第4章光现象-2024-2025学年初中物理沪科版（五四学制）（2024）八年级上册

第4章 光现象2024-2025学年 初中物理沪科版（五四学制）（2024）八年级上册 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．蜡烛放在离凸透镜20cm的主光轴上，在透镜另一侧光屏上得到放大的像，若把蜡烛向透镜方向移动6cm，则所成的像一定是 （　　） A．缩小的 B．放大的 C．正立的 D．倒立的 2．下列光现象中，属于光的折射的是（　　） A．后方的车辆在后视镜中的像 B．阳光下，手在红墙上的影子 C．楼台在平静的水面上形成的倒影 D．插入水中的筷子看上去“折断”了 3．如图所示，将一束太阳光投射到玻璃三棱镜上，在棱镜后侧光屏上的AB范围内可观察到不同颜色的光。下列说法中正确的是（　　） A．A处光不能在真空中传播 B．B处应是红光 C．该实验说明太阳光是由多种色光混合而成的 D．AB范围内的光的颜色依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫 4．太阳光垂直照射在塑料棚顶一个很小的“△”形孔上，在地面上形成的光斑是（    ）． A．圆形 B．方形 C．“△”形 D．“▽”形 5．小明通过一块平面镜看到了他身后的一只猫，此时小明在A点，猫在B点，情景如图所示。当小明看到猫时，下列说法正确的是（　　） A．图中入射光线是AO B．图中反射光线是AO C．图中入射角是∠2 D．图中反射角是∠4 6．某同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v与物到凸透镜的距离u的关系图像，如图所示。下列判断正确的有（　　） A．该同学所用凸透镜的焦距f＝5cm B．当u＝6cm时，在光屏上得到的是倒立、缩小的实像 C．把物体从6cm处移动到15cm处的过程中，像逐渐变大 D．当u＝15cm时，在光屏得到的是放大的像 7．小明同学找来一个薄壁圆柱形玻璃杯，并将画有箭头的白纸靠在玻璃杯后，观察结果如图甲所示。向杯中加水，使得水面高过箭头位置，透过玻璃杯观察纸上的“箭头”；将白纸逐渐远离杯子的过程中，依次观察到情景是（　　） A．丁、乙、丙 B．戊、丙、丁 C．丙、丁、戊 D．丁、丙、乙 8．下列说法中，违反光的反射定律的是（　　） A．入射角为0°，反射角也是0° B．入射光线逐渐靠近法线，反射光线也逐渐靠近法线 C．入射角减小10°，反射角也减小10° D．入射光线和反射面的夹角是20°，反射光线与入射光线的夹角是40° 9．物理实验研究中常会用到一些科学研究方法，下面示例中与其对应研究方法关系错误的是（   ） A．研究声音的传播需要介质时进行的真空罩实验——实验推理法 B．纸屑跳起的高度来显示鼓面振动幅度的大小——转换法 C．物理学中，把路程与时间之比叫作速度——比值定义法 D．探究平面镜成像规律时使用两只一模一样的蜡烛——理想模型法 10．如图所示的四种现象中，属于光的反射现象的是（　　） A．手影 B．看见物理书 C．激光引导掘进方向 D．树林间的光束 11．下图四种情景中，属于光的反射现象的是（　　） A．皮影戏 B．放大镜下的头像 C．水中的桥 D．鱼缸中的鱼 12．关于光，下列说法正确的是（  ） A．光的传播需要介质 B．光年是一个用来表示天体间距离的单位 C．光纤是通过光的折射传播信息的 D．玻璃幕墙的光污染是由于光的漫反射形成的 13．关于光现象与其形成原因，下列对应关系错误的是（　　） A．阳光透过叶间缝隙形成的光斑——平面镜成像 B．小孔成像——光的直线传播 C．镜花水月——光的反射 D．立竿见影——光的直线传播 二、填空题 14．张欣宇同学是近视眼，他所看到的物体的像落在视网膜的 （填“前方”、“后方”或“正中央”），他应佩戴用 镜制作的眼镜进行矫正。 15．赵航同学用焦距为15cm的放大镜去查看地图，地图与放大镜的距离应该 15cm（填“大于”、“小于”或“等于”），她想使看到的像更大些，应将放大镜离地图更 （填“近”、或“远”）一些。 16．