物理中考冲刺：声光热实验(基础)讲解

中考冲刺：声光热实验（基础）【方法点拨】实验题解答过程中需要注意的问题1、实验原理定方向正确解答物理实验题必须坚持以实验原理为依据的操作过程，实验原理是整个实验的指导方向，而对实验原理的理解必须做到：（1）要结合课本中学过的物理知识加深理解实验原理；（2）要从实验原理中理解实验成立的条件；（3）弄清一个实验原理可以做不同的类似实验；（4）理解原理设计替代性实验。2、实验步骤要有科学性实验步骤是否合理、完善直接影响着物理实验的质量，因此在实验操作过程中弄懂，理解和熟悉实验步骤对做好实验题是非常重要的：（1）保证实验步骤的完整性和合理性。（2）保证实验步骤的必要性。3、间接测量物理量的等值性这种方法常用于实验中无法直接测量的物理量的取值问题，就是对于一个实验中不能直接测量的物理量可以通过这个物理量对周围的影响或与别的物理量之间存在的某种关系确定这个物理量的大小，然后用相应的公式计算出待测物理量的值。4、实验的设计性这种方法是灵活应用物理知识、理论联系实际、根据具体情况设计出简单、合理、便于操作的实验过程，然后应用物理公式和测量的物理量表示出待测物理量的表达式。5、实验的开放性这种方法是多向思维、全面考虑、注重知识的横向联系。把各种可能的方法都考虑到。能够考查学生对所学知识灵活掌握和灵活应用的能力。【典型例题】类型一、声现象1、如图，在课堂上，老师给同学们做了这样两个声学实验，图甲是将一把钢尺压在桌面上，一部分伸出桌面。当用手拨动其伸出桌外的一端时，钢尺发出声音。图乙是老师把电铃扣在钟罩里并让其发声，我们既可听到清脆的铃声。当老师用抽气机抽掉钟罩里的空气时，我们发现，随着钟罩里的空气逐渐变少，铃声逐渐变小。这两个实验能说明声音的传播需要介质的是 （选填“甲”或“乙”）。【思路点拨】甲实验说明的是物体振动能够发声，当振动停止，发声停止。乙实验中，随着钟罩里的空气逐渐变少，铃声逐渐变小，说明声音的传播需要介质，真空不能传声。【答案】乙【解析】声音的传播需要介质的是乙实验，空气逐渐变少，铃声逐渐变小，说明物体虽然振动了，但没有介质传播，也听不到声音。【总结升华】本题考查了声音的产生和传播需要介质，真空不能传声。举一反三【变式】（高清课堂中考冲刺声光热实验题例7）为了探究声音产生的原因，小明和小华一起做了下面的实验：小明把手放在喉咙处大声讲话，感觉喉头振动了；小华把正在发声的音叉放在水中，水面激起了水花。通过对这两个实验现象的分析，你能得出的结论是： 。小华同学用手使劲敲桌子，桌子发出了很大的声响，但他几乎没有看到桌子的振动，为了明显地看到实验现象，你的改进方法是： 。【答案】发声的物体在振动；在桌面上撒一些纸屑类型二、光现象 2、小雨在吃烤肉串时，偶然发现了一个现象：通过烤炉上方看对面的人，感觉对面的人好像在晃动。为什么会出现这种现象呢？小雨根据学过的知识进行分析：火炉上方的空气被加热后，其疏密程度在不断发生变化，光进入这种不均匀的热空气会发生折射，传播方向也在不断发生变化，因此看起来感觉对面的人在晃动。为了验证这种分析是否正确，回到家后，小雨利用一支激光笔、一个装有酒精的浅盘及火柴，进行了如下的探究。（1）如图所示，将激光笔固定在小桌上沿水平方向照射，用喷壶向激光笔的前方喷水，看到激光笔发出的一束红光射向墙面，墙面上有一个红色光点保持不动，这说明光在均匀的空气中是 传播的。（2）如果要让这束红光穿过不均匀的空气，接下来小雨的做法应该是 。他观察到的现象应该是 。【思路点拨】（1）先分析介质的均匀程度，然后根据光在均匀介质中是沿直线传播的进行分析；（2）根据温度不同会使空气密度不同的思路进行分析，即燃烧的酒精，其上方空气的密度随温度的改变而改变；（3）根据光在不均匀介质中传播时路径不再是直线，因此看到的光点也不是固定位置。【答案】（1）沿直线（2）点燃浅盘中的酒精，让激光笔发出的红光在燃烧的酒精上方照射（3）墙面上的光点在晃动【解析】（1）因为光在喷出的水雾中传播时，介质仍然是均匀的，故光是沿直线传播；（2）点燃浅盘，酒精燃烧，其酒精周围的温度则不同，故燃烧的酒精上方的空气不再均匀，因此点燃浅盘中的酒精，让激光笔发出的红光在燃烧的酒精上方照射；（3）因为光在不均匀介质中传播时，光的传播路径不再是直线，因此像的位置不再固定，故墙面上的光点在晃动。【总结升华】本题通过光沿直线传播现象和光的折射现象，考查学生分析实验以及设计实验的能力，本类型题是学生的弱项，需要大量练习，不断提高自己。举一反三【变式】下列现象属于光的折射现象的是（ ）A海市蜃楼 B影子 C水中的倒影 D小孔成像【答案】A3、如图是探究“光反射时的规律”的实验装置图。