中考冲刺：声光热实验（提高）知识讲解

这是一份中考冲刺：声光热实验（提高）知识讲解，共8页。教案主要包含了中考展望，方法点拨，典型例题，思路点拨，总结升华等内容，欢迎下载使用。
中考冲刺：声光热实验（提高）责编：武霞【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、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，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、（•如皋市模拟）如图是小明“探究平面镜成像特点”的情景：竖立的透明玻璃板下方放一张白色的方格纸，玻璃板与桌面垂直；两个相同的棋子A、B竖立于玻璃板两侧的白纸上，以A棋子为成像物体。（1）为了使所成的像更清晰，可用手电筒对着         （填“A”或“B”）棋子照射；此外，采用茶色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A棋子像的同时，也能观察到            ，巧妙地解决了确定像的位置和大小的问题。（2）将A棋子固定，小心地移动B棋子，直到与A棋子的像           为止，这时小明在B棋子处放了一张白纸做光屏，结果白纸上        （选填“能”或“不能”）接收到A棋子的像。（3）下列关于棋子的像的描述中，符合实际的一项是         。A．改变棋子到玻璃板的距离，像的大小不同B．用大小不同的玻璃板实验，像的大小不同C．沿不同方向观察棋子的像，像的位置不同D．若在玻璃板和B之间放一块纸板，仍可以看到A的像（4）实验中，看到A棋子通过玻璃板成两个像，其中距离观察者较远的像较暗。远处的像是来自于A棋子的入射光经过玻璃板       。A．一次反射、一次折射形成的       B．一次反射、两次折射形成的C．两次反射、两次折射形成的       D．两次反射、一次折射形成的像和物的大小相等【思路点拨】（1）人眼能够看清物体，是因为物体有光线进入人眼，探究平面镜成像时，观察的是棋子A；为了便于确定像的位置和比较像和物体的大小关系，用透明的薄玻璃板来代替平面镜；（2）平面镜成像的特点：像和物体大小相等、到平面镜的距离相等、连线与镜面垂直；平面镜所成的像为虚像，不能成在光屏上；（3）平面镜成像大小跟物体的大小有关，物体和像到镜面的距离相等；平面镜所成的像是虚像；（4）光线射到玻璃上，要发生反射和折射。【答案】（1）A；B棋子；（2）重合；不能；（3）D；（4）B【解析】（1）物体成像要清晰，就必须让物体（棋子）有足够光线射向平面镜才能成像，所以用手电筒对着棋子A照射；采用透明玻璃板代替平面镜，能在观察到A棋子像的同时，也能观察到棋子B，便于确定像的位置和大小。（2）实验中，小心地移动B棋子，直到与A的像完全重合为止，可发现像与物的大小相等；由于平面镜成的是虚像，所以小明在B棋子处放了一张白纸做光屏，结果白纸上不能接收到A棋子的像。（3）①棋子在玻璃板中成的像与实物等大，与棋子到玻璃板的距离无关，该选项说法不正确；②棋子在玻璃板中成的像与实物等大，与玻璃板大小无关，该选项说法不正确；③平面镜所成的像关于镜面对称，沿不同方向观察棋子的像，像的位置相同，该选项说法不正确；④棋子在玻璃板中成的是虚像，若在玻璃板和B之间放一块纸板，仍可以看到A的像，该选项说法正确。（4）反射是光线到达玻璃板后有一部分被反射到你的眼睛，所以看到1次反射，2次折射是光到了玻璃板后还有一部分光透过玻璃板，而光从空气进入玻璃板后会折射，这是第一次，然后又要从玻璃板另一侧出来，又一次折射，所以1次反射，2次折射。故选B。【总结升华】本题主要考查了平面镜成像特点的实验及其应用，这是光学中的一个重点，也是近几年来中考经常出现的题型，要求学生熟练掌握，并学会灵活运用。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，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P1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/m      v/m       3、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？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1.292.99×108水1.0×1032.25×108玻璃2.5×1032.0×108酒精0.8×103 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、（•崇明县二模）在焦距为15厘米、25厘米或35厘米的凸透镜中选择一个放置于光具座的50厘米刻度处，如图所示．实验时调整透镜和光屏的中心大致与烛焰的中心在             ；为了方便探究凸透镜成像的各种可能，根据题中条件，应选用焦距为         厘米的凸透镜。保持蜡烛与凸透镜在图中位置不变，为了找到烛焰清晰的像，光屏应在光具座的            厘米刻度范围内移动。找到清晰的像后，继续保持蜡烛与凸透镜在图中位置不变，用焦距为10厘米的凸透镜替换原凸透镜后，应将光屏向         （选填“左”或“右”）移动，才能在屏上得到        （选填“放大”或“缩小”）的像。【思路点拨】（1）根据凸透镜成像规律实验的要求，调整烛焰、凸透镜、光屏三者的高度，使三者中心放在同一高度上处。（2）选用凸透镜的依据是光具座的标尺刻度范围，若透镜的焦距过大，则有可能出现光具座的端点与凸透镜之间的距离满足不了物距或者像距大于二倍焦距这个要求，导致不易观察物体在凸透镜中的各种物距下的成像情况。若焦距过小，则会出现研究物体在一倍焦距与二倍焦距之间的成像情况时，改变物体位置，容易超过其范围：超过二倍焦距，或低于一倍焦距。（3）当物距大于二倍焦距时，像距在一倍焦距和二倍焦距之间。（4）（5）当物距一定时，焦距越小，像距越小，像的大小也越小。【答案】同一高度；15；65至80；左；缩小【解析】（1）烛焰、凸透镜、光屏三者中心在同一高度处，可以使像成在光屏中央。（2）因为实验室的光具座的长度约为1m，选择15cm的凸透镜进行实验才能方便观察物距大于2倍焦距，大于1倍焦距小于2倍焦距，小于焦距时的各种成像的规律。（3）由图可知，物距为50cm-15cm=35cm，焦距为15cm，所以物距大于二倍焦距，由凸透镜成像规律可知，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，即65至80cm刻度范围内。（4）把凸透镜焦距从15cm换成10cm，焦距变小，所以在物距不变的情况下，像距要变小，光屏向左移动才能接收到像。（5）像距要变小，像的大小也变小。【总结升华】凸透镜成像规律实验是光学实验命题热点，需要掌握操作方法、注意事项、成像规律、变化规律等。举一反三：【变式】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（   ）                 （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】D 6、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/℃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=cm△t可知，物体吸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、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】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