2024年7月27日，在巴黎奥运会射击混合团体10米气步枪金牌赛中，中国组合黄雨婷和盛李豪夺得冠军，这是2024巴黎奥运会产生的首枚金牌，也是中国代表团在本届奥运会获得的首枚金牌。如图所示，在射击瞄准时需要做到“三点一线”，这是依据 原理。巴黎埃菲尔铁塔无灯的栏杆被人看见是因为栏杆 的光进入人的眼睛。比赛结束后，运动员们走在巴黎的街道上，看见阳光透过树叶的缝隙在地上形成圆形的光斑，这些光斑是太阳的 （选填“虚”或“实”）像。 三、作图题 17．如图所示，是一束光线在空气中反射后的反射光线，在图中画出入射光线及其折射光线的大致方向。 四、实验题 18．实验室提供如图所示的器材，请你根据需要添加适当的器材（蜡烛高度可以调节），设计实验证明：平面镜成像时，像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离。请完成下列填空，并画出表格： (1)该探究问题中的因变量是 ，需要添加的器材是 。 (2)实验步骤 ①在桌面上铺上画有一条直线的白纸，用支架将平面镜放置在水平桌面上，下沿与白纸上的直线贴紧，并与桌面保持垂直。 ②将蜡烛A放在平面镜前，将蜡烛B放到平面镜的另一侧，调节B的位置和高度，从不同角度观察，直至B与A的像完全重合，在纸上标记出蜡烛A和蜡烛B的位置，测量出蜡烛A到平面镜的距离与蜡烛B到平面镜的距离v，并记录在表格中。 ③不断改变 ，重复步骤②中的测量过程，并将数据记录在表格中，再做5次。 (3)画出实验数据记录表 。 五、综合题 19．阅读材料，回答问题。 汽车与物理 汽车抬头显示（如图1）又叫汽车平视显示系统（Head-UpDisplay），简称HUD，是为了提高安全性而研发。它利用平面镜成像原理（如图2），使显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃成像在正前方、驾驶员不必低头，就可以看到车辆行驶的车速、油耗等信息。凸面镜和凹面镜对光的作用在汽车上也有应用，它们也对汽车的安全行驶起着至关重要的作用。 车窗所采用的“智能玻璃”具有单向透光功能，使用时反射面必须是迎光面，就能从车内看到车外明亮的景物，从车外看不见较暗的车内景象这种玻璃还能根据车外光照度自动调节透明度（透明度是指车内光照度与车外光照度的比值），实现车内的光照度为一个适宜的定值，经测算车外光照度和玻璃的透明度乘积为定值，其图像如图7所示。 (1)下列与汽车相关的说法中正确的是______； A．玻璃具有单向透光功能时，说明光路是不可逆的 B．行车数据在挡风玻璃上所成的像是正立、等大的实像 C．行车数据在挡风玻璃上所成的像是由光的折射形成的 D．夜间为了安全行车，应关闭车内的灯 (2)汽车的后视镜是 镜，目的是让司机扩大视野； (3)如图3所示“禁止鸣笛”的标志牌是在 减弱噪声； (4)当轿车倒车时如图4所示，尾部在非安全距离内遇到人或障碍物，倒车雷达就会发出警报，方便司机判断车尾与后部障碍物间的距离。在倒车雷达工作的过程中，会应用到下列物理知识中的哪几项______； ①声的反射、②超声波、③声波可以传递信息、④声波可以传递能量 A．只有③ B．只有④ C．有①②③ D．有①②④ (5)该款新能源智能汽车行驶时，当驾驶员前方呈现数字时，则他直接看显示器会看到图5的 （填正确选项的字母）； (6)为减弱重影影响，厂方对前挡风玻璃进行了改造，应选用如图6中 所示的玻璃： (7)“智能玻璃”能根据车外光照度自动调节玻璃的透明度，当车外光照度为400Lx时，“智能玻璃”的透明度会自动调节约为 %； (8)汽车前后保险杠内安装有多个超声波雷达传感器，用于测量汽车与前后左右各个物体间的距离，图8为超声波测量仪器的模拟实验装置图，模拟实验装置的使用说明书附在右侧。 使用说明书 （1）实验装置如图所示，甲、乙是声信号采集器。 （2）复位后用棒锤敲打铜铃，声音被甲、乙接受。 （3）液晶屏显示甲、乙接受到信号的时间差，单位为； ①若把铜铃放在甲、乙的中点，则液晶显示屏的示数为 ； ②如图8所示，已知：，液晶显示屏上显示：2.60，则此时声速为 m/s； ③若把铜铃放在乙的右边，以恒定的速度向右不断远离乙，则液晶显示屏的数值将 （选填：“变小”或“不变”或“变大”）； ④应用汽车雷达可以测量物体间的距离，此原理 （选填“能”、“不能”）用于太空测距； ⑤一名同学想验证温度越高，声速越大，把铜铃固定放在甲的左边，然后加热甲、乙之间的空气，则液晶显示屏的数值将 。 