一声光和热学

郑宁白

近年中招考试中，对于声学、光学、热学实验的考查主要有：真空不能传声、声音的特征、探究晶体的熔化规律、观察水的沸腾、探究物体的吸热能力、探究光的反射定律、探究平面镜成像的规律、探究凸透镜成像规律等。主要考查实验仪器放置的注意点、温度计的读数、表格数据分析及物理方法。在实验的题型上，声现象很少出专门的探究实验题，一般是以填空题和选择题的形式出现。光学和热学实验的题一般出2、3小问，题目的分值一般不超过5分。

预计2014年中招试题中将会出现声学、光学或热学实验的考题。考查的重点将会放在实验过程的真实再现，实验仪器的放置、表格数据的分析、实验过程的叙述及物理方法方面。题型和分值不会有大的变化。

（一）声学实验

实验突破

1.真空铃图1甲中，从已有的事实推知在极限情况下的结果的方法，物理学称之为理想实验法；该实验能证明声音的传播需要介质，实验时抽气要迅速，听音量时距离装置的距离要保持不变。

图12.音叉和乒乓球图1乙中，音叉的振动很微小，不容易观察，用此法可以“放大”音叉的振动，物理上称之为转化法或者放大法；在实验中是以乒乓球跳的远近，说明音叉振幅的大小。

3.桌子边沿的直尺图1丙中，探究影响声音音调和响度的方法，使用了控制变量法。操作时要用力按紧尺子，防止尺子敲打桌面发声。

试题演练

1.（2012•济宁）如图2所示，敲响右边的音叉，左边完全相同的音叉也会发声，并且把泡沫塑料球弹起。该实验能说明哪些问题？请你写出一个：。

图2图32.（2013•淮安）图3是探究声音产生及其特性的小实验：（1）用手拨动塑料尺，塑料尺会发出声音，说明声音是由物体的而产生。（2）若增大塑料尺振动的幅度，则声音的增大。（3）改变塑料尺伸出桌边的长度，会使声音的发生改变。

3．（2013•广州）下表是某些介质的声速v：

介质v/（m•s-1）介质v/（m•s-1）水（5℃）1450冰3230水（15℃）1470软橡胶（常温）40至50水（20℃）1480软木500海水（25℃）1531铁（棒）5200（1）分析表格的信息，推断声速大小可能跟哪些因素有关？（只需写出两种）依据是什么？

，。

，。

（2）设海水温度为25℃，在海面用超声测位仪向海底垂直发射声波，经过2s后收到回波，根据公式，计算出海水深度为。

（3）真空中声速是。

4.(2013•盐城)微风吹过，金属管风铃发出悦耳的声音。小明想探究管子发出声音的频率与长度、直径的关系。他选取了材料与管壁厚度都相同、长度和直径都不同的三根直管，将它们用细线悬挂，敲击后，测出各自发出声音的频率，数据如下表：

编号长度/cm直径/cm频率/Hz11.502131231.002.001284348.502.50656（1）用刻度尺测量1号管长度如图4所示，读数是cm。

图4（2）三根管中音调最低的是号。

（3）根据表中数据，能否得出“管子发出声音的频率随长度、直径的增大都会减小”的结论？请说明你的理由。

答：（填“能”或“不能”）；理由：。

（4）小明发现悬挂的金属管发出声音时在做有规律的摆动，认为金属管发出的声音是由于摆动所产生的。请设计一简单的实验来检验小明的想法，简要写出实验方案和判断方法。

实验方案：。判断方法。

图55．(2013•陕西）物理兴趣小组的同学们利用图5所示装置，探究反射声音的强弱与充当反射面的材料是否有关，他们将发声的闹钟置于纸筒A内，将充当反射面的材料置于O处，通过纸筒B倾听反射铃声的强弱。

（1）保持纸筒A和纸筒B的位置，只改变充当反射面的材料，让同一同学倾听反射声音的强弱，实验结果如下表。

反射面材料大理石玻璃板木板棉布毛巾海绵反射声音的强弱最强强强较强弱几乎听不到（2）分析实验结果可以得出：在其他条件相同时，反射声音的强弱与充当反射面的材料，你还可以得出的结论是。（写出一条即可）

