压轴题12 光学 密度 难点分析-2024年中考物理压轴题专项训练（全国通用）

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光的反射、平面镜成像、光的折射动态问题分析；
凸透镜成像：根据平行光折射过焦点或二倍焦距物像大小相等判断凸透镜焦距；
2.蜡烛、光屏和透镜在光具座上组装(三点共线)；
3.根据物距、像距和焦距大小关系判断成像特点及应用；
4.蜡烛、透镜和光屏移动引起的成像规律分析；
5.测量固体和液体的密度
一、凸透镜动态成像分析
1. 器材移动引起的动态分析：
(1)成实像时：物近像远像变大；物距减小(增大) →像距增大(减小)一像变大(变小);
(2)成虚像时：物近像近像变小；物距减小(增大)一像距减小(增大)一像变小(变大); (3)无论成实像还是成虚像，物体离焦点越近，像越大.
2. 焦距变化引起的动态分析：
换不同的透镜、水透镜中注水、排水或者加镜片，其实质都是改变了透镜对光的会聚能力.
(1)换焦距更小的凸透镜、水透镜注水或在透镜前加远视镜片，都使光线提前会聚，像距减小，若
保持蜡烛和透镜位置不变，需将光屏向靠近透镜的方向移动才能再次得到清晰的像；
(2)换焦距更大的凸透镜、水透镜排水或在透镜前加近视镜片，都使光线延迟会聚，像距增大，若 保持蜡烛和透镜位置不变，需将光屏向远离透镜的方向移动才能再次得到清晰的像.
二 、光屏上找不到像的原因
(1)“三心”不在同一直线上；
(2)物距等于或小于焦距；
(3)物距稍大于焦距，此时像距远大于二倍焦距，像超出了光具座.
三、测量固体的密度实验误差分析
1.引起误差的原因：
(1)实验仪器引起的：①游码没有归零、砝码磨损、物码颠倒、砝码生锈 →质量测量不准确；
②量筒读数仰视、俯视→体积测量不准确
(2)特殊物质引起的：物体是否存在间隙、附着气泡或有吸水性 →体积测量不准确
(3)实验步骤引起的：①先测体积后测质量，质量测量值偏大(固体上沾有水);
②测体积时将物体拿出后再读出原液体体积，体积测量值偏大(固体上沾有水)
2.误差大小分析：由 知：①所测m ↑(或V↓)→p个；②所测m↓(或V↑)→p↓
四、特殊方法测固体密度
1. 有量筒、有天平(缺砝码)测固体密度：缺砝码→无法测质量→等效替代法→用天平测出与物体等 质量的水→根据水的体积算出水的质量，进而算出物体的质量→计算物体的密度.
2. 有天平、无量筒测量固体密度：缺量筒→无法测体积→等体积法→烧杯中所加水的体积等于物体 的体积→利用水的质量差算出加入水的体积，进而算出物体的体积→计算物体的密度.
3. 有量筒、无天平测量固体密度：缺天平→无法测质量→浮力法→物体漂浮时所受浮力大小等于重 力→利用物体排开水的体积计算浮力，进而算出物体的质量→计算物体的密度.
4. 无天平、无量筒测量固体的密度：
①称重法：弹簧测力计称出物体的重力G₀ →弹簧测力计拉着物体浸没在水中示数为F拉→ 物体所受浮力F浮=G₀-F拉→排开水的体积等于物体体积→根据Fm=ρ液gV排计算体积→计算物体密度；
②漂浮法：物体漂浮时F浮=G→F浮=ρ液gV排→物体漂浮时排开液体的体积等于液面高度变化量 乘以容器底面积→物体的体积等于其浸没后液面高度变化量乘以容器底面积(漂浮得质量，漫没 得体积)→计算物体密度.
五、特殊方法测液体密度
1. 有量筒、有天平(无砝码):缺砝码→无法测质量→等效替代法→左右两烧杯质量相等→待测液体密度.
2. 有天平、无量筒：缺量筒 →无法测体积→等效替代法→烧杯中两液体体积相等一待测液体密度.
3. 有量筒、无天平：缺天平 →无法测质量→浮力法→控制容器在水中排开水的体积相同→漂浮时浮
力大小等于重力→待测液体密度.
4.无天平、无量筒：
①液体压强： 一密度已知液体(一般为水)某一点的压强大小→控制测量液体的压强与已知液体的压强相同(如橡皮膜形变程度相同)→列等式联立计算；
②浮力法(双漂):物体在不同液体漂浮时所受浮力不变且等于其重力→F浮=G物=F浮液→列等式计算.
目录：
01 光的反射、平面镜成像、光的折射动态问题
02 凸透镜成像规律
03 密度的综合分析（选填题）
04 平面镜成像实验
05 凸透镜成像实验
06 平面镜成像、凸透镜成像综合实验
07 测量密度实验 难点分析
08 光学、密度综合能力（信息）题
01 光的反射、平面镜成像、光的折射动态问题
1．（2024·湖北黄石·模拟预测）如图，两个平面镜相互垂直竖直放置，点光源在平面镜内成三个像，现让点光源S在水平面内沿圆周顺时针运动，则可以观察到镜子内的三个像
A．全都做顺时针运动
B．全都做逆时针运动
C．一个顺时针运动，另外两个逆时针运动
D．一个逆时针运动，另外两个顺时针运动
【答案】C
【详解】S在竖直的平面镜中成的像为S′，在水平的平面镜中所成的像为S0；S′在水平的平面镜中成的像为S″，而S0 在竖直的平面镜中所成的像点也是S″，即再次成像的像点是重合的，所以一共有3个像，如图所示：
现让点光源S在水平面内沿圆周顺时针运动，则镜子内的三个像中，S0、S′均做逆时针运动．S″是重合的像，相反了两次，应该做顺时针时针转动，故选C．
【点睛】解答此题的关键是要明确平面镜成像的特点，像与物体是左右相反的．解答此题要求学生应具备一定的空间想像能力．
2．（2024·湖北荆门·模拟预测）如图所示，一束光在平面镜上发生反射，反射光恰好照在光屏的A处，若入射光线保持不变，要让反射光照在光屏的B处，下列方法中可行的是（ ）
①只将光屏竖直向下移动一段距离
②只将平面镜水平向右移动一段距离
③只将平面镜水平向下移动一段距离
④平面镜绕入射点O顺时针转过一定角度（＜90°）
⑤只将平面镜绕入射点O逆时针转过一定角度（＜90°）
A．①④B．②⑤C．③④D．①⑤
【答案】C
【详解】如图所示，①如果只将光屏竖直向下移动一段距离，反射光照在光屏上的位置向左移动，不会照在光屏的B处，故①不可行；
②如果只将平面镜水平向右移动一段距离，反射光照在光屏上的位置不变，仍然照在光屏的A处，故②不可行；
③如果只将平面镜水平向下移动一段距离，入射光位置不变，则光在平面镜上的入射点向右移动，反射光照在光屏上的位置向右移动，就可能照在光屏的B处，故③可行；
④如果平面镜绕入射点O顺时针转过一定角度（＜90°），则入射光线与镜面的夹角变小，入射角增大，根据光的反射定律可知，入射角增大则反射角增大，反射光照在光屏上的位置向右移动，就可能照在光屏的B处，故④可行；
⑤如果只将平面镜绕入射点O逆时针转过一定角度（＜90°），则入射光线与镜面的夹角变大，入射角减小，根据光的反射定律可知，入射角减小则反射角减小，反射光照在光屏上的位置向左移动，就不可能照在光屏的B处，故⑤不可行。
综上所述，③④是可行的，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
3．（2023·四川绵阳·模拟预测）如图所示，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，小彬通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象。
（1）水槽中未注水时可在侧壁上A处得到一个光点，注入一定量的水后，光点移至B处，这是由于光在水面处发生了光的折射现象，此时入射角 （选填“大于”“等于”或“小于”）角θ；
（2）为使B处的光点移至C处，则应使水槽中的水量增加，若BC间距离为2cm，则水面高度的变化量△h 2cm（选填“>”“=”或“<”）；
（3）如图所示，小彬将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射，为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播，则激光笔照射的方向应满足的条件是平行于DE，且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区 （选填“①”“②”或“③”）内。
【答案】 小于 ②
【详解】（1）[1]水槽中未加水时，由于光的直线传播，激光射到侧壁上的A点，当水槽中加水时，光点下移到B点位置，这是由于光的折射现象引起的，当光从水中射入空气中时，折射角大于入射角，此时入射角小于角θ。
（2）[2]因入射角和折射角都不变，且折射角大于入射角，要使B处的光点向上移到C处，则应使水槽中的水量增加；若BC间距离为2cm，因两次折射光线是平行的，如图
则水面高度的变化量大于2cm。
（3）[3]将激光笔移至虚线框内向水槽底部（厚度可忽略不计）照射，因光从空气斜射进入水中和从水斜射进入空气中时，两次发生折射，一次折射角减小，另一次折射角增大，则最终的折射光线与最初的入射光线是平行的，所以激光笔应该与DE平行入射到区域②的位置，才能实现，如图所示
02 凸透镜成像规律
4．（2023·内蒙古兴安盟·中考真题）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，某学习小组用如图甲所示的方法测量凸透镜的焦距：正确安装并调节实验装置后，在光屏上得到一个清晰的像，如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．由图甲可知，该凸透镜的焦距是40.0cm
B．照相机成像特点与图乙中烛焰的成像特点相同
C．图乙中的烛焰向远离凸透镜方向移动，所成的像逐渐变小
D．图乙中若用黑纸片将凸透镜挡一半，光屏上成半个烛焰的像
【答案】C
【详解】A．平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将会聚于一点，这点即为此透镜的焦点，从焦点到透镜光心的距离即为焦距，则透镜的焦距为
f=40.0cm-30.0cm=10.0cm
故A错误；
B．图乙中，物距为
u=50.0cm-35.0cm=15.0cm
像距为
v=80.0cm-50.0cm=30.cm
物距小于像距，由凸透镜成像规律可知，图乙中烛焰成的是倒立放大的实像，这个原理制成了投影仪，与照相机不同，故B错误；
C．图乙中的烛焰向远离凸透镜方向移动，物距变大，像距变小，像变小，故C正确；
D．用黑纸片将凸透镜遮挡一半，透镜的上半部分仍能会聚烛焰发出的光线，成烛焰完整的像，只是像比原来变暗，故D错误。
故选C。
5．（2023·山东泰安·二模）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，光具座上依次摆放蜡烛、凸透镜和光屏，如图所示，此时烛焰在光屏上恰好成清晰等大的像。下列说法中（ ）

①凸透镜的焦距为20cm
②当蜡烛因燃烧逐渐变短，光屏上的像会逐渐向上移动
③若遮挡凸透镜的一部分，光屏上将得不到完整的像
④若在蜡烛和凸透镜之间放置一个老花镜，为得到清晰的像光屏应向左移动
A．只有②④正确B．只有①②正确
C．只有③④正确D．只有②③正确
【答案】A
【详解】①此时物距与像距相等，这是物距等于二倍焦距，成倒立等大的实像，像距等于二倍焦距。故透镜焦距为
故①错误，不符合题意；
②以烛焰发出的通过透镜中心的光线为例，当蜡烛变短时，发光点向下移动，它发出的通过透镜中心的光线传播方向不变，沿直线传播，这条光线射在光屏上的点就会向上移动，所以这种情况下烛焰的像在光屏上向上移动。故②正确，符合题意；
③挡住凸透镜的一部分，剩余部分还是中间厚边缘薄的光学元件，依然是凸透镜，还是能够成完整的像。故③错误，不符合题意；
④物体某点发出（或反射）的光经凸透镜后，会聚在一点，这点就是发光点的像。放置老花镜（凸透镜）后，因为老花镜对光起会聚作用，将光线的会聚提前了，即像的位置离凸透镜近了，因此需要将光屏向左移动。故④正确，符合题意。
故A符合题意；BCD不符合题意。
故选A。
03 密度的综合分析（选填题）
6．（2023·山东菏泽·模拟预测）小明在研究物体的浮沉问题时，制作了一个空腔“浮沉子”，将其放入一个底面积为S、水深为h0的薄壁柱形容器内，刚放入水中时，浮沉子恰好悬浮，此时水深为h1，如图所示；一段时间后，由于渗漏，空腔内开始进水，最后空腔充满了水，浮沉子沉底且完全浸入水中，此时水的深度降为h2，已知水的密度为ρ0。则所制作的浮沉子（ ）

