巧
1. 操作目的“本质记忆法”:“用玻璃板代替平面镜”→便于确定像的位置(而非成像更清晰);“未点燃的蜡烛B”→替代蜡烛A的像,验证像与物大小相等;
2. 像的性质“核心提炼法”:平面镜成“正立、等大、虚像”,虚像不能用光屏承接,且像与物左右相反、到镜面距离相等;
3. 测量工具“对应法”:比较像与物到镜面距离→需用刻度尺测量,直接对应实验目的选择工具。
三、通用解题技巧
1. 题干信息“定位法”:快速提取题干中的物距、像距、实验装置细节(如光屏位置、透镜类型),定位对应的成像规律或实验操作;
2. 选项排除“逻辑法”:对于选择题,结合成像规律排除明显错误选项(如虚像能在光屏承接、成放大像等),缩小选择范围;
3. 答题语言“规范法”:实验操作类答题需简洁准确(如“刻度尺”“未点燃”),规律应用类需结合条件表述(如“物距大于二倍焦距,成倒立缩小实像”)。
核
心
知
识
总
结
凸透镜成像核心规律
焦距推导 “关键法”:抓住 “倒立、等大实像” 的特殊条件(u=v=2f),从数据表格或题干中提取对应物距和像距,直接计算焦距(如u=v=20.0cm,则f=10.0cm),为后续判断奠定基础;
像的性质 “三步判断法”:① 确定焦距f;② 对比物距u与2f、f的关系(u>2f、f<u<2f或u<f);③ 匹配成像规律(u>2f→缩小倒立实像,f<u<2f→放大倒立实像);
视力矫正 “成像偏移法”:先判断成像位置偏差(像成在光屏前方→近视眼,像成在光屏后方→远视眼);再根据透镜作用推导(凹透镜发散光线使像后移,凸透镜会聚光线使像前移);
物距变化 “规律速记法”:牢记 “物远像近像变小,物近像远像变大”,快速判断物距变化时像的性质和像距的变化趋势。
平面镜成像核心规律
· 操作目的 “本质记忆法”:“用玻璃板代替平面镜”→便于确定像的位置(而非成像更清晰);“未点燃的蜡烛 B”→替代蜡烛 A 的像,验证像与物大小相等;
像的性质 “核心提炼法”:平面镜成 “正立、等大、虚像”,虚像不能用光屏承接,且像与物左右相反、到镜面距离相等;
测量工具 “对应法”:比较像与物到镜面距离→需用刻度尺测量,直接对应实验目的选择工具。
模拟演练
1.(2025·安徽淮北·模拟预测)在“探究平面镜成像特点”的实验中,小妮将点燃的蜡烛放在玻璃板的前面(如图所示)
(1)眼睛应在图中__________(选填“”或“”)处观察在玻璃板后的像。
(2)得到“像与物关于平面镜对称”的成像规律后,小妮进一步思考这是哪种类型的对称?你认为这是关于_______________(选填“点”“线”或“面”)的对称。
【答案】(1);(2)面
【解析】(1)因为平面镜成像是光的反射形成的,蜡烛A的光经玻璃板反射后进入人的眼睛才能看到像,所以眼睛应在蜡烛A这一侧观察,即图中的a处。
(2)平面镜成像时,像与物关于平面镜所在的平面对称,所以是关于面的对称。
2.(2026·安徽·模拟预测)小明同学利用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验,凸透镜放在50cm 刻度线处。
(1)实验前调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心,使它们在同一高度上。将蜡烛移动至40cm刻度线处时,凸透镜位置不变,移动光屏,在光屏上始终得到一个大小不变的光斑。若小明将凸透镜固定在光具座50cm 刻度线处不变,蜡烛移动至35cm刻度线处时,移动光屏,光屏上成清晰像的性质是倒立、___________的实像。
(2)随着实验的进行,应将凸透镜和光屏适当___________(选填“上”或“下”)调。
【答案】(1)放大;(2)下