（3）实验结果表明，玻璃板和木板反射声音的强弱无法分辨，有同学认为可能是人耳对声音强弱分辨能力不够造成的，对此，请你提出一个改进的措施或方法。

（4）类比光的反射，你认为利用该装置还能研究的问题是。（写出一条即可）

（5）如果利用声音的反射现象，测量声音在空气中的传播速度，应该选择作为反射面效果最好。

（二）光学实验

实验突破

1.光的反射：图6甲中，将纸板沿ON向后翻折，纸板下将看不到反射光线，说明反射光线跟入射光线和法线在同一平面内。入射光沿FO射向平面镜，反射光线将沿OE射出，说明光路是可逆的。利用让光贴着纸板传播(利用漫反射)的方法显示光线，注意描述结论时，入射是自变量，反射是因变量。

图62.平面镜成像：图6乙中，为什么用玻璃板代替平面镜?为了便于找到并确定像的位置。为什么用两根等大的蜡烛？便于比较像与物的大小关系。为什么有时候无法使后面蜡烛与前面蜡烛所成的像重合?玻璃板与桌面不垂直。为什么有时候会看到两个像?玻璃板的两个表面发生两次反射成两个像。在实验中选较薄的、茶色的、镀膜的玻璃板较为理想。处理数据时，先连接对应点的连线，再判断连线是否与镜面垂直，最后测量像和物到镜面的距离并判断是否一样。

3.探究凸透镜成像规律：图6丙中，成虚像时：物距越小，像距越小，像也越小；物距越大，像距越大，像也越大。如果在光屏上得到一个和凸透镜等大的光斑，那么蜡烛放在凸透镜的焦点上；如果刚开始在光屏上得到一个倒立缩小的实像，将光屏和蜡烛的位置对调，光屏上将得到一个倒立放大的实像。本实验探究的是焦距一定时，凸透镜的成像规律，实验时注意调整烛焰、透镜和光屏三者的中心大致在同一高度；每次都要反复调节光屏的位置，直到光屏上呈现的像最清晰，这样测得的像距最准确。

试题演练

图71.（2013•义乌）如图7所示是研究平面镜成像的实验装置图，其中甲为放在玻璃板前面的点燃的蜡烛，乙为平面镜所成的像。为确定像的位置，此时需拿一支（填“点燃”或“未点燃”）的同样的蜡烛，竖立在玻璃板后面，移动蜡烛直到看上去它跟（填“甲”或“乙”）完全重合。

2．（2013•泰州）在探究凸透镜规律的实验中，当蜡烛与透镜的距离为20cm时，光屏上得到清晰等大的像，则该透镜的焦距是ｃｍ。增大蜡烛与透镜的距离，为在光屏上再次得到清晰的像，就将光屏向（填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动，应用这一成像特点可制成。

图83.（2013•威海）如图8所示，a、b、c、d是距凸透镜不同距离的四个点，F为焦点。日常生活中所用的几种光学仪器的成像原理与物体在不同点时的成像情况相对应，其中照相机是根据物体放在点时的成像特点制成的，幻灯机是根据物体放在点时的成像特点制成的。

图94．（2013•苏州）如图9所示，光会聚于b点，在虚线区域内放甲透镜后，光会聚于主光轴MN上的c点；在虚线区域内换放乙透镜后，光会聚于主光轴MN上的a点。现小明想进一步探究凸透镜成像的特点，应选择（填“甲”或“乙”）透镜。小明选择好透镜后在光具座上进行实验：当物体距离透镜8cm时，在透镜另一侧光屏上成一清晰放大的实像；若保持物体与光屏的位置不变，把透镜向光屏方向移动2cm，在光屏上又成一清晰缩小的实像。当物体距离透镜4cm，成像，在照相机、放大镜和投影仪中，成像情况类似的是。

图105.（2013•株洲）图10是物体AB经照相机镜头成像原理示意图，当AB沿主光轴远离镜头时，则物体上A点的像A′会沿（）

A.A′O移动

B.A′F移动

C.水平向右移动

D.水平向左移动

6．（2013•成都）在探究凸透镜成像规律的实验中，小聪选用了焦距为10cm的凸透镜。他将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上35cm刻度线处，当光屏移动到如图11所示刻度线处时，在光屏上恰好呈现出烛焰清晰的像。如果将蜡烛从图中位置移动，关于该实验下列说法正确的是（）

