专题01 声 光的折射与反射(期中压轴题训练)八年级科学上学期新教材浙教版
2025-10-21
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内容正文:
专题01 声 光的折射与反射
1. 如图所示,某市民正站在平面玻璃制的地铁安全门外候车。地铁到站后,安全门向两侧打开,该市民在左右两侧安全门中的情况分析正确的是( )
A.都成完整的像,且两个像的位置与原来像的位置重合
B.都成完整的像,且两个像在不同位置,两个像的距离等于两侧安全门之间的间距
C.在两侧安全门中成的像越来越小,直至不成像
D.各成半个像,合起来成一个完整的像
【解答】解:
AB、根据平面镜成像的特点可知,像与物到镜面的距离相等,像与物的连线与镜面垂直,像与物大小相同,在安全门向两侧打开后,人到镜面的距离不变,所以像的位置不变,在两个平面镜中都能成完整的像,且两个像的位置与原来像的位置重合,故A正确,B错误;
C、平面镜所成的像与物大小相同,在两侧安全门中成的像大小不变,故C错误;
D、面镜所成的像与物大小相同,在两侧安全门中成的像完整的像,故D错误。
故选:A。
2. 如图乙所示,是小安同学自制的潜望镜,用它正对如图甲所示的光源“F”,则观察到的像是图中的( )
A. B. C. D.
【解答】解:根据潜望镜中使用的是两块平面镜;第一个镜子成正立等大、左右颠倒的像,第二个镜子成正立等大,左右再次颠倒的像,最后的像就是跟原物完全一样的像。
故选:B。
3. 如图所示,小科用玻璃板探究“平面镜成像时像与物的关系”,其中A、B蜡烛完全相同,玻璃板固定在50cm刻度线处。
(1)本实验中,选择玻璃板替代平面镜的原因是 。
(2)小科进行下面一些实验,说法正确的是 。
A.用照相机在蜡烛A处能拍摄到蜡烛A通过玻璃板所成的像
B.厚8mm玻璃板做实验,观察到有两个像,且两个像大小相等,亮度相同
C.厚8mm玻璃板所成的两个像,先让B蜡烛与一个像重合,再移动B与第二个像重合,B蜡烛移动距离为16mm
(3)实验中,若将玻璃板按图示方向向左平移,像的位置如何变化? 。
【解答】解:(1)平面镜是不透明的,只能在平面镜中看到平面镜前物体的像,不能看到平面镜后面的物体,所以实验时不采用不透明的平面镜。用透明的玻璃板代替平面镜,虽然成像不太清晰,但是在物体一侧能看到物体的像,同时还能看到代替物体的另一个物体,便于确定像的位置;
(2)A.平面镜成像是由于光的反射,用照相机在左侧拍摄时,平面镜反射的光线可以进入照相机的镜头,所以能拍摄到蜡烛A通过玻璃板所成的像,故A正确;
B.厚8mm玻璃板的两个面均可以反射成像,所成的两个像大小相等,由于反射的光线数量不同,故像的亮度不同,故B错误;
C.平面镜成像中,像距等于物距。用厚8mm玻璃板成两个像,移动B能分别与两个像重合,B两次重合点之间距离为l=2d=2×8mm=16mm
故C正确;
故选:AC;
(3)平面镜所成像与物关于镜面对称,故若将玻璃板按图示方向向左平移,物体位置不变,故像的位置不变。
故答案为:(1)便于确定像的位置;(2)AC;(3)像的位置不变。
4. 小敏在做探究“平面镜成像规律”的实验时,进行如下操作:
(1)如图甲所示,将一张白纸平铺在水平桌面上,先将一块薄玻璃板竖立在纸上,用笔顺着玻璃板下沿画一条直线,目的是为了确定 的位置。
(2)如图乙所示,把蜡烛1点燃竖立在玻璃板前,再拿一支没有点燃的相同的蜡烛2,将蜡烛2竖立在玻璃板后并来回移动,直至蜡烛2与蜡烛1的像完全重合,得到像和物大小相等。以上运用了 的科学方法。
(3)如图丙所示,记录了三次物和像的位置,用直线连接A与B,C与D,E与F。分析图线后可得出像与物的连线与镜面垂直,还可得出的结论是 。
(4)小敏将蜡烛换成F发光体继续实验是为了直观的证明平面镜所成的像与物相对平面镜具有 。
【解答】解:(1)如图甲所示,将一张白纸平铺在水平桌面上,先将一块薄玻璃板竖立在纸上,用笔顺着玻璃板下沿画一条直线,目的是为了确定平面镜的位置。
(2)虚像是由实际光线的反向延长线相交形成的,如图乙所示,把蜡烛1点燃竖立在玻璃板前,再拿一支没有点燃的相同的蜡烛2,将蜡烛2竖立在玻璃板后并来回移动,直至蜡烛2与蜡烛1的像完全重合,得到像和物大小相等。以上运用了等效替代的科学方法。
(3)用直线连接A与B,C与D,E与F。分析图线后可得出像与物的连线与镜面垂直,还可得出的结论是像与物到镜面的距离相等。
(4)F发光体左右不对称,小敏将蜡烛换成F发光体继续实验是为了直观的证明平面镜所成的象与物相对平面镜具有对称性。
故答案为:(1)平面镜;(2)等效替代;(3)像与物到平面镜的距离相等;(4)对称性。
5. 在一个月光皎洁的夜晚,小科同学站在湖边看到了水里的月亮P,后来他又潜入水中往水面上方观察,又看到了月亮Q。设水中无杂质,周围无光源,水面平静,下面的说法正确的是( )
A.看到P属于光的折射现象,P的位置与同学的位置有关
B.看到P属于光的反射现象,P的位置与同学的位置无关
C.看到Q属于光的折射现象,Q的位置与同学的位置无关
D.看到Q属于光的反射现象,Q的位置与同学的位置有关
【解答】解:AB、小科同学在水面上方看水中月亮,水面相当于平面镜,看到P属于光的反射现象,根据光的反射定律可知:P的位置不变,与同学的位置无关,故A错误,B正确;
CD、他潜入水中,往水面上方观察,看到Q属于光的折射现象,他在不同位置射入眼的折射光线方向不同,折射光线的反向延长线的交点位置即Q的位置不同,故Q的位置与同学的位置有关,故CD错误。
故选:B。
