押题11（实验探究题）：光学与热学实验
备注：真题回顾来源于近两年南京中考真题，押题预测来源于2024年名校模拟试题
本节内容的两个实验是南京的两个必考的实验之一，光学实验室在南京中考中，主要考察探究光的反射实验、探究平面镜成像特点实验和探究凸透镜成像规律的实验。热学实验，主要考察晶体的熔化特点、探究水沸腾实验、探究物质的吸热强弱实验。
秘籍1：探究平面镜成像实验的特点
1. 关于探究平面镜成像实验必须明确:
(1)刻度尺的用途是为了比较物、像到镜面的距离是否相等。
(2)两支等大的蜡烛是为了比较像与物是否大小相等。
(3)用玻璃板代替平面镜的目的是便于找到像的位置；玻璃板应竖直放置，否则可能会使物与像不能重合.
(4)选玻璃板进行实验时,玻璃板越薄越好,否则,蜡烛通过玻璃板前后的两个面会成两个像,影响实验效果。
(5)平面镜所成的像是虚像,不能用光屏承接。
(6)将点燃的蜡烛放在多个不同位置，多次实验后总结归纳出结论。
(7)为使蜡烛的像更清晰,实验应在较黑暗的环境中进行。
(8)从蜡烛这一侧透过玻璃板观察像,并使另一支相同的蜡烛与像完全重合。
2. 实验中应用了等效替代法:一是用玻璃板替代平面镜；二是将另一支未点燃的蜡烛放到点燃的蜡烛所成的像的位置,使之完全重合,即利用未点燃的蜡烛替代点燃蜡烛的像
秘籍2：探究凸透镜成像实验
1. 解题时要注意把握以下几点：
(1)确定凸透镜的焦距；
(2)实验器材的放置和调节；
(3)成像的性质和对应的像距及物距；
(4)像距随物距变化的规律，像随像距变化的规律；
(5)物像的“可逆性”
(6)凸透镜的缺损或遮挡对成像的影响；
(7)光屏接收不到像的原因
2. 凸透镜成像口诀
一倍焦距分虚实；二倍焦距分大小；物近像远像变大；物远像近像变小；虚像正立实像倒；这一规律要记牢
秘籍3：探究晶体熔化实验
1. 解答此类问题，要掌握以下几点：
(1)知道晶体熔化的特点一不断吸热但温度保持不变，晶体熔化的条件--温度达到熔点且能够继续吸热；
(2)实验装置的安装顺序--自下而上；
(3)采用水浴法加热的优点；
(4)石棉网的作用；
(5)图像中各阶段表示的物理含义；
(6)温度计的放置要求及读数。
2. 水浴加热可以使物质受热均匀且温度升高较慢，便于读数。
秘籍4：探究液体沸腾实验
1. 解题时，要把握以下几点：
(1)知道水沸腾的条件是达到沸点继续吸热：水沸腾的特点是不断吸热，温度保持不变。
(2)知道水满腾前气泡上升越来越小，而沸腾时气泡上升越来越大，至液面破裂。
(3)知道装置安装顺序是自下而上。
(4)知道使水尽快沸腾的方法：①加水要适量，尽量少些；②在烧杯中加温水；③适当加大酒精灯的火焰：4沸腾前加热过程中，可在烧杯上加盖。
(5)知道沸点与气压的关系是气压越高，沸点越高。
2. 沸点的判断：
（1）由数据判断：连续保持不变的最高温度即为沸点；
（2）由图像判断：平行于时间轴的一段线段对应的最高温度即为沸点。
秘籍5：探究物体吸热本领的实验
1. 解题时要明确以下两点：
(1)实验中要用相同的热源进行加热，以保证相同时间内物质吸收相同的热量。
(2)在分析实验数据时，可采用图像法，将实验数据用描点法作出温度随加热时间变化的图像。两种方法可以比较不同物质的吸热能力。
①在质量相同、升高温度相同时，加热时间长的物质吸收的热量多，吸热能力就强。
②还可以通过比较不同物质吸收的热量(加热时间)相同时不同物质升高温度的不同比较吸热能力的强弱。加热时间相同升温快的，吸热能力就弱。
(3)用比较法分析数据。
2. 注意事项
(1)实验仪器组装时要按照“从下而上”的顺序安装。保证用酒精灯的外焰加热，不要忘记安装石棉网，正确使用温度计测液体温度。
(2)进行多次实验的目的是寻找普遍规律，避免实验的偶然性不是减小实验误差。
一、光学实验
1．（2023·江苏南京·中考真题）用一个焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”实验，装置如图所示。
（1）烛焰和光屏的中心应位于凸透镜的 上；
（2）在图示位置将蜡烛向右移到20cm刻度线处，此时将图中的光屏向 移动，调节后可在光屏上得一个倒立， 清晰的实像；
（3）在图示情景下，要使光屏出现倒立清晰的实像，可在凸透镜左边适当位置放置一个矫正 （选填“近”或“远”）视眼的合适镜片。
2．（2022·江苏南京·中考真题）在探究“凸透镜成像规律”的实验中。
（1）如图甲，平行光正对凸透镜照射时，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距 cm；
（2）要验证图甲中光屏上的光斑是否最小最亮，可以 （选填“向左”、“向右”或“左右来回”）稍稍移动光屏并观察；
（3）当该透镜位于图乙中刻度对应的位置时，光屏上能否观察到清晰的像？请在横线上作答。要求：①若能，请写出像的性质；②若不能，请说明仅移动光屏到何刻度线处才能观察到清晰的像。答： ；
（4）凸透镜可以用来矫正 视眼的视力缺陷。
二、热学实验
3．（2023·江苏南京·中考真题）课本中做“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”实验的装置如图所示：
（1）甲、乙实验中以下四个方面：①烧杯内液体种类：②烧杯内液体质量；③加热时间；④烧杯内液体温度的变化量。其中要求相等的有 （填序号）；
（2）燃料燃烧过程中，其热值 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
4．（2023·江苏南京·中考真题）如图是一些小冰块温度随加热时间变化的图像，假设单位时间内物体吸收的热量相等。由图像可知：
（1）冰熔化过程中，温度 ，需要 ；（选填“吸热”或“放热”）
（2）AB段比CD段 快，可以说明冰比水的比热容小。100g冰温度从-5℃升高到0℃，吸收的热量为 J。【c冰 =2.1×103J/(kg· ℃)】
5．（2022·江苏南京·中考真题）用图甲所示实验装置做“探究水沸腾时温度变化特点”实验
（1）图甲中，按规范要求，实验前应先调节铁圈 （填数字）的高度；
（2）某小组实验过程中，温度计的示数如图乙所示，为 ℃，图丙是该小组做的水的温度与时间关系的图像，水沸腾时温度变化特点是 ；
（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。
一、光学实验
1．（2024·河南平顶山·二模）在“探究光的反射规律”实验中，小丹同学进行了如图所示的实验，将一平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板竖直的立在平面镜上。纸板由可以绕接缝ON折转的E、F两部分组成。实验步骤如下：
次数 入射角 反射角
1 20° 20°
2 40° 40°
3 55° 55°
（1）使一束光贴着纸板沿某一角度射到O点，经平面镜反射，沿另一个方向射出，在纸板上用笔描出入射光线AO和反射光线OB的径迹。此时的入射角为∠ 。
（2）接下来应该改变 ，多次实验，并换用不同颜色的笔记录每次光线的径迹。
（3）用量角器量出入射角和反射角的度数，记录在上面表格中，由表格中数据可得出规律：在反射现象中， 。
（4）图乙中，把纸板NOF向后折，在纸板上将不会看到反射光线，此时，反射光线、入射光线和法线 （选填“在”或“不在”）同一平面内。
2．（2024·湖北孝感·一模）小华用如图甲所示的实验器材探究“平面镜成像特点”，请完成下列问题。
（1）为便于观察，该实验最好在 （填“较明亮”或“较黑暗”）环境中进行；此外，采用透明玻璃板代替平面镜，虽然成像不如平面镜清晰，但却能在观察到蜡烛像的同时，也能确定 ；
（2）在玻璃板前点燃A蜡烛，在玻璃板后小心地移动未点燃的B蜡烛，直到B蜡烛与A蜡烛的像完全重合为止，由此发现像与物的大小 ；当小华改变A蜡烛到平面镜的距离再次实验时，发现当A蜡烛靠近镜面时，A蜡烛在平面镜中的像的大小 （填“变大”“不变”或“变小”）；
（3）小华实验后，通过平面镜看到了发光点S的像，如图乙所示。则进入小华眼睛的光线是由 （填字母）。
A．平面镜发出的 B．像发出的 C．平面镜反射的 D．小华的眼睛发出的
3．（2024·广东·一模）某小组的同学用如图甲所示器材完成了“探究平面镜成像的特点”的实验。
（1）实验中用薄玻璃板代替平面镜目的是：便于确定像的 ；
（2）实验中应选择与蜡烛A外形完全相同且 （选填“已点燃”或“未点燃”）的蜡烛B，移动蜡烛B发现其恰好能与蜡烛A的像完全重合，说明像与物 ；
（3）如图乙，将玻璃板倾斜，蜡烛A的像将 （选填“仍然”或“不再”）与蜡烛A关于镜面对称；
（4）实验中若只将玻璃板沿直线MN水平向右平移，蜡烛所成像的位置 （选填“向左移”、“向右移”或“不变”）；
（5）如图丙所示，是由本实验得出的结论在实际生活中的一个应用。检查视力的时候，视力表放在被测者头部的后上方，被测者识别对面墙上镜子里的像。则视力表在镜中的像与被测者间的距离为 m。
4．（2024·陕西西安·一模）在“探究平面镜成像特点”的实验中，如图甲所示。
（1）现有厚度分别为5mm和2mm的两块玻璃板，应选择 mm厚的玻璃板做实验；
（2）若白纸上各方格长度是5cm，将点燃的蜡烛由A点移至B点，移动后它与玻璃板中所成的像的距离是 cm。将光屏放置在玻璃板后蜡烛位置，光屏上不能成像，说明平面镜所成的是 像；
（3）如图乙所示是从平面镜中看到墙上时钟的像，请写出时钟的实际时间是 。
5．（2024·山东德州·一模）某兴趣小组在进行“探究凸透镜成像规律”的实验中，绘制了如图甲所示的物距与像距之间的关系图像。
（1）实验前，要将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调到 。
（2）当蜡烛放在如图乙所示位置时，调节光屏，可在光屏上得到一个倒立、 的实像，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。
（3）实验过程中蜡烛燃烧变短，在保持蜡烛和光屏不动的条件下，应将透镜向 （选填“上”或“下”）调节，使像重新回到光屏中央。
（4）在图乙中，某同学将自己的近视眼镜放在蜡烛A和凸透镜之间，发现光屏上原本清晰的像变模糊了，向 （选填“左”或“右”）移动光屏，光屏上的像又变清晰。
（5）在图乙中把凸透镜换成薄玻璃板，眼睛在玻璃板的左侧观察也能看到蜡烛的像，此时在 cm处放置一个相同的蜡烛B，发现蜡烛A的像与蜡烛B重合。
6．（2024·安徽合肥·二模）在“探究凸透镜成像规律”的实验中：
（1）小聪同学调整光屏位置，在如图甲所示位置时，光屏上呈现清晰的烛焰像 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是根据此时的成像特点制成的；
（2）小聪同学继续进行实验，当蜡烛在凸透镜的焦点和凸透镜之间时，从右侧向左看到蜡烛的正立的虚像，若将一不透明白纸（光屏位置）放在图乙中虚线位置，则蜡烛的像将 ；（填序号）
A．会消失 B．亮度变暗 C．没有变化 D．成在白纸上
（3）若将甲图中的凸透镜换成透明玻璃板，从蜡烛一侧向右看，也能看到一个“像”，该像与图甲中光屏上的像相比较“正倒”、“大小”、“虚实”三个方面中，有 个方面相同（填序号）。
A．0 B．1 C．2 D．3
7．（2024·广东江门·一模）小明在进行光学复习时，认识到找像、析像，并用其规律解释生活中的实际问题是光学复习的关键、有效方法之一，于是他进行了如下的梳理。
（1）①如图甲，用透明玻璃板代替平面镜的目的是 ；
②如图乙，蜡烛A在玻璃板中成像的位置如图②，其可能的原因是 ；
③如果在图丙中玻璃板与蜡烛的像之间放一块不透明的挡板，从蜡烛A这侧 （选填“仍能”或“不能”）观察到蜡烛的像；
（2）如图丁，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 ；
