专题22 光学和热学实验-2021年全国中考物理真题全解全析汇编（第七期）

2021年全国中考物理真题全解全析汇编（第七期）专题22光学和热学实验第一期汇编试题来源：2021年江苏连云港、2021年四川乐山、2021年四川泸州、2021年四川遂宁、2021年云南、2021年浙江湖州、2021年浙江金华、2021年浙江丽水、2021年安徽、2021年浙江嘉兴、2021重庆A卷年、2021年重庆B卷等13套试卷。第二期试题来源：2021年浙江温州、2021年浙江宁波、2021年四川内江、2021年四川南昌、2021年四川成都、2021年甘肃武威、2021年江苏扬州、2021年陕西、2021年山东临沂、2021年山东泰安、2021年上海等12套试卷。第三期试题来源：2021年北京、2021年福建、2021年广东、2021年海南、2021年河北、2021年河南、2021年吉林、2021年宁夏、2021年青海、2021年山西、2021年天津、2021年新疆、2021年云南等12套试卷。第四期试题来源：2021年湖北恩施州、2021湖北宜昌年、2021年湖南岳阳、2021年湖南衡阳、2021湖北邵阳年、2021年江苏苏州、2021年山东济宁、2021年山东潍坊、2021年山东枣庄、2021年四川广安、2021年四川凉山州、2021年浙江衢州等12套试卷。第五期试卷来源：2021年浙江杭州、2021年四川眉山、2021年山东菏泽、2021年山东东营、2021年江苏泰州、2021年江苏南京、2021年湖南长沙、2021年湖南怀化、2021年湖南郴州、2021年湖南常德、2021年湖北武汉、2021年湖北十堰、2021年黑龙江龙东、2021年黑龙江绥化、2021年广西北部湾经开区等15套试卷。第六期试卷来源：2021年甘肃兰州、2021年广东深圳、2021年广西贺州、2021年广西贵港、2021年、2021年贵州安顺、2021年贵州南州、2021年黑龙江大庆、2021年黑龙江齐齐哈尔、2021年湖北荆州、2021年湖南张家界、2021年吉林长春、2021年内蒙古通辽、2021年内蒙古包头、2021年山东烟台、2021年四川齐齐哈尔等15套试卷.第七期试卷来源：2021年辽宁大连、2021年广东广州、2021年广西桂林、2021年广西玉林、2021年黑龙江哈尔滨、2021年黑龙江牡丹江鸡西、2021年湖北鄂州、2021年湖北黄石、2021年湖北荆门、2021年湖南娄底、2021年湖南湘潭、2021年湖南湘西土家族自治州、2021年江苏宿迁、2021年江苏无锡、2021年辽宁阜新等13套试卷，欢迎各位下载。1、（2021·辽宁大连·T29）某同学探究“物距大于二倍焦距时，凸透镜成像的虚实，正倒和大小”，实验器材有：光具座（光具座上的刻度尺范围是0~）、两个焦距均为而口径大小不同的凸透镜、光屏，蜡烛、火柴。（1）选择口径______（选填“大”或“小”）的凸透镜做实验比较好；（2）实验装置如图甲所示，点燃蜡烛，调整烛焰，凸透镜和光屏的中心大致在______上；（3）实验中，该同学判断烛焰的像是实像，证据是______；他判断烛焰的像是倒立的，那么像是图乙中的______（选填“A”、“B”或“C”）；（4）收集的实验信息如下表：凸透镜的焦距实验次数物距像的虚实像的正倒像的大小像距125.00实像倒立缩小16.67230.00实像倒立缩小15.00335.00实像倒立缩小14.00分析表中信息，可以得出的探究结论是：______；（5）从实验中发现，当物距逐渐变大时，像距逐渐变小。该同学利用本实验器材进一步探究“物距大于凸透镜二倍焦距时，像距与物距的关系”，预设的物距分别为，、、、、，按照这些预设值进行实验，对应的数据能否收集全，请说明理由：______。2、（2021·江苏无锡·T22）如图所示，平行光通过图中左侧虚线框（其中放置一块透镜）后，在右侧光屏上形成一个圆形光斑，该光斑的直径比透镜大。