届中考物理声光热学考点专练04 实验题附解析.docx
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届中考物理声光热学考点专练04实验题附解析
2020届中考物理声、光、热学考点专练
专练04实验题
一、声探究实验
1.在探究“影响声音响度的因素”时。
(1)同学们采用如图所示的器材,选择音叉做声源,用小锤敲响音叉,将正在发声的音叉________竖直悬挂着的乒乓球。
他们能观察到的现象是________;接下来,他们敲击音叉发出更大的声音,重复上述操作,能观察到的现象是:
________,实验所得的结论是:
声音的响度与声源的振幅有关。
(2)小明设计了另一组实验来进行探究,他用两枚钉子把一根橡皮筋固定在木板上,他用手勾住橡皮筋的中间,慢慢将它向外拉出2cm,松手后听橡皮筋振动发出的声音。
接下来的一步操作是:
________。
【答案】接触;乒乓球会被弹起一定的角度;乒乓球被弹的幅度变大;向外拉出更大的距离。
【解析】通过实验发现,用小锤敲击音叉的时候,将正在发声的音叉接触竖直悬挂着的乒乓球,乒乓球会被弹起一定的角度,说明声音是由于物体的振动产生的;他们敲击音叉发出更大的声音,重复上述操作,能观察到的现象是:
乒乓球被弹起的幅度变大,说明声音的响度与声源的振幅有关;探究声音的响度与声源的振幅有关,应改变橡皮筋的振动幅度,故接下来的一步操作是:
将橡皮筋向外拉出更大的距离,响度变大。
2.在探究声音的产生与传播时,小明和小华一起做了下面的实验:
(1)如图甲,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,可观察到乒乓球弹跳起来,这个现象说明________,此研究过程中用到的主要物理研究方法是________。
(2)如图乙,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________可以传声,还能说明声波具有________。
(3)如图丙,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,听到的声音会逐渐变小,甚至最后听不到声音,这个实验说明了________不能传声,用到的主要物理研究方法是________。
【答案】
(1)发声体在振动;转换法;
(2)空气;能量;(3)真空;理想实验推理法。
【解析】
(1)如图甲,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,可观察到乒乓球弹跳起来,这个现象说明发声体在振动;通过乒乓球的弹开可以说明音叉在振动,这种实验方法叫转换法。
(2)如图乙,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,该实验能说明空气可以传声,还能说明声波具有能量。
(3)如图丙,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,听到的声音会逐渐变小,甚至最后听不到声音,这个实验说明了真空不能传声。
随着空气的不断抽出,声音逐渐变弱,在此基础上推理,真空不能传声,此实验方法叫理想实验推理法。
3.在学习吉他演奏的过程中,小华发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的,他决定对此进行研究。
经过和同学们讨论,提出了以下猜想:
猜想一:
琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的横载面积有关
猜想二:
琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的长短有关。
猜想三:
琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的材料有关。
