内容正文:
抢分04 非选择题(声光热综合)(广州专用)
抢分预测 抢分秘籍 抢分特训
3年考情
抢分依据
命题预测
2025T13
2024T11
2023T10、T11
广州中考非选择题常考模块,形式灵活,包含填空、作图、实验小问,考点基础且稳定,易拿分。
声、光现象与透镜:结合生活情境考查声现象规律、光现象作图/辨析、凸透镜成像规律应用,形式涵盖填空、作图、实验小问,侧重现象分析与规律应用。
2024T14
广州中考常考热学综合题,以实验或计算形式考查,侧重物态变化规律与内能相关计算,套路固定。
物态变化与内能及其利用:考查物态变化判断与吸放热分析、比热容/热值相关计算、热机原理应用,形式包含填空、实验、计算,侧重数据处理与规律应用。
【考向一】光与透镜
1、光的反射作图
类型
作图方法
已知反射面、入射光线做反射光线
如图所示,先过入射点O作出法线,再根据光的反射定律(反射角等于入射角),作出反射光线,标上箭头。
已知反射面、反射光线作入射光线
如图所示,先过入射点作出法线,再根据光的反射定律(反射角等于入射角)画出对应的入射光线,标上箭头
已知入射光线和反射光线,画出平面镜的位置
如图所示,先作入射光线和反射光线夹角的角平分线,此线的位置即为法线的位置。过入射光线与反射光线的交点(入射点)作垂直于法线的一条直线,该直线的位置即为平面镜的位置。
2、平面镜成像作图
(1)根据平面镜成像特点作图(对称法)
作图方法(如图所示)
①做垂线—即画出物体的两个端点AB到平面镜面的垂线段AM、BN;
②画垂足;
③量等距:使A´M=AM,B´N =BN;
④画像点A´B´并连接,则A´B´就是物体AB的像。
(2)根据平面镜成像原理(光的反射定律)作图
从S 射向平面镜的所有光线,经平面镜反射后,反射光线的反向延长线都会交于点S',所以在作图时,只要任选两条从点光源S发出射向平面镜的入射光线,作出其反射光线的反向延长线,就可以确定像S'。如下图。
作图步骤如下:
①从点光源S任意引两条光线射到平面镜上;
②分别作出两条入射光线的法线;
③根据光的反射定律分别作出两条入射光线的反射光线;
④分别作两条反射光线的反向延长线,它们的交点S'即为点光源S的像。
3、透镜的三条特殊光线
平行于主光轴
过焦点
过光心
凸透镜
平行于主光轴的光经凸透镜后,将会聚在焦点上。
过焦点的光,通过凸透镜后,平行于主光轴射出。
通过光心的光线,其传播方向不改变。
凹透镜
平行于主光轴的光经凹透镜折射后,反向延长线将交于异侧虚焦点上。
入射光线的延长线相交于虚焦点,通过凹透镜后,平行于主光轴射出。
通过光心的光线,其传播方向不改变。
4、探究光的反射定律
(1)硬纸板应选择 粗糙(填“光滑”或“粗糙”)的,优点是在纸板前不同方位都能看到光的传播径迹。
(2)将两块硬纸板A和B粘接起来,能沿ON折转,并将它们 垂直 放置在平面镜上,如图甲所示。让一束光贴着纸板A,沿EO方向射向O点,不同位置的同学都能观察到反射光,这是因为光在纸板上发生了 漫 反射。
(3)根据表中实验数据可以得出:光反射时, 反射角等于入射角 。
(4)如图乙所示,将纸板B沿PQ剪开,把纸板B的上半部分向后折转,上半部分不能观察到反射光。这现象说明:光在反射时,反射光线、入射光线和法线在 同一平面内 。
(5)多次改变入射角大小并进行多次实验的目的:保证实验结论具有普遍性。
(6)如果让光线逆着OF的方向射向镜面,会发现反射光线沿着OE方向射出,这表明:在反射现象中,光路是可逆的。
(7)用带箭头的直线表示光的传播路径和方向应用的研究方法是理想模型法。
5、探究平面镜成像时像与物的关系
(1)实验最好在 较暗 的环境下进行该实验,以便于观察 蜡烛A的像 (选填“蜡烛A”、“蜡烛B”或“蜡烛A的像”);
(2)将点燃的蜡烛A固定放在玻璃板前,未点燃的蜡烛B放到玻璃板后。移动蜡烛B,使蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。此时我们在蜡烛 A (选填“A”或“B”)一侧可以观察到蜡烛B好像也在燃烧;
(3)平面镜成像的原理是:光的反射;
(4)选用透明的玻璃板代替平面镜,目的是 便于确定像的位置 ;
(5)在玻璃板的前面放一支点燃的蜡烛A,还要在玻璃板的后面放一支没有点燃的蜡烛B,此操作目的是 确定像的位置和比较像与物体的大小 ;
(6)画出蜡烛A和蜡烛B位置的连线,发现两蜡烛的连线与镜面 垂直 ;
(7)用刻度尺测出A、B到镜面的距离,发现它们的距离 相等 ;
(8)在寻找蜡烛像的位置时,眼睛应该在蜡烛 A (选填“A”或“B”)这一侧观察,若实验过程中,某同学无论怎样调节蜡烛B,发现都不能与蜡烛A的像重合。发生这种现象的原因可能是 玻璃板没有竖直放置 ;
(9)若要确认平面镜所成的像是虚像还是实像,进一步的操作是 把蜡烛B取走,光屏放在蜡烛B的位置上,看光屏上是否有蜡烛A的像,光屏上如果没有,说明平面镜成虚像 ;
(10)用玻璃板代替平面镜做实验时,会看到两个不重合的像,分别是玻璃板前后两个反射面形成的,为消除此现象可选用 薄 (选填“厚”或“薄”)一些的玻璃板代替平面镜;
(11)实验中,如果把蜡烛A远离平面镜,看到的像会 远离 (选填“远离”或“靠近”)平面镜;
6、探究凸透镜成像的规律
(1)成像规律的动态分析
①成实像时的操作: a.要使像变大:保持凸透镜位置不变,蜡烛靠近凸透镜,光屏远离凸透镜;b.要使像变小:保持凸透镜位置不变,蜡烛远离凸透镜,光屏靠近凸透镜
②成虚像时的操作: a.要使像变大:保持凸透镜位置不变,蜡烛远离凸透镜;b.要使像变小:保持凸透镜位置不变,蜡烛靠近凸透镜
(2)实验结论:当u>2f时,成倒立、缩小的实像;当u=2f时,成倒立、等大的实像;当f<u<2f时,成倒立、放大的实像;当u<f时,成正立、放大的虚像。
(3)实验改进:用发光二极管代替蜡烛的好处:二极管所成像更稳定并且容易对比像与物的大小;用带方格的光屏代替白色光屏的目的: 便于比较像的大小变化。
【考向二】热现象
1、探究水沸腾前后温度变化的特点
(1)安装装置时顺序:自下而上;
(2)酒精灯拿开后,沸腾继续,原因:石棉网有余热,水断续吸热;
(3)石棉网作用:使烧杯底部受热均匀;
(4)为了让烧杯内的水尽快沸腾,你采取的方法是 减少水的质量、提高水的初温 ;
(5)实验时不小心被 水蒸气 (选填“沸水”或“水蒸气”)烫伤,情况会更严重;
(6)实验前,向烧杯中倒入热水而不是冷水,这样做是为了 节省加热时间 ;烧杯的纸盖上留有两个小孔,穿过温度计的那个孔作用:固定温度计。另外一个孔的作用是使水面上方大气压强与外界相同,使水的沸点测量值更准确;若不留小孔对实验结果产生的影响是如果没有小孔,会使里面气压增大,测出的水的沸点偏高。
2、比较不同物质吸热的情况
(1)实验方法:控制变量法 转换法(通过温度变化快慢来反映吸热能力的强弱)。
(2)实验液体的选择:质量相同的不同液体。
(3)选择相同的热源目的是:以保证相同加热时间释放的热量相同。
(4)使用电加热器代替酒精灯的好处:易于控制产生热量的多少。
(5)实验中不断搅拌的目的:使液体受热均匀。
(6)描述物体吸热能力的物理量是:比热容。
(7)结论:相同质量的不同物体,吸收相同的热量后升高的温度不同,比热容大的升高的温度低。
(8)实验中,物质吸收热量的多少是通过加热时间来控制的。
3、比热容、热值、热机效率的计算
比热容计算
1、吸热公式:Q吸=cmΔt升=cm(t−t0),放热公式:Q放=cmΔt降=cm(t0−t)。
2、热平衡方程:不计热损失时 Q吸=Q放,用于计算混合温度。
热值计算
1、固体/液体燃料:Q放=mq(q单位:J/kg)
2、气体燃料:Q放=Vq(q单位:J/m3)
热机效率计算
1、公式:,其中W有用=Pt(机械功),Q放=mq(燃料放热)。
2、锅炉/加热效率:,额外热损失来自散热、废气等。
题型一 声现象
1.(2025·广东广州·二模)物理课上老师让同学们分组制作隔音盒子,把正在响铃的闹钟放入封闭盒子中,看谁做的隔音盒子能让闹钟传出的声音最小,具有最好的隔音效果。其中甲乙丙三组分别用不同材料制作的隔音盒子如图1所示。
(1)将测量仪器M的接收器对着声源,仪器能够通过数字显示所在位置接收到声音的大小,分别用M测得丙组的隔音盒子与空盒子的数据如图2所示,M测可测声音的___________(选填“音调”“响度”“音色”),填充海绵能否让闹钟传出的声音变小?___________
(2)请利用M进行测量,来比较甲乙丙三组所制作的隔音盒子哪个的隔音效果最好,设计实验方案写出实验步骤(可以用画图或文字表述)。
2.(2024·广东广州·一模)下表记录了空气中不同温度和湿度下的声速数据。根据表格完成:
(1)当空气湿度为30%、温度为时,声速___________m/s。当空气湿度为70%、温度为时,声速可能为___________m/s;
(2)归纳“温度为时,空气中的声速与湿度的关系”:___________;
温度()
声速(m/s)
湿度
-10
10
30
50
10%
325.05
337.26
347.64
356.81
30%
325.09
337.39
348.11
358.19
50%
325.11
337.52
348.57
359.57
70%
325.14
337.63
349.03
360.94
90%
325.17
337.78
349.49
362.31
(3)图表示了温度均为,湿度在70%和90%时,声音在空气中的图像。其中:甲图线表示所在环境的湿度为___________。
3.(2024·广东广州·一模)老师把振动频率为500Hz钢尺的声波信号输入示波器后,在2毫秒内显示的波形如图1所示。
(1)当老师把同种材料和结构,振动频率为250Hz钢尺的声波信号输入同一设置的示波器,波形图可能是___________。
A. B. C.
(2)当老师将图1中频率为500Hz钢尺的声波响度减小后,输入同一示波器。请在图2中画出此时大致的波形图。___________
题型二 光现象
4.(2025·广东广州·一模)如图甲所示,一束白光经三棱镜折射后,在白屏上形成一条彩色光带,红光和紫光从空气射入该玻璃砖(未画出),离开玻璃砖后沿同一路径射向空气;
(1)图乙中的①是_______ (选填“红光”或“紫光”);
(2)图丙是关于红光和紫光射入该玻璃砖和离开玻璃砖后的完整光路图,正确的是_____ (选填对应的字母)。
5.(2024·广东广州·二模)如图所示,在水平桌面上竖直放置一块平面镜,镜前竖直立着一块长木板,木板上有一个记号A。小明在木板的上边沿B处观察平面镜,恰好能从镜中看到A点而没有被木板挡住。请在图中画出眼睛看到A点的光路图,并在平面镜上标出入射点O______。已知A和B到桌面的高度分别为40cm和80cm,则平面镜上的入射点O到桌面的高度为______。
6.(2024·广东广州·一模)摄影爱好者用“镜像拍摄”的方法给布达拉宫拍照。首先在布达拉宫广场水平地面上倒水形成小水滩,照相机镜头尽量靠近小水滩拍摄,即可拍出布达拉宫的倒影照片,如图所示。查阅资料可知:布达拉宫海拔高度约为3700m,若布达拉宫广场上的旗杆高度为28m,旗杆顶端为O点。
(1)①图中,O点到它通过水面所成的像的距离为______m(选填以下对应的字母);
A.28m B.56m C.3728m D.3756m
②图中,O点的像是______像(选填“实”或“虚”);
(2)在下图中,画出O点在水面中所成的像,并以P点代表相机的镜头,画出从O点出发的光线经水面反射后抵达P点的光路图。____
7.(2025·广东广州·一模)光从一种介质斜射入另一种时介质会发生偏折,不同介质中光的偏折程度不同。光线的偏折程度可用折射率表示,满足如下规律:,其中和分别是入射角和折射角,和分别表示前后两种介质中光的折射率。空气中光的折射率可看为1,光从空气斜射入玻璃时,小白想利用以上规律设计实验来测量玻璃中光的折射率。
(1)玻璃中光的折射率______(用入射角、折射角表示);
(2)当光从空气斜射入玻璃时,请在下图中画出折射光线的大致方向;
(3)数学课上得知:“随着锐角度数A的不断增大,也会跟着变大”。由此可推断出玻璃中光的折射率n______1(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(4)小白找到半圆形玻璃砖、激光笔、笔、计算器(能计算任一角度的正弦值)、刻度尺和白纸来做实验,为完成测量,还需要的测量工具是______;
(5)请设计一个表格,用来记录实验数据。
8.(2025·广东广州·模拟预测)如图甲,一条光线垂直界面AC射入玻璃砖后,在界面AB上只发生反射,最后会从界面BC射出,请将光路补充完整。如果将两块这种玻璃砖放入图乙所示的套筒中,可以组装成一个潜望镜,请在图乙中的适当位置准确绘制这两块玻璃砖,并完成入射光线经两块玻璃砖反射的光路图。
9.(2024·广东广州·二模)如图所示,有一个平面镜斜靠墙放置,A点发出的光经平面镜反射后在天花板上留下光点B(图中未画出)。
①作出A点在平面镜中的像A′;
②通过作出光路图,用“”标出光点B在天花板上所能到达的范围。
10.(2025·广东广州·二模)小明想探究光从水中射向空气的折射现象。没加水前,水箱底部的激光笔在S点发出光线a正好经过M点。水箱中加水至图所示位置后,光线a经水面折射后正好经过N点。
(1)请在图中画出光线a以及这束光经水面的反射光线和折射光线;
(2)不改变光线a的角度,为使这束光从水面射出后能照射在M点,可将激光笔按以下选项的方向移动___________。
①水平向左 ②水平向右 ③竖直向上 ④竖直向下
11.(2025·广东广州·二模)如图所示,光源S发出的一束光a从空气射向平静的水面,在挡光板上点P处及水下点Q处出现光点。
(1)请在图中画出上述现象的入射光线、反射光线和折射光线;
(2)水位逐渐上升,光线a在挡光板形成的光点会________(选填“左移”“右移”或“不动”);此时光源S在水中的像到水面的距离会________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
题型三 透镜及其应用
12.(2025·广东广州·三模)工匠师维护精密仪表时,在眼睛前戴一个透镜,便于观察仪表的细微之处,如图所示。
(1)这个透镜能够使光线 ______ (选填“会聚”或“发散”);
(2)透镜与仪表的距离u应满足下列 条件;
A.u<f
B.f<u<2f
C.u>2f
D.u=2f
E.u=f
(3)工匠师通过透镜观察到的仪表的像是 ______ (选填“正立”或“倒立”)的。
13.(2025·广东广州·三模)(1)如图为光线从水斜射向空气,请画出入射光线的折射光线和反射光线。
(2)如图,凸透镜的焦距为2cm,光心恰好位于刻度轴上的3cm处,某垂直于轴放置的物体上M点发出的三条光线经透镜折射后为图中的光线a、b、c,已知b与c平行。
①在图中画出光线a、b、c经透镜前的光线并找到M点________;
②如果物体所在位置不变,原透镜换成焦距为3.5cm的凸透镜,则能成一个的________像。(选填“倒立放大”、“倒立等大”、“倒立缩小”、“正立放大”)。
14.(2025·广东广州·二模)(1)如图甲所示,将透明的薄壁(厚度可忽略不计)方形水槽水平放置,固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束,小明通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象。
①当水槽中未注水时侧壁上点A处有一光点,当注入如图甲所示的水量后,光点从A移至B处,同时水面下方的侧壁上有另一光点C,请在图甲中通过作图确定此时光点C的位置和光点B的大致的位置______;
②若小明适当增加水槽中的水量,发现B处的光点______(选填“上移”或“下移”);
(2)①图乙中M点发出过光心和平行于主光轴的两条光线,请在图乙中画出这两条入射光线经凸透镜后的光线______;
②与物比较,物体MN经凸透镜成______(选填“放大”“缩小”)、______(选填“正立”“倒立”)的像。
15.(2025·广东广州·一模)如图,MN是一个发光物体,在凸透镜右侧移动光屏,能观察到一个等大的实像,O是凸透镜的光心,光线a平行于主光轴。
(1)该透镜的焦距为_______cm;
(2)画出:①M点发出的光线,经过凸透镜折射后成的像;
②光线b经过凸透镜的折射光线;
③MN在平面镜中的像;
(3)将另一凸透镜替换图中凸透镜,并放在相同位置,在新透镜右侧能观察到放大的实像。新凸透镜焦距f的取值范围是_______。
16.(2025·广东广州·二模)在以下两个光学实验中:
(1)图甲和乙为探究“平面镜成像特点”的实验:
①实验中将点燃的蜡烛靠近玻璃板,像的大小_________(选填“变大”、“变小”或“不变”);
②在像的位置上放一光屏,应该__________(选填“直接观察光屏”或“透过玻璃板观察光屏”)发现光屏不能承接到蜡烛的像,说明平面镜成_________像(选填“实”或“虚”);
③如图乙所示,为烛焰上S点的像点,请在图中画出人眼O看到像点的一条完整光路;_______
(2)图丙为“凸透镜成像”的实验,小白使用的是焦距的透镜,按如图所示位置摆放好器材后,点亮左侧F光源,为让像清晰的成在右侧光屏上,保持透镜和光屏位置不动,应将F光源向_________(选填“左”或“右”)移动,_________(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是根据该成像特点制成的。
17.(2025·广东广州·一模)用如图1所示的装置做“探究凸透镜成像的规律”实验。S为烛焰中心,凸透镜的焦距,O为光心。
(1)请在图1中画出光线SP经过凸透镜后的折射光线;
(2)如图2所示,将凸透镜固定在光具座50cm刻度线处,移动蜡烛,调节光屏,直到光屏上承接到清晰的像。该像的性质是倒立、______的实像(选填“放大”或“缩小”),此时光在光屏上发生______反射(选填“漫”或“镜面”);
(3)将另一透镜贴近凸透镜左侧放置,发现光屏上的像变模糊,向左缓慢移动蜡烛至某一位置时,光屏上又呈现清晰的像,该透镜可以矫正的视力缺陷是______(选填“近视眼”或“远视眼”)。
18.(2025·广东广州·三模)(1)如下图,一束光(图中未画出)从空气射到水面O点,反射光线照到天花板上的A点;
①画出反射光线及对应的入射光线;
②大致画出该入射光线进入水的折射光线。
