专题18 光学和热学实验-5年（2017-2021）中考1年模拟物理分项汇编（重庆专用）

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专题18 光学和热学实验

1、（2021·重庆市A卷·T15）（1）在探究凸透镜成像的规律时：
①调节凸透镜、光屏、烛焰的中心处于___________（选填“相同”或“不同”）高度。
②如图所示，测出了凸透镜的焦距；若凸透镜不动，把蜡烛移到光具座15cm刻度处，调节光屏，在光屏上会成倒立、___________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的清晰实像，生活中的___________（选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）是用这一原理制成的。

（2）在探究物质熔化特点时，得到图甲物质温度随时间变化的图像，由图像可知该物质属于___________（选填“晶体”或“非晶体”），图中A点的温度如图乙温度计所示，读数为___________℃，熔化过程需___________（选填“吸热”或“放热”）。

【答案】相同 放大 投影仪 晶体 39 吸热
【解析】（1）①[1]实验前要调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰的中心大致在同一高度，其目的是使像能成在光屏的中央。
②[2][3]由图可知凸透镜的焦距为
f=40.0cm-30.0cm=10.0cm
凸透镜不动，把蜡烛移到光具座15cm刻度处，物距为15cm，物距大于1倍焦距小于2倍焦距，在光屏上会成倒立、放大的清晰实像，投影仪应用此原理制成的。
（2）[4]由图甲可知，物质熔化过程中，温度不变，属于晶体。
[5]图中A点的温度如图乙温度计所示，温度计的分度值是1℃，温度计的示数是39℃。
[6]固体熔化时需要吸收热量。
2、（2021·重庆市B卷·T155）请按要求完成下列实验：
（1）小杜同学进行“探究冰熔化时温度的变化规律”实验。图甲所示，此时温度计的示数为_______℃；图乙是根据实验数据画出的图像，图像中_______（选填“AB”“BC”或“CD”）段表示冰的熔化过程；若实验中冰的质量为100g，它在AB段升温过程中吸收的热量为_______J[c冰=2.1×103J/（kg·℃）]。

（2）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当光屏上有清晰的烛焰像时，蜡烛、透镜、光屏位置如图所示，则光屏上的像应为倒立、_______（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像，生活中的_______（选填“照相机”“放大镜”或“投影仪”）就是根据这一原理制成的；小琴同学用不透明的硬纸板挡住凸透镜的下半部分后，发现光屏上呈现的像是_______（选填“完整”或“不完整”）的。


【答案】8 BC 2100 缩小 照相机 完整的
【解析】（1）[1]图甲中温度计的分度值为1℃，液面位于零刻度线以上，则示数为8℃。
[2]冰是晶体，熔化过程中温度是保持不变的，故图像中BC段为冰的熔化过程。
[3]100g的冰在AB段温度升高了10℃，则吸收的热量为
Q=cmΔt=2.1×103J/(kg·℃)×0.1kg×10℃=2100J
（2）[4][5]图中物距大于像距，根据凸透镜成像规律可知，此时物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，照相机就是利用这一原理工作的。
[6]用不透明的硬纸板挡住凸透镜的下半部分后，凸透镜的其余部分仍能折射成像，故光屏上的像是完整的，只是透过的光线少了，像会变暗。
3、（2020·重庆市A卷·T15）请按要系求完成下列实验。
（1）小曹同学学利用图甲所示的装置探究“平而镜成像的特点”，应选择较选填_______（“厚”或“薄”）的玻璃板作为平面镜进行实验：实验中，发现地馆的像不能用光屏承接，说明平面镜所成的像是路像_______（选填“实”成“虚”）；图乙的白纸上记录了多次实验中蜡蚀和像的位置沿者镜面所在的虚线对折，像和蜡烛的位置恰好重合，说明像和物体到平面镜的距离_______。

（2）小墙同学利用图甲的装置完成观察水的“沸腾”实验。某时刻温度计如图乙所示，示数为_______C；水沸腾后，水中的气泡在上升过程中大小变化与图丙中_______（选填“A”或“B”）一致：将酒精灯撒去，水会停止沸腾，说明水沸腾的过程需要_______热（选填“吸”或“放”）。

