2022年中考二轮物理总复习突破精讲精练(浙江专用)专题04透镜及其应用(原卷版+解析版)
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这是一份2022年中考二轮物理总复习突破精讲精练(浙江专用)专题04透镜及其应用(原卷版+解析版),共31页。试卷主要包含了凸透镜成像规律,目镜和物镜,成像原理,远视眼及其矫正,显微镜和望远镜等内容,欢迎下载使用。
专题04 透镜及其应用
考点总结
考点一、凸透镜成像规律:
1.根据物距和像距、物距和焦距、像距和焦距都能判断凸透镜成像情况。
2. 应用:
(1)u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机.
(2)2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机和投影仪.
(3) u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜和老花镜.
3.凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立缩小的实像,应用于照相机;
4. 物距和像距:物体到透镜的距离称为物距(u);像到透镜的距离称为像距(v)。
考点二、目镜和物镜
1. 目镜和物镜都相当于凸透镜,靠近物体的叫物镜,焦距较短;靠近眼睛的叫目镜,焦距较长,两镜间的距离是可以调节的。
考点三、成像原理
1. 来自被观察物体的光经物镜后,在物镜的焦点以内成倒立、放大的实像,这一实像又经目镜成正立、放大的虚像。如图所示:
(1)远视眼的近点变远。
(2)焦度:透镜的焦距越短,折光本领越大,透镜焦距的倒数叫透镜焦度。用φ表示即:
2. 焦距以米为单位时,焦度的单位是屈光度。眼镜度数是屈光度数乘以100。如焦距为1/5m的凸透镜,焦度为5屈光度,用它做成的远视镜片为+500度。
3. 度数:远视镜的度数为正数,近视眼的度数为负数。
考点四、远视眼及其矫正
1. 远视眼:
(1)表现:远视眼只能看清楚远处的物体、看不清近处的物体。
(2)成因:晶状体太薄,折光能力太弱,或者是眼球在前后方向上太短,来自近处物体的光线发散程度较大,光会聚到了视网膜之后。
2. 远视眼的矫正:
矫正远视眼,增强对光的折射作用。可配戴用凸透镜制成的远视眼镜,使入射的光线经凸透镜折射后进入眼睛,会聚点就能移到视网膜上,如图所示。
考点五、显微镜和望远镜
1. 显微镜: 显微镜镜筒的两端各有一组透镜,每组透镜的作用都相当于一个凸透镜,靠近眼睛的凸透镜叫做目镜,靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜。来自被观察物体的光经过物镜后成一个放大的实像,道理就像投影仪的镜头成像一样;目镜的作用则像一个普通的放大镜,把这个像再放大一次。经过这两次放大作用,我们就可以看到肉眼看不见的小物体了。
2. 望远镜:有一种望远镜也是由两组凸透镜组成的。靠近眼睛的凸透镜叫做目镜,靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜。我们能不能看清一个物体,它对我们的眼睛所成“视角”的大小十分重要。望远镜的物镜所成的像虽然比原来的物体小,但它离我们的眼睛很近,再加上目镜的放大作用,视角就可以变得很大。
考点突破
一.选择题(共5小题)
1.(2021•台州)“方寸天地纳寰宇”描述了小小眼球可尽观广袤世界。下列能够解释眼球成像原理的是( )
A.
B.
C.
D.
2.(2021•宁波)如图所示,当我们看远处物体时,远处物体的光线正好聚焦在视网膜上。当我们从看远处物体改为看近处物体时(一般不小于10cm),为了使近处物体成像在视网膜上,晶状体凸度和焦距的变化情况分别是( )
A.晶状体凸度变大,焦距变短
B.晶状体凸度变大,焦距变长
C.晶状体凸度变小,焦距变短
D.晶状体凸度变小,焦距变长
3.(2020•宁波)在“探究凸透镜的成像特点”实验中,所用凸透镜的焦距为10cm,光屏是用表面涂有白漆的铁板制成。小科把“F”发光物置于离凸透镜13cm处,移动光屏,在光屏上找到清晰的像,如图所示。小科看到光屏上像的形状和大小分别是( )
A.、放大 B.、放大 C.、缩小 D.、缩小
4.(2020•台州)为满足特殊人群的需求,有一种眼镜的镜片可以改变(如图甲),它的改变是通过在透明的薄膜中注入或抽出光学液体来实现。图乙是某人看远处物体时的成像情况,此时该人的视力缺陷和矫正时应选择的镜片是( )
A.近视眼,镜片Ⅰ B.近视眼,镜片Ⅱ
C.远视眼,镜片Ⅰ D.远视眼,镜片Ⅱ
5.(2020•杭州)照相机和放大镜都是凸透镜成像原理的具体应用。对应如图,下列关于照相机、放大镜使用和成像的说法正确的是( )
A.照相机:被拍物体应在甲区域内,成倒立缩小实像
B.照相机:被拍物体应在乙区域内,成倒立缩小实像
C.放大镜:被观察物体应在乙区域内,成正立放大虚像
D.放大镜:被观察物体应在丙区域内,成正立放大实像
二.填空题(共5小题)