(2)物体MN放在凸透镜前,M点分别发出两束光a、b,a经过凸透镜光心O,b经过凸透镜的焦点F,画出下图中a、b经凸透镜后的光线。
19.(2025·广东广州·一模)如图,凸透镜的焦距10cm,光心在0cm处,在凸透镜左侧有一平面镜。物体MN上M点发出的光线a经过焦点。
(1)画出a经过凸透镜折射后光线,并找出M点经过透镜折射后所成的像。
(2)画出M点在平面镜的像。
20.(2026·广东广州·一模)如图,凸透镜的焦点为F。
(1)请做出光线a经平面镜反射和凸透镜折射后的光路图;
(2)MN为凸透镜前的一个发光物体,b为MN上某点P发出的一条光线通过凸透镜光心O后的光路。
①通过作图找出MN上P点并标出其位置_____;
②MN经过透镜所成的是_________(选填“倒立”“正立”)、_________(选填“放大”、“缩小”)的像;
21.(2025·广东广州·二模)
(1)小赵同学到鞋店买鞋,他站在镜子前看试穿新鞋的效果,如图所示。
①画出代表新鞋的点在平面镜中的像_________。(保留作图痕迹)
②若他以的速度远离平面镜,则像以___________的速度远离他。新鞋在镜中像的大小___________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(2)凸透镜如图所示,MN为主光轴,O点为光心,F点为焦点,AB为发光物体。请在图中画出三条光线的折射光线,并作出物体的像(注意保留作图痕迹)。
22.(2025·广东广州·二模)(1)如图甲所示,是点光源在平面镜MN中的像,请根据平面镜成像原理完成:
①画出点光源的位置;
②画出点光源发出的光线经过平面镜MN反射后,经过点的完整光路图。
(2)如图乙,凸透镜的光心在处,物体上点发出的一条光线经过光心,另一条光线经过凸透镜的焦点。
①分别画出b经过光心后的光线和c经过凸透镜后的光线___________;
②MN经凸透镜成的像相对于MN是___________(选填“放大”“缩小”或“等大”)的像,这个像___________(选填“能”或“不能”)在光屏上显示出来。
23.(2025·广东广州·二模)按要求完成下列各小题。
(1)如图1甲所示,将透明薄壁方形水槽水平放置,固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一束红光。未注水时,在侧壁上A点处得到一个光点。
①注入一定量的水后,光点移至B点处,同时发现在水面下方的侧壁上C点处出现光点。请在图1乙中,通过作图确定B点的大概位置和C点的位置。______
②适当减少水槽中水的质量时,B处的光点______选填“上移”或“下移”;同时B光点与它在水中像的距离______选填“变大”、“不变”或“变小”。
(2)如图2所示,AB是发光体,凸透镜用“”表示焦距为15cm,光心为O。
①画出A发出a、b两条入射光线经凸透镜后的折射光线。______
②画出AB的像。______
③若将凸透镜向左平移15cm,AB所成的像与AB相比,是放大的,还是缩小的?______;是正立的,还是倒立的?______。
④若将凸透镜换成凹透镜,则光线b经过凹透镜后,将______选填“靠近主光轴”、“远离主光轴”或“不改变光的传播方向”。
题型四 物态变化
24.(2025·广东广州·三模)某物质在不同压强和温度下的状态如图所示,从初始状态M,压强pM=10万Pa,温度TM=20℃,升温加压到状态N,pN=20万Pa,TN=30℃,发生的物态变化是___________,此过程需要_________热(选填“吸”或“放”)。
25.(2025·广东广州·二模)跨学科实践项目:用液态酸奶做酸奶冰淇淋。
【项目分析】
(1)为了达成项目,液态酸奶会__________(填物态变化名称),小明想到了可以分别利用冰、干冰和液氮使酸奶快速变成酸奶冰淇淋。
【项目实施】
(2)方案一:把液态酸奶放入冰块中,冰块会__________(填物态变化名称),如图甲所示,他发现酸奶始终无法变为冰淇淋。为了完成实验,改用盐水冰块替换冰块,酸奶变成了冰淇淋,由此可以推理盐水冰块的熔点比冰的__________(选填“高”或“低”)。
(3)方案二:如图乙,把可食用干冰倒入液态酸奶中,不断搅拌,最终做成冰淇淋。制作过程中先观察到液体中有气泡,周围飘着“白气”。气泡中的主要物质是二氧化碳,它是___________形成的。如图丙,小洋发现装干冰的容器外壁出现一层白霜。
方案三:如图丁所示,把液氮喷入液态酸奶,酸奶也变成了冰激凌。
【交流评估】
(4)小明认为上述最佳的方案是二,理由是:________________________________。
26.(2025·广东广州·一模)鸡蛋羹是用鸡蛋制作的一道家常菜。
蒸鸡蛋羹的操作
步骤
具体操作
步骤1
两只鸡蛋打入碗中,打散,加入适量的水搅匀
步骤2
过滤蛋液,滤去浮沫
步骤3
烧一锅清水,放上蒸隔
步骤4
水开后,把装有蛋液的碗放在蒸隔上,盖上锅盖,蒸5分钟左右即可。
(1)小羽打算在厨房按表中的步骤蒸一次鸡蛋羹。小羽认为:“蛋液被蒸成块状的蛋羹(如图1所示),这是物态变化中的凝固现象”,小羽的说法是_______ 的(选填“正确”或“错误”);
(2)如图2所示,小羽发现蒸锅的锅身材质是不锈钢,但锅柄却是用塑料材质来包裹。锅柄使用塑料包裹的主要原因是塑料比不锈钢 (选填对应字母)。
A.熔点低 B.导电性能差 C.导热性能差
27.(2025·广东广州·三模)图1是“探究水沸腾前后温度变化特点”的实验装置。
(1)某同学在安装温度计时,玻璃泡接触到了烧杯底部,此时应适当将______调整(选填“①”或“②”);
①A十字夹处向上
②B处十字夹向下
(2)实验中记录的数据如下表所示,同时在5-9min观察到烧杯内的水一直都没有出现气泡。此时烧杯内的水是否沸腾?______你的依据是:_______。表中第______min时水的温度值记录错误;
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
温度/℃
90
92
94
96
98
98
98
98
90
98
(3)删除错误数据后,请在图3中画出水的温度随时间变化的图像。
28.(2024·广东广州·三模)如图甲所示,桥面结冰是指桥面被雨、雪、霜等覆盖且降温时其中的水分被冻结成薄冰,从而使桥面出现结冰的现象。
某物理创新实验小组的同学想探究桥面与普通路面相比哪个更容易结冰。他们采用图乙的装置进行实验:分别用两张相同的水泥板模拟普通路面(水泥板下填充沙土)和桥面(水泥板下注水),控制水和沙土质量相同,将两种装置放在环境相同的低温实验室,每隔5分钟用同型号测温枪测量水泥板表面温度,测得相关数据如表所示:
时间t/min
5
10
15
20
普通路面温度t1/℃
21
16
10
4
桥面温度t2/℃
18
12
4
0
(1)实验需要确保两种装置放入实验室时的初始温度______(选填“相同”或“不相同”),由表格数据可以得出结论:相同条件下,桥面与普通路面相比,______更容易结冰;
(2)冬天雨雾天气桥面容易结冰,为了安全,汽车经过桥面时,应该______(选填“加速”或“减速”)通过;
(3)有同学想起,严冬时桥面结冰,道路工人常通过在桥面撒盐的方式来使冰熔化,从而保障桥面不打滑。那么,在相同的气温下,为什么撒了盐后的冰更容易熔化呢?同学进行了如下探究:
①从冰箱里取出一些冰块,分别放入两个相同的易拉罐中,并在其中一个易拉罐中加入适量的盐,均用筷子搅拌一段时间(如图丙);
②当两罐内物体处于______的状态时,用温度计分别测出罐内物体的温度(示数如图丁),加盐罐中物体的温度为______℃;
③对比未加盐罐的温度得出:相同的低温下撒了盐后的冰更容易熔化的原因是______。
29.(2024·广东广州·三模)为了探究“晶体和非晶体熔化过程的规律”,利用如图甲所示的装置:A、B两种物质、电热水壶和水、两支试管、铁架台、2个温度传感器进行实验,温度传感器测量出两种被测物体的温度,并在电脑中绘制出温度随时间变化的图像如图乙所示。
(1)图乙中,B物质是___________(选填“晶体”或“非晶体”),判断的依据是___________;
(2)电热水壶可以调节功率控制水温一定,选择控制水温为___________(选填“40℃”或“60℃”)更合适;
(3)图乙中的A线,0~2min的温度变化速度比5~7min的温度变比速度要快,可以说明以下哪个观点___________。
A.同种物质在不同状态时吸收热量的多少不同
B.同种物质在不同状态时吸热的快慢不同
C.同种物质在不同状态的比热容不同
30.(2024·广东广州·三模)小明把两端开口的细玻璃管插入图中的热水中,发现管内的液面上升,待液面静止时,管内外液面高度差为h(如图)。他查资料得:管内外液面高度差与水温、管的内径有关。小明想探究这支细玻璃管内外液面高度差h与水温t的定量关系,需要测出多组不同的h与t。请帮他设计实验方案(除了题目中提供的器材,加上添加的测量工具,不能再加其他器材)。
(1)实验目的:________;
(2)添加的测量工具有_____________。
(3)实验步骤(可画图或者文字表述):______
(4)设计记录数据的表格。______
题型五 内能
31.(2025·广东广州·二模)
(1)如图甲,某次军事演习中,执行深海作业的潜水艇漂浮在海水中,要使潜水艇下潜,应对水舱要______(选填“注水”或“排水”),当潜艇在水面下继续下潜过程中,海水对潜水艇上下表面的压力差______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)如图乙所示,卫生部门利用雾炮车对城区街道喷洒消毒剂进行消毒和除尘,雾炮车在水平路面匀速前进喷洒消毒液的过程中,雾炮车的机械能______(选填“变大”“不变”或“变小”)、动能______(选填“变大”“不变”或“变小”),喷洒时离得较远的环卫工人也能闻到消毒液的气味,这说明______。
(3)如图丙为小明在科技节中自制的水火箭结构示意图。图丁为使用打气筒向水火箭内不断打气示意图,当水面上方空气压强增大到一定程度时,会使水向下喷出,从而使水火箭升空。结合材料,利用打气筒向水火箭内打气,水火箭中空气的内能______(选填“变大”“不变”或“变小”),打气筒将空气压入水火箭内的能量转化过程与汽油机的______冲程相同,水向下喷出会使水火箭升空是因为______。
32.(2025·广东广州·二模)(1)如图,老谈把牛奶和奶油按比例倒入纸杯中混合,再加入适量干冰,不断搅拌,最终做出了冰激凌。嘉豪同学注意到纸杯附近有“白雾”,纸杯外侧出现了“白霜”。请帮忙分析,产生“白雾”的相应物态变化是________,这现象与烧开水时,水壶壶嘴喷出来“白气”的相应物态变化是否相同?________。产生“白霜”的相应物态变化是________。
(2)若100克混合液体在凝固前放出了8000J热量,温度降低了20℃,则它的比热容是________________;
(3)嘉豪同学回家后煎了个鸡蛋慰劳自己,他发现液态的鸡蛋煎熟后变成了固态,他认为这个现象是凝固。他的观点是否正确?________。
33.(2025·广东广州·二模)给一块2kg的冰块不断加热,先后经历了以下三个过程:
①从-10℃升到0℃且无冰水混合物形成,冰吸收的热量Q1;
②从0℃的冰(无冰水混合物)变为10℃的水,吸收热量Q2;
③从10℃升到20℃,水吸收的热量Q3;
(1)冰变成水的过程为______(填写物态变化的名称),此过程该物质的温度不变,内能______(选填“增大”“减小”或“不变”);
(2)已知冰和水的比热容分别为c冰、c水,且c冰<c水,假设在整个过程中总质量保持不变,则Q1______Q3、Q2______Q3;(以上两空均选填“>”“=”或“<”)
34.(2025·广东广州·一模)2025年2月27日,我国成功发射了长征二号丙运载火箭,将两颗卫星送入预定轨道。某中学的一个物理兴趣小组动手实践自制了一枚如图甲所示的水火箭,其原理是压缩空气使水从“火箭”尾部向下喷出,推动“火箭”飞向空中,图乙为水火箭的运动轨迹,其依次经过ABCD位置。
(1)向瓶中充气,气体内能______(选填“增大”“不变”或“减小”);
(2)水火箭在B点时,水已排尽,C点为最高点,则BC段动能______(选填“增大”“不变”或“减小”);
(3)A、D两点高度相同,水火箭在A点重力势能______(选填“大于”“等于”或“小于”)D点重力势能,CD段水火箭机械能______(选填“增大”“不变”或“减小”)。
35.(2025·广东广州·一模)航天员在空间站先后进行了四次“太空授课”,激发了青少年学习科学的热情。
(1)如图1,航天员往一个水球中轻轻注入适量的蓝色颜料,最后观察到整个水球都变蓝了,这属于______现象,说明______;
(2)如图2,在“液桥”实验中,将两块透明板上的水球接触后合成一个整体,说明分子间存在______;
(3)如图3,“太空抛物”实验,由于在空间站舱内,物体几乎不受重力作用,且物体受到微弱的空气阻力忽略不计,无论往哪个方向抛,王亚平水平向前抛出“冰墩墩”摆件,被抛出后的冰墩墩近似______(选填“静止”“加速直线运动”或“匀速直线运动”),这是由于冰墩墩具有______所致;
(4)飞船返回舱返回地球时,进入大气层后,与大气剧烈摩擦使返回舱内能增加,舱体外壁的温度达以上。这种改变内能的方式是______。
36.(2025·广东广州·二模)小李想了解不同液体的放热情况,将相同质量的和液体装在两个完全相同的杯子中,通过测量得到A、B液体的温度随时间变化如图(1)所示;另外知道A、B液体在这个过程中放出的总热量如图(2)所示。液体A、B都不考虑蒸发。
(1)A液体在降温过程中,内部分子动能___________(选填“增大”、“不变”、“减小”);A液体的内能___________(选填“增大”、“不变”、“减小”)
(2)A液体的比热容___________(选填“>”、“=”、“<”)B液体的比热容,请写出判断依据是___________。
37.(2025·广东广州·三模)请完成下列填空。
(1)如图甲所示的装置“探究影响滑动摩擦力大小的因素”,水平传送带的速度可以调节,定滑轮摩擦忽略不计。
①启动传送带,当弹簧测力计的示数稳定后,木块相对于地面________,此时弹簧测力计的示数等于木块所受滑动摩擦力的大小,木块所受滑动摩擦力的方向沿水平向________;
②某次实验中,减小传送带的速度,当弹簧测力计的示数稳定后,小敏发现弹簧测力计的示数__________(选填“变小”、“不变”、“变大”);
(2)如图乙所示,瓶内装有少量的水,用塞子塞紧,并用打气筒向瓶内打气,当塞子跳起时,瓶内出现白雾,这说明气体对外做功时,内能________(选填“增大”“减小”或“不变”);
(3)如图丙所示,在“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验中,让同一小钢球从斜面不同高度由静止下滑至水平面上,是为了探究动能与________(选填“高度”或“速度”)的关系;
(4)如图丁所示,“测量小石块密度”的实验中,若用量筒先测其体积,接着用天平测其质量,则密度的测量值将________(选填“偏大”“偏小”或“无偏差”),你的依据是_________。
38.(2025·广东广州·一模)如图所示,用规格相同的加热器给初温均为的甲、乙液体(甲、乙质量保持不变且)加热,两种液体每秒吸收的热量相同,这两种液体的温度—加热时间的图像如图丙所示。
(1)要完成该实验,除了图中所示的器材外,还需要的测量工具有天平和_________;
(2)某时刻温度计示数如图所示,此时乙的温度为_________°C ;
(3)甲液体第30s的内能____________(选填“大于”“等于”或“小于”)第35s的内能;
(4)根据图丙中0至30s图线及题目所给信息得出:甲液体的比热容比乙液体的___________(选填“大”“相同”或“小”),判断依据是__________。
39.(2025·广东广州·一模)如图所示,规格相同的甲乙容器装了相同质量的不同液体,用加热器加热时,单位时间内两液体吸收的热量相同,忽略散热,得到温度随加热时间变化的图线。
(1)甲液体加热4min吸收的热量_________(选填“大于”“小于”或“等于”)乙液体加热3min吸收的热量;
(2)两种液体的比热容c甲_________c乙(选填“>”“<”或“=”)。
40.(2025·广东广州·二模)小琳用如图A所示装置测量物块所受到的滑动摩擦力。轻质弹簧一端固定在上方,一端通过定滑轮水平拉着物块。传送带向左匀速运动,速度可调,木块放在传送带上。
(1)当木块相对地面静止时,弹簧测力计的示数如图B所示,忽略空气阻力和滑轮摩擦,在图C方框内画出木块水平方向的受力示意图并标出摩擦力f的大小(用“●”表示木块);
(2)增大传送带的速度,此时物体所受到的摩擦力将__________(选填“变大”“变小”“不变”)。
(3)实验完成后,小琳发现木块底部温度升高,这是通过__________(选填“做功”“热传递”)的方式增大木块内能。
41.(2025·广东广州·三模)如图甲所示,在绝热的容器(容器内部不与容器外部发生热传递)中装有100°C的水A,其质量为1kg;把一瓶10°C的酒精B放入该容器后,利用温度传感器测量它们的温度变化,得到图乙中的曲线。假设热水放出的热量全部给酒精吸收了,忽略容器内气压的变化,水的比热容。
(1)酒精的沸点为__________°C,在10min后,酒精__________(选填“能”或“不能”)持续沸腾;
(2)请计算这瓶酒精B从10°C升温到78°C的过程中吸收的热量为________________J;
(3)能否根据本次实验提供的信息,判断酒精与水的比热容大小?如能请写出判断依据,如不能,请说明理由_______________________________________。
题型六 内能的利用
42.(2025·广东广州·三模)旅行家骑摩托车在某次旅程中消耗汽油3kg,这些汽油完全燃烧能放出的热量为_______J,若汽油机的效率为30%,则汽油机做的有用功为_____________J;图甲为该摩托车的单缸四冲程汽油机某个冲程的能量流向图,由此可以判断该汽油机正处于_________(选填“A”、“B”、“C”、“D”)图的冲程;在这个冲程,汽缸内封闭气体的分子运动________(选填“变剧烈”、“变缓慢”或“不变”)()
A.B.C.D.