6. 小明利用如图所示的装置,探究平面镜成像的特点。其中A为玻璃板前点燃的蜡烛,B为玻璃板后未点燃的蜡烛。下列有关说法正确的是( )
A.将蜡烛A远离玻璃板,它所成的像变小
B.使用相同的蜡烛A、B,目的是比较像与物的大小
C.若将玻璃板竖直提起,蜡烛像的位置向上移动
D.将光屏放到蜡烛B的位置,能在光屏上得到清晰的像
【解答】解:A.将蜡烛A远离玻璃板,根据“物像等大”的规律可知,它所成的像大小不变,故A错误;
B.使用相同的蜡烛A、B,目的是比较像与物的大小,故B正确;
C.若将玻璃板竖直提起,则平面镜所在平面的位置不变。根据“成像的对称性”可知,蜡烛像的位置不变,故C错误;
D.蜡烛A在平面镜中成虚像,不能成在光屏上,则将光屏放到蜡烛B的位置,能在光屏上不能得到清晰的像,故D错误。
故选:B。
7. 如图是神奇的魔术——浇不灭的蜡烛实验(如图甲):实验时准备两支蜡烛,点燃平面镜前的蜡烛,平面镜后面未点燃的蜡烛放在烧杯内。向烧杯内慢慢加水,透过平面镜看到蜡烛火焰并没有被水浇灭(如图乙)。下列做法会导致魔术不成功是( )
A.选择较薄的玻璃板
B.两蜡烛到平面镜的距离放置相等
C.选择大小相等的两支蜡烛
D.玻璃板倾斜放置在桌面上
【解答】解:A.在探究平面镜成像特点的实验中,避免前后面成像过远而看不清,因而选择较薄的玻璃板,故A正确;
B.像与物体关于平面镜对称;像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离,故两蜡烛到平面镜的距离放置相等,故B正确;
C.由于像与物体大小相等,为了保证像与后面的蜡烛重合,因而选择大小相等的两支蜡烛,故C正确;
D.由于物体与像在水平面上,连线垂直于镜面,故玻璃板应竖直放置在桌面上,故D错误。
故选:D。
8. 如图所示,H为一块厚厚的玻璃,左侧为明亮的室内,右侧为漆黑的室外。现室内有人将一只手靠近H,发现室外呈现这只手的“重影”(A、B两个像)。下列说法正确的是( )
A.A是光在玻璃左表面上反射一次而成;B是光在玻璃右表面上折射一次而成
B.A是光在玻璃右表面上反射一次而成;B是光在玻璃左表面上反射一次而成
C.A是光在玻璃左表面上反射一次而成;B是光在空气与玻璃的左界面发生折射和光在玻璃的右表面发生反射共同引起
D.A是光在空气与玻璃的左界面发生折射和光在玻璃的右表面发生反射共同引起;B是光在玻璃左表面上反射一次而成
【解答】解:玻璃板有两个反射面,两个反射面都能成像,图中A是光在玻璃左表面上发生反射形成的;
B是光在空气与玻璃的左界面发生折射和光在玻璃的右表面发生反射共同引起的,这个折射光线所成的虚像距离观察者较远,同时光线强度比较弱。
故选:C。
9. 如图1所示的是手机工具箱中的一款工具,可用来呈现声音的 。如图2甲、乙、丙、丁所示是几种声音输入到示波器上显示的波形,则甲、乙两种声音的 不同,甲、丙两种声音的 不同(以上三空选填“响度”、“音调”或“音色”)。
【解答】解:由图可知,显示的是40dB,dB是响度的单位,所以用来呈现声音的响度大小;
由图可知,甲、丙两种声音偏离平衡位置的幅度相同,说明振幅相同,响度相同,同时波形特点相同,音色相同,振动的频率不同,音调不同;甲、乙两种声音的波形不同,音色不同。
故答案为:响度;音色;音调。
10. 如图(a)所示,将甲音叉振动时发出的声音输入手机中的噪声检测软件和示波器,某一瞬间手机软件显示音叉发出的声音的响度为40分贝,同时在示波器上观察到如图(b)所示的波形;若将乙音叉放在甲音叉原来的位置使其振动发声,手机(位置也不变)软件显示音叉发出的声音的响度为60分贝。以下理解正确的是( )
A.手机软件显示60分贝是指声音振动的快慢
B.波形中的“幅值”变小说明声音的频率减小
C.波形中的“幅值”与声音的音色有关
D.波形中的“幅值”变小说明声音的响度减小
【解答】解:A、手机软件显示60分贝是指声音振动的响度,故A错误;
B、波形中的“幅值”变小说明声音的振幅减小,响度减小,故B错误;
C、波形中的“幅值”与声音的音色无关,故C错误;
D、波形中的“幅值”变小说明声音的响度减小,故D正确。
故选:D。
11. 为研究声音的特性,小明将一个纸片小人放置于收音机喇叭上方(如图所示),再将其放置于密闭玻璃罩内。
转动收音机音量旋钮使得声音更响。该过程中小人跳动的变化情况是( )
A.更快 B.更慢 C.更高 D.更矮
【解答】解:转动收音机音量旋钮使得声音更响,收音机喇叭发出声音的响度变大,同时可以观察到小人跳动的更高、幅度变大。
故选:C。
12. 以下与声现象有关的几个实验中,能说明声音产生原因的是( )
实验:①放在钟罩内的闹钟正在响铃,在抽取钟罩内的空气的过程中,铃声逐渐减小;
②将正在发声的音叉轻轻插入水里,看到水花飞溅;
③吹笛子时,手指按住不同的孔会发出不同的声音;
④在吊着的大钟上固定一支细小的笔,把钟敲响后,用纸在笔尖上迅速拖过,可以在纸上画出一条来回弯曲的细线。
A.①② B.②④ C.③④ D.①③
【解答】解:①放在钟罩内的闹钟正在响铃,抽去钟罩内的空气,铃声逐渐减小。说明声音的传播需要介质来传播,声音在真空中不能传播;
②使正在发声的音叉轻轻插入水里,水面溅起水花,说明声音是由物体振动产生的;
③吹笛子时,手指按住不同的孔会发出声音的音调不同,说明音调与频率有关,说明音的音调与声源振动的快慢(频率)有关;
④在吊着的大钟上固定一支细小的笔,把钟敲响后,让笔尖在纸上迅速滑过,可以在纸上画出一条来回弯曲的细线,说明声音是由物体振动产生的。
故②④符合题意,①③不合题意。
故选:B。
