江苏省中考复习(物态变化、光现象、光的折射和透镜、物体的运动)实验题39题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、考点01 物态变化
1.(2024·江苏盐城·一模)小明利用如图甲所示的实验装置观察水的沸腾现象。
(1)水沸腾时温度计示数如图乙所示,则此时水沸点 ℃,当地大气压略 (高于/低于)1个标准大气压。水沸腾后,持续加热4min的过程中,烧杯中水的内能 (增大/不变/减小);
(2)撤去酒精灯,观察到水仍能沸腾一会儿,水仍能沸腾一会儿的原因是 ;
(3)图丙(B)中杯底产生的气泡加速上升是因为 ,气泡上升过程中气泡逐渐变小的原因是 ;
(4)实验中要缩短将水加热至沸腾的时间,请写出一种可行的办法 。
【答案】(1) 99 低于 减小
(2)石棉网温度高于水的沸点,仍能对水加热
(3) 气受到浮力大于重力 气泡内水蒸气液化
(4)提高水的初温/减少水的质量
【详解】(1)[1][2]图中温度计的分度值为I℃,则该温度计的示数为99℃,因为1标准大气压下的分度值为100℃,气压越低,沸点越低,所以此时气压低于1标准大气压。
[3]水在沸腾,温度不变,但质量减少,则烧杯内水的内能减小。
(2)酒精灯熄灭后,石棉网温度较高,水可以继续吸热,满足水沸腾的条件,故可以继续沸腾一会儿。
(3)[1]杯底产生的气泡加速上升是因为气泡受的浮力大于重力。
[2]泡上升过程中,气泡中的水蒸气遇冷液化成水,气泡变小。
(4)水沸腾时,减少加热时间的方法:减少水的质量、提高水的初温、加盖子等。
2.(2024·江苏南京·一模)“观察水沸腾”的实验装置如图甲所示:
(1)实验中某时刻温度计的示数如图乙所示,为 ℃;
(2)如图丙所示,烧杯中的水 (选填“还未”或“正在”)沸腾;
(3)A、B两组用相同装置进行实验,图丁是他们根据各自的实验数据绘制成的水温随时间变化的图像,A组的水先沸腾的原因可能是 ;
(4)从吸放热和温度变化的角度分析,冰的熔化过程和水的沸腾过程具有的共同特点是 。
【答案】(1)92
(2)正在
(3)水的质量较少
(4)吸热,温度保持不变
【详解】(1)温度计的分度值为1℃,示数如图乙所示,此时水的温度是92℃。
(2)沸腾时有大量的气泡产生,并且气泡在上升过程中体积逐渐增大,最后破裂,所以图丙是正在沸腾情形。
(3)水质量的多少和初温能影响水沸腾的时间,A的初温低但是先沸腾,所以A组水的质量比B组的小。
(4)冰的熔化过程和水的沸腾过程具有的共同特点是吸热但温度不变。
3.(2024·江苏无锡·一模)小明和小红同学分别做“观察水的沸腾”实验。
(1)实验前应先安装 (选填“石棉网”或“温度计”),硬纸板的作用是 ;
(2)图乙是两名同学根据实验数据绘制的水温随时间变化图象。计时第7min,有一位同学发现气泡在上升过程中的现象如图丙所示,这位同学是 (选填“小明”或“小红”)。
【答案】(1) 石棉网 减少热散失
(2)小明
【详解】(1)[1]实验中要用酒精灯的外焰加热烧杯,温度计的玻璃泡不能碰到烧杯底,且需要浸没水中,所以先安装酒精灯,固定好石棉网后,再往上安装其他仪器。
[2]硬纸板可减少热散失,缩短加热时间。
(2)由图乙知,小红的实验,第11min开始水的温度保持不变,开始沸腾,小明的实验,第5min水的温度保持不变,开始沸腾,而图丙中,第7min,气泡在上升过程中变大,是沸腾时的情况,所以是小明的实验操作过程。
4.(2024·江苏南京·一模)在“观察水的沸腾”实验中
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8
温度/℃ 90 92 94 96 98 99 99 99 99
(1)安装器材时,应先固定甲图中铁圈 ,除图中器材,还需要的测量工具是 ;
(2)要得到水的沸腾条件,需要进行的操作是 ;
(3)将甲图中的数据记录表中,当第7min时,某气泡如图乙所示,请画出该气泡运动到C处时的大致样貌 ;
(4)用图丙装置进行实验,液体初温均高于室温,加热一段时间后,烧杯和试管里的液体均沸腾了,以下四幅图中的实线是试管内液体的温度T 随时间t变化的图线,虚线可能是烧杯内液体温度T随时间t变化的图线的是_________。
A. B.
C. D.
【答案】(1) A 秒表
(2)水沸腾后撤走酒精灯,停止加热,观察水是否继续沸腾
(3)
(4)A
【详解】(1)[1]在安装器材时,为了确保酒精灯用外焰加热,温度计的玻璃泡浸没在被测液体中,且不碰到杯壁与杯底,应按照从下到上的顺序安装器材。则安装器材时,应先固定甲图中铁圈A。
[2]除图中器材,还需要的测量工具是测量时间的秒表。
(2)要得到水的沸腾条件,需要进行的操作是水沸腾后撤走酒精灯,停止加热,观察水是否继续沸腾,若水停止沸腾说明水沸腾的条件是水温达到沸点,且不断吸热。
(3)水沸腾时,气泡上升过程中受到的液体压强越来越小,气泡越来越大,C处的气泡如图所示:
(4)液体沸腾的条件是温度达到沸点,且不断吸热,烧杯和试管里的液体均沸腾,则说明试管中的液体温度达到沸点后,还能吸收到热量,则说明烧杯液体的沸点高于试管中液体的沸点,故虚线可能是烧杯内液体温度T随时间t变化的图线的是A图,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5.(2024·江苏南京·一模)在“观察水的沸腾”的实验中,小兰和小伟分别用如图甲的装置进行实验。
(1)组装实验装置时,应先调整图甲中 的高度(选填“A”或“B”)。
(2)图乙温度计的示数为 ℃。
(3)水在沸腾过程中的特点是 。
(4)小兰和小伟根据各自的实验数据绘制出水温随时间变化的图像分别如图丙中A、B所示。由图像可知,他们所用水的质量大小关系是: 。
(5)小兰发现利用图丁装置可让已经停止沸腾的热水再次沸腾,其操作是将活塞 (选填“向上推”或“向下拉”)。
【答案】(1)B
(2)96
(3)吸热,温度不变
(4)>
(5)向下拉
【详解】(1)组装甲图中实验器材时,要按照自下而上的顺序,同时要确保用酒精灯的外焰加热,所以应先调整图甲中B的高度。
(2)图乙中温度计分度值为1℃,所以示数为96℃。
(3)丙图像可知,水和盐水沸腾过程中温度不在变化,所以水和盐水沸腾过程中持续吸热,温度不变。
(4)水从开始加热到沸腾所用的时间相同,水吸收相同的热量,温度变化不同,可以判断所用水的质量不同;A初温高,所以A的质量大,即
mA>mB
(5)用针筒抽掉水面上方的空气,使气压减小,观察到停止沸腾的水又沸腾起来,由于水的沸点和气压有关,气压越小,沸点越低,所以针筒抽气使气压变小,沸点变低,所以发现利用图丁装置可让已经停止沸腾的热水再次沸腾,其操作是将活塞向下拉。
6.(2024·江苏泰州·一模)在“观察水的沸腾”实验中。
在1个标准大气压下
测温物质 凝固点 沸点
水银 -39 357
酒精 -117 78
(1)水银和酒精是液体温度计常用的测温物质,由表格中的数据可知,本实验应选用 制作的温度计;
(2)实验过程中,某时刻温度计的示数如图甲所示,此时水的温度为 ℃;
(3)图乙是a、b两个实验小组根据实验数据描绘出的水的沸腾图像,两图线不同的原因可能是______(选填序号)。
A.酒精灯的火焰相同,a组水的质量大
B.水的质量相同,组酒精灯的火焰小
【答案】(1)水银
(2)93
(3)B
【详解】(1)温度计里面的液体的沸点需要超过水的沸点才可以用来测将水加热至沸腾的实验,酒精的沸点没有超过水的沸点,而水银的沸点超过了水的沸点,故选水银温度计。
(2)图甲中温度计的分度值是1℃,所以其温度为93℃。
(3)从图中可知b组加热至沸腾所用时间较长;
A.酒精灯的火焰相同,相同时间里a、b组的水吸收的热量相同,a组的水的质量大,则a组加热至沸腾所用时间应较长,故A不符合题意;
B.水的质量相同,b组酒精灯的火焰小,则相同时间里b组的水吸收的热量少,加热至沸腾所用时间长,故B符合题意;
故选B。
7.(2024·江苏无锡·一模)如图所示是小华在研究水沸腾时的实验装置图:
(1)除图中器材外,还需要的一个测量工具是 ;
(2)实验过程中,为了探究水沸腾时是否需要吸热,你的操作是 ;
(3)小华联想到使用燃气灶烧水,当水沸腾时,水面上方会出现大量“白气”,他选择 (开大火/关火)。
【答案】(1)秒表
(2)移去酒精灯,观察水是否继续沸腾
(3)关火
【详解】(1)探究水的沸腾需要探究水的温度随时间的变化,所以在实验中,还需要用秒表记录时间。
(2)为说明水沸腾过程中是否需要吸热,应移去酒精灯,观察水是否继续沸腾。
(3)由于关火后水面上方的温度明显低于水蒸气的温度,热的水蒸气遇冷从而发生液化形成大量的小水珠,因此水面上出现“白气”相对多一些,会导致周围温度很高,故他选择关火。
8.(2024·江苏常州·一模)A、B两组同学用如图甲所示的装置进行“观察水的沸腾”的实验。
(1)实验中观察到水中气泡的情况如图乙a、b所示。图 (a/b)是水沸腾时的情况;
(2)A、B两组同学用同样的实验装置,在相同的实验环境下进行实验,根据实验数据描绘出的温度随时间变化的图像如图丙所示,由图像可知水的沸点为 ℃,实验中A小组所用的水比B小组所用的水 (多/少);
(3)在水沸腾后,移走酒精灯,继续观察能否继续沸腾,目的是探究水 ;
(4)某组同学给烧杯中的冷水均匀加热,收集数据作出了如图丁所示的温度随时间变化的图像,发现温度计示数上升速度先慢后快再慢,产生这种现象的原因最可能的是:开始时,石棉网和烧杯温度低,需要多吸收一些热量;后来, 。
【答案】(1)a
(2) 97 多
(3)见解析
(4)见解析
【详解】(1)水沸腾时,整个容器的水温度相同,气泡在上升过程中,水不断汽化成水蒸气,气泡越来越大,所以a是沸腾时的情况。
(2)[1][2]水沸腾时吸收热量温度保持不变,由图像可知水的沸点是97℃;同样加热条件下,水越多升温越慢,所以实验中A小组所用的水比B小组所用的水多。
(3)移走酒精灯,水无法持续吸热,沸腾停止,目的是探究水沸腾时是否需要持续吸热。
(4)如图丙所示的温度随时间变化的图象,水温上升速度先慢后快,最后又变慢,直到达到沸点不再变化,原因主要是在实验刚开始,石棉网和容器都需要吸热,水温变化较慢,水温较高时汽化大大增强,会有很多热量随水蒸气散失,水温较高时散热变快,升温也会变慢。
9.(2024·江苏淮安·模拟预测)小组利用图1装置探究水沸腾时温度变化特点,下表是记录的实验数据。
时间/min| 0 1 2 3 4 5 6 7
温度/℃ 88| 90 92| 94| 96| 98| 98| 98|
(1)按正确顺序组装器材,悬挂温度计时,若温度计的玻璃泡接触杯底,你接下来调节的操作是 。
(2)实验中,发现在第3min时,水中的气泡在上升过程中逐渐 (选填“变大”“变小”)。
(3)请将图2中的坐标系补充完整,并根据上表数据绘出水温与时间的关系图像 。为了让水的沸点能达到100℃,小明想到了三种不同的方法,其中可行的是 (填序号)。
①调节酒精灯的火焰更大②把烧杯中的水倒出一些③用一硬塑料盖紧压在烧杯口
(4)通过学习,小燕终于明白妈妈用炉火炖汤时,在汤沸腾后继续吸热 (选填“保持大火”或“调为小火”)的道理。
(5)小红联想到探究某物质熔化实验的装置图如图3,若图1、3两实验使用的酒精灯完全相同,则两实验中“被研究的物体”相同时间内吸收的热量 (选填“相等”“不相等”)。
【答案】(1)将固定温度计的铁夹向上移动
(2)变小
(3) ③
(4)调为小火
(5)不相等
【详解】(1)使用温度计测量液体温度时,玻璃泡要浸没在液体中,不能接触容器底和壁,若温度计的玻璃泡接触杯底,应将固定温度计的铁夹向上移动。
(2)根据表中的数据可以判断出第3min时,水还没有沸腾,水沸腾前下面的水温高,上面的水温低,下面的水汽化为水蒸气泡上升过程中会遇冷液化,所以气泡逐渐变小。
(3)[1]在图象中,横轴表示时间,单位是min,纵轴表示温度,单位是℃,由表格中的数据描点连线得:
[2]在标准大气压下水的沸点是100℃,该实验中水的沸点是98℃,说明实验室气压小于一标准大气压,为了让水的沸点达到100℃,应增大液面的压强,用一硬塑料盖紧压在烧杯口,可以增大液面的压强;调节酒精灯的火焰更大,把烧杯中的水倒出一些都不能增大液面的压强。
故选③。
(4)用炉火炖汤时,在汤沸腾后水的温度保持不变,无论是大火还是小火,水只要能够持续吸热就可以保持沸腾的状态,从节省能源的角度,在汤沸腾后应该调为小火。
(5)因为图1装置探究水沸腾的实验,图3探究某物质熔化的实验,物质不同,质量不一定相同,比热容不同,温度的变化不同,由Q=cmΔt可知,相同时间内吸收的热量不相等。
10.(2024·江苏南京·模拟预测)在探究水的沸腾特点时,所用实验装置如图甲所示。
(1)除温度计外,本实验还需要的测量工具是 ;
(2)图乙中,表示水正在沸腾时的现象是其中的 图;若继续加热,温度计的示数将 (选填“变大” “变小”或“不变”) ;
(3)另外两组同学测得水的沸点分别为96℃和100℃,他们猜想这是由于各组所用温度计刻度有偏差造成的。为验证此猜想,最便捷的方法是,用三个小组的温度计 (选填“依次”或“同时”)测出同一杯热水的温度。
【答案】(1)秒表
(2) A 不变
(3)同时
【详解】(1)除温度计外,本实验还需要的测量工具是测量时间的秒表。
(2)[1]沸腾时,气泡上升过程中不断变大,则图乙中,表示水正在沸腾时的现象是其中的A图。
[2]水沸腾后继续加热,水的温度保持沸点不变,则温度计的示数将不变。
(3)另外两组同学测得水的沸点分别为96℃和100℃,他们猜想这是由于各组所用温度计刻度有偏差造成的。同一杯热水同一时刻的温度相同,为验证此猜想,最便捷的方法是,用三个小组的温度计同时测出同一杯热水的温度。
二、考点02 光现象
11.(2024·江苏苏州·一模)在“探究光反射的规律”时,小李进行了如图所示的实验。
(1)先将平面镜平放在水平桌面上,再把白色硬纸板 放在平面镜上;
(2)小李让一束光EO贴着纸板射到平面镜上,在纸板上会看到反射光线OF,然后将纸板绕ON向后折,如图乙所示,在NOF面上看不到反射光线,此时,反射光 (存在/不存在);
(3)为了进一步确定此时反射光线的位置,小李将纸板沿PQ剪开,将纸板的上半部分向后折,如图丙所示,发现在纸板右侧的 (上部/下部)会看到反射光线;
(4)若将纸板整体向后倾斜(如图丁):此时,反射光线(选填字母序号);
A.仍在纸板上呈现 B.被纸板挡住 C.在纸板前方
【答案】(1)垂直
(2)存在
(3)下部
(4)C
【详解】(1)白色硬纸板是用来显示光路的,实验时,反射光线、入射光线和法线都在与镜面垂直的平面内,所以白色硬纸板应垂直放在平面镜上。
(2)光在反射时,反射光线、入射光线、法线在同一平面内,所以将纸板面绕轴ON向后折,NOF面不在“三线”所在平面内,所以NOF面上看不到反射光线,但反射光依然存在。
(3)光在反射时,反射光线、入射光线、法线在同一平面内,将纸板的上半部分向后折,如图丙所示,纸板下部仍然在“三线”所在平面内,所以下部会看到反射光线,而上部不在该平面内,所以上部看不到反射光线。
(4)法线过入射点与镜面垂直,若将纸板倾斜,入射光线仍贴着纸板射向平面镜,光仍射到镜面,所以法线位置不变;让光线仍贴着纸板射向镜面,此时反射光线与入射光线仍在同一平面内,只是不在纸板所在平面内,所以不能在纸板上看到反射光线,反射光线在纸板的前方,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
12.(2024·江苏苏州·一模)小明利用如图甲所示的实验装置探究光的反射规律.