请你判断虚线框中是否是凸透镜，说出接下来的操作及判断方法。（不添加其它器材）（1）操作：将光屏______；（2）判断方法：______。3、（2021·江苏宿迁·T16）用如图所示装置探究平面镜成像特点。（1）将蜡烛、薄玻璃板、光屏和刻度尺按如图所示放置，则在光屏上______（选填“能”或“不能”）呈现烛焰的像，说明物体通过平面镜成的是______像；（2）用焦距为8cm的凸透镜替换薄玻璃板，若不改变蜡烛的位置，则应将光屏向______（选填“左”或“右”）移动，才能在光屏上呈烛焰清晰的像，生活中的______（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这样的成像原理工作的。4、（2021·湖南湘潭·T27）探究凸透镜成像特点时。（1）小聪将凸透镜正对着太阳光，在透镜下方平行地放上白纸，如图1所示，测出透镜与白纸间距离s与对应的白纸被烤焦的时间t，绘出如图2所示图像，由图可知，白纸被烤焦的最短时间为2min，对应的s为______cm，此距离即为该透镜的焦距f；（2）当透镜与蜡烛的距离为15cm时，可在光屏上得到一个倒立、______（选填“放大”“缩小”或“等大”）的清晰实像，利用这一成像原理可制成生活中的______（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）；（3）仅将题（2）中蜡烛和光屏位置对调，根据光路可逆，在光屏上______（选填“能”或“不能”）得到一个清晰的像；（4）将蜡烛移至如图3所示位置，可以透过凸透镜看到烛焰所成的______（选填“虚”或“实”）像；（5）凸透镜对光有会聚作用，可以用来制成______（选填“近视”或“远视”）眼镜。5、（2021·黑龙江哈尔滨·T25）在做“凸透镜成像的规律”实验时，如图所示：（1）小明用发出平行光的手电筒正对凸透镜照射，移动光屏到图甲位置时，光屏上出现了最小最亮的光斑，这说明凸透镜对光有______（选填“会聚”或“发散”）作用，此凸透镜的焦距是______cm；

（2）实验中出现如图乙所示的实像，他判断此像是实像的依据应是______，请你列举一例此成像规律在生活中的应用，_______；（3）在（2）的基础上，保持蜡烛、光屏不动，向右缓慢移动凸透镜直到光屏上又出现烛焰的像，此时成像的情况是________。6、（2021·广西玉林·T24）如图所示，为了探究光折射时的特点，某实验小组将一束光斜射到一块平行板玻璃砖的上表面，并让其出射光线从玻璃砖下表面射出，他们得到以下结论：（1）当入射角θ减小时，折射角也___________；（2）在光的折射现象中，光路是___________的；（3）这一束光进入玻璃砖前的光线与离开玻璃砖后的光线的关系是___________的；（4）若透过平行板玻璃砖上表面观看置于玻璃砖下表面的一枚硬币，看到硬币的位置比实际的___________（选填“深”或“浅”）。7、（2021·广西桂林·T19）如图甲所示是小林“探究平面镜成像时像与物的关系”的装置，其中A、B蜡烛完全相同，玻璃板固定在50cm处。（1）小林应选择较______（选填“厚”或“薄”）的玻璃板进行实验；（2）A蜡烛固定在10.0cm处，发现B蜡烛在90.0cm处时与A蜡烛的像完全重合，可初步得出：像与物到平面镜的距离______；（3）B蜡烛能跟A蜡烛的像完全重合，说明：平面镜所成的像与物体的大小______。在图乙中，若图中的人走下桥，她们在水中的像大小______。8、（2021·辽宁阜新·T22）小阳同学用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像的规律”的实验，如图．