（3）如图丁，若凸透镜的焦距为10.0cm，正确的调整器材后，在光屏上成了清晰的像。更换成另一个焦距为12.0cm的凸透镜，光屏上的像变模糊了，此现象与 （填“近视眼”或“远视眼”）成因相似。为了使光屏上的像恢复清晰，可向 （填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动蜡烛。
8．（2024·江苏扬州·一模）在“探究光的反射规律”实验中，平面镜水平放置于桌面上，E、F是两块可以绕接缝ON翻折的白色硬纸板。
实验次数 1 2 3
入射角 60° 45° 30°
反射角 60° 45° 30°
（1）如图甲所示，白色硬纸板应当 立在平面镜上；为了使光线更加明显，实验应在较暗的环境下进行，实验中所用的白色硬纸板的表面应较为 （选填“光滑”或“粗糙”）；
（2）让一束光紧贴纸板E沿AO方向射向镜面上的O点，在纸板F上呈现反射光束OB，然后将纸板F绕ON向前或向后翻折，在纸板F上看不到反射光束，这表明反射光线、入射光线和法线在 ；
（3）多次改变入射光的方向，将测量数据记入表格，得出反射角与入射角大小相等的结论。实验中多次测量的目的是 ；
（4）若入射光束AO绕O点顺时针旋转，将观察到反射光束OB在平面镜中所成的像绕O点 时针旋转；
（5）如图乙所示，一束光经水平放置的平面镜反射后在天花板上形成光斑，竖直向上移动平面镜，观察到光斑位置的变化情况是 。
9．（2024·江苏南通·一模）小华用同一个凸透镜进行如下探究。
（1）将凸透镜正对左侧的平行光，调节光屏的位置，直至在光屏上得到一最小最亮的光斑，该透镜的焦距为 cm。小华将点光源放在“0”刻度上方的主光轴的位置上，光屏上呈现一个圆形光斑，若将光屏向右移动光斑的大小将 ；
（2）如图乙所示，将光屏向 移动一段合适的距离，才能在光屏上得到烛焰清晰的实像；小华发现光屏上的像时而清晰时而模糊，原因是 ；
（3）如图丙，在烛焰和凸透镜之间放一近视眼镜，发现光屏上的像由清晰变模糊了。如要在光屏再次呈现清晰的像应 ；
（4）小华又在一圆柱形水杯后面，紧靠水杯放置一个小泥娃，透过水杯观察，看到的小泥娃像 （选填“变瘦”、“变胖”、“先变胖后变瘦”或“先变瘦后变胖”）。
10．（2024·陕西西安·三模）用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验。图甲中一束平行光射向凸透镜，光屏上得到一个最小、最亮的光斑（未画出）。
（1）凸透镜的焦距是 cm；
（2）图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像（未画出），则该像是倒立、 （选填“放大”或“缩小”）的像，图丙是商场利用该原理将不同方向投影在地上的指路装置，要达到路引装置的效果，为了使地面的路标更大一些，应将设备中的镜头向 （选填“上”或“下”）移动；
（3）若在图乙中烛焰和凸透镜之间放一近视眼镜的镜片，则将光屏向 （选填“左”或“右”）移动才能再次看到清晰的像；
（4）若在图乙中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气，发现光屏上“烛焰尖部”变模糊，则将光屏向 （选填“左”或“右”）移动，“烛焰尖部”又会变清晰。
11．（2024·北京西城·一模）物理课上，同学们做“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）小娟将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻线处，将点燃的蜡烛和光屏分别放在凸透镜的两侧，点燃的蜡烛放置在光具座上20cm刻线处，如图所示。小娟移动光屏，在光屏上可呈现烛焰清晰的倒立、 的实像；
（2）为了探究凸透镜所成实像的高度与物距、焦距的关系时，三个小组的同学用高度相同的发光体以及焦距不同的凸透镜等器材进行了实验，部分实验数据如表中所示：
表1（f1=5cm） 表2（f2=9cm） 表3（f3=10cm）
物距u/cm 像高h/cm 物距u/cm 像高h/cm 物距u/cm 像高h/cm
15 1.6 18 3.2 25 2.1
18 1.2 30 1.4 35 1.3
40 0.5 40 0.9 40 1.1
由表中数据可知：物体高度、凸透镜焦距一定时，物距越 ，实像的高度越高。物体高度、物距一定时，凸透镜焦距越 ，所成实像的高度越小；
（3）小亮和小娟利用凸透镜和光屏观察同一个发光体在各自光屏上所成的像，已知小娟所用凸透镜的焦距比小亮所用凸透镜的焦距大，若要在两人的光屏上呈现等高的像，则 的凸透镜应离发光体更远些。（选填“小亮”或“小娟”）
12．（2024·广东·一模）如图所示，小陈同学探究凸透镜成像特点，此时光屏上已呈现清晰的实像（像未画出），这个像一定是倒立、 的（选填“放大”、“缩小”、“等大”），这是 （选填“照相机”、“投影仪”、“放大镜”）的成像原理。保持蜡烛和光屏位置不变，再将凸透镜 （选填“向右”’、“向左”）移动适当距离，光屏上可再一次呈现蜡烛清晰的实像。
13．（2024·河南信阳·一模）小红在学习透镜知识后，对爷爷的眼镜很感兴趣，于是用爷爷的眼镜作为透镜进行了相关探究：
（1）实验前，小红先拿着眼镜站在太阳底下，让太阳光通过正对的眼镜镜片，最后射到纸上，经过一段时间太阳光能把白纸烤焦，说明爷爷是 （填“近视眼”或“远视眼”）；
（2）在进行上述操作时，小红发现眼镜和白纸间距离s与对应白纸被烤焦的时间t有关系，于是她将数据图记录下来，并绘出如图1图像，则可判断该透镜的焦距f为 cm；
（3）当她进行探究时，发现光屏上所成的像偏上，手中的眼镜应向 （填“上”或“下”）移动，才能使像成在光屏正中央；
（4）当蜡烛、眼镜和光屏处于图2所示位置时，恰好在光屏上成倒立、等大的像，要想在光屏上呈现一个倒立、放大的像，小红接下来的操作是 。
14．（2024·吉林长春·一模）小形同学在“探究平面镜成像特点”实验如图（1）：
（1）在图（2）中根据平面镜成像特点作出物体AB在平面镜中所成的像A'B' ；
（2）用玻璃板代替平面镜实验时，会看到两个不重合的像，分别是玻璃板前后两个面反射形成的 （选填“厚”或“薄”）一些的玻璃板代替平面镜。将玻璃板垂直放置在水平桌面上，这样做是为了便于确定像的 。为了便于比较像与物的大小关系，所用的两支蜡烛A、B应选择外形 （选填“相同”或“不相同”）的；
（3）将点燃的蜡烛A竖立在玻璃板的前面，将 （选填“点燃”或“不点燃”）的蜡烛B竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去蜡烛B跟蜡烛A的像完全重合；
（4）标记蜡烛A、B的位置，测得蜡烛B到镜面的距离 （选填“小于”、“等于”或“大于”）蜡烛A到镜面的距离；
（5）当蜡烛A远离玻璃板时，像会 （选填“靠近”或“远离”）玻璃板，像的大小 （选填“变小”、“不变”或“变大”）。
15．（2024·辽宁盘锦·模拟预测）利用蜡烛和薄玻璃板做“探究平面镜成像特点”的实验装置如图甲所示；
（1）实验中选用玻璃板作为“平面镜”来进行实验的目的是 ；
（2）探究像和物的大小关系时，点燃了一支蜡烛A置于玻璃板前，如图乙所示，应该利用图乙中 （选填“a”、“b”或者“c”）的视角进行观察；然后用另一根完全相同的蜡烛B放在玻璃板后，前后左右移动蜡烛B，由此可初步得出平面镜所成的像和物大小相等；
（3）移开蜡烛B，用白纸做光屏放在该位置，直接观察白纸 （选填“能”或“不能”）看到蜡烛A的像，可知平面镜所成的像是 （选填“实”或“虚”）像；
（4）如果将玻璃板竖直向上移动一段距离，观察到蜡烛A的像 （选填“向上移动”、“向下移动”或“不动”）；
（5）用木板紧贴玻璃板背面，人眼在玻璃板前 （选填“还能”或“不能”）看见蜡烛A的像；
（6）小明想确定家中穿衣镜成像的反射面，他将笔尖紧贴镜面A，如图丙所示，说明 （选填“A”或“B”）是反射面。
二、热学实验
16．（2024·广西南宁·一模）如图所示，在探究“某物质熔化时温度的变化规律”实验中：
（1）组装图甲装置时，A、B两部件中应先固定 部件；探究时采用“水浴法”而不直接用酒精灯加热，除了能减缓升温速度，还能使试管中的物质 ；
（2）实验时，每隔1 min记录一次物质的温度及状态，作出如图乙所示的温度随时间变化的图像，由图像可知该物质是 （选填“晶体”或“非晶体”），它熔点是 ℃，在5~7min时段，该物质处于 （选填“固”“液”或“固液共存”）态。
17．（2024·江苏南通·一模）如图甲是“探究物质熔化规律”的实验装置。实验时先将固体物质和温度计分别放入试管内，再将试管放入大烧杯的水中，用酒精灯加热。
（1）将固体物质和温度计分别放入试管内，再将试管放入大烧杯的水中进行加热固体的好处是 ；
（2）如图乙所示，温度计示数是 ℃；
（3）该固体熔化的图像如图丙所示，则可知其熔化过程用了 min，该物质固态时的比热容 （选填“小于”、“大于”或“等于”）液态时的比热容。
18．（2024·广东深圳·二模）小明做“探究冰熔化特点”的实验。
（1）如图，有甲、乙两套实验装置，小明最终选用乙装置来进行探究，目的是 ；
（2）根据实验记录的数据，绘制成如图丙所示温度随时间变化的图像（不考虑水的质量变化），分析图像发现，CD段比AB段升温慢，其原因可能是 ；
（3）物体在B点时具有的内能 （选填“大于”“小于”或“等于”）在C点时的内能；第10min时试管中的物质处于 态；
（4）当冰全部熔化后，继续加热使烧杯中的水沸腾并持续一段时间，发现试管中的水 （选填“会”或“不会”）沸腾。
19．（2024·江苏连云港·模拟预测）如图甲、乙所示是小明在“探究蜡和海波的熔化规律”时使用的实验装置：
（1）应选择颗粒较 （选填“大”或“小”）的蜡和海波进行实验；
（2）实验中采用“水浴法”加热，既能使试管受热均匀，还能 ，便于观察物质的状态，记录各个时刻的温度；
（3）加热一段时间后，可看到烧杯中有“白气”冒出，“白气”是 （选填“水蒸气”、“小水珠”或“海波蒸气”）；
（4）如图丙是绘制的物质熔化的图象，其中海波的熔化图象是图 （选填“①”或“②”），依据是： 。
20．（2024·吉林长春·二模）小致在健康生活课程中学做饭，有时会发现热油中滴入水会油花四溅。他用图甲所示装置进行如下探究。将温度计插入试管中，从水温达到90℃开始，每1min记录一次温度，直至水沸腾并持续加热一段时间：
（1）观察水沸腾时试管中的现象是 ；根据实验数据，小致在图乙中绘制水的温度随时间变化的图像，根据图像可知水沸腾时温度变化规律是 ；
（2）水沸腾时会产生大量的水蒸气，如果被这样的水蒸气烫伤往往比被开水烫伤更严重，这是因为水蒸气 （填物态变化名称）成水时会释放大量的热；
（3）小致发现试管内的水沸腾时，烧杯中的食用油却没有沸腾，由此可知，食用油的沸点比水的沸点 ，所以水滴入热油中会迅速 （填物态变化名称），引起油花四溅。
21．（2024·江苏南京·一模）小明用图甲所示装置做“观察水的沸腾”实验，水温随时间变化的图像如图乙。
（1）甲图中实验装置安装有误，应适当将 （选填“A处向上”或“B处向下”）移动；
（2）第2min时观察到烧杯中的现象是图丙中的 （填字母）；
（3）要探究水沸腾时是否吸热，应 加热，观察 。
22．（2024·黑龙江牡丹江·一模）小明和小红分别利用图甲装置探究水沸腾时温度变化的特点。当水温接近90℃时，他们每隔0.5min各自记录一次温度并观察水中气泡情况。分别在第3min和第7min时，水开始发生剧烈的汽化现象。加热到第9min时，撤掉酒精灯，水温逐渐下降，同时水中剧烈的汽化现象也消失了。图乙是他们绘制的水温与时间关系的图像。由实验可知：
（1）水的沸点是 ℃；
（2）把水加热至沸腾，小红比小明多用了4min，原因可能是 ；
（3）撤掉酒精灯，水沸腾停止，表明水沸腾时仍需要 ；
