精品解析:江苏省无锡市江阴市直属片区2024-2025学年八年级上学期11月期中物理试题
2024-12-08
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内容正文:
2024-2025学年第一学期期中考试
初二物理 试卷
(满分100分,考试时间100分钟)
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。每小题给出的四个选项中只有一个正确)
1. 手掌按住正在发声的鼓面,鼓声消失了,原因是手
A. 不能传播声音 B. 吸收了声波
C. 把声音反射回去了 D. 使鼓面停止了振动
2. 如图所示分别是音叉、钢琴、长笛声波的波形图,则它们不同的是:
A. 音调和响度
B. 音调和音色
C. 响度和音色
D. 只有音色
3. 去年暑假,小梦陪着爷爷到湖里去叉鱼.小梦将钢叉向看到鱼的方向投掷,总是叉不到鱼.如图所示的四幅光路图中,能正确说明叉不到鱼的原因的是( )
A. B.
C. D.
4. 如图是一款低音频发声灭火装置,通过发出30~60Hz的低频声波,能够在短短数秒之内扑灭火焰。关于该装置下列说法正确的是( )
A. 低音频发声灭火装置是高科技产品,声源不需要振动
B. 该低频声波能量大,可以在真空中传播
C. 该装置的声源每分钟振动30~60次
D. 该低频声波不属于次声波
5. “主动降噪”是一种减弱车内噪声的新方法。汽车里的麦克风将噪声进行收集,然后传送给行车电脑。通过运算之后,车内的扬声器就会发出和噪声完全相反波谱的声音,这样就会实现减弱噪声的目的。根据以上说明,判断下列说法正确的是( )
A. 麦克风是噪声的声源
B. 此方法是在声音传播途中减弱噪声
C. 车内扬声器发出的声音是声源有规律振动产生的
D. 在空气中,扬声器发出的声音传播速度比噪声快
6. 科学家设想,如果将来人类能移居月球的话,在月球上可以看见( )
A. 月食现象
B. 日食现象
C. 日食和月食
D. 看不到日食和月食现象
7. 如图的条形码是商品的“身份证”,扫描条形码可识别商品信息,下列描述正确的是( )
A. 黑色条块的较粗部分比较细部分的反射光强一些
B. 黑色条块的较粗部分比较细部分的反射光弱一些
C. 扫码设备是接收黑色条块的反射光来识别商品的
D. 扫码设备是接收白色条块的反射光来识别商品的
8. 摄影爱好者小李早上在大观河边照相,观察到岸边的建筑物在水面上形成的甲和乙,并拍摄了下来(如图)。过了30多分钟后他又回到原位置观察,则下列正确的是( )
A. 甲的大小、形状会变化 B. 甲的大小、形状均不变
C. 乙的大小、形状会变化 D. 乙的大小不变、形状会变化
9. 地球的自转让我们每天能看到“日出”和“日落”现象。假如地球表面没有大气层,则“日出”和“日落”时间,相比现在( )
A. “日出”和“日落”都会提前 B. “日出”和“日落”都会推迟
C. “日出”提前,“日落”推迟 D. “日出”推迟,“日落”提前
10. 在“探究凸透镜成像的规律”实验中,实验桌上有光具座、蜡烛、光屏、焦距分别为15cm 和30cm的凸透镜L1和L2等器材,小明先将蜡烛、凸透镜、光屏正确安放在光具座上,如图所示。下列说法正确的是( )
①若凸透镜是L1,小明能在光屏上看到烛焰清晰的像
②若凸透镜是L1,小明在透镜前加一合适的凸透镜,光屏上能出现烛焰清晰的像
③若凸透镜是L2,小明将光屏在光具座上移动,光屏上不能出现烛焰清晰的像
④若凸透镜是L2,小明在透镜前加一合适的凹透镜,移动光屏,能出现烛焰清晰的像
A. ①③ B. ②③ C. ②④ D. ①④
11. 如图是显微镜和开普勒望远镜原理示意图,下面关于它们成像的说法正确的是( )
A. 显微镜先成放大的虚像,再成放大的虚像
B. 望远镜先成放大的实像,再成放大的虚像
C. 显微镜最终成像与物体相比是倒的,因此我们看的是实像
D. 望远镜可以增大观察的“视角”,所以看得更清楚
12. 一块仪容镜如图甲所示,放在某学校走廊的AB处,仪容镜靠墙而立,镜面与墙壁平行,在另一面墙壁上的O处悬挂一电铃,如图乙所示。为了总能看到电铃通过仪容镜所成的像O′,小强同学沿着走廊的ae直线走动,若将人和电铃各自看作一个点,则小强同学所在的区间是( )
A. ab B. bc C. cd D. de
二、填空题(本题共12小题,每空1分,共32分)
13. 如图所示,是小明探究“看”到自己声音的实验。把两个纸杯底部用细棉线连接起来,固定其中一个纸杯,在纸杯口上蒙上胶膜,膜上粘一片小平面镜,拉紧棉线,将激光笔发出的光照射在平面镜上,小明对另一纸杯说话(不接触纸杯),会看到墙上反射的光点在晃动。小明发出的声音是由声带__________产生的,两个纸杯间声音的传播主要是通过__________实现的,在月球上做该实验将__________(选填“能”或“不能”)看到光点的晃动。
14. 如图所示,在光的色散实验中,太阳光经平面镜反射后,通过狭缝射向三棱镜,发现光屏上色光的种类偏少,为了在光屏上观察到更多种类的色光,可以采用__________(选填“光屏靠近三棱镜”或“将三棱镜转动一定角度”)的操作;将此时的白屏分成三个区域,则可以利用__________ (选填“①”“②”或“③”)区域的光进行灭菌;若三棱镜摔坏了后,截面变成乙图所示,__________(选填“能”或“不能”)完成以上实验。
15. 摄影爱好者拍摄到“站”在水面上的水黾(一种昆虫)纤细的腿使水面发生了形变,如图甲所示;同时看到水底有带“光环”的暗影,如图乙所示,此时“形变的水”相当于______(填光学元件名称):当水黾游到水浅的地方,暗影面积会______(选填“变小”“不变”“变大”)。
16. 晴天的正午时分,走在公园的树林里,小明看到阳光透过树叶的缝隙在地上留下许多大小形状不同的光斑;其中圆形光斑是__________(选填“太阳”、“树叶的缝隙”或“树叶”)的__________(选填“实像”、“虚像”或“影子”)。圆形光斑大小不一,原因是树叶间缝隙到__________距离不同(选填“地面”或“太阳”)。
17. 如图所示是一位游客在海洋公园拍到的北极熊的照片,北极熊的头身居然分离了!对此,小亮解释道:游客看到的北极熊的身体是光从__________中斜射入__________(前两空均选填“水”或“空气”)中时,在界面发生折射形成的__________(选填“实”或“虚”)像。
18. 小杨安装了如图1所示的装置,来进行有关实验,在密闭性良好的玻璃钟罩内的泡沫底座上放一个能通过遥控控制发声的喇叭,并在喇叭上方放置了若干塑料小球。
(1)他让喇叭持续发声,同时用抽气机不断往外抽气,在抽气的过程中,她看到塑料小球跳动的剧烈程度__________(选填“加剧”“变弱”或“几乎不变”),整个实验过程,她都能看清小球的跳动情况,这现象说明了光__________(选填“能”或“不能”)在真空中传播;
(2)如图2所示,蓝牙音箱正在播放音乐,我们观察到蜡烛的烛焰在晃动。而且我们发现离音响越远,烛焰的晃动幅度越__________,此现象除了说明声波具有能量,还能说明__________。
19.
