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 0.89C 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“近视”或“远视”）眼镜的镜片，则将光屏重新向
右移动才能再次看到清晰的像。若在图乙中用塑料吸管对准 A 点沿垂直于纸面方向持续用力吹气，发现
光屏上“烛焰尖部”变模糊，则将光屏向________移动，“烛焰尖部”呈现的像又会变清晰（选填“左”或
“右”）。
（3）若在图乙中将凸透镜和光屏分别移到 55cm 和________cm 刻度线处，可以再次呈现清晰倒立等大
的像。
【答案】（1）10.0；放大；（2）近视；左；（3）75。
【解析】（1）光屏上得到一个最小、最亮的光斑，即凸透镜的焦点；则由图知，该凸透镜的焦距 f＝
60.0cm﹣50.0cm＝10.0cm；当蜡烛、凸透镜位于图乙中刻度对应的位置时，物距为 50.0cm﹣35.0cm＝
15.0cm，物距大于 1 倍焦距而小于 2 倍焦距，所以此时凸透镜能成倒立、放大的实像；（2）图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像，烛焰和凸透镜之间放一眼镜片后，光屏向右移动才能在光屏上成清晰的像，
说明在凸透镜前面放的透镜对光线起发散作用；因近视眼镜的镜片为凹透镜，且凹透镜对光线有发散作
用，所以该眼镜是近视眼镜；在图乙中用塑料吸管对准 A 点沿垂直于纸面方向持续用力吹气，A 点气体
流速变大，则 A 点处气体压强变小，烛焰将向左移动，物距增大，像距应减小，所以应将光屏向左移动，
“烛焰尖部”又会变清晰。（3）在图乙中将凸透镜移到55cm刻度线处，此时物距为u＝55cm﹣35cm＝20cm，
u＝2f，成倒立、等大的实像，像成在凸透镜另一侧的二倍焦距处，故应将光屏移到 55cm+20cm＝75cm
的位置。
15．在探究“凸透镜成像规律”实验中如图所示：
（1）由图甲可知，该凸透镜的焦距是________cm。
（2）如图乙所示，蜡烛位置不变，移动透镜至 45cm 刻度线处，则人眼在________（选填“A”、“B”或
“C”）处能观察到蜡烛的像，像是图丙中的________（选填“1”、“2”、“3”或“4”）。
（3）实验完成之后，小莉把自己的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，如图丁所示，光屏上原来清晰的像
变得模糊了，若想在光屏上重新得到清晰的像，在不改变蜡烛和凸透镜位置的情况下，应将光屏________
（选填“靠近”或“远离”）凸透镜。
【答案】（1）10.0；（2）B； 4；（3）远离。
【解析】（1）如图，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，
焦点和光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是 60.0cm﹣50.0cm＝10.0cm；（2）凸透镜焦距
为 10.0cm，使蜡烛位置不变，移动透镜至 45cm 刻度线处，u＝5cm，小于焦距，物距小于焦距成正立放
大虚像，则人眼在 B 处观察到蜡烛的像，像是图丙中的 4；（3）近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发
散作用，近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，则成像远离透镜，若想在光屏上重新得到清晰的像，在不改
变蜡烛和凸透镜位置的情况下，应将光屏远离透镜。
16．如图所示，阳阳在做“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）实验前，他打算先测出凸透镜的焦距，可是当天阴天，老师告诉他可以用下面的方法测量焦距。①将蜡烛（含蜡烛托）、凸透镜以及光屏从左往右安装在光具座上。点燃蜡烛，将蜡烛和光屏移至凸透镜
附近，调整蜡烛、凸透镜及光屏的高度，使烛焰中心、凸镜中心和光屏中心在________。
②将凸透镜固定在光具座中央，同时缓慢地将蜡烛和光屏往远离凸透镜移动，移动过程中始终保证两者
到凸透镜的距离相等，当光屏上出现烛焰清晰的像时，记录光屏到凸透镜中心的距离。若该距离为