43.(2025·广东广州·二模)小明和妈妈利用燃气灶加热某液体,该液体的质量为500g。
(1)已知,天然气的热值,天然气完全燃烧放出热量的40%被该液体吸收,已知该液体初温为30℃,吸收了的热量,温度升高了40℃,该液体的比热容为______,需要完全燃烧______天然气:
(2)该液体沸腾后,妈妈把虾放进锅中,小明就闻到了虾的鲜香味,表明______。(选填“分子间有引力”“分子间有斥力”或“分子做无规则运动”)
44.(2025·广东广州·一模)下表所示是某燃气灶的产品参数,现使用该燃气灶将1kg的水从20℃加热到80℃,用时84s。
产品型号
AY8A
适用气源
天然气
热负荷
5kW
热效率
65%
(1)水加热的过程,内能______(选填“增大”“减小”或“不变”)这是通过______(选填“热传递”“做功”)的方式改变内能;
(2)已知水的比热容为,则上述过程水吸收的热量是______J;
(3)产品参数中的热负荷是指燃料在燃烧器中燃烧时单位时间内所释放的热量,若上述过程中燃气灶以该热负荷工作,则燃料释放的热量是______J,燃气灶的实际热效率是______;
(4)完全燃烧相同体积的液化石油气与天然气(),与天然气相比,液化石油气释放的热量______(选填“更多”“一样多”或“更少”)。
45.(2025·广东广州·二模)如图1所示,用不同的加热器同时给质量相等的甲和乙两种液体加热,。已知甲液体的初温为20℃,乙液体的初温如图1所示。当加热到第6min时两种液体的温度相同(均未沸腾),甲液体的温度-加热时间的图线如图2所示。该过程两加热器产生的热量都有80%被这两种液体吸收,忽略液体蒸发。
(1)乙液体的初温为________℃;
(2)请在图2中画出乙液体加热0-6min的温度-加热时间的图线;
(3)加热0-6min,甲液体吸收的热量________(选填“大于”“等于”或“小于”)乙液体吸收的热量;
(4)若加热器1加热0-6min所产生的热量为,则甲液体的质量为________kg。
46.(2026·广东广州·模拟预测)“芒种”前后是麦子成熟收割的时间,需要及时把麦子归仓。现在很多地方都用联合收割机收割麦子,某收割机的参数如表所示。(g取10N/kg)
割幅/m
2.2/2.5
履带接地总面积/m2
3.6
喂入量/()
3/4/4.5
功率/kW
60
发动机效率
40%
油箱容积/L
72
满油时整机质量/kg
2880
(1)满油时收割机对水平地面的压强;
(2)如图甲所示,收割机功率保持60kW不变,收割一块地的麦子,耗时0.5h,求:
①该收割机做功,
②在此过程中消耗柴油的质量;(柴油的热值为4.3×107J/kg,计算结果保留一位小数)
47.(2025·广东广州·一模)如图甲所示是一艘完全依靠太阳能驱动的船,电池板接收太阳能的功率为1.6×105W。假设接收的太阳能只用来驱动船前进,在一次航行中,太阳能船受到水平方向的牵引力F随时间t的变化关系如图乙,航行速度如图丙。(海水密度约为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)若船吃水深度为1m,则船底受到水的压强是多大?
(2)第50s至100s,牵引力在这段时间内做的功?
(3)第50s至100s,若船接收的太阳能全部改由燃烧柴油提供,则需要消耗柴油的质量是多少?(q柴油=4.0×107J/kg)
48.(2025·广东广州·一模)随着人民生活水平的不断提高,汽车已经走进我们的家庭。小林家最近购买了一辆轿车,新车的相关信息如表所示:
空载质量
2000kg
车身长度
满载人员
5人
最大车速
轮胎与地总接触面积
发动机水箱容积
50L
回答以下问题:
(1)汽油机是汽车的“心脏”,汽油机工作时什么冲程使汽车获得动力?
(2)该汽车空载停放在水平的停车场时,汽车对地面的压强有多大?
(3)若汽车在水平路面以80kW的恒定功率启动后不断加速,到最后做匀速直线运动。运动的速度v与时间t的关系如图所示。在时间内:
①发动机做的功是多少?
②汽车发动机牵引力是多少?
③若发动机的转化效率为,则需要燃烧多少kg汽油才能使发动机做这么多功?()
49.(2025·广东广州·二模)海油观澜号是中国首个深远海浮式风电平台,装机容量为7.25兆瓦,在水中漂浮并捕捉风能发电,如图所示。海油观澜号由浮式基础和风机组成,整体高度超过200m,总质量达。平台采用“半潜式”设计,底部是一个三角形浮式基础,包括3个边立柱和1个中间立柱;浮式基础上方是高为83m的圆筒状柱子,柱子上方安装有机舱,机舱前部的3只大扇叶在风力带动下驱动机舱中的发电机转子转动,生成绿色电力,年发电量达。
(1)当海风从左向右水平吹向水平扇叶A时,水平扇叶A将__________(选填“顺时针”或“逆时针”)转动;
(2)风平浪静叶片不动时,海油观澜号受到的浮力是多少__________?排开海水的体积是多少________?(海水密度取,g取)
(3)海油观澜号投产用来代替发电效率为36%的煤炭发电站,一年可以节约煤炭的质量是__________?请你通过计算分析,一标准大气压下,这些煤炭完全燃烧放出的热量能否让质量为、初温为50℃的水温度升高到__________℃。[,]
50.(2025·广东广州·二模)据统计,每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标,氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大,使用氢燃料电池的交通工具不断丰富,其应用流程如下。
(1)下列说法正确的是 ;
A.采用氢燃料是利用氢的比热容大
B.氢能源汽车工作过程,氢燃料电池将电能转化为化学能
C.氢能源汽车工作过程中,剩余氢的热值不变
D.使用热值更大的燃料,一定可以增大热机效率
(2)储氢瓶在高压下储存氢气时,瓶内气体的温度会升高,该过程中氢气的内能 __________(选填“增大”“减小”或“不变”);汽车冷却系统中,水箱内的液态水通过 __________(填写物态变化名称)吸收热量,有效降低发动机温度;
(3)以氢燃料电池卡车为例,若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h,功率为172kW;
①求以当前速度卡车行驶72km消耗的能量为 ____________J;
②与燃油卡车相比,氢燃料电池卡车行驶72km 可减排二氧化碳的质量为 _____________。(燃油机的效率取36%,燃油的热值q取 4.3×107 J/kg)
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抢分04非选择题
(声光热综合)
参考答案
题型一声现象
1.(1)响度
能
(2)①将机械闹钟放入鞋盒内,确保其位置固定;②在鞋盒四周分别塞
确保材料的厚度和密度相同;③使用噪声监测仪在离鞋盒一定距离外
录下每个隔音盒在相同距离下的噪声监测仪读数。
2.48.11
340.00
见解析
90%
4cm
3.A
2ms
题型二
光现象
4.(1)红光
(2)B
夕
5.
60cm
A
-A
桌面
O
旗杆
A
6.B
虚
水面i7
sinθ
7.()sin02
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(广州传用)
入甲、乙、丙三组各自的隔音材料,
(如1米)测量声音的强度;④记
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空气
(2)
玻璃
(3)大于
(4)量角器
(5)
玻璃中光的折
实验次数
入射角01
折射角02
射率n
n的平均值
2
A
空气
--
8
45°8
459
玻璃
45
C
天花板
F
D
墙
平面镜
M
10.(1)
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(2)①③
空气
11.(1)
用
水
(2)左移
减小
题型三
透镜及其应用
12.(1)会聚
(2)A
(3)正立
空气
13.
(1)
(2)
正立放大
0cm 1
空气
14.(1)
上移
凸透镜
(2)
F
放大
倒立
3/10
盖系一每举丁
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15.(1)10.0
平面镜
一凸透镜
C
主光轴
(2)
TTTTTTTTTTTTTTi
HINTT
、0cm
10
30
40
50
...。
b
M
N
M
(3)10.0cm<f<20.0cm
玻璃板
16.(1)不变
直接观察光屏
虚
B
(2)左
照相机
17.(1)
(2)
放大
漫
(3)近视眼
心天花板
A
18.(1)空气
凸透镜
(2)
F
M
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平面镜
凸透镜
M
0
19.(1)
30
20
10
0
10
20
cm
主光轴
M
平面镜
凸透镜
(2)
30
20
10
10
20
cm
主光轴
20.(1)
倒立
放大
21.(1)
4
不变
A
2)M
B
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S
22.
凸透镜
M
(2)
b
缩小
能
30
20
10
0
10
20
主光轴
A
空气
23.(1)
水
下移
变大
乙
A
主光轴
b
10
10
30
20
图2
个.-4
A
主光轴
F
放大
倒立
不改变光的传播方向
TTTtTTTTTTTTT
30cm
20
10
10
20
30
图2
题型四
物态变化
24.液化
放
25.(1)凝固
(2)熔化
低
3)干冰升华
(④)干冰是固态二氧化碳,常温下可直接升华变为气态,升华过程吸热,能使周围温度迅速降低,且干
冰升华后变为气体,不会像冰熔化后有残留的水,也不会像液氮使用过程中需要特殊的喷入设备等,
操作相对简单,能使酸奶快速均匀地变成冰淇淋
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26.(1)错误
(2)C
27.(1)①
(2)否
沸腾是发生在液体表面和内部剧烈的汽化现象,此过程中液态的水会变为水蒸气,同时会产
生气泡,在5-9min观察到烧杯内的水一直都没有出现气泡,说明烧杯内的水没有沸腾8
温度/℃
100
98
96
3)
94
92
906123456789时间/min
28.相同
桥面
减速
固液共存
6
熔点变低
29.非晶体
熔化过程中,温度持续上升
60C
30.(1)探究管内外液面高度差h与水温t的定量关系
(2)刻度尺、温度计
(3)①按图所示,往烧杯加入适量热水,将细玻璃管和温度计插入水中,待液面静止;
②用刻度尺测出管内外液面高度差,记作h;
③用温度计测出管内液体的温度,记作
④多次改变水温(如果是热水,就等待水温下降,如果有电加热器,则开始时使用常温水,此时可以
通过加热的方式改变水温),用同一根细玻璃管重复上述步骤。
(4)
余
号
液面高度差(hcm)
水温(t℃)
题型五内能
31.(1)注水
不变
(2)变小
变小
分子在不停地做无规则运动
(3)变大
压缩
物体间力的作用是相互的
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32.(1)液化
相同
凝华
(2)4×103J/kgC)
(3)不正确,液态的鸡蛋煮熟后变成固态属于化学变化(蛋白质变性),而凝固是物理变化
33.(1)熔化
增大
(2)<
34.(1)增大
(2)减小
3)大于
减小
35.(1)扩散
分子都在不停地做无规则运动
(2)引力
(3)匀速直线运动
惯性
(4做功
36.(1)减小
减小
(2)>
由C=旦可知A液体的比热容大于B液体的比热容
m△t
37.(1)静止
向左
不变
(2)减小
(3)速度
(4)偏大
体积不变,由可知P=”可知,密度的测量值将偏大
V
38.(1)秒表
(2)58
(3)小于
(4)大
由图可知,在0-60s内,甲、乙变化图像是重合的,即甲、乙吸收相同的热量,升高相同的
温度,由于甲的质量小于乙的质量,根据c=Q可知,甲的比热容大于乙的比热容
m△t
39.(1)大于
(2)>
=4N
40.(1)
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(2)不变
(3)做功
41.(1)78
不能
(2)8.4×104
(3)从图像中可以知道在前5min内,水降低的温度△1*=100℃-80℃=20℃;酒精升高的温度
A1:=78℃-10℃=68℃,由于热水放出的热量全部被酒精吸收,即Q=Q,根据c=Q可知,因
m△t
为不知道酒精的质量,所以无法根据本次实验提供的信息,判断酒精与水的比热容大小
题型六内能的利用
42.1.38×108
4.14×10
B
变剧烈
43.(1)4200J/(kg·℃)
0.005
(2)分子做无规则运动
44.(1)增大
热传递
(2)2.52×105
(3)4.2×105
60%
(4更少
45.(1)10
+温度/℃
40
甲液体
30
220
乙液体
10
加热时间/min
0
2
6
3)小于
(4)0.5
46.(1)满油时收割机对水平地面的压力为F=G=mg=2880kg×10N/kg=28800N
满油时收割机对水平地面的压强p=F=2800N
ΓS3.6m2
8000Pa
(2)[1]收割机做功W=Pt=60×103W×0.5×3600s=1.08×108J
[2]柴油完全燃烧放出的热量为9做=
w_1.08x10J=2.7×10J
n
40%
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则柴油质量为m=
0a-2.7×10】63k8
94.3×107J/kg
47.(1)船底受到水的压强p=p*gh=1.0×103kg/mx10N/kg×1m=1×104Pa
(2)第50s至100s,由图乙可知此时牵引力F=8.0×10个,由图丙可知船速约为v0.5m/s,经过时间
△=50s,则船在这一段位移s=v×△t-0.5m/s×50s=25m
牵引力在这段时间内做的功W=Fs=8.0×104N×25m=2.0x10J
(3)第50s至100s电池板接收太阳能E=P×△t=1.6×105W×50s=8.0×10J
若船接收的太阳能全部改由燃烧柴油提供,即Q意=£=8.0×10J
则所需柴油质量m=数=,80x10)=0.2kg
g4.0×10J1kg
48.(1)汽油机的做功冲程对外做功,将内能转化为机械能,因此,汽油机工作时做功冲程使汽车获得动力.