13. 每年的3月3日是全国爱耳日,今年的主题是“科技助听,共享美好生活”。根据如图中耳的结构图,听觉的形成与①声波②听神经③耳蜗内的听觉感受器④鼓膜⑤听小骨⑥大脑皮层听觉中枢有关。下列能正确表示听觉形成的是( )
A.①→④→⑤→②→③→⑥ B.①→③→④→⑤→②→⑥
C.①→④→⑤→③→②→⑥ D.①→②→④→⑤→③→⑥
【解答】解:听觉的形成过程是:外界的①声波经过外耳道传到④鼓膜,引起鼓膜的振动;振动通过⑤听小骨传到内耳,刺激③耳蜗内的听觉感受器,产生神经冲动;神经冲动通过与②听觉有关的神经传递到⑥大脑皮层的听觉中枢,就形成了听觉,ABD错误,C正确。
故选:C。
14. 如图所示,国家游泳中心“水立方”体现了“科技奥运、人文奥运、绿色奥运”理念,建造时大量使用了一种轻型膜材料,该材料具有强度特别大、密度小的特性。“水立方”的外层是只有2.4mm厚的膜结构气枕,像一层皮肤一样包住了整个建筑,是目前世界上唯一一个完全用膜结构进行全封闭的大型公共建筑。
回答下列问题:
(1)“水立方”外侧应用了LED照明技术,晚间可发出红、蓝、 三种色光,按比例搭配可实现各种变色,达到“变幻莫测、流光溢彩”的效果。
(2)“水立方”的膜结构气枕上布满了肉眼看不见的镀点,这些镀点布成的点阵,能把部分光线挡在场馆之外,这是因为光射到镀点上时,一部分光发生了 现象。
(3)在“水立方”的屋面上设计临时悬挂的隔噪网,可以减弱降雨时雨滴声造成的噪音,这是在 处防止噪声的产生。
(4)在“水立方”的泳池中,泳池看上去很浅,这是由于光发生了 现象的缘故;在平静的泳池内,可以清晰地看到观众席上的倒影,这是由于光发生了 现象的缘故。
【解答】解:(1)因为红、绿、蓝三种色光无法被分解,故称“三原色光”,三原色光中任意两种色光等量相加,则成为三原色光中另一种色光的互补色光,所以按比例搭配可实现各种变色,达到“变幻莫测、流光溢彩”的效果。
(2)由题意可知,当太阳光射到“镀点”上后,镀点可以把光线挡在外面,实际上是一部分光射到镀点上后,发生了光的反射;
(3)在屋面上设计临时悬挂的隔噪网,是为了减弱降雨时雨滴声造成的噪音,这是在声源处防止噪声的产生。
(4)当光从水、玻璃等透明介质斜射入空气中时,折射角大于入射角,逆着光看去,好像是从光的反向延长线的交点处来的,比实际位置偏高,所以泳池看上去很浅,倒影属平面镜成像现象,其原理是光的反射,
故答案为:(1)绿;(2)反射;(3)声源;(4)折射;反射。
15. 楼梯拐角的墙上装了一块镜子(如图所示)。请画出:灯S发出的光经过镜子反射到A点的径迹。
【解答】解:用平面镜成像的特点,作出点S关于镜面的对称点S',即S在平面镜中的像点,因为反射光线看上去就像是从像点S'发出来的一样,所以我们可以连接S'点和A点,得到反射光线,线段S'A与镜面的交点即为入射点,连接S与入射点便可得到入射光线SO,则OA即为灯S发出的光经过镜子反射到A点的径迹,如图所示:
16. 如图所示,水平地面MN上有一光源S.在光源右侧放置一个不透明的物体A.地面上方有一与地面平行的平面镜PQ,试标出物体A右侧地面被光源S照亮的范围O1O2,并画出光路图。
【解答】解:(1)先根据平面镜成像时像与物关于平面镜对称,作出点光源S的像点S′,连接S′与物体的右上点并延长交地面于点O1;
(2)连接S与物体的左上点并延长交平面镜于点D,连接S′D并延长交地面于点O2,则O1O2区域为不透明物体右侧能被S照亮的范围,其中SC、SD为入射光线,CO1、DO2为反射光线,如图所示:
17. 小江在探究“光在不同介质之间的折射规律”时,用到的器材及实验装置如图甲所示。他先探究了光由空气进入玻璃的情形,并将得到的实验数据记录在表中:
入射角i
0°
15°
30°
45°
60°
75°
90°
折射角r
0°
9.8°
19.7°
28.3°
35.3°
40.6°
41.8°
(1)调整玻璃砖与激光笔的位置,使光线由玻璃进入空气。当入射角为30°时,根据光路可逆的特点,分析可知此时折射角y的大小大致在 。
A.30°与45°之间
B.45°与60°之间
C.60°与75°之间
(2)小江实验时发现,当光从玻璃射向空气,且入射角增大到41.8°时,折射光线消失,只存在入射光线与反射光线,这种现象叫做光的全反射,发生这种现象时的入射角叫做这种物质的临界角。当入射角大于等于临界角时,光线只发生反射,不发生折射。现有一个三棱镜由上述玻璃制成,一束光垂直于三棱镜的一个面射入,如图乙所示,则这束光经过三棱镜后的光路图,其中正确的是 (选填“A”、“B”、“C”、“D”)。
【解答】解:(1)若要验证光的折射中光路是可逆的,需要将光沿原来的折射光线的方向由玻璃砖射向空气中,若折射光线沿原来的入射光线的方向射出,便可验证光折射时,光路是可逆的。由表格可知,当光以30°的入射角从玻璃砖射向空气中时,折射角大致在45°与60°之间,故选:B;
(2)一束光垂直于等腰直角三棱镜的一个直角面射入,入射角等于0°,则折射角等于0°,到达斜边面上的入射角等于45°(大于41.8°)而发生全反射,没有折射光线射出,故ABD错误,C正确。
故答案为:(1)B;(2)C。
18. “探究光的反射规律”装置如图所示,白纸板放在水平桌面上,再将一块平面镜竖直放在纸板上,在纸板上安装一支可自由移动的激光笔,使其发出的光紧贴纸板入射。
(1)小科按如图所示方式开始实验,纸板上显示出了两条光束,他把这两条光束的传播路径用铅笔画在纸板上以便研究。小科多次改变入射角,继续画出光的传播径迹,最后纸板上留下了很多条径迹。
①当激光笔如图示位置照射时,入射角大小为 。
②小科多次改变入射角进行实验的目的是 。
(2)小科认为不用量角器测量入射角和反射角的度数,也能得出“反射角等于入射角”这一结论,他的具体操作是 。