(1)一束光斜射到平面镜上,若与镜面的夹角为35°,则反射角为__________度;如果入射光线逐渐远离法线,则反射光线逐渐__________(选填“靠拢”或“远离”)法线;
(2)如图所示的眼镜对光线有__________(选填“会聚”或“发散”)作用。
20. 如图甲所示,我国在贵州省建成的世界最大的天文射电望远镜FAST,投射来的电磁波被膜面反射后会聚于一个公共焦点,其反射面相当于是__________(填光学元件名称);上网课时,小明用放大镜观察电脑屏幕,发现屏幕上排列着许多由红、 __________ 、蓝三色发光点组合而成的微小发光单元,若将这三种色光按等比例混合如图乙(中间阴影部分)所示,则可以形成 __________ 色。
21. 太阳直射点的回归运动如图。2023年11月8日(立冬),滨海(北纬34°)某校实践活动小组将圭杆垂直插入水平地面进行“测影”活动,正午时刻杆影如图中的OA。圭杆应是__________(选填“透明”或“不透明”)物体,图中杆影从O到A指向__________(选填“南方”或“北方”)。
22. 图示为一种身高测量仪,其顶部的感应器竖直向下发射__________(选填“超声波”或“次声波”或“红外线”)信号,经下方物体反射后返回,被感应器接收。某同学站上测高台,感应器记录信号从发射到接收所经历的时间为。已知感应器距测高台的高度为2.5m,空气中的声速取340m/s,则该同学的身高为__________m。
23. 如图所示为“临摹神器”,将手机和镜M放在支架上调节到适当角度,则手机屏幕中的物体通过镜M成的像恰好落在水平桌面上白纸的位置上,即可对屏幕中的物体临摹。临摹时,眼睛需要在__________(选填“手机侧”或“白纸侧”)进行观察,且将屏幕远离镜M时,镜M所成的像的大小__________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
24. 小明用手机拍照,发现手机镜头过于靠近拍摄对象时(如图所示)无法正常对焦,拍出的照片模糊,此时像成在感光器(相当于光屏)__________(选填“左侧”或“右侧”)。小明发现将__________透镜紧靠在手机镜头上可以解决这一问题,从而理解了手机微距镜头的工作原理。
三、解答题(本题共8小题,共44分)
25. 如图所示,请根据反射光线画出入射光线并标出入射角的大小。
26. 请在图中作出物体在平面镜中所成的像A'B'。
27. 如图丙所示,请在图中画出入射光线经透镜对应的折射光线。
28. 小明同学学习物理知识后知道古筝振动发声的音调高低可能与弦的长短、粗细和松紧等都有关,于是小明找来了各种不同的琴弦,想通过实验进行探究,琴弦的编号及情况如表所示(五根琴弦安装的松紧相同)。
(1)若选择①、②两琴弦做实验,则研究的目的是探究音调与琴弦__________的关系;
(2)若要探究音调与琴弦长度的关系,则应选择__________两琴弦实验,这两根会发出不同的音符“do(1)、re(2)”,则__________会发出re(2)的音符;
控制条件
/编号
琴弦的
材料
琴弦的长度(cm)
琴弦的粗细(mm2)
①
钢
30
0.3
②
钢
30
0.6
③
尼龙丝
40
0.5
④
铜
50
0.5
⑤
尼龙丝
50
0.5
(3)如图甲所示,在一个空盒上固定一根木柄,琴弦一端固定在木盒O处,另一端跟木柄上的旋钮相接,就制成了一把简单的古筝,古筝使用一段时间后会发生“走音”现象,这是指琴弦发声的__________偏离了标准,于是她就拿出“调音器”拧动琴弦左端的旋钮来“调音”,这是通过改变琴弦的__________来实现的。
29. 探究“平面镜成像特点”时,小明选择了3mm的镀膜茶色玻璃板、棋子和方格纸等器材进行了以下操作:
(1)利用茶色玻璃板和平面镜都能看到棋子的像,但小明最终选择茶色玻璃板替代平面镜做实验,目的是__________;
(2)小明想找出镀膜面做成像面,于是他用棋子分别紧贴玻璃板前后两个面(如图甲所示),发现M面棋子的像与棋子之间几乎没有空隙,N面棋子的像与棋子之间有一段距离,请你帮小明选出镀膜面是__________面(选填“M”或“N”);
(3)小明将选出的镀膜面与方格纸的中线对齐(如乙图所示),此时中线的位置即为玻璃板的位置。为了比较A的像与A的大小关系,在玻璃板前放一个棋子A,再将另一个相同的棋子B放到玻璃板后调整位置,直到棋子B与棋子A的像__________,此时棋子B等效替代__________(选填“棋子A”或“棋子A的像”);
(4)移去棋子B,将一张白卡片竖直放在棋子B所在的位置,眼睛在__________(选填“棋子A侧”或“棋子B侧”)观察白卡片,若观察到白卡片上没有棋子A的像,说明棋子A经平面镜所成的是__________(选填“实”或“虚”)像;
(5)小明记录棋子A与棋子B的位置后,测量出它们到镜面的距离,发现不相等,与书中的结论不相符合。小明继续多次实验,记录数据如下表所示:
实验序号
物体到平面镜的距离/cm
像到平面镜的距离/cm
①
1.00
1.30
②
2.00
2.29
③
3.00
3.30
小明思考后发现这些数据产生的原因是玻璃板有厚度,导致看到的棋子B是光的__________(选填“直线传播”、“反射”或“折射”)形成的像,因此小明得出该实验换用厚度为__________(选填“5mm”或“1mm”)的玻璃板更好;
(6)实验过程中,为了让右侧的同桌小丽也能看到镜中的像,小明将玻璃板沿方格纸中线水平向右移动3cm,小明发现跳棋A的像的位置__________(选填“向右移动3cm”、“在原位置”或“向左移动3cm”)。
30. 小明在探究“光的反射定律”的实验。
(1)将一束光斜射到平面镜上,并尝试用如图所示的一块白板去寻找入射光和反射光,使他们同时呈现在白板上,这样操作的主要目的是:__________,所用白纸表面应尽量__________(选填“粗糙”或“光滑”);
(2)多次改变入射光的方向,观察发现当入射光与镜面处于__________关系时,反射光与入射光重合,此位置即为__________的位置,此时入射角为__________度;
(3)多次实验时,在白纸上画出法线、入射光线和对应的反射光线后,发现没有量角器,为了验证反射角等于入射角这一结论,如果不借助其他测量工具,你的操作是__________;
(4)实验中同学小丽三次改变入射角的大小,测得数据如表所示,她根据表中数据得出的结论和小明的结论并不一致,请你分析小丽测量实验数据过程中出现的问题可能是__________。
实验次数
入射角/°
反射角/°
1
20
70
2
30
60
3
50
40
31. 小明在光具座上用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验:
(1)首先需调整烛焰和光屏,使两者的中心位于凸透镜的主光轴上,下列图片中已经调整好的是__________;