为了验证上述猜想是否正确,找到了下表所列9种规格的琴弦进行实验。
(1)为了验证猜想一,应选用编号为A、B、________的琴弦进行实验。
(2)为了验证猜想二,应选用编号为A、D、________的琴弦进行实验。
(3)为了验证猜想三,E琴弦的长度应为________cm。
编号
材料
长度(cm)
横截面积(mm2)
A
铜
60
0.76
B
铜
60
0.89
C
铜
60
1.02
D
铜
80
0.76
E
铜
1.02
F
铜
100
0.76
G
钢
80
1.02
H
尼龙
80
1.02
I
尼龙
100
1.02
(4)此实验用到的研究方法是________
【答案】
(1)C;
(2)F;(3)80;(4)控制变量法。
【解析】
(1)为验证猜想一,可选择长度和材料都相同,而横截面积不同的琴弦A、B、C进行研究;
(2)为验证猜想二,应选择横截面积和材料都相同,而长度不同的琴弦A、D、F进行研究;(3)为了验证猜想三,应选择横截面积和长度都相同,而材料不同的琴弦进行研究,由此可知G、H符合题意,长度都是80cm,横截面积都是1.02mm2,为了是实验结论更具有普遍性,E琴弦长度应为80cm;(4)在上述探究过程中,总要控制某些因素不变,来找出另外一些因素的关系,这种科学的研究方法叫做控制变量法。
二、探究光的反射定律
4.在探究光现象的实验活动中:
(一)制作“小孔成像观察仪”活动。
(1)需要把制作好的圆筒插入易拉罐中,如图甲所示,圆筒的________(选填“A”或“B”)端是用半透明薄纸成的光屏。
(2)用制成的小孔成像观察仪观察景物时,移动圆筒位置,增大光屏与小孔之间的距离,则光屏上的像将________(选填“变大”“变小”或“不变”),像的亮度________(选填“变亮”“变暗””或“不变”)。
(二)如图乙所示是“探究光的反射规律”的实验装置。
(3)让一束光贴着纸板A沿EO方向射向镜面。
在纸板B上可看到光线沿OF方向射出,在纸板上用笔描出光线EO和OF的轨迹。
并用量角器测出∠i和∠r的大小;多次改变入射光线与ON的夹角,重复实验。
将实验得的数据记录在表中。
序号
∠i
∠r
1
30°
30°
2
45°
45°
3
50°
50°
(4)分析实验数据可得出结论:
________;
(5)以直线ON为轴线。
把纸板B向前或向后折,在纸板B上________(选填“能”或“不能”)看到反射光线OF,由此说明反射光线、入射光线与法线在________(选填“同一”或“不同”)平面内。
(6)实验中,从实验室的各个方向都能观察到粗糙纸板表面反射的光线,这种反射属于________(选填“镜面”或“漫”)反射。
【答案】
(1)A;
(2)变大;变暗;(4)反射角等于入射角;(5)不能;同一;(6)漫。
【解析】
(1)小孔成像是光在同一均匀介质中沿直线传播的具体应用;该实验中,半透明薄纸相当于光屏,为了使成的像更清晰,便于观察,半透明的薄纸应该放在圆筒的A端;
(2)观察景物时,移动圆筒位置,增大光屏与小孔之间的距离,即像距变大,由小孔成像的规律可知,光屏上的像变大;由于通过光线的多少不变,像变大时,则像的亮度将变暗;(4)分析实验数据可知,反射角等于入射角;(5)在图乙中,当两块硬纸板在一个平面内时,可以看到入射光线和反射光线,把纸板B向前或向后折,在纸板B上看不到反射光线,由此说明反射光线、入射光线和法线在同一个平面内。
(6)从教室各个方向都能观察到粗糙纸板表面反射的光线,说明光照到纸板上面发生了漫反射。
5.探究光的反射规律的实验装置如下图甲所示,平面镜放在水平桌面上,带刻度(图中未画出)的白色纸板ABCD,能绕垂直CD的ON轴翻转,纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。
(1)实验时,应将纸板与平面镜________放置;
(2)移动激光笔,使入射角为45°,测得反射角也为45°.由此就得出“光反射时,反射角等于入射角”的结论,你认为有何不妥之处?
