1、中考冲刺：声光热实验（提高）撰稿：肖锋 审稿：蒙阿妮【中考展望】 实验题是最能体现物理学科的学习能力的一种题型，它不仅能反映学生学习过程中的观察能力、动手动脑能力，而且还能反映学生对学习物理概念和物理规律的理解情况，重要的是它能再现学生的情感、态度、价值观。实验题的形式是多种多样的，它可以用选择题、填空题、问答题、作图题、计算题等不同方式展示，所以各种题型的解题思路、解题方法、以及解题步骤，都适用于对实验题的正确解答。 1、测量型实验主要考查学生对实验器材的正确操作，是考查其他实验的基础。熟悉各种仪器及仪表的操作规则是解决这类测量型实验的基础。 2、实验考查中对实验中用到的科学研究方法和实验现
2、象的分析及实验操作顺序的考查是当前中考考点之一。要快速准确地解决这类问题，必须明确各实验中常用的研究方法和各实验操作顺序，当然，要在平时真正做过实验，而不是背实验，才能把这类习题回答好。 3、熟练地操作书本上的每一个演示实验是实验复习中的重点，只有这样方能真正提高动手能力。 4、近几年各地的中考试卷中出现了一些“探索性”“设计性”实验，这类实验不仅能充分反映教师在平时物理教学中对物理实验的重视程度，而且也能培养和提高学生运用物理知识解决实际问题的能力。随着素质教育的逐步深入，这种题型仍是今后中考的热点。在扎实的基础上设计出合理的方法是解决此类问题的关键，平时要多加练习。【方法点拨】实验题解答过
3、程中需要注意的问题1、实验原理定方向正确解答物理实验题必须坚持以实验原理为依据的操作过程，实验原理是整个实验的指导方向，而对实验原理的理解必须做到：（1）要结合课本中学过的物理知识加深理解实验原理；（2）要从实验原理中理解实验成立的条件；（3）弄清一个实验原理可以做不同的类似实验；（4）理解原理设计替代性实验。2、实验步骤要有科学性实验步骤是否合理、完善直接影响着物理实验的质量，因此在实验操作过程中弄懂，理解和熟悉实验步骤对做好实验题是非常重要的：（1）保证实验步骤的完整性和合理性。（2）保证实验步骤的必要性。3、间接测量物理量的等值性这种方法常用于实验中无法直接测量的物理量的取值问题，就是对
4、于一个实验中不能直接测量的物理量可以通过这个物理量对周围的影响或与别的物理量之间存在的某种关系确定这个物理量的大小，然后用相应的公式计算出待测物理量的值。4、实验的设计性这种方法是灵活应用物理知识、理论联系实际、根据具体情况设计出简单、合理、便于操作的实验过程，然后应用物理公式和测量的物理量表示出待测物理量的表达式。5、实验的开放性这种方法是多向思维、全面考虑、注重知识的横向联系。把各种可能的方法都考虑到。能够考查学生对所学知识灵活掌握和灵活应用的能力。【典型例题】类型一、声现象1、（2012昆明）用一组相同的瓶子盛上不等量的水就可以组成一个“乐器”，通过敲击瓶子就可以演奏出优美动听的乐曲。被
5、敲击的瓶子发出的音符与瓶中空气柱长度的对应关系如图所示。（1）由图可知音调的高低与空气柱长度的关系是 ；（2）往热水瓶或杯子里倒水，有经验的人不用看，就可以根据声音判断水是否快倒满了，这是因为 。 【思路点拨】（1）音调是指声音的高低，音调跟频率有关，频率越大，音调越高；频率越小，音调越低。（2）首先应该判断出是瓶子和水在振动还是瓶内的空气柱在振动，然后根据音调和频率的关系来进行解答。【答案】空气柱的长度越长，音调越高；水快倒满时发出声音的音调较高【解析】（1）敲击瓶子时，水的质量不同振动的快慢不同，即频率不同；质量越大，空气柱的长度越短，振动越慢，发出的音调越低；质量越小，空气柱的长度越长，
6、振动越快，发出的音调越高，所以敲击时能够发出不同音调的声音；（2）往暖水瓶中灌水时，是由暖水瓶内的空气柱振动发出声音，水越来越多，空气柱越来越短，越容易振动，音调越高。所以可以通过发出声音的音调来判断暖水瓶中水的多少。【总结升华】解决此类问题要结合声音的传播条件和频率与音调的关系两个方面去考虑，此题的难点在于是空气柱振动发声还是瓶子和水的振动发声，敲击瓶子是瓶子和水柱一起振动，若用嘴吹，则是空气柱振动发声。举一反三：【变式】（高清课堂中考冲刺声光热实验题例7）为了探究声音产生的原因，小明和小华一起做了下面的实验：小明把手放在喉咙处大声讲话，感觉喉头振动了；小华把正在发声的音叉放在水中，水面激起