A．质量为ρ0(h1-h2)SB．质量为ρ0(h2-h0)S
C．材料的密度为 D．材料的密度为
【答案】D
【详解】AB．浮沉子放入前，水的体积为
V水=h0S
浮沉子悬浮后，总体积为
V浮沉子+水=h1S
则排开水的体积和浮沉子体积相等，即
V排=V浮沉子=V浮沉子+水-V水=h1S-h0S=(h1-h0)S
依据阿基米德原理可得
F浮=ρ水V排g=ρ水(h1-h0)Sg
由浮沉条件可知，悬浮时，F浮=G浮沉子，则浮沉子的质量
故AB错误；
CD．浮沉子渗水后，沉底后水深为h2，则浮沉子外壳排开水的体积为
V排′=(h2-h0)S=V浮沉子
依据密度公式可得，浮沉子材料的密度
故C错误，D正确。
故选D。
7．（2023·福建福州·二模）如图a所示，一杯中已经装有50cm3的某种液体，打开龙头，向杯中继续注入该种液体，杯子和杯中液体的总质量m总与从龙头中流出的液体体积V关系如图b所示。则下列说法正确的是（ ）
A．杯子质量为90g
B．杯中液体密度1.25g/cm3
C．此杯子的容积为200mL
D．当V＝100cm3时，杯子和液体的总质量为170g
【答案】D
【详解】AB．设液体的密度为ρ液，杯子的质量为m0，由题意和图像可知，原来已装有液体的体积V0＝50cm3，液体和杯子的总质量为90g，由可得
ρ液V0+m0＝90g
即
ρ液×50cm3+m0＝90g﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
由图像可知，从龙头中流入杯子的液体体积为200cm3时，液体和杯子的总质量为250g，同理可得
ρ液V0+ρ液V1+m0＝250g
即
ρ液×50cm3+ρ液×200cm3+m0＝250g﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
②﹣①得
ρ液×200cm3＝160g
解得ρ液＝0.8g/cm3；将ρ液＝0.8g/cm3代入①，解得杯子质量m0＝50g，故AB错误；
C．杯中已经装有50cm3的某种液体，打开龙头，由图像知，从龙头中流入杯子的液体体积最大为200cm3，所以杯子的容积为
V容＝50cm3+200cm3＝250cm3＝250mL
故C错误；
D．杯子内原有50cm3的某种液体，再流入V′＝100cm3液体时，杯内液体总体积为
V总液＝V0+V′＝50cm3+100cm3＝150cm3
由得此时液体总质量为
m总液＝ρ液V总液＝0.8g/cm3×150cm3＝120g
则此时杯子和液体的总质量为
m总＝m0+m总液＝50g+120g＝170g
故D正确。
故选D。
8．（2023·江苏苏州·二模）一带小孔圆桶内装有待制的药料，通过桶转动持续搅拌药料，并用间歇性的水渗入对其稀释。在桶壁等高位置对称均匀开有四个小圆孔，其截面图与侧面图如图甲、乙所示，将桶横放并绕水平固定轴O均匀地顺时针旋转，每转一周所用时间，在距桶上边缘处有一水龙头，若桶不转动，水一滴一滴流出恰能滴入孔中，每隔产生一滴水。桶转动时，观测发现，当第三滴水滴刚要下落时，第一颗水滴恰好进入圆桶小圆孔。水滴可近似看成球体，水滴直径和桶上四个小圆孔直径均为，，水的密度为，已知球的体积公式为，则当第一颗水滴恰好进入圆桶开始算起，内滴入桶内的水的质量是（结果保留1位小数）（ ）

A．3.1gB．4.7gC．9.4gD．6.2g
【答案】B
【详解】由题意可知当第三滴水滴刚要下落时第一颗水滴恰好进入圆桶小圆孔，所以水滴下落到圆桶的时间为
水滴下落的路程为60cm=0.6m，水滴下落的平均速度
水一滴一滴流出恰能滴入孔中，水滴可近似看成球体，所以每滴水的体积
每滴水的质量
桶顺时针转动，每转一周所用时间t=3.2s所以到达下一个圆孔的时间为
当第三滴水滴刚要下落时，第一颗水滴恰好进入圆桶小圆孔，当第一颗水滴恰好进入圆桶开始算起，每隔0.8s就有一滴水滴进去，所以1min内滴入桶内的总水滴数是
内滴入桶内的水的质量是
故选B。
9．（2023·北京石景山·二模）青花瓷是中国瓷器的主流品种之一，如图甲所示，色白花青跃然于杯，小明想测量这个厚壁（厚度不可忽略）敞口青花瓷杯的密度，他用电子秤测量出此杯的质量是，将底面积为的圆柱形水槽内注入适量水，如图乙所示，再将青花瓷杯放入水槽内，静止时漂浮于水面上，此时水深为；用细棒缓慢向下压杯，当杯口与水面相平时，水深，且水始终未溢出；再向下压青花瓷杯，瓷杯沉底，此时水深。已知水的密度，g取。关于此过程，下列说法正确的是（ ）

A．容器内水的质量是
B．青花瓷杯最多可以装的水
C．青花瓷杯的密度约是
D．细棒对青花瓷杯的最大的压力是
【答案】C
【详解】A．青花瓷杯放入水槽内静止时漂浮于水面，浮力等于重力
青花瓷杯排开水的体积为
此时水深为，水槽底面积为，则容器内水的体积为
容器内水的质量为
故A错误；
B．当杯口与水面相平时，水深，且水始终未溢出，瓷杯沉底，此时水深，则青花瓷杯最多可以装水的体积为
故B错误；
C．青花瓷杯的体积为
青花瓷杯的密度约是
故C正确；
D．用细棒缓慢向下压杯，当杯口与水面相平时，水深，此时细棒对青花瓷杯的压力最大，排开水的体积为
此时青花瓷杯受到的浮力为
此时细棒对青花瓷杯的压力为
故D错误。
故选C。
10．（2024·广西南宁·一模）某广场上的塑像由上方的名人塑像B和下方的底座A构成，整体可以简化为如图甲所示的模型。A、B是质量分布均匀的柱形物体，底面积分别为、，若沿水平方向将该模型切去一部分，并将切去部分放在同一水平地面上，剩余部分对水平地面的压强为，与切去部分的高度h的关系如图乙所示。则当时，A对水平地面的压力大小为 N；B的密度为 。
【答案】 7800 4×103
【详解】[1][2]由图乙可知，h=0时，p1=3.9×104Pa，A对地面的压力为
F1=p1SA=3.9×104Pa×0.2m2=7800Nh=0时，AB整体对地面的压力等于AB所受的重力，即
GA+GB=7800N
由图乙可知，h=0.7m时，物体B全部被切去，仅剩余A物体，此时A对地面的压强为p2=2.5×104Pa，A对地面的压力为
F2=p2SA=2.5×104Pa×0.2m2=5000N
A对地面的压力等于A所受的重力，即GA=5000N，B所受重力为
GB=7800N-5000N=2800N
由图乙可知，h=0.7m时，物体B全部被切去，即物体B的高度为0.7m，物体B的体积为
VB=SBhB=0.1m2×0.7m=0.07m3
B的密度为
11．（2024·北京朝阳·一模）小阳将一个薄壁空水杯放在水平放置的电子秤上，如图甲所示，再将电子秤示数清零 （按电子秤的清零键后，示数显示为零）。水杯中倒入适量的水后，如图乙所示，电子秤示数为m1。用细线系好小金属块，使其浸没在水中（不碰水杯），如图丙所示，电子秤示数为m2。使金属块沉底并松手，如图丁所示，电子秤示数为m3。已知水杯的底面积为S， 水的密度为。下列判断正确的是（ ）
A．乙图中，水对杯底的压强为
B．丁图中，金属块受到的浮力为
C．金属块的密度为
D．丙图与乙图相比，水杯对电子秤增加的压力大于
【答案】C
【详解】A．水的重力为m1g，容器上宽下窄，水对容器底部的压力小于水的重力，则乙图中，水对杯底的压强小于，故A错误；
B．图丙悬挂状态下，金属块受到的浮力与金属块向下压力是一对作用力与反作用力，此时金属块受到的浮力为，图丁中金属块也是完全浸没的，所以浮力与图丙中相同，为，故B错误；
C．金属块的体积为
金属块沉在杯底后，电子秤示数为m3，是一杯水和金属块的总重，则金属块的重力为，金属块的密度