(2)小明将凸透镜和光屏固定,然后将蜡烛从紧贴凸透镜的位置沿主光轴缓慢向左移动,直至如图甲所示位置时,光屏上的圆形光斑与透镜等大,左右移动光屏,光斑大小不变,则该透镜的焦距为__________cm;
(3)小明将蜡烛从光具座0cm刻度线处逐渐靠近凸透镜,会观察到如图乙所示的五种清晰的像,则观察到像的正确顺序为__________(填序号);
(4)如图甲所示,将凸透镜固定在50cm刻度线处,蜡烛移动到20cm刻度线处,光屏__________(选填“靠近凸透镜”、“远离凸透镜”或“不移动”)出现烛焰倒立、__________(选填“缩小”、“放大”或“等大”)的实像;
①若此时仅将凸透镜换成戳有小孔的白板,则光屏上承接到__________(选填“缩小”、“放大”或“等大”)的实像;
②保持凸透镜位置不变,将蜡烛沿光具座向右移10cm,将光屏沿光具座向右移动10cm,则光屏上__________(选填“能”或“不能”)接收到清晰的像;
③若更换成另一个焦距为9cm的凸透镜,发现光屏上的像变得模糊,此现象与__________(选填“近”或“远”)视眼成因相似。为了使光屏上的像恢复清晰,可向__________(选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动光屏。根据上述实验和已学知识,近视程度更严重的同学应选择焦距更__________(选填“大”或“小”)的凹透镜来矫正。
32. 在验证“光的折射规律”的实验中,小明同学利用红色激光笔、水槽、水和一个背景屏探究光的折射特点:
(1)实验中打开激光光源,当光从空气射入水中时,传播方向__________(选填“一定”或“不一定”)发生改变;
(2)如图当入射光沿背景表面斜射入水中,从水中看到折射光,再改变观察的角度,如从偏向左侧的方向观察水中的折射光,这样做的目的是__________;
(3)小明测得如下表所示的两组数据:
表一:光从空气斜射入水中 表二:光从水中斜射入空气中
序号
1
2
3
入射角α/°
30
45
60
折射角γ/°
22
32
40
序号
1
2
3
入射角α/°
22
◆
40
折射角γ/°
30
45
60
①表二中“◆”数据被遮挡住看不到,由表中信息可知这个数据是__________,理由是__________;
②如果在探究光从空气斜射入水中的折射规律时,完成了第4次实验,入射角是50°,折射角可能是__________;
A.20° B.28° C.35° D.60°
(4)学习完折射后,小明理解了光的色散现象的原理,于是他改用紫色激光笔从空气斜射入水中,当入射角为45°时,折射角__________(选填“大于”、“小于”或“等于”)32°;
(5)小明查阅资料了解到,当折射光消失,只存在入射光与反射光时,这种现象叫做光的全反射。请根据表一和表二数据推理得出,全反射现象可能发生在光从__________(选填“空气斜射入水”或“水中斜射入空气”)中。
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2024-2025学年第一学期期中考试
初二物理 试卷
(满分100分,考试时间100分钟)
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。每小题给出的四个选项中只有一个正确)
1. 手掌按住正在发声的鼓面,鼓声消失了,原因是手
A. 不能传播声音 B. 吸收了声波
C. 把声音反射回去了 D. 使鼓面停止了振动
【答案】D
【解析】
【详解】声音是由振动产生的,一切发声体都在振动,振动停止发声停止.按住鼓面,等于使其停止了振动因此声音消失了.
2. 如图所示分别是音叉、钢琴、长笛声波的波形图,则它们不同的是:
A. 音调和响度
B. 音调和音色
C. 响度和音色
D. 只有音色
【答案】C
【解析】
【详解】如图可知,三幅图中振动的快慢相同,因此音调相同;偏离原位置不同,因此响度不同;它们的波的形状不同,所以发生体不同,故音色不同.故选C.
3. 去年暑假,小梦陪着爷爷到湖里去叉鱼.小梦将钢叉向看到鱼的方向投掷,总是叉不到鱼.如图所示的四幅光路图中,能正确说明叉不到鱼的原因的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由于光从水中进入空气中时,要发生光的折射现象,折射光线偏离法线,因此人看到水中的“鱼”实际上是鱼通过折射后所成的虚像,虚像的位置比实际位置变浅,因此D选项正确.
4. 如图是一款低音频发声灭火装置,通过发出30~60Hz的低频声波,能够在短短数秒之内扑灭火焰。关于该装置下列说法正确的是( )
A. 低音频发声灭火装置是高科技产品,声源不需要振动
B. 该低频声波能量大,可以在真空中传播
C. 该装置的声源每分钟振动30~60次
D. 该低频声波不属于次声波
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于一切正在发声的物体都在振动,所以低音频发声灭火装置发出的声音也是由物体的振动产生的,故A错误;
B.声音的传播需要介质,真空不能传播声音,所以低频声波不能在真空中传播,故B错误;
C.该低频声波的频率范围在30~60Hz,表示每秒振动30~60次,故C错误;
D.低音频发声灭火装置发出声音的频率范围在30~60Hz,而次声波的频率要小于20Hz,所以该装置发出的不是次声波,故D正确。
故选D。
5. “主动降噪”是一种减弱车内噪声的新方法。汽车里的麦克风将噪声进行收集,然后传送给行车电脑。通过运算之后,车内的扬声器就会发出和噪声完全相反波谱的声音,这样就会实现减弱噪声的目的。根据以上说明,判断下列说法正确的是( )
A. 麦克风是噪声的声源
B. 此方法是在声音传播途中减弱噪声
C. 车内扬声器发出的声音是声源有规律振动产生的
D. 在空气中,扬声器发出的声音传播速度比噪声快
【答案】B
【解析】
【详解】A.麦克风将噪音进行收集不是噪声的声源体,故A错误;
B.“主动降噪”是一种减弱车内噪音的新方法,在传播过程中减弱噪声,故B正确;
C.由题意,车内的扬声器就会发出和噪声完全相反波谱的声音,而噪声是发声体无规律振动产生的,则车内扬声器发出的声音也是声源无规律振动产生的,故C错误;
D.扬声器发出的声音与噪声在空气中的传播速度相同,故D错误。
故选B。
6. 科学家设想,如果将来人类能移居月球的话,在月球上可以看见( )
A. 月食现象
B. 日食现象
C. 日食和月食
D. 看不到日食和月食现象
【答案】B
【解析】
【详解】当地球运行到月球与太阳之间时,由于光的直线传播,整个太阳或太阳某个部位发出的光被地球挡住而射不到月球上,于是月球上某个地区的观察者将看到整个太阳或太阳的某部分变黑,于是出现日食现象.所以若将来人类能移居月球的话,在月球上可以看见日食现象.
