(共47张PPT)
模块一 声学 光学 热学
第一讲 声现象
(3年3考)
第一部分 基础知识精准复习
知识梳理 夯基础
图说 扣教材
聚焦贵州 明考向
展望全国 拓视野
分层训练 提能力
一、声音的产生与传播
1.产生:声音是由物体的 产生的,一切发声的物体都在 。
2.传播
(1)传播条件:声音的传播需要物质,学中把这样的物质叫作介质,传声的介质既可以是气体、固体,也可以是液体;真空 传声。
(2)传播形式:声音以 的形式传播。
振动
振动
不能
波
(3)声速的影响因素
①介质的种类:一般情况下,声音在介质中的传播速度是v固 v液 v气。
②介质的温度:15 ℃时空气中的声速是 m/s。
>
>
340
二、声音的特性
特性 音调 响度 音色
影响 因素 发声体振动的 (物体振动的次数与所用时间之比,单位Hz) 发声体的 . 及与发声体的 发声体的 .
和
特点 越高,音调越高 越大,距离发声体越 ,响度越大 发声体的材料、结构不同,音色不同
频率
振幅
材料
距离
结构
频率
振幅
近
日常 用语 表达 声音“粗”“细”“低沉” “清脆”等;“女高音” “男低音” 音量的大小,“声音洪亮”“震耳欲聋”“轻声细语” “引吭高歌”等 “闻其声知其人”、区分乐器、声纹锁、口技模仿等
波 形 图 音调看疏密(波形越 ,音调越高) 响度看高度(波形越 ,响度越大) 音色看波的形状(形状不同,
不同)
密
高
音色
三、声的利用
项目 超声波 次声波
定义 高于 Hz的声波 低于 Hz的声波
共同点 都是由物体的振动产生的;人耳都听不到 应 用 传递 回声定位(声呐、倒车雷达、超声导盲仪)、B超、工业超声探伤、超声波测速 监测地震、台风、海啸、火山爆发等自然灾害
传递 利用超声波清洗物体;利用超声波除去人体内的结石 次声波武器,可使心脏、肺等出现强烈共振而受损
20 000
20
信息
能量
四、噪声的危害与控制
1.声音强弱的等级:以 为单位表示人耳感知声音强弱的等级,符号
。人刚能听到的最微弱的声音是 dB。
2.噪声的定义
(1)学角度:发声体做 振动时会发出噪声。
(2)环保角度:妨碍人们正常工作和生活的声音。
3.控制噪声的途径:防止噪声 ,如禁止鸣喇叭;阻断噪声 ,如植树造林、修隔音墙等;防止噪声进入 ,如戴隔音耳罩。
分贝
dB
0
无规则
产生
传播
耳朵
1.如图所示,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,听到玻璃罩内闹钟的铃声逐渐 ,最后听不到铃声,这表明,声音的传播需要 ,真空 传声。
减弱
介质
不能
2.如图所示,将一把钢尺压在桌面上,一部分伸出桌面,用手拨动其伸出桌外的一端,可以听到钢尺的声音,说明 ;轻拨与重拨钢尺,钢尺发出声音的 不同;保持钢尺的振动幅度不变,改变钢尺伸出桌面的长度,则伸出桌面的长度越长,钢尺振动越 ,发出声音的音调越 。
声音是由物体振动产生的
响度
慢
低
3.如图所示,将正在发声的音叉轻触系在细绳上的乒乓球,乒乓球被弹
开,说明发声的音叉在 ;音叉发出声音的大小不同,乒乓球被弹开的幅度不同,说明声音的响度与 有关;本实验中,乒乓球将音叉微小的振动放大,这种研究方法叫 法。
振动
振幅
转换
4.“曾侯乙编钟”是大家所熟知的一套大型编钟(如图所示),用钟锤敲击编钟,编钟会因 而发出声音,轻敲或重敲编钟同一位置所发出声音的 不同。
振动
响度
5.如图所示,安装在汽车上的倒车雷达,尾部是个 (选填“超声波”或“红外线”)探头;可以探测车身不同方位与障碍物之间的距离,并通过主机用语音向司机报警。这套装置如果安装在太空飞船上,在外太空尾部探头功能会失效,这是因为 。
超声波
声波不能在真空中传播
6.如图所示为三种乐器发声时的波形图,由波形图知,三种乐器发声时振动幅度相同,所以 相同;振动频率相同,所以 相同;三者的波形不同,故 不同。
响度
音调
音色
甲 音叉 乙 钢琴 丙 长笛
7.如图所示,发声的扬声器能使烛焰晃动,说明声波能传递 ,扬声器发出了我们语文老师朗诵的课文,使我陶醉,说明声波能传递 。(均选填“信息”或“能量”)
能量
信息
8.噪声令人心烦意乱,是四大污染之一,如图所示,请分析:摩托车的消声器是在 减弱噪声;“隔音蛟龙”是在 减弱噪声;防噪声耳罩是在 减弱噪声。
声源处
传播过程中
人耳处
1.(2025黔南三模)2025年3月28日缅甸发生了7.9级地震,中国救援队火速赶往地震灾区进行救援。若队员在救援中听到来自残垣断壁的敲击
声,则表明有受困人员在求救。根据这一经验施救是因为( )
A.残垣断壁能接收声音 B.固体传播声音的效果好
C.声音可以在真空中传播 D.听到了地震带来的次声波
B
声音的产生与传播
考点一
2.(2025遵义期末)如图是天坛的回音壁,是我国古代高水平的建筑声学。人站在圆形围墙内对着墙体说话,另一人在回音壁的很多位置都能听到声音。人说话的声音是由于声带的 产生的,其他人听到的声音是通过 传到耳朵里的。
振动
空气
3.(2025遵义二模)为了减小噪声的影响,现代建筑临街窗户的玻璃常使用“真空玻璃”(将双层玻璃之间抽成近似真空),这是因为声音 .
在真空中传播。
不能
4.(2025贵州)侗族大歌有其独有的“众低独高”演唱特色,即多人演唱低声部,一至三人轮换领唱高声部,这里的“低”“高”主要是指声音的
( )
A.声速 B.音色
C.响度 D.音调
D
声音的特性 (3年3考:2025.T3、2024.T3、2023.T11)
考点二
5.(2024贵州)鸟鸣清脆如玉,琴声婉转悠扬。人耳能辨别鸟声与琴声,主要是根据声音的( )
A.传播速度 B.音调
C.响度 D.音色
6.(2025铜仁万山区三模)中华古诗词中蕴含着丰富的声学知识,宋·苏轼在《石钟山记》一文中记有“微风鼓浪,水石相搏,声如洪钟”,其中“声如洪钟”意思是声音如大钟那样洪亮,“洪亮”主要指声音的
(选填“音调”“响度”或“音色”)。
D
响度
7.(2025贵阳二模)我国防空警报可以通过改变鸣笛时长和停止时长,来提示预先警报、空袭警报和解除警报等内容。这是利用声音来传递
。
信息
声的利用
考点三
8.(2025贵阳校级一模)家里的门在开闭时总是发出“咯吱咯吱”的响
声,在如图所示的合页滴入润滑油后响声消失,这是在 减弱噪声。
声源处
噪声的防治
考点四
1.(2025湖南)如图,这是湖南省博物馆内保存的一把西汉古瑟,瑟是我国原始的弹拨丝弦类乐器。当琴瑟合奏时,人们能够分辨出瑟的声音,主要根据声音的( )
A.音调 B.响度
C.音色 D.声速
C
2.(2025宜宾)声在生活中有着广泛的应用。下列主要利用声传递能量的是( )
A.医院里的常见医疗设备“B超”
B.探测鱼群所用的设备“声呐”
C.中医诊病四个途径中的“闻”
D.清洗眼镜的设备“超声波清洗机”
D
3.传统文化 (2025达州)我们生活在声音的广袤空间里。下列有关声现象描述正确的是( )
A.“不敢高声语,恐惊天上人”中的“高声”是指声音的响度大
B.“箫鼓追随春社近,衣冠简朴古风存”中的鼓声是空气振动产生的
C.“稻花香里说丰年,听取蛙声一片”是通过音调来识别“蛙声”
D.“转轴拨弦三两声,未成曲调先有情”是利用转轴改变声音的音色
A
4.(2025眉山)如图所示是考古出土的我国古代不同时期的乐器,下列关于它们的说法正确的是( )
A
A.敲编钟发出的声音是编钟振动产生的
B.编钟和骨笛都是乐器,它们发出的声音一定不是噪声
C.能辨别编钟和骨笛发出的声音,主要是根据它们的响度不同
D.敲编钟发出的声音比吹骨笛发出的声音大,是因为编钟声音的音调高
贾湖骨笛 编钟
5.(2025南充)如图所示是象群迁移时的情景,它们之间是利用 声波交流,这是利用声传递 。
次
6.(2025烟台)为保护听力,我们可以从声音的产生、传播和接收三个方面控制噪声。射击运动员训练时戴耳罩是从声音的 方面进行控制;图书馆中规定不能大声喧哗是从声音的 方面进行控制;家庭窗户安装真空双层玻璃是从声音的 方面进行控制。
信息
接收
产生
传播
7.新情境—变声器 (2025甘肃)市场上有一种变声器,可以改变声音的特性。某段声音的波形变化如图所示,变声前是A段,变声后是B段,则变声后声音的音调 (选填“变高”“不变”或“变低”),响度 .
(选填“变大”“不变”或“变小”)。
不变
变大
基础题
1.明代学者顾宪成写过一副对联:“风声雨声读书声,声声入耳;家事国事天下事,事事关心。”从声现象角度理解,下面说法正确的是( )
A.风声的产生不需要物体振动
B.雨声在真空中也能传播
C.校园里同学们的读书声是噪声
D.读书时,用力越大,发出声音的响度越大
D
2.下列与声有关的成语中所表达的含义,其中正确的是( )
A.“震耳欲聋”说的是声音音调高
B.“低声细语”说的是声音音调低
C.“引吭高歌”说的是声音响度大
D.“悦耳动听”说的是声音响度小
3.下列事例中,主要利用了声传递能量的是( )
A.医生用B超查看胎儿的发育情况 B.用超声波检测锅炉有无裂纹
C.用次声波预报海啸 D.用超声波清洗手表
C
D
4.随着城市发展,噪声对人体健康的危害也在逐渐加深。下列控制噪声途径的说法正确的是( )
A.摩托车安装消声器是在传播过程中控制噪声的
B.道路两旁安装隔音板是在传播过程中减弱噪声的
C.安装噪声监测器可以减弱噪声的传播
D.机场跑道工作人员使用隔音耳罩是在传播过程中减弱噪声
B
5.(2025山西)如图所示,中国传统乐器古琴的琴身通常由梧桐木制成,琴弦常采用丝弦。演奏时,通过按压琴弦的不同位置,可弹出音调高低不同的声音,其原因是( )
A.琴声在空气中传播速度改变
B.琴弦振动的幅度发生了变化
C.琴弦振动的频率发生了变化
D.琴身和琴弦的材质比较特殊
C
6.(2023贵州)如图所示是战国时期的曾侯乙编钟,它由多个青铜制成的钟按大小编组悬挂。用相同力度敲击,大钟声音低沉、浑厚,小钟声音高昂、清脆,这是因为声音的 (填写声音特性名称)不同。
音调
7.在音乐社团活动过程中,乐器发出的声音通过 传到人耳。人耳能区分钢琴和长笛发出的声音,是由于它们所发出声音的 (选填“音调”“响度”或“音色”)不同。声呐是利用 (选填“超声波”或“次声波”)方向性好、在水中传播距离远等特点制成的。
8.在一些闹市区,常会看到如图所示的监测设备,显示屏上的数据(65.7分贝)反映的是声音的 (选填“音调”“响度”或“音色”) 。
空气
音色
超声波
响度
9.小明周末在家里看电视,为了不打扰邻居,他将电视机声音调得很小,这是在 减弱噪声;突然,乌云密布、雷电交加、大雨倾盆,小明看到闪电后2.5 s才听到雷声,响雷处距离小明大约有 m。(声音在空气中的传播速度为340 m/s)
10.台风发生时,伴有 声波的产生,能使人的心脏及其他内脏剧烈抖动狂跳,说明该种声波可以传递 。中国传统中医有“望、闻、问、切”的诊断方法,其中“闻”就是利用了声波能传递 。
声源处
850
次
能量
信息
中档题
11.学与传统文化 (多选)对下列诗句中蕴含的声现象的分析正确的是( )
A.“牧童骑黄牛,歌声振林樾”,“歌声”是通过空气传入人耳的
B.“不敢高声语,恐惊天上人”,“高声”是指声音的音调高
C.“夜深知雪重,时闻折竹声”,“折竹声”说明声音可以传递信息
D.“朝来山鸟闹,惊破睡中天”,“山鸟闹”一定是乐音
AC
12.在班里举行的小型音乐会上,两个自制的小乐器吸引了大家的注意。如图甲,向8个相同的玻璃瓶中灌入不同高度的水,敲击它们会发出不同的声音。如图乙,在筷子上捆一些棉花,做一个活塞,用水蘸湿棉花后从下端插入两端开口的塑料管中,用嘴吹管的上端,可以发出不同的声音。下列说法正确的是( )
A.图甲,敲击瓶子时,是瓶内空气柱振动发声
B.图甲,用相同大小的力敲击瓶子,最右边水瓶发出声音的响度最大
C.图乙,吹哨子时,是塑料管振动发声
D.图乙,吹哨子时,向上推活塞,发出的声音音调变高
D
13.科学思维 关于如图所示声波的波形图,下列说法不正确的是( )
甲 乙 丙 丁
A.音调相同的只有图甲和图乙
B.响度相同的有图甲、乙、丙
C.图甲与图丁的声音可能是同一乐器发出的
D.图甲与丙的音色相同
A
14.小斌同学用水壶给暖水瓶灌水时,旁边的小安提醒他:“快满了!”说话间水真的满了。小斌很好奇地问:“你怎么知道水快满了 ”小安回答说:“听出来的。”小斌很是迷惑,你能帮小斌弄清楚其中的奥秘吗
答案:向暖水瓶中灌水时,水面上方的空气柱振动发声,随着水位升高,空气柱的长度变短,振动频率变大,发出的声音的音调变高,小安就是根据音调的高低判断出水快满了的。
15.小枫计划将自己练习架子鼓的房间改造成隔音房间,以免练习时打扰邻居。方案实施前,他想设计实验来测评材料的隔音性能。器材有:一个声级计(测量声音强弱的仪器)、毛巾、泡沫板、闹钟和两个相同的盒子。实验如下:
(1)用相同的方式把毛巾、泡沫板分别布置在两个盒子内,接下来的操作是将闹钟分别放在两个盒子中,将声级计放在盒子外面 (选填“相同”或“不同”)距离处测量,读出声级计的示数。
相同
(2)比较两次声级计的示数,如果闹钟置于毛巾内时,声级计的示数更高,闹钟置于泡沫板内时,声级计的示数更低,则说明 的隔音性能更好。
(3)“隔音”就是为了改变声音的 ,是有效的降噪方法之一,在控制噪声的方式中,“隔音”采取的控制措施是 。
泡沫板
响度
在传播过程中减弱噪声
16.小明在吉他演奏中发现,琴弦发出声音的音调与弦线的长度、粗细和松紧程度有关。
(1)他利用弦音计做研究,如图甲所示,其中
a、b、c、d四根弦线的松紧程度相同。
①若选择b、d两弦线做实验,则研究的目的是探究音调与弦线 的关系;
②若要研究音调与弦线粗细的关系,则应选择 (填字母序号)两根弦线做实验;
③小明研究后得出结论:在其他条件相同的情况下,弦线越长,发出的音调越低;弦线越粗,发出的音调越低。
a、b
长度