故C正确；
D．丙图与乙图相比，水杯对电子秤增加的压力等于金属块受到的浮力，等于，故D错误。
故选C。
12．（2024·宁夏·模拟预测）如图甲为水的密度在0～10℃范围内随温度变化的图象，图乙为北方冬天湖水温度分布示意图，根据图象及水的其他性质，下列分析判断正确的是（ ）
A．在0～4℃范围内，水具有热胀冷缩的性质
B．温度等于4℃时，水的密度最大，质量也最大
C．示意图中从上至下A、B、C、D、E处的温度逐渐降低
D．如果没有水的反常膨胀，湖底和表面的水可能同时结冰
【答案】D
【详解】AB．由图甲可知，在0~4℃范围内，水的密度逐渐变大，4℃时，水的密度最大，质量是不变的，由密度定义可知水的体积变小，水具有热缩冷胀的性质，故AB错误；
C．水的凝固点是0℃，当河面结冰时，冰接触的河水温度等于冰水混合物的温度，即根据甲图，水温从0℃升高到4℃时，密度越来越大；由乙可知，当地的气温为-10℃，湖面已经结冰，图中最上面A处的水与冰面相接触，温度为0℃，最下面E处水的密度最大，温度为4℃，温度逐渐升高，故C错误；
D．因为有水的反常膨胀，所以温度不同的水密度不同，密度大的水下沉到底部，而下层的密度小的水就升到上层来。这样，上层的冷水跟下层的暖水不断地交换位置，整个的水温逐渐降低这种热的对流现象只能进行到所有水的温度都达到4℃时为止，故如果没有水的反常膨胀，湖底和表面的水可能同时结冰，水中生物很难越冬，故D正确。
故选D。
04 平面镜成像实验
13．（2024·陕西·二模）小明观察发现，在玻璃窗中可看到室内物体的影像，在将玻璃窗外推的过程中，可看到窗里影像的位置在发生变化，如图甲。为了搞清楚原因，他进行了如下探究：
（1）如图乙，将白纸放在水平桌面上，再将茶色玻璃板竖直放置在白纸上。用玻璃板代替平面镜进行实验的目的是为了便于确定 ；
（2）如图丙：①在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B（与蜡烛A大小完全相同）竖立在玻璃板后面移动，按照眼睛 （选填“①”、“②”或“③”）的位置观察光屏，直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，这说明像与物等大；
②移去蜡烛B，在其原来位置上放置一块不透明的光屏，按照眼睛 （选填“①”、“②”或“③”）的位置观察光屏，光屏上不能出现蜡烛的像，说明物体通过平面镜所成的像是 （选填“虚”或“实”）像；
（3）如图丁所示，小明在实验中采用的是厚玻璃板，他观察到蜡烛A通过玻璃板成了两个清晰的像k1和k2，则像k1的像距为 （选填“v1或“v2”）。若在图丙中k1和k2两个像中间放置一块不透明的薄挡板，则小明在蜡烛A这一侧透过玻璃板能看到 ；（选填“只有k1、“只有k2”或“k1和k2”）；
（4）如图戊所示，保持蜡烛A不动，将图乙中玻璃板绕竖直边CD垂直纸面逆时针（俯视）转动一个小角度至虚线处，如图戊所示，则蜡烛∧的像应是在图中的 （选填“A1”、“A2”或A3）位置；
（5）小明又将一枚硬币放在竖直的玻璃板前，硬币的像在a处，将平面镜平移至如图己所示的位置时，硬币的成像情况是 （选填字母代号）。
A．硬币成像在a处
B．硬币成像在b处
C．硬币成像在c处
D．硬币无法通过平面镜成像
【答案】 像的位置 ① ② 虚 v2 k1和k2 A3 A
【详解】（1）[1]在实验中用茶色玻璃板代替平面镜，主要是利用玻璃透明的特点，既可以成像，也能看见玻璃板后面的物体，便于确定像的位置。
（2）[2]平面镜成的像是光的反射形成的，A蜡烛发出的光线经玻璃板反射，被人眼接收，才能看到像，故眼睛在①位置观察蜡烛B；接着缓慢移动蜡烛B，直到与蜡烛A的像重合，从而探究像与物的大小关系。
[3]虚像不能成在光屏上，在探究平面镜所成的是实像还是虚像时，小明移去后面的蜡烛B，在其所在位置放一光屏，然后在②位置直接观察光屏，不能在光屏上看到像，说明平面镜所成的像是虚像。
[4]平面镜成像的特点之一是：像与物体等大，与物距大小无关，所以如果把蜡烛A逐渐靠近玻璃板时，它的像的大小将不变。
（3）[5]如图丙所示，小明在实验中采用的是厚玻璃板，他观察到蜡烛A通过玻璃板成了两个清晰的像k1和k2，k1是P面所成的像，k2是Q面所的像，根据像与物到平面镜的距离相等可知，像k1到P面的距离与蜡烛A到P面的距离相等，则像k1的像距为v2。
[6]平面镜成的像为光的反射，若在图丙中k1和k2两个像中间放置一块不透明薄挡板，则小明在蜡烛A这一侧通过玻璃板能看到k1和k2。
（4）[7]像与物关于平面镜对称，保持蜡烛A不动，将图乙中玻璃板绕竖直边CD垂直纸面逆时针转动一个小角度，则蜡烛A的像应是在图中的A3位置。
（5）[8]平面镜所成的像与物关于平面镜对称，硬币位置不变，将平面镜平移，平面镜仍在原来像与成像物体对称轴上，像的位置不变，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
05 凸透镜成像实验
14．（2024·山东日照·一模）小明在“探究凸透镜成像的规律”实验中。
（1）如图甲所示，让平行光经过凸透镜后，在光屏上出现一个最小最亮的光斑，由此可读出凸透镜的焦距是 cm；
（2）为了调节烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度上，比较规范的是 （填选字母）；
A．将三者分散排列，然后用目测的方法调节
B．将三者靠拢，然后用目测的方法调节
（3）如图乙所示，用该凸透镜做成像实验，把蜡烛放在距凸透镜18cm的位置，移动光屏，在光屏上形成清晰的像，当给凸透镜戴上近视眼镜后，为使光屏上再次呈清晰像，应将光屏向 （选填“左”或“右”）移动；
（4）若把蜡烛放在距凸透镜25cm的位置，移动光屏，在光屏上形成清晰的像A；接着把蜡烛放在距凸透镜28cm的位置，再移动光屏，在光屏上形成清晰的像B．由实验可知像A （选填“大于”或“小于”）像B；
（5）将透镜及蜡烛、光屏置于光具座上（如图丙）做成像实验，记录每次成实像的物距u，像距v，物像间距，绘出图丁（以f为长度单位），由图可知，要想成实像，蜡烛与光屏的间距应满足L 。经“百度”发现，物理学中，有一个凸透镜成像的“新概念”：放大率，结合丙、丁两图，可知当物距时， 。
【答案】 10.0 B 右 大于 不小于4f 0.5
【详解】（1）[1]平行于主光轴的光线，通过凸透镜以后，会聚在主光轴上的一个点上，这个点叫凸透镜的焦点，焦点到凸透镜光心的距离叫焦距，由图甲可知，凸透镜的焦距是10cm。
（2）[2]“调节烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度上”的操作，比较规范的是将三者靠拢，然后用目测的方法调节，这样误差较小，分散排列在调节时误差较大，故A不符合题意，B符合题意。
故选B。
（3）[3]当给凸透镜戴上近视眼镜后，近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，则清晰的像在光屏右侧，所以光屏应向右移动才能呈现清晰的像。
（4）[4]把蜡烛放在距凸透镜25cm处时，此时物距大于二倍焦距，即
u>2f
由凸透镜成像规律可知，成倒立、缩小的实像，把蜡烛放在距凸透镜28cm的位置，此时物距大于二倍焦距，由凸透镜成像规律可知，成倒立、缩小的实像，凸透镜成实像时，物远像近像变小，所以像B小于像A，即像A大于像B。
（5）[5]根据凸透镜成实像时，满足u>f，由图丁可知，随着物距u的增大，物像间距L先减小后增大，当物距u=2f时，物像间距L最小为4f，因此，要想成实像，蜡烛与光屏的间距应满足L不小于4f。
[6]由图丁可知，当物距u=f时，物像间距
L=4.5f
根据
v=L-u=4.5f-3f=1.5f
则放大率
15．（2024·广东珠海·一模）小明和小强利用一个凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验：
（1）如图甲所示，小明将一束平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，凸透镜的焦距是 cm。小强利用如图乙所示的手电筒正对凸透镜照射，调节光屏，也出现一个又小又亮的光斑，这个光斑与凸透镜的距离 （选填“大于”“小于”或“等于”）凸透镜的焦距；
（2）小明记录实验的部分数据如下表：
以上实验表格中，第1次实验所成的是倒立、 的实像，生活中利用这个规律制成的光学仪器是 （举一个实例）。第1、2、3次实验所成的实像中，最大的是 （填实验序号）；
（3）如图丙所示，小明将印有“亚洲通用航空展”图案的透明胶片，贴在发光手电筒前端玻璃上，正对着上述凸透镜，调整位置，墙上出现一个清晰放大的“像”，若想要该“像”变得更大，则手电筒与凸透镜要 墙面（选填“靠近”或“远离”）。
【答案】 10.0 大于 缩小 照相机 3 靠近
【详解】（1）[1]如图甲所示，小明将一束平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，该处即为焦点，焦点到透镜光心是距离即为焦距，由图甲可知，凸透镜的焦距是10.0cm。
[2]手电筒发出的光不是平行光，而是发散光束，比平行光束晚会聚，所以正对凸透镜照射时，光斑与凸透镜的距离大于凸透镜的焦距。
（2）[3][4]第1次实验u>v，根据凸透镜成像规律可知，此时所成的是倒立、缩小的实像，生活中的照相机是利用这个规律制成的光学仪器。
[5]第1、2、3次实验成实像，根据“物近像远像变大”可知，物距最小时，成的实像最大，故第3次成的实像最大。
（3）[6]由题意可知，此时成放大的实像，若想要该“像”变得更大，根据“物近像远像变大”可知，则手电筒与凸透镜要靠近，以减小物距。
16．（2024·内蒙古·模拟预测）某小组同学“探究凸透镜成像特点”的实验，其中凸透镜的焦距为 15cm。
（1）用如图甲所示的装置，将“F”光源先贴着凸透镜，然后光源逐渐远离凸透镜过程中 A、B、C、D、E是通过凸透镜所看到的像。 则看到像的先后顺序正确的是( )
A．A→B→C→D→E
B．C→B→A→D→E
C． E→D→C→B→A
D．D→E→C→B→A
（2）凸透镜的焦距为 15cm，如图乙所示安装器材，当光源移至10cm刻度线处，移动光屏可以在屏上成清晰的像。 将光源移至30cm刻度处时，在光具座上无论怎样移动光屏，都不能得到清晰的像，为了能让像呈现在图乙所示的光屏上，下列做法可行的是( )
A．保持蜡烛和透镜的位置不变，更换焦距大于 15cm凸透镜，在光具座上移动光屏
B．保持蜡烛和透镜的位置不变，在蜡烛和透镜之间再放置一个凸透镜，在光具座上移动光屏
C．保持图乙中光屏位置不动，在光具座上移动透镜
（3）完成实验后，小红又做了一些实验研究。在装有一定量水的大烧杯中，放入一根塑料棒，从烧杯正前方相同位置观察，当左右移动塑料棒过程中，不符合实际情况一幅图是( )
A．B． C． D．
【答案】 D BC A
【详解】（1） [1]用如图甲所示的装置，将“F”光源先贴着凸透镜，然后光源逐渐远离凸透镜过程中，先后经历了u2f，成倒立缩小的实像的三个过程，并且成虚像时，物远像远像变大，成实像时，物远像近像变小，故看到像的先后顺序正确的是D→E→C→B→A，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
（2）[2]将光源移至30cm刻度处时，物距为
u=50cm-30cm=20cm>f
此时成倒立、放大的实像，光屏上接收不到像可能是像距太大，超出光具座是调节范围。
A．如果更换焦距大于 15cm凸透镜，像距更大，超出光具座是调节范围，所以在光具座上移动光屏仍不能得到清晰的像，故A不符合题意；
B．由于凸透镜对光有会聚作用，所以在蜡烛和透镜之间再放置一个凸透镜，能使光提前会聚，在光具座上移动光屏可以到清晰的像，故B符合题意；
C．凸透镜的焦距为 15cm，将光源移至30cm刻度处时，物距为
u=50cm-30cm=20cm>f
像距
v=90cm-50cm=40cm
此时
u+v=20cm+40cm=60cm=4f
光屏不动，移动凸透镜到60cm刻度线处，此时物距等于像距等于30cm，恰好等于2倍焦距，成倒立等到的实像，故C符合题意。
故选BC。
（3）[3]当塑料棒在两侧位置时，装水的大烧杯可以看做是凸透镜，光水中进入空气中，发生折射，看到塑料棒错位，向较薄的一侧偏折；在中间位置时，垂直射入，折射光线不改变方向，不发生错位，只起到放大作用，故A不符合实际，符合题意，BCD符合实际，不符合题意。
故选A。
06 平面镜成像、凸透镜成像综合实验
17．（2023·江苏无锡·中考真题）小红拿到一块玻璃透镜，仔细观察这块透镜，发现一面有螺纹，一面是光滑的，她对此透镜进行了探究。

（1）她把该透镜靠近书上的“实验”二字，观察到如图甲所示的现象，由此可以判定该透镜是 （选填“凸”或“凹”）透镜；
（2）小红查阅资料后了解到，用如图乙所示的三棱镜组合可以描述该透镜对光的作用，请在图乙中画出平行光入射两个三棱镜后出射光线的大致方向 ；

（3）为探究该透镜的成像规律，小红将“F”光源、透镜、光屏放置在光具座上，调整好后，固定透镜位置，使“F”光源从距离透镜较远处逐次靠近透镜，每次都调节光屏到透镜的距离，使“F”光源在光屏上成清晰的像，将结果记录在下表中，则该透镜的焦距为 。当“F”光源位于如图丙所示位置时，光屏应适当向 （选填“左”或“右”）移动，才能在光屏上得到清晰的像。
（4）在了解了该透镜的成像规律后，小红用长方形不透明纸盒、平面镜、该透镜设计制作了一个投影仪，其剖面图如图丁所示，平面镜与底面夹角为，平面镜的中心位于透镜的主光轴上，盒上方开一方形孔，将“F”光源按照图示方式朝下平放在方形孔上、中心与平面镜中心在一条竖直线上，若盒子高度h为，为保证在正对透镜前方的屏幕上能看到一个放大的投影，则盒子长度l的范围为 ，屏幕上所成的图像形状是 。（选填“ ”、“ ”或“ ”）
【答案】 凸 10 左 10cm【详解】（1）[1]由图甲可知，“实验”二字被放大了，透镜起放大作用，是放大镜，说明该透镜是凸透镜。
（2）[2]从折射点作法线，光从玻璃斜射入空气中，折射角大于入射角，如图所示：

（3）[3]由表中数据可知，第2次实验中物距和像距相等，成倒立等大的实像，此时
u=v=2f=20cm
凸透镜焦距
f=10cm
[4]由表中数据可知，物距是15cm，像距是30cm，图丙中，光屏到透镜的距离是30cm，如果“F”光源在25cm刻度处，光屏上成清晰的像，但是“F”光源在23cm刻度处，物距增大，像距减小，才能成清晰的像，所以光屏应适当向左移动，才能在光屏上得到清晰的像。
（4）[5]A点为光源的位置，根据平面镜成像的特点作出A点的像点A′点，为保证在正对透镜前方的屏幕上能看到一个放大的投影，物距大于1倍焦距小于2倍焦距，所以A′点到透镜距离大于10cm小于20cm，盒子长度l的范围为
10cm[6]根据平面镜成像的特点可知“F”光源在平面镜成的像形状是“”，经过凸透镜后成像的形状是“ ”。
07 测量密度实验 难点分析
18．（2024·重庆·一模）田田和花花同学想对未知物体的密度进行测量。
（1）她们将天平放在 ，游码移至标尺左端的“0”刻度线处，静止时指针偏向分度盘的右侧，调节 使指针对准分度盘中央刻度线；
（2）天平调平后，田田对食用油的密度进行了测量。
①如图甲所示，将食用油倒入烧杯中，用天平测出烧杯和食用油的总质量151.4g；
②如图乙所示，将烧杯中食用油倒入量筒中，测出这部分食用油的体积 mL；
③如图丙所示，用天平测出烧杯和剩余食用油的总质量113.4g；
④计算出这种食用油的密度是 ；若在进行上述②步骤时，量筒壁上沾有较多的食用油，则会使食用油密度的测量值 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（3）近日金价屡创新高，花花妈妈在网上购买了一枚金灿灿的手镯，花花看到后提出疑问，手镯是黄金的吗？他想到可以通过测量手镯的密度来进行判断。
①如图丁所示，将用细线系好的手镯（细线的体积、质量忽略不计）放入烧杯中，再缓慢倒入适量的水，在杯壁标记水位，天平的示数为；
②如图戊所示，从烧杯中取出手镯，再向烧杯中加水至标记处，天平的示数为；
③如图己所示，再次将手镯浸没在水中且不与烧杯接触，此时水位升高，天平的示数为；
④根据上述测量结果可以计算出手镯的密度为 （选用字母符号，，，表示）；若考虑手镯从水中取出时沾了水，会使手镯密度的测量值 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）；
⑤花花通过查阅资料得知纯金的密度是，通过正确的实验操作过程，测得以上手镯的密度明显小于纯金的密度，准备投诉商家，但雷老师指出手镯仍有可能是纯金的，你认为其原因是： 。
【答案】 水平位置 平衡螺母 40 0.95×103 偏大 偏小 手镯可能是空心的
【详解】（1）[1]天平使用时应放在水平工作台上。
[2]游码移至标尺左端的“0”刻度线处，静止时指针偏向分度盘的右侧，说明天平的右边质量较大，则应向左调节平衡螺母使指针对准分度盘中央刻度线。
（2）[3]由图乙得，量筒的分度值为1mL，量筒中食用油的体积
[4]依题意得，量筒中食用油的质量为
食用油的密度是
[5]若在进行上述②步骤时，量筒壁上沾有较多的食用油，导致测得的食用油的体积偏小，而质量测量准确，由得，食用油密度的测量值偏大。
（3）[6]依题意得，手镯排开水的质量为
由得，手镯排开的水的体积为
手镯浸没在水中，则手镯的体积
手镯的质量为
手镯的密度为
[7]若考虑手镯从水中取出时沾了水，测得的手镯的质量偏大，体积测量偏大，会使手镯密度的测量值偏小。
[8]若手镯是空心的，密度会比实心的密度小很多，实验中测得的手镯的密度明显小于纯金的密度，可能是因为手镯是空心的。
19．（2024·江苏无锡·一模）小明使用免洗洗手液时，发现洗手液流动性较差，粘度较高。小明对这种洗手液的密度进行了测量。
（1）实验前，将托盘天平放在 工作台上，游码移到标尺的“0”刻度线处，发现指针静止在如图甲所示位置，此时应将右端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，使天平平衡；
（2）将盛有适量洗手液的烧杯放在天平的左盘，天平重新平衡时，右盘所加砝码及游码位置如图乙所示，烧杯和洗手液的总质量为 g；将烧杯中的部分洗手液倒入量筒，测得烧杯和剩余洗手液的总质量为；经过一段时间后，观察到量筒内的液面如图丙所示，量筒内洗手液的体积是 mL，则洗手液的密度为 ；
（3）小华认为上述的测量方法会存在较大误差，原因是 ；
（4）小华回到家后利用电子秤、烧杯、细线和一个实心铝块等器材再次对洗手液的密度进行测量。具体做法如下：
①在烧杯中倒入适量洗手液放置在电子秤上，如图丁所示；
②将系好细线的铝块缓缓浸没到洗手液中保持静止，洗手液未溢出，如图戊所示；
③将铝块缓慢沉底后松开细线，如图己所示，则这次测得洗手液的密度为 。（，不计细线质量，细线和铝块均不吸收洗手液）
【答案】 水平 右 72.4 2 1 洗手液较为粘稠，粘在量筒壁上，会导致所测的体积偏小，密度偏大 0.9
【详解】（1）[1][2]实验前，需要将托盘天平放在水平台面上；由图可知，指针左偏，说明左边偏重，需要将平衡螺母向右调节，使天平平衡。
（2）[3][4][5]由图可知，烧杯和洗手液的总质量
m1=50g+20g+2.4g=72.4g
则倒入量筒的洗手液的质量
m=m1-m2=72.4g-42.4g=30g
该量筒一大格为10mL，一大格有5小格，则一小格为2mL，即量筒的分度值为2mL，则其读数V=30cm3，则这种洗手液的密度
（3）[6]上述的测量方法会存在较大误差，原因是洗手液较为粘稠，粘在量筒壁上，会导致所测的体积偏小，密度偏大。
（4）[7]由图可得，铝块质量
m铝=271g-190g=81g
则铝块的体积
由题意可知
F浮=G-F
且
F=F乙-F戊
联立可得
F浮=(0.217kg-0.19kg)×10N/kg=0.27N
根据阿基米德原理可知，洗手液的密度
20．（2023·辽宁丹东·中考真题）小潘和小明想知道鸭绿江水的密度。

