一聲光和熱學

鄭寧白

近年中招考試中，對于聲學、光學、熱學實驗的考查主要有：真空不能傳聲、聲音的特征、探究晶體的熔化規律、觀察水的沸騰、探究物體的吸熱能力、探究光的反射定律、探究平面鏡成像的規律、探究凸透鏡成像規律等。主要考查實驗儀器放置的注意點、溫度計的讀數、表格數據分析及物理方法。在實驗的題型上，聲現象很少出專門的探究實驗題，一般是以填空題和選擇題的形式出現。光學和熱學實驗的題一般出2、3小問，題目的分值一般不超過5分。

預計2014年中招試題中將會出現聲學、光學或熱學實驗的考題。考查的重點將會放在實驗過程的真實再現，實驗儀器的放置、表格數據的分析、實驗過程的敘述及物理方法方面。題型和分值不會有大的變化。

（一）聲學實驗

實驗突破

1.真空鈴圖1甲中，從已有的事實推知在極限情況下的結果的方法，物理學稱之為理想實驗法；該實驗能證明聲音的傳播需要介質，實驗時抽氣要迅速，聽音量時距離裝置的距離要保持不變。

圖12.音叉和乒乓球圖1乙中，音叉的振動很微小，不容易觀察，用此法可以“放大”音叉的振動，物理上稱之為轉化法或者放大法；在實驗中是以乒乓球跳的遠近，說明音叉振幅的大小。

3.桌子邊沿的直尺圖1丙中，探究影響聲音音調和響度的方法，使用了控制變量法。操作時要用力按緊尺子，防止尺子敲打桌面發聲。

試題演練

1.（2012?濟寧）如圖2所示，敲響右邊的音叉，左邊完全相同的音叉也會發聲，并且把泡沫塑料球彈起。該實驗能說明哪些問題？請你寫出一個：。

圖2圖32.（2013?淮安）圖3是探究聲音產生及其特性的小實驗：（1）用手撥動塑料尺，塑料尺會發出聲音，說明聲音是由物體的而產生。（2）若增大塑料尺振動的幅度，則聲音的增大。（3）改變塑料尺伸出桌邊的長度，會使聲音的發生改變。

3．（2013?廣州）下表是某些介質的聲速v：

介質v/（m?s-1）介質v/（m?s-1）水（5℃）1450冰3230水（15℃）1470軟橡膠（常溫）40至50水（20℃）1480軟木500海水（25℃）1531鐵（棒）5200（1）分析表格的信息，推斷聲速大小可能跟哪些因素有關？（只需寫出兩種）依據是什么？

，。

，。

（2）設海水溫度為25℃，在海面用超聲測位儀向海底垂直發射聲波，經過2s后收到回波，根據公式，計算出海水深度為。

（3）真空中聲速是。

4.(2013?鹽城)微風吹過，金屬管風鈴發出悅耳的聲音。小明想探究管子發出聲音的頻率與長度、直徑的關系。他選取了材料與管壁厚度都相同、長度和直徑都不同的三根直管，將它們用細線懸掛，敲擊后，測出各自發出聲音的頻率，數據如下表：

編號長度/cm直徑/cm頻率/Hz11.502131231.002.001284348.502.50656（1）用刻度尺測量1號管長度如圖4所示，讀數是cm。

圖4（2）三根管中音調最低的是號。

（3）根據表中數據，能否得出“管子發出聲音的頻率隨長度、直徑的增大都會減小”的結論？請說明你的理由。

答：（填“能”或“不能”）；理由：。

（4）小明發現懸掛的金屬管發出聲音時在做有規律的擺動，認為金屬管發出的聲音是由于擺動所產生的。請設計一簡單的實驗來檢驗小明的想法，簡要寫出實驗方案和判斷方法。

實驗方案：。判斷方法。

圖55．(2013?陜西）物理興趣小組的同學們利用圖5所示裝置，探究反射聲音的強弱與充當反射面的材料是否有關，他們將發聲的鬧鐘置于紙筒A內，將充當反射面的材料置于O處，通過紙筒B傾聽反射鈴聲的強弱。

