專題七 聲、光、熱實驗與計算題專題特征河北近3年各板塊考查情況如下：年份板塊比重聲學光學力學熱學電磁學分值比重分值比重分值比重分值比重分值比重20201.52%5.58%28.540.5%13.519%21.530.5%202011.5%69.5%23.537%10.516.5%22.535.5%202023%57.5%27.540.5%9.514%2435% 從上表的統(tǒng)計結(jié)果看，力、熱、光在近3年中考中比例在25%30%之間，具有較大的比重。光現(xiàn)象及作圖題，能量轉(zhuǎn)化、比熱容、應(yīng)用熱量公式的計算是考查的高頻點。1聲、光、熱實驗題【例1】 (2020河北32題)探究水沸騰時溫度變化的特點。(1)圖中所示實驗中的錯誤之處是_。燒杯上加蓋的目的是_。(2)改正錯誤后，繼續(xù)實驗，記錄的數(shù)據(jù)如下表。分析表中數(shù)據(jù)可知，燒杯內(nèi)水面上方氣壓_標準大氣壓。時間/min678910111213141516溫度/9293949596979898989898 (3)水沸騰后，燒杯上方出現(xiàn)大量“白氣”，和它的形成過程相同的是_(填序號)。冰 霜 霧 雪【方法技巧】對熱學實驗考查除了書中的實驗步驟，實驗結(jié)論作為常考內(nèi)容之外，2020年更注重實驗過程中溫度計的用法，燒杯加蓋目的，“白氣”成因等細節(jié)考查。 這是2020年備考中給予足夠重視的地方?！窘狻?1)溫度計的玻璃泡接觸燒杯底部；縮短加熱時間；(2)小于；(3)【例2】 (2020河北25題)小明將一支點燃的蠟燭放在凸透鏡(f10cm)前18cm處，光屏上得到了燭焰倒立、_的清晰像。然后他在蠟燭和凸透鏡之間放置了一個遠視眼鏡片，由于遠視眼鏡片對光線有_作用，所以光屏上燭焰的清晰像變模糊了(如圖所示)。若想在光屏上重新得到清晰的燭焰像，他可將光屏_凸透鏡。【方法技巧】光學、聲學實驗常常出現(xiàn)在選擇題、填空題及簡答題之中，分值23分，疏忽大意容易失分?！窘狻糠糯螅粫?；靠近【例3】 (2020保定17中模擬)小麗同學“探究聲音的產(chǎn)生”的實驗裝置如圖甲所示，將系在細線上的乒乓球靠近音叉。(1)當小麗用錘敲擊音叉的時候，既聽到音叉發(fā)出的聲音，又觀察到_。通過這個實驗可以得出的結(jié)論是_。(2)乒乓球在實驗中起到什么作用？_。這種研究方法叫做_(選填“等效法”、“控制變量法”、“轉(zhuǎn)換法”或“類比法”)。(3)如在上述裝置右側(cè)再放一個音叉，組成乙圖的裝置，并由宇航員帶到月球表面做實驗，則敲擊右側(cè)的音叉時，會看到乒乓球_(選填“彈開”或“不動”)，這說明了_?！痉椒记伞柯曇羰怯晌矬w振動產(chǎn)生的，但這種振動往往不易觀察，需要將實驗效果進行“放大”?！稗D(zhuǎn)換法”是中學物理中一種重要的研究方法，可以借助某些物體的特性來研究看不到或不易觀察到的物質(zhì)或現(xiàn)象，形象直觀。【實驗拓展】(4)若實驗過程中小麗同學加大敲擊音叉的力度：聽到和看到的現(xiàn)象會有什么樣的變化？_根據(jù)實驗現(xiàn)象的變化，你又可以總結(jié)出什么結(jié)論？_(5)為了探究聲音產(chǎn)生的原因，小麗與小華另外又做了下面的實驗：小麗把手放在喉嚨處大聲講話，感覺喉頭振動了；小華把正在發(fā)聲的音叉放在水中，水面激起了水花。通過對這兩個實驗現(xiàn)象的分析，你能得出的結(jié)論是：發(fā)聲的物體在_。小華同學用手敲桌子，桌子發(fā)出了聲響，第一次輕輕地敲，第二次用力敲，第二次使桌子振動的_(選填“振幅”或“頻率”)變大，發(fā)出的聲音的響度大，但他幾乎沒有看到桌子的振動，為了明顯地看到實驗現(xiàn)象，你的改進方法是：_。