（1）小潘利用天平和量筒进行了如下实验：
①将天平放在 桌面上，游码移到标尺左端零刻度线处，此时指针位置如图甲所示，向 调节平衡螺母，直到天平平衡；
②向烧杯中倒入适量鸭绿江水，将装有江水的烧杯放在已调平的天平左盘，向右盘中加减砝码并调节游码，天平再次平衡后，右盘中砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示，则江水和烧杯的总质量为 g；
③将烧杯中的江水倒入量筒中一部分，如图丙所示，则量筒中江水的体积为 cm3；
④用天平测出剩余江水和烧杯的总质量为53.2g，则所测江水的密度为 kg/m3；
⑤在把烧杯中的江水倒入量筒中时，如果有几滴江水滴到桌面上，会导致所测江水密度值 （选填“偏大”或“偏小”）。
（2）在没有天平的条件下，小明使用不吸水的木块（已知木块的密度为ρ木）、细钢针和量筒，进行了如图丁所示的实验：
①向量筒中倒入适量的江水，体积记为V1；
②将木块轻轻放入量筒中，当木块静止时，液面对应的体积记为V2；
③用细钢针将木块压入江水中，使其浸没，静止时液面对应的体积记为V3；
④鸭绿江水密度的表达式ρ＝ 。（用V1、V2、V3和ρ木表示）
【答案】 水平 右 93.6 40 1.01×103 偏大
【详解】（1）①[1][2]将天平放在水平桌面上，游码移到标尺左端零刻度线处，此时指针偏左，说明右盘偏轻，所以应向右调节平衡螺母，直到天平平衡。
②[3]由图乙可知，江水和烧杯的总质量为
50g+20 g+20g+3.6g=93.6g
③[4]图丙中量筒的分度值为2mL，读出量筒中江水的体积为40mL=40cm3 。
④[5]由题意得，量筒中江水的质量
m=93.6g-53.2 g=40.4g
江水的密度
⑤[6]在把烧杯中的江水倒入量筒中时，如果有几滴江水滴到桌面上，会导致量筒中江水的体积测量的偏小，又因为烧杯中的江水倒出的江水的质量是一定的，由密度公式可知，所测江水密度值偏大。
（2）[7]④由题意可知，木块的体积为V3-V1，则木块的重力
G木=m木g=ρ木(V3-V1) g
由步骤②可知木块漂浮时，木块排开水的体积为V2-V1，木块受到的浮力
F浮=ρgV排=ρg(V2-V1)
根据漂浮的条件可知，F浮=G木，即
ρ木(V3-V1) g=ρg(V2-V1)
解得。
21．（2023·辽宁朝阳·中考真题）某实验小组的同学利用天平和量筒等器材测量一块玉石的密度。
（1）把天平放在水平桌面上，将游码调到标尺左端 处，发现指针偏向分度盘的左侧，此时应向 旋动平衡螺母，使横梁在水平位置平衡；
（2）将玉石放在天平的左盘中，向右盘中加减砝码并调节游码直到横梁恢复在水平位置平衡。此时，右盘中的砝码和游码的位置如图甲所示，则玉石的质量是 g；
（3）向量筒中加入50mL的水，将玉石浸没在水中，液面的位置如图乙所示，则玉石的密度是 kg/m3；
（4）同组的同学认为不用砝码，使用天平、两个相同的烧杯、量筒和水（水的密度用ρ水表示）等器材也能测出玉石的密度。请将实验步骤补充完整：
①在两个相同的烧杯中装入等量的水，分别放在已经调平的天平左右两盘中，如图丙所示；
②将拴好细线的玉石缓慢浸没在左盘烧杯的水中（不接触烧杯底），用量筒向右盘的烧杯中加水直到横梁在水平位置恢复平衡，记录加水的体积为V1，如图丁所示；
③让玉石缓慢沉入到水底，松开细线， 直到横梁再次在水平位置恢复平衡，记录再次加入水的体积为V2；
④玉石密度的表达式为ρ= （用V1、V2、ρ水表示）。
【答案】 零刻度线 右 32.2 2.3×103 用量筒继续向烧杯中加水
【详解】（1）[1][2]使用天平之前，首先把天平放在水平桌面上，游码移到标尺左端的零刻度线处，由题意可知，发现指针偏向分度盘的左侧，所以平衡螺母向右调节，使天平平衡。
（2）[3]由图甲可知，天平的分度值为0.2g，则玉石的质量为
（3）[4]玉石的体积等于量筒中水增加的体积，为
玉石的密度为
。
（4）[5][6]将拴好细线的玉石缓慢浸没在左盘烧杯的水中（不接触烧杯底），用量筒向右盘的烧杯中加水直到横梁在水平位置恢复平衡，记录加水的体积为V1，此时天平两侧的重力大小相等，右侧增加的水的重力等于玉石排开水的重力，由阿基米德原理可知，将拴着细线的吊坠浸没在左盘烧杯的水中时，玉石受到的浮力为
因为，所以有
即，因为此时玉石浸没在水中，所以玉石的体积为
让玉石缓慢沉入到水底，松开细线，用量筒继续向烧杯中加水直到横梁再次在水平位置恢复平衡，记录再次加入水的体积为V2，此时天平两侧的重力大小相等，右侧增加的水的重力等于玉石的重力，则玉石的重力为
玉石的质量为
玉石的密度为
22．（2023·辽宁本溪·中考真题）小毛在测量物质密度的实验中进行了如下操作：

（1）将天平放在水平台上，游码移至标尺左端零刻度线处，发现指针指向分度盘中线左侧，应该向 侧调节平衡螺母，使天平在水平位置平衡；
（2）测量固体的密度：
①将石块放在天平的左盘，从大到小向右盘依次加减砝码，当加入最小砝码后，指针指向分度盘的左侧，接下来的操作是 ，直至天平平衡；
②天平平衡后，右盘砝码及游码在标尺上的位置如图甲，则石块质量为 g；
③将石块放入量筒，水面的位置如图乙，取出石块后，量筒内水的体积为40mL，则石块的密度为 kg/m3，这样测出的石块密度将偏 ；
（3）小毛为测量未知液体的密度，设计了如下两个方案，请利用给定实验器材完成相应的实验步骤：（在两个方案中，你只需选择一个方案做答即可）
方案一：器材有质量可忽略的薄壁平底的柱状杯、装有水的水槽、刻度尺；
①在柱状杯中加入适量的未知液体，使其漂浮在水槽中的水面上，如图丙，测出柱状杯中未知液体的深度h1；
②接下来的操作是： 为h2；
③未知液体密度的表达式：ρ= （用所测物理量h1、h2和水的密度ρk表示）；
方案二：器材有天平（已调平、无砝码）、刻度尺、胶头滴管、两个分别装有水和未知液体的相同平底柱状杯；
①测出杯中未知液体的深度为h1，将装有未知液体的杯放在天平左盘，水杯放在右盘，天平右端下沉，如图丁所示；