7、了水花。通过对这两个实验现象的分析，你能得出的结论是： 。小华同学用手使劲敲桌子，桌子发出了很大的声响，但他几乎没有看到桌子的振动，为了明显地看到实验现象，你的改进方法是： 。【答案】发声的物体在振动；在桌面上撒一些纸屑类型二、光现象 2、（1）在“探究光反射的规律”时，小李进行如图所示的实验，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。将纸板沿ON向后折，此时在NOF面上看不到反射光线，如图乙所示，此实验现象说明 。在图甲中，如果让光线逆着OF的方向射向镜面，会看到反射光线沿着OE方向射出，这表明 。 （2）图甲是小明同学探究平面镜的实验装置，在竖立的玻璃板前A处放一支点燃
8、的蜡烛，可以看到玻璃板后面出现蜡烛的像，小明拿一支大小和点燃蜡烛相同的蜡烛在玻璃板后面移动，当移动到A处时，可以看到它跟像完全重合，由此可以得出的结论是 。经过三次实验后，在白纸上记录的像与物对应点的位置如图乙所示，下一步你将如何处理“白纸”上的信息得出结论 。 像和物的大小相等【思路点拨】（1）根据入射光线、反射光线和法线的关系进行分析，使光屏不在一个平面内，观察现象，得出结论。根据入射光线和反射光线的位置互换进行实验，观察反射光线与原来入射光线的关系得出结论。（2）实验中选择两根完全一样的蜡烛是为了比较物体与像的大小关系，这种实验方法叫等效代替法。像和未点燃的蜡烛完全相同，说明平面镜所成的
9、像和物体大小相等。通过实验进行探究，验证平面镜成像的特点，得出结论。【答案】（1）反射光线、入射光线和法线在同一平面内；光的反射现象中光路是可逆的。（2）平面镜所成的像和物体大小相等；连接像与物的对应点，并判断连线与镜面是否垂直，像点和物点到镜面的距离是否相等。【解析】（1）在图甲中让一束光EO贴着纸板射到平面镜上，在纸板上会看到反射光线OF，过点O作垂线做出法线，这时反射光线应与入射光线以及法线在同一平面。当把纸板B旋转一定的角度后，看不到反射光了，说明反射光已经不在纸板上了，而此时纸板B和纸板A也不是一个平面了，所以说反射光线应与入射光线以及法线在同一平面。如果让光线逆着OF的方向射向镜面
10、，这时的入射角为原来的反射角，根据光的反射定律，反射角等于入射角，这时的反射角为原来的入射角，所以会发现光线原路返回，也就是在反射现象中，光路是可逆的。（2）完全一样的蜡烛是为了比较物体与像的大小关系。用完全相同的物体代替，这种实验方法叫等效代替法，小明拿一支大小和点燃蜡烛相同的蜡烛移动到A处时，它跟像完全重合，这说明蜡烛A就是蜡烛A在平面镜中所成的像，又因为两支蜡烛大小相同，实验现象说明平面镜所成的像的大小与原物体大小相等。本实验是探究，验证平面镜成像的特点，所成的像是虚像；像和物体各对应点的连线与平面镜垂直；像和物体各对应点到平面镜间距离相等。他们下一步应该连接像与物的对应点，可以借助与直
11、角三角板判断连线与镜面是否垂直，得到物和像的连线与镜面垂直；然后利用刻度尺量出点A、B、C、A、B、C到镜面的距离，会发现点A与A，点B与B，点C与C到镜面的距离相等。最终得出结论：物和像的连线与镜面垂直，物体和像到镜面的距离相等。支架泡沫塑料板平面镜(不透明)MN白 纸【总结升华】（1）本题主要考查了如何验证光的反射定律的实验，此实验是初中物理的一个最基本的探究实验，应当掌握。（2）本类型题考查对平面镜成像实验的掌握情况，实验探究的关键是对相应的知识理解透彻，思路清晰。动手操作实验时，要善于通过实验现象得出正确结论。举一反三： 【变式】（高清课堂中考冲刺声光热实验题例6）为了探究平面镜成像时
12、，像到平面镜的距离v与物到平面镜的距离u的关系，现将泡沫塑料板放在水平桌面上，再将白纸平放并固定在泡沫塑料板上，在白纸中间画一条直线MN，把一块带支架的平面镜（不透明）沿直线MN放置，使平面镜底边与直线MN重合，且使平面镜垂直于纸面，如图所示。请你在图中装置的基础上，利用一把刻度尺和一盒大头针设计一个实验，证明：平面镜成像时，像到平面镜的距离v等于物到平面镜的距离u。请写出实验步骤，画出实验数据记录表。【答案】实验步骤： （1）在镜前纸上适当位置插一枚大头针作为物体S，用眼睛观察到它在镜中的像S。 （2）在镜前物体S的右侧，用一只眼睛观察物体S的像S，并沿视线在纸上插一枚大头针P1，使大头针P