【解答】解:(1)①(1)入射角是入射光线与法线的夹角,则图中的入射角是90°﹣40°=50°;
②实验时,为了证明结论的普遍性,应多次改变入射角的大小,避免偶然性;
(2)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。
故答案为:(1)①50°;
②避免偶然性,使实验结论更普遍;
(2)把白纸沿ON虚线(或法线)对折,观察所画的反射光线对应入射光线是否重合。
19. 小明用茶色玻璃板和两个相同的棋子做探究像与物到平面镜距离关系的实验。
(1)小明选择用茶色玻璃而不是无色透明玻璃的原因是 。
(2)将玻璃板 立在水平桌面上,在白纸上沿玻璃板前后两表面画线MM′和NN′。
(3)在玻璃板前放棋子A,将棋子B放到玻璃板后,使它与像重合。这个操作的目的是 。
(4)在白纸上沿棋子A和B的边缘画图,测量A的右端到MM′的距离lA=4.30cm;测量B的左端到NN′的距离。改变A的位置,将数据记录在表中。
次数
1
2
3
4
5
lA/cm
4.30
5.70
6.80
8.80
9.90
lB/cm
4.00
5.40
6.50
8.50
9.60
比较lB和lA,发现lB总是小于lA,为准确获得实验结论,请你对小明实验中的错误操作进行纠正,答: 。
【解答】解:(1)用茶色玻璃板代替透明玻璃板,相对于透明的玻璃板,茶色玻璃的反光性更好;
(2)探究平面镜成像时,应将玻璃板竖直放置,这样成的像都能在水平面上;
(3)在玻璃板前放置棋子A,将完全相同的棋子B放在玻璃板后并移动,人眼一直在玻璃板的前侧观察,直至B与A的像完全重合,这样做的目的既确定了像的位置又验证了物像大小相等;
(4)像有一定的大小,实验中发现lB总是小于lA,出现差别的原因可能是从B的右端到MM'的距离,正确做法是:lB应测B的左端到MM'的距离;
故答案为:(1)茶色玻璃的反光性更好;(2)竖直;(3)既确定了像的位置又验证了物像大小相等;(4)lB应测B的左端到MM'的距离。
20. 小东站在试衣镜前,离镜子近时感觉看到自己在镜内的像就大些,离镜子远时感觉看到自己在镜内的像就小些。基于上述生活经验,小东同学借助家中常见生活物品来探究平面镜成像大小的特点。
【建立假设】(1)平面镜成像时, 。
【器材选择】厨房与客厅之间的玻璃门、拖鞋若干等。
【方案设计】
①将左拖鞋放在客厅的某一位置(如图甲);
②将另一只拖鞋移至厨房,将其放到合适的位置;
③观察移至厨房的鞋与左拖鞋所成的像是否完全重合;
④多次改变左拖鞋到玻璃门的距离,重复上述实验。
【交流讨论】
(2)器材选择时,小科应选择 (填“方案1”或“方案2”)两只拖鞋做实验。
(3)实验过程中,若像与左拖鞋不能完全重合,可能的原因有 。
A.厨房地面比客厅高
B.平面镜成的是虚像
C.玻璃门与地面不垂直
D.玻璃门下端有金属框影响,不能完整成像
(4)若出现成像较暗,不易辨识的现象,你可以提供的解决方案是 。
【解答】解:(1)离镜子近时感觉看到自己在镜内的像就大些,离镜子远时感觉看到自己在镜内的像就小些,猜想:像的大小可能与物到平面镜的距离有关;
(2)为了便于比较像与物体的大小关系,应选用两个完全相同但左右相反的拖鞋,故小明应选择方案1的两只鞋做实验;
(3)像与物是关于镜子对称的,实验时玻璃门不竖直放置或厨房地面与客厅地面高度不同,不论怎样移动后面的拖鞋都不可能与前面拖鞋的像完全重合,故AC说法正确;
(4)若出现成像较暗,不易辨识的现象,可以客厅灯打开或厨房灯关闭。
故答案为:(1)像的大小可能与物到平面镜的距离有(无)关;(2)方案1;(3)A、C;(4)客厅灯打开或厨房灯关闭。
21. 为响应国家节能减排的号召,现向广大同学征集——为学校设计《地下球馆补充采光项目图纸》。地下球馆的篮球场是最热门的区域,为保证篮球场有充足的光照,小海使用平面镜改变光路,如图甲所示。
小滨提出小海的方案中光线直接进入人眼会造成眩晕,并给出方案乙:先使用平面镜改变光路后,让光线斜射到球场顶端,再经过漫反射后再照射到篮球场,光路如图乙所示。
(1)【项目设计】为保证篮球场有充足的光照,同学们设计了图甲的方案,该方案主要依据反射定律,使用平面镜改变光路。对反射定律的研究,老师给出了如图丙所示的装置,该装置将纸板倾斜放置,让光线贴着纸板A沿EO方向射向镜面, (选填“能”或“不能”)在纸板B上看到反射光纤。此时反射光线与入射光线 (选填“在”或“不在”)同一平面内。
(2)【设计改进】在后续讨论中,兴趣小组同学发现图甲方案中镜面反射光线直接进入人眼会造成眩晕。因此对图甲方案进行了改进:先使用平面镜改变光路后,让光线斜射到球场顶端,再经过漫反射后照射到篮球场,如图乙所示。图乙中漫反射区域的墙面有何要求。 。(写出两点)
(3)【设计优化】为了使设计更加完善,现向同学们征集改进方法。请描述待改进细则,并给出相应的改进方法。
《地下球馆补充采光项目改进方案征集表》
待改进细则
改进方法
环境光线较弱时,室内补光不足。
增加平面镜
雨水可能通过采光井进入地下球场。
在井口安装透光玻璃
(4)【迭代更新】使用专门的光导纤维,将太阳光引导到地下室。这些光导纤维可以是玻璃或塑料材料制成,具有高度透明性,以确保光线有效地传输到地下球馆。
【解答】解:(1)根据光的反射定律可知,反射光线、入射光线和法线都在同一平面内,如图所示,将纸板B绕ON向后翻折,纸板B和纸板A不在同一平面上了,所以在纸板B上就无法呈现出反射光线了;
