专题06 声学传感器+光现象难点分析 【考题猜想】（30题八大题型）-2024-2025学年八年级物理上学期期末考点大串讲（沪科版（五四学制）2024）

专题06 声学传感器+光现象难点分析 【题型1 波形图】 1 【题型2 利用超声波描绘形状】 2 【题型3 超声测速综合；交通问题】 3 【题型4 光的反射动态问题】 6 【题型5 平面镜成像难点分析】 7 【题型6 光的折射—多光线中判断界面问题】 8 【题型7 光的折射动态问题】 9 【题型8 实验探究不同介质的折射本领】 10 【题型1 波形图】 1．声音不能被肉眼直接看见，但可以用手机软件显示出其波形来进行研究。下列对手机软件上显示的四幅波形图的分析正确的是（　　） A．甲、乙的音调和响度相同 B．甲、丙的音调和音色相同 C．乙、丁的音色和振幅相同 D．丙、丁的音色和频率相同 2．图中甲、乙、丙分别为音叉、钢琴与长笛发出的C调1（do）的波形图。关于波形图的理解正确的是（　　） A．通过比较波形图的高低可比较声音的音调 B．通过比较波形图的疏密程度可比较声音的音色 C．通过比较波形图的形状可比较声音的响度 D．比较甲、乙、丙可知三种乐器发出的声音音调和响度相同 【题型2 利用超声波描绘形状】 3．一艘科考船对某海域的海底形状利用声呐系统进行了测绘。具体方法是：在经过该海域水平面等间距的A、B、C、D、E五个位置时，向海底定向发射超声波，测得回收信号的时间分别为0.18s、0.30s、0.18s、0.30s、0.12s。根据时间，求出海底与海平面的距离，就可以绘出海底的大致形状，则该海域海底的大致形状如图中的（　　） A． B． C． D． 4．超声波指纹识别属于第三代指纹识别技术，其工作原理与声呐探测海底深度类似。超声波能穿透材料，而且根据材料的不同，超声波被反射、吸收的情况会有变化，产生的回波自然也就不同，皮肤与空气对超声波的阻抗不同，就可以区分指纹波峰和波谷的位置， 也就可以绘出指纹的三维图象。 (1)超声波指纹识别是通过超声波获取指纹信息， 以下各项应用中与此类似的是 A．超声波焊接器 B．超声波清洗机 C．医生用 B 超诊断病情 D．医生用超声波击碎结石 (2)频率高于 Hz 的声音叫做超声波， 超声波在海水中的传播速度约为1500m/s， 向海底垂直发射超声波，6s后收到回声信号， 海底深度为 ，手机发出的超声波遇到手指上A、B、C、D、E 五个位置，测得回声信号的时间分别为 0.30ms、0.36ms 、0.30ms、0.36ms、0.26ms。根据回声信号的时间， 求出手指与手机平面的距离，就可以绘出指纹的大致形状，则该处指纹的大致形状是下图中的 （1ms=0.001s） A．    B．    C．    D．    【题型3 超声测速综合；交通问题】 5．如图所示，图a是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测的物体的速度；图b中P1、P2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来测速仪收到的信号。设测速仪匀速扫描，P1、P2之间的时间间隔为T，超声波在空气中传播的速度是v，若汽车是匀速行驶的，则根据图a、b分析可知，下列说法正确的是（　　） A．汽车第一次反射信号时距离测速仪的距离为 B．汽车第二次反射信号时距离测速仪的距离为 C．汽车反射两次信号的时间间隔为T D．汽车的速度为 6．成都市交管局为了监督司机是否遵守限速规定，在机场路上（一段平直的）安装了固定测速仪，此路段限速为100km/h。如图所示，汽车正在向放置在机场路上的测速仪水平匀速驶离，测速仪向汽车发出两次短促的超声波信号；第一次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时0.6s，第二次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时1s，若发出两次信号的时间间隔是1.5s，超声波的速度是340m/s，则（　　） A．超声波信号第一次被汽车反射时，距测速仪204m B．汽车正在朝着测速仪的方向运动 C．汽车从反射第一次信号到反射第二次信号过程中，所用时间为1.7s D．该汽车速度为163.2km/h，超速了 7．如图（a）所示，停在公路旁的公安巡逻车利用超声波可以监测车速：巡逻车上测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，就能测出车速。在图（b）中，P1、P2是测速仪先后发出的两次超声波信号，n1、n2分别是测速仪检测到的P1、P2经反射后的信号。设测速仪均匀扫描，P1与P2之间的时间间隔为3.6s，超声波在空气中传播的速度为340m/s，假设被测汽车沿直线匀速行驶，则下列说法正确的是（　　） A．测速仪第一次发出的信号到被测汽车收到时，汽车距测速仪的距离是408m B．测速仪第二次发出的信号到被测汽车收到时，汽车距测速仪的距离是244m C．图b中每小格表示的时间是0.2s D．汽车的行驶速度是20m/s 8．声波在海水中传播，衰减程度很小，声呐就是利用声波的这一特点来对物体进行定位和测速的，图是一艘静止军舰上的声呐装置的显示器所显示出的声波信号的发出与接收的时间，图中、是声呐发出的信号，、分别是、被不明物体反射回来的信号，已知发出信号、之间的时间间隔，声波在海水中的传播速度，不明物体沿直线正对着军舰匀速行驶，求： (1)信号遇到不明物体时，该物体到军舰的距离； (2)不明物体从接收到第一次信号到接收到第二次信号的过程中行驶的距离； (3)不明物体行驶的速度。（结果保留一位小数） 9．（1）小明同学在一根较长的空钢管一端敲击一下，小东同学在另一端将耳朵紧贴钢管可以听到2次声音，最后一次声音是通过传播的 （选填“空气”、“钢管”）；若甲同学在一根长的注满水的水管的一端用石头敲击，乙同学在水管的另一端用耳朵贴着水管听声，则他可以听到声音的次数是 次。（已知声音在铁、水、空气中的传播速度依次为5200m/s，1500m/s，340m/s，人耳能分清前后两次声音的时间间隔要大于。 （2）如图（a）示，停在公路旁的保安巡逻车利用超声波可以监测车速：巡逻车上的测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差就能测出车速，在图（b）中，是测速仪先后发出的超声波信号，n1，n2分别是测速仪检测到的经反射后的信号。设测速仪匀速扫描，与之间的时间间隔为1.8秒，超声波在空气中传播的速度为，则：图（b）中每小格表示的时间是 s；汽车的速度是 。 10．利用超声波遇到物体发生反射，可测定物体运动的有关参量，如甲图所示仪器A和B通过电缆线连接，B为超声波发射与接收一体化装置，而仪器A为B提供超声波信号源而且能将B接收到的超声波信号进行处理并在屏幕上显示出波形。现固定装置B，并让它对准匀速行驶的小车C，使其每隔固定时间T0＝0.95s发射一短促的超声波脉冲（如图乙中幅度大的波形），而B接收到由小车C反射回的超声波由A处理后显示成图乙中幅度较小的波形，反射滞后的时间在图乙已标出，其中，T＝0.2s，ΔT＝0.1s，超声波在空气中的速度为340m/s。由所给信息可知小车向 运动（填“左”，“右”），速度为 。（有点难哦，挑战一下自己！）    11．据统计，全国发生的车祸中有超过四分之一是超速引起的！为此，各地近年来加大了道路限速监控管理，一种是“定点测速”，即监测汽车在某点的车速；另一种是“区间测速”，就是测探头算出汽车在某一区间行驶的平均速度，如果超过了该路段的最高限速，即被判为超速，若监测点相距24km，全程限速120km/h，一辆轿车通过监测点A、B的速度分别为100km/h和110km/h，通过两个监测点的时间如甲图所示，（已知：超声波在空气中传播的速度为340m/s） (1)若采用“区间测速”，请通过计算判断，这辆轿车在该路段会不会被判超速？ (2)如图乙（a）所示，停在公路旁的公安巡逻车定点测速时，利用超声波可以监测车速，巡逻车上测速仪可以发出并接收超声波脉冲信号，某次一轿车以108km/h的速度朝巡逻车匀速驶来，距巡逻车148m时，巡逻车发出超声波信号，则经过多少秒巡逻车收到轿车反射回来的信号？ (3)在图乙（b）中，、是测速仪先后发出的超声波信号，、分别是测速仪检测到的、经反射后的信号。设测速仪匀速扫描，与之间的时间间隔为0.9s，根据图乙（b）可知；与之间的时间间隔s，与之间的时间间隔s。假设被测汽车沿直线匀速行驶，则该车速度为多少m/s？ 【题型4 光的反射动态问题】 12．如图所示是一种液面升降监测装置原理图。点光源S发出的一束激光与水平液面保持成40°射向平静的液面且方向不变，下列说法正确的是（    ） A．入射角为40° B．当液面上升时，光点S'的位置不变 C．当液面下降时，光点S'将向右 D．光源S不动，增大激光与水平液面夹角，光点S'将向右 13．小南在房间中安装了一块太阳能电池板给家里供电，他利用一块平面镜将太阳光反射到电池板上。如图，一束太阳光以与平面镜成60°的夹角入射，经镜面反射后照射到电池板上的P点，下列说法正确的是（　　） A．反射角的大小为60° B．若镜面竖直上移，反射角将变大 C．若镜面水平右移，光线照射到P点上方 D．若镜面绕O点顺时针旋转10°，反射光线顺时针旋转20° 14．如图所示的是观察微小形变的装置，平面镜M放置在水平桌面上，光源S发出一束激光射到镜面上，经反射后在光屏上形成光斑P，人眼能从各方向看到光斑，是因为光斑在光屏上发生了 ；若要使光斑向左移动，下列方法可行的是 （填字母） A． 保持入射点不变，将入射光线逆时针转动（＜90°） B． 将光屏向上移动 C． 将镜子顺时针转动（＜90°） D． 将平面镜向上移动 【题型5 平面镜成像难点分析】 15．如图所示，平面镜竖直放置在水平面上，一支直立的铅笔从平面镜前40cm 处，以5cm/s 的水平速度垂直向平面镜匀速靠近下列说法不正确的是（　　） A．铅笔在平面镜中所成的像逐渐变大 B．经过 2s，铅笔与它的像之间的距离变为 60cm C．铅笔的像相对于铅笔的速度为 l0cm/s D．若平面镜顺时针转至图中虚线位置，铅笔的像将与铅笔垂直 16．如图所示，一块平面镜放在圆筒的中心处，平面镜正对筒壁上一点光源S，点光源发出一束光垂直射向平面镜。平面镜从图示位置开始绕圆筒中心O逆时针匀速转动，在转动过角时，点光源在镜中所成的像绕中心O转过的角度为，c，则 ， 17．如图所示，平面镜M与N的夹角为θ，一条平行于平面ON的光线经过两个平面镜的多次反射后，能够沿着原来的光路回，则两平面镜之间的夹角θ不可能是（　　）    A．4o B．3o C．2o D．1o 【题型6 光的折射—多光线中判断界面问题】 18．如图所示，一束光在空气和玻璃两种介质的界面上同时发生反射和折射，其中折射角为 度，界面的 方（上/下/左/右）是空气。 19．如图所示，光在玻璃和空气的界面CD，同时发生了反射和折射，以下说法正确的是（　　） A．入射角为40度，左边是空气 B．入射角为50度，右边是空气 C．折射角为20度，右边是玻璃 D．折射角为70度，左边是玻璃 20．图中，OA、OB和OC是射到空气和玻璃界面上的入射线、反射线和折射线三条光线，则 是法线，反射角为 度，折射角为60度。界面的 边是玻璃。 21．如图所示是光在空气和玻璃两种介质中传播的路线，据图分析：两种介质的界面是 （选填“AB”或“CD”），光的反射角度是 ，光的折射角度是 。 22．如图所示是光在空气和玻璃两种介质中传播的情形，入射角大小为 °； 为玻璃（选填“左侧”、“右侧”、“上面”或“下面”）；若入射角减小到40°，则反射光线与折射光线的夹角 （选填“大于”、“等于”或“小于”）100°；若入射角再减小40°，则反射光线与折射光线的夹角为 °。 【题型7 光的折射动态问题】 23．如图所示，一束光照射到一个空的烧杯的底部，形成的光圈用虚线表示，若往烧杯中注满水，烧杯底部的光圈会变为 A． B． C． D． 24．学校新建成一个喷水池，在池底的中央安装一只射灯。经过连续几天观察，晓霞同学发现：池内无水时，在S点形成一个亮斑，如图所示；池内水面升至位置时，她在池旁看到亮斑的位置在点；水面升至位置时，她看到亮斑的位置在点。则，她在池旁看到亮斑的位置在P点；水面升至b位置时（　　） A．P点、Q点都在S点的下方 B．P点、Q点都在S点的上方 C．P点在S点的下方，Q点在S点的上方 D．Q点在S点的下方，P点在S点的上方 25．如图所示，豆豆在空水槽底部安装了一微型光源S，S发出一束光。在水槽右侧壁上形成一光斑，豆豆在光斑处固定了一小块橡皮泥P，接着他往水槽内缓慢加水至水面上升到a位置，期间冰冰一直在左上方观察，她看到右壁上一直有光斑，在豆豆加水过程中关于光斑位置的变化情况，下列说法中正确的是（　　） A．冰冰观察到光斑从P缓慢下移到某一位置后再缓慢上移，最终静止在橡皮泥P上方某处 B．冰冰观察到光斑从P迅速下移到某一位置后再缓慢上移，最终光斑和橡皮泥P重合 C．缓慢加水至水面上升到P点以下的位置期间，光斑从P处缓慢下移再缓慢上移 D．当水面升至a时，冰冰看到的光斑静止在橡皮泥下方某处 【题型8 实验探究不同介质的折射本领】 26．某小组同学在学习了光的折射规律之后，通过上网查阅相关物理资料，发现光在不同介质中传播的速度是不同的。他们猜想不同介质对光的折射情况可能与光在该介质中的传播速度有关。于是他们让光分别从酒精斜射入另一种介质中进行实验（光在酒精中的传播速度为：米/秒），并将实验数据记录在下表中。 实验序号 入射角 光在另一种介质中的传播速度（米/秒） 折射角 1 金刚石1.24 2 玻璃1.87 3 水2.25 4 空气2.99 5 空气2.99 6 空气2.99 （1）分析比较实验序号 的数据，可得出的初步结论：当 时折射角小于入射角； （2）小李同学根据表中的实验数据认为光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向可能不变，你认为这种可能是否存在。若存在，请写出产生这种现象的条件，若不存在，请说明理由： ； （3）小王同学分析比较实验序号4与5与6中折射角随入射角变化的趋势，认为经过推理可得出的初步结论：当光从传播速度较小的介质斜射入传播速度较大的介质时， ； （4）小明同学认为小王所依据的实验数据有限，初步结论未必足以使人信服，应该用更多的实验数据进行验证。于是他决定改变入射角进一步研究，在下列的介质中，你认为小明选用 情况进行实验，可为小王的结论提供有力的依据。 A．光从金刚石斜射入水        B．光从空气斜射入水 C．光从水中斜射入玻璃        D．光从玻璃斜射入空气 27．小明做光的折射实验时，发现经玻璃砖两次折射后光线会发生“平移”，如图所示。为了研究平移光线之间的距离L和哪些因素有关，他使用不同厚度的玻璃砖，改变入射角进行实验，采集了如下实验数据。（玻璃砖厚度d1>d2） 表一：玻璃砖厚度d1 实验序号 入射角α 平移距离L（毫米） 1 60° 6.5 2 40° 3.3 3 30° 2.2 4 20° 1.4 5 0° 表二：玻璃砖厚度d2 实验序号 入射角α 平移距离L（毫米） 6 77° 6.9 7 60° 4.3 8 44° 2.6 9 30° 1.5 10 15° 0.7    ①分析实验序号1~4或6~10的数据及相关条件可以得出结论： ； ②分析实验序号 的数据及相关条件可以得出平移的距离与玻璃砖的厚度有关； ③完成序号5空缺数据的填写。 。 28．为了探究光从其他介质斜射入空气时折射角的大小与哪些因素有关，小李同学利用激光笔、玻璃、水、量角器等进行实验探究。他先让光从水中斜射入空气，分别测出入射角和折射角的大小，记录在表一中。然后他又让光从玻璃斜射入空气中，重复上述实验，将数据记录在表二中。 