(1)实验时把平面镜放在水平桌面上,为了使入射光和反射光的径迹同时显示在纸板上,应把纸板与平面镜 放置,图中的入射角是 度;
(2)如图乙将右侧纸板沿PQ剪开,将纸板的上半部分向后折,发现在纸板右侧的 部看不到反射光线;
(3)经多次实验,在纸板上画出入射光线和对应的反射光线后,利用刻度尺在白纸板上作了一条平行于平面镜的直线AF, A、B、C、D、E、F、N是直线与各入射光线、反射光线、法线的交点(图丙), 测量发现: AB=EF, BC=DE, CN=ND, 这样的发现 (能/不能)得到“反射角等于入射角”的结论;
(4)在探究得到光的反射规律后,小明想到自行车的尾灯(图丁)本身并不发光,但是夜晚当汽车的灯光无论从哪个方向照在它上面时,它都能将光反射回去,以引起汽车驾驶员的注意.经了解它是由许多角反射器组成的反光装置,则该角反射器是由 ( )
A.一个平面镜组成
B.二个相互垂直的平面镜组成
C.三个相互垂直的平面镜组成
【答案】(1) 垂直 40
(2)上
(3)能
(4)C
【详解】(1)[1][2]实验时,把平面镜放在桌面上,为了使入射光和反射光的径迹同时显示在纸板上,应把纸板ENF与平面镜垂直放置;入射角是入射光线与法线的夹角,则图中的入射角是
(2)将右侧纸板沿PQ剪开,将纸板的上半部分向后折,纸板的上半部与P不在同一平面内,如图乙所示,发现在纸板右侧的上部看不到反射光线。此实验现象说明反射光线、入射光线与法线在同一平面内。
(3)由AB=EF,BC=DE,CN=ND,利用全等三角形知识知道
∠NOA=∠NOF
∠NOB=∠NOE
∠NOC=∠NOD
即反射角等于入射角。
(4)自行车的尾灯本身并不发光,它是由多个角反射器(三个相互垂直的平面镜)组成的反光装置,最后的反射光线与原入射光线平行,能引起司机的注意,故选C。
13.(2024·江苏盐城·一模)在探究“平面镜成像特点”的实验中,选取完全相同的蜡烛A和B,如图所示,烛焰高2cm。
(1)在寻找蜡烛像的位置时,应该在蜡烛 (选填“A”或“B”)这一侧观察;
(2)小明用跳棋棋子代替点燃的蜡烛进行实验,但看不清跳棋棋子的像,请你想个办法能看清跳棋棋子的像 ;
(3)根据平面镜成像的特点可判断,身高1.7m的人,站在镜前5m处,像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)实验过程中不小心将玻璃板的右侧部分打碎了,左侧玻璃板的位置没有变化,则蜡烛A (选填“能”或“不能”)通过左侧玻璃板成完整的像;
(5)若平面镜竖直放置,镜前有一个发光物体S,现将平面镜绕M点从MN转到MN′位置,点S离它像点S'的距离 (选填“越来越小”“越来越大”先变小后变大”“先变大后变小”或“保持不变”);
(6)在该实验中,所用玻璃板是特制的,其中一面镀了膜,实验时应选玻璃板的 (镀膜面/不镀膜面)一面边缘与白纸上的横线重合,此时只能看到一个像且像更加清晰是因为镀膜后增强了光的 (反射/折射)。
【答案】(1)A
(2)用手电筒照亮跳棋子
(3)不变
(4)能
(5)越来越大
(6) 镀膜面 反射
【详解】(1)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A蜡烛所在这一侧。
(2)平面镜成像时,成像物体越亮,环境越暗,物体成像越清晰,所以用手电筒照亮棋子,棋子反射出的光线增多,棋子成像更清晰。
(3)由平面镜成的像特点可知,平面镜成的像是正立等大的虚像,因为不论物离镜远还是近,像与物大小都相同,当人远离镜子时,像的大小是不变的。
(4)实验过程中不小心将玻璃板虚线的右侧部分打碎了,左侧玻璃板的位置没有变化,仍能发生光的反射,则蜡烛A能通过左侧玻璃板成完整的像。
(5)根据平面镜成像特点,分别作出平面镜在多个位置时的像,由图可知,平面镜绕M点从转到位置过程中,点S离它像点的距离越来越大,如下图所示:
(6)[1][2]平面镜成像原理是光的反射,一面镀膜的玻璃板光的反射能力比较强,成像比较清晰,便于测量物距和像距,镀膜的面作为反射面,即镀膜的一面的边缘与白纸上的横线重合。
14.(2024·江苏泰州·一模)周日,小明将玻璃窗向外推的过程中,观察到室内物体在玻璃中所成像的位置生变化,如图甲所示。于是他利用两支大小完全相同的蜡烛A和B、茶色透明薄玻璃板、度尺等器材,进行了以下探究。
(1)图乙中,将玻璃板 放置在水平桌面的白纸上,点燃的蜡烛A放在玻璃板前侧, (填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B(图中未画出)放在玻璃板后侧。
(2)人眼在玻璃板前侧观察,移动蜡烛B直至与A的像 ,并记下蜡烛A和B的位置尺分别测量像和物到镜面的距离,记录数据如下表,得到的结论是 。
实验序号 1 2 3 4
物到玻璃板的距离/cm 8.00 10.00 12.00 14.00
像到玻璃板的距离/cm 8.00 9.99 12.00 14.01
(3)保持乙图中点燃的蜡烛在A点位置以及BC边不动,将玻璃板绕BC缓慢顺时针转丙所示。玻璃板转到位置时,像在 (选填“”、“”或“”)点位置。BD转动90°到的整个过程中,像的运动路径是 (选填“线段”、“圆弧”,人眼如在M点位置 (选填“能”或“不能”)一直观察到像。
【答案】(1) 竖直 未点燃
(2) 完全重合 像到镜面的距离和物到镜面的距离相等
(3) 圆弧 不能
【详解】(1)[1][2]探究平面镜成像特点的实验中,应将玻璃板竖直放置在水平桌面的白纸上,把点燃的蜡烛A放在玻璃板前侧,用未点燃的蜡烛B放在玻璃板后侧。
(2)[1][2]人的眼睛在玻璃板前侧,在玻璃板后移动蜡烛B,直至观察到蜡烛B与A的像完全重合;通过分析表格数据可得出结论:像到镜面的距离和物到镜面的距离相等。
(3)[1]由图丙可知,当玻璃板转动到位置时,根据像与物关于平面镜对称的特点可知像的位置在点。
[2]根据像与物关于平面镜对称的特点,玻璃板从BD转动90°到的整个过程中,像的运动路径是一条圆弧。
[3]平面镜成像的原理是光的反射,人眼如在M点位置,根据光的反射可知,不能一直观察到像。
15.(2024·江苏无锡·一模)物理老师自制了“探究真空是否可以传声”的简易装置如图所示,实验时将持续发声的手机固定在拔罐器内,逐步抽出罐内空气,听到声音越来越小,最后几乎听不见,由此推理 ;手机上的信号指示灯闪烁,说明 可以在真空中传播。
【答案】 真空不能传声 见解析
【详解】[1]图示中,罐内空气逐步被抽出,声音越来越小,即传声介质变少,声音变小,则当传声介质没有了,即罐内是真空时,无法听到声音,这说明真空不能传声。
[2]罐内是真空了,仍可看到指示灯的闪烁,说明光能在真空中传播。
16.(2024·江苏淮安·一模)小明在做探究平面镜成像特点的实验,将一块玻璃竖直架在水平台上,取两支完全相同的蜡烛A和B进行实验,如图所示:
(1)为便于观察,该实验最好在较 环境中进行;
(2)小明点燃玻璃板前的蜡烛A,他应该在玻璃板 (填“前”或“后”)观察,再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B放在玻璃板后面移动,直到看见蜡烛B跟蜡烛A的像完全重合,此时蜡烛B的位置即为蜡烛A的像所在的位置,这种确定像与物大小关系的实验方法是 法,由此可以得出的结论是: ;
(3)小明通过上述实验得出像与物大小关系的结论,可小华认为:像的大小还可能和玻璃板面积的大小有关。在不更换和损坏玻璃板的前提下,你如何开展探究?简述做法及判断方法。(可用手边的物品)做法: ;判断方法: 。
【答案】(1)暗
(2) 前 等效替代 平面镜所成的像与物大小相等
(3) 用纸遮挡部分玻璃板 见解析
【详解】(1)在较黑暗的环境中,蜡烛是最亮的,蜡烛射向平面镜的光线最多,反射光线最多,进入人眼的光线最多,感觉蜡烛的像最亮。所以最好在比较黑暗的环境中进行实验。
(2)[1][2][3]平面镜成像原理是光的反射,小明点燃玻璃板前的蜡烛A,他应该在玻璃板前观察,根据等效替代法,应再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B放在玻璃板后面移动,直到看见蜡烛B跟蜡烛A的像完全重合,此时蜡烛B的位置即为蜡烛A的像所在的位置,因两蜡烛完全相同,由此可以得出的结论是:平面镜成像时,像与物大小相等。
(3)[1][2]在不更换和损坏玻璃板的前提下,探究像的大小还和镜子面积的大小有关;可以拿不透明的书或纸挡住玻璃板前面的一部分,重复上面的实验。判断方法:观察新的像和之前像的大小是否变化,若同样大小的蜡烛B还能和像重合,说明像的大小和镜子面积无关,反之有关。
17.(2024·江苏淮安·模拟预测)如图甲是用两根完全相同的蜡烛和一块玻璃板,探究“平面镜成像的特点”实验。
(1)如甲图,实验中用透明玻璃板代替平面镜的目的,是玻璃板透明,便于确定像的 ,为避免看到像有“重影”应选较 (选填“薄”或“厚”)的玻璃板;实验中当蜡烛A远离玻璃板,蜡烛B仍能与蜡烛A的像重合,说明平面镜所成像的大小与物距 (选填“有关”或“无关”);
(2)小红将一组木块置于玻璃板前作为物体,用叠加的方法改变物体的大小,如图乙所示的三次实验操作,目的是为了探究像与物体的 关系;
(3)图丙所示是她用笔在白纸上标记的三次实验的像和物的位置,将白纸沿 (选填“EF”或“GH”)对折,像和物对应的顶点都能重合,由此可以得出的结论是:平面镜成像时,①像与物的连线与镜面垂直,② 。
【答案】(1) 位置 薄 无关
(2)大小
(3) GH 见解析
【详解】(1)[1]玻璃板是透明的,透过玻璃板能直接观察到成像情况,能直接观察到蜡烛A的像是否与B重合,便于确定像的位置。
[2]蜡烛的光通过玻璃板前后两个面都能反射而成像,为了避免两个面都成像,应选择较薄的玻璃板。
[3]蜡烛A、B相同,A远离玻璃板,B与A的像仍能重合,说明A的像大小不变,所以平面镜所成的像大小与物距无关。
(2)图乙中,用叠加的方法改变物体的大小,其它条件不变,像随着物体的增大而增大,所以探究的是像与物体大小的关系。
(3)[1]图丙中,玻璃板沿GH放置,则GH前后分别为物体及对应的像的位置,所以应将白纸沿GH对折,才能得出像与物体的关系。
[2]对折后,像和物对应的顶点都能重合,说明平面镜成像时,像与物到镜面的距离相等。
18.(2024·江苏南京·模拟预测)在探究“平面镜成像特点”的实验中,同学们选取一块薄茶色玻璃板、两根完全相同的蜡烛A和B、刻度尺、白纸、火柴等器材进行实验,如图甲所示。
(1)选取两根完全相同的蜡烛,目的是 ;
(2)小丽将蜡烛A竖直放在水平桌面的白纸上,点燃蜡烛A,她观察发现:茶色玻璃中蜡烛A的像偏低且倾斜。你认为在图乙所示的1、2、3三幅图中,图 是产生以上实验现象的原因;
(3)器材调整正常后,若蜡烛A距玻璃板10cm,则蜡烛B与蜡烛A相距 cm才能与蜡烛A的像完全重合;
(4)如图所示,小明把四个字母模型分别面对玻璃板直立在桌面上,用于研究像与物左右位置的关系,最好选用字母 。
【答案】 便于比较像和物的大小关系 3 20 C
【详解】(1)[1]实验中选取两根完全相同蜡烛的目的是为了比较像与物的大小关系,当蜡烛B与蜡烛A的像完全重合时,说明像与物的大小是相等的。
(2)[2]实验时平面镜必须要竖直放置,如果不竖直,不论怎样移动后面的蜡烛都不可能与前面蜡烛的像完全重合,由图可知,1图平面镜竖直放置,不会出现像偏低的情况,2和3两图中平面镜没有竖直放置,分别作出蜡烛A的关于平面镜的对称点可知,则可知3图平板玻璃中蜡烛A的像偏低且倾斜,如下图:
(3)[3]由平面镜成像特点可知,若蜡烛A距平板玻璃10cm,蜡烛A的像距离平面镜也为10cm,则蜡烛B与蜡烛A相距20cm才能与蜡烛A的像完全重合。
(4)[4]由图可知,四个模型分别为C、A、T、V,从模型上看,只有C左右不同,而A、T、V,左右相同,所以当小明把四个模型分别面对玻璃板直立在桌面上,用模型A、T、V不能达到实验目的,只有C左右不同,所以能够达到实验目的。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
三、考点03 光的折射和透镜
19.(2024·江苏盐城·一模)在利用太阳光测量完凸透镜的焦距后,小华又将凸透镜正对着太阳,把火柴头放在凸透镜焦点处,一段时间后火柴会被点燃.他想探究不同的透镜对火柴的点燃效果有什么不同,和同学们讨论后,他们提出了以下3种猜想:
猜想1,凹透镜也能点燃火柴;
猜想2,点燃火柴的快慢与凸透镜的焦距有关;
猜想3,点燃火柴的快慢与凸透镜的直径有关。
(1)根据所学知识,他们经过讨论,判断猜想1是错误的,依据是 ;
(2)为验证猜想2,他们选用 的凸透镜进行多次实验,实验中记录到火柴被点燃的时间基本相等,这说明猜想2是 的;
(3)在(2)中用“火柴被点燃的时间”表示 ;