(2)该汽车空载时,汽车对水平地面的压力F=G=mg=2000kg×10N/kg=2×104N
轮胎与地接触面积S=0,5m2,汽车对水平地面的压强p=-2×10N=4×10Pa
S0.5m2
(3)由图可知,轿车在10s~20s内速度为20m/s不变,即做匀速直线运动,已知发动机的恒定功率
P=80kW=8×104W
①由P=”可得,在10-20s时间内,轿车发动机做的功W=Pr=8×10Wx10s=8x10订
②由图可知,轿车匀速直线运动时,y=20m15,则由P=”-=Fy可得,牵引力
tt
P_8×10W=4x10N
F牵引=
v 20m/s
W
③由1=
可求得,汽油完全燃烧放出的热量Q。=”_8×10J-4x10
120%
由Q数=mq可得,汽油的质m%油
2微=4×10J
9汽油5×10J1g
=0.08kg
49.(1)顺时针
(2)1.1×10N
1.1×104m3
(3)7.0×10kg
60
50.(1)C
(2)增大
汽化
(3)6.192×108
132kg
10/10
抢分04 非选择题(声光热综合)(广州专用)
抢分预测 抢分秘籍 抢分特训
3年考情
抢分依据
命题预测
2025T13
2024T11
2023T10、T11
广州中考非选择题常考模块,形式灵活,包含填空、作图、实验小问,考点基础且稳定,易拿分。
声、光现象与透镜:结合生活情境考查声现象规律、光现象作图/辨析、凸透镜成像规律应用,形式涵盖填空、作图、实验小问,侧重现象分析与规律应用。
2024T14
广州中考常考热学综合题,以实验或计算形式考查,侧重物态变化规律与内能相关计算,套路固定。
物态变化与内能及其利用:考查物态变化判断与吸放热分析、比热容/热值相关计算、热机原理应用,形式包含填空、实验、计算,侧重数据处理与规律应用。
【考向一】光与透镜
1、光的反射作图
类型
作图方法
已知反射面、入射光线做反射光线
如图所示,先过入射点O作出法线,再根据光的反射定律(反射角等于入射角),作出反射光线,标上箭头。
已知反射面、反射光线作入射光线
如图所示,先过入射点作出法线,再根据光的反射定律(反射角等于入射角)画出对应的入射光线,标上箭头
已知入射光线和反射光线,画出平面镜的位置
如图所示,先作入射光线和反射光线夹角的角平分线,此线的位置即为法线的位置。过入射光线与反射光线的交点(入射点)作垂直于法线的一条直线,该直线的位置即为平面镜的位置。
2、平面镜成像作图
(1)根据平面镜成像特点作图(对称法)
作图方法(如图所示)
①做垂线—即画出物体的两个端点AB到平面镜面的垂线段AM、BN;
②画垂足;
③量等距:使A´M=AM,B´N =BN;
④画像点A´B´并连接,则A´B´就是物体AB的像。
(2)根据平面镜成像原理(光的反射定律)作图
从S 射向平面镜的所有光线,经平面镜反射后,反射光线的反向延长线都会交于点S',所以在作图时,只要任选两条从点光源S发出射向平面镜的入射光线,作出其反射光线的反向延长线,就可以确定像S'。如下图。
作图步骤如下:
①从点光源S任意引两条光线射到平面镜上;
②分别作出两条入射光线的法线;
③根据光的反射定律分别作出两条入射光线的反射光线;
④分别作两条反射光线的反向延长线,它们的交点S'即为点光源S的像。
3、透镜的三条特殊光线
平行于主光轴
过焦点
过光心
凸透镜
平行于主光轴的光经凸透镜后,将会聚在焦点上。
过焦点的光,通过凸透镜后,平行于主光轴射出。
通过光心的光线,其传播方向不改变。
凹透镜
平行于主光轴的光经凹透镜折射后,反向延长线将交于异侧虚焦点上。
入射光线的延长线相交于虚焦点,通过凹透镜后,平行于主光轴射出。
通过光心的光线,其传播方向不改变。
4、探究光的反射定律
(1)硬纸板应选择 粗糙(填“光滑”或“粗糙”)的,优点是在纸板前不同方位都能看到光的传播径迹。
(2)将两块硬纸板A和B粘接起来,能沿ON折转,并将它们 垂直 放置在平面镜上,如图甲所示。让一束光贴着纸板A,沿EO方向射向O点,不同位置的同学都能观察到反射光,这是因为光在纸板上发生了 漫 反射。
(3)根据表中实验数据可以得出:光反射时, 反射角等于入射角 。
(4)如图乙所示,将纸板B沿PQ剪开,把纸板B的上半部分向后折转,上半部分不能观察到反射光。这现象说明:光在反射时,反射光线、入射光线和法线在 同一平面内 。
(5)多次改变入射角大小并进行多次实验的目的:保证实验结论具有普遍性。
(6)如果让光线逆着OF的方向射向镜面,会发现反射光线沿着OE方向射出,这表明:在反射现象中,光路是可逆的。
(7)用带箭头的直线表示光的传播路径和方向应用的研究方法是理想模型法。
5、探究平面镜成像时像与物的关系
(1)实验最好在 较暗 的环境下进行该实验,以便于观察 蜡烛A的像 (选填“蜡烛A”、“蜡烛B”或“蜡烛A的像”);
(2)将点燃的蜡烛A固定放在玻璃板前,未点燃的蜡烛B放到玻璃板后。移动蜡烛B,使蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。此时我们在蜡烛 A (选填“A”或“B”)一侧可以观察到蜡烛B好像也在燃烧;
(3)平面镜成像的原理是:光的反射;
(4)选用透明的玻璃板代替平面镜,目的是 便于确定像的位置 ;
(5)在玻璃板的前面放一支点燃的蜡烛A,还要在玻璃板的后面放一支没有点燃的蜡烛B,此操作目的是 确定像的位置和比较像与物体的大小 ;
(6)画出蜡烛A和蜡烛B位置的连线,发现两蜡烛的连线与镜面 垂直 ;
(7)用刻度尺测出A、B到镜面的距离,发现它们的距离 相等 ;
(8)在寻找蜡烛像的位置时,眼睛应该在蜡烛 A (选填“A”或“B”)这一侧观察,若实验过程中,某同学无论怎样调节蜡烛B,发现都不能与蜡烛A的像重合。发生这种现象的原因可能是 玻璃板没有竖直放置 ;
(9)若要确认平面镜所成的像是虚像还是实像,进一步的操作是 把蜡烛B取走,光屏放在蜡烛B的位置上,看光屏上是否有蜡烛A的像,光屏上如果没有,说明平面镜成虚像 ;
(10)用玻璃板代替平面镜做实验时,会看到两个不重合的像,分别是玻璃板前后两个反射面形成的,为消除此现象可选用 薄 (选填“厚”或“薄”)一些的玻璃板代替平面镜;
(11)实验中,如果把蜡烛A远离平面镜,看到的像会 远离 (选填“远离”或“靠近”)平面镜;
6、探究凸透镜成像的规律
(1)成像规律的动态分析
①成实像时的操作: a.要使像变大:保持凸透镜位置不变,蜡烛靠近凸透镜,光屏远离凸透镜;b.要使像变小:保持凸透镜位置不变,蜡烛远离凸透镜,光屏靠近凸透镜
②成虚像时的操作: a.要使像变大:保持凸透镜位置不变,蜡烛远离凸透镜;b.要使像变小:保持凸透镜位置不变,蜡烛靠近凸透镜
(2)实验结论:当u>2f时,成倒立、缩小的实像;当u=2f时,成倒立、等大的实像;当f<u<2f时,成倒立、放大的实像;当u<f时,成正立、放大的虚像。
(3)实验改进:用发光二极管代替蜡烛的好处:二极管所成像更稳定并且容易对比像与物的大小;用带方格的光屏代替白色光屏的目的: 便于比较像的大小变化。
【考向二】热现象
1、探究水沸腾前后温度变化的特点
(1)安装装置时顺序:自下而上;
(2)酒精灯拿开后,沸腾继续,原因:石棉网有余热,水断续吸热;
(3)石棉网作用:使烧杯底部受热均匀;
(4)为了让烧杯内的水尽快沸腾,你采取的方法是 减少水的质量、提高水的初温 ;
(5)实验时不小心被 水蒸气 (选填“沸水”或“水蒸气”)烫伤,情况会更严重;
(6)实验前,向烧杯中倒入热水而不是冷水,这样做是为了 节省加热时间 ;烧杯的纸盖上留有两个小孔,穿过温度计的那个孔作用:固定温度计。另外一个孔的作用是使水面上方大气压强与外界相同,使水的沸点测量值更准确;若不留小孔对实验结果产生的影响是如果没有小孔,会使里面气压增大,测出的水的沸点偏高。
2、比较不同物质吸热的情况
(1)实验方法:控制变量法 转换法(通过温度变化快慢来反映吸热能力的强弱)。
(2)实验液体的选择:质量相同的不同液体。
(3)选择相同的热源目的是:以保证相同加热时间释放的热量相同。
(4)使用电加热器代替酒精灯的好处:易于控制产生热量的多少。
(5)实验中不断搅拌的目的:使液体受热均匀。
(6)描述物体吸热能力的物理量是:比热容。
(7)结论:相同质量的不同物体,吸收相同的热量后升高的温度不同,比热容大的升高的温度低。
(8)实验中,物质吸收热量的多少是通过加热时间来控制的。
3、比热容、热值、热机效率的计算
比热容计算
1、吸热公式:Q吸=cmΔt升=cm(t−t0),放热公式:Q放=cmΔt降=cm(t0−t)。
2、热平衡方程:不计热损失时 Q吸=Q放,用于计算混合温度。
热值计算
1、固体/液体燃料:Q放=mq(q单位:J/kg)
2、气体燃料:Q放=Vq(q单位:J/m3)
热机效率计算
1、公式:,其中W有用=Pt(机械功),Q放=mq(燃料放热)。
2、锅炉/加热效率:,额外热损失来自散热、废气等。
题型一 声现象
1.(2025·广东广州·二模)物理课上老师让同学们分组制作隔音盒子,把正在响铃的闹钟放入封闭盒子中,看谁做的隔音盒子能让闹钟传出的声音最小,具有最好的隔音效果。其中甲乙丙三组分别用不同材料制作的隔音盒子如图1所示。
(1)将测量仪器M的接收器对着声源,仪器能够通过数字显示所在位置接收到声音的大小,分别用M测得丙组的隔音盒子与空盒子的数据如图2所示,M测可测声音的___________(选填“音调”“响度”“音色”),填充海绵能否让闹钟传出的声音变小?___________
(2)请利用M进行测量,来比较甲乙丙三组所制作的隔音盒子哪个的隔音效果最好,设计实验方案写出实验步骤(可以用画图或文字表述)。
【答案】(1) 响度 能
(2)①将机械闹钟放入鞋盒内,确保其位置固定;②在鞋盒四周分别塞入甲、乙、丙三组各自的隔音材料,确保材料的厚度和密度相同;③使用噪声监测仪在离鞋盒一定距离外(如1米)测量声音的强度;④记录下每个隔音盒在相同距离下的噪声监测仪读数。
【详解】(1)[1]声音的大小叫响度,响度与振幅和距离声源的远近有关,由图可知,测量仪器M测可测声音的响度。
[2]减弱噪声的办法:在声源处减弱、在传播过程中减弱、在人耳处减弱。填充海绵可以让闹钟传出的声音变小,因为中空的海绵可以吸收部分声波。
(2)实验步骤:
①将机械闹钟放入鞋盒内,确保其位置固定;
②在鞋盒四周分别塞入甲、乙、丙三组各自的隔音材料,确保材料的厚度和密度相同;
③使用噪声监测仪在离鞋盒一定距离外(如1米)测量声音的强度;
④记录下每个隔音盒在相同距离下的噪声监测仪读数。
2.(2024·广东广州·一模)下表记录了空气中不同温度和湿度下的声速数据。根据表格完成:
(1)当空气湿度为30%、温度为时,声速___________m/s。当空气湿度为70%、温度为时,声速可能为___________m/s;
(2)归纳“温度为时,空气中的声速与湿度的关系”:___________;
温度()
声速(m/s)
湿度
-10
10
30
50
10%
325.05
337.26
347.64
356.81
30%
325.09
337.39
348.11
358.19
50%
325.11
337.52
348.57
359.57
70%
325.14
337.63
349.03
360.94
90%
325.17
337.78
349.49
362.31
(3)图表示了温度均为,湿度在70%和90%时,声音在空气中的图像。其中:甲图线表示所在环境的湿度为___________。
【答案】 348.11 340.00 见解析 90%
【详解】(1)[1]由表格数据知,当空气湿度为30%、温度30℃时,声速v=348.11m/s。
[2]由表格数据知,当空气湿度为70%,速度随着温度的升高而增加,温度为20℃时,声速介于337.63m/s到349.03m/s,所以声速可能为340.00m/s。