A．变大    B．变小    C．不变    D．无法判断 六、科普阅读题 20．短文阅读，回答问题： 机器人的“眼睛” 很多机器人为了“看见”周围的物体，需要有自己的“眼睛”，例如家庭中的扫地机器人，工作时就要能探知前方的家具、墙壁等障碍物。红外传感器就是一种机器人的“眼睛”，其工作原理如图所示。红外发射器向前方发射一束红外线，碰到障碍物后向各个方向反射，其中一束光通过接收透镜中心，照射到红外检测器上的某一位置。该位置偏离透镜主光轴的距离称为偏移值。如果检测器到透镜的距离为f，红外发射器中心线与接收透镜主光轴之间的距离为d，当偏移值为L时，根据三角形的相似关系，可计算出红外传感器到障碍物的距离。 (1)红外线碰到障碍物时发生 反射（选填“镜面”或“漫”）； (2)一个红外传感器的检测器到透镜的距离为10cm，红外发射器中心线与接收透镜主光轴之间的距离为20cm，一次测量时偏移值为2cm，则红外传感器到障碍物的距离为 cm； (3)如果偏移值更大一些，说明红外传感器到障碍物的距离更 （选填“大”或“小”）。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D C A C A D D D B 题号 11 12 13 答案 C B A 1．B 【详解】蜡烛放在离凸透镜20cm的主光轴上，透镜的另一侧光屏上得到放大的像，则 2f>20cm>f 所以 20cm>f>10cm 若把蜡烛向透镜方向移动6cm，物距是 20cm-6cm=14cm 如果凸透镜焦距 14cm>f>10cm 物距大于1倍焦距小于2倍焦距，成倒立、放大的实像；如果凸透镜焦距 20cm>f>14cm 此时物距小于焦距，成正立、放大的虚像，所以所成的像一定是放大的像。 故选B。 2．D 【详解】A．后方的车辆在后视镜中的像，属于凸面镜成像，是由光的反射形成的，故A不符合题意； B．阳光下，手在红墙上的影子，是由光的直线传播形成的，故B不符合题意； C．楼台在平静的水面上形成的倒影，属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故C不符合题意； D．插入水中的筷子看上去“折断”了，是由光的折射形成的，故D符合题意。 故选D。 3．C 【详解】A．光的传播不需要介质，能在真空中传播，故A错误； BD．A到B的光颜色依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，故A 处应是红光，B处应是紫光，故BD错误； C．该实验说明太阳光可以分解为多色光，是由多种色光混合而成的，故C正确。 故选C。 4．A 【详解】当太阳光通过塑料薄膜上的“△”小孔时，由于光的直线传播，在地面上就会形成太阳的像，因此光斑的形状与太阳的形状一样，是圆形的，与孔的形状无关。 故选A。 5．C 【详解】AB．小明能够看到猫，是因为猫反射的光线经过平面镜反射到人的眼睛，因此，BO为入射光线，OA为反射光线，故AB错误； CD．入射光线与法线的夹角是入射角，反射光线与法线的夹角为反射角，故∠2是入射角，∠3是反射角，故C正确，D错误。 故选C。 6．A 【详解】A．当u＝v＝2f时，凸透镜成倒立、等大的实像，如图可知 2f＝10cm 所以，透镜的焦距 f＝5cm 故A正确； B．当u＝6cm时，物距大于焦距小于2倍焦距，成倒立、放大的实像，故B错误； C．物体从距凸透镜6cm处移动到15cm处的过程中，物距增大，像距减小，像变小，故C错误； D．当u＝15cm时，物距大于2倍焦距，成倒立、缩小的实像，故D错误。 故选 A。 7．D 【详解】圆柱形玻璃杯中注入水相当于凸透镜，将白纸逐渐远离杯子的过程中，开始靠近玻璃杯，位于1倍焦距以内，成正立放大的虚像，箭头方向不变，左右变长，是丁图，接着移动到1倍焦距到2倍焦距之间，成倒立放大的实像，左右方向改变，左右变长，是丙图，移动到2倍焦距以外，成倒立缩小的实像，左右变短，方向改变，故是乙图，正确的顺序是丁、丙、乙。