内容正文:
专题01 声学 光学
(试题分值:70分 测试时间:70分钟)
一、填空题(每空2分,共20分)。
1.临近中、高考期间,为避免噪声影响楼下学生正常休息,楼上的住户在桌子和凳子腿底下贴上小脚垫,这是在 (选填“人耳处”“传播过程中”或“声源处”)减弱噪声。
2.科学研究表明,陆生动物叫声的频率受其情绪的影响,人们可以根据陆生动物发出声音的 (填写声音一种特征的名称)来判断该动物的情绪。
3.张亮在观看龙年春晚时,他将电视的声音调大,这样做改变了声音的 。(选填“音调”、“响度”或“音色”)
4.奥运会圣火通常于奥运会开幕前几个月在奥运会发源地——希腊奥林匹亚的赫拉神庙前点燃。圣火采集方式遵循古希腊的传统,由首席女祭司在奥林匹亚的赫拉神庙前朗诵致太阳神的颂词,然后通过 (选填“光的反射”或“光的折射”)将太阳光集中在凹面镜的中央,产生高温引燃圣火。
5.实验小组为了测量某地气温较低时空气中的声速,他们找来一段长为255m的空心铁管,在这根空心铁管的一端敲击一下,在另一端接收传来的声音,测得两次声音的时间间隔恰好是0.71s,已知声音在铁中的传播速度为5100m/s,则此时空气中的声速约为 m/s。(结果保留整数)
6.生活中眼镜的规格通常不用焦距,而是用“度”表示,其数值等于焦距(以米做单位)倒数的100 倍。阿牛陪爷爷去配眼镜,发现爷爷的左右两只眼镜片的度数分别为200度和250度,请你判断 (选填“左”或“右”)眼镜片的焦距较大。
7.中国文化源远流长,汉乐府《江南》一诗脍炙人口,其中的“鱼戏莲叶间”将景入画。莲叶浮出水面,又倒映在水中。关于人观察到水中的鱼和莲叶,其中是虚像的是 (单选,选填序号①水中的“小鱼”;②水中的“莲叶”;③两者都是;④两者都不是)。
8.如图,在探究凸透镜成像规律实验中,凸透镜、蜡烛、光屏放在同一直线上。当烛焰在B点时,成像在A点;当烛焰在A点时,成像在C点,则两次成像的虚实情况 选填“相同”或“不同”。
9.如图,一颗弹性小球从A点竖直下落到固定的斜面上的B点,然后反弹出去。已知斜面与水平面的夹角为30°,反弹时小球速度方向变化的规律与光反射时的规律相同,则小球反弹后的瞬间其速度方向与AB的夹角大小为 。
10.眼睛是心灵的窗户,每年的6月6日是全国“爱眼日”。人眼的成像原理可通过画光路图去理解。请在图中利用凸透镜的特殊光线作出物体CD经过凸透镜所成的像。(保留作图痕迹)
二、选择题(本题共7小题,每小题2分,共14分;每小题4个选项中,只有一个选项符合题意)
11.如图所示,用锤子敲响右边的音叉,与左边音叉接触的乒乓球被弹起。下列说法中不正确的是( )
A.声音是由物体振动产生的 B.声音可以在空气中传播
C.声音在传播过程中也在传递能量 D.把这个装置拿到月球上也能看到同样的现象
12.我国的民族音乐源远流长,下列关于民族乐器的说法错误的是( )
A.演奏古筝时琴弦振动发声
B.敲锣的力越大,锣声的响度越大
C.编钟的大小不同,发出声音的音调不同
D.笛声的音调越高,在空气中的传播速度越快
13.小明在探究“平面镜成像”实验中,分别把一个不透明且不光滑的挡板放置在如图甲、乙所示的位置,则小明在右侧观察时( )
A.甲图中能看到像 B.乙图中能看到像
C.甲、乙两图中均能看到像 D.甲、乙两图中均看不到像
14.如图所示的陶笛,其原型可追溯至距今6000多年前陕西半坡遗址出土的陶哨。下列说法正确的是( )
A.人们主要依靠音调辨别出陶笛和其他乐器的声音
B.用力吹陶笛,可使陶笛发出声音的频率加快
C.吹奏陶笛发出声音,主要是由陶笛内空气柱振动产生的
D.吹奏陶笛产生的声音空气中传播速度约为3×108m/s
