专题01 声学与光学(讲练)-【上好课】2025年中考物理二轮复习讲练测(江苏专用)
2025-02-23
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精品
内容正文:
主题一 声学与光学
01考情透视·目标导航
02知识导图·思维引航
03核心精讲·题型突破
考点一 声学
【真题研析】
►考法01 概念辨析及应用
►考法02 乐器
►考法03 实验(选填题)
►考法04 声音的综合应用
►考法05 综合题
【核心精讲】
►核心精讲一 声音的产生与传播
►核心精讲二 声音的特性
►核心精讲三 人耳听不到的声音
【命题预测】
考点二 光学
【真题研析】
►考法01 概念辨析、判断光现象、光路图
►考法02 光现象的特点
►考法03 创新题
►考法04 实验题
【核心精讲】
►核心精讲一 光的反射
►核心精讲二 光的折射
►核心精讲三 透镜成像及其应用
【命题预测】
考点要求
课标要求
命题预测
声音的产生
与传播
· 通过实验,认识声的产生和传播条件。
· 了解声音的特性。了解现代技术中声学知识的一些应用。知道噪声的危害及控制方法。
考查声音产生和传播的条件,探究声音产生和传播的条件的实验过程。主要命题点有:声音的产生、声音的传播条件、声速、回声、理想实验法的推理思维等。题型主要是选择题、填空题、简答题、实验题等,也可能考查与声音有关的路程和时间的计算。命题情境源于教材图片、教材习题以及科技生活。
声音的特性
考查响度、音调和音色的区分与判断,响度和音调的影响因素。命题点有:声音的音调以及影响因素、声音的响度及影响因素等。考题类型大多是选择题、填空题。命题情境常源于教材图片、习题和生活实例,考查学生的科学探究能力和解决问题的能力。
声的应用
考查声音能传递信息和能量,超声和次声。命题点有:声音传递信息、声音传递能量、超声波与次声波的特点与应用等。考题类型大多是选择题、填空题。
噪声及其
控制
考查对噪声的理解,乐音与噪声的区别,噪声的防治。命题点有:噪声、噪声的防治等。考题类型大多是选择题、填空题。命题情境常源于生活实例,考查学生的迁移应用能力、分析问题、解决问题的能力。
考点要求
课标要求
命题预测
光的直线
传播
探究并了解光的反射定律。通过实验,了解光的折射现象及其特点。
探究并了解平面镜成像时像与物的关系。知道平面镜成像的特点及应用。
6通过实验,了解白光的组成和不同色光混合的现象。
了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。探究并了解凸透镜成像的规律。了解凸透镜成像规律的应用。
了解人类探索太阳系及宇宙的大致历程,知道人类对宇宙的探索将不断深入,关注人类探索宇宙的一些重大活动。
考查光的直线传播。命题点有:光的直线传播条件、光的直线传播现象、小孔成像、作图等。命题情境源于社会生活,考查学生的知识应用能力。考查题型有选择题、填空题,有时也会出现作图题。
光的反射
光的反射是常考热点。命题点主要集中在:生活中光的反射现象、光的反射规律、利用光的反射作图、探究光的反射规律、镜面反射和漫反射等。命题情境源于教材图片、教材事例以及生活,考查学生的科学探究能力和分析问题、解决问题的能力。考查题型较多,有:选择题、填空题、作图题和实验探究题等。
平面镜成像
特点及应用
命题点有:平面镜成像规律及应用、利用平面镜成像规律作图、探究平面镜成像规律等。考查题型有:填空题、实验探究题、作图题,有时也会出现选择题。
光的折射
光的折射是一种重要的光现象,考题也较多。命题点有:光的折射及应用、生活中常见的光的折射现象、光的折射作图等。考查题型主要是选择题、填空题、作图题,有时也会出现实验探究题。
光的色散
考查光的色散现象,红外线和紫外线的特点和应用。命题点有:认识光的色散、生活中光的色散现象、复色光与单色光(三原色)等。其常见题型主要是选择题和填空题。
透镜及其对光的作用
对凸透镜和凹透镜的判断、凸透镜和凹透镜对光的作用和作图是近几年中考选择题、填空题、作图题的出题方向。命题点有:认识透镜对光的作用、透镜在生活中的应用、利用透镜的三条特殊光线作图等。
凸透镜成像规律及应用
凸透镜成像规律的实验与应用,是中考考查的重点;成像规律的总结、实验方法的运用和改进是实验题的重点考查方向。考查题型较多,有:选择题、填空题、作图题和实验探究题等。
眼睛与眼镜
考查题型主要集中在选择题、填空题。命题点有:眼睛的成像原理、近视眼与远视眼的成因及矫正方法等。
考点一 声学
考法01 概念辨析及应用
1.(2024·江苏无锡·中考真题)歌曲《东方红》简谱中有如下片段:,其中的数字符号表示声音的( )
A.音调 B.响度 C.音色 D.速度
2.(2022·江苏盐城·中考真题)我市高架道路的某些路段两侧装有板墙,它的作用主要是减弱噪声,这种减弱噪声的方法属于( )
A.在声源处减弱 B.在传播过程中减弱
C.在人耳处减弱 D.在声源和人耳处减弱
3.(2024·江苏镇江·中考真题)琴、瑟是中国古代乐器,《诗经》中记有“琴瑟击鼓,以御田祖”,奏乐时听众能分辨出琴和瑟发出的声音,主要是依据声音的( )
A.音调 B.振幅 C.音色 D.响度
4.(2023·江苏常州·中考真题)正常灰鲸的发声频率范围为。生物学家发现变异灰鲸Alice,其发声频率为,导致正常灰鲸“听不见”Alice的声音,如图所示为海豚的发声频率和听觉频率范围,灰鲸与海豚同属海洋哺乳动物。由此推理:正常灰鲸听觉频率范围(黑色横条)很可能是( )
A. B.
C. D.
考法02 乐器
5.(2024·江苏徐州·中考真题)如图所示,我国贾湖遗址出土的鹤骨笛,已有八千多年的历史。打孔的鹤骨可以吹奏出音乐,按住不同的孔,吹奏的声音有不同的( )
A.响度 B.音调 C.音色 D.音量
6.(2023·江苏泰州·中考真题)如图,古琴演奏家正在演奏名曲《高山流水》,下列说法正确的是( )
A.琴声响度越大,它在空气中传播的速度越大
B.琴声是由琴弦振动产生的
C.拨动不同的琴弦,主要引起琴声响度不同
D.用大小不同的力拨动同一根琴弦,琴声音调不同
考法03 实验(选填题)
7.(2024·江苏常州·中考真题)如图所示,拨尺发声实验中,多次改变尺伸出桌面的长度,用相同的力拨动尺端,尺发出不同的声音,不同的声音主要指其( )
A.响度不同 B.音调不同 C.音色不同 D.声速不同
8.(2023·江苏无锡·中考真题)如图所示、系在细绳上的乒乓球在竖直方向静止不动,将正在发声的音叉慢慢靠近并接触乒乓球,观察到乒乓球被弹起,说明声音是由物体 产生的,音叉发出的声音通过 传入我们的耳中。
考法04 声音的综合应用
9.(2024·江苏镇江·中考真题)汽车鸣笛是由于喇叭 发声,声音通过 传入人耳。如图在高架路某些路段两侧设有板墙,其作用是在 控制噪声。
10.(2024·江苏常州·中考真题)如图所示,将点燃的蜡烛放在发声喇叭前方,可以看到烛焰随着声音晃动,喇叭的纸盆由于 产生声音,声音通过 传播到烛焰处,烛焰晃动说明声音具有 。
11.(2023·江苏南京·中考真题)今年五月,第七届南京市中小学生龙舟大赛成功举办。图示是比赛的一个场景。
(1)敲鼓越用力,鼓声越响,这是通过改变声源的 来改变声音的响度。运动员听到的鼓声是通过 传入人耳的。
(2)以运动员为参照物,龙舟是 的。
(3)某赛队在500m直道比赛中共用时1min40s。则龙舟的平均速度是 m/s。
12.(2023·江苏徐州·中考真题)制作一组长度不同的PVC管,用胶板拍击管口就能演奏简单的音乐,PVC管发出的声音是由空气 产生的。拍击不同长度的PVC管,发出声音的 不同,由于和其他乐器的材料、结构不同,PVC管发出声音的 不同。
13.(2022·江苏徐州·中考真题)如图所示是用吸管和棉签制作的“鸟鸣器”,从管口吹气,能发出类似鸟叫的声音,鸟鸣器发声是由空气 产生的,拉动棉签可以改变声音的 ,根据声源的差异,鸟鸣器可以与小提琴、笛子、鼓这三种乐器中的 归为一类。
考法05 综合题
14.(2023·江苏苏州·中考真题)人眼对观察到的景物有暂时的“记忆”,在外界景物消失后,视神经对它的印象还会延续0.1s左右,这种特征叫视觉暂留.例如在一张白色卡片纸的正、反面分别画上鸟笼和鸟,让卡片纸快速旋转,当正、反两面交替出现在眼前的时间间隔在0.1s之内时,人眼就能看到鸟在笼中的现象(图甲)。
一些城市地铁行驶在某些区间时,乘客能看到窗外出现清晰的动态广告,往往也是利用了视觉暂留的原理。某段地铁内隧道广告的制作方法如下:在隧道侧壁与车窗相同高度处,沿运行方向每经过距离d,安装一块大小相同的广告灯箱,如图乙。灯箱采用频闪方式实现亮、暗交替,且工作时各灯箱亮、暗同步变化(人的视觉暂留时间以0.1s计算)。
(1)要实现时长15s的广告效果,至少需要安装 块广告灯箱;
(2)灯箱安装好后,调节灯箱发光频率f,控制地铁速度v,当它们满足下述哪种情况时,乘客能看到流畅稳定的广告画面?答: 。
A.,且
B.,且
C.,且
D.,且
(3)座位上乘客发现正常显示的广告画面突然向地铁前进方向缓慢移动,可能原因是 (写出一种即可)。
核心精讲一、声音的产生与传播
知识
概念
理解
声源
物理学中,把正在 的物体叫做声源。
固体、液体、气体都可以是声源。
声音的产生
声音是由物体 产生的。
一切正在发生的物体都在振动,振动停止,发声也停止。
声音的传播
声音的传播需要 , 不能传声。
固体、液体和气体都可以传声。
声速
声音在每秒内传播的距离叫声速,计算公式:v=s/t
影响声速大小的因素:介质的 、介质的 。
回声
声音在传播过程中,碰到障碍物被反射回来的现象叫回声。
回声到达人耳比原声晚 s以上时,人耳才能区分。
核心精讲二、声音的特性
知识
概念
理解
音调
声音的 叫做音调。
越高,音调越高;频率越低,音调越低。
响度
声音的 (大小)叫做响度。
发声体的 越大,声音的响度越大。人距发声体越近,响度越 。
音色
音色又叫音品,反映声音的品质与特色。
音色与发声体的材料、结构等因素有关。
核心精讲三、人耳听不到的声音
知识
概念
理解
声音传递信息
声音传递信息是指通过分析声音或回声可以得到某些信息。
应用:回声定位(测距)、倒车雷达、声呐、“B”超等。
声音传递能量
声具有能量;也可以 能量。
超声波清洗机、碎石机、雾化器、金属探伤仪等。
超声波与
次声波
把频率高于 Hz的声叫超声波,低于 Hz的声叫次声波。
人耳听到的声音频率范围20Hz~20000Hz。
一、单选题
1.(2024·江苏苏州·一模)关于声现象,下列说法正确的是( )
A.次声波的频率很高,所以人耳听不到
B.声音是由于声源振动产生的
C.声音在真空中的传播速度是3×108m/s
D.超声波碎石是因为声音可以传递信息
2.(2024·江苏常州·一模)青少年特别是男生在变声期,由于喉部声带的生长发育,声音会由清亮的童音逐渐发生变化,出现低沉、沙哑等现象,从物理学角度来看,该过程发生变化的主要是声音的( )
A.音色、响度 B.音色、音调
C.响度、音调 D.音色、响度、音调
3.(2024·江苏徐州·一模)“太空教师”王亚平、叶光富等为青少年带来了一场精彩太空科普课,下列说法中正确的是( )
A.王亚平和叶光富两名宇航员音色相同
B.宇航员说话时发出的声音是由声带振动产生的
C.声音在太空中传播速度是3×108m/s
D.奇妙的实验引起同学们高声喝彩,这里的“高”指的是音调高
4.(2024·江苏徐州·模拟预测)如图,在试管中加入少量水,用嘴对着试管口部吹气,想要使吹出声音的音调变高,以下做法可行的是( )
A.增加水量 B.减少水量
C.增大吹力 D.减小吹力
5.(2024·江苏常州·一模)2024年3月23日,常州市长荡湖音乐节请到了许多有名的歌手现场演唱。下列说法不正确的是( )
A.歌手发出的声音是由声带振动产生的
B.现场音响附近感觉震耳欲聋,说明声音能够传递能量
C.在现场的听众听到歌声,主要是通过空气传播实现的
D.有一位歌手演唱中飙了海豚音,这是提高了声音的响度
6.(2024·江苏扬州·二模)扬州古筝同扬州评话、淮扬菜系一样属于人类非物质文化遗产,扬州在上世纪九十年代被文化部授予“古筝之乡”的美誉,关于琴声说法正确的是( )
A.演奏古筝时,声音是通过空气的振动而产生的
B.琴弦的长短不同,发出声音的音色不同
C.用同样的力拨动琴弦,粗弦比细弦音调高
D.拨动同一琴弦的力度越大,发出声音的响度越大
7.(2024·江苏南京·三模)下列分析正确的是( )
A.甲图:相同的力拨动伸出桌面钢尺,伸出长度越长,音调越低
B.乙图:扬声器对准烛焰,烛焰会跳动,说明声波能传递信息
C.丙图:抽出玻璃罩内的空气,声音变小,说明声音的传播不需要介质