表一：光从水斜射入空气中 实验序号 入射角（度） 折射角（度） 1 10 13 2 20 27 3 30 42 4 40 59 5 45 70 6 50 无折射 表二：光从玻璃斜射空气中 实验序号 入射角（度） 折射角（度） 7 10 15 8 20 31 9 30 49 10 40 76 11 45 无折射 12 50 无折射 ①分析比较表一或表二的第2列和第3列，可以得到的初步结论是：光从其他介质斜射到空气时，折射角 （选填“大于”、“等于”或“小于”）入射角； ②分析比较实验序号1-5或7- 10中折射角随入射角的变化关系，可以得到的初步结论是：光从水或玻璃斜射入空气时，折射角随入射角的增大而 ； ③分析比较表一和表二中的数据可知：当入射角相同时，光从水中斜射入空气的折射角 （选填“大于”、“小于”、“等于”）光从玻璃斜射到空气的折射角。因此，光从其他介质斜射入空气时，折射角的大小还跟 有关； ④从表一、表二数据中，他发现光从水或玻璃斜射入空气时，当入射角增大到一定程度，就不再有折射光线。如果光从玻璃斜射入空气中，折射光线恰好消失时的入射角为a，为了得到a的大小，应该在入射角为 的范围内继续实验。 29．某小组同学研究光在水和玻璃中的折射规律，将一束光从空气斜射入水中，逐渐增大入射角的度数，做了四次实验，将实验数据记录在表一中，然后将一束光从空气斜射入玻璃，重复上述实验步骤，将实验数据记录在表二中，请根据实验操作过程及记录的数据，回答下列问题。 表一 表二 实验序号 入射角α 折射角γ 实验序号 入射角α 折射角γ 1 15° 11.3° 5 15° 9.9° 2 30° 22.1° 6 30° 19.5° 3 45° 35.4° 7 45° 28.1° 4 60° 40.9° 8 60° 35.3° (1)分析比较表一或表二中每一次实验中，折射角和入射角的大小关系，可以归纳得出的结论是： 。 (2)分析比较表一或表二中实验中，入射角和折射角的变化关系，可以归纳得出的结论是： 。 (3)分析比较实验序号 中的数据及相关条件可知归纳得出：当光从空气以相同的入射角斜射入水和玻璃中时，折射角 （选填“相同”或“不同”），且在 中的折射角更大，由此说明玻璃的折射本领比水 。 30．如图甲所示，小明和小华在探究“光的折射现象”时，将一束入射角为50°的光斜射入杯中的水里，更换杯中的介质时他们发现光的偏折程度不同。为了定量反映这种差异，小明将“折射角与入射角的比值”定义为“偏折比”，并根据所学物理知识和生活经验，对影响“偏折比”大小的因素提出以下猜想： 猜想1：“偏折比”与液面的高度有关； 猜想2：“偏折比”与液体的种类有关； 猜想3：“偏折比”与入射光的颜色有关。 （1）小华认为猜想1是错误的，其理由是 ； （2）为了验证猜想2，小明只将图甲中的水换成油。如图乙所示，油的高度小于水的高度，杯底光斑的位置恰与图甲实验时光斑的位置重合，对比可知：在相同条件下，油对光的“偏折比” （选填“大于”、“等于”或“小于”）水对光的“偏折比”； （3）为了探究猜想3，小明用图甲装置先后射入绿色和紫色的激光，杯底光斑位置如图丙所示，则 的“偏折比”大，光的“偏折比”大将其中的一束激光穿过如图丁所示的玻璃砖，若光在玻璃砖上表面折射时的“偏折比”为0.8，则光在下表面折射时的“偏折比”为 ； （4）根据小明的操作和计算结果，小华认为，应该将“偏折比”定义为“光线在空气中与法线的夹角和光线在介质中与法线的夹角之比”。经过对多组不同玻璃砖的实验，测得数据如表： 玻璃砖A 玻璃砖B 玻璃砖C 光线在空气中与法线夹角 30.0° 45.0° 60.0° 30.0° 45.0° 60.0° 30.0° 45.0 60.0° 光线在玻璃中与法线夹角 22.0° 32.0° 40.5° 17.0° 24.4° 30.4° 20.0° 289* 363 1.36 1.41 1.48 1.76 1.84 1.97 1.50 1,58 1.65 根据表格中的数据，分析可得：光在空气与另一种透明介质中传播时，对于不同的入射角，“偏折比” （选填“相等”或“不相等”）；对于相同的入射角，“偏折比”越大，介质对光的折射程度越 （选填“高”或“低”）； （5）通过对比可以发现：光线在空气和介质中与法线的夹角一定时，光线无论从介质射向空气还是从空气射向介质， （选填“小明”或“小华”）定义的“偏折比”是一定值。你觉得这个“偏折比”的数值大小能否代表介质对光的折射本领？ 说明理由。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题06 声学传感器+光现象难点分析 【题型1 波形图】 1 【题型2 利用超声波描绘形状】 2 【题型3 超声测速综合；交通问题】 4 【题型4 光的反射动态问题】 13 【题型5 平面镜成像难点分析】 15 【题型6 光的折射—多光线中判断界面问题】 17 【题型7 光的折射动态问题】 20 【题型8 实验探究不同介质的折射本领】 22 【题型1 波形图】 1．声音不能被肉眼直接看见，但可以用手机软件显示出其波形来进行研究。下列对手机软件上显示的四幅波形图的分析正确的是（　　） A．甲、乙的音调和响度相同 B．甲、丙的音调和音色相同 C．乙、丁的音色和振幅相同 D．丙、丁的音色和频率相同 【答案】A 【详解】A．由图甲、乙可知，甲、乙的振幅和频率都相同，波形不同，说明甲、乙的声音的音调和响度都相同，音色不同，故A正确； B．由图甲、丙可知，甲、丙的波形，振幅相同，说明声音的音色相同，响度相同∶频率不同，说明声音的音调不同，故B错误； C．由图乙、丁可知，乙与丁的频率相同，声音的音调相同，振幅和波形都不同，说明声音的响度与音色都不同，故C错误； D．由图丙、丁可知，丙、丁的波形相同，说明音色相同，振幅不同，说明响度不同，频率不同、说明音调不同，故D错误。 故选A。 2．图中甲、乙、丙分别为音叉、钢琴与长笛发出的C调1（do）的波形图。关于波形图的理解正确的是（　　） A．通过比较波形图的高低可比较声音的音调 B．通过比较波形图的疏密程度可比较声音的音色 C．通过比较波形图的形状可比较声音的响度 D．比较甲、乙、丙可知三种乐器发出的声音音调和响度相同 【答案】D 【详解】A．通过比较波形图的高低可以比较声源振动的幅度，即可以比较声音的响度。故A错误； B．通过比较波形图的疏密程度可比较声源振动的频率，即比较声音的音调；故B错误； C．通过比较波形图的形状可比较声源振动的特点，即比较声音的音色；故C错误； D．读图可知，三幅图中声波振动的幅度相同，疏密程度相同，即声音的响度与音调相同。故D正确。 故选D。 【题型2 利用超声波描绘形状】 3．一艘科考船对某海域的海底形状利用声呐系统进行了测绘。具体方法是：在经过该海域水平面等间距的A、B、C、D、E五个位置时，向海底定向发射超声波，测得回收信号的时间分别为0.18s、0.30s、0.18s、0.30s、0.12s。根据时间，求出海底与海平面的距离，就可以绘出海底的大致形状，则该海域海底的大致形状如图中的（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据变形公式可知，速度一定时，时间越长通过的路程越大，因为，所以 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 4．超声波指纹识别属于第三代指纹识别技术，其工作原理与声呐探测海底深度类似。超声波能穿透材料，而且根据材料的不同，超声波被反射、吸收的情况会有变化，产生的回波自然也就不同，皮肤与空气对超声波的阻抗不同，就可以区分指纹波峰和波谷的位置， 也就可以绘出指纹的三维图象。 (1)超声波指纹识别是通过超声波获取指纹信息， 以下各项应用中与此类似的是 A．超声波焊接器 B．超声波清洗机 C．医生用 B 超诊断病情 D．