（1）保持紙筒A和紙筒B的位置，只改變充當反射面的材料，讓同一同學傾聽反射聲音的強弱，實驗結果如下表。

反射面材料大理石玻璃板木板棉布毛巾海綿反射聲音的強弱最強強強較強弱幾乎聽不到（2）分析實驗結果可以得出：在其他條件相同時，反射聲音的強弱與充當反射面的材料，你還可以得出的結論是。（寫出一條即可）

（3）實驗結果表明，玻璃板和木板反射聲音的強弱無法分辨，有同學認為可能是人耳對聲音強弱分辨能力不夠造成的，對此，請你提出一個改進的措施或方法。

（4）類比光的反射，你認為利用該裝置還能研究的問題是。（寫出一條即可）

（5）如果利用聲音的反射現象，測量聲音在空氣中的傳播速度，應該選擇作為反射面效果最好。

（二）光學實驗

實驗突破

1.光的反射：圖6甲中，將紙板沿ON向后翻折，紙板下將看不到反射光線，說明反射光線跟入射光線和法線在同一平面內。入射光沿FO射向平面鏡，反射光線將沿OE射出，說明光路是可逆的。利用讓光貼著紙板傳播(利用漫反射)的方法顯示光線，注意描述結論時，入射是自變量，反射是因變量。

圖62.平面鏡成像：圖6乙中，為什么用玻璃板代替平面鏡?為了便于找到并確定像的位置。為什么用兩根等大的蠟燭？便于比較像與物的大小關系。為什么有時候無法使后面蠟燭與前面蠟燭所成的像重合?玻璃板與桌面不垂直。為什么有時候會看到兩個像?玻璃板的兩個表面發生兩次反射成兩個像。在實驗中選較薄的、茶色的、鍍膜的玻璃板較為理想。處理數據時，先連接對應點的連線，再判斷連線是否與鏡面垂直，最后測量像和物到鏡面的距離并判斷是否一樣。

3.探究凸透鏡成像規律：圖6丙中，成虛像時：物距越小，像距越小，像也越小；物距越大，像距越大，像也越大。如果在光屏上得到一個和凸透鏡等大的光斑，那么蠟燭放在凸透鏡的焦點上；如果剛開始在光屏上得到一個倒立縮小的實像，將光屏和蠟燭的位置對調，光屏上將得到一個倒立放大的實像。本實驗探究的是焦距一定時，凸透鏡的成像規律，實驗時注意調整燭焰、透鏡和光屏三者的中心大致在同一高度；每次都要反復調節光屏的位置，直到光屏上呈現的像最清晰，這樣測得的像距最準確。

試題演練

圖71.（2013?義烏）如圖7所示是研究平面鏡成像的實驗裝置圖，其中甲為放在玻璃板前面的點燃的蠟燭，乙為平面鏡所成的像。為確定像的位置，此時需拿一支（填“點燃”或“未點燃”）的同樣的蠟燭，豎立在玻璃板后面，移動蠟燭直到看上去它跟（填“甲”或“乙”）完全重合。

2．（2013?泰州）在探究凸透鏡規律的實驗中，當蠟燭與透鏡的距離為20cm時，光屏上得到清晰等大的像，則該透鏡的焦距是ｃｍ。增大蠟燭與透鏡的距離，為在光屏上再次得到清晰的像，就將光屏向（填“靠近”或“遠離”）透鏡的方向移動，應用這一成像特點可制成。

圖83.（2013?威海）如圖8所示，a、b、c、d是距凸透鏡不同距離的四個點，F為焦點。日常生活中所用的幾種光學儀器的成像原理與物體在不同點時的成像情況相對應，其中照相機是根據物體放在點時的成像特點制成的，幻燈機是根據物體放在點時的成像特點制成的。