（4）图丙是计时到第5min时，其中一个装置内的气泡情况，这是 观察到的现象（选填“小明”或“小红”）；
（5）生活处处有物理，小明发现妈妈将饺子放入沸水中，水 沸腾（选填“继续”或“停止”），原因是 。
23．（2024九年级·全国·专题练习）如图中甲、乙两图是“探究水的沸腾特点”实验的装置和数据关系图线。
（1）甲图中，在组装实验装置时，应先调整图甲中 （选填“A”或“B”）的高度；
（2）如图乙是小亮根据实验数据绘制的温度一时间图像，由图像可知：水的沸点是 ℃﹔观察水沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程的两种情况如图丙所示，则图丙中 是水沸腾时的情况；
（3）如图丁所示，在一个标准大气压下，烧杯A和烧杯B内都装有水，用酒精灯加热烧杯使A杯中水沸腾，若不断加热，B烧杯中水 （选填“能”或“不能”）沸腾，原因： 。
24．（2024·山东东营·一模）如图所示，为某兴趣小组探究水沸腾前后温度变化的特点实验装置。
（1）图甲为测量水初始温度的操作，其中操作错误的是 ；
（2）由图乙可知水的沸点是 ℃；根据水的沸点，可判断出当时的大气压 （选填“高于”“等于”或“低于”）标准大气压；
（3）如图丙所示，四位同学分别绘制的水的温度和时间关系的曲线，其中能正确反映研究水沸腾过程中温度随时间变化关系的是 ；（选填字母标号）
（4）根据水沸腾后温度的变化特点，你认为在用炉火炖汤时，汤沸腾后应该 （选填“保持大火”或“调为小火”）。
25．（2024·广东中山·二模）为了“探究固体熔化时温度的变化规律”，小明同学采用如图甲所示的实验装置，试管中装有适量的冰。
（1）实验中需要的测量工具除了温度计以外还需要 ；
（2）图乙是根据实验记录绘制的冰熔化时温度随时间变化的图像。由图像可知：BC段的物质处于 （选填“固态”、“固液共存态”或“液态”），冰熔化过程需要 分钟；
（3）试管中的冰完全熔化后，若持续加热，在标准大气压下将得到图像中的DE段，这段时间内试管中的水 沸腾（选填“会”或“不会”），原因是 ；
（4）小华同学将图甲中试管换成碘锤做“碘的升华”实验时，如图丙所示（碘的熔点为113.7℃，碘的沸点为184.4℃，酒精灯火焰的温度可以达到500℃）。碘发生的物态变化是 ，该实验采用水浴法加热的主要目的是 （选填“受热均匀”或者“控制温度”）。
26．（2024·广东深圳·一模）小明用如图所示的实验装置探究a、b两种液体的吸热能力，在两个相同的烧瓶内分别接入电阻丝，装入质量相等的a、b两种液体，并分别插入温度计。
（1）实验中选用的两根阻值相同的电阻丝给两种液体加热，用 （选填“通电时间”或“温度计示数的变化量”）间接反映液体吸收热量的多少；通过比较 （选填“通电时间”或“温度计示数的变化量”）来判断液体吸热能力的强弱。
（2）下表是某次的实验数据
项目 质量/g 加热前温度/℃ 加热时间/min 加热后温度/℃
液体a 150 20 10 48
液体b 150 20 10 35
由分析表中数据可知，液体 （选填“a”或“b”）的吸热能力较强。
（3）设质量为m的a液体中电阻丝的阻值为R，测出其电流为I，通电一段时间t后，温度计的示数变化量为，若不计热量损失，则液体a的比热容为 （用所给出的物理量写出比热容的表达式），用该表达式计算出的比热容会比实际值 （选填“偏大”“相等”或“偏小”）。
27．（2024·宁夏银川·一模）在探究比热容和热值大小的实验中，如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯中两种液体的质量相同。
燃料 加热前液体温度（℃） 燃料燃尽时液体温度（℃） 燃料的热值（J/kg）
1 15 35 2.4×107
2 15 25
（1）若要比较不同物质的吸热本领：
①应选择 两图进行实验；
②该实验是通过比较 来间接反映液体吸收热量的多少（选填“升高的温度”或“加热时间”）；
③由图丁知，液体 的吸热能力更强；
（2）若要比较不同燃料的热值：
①应选择 两图进行实验；
②在研究不同燃料热值的实验中，记录的数据如表所示。请根据表中数据计算：在忽略热量损失的情况下，燃料2的热值是 J/kg。
28．（2024·江苏南通·一模）小明发现用打气筒给篮球打气时，外壁有些发热，这是什么原因导致的呢？实验小组联系所学物理知识，提出了以下两个猜想：
猜想1：可能是活塞与简壁摩擦；
猜想2：可能是活塞不断压缩气体做功；
他们选用打气筒、测温枪、计时器、气压不足的篮球等设计了实验进行探究，实验时分别在打气筒的上部和下部标注两个测温点，如图所示：
（1）打气筒内壁热量是通过 的方式传递到外壁；
（2）活塞在打气筒内向下运动时的能量转化情况，与四冲程内燃机的 冲程相同，打气过程中，活塞每次往复运动对气体做功大小 （选填“相同”或“不同”）；
（3）实验方案：用打气筒向气压不足的篮球内打气，10s内活塞在筒内往复运动20次，立即测出此时两个测温点的温度。待气筒外壁温度降至室温（25℃）后，放出篮球中的部分气体，使其内部气压与打气前相同，重复上述操作，实验数据记录如下表：
实验次序 时间/s 活塞往复次数 上部温度/℃ 下部温度/℃
1 10 20 30.7 36.6
2 10 20 30.2 36.2
3 10 20 30.5 36.3
①根据上、下部存在温度差，可知猜想 一定是正确的；
②他们认为另一猜想也会使外壁发热，理由是活塞在向下运动时， ；
③进一步验证①中的猜想：他们将打气筒与篮球 （选填“连接”或“不连接”），让活塞在相同的时间内往复运动相同的次数，测出打气筒外壁的温度；当观察到 的现象，就说明①中结论是正确的。
29．（2024·江苏宿迁·二模）如图所示甲、乙、丙三个装置完全相同。
（1）要比较“不同燃料的放热能力”，应选择 两图进行实验；该实验中燃料燃烧时放出热量的多少是通过比较 （选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）来判断的；
（2）要比较不同物质吸热能力，应选择 两个图进行实验；
（3）若甲装置中消耗的燃料的质量为m1，使质量为m2的水温度升高了Δt（水未沸腾），则燃料1的热值q为 （用m1、m2、c水、Δt表示），该方法测出的热值会比真实值 。
30．（2024·陕西西安·模拟预测）由于怕饭菜太烫，来不及冷却而影响小明的早餐，妈妈总是很早就起床了。为了让妈妈多睡一会儿，小明就想找到一种让物体快速冷却的方法。为此小明进行了如下的探究：
小明注意到妈妈是把饭菜放在空气中冷却的，而厨房中适合用来冷却的另一种物质就是水。水和空气哪个的导热性能好呢？为此小明用两个相同的牛奶瓶，都装入热牛奶，一个放在温度与室温相同的水中，另一个就放在空气中，为了尽量减少其他因素的影响，他把两个瓶都用木块垫起来，放在同一个桌面上，如左下图所示。实验时他每隔一定的时间记录一次甲、乙两温度计的示数，得到的数据如下表：
时间/min 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
甲的示数/℃ 70 60 53 47 42 39 37 35 34 33
乙的示数/℃ 70 66 61 58 55 52 50 48 46 45
（1）对甲、乙两个瓶中的牛奶小明要控制牛奶的初温， 相同；
（2）小明通过实验，发现 的导热性能更好；
（3）进一步分析表中乙的示数，小明又发现，在冷却过程中，牛奶冷却的快慢前后并不一致，是越来越 的，由此可以合理推测热传递的快慢与 有关。
31．（2024·江苏泰州·一模）为了比较不同燃料的热值，小明设计了如图甲、乙、丙所示的三种方案。三套实验装置完全相同，燃料的质量、烧杯内液体的初温与质量也都相同。
（1）小明应选择 两图对应方案进行实验；
（2）实验中还应控制燃料燃烧的 （时间/质量）相同；
（3）实验完成后，画出被加热液体的温度随时间变化的关系图像如图丁所示。由此可知，燃料1燃烧2min放出的热量 （大于/等于/小于）燃料2燃烧3min放出的热量。
32．（2024·陕西商洛·一模）在可乐瓶中装入适量的水，用带有打气管的瓶塞将瓶口塞住，配置上火箭顶端的导流罩就完成了水火箭的制作，其结构示意如图-1所示，如图-2所示，将水火箭置于地而，利用打气筒通过打气管向瓶内打气。当瓶内压强足够大时，瓶塞脱落．瓶内的水向后喷出，水火箭迅速飞起。琦琦对水火箭水平方向飞行距离的影响因素产生了兴趣，他作出以下猜想：Ⅰ．可能与加水质量的多少有关；Ⅱ．可能与发射的角度有关。请回答下列问题：
（1）在探究猜想Ⅰ时，使用同一支水火箭，依次加入0g、50g、100g、150g、200g、250g的水，每次用同样的打气筒加压15次，每组实验进行三次，调整箭体与水平地面夹角为40度，实验时无风，测量发射点到落地点的水平距离记录如下表：
水的质量（g） 水平距离（m） 次数 0 50 100 150 200 250
第一次 3.20 40.1 44.3 71.6 55.6 46.2
第二次 3.25 35.3 42.6 66.3 59.2 42.4
第三次 3.40 33.6 50.5 63.l 56.3 48.9
平均值 3.28 36.33 45.80 67.00 57.03 45.83
①根据实验数据得出：当水的质量为 g时水火箭水平方向飞行距离最远；
②瓶内的水向下喷出的同时水火箭向上运动，这是因为 ；
③当水火箭竖直向上发射时。无法直接测量水火箭发射的最大高度，这时可以测量水火箭从发射到落地时的 来间接反映发射的高低情况；
（2）探究猜想Ⅱ时，选用同一支水火箭，控制水量和气压一定，依次改变其发射角度（“发射角度”指水火箭与水平面的夹角大小）为、、、、，并记录水平方向飞行距离如下表，其他条件相同的情况下，水平方向飞行距离与发射角度的关系为 ，
发射角度（度） 25 35 45 55 65
水平距离（m） 31.32 43.60 53.07 49.82 35.42
（3）除上述探究过的影响因素外。你认为还有哪些因素可能会影响水火箭的飞行距离： （写出一条）；
（4）若水火箭发射前的总质量为2kg，则当水火箭竖直上升至10m高时，水火箭克服自身重力做功将 （选填“等于”“大于”或“小于”）200J；
（5）在水火箭向上发射的整个过程中，下列分析正确的是 。
A．上升过程中，水火箭重力势能转化为动能
B．下降过程中，水火箭的重力势能逐渐增大
C．水火箭的动能是由瓶内高压气体内能转化来的
33．（2024·江苏苏州·一模）小明和小华一起进行了“不同物质吸热升温的现象”和“不同燃料燃烧放热能力”两项探究，他们设计的两组实验装置如下，若忽略热量的散失，且燃料燃烧时均匀放热。
（1）探究“不同燃料燃烧放热能力”应选用 （甲/乙）组器材；
（2）实验需要用到一些测量工具，除了图中已经呈现的和两个实验都要用到的测量工具外，甲组实验还需要的测量工具是 ；
（3）甲组实验是通过 来比较不同物质吸收热量的多少，乙组是通过 来比较不同燃料放出热量的多少？
（4）由丙图可知，燃料1与燃料2的热值之比为 。已知燃烧率是燃料燃烧放出热量的多少与燃烧时间的比值，则燃料1的燃烧率为燃料2的燃烧率的 倍。押题11（实验探究题）：光学与热学实验
备注：真题回顾来源于近两年南京中考真题，押题预测来源于2024年名校模拟试题
本节内容的两个实验是南京的两个必考的实验之一，光学实验室在南京中考中，主要考察探究光的反射实验、探究平面镜成像特点实验和探究凸透镜成像规律的实验。热学实验，主要考察晶体的熔化特点、探究水沸腾实验、探究物质的吸热强弱实验。
秘籍1：探究平面镜成像实验的特点
1. 关于探究平面镜成像实验必须明确:
(1)刻度尺的用途是为了比较物、像到镜面的距离是否相等。
(2)两支等大的蜡烛是为了比较像与物是否大小相等。
(3)用玻璃板代替平面镜的目的是便于找到像的位置；玻璃板应竖直放置，否则可能会使物与像不能重合.