②接下来的操作是： 为h2；
③未知液体密度的表达式：ρ= （用所测物理量h1、h2和水的密度ρk表示）。
【答案】 右 调节游码 27.2 2.72×103 小 测杯浸入水中的深度 用胶头滴管从右杯中取出适量的水，直至天平平衡，测出杯中水的深度
【详解】（1）[1]天平调节的方法是“左偏右调、右偏左调”，指针指向分度盘中线左侧，应该向右侧调节平衡螺母，使天平平衡。
（2）[2][3][4][5] 当加入最小砝码后，指针指向分度盘的左侧，可以向右调节游码，使天平平衡；标尺的分度值为0.2g，对应的值为2.2g，砝码为25g，则石块质量为
2.2g+25g=27.2g
如图乙所示，此时量筒的示数为50mL，取出石块后，量筒内水的体积为40ml,故石块的体积为10 mL即10cm3，所以石块的密度为
当取出石块时，部分水附着在石块上被带走，剩余水的体积减小，测量石块的实际体积等于总体积减去剩余体积，则石块的体积比实际体积要大，由
可知，质量不变，体积变大，故密度比实际的要小。
（2）[6][7]当测出未知液体的高度，接下来应该测量装液体的杯子液体浸在水中的深度h2，设柱状杯的底面积为S，液体的浮力为
F浮=ρ水gV排=ρ水gS h2
液体的重力为
G=mg=ρkVg=ρk S h1g
根据浮力可知,液体受到的浮力等于液体的重力，即
F浮=G
换算可得
ρ水gS h2=ρk S h1g
解得该液体的密度为
（4）[8][9]如图丁所示，说明水的质量大于未知液体的质量，可以用胶头滴管从右杯中取出适量的水，直至天平平衡，测出杯中水的深度为h2；设相同的柱状杯底面积为S，则水的质量可表示为
m水=ρ水S h2
未知液体的质量可表示为
mk=ρk S h1
此时天平刚好平衡，即水的质量和未知液体质量相同即
ρ水S h2= mk=ρk S h1
解得未知液体的密度为
08 光学、密度综合能力（信息）题
23．（2024·广东河源·一模）阅读短文，回答问题：
可调式眼镜
据调查，我国低视力近千万人，尤其是在儿童及青少年当中，患病率极高。全国学生体质健康调研最新数据表明，我国小学生近视眼发病率为22.78％，中学生为55.22％，高中生为70.34％。更令人震惊的是，有份调查报告称，因高度近视导致盲者已达30多万人。预防近视，珍爱双眼，注意用眼卫生，青少年要从我做起。人类的眼睛很像一架照相机，如1图，眼睛与照相机的不同之处是：人的眼睛是通过调节晶状体的弯曲程度，改变晶状体的焦距来获得清晰的实像，如2图。如题3图所示，一项被称作“可调式眼镜”的新技术可以帮助人们不用通过眼科医生就可以矫正自己的视力。这种眼镜的镜片中含有一种液体，通过调节此液体的含量，镜片的形状会随之改变，如4图所示，改变滑块的位置就可实现镜片形状的变化。
（1）由短文可知，人的眼睛是通过调节晶状体的 ，从而改变晶状体的焦距来获得清晰倒立、 的实像；
（2）其实可调式眼镜的想法也是一种仿生学研究的成果，人眼睛的晶状体就是根据观察对象自动调节的可调式镜片，通过眼部肌肉调节晶状体可以实现的功能的是 ；
A．帮助我们看清不同亮度的物体 B．帮助我们看清不同颜色的物体
C．帮助我们看清不同距离的物体 D．.帮助我们看清不同大小的物体
（3）2图是不同位置处的两个物体的成像示意图，由图得出：眼睛看近处的物体时，晶状体的焦距 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。人眼若长期观察近处物体，会造成晶状体过度弯曲，形成 （选填“远”或“近”）视眼，当他看远处物体时，像会成在视网膜的 （选填“前”或“后”）方；
（4）按如4图所示，近视眼患者如果用“可调式眼镜”加以矫正，应将滑块从中间逐渐向 （选填“左”或“右”）移动，直至看清物体。
【答案】 弯曲程度 缩小 C 变小 近 前 左
【详解】（1）[1][2]通过题文可知，人的眼睛是通过调节晶状体的弯曲程度，改变晶状体的焦距来获得清晰的实像；人类的眼睛很像一架照相机，成的是倒立的缩小的实像。
（2）[3]这种眼镜的镜片中含有一种液体，通过调节此液体的含量，镜片的形状会随之改变，晶状体弯曲程度不同，折光能力不同，从而实现看清不同距离的物体，故C符合题意；ABD不符合题意。
故选C。
（3）[4][5][6] 2图是不同位置处的两个物体的成像示意图，看近处的物体，焦点变近，由图得出：眼睛看近处的物体时，晶状体的焦距变小；人眼若长期观察近处物体，会造成晶状体过度弯曲，形成近视眼，只能够看到近处的物体，看不清远处的物体；当他看远处物体时，成晶状体过度弯曲，折光能力变小，像会成在视网膜的前成像。
（4）[7]近视眼患者，需要佩戴凹透镜，发散光线，故如果用“可调式眼镜”加以矫正，故滑片P需要向左端滑动。
24．（2024·广东江门·一模）阅读下列短文，回答问题。
智能汽车
汽车是我们生活中的代步工具，随着科学技术的发展，汽车也越来越智能化。冬天，汽车能自动启动除雾功能，向前挡风玻璃吹出热风，能够判断车与障碍物的距离，充分提高了行车安全性。车窗的“智能玻璃”能自动调节透明度（简称HUD，如图甲所示）。HUD利用平面镜成像原理（如图乙），将显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方，从而避免分散注意力，确保驾驶安
（1）汽车雷达启动后能发出 （选填“超声波”或“次声波”）信号，利用该信号的发射与接收的时间差能够判断车与障碍物的距离。
（2）冬天行车时，汽车挡风玻璃的 （选填“内”或“外”）侧容易出现一层白雾；
（3）“智能玻璃”能根据车外光照度自动调节玻璃的透明度。经测算，车外光照度和玻璃透明度的关系图像如图丙所示，当车外光照度为120Lx时，“智能玻璃”的透明度会自动调节为 %；
（4）已知某车辆HUD显示器水平放置在中控台上，通过挡风玻璃成垂直于水平面的像，则挡风玻璃与水平面夹角为 度；
（5）汽车前灯的反光装置看起来像一个银碗，它相当于 （选填“平面镜”“凹面镜”或“凸面镜”），有了它，可以使射出的光线接近于平行光。
【答案】 超声波 内 50 45 凹面镜
【详解】（1）[1]汽车雷达用超声波传递信息，当汽车雷达启动后，其发出超声波信号，利用该信号发射与接收的时间差，进而判断出车与障碍物的距离。
（2）[2]在寒冷的冬天行车时，外部气温较低，车内气温较高，车内水蒸气遇到较冷的挡风玻璃，会液化成小水珠，并附着在汽车挡风玻璃的内侧，导致挡风玻璃上出现一层白雾。
（3）[3]由图丙可知，车外光照度和玻璃透明度的关系为反比例关系，设车外光照度为y，玻璃透明度为x，则二者关系式为
图丙中当车外光照度为100Lx时，玻璃透明度为60%，由此可得等式
解得
k＝60因此车外光照度和玻璃透明度的关系式为
将车外光照度为120Lx代入等式得：
解得
x＝50%
（4）[4]由题意知，车辆HUD显示器被水平放置在中控台上，其通过挡风玻璃成像与水平面垂直，因平面镜所成的像与物体关于镜面对称，因此挡风玻璃与水平面夹角等于挡风玻璃与像的夹角为水平面与像的夹角的一半，即为45度。
（5）[5]汽车前灯的反光装置看起来像一个银碗，向内凹，故相当于凹面镜，凹面镜能将平行光会聚于焦点，所以当灯泡放在焦点位置时，可以使反射出的光线接近于平行光。
25．（2024·广东深圳·二模）阅读短文，回答问题：
呵护学生健康、共筑近视防线——教室护眼灯
近年来，学生近视多发并呈现低龄化的现象引起广泛关注。为保护青少年和儿童的视力，深圳很多学校在政府及其学校领导的重视之下，率先做出改变，将原本容易造成近视的日光灯改造成了护眼灯。
教室护眼灯的外观图如图乙所示，它工作时光线柔和，基本无可视频闪，也就是在相同时间内闪烁的次数比较多，人眼几乎感觉不到，且不会产生刺眼的眩光，能有效预防近视的发生。常见的眩光类型有直接眩光、反射眩光和光幕眩光，直接眩光由灯具产生，反射眩光和光幕眩光主要由高反射物体表面产生。
教室护眼灯是采用双侧发光的方式，光源放在灯具的两条长边上，发出的光由两侧的导光板向中央传播，在没有导光点的导光板上，光不能从导光板表面射出，起不到照明作用。当遇到导光板底部的导光点时，改变了光线的传播方向，由导光板的正面射出，如图丙所示。最后通过扩散膜、微晶防眩板均匀射出。
教室护眼灯在工作时也会产生热量，研究表明护眼灯灯珠的电阻随温度的升高而减小，如图丁是温度为时护眼灯灯珠工作时的电流与电压的关系图像。当电路中加载一定的电压或工作电压超过某一特定值时，微小的电压变化会造成电流的急剧变化，进而导致护眼灯过度发热而损坏，因此要给护眼灯配制合理的电源进行供电。
（1）如图甲所示，患近视的同学看远处物体时，成像在视网膜前，要使像成在视网膜上，应戴合适的 （选填“凸”或“凹”）透镜制成的眼镜；
（2）教室里，各盏护眼灯之间的连接方式是 联；
（3）护眼灯与白炽灯在发光时相比不会产生眩光，白炽灯产生的眩光属于 眩光；
（4）导光板材料主要利用了下列哪种物理属性 ；
A．导电性 B．导热性 C．磁性 D．透明度
（5）当护眼灯灯珠的温度由升高到时，电流与电压的关系图像应在丁图像中的 （填“左侧”“右侧”或“原处”）；
（6）下列四种不同电源输出的电流或电压随时间变化关系的图像，最符合护眼灯灯珠工作特性要求的供电方案是 。
【答案】 凹 并 直接 D 左侧 B
【详解】（1）[1]患近视的同学看远处物体时，成像在视网膜前，应戴合适的凹透镜制成的眼镜，因为凹透镜对光具有发散作用，使像成在视网膜上。
（2）[2]教室里，各盏护眼灯之间互相不影响，连接方式是并联。
（3）[3]由材料可知，常见的眩光类型有直接眩光、反射眩光和光幕眩光， 白炽灯产生的眩光是灯具产生的，属于直接眩光。
（4）[4]导光板的作用是将两边的光导向中央，故利用的物理性质应与光相关，选项中只有透明度与光相关，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
（5）[5]由材料可知,护眼灯灯珠的电阻随温度的升高而减小，故当温度由 T1升高到 T2时，根据，此时I-U图像的斜率将变大，故应在丁图像的左侧。
（4）[6]由丙图的阴影部分可知,护眼灯灯珠的工作电压应在U1和U2之间，超过这个区间，则微小的电压变化会造成电流的急剧变化，损坏灯因珠，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
26．（2024·广东江门·一模）阅读下列短文，回答问题。
智能汽车
汽车是我们生活中的代步工具，随着科学技术的发展，汽车也越来越智能化。冬天，前挡风玻璃上出现白雾时，汽车能自动启动除雾功能，向前挡风玻璃吹出热风，一会儿白雾就消失了。车身配有多个雷达，能够判断车与障碍物的距离，充分提高了行车安全性。车窗的“智能玻璃”能自动调节透明度，使车内有良好的亮度和温度。汽车还设计了抬头显示系统（简称HUD，如图甲所示）。HUD利用平面镜成像原理（如图乙），将显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方，驾驶员可以不用低头就可以看到车辆行驶信息，从而避免分散注意力，确保驾驶安全。

（1）汽车雷达启动后能发出 （选填“超声波”或“次声波”）信号，利用该信号的发射与接收的时间差能够判断车与障碍物的距离；
（2）冬天行车时，汽车挡风玻璃的 （选填“内”或“外”）侧容易出现一层白雾；
（3）“智能玻璃”能根据车外光照度自动调节玻璃的透明度。经测算，车外光照度和玻璃透明度的关系图像如图丙所示，当车外光照度为120Lx时，“智能玻璃”的透明度会自动调节为 %；
（4）已知某车辆HUD显示器水平放置在中控台上，通过挡风玻璃成垂直于水平面的像，则挡风玻璃与水平面夹角为 度；
（5）汽车前灯的反光装置看起来像一个银碗，它相当于 （选填“平面镜”“凹面镜”或“凸面镜”），有了它，可以使射出的光线接近于平行光。
【答案】 超声波 内 50 45 凹面镜
【详解】（1）[1]汽车雷达启动后能发出超声波信号，利用该信号的发射与接收的时间差能够判断车与障碍物的距离。
（2）[2]冬天行车时，外部气温较低，车内气温较高，因此车内水蒸气容易在汽车挡风玻璃的内侧液体成小水珠，导致挡风玻璃上出现一层白雾。
（3）[3]由图丙可知，车外光照度和玻璃透明度的关系为反比例关系，设车外光照度为y，玻璃透明度为x，图丙中当车外光照度为100Lx时，玻璃透明度为60%，由此可得等式
解得k=60，
因此车外光照度和玻璃透明度的关系式为
将车外光照度为120Lx代入等式得，x＝50%。
（4）[4]已知某车辆HUD显示器水平放置在中控台上，通过挡风玻璃成垂直于水平面的像，因平面镜所成的像与物体关于镜面对称，因此挡风玻璃与水平面夹角等于挡风玻璃与像的夹角为水平面与像的夹角的一半，即为45度。
（5）[5]汽车前灯的反光装置相当于凹面镜，当灯泡放在焦点位置时，可以使射出的光线接近于平行光。
27．（2024·江苏南通·一模）阅读短文，回答问题
中国航天梦
中国航天梦梦起明朝的万户，他是利用火箭飞天第一人。新中国航天是从1956年开始的，至今有三大里程碑。（1）1970年中国第一颗人造卫星东方红1号升空；（2）2003年，中国神舟五号载人飞船升空；（3）2007年嫦娥一号成功奔月。