（1）要使像能够成在光屏的中央，应将凸透镜向________（填“上”或“下”）调整；（2）实验过程中，当烛焰距凸透镜30cm时，移动光屏至某一位置，在光屏上得到一个等大清晰的像，则该凸透镜的焦距是________cm；（3）接着使烛焰向左移动5cm，此时应该将光屏向________（填“左”或“右”）移到某一位置，才能在屏上得到一个清晰的________、________的实像，照相机、投影仪、放大镜这三种光学仪器正常使用时，与这种成像情况一致的是________．9、（2021·江苏宿迁·T18）在“观察液体的沸腾”实验中，将质量和初温相同的a、b两种液体分别倒入相同容器中，用相同的热量加热，如甲、乙两图所示，每隔相同时间，测量液体的温度，并根据记录的数据画出温度随加热时间变化的图像，如图丙所示。（1）由a、b两种液体沸腾时的温度与加热时间的关系出现，可以得出液体沸腾时需要吸热，但是___________保持不变。（2）由a/b两种液体沸腾前的温度与加热时间的关系图像，可以探究物质的一种物理属性，这种属性是物物质的___________。（3）小明认为利用此装置还可以探究不同燃料燃烧时放出的热量与燃料种类的关系，于是增加了相同的装置如图丁，向容器内倒入的液体a与甲、乙装置中的液体质量_________（选填“相等”或“不相等”），燃烧相同质量的燃料后应与图___________所示的实验相比较。10、（2021·湖南湘潭·T26）冬天给道路撒盐，可以有效地防止事故发生，为了解其原因，小明用如图1所示实验装置，探究盐冰（浓盐水冻成的冰块）熔化时温度的变化规律。（1）将盐冰打碎后放入烧杯，温度计插入碎冰中，图2中温度计示数为______℃；（2）观察现象，记录实验效据，其温度随时间变化图像如图3所示，由图可知盐冰的熔点为______℃；熔化过程中，盐冰水混合物的内能______（选填“增加”、“减少”或“不变”）；（3）实验时烧杯外壁出现水珠，这是空气中的水蒸气______（填物态变化名称）形成的；（4）由实验可知，盐冰属于______（选填“晶体”或“非晶体”）。11、（2021·湖北荆门·T19）利用图甲中的装置探究水和煤油的吸热情况。（1）设计实验时，需要对变量进行控制，在两个相同的烧瓶中分别接入相同的电阻丝，装入______（选填“质量”或“体积”）和初温都相同的水和煤油，分别插入温度计。实验中水和煤油在相同的时间吸收的热量______（选填“相同”或“不同”）；（2）如图乙是根据实验数据描绘的图像，分析图像可知，水对应的图线是______（选填“A”或“B”），______（选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。12、（2021·湖北黄石·T19）某兴趣小组为了比较水和煤油的吸热能力，进行了如下的实验（1）提出问题烈日炎炎的夏季，白天海滩上的沙子热得烫脚，但海水却非常凉爽；傍晚太阳西落，沙子很快凉了下来，但海水却仍然暖暖的。同样的日照条件，为什么不同物质的温度不一样呢?（2）设计实验实验装置如图所示①除了图中所给的实验器材外，还需要的测量工具有天平（或量筒）和______；②本实验的主要探究方法是______法和转换法；（3）进行实验该兴趣小组设计了如下实验步骤，其中存在错误的是（____）A．在两个同样的试管中分别装入等体积的水和煤油B．用温度计测量这两种液体的初温，发现温度计示数相同C．把两个试管同时放入同一烧杯中加热（如图所示），且加热相同的时间D．用温度计测出两种液体的末温，发现两温度计的示数不相同（4）数据分析改正错误后，下图是该兴趣小组绘制的“吸收热量——时间”和“温度——时间”图象，能正确描述这两种液体真实情况的图象是（____）A．B．C．D．（5）拓展应用已知在标准大气压下，水、煤油的沸点分别为100℃、90℃。如图所示，如果烧杯中的水已沸腾，则两试管中液体的沸腾情况，下列判断正确的是（____）A．水、煤油都沸腾B．水、煤油都不沸腾C．水沸腾，煤油不沸腾D．