15.某图书馆引进了一款高科技阅读设备——“AI光影阅读器”,如图所示。该设备利用激光投影和成像技术将阅读资源投影到桌面上,直接在桌面上用手指进行翻页操作,就像在手机屏幕上操作一样。下列关于此设备的说法中不正确的是( )
A.投影仪的镜头是凸透镜
B.白色桌面更好一些,因为白色桌面可以反射各种色光
C.桌面上所成的像是正立放大的实像
D.选用粗糙的桌面是为了让光发生漫反射,使周围的人能看到
16.将蜡烛、凸透镜、光屏放置于光具座上,光屏上呈现一个清晰的像,如图所示。改变蜡烛的位置,移动光屏,直到光屏上再次呈现清晰的像,此时的物距u、像距v可能是( )
A.厘米 厘米 B.厘米 厘米
C.厘米 厘米 D.厘米 厘米
17.用如图所示装置探究光的反射定律,白色硬纸板EF垂直于平面镜放置,能沿ON折转,ON垂直于平面镜,下列说法正确的是( )
A.OB与平面镜的夹角是反射角
B.将光线AO靠近ON时,光线OB会靠近ON
C.绕ON前后转动F板,F板上仍能观察到光线OB
D.能观察到反射光是由于光在纸板上发生了镜面反射
三、实验题(每空2分,共16分)
18.如图将正在发声的小电铃放在连通于抽气机的密闭玻璃罩内,则:
(1)在用抽气机把玻璃罩内的空气逐渐抽出的过程中,所听到的声音将会逐渐 ;
(2)此实验现象说明声音的传播需要 。
19.小明用如图甲的装置探究“平面镜成像的特点”
(1)实验最好在较暗的环境下进行该实验,以便于观察 (选填“蜡烛A”、“蜡烛B”或“蜡烛A的像”);
(2)如图所示,将点燃的蜡烛A固定放在玻璃板前,未点燃的蜡灿B放到玻璃板后。移动蜡烛B,使蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。此时我们在蜡烛 (选填“A”或“B”)一侧可以观察到蜡烛B好像也在燃烧;
(3)如图乙所示,一枚硬币放在竖直的平面镜前,硬币的像在a处;将平面镜平移至如图丙所示的位置时,硬币的成像情况是( )
A.硬币成像在a处 B.硬币成像在b处
C.硬币成像在c处 D.硬币无法通过平面镜成像
20.用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材,探究凸透镜成像的规律。
(1)如图所示,把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛,将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调到 ;
(2)透镜的焦距是10cm,当蜡烛、透镜和光屏在图示位置时,在光屏上得到一个倒立、 的实像;
(3)在完成上一步实验后,某同学在蜡烛和凸透镜之间加了一个眼镜片,光屏上成的像不再清晰。保持其他元件不动,向远离凸透镜的方向适当移动光屏,又可在光屏上看到清晰的像,那么后加入的镜片为 (选填“近视”或“远视”)眼镜片。
四、计算题(本大题共3小题,第21小题6分,第22小题6分,第23小题8分,共20分;解答要有必要的公式和过程,只有最后答案的不能得分)
21.小亮想测出一段较长废铁轨的长度,他将耳朵贴在铁轨的一端,另一位同学用力敲击铁轨的另一端,听到一声敲击声后,经过0.5s又听到一声敲击声。(当时的气温为15℃),请计算出铁轨的长是多少?(v空=340m/s,v铁=5200m/s,结果取整数)
22.反坦克炮主要用于毁伤坦克和其他装甲目标的火炮;演习中一门反坦克炮瞄准一辆坦克,开炮后经过1.5s看到炮弹在坦克上爆炸,看到炮弹在坦克上爆炸后又经过4.5s听到爆炸的声音,声速为340m/s,炮弹飞行轨迹近似看作水平直线,求:
(1)炮弹的飞行速度多大?