如图甲是运载火箭的发射场景。航天材料的选择需要考虑多方面的因素，为使火箭搭载的飞船更轻巧更坚硬，其外壳和部分零件由钢制改为钛铝合金。物体的热胀冷缩也是需要考虑的重要因素之一，当物体温度改变1摄氏度时，其体积的变化与它在0℃时体积之比，叫做“体积膨胀系数”或称“体胀系数”，符号用a表示。
如图乙是我国航天员王亚平通过“天宫课堂”向我们展示张嘴吞空中水珠的有趣画面，图丙是她做水球注入空气实验，我们看到一正一反两个她的头像。
2018年我国成功发射了人类史上首个月球信号中继卫星“鹊桥”；同年又将嫦娥四号探测器送入太空，成为人类史上首个着陆于月球背面的无人探测器，如图丁是它携带的月球车“玉兔二号”，利用其底部6个带齿纹的轮子顺利在月背表面行驶，它配有全景相机、红外成像光谱仪、测月雷达等科学探测仪器，总质量仅135kg。
（1）在空间站，王亚平开展太空实验教学，她从注射器挤出一滴水，由于分子之间存在 ，使漂浮在太空舱的水滴呈现完美的球形；如图丙中实验现象，正立的像是由于气泡挤压水而形成的 透镜成的虚像，若王亚平远离水球，则倒立的像会 （选填“变大”、“变小”、“不变”）；
（2）下列说法正确的是 ；
A．火箭升空与轮船在水中前进的原理相同
B．太空中能看到蓝色的地球是因为地球是光源
C．空间站应尽量使用体胀系数较大的材料制作
D．宇航员在空间站工作时需要通过无线电交谈
（3）已知物体在月球上的重力只有地球上的，则地球上质量为135kg的“玉兔二号”月球车在月球上的质量为 kg，若月球车每个轮子触月面积按100cm2计算，则它对月球表面的压强为 Pa（地面上g取10N/kg）；
（4）某钛铝合金材料体胀系数a=1.2×10-5/℃，该材料制成零件0℃时体积为1dm3，0℃升温至10℃，体积变化了 cm3；
（5）制作钛铝合金零件时，采用先进的3D激光打印技术，在高能激光的作用下，金属钛和铝先 （填物态变化名称）成液态，然后按零件形状重新结晶某钛铝合金零件，质量为216g；若用等体积的钛制成，质量为324g；若用等体积的铝制成，质量为162g，则这个零件中铝与钛的体积之比为 。
【答案】 引力 凹 变小 A 135 3.75×103 0.12 熔化 2∶1
【详解】（1）[1]分子间存在引力和斥力。由于分子之间存在引力，使漂浮在太空舱的水滴呈现完美的球形。
[2]如图丙中实验现象，正立的像是缩小的，是由于气泡挤压水而形成的凹透镜成的虚像。
[3]如图丙中实验现象，倒立的像是实像，与照相机的成像原理相同，若王亚平远离水球，增大了物距，由凸透镜成实像时物远像近像变小的规律可知，倒立的像会变小。
（2）[4]A．火箭升空与轮船在水中前进的原理相同，都是利用力的作用是相互的，故A正确；
B．太空中能看到蓝色的地球不是因为地球是光源，因为地球不会自行发光，故B错误；
C．太空昼夜温差大，所以空间站应尽量使用体胀系数较小的材料制作，故C错误；
D．空间站内有空气，宇航员在空间站工作时不需要通过无线电交谈，故D错误。
故选A。
（3）[5]质量不随位置、形状、物态而改变。地球上质量为135kg的“玉兔二号”月球车在月球上的质量为135kg。
[6]若月球车每个轮子触月面积按100cm2计算，则它对月球表面的压强为
（4）[7]某钛铝合金材料体胀系数a=1.2×10-5/℃，表示钛铝合金材料温度每升高1℃，体积变化量与原来的体积的比值为1.2×10-5，该材料制成零件0℃时体积为1dm3，0℃升温至10℃，体积变化量为
（5）[8]金属钛和铝在高温下由固态变成液态，是熔化现象。
[9]然后按零件形状重新结晶某钛铝合金零件，质量为216g；若用等体积的钛制成，质量为324g；若用等体积的铝制成，质量为162g，则有
解得
28．（2024·云南红河·一模）水的反常膨胀对水下生物的意义。一般物质由于温度影响，其体积为热胀冷缩。但也有少数热缩冷胀的物质，如水、锑、铋、液态铁等，在某种条件下恰好与上面的情况相反。
实验证明，对0℃的水加热到4℃时，其体积不但不增大，反而缩小。当水的温度高于4℃时，它的体积才会随着温度的升高而膨胀。因此，水在4℃时的密度最大。
湖泊里水的表面，当冬季气温下降时，若水温在4℃以上时，上层的水冷却，体积缩小，密度变大，于是下沉到底部，而下层的暖水就升到上层来。这样，上层的冷水跟下层的暖水不断地交换位置，整个的水温逐渐降低。这种热的对流现象只能进行到所有水的温度都达到4℃时为止。
当水温降到4℃以下时，上层的水反常膨胀，密度减小，于是冷水层停留在上面继续冷却，一直到温度下降到0℃时，上面的冷水层结成了冰为止。所以，水从上面结冰，而不是从水底开始结冰。以上阶段热的交换主要形式是对流。
当冰封水面之后，水的冷却就完全依靠水的对流方式来进行热传递。由于水的导热性能很差，因此湖底的水就不会结冰。这种水的反常膨胀特性，保证了水中的动植物，能在寒冷季节内生存下来。这里还应注意到，冰在冷却时与一般物质相同，也是缩小的。受热则膨胀，只有在0℃到4℃的范围内的水才显示出反常膨胀的现象来。
（1）水在 ℃时，密度最大；
（2）当水面温度达到4℃并持续下降，上层水的密度 下层水的密度（选填“”“”或“”）；
（3）当水下降到0℃并开始结冰，水从 开始结冰（选填“上面”或“下面”）；
（4）所以当水面的温度已经低于0℃结冰了，而水底的温度 0℃（选填“”“”或“”），保证了水中的动植物，能在寒冷季节内生存下来。
【答案】 4 上面
【详解】（1）[1] 实验证明，对0℃的水加热到4℃时，其体积不但不增大，反而缩小。当水的温度高于4℃时，它的体积才会随着温度的升高而膨胀。因此，水在4℃时的密度最大。
（2）[2] 当水温降到4℃以下时，上层的水反常膨胀，密度减小，于是冷水层停留在上面继续冷却，上层水的密度小于下层水的密度。
（3）[3] 依据短文内容“所以，水从上面结冰，而不是从水底开始结冰。”可知当水下降到0℃并开始结冰，水从上面开始结冰。
（4）[4] 当冰封水面之后，水的冷却就完全依靠水的对流方式来进行热传递。由于水的导热性能很差，水底的温度大于0℃，因此湖底的水就不会结冰。这种水的反常膨胀特性，保证了水中的动植物，能在寒冷季节内生存下来。
一、单选题
1．（2024·安徽阜阳·一模）小芳观察“光的折射”实验现象时，作图记录光在界面同时发生反射和折射的光路图，但没有标出光传播的方向（如图所示，ON是法线）。由图中信息可知（ ）
A．OB一定是反射光线
B．若OA远离法线，OB也远离法线，OC靠近法线
C．入射角一定是30°
D．折射角一定是60°
【答案】A
【详解】A．在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在同一平面内；反射光线、入射光线分别位于法线两侧；反射角等于入射角。光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角。当入射角增大时，折射角也增大；当入射角减小时，折射角也减小。当光从空气垂直射入水中或其他介质中时，传播方向不变。由此可知，图中∠BON与∠AON相等，则光线OA为入射光线、OB为反射光线、OC为折射光线，故A符合题意；
B．由A选项可知，光线OA为入射光线、OB为反射光线、OC为折射光线，所以若OA远离法线，OB也远离法线，OC也远离法线，故B不符合题意；
C．由A选项可知，光线OA为入射光线、OB为反射光线、OC为折射光线，则∠AON为入射角60°，故C不符合题意；
D．由A选项可知，光线OC为折射光线，折射角应与为OC与法线的夹角，为30°，故D不符合题意。
故选A。
2．（2024·安徽合肥·一模）如图所示为商场门口的广告投影灯及其内部结构，它主要由光源、广告片和焦距为f的凸透镜组成，下列说法正确的是（ ）

A．该广告灯的成像原理与投影仪相同
B．地面上的广告图标是正立放大的虚像
C．为了能从不同角度看见广告图标，应选择光滑的地面
D．广告片到镜头的距离应大于2f
【答案】A
【详解】ABD．图示中，广告投影灯成放大的像，且广告图标即像与广告片即物在镜头（凸透镜）的两侧，所以成的是实像，成像原理与投影仪相同，成倒立放大的实像，那么物距应小于二倍焦距而大于一倍焦距，即广告片到镜头的距离应小于2f，故A正确，BD错误；
C．为了能从不同角度看见广告图标，应选择较粗糙的地面，光在地面发生漫反射，反射光线向各个方向传播，故C错误。
故选A。
3．（2024·河北秦皇岛·一模）如图，小明在暗室中将红色和蓝色透明玻璃部分重叠放置，在玻璃的右侧放白纸。让太阳光照射到玻璃片上，白纸上A、B、C三个区域呈现的颜色为（ ）
A．A区域黑色B．B区域黑色
C．C区域黑色D．B区域白色
【答案】B
【详解】透明物体的颜色是由透过的色光决定的，太阳光由七种颜色的光组成，红色玻璃只允许红光透过，故A区为红色，蓝色玻璃只允许蓝光透过，不允许红光透过，故C区为蓝色，重叠区B没有光线照到，为黑色，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
4．（2024·河北秦皇岛·一模）小明在水槽底部放上硬币，将塞紧塞子的空薄壁试管如图贴近水面。逐渐向下平移，从正上方观察，发现当试管下部浸入水中后，硬币突然变小了，随着浸入体积增大，像逐渐变小，但一直是正立的。于是，他得到了“凸透镜还能成正立、缩小像”的结论。以下操作方案能用来检验小明观点的是（ ）