法线始终垂直于平面镜,入射光线、反射光线、法线在同一平面内,若将纸板倾斜(即纸板与平面镜不垂直),让光线仍贴着纸板沿EO方向射向镜面,此时的ON不是法线,但反射光线、入射光线、法线仍在同一平面内,只是纸板B上就无法呈现出反射光线;
(2)在图丙中漫反射区域的墙面要求是粗糙的,还应该是白色墙,由于白墙能够反射所有颜色的光;
(3)待改进的细则有:太阳光的入射角度会随时间不断变化;改进方法有:设计自动装置,使平面镜随太阳光的角度而转动。
故答案为:(1)不能;在;(2)①白色;②较粗糙;(3)太阳光的入射角度会随时间不断变化;设计自动装置,使平面镜随太阳光的角度而转动。
22. 汽车是我们主要的交通工具,安全性是汽车行驶中十分重要的话题。
(1)如图甲,“平视显示系统”可将一些行车信息直接通过前挡风玻璃成像在视野前方(如图乙),高速行驶时司机不必低头看仪表,提升了行车的安全性。为了使挡风玻璃上的像更清晰,可在挡风玻璃内侧贴一层膜。请根据平面镜成像原理来推测该膜的作用是 。
(2)车内适宜的光照度对行车安全也很重要。为了得到适宜的车内光照度车窗采用“智能玻璃”,该玻璃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),实现车内光照度为一个适宜的定值。经测算车外光照度和玻璃透明度的关系如图丙。据图丙可知车内适宜的光照度值为 Lx。
(3)不同的天气,汽车的限速不同(如图丁)。货运车辆在雨天通过一段20千米的高速公路,至少需要多少小时?(请写出计算过程)
【解答】解:(1)为了使挡风玻璃上的像更清晰,可在挡风玻璃内侧贴一层膜,说明其作用是使得成像更清晰,而平面镜成像是光的反射,故作用是增强光的反射作用;
(2)根据图丙可知,车外光照度与透明度的乘积为一定值,即150Lx×40%=60Lx;
(3)雨天最大速度为v=80km/h,通过一段20千米的高速公路的时间
t0.25h。
故答案为:(1)增强光的反射作用;(2)60;(3)至少需要0.25小时。
23. 如图所示,在房间的A墙上水平排列着两个字母“FB”,小明站在房间里通过B墙上的平面镜看字母。
(1)小明可以看到平面镜中字母的像是 (填序号)。
① ②
(2)若A墙与B墙相距4米,则字母的像与字母的距离为 米。
(3)小明朝镜中像以0.5米/秒靠近,2秒后,小明与像之间距离缩短 米。
【解答】解:(1)因像和物体各对应点的连线与平面镜垂直,则所成像即为,故选:②;
(2)又因物距与像距相等,则像与物的距离为物距与像距之和,所以若A墙与B墙相距4m,像物距离为8cm。
(3)小明朝镜中像以0.5米/秒靠近,即以像为参照物,小明的速度为0.5米/秒,
则2秒后,小明与像之间距离缩短了s=vt=0.5m/s×2s=1m。
故答案为:(1)②;(2)8;(3)1。
24. 科学课上,小连在泡沫板上画了一条鱼,并将泡沫板固定在装有水的透明鱼缸壁上。他用一根直铁丝戳向“鱼”的眼睛,直铁丝的上端A点到水面的距离为20厘米,小连将“鱼”提出鱼缸后,却发现铁丝落在“鱼”眼上方,如图甲所示,请回答下列问题:
(1)直铁丝的上端A点在水中所成的像与水面的距离为 米;
(2)小连用直铁丝戳向“鱼”眼时,在水面上方看到“鱼”眼的折射光线OM如图乙,画出OM的入射光线.
(3)小连用激光笔代替直铁丝,要使激光射到“鱼”眼,他应将激光对着 照射(填“鱼眼”“鱼眼上方”或“鱼眼下方”)。
【解答】解:(1)直铁丝的上端A点到水面的距离为20厘米,根据平面镜成像像与物体到平面镜的距离相等可知,直铁丝的上端A点在水中所成的像与水面的距离20cm=0.2m;
(2)人能看到水中的鱼眼,是由鱼眼反射的光线经水面折射后进入人眼,鱼眼的像是人眼逆着折射光线沿直线看到的;连接鱼眼和入射点即为入射光线,如图所示:
(3)当光从水斜射入空气中时,折射角大于入射角,人感觉光是沿直线传播的,逆着光看去,好像是从光的反向延长线的交点处来的,比实际位置偏高,所以小明用激光笔代替直铁丝,要使激光射到“鱼”眼,他应将激光对着鱼眼。
故答案为:(1)0.2;(2)见解答图;(2)鱼眼。
25. 汽车追尾是高速公路上常发生的交通事故,其重要原因是遇到意外情况时不能立即停车。研究发现,司机从看到情况到踩刹车需要一段时间,这段时间叫反应时间;在反应时间内汽车要保持原速前进一段距离,这段距离叫反应距离;从踩刹车到车停止,汽车还要前进一段距离,这段距离叫制动距离。如图所示。
下表是一个机警的司机驾驶一辆保养得很好的汽车,在干燥的水平公路上以不同的速度行驶时,测得的反应距离和制动距离。
原行驶速度v/(米/秒)
反应距离s1/米
制动距离s2/米
15
9
15
20
12.6
20
30
18
64
(1)根据上表数据,可算出该司机的反应时间大约是 秒。
(2)分析上表中的数据你可以得出制动距离和行驶速度的关系是 。
(3)一起发生在限速50km/h路段的交通事故中。交警测得肇事车后留下的刹车痕迹(制动距离)长为18米。请你根据表格数据判断司机是否超速? 。(注:该车的制动性能与上表数据一致)
(4)若司机以20m/s速度匀速行驶,请在图中画出从司机看到情况开始计时到汽车停止的这段时间内,汽车行驶的速度﹣时间(v﹣t)图像。(不需准确描点,只需画出一条大致变化曲线)
(5)很多车主为了美观喜欢在汽车中控台摆放饰品,但车内景物会通过挡风玻璃成像,从而干扰司机的视线影响驾驶。请作图表示出玩偶AB通过挡风玻璃所成的像A’B’。
【解答】解:(1)由表格数据可知,行驶速度v1=15m/s,反应距离为s1=9m,
则反应时间为:t10.6s;
行驶速度v2=20m/s,反应距离为s2=12.6m,
则反应时间为:t20.63s;
行驶速度v3=30m/s,反应距离为s3=18m,