(2)请你根据图乙判断,材料和松紧程度相同,按住A点、B点、C点后用大小相同的力拨动琴弦,音调最高的是按住 点进行弹奏,当小明用更大的力度拨动琴弦时,音调 (选填“变高”“不变”或“变低”)。
A
不变
拔高题
17.学与日常生活 为了监测超速行驶的违法行为,公路上常常设置有超声波测速仪,测速仪能发射和接收声波,如图所示,在平直公路上O点固定一测速仪,当行驶的小汽车运动到A点时(车尾位置如图甲所示),测速仪向小汽车发出超声波,超声波“追上”小汽车时,小汽车刚好运动到B点(如图乙所示),此时车尾将超声波反射回去,测速仪从发出超声波至接收到反射回来的超声波所用的时间为0.5 s,A、B两点间距离为sAB=6 m。已知此路段限速为90 km/h,超声波的速度为340 m/s。求:
(1)0.5 s内超声波传播的总路程。
(2)A点与测速仪之间的距离sOA。
答案:(1)170 m (2)79 m
(3)该小汽车在此路段是否超速。
答案:(3)没有超速
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第五讲 内能
(3年4考)
知识梳理 夯基础
图说 扣教材
聚焦贵州 明考向
展望全国 拓视野
核心实验 培素养
分层训练 提能力
一、热量、比热容
1.热量:在热传递过程中,传递的热的多少。
2.比热容
(1)定义:一定质量的某种物质,在温度升高(或降低)时吸收(或放出)的热量与它的质量和升高(或降低)的温度乘积之比,用符号c表示。
(2)单位: 。
J/(kg·℃)
(3)应用:作冷却剂、取暖剂;调节气温。
(4)热量计算:Q吸= ;Q放= 。
cm(t-t0)
cm(t0-t)
二、分子动理论
1.物质的构成:常见的物质是由 、 等构成的。人们通常以
m为单位来量度分子。
2.扩散现象:不同的物质在互相接触时彼此 对方的现象。扩散现象等大量事实表明,一切物质的分子都在 ,分子间存在 。
3.分子热运动:分子的运动跟 有关,温度越高,运动越 。
4.分子间的作用力:分子间同时存在着 和 。
分子
原子
10-10
进入
不停地做无规则的运动
间隙
温度
剧烈
引力
斥力
三、内能
1.定义:构成物体的所有分子,其热运动的 与 的总和。单位是 (符号为 )。
2.影响因素:同一物体,在相同物态下,温度越高,分子热运动越 ,内能越 。温度降低,内能减少。物体的内能还与物质的质量、状态、种类等有关。
3.特点:一切物体,不论温度高低,都具有内能。
动能
分子势能
焦耳
J
剧烈
大
4.改变内能的方式
(1)热传递
①发生的条件:两个物体要有 。
②判断方法:由 温物体转移到 温物体或从物体的 温部分转移到 温部分。
③实质:能的 ,即能的形式在转移的前后没有变化。
生活实例:用热水袋取暖、晒太阳、烧火、哈气取暖等。
高
温度差
低
高
低
转移
(2)做功:外界对物体做功,物体的内能 ;物体对外界做功,物体的内能 。做功实质上是能量的 。
生活实例:钻木取火、搓手取暖等。
减少
增加
转化
1.如图,抽掉玻璃板后,两个瓶子内的气体会混合在一起,这是 现象,它说明分子在不停地 。
扩散
做无规则运动
2.如图,两个铅柱没有被重物拉开,主要是由于铅柱的分子之间有 。
引力
3.沿海地区昼夜温差比沙漠要小得多,这是因为水的 ;相等质量的海水与沙石吸收相同的热量, 的温度升高得少。
比热容大
海水
1.(2024贵州)人类对物质结构的探索永无止境,如氧分子由氧原子构成,氧原子由原子核和核外电子构成,氧原子核又由质子和中子构成……下列微观粒子中空间尺度最小的是( )
A.氧分子 B.氧原子 C.氧原子核 D.质子
2.(2025贵州)原子核由质子和中子构成,质子和中子由夸克构成。由此可判断原子核、质子、中子、夸克这些微观粒子中,空间尺度最小的是
。
D
物质的结构(3年2考:2025.T10、2023.T4)
考点一
夸克
3.(2025铜仁模拟)设计师选用“水”作汽车发动机冷却液,这是因为水的 较大,冷却效果好;水箱里有4 L水,吸收发动机缸体热量后,水温由20 ℃升高到90 ℃,吸收的热量是 J。[ρ水=1.0×
103 kg/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
比热容
比热容
考点二
1.176×106
4.(2025铜仁江口县模拟)宁夏因多沙质土壤而盛产西瓜,这与其特殊的地理特征密切相关。沙质土壤比热容小,导致昼夜温差大,有利于西瓜糖分的积累。结合比热容的相关知识,解释宁夏沙质土壤昼夜温差大的
原因。
答案:比热容越小,物质在吸收或放出相同热量时,温度变化幅度越大;沙质土壤在白天受到太阳辐射时,吸收相同热量后温度升高更快、幅度更大;夜晚地面向外界散热时,沙质土壤放出相同热量后温度下降更快、幅度更大,所以沙质土壤昼夜温差大。
5.(2025黔东南一模)宋代文学家王安石在《梅花》中写道:“墙角数枝梅,凌寒独自开。遥知不是雪,为有暗香来”。寒冬,梅花香气扑鼻而来,这是因为( )
A.分子之间存在引力
B.分子之间存在斥力
C.物质是由分子构成的
D.分子在不停地做无规则运动
分子动理论(3年1考:2025.T2)
考点三
D
6.(2025贵州)将等量白糖分别放入同样多的热水和冷水中,在不搅拌的情况下,热水变甜得更快。这里影响水变甜快慢的主要因素是( )
A.体积 B.质量
C.温度 D.密度
7.(2025毕节二模)央视新闻多次播出贵州毕节百里杜鹃的美景。杜鹃花似海,琼山留异香,游人闻到花香属于 现象。
C
扩散
8.(2025贵州)为保护餐桌桌面,在将盛有高温菜、汤的餐具放上餐桌前,往往先在桌面上放置隔热垫,这主要是从下列哪个方面防止桌面遭受损坏( )
A.静电 B.热传递
C.压力 D.噪声
内能及改变内能的方式(3年1考:2025.T5)
考点四
B
9.(2025黔南平塘县一模改编)2024年11月4日,神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,神舟十八号载人飞行任务取得圆满成功。如图所示为载人飞船进入大气层的景象,宛如流星划过天际,十分壮观,此过程中飞船的内能 (选填“增大”“不变”或“减小”),这是通过 (选填“做功”或“热传递”)的方式改变内能。
增大
做功
1.与化学 (2025湖南)如图所示的实验中,浓氨水和无色酚酞溶液没有直接接触,但观察到纸花变红,这一现象表明( )
A.分子间存在引力
B.分子间存在斥力
C.分子可以用肉眼观察
D.分子在不停地做无规则运动
D
2.生活情境题 (2025南充)如图是学校举行消防演练灭火时的情景,对涉及的知识分析正确的是( )
A.室外温度为0 ℃时,木柴的内能为零
B.木柴燃烧与未燃烧相比,含有的热量多
C.若未燃烧的木柴温度升高,内能增加
D.灭火器在使用过程中对外做功,内能不变
C
3.新情境—传统小吃 (2025江西)如图所示,是具有特色的江西传统小吃。在制作或品尝这些美食时蕴含了相关知识,下列说法错误的是( )
C
A.手工制作艾米果捏成不同的形状,表明力能使物体发生形变
B.瓦罐汤在大型瓦缸内慢慢煨制升温时,吸收热量,内能增加
C.油条与麻糍能黏在一起,表明物质中的分子间仅有引力而没有斥力
D.吃茶饼时闻到桂花香味,是由于分子在空气中不停地做无规则运动
艾米果 瓦罐汤油 条包麻糍 桂花茶饼
4.凝固图像与比热容的综合考查 (2025成都)小雨探究液体的凝固特点:先在两个相同容器中分别装入初温为20 ℃、质量为100 g的水和某液体M,再各放入一个温度传感器,然后使它们冷却凝固。若单位时间内它们放出的热量相
同,用测得的数据绘出两种物质的温度随时间变化的图像,如图所示。已知c水=4.2×103 J/(kg·℃),实验在标准大气压下进行,下列说法正确的是( )
A.液体M的比热容为2.8×103 J/(kg·℃)
B.液体M的放热能力比水的放热能力强
C.在t2～t4时间段两种物质都是固液共存状态
D.从20 ℃刚好降到0 ℃时,水放出的热量小于M放出的热量
A
5.比热容的测量 (2025安徽)小张同学利用如图所示的实验装置测量煤油的比热容。实验中,在一段时间内电阻丝产生400 J的热量,质量为0.04 kg的煤油温度升高了5 ℃,若电阻丝产生的热量全部被煤油吸收,则煤油的比热容为 J/(kg·℃)。
2.0×103
6.(2025连云港)小华想“探究热水冷却过程温度变化的特点”,她将一杯100 mL的热水放在室温下自然冷却,记录的热水温度变化情况如表所示。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),ρ水=1.0×103 kg/m3]
时间/min 0 2 4 6 8 10 12
温度/℃ 80 71 65 60 56 52 49
此过程是通过 的方式改变水的内能,在前6 min内,水的内能减少了 J。请你归纳出热水冷却过程温度变化的特点 。
热传递
8.4×103
先快后慢
7.新题速递— 新情境 (2025深圳)蓄冷剂是食品运输和保鲜过程中的重要降温试剂。现有A、B两种蓄冷剂,财财同学和明海同学为了探究其蓄冷效果,进行了如下的实验探究:财财首先将质量均为100 g的两种蓄冷剂分别装入完全相同的冰袋中,标明A、B,放入冰箱中冷冻为温度相同的固体。在容器1、2中分别加入质量为500 g且温度相同的水,将冰袋从冰箱中拿出放入水中,并用隔热材料密封。明海同学通过温度传感器每隔一定时间测量蓄冷剂及水的温度,如图是明海记录的A、B两蓄冷剂及容器1、2中水的温度随时间的变化曲线。
(1)露露同学发现:蓄冷剂熔化前温度在升高,其分子热运动速度变 。
(2)0～t1,水和蓄冷剂之间发生热传递,宇婷同学说其热传递方向为
。
(3)0～t1,蓄冷剂 吸热更快。
(4)t1～t2,容器1中水的温度降低10 ℃,若热量全部被冰袋吸收,经过计算,汉欢同学发现每克蓄冷剂A吸收的热量为 。
(5)汉欢同学在深圳市内配送蛋糕时,选择蓄冷剂 更好,理由是
。
大
从水到蓄冷剂
A
210 J
B
蓄冷剂B能更长时间保持低温,更好地保证蛋糕的品质
实验 比较不同物质的吸热能力
例题 为了比较水和煤油吸热本领的大小,某同学做了如图甲所示的实
验,在两个相同的烧杯中,分别装有水和煤油,用相同的电加热器分别对它们加热相同的时间。
(1)实验中应保证水和煤油的初温相同、 (选填“质量”或“体积”)相等。
(2)实验中选择相同规格的电加热器,可以认为在相同时间内水和煤油
相同,然后通过比较 的方法来完成探究实验。
质量
基础设问
吸收的热量
升高的温度
(3)数据处理 从表中的数据可以得到:
液体 名称 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时 间/min 吸收的
热量
水 200 20 28 1 Q
28 36 1 Q
36 43 1 Q
煤油 200 20 36 1 Q
36 52 1 Q
52 68 1 Q
①相等质量的水(或煤油),它们吸收相同的热量后升高的温度几乎是
的;
②相等质量的水和煤油,它们吸收相同的热量后升高的温度是 的。
(4)由(3)中①②两个结论发现,不同物质吸热的本领大小不同,为了描述物质吸热本领大小,引入了一个量,它就是 。
(5)生活实践 春城昆明之所以冬无严寒,夏无酷暑,一个原因是高原明珠“滇池”对气温起到了调节作用,因为水的 较大,当吸收或放出相同的热量时,水的温度变化较小。
相同
不同
比热容
比热容
(6)该实验除了图甲中的实验器材外,还需要用到的实验器材有秒表和
。
(7)分析实验数据可知,此实验是通过比较 (选填“加热时间”或“温度变化”)来判断吸热能力强弱的,所以停止加热后, 温度下降得快。
(8)实验方法 该实验用到的研究方法有:转换法和 。
天平
拓展设问
温度变化
煤油
控制变量法
(9)根据实验数据可得煤油的比热容为 J/(kg·℃)。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(10)如图乙所示是该同学绘制的“吸收热量—时间”和“温度—时间”图像,能正确描述该实验真实情况的图像是 。
2.1×103
C
(11)误差分析 本实验中用电加热器代替传统的酒精灯加热,这样做的好处是 (合理即可)。
(12)该实验主要利用 (选填“热传递”或“做功”)的方式来增加水和煤油的内能。
电加热器热损失少,效率高
热传递
基础题
1.下列描述中属于扩散现象的是( )
A.桂花花香四溢 B.雪花漫天飘舞
C.灰尘空中飞扬 D.江面雾气弥漫
2.新疆吐鲁番的火焰山昼夜温差大,这主要是因为沙石的( )
A.密度较大 B.熔点较高
C.比热容较小 D.导热性好
A
C
3.(2025安徽)下列现象中能够说明分子间有引力的是( )
A.液体很难被压缩
B.铁丝很难被拉伸
C.墨水在热水中扩散得较快
D.水与酒精混合后总体积减小
B
4.唐宋时期,蜀地工匠发明了独具特色的省油灯,如图所示。使用此灯时往容器上方中注油,往容器夹层中注水,“省油”的主要原因是减少油的蒸发。下列说法正确的是( )
A.水的比热容比油大,吸收相同热量,水升高的温度比油高
B.灯点燃后,油的温度升高,含有的热量逐渐增大
C.灯点燃后,水的内能通过热传递的方式改变
D.灯点燃后,水吸收热量,其内能一定比油的内能大
C
5.(2025云南)云南咖啡香气馥郁,一杯咖啡的制作要经过生豆翻炒、石磨研磨、加水煮沸的过程。下列说法正确的是( )
A.咖啡豆研磨成粉,质量变大
B.闻到咖啡香味是因为分子在不停地做无规则运动
C.咖啡粉加水煮沸是通过做功的方式改变内能
D.咖啡沸腾过程中,液体温度持续升高
B
6.周末小红给家人做了一顿丰盛的晚餐。她在厨房烹饪食物时,主要是通过 (选填“做功”或“热传递”)的方式增大食物的内能,家人在客厅闻到食物的香气,这是 现象。
7.(2025连云港)煮粽子时,小明闻到了粽子的香味,是因为 .