D.丁图:大小不同的力敲同一音叉,可以改变音色
8.(2024·江苏南京·模拟预测)如图所示的监测器测得同一声源发出的甲、乙两种声音的特性记录于表,则( )
声音
声音强弱的等级/dB
频率/Hz
甲
70
1100
乙
110
700
A.乙音调较高
B.甲响度较大
C.声源在发甲声音时振动幅度较大
D.声源在发乙声音时每秒内振动次数较少
二、填空题
9.(2024·江苏连云港·一模)敲击鼓面,在听到鼓声时,还可以看到鼓面上的小纸团在跳动,说明鼓声是由于鼓面的 产生的。周末,楼下小朋友玩耍的吵闹声严重影响了小明学习,小明可以采取的措施是 (写出1条即可)。
10.(2024·江苏常州·二模)雪花落水静悄悄,但科学家发现,雪花落水时产生大量微小气泡,气泡破裂产生频率在50kHz到200kHz之间的声波,它属于 (选填“超声波”或“次声波”)。其中125kHz的声波,周期为 s;科学监测发现,该声波令鲸鱼异常烦躁,从鲸鱼的角度看,该声波 (选填“是”或“不是”)噪声。
11.(2024·江苏苏州·二模)我国已经建成多条“音乐公路”,路面上刻有一条条凹槽,每条凹槽就像一个音符,每当汽车驶过这段路面时,一段完整的音乐就奏响了,音乐声是由轮胎的 产生的,凹槽之间留不同的间距,目的是使轮胎发出声音的 (选填“响度”、“音调”、“音色”)不同。
12.(2024·广东东莞·一模)如图所示是一款超声波驱鼠器。在通电工作时,它发出的超声波和普通声音一样都是由于物体 产生的,但是这种声波由于它的 不在人耳的听觉范围内,所以我们无法听到,它 通过空气传播到老鼠的位置,达到驱鼠的目的。
13.(2024·江苏无锡·一模)如图甲是汽车排气管上的消音器,这是为了在 减弱噪声,如图乙是a、b两个音叉的波形图, 的音调更高。
三、综合题
14.(2023·江苏连云港·一模)一般的常识告诉我们,雪花落水静悄悄,毫无声响。不过,雪花落水发出的声波频率在50000Hz到2×105Hz之间,高于人们能听见的声波频率范围。但是,海里的鲸却能听到雪花落水所产生的声响,请不要想当然,这些声音不是雪花与水面撞击发出的。冷战时期,当时美国海军要监视苏联潜水艇的活动,他们发现,水下声呐工作效果不好,常有噪声干扰,甚至干脆无法监听。
著名的约翰•霍甫金斯大学机械工程系的普罗斯佩勒提教授断定,这些声音不是雨滴撞击水面发出的,而是含在雨滴中的气泡振动发出的。他还发现,小气泡振动产生高频声波。普罗斯佩勒提通过理论分析指出,气泡要将自己的体积与水的密度相适应,才不断收缩和膨胀的。
渔民常抱怨,在下雪时他们的声呐也常常侦听不到鱼群。一开始,他们也不信,空气不多。但是,他们不是简单否认,他们在一个汽车旅馆的游泳池找到了证据,雪花落水时也产生气泡,这些气泡也振动,从而发出声波。其实,无论是人们打水漂时所听到的细微声响,还是瀑布的隆隆震响,都不是(或主要不是)来自石块及岩石与水的碰撞,而是由于气泡。
(1)雪花落水发出的声波属于 (填“超声波”或“次声波”);
(2)声呐装置是利用仿生学原理制成的,它模仿的是下列选项中哪种生物 ;(填选项序号即可)
A.蝙蝠 B.猫 C.狗 D.大象
(3)科学家们发现,不论是雪花落水,还是雨滴落水,都会引起气泡的 ;利用声呐探测海底深度时,发声后2秒收到返回的声音,则此处海底的深度为 m;(v海水=1500m/s)
(4)在探究雨滴落水产生声音的过程中,科学家们进行了下列的过程,请你把它们按正确的顺序排列起来 (填序号即可)。
A.归纳分析 B.进行实验 C.提出假设 D.得出结论
考点二 光学
考法01 概念辨析、判断光现象、光路图
1.(2024·江苏徐州·中考真题)执行月背采样任务的“嫦娥六号”借助“鹊桥二号”中继卫星与地面联系,信息传递利用的是( )
A.电磁波 B.超声波 C.次声波 D.红外线
2.(2022·江苏南京·中考真题)南京文化底蕴深厚,下列与南京有关的古诗文中涉及的物理现象解释错误的是( )
A.“风吹柳花满店香”,“满店香”——分子无规则运动
B.“白露垂珠滴秋月”,“白露”——水蒸气液化形成
C.“白云映水摇空城”,“白云映水”——光的折射
D.“千里莺啼绿映红”,“莺啼”——物体振动发声
3.(2023·江苏宿迁·中考真题)下列关于光现象的描述,错误的是( )
A.我们的国旗——五星红旗是红色的,因为国旗反射了红光
B.《玄贞子》中记载“背日喷乎水,成虹霓之状”,因为太阳光是单色光
C.验钞机利用紫外线来显示钞票上隐藏的标记,因为紫外线能使荧光物质发光
D.坐在教室两侧的同学会看到“黑板反光”现象,因为光在黑板上发生了镜面反射
4.(2023·江苏苏州·中考真题)“霜叶红于二月花”。秋天的枫叶呈现红色是因为它( )
A.反射了红光 B.吸收了红光
C.反射了红、绿、蓝光 D.吸收了红、绿、蓝光
5.(2022·江苏镇江·中考真题)下列现象中,可用“光沿直线传播”解释的是( )
A. 水中倒影 B. 筷子“折断”
C. 树下光斑 D. 雨后彩虹
6.(2024·江苏淮安·中考真题)下列现象中,由光的反射形成的是( )
A.小孔成像 B.水中倒影
C.海市蜃楼 D.雨后彩虹
7.(2024·江苏宿迁·中考真题)2024年5月22日,国际生物多样性日活动在洪泽湖湿地景区举行。景区内,鸟类时而栖息,时而飞翔,飞鸟的倒影在水中穿梭。下列现象和倒影原理相同的是( )
A.冰透镜取火 B.日晷计时
C.小孔成像 D.潜望镜
8.(2023·江苏常州·中考真题)海洋公园内,北极熊站立在方形透明水族箱内,头在水面上、身体在水面下,水族箱外的游客居然看到了北极熊“身首异处”的奇异场景,如图所示。游客看到熊身体的光路图是( )
A. B.
C. D.
考法02 光现象的特点
9.(2024·江苏南通·中考真题)南通濠河水位缓慢上涨时,河面上方的“和平桥”在水中所成的像是( )
A.实像,像的大小不变 B.实像,像的大小变大
C.虚像,像的大小不变 D.虚像,像的大小变大
10.(2024·江苏淮安·中考真题)小明早晨起床后,站在竖直的平面镜前整理着装,镜中所成的像是 (填“实”或“虚”)像;在他远离平面镜的过程中,镜中像的大小 。
11.(2023·江苏连云港·中考真题)一束光与水平面成30°角斜射到平静的水面上,则反射角为 °,若入射角增大10°,则入射光线和反射光线夹角为 °。远远望去,一只小鸟在平静的水面上飞翔,若它距水面6m,它的像距水面的距离是 m,当它向水面俯冲的过程中,像的大小 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
12.(2023·江苏南通·中考真题)运载火箭搭载神舟十六号飞船腾空而起,它在地面摄像机中所成的像是( )
A.实像,像变大 B.实像,像变小 C.虚像,像变大 D.虚像,像变小
13.(2024·江苏扬州·中考真题)在探究凸透镜成像规律时,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,光屏上的像清晰,此成像规律的应用是( )
A.照相机 B.放大镜 C.摄像机 D.投影仪
14.(2023·江苏连云港·中考真题)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,当蜡烛、凸透镜、光屏处于图示位置时,恰能在光屏上得到一个清晰的像。利用这个成像规律可以制成( )
A.照相机 B.潜望镜
C.放大镜 D.投影仪
15.(2023·江苏常州·中考真题)2023年3月7日凌晨,在清华大学校园内,张嘉奇等同学用照相机拍到“太空中的中国空间站”的照片,如图所示。照相机镜头的焦距为f,拍照时像距( )
A.略小于f B.略大于f C.略小于 D.略大于
16.(2023·江苏徐州·中考真题)如图所示,在探究平面镜成像的特点时,应将茶色玻璃板 放置在水平桌面上。在玻璃板前放一个棋子A,可以看到它在玻璃板后的像,将另一个相同的棋子B放在玻璃板后,使它与 重合,记下两个棋子的位置,两个位置之间的连线与玻璃板 。
17.(2023·江苏无锡·中考真题)如图所示,平面镜M水平放置,白色纸板竖直地立在平面镜上,纸板由A、B两部分组成,可绕接缝翻折。使一束光紧贴纸板A射向镜面上的O点,只有当纸板B翻折至图中位置时,才能观察到纸板B上呈现反射光线,可知反射光线、入射光线和法线在 ,此时角度为,则为 ,将一束光沿方向入射,则反射光将沿 方向射出。
18.(2024·江苏镇江·中考真题)在探究凸透镜成像规律的实验中,应调节烛焰和光屏中心位于凸透镜的 上。已知凸透镜焦距为,各元件初位置如图所示,要使光屏上成清晰的像:(1)若移动光屏,应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动;(2)若透镜向左移动,最终光屏上成的是倒立、 的实像。
考法03 创新题
19.(2022·江苏盐城·中考真题)古埃及学者埃拉托色尼发现,利用同一时刻在不同地点影子的长度不同可以估测出地球周长。取一根直杆,将其竖直立在地球上的A点,由于光的 形成了杆的影子,记录直杆在正午时刻影子的长度,算出太阳光与直杆的夹角α1,同样可以测出此时B点太阳光与直杆的夹角α2,A、B是同一经度上的两个城市(如图甲),它们的距离为L,可以估算出地球的周长大约为 。实验中需要测出直杆的长度,测量结果如图乙所示,其读数为 。
20.(2023·江苏扬州·中考真题)如图1,在装有水的杯子里,小红将一支铅笔分别紧贴杯壁内、外竖直放置,两次都观察到铅笔放大的像,俯视图如图2、图3所示,下列说法正确的是( )
A.图2中铅笔向前移,像一直变小
B.图2中铅笔向前移,像先变小后变大
C.图3中铅笔向后移,像一直变大
D.图3中铅笔向后移,像先变小后变大
考法04 实验题
21.(2024·江苏徐州·中考真题)如图甲所示,在探究光的反射规律实验中,平面镜水平放置,白色纸板竖直地立在平面镜上。将激光笔发出的一束激光紧贴纸板射向镜面上的O点。
(1)在纸板上能看到激光路径,是因为激光在纸板表面发生 反射;
(2)图甲中,激光与平面镜成40°角入射,则反射角为 ;
(3)纸板上可以同时看到入射光线和反射光线,说明它们和法线在 内;
(4)如图乙所示,纸板绕CD轴向后转动一定角度,再将激光紧贴纸板射向镜面上的O点,此时纸板上看不到反射光线,保持平面镜和入射光线位置不变,要在纸板上同时显示入射光线和反射光线,应怎样调整纸板? 。
22.(2024·江苏常州·中考真题)小华探究“平面镜成像特点”。
(1)实验装置如图甲所示,为顺利完成实验,MN应选择 (透明玻璃板/平面镜),并将其 放置在水平桌面上;
(2)将点燃的蜡烛A放置在MN前面,将外形相同、没有点燃的蜡烛B在MN后面移动,直至与A的像完全重合,重合现象说明 。此时,蜡烛B所处的位置即为像的位置;
(3)改变蜡烛A的位置,重复步骤(2),可得三组像与物的位置,如图乙所示,由此可知平面镜成像时, ;
(4)为判断平面镜成像的虚实,用光屏替代蜡烛B,然后 (直接/隔着MN)观察光屏上有无像,根据实验现象可得平面镜所成的像是 像。
23.(2024·江苏镇江·中考真题)小红用图1所示装置探究光的反射定律。平面镜置于水平底座中心。激光笔可沿弧形轨道移动,且保持激光始终射向平面镜上的O点。
实验次数
1
2
3
4
图3
(1)为了在不同方向都能观察到光的传播路径,应在平面镜上方喷些 ;
(2)多次改变激光笔在轨道上的位置,小红调整视角,均能观察到反射光OB挡住入射光AO的现象。如图2所示,将长方形纸板与AO、OB所在平面重合,其底边PQ紧贴平面镜,在纸板上即可显示出入射光和反射光。多次测量纸板和平面镜的夹角。
①上述实验中测得的夹角均为,则反射光线、入射光线所在平面和平面镜相互 ;
②在纸板上过O点作出底边PQ的垂线ON,则ON与镜面 ,可知ON为法线。由①、②可得:反射光线、入射光线和法线在 内。
(3)改变入射光的方向,依次记录实验数据如图3所示,分析实验数据可知:入射光线AO逐渐 (选填“靠近”或“远离”)法线ON;与的大小 。
24.(2024·江苏淮安·中考真题)在“探究凸透镜成像规律”实验中:
(1)如图甲所示,S为烛焰中心,凸透镜的焦距,O为光心,画出光线SP经过凸透镜后的折射光线 ;
(2)蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图乙所示,此时光屏上承接到烛焰清晰的像,生活中的 就是根据这一原理制成的。若蜡烛和光屏位置不变,将凸透镜移至 刻度线处,光屏上能再次承接到烛焰清晰的像;
(3)凸透镜成像规律被广泛应用于摄像器材中,小明发现手机无需像数码相机那样“调焦”,也能获得清晰的像,他将手机拿到实验室去探究,实验数据如表所示:
实验次数
1
2
3
4
5
6
物距/m
10.00
5.00
2.00
1.00
0.50
0.10
像距/
0.500
0.501
0.502
0.503
0.505
0.526
根据表中数据,判断手机镜头的焦距最接近 。
A. B. C. D.
25.(2024·江苏宿迁·中考真题)在“探究凸透镜成像规律”的活动中,利用了如图所示装置。
(1)调节器材,使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 ;
(2)改变蜡烛和光屏的位置,多次实验,并将数据记录在表格中,分析数据可知凸透镜焦距为 ,第3次实验中,光屏上成倒立、 的实像;
实验序号
物距u/cm
像距v/cm
光屏上看到的像
1
60
15
倒立、缩小、实像
2
24
24
倒立、等大、实像
3
20
30
倒立、___________、实像
4
8
未找到像
(3)智能汽车通过车载摄像头,识别行人、路标和其他车辆,实现自动导航和驾驶,车载摄像头根据的是第 次实验的原理;
(4)物距不变,要想在光屏上看到像,应更换焦距较 的凸透镜。
核心精讲一、 光的反射
知识
概念
理解
光的直线传播
光在 中沿直线传播。
真空中光速c=3.0×108m/s。
有关现象:影子、日食、月食、小孔成像等。
光的反射定律
三线共面、两线分居、两角相等。
在反射现象中,光路是可逆的。
镜面反射和漫反射
镜面反射和漫反射都遵循反射定律。
平面镜成像特点
平面镜所成的像的大小与物体的大小 ,像和物体到平面镜的距离 ,像和物的连线与镜面 。平面镜成 像。
利用数学对称知识,成像规律也可表述为:平面镜所成的像与物体关于镜面 。
平面镜的应用
利用平面镜来成像、改变光的传播方向。
家用穿衣镜;医生检查牙齿的小镜子等。
核心精讲二、 光的折射
知识
概念
理解
光的折射
1. 光从一种介质 射入另一种介质时,传播方向发生偏折的现象。
2. 折射规律
三线共面、两线分居、空气中的角大。
3. 折射现象池水变浅、筷子折断、海市蜃楼等。
1. 光在同种不均匀介质中传播时,也会发生折射现象。如太阳光穿过大气层时传播方向会发生改变。
2. 光垂直射入介质中时,传播方向 。
3. 折射时光路 。
光的色散
1. 太阳光经过三棱镜后,被分解成
等七种颜色的光,这种现象叫光的色散。
2. 现象:彩虹;彩色的肥皂泡等。
3. 把 三种色光叫做色光的三原色。
1. 光发生色散的实质是光的折射现象。
2. 红、绿、蓝三种色光按不同的比例混合可以产生各种不同的色光,但是自然界中的红、绿、蓝三种颜色的光无法用其他颜色的光混合的。
核心精讲三、透镜成像及其应用
知识
概念
理解
凸透镜
①中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜。
②凸透镜对光有会聚作用,又叫会聚透镜。
③三条特殊光线。
凹透镜
①中间薄,边缘厚的透镜叫凹透镜。
②凹透镜对光有发散作用,又叫发散透镜。
③三条特殊光线。
凸透镜成像的规律
物距u
像的性质
物与像
的位置
像距v
光屏能
否承接
u>2f
u=2f
f<u<2f
u=f
不成像
u<f
|v|>u
一、单选题
1.(2024·江苏南通·一模)如图所示的光现象中,由光的折射形成的是( )
A.透过水球的人像 B.小孔成像
C.墙上的手影 D.水中倒影
2.(2024·江苏常州·一模)如图所示,小明在一圆柱形水杯后面,紧靠水杯放置一个小泥娃,他将泥娃逐渐远离水杯,在该过程中,透过水杯观察,他看到的小泥娃像( )
A.一直变瘦 B.变高
C.先变高后变矮 D.先变胖后变瘦
3.(2024·江苏镇江·一模)如图,烛焰和光屏的中心在凸透镜主光轴上,此时光屏上成清晰的像,下列说法错误的是( )
A.此时成倒立缩小的实像
B.若将蜡烛移至 10cm处,光屏向左移动可在屏上再次成清晰的像
C.若将远视眼镜放在虚线位置,光屏向右移动可在屏上再次成清晰的像
D.若换用焦距更小的凸透镜,仅向左或向右移动透镜,光屏上都能成清晰的像
二、填空题
4.(2024·江苏徐州·三模)人眼中的晶状体相当于 镜,我们看东西时,在视网膜上所成的是 (选填“实”或“虚”)像。近视眼是晶状体对光的偏折能力变 (选填“强”或“弱”)造成的。
5.(2024·江苏无锡·三模)如图,晚上在桌面上铺一张白纸,把一小块平面镜平放在纸上,让手电筒的光正对着平面镜照射。此时,从侧面看去白纸比较 ,因为光在白纸表面发生 ;如果眼睛挨着手电筒正对着桌面往下看,则 比较亮。
6.(2024·江苏苏州·二模)小文在参观科技馆的时候发现了一个3D全息投影展示台(如图1甲)。围绕展台可以从前后左右四个角度观察汽车的外形,其原理是利用四个反射面反射液晶电视上的图像.请帮小文设计利用平板电脑(相当于展台的液晶电视),反射面选用4片茶色透明三角形塑料片等器材,制作一个3D全息投影展示台。
(1)制作三维图片时,若希望出现图乙中的立体F像,则平板电脑屏幕1区图形应设计成图2中的_________。
A. B.
C. D.
(2)在组装四个反射面时,反射面A与平板屏幕的夹角应为 度,才可以使立体F像与平板电脑屏幕垂直。
(3)尝试投影后发现立体F像成像位置太高,这时他应调整平板电脑上四个图像 (填“远离”或“靠近”)平板电脑屏幕中心O点,移动的过程中,像移动的方向是 。
三、作图题
7.(15-16八年级下·江苏盐城·开学考试)在图中画出入射光线AO的反射光线OB,并标出反射角的大小。
8.(15-16八年级·江苏连云港·期中)作出图中物体AB在平面镜MN中所成的像A'B'(保留作图痕迹)。
9.(2024·江苏连云港·三模)如图,一束光斜射入水中,请您画出它的反射光线和折射光线并标出反射角的大小。
四、实验题
10.(2024·江苏苏州·一模)在“探究光反射的规律”时,小李进行了如图所示的实验。
(1)先将平面镜平放在水平桌面上,再把白色硬纸板 放在平面镜上;
(2)小李让一束光EO贴着纸板射到平面镜上,在纸板上会看到反射光线OF,然后将纸板绕ON向后折,如图乙所示,在NOF面上看不到反射光线,此时,反射光 (存在/不存在);
(3)为了进一步确定此时反射光线的位置,小李将纸板沿PQ剪开,将纸板的上半部分向后折,如图丙所示,发现在纸板右侧的 (上部/下部)会看到反射光线;
(4)若将纸板整体向后倾斜(如图丁):此时,反射光线(选填字母序号);
A.仍在纸板上呈现 B.被纸板挡住 C.在纸板前方
11.(2024·江苏南京·三模)用凸透镜和水杯完成实验。
(1)①如图甲,平行光正对凸透镜照射,光屏出现一个最小最亮光斑,凸透镜焦距 cm;
②如图乙,蜡烛和光屏在图示位置不动,为使光屏上成清晰的像,凸透镜应在 cm(选填“10~20”、“30~40”、“60~70”或“90~100”)刻度线间移动;
③如图丙,将一副近视眼镜放在烛焰和该凸透镜之间,移动光屏得到清晰的像,此时撤去近视眼镜,将蜡烛 (“远离”或“靠近”)透镜,在光屏上会重新得到清晰的像;
(2)如图丁,透过装满水的水杯观察课本上的鹦鹉,发现鹦鹉变“胖”了,还掉头面向右侧,此现象的成因与 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)工作原理相同。要想使观察到的鹦鹉变“瘦”一点,应将水杯适当 (选填“远离”或“靠近”)鹦鹉。
五、综合题
12.(2022·江苏苏州·二模)从地面上遥望太空,由于视觉原因,人眼所看到的天体位置总是处于一个平行于地面的平面内,如在下图中,当某一天体从位置A沿直线运动到位置B时,地面上人在视觉上认为是沿直线从A运动到位置C,所以会导致观测天体运行的速度发生偏差。已知图中A、C两点到地面观测者的距离为m光年,A、C之间的距离为a光年,B、C之间的距离为b光年,AC边与BC边可看成相互垂直。则:
(1)当天体经过A位置 (前/后) 年,地面观测者恰能看到天体经过A位置;
(2)天体用了t年时间从A运动到B,在地面上观测到该运动时间间隔为 年;
(3)当各物理量满足 条件时,在地面上会观测到天体运动速度超过光速的现象。
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主题一 声学与光学
01考情透视·目标导航
02知识导图·思维引航
03核心精讲·题型突破
考点一 声学
【真题研析】
►考法01 概念辨析及应用
►考法02 乐器
►考法03 实验(选填题)
►考法04 声音的综合应用
►考法05 综合题
【核心精讲】
►核心精讲一 声音的产生与传播
►核心精讲二 声音的特性
►核心精讲三 人耳听不到的声音
【命题预测】
考点二 光学
【真题研析】
►考法01 概念辨析、判断光现象、光路图
►考法02 光现象的特点
►考法03 创新题
►考法04 实验题
【核心精讲】
►核心精讲一 光的反射
►核心精讲二 光的折射
►核心精讲三 透镜成像及其应用
【命题预测】
考点要求
课标要求
命题预测
声音的产生
与传播
· 通过实验,认识声的产生和传播条件。
· 了解声音的特性。了解现代技术中声学知识的一些应用。知道噪声的危害及控制方法。
考查声音产生和传播的条件,探究声音产生和传播的条件的实验过程。主要命题点有:声音的产生、声音的传播条件、声速、回声、理想实验法的推理思维等。题型主要是选择题、填空题、简答题、实验题等,也可能考查与声音有关的路程和时间的计算。命题情境源于教材图片、教材习题以及科技生活。
声音的特性
考查响度、音调和音色的区分与判断,响度和音调的影响因素。命题点有:声音的音调以及影响因素、声音的响度及影响因素等。考题类型大多是选择题、填空题。命题情境常源于教材图片、习题和生活实例,考查学生的科学探究能力和解决问题的能力。
声的应用
考查声音能传递信息和能量,超声和次声。命题点有:声音传递信息、声音传递能量、超声波与次声波的特点与应用等。考题类型大多是选择题、填空题。
噪声及其
控制
考查对噪声的理解,乐音与噪声的区别,噪声的防治。命题点有:噪声、噪声的防治等。考题类型大多是选择题、填空题。命题情境常源于生活实例,考查学生的迁移应用能力、分析问题、解决问题的能力。
考点要求
课标要求
命题预测
光的直线
传播
探究并了解光的反射定律。通过实验,了解光的折射现象及其特点。
探究并了解平面镜成像时像与物的关系。知道平面镜成像的特点及应用。
6通过实验,了解白光的组成和不同色光混合的现象。
了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。探究并了解凸透镜成像的规律。了解凸透镜成像规律的应用。
了解人类探索太阳系及宇宙的大致历程,知道人类对宇宙的探索将不断深入,关注人类探索宇宙的一些重大活动。
考查光的直线传播。命题点有:光的直线传播条件、光的直线传播现象、小孔成像、作图等。命题情境源于社会生活,考查学生的知识应用能力。考查题型有选择题、填空题,有时也会出现作图题。
光的反射
光的反射是常考热点。命题点主要集中在:生活中光的反射现象、光的反射规律、利用光的反射作图、探究光的反射规律、镜面反射和漫反射等。命题情境源于教材图片、教材事例以及生活,考查学生的科学探究能力和分析问题、解决问题的能力。考查题型较多,有:选择题、填空题、作图题和实验探究题等。
平面镜成像
特点及应用
命题点有:平面镜成像规律及应用、利用平面镜成像规律作图、探究平面镜成像规律等。考查题型有:填空题、实验探究题、作图题,有时也会出现选择题。
光的折射
光的折射是一种重要的光现象,考题也较多。命题点有:光的折射及应用、生活中常见的光的折射现象、光的折射作图等。考查题型主要是选择题、填空题、作图题,有时也会出现实验探究题。
光的色散
考查光的色散现象,红外线和紫外线的特点和应用。命题点有:认识光的色散、生活中光的色散现象、复色光与单色光(三原色)等。其常见题型主要是选择题和填空题。
透镜及其对光的作用
对凸透镜和凹透镜的判断、凸透镜和凹透镜对光的作用和作图是近几年中考选择题、填空题、作图题的出题方向。命题点有:认识透镜对光的作用、透镜在生活中的应用、利用透镜的三条特殊光线作图等。
凸透镜成像规律及应用