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 8．D 【详解】A．根据光的反射定律，反射角等于入射角，入射角是0°，反射角也是0°，故A不符合题意； B．入射光线逐渐靠近法线，入射角减小，则反射角也减小，反射光线也逐渐靠近法线，故B不符合题意； C．根据光的反射定律，反射角等于入射角，入射角减小10°，反射角也减小10°，故C不符合题意； D．入射光线和反射面的夹角是20°，则入射角为 90°-20°=70° 则反射光线与入射光线的夹角是 70°+70°=140° 故D符合题意。 故选D。 9．D 【详解】A．研究声音的传播需要介质时进行的真空罩实验 ，由于无法将空气全部抽出，因此得出结论时，采用的是实验推理法。故A正确，不符合题意； B．运用转换法通过观察纸屑跳起的高度来显示鼓面振动幅度的大小，故B正确，不符合题意； C．物理学中，把路程与时间之比叫作速度，采用的是比值定义法，故C正确，不符合题意； D．探究平面镜成像规律时使用两只一模一样的蜡烛，采用的是等效替代法判断物像大小关系，故D错误，符合题意。 故选D。 10．B 【详解】A．影子的形成说明光是沿直线传播的，由于光的直线传播，被物体挡住后，物体后面就会呈现出阴影区域，就是影子，故A不符合题意； B．看见物理书是由于物理书反射的光线进入人眼，故B符合题意； C．工人用激光束引导掘进机是利用光的直线传播，故C不符合题意； D．透过树丛的光束是由于光的直线传播，故D不符合题意。 故选B。 11．C 【详解】A．皮影戏是影子，属于光的直线传播，故A不符合题意； B．放大镜把头像放大，属于光的折射，故B不符合题意； C．平静的水面相当于平面镜，水中的桥是倒影，是平面镜成像现象属于光的反射，故C符合题意； D．鱼缸中的鱼看起来比实际的大，是因为鱼缸和水的共同作用相当于一个放大镜，放大镜把鱼放大，属于光的折射，故D不符合题意。 故选C。 12．B 【详解】A．真空中的光速是宇宙间最快的速度，光的传播不需要介质，故A错误； B．光年是指光一年通过的路程，是一个很大的距离的单位，是一个用来表示天体间距离的单位，故B正确； C．光纤是通过光的反射传播信息的，故C错误； D．玻璃幕墙的光污染是由于光的镜面反射形成的，故D错误。 故选B。 13．A 【详解】A．阳光透过树叶间隙在地上形成光斑是小孔成像现象，是光沿直线传播形成的，故A错误，符合题意； B．小孔成像是光沿直线传播通过小孔在光屏上形成倒立的实像，故B正确，不符合题意； C．镜花水月是平面镜成像现象，平面镜成像是由光的反射形成的，故C正确，不符合题意； D．立竿见影是影子的形成，是光沿直线传播被竿遮挡形成的黑影，故D正确，不符合题意。 故选A。 14． 前方 凹透 【详解】[1][2]近视眼的晶状体和角膜构成的透镜较厚，会聚能力较强，看远处的物体时，将像成在视网膜的前面。为了使像正好呈在视网膜上，应使光线推迟会聚，使所成的像相对于晶状体后移，所以应佩戴发散透镜即凹透镜。 15． 小于 远 【详解】[1]由放大镜的原理可知，用放大镜去观察地图，此时的地图应该在一倍焦距以内，即邮票与放大镜的距离小于焦距15 cm。 [2]根据凸透镜的成像特点可知，凸透镜成虚像时，物距越大，像距越大，像变大，故他想看到更大点的像，应该将放大镜适当远离地图。 16． 光的直线传播 反射 实 【详解】[1]在射击瞄准时，运动员需要做到“三点一线”，这是依据光在同种均匀介质中沿直线传播的原理。当眼睛、准星和目标在一条直线上时，可以确保射击的准确性。 [2]巴黎埃菲尔铁塔无灯的栏杆被人看见，是因为栏杆反射的光进入了人的眼睛。当光线照射到栏杆上时，栏杆会向各个方向反射光线，其中一部分光线会进入人的眼睛，使人能够看到栏杆。 [3]阳光透过树叶的缝隙在地上形成圆形的光斑，这是小孔成像的现象。小孔成像的原理也是光沿直线传播，当阳光通过树叶的缝隙（相当于小孔）时，会在地面上形成太阳的实像。故这些光斑是太阳的实像。 17． 【详解】根据反射角等于入射角，在法线左侧的空气中画出入射光线，方向指向入射点O，然后再根据折射角小于入射角在水中法线右侧画出折射光线。如图所示： 18．