医生用超声波击碎结石 (2)频率高于 Hz 的声音叫做超声波， 超声波在海水中的传播速度约为1500m/s， 向海底垂直发射超声波，6s后收到回声信号， 海底深度为 ，手机发出的超声波遇到手指上A、B、C、D、E 五个位置，测得回声信号的时间分别为 0.30ms、0.36ms 、0.30ms、0.36ms、0.26ms。根据回声信号的时间， 求出手指与手机平面的距离，就可以绘出指纹的大致形状，则该处指纹的大致形状是下图中的 （1ms=0.001s） A．    B．    C．    D．    【答案】(1)C (2) 20000 4500m A 【详解】（1）人们利用超声波可以传递信息和能量，超声波能够识别指纹是利用了超声波可以传递信息； 医生用B超诊断病情也是利用声音可以传递信息，而超声波焊接器、超声波清洗器、超声波体外碎石都是利用声音可以传递能量，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 （2）[1]频率高于20000Hz 的声音叫做超声波，超声波超出了人的听觉范围。 [2]海底深度为 [3]题意可知，发出的超声波遇到手指上A、B、C、 D、E五个位置，测得回收信号的时间分别为0.30ms、0.36ms、0.30ms、0.36ms、0.26ms，根据可知，速度一定时，时间越长通过的路程越远，因为0.36ms > 0.30ms>0.26ms，所以 即B、D到手机的距离是相同的且最远，而离手机最近的是E，A、C在中间且相等，因此，对照图片可知，则该处指纹的大致形状如图中的A，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 A．    B．    C．    D．    【题型3 超声测速综合；交通问题】 5．如图所示，图a是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测的物体的速度；图b中P1、P2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来测速仪收到的信号。设测速仪匀速扫描，P1、P2之间的时间间隔为T，超声波在空气中传播的速度是v，若汽车是匀速行驶的，则根据图a、b分析可知，下列说法正确的是（　　） A．汽车第一次反射信号时距离测速仪的距离为 B．汽车第二次反射信号时距离测速仪的距离为 C．汽车反射两次信号的时间间隔为T D．汽车的速度为 【答案】A 【详解】A．由图b可以看出，发出超声波信号到有30个小格，时间间隔为T 则一个小格的时间间隔为，发出超声波信号到接受到反射信号时间为 此时超声波与汽车之间的距离 故A正确； B．发出超声波信号到接受到反射信号所用时间为 此时超声波与汽车之间的距离 故B错误； C．汽车反射两次信号的时间间隔 故C错误； D．根据以上分析可知，汽车接收到、两个信号之间的时间内前进的距离为 则汽车的行驶速度 故D错误。 故选A。 6．成都市交管局为了监督司机是否遵守限速规定，在机场路上（一段平直的）安装了固定测速仪，此路段限速为100km/h。如图所示，汽车正在向放置在机场路上的测速仪水平匀速驶离，测速仪向汽车发出两次短促的超声波信号；第一次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时0.6s，第二次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时1s，若发出两次信号的时间间隔是1.5s，超声波的速度是340m/s，则（　　） A．超声波信号第一次被汽车反射时，距测速仪204m B．汽车正在朝着测速仪的方向运动 C．汽车从反射第一次信号到反射第二次信号过程中，所用时间为1.7s D．该汽车速度为163.2km/h，超速了 【答案】C 【详解】A．由v=得：汽车接收到第一次信号时，汽车距测速仪 s1=v声t1=340m/s××0.6s=102m 故A错误； B．由题意：汽车正在向放置在机场路上的测速仪水平匀速驶离，故B错误； C．汽车从反射第一次信号到反射第二次信号过程中，所用时间 t=t-t1+t2=1.5s-0.3s+0.5s=1.7s 故C正确； D．汽车接收到第二次信号时，汽车距测速仪 s2=v声t2=340m/s××1s=170m 汽车在两次接收到信号时行驶的距离 s′=s2-s1=170m-102m=68m 行驶68m所用的时间 t′=t=1.7s 所以汽车的车速为 v′===40m/s=40×3.6km/h=144km/h 144km/h大于100km/h，故超速，144km/h163.2km/h，故D错误。 故选C。 7．如图（a）所示，停在公路旁的公安巡逻车利用超声波可以监测车速：巡逻车上测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，就能测出车速。在图（b）中，P1、P2是测速仪先后发出的两次超声波信号，n1、n2分别是测速仪检测到的P1、P2经反射后的信号。设测速仪均匀扫描，P1与P2之间的时间间隔为3.6s，超声波在空气中传播的速度为340m/s，假设被测汽车沿直线匀速行驶，则下列说法正确的是（　　） A．测速仪第一次发出的信号到被测汽车收到时，汽车距测速仪的距离是408m B．测速仪第二次发出的信号到被测汽车收到时，汽车距测速仪的距离是244m C．图b中每小格表示的时间是0.2s D．汽车的行驶速度是20m/s 【答案】D 【分析】由题意可知，P1、P2的时间间隔为3.6秒，根据图b所示P1、P2的间隔的格数，可求图b中每小格表示的时间；由图b可知P1、n1和P2、n2之间间隔的刻度值，可以求出P1、n1和P2、n2间的时间，即超声波由发出到接收所需要的时间。从而可以求出超声波前后两次从测速仪传到汽车所用的时间，结合声速，进而可以求出前后两次汽车到测速仪之间的距离；由于汽车向着测速仪方向运动，所以两者之间的距离在减小。汽车前后两次到测速仪之间的距离之差即为汽车前进的路程。由于两次超声波发出的时间间隔为3.6秒。汽车运动的时间为从第一次与超声波相遇开始，到第二次与超声波相遇结束。求出这个时间，就是汽车运动的时间。根据汽车运动的距离和时间，即可求出汽车的运动速度。 【详解】A．由图可知，测速仪第一次发出的信号（超声波）到被测汽车所用的时间 因为，所以测速仪第一次发出的信号到被测汽车收到时，汽车距测速仪的距离 故A错误； B．由图b可知，测速仪第二次发出的信号到被测汽车所用的时间 因为，所以测速仪第二次发出的信号到被测汽车收到时，汽车距测速仪的距离 故B错误； C．图b中与之间的时间间隔为，每小格表示的时间 故C错误； D．汽车在两次与信号相遇的过程中，行驶的距离 这段距离用时 Δ 汽车的速度 故D正确。 故选D。 8．声波在海水中传播，衰减程度很小，声呐就是利用声波的这一特点来对物体进行定位和测速的，图是一艘静止军舰上的声呐装置的显示器所显示出的声波信号的发出与接收的时间，图中、是声呐发出的信号，、分别是、被不明物体反射回来的信号，已知发出信号、之间的时间间隔，声波在海水中的传播速度，不明物体沿直线正对着军舰匀速行驶，求： (1)信号遇到不明物体时，该物体到军舰的距离； (2)不明物体从接收到第一次信号到接收到第二次信号的过程中行驶的距离； (3)不明物体行驶的速度。（结果保留一位小数） 【答案】(1) (2)75m (3)78.9m/s 【详解】（1）从图中可以看出，从发出信号P1到接收到信号n1经历的时间为24s，则信号P1遇到不明物体时该物体到军舰的距离为 （2）由图可知，从发出信号P2到接收到信号n2经历的时间为 t2=24.9s-1s=23.9s 信号P2遇到不明物体时，该物体到军舰的距离为 不明物体从接收到第一次信号到接收到第二次信号的过程中行驶的距离为 （3）如图所示： 第一列波单程运动的时间 第二列波单程运动的时间 当第一列波与不明物相遇时，第二列波的传播时间为 （因为晚发出1s，此时该波在紫色竖线段位置），因为不明物体和第二列波相向运动，剩下的问题就是相遇问题，相遇过程它们运动时间相等，因此不明物体移动这段距离的时间为 所以，不明物体移动的速度 9．