(4)选玻璃板进行实验时,玻璃板越薄越好,否则,蜡烛通过玻璃板前后的两个面会成两个像,影响实验效果。
(5)平面镜所成的像是虚像,不能用光屏承接。
(6)将点燃的蜡烛放在多个不同位置，多次实验后总结归纳出结论。
(7)为使蜡烛的像更清晰,实验应在较黑暗的环境中进行。
(8)从蜡烛这一侧透过玻璃板观察像,并使另一支相同的蜡烛与像完全重合。
2. 实验中应用了等效替代法:一是用玻璃板替代平面镜；二是将另一支未点燃的蜡烛放到点燃的蜡烛所成的像的位置,使之完全重合,即利用未点燃的蜡烛替代点燃蜡烛的像
秘籍2：探究凸透镜成像实验
1. 解题时要注意把握以下几点：
(1)确定凸透镜的焦距；
(2)实验器材的放置和调节；
(3)成像的性质和对应的像距及物距；
(4)像距随物距变化的规律，像随像距变化的规律；
(5)物像的“可逆性”
(6)凸透镜的缺损或遮挡对成像的影响；
(7)光屏接收不到像的原因
2. 凸透镜成像口诀
一倍焦距分虚实；二倍焦距分大小；物近像远像变大；物远像近像变小；虚像正立实像倒；这一规律要记牢
秘籍3：探究晶体熔化实验
1. 解答此类问题，要掌握以下几点：
(1)知道晶体熔化的特点一不断吸热但温度保持不变，晶体熔化的条件--温度达到熔点且能够继续吸热；
(2)实验装置的安装顺序--自下而上；
(3)采用水浴法加热的优点；
(4)石棉网的作用；
(5)图像中各阶段表示的物理含义；
(6)温度计的放置要求及读数。
2. 水浴加热可以使物质受热均匀且温度升高较慢，便于读数。
秘籍4：探究液体沸腾实验
1. 解题时，要把握以下几点：
(1)知道水沸腾的条件是达到沸点继续吸热：水沸腾的特点是不断吸热，温度保持不变。
(2)知道水满腾前气泡上升越来越小，而沸腾时气泡上升越来越大，至液面破裂。
(3)知道装置安装顺序是自下而上。
(4)知道使水尽快沸腾的方法：①加水要适量，尽量少些；②在烧杯中加温水；③适当加大酒精灯的火焰：4沸腾前加热过程中，可在烧杯上加盖。
(5)知道沸点与气压的关系是气压越高，沸点越高。
2. 沸点的判断：
（1）由数据判断：连续保持不变的最高温度即为沸点；
（2）由图像判断：平行于时间轴的一段线段对应的最高温度即为沸点。
秘籍5：探究物体吸热本领的实验
1. 解题时要明确以下两点：
(1)实验中要用相同的热源进行加热，以保证相同时间内物质吸收相同的热量。
(2)在分析实验数据时，可采用图像法，将实验数据用描点法作出温度随加热时间变化的图像。两种方法可以比较不同物质的吸热能力。
①在质量相同、升高温度相同时，加热时间长的物质吸收的热量多，吸热能力就强。
②还可以通过比较不同物质吸收的热量(加热时间)相同时不同物质升高温度的不同比较吸热能力的强弱。加热时间相同升温快的，吸热能力就弱。
(3)用比较法分析数据。
2. 注意事项
(1)实验仪器组装时要按照“从下而上”的顺序安装。保证用酒精灯的外焰加热，不要忘记安装石棉网，正确使用温度计测液体温度。
(2)进行多次实验的目的是寻找普遍规律，避免实验的偶然性不是减小实验误差。
一、光学实验
1．（2023·江苏南京·中考真题）用一个焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”实验，装置如图所示。
（1）烛焰和光屏的中心应位于凸透镜的 上；
（2）在图示位置将蜡烛向右移到20cm刻度线处，此时将图中的光屏向 移动，调节后可在光屏上得一个倒立， 清晰的实像；
（3）在图示情景下，要使光屏出现倒立清晰的实像，可在凸透镜左边适当位置放置一个矫正 （选填“近”或“远”）视眼的合适镜片。
【答案】 主光轴 左 缩小 近
【详解】（1）[1]为了使像成在光屏中央，应调整烛焰、光屏、凸透镜三者的中心在位于凸透镜的主光轴上。
（2）[2]物近像远像变大，故当蜡烛向右移到20cm刻度线处，此时将图中的光屏移至60-70cm之间，即向左移动。
[3]蜡烛向右移到20cm刻度线处，此时物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像。
（3）[4]由图可知，此时物距大于二倍焦距，所成的像在焦距与二倍焦距之间，由图知光屏在二倍焦距上，要使光屏出现倒立清晰的实像，应该让所成的像变远，说明该镜片要能使光线发散，所以该镜片为凹透镜，可以用来矫正近视眼。
2．（2022·江苏南京·中考真题）在探究“凸透镜成像规律”的实验中。
（1）如图甲，平行光正对凸透镜照射时，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距 cm；
（2）要验证图甲中光屏上的光斑是否最小最亮，可以 （选填“向左”、“向右”或“左右来回”）稍稍移动光屏并观察；
（3）当该透镜位于图乙中刻度对应的位置时，光屏上能否观察到清晰的像？请在横线上作答。要求：①若能，请写出像的性质；②若不能，请说明仅移动光屏到何刻度线处才能观察到清晰的像。答： ；
（4）凸透镜可以用来矫正 视眼的视力缺陷。
【答案】 10.0 左右来回 能，是倒立放大的实像 远
【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，所以凸透镜的焦距f=20.0cm-10.0cm=10.0cm
（2）[2]由于在焦点处光斑是最小最亮的，要验证图甲中光屏上的光斑是否最小最亮，可以左右来回稍稍移动光屏并观察。
（3）[3]当该透镜位于图乙中刻度对应的位置时，此时物距
u=25.0cm-10.0cm=15.0cm
v=55.0cm-25.0cm=30.0cm
物距大于一倍焦距小于二倍焦距，像距大于二倍焦距，故光屏上能观察到清晰的像，根据凸透镜成像规律，此时光屏上成倒立放大的实像。
（4）[4]由于远视眼将物体的像成在视网膜的后面，凸透镜对光线具有会聚作用，可以将光线提前会聚到视网膜上，故凸透镜可以矫正远视眼。
二、热学实验
3．（2023·江苏南京·中考真题）课本中做“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”实验的装置如图所示：
（1）甲、乙实验中以下四个方面：①烧杯内液体种类：②烧杯内液体质量；③加热时间；④烧杯内液体温度的变化量。其中要求相等的有 （填序号）；
（2）燃料燃烧过程中，其热值 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】 ①② 不变
【详解】（1）[1]在比较不同燃料热值的实验中，应控制燃料燃烧的质量相同，因为燃料的热值指的是单位质量的某种燃料完全燃烧时放出的热量；通过升高温度显示热量，必须控制烧杯内液体种类和烧杯内液体质量相同，故选①②。
（2）[2]热值是燃料的一种特性，与燃料质量无关，因此燃烧时质量减小，热值不变。
4．（2023·江苏南京·中考真题）如图是一些小冰块温度随加热时间变化的图像，假设单位时间内物体吸收的热量相等。由图像可知：
（1）冰熔化过程中，温度 ，需要 ；（选填“吸热”或“放热”）
（2）AB段比CD段 快，可以说明冰比水的比热容小。100g冰温度从-5℃升高到0℃，吸收的热量为 J。【c冰 =2.1×103J/(kg· ℃)】
【答案】 不变 吸热 升温 1050
【详解】（1）[1][2]冰是晶体，晶体在熔化过程中，吸收热量，温度保持不变。故冰熔化过程中，温度保持不变，需要吸热。
（2）[3]由图可知，AB段比CD段升温快，说明冰比水的比热容小。
[4]冰的质量为m=100g=0.1kg
温度变化为Δt=0℃-（-5℃）=5℃
冰吸收的热量是Q吸=c冰mΔt=2.1×103J/(kg·C)×0.1kg×5℃=1050J
5．（2022·江苏南京·中考真题）用图甲所示实验装置做“探究水沸腾时温度变化特点”实验
（1）图甲中，按规范要求，实验前应先调节铁圈 （填数字）的高度；
（2）某小组实验过程中，温度计的示数如图乙所示，为 ℃，图丙是该小组做的水的温度与时间关系的图像，水沸腾时温度变化特点是 ；
（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】 2 92 保持不变 同时
【详解】（1）[1]酒精灯需用外焰加热，所以要放好酒精灯，再固定铁圈的高度，而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中，但不能碰到容器壁和容器底，所以先放好烧杯后，再调节温度计的高度，所以组装实验器材时，应先调节铁圈2的高度。
（2）[2]该温度计的分度值是1℃，所以此时的示数是92℃。
[3]由图丙知道，水的温度达到某一值时，保持不变，即水沸腾时温度变化特点是温度保持不变。
（3）[4]将三组同学所用的三支温度计一起放进同一杯沸腾的水中（继续加热），待示数稳定后，看读数是否一样。
一、光学实验
1．（2024·河南平顶山·二模）在“探究光的反射规律”实验中，小丹同学进行了如图所示的实验，将一平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板竖直的立在平面镜上。纸板由可以绕接缝ON折转的E、F两部分组成。实验步骤如下：
次数 入射角 反射角
1 20° 20°
2 40° 40°
3 55° 55°
（1）使一束光贴着纸板沿某一角度射到O点，经平面镜反射，沿另一个方向射出，在纸板上用笔描出入射光线AO和反射光线OB的径迹。此时的入射角为∠ 。
（2）接下来应该改变 ，多次实验，并换用不同颜色的笔记录每次光线的径迹。
（3）用量角器量出入射角和反射角的度数，记录在上面表格中，由表格中数据可得出规律：在反射现象中， 。
（4）图乙中，把纸板NOF向后折，在纸板上将不会看到反射光线，此时，反射光线、入射光线和法线 （选填“在”或“不在”）同一平面内。
【答案】 AON 入射角的大小 反射角等于入射角 在
【详解】（1）[1]入射角为是入射光线与法线的夹角，故入射角为∠AON。
（2）[2]实验中为得到普遍规律，需要改变入射角的大小，进行多次实验。
（3）[3]由表中数据分析可知，在光的反射现象中，反射角等于入射角。
（4）[5]把纸板NOF向后折，在纸板上将不会看到反射光线，说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
2．（2024·湖北孝感·一模）小华用如图甲所示的实验器材探究“平面镜成像特点”，请完成下列问题。
（1）为便于观察，该实验最好在 （填“较明亮”或“较黑暗”）环境中进行；此外，采用透明玻璃板代替平面镜，虽然成像不如平面镜清晰，但却能在观察到蜡烛像的同时，也能确定 ；
（2）在玻璃板前点燃A蜡烛，在玻璃板后小心地移动未点燃的B蜡烛，直到B蜡烛与A蜡烛的像完全重合为止，由此发现像与物的大小 ；当小华改变A蜡烛到平面镜的距离再次实验时，发现当A蜡烛靠近镜面时，A蜡烛在平面镜中的像的大小 （填“变大”“不变”或“变小”）；
（3）小华实验后，通过平面镜看到了发光点S的像，如图乙所示。则进入小华眼睛的光线是由 （填字母）。
A．平面镜发出的 B．像发出的 C．平面镜反射的 D．小华的眼睛发出的
【答案】 较黑暗 像的位置 相等 不变 C
【详解】（1）[1]点燃蜡烛，烛焰在明亮的环境中，烛焰和明亮环境对比度较小，成像不太清晰；烛焰在黑暗环境中，烛焰和黑暗环境的对比度大，成像更清晰，故应该在较暗的环境进行实验。
[2]实验过程中，用透明的玻璃板代替平面镜，在物体一侧，既能看到蜡烛A的像，也能看到代替蜡烛A的蜡烛B，当蜡烛A的像和蜡烛B重合时，便于确定像的位置，便于比较物像大小。
（2）[3]点燃A蜡烛，小心地移动B蜡烛，直到与A蜡烛的像完全重合为止，说明蜡烛B与蜡烛A的像大小相等，故蜡烛A与蜡烛A的像大小相等，故像与物大小相等。
[4]当小华改变A蜡烛到平面镜的距离再次实验时，发现当A蜡烛靠近镜面时，蜡烛A的大小不变，而平面镜所成的像与物体大小相等，故A蜡烛在平面镜中的像的大小不变。
（3）[5]平面镜成像原理是光的反射，平面镜和眼睛都不是光源，不会发出光线，像S是虚像也不会发出光线，故进入人眼睛的光线是由平面镜反射的，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
3．（2024·广东·一模）某小组的同学用如图甲所示器材完成了“探究平面镜成像的特点”的实验。
（1）实验中用薄玻璃板代替平面镜目的是：便于确定像的 ；
（2）实验中应选择与蜡烛A外形完全相同且 （选填“已点燃”或“未点燃”）的蜡烛B，移动蜡烛B发现其恰好能与蜡烛A的像完全重合，说明像与物 ；
（3）如图乙，将玻璃板倾斜，蜡烛A的像将 （选填“仍然”或“不再”）与蜡烛A关于镜面对称；
（4）实验中若只将玻璃板沿直线MN水平向右平移，蜡烛所成像的位置 （选填“向左移”、“向右移”或“不变”）；
（5）如图丙所示，是由本实验得出的结论在实际生活中的一个应用。检查视力的时候，视力表放在被测者头部的后上方，被测者识别对面墙上镜子里的像。则视力表在镜中的像与被测者间的距离为 m。
【答案】 位置 未点燃 大小相同 仍然 不变 5
【详解】（1）[1]实验中用薄玻璃板代替平面镜，玻璃板即可以成像，又可以透光，目的是：便于确定像的位置。