13、1恰好能挡住像S；再插一枚大头针P2，使大头针P2恰好能挡住大头针P1和像S。 （3）在镜前物体S的左侧，仿照步骤（2）分别在纸上插上大头针P3和P4。 （4）移去平面镜和大头针，通过大头针P1和P2在纸上的针孔画一条直线，再通过大头针P3和P4在纸上的针孔画一条直线，这两条直线的交点就是像S的位置。（5）用刻度尺分别测出物体S到直线MN的距离u和像S到直线MN的距离v，并分别将u和v的数据记录到实验数据表中。 （6）改变物体S的位置，仿照步骤（1）（5），再做5次实验。 实验数据记录表u/mv/m3、小明学了光的折射后，想知道光进入不同介质时，折射角是否相同？若不同，折射角大小跟什么因素有关
14、？他在老师的帮助下设计了下面的实验：用一厚玻璃缸盛一定量的水，让激光笔射出的光束从空气斜射入水中，从水中进入玻璃，再次进入空气，其光路图如图所示。他又在老师的指导下从网上查出了一些介质的其他数据如下表所示。物质密度/（/m3）其中光速/m/s空气1.292.99108水1.01032.25108玻璃2.51032.0108酒精0.8103请你回答：（1）分析光路图得出的结论是：光从一种介质斜射入另一种介质时传播方向会 （填“会”或“不会”）发生改变。（2）分析表中的数据猜想：光在酒精中传播速度比在水中传播速度 。（3）综合分析光路图和表中的数据，可得出折射角变化的规律是：光从密度大的物质斜射入
15、密度小的物质中时，折射角 （填“大于”或“小于”）入射角。【思路点拨】（1）由光路图可以看出，光从一种介质斜射入另一种介质时传播方向是否改变；（2）从表中数据分析密度与光速的关系，然后得出光在酒精中的传播速度与在水中传播速度的关系；（2）由图和表中数据可以看出，光从传播速度大的介质斜射入传播速度小的介质中时，折射角的与入射角的大小关系。【答案】（1）会； （2）大； （3）大于【解析】（1）从光路图中可以看出，光从空气进入水中，从水中进入玻璃中，从玻璃进入空气，光的传播方向都发生了偏折，因此光从一种介质斜射入另一种介质时传播方向会发生改变；（2）根据表中数据可知，空气密度比水的密度小，光在空气
16、中的传播速度比在水中的大；玻璃的密度比空气的密度大，光在玻璃中的传播速度比在水中的小，而酒精的密度比水的密度小，因此光在酒精中的传播速度比在水中的要大；（3）表中数据可知，v空气v水v玻璃，由光路图可知，光从密度较小的介质进入密度较大的介质时，折射光线向法线处偏转，故折射角小于入射角；光从密度较大的介质进入密度较小的介质时，折射光线远离法线，折射角大于入射角。【总结升华】本题考查了光的折射规律的探究，能从表中数据和折射图象得出相关信息是本题的关键。4、小丽组在探究凸透镜成像的规律时，使用的凸透镜焦距为10cm，他们把蜡烛和凸透镜分别放在如下图所示位置，然后调节光屏至合适的位置，则显示出一个倒立
17、、 （填“放大”或“缩小”）的像，像的位置在50cm刻度处的侧（填“左”或“右”）。在照相机和投影仪中，成像情况与此类似的是 。【思路点拨】凸透镜成像时，u2f，成倒立、缩小的实像，2fvf，应用于照相机和摄像机。【答案】缩小；右；照相机【解析】凸透镜的焦距是10cm，如图，蜡烛和凸透镜的距离大于凸透镜的二倍焦距，光屏上得到一个倒立、缩小是实像，像在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，所以光屏在50cm60cm之间，光屏在50cm刻度处的右侧，应用于照相机。【总结升华】掌握凸透镜成像的三种情况和应用是凸透镜成像习题的基础。u2f，成倒立、缩小的实像，2fvf，应用于照相机和摄像机；2fuf，成倒立
18、、放大的实像，v2f，应用于幻灯机和投影仪；uf，成正立、放大的虚像，应用于放大镜和老花镜。举一反三：【变式】（2012淄博）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛距凸透镜36cm时，在凸透镜另一侧18cm处的光屏上得到清晰缩小的像，当蜡烛距凸透镜18cm时，它的像一定是（ ）A像距为36cm，且成缩小的实像B像距为36cm，且成放大的实像C像距为18cm，且成缩小的实像D像距为18cm，且成放大的虚像【答案】B类型三、热现象5、为了研究水的沸腾，小文观察了水在加热过程中温度随加热时间的变化情况，并记录了有关数据如下表：（1）小明观察到同学们测水温的操作如图中所示四种，你认为正确的是（ ） （
