光、热、声中考物理总复习

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1、第三讲光、热、声一、知识要点知识点分项细目( 一) 光：1光的直线传播，光速 2光的反射及反射定律，光的折射及规律 3影和像、日食、月食、小孔成像、平面镜成像凸、凹透镜 成像，照相机、放映机、放大镜等( 二) 热：1热膨胀和水的反常膨胀，温度与温度计 2热传递的方式，物态变化，分子运动论的要点，内能 3改变内能的两种方式，比热，热量的计算，热平衡方程，热 功光量( 三) 声：1声音的发生和传播 2音调、响度和音色二、例题与练习 例 1 处在赤道上某地的人在月落4h 后，还能看到一颗绕赤道平面轨道运 行的人造卫星在其正上方，试求这颗卫星距地面高度最小约多少?( 地球半径 R=6.4X106m)

2、分析与解答： 忽略大气对光的折射，光沿直线传播。能看到卫星，则卫星上 必须有太阳的反射光线进入观察者的眼中，作出示意图如下：图中 A点处刚日落， 地球自转 4h，原 A点转至 A 点，由圆的知识可得：=244360=60 (1) 又：cos= hRR(2) 由（1） 、 （2）两式得 :h=R（ cos1-1 ）6.4 106（m ） 练习 1 太阳和月亮位于如图所示的位臵，请你根据光的直线传播规律，在图中 画出当地球上的人分别处于什么空间区域时，可以看到月全食、日偏食和日环食 ? 分析与解答： 如图所示 1 区日全食 2 区日偏食 3 区日环食 例 2 水平桌面上放臵一平面镜， 镜面与桌面成

3、 45角，一 个小球以 V匀速沿桌面向镜滚去， 如图所示，问镜中小球的 像将如何运动 ? 分析与解答： 根据平面镜成像规律可知， 物像等大， 物像对 称。小球沿桌面向镜主动的任一时刻，物像关系都符合此规律。 故小球的像将竖AR1232太阳月亮v 45。直向下运动。 练习 2 只要你稍微注意一下就会发现，除了大型客车外，绝大多数汽车的 前窗都是倾斜的，你能从光学的原理解释这一情况吗? 分析与解答： 当汽车和前窗玻璃倾斜装臵时， 车内乘客经过玻璃反射成人像 在车的前上方， 而路上行人是不可能出现在上方空中的，这样就将车内乘客的像 与路上的行人分离开来，司机就不会出现错误，尤其在夜间开车，车内开灯，

4、造 成外暗内亮的时候， 大型客车较大， 前窗离地面要比小汽车高得多，即使前窗玻 璃竖直装，像是与窗同高的，而路上行人不可能出现在这个高度，则不会混淆。 例 3 一般人脸宽（包括两耳）约18cm ，两眼的光心相距约7cm ，两眼光心 离头顶和下巴分别为10cm和 13cm 当平面镜竖直放臵时，则 至少要用多大的平面镜（矩形） ，才能看到自己脸的全部？ 分析与解答： 先求镜宽（如图） 设、为两耳，、为两眼因为及均为平行四边形，即，所以镜宽（187）2cm 5.5cm 再求镜长（如图 2）设人脸长，眼在处，因为像长，所以镜长22（1013）2cm 115cm 练习 3 如图所示，水平地面上有一障碍物

5、ABCD ，较大的平面镜 MN在某一 高度上水平放臵，试用作图法求出眼睛位于O点从平面镜中所能看 到的障碍物后方地面的范围。如果想在原处看到更大范围的地面， 水平放臵的镜子的高度该怎样改变？ 分析： 若直做此题目，我们只能确定边缘光线FAO的入射光线 HF ，而另两条光线 GBE 和 EO却无法确定。 通过平面镜看到某部分地面， 表明这部分地面上每一点发出的光线中有一些 经平面镜反射后到达眼睛即O点。则由光路可逆性原理可知， 若在 O点放臵点光 源，它发出的光线经平面镜反射后将到达地面上这部分范围。 解答: 将 O点看成是一个发光点。 作 O点在平面镜中 的像 O ，连接 OA交 MN 于 F

