資源簡介

專練13 實驗探究題(聲光熱)
一、熱學
熱學部分實驗探究主要有晶體熔化規律實驗、影響液體蒸發快慢的因素實驗、水的沸騰規律實驗、物體吸熱能力實驗。考查熱點有：晶體熔化規律實驗、水的沸騰實驗和物體吸熱能力實驗。
晶體熔化規律實驗
1.實驗內容
【實驗目的】探究晶體熔化規律。
【實驗器材】鐵臺架、酒精燈、火柴、石棉網、燒杯、試管、晶體(冰塊)、溫度計、秒表、水。
【實驗步驟】一、按圖組裝器材。
二、把晶體放入試管中，試管放入盛有水的燒杯中。
三、用酒精燈給晶體加熱，記錄加熱開始時間，觀察試管內晶體溫度變化情況。
四、當晶體開始熔化時記錄此時溫度和加熱時間。
五、繼續加熱，觀察固液共存態時溫度變化情況。
六、繼續加熱，待晶體完全熔化時記錄此時溫度和加熱時間。
七、繼續加熱，觀察液態時的溫度變化和加熱時間。
八、實驗表格
溫度(°C) 加熱時間(min) 物質形態
固態
固液共存態
液態
九、整理器材。
【實驗結論】晶體熔化過程中，給晶體加熱，隨著溫度的升高，當晶體溫度達到熔點時，晶體開始熔化；此時處于固液共存態，隨著繼續加熱，固態繼續熔化，溫度不變；當晶體完全熔化后，液體溫度才會升高。晶體熔化曲線如下圖。
2.考查內容
考查方向 解答思路
晶體熔化條件 達到熔點、繼續吸熱
熔化曲線特點 熔化過程中，固液共存態溫度不變(曲線水平段)
石棉網、燒杯內放水的作用 受熱均勻
確定熔點 熔化曲線水平段對應的溫度
溫度計的使用注意事項 溫度計應放在被測液體中間部位、不能碰器壁、讀取溫度時不能取出溫度計
儀器安裝順序 自下而上
晶體與非晶體的區別 晶體有固定熔點，熔化曲線可反映出來
熔化過程的吸放熱 熔化過程吸熱(內能增加)
【典例】(2020 日照)物理興趣小組的同學用如圖甲所示的實驗裝置，探究某種物質熔化時的溫度變化規律。實驗過程中，小明同學記錄的實驗數據如表所示：
時間/min 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6
溫度/℃ 40 42 44 46 48 48 48 48 50 53 56 59
(1)請根據小明記錄的實驗數據，在圖乙所示的坐標系中描點，并繪制本次實驗中溫度隨時間變化的圖象。
(2)根據圖象可知該物質的溫度達到45℃時，其狀態是　 　(填“固態”、“液態”或“固液共存態”)，在第3.2min時該物質的溫度是　 　℃。
(3)實驗過程中，同組的麗麗同學每隔1min記錄一次溫度值，你認為　 　(填“小明”或“麗麗”)記錄的數據更便于找到規律，理由是　 　。
【答案】(1)如圖；(2)固態；48；(3)小明；小明記錄的實驗數據更多，更精確。
【解析】(1)根據表格中的數據，描點連線得：
(2)由圖可知，該物質的溫度達到45℃時，還沒有熔化，所以其狀態是固態；在第3.2min時處于熔化過程，溫度保持48℃不變；
(3)實驗過程中，同組的麗麗同學每隔1min記錄一次溫度值，與小明的記錄相比，間隔時間過長，小明記錄的數據更便于找到規律，因為小明記錄的實驗數據更多，更精確。
故答案為：(1)如圖；(2)固態；48；(3)小明；小明記錄的實驗數據更多，更精確。
【跟蹤練習】
1.(2020 西藏)在“探究固體熔化時溫度的變化規律”實驗中，實驗裝置如圖(甲)所示，將溫度計插入試管后，待溫度升至50℃左右開始，每隔大約1min記錄一次溫度，在固體完全熔化后再記錄4～5次，根據記錄的數據，在方格紙上以縱軸表示溫度，橫軸表示時間，描點連線，得到如圖(乙)所示的該物質熔化時溫度隨時間變化的圖象。
(1)該物質是　 　(選填“晶體”或“非晶體”)，熔化過程持續了　 　min；
(2)圖中C點物體處于　 　(選填“固態”、“液態”或“固液共存態”)；
(3)圖中B點物體的內能　 　(選填“大于”、“小于”或“等于”)圖中D點物體的內能；
(4)某同學把試管中的物質換成水，發現無論怎么加熱，試管中的水都不會沸騰，請設計一種可以使試管中的水沸騰的方案：　 　。(填寫一種方案即可)
【答案】(1)晶體；3；(2)固液共存態；(3)小于；(4)燒杯上面加一個蓋。
【解析】(1)由圖乙可知，2﹣5min內，吸收熱量，溫度不變，所以該物質為晶體，熔化的時間為5min﹣2min＝3min；
(2)圖中C點在熔化過程中，處于固液共存狀態；
(3)BD段的物質處于熔化過程中，不斷吸熱，內能增加，溫度不變，故物體在B點時具有的內能小于在D點時的內能；
(4)燒杯中的水吸熱沸騰后溫度不再變化，試管中的水能達到沸點不能繼續吸熱所以不能沸騰，可以給燒杯上面加一個蓋，這樣燒杯水面上方氣壓高，水的沸點高，試管中的水就可以從燒杯中繼續吸熱，使試管中的水沸騰．
故答案為：(1)晶體；3；(2)固液共存態；(3)小于；(4)燒杯上面加一個蓋。
2.(2020 綿陽)探究水凝固時溫度的變化規律。取半個易拉罐，裝的冰與的食鹽的混合物(此混合物是很好的制冷劑)，選一只管徑較細的試管，盛少許水，把該試管埋入易拉罐的冰與食鹽混合物中。正確操作，觀測記錄水凝固過程中溫度隨時間變化的數據如下表所示。
時間/mmin 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
溫度/℃ 12 3 1 0 0 0 0 0 0 0 ﹣1
回答下列問題：
(1)用溫度計測量溫度，應將溫度計插入　 　。
A．試管的水中 B．冰與食鹽的混合物中 C．空氣中
(2)在4min﹣5min時間內，試管中的水　 　。
A．吸熱 B．放熱 C．不吸熱不放熱
(3)根據表中數據可以認為：水的凝固點與冰的熔點　 　(選填“相同”或“不相同”)。
【答案】(1)A；(2)B；(3)相同。
【解析】(1)本實驗是探究水凝固時溫度的變化規律，所以用溫度計測量溫度時，應將溫度計插入試管內的水中，故選A；
(2)根據表格中數據，在4min﹣5min時間是水的凝固過程，雖然溫度不變，但凝固時一直在放熱；
(3)同種物質的熔點和凝固點是相同的，故水的凝固點與冰的熔點相同。
故答案為：(1)A；(2)B；(3)相同。
3．(2020 鞍山)在探究“冰熔化時溫度隨時間變化規律”的實驗中，將裝有少量碎冰的試管放入裝有適量水的燒杯中，實驗裝置如圖甲所示。[c水＝4.2×103J/(kg ℃)]
(1)觀察圖乙，溫度計的示數為　 　℃。
(2)某同學根據記錄的數據繪制了溫度隨時間變化的圖象(如圖丙所示)。由圖象可知：冰熔化持續了　 　min，冰是　 　。(填“晶體“或“非晶體”)。第4min時，該物質處于　 　狀態，熔化過程為　 　(填“吸熱”或“放熱”)過程。
(3)若不考慮熱量損失，由圖象丙推知，冰的比熱容為　 　J/(kg ℃)。
【答案】(1)﹣2；(2)3；晶體；固液共存；吸收；(3)2.1×103。
【解析】(1)溫度計讀數時，視線應與液柱的上表面齊平，不能俯視或仰視，故其中正確的是B，此時溫度計的示數在0℃以下，分度值是1℃，其示數是﹣2℃；
(2)由圖象可知，冰從第2min開始熔化，到第5min完全熔化，共耗時5min﹣2min＝3min；冰熔化過程中吸熱，溫度不變，屬于晶體，第4min時，冰處于熔化過程中，以固液共存態存在；
(3)冰的溫度從﹣4℃升高到1℃時的加熱時間為2min；水從0℃升高到2℃時的加熱時間為2min，由于使用同一酒精燈加熱，在相同的時間內吸收的熱量是相同的；即質量相等的冰和水吸收相同熱量，冰升高溫度為水升高溫度的2倍，由Q吸＝cm△t可知冰的比熱容為水的比熱容的，即：c冰＝c水＝×4.2×103J/(kg ℃)＝2.1×103J/(kg ℃)。
故答案為：(1)﹣2；(2)3；晶體；固液共存；吸收；(3)2.1×103。
4．(2020 盤錦)在“探究固體熔化時溫度變化規律”的實驗中：
(1)按圖甲所示的實驗裝置組裝器材，最后應調整　 　(填“酒精燈”或“溫度計”)的位置。
(2)加熱一段時間后，發現試管中不斷有液態物質出現，同時溫度計示數保持不變，從而確定該物質是　 　(填“晶體”或“非晶體”)。
(3)該物質全部熔化后繼續加熱，根據實驗數據繪制出熔化后溫度計示數隨時間變化的圖象，如圖乙所示。若實驗在標準大氣壓下進行，分析圖象可知：試管中的物質　 　(填“能”或“不能”)沸騰。
(4)另一小組在利用相同的器材進行這一實驗時，觀察到該物質熔化時溫度計示數緩慢上升。
產生這一現象的原因可能是　 　(填序號)。
①燒杯中的水過多
②對試管內物質不斷攪拌
③溫度計的玻璃泡碰到了試管壁
【答案】(1)溫度計；(2)晶體；(3)不能；(4)③。
【解析】(1)由于要用酒精燈的外焰加熱，所以需先固定下面鐵圈的高度，最后固定溫度計，確保溫度計的玻璃泡全部浸沒在被測物質中，切不能碰到容器底和容器壁；
(2)該物質熔化過程中吸熱，溫度不變，屬于晶體；
(3)由圖乙可知，試管中物質最高溫度為100℃，水已經沸騰，該物質不能繼續吸熱，不能沸騰；
(4)①該物質是晶體，熔化過程中溫度不變，燒杯中的水過多，不會影響溫度計示數，錯誤；
②熔化過程中，對試管內物質不斷攪拌，可使物質受熱均勻，溫度計示數不變，錯誤；
③溫度計的玻璃泡碰到了試管壁，相當于直接測量燒杯中水的溫度，溫度計示數應會上升，正確，故選③。
故答案為：(1)溫度計；(2)晶體；(3)不能；(4)③。
5.(2020 沈陽)安安和康康共同探究物質A和物質B熔化時溫度的變化規律。
(1)實驗所用裝置如圖甲所示，在安裝上有一處明顯的錯誤，其錯誤之處是　 　；
(2)調整好器材后，他們開始實驗，如圖乙所示，讀取溫度計示數的方法正確的是　 　(選填“a”、“b”或“c”)。
(3)在實驗過程中，他們每隔1min記錄一下物質A和物質B的溫度，并把數據記錄在表格里。根據表中數據可以判斷　 　(選填“物質A”或“物質B”)是晶體，它在4min﹣7min這段時間內處于　 　(選填“固態”、“固液共存”或“液態”)狀態，在此過程中它的內能　 　(選填“增大”、“減小”或“不變”)。
物質熔化時溫度隨時間變化情況的記錄表
時間/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
物質A的溫度/℃ 40 44 46 48 48 48 48 48 48 48 49 51 54
物質B的溫度/℃ 60 61 62 63 64 66 67 69 71 74 77 81 85
【答案】(1)試管B碰到了燒杯底；(2)b；(3)物質A；固液共存；增大。
【解析】(1)由圖可知，實驗所用裝置如圖甲所示，在安裝上有一處明顯的錯誤，其錯誤之處是試管B碰到了燒杯底；
(2)讀數時，視線要與溫度計液柱的上表面相平，不能俯視或仰視。所以b方法正確；
(3)A和B兩種物質都在不斷吸收熱量，物質A吸收熱量溫度保持不變，物質A是晶體；物質B吸收熱量溫度不斷升高，物質B是非晶體。
根據表中數據，物質A吸收熱量保持48℃不變，所以A晶體的熔點是48℃。
A晶體的熔點是48℃，它在4min﹣7min這段時間內處于熔化過程，所以它處于固液共存態。在此過程中，不斷吸收熱量，它的內能增大。
故答案為：(1)試管B碰到了燒杯底；(2)b；(3)物質A；固液共存；增大。
水的沸騰規律實驗
1.實驗內容
【實驗目的】探究水的沸騰規律。
【實驗器材】鐵臺架、酒精燈、火柴、石棉網、燒杯、中心有空的紙板、溫度計、秒表、水。
【實驗步驟】一、按圖組裝器材。
二、用酒精燈給水加熱并觀察溫度變化情況。
三、當水溫接近90°C時，每分鐘記錄一次溫度，并仔細觀察水的沸騰過程。
四、實驗表格(1個標準大氣壓下)
溫度(°C) 加熱時間(min)
…
五、整理器材。
【實驗結論】(1)隨著給水加入，誰的溫度逐漸升高，當水溫達到99°C(本次實驗)時，水開始沸騰，此時隨著繼續加熱，水溫不變。
(2)水的沸點與當地大氣壓值有關，氣壓越高，沸點越高。
2.考查內容
考查方向 解答思路
水沸騰的條件 溫度達到沸點，繼續吸熱
沸騰曲線特點 沸騰前，隨著加熱，水溫升高；當水溫達到沸點時，沸騰過程水溫不變
如何加快實驗進度 用溫水或減少水的質量
溫度計的使用注意事項 溫度計應放在被測液體中間部位、不能碰器壁、讀取溫度時不能取出溫度計
石棉網的作用 受熱均勻
酒精燈拿開后水繼續沸騰 石棉網有余熱
水的沸點不到100°C 壓強較低
不能達到沸騰 火力小，水吸收熱量小于散熱
水沸騰前氣泡變化 逐漸變大
安裝順序 自下而上
【典例】(2020 朝陽)利用如圖甲所示的裝置做“探究水沸騰時溫度變化的特點”的實驗。
(1)裝置圖中有一處明顯的錯誤，請指出錯誤之處：　 　；
(2)在燒杯上放置一個紙板，其目的是　 　；
(3)乙圖中a圖象是實驗小組根據記錄繪制的水沸騰圖象，根據圖象可以得出水沸騰時的特點是　 　；當地大氣壓　 　(填“高于”、“等于”或“低于”)一標準大氣壓；
(4)如果減少燒杯中水的質量，水沸騰時圖象可能是圖乙中的　 　(填“b”、“c”或“d”)。
【答案】(1)溫度計的玻璃泡接觸了燒杯底部；(2)減少熱量散失，縮短加熱時間；(3)繼續吸熱，溫度不變；低于；(4)c。
【解析】(1)由圖甲知，裝置中明顯的錯誤是：溫度計的玻璃泡接觸了燒杯底部；
(2)在燒杯上放置一個紙板，其目的是：減少熱量散失，縮短加熱時間；