(4)在验证猜想2后,因器材不足,他们直接选用直径和焦距都不等的凸透镜进行多次实验来验证猜想3,该实验 (能/不能)验证猜想3是否正确,理由是 。
【答案】(1)凹透镜对光线有发散作用,不能将太阳光汇聚到一点
(2) 直径相同,焦距不同 错误
(3)凸透镜对火柴的点燃效果
(4) 能 (2)中已验证凸透镜的焦距为无关变量,因此焦距对实验结果无影响
【详解】(1)凹透镜对光线起发散作用,不能将太阳光会聚到一点,不能点燃火柴,所以猜想1是错误的。
(2)[1][2]用直径相同而焦距不等的凸透镜进行多次实验,发现火柴被点燃的时间基本相等,这说明点燃火柴的快 慢与凸透镜的焦距大小无关,则猜想2是错误的。
(3)用“火柴被点燃的时间”表示凸透镜对火柴的点燃效果,这用到了转换法。
(4)[1][2]实验中,选用直径和焦距都不等的凸透镜,分别用它们点燃火柴,测出火柴被点燃所需要的时间,多次重复实验;因为点燃快慢与焦距大小无关,达到了只改变透镜直径的大小实现控制变量的目的,所以能够验证猜想3是否正确。
20.(2024·江苏无锡·模拟预测)在探究“凸透镜成像的规律”的实验中,进行如下实验。
(1)如图甲所示,测得本实验所用凸透镜的焦距为 cm。在光具座上组装并调整实验器材,使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 上,如图乙所示,光屏上成倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的实像;
(2)人的眼睛是通过改变晶状体的厚度来看清远近不同物体的,现将图乙中虚线圆圈部分当作人的“眼睛”,当蜡烛远离“眼睛”时,“眼睛”需调节凸透镜的厚度使其 (选填“变薄”或“变厚”),改变其对光线的偏折能力,从而在光屏上成清晰的像。若该“眼睛”无法调节凸透镜达到应有的厚度,则该“眼睛”为 (选填“近视眼”或“远视眼”),应该配戴 (选填“凸透镜”或“凹透镜”)进行矫正;
(3)讲台上有一发光体,同学们利用凸透镜和光屏观察发光体在各自光屏上所成的像,小京所用凸透镜离发光体较近,小强所用凸透镜离发光体较远,发现两人光屏上呈现的像的高度相等,则小京所用凸透镜的焦距 小强所用凸透镜的焦距.(选填“大于”“等于”或“小于”)
【答案】(1) 10.0 主光轴 缩小
(2) 变薄 近视眼 凹透镜
(3)小于
【详解】(1)[1] 平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,会聚在主光轴上一点,这点是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距,图中刻度尺的分度值为1cm,所以测得本实验所用凸透镜的焦距为10.0cm。
[2] 为了使像成在光屏中央,在光具座上组装并调整烛焰、凸透镜和光屏的位置,使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上。
[3] 由图乙可知,此时物距大于像距,即物体在二倍焦距外,像在一、二倍焦距之间,成倒立、缩小的实像。
(2)[1]当蜡烛远离“眼睛”时,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,此时像成在光屏的前方。为了让像重新成在光屏上,即像距要变大,则需要使凸透镜对光的会聚能力变弱,所以应使凸透镜的厚度变薄,才能将光线推迟会聚成像。
[2] [3]若该“眼睛”无法调节凸透镜达到应有的厚度,此时像成在光屏的前方,与近视眼成像情况相同,可以配戴凹透镜矫正;
(3)同学们利用凸透镜和光屏观察发光体在各自光屏上所成的像,小京所用凸透镜离发光体较近,小强所用凸透镜离发光体较远,说明小京的物距小于小强的,而两人光屏上呈现的像的高度相等,说明小京所用的凸透镜对光的会聚作用更强,焦距更短,所以小京所用凸透镜的焦距小于小强所用凸透镜的焦距。
21.(2024·江苏常州·一模)实验小组进行了以下光学实验:
(1)如图甲所示研究光的反射规律:纸板A、B的表面应选用 (光滑/粗糙)的。图中光线OF与平面镜的夹角为 ;
(2)如图乙所示探究平面镜成像的特点:小明观察蜡烛A的像,当他逐渐远离玻璃板观察时,像的大小 ,移走玻璃板后的蜡烛B,将一张白纸竖直放在该位置,眼睛 (透过玻璃板/在玻璃板后)观察到白纸上没有蜡烛A的像,说明平面镜成的是虚像;
(3)如图丙所示探究凸透镜成像规律,在图示位置时,光屏上刚好承接到烛焰清晰的像。该凸透镜焦距为 cm;保持凸透镜位置不变,将图中蜡烛向右移动到30cm刻度线处不动,发现在该光具座上无论怎么移动光屏都无法得到烛焰清晰的像,其原因可能是 ,经讨论,小明在烛焰和透镜之间放置一个适当的 透镜,解决了该问题。
【答案】(1) 粗糙 50°
(2) 不变 在玻璃板后
(3) 15.0 像距太大,成像在光具座之外的地方 凸
【详解】(1)[1]为了使光线能更好地呈现在纸板上,纸板A、B的表面应选用粗糙的,光线在纸板上发生漫反射,更方便观察光线。
[2]由图可知,图中光线EO与法线的夹角为40°,及入射角为40°,反射角等于入射角,所以反射角也为40°,则图中光线OF与法线的夹角为40°,所以图中光线OF与平面镜的夹角为
(2)[1]平面镜成像中,像与物体大小相等,小明观察蜡烛A的像,当他逐渐远离玻璃板观察时,蜡烛的大小没有发生变化,则像的大小不变。
[2]虚像不能在光屏上呈现,为确定平面镜所成像为虚像,需直接观察白纸上有没有蜡烛A的像,所以移走玻璃板后的蜡烛B,将一张白纸竖直放在该位置,眼睛在玻璃板后观察到白纸上没有蜡烛A的像,说明平面镜成的是虚像。
(3)[1]由图可知,此时物距为
像距为
此时物距等于像距,由凸透镜成像规律可知,此时物距与像距都等于二倍焦距,则凸透镜的焦距为
[2]保持凸透镜位置不变,将图中蜡烛向右移动到30cm刻度线处不动,物距减小,由凸透镜成像规律可知,像距增大,此时发现在该光具座上无论怎么移动光屏都无法得到烛焰清晰的像,其原因可能是像距太大,成像在光具座之外的地方。
[3]为了使像呈现在光屏上,应使像距减小,在烛焰和透镜之间放置一个适当的凸透镜,对光线有会聚作用,可使像距变小。
22.(2024·江苏南京·一模)用焦距不同的甲、乙两凸透镜“探究凸透镜成像规律”,装置如图所示:
(1)将甲透镜放置在图示位置时,光屏上恰能成烛焰清晰的像,该像的成像原理与 (选填 “投影仪”或“照相机”)相同;
(2)将蜡烛从图示位置移到20cm刻度线处,为使光屏上仍能成清晰的像,可向 移动光屏,或在蜡烛和透镜间放一合适的 眼镜;
(3)用乙透镜替换图示位置的甲透镜,仅移动透镜,光屏上只能出现一次清晰的像,则乙透镜的焦距为 cm。
【答案】(1)投影仪
(2) 左 近视
(3)12.5
【详解】(1)由图可知,此时物距小于像距,根据凸透镜成实像时,物距小于像距,成倒立、放大的实像,应用于投影仪。
(2)[1][2]将蜡烛从图示位置移到20cm刻度线处,此时物距增大,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,可向左移动光屏;或在蜡烛和透镜间放一合适的近视眼镜,近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线具有发散作用,会将光线推迟会聚成像。
(3)用乙透镜替换图示位置的甲透镜,仅移动透镜,光屏上只能出现一次清晰的像,说明
u+v=4f
4f=80.0cm-30.0cm=50.0cm
故该凸透镜的焦距为f=12.5cm。
23.(2024·江苏徐州·一模)在探究凸透镜成像的规律的实验中:将凸透镜正对太阳光,调节凸透镜下方白纸的位置,直至白纸上出现一最小最亮的光斑,如图甲所示,则该透镜的焦距为 cm;如图乙所示,蜡烛和凸透镜的位置不变,此时应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动才能得到清晰的像;光屏得到清晰像后,若保持蜡烛和光屏的位置不变,仅将凸透镜更换成另一个焦距相同、直径更大的凸透镜,此时光屏上像的大小与原来的像对比应 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 10.0 左 不变
【详解】[1]白纸上出现一最小最亮的光斑为凸透镜的焦点位置,则该透镜的焦距为
[2]蜡烛和凸透镜的位置不变,此时物距等于
此时像距在f~2f之间,即像在45.0~55.0cm之间,则此时应将光屏向左移动才能得到清晰的像。
[3]更换的凸透镜焦距相同但直径更大,直径的增大并不会影响成像的大小,因为成像的大小主要由物距和像距的比例决定,而不是由凸透镜的直径直接决定。因此,保持蜡烛和光屏位置不变的情况下,更换凸透镜后,光屏上的像大小保持不变 。
24.(2024·江苏南通·模拟预测)小明用同一个凸透镜进行探究。
(1)当“F”型光源、凸透镜(左表面为平面)和光屏如图甲放置时,光屏上得光源清晰的像。如果将光源移至P点,光屏向 (选填“左”或“右”)适当移动,光屏上就能得到一个是清晰倒立、 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像;再将光源向右移动一段距离后,无论怎样调节光屏,光屏上都得不到像,此时应从透镜的 (选填“左”或“右”)侧再进行观察;
(2)保持透镜位置不变,将光源移至点后,调节光屏,小明从图甲位置M处观察,现象如图乙所示,为光源的实像,其成像原理与 (选填“投影仪”或“照相机”)相同,透镜中还能看到两个像B、C,你认为由透镜左表面成的像可能是 (选填“B”或“C”)。
【答案】(1) 左 缩小 右
(2) 投影仪 B
【详解】(1)[1][2] 当“F”型光源、凸透镜(左表面为平面)和光屏如图甲放置时,物距等于像距,光屏上得到光源倒立、等大的实像。则有
解得凸透镜焦距。如果将光源移至P点,物距变大,根据凸透镜成像规律可知像距变小,所以光屏向左适当移动,此时物距大于像距,光屏上就能得到一个是清晰倒立、缩小的实像。
[3] 再将光源向右移动一段距离后,无论怎样调节光屏,光屏上都得不到像,此时应从透镜的右侧再进行观察,会观察到正立、放大的虚像,此时是放大镜原理。
(2)[1][2] 将光源移至Q点后,成像为实像,则物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像,像距大于二倍焦距,其成像原理与投影仪相同;由图可知,透镜左表面是平面,平面镜成像时像与物关于镜面对称,所以透镜左表面成的像可能是B。
25.(2024·江苏徐州·模拟预测)为探究凸透镜成像规律,小明和同学利用桌上两个玻璃凸透镜(A、B)实验,A、B两凸透镜的焦距分别为10cm和20cm。
(1)小明将其中一块凸透镜放在光具座上,当凸透镜及光屏的位置如图甲所示时,恰能在光屏上得到一个清晰的像。由图可知他选择的凸透镜为 (选填“A”或“B”);
(2)实验前,要调整凸透镜、光屏和烛焰的高度,使它们的中心在 ;
(3)如图所示,蜡烛在光具座上20cm处向左移动到C处,为在光屏上再次成清晰的像,他应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动;
(4)为了探究近视眼和远视眼的成因,小明和同学课后利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成凹、凸形状可改变的液体透镜。当蜡烛、光屏和液体透镜如图乙放置,光屏上出现清晰的烛焰像,此烛焰像应是 (选填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像。用注射器向橡皮膜注水,改变液体透镜的凸起程度,发现光屏上的烛焰像模糊了,若把蜡烛逐渐靠近凸透镜时,光屏上的像又清晰了,此实验说明了 (选填“近视”或“远视”)眼的成因。
【答案】(1)A
(2)同一高度
(3)左
(4) 缩小 近视
【详解】(1)由图甲可知物距为
u=50.0cm-20.0cm=30.0cm
像距为
v=65.0cm-50.0cm=15.0cm
物距大于像距,由凸透镜成像规律可知,此时的像是倒立缩小的实像;则满足
u=30.0cm>2f
2f>15.0cm>f
解得焦距满足,故选择的凸透镜为A。
(2)实验前,应调节凸透镜、蜡烛和光屏三者的中心大致在同一高度,目的是使像成在光屏中央。
(3)凸透镜位置不变,蜡烛向左移动,物距增大,由凸透镜成像规律可知,像距减小,所以光屏向左移动才能接到清晰的像。
(4)[1] 由图可知,此时物距大于像距,由凸透镜成像规律可知,此时的像是倒立缩小的实像。
[2] 用注射器向液体凸透镜里加水,使凸透镜变凸,由于凸透镜折射能力变强,所以像将靠近透镜,要在光屏上得到清晰的像,应把蜡烛逐渐靠近凸透镜,根据“物近像远像变大”使得像距变大,使得像重新成在光屏上,此实验说明了近视眼的成因。