________;
(3)如图乙所示,将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度,发现纸板上均无反射光束呈现。
此现象说明了:
________。
【答案】
(1)垂直;
(2)一次实验得到的结论具有偶然性;(3)反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
【解析】
(1)实验时,白色纸板应垂直放置在平面镜上,这样反射光线才可以在硬纸板上呈现;
(2)因为一次实验得到的结论具有偶然性,所以不能只由一组数据就得出结论,应改变入射角的度数进行多次实验。
(3)如图乙所示,将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度,发现纸板上均无反射光束呈现。
此现象说明了反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
6.如图所示,在“探究光的反射规律”的实验中,平面镜M放在水平桌面上,E、F是两块粘接起来的硬纸板,垂直于镜面且可绕ON转动。
(1)如图甲,当E、F在同一平面上时,让入射光线AO沿纸板E射向镜面,在F上可看到反射光线OB,测出入射角和反射角的大小,便立即得出实验结论:
反射角等于入射角。
你认为这样得出结论________(填“合理”或“不合理”),原因是________。
(2)若将一束光贴着纸板F沿BO射到O点,光将沿图甲中的________方向射出,因为在光的反射现象中光路是________的。
(3)如图乙,以法线ON为轴线,把纸板F向后缓慢旋转,在F上________(填“能”或“不能”)看到反射光线OB,这样做的目的是________。
(4)实验中的可活动纸板的作用:
________、________。
(5)要完成本实验,除了图中出现的实验器材外,还应补充一个测量仪器是________。
【答案】
(1)不合理;实验次数太少,结论不具有普遍性;
(2)OA;可逆;(3)不能;探究反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内。
(4)显示光路;探究反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内。
(5)量角器。
【解析】
(1)测出入射角和反射角的大小,便立即得出实验结论:
反射角等于入射角,这样得出结论不合理。
因为实验有偶然性,不能只由一组数据就得出结论,凭一次实验数据得出结论有偶然性,应进行多次实验;
(2)当光逆着原来的反射光线入射时,反射光线也逆着原来的入射光线反射出去,即将一束光贴着纸板F沿BO射到O点,光将沿图中的OA方向射出,这说明在反射现象中光路是可逆的。
(3)以法线ON为轴线,把纸板F向后缓慢旋转,在F上不能看到反射光线,是因为纸板F和反射光线以及法线不在同一个平面上,这样做的目的是为了探究反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内。
(4)我们看不见光的传播路径,就无法对光线进行研究,在研究光的反射规律时,安装可活动的纸板后,能够间接的在纸板上看到光的传播途径。
故可活动纸板的作用有两个:
①显示光的传播路径,②探究反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内。
(5)完成本实验,需要探究反射角和入射角的大小关系,故要用到量角器。
三、探究平面镜成像特点
7.花花同学在“探究平面镜成像特点”的实验时,所用的实验器材有带底座的玻璃板、白纸、笔、火柴、光屏、刻度尺、两支外形相同的蜡烛A和B。
(1)在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,观察蜡烛A经玻璃板________(选填“反射”或者“折射”)所成的像。
(2)拿点燃的蜡烛B竖直在玻璃板后面移动,人眼一直在玻璃板的前侧观察,直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。
这种确定像与物大小的方法是________。
(选填“控制变量法”或“等效替代法”)