【解析】(1)当蜡烛在40cm刻度线处时,光屏上得到大小不变的光斑,说明此时蜡烛在凸透镜的焦点处,由此可算出焦距。当蜡烛在35cm刻度线处时,物距,满足的条件,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、放大的实像。
(2)实验过程中蜡烛会逐渐变短,烛焰位置降低,根据过光心的光线传播方向不变的原理,像的位置会向上偏移,为了使像能成在光屏中央,需要将凸透镜和光屏适当向下调节。
3.(2025·安徽六安·三模)小金在做了“探究凸透镜成像规律”的实验后,又选用了焦距未知的凸透镜进行拓展探究。
(1)当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示时,光屏上呈现一个清晰的烛焰的像,这个凸透镜的焦距可能是 (填字母)。
A.7cm B.10cm C.15cm
(2)保持凸透镜的位置不动,将蜡烛移到光具座上15cm刻度线处,要在光屏上再次呈现清晰的像,应将光屏向__________移动。
【答案】(1)B;(2)左
【解析】(1)由题图可知,此时物距u=15cm,像距v=30cm,成倒立、放大的实像,则,
即,
联立解得
故凸透镜的焦距可能是10cm。
故选B。
(2)保持凸透镜的位置不动,将蜡烛移到光具座上15cm刻度线处,要在光屏上再次呈现清晰的像,根据“物远像近像变小”可知,应将光屏向左移动。
4.(2025·安徽阜阳·三模)在探究凸透镜成像规律的实验中,当光源、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示时,光屏上恰好成清晰的像。
(1)在光屏左侧和右侧看到的像为 (填字母)。
A. B. C. D.
(2)_____(选填“投影仪”“放大镜”或“照相机”)是根据上述成像规律制成的。
【答案】(1)D;(2)照相机
【解析】(1)由题图可知,物距大于像距,此时光屏上恰好成清晰的像,根据凸透镜成像规律可知,此时成倒立、缩小的实像。从光屏左侧看到的像与物上下、左右都颠倒,从光屏右侧看到的像与物上下颠倒,左右相同,故D正确。
(2)根据光屏上成倒立、缩小的实像可知,照相机是根据这一成像规律制成的。
5.(2025·安徽宣城·三模)如图所示为探究“平面镜成像的特点”实验装置。
(1)若实验时玻璃板发生倾斜,蜡烛的像_____(选填“仍能”或“不能”)与蜡烛关于镜面对称;
(2)为了探究“照镜子时,靠近镜子像变大,远离镜子像变小”的看法是否正确,移动蜡烛到不同的位置后,再移动另一根蜡烛,若能通过茶色玻璃观察到_____的现象,可得出像的大小与物体到平面镜的距离无关。
【答案】(1)仍能;(2)蜡烛始终与蜡烛的像重合
【解析】(1)平面镜成像时,像与物体关于镜面对称,这一规律与镜面是否倾斜无关。因此,即使实验时玻璃板发生倾斜,蜡烛M的像仍能与蜡烛M关于镜面对称。
(2)平面镜成像的特点是像与物大小相等,与物体到平面镜的距离无关。因此,移动蜡烛M到不同的位置后,再移动另一根蜡烛N,若能通过茶色玻璃观察到蜡烛N始终与蜡烛M的像重合的现象,即可得出像的大小与物体到平面镜的距离无关的结论。
6.(2026·安徽·一模)为了“探究光反射时的规律”,小安设计了如图甲所示的实验装置。
实验次序
1
2
3
∠i
70°
45°
30°
∠r
70°
45°
30°
(1)小安让一束光贴着光屏射向平面镜的O点,观察反射角和入射角并测其大小;
(2)他多次改变入射光束的位置,并将实验所得相关数据记录在表中,由此总结出:在光的反射现象中,反射角与入射角大小____________;
(3)为了更直观地观察实验现象,小安又设计了如图乙的实验装置,他在一个透明玻璃罩内充满烟雾,激光笔1发出的光束AO为入射光线,光束OB为反射光线;用激光笔2发出垂直于镜面射向入射点O的光束作为法线,当他缓慢转动水平圆台,当看到___________现象时,能证明反射光线、法线和入射光线在同一平面内。