(2)为什么先看到炮弹爆炸,再听到声音传来?
23.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示,此时烛焰在光屏上成清晰的像(像未画出)。(计算结果保留整数)
(1)根据所学凸透镜成像的规律,求此凸透镜的焦距范围;
(2)若物距(u)、像距(v)和焦距(f)之间的关系为,问:
①此透镜的焦距是多少?
②保持蜡烛和透镜的位置不变,将透镜换成焦距为5cm的凸透镜,则光屏移到什么位置能再次呈现蜡烛清晰的像?
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专题01 声学 光学
(试题分值:70分 测试时间:70分钟)
一、填空题(每空2分,共20分)。
1.临近中、高考期间,为避免噪声影响楼下学生正常休息,楼上的住户在桌子和凳子腿底下贴上小脚垫,这是在 (选填“人耳处”“传播过程中”或“声源处”)减弱噪声。
【答案】声源处
【解析】减弱噪声的途径有:在声源处减弱、传播途中减弱、人耳处减弱。为避免噪声影响楼下学生正常休息,楼上的住户在桌子和凳子腿底下贴上小脚垫,这是在声源处减弱噪声。
2.科学研究表明,陆生动物叫声的频率受其情绪的影响,人们可以根据陆生动物发出声音的 (填写声音一种特征的名称)来判断该动物的情绪。
【答案】音调
【解析】声音的高低叫音调,音调与发声体振动的频率有关;频率越高,音调越高。。陆生动物叫声的频率受其情绪的影响,人们可以根据陆生动物发出声音的音调来判断该动物的情绪。
3.张亮在观看龙年春晚时,他将电视的声音调大,这样做改变了声音的 。(选填“音调”、“响度”或“音色”)
【答案】响度
【解析】将电视的声音调大,指的是电视的音量变大,即声音的响度变大。
4.奥运会圣火通常于奥运会开幕前几个月在奥运会发源地——希腊奥林匹亚的赫拉神庙前点燃。圣火采集方式遵循古希腊的传统,由首席女祭司在奥林匹亚的赫拉神庙前朗诵致太阳神的颂词,然后通过 (选填“光的反射”或“光的折射”)将太阳光集中在凹面镜的中央,产生高温引燃圣火。
【答案】光的反射
【解析】凹面镜对光线有会聚作用,圣火采集是通过光的反射将太阳光集中在凹面镜的中央,产生高温引燃圣火。
5.实验小组为了测量某地气温较低时空气中的声速,他们找来一段长为255m的空心铁管,在这根空心铁管的一端敲击一下,在另一端接收传来的声音,测得两次声音的时间间隔恰好是0.71s,已知声音在铁中的传播速度为5100m/s,则此时空气中的声速约为 m/s。(结果保留整数)
【答案】336
【解析】两次声音的时间间隔恰好是0.71s,所以
t空-t铁=Δt
v空≈336m/s
6.生活中眼镜的规格通常不用焦距,而是用“度”表示,其数值等于焦距(以米做单位)倒数的100 倍。阿牛陪爷爷去配眼镜,发现爷爷的左右两只眼镜片的度数分别为200度和250度,请你判断 (选填“左”或“右”)眼镜片的焦距较大。
【答案】左
【解析】因为“度”等于焦距(以米做单位)倒数的100倍,阿牛的爷爷左镜片是200度,右镜片是250度,故左右镜片的焦距分别为
f左>f右,故左眼镜片的焦距较大。
7.中国文化源远流长,汉乐府《江南》一诗脍炙人口,其中的“鱼戏莲叶间”将景入画。莲叶浮出水面,又倒映在水中。关于人观察到水中的鱼和莲叶,其中是虚像的是 (单选,选填序号①水中的“小鱼”;②水中的“莲叶”;③两者都是;④两者都不是)。
【答案】③
【解析】因为鱼儿是在水中的实际物体,是由于光线从水中通过空气折射进入了人的眼睛,我们看到水中的鱼,是鱼的虚像,是由光的折射形成的;看到水中的莲叶,属于平面镜成像现象,故看到水中莲叶是由光的反射形成的与物体等大的虚像,故两者都是虚像,故选填③。