则反应时间为:t30.6s;
该司机的反应时间t0.61s;
(2)根据表格数据可知,行驶的速度越大,制动距离就越大;
(3)由表格可知当车速为15m/s时,制动距离为12m,
由以上分析可知,行驶的速度越大,制动距离就越大,则当制动距离为18m时,其行驶速度一定会大于15m/s,15m/s=54km/h>50km/h,所以司机已经超速;
(4)汽车刹车过程分以原行驶速度匀速行驶和由原始速度开始均匀减速直到速度为0,所以v﹣t图象如图:
(5)先作出端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′,用虚线连接A′、B′即为物体AB的像,如图所示:
。
故答案为:(1)0.61;(2)行驶的速度越大,制动距离就越大;(3)司机已经超速;(4)见解答图;(5)见解答图。
26. 如图所示,一束光在平面镜上发生反射,反射光恰好照在光屏的A处,若要让反射光照在光屏的B处,则下列方法中可行的是( )
①只将光屏向左移动一段距离
②只将平面镜绕入射点O顺时针转过一定角度(<90°)
③只将平面镜向左移动一段距离
④只将入射光线绕入射点O顺时针转过一定角度(<90°)
A.只有①④ B.只有②③ C.只有①② D.只有③④
【解答】解:①只将光屏向左移动一段距离,则入射光线不变,则反射光线也不会改变,但光斑会向下移动,故①不符合题意;
②只将平面镜绕入射点O顺时针转过一定角度(<90°),入射角变小,根据反射角等于入射角可知,反射角也随之变小,反射光线不可能经过B点,故②不符合题意;
③只将平面镜水平向左移动一段距离,则入射角不变,并且入射点相对应O点向上移动,因此反射光线的位置向上移动,故③符合题意;
④只将入射光线绕入射点O逆时针转过一定角度(<90°),入射角变大,根据反射角等于入射角可知,反射角也随之变大,反射光线可能经过B点,故④符合题意;
故选:D。
27. 把一个高0.8m的平面镜竖直放置,一个身高1.6m的人以2m/s的速度沿垂直于平面镜的方向走近,那么他在镜中的像( )
A.高度为1.6m,以2m/s的速度靠近平面镜
B.高度变大,以2m/s的速度远离平面镜
C.高度为0.8m,以2m/s的速度靠近平面镜
D.高度变大,以4m/s的速度远离平面镜
【解答】解:因为平面镜成像的特点是像与物体大小相等,已此人身高1.6m,所以他在镜中的像高也是1.6m。
因为平面镜成像的特点可知他以2m/s的速度在垂直平面镜的方向上走近平面镜时,
他在平面镜中的像也以2m/s的速度在垂直平面镜的方向上走近平面镜,所以选项A正确。
故选:A。
28. 如图所示,水池的宽度为L,在水池右侧距离池底高度H处有一激光束,水池内无水时恰好在水池的左下角产生一个光斑。已知L=H,现向水池内注水,水面匀速上升,则光斑( )
A.匀速向右移动,且移动速度小于水面上升的速度
B.匀速向右移动,且移动速度大于水面上升的速度
C.减速向右移动,但速度始终大于水面上升的速度
D.加速向右移动,但速度始终小于水面上升的速度
【解答】解:(1)光由空气斜射进入水中时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角,所以光斑是由光的折射形成的;
当水面上升时,折射光路的变化如图:可见,水面上升,折射点右移,光斑右移。
水面上升的距离h与光斑移动的距离s成正比:s=h(1﹣tana)(其中a为折射角)所以当水面匀速上升,光斑必然匀速移动,而不是变速运动。
(2)因为L=H,所以激光与水面成45度角入射,所以由图可知,光斑再怎么移也不可能和法线重合,所以速度比水面上升的速度小。
故选:A。
29. 要使光线发生如图所示的偏折,请在方框内画出可能的光学元件,并画出光路图。
【解答】解:光的传播方向改变了,可能是凸透镜,或凹透镜,或平面镜。
(1)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,折射光线经过焦点,如图所示:
(2)平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点,如图所示:
(3)若用平面镜,则作入射光线和反射光线夹角的平分线,即法线,再做法线的垂线,可得平面镜的位置,如图所示:
30. 防溺水六不准中“不要到不熟悉的河边、池塘等地方下水游泳”,清澈的水看似很浅,实则很深,不明水情擅自下水容易发生溺水事故。在学习了物理之后,我们可以从物理的角度认识其中的原理,请在图中画出人眼看到池底A的大致光路图(A′是人眼看到的池底A的像)。
【解答】解:连接眼睛和点A′与界面的交点即为入射点O,根据光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角,连接AO为入射光线,点O和眼睛为折射光线,如下图所示:
31. 小红所在的科学兴趣小组对“平面镜成像特点”进行了实验验证。
(1)在实验时拉上窗帘,并将一张方格纸平铺在实验桌上,如图甲所示。用半透明的玻璃板代替平面镜,是利用玻璃半透明的特点;为了减小测量误差,应该选择 (选填“薄”或“厚”)玻璃板进行实验。
(2)在玻璃板前离玻璃板4格处放一支点燃的蜡烛A,可以看到垂直放置的玻璃板后面出现蜡烛的像,小红
拿另一支大小相同的未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动,最终在玻璃板后4格位置跟蜡烛A的像完全重合,由此次实验操作可以直接验证的内容有: 。(选填以下序号)
①平面镜中所成的像是虚像
②像的大小与物体大小相等