【答案】 相等 三束光线重合
【解析】[1]根据表中的实验数据,反射角的数值与入射角的数值对应相等。所以,在光的反射现象中,反射角与入射角大小相等。
[2]在图乙的实验装置中,激光笔1发出的光束AO为入射光线,光束OB为反射光线,激光笔2发出垂直于镜面射向入射点O的光束作为法线。当缓慢转动水平圆台时,若入射光线、反射光线和法线在同一平面内,那么就会看到三束光线重合这一现象,从而证明反射光线、法线和入射光线在同一平面内。
7.(2026·安徽·模拟预测)徽徽同学利用如图所示的实验装置探究凸透镜成像的规律,两种实验装置如图所示。
(1)用一束平行主光轴的光分别射向两个凸透镜,调节光屏的位置,直至在各自光屏上形成了一个最小的亮斑,由此可知凸透镜________(选填“M”或“N”)对光的会聚作用更强;
(2)若要探究凸透镜成实像时,像的高度与焦距是否有关,应将发光体分别放在距两个凸透镜相同距离处,若________,则说明像的高度与焦距有关。
【答案】(1)M;(2)光屏上所成的像高度不同
【解析】(1)根据凸透镜对光具有会聚作用,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于焦点,会聚点越靠近透镜,说明凸透镜对光的会聚能力越强,比较两图可知,光线经凸透镜M折射后会聚点更靠近透镜,所以凸透镜M对光的会聚作用更强。
(2)要探究凸透镜成实像时像的高度与焦距是否有关,需要控制物体大小和物距相同,即将同一发光体分别放在距两个凸透镜相同距离处,改变凸透镜的焦距进行实验。如果在光屏上所成的像高度不同,就说明像的高度与焦距有关。
8.(2025·安徽合肥·模拟预测)在探究“光从空气斜射入水和油时,哪种液体对光的偏折本领较大”的实验中,小明提出如下实验方案:先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中,记录下光斑位置(如图甲所示):接着分别倒入水和油(如图乙所示),记录对应的光斑位置,再通过分析就可得到实验结论。
(1)小明实验方案中存在明显问题,请帮他指出来;没有控制__________相同。
(2)某小组同学根据修改后正确的实验方案实验后,所记录的三次光斑的相对位置如图丙所示,经分析可知:光从空气斜射入水和油时,________对光的偏折本领较大。
【答案】(1)液面高度和入射角;(2)油
【解析】(1)探究水和油对光的偏折能力时,只改变液体种类,其他因素保持不变,而由图乙可知,所以该实验方案存在问题是没有控制液面高度和入射角相同。
(2)和空气中照射点光斑相比较,距离空气中光斑越远,说明对光的偏折本领越大,由图丙可知,光从空气斜射入水和油时,油对光的偏折本领较大。
9.(2025·安徽宿州·模拟预测)如图所示,这是“探究平面镜成像特点”的实验装置。
(1)为确定像的虚实,需在甲图蜡烛B位置放一个光屏,并在图中的______(选填“①”“②”“③”或“④”)处观察光屏上是否有像。
(2)若不用蜡烛,把四个模型分别面对玻璃板直立在桌面上,如图乙所示,用于研究像与物左右位置的关系,其中能够达到实验目的的是______(选填代表序号的字母)。
【答案】(1)③;(2)A
【解析】(1)为确定像的虚实,需在甲图蜡烛B位置放一个光屏,观察光屏上是否有像,应直接观察光屏,并且要观察光屏靠近玻璃板的一侧,所以应在位置③处观察光屏。
(2)研究像与物左右位置的关系,选择物体时,不能选择左右对称的物体,应选择左右不同的物体,其中能够达到实验目的的是字母“C”,故选A。
10.(2025·安徽·二模)某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律,当向水透镜里注水时,水透镜的焦距将变小;当从水透镜里抽水时,水透镜的焦距将变大。