6.(2021•湖州)小明用手机拍照,发现手机镜头过于靠近拍摄对象时(如图所示)无法正常对焦,拍出的照片模糊,此时像成在感光器(相当于光屏) (选填“前”或“后”)。小明发现将 透镜紧靠在手机镜头上可以解决这一问题,从而理解了手机微距镜头的工作原理。
7.(2021•镇海区模拟)新型冠状病毒疫情严峻时期,为了尽可能避免交叉感染,我国首个测温5G警用巡逻机器人设计制造成功,这款机器人有5个高清摄像头,可实现全景无死角监测,机器人上的摄像头与我们生活中的 (选填“照相机”、“投能仪”或“放大镜”)的成像原理相同,当巡逻机器人靠近人拍摄时,所成的像将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
8.(2020•瑞安市模拟)“刷脸支付”(如图甲)是现下非常流行的支付方式,它通过摄像头来捕捉人脸信息,完成支付过程。小雅用一个焦距为10厘米的凸透镜来模拟支付装置的成像规律(如图乙)。实验中,为了得到清晰的像,光屏在光具座上所处的位置范围为 。
9.(2020•南浔区模拟)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,如图所示。光屏上呈现一个清晰的像,将蜡烛向靠近凸透镜方向移动5cm,光屏上的像变模糊。然后移动光屏,在光屏上再次得到一个清晰的倒立 的实像(“放大”或“缩小”)。远视眼需要佩戴 (选填“凸透镜”或“凹透镜”)矫正。
10.(2020•宁波模拟)近期,在浙江宁波的一家医院,生物工程猪角膜被成功移植到人的眼睛里,需要角膜移植的患者可能不再会为角膜而发愁了。据了解,我国首个人工角膜产品以猪角膜为原料,是一种新兴的生物材料,在去细胞去抗原处理后,保留其天然角膜三维立体结构,降低其免疫原性,以防止产生免疫排斥反应。患者移植后,可以逐渐与自己原有的角膜组织整合,从而终身使用。
人眼的几种成像情况,其中正常眼,近视眼,远视眼分别是 。
A.①②③
B.③②①
C.③①②
D.①③②
三.实验探究题(共3小题)
11.(2022•杭州模拟)小金制作了一个水透镜,测得透镜焦距为10cm,并用该透镜进行如下探究:
(1)将发光小灯泡、凸透镜和光屏如图放置,光屏上呈现一个圆形光斑,若将光屏向右移动,光斑大小将 。
(2)移去小灯泡,将点燃的蜡烛放置于光具座的15cm刻度处,为了找到像的位置,光屏应在光具座的 cm刻度范围内移动(选填“40﹣50”或“大于50”)才能看到清晰的像。
(3)将烛焰看成物体,水透镜看做晶状体,光屏看做视网膜。当向水透镜中注水(即增加晶状体的厚度),光屏(视网膜)上的像不清晰,则此时像的位置是在图中视网膜 (选填“左侧”“右侧”或“上面”)。
12.(2021•秀洲区模拟)小金做“探究凸透镜成像的规律”实验时,首先按图示完成仪器装配,图中F点是1倍焦距处,H点是2倍焦距处。
(1)经过调节,在光屏上得到了一个清晰的像,但像的位置偏高(如图所示),为了使像能成在光屏的中央,应把蜡烛向 (选填“上”或“下”)调。
(2)调节好蜡烛的高度后,她把蜡烛移到A点处,此时光屏上的像很模糊,为了得到清晰的像,应把光屏向 (选填“左”或“右”)移动。
(3)她再次把蜡烛移到B点处,无论怎样调节光屏,光屏上始终接收不到像,要想看到这个像,观察的方法应是 。
13.(2021•新昌县模拟)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,凸透镜的焦距是10厘米,按照实验要求安装好实验器材,如图甲所示。
(1)图甲中,光屏上呈现清晰的像,对应图乙中的 (选填字母)。
(2)在图甲中将一镜片放在烛焰和透镜之间后,光屏上的像变模糊了,将光屏向左移动,光屏上再次出现清晰的像,则所放镜片可以矫正图 (选填“丙”或“丁”)的视力缺陷。
四.解答题(共2小题)
14.(2021•嵊州市模拟)现有一圆柱形玻璃瓶,装满水后放在水平桌面上(如图甲),另有一张写着字母“F”的白纸(如图乙)。把白纸放在玻璃瓶后面适当位置,眼睛透过玻璃瓶观察到了字母“F”的像是水平方向颠倒、竖直方向不颠倒,且在水平方向比白纸上的字母“F”大,竖直方向上大小不变(如图丙)。
(1)请分析说明像的产生原因。
(2)若将白纸远离玻璃瓶,请描述观察到字母“F”的像随白纸移动距离的变化情况。
15.(2020•瑞安市一模)某小组同学用如图甲的装置探究“凸透镜成像规律”,其中凸透镜的焦距为15厘米,他们进行实验的同时,在坐标纸上记录蜡烛与光屏上像的位置和大小,如图乙(用带箭头的线段表示物或像,A'、B'、C'分别表示蜡烛在A、B、C处时像的位置)
(1)从图乙中可以看出,蜡烛在ABC位置时光屏上得到的都是 (填像的性质)的实像;
(2)和其他小组交流后发现,当蜡烛在距透镜15﹣30厘米之间时,像均成在透镜另一侧距透镜30厘米以外处,此时物体所成像大小与物距的关系是 ;
(3)根据如图所示的成像规律,若在将蜡烛放在C和焦点F之间,此时,应该在凸透镜前放置一个 (填凸透镜或凹透镜)才能使像成在C'的位置。
专题05 物态变化
考点总结
考点一、温度:
(1)摄氏温度:在1标准大气压下,将纯净的冰水混合物的温度定为0 ℃,水沸腾时的温度定为100 ℃,把0 ℃到100 ℃之间划分为100等份,每等份就为1 ℃。
(2)热力学温度:在国际单位制中,温度的单位是开尔文(K),热力学温度与摄氏温度的关系是T=t+273 ℃。
考点二、温度计:
(1)温度计:根据汞、煤油、酒精等液体的热胀冷缩原理制成。包括实验室温度计、体温计、寒暑表等。
构造:主要由玻璃外壳、玻璃泡、玻璃管、温度计的测温物质、刻度及温标构成。玻璃泡做大的目的:温度变化相同时,体积变化大;玻璃管做细的目的:液体体积变化相同时,液柱高度变化大。
使用方法:测量前,观察所要使用的温度计,了解其量程(测量范围)和分度值(每一小格对应的温度值);测量时使温度计的玻璃泡跟被测液体充分接触(浸没在被测液体中);待示数稳定后读数。
读数时,玻璃泡要留在被测液体中,不能取出来;视线与温度计内液柱的液面齐平。
(2)体温计:在玻璃泡和直玻璃管间有很细的细弯管,当玻璃泡接触人体时,里面的水银受热膨胀挤过细弯管到达直管中,待稳定后离开人体时,水银遇冷收缩,在细弯管处断开,直管中水银不能回流,所以离开人体后的体温计示数仍代表人体温度。体温计的量程为35~42 ℃,与人体温度变化范围相同;分度值为0.1 ℃。
使用方法:使用前要用力将水银甩回到玻璃泡内。确保每次测量结果能准确反映当时的温度而不是原来的温度。其他温度计不能甩,因为其他温度计的玻璃泡表面很薄,极易甩碎。
考点三、.物态变化:
(1)固体熔化(凝固)过程的规律:海波、冰、金属等在熔化时不断吸热,温度保持不变,这类固体有确定的熔化温度(熔点、凝固点),叫晶体;蜡、松香、玻璃、沥青等在熔化时不断吸热,温度不断升高,这类固体没有确定的熔化温度,叫非晶体。晶体熔化(凝固)满足的条件:达到熔点(凝固点),继续吸热(放热)。
蒸发
沸腾
发生部位
液面
液体内部、液面同时进行
温度条件
任何温度
沸点
剧烈程度
平和
剧烈
温度变化
降低
不变
影响因素
液体温度;液体表面积大小;液体表面空气流动快慢
与气压高低有关
(2)汽化:
沸腾满足的条件:达到沸点,继续吸热。
(3)液化方法:降低温度;压缩体积。
好处:使体积缩小,便于储存和运输。
(4)升华与凝华:
考点四、生活中的升华现象:
樟脑丸先变小后不见了;0 ℃以下的温度下,结冰的衣服变干;用久的灯丝变细等。
生活中的凝华现象:霜、雾凇、雪、“冰花”等。
考点突破
一.选择题(共6小题)
1.(2021•杭州)如图所示,自然界中的雪、雾、露、霜等现象,都是水这种物质发生物态变化形成的。对这些现象的描述,正确的是( )
A.雪的形成是凝华现象,需要吸热
B.雾的形成是汽化现象,需要吸热
C.露的形成是液化现象,需要放热
D.霜的形成是凝固现象,需要放热
2.(2021•杭州)下列说法最接近实际的是( )
A.人体正常的温度约为22℃
B.人正常骑自行车的速度约为20m/s
C.一枚一元人民币硬币的质量约为50g
D.一本《科学》课本的重力约为3N
3.(2022•绍兴模拟)小华在家烧水煮饺子,中途发现水量少了些,于是又往锅里迅速加了一碗水,并将水再次烧开。下面能反映小华整个烧水过程中温度随时间变化的图象是( )
A. B.
C. D.
4.(2022•温州模拟)如图所示,烧杯中盛有甲液体,试管内盛有乙液体。用酒精灯对烧杯底部持续加热,一段时间后,发现甲沸腾而乙不沸腾。已知1标准大气压下,酒精沸点是78℃,水沸点是100℃,煤油沸点是150℃,下列判断中符合题意的是( )
A.甲液体为水,乙液体为酒精
B.甲液体为酒精,乙液体为水
C.甲液体为煤油,乙液体为酒精
D.甲液体为煤油,乙液体为水
5.(2021•南湖区模拟)洗完澡后,浴室内的镜面上常会有一层水雾。镜面上产生水雾所发生的物态变化是( )
A.水的汽化 B.水蒸气的液化
C.水蒸气的凝固 D.水蒸气的凝华
6.(2021•东阳市模拟)工业炼铁过程中,炼得的铁和需要除去的硅酸钙均为液态,两者能直接进行分离。下列关于呈液态的两种物质的性质描述中错误的是( )
A.两物质的密度不同
B.两物质不能相互溶解
C.两物质不发生化学反应
D.两种物质中的微粒不发生运动
二.填空题(共5小题)
7.(2021•嘉兴)核能是一种高效清洁的能。2020年11月,具有完全自主产权的“华龙一号”核电机组并网发电。如图是核电机组示意图,通过三个回路的设计有效提高了安全性。
(1)一回路:反应堆中核燃料反应产生大量的热,从而将水加热到约320℃,气压达到150多个标准大气压,此时水不会沸腾的原因是 。
(2)二回路:蒸汽发生器中的水被加热后 (填物态变化名称)成水蒸气,这些水蒸气推动汽轮机带动发电机发电。
(3)三回路:核电站通常建在海边用海水作冷凝剂,原因是海水量多且 。
8.(2022•普陀区校级模拟)小江往热熔枪中(如图)装入塑料条,接通电,等待一段时间后发现塑料逐渐变软变稀。可见,塑料是 (选填“晶体”或“非晶体”)。
9.(2022•绍兴模拟)2021年10月16日,运载火箭搭载神舟十三号载人飞船在酒泉成功发射。