18cm，则此凸透镜焦距约是________cm。
（2）测出焦距后，把蜡烛放在 0 刻度线处时（如图所示），________（选填“向左”“向右”或“不”）。
移动光屏，会在光屏上得到一个倒立、________的实像（填写像的性质）；________（填光学仪器）就是
利用这一成像规律工作的。
（3）在（2）已经成清晰像的基础上，如果将蜡烛和光屏的位置对调，________（选填“向左”“向右”或
“不”）移动光屏，会在光屏上得到一个清晰的像。
（4）随着蜡烛燃烧而变短，光屏上成的像将向上移动。由于影响到了实验的进行，这时最简单合理的调
整是________。
A．只需将凸透镜向下移动些
B．只需将光屏向上移动些
C．将凸透镜和光屏向下移一些
D．蜡烛适当向上调一些
（5）为了彻底解决（4）中出现的问题，阳阳用 F 形 LED 光源代替蜡烛继续实验，若用黑纸遮掉光源的
上半部分，光屏上成像的情况是________。
A．只出现光源上半部分的像
B．只出现光源下半部分的像
C．仍然是完整的像，只是变暗些
D．成像情况像不受任何影响【答案】（1）①同一高度；②9；（2）向左；缩小；照相机；（3）不；（4）D；（5）B。
【解析】（1）①调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰中心大致在同一高度。其目的是使像成
在光屏的中央；②将凸透镜固定在光具座中央，同时缓慢地将蜡烛和光屏往远离凸透镜移动，移动过程
中始终保证两者到凸透镜的距离相等，当光屏上出现烛焰清晰的像时，记录光屏到凸透镜中心的距离，
物距等于二倍焦距成倒立等大实像，像距等于二倍焦距，若该距离为 18cm，u＝v＝18cm＝2f，则此凸透
镜焦距约是 9cm；
（2）测出焦距后，把蜡烛放在 0 刻度线处时（如图所示），物距大于 2 倍焦距，像距大于 1 倍焦距小于 2
倍焦距，故向左移动光屏，会在光屏上得到一个倒立、缩小的实像；照相机就是利用这一成像规律工作
的；（3）保持凸透镜的位置不变，将蜡烛与光屏的位置对调后，则蜡烛在二倍焦距和焦距之间，根据凸
透镜成像的规律可知，不移动光屏，此时成倒立放大的实像，这是因为光在折射时光路是可逆的；（4）
随着蜡烛燃烧而变短，根据过光心不改变方向，像会向上移动；为了使像成在光屏的中央位置，最简单
合理的调整是蜡烛适当向上调一些，故选 D；（5）遮住光源的上半部，光源下半部分上的光任一点射向
凸透镜，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小只有光源下半部分，故选 B。
七、探究分子动理论实验
17．如图实验所示，根据相关知识解答问题：
（1）如图①所示，甲杯中盛有 4℃的冷水，乙杯中盛的是 85℃的热水，甲乙两杯水的质量相等。它们都
静止在水平桌面上，同时向两个水杯中滴入一滴红墨水，经过几分钟观察到如图所示的现象。由此可知，
________越高，分子运动越________。
（2）如图②所示，将两个铅柱的底面削平、干净后，紧紧压在一起，两个铅块就会结合起来，甚至下面吊一个钩码都不能把它们拉开，这个实验主要说明________。把磨得很光滑的铅块和金块紧压在一起，
在室温下放置 5 年后再将它们切开，可以看到它们彼此渗入约 1mm，这有表明固体也能发生________现
象。
（3）向图③玻璃管中先装入 50cm3 的水，再注入 50cm3 的酒精，水和酒精充分混合后的总体积________
（选填“大于”“小于”或“等于”）100cm 3，这个试验主要说明________。为使实验现象更明显，应选用长
度较________（长/短）的玻璃管。
【答案】（1）温度；剧烈；（2）分子间有引力；扩散；（3）小于；分子间有间隙；长。
【解析】（1）甲乙两杯水的质量相等，同时向两个水杯中滴入一滴红墨水，发现热水中的墨水扩散的快。
故可说明温度越高，分子的热运动就越剧烈。（2）将两个底面平整、干净的铅柱紧压后，两个铅柱的底
面分子之间的距离比较大，表现为引力，使两个铅柱结合在一起，甚至下面吊一个钩码都不能把它们拉
开。把磨得很光滑的铅片和金片紧压在一起，在室温下放置 5 年后再将它们切开，可以看到它们互相渗
入约 1mm 深，表明固体之间也能发生扩散现象。（3）水分子和酒精分子在不停地做无规则的运动，因为