(1)将蜡烛、水透镜和光屏依次摆放在水平光具座上,点燃蜡烛,使烛焰和光屏的中心位于同一高度。
(2)接着移动蜡烛、水透镜和光屏至图甲所示的位置时,恰能在光屏上看到清晰的像,这时光屏上成的是倒立___________(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像。
(3)该同学取了一副眼镜给水透镜“戴上”如图乙所示,光屏上的像变模糊,当从水透镜里抽出适量的水后,发现烛焰的像再次变得清晰,由此判断该眼镜镜片实质是___________(选填“凸”或“凹”)透镜。
【答案】 缩小 凸
【解析】[1]蜡烛、水透镜和光屏在图甲所示位置时,此时物距大于像距,恰能在光屏上看到清晰倒立、缩小的实像。
[2]当从水透镜里抽出适量的水后,水透镜变薄,会聚能力变弱,像将成在光屏的后面,为了使像正好呈现在光屏上,即烛焰的像再次变得清晰,应使光线提前会聚,使所成的像相对于光屏前移,故应在水透镜前放置一块凸透镜,由此判断该眼镜镜片实质是凸透镜。
考向02 热学实验
真题引领
1.(2023·安徽·中考真题)某小组加热一杯冰水混合物,探究其温度变化的特点,根据测量数据在图示坐标纸上描出了相应的点。
(1)请把图上的点连接起来,作出温度随时间变化的图像_________;
(2)实验表明:在冰熔化过程中,冰水混合物的温度________(选填“保持不变”或“不断上升”)。
【答案】 保持不变
【解析】(1)[1]由题图可知,反映的是加热冰水混合物时温度与时间的关系,用平滑的曲线连接起来,如图所示
(2)[2]由题图可知,冰熔化过程中,需要吸收热量,但温度保持在0℃不变,即冰水混合物的温度保持不变。
方法透视
考
向
解
读
1. 考点聚焦:核心围绕晶体(冰)的熔化实验展开,涵盖温度-时间图像绘制、晶体熔化特点探究两大核心考点,是热学实验题的高频考查内容,侧重实验现象分析与规律总结。
2. 命题特点:以冰水混合物加热实验为载体,结合坐标纸数据点、实验装置图设题,设问为“图像绘制+现象/规律判断”的固定结构,无复杂计算,侧重实验数据处理和物理规律的理解应用,难度基础,是实验模块的得分点。
方
法
技
能
一、核心解题技巧
1. 温度-时间图像绘制技巧
描点连线:用平滑的曲线连接坐标纸上所有数据点,熔化过程中温度不变,对应图像为水平直线段,不可用折线连接;
坐标轴标注:明确横坐标为时间(min)、纵坐标为温度(℃),保证刻度均匀,连线贴合数据点趋势;
特殊段标注:区分熔化前(温度上升段)、熔化中(温度不变段)、熔化后(温度上升段),核心突出熔化段的水平特征。
2. 晶体熔化特点分析技巧
现象推导:从实验图像或题干描述中提取“加热过程中温度变化”信息,冰作为晶体,熔化时持续吸热但温度保持熔点(0℃)不变;
关键词锁定:题干中出现“冰水混合物”“熔化过程”,直接锁定结论“温度保持不变”,无需额外推导;
本质关联:结合晶体的固有属性分析,晶体有固定熔点,熔化时吸热用于破坏分子排列,而非提升温度,因此温度不变。
核
心
知
识
总
结
冰的熔化实验核心规律
晶体熔化特点:持续吸热,温度保持不变,冰的熔点为0℃,熔化过程中为冰水混合物状态;
熔化前后温度变化:熔化前(固态冰),加热吸热,温度不断升高;熔化后(液态水),继续加热,温度再次升高。
实验核心操作与数据处理
· 图像绘制核心:坐标纸作图需用平滑曲线连接数据点,晶体熔化段为水平直线,体现温度不变的特征;
实验装置隐含要求:加热冰水混合物时常用水浴加热法(隐含考点),目的是使冰受热均匀,防止局部温度过高;
测量工具:实验中测量温度用温度计,测量时间用停表或秒表,温度计玻璃泡需完全浸没在冰水混合物中,不接触容器底/壁。
模拟演练
1.(2025·安徽安庆·三模)在“探究水的沸腾”实验中,小华使用的实验装置如图甲所示,根据实验数据作出的“温度一时间”的图像如图乙所示。