(1)火箭点火后,尾部的火焰如果直接喷到发射台上,发射架要熔化。为了保护发射架,在发射台底建一个大水池,让火焰喷到水池中,这是利用了水 (填物态变化)时要 (选填“吸热”或“放热”),使周围环境温度不致太高。
(2)6个月后,返回舱返回进入大气层时,会由于和空气高速摩擦而使船体表面温度升高。为了防止烧坏,科学家在返回舱表面涂上一层特殊固态物质(又叫“烧蚀层”),这层物质在高温下发生分解、熔化、蒸发和 (填物态变化名称)而 (选填“吸热”或“放热”),从而保证温度不至于升得太高。
10.(2022•杭州模拟)冬季为尽快清除积雪,人们会在冰雪覆盖的道路上撒大量的“融雪盐”。小金同学猜想:含盐浓度不同的冰熔化特点与纯冰可能不同。为此,小金用质量均为1kg的纯水、淡盐水、浓盐水制得对应的纯冰①、淡盐冰②、浓盐冰③。在相同加热条件下,测量三者的温度随时间变化的情况,并画出三条图线,如图所示。据图像回答:(1)含盐浓度越高的冰,其能在 (选填“更高”、“更低”或“相同”)的温度熔化,其比热容 (选填“越大”、“越小”或“相同”)。
(2)分析观察图像①A→B情况,纯冰熔化过程中A点时的内能 (选填“大于”、“小于”或“等于”)B点时的内能。
11.(2021•温州一模)寒冬,气温迅速降到0℃以下时,学校要求各班级早上暂停拖地,目的是为了防止水发生 ,避免使同学们摔倒受伤。此时教室窗户的玻璃上会形成一层冰花,这是水蒸气 而成的,这层冰花在窗户玻璃的 (选填“内侧”或“外侧”).小林回到家中,打开冰箱门,一会儿发现冷藏室的底部上有很多水,这是由于水蒸气的 而形成的,这个过程中 热量。
三.实验探究题(共3小题)
12.(2021•湖州)如图为验证沸腾条件的实验装置。关于小烧杯内水的最终状况,同学们有不同看法。
小明认为:温度达到沸点,且会沸腾。
小李认为:温度达到沸点,但不会沸腾。
小红认为:温度达不到沸点,不会沸腾。
通过实验观察到小烧杯内的水没有沸腾,所以小明的观点是错误的。为了验证小李和小红的观点,观察并记录温度计甲和乙的示数变化,如下表。
时间/分钟
0
3
6
9
12
15
18
21
24
甲的示数/℃
40
57
71
81
91
97
100
100
100
乙的示数/℃
40
48
61
74
84
90
94
94
94
(1)通过实验数据分析, 的观点是正确的。
(2)在0至18分钟内,小烧杯中水的温度从40℃上升到94℃,其原因是小烧杯中的水从大烧杯中吸收的热量 (选填“大于”或“等于”或“小于”)小烧杯中的水蒸发散失的热量。
(3)18分钟以后,为什么小烧杯中水的温度保持94℃稳定,但又低于大烧杯中水的温度(100℃)?请分析其原因。
(4)为了验证液体的沸腾除了要满足温度达到沸点,还需要继续吸热的条件,同学们经过讨论,认为只需改进原装置即可。如图所示的改进方案中, 更合理。
13.(2022•绍兴模拟)陈明同学设计如图所示的装置,研究水的汽化和液化现象。酒精灯通过石棉网对烧瓶里的水加热,产生的水蒸气通过玻璃管通入烧杯中(烧杯中盛有15℃的冷水),温度计甲用于测量沸水的温度,温度计乙用于测量烧杯里水的温度。
(1)烧瓶内的水沸腾后,陈明观察到甲温度计的示数如图所示,则温度为 ;此时烧瓶内液面的气压比标准大气压 ;
(2)一段时间后乙温度计的示数如图所示,说明烧杯中水的温度 了,这是因为 ;
(3)随着实验的进行,右侧烧杯内水的质量将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
14.(2022•新昌县模拟)某同学在做“探究水的沸腾”实验时,实验装置如图甲所示,表格中记录的数据反映了水温随加热时间的变化关系。
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
……
温度/℃
91
93
95
97
99
99
99
99
99
……
(1)这位同学观察到沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程中的两种情况如图乙所示,则图 是水沸腾时的情况。从表格中的实验数据可以看出,水的沸点是 ℃。
(2)小新和小明也在实验室里做“探究水的沸腾”实验,选用的实验装置与该同学相同,他们依据各自的实验数据绘制了水沸腾的图像如图丙所示,造成图丙中c、d图像存在差异的主要原因是 。
四.解答题(共1小题)
15.(2021•衢州)空调扇具有“送风、加湿和降温”等功能,其内部主要结构为风扇、水箱和空气过滤网等。使用时,通常向水箱中加水,使吹出的风比无水时凉爽。下表是某品牌空调扇部分参数。
项目
参数
项目
参数
额定电压
220伏
额定功率
50瓦
空机质量
7.5千克
单个轮子接触地面面积
2厘米2
水箱容量
0.5升
轮子数量
4个
蒸发量
1升/时
电线长度
1.2米
(1)向水箱的水里再加入一些碎冰,可降低水温,使吹出的风比只有水时更凉爽。加冰可降低水温的原因有 。
(2)人在运动大量出汗后,对着空调扇吹,很容易感冒。此时,在脑干调节下,皮肤血管收缩,血流量减少,皮肤温度下降,散热量 ,从而维持人体体温恒定。
(3)小科阅读参数表发现,该空调扇比较省电。计算该空调扇正常工作10小时消耗的电能。