水不沸腾，煤油沸腾13、（2021·辽宁阜新·T21）在“探究甲乙两种物质熔化规律”的实验中，某小组同学记录的实验数据如表所示，请根据表中的实验数据解答下列问题：0246810121416182070727476786778788184877071737476777982848689（1）该组同学在记录物质甲的数据时，记录中有一明显错误的数据是______；（2）在甲、乙两种物质中，属于晶体的是______（填“甲”或“乙”）；（3）该晶体的熔点是______；（4）该晶体在时，处于______（填“固体”、“液体”或“固液共存”）状态；（5）从实验的数据可分析得出，固态物质在熔化时需要______（填“吸收”或“放出”）热量。1、【答案】大同一高度见解析C见解析见解析【解析】（1）[1]实验中选用口径大的凸透镜比较好，透过的光比较多，实验现象明显。（2）[2]为了使像成在光屏的中央，烛焰，凸透镜和光屏的中心大致在同一高度。（3）[3]烛焰的像能成在光屏上，说明成的是实像。[4]烛焰的像是倒立的，像相对于物体上下和左右都颠倒，像是图乙中的C。（4）[5]由实验数据可知，物距大于2倍焦距成倒立缩小的实像，物距增大，像距减小。（5）[6]光具座上的刻度尺范围是0~，当物距u=50cm20cm＞v＞10cm70cm＞(u+v)＞60cm能够完成实验，同理当物距小于50cm时也能完成实验。2、【答案】向左移动若光斑一直变小，则为凹透镜；若光斑先变小后变大，则为凸透镜【解析】（1）[1]凸透镜对光线有会聚作用，且光线会在焦点后又会发散；而凹透镜对光有发散作用。因为此时光屏上成的是光斑，不是最小最亮的点，所以应该将光屏向左移动。（2）[2]根据透镜对光线的作用可判断，在光屏向左移动的过程中，若光斑一直变小，则为凹透镜；若光斑先变小后变大，则为凸透镜。3、【答案】不能虚左照相机【解析】（1）[1][2]薄玻璃板相当于平面镜，平面镜成虚像，不能成在光屏上。（2）[3][4]由题可知物距大于两倍焦距，成倒立缩小实像，像距在一倍二倍焦距之间，即在刻度38.0~46.0cm之间，所以光屏左移，照相机就是利用这样的成像原理工作的。4、【答案】10放大投影仪能虚远视【解析】（1）[1]由图乙可知，当透镜与白纸间距s=10cm时，白纸被烤焦的时间t=2min，所用的时间最短，说明太阳光经过凸透镜会聚后该点的温度最高，这个点就是凸透镜的焦点，则测出透镜与白纸间距即为焦距f=10cm。（2）[2][3]凸透镜的焦距是10cm，烛焰放在距凸透镜15cm处时，物体在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，像在二倍焦距以外，投影仪就是利用这一成像规律工作的。（3）[4]仅将题（2）中蜡烛和光屏位置对调，根据光路可逆，在光屏上能得到一个清晰的像；这时物体在二倍焦距以外，像在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、缩小的实像。（4）[5]将蜡烛移至如图3所示位置，即把蜡烛放在凸透镜焦点以内，可以透过凸透镜看到烛焰所成的正立的、放大的虚像。（5）[6]凸透镜对光有会聚作用，可以用来制成远视眼镜，从而矫正远视眼因晶状体曲度变小使物体成像在视网膜后的病因。5、【答案】会聚20.0像能够在光屏上呈现投影仪倒立、缩小的实像【解析】（1）[1]凸透镜能够将平行于主光轴的光会聚成最小最亮的光斑，说明凸透镜对光有会聚作用。[2]最小最亮的光斑处即凸透镜的焦点，则该凸透镜的焦距为f=50.0cm-30.0cm=20.0cm（2）[3]虚像不能在光屏上呈现，实像能在光屏上呈现，图乙中光屏上能够呈现出像，说明此像是实像。[4]图乙中物距小于像距，根据凸透镜成像规律可知，此时物距在一倍焦距到二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，生活中投影仪就是利用这个原理工作的。