【解】(1)乒乓球會彈開；聲音是由物體振動產(chǎn)生的；(2)將音叉的振動放大或?qū)⑽⑿≌駝语@示出來；轉(zhuǎn)換法；(3)不動；聲音不能在真空中傳播；(4)聽到音叉發(fā)聲的響度變大，看到乒乓球被彈開的幅度變大；聲音的響度與振幅有關(guān)，振幅越大，響度越大；(5)振動；振幅；在桌子上放一些小紙屑2熱學計算【例4】 (2020河北26題)小明購買了一只容積為1.2L的電熱水壺。他往壺中裝滿了溫度為25的水，若使壺中的水加熱至沸騰，需要吸收_J的熱量。標準大氣壓下水1.0×103kg/m3、c水4.2×103J/(kg·)【解】3.78×105【例5】 (2020河北28題)雙能源(汽油和天然氣)汽車以其經(jīng)濟、污染小等優(yōu)點備受人們青睞。(已知汽油的熱值為3.2×107J/L、天然氣的熱值為7.2×107J/m3)(1)內(nèi)燃機是汽車的“心臟”，它是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為_的機器。(2)完全燃燒9L汽油放出的熱量與完全燃燒_m3的天然氣放出的熱量相等?！痉椒记伞繜釋W計算中常用的三個公式：(1)吸放熱公式：Qcmt；(2)熱平衡方程：Q吸Q放；(3)燃料燃燒的熱量：Qmq或QVq【解】(1)機械能；(2)4針對性訓練1(2020武漢中考)為了探究光反射時的規(guī)律，某同學將一個平面鏡放在水平桌面上，再把紙板ENF放置在平面鏡上，如圖甲所示。(1)使一束光貼著紙板EON沿某一角度入射到O點，紙板FON上沒有觀察到反射光，原因可能是_。(2)正確操作實驗，并在紙板上記錄每次光的徑跡，如圖乙所示。取下紙板，接下來進行的操作是_，將數(shù)據(jù)記錄在表格中，并比較_。(3)紙板ENF是用兩塊紙板連接而成的，這樣做的目的是_。2(2020蘇州中考)利用如圖裝置探究平面鏡成像特點。(1)實驗時應(yīng)選_(選填“較厚”或“較薄”)的玻璃板代替平面鏡豎立在水平桌面上。(2)在玻璃板前放置棋子A，將完全相同的棋子B放在玻璃板后并移動，人眼一直在玻璃板的前側(cè)觀察，直至B與A的像完全重合，由此可得結(jié)論：_。(3)為了探究平面鏡成像的虛實情況，將一張白卡片豎直放在B所在的位置，應(yīng)在玻璃板_(選填“前”或“后”)側(cè)觀察白卡片上是否有A的像。(4)改變A的位置，重復(2)中步驟并分別測出A和B到玻璃板的距離，記錄在下表中。序號123A到玻璃板的距離/cm3.005.008.00B到玻璃板的距離/cm3.005.008.00分析表中數(shù)據(jù)，可以得到結(jié)論：_。3(2020荊州中考)藝馨利用如圖所示的裝置進行探究“平面鏡成像特點”的實驗。實驗步驟如下：(1)將一塊薄玻璃板豎直立在鋪有白紙的水平桌面上；(2)取兩支相同的蠟燭A和蠟燭B，點燃玻璃板前的蠟燭A，并移動玻璃板后的蠟燭B，使它與蠟燭A在玻璃板后所成的像完全重合，并用筆在白紙上標記出蠟燭A和蠟燭B的位置；(3)多次改變蠟燭A的位置，重復前面的步驟；(4)用刻度尺分別測量蠟燭A和蠟燭B到玻璃板的距離。在此實驗中：我們選用玻璃板代替平面鏡的目的是：_；我們選取兩支相同的蠟燭是為了比較像與物的_關(guān)系；實驗中多次改變蠟燭A的位置，重復進行實驗的目的是：_；如果實驗中采用厚玻璃板，觀測到蠟燭A通過玻璃板在不同位置成了兩個清晰的像，且測得兩個像之間的距離為0.8cm，則玻璃板的厚度為_cm。4(2020廣東中考)用焦距10cm的凸透鏡做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗，如圖所示。