（2）[2]蜡烛B与像作比较，为了与像进行区分，实验中应选择未点燃的蜡烛B。
[3]蜡烛AB完全相同，移动蜡烛B发现其恰好能与蜡烛A的像完全重合，说明像与物等大。
（3）[4]将玻璃板倾斜，平面镜成像特点依然满足，蜡烛A的像将仍然与蜡烛A关于镜面对称。
（4）[5]由平面镜成像中，像与物关于平面镜对称得，实验中若只将玻璃板沿直线MN水平向右平移，蜡烛所成像的位置不变。
（5）[6]由图得，视力表到平面镜距离为3m，则视力表在镜中的像到平面镜距离也是3m，则视力表在镜中的像与被测者间的距离为
4．（2024·陕西西安·一模）在“探究平面镜成像特点”的实验中，如图甲所示。
（1）现有厚度分别为5mm和2mm的两块玻璃板，应选择 mm厚的玻璃板做实验；
（2）若白纸上各方格长度是5cm，将点燃的蜡烛由A点移至B点，移动后它与玻璃板中所成的像的距离是 cm。将光屏放置在玻璃板后蜡烛位置，光屏上不能成像，说明平面镜所成的是 像；
（3）如图乙所示是从平面镜中看到墙上时钟的像，请写出时钟的实际时间是 。
【答案】 2 10 虚 10∶35
【详解】（1）[1]为了防止出现两个像，用选较薄的玻璃板进行实验，即应选择2mm厚的玻璃板做实验。
（2）[2]若白纸上各方格长度是5cm，将点燃的蜡烛由A点移至B点，移动后，物距变为5cm，由物距等于像距的，此时它与玻璃板中所成的像的距离是
[3]实像可以在光屏上呈现，虚像不能在光屏上呈现，将光屏放置在玻璃板后蜡烛位置，光屏上不能成像，说明平面镜所成的是虚像。
（3）[4]像与物关于平面镜对称，由图乙得，钟的实际时间是10∶35。
5．（2024·山东德州·一模）某兴趣小组在进行“探究凸透镜成像规律”的实验中，绘制了如图甲所示的物距与像距之间的关系图像。
（1）实验前，要将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调到 。
（2）当蜡烛放在如图乙所示位置时，调节光屏，可在光屏上得到一个倒立、 的实像，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。
（3）实验过程中蜡烛燃烧变短，在保持蜡烛和光屏不动的条件下，应将透镜向 （选填“上”或“下”）调节，使像重新回到光屏中央。
（4）在图乙中，某同学将自己的近视眼镜放在蜡烛A和凸透镜之间，发现光屏上原本清晰的像变模糊了，向 （选填“左”或“右”）移动光屏，光屏上的像又变清晰。
（5）在图乙中把凸透镜换成薄玻璃板，眼睛在玻璃板的左侧观察也能看到蜡烛的像，此时在 cm处放置一个相同的蜡烛B，发现蜡烛A的像与蜡烛B重合。
【答案】 同一高度 放大 投影仪 下 右 40
【详解】（1）[1]探究凸透镜成像实验中，实验前，要将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调到同一高度，目的是使像呈现在光屏的中央。
（2）[2] [3]由图甲可知，当物距u=20cm时，像距v=20cm，根据凸透镜的成像规律，可知此时
u=v=20cm=2f
所以凸透镜的焦距为f=10cm，当蜡烛放在如图乙所示位置时，物距u =15cm，在一倍焦距与二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，在生活的应用有投影仪。
（3）[4]凸透镜成像时，像、透镜光心、物体总在一条直线上，所以实验过程中蜡烛燃烧变短，像会出现在光屏的上部，在保持蜡烛和光屏不动的条件下，应将透镜向下调节，使像重新回到光屏中央。
（4）[5]近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，会使像的会聚点变远，为使光屏上再次出现清晰的像，应将光屏适当向右移动。
（5）[6] 在图乙中把凸透镜换成薄玻璃板，眼睛在玻璃板的左侧观察也能看到蜡烛的像，这是平面镜成像，平面镜所成的像与物体到镜面的距离相等，因此将一个相同的蜡烛B放在40cm刻度线处，可以与蜡烛A的像重合。
6．（2024·安徽合肥·二模）在“探究凸透镜成像规律”的实验中：
（1）小聪同学调整光屏位置，在如图甲所示位置时，光屏上呈现清晰的烛焰像 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是根据此时的成像特点制成的；
（2）小聪同学继续进行实验，当蜡烛在凸透镜的焦点和凸透镜之间时，从右侧向左看到蜡烛的正立的虚像，若将一不透明白纸（光屏位置）放在图乙中虚线位置，则蜡烛的像将 ；（填序号）
A．会消失 B．亮度变暗 C．没有变化 D．成在白纸上
（3）若将甲图中的凸透镜换成透明玻璃板，从蜡烛一侧向右看，也能看到一个“像”，该像与图甲中光屏上的像相比较“正倒”、“大小”、“虚实”三个方面中，有 个方面相同（填序号）。
A．0 B．1 C．2 D．3
【答案】 照相机 C A
【详解】（1）[1]由图可知，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，应用于照相机。
（2）[2]因为虚像是光的反射延长线相交得到的，所以在虚线处放置一张不透明白纸对成虚像不产生影响，所以烛焰的像不会发生变化，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
（3）[3]若将甲图中的凸透镜换成透明玻璃板，从蜡烛一侧向右看，也能看到一个“像”，这是物体通过平面镜成正立、等大的虚像，此时成的像与图甲中所成的像相比，两次成像的“正倒”、“大小”、“虚实”三个方面都不同，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
7．（2024·广东江门·一模）小明在进行光学复习时，认识到找像、析像，并用其规律解释生活中的实际问题是光学复习的关键、有效方法之一，于是他进行了如下的梳理。
（1）①如图甲，用透明玻璃板代替平面镜的目的是 ；
②如图乙，蜡烛A在玻璃板中成像的位置如图②，其可能的原因是 ；
③如果在图丙中玻璃板与蜡烛的像之间放一块不透明的挡板，从蜡烛A这侧 （选填“仍能”或“不能”）观察到蜡烛的像；
（2）如图丁，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 ；
（3）如图丁，若凸透镜的焦距为10.0cm，正确的调整器材后，在光屏上成了清晰的像。更换成另一个焦距为12.0cm的凸透镜，光屏上的像变模糊了，此现象与 （填“近视眼”或“远视眼”）成因相似。为了使光屏上的像恢复清晰，可向 （填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动蜡烛。
【答案】 确定像的位置 玻璃板上端向蜡烛A倾斜 仍能 同一高度 远视眼 远离
【详解】（1）①[1]透明玻璃板不仅可以反射光线成像，也可以让光线透过，便于确定像的位置。
②[2]若蜡烛A在玻璃板中成像的位置如图②，根据平面镜成像的特点，像与物关于平面镜对称，若玻璃板上端向蜡烛A倾斜，蜡烛A在玻璃板中成像的位置会偏高。
③[3]平面成像原理是光的反射现象，像是光的反射光线反向延长线的交点，并不是实际光线会聚而成，实验中观察者看到的是反射光线，所以如果在图丙中玻璃板与蜡烛的像之间放一块不透明的挡板，从蜡烛A这侧仍能观察到蜡烛的像。
（2）[4]在进行光具座调节的过程中，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高度。
（3）[5]更换成另一个焦距为12.0cm的凸透镜，焦距变大，相当于晶状体变薄，折光能力变弱，成像在光屏即视网膜之后，相当于远视眼成因。
[6]成像在光屏之后，根据物远像近像变小的特点，为了使光屏上的像恢复清晰，应增大物距，因此应向远离凸透镜的方向移动蜡烛。
8．（2024·江苏扬州·一模）在“探究光的反射规律”实验中，平面镜水平放置于桌面上，E、F是两块可以绕接缝ON翻折的白色硬纸板。
实验次数 1 2 3
入射角 60° 45° 30°
反射角 60° 45° 30°
（1）如图甲所示，白色硬纸板应当 立在平面镜上；为了使光线更加明显，实验应在较暗的环境下进行，实验中所用的白色硬纸板的表面应较为 （选填“光滑”或“粗糙”）；
（2）让一束光紧贴纸板E沿AO方向射向镜面上的O点，在纸板F上呈现反射光束OB，然后将纸板F绕ON向前或向后翻折，在纸板F上看不到反射光束，这表明反射光线、入射光线和法线在 ；
（3）多次改变入射光的方向，将测量数据记入表格，得出反射角与入射角大小相等的结论。实验中多次测量的目的是 ；
（4）若入射光束AO绕O点顺时针旋转，将观察到反射光束OB在平面镜中所成的像绕O点 时针旋转；
（5）如图乙所示，一束光经水平放置的平面镜反射后在天花板上形成光斑，竖直向上移动平面镜，观察到光斑位置的变化情况是 。
【答案】 竖直 粗糙 同一平面内 寻找普遍规律，避免偶然性 顺 向左移动
【详解】（1）[1][2]过入射点与反射面垂直的直线叫法线，因反射光线、入射光线和法线在同一平面内，故白色硬纸板应当垂直立在平面镜上；为了更清晰地显示光路，白色硬纸板的表面应较为粗糙，光线射在上面发生了漫反射，反射光线射向各个方向，无论从哪个角度看，都能看得清楚。
（2）[3]让一束光紧贴纸板E沿AO方向射向镜面上的O点，在纸板F上呈现反射光束OB，然后将纸板F绕ON向前或向后翻折，此时E和F不在同一水平面上，在纸板F上看不到反射光束，这表明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
（3）[4]一次实验得出的结论有偶然性，多次改变入射光的方向，将测量数据记入表格，得出反射角与入射角大小相等的结论。实验中多次测量的目的是寻找普遍规律，避免偶然性。
（4）[5]在光的反射现象中，反射角等于入射角，若入射光束AO绕O点顺时针旋转，入射角变小，反射角变小，则反射光束OB将沿逆时针方向转动，因平面镜成的像与物关于镜面对称，所以可观察到反射光束OB在平面镜中所成的像绕O点顺时针方向转动。
（5）[6]如图乙所示，一束光经水平放置的平面镜反射后在天花板上形成光斑，竖直向上移动平面镜，如下所示，根据光的反射定律可知观察到光斑位置的变化情况是向左移动。
9．（2024·江苏南通·一模）小华用同一个凸透镜进行如下探究。
（1）将凸透镜正对左侧的平行光，调节光屏的位置，直至在光屏上得到一最小最亮的光斑，该透镜的焦距为 cm。小华将点光源放在“0”刻度上方的主光轴的位置上，光屏上呈现一个圆形光斑，若将光屏向右移动光斑的大小将 ；
（2）如图乙所示，将光屏向 移动一段合适的距离，才能在光屏上得到烛焰清晰的实像；小华发现光屏上的像时而清晰时而模糊，原因是 ；
（3）如图丙，在烛焰和凸透镜之间放一近视眼镜，发现光屏上的像由清晰变模糊了。如要在光屏再次呈现清晰的像应 ；
（4）小华又在一圆柱形水杯后面，紧靠水杯放置一个小泥娃，透过水杯观察，看到的小泥娃像 （选填“变瘦”、“变胖”、“先变胖后变瘦”或“先变瘦后变胖”）。
【答案】 10.0 不变 右 蜡焰在晃动 将光屏右移 变胖
【详解】（1）[1]由图甲可知，光屏上出现一个最小最亮的光斑即为凸透镜的焦点处，则凸透镜的焦距是10.0cm。
[2]由图甲可知，发光小灯泡在凸透镜焦点位置，经凸透镜折射后形成平行光线，将光屏向右移动，光斑大小不变。
（2）[3]将点燃的蜡烛放置于光具座的10cm刻度处，此时的物距u＝15.0cm，大于焦距而小于两倍焦距，成倒立放大的实像，此时像距大于二倍焦距，因此应该向右移动光屏，才能在光屏上得到烛焰清晰的实像。
[4]光屏上的像时而清晰时而模糊，说明像距在不断变化，原因是蜡烛的火焰在不断晃动。
（3）[5]如图丙，在烛焰和凸透镜之间放一近视眼镜，因近视眼镜是凹透镜，对光线具有发散作用，会使像退后，故应该将光屏右移才能再次呈现清晰的像。
（4）[6]水杯相当于凸透镜，即能成实像也能成虚像，紧靠水杯放置一个小泥娃，小泥娃在一倍焦距以内，成正立放大的虚像，因此泥娃变胖。
10．（2024·陕西西安·三模）用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验。图甲中一束平行光射向凸透镜，光屏上得到一个最小、最亮的光斑（未画出）。
（1）凸透镜的焦距是 cm；
（2）图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像（未画出），则该像是倒立、 （选填“放大”或“缩小”）的像，图丙是商场利用该原理将不同方向投影在地上的指路装置，要达到路引装置的效果，为了使地面的路标更大一些，应将设备中的镜头向 （选填“上”或“下”）移动；
（3）若在图乙中烛焰和凸透镜之间放一近视眼镜的镜片，则将光屏向 （选填“左”或“右”）移动才能再次看到清晰的像；
（4）若在图乙中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气，发现光屏上“烛焰尖部”变模糊，则将光屏向 （选填“左”或“右”）移动，“烛焰尖部”又会变清晰。
【答案】 10.0 放大 上 右 左