（1）小明同学在一根较长的空钢管一端敲击一下，小东同学在另一端将耳朵紧贴钢管可以听到2次声音，最后一次声音是通过传播的 （选填“空气”、“钢管”）；若甲同学在一根长的注满水的水管的一端用石头敲击，乙同学在水管的另一端用耳朵贴着水管听声，则他可以听到声音的次数是 次。（已知声音在铁、水、空气中的传播速度依次为5200m/s，1500m/s，340m/s，人耳能分清前后两次声音的时间间隔要大于。 （2）如图（a）示，停在公路旁的保安巡逻车利用超声波可以监测车速：巡逻车上的测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差就能测出车速，在图（b）中，是测速仪先后发出的超声波信号，n1，n2分别是测速仪检测到的经反射后的信号。设测速仪匀速扫描，与之间的时间间隔为1.8秒，超声波在空气中传播的速度为，则：图（b）中每小格表示的时间是 s；汽车的速度是 。 【答案】 空气 1 0.2 20 【详解】（1）[1]在一根较长的空钢管一端敲击一下，声音会在钢管和空气中同时传播，因为声音在固体中最快，在气体中最慢，所以第一次听到的声音是通过钢管传来的，第二次听到的声音是通过空气传来的，即会听到两次敲击声。 [2]由题知，水管长s=l8m，空气中的声速v声=340m/s，声音在水中的传播速度是1500m/s，声音在铁管中的传播速度是5200m/s，则声音在空气中的传播时间 声音在水中的传播时间 声音在钢管中的传摇时间 由上可知，任何两次的时间间隔都小于0.ls，人耳不能够区分开，所以只听到一次声音。 （2）[3]P1、P2的间隔的刻度值为9个小格，时间长为1.8s，所以每一小格为0.2s。 [4]P1、n1之间间隔的刻度值为3个小格，所以对应的时间为0.6s；测速仪第一次发出超声波时，经过了0.3s到达了汽车处，而信号从汽车处返回测速仪，也用了0.3s的时间；P2、n2之间间隔的刻度值2个小格，所以对应的这两点之间对应的时间为0.4s，测速仪第二次发出超声波时，经过了0.2s到达了汽车处，而信号从汽车处返回测速仪，也用了0.2s的时间。 测速仪第一次发出的信号从汽车处返回到测速仪时，汽车距测速仪 第二次发出的信号从汽车处返回到测速仪时，汽车距测速仪 因此汽车在两次与信号相遇的过程中，行驶了 这34m共用了 所以汽车的车速为 10．利用超声波遇到物体发生反射，可测定物体运动的有关参量，如甲图所示仪器A和B通过电缆线连接，B为超声波发射与接收一体化装置，而仪器A为B提供超声波信号源而且能将B接收到的超声波信号进行处理并在屏幕上显示出波形。现固定装置B，并让它对准匀速行驶的小车C，使其每隔固定时间T0＝0.95s发射一短促的超声波脉冲（如图乙中幅度大的波形），而B接收到由小车C反射回的超声波由A处理后显示成图乙中幅度较小的波形，反射滞后的时间在图乙已标出，其中，T＝0.2s，ΔT＝0.1s，超声波在空气中的速度为340m/s。由所给信息可知小车向 运动（填“左”，“右”），速度为 。（有点难哦，挑战一下自己！）    【答案】 右 17m/s 【详解】[1]由屏幕上显示的波形可以看出，B接收到反射超声波与发射的超声波的时间间隔越来越长，说明小车离信号源的距离越来越远，小车向右运动。 [2]从B发出第一个超声波开始计时，经被C车接收，由可得，C车第一次接收超声波时与B距离为 第二个超声波从发出至接收，经T+△T时间，C车第二车接收超声波时距B为 C车从接收第一个超声波到接收第二个超声波内前进的距离为 接收第一个超声波时刻为 接收第二个超声波时刻为 所以接收第一和第二个超声波的时间间距为 由可得，小车的速度 11．据统计，全国发生的车祸中有超过四分之一是超速引起的！为此，各地近年来加大了道路限速监控管理，一种是“定点测速”，即监测汽车在某点的车速；另一种是“区间测速”，就是测探头算出汽车在某一区间行驶的平均速度，如果超过了该路段的最高限速，即被判为超速，若监测点相距24km，全程限速120km/h，一辆轿车通过监测点A、B的速度分别为100km/h和110km/h，通过两个监测点的时间如甲图所示，（已知：超声波在空气中传播的速度为340m/s） (1)若采用“区间测速”，请通过计算判断，这辆轿车在该路段会不会被判超速？ (2)如图乙（a）所示，停在公路旁的公安巡逻车定点测速时，利用超声波可以监测车速，巡逻车上测速仪可以发出并接收超声波脉冲信号，某次一轿车以108km/h的速度朝巡逻车匀速驶来，距巡逻车148m时，巡逻车发出超声波信号，则经过多少秒巡逻车收到轿车反射回来的信号？ (3)在图乙（b）中，、是测速仪先后发出的超声波信号，、分别是测速仪检测到的、经反射后的信号。设测速仪匀速扫描，与之间的时间间隔为0.9s，根据图乙（b）可知；与之间的时间间隔s，与之间的时间间隔s。假设被测汽车沿直线匀速行驶，则该车速度为多少m/s？ 【答案】(1)超速 (2)0.8 (3) 【详解】（1）由图可知，轿车的行驶时间 则轿车在该路段的平均速度 所以，采用“区间测速”，这辆轿车在该路段会被判超速。 （2）声波信号发出后向前传播的同时，汽车匀速行驶，声波遇到汽车被反射，此后声波原路返回，声波向外传播和返回经过相同路程，用相同时间；声波和汽车的速度之和 108km/h=30m/s 声波遇到汽车的时间 巡逻车收到轿车反射回来的信号的时间为 （3）P1、P2的间隔的刻度值为9个格，时间长为0.9s，已知，测速仪第一次发出超声波后经0.15s到达了汽车处，而信号从汽车处返回测速仪，也行驶了0.15s；P2、n2之间间隔的刻度值2个格，，测速仪第二次发出超声波时，经过了0.1s到达了汽车处，而信号从汽车处返回测速仪，也行驶了0.1s；测速仪第一次发出的信号从汽车处返回到测速仪时，汽车距测速仪 第二次发出的信号从汽车处返回到测速仪时，汽车距测速仪 因此汽车在两次与信号相遇的过程中，行驶了 汽车运动的时间为从第一次与超声波相遇开始，到第二次与超声波相遇结束，因此这17m共用了 所以汽车的车速为 【题型4 光的反射动态问题】 12．如图所示是一种液面升降监测装置原理图。点光源S发出的一束激光与水平液面保持成40°射向平静的液面且方向不变，下列说法正确的是（    ） A．入射角为40° B．当液面上升时，光点S'的位置不变 C．当液面下降时，光点S'将向右 D．光源S不动，增大激光与水平液面夹角，光点S'将向右 【答案】C 【详解】A．入射角是入射光线与法线的夹角，由此可知，入射角为50°，故A错误； B．当液面上升时，反射光线与原来的入射光线平行，光点S'将向左移动，如图所示： 故B错误； C．当液面下降时，反射光线与原来的入射光线平行，光点S'将向右移动，如图所示： 故C正确； D．光源S不动，增大激光与水平液面夹角，则入射角减小，光点S'将向左移动，如图所示： 故D错误。 故选C。 13．小南在房间中安装了一块太阳能电池板给家里供电，他利用一块平面镜将太阳光反射到电池板上。如图，一束太阳光以与平面镜成60°的夹角入射，经镜面反射后照射到电池板上的P点，下列说法正确的是（　　） A．反射角的大小为60° B．若镜面竖直上移，反射角将变大 C．若镜面水平右移，光线照射到P点上方 D．若镜面绕O点顺时针旋转10°，反射光线顺时针旋转20° 【答案】D 【详解】A．太阳光与镜面的夹角为60°，即入射光线与镜面的夹角为60°，则入射光线与法线的夹角为30°，即入射角的大小为30°，根据光的反射定律可知，反射角等于入射角，故反射角的大小为30°，故A错误； B．若镜面竖直上移，太阳光与镜面的夹角不变，即入射角的大小不变，故反射角的大小不变，故B错误； C．若镜面水平右移，入射角的大小不变，则入射点向右下移动，故光线照射到P点下方，故C错误； D．若镜面绕O点顺时针旋转10°，则法线顺时针旋转10°，入射角减小10°，则入射光线与反射光线的夹角减小20°，即反射光线顺时针旋转20°，故D正确。 