(4)计算水箱加满水时该空调扇对水平地面的压强。
(5)该空调扇底座安装了万向轮,方便移动。但在其他设计上仍存在缺陷,为更方便用户使用,请结合表中参数提出一条改进建议: 。
专题05 物态变化
参考答案与试题解析
一.选择题(共6小题)
1.(2021•杭州)如图所示,自然界中的雪、雾、露、霜等现象,都是水这种物质发生物态变化形成的。对这些现象的描述,正确的是( )
A.雪的形成是凝华现象,需要吸热
B.雾的形成是汽化现象,需要吸热
C.露的形成是液化现象,需要放热
D.霜的形成是凝固现象,需要放热
【分析】液化是由气态变成液态的过程,凝华是由气态直接变成固态的过程,升华是由固态直接变成气态的过程,熔化是由固态变成液态的过程。
【解答】解:A、“雪”是由空气中的水蒸气遇冷直接变成固态的小冰晶,是凝华现象,凝华放热,故A错误;
B、“雾”是由空气中的水蒸气遇冷液化而成的小水滴,附着在空中小尘埃上形成的,是液化现象,液化放热,故B错误;
C、“露”是由空气中的水蒸气遇冷液化而成的小水滴,附着在草叶上形成的,是液化现象,液化放热,故C正确;
D、“霜”是由空气中的水蒸气遇冷直接变成固态的小冰晶,是凝华现象,凝华放热,故D错误。
故选:C。
2.(2021•杭州)下列说法最接近实际的是( )
A.人体正常的温度约为22℃
B.人正常骑自行车的速度约为20m/s
C.一枚一元人民币硬币的质量约为50g
D.一本《科学》课本的重力约为3N
【分析】首先对题目中涉及的物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
【解答】解:A、正常情况下,人的体温在37℃左右。故A不符合实际;
B、人正常骑自行车的速度在5m/s左右。故B不符合实际;
C、一块橡皮的质量约8g,一枚一元硬币的质量略小于此数值,在6g左右。故C不符合实际;
D、一本《科学》课本的质量约300g=0.3kg,重力约为G=mg=0.3kg×10N/kg=3N。故D符合实际。
故选:D。
3.(2022•绍兴模拟)小华在家烧水煮饺子,中途发现水量少了些,于是又往锅里迅速加了一碗水,并将水再次烧开。下面能反映小华整个烧水过程中温度随时间变化的图象是( )
A. B.
C. D.
【分析】水在常温下,吸收热量,温度不断升高,达到一定温度时,不断吸收热量,温度保持不变,这个不变的温度是水此时的沸点。
【解答】解:水沸腾之后,温度保持不变,当向锅里迅速加了一大碗水后,锅内水的温度降低,然后在加热过程中,水吸热温度上升,达到沸点继续沸腾,在此过程中,水面上的气压不变,所以水的沸点与原来相同;据此分析可知,A图象符合题意。
故选:A。
4.(2022•温州模拟)如图所示,烧杯中盛有甲液体,试管内盛有乙液体。用酒精灯对烧杯底部持续加热,一段时间后,发现甲沸腾而乙不沸腾。已知1标准大气压下,酒精沸点是78℃,水沸点是100℃,煤油沸点是150℃,下列判断中符合题意的是( )
A.甲液体为水,乙液体为酒精
B.甲液体为酒精,乙液体为水
C.甲液体为煤油,乙液体为酒精
D.甲液体为煤油,乙液体为水
【分析】液体沸腾需要同时满足两个条件:一是温度达到沸点,二是继续吸热;
液体沸腾时温度不再升高,一直保持在沸点温度;
热传递的条件是两个物体间必须存在温度差;
根据以上三个知识点结合三种液体的沸点可以判断甲、乙液体的种类。
【解答】解:甲在试管外面,直接从酒精灯火焰吸热,而乙在试管内,从液体甲吸收热量。甲沸腾而乙不沸腾,说明液体甲沸腾后,液体乙不能从甲中继续吸收热量,即乙的沸点比甲高。可能情况就是:①甲为酒精,乙为水;②甲为酒精,乙为煤油;③甲为水,乙为煤油。
故选:B。
5.(2021•南湖区模拟)洗完澡后,浴室内的镜面上常会有一层水雾。镜面上产生水雾所发生的物态变化是( )
A.水的汽化 B.水蒸气的液化
C.水蒸气的凝固 D.水蒸气的凝华
【分析】液化是指气体变为液体的现象。
【解答】解:浴室内的镜面上的水雾是由于温度较高的水蒸气遇冷而形成的一层小水珠,是液化现象,故ABD错误,B正确。
故选:B。
6.(2021•东阳市模拟)工业炼铁过程中,炼得的铁和需要除去的硅酸钙均为液态,两者能直接进行分离。下列关于呈液态的两种物质的性质描述中错误的是( )
A.两物质的密度不同
B.两物质不能相互溶解
C.两物质不发生化学反应
D.两种物质中的微粒不发生运动
【分析】根据铁和需要除去的硅酸钙均为液态,且两者能直接进行分离分析解题;组成物质的分子永不停息的做无规则运动。
【解答】解:ABC、因为铁和酸钙均为液态,且能直接进行分离,所以两物质密度不能相同、两物质不能相互溶解、两物质不能发生化学反应,故ABC正确;
D、组成物质的分子永不停息的做无规则运动,两种物质中的微粒同样是,故D错误。
故选:D。
二.填空题(共5小题)
7.(2021•嘉兴)核能是一种高效清洁的能。2020年11月,具有完全自主产权的“华龙一号”核电机组并网发电。如图是核电机组示意图,通过三个回路的设计有效提高了安全性。
(1)一回路:反应堆中核燃料反应产生大量的热,从而将水加热到约320℃,气压达到150多个标准大气压,此时水不会沸腾的原因是 气压增大,水的沸点升高 。