【详解】（1）[1]图甲中一束平行光射向凸透镜，光屏上得到一个最小、最亮的光斑，该光斑为焦点，光心到焦点的距离为焦距，刻度尺需要估读，故焦距为10.0cm。
（2）[2][3]如图乙所示，物距小于像距，且在光屏上能承接到像，说明物距在一倍焦距和两倍焦距之间，像距在两倍焦距开外，成的是倒立的放大的实像；根据凸透镜成像规律可知，物体靠近，像远离，像变大，故应将设备中的镜头向上移动。
（3）[4]若在图乙中烛焰和凸透镜之间放一近视眼镜的镜片，近视眼镜的镜片是发散透镜，则将光屏向右移动。
（4）[5]图乙中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气，根据流速大的地方压强小，烛焰向A端偏，发现光屏上“烛焰尖部”变模糊，根据凸透镜成像规律，物远像近，像变小，故需要将光屏向左移动。
11．（2024·北京西城·一模）物理课上，同学们做“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）小娟将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻线处，将点燃的蜡烛和光屏分别放在凸透镜的两侧，点燃的蜡烛放置在光具座上20cm刻线处，如图所示。小娟移动光屏，在光屏上可呈现烛焰清晰的倒立、 的实像；
（2）为了探究凸透镜所成实像的高度与物距、焦距的关系时，三个小组的同学用高度相同的发光体以及焦距不同的凸透镜等器材进行了实验，部分实验数据如表中所示：
表1（f1=5cm） 表2（f2=9cm） 表3（f3=10cm）
物距u/cm 像高h/cm 物距u/cm 像高h/cm 物距u/cm 像高h/cm
15 1.6 18 3.2 25 2.1
18 1.2 30 1.4 35 1.3
40 0.5 40 0.9 40 1.1
由表中数据可知：物体高度、凸透镜焦距一定时，物距越 ，实像的高度越高。物体高度、物距一定时，凸透镜焦距越 ，所成实像的高度越小；
（3）小亮和小娟利用凸透镜和光屏观察同一个发光体在各自光屏上所成的像，已知小娟所用凸透镜的焦距比小亮所用凸透镜的焦距大，若要在两人的光屏上呈现等高的像，则 的凸透镜应离发光体更远些。（选填“小亮”或“小娟”）
【答案】 缩小 小 小 小娟
【详解】（1）[1] 物距为
根据凸透镜成像规律可知，此时成倒立、缩小的实像。
（2）[2] 观察每一列数据可知，物体高度、凸透镜焦距一定时，物距越小，实像的高度越高。
[3] 观察比较每个表中的最后一组数据可知，物体高度、物距一定时，凸透镜焦距越小，所成实像的高度越小。
（3）[4] 物体高度、物距一定时，凸透镜焦距越大，所成实像的高度越高；物体高度、凸透镜焦距一定时，物距越小，实像的高度越高。已知小娟所用凸透镜的焦距比小亮所用凸透镜的焦距大，所以若要在两人的光屏上呈现等高的像，则小娟的凸透镜应离发光体更远些。
12．（2024·广东·一模）如图所示，小陈同学探究凸透镜成像特点，此时光屏上已呈现清晰的实像（像未画出），这个像一定是倒立、 的（选填“放大”、“缩小”、“等大”），这是 （选填“照相机”、“投影仪”、“放大镜”）的成像原理。保持蜡烛和光屏位置不变，再将凸透镜 （选填“向右”’、“向左”）移动适当距离，光屏上可再一次呈现蜡烛清晰的实像。
【答案】 缩小 照相机 向左
【详解】[1][2]由图可知，此时的物距大于像距，凸透镜成倒立、缩小的实像。照相机就是利用这种成像规律工作的。
[3]由题意可得，此时物距大于像距，因为折射光路是可逆的，所以保持蜡烛和光屏位置不变，再将凸透镜向左移动适当距离，当物距等于原来像距，像距等于原来物距时，可以再次得到清晰的实像。
13．（2024·河南信阳·一模）小红在学习透镜知识后，对爷爷的眼镜很感兴趣，于是用爷爷的眼镜作为透镜进行了相关探究：
（1）实验前，小红先拿着眼镜站在太阳底下，让太阳光通过正对的眼镜镜片，最后射到纸上，经过一段时间太阳光能把白纸烤焦，说明爷爷是 （填“近视眼”或“远视眼”）；
（2）在进行上述操作时，小红发现眼镜和白纸间距离s与对应白纸被烤焦的时间t有关系，于是她将数据图记录下来，并绘出如图1图像，则可判断该透镜的焦距f为 cm；
（3）当她进行探究时，发现光屏上所成的像偏上，手中的眼镜应向 （填“上”或“下”）移动，才能使像成在光屏正中央；
（4）当蜡烛、眼镜和光屏处于图2所示位置时，恰好在光屏上成倒立、等大的像，要想在光屏上呈现一个倒立、放大的像，小红接下来的操作是 。
【答案】 远视眼 10 下 向左侧适当移动眼镜，同时向右侧移动光屏，直到出现清晰的像
【详解】（1）[1]太阳光通过正对的眼镜镜片，最后射到纸上，经过一段时间太阳光能把白纸烤焦，说明眼镜镜片对光有会聚作用，说明爷爷是远视眼，佩戴的是凸透镜片。
（2）[2]由图可知，当凸透镜到纸的距离为10cm时将纸烤焦的时间最短，则凸透镜到纸的距离为10cm时会聚的点最小、最亮，故该凸透镜的焦距为10cm。
（3）[3]实验时，透镜光心、光屏中心、烛焰中心在同一高度。当光屏上所成的像偏上，手中的眼镜应向下移动，才能使像成在光屏正中央。
（4）[4]当蜡烛、眼镜和光屏处于图2所示位置时，恰好在光屏上成倒立、等大的像，此时物距等于像距等于2倍焦距。要想在光屏上呈现一个倒立、放大的像，应该减小物距，增大物距。所以小红接下来的操作是：向左侧适当移动眼镜，同时向右侧移动光屏，直到出现清晰的像。
14．（2024·吉林长春·一模）小形同学在“探究平面镜成像特点”实验如图（1）：
（1）在图（2）中根据平面镜成像特点作出物体AB在平面镜中所成的像A'B' ；
（2）用玻璃板代替平面镜实验时，会看到两个不重合的像，分别是玻璃板前后两个面反射形成的 （选填“厚”或“薄”）一些的玻璃板代替平面镜。将玻璃板垂直放置在水平桌面上，这样做是为了便于确定像的 。为了便于比较像与物的大小关系，所用的两支蜡烛A、B应选择外形 （选填“相同”或“不相同”）的；
（3）将点燃的蜡烛A竖立在玻璃板的前面，将 （选填“点燃”或“不点燃”）的蜡烛B竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去蜡烛B跟蜡烛A的像完全重合；
（4）标记蜡烛A、B的位置，测得蜡烛B到镜面的距离 （选填“小于”、“等于”或“大于”）蜡烛A到镜面的距离；
（5）当蜡烛A远离玻璃板时，像会 （选填“靠近”或“远离”）玻璃板，像的大小 （选填“变小”、“不变”或“变大”）。
【答案】 薄 位置 相同 不点燃 等于 远离 不变
【详解】（1）[1]根据平面镜成像的特点可知，分别作出A、B两点关于平面镜的对称点A′、B′，连接A′、B′，即可得到物体AB的像，如下图所示：
（2）[2]因为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面，会出现两个像，所以应选用薄玻璃板。
[3]将玻璃板垂直放置在水平桌面上，这样能透过玻璃板观察到像，成的像也在水平桌面上，可以更准确地确定像的位置。
[4]因为要比较像与物的大小关系，所以实验中应选择两支完全相同的蜡烛。
（3）[5]如果点燃玻璃板后方的蜡烛B，平面镜则因为光太亮而几乎无法分清镜中的烛焰是像的烛焰还是对面B的烛焰，从而对实验造成影响，所以实验时蜡烛B不点燃。
（4）[6]由平面镜成像的规律可知物到平面镜的距离等于像到平面镜的距离，所以蜡烛B到镜面的距离等于蜡烛A到镜面的距离。
（5）[7]由平面镜成像规律可知像与物到平面镜的距离相等，因此若将蜡烛A远离玻璃板它成的像也会远离玻璃板。
[8]由平面镜成像规律可知，平面镜中的像的大小跟物体大小相等，所以物体面镜时，像的大小不会发生变化。
15．（2024·辽宁盘锦·模拟预测）利用蜡烛和薄玻璃板做“探究平面镜成像特点”的实验装置如图甲所示；
（1）实验中选用玻璃板作为“平面镜”来进行实验的目的是 ；
（2）探究像和物的大小关系时，点燃了一支蜡烛A置于玻璃板前，如图乙所示，应该利用图乙中 （选填“a”、“b”或者“c”）的视角进行观察；然后用另一根完全相同的蜡烛B放在玻璃板后，前后左右移动蜡烛B，由此可初步得出平面镜所成的像和物大小相等；
（3）移开蜡烛B，用白纸做光屏放在该位置，直接观察白纸 （选填“能”或“不能”）看到蜡烛A的像，可知平面镜所成的像是 （选填“实”或“虚”）像；
（4）如果将玻璃板竖直向上移动一段距离，观察到蜡烛A的像 （选填“向上移动”、“向下移动”或“不动”）；
（5）用木板紧贴玻璃板背面，人眼在玻璃板前 （选填“还能”或“不能”）看见蜡烛A的像；
（6）小明想确定家中穿衣镜成像的反射面，他将笔尖紧贴镜面A，如图丙所示，说明 （选填“A”或“B”）是反射面。
【答案】 便于确定像的位置 a 不能 虚 不动 还能 B
【详解】（1）[1]由于玻璃板既能代替平面镜成像，又能透光。实验中选用玻璃板作为“平面镜”来进行实验的目的是便于确定像的位置。
（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，才能看到像，即在a侧。
（3）[3][4]实像能用光屏承接，虚像不能用光屏承接，在原位置放一白纸，不能承接到蜡烛A的像，说明平面镜成的是虚像。
（4）[5]由于平面镜所成的像与物体关于镜面对称，所以如果将玻璃板竖直向上移动一段距离，观察到蜡烛A的像不动。
（5）[6]平面镜成的像是光的反射形成的，蜡烛发出的光线经玻璃板反射，才能看到像，挡住玻璃板后的光，人眼在玻璃板前还能看见蜡烛A的像。
（6）[7]将笔尖紧贴镜面A，发现笔尖的像与笔尖之间有一段距离，笔尖通过B面成像，穿衣镜的里层镀了膜，从而造成笔尖的像与笔尖之间有一段距离，B是反射面。
二、热学实验
16．（2024·广西南宁·一模）如图所示，在探究“某物质熔化时温度的变化规律”实验中：
（1）组装图甲装置时，A、B两部件中应先固定 部件；探究时采用“水浴法”而不直接用酒精灯加热，除了能减缓升温速度，还能使试管中的物质 ；
（2）实验时，每隔1 min记录一次物质的温度及状态，作出如图乙所示的温度随时间变化的图像，由图像可知该物质是 （选填“晶体”或“非晶体”），它熔点是 ℃，在5~7min时段，该物质处于 （选填“固”“液”或“固液共存”）态。
【答案】 B 受热均匀（均匀受热） 晶体 80 固液共存
【详解】（1）[1]实验中，需要用酒精灯的外焰加热，所以应从下至上安装实验装置，即先确定铁圈的高度，即B部件。
[2]用酒精灯加热时，不直接对试管加热，而是通过对烧杯中的水加热从而加热试管中物质，可以使物质受热均匀。
（2）[3]由该物质的熔化图像知道，熔化过程中温度保持不变，所以，该物质是晶体。
[4]晶体在熔化时吸热，温度不变，该不变的温度叫熔点，由图像知道，该物质熔点是80℃。
[5]由图像知道，在5~7min时段内，试管里物质在熔化过程中，所处的状态是固液共存态。
17．（2024·江苏南通·一模）如图甲是“探究物质熔化规律”的实验装置。实验时先将固体物质和温度计分别放入试管内，再将试管放入大烧杯的水中，用酒精灯加热。
（1）将固体物质和温度计分别放入试管内，再将试管放入大烧杯的水中进行加热固体的好处是 ；
（2）如图乙所示，温度计示数是 ℃；
（3）该固体熔化的图像如图丙所示，则可知其熔化过程用了 min，该物质固态时的比热容 （选填“小于”、“大于”或“等于”）液态时的比热容。
【答案】 固体受热均匀 34 8 小于
【详解】（1）[1]将装有固体物质的试管放在盛有水的大烧杯中加热，这叫做水浴法，是为了使固体受热均匀。
（2）[2]如图乙所示，温度计分度值为2℃，示数为34℃。
（3）[3]由图像可知，BC段该物质吸收热量，温度保持不变，所以该物质有一定的熔点，是晶体。从图像可知该物质第7min开始熔化，第15min熔化结束，熔化过程用了
[4]熔化前后物质的质量不变，由图像可知，AB段的斜率大于CD段的斜率，说明在相同时间内，物质在AB段升温速度大于CD段的升温速度。即在加热条件相同时，在相同时间内，物质在固态时吸收的热量与在液体时吸收的热量相同，物质固态时温度的变化量大于液态时温度的变化量，由Q=cmΔt可知，物质固态时的比热容小于液体时的比热容。
18．（2024·广东深圳·二模）小明做“探究冰熔化特点”的实验。
（1）如图，有甲、乙两套实验装置，小明最终选用乙装置来进行探究，目的是 ；
（2）根据实验记录的数据，绘制成如图丙所示温度随时间变化的图像（不考虑水的质量变化），分析图像发现，CD段比AB段升温慢，其原因可能是 ；
（3）物体在B点时具有的内能 （选填“大于”“小于”或“等于”）在C点时的内能；第10min时试管中的物质处于 态；
（4）当冰全部熔化后，继续加热使烧杯中的水沸腾并持续一段时间，发现试管中的水 （选填“会”或“不会”）沸腾。
【答案】 冰块受热均匀，减慢熔化过程，便于观察 冰的比热容比水的比热容小 小于 液 不会
【详解】（1）[1]乙装置是水浴法加热，这样可以使冰块受热均匀，减慢熔化过程，便于观察。
（2）[2]由图像可以看出，CD段明显比AB段升温慢，即升高相同的温度，冰比水用的时间少，所以冰比水吸热升温快，原因是冰的比热容比水的比热容小。
（3）[3]因为由B点到C点这段时间，物体虽然温度不变，但吸收热量，内能增加。所以物体在B点时具有的内能小于在C点时的内能。