圖94．（2013?蘇州）如圖9所示，光會聚于b點，在虛線區域內放甲透鏡后，光會聚于主光軸MN上的c點；在虛線區域內換放乙透鏡后，光會聚于主光軸MN上的a點。現小明想進一步探究凸透鏡成像的特點，應選擇（填“甲”或“乙”）透鏡。小明選擇好透鏡后在光具座上進行實驗：當物體距離透鏡8cm時，在透鏡另一側光屏上成一清晰放大的實像；若保持物體與光屏的位置不變，把透鏡向光屏方向移動2cm，在光屏上又成一清晰縮小的實像。當物體距離透鏡4cm，成像，在照相機、放大鏡和投影儀中，成像情況類似的是。

圖105.（2013?株洲）圖10是物體AB經照相機鏡頭成像原理示意圖，當AB沿主光軸遠離鏡頭時，則物體上A點的像A′會沿（）

A.A′O移動

B.A′F移動

C.水平向右移動

D.水平向左移動

6．（2013?成都）在探究凸透鏡成像規律的實驗中，小聰選用了焦距為10cm的凸透鏡。他將凸透鏡固定在光具座上50cm刻度線處，將點燃的蠟燭放置在光具座上35cm刻度線處，當光屏移動到如圖11所示刻度線處時，在光屏上恰好呈現出燭焰清晰的像。如果將蠟燭從圖中位置移動，關于該實驗下列說法正確的是（）

圖11A．蠟燭向左移動2cm，光屏應向右移動到適當位置才能呈現燭焰清晰的像

B．蠟燭向右移動10cm，光屏應向右移動到適當位置才能呈現燭焰清晰的像

C．蠟燭向右移動2cm，光屏應向右移動到適當位置才能呈現燭焰清晰的像

D．蠟燭移到20cm刻度線處，光屏應移動到70cm刻度線處才能呈現燭焰清晰的像

圖127.（2013?蘇州）某同學在做探究光的折射特點實驗，如圖12是光從空氣射入水中時的光路，實驗中發現，入射光線、折射光線和法線在同一平面內，折射光線和入射光線分別位于法線的兩側，通過實驗還得到如下數據：

入射角α0°15°30°45°60°反射角β0°15°30°45°60°折射角γ0°11.3°22.1°35.4°40.9°（1）分析表中數據，可得出結論：

①光從空氣斜射到水面時，將同時發生現象。

②光從空氣斜射到水面時，折射角隨入射角的變化關系是：，且折射角（填“大于”、“等于”或“小于”）入射角。當光從空氣垂直射到水面時，折射角等于零。

該同學根據上述實驗中的發現和結論②總結出了光的折射特點。

（2）請你對該同學通過上述探究實驗得出光的折射特點的過程作出評價。

是否存在不足？答：（填“是”或“否”）；請簡要說明理由：。

8．（2013?玉林）下面是小華進行探究“平面鏡成像特點”的活動過程。

（1）實驗室有厚為0.2cm的透明玻璃板A和厚為0.5cm的透明玻璃板B。為了減小誤差，他應該選用(填“A”或“B”)玻璃板做實驗。

圖13（2）為了便于觀察，該實驗最好在(填“較明亮”或“較黑暗”)的環境中進行。

（3）如圖13所示，把點燃的a蠟燭放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像，如果將a蠟燭向玻璃板靠近，像的大小會（填“變大”、“不變”或“變小”)。

（4）如果在a蠟燭像的位置上放一張白紙做屏幕，則在白紙板上（填“能”或“不能”)承接到a蠟燭的像。這說明平面鏡所成的像是像。圖14

9.（2013?淮安）依據日常生活經驗，小明同學認為平面鏡所成的像在平面鏡的后方，但具體在什么位置不能確定。經過思考，小明設計出探究方案，裝置如圖14所示。

（1）其既能光線，又能透射光線的特點。

（2）實驗中選用橡皮泥的作用是，此操作過程需注意的是。

圖1510.(2013?武漢)某同學利用兩支同樣的蠟燭等實驗器材探究平面鏡成像的特點。

（1）實驗時，在桌面上鋪一張大紙，紙上豎立一塊，作為平面鏡。在紙上記下平面鏡的位置，把一支點燃的蠟燭放在鏡前，可以看到它在鏡后的像。再拿一支的蠟燭，豎立著在鏡后移動，直到看上去它跟前面那支蠟燭的像。