。水很难被压缩,表明分子间存在 。
热传递
扩散
分子在永不
停息地做无规则运动
斥力
8.(2025达州)实验课上,“动手知真”小组对质量为2 kg、初温为20 ℃的水进行加热,一段时间后温度计示数如图所示,为 ℃,该过程中水吸收热量为 J。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
85
5.46×105
9.“淬火”是金属热处理工艺之一,即把金属制品加热到一定温度后放在水、油或空气中迅速冷却,以提高金属的硬度和强度。现将一块质量为20 g的铁制品加热到820 ℃,将它投入某种液体中,该液体的初温是
10 ℃、质量是368 g,铁制品和液体的温度达到20 ℃后不再变化。不考虑周围环境的影响和热损失,铁的比热容为0.46×103 J/(kg·℃)。求:
(1)铁制品放出的热量。
答案:(1)7 360 J
解析:(1)铁制品放出的热量
Q放=c铁m铁Δt铁=0.46×103 J/(kg·℃)×20×10-3 kg×(820 ℃-20 ℃)
=7 360 J。
(2)该液体的比热容。
答案:(2)2×103 J/(kg·℃)
10.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.温度为0 ℃以下的物体不具有内能
B.温度高的物体,含有的热量一定多
C.物体的内能增加,可能是吸收了热量
D.温度总是从高温物体传向低温物体
C
中档题
11.学与日常生活 由于海水的比热容 陆地上沙石的比热容,所以在沿海地区海水表面的气温比陆地上的气温变化 。当出现如图所示的风向,通常发生在 (选填“夜晚”或“白天”)。
大于
小
夜晚
12.(2025贵阳白云区二模节选)如图所示是压缩空气除尘罐。使用时,罐内空气快速从喷嘴喷出,从而达到除尘的效果。请判断使用时罐体温度将如何变化,并说明判断理由。
答案:当高压空气从喷嘴中喷出时,储存罐内的压缩空气对外做功,自身的内能会减小,温度降低。
13.实验小组利用如图甲、图乙所示的装置做了“比较不同物质吸热情况”的实验。完成下列问题:
质量
(1)实验中,要在A、B两个相同的烧杯中分别加入 (选填“质量”或“体积”)相等的水和煤油。
(2)实验小组想利用此装置和实验数据测出酒精的热值,他们认为液体吸收的热量等于酒精燃烧释放的热量,那么测得酒精的热值会 (选填“偏大”或“偏小”),原因是 .
。
(3)在教师的指导下,实验小组将两个酒精灯更换为两个完全相同的电加热器,原因是 。
偏小
有热量损失,液体吸收的热量小于酒精燃
烧释放的热量
电加热器稳定释放热量,保证液体在相同时间吸收相同热量
(4)更换加热器后继续实验,记录数据并绘制了如图丙所示的温度—时间变化图像,假如B液体是水,则煤油的比热容为 J/(kg·℃)。[水的比热容为c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
2.1×103
拔高题
14.科学思维 炎热的夏天,小科看着身边不同颜色着装的行人,她猜想,不同颜色的衣料吸热能力是否相同呢 于是小科与同学们选用白炽灯、五支相同的温度计、五个相同的纸筒、秒表等器材进行探究。
纸筒颜色 黑 红 绿 蓝 白
初始温度/℃ 25 25 25 25 25
第6 min末的温度/℃ 31 28 29 29 27
(1)如图所示的实验装置,将五个纸筒涂成 (选填“相同”或“不同”)颜色,并把温度计封在各纸筒中,在桌面上将纸筒均匀摆放在所画圆的圆周上,白炽灯沿圆的中心轴线悬挂,这样做可使白炽灯提供给每个纸筒的光照强度相同。小科通过观察各纸筒中 的变化来判断不同颜色物体的吸热能力是否相同。
(2)第6 min末,同学们迅速读取了每支温度计的示数,并将实验数据记录在表中,分析表中数据可以得出的结论是其他条件一定时, 的吸热能力最弱;得到的结论在实际中的应用非常广泛,请你举出一个实例: .
。
(3)本实验用了 法和控制变量法的探究方法。
不同
温度计示数
白色物体
冬天,人们大
多穿黑色的衣服保暖
转换
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第六讲 内能的利用
(3年2考)
知识梳理 夯基础
图说 扣教材
聚焦贵州 明考向
展望全国 拓视野
分层训练 提能力
一、能量的转化和守恒
1.能量的转移和转化:自然界中,能量不但可以从一个物体转移到另一个物体,而且各种形式的能量之间还可以相互 。
2.能量守恒定律:能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式 为其他形式,或者从一个物体转移到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量 。
转化
转化
保持不变
二、热机
1.定义:利用 做功的机械。
2.热机的种类:蒸汽机、内燃机(分为汽油机和柴油机两大类)、汽轮机、喷气发动机等。
3.汽油机的工作冲程
内能
示意图
气门、活 塞变化 打开,排气门关闭,活塞向 运动 进气门、排气门都 ,活塞向 . 运动 进气门、排 气门都 ,活塞向 . 运动 进气门 ,排气门 ,活塞向 .
运动
冲程名称 冲程 冲程 冲程 冲程
能量转化 转化为 转化为
进气门
下
关闭
上
关闭
下
关闭
打开
上
吸气
压缩
做功
排气
机械能
内能
内能
机械能
归纳总结:内燃机的四个冲程叫作一个工作循环,在一个工作循环中,活塞往复运动 次,曲轴(或飞轮)转动 周,对外做功 次。
特别提醒:汽油机吸气冲程吸入气缸的是 ;柴油机吸气冲程吸入气缸的只有 。做功冲程中柴油机内的气体压强大于汽油机内的气体压强。
2
2
1
汽油和空气的混合物
空气
三、热值
项目 热值
定义 某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量(或体积)之比,用符号q表示
单位
大小 只与燃料的 有关
应用 氢的热值大的应用:火箭选用液态氢作为燃料
热量计算 Q= (适合于固体、液体燃料);Q= (适合于气体燃料)
J/kg或J/m3
种类
mq
Vq
四、热机的效率
1.公式: 。
2.提高热机效率的措施
(1)让燃料燃烧得更充分。
(2)在设计和制造热机时,要不断改进和创新,以减少各种能量损失,提高效率。
(3)设法利用废气的能量。
1.如图是汽油机工作过程中某冲程示意图,此图表示的是 冲程,该冲程是由 能转化为 能;如果该汽油机飞轮的转速为
1 200 r/min,则它每秒完成 个冲程,对外做功 次。
做功
内
机械
40
10
2.小球在弹跳过程中,要克服空气阻力 ,弹跳的高度越来越 ,机械能转化为内能,机械能 ,但能量的总量 。
做功
小
减少
不变
1.(2025铜仁江口县三模)新能源汽车能量回收系统主要是回收车辆在制动或惯性减速(物体靠惯性前进的同时,因受阻而慢慢减速)时释放出的多余能量并通过发电机将其转化为电能,再转存至蓄电池中用于汽车的动力行驶。某次减速时,汽车减少的动能为E,通过发电机转化为电能储存的能量为E1。请比较E1与E的大小关系,并从能量转化的角度说明理由。(不计空气阻力,但存在摩擦力等其他阻力)
能量的转化与守恒
考点一
答案:E12.(2024贵州)内能的利用推动了工业和社会的快速发展。下列机器设备利用内能工作的是( )
A.电动机 B.计算机
C.汽油机 D.照相机
C
热机(3年1考:2024.T4)
考点二
3.(2025贵阳校级模拟)如图是某四冲程汽油机顺序被打乱的工作图,下列说法正确的是( )
A.四个冲程的顺序应该是B→A→D→C
B.冲程B的活塞正在往下运动
C.冲程D将内能转化为机械能
D.热机是利用化学能做功的机器
B
4.(2025铜仁万山区三模)二氧化碳(CO2)爆破技术是现代工程建设中非常环保的技术,起爆前高压泵将CO2压缩成高压气体,液化后输入爆破筒内。如图所示,爆破时电加热管发热。使筒内的液态CO2迅速汽化,形成的高压气体从泄气孔中喷出,实施爆破。其爆破过程类似于内燃机的
冲程。
做功
5.(2023贵州节选)随着汽车科技的不断进步,混合动力汽车(简称:混动汽车)逐渐受到人们的青睐,目前广泛使用的混动汽车主要部件有汽油机、蓄电池、电动机等,它们单独或组合向汽车提供动力。混动汽车有串联式和并联式等种类。串联式混动汽车的工作流程如图甲所示,蓄电池可单独向电动机提供电能驱动汽车;
热值与热效率 [3年1考:2023.T22(2)(4)]
考点三
汽油机仅带动发电机发电,产生的电能一部分输入电动机驱动汽车,另一部分还能通过发电机向蓄电池充电。并联式混动汽车的工作流程如图乙所示,汽油机和电动机分属两套独立的工作系统,蓄电池通过电动机能单独驱动汽车,汽油机也能直接给汽车提供动力,两套系统还能同时工作驱动汽车。
(1)若汽油机完全燃烧2 kg汽油,释放的热量是多少焦耳 (q汽油=4.6×
107 J/kg)
解析:(1)汽油释放的热量为
Q放=mq汽油=2 kg×4.6×107 J/kg=9.2×107 J。
答案:(1)9.2×107 J
(2)如图丙所示是并联式混动汽车内部结构透视图。若系统提供的动力一定,油箱油量或蓄电池电量是否会影响汽车行驶路程的长短 请结合乙图的工作流程,以其中一套工作系统为例,从能量转化的角度结合功的相关知识分析说明。
解析:(2)油箱的油量或蓄电池的电量通过能量转化变为对汽车所做的
功,油量或电量越多,做的功就越多,通过公式W=Fs可知,F一定的情况下,
W越多,s就越大,所以会影响。
答案:(2)见解析
(3)若两种方式混动汽车的质量相同,相同部件能量转化的效率相同,油电系统同时工作,蓄电池仅处于放电状态且放电情况相同。请对比甲、乙两图的工作流程分析,在汽车整体输出能量相同的情况下,哪种方式混动汽车的效率低 为什么
解析:(3)串联式混动汽车的效率低,因为在混动汽车质量相同,转化效率相同情况下,并联式和串联式都有蓄电池到电动机再到提供动力,这一部分转化效率相同,但是串联式在汽油机方面比并联式多了些步骤,它是先到发电机再到电动机再提供动力,而并联式是汽油机直接提供动力,所以串联式在能量转化方面损耗更多,效率较低。
答案:(3)见解析
1.新情境—“人造太阳” (2025山东)2025年1月,中国“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置实现1亿摄氏度高温下1 066 s的稳态运行。在核聚变过程中核能转化为内能,但内能却不能自发地转化为核能。说明能量的转化具有 性;在能量转化和转移的过程中,能量的总量保持 。
方向
不变
2.(2025烟台)汽油机是燃油汽车的动力来源之一。如图所示是某台汽油机工作时的能量数据,图中横线处应填写的内容是① ;
② 。若汽油的热值为4.6×107 J/kg,则该工作过程中消耗的汽油质量为 kg。
1.61×105
机械
0.0035
如图所示,风电站给电网供电后,将富余的电能输送给制氢厂,通过电解水装置制造的氢气,经加氢站到达用户端;将电解水制氢时产生的氧气输送给火电站,使煤炭实现“富氧燃烧”,提高火电站的煤电转化效率。
“碳—氢—风—电”能源耦合模型
(1)某风电站总装机功率为105 kW,平均每天工作时长以10 h计。若风电站以总装机功率工作时,1天所发出的电能中,有8.2×105 kW·h的电能供给电网,富余的电能全部用于电解水制氢(每产生1 m3氢气消耗
3.6 kW·h的电能),产生的氢气完全燃烧时,释放的热量为多少 (氢气的热值为1.28×107 J/m3)
答案:(1)6.4×1011 J
(2)假设火电站通过“富氧燃烧”技术,使煤炭完全燃烧,可实现每消耗0.31 kg的标准煤,发出1 kW·h的电能,则“富氧燃烧”条件下,煤电转化效率是多少 (标准煤的热值为2.9×107 J/kg)
答案:(2)40%
(3)若采用“富氧燃烧”技术后,煤电转化效率相比技术革新之前提高了4%,则同样发出1 kW·h的电能,相比应用“富氧燃烧”技术前,能节约多少千克标准煤
答案:(3)0.035 kg
基础题
1.(2025连云港)运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有( )
A.较大的热值 B.较低的沸点
C.较大的比热容 D.较高的凝固点
A
2.下列关于燃料的热值说法中,正确的是( )
A.燃料燃烧越充分,其热值越大