图11A．蜡烛向左移动2cm，光屏应向右移动到适当位置才能呈现烛焰清晰的像

B．蜡烛向右移动10cm，光屏应向右移动到适当位置才能呈现烛焰清晰的像

C．蜡烛向右移动2cm，光屏应向右移动到适当位置才能呈现烛焰清晰的像

D．蜡烛移到20cm刻度线处，光屏应移动到70cm刻度线处才能呈现烛焰清晰的像

图127.（2013•苏州）某同学在做探究光的折射特点实验，如图12是光从空气射入水中时的光路，实验中发现，入射光线、折射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧，通过实验还得到如下数据：

入射角α0°15°30°45°60°反射角β0°15°30°45°60°折射角γ0°11.3°22.1°35.4°40.9°（1）分析表中数据，可得出结论：

①光从空气斜射到水面时，将同时发生现象。

②光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的变化关系是：，且折射角（填“大于”、“等于”或“小于”）入射角。当光从空气垂直射到水面时，折射角等于零。

该同学根据上述实验中的发现和结论②总结出了光的折射特点。

（2）请你对该同学通过上述探究实验得出光的折射特点的过程作出评价。

是否存在不足？答：（填“是”或“否”）；请简要说明理由：。

8．（2013•玉林）下面是小华进行探究“平面镜成像特点”的活动过程。

（1）实验室有厚为0.2cm的透明玻璃板A和厚为0.5cm的透明玻璃板B。为了减小误差，他应该选用(填“A”或“B”)玻璃板做实验。

图13（2）为了便于观察，该实验最好在(填“较明亮”或“较黑暗”)的环境中进行。

（3）如图13所示，把点燃的a蜡烛放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像，如果将a蜡烛向玻璃板靠近，像的大小会（填“变大”、“不变”或“变小”)。

（4）如果在a蜡烛像的位置上放一张白纸做屏幕，则在白纸板上（填“能”或“不能”)承接到a蜡烛的像。这说明平面镜所成的像是像。图14

9.（2013•淮安）依据日常生活经验，小明同学认为平面镜所成的像在平面镜的后方，但具体在什么位置不能确定。经过思考，小明设计出探究方案，装置如图14所示。

（1）其既能光线，又能透射光线的特点。

（2）实验中选用橡皮泥的作用是，此操作过程需注意的是。

图1510.(2013•武汉)某同学利用两支同样的蜡烛等实验器材探究平面镜成像的特点。

（1）实验时，在桌面上铺一张大纸，纸上竖立一块，作为平面镜。在纸上记下平面镜的位置，把一支点燃的蜡烛放在镜前，可以看到它在镜后的像。再拿一支的蜡烛，竖立着在镜后移动，直到看上去它跟前面那支蜡烛的像。

（2）他在白纸上记下了两支蜡烛的位置，如图15所示，A、B分别表示两支蜡烛，请画出该同学在S处看到蜡烛在平面镜中所成像的光路图（保留作图痕迹）。

11．（2013•伊春）在某次探究凸透镜成像规律的实验中，所使用的凸透镜焦距是15cm。

图16（1）实验前要调整烛焰的焰心、透镜的光心、光屏的中心在同一高度，目的是。

（2）如图16所示，当把凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛固定在15cm刻度线位置时，光屏应在(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)区域内左右移动，才能在光屏上得到清晰的(填“放大”或“缩小”)倒立的实像，(填“照相机”或“投影仪”)是根据这一原理制成的。

（3）如果保持光屏的位置不变，把蜡烛向左移动一小段距离时，要想在光屏上得到清晰的像，应该在凸透镜和蜡烛之间放置一个焦距适当的(填“凸透镜”或“凹透镜”)才能实现。(填“近视”或“远视”)眼就是利用这种透镜矫正的。