（2）他在白紙上記下了兩支蠟燭的位置，如圖15所示，A、B分別表示兩支蠟燭，請畫出該同學在S處看到蠟燭在平面鏡中所成像的光路圖（保留作圖痕跡）。

11．（2013?伊春）在某次探究凸透鏡成像規律的實驗中，所使用的凸透鏡焦距是15cm。

圖16（1）實驗前要調整燭焰的焰心、透鏡的光心、光屏的中心在同一高度，目的是。

（2）如圖16所示，當把凸透鏡固定在50cm刻度線位置，蠟燭固定在15cm刻度線位置時，光屏應在(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)區域內左右移動，才能在光屏上得到清晰的(填“放大”或“縮小”)倒立的實像，(填“照相機”或“投影儀”)是根據這一原理制成的。

（3）如果保持光屏的位置不變，把蠟燭向左移動一小段距離時，要想在光屏上得到清晰的像，應該在凸透鏡和蠟燭之間放置一個焦距適當的(填“凸透鏡”或“凹透鏡”)才能實現。(填“近視”或“遠視”)眼就是利用這種透鏡矯正的。

12．（2013?柳州）小亮在做“探究凸透鏡成像規律”的實驗時，經歷了以下過程。

圖17（1）在陽光下測定凸透鏡的焦距(如圖17甲所示)。實驗表明，凸透鏡對光線有作用，該凸透鏡的焦距為cm。

（2）點燃蠟燭后，調節燭焰中心、中心和光屏中心大致在同一高度上。

（3）在實驗過程中，當蠟燭與透鏡的距離如圖17乙所示時，在光屏上可得一個清晰的像，這個像是(填“放大”或“縮小")、倒立的像，生活中的就是利用這個規律制成的。

圖1813.如圖18所示，讓一束太陽光通過擋光板的夾縫照射到三棱鏡的一個側面上，用光屏接收到從三棱鏡的另一側射出的光線。

（1）實驗時，一邊慢慢轉動三棱鏡，一邊注意觀察光屏，在光屏上可觀察到彩色光帶，這說明。

（2）如果分辨不清光屏上彩色光帶的色彩，可以適當(填“增大”或“減小”)光屏與三棱鏡間的距離。

（3）光屏上A、B是彩色光帶邊緣的色光，其中B為光，用溫度計測試不同區域內光的熱效應時，為了使它的示數變化更明顯，改進措施是。

（三）熱學實驗

實驗突破

1.晶體的熔化：圖19甲所示，實驗中用了“水浴法”加熱固體，這能使固體均勻受熱。在組裝實驗裝置時要從下往上組裝；注意溫度計的玻璃泡要完全浸在被測物體中，不要碰容器底和容器壁。水浴法加熱的好處是：使用攪拌器讓晶體受熱均勻，用適量水的目的是讓晶體受熱均勻。既要讓晶體完全浸入水中，水又不能太多而導致實驗時間過長。

圖192.水的沸騰：圖19乙所示，做實驗時水的沸點不是100℃，可能的原因是：當時氣壓不是一標準大氣壓；水中有雜質；溫度計不準等。液體的沸點隨氣壓的增大而增大，隨氣壓的減小而減小。為了加快水的沸騰，可以用溫水做實驗，可以用少量的水做實驗，可以在燒杯上加蓋子。在實驗中加水要適量，太少了無法觀察水的沸騰現象，太多了會增加實驗時間。為了縮短實驗時間，要加蓋，用溫水，加水要適量。