故选B.
7. 如图的条形码是商品的“身份证”,扫描条形码可识别商品信息,下列描述正确的是( )
A. 黑色条块的较粗部分比较细部分的反射光强一些
B. 黑色条块的较粗部分比较细部分的反射光弱一些
C. 扫码设备是接收黑色条块的反射光来识别商品的
D. 扫码设备是接收白色条块的反射光来识别商品的
【答案】D
【解析】
【详解】AB.条形码黑白相间的条纹中,白色条纹能够反射所有色光,黑色条纹不反射光,故AB错误;
CD.白色条纹反射光,扫码设备是接收白色条块的反射光来识别商品的,故C错误,故D正确。
故选D。
8. 摄影爱好者小李早上在大观河边照相,观察到岸边的建筑物在水面上形成的甲和乙,并拍摄了下来(如图)。过了30多分钟后他又回到原位置观察,则下列正确的是( )
A. 甲的大小、形状会变化 B. 甲的大小、形状均不变
C. 乙的大小、形状会变化 D. 乙的大小不变、形状会变化
【答案】A
【解析】
【详解】AB.甲是建筑的影子,是建筑物挡住太阳光,在建筑物后形成的暗影区,过了30多分钟后,太阳的位置发生了变化,照在建筑物上的光线位置和方向都发生了变化,影子的大小和形状都会发生变化,故A正确,B错误;
CD.乙是建筑经过水面反射成的像,建筑的大小不变,形状不变, 则乙的大小、形状不会变化,故CD错误。
故选A。
9. 地球的自转让我们每天能看到“日出”和“日落”现象。假如地球表面没有大气层,则“日出”和“日落”时间,相比现在( )
A. “日出”和“日落”都会提前 B. “日出”和“日落”都会推迟
C. “日出”提前,“日落”推迟 D. “日出”推迟,“日落”提前
【答案】D
【解析】
【详解】如果地球表面不存在大气层,太阳光将在真空中沿直线传播,由于地球是圆形的,所以只有太阳升到某一位置时才能观察到;而正因为地球表面上有大气层,阳光射入大气层时会发生折射现象,能够提前观察到;所以如果地球表面不存在大气层,那么观察到的日出时刻与实际存在大气层时的情况相比将延后;同理,观察到的日落时刻与实际存在大气层时的情况相比将提前。故ABC错误,不符合题意;D正确,符合题意。
故选D。
10. 在“探究凸透镜成像的规律”实验中,实验桌上有光具座、蜡烛、光屏、焦距分别为15cm 和30cm的凸透镜L1和L2等器材,小明先将蜡烛、凸透镜、光屏正确安放在光具座上,如图所示。下列说法正确的是( )
①若凸透镜是L1,小明能在光屏上看到烛焰清晰的像
②若凸透镜是L1,小明在透镜前加一合适的凸透镜,光屏上能出现烛焰清晰的像
③若凸透镜是L2,小明将光屏在光具座上移动,光屏上不能出现烛焰清晰的像
④若凸透镜是L2,小明在透镜前加一合适的凹透镜,移动光屏,能出现烛焰清晰的像
A. ①③ B. ②③ C. ②④ D. ①④
【答案】B
【解析】
【详解】①若凸透镜是L1,焦距为15cm,此时物距为40cm,在透镜二倍焦距以外,像应在一倍焦距和二倍焦距之间,而此时光屏在透镜一倍焦距以内,因此小明不能在光屏上看到烛焰清晰的像;
②若凸透镜是L1,小明在透镜前加一合适的凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用,可以使光线提前会聚,光屏上能出现烛焰清晰的像;
③若凸透镜是L2,焦距为30cm,此时物距为40cm,物体在一倍焦距和二倍焦距之间,像应在二倍焦距以外,即在100cm以外,小明将光屏在光具座上移动,由于光具座不够长,光屏上不能出现烛焰清晰的像;
④若凸透镜是L2,小明在透镜前加一合适的凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,会使像延迟会聚,即像距变大,移动光屏,更不能出现烛焰清晰的像;
由以上分析可知②③正确,故B正确,ACD错误。
故选B。
11. 如图是显微镜和开普勒望远镜原理示意图,下面关于它们成像的说法正确的是( )
A. 显微镜先成放大的虚像,再成放大的虚像
B. 望远镜先成放大的实像,再成放大的虚像
C. 显微镜最终成像与物体相比是倒的,因此我们看的是实像
D. 望远镜可以增大观察的“视角”,所以看得更清楚
【答案】D
【解析】
【详解】A.显微镜的物镜成倒立、放大的实像,目镜成正立、放大的虚像,故A错误;
B.望远镜的物镜成倒立、缩小的实像,目镜成正立、放大的虚像,故B错误;
C.显微镜最终成像与物体相比是倒的,但最终成的是虚像,故C错误;
D.望远镜可以增大观察的“视角”,从而使我们看得更清楚,故D正确。
故选D。
12. 一块仪容镜如图甲所示,放在某学校走廊的AB处,仪容镜靠墙而立,镜面与墙壁平行,在另一面墙壁上的O处悬挂一电铃,如图乙所示。为了总能看到电铃通过仪容镜所成的像O′,小强同学沿着走廊的ae直线走动,若将人和电铃各自看作一个点,则小强同学所在的区间是( )
A. ab B. bc C. cd D. de
【答案】B
【解析】
【详解】电铃通过平面镜所成的像在O′,根据光沿直线传播,小强同学在的区间bc可看到电铃通过仪容镜所成的像。
故选B。
二、填空题(本题共12小题,每空1分,共32分)