(凸透鏡的位置固定不動)(1)為了便于觀察實驗現(xiàn)象，實驗環(huán)境應(yīng)該_(選填“較亮”或“較暗”)一些，此實驗過程中蠟燭燃燒后逐漸變短，則光屏上燭焰的像也將逐漸向_移動。(2)記錄實驗數(shù)據(jù)如下表，請將所缺的實驗數(shù)據(jù)和像的性質(zhì)補充完整。實驗序號物距u/cm像距v/cm像的性質(zhì)1301522020倒立、等大的實像315倒立、放大的實像46無正立、放大的虛像請根據(jù)實驗序號4的成像規(guī)律，寫出在生活中的一個應(yīng)用_。(3)若已在光屏上成清晰的像，此時用遮光布遮住凸透鏡的下小半部分，則所成的燭焰的像為_(選填“不完整的像”、“亮度相同的完整像”或“亮度稍暗的完整的像”)。(4)曉紅在早上9：00利用太陽光進行觀察凸透鏡焦點的活動，她將凸透鏡與水平地面平行放置，調(diào)節(jié)凸透鏡到地面的距離，直至地面上出現(xiàn)一個最小的亮點，她認為此點就是凸透鏡的焦點。你認為她這種活動過程存在的問題是：_。5(2020南京中考)小明利用如圖甲所示裝置探究冰的熔化特點，他每隔相同時間記錄一次溫度計的示數(shù)，并觀察物質(zhì)的狀態(tài)。(1)應(yīng)選用顆粒_(選填“較大”或“較小”)的冰塊做實驗。(2)圖乙是他根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)繪制的“溫度時間”圖象。由圖象可知：冰屬于_(選填“晶體”或“非晶體”)，這樣判斷的依據(jù)是_。(3)圖乙中第3min時，物質(zhì)處于_態(tài)。(4)圖乙中，物體在A點時具有的內(nèi)能_(選填“大于”、“小于”或“等于”)在B點時的內(nèi)能。6(2020張家口改編)如圖所示是“探究不同物質(zhì)吸熱升溫現(xiàn)象”的實驗裝置。用同一套裝置，先后加熱并不斷攪拌質(zhì)量相等的煤油和水。(1)要完成該探究實驗，除了圖中所示的器材外，還需要的測量工具有天平和_。(2)小明設(shè)計的記錄數(shù)據(jù)的表格如下，分析表格可知：他是用_相同比較_的方法來完成探究實驗的。加熱時間/min00.511.52溫度/煤油水(3)實驗結(jié)束后，小明查表知道水的比熱容為4.2×103J/(kg·)，則500g水溫度升高20吸收的熱量是_J；若這些熱量由酒精完全燃燒獲得，則至少要消耗_g酒精。(酒精的熱值為3.0×107J/kg)(4)在受太陽照射的條件相同時，內(nèi)陸地區(qū)晝夜溫差比沿海地區(qū)_，這是因為干泥土和水相比，_較小。7(2020荊門中考)俊杰同學用圖甲的實驗裝置探究“某固體熔化時溫度的變化規(guī)律”。(1)加熱過程中某一時刻溫度計的示數(shù)如圖乙所示，讀數(shù)為_；(2)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，俊杰繪出了熔化圖象丙，由圖象可知，此固體是_(選填“晶體”或“非晶體”)，物體在熔化過程中內(nèi)能_(選填“增大”、“減小”或“不變”)，溫度_(選填“升高”、“降低”或“不變”)，CD段物體處于_態(tài)。8(2020連云港中考)用圖甲所示裝置“觀察水的沸騰”實驗：(1)圖甲所示燒瓶中水的溫度為_。(2)水沸騰后，繼續(xù)加熱，溫度計的示數(shù)_(選填“變大”、“變小”或“不變”)。(3)沸騰一段時間后，撤去酒精燈，發(fā)現(xiàn)水停止沸騰，這時一組同學用橡皮塞塞住燒瓶口并將其倒置，向燒瓶底部澆冷水，如圖乙所示，結(jié)果發(fā)現(xiàn)水又重新沸騰了，這是因為_；另一組同學在燒瓶口上放置一乒乓球，繼續(xù)加熱，發(fā)現(xiàn)乒乓球被頂起，在此過程中水蒸氣的_能轉(zhuǎn)化為乒乓球的機械能。