③像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等
④像与物的对应点的连线与镜面垂直
(3)改变蜡烛A的位置进行多次实验。那么“多次改变蜡烛A的位置”进行实验的目的是: 。
(4)移去蜡烛B,并在其所在位置上放一光屏,则光屏 (选填“能”或“不能”)承接到蜡烛A的像。
(5)有同学提出:若蜡烛A不动,将玻璃板向右平移一段距离,使蜡烛A不在玻璃板的正前方(如图乙),还能完成(2)中验证的实验任务吗?像的位置会随着移动吗?以下有大家的几种看法,其中正确的是
A.不能完成实验任务,用蜡烛B无法找到像的位置
B.能完成实验任务,可以在原先蜡烛B的右侧找到像的位置
C.能完成实验任务,像的位置不会变
【解答】解解析:(1)实验中为了减小玻璃的两个面都能成像造成的误差,应采用较薄的玻璃板进行实验;
(2)蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,可以验证像和物体的大小关系;通过蜡烛A和蜡烛B分别到玻璃板小格的个数,可以验证像和物体到平面镜距离的关系;每个方格的相邻两条边都是垂直的,据此可以验证像和物体的连线与镜面的关系,故选②③④;
(3)多次实验的目的是:使实验更具普遍性,结论更准确;
(4)蜡烛A在玻璃板中成的像是虚像,不是由实际光线会聚而成的,因此光屏不能承接A的像;
(5)蜡烛A和它的像关于玻璃板所在的那条直线对称,当蜡烛A和玻璃板所在的那条直线位置不变时,像的位置不会发生改变,故选C。
故答案为:(1)薄;(2)②③④;(3)使实验更具普遍性;(4)不能;(5)C。
32. 潜望镜是指从海面下伸出海面或从低洼坑道伸出地面,用以窥探海面或地面上活动的装置。其原理如图甲所示,借助两块平行的平面镜实现光线的偏折,潜望镜常用于潜水艇、坑道和坦克内,以观察敌情。如图乙所示,为一潜望镜壳体的侧视图。MN为光线的入口。在上方AB处已放置一块与纸面垂直的平面镜,它和与纸面垂直的竖直面之间的夹角为45°。眼睛在观察孔S处观察,在CD(与竖直面的夹角也是45°)处放置一块平面镜,今要使观察到的视场不受CD处的平面镜的限制,则平面镜CD至少要多大的长度才行?要求直接在图上用作图法画出即可(保留画图所用的辅助线)。
【解答】解:只要分别作出MN及S的像,则根据光路可逆原理可得出平面镜CD的角度;
步骤如下:
(1)先作出MN在AB镜中的虚像M′N′;
(2)眼睛能看到MN的像,根据光路可逆性,眼睛处发出的光经过CD反射能经过MN的第一次像点,所以作出眼睛在CD处镜中的虚像S′;
(3)将S′与M′N′相连,与CD面交于C′D′处,C′D′即为所求结果。
33. 安全出行,珍爱生命,远离大卡车!大卡车受车体限制,会出现视角盲区。如图所示,这是一辆大卡车的俯视图,D点为司机眼睛的位置,司机通过左侧的平面后视镜AB能看到车尾后部C点。请作出司机眼睛D看到车尾C点的光路图。(保留作图痕迹)
【解答】解:先延长平面后视镜AB,作C点关于AB的对称点C′,然后连接DC′(即反射光线),并标出反射光线的方向,再连接C点和反射点(即入射光线),并标出入射光线的方向,如图所示:
34. 如图所示,当一位同学用激光笔以同样的角度对着黑板和大理石照射时,发现黑板上出现的光斑明显比光滑的大理石墙面上的光斑明亮。请根据所学知识对此现象进行合理地解释和分析。
【解答】答:用激光笔对着黑板照射时,发生的是漫反射;当他用相同的角度对着光的滑大理石墙面照射时,发生的是镜面反射。由于漫反射的光线射向四面八方,更多的光线进入人的眼睛中,所以黑板上出现的光斑明显比光滑的大理石墙面上的光斑明亮。
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专题01 声 光的折射与反射
1. 如图所示,某市民正站在平面玻璃制的地铁安全门外候车。地铁到站后,安全门向两侧打开,该市民在左右两侧安全门中的情况分析正确的是( )
A.都成完整的像,且两个像的位置与原来像的位置重合
B.都成完整的像,且两个像在不同位置,两个像的距离等于两侧安全门之间的间距
C.在两侧安全门中成的像越来越小,直至不成像
D.各成半个像,合起来成一个完整的像
2. 如图乙所示,是小安同学自制的潜望镜,用它正对如图甲所示的光源“F”,则观察到的像是图中的( )
A. B. C. D.
3. 如图所示,小科用玻璃板探究“平面镜成像时像与物的关系”,其中A、B蜡烛完全相同,玻璃板固定在50cm刻度线处。
(1)本实验中,选择玻璃板替代平面镜的原因是 。
(2)小科进行下面一些实验,说法正确的是 。
A.用照相机在蜡烛A处能拍摄到蜡烛A通过玻璃板所成的像
B.厚8mm玻璃板做实验,观察到有两个像,且两个像大小相等,亮度相同
C.厚8mm玻璃板所成的两个像,先让B蜡烛与一个像重合,再移动B与第二个像重合,B蜡烛移动距离为16mm
(3)实验中,若将玻璃板按图示方向向左平移,像的位置如何变化? 。
4. 小敏在做探究“平面镜成像规律”的实验时,进行如下操作:
(1)如图甲所示,将一张白纸平铺在水平桌面上,先将一块薄玻璃板竖立在纸上,用笔顺着玻璃板下沿画一条直线,目的是为了确定 的位置。
(2)如图乙所示,把蜡烛1点燃竖立在玻璃板前,再拿一支没有点燃的相同的蜡烛2,将蜡烛2竖立在玻璃板后并来回移动,直至蜡烛2与蜡烛1的像完全重合,得到像和物大小相等。以上运用了 的科学方法。
(3)如图丙所示,记录了三次物和像的位置,用直线连接A与B,C与D,E与F。分析图线后可得出像与物的连线与镜面垂直,还可得出的结论是 。