(3)由圖乙知，水在沸騰時，繼續從外界吸熱，溫度保持在沸點不變；
由圖乙知，此時水的沸點為98℃，小于水在一標準大氣壓下的沸點100℃，因液體的沸點隨氣壓的增大而升高，故當地大氣壓低于一標準大氣壓；
(4)因當地大氣壓不變，水的沸點不變，故減少水的質量時，只是縮短了加熱時間，故水沸騰時圖象可能是圖乙中的c。
故答案為：(1)溫度計的玻璃泡接觸了燒杯底部；(2)減少熱量散失，縮短加熱時間；(3)繼續吸熱，溫度不變；低于；(4)c。
【跟蹤訓練】
1．(2020 錦州)圖甲是小白同學探究“水沸騰時溫度變化特點”的實驗裝置。
(1)實驗過程中某一時刻溫度計的示數如圖乙，此時水的溫度是　 　℃。
(2)實驗通過　 　的方式增加水的內能。
(3)小云同學利用相同的實驗裝置進行這個實驗，他們分別繪制的水的溫度和時間關系的曲線如圖丙所示。由圖象可知：當時的氣壓　 　(填“高于”、“低于”或“等于”)標準大氣壓；水沸騰時的特點是繼續吸熱，　 　。他們還發現兩次實驗時水的初溫不同，但水卻同時沸騰，造成這種現象的原因是　 　。
【答案】(1)94；(2)熱傳遞；(3)小于；溫度保持不變；水的質量不同。
【解析】(1)該溫度計的分度值為1℃，此時水的溫度為94℃；
(2)對水加熱是通過熱傳遞改變水的內能；
(3)由圖象可知此時水的沸點為98℃，低于標準大氣壓下的100℃，所以此時的大氣壓低于標準大氣壓；水沸騰的特點繼續吸熱，溫度保持不變；造成這種現象的原因可能是水的質量不同。
故答案為：(1)94；(2)熱傳遞；(3)小于；溫度保持不變；水的質量不同。
2．(2020 淮安)在“觀察水的沸騰”實驗中，當溫度上升到88℃后，每隔1min讀一次溫度計的示數，直到水沸騰一段時間后停止讀數，測得的實驗數據如下表所示：
時間t/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8
溫度T/℃ 88 90 94 96 98 98 98 98
(1)2min時溫度計的示數如圖甲所示，此時溫度計的示數是　 　℃。
(2)根據表格中的數據，在如圖乙的方格紙上畫出水的溫度T隨時間變化的圖象。
(3)在5min到8min時間內，要用酒精燈持續加熱保持水沸，撤去酒精燈后水很快停止沸騰，這說明水沸騰時需要　 　熱量。
(4)從圖象可以看出：實驗中水的沸點是　 　℃，水在沸騰過程中溫度　 　。
【答案】(1)92；(2)如圖；(3)吸收；(4)98；不變。
【解析】(1)溫度計的分度值為1℃，且液柱在零刻度線的上方，因此該溫度計的示數是92℃；
(2)根據表格中的數據描點，并用平滑的曲線連接起來，如圖所示：
(3)當撤去酒精燈后，水很快停止了沸騰，這說明水在沸騰過程中要不斷吸熱。
(4)由記錄的數據可見，水的溫度升高到98℃后，就不再變化了，因此此時水的沸點是98℃，并且在沸騰過程中，保持這個溫度不變。
故答案為：(1)92；(2)如圖；(3)吸收；(4)98；不變。
3．(2020 眉山)為了探究水的沸騰，科學小組進行了下面的實驗：
(1)如圖甲所示，安裝實驗器材時，應按照　 　(選填“自下而上”或“自上而下”)的順序進行。溫度計的示數是　 　。
(2)加熱時，杯底有“氣泡”形成，上升到水面破裂，有“白霧”冒出，“白霧”是水蒸氣　 　形成的。由圖乙可知，水沸騰過程中不斷吸熱，溫度　 　(選填“升高”、“降低”或“保持不變”)。
(3)實驗結束后，移開酒精燈，發現燒杯內的水沒有立即停止沸騰，可能的原因是：　 　。把水在沸騰的高壓鍋從灶上拿下來以后，水不再沸騰，但打開鍋蓋，水又會重新沸騰，原因是　 　。
【答案】(1)自下而上；75℃；(2)液化；保持不變；(3)石棉網的溫度較高，水繼續從石棉網吸熱；氣壓減小沸點降低。
【解析】(1)因為要用酒精燈的外焰加熱，所以安裝器材時，先安裝下面器材，再安裝上面器材；
溫度計的分度值是1℃，示數是75℃；
(2)加熱時，杯底有“氣泡”形成，上升到水面破裂，有“白霧”冒出，“白霧”是水蒸氣遇冷后液化成小水滴；水在沸騰過程中，雖然不斷吸熱，但溫度保持不變。
(3)石棉網的溫度高于水的沸點，水繼續從石棉網吸熱，所以水沒有立即停止沸騰。水的沸點與氣壓有關，氣壓越低沸點越低，把水在沸騰的高壓鍋從灶上拿下來以后，水不再沸騰，但打開鍋蓋，水面上的氣壓減小，水還能繼續沸騰。
故答案為：(1)自下而上；75℃；(2)液化；保持不變；(3)石棉網的溫度較高，水繼續從石棉網吸熱；氣壓減小沸點降低。
物質吸熱能力實驗
1.實驗內容
【實驗目的】探究不同物體的吸熱能力。
【實驗器材】相同的鐵臺架、酒精燈、石棉網、燒杯、溫度計、攪拌器兩套，火柴、秒表、水和另一種液體(如煤油)。
【實驗步驟】一、按圖組裝器材。
二、取質量相同的水和煤油(60g)，常溫下待溫度穩定后(控制兩種液體初溫相同)，測出兩種液體的溫度，并計入表格。
三、點燃酒精燈，同時給水和煤油加熱，加熱時間為5分鐘，測量此時兩種液體溫度并計入表格。
四、實驗表格(參考數據)
物質種類 質量/g 初溫/°C 末溫/°C 溫升/°C 加熱時間(min)
水 60 20 40 20 5
煤油 60 20 56 36 5
…
五、整理器材。
【實驗結論】質量相同的水和另一種液體(如煤油)，吸收相同的熱量，煤油的溫度升高較大。
2.考查內容
考查方向 解答思路
兩套裝置相同目的 在相同時間內，液體吸收熱量相同
控制兩種裝置相同的量 保證實驗結論可靠性，酒精燈火焰大小、液體質量和初溫
實驗方法 控制變量法
兩種液體吸收熱量能力是通過什么反映的 溫度升高值
實驗中不停攪拌液體的目的 液體上下溫度均勻
如果要使水和煤油的最后溫度相同如何操作 給水繼續加熱
溫升相同那種液體吸收熱量多 水
哪種液體的吸熱能力強 水
表示不同物質吸熱能力的物理量 比熱容
吸收熱量計算 利用比熱容公式進行計算
安裝順序 自下而上
【典例】(2020·鎮江)在探究不同物質吸熱升溫的現象實驗中∶
(1)小強將天平放在水平桌面上并將游碼歸零后，若指針靜止時位置如圖1所示，則他應將平衡螺母向____端調節；調節天平平衡后，為稱取質量相等的沙子和水，小強將裝有沙子和水的相同燒杯分別放在天平的左、右托盤上，稱取完成后，天平平衡時的場景如圖2所示，則小強在稱取中存在的問題是____
(2)小強組裝的實驗裝置如圖3所示，他在器材安裝中的一處錯誤是____
(3)實驗中某時刻溫度計的示數如圖4所示，其讀數為____℃
(4)實驗結東后，小強根據圖5所示的溫度隨時間變化圖像，用三種方法來比較沙子和水吸熱升溫的快慢，從而建立比熱容的概念∶①在相同的時間t內比較溫度變化；②在相同的溫度變化內比較時間t；③若和t均不同，則可用____來比較沙子和水吸熱升溫的快慢。在初中物理中，比較物體____的快慢時也用到了上述方法。
【答案】(1)右；(2)游碼未在左端零刻度線處；(3)溫度計安裝位置偏高(或溫度計玻璃泡未能與水充分接觸)；(4)35；(5)(或)；(6)運動(或做功)。
【解析】(1)小強將天平放在水平桌面上并將游碼歸零后，若指針靜止時位置如圖1所示向左偏，則他應將平衡螺母向右端調節。
天平平衡時的場景如圖2所示，則小強在稱取中存在的問題是移動游碼未在左端零刻度線處，造成沙子和水的質量不同
(2)小強組裝的實驗裝置如圖3所示，他在器材安裝中的一處錯誤是溫度計安裝位置偏高，或溫度計玻璃泡未能與水充分接觸
(3)實驗中某時刻溫度計的示數如圖4所示，刻度值越往上越大，則說明是在零刻度線以上，分度值為1℃，指針位于30℃以上第5個小格處，故其讀數為35℃
(4)實驗結東后，小強根據圖5所示的溫度隨時間變化圖像，用三種方法來比較沙子和水吸熱升溫的快慢，從而建立比熱容的概念，和t成正比關系，則可用或來比較沙子和水吸熱升溫的快慢。
在初中物理中，根據速度公式或功率公式，可知比較物體運動或做功的快慢時也用到了上述方法。
【跟蹤訓練】
1.(2019·濟寧)探究物質的吸熱能力，通常有兩種方案：
方案一：取相同質量的兩種物質，吸收相等的熱量，比較溫度的變化。
方案二：取相同質量的兩種物質，升高相同的溫度，比較吸收的熱量。
(1)為便于開展實驗探究，熱源相同時，我們將方案中的“吸收的熱量”轉換為“加熱的時間”，通過加熱時間的長短可知吸收熱量的多少。實驗室溫度計就是應用這種轉換思想測量溫度的：當溫度升高或降低時，溫度計中的液體便膨脹或收縮，從溫度計中　　的變化便可知溫度的變化。
(2)下表是小明探究甲、乙兩種液體的吸熱能力時記錄的實驗數據。
液體名稱 液體質量 液體初溫 液體末溫 加熱時間 液體吸熱情況“多”或“少”
甲 10 30 40 6 多
乙 10 30 40 3 少
①分析表中信息，小明采用的是　　(選填“方案一”或“方案二” ；
②分析表中數據，可得出的結論：　　；
③如果甲、乙兩種液體都可作為發動機冷卻液，從物質吸熱能力角度考慮，應選　　液體作發動機冷卻液。
【答案】(1)液柱高度；(2)方案二；甲的吸熱能力強；甲。
【解析】(1)實驗室溫度計就是應用這種轉換思想測量溫度的：當溫度升高或降低時，溫度計中的液體便膨脹或收縮，從溫度計中液體高度的變化便可知溫度的變化；
(2)分析表中信息，質量相同，比較升高相同的溫度所用加熱時間，故小明采用的是方案二；
分析表中數據知，取相同質量的兩種物質，升高相同的溫度，甲吸收的熱量，可得出的結論是：甲的吸熱能力強；
如果甲、乙兩種液體都可作為發動機冷卻液，從物質吸熱能力角度考慮，因甲的比熱容大，根據，相同質量的甲乙兩種物質升高相同的溫度，甲吸熱多，故應選甲液體作發動機冷卻液。
2．(2018 棗莊)某班同學利用圖甲所示的實驗裝置探究水和煤油的吸熱能力。
(1)在圖甲中除了所給的實驗器材外，還需要的測量工具有天平和　 　。加熱過程中，水和煤油吸收熱量的多少是通過　 　來判斷的。
(2)實驗中第1、2兩個小組記錄的實驗數據如下表
實驗組別 液體 質量/g 初溫/℃ 末溫/℃ 加熱時間/min
1 水 200 25 40 13.5
煤油 200 25 40 6.5
2 水 200 25 40 12
煤油 200 25 40 5.5
通過分析實驗數據，能夠得出的結論是：　 　。
(3)圖乙是第1組同學繪制的“吸收熱量一時間”和“溫度一時間”圖象，能正確描述該實驗真實情況的圖象是　 　(選填序號)。
(4)使質量相同的水升高相同的溫度，加熱時間應該相同，但1、2兩組的同學在交流實驗數據時發現：第1小組的加熱時間明顯偏長，其原因可能是　 　。
(5)這兩組同學對圖甲的裝置進行了改進，將分別裝有水和煤油的試管放在同一個燒杯中用水加熱，如圖丙所示，而不是用兩個酒精燈分別加熱，這樣做的好處是　 　。
【答案】(1)秒表；加熱時間長短；(2)質量相同的水和煤油升高相同溫度，吸收的熱量不同(或質量相同的水和煤油升高相同溫度，水吸熱的熱量多；(3)C；(4)酒精燈的火焰大小不同；(5)在相同時間內水和煤油吸收的熱量相同。
【解析】(1)根據轉換法，水和煤油吸收熱量的多少是通過加熱時間的長短來比較吸熱多少；故還用到秒表；
(2)通過分析實驗數據，能夠得出的結論是：
質量相同的水和煤油升高相同溫度，吸收的熱量不同(或質量相同的水和煤油升高相同溫度，水吸熱的熱量多)；
(3)加熱時間相同，吸收的熱量相同，故AB錯誤，由表中數據，由(2)知，加熱相同時間，水升溫慢，故C正確，D錯誤；
(4)使質量相同的水升高相同的溫度，加熱時間應該相同，但1、2兩組的同學在交流實驗數據時發現：第1小組的加熱時間明顯偏長，其原因可能是：酒精燈的火焰大小不同；
(5)將分別裝有水和煤油的試管放在同一個燒杯中用水加熱，如圖丙所示，而不是用兩個酒精燈分別加熱，這樣做的好處是：在相同時間內水和煤油吸收的熱量相同。
故答案為：(1)秒表；加熱時間長短；(2)質量相同的水和煤油升高相同溫度，吸收的熱量不同(或質量相同的水和煤油升高相同溫度，水吸熱的熱量多；(3)C；(4)酒精燈的火焰大小不同；(5)在相同時間內水和煤油吸收的熱量相同。
3.(2018 青島)探究物質的吸熱能力。如圖，用相同規格的電加熱器給質量相等的水和煤油加熱，測得數據如下表：
升高的溫度t/℃ 20 30 40 50
加熱水的時間t/s 60 90 120 150
加熱煤油的時間t/s 30 45 60 75
①質量相等的水和煤油，升高相同的溫度，水比煤油吸收的熱量　 　。
②一定質量的水，在溫度升高時吸收的熱量與它的　 　乘積之比，叫做水的比熱容。它在數值上等于　　質量的水，溫度升高1℃所吸收的熱量。
【答案】①多；②質量與升高溫度；1kg。
【解析】①根據轉換法，質量相等的水和煤油，升高相同的溫度，水加熱時間長，故水比煤油吸收的熱量多。
②一定質量的水，在溫度升高時吸收的熱量與它的質量與升高溫度乘積之比，叫做水的比熱容。它在數值上等于1kg質量的水，溫度升高1℃所吸收的熱量。
故答案為：①多；②質量與升高溫度；1kg。
二、光學
對光學部分實驗探究問題主要包括：光的反射定律實驗、平面鏡成像規律實驗、光的折射定律實驗、凸透鏡成像規律實驗。常考熱點有：光的反射定律實驗、平面鏡成像規律實驗、凸透鏡成像規律實驗。這些問題均屬于常考熱點，提高認識，找其規律，才能從容備考。
光的反射定律實驗
1.實驗內容