B.燃料的热值越小,完全燃烧放出的热量越少
C.一瓶酒精用去三分之一,剩余酒精的热值将减小
D.焦炭的热值是3.0×107 J/kg,完全燃烧1 kg焦炭能放出3.0×107 J的热量
D
3.如图所示为某四冲程汽油机顺序被打乱的工作过程示意图,下列说法正确的是( )
A
A.图甲是做功冲程,内能转化为机械能
B.图乙是压缩冲程,机械能转化为内能
C.图丙是排气冲程,内能转化为机械能
D.四个冲程的顺序应该是乙→甲→丁→丙
甲 乙 丙 丁
4.小红到乡村参加劳动实践,发现农用拖拉机使用的是柴油机,其结构原理如图,关于其四冲程柴油机的描述正确的是( )
A.吸气冲程中吸入气缸的只有空气
B.压缩冲程中机械能转化为柴油和空气混合物的内能
C.做功冲程是依靠飞轮的惯性完成的
D.排气冲程中,废气带走的能量最少
A
5.涡扇喷气式发动机是现代飞机的“心脏”,是热机的一种,其关键材料耐高温。如图所示,发动机结构由进气道、压气机、燃烧室、涡轮机、喷口五部分组成。其中压气机压缩空气,燃烧室喷油与高压空气混合燃烧产生高温高压燃气,推动涡轮机转动并从喷口喷出。下列关于涡扇喷气式发动机的说法不正确的是( )
A.发动机内部耐高温的材料具有熔点高的特点
B.吸入发动机的空气被压缩机压缩后内能增大
C.发动机内,燃料和压缩空气混合后燃料的热值增大
D.高温高压的燃气经过涡轮机后燃气的内能减小,温度降低
C
6.(2025湖南)2025年2月11日,长征八号甲运载火箭成功发射,如图所示。该火箭的芯二级以液氢为燃料,这主要是因为液氢的 大,它燃烧过程中将 能转化为内能。
7.(2025甘肃)用打气筒打气时,气筒壁会发热,这主要是因为活塞对筒内气体 (选填“做功”或“热传递”),使筒内气体内能增大,温度升高,此过程中的能量转化与四冲程汽油机的 冲程的能量转化相同。
热值
化学
做功
压缩
中档题
8.(多选)(2025铜仁沿河县三模)为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标,我国某集团研发了一款新型汽车。与某款汽车同样油耗和使用条件下,发动机工作时,尾气中“汽油味”明显降低,动力更加强劲。下列有关说法正确的是( )
A.尾气中“汽油味”降低,是因为汽油在气缸中燃烧比较充分
B.若给该发动机安装消音器,是从传播过程中减弱了噪声
C.该款新型汽车的使用仍然会造成大气污染
D.该新型汽车发动机的热机效率可达100%
AC
9.(2025毕节校级一模)如图所示是某品牌汽车汽油机的能量流向图,某次该汽车行驶过程中消耗了0.21 kg汽油。
[汽油的热值为4.6×107 J/kg,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)该汽油机的效率。
(2)此行驶过程中汽油完全燃烧释放的热量。
解析:(1)该汽油机的效率为η=1-33%-25%-7%=35%。
答案:(1)35% (2)9.66×106 J
(2)此行驶过程中汽油完全燃烧释放的热量
Q放=mq=0.21 kg×4.6×107 J/kg=9.66×106 J。
(3)若释放的热量有25%被冷却水吸收,则质量为10 kg的冷却水升高的
温度。
答案:(3)57.5 ℃
拔高题
10.(2025山西)跨学科实践
制作简易汽轮机模型
热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队,制定了“项目提出——项目分析——项目实施——展示交流”的学习流程,研究了热机原理,收集材料组装了如图所示的汽轮机模型。
实验时向易拉罐内部注入大约半罐水,将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内,用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上,笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯,当有蒸汽喷出时,扇叶就转动起来。
(1)汽轮机模型工作过程的能量转化情况为化学能→ → 。
(2)团队的同学们在测试过程中,发现扇叶不转动,出现这种现象的原因可能是 .
(答出一条即可)。
机械能
内能
水蒸气的内能太小,或笔尖喷出的蒸汽太少(答案不唯一,合理
即可)
(3)热机发展史也是一部热机效率提高史,在展示交流环节,对如何提高简易汽轮机效率,同学们进行了激烈讨论。请你依照“结构决定功能”的观念,从结构的角度思考,帮助他们提出一个可行性措施: .
。
在易拉罐
上半部分覆盖保温层(答案不唯一,合理即可)
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第四讲 物态变化
(3年4考)
知识梳理 夯基础
图说 扣教材
聚焦贵州 明考向
展望全国 拓视野
核心实验 培素养
分层训练 提能力
一、温度
1.定义:表示物体的 的量。
2.摄氏温度
(1)单位:摄氏度,用符号 表示。
(2)规定:把在标准大气压下冰水混合物的温度定为0摄氏度,沸水的温度定为100摄氏度,分别用“0 ℃”和“100 ℃”表示;将0 ℃和100 ℃之间分成100个等份,每个等份代表1 ℃。
冷热程度
℃
二、温度计
1.原理:液体 的规律。
2.温度计的作用和读数(“四会”)
(1)会选:选择合适测量范围的温度计。
(2)会放:温度计的玻璃泡应该 浸入被测的液体中,不要碰到
或 。
全部
容器底
容器壁
热胀冷缩
(3)会读:①温度计的玻璃泡浸入被测液体后要稍微等一会儿,待温度计的示数稳定后再读数;
②读数时温度计的玻璃泡要继续留在被测液体中,视线要与温度计中的液面 (如图中B所示);③看刻度是在零刻度线的上方,还是下方。
(4)会记:测量结果由数值和单位两部分组成。图中温度计的示数为
℃。
36
相平
3.体温计
(1)测量范围: ℃;分度值: ℃。
(2)使用特点:离开人体后,仍然可以显示人体温度。
三、物态变化
0.1
35～42
项目 初态→末态 吸、放热 自然现象 生活现象 实际应用
熔化 固态→ 热 冰(雪) 消融 铁块变成铁水 冷饮加冰、冰块保鲜、冰袋降温
液态
吸
凝固 液态→ 固态 热 冰、 冰柱 糖水制成冰棍、糖汁成型糖画 冬天在菜窖里放几桶水
汽化 态 →气态 热 雾的 消散 湿手被吹干、湿衣服晾干 皮肤上涂酒精感到凉快、游泳上岸的人感到冷、冰箱内的液态制冷剂在冷冻室汽化
液化 气态→液态 热 雾、露、 雨 “白气”“水汽”“流汗” 制冷剂在冰箱冷凝器中液化
放
液
吸
放
升华 固态→ 态 热 冬天,堆在墙角的雪没有熔化就变少 樟脑丸变小、冰雕变小、钨丝变细、结冰的衣服变干 利用干冰进行人工降雨、制造舞台“烟雾”、运输食品等
凝华 态 →固态 热 霜、雪、雾凇 冬天玻璃窗上的冰花
气
吸
气
放
“白气”和水蒸气的区别:水蒸气是气态,用肉眼无法观察到;“白气”是水蒸气液化形成的小液滴,用肉眼可以观察到。
四、晶体和非晶体
项目 晶体 非晶体
熔 化 举例 冰、海波、各种金属等 石蜡、松香、玻璃等
熔点 有 无
熔化条件 温度达到熔点,持续吸热 吸收热量
熔 化 图像 AB段:熔化前,温度 ,为 态; BC段:正在熔化,温度 ,为 . ,熔点为 ℃; CD段:熔化后,温度升高,为 态
整个过程持续
,温度持续
升高
固
不变
固液
共存态
t0
液
吸热
升高
凝固过程与熔化过程相反。
五、汽化
方式 蒸发 沸腾
发生部位 液体 液体 和
发生条件 在任何温度下 达到 ,继续吸热
剧烈程度 的汽化现象 的汽化现象
影响因素 液体的 、液体的 、液体表面上的空气流速 供热快慢、液面上方气压高低
温度变化 热量、液体自身温度降低 热量、液体温度不变
相同点 都是 现象;都要 表面
内部
表面
沸点
缓慢
剧烈
温度
表面积
吸收
吸收
汽化
吸热
六、液化
液化的两种方式
(1)一是 ,如空气中的水蒸气遇冷液化成小水滴。
(2)二是在一定的温度下, ,如液化石油气。
七、水循环
1.水是人类生存环境的重要组成部分,通过水的三态变化,地球上的水在不停地循环。
2.实例:雾、露由液化形成;霜、雪由凝华形成等。
降低温度
压缩体积
1.清晨,草叶上常挂有晶莹的露珠,这是由于夜间温度 ,空气中的水蒸气 形成的。随着太阳的升起,这些露珠又慢慢消失,是由于露珠发生了 。
低
液化
汽化
2.冬天,玻璃上的“冰花”是由于 (选填“室内”或“室外”)空气中的 遇到温度较低的玻璃 形成的小冰晶,该过程
热量。
室内
水蒸气
凝华
放出
1.端午节吃粽子是一项传统习俗。刚出锅的粽子很烫,“烫”是形容粽子的( )
A.质量大 B.温度高
C.体积大 D.密度大
2.(2025毕节金沙县校级一模)如图所示,温度计的示数是 ℃。
B
温度和温度计(3年1考:2024.T1)
考点一
-11
3.(2025贵州)《天工开物》里有凿井取盐的记载,大意是凿出盐井并舀出含盐卤水入锅熬煮,去除水分后便可得到盐。去水取盐的过程中,水发生的物态变化是( )
A.液化 B.熔化
C.汽化 D.凝华
C
物态变化的辨识及吸放热(3年2考:2025.T4、2023.T6)
考点二
4.(2023贵州)“走遍大地神州,醉美多彩贵州。”梵净山主峰时而薄雾缭绕,时而雾散峰青。此现象主要包含下列哪两种物态变化( )
A.熔化和凝华
B.液化和汽化
C.汽化和熔化
D.凝固和升华
B
5.(2025贵阳校级一模)以下四幅图所涉及的物态变化中,需要吸热的是
( )
A.清晨的露珠 B.玻璃上的冰花
C.冬季的降雪 D.“消失”的樟脑丸
D
6.(2024贵州)中国铸币发展史源远流长,如图所示,“钱范”是古代铸造钱币所用的模具,由正、背两块组成,内部均刻有图文。铸币时,合上正、背两块,将液态金属灌入其内,待液态金属凝固后取出,即可得到金属钱币。下表提供两种材料在1个标准大气压下的熔点,请回答:
熔化与凝固的特点(3年1考:2024.T16)
考点三
材料 熔点t/℃
铝 660
铁 1 538
(1)已知铜的熔点为1 083 ℃,若想复刻铸造纯铜钱币,应选择表中哪种材料制作“钱范”
答案:(1)由表中数据可知,铝的熔点为660 ℃,铁的熔点为1 538 ℃,而铜的熔点为1 083 ℃,因此若用铝制作“钱范”,当铜水倒入时,“钱范”将会熔化,不能达到铸造的目的,因此应选用铁制作“钱范”。
(2)根据所选“钱范”的材料,写出所灌注铜液的温度不能超过多少摄氏度 为什么
答案:(2)因选用铁制作“钱范”,铁的熔点为1 538 ℃,因此所灌注铜液的温度不能超过1 538 ℃,因为如果超过1 538 ℃,则高于铁的熔点,会导致“钱范”熔化,不能达到铸造的目的。
变式6-1 如图是海波和石蜡熔化时其温度随时间变化的图像,下列说法正确的是( )
A.甲物质在第7 min时处于固液共存态
B.甲物质在8 min后处于固液共存态
C.甲物质对应石蜡,乙物质对应海波
D.乙物质的熔点随温度升高而升高
A
1.作图题 (2025泸州)下表是小泸探究水沸腾前后温度变化特点的实验数据,请你在坐标纸上描点并用平滑曲线连接起来。
时间/min 0 1 2 3 4 5
温度/℃ 92.0 94.1 96.2 98.0 98.0 98.0
答案:如图所示
2.实验装置创新 (2025福建)防冻液是一种用于汽车发动机冷却系统的特殊液体。为判断某防冻液在最低气温为-25 ℃的某地区能否使用,利用图甲装置进行实验。
(1)烧杯中装有适量防冻液,置于制冷剂中,用温度传感器每隔1 min记录防冻液的温度,绘制温度随时间变化的图像,如图乙。观察到14～20 min防冻液处于固液共存状态,分析图像可知:防冻液在凝固过程中温度
,凝固点为 ℃,由此判断该防冻液 在该地区使用。
(2)装制冷剂的容器外壁出现霜,这是空气中水蒸气 形成的小冰晶。
保持不变
-35
能
凝华
3.科学论证 (2025湖南)小伟用如图甲所示装置探究小烧杯中的水能否沸腾。两个烧杯中装有初温相同的纯净水,当大烧杯中水温接近90 ℃
时,每隔2 min分别记录一次两支温度计的示数,根据实验数据绘制出温度与时间关系的图像,如图乙所示。
(1)为获取实验数据,本实验用到的测量工具有烧杯、温度计和 。
(2)如图丙,温度计的示数为 ℃。
(3)本次实验中,加热一段时间后,观察到大烧杯的水中有大量气泡产生且温度保持不变,小烧杯的水中始终没有大量气泡产生,温度也保持不变。此时小烧杯中的水是否沸腾,并说明判断的依据: .