(2)[3]由表格数据知,温度为30℃时,声音在空气中的传播速度随着湿度的增加而增大。
(3)[4]由图像知,声音的速度甲的比乙的大,因为时间相同时,甲的路程比乙的大,由表格数据知,温度为50℃时,湿度越大,声速越大。所以甲所在的环境湿度为90%。
3.(2024·广东广州·一模)老师把振动频率为500Hz钢尺的声波信号输入示波器后,在2毫秒内显示的波形如图1所示。
(1)当老师把同种材料和结构,振动频率为250Hz钢尺的声波信号输入同一设置的示波器,波形图可能是___________。
A. B. C.
(2)当老师将图1中频率为500Hz钢尺的声波响度减小后,输入同一示波器。请在图2中画出此时大致的波形图。___________
【答案】 A
【详解】[1] 图1是振动频率为500Hz钢尺的声波信号,由图可知在2ms内出现了一个完整的波形,当振动频率为250Hz时,频率变为原来的一半,要出现一个完整的波形需要4ms,则在2ms内则能出现原来的一半,故选A。
[2]当频率为500Hz钢尺的声波响度减小后,在2ms内仍出现一个完整的波形,但振动幅度变小,故图形为
题型二 光现象
4.(2025·广东广州·一模)如图甲所示,一束白光经三棱镜折射后,在白屏上形成一条彩色光带,红光和紫光从空气射入该玻璃砖(未画出),离开玻璃砖后沿同一路径射向空气;
(1)图乙中的①是_______ (选填“红光”或“紫光”);
(2)图丙是关于红光和紫光射入该玻璃砖和离开玻璃砖后的完整光路图,正确的是_____ (选填对应的字母)。
【答案】(1)红光
(2)B
【详解】(1)因红光的偏折程度小,紫光的偏折程度大,即红光折射能力弱,紫光折射能力强可知,图乙中的①偏折程度小于②,故①为红光。
(2)光路可逆性,从上向下看,红光和紫光以相同的入射角射入玻璃砖,红光折射角大,所以是①红光,②是紫光,因为玻璃砖上下两个面平行,所以两次折射时法线平行,则第2次折射时的入射角等于第1次折射时的折射角,所以第2次折射时两光的折射角都等于第1次的入射角,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
5.(2024·广东广州·二模)如图所示,在水平桌面上竖直放置一块平面镜,镜前竖直立着一块长木板,木板上有一个记号A。小明在木板的上边沿B处观察平面镜,恰好能从镜中看到A点而没有被木板挡住。请在图中画出眼睛看到A点的光路图,并在平面镜上标出入射点O______。已知A和B到桌面的高度分别为40cm和80cm,则平面镜上的入射点O到桌面的高度为______。
【答案】 60cm
【详解】[1]依题意得,A点发出的光线经过平面镜反射后经过B点射入眼睛,作A点关于平面镜的对称点,并与B点连接可得反射光线,反射光线与镜面的交点为入射点O,连接AO为入射光线,如图所示:
[2]依题意得,AB点的距离为
根据反射角等于入射角得,O点到A点的高度为
平面镜上的入射点O到桌面的高度为
6.(2024·广东广州·一模)摄影爱好者用“镜像拍摄”的方法给布达拉宫拍照。首先在布达拉宫广场水平地面上倒水形成小水滩,照相机镜头尽量靠近小水滩拍摄,即可拍出布达拉宫的倒影照片,如图所示。查阅资料可知:布达拉宫海拔高度约为3700m,若布达拉宫广场上的旗杆高度为28m,旗杆顶端为O点。
(1)①图中,O点到它通过水面所成的像的距离为______m(选填以下对应的字母);
A.28m B.56m C.3728m D.3756m
②图中,O点的像是______像(选填“实”或“虚”);
(2)在下图中,画出O点在水面中所成的像,并以P点代表相机的镜头,画出从O点出发的光线经水面反射后抵达P点的光路图。____
【答案】 B 虚
【详解】(1)①[1]布达拉宫广场上的旗杆高度为28m,旗杆顶端为O点,①图中,O点到它通过水的距离为28m,O点的像到水面的距离也是28m,O点到它通过水面所成的像的距离为
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
②[2]图中,O点通过水面成的像是平面镜成像,是光的反射形成的,O点的像是虚像。
(2)[3]把镜面向右延长,做O点关于镜面的对称点,连接,交镜面与A点,AP为反射进入相机的光线,连接OA为入射光线,如图
7.(2025·广东广州·一模)光从一种介质斜射入另一种时介质会发生偏折,不同介质中光的偏折程度不同。光线的偏折程度可用折射率表示,满足如下规律:,其中和分别是入射角和折射角,和分别表示前后两种介质中光的折射率。空气中光的折射率可看为1,光从空气斜射入玻璃时,小白想利用以上规律设计实验来测量玻璃中光的折射率。
(1)玻璃中光的折射率______(用入射角、折射角表示);
(2)当光从空气斜射入玻璃时,请在下图中画出折射光线的大致方向;
(3)数学课上得知:“随着锐角度数A的不断增大,也会跟着变大”。由此可推断出玻璃中光的折射率n______1(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(4)小白找到半圆形玻璃砖、激光笔、笔、计算器(能计算任一角度的正弦值)、刻度尺和白纸来做实验,为完成测量,还需要的测量工具是______;
(5)请设计一个表格,用来记录实验数据。
【答案】(1)
(2)见解析
(3)大于
(4)量角器
(5)见解析
【详解】(1)由得,玻璃中光的折射率
(2)当光从空气斜射入玻璃时,过入射点做法线,根据折射角小于入射角,作出折射光线,如图所示:
(3)当光从空气斜射入玻璃时,光的折射角小于入射角,则
故玻璃中光的折射率
(4)为完成测量,还需要的测量工具是测量角的量角器。
(5)由得,实验中要测量光从空气中入射到玻璃上的入射角,与玻璃中的折射角,且为了减小误差,至少要进行3次实验,并求n的平均值,实验记录表格如表所示:
实验次数
入射角θ1
折射角θ2
玻璃中光的折射率n
n的平均值
1
2
3
8.(2025·广东广州·模拟预测)如图甲,一条光线垂直界面AC射入玻璃砖后,在界面AB上只发生反射,最后会从界面BC射出,请将光路补充完整。如果将两块这种玻璃砖放入图乙所示的套筒中,可以组装成一个潜望镜,请在图乙中的适当位置准确绘制这两块玻璃砖,并完成入射光线经两块玻璃砖反射的光路图。
【答案】
【详解】光线由空气垂直射入玻璃砖时,传播方向不改变,此光线射向AB界面时,发生了全反射,据光的反射定律,作AB的垂线,即法线。因为玻璃砖是一个底角为45°的等腰直角三角形,AB为斜边,那么垂直于腰AC入射的光线与AB的夹角为45°。所以射向AB的光线的入射角为45°。在光的反射现象中,反射角等于入射角,作出反射光线,反射角为45°。此反射光线与AB的夹角也为45°,所以是垂直射向BC,则此反射光线由玻璃砖射出时,传播方向不改变。如图所示:
将两块如图甲所示的玻璃砖放在套筒上下拐角处,让两块玻璃砖的AB界面保持平行,使光线垂直于AC界面射入,然后经AB界面反射后垂直于BC界面射出。这样从左侧水平进入的光经过两次反射后水平向右射出,如图所示:
9.(2024·广东广州·二模)如图所示,有一个平面镜斜靠墙放置,A点发出的光经平面镜反射后在天花板上留下光点B(图中未画出)。
①作出A点在平面镜中的像A′;
②通过作出光路图,用“”标出光点B在天花板上所能到达的范围。
【答案】
【详解】像与物体关于平面镜对称,通过A做镜面的垂线然后延长相等的距离,该点处为A的像A';设平面镜与地面接触的下端点为C,平面镜靠在墙上的上端点为D,连接A'D并延长跟天花板交于F点,连接A'C并延长跟天花板交于E点,EF即为所求范围,如图所示:
10.(2025·广东广州·二模)小明想探究光从水中射向空气的折射现象。没加水前,水箱底部的激光笔在S点发出光线a正好经过M点。水箱中加水至图所示位置后,光线a经水面折射后正好经过N点。
(1)请在图中画出光线a以及这束光经水面的反射光线和折射光线;
(2)不改变光线a的角度,为使这束光从水面射出后能照射在M点,可将激光笔按以下选项的方向移动___________。
①水平向左 ②水平向右 ③竖直向上 ④竖直向下
【答案】(1)
(2)①③
【详解】(1)连接SM交水面于点O,即为入射点,SO为入射光线,即为光线a,光线从水中斜射入空气中时会发生折射,此时的折射角大于入射角,折射光线远离法线,ON为折射光线;光从水中射到空气和水的界面上时会发生反射现象,反射角等于入射角,据此做出反射光线OC,如图所示:
(2)①将激光笔水平向左移动,入射光线角度不变,入射点向左移动,则折射光线也向左移动,光点会向上移动,能照射到M点,故①符合题意;
②将激光笔水平向右移动,入射光线角度不变,入射点向右移动,则折射光线也向右移动,光点会向下移动,不能照射到M点,故②不符合题意;
③将激光笔竖直向上移动,入射光线角度不变,入射点向左移动,则折射光线也向左移动,光点会向上移动,能照射到M点,故③符合题意;
④将激光笔竖直向下移动,入射光线角度不变,入射点向右移动,则折射光线也向右移动,光点会向下移动,不能照射到M点,故④不符合题意。
故选①③。
11.(2025·广东广州·二模)如图所示,光源S发出的一束光a从空气射向平静的水面,在挡光板上点P处及水下点Q处出现光点。
(1)请在图中画出上述现象的入射光线、反射光线和折射光线;
(2)水位逐渐上升,光线a在挡光板形成的光点会________(选填“左移”“右移”或“不动”);此时光源S在水中的像到水面的距离会________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1)
(2) 左移 减小
【详解】(1)根据平面镜成像的规律,作出点光源S的对称点S',即为S的像,由于反射光线的反向延长线要过像点S,连接PS',其与水面的交点就是入射点O。则SO 为入射光线,OP为反射光线,OQ为折射光线。如图所示:
(2)[1][2]当水位上升时,入射点向上移动,入射角和折射角都不变,P点位置会向左移动;此时光源S在水中的像到水面的距离会减小。如图所示:
题型三 透镜及其应用
12.(2025·广东广州·三模)工匠师维护精密仪表时,在眼睛前戴一个透镜,便于观察仪表的细微之处,如图所示。
(1)这个透镜能够使光线 ______ (选填“会聚”或“发散”);
(2)透镜与仪表的距离u应满足下列 条件;
A.u<f
B.f<u<2f
C.u>2f
D.u=2f
E.u=f
(3)工匠师通过透镜观察到的仪表的像是 ______ (选填“正立”或“倒立”)的。
【答案】(1)会聚
(2)A
(3)正立
【详解】(1)工匠师维护精密仪表时,在眼睛前戴的是放大镜,放大镜是凸透镜,对光线有会聚作用。
(2)凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的一倍焦距范围之内,成正立、放大的虚像,应用是放大镜。故选A。
(3)根据凸透镜成像规律,凸透镜与仪表的距离在凸透镜的一倍焦距范围之内时,成正立、放大的虚像。
13.(2025·广东广州·三模)(1)如图为光线从水斜射向空气,请画出入射光线的折射光线和反射光线。
(2)如图,凸透镜的焦距为2cm,光心恰好位于刻度轴上的3cm处,某垂直于轴放置的物体上M点发出的三条光线经透镜折射后为图中的光线a、b、c,已知b与c平行。
①在图中画出光线a、b、c经透镜前的光线并找到M点________;
②如果物体所在位置不变,原透镜换成焦距为3.5cm的凸透镜,则能成一个的________像。(选填“倒立放大”、“倒立等大”、“倒立缩小”、“正立放大”)。
【答案】(1)
(2) 正立放大
【详解】(1)光线从水斜射空气中,在水面处发生反射和折射,过入射点O作法线,据反射角等于入射角,可作出反射光线,折射角大于入射角,可大致确定折射光线的位置,作图如下:
(2)①[1]根据凸透镜对光线的作用知道,平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后会过焦点,经过光心的光线的传播方向不变,据此做出点,折射光线c与凸透镜的交点C为该光线的入射点,连接M与C点,即c的入射光线。如图所示:
②[2]由图可知,物距约是2cm,如果物体所在位置不变,更换后的凸透镜的焦距是3.5cm,物距小于一倍焦距,根据凸透镜成像规律可知,成一个放大正立的虚像。
14.(2025·广东广州·二模)(1)如图甲所示,将透明的薄壁(厚度可忽略不计)方形水槽水平放置,固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束,小明通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象。
①当水槽中未注水时侧壁上点A处有一光点,当注入如图甲所示的水量后,光点从A移至B处,同时水面下方的侧壁上有另一光点C,请在图甲中通过作图确定此时光点C的位置和光点B的大致的位置______;
②若小明适当增加水槽中的水量,发现B处的光点______(选填“上移”或“下移”);
(2)①图乙中M点发出过光心和平行于主光轴的两条光线,请在图乙中画出这两条入射光线经凸透镜后的光线______;
②与物比较,物体MN经凸透镜成______(选填“放大”“缩小”)、______(选填“正立”“倒立”)的像。
【答案】(1) 上移
(2) 放大 倒立
【详解】(1)[1]水槽中注入一定量的水后,光线从水中斜射入空气中时会发生折射,此时的折射角大于入射角,折射光线远离法线,侧壁上的光点B在A点的下方;光从水中射到空气和水的界面上时会发生反射现象,反射角等于入射角,据此做出反射光线和C点的位置。如图所示:
[2]适当增加水槽中的水量,入射光线与水面之间的夹角不变,入射角也不变,折射角不变,此时折射点向右偏移,折射光线向上移动,与原来折射光线平行,B点会向上移动。
(2)[1]根据凸透镜的特殊光线可知,过光心的光线传播方向不变;平行于主光轴的光线经过凸透镜会过焦点,作图如下所示:
[2][3]据图可知,此时物距满足一倍焦距和二倍焦距之间,根据凸透镜成像规律可知,成倒立、放大的实像。
15.(2025·广东广州·一模)如图,MN是一个发光物体,在凸透镜右侧移动光屏,能观察到一个等大的实像,O是凸透镜的光心,光线a平行于主光轴。
(1)该透镜的焦距为_______cm;
(2)画出:①M点发出的光线,经过凸透镜折射后成的像;
②光线b经过凸透镜的折射光线;
③MN在平面镜中的像;
(3)将另一凸透镜替换图中凸透镜,并放在相同位置,在新透镜右侧能观察到放大的实像。新凸透镜焦距f的取值范围是_______。
【答案】(1)10.0
(2)
(3)
【详解】(1)由图可知,光线a平行于主光轴,经凸透镜折射后与主光轴的交点即为焦点,光心O到这一点的距离为焦距,则该凸透镜的焦距f=30.0cm-20.0cm=10.0cm
(2)过凸透镜光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变,据此画出光线经光心后的光线与光线c交于点M′,即为M点发出的光线,经过凸透镜折射后成的像M′;由凸透镜成像特点知,当u=2f时,成等大、倒立的实像,所以发光N点发出的光线b经凸透镜折射后一定过另一侧二倍焦距处,由此画出光线b经过凸透镜折射后的光线;根据平面镜成像的特点,先作出端点M、N关于平面镜的对称点M′、N′,用虚线连接M′、N′即为物体MN的像,如图所示:
(3)由于原凸透镜的焦距为10.0cm,所以将另一凸透镜替换图中凸透镜,并放在相同位置,在新透镜右侧能观察到放大的实像,即此时物距在一倍焦距与二倍焦距之间,像距大于二倍焦距,则f<u=20.0cm<2f,新凸透镜焦距f的取值范围是10.0cm<f<20.0cm。
16.(2025·广东广州·二模)在以下两个光学实验中:
(1)图甲和乙为探究“平面镜成像特点”的实验:
①实验中将点燃的蜡烛靠近玻璃板,像的大小_________(选填“变大”、“变小”或“不变”);
②在像的位置上放一光屏,应该__________(选填“直接观察光屏”或“透过玻璃板观察光屏”)发现光屏不能承接到蜡烛的像,说明平面镜成_________像(选填“实”或“虚”);
③如图乙所示,为烛焰上S点的像点,请在图中画出人眼O看到像点的一条完整光路;_______
(2)图丙为“凸透镜成像”的实验,小白使用的是焦距的透镜,按如图所示位置摆放好器材后,点亮左侧F光源,为让像清晰的成在右侧光屏上,保持透镜和光屏位置不动,应将F光源向_________(选填“左”或“右”)移动,_________(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是根据该成像特点制成的。
【答案】(1) 不变 直接观察光屏 虚
(2) 左 照相机
【详解】(1)①[1]平面镜中的像的大小跟物体大小有关,跟物体到平面镜的距离无关,像和物体大小相等,所以将点燃的蜡烛逐渐靠近玻璃板,像的大小不变。
②[2][3]虚像不能成在光屏上,在像的位置上放一光屏,应直接观察光屏,如果在光屏上能够看到蜡烛的像,说明成的是实像。如果观察不到蜡烛的像,说明成的是虚像。结果是在光屏上看不到蜡烛的像,说明平面镜成虚像。
③[4]人眼能看到蜡烛的虚像,是因为S点发出的光,经平面镜反射后,有反射光线进入眼睛,人眼便在反射光线的方向延长线上看到蜡烛的虚像。光路如图:
(2)[1][2]焦距f=10.0cm的透镜,按如图所示位置摆放好器材后,点亮左侧F光源,此时物距为45.0cm-30.0cm=15.0cm
像距60.0cm-45.0cm=15.0cm
物距大于1倍焦距小于二倍焦距,像距也大于1倍焦距小于二倍焦距,为让像清晰的成在右侧光屏上,保持透镜和光屏位置不动,应将F光源向左移动,使物距大于2倍焦距,成倒立、缩小的实像,应用于照相机。
17.(2025·广东广州·一模)用如图1所示的装置做“探究凸透镜成像的规律”实验。S为烛焰中心,凸透镜的焦距,O为光心。
(1)请在图1中画出光线SP经过凸透镜后的折射光线;
(2)如图2所示,将凸透镜固定在光具座50cm刻度线处,移动蜡烛,调节光屏,直到光屏上承接到清晰的像。该像的性质是倒立、______的实像(选填“放大”或“缩小”),此时光在光屏上发生______反射(选填“漫”或“镜面”);
(3)将另一透镜贴近凸透镜左侧放置,发现光屏上的像变模糊,向左缓慢移动蜡烛至某一位置时,光屏上又呈现清晰的像,该透镜可以矫正的视力缺陷是______(选填“近视眼”或“远视眼”)。
【答案】(1)
(2) 放大 漫
(3)近视眼
【详解】(1)根据凸透镜的特殊光线可知,过焦点的光线经过凸透镜后会平行于主光轴,作图如下所示:
(2)[1]图2中物距为
此时物距,满足大于一倍焦距小于二倍焦距,根据凸透镜成像规律可知,成倒立、放大的实像。
[2]光屏表面较粗糙,光线在其上发生漫反射,可以在各个位置观察到像。
(3)向左缓慢移动蜡烛至某一位置时,光屏上又呈现清晰的像,物距变大后才能将光线会聚,说明该镜面对光具有发散作用,是凹透镜,可以矫正近视眼。
18.(2025·广东广州·三模)(1)如下图,一束光(图中未画出)从空气射到水面O点,反射光线照到天花板上的A点;
①画出反射光线及对应的入射光线;
②大致画出该入射光线进入水的折射光线。
(2)物体MN放在凸透镜前,M点分别发出两束光a、b,a经过凸透镜光心O,b经过凸透镜的焦点F,画出下图中a、b经凸透镜后的光线。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)①连接OA即为反射光线,然后过O点作垂直界面的法线,根据反射角等于入射角,在法线的左侧的空气中画出入射光线;
②根据折射规律,在法线右侧的水中画出折射光线,使折射角小于入射角,如图所示:
(2)过光心的光线b经凸透镜折射后的光线与入射光线在一条直线上,传播方向不发生改变;过焦点的光线a经凸透镜折射后的光线平行于主光轴,如图所示:
19.(2025·广东广州·一模)如图,凸透镜的焦距10cm,光心在0cm处,在凸透镜左侧有一平面镜。物体MN上M点发出的光线a经过焦点。
(1)画出a经过凸透镜折射后光线,并找出M点经过透镜折射后所成的像。
(2)画出M点在平面镜的像。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)凸透镜成像中,过焦点的光线平行于主光轴射出;平行于主光轴入射的光线过焦点,两折射光线的交点为像,如图所示:
(2)平面镜成像中像与物体关于平面镜对称,做M点关于于平面镜的对称点,即为M点在平面镜的像M2,如图所示:
20.(2026·广东广州·一模)如图,凸透镜的焦点为F。
(1)请做出光线a经平面镜反射和凸透镜折射后的光路图;
(2)MN为凸透镜前的一个发光物体,b为MN上某点P发出的一条光线通过凸透镜光心O后的光路。
①通过作图找出MN上P点并标出其位置_____;
②MN经过透镜所成的是_________(选填“倒立”“正立”)、_________(选填“放大”、“缩小”)的像;
【答案】(1)
(2) 倒立 放大
【详解】(1)光线竖直向上入射到平面镜的点,入射光线与主光轴垂直,平面镜与主光轴夹角为,因此入射角、反射角都为,反射光线沿水平主光轴向左射出;反射光线沿主光轴入射凸透镜,平行主光轴入射的光经凸透镜后,折射光线过凸透镜焦点,据此作图。
(2)[1]过凸透镜光心的光线传播方向不变。因为是发出、经过光心后的出射光线,因此反向延长光线,延长线与的交点就是点,据此作图。
[2][3]由图可知,发光物体MN在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、放大的实像。
21.(2025·广东广州·二模)
(1)小赵同学到鞋店买鞋,他站在镜子前看试穿新鞋的效果,如图所示。
①画出代表新鞋的点在平面镜中的像_________。(保留作图痕迹)
②若他以的速度远离平面镜,则像以___________的速度远离他。新鞋在镜中像的大小___________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(2)凸透镜如图所示,MN为主光轴,O点为光心,F点为焦点,AB为发光物体。请在图中画出三条光线的折射光线,并作出物体的像(注意保留作图痕迹)。
【答案】(1) 4 不变
(2)
【详解】(1)[1]过平面镜所在的直线作出点A的对称点,即为点A在平面镜中的像,如图所示:
[2]当她以的速度远离平面镜时,像也以的速度远离平面镜,因此像相对于她的速度为两者只和,即。
[3]根据平面镜成像的特点,像与物大小相等,因此当她远离平面镜时,新鞋的大小不变,故在镜中像的大小不变。
(2)过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不变,平行于主光轴的光经凸透镜折射后过焦点,这两条折射光线的反向延长线的交点即为发光点A的像,用虚线连接像点和最下面光线的入射点,并延长得出最下面光线的折射光线,如图所示:
22.(2025·广东广州·二模)(1)如图甲所示,是点光源在平面镜MN中的像,请根据平面镜成像原理完成:
①画出点光源的位置;
②画出点光源发出的光线经过平面镜MN反射后,经过点的完整光路图。
(2)如图乙,凸透镜的光心在处,物体上点发出的一条光线经过光心,另一条光线经过凸透镜的焦点。
①分别画出b经过光心后的光线和c经过凸透镜后的光线___________;
②MN经凸透镜成的像相对于MN是___________(选填“放大”“缩小”或“等大”)的像,这个像___________(选填“能”或“不能”)在光屏上显示出来。
【答案】(1)
(2) 缩小 能
【详解】(1)像与物体关于平面镜对称,作出S′点关于镜面的对称点S,可得点光源的位置;连接PS可得反射光线,反射光线与镜面的交点为入射点,连接入射点与点S,可得入射光线,如图所示:
(2)[1]通过凸透镜的光心的入射光线经凸透镜后传播方向不变,从凸透镜焦点射向凸透镜的入射光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出,据此分别作出b经过光心后的光线和c经过凸透镜后的光线,如图所示:
[2][3]MN的物距大于2f,此时经凸透镜成的像相对于MN是缩小的实像,这个像能在光屏上显示出来。
23.(2025·广东广州·二模)按要求完成下列各小题。
(1)如图1甲所示,将透明薄壁方形水槽水平放置,固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一束红光。未注水时,在侧壁上A点处得到一个光点。
①注入一定量的水后,光点移至B点处,同时发现在水面下方的侧壁上C点处出现光点。请在图1乙中,通过作图确定B点的大概位置和C点的位置。______
②适当减少水槽中水的质量时,B处的光点______选填“上移”或“下移”;同时B光点与它在水中像的距离______选填“变大”、“不变”或“变小”。
(2)如图2所示,AB是发光体,凸透镜用“”表示焦距为15cm,光心为O。
①画出A发出a、b两条入射光线经凸透镜后的折射光线。______
②画出AB的像。______
③若将凸透镜向左平移15cm,AB所成的像与AB相比,是放大的,还是缩小的?______;是正立的,还是倒立的?______。
④若将凸透镜换成凹透镜,则光线b经过凹透镜后,将______选填“靠近主光轴”、“远离主光轴”或“不改变光的传播方向”。
【答案】(1) 下移 变大
(2) 放大 倒立 不改变光的传播方向
【详解】(1)[1]水槽中注入一定量的水后,光线从水中斜射入空气中时会发生折射,此时的折射角大于入射角,折射光线远离法线,侧壁上的光点B在A点的下方;光从水中射到空气和水的界面上时会发生反射现象,反射角等于入射角,据此做出反射光线和C点的位置;如下图所示:
[2]适当减少水槽中的水量,入射光线与水面之间的夹角不变,入射角不变,折射角不变,此时折射点向左偏移,折射光线向左偏移,所以B点会向下移动。
[3]水面相当于平面镜,平面镜成像时,像到镜面的距离与物体到镜面的距离相同;B点向下移动,水面下降,由于折射角不变,但折射光线更长,因此B与水面之间的距离变大,像与水面之间的距离变大,所以B光点与它在水中像的距离变大。
(2)[1]凸透镜焦距,光心为O,则图中凸透镜左边焦点为F,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点;过光心的光线其传播方向不变;如下图所示:
[2]上面两条光线反向延长线的交点为A的像点,从画出主光轴的垂线,可得AB的像,如下图所示:
[3][4]若将凸透镜向左平移15cm,此时物距,根据凸透镜成像规律可得,当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时,成倒立、放大的实像。
[5]若将凸透镜换成凹透镜,由于光线b经过凹透镜的光心,因此将不改变光的传播方向。
题型四 物态变化
24.(2025·广东广州·三模)某物质在不同压强和温度下的状态如图所示,从初始状态M,压强pM=10万Pa,温度TM=20℃,升温加压到状态N,pN=20万Pa,TN=30℃,发生的物态变化是___________,此过程需要_________热(选填“吸”或“放”)。
【答案】 液化 放
【详解】[1][2]由图可知,初始状态M为气态,升温加压变为液态,物质由气态变成液态的过程是液化,液化放热。
25.(2025·广东广州·二模)跨学科实践项目:用液态酸奶做酸奶冰淇淋。
【项目分析】
(1)为了达成项目,液态酸奶会__________(填物态变化名称),小明想到了可以分别利用冰、干冰和液氮使酸奶快速变成酸奶冰淇淋。
【项目实施】
(2)方案一:把液态酸奶放入冰块中,冰块会__________(填物态变化名称),如图甲所示,他发现酸奶始终无法变为冰淇淋。为了完成实验,改用盐水冰块替换冰块,酸奶变成了冰淇淋,由此可以推理盐水冰块的熔点比冰的__________(选填“高”或“低”)。
(3)方案二:如图乙,把可食用干冰倒入液态酸奶中,不断搅拌,最终做成冰淇淋。制作过程中先观察到液体中有气泡,周围飘着“白气”。气泡中的主要物质是二氧化碳,它是___________形成的。如图丙,小洋发现装干冰的容器外壁出现一层白霜。
方案三:如图丁所示,把液氮喷入液态酸奶,酸奶也变成了冰激凌。
【交流评估】
(4)小明认为上述最佳的方案是二,理由是:________________________________。
【答案】(1)凝固
(2) 熔化 低
(3)干冰升华
(4)见解析
【详解】(1)液态酸奶变成固态的酸奶冰淇淋,这符合物态变化中液态到固态的转变,这种物态变化称为凝固。
(2)[1]在实验中,冰块从固态变为液态,这是熔化。
[2]盐水冰块能让液态酸奶达到凝固点变成冰淇淋,说明它在较低温度就能熔化吸热,所以其熔点比普通冰低。
(3)把可食用干冰倒入液态酸奶中,干冰是固态二氧化碳,干冰会直接由固态变为气态二氧化碳,这个过程叫升华,所以气泡中的主要物质二氧化碳是干冰升华形成的。
(4)小明认为方案二最佳,理由是:干冰是固态二氧化碳,常温下可直接升华变为气态,升华过程吸热,能使周围温度迅速降低,且干冰升华后变为气体,不会像冰熔化后有残留的水,也不会像液氮使用过程中需要特殊的喷入设备等,操作相对简单,能使酸奶快速均匀地变成冰淇淋 。
26.(2025·广东广州·一模)鸡蛋羹是用鸡蛋制作的一道家常菜。
蒸鸡蛋羹的操作
步骤
具体操作
步骤1
两只鸡蛋打入碗中,打散,加入适量的水搅匀
步骤2
过滤蛋液,滤去浮沫
步骤3
烧一锅清水,放上蒸隔
步骤4
水开后,把装有蛋液的碗放在蒸隔上,盖上锅盖,蒸5分钟左右即可。
(1)小羽打算在厨房按表中的步骤蒸一次鸡蛋羹。小羽认为:“蛋液被蒸成块状的蛋羹(如图1所示),这是物态变化中的凝固现象”,小羽的说法是_______ 的(选填“正确”或“错误”);
(2)如图2所示,小羽发现蒸锅的锅身材质是不锈钢,但锅柄却是用塑料材质来包裹。锅柄使用塑料包裹的主要原因是塑料比不锈钢 (选填对应字母)。
A.熔点低
B.导电性能差
C.导热性能差
【答案】(1)错误
(2)C
【详解】(1)蛋液从液态变成固态的蛋羹,属于液态蛋白质受热后发生了蛋白质变性(化学变化),且这个过程不可逆,即固态的蛋羹无法熔化成蛋液,因此不属于物理变化中的凝固现象,因此小羽的说法是错误的。
(2)蒸锅锅柄使用塑料包裹,主要是因为塑料的导热性能较差,可以有效防止使用时烫手。不锈钢虽然坚固耐用,但导热性太好,直接接触容易造成烫伤。因此选择导热性能差的塑料作为包裹材料最为合适。
故选C。
27.(2025·广东广州·三模)图1是“探究水沸腾前后温度变化特点”的实验装置。
(1)某同学在安装温度计时,玻璃泡接触到了烧杯底部,此时应适当将______调整(选填“①”或“②”);
①A十字夹处向上
②B处十字夹向下
(2)实验中记录的数据如下表所示,同时在5-9min观察到烧杯内的水一直都没有出现气泡。此时烧杯内的水是否沸腾?______你的依据是:_______。表中第______min时水的温度值记录错误;
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
温度/℃
90
92
94
96
98
98
98
98
90
98
(3)删除错误数据后,请在图3中画出水的温度随时间变化的图像。
【答案】(1)①
(2) 否 见解析 8
(3)
【详解】(1)安装器材时要按照自下而上的顺序,实验中要用酒精灯外焰加热,所以B处石棉网的位置不能向下调,只能将A铁杆向上移动,使温度计的玻璃泡稍向上移动,不再接触烧杯底。故①符合题意,②不符合题意。
故选①。
(2)[1][2]沸腾是发生在液体表面和内部剧烈的汽化现象,此过程中液态的水会变为水蒸气,同时会产生气泡,在5-9min观察到烧杯内的水一直都没有出现气泡,说明烧杯内的水没有沸腾。此种情况可能是由于水吸收的热量等于水散出的热量造成的。
[3]由表中数据可知水从第4min开始温度为98℃,第8min时水温度为90℃,酒精灯始终加热,温度应保持98℃不变,故第8min的温度90℃是错误的。
(3)根据表格中的数据在图像中找到时间和温度的对应点,然后用平滑的曲线连接,如图所示:
28.(2024·广东广州·三模)如图甲所示,桥面结冰是指桥面被雨、雪、霜等覆盖且降温时其中的水分被冻结成薄冰,从而使桥面出现结冰的现象。
某物理创新实验小组的同学想探究桥面与普通路面相比哪个更容易结冰。他们采用图乙的装置进行实验:分别用两张相同的水泥板模拟普通路面(水泥板下填充沙土)和桥面(水泥板下注水),控制水和沙土质量相同,将两种装置放在环境相同的低温实验室,每隔5分钟用同型号测温枪测量水泥板表面温度,测得相关数据如表所示:
时间t/min
5
10
15
20
普通路面温度t1/℃
21
16
10
4
桥面温度t2/℃
18
12
4
0
(1)实验需要确保两种装置放入实验室时的初始温度______(选填“相同”或“不相同”),由表格数据可以得出结论:相同条件下,桥面与普通路面相比,______更容易结冰;
(2)冬天雨雾天气桥面容易结冰,为了安全,汽车经过桥面时,应该______(选填“加速”或“减速”)通过;
(3)有同学想起,严冬时桥面结冰,道路工人常通过在桥面撒盐的方式来使冰熔化,从而保障桥面不打滑。那么,在相同的气温下,为什么撒了盐后的冰更容易熔化呢?同学进行了如下探究:
①从冰箱里取出一些冰块,分别放入两个相同的易拉罐中,并在其中一个易拉罐中加入适量的盐,均用筷子搅拌一段时间(如图丙);
②当两罐内物体处于______的状态时,用温度计分别测出罐内物体的温度(示数如图丁),加盐罐中物体的温度为______℃;
③对比未加盐罐的温度得出:相同的低温下撒了盐后的冰更容易熔化的原因是______。
【答案】 相同 桥面 减速 固液共存 -6 熔点变低
【详解】(1)[1][2]探究桥面与普通路面相比哪个更容易结冰,需要控制两种装置放入实验室时的初始温度相同,比较相同时间二者温度的变化;分析表格数据,初始温度相同的普通路面和桥面,在相同时间内,桥面温度下降的更快,可以得出结论:相同条件下,桥面与普通路面相比,桥面更容易结冰。
(2)[3]冬天雨雾天气桥面容易结冰,接触面的粗糙程度减小,汽车受到的摩擦力减小,为了安全,汽车经过桥面时,应该减速通过。
(3)②[4][5]冰是晶体,晶体熔化过程中温度不变,当两罐内物体处于固液共存的状态时,表明冰正在熔化,用温度计分别测出罐内物体的温度,即熔点。由图可知,加盐罐中物体的温度为-6℃。
③[6]由图可知,未加盐物体的温度为0℃,对比未加盐罐的温度可知:相同的低温下撒了盐后的冰更容易熔化的原因是熔点变低了。
29.(2024·广东广州·三模)为了探究“晶体和非晶体熔化过程的规律”,利用如图甲所示的装置:A、B两种物质、电热水壶和水、两支试管、铁架台、2个温度传感器进行实验,温度传感器测量出两种被测物体的温度,并在电脑中绘制出温度随时间变化的图像如图乙所示。
(1)图乙中,B物质是___________(选填“晶体”或“非晶体”),判断的依据是___________;
(2)电热水壶可以调节功率控制水温一定,选择控制水温为___________(选填“40℃”或“60℃”)更合适;
(3)图乙中的A线,0~2min的温度变化速度比5~7min的温度变比速度要快,可以说明以下哪个观点___________。
A.同种物质在不同状态时吸收热量的多少不同
B.同种物质在不同状态时吸热的快慢不同
C.同种物质在不同状态的比热容不同
【答案】 非晶体 熔化过程中,温度持续上升 60℃ C
【详解】(1)[1][2]石蜡熔化时的特点是吸收热量,温度不断上升,没有固定的熔点,是非晶体,因此图线B是石蜡。
(2)[3]由图乙知道,海波的熔点接近50℃,海波熔化需要温度达到熔点并持续吸热,故水温应控制在60℃。
(3)[4]图像乙中的A线,0~2min的温度变化速度比5~7min的温度变比速度要快,物体熔化前后,状态改变,质量不变,采用相同热源加热,相同时间,物体吸收热量相同,由得,同种物质在不同状态的比热容不同,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
30.(2024·广东广州·三模)小明把两端开口的细玻璃管插入图中的热水中,发现管内的液面上升,待液面静止时,管内外液面高度差为h(如图)。他查资料得:管内外液面高度差与水温、管的内径有关。小明想探究这支细玻璃管内外液面高度差h与水温t的定量关系,需要测出多组不同的h与t。请帮他设计实验方案(除了题目中提供的器材,加上添加的测量工具,不能再加其他器材)。
(1)实验目的:________;
(2)添加的测量工具有_____________。
(3)实验步骤(可画图或者文字表述):______
(4)设计记录数据的表格。______
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)见解析
(4)见解析
【详解】(1)依题意得,本实验探究的是管内外液面高度差h与水温t的定量关系。