凸透镜成像规律的实验与应用,是中考考查的重点;成像规律的总结、实验方法的运用和改进是实验题的重点考查方向。考查题型较多,有:选择题、填空题、作图题和实验探究题等。
眼睛与眼镜
考查题型主要集中在选择题、填空题。命题点有:眼睛的成像原理、近视眼与远视眼的成因及矫正方法等。
考点一 声学
考法01 概念辨析及应用
1.歌曲《东方红》简谱中有如下片段:,其中的数字符号表示声音的( )
A.音调 B.响度 C.音色 D.速度
【答案】A
【详解】音乐简谱中的数字所记录的是声音的音调。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.我市高架道路的某些路段两侧装有板墙,它的作用主要是减弱噪声,这种减弱噪声的方法属于( )
A.在声源处减弱 B.在传播过程中减弱
C.在人耳处减弱 D.在声源和人耳处减弱
【答案】B
【详解】控制噪声可以从三个方面着手:在声源处减弱,在传播过程中减弱,在人耳处减弱,我市高架道路的某些路段两侧装有板墙,属于在传播过程中减弱噪声。因此ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
3.琴、瑟是中国古代乐器,《诗经》中记有“琴瑟击鼓,以御田祖”,奏乐时听众能分辨出琴和瑟发出的声音,主要是依据声音的( )
A.音调 B.振幅 C.音色 D.响度
【答案】C
【详解】音调是声音的高低,与振动的频率有关;响度是声音的大小,与振动的幅度有关;音色指声音的品质特色,不同的发声体的音色一般不同,依据声音的音色可以分辨不同的乐器,所以奏乐时听众能分辨出琴和瑟发出的声音,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4.正常灰鲸的发声频率范围为。生物学家发现变异灰鲸Alice,其发声频率为,导致正常灰鲸“听不见”Alice的声音,如图所示为海豚的发声频率和听觉频率范围,灰鲸与海豚同属海洋哺乳动物。由此推理:正常灰鲸听觉频率范围(黑色横条)很可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】根据海豚的听觉频率和发声频率范围,其听觉频率范围比发声频率范围大,且听觉频率最高值比发声频率最高值大;正常灰鲸的发声频率范围为15Hz~25Hz,则正常灰鲸的听觉频率最高值会比25Hz高,最低值比15 Hz低,但是正常灰鲸“听不见”Alice发出频率为52Hz的声音,则听觉频率最高值会低于52Hz;故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
考法02 乐器
5.如图所示,我国贾湖遗址出土的鹤骨笛,已有八千多年的历史。打孔的鹤骨可以吹奏出音乐,按住不同的孔,吹奏的声音有不同的( )
A.响度 B.音调 C.音色 D.音量
【答案】B
【详解】按住不同的孔时,骨笛内空气柱的长度不同,吹奏时空气柱振动的频率不同,因此吹奏的声音音调不同。
故选B。
6.如图,古琴演奏家正在演奏名曲《高山流水》,下列说法正确的是( )
A.琴声响度越大,它在空气中传播的速度越大
B.琴声是由琴弦振动产生的
C.拨动不同的琴弦,主要引起琴声响度不同
D.用大小不同的力拨动同一根琴弦,琴声音调不同
【答案】B
【详解】A.声音的传播速度与介质的种类、环境温度有关,跟响度无关,故A错误;
B.声音是由物体振动产生的,琴声是由琴弦振动产生的,故B正确;
C.琴弦粗细不同,拨动不同的琴弦,振动的难易程度不同,从而振动频率不同,主要引起琴声音调不同,故C错误;
D.用大小不同的力拨动同一根琴弦,琴弦振动的幅度不同,琴声响度不同,故D错误。
故选B。
考法03 实验(选填题)
7.如图所示,拨尺发声实验中,多次改变尺伸出桌面的长度,用相同的力拨动尺端,尺发出不同的声音,不同的声音主要指其( )
A.响度不同 B.音调不同 C.音色不同 D.声速不同
【答案】B
【详解】改变刻度尺伸出桌面的长度,用同样大小的力拨动,刻度尺振动的振幅相同,刻度尺振动的快慢不同,频率不同,音调不同,探究的是声音的音调与频率的关系。
故选B。
8.如图所示、系在细绳上的乒乓球在竖直方向静止不动,将正在发声的音叉慢慢靠近并接触乒乓球,观察到乒乓球被弹起,说明声音是由物体 产生的,音叉发出的声音通过 传入我们的耳中。
【答案】 振动 空气
【详解】[1]将正在发声的音叉慢慢靠近并接触静止的乒乓球,观察到乒乓球被弹起,是音叉的振动推动乒乓球弹起,此现象说明声音是由物体的振动产生的。
[2]声音的传播需要介质,我们听到音叉振动的声音是由空气传入人的耳朵的。
考法04 声音的综合应用
9.汽车鸣笛是由于喇叭 发声,声音通过 传入人耳。如图在高架路某些路段两侧设有板墙,其作用是在 控制噪声。
【答案】 振动 空气 传播途中
【详解】[1]汽车鸣笛是由于喇叭内的金属膜片在气流的冲击下振动而产生的声音。这种振动使得周围的空气分子也产生振动,进而形成声波,这就是声音的产生过程。
[2]声音的传播需要介质,而空气就是一种常见的介质。当喇叭发出声音时,声波会通过空气这种介质传播到我们的耳朵,引起鼓膜的振动,从而使我们能够听到声音。
[3]在高架路某些路段两侧设有板墙。这种板墙的主要作用是在噪声的传播过程中进行阻断,从而减小噪声对周围环境的影响。具体来说,当声波遇到板墙时,会发生反射、折射等现象,使得部分声波的能量被消耗掉,无法继续向前传播。这样,在噪声的传播路径上设置板墙,就可以有效地控制噪声的传播范围和影响程度。
10.如图所示,将点燃的蜡烛放在发声喇叭前方,可以看到烛焰随着声音晃动,喇叭的纸盆由于 产生声音,声音通过 传播到烛焰处,烛焰晃动说明声音具有 。
【答案】 振动 空气 能量
【详解】[1][2][3]声音是由物体的振动产生的,喇叭的纸盆由于振动产生声音;声音的传播需要介质,声音通过空气传播到烛焰处;声音可以传递信息,声音可以传递能量,烛焰晃动说明声音具有能量。
11.今年五月,第七届南京市中小学生龙舟大赛成功举办。图示是比赛的一个场景。
(1)敲鼓越用力,鼓声越响,这是通过改变声源的 来改变声音的响度。运动员听到的鼓声是通过 传入人耳的。
(2)以运动员为参照物,龙舟是 的。
(3)某赛队在500m直道比赛中共用时1min40s。则龙舟的平均速度是 m/s。
【答案】 振幅 空气 静止 5
【详解】(1)[1]声音的响度与声源的振幅有关,敲鼓越用力,鼓声越响,这是通过改变声源的振幅来改变声音的响度。
[2]声音的传播需要介质,运动员听到的鼓声是通过空气传入人耳的。
(2)[3]以运动员为参照物,龙舟的位置不变,是静止的。
(3)[4]龙舟的平均速度是
12.制作一组长度不同的PVC管,用胶板拍击管口就能演奏简单的音乐,PVC管发出的声音是由空气 产生的。拍击不同长度的PVC管,发出声音的 不同,由于和其他乐器的材料、结构不同,PVC管发出声音的 不同。
【答案】 振动 音调 音色
【详解】[1]声音是由物体的振动产生的,故PVC管发出的声音是由空气振动产生的。
[2]拍击不同长度的PVC管,管的长短不同,筒内空气柱的长短就不同,振动时频率就不同,所以发出声音的音调就不同。
[3]音色反映的是声音的品质与特色,它跟发声体的材料和结构有关,PVC管和其他乐器的材料、结构不同,所以PVC管发出声音的音色不同。
13.如图所示是用吸管和棉签制作的“鸟鸣器”,从管口吹气,能发出类似鸟叫的声音,鸟鸣器发声是由空气 产生的,拉动棉签可以改变声音的 ,根据声源的差异,鸟鸣器可以与小提琴、笛子、鼓这三种乐器中的 归为一类。
【答案】 振动 音调 笛子
【详解】[1]从管口吹气,吸管内的空气就会振动发出类似鸟鸣的声音。
[2] 拉动棉签,吸管内振动的空气柱的长度发生变化,造成空气柱振动的快慢不同,频率不同,音调就会发生变化。
[3]“鸟鸣器”是靠吸管内的空气振动发声的。小提琴是靠琴弦的振动发声,笛子是笛子内空气柱振动发声,而鼓是鼓面的振动发声,所以根据声源的差异,鸟鸣器可以与笛子归为一类。
考法05 综合题
14.人眼对观察到的景物有暂时的“记忆”,在外界景物消失后,视神经对它的印象还会延续0.1s左右,这种特征叫视觉暂留.例如在一张白色卡片纸的正、反面分别画上鸟笼和鸟,让卡片纸快速旋转,当正、反两面交替出现在眼前的时间间隔在0.1s之内时,人眼就能看到鸟在笼中的现象(图甲)。
一些城市地铁行驶在某些区间时,乘客能看到窗外出现清晰的动态广告,往往也是利用了视觉暂留的原理。某段地铁内隧道广告的制作方法如下:在隧道侧壁与车窗相同高度处,沿运行方向每经过距离d,安装一块大小相同的广告灯箱,如图乙。灯箱采用频闪方式实现亮、暗交替,且工作时各灯箱亮、暗同步变化(人的视觉暂留时间以0.1s计算)。
(1)要实现时长15s的广告效果,至少需要安装 块广告灯箱;
(2)灯箱安装好后,调节灯箱发光频率f,控制地铁速度v,当它们满足下述哪种情况时,乘客能看到流畅稳定的广告画面?答: 。
A.,且
B.,且
C.,且
D.,且
(3)座位上乘客发现正常显示的广告画面突然向地铁前进方向缓慢移动,可能原因是 (写出一种即可)。
【答案】 150 C 地铁速度稍稍减慢
【详解】(1)[1]每个广告牌视觉暂留的时间为0.1s,要实现时长15s的广告效果,需要的广告牌数量为
(2)[2]灯箱发光频率为f,周期为,则
要看到流畅稳定的广告画面,应使相邻两个广告牌交替闪亮出现在眼前的时间间隔为0.1s,即0.1s广告牌闪亮1次,1s闪亮10次,则灯箱发光频率至少为f=10Hz,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(3)[3]广告画面向地铁前进方向缓慢移动, 说明地铁的速度小于频率与广告牌间距的乘积,可能是地铁在减速,也可能是广告牌闪亮频率变大。
核心精讲一、声音的产生与传播
知识
概念
理解
声源
物理学中,把正在振动发声的物体叫做声源。
固体、液体、气体都可以是声源。
声音的产生
声音是由物体振动产生的。
一切正在发生的物体都在振动,振动停止,发声也停止。
声音的传播
声音的传播需要介质,真空不能传声。
固体、液体和气体都可以传声。
声速
声音在每秒内传播的距离叫声速,计算公式:v=s/t
影响声速大小的因素:介质的种类、介质的温度。
回声
声音在传播过程中,碰到障碍物被反射回来的现象叫回声。
回声到达人耳比原声晚0.1s以上时,人耳才能区分。
核心精讲二、声音的特性
知识
概念
理解
音调
声音的高低叫做音调。
频率越高,音调越高;频率越低,音调越低。
响度
声音的强弱(大小)叫做响度。
发声体的振幅越大,声音的响度越大。人距发声体越近,响度越大。
音色
音色又叫音品,反映声音的品质与特色。
音色与发声体的材料、结构等因素有关。
核心精讲三、人耳听不到的声音
知识
概念
理解
声音传递信息
声音传递信息是指通过分析声音或回声可以得到某些信息。
应用:回声定位(测距)、倒车雷达、声呐、“B”超等。
声音传递能量
声具有能量;也可以传递能量。
超声波清洗机、碎石机、雾化器、金属探伤仪等。
超声波与
次声波
把频率高于20000Hz的声叫超声波,低于20Hz的声叫次声波。
人耳听到的声音频率范围20Hz~20000Hz。
一、单选题
1.(2024·江苏苏州·一模)关于声现象,下列说法正确的是( )
A.次声波的频率很高,所以人耳听不到
B.声音是由于声源振动产生的
C.声音在真空中的传播速度是3×108m/s
D.超声波碎石是因为声音可以传递信息
【答案】B
【详解】A.次声波频率很低,低于20Hz,所以是人耳听不到的声音,故A错误;
B.声音是由于声源振动产生的,故B正确;
C.声音的传播需要介质,真空不能传声,故C错误;
D.超声波碎石,说明声音可以传递能量,故D错误。
故选B。
2.(2024·江苏常州·一模)青少年特别是男生在变声期,由于喉部声带的生长发育,声音会由清亮的童音逐渐发生变化,出现低沉、沙哑等现象,从物理学角度来看,该过程发生变化的主要是声音的( )
A.音色、响度 B.音色、音调
C.响度、音调 D.音色、响度、音调
【答案】B
【详解】音色与发声体的材料和结构有关,故喉部声带的生长发育会使音色发生变化,同时声音由清亮变为低沉、沙哑是声音的音调发生了变化,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