.
。
秒表
92
未沸腾;依据有:①小
烧杯的水中始终没有大量气泡产生,不符合液体沸腾时的现象;②由图
像可知最终小烧杯内水温低于实验时水的沸点,不满足液体沸腾的条件
4.方案比较 (2025扬州)小明发现冰块在不同饮料中熔化快慢不同,决定探究影响冰块熔化快慢的因素。
(1)相同的0 ℃的冰块在某液体中熔化得快,说明相同时间内,冰块在该液体中吸收的热量 (选填“多”或“少”)。
(2)若将两个相同的0 ℃的冰块分别放入水和浓盐水中,所受浮力分别为F水、F盐水,与液体接触面积分别为S水、S盐水,则F水 F盐水,S水 S盐水。
多
=
>
(3)为探究冰块熔化快慢与接触面积的关系,下列两个方案应选用方案 。
方案一:如图1、2,取两个相同的0 ℃的冰块,一块直接放入水中,另一块竖切成4小块放入相同的水中,记录冰块完全熔化的时间分别为t1、t2。
方案二:如图3、4、在装满相同温度的水和浓盐水的玻璃杯中,分别放入相同的0 ℃的冰块,盖上杯盖使冰块保持浸没,记录冰块完全熔化的时间分别为
t3、t4。
一
(4)①采用方案一进行实验,发现t2 。
②采用方案二进行实验,发现t3≠t4,得出的结论是 .
。
(5)在用方案二进行实验前,小明根据“向积雪的公路上撒盐,盐能尽快地融雪”,预测冰块在浓盐水中熔化得更快,他的推理是否正确 ,请说明理由: .
.
。
在其他条件相同
时,冰块与液体的接触面积越大,熔化速度越快
在其他条件相同时,
冰块熔化快慢与液体的种类有关
正确
向积雪撒盐后,积雪的熔点降低,使得积雪在低于0 ℃的
环境中也能熔化;同理,当冰块放入浓盐水中时,浓盐水会降低冰的熔
点,使冰块在相同温度下更易达到熔化条件,因此熔化速度更快
实验 探究水在沸腾前后温度变化的特点(2022年版课标必做实验)
例题 探究“水在沸腾前后温度变化的特点”的实验中。
基础设问
(1)实验操作 如图1甲所示实验装置的组装顺序应为 (选填“自下而上”或“自上而下”)。
自下而上
图1
(2)实验中,判断水沸腾的依据是 。
A.水的温度保持不变
B.出现水的沸腾现象
(3)水沸腾时,温度计的示数如图1甲所示,为 ℃,此时当地的大气压强 (选填“大于”“小于”或“等于”)标准大气压。
(4)本实验中不能选择酒精温度计的原因是 。(酒精的沸点为78 ℃)
B
98
小于
酒精的沸点低于水的沸点
(5)实验中是通过 的方式增加水的内能的;若要缩短将水加热至沸腾的时间,请写出一种可行的办法: .
。
(6)水沸腾后,根据图1乙可以推断出,在其他条件不变的情况下继续对水加热2 min,水的温度 (选填“升高”“降低”或“不变”)。
热传递
提高水的初温(或适当减小水
的质量)
不变
(7)水沸腾时水中气泡的情形应为图2甲中的 (选填“A”或“B”)。
(8)科学质疑 为说明水沸腾过程中是否需要吸热,应 ,观察水是否继续沸腾。
A
拓展设问
移去酒精灯
图2
(9)如图2乙所示是根据两个实验小组的实验数据绘制的温度—时间图
像,得到a、b两个不同图像的原因可能是 。
(10)撤去酒精灯后,水仍能继续沸腾一小段时间,其原因是 .
。
水的质量不同
陶土网的温
度高于水的沸点,水还能继续吸热
(11)实验改进 用如图3所示装置完成实验后,移走酒精灯,当水停止沸腾时,用连有注射器的橡皮塞塞住烧瓶口,然后向外拉注射器活塞,如图4所示,会看到烧瓶中的水重新沸腾起来,这是因为 .
。
烧瓶内气压减小,水的
沸点降低
图3
图4
(12)科学推理 小明回家后发现妈妈正在炖汤,汤沸腾后妈妈将火调小,汤仍在沸腾。小明又把火调得更小,这时虽还在加热,汤却不沸腾了。你觉得不沸腾的原因是 。
(13)科学推理 小洪在家烧水煮饺子。当水烧开准备下饺子时,妈妈提醒他锅里的水量少了点,于是小洪又往锅里迅速加了一大碗水(水量比锅里少),用同样大的火直至将水再次烧开。根据实验探究结论下列能反映小洪整个烧水过程中温度随时间变化的图像是 。
相同时间,吸收的热量比散失的热量少
C
A B C D
基础题
1.下列关于温度的估测正确的是( )
A.贵阳夏季的平均气温为50 ℃
B.人体的正常体温为26 ℃
C.冰箱冷藏室的温度为5 ℃
D.高压锅中水的沸点为80 ℃
C
2.(2025铜仁三模)湄潭翠芽是贵州省遵义市的特产,中国国家地理标志产品之一,以手工制茶而闻名。手工制茶中的一个重要环节是“炒茶”,将鲜嫩的茶叶放在深锅中进行翻炒烘干,茶叶被烘干过程中水分发生的物态变化是( )
A.液化 B.汽化
C.升华 D.熔化
B
3.学与日常生活 某同学在探索厨房中的物态变化问题时,记录了他观察到的几种现象,并运用所学知识对这些现象进行了解释。下列说法正确的是( )
A.给鱼保鲜的冰块从鱼身上脱落并化成水,属于熔化现象,需要吸热
B.从冰箱中取出的冻肉表面出现一层白霜,属于凝固现象,需要放热
C.锅中的水煮开后,一打开锅盖冒“白气”,属于汽化现象,需要放热
D.用蒸锅蒸馒头时,锅盖上会出现小水珠,属于液化现象,需要吸热
A
4.如图所示是自然界中水的循环示意图,下列说法正确的是( )
A.高山上的积雪升华,直接变成小水滴,升入天空
B.水蒸气在高空遇冷时,有的凝固成小冰晶,有的液化成小水滴
C.过量开采地下水可以解决部分饮水问题,且对环境不会造成影响
D.江河湖海、土壤、植物中的水通过汽化,变成水蒸气升入天空
D
5.有一种新型黑色碳粉材料。在激光的照射下,纸张上的黑色碳粉直接
为碳蒸气,字迹消失。再经过特殊冷却装置,碳蒸气直接 .
成碳粉。纸张和碳粉可以重复使用,有效节约资源。(两空均填物态变化名称)
6.(2025贵州安顺二模)小陈同学从电冰箱的冷冻室内拿出一根棒冰,发现包装纸上有一层“霜”。根据所学物态变化知识,“霜”的形成需要
(选填“吸收”或“放出”)热量。
升华
凝华
放出
7.如表所示是几种物质在标准大气压下的熔点和沸点,请根据表中信息回答:-15 ℃时,水银处于 态;白炽灯发光时的灯丝温度高达
2 500 ℃,应该选择 制作灯丝。
液
钨
物质 水银 铁 钨 锡
熔点/℃ -39 1 538 3 410 232
沸点/℃ 357 2 750 / /
8.(2025铜仁校级一模)小明探究水沸腾前后温度变化特点的实验装置如图甲所示。请回答:
(1)小明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a、b所示,则图 是水沸腾时的情况,从图丙中可得出水沸腾后的温度特点是 。
a
持续吸热,温度不变
(2)实验开始时,小明向烧杯中倒入热水而不是冷水,这样做是为了 .