分子间存在着空隙，酒精分子和水分子分别进入了对方分子的空隙中，所以酒精和水混合后的总体积小
于酒精和水的体积之和。容积一定时，玻璃管越长、内径越细，更容易观察到混合液体的总体积减小，
因此应选取长度较长的玻璃管。
18．小明同学为了探究扩散问题而设计了如下一系列实验：
（1）通过 A 实验可发现：________。
（2）B 实验你认为有什么不妥：________。
（3）小明设计的实验都是在相同的环境下做的。他把上述实验修改后，再把 A、B、C 三个实验放在一
起进行综合分析比较，最后他得出如下结论：①扩散现象说明分子在________；②在物质的三种状态中，
________态的扩散现象最明显。
【答案】（1）墨水在热水中扩散的快；（2）装空气的瓶子应放在上面，因为空气的密度小于二氧化氮的密度；（3）①不停地做无规则运动；②气。
【解析】（1）墨水在热水和冷水中扩散快慢不同，在热水中扩散快，说明温度越高，分子的无规则运动
越剧烈；（2）二氧化氮的密度大于空气的密度，如果把二氧化氮气体放到上方的话，由于自身密度大的
缘故，二氧化氮分子也会下沉到下方的空气瓶子中去，就不能说明分子在不停地做无规则运动，因此要
把密度小的空气瓶子放到上方，把装二氧化氮的瓶子放在下方；（3）①扩散现象说明了组成物质的分子
在不停地做无规则运动；②由实验可知，气态物质间扩散最快，固态物质间扩散最慢。
19．如图所示，两个相同瓶子的瓶口相对，之间用一块玻璃板隔开，上面的瓶中装有空气，下面的瓶中装
有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体。抽掉玻璃板后，我们观察到红棕色气体逐渐进入上瓶，下瓶中
气体颜色逐渐变淡，最后两瓶中气体颜色变得均匀。
（1）物理学中把这个现象叫做________。
（2）此现象表明：________。
（3）小阳建议：把装有二氧化氮气体的瓶子放在装有空气的瓶子的上面，这样做既能表明上述观点，还
可以使实验现象更明显。你认为小阳的建议________（选填“可以”或“不能”）采纳，因为________。
【答案】（1）扩散；（2）分子在不停地做无规则运动；（3）不能；二氧化氮的密度大于空气，在重力
作用下也会出现相同的现象，不能说明分子在不停地做无规则运动。
【解析】（1）抽掉玻璃板后，可看到两种气体逐渐混合在一起，颜色变得均匀，这是分子运动的结果，
是扩散现象；（2）扩散现象说明分子在不停地进行无规则运动；（3）如果把装着红棕色二氧化氮气体
的瓶子放在上面，空瓶子放在下面，由于二氧化氮的密度大于空气，在重力作用下也会出现相同的现象，
不能说明分子在不停地做无规则运动，所以小阳的建议不能采纳。
八、探究物质的吸热能力实验
20．小强随家人到海边玩耍时，发现阳光下的海水和岸边的沙子温差很大。于是他设计了如图甲所示的实验装置想比较沙子和水这两种物质比热容的差异。实验过程中所使用仪器规格完全相同。请你来帮他完
成实验：
（1）测量出________相同的水和沙子，然后安装仪器，并记下沙子和水的初始温度。
（2）在实验时只要控制________相同就可以确定水、沙子吸收了相同的热量；图乙为小强记录的实验数
据，是可知沙子的比热容________水的比热容（选填“大于”、“小于”或“等于”）
（3）完成实验后小强认为本套实验装置还有许多可以改进的地方，请你帮他提出一条改进意见：________。
【答案】（1）质量；（2）加热时间；小于；（3）用搅拌棒对沙子和水进行搅拌，让其受热均匀。
【解析】（1）据题意可知，要比较沙子和水这两种物质比热容的差异，需要控制水和沙子的质量相同；
（2）因实验过程中所使用仪器规格完全相同，根据转换法，在实验时只要控制加热时间相同就可以确定
水和沙子吸收了相同的热量；由两种物质的温度﹣时间变化图象可知，在相同的时间内（即吸收的热量 Q
吸相同），且质量相同，而水的温度变化小，根据 Q 吸＝cm△t 可知，所以水的比热容大，沙子的比热容
小；（3）从实验过程分析可知，该装置没有用搅拌棒对沙子和水进行搅拌，物质受热不均匀，所以改进
措施是：用搅拌棒对沙子和水进行搅拌，让物质受热均匀；同时该装置中没有温度计，所以改进措施是：
用温度计测量两装置中物质的温度。
21．小华在家里学习烧饭做菜的过程中，经常要加热油和水，因此，她对一些物理现象有了一定的感性认