3.(2024·江苏徐州·一模)“太空教师”王亚平、叶光富等为青少年带来了一场精彩太空科普课,下列说法中正确的是( )
A.王亚平和叶光富两名宇航员音色相同
B.宇航员说话时发出的声音是由声带振动产生的
C.声音在太空中传播速度是3×108m/s
D.奇妙的实验引起同学们高声喝彩,这里的“高”指的是音调高
【答案】B
【详解】A.音色是指声音的品质和特色,与发声体的材料和结构有关,人们就是根据音色来区别不同发声体发出的声音,王亚平和叶光富两名宇航员音色不同,故A错误;
B.声音是由物体振动产生的,宇航员说话时发出的声音是由声带振动产生的,故B正确;
C.太空中是真空状态,声音不能在真空中传播,故C错误;
D.响度是指声音的强弱、大小,奇妙的实验引起同学们高声喝彩,这里的“高”指的是响度大,故D错误。
故选B。
4.(2024·江苏徐州·模拟预测)如图,在试管中加入少量水,用嘴对着试管口部吹气,想要使吹出声音的音调变高,以下做法可行的是( )
A.增加水量 B.减少水量
C.增大吹力 D.减小吹力
【答案】A
【详解】用嘴贴着试管口吹气,声音是由于试管口内空气柱的振动发出的,当水量增加时,空气柱长度越短,振动的频率越高,音调越高。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5.(2024·江苏常州·一模)2024年3月23日,常州市长荡湖音乐节请到了许多有名的歌手现场演唱。下列说法不正确的是( )
A.歌手发出的声音是由声带振动产生的
B.现场音响附近感觉震耳欲聋,说明声音能够传递能量
C.在现场的听众听到歌声,主要是通过空气传播实现的
D.有一位歌手演唱中飙了海豚音,这是提高了声音的响度
【答案】D
【详解】A.一发声音都是由于物体振动产生的,歌手发出的声音是由声带振动产生的,故A正确,不符合题意;
B.现场音响附近感觉震耳欲聋,声音好像能把耳膜震破,说明声音能够传递能量,故B正确,不符合题意;
C.声音的传播需要介质,在现场的听众听到歌声,主要是通过空气传播实现的,故C正确,不符合题意;
D.有一位歌手演唱中飙了海豚音,这是提高了声音的音调,故D错误,符合题意。
故选D。
6.(2024·江苏扬州·二模)扬州古筝同扬州评话、淮扬菜系一样属于人类非物质文化遗产,扬州在上世纪九十年代被文化部授予“古筝之乡”的美誉,关于琴声说法正确的是( )
A.演奏古筝时,声音是通过空气的振动而产生的
B.琴弦的长短不同,发出声音的音色不同
C.用同样的力拨动琴弦,粗弦比细弦音调高
D.拨动同一琴弦的力度越大,发出声音的响度越大
【答案】D
【详解】A.演奏古筝时,声音是通过琴弦的振动而产生的,故A错误;
B.琴弦的长短不同,琴弦的振动快慢不同,发出声音的音调不同,故B错误;
C.用同样的力拨动琴弦,粗弦比细弦振动慢,音调低,故C错误;
D.拨动同一琴弦的力度越大,琴弦振动幅度较大,发出声音的响度越大,故D正确。
故选D。
7.(2024·江苏南京·三模)下列分析正确的是( )
A.甲图:相同的力拨动伸出桌面钢尺,伸出长度越长,音调越低
B.乙图:扬声器对准烛焰,烛焰会跳动,说明声波能传递信息
C.丙图:抽出玻璃罩内的空气,声音变小,说明声音的传播不需要介质
D.丁图:大小不同的力敲同一音叉,可以改变音色
【答案】A
【详解】A.改变钢尺伸出桌面的长度,用同样大小的力拨动其伸出桌面的一端,这样会导致钢尺振动的快慢不同,即发声音调不同,钢尺伸出桌面较长时振动得慢,音调低,故A正确;
B.声音可以传递信息和能量;将扬声器对准烛焰,播放音乐,烛焰会跳动,说明声波能传递能量,故B错误;
C.逐渐抽出玻璃罩内的空气,传播声音的介质变少,闹钟音量减弱,说明声音的传播需要介质,真空不能传声,故C错误;
D.音色指声音的品质与特色,与发声体的材料和结构有关;用大小不同的力敲同一音叉可以改变音叉发出声音的振幅,振幅的大小决定了声音的响度,所以不改变音色,而改变响度,故D错误。
故选A。
8.(2024·江苏南京·模拟预测)如图所示的监测器测得同一声源发出的甲、乙两种声音的特性记录于表,则( )
声音
声音强弱的等级/dB
频率/Hz
甲
70
1100
乙
110
700
A.乙音调较高
B.甲响度较大
C.声源在发甲声音时振动幅度较大
D.声源在发乙声音时每秒内振动次数较少
【答案】D
【详解】A.声音的音调由振动频率决定,频率越高音调越高,有表中信息可知,甲的音调高,故A不符合题意;
BC.声音的强弱用响度表示,其大小用单位分贝表示,分贝值越大表示声音的响度越大,振动幅度越大,由表可知,声音甲的分贝值小于声音乙的分贝值,故甲声音的响度较小,即声源在发甲声音时振动幅度较小,故BC不符合题意;
D.由表中信息可知,甲声音的频率高于乙声音的频率,所以甲声音的音调较高,每秒振动的次数多;乙声音的音调较低,每秒振动的次数少,振动得慢,故D符合题意。
故选D。
二、填空题
9.(2024·江苏连云港·一模)敲击鼓面,在听到鼓声时,还可以看到鼓面上的小纸团在跳动,说明鼓声是由于鼓面的 产生的。周末,楼下小朋友玩耍的吵闹声严重影响了小明学习,小明可以采取的措施是 (写出1条即可)。
【答案】 振动 戴上防噪声耳塞
【详解】[1]声音是由物体振动产生的,看见鼓面上小纸团在跳动,这是一种放大的思想——即将不易观察的鼓面的振动转化为小纸团的跳动;说明鼓声是由于鼓面的振动产生的。
[2]减弱噪声的途径有三种:声源处、传播过程中、人耳处。因此小明可以采用的措施是:戴上防噪声耳塞。
10.(2024·江苏常州·二模)雪花落水静悄悄,但科学家发现,雪花落水时产生大量微小气泡,气泡破裂产生频率在50kHz到200kHz之间的声波,它属于 (选填“超声波”或“次声波”)。其中125kHz的声波,周期为 s;科学监测发现,该声波令鲸鱼异常烦躁,从鲸鱼的角度看,该声波 (选填“是”或“不是”)噪声。
【答案】 超声波 8×10-6 是
【详解】[1]泡破裂产生频率在50kHz到200kHz之间的声波,它属于超声波。
[2]其中125kHz的声波,周期
[3]科学监测发现,该声波令鲸鱼异常烦躁,从鲸鱼的角度看,该声波是噪声。
11.(2024·江苏苏州·二模)我国已经建成多条“音乐公路”,路面上刻有一条条凹槽,每条凹槽就像一个音符,每当汽车驶过这段路面时,一段完整的音乐就奏响了,音乐声是由轮胎的 产生的,凹槽之间留不同的间距,目的是使轮胎发出声音的 (选填“响度”、“音调”、“音色”)不同。
【答案】 振动 音调
【详解】[1]汽车的轮胎与路面接触时,轮胎会振动发出声音,即音乐声是由轮胎的振动产生的。
[2]当汽车驶过不同间距的凹槽时,轮胎振动的频率不同,所以发出声音的音调就会不同。
12.(2024·广东东莞·一模)如图所示是一款超声波驱鼠器。在通电工作时,它发出的超声波和普通声音一样都是由于物体 产生的,但是这种声波由于它的 不在人耳的听觉范围内,所以我们无法听到,它 通过空气传播到老鼠的位置,达到驱鼠的目的。
【答案】 振动 频率 可以
【详解】[1][2][3]声音是由物体振动产生的,声音的音调是由振动的频率决定的,频率高于20000Hz的声波称为超声波。一般人耳听觉范围为20—20000Hz,频率高于20000Hz的超声波和低于20Hz的次声波人耳均不能听到。声波传播需要介质,空气能够传声,超声波同样可以在空气中传播。
13.(2024·江苏无锡·一模)如图甲是汽车排气管上的消音器,这是为了在 减弱噪声,如图乙是a、b两个音叉的波形图, 的音调更高。
【答案】 声源处 a音叉
【详解】[1]汽车排气管上安装消音器,属于在声源处减弱噪声。
[2]由两列音叉的波形图可知,相同时间内a音叉的振动次数更多,即a音叉的振动频率大于b的振动频率,说明a音叉发声时音调更高。
三、综合题
14.(2023·江苏连云港·一模)一般的常识告诉我们,雪花落水静悄悄,毫无声响。不过,雪花落水发出的声波频率在50000Hz到2×105Hz之间,高于人们能听见的声波频率范围。但是,海里的鲸却能听到雪花落水所产生的声响,请不要想当然,这些声音不是雪花与水面撞击发出的。冷战时期,当时美国海军要监视苏联潜水艇的活动,他们发现,水下声呐工作效果不好,常有噪声干扰,甚至干脆无法监听。
著名的约翰•霍甫金斯大学机械工程系的普罗斯佩勒提教授断定,这些声音不是雨滴撞击水面发出的,而是含在雨滴中的气泡振动发出的。他还发现,小气泡振动产生高频声波。普罗斯佩勒提通过理论分析指出,气泡要将自己的体积与水的密度相适应,才不断收缩和膨胀的。
渔民常抱怨,在下雪时他们的声呐也常常侦听不到鱼群。一开始,他们也不信,空气不多。但是,他们不是简单否认,他们在一个汽车旅馆的游泳池找到了证据,雪花落水时也产生气泡,这些气泡也振动,从而发出声波。其实,无论是人们打水漂时所听到的细微声响,还是瀑布的隆隆震响,都不是(或主要不是)来自石块及岩石与水的碰撞,而是由于气泡。
(1)雪花落水发出的声波属于 (填“超声波”或“次声波”);
(2)声呐装置是利用仿生学原理制成的,它模仿的是下列选项中哪种生物 ;(填选项序号即可)
A.蝙蝠 B.猫 C.狗 D.大象
(3)科学家们发现,不论是雪花落水,还是雨滴落水,都会引起气泡的 ;利用声呐探测海底深度时,发声后2秒收到返回的声音,则此处海底的深度为 m;(v海水=1500m/s)
(4)在探究雨滴落水产生声音的过程中,科学家们进行了下列的过程,请你把它们按正确的顺序排列起来 (填序号即可)。
A.归纳分析 B.进行实验 C.提出假设 D.得出结论
【答案】 超声波 A 振动 1500 CBAD
【详解】(1)[1]由于雪花落水发出的声波频率在50000Hz到2×105Hz之间,高于人们能听见的声波频率,为超声波。
(2)[2]声呐装置是利用仿生学原理制成的,它模仿的是蝙蝠的回声定位。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(3)[3]由题文:雪花落水时也产生气泡,这些气泡也振动,从而发出声波。普罗斯佩勒提教授断定,这些声音不是雨滴撞击水面发出的,而是含在雨滴中的气泡振动发出的。因此不论是雪花落水,还是雨滴落水,都会引起气泡的振动。
[4]利用声呐探测海底深度,发声后2秒收到返回的声音,则海底深度
(4)[5]据原文描述,在探究雨滴落水产生声音的过程中,科学家先提出假设,然后进行实验,后分析归纳,最后得出结论,故正确的顺序是C、B、A、D。
考点二 光学
考法01 概念辨析、判断光现象、光路图
1.(2024·江苏徐州·中考真题)执行月背采样任务的“嫦娥六号”借助“鹊桥二号”中继卫星与地面联系,信息传递利用的是( )
A.电磁波 B.超声波 C.次声波 D.红外线
【答案】A
【详解】电磁波可以传递信息,电磁波可以在真空中传播,嫦娥六号使用鹊桥二号中继卫星与地面通信,这种通信利用电磁波传递信息。
故选A。
2.(2022·江苏南京·中考真题)南京文化底蕴深厚,下列与南京有关的古诗文中涉及的物理现象解释错误的是( )
A.“风吹柳花满店香”,“满店香”——分子无规则运动
B.“白露垂珠滴秋月”,“白露”——水蒸气液化形成
C.“白云映水摇空城”,“白云映水”——光的折射
D.“千里莺啼绿映红”,“莺啼”——物体振动发声
【答案】C
【详解】A.“满店香”指的是店飘满花香味,这是一种扩散现象,是分子做无规则运动的结果,故A正确,不符合题意;
B.“白露”是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠,故B正确,不符合题意;
C.“白云映水”是属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故C错误,符合题意;
D.“莺啼”莺啼叫,是由于莺喉部振动发出声音,说明物体振动发声,故D正确,不符合题意。
故选C。
3.(2023·江苏宿迁·中考真题)下列关于光现象的描述,错误的是( )
A.我们的国旗——五星红旗是红色的,因为国旗反射了红光
B.《玄贞子》中记载“背日喷乎水,成虹霓之状”,因为太阳光是单色光
C.验钞机利用紫外线来显示钞票上隐藏的标记,因为紫外线能使荧光物质发光