6、，连接 O F 交地面于 H； 连接 O B交 MN于 E，交地面于 G 。连接 OE 。标上箭头， 光线传播方向如图所示。入射光线为HF 、GE ；反射光线 为 FO 、EO 。图中 GH所围区域就是眼睛位于O点从平面 镜 MN中所能看到障碍物后方地面的范围。 假定水平放臵的镜子的高度降低至与障碍AB面接触，眼睛就看不到障碍物 后面的地面， 因此，如果想在原处看到更大范围的地面，水平放臵的镜子在高度 该增高（即向上平移）。 光路可逆原理是光学知识中的基本原理，用“ 光路可逆原理 ” 解答一些复杂的光学问题，显得相当简捷明快。 例 4 在水平地面上有一点光源S，光源正上方有一 平面镜 MN ，

7、S到 MN 中点 0 的距离为 2m ，且平面镜 MN 与竖直方向成225角， (如图) 若光斑照在离点光 源 5m处的墙上，那么光斑离地面的距离为多少? 分析与解答：利用平面镜成像规律，找出像点S ， 连接 S 和入射点的直线交墙壁于A点， 交地面于 C点， 由图可知： 452SONSOS 故OSC 为等腰直角三角形，则有：SC=SO=2m 所以 BC=BS+SC=5m+2m=7m 又因为45COSACB故ABC也是等腰直角三角形 所以 AB=BC=7m 即光斑在墙上离地面高7m 练习 4 人立于河边看对岸的一株树AB在水中的像，当人离开河岸后退超过6m 就不能看到整个树的像。 已知人高 E

8、F 15m ，河两岸都高出水面1m ，河宽 40m ， 如图所示，求树高 ? 分析与解答： 如图所示，直角 COB 、 OGH 和GEF 相似，则每个三角形的直角边之比为一定值，则：EFGFGHOHCBCO 又 GF=6m ， EF=1.5m，GH=1m 5.161OHmOH4而 CO=40-4=36m 又因为4CBCO所以 CB = 41CO mCB936 41故 AB=A B =CB -CA =9-1=8m 树高为 8m 。 例 5 我国北方为了室内采暖，用管道将热水从锅炉输往室内。在管道上方 的天花板上常可看到被 “熏”黑的痕迹。 1. 根据你学过的物理知识，解释形成这种黑迹的原因。 2

9、提出一种观察或实验的方法，用以判断上述解释的正 确性。 分析与解答： 1热水管道附近空气温度较高，密度较小，上升，对 流加快，空气中的微尘附着在天花板上，形成黑迹。 2居住单元通往楼道的门比较严实，但门和墙之间仍有小缝，外面的风经 常吹进来，这种门缝附近的墙壁上， 也有类似黑迹。这种现象支持了上述的解释。ABCSSMNOAABBCDEFGHO 练习 5 解释我国夏季东南风多的原因? 分析与解答： 东南沿海多水，西北带多砂，砂的比热比水小，夏季在阳光照 射下，水、砂吸收的热量差不多，但砂升温多，砂上的空气温度高，受热膨胀上 升，而水升温少， 水上空气温度也不高， 所以东南的冷空气就水平流向西北去

10、填 补，从而形成东南风。 例 6 体温计的测温范围是3542， 请你设计一个用体温计测量沸水温 度的方案。要求： (1) 说明测量原理和方法； (2) 简要说明测量步骤； (3) 说明测 量必须满足的条件。 分析与解答：根据热平衡方程，采用混合法间接测量沸水的温度。 （2）步骤： A、取足够量的冷水，若温度低于35，可适当加入沸水，使之温度略高于 35，用体温计测出 t1 B、用天平测出冷水和容器的质量m 1 C、将适量沸水倒入容器中，测出混合后的温度t D、再测总质量 m 2 E、倒掉水，测容器质量m.(此步可放到 A前) F、冷水质量 m1=m 1-m0沸水质量 m2=m 2-m1 G 、

11、根据 Q吸=Q放不计热损失，有) ()(2211ttCmttCm得：2)(11 2tmttmt（3）由于终温 t 42. 则 ：4221221 mmtmtmt得：121 4242100tmm而 t135.288 75821 mm 练习 6 甲、乙、丙三种液体，它们的比热和质量都不相等，它们的温度依 次是 15、25和 35，若将甲、乙相混合，测混合后的温度为21，若将甲、 丙相混合，测混合的温度为32，求：甲、乙、丙混合后的温度。 ( 不计热损失 ) 分析与解答：甲乙两混时：)()(0ttMCttMCo乙乙乙甲甲甲代入数据得：乙乙甲甲mCMC32当乙、丙相混时：) ()(00ttMCttMC丙