26.(2024·江苏无锡·一模)请根据“探究凸透镜成像规律”的实验回答以下问题:
(1)调整光屏中心、烛焰中心在凸透镜的 上;
(2)为了确定凸透镜的焦距,小超同学让一束平行光射向凸透镜,移动光屏,直到在光屏上会聚成一点,如图甲所示,则该凸透镜的焦距为 cm;
(3)当蜡烛、凸透镜和光屏按如图乙所示的位置放置时,光屏上得到清晰的像,则:
①生活中 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是应用了这个成像规律。若要使光屏上的像变得再大些,在不改变凸透镜位置的情况下,应将蜡烛向右移动一小段距离,再将光屏向 移动适当距离;
②若保持蜡烛和光屏的位置不动,只需将凸透镜移动到 cm的刻度处,可再次在光屏上成清晰的像,此时成像的特点是倒立、 的实像;
③保持三个元件位置不动,将原凸透镜更换为一个焦距较小的凸透镜后,为了使光屏上再次得到清晰的像,可以在蜡烛和凸透镜之间放置一个 (选填“近视眼镜”或“远视眼镜”)。
【答案】(1)主光轴
(2)10.0
(3) 投影仪 右 35.0 缩小 近视眼镜
【详解】(1)为了使像成在光屏中央,应调整光屏中心、烛焰中心、凸透镜的光心在同一高度,即调整光屏中心、烛焰中心在凸透镜的主光轴上。
(2)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,会聚在主光轴上一点,这点的位置是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距,由图甲可知,刻度尺的分度值为1cm,则凸透镜的焦距为
f=30.0cm-20.0cm=10.0cm
(3)①[1][2]由图乙可知,此时物距为
20.0cm-5.0cm=15.0cm
物距大于1倍焦距小于2倍焦距,成倒立、放大的实像,应用于投影仪;若要使光屏上的像变得再大些,在不改变凸透镜位置的情况下,根据凸透镜成实像时,物近像远像变大可知,应将蜡烛向右移动一小段距离后,再将光屏向右移动适当距离。
②[3][4]若保持蜡烛和光屏的位置不动,只需将凸透镜移动到35.0cm的刻度处,此时物距等于原来的像距,像距等于原来的物距,且物距大于像距,根据在光的折射中,光路是可逆的可知,又可在光屏上成清晰的像,此时成像的特点是倒立、缩小的实像。
③[5]保持三个元件位置不动,将原凸透镜更换为一个焦距较小的凸透镜,凸透镜焦距变小,对光的会聚能力变强,会将光线提前会聚成像;为了使光屏上再次得到清晰的像,可以在蜡烛和凸透镜之间放置一个近视眼镜,近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线具有发散作用,会将光线推迟会聚成像。
27.(2024·江苏泰州·一模)“一双好眼睛,能更好地探索未来”。小明了解到人眼的晶状体相当于凸透镜,眼睛是如何看清远近不同物体的?他对这一问题产生了浓厚兴趣。
(1)小明首先用平行光正对凸透镜A照射,如图甲所示,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则凸透镜A的焦距f= cm;
(2)实验时,小明把蜡烛、凸透镜、光屏放在一条直线上,点燃蜡烛,然后调整烛焰与光屏的中心,使它们位于凸透镜的 上,再适当调整蜡烛、凸透镜A和光屏的位置,使烛焰在光屏中央成清晰的像,如图乙所示,此时成的是倒立 (选填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像;
(3)接着他将凸透镜A换为焦距稍大的凸透镜B,并保持位置不变,只移动蜡烛,使烛焰在光屏上再次成清晰的像,如图丙所示.可见小明研究的问题是:当凸透镜成实像时,______(填编号)的关系;
A.物距与像距 B.像距与焦距
C.物距与焦距 D.物距与像的大小
(4)根据以上小明的研究可知,当人眼由远处转为近处观察物体时,晶状体在 状肌的调节下焦距 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1)10.0
(2) 主光轴 缩小
(3)C
(4)变小
【详解】(1)如图甲所示,平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,该光斑为凸透镜焦点,则凸透镜的焦距
f=20.0cm-10.0cm=10.0cm
(2)[1]实验过程中,调整凸透镜和光屏的高度,使蜡烛和光屏中心位于凸透镜的主光轴上,这样烛焰的像成在光屏的中央。
[2]适当调整凸透镜A和光屏的位置,移动蜡烛,使烛焰在光屏上成清晰的像,如图乙所示,此时物距大于2倍焦距,根据凸透镜成像的特点可知,此时成的是倒立、缩小的实像。
(3)由光屏到凸透镜的距离保持不变,凸透镜的焦距改变时,需调整蜡烛到凸透镜的距离,才能在光屏上再次出现清晰的像。所以,小明研究的问题是:当凸透镜成实像时,保持像距不变,探究物距与凸透镜焦距的关系。
故选C。
(4)在像距不变时,若凸透镜的焦距增大,则物距也应增大,才能在光屏上成清晰的实像;由此可知,当人眼观察近处物体时(物距减小),则晶状体的焦距应变小。
28.(2024·江苏南通·一模)小明利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究“凸透镜成像的规律”。
(1)通过图甲的实验操作,可知该凸透镜的焦距为 cm;
(2)把另一凸透镜固定在光具座50cm刻度线处,将蜡烛移至光具座上10cm刻度线处,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像(如图乙),则该像是倒立、 的实像,此时所成的像与 所成的像性质相同;
(3)若保持蜡烛和光屏的位置不变,只需要将凸透镜移到 cm刻度处,光屏上可再次得到清晰的像;
(4)将蜡烛移至45cm刻度线处,无论怎样移动光屏,始终承接不到烛焰的像,此时应在凸透镜 (选填“左”或“右”)侧透过凸透镜观察像的特点;
(5)若保持图乙中蜡烛、凸透镜的位置不变,把近视眼镜放在凸透镜左侧,如果需要光屏上再次得到清晰的像,应将光屏向 (选填“左”或“右”)移一段距离。
【答案】(1)10.0
(2) 缩小 照相机
(3)30.0
(4)右
(5)右
【详解】(1)平行于凸透镜主光轴的光线,经凸透镜折射后会聚于焦点,图中刻度尺的分度尺为1cm,故该凸透镜焦距10.0cm。
(2)[1][2]如图乙所示,物距和像距分别为
即像距小于物距,根据凸透镜成像规律,所成的像为倒立、缩小的实像,照相机的物距位于2倍焦距以外,成倒立、缩小的实像,故此时所成的像与照相机所成的像性质相同。
(3)根据光路的可逆性,当物距与像距对调,物距变为20.0cm,像距变为40.0cm时,即将凸透镜移到30.0cm刻度处,光屏上可再次得到清晰的像。
(4)将蜡烛移至45cm刻度线处时,此时物距为5cm,小于焦距,即位于焦距以内,成正立、放大的虚像,根据凸透镜成像规律,此时眼镜仍应在凸透镜右侧观察折射光线,才能看凸透镜所成的虚像。
(5)近视眼镜是凹透镜制成的,对光线有发散作用,把近视眼镜放在凸透镜左侧,物距不变时,会使像距变大,如果需要光屏上再次得到清晰的像,应将光屏向右移动。
29.(2024·江苏南京·一模)在“探究凸透镜成像规律”实验中
(1)安装器材时,应使烛焰和光屏中心处在凸透镜的 上;
(2)如下图,光屏上有清晰的像,图中透镜焦距为 ;
A.5cm B.10cm C.15cm D.20cm
(3)如下图的实验操作:
①调整器材位置,光屏上有清晰的像;
②给凸透镜“戴”上眼镜,光屏上的像模糊了;
③将蜡烛远离透镜,光屏上的像清晰了;
④“取”下眼镜,光屏上的像模糊了;
戴上的是 眼镜,②④两个步骤中的所成清晰的像在光屏的 (选填“同”或“异”)侧。
【答案】(1)主光轴
(2)C
(3) 近视 异
【详解】(1)安装器材时,为了使像成在光屏的中心,应使烛焰和光屏中心处在凸透镜的主光轴上,使烛焰和光屏中心与凸透镜的光心在同一高度。
(2)如下图,光屏上有清晰的像,此时物距小于像距,物距
像距
则
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(3)[1]将蜡烛远离透镜,物距变大,像距变小,而此时光屏上仍然可以呈现清晰的像,说明该眼镜对光线具有发散作用。
[2]②给凸透镜“戴”上眼镜,光屏上的像模糊了,眼镜对光线具有发散作用,像距变大,则像在光屏的右边;④将蜡烛远离透镜,光屏上的像清晰了,“取”下眼镜,光屏上的像模糊了,由物远像近像变小得,像在光屏的左边,故②④两个步骤中的所成清晰的像在光屏的异侧。
30.(2024·江苏连云港·一模)在“探究凸透镜成像规律”的实验中。
(1)小华在测量所选凸透镜的焦距f 时,将凸透镜正对太阳光,在透镜下方的白纸上呈现一个并非最小的光斑时,测得光斑到凸透镜的距离为l,将白纸再远离透镜一段距离,发现白纸上的光斑逐渐变大,则l (选填“大于”“小于”或“等于”)f;
(2)如图所示,把光源F、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上,要使像成在光屏的中央,应进行的操作是 ;
(3)下表是小华在实验时记录的几组数据:
实验次数 物距u/cm 像距v/cm 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
根据表中数据,回答下列问题:
①该凸透镜的焦距是 cm;
②保持图中透镜位置不变,当光源F位于图中所示位置时,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,所成像的性质是 。
【答案】(1)大于
(2)调整光源F、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度
(3) 10 右 倒立、缩小的实像
【详解】(1)将白纸再远离透镜一段距离,发现白纸上的光斑逐渐变大,这表明焦点的位置在白纸与凸透镜之间,则l>f。
(2)把光源F、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上,为了使像成在光屏中央,应调整光源F、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度。
(3)[1]由表中数据可知
u=v=20cm
根据
u=v=2f
成倒立、等大的实像,即2f=20cm,故该凸透镜的焦距f=10cm。
[2][3]由表中数据可知,当物距u=30cm时,像距v=15cm,保持图中透镜位置不变,当光源F位于图中所示位置,此时物距
u=50cm-26cm=24cm
物距减小,根据凸透镜成实像时,物近像远像变大可知,光屏应适当向右移动,才能在光屏上得到清晰的像;因此时物距u=24cm>2f,所成像的性质是倒立、缩小的实像。
31.(2024·江苏苏州·一模)在实验操作大赛上,小明与小华分别展示了下面两个实验:
(1)图甲是小明展示的“探究平面镜成像特点”的实验,他在透明玻璃板中既能够看到蜡烛A的像,同时又能看见玻璃板后的蜡烛B,这是因为在玻璃与空气分界面处分别发生了光的 、 (直线传播/反射/折射):若将平面镜左面部分切去,则A的像将 (变大/变小/不变),能观察到A的像的范围 (变大/变小/不变);
(2)图乙是小华展示的“探究凸透镜成像规律”的实验,凸透镜的焦距为10cm,蜡烛整体长度10cm,当各元件位于图中的位置时,光屏上承接到清晰的像,这个像是倒立、 的实像,像的整体长度为 cm;将蜡烛移至5cm刻度线处,其他元件的位置不变,若使清晰的像呈现在光屏上需在蜡烛与透镜间放置一个 (近视/远视)眼镜,若将光屏取走,则将会 (成虚像/成实像/不成像)。
【答案】(1) 反射 折射 不变 变小
(2) 缩小 5 近视 成实像
【详解】(1)[1]根据平面镜成像原理可知,看到蜡烛A的像,是因为发生光的反射形成的虚像。
[2]透过玻璃板,能看到玻璃板后的蜡烛B,光经过不同的介质,发生光的折射。
[3][4]平面镜所成的像是等大的像,所以将平面镜左面部分切去后,像的大小不变,但由于平面镜被截去了一半,反射光线的反射面变小了,所以A成像的范围变小了,能观察到A的像的范围变小了。
(2)[1][2]由图乙可知,凸透镜的焦距是10cm,此时的物距为30cm,此时物距大于2倍焦距,根据凸透镜成像规律可知,成倒立、缩小的实像,此时物距为15cm,根据数学相似的知识可知像的整体长度为5cm。
[3][4]将蜡烛移至5cm刻度线处,此时物距变大,根据凸透镜成像规律可知,所成的像靠近凸透镜,而保持光屏位置不变,说明所加的镜片对光线具有发散的作用,所以放置的是近视眼镜;此时物距为45cm,大于2倍焦距,根据凸透镜成像规律可知,是否成像与光屏无关;若将光屏取走,仍成倒立、缩小的实像。