D.坐在教室两侧的同学会看到“黑板反光”现象,因为光在黑板上发生了镜面反射
【答案】B
【详解】A.不透明物体的颜色由其反射的光来决定,所以五星红旗是红色的,因为国旗反射了红光,故A正确,A不符合题意;
B.根据牛顿光的色散现象可知,光是由七种单色混合而成,不是单色光,故B错误,B符合题意;
C.根据紫外线的应用可知,紫外线可以使荧光物质发光,所以在验钞机上应用,故C正确,C不符合题意;
D.因为镜面反射只有在特定的角度才能观察到物体,其他位置无法观察到物体,所以“黑板反光”现象是因为发生了镜面反射,故D正确,D不符合题意。
故选B。
4.(2023·江苏苏州·中考真题)“霜叶红于二月花”。秋天的枫叶呈现红色是因为它( )
A.反射了红光 B.吸收了红光
C.反射了红、绿、蓝光 D.吸收了红、绿、蓝光
【答案】A
【详解】不透明的物体反射与物体相同的色光,其他色光被吸收,故枫叶呈红色是因为反射红光,吸收其他色光。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5.(2022·江苏镇江·中考真题)下列现象中,可用“光沿直线传播”解释的是( )
A. 水中倒影 B. 筷子“折断”
C. 树下光斑 D. 雨后彩虹
【答案】C
【详解】A.水中的“倒影”,是平面镜成像,属于光的反射现象,故A不符合题意;
B.筷子“折断”,是光从水斜射入空气时发生折射造成的,故B不符合题意;
C.树下光斑是太阳光通过树叶间的小孔呈现在地面上的像,是小孔成像现象,是由光沿直线传播形成的,故C符合题意;
D.雨过天晴时,常在天空出现彩虹,这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的,白光经水珠折射以后,分成各种彩色光,这种现象叫做光的色散现象,故D不符合题意。
故选C。
6.(2024·江苏淮安·中考真题)下列现象中,由光的反射形成的是( )
A.小孔成像 B.水中倒影
C.海市蜃楼 D.雨后彩虹
【答案】B
【详解】A.小孔成像是由于光沿直线传播形成的,故A不符合题意;
B.水中倒影,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故B符合题意;
C.海市蜃楼是光在密度不均匀的空气层中,经过折射造成的结果,故C不符合题意;
D.雨过天晴时,常在天空出现彩虹,这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的,白光经水珠折射以后,分成各种彩色光,这种现象叫做光的色散现象,故D不符合题意。
故选B。
7.(2024·江苏宿迁·中考真题)2024年5月22日,国际生物多样性日活动在洪泽湖湿地景区举行。景区内,鸟类时而栖息,时而飞翔,飞鸟的倒影在水中穿梭。下列现象和倒影原理相同的是( )
A.冰透镜取火 B.日晷计时
C.小孔成像 D.潜望镜
【答案】D
【详解】飞鸟在水中的倒影是飞鸟的虚像,成像原理是光的反射。
A.冰透镜取火,是利用了凸透镜的会聚作用,原理是光的折射,故A不符合题意;
B.日晷计时利用了光的直线传播,故B不符合题意;
C.小孔成像的原理是光沿直线传播,故C不符合题意;
D.潜望镜利用平面镜的反射作用改变了光路,故D符合题意。
故选D。
8.(2023·江苏常州·中考真题)海洋公园内,北极熊站立在方形透明水族箱内,头在水面上、身体在水面下,水族箱外的游客居然看到了北极熊“身首异处”的奇异场景,如图所示。游客看到熊身体的光路图是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】游客看到的熊“身首异处”,是因为熊反射的光线从水中斜射进入空气中时发生了折射。光从水中斜射进入空气中,折射角大于入射角,人逆着折射光线看,看到的是熊的虚像。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
考法02 光现象的特点
9.(2024·江苏南通·中考真题)南通濠河水位缓慢上涨时,河面上方的“和平桥”在水中所成的像是( )
A.实像,像的大小不变 B.实像,像的大小变大
C.虚像,像的大小不变 D.虚像,像的大小变大
【答案】C
【详解】“和平桥”在水中所成的像属于平面镜成像,是由光的反射形成的虚像,平面镜所成的像和物体大小相等,南通濠河水位缓慢上涨时,河面上方的“和平桥”在水中所成的像的大小不变,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
10.(2024·江苏淮安·中考真题)小明早晨起床后,站在竖直的平面镜前整理着装,镜中所成的像是 (填“实”或“虚”)像;在他远离平面镜的过程中,镜中像的大小 。
【答案】 虚 不变
【详解】[1][2]由平面镜成像原理知道,由于反射光线的反向延长线会聚成像,所以在镜中的像是虚像;平面镜成等大的像,在他远离平面镜的过程中,镜中像的大小不变。
11.(2023·江苏连云港·中考真题)一束光与水平面成30°角斜射到平静的水面上,则反射角为 °,若入射角增大10°,则入射光线和反射光线夹角为 °。远远望去,一只小鸟在平静的水面上飞翔,若它距水面6m,它的像距水面的距离是 m,当它向水面俯冲的过程中,像的大小 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】 60 140 6 不变
【详解】[1]若入射光线与平面镜的夹角为30°,则入射光线与法线的夹角,即入射角是
90°-30°=60°
所以,反射角等于入射角等于60°。
[2]当入射角增大10°,因此反射角也增大10°,即反射角为变为
60°+10°=70°
反射光线和入射光线的夹角是
70°+70°=140°
[3]由平面镜成像的特点可知,像与物到平面镜的距离相等,已知小鸟距水面6m,小鸟的像到水面的距离也是6m。
[4]由平面镜成像的特点可知,像和物体的大小相等,所以不管小鸟向下俯冲还是向上飞,像和小鸟等大,所以若小鸟向下俯冲的过程中,该“倒影”的大小不变。
12.(2023·江苏南通·中考真题)运载火箭搭载神舟十六号飞船腾空而起,它在地面摄像机中所成的像是( )
A.实像,像变大 B.实像,像变小 C.虚像,像变大 D.虚像,像变小
【答案】B
【详解】摄像机与照相机成像原理相同,都成成倒立、缩小的实像;在腾空而起的过程中,物距变大,根据“成实像时,物远像近像变小”可知,像变小,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
13.(2024·江苏扬州·中考真题)在探究凸透镜成像规律时,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,光屏上的像清晰,此成像规律的应用是( )
A.照相机 B.放大镜 C.摄像机 D.投影仪
【答案】D
【详解】如图,此时物距小于像距,成的是倒立、放大的实像,此成像规律的应用是投影仪,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
14.(2023·江苏连云港·中考真题)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,当蜡烛、凸透镜、光屏处于图示位置时,恰能在光屏上得到一个清晰的像。利用这个成像规律可以制成( )
A.照相机 B.潜望镜
C.放大镜 D.投影仪
【答案】D
【详解】由图可知,此时光屏上成的是倒立、放大的实像。
A.照相机是利用凸透镜成倒立、缩小实像的原理制成的,故A不符合题意;
B.潜望镜是利用平面镜成正立、等大虚像的原理制成的,故B不符合题意;
C.放大镜是利用凸透镜成正立、放大虚像的原理制成的,故C不符合题意;
D.投影仪是利用凸透镜成倒立、放大实像的原理制成的,故D符合题意。
故选D。
15.(2023·江苏常州·中考真题)2023年3月7日凌晨,在清华大学校园内,张嘉奇等同学用照相机拍到“太空中的中国空间站”的照片,如图所示。照相机镜头的焦距为f,拍照时像距( )
A.略小于f B.略大于f C.略小于 D.略大于
【答案】B
【详解】根据凸透镜成像规律,照相机的物距大于2f,像距大于f小于2f,拍“太空中的中国空间站”时,物距非常大,像会靠近焦点,即像距略大于f,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
16.(2023·江苏徐州·中考真题)如图所示,在探究平面镜成像的特点时,应将茶色玻璃板 放置在水平桌面上。在玻璃板前放一个棋子A,可以看到它在玻璃板后的像,将另一个相同的棋子B放在玻璃板后,使它与 重合,记下两个棋子的位置,两个位置之间的连线与玻璃板 。
【答案】 竖直 棋子A的像 垂直
【详解】[1]做“探究平面镜成像的特点”实验,玻璃板应竖直放置在水平桌面上,玻璃板没有竖直放置,前面蜡烛所成的像可能偏高或偏低,这样前面蜡烛的像与后面的蜡烛就无法重合了。
[2]一边移动棋子B,一边用眼睛透过玻璃板观察B,直到B与A的像完全重合,A、B两个棋子完全相同,在比较像与物的大小关系时,棋子B的作用是替代棋子A,与棋子A的像比较大小。
[3]根据平面镜成像的特点可知,像和物的连线与玻璃板是垂直的。
17.(2023·江苏无锡·中考真题)如图所示,平面镜M水平放置,白色纸板竖直地立在平面镜上,纸板由A、B两部分组成,可绕接缝翻折。使一束光紧贴纸板A射向镜面上的O点,只有当纸板B翻折至图中位置时,才能观察到纸板B上呈现反射光线,可知反射光线、入射光线和法线在 ,此时角度为,则为 ,将一束光沿方向入射,则反射光将沿 方向射出。
【答案】 同一平面内 40° OE
【详解】[1]反射光线、入射光线和法线都呈现在白色纸板上,在同一个平面上,所以可知在光的反射现象中,反射光线、入射光线和法线在同一个平面内。
[2]由光的反射定律可知,反射角等于入射角,所以入射角为40°时,反射角也等于40°。
[3]由于在光的反射现象中,光路是可逆的,所以将一束光沿原来的反射光路方向入射,则反射光将沿原来的入射光路射出,故反射光将沿OE方向射出。
18.(2024·江苏镇江·中考真题)在探究凸透镜成像规律的实验中,应调节烛焰和光屏中心位于凸透镜的 上。已知凸透镜焦距为,各元件初位置如图所示,要使光屏上成清晰的像:(1)若移动光屏,应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动;(2)若透镜向左移动,最终光屏上成的是倒立、 的实像。
【答案】 主光轴 左 放大
【详解】[1]在探究凸透镜成像规律的实验中,为了确保成像的清晰和准确,我们需要调节烛焰、凸透镜和光屏三者的中心位于同一高度上,即凸透镜的主光轴上。这样,烛焰发出的光线经过凸透镜后,其成像光线才能准确地会聚在光屏上,形成清晰的像。
[2]由于物体(烛焰)到凸透镜的距离(物距)大于两倍焦距(即u>2f),根据凸透镜的成像规律,此时成倒立、缩小的实像,且像距位于一倍焦距和二倍焦距之间(即f<v<2f)。然而,从图中我们可以看出,光屏的初始位置可能并不在这个范围内,因此我们需要移动光屏来找到清晰的像。由于像距小于物距,所以光屏应该向靠近凸透镜的方向移动,即向左移动。
[3]若透镜向左移动,那么物距会减小。当物距减小到一倍焦距和二倍焦距之间,那么像会变大且为倒立、放大的实像。
考法03 创新题
19.(2022·江苏盐城·中考真题)古埃及学者埃拉托色尼发现,利用同一时刻在不同地点影子的长度不同可以估测出地球周长。取一根直杆,将其竖直立在地球上的A点,由于光的 形成了杆的影子,记录直杆在正午时刻影子的长度,算出太阳光与直杆的夹角α1,同样可以测出此时B点太阳光与直杆的夹角α2,A、B是同一经度上的两个城市(如图甲),它们的距离为L,可以估算出地球的周长大约为 。实验中需要测出直杆的长度,测量结果如图乙所示,其读数为 。
【答案】 直线传播 50.00cm
【详解】[1]光在同一种均匀介质中是沿直线传播的,当光射到不透明的杆上,由于杆挡住了一部分光线,在光照不到的地方就形成了杆的影子。