圖203.比較不同物質的吸熱能力：圖20所示的是“比較不同物質的吸熱能力”的實驗。用酒精燈同時開始均勻加熱質量和初溫都相等的甲物質和乙物質。可得到：①質量相同的兩種物質吸收相同的熱量，溫度升高慢的物質吸熱能力強，比熱容大；②質量相同的兩種物質升高相同的溫度，需要吸收熱量多的物質吸熱能力強，比熱容大。在實驗中要注意控制Q、m、Δt變量一樣，還要保證加熱環境、容器等條件相同。

試題演練

1.（2013?婁底）王鵬同學用如圖21甲所示裝置探究萘熔化時溫度的變化規律，并根據實驗數據描出萘熔化時溫度隨時間的變化圖象，如圖21乙所示。請回答下列問題：

（1）將裝有萘的試管放入水中加熱，而不是用酒精燈直接對試管加熱，這樣做不但能使試管受熱均勻，而且萘的溫度上升速度較（填“快”或“慢”），便于及時記錄各個時刻的溫度。

（2）除圖21甲所示實驗器材外，還需要的實驗器材有火柴和。

圖21（3）分析圖象21乙可獲得的信息有：（填一條即可）。

2．（2013?長沙）在做“探究物質熔化規律”的實驗時，小軍采用了如圖22甲所示的實驗裝置進行實驗，并將實驗數據描繪成如圖22乙所示的圖象。

圖22（1）由圖22乙圖象可知，該物質是（填“晶體”或“非晶體”）。

（2）BC段表明該物質處于態。

（3）該物質在AB段的比熱容比CD段的比熱容。

3．（2013?福州）在做“觀察水沸騰”的實驗時，

（1）A組同學用的是如圖23甲所示裝置，他們測出的水溫將偏（填“高”或“低”）。

圖23（2）圖23乙是B組同學在實驗某時刻溫度計的示數，此時水的溫度是℃。

（3）B、C兩組同學雖然選用的實驗裝置相同，但將水加熱到沸騰用的時間不同，他們繪制的溫度隨時間變化的圖象如圖23丙所示。分析圖象可知：水的沸點是℃，當時的大氣壓（填“<”、“>”或“=”）1標準大氣壓；B、C組得到b、c兩種不同圖象的原因可能是水的不同。

4．（2013?鎮江）圖24甲乙分別是兩種固體熔化時溫度隨時間變化的圖象。

圖24（1）圖24甲所對應的固體屬于（填“晶體”或“非晶體”），理由是。

（2）圖24乙是冰的熔化圖像，處于冰水混合狀態的是圖中段，在此過程中，混合物需要熱量，總體積。

（3）已知冰的比熱容比水的小。圖24乙中C點對應冰剛好完全熔化，若此后繼續加熱一會兒，則水溫隨時間變化的圖線是。

5．（2013?德州）物理實驗小組用如圖25所示的裝置探究“水的沸騰”實驗：

測溫物質凝固點/℃沸點/℃水銀-39℃357℃酒精-117℃78℃圖25（1）由表格可知，本次實驗應選用測溫物質為的溫度計。

（2）實驗小組觀察到水沸騰前和沸騰時水中氣泡的情況如圖26甲乙所示，圖中（填“甲”或“乙”)是水在沸騰時的情況。

（3）圖26丙中a、b是兩個實驗小組分別繪制的沸騰圖象，由圖象可知實驗中他們所用水的不同。

圖26（4）實驗中為了減少從開始加熱到沸騰所用的時間，可以采取的措施是（寫出一種即可）。

6．（2013?十堰）小明利用如圖27所示裝置和器材，探究水的沸騰特點和物質的吸熱能力。

（1）小明設計的電路中的R甲、R乙必須滿足的條件是。

（2）只閉合開關S2，觀察水的沸騰，測得數據如下表：

時間（min）012345678溫度（℃）909294969798989898圖27分析數據可知，水沸騰過程中的特點為：。

（3）斷開S2，待水冷卻后，繼續探究物質的吸熱能力。小明應控制水和煤油的、初溫相同。應先閉合開關，再閉合開關，并控制水的末溫低于℃。實驗表明：水的末溫比油，水的吸熱能力比油強。