(3)为了让右座的同学也能够看清蜡烛的像,花花只将玻璃板向右平移,则蜡烛像的位置________(选填“向右移动”“向左运动”或“不变”)。
【答案】
(1)反射;
(2)等效替代法;(3)不变。
【解析】
(1)因为平面镜成像是光的反射形成的虚像,所以在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,并在玻璃板前观察蜡烛的像。
(2)在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛B竖直在玻璃板后面移动,人眼一直在玻璃板的前侧(A侧)观察,直至它与蜡烛A的像完全重合,这种确定像与物大小关系的方法是等效替代法;(3)为了让右座的同学也能够看清蜡烛的像,花花只将玻璃板向右平移,在向右移动的过程中,由于物体的位置不变,蜡烛像的位置不变。
8.在“探究平面镜成像特点”的实验中:
(1)如图(a)所示,小明应选择________(填“平面镜”“单面镀膜玻璃板”或“双面镀膜玻璃板”),在________(填“较亮”或“较暗”)的环境里做实验。
(2)实验中选择两根完全一样的蜡烛A和C,是为了比较物与像的________关系。
点燃蜡烛A,在寻找蜡烛A像的位置时,小明应该在________(填“A”或“B”)这一侧观察。
(3)如果无论如何移动蜡烛C都无法与A的像重合,这可能是因为________。
(4)经过三次实验,记录的像与物对应的位置如图(b)所示为了得到更多的实验结论,接下来小明应该进行的操作是:
________。
【答案】
(1)单面镀膜玻璃板;较暗;
(2)大小;A;(3)玻璃板没有竖直放置;(4)将对应的像点和物点相连,判断连线是否和镜面垂直,测出像距和物距并进行比较。
【解析】
(1)在同样的实验环境下,用平面镜成像清晰,但不能确定像的位置;单面镀膜玻璃板”和“双面镀膜玻璃板相比,都能确定像的位置,但单面镀膜玻璃板成像更加清晰,且成一个像,故应选择单面镀膜玻璃板。
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。
(2)两根完全相同的蜡烛是为了比较像与物的大小关系;在玻璃板后面不能直接观察到蜡烛的像,只能透过玻璃板才能观察到蜡烛的像,所以应该在A这一侧进行观察,并通过移动蜡烛C来使其与A的像重合。
(3)玻璃板竖直放在水平桌面上,像在水平桌面上,玻璃板没有竖直放置时,像会偏上或偏下,所以如果无论怎样移动蜡烛都无法与像重合,则原因玻璃板没有竖直放置。
(4)为了得到更多的实验结论,应对物距、像距等进行分析,接下来的操作应该是:
将对应的像点和物点相连,判断连线是否和镜面垂直,测出像距和物距并进行比较。
9.小明想用实验探究平面镜成像特点。
实验室提供了如下器材:
①厚为2mm的玻璃板;②厚为8mm的玻璃板;③直尺;④光屏;⑤两个完全相同的蜡烛A、B;⑥白纸。
(1)实验前应选玻璃板________。
(填器材前的序号)
(2)将蜡烛A竖直放在水平桌面的坐标纸上,点燃蜡烛A,观察发现:
玻璃中A的像A'偏高且倾斜。
在图甲所示的a、b、c三种情况中,________图是产生上述现象的原因。
(3)拿未点燃的蜡烛B在玻璃板后来回移动,发现蜡烛B与像A'完全重合(如图乙所示),说明平面镜成________(填“等大”或“放大”)的像。
记录物像的位置A、A'多次实验后,记录情况如图丙所示,据此可得出的结论是________。
(4)小明在B和玻璃板之间竖直放置一张不透明的白纸,他在A侧只能观察到________(填“像A′”或“蜡烛B”)。
这说明像是由于光的________(填“反射”或“折射”)形成的。
【答案】
(1)①;
(2)b;(3)等大;像和物体到平面镜的距离相等;(4)像A′;反射。
【解析】
(1)因为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面,会出现两个像,影响到实验效果,所以应选用薄玻璃,故用厚为2mm的玻璃板。
(2)实验时平面镜必须要竖直放置,如果不竖直,不论怎样移动后面的蜡烛都不可能与前面蜡烛的像完全重合,由图可知,a图平面镜竖直放置,不会出现像偏高的情况,b和c图平面镜没有竖直放置,分别作出蜡烛A的关于平面镜的对称点可知,b图平板玻璃中蜡烛A的像偏低且倾斜,如下图:
;