(2)刻度尺是测量长度的工具,用刻度尺测量管内外液面高度差;实验中,记录管内液面高度差的同时,要记录水的温度,还要用温度计测量管内液体的温度t;水的温度需要变化,因此要准备足够的热水;(或者用常温水、电加热器以及合适的电源)。
(3)实验步骤:
①按图所示,往烧杯加入适量热水,将细玻璃管和温度计插入水中,待液面静止;
②用刻度尺测出管内外液面高度差,记作h;
③用温度计测出管内液体的温度,记作t;
④多次改变水温(如果是热水,就等待水温下降,如果有电加热器,则开始时使用常温水,此时可以通过加热的方式改变水温),用同一根细玻璃管重复上述步骤。
(4)探究的是管内外液面高度差h与水温t的定量关系,实验中测量的物理量有管内外液面高度差h与水温t,因此要记录的数据有每一次实验的内外液面的高度差h/cm和水温t/oC。
序号
液面高度差(h/cm)
水温(t/oC)
1
2
3
题型五 内能
31.(2025·广东广州·二模)
(1)如图甲,某次军事演习中,执行深海作业的潜水艇漂浮在海水中,要使潜水艇下潜,应对水舱要______(选填“注水”或“排水”),当潜艇在水面下继续下潜过程中,海水对潜水艇上下表面的压力差______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)如图乙所示,卫生部门利用雾炮车对城区街道喷洒消毒剂进行消毒和除尘,雾炮车在水平路面匀速前进喷洒消毒液的过程中,雾炮车的机械能______(选填“变大”“不变”或“变小”)、动能______(选填“变大”“不变”或“变小”),喷洒时离得较远的环卫工人也能闻到消毒液的气味,这说明______。
(3)如图丙为小明在科技节中自制的水火箭结构示意图。图丁为使用打气筒向水火箭内不断打气示意图,当水面上方空气压强增大到一定程度时,会使水向下喷出,从而使水火箭升空。结合材料,利用打气筒向水火箭内打气,水火箭中空气的内能______(选填“变大”“不变”或“变小”),打气筒将空气压入水火箭内的能量转化过程与汽油机的______冲程相同,水向下喷出会使水火箭升空是因为______。
【答案】(1) 注水 不变
(2) 变小 变小 分子在不停地做无规则运动
(3) 变大 压缩 物体间力的作用是相互的
【详解】(1)[1]潜水艇的工作原理是改变自身重力,重力大于浮力时会下沉,要使潜水艇下潜,应对水舱要注水,增大潜水艇的重力。
[2]当潜艇在水面下继续下潜过程中,排开水的体积不变,由可知,浮力不变,海水对潜水艇上下表面的压力差等于浮力,因此海水对潜水艇上下表面的压力差不变。
(2)[1][2] 雾炮车在水平路面匀速前进喷洒消毒液的过程中,质量变小,速度不变,动能变小,质量变小,高度不变,重力势能变小,机械能是动能和势能的总和,因此机械能变小。
[3]闻到消毒液的气味是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。
(3)[1]利用打气筒向水火箭内打气,对水火箭中的空气做功,水火箭中空气的内能变大。
[2]打气筒将空气压入水火箭时机械能转化为内能,与汽油机的压缩冲程相同。
[3]水向下喷出会使水火箭升空,水火箭给水向下的力,水给水火箭向上的力,使水火箭升空,是因为物体间力的作用是相互的。
32.(2025·广东广州·二模)(1)如图,老谈把牛奶和奶油按比例倒入纸杯中混合,再加入适量干冰,不断搅拌,最终做出了冰激凌。嘉豪同学注意到纸杯附近有“白雾”,纸杯外侧出现了“白霜”。请帮忙分析,产生“白雾”的相应物态变化是________,这现象与烧开水时,水壶壶嘴喷出来“白气”的相应物态变化是否相同?________。产生“白霜”的相应物态变化是________。
(2)若100克混合液体在凝固前放出了8000J热量,温度降低了20℃,则它的比热容是________________;
(3)嘉豪同学回家后煎了个鸡蛋慰劳自己,他发现液态的鸡蛋煎熟后变成了固态,他认为这个现象是凝固。他的观点是否正确?________。
【答案】(1) 液化 相同 凝华
(2)4×103J/(kg·℃)
(3)不正确,理由见解析
【详解】(1)[1]干冰易升华,升华吸热。所以将干冰加入纸杯后,纸杯周围空气温度降低,空气中的水蒸气遇冷液化成小水滴,形成白雾。
[2]烧开水时,壶中的水沸腾,水蒸气喷出来后,在空气中遇冷液化形成白气。所以两者对应的物态变化相同。
[3]干冰升华导致纸杯温度很低,空气中的水蒸气遇到冷的纸杯直接升华变成小冰晶,形成白霜。
(2)混合液的比热容为
(3)液态的鸡蛋煮熟后变成固态属于化学变化(蛋白质变性),而凝固是物理变化,所以他的观点是错误的。
33.(2025·广东广州·二模)给一块2kg的冰块不断加热,先后经历了以下三个过程:
①从-10℃升到0℃且无冰水混合物形成,冰吸收的热量Q1;
②从0℃的冰(无冰水混合物)变为10℃的水,吸收热量Q2;
③从10℃升到20℃,水吸收的热量Q3;
(1)冰变成水的过程为______(填写物态变化的名称),此过程该物质的温度不变,内能______(选填“增大”“减小”或“不变”);
(2)已知冰和水的比热容分别为c冰、c水,且c冰<c水,假设在整个过程中总质量保持不变,则Q1______Q3、Q2______Q3;(以上两空均选填“>”“=”或“<”)
【答案】(1) 熔化 增大
(2) < >
【详解】(1)[1]物质从固态变为液态的过程叫做熔化,冰变成水的过程为熔化,熔化吸热。
[2]由于冰是晶体,所以冰在熔化成水的过程中,质量不变,温度不变,但需要吸热,所以其内能增大。
(2)[1]冰从-10℃升到0℃且无冰水混合物形成,冰吸收的热量为
水从10℃升到20℃,水吸收的热量为
由于,所以
[2]从0℃的冰(无冰水混合物)变为10℃的水,实际包含了两个物理过程:首先是0℃的冰熔化成0℃的水,这个过程不升温但要不断吸热,然后是熔化成的0℃的水再变为10℃的水,这个过程跟③的变化过程在结果上是一样的,所以,在②中比在③中多吸收了热量,即Q2>Q3
34.(2025·广东广州·一模)2025年2月27日,我国成功发射了长征二号丙运载火箭,将两颗卫星送入预定轨道。某中学的一个物理兴趣小组动手实践自制了一枚如图甲所示的水火箭,其原理是压缩空气使水从“火箭”尾部向下喷出,推动“火箭”飞向空中,图乙为水火箭的运动轨迹,其依次经过ABCD位置。
(1)向瓶中充气,气体内能______(选填“增大”“不变”或“减小”);
(2)水火箭在B点时,水已排尽,C点为最高点,则BC段动能______(选填“增大”“不变”或“减小”);
(3)A、D两点高度相同,水火箭在A点重力势能______(选填“大于”“等于”或“小于”)D点重力势能,CD段水火箭机械能______(选填“增大”“不变”或“减小”)。
【答案】(1)增大
(2)减小
(3) 大于 减小
【详解】(1)向瓶内充气时,压缩瓶内的气体做功,瓶内气体的内能增加。
(2)影响动能的因素有:质量和速度,水火箭在B点时,水已排尽,水火箭在BC段,质量不变,速度减小,动能减小。
(3)[1][2]A、D两点高度相同,水火箭在A点质量较大,水火箭在A点重力势能大于D点重力势能;由于存在空气阻力,克服摩擦做功,CD段水火箭机械能减小。
35.(2025·广东广州·一模)航天员在空间站先后进行了四次“太空授课”,激发了青少年学习科学的热情。
(1)如图1,航天员往一个水球中轻轻注入适量的蓝色颜料,最后观察到整个水球都变蓝了,这属于______现象,说明______;
(2)如图2,在“液桥”实验中,将两块透明板上的水球接触后合成一个整体,说明分子间存在______;
(3)如图3,“太空抛物”实验,由于在空间站舱内,物体几乎不受重力作用,且物体受到微弱的空气阻力忽略不计,无论往哪个方向抛,王亚平水平向前抛出“冰墩墩”摆件,被抛出后的冰墩墩近似______(选填“静止”“加速直线运动”或“匀速直线运动”),这是由于冰墩墩具有______所致;
(4)飞船返回舱返回地球时,进入大气层后,与大气剧烈摩擦使返回舱内能增加,舱体外壁的温度达以上。这种改变内能的方式是______。
【答案】(1) 扩散 见解析
(2)引力
(3) 匀速直线运动 惯性
(4)做功
【详解】(1)[1][2]将蓝颜料滴入水中,由于分子都在不停地做无规则运动,所以过一会儿水会变蓝了,属于扩散现象。
(2)分子间存在相互作用的引力和斥力,两块透明塑料板上的水球接触后融合成一体,这是因为分子之间存在相互作用的引力。
(3)[1][2]王亚平水平向前抛出“冰墩墩”摆件,由于“冰墩墩”具有惯性,会向前运动;被抛出后的冰墩墩受到的合力几乎为0,近似做匀速直线运动。
(4)返回舱与大气剧烈摩擦,克服摩擦做功,将机械能转化为内能,使内能增加,温度升高,这是通过做功的方式改变了返回舱的内能。
36.(2025·广东广州·二模)小李想了解不同液体的放热情况,将相同质量的和液体装在两个完全相同的杯子中,通过测量得到A、B液体的温度随时间变化如图(1)所示;另外知道A、B液体在这个过程中放出的总热量如图(2)所示。液体A、B都不考虑蒸发。
(1)A液体在降温过程中,内部分子动能___________(选填“增大”、“不变”、“减小”);A液体的内能___________(选填“增大”、“不变”、“减小”)
(2)A液体的比热容___________(选填“>”、“=”、“<”)B液体的比热容,请写出判断依据是___________。
【答案】(1) 减小 减小
(2) > 见详解
【详解】(1)[1][2]温度越高,分子的无规则运动越剧烈,所以温度反映了构成物质的大量分子做无规则运动的剧烈程度。A液体在降温过程中,因温度变低,内部分子动能减小,A液体的内能减小。
(2)[1][2]根据图(1)知,相同质量的A和B液体在相同时间降低的温度相同,而A液体在这个过程中放出的热量大于B液体放出的热量,根据可知A液体的比热容大于B液体的比热容。
37.(2025·广东广州·三模)请完成下列填空。
(1)如图甲所示的装置“探究影响滑动摩擦力大小的因素”,水平传送带的速度可以调节,定滑轮摩擦忽略不计。
①启动传送带,当弹簧测力计的示数稳定后,木块相对于地面________,此时弹簧测力计的示数等于木块所受滑动摩擦力的大小,木块所受滑动摩擦力的方向沿水平向________;
②某次实验中,减小传送带的速度,当弹簧测力计的示数稳定后,小敏发现弹簧测力计的示数__________(选填“变小”、“不变”、“变大”);
(2)如图乙所示,瓶内装有少量的水,用塞子塞紧,并用打气筒向瓶内打气,当塞子跳起时,瓶内出现白雾,这说明气体对外做功时,内能________(选填“增大”“减小”或“不变”);
(3)如图丙所示,在“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验中,让同一小钢球从斜面不同高度由静止下滑至水平面上,是为了探究动能与________(选填“高度”或“速度”)的关系;
(4)如图丁所示,“测量小石块密度”的实验中,若用量筒先测其体积,接着用天平测其质量,则密度的测量值将________(选填“偏大”“偏小”或“无偏差”),你的依据是_________。
【答案】(1) 静止 向左 不变
(2)减小
(3)速度
(4) 偏大 见解析
【详解】(1)[1][2]启动传送带,当弹簧测力计的示数稳定后,木块与地面之间没有位置的变化,相对于地面处于静止状态,此时弹簧测力计通过绳子对木块水平向右的拉力与木块所受滑动摩擦力为一对平衡力,大小相等,方向相反,木块所受滑动摩擦力的方向沿水平向左。
[3]减小传送带的速度,木块相对于地面仍然静止,处于平衡状态,受到的摩擦力与弹簧测力计的示数大小相等,由于压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,则弹簧测力计的示数不变。
(2)给瓶内打气,当瓶塞跳起时,可以看到,瓶内出现白雾,这个过程中,气体膨胀对外做功,内能减少,温度降低,水蒸气液化成了小水滴,出现白雾。
(3)实验中让同一小钢球从斜面不同高度由静止下滑至水平面上,小钢球的质量不变,到达平面时的速度不同,是为了探究动能和速度的关系。
(4)[1][2]若用量筒先测其体积,接着用天平测其质量,石块会沾水,将石块和水的总质量当做石块的质量,会导致石块质量测量偏大,体积不变,由可知可知,密度的测量值将偏大。
38.(2025·广东广州·一模)如图所示,用规格相同的加热器给初温均为的甲、乙液体(甲、乙质量保持不变且)加热,两种液体每秒吸收的热量相同,这两种液体的温度—加热时间的图像如图丙所示。
(1)要完成该实验,除了图中所示的器材外,还需要的测量工具有天平和_________;
(2)某时刻温度计示数如图所示,此时乙的温度为_________°C ;
(3)甲液体第30s的内能____________(选填“大于”“等于”或“小于”)第35s的内能;
(4)根据图丙中0至30s图线及题目所给信息得出:甲液体的比热容比乙液体的___________(选填“大”“相同”或“小”),判断依据是__________。
【答案】(1)秒表
(2)58
(3)小于
(4) 大 见解析
【详解】(1)根据转换法,用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少,故要完成该探究实验,除了图中所示的器材外,还需要的测量工具有天平和秒表。
(2)某时刻温度计示数如图所示,温度计分度值为1℃,温度为58℃。
(3)物体从30s到35s时,一直吸收热量,温度升高,内能变大,即甲液体第30s的内能小于第35s的内能。
(4)[1][2]由图可知,在0~60s内,甲、乙变化图像是重合的,即甲、乙吸收相同的热量,升高相同的温度,由于甲的质量小于乙的质量,根据可知,甲的比热容大于乙的比热容。
39.(2025·广东广州·一模)如图所示,规格相同的甲乙容器装了相同质量的不同液体,用加热器加热时,单位时间内两液体吸收的热量相同,忽略散热,得到温度随加热时间变化的图线。
(1)甲液体加热4min吸收的热量_________(选填“大于”“小于”或“等于”)乙液体加热3min吸收的热量;
(2)两种液体的比热容c甲_________c乙(选填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1)大于
(2)>
【详解】(1)由题意知,用加热器加热时,单位时间内两液体吸收的热量相同,故甲液体加热4min吸收的热量大于乙液体加热3min吸收的热量。
(2)从图示可知,质量相同的甲乙两液体,升高相同的温度,甲需要加热的时间比乙长,即甲需要吸收的热量多,由Q=cmΔt可知,两种液体的比热容c甲>c乙。
40.(2025·广东广州·二模)小琳用如图A所示装置测量物块所受到的滑动摩擦力。轻质弹簧一端固定在上方,一端通过定滑轮水平拉着物块。传送带向左匀速运动,速度可调,木块放在传送带上。
(1)当木块相对地面静止时,弹簧测力计的示数如图B所示,忽略空气阻力和滑轮摩擦,在图C方框内画出木块水平方向的受力示意图并标出摩擦力f的大小(用“●”表示木块);
(2)增大传送带的速度,此时物体所受到的摩擦力将__________(选填“变大”“变小”“不变”)。
(3)实验完成后,小琳发现木块底部温度升高,这是通过__________(选填“做功”“热传递”)的方式增大木块内能。
【答案】(1)
(2)不变
(3)做功
【详解】(1)因为木块相对于地面静止,所以传送带上的木块处于受力平衡状态;因传送带向左匀速运动,故木块受到水平向左的滑动摩擦力,由对木块受力分析可知,木块在水平方向上受到水平向左的摩擦力和水平向右的弹簧测力计的拉力的作用,这两个力二力平衡;由图B可知,弹簧测力计的示数为4N,故水平向左的摩擦力的大小也为4N;因此可根据以上分析完成木块水平方向的受力示意图并标出摩擦力f的大小如下图所示:
(2)滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关;由题意可知,因为压力大小和接触面的粗糙程度不变,只是增大传送带的速度,不会影响滑动摩擦力的大小,所以增大传送带的速度,此时物体所受到的摩擦力将不变。
(3)对物体做功,物体的内能增加,温度升高;由题意可知,木块相对于地面静止,传送带向左匀速运动,传送带克服木块与传送带间的摩擦对木块做功,使木块的内能增加,温度升高,所以这是通过做功的方式增大木块的内能。
41.(2025·广东广州·三模)如图甲所示,在绝热的容器(容器内部不与容器外部发生热传递)中装有100°C的水A,其质量为1kg;把一瓶10°C的酒精B放入该容器后,利用温度传感器测量它们的温度变化,得到图乙中的曲线。假设热水放出的热量全部给酒精吸收了,忽略容器内气压的变化,水的比热容。
(1)酒精的沸点为__________°C,在10min后,酒精__________(选填“能”或“不能”)持续沸腾;
(2)请计算这瓶酒精B从10°C升温到78°C的过程中吸收的热量为________________J;
(3)能否根据本次实验提供的信息,判断酒精与水的比热容大小?如能请写出判断依据,如不能,请说明理由_______________________________________。
【答案】(1) 78 不能
(2)8.4×104
(3)见解析
【详解】(1)[1]酒精在沸腾后吸热温度不变,由图乙知酒精的沸点为78℃。
[2]根据题意可知,热水放出的热量全部被酒精吸收,且容器是绝热的,酒精达到沸点后,如果没有持续的热量输入,酒精将无法持续沸腾。由图知在10min后,水和酒精的温度相同,都为78℃,酒精不能继续加热,所以酒精不能持续沸腾。
(2)水从100℃,下降到80℃,放出的热量为
由图知这瓶酒精B从10℃升温到78℃的时间等于水从100℃下降到80℃的时间,由于绝热的容器,热传递过程中没有热量损失,所以这瓶酒精B从10℃升温到78℃的过程中吸收的热量等于水从100℃下降到80℃放出的热量,即
(3)从图像中可以知道在前5min内,水降低的温度
酒精升高的温度
由于热水放出的热量全部被酒精吸收,即,根据可知,因为不知道酒精的质量,所以无法根据本次实验提供的信息,判断酒精与水的比热容大小。
题型六 内能的利用
42.(2025·广东广州·三模)旅行家骑摩托车在某次旅程中消耗汽油3kg,这些汽油完全燃烧能放出的热量为_______J,若汽油机的效率为30%,则汽油机做的有用功为_____________J;图甲为该摩托车的单缸四冲程汽油机某个冲程的能量流向图,由此可以判断该汽油机正处于_________(选填“A”、“B”、“C”、“D”)图的冲程;在这个冲程,汽缸内封闭气体的分子运动________(选填“变剧烈”、“变缓慢”或“不变”)()
A.B.C.D.