(2)二回路:蒸汽发生器中的水被加热后 汽化 (填物态变化名称)成水蒸气,这些水蒸气推动汽轮机带动发电机发电。
(3)三回路:核电站通常建在海边用海水作冷凝剂,原因是海水量多且 比热容大 。
【分析】(1)液体的沸点与上方的气压有关,气压越高,沸点越高。
(2)水由液态变为气态是汽化。
(3)水常被用来作冷却剂是因为其比热容大。
【解答】解:(1)在一个标准大气压下,水的沸点是100℃。当上方气压增加时,沸点也增加,此题中水面上方有150多个标准大气压,所以将水加热到约320℃也不会沸腾。
(2)蒸发器中的水是液体,被加热后变成了水蒸气,水蒸气是气体,水由液态变为气态是汽化。
(3)因为在质量一定的情况下,升高相同的温度,物质比热容越大,吸收的热量就越多。核电站用水做冷却剂就是应用了水的比热容较大这一特性。
故答案为:气压增大,水的沸点升高;汽化;比热容大
8.(2022•普陀区校级模拟)小江往热熔枪中(如图)装入塑料条,接通电,等待一段时间后发现塑料逐渐变软变稀。可见,塑料是 非晶体 (选填“晶体”或“非晶体”)。
【分析】固体分晶体和非晶体,晶体和非晶体的重要区别是晶体有一定的熔化温度,这个温度叫熔点,非晶体没有。
【解答】解:塑料受热会逐渐变软变稀,直至完全变成液态。在此过程中,它的温度不断升高,没有一定的熔点,所以塑料不是晶体。
故答案为:非晶体。
9.(2022•绍兴模拟)2021年10月16日,运载火箭搭载神舟十三号载人飞船在酒泉成功发射。
(1)火箭点火后,尾部的火焰如果直接喷到发射台上,发射架要熔化。为了保护发射架,在发射台底建一个大水池,让火焰喷到水池中,这是利用了水 汽化 (填物态变化)时要 吸热 (选填“吸热”或“放热”),使周围环境温度不致太高。
(2)6个月后,返回舱返回进入大气层时,会由于和空气高速摩擦而使船体表面温度升高。为了防止烧坏,科学家在返回舱表面涂上一层特殊固态物质(又叫“烧蚀层”),这层物质在高温下发生分解、熔化、蒸发和 升华 (填物态变化名称)而 吸热 (选填“吸热”或“放热”),从而保证温度不至于升得太高。
【分析】(1)物质由液态变成气态的过程叫汽化,汽化吸热;
(2)物质由固态直接变成气态的过程叫升华,升华吸热。
【解答】解:(1)为了保护发射架,在发射台底建一个大水池,让火焰喷到水池中,这是利用了水汽化时要吸热,使周围环境温度不致太高。
(2)为了防止烧坏,科学家在返回舱表面涂上一层特殊固态物质(又叫“烧蚀层”),这层物质在高温下发生分解、熔化、蒸发和升华而吸热,从而保证温度不至于升得太高。
故答案为:(1)汽化;吸热;(2)升华;吸热。
10.(2022•杭州模拟)冬季为尽快清除积雪,人们会在冰雪覆盖的道路上撒大量的“融雪盐”。小金同学猜想:含盐浓度不同的冰熔化特点与纯冰可能不同。为此,小金用质量均为1kg的纯水、淡盐水、浓盐水制得对应的纯冰①、淡盐冰②、浓盐冰③。在相同加热条件下,测量三者的温度随时间变化的情况,并画出三条图线,如图所示。据图像回答:(1)含盐浓度越高的冰,其能在 更低 (选填“更高”、“更低”或“相同”)的温度熔化,其比热容 越小 (选填“越大”、“越小”或“相同”)。
(2)分析观察图像①A→B情况,纯冰熔化过程中A点时的内能 小于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)B点时的内能。
【分析】(1)冰中含盐可以降低冰的熔点,使雪更容易熔化;根据吸热公式Q=cm△t进行分析;
(2)在整个实验过程中,冰不断吸收热量,内能增大。
【解答】解:(1)冰雪中撒入盐后,降低了熔点,冰雪就会在较低的温度条件下开始熔化,可以使冰雪尽快地熔化,并且含盐浓度越高的冰,能在更低温度下熔化;根据吸热公式Q=cm△t可知,当质量相同时,吸收同样的热量,比热容小的温度上升快,由图像可知含盐浓度越高的冰在相同时间内温度上升的最快,所以比热容最小,也就是含盐浓度越高的冰比热容越小。
(2)纯冰熔化过程中,不断吸热,内能增加,故物体在A点时具有的内能小于在B点时的内能。
故答案为:(1)更低;越小;(3)小于。
11.(2021•温州一模)寒冬,气温迅速降到0℃以下时,学校要求各班级早上暂停拖地,目的是为了防止水发生 凝固 ,避免使同学们摔倒受伤。此时教室窗户的玻璃上会形成一层冰花,这是水蒸气 凝华 而成的,这层冰花在窗户玻璃的 内侧 (选填“内侧”或“外侧”).小林回到家中,打开冰箱门,一会儿发现冷藏室的底部上有很多水,这是由于水蒸气的 液化 而形成的,这个过程中 放出 热量。
【分析】(1)物质从液态变成固态的过程叫凝固,水结冰是典型的凝固过程。
(2)物质直接从气态变为固态的过程叫凝华,凝华是升华的相反过程,冰花是固态,它是由空气中的水蒸气直接变成的。
(3)物质由气态转变为液态的过程叫做液化。液化是放热过程。
【解答】解:(1)当较冷的冬天拖地时,地上的水易发生凝固现象而结冰,使地面变得非常滑,使人容易摔倒。
(2)寒冬,室内温度高于室外的温度,所以空气中的水蒸气遇到很冷的玻璃凝华成小冰晶附着在玻璃的内表面形成冰花;