(3)另外一支相同的蜡烛B与前面的蜡烛A的像完全重合,则说明平面镜所成的像与物体是等大的;根据图丙可知,都是关于玻璃板所在位置对称的,则可得到:
像和物体到平面镜的距离相等;(4)平面镜成的像是虚像,是由光的反射形成的,故用一张不透明纸挡在玻璃板与像之间,她在图甲所示位置观察仍能看到蜡烛的像。
五、探究光的折射规律实验
10.小聪和小明探究光的折射规律的实验:
(1)将半圆形玻璃砖放在标有角度的圆盘上。
如图所示;
(2)________。
记录对应入射角和折射角;
(3)多次改变入射角的大小,重复步骤
(2),并比较分析。
表一
入射角/度
折射角/度
30
18
回答下列问题:
①将步骤
(2)补充完整。
②收集的数据表一所示,小明分析表一实验数据,得出了,当光从空气斜射到玻璃中________。
小聪说,此结论不具有普遍性,请你指出其中的不足。
________
③小明想证明在光的折射时,光路是可逆的。
请结合图,说出的你的操作过程。
(只要求一次操作即可)
【答案】①将一束激光从空气斜射向玻璃砖的圆心O处,激光在O处发生折射;②折射角小于入射角;没有多次测量,得出的结论不具有普遍性;③用另一束光沿BO入射,若折射后光线沿OA射出,则证明折射时光路是可逆的。
【解析】①为了探究光的折射规律,应将一束激光从空气斜射向玻璃砖的圆心O处,激光在O处发生折射,记录对应入射角和折射角;②由表一数据可知,当光从空气斜射到玻璃中时,折射角小于入射角;由于实验中没有多次测量,所以得出的结论不具有普遍性;③为了验证折射现象中光路是可逆的,可以用另一束光沿BO入射,若折射后光线沿OA射出,则证明折射时光路是可逆的。
11.唐大伟同学在做探究光的折射特点实验。
如图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(见表格)。
入射角α
0°
15°
30°
45°
60°
反射角β
0°
15°
30°
45°
60°
折射角γ
0°
11.3°
22.1°
35.4°
40.9°
(1)分析表中的数据,可得出的结论是:
①光从空气斜射到水面时,将同时发生________和________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________(大于/等于/小于)入射角;当光从空气垂直射到水面时,折射角等于零。
(2)根据表格还能观察到反射角________(大于/等于/小于)入射角。
(3)唐大伟同学说根据上述实验中的发现和结论②就能总结出光的折射特点。
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?
请简要说明理由。
答:
________;理由:
________。
(4)请用箭头把题中的光路标出入射光线、折射光线、反射光线的传播方向(有一条光线方向标错,该问不得分)。
【答案】
(1)①反射;折射; ②折射角随入射角的增大而增大;小于;
(2)等于;(3)是;探究过程不完整,还应该做其他多种透明介质之间的折射实验;(4)如图所示。
【解析】
(1)①光从空气斜射到水面时,将同时发生反射和折射现象;②根据表格数据可知,光从空气斜射到水面时,入射角增大,折射角也增大,但折射角都小于入射角。
(2)根据表格还能观察到反射角等于入射角。
(3)探究过程是不完整的;如果光从空气斜射入其他液体或者玻璃等透明固体里,也存在②的关系,得出的结论就具有普遍性,所以还应该做其他多种透明介质之间的折射实验。
(4)因为是光由空气斜射到水中,因此水中的光线为折射光线;又因为折射光线和入射光线分别位于法线两侧,所以空气中左侧的光线为入射光线,右侧的光线为反射光线,如下图所示:
。
12.小明在“初识光的折射现象”和“探究光的折射特点”实验中
(1)如图甲,小明将一束激光射至P点,形成一个光斑,向水槽内慢慢注水,水槽底部光斑的位置将________(选填“向左移动”、“向右移动”或“不动”),这说明光从空气斜射入水中时,传播方向________(选填“会”或“不会”)发生偏折。
(2)如图乙所示,将纸板右半部分绕CD向后翻转任意角度,发现纸板上无折射光束呈现。
此现象说明了:
________;此时纸板上看不到折射光线,下列说法正确的有________[选填下面选项前面的字母]
A.没有折射光线
B.有折射光线但不易看见