（3）[5]保持蜡烛、光屏不动，向右缓慢移动凸透镜，直到光屏上又出现烛焰的像，根据光路的可逆性可知，此时的物距等于原来的像距、像距等于原来的物距，即此时物距大于二倍焦距，则成倒立、缩小的实像。6、【答案】减小可逆平行浅【解析】（1）[1]当入射角θ减小时，折射角变小，入射光线向法线靠拢，折射光线也向法线靠拢。（2）[2]在光的折射现象中，光路是可逆的，即逆着折射光线看过去，此时的折射光线就是原来的入射光线。（3）[3]光线从第一次射入玻璃的上表面时，入射角为，折射角一定，当玻璃中的光线经下表面进行第二次折射时，该折射角变为入射角，根据光路可逆，那么此时的折射角的大小为，故一束光进入玻璃砖前的光线与离开玻璃砖后的光线的关系是平行的。（4）[4]根据光路可逆，可以把离开玻璃板的光线看成是一枚硬币经反射发出的光线，逆着光线看过去，即可发现原来的一束光进入玻璃砖前的光线为折射后的光线，人眼逆着折射光线看过了即为硬币的像，故此像在硬币的上方，故看到硬币的位置比实际的浅。7、【答案】薄相等相等不变【解析】（1）[1]由于玻璃板的前后两个表面都会发生光的反射而成像，如果玻璃板太厚，会出现两个像，影响实验效果，而玻璃板的两个像基本重合，对实验影响较小，所以应选择薄玻璃板进行实验。（2）[2]A蜡烛固定在10.0cm处，发现B蜡烛在90.0cm处时与A蜡烛的像完全重合，此时物距和像距都为40.0cm，所以可以初步得出像与物到平面镜的距离相等。（3）[3]B蜡烛能与A蜡烛的像完全重合，可以说明平面镜所成的像与物体的大小相等。[4]因为平面镜成像的大小与位置无关，所以在图乙中，若图中的人走下桥，她们在水中的像大小不变。8、【答案】下15左倒立缩小照相机【解析】（1）根据图示的光屏、凸透镜、烛焰三者的位置关系可知，光屏的中心高于凸透镜、烛焰的中心，要使像成在光屏的中心，就要使光屏向下调整使三者的中心在同一高度上．（2）根据题意，当烛焰距凸透镜30cm时，移动光屏至某一位置，在光屏上得到一等大清晰的像，说明此时满足30cm＝u＝2f，所以f＝15cm；（3）使烛焰向左移动5cm后，此时u＝35cm，即u＞2f，成倒立、缩小的实像，此时像距2f＞v＞f，因此需要将光屏左移；照相机是根据这个原理制成的．【点睛】（1）在做凸透镜成像规律的实验时，首先要调整光屏凸透镜烛焰的中心在同一高度上，这样做的目的是使像成在光屏的中心，根据这个思路可解决此题．（2）根据u＝2f时，成倒立、等大的实像，可求得焦距．（3）凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大；物距大于2f时，成倒立缩小的实像，照相机是根据这个原理制成的．9、【答案】温度比热容相等甲【解析】（1）[1]观察图乙中液体沸腾时的图像知道，液体沸腾时吸收热量，温度不变。（2）[2]由图像知道“质量和初温相同的a、b两种液体分别倒入相同容器中，用相同的热源加热，”沸腾前，加热相同时间即吸收相同的热量，两种液体温度变化不同，即吸收热量的能力不同，由此探究的是物质的一种物理属性，即物物质的比热容。（3）[3]不同燃料燃烧时放出的热量与燃料种类的关系，应使燃料的质量相等；同时需给质量相同的同种液体加热，通过比较液体温度的变化来比较燃料放出热量的多少，故丁装置中与甲、乙装置中的液体质量应相等。（4）[4]由于图丁装置中的容器内倒入的液体a，所以，燃烧相同质量的燃料后应与图甲所示的实验相比较。10、【答案】-4-2增加液化晶体【解析】（1）[1]图2中温度计分度值为1℃，液面位于零刻度线以下，故示数为-4℃。（2）[2]由图3可知，盐冰在-2℃时吸收热量温度保持不变，说明此时在熔化，则-2℃即为盐冰的熔点。[3]盐冰在熔化过程中温度保持不变，但要吸收热量，所以盐冰水混合物的内能会增加。（3）[4]实验时烧杯外壁出现水珠，这是空气中热的水蒸气遇到冷的