【實驗目的】驗證光的反射定律。即：共面(反射光線、入射光線與法線在一個平面內)、分居(反射光線與入射光線分居法線兩側)、等角(反射角等于入射角)和可逆(光路是可逆)。
【實驗器材】平面鏡一塊、激光筆一支、帶刻度的折板光屏一塊、支架等。
【實驗步驟】一、按圖組裝器材
二、根據圖甲沿折板平面用激光筆射出一束光線，觀察入射光線和反射光線，并記錄入射角和反射角；數據填入表格。
三、改變入射光線方向(入射角)重復上述實驗并記錄表格。
次數 入射角 反射角
1
2
3
…
四、沿折板中軸(N)將折板F向后轉動，觀察反射光線是否仍在F上。
五、選擇一次實驗，沿原反射光線反方向改變入射光線，觀察反射光線判斷光路可逆性。
六、整理器材。
【實驗結論】共面、分居、等角。
2.考查方向
考查方向 解答思路
三線共面 沿折版中軸折轉光屏是否還能看見反射光線
分居 觀察反射光線、入射光線是否在中軸兩側
等角 通過量角器
可逆 沿原反射光線路徑改變入射光線，觀察反射光線
漫反射 能看見光線的傳播方向說明折板發生了漫反射
實驗結論的普遍性 改變入射角(改變入射光線方向)，進行多次實驗
光線的理想化模型 觀察激光筆射出的光線即可構建用帶箭頭的直線表示光的傳播方向和路徑
【典例】(2020 天水)“探究光的反射規律”的實驗裝置如圖甲所示，平面鏡放在水平桌面上，標有刻度(圖中未畫出)的白色紙板ABCD能繞垂直于CD的ON軸翻轉，在紙板上安裝一支可在紙板平面內自由移動的激光筆。
(1)實驗前，應將紙板　 　放置平面鏡上；移動激光筆，使入射光束繞入射點O沿逆時針方向轉動，可觀察到反射光束沿　 　時針方向轉動；
(2)移動激光筆，使入射角為45°，測得反射角也為45°，由此就得出“光反射時，反射角等于入射角”的結論你認為有何不妥之處？　 　；
(3)如圖乙所示，將紙板右半部分繞ON向后翻轉任意角度，發現紙板上均無反射光束呈現此現象說明了：　 　；
(4)在圖甲中，若將紙板(連同激光筆)繞CD向后傾斜，此時反射光束　 　(選填字母符號)。
A．仍在紙板上呈現
B．被紙板擋住
C．在紙板前方
【答案】(1)垂直；順；(2)一次實驗得到的結論具有偶然性；(3)反射光線、入射光線和法線在同一平面內；(4)C。
【解析】(1)白色紙板ACDB應垂直放置于平面鏡上，這樣反射光線才可以在硬紙板上呈現；
如圖甲，移動激光筆，使入射光束繞入射點O沿逆時針方向轉動，則入射角增大，反射角也增大，則反射光線會遠離法線，即反射光線將會順時針轉動；
(2)因為一次實驗具有有很大的偶然性，所以不能只由一組數據就得出結論，應改變入射角的度數進行多次實驗。
(3)如圖乙所示，將紙板右半部分繞ON向后翻轉任意角度，發現紙板上均無反射光束呈現。此現象說明了反射光線、入射光線和法線在同一平面內；
(4)在圖甲中，若將紙板(連同激光筆)繞CD向后傾斜，而法線始終垂直于平面鏡，則反射光線、入射光線、法線所在的平面也垂直于平面鏡，所以可知反射光束在紙板前方，故應選C。
故答案為：(1)垂直；順；(2)一次實驗得到的結論具有偶然性；(3)反射光線、入射光線和法線在同一平面內；(4)C。
【跟蹤訓練】
1．(2020 河池)探究“光的反射規律”時，某實驗小組設計了如圖所示的實驗。
次數 入射角 反射角
1 60° 60°
2 45° 45°
3 30° 30°
(1)實驗中為了使光線能在紙板上顯示出來，他們應該采取的操作是　 　(選填“A”或“B”)。
A．讓光束垂直紙板射到O點
B．讓光束貼著紙板射到0點
(2)根據上表實驗數據得出結論：在光的反射現象中，反射角　 　入射角。
(3)若將一束光沿FO方向射到O點，光將沿圖中的OE方向射出，說明在光的反射現象中光路是　 　的。
【答案】(1)B；(2)等于；(3)可逆。
【解析】(1)此實驗為了使光線能在紙板上顯示出來，應該采取的操作是使光束貼著紙板射到O點，即選項B的說法符合題意；
(2)分析表中反射角和入射角的數據可知：光反射時，反射角等于入射角；
(3)若將一束光貼著紙板沿FO方向射到O點，光將沿圖中的OE方向射出，該現象說明：在反射時，光路是可逆的；
故答案為：(1)B；(2)等于；(3)可逆。
2．(2020 鄂爾多斯)圖甲是小明探究光的反射規律的實驗裝置圖。
(1)該實驗中，紙板A、B的作用是　 　(寫出一條即可)。
(2)讓入射光線沿FO方向射入，則發現反射光線沿　 方向射出。
(3)實驗結束后，小明想繼續探究平面鏡成像的特點，裝置如圖乙，卻發現點燃蠟燭A，在平面鏡后移動未點燃的蠟燭B，根本無法透過平面鏡看到蠟燭B．小明可用　 　代替平面鏡，讓實驗順利完成。
(4)實驗結束時，小華將一枚硬幣放在豎直的平面鏡前，硬幣的像在a處，如圖丙。現將平面鏡移至圖丁位置，硬幣的成像情況是　 　(填字母代號)。
A．硬幣成像在a處
B．硬幣成像在b處
C．硬幣成像在c處
D．硬幣無法通過平面鏡成像
【答案】(1)顯示光路；(2)OE；(3)玻璃板；(4)A。
【解析】(1)探究光反射實驗時，紙板A、B的作用有兩個：①可以通過紙板觀察光的傳播路徑；②還可以探究入射光線、反射光線、法線是否共面；
(2)讓入射光線沿FO方向射入，根據光的反射中，光路是可逆的可知，反射光線沿OE方向射出；
(3)因為玻璃板是透明的，能在觀察到A棋子像的同時，還可以透過玻璃清楚的看到放在后面的蠟燭B，便于確定像的位置，所以可以用玻璃板來代替平面鏡；
(4)平面鏡所成的像與物關于平面鏡對稱，硬幣的位置不變，將平面鏡平移，平面鏡仍在原來像與成像物體對稱軸上，像的位置不變，硬幣成像仍然在a處，故選A；
故答案為：(1)顯示光路；(2)OE；(3)玻璃板；(4)A。
3．(2020 甘南州)“探究光的反射規律”的實驗裝置如圖甲所示，平面鏡放在水平桌面上，標有刻度(圖中未畫出)的白色紙板ABCD能繞垂直于CD的ON軸翻轉，在紙板上安裝一支可在紙板平面內自由移動的激光筆。
(1)實驗前，應將紙板　 　放置平面鏡上；移動激光筆，使入射光束繞入射點O沿逆時針方向轉動，可觀察到反射光束沿　 　時針方向轉動；
(2)移動激光筆，使入射角為45°，測得反射角也為45°，由此就得出“光反射時，反射角等于入射角”的結論你認為有何不妥之處？　 　；
(3)如圖乙所示，將紙板右半部分繞ON向后翻轉任意角度，發現紙板上均無反射光束呈現此現象說明了：　 　；
(4)在圖甲中，若將紙板(連同激光筆)繞CD向后傾斜，此時反射光束　 　(選填字母符號)。
A．仍在紙板上呈現
B．被紙板擋住
C．在紙板前方
(5)實驗結束后，同組的小明和小剛都想從鏡子中看到對方的眼睛，而不想讓對方看到自己的眼睛，結果他倆誰都沒有能做到，你認為沒有能做到的原因是　 　。
【答案】(1)垂直；順；(2)一次實驗得到的結論具有偶然性；(3)反射光線、入射光線和法線在同一平面內；(4)C；(5)反射時，光路是可逆的。
【解析】(1)白色紙板ACDB應垂直放置于平面鏡上，這樣反射光線才可以在硬紙板上呈現；
如圖甲，移動激光筆，使入射光束繞入射點O沿逆時針方向轉動，則入射角增大，反射角也增大，則反射光線會遠離法線，即反射光線將會順時針轉動；
(2)因為一次實驗具有有很大的偶然性，所以不能只由一組數據就得出結論，應改變入射角的度數進行多次實驗。
(3)如圖乙所示，將紙板右半部分繞ON向后翻轉任意角度，發現紙板上均無反射光束呈現。此現象說明了反射光線、入射光線和法線在同一平面內；
(4)在圖甲中，若將紙板(連同激光筆)繞CD向后傾斜，而法線始終垂直于平面鏡，則反射光線、入射光線、法線所在的平面也垂直于平面鏡，所以可知反射光束在紙板前方，故應選C。
(5)因為反射時，光路是可逆的，所以小明和小剛都能從鏡子中看到對方的眼睛，而不想讓對方看到自己的眼睛是做不到的。
故答案為：(1)垂直；順；(2)一次實驗得到的結論具有偶然性；(3)反射光線、入射光線和法線在同一平面內；(4)C；(5)反射時，光路是可逆的。
4．(2020 湘潭)用如圖1所示的裝置探究光的反射規律，實驗數據如下表：
次數 1 2 3 4
∠i 30° 40° 50° 60°
∠r 30° 40° 50° 60°
(1)圖表中∠r表示　 　(選填“入射”或“反射”)角。
(2)分析實驗數據可知：反射角　 　(選填“大于”、“等于”或“小于”)入射角。
(3)紙板ENF是用兩塊紙板連接起來的。如圖2，把紙板NOF向后折，光沿EO入射在紙板NOF上　 　(選填“能”或“不能”)看到反射光線。這說明在光的反射現象中，反射光線、入射光線和法線在同一平面內。
(4)在圖1中，當光沿FO的方向射向O點時，光會沿著OE的方向射出，說明在反射現象中光路是　 　的。
【答案】(1)反射；(2)等于；(3)不能；(4)可逆。
【解析】(1)垂直鏡面的是法線，射向鏡面的光線為入射光線，入射光線與法線的夾角是入射角，由圖1知，OF為反射光線，∠r是反射角；
(2)根據表中的數據可以得出結論：反射角等于入射角；
(3)把紙板NOF向前折或向后折，光沿EO入射在紙板NOF上，在紙板NOF上不能看到反射光線，由此得出結論：反射光線、入射光線和法線在同一平面內；
(4)讓光沿著FO的方向射向O點，反射光會沿著OE方向射出，這表明，在反射現象中，光路是可逆的。
故答案為：(1)反射；(2)等于；(3)不能；(4)可逆。
5．(2020 河北)在“探究光的反射規律”的實驗中，平面鏡水平放置，白色紙板豎直立在平面鏡上，紙板由E、F兩部分組成，可繞豎直接縫ON翻轉，如圖1所示。
實驗次數 入射角 反射角
1 30° 30°
2 45° 45°
3 60° 60°
(1)實驗中還需要的器材是：　 　、激光筆和鉛筆。
(2)將一束光貼著紙板E沿AO射到O點，紙板F上會顯示出反射光束OB；為探究反射光和入射光是否在同一平面內，下一步的操作是：　 　。
(3)使光束以不同角度入射進行實驗，測量數據如上表所示。由此可得：在反射現象中，　 　。
(4)如圖2所示，已知入射光線與反射光線的夾角為90°，請在圖中畫出平面鏡的位置并標出反射角的度數。
【答案】(1)量角器；(2)將紙板F沿ON向后折(向前折)，看其上是否有反射光線；(3)反射角等于入射角；(4)如圖。
【解析】(1)因為實驗時為了驗證光的反射定律，需要測量反射角和入射角的度數，所以必須有量角器；
(2)將紙板F沿ON向后折(向前折)，看其上是否有反射光線，轉動后，若不能看到反射光線，說明反射光線與入射光線是在同一平面內；
(3)使光束以不同角度入射進行實驗，由表格中的數據可知，反射角始終等于入射角；
(4)已知入射光線與反射光線的夾角為90°，由光反射定律知，反射角等于入射角，則反射角等于90°＝45°，所以先做出反射光線與入射光線的夾角的平分線，然后再過入射點作這個角平分線的垂線即為平面鏡的位置，入射角為入射光線與法線的夾角，反射角為反射光線與法線的夾角。如圖
故答案為：(1)量角器；(2)將紙板F沿ON向后折(向前折)，看其上是否有反射光線；(3)反射角等于入射角；(4)如圖。
平面鏡成像規律實驗
1.實驗內容
【實驗目的】探究平面鏡成像規律。即等大(像與物大小相等)、等距(像與物到平面鏡的距離相等)、對稱(像與物相對于平面鏡對稱)、反向(像與物左右位置相反)、虛像(像是虛像)。
【實驗器材】玻璃板一塊、相同的蠟燭兩支、光屏一塊、火柴一盒、刻度尺和支架等。
【實驗步驟】一、按圖組裝器材。在玻璃板的一側立一支點燃的蠟燭，觀察另一側蠟燭的像。
二、將光屏置于像的位置，不透過光屏觀察光屏上有無蠟燭的像。
三、將另一支未點燃的蠟燭置于像的位置，比較兩只蠟燭的大小關系。
四、移動蠟燭的位置，觀察像的大小有無變化。
五、用刻度尺量出兩支蠟燭到平面鏡的距離。
六、通過平面鏡觀察像與物的左右位置關系。
七、重復上述步驟并記錄實驗數據于表格。
次數 像與物的大小關系 物到平面鏡距離(cm) 像到平面鏡的距離(cm) 物像連線與平面鏡的關系 像與物的左右位置關系 像的虛實
位置1
位置2
位置3
…
八、整理器材。
【實驗結論】等大、等距、對稱、反向、虛像。
2.考查內容
考查方向 解答思路
平面鏡成像原理 光的反射(鏡前可以觀察到像，鏡后無法看到)
大小關系 兩支相同蠟燭為了比較大小關系
點燃蠟燭目的 清楚的觀察成像
實驗方法 等效替代法
多次實驗的目的 實驗結論具有普遍性
等距驗證 利用刻度尺進行測量
虛像 光屏(物在平面鏡中像的位置)無法呈接到像
反向 通過觀察可見像與物左右位置相反
實驗出現誤差 刻度尺與平面鏡不垂直、實驗裝置安裝存在問題
【典例】(2020·安順)在探究“平面鏡成像特點“的實驗中，器材如下：方格紙、帶支架的玻璃板、光屏、兩個完全相同的物塊。方格紙鋪于水平桌面。請回答下列問題：
(1)如圖所示，以方格紙的某條線段來確定　 　底邊所在的位置，再將其垂直于方格紙放置。當物塊放在玻璃板前，能觀察到物塊的像，這是光在玻璃表面　 　形成的；
(2)將光屏放在像的位置，光屏上接收不到像，因此判斷平面鏡成的是　 　像(選填：“虛”或“實”)；
(3)不斷改變物塊的位置，另一個相同的物塊都能放在玻璃板后相應位置與像完全重合，說明平面鏡所成的像與物大小　 　；
(4)實驗中，使用方格紙可以直接比較像與物到鏡面的　 　關系。