32.(2024·江苏常州·一模)学习了凸透镜成像知识后,小明用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)如图甲,将凸透镜正对着太阳光,在透镜下方平行地做上白纸,测出透镜与白纸间距s与对应的白纸被烤焦的时间t,绘出图像的如图乙,则可判断该透镜的焦距f为 cm;
(2)调整器材高度时,应 (选填“点燃”“不点燃”)蜡烛;
(3)小金在实验过程中不断移动烛焰位置,观察到如丁图①至⑥的六种烛焰清晰的像,请按蜡烛到凸透镜距离由远到近所得到的6个像进行排序,正确顺序为②①③ ;
(4)小明又自制了一个水透镜来探究凸透镜成像的规律,如图戊所示,小明向水透镜注水,并调整蜡烛和光屏的位置后,在光屏上看到了倒立 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像, (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是这种成像特点的应用;
(5)继续注水后,小明发现光屏上的像变得模糊了。这是因为注水后水透镜变得更凸,会聚能力更强了,此时水透镜焦距变 (选填“大”或“小”)。为了使光屏上的像重新变得清晰,可将光屏靠近透镜,或者如图己所示,小明将自己的眼镜放在蜡烛和水透镜之间,像也变得清晰了一些,由此判断该眼镜是 (选填“近视镜”或“远视镜”)。
【答案】(1)12
(2)点燃
(3)⑤⑥④
(4) 缩小 照相机
(5) 小 近视镜
【详解】(1)透镜与白纸间距s=12cm时,白纸被烤焦的时间t=4min,所用时间最短,说明太阳光经过凸透镜会聚后该点的温度最高,这个点就是凸透镜的焦点,则该透镜的焦距f=12cm。
(2)实验中需要让烛焰、凸透镜和光屏三者中心放在同一高度,使其成像在光屏中心,所以只有蜡烛点燃,才可确定烛焰的中心,故点燃蜡烛应该在调整高度之前。
(3)凸透镜成实像时,像是倒立的,物距减小,像距增大,像变大;当物距小于焦距时,凸透镜成正立放大的虚像,此时物距减小,像距也减小,像变小;所以蜡烛到凸透镜距离由远到近时,其成像情况的正确顺序是②①③⑤⑥④。
(4)[1][2]由图戊可知,此时物距大于像距,根据凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立缩小的实像,应用是照相机。
(5)[1][2]注水后水透镜变得更凸,对光会聚能力更强,此时水透镜焦距变小;会将光线提前会聚成像,使像成在光屏前方,小明将自己的眼镜放在蜡烛和水透镜之间,像也变得清晰了一些,由此判断该眼镜是近视镜,近视镜是凹透镜,凹透镜对光线具有发散作用,会将光线推迟会聚成像。
33.(2024·江苏淮安·模拟预测)小明用同一个凸透镜进行探究。
(1)当“F”型光源、凸透镜(左表面为平面)和光屏如图甲放置时,光屏上得光源清晰的像。如果将光源移至P点,光屏向 (选填“左”或“右”)适当移动,光屏上就能得到一个是清晰倒立、 (选填“放大”、“等大”、“缩小”)的实像。再将光源向右移动一段距离后,无论怎样调节光屏,光屏上都得不到像,此时应从透镜的 (选填“左”或“右”)侧再进行观察;
(2)保持透镜位置不变,将光源移至Q点后,调节光屏,小明从图甲位置M处观察,现象如图乙所示,A为光源的实像,其成像原理与 (选填“投影仪”或“照相机”)相同。透镜中还能看到两个像B、C,你认为由透镜左表面成的像可能是 (选填“B”或“C”);
(3)近视眼的角膜、晶状体比正常眼的更加凸起,来自远处物体的光经过角膜、晶状体折射后成像在视网膜 (选填“前”或“后”)方。当下流行的角膜塑形镜,其基本原理就是用塑形镜片压迫角膜,使角膜变得平缓一些, (选填“增强”或“减弱”)了角膜、晶状体的会聚能力。
【答案】(1) 左 缩小 右
(2) 投影仪 B
(3) 前 减弱
【详解】(1)[1][2][3]如图甲放置时,此时的物距
u=50.0cm-30.0cm=20.0cm
并且此时光屏上得光源清晰的像,则像距为
v=70.0cm-50.0cm=20.0cm
即u=v,根据物距等于像距等于二倍焦距成倒立等大实像,即
u=v=2f=20.0cm
则f=10.0cm,如果将光源移至P点,此时
u'=50.0cm-21.0cm=29.0cm
即此时物距大于二倍焦距成倒立缩小实像,像距大于一倍焦距小于二倍焦距,光屏应向左移动;将光源向右移动一段距离后,无论怎样调节光屏,光屏上都得不到像,是因为物距小于焦距成正立放大虚像,此时应从透镜的右侧再进行观察。
(2)[1]保持透镜位置不变,将光源移至Q点后,成像为实像,此时
u1=50.0cm-38.0cm=12.0cm
则物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像,像距大于二倍焦距,其成像原理与投影仪相同。
[2]由图可知,透镜左表面是平面,平面镜成像时像与物关于镜面对称,所以透镜左表面成的像可能是B。
(3)[1]近视眼的角膜、晶状体比正常眼的更加凸起,来自远处物体的光经过角膜,晶状体折射后成像在视网膜前方,用凹透镜来矫正。
[2]近视眼是由于会聚能力较强,角膜塑形镜的作用是用塑形镜片压迫角膜,使角膜变得平缓一些,减弱角膜,晶状体的会聚能力,使像退出会聚。
34.(2024·江苏南京·一模)如图所示,某同学自制的水凸透镜可以通过推拉注射器活塞的方法改变焦距,向右拉活塞可以增大焦距,向左推活塞可以减小焦距。
(1)该同学完成如图凸透镜成像的实验,并在光屏上得到了一个清晰的、倒立的、 的实像。
(2)保持光屏、水凸透镜位置不变,将蜡烛向右移动5cm,为了再次得到一个清晰的像,应 活塞。
(3)一个物体通过凸透镜在另一侧光屏上成像,若将透镜下半部分用纸遮住,物体的像将( )
A.在屏上只被接到物体上半部分的像
B.能得到物体不清晰但完整的像
C.能得到物体完整的像,但亮度却减弱了
D.能得到物体大部分的实像
【答案】(1)缩小
(2)向左推
(3)C
【详解】(1)[1]由图可知,物距大于像距,则凸透镜成倒立、缩小的实像。
(2)[2]将蜡烛向右移动5cm,则物距减小,像距应变大,则清晰的像在光屏右侧,由于保持光屏、水凸透镜位置不变,应让凸透镜的会聚程度增大、折光能力增强(即焦距减小),所以应减小凸透镜的焦距,由题意可知,向左推活塞可以减小焦距。
(3)[3]凸透镜成实像时,所有透过透镜的光会聚到光屏上成像,当将透镜的下半部分挡住后,整个物体发出的光虽有一部分被挡住,但总会有一部分光通过上半部分凸透镜而会聚成像,因此,像与原来相同;由于透镜的一半被遮住,因此折射出的光线与原来相比减少了一半,故亮度会减弱,故选C。
35.(2024·江苏常州·一模)小明做“探究凸透镜成像规律”实验。
(1)调整实验器材高度时,蜡烛 (选填“需要”或“不需要”)点燃;
(2)他用同一凸透镜做了两次实验,如图甲、乙所示,光屏上均有清晰的像(未画出),其中成缩小像的是 , (填光学仪器)就是利用这一成像规律工作的;
(3)凸透镜的焦距可能是 (填字母);
A.5cm B.8cm C.10cm D.15cm
(4)在图乙中将一镜片放在烛焰和透镜之间后,光屏上的像变模糊,将光屏向右移动,光屏上再次出现清晰的像,则所加镜片是 透镜,可以矫正图 (填“丙”或“丁”)的视力缺陷。
【答案】(1)需要
(2) 甲 照相机
(3)C
(4) 凹 丙
【详解】(1)进行凸透镜成像实验时,烛焰、光屏、透镜的中心要在同一高度,所以需要点燃蜡烛后再调节实验器材高度。
(2)[1][2]由图甲可知物距大于像距,根据凸透镜成像规律成倒立、缩小的实像,照相机就是利用这一原理制成的。
(3)由图甲可知物距大于像距,凸透镜成倒立、缩小的实像,根据凸透镜成像规律可得此时物距与像距和焦距的关系为
u>2f,2f>v>f
物距为
u=50.0cm﹣20.0cm=30.0cm
即30.0cm>2f,像距为
v=65.0cm﹣50.0cm=15.0cm
即
2f>15.0cm>f
解得
15.0cm>f>7.5cm ①
由图乙可知物距小于像距,凸透镜成倒立、放大的实像,根据凸透镜成像规律可得此时物距与像距和焦距的关系为
2f>u>f,v>2f
物距为
u=50.0cm﹣32.0cm=18.0cm
即
2f>18.0cm>f
像距为
v=73.0cm﹣50.0cm=23.0cm
即 23.0cm>2f,解得
11.5cm>f>9.0cm ②
由①②得
11.5cm>f>9.0cm
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(4)[1][2]在图乙中将一镜片放在烛焰和透镜之间后,光屏上的像变模糊,将光屏向右移动,光屏上再次出现清晰的像,说明加上透镜后所成的像变远,即该透镜对光有发散作用,则所加的透镜为凹透镜;图丙成像在视网膜前,是近视眼,需要凹透镜矫正,所以可以矫正图丙的近视眼。
四、考点04物体的运动
36.(2024·江苏镇江·一模)小明做研究蜡块运动的实验,实验装置如图1所示:
表一
从0点开始的路程s/cm 0 20 40 60 80
从0点开始计时的时间t/s 0 5.1 10.1 15.3 20.4
a.在长玻璃管中注满水,在水中放置一圆柱形蜡块,橡皮塞塞住管口。
b.将玻璃管翻转后竖直放置,记录蜡块的运动情况,记录的数据如表1所示:
表二
区间s'/cm 0~20 20-40 40~60 60~80
通过各区间的时间r/s 5.1 a 5.2 5.1
通过各区间的速度v/ (cm/s) 3.9 b 3.8 3.9
(1)将表2中数据填写完整,a处为 s,b处为 cm/s;
(2)根据蜡块通过各区间的速度,可将蜡块的运动近似看作 运动;
(3)蜡块从最低点运动到0点的平均速度 (选填“大于”“等于”或“小于”)经过0点的速度。
(4)小华也进行了实验,根据自己正确测定的数据在图2中作出蜡块运动的s-t 图像,请指出小华作图中两处不合理之处。
① ;② 。
【答案】(1) 5.0 4.0
(2)匀速直线
(3)小于
(4) 用折线连接各个数据点 横坐标取值不合理
【详解】(1)[1][2]由表1可知,路程由20cm到40cm,所用时间为
t=10.1s-5.1s=5s
则平均速度为
(2)由蜡块通过各区间的速度可知,速度几乎不变,因此可将蜡块的运动近似看作匀速直线运动。
(3)由于0点的速度为0,因此蜡块从最低点运动到0点有一段做加速运动,因此平均速度小于经过0点的速度。
(4)[1][2]由图2可知,在做路程-时间图像时,时间的取值分布不合理,然后应用用折线连接各个数据点,从而作出图像。
37.(2024·江苏泰州·一模)用秒表、刻度尺、玻璃管、橡皮塞、橡皮筋、清水、红墨水等器材探究气泡的运动规律,请完成实践评价。
(1)步骤:
①在玻璃管内注清水近满,上端留一小段空气柱,并滴几滴红墨水,用橡皮塞塞住管口,将玻璃管翻转数次,熟悉气泡的运动情况,再使玻璃管保持竖直状态;
②利用刻度尺和橡皮筋在玻璃管上标记起点O和距离O点20cm、40cm、60cm、80cm的位置,准备进行实验测量;
③迅速翻转玻璃管处于竖直状态,当气泡运动到0点时用秒表开始计时,分别测量气泡从0点动到20cm、40cm、60cm和80cm处所用的时间;
④将测得的数据填入下列表格中,并总结气泡的运动规律;
从0点开始的路程s/cm 0 20 40 60 80
从0点开始计时的时间t/s 0 5.0 10.0 15.0 19.9
(2)实践评价:
①在清水中滴几滴红墨水,目的是 ;
②标记的起点O离管底稍远些,这样做的两点好处: 、 ;
③请在坐标系中描点并作出气泡运动的s-t图像 ,由图像可以看出,气泡近似做 直线运动;
④实验时发现气泡运动较快,请写出一个改进措施: 。
【答案】 便于观察实验现象 气泡的运动趋于稳定 便于计时的方便 匀速 用菜籽油代替水
【详解】(2)①[1]在清水中滴几滴红墨水,目的是便于观察实验现象。
②[2][3]起点(O点)最好离管底稍远一些,这样气泡运动一段路程后才开始计时,气泡的运动趋于稳定、便于计时的方便。
③[4]根据表格数据,描点画图,如下:
[5]图像s-t成正比例函数图像,所以气泡近似为匀速直线运动。
④[6]气泡运动较快,可以用菜籽油代替水,菜籽油的黏性比水大,可以让气泡在管内运动得较慢,这样便于测量。
38.(2024·江苏南通·一模)小明和同学协作用米尺和秒表测量纸锥下落速度,将等大的圆纸片裁去大小不等的扇形,做成多个锥角不等的纸锥,如图所示。
(1)下列是测量纸锥下落速度的几种方案,最合理的是 ;
A.先选定一段时间,测量纸锥在这段时间下落的距离;
B.先选定一段距离,再测量纸锥通过这段距离所用的时间;
C.预先不选定时间或距离,直接测定纸锥通过某段距离所用的时间.