A．将试管注满水塞紧后向下平移，观察槽中水底硬币的成像情况
B．将试管注满水塞紧后向下平移，观察空水槽底硬币的成像情况
C．将空试管塞紧后向下平移，观察置于空水槽底硬币的成像情况
D．将空试管塞紧后固定在水槽中部，加水并观察硬币的成像情况
【答案】B
【详解】试管内是空气，当试管下部浸入水中后，透过试管观察，水槽的水相当于形成一个凹透镜，正立、缩小像是由凹透镜所成的，为了验证这一观点，可以将试管注满水塞紧后向下平移，此时的注水的试管相当于一个水凸透镜，再观察空水槽底硬币的成像情况，便可验证小明的观点，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
5．（2024·安徽·二模）探究“凸透镜成像的规律”的实验时，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上图示位置时烛焰恰能在光屏上成清晰的像（像未画出），则下列说法正确的是（ ）
A．图中成像原理与投影仪成像原理相同
B．取走光屏，保持蜡烛和凸透镜位置不变，从凸透镜右侧适当位置可看到烛焰倒立、缩小的实像
C．凸透镜不动，只将蜡烛移到20cm刻度线处，光屏向左移动到适当位置才能呈现清晰的烛焰像
D．在蜡烛和透镜之间放一个老花眼镜，光屏向右移动到适当位置才能呈现清晰的烛焰像
【答案】B
【详解】A．由图可知，物距
u=50.0cm-10.0cm=40.0cm，v=63.0cm-50.0cm=13.0cm
物距u>v，故成倒立、缩小的实像，照相机就是利用该原理制成的，故A错误；
B．据图可知，当取走光屏后，所成像的情况是不变的，故取走光屏，蜡烛和凸透镜在图中位置，从凸透镜右侧适当位置可看到烛焰倒立、缩小的实像，故B正确；
C．据A可知，此时物体应该处于2f之外，故
40cm>2f……①
像处1倍焦距和2倍焦距之间，即
2f>13cm>f……②
由①②，可得焦距的范围是13cm>f>6.5cm，故将蜡烛移到20cm刻度线处，此时的物距是30cm，即一定处于2倍焦距以外，一定成实像，所以此时的物距变小，像距应该变大，像变大，所以应该将光屏向右移动，故C错误；
D．在蜡烛和透镜之间放一个老花眼镜，老花眼镜是凸透镜，对光线具有会聚作用，像更加会聚，所以光屏向左移到适当位置才能呈现清晰的烛焰像，故D错误。
故选B。
6．（2024·江苏南京·模拟预测）将物体放在距凸透镜处时，可在凸透镜另一侧的光屏上成一个倒立、放大的清晰像。现将该物体向凸透镜移近，关于凸透镜的焦距以及再次成像，以下说法正确的是（ ）
①凸透镜的焦距可能为；
②凸透镜的焦距可能为；
③将光屏远离透镜移动适当距离，一定能再次成倒立、放大的清晰像；
④将光屏远离透镜移动适当距离，可能在光屏上不能再次成像
A．①③B．②④C．①④D．②③
【答案】C
【详解】依题意得
则
故①正确，②错误；
③由
得
现将该物体向凸透镜移近，物距变小，像距变大，则将光屏远离透镜移动适当距离，可能再次成倒立、放大的清晰像，故③错误，④正确，故C正确，ABD错误。
故选C。
7．（2024·安徽池州·二模）如图所示，在探究凸透镜成像规律的实验中，当蜡烛和凸透镜之间的距离为26cm时，在光屏上得到一个清晰缩小的实像。下列说法正确的是（ ）
A．在凸透镜与蜡烛之间加近视眼镜时，要使光屏上得到清晰的像，光屏应向左移动
B．保持蜡烛和光屏位置不动，缓慢向右移动凸透镜到某个位置，可以再次在光屏上得到清晰的像
C．先将蜡烛移至光具座上30cm刻度线处，然后向右移动光屏，光屏上可以得到清晰的像
D．将蜡烛远离凸透镜时，为了在光屏上得到清晰的像，应将光屏靠近凸透镜
【答案】D
【详解】A．在凸透镜与蜡烛之间加近视眼镜时，因为近视眼镜对光线有发散作用，会使得所成的像远离凸透镜，要使光屏上得到清晰的像，光屏应向右移动，故A错误；
B．根据光路是可逆的，图中物距大于像距，当凸透镜左移使原来的像距等于物距时，可以再次成清晰的像。只将凸透镜向右移，不能再次在光屏上得到清晰的像，故B错误；
C．当蜡烛和凸透镜之间的距离为26cm时，在光屏上得到一个清晰缩小的实像，根据光屏所在位置可得像距为
根据
可得，将蜡烛移至光具座上30cm刻度线处，此时蜡烛到凸透镜的距离为
蜡烛到凸透镜的距离小于焦距，故成的是虚像，所以向右移动光屏，光屏上不能得到清晰的像，故C错误；
D．蜡烛远离凸透镜时，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小的规律，为了在光屏上得到清晰的像，应将光屏应靠近凸透镜，故D正确。
故选D。
8．（2024·江苏苏州·模拟预测）小明在光具座上从左向右依次放蜡烛、凸透镜、光屏探究凸透镜成像的规律，实验数据如下表。下列说法正确的是（ ）
A．该凸透镜的焦距为 20 cm
B．从第 1 次实验到第 5 次实验，成在光屏上的像越来越大
C．当物距 u=45cm 时，移动光屏，可在光屏上成倒立、放大的实像
D．第 5 次实验后，在贴近凸透镜左侧放一眼镜片，向右移动光屏，能在光屏上成清晰的像，则眼镜片对光起会聚作用
【答案】B
【详解】A．当物距和像距相等时，成倒立、等大的实像，则有
解得该凸透镜的焦距，故A错误；
B．根据凸透镜成像的规律，从第 1 次实验到第 5 次实验，物距逐渐变小，则像距逐渐变大，同时像变大，故B正确；
C．当物距 u=45cm 时，物距大于二倍焦距，所以可在光屏上成倒立、缩小的实像，故C错误；
D．第 5 次实验后，在贴近凸透镜左侧放一眼镜片，向右移动光屏，能在光屏上成清晰的像，说明成像延迟，则眼镜片对光起发散左右，故D错误。
故选B。
二、填空题
9．（2024·甘肃武威·模拟预测）如图，在探究凸透镜成像规律实验中，凸透镜、蜡烛、光屏放在同一直线上。当烛焰在B点时，成像在A点；当烛焰在A点时，成像在C点，则凸透镜一定固定在 （选填“A、B”或“B、C”）之间，两次成像的虚实情况 （选填“相同”或“不同”）。
【答案】 B、C 不同
【详解】[1]当烛焰在B点时，成像在A点；当烛焰在A点时，成像在C点，由于凸透镜成实像时光路可逆，故在B点和在A点成像情况不同；故一次成的是实像，一次成的是虚像；由于A、B间的距离小于A、C间的距离，故当烛焰在B点时，成的是虚像，像与物体在凸透镜的同一侧，故凸透镜应该在B的左边；当烛焰在A点时，成像在C点，成的是实像，凸透镜应在AC之间，故凸透镜的位置应该在BC之间。
[2]当烛焰在B点时，成虚像，当烛焰在A点时，成实像，所以两次成像的虚实情况不同。
10．（2024·陕西·二模）我国科学家研发的固体浮力材料已成功用于万米深海探测，为深潜器提供浮力，技术水平居于世界前列（直径很小的空心玻璃球）。若用质量为120g，密度为2.4g/cm3的玻璃制成“微球”后和粘合剂黏合制成一块固体浮力材料，其内部结构的放大示意图如图所示粘合剂的密度为1.2g/cm3，粘合剂体积占固体浮力材料总体积的20%，制成后的固体浮力材料密度为0.48g/cm3，这块固体浮力材料中粘合剂的质量为 g，这块固体浮力材料中空心部分的体积为 cm3。
【答案】 120 350
【详解】[1][2]设固体浮力材料的体积为V，由粘合剂体积占固体浮力材料总体积的20%可知，粘合剂的体积为0.2V，因固体浮力材料的质量等于玻璃的质量加上粘合剂的质量，即为
所以，由可得
代入数据得
解得
根据得，粘合剂的质量为
玻璃球中玻璃的体积为
则这块固体浮力材料中空心部分的体积为
11．（2024·陕西西安·三模）小明测得一个熟鸡蛋的质量52.5g，放入装满水的溢水杯中，溢出50g水，可知鸡蛋的密度为 ，鸡蛋浸没入水中后不断下沉，下沉过程中浮力 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。将此鸡蛋投入酒精中，将受到 N浮力。小慧在粗细均匀的木棒一端缠绕细钢丝（体积不计）制成简易密度计，且放在液体中时均能竖直漂浮，露出液面的高度用h表示（如图所示）。该密度计放入酒精中静止时，；放入水中静止时，。当该密度计放入密度的液体中静止时，为 。
【答案】 不变 0.4 9.6
【详解】[1][2]因为m排＜m所以鸡蛋在水中下沉
由得，在下沉过程中鸡蛋排开水的体积不变，所以所受浮力不变。
[3]根据酒精的密度小于鸡蛋的密度，鸡蛋在酒精中下沉
[4]设木棒长度L，底面积S，密度计重力为G，小慧将该密度计放入酒精中，密度计静止时h1=6cm
由F浮酒精=G，可得：ρ酒精gV排酒精=G，即
①
小慧将该密度计放入水中，密度计静止时h2=8cm
②
由①②可得，L=0.16m；则
③
将L=0.16m分别代入②和③，并将②③联立，解得
h3=0.096m=9.6cm
12．（2024·湖南长沙·一模）如图所示，甲、乙是两个完全相同的底面积为、高为10cm的柱形容器，分别装有体积相同的水和酒精，液体的深度都是9cm，此时水对甲容器底部的压强为 Pa，乙容器中酒精的质量为 kg。将一底面积为的圆柱体A轻放入甲容器中，溢出280g的水；将它取出擦干后，再轻轻放入乙容器中，溢出240g的酒精，则圆柱体A的密度为 。（，，g取）
【答案】 900 0.72
【详解】[1]此时水对甲容器底部的压强为
[2]乙容器中酒精的质量为
[2]放入A前，两容器空余体积均为
把A放入水中，A受到的浮力为
把A放入酒精中，A受到的浮力为
①若A在水和酒精中都漂浮，则
不成立；
②若A在水和酒精中都沉底，则
不成立；
③所以，A在水中漂浮，在酒精中沉底，则
A的体积为
A的密度为
，成立。
综上，圆柱体A的密度为。
三、实验题
13．（2024·广东肇庆·一模）明明用如图甲所示的装置“探究平面镜成像时，像的位置和物体的位置有什么关系”。A、B是两支外形相同的蜡烛，M是有一面镀膜的玻璃板。镀膜玻璃也称反射玻璃，是在玻璃表面涂镀一层合金或金属化合物薄膜，镀膜后增强了对光的反射，又能保证一定的透光性。
（1）用镀膜的玻璃板代替平面镜做实验的目的是为了方便确定 的位置；
（2）将白纸放在水平桌面上，将玻璃板与纸面 （选填“垂直”或“平行”）放置。沿着玻璃板在纸上画一条直线，代表平面镜的位置；
（3）将蜡烛A放在玻璃板前，用蜡烛B在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合。如图乙所示，在蜡烛A靠近玻璃板一侧记下物体的位置A1，应该在蜡烛B （选填“靠近”或“远离”）玻璃板一侧记下像的位置B1；
（4）改变蜡烛A的位置重复实验，三次实验在白纸上记录的像与物对应的位置如图丙所示。将白纸沿放置玻璃板的直线对折，发现点B1和A1，B2和A2，B3和A3基本重合。由此可以得出的结论是：平面镜成像时，①像与物到镜面的距离 ，②像与物连线与镜面 ；
（5）完成上述实验后，小明反思实验过程，提出一个质疑：实验中利用玻璃板镀膜的那一面成像，应该在镀膜那一面下边划线，作为平面镜的位置，怎样判断玻璃板哪面镀膜呢？小组同学讨论出一种方法：将铅笔尖分别贴在玻璃板的左右两面。观察到铅笔较清楚的像如图丁所示，由此可以判断镀膜在玻璃板的 （选填“左”或“右”）面。
【答案】 像 垂直 靠近 相等 垂直 左
【详解】（1）[1]用镀膜的玻璃板代替平面镜做实验的，可以同时看到像和物，因此目的是为了方便确定像的位置。
（2）[2]为了便于找到像，将白纸放在水平桌面上，将玻璃板与纸面垂直放置。
（3）[3]像与物体关于平面镜对称，如图乙所示，在蜡烛A靠近玻璃板一侧记下物体的位置A1，应该在蜡烛B靠近玻璃板一侧记下像的位置B1。
（4）[4][5]将白纸沿放置玻璃板的直线对折，发现点B1和A1，B2和A2，B3和A3基本重合，结合数学知识，可以得出的结论是：①像与物到镜面的距离相等；②像与物连线与镜面垂直。
（5）[6]镀膜那一面反射效果好为反射面，将铅笔尖分别贴在玻璃板的左右两面，观察到铅笔较清楚的像如图丁左所示，由像与物体关于平面镜对称可知，左侧为反射面，由此可以判断镀膜在玻璃板的左面。
14．（2024·江苏无锡·一模）小明用如图甲所示的装置“探究凸透镜成像特点”，其中凸透镜的焦距为15cm，实验时小明在坐标纸上记录了蜡烛与光屏上像的位置和大小，如图乙所示（带箭头的线段表示物或像，A’、B’分别表示蜡烛在A、B时像的位置）；
（1）从图乙可以看出，蜡烛在A、B位置时光屏上得到的都是倒立的、 的、 （填像的性质）像；
（2）当把蜡烛放在C位置时，小明在光具座上无论怎样移动光屏部不能得到清晰的像。为了让蜡烛在C位置的像能成在光具座上的光屏上，他采用了两种做法；
做法一：保持蜡烛和透镜的位置不变更换凸透镜，在光具座上移动光屏，光屏上又出现了清晰的像；由此推断此透镜焦距 （选填“>”“<”或“=”）15cm，更换的凸透镜会聚光的能力比较 （选填“强”或“弱”）；
做法二：保持蜡烛和透镜的位置不变，在蜡烛和透镜之间再放置一个凸透镜，在光具座上移动光屏，光屏上又出现了清晰的像。由此实验联系实际可推知，远视眼的晶状体焦距较 （选填“大”或“小”），将近处物体的像成在视网膜 （选填“前”“后”）方；
（3）小华在实验中将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜，物距u随时间t的变化图像如图丙所示，则像距v与t的大致变化关系为丁图中的 。
【答案】 放大 实 ＜ 强 大 前 C
【详解】（1）[1][2]如图乙所示，物体在一倍焦距和两倍焦距之间，像距在两倍焦距开外，成的是倒立的缩小的实像。
（2）[3][4][5][6]如图所示，光屏能够承接到像，说明成的是实像，说明物距大于焦距时，则焦距小于15cm；焦距越小，折光能力越强，更换的凸透镜会聚光的能力比较强；在蜡烛和透镜之间再放置一个凸透镜，帮忙会聚光线，故推测远视眼的晶状体焦距较长，折光能力过弱，在视网膜前成像。
（3）[7]u随时间t的变化图像如图丙所示，刚开始，物距在一倍焦距和两倍焦距之间，则像距在两倍焦距开外，物距在两倍焦距开外时，像距在一倍焦距到两倍焦距之间，物体不断原理，像不断靠近，只会无限接近一倍焦距，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
15．（2024·陕西西安·模拟预测）小明同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏、等实验器材探究凸透镜成像的规律：
（1）如图甲所示，小明将一束平行光正对凸透镜，移动光屏，直到光屏上形成一个最小最亮的光斑，该凸透镜的焦距为 cm；实验时，把凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，为使像成在光屏中央，应将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调到 ；
（2）小明将蜡烛移至光具座20cm刻度线处，如图乙所示，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是倒立、 的实像；
（3）在如图乙所示实验情形下，如果保持凸透镜和光屏的位置不变，将蜡烛适当远离凸透镜，发现光屏上烛焰的像变得模糊不清，此现象可以体现 （选填“近视眼”或“远视眼”）的成像情况；
（4）一份调查报告显示，我国儿童青少年总体近视率为52.7%。为了探究“近视眼的形成原因和矫正方法”，小明选择了如下器材：蜡烛（模拟所视物）、水透镜（模拟人眼晶状体，并与注射器相连）、光屏（模拟人眼视网膜）、光具座等。）如下图甲所示，将点燃的蜡烛置于水透镜前某一位置时，在光屏上得到了烛焰清晰的像，此时所成的像在生活中的应用是 ；
（5）向水透镜内继续注水，发现光屏上已无烛焰清晰的像。如上图乙所示，小明在水透镜前放置一个 （选填“近视镜”或“远视镜”），发现光屏上再次得到烛焰清晰的像。若撤去放置的镜，应将光屏 （选填“靠近”或“远离”）水透镜，才能得到清晰的像。
【答案】 10.0 同一高度 缩小 近视眼 照相机 近视镜 靠近
【详解】（1）[1]如图甲所示，光屏上形成一个最小最亮的光斑是焦点所在的位置，焦点到凸透镜的距离是 ，故该凸透镜的焦距为
f=30.0cm-20.0cm=10.0cm
[2]经过凸透镜光心的光线传播方向不变，为使像成在光屏中央，应将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调到同一水平高度。
（2）[3]小明将蜡烛移至光具座20.0cm刻度线处，如图乙所示，物距为30.0cm，此时物距大于二倍焦距，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像。
（3）[4]将蜡烛适当远离凸透镜，即物距变大，根据凸透镜成像规律，此时像距会变小，像在光屏的前方，烛焰的像变得模糊不清，近视眼因为晶状体会聚能力过强或眼球前后径距离过大导致像成在视网膜前方，故此现象可以体现近视眼的成像情况。
（4）[5]由图可知，此时物距大于像距，因此物距大于二倍焦距，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像，在生活中的应用是照相机。
（5）[6]向水透镜内继续注水，水透镜的焦距会变短，会聚能力变强，使像提前会聚，要想在光屏上再次得到烛焰清晰的像，应延迟像的形成，所以在水透镜前放置一个放一个凹透镜，即近视镜。
[7]若撤去放置的镜，因像提前会聚了，所以应将光屏靠近水透镜，才能得到清晰的像。
16．（2024·辽宁·一模）某同学先将凸透镜靠近自己的脸，然后将凸透镜逐渐远离，对面的同学们观察到如图（a）所示的现象，于是同学们对凸透镜成像的规律进行了探究。所用的器材有：高为5cm的“F”形发光体、焦距为10cm的凸透镜、光屏、光具座、刻度尺。
【问题】
根据观察到的现象，同学们猜想凸透镜所成像的性质与 有关；
【证据】
（1）设计的表格如下，表格①处应填入的内容是 ；
（2）将发光体、凸透镜和光屏从左至右依次放置在光具座上，并调节三者的中心大致在 ；把发光体放在距凸透镜较远的地方，然后逐渐移近，观察成像情况，把实验中得到的数据和观察结果填入表格；
【解释】
将表格中的信息按像的性质分类后，将物与像的位置标记在图（b）中；
推理可知，当物距与焦距的关系满足 时，成倒立、缩小的实像，下面情景遵循该成像规律的是 ；
A．同学们看到光屏上出现了窗户经凸透镜所成的完整的像
B．同学们用凸透镜靠近手指观察自己的指纹
【交流】
交流时，某同学建议换用直径更大的凸透镜（焦距为10cm）做实验，这样做的优点是 。
【答案】 物距 像高/cm 同一高度 物距大于两倍焦距 A 像的亮度更大，便于观察
【详解】[1]由图（a）可知，改变物距，像的性质不同，所以猜想凸透镜所成像的性质与物距有关。
（1）[2]需要比较物与像的大小关系，表中记录了物高，所以还需要测定像高，所以表中应填“像高/cm”。
（2）[3]将发光体、凸透镜和光屏从左至右依次放置在光具座上，并调节三者的中心大致在同一高度，这样可以使像呈现在光屏中央。
[4]由图可知，物距大于20.0cm即两倍焦距时，像距在10.0cm和20.0cm之间，即一倍和两倍焦距之间，成的是倒立、缩小的实像，即物距大于两倍焦距时，成倒立、缩小的实像。
[5]A．同学们看到光屏上出现了窗户经凸透镜所成的完整的像，此时物距大于两倍焦距，成的是倒立、缩小的实像，故A符合题意；
B．同学们用凸透镜靠近手指观察自己的指纹，此时物距小于一倍焦距，成的是正立、放大的虚像，故B不符合题意。
故选A。
[6]凸透镜所成的像的亮度决定于凸透镜的光通量，凸透镜的直径越大，光通量越多，所成的像就越亮，所以换用直径更大的凸透镜的优点是增加像的亮度，便于观察。
17．（2024·河北邯郸·一模）小明在家庭实验室里对一规则物块的密度进行探究。
（1）他先将物块拿在手中掂量了一下，感觉比较轻；再将物块放入水中，发现能漂浮在水面且不吸水，从而表明了该物块的密度 （选填“大于”“小于”或“等于”）水的密度。
（2）他从家庭实验室找来烧杯（底面积为S）、量筒、记号笔、足够的水（水的密度）、细针，来测量该物块的密度。其操作步骤如下：
①向烧杯中注入适量的水，将物块放入水中，静止时如图甲所示，用记号笔在烧杯水面处作标记A。
②用细针将物块全部压入水中，用记号笔在此时烧杯水面处作标记B，如图乙所示。
③从水中取出物块，在量筒中倒入的水。
④将量筒中的水缓慢倒入烧杯中至标记A处，此时量筒内剩余水的水面如图丙所示，则量筒内剩余水的体积为 mL，由此可计算出该物块的质量为 g。
⑤继续将量筒内的水倒入烧杯至标记B处，量筒内剩余水的体积为40mL，由此可计算出该物块的密度为 。
（3）小明完成实验后，将该物块放入另外一个盛有其他液体的同规格的烧杯中，此液体体积与（2）①中烧杯中水的初始体积相同，发现物块仍漂浮在液面上，此时液面高出A点的距离为h，由此可知该液体的密度 （选填“大于”“小于”或“等于”）水的密度，该液体的密度可表示为 （用、、S、h、表示）。
【答案】 小于 50 40 小于
【详解】（1）[1]由题意可知，物块在水中处于漂浮状态，即F浮=G物，所以，因为漂浮，所以，即可得：。
（2）[2]根据丙图可知，量筒内剩余水的体积为50mL。
[3]由题意可知，标记A处是物块处于漂浮状态时水面的高度，现将物块拿出，往烧杯中加水至A处，则加入水的体积就是物块处于漂浮状态时排开水的体积，量筒中原有90mL的水，加入烧杯中后还剩50mL，所以加入水的体积为
即可得物块处于漂浮状态时排开水的体积为根据漂浮状态可求出物块的重力为
再根据G=mg可得，物块的质量为
[4]由题意可知，标记B处是物块处于浸没状态时水面的高度，现将物块拿出，两次往烧杯中加水至B处，则共加入水的体积就是物块处于浸没状态时排开水的体积，也就是物块的体积，量筒中原有90mL的水，两次加入烧杯中后还剩40mL，所以加入水的体积为
即可得物块的体积为
根据密度公式可得物块的密度为
（3）[5]物块漂浮在液面上,所以物块的重力等于浮力，但在该液体中排开液体的体积大，由可知，该液体密度小于水的密度。
[6]该物块放入另外一个盛有等体积的其他液体的同规格的烧杯中时，根据可知