8.如图,在探究凸透镜成像规律实验中,凸透镜、蜡烛、光屏放在同一直线上。当烛焰在B点时,成像在A点;当烛焰在A点时,成像在C点,则两次成像的虚实情况 选填“相同”或“不同”。
【答案】不同
【解析】当烛焰在点时,成像在点;当烛焰在点时,成像在点,由于凸透镜成实像时光路可逆,故在点和在点成像情况不同;故一次成的是实像,一次成的是虚像;由于间的距离小于间的距离,故当烛焰在点时,成的是虚像,像与物体在凸透镜的同一侧,故凸透镜应该在的左边;当烛焰在点时,成像在点,成的是实像,凸透镜应在、之间,故凸透镜的位置应该在、之间。
9.如图,一颗弹性小球从A点竖直下落到固定的斜面上的B点,然后反弹出去。已知斜面与水平面的夹角为30°,反弹时小球速度方向变化的规律与光反射时的规律相同,则小球反弹后的瞬间其速度方向与AB的夹角大小为 。
【答案】60°
【解析】在光的反射中,反射角等于入射角;反弹时小球速度方向变化的规律与光反射时的规律相同,斜面相当于反射面,AB相当于入射光线,由几何关系知,AB与斜面的夹角为60°,则反弹后瞬时速度方向与斜面夹角也为60°,故小球反弹后的瞬间其速度方向与AB的夹角大小为
180°-60°=60°
10.眼睛是心灵的窗户,每年的6月6日是全国“爱眼日”。人眼的成像原理可通过画光路图去理解。请在图中利用凸透镜的特殊光线作出物体CD经过凸透镜所成的像。(保留作图痕迹)
【答案】
【解析】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点,过光心的光线其传播方向不变。分别在图中作出这两条特殊光线,在透镜的右侧交于点,再向主光轴引垂线,垂足即为D点的像点,即为CD的像,如图:
二、选择题(本题共7小题,每小题2分,共14分;每小题4个选项中,只有一个选项符合题意)
11.如图所示,用锤子敲响右边的音叉,与左边音叉接触的乒乓球被弹起。下列说法中不正确的是( )
A.声音是由物体振动产生的 B.声音可以在空气中传播
C.声音在传播过程中也在传递能量 D.把这个装置拿到月球上也能看到同样的现象
【答案】D
【解析】A.敲右边的音叉,左边音叉也发声,与之接触的乒乓球被弹起,此实验可以说明声音是由物体的振动产生的,故A正确,不符合题意;
B.我们能听到音叉的声音,说明声音可以在空气中传播,故B正确,不符合题意;
C.声音既能传递信息,也能传递能量,所以声音在传播过程中也在传递能量,故C正确,不符合题意;
D.声音在真空中不能传播,月球是真空环境,所以在月球上做本实验不能看到乒乓球被弹起,故D错误,符合题意。
故选D。
12.我国的民族音乐源远流长,下列关于民族乐器的说法错误的是( )
A.演奏古筝时琴弦振动发声
B.敲锣的力越大,锣声的响度越大
C.编钟的大小不同,发出声音的音调不同
D.笛声的音调越高,在空气中的传播速度越快
【答案】D
【解析】A.声音是由物体的振动产生的,演奏古筝时靠的是琴弦的振动而发声的,故A正确,不符合题意;
B.敲锣的力越大,锣的振动幅度越大,发声的响度越大,故B正确,不符合题意;
C.编钟的大小不同,振动快慢不同,发声的振动频率不同,音调不同,故C正确,不符合题意;
D.声速与介质和温度有关,相同温度下,同种介质中,音调不同的笛声的传播速度相同,故D错误,符合题意。
故选D。
13.小明在探究“平面镜成像”实验中,分别把一个不透明且不光滑的挡板放置在如图甲、乙所示的位置,则小明在右侧观察时( )
A.甲图中能看到像 B.乙图中能看到像
C.甲、乙两图中均能看到像 D.甲、乙两图中均看不到像
【答案】A