(2)在实际操作中,小明发现纸锥下落的 (选填“路程”或“时间”)比较难测量,为了解决此问题,最好选用图中 (选填“甲”、“乙”或“丙”)纸片围成的纸锥进行实验.除此之外,还可以采取的措施是 ;
(3)小丽用频闪相机每隔0.1s时间曝光一次,拍摄记录纸锥的运动过程,如图丁是小丽用刻度尺测量照片中纸锥从A运动到B距离的情景,测量结果是 cm。若测得所使用的纸锥实际直径与照片纸锥直径比为5:1,那么纸锥从A到B位置的实际平均速度为 m/s。
【答案】 B 时间 甲 增大纸锥下落的距离 10.00 1.25
【详解】(1)[1]因为纸片下落在空中的距离不好测量,固定距离后通过测量时间就可以求速度。
故选B。
(2)[2][3][4]实验过程中,纸锥下落的时间不好测量,大纸锥下落时受到的空气阻力大,下落较慢,便于记录时间,为了减小时间测量的误差,故最好选择大纸锥进行测量,图甲纸片围成的纸锥较大,选用图甲进行实验;为了减小时间测量的误差,还可以增大纸锥下落的距离,增大测量的时间。
(3)[5][6]由图丙可知,该刻度值的分度值是0.1cm,即1mm,A点位于零刻度线处,B点位于10.00cm处,则纸锥通过的距离是10.00cm,频闪相机功曝光4次,即时间是0.4s,所以纸锥下落的速度为
若测得所使用的纸锥实际直径与照片纸锥直径比为5:1,那么纸锥从A到B位置的实际平均速度为测量速度的5倍,则真实速度为
39.(2023·江苏无锡·一模)如图所示为“研究充水玻璃管中气泡运动规律”的实验。气泡上升过程中,若以气泡为参照物,玻璃管口的塞子是 选填“运动”或“静止”)的;从某一位置开始用秒表计时,每隔2s在玻璃管上记录小气泡的位置。通过图像分析可知小气泡2.3s至8.9s内通过的路程是 cm;为了减小实验误差,应使气泡在管内运动得较 (选填“快”或“慢”)一些。
【答案】 运动 33 慢
【详解】[1]若以气泡为参照物,塞子相对于气泡的位置在不断的变化,所以塞子是运动的。
[2]由题图可知,气泡在前6s通过的路程为
气泡移动的速度为
小气泡在2.3s至8.9s内所用的时间为
小气泡在2.3s至8.9s内通过的路程为
[3]要测量运动物体通过的路程和对应的时间,由于物体是动态的,由日常生活中的经验可知,物体运动的越慢,越易于测量,故应使气泡在管内运动得较慢。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页江苏省中考复习(物态变化、光现象、光的折射和透镜、物体的运动)
实验题39题
考点01 物态变化(10题)
考点02 光的现象(8题)
考点03 光的折射与透镜(17题)
考点04 物体的运动(4题)
一、考点01 物态变化
1.(2024·江苏盐城·一模)小明利用如图甲所示的实验装置观察水的沸腾现象。
(1)水沸腾时温度计示数如图乙所示,则此时水沸点 ℃,当地大气压略 (高于/低于)1个标准大气压。水沸腾后,持续加热4min的过程中,烧杯中水的内能 (增大/不变/减小);
(2)撤去酒精灯,观察到水仍能沸腾一会儿,水仍能沸腾一会儿的原因是 ;
(3)图丙(B)中杯底产生的气泡加速上升是因为 ,气泡上升过程中气泡逐渐变小的原因是 ;
(4)实验中要缩短将水加热至沸腾的时间,请写出一种可行的办法 。
2.(2024·江苏南京·一模)“观察水沸腾”的实验装置如图甲所示:
(1)实验中某时刻温度计的示数如图乙所示,为 ℃;
(2)如图丙所示,烧杯中的水 (选填“还未”或“正在”)沸腾;
(3)A、B两组用相同装置进行实验,图丁是他们根据各自的实验数据绘制成的水温随时间变化的图像,A组的水先沸腾的原因可能是 ;
(4)从吸放热和温度变化的角度分析,冰的熔化过程和水的沸腾过程具有的共同特点是 。
3.(2024·江苏无锡·一模)小明和小红同学分别做“观察水的沸腾”实验。
(1)实验前应先安装 (选填“石棉网”或“温度计”),硬纸板的作用是 ;
(2)图乙是两名同学根据实验数据绘制的水温随时间变化图象。计时第7min,有一位同学发现气泡在上升过程中的现象如图丙所示,这位同学是 (选填“小明”或“小红”)。
4.(2024·江苏南京·一模)在“观察水的沸腾”实验中
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8
温度/℃ 90 92 94 96 98 99 99 99 99
(1)安装器材时,应先固定甲图中铁圈 ,除图中器材,还需要的测量工具是 ;
(2)要得到水的沸腾条件,需要进行的操作是 ;
(3)将甲图中的数据记录表中,当第7min时,某气泡如图乙所示,请画出该气泡运动到C处时的大致样貌 ;
(4)用图丙装置进行实验,液体初温均高于室温,加热一段时间后,烧杯和试管里的液体均沸腾了,以下四幅图中的实线是试管内液体的温度T 随时间t变化的图线,虚线可能是烧杯内液体温度T随时间t变化的图线的是_________。
A. B.
C. D.
5.(2024·江苏南京·一模)在“观察水的沸腾”的实验中,小兰和小伟分别用如图甲的装置进行实验。
(1)组装实验装置时,应先调整图甲中 的高度(选填“A”或“B”)。
(2)图乙温度计的示数为 ℃。
(3)水在沸腾过程中的特点是 。
(4)小兰和小伟根据各自的实验数据绘制出水温随时间变化的图像分别如图丙中A、B所示。由图像可知,他们所用水的质量大小关系是: 。
(5)小兰发现利用图丁装置可让已经停止沸腾的热水再次沸腾,其操作是将活塞 (选填“向上推”或“向下拉”)。
6.(2024·江苏泰州·一模)在“观察水的沸腾”实验中。
在1个标准大气压下
测温物质 凝固点 沸点
水银 -39 357
酒精 -117 78
(1)水银和酒精是液体温度计常用的测温物质,由表格中的数据可知,本实验应选用 制作的温度计;
(2)实验过程中,某时刻温度计的示数如图甲所示,此时水的温度为 ℃;
(3)图乙是a、b两个实验小组根据实验数据描绘出的水的沸腾图像,两图线不同的原因可能是______(选填序号)。
A.酒精灯的火焰相同,a组水的质量大
B.水的质量相同,组酒精灯的火焰小
7.(2024·江苏无锡·一模)如图所示是小华在研究水沸腾时的实验装置图:
(1)除图中器材外,还需要的一个测量工具是 ;
(2)实验过程中,为了探究水沸腾时是否需要吸热,你的操作是 ;
(3)小华联想到使用燃气灶烧水,当水沸腾时,水面上方会出现大量“白气”,他选择 (开大火/关火)。
8.(2024·江苏常州·一模)A、B两组同学用如图甲所示的装置进行“观察水的沸腾”的实验。
(1)实验中观察到水中气泡的情况如图乙a、b所示。图 (a/b)是水沸腾时的情况;
(2)A、B两组同学用同样的实验装置,在相同的实验环境下进行实验,根据实验数据描绘出的温度随时间变化的图像如图丙所示,由图像可知水的沸点为 ℃,实验中A小组所用的水比B小组所用的水 (多/少);
(3)在水沸腾后,移走酒精灯,继续观察能否继续沸腾,目的是探究水 ;
(4)某组同学给烧杯中的冷水均匀加热,收集数据作出了如图丁所示的温度随时间变化的图像,发现温度计示数上升速度先慢后快再慢,产生这种现象的原因最可能的是:开始时,石棉网和烧杯温度低,需要多吸收一些热量;后来, 。
9.(2024·江苏淮安·模拟预测)小组利用图1装置探究水沸腾时温度变化特点,下表是记录的实验数据。
时间/min| 0 1 2 3 4 5 6 7
温度/℃ 88| 90 92| 94| 96| 98| 98| 98|
(1)按正确顺序组装器材,悬挂温度计时,若温度计的玻璃泡接触杯底,你接下来调节的操作是 。
(2)实验中,发现在第3min时,水中的气泡在上升过程中逐渐 (选填“变大”“变小”)。
(3)请将图2中的坐标系补充完整,并根据上表数据绘出水温与时间的关系图像 。为了让水的沸点能达到100℃,小明想到了三种不同的方法,其中可行的是 (填序号)。
①调节酒精灯的火焰更大②把烧杯中的水倒出一些③用一硬塑料盖紧压在烧杯口
(4)通过学习,小燕终于明白妈妈用炉火炖汤时,在汤沸腾后继续吸热 (选填“保持大火”或“调为小火”)的道理。
(5)小红联想到探究某物质熔化实验的装置图如图3,若图1、3两实验使用的酒精灯完全相同,则两实验中“被研究的物体”相同时间内吸收的热量 (选填“相等”“不相等”)。
10.(2024·江苏南京·模拟预测)在探究水的沸腾特点时,所用实验装置如图甲所示。
(1)除温度计外,本实验还需要的测量工具是 ;
(2)图乙中,表示水正在沸腾时的现象是其中的 图;若继续加热,温度计的示数将 (选填“变大” “变小”或“不变”) ;
(3)另外两组同学测得水的沸点分别为96℃和100℃,他们猜想这是由于各组所用温度计刻度有偏差造成的。为验证此猜想,最便捷的方法是,用三个小组的温度计 (选填“依次”或“同时”)测出同一杯热水的温度。
二、考点02 光现象
11.(2024·江苏苏州·一模)在“探究光反射的规律”时,小李进行了如图所示的实验。
(1)先将平面镜平放在水平桌面上,再把白色硬纸板 放在平面镜上;
(2)小李让一束光EO贴着纸板射到平面镜上,在纸板上会看到反射光线OF,然后将纸板绕ON向后折,如图乙所示,在NOF面上看不到反射光线,此时,反射光 (存在/不存在);
(3)为了进一步确定此时反射光线的位置,小李将纸板沿PQ剪开,将纸板的上半部分向后折,如图丙所示,发现在纸板右侧的 (上部/下部)会看到反射光线;
(4)若将纸板整体向后倾斜(如图丁):此时,反射光线(选填字母序号);
A.仍在纸板上呈现 B.被纸板挡住 C.在纸板前方
12.(2024·江苏苏州·一模)小明利用如图甲所示的实验装置探究光的反射规律.