【答案】薄 虚 相等 90 A 吸
【解析】(1)[1]因为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面，会出现两个像，影响到实验效果，所以应选用较薄的玻璃板。
[2]不能用光屏接收到蜡烛的像，说明平面镜成的像是虚像。
[3]实验时，沿着镜面垂直的虚线对折，像和蜡烛的位置恰好重合，说明像和物体关于镜面对称，即像和物体到平面镜的距离相等。
(2)[4]温度计的分度值是1℃，则此时温度计的示数为90℃。
[5]水沸腾时，整个容器中水温相同，水内部不停的汽化，产生大量的水蒸气进入气泡，水中的气泡在上升过程中气泡变大，故图A符合水沸腾时的现象。
[6]水沸腾的条件是：温度达到沸点和继续吸热。撤去酒精灯后，水不能继续吸收热量，所以水会停止沸腾。
4、（2020·重庆市B卷·T15）请按要求完成下列实验：
(1)他在利用下图的装置探究“平面镜成像特点”的实验中，应选取一块较_______(选填“厚”或“薄”)玻璃板竖直放置在铺有白纸的水平木板上；为了比较像和物体的大小关系，应选取两支的_______(选填“相同”或“不同”)蜡烛；探究中，在蜡烛所成像的位置放置一块光屏，光屏上不能承接到蜡烛的像，说明平面镜成的是_______(选填“虚”或“实”)像；

(2)他在做观察水的沸腾实验中，某时刻观察到温度计示数如图甲所示。则此时水的温度_______℃；为根据记录数据画出加热过程中水的温度与时间关系图像如图乙所示，分析图像可知，被测水的沸点________℃，水在沸腾过程中温度_______(选填“升高”“降低”或“不变”)。

【答案】薄 相同 虚 56 98 不变
【解析】(1)[1]因为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面，会出现两个像，影响到实验效果，所以应选用薄玻璃板。
[2]选取两支完全相同的蜡烛，当玻璃板后面的蜡烛和玻璃板前面的蜡烛的像完全重合时，便于比较物像大小关系。
[3]因为光屏只能接收实像，不能接收虚像，所以在像所在位置放一个光屏，光屏上不能接收到蜡烛的像，这说明平面镜成的是像是虚像。
(2)[4]甲图中的温度计每一个大格代表10℃，每一个小格代表1℃，示数是56℃。
[5]从图象可以看出，从第6分钟开始，水的温度保持98℃不变，所以沸点是98℃。
[6]水在沸腾过程中需要继续吸热，但温度保持不变。
5、（2019·重庆市A卷·T16）小薇同学探究凸透镜和平面镜的成像规律：

（1）先将光具座上蜡烛的烛焰、凸透镜、光屏三者中心调至 ____________ ；
（2）移动蜡烛，光屏上呈现了烛焰的清晰像，如图所示，生活中的 _____ （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用了这样的成像原理；
（3）她想用大小合适的玻璃板替换凸透镜探究平面镜成像规律，现有厚、薄两块玻璃板，应选择较 _______ 的玻璃板；
（4）再取两支相同的蜡烛是为了比较像与物的 __________ 关系；光具座上的刻度可以方便比较像与物到玻璃板的 ___________ 关系．
【答案】同一高度 照相机 薄 大小 距离
【解析】（1）为了像能成在光屏的中央位置，所以，需要将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上，调整三者的中心大致在同一高度．
（2）由图知道，此时物体在凸透镜的物距大于像距，所以，成倒立缩小的实像，照相机就是利用这样的规律工作的；
（3）由于厚玻璃板的两个面都可以当作反射面，所以会出现两个像，而影响到实验效果，故应选用薄玻璃板；
（4）取两只大小相同的蜡烛，使后面的蜡烛与前面蜡烛的像完全重合，就可以证明像与物大小相同，所以用两段相同的蜡烛是为了比较像与物的大小关系，根据光具座上的刻度可以测出两支蜡烛到玻璃板的距离，即可得出像和物体到玻璃板的距离关系．
6、（2019·重庆市B卷·T16）如图所示是“探究平面镜成像特点”的实验装置，小斌同学将薄玻璃板______放在铺有白纸的水平桌面上，在玻璃板的一侧点燃蜡烛A．透过玻璃板观察另-侧蜡烛A的像；再拿另一支外形完全相同的蜡烛B竖直放在玻璃板后面，调整蜡烛B的位置若与像重合，说明像与物的大小_____ ；移去蜡烛B．在其位置上竖立光屏，发现光屏上不能呈现蜡烛A的像，说明平面镜成正立的 __（选填"虚“或“实”）像．