【答案】(1)玻璃板；反射；(2)虛；(3)相等；(4)距離。
【解答】解：(1)以方格紙的某條線段來確定玻璃板底邊所在的位置，再將其垂直于方格紙放置。當物塊放在玻璃板前，能觀察到物塊的像，這是光在玻璃表面反射形成的；
(2)因為虛像不能在光屏上承接，所以將光屏放到像的位置，無法直接在光屏上觀察到像，說明所成的像是虛像。
(3)不斷改變物塊的位置，另一個相同的物塊都能放在玻璃板后相應位置與像完全重合，說明平面鏡所成的像與物大小相等；
(4)實驗中，使用方格紙可以直接比較像與物到鏡面的距離關系。
故答案為：(1)玻璃板；反射；(2)虛；(3)相等；(4)距離。
【跟蹤訓練】
1.(2020·齊齊哈爾)小彤同學在“探究平面鏡成像特點”實驗時：
(1)用玻璃板代替平面鏡實驗時，會看到兩個不重合的像，分別是玻璃板前后兩個面反射形成的，為消除此影響可選用　 　(選填“厚”或“薄”)一些的玻璃板代替平面鏡。將玻璃板垂直放置在水平桌面上，這樣做是為了便于確定像的　 　。為了便于比較像與物的大小關系，所用的兩只蠟燭A、B，應選擇外形　 　(選填“相同”或“不相同”)的。
(2)將點燃的蠟燭A豎立在玻璃板的前面，將　 　(選填“點燃”或“不點燃”)的蠟燭B豎立著在玻璃板后面移動，直到看上去蠟燭B跟蠟燭A的像完全重合。
(3)標記蠟燭A、B的位置，測得蠟燭B到鏡面的距離　 　(選填“小于”、“等于”或“大于”)蠟燭A到鏡面的距離。
(4)當蠟燭A遠離玻璃板時，像會　 　(選填“靠近”或“遠離”)玻璃板，像的大小　 　(選填“變小”、“不變”或“變大”)。
(5)將光屏豎立在像的位置(與玻璃板平行)，光屏上無法呈現蠟燭的像，說明平面鏡所成的像是　 　(選填“虛”或“實”)像。
【答案】(1)薄；位置；相同；(2)不點燃；(3)等于；(4)遠離；不變；(5)虛。
【解析】(1)因為厚玻璃板的兩個面都可以當作反射面，會出現兩個像，影響到實驗效果，所以應選用薄玻璃板；
將玻璃板垂直放置在水平桌面上，這樣能透過玻璃板觀察到像，便于確定像的位置；
為了比較像與物的大小關系，實驗中應選擇兩只完全相同的蠟燭；
(2)如果點燃玻璃板后方的蠟燭B，平面鏡則因為光太亮而幾乎無法分清鏡中的燭焰是像的燭焰還是對面B的燭焰，難以確定像的位置，從而對實驗造成影響，所以實驗過程中蠟燭B不需要點燃；
(3)標記蠟燭A、B的位置，通過測量可知，B到鏡面的距離等于蠟燭A到鏡面的距離；
(4)物與像到平面鏡的距離相等，因此若將蠟燭A遠離玻璃板時，則像將遠離玻璃板移動；平面鏡中的像的大小跟物體大小有關，跟物體到平面鏡的距離無關，所以物體面鏡，像也面鏡，像的大小不變；
(5)將光屏豎立在像的位置(與玻璃板平行)，光屏上無法呈現蠟燭的像，由于虛像不能成在光屏上，所以平面鏡成的是虛像。
故答案為：(1)薄；位置；相同；(2)不點燃；(3)等于；(4)遠離；不變；(5)虛。
2.(2020·天門)在“探究平面鏡成像的規律”的實驗中，提供如下器材：光具座 刻度尺 一張大白紙 記號筆 兩支相同的蠟燭 無色透明薄玻璃板 茶色透明薄玻璃板 光屏
(1)為了獲得較好的實驗效果，應選擇____透明薄玻璃板；
(2)實驗選用器材有兩種組合：一種組合除選用玻璃板 蠟燭 光屏外，還選用刻度尺和白紙，白紙既要記錄玻璃板的位置，也要記錄____；另一種組合除選用玻璃板 蠟燭 光屏外，還選用光具座 這兩種組合中光屏的作用是____；
(3)用光具座完成本實驗比較方便，因為其上的刻度值便于比較____關系；
(4)實驗中，通過多次觀察點燃的蠟燭的像與沒點燃的蠟燭完全重合的現象，得出“平面鏡所成像的大小與物體的大小相等”的結論 這種確定像和物大小關系的研究方法是____ (填字母)
A.轉換法 B.控制變量法 C.等效替代法
【答案】(1)茶色；(2)像和物的位置；(3)判斷像的虛實；(4)像距與物距(或“像與物到玻璃板的距離”)；(5)C。
【解析】(1)無色玻璃透光性太強,容易受到玻璃另一側物體的干擾，茶色玻璃透光性較差，成像主觀感覺比無色玻璃好得多。
(2)探究平面鏡成像規律，要探究成像的大小、物和像位置關系，故白紙既要記錄玻璃板的位置，也要記錄像和物的位置。
實像能用光屏承接，虛像不能用光屏承接，平面鏡成像實驗時，把光屏放在像的位置，觀察光屏上有沒有像，來判斷像的虛實。
(3)光具座上自帶刻度，用光具座完成本實驗比較方便，便于比較像距與物距的大小。
(4)通過多次觀察點燃的蠟燭的像與沒點燃的蠟燭完全重合，從而用沒點燃的蠟燭替代點燃的蠟燭的像，這種確定像與物大小關系的方法是等效替代法，故選C。
3.(2020·齊齊哈爾)小彤同學在“探究平面鏡成像特點”實驗時：
(1)用玻璃板代替平面鏡實驗時，會看到兩個不重合的像，分別是玻璃板前后兩個面反射形成的，為消除此影響可選用　 　(選填“厚”或“薄”)一些的玻璃板代替平面鏡。將玻璃板垂直放置在水平桌面上，這樣做是為了便于確定像的　 　。為了便于比較像與物的大小關系，所用的兩只蠟燭A、B，應選擇外形　 　(選填“相同”或“不相同”)的。
(2)將點燃的蠟燭A豎立在玻璃板的前面，將　 　(選填“點燃”或“不點燃”)的蠟燭B豎立著在玻璃板后面移動，直到看上去蠟燭B跟蠟燭A的像完全重合。
(3)標記蠟燭A、B的位置，測得蠟燭B到鏡面的距離　 　(選填“小于”、“等于”或“大于”)蠟燭A到鏡面的距離。
(4)當蠟燭A遠離玻璃板時，像會　 　(選填“靠近”或“遠離”)玻璃板，像的大小　 　(選填“變小”、“不變”或“變大”)。
(5)將光屏豎立在像的位置(與玻璃板平行)，光屏上無法呈現蠟燭的像，說明平面鏡所成的像是　 　(選填“虛”或“實”)像。
【答案】(1)薄；位置；相同；(2)不點燃；(3)等于；(4)遠離；不變；(5)虛。
【解析】(1)因為厚玻璃板的兩個面都可以當作反射面，會出現兩個像，影響到實驗效果，所以應選用薄玻璃板；
將玻璃板垂直放置在水平桌面上，這樣能透過玻璃板觀察到像，便于確定像的位置；
為了比較像與物的大小關系，實驗中應選擇兩只完全相同的蠟燭；
(2)如果點燃玻璃板后方的蠟燭B，平面鏡則因為光太亮而幾乎無法分清鏡中的燭焰是像的燭焰還是對面B的燭焰，難以確定像的位置，從而對實驗造成影響，所以實驗過程中蠟燭B不需要點燃；
(3)標記蠟燭A、B的位置，通過測量可知，B到鏡面的距離等于蠟燭A到鏡面的距離；
(4)物與像到平面鏡的距離相等，因此若將蠟燭A遠離玻璃板時，則像將遠離玻璃板移動；平面鏡中的像的大小跟物體大小有關，跟物體到平面鏡的距離無關，所以物體面鏡，像也面鏡，像的大小不變；
(5)將光屏豎立在像的位置(與玻璃板平行)，光屏上無法呈現蠟燭的像，由于虛像不能成在光屏上，所以平面鏡成的是虛像。
故答案為：(1)薄；位置；相同；(2)不點燃；(3)等于；(4)遠離；不變；(5)虛。
4.(2020·天門)在“探究平面鏡成像的規律”的實驗中，提供如下器材：光具座 刻度尺 一張大白紙 記號筆 兩支相同的蠟燭 無色透明薄玻璃板 茶色透明薄玻璃板 光屏
(1)為了獲得較好的實驗效果，應選擇____透明薄玻璃板；
(2)實驗選用器材有兩種組合：一種組合除選用玻璃板 蠟燭 光屏外，還選用刻度尺和白紙，白紙既要記錄玻璃板的位置，也要記錄____；另一種組合除選用玻璃板 蠟燭 光屏外，還選用光具座 這兩種組合中光屏的作用是____；
(3)用光具座完成本實驗比較方便，因為其上的刻度值便于比較____關系；
(4)實驗中，通過多次觀察點燃的蠟燭的像與沒點燃的蠟燭完全重合的現象，得出“平面鏡所成像的大小與物體的大小相等”的結論 這種確定像和物大小關系的研究方法是____ (填字母)
A.轉換法 B.控制變量法 C.等效替代法
【答案】(1)茶色；(2)像和物的位置；(3)判斷像的虛實；(4)像距與物距(或“像與物到玻璃板的距離”)；(5)C。
【解析】(1)無色玻璃透光性太強,容易受到玻璃另一側物體的干擾，茶色玻璃透光性較差，成像主觀感覺比無色玻璃好得多。
(2)探究平面鏡成像的規律，要探究成像的大小、物和像位置關系，故白紙既要記錄玻璃板的位置，也要記錄像和物的位置。
實像能用光屏承接，虛像不能用光屏承接，平面鏡成像實驗時，把光屏放在像的位置，觀察光屏上有沒有像，來判斷像的虛實。
(3)光具座上自帶刻度，用光具座完成本實驗比較方便，便于比較像距與物距的大小。
(4)通過多次觀察點燃的蠟燭的像與沒點燃的蠟燭完全重合，從而用沒點燃的蠟燭替代點燃的蠟燭的像，這種確定像與物大小關系的方法是等效替代法，故選C。
5．(2020 寧夏)小明利用如圖甲所示的實驗器材，做“探究平面鏡成像的特點”實驗：
(1)小明用玻璃板代替平面鏡的目的是　 　。
(2)小明在玻璃板的前面放一支點燃的蠟燭A，還要在玻璃板的后面放一支沒有點燃的蠟燭B，對蠟燭A和B的要求是　 　，這是為了比較　 　；實驗中點燃蠟燭A的目的是　 　。
(3)小明完成實驗后，在老師的幫助下對上述實驗進行了改進，如圖乙所示，他將右側貼有半透膜的玻璃板用夾子固定在量角器上，把形如“7”的未點燃的生日蠟燭C、D分別插在鋪有方格紙的泡沫板的a、b處，透過普通玻璃看不到蠟燭C清晰的像，透過貼膜玻璃能看到蠟燭D清晰的像，他透過貼膜玻璃能看到蠟燭D清晰的像是因為　 　。
(4)請你說出實驗改進后的優點(至少說出兩點)：　 　。
【答案】(1)便于確定像的位置；(2)蠟燭A和B完全相同；像和物體大小關系；成像物體更亮，成像更清晰；(3)反射光線多，進入人眼的光線多，感覺像更清晰；(4)玻璃板能豎直放在水平面上；增加像的清晰度。
【解析】(1)小明用玻璃板代替平面鏡，眼睛既能看到點燃蠟燭的像，也能看到代替像的蠟燭，便于確定像的位置。
(2)蠟燭A和B完全相同，便于比較像和物體的大小關系；蠟燭A點燃后，射出的光線更多，反射光線更多，人眼感覺像更清晰。
(3)玻璃貼膜后，點燃蠟燭射向玻璃板后，反射光線增加，進入眼睛的光線越多，感覺像越清晰。
(4)玻璃貼膜后，像更清晰，玻璃板固定在量角器上，能使玻璃板豎直放在水平面上，容易找到蠟燭的像。
故答案為：(1)便于確定像的位置；(2)蠟燭A和B完全相同；像和物體大小關系；成像物體更亮，成像更清晰；(3)反射光線多，進入人眼的光線多，感覺像更清晰；(4)玻璃板能豎直放在水平面上；增加像的清晰度。
6．(2020 臨沂)小明洗漱時感覺離鏡子越近鏡中的像越大，這與課本中描述的平面鏡成像特點不相符。于是，他用帶支架的玻璃板、兩支完全相同的蠟燭、刻度尺、白紙、光屏、火柴、鉛筆等實驗器材進行了探究。
(1)實驗探究應在　 　(選填“較暗”或“較亮”)的環境中進行。
(2)用玻璃板代替平面鏡，既能成像又便于確定　 　。
(3)點燃玻璃板前的蠟燭A，將蠟燭B放在玻璃板后并移動至適當位置，蠟燭B能與蠟燭A的像完全重合，如圖所示，多次改變蠟燭A距玻璃板的距離，相應移動蠟燭B后總能與A的像完全重合，這說明平面鏡成像的大小與物體到鏡面的距離　 　(選填“有關”或“無關”)。
(4)小明繼續探究平面鏡成像的其他特點，他將光屏放在蠟燭B的位置，光屏承接不到蠟燭A的像，說明平面鏡所成的像是　 　像。
【答案】(1)較暗；(2)像的位置；(3)無關；(4)虛。
【解析】(1)在比較明亮的環境中，很多物體都在射出光線，干擾人的視線，在較黑暗的環境中，蠟燭是最亮的，蠟燭射向平面鏡的光線最多，反射光線最多，進入人眼的光線最多，感覺蠟燭的像最亮。所以應在比較黑暗的環境中進行實驗；
(2)因為玻璃板是透明的，能在觀察到A蠟燭像的同時，還可以透過玻璃清楚的看到放在后面B蠟燭，便于確定像的位置；
(3)改變蠟燭A到鏡面的距離，移動鏡后的蠟燭B，發現B總能與A的像完全重合，說明平面鏡成像的大小與物體到鏡面的距離無關；
(4)因為虛像不能用光屏承接，所以光屏放在蠟燭B的位置上，發現光屏上不能承接到像，說明平面鏡成的像是虛像。
故答案為：(1)較暗；(2)像的位置；(3)無關；(4)虛。
凸透鏡成像規律實驗
1.實驗內容
【實驗目的】透鏡凸透鏡成像規律。像與物的大小關系、物距變化成像規律變化、像的虛實。
【實驗器材】凸透鏡、光具座、蠟燭、光屏、火柴等。
【實驗步驟】一、按圖組裝器材。調整蠟燭、凸透鏡、光屏在同一水平線上。
二、將蠟燭放在遠處(此時u>2f)，移動光屏直至在光屏上成清晰的像；觀察像的大小、正立還是倒立，并測量物距和像距；數據記錄實驗表格。
三、將蠟燭往凸透鏡方向移動，使2f>u>f，移動光屏直至在光屏上成清晰的像；觀察像的大小、正立還是倒立，并測量物距和像距；數據記錄實驗表格。
四、將蠟燭繼續往凸透鏡方向移動，使u=f，移動光屏，看能否成像。
五、將蠟燭繼續往凸透鏡方向移動，使u六、實驗表格
物距與焦距關系 物距(cm) 像的性質 像距(cm)
大小 正倒 虛實
u>2f
u=2f
2f>u>f
u=f
u七、整理器材。
【實驗結論】等大、等距、對稱、反向、虛像。
物距 像的性質 像距(cm) 應用
大小 正倒 虛實
u>2f 縮小 倒立 實像 2f2f>u>f 放大 倒立 實像 v>2f 投影儀
u2.考查內容
考查方向 解答思路
如何測量焦距 一束平行光通過凸透鏡后會聚的點即為焦點，可測焦距
保障實驗成功 蠟燭、凸透鏡不動，移動光屏直至在光屏上成清晰的像
如何判斷成虛像 物距小于焦距時，無論怎么移動光屏都無法在光屏上成像