13. 如图所示,是小明探究“看”到自己声音的实验。把两个纸杯底部用细棉线连接起来,固定其中一个纸杯,在纸杯口上蒙上胶膜,膜上粘一片小平面镜,拉紧棉线,将激光笔发出的光照射在平面镜上,小明对另一纸杯说话(不接触纸杯),会看到墙上反射的光点在晃动。小明发出的声音是由声带__________产生的,两个纸杯间声音的传播主要是通过__________实现的,在月球上做该实验将__________(选填“能”或“不能”)看到光点的晃动。
【答案】 ①. 振动 ②. 棉线 ③. 不能
【解析】
【详解】[1]声音是由物体的振动产生的,小明发出的声音是由声带振动产生的。
[2]声音的传播需要介质,两个纸杯间由棉线相连,所以两个纸杯间声音的传播主要是通过棉线实现的。
[3]真空中不能传送,在月球上做该实验,小明发出的声音无法传播,所以将不能看到光点的晃动。
14. 如图所示,在光的色散实验中,太阳光经平面镜反射后,通过狭缝射向三棱镜,发现光屏上色光的种类偏少,为了在光屏上观察到更多种类的色光,可以采用__________(选填“光屏靠近三棱镜”或“将三棱镜转动一定角度”)的操作;将此时的白屏分成三个区域,则可以利用__________ (选填“①”“②”或“③”)区域的光进行灭菌;若三棱镜摔坏了后,截面变成乙图所示,__________(选填“能”或“不能”)完成以上实验。
【答案】 ①. 将三棱镜转动一定角度 ②. ① ③. 能
【解析】
【详解】[1]在光的色散实验中,太阳光经平面镜反射后,通过狭缝射向三棱镜,发现光屏上色光的种类偏少,是因为三棱镜对光的折射率太小,因此为了在光屏上观察到更多种类的色光,可以采用将三棱镜转动一定角度,如果将光屏靠近三棱镜,色光的种类不会增多,光谱的宽度还会变窄。
[2]白光通过三棱镜后紫光偏折最大,在紫光的附近,有一种看不见的光叫紫外线,因此①区域是紫外线,③区域是红外线,紫外线具有灭菌的作用,所以利用①区域的光进行灭菌。
[3]三棱镜摔坏了后,截面变成乙图所示,对光仍有折射作用,因此仍可以完成光的色散现象。
15. 摄影爱好者拍摄到“站”在水面上的水黾(一种昆虫)纤细的腿使水面发生了形变,如图甲所示;同时看到水底有带“光环”的暗影,如图乙所示,此时“形变的水”相当于______(填光学元件名称):当水黾游到水浅的地方,暗影面积会______(选填“变小”“不变”“变大”)。
【答案】 ①. 凹透镜 ②. 变小
【解析】
【详解】[1]“站”在水面上的水黾使水面发生了形变,水面下凹,此时“形变的水”相当于凹透镜,对光有发散作用,所以看到水底有带“光环”的暗影。
[2]根据几何知识可知,当水黾游到水浅的地方,水面下光传播的距离减小,折射角度不变,暗影面积会变小。
16. 晴天的正午时分,走在公园的树林里,小明看到阳光透过树叶的缝隙在地上留下许多大小形状不同的光斑;其中圆形光斑是__________(选填“太阳”、“树叶的缝隙”或“树叶”)的__________(选填“实像”、“虚像”或“影子”)。圆形光斑大小不一,原因是树叶间缝隙到__________距离不同(选填“地面”或“太阳”)。
【答案】 ①. 太阳 ②. 实像 ③. 地面
【解析】
【详解】[1][2]沿直线传播的太阳光经过树叶间的缝隙时,会发生小孔成像现象,圆形光斑实际上是太阳的像,此像由实际光线会聚而成是实像。
[3]小孔成像时像的大小与物体到小孔的距离和像到小孔的距离有关,而太阳到树叶间缝隙的距离接近,所以圆形光斑大小不一,原因是树叶间缝隙到地面距离不同。
17. 如图所示是一位游客在海洋公园拍到的北极熊的照片,北极熊的头身居然分离了!对此,小亮解释道:游客看到的北极熊的身体是光从__________中斜射入__________(前两空均选填“水”或“空气”)中时,在界面发生折射形成的__________(选填“实”或“虚”)像。
【答案】 ①. 水 ②. 空气 ③. 虚
【解析】
【详解】[1][2][3]游客看到的熊是水中的熊反射的光从水中斜射入空气中时,光线发生折射,折射光线偏离法线,人逆着折射光线看去,看到的熊的虚像。
18. 小杨安装了如图1所示的装置,来进行有关实验,在密闭性良好的玻璃钟罩内的泡沫底座上放一个能通过遥控控制发声的喇叭,并在喇叭上方放置了若干塑料小球。
(1)他让喇叭持续发声,同时用抽气机不断往外抽气,在抽气的过程中,她看到塑料小球跳动的剧烈程度__________(选填“加剧”“变弱”或“几乎不变”),整个实验过程,她都能看清小球的跳动情况,这现象说明了光__________(选填“能”或“不能”)在真空中传播;
(2)如图2所示,蓝牙音箱正在播放音乐,我们观察到蜡烛的烛焰在晃动。而且我们发现离音响越远,烛焰的晃动幅度越__________,此现象除了说明声波具有能量,还能说明__________。
【答案】(1) ①. 几乎不变 ②. 能
(2) ①. 小 ②. 离声源越远,响度越小
【解析】
【小问1详解】
[1]在抽气的过程中,声音传播的介质(空气)逐渐减少,但是与声音的产生无关,喇叭的振动幅度不变,所以塑料小球的跳动的剧烈程度几乎不变。
[2]抽气的过程中,空气逐渐减少,到最后空气几乎完全被抽出,接近真空状态,此时依然能看清小球的跳动情况,表示光在真空中可以传播。
【小问2详解】
[1]如图2所示,离音箱越近,烛焰的晃动幅度越大,离音箱越远,烛焰的晃动幅度越小。
[2]蜡烛越远离音箱,烛焰晃动的幅度越小,说明声波在传播过程中能量不断衰减,即离声源越远,响度越小。
19.