把平面镜放在水平桌面上，再把一张可以沿ON向前或向后折的纸板竖直地立在平面镜上，纸板上的ON垂直于镜面。一束红光贴着纸板沿EO射到O点，光将沿OF方向射出，如果把纸板ON的右半边向后折，则在F板上 （填“能”或“不能”）看到反射光；如果一束蓝光沿原FO方向射到0点，它反射后沿 方向射出，说明在反射现象中，光路是 的。 【思路点拨】（1）光的反射定律：反射光线、入射光线、法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居在法线的两侧，反射角等于入射角。（2）光的反射中光路是可逆的。【答案】不能；OE；可逆【解析】（1）把纸板ON的右半边向后折时，由于入射光线、法线、反射光线在同一平面内，反射光线还在原来的位置，所以反射光线不能出现在F板上；（2）当一束蓝光沿原FO方向射到O点时，则反射光线将沿OE的方向射出，说明光路是可逆的。【总结升华】本题考查了研究光的反射定律的实验。本实验可以得出：反射光线、入射光线、法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居法线的两侧，反射角等于入射角，以及光路具有可逆性。举一反三【变式】（2016孟津县一模）如图是探究光的反射定律的实验装置。（1）本实验中，为了显示光线，同学们采用 ；（2）白纸板和镜面垂直放好，让光沿EO入射，分别测出反射角和入射角的大小，分析数据，得出实验结论之一：“反射角等于入射角”。你认为这种方法是否合理？ 理由是： 。（3）实验中把纸板F前后绕法线转动，目的是为了 。【答案】（1）让光贴着纸板传播；（2）不合理；实验次数太少（3）验证反射光线、入射光线和法线是否在同一平面上4、学习了光学知识后，晓雯对有关实验进行了思考和创新：（1）在如图所示的“探究平面镜成像规律”实验中，晓雯采用透明玻璃板代替平面镜来成探究活动，虽然成像不如平面镜清晰，但却能在观察到A蜡烛像的同时，也能观察到B蜡烛，这是为了能确定像的 ；（2）当点燃的蜡烛放在玻璃板前20cm的A处时，玻璃板后B处的蜡烛好像也被“点燃”了；移去B处的蜡烛，取一光屏放在B处，发现光屏上并没有出现蜡烛的像，这说明平面镜所成的像是像；（3）晓雯将玻璃板移动，在玻璃板位置放一凸透镜，B处放一光屏，发现光屏上恰好成清晰的倒立、等大的蜡烛像，则该凸透镜的焦距为cm。【思路点拨】（1）研究平面镜成像特点时，确定像的位置是关键。像的位置用蜡烛B与蜡烛A的像重合来确定。实验中既能看到物体A的像，又能看到蜡烛B，要采用透明的玻璃板。（2）实像和虚像的重要区别，实像能用光屏接到，虚像不能用光屏接到。（3）根据凸透镜成像的规律，结合现在物距为20厘米时的成像情况可以确定凸透镜的焦距。【答案】（1）位置 （2）虚 （3）10【解析】（1）为了确定像的位置，让蜡烛A的像和蜡烛B重合，既能观察到A蜡烛像的同时，也能观察到B蜡烛，实验中要使用透明的玻璃板。（2）移去后面的蜡烛B，并在原位置上放一光屏，发现在光屏上不能承接到像，因为虚像不能用光屏承接，说明是虚像。（3）由题意可知，当物距为20cm时，物体成一个等大的实像，根据凸透镜成像的规律可知，此时的物距等于二倍焦距，所以凸透镜的焦距是10cm。【总结升华】（1）本题考查学生实际动手操作实验的能力，并能对实验中出现的问题正确分析，探究平面镜成像特点的实验是中考出题的一个热点，本题围绕这个探究过程可能遇到的问题，解决办法，合理的思考和解释来考查同学的。（2）本题同时还考查了如何测量凸透镜的焦距要求学生应熟练掌握才行。举一反三： 支架泡沫塑料板平面镜(不透明)MN白 纸【变式】（高清课堂中考冲刺声光热实验题例6）为了探究平面镜成像时，像到平面镜的距离v与物到平面镜的距离u的关系，现将泡沫塑料板放在水平桌面上，再将白纸平放并固定在泡沫塑料板上，在白纸中间画一条直线MN，把一块带支架的平面镜（不透明）沿直线MN放置，使平面镜底边与直线MN重合，且使平面镜垂直于纸面，如图所示。请你在图中装置的基础上，利用一把刻度尺和一盒大头针设计一个实验，证明：平面镜成像时，像到平面镜的距离v等于物到平面镜的距离u。请写出实验步骤，画出实验数据记录表。【答案】实验步骤： （1）在镜前纸上适当位置插一枚大头针作为物体S，用眼睛观察到它在镜中的像S。 （2）在镜前物体S的右侧，用一只眼睛观察物体S的像S，并沿视线在纸上插一枚大头针P1，使大头针P1恰好能挡住像S；再插一枚大头针P2，使大头针P2恰好能挡住大头针P1和像S。 （3）在镜前物体S的左侧，仿照步骤（2）分别在纸上插上大头针P3和P4。 （4）移去平面镜和大头针，通过大头针P1和P2在纸上的针孔画一条直线，再通过大头针P3和P4在纸上的针孔画一条直线，这两条直线的交点就是像S的位置。（5）用刻度尺分别测出物体S到直线MN的距离u和像S到直线MN的距离v，并分别将u和v的数据记录到实验数据表中。 （6）改变物体S的位置，仿照步骤（1）（5），再做5次实验。 实验数据记录表u/mv/m5、如图所示是某实验小组合作探究“凸透镜成像规律”的实验装置（足够长）。实验时应先调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一直线上，并且大致在 ，当烛焰离凸透镜20cm时，在另一侧光屏上得到一个淸晰、倒立、缩小的烛焰的像，随着蜡烛的燃烧，可观察到光屏上的像向（上/下）移动；移动蜡烛，使烛焰离凸透镜10cm再移动光屏，（能/不能）在光屏上得到一个淸晰的烛焰的像。【思路点拨】（1）探究凸透镜成像的实验时，在桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心。（2）根据光线过光心不改变方向判断像的移动情况。（3）根据烛焰离凸透镜20cm时，在另一侧光屏上得到一个淸晰、倒立、缩小的烛焰的像，确定凸透镜的焦距范围，再根据物距和焦距的关系判断成像情况。【答案】同一高度；上；能【解析】（1）实验时应先调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一直线上，并且大致在同一高度，使像成在光屏的中心。（2）实验过程中，蜡烛燃烧变短，根据光线过光心不改变方向，像会向光屏的上方移动。（3）烛焰离凸透镜20cm时，在另一侧光屏上得到一个淸晰、倒立、缩小的烛焰的像，20cm2f，所以凸透镜的焦距为：f10cm移动蜡烛，使烛焰离凸透镜10cm，2fuf，移动光屏，在光屏上得到倒立、放大的实像。【总结升华】（1）根据光线过光心不改变方向，判断像的移动情况是比较常用的方法。（2）根据凸透镜成像性质，由物距或像距，求出凸透镜的焦距，然后再次根据物距和焦距，或像距和焦距的关系，判断凸透镜成像情况。举一反三【变式】（2016黄冈模拟）小明将凸透镜紧靠如图甲所示的一幅卡通图片，然后将凸透镜逐渐远离图片的过程中，通过凸透镜观察到如图乙所示四个不同的像，则四个像出现的先后顺序是（）A B C D【答案】C类型三、热现象6、用如图甲所示装置进行实验，比较不同液体的吸热能力。在两个相同的烧杯中分别装入初温、质量相同的水和植物油，用相同的酒精灯加热至沸腾，实验中只记录了植物油和水沸腾的温度，发现植物油的沸点比水的高。（1）通过水沸腾时温度计的局部放大图如乙图所示，可知水的沸点是 ，说明此时的大气压 （选填“大于”“等于”或“小于”）标准大气压。（2）实验中，将它们加热至沸腾，植物油所需的时间较长，说明植物油吸收的热量比水吸收的热量 。（选填“多”或“少”）（3）为了比较植物油和水的吸热能力，请你写出一种正确的做法。 多【思路点拨】（1）水的沸点与气压有关，1标准大气压下纯水的沸点是100，气压低于1标准大气压，水的沸点也降低；（2）实验中采用规格相同的酒精灯对水和植物油进行加热，加热的时间长短代表了液体吸收热量的多少，加热时间长代表吸热多，这是一种转换法的思想；（3）比较两种液体的比热容的大小关系要控制好变量，两种液体质量相同，一种方法是吸收相同的热量比较液体升高的温度，另一种方法是液体升高相同的温度比较吸收的热量。【答案】（1）98；小于（2）多（3）加热相同时间，比较升高的温度（或升高相同温度比较加热时间）【解析】（1）温度计的一大格是10，一大格分成十小格，故分度值是1，而液柱上表面此时在90上面8个小格，故读作98。1标准大气压下水的沸点是100，液体沸点随气压的减小而降低，故此时的气压低于1标准大气压。（2）规格相同的酒精灯，在相同的时间内放出的热量是相同的，那么加热时间的长短就代表了液体吸热的多少，植物油比水吸热时间长，故吸收更多的热量。（3）比较不同液体的吸热能力，要控制好变量，一般有两种方法：加热相同时间，比较升高的温度；或升高相同温度比较加热时间。【总结升华】（1）水的沸点不总是100，只有1标准大气压下的纯水沸点才是100；（2）本题渗透转换法和控制变量法的思想，较为抽象，注意推敲。举一反三【变式】关于比热容，下列说法中正确的是（ ）A比热容跟物体吸收或放出的热量有关B物体的温度变化越大，比热容越大C物体的质量越大，它的比热容越大D比热容是物质的一种性质，每种物质都有自己的比热容【答案】D