7.（2013?揚州）如圖28所示，在兩個相同的燒杯中分別裝有質量、初溫都相同的水和沙子，用兩個相同的酒精燈對其加熱。

圖28（1）加熱相同時間后，分別測量兩者的溫度，發現沙子的溫度明顯高于水，這是因為；加熱時攪拌沙子，目的是。

（2）在兩燒杯上方分別蓋上玻璃片，過一會兒發現裝水燒杯上方的玻璃片內側有小水珠，用手摸兩個玻璃片，發現裝（填“沙子”或“水”）燒杯上方的玻璃片溫度比較高，原因是。

參考答案

（一）聲學實驗試題演練

1.空氣可以傳聲、聲音是由物體的振動產生的、發聲體在振動、聲音可以傳遞能量（答出一條即可）

2.振動響度音調

3.(1)聲速大小可能和溫度有關，聲音在5℃、15℃、20℃的水中的速度不同；聲速大小可能和介質有關，聲音在水、海水、冰、鐵等不同介質中速度不同。(2)1531m(3)0m/s

4.（1）20.50（2）3（3）不能沒有控制變量（4）將金屬管懸掛，輕推使其擺動。若能聽到其發聲，則說明發聲是由擺動產生的，反之則不是由擺動產生的

5.（1）不變（2）有關其他條件相同時，海綿吸聲效果最好（3）用儀器代替人耳測量反射聲音的強弱（4）最強反射聲的方向與入射聲的方向是否有關等（5）大理石

（二）光學實驗試題演練

1.未點燃乙

2.10靠近照相機

3.ac

4.乙正立、放大的虛放大鏡

5.B

6.C

7.（1）①反射、折射②折射角隨入射角的增大而增大小于（2）是三次實驗數據可以，但沒有換用其他透明介質做此實驗

8.（1）A（2）較黑暗（3）不變（4）不能虛

9.（1）反射（2）能固定玻璃板玻璃板一定要豎直放置

10題答案10.（1）玻璃板沒有點燃完全重合

（2）如圖所示

11.（1）使每一次成實像時，像成在光屏中央（2）Ⅱ縮小照相機（3）凹透鏡近視

12.（1）會聚12（2）凸透鏡（3）縮小照相機

13.（1）太陽光是由多種色光組成的（2）增大（3）紫溫度計的玻璃泡涂黑

(三)熱學實驗試題演練

1.（1）慢（2）秒表（3）萘的熔點是80℃；萘的初溫是50℃

解析：（1）將裝有萘的試管放入水中加熱，這是水浴法，采用水浴法，萘的溫度變化比較均勻，并且變化比較慢，便于記錄實驗溫度。（2）從圖象知，記錄的數據有溫度和時間，測量溫度需要溫度計，測量時間需要秒表，實驗器材還缺少秒表。（3）由圖象知，該物質在熔化過程中溫度保持80℃不變，該物質為晶體，其熔點為80℃，該物質在熔化過程中吸熱，但溫度保持不變，從第10min開始熔化，到第25min完全熔化完，在10min前為固態；10min到25min之間是固液共存態；25min后是液態等。

2.（1）晶體（2）固液共存（3）小

3.（1）高（2）92（3）98<質量

4.（1）非晶體沒有固定的熔點（2）BC吸收減小（3）CF

5.（1）水銀（2）甲（3）質量（或體積）（4）適當減少水的質量（或體積），適當提高水的初溫等

6.（1）R甲=R乙（2）水在沸騰過程中溫度不變（3）質量相同S1S298低

7.（1）水的比熱容大（或沙子的比熱容小）使沙子受熱均勻（2）水水蒸氣液化放熱