12．（2013•柳州）小亮在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，经历了以下过程。

图17（1）在阳光下测定凸透镜的焦距(如图17甲所示)。实验表明，凸透镜对光线有作用，该凸透镜的焦距为cm。

（2）点燃蜡烛后，调节烛焰中心、中心和光屏中心大致在同一高度上。

（3）在实验过程中，当蜡烛与透镜的距离如图17乙所示时，在光屏上可得一个清晰的像，这个像是(填“放大”或“缩小")、倒立的像，生活中的就是利用这个规律制成的。

图1813.如图18所示，让一束太阳光通过挡光板的夹缝照射到三棱镜的一个侧面上，用光屏接收到从三棱镜的另一侧射出的光线。

（1）实验时，一边慢慢转动三棱镜，一边注意观察光屏，在光屏上可观察到彩色光带，这说明。

（2）如果分辨不清光屏上彩色光带的色彩，可以适当(填“增大”或“减小”)光屏与三棱镜间的距离。

（3）光屏上A、B是彩色光带边缘的色光，其中B为光，用温度计测试不同区域内光的热效应时，为了使它的示数变化更明显，改进措施是。

（三）热学实验

实验突破

1.晶体的熔化：图19甲所示，实验中用了“水浴法”加热固体，这能使固体均匀受热。在组装实验装置时要从下往上组装；注意温度计的玻璃泡要完全浸在被测物体中，不要碰容器底和容器壁。水浴法加热的好处是：使用搅拌器让晶体受热均匀，用适量水的目的是让晶体受热均匀。既要让晶体完全浸入水中，水又不能太多而导致实验时间过长。

图192.水的沸腾：图19乙所示，做实验时水的沸点不是100℃，可能的原因是：当时气压不是一标准大气压；水中有杂质；温度计不准等。液体的沸点随气压的增大而增大，随气压的减小而减小。为了加快水的沸腾，可以用温水做实验，可以用少量的水做实验，可以在烧杯上加盖子。在实验中加水要适量，太少了无法观察水的沸腾现象，太多了会增加实验时间。为了缩短实验时间，要加盖，用温水，加水要适量。

图203.比较不同物质的吸热能力：图20所示的是“比较不同物质的吸热能力”的实验。用酒精灯同时开始均匀加热质量和初温都相等的甲物质和乙物质。可得到：①质量相同的两种物质吸收相同的热量，温度升高慢的物质吸热能力强，比热容大；②质量相同的两种物质升高相同的温度，需要吸收热量多的物质吸热能力强，比热容大。在实验中要注意控制Q、m、Δt变量一样，还要保证加热环境、容器等条件相同。

试题演练

1.（2013•娄底）王鹏同学用如图21甲所示装置探究萘熔化时温度的变化规律，并根据实验数据描出萘熔化时温度随时间的变化图象，如图21乙所示。请回答下列问题：

（1）将装有萘的试管放入水中加热，而不是用酒精灯直接对试管加热，这样做不但能使试管受热均匀，而且萘的温度上升速度较（填“快”或“慢”），便于及时记录各个时刻的温度。

（2）除图21甲所示实验器材外，还需要的实验器材有火柴和。

图21（3）分析图象21乙可获得的信息有：（填一条即可）。

2．（2013•长沙）在做“探究物质熔化规律”的实验时，小军采用了如图22甲所示的实验装置进行实验，并将实验数据描绘成如图22乙所示的图象。

图22（1）由图22乙图象可知，该物质是（填“晶体”或“非晶体”）。

（2）BC段表明该物质处于态。

（3）该物质在AB段的比热容比CD段的比热容。

3．（2013•福州）在做“观察水沸腾”的实验时，

（1）A组同学用的是如图23甲所示装置，他们测出的水温将偏（填“高”或“低”）。

图23（2）图23乙是B组同学在实验某时刻温度计的示数，此时水的温度是℃。

（3）B、C两组同学虽然选用的实验装置相同，但将水加热到沸腾用的时间不同，他们绘制的温度随时间变化的图象如图23丙所示。分析图象可知：水的沸点是℃，当时的大气压（填“<”、“>”或“=”）1标准大气压；B、C组得到b、c两种不同图象的原因可能是水的不同。