【答案】竖直 相等 虚
【解析】“探究平面镜成像特点”的实验中，玻璃板需要垂直水平桌面放置，否则所成的像不在水平面上，将会无论怎样移动另一支蜡烛都不能与像重合，所以，应将玻璃板竖直放在铺有白纸的水平桌面上；在玻璃板的一侧立一支点燃的蜡烛A，透过玻璃板观察另一侧A的像；当蜡烛B和蜡烛A的像完全重合时，说明蜡烛A和B是完全相同的，即物像大小相等；移去蜡烛B，在其位置上竖立光屏，发现光屏上不能呈现蜡烛A的像，说明平面镜成正立的虚像．
7、（2019·重庆市B卷·T17）在“探究水沸腾时温度变化特点的实验中图中所示的实验中温度计的使用有一处明显的错误是_____________________;改正错误后，水沸腾时温度计如乙所示，此时水温为______:实验中如果增大水面的气压，则水的沸点将____℃（ 选填“升高”或“降低”）．

【答案】温度计的玻璃泡碰到了烧杯底 98 升高
【解析】由图知道，使用温度计时，一处明显的错误是：玻璃泡碰到了容器壁和容器底； 由图知道，温度计的分度值是1℃，根据液面到达的刻度知道，温度计此时的示数是98℃；由于液体的沸点随气压的增大而升高，随气压的减小而降低，所以实验中，如果增大液体表面的气压，则液体的沸点将升高．
8、（2018·重庆市A卷·T16）在探究”凸透镜成像规律”的实验中，小峻同学进行了如下实验：

（1）按如图甲所示操作，测出本实验所用凸透镜的焦距为_______cm．
（2）接着小峻调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图乙所示，发现光屏上得到一个倒立、_______（选填“放大“缩小”或“等大”）的清晰实像，生活中的_______（选填“照相机”投影仪”或“放大镜”）就是利用了这样的成像原理．
（3）保持图乙中凸透镜的位置不变，当向右移动蜡烛时，应该向_______（选填“左”或“右”）移动光屏，才能再次得到清晰的像．
（4）保持凸透镜的位置仍然不变，小峻继续向右移动蜡烛至45cm刻度线处，移动光屏，发现_______（选填“能”或“不能”）得到蜡烛清晰的像．
【答案】10.0 放大 投影仪 右 不能
【解析】（1）平行光经过透镜以后将会聚到主光轴上一点，这个点即透镜的焦点，焦点到光心的距离即焦距，有甲图可知透镜的焦距是10cm(2)由图乙可以看出相距小于物距，根据透镜的成像规律可知此时可成倒立放大的实像，投影仪就是根据这一原理制成的．（3）
凸透镜的位置不变,当向右移动蜡烛时物距变小，根据物距和像距的变化关系可知：此时像距应该变大，所以应该向右移动光屏．(4)保持凸透镜的位置仍然不变,向右移动蜡烛至45cm刻度线处此时u,所以无论如何移动光屏都不能在光屏上得到蜡烛清晰的像．
点睛：图中测量凸透镜焦距的方法：平行光聚焦法，亮点为焦点，焦点到光心的距离为就焦距．由此可以确定其焦距是多少；（2）掌握凸透镜成像的各种规律，及物距像距的变化关系．
9、（2018·重庆市B卷·T17）如图所示，是小顺同学利用两支外形相同的蜡烛、透明玻璃板、木板、白纸和铅笔等器材”探究平面成像特点”的装置。

①为了便于观察，该实验最好在较_____（选填“明亮”或“黑暗”）的环境中进行。
②选取相同的蜡烛，是为了便于比较像和物体的_____关系。
③在玻璃板的后面放一个光屏，无论怎样移动光屏，都不能接收到蜡烛的像，这说明平镜所成的是_____（选填“实”或“虚”）像。
【答案】黑暗大小虚
【解析】（1）玻璃板成像时，因为光线能透过玻璃板，成像较暗；在比较明亮的环境中，很多物体都在射出光线，干扰人的视线，所以最比较黑暗的环境中进行实验，更容易观察成像的特点；
（2）实验时应选取两支外形相同的蜡烛，可以使像和物体完全重合，故便于比较物与像的大小关系；
（3）因为光屏只能接收实像，不能接受虚像，而平面镜成的是虚像，所以在玻璃板后放一光屏，无论怎样移动光屏，都不能接收到蜡烛的像。
所以此现象说明平镜所成的是虚像。
【点睛】
平面镜成像的实验中有很多细节问题要注意，如在较暗的环境中实验，要用薄的玻璃板，要保证玻璃板与桌面垂直等，要注意多总结，用时则手到擒来。
10、（2018·重庆市B卷·T16）小华同学在做“观察水的沸腾”实验中：