;水沸腾时,气泡上升过程中所受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
缩短
加热时间
变大
9.学与工程实践 (多选)我国古代科技著作《天工开物》里记载了铸造“万钧钟”和“鼎”的方法,先用泥土制作“模骨”,“干燥之后以牛油、黄蜡附其上数寸”,在油蜡上刻上各种图案(如图所示),然后在油蜡的外面用泥土制成外壳;干燥之后,“外施火力炙化其中油蜡”,油蜡流出形成空腔,在空腔中倒入铜液,待铜液冷却后,“钟鼎成矣”。下列说法正确的是( )
A.“炙化其中油蜡”是熔化过程
B.“炙化其中油蜡”是液化过程
C.铜液冷却成钟鼎是凝固过程
D.铜液冷却成钟鼎是凝华过程
AC
中档题
10.如图甲、乙所示分别是根据探究冰的熔化和水的沸腾实验数据绘制的图像,根据图像信息,下列分析正确的是( )
A.图甲:冰在BC段处于液态
B.图甲:冰熔化的时间为10 min
C.图乙:水的沸点为98 ℃
D.图乙:实验地点的大气压强高于标准大气压
C
11.青藏铁路沿线冻土区竖立了许多热棒,如图所示,其下端插在冻土中,里面填充了低沸点的液态氨。在寒冷的季节,热棒下端的液态氨变成气态氨上升到热棒的上端,将冻土里的热量“搬运”出去,以确保路基稳定。下列说法正确的是( )
A.若温度升高,冻土会液化,导致路基下沉
B.可以使用液态水替代液态氨
C.液态氨在热棒下端汽化吸热
D.气态氨在热棒上端凝固放热
C
12.科学思维 如图所示,有三杯水甲、乙、丙放在室温为30 ℃的同一房间内,一杯是普通自来水,一杯是刚倒的冰水,一杯是刚倒的开水。请根据图中信息判断杯中装开水的是 杯,装冰水的是 杯;丙杯外壁出现的水珠是由 形成的,此过程需要 (选填“吸”或“放”)热。
甲
丙
空气中水蒸气遇冷液化
放
甲 烧杯内壁有
水珠,杯口有白气
乙 无现象
丙 烧杯外壁有水珠
13.(2025眉山)某实验小组利用图甲所示实验装置探究冰熔化时温度的变化规律。
(1)实验中按图甲的方式对碎冰加热,目的是使碎冰 。
(2)如图乙所示温度计的示数是 ℃。
受热均匀
-3
(3)根据实验数据画出冰熔化过程的“温度—时间”图像,如图丙所示。分析图像可知:冰熔化过程中要 (选填“吸收”或“放出”)热量,但温度保持不变,属于 (选填“晶体”或“非晶体”)。
(4)进一步分析图像发现,0至t1时段内的温度变化比t2时刻后的温度变化快,其主要原因是冰和水的 不同。
(5)若对烧杯持续加热,烧杯中的水沸腾后试管中的水 (选填“会”或“不会”)沸腾。
吸收
晶体
比热容
不会
拔高题
14.(2025贵阳二模)地球的水含量丰富,但与我们生活最为密切的淡水,只占总水量的2.5%左右。将海水转化为淡水,就成了一种有效解决淡水短缺的有效方法。如图所示是一位同学设计的海水淡化装置,将此装置放置在太阳光下,就可以实现海水淡化。请回答下列问题:
(1)此装置利用了哪些物态变化过程来实现海水淡化的
(2)可以采取什么措施来加快该装置淡化海水的速度呢 请列举一条措施。
答案:(1)放置在太阳光下,海水吸收热量先蒸发,即汽化变成水蒸气,然后水蒸气液化成小水滴,实现海水淡化。
(2)影响蒸发的因素有温度、液体上方空气流速、液体的表面积,因此可以把装置放在温度更高的地方或增大海水表面积、加快海水表面空气流速等。
谢谢观赏！(共58张PPT)
第二讲 光现象
(3年4考)
知识梳理 夯基础
图说 扣教材
聚焦贵州 明考向
展望全国 拓视野
核心实验 培素养
分层训练 提能力
一、几个基本概念
1.光源:能够发光的物体。
月亮、宝石、平面镜等物体,本身不能发光,所以它们不是光源。
2.光线:我们通常用一条带有 的直线表示一束光传播的径迹和方向,这样的直线叫作光线。光线的引入利用了理想模型法。
3.光速:光在真空中的传播速度约为 m/s。光在各种介质中的传播速度:v空气 v水 v玻璃。
箭头
3×108
>
>
4.光年:光在真空中传播一年所经过的距离。光年是长度单位。光的传播规律:光在同种均匀介质中沿 传播。
二、光的反射和折射
直线
项目 图示 三线共面 两线分居 两角关系 共同点
光的 反射 反射光线、入射光线和法线在 . 反射光线和入射光线分居法线 反射角 . 入射角;反射角随入射角的增大而 在光的反射和折射现象中,光路
同一
两侧
增大
等于
平面内
可逆
光的 折射 折射光线、入射光线和法线在 . 折射光线和入射光线分居 . 两侧 当光从空气斜射入水中或玻璃中时,折射光线向法线方向偏折,折射角 入射角;当入射角增大时,折射角也 ;当光从空气垂直射入水中或玻璃中时,传播方向
同一
平面内
法线
小于
增大
不变
三、镜面反射和漫反射
项目 图示 不同点 共同点 感觉差异 实例
镜面 反射 反射面为光滑的平面,平行光束反射后仍为 光 都遵循光的 ,且光路 在特定区域内观察物体很“刺眼”,从其他区域看很暗 黑板反光、光污染、玻璃幕墙等
漫 反 射 反射面凹凸不平,平行光束反射后射向四面八方 从不同方向都能看到本身不发光的物体 从不同的方向看电影幕布都能看到画面
平行
反射定律
可逆
四、平面镜成像
1.原理: 。平面镜所成像是物体发出(或反射)的光线经平面镜反射后,进入人眼形成的。
2.虚像: 呈现在光屏上。
3.平面镜成像的规律:平面镜所成的像为 像,其大小与物体的大小
,像和物体到平面镜的距离 ,像和物体的连线与镜面
。也可以表述为平面镜所成的像为 像,像与物体关于镜面 。
光的反射
不能
虚
相等
相等
垂直
虚
对称
4.应用:一是可以 ,如梳妆镜;二是可以 ,如潜望镜。
5.拓展:凸面镜和凹面镜
(1)凸面镜对光有发散作用,应用如汽车后视镜、路口反光镜等。
(2)凹面镜对光有会聚作用,应用如太阳灶、大型反射式望远镜、手电
筒等。
五、光的色散
1.定义:太阳光是白光,它射入、射出棱镜会发生 ,被分解成各种颜色的光,这种现象叫作光的色散。
成像
改变光路
折射
2.色光的三原色: 。
透明物体的颜色是由其透过的色光决定的,不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。
六、看不见的光
红、绿、蓝
项目 特性 应用
红外线 热作用强 红外线加热、红外线夜视仪、红外线遥感、红外线遥控等
紫外线 化学效应强 灭菌消毒(紫外线灯)、使荧光物质发光(验钞机)等
1.小孔成像的原理是 ;如图所示,易拉罐底部有一个圆形小孔,则在半透明塑料膜上看到 ,蜡烛离小孔越近,看到的像越 。
光沿直线传播
烛焰的倒立像
大
2.如图甲、乙是光射到物体表面发生反射的情形,其中属于镜面反射的是 。当光射到物体表面发生漫反射时, (选填“遵循”或“不遵循”)光的反射定律。
甲
遵循
3.在平静的水面,国家大剧院和它的倒影宛如一个巨大的蛋壳,如图所
示,这是光的 现象,这个倒影实际上是大剧院通过水面所成的
(选填“放大”“等大”或“缩小”)的、 (选填“实”或“虚”)像。
反射
等大
虚
1.(2024贵州)《淮南万毕术》中记载:“取大镜高悬,置水盆于其下,则见四邻。”如图所示描绘了该记载中的场景。人能通过盆中水面及平面镜观察墙外情况均利用了( )
A.光的折射 B.光的色散
C.光的反射 D.光的直线传播
C
光现象的辨识 (3年1考:2024.T6)
考点一
2.(2025铜仁万山区三模)如图所示,“水星凌日”是水星如一颗小黑痣从太阳“脸上”缓慢爬过的天象。下列光现象的形成与“水星凌日”原理相同的是( )
A.小孔成像 B.雨后彩虹
C.海市蜃楼 D.水中倒影
A
3.(2025铜仁校级一模)如图所示为一只白鹭从水中起飞,展翅高飞的情景。下列说法正确的是( )
A.水中的倒影是白鹭的实像
B.白鹭的脚恰好与水面接触时,白鹭的脚在水中的像也恰好与水面接触
C.白鹭在水中的像是由光的折射形成的
D.白鹭飞离水面时,水中的像会越来越小
B
平面镜成像的特点
考点二
类型1 光的反射作图 (3年1考:2025.T13)
4.(2025贵州)如图所示,一束阳光经窗玻璃反射进入眼睛,请画出图中反射光线对应的入射光线。
答案:如图所示
光现象作图
考点三
类型2 平面镜成像作图
5.(2024六盘水二模)请在图中画出物体AB在平面镜MN中所成的像A′B′。
答案:如图所示
6.(2025贵阳校级一模)响水河上横跨着一座青石砌成的七孔拱桥,“小七孔风景区”因此得名。如图甲是摄影师看到的美丽风景,请你在图乙中作出摄影师(A点)通过水面看到桥(B点)的光路图,保留作图痕迹。
答案:如图所示
类型3 光的折射作图
7.(2025六盘水二模)请画出光从空气斜射入水中时折射光线的大致位
置,并标出入射角的大小。
答案:如图所示
8.人类看不见的光在生活中有许多应用,下列说法中正确的是( )
A.电视遥控器前端发出的红光是红外线
B.红外线可以用来灭菌
C.验钞机发出的紫光是紫外线
D.适当照射紫外线可促进骨骼生长
D
光的色散与看不见的光
考点四
9.小明偶尔在城市街头看到的“人工虹”,这是 现象;用放大镜细细观察彩色电视的屏幕,发现它们是由红、蓝和 相间的小发光条组成。
光的色散
绿
1.(2025湖南)如图,农户在果树下铺上银色地膜,使果实能接收到更多的光照,促进果实着色,提高品质。这主要利用了银色地膜对光的( )
A.反射 B.折射
C.色散 D.直线传播
A
2.思维导图的绘制 (2025山西)小亮在梳理光现象知识时绘制了如图思维导图,其中一个分支的实例内容有缺失。下列选项能正确补充的是
( )
A.水中倒影 B.海市蜃楼
C.小孔成像 D.立竿见影
A
3.设计实验 (2025连云港)小明想:光在水中传播时,水的流动是否对光的传播方向有影响 他利用激光笔、流动的水(已加入少许牛奶)完成了实验探究,他的操作是 .
。
使激光笔发出的光垂直射入流动的水中,观察光
的传播方向是否发生改变
4.生活情境题 (2025广州)如图甲,顾客站在倾斜放置的平面镜前观察自己的像。
(1)用AB表示站在平面镜前的顾客,在图乙中画出其在镜中的像。
答案:(1)如图所示
(2)顾客在镜子里看不到自己鞋子的像,她应 (选填“远离”或“靠近”)平面镜,才能看到自己鞋子的像,顾客移动过程中,鞋子像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
靠近
不变
5.科学推理 (2025上海)万里无云的晴天时,我们看到天空是蓝色的,现已知以下信息:
①光是一种电磁波,不同色光的频率如下表所示(THz):
红色 橙色 黄色 绿色 青色 蓝色 紫色
384～ 482 THz 482～ 503 THz 503～ 520 THz 520～ 610 THz 620～ 659 THz 610～ 659 THz 659～
769 THz
②光的频率越高,经氮气、氧气分子散射的程度越大,向各个方向发散;
③太阳光在空气中主要通过氮气、氧气分子散射;
④“靛”是蓝紫或深蓝,晴天时,相较于紫色光,人眼更容易感受到蓝
色光。
(1)频率为450 THz的光 (选填“属于”或“不属于”)三原色光。
(2)结合以上信息,请解释“晴天时,人看天空为什么是蓝色的”。 .
。
属于
蓝色
光和紫色光的频率较高,散射程度较大,且人眼更容易感受到蓝色光
6.(2025乐山)如图甲所示,塔式太阳能电站是把许多平面镜按照一定的规律排列起来,把太阳光反射后会聚到同一位置。请根据图乙中的光路,画出平面镜的位置并标出入射角(平面镜用“ ”表示,入射角用“i”表示)。
答案:如图所示
实验一 探究光的反射定律(2022年版课标必做实验)
例题 在探究光反射时的规律时,同学们进行了如图所示的实验。
(1)实验所需要的器材: 、平面镜、光源、 等。
(2)为使实验现象更明显,实验应在 的环境下进行。
(3)如图甲所示,为了显示光路,光束应 ,经平面镜反射后,沿另一方向射出。图中∠r是 (选填“入射”或“反射”)角。
硬纸板
甲
量角器
较暗
贴着纸板入射
反射
基础设问
(4)当入射角增大时,反射光线 (选填“靠近”或“远离”)平面镜。
(5)实验数据分析 表中是实验中记录的数据:
靠近
次数 1 2 3 4 5 6
∠i 20° 30° 40° 50° 60° 70°
∠r 20° 30° 40° 50° 60° 70°
①多次改变入射角大小并进行测量的目的是 。
②当光线沿NO垂直于平面镜入射时,反射角为 。
③由实验数据可知 等于 。
使实验结论具有普遍性
0°
反射角
入射角
(6)使光沿着BO方向射到镜面,会发现反射光会沿OA射出,这表明在反射现象中, 。
(7)实验过程中,硬纸板竖直地立在平面镜上,移动激光笔,使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动,反射光束沿 时针方向转动。
(8)实验过程中若将纸板整体倾斜,让光仍贴着硬纸板AO方向射向镜面,如图乙所示,此时硬纸板上 反射光束。
光路是可逆的
顺
没有
乙
拓展设问
(9)根据探究结论,小明用激光笔做了一个简易水位自动识别仪,如图丙所示。保持入射光的方向不变,水面在变化过程中始终保持平静,当反射光的光斑从B点向左移动到B′点时,说明水面 (选填“上升”或“下降”)了。
上升
丙
(10)科学质疑 小明和小云在探究反射角和入射角的关系时,收集到的数据如表所示,小明分析表中数据,得出了实验结论: ;而小云指出小明此探究过程不严谨,原因是 .
。
反射角等于入射角
入射角 反射角
60° 60°
只测量了一组数据,结论具
有偶然性
(11)装置创新 老师对实验器材进行了升级,将平面镜放置在水平桌面上,在其旁边点上蚊香,用透明半球罩将平面镜罩住,一束红色激光沿AO射向平面镜,则看见反射光线OB,如图丁所示;在罩内放入可沿NO旋转的带磁体的半圆形光屏,使其竖直放置在平面镜上,如图戊所示。在此探究过程中:在半球罩中点蚊香的作用是 ;在图戊中,用外部磁体控制右半部分光屏向里旋转,则右侧光屏 (选填“能”或“不能”)接收到反射光线,由此可得出结论:在
反射现象中, 。
显示光路
不能
反射光线、入射光线和法线在同一平面内
丁 戊
实验二 探究平面镜成像的特点(2022年版课标必做实验)
例题 为了探究平面镜成像的特点,小华同学准备了透明玻璃板、刻度尺、两支完全相同的蜡烛,如图所示。
(1)刻度尺的作用: 。
(2)实验选取两支完全相同的蜡烛的目的:便于比较像与物的 关系。
测量像与物到平面镜的距离
大小
基础设问
(3)实验在 的环境下进行,以减小其他光线对实验的影响,使实验现象更明显。
(4)实验中应选 (选填“较厚”或“较薄”)的透明玻璃板。不采用平面镜而采用透明玻璃板的目的是 。
(5)实验方法 将与蜡烛A完全相同、未点燃的蜡烛B放到玻璃板后面与像重合,比较像与蜡烛的大小关系,这里采用的探究方法是 。
较暗
较薄
便于确定像的位置
等效替代法
(6)把一支点燃的蜡烛放在玻璃板前,可以看到它在玻璃板后面的像,再拿一支完全相同的但 的蜡烛,竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去跟点燃蜡烛的像完全重合。观察像时,眼睛与成像物体在玻璃板的
(选填“异”或“同”)侧。
(7)未点燃的蜡烛与像完全重合,说明平面镜所成的像大小与物体大小
。
未点燃
同
相等
(8)数据处理 测量蜡烛和像到玻璃板(镜面)的距离,在纸上记下物与像的位置,测量蜡烛与像的连线和镜面的夹角。改变蜡烛位置,多次进行实验,实验数据如表所示。
实验 次数 物体到镜面 的距离/cm 像到镜面的 距离/cm 物和像的连线
与镜面的夹角
1 7 7 90°
2 10 10 90°
3 15 15 90°
①多次改变蜡烛位置进行实验的目的是 。
②由实验数据可得: .