無法成像的原因 蠟燭在焦點上或物距小于焦距、焦距太大成像在光具座外、蠟燭與凸透鏡和光屏沒有在同一水平線上
成像位置如何移動 可調節蠟燭或凸透鏡
蠟燭變短 成像上移
像的明暗變化 用遮光板擋住部分光線，成像完整但像變暗
【典例】(2020·綏化)如圖是“探究凸透鏡成像的規律”的裝置圖，凸透鏡的焦距是10cm。
(1)點燃蠟燭后，調節燭焰、凸透鏡和光屏，使它們的中心在　 　上。
(2)將實驗器材按圖中位置放置，光屏上燭焰的像是倒立、　 　的實像，應用此規律工作的是　 　。(填“照相機”“投影儀”或“放大鏡”)
(3)將圖中的凸透鏡換成焦距是8cm的凸透鏡，保持蠟燭和凸透鏡的位置不變，要在光屏上成清晰的像，光屏應向　 　凸透鏡的方向移動。(填“靠近”或“遠離”)
(4)實驗中，不小心用指尖觸摸到了凸透鏡，這時光屏上的像　 　。(填“變暗”“無變化”或“變殘缺”)
【答案】(1)同一高度；(2)放大；投影儀；(3)靠近；(4)變暗。
【解析】(1)為了實驗的需要，根據實驗的要求，將燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心必須放在同一水平高度上，燭焰的像才能成在光屏的中央；
(2)由圖可知，此時的物距為15cm，物距在一倍焦距和二倍焦距之間，成倒立、放大的實像，其應用是投影儀；
(3)將圖中的凸透鏡換成焦距是8cm的凸透鏡，保持蠟燭和凸透鏡的位置不變，相當于增大了物距，要在光屏上成清晰的像，需要減小像距，即光屏應向靠近凸透鏡的方向移動；
(4)不小心用手指指尖觸摸了凸透鏡，由于凸透鏡的其他部分仍能會聚光線而成像，所以光屏上呈現的仍然是燭焰完整的像；因為此時凸透鏡會聚光線的數量減少，所以此時的像比手指指尖觸摸前的像要暗一些。
故答案為：(1)同一高度；(2)放大；投影儀；(3)靠近；(4)變暗。
【跟蹤訓練】
1.(2020·恩施)某實驗小組做“探究凸透鏡成像規律”的實驗。
(1)為使凸透鏡所成的像便于觀察，該實驗的環境光線應該較______(選填“暗”“亮”)為好；
(2)調節好蠟燭、凸透鏡、光屏位置，如圖所示，在光屏上看到燭焰清晰的像，______(選填“照相機”“投影儀”或“放大鏡”)與此時成像原理相同；
(3)把蠟燭稍稍豎直上移，光屏上燭焰的像會豎直______(選填“上”“下”)移；
【答案】(1)暗；(2)照相機；(3)下。
【解析】(1)凸透鏡成像時，燭焰比較亮，實驗環境應該比較暗，這樣對比度比較大，蠟燭的像會更加清晰。
(2)由圖可知，物距大于像距，且光屏上能成實像，由凸透鏡成像規律可知，此時成倒立縮小的實像，照相機是根據這個原理制成的。
(3)凸透鏡成倒立的實像，像和物體的移動方向恰好相反，把蠟燭稍稍豎直上移，光屏上燭焰的像會豎直下移。
2.(2020·荊州)在“探究凸透鏡成像的規律”實驗中，凸透鏡的焦距為10 cm。
(1)如圖所示，若不移動蠟燭和凸透鏡的位置，要在光屏上得到清晰的像，應將光屏移到標尺刻度的______范圍內(選填標號)；
A．40~ 50 cm B．50~ 60 cm C．60~ 70 cm D．70~ 80 cm
(2)若將圖中蠟燭逐漸遠離凸透鏡的過程中，所成的像將逐漸變______(“大”或“小”)。利用這個規律可知∶我們在照畢業合影時，如果最邊緣的兩個同學未進入取景框，則此時攝像師應______(“靠近”或“遠離”)我們；
(3)若將蠟燭放在圖中離凸透鏡8 cm處，此時______(“能”或“不能”)在光屏上找到像。
【答案】(1)B；(2)小；(3)遠離；(4)不能。
【解析】(1)凸透鏡的焦距為10cm，蠟燭放在15cm刻度線的位置，則物距為
u=40cm-15cm=25cm
大于二倍焦距，此時成倒立縮小的實像；像距在一倍焦距和二倍焦距之間，像應該在標尺刻度的50~ 60 cm之間，故應將光屏移到標尺刻度的50~ 60 cm范圍內。
(2)若將圖中蠟燭逐漸遠離凸透鏡的過程中，則物距變大，由凸透鏡成像規律知，像將變小，像距也變小，故在照畢業合影時，如果最邊緣的兩個同學未進入取景框，則此時攝像師應遠離我們。
(3)若將蠟燭放在圖中離凸透鏡8 cm處，此時物距小于焦距，成正立放大的虛像，故不能在光屏上找到像。
3．(2020 葫蘆島)下面是小光“探究凸透鏡成像規律”的實驗。
(1)點燃蠟燭，調整蠟燭、凸透鏡和光屏的高度，使燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心大致在　 　。
(2)蠟燭、凸透鏡、光屏在光具座上的位置如圖所示，此時光屏上出現了燭焰清晰倒立、等大的實像，則此凸透鏡的焦距為　 　cm。
(3)保持蠟燭和透鏡位置不變，小光將自己的近視眼鏡放在凸透鏡與蠟燭之間的合適位置，只將光屏向　 　(填“左”或“右”)移動，可在光屏上再次得到燭焰清晰的像。
(4)小光移開近視鏡，只將蠟燭向　 　(填“左”或“右”)移動，可以在光屏上得到燭焰清晰倒立、　 　的實像，生活中的　 　(填“照相機”“投影儀”或“放大鏡”)就是根據這個原理制成的。
【答案】(1)同一高度；( 2 ) 10.0；( 3 )右；( 4 )右；放大；投影儀。
【解析】(1)點燃蠟燭，調整蠟燭、凸透鏡和光屏的高度，為了使像成在光屏的中央，使燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心大致在同一高度；
(2)當u＝50.0cm﹣30.0cm＝20.0cm時，在另一側距凸透鏡20cm處的光屏上可以得到一個與蠟燭等大的像，所以2f＝20.0cm，即f＝10.0cm。
(3)近視眼鏡是凹透鏡，凹透鏡對光線有發散作用，所以像的位置延后，為了使光屏上再次呈現清晰的像，應將光屏向右移動；
(4)小光移開近視鏡，此時像距大于2倍焦距，只將蠟燭向右移動，物距處于f和2f之間，凸透鏡成倒立放大的實像，像距大于2f，幻燈機或投影儀根據這個原理制成
故答案為：(1)同一高度；( 2 ) 10.0；( 3 )右；( 4 )右；放大；投影儀。
4．(2020 沈陽)安安和康康在老師指導下完成“探究凸透鏡成像的規律”的實驗，實驗所用凸透鏡的焦距為f＝10cm。他們把凸透鏡固定在光具座上50cm處，調節蠟燭的燭焰與凸透鏡和光屏的中心在同一高度。
(1)如圖甲所示，若此時他們想在實驗中能用光屏承接到燭焰的實像，光屏在　 　(選填“50cm～60cm”、“60cm～70cm”或“70cm～100cm”)范圍內移動。
(2)他們保持凸透鏡位置不變，把蠟燭放在30cm刻度線處，調整光屏到透鏡的距離，則在光屏上看到燭焰　 　(選填“放大”、“縮小”或“等大”)倒立的像。
(3)他們想模擬投影儀的成像原理，康康應在步驟(2)的基礎上將蠟燭向　 　(選填“靠近”或“遠離”)凸透鏡的方向移動時調節光屏的位置，使燭焰在光屏上成清晰的像。
(4)他們保持凸透鏡的位置不變，同時取下光屏，直接用眼睛觀察凸透鏡成像的各種情況。康康移動蠟燭使它從零刻度線處逐漸靠近凸透鏡，同時安安從透鏡的右側透過透鏡觀察燭焰的像，如圖乙是安安整理并記錄看到的像的情況，根據你所學的知識，判斷最先看到的像的編號是　 (選填代表像編號的數字)。
(5)請在圖丙中完成從燭焰發出的一束光通過透鏡的光路。
【答案】(1)60cm～70cm；(2)等大；(3)靠近；(4)1；(5)如圖。
【解析】(1)凸透鏡的焦距：f＝10cm，如圖，物距：u＝50cm﹣10cm＝40cm，u＞2f，f＜v＜2f，所以光屏在60cm～70cm，光屏上出現清晰的像。
(2)保持凸透鏡位置不變，把蠟燭放在30cm刻度線處，物距u＝50cm﹣30cm＝20cm，u＝2f時，成倒立、等大的實像。
(3)凸透鏡成像時，f＜u＜2f時，成倒立、放大的實像，應用于投影儀，所以蠟燭要從30cm刻度線處靠近凸透鏡，使蠟燭在30cm～40cm刻度線之間移動，所以蠟燭靠近凸透鏡。
(4)康康移動蠟燭使它從零刻度線處逐漸靠近凸透鏡，會依次經過u＞2f成倒立縮小的實像、u2f成倒立等大的實像、f＜u＜2f成倒立放大的實像、u＜f成正立放大的虛像，又因為探究凸透鏡成像時，撤去光屏，眼睛在光屏一側透過凸透鏡觀察蠟燭，可以看到實像，也可以看到虛像，所以眼睛依次看到倒立縮小的實像、倒立等大的實像、倒立放大是實像、正立放大的虛像，故選1。
(5)如圖，光線過焦點，經凸透鏡折射后跟主光軸平行。
故答案為：(1)60cm～70cm；(2)等大；(3)靠近；(4)1；(5)如圖。
5．(2020 大連)實驗課上，同學們分組探究“物距大于一倍焦距小于二倍焦距時，凸透鏡成像的虛實、正倒和大小”。某小組選用的實驗器材有：光具座。“F”形LED發光體。凸透鏡(焦距為10cm)。光屏和刻度尺(量程為0～30cm)。
(1)第一次實驗時，該小組調整好LED發光體、凸透鏡和光屏的高度。如圖甲所示。將發光體固定在光具座的零刻度線上，通過移動　 　來達到預設的物距。
(2)調整物距后。移動光屏承接到倒立的實像。該小組發現這個像的高度與發光體很接近，依靠視覺很難比較該像與發光體的大小關系。為了能確定兩者的大小關系。則接下來的實驗操作是：　 　。在本次實驗中。光屏上的像和凸透鏡的位置如圖乙所示。則像距v1＝　 　cm。
(3)該小組繼續進行實驗。記錄的實驗數據如下表。
凸透鏡的焦距f＝10cm
實驗次數 物距u/cm 像的虛實 像的正倒 像的大小 像距v/cm
1 19.0 實像 倒立 放大 v1
2 16.0 實像 倒立 放大 26.9
3 13.0 實像 倒立 放大 43.6
分析表中信息，可以得出的探究結論是：　 　。
(4)得出結論后。該小組與其他小組進行交流。他們發現其他小組選取了不同焦距的凸透鏡進行實驗，也得到了與自己相同的結論。這樣使該探究的結論更　 　。
【答案】(1)凸透鏡；(2)在光屏上畫出一組等距的平行線，使相鄰兩線的距離等于LED發光體高度d；21.5；(3)物距在一倍焦距和二倍焦距之間時，成倒立、放大的實像，物距越小，像距越大；(4)具有普遍性。
【解析】(1)將發光體固定在光具座的零刻度線上，發光體的位置不變，通過移動凸透鏡來達到預設的物距；
(2)像的高度與發光體很接近，這表明像距和物距的大小相接近，所以接下來的實驗操作是在光屏上畫出一組等距的平行線，使相鄰兩線的距離等于LED發光體高度d；
由圖可知，光具座的分度值為1cm，則v1＝21.5cm；
(3)根據表格中的數據可知，物距在一倍焦距和二倍焦距之間時，成倒立、放大的實像，物距越小，像距越大；
(4)其他小組選取了不同焦距的凸透鏡進行實驗，也得到了與自己相同的結論，通過多次實驗，能避免偶然性的發生，使該探究的結論更具有普遍性。
故答案為：(1)凸透鏡；(2)在光屏上畫出一組等距的平行線，使相鄰兩線的距離等于LED發光體高度d；21.5；(3)物距在一倍焦距和二倍焦距之間時，成倒立、放大的實像，物距越小，像距越大；(4)具有普遍性。
其他實驗探究題
【跟蹤訓練】
1．(2020 淄博)圖中是利用鋼尺探究聲現象的實驗情景。
(1)將鋼尺緊壓在桌面上，一端伸出桌邊。撥動鋼尺發出聲音，說明聲音是　 　產生的。
(2)保持鋼尺伸出桌面的長度不變，用大小不同的力撥動，發出聲音的　 　不同；改變鋼尺伸出桌面的長度，用相同的力撥動，發出聲音的　 　不同。
(3)將鋼尺伸出桌面的一端對著點燃的蠟燭，撥動鋼尺發現燭焰熄滅，說明聲音可以傳遞　 　。
【答案】物體振動；響度；音調；能量。
【解析】(1)撥動鋼尺發出聲音，說明聲音是物體振動產生的。
(2)保持鋼尺伸出桌面的長度不變，用大小不同的力撥動，發出聲音的響度不同，因為力度不同，物體的振幅不同，響度則不同。改變鋼尺伸出桌面的長度，用相同的力撥動，發出聲音的音調不同，因為鋼尺伸出桌面的長度不同，振動的頻率不同，則音調不同。
(3)撥動鋼尺發現燭焰熄滅，說明聲音可以傳遞能量，使燭焰熄滅。
故答案為：物體振動；響度；音調；能量。
2．(2020 棗莊)小強同學在探究聲音的產生與傳播時，做了下面的實驗；
(1)如圖甲所示，用懸掛著的乒乓球接觸正在發聲的音叉，可觀察到乒乓球被彈開，這說明了　 　。
(2)如圖乙所示，將正在響鈴的鬧鐘放在玻璃罩內，逐漸抽出其中的空氣，將聽到響鈴的聲音　 　，并由此推理可以得出　 　不能傳聲。
(3)將正在響鈴的鬧鐘用塑料袋包好。放入水中，仍可以聽到鈴聲，說明水可以　 　。
【答案】(1)聲音是由物體的振動產生的；(2)減弱；真空；(3)傳聲。
【解析】(1)用懸掛著的乒乓球接觸正在發聲的音叉，乒乓球被彈起，則發聲的音叉在振動，說明聲音是由發聲體振動產生的；
(2)將正在響鈴的鬧鐘放在玻璃罩內，逐漸抽出其中的空氣，由于介質的減少，聽到的聲音的響度也會減小；玻璃罩內被抽成真空，將聽不到鈴聲，這表明聲音的傳播需要介質，真空不能傳聲；
(3)將在響鈴的鬧鐘用塑料袋包好，放入水中，仍可以聽到鈴聲，這表明聲音能在水中傳播，即液體能夠傳聲。
故答案為：(1)聲音是由物體的振動產生的；(2)減弱；真空；(3)傳聲。
3．(2020 常州)如圖甲所示，一束太陽光通過三棱鏡后，在光屏上呈現彩色光帶。
(1)這種現象叫做光的　 　現象。
(2)把溫度計放在色散光帶紅光的外側，發現其示數變大，表明該處存在人眼看不見的　 　。