(1)由图乙可知,水面上方的气压___(选填“高于”或“低于”)一个标准大气压;
(2)小华在实验中发现如图丙A、B所示的两种情形,其中___是水在沸腾时的情况;
(3)另外两位同学也选用相同的装置做该实验,他们大致绘制的温度一时间图像如图丁所示,a、b分别表示两位同学绘制的温度随时间变化的图像,由图像可知:两位同学所用水的质量:___(选填“<”“>”或“=”)。
【答案】(1)低于;(2)A;(3)<
【解析】(1)由图乙可看出,此时水的沸点为97℃,低于100℃,故水面上方气压低于一个标准大气压。
(2)水沸腾时会产生大量气泡,气泡上升过程中不断有水蒸气进入,由下往上越来越大,故A为水沸腾时的情况。
(3)相同的加热装置在相同的时间内水吸收热量相等,水质量越大,吸热升温越慢,即初温相同时水达到沸点所用的时间越长,图丁中b加热至沸腾用时更长,故。
2.(2025·安徽黄山·模拟预测)如图甲所示,这是某小组在做“探究水沸腾时温度变化的特点”时的装置,下表是根据实验记录的相关数据。
加热时间
0
1
2
3
4
5
6
7
水的温度
90
92
94
96
98
99
99
99
(1)分析数据可得,水沸腾时的特点是______。
(2)小明又做了如图乙所示的实验,烧杯和试管中均装有适量的水,发现烧杯中的水沸腾了,而试管中的水未沸腾。当小明在烧杯中加入少量的食盐后,发现试管中的水能够沸腾,说明加入食盐后水的沸点______(选填“升高”“降低”或“不变”)。
【答案】(1)吸收热量,温度不变;(2)升高
【解析】(1)由表中数据可知,从第5min开始,水的温度保持99℃不变,说明水已经沸腾,水沸腾过程中,吸收热量,温度不变。
(2)水沸腾的条件是达到沸点,继续吸热,当小明同学在烧杯的水中加入少量的食盐后,发现试管中的水能够沸腾,说明加入食盐后烧杯中的水沸点升高,试管中的水能够继续吸收热量而沸腾。
3.(2025·安徽滁州·模拟预测)小军利用如图所示的实验装置探究“冰的熔化和水沸腾时温度的变化规律”的实验。
(1)在探究“冰的熔化”实验时,他应选择的装置是图________(选填“甲”或“乙”)。
(2)小军根据实验记录的数据绘制了如图丙所示的曲线,根据图像可知冰的熔化和水沸腾过程中的共同特点是________________。
【答案】(1)甲;(2)持续吸热,温度保持不变
【解析】(1)甲装置将需要加热的物质放入试管中,并用水进行加热,这样可以使物质受热更加均匀。
(2)由图丙和图丁可知,两图像中BC段和DE段吸收热量,温度不变,BC段是冰的熔化过程,DE段是水的沸腾过程,说明冰在熔化和水在沸腾过程中的共同特点为:虽然继续吸热,但温度保持不变。
4.(2025·安徽淮南·模拟预测)探究水沸腾时温度变化的特点。
如图所示,小明找来两个相同的大烧杯和两个相同的小烧杯,在标准大气压下,用两个相同的酒精灯对体积相同的水和油加热(油的沸点高于水的沸点),甲大、小烧杯中是水,乙大烧杯中是油,小烧杯中是水。
(1)加热一段时间后,当甲、乙大烧杯中的液体都沸腾时,可以观察到甲、乙小烧杯中的水________(选填“都沸腾”“都不沸腾”“只有甲小烧杯中的水沸腾”或“只有乙小烧杯中的水沸腾”)。
(2)由此可以总结出液体沸腾的条件:_______________________________________________________。
【答案】(1)只有乙小烧杯中的水沸腾;(2)达到沸点,继续吸热
【解析】(1)在标准大气压下,对于甲小烧杯中的水,大烧杯中的水沸腾时温度为100℃,当甲小烧杯中的水也达到100℃后,内外温度相同,甲小烧杯中的水不能继续吸热,所以不会沸腾;对于乙小烧杯中的水,大烧杯中的油沸点高于水的沸点,当乙小烧杯中的水达到100℃后,能继续从油中吸热,所以可以沸腾。