[4]第2~8min冰处于熔化过程，第10min时物质处于液态。
（4）[5]烧杯中水沸腾时温度不变，此时试管中的水可以到达沸点，但由于试管与烧杯中的水温相同，试管中的水无法继续吸热，因此试管中的物质不能沸腾。
19．（2024·江苏连云港·模拟预测）如图甲、乙所示是小明在“探究蜡和海波的熔化规律”时使用的实验装置：
（1）应选择颗粒较 （选填“大”或“小”）的蜡和海波进行实验；
（2）实验中采用“水浴法”加热，既能使试管受热均匀，还能 ，便于观察物质的状态，记录各个时刻的温度；
（3）加热一段时间后，可看到烧杯中有“白气”冒出，“白气”是 （选填“水蒸气”、“小水珠”或“海波蒸气”）；
（4）如图丙是绘制的物质熔化的图象，其中海波的熔化图象是图 （选填“①”或“②”），依据是： 。
【答案】 小 使熔化时间变长 小水珠 ① 海波是晶体
【详解】（1）[1]应选择颗粒较小的蜡和海波进行实验，可以使它们受热更均匀，测量的数据更准确。
（2）[2]实验中采用“水浴法”加热，试管中物质从水吸热较慢，能使熔化时间变长，便于观察物质的状态，记录各个时刻的温度。
（3）[3]“白气”是烧杯中的水汽化产生的温度较高的水蒸气在空气中上升时液化形成的小水珠。
（4）[4][5]海波是晶体，有熔点，熔化时温度保持不变，所以，海波的熔化图象是图①。
20．（2024·吉林长春·二模）小致在健康生活课程中学做饭，有时会发现热油中滴入水会油花四溅。他用图甲所示装置进行如下探究。将温度计插入试管中，从水温达到90℃开始，每1min记录一次温度，直至水沸腾并持续加热一段时间：
（1）观察水沸腾时试管中的现象是 ；根据实验数据，小致在图乙中绘制水的温度随时间变化的图像，根据图像可知水沸腾时温度变化规律是 ；
（2）水沸腾时会产生大量的水蒸气，如果被这样的水蒸气烫伤往往比被开水烫伤更严重，这是因为水蒸气 （填物态变化名称）成水时会释放大量的热；
（3）小致发现试管内的水沸腾时，烧杯中的食用油却没有沸腾，由此可知，食用油的沸点比水的沸点 ，所以水滴入热油中会迅速 （填物态变化名称），引起油花四溅。
【答案】 大量气泡产生 温度保持不变 液化 高 汽化
【详解】（1）[1]观察水沸腾时试管中的现象是由水中有大量气泡产生，气泡不断上升且体积变大，到水面破裂开来。
[2]根据实验数据，小致在图乙中绘制水的温度随时间变化的图像，根据图像可知，水沸腾时继续加热，温度保持不变。
（2）[3]水沸腾时会产生大量的水蒸气，如果被这样的水蒸气烫伤往往比被开水烫伤更严重，这是因为水蒸气液化成同温度的水时会释放大量的热。
（3）[4]小致发现试管内的水沸腾时，烧杯中的食用油却没有沸腾，根据液体的沸腾条件知，水的温度达到沸点时温度没有达到油的沸点，由此可知食用油的沸点比水的沸点高。
[5]食用油的沸点比水的沸点高，即热油的温度高于水的沸点，水滴入热油中会迅速汽化，引起油花四溅。
21．（2024·江苏南京·一模）小明用图甲所示装置做“观察水的沸腾”实验，水温随时间变化的图像如图乙。
（1）甲图中实验装置安装有误，应适当将 （选填“A处向上”或“B处向下”）移动；
（2）第2min时观察到烧杯中的现象是图丙中的 （填字母）；
（3）要探究水沸腾时是否吸热，应 加热，观察 。
【答案】 A处向上 B 停止 水是否沸腾
【详解】（1）[1]甲图中实验装置温度计的玻璃泡碰到了容器底部会导致测量温度偏大，应适当将A处向上移动，使温度计的玻璃泡完全浸入液体中。
（2）[2]由乙图可知，第2min时水处于升温状态，水还未沸腾，水沸腾之前，水下层的温度高于上层的水温，气泡上升过程中，气泡中的水蒸气遇冷液化成水，气泡变小，第2min时观察到烧杯中的现象是图丙中的B。
（3）[3][4]酒精灯给水加热，说明水在吸热，要探究水沸腾时是否吸热，应在水沸腾时停止加热，观察水是否沸腾。
22．（2024·黑龙江牡丹江·一模）小明和小红分别利用图甲装置探究水沸腾时温度变化的特点。当水温接近90℃时，他们每隔0.5min各自记录一次温度并观察水中气泡情况。分别在第3min和第7min时，水开始发生剧烈的汽化现象。加热到第9min时，撤掉酒精灯，水温逐渐下降，同时水中剧烈的汽化现象也消失了。图乙是他们绘制的水温与时间关系的图像。由实验可知：
（1）水的沸点是 ℃；
（2）把水加热至沸腾，小红比小明多用了4min，原因可能是 ；
（3）撤掉酒精灯，水沸腾停止，表明水沸腾时仍需要 ；
（4）图丙是计时到第5min时，其中一个装置内的气泡情况，这是 观察到的现象（选填“小明”或“小红”）；
（5）生活处处有物理，小明发现妈妈将饺子放入沸水中，水 沸腾（选填“继续”或“停止”），原因是 。
【答案】 100 小红实验中所用水质量比小明的多 吸收热量 小红 停止 饺子从沸水中吸热，使水的温度低于沸点
【详解】（1）[1]水沸腾时的温度叫沸点，由乙图可知，从8~12分钟，水的温度保持100℃不变，所以水的沸点是100℃。
（2）[2]给水开始加热到水沸腾需要的时间比较长，可能是水太多。
（3）[3]由图乙可知，加热到第9min时，撤掉了酒精灯，发现水停止沸腾，说明液体沸腾时需要吸热。
（4）[4]由图丙可知，计时到第5min时，看到在水中形成大量的气泡，气泡在上升过程中逐渐变小，说明水还没有开始沸腾，这是小红观察到的现象，因为小明在第3min时水已沸腾。
（5）[5][6]将饺子放入沸水中，饺子从沸水中吸收一定热量，使水的温度低于沸点，导致水会停止沸腾。
23．（2024九年级·全国·专题练习）如图中甲、乙两图是“探究水的沸腾特点”实验的装置和数据关系图线。
（1）甲图中，在组装实验装置时，应先调整图甲中 （选填“A”或“B”）的高度；
（2）如图乙是小亮根据实验数据绘制的温度一时间图像，由图像可知：水的沸点是 ℃﹔观察水沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程的两种情况如图丙所示，则图丙中 是水沸腾时的情况；
（3）如图丁所示，在一个标准大气压下，烧杯A和烧杯B内都装有水，用酒精灯加热烧杯使A杯中水沸腾，若不断加热，B烧杯中水 （选填“能”或“不能”）沸腾，原因： 。
【答案】 A 100 a 不能 见解析
【详解】（1）[1]甲图中，在装实验装置时，酒精灯的外焰温度最高，需要用外焰加热，所以要根据酒精灯火焰的高度，先确定A的位置，故应先调整图甲A的高度；由于温度计不能触及到烧杯的底部，所以最后调整B的位置。
（2）[2]水沸腾时，吸收热量，温度保持不变。乙图中，20~40min内水的温度保持100℃不变，所以，水的沸点是100 ℃。
[3]水沸腾时，气泡上升过程中受到的压强越来越小，体积越来越大。所以，图丙中a是水沸腾时的情况。
（3）[4][5]A杯中水沸腾后温度保持100℃不变，若不断加热，B烧杯中水能达到沸点，但由于A杯中水和B烧杯水的温度一样，乙烧杯水不能继续吸热，就不能沸腾。
24．（2024·山东东营·一模）如图所示，为某兴趣小组探究水沸腾前后温度变化的特点实验装置。
（1）图甲为测量水初始温度的操作，其中操作错误的是 ；
（2）由图乙可知水的沸点是 ℃；根据水的沸点，可判断出当时的大气压 （选填“高于”“等于”或“低于”）标准大气压；
（3）如图丙所示，四位同学分别绘制的水的温度和时间关系的曲线，其中能正确反映研究水沸腾过程中温度随时间变化关系的是 ；（选填字母标号）
（4）根据水沸腾后温度的变化特点，你认为在用炉火炖汤时，汤沸腾后应该 （选填“保持大火”或“调为小火”）。
【答案】 温度计玻璃泡碰到容器底部 96 低于 B 调为小火
【详解】（1）[1]图甲为测量水初始温度的操作，其中操作错误的是玻璃泡碰到容器底部，会导致测量的温度不准确。
（2）[2]由图乙可知温度计的刻度值为从下往上变大，为零以上的温度，分度值为1℃，水的沸点是96℃。
一个标准大气压下，水的沸点是100℃，而水的沸点随气压的减小而降低，所以当时的大气压低于1标准大气压。
（3）[3]水从开始加热到沸腾前，吸收热量温度升高，水沸腾后，吸收热量，温度不变，所以研究水沸腾过程中温度随时间变化关系是先升高再不变，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
（4）[4]汤沸腾后，温度保持不变，但是要保持继续沸腾，需要继续吸热，那么调为小火即可，不用大火，小火也可以继续传递热量。
25．（2024·广东中山·二模）为了“探究固体熔化时温度的变化规律”，小明同学采用如图甲所示的实验装置，试管中装有适量的冰。
（1）实验中需要的测量工具除了温度计以外还需要 ；
（2）图乙是根据实验记录绘制的冰熔化时温度随时间变化的图像。由图像可知：BC段的物质处于 （选填“固态”、“固液共存态”或“液态”），冰熔化过程需要 分钟；
（3）试管中的冰完全熔化后，若持续加热，在标准大气压下将得到图像中的DE段，这段时间内试管中的水 沸腾（选填“会”或“不会”），原因是 ；
（4）小华同学将图甲中试管换成碘锤做“碘的升华”实验时，如图丙所示（碘的熔点为113.7℃，碘的沸点为184.4℃，酒精灯火焰的温度可以达到500℃）。碘发生的物态变化是 ，该实验采用水浴法加热的主要目的是 （选填“受热均匀”或者“控制温度”）。
【答案】 秒表 固液共存态 3 不会 见解析 升华 控制温度
【详解】（1）[1]实验过程中需要记录时间，因此还需要秒表。
（2）[2][3]由图像可知，BC段的物质处于熔化过程中，所以处于固液共存态。冰完全熔化的时间段是1min~4min，所以熔化过程的时间为3min。
（3）[4][5]水沸腾需要达到沸点且继续吸收热量。烧杯中的水沸腾后温度不变，试管中的水温到达沸点，但是因为试管内外没有温差，试管中的水无法继续吸收热量，所以不能沸腾。
（4）[6][7]因为酒精灯的火焰温度远远高于碘的熔点和沸点，所以用酒精灯直接加热碘时会出现升华现象，我们只要降低加热温度，使碘在温度低于熔点时，固态碘仍可变成碘蒸气，发生升华现象，该实验水浴法加热的主要目的是控制温度。
26．（2024·广东深圳·一模）小明用如图所示的实验装置探究a、b两种液体的吸热能力，在两个相同的烧瓶内分别接入电阻丝，装入质量相等的a、b两种液体，并分别插入温度计。
（1）实验中选用的两根阻值相同的电阻丝给两种液体加热，用 （选填“通电时间”或“温度计示数的变化量”）间接反映液体吸收热量的多少；通过比较 （选填“通电时间”或“温度计示数的变化量”）来判断液体吸热能力的强弱。
（2）下表是某次的实验数据
项目 质量/g 加热前温度/℃ 加热时间/min 加热后温度/℃
液体a 150 20 10 48
液体b 150 20 10 35
由分析表中数据可知，液体 （选填“a”或“b”）的吸热能力较强。
（3）设质量为m的a液体中电阻丝的阻值为R，测出其电流为I，通电一段时间t后，温度计的示数变化量为，若不计热量损失，则液体a的比热容为 （用所给出的物理量写出比热容的表达式），用该表达式计算出的比热容会比实际值 （选填“偏大”“相等”或“偏小”）。
【答案】 通电时间 温度计示数的变化量 b 偏大
【详解】（1）[1]图中两电限丝串联，通过两电阻丝的电流相同及通电时间相等，为控制相同时间吸热相同，根据焦耳定律，实验中选用的两根电阻丝的阻值应相同；由转换法可知，用通电时间长短间接反映液体吸收热量的多少。
[2]相同时间两种液体吸收的热量相同，通过比较温度计示数的变化量来判断液体吸热能力的强弱，温度计升高的越高，液体的吸热能力越弱。
（2）[3]分析表中数据知，质量相同的两种相同，相同时间吸热相同，b升温小，故b液体的吸热能力较强。
（3）[4]设质量为m的a液体中电阻丝的阻值为R测出其电流为I，通电一段时间t后，温度计的示数变化量为，若不计热量损失，由焦耳定律可知，则其吸热为
则a液体的比热容为
[5]实际上放出的热量不能完全被液体吸收，用该表达式计算出的比热容会比实际值偏大。
27．（2024·宁夏银川·一模）在探究比热容和热值大小的实验中，如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯中两种液体的质量相同。
燃料 加热前液体温度（℃） 燃料燃尽时液体温度（℃） 燃料的热值（J/kg）
1 15 35 2.4×107
2 15 25
（1）若要比较不同物质的吸热本领：
①应选择 两图进行实验；
②该实验是通过比较 来间接反映液体吸收热量的多少（选填“升高的温度”或“加热时间”）；
③由图丁知，液体 的吸热能力更强；
（2）若要比较不同燃料的热值：
①应选择 两图进行实验；
②在研究不同燃料热值的实验中，记录的数据如表所示。请根据表中数据计算：在忽略热量损失的情况下，燃料2的热值是 J/kg。
【答案】 甲、丙 加热时间 B 甲、乙 1.2×107
【详解】（1）①[1]要比较不同物质的吸热本领，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，故应选择甲、丙两图进行实验。
②[2]根据转换法，该实验是通过比较加热时间来反映液体吸收热量的多少，相同时间内，两种液体吸收的热量相同。
③[3]由图丁可知，吸收相同的热量，A液体升温快，B液体升温慢，说明升高相同的温度，B液体需要吸收更多的热量，所以液体B的吸热能力更强。