(3)將藍底、紅字的小紙片放在光屏上藍光區域，小紙片呈現　 　底、　 　字。
(4)由上述實驗現象可推知：紅光照射下某凸透鏡的焦距　 　(小于/等于/大于)藍光照射下該凸透鏡的焦距。
(5)如圖乙所示，當用紅光照亮物體E時，在光屏上恰好呈倒立、等大的實像：若改用藍光照亮物體E時，應將光屏適當向　 　(左/右)移，才能呈現清晰的　 　(縮小/等大/放大)的像。
【答案】(1)色散； (2)紅外線；(3)藍； 黑；(4)大于；(5)左； 縮小。
【解析】(1)太陽光經過三棱鏡被分解為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等七種色光的現象叫作光的色散；
(2)紅外線具有熱效應，處于其中的物體溫度會升高；
(3)不透明物體的藍色部分能夠反射藍光，看起來是藍色，紅色部分不能反射藍光，看起來是黑色；
(4)由甲圖可知，紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等七種色光經過三棱鏡后折射角依次變大，因此平行于凸透鏡主光軸的這些光線經過凸透鏡后，折射角大的光線的先出現會聚點，即焦點，因此焦距短；
(5)紅光照射時光屏上成倒立等大的實像，說明此時的物距等于2f，換藍光照射時，根據(4)中結論可知，此時凸透鏡的焦距變小，因此相當于物距變大，即u＞2f，像距變小，所以像向透鏡移動，我們此時要將光屏向左移動才能再次得到清晰的倒立縮小的像。
故答案為：(1)色散； (2)紅外線；(3)藍； 黑；(4)大于；(5)左； 縮小。專練13 實驗探究題(聲光熱)
一、熱學
熱學部分實驗探究主要有晶體熔化規律實驗、影響液體蒸發快慢的因素實驗、水的沸騰規律實驗、物體吸熱能力實驗。考查熱點有：晶體熔化規律實驗、水的沸騰實驗和物體吸熱能力實驗。
晶體熔化規律實驗
1.實驗內容
【實驗目的】探究晶體熔化規律。
【實驗器材】鐵臺架、酒精燈、火柴、石棉網、燒杯、試管、晶體(冰塊)、溫度計、秒表、水。
【實驗步驟】一、按圖組裝器材。
二、把晶體放入試管中，試管放入盛有水的燒杯中。
三、用酒精燈給晶體加熱，記錄加熱開始時間，觀察試管內晶體溫度變化情況。
四、當晶體開始熔化時記錄此時溫度和加熱時間。
五、繼續加熱，觀察固液共存態時溫度變化情況。
六、繼續加熱，待晶體完全熔化時記錄此時溫度和加熱時間。
七、繼續加熱，觀察液態時的溫度變化和加熱時間。
八、實驗表格
溫度(°C) 加熱時間(min) 物質形態
固態
固液共存態
液態
九、整理器材。
【實驗結論】晶體熔化過程中，給晶體加熱，隨著溫度的升高，當晶體溫度達到熔點時，晶體開始熔化；此時處于固液共存態，隨著繼續加熱，固態繼續熔化，溫度不變；當晶體完全熔化后，液體溫度才會升高。晶體熔化曲線如下圖。
2.考查內容
考查方向 解答思路
晶體熔化條件 達到熔點、繼續吸熱
熔化曲線特點 熔化過程中，固液共存態溫度不變(曲線水平段)
石棉網、燒杯內放水的作用 受熱均勻
確定熔點 熔化曲線水平段對應的溫度
溫度計的使用注意事項 溫度計應放在被測液體中間部位、不能碰器壁、讀取溫度時不能取出溫度計
儀器安裝順序 自下而上
晶體與非晶體的區別 晶體有固定熔點，熔化曲線可反映出來
熔化過程的吸放熱 熔化過程吸熱(內能增加)
【典例】(2020 日照)物理興趣小組的同學用如圖甲所示的實驗裝置，探究某種物質熔化時的溫度變化規律。實驗過程中，小明同學記錄的實驗數據如表所示：
時間/min 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6
溫度/℃ 40 42 44 46 48 48 48 48 50 53 56 59
(1)請根據小明記錄的實驗數據，在圖乙所示的坐標系中描點，并繪制本次實驗中溫度隨時間變化的圖象。
(2)根據圖象可知該物質的溫度達到45℃時，其狀態是　 　(填“固態”、“液態”或“固液共存態”)，在第3.2min時該物質的溫度是　 　℃。
(3)實驗過程中，同組的麗麗同學每隔1min記錄一次溫度值，你認為　 　(填“小明”或“麗麗”)記錄的數據更便于找到規律，理由是　 　。
【跟蹤練習】
1.(2020 西藏)在“探究固體熔化時溫度的變化規律”實驗中，實驗裝置如圖(甲)所示，將溫度計插入試管后，待溫度升至50℃左右開始，每隔大約1min記錄一次溫度，在固體完全熔化后再記錄4～5次，根據記錄的數據，在方格紙上以縱軸表示溫度，橫軸表示時間，描點連線，得到如圖(乙)所示的該物質熔化時溫度隨時間變化的圖象。
(1)該物質是　 　(選填“晶體”或“非晶體”)，熔化過程持續了　 　min；
(2)圖中C點物體處于　 　(選填“固態”、“液態”或“固液共存態”)；
(3)圖中B點物體的內能　 　(選填“大于”、“小于”或“等于”)圖中D點物體的內能；
(4)某同學把試管中的物質換成水，發現無論怎么加熱，試管中的水都不會沸騰，請設計一種可以使試管中的水沸騰的方案：　 　。(填寫一種方案即可)
2.(2020 綿陽)探究水凝固時溫度的變化規律。取半個易拉罐，裝的冰與的食鹽的混合物(此混合物是很好的制冷劑)，選一只管徑較細的試管，盛少許水，把該試管埋入易拉罐的冰與食鹽混合物中。正確操作，觀測記錄水凝固過程中溫度隨時間變化的數據如下表所示。
時間/mmin 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
溫度/℃ 12 3 1 0 0 0 0 0 0 0 ﹣1
回答下列問題：
(1)用溫度計測量溫度，應將溫度計插入　 　。
A．試管的水中 B．冰與食鹽的混合物中 C．空氣中
(2)在4min﹣5min時間內，試管中的水　 　。
A．吸熱 B．放熱 C．不吸熱不放熱
(3)根據表中數據可以認為：水的凝固點與冰的熔點　 　(選填“相同”或“不相同”)。
3．(2020 鞍山)在探究“冰熔化時溫度隨時間變化規律”的實驗中，將裝有少量碎冰的試管放入裝有適量水的燒杯中，實驗裝置如圖甲所示。[c水＝4.2×103J/(kg ℃)]
(1)觀察圖乙，溫度計的示數為　 　℃。
(2)某同學根據記錄的數據繪制了溫度隨時間變化的圖象(如圖丙所示)。由圖象可知：冰熔化持續了　 　min，冰是　 　。(填“晶體“或“非晶體”)。第4min時，該物質處于　 　狀態，熔化過程為　 　(填“吸熱”或“放熱”)過程。
(3)若不考慮熱量損失，由圖象丙推知，冰的比熱容為　 　J/(kg ℃)。
4．(2020 盤錦)在“探究固體熔化時溫度變化規律”的實驗中：
(1)按圖甲所示的實驗裝置組裝器材，最后應調整　 　(填“酒精燈”或“溫度計”)的位置。
(2)加熱一段時間后，發現試管中不斷有液態物質出現，同時溫度計示數保持不變，從而確定該物質是　 　(填“晶體”或“非晶體”)。
(3)該物質全部熔化后繼續加熱，根據實驗數據繪制出熔化后溫度計示數隨時間變化的圖象，如圖乙所示。若實驗在標準大氣壓下進行，分析圖象可知：試管中的物質　 　(填“能”或“不能”)沸騰。
(4)另一小組在利用相同的器材進行這一實驗時，觀察到該物質熔化時溫度計示數緩慢上升。
產生這一現象的原因可能是　 　(填序號)。
①燒杯中的水過多
②對試管內物質不斷攪拌
③溫度計的玻璃泡碰到了試管壁
5.(2020 沈陽)安安和康康共同探究物質A和物質B熔化時溫度的變化規律。
(1)實驗所用裝置如圖甲所示，在安裝上有一處明顯的錯誤，其錯誤之處是　 　；
(2)調整好器材后，他們開始實驗，如圖乙所示，讀取溫度計示數的方法正確的是　 　(選填“a”、“b”或“c”)。
(3)在實驗過程中，他們每隔1min記錄一下物質A和物質B的溫度，并把數據記錄在表格里。根據表中數據可以判斷　 　(選填“物質A”或“物質B”)是晶體，它在4min﹣7min這段時間內處于　 　(選填“固態”、“固液共存”或“液態”)狀態，在此過程中它的內能　 　(選填“增大”、“減小”或“不變”)。
物質熔化時溫度隨時間變化情況的記錄表
時間/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
物質A的溫度/℃ 40 44 46 48 48 48 48 48 48 48 49 51 54
物質B的溫度/℃ 60 61 62 63 64 66 67 69 71 74 77 81 85
水的沸騰規律實驗
1.實驗內容
【實驗目的】探究水的沸騰規律。
【實驗器材】鐵臺架、酒精燈、火柴、石棉網、燒杯、中心有空的紙板、溫度計、秒表、水。
【實驗步驟】一、按圖組裝器材。
二、用酒精燈給水加熱并觀察溫度變化情況。
三、當水溫接近90°C時，每分鐘記錄一次溫度，并仔細觀察水的沸騰過程。
四、實驗表格(1個標準大氣壓下)
溫度(°C) 加熱時間(min)
…
五、整理器材。
【實驗結論】(1)隨著給水加入，誰的溫度逐漸升高，當水溫達到99°C(本次實驗)時，水開始沸騰，此時隨著繼續加熱，水溫不變。
(2)水的沸點與當地大氣壓值有關，氣壓越高，沸點越高。
2.考查內容
考查方向 解答思路
水沸騰的條件 溫度達到沸點，繼續吸熱
沸騰曲線特點 沸騰前，隨著加熱，水溫升高；當水溫達到沸點時，沸騰過程水溫不變
如何加快實驗進度 用溫水或減少水的質量
溫度計的使用注意事項 溫度計應放在被測液體中間部位、不能碰器壁、讀取溫度時不能取出溫度計
石棉網的作用 受熱均勻
酒精燈拿開后水繼續沸騰 石棉網有余熱
水的沸點不到100°C 壓強較低
不能達到沸騰 火力小，水吸收熱量小于散熱
水沸騰前氣泡變化 逐漸變大
安裝順序 自下而上
【典例】(2020 朝陽)利用如圖甲所示的裝置做“探究水沸騰時溫度變化的特點”的實驗。
(1)裝置圖中有一處明顯的錯誤，請指出錯誤之處：　 　；
(2)在燒杯上放置一個紙板，其目的是　 　；
(3)乙圖中a圖象是實驗小組根據記錄繪制的水沸騰圖象，根據圖象可以得出水沸騰時的特點是　 　；當地大氣壓　 　(填“高于”、“等于”或“低于”)一標準大氣壓；
(4)如果減少燒杯中水的質量，水沸騰時圖象可能是圖乙中的　 　(填“b”、“c”或“d”)。
【跟蹤訓練】
1．(2020 錦州)圖甲是小白同學探究“水沸騰時溫度變化特點”的實驗裝置。
(1)實驗過程中某一時刻溫度計的示數如圖乙，此時水的溫度是　 　℃。
(2)實驗通過　 　的方式增加水的內能。
(3)小云同學利用相同的實驗裝置進行這個實驗，他們分別繪制的水的溫度和時間關系的曲線如圖丙所示。由圖象可知：當時的氣壓　 　(填“高于”、“低于”或“等于”)標準大氣壓；水沸騰時的特點是繼續吸熱，　 　。他們還發現兩次實驗時水的初溫不同，但水卻同時沸騰，造成這種現象的原因是　 　。
2．(2020 淮安)在“觀察水的沸騰”實驗中，當溫度上升到88℃后，每隔1min讀一次溫度計的示數，直到水沸騰一段時間后停止讀數，測得的實驗數據如下表所示：
時間t/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8
溫度T/℃ 88 90 94 96 98 98 98 98
(1)2min時溫度計的示數如圖甲所示，此時溫度計的示數是　 　℃。
(2)根據表格中的數據，在如圖乙的方格紙上畫出水的溫度T隨時間變化的圖象。
(3)在5min到8min時間內，要用酒精燈持續加熱保持水沸，撤去酒精燈后水很快停止沸騰，這說明水沸騰時需要　 　熱量。
(4)從圖象可以看出：實驗中水的沸點是　 　℃，水在沸騰過程中溫度　 　。
3．(2020 眉山)為了探究水的沸騰，科學小組進行了下面的實驗：
(1)如圖甲所示，安裝實驗器材時，應按照　 　(選填“自下而上”或“自上而下”)的順序進行。溫度計的示數是　 　。
(2)加熱時，杯底有“氣泡”形成，上升到水面破裂，有“白霧”冒出，“白霧”是水蒸氣　 　形成的。由圖乙可知，水沸騰過程中不斷吸熱，溫度　 　(選填“升高”、“降低”或“保持不變”)。
(3)實驗結束后，移開酒精燈，發現燒杯內的水沒有立即停止沸騰，可能的原因是：　 　。把水在沸騰的高壓鍋從灶上拿下來以后，水不再沸騰，但打開鍋蓋，水又會重新沸騰，原因是　 　。
物質吸熱能力實驗
1.實驗內容
【實驗目的】探究不同物體的吸熱能力。
【實驗器材】相同的鐵臺架、酒精燈、石棉網、燒杯、溫度計、攪拌器兩套，火柴、秒表、水和另一種液體(如煤油)。
【實驗步驟】一、按圖組裝器材。
二、取質量相同的水和煤油(60g)，常溫下待溫度穩定后(控制兩種液體初溫相同)，測出兩種液體的溫度，并計入表格。
三、點燃酒精燈，同時給水和煤油加熱，加熱時間為5分鐘，測量此時兩種液體溫度并計入表格。
四、實驗表格(參考數據)
物質種類 質量/g 初溫/°C 末溫/°C 溫升/°C 加熱時間(min)
水 60 20 40 20 5
煤油 60 20 56 36 5
…
五、整理器材。
【實驗結論】質量相同的水和另一種液體(如煤油)，吸收相同的熱量，煤油的溫度升高較大。
2.考查內容
考查方向 解答思路
兩套裝置相同目的 在相同時間內，液體吸收熱量相同
控制兩種裝置相同的量 保證實驗結論可靠性，酒精燈火焰大小、液體質量和初溫
實驗方法 控制變量法