【解析】在图甲处木板放置在平面镜后面,由于平面镜所成的像是由于光的反射形成的,在图甲处放置木板对看到虚像不产生影响,所以能在甲处看到像,由图乙可知,木板放置在平面镜前面,挡住了反射光线,所以在图乙处放置木板不能看到像,故A正确,BCD错误。
故选A。
14.如图所示的陶笛,其原型可追溯至距今6000多年前陕西半坡遗址出土的陶哨。下列说法正确的是( )
A.人们主要依靠音调辨别出陶笛和其他乐器的声音
B.用力吹陶笛,可使陶笛发出声音的频率加快
C.吹奏陶笛发出声音,主要是由陶笛内空气柱振动产生的
D.吹奏陶笛产生的声音空气中传播速度约为3×108m/s
【答案】C
【解析】A.不同的发声体音色不同,人们主要依靠音色辨别出陶笛和其他乐器的声音,故A错误;
B.用力吹陶笛,空气柱振动的幅度加大,可使陶笛发出声音的响度变大,故B错误;
C.声音是由物体振动产生的,吹奏陶笛发出声音,主要是由陶笛内空气柱振动产生的,故C正确;
D.声音在空气中传播速度约为340m/s,故D错误。
故选C。
15.某图书馆引进了一款高科技阅读设备——“AI光影阅读器”,如图所示。该设备利用激光投影和成像技术将阅读资源投影到桌面上,直接在桌面上用手指进行翻页操作,就像在手机屏幕上操作一样。下列关于此设备的说法中不正确的是( )
A.投影仪的镜头是凸透镜
B.白色桌面更好一些,因为白色桌面可以反射各种色光
C.桌面上所成的像是正立放大的实像
D.选用粗糙的桌面是为了让光发生漫反射,使周围的人能看到
【答案】C
【解析】A.投影仪的镜头是凸透镜,对光线可以会聚作用,故A正确,不符合题意;
B.白色桌面更好一些,因为白色桌面可以反射各种色光,成像更清晰,故B正确,不符合题意;
C.桌面上所成的像是倒立放大的实像,故C错误,符合题意;
D.选用粗糙的桌面是为了让光发生漫反射,将光线反射高各个方向,使周围的人能看到,故D正确,不符合题意。
故选C。
16.将蜡烛、凸透镜、光屏放置于光具座上,光屏上呈现一个清晰的像,如图所示。改变蜡烛的位置,移动光屏,直到光屏上再次呈现清晰的像,此时的物距u、像距v可能是( )
A.厘米 厘米 B.厘米 厘米
C.厘米 厘米 D.厘米 厘米
【答案】D
【解析】由题意和图示知道,此时光屏上呈现清晰的像,且物距为15.0cm,像距为30.0cm,结合凸透镜成像规律可知,此时
凸透镜成倒立、放大的实像;凸透镜成实像时满足“物近像远像变大、物远像近像变小”的规律,即若物距变大,则像距变小,反之,若物距变小,则像距变大;
A.当u=16cm时,与原来相比,物距增大了,则像距变小,此时v一定小于30cm,不可能是32cm,故A不符合题意;
B.当u=14cm时,与原来相比,物距减小了,则像距变大,此时v一定大于30cm,不可能是28cm,故B不符合题意;
C.由A项解答可知,u=16cm、v=32cm时,凸透镜不能成清晰的实像;因凸透镜成像时光路是可逆的,所以,当u=32cm、v=16cm时,凸透镜也不能成清晰的实像,故C不符合题意;
D.当u=13cm时,与原来相比,物距减小了,则像距变大,此时v一定大于30cm,进一步结合凸透镜成像规律知道,像距的增大量应大于物距的减小量,所以此时像距v可能为43cm,故D符合题意。
故选D。
17.用如图所示装置探究光的反射定律,白色硬纸板EF垂直于平面镜放置,能沿ON折转,ON垂直于平面镜,下列说法正确的是( )
A.OB与平面镜的夹角是反射角
B.将光线AO靠近ON时,光线OB会靠近ON
C.绕ON前后转动F板,F板上仍能观察到光线OB
D.能观察到反射光是由于光在纸板上发生了镜面反射
【答案】B
【解析】A.OB与法线ON的夹角是反射角,故A错误;
B.光的反射现象中,反射角等于入射角,所以将光线AO靠近ON时,光线OB会靠近ON,故B正确;