C.如果在原折射光线处喷一些烟雾也不可能看见折射光线
(3)如图丙,小明将光沿着AO方向射向水面上的O点,光在水中沿着OB方向射出,调整激光笔使入射光逐步偏离法线,折射光也逐步偏离法线,说明光从空气斜射入水中时,入射角增大,折射角随之________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
当光沿着CO方向射入时会沿OD方向射出,此时折射角为________度。
(4)如图丙,他将光沿着BO方向射向空气时,光在空气中沿着OA方向射出,说明折射光路具有________性。
(5)如图丙,如果光线沿着BO方向射向空气,并逐步增大入射角的度数时(入射点的位置不变),折射光线________消失,而________发生反射现象(选填“一定”或“不可能”)。
【答案】
(1)向左移动;会;
(2)折射光线、入射光线和法线在同一平面内;B;(3)增大;0;(4)可逆;(5)会;一定。
【解析】
(1)光从空气斜射入水或其它透明介质时,折射角小于入射角;小明将一束激光射至P点,形成一个光斑,向水槽内慢慢注水,光线在水面处发生折射,水槽底部光斑的位置将向左移动,说明光从空气斜射入水中时,传播方向会发生改变。
(2)小明继续探究“光从空气射入水中时的折射特点”,将纸板右半部分绕CD向后翻转任意角度,发现纸板上无折射光束呈现,说明折射光线、入射光线和法线在同一平面内;此时纸板上看不到折射光线,但折射光线依然存在,故AC错、B正确;(3)①入射光线和法线的夹角是入射角,折射光线和法线夹角是折射角,图丙中入射光逐步偏离法线,折射光也逐步偏离法线,说明入射角增大,折射角也增大。
②当光沿着NO方向射入时会沿ON′方向射出,此时光线垂直入射不改变传播方向,则此时入射角和折射角都等于0度。
(4)在图丙中将光沿着BO方向射向空气时,光在空气中沿着OA方向射出,说明折射光路具有可逆性。
(5)在图丙中,如果光线沿着BO方向射向空气,在界面处发生折射,同时也会发生反射;若不断增大光在水中的入射角,增大到一定程度,看不到折射光线,产生了全发射;所以折射光线会消失,一定发生反射现象。
六、探究凸透镜成像规律实验
13.小明在“探究凸透镜成像规律及应用”的实验中,凸透镜焦距未知。
(1)将凸透镜安装在光具座上,用________作光源,移动光屏,在光屏上得到________的光斑时,如甲所示,可知该凸适镜的焦距为10cm。
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上,并调整蜡烛火焰、凸透镜及光屏三者的中心,使其大致在________上,为实验探究做好在备。
(3)将点燃的蜡烛移到标尺10cm处,再移动光屏,直到在光屏上得到一个清晰的、倒立的实像,如乙所示,生活中的________就是利用这一成像原理来工作的。
(4)在图乙所示的情况下,保持光屏和凸透镜的位置不变,将蜡烛向右移到标尺15cm处,为了在光屏上再次得到清晰的像,可采取的方法是________。
(5)如果用不透明纸板将凸透镜上半部分遮住,结果________。
A.成像情况没有变化B.不能成实像C.只能成一半的实像D.能成完整的像,但亮度变暗
【答案】
(1)平行光、最小最亮;
(2)同一高度;(3)照相机;(4)在透镜左侧适当位置安装凸透镜;(5)D。
【解析】
(1)光线平行于主光轴的光线经凸透镜会聚于焦点,所以最小最亮的点就是焦点,焦点到光心的距离即为焦距。
(2)需调节三者中心在同一高度,使像成在光屏的正中央;(3)通过观察物距和像距的大小关系,根据凸透镜成实像的规律,当u>v时,成倒立缩小实像,应用是照相机。
(4)向右移动蜡烛,由规律物近像远像变大可知,像会向右移动,如果光屏不动,则像需要向左移动,需要安装凸透镜使其提前成像。
(5)因只是遮挡上半部分,不影响透镜的物距、像距和焦距,所以成像特点不会改变,只是影响通过的光的强度,所以仍能成清晰地像,只是像偏暗。
14.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)该凸透镜的焦距为________cm。
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、________的实像。
(2)若在图乙中烛焰和凸透镜之间放一________(选填“