兩種液體吸收熱量能力是通過什么反映的 溫度升高值
實驗中不停攪拌液體的目的 液體上下溫度均勻
如果要使水和煤油的最后溫度相同如何操作 給水繼續加熱
溫升相同那種液體吸收熱量多 水
哪種液體的吸熱能力強 水
表示不同物質吸熱能力的物理量 比熱容
吸收熱量計算 利用比熱容公式進行計算
安裝順序 自下而上
【典例】(2020·鎮江)在探究不同物質吸熱升溫的現象實驗中∶
(1)小強將天平放在水平桌面上并將游碼歸零后，若指針靜止時位置如圖1所示，則他應將平衡螺母向____端調節；調節天平平衡后，為稱取質量相等的沙子和水，小強將裝有沙子和水的相同燒杯分別放在天平的左、右托盤上，稱取完成后，天平平衡時的場景如圖2所示，則小強在稱取中存在的問題是____
(2)小強組裝的實驗裝置如圖3所示，他在器材安裝中的一處錯誤是____
(3)實驗中某時刻溫度計的示數如圖4所示，其讀數為____℃
(4)實驗結東后，小強根據圖5所示的溫度隨時間變化圖像，用三種方法來比較沙子和水吸熱升溫的快慢，從而建立比熱容的概念∶①在相同的時間t內比較溫度變化；②在相同的溫度變化內比較時間t；③若和t均不同，則可用____來比較沙子和水吸熱升溫的快慢。在初中物理中，比較物體____的快慢時也用到了上述方法。
【跟蹤訓練】
1.(2019·濟寧)探究物質的吸熱能力，通常有兩種方案：
方案一：取相同質量的兩種物質，吸收相等的熱量，比較溫度的變化。
方案二：取相同質量的兩種物質，升高相同的溫度，比較吸收的熱量。
(1)為便于開展實驗探究，熱源相同時，我們將方案中的“吸收的熱量”轉換為“加熱的時間”，通過加熱時間的長短可知吸收熱量的多少。實驗室溫度計就是應用這種轉換思想測量溫度的：當溫度升高或降低時，溫度計中的液體便膨脹或收縮，從溫度計中　　的變化便可知溫度的變化。
(2)下表是小明探究甲、乙兩種液體的吸熱能力時記錄的實驗數據。
液體名稱 液體質量 液體初溫 液體末溫 加熱時間 液體吸熱情況“多”或“少”
甲 10 30 40 6 多
乙 10 30 40 3 少
①分析表中信息，小明采用的是　　(選填“方案一”或“方案二” ；
②分析表中數據，可得出的結論：　　；
③如果甲、乙兩種液體都可作為發動機冷卻液，從物質吸熱能力角度考慮，應選　　液體作發動機冷卻液。
2．(2018 棗莊)某班同學利用圖甲所示的實驗裝置探究水和煤油的吸熱能力。
(1)在圖甲中除了所給的實驗器材外，還需要的測量工具有天平和　 　。加熱過程中，水和煤油吸收熱量的多少是通過　 　來判斷的。
(2)實驗中第1、2兩個小組記錄的實驗數據如下表
實驗組別 液體 質量/g 初溫/℃ 末溫/℃ 加熱時間/min
1 水 200 25 40 13.5
煤油 200 25 40 6.5
2 水 200 25 40 12
煤油 200 25 40 5.5
通過分析實驗數據，能夠得出的結論是：　 　。
(3)圖乙是第1組同學繪制的“吸收熱量一時間”和“溫度一時間”圖象，能正確描述該實驗真實情況的圖象是　 　(選填序號)。
(4)使質量相同的水升高相同的溫度，加熱時間應該相同，但1、2兩組的同學在交流實驗數據時發現：第1小組的加熱時間明顯偏長，其原因可能是　 　。
(5)這兩組同學對圖甲的裝置進行了改進，將分別裝有水和煤油的試管放在同一個燒杯中用水加熱，如圖丙所示，而不是用兩個酒精燈分別加熱，這樣做的好處是　 　。
3.(2018 青島)探究物質的吸熱能力。如圖，用相同規格的電加熱器給質量相等的水和煤油加熱，測得數據如下表：
升高的溫度t/℃ 20 30 40 50
加熱水的時間t/s 60 90 120 150
加熱煤油的時間t/s 30 45 60 75
①質量相等的水和煤油，升高相同的溫度，水比煤油吸收的熱量　 　。
②一定質量的水，在溫度升高時吸收的熱量與它的　 　乘積之比，叫做水的比熱容。它在數值上等于　　質量的水，溫度升高1℃所吸收的熱量。
二、光學
對光學部分實驗探究問題主要包括：光的反射定律實驗、平面鏡成像規律實驗、光的折射定律實驗、凸透鏡成像規律實驗。常考熱點有：光的反射定律實驗、平面鏡成像規律實驗、凸透鏡成像規律實驗。這些問題均屬于常考熱點，提高認識，找其規律，才能從容備考。
光的反射定律實驗
1.實驗內容
【實驗目的】驗證光的反射定律。即：共面(反射光線、入射光線與法線在一個平面內)、分居(反射光線與入射光線分居法線兩側)、等角(反射角等于入射角)和可逆(光路是可逆)。
【實驗器材】平面鏡一塊、激光筆一支、帶刻度的折板光屏一塊、支架等。
【實驗步驟】一、按圖組裝器材
二、根據圖甲沿折板平面用激光筆射出一束光線，觀察入射光線和反射光線，并記錄入射角和反射角；數據填入表格。
三、改變入射光線方向(入射角)重復上述實驗并記錄表格。
次數 入射角 反射角
1
2
3
…
四、沿折板中軸(N)將折板F向后轉動，觀察反射光線是否仍在F上。
五、選擇一次實驗，沿原反射光線反方向改變入射光線，觀察反射光線判斷光路可逆性。
六、整理器材。
【實驗結論】共面、分居、等角。
2.考查方向
考查方向 解答思路
三線共面 沿折版中軸折轉光屏是否還能看見反射光線
分居 觀察反射光線、入射光線是否在中軸兩側
等角 通過量角器
可逆 沿原反射光線路徑改變入射光線，觀察反射光線
漫反射 能看見光線的傳播方向說明折板發生了漫反射
實驗結論的普遍性 改變入射角(改變入射光線方向)，進行多次實驗
光線的理想化模型 觀察激光筆射出的光線即可構建用帶箭頭的直線表示光的傳播方向和路徑
【典例】(2020 天水)“探究光的反射規律”的實驗裝置如圖甲所示，平面鏡放在水平桌面上，標有刻度(圖中未畫出)的白色紙板ABCD能繞垂直于CD的ON軸翻轉，在紙板上安裝一支可在紙板平面內自由移動的激光筆。
(1)實驗前，應將紙板　 　放置平面鏡上；移動激光筆，使入射光束繞入射點O沿逆時針方向轉動，可觀察到反射光束沿　 　時針方向轉動；
(2)移動激光筆，使入射角為45°，測得反射角也為45°，由此就得出“光反射時，反射角等于入射角”的結論你認為有何不妥之處？　 　；
(3)如圖乙所示，將紙板右半部分繞ON向后翻轉任意角度，發現紙板上均無反射光束呈現此現象說明了：　 　；
(4)在圖甲中，若將紙板(連同激光筆)繞CD向后傾斜，此時反射光束　 　(選填字母符號)。
A．仍在紙板上呈現
B．被紙板擋住
C．在紙板前方
【跟蹤訓練】
1．(2020 河池)探究“光的反射規律”時，某實驗小組設計了如圖所示的實驗。
次數 入射角 反射角
1 60° 60°
2 45° 45°
3 30° 30°
(1)實驗中為了使光線能在紙板上顯示出來，他們應該采取的操作是　 　(選填“A”或“B”)。
A．讓光束垂直紙板射到O點
B．讓光束貼著紙板射到0點
(2)根據上表實驗數據得出結論：在光的反射現象中，反射角　 　入射角。
(3)若將一束光沿FO方向射到O點，光將沿圖中的OE方向射出，說明在光的反射現象中光路是　 　的。
2．(2020 鄂爾多斯)圖甲是小明探究光的反射規律的實驗裝置圖。
(1)該實驗中，紙板A、B的作用是　 　(寫出一條即可)。
(2)讓入射光線沿FO方向射入，則發現反射光線沿　 方向射出。
(3)實驗結束后，小明想繼續探究平面鏡成像的特點，裝置如圖乙，卻發現點燃蠟燭A，在平面鏡后移動未點燃的蠟燭B，根本無法透過平面鏡看到蠟燭B．小明可用　 　代替平面鏡，讓實驗順利完成。
(4)實驗結束時，小華將一枚硬幣放在豎直的平面鏡前，硬幣的像在a處，如圖丙。現將平面鏡移至圖丁位置，硬幣的成像情況是　 　(填字母代號)。
A．硬幣成像在a處
B．硬幣成像在b處
C．硬幣成像在c處
D．硬幣無法通過平面鏡成像
3．(2020 甘南州)“探究光的反射規律”的實驗裝置如圖甲所示，平面鏡放在水平桌面上，標有刻度(圖中未畫出)的白色紙板ABCD能繞垂直于CD的ON軸翻轉，在紙板上安裝一支可在紙板平面內自由移動的激光筆。
(1)實驗前，應將紙板　 　放置平面鏡上；移動激光筆，使入射光束繞入射點O沿逆時針方向轉動，可觀察到反射光束沿　 　時針方向轉動；
(2)移動激光筆，使入射角為45°，測得反射角也為45°，由此就得出“光反射時，反射角等于入射角”的結論你認為有何不妥之處？　 　；
(3)如圖乙所示，將紙板右半部分繞ON向后翻轉任意角度，發現紙板上均無反射光束呈現此現象說明了：　 　；
(4)在圖甲中，若將紙板(連同激光筆)繞CD向后傾斜，此時反射光束　 　(選填字母符號)。
A．仍在紙板上呈現
B．被紙板擋住
C．在紙板前方
(5)實驗結束后，同組的小明和小剛都想從鏡子中看到對方的眼睛，而不想讓對方看到自己的眼睛，結果他倆誰都沒有能做到，你認為沒有能做到的原因是　 　。
4．(2020 湘潭)用如圖1所示的裝置探究光的反射規律，實驗數據如下表：
次數 1 2 3 4
∠i 30° 40° 50° 60°
∠r 30° 40° 50° 60°
(1)圖表中∠r表示　 　(選填“入射”或“反射”)角。
(2)分析實驗數據可知：反射角　 　(選填“大于”、“等于”或“小于”)入射角。
(3)紙板ENF是用兩塊紙板連接起來的。如圖2，把紙板NOF向后折，光沿EO入射在紙板NOF上　 　(選填“能”或“不能”)看到反射光線。這說明在光的反射現象中，反射光線、入射光線和法線在同一平面內。
(4)在圖1中，當光沿FO的方向射向O點時，光會沿著OE的方向射出，說明在反射現象中光路是　 　的。
5．(2020 河北)在“探究光的反射規律”的實驗中，平面鏡水平放置，白色紙板豎直立在平面鏡上，紙板由E、F兩部分組成，可繞豎直接縫ON翻轉，如圖1所示。
實驗次數 入射角 反射角
1 30° 30°
2 45° 45°
3 60° 60°
(1)實驗中還需要的器材是：　 　、激光筆和鉛筆。
(2)將一束光貼著紙板E沿AO射到O點，紙板F上會顯示出反射光束OB；為探究反射光和入射光是否在同一平面內，下一步的操作是：　 　。
(3)使光束以不同角度入射進行實驗，測量數據如上表所示。由此可得：在反射現象中，　 　。
(4)如圖2所示，已知入射光線與反射光線的夾角為90°，請在圖中畫出平面鏡的位置并標出反射角的度數。
平面鏡成像規律實驗
1.實驗內容
【實驗目的】探究平面鏡成像規律。即等大(像與物大小相等)、等距(像與物到平面鏡的距離相等)、對稱(像與物相對于平面鏡對稱)、反向(像與物左右位置相反)、虛像(像是虛像)。
【實驗器材】玻璃板一塊、相同的蠟燭兩支、光屏一塊、火柴一盒、刻度尺和支架等。
【實驗步驟】一、按圖組裝器材。在玻璃板的一側立一支點燃的蠟燭，觀察另一側蠟燭的像。
二、將光屏置于像的位置，不透過光屏觀察光屏上有無蠟燭的像。
三、將另一支未點燃的蠟燭置于像的位置，比較兩只蠟燭的大小關系。
四、移動蠟燭的位置，觀察像的大小有無變化。
五、用刻度尺量出兩支蠟燭到平面鏡的距離。
六、通過平面鏡觀察像與物的左右位置關系。
七、重復上述步驟并記錄實驗數據于表格。
次數 像與物的大小關系 物到平面鏡距離(cm) 像到平面鏡的距離(cm) 物像連線與平面鏡的關系 像與物的左右位置關系 像的虛實
位置1
位置2
位置3
…
八、整理器材。
【實驗結論】等大、等距、對稱、反向、虛像。
2.考查內容
考查方向 解答思路
平面鏡成像原理 光的反射(鏡前可以觀察到像，鏡后無法看到)
大小關系 兩支相同蠟燭為了比較大小關系
點燃蠟燭目的 清楚的觀察成像
實驗方法 等效替代法
多次實驗的目的 實驗結論具有普遍性
等距驗證 利用刻度尺進行測量
虛像 光屏(物在平面鏡中像的位置)無法呈接到像
反向 通過觀察可見像與物左右位置相反
實驗出現誤差 刻度尺與平面鏡不垂直、實驗裝置安裝存在問題
【典例】(2020·安順)在探究“平面鏡成像特點“的實驗中，器材如下：方格紙、帶支架的玻璃板、光屏、兩個完全相同的物塊。方格紙鋪于水平桌面。請回答下列問題：
(1)如圖所示，以方格紙的某條線段來確定　 　底邊所在的位置，再將其垂直于方格紙放置。當物塊放在玻璃板前，能觀察到物塊的像，這是光在玻璃表面　 　形成的；
(2)將光屏放在像的位置，光屏上接收不到像，因此判斷平面鏡成的是　 　像(選填：“虛”或“實”)；
(3)不斷改變物塊的位置，另一個相同的物塊都能放在玻璃板后相應位置與像完全重合，說明平面鏡所成的像與物大小　 　；
(4)實驗中，使用方格紙可以直接比較像與物到鏡面的　 　關系。
【跟蹤訓練】
1.(2020·齊齊哈爾)小彤同學在“探究平面鏡成像特點”實驗時：
(1)用玻璃板代替平面鏡實驗時，會看到兩個不重合的像，分別是玻璃板前后兩個面反射形成的，為消除此影響可選用　 　(選填“厚”或“薄”)一些的玻璃板代替平面鏡。將玻璃板垂直放置在水平桌面上，這樣做是為了便于確定像的　 　。為了便于比較像與物的大小關系，所用的兩只蠟燭A、B，應選擇外形　 　(選填“相同”或“不相同”)的。
(2)將點燃的蠟燭A豎立在玻璃板的前面，將　 　(選填“點燃”或“不點燃”)的蠟燭B豎立著在玻璃板后面移動，直到看上去蠟燭B跟蠟燭A的像完全重合。
(3)標記蠟燭A、B的位置，測得蠟燭B到鏡面的距離　 　(選填“小于”、“等于”或“大于”)蠟燭A到鏡面的距離。