[2]因为A、B是同一经度上的两个城市,所以A、B两点所对的圆心角
α=α2﹣α1
由题意可知,圆心角α所对应的弧长为L,则每1度所对应的弧长是,则360度所对应的弧长,即地球的周长为
[3]由图乙知刻度尺的分度值为1mm,直杆的长度为50.00cm。
20.(2023·江苏扬州·中考真题)如图1,在装有水的杯子里,小红将一支铅笔分别紧贴杯壁内、外竖直放置,两次都观察到铅笔放大的像,俯视图如图2、图3所示,下列说法正确的是( )
A.图2中铅笔向前移,像一直变小
B.图2中铅笔向前移,像先变小后变大
C.图3中铅笔向后移,像一直变大
D.图3中铅笔向后移,像先变小后变大
【答案】A
【详解】装有水的杯子相当于凸透镜,两次都观察到铅笔放大的像,且由图示可知像与铅笔在凸透镜的同侧,则可知凸透镜成的是正立、放大的虚像,且图2、3中的铅笔在凸透镜的一倍焦距之内; 图2中的铅笔向前移,铅笔仍紧贴水柱,水柱变薄,“水透镜”焦距变大,铅笔离焦点越来越远,且“水透镜”光心向前移动,物距变小,由凸透镜成虚像的规律可知,像距也变小,像一直变小; 图3中的铅笔向后移动,物距变大,若铅笔在凸透镜的一倍焦距以内,由凸透镜成虚像的规律可知,像距也变大,像变大;当铅笔在一倍焦距和二倍焦距之间时,成倒立、放大的实像,物距变大时,像距变小,像变小;当铅笔在二倍焦距以外时,成倒立、缩小的实像,物距变大时,像距变小,像变小;所以图3中铅笔向后移,像先变大后变小; 综上所述,A正确。
故选A。
考法04 实验题
21.(2024·江苏徐州·中考真题)如图甲所示,在探究光的反射规律实验中,平面镜水平放置,白色纸板竖直地立在平面镜上。将激光笔发出的一束激光紧贴纸板射向镜面上的O点。
(1)在纸板上能看到激光路径,是因为激光在纸板表面发生 反射;
(2)图甲中,激光与平面镜成40°角入射,则反射角为 ;
(3)纸板上可以同时看到入射光线和反射光线,说明它们和法线在 内;
(4)如图乙所示,纸板绕CD轴向后转动一定角度,再将激光紧贴纸板射向镜面上的O点,此时纸板上看不到反射光线,保持平面镜和入射光线位置不变,要在纸板上同时显示入射光线和反射光线,应怎样调整纸板? 。
【答案】(1)漫
(2)50°
(3)同一平面
(4)调整纸板与入射光线在同一平面且垂直于水平桌面
【详解】(1)纸板比较粗糙,在纸板上能看到激光路径,是因为激光在纸板表面发生漫反射。
(2)入射光线与法线的夹角为入射角,由图可知,入射角为
在光的反射现象中,反射角等于入射角,则反射角为
(3)纸板上可以同时看到入射光线和反射光线,说明它们和法线在同一平面内。
(4)纸板绕CD轴向后转动一定角度,再将激光紧贴纸板射向镜面上的O点,此时纸板上看不到反射光线,说明反射光线、入射光线和法线不在同一平面内;由于反射光线、入射光线和法线在同一平面内,法线的位置没有改变,始终垂直平面镜,保持平面镜和入射光线位置不变,则要在纸板上同时显示入射光线和反射光线,应调整纸板与入射光线在同一平面且垂直于水平桌面,直到能看到反射光线,使反射光线和入射光线在同一平面内。
22.(2024·江苏常州·中考真题)小华探究“平面镜成像特点”。
(1)实验装置如图甲所示,为顺利完成实验,MN应选择 (透明玻璃板/平面镜),并将其 放置在水平桌面上;
(2)将点燃的蜡烛A放置在MN前面,将外形相同、没有点燃的蜡烛B在MN后面移动,直至与A的像完全重合,重合现象说明 。此时,蜡烛B所处的位置即为像的位置;
(3)改变蜡烛A的位置,重复步骤(2),可得三组像与物的位置,如图乙所示,由此可知平面镜成像时, ;
(4)为判断平面镜成像的虚实,用光屏替代蜡烛B,然后 (直接/隔着MN)观察光屏上有无像,根据实验现象可得平面镜所成的像是 像。
【答案】 透明玻璃板 竖直 像与物大小相等 见解析 直接 虚
【详解】(1)[1]在探究平面镜成像特点的实验中,为了方便确定像的位置,应用透明玻璃板代替平面镜,因为玻璃板是透明的,直接通过玻璃板既可观察到成像情况,又可以看到玻璃板后面的蜡烛B,便于确定像的位置。
[2]透明玻璃板应竖直放置在水平桌面上,以确保物体和像都在水平桌面上。
(2)[3]蜡烛B与A外形相同,B与A的像完全重合,说明B与A的像大小相等,则A的像与A大小相等,所以在平面镜成像中,像与物的大小相等。
(3)[4]图乙中,测量每组对应的A及其像与镜面距离,可得:在平面镜成像时,像与物体到镜面的距离相等。
(4)[5]平面镜成像是光的反射形成的,隔着MN观察时,有反射光线进入眼睛,仍能观察到像,所以应直接观察光屏上有无像。
[6]实像是实际光线会聚而成的,在光屏上能呈现,虚像不是实际光线会聚而成的,不能在光屏上呈现,直接在光屏上观察不能看到平面镜所成的像,说明平面镜所成的像是虚像。
23.(2024·江苏镇江·中考真题)小红用图1所示装置探究光的反射定律。平面镜置于水平底座中心。激光笔可沿弧形轨道移动,且保持激光始终射向平面镜上的O点。
实验次数
1
2
3
4
图3
(1)为了在不同方向都能观察到光的传播路径,应在平面镜上方喷些 ;
(2)多次改变激光笔在轨道上的位置,小红调整视角,均能观察到反射光OB挡住入射光AO的现象。如图2所示,将长方形纸板与AO、OB所在平面重合,其底边PQ紧贴平面镜,在纸板上即可显示出入射光和反射光。多次测量纸板和平面镜的夹角。
①上述实验中测得的夹角均为,则反射光线、入射光线所在平面和平面镜相互 ;
②在纸板上过O点作出底边PQ的垂线ON,则ON与镜面 ,可知ON为法线。由①、②可得:反射光线、入射光线和法线在 内。
(3)改变入射光的方向,依次记录实验数据如图3所示,分析实验数据可知:入射光线AO逐渐 (选填“靠近”或“远离”)法线ON;与的大小 。
【答案】(1)烟雾
(2) 垂直 垂直 同一平面
(3) 远离 相等
【详解】(1)在平面镜上方喷些烟雾,光线发生漫反射,可以在不同方向都能观察到光的传播路径。
(2)①[1]纸板和平面镜的夹角的夹角均为,在纸板上可以观察到反射光线、入射光线,说明反射光线、入射光线在纸板所在的平面上,则反射光线、入射光线所在平面和平面镜是垂直关系。
②[2]在纸板上过O点作出底边PQ的垂线ON,垂线ON是法线,ON与镜面垂直。
[3]由①、②的实验现象可知,反射光线、入射光线、法线都在纸板所在的平面上,可以得到结论:反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(3)[1]如图3所示,逐渐变小,说明入射光线AO靠近平面镜,远离法线ON。
[2]如图3所示,∠AOP与∠POB的补角∠BOQ相等,则∠AOP的余角与∠BOQ的余角相等,即与是大小相等,它们分别是反射角和入射角,可知,反射角等于入射角。
24.(2024·江苏淮安·中考真题)在“探究凸透镜成像规律”实验中:
(1)如图甲所示,S为烛焰中心,凸透镜的焦距,O为光心,画出光线SP经过凸透镜后的折射光线 ;
(2)蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图乙所示,此时光屏上承接到烛焰清晰的像,生活中的 就是根据这一原理制成的。若蜡烛和光屏位置不变,将凸透镜移至 刻度线处,光屏上能再次承接到烛焰清晰的像;
(3)凸透镜成像规律被广泛应用于摄像器材中,小明发现手机无需像数码相机那样“调焦”,也能获得清晰的像,他将手机拿到实验室去探究,实验数据如表所示:
实验次数
1
2
3
4
5
6
物距/m
10.00
5.00
2.00
1.00
0.50
0.10
像距/
0.500
0.501
0.502
0.503
0.505
0.526
根据表中数据,判断手机镜头的焦距最接近 。
A. B. C. D.
【答案】(1)
(2) 投影仪 65
(3)D
【详解】(1)凸透镜的焦距,如图甲所示,S恰好在焦点处,根据过凸透镜焦点的光线经凸透镜后平行于主光轴画出光线SP经过凸透镜后的折射光线如下:
(2)[1]如图乙所示,物距小于像距,成倒立、放大的实像,应用是投影仪。
[2]根据光路可逆,若蜡烛和光屏位置不变,将像距和物距对调,即将凸透镜移至65cm刻度线处,光屏上能再次承接到烛焰清晰的像。
(3)由表中数据可知,当物距大于0.5m,此时像距v保持0.5cm几乎不变,根据凸透镜成像特点可知,当物距远大于2倍焦距时,像距就越接近焦距,所以手机镜头的焦距最接近,故选D。
25.(2024·江苏宿迁·中考真题)在“探究凸透镜成像规律”的活动中,利用了如图所示装置。
(1)调节器材,使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 ;
(2)改变蜡烛和光屏的位置,多次实验,并将数据记录在表格中,分析数据可知凸透镜焦距为 ,第3次实验中,光屏上成倒立、 的实像;
实验序号
物距u/cm
像距v/cm
光屏上看到的像
1
60
15
倒立、缩小、实像
2
24
24
倒立、等大、实像
3
20
30
倒立、___________、实像
4
8
未找到像
(3)智能汽车通过车载摄像头,识别行人、路标和其他车辆,实现自动导航和驾驶,车载摄像头根据的是第 次实验的原理;
(4)物距不变,要想在光屏上看到像,应更换焦距较 的凸透镜。
【答案】(1)主光轴上
(2) 12 放大
(3)1
(4)小
【详解】(1)实验前,要调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上,使烛焰的像成在光屏的中央,便于观察。
(2)[1]根据凸透镜成像规律可知,第3实验
此时光屏上成倒立、等大的实像;凸透镜的焦距为
[2]第三次实验中,物距小于像距,凸透镜成的像是倒立、放大的实像。
(3)车载摄像头是利用物体在凸透镜二倍焦距以外时,成倒立、缩小实像的性质制成的,即根据的是第1次实验的原理。
(4)物距
时,小于一倍焦距,成正立、放大的虚像,不能用光屏承接到,所以要想在光屏上看到像,更换的凸透镜焦距要小于8cm,即应更换焦距较小的凸透镜。
核心精讲一、 光的反射
知识
概念
理解
光的直线传播
光在同种均匀介质中沿直线传播。
真空中光速c=3.0×108m/s。
有关现象:影子、日食、月食、小孔成像等。
光的反射定律
三线共面、两线分居、两角相等。
在反射现象中,光路是可逆的。
镜面反射和漫反射
镜面反射和漫反射都遵循反射定律。
平面镜成像特点
平面镜所成的像的大小与物体的大小相等,像和物体到平面镜的距离相等,像和物的连线与镜面垂直。平面镜成虚像。
利用数学对称知识,成像规律也可表述为:平面镜所成的像与物体关于镜面对称。
平面镜的应用
利用平面镜来成像、改变光的传播方向。
家用穿衣镜;医生检查牙齿的小镜子等。
核心精讲二、 光的折射
知识
概念
理解
光的折射
1. 光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折的现象。
2. 折射规律
三线共面、两线分居、空气中的角大。
3. 折射现象池水变浅、筷子折断、海市蜃楼等。
1. 光在同种不均匀介质中传播时,也会发生折射现象。如太阳光穿过大气层时传播方向会发生改变。
2. 光垂直射入介质中时,传播方向不变。
3. 折射时光路可逆。
光的色散
1. 太阳光经过三棱镜后,被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七种颜色的光,这种现象叫光的色散。
2. 现象:彩虹;彩色的肥皂泡等。
3. 把红、绿、蓝三种色光叫做色光的三原色。
1. 光发生色散的实质是光的折射现象。
2. 红、绿、蓝三种色光按不同的比例混合可以产生各种不同的色光,但是自然界中的红、绿、蓝三种颜色的光无法用其他颜色的光混合的。
核心精讲三、透镜成像及其应用
知识
概念
理解
凸透镜
①中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜。
②凸透镜对光有会聚作用,又叫会聚透镜。
③三条特殊光线。
凹透镜
①中间薄,边缘厚的透镜叫凹透镜。
②凹透镜对光有发散作用,又叫发散透镜。
③三条特殊光线。
凸透镜成像的规律
物距u
像的性质
物与像
的位置
像距v
光屏能
否承接
u>2f
倒立
缩小
实像
异侧