(1)一束光斜射到平面镜上,若与镜面的夹角为35°,则反射角为__________度;如果入射光线逐渐远离法线,则反射光线逐渐__________(选填“靠拢”或“远离”)法线;
(2)如图所示的眼镜对光线有__________(选填“会聚”或“发散”)作用。
【答案】(1) ①. 55 ②. 远离
(2)会聚
【解析】
【小问1详解】
[1]一束光斜射到平面镜上,若与镜面的夹角为35°,则入射角为
光的反射中,反射角等于入射角,因此反射角为55°。
[2]如果入射光线逐渐远离法线,则入射角增大,反射角也增大,因此反射光线逐渐远离法线。
【小问2详解】
由题可知此时成的是正立放大的虚像,当凸透镜的物距小于一倍焦距时,满足条件。因此该眼镜是凸透镜,对光线有会聚作用。
20. 如图甲所示,我国在贵州省建成的世界最大的天文射电望远镜FAST,投射来的电磁波被膜面反射后会聚于一个公共焦点,其反射面相当于是__________(填光学元件名称);上网课时,小明用放大镜观察电脑屏幕,发现屏幕上排列着许多由红、 __________ 、蓝三色发光点组合而成的微小发光单元,若将这三种色光按等比例混合如图乙(中间阴影部分)所示,则可以形成 __________ 色。
【答案】 ①. 凹面镜 ②. 绿 ③. 白
【解析】
【详解】[1]天文射电望远镜FAST的反射面是一个凹陷的曲面,凹面是反射面,因此是一个凹面镜,对光线有会聚作用。
[2][3]电脑屏幕只有红、绿、蓝三种颜色,这三种色光是光的三原色,它们称为单色光,经过不同比例的混合可以产生各种颜色的光,将这三种色光按一定比例混合,图中阴影部分应是白光。
21. 太阳直射点的回归运动如图。2023年11月8日(立冬),滨海(北纬34°)某校实践活动小组将圭杆垂直插入水平地面进行“测影”活动,正午时刻杆影如图中的OA。圭杆应是__________(选填“透明”或“不透明”)物体,图中杆影从O到A指向__________(选填“南方”或“北方”)。
【答案】 ①. 不透明 ②. 北方
【解析】
【详解】[1]光在同种均匀介质中沿直线传播,当光照射到不透明的物体上时,会被遮挡从而形成影子,活动小组将圭杆垂直插入水平地面进行“测影”活动,所以圭杆应是不透明物体。
[2]滨海地区地处北半球,太阳位于南方,则图中杆影从O到A指向北方。
22. 图示为一种身高测量仪,其顶部的感应器竖直向下发射__________(选填“超声波”或“次声波”或“红外线”)信号,经下方物体反射后返回,被感应器接收。某同学站上测高台,感应器记录信号从发射到接收所经历的时间为。已知感应器距测高台的高度为2.5m,空气中的声速取340m/s,则该同学的身高为__________m。
【答案】 ①. 超声波 ②. 1.82
【解析】
【详解】[1]身高测量仪的原理是回声测距,超声波在传播过程中具有较好的方向性,所以该测量仪利用顶部的感应器竖直向下发射超声波信号,经下方物体反射后返回,被感应器接收。
[2]感应器到该同学头顶的距离为
该同学的身高为
23. 如图所示为“临摹神器”,将手机和镜M放在支架上调节到适当角度,则手机屏幕中的物体通过镜M成的像恰好落在水平桌面上白纸的位置上,即可对屏幕中的物体临摹。临摹时,眼睛需要在__________(选填“手机侧”或“白纸侧”)进行观察,且将屏幕远离镜M时,镜M所成的像的大小__________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 手机侧 ②. 不变
【解析】
【详解】[1]平面镜成的是虚像,虚像不能再光屏上呈现,临摹时,为了能观察到手机屏幕中物体成的像,需要透过镜M观察,即眼睛需要在手机侧进行观察。
[2]平面镜成像中,像的大小与物体的大小相等,将屏幕远离镜M时,屏幕中物体的大小不变,则镜M所成的像的大小不变。
24. 小明用手机拍照,发现手机镜头过于靠近拍摄对象时(如图所示)无法正常对焦,拍出的照片模糊,此时像成在感光器(相当于光屏)__________(选填“左侧”或“右侧”)。小明发现将__________透镜紧靠在手机镜头上可以解决这一问题,从而理解了手机微距镜头的工作原理。
【答案】 ①. 右侧 ②. 凸
【解析】
【详解】[1]用手机拍照,发现手机镜头过于靠近拍摄对象时,此时物距小于二倍焦距,无法正常对焦,拍出的照片模糊,由凸透镜成像规律可知,此时像距较大,即像成在感光器右侧。
[2]为了使像成在感光器上,应减小像距,应让光线会聚一些,凸透镜对光线有会聚作用,所以将凸透镜紧靠在手机镜头上可以解决这一问题。
三、解答题(本题共8小题,共44分)
25. 如图所示,请根据反射光线画出入射光线并标出入射角的大小。
【答案】
【解析】
【详解】反射光线与反射面的夹角为50°,根据光的反射定律,反射角等于入射角,故入射角为
90°-50°=40°
垂直反射面画出法线,入射光线与法线成40°角,画好箭头,如图所示:
26. 请在图中作出物体在平面镜中所成的像A'B'。
【答案】
【解析】
【详解】作出端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′,用虚线连接A′、B′,即为物AB在平面镜中所成的像,如图所示:
27. 如图丙所示,请在图中画出入射光线经透镜对应的折射光线。
【答案】
【解析】
【详解】[1]中间厚、边缘薄的透镜叫做凸透镜,凸透镜对光有会聚作用,凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在主光轴上的一点,这个点叫做凸透镜的焦点,故入射光线经透镜对应的折射光线如图所示:
[2]中间薄、边缘厚的透镜叫做凹透镜,凹透镜对光有发散作用,延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴,故入射光线经透镜对应的折射光线如图所示:
28. 小明同学学习物理知识后知道古筝振动发声的音调高低可能与弦的长短、粗细和松紧等都有关,于是小明找来了各种不同的琴弦,想通过实验进行探究,琴弦的编号及情况如表所示(五根琴弦安装的松紧相同)。
(1)若选择①、②两琴弦做实验,则研究的目的是探究音调与琴弦__________的关系;
(2)若要探究音调与琴弦长度的关系,则应选择__________两琴弦实验,这两根会发出不同的音符“do(1)、re(2)”,则__________会发出re(2)的音符;
控制条件
/编号
琴弦的
材料
琴弦的长度(cm)
琴弦的粗细(mm2)
①
钢
30
0.3
②
钢
30
0.6
③
尼龙丝
40
0.5
④
铜
50
0.5
⑤
尼龙丝
50
0.5
(3)如图甲所示,在一个空盒上固定一根木柄,琴弦一端固定在木盒O处,另一端跟木柄上的旋钮相接,就制成了一把简单的古筝,古筝使用一段时间后会发生“走音”现象,这是指琴弦发声的__________偏离了标准,于是她就拿出“调音器”拧动琴弦左端的旋钮来“调音”,这是通过改变琴弦的__________来实现的。
【答案】(1)粗细 (2) ①. ③⑤ ②. ③
(3) ①. 音调 ②. 松紧
【解析】
【小问1详解】
本题考查控制变量法,①、②两琴弦材料、长度均相同,粗细不同,因此研究①、②两琴弦的目的是探究音调与琴弦粗细的关系。
【小问2详解】
[1]要探究音调与琴弦长度的关系,需要控制材料和粗细相同,长度不同,故选择③⑤。
[2]长度越长音调越低,长度越短音调越高,do(1)的音调低,re(2)的音调高,则长度较短的③可以发出re(2)。