【答案】 B 变剧烈
【详解】[1]由题意,则汽油完全燃烧放出的热量
[2]已知汽油机效率,由,可得汽油机做的有用功
[3]能量流向图中机械能转化为封闭气体的内能,是压缩冲程。四冲程汽油机中,A是吸气冲程(进气门开,排气门关,活塞下移);B是压缩冲程(两气门关,活塞上移);C是做功冲程(两气门关,火花塞点火,活塞下移);D是排气冲程(进气门关,排气门开,活塞上移),故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
[4]压缩冲程中,活塞对气体做功,气体内能增大,温度升高,所以分子运动变剧烈。
43.(2025·广东广州·二模)小明和妈妈利用燃气灶加热某液体,该液体的质量为500g。
(1)已知,天然气的热值,天然气完全燃烧放出热量的40%被该液体吸收,已知该液体初温为30℃,吸收了的热量,温度升高了40℃,该液体的比热容为______,需要完全燃烧______天然气:
(2)该液体沸腾后,妈妈把虾放进锅中,小明就闻到了虾的鲜香味,表明______。(选填“分子间有引力”“分子间有斥力”或“分子做无规则运动”)
【答案】(1) 0.005
(2)分子做无规则运动
【详解】(1)[1]该液体的比热容为
[2]天然气完全燃烧放出的热量为
需要完全燃烧天然气的体积为
(2)小明就闻到了虾的鲜香味,是扩散现象,表明分子做无规则运动。
44.(2025·广东广州·一模)下表所示是某燃气灶的产品参数,现使用该燃气灶将1kg的水从20℃加热到80℃,用时84s。
产品型号
AY8A
适用气源
天然气
热负荷
5kW
热效率
65%
(1)水加热的过程,内能______(选填“增大”“减小”或“不变”)这是通过______(选填“热传递”“做功”)的方式改变内能;
(2)已知水的比热容为,则上述过程水吸收的热量是______J;
(3)产品参数中的热负荷是指燃料在燃烧器中燃烧时单位时间内所释放的热量,若上述过程中燃气灶以该热负荷工作,则燃料释放的热量是______J,燃气灶的实际热效率是______;
(4)完全燃烧相同体积的液化石油气与天然气(),与天然气相比,液化石油气释放的热量______(选填“更多”“一样多”或“更少”)。
【答案】(1) 增大 热传递
(2)2.52×105
(3) 4.2×105 60%
(4)更少
【详解】(1)[1][2]水加热的过程中不断吸收热量,温度升高,内能增加,这是通过热传递的方式改变内能的。
(2)水吸收热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(80℃-20℃)=2.52×105J
(3)[1][2]燃气灶正常工作84s产生的热量Q放=W=Pt=5×103W×84s=4.2×105J
该燃气灶的实际热效率
(4)因为q液化石油气<q天然气,V液化石油气=V天然气,由Q放=Vq可知,所以完全燃烧相同体积的液化石油气与天然,液化石油气释放的热量比天然气更少。
45.(2025·广东广州·二模)如图1所示,用不同的加热器同时给质量相等的甲和乙两种液体加热,。已知甲液体的初温为20℃,乙液体的初温如图1所示。当加热到第6min时两种液体的温度相同(均未沸腾),甲液体的温度-加热时间的图线如图2所示。该过程两加热器产生的热量都有80%被这两种液体吸收,忽略液体蒸发。
(1)乙液体的初温为________℃;
(2)请在图2中画出乙液体加热0-6min的温度-加热时间的图线;
(3)加热0-6min,甲液体吸收的热量________(选填“大于”“等于”或“小于”)乙液体吸收的热量;
(4)若加热器1加热0-6min所产生的热量为,则甲液体的质量为________kg。
【答案】(1)10
(2)
(3)小于
(4)0.5
【详解】(1)由图可知,温度计的分度值为1℃,示数为10℃。
(2)乙液体加热0-6min时的初温10℃、末温是40℃。如图所示∶
(3)由知,甲液体吸收的热量
乙液体吸收的热量
因为
所以
即甲液体吸收的热量小于乙液体吸收的热量。
(4)由知,甲液体吸收的热量
由知,甲液体的质量
46.(2026·广东广州·模拟预测)“芒种”前后是麦子成熟收割的时间,需要及时把麦子归仓。现在很多地方都用联合收割机收割麦子,某收割机的参数如表所示。(g取10N/kg)
割幅/m
2.2/2.5
履带接地总面积/m2
3.6
喂入量/()
3/4/4.5
功率/kW
60
发动机效率
40%
油箱容积/L
72
满油时整机质量/kg
2880
(1)满油时收割机对水平地面的压强;
(2)如图甲所示,收割机功率保持60kW不变,收割一块地的麦子,耗时0.5h,求:
①该收割机做功,
②在此过程中消耗柴油的质量;(柴油的热值为4.3×107J/kg,计算结果保留一位小数)
【答案】(1)
(2),6.3kg
【详解】(1)满油时收割机对水平地面的压力为
满油时收割机对水平地面的压强
(2)[1]收割机做功
[2]柴油完全燃烧放出的热量为
则柴油质量为
47.(2025·广东广州·一模)如图甲所示是一艘完全依靠太阳能驱动的船,电池板接收太阳能的功率为1.6×105W。假设接收的太阳能只用来驱动船前进,在一次航行中,太阳能船受到水平方向的牵引力F随时间t的变化关系如图乙,航行速度如图丙。(海水密度约为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)若船吃水深度为1m,则船底受到水的压强是多大?
(2)第50s至100s,牵引力在这段时间内做的功?
(3)第50s至100s,若船接收的太阳能全部改由燃烧柴油提供,则需要消耗柴油的质量是多少?(q柴油=4.0×107J/kg)
【答案】(1)
(2)
(3)0.2kg
【详解】(1)船底受到水的压强
(2)第50s至100s,由图乙可知此时牵引力 F=8.0×104N,由图丙可知船速约为v=0.5m/s,经过时间 Δt=50s,则船在这一段位移 s=v×Δt=0.5m/s×50s=25m
牵引力在这段时间内做的功
(3)第50s至100s电池板接收太阳能
若船接收的太阳能全部改由燃烧柴油提供,即
则所需柴油质量
48.(2025·广东广州·一模)随着人民生活水平的不断提高,汽车已经走进我们的家庭。小林家最近购买了一辆轿车,新车的相关信息如表所示:
空载质量
2000kg
车身长度
满载人员
5人
最大车速
轮胎与地总接触面积
发动机水箱容积
50L
回答以下问题:
(1)汽油机是汽车的“心脏”,汽油机工作时什么冲程使汽车获得动力?
(2)该汽车空载停放在水平的停车场时,汽车对地面的压强有多大?
(3)若汽车在水平路面以80kW的恒定功率启动后不断加速,到最后做匀速直线运动。运动的速度v与时间t的关系如图所示。在时间内:
①发动机做的功是多少?
②汽车发动机牵引力是多少?
③若发动机的转化效率为,则需要燃烧多少kg汽油才能使发动机做这么多功?()
【答案】(1)做功冲程
(2)
(3),,
【详解】汽油机的做功冲程对外做功,将内能转化为机械能,因此,汽油机工作时做功冲程使汽车获得动力.
该汽车空载时,汽车对水平地面的压力
轮胎与地接触面积,汽车对水平地面的压强
由图可知,轿车在内速度为不变,即做匀速直线运动,已知发动机的恒定功率
①由可得,在时间内,轿车发动机做的功
②由图可知,轿车匀速直线运动时,,则由可得,牵引力
③由可求得,汽油完全燃烧放出的热量
由可得,汽油的质
49.(2025·广东广州·二模)海油观澜号是中国首个深远海浮式风电平台,装机容量为7.25兆瓦,在水中漂浮并捕捉风能发电,如图所示。海油观澜号由浮式基础和风机组成,整体高度超过200m,总质量达。平台采用“半潜式”设计,底部是一个三角形浮式基础,包括3个边立柱和1个中间立柱;浮式基础上方是高为83m的圆筒状柱子,柱子上方安装有机舱,机舱前部的3只大扇叶在风力带动下驱动机舱中的发电机转子转动,生成绿色电力,年发电量达。
(1)当海风从左向右水平吹向水平扇叶A时,水平扇叶A将__________(选填“顺时针”或“逆时针”)转动;
(2)风平浪静叶片不动时,海油观澜号受到的浮力是多少__________?排开海水的体积是多少________?(海水密度取,g取)
(3)海油观澜号投产用来代替发电效率为36%的煤炭发电站,一年可以节约煤炭的质量是__________?请你通过计算分析,一标准大气压下,这些煤炭完全燃烧放出的热量能否让质量为、初温为50℃的水温度升高到__________℃。[,]
【答案】(1)顺时针
(2)
(3) 60
【详解】(1)由图可知,扇叶A的下表面凸起,上表面平直,当当海风从左向右水平吹向水平扇叶A时,扇叶A的下表面空气流速大,压强小,上表面空气流速小,压强大,在上、下表面的压强差下,扇叶A上下表面所受空气压力合力向下,所以水平扇叶A将顺时针转动。
(2)[1][2]海油观澜号的重力为
风平浪静叶片不动时,海油观澜号在水中漂浮,浮力等于重力,即海油观澜号受到的浮力为
排开海水的体积为
(3)[1][2]利用煤炭发电站产生与海油观澜号一年发电量相同的电量,煤炭完全燃烧所释放的热量为
完全燃烧煤炭的质量为
质量为、初温为50℃的水吸收以上煤炭完全燃烧所释放的热量,假设可以升高到t℃;则
50.(2025·广东广州·二模)据统计,每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标,氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大,使用氢燃料电池的交通工具不断丰富,其应用流程如下。
(1)下列说法正确的是 ;
A.采用氢燃料是利用氢的比热容大
B.氢能源汽车工作过程,氢燃料电池将电能转化为化学能
C.氢能源汽车工作过程中,剩余氢的热值不变
D.使用热值更大的燃料,一定可以增大热机效率
(2)储氢瓶在高压下储存氢气时,瓶内气体的温度会升高,该过程中氢气的内能 __________(选填“增大”“减小”或“不变”);汽车冷却系统中,水箱内的液态水通过 __________(填写物态变化名称)吸收热量,有效降低发动机温度;
(3)以氢燃料电池卡车为例,若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h,功率为172kW;
①求以当前速度卡车行驶72km消耗的能量为 ____________J;
②与燃油卡车相比,氢燃料电池卡车行驶72km 可减排二氧化碳的质量为 _____________。(燃油机的效率取36%,燃油的热值q取 4.3×107 J/kg)
【答案】(1)C
(2) 增大 汽化
(3) 6.192×108 132kg
【详解】(1)A.等质量的氢燃料和其他燃料,氢燃料完全燃烧放出的热量更多,所以采用氢燃料是利用氢的热值大,故A错误;
B.电池为电路提供电能。氢能源汽车工作过程,氢燃料电池将化学能转化为电能,故B错误;
C.热值是燃料的特性,与燃料的质量、完全燃烧放出的热量以及燃烧情况等无关,只与燃料本身有关,所以氢能源汽车工作过程中,剩余氢的热值不变,故C正确;
D.热机的效率与燃料的热值无关,所以使用热值更大的燃料,不一定会增大热机效率,故D错误。
故选C。
(2)[1]内能大小与物体的质量、温度等有关。所以储氢瓶在高压下储存氢气时,瓶内气体的温度会升高,该过程中氢气的内能增大。
[2]汽车冷却系统中,水箱内的液态水通过汽化变成水蒸气,该过程吸收热量,能有效降低发动机温度。
(3)[1]以当前速度卡车行驶72km消耗的能量为W=Pt=172×103W×3600s=6.192×108J
[2]燃油完全燃烧释放的热量为
燃烧燃油的质量为
可减排二氧化碳的质量为 m二氧化碳=3.3m=3.3×40kg=132kg
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