(3)冷藏室底部的水,是由于水蒸气的液化而形成的,这个过程中放出热量。
故答案为:凝固;凝华; 内侧;液化;放出。
三.实验探究题(共3小题)
12.(2021•湖州)如图为验证沸腾条件的实验装置。关于小烧杯内水的最终状况,同学们有不同看法。
小明认为:温度达到沸点,且会沸腾。
小李认为:温度达到沸点,但不会沸腾。
小红认为:温度达不到沸点,不会沸腾。
通过实验观察到小烧杯内的水没有沸腾,所以小明的观点是错误的。为了验证小李和小红的观点,观察并记录温度计甲和乙的示数变化,如下表。
时间/分钟
0
3
6
9
12
15
18
21
24
甲的示数/℃
40
57
71
81
91
97
100
100
100
乙的示数/℃
40
48
61
74
84
90
94
94
94
(1)通过实验数据分析, 小红 的观点是正确的。
(2)在0至18分钟内,小烧杯中水的温度从40℃上升到94℃,其原因是小烧杯中的水从大烧杯中吸收的热量 大于 (选填“大于”或“等于”或“小于”)小烧杯中的水蒸发散失的热量。
(3)18分钟以后,为什么小烧杯中水的温度保持94℃稳定,但又低于大烧杯中水的温度(100℃)?请分析其原因。 小烧杯中的水吸收的热量与散失的热量处于平衡状态,不能使小烧杯中水的温度再升高
(4)为了验证液体的沸腾除了要满足温度达到沸点,还需要继续吸热的条件,同学们经过讨论,认为只需改进原装置即可。如图所示的改进方案中, 方案2 更合理。
【分析】(1)通过实验数据,根据实验现象即可判断观点的正确或错误;
(2)知道小烧杯中水的温度升高是由于吸收的热量大于水散失的热量,据此分析判断在0至18分钟内,小烧杯中水的温度从40℃上升到94℃的原因;
(3)知道小烧杯中水的温度不变是由于吸收的热量与水散失的热量平衡引起的;据此判断小烧杯中水的温度保持94℃稳定的原因;
(4)要验证液体的沸腾除了要满足温度达到沸点,还需要继续吸热的条件,则实验中应满足液体的温度达到沸点,但不能再吸热,符合这个条件的装置就是合理的。
【解答】解:
(1)分析实验数据可知:大烧杯中的水在沸腾,水的沸点是100℃;在0至18分钟内,小烧杯中水的温度从40℃上升到94℃,18分钟以后,小烧杯中水的温度保持94℃稳定,没有达到水的沸点,小烧杯中的水不沸腾,所以小烧杯中的水温达不到沸点,不会沸腾;故小红的观点是正确的;
(2)本实验是利用“水浴法”给小烧杯中的水加热,小烧杯中水的温度之所以升高是由于从大烧杯中温度高的水中吸收的热量大于小烧杯中的水散失的热量,所以,低于大烧杯中水的温度(100℃);在0至18分钟内,小烧杯中水的温度从40℃上升到94℃,其原因是小烧杯中的水从大烧杯中吸收的热量大于小烧杯中的水蒸发散失的热量;
(3)小烧杯中水的温度保持94℃稳定不变,原因是小烧杯中的水吸收的热量与散失的热量处于平衡状态,不能使小烧杯中水的温度再升高,所以小烧杯中水的温度低于大烧杯中水的温度(100℃);
(4)要验证液体的沸腾除了要满足温度达到沸点,还需要继续吸热的条件,据此可知:实验中应使液体的温度达到沸点,但不能继续吸热,符合这个条件的装置是合理的;
如图所示的改进方案中,方案1是只在小烧杯加盖,方案2是在大烧杯加盖;比较方案1、2可知:方案1中,大烧杯中的水和小烧杯中的水,水的表面气压会不相同;方案2中,大烧杯中的水和小烧杯中的水,水的表面气压相同,所以,方案2中大烧杯中的水和小烧杯中的水,若沸腾则它们的沸点相同,所以方案2更合理。
故答案为:
(1)小红;(2)大于;(3)小烧杯中的水吸收的热量与散失的热量处于平衡状态,不能使小烧杯中水的温度再升高;(4)方案2。
13.(2022•绍兴模拟)陈明同学设计如图所示的装置,研究水的汽化和液化现象。酒精灯通过石棉网对烧瓶里的水加热,产生的水蒸气通过玻璃管通入烧杯中(烧杯中盛有15℃的冷水),温度计甲用于测量沸水的温度,温度计乙用于测量烧杯里水的温度。
(1)烧瓶内的水沸腾后,陈明观察到甲温度计的示数如图所示,则温度为 102℃ ;此时烧瓶内液面的气压比标准大气压 高 ;
(2)一段时间后乙温度计的示数如图所示,说明烧杯中水的温度 升高 了,这是因为 水蒸气液化放热 ;
(3)随着实验的进行,右侧烧杯内水的质量将 变大 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【分析】(1)根据读数可判定温度,温度高于标准大气压下水的沸点,说明瓶内气压高;
(2)由题意知开始烧杯中水温为15℃,而目前温度计乙示数为40℃,说明水温升高了,结合理论可知原因是水蒸气通过玻璃管液化放热。
(3)由于水蒸气通过玻璃管液化而进入烧杯,所以质量增加。
【解答】解:(1)读数可知温度为102℃,此温度高于100℃说明瓶内气压比标准大气压高;
(2)烧杯中水温为15℃,而目前温度计乙示数为40℃,说明水温升高了,结合理论可知原因是水蒸气通过玻璃管液化放热;
(3)水蒸气通过玻璃管液化而进入烧杯,所以质量增加。
故答案为:(1)102℃,高;(2)升高,水蒸气液化放热;(3)变大。