(1)实验时把平面镜放在水平桌面上,为了使入射光和反射光的径迹同时显示在纸板上,应把纸板与平面镜 放置,图中的入射角是 度;
(2)如图乙将右侧纸板沿PQ剪开,将纸板的上半部分向后折,发现在纸板右侧的 部看不到反射光线;
(3)经多次实验,在纸板上画出入射光线和对应的反射光线后,利用刻度尺在白纸板上作了一条平行于平面镜的直线AF, A、B、C、D、E、F、N是直线与各入射光线、反射光线、法线的交点(图丙), 测量发现: AB=EF, BC=DE, CN=ND, 这样的发现 (能/不能)得到“反射角等于入射角”的结论;
(4)在探究得到光的反射规律后,小明想到自行车的尾灯(图丁)本身并不发光,但是夜晚当汽车的灯光无论从哪个方向照在它上面时,它都能将光反射回去,以引起汽车驾驶员的注意.经了解它是由许多角反射器组成的反光装置,则该角反射器是由 ( )
A.一个平面镜组成
B.二个相互垂直的平面镜组成
C.三个相互垂直的平面镜组成
13.(2024·江苏盐城·一模)在探究“平面镜成像特点”的实验中,选取完全相同的蜡烛A和B,如图所示,烛焰高2cm。
(1)在寻找蜡烛像的位置时,应该在蜡烛 (选填“A”或“B”)这一侧观察;
(2)小明用跳棋棋子代替点燃的蜡烛进行实验,但看不清跳棋棋子的像,请你想个办法能看清跳棋棋子的像 ;
(3)根据平面镜成像的特点可判断,身高1.7m的人,站在镜前5m处,像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)实验过程中不小心将玻璃板的右侧部分打碎了,左侧玻璃板的位置没有变化,则蜡烛A (选填“能”或“不能”)通过左侧玻璃板成完整的像;
(5)若平面镜竖直放置,镜前有一个发光物体S,现将平面镜绕M点从MN转到MN′位置,点S离它像点S'的距离 (选填“越来越小”“越来越大”先变小后变大”“先变大后变小”或“保持不变”);
(6)在该实验中,所用玻璃板是特制的,其中一面镀了膜,实验时应选玻璃板的 (镀膜面/不镀膜面)一面边缘与白纸上的横线重合,此时只能看到一个像且像更加清晰是因为镀膜后增强了光的 (反射/折射)。
14.(2024·江苏泰州·一模)周日,小明将玻璃窗向外推的过程中,观察到室内物体在玻璃中所成像的位置生变化,如图甲所示。于是他利用两支大小完全相同的蜡烛A和B、茶色透明薄玻璃板、度尺等器材,进行了以下探究。
(1)图乙中,将玻璃板 放置在水平桌面的白纸上,点燃的蜡烛A放在玻璃板前侧, (填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B(图中未画出)放在玻璃板后侧。
(2)人眼在玻璃板前侧观察,移动蜡烛B直至与A的像 ,并记下蜡烛A和B的位置尺分别测量像和物到镜面的距离,记录数据如下表,得到的结论是 。
实验序号 1 2 3 4
物到玻璃板的距离/cm 8.00 10.00 12.00 14.00
像到玻璃板的距离/cm 8.00 9.99 12.00 14.01
(3)保持乙图中点燃的蜡烛在A点位置以及BC边不动,将玻璃板绕BC缓慢顺时针转丙所示。玻璃板转到位置时,像在 (选填“”、“”或“”)点位置。BD转动90°到的整个过程中,像的运动路径是 (选填“线段”、“圆弧”,人眼如在M点位置 (选填“能”或“不能”)一直观察到像。
15.(2024·江苏无锡·一模)物理老师自制了“探究真空是否可以传声”的简易装置如图所示,实验时将持续发声的手机固定在拔罐器内,逐步抽出罐内空气,听到声音越来越小,最后几乎听不见,由此推理 ;手机上的信号指示灯闪烁,说明 可以在真空中传播。
16.(2024·江苏淮安·一模)小明在做探究平面镜成像特点的实验,将一块玻璃竖直架在水平台上,取两支完全相同的蜡烛A和B进行实验,如图所示:
(1)为便于观察,该实验最好在较 环境中进行;
(2)小明点燃玻璃板前的蜡烛A,他应该在玻璃板 (填“前”或“后”)观察,再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B放在玻璃板后面移动,直到看见蜡烛B跟蜡烛A的像完全重合,此时蜡烛B的位置即为蜡烛A的像所在的位置,这种确定像与物大小关系的实验方法是 法,由此可以得出的结论是: ;
(3)小明通过上述实验得出像与物大小关系的结论,可小华认为:像的大小还可能和玻璃板面积的大小有关。在不更换和损坏玻璃板的前提下,你如何开展探究?简述做法及判断方法。(可用手边的物品)做法: ;判断方法: 。
17.(2024·江苏淮安·模拟预测)如图甲是用两根完全相同的蜡烛和一块玻璃板,探究“平面镜成像的特点”实验。
(1)如甲图,实验中用透明玻璃板代替平面镜的目的,是玻璃板透明,便于确定像的 ,为避免看到像有“重影”应选较 (选填“薄”或“厚”)的玻璃板;实验中当蜡烛A远离玻璃板,蜡烛B仍能与蜡烛A的像重合,说明平面镜所成像的大小与物距 (选填“有关”或“无关”);
(2)小红将一组木块置于玻璃板前作为物体,用叠加的方法改变物体的大小,如图乙所示的三次实验操作,目的是为了探究像与物体的 关系;
(3)图丙所示是她用笔在白纸上标记的三次实验的像和物的位置,将白纸沿 (选填“EF”或“GH”)对折,像和物对应的顶点都能重合,由此可以得出的结论是:平面镜成像时,①像与物的连线与镜面垂直,② 。
18.(2024·江苏南京·模拟预测)在探究“平面镜成像特点”的实验中,同学们选取一块薄茶色玻璃板、两根完全相同的蜡烛A和B、刻度尺、白纸、火柴等器材进行实验,如图甲所示。
(1)选取两根完全相同的蜡烛,目的是 ;
(2)小丽将蜡烛A竖直放在水平桌面的白纸上,点燃蜡烛A,她观察发现:茶色玻璃中蜡烛A的像偏低且倾斜。你认为在图乙所示的1、2、3三幅图中,图 是产生以上实验现象的原因;
(3)器材调整正常后,若蜡烛A距玻璃板10cm,则蜡烛B与蜡烛A相距 cm才能与蜡烛A的像完全重合;
(4)如图所示,小明把四个字母模型分别面对玻璃板直立在桌面上,用于研究像与物左右位置的关系,最好选用字母 。
三、考点03 光的折射和透镜
19.(2024·江苏盐城·一模)在利用太阳光测量完凸透镜的焦距后,小华又将凸透镜正对着太阳,把火柴头放在凸透镜焦点处,一段时间后火柴会被点燃.他想探究不同的透镜对火柴的点燃效果有什么不同,和同学们讨论后,他们提出了以下3种猜想:
猜想1,凹透镜也能点燃火柴;
猜想2,点燃火柴的快慢与凸透镜的焦距有关;
猜想3,点燃火柴的快慢与凸透镜的直径有关。
(1)根据所学知识,他们经过讨论,判断猜想1是错误的,依据是 ;
(2)为验证猜想2,他们选用 的凸透镜进行多次实验,实验中记录到火柴被点燃的时间基本相等,这说明猜想2是 的;
(3)在(2)中用“火柴被点燃的时间”表示 ;
(4)在验证猜想2后,因器材不足,他们直接选用直径和焦距都不等的凸透镜进行多次实验来验证猜想3,该实验 (能/不能)验证猜想3是否正确,理由是 。
20.(2024·江苏无锡·模拟预测)在探究“凸透镜成像的规律”的实验中,进行如下实验。
(1)如图甲所示,测得本实验所用凸透镜的焦距为 cm。在光具座上组装并调整实验器材,使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 上,如图乙所示,光屏上成倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的实像;
(2)人的眼睛是通过改变晶状体的厚度来看清远近不同物体的,现将图乙中虚线圆圈部分当作人的“眼睛”,当蜡烛远离“眼睛”时,“眼睛”需调节凸透镜的厚度使其 (选填“变薄”或“变厚”),改变其对光线的偏折能力,从而在光屏上成清晰的像。若该“眼睛”无法调节凸透镜达到应有的厚度,则该“眼睛”为 (选填“近视眼”或“远视眼”),应该配戴 (选填“凸透镜”或“凹透镜”)进行矫正;
(3)讲台上有一发光体,同学们利用凸透镜和光屏观察发光体在各自光屏上所成的像,小京所用凸透镜离发光体较近,小强所用凸透镜离发光体较远,发现两人光屏上呈现的像的高度相等,则小京所用凸透镜的焦距 小强所用凸透镜的焦距.(选填“大于”“等于”或“小于”)
21.(2024·江苏常州·一模)实验小组进行了以下光学实验:
(1)如图甲所示研究光的反射规律:纸板A、B的表面应选用 (光滑/粗糙)的。图中光线OF与平面镜的夹角为 ;
(2)如图乙所示探究平面镜成像的特点:小明观察蜡烛A的像,当他逐渐远离玻璃板观察时,像的大小 ,移走玻璃板后的蜡烛B,将一张白纸竖直放在该位置,眼睛 (透过玻璃板/在玻璃板后)观察到白纸上没有蜡烛A的像,说明平面镜成的是虚像;
(3)如图丙所示探究凸透镜成像规律,在图示位置时,光屏上刚好承接到烛焰清晰的像。该凸透镜焦距为 cm;保持凸透镜位置不变,将图中蜡烛向右移动到30cm刻度线处不动,发现在该光具座上无论怎么移动光屏都无法得到烛焰清晰的像,其原因可能是 ,经讨论,小明在烛焰和透镜之间放置一个适当的 透镜,解决了该问题。
22.(2024·江苏南京·一模)用焦距不同的甲、乙两凸透镜“探究凸透镜成像规律”,装置如图所示:
(1)将甲透镜放置在图示位置时,光屏上恰能成烛焰清晰的像,该像的成像原理与 (选填 “投影仪”或“照相机”)相同;
(2)将蜡烛从图示位置移到20cm刻度线处,为使光屏上仍能成清晰的像,可向 移动光屏,或在蜡烛和透镜间放一合适的 眼镜;
(3)用乙透镜替换图示位置的甲透镜,仅移动透镜,光屏上只能出现一次清晰的像,则乙透镜的焦距为 cm。
23.(2024·江苏徐州·一模)在探究凸透镜成像的规律的实验中:将凸透镜正对太阳光,调节凸透镜下方白纸的位置,直至白纸上出现一最小最亮的光斑,如图甲所示,则该透镜的焦距为 cm;如图乙所示,蜡烛和凸透镜的位置不变,此时应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动才能得到清晰的像;光屏得到清晰像后,若保持蜡烛和光屏的位置不变,仅将凸透镜更换成另一个焦距相同、直径更大的凸透镜,此时光屏上像的大小与原来的像对比应 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
24.(2024·江苏南通·模拟预测)小明用同一个凸透镜进行探究。
(1)当“F”型光源、凸透镜(左表面为平面)和光屏如图甲放置时,光屏上得光源清晰的像。如果将光源移至P点,光屏向 (选填“左”或“右”)适当移动,光屏上就能得到一个是清晰倒立、 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像;再将光源向右移动一段距离后,无论怎样调节光屏,光屏上都得不到像,此时应从透镜的 (选填“左”或“右”)侧再进行观察;
(2)保持透镜位置不变,将光源移至点后,调节光屏,小明从图甲位置M处观察,现象如图乙所示,为光源的实像,其成像原理与 (选填“投影仪”或“照相机”)相同,透镜中还能看到两个像B、C,你认为由透镜左表面成的像可能是 (选填“B”或“C”)。
25.(2024·江苏徐州·模拟预测)为探究凸透镜成像规律,小明和同学利用桌上两个玻璃凸透镜(A、B)实验,A、B两凸透镜的焦距分别为10cm和20cm。
(1)小明将其中一块凸透镜放在光具座上,当凸透镜及光屏的位置如图甲所示时,恰能在光屏上得到一个清晰的像。由图可知他选择的凸透镜为 (选填“A”或“B”);
(2)实验前,要调整凸透镜、光屏和烛焰的高度,使它们的中心在 ;
(3)如图所示,蜡烛在光具座上20cm处向左移动到C处,为在光屏上再次成清晰的像,他应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动;
(4)为了探究近视眼和远视眼的成因,小明和同学课后利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成凹、凸形状可改变的液体透镜。当蜡烛、光屏和液体透镜如图乙放置,光屏上出现清晰的烛焰像,此烛焰像应是 (选填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像。用注射器向橡皮膜注水,改变液体透镜的凸起程度,发现光屏上的烛焰像模糊了,若把蜡烛逐渐靠近凸透镜时,光屏上的像又清晰了,此实验说明了 (选填“近视”或“远视”)眼的成因。
26.(2024·江苏无锡·一模)请根据“探究凸透镜成像规律”的实验回答以下问题:
(1)调整光屏中心、烛焰中心在凸透镜的 上;
(2)为了确定凸透镜的焦距,小超同学让一束平行光射向凸透镜,移动光屏,直到在光屏上会聚成一点,如图甲所示,则该凸透镜的焦距为 cm;
(3)当蜡烛、凸透镜和光屏按如图乙所示的位置放置时,光屏上得到清晰的像,则:
①生活中 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是应用了这个成像规律。若要使光屏上的像变得再大些,在不改变凸透镜位置的情况下,应将蜡烛向右移动一小段距离,再将光屏向 移动适当距离;