C.因为入射光线、反射光线和法线在同一平面内,绕ON前后转动F板,F板上不能观察到光线OB,故C错误;
D.能观察到反射光是由于光在纸板上发生了漫反射,反射光线朝向各个方向,故D错误。
故选B。
三、实验题(每空2分,共16分)
18.如图将正在发声的小电铃放在连通于抽气机的密闭玻璃罩内,则:
(1)在用抽气机把玻璃罩内的空气逐渐抽出的过程中,所听到的声音将会逐渐 ;
(2)此实验现象说明声音的传播需要 。
【答案】 变小 介质
【解析】(1)[1]用抽气机将玻璃罩内的空气抽出,空气越来越少,铃声逐渐变小;。
(2)[2]此实验说明声音的传播需要介质,从而可推理得出真空不能传声的结论。
19.小明用如图甲的装置探究“平面镜成像的特点”
(1)实验最好在较暗的环境下进行该实验,以便于观察 (选填“蜡烛A”、“蜡烛B”或“蜡烛A的像”);
(2)如图所示,将点燃的蜡烛A固定放在玻璃板前,未点燃的蜡灿B放到玻璃板后。移动蜡烛B,使蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。此时我们在蜡烛 (选填“A”或“B”)一侧可以观察到蜡烛B好像也在燃烧;
(3)如图乙所示,一枚硬币放在竖直的平面镜前,硬币的像在a处;将平面镜平移至如图丙所示的位置时,硬币的成像情况是( )
A.硬币成像在a处 B.硬币成像在b处
C.硬币成像在c处 D.硬币无法通过平面镜成像
【答案】 蜡烛A的像 A A
【解析】(1)[1]在比较明亮的环境中,很多物体都在反射光线,干扰人的视线,在较黑暗的环境中蜡烛是最亮的,蜡烛射向平面镜的光线最多,反射光线最多,进入人眼的光线最多,感觉蜡烛的像最亮,所以最好在比较黑暗的环境中进行实验。
(2)[2]将点燃的蜡烛A固定放在玻璃板前,未点燃的蜡灿B放到玻璃板后,移动蜡烛B,使蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。是要探究平面镜成像大小与物体大小的关系,由于平面镜成像的原理是物体发出的光在平面镜表面发生反射,观察者逆着反射光的方向看去,就可以观察到物体的像,故只能在蜡烛A处观察,蜡烛B并没有点燃,感觉蜡烛B的好像在燃烧,是蜡烛A的烛焰成的像正好在蜡烛B的上方。
(3)[3]平面镜成像的特点是:物体和像到平面镜的距离相等。如图乙所示,一枚硬币放在竖直的平面镜前,硬币的像在a处;将平面镜平移至如图丙所示的位置时,根据平面镜成像的特点可知,硬币成像依然在a处。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
20.用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材,探究凸透镜成像的规律。
(1)如图所示,把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛,将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调到 ;
(2)透镜的焦距是10cm,当蜡烛、透镜和光屏在图示位置时,在光屏上得到一个倒立、 的实像;
(3)在完成上一步实验后,某同学在蜡烛和凸透镜之间加了一个眼镜片,光屏上成的像不再清晰。保持其他元件不动,向远离凸透镜的方向适当移动光屏,又可在光屏上看到清晰的像,那么后加入的镜片为 (选填“近视”或“远视”)眼镜片。
【答案】 同一高度 缩小 近视
【解析】(1)[1]蜡烛、凸透镜、光屏,三者在同一条直线上,三者的中心大致在同一高度,像才能呈在光屏的中心。
(2)[2]凸透镜的焦距是10cm,图中蜡烛到凸透镜的距离为
