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便于确定像的位置
玻璃板向蜡烛A一侧倾斜
15.0
近视
88
不变
低于
不会
【分析】
本题为光学实验综合题,需分别结合光的反射规律、平面镜成像特点、凸透镜成像规律的知识点逐一分析:
1. 光的反射实验:从不同方向看到纸板上的径迹,需结合反射类型的特点判断;入射与反射光线互换时光路仍存在,对应光路可逆结论。
2. 平面镜成像实验:玻璃板替代平面镜的优势是其透明性;像的位置异常时,需考虑玻璃板是否垂直于桌面,倾斜会导致像偏移。
3. 凸透镜成像实验:先根据物距、像距关系求焦距,再结合物距变化判断像距变化,结合透镜对光线的作用选择合适眼镜。
【解析】
(1)纸板表面粗糙,光在纸板上发生漫反射,反射光线向各个方向,因此从不同方向都能看到入射光径迹;让光沿BO方向入射,反射光沿OA方向射出,说明光反射时,光路是可逆的。
(2)玻璃板透明,既能反射成像,又能透过玻璃板观察到另一侧的蜡烛,因此用玻璃板替代平面镜是为了便于确定像的位置;若玻璃板向蜡烛A一侧倾斜,像会成在水平桌面上方,导致像位置异常。
(3)凸透镜固定在50cm刻度线处,图中蜡烛在20cm刻度线,物距u=50cm-20cm=30cm,光屏在80cm刻度线,像距v=80cm-50cm=30cm,此时成倒立、等大的实像,根据凸透镜成像规律,当u=2f时成等大实像,故2f=30cm,焦距f=15.0cm;将蜡烛移到10cm刻度线处,物距变大,像距应减小,光屏位置不变时,需使光线发散以延迟会聚,凹透镜(近视眼镜)对光线有发散作用,因此应放置近视眼镜。
【答案】
(1)漫;光反射时,光路是可逆的 (2)便于确定像的位置;玻璃板向蜡烛A一侧倾斜 (3)15.0;近视
【知识点】
光的反射规律、平面镜成像特点、凸透镜成像规律
【点评】
本题整合初中光学三个核心实验,考查基础知识点的应用,需掌握各实验操作要点和成像规律,是光学部分的常考题型,难度适中。
【难度系数】
0.6
【分析】
本题围绕水沸腾实验的三个问题展开,解题思路如下:
1. 温度计读数:先确定温度计分度值为1℃,观察液柱位置读取示数;
2. 水沸腾特点:通过温度随时间变化的图像,分析沸腾时温度的变化规律;
3. 试管水沸腾判断:依据沸腾的两个条件(达到沸点、持续吸热),结合烧杯与试管中水的热传递情况分析。
【解析】
(1)图甲中温度计的分度值为1℃,液柱对应刻度为88℃,故示数为88℃;
(2)由温度随时间变化的图像可知,水沸腾时温度保持不变;
(3)沸腾需要同时满足两个条件:达到沸点、持续吸热。烧杯中的水沸腾时温度保持沸点不变,试管中的水虽能达到沸点,但因与烧杯中水温度相同,无法继续吸热,因此试管中水的最终温度低于沸点,不满足沸腾的条件,不会沸腾。
【答案】
(1) 88 (2) 不变 (3) 低于 不会
【知识点】
温度计的读数、水沸腾的特点、沸腾的条件
【点评】
本题考查水沸腾实验的核心知识点,涵盖温度计读数、沸腾特点及沸腾条件,属于热学基础实验题,需准确掌握实验原理与条件。
【难度系数】
0.6
【分析】
本题围绕测量纸锥下落速度的实验展开,需结合实验原理、操作难点、刻度尺读数及速度计算等知识点分析:
(1)测量速度的原理是$v=\frac{s}{t}$,为减小误差,应先选定一段距离,再测量通过该距离的时间,这样更易准确记录时间;
(2)纸锥下落速度快,运动时间短,时间较难测量;甲裁去的扇形最小,围成的纸锥锥角大,下落时空气阻力大,速度慢,时间长,便于测量;还可通过增加下落高度延长运动时间,减小误差;
(3)刻度尺分度值为1mm,需估读到分度值下一位,结合照片与实际的比例换算实际距离,再根据频闪间隔计算总时间,最后用速度公式计算平均速度。
【解析】
(1)测量纸锥下落速度时,若先选定一段时间,纸锥可能未完成匀速运动,距离测量误差大;若不选定时间或距离,测量更混乱。因此最合理的方案是先选定一段距离,再测量通过该距离的时间,故选B;
(2)实际操作中,纸锥下落速度快,运动时间短,时间较难测量;甲裁去的扇形最小,围成的纸锥锥角最大,下落时空气阻力最大,下落速度最慢,运动时间最长,便于测量时间;为延长下落时间,还可增加纸锥下落的高度,使运动时间更长,减小测量误差;
(3)刻度尺的分度值为1mm,A点对应刻度为0.00cm,B点对应刻度为10.10cm,故照片中A到B的距离为10.10cm;已知纸锥实际直径与照片直径之比为$5:1$,则实际A到B的距离$s=10.10cm×5=50.5cm=0.505m$;频闪相机每隔0.1s曝光一次,从A到B共有4个时间间隔,总时间$t=0.1s×4=0.4s$;根据速度公式$v=\frac{s}{t}$,实际平均速度$v=\frac{0.505m}{0.4s}=1.2625m/s$。
【答案】
(1) B (2) 时间 甲 增加纸锥下落的高度 (3) 10.10 1.2625
【知识点】
测量物体的速度、刻度尺的使用、速度公式应用
【点评】
本题考查力学实验中测量速度的操作、刻度尺读数及比例换算,需掌握实验原理和减小误差的方法,是基础但需细心的题型。
【难度系数】
0.5