②若保持蜡烛和光屏的位置不动,只需将凸透镜移动到 cm的刻度处,可再次在光屏上成清晰的像,此时成像的特点是倒立、 的实像;
③保持三个元件位置不动,将原凸透镜更换为一个焦距较小的凸透镜后,为了使光屏上再次得到清晰的像,可以在蜡烛和凸透镜之间放置一个 (选填“近视眼镜”或“远视眼镜”)。
27.(2024·江苏泰州·一模)“一双好眼睛,能更好地探索未来”。小明了解到人眼的晶状体相当于凸透镜,眼睛是如何看清远近不同物体的?他对这一问题产生了浓厚兴趣。
(1)小明首先用平行光正对凸透镜A照射,如图甲所示,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则凸透镜A的焦距f= cm;
(2)实验时,小明把蜡烛、凸透镜、光屏放在一条直线上,点燃蜡烛,然后调整烛焰与光屏的中心,使它们位于凸透镜的 上,再适当调整蜡烛、凸透镜A和光屏的位置,使烛焰在光屏中央成清晰的像,如图乙所示,此时成的是倒立 (选填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像;
(3)接着他将凸透镜A换为焦距稍大的凸透镜B,并保持位置不变,只移动蜡烛,使烛焰在光屏上再次成清晰的像,如图丙所示.可见小明研究的问题是:当凸透镜成实像时,______(填编号)的关系;
A.物距与像距 B.像距与焦距
C.物距与焦距 D.物距与像的大小
(4)根据以上小明的研究可知,当人眼由远处转为近处观察物体时,晶状体在 状肌的调节下焦距 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
28.(2024·江苏南通·一模)小明利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究“凸透镜成像的规律”。
(1)通过图甲的实验操作,可知该凸透镜的焦距为 cm;
(2)把另一凸透镜固定在光具座50cm刻度线处,将蜡烛移至光具座上10cm刻度线处,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像(如图乙),则该像是倒立、 的实像,此时所成的像与 所成的像性质相同;
(3)若保持蜡烛和光屏的位置不变,只需要将凸透镜移到 cm刻度处,光屏上可再次得到清晰的像;
(4)将蜡烛移至45cm刻度线处,无论怎样移动光屏,始终承接不到烛焰的像,此时应在凸透镜 (选填“左”或“右”)侧透过凸透镜观察像的特点;
(5)若保持图乙中蜡烛、凸透镜的位置不变,把近视眼镜放在凸透镜左侧,如果需要光屏上再次得到清晰的像,应将光屏向 (选填“左”或“右”)移一段距离。
29.(2024·江苏南京·一模)在“探究凸透镜成像规律”实验中
(1)安装器材时,应使烛焰和光屏中心处在凸透镜的 上;
(2)如下图,光屏上有清晰的像,图中透镜焦距为 ;
A.5cm B.10cm C.15cm D.20cm
(3)如下图的实验操作:
①调整器材位置,光屏上有清晰的像;
②给凸透镜“戴”上眼镜,光屏上的像模糊了;
③将蜡烛远离透镜,光屏上的像清晰了;
④“取”下眼镜,光屏上的像模糊了;
戴上的是 眼镜,②④两个步骤中的所成清晰的像在光屏的 (选填“同”或“异”)侧。
30.(2024·江苏连云港·一模)在“探究凸透镜成像规律”的实验中。
(1)小华在测量所选凸透镜的焦距f 时,将凸透镜正对太阳光,在透镜下方的白纸上呈现一个并非最小的光斑时,测得光斑到凸透镜的距离为l,将白纸再远离透镜一段距离,发现白纸上的光斑逐渐变大,则l (选填“大于”“小于”或“等于”)f;
(2)如图所示,把光源F、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上,要使像成在光屏的中央,应进行的操作是 ;
(3)下表是小华在实验时记录的几组数据:
实验次数 物距u/cm 像距v/cm 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
根据表中数据,回答下列问题:
①该凸透镜的焦距是 cm;
②保持图中透镜位置不变,当光源F位于图中所示位置时,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,所成像的性质是 。
31.(2024·江苏苏州·一模)在实验操作大赛上,小明与小华分别展示了下面两个实验:
(1)图甲是小明展示的“探究平面镜成像特点”的实验,他在透明玻璃板中既能够看到蜡烛A的像,同时又能看见玻璃板后的蜡烛B,这是因为在玻璃与空气分界面处分别发生了光的 、 (直线传播/反射/折射):若将平面镜左面部分切去,则A的像将 (变大/变小/不变),能观察到A的像的范围 (变大/变小/不变);
(2)图乙是小华展示的“探究凸透镜成像规律”的实验,凸透镜的焦距为10cm,蜡烛整体长度10cm,当各元件位于图中的位置时,光屏上承接到清晰的像,这个像是倒立、 的实像,像的整体长度为 cm;将蜡烛移至5cm刻度线处,其他元件的位置不变,若使清晰的像呈现在光屏上需在蜡烛与透镜间放置一个 (近视/远视)眼镜,若将光屏取走,则将会 (成虚像/成实像/不成像)。
32.(2024·江苏常州·一模)学习了凸透镜成像知识后,小明用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)如图甲,将凸透镜正对着太阳光,在透镜下方平行地做上白纸,测出透镜与白纸间距s与对应的白纸被烤焦的时间t,绘出图像的如图乙,则可判断该透镜的焦距f为 cm;
(2)调整器材高度时,应 (选填“点燃”“不点燃”)蜡烛;
(3)小金在实验过程中不断移动烛焰位置,观察到如丁图①至⑥的六种烛焰清晰的像,请按蜡烛到凸透镜距离由远到近所得到的6个像进行排序,正确顺序为②①③ ;
(4)小明又自制了一个水透镜来探究凸透镜成像的规律,如图戊所示,小明向水透镜注水,并调整蜡烛和光屏的位置后,在光屏上看到了倒立 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像, (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是这种成像特点的应用;
(5)继续注水后,小明发现光屏上的像变得模糊了。这是因为注水后水透镜变得更凸,会聚能力更强了,此时水透镜焦距变 (选填“大”或“小”)。为了使光屏上的像重新变得清晰,可将光屏靠近透镜,或者如图己所示,小明将自己的眼镜放在蜡烛和水透镜之间,像也变得清晰了一些,由此判断该眼镜是 (选填“近视镜”或“远视镜”)。
33.(2024·江苏淮安·模拟预测)小明用同一个凸透镜进行探究。
(1)当“F”型光源、凸透镜(左表面为平面)和光屏如图甲放置时,光屏上得光源清晰的像。如果将光源移至P点,光屏向 (选填“左”或“右”)适当移动,光屏上就能得到一个是清晰倒立、 (选填“放大”、“等大”、“缩小”)的实像。再将光源向右移动一段距离后,无论怎样调节光屏,光屏上都得不到像,此时应从透镜的 (选填“左”或“右”)侧再进行观察;
(2)保持透镜位置不变,将光源移至Q点后,调节光屏,小明从图甲位置M处观察,现象如图乙所示,A为光源的实像,其成像原理与 (选填“投影仪”或“照相机”)相同。透镜中还能看到两个像B、C,你认为由透镜左表面成的像可能是 (选填“B”或“C”);
(3)近视眼的角膜、晶状体比正常眼的更加凸起,来自远处物体的光经过角膜、晶状体折射后成像在视网膜 (选填“前”或“后”)方。当下流行的角膜塑形镜,其基本原理就是用塑形镜片压迫角膜,使角膜变得平缓一些, (选填“增强”或“减弱”)了角膜、晶状体的会聚能力。
34.(2024·江苏南京·一模)如图所示,某同学自制的水凸透镜可以通过推拉注射器活塞的方法改变焦距,向右拉活塞可以增大焦距,向左推活塞可以减小焦距。
(1)该同学完成如图凸透镜成像的实验,并在光屏上得到了一个清晰的、倒立的、 的实像。
(2)保持光屏、水凸透镜位置不变,将蜡烛向右移动5cm,为了再次得到一个清晰的像,应 活塞。
(3)一个物体通过凸透镜在另一侧光屏上成像,若将透镜下半部分用纸遮住,物体的像将( )
A.在屏上只被接到物体上半部分的像
B.能得到物体不清晰但完整的像
C.能得到物体完整的像,但亮度却减弱了
D.能得到物体大部分的实像
35.(2024·江苏常州·一模)小明做“探究凸透镜成像规律”实验。
(1)调整实验器材高度时,蜡烛 (选填“需要”或“不需要”)点燃;
(2)他用同一凸透镜做了两次实验,如图甲、乙所示,光屏上均有清晰的像(未画出),其中成缩小像的是 , (填光学仪器)就是利用这一成像规律工作的;
(3)凸透镜的焦距可能是 (填字母);
A.5cm B.8cm C.10cm D.15cm
(4)在图乙中将一镜片放在烛焰和透镜之间后,光屏上的像变模糊,将光屏向右移动,光屏上再次出现清晰的像,则所加镜片是 透镜,可以矫正图 (填“丙”或“丁”)的视力缺陷。
四、考点04物体的运动
36.(2024·江苏镇江·一模)小明做研究蜡块运动的实验,实验装置如图1所示:
表一
从0点开始的路程s/cm 0 20 40 60 80
从0点开始计时的时间t/s 0 5.1 10.1 15.3 20.4
a.在长玻璃管中注满水,在水中放置一圆柱形蜡块,橡皮塞塞住管口。
b.将玻璃管翻转后竖直放置,记录蜡块的运动情况,记录的数据如表1所示:
表二
区间s'/cm 0~20 20-40 40~60 60~80
通过各区间的时间r/s 5.1 a 5.2 5.1
通过各区间的速度v/ (cm/s) 3.9 b 3.8 3.9
(1)将表2中数据填写完整,a处为 s,b处为 cm/s;
(2)根据蜡块通过各区间的速度,可将蜡块的运动近似看作 运动;
(3)蜡块从最低点运动到0点的平均速度 (选填“大于”“等于”或“小于”)经过0点的速度。
(4)小华也进行了实验,根据自己正确测定的数据在图2中作出蜡块运动的s-t 图像,请指出小华作图中两处不合理之处。
① ;② 。
37.(2024·江苏泰州·一模)用秒表、刻度尺、玻璃管、橡皮塞、橡皮筋、清水、红墨水等器材探究气泡的运动规律,请完成实践评价。
(1)步骤:
①在玻璃管内注清水近满,上端留一小段空气柱,并滴几滴红墨水,用橡皮塞塞住管口,将玻璃管翻转数次,熟悉气泡的运动情况,再使玻璃管保持竖直状态;
②利用刻度尺和橡皮筋在玻璃管上标记起点O和距离O点20cm、40cm、60cm、80cm的位置,准备进行实验测量;
③迅速翻转玻璃管处于竖直状态,当气泡运动到0点时用秒表开始计时,分别测量气泡从0点动到20cm、40cm、60cm和80cm处所用的时间;
④将测得的数据填入下列表格中,并总结气泡的运动规律;
从0点开始的路程s/cm 0 20 40 60 80
从0点开始计时的时间t/s 0 5.0 10.0 15.0 19.9
(2)实践评价:
①在清水中滴几滴红墨水,目的是 ;
②标记的起点O离管底稍远些,这样做的两点好处: 、 ;
③请在坐标系中描点并作出气泡运动的s-t图像 ,由图像可以看出,气泡近似做 直线运动;
④实验时发现气泡运动较快,请写出一个改进措施: 。
38.(2024·江苏南通·一模)小明和同学协作用米尺和秒表测量纸锥下落速度,将等大的圆纸片裁去大小不等的扇形,做成多个锥角不等的纸锥,如图所示。
(1)下列是测量纸锥下落速度的几种方案,最合理的是 ;
A.先选定一段时间,测量纸锥在这段时间下落的距离;
B.先选定一段距离,再测量纸锥通过这段距离所用的时间;
C.预先不选定时间或距离,直接测定纸锥通过某段距离所用的时间.
(2)在实际操作中,小明发现纸锥下落的 (选填“路程”或“时间”)比较难测量,为了解决此问题,最好选用图中 (选填“甲”、“乙”或“丙”)纸片围成的纸锥进行实验.除此之外,还可以采取的措施是 ;
(3)小丽用频闪相机每隔0.1s时间曝光一次,拍摄记录纸锥的运动过程,如图丁是小丽用刻度尺测量照片中纸锥从A运动到B距离的情景,测量结果是 cm。若测得所使用的纸锥实际直径与照片纸锥直径比为5:1,那么纸锥从A到B位置的实际平均速度为 m/s。
39.(2023·江苏无锡·一模)如图所示为“研究充水玻璃管中气泡运动规律”的实验。气泡上升过程中,若以气泡为参照物,玻璃管口的塞子是 选填“运动”或“静止”)的;从某一位置开始用秒表计时,每隔2s在玻璃管上记录小气泡的位置。通过图像分析可知小气泡2.3s至8.9s内通过的路程是 cm;为了减小实验误差,应使气泡在管内运动得较 (选填“快”或“慢”)一些。
试卷第1页,共3页
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