【小问3详解】
[1][2]古筝使用一段时间后会发生“走音”现象,这是指琴弦发声的音调偏离了标准,于是她就拿出“调音器”拧动琴弦左端的旋钮来“调音”,这是通过改变琴弦的松紧程度来实现的。
29. 探究“平面镜成像特点”时,小明选择了3mm的镀膜茶色玻璃板、棋子和方格纸等器材进行了以下操作:
(1)利用茶色玻璃板和平面镜都能看到棋子的像,但小明最终选择茶色玻璃板替代平面镜做实验,目的是__________;
(2)小明想找出镀膜面做成像面,于是他用棋子分别紧贴玻璃板前后两个面(如图甲所示),发现M面棋子的像与棋子之间几乎没有空隙,N面棋子的像与棋子之间有一段距离,请你帮小明选出镀膜面是__________面(选填“M”或“N”);
(3)小明将选出的镀膜面与方格纸的中线对齐(如乙图所示),此时中线的位置即为玻璃板的位置。为了比较A的像与A的大小关系,在玻璃板前放一个棋子A,再将另一个相同的棋子B放到玻璃板后调整位置,直到棋子B与棋子A的像__________,此时棋子B等效替代__________(选填“棋子A”或“棋子A的像”);
(4)移去棋子B,将一张白卡片竖直放在棋子B所在的位置,眼睛在__________(选填“棋子A侧”或“棋子B侧”)观察白卡片,若观察到白卡片上没有棋子A的像,说明棋子A经平面镜所成的是__________(选填“实”或“虚”)像;
(5)小明记录棋子A与棋子B的位置后,测量出它们到镜面的距离,发现不相等,与书中的结论不相符合。小明继续多次实验,记录数据如下表所示:
实验序号
物体到平面镜的距离/cm
像到平面镜的距离/cm
①
1.00
1.30
②
2.00
2.29
③
3.00
3.30
小明思考后发现这些数据产生的原因是玻璃板有厚度,导致看到的棋子B是光的__________(选填“直线传播”、“反射”或“折射”)形成的像,因此小明得出该实验换用厚度为__________(选填“5mm”或“1mm”)的玻璃板更好;
(6)实验过程中,为了让右侧的同桌小丽也能看到镜中的像,小明将玻璃板沿方格纸中线水平向右移动3cm,小明发现跳棋A的像的位置__________(选填“向右移动3cm”、“在原位置”或“向左移动3cm”)。
【答案】(1)便于确定像的位置
(2)M (3) ①. 完全重合 ②. 棋子A
(4) ①. 棋子B侧 ②. 虚
(5) ①. 折射 ②. 1mm
(6)在原位置
【解析】
【小问1详解】
由于平面镜是不透明的,所以无法确定像的位置,玻璃板透光且可以成像,选择茶色玻璃板替代平面镜做实验,目的是便于确定像的位置。
【小问2详解】
平面镜成像时,像与物体关于平面镜对称,发现M面棋子的像与棋子之间几乎没有空隙,说明此时棋子的像与棋子关于M面对称,M面是镜面,所以镀膜面是M面。
【小问3详解】
[1][2]平面镜成像时,像与物体的大小相等,两个棋子也完全相同,将另一个相同的棋子B放到玻璃板后调整位置,棋子B与棋子A的像可以完全重合,此时棋子B的位置就是棋子A的像的位置,棋子A的像的大小就等于棋子B的大小,为了比较棋子的像与棋子A的大小,无法直接移动棋子A去与像进行 比较,此过程中用与A完全相同的B去与A的像比较,所以棋子B是代替棋子A去与其像进行比较的。
【小问4详解】
[1]为了观察棋子A的像能否呈现在光屏上,需要直接观察光屏,不能透过玻璃板观察,所以移去棋子B,将一张白卡片竖直放在棋子B所在的位置,眼睛应在棋子B侧观察白卡片。
[2]若观察到白卡片上没有棋子A的像,说明棋子A经平面镜所成的像不能呈现在光屏上,是虚像。
【小问5详解】
[1][2]由表中数据可知,像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离不相等,当光由空气斜射入玻璃中时,光会发生折射现象,从玻璃斜射入空气中是也会发生折射现象,所以这些数据产生的原因是玻璃板有厚度,导致看到的棋子B是光的折射形成的像,为了减小误差,应选择较薄的玻璃板进行实验,所以该实验换用厚度为1mm的玻璃板更好。
【小问6详解】
平面镜成像中,像与物体关于平面镜对称,小明将玻璃板沿方格纸中线水平向右移动3cm,此时物体的位置没有变化,镜面所在平面也没有变化,所以跳棋A的像的位置在原位置。
30. 小明在探究“光的反射定律”的实验。
(1)将一束光斜射到平面镜上,并尝试用如图所示的一块白板去寻找入射光和反射光,使他们同时呈现在白板上,这样操作的主要目的是:__________,所用白纸表面应尽量__________(选填“粗糙”或“光滑”);
(2)多次改变入射光的方向,观察发现当入射光与镜面处于__________关系时,反射光与入射光重合,此位置即为__________的位置,此时入射角为__________度;
(3)多次实验时,在白纸上画出法线、入射光线和对应的反射光线后,发现没有量角器,为了验证反射角等于入射角这一结论,如果不借助其他测量工具,你的操作是__________;
(4)实验中同学小丽三次改变入射角的大小,测得数据如表所示,她根据表中数据得出的结论和小明的结论并不一致,请你分析小丽测量实验数据过程中出现的问题可能是__________。
实验次数
入射角/°
反射角/°
1
20
70
2
30
60
3
50
40
【答案】(1) ①. 探究反射光线与入射光线所在的平面与镜面的关系 ②. 粗糙
(2) ①. 垂直 ②. 法线 ③. 0
(3)将纸板沿法线对折,看反射光线与入射线光能否重合
(4)将反射角测成反射光线与镜面夹角
【解析】
【小问1详解】
[1]当一束光斜射到平面镜上时,用一块白板去寻找入射光和反射光,发现只有当白板与镜面垂直时,才能在白板上看到入射光和反射光,从而探究反射光线与入射光线所在的平面与镜面的关系。
[2]选用表面粗糙的白板,光线将在其表面发生漫反射,反射光线向各个方向射出,可以从不同角度观察到反射光线。
【小问2详解】
[1][2][3]多次改变入射光的方向,发现当入射角不断变小时,反射角也不断变小,当入射光与镜面垂直放置时,发现反射光线按照入射光的位置原路返回,即反射光与入射光重合。此时入射光线与镜面垂直,则此位置为法线。入射光线与法线重合,夹角为0,即入射角是0。
【小问3详解】
为了得出反射角等于入射角这一结论,可进行的操作是:将白纸板沿法线对折,看反射光线与入射光线是否重合,若能重合,则可证明反射角等于入射角。
【小问4详解】
根据反射定律,反射角等于入射角,反射角是反射光线与法线的夹角,入射角是入射光线与法线的夹角,当入射角分别为20°、30°、50°时,反射光线与法线的夹角,即反射角也应分别是20°、30°、50°,而70°,60°,40°正好是反射光线与镜面的夹角,所以是把反射光线与镜面的夹角当成了反射角。
31. 小明在光具座上用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验:
(1)首先需调整烛焰和光屏,使两者的中心位于凸透镜的主光轴上,下列图片中已经调整好的是__________;
(2)小明将凸透镜和光屏固定,然后将蜡烛从紧贴凸透镜的位置沿主光轴缓慢向左移动,直至如图甲所示位置时,光屏上的圆形光斑与透镜等大,左右移动光屏,光斑大小不变,则该透镜的焦距为__________cm;
(3)小明将蜡烛从光具座0cm刻度线处逐渐靠近凸透镜,会观察到如图乙所示的五种清晰的像,则观察到像的正确顺序为__________(填序号);