故选D。 14．如图所示的是观察微小形变的装置，平面镜M放置在水平桌面上，光源S发出一束激光射到镜面上，经反射后在光屏上形成光斑P，人眼能从各方向看到光斑，是因为光斑在光屏上发生了 ；若要使光斑向左移动，下列方法可行的是 （填字母） A． 保持入射点不变，将入射光线逆时针转动（＜90°） B． 将光屏向上移动 C． 将镜子顺时针转动（＜90°） D． 将平面镜向上移动 【答案】 漫反射 D 【详解】[1]我们能从不同方向看到光斑是因为光斑在光屏上发生了漫反射。 [2]A．保持入射点不变，将入射光线逆时针转动，入射角增大，根据光的反射定律可知，光斑P右移，故A不符合题意； B．入射点不变，入射光线方向不变，将光屏向上移动，距离变远，光斑P右移，故B不符合题意； C．将镜子顺时针转动，入射点不变，入射角增大，根据光的反射定律可知，光斑P右移，故C不符合题意； D．将平面镜向上移动，入射光线方向不变，则入射点左移，根据光的反射定律可知，光斑P也会左移，故D符合题意； 故选D。 【题型5 平面镜成像难点分析】 15．如图所示，平面镜竖直放置在水平面上，一支直立的铅笔从平面镜前40cm 处，以5cm/s 的水平速度垂直向平面镜匀速靠近下列说法不正确的是（　　） A．铅笔在平面镜中所成的像逐渐变大 B．经过 2s，铅笔与它的像之间的距离变为 60cm C．铅笔的像相对于铅笔的速度为 l0cm/s D．若平面镜顺时针转至图中虚线位置，铅笔的像将与铅笔垂直 【答案】A 【详解】A．由平面镜成像的特点可知，像与物大小相同，铅笔与平面镜的距离改变，铅笔在镜中的像的大小不变，故A错误，符合题意； B．因像和物体到平面镜间距离相等，当铅笔以5cm/s的速度向平面镜靠近时，由速度公式的变形公式得，2s内铅笔通过的距离 s=vt=5cm/s×2s=10cm 2s后铅笔到平面镜距离为 40cm-10cm=30cm 像到平面镜间距离也为30cm，2s后铅笔与镜中的像相距 30cm+30cm=60cm 故B正确，不符合题意； C．像与物关于平面镜对称，若铅笔以5cm/s速度向平面镜靠近，同时像也以5cm/s速度向平面镜靠近，则铅笔的像相对于铅笔的速度为 l0cm/s。故C正确，不符合题意； D．铅笔与平面镜的夹角为45°，像与物关于平面镜对称，，此时平面镜将铅笔与像的夹角平分，所以铅笔与它在平面镜中的像互相垂直，故D正确，不符合题意。 故选A。 16．如图所示，一块平面镜放在圆筒的中心处，平面镜正对筒壁上一点光源S，点光源发出一束光垂直射向平面镜。平面镜从图示位置开始绕圆筒中心O逆时针匀速转动，在转动过角时，点光源在镜中所成的像绕中心O转过的角度为，c，则 ， 【答案】 30 30 【详解】由题意作出如下示意图： [1]由题意可知，转动前入射光线和平面镜的夹角为90°，平面镜绕圆筒中心逆时针转动15°，此时点入射光线与平面镜的夹角增大15°，即，根据平面镜成像规律可知，物和像关于平面镜对称，则所成的虚像与此时的平面镜MN夹角也为105°，即，则此时，转动之前光源和虚像的夹角，因此点光源在镜中所成的像绕中心O转过的角度为 [2]未转动时，入射光线垂直于平面镜射入，入射角等于反射角，都为0°。由于法线始终与反射面垂直，因此法线也绕圆筒中心逆时针转动，在平面镜转动过角时，法线也转动过角，此时入射角增大15°，反射角等于入射角，因此反射角也增大15°，则此时反射光线和入射光线的夹角，即反射光线转过的角度为为 17．如图所示，平面镜M与N的夹角为θ，一条平行于平面ON的光线经过两个平面镜的多次反射后，能够沿着原来的光路回，则两平面镜之间的夹角θ不可能是（　　）    A．4o B．3o C．2o D．1o 【答案】A 【详解】由光的反射规律可知，反射角等于入射角，画出光的反射光路图，如图所示：    根据数学知识可知，光线平行于平面ON，入射光线与镜面OM的夹角为θ，由图可知，光线第一次反射的入射角为90°-θ，则∠OCD=θ，入射光线和反射光线的夹角为180°-2θ，由数学知识可知∠NDC=2θ，则第二次入射时的入射角为90°-2θ。同理，第三次的入射角为90°-3θ，第n次的入射角为90°-nθ。要想沿原来光路返回，则光线某次反射的入射角为零，所以有 90°-nθ=0 解得 由于n为自然数，所以90°是θ的整数倍，故A错误，符合题意， BCD正确，不符合题意。 故选A。 【题型6 光的折射—多光线中判断界面问题】 18．如图所示，一束光在空气和玻璃两种介质的界面上同时发生反射和折射，其中折射角为 度，界面的 方（上/下/左/右）是空气。 【答案】 60 左 【详解】[1][2]光反射时，反射光线和入射光线在法线两侧，反射角等于入射角；光折射时，折射光线和入射光线在法线两侧，从空气折射进入玻璃时，折射角小于入射角；观察图可知，GO为入射光线，入射角为 90°-60°=30°OE为反射光线，OC为折射光线，AD为界面，BF为法线； 折射角为 90°-30°=60° 所以，界面的左方是空气。 19．如图所示，光在玻璃和空气的界面CD，同时发生了反射和折射，以下说法正确的是（　　） A．入射角为40度，左边是空气 B．入射角为50度，右边是空气 C．折射角为20度，右边是玻璃 D．折射角为70度，左边是玻璃 【答案】C 【详解】结合题意及图示知，反射光线与界面的夹角为40度，则反射角为50度，那么入射角为50度，折射光线与界面的夹角为70度，那么折射角为20度，即折射角小于入射角，所以光是由空气射向玻璃，界面的右边为玻璃，左边为空气，故ABD错误，C正确。 故选C。 20．图中，OA、OB和OC是射到空气和玻璃界面上的入射线、反射线和折射线三条光线，则 是法线，反射角为 度，折射角为60度。界面的 边是玻璃。 【答案】 30 右 【详解】[1][2][3]在光的反射中，反射角等于入射角，由图可知，是的角平分线，所以是界面，是法线，光线OB、OC分居法线两侧且在同一介质中，在光的折射中，折射光线与入射光线也分居在法线两侧，所以CO是入射光线，OB是反射光线，OA是折射光线。反射角为 光从空气中斜射入玻璃时会发生折射，折射角小于入射角，从玻璃斜射入空气时，入射角小于折射角。由图可知，入射角小折射角，故界面左边是空气，右边是玻璃。 21．如图所示是光在空气和玻璃两种介质中传播的路线，据图分析：两种介质的界面是 （选填“AB”或“CD”），光的反射角度是 ，光的折射角度是 。 【答案】 AB 70° 40° 【详解】[1]光的反射过程中，反射光线和入射光线在法线两侧，反射角等于入射角；光的折射过程中，折射光线和入射光线在法线两侧，因此，两种介质的界面是AB，法线是CD。 [2][3]从图中可以看到，界面AB左侧的是入射光线和反射光线，下方是入射光线，上方为反射光线，而界面AB右侧的是折射光线，入射角为70°，则反射角为70°，折射角为 22．如图所示是光在空气和玻璃两种介质中传播的情形，入射角大小为 °； 为玻璃（选填“左侧”、“右侧”、“上面”或“下面”）；若入射角减小到40°，则反射光线与折射光线的夹角 （选填“大于”、“等于”或“小于”）100°；若入射角再减小40°，则反射光线与折射光线的夹角为 °。 【答案】 60 右侧 大于 180 【详解】[1][2]根据光的反射定律知，反射角等于入射角，反射光线和入射光线关于法线对称，所以水平方向的直线NN′为法线，竖直方向的直线MM′为界面；根据折射光线和入射光线在法线两侧，则左下是入射光线，右上方是折射光线，光从空气斜入玻璃，折射角小于入射角，则MM′的右边是玻璃；由图中入射光线与法线的夹角为60°可知，入射角为60°，则反射角也为60°。 [3]由图可知，则反射光线与折射光线的夹角为 30°+50°=80° 若入射角减小到40°，因为反射角等于入射角，所以此时反射角也为40°，则此时反射光线与界面的夹角为 90°-40°=50° 由折射角随入射角的减小而减小，所以折射角与界面的夹角将大于50°，故反射光线与折射光线的夹角大于100°。 [4]若入射角再减小40°，则入射角为0°，则入射光线垂直射向界面，则反射光线、入射光线、折射光线三线合一，此时反射角、入射角、折射角都为0°，则反射光线与折射光线的夹角为180°。 【题型7 光的折射动态问题】 23．如图所示，一束光照射到一个空的烧杯的底部，形成的光圈用虚线表示，若往烧杯中注满水，烧杯底部的光圈会变为 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，如图是最左边和最右边折射光的光路，外部两条光表示没有折射时的光，里面两条光表示折射后的光，从图中可以看出，折射光在原来光的内侧，由此可以知周围光都是如此，因此注水后烧杯底部的光圈会缩小，故选B。 24．学校新建成一个喷水池，在池底的中央安装一只射灯。经过连续几天观察，晓霞同学发现：池内无水时，在S点形成一个亮斑，如图所示；池内水面升至位置时，她在池旁看到亮斑的位置在点；水面升至位置时，她看到亮斑的位置在点。则，她在池旁看到亮斑的位置在P点；水面升至b位置时（　　） A．P点、Q点都在S点的下方 B．P点、Q点都在S点的上方 C．P点在S点的下方，Q点在S点的上方 D．Q点在S点的下方，P点在S点的上方 【答案】C 【详解】往池内注水，水面升至a位置时，根据折射定律可知，光从水中斜射入空气中，折射角大于入射角，所以P点在S点的下方，如下图所示： 水面上升至b位置时，光线先在水池壁反射，反射光从水中斜射入空气中，根据折射定律可知，光从水中斜射入空气中，折射角大于入射角，所以逆着折射光线可知，Q点在S点的上方，如下图所示： 通过画图可知，P点在S点的下方，Q点在S点的上方，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 25．如图所示，豆豆在空水槽底部安装了一微型光源S，S发出一束光。在水槽右侧壁上形成一光斑，豆豆在光斑处固定了一小块橡皮泥P，接着他往水槽内缓慢加水至水面上升到a位置，期间冰冰一直在左上方观察，她看到右壁上一直有光斑，在豆豆加水过程中关于光斑位置的变化情况，下列说法中正确的是（　　） A．冰冰观察到光斑从P缓慢下移到某一位置后再缓慢上移，最终静止在橡皮泥P上方某处 B．冰冰观察到光斑从P迅速下移到某一位置后再缓慢上移，最终光斑和橡皮泥P重合 C．缓慢加水至水面上升到P点以下的位置期间，光斑从P处缓慢下移再缓慢上移 D．当水面升至a时，冰冰看到的光斑静止在橡皮泥下方某处 【答案】B 【详解】往水槽内注水，发生折射，水面升至P点以下的b位置时，根据折射规律，光斑位置在S'，如图所示: 水面上升至P点以上的a位置时，光线先在水池壁反射，再折射出水面，根据反射定律和折射规律，光斑位置在S″，如图所示∶ 由图可知∶在加水过程中，由于开始时水很少，光斑会迅速下移到P点以下的某一位置，然后随着水的增多光斑再缓慢上移；由于水面上升到P点上方后人眼看水中的橡皮泥也是虚像，虚像的位置也在S″处；当水面升到橡皮泥处时，光斑和橡皮泥P重合。综上所述，只有B正确。 故选B。 【题型8 实验探究不同介质的折射本领】 26．某小组同学在学习了光的折射规律之后，通过上网查阅相关物理资料，发现光在不同介质中传播的速度是不同的。他们猜想不同介质对光的折射情况可能与光在该介质中的传播速度有关。于是他们让光分别从酒精斜射入另一种介质中进行实验（光在酒精中的传播速度为：米/秒），并将实验数据记录在下表中。 实验序号 入射角 光在另一种介质中的传播速度（米/秒） 折射角 1 金刚石1.24 2 玻璃1.87 3 水2.25 4 空气2.99 5 空气2.99 6 空气2.99 （1）分析比较实验序号 的数据，可得出的初步结论：当 时折射角小于入射角； （2）小李同学根据表中的实验数据认为光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向可能不变，你认为这种可能是否存在。若存在，请写出产生这种现象的条件，若不存在，请说明理由： ； （3）小王同学分析比较实验序号4与5与6中折射角随入射角变化的趋势，认为经过推理可得出的初步结论：当光从传播速度较小的介质斜射入传播速度较大的介质时， ； （4）小明同学认为小王所依据的实验数据有限，初步结论未必足以使人信服，应该用更多的实验数据进行验证。于是他决定改变入射角进一步研究，在下列的介质中，你认为小明选用 情况进行实验，可为小王的结论提供有力的依据。 A．光从金刚石斜射入水        B．光从空气斜射入水 C．光从水中斜射入玻璃        D．光从玻璃斜射入空气 【答案】 1、2 光从传播速度较大的介质斜射入传播速度较小的介质 见解析 见解析 A和D 【详解】（1）[1][2]由题中的折射角小于入射角可知，实验分析的是1、2的数据；光在酒精中的传播速度为2.21×108米/秒，在金刚石和玻璃中的传播速度分别是1.24×108米/秒和1.87×108米/秒，可知光从传播速度较大的介质斜射入传播速度较小的介质时，折射角小于入射角。 （2）[3]由图中第三组的数据可知，光在两种介质中的传播速度近似相等，折射角和入射角的大小也近似相等。可以推测，当光从两种传播速度相同的介质中斜射时传播方向不变。 （3）[4]结合实验序号4与5与6中折射角随入射角变化的趋势，经过推理可得：当光从传播速度较小的介质斜射入传播速度较大的介质时，入射角增加的幅度小于折射角增加的幅度，当入射角增大到一定程度时，折射光线会消失。 （4）[5]由图表可知，光在金刚石、水、酒精、玻璃和空气中的传播速度分别是1.24×108米/秒、2.25×108米/秒、2.21×108米/秒、1.87×108米/秒和2.99×108米/秒，小王结论中光是从酒精中射入空气中，在酒精中的速度小于在空气中的速度，因此小明在选择物质时应该选择光从速度小的物质射入速度大的物质中，故选择A和D。 27．小明做光的折射实验时，发现经玻璃砖两次折射后光线会发生“平移”，如图所示。为了研究平移光线之间的距离L和哪些因素有关，他使用不同厚度的玻璃砖，改变入射角进行实验，采集了如下实验数据。（玻璃砖厚度d1>d2） 表一：玻璃砖厚度d1 实验序号 入射角α 平移距离L（毫米） 1 60° 6.5 2 40° 3.3 3 30° 2.2 4 20° 1.4 5 0° 表二：玻璃砖厚度d2 实验序号 入射角α 平移距离L（毫米） 6 77° 6.9 7 60° 4.3 8 44° 2.6 9 30° 1.5 10 15° 0.7    ①分析实验序号1~4或6~10的数据及相关条件可以得出结论： ； ②分析实验序号 的数据及相关条件可以得出平移的距离与玻璃砖的厚度有关； ③完成序号5空缺数据的填写。 。 【答案】 见解析 1与7、3与9 0 【详解】①[1]通过分析实验序号1~4或6~10的数据发现，玻璃砖厚度不变时，光线的平移距离随入射角的增大而增大。 ②[2]因为玻璃砖厚度，分析两组实验中与、与，入射角不变时，玻璃砖的厚度大的光线平移的距离较大。 ③[3]因为光从空气垂直入射到玻璃的表面，传播方向不变，所以当入射角为时，平移距离为。 28．为了探究光从其他介质斜射入空气时折射角的大小与哪些因素有关，小李同学利用激光笔、玻璃、水、量角器等进行实验探究。他先让光从水中斜射入空气，分别测出入射角和折射角的大小，记录在表一中。然后他又让光从玻璃斜射入空气中，重复上述实验，将数据记录在表二中。 表一：光从水斜射入空气中 实验序号 入射角（度） 折射角（度） 1 10 13 2 20 27 3 30 42 4 40 59 5 45 70 6 50 无折射 表二：光从玻璃斜射空气中 实验序号 入射角（度） 折射角（度） 7 10 15 8 20 31 9 30 49 10 40 76 11 45 无折射 12 50 无折射 ①分析比较表一或表二的第2列和第3列，可以得到的初步结论是：光从其他介质斜射到空气时，折射角 （选填“大于”、“等于”或“小于”）入射角； ②分析比较实验序号1-5或7- 10中折射角随入射角的变化关系，可以得到的初步结论是：光从水或玻璃斜射入空气时，折射角随入射角的增大而 ； ③分析比较表一和表二中的数据可知：当入射角相同时，光从水中斜射入空气的折射角 （选填“大于”、“小于”、“等于”）光从玻璃斜射到空气的折射角。