（2）①[4]若要比较不同燃料的热值，需要用不同的燃料，加热同一种液体，故应选择甲、乙两图进行实验。
②[5]在忽略热量损失的情况下，有Q吸=Q放
对燃料1有cAmAΔt1=mq1
cAmA(35℃-15℃)=m×2.4×107J/kg①
对燃料2有cAmAΔt2=mq2
cAmA(25℃-15℃)=mq2②
联立①②可得，q2=1.2×107J/kg。
28．（2024·江苏南通·一模）小明发现用打气筒给篮球打气时，外壁有些发热，这是什么原因导致的呢？实验小组联系所学物理知识，提出了以下两个猜想：
猜想1：可能是活塞与简壁摩擦；
猜想2：可能是活塞不断压缩气体做功；
他们选用打气筒、测温枪、计时器、气压不足的篮球等设计了实验进行探究，实验时分别在打气筒的上部和下部标注两个测温点，如图所示：
（1）打气筒内壁热量是通过 的方式传递到外壁；
（2）活塞在打气筒内向下运动时的能量转化情况，与四冲程内燃机的 冲程相同，打气过程中，活塞每次往复运动对气体做功大小 （选填“相同”或“不同”）；
（3）实验方案：用打气筒向气压不足的篮球内打气，10s内活塞在筒内往复运动20次，立即测出此时两个测温点的温度。待气筒外壁温度降至室温（25℃）后，放出篮球中的部分气体，使其内部气压与打气前相同，重复上述操作，实验数据记录如下表：
实验次序 时间/s 活塞往复次数 上部温度/℃ 下部温度/℃
1 10 20 30.7 36.6
2 10 20 30.2 36.2
3 10 20 30.5 36.3
①根据上、下部存在温度差，可知猜想 一定是正确的；
②他们认为另一猜想也会使外壁发热，理由是活塞在向下运动时， ；
③进一步验证①中的猜想：他们将打气筒与篮球 （选填“连接”或“不连接”），让活塞在相同的时间内往复运动相同的次数，测出打气筒外壁的温度；当观察到 的现象，就说明①中结论是正确的。
【答案】 热传递 压缩 相同 2 要克服摩擦做功 不连接 上、下部温度相同
【详解】（1）[1]打气筒内壁温度高于外壁，热量是通过热传递的方式由内壁传递到外壁的。
（2）[2]活塞在打气筒内向下运动时，对气体做功，机械能转化为气体的内能，能量转化形式与四冲程内燃机的压缩冲程相同。
[3]打气过程中，活塞每次往复运动对气体做功，力的大小和活塞在力的方向上移动的距离相等，由可知，活塞对气体做的功大小相同。
（3）[4]根据上、下部存在温度差，可知猜想2是正确的。因为活塞向下运动时，压缩气体，对气体做功，气体内能增大，温度升高，导致下部温度高于上部。
[5]他们认为另一猜想也会使外壁发热，即认为可能是活塞与简壁摩擦使气体的温度升高，理由是活塞在向下运动时活塞与简壁摩擦，需要克服摩擦做功，通过做功的方式也可以使气体的内能增大。
[6]进一步验证①中的猜想，可以只让活塞克服摩擦做功，不压缩气体做功，故他们将打气筒与篮球不连接让活塞在相同的时间内往复运动相同的次数，测出打气筒外壁的温度。
[7]改进后测得的上、下部温度相同，即上、下部不存在温度差，说明不是克服摩擦做功导致气体温度升高的，进而验证①中结论是正确的，即是因为活塞不断压缩气体做功使气体温度升高的。
29．（2024·江苏宿迁·二模）如图所示甲、乙、丙三个装置完全相同。
（1）要比较“不同燃料的放热能力”，应选择 两图进行实验；该实验中燃料燃烧时放出热量的多少是通过比较 （选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）来判断的；
（2）要比较不同物质吸热能力，应选择 两个图进行实验；
（3）若甲装置中消耗的燃料的质量为m1，使质量为m2的水温度升高了Δt（水未沸腾），则燃料1的热值q为 （用m1、m2、c水、Δt表示），该方法测出的热值会比真实值 。
【答案】 甲丙 温度计升高的示数 甲乙 小
【详解】（1）[1][2]比较不同燃料的放热能力，要用不同的燃料，加热质量相同的同种液体，应选择甲、丙两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量，是通过温度计示数的变化来反映的。
（2）[3]为了比较不同物质吸热能力，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，应选择甲和乙两图进行实验。
（3）[4][5]水吸收的热量为Q吸=c水m2Δt
则燃料1的热值
该方法测出的热值会比真实值偏小，因为实验过程有热量散失。
30．（2024·陕西西安·模拟预测）由于怕饭菜太烫，来不及冷却而影响小明的早餐，妈妈总是很早就起床了。为了让妈妈多睡一会儿，小明就想找到一种让物体快速冷却的方法。为此小明进行了如下的探究：
小明注意到妈妈是把饭菜放在空气中冷却的，而厨房中适合用来冷却的另一种物质就是水。水和空气哪个的导热性能好呢？为此小明用两个相同的牛奶瓶，都装入热牛奶，一个放在温度与室温相同的水中，另一个就放在空气中，为了尽量减少其他因素的影响，他把两个瓶都用木块垫起来，放在同一个桌面上，如左下图所示。实验时他每隔一定的时间记录一次甲、乙两温度计的示数，得到的数据如下表：
时间/min 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
甲的示数/℃ 70 60 53 47 42 39 37 35 34 33
乙的示数/℃ 70 66 61 58 55 52 50 48 46 45
（1）对甲、乙两个瓶中的牛奶小明要控制牛奶的初温， 相同；
（2）小明通过实验，发现 的导热性能更好；
（3）进一步分析表中乙的示数，小明又发现，在冷却过程中，牛奶冷却的快慢前后并不一致，是越来越 的，由此可以合理推测热传递的快慢与 有关。
【答案】 质量 水 慢 牛奶与环境的温度差
【详解】（1）[1]影响牛奶降温的因素很多，但探究实验只能保证其中一个发生改变，所以需要让质量和初温相同。
（2）[2]通过实验数据发现，都放置18min，即相同时间内，水中浸泡的牛奶温度较低，牛奶在水中降低的温度较大，说明放在水中冷却比在空气中冷却效果要好，即水的导热性能更好。
（3）[3]由表格数据可知，当实验时间较长时，相同时间内牛奶降温的速度逐渐变慢，即冷却速率变慢。这是由于随着牛奶温度下降，周围水的温度在升高，使牛奶冷却的速度变慢了
[4]牛奶冷却速率变慢，是由于随着牛奶温度下降，周围水的温度在升高，牛奶与水的温度差减小，由此可以合理推测热传递的快慢与牛奶与环境的温度差有关。
31．（2024·江苏泰州·一模）为了比较不同燃料的热值，小明设计了如图甲、乙、丙所示的三种方案。三套实验装置完全相同，燃料的质量、烧杯内液体的初温与质量也都相同。
（1）小明应选择 两图对应方案进行实验；
（2）实验中还应控制燃料燃烧的 （时间/质量）相同；
（3）实验完成后，画出被加热液体的温度随时间变化的关系图像如图丁所示。由此可知，燃料1燃烧2min放出的热量 （大于/等于/小于）燃料2燃烧3min放出的热量。
【答案】 甲、乙 质量 大于
【详解】（1）[1]根据控制变量法的要求，要探究比较不同燃料的热值，实验时只改变燃料的种类，其他条件应相同，故甲、乙两图符合要求。
（2）[2]根据控制变量法，实验中还应控制燃料燃烧的质量相同，通过比较温度计的示数来比较热量的多少。
（3）[3]读图丁可知，燃料1燃烧2min，甲中液体a升温15摄氏度，燃料2燃烧3min，乙中液体温度升高5℃，液体a升温更多，说明吸热更多，故燃料1燃烧2min放出的热量大于燃料2燃烧3min放出的热量。
32．（2024·陕西商洛·一模）在可乐瓶中装入适量的水，用带有打气管的瓶塞将瓶口塞住，配置上火箭顶端的导流罩就完成了水火箭的制作，其结构示意如图-1所示，如图-2所示，将水火箭置于地而，利用打气筒通过打气管向瓶内打气。当瓶内压强足够大时，瓶塞脱落．瓶内的水向后喷出，水火箭迅速飞起。琦琦对水火箭水平方向飞行距离的影响因素产生了兴趣，他作出以下猜想：Ⅰ．可能与加水质量的多少有关；Ⅱ．可能与发射的角度有关。请回答下列问题：
（1）在探究猜想Ⅰ时，使用同一支水火箭，依次加入0g、50g、100g、150g、200g、250g的水，每次用同样的打气筒加压15次，每组实验进行三次，调整箭体与水平地面夹角为40度，实验时无风，测量发射点到落地点的水平距离记录如下表：
水的质量（g） 水平距离（m） 次数 0 50 100 150 200 250
第一次 3.20 40.1 44.3 71.6 55.6 46.2
第二次 3.25 35.3 42.6 66.3 59.2 42.4
第三次 3.40 33.6 50.5 63.l 56.3 48.9
平均值 3.28 36.33 45.80 67.00 57.03 45.83
①根据实验数据得出：当水的质量为 g时水火箭水平方向飞行距离最远；
②瓶内的水向下喷出的同时水火箭向上运动，这是因为 ；
③当水火箭竖直向上发射时。无法直接测量水火箭发射的最大高度，这时可以测量水火箭从发射到落地时的 来间接反映发射的高低情况；
（2）探究猜想Ⅱ时，选用同一支水火箭，控制水量和气压一定，依次改变其发射角度（“发射角度”指水火箭与水平面的夹角大小）为、、、、，并记录水平方向飞行距离如下表，其他条件相同的情况下，水平方向飞行距离与发射角度的关系为 ，
发射角度（度） 25 35 45 55 65
水平距离（m） 31.32 43.60 53.07 49.82 35.42
（3）除上述探究过的影响因素外。你认为还有哪些因素可能会影响水火箭的飞行距离： （写出一条）；
（4）若水火箭发射前的总质量为2kg，则当水火箭竖直上升至10m高时，水火箭克服自身重力做功将 （选填“等于”“大于”或“小于”）200J；
（5）在水火箭向上发射的整个过程中，下列分析正确的是 。
A．上升过程中，水火箭重力势能转化为动能
B．下降过程中，水火箭的重力势能逐渐增大
C．水火箭的动能是由瓶内高压气体内能转化来的
【答案】 150 力的作用是相互的 时间 发射角度增大，水平方向飞行距离先增大后减小 水火箭自身重力 小于 C
【详解】（1） [1]①根据实验数据得出：当水的质量为150g时水火箭水平方向飞行距离最远。
[2]②瓶内的水向下喷出的同时水火箭向上运动，这是因为力的作用时相互的，火箭对水施加力的同时，也到水力的作用。
[3]③当水火箭竖直向上发射时。无法直接测量水火箭发射的最大高度，这时可以测量水火箭从发射到落地时的时间来间接反映发射的高低情况，时间越长，表示火箭发射的最大高度越高。
（2）[4]由表格中数据得，其他条件相同的情况下，发射角度增大，水平方向飞行距离先增大后减小。
（3）[5]影响水火箭的飞行距离可能还有空气流速、水火箭自身重力、瓶塞塞入的深度等。
（4）[6]若上升过程中，水火箭的质量不变，重力不变，则当水火箭竖直上升至10m高，水火箭克服自身重力做功，而水火箭实际上升过程中，质量减小，重力减小，则实际水火箭克服自身重力做功小于200J。
（5）[7] A．上升过程中，水火箭的重力减小，高度升高，速度先增大后减小，则动能先增大后减小，若重力势能转化为动能，动能应不断增大，故A错误；
B．下降过程中，高度不断降低，重力势能不断减小，故B错误；
C．水火箭的动能是由瓶内高压气体内能转化来的，气体将内能转化为机械能，气体内能减小，故C正确。
故选C。
33．（2024·江苏苏州·一模）小明和小华一起进行了“不同物质吸热升温的现象”和“不同燃料燃烧放热能力”两项探究，他们设计的两组实验装置如下，若忽略热量的散失，且燃料燃烧时均匀放热。
（1）探究“不同燃料燃烧放热能力”应选用 （甲/乙）组器材；
（2）实验需要用到一些测量工具，除了图中已经呈现的和两个实验都要用到的测量工具外，甲组实验还需要的测量工具是 ；
（3）甲组实验是通过 来比较不同物质吸收热量的多少，乙组是通过 来比较不同燃料放出热量的多少？
（4）由丙图可知，燃料1与燃料2的热值之比为 。已知燃烧率是燃料燃烧放出热量的多少与燃烧时间的比值，则燃料1的燃烧率为燃料2的燃烧率的 倍。
【答案】 乙 秒表 加热时间 温度计示数变化 8:3 4
【详解】（1）[1]探究不同燃料燃烧放热能力，据控制变量法，除了燃料的种类不同，其它因素应保持相同，所以应选用图乙组器材进行实验。
（2）[2]甲组实验，需要记录经过一定时间，沙子及水的对应温度，所以还需要测量时间的秒表。
（3）[3]甲组实验中，用相同的热源给沙子和水加热，则在相同时间内，酒精灯放出的热量相同，沙子和水吸收的热量相同，不同时间，吸收的热量不等，所以是通过加热时间比较不同物质吸收热量的多少。
[4]乙组实验中，燃烧不同的燃料给相同质量的水加热，则水吸收热量相同，升温相同，吸收热量不同，升温不同，所以通过温度计示数变化来比较不同燃料放出热量的多少。
（4）[5]图丙中，燃料1在5min内将水的温度由20摄氏度提升到100摄氏度，10min燃料1全部完全燃烧，燃料2全部燃烧完毕，用时15min，将水由20摄氏度升温至80摄氏度。忽略热量散失，且燃料燃烧时均匀放热，则有Q1=mq1=2c水m水 t1，Q2=mq2=c水m水 t2
所以两种燃料的热值之比
[6]燃料1的燃烧率与燃料2的燃烧率之比，所以燃料1的燃烧率为燃料2的燃烧率的4倍。