2f>v>f
能
u=2f
倒立
等大
实像
异侧
v=2f
能
f<u<2f
倒立
放大
实像
异侧
v>2f
能
u=f
不成像
u<f
正立
放大
虚像
同侧
|v|>u
不能
一、单选题
1.(2024·江苏南通·一模)如图所示的光现象中,由光的折射形成的是( )
A.透过水球的人像 B.小孔成像
C.墙上的手影 D.水中倒影
【答案】A
【详解】A.透过水球的人像属于凸透镜成像,是由于光的折射形成的,故A符合题意;
B.小孔成像是由于光的直线传播形成的,故B不符合题意;
C.墙上的手影是由于光的直线传播,在不透明物体的后面,光照不到的地方会形成影子,故C不符合题意;
D.水中倒影属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故D不符合题意。
故选A。
2.(2024·江苏常州·一模)如图所示,小明在一圆柱形水杯后面,紧靠水杯放置一个小泥娃,他将泥娃逐渐远离水杯,在该过程中,透过水杯观察,他看到的小泥娃像( )
A.一直变瘦 B.变高
C.先变高后变矮 D.先变胖后变瘦
【答案】D
【详解】BC.盛水的水杯相当于柱形凸透镜,所成的像上下方向高度不变,只有左右会发生变化,故BC不符合题意;
AD.紧靠水杯放置一个小泥娃,将泥娃逐渐远离水杯过程中,在焦点内时,成正立、放大的虚像,越靠近焦点,像越大,所以虚像逐渐变胖;过了焦点后,成倒立的实像,离焦点越远,实像越小,所以实像逐渐变瘦。所以他看到的小泥娃像先变胖后变瘦,故A不符合题意,D符合题意。
故选D。
3.(2024·江苏镇江·一模)如图,烛焰和光屏的中心在凸透镜主光轴上,此时光屏上成清晰的像,下列说法错误的是( )
A.此时成倒立缩小的实像
B.若将蜡烛移至 10cm处,光屏向左移动可在屏上再次成清晰的像
C.若将远视眼镜放在虚线位置,光屏向右移动可在屏上再次成清晰的像
D.若换用焦距更小的凸透镜,仅向左或向右移动透镜,光屏上都能成清晰的像
【答案】C
【详解】A.由图可知,物距大于像距,光屏上成清晰的像,由凸透镜成像现象可知,物体在凸透镜的二倍焦距以外,像在一倍焦距和二倍焦距之间,即光屏上成倒立、缩小的实像,故A正确,不符合题意;
B.若将蜡烛移至 10cm处,即物远离凸透镜,由物远像近像变小可知,像靠近凸透镜,所以将光屏向左移动可在屏上再次成清晰的像,故B正确,不符合题意;
C.此时若在凸透镜前放置一块远视眼镜片,由于远视眼镜是凸透镜,凸透镜对光线具有会聚作用,会使像成在光屏左侧,则需要将光屏向左移也能再次接收到清晰的像,故C错误,符合题意;
D.若将透镜换为焦距更小的凸透镜,相当于增大了物距,根据凸透镜成实像时规律:物远像近像变小可知,像距变小像变小,所以将凸透镜向左或向右移动,可以再次接收到清晰的像,故D正确,不符合题意。
故选C。
二、填空题
4.(2024·江苏徐州·三模)人眼中的晶状体相当于 镜,我们看东西时,在视网膜上所成的是 (选填“实”或“虚”)像。近视眼是晶状体对光的偏折能力变 (选填“强”或“弱”)造成的。
【答案】 凸透 实 强
【详解】[1][2]人眼的晶状体中间厚、边缘薄,相当于一个凸透镜,对光具有会聚作用,视网膜相当于光屏,由凸透镜成像规律可知,物距大于二倍焦距,在视网膜上成倒立、缩小的实像。
[3]近视眼患者由于晶状体对光的偏折能力较强,像成在视网膜的前方,所以需要佩戴对光具有发散作用的凹透镜来矫正。
5.(2024·江苏无锡·三模)如图,晚上在桌面上铺一张白纸,把一小块平面镜平放在纸上,让手电筒的光正对着平面镜照射。此时,从侧面看去白纸比较 ,因为光在白纸表面发生 ;如果眼睛挨着手电筒正对着桌面往下看,则 比较亮。
【答案】 亮 漫反射 平面镜
【详解】[1][2][3]晚上在桌面上铺一张白纸,把一小块平面镜平放在纸上,让手电筒的光正对着平面镜照射。此时,光在平面镜表面发生镜面反射,反射光线几乎全部竖直反射回去,从侧面看,几乎没有光线进入人眼;光在白纸表面发生漫反射,反射光线射向各个方向,从侧面看,有一部分光线进入人眼,所以,从侧面看去白纸比较亮。如果眼睛挨着手电筒正对着桌面往下看,有大量平面镜反射的光线进入人眼,则平面镜比较亮。
6.(2024·江苏苏州·二模)小文在参观科技馆的时候发现了一个3D全息投影展示台(如图1甲)。围绕展台可以从前后左右四个角度观察汽车的外形,其原理是利用四个反射面反射液晶电视上的图像.请帮小文设计利用平板电脑(相当于展台的液晶电视),反射面选用4片茶色透明三角形塑料片等器材,制作一个3D全息投影展示台。
(1)制作三维图片时,若希望出现图乙中的立体F像,则平板电脑屏幕1区图形应设计成图2中的_________。
A. B.
C. D.
(2)在组装四个反射面时,反射面A与平板屏幕的夹角应为 度,才可以使立体F像与平板电脑屏幕垂直。
(3)尝试投影后发现立体F像成像位置太高,这时他应调整平板电脑上四个图像 (填“远离”或“靠近”)平板电脑屏幕中心O点,移动的过程中,像移动的方向是 。
【答案】(1)B
(2)45
(3) 靠近 竖直向下
【详解】(1)投影的原理是利用四个反射面反射成像;根据平面镜成像时,像与物体对称,因而如图B所示,故选B。
(2)像与物体垂直成90度角,镜面是对称面,位于角平分线上,反射面A与平板屏幕的夹角应为45度。
(3)发现立体F像成像位置太高,离镜面较远,必须靠近,因而他应调整平板电脑上四个图像靠近反射面;物体水平移动,像与物体垂直,则像竖直向下移动。
三、作图题
7.(15-16八年级下·江苏盐城·开学考试)在图中画出入射光线AO的反射光线OB,并标出反射角的大小。
【答案】
【详解】先过入射点O用虚线作反射面的垂线为法线,根据光的反射定律,反射光线与入射光线分居法线的两侧,且在同种介质中,反射角等于入射角,入射角是入射光线与法线的夹角,则入射角为
反射角等于入射角为,作出对应的反射光线,如下图所示:
8.(15-16八年级·江苏连云港·期中)作出图中物体AB在平面镜MN中所成的像A'B'(保留作图痕迹)。
【答案】
【详解】根据平面镜的成像规律,像与物关于平面镜对称,由此作出物体AB的两个端点A、B关于平面镜对称的两端点A'、B',最后用虚线连接这两点,就得到物体AB在平面镜的像,如下图所示。
9.(2024·江苏连云港·三模)如图,一束光斜射入水中,请您画出它的反射光线和折射光线并标出反射角的大小。
【答案】
【详解】图中已经过入射点作出了法线,已知入射角为,根据反射角等于入射角等于,在法线左侧作出反射光线;光从空气斜射入水中,所以折射角小于入射角,由此可以在水中法线的左侧画出对应的折射光线,如下图所示:
四、实验题
10.(2024·江苏苏州·一模)在“探究光反射的规律”时,小李进行了如图所示的实验。
(1)先将平面镜平放在水平桌面上,再把白色硬纸板 放在平面镜上;
(2)小李让一束光EO贴着纸板射到平面镜上,在纸板上会看到反射光线OF,然后将纸板绕ON向后折,如图乙所示,在NOF面上看不到反射光线,此时,反射光 (存在/不存在);
(3)为了进一步确定此时反射光线的位置,小李将纸板沿PQ剪开,将纸板的上半部分向后折,如图丙所示,发现在纸板右侧的 (上部/下部)会看到反射光线;
(4)若将纸板整体向后倾斜(如图丁):此时,反射光线(选填字母序号);
A.仍在纸板上呈现 B.被纸板挡住 C.在纸板前方
【答案】(1)垂直
(2)存在
(3)下部
(4)C
【详解】(1)白色硬纸板是用来显示光路的,实验时,反射光线、入射光线和法线都在与镜面垂直的平面内,所以白色硬纸板应垂直放在平面镜上。
(2)光在反射时,反射光线、入射光线、法线在同一平面内,所以将纸板面绕轴ON向后折,NOF面不在“三线”所在平面内,所以NOF面上看不到反射光线,但反射光依然存在。
(3)光在反射时,反射光线、入射光线、法线在同一平面内,将纸板的上半部分向后折,如图丙所示,纸板下部仍然在“三线”所在平面内,所以下部会看到反射光线,而上部不在该平面内,所以上部看不到反射光线。
(4)法线过入射点与镜面垂直,若将纸板倾斜,入射光线仍贴着纸板射向平面镜,光仍射到镜面,所以法线位置不变;让光线仍贴着纸板射向镜面,此时反射光线与入射光线仍在同一平面内,只是不在纸板所在平面内,所以不能在纸板上看到反射光线,反射光线在纸板的前方,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
11.(2024·江苏南京·三模)用凸透镜和水杯完成实验。
(1)①如图甲,平行光正对凸透镜照射,光屏出现一个最小最亮光斑,凸透镜焦距 cm;
②如图乙,蜡烛和光屏在图示位置不动,为使光屏上成清晰的像,凸透镜应在 cm(选填“10~20”、“30~40”、“60~70”或“90~100”)刻度线间移动;
③如图丙,将一副近视眼镜放在烛焰和该凸透镜之间,移动光屏得到清晰的像,此时撤去近视眼镜,将蜡烛 (“远离”或“靠近”)透镜,在光屏上会重新得到清晰的像;
(2)如图丁,透过装满水的水杯观察课本上的鹦鹉,发现鹦鹉变“胖”了,还掉头面向右侧,此现象的成因与 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)工作原理相同。要想使观察到的鹦鹉变“瘦”一点,应将水杯适当 (选填“远离”或“靠近”)鹦鹉。
【答案】(1) 10.0 10~20 靠近
(2) 投影仪 远离
【详解】(1)[1]①如图甲,平行光正对凸透镜照射,光屏出现一个最小最亮光斑,该光斑为焦点,凸透镜焦距
[2]当凸透镜应在10~20cm,物距在f~2f之间,像距大于2f,此时光屏上可能出现清晰的像;当凸透镜应在30~40cm、60~70cm、90~100cm刻度线间移动,物距大于2f之间,像距在f~2f之间,此时光屏上不可能出现清晰的像,故凸透镜应在10~20cm刻度线间移动。
[3]③如图丙,将一副近视眼镜放在烛焰和该凸透镜之间,移动光屏得到清晰的像,近视眼镜对光线具有发散作用,会使像距变远,此时撤去近视眼镜,应将蜡烛远离透镜,增大物距,减小像距,在光屏上会重新得到清晰的像。
(2)[1]依题意得,此时看到的鹦鹉是倒立、放大的实像,此现象的成因与投影仪工作原理相同。
[2]要想使观察到的鹦鹉变“瘦”一点,应将水杯适当远离鹦鹉,增大物距,减小像距,使像变小。
五、综合题
12.(2022·江苏苏州·二模)从地面上遥望太空,由于视觉原因,人眼所看到的天体位置总是处于一个平行于地面的平面内,如在下图中,当某一天体从位置A沿直线运动到位置B时,地面上人在视觉上认为是沿直线从A运动到位置C,所以会导致观测天体运行的速度发生偏差。已知图中A、C两点到地面观测者的距离为m光年,A、C之间的距离为a光年,B、C之间的距离为b光年,AC边与BC边可看成相互垂直。则:
(1)当天体经过A位置 (前/后) 年,地面观测者恰能看到天体经过A位置;
(2)天体用了t年时间从A运动到B,在地面上观测到该运动时间间隔为 年;
(3)当各物理量满足 条件时,在地面上会观测到天体运动速度超过光速的现象。
【答案】 后 m t-b t<a+b
【详解】(1)[1][2]地面观测者可以看见天体,是因为天体反射或发出的光照到人眼。天体经过A位置时,距离地面观测者的距离为m光年,因此当天体经过A位置后m年,地面观测者才能看到。
(2)[3]天体运动到A位置发出或反射的光被观测到需要经过m年。经过t年运动到B,到B位置时发出或反射的光再被观测到需经历m-b年,则共需经历t+m-b年。人在地面上两次观测到天体的时间差就是在地面上观测该天体运动的时间间隔。故天体用了t年时间从A运动到B,在地面上观测到该运动时间间隔的年数为
t+m-b-m=t-b
(3)[4]当天体用了t年时间从A运动到B,到B位置时发出或反射的光再被观测到共需经历t+m-b年。但地面上人在视觉上认为是沿直线从A运动到位置C,人眼误认为天体经历的时间是a+m年。由可知,当观测时间小于人眼误认为的时间时,在地面上观测到天体运动速度就会超过光速。所以当
t+m-b<a+m
化简得
t<a+b
时,在地面上会观测到天体运动速度超过光速的现象。
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