(1) 像到平面镜的距离 刻度尺 (2)蜡烛A到玻璃板的距离 (3)见详解 【详解】（1）[1][2]探究平面镜成像时，探究像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离的关系，该探究问题中的因变量是像到平面镜的距离，因而需要用刻度尺测量像距与物距，所以需要添加的器材是刻度尺。 （2）③为了得到普遍结论，应该多测几组实验数据来分析，所以要改变蜡烛A到玻璃板的距离，仿照步骤②再做5次 （3）待测物理量有两个，分别是物距和像距，实验次数是6次，据此设计表格如下： 实验序号 1 2 3 4 5 6 物距u/cm 像距v/cm 19．(1)D (2)凸面 (3)声源处 (4)C (5)C (6)B (7)15 (8) 0 350 不变 不能 B 【详解】（1）A．对于玻璃具有单向透光功能时，光路仍然是可逆的，只是由于玻璃的特殊处理，使得从车内看向车外的光线被反射回去，而从车外看向车内的光线则被吸收或减弱，故A错误； BC．行车数据在挡风玻璃上所成的像是通过平面镜成像原理形成的，是虚像而非实像，且像是正立、等大的，同时这个像是通过光的反射形成的，而非折射，故BC错误； D．夜间为了安全行车，应关闭车内的灯，这是为了避免车内光线过强，通过挡风玻璃反射到驾驶员的眼睛，影响驾驶员的视线和判断，故D正确。 故选D。 （2）汽车的后视镜是凸面镜，凸面镜对光线有发散作用，可以扩大视野，因此汽车后视镜采用凸面镜是为了让司机扩大视野。 （3）“禁止鸣笛”的标志牌是在声源处减弱噪声，即通过禁止车辆鸣笛来减少噪声的产生。 （4）倒车雷达是利用超声波的回声定位原理来工作的，即超声波遇到障碍物后会反射回来，被雷达接收并处理，从而判断障碍物的距离。在这个过程中，既用到了声的反射，也用到了超声波，同时声波还传递了信息，因此选项①②③都是正确的，而选项④声波可以传递能量在这里并没有用到，所以选项C（有①②③）是正确的。 故选C。 （5）对于新能源智能汽车行驶时显示器上的数字，由于显示器发出的光线先在反射镜反射后再次在前挡风玻璃上发生了反射，形成了虚像，这个虚像上下颠倒了两次的，因此直接看显示器和挡风玻璃上看到的是一样的，即会看到图5中的C选项所示的情况。 （6）由6图可知，使用上厚下薄的B玻璃时，两个反射面的反射光略微发散，其反向延长线倾向于会聚，虚像落在反向延长线上，能让两个虚像尽可能靠近，从而减少重影的影响，所以应选用如图6中B所示的玻璃效果更好。 （7）由“测算车外光照度和玻璃的透明度乘积为定值”再结合图像可知，当车外光照度为120Lx时，“智能玻璃”的透明度会自动调节为50%，则当车外光照度为400Lx时，“智能玻璃”的透明度会自动调节为 （8）[1]若把铜铃放在甲、乙的中点，则甲、乙接受到声音信号的时间相同，因此液晶显示屏的示数为0ms。 [2]若已知s1​=0.36m，s2​=1.27m，液晶显示屏上显示2.60ms（即时间差为2.60×10−3s），则可以根据速度公式（其中s为甲、乙到铜铃的距离差，即s2​−s1​，t为时间差）计算出此时声速为 [3]若把铜铃放在乙的右边，以恒定的速度向右不断远离乙，则铜铃到甲、乙的距离差不变，而声音传播的速度不变，因此液晶显示屏的数值（即时间差）也不变。 [4]应用汽车雷达测量物体间的距离的原理是利用声波（或超声波）的反射来测量的，由于太空是真空的，声音无法在真空中传播，因此这个原理不能用于太空测距。 [5]若加热甲、乙之间的空气，则空气的温度会升高，而声速随温度的升高而增大，由于甲、乙到铜铃的距离相同，由可知因此声音从铜铃传播到甲和乙的时间差会变短，则液晶显示屏的数值将变小。 故选B。 20．(1)漫 (2)110 (3)小 【详解】（1）红外发射器向前方发射一束红外线，碰到障碍物后向各个方向反射，反射光线向着四面八方，故发生的是漫反射。 （2）一个红外传感器的检测器到透镜的距离为10cm，红外发射器中心线与接收透镜主光轴之间的距离为20cm，此时红外传感器到障碍物的距离为 （3）如果偏移值更大一些，根据可知，红外传感器到障碍物的距离更小。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$