因此，光从其他介质斜射入空气时，折射角的大小还跟 有关； ④从表一、表二数据中，他发现光从水或玻璃斜射入空气时，当入射角增大到一定程度，就不再有折射光线。如果光从玻璃斜射入空气中，折射光线恰好消失时的入射角为a，为了得到a的大小，应该在入射角为 的范围内继续实验。 【答案】 大于 增大 小于 介质种类 【详解】(1)[1]分析比较表一或表二的第2列和第3列知，光从水斜射入空气中时折射角大于入射角，光从玻璃斜射入空气中时折射角大于入射角，由此判断光从其他介质斜射到空气时，折射角大于入射角。 (2)[2]分析比较实验序号1-5，入射角是依次增大的，同时折射角也依次增大；分析比较实验序号7-10，入射角也依次增大，同时折射角也依次增大。由此可以得到初步结论是：光从水或玻璃斜射入空气时，折射角随入射角的增大而增大。 (3)[3]分析比较表一和表二中的数据可知：当入射角为时，光从水中斜射入空气的折射角是，光从玻璃斜射到空气的折射角是。继续对其他数据进行对比后发现，当入射角相同时，光从水中斜射入空气的折射角小于光从玻璃斜射到空气的折射角。 [4]因介质的种类不同，光的折射角大小也会不同，因此光从其他介质斜射入空气时，折射角的大小还跟介质种类有关。 (4)[5]如果光从玻璃斜射入空气中，折射光线恰好消失时的入射角为a，由表知，在入射角为时有折射角，但在入射角为时却没有了折射角，因此为了得到a的大小，应在入射角为的范围内继续实验。 29．某小组同学研究光在水和玻璃中的折射规律，将一束光从空气斜射入水中，逐渐增大入射角的度数，做了四次实验，将实验数据记录在表一中，然后将一束光从空气斜射入玻璃，重复上述实验步骤，将实验数据记录在表二中，请根据实验操作过程及记录的数据，回答下列问题。 表一 表二 实验序号 入射角α 折射角γ 实验序号 入射角α 折射角γ 1 15° 11.3° 5 15° 9.9° 2 30° 22.1° 6 30° 19.5° 3 45° 35.4° 7 45° 28.1° 4 60° 40.9° 8 60° 35.3° (1)分析比较表一或表二中每一次实验中，折射角和入射角的大小关系，可以归纳得出的结论是： 。 (2)分析比较表一或表二中实验中，入射角和折射角的变化关系，可以归纳得出的结论是： 。 (3)分析比较实验序号 中的数据及相关条件可知归纳得出：当光从空气以相同的入射角斜射入水和玻璃中时，折射角 （选填“相同”或“不同”），且在 中的折射角更大，由此说明玻璃的折射本领比水 。 【答案】 当光从空气斜射入水或玻璃中时，折射角小于入射角 当光从空气斜射入水或玻璃中时，折射角随入射角的增大而增大 1与5或2与6或3与7或4与8 不同 水 强 【详解】(1)[1]分析比较表一或表二中每一次实验的数据知，当光从空气中斜射入水或玻璃时，折射角小于入射角。 (2)[2]分析比较表一或表二中每一次实验的数据知，当光从空气中斜射入水或玻璃时，折射角随入射角的增大而增大。 (3)[3][4][5][6]分析比较实验序号1与5或2与6或3与7或4与8中的数据及相关条件可知归纳得出：当光从空气以相同的入射角斜射入水和玻璃中时，折射角不同，且在水中的折射角更大，由此说明玻璃的折射本领比水强。 30．如图甲所示，小明和小华在探究“光的折射现象”时，将一束入射角为50°的光斜射入杯中的水里，更换杯中的介质时他们发现光的偏折程度不同。为了定量反映这种差异，小明将“折射角与入射角的比值”定义为“偏折比”，并根据所学物理知识和生活经验，对影响“偏折比”大小的因素提出以下猜想： 猜想1：“偏折比”与液面的高度有关； 猜想2：“偏折比”与液体的种类有关； 猜想3：“偏折比”与入射光的颜色有关。 （1）小华认为猜想1是错误的，其理由是 ； （2）为了验证猜想2，小明只将图甲中的水换成油。如图乙所示，油的高度小于水的高度，杯底光斑的位置恰与图甲实验时光斑的位置重合，对比可知：在相同条件下，油对光的“偏折比” （选填“大于”、“等于”或“小于”）水对光的“偏折比”； （3）为了探究猜想3，小明用图甲装置先后射入绿色和紫色的激光，杯底光斑位置如图丙所示，则 的“偏折比”大，光的“偏折比”大将其中的一束激光穿过如图丁所示的玻璃砖，若光在玻璃砖上表面折射时的“偏折比”为0.8，则光在下表面折射时的“偏折比”为 ； （4）根据小明的操作和计算结果，小华认为，应该将“偏折比”定义为“光线在空气中与法线的夹角和光线在介质中与法线的夹角之比”。经过对多组不同玻璃砖的实验，测得数据如表： 玻璃砖A 玻璃砖B 玻璃砖C 光线在空气中与法线夹角 30.0° 45.0° 60.0° 30.0° 45.0° 60.0° 30.0° 45.0 60.0° 光线在玻璃中与法线夹角 22.0° 32.0° 40.5° 17.0° 24.4° 30.4° 20.0° 289* 363 1.36 1.41 1.48 1.76 1.84 1.97 1.50 1,58 1.65 根据表格中的数据，分析可得：光在空气与另一种透明介质中传播时，对于不同的入射角，“偏折比” （选填“相等”或“不相等”）；对于相同的入射角，“偏折比”越大，介质对光的折射程度越 （选填“高”或“低”）； （5）通过对比可以发现：光线在空气和介质中与法线的夹角一定时，光线无论从介质射向空气还是从空气射向介质， （选填“小明”或“小华”）定义的“偏折比”是一定值。你觉得这个“偏折比”的数值大小能否代表介质对光的折射本领？ 说明理由。 【答案】 液面的高度改变，入射角、折射角的大小不变，“偏折比”不变 小于 绿 1.25 不相等 高 小华 能 “偏折比”的数值越大，介质使光偏离原来传播方向的程度就越大 【详解】（1）[1] 改变水面的高度，无论上升或者下降，入射角和折射角都不变，则折射角与入射角的比值，即“偏折比”也不变，说明了“偏折比”与液面的高度无关。 （2）[2] 当图甲中的水换成油，油的液面小于水的高度时，杯底光斑的位置与图甲中水的光斑位置重合，如图所示： 通过观察发现水中的折射角大于油中的折射角，由于入射角相同，在相同条件下，油对光的“偏折比”比水对光的“偏折比”小。 （3）[3][4] 小明用图甲装置先后射入绿色和紫色的激光，杯底光斑位置如图丙所示， 观察图像可知，绿色的激光的折射角大，入射光线和入射点均不变，所以绿色的激光“偏折比”大。 （4）[5][6] 将一束激光穿过如图所示的玻璃砖： 若光在玻璃砖上表面折射时入射角为，折射角为，此时的“偏折比”为0.8，即 若下表面的入射角为，折射角为，根据几何知识可知 所以，光在下表面折射时的“偏折比”为 分析玻璃砖A（或玻璃砖B或玻璃砖C）的数据可知，光在空气与另一种透明介质中传播时，对于不同的入射角，“偏折比”不相等。 分析表中玻璃砖A（或玻璃砖B或玻璃砖C）的数据可知，当光线在空气中与法线夹角都是30°时，光线分别在A、B、C三种玻璃中与法线的夹角越大，“偏折比”越大，说明介质对光的折射程度越高。 （5）[7][8] [9] 从表中玻璃砖A（或玻璃砖B或玻璃砖C）的数据分析可知，光从空气射入玻璃砖时为定值，当光从玻璃砖射入空气时，根据几何知识可知，“光线在空气中与法线的夹角和光线在介质中与法线的夹角之比”不变，所以在相同条件下，光线无论从介质射向空气还是从空气射向介质，小华这种定义的比值是一定的。 光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会改变，发生折射现象。“偏折比”反映了光从空气斜射入介质（或从介质斜射入空气）时偏折的程度。“偏折比”数值越大，介质使光偏离原来传播方向的程度就越大。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$