9(2020保定8中模擬)如圖甲所示是“探究不同物質(zhì)吸熱升溫現(xiàn)象”的實驗。將質(zhì)量相等的沙子和水分別裝在燒杯中，并測出沙子和水的初溫，然后用酒精燈加熱并不斷攪拌，每隔1min記錄一次溫度，實驗記錄如下表：加熱時間/min01234溫度/沙子2025293438水2021222324(1)實驗中，加熱時間實質(zhì)上反映了_。(2)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，在乙圖中畫出沙子和水的溫度隨時間變化的圖象。(3)分析圖象可知，對于質(zhì)量相等的沙子和水；吸收相等熱量，升溫較快的是_；若使兩者升高相同的溫度，則_吸收的熱量較多，通過大量類似實驗，人們發(fā)現(xiàn)了物質(zhì)的又一種物理屬性，物理學將這種屬性叫做_?！緦嶒炌卣埂?1)實驗中選用相同的酒精燈加熱，是為了使在相同時間內(nèi)水和沙子_。(2)由表格數(shù)據(jù)可知，_的比熱容大。其在生活中有很多應(yīng)用，請舉一例：_。10(2020原創(chuàng)預測)在“比較不同物質(zhì)吸熱升溫情況”的實驗中：(1)小麗和小明用一套器材做加熱水和煤油的實驗，如圖甲所示。在組裝器材時應(yīng)先調(diào)節(jié)_(選填“A”或“B”)的高度，調(diào)節(jié)它的高度是為了_。(2)組裝好器材，他們先后在同一個燒杯中稱出質(zhì)量相等的水和煤油，分別加熱相同的時間，比較水和煤油_，得出結(jié)論。要完成該實驗，除圖甲所示器材外，還需要的一個測量工具是_。(3)在對實驗進行反思時，他們認為原方案有需要兩次加熱耗時長等缺點，因此改進方案并設(shè)計了圖乙所示的裝置。與原方案相比，該方案除克服了上述缺點外還具有的優(yōu)點是_。(答出一個即可)11(2020福州中考)小華用一電磁爐將質(zhì)量為1kg的水c水4.2×103 J/(kg·)從20加熱到30，水吸收的熱量是_J，若不計熱損失，加熱時間為35s，則該電磁爐的實際功率是_W。12(2020安徽中考)某家庭用燃氣熱水器將質(zhì)量為100kg、溫度為20的自來水加熱到50，消耗的天然氣體積為1m3(假設(shè)天然氣完全燃燒)。已知水的比熱容為4.2×103J/(kg·)，天然氣的熱值為3.2×107 J/m3。求：(1)天然氣完全燃燒放出的熱量；(2)水吸收的熱量；(3)該熱水器工作的效率。13(2020內(nèi)江中考)如圖所示，是最新一款無人駕駛汽車原型圖。汽車自動駕駛使用雷達傳感器，以及激光測距器來了解周圍的交通狀況。該款車以72km/h的速度在一段平直的公路上勻速行駛了8km時，消耗汽油1.5L。假設(shè)汽油完全燃燒，汽油機的效率為30%，那么，在這段運動過程中，求：(已知：汽油的密度為0.8×103kg/m3，汽油的熱值為4.5×107J/kg)(1)該汽車發(fā)動機做的有用功是多少？(2)該汽車的輸出功率為多少？14(2020德州中考)混合動力汽車具有節(jié)能、低排放等優(yōu)點，成為汽車研究與開發(fā)領(lǐng)域的重點。某新型混合動力汽車啟動時，內(nèi)燃機不工作，蓄電池向車輪輸送能量，當需要高速行駛或蓄電池電能過低時，內(nèi)燃機啟動，既可以向車輪輸送能量，又可以給蓄電池充電，車速與所受阻力的關(guān)系如圖所示。在某次測試中，蓄電池儲存的電能為5.12×108 J，由內(nèi)燃機提供能量，汽車以50km/h的速度勻速行駛了0.5h，同時蓄電池的電能增加了10%。求：(1)汽車牽引力做的功；(2)若所用燃料的熱值為4.5×107J/kg，測試過程中消耗8kg燃料(假設(shè)燃料完全燃燒)，則放出的總熱量是多少；(3)內(nèi)燃機的效率。