19、2）实验中水的沸点是 ；继续给沸腾的水加热，水的温度 （选填“升高”、“不变”或“降低”）。（3）实验中水的沸点低于100，你认为可能是 造成的。（只需要写出一个可能原因）当地气压小于一个标准大气压【思路点拨】液体沸腾的条件是液体温度达到沸点、继续加热，沸腾时液体的温度不变，在一个标准大气压下，水的沸点是100，气压越低，沸点越低。【答案】（1）B；（2）98；不变；（3）当地气压小于一个标准大气压【解析】（1）温度计在使用时玻璃泡不能接触器壁和底部，要完全浸入在液体中，所以A、C、D不符合题意，只有B符合题意；（2）由表格分析可知，5min后水的温度不再改变，所以水的沸点是98；（3）因为水
20、的沸点会随着气压的改变而改变，因沸点小于100，所以当地气压可能小于一个标准大气压。【总结升华】解决此类问题的关键是知道温度计的使用方法和液体沸腾的条件，及沸点与气压的关系。举一反三：【变式】下列有关热现象的说法中错误的是（ ）A物体的温度越高，分子运动得越快，它们的动能越大B晶体有固定的熔化温度，非晶体只要吸热温度就不断上升没有确定的熔点C医生给病人手术时常用氯乙烷作麻醉剂是利用了液体蒸发致冷D水沸腾时产生大量气泡，上升到水面后破裂发生液化现象【答案】D6、某同学在做“比较不同物质的吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给水和煤油加热，得到的实验数据如下表：物质次数质量m/kg升高的温度t/
21、加热时间t/min水10.110220.2104煤油30.110140.2102（1）实验中，记录加热时间的目的是： 。（2）分析第1、2次或第3、4次实验数据，可以得出的初步结论是：同种物质升高相同温度时，吸收热量的多少与物质的 有关；分析第1、3次或第2、4次实验数据，可以得出的初步结论是：升高相同的温度时， 吸收的热量不同。（3）如果加热相同的时间，质量相同的水和煤油， 温度升高的多。（4）该实验采用了控制变量法，下列探究过程中也采用了一这方法的是 。AA探究影响压力作用效果的因素B探究平面镜成像的特点C探究通电螺线管的磁场是什么样的【思路点拨】（1）由热量计算公式Q=cmt可知，物体吸
22、收热量的多少跟物体的质量多少、温度升高的多少以及物质的比热容大小有关，根据加热时间越长，吸收热量越大进行分析；（2）分析第1、2次或第3、4次实验数据，物质的种类和升高的温度相同，物体的质量不同，从而得出吸热的多少和物体质量的关系。分析1、3次或2、4次实验数据，看质量和升高的温度是否相同，从而得出结论；（3）加热相同的时间，质量相同的水和煤油，根据温度变化的多少判断，温度变化多的是煤油，温度变化少的是水；（4）根据控制变量法的原理进行分析。【答案】（1）比较吸收热量的多少；（2）质量质量相同的不同物质；（3）煤油；（4）A【解析】（1）记录时间是为了比较吸收热量的多少；（2）分析1、2次或3
23、、4次实验数据，可以发现：同种物质，升高相同的温度，质量大的吸收热量多，由此得出吸收的热量和质量的关系分析1、3或2、4实验数据，可以知道：质量相等的不同物质，在升高相同的温度时，吸收的热量是不同的，吸热的多少和物质的种类有关；（3）加热相同的时间，质量相同的水和煤油，比热容小的温度升高的多，因此煤油的温度升高的多；（4）控制变量法：物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题；每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物影响；因此压力的作用效果受到三个因素的影响，故用控制变量法进行探究；平面镜成像用到等效替代法；通电螺旋管的磁场探究用到了理想模型法故只有A实验用到了控制变量法。【总结升华】此题考查我们对于实验数据的分析能力，我们要能够根据实验记录的数据得出结论；控制变量法是初中物理中用到的最多的一种探究方法，需要掌握。举一反三：【变式】（2012哈尔滨）探究“比较不同物质的吸热能力”时，同学们用酒精灯同时开始均匀加热质量和初温都相等的沙子和水，装置如图。下列说法正确的是（ ）A实验中，沙子吸热升温较快，说明沙子吸热能力较强B在本实验中，物体吸热多少是由物质的种类决定的C实验中，将沙子和水加热到相同温度时，它们吸收的热量相同D实验中，加热相同的时间，末温低的物质吸热能力强【答案】D