则有

因物块仍漂浮所以物块在该液体中受到的浮力与在水中所受浮力相等，即，则有

得。
18．（2023·云南昆明·三模）用天平和量筒等器材测量食用油的密度，实验步骤如下：
A．实验基本操作：
（1）天平调好后，将盛有食用油的烧杯放在天平的左盘，在右盘中添加砝码并拨动游码，天平平衡时，游码位置和所加砝码如图1甲所示，则烧杯和食用油的总质量是 g；
（2）将烧杯中一部分食用油倒入量筒中，液面位置如图1乙所示，倒出的食用油体积为 mL；
（3）用天平测出烧杯和剩余食用油的质量为41g，则该食用油的密度为 kg/m3。
B．实验误差分析：
（4）若将食用油倒入量筒时有一部分食用油溅出，会使测得食用油的密度 （选填“偏大”、“偏小”或“相等”）；
C．特殊方法测密度
（5）实验中量筒被摔碎了，老师说只用天平也能测量出食用油的密度。某组同学添加了两个完全相同的烧杯和适量的水，设计了如下实验步骤，请你补充完整：
①调节好天平，用天平测出空烧杯质量为m0；
②将一个烧杯装满水，用天平测出烧杯和水的总质量为m1；
③将另一个烧杯装满食用油，用天平测出 的总质量为m2；
④根据测得的物理量写出该食用油的密度的表达式：ρ= （用m0、m1和ρ水表示）。
（6）小明同学在家里想测量食用油的密度，但没有天平，于是他利用如图2所示的器材进行实验。
①将两个相同的小桶分别挂在均匀支架两端的A、B点上，已知O是支架中点，AO=OB。
②先将适量的食用油倒入左边的小桶中，在右边的小桶中慢慢加入水，直至支架两端在水平位置 为止。
③将小桶中的食用油和水分别倒入量筒中，测得食用油和水的体积分别为V1、V2。
④食用油密度的表达式ρ= 。（用已知量和测量量表示，已知水的密度为ρ水）

【答案】 73.4 40 0.81×103 偏大 烧杯和食用油 平衡
【详解】（1）[1]天平平衡时物体的质量等于砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值，烧杯和食用油的总质量
m1=50g+20g+3.4g=73.4g
（2）[2]如图乙所示，量筒中食用油的体积为
V=40mL=40cm3
（3）[3]烧杯中食用油的质量
m=m1-m2=73.4g-41g=32.4g
该食用油的密度
（4）[4]由实验步骤可知，所测量的油的质量m是真实的；若将食用油倒入量筒时，量筒壁上沾上了少量食用油，导致所测食用油体积V偏小；由可知所测油的密度偏大。
（5）[5][6]烧杯装满水后水的质量
m水=m1-m0
烧杯的容积
相同烧杯装满食用油的体积
将另一个烧杯装满食用油，用天平测出烧杯和食用油的总质量为m2；则食用油的质量
m油=m2-m0
食用油的密度
（6）[7][8]根据杠杆平衡原理，因为AO=OB，先将适量的食用油倒入左边的小桶中，在右边的小桶中慢慢加入水，直至支架两端在水平位置平衡，所以动力等于阻力，所以
G水=G食用油
即
ρ水V2g=ρV1g
食用油的密度
四、综合题
19．（2024·广东·模拟预测）音乐喷泉（图甲）是集声光电技术于一体的装置，一方面通过电脑采集音乐的声音频率特征，并将其转化为控制信号，控制水泵喷出水柱，形成喷泉；另一方面，让红、绿、蓝三种色灯照射到水柱上，通过电脑控制三种色灯亮暗让水柱变换颜色，呈现美轮美奂的视觉效果。如图乙为控制喷泉工作的模拟电路，控制电路电源电压Ua。呈周期性变化（如图丙所示），定值电阻R1＝2，E为具有特殊功能的电子元件，当Ua＜6V时，电路中没有电流通过；当Ua≥6V时，E两端电压恒为6V。当线圈中通过的电流I≥2A时，电磁继电器衔铁被吸下，水泵启动喷水。
（1）物理学上把红、绿、蓝三种色光叫做光的 ；
（2）图乙中水泵主要部件是电动机，电动机是利用 选填（“电流的磁效应”、“磁场对电流的作用”或“电磁感应现象”）来工作的；
（3）喷泉喷出水柱在空中形成水雾，这水雾在空中飞舞 （选填：“属于”或“不属于”）分子扩散现象；
（4）如图甲为红绿蓝三种色光混合后的示意图，某段时间喷泉一组色灯的红、绿、蓝色灯亮暗变化规律如图乙，图中第10～15s喷泉的颜色是 ；
（5）t＝3s时，线圈中通过的电流是 A；
（6）已知水泵每秒可喷出水的体积为5×10﹣3m3，在图戌中画出0～12s水泵喷水的总质量m随时间的变化曲线 （ρ水＝1×103kg/m3，g＝10N/kg）
【答案】 三原色 磁场对电流的作用 不属于 黄 4.5
【详解】（1）[1]根据定义可知，物理学上把红、绿、蓝三种色光叫做光的三原色。
（2）[2]电动机里是线圈，工作特点是当给电动机通电时，线圈在磁场中受力转动，电动机是利用磁场对电流的作用而工作的。
（3）[3]水雾在空中飞舞，属于机械运动，不属于分子热运动，故水雾在空中飞舞不属于分子扩散现象。
（4）[4]由图戊可知，第10～15秒时，只有红灯和绿灯亮，由图丁可知，红色和绿色混合后为黄色，则此时喷泉的颜色是黄色。
（5）[5]闭合开关，控制电路中定值电阻与电子元件E串联接入电路，当Ua≥6V时，E两端电压恒为6V。t=3秒时，由丙图可知电源电压为15V，由于串联电路总电压等于各部分电压之和，所以电阻R1两端的电压为
由串联电路电流特点和欧姆定律可知，此时线圈中通过的电流大小为
（6）[6]由题意知，当Ua＜6V时，电路中没有电流通过，水泵不工作；当线圈中通过的电流I≥2A时，电磁继电器衔铁被吸下，水泵启动喷水，当通过电路的电流为2A时，此时电阻R1两端的电压为
此时控制电路两端的电压
所以当控制电路两端的Ua≥10V时，电磁继电器衔铁被吸下，水泵启动喷水，由丙图可知，电压在3s内由0V增大到15V，又在3s内由15V减小到0V，那么每秒电压的变化量为5V，据此推算0～2s内电源电压小于10V，水泵不工作；2s～4s内电源电压大于等于10V，水泵启动喷水，水泵每秒可喷出水5×10-3米3，这段时间喷水的质量为
4s～8s内电源电压小于10V，水泵不工作，水的质量保持不变；8s～10s内电源电压大于等于10V，水泵启动喷水，水泵每秒可喷出水5×10-3米3，这段时间喷水的质量不变，也是10kg；10s～12s内电源电压小于10V，水泵不工作，水的质量保持不变．综上可得，0～12s水泵喷水的总质量m变化曲线，如图所示：
实验序号
物距u/cm
像距v/cm
像的虚实
1
30
15
实像
2
20
20
实像
3
15
30
实像
4
6
虚像
实验序号
物距
像距
像的性质
1
30
15
倒立、缩小的像
2
20
20
倒立、等大的像
3
15
30
倒立、放大的像
实验次数
1
2
3
4
5
物距 u/cm
60
30
20
15
12
像距 v/cm
12
15
20
30
60
实验次数
物距/cm
像距/cm
物高/cm
①
像的性质
倒立或正立
放大或缩小
实像或虚像
1