Question

（1）小明和小华同学在做“探究：比较水与煤油吸收热量时温度升高的快慢”的实验时，使用了如图所示的装置．设计实验方案时，他们确定以下需控制的变量，其中多余的是______．（选填下面数字序号）
①采用完全相同的加热方式
②酒精灯里所加的酒精量相同
③取相同质量的水和煤油
④盛放水和煤油的容器相同
（2）在研究水的沸腾实验中，小明和小红同学都选用图（甲）所示的实验装置进行实验（实验器材完全相同），但水开始沸腾的时刻不同，他们绘制的沸腾图象如图乙所示，a、b两条图线不同的主要原因是水的______不同．图丙是某晶体熔化时其温度随时间变化的图象，通过分析液体沸腾过程与晶体熔化过程，可归纳出它们的相似之处是：①______；②______．

（3）如图1所示是探究凸透镜成像规律的实验装置图，如图2所示是根据该实验记录并绘制了物体到凸透镜的距离u跟像到凸透镜的距离v之间关系的图象．由图2可知，当物体到凸透镜的距离u=20cm时，像到凸透镜的距离v=20cm，此时物体在光屏上所成的像是等大、倒立的．据此可推断：当物体到凸透镜的距离u=25cm时，该透镜将成______的像（选填：“放大”或“缩小”），______（选填：“照相机”或“投影仪”）就是根据这一成像原理制成的．

Answer 1

解：（1）①为保证水和煤油在相同时间内吸收的热量相同，采用完全相同的加热方式，所以该选项的说法正确但不符合题意．
②实验时为了减小误差，应尽量使酒精灯的火焰大小一样，但不一定要求酒精灯内的酒精相同，所以该选项的说法不正确但符合题意．
③为了便于比较水与煤油升高的温度差，实验时应取相同质量的水和煤油，所以该选项的说法正确但不符合题意．
④为防止热量散失对实验的影响，应让盛放水和煤油的容器相同，所以该选项的说法正确但不符合题意．
故选 ②．
（2）观察图B中的图象可知，a升温快、b升温慢，在装置相同的情况下，产生这种差异的原因只能说明两次实验中水的质量不同，a组水的质量小于b组水的质量．
由于晶体熔化过程和液体沸腾时都需要吸收热量，而温度却不再改变，所以他们的共同点是：吸收热量，温度不变；
故答案为：质量；吸收热量；温度不变（或：温度不变；吸收热量）
（3）由图知，当物距为20cm时，像距也为20cm，根据凸透镜成像的规律，物距等于2倍焦距时，成倒立等大的实像，此时像距与物距相等．所以2f=20cm，则f=10cm．
当物距u=25cm时，物距大于2倍焦距，所以此时成倒立、缩小的实像．照相机就是根据此原理制成的．
故答案为：缩小；照相机．
分析：（1）物质的比热容不能直接测量，探究过程中往往是通过比较物体吸收热量的多少或升高温度的多少来体现比热容的大小．由于物体吸收热量的多少不仅跟物体的质量和种类有关，还跟物体升高的温度有关，所以在实验过程中应控制液体的质量相等，为防止热量散失的影响要用相同的容器，为了保证液体吸收的热量相同，还应使用相同的加热方式．
（2）同样的装置，得出不同的图象，可以考虑水的多少是不同的，
还要知道晶体在熔化过程中需要吸收热量，但其温度不再改变；而液体沸腾的特点是：继续吸热，温度不变．
（3）要解决此题，首先要通过图象分析出该凸透镜的焦距．
其次要掌握凸透镜成像的规律及其应用．
凸透镜成像规律：物距小于焦距成正立、放大的虚像．应用于放大镜．
物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立、放大的实像．应用于幻灯机或投影仪．
物距等于二倍焦距成倒立等大实像．可以粗侧焦距．
物距大于二倍焦距成倒立、缩小的实像．应用于照相机．
点评：本题考查以下知识点：
（1）了解使用控制变量法设计实验方案的方法．
（2）水的质量的多少会直接影响水的温度的变化，因此，在实验中要根据实际添加适量的水．结合熔化和沸腾的特点进行分析解答．
（3）考查了凸透镜成像的应用，要熟记凸透镜成像的规律，特别搞清像的特点及像距与物距之间的关系．解决此题的关键是通过图象确定凸透镜的焦距．