Question

小明在學習中完成了多個探究實驗，以下是其中兩個

（1）用一個焦距未知的凸透鏡、蠟燭、光屏探究凸透鏡成像規律：
①他先用一束平行于凸透鏡主光軸的光線經過凸透鏡折射后，在光屏上形成了一個最小、最亮的光斑，如圖1甲所示，則該凸透鏡的焦距是

10

cm．
②接著，小明按如圖1乙裝配儀器 （圖中F點是焦點，H點是2倍焦距處），點燃蠟燭，此時光屏上得到了一個清晰的像，但像的位置偏高．為了使像能成在光屏的中央，他應把蠟燭向

上

調（選填“上”、或“下”）．
（2）探究“水的沸騰”時所使用的實驗裝置如圖 2甲所示：

①某時刻溫度計的示數如圖2乙所示，則此時溫度計的示數是

84

℃．
②小明根據實驗數據繪制出了水沸騰時溫度和時間關系的曲線（如圖2丙）．由圖2丙可知水的沸點是

98

℃，則當時的大氣壓

低于

（選填“高于”、“等于”或“低于”）1標準大氣壓．
③加熱前，燒杯中裝有初溫20℃、質量500g的水，當把水加熱到50℃時（不考慮水的汽化），這些水需要吸收熱量

6.3×10³

J[水的比熱容是4.2×10³J/（kg?℃）]．

Answer 1

分析：（1）①平行于主光軸的光會聚于主光軸上一點，這一點叫焦點，焦點到光心的距離叫焦距．
②光線過凸透鏡的光心不改變方向，根據這個規律判斷蠟燭移動的位置．
（1）①溫度計讀數時，先確定是零上還是零下，認清分度值，再讀數．
②水在沸騰時不斷吸熱，溫度保持在一定溫度不變，這個溫度就是水的沸點，標準氣壓下水的沸點是100℃，氣壓升高時，沸點也升高，氣壓降低時，沸點也降低．
③已知水的質量、水的比熱容與初末溫度，由熱量公式可以求出水吸收的熱量．

解答：解：（1）一束平行于凸透鏡主光軸的光線通過凸透鏡后，在光屏上形成了一個最小、最亮的光斑，最小、最亮的光斑就是焦點．由圖可知，焦距為：11cm．
②由題中圖知道，燭焰的像偏上，主要是因為燭焰，凸透鏡，光屏三者中心不在同一高度；為了使像能成在光屏的中央她應把蠟燭向上調節；
（2）①溫度計的分度值是1℃，此時是零上，液柱上表面對準了80℃上面第4個小格處，讀作84℃．
②由記錄的數據可見，水的溫度升高到98℃后，就不再變化了，因此此時水的沸點是98℃，并且在沸騰過程中，保持這個溫度不變；
因為實驗中水的沸點是98℃，小于100℃，根據沸點和氣壓的關系，實驗時的大氣壓是低于標準大氣壓的．
③水吸收的熱量：
Q=cm△t=4.2×l0³J/（kg?℃）×0.5kg×（50℃-20℃）=6.3×10³J．
故答案為：（1）①10；②上；（2）①84；②98；低于；③6.3×10³．

點評：此題考查了凸透鏡成像規律及其探究實驗、探究水的沸騰實驗，熱量的計算等，是一道綜合性較強的題目．