(4)當蠟燭A遠離玻璃板時，像會　 　(選填“靠近”或“遠離”)玻璃板，像的大小　 　(選填“變小”、“不變”或“變大”)。
(5)將光屏豎立在像的位置(與玻璃板平行)，光屏上無法呈現蠟燭的像，說明平面鏡所成的像是　 　(選填“虛”或“實”)像。
2.(2020·天門)在“探究平面鏡成像的規律”的實驗中，提供如下器材：光具座 刻度尺 一張大白紙 記號筆 兩支相同的蠟燭 無色透明薄玻璃板 茶色透明薄玻璃板 光屏
(1)為了獲得較好的實驗效果，應選擇____透明薄玻璃板；
(2)實驗選用器材有兩種組合：一種組合除選用玻璃板 蠟燭 光屏外，還選用刻度尺和白紙，白紙既要記錄玻璃板的位置，也要記錄____；另一種組合除選用玻璃板 蠟燭 光屏外，還選用光具座 這兩種組合中光屏的作用是____；
(3)用光具座完成本實驗比較方便，因為其上的刻度值便于比較____關系；
(4)實驗中，通過多次觀察點燃的蠟燭的像與沒點燃的蠟燭完全重合的現象，得出“平面鏡所成像的大小與物體的大小相等”的結論 這種確定像和物大小關系的研究方法是____ (填字母)
A.轉換法 B.控制變量法 C.等效替代法
3.(2020·齊齊哈爾)小彤同學在“探究平面鏡成像特點”實驗時：
(1)用玻璃板代替平面鏡實驗時，會看到兩個不重合的像，分別是玻璃板前后兩個面反射形成的，為消除此影響可選用　 　(選填“厚”或“薄”)一些的玻璃板代替平面鏡。將玻璃板垂直放置在水平桌面上，這樣做是為了便于確定像的　 　。為了便于比較像與物的大小關系，所用的兩只蠟燭A、B，應選擇外形　 　(選填“相同”或“不相同”)的。
(2)將點燃的蠟燭A豎立在玻璃板的前面，將　 　(選填“點燃”或“不點燃”)的蠟燭B豎立著在玻璃板后面移動，直到看上去蠟燭B跟蠟燭A的像完全重合。
(3)標記蠟燭A、B的位置，測得蠟燭B到鏡面的距離　 　(選填“小于”、“等于”或“大于”)蠟燭A到鏡面的距離。
(4)當蠟燭A遠離玻璃板時，像會　 　(選填“靠近”或“遠離”)玻璃板，像的大小　 　(選填“變小”、“不變”或“變大”)。
(5)將光屏豎立在像的位置(與玻璃板平行)，光屏上無法呈現蠟燭的像，說明平面鏡所成的像是　 　(選填“虛”或“實”)像。
4.(2020·天門)在“探究平面鏡成像的規律”的實驗中，提供如下器材：光具座 刻度尺 一張大白紙 記號筆 兩支相同的蠟燭 無色透明薄玻璃板 茶色透明薄玻璃板 光屏
(1)為了獲得較好的實驗效果，應選擇____透明薄玻璃板；
(2)實驗選用器材有兩種組合：一種組合除選用玻璃板 蠟燭 光屏外，還選用刻度尺和白紙，白紙既要記錄玻璃板的位置，也要記錄____；另一種組合除選用玻璃板 蠟燭 光屏外，還選用光具座 這兩種組合中光屏的作用是____；
(3)用光具座完成本實驗比較方便，因為其上的刻度值便于比較____關系；
(4)實驗中，通過多次觀察點燃的蠟燭的像與沒點燃的蠟燭完全重合的現象，得出“平面鏡所成像的大小與物體的大小相等”的結論 這種確定像和物大小關系的研究方法是____ (填字母)
A.轉換法 B.控制變量法 C.等效替代法
5．(2020 寧夏)小明利用如圖甲所示的實驗器材，做“探究平面鏡成像的特點”實驗：
(1)小明用玻璃板代替平面鏡的目的是　 　。
(2)小明在玻璃板的前面放一支點燃的蠟燭A，還要在玻璃板的后面放一支沒有點燃的蠟燭B，對蠟燭A和B的要求是　 　，這是為了比較　 　；實驗中點燃蠟燭A的目的是　 　。
(3)小明完成實驗后，在老師的幫助下對上述實驗進行了改進，如圖乙所示，他將右側貼有半透膜的玻璃板用夾子固定在量角器上，把形如“7”的未點燃的生日蠟燭C、D分別插在鋪有方格紙的泡沫板的a、b處，透過普通玻璃看不到蠟燭C清晰的像，透過貼膜玻璃能看到蠟燭D清晰的像，他透過貼膜玻璃能看到蠟燭D清晰的像是因為　 　。
(4)請你說出實驗改進后的優點(至少說出兩點)：　 　。
6．(2020 臨沂)小明洗漱時感覺離鏡子越近鏡中的像越大，這與課本中描述的平面鏡成像特點不相符。于是，他用帶支架的玻璃板、兩支完全相同的蠟燭、刻度尺、白紙、光屏、火柴、鉛筆等實驗器材進行了探究。
(1)實驗探究應在　 　(選填“較暗”或“較亮”)的環境中進行。
(2)用玻璃板代替平面鏡，既能成像又便于確定　 　。
(3)點燃玻璃板前的蠟燭A，將蠟燭B放在玻璃板后并移動至適當位置，蠟燭B能與蠟燭A的像完全重合，如圖所示，多次改變蠟燭A距玻璃板的距離，相應移動蠟燭B后總能與A的像完全重合，這說明平面鏡成像的大小與物體到鏡面的距離　 　(選填“有關”或“無關”)。
(4)小明繼續探究平面鏡成像的其他特點，他將光屏放在蠟燭B的位置，光屏承接不到蠟燭A的像，說明平面鏡所成的像是　 　像。
凸透鏡成像規律實驗
1.實驗內容
【實驗目的】透鏡凸透鏡成像規律。像與物的大小關系、物距變化成像規律變化、像的虛實。
【實驗器材】凸透鏡、光具座、蠟燭、光屏、火柴等。
【實驗步驟】一、按圖組裝器材。調整蠟燭、凸透鏡、光屏在同一水平線上。
二、將蠟燭放在遠處(此時u>2f)，移動光屏直至在光屏上成清晰的像；觀察像的大小、正立還是倒立，并測量物距和像距；數據記錄實驗表格。
三、將蠟燭往凸透鏡方向移動，使2f>u>f，移動光屏直至在光屏上成清晰的像；觀察像的大小、正立還是倒立，并測量物距和像距；數據記錄實驗表格。
四、將蠟燭繼續往凸透鏡方向移動，使u=f，移動光屏，看能否成像。
五、將蠟燭繼續往凸透鏡方向移動，使u六、實驗表格
物距與焦距關系 物距(cm) 像的性質 像距(cm)
大小 正倒 虛實
u>2f
u=2f
2f>u>f
u=f
u七、整理器材。
【實驗結論】等大、等距、對稱、反向、虛像。
物距 像的性質 像距(cm) 應用
大小 正倒 虛實
u>2f 縮小 倒立 實像 2f2f>u>f 放大 倒立 實像 v>2f 投影儀
u2.考查內容
考查方向 解答思路
如何測量焦距 一束平行光通過凸透鏡后會聚的點即為焦點，可測焦距
保障實驗成功 蠟燭、凸透鏡不動，移動光屏直至在光屏上成清晰的像
如何判斷成虛像 物距小于焦距時，無論怎么移動光屏都無法在光屏上成像
無法成像的原因 蠟燭在焦點上或物距小于焦距、焦距太大成像在光具座外、蠟燭與凸透鏡和光屏沒有在同一水平線上
成像位置如何移動 可調節蠟燭或凸透鏡
蠟燭變短 成像上移
像的明暗變化 用遮光板擋住部分光線，成像完整但像變暗
【典例】(2020·綏化)如圖是“探究凸透鏡成像的規律”的裝置圖，凸透鏡的焦距是10cm。
(1)點燃蠟燭后，調節燭焰、凸透鏡和光屏，使它們的中心在　 　上。
(2)將實驗器材按圖中位置放置，光屏上燭焰的像是倒立、　 　的實像，應用此規律工作的是　 　。(填“照相機”“投影儀”或“放大鏡”)
(3)將圖中的凸透鏡換成焦距是8cm的凸透鏡，保持蠟燭和凸透鏡的位置不變，要在光屏上成清晰的像，光屏應向　 　凸透鏡的方向移動。(填“靠近”或“遠離”)
(4)實驗中，不小心用指尖觸摸到了凸透鏡，這時光屏上的像　 　。(填“變暗”“無變化”或“變殘缺”)
【跟蹤訓練】
1.(2020·恩施)某實驗小組做“探究凸透鏡成像規律”的實驗。
(1)為使凸透鏡所成的像便于觀察，該實驗的環境光線應該較______(選填“暗”“亮”)為好；
(2)調節好蠟燭、凸透鏡、光屏位置，如圖所示，在光屏上看到燭焰清晰的像，______(選填“照相機”“投影儀”或“放大鏡”)與此時成像原理相同；
(3)把蠟燭稍稍豎直上移，光屏上燭焰的像會豎直______(選填“上”“下”)移；
2.(2020·荊州)在“探究凸透鏡成像的規律”實驗中，凸透鏡的焦距為10 cm。
(1)如圖所示，若不移動蠟燭和凸透鏡的位置，要在光屏上得到清晰的像，應將光屏移到標尺刻度的______范圍內(選填標號)；
A．40~ 50 cm B．50~ 60 cm C．60~ 70 cm D．70~ 80 cm
(2)若將圖中蠟燭逐漸遠離凸透鏡的過程中，所成的像將逐漸變______(“大”或“小”)。利用這個規律可知∶我們在照畢業合影時，如果最邊緣的兩個同學未進入取景框，則此時攝像師應______(“靠近”或“遠離”)我們；
(3)若將蠟燭放在圖中離凸透鏡8 cm處，此時______(“能”或“不能”)在光屏上找到像。
3．(2020 葫蘆島)下面是小光“探究凸透鏡成像規律”的實驗。
(1)點燃蠟燭，調整蠟燭、凸透鏡和光屏的高度，使燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心大致在　 　。
(2)蠟燭、凸透鏡、光屏在光具座上的位置如圖所示，此時光屏上出現了燭焰清晰倒立、等大的實像，則此凸透鏡的焦距為　 　cm。
(3)保持蠟燭和透鏡位置不變，小光將自己的近視眼鏡放在凸透鏡與蠟燭之間的合適位置，只將光屏向　 　(填“左”或“右”)移動，可在光屏上再次得到燭焰清晰的像。
(4)小光移開近視鏡，只將蠟燭向　 　(填“左”或“右”)移動，可以在光屏上得到燭焰清晰倒立、　 　的實像，生活中的　 　(填“照相機”“投影儀”或“放大鏡”)就是根據這個原理制成的。
4．(2020 沈陽)安安和康康在老師指導下完成“探究凸透鏡成像的規律”的實驗，實驗所用凸透鏡的焦距為f＝10cm。他們把凸透鏡固定在光具座上50cm處，調節蠟燭的燭焰與凸透鏡和光屏的中心在同一高度。
(1)如圖甲所示，若此時他們想在實驗中能用光屏承接到燭焰的實像，光屏在　 　(選填“50cm～60cm”、“60cm～70cm”或“70cm～100cm”)范圍內移動。
(2)他們保持凸透鏡位置不變，把蠟燭放在30cm刻度線處，調整光屏到透鏡的距離，則在光屏上看到燭焰　 　(選填“放大”、“縮小”或“等大”)倒立的像。
(3)他們想模擬投影儀的成像原理，康康應在步驟(2)的基礎上將蠟燭向　 　(選填“靠近”或“遠離”)凸透鏡的方向移動時調節光屏的位置，使燭焰在光屏上成清晰的像。
(4)他們保持凸透鏡的位置不變，同時取下光屏，直接用眼睛觀察凸透鏡成像的各種情況。康康移動蠟燭使它從零刻度線處逐漸靠近凸透鏡，同時安安從透鏡的右側透過透鏡觀察燭焰的像，如圖乙是安安整理并記錄看到的像的情況，根據你所學的知識，判斷最先看到的像的編號是　 (選填代表像編號的數字)。
(5)請在圖丙中完成從燭焰發出的一束光通過透鏡的光路。
5．(2020 大連)實驗課上，同學們分組探究“物距大于一倍焦距小于二倍焦距時，凸透鏡成像的虛實、正倒和大小”。某小組選用的實驗器材有：光具座。“F”形LED發光體。凸透鏡(焦距為10cm)。光屏和刻度尺(量程為0～30cm)。
(1)第一次實驗時，該小組調整好LED發光體、凸透鏡和光屏的高度。如圖甲所示。將發光體固定在光具座的零刻度線上，通過移動　 　來達到預設的物距。
(2)調整物距后。移動光屏承接到倒立的實像。該小組發現這個像的高度與發光體很接近，依靠視覺很難比較該像與發光體的大小關系。為了能確定兩者的大小關系。則接下來的實驗操作是：　 　。在本次實驗中。光屏上的像和凸透鏡的位置如圖乙所示。則像距v1＝　 　cm。
(3)該小組繼續進行實驗。記錄的實驗數據如下表。
凸透鏡的焦距f＝10cm
實驗次數 物距u/cm 像的虛實 像的正倒 像的大小 像距v/cm
1 19.0 實像 倒立 放大 v1
2 16.0 實像 倒立 放大 26.9
3 13.0 實像 倒立 放大 43.6
分析表中信息，可以得出的探究結論是：　 　。
(4)得出結論后。該小組與其他小組進行交流。他們發現其他小組選取了不同焦距的凸透鏡進行實驗，也得到了與自己相同的結論。這樣使該探究的結論更　 　。
其他實驗探究題
【跟蹤訓練】
1．(2020 淄博)圖中是利用鋼尺探究聲現象的實驗情景。
(1)將鋼尺緊壓在桌面上，一端伸出桌邊。撥動鋼尺發出聲音，說明聲音是　 　產生的。
(2)保持鋼尺伸出桌面的長度不變，用大小不同的力撥動，發出聲音的　 　不同；改變鋼尺伸出桌面的長度，用相同的力撥動，發出聲音的　 　不同。
(3)將鋼尺伸出桌面的一端對著點燃的蠟燭，撥動鋼尺發現燭焰熄滅，說明聲音可以傳遞　 　。
2．(2020 棗莊)小強同學在探究聲音的產生與傳播時，做了下面的實驗；
(1)如圖甲所示，用懸掛著的乒乓球接觸正在發聲的音叉，可觀察到乒乓球被彈開，這說明了　 　。
(2)如圖乙所示，將正在響鈴的鬧鐘放在玻璃罩內，逐漸抽出其中的空氣，將聽到響鈴的聲音　 　，并由此推理可以得出　 　不能傳聲。
(3)將正在響鈴的鬧鐘用塑料袋包好。放入水中，仍可以聽到鈴聲，說明水可以　 　。
3．(2020 常州)如圖甲所示，一束太陽光通過三棱鏡后，在光屏上呈現彩色光帶。
(1)這種現象叫做光的　 　現象。
(2)把溫度計放在色散光帶紅光的外側，發現其示數變大，表明該處存在人眼看不見的　 　。
(3)將藍底、紅字的小紙片放在光屏上藍光區域，小紙片呈現　 　底、　 　字。
(4)由上述實驗現象可推知：紅光照射下某凸透鏡的焦距　 　(小于/等于/大于)藍光照射下該凸透鏡的焦距。
(5)如圖乙所示，當用紅光照亮物體E時，在光屏上恰好呈倒立、等大的實像：若改用藍光照亮物體E時，應將光屏適當向　 　(左/右)移，才能呈現清晰的　 　(縮小/等大/放大)的像。

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