(4)如图甲所示,将凸透镜固定在50cm刻度线处,蜡烛移动到20cm刻度线处,光屏__________(选填“靠近凸透镜”、“远离凸透镜”或“不移动”)出现烛焰倒立、__________(选填“缩小”、“放大”或“等大”)的实像;
①若此时仅将凸透镜换成戳有小孔的白板,则光屏上承接到__________(选填“缩小”、“放大”或“等大”)的实像;
②保持凸透镜位置不变,将蜡烛沿光具座向右移10cm,将光屏沿光具座向右移动10cm,则光屏上__________(选填“能”或“不能”)接收到清晰的像;
③若更换成另一个焦距为9cm的凸透镜,发现光屏上的像变得模糊,此现象与__________(选填“近”或“远”)视眼成因相似。为了使光屏上的像恢复清晰,可向__________(选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动光屏。根据上述实验和已学知识,近视程度更严重的同学应选择焦距更__________(选填“大”或“小”)的凹透镜来矫正。
【答案】(1)C (2)15.0
(3)③①④⑤② (4) ①. 不移动 ②. 等大 ③. 等大 ④. 不能 ⑤. 近 ⑥. 靠近 ⑦. 小
【解析】
【小问1详解】
观察上述四幅图可以看出,烛焰、凸透镜的光心以及光屏的中央大致在同一高度的是C图,A图中凸透镜的角度不对,B图中凸透镜太低,D图中光屏的位置太低,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【小问2详解】
光屏上的圆形光斑与透镜等大,且左右移动光屏,光斑大小不变,说明折射光线是平行的,这时光源刚好在焦点上,此时光源和凸透镜的距离等于焦距,即该透镜的焦距为
【小问3详解】
移动蜡烛使它从光具座0cm刻度线处逐渐靠近凸透镜,会依次经过成倒立缩小的实像,成倒立等大的实像,成倒立放大的实像,成正立放大的虚像,且凸透镜成实像时,物近像远像变大,凸透镜成虚像时,物近像近像变小,故观察到像的正确顺序为③①④⑤②。
【小问4详解】
[1][2]如图甲所示,将凸透镜固定在50cm刻度线处,蜡烛移动到20cm刻度线处,此时物距为
物距等于二倍焦距,此时像距也为二倍焦距,成倒立等大的实像,所以此时光屏应在凸透镜的右侧,且与凸透镜的距离等于30cm,即光屏应在80cm刻度处,由图甲可知,此时光屏正好在80cm刻度处,所以将凸透镜固定在50cm刻度线处,蜡烛移动到20cm刻度线处,光屏不移动,出现烛焰倒立、等大的实像。
①[3]若此时仅将凸透镜换成戳有小孔的白板,烛焰将通过白板上的小孔在光屏上成像,此时像距等于物距,则光屏上承接到等大的实像。
②[4]保持凸透镜位置不变,将蜡烛沿光具座向右移10cm,此时物距减小,,由凸透镜成像规律可知,物距减小时,像距变大,,当时,像距满足,相同时间内物距的变化小于像距的变化,所以此时为得到清晰的像,应将光屏向右移动,且光屏移动距离要大于蜡烛移动距离,即光屏移动距离大于10cm,故将光屏沿光具座向右移动10cm,则光屏上不能接收到清晰的像。
③[5][6]若更换成另一个焦距为9cm的凸透镜,凸透镜的会聚能力变强,发现光屏上的像变得模糊,像距变小,像成在光屏的前方,此现象与近视眼成因相似,为了使光屏上的像恢复清晰,可向靠近凸透镜的方向移动光屏。
[7]近视程度更严重的同学,其晶状体焦距更小,对光的会聚能力更强,故应选择对光发散能力更强,焦距更小的凹透镜来矫正。
32. 在验证“光的折射规律”的实验中,小明同学利用红色激光笔、水槽、水和一个背景屏探究光的折射特点:
(1)实验中打开激光光源,当光从空气射入水中时,传播方向__________(选填“一定”或“不一定”)发生改变;
(2)如图当入射光沿背景表面斜射入水中,从水中看到折射光,再改变观察的角度,如从偏向左侧的方向观察水中的折射光,这样做的目的是__________;
(3)小明测得如下表所示的两组数据:
表一:光从空气斜射入水中 表二:光从水中斜射入空气中
序号
1
2
3
入射角α/°
30
45
60
折射角γ/°
22
32
40
序号
1
2
3
入射角α/°
22
◆
40
折射角γ/°
30
45
60
①表二中“◆”数据被遮挡住看不到,由表中信息可知这个数据是__________,理由是__________;
②如果在探究光从空气斜射入水中的折射规律时,完成了第4次实验,入射角是50°,折射角可能是__________;
A.20° B.28° C.35° D.60°
(4)学习完折射后,小明理解了光的色散现象的原理,于是他改用紫色激光笔从空气斜射入水中,当入射角为45°时,折射角__________(选填“大于”、“小于”或“等于”)32°;
(5)小明查阅资料了解到,当折射光消失,只存在入射光与反射光时,这种现象叫做光的全反射。请根据表一和表二数据推理得出,全反射现象可能发生在光从__________(选填“空气斜射入水”或“水中斜射入空气”)中。
【答案】(1)不一定 (2)探究折射光、入射光与法线是否在同一平面
(3) ①. 32 ②. 光折射时,光路可逆 ③. C
(4)小于 (5)水中斜射入空气
【解析】
【小问1详解】
当光垂直界面由空气进入另一种介质中时,光的传播路径不变,所以当光从空气射入水中时,传播方向不一定发生改变。
【小问2详解】
当入射光沿背景表面斜射入水中,从水中看到折射光,是因为折射光线、入射光线和法线在同一平面内,改变观察的角度,从偏向左侧的方向观察水中的折射光,这样做的目的是探究折射光、入射光与法线是否在同一平面。
【小问3详解】
①[1][2]由表中数据可知,当光从空气斜射入水中,入射角为30°时,折射角为22°,当光从水中斜射入空气中,入射角为22°时,折射角为30°;当光从空气斜射入水中,入射角为60°时,折射角为40°,当光从水中斜射入空气中,入射角为40°时,折射角为60°,由此可知,在光的折射中,光路是可逆的,由表中数据可知,当光从空气斜射入水中,入射角为45°时,折射角为32°,所以当光从水中斜射入空气中,折射角为45°时,入射角应为32°,理由是光折射时,光路可逆。
[3]由表中数据可知,光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,且折射角会随入射角的增大而增大,入射角是50°时,折射角应小于50°,当光从空气斜射入水中,入射角为45°时,折射角为32°,所以当入射角是50°时,折射角应大于32°,即折射角大于32°,小于50°,故折射角可能是35°,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【小问4详解】
由光的色散现象可知,水对紫光的折射能力大于对红光的折射能力,改用紫色激光笔从空气斜射入水中,当入射角为45°时,折射角应小于用红色激光笔进行实验时的折射角,即折射角小于32°。
【小问5详解】
光的折射现象中,折射角随入射角的增大而增大,全反射现象中,折射光消失,只存在入射光与反射光,这是因为当入射角增大到某一角度时,折射角等于90°,当入射角在增大时,折射角消失,所以只有在折射角大于入射角时才会发生全反射现象,由表中数据可知,当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角,所以全反射现象可能发生在光从水中斜射入空气中。
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