识，她猜想油的比热容比水小。
（1）能够支持她这一猜想的事实有________。
A．相同条件下，加热时油比水热的快
B．油能把食物炸的焦黄，而水不能C．油能漂在水面上
D．油比水难蒸发
（2）她设计了探究实验如图所示电路，三个规格相同的锥形瓶内分别装有质量相同，初温同为 16℃的
煤油或水，①、②、③分别表示温度计序号。
①为比较水与煤油的比热容大小，应闭合开关________，观察两支温度计________（填温度计序号）示
数的变化。
②为探究“电流通过导体产生热量的多少与电阻大小的关系”，应只闭合开关________，观察两支温度计
________（填温度计序号）示数变化情况。
【答案】（1）A；（2）①S1、S2、S3；①③；②S2；①②。
【解析】（1）A、油的比热容小于水的比热容，由△t＝ 分析，相同质量的水和煤油吸收相同的热量，
油的温度变化更快，A 正确；B、油能把食物炸黄，而水不能，只能说油比水的沸点高，B 错误；C、油
能漂在水面上，说明油的密度比水小，C 错误；D、油比水难蒸发，不能说明油的比热容比水小，D 错
误；（2）①需使相同的加热源给水和煤油加热，需使电阻均为 2R0 阻值对水和煤油加热，由 Q＝I2Rt 和
Q＝ t 可知，可使两电阻串联或并联，根据电路图可知，两电阻可形成并联电路，因此需闭合开关 S1、
S2、S3，观察温度①③示数的变化，可比较出水和煤油比热容的大小；②探究电流通过导体产生热量的
多少与电阻大小的关系”时，需保证通过两电阻的电流和通电时间相等，电阻不同，因此需使不同的电阻
串联，故需闭合开关 S2，断开 S1、S3，使 R0 和 2R0 串联，然后观察温度计①②示数的变化。
22．小明同学想测量家中色拉油的比热容。设计了如下的方案：
①在两个相同的易拉罐中分别装入 200g 水和 200g 色拉油，测得它们的温度均为 20℃；
②按如图所示的装置，将器材装配好；③用酒精灯给水加热 4min，测得其温度为 32℃；
④用同样的方法给色拉油加热 4min，测其温度 48℃；
⑤整理器材，并计算色拉油的比热容。
请替小华完成计算过程：
（1）加热 4min，水吸收到的热量是 Q 水＝________J；（已知：c 水＝4.2×103J/（kg•℃）
（2）色拉油吸收的热量等于水吸收的热量，即 Q 色拉油＝Q 水；
（3）计算出色拉油的比热容为 c 色拉油＝________J/（kg•℃）；
（4）除了这种方案，你还有其他的方案吗？请简单说明你的方案：________。
【答案】（1）1.008×104；（3）1.8×103；（4）使相同质量的水和色拉油升高相同的温度，比较吸收的热
量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强。
【解析】（1）加热 4min，水吸收到的热量是：Q 水＝m 水 c 水△t＝0.2kg×4.2×103J/（kg•℃）×（32℃﹣20）℃
＝1.008×104J；（2）色拉油吸收的热量等于水吸收的热量，即 Q 色拉油＝Q 水；（3）根据 Q＝mc△t，色
拉油的比热容为：
c 色拉油＝ ＝ ＝1.8×103J/（kg•℃）；
（4）小明比较比热容的方法是：使相同质量的不同物质吸收相同的热量，比较温度的变化；另一种方案
是：使相同质量的水和色拉油升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热
能力强。
23．如图，两个相同规格的电加热器加热质量、初温都相同的不同液体，若液体吸收的热量等于电加热器
放出的热量，加热时间相同且液体均未沸腾，则在加热结束时，温度较低的液体吸收的热量________温度较高的液体吸收的热量，加热结束时温度较高的液体比热容较________，请利用相关物理公式加以说
明你的判断依据：________。
【答案】＝；小；根据吸热的公式 Q＝cm△t，在质量相同时、吸收相同的热量，温度较高的物质比热容
较小。
【解析】（1）相同规格的电热器相同时间内放出的热量相等，液体未沸腾，液体吸收的热量相等，与液
体变化的温度没有关系；（2）根据 Q 吸＝cm△t 可知，在质量相同时、吸收热量相同的条件下，变化的
温度△t 越大，比热容越小。
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