(2)从甲小烧杯中的水达到沸点但不能继续吸热,不能沸腾,乙小烧杯中的水达到沸点且能继续吸热沸腾的现象,可以得出液体沸腾的条件是达到沸点,继续吸热。
5.(25-26九年级上·安徽淮北·月考)为了探究煤油和水的吸热能力大小,小新同学利用如图甲所示的实验装置进行探究。
(1)实验中小新同学用两个相同的烧杯分别装有两种液体,再用相同的燃料和加热方式给初温相同的两种液体加热,由图甲可知,实验中有一处明显的错误是______;
(2)改正错误后,小新同学记录了两种液体温度随时间变化的关系如图乙所示,则A为______温度随时间变化的图像。
【答案】(1)煤油和水的质量不相等;(2)煤油
【解析】(1)探究不同物质吸热本领的实验中,需要控制不同物质的质量相同,故在两个完全相同的烧杯中分别装入质量相同、初温都相同的水和煤油。
(2)水的比热容大于煤油,相同质量的水和煤油吸收相同热量时,水的温度升高较慢。图乙中A的温度变化更快,因此A对应的是煤油的温度随时间变化的图像。
6.(2025·安徽亳州·三模)小明利用图甲装置探究某种固体的熔化特点。他先将温度传感器连接计算机,并设置好数据采集软件,然后将该固体碾碎装入试管,插入温度传感器探头,再将试管放进盛水的烧杯中,用酒精灯对烧杯加热直至固体全部熔化,计算机屏幕上显示的温度—时间图像如图乙所示。
(1)将试管放进盛水的烧杯中加热的目的是______。
(2)由图乙可知,该固体______(选填“有”或“没有”)固定的熔点。
【答案】(1)使固体受热均匀;(2)没有
【解析】(1)将试管放进盛水的烧杯中加热,采用的是“水浴法”。这种加热方式的目的是使固体受热均匀,因为水在加热过程中温度分布均匀,能通过热传递将热量均匀地传递给试管及内部固体,避免固体局部过热,从而让固体的熔化过程更平稳,便于准确探究其熔化特点。
(2)晶体有固定的熔点,在熔化过程中温度保持不变;非晶体没有固定的熔点,在熔化过程中温度持续上升。由图乙可知,该固体在熔化过程中,温度一直在升高,没有出现温度保持不变的过程,所以该固体没有固定的熔点。
7.(2025·安徽滁州·三模)如图所示,甲、乙、丙三途中的装置完全相同,燃料的质量、烧杯内液体的质量及初温均相同。
(1)用甲、乙两图所示装置探究“比较不同燃料的热值”的实验时,燃料燃烧放热的多少是通过______(选填“加热时间”或“液体升高的温度”)来比较的;
(2)用甲、丙两图所示装置探究“比较不同物质吸热能力”的实验时,两烧杯内液体的温度随时间变化的图像如图丁所示,分析图像可知,a、b两种液体的比热容之比为______。
【答案】(1)液体升高的温度;(2)
【解析】(1)燃料燃烧放出的热量被液体吸收,燃料完全燃烧放出热量的多少,可以通过液体升高的温度来反映。
(2)根据图丁可知,两种液体在温度升高80℃时,a、b的加热时间分别为10min和20min。由转换法可知,对应的吸热之比为1∶2,根据可知,在质量和升高的温度相同的情况下,吸热与比热容成正比,则a、b两种液体的比热容之比为1∶2。
8.(2025·安徽蚌埠·三模)在“探究晶体熔化时温度的变化规律”的实验中,老师提供了如图甲、乙所示的两套实验方案。
(1)某物理小组认为图甲中的实验方案优于图乙中的实验方案,他们作出此判断的理由是;__________________º
(2)该物理小组采用图甲中的实验方案,根据实验测得的数据绘制了如图丙所示的图像。比较图像可知,如果吸收相同的热量,该物质在固态时升高的温度为 t₁,在液态时升高的温度为 t₂,则t₁___________(选填“>”“<”或“=”)t₂。
【答案】(1)甲方式采用水浴加热,物质受热更均匀;(2)>
【解析】(1)甲方式采用水浴加热,物质受热更均匀,更能够获得晶体熔化规律。