。
(9)移去未点燃的蜡烛,在像的位置上放一光屏,不透过玻璃板,直接观察光屏,在光屏上 蜡烛的像,则说明平面镜成的像是 像。
(10)误差分析 测量发现蜡烛和它的像到玻璃板的距离不相等,可能的原因: 。
使结论具有普遍性
像和物体到平面镜的距离相等,像和物体的连线与
镜面垂直
看不到
虚
测物距和像距时反射面选择不一致或存在测量误差等
拓展设问
(11)用方格纸代替白纸的原因: .
。
(12)做实验时,老师发现其中有一组同学平面镜安装时没有与桌面垂直,老师并没有立刻给他们指出,而是观察他们能否自己发现问题,则他们在接下来正确操作的前提下,可能遇到的问题是 .
。
(13)实验改进 可用灯泡代替蜡烛,不会由于蜡烛的燃烧而导致另一支蜡烛和像之间的高度不相等,灯泡比蜡烛亮,实验现象更加明显,灯泡可反复利用。
可以直接比较像与物到平面镜距离的
关系
无法使蜡烛B与蜡烛A的像
完全重合
(14)科学质疑 为了比较像与物的大小关系,他将另一支蜡烛C放在玻璃板后与燃烧蜡烛A的像进行比较,结果发现从某一角度看两者能重合。由此,他得出了平面镜所成的像与物体大小相等的结论。结合所用实验器材,你认为他的结论 (选填“可信”或“不可信”)。理由是
。
(15)实验操作 为了找出像与物体的大小关系是否与距平面镜的远近有关,应如何操作,请简述过程: .
。
不可信
他选用的两支蜡烛大小不一定相等(或一次实验不具普遍性)
前后移动蜡烛A,调节蜡烛B的位置,观察蜡
烛A的像是否与蜡烛B再次重合
基础题
1.沙画是我国的一种民间文化艺术,将沙子撒在平板灯台上做出各种造型,灯台下方射出的光受到沙子的阻挡后,呈现出各种画面。下列现象与其光学原理相同的是( )
A.水中倒影 B.古代日晷
C.海市蜃楼 D.雨后彩虹
B
2.传统文化 中国的古诗词、成语和俗语中蕴含着丰富的知识。下列现象与“潭清疑水浅”的形成原因相同的是( )
A.“绿树阴浓夏日长” B.“楼台倒影入池塘”
C.“一道残阳铺水中” D.“雾雨当空飞彩虹”
3.(2025新疆)阳光照射到喀纳斯湖平静的水中时发生折射,从太阳升起到落山的过程中,折射角( )
A.一直减小 B.一直增大
C.先减小后增大 D.先增大后减小
D
C
4.我国唐朝的张志和在《玄真子》中记载了著名的“人工虹”实验:
“背日喷乎水,成虹霓之状”,这是光的 现象。
5.(2024黔西南一模)《资治通鉴》中记载“人以铜为镜,可以正衣冠;以古为镜,可以见兴替”。说明我们的祖先就会把粗糙物体磨光作为镜子,给自己梳妆打扮。梳妆时人距离铜镜3 m,并且以0.5 m/s的速度远离铜镜,在这过程中人的像 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
色散
不变
6.日常生活 开封清明上河园成为2024春节热门景区,夜晚当河边上的灯光开亮时,水上实景与河中“倒影”交相辉映,形成一幅绚丽多彩的图案,水上实景在河面的“倒影”是 (选填“实”或“虚”)像;已知河水深为3 m,河边一彩灯距水面12 m,则该彩灯的“倒影”距水面 m。
虚
12
7.(2025铜仁模拟)如图所示,一束光线在空气和水的交界面处发生反射和折射,已知折射光线为OC,请画出大致的入射光线AO和反射光线OB。
答案:如图所示
8.(2023贵州)在“探究光的反射定律”实验中,器材有激光笔、可折转光屏、平面镜和喷雾器。
(1)将平面镜置于水平桌面,如图甲所示。激光笔的光束射向平面镜上O点,在平面镜上方喷水雾,从前向后观察,可在镜面上方看到 条光束。
2
(2)将可折转光屏垂直于平面镜放置,让入射光沿左半屏射到O点,如图乙所示。要呈现反射光,需将右半屏向 (选填“前”或“后”)折转。
前
(3)保持入射点不变,多次改变入射方向,在光屏上记录每次实验的光路aa′、bb′和cc′,如图丙所示。为了研究反射光线和入射光线的位置关系,发现左、右半屏相对应的光线关于转轴对称,可将此对称轴视为
。同时根据光屏上的信息可得出结论:反射角与入射角的大小
。
法线
相等
中档题
9.如图所示,为了让反射光可以照射到墙上的A点,下列办法可行的是
( )
①入射光线位置不变,平面镜向上平移一段距离;②入射光线位置不变,平面镜水平向左移动一段距离;③入射角不变,入射光向左平移一段距
离;④入射点位置不变,入射光逆时针转动一定的角度。
A.①③ B.①④
C.②③ D.②④
A
10.科学技术 如图甲为手机防窥膜结构图,采用了超细百叶窗光学技术。贴在手机屏幕上的效果如图乙所示,其原理类似百叶窗,只能透过一定角度的光线,结构简图如图丙。两侧之所以看不清屏幕内容,是由于光的
(填写光现象);此防窥膜贴在手机屏幕上, (选填“能”或“不能”)防止上方的窥视;为了让防窥效果更好(可视范围减小),可以适当地 (选填“增大”或“减小”)超细百叶窗的间距。
直线传播
不能
减小
11.(2025贵州)如图所示,是实验小组在“探究光的折射特点”的实验中拍下的一张照片。照片显示的是激光笔发出的光经空气和矩形玻璃砖传播时所呈现的光路。现根据这张照片,来探究下列问题:
(1)如果AB为入射光,BE就是 光,BC就是 光。
(2)如果以ABC段光路来探究折射特点,还需要作辅助线,请在图中画出辅助线。
反射
折射
答案:(2)如图所示
(3)照片中未标注光的传播方向,请根据照片中的光路判断光是从A点入射,还是D点入射。 ,理由是 .
.
.
。
从A点入射
若光线从D点入射,DC为入射
光,射向玻璃砖下表面时会发生反射和折射,实际没有发生反射;其折射
光CB射向玻璃砖上表面时,发生折射,但不会出现光线BE。所以光是从
A点入射
12.(2025陕西)如图甲是实验小组利用多枚相同的硬币“探究平面镜成像特点”的实验装置。
(1)现在有透明和茶色两种薄玻璃板可供选择,应该选择 (选填“透明”或“茶色”)薄玻璃板。
(2)将五枚硬币叠成圆柱A放在薄玻璃板的一侧,移动玻璃板另一侧用五枚硬币叠成的圆柱B,恰好能与玻璃板后圆柱A的像重合,说明平面镜成像时像与物 。
茶色
大小相等
(3)多次改变圆柱A的位置重复上述操作,并记录每次圆柱A和圆柱B的位置如图乙所示,从图中可以得出结论:平面镜成像时, .
(写出一条即可)。
(4)小组的同学将圆柱B改成4枚硬币,发现在玻璃板后不管如何移动圆柱B,圆柱B都不能和圆柱A的像完全重合,根据这一现象 (选填“能”或“不能”)进一步验证(2)中得出的结论。
像与物到镜面的
距离相等(或像与物的连线与镜面垂直)
能
拔高题
13.平面镜成像在平时的生活中有很多应用,如图所示的提词器,它是由一个高亮度显示器和一块与其成45°角的专用镀膜玻璃组成,镀膜玻璃将显示器上的文稿内容反射到演讲者前方;当演讲者前方呈现数字“ ”时,他直接看显示器会看到( )
B
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微专题1 光学作图
(3年1考)
1.影子作图 如图所示,在路灯的照射下,地面上出现了竹竿的影子BD,A点表示路灯的位置,请根据光的直线传播知识画出竖立在地面上的竹竿BC。(保留作图痕迹)
光沿直线传播作图
类型一
答案:如图所示
2.小孔成像作图 如图,O是小孔,请画出AB在MN上所成的像。
答案:如图所示
3.画反射光线 有时因为黑板“反光”会导致前排靠墙的同学看不清黑板上的字。如图所示,A点表示窗户的位置,AO是通过窗户射入的一条入射光线,请在图中作出AO的反射光线OB,并标出反射角。
光的反射作图
类型二
答案:如图所示
4.画反射面 要将一束太阳光AO反射到室内的B点,请在图中画出平面镜的位置并标出反射角r。
答案:如图所示
5.画镜中像 如图所示,根据平面镜成像的特点画出物体ABC在平面镜中的像A′B′C′。
答案:如图所示
6.画平面镜 如图所示,A′B′是物体AB在平面镜中所成的像,请根据平面镜成像的特点在图中画出平面镜,要求画图时保留作图的痕迹。
答案:如图所示
7.看镜中像 如图所示,平面镜前S为发光点,请在图中画出发光点S在平面镜MN中所成像S′的位置,并画出由S点发出,经平面镜反射后通过P点的光线。
答案:如图所示
8.如图所示,A、B是镜前一点光源S发出的光线经平面镜MN反射后的两条反射光线,请在图中画出点光源S的位置。
答案:如图所示
看镜中像
(1)对称找像(物)。
(2)反射光线的反向延长线,经过像点。
方法模型
9.看水中物 请在图中画出人眼看到池底A的大致光路图(A′是人眼看到的池底A的像)。
光的折射作图
类型三
答案:如图所示
10.水中看物 潜水员的眼睛在水面以下A处观察岸上的物体。图中B1和B2分别是物、像的位置,请在图中作出潜水员观察物体的光路图和入射角i。
答案:如图所示
水中看物/看水中物
无论是岸上看水中还是水中看岸上,都比实际位置高。
方法模型
11.画玻璃砖 如图所示,一束光从空气斜射入玻璃砖时,请画出光穿过玻璃砖的光路图。
答案:如图所示
12.将一矩形玻璃砖从中间斜切后,向左右沿水平直线拉开一小段距离,如图所示。一条光线从左侧面垂直射入,画出这条光线从右侧玻璃砖射出的折射光路图(保留作图痕迹)。
答案:如图所示
13.凸透镜特殊光线作图 如图,F是凸透镜的焦点,a、b、c是三条入射光线,请画出这三条光线经凸透镜后的折射光线。
答案:如图所示
14.凹透镜特殊光线作图 如图所示,请分别画出AB的入射光线和CO的折射光线。
答案:如图所示
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第三讲 透镜及其应用
(3年2考)
知识梳理 夯基础
图说 扣教材
聚焦贵州 明考向
展望全国 拓视野
核心实验 培素养
分层训练 提能力
一、凸透镜和凹透镜
项目 凸透镜 凹透镜
图示
特点 镜片中间 、边缘 ,对光具有 作用 镜片中间 、边缘 ,对光具有 作用
厚
薄
会聚
薄
厚
发散
特殊 光线
二、凸透镜成像的规律
物距(u) 与焦距(f)的关系 静态成像图示 像的性质 像距(v) 与焦距(f) 的关系 物像 分布 应用
正倒 大小 虚实 u>2f 立 像 fu=2f 立 像 v=2f 异侧 求焦距
倒
缩小
实
实
等大
倒
f2f 异侧 投影仪
u=f 不成像
uu 同侧 放大镜
倒
放大
实
正
放大
虚
成像规律:1倍焦距分虚实,内虚外实,实倒虚正;2倍焦距分大小,内大外小。成实像时,物近像远像变大,物远像近像变小。
三、实像和虚像
项目 实像 虚像
定义 由实际光线会聚而成的像 由实际光线的反向延长线会聚而成的像
能否被光屏承接 能 不能
能否被人眼看到 能 能
举例 小孔成像、照相机、投影仪等 平面镜成像、放大镜等
四、眼睛和眼镜
1.成像原理:晶状体和角膜的共同作用相当于一个 ,把来自物体的光会聚在视网膜上,形成物体的像,视网膜相当于 。
2.明视距离:正常眼睛观察近处物体时,最清晰而又不疲劳的距离大约是
cm,这个距离叫作明视距离。
3.近视眼与远视眼的成因及矫正
凸透镜
光屏
25
项目 近视眼 远视眼
特点 看不清 处的物体 看不清 处的物体
成因 晶状体太厚,折光能力太强 晶状体太薄,折光能力太弱
远
近
成因图示 成像在视网膜
成像在视网膜
矫正透镜 透镜 透镜
矫正原理 凹透镜能使光线 凸透镜能使光线
矫正图示
前
后
凹
凸
会聚
发散
五、望远镜
1.物镜:使远处的物体在焦点附近成实像。
2.目镜:相当于一个 。
放大镜
1.让透镜正对太阳光,如图所示,此透镜是 透镜,对光有 作用;若最小最亮的光斑到透镜的距离为10 cm,则该透镜的焦距为 cm。
凸
会聚
10
2.如图是照相机的成像原理。当 时,成 像。拍照时,如果像太大,可使照相机 景物, 物距,同时镜头向后缩, 像距。
u>2f
倒立、缩小的实
远离
增大
减小
3.如图是凸透镜成虚像的情景,欲使看到的像大一些,应使蜡烛 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜一些,所成的像 (选填“能”或“不能”)呈现在光屏上,利用此成像特点可制成 。
远离
不能
放大镜
4.图中 相当于照相机的镜头,它们能将光线 (选填“会聚”或“发散”)在视网膜上,视网膜相当于照相机的 。
晶状体和角膜的共同作用
会聚
底片
1.(2025铜仁江口县三模改编)(学与工程实践)如图所示是晋代《博物志》“削冰令圆,举以向日,以艾承其影得火”示意图。“削冰令圆”是把冰块削成 透镜,对光有 作用。
凸
透镜对光的作用
考点一
汇聚
2.(2025安顺二模)如图所示是投影仪的简化结构图,F为透镜焦点。请在图中画出凸透镜的入射光线和平面镜的反射光线。
答案:如图所示