14.(2022•新昌县模拟)某同学在做“探究水的沸腾”实验时,实验装置如图甲所示,表格中记录的数据反映了水温随加热时间的变化关系。
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
……
温度/℃
91
93
95
97
99
99
99
99
99
……
(1)这位同学观察到沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程中的两种情况如图乙所示,则图 a 是水沸腾时的情况。从表格中的实验数据可以看出,水的沸点是 99 ℃。
(2)小新和小明也在实验室里做“探究水的沸腾”实验,选用的实验装置与该同学相同,他们依据各自的实验数据绘制了水沸腾的图像如图丙所示,造成图丙中c、d图像存在差异的主要原因是 水的质量不同 。
【分析】(1)水在沸腾前,从底部产生的气泡在上升过程中体积逐渐减小。沸腾时,从底部产生的气泡在上升过程中逐渐增大。水在沸腾时温度保持不变,这就是水的沸点,从表格中找到保持不变的温度即可。
(2)根据Q=cm△t可知,质量相同的同种物质升高相同的温度时,质量越大,吸收的热量越多,结合图丙的信息分析即可。
【解答】解:(1)根据乙图可知,a图中的气泡在上升时体积逐渐变大,因此为水的沸腾过程。根据表格可知,对水加热时,水温保持99℃不变,则水的沸点为99℃。
(2)根据丙图可知,两杯水升高的温度相同,比热容相同,d加热时间长,吸收的热量多少,根据公式Q=cm△t可知,d比c的质量大,即两个图像存在差异的原因是:水的质量不同。
故答案为:(1)a;99;(2)水的质量不同。
四.解答题(共1小题)
15.(2021•衢州)空调扇具有“送风、加湿和降温”等功能,其内部主要结构为风扇、水箱和空气过滤网等。使用时,通常向水箱中加水,使吹出的风比无水时凉爽。下表是某品牌空调扇部分参数。
项目
参数
项目
参数
额定电压
220伏
额定功率
50瓦
空机质量
7.5千克
单个轮子接触地面面积
2厘米2
水箱容量
0.5升
轮子数量
4个
蒸发量
1升/时
电线长度
1.2米
(1)向水箱的水里再加入一些碎冰,可降低水温,使吹出的风比只有水时更凉爽。加冰可降低水温的原因有 水箱中的冰熔化吸收水的热量,使水的温度降低;冰熔化后,冰水混合物的温度低于原来水的温度,两者之间存在温度差,发生热传递,使水的温度进一步下降使吹出的风比只有水时更凉爽 。
(2)人在运动大量出汗后,对着空调扇吹,很容易感冒。此时,在脑干调节下,皮肤血管收缩,血流量减少,皮肤温度下降,散热量 减少 ,从而维持人体体温恒定。
(3)小科阅读参数表发现,该空调扇比较省电。计算该空调扇正常工作10小时消耗的电能。
(4)计算水箱加满水时该空调扇对水平地面的压强。
(5)该空调扇底座安装了万向轮,方便移动。但在其他设计上仍存在缺陷,为更方便用户使用,请结合表中参数提出一条改进建议: 加大水箱的容积,避免频繁加水 。
【分析】(1)冰熔化吸热,使水的温度降低;冰熔化后,冰水混合物的温度低于水的温度,两者之间存在温度差,发生热传递,使水的温度进一步下降;
(2)蒸发吸热,冷刺激使皮肤血管收缩血流量减少,皮肤温度下降,散热量减少,从而维持人体体温恒定;
(3)根据W=Pt算出该空调扇正常工作10小时消耗的电能;
(4)根据算出水箱中水的质量,水箱对水平面的压力等于重力,即=G=mg,根据p算出水箱对水平面的压强;
(5)根据表中的信息,提出改进措施。
【解答】解:
(1)水箱中的冰熔化吸收水的热量,使水的温度降低;冰熔化后,冰水混合物的温度低于原来水的温度,两者之间存在温度差,发生热传递,水的温度进一步下降使吹出的风比只有水时更凉爽;
(2)人在运动大量出汗后,对着空调扇吹,加快了汗液的蒸发,蒸发吸收人体的热量使人体的温度降低,此时在脑干调节下,皮肤血管收缩,血流量减少,皮肤温度下降,散热量减少,从而维持人体体温恒定;
(3)有P可得,该空调扇正常工作10小时消耗的电能:
W=Pt=50×10﹣3kW×10h=0.5kW•h;
(4)根据知,
水箱中水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×0.5×10﹣3m3=0.5kg,
水箱对水平面的压力等于重力,即F=G总=m总g=(0.5kg+7.5kg)×10N/kg=80N,
水箱对水平面的压强为:p1×105Pa;
(5)根据表中数据知水箱的容积较小,需要经常加水,所以可以加大水箱的容积,避免频繁加水;
有表格数据知电线的长度只有1.2米,不能远距离使用,需要加长电线,方便距离远些使用。
故答案为:(1)水箱中的冰熔化吸收水的热量,使水的温度降低;冰熔化后,冰水混合物的温度低于原来水的温度,两者之间存在温度差,发生热传递,使水的温度进一步下降使吹出的风比只有水时更凉爽;
(2)减少;
(3)该空调扇正常工作10小时消耗的电能为0.5kW•h;
(4)该空调扇对水平地面的压强为1×105Pa;
(5)加大水箱的容积,避免频繁加水。
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