(2)相同的时间内,吸收的热量相同;质量相同物质,加热1min,固体升高了4℃,加热2min,液体上升了4℃,即升高相同的温度,液体吸收的热量多,液体的比热容大于固体的比热容;若吸收相同的热量,固体比热容小,固体升温比较快,故固体升高的温度比液体升高的温度大。
9.(2025·安徽滁州·三模)某同学利用如图甲所示的实验装置做“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验,根据实验数据作出了如图乙所示的温度随时间变化的图像;(实验中要控制好烧杯中的水温)
(1)如图乙所示,根据图像中___________段温度的变化特点可知冰是晶体。
(2)该同学继续探究加有盐的冰块熔化时温度的变化特点。他将冰块放于易拉罐中并加入适量的盐,用筷子搅拌大约半分钟,易拉罐的下部和底部出现白霜。用温度计测量罐中冰与盐水混合物的温度,测得的混合物的温度___________(选填“大于”“小于”或“等于”)0℃。
【答案】(1)BC;(2)小于
【解析】(1)如图乙所示,根据图像中BC段,熔化时温度不变,说明有固定的熔点,故该物质是晶体。
(2)只有该混合物的温度低于0℃,周围的水蒸气才能遇冷放热由气态直接变成固态,凝华成霜。
10.(2025·安徽蚌埠·三模)在“探究冰熔化和水沸腾时温度变化规律”的实验中,在试管中放入碎冰,把试管放入盛有水的烧杯中加热,如图甲所示。
(1)实验中判断冰开始熔化和熔化结束的方法是试管中________。
(2)小明根据实验记录的数据绘制了温度计的示数随时间变化的图像,如图乙所示。冰全部熔化后,继续加热使烧杯中的水沸腾并持续一段时间,发现试管中的水始终不会沸腾,原因是________。
【答案】(1)温度计的示数不发生变化;(2)烧杯中的水和试管中的水温度相同,不发生热传递,试管中的水不能继续吸热
【解析】(1)冰在熔化过程中会吸收热量,但温度保持不变,直到完全熔化为水。因此,判断冰开始熔化和熔化结束的方法是观察温度计的示数变化。当温度计的示数达到冰的熔点(0℃)时,冰开始熔化。当温度计的示数保持在0℃不变时,说明冰正在熔化。当温度计的示数再次上升时,说明冰已经完全熔化为水。因此,判断冰开始熔化和熔化结束的方法是,试管中温度计的示数不发生变化。
(2)从图乙可以看出,烧杯中的水沸腾时温度达到98℃,并且保持不变。此时,试管中的水温度也达到98℃,但不会沸腾。原因如下:水沸腾需要两个条件:达到沸点(98℃)并持续吸热。当烧杯中的水沸腾时,温度保持在98℃,与试管中的水温度相同。由于烧杯中的水和试管中的水温度相同,两者之间没有温差,试管中的水无法继续吸热。由于试管中的水无法继续吸热,虽然达到了沸点,但不能满足沸腾的条件,因此不会沸腾。因此,试管中的水始终不会沸腾的原因是:烧杯中的水和试管中的水温度相同,不发生热传递,试管中的水不能继续吸热。
11.(2025·安徽黄山·一模)在“探究不同物质吸热升温现象”的实验中,实验装置如图甲所示,在两个相同的烧杯中分别装入质量、初温都相同的A、B两种液体,并用相同的电加热器分别加热。
(1)实验中选择相同规格的电加热器,其目的是使_________;
(2)根据实验测得的数据,分别描绘出A、B两种液体的温度随加热时间变化的图像如图乙所示,分析图乙可知_______(填“A”或“B”)的吸热能力更强。
【答案】(1)单位时间内提供的热量相同(或“相同时间内提供的热量相同”);(2)A
【解析】(1)使用相同的加热仪器,保证了在“探究不同物质吸热升温现象”的实验中无关变量相同,同时使得相同时间下,加热装置能够提供相同的热量。
(2)分析图片可知,相同时间下B升高的温度较高,结合热量计算公式Q=cmΔt分析可知,B的比热容小于A,即A的吸热能力强。
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