①小华加热水的过程中，观察到温度计示数如图（甲）所示，则此时水的温度为_____℃。
②小华把水温加热到90℃开始计时，每过1min观察并记录一次水温，观察到水沸腾后继续加热一段时间。他画出的温度一时间图象如图（乙）所示。由此可得出，水在沸过程中要继续吸热，但温度_____（选填”升高””降低“或”不变”）。
【答案】87不变
【解析】（1）小华加热水的过程中，观察到温度计示数如图（甲）所示，温度计的分度值是1℃，示数即此时水的温度为87℃；
（2）温度一时间图象如图（乙）所示，由图象可得出，：水在沸腾过程中虽然吸热，但温度保持不变，是沸腾最显著的特点。
【点睛】
水的沸腾实验是初中热学中一个重要的实验，从图象上找到水沸腾的特点是解题的关键。
11、（2017·重庆市A卷·T14）（1）小明同学用一个焦距为10.0cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，他需要将烛焰、透镜和光屏三者的中心调整在______________，使像呈在光屏中央．当蜡烛与透镜位置如图12时，成倒立、_________（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像，生活中的_________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用了这样的成像原理

（2）小明利用图13所示的实验装置“探究水在凝固过程在温度的变化规律”．将盛有适量水的试管放入装有含盐冰的烧杯中，温度计测试管中水的温度．小明发现水凝固过程中温度_________（选填“保持不变”、“逐渐升高”或“逐渐降低”）；烧杯内含盐冰的温度必须低于试管内水凝固时的温度，这说明水在凝固过程中需要_________（选填“吸热”或“放热”）
【答案】同一高度 缩小 照相机 保持不变 放热
【解析】试题分析：（1）做“探究凸透镜成像规律”的实验时，为了使像成在光屏的中央，需要将烛焰、透镜和光屏三者的中心调整在同一高度．
因为焦距f=10.0cm，当蜡烛与透镜位置如图12时，物距u=25cm＞2f，成倒立、缩小的实像，生活中的照相机就是应用了这样的成像原理．
（2）水凝固过程中温度保持不变．
热量由温度高的物体传给温度低的物体，烧杯内含盐冰的温度必须低于试管内水凝固时的温度，这说明水在凝固过程中需要放热．
考点：凸透镜成像规律 晶体凝固的特点
12、（2017·重庆市B卷·T15）完成下列两个实验探究：
(1)在“探究凸透镜成像规律”的实验中，小杨同学让蜡烛到凸透镜的距离大于2倍焦距，移动光屏至适当位置，光屏上将会呈现一个倒立、_________（选填“缩小”、“放大”或“不变”）的实像，如图12所示，此时的像距为_____cm．生活中的__________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是应用了这样的成像规律．

(2)小杨同学在“探究海波熔化和凝固特点”的实验中，某时刻温度计示数如图13甲所示，为_____℃；小宇画出了“温度—时间”图像，如图13乙所示，由此可知，海波是________（选填“晶体”或“非晶体”）海波在第10min时处于__________（选填“固态”、“液态”或“固液并存”）．
【答案】缩小 16.5 照相机 36 晶体 液态
【解析】试题分析：（1）小杨同学让蜡烛到凸透镜的距离大于2倍焦距，移动光屏至适当位置，光屏上将会呈现一个倒立、缩小的实像，其应用是照相机；由图可知，此时的像距为：66.5cm-50.0cm=16.5cm；
（2）由甲可知，温度计的分度值为1℃，其示数为36℃；由乙图可知，海波在熔化和凝固的过程中，温度保持不变，为晶体；海波在第10min时还没有凝固，为液态．
考点：凸透镜成像规律及其探究实验；熔化和凝固的探究实验
13、（2016·重庆市A卷·T9）如图甲所示的装置测出凸透镜的焦距为__________cm，用该透镜“探究凸透镜成像规律”，当蜡烛、透镜位置如图乙时，移动光屏可成清晰的倒立、_________的实像．

【答案】10.0 放大
【解析】[1]由图甲可以看出，平行于主光轴的光线过凸透镜会聚于光屏上的一点，这点就是焦点，所以焦距是
f=20.0cm-10.0cm=10.0cm
[2]根据图乙可知物距u=15cm，由凸透镜成像规律，当f