3.(2025贵阳二模)如图所示,博物馆在陈列一些小型文物时,会增加一个凸透镜来辅助游客看清文物。这是利用凸透镜成下列哪种像( )
A.正立、放大的虚像
B.倒立、等大的实像
C.正立、放大的实像
D.倒立、放大的实像
A
凸透镜的成像规律及应用
考点二
4.(2025黔东南校级模拟)小明同学在第二届农博会上用数码相机(可调焦距)拍摄下了同一盒新品种彩色花菜的两张照片。如图所示,结合图片分析,下面说法不正确的是( )
A.照相机的镜头与老花镜属于一类透镜
B.凸透镜能成缩小的实像是照相机的工作原理
C.在物距相同的情况下,拍摄乙照片时,镜头焦距需调得小一些
D.在物距相同的情况下,拍摄乙照片时,镜头焦距需调得大一些
C
5.(2025铜仁三模)在探究凸透镜成像规律的实验中,不断移动烛焰位置,观察到如图乙中①至⑤所示烛焰清晰的5个像,请按蜡烛到凸透镜距离由远到近对5个像进行排序,正确顺序为 ;如果仅换用焦距更小的凸透镜进行实验,不再调整其他器材,要使光屏上出现清晰的像,则应在凸透镜与蜡烛间的适当位置再放一块 (选填“凸透镜”
“凹透镜”或“平面镜”)。
①②④⑤③
凹透镜
6.(多选)(2023贵州)正常人眼通过调节晶状体厚薄来看清远近不同的物体,如果不注意用眼卫生,可能导致对晶状体厚薄的调节能力减弱。下列分析正确的是( )
A.晶状体变薄时,对光有发散作用
B.晶状体变厚时,对光的会聚能力增强
C.若晶状体太薄,容易形成远视眼
D.若晶状体太厚,可用凹透镜矫正
BCD
眼睛和眼镜(3年1考:2023.T7)
考点三
1.科学推理 2025年1月20日,在第九届亚冬会火种采集仪式上,现场用图甲中的冰透镜成功点燃了火炬。小红为了研究此现象,让光束透过近视眼镜和老花眼镜投射在墙上,如图乙。 (选填“上”或“下”)方眼镜的透镜类型与冰透镜相同,为 透镜。
下
凸
2.像的高度与焦距的关系 (2025北京)某同学进行了如下实验:
(1)将两个凸透镜分别固定在光具座上,并用一束平行主光轴的光分别射向两个凸透镜,调节光屏的位置,直至在各自光屏上形成了一个最小的亮斑,如图所示。由此可知凸透镜 (选填“M”或“N”)对光的会聚作用更强。
M
(2)该同学继续利用上述器材及一个发光体、刻度尺探究凸透镜成实像时,像的高度与焦距是否有关。实验中需要选用凸透镜 (选填“M和N”或“M或N”),将发光体放在距凸透镜 (选填“相同”或“不同”)距离处,用光屏接收像,若 ,则说明像的高度与焦距有关。
M和N
相同
像的高度不同
3.实验设计 (2025河南)如图为某同学用自制的水凸透镜进行实验探究的情景,此时光屏上呈现了烛焰清晰的像(像未画出),该像是倒立、
(选填“放大”或“缩小”)的实像。将蜡烛向左移动一小段距离后,保持水凸透镜、蜡烛的位置不变,为使光屏上再次成清晰的像,请写出一种简单可行的操作方法: 。
缩小
用注射器将水凸透镜中的水抽出一部分
4.新题速递—新考法 (2025内蒙古)小丽把红、黑两支铅笔(红笔在左、黑笔在右)竖立在一个装水的圆柱形玻璃杯后面。如图甲,从正前方透过玻璃杯观察,看到的现象如图乙所示。请你描述图乙中的现象并说明其形成的原因。
答案:由图甲可知,红铅笔在黑铅笔的左侧,由图乙可知,水中的红铅笔在黑铅笔的右侧,且水中的两支铅笔较粗,所以成倒立、放大的像,圆柱形玻璃杯装有水的部分具有中间厚、边缘薄的特征,该部分相当于一个凸透镜,两支铅笔在凸透镜的1倍和2倍焦距之间,成倒立、放大的实像。
实验 探究凸透镜成像的规律(2022年版课标必做实验)
例题 小潘同学选用焦距为15 cm的凸透镜,做“探究凸透镜的成像规律”的实验。
较暗
基础设问
(1)实验在 (选填“较暗”或“较亮”)的环境中进行,现象更明显。
(2)小潘将发光物体、凸透镜和光屏依次放在光具座上,调节发光物体、凸透镜和光屏的高度,使发光物体、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度,这样做的目的是使像呈现在 。
(3)小潘将发光物体放在10 cm刻度线处,移动光屏到如图所示位置,光屏上恰好呈现一清晰的像(像未画出),该像的性质是倒立、 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。
(4)保持凸透镜位置不变,小潘将发光物体移动到25 cm刻度线处,若想在光屏上得到清晰的像,应把光屏向 (选填“左”或“右”)移动,像将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
光屏的中央位置
缩小
右
变大
(5)保持凸透镜位置不变,小潘将发光物体移动到40 cm刻度线处,无论怎样移动光屏,在光屏上都找不到清晰的像,当小潘的眼睛在凸透镜的右
侧,透过凸透镜观察到发光物体 (选填“正立”或“倒立”)、放大的像,生活中的 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这样的成像原理工作的。
(6)在探究凸透镜成实像的过程中,他们又尝试用白纸遮挡住凸透镜的一半,发现在光屏上 (选填“仍能”或“不能”)成发光物体完整的像。
正立
放大镜
仍能
(7)图中将发光物体和光屏位置互换以后,光屏上 (选填“能”或“不能”)成清晰的像。
(8)光屏上得到发光物体清晰的像时,小潘不小心用手指尖触摸到凸透
镜,此时光屏上 。A.会有指尖的像
B.会出现指尖的影子
C.发光物体的像暗了一些
能
拓展设问
C
(9)撤去发光物体,调节光屏,发现在光屏上出现了窗外远处彩灯的像,则此时光屏与凸透镜的距离在以下哪个范围 。
A.1倍焦距以内
B.1倍到2倍焦距之间
C.2倍焦距以外
(10)在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜,发现光屏上原来清晰的像变模糊了,将光屏向靠近透镜方向移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像,则该眼镜是 (选填“近视”或“远视”)眼镜。
B
远视
基础题
1.某超市的AI视觉秤,如图所示,商品放在秤上,“电子眼”——摄像头启动,采集图像发送到系统,即可得到商品的种类、质量、需支付的金额。关于该“电子眼”的镜头,下列说法正确的是( )
A.相当于凹透镜
B.对光有发散作用
C.成倒立、放大的虚像
D.其透镜制成的眼镜可矫正远视眼
D
2.(2025天津改编)用焦距为15 cm的凸透镜探究凸透镜成像规律。实验中将同一蜡烛先后放在光具座的a、b、c、d四个位置,如图所示。移动光屏观察烛焰的成像情况,则下列说法不正确的是( )
A.蜡烛在a处时,光屏上可得到清晰缩小的像
B.蜡烛在b处时,光屏上成的清晰像比在a处时大
C.蜡烛在c处时,成像特点与照相机成像特点相同
D.蜡烛在d处时,眼睛应从光屏一侧透过透镜观察像
C
3.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时,光屏上承接到烛焰清晰的像(像未画出)。保持凸透镜的位置不变,则( )
A.实验所用凸透镜的焦距可能为10 cm
B.光屏上承接到的像是烛焰倒立、放大的实像
C.将蜡烛和光屏的位置互换,光屏上仍能承接到像
D.将蜡烛移至45.0 cm刻度线上,光屏上仍能承接到像
C
4.如图所示,关于近视眼和远视眼,下列说法正确的是( )
A.乙为近视眼,应戴凹透镜矫正
B.乙为远视眼,应戴凸透镜矫正
C.甲为远视眼,应戴凸透镜矫正
D.甲为近视眼,应戴凹面镜矫正
B
5.(2025黔南三模)二维码是当下不可或缺的信息载体。当用手机扫描商品上的二维码时,相当于先给二维码拍照,再对二维码中的数据进行识
别,从而得到相对应信息。下列说法正确的是( )
A.二维码图片是光源
B.二维码必须置于手机摄像头的焦距以内进行扫描
C.手机是通过接收白色条块的反射光来识别商品的
D.二维码通过手机摄像头所成的像是虚像
C
6.学与工程实践 如图所示,西汉时期的《淮南万毕术》中记载有
“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生。”“削冰令圆”就是把冰块制成凸透镜,凸透镜对光线有 作用,若要“火生”应把“艾”放在透镜的 位置。
会聚
焦点
7.如图所示,清晨的露珠相当于一个水透镜,透过露珠看后面远处景物是
(选填“正立”或“倒立”)的 (选填“实”或“虚”)像;拿一个放大镜置于露珠与眼睛之间,适当调节放大镜和露珠之间的距离,就能看清更远处的物体,这个组合与 (选填“望远镜”或“显微镜”)的原理相同。
倒立
实
望远镜
8.2024世界机器人博览会亮点纷呈,20余款机器人整机将亮相博览会,图中为其中一款机器人,它的“眼睛”是一个凸透镜,请画出两束来自外界环境的光线经凸透镜后折射光线的传播情况。
答案:如图所示
9.请根据透镜对光的折射规律,将如图所示的光路图补充完整。
答案:如图所示
10.科学思维 在探究凸透镜成像规律时,小组同学记录实验数据并绘制了物距u和像距v之间的关系图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是16 cm
B.当u=8 cm时,能在光屏上得到放大的像
C.实验过程中移动光屏,只要光屏上观察到像就可以直接利用光具座上的刻度尺读取此时物距所对应的像距大小
D.当物体从距凸透镜16 cm处移到10 cm处的过程中,其所成像逐渐变大
D
中档题
11.(2025南充)透镜在生活中的应用十分广泛,下列调节方法正确的是
( )
A.使用照相机时,先拍全身照,再拍半身照,将照相机远离人
B.使用投影仪时,显示的画面太大,只需将投影仪向前移动
C.使用放大镜时,为了看到更大的像,适当增大放大镜与物体的距离
D.人脸识别解锁时,人脸离锁越近,拍得的像越小,越容易解锁成功
C
12.(2024贵州)如图所示,用焦距为10 cm的凸透镜、高度为6 cm的F形光源、光屏和光具座等器材探究凸透镜成像大小的变化规律,通过测量像的高度反映像的大小。
刻度尺
(1)若要测量光源在光屏上所成像的高度,还需要的测量工具是 。
(2)将光源逐渐靠近凸透镜,移动光屏,三次成倒立实像的相关数据记录如下表。分析表中数据,可得出结论:凸透镜成实像时,物距变小,像距变
,像变 。
大
大
物高6 cm 实验次数 1 2 3
物距/cm 30 20 15
像距/cm 15 20 30
像高/cm 3 6 12
(3)继续移动光源至物距为6 cm时,发现无论如何移动光屏,均不能在光屏上成像,人眼应从 (选填“光源”或“光屏”)一侧透过凸透镜观察光源的像,此时能否用(1)问中的测量工具直接测出观察到的像高
(选填“能”或“不能”)。
(4)若保持光源到光屏的距离为45 cm不变,仅移动凸透镜改变物距,则上表中第 次实验的成像情况不能探究,理由是 .
。
光屏
不能
2
第2次实验时,物距和像
距之和为40 cm,小于45 cm
13.(2025江西)用“水透镜”探究近视眼的形成原因:
【证据】
(1)如图所示,用注射器向“水透镜”的薄膜中缓慢注水,使薄膜略微
凸起。
(2)将“水透镜”置于图中光具座的 (选填“A”“B”或“C”)滑块上,点燃蜡烛,调节“水透镜”和光屏的高度,使它们的中心跟烛焰的中心大致在同一高度上。
(3)移动蜡烛,当物距为30.0 cm时,调节光屏的位置,直至呈现烛焰清晰的像并记录像距。
(4)保持 不变,继续向“水透镜”中注入适量的水,增加“水透镜”的凸起程度,调节光屏的位置,直至呈现烛焰清晰的像并记录像距。
B
物距
(5)把实验中收集的数据和观察的现象填入表中。
序号 物距/cm “水透镜”的凸起程度 像距/cm
1 30.0 较小 17.4
2 30.0 较大 9.2
【解释】依据表中内容,在物距不变的情况下,增加“水透镜”的凸起程度,像距变 ,并且观察到成像变近。
小
【交流】
(6)本实验中用 模拟眼睛的晶状体,用 模拟眼睛的视网膜。
(7)经多次实验后,结合所学知识分析,当近视眼观察远处的景物时,由于晶状体的凸起程度较 ,折光能力变强,远处景物成像会成在视网膜的 方,导致看不清楚。
(8)为了预防近视,我们应养成良好的学习和生活习惯。
“水透镜”
光屏
大
前
拔高题
14.小明发现透过装满水的圆柱形的玻璃瓶,可以看到玻璃瓶另一侧的铅笔,如图所示。如果把铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动,则透过玻璃瓶看到的像不可能的是( )
D
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