4．（2013•镇江）图24甲乙分别是两种固体熔化时温度随时间变化的图象。

图24（1）图24甲所对应的固体属于（填“晶体”或“非晶体”），理由是。

（2）图24乙是冰的熔化图像，处于冰水混合状态的是图中段，在此过程中，混合物需要热量，总体积。

（3）已知冰的比热容比水的小。图24乙中C点对应冰刚好完全熔化，若此后继续加热一会儿，则水温随时间变化的图线是。

5．（2013•德州）物理实验小组用如图25所示的装置探究“水的沸腾”实验：

测温物质凝固点/℃沸点/℃水银-39℃357℃酒精-117℃78℃图25（1）由表格可知，本次实验应选用测温物质为的温度计。

（2）实验小组观察到水沸腾前和沸腾时水中气泡的情况如图26甲乙所示，图中（填“甲”或“乙”)是水在沸腾时的情况。

（3）图26丙中a、b是两个实验小组分别绘制的沸腾图象，由图象可知实验中他们所用水的不同。

图26（4）实验中为了减少从开始加热到沸腾所用的时间，可以采取的措施是（写出一种即可）。

6．（2013•十堰）小明利用如图27所示装置和器材，探究水的沸腾特点和物质的吸热能力。

（1）小明设计的电路中的R甲、R乙必须满足的条件是。

（2）只闭合开关S2，观察水的沸腾，测得数据如下表：

时间（min）012345678温度（℃）909294969798989898图27分析数据可知，水沸腾过程中的特点为：。

（3）断开S2，待水冷却后，继续探究物质的吸热能力。小明应控制水和煤油的、初温相同。应先闭合开关，再闭合开关，并控制水的末温低于℃。实验表明：水的末温比油，水的吸热能力比油强。

7.（2013•扬州）如图28所示，在两个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热。

图28（1）加热相同时间后，分别测量两者的温度，发现沙子的温度明显高于水，这是因为；加热时搅拌沙子，目的是。

（2）在两烧杯上方分别盖上玻璃片，过一会儿发现装水烧杯上方的玻璃片内侧有小水珠，用手摸两个玻璃片，发现装（填“沙子”或“水”）烧杯上方的玻璃片温度比较高，原因是。

参考答案

（一）声学实验试题演练

1.空气可以传声、声音是由物体的振动产生的、发声体在振动、声音可以传递能量（答出一条即可）

2.振动响度音调

3.(1)声速大小可能和温度有关，声音在5℃、15℃、20℃的水中的速度不同；声速大小可能和介质有关，声音在水、海水、冰、铁等不同介质中速度不同。(2)1531m(3)0m/s

4.（1）20.50（2）3（3）不能没有控制变量（4）将金属管悬挂，轻推使其摆动。若能听到其发声，则说明发声是由摆动产生的，反之则不是由摆动产生的

5.（1）不变（2）有关其他条件相同时，海绵吸声效果最好（3）用仪器代替人耳测量反射声音的强弱（4）最强反射声的方向与入射声的方向是否有关等（5）大理石

（二）光学实验试题演练

1.未点燃乙

2.10靠近照相机

3.ac

4.乙正立、放大的虚放大镜

5.B

6.C

7.（1）①反射、折射②折射角随入射角的增大而增大小于（2）是三次实验数据可以，但没有换用其他透明介质做此实验

8.（1）A（2）较黑暗（3）不变（4）不能虚

9.（1）反射（2）能固定玻璃板玻璃板一定要竖直放置

10题答案10.（1）玻璃板没有点燃完全重合

（2）如图所示

11.（1）使每一次成实像时，像成在光屏中央（2）Ⅱ缩小照相机（3）凹透镜近视

12.（1）会聚12（2）凸透镜（3）缩小照相机

13.（1）太阳光是由多种色光组成的（2）增大（3）紫温度计的玻璃泡涂黑

(三)热学实验试题演练

1.（1）慢（2）秒表（3）萘的熔点是80℃；萘的初温是50℃

解析：（1）将装有萘的试管放入水中加热，这是水浴法，采用水浴法，萘的温度变化比较均匀，并且变化比较慢，便于记录实验温度。（2）从图象知，记录的数据有温度和时间，测量温度需要温度计，测量时间需要秒表，实验器材还缺少秒表。（3）由图象知，该物质在熔化过程中温度保持80℃不变，该物质为晶体，其熔点为80℃，该物质在熔化过程中吸热，但温度保持不变，从第10min开始熔化，到第25min完全熔化完，在10min前为固态；10min到25min之间是固液共存态；25min后是液态等。

2.（1）晶体（2）固液共存（3）小

3.（1）高（2）92（3）98<质量

4.（1）非晶体没有固定的熔点（2）BC吸收减小（3）CF

5.（1）水银（2）甲（3）质量（或体积）（4）适当减少水的质量（或体积），适当提高水的初温等

6.（1）R甲=R乙（2）水在沸腾过程中温度不变（3）质量相同S1S298低

7.（1）水的比热容大（或沙子的比热容小）使沙子受热均匀（2）水水蒸气液化放热