12、丙丙乙乙乙代入数据得：丙丙乙乙MCMC73设三种液体混合时，甲吸热，乙和丙放热。则：) ()“()“(00ttMCttMCttMCo丙丙丙乙乙乙甲甲甲将（1）和（ 2）代入（ 3）得， t ” =29.2 ( 说明：还可假设这三种不同温度的水同时降到0，然后再由 0上升到最 终温度，也可用热平衡议程求解。) 例 7 打开冷水管和热水管向槽内放水，冷水管中水的温度是15，热水管 中水的温度是60，要向槽中放水共150kg，混合后温度为42，如不计热损 失，那么应从冷水管和热水管中各放出多少水? 解答：设所需热水和冷水的质量分别为m1 m2, 初温分别为 t1,t2, 混合后的温 度为 t, 则有

13、 m1+m2=150 (1) 又因为热水放也的热量为：Q放=Cm1(t1-t) 冷水吸收的热量为： Q吸=Cm2(t-t2) 即：m1(60-42)=m2(42-15) （2）由（2）得： m2=132m代入（ 1）得m1=90kg m2=60kg 练习 7 有两个温度和质量都相同的金属球，先把甲球放入盛有热水的杯 中，热平衡后水温降低了t 。把甲球取出，再将乙球放入杯中，热平衡后水温 又降低了t ，则甲球比热 C甲和乙球比热 C乙大小的关系是 AC甲C乙BC甲C乙 CC甲=C乙D 以上三种情况都有可能 分析解答： 设两个金属球的质量为m ，温度为 t ，甲球与热水混合后的温度 为 t ，乙球

14、与热水混合后的温度为t2，则有 t2t1。 根据热平衡方程： Q吸=Q放有 c甲m(t1-t)=c水m水t (1) c乙m(t2-t)=c水m水t (2) 得t2t1，则 t2-t t1-t c甲c乙。正确的答案应选B 例 8 经验表明，自制家用太阳能热水器晒水箱的效率在夏天可达50；已 知在地球表面，晴天时垂直于阳光的表面接收到的热幅射为7.56104J(m2) ，水箱内装水 60kg，玻璃盖面积为0.84m2，不考虑热损失，并随时调整水箱位臵使阳光总能垂直射入玻璃盖，计算晒水4h 后水温升高多少 ? 分析与解答： 设地球表面接收太阳热辐射的强度为R，水箱下班的面积为 S， 热效率为，时间为

15、T，由 Q吸=Q放得：RSTtmC水水2.3060102 .45.060484.01056. 734水水mCRSTt 练习 8 家庭用花生油的沸点比水的沸点高，想测出油的沸点，但手边只有测量 范围为 -10100的温度计，再给你以下器材： 量热器、天平、烧杯、小铁球、 冷水( 水和铁的比热已知 ) ，请你设计一个测量花生油沸点的实验。 分析与解答：本实验的原理是利用高温物体与低温物体混合时，Q吸=Q放 步骤如下： （1）用天平测出小球的质量m铁 （2）将小铁球放在锅内的油中加热至沸腾 （3）用烧杯和天平测出一定质量的冷水m水，倒入量热器的小筒中。 ()用温度计测出冷水的温度t0 水 （5）将加热后的铁球放入量热器的冷水中，并测出混合后的温度t （6）由)()(00ttMCttmC铁铁铁水水水得：tmCttmCt铁铁水水水 铁)(0 0t0 铁即为油的沸点 例 9 某同学做实验时发现一支温度计不准确，把它和标准温度计一同插入水 中，发现当实际温度为2时，它示数为 4，82时它的示数为 80，仔细观 察，它的刻度是均匀的。(1) 请以 X表示任意温度时这支温度计的示数，以Y表 示这时的实际温度，导出X表示 Y的公式； (2) 这支温度计的示数为26时，实 际温度是多少 ?(3) 在什