u=50.0cm-20.0cm=30.0cm
物距大于2倍焦距,因此成倒立、缩小的实像。
(3)[3]在蜡烛和凸透镜之间加了一个眼镜片,光屏上的成像不再清晰。保持其他元件不动,向远离凸透镜方向适当移动光屏后又可在光屏上看到清晰的像,说明此镜片对光线有发散作用,即加入的镜片为近视眼镜片。
四、计算题(本大题共3小题,第21小题6分,第22小题6分,第23小题8分,共20分;解答要有必要的公式和过程,只有最后答案的不能得分)
21.小亮想测出一段较长废铁轨的长度,他将耳朵贴在铁轨的一端,另一位同学用力敲击铁轨的另一端,听到一声敲击声后,经过0.5s又听到一声敲击声。(当时的气温为15℃),请计算出铁轨的长是多少?(v空=340m/s,v铁=5200m/s,结果取整数)
【答案】182m
【解析】解:设铁轨的长是s,则声音通过空气传播的时间为
声音通过铁轨传播的时间为
由于声音在空气中传播和在铁轨中传播所用时间之差为0.5s,则有
把
代入上式,可得
解得
答:铁轨的长是182m。
【点睛】声的利用
22.反坦克炮主要用于毁伤坦克和其他装甲目标的火炮;演习中一门反坦克炮瞄准一辆坦克,开炮后经过1.5s看到炮弹在坦克上爆炸,看到炮弹在坦克上爆炸后又经过4.5s听到爆炸的声音,声速为340m/s,炮弹飞行轨迹近似看作水平直线,求:
(1)炮弹的飞行速度多大?
(2)为什么先看到炮弹爆炸,再听到声音传来?
【答案】(1)1020m/s;(2)见解析
【解析】解:(1)由题意可知,开炮后经过1.5s看到炮弹在坦克上爆炸,炮弹爆炸可看作瞬间发生,爆炸的光线传播到开炮的位置,可看作瞬间完成,就是炮弹从开炮的位置到坦克的位置需要的时间,可看为1.5s;看到炮弹在坦克上爆炸后又经过4.5s听到爆炸的声音,爆炸的光线传播到开炮的位置,可看作瞬间完成,就是说爆炸的声音从爆炸的位置传播到开炮的位置,时间为4.5s,已知声速为340m/s,爆炸声所走的路程为
即从开炮的位置到坦克的位置的距离为1530m,炮弹从开炮的位置到坦克的位置需要的时间1.5s,根据速度公式可知,炮弹的飞行速度为
炮弹的飞行速度为1020m/s。
(2)爆炸时景象和声音是同时发生的,但空气中光的传播速度比声音的传播速度快得多,所以先看到爆炸现象,后听到爆炸声音。
答:(1)炮弹的飞行速度为1020m/s;
(2)爆炸时景象和声音是同时发生的,但空气中光的传播速度比声音的传播速度快得多,所以先看到爆炸现象,后听到爆炸声音。
23.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示,此时烛焰在光屏上成清晰的像(像未画出)。(计算结果保留整数)
(1)根据所学凸透镜成像的规律,求此凸透镜的焦距范围;
(2)若物距(u)、像距(v)和焦距(f)之间的关系为,问:
①此透镜的焦距是多少?
②保持蜡烛和透镜的位置不变,将透镜换成焦距为5cm的凸透镜,则光屏移到什么位置能再次呈现蜡烛清晰的像?
【答案】(1)10.0cm<f<15.0cm;(2)12.0cm,56.0cm
【解析】(1)如图,物距为30.0cm,像距为20.0cm,此时光屏上成清晰像,则有
30.0cm>2f
f<20.0cm<2f
解得,凸透镜的焦距范围是
10.0cm<f<15.0cm
(2)①根据公式可得
解得,此透镜的焦距是
f=12.0cm
②保持蜡烛和透镜的位置不变,将透镜换成焦距为5cm的凸透镜,则有
解得,此时的像距为
则光屏位置的刻度为
50.0cm+6.0cm=56.0cm
即光屏移到56.0cm刻度处能再次呈现蜡烛清晰的像。
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