(4)小敏将蜡烛换成F发光体继续实验是为了直观的证明平面镜所成的像与物相对平面镜具有 。
5. 在一个月光皎洁的夜晚,小科同学站在湖边看到了水里的月亮P,后来他又潜入水中往水面上方观察,又看到了月亮Q。设水中无杂质,周围无光源,水面平静,下面的说法正确的是( )
A.看到P属于光的折射现象,P的位置与同学的位置有关
B.看到P属于光的反射现象,P的位置与同学的位置无关
C.看到Q属于光的折射现象,Q的位置与同学的位置无关
D.看到Q属于光的反射现象,Q的位置与同学的位置有关
6. 小明利用如图所示的装置,探究平面镜成像的特点。其中A为玻璃板前点燃的蜡烛,B为玻璃板后未点燃的蜡烛。下列有关说法正确的是( )
A.将蜡烛A远离玻璃板,它所成的像变小
B.使用相同的蜡烛A、B,目的是比较像与物的大小
C.若将玻璃板竖直提起,蜡烛像的位置向上移动
D.将光屏放到蜡烛B的位置,能在光屏上得到清晰的像
7. 如图是神奇的魔术——浇不灭的蜡烛实验(如图甲):实验时准备两支蜡烛,点燃平面镜前的蜡烛,平面镜后面未点燃的蜡烛放在烧杯内。向烧杯内慢慢加水,透过平面镜看到蜡烛火焰并没有被水浇灭(如图乙)。下列做法会导致魔术不成功是( )
A.选择较薄的玻璃板
B.两蜡烛到平面镜的距离放置相等
C.选择大小相等的两支蜡烛
D.玻璃板倾斜放置在桌面上
8. 如图所示,H为一块厚厚的玻璃,左侧为明亮的室内,右侧为漆黑的室外。现室内有人将一只手靠近H,发现室外呈现这只手的“重影”(A、B两个像)。下列说法正确的是( )
A.A是光在玻璃左表面上反射一次而成;B是光在玻璃右表面上折射一次而成
B.A是光在玻璃右表面上反射一次而成;B是光在玻璃左表面上反射一次而成
C.A是光在玻璃左表面上反射一次而成;B是光在空气与玻璃的左界面发生折射和光在玻璃的右表面发生反射共同引起
D.A是光在空气与玻璃的左界面发生折射和光在玻璃的右表面发生反射共同引起;B是光在玻璃左表面上反射一次而成
9. 如图1所示的是手机工具箱中的一款工具,可用来呈现声音的 。如图2甲、乙、丙、丁所示是几种声音输入到示波器上显示的波形,则甲、乙两种声音的 不同,甲、丙两种声音的 不同(以上三空选填“响度”、“音调”或“音色”)。
10. 如图(a)所示,将甲音叉振动时发出的声音输入手机中的噪声检测软件和示波器,某一瞬间手机软件显示音叉发出的声音的响度为40分贝,同时在示波器上观察到如图(b)所示的波形;若将乙音叉放在甲音叉原来的位置使其振动发声,手机(位置也不变)软件显示音叉发出的声音的响度为60分贝。以下理解正确的是( )
A.手机软件显示60分贝是指声音振动的快慢
B.波形中的“幅值”变小说明声音的频率减小
C.波形中的“幅值”与声音的音色有关
D.波形中的“幅值”变小说明声音的响度减小
11. 为研究声音的特性,小明将一个纸片小人放置于收音机喇叭上方(如图所示),再将其放置于密闭玻璃罩内。
转动收音机音量旋钮使得声音更响。该过程中小人跳动的变化情况是( )
A.更快 B.更慢 C.更高 D.更矮
12. 以下与声现象有关的几个实验中,能说明声音产生原因的是( )
实验:①放在钟罩内的闹钟正在响铃,在抽取钟罩内的空气的过程中,铃声逐渐减小;
②将正在发声的音叉轻轻插入水里,看到水花飞溅;
③吹笛子时,手指按住不同的孔会发出不同的声音;
④在吊着的大钟上固定一支细小的笔,把钟敲响后,用纸在笔尖上迅速拖过,可以在纸上画出一条来回弯曲的细线。
A.①② B.②④ C.③④ D.①③
13. 每年的3月3日是全国爱耳日,今年的主题是“科技助听,共享美好生活”。根据如图中耳的结构图,听觉的形成与①声波②听神经③耳蜗内的听觉感受器④鼓膜⑤听小骨⑥大脑皮层听觉中枢有关。下列能正确表示听觉形成的是( )
A.①→④→⑤→②→③→⑥ B.①→③→④→⑤→②→⑥
C.①→④→⑤→③→②→⑥ D.①→②→④→⑤→③→⑥
14. 如图所示,国家游泳中心“水立方”体现了“科技奥运、人文奥运、绿色奥运”理念,建造时大量使用了一种轻型膜材料,该材料具有强度特别大、密度小的特性。“水立方”的外层是只有2.4mm厚的膜结构气枕,像一层皮肤一样包住了整个建筑,是目前世界上唯一一个完全用膜结构进行全封闭的大型公共建筑。
回答下列问题:
(1)“水立方”外侧应用了LED照明技术,晚间可发出红、蓝、 三种色光,按比例搭配可实现各种变色,达到“变幻莫测、流光溢彩”的效果。
(2)“水立方”的膜结构气枕上布满了肉眼看不见的镀点,这些镀点布成的点阵,能把部分光线挡在场馆之外,这是因为光射到镀点上时,一部分光发生了 现象。
(3)在“水立方”的屋面上设计临时悬挂的隔噪网,可以减弱降雨时雨滴声造成的噪音,这是在 处防止噪声的产生。
(4)在“水立方”的泳池中,泳池看上去很浅,这是由于光发生了 现象的缘故;在平静的泳池内,可以清晰地看到观众席上的倒影,这是由于光发生了 现象的缘故。
15. 楼梯拐角的墙上装了一块镜子(如图所示)。请画出:灯S发出的光经过镜子反射到A点的径迹。
16. 如图所示,水平地面MN上有一光源S.在光源右侧放置一个不透明的物体A.地面上方有一与地面平行的平面镜PQ,试标出物体A右侧地面被光源S照亮的范围O1O2,并画出光路图。
17. 小江在探究“光在不同介质之间的折射规律”时,用到的器材及实验装置如图甲所示。他先探究了光由空气进入玻璃的情形,并将得到的实验数据记录在表中:
入射角i
0°
15°
30°
45°
60°
75°
90°
折射角r
0°
9.8°
19.7°
28.3°
35.3°
40.6°
41.8°
(1)调整玻璃砖与激光笔的位置,使光线由玻璃进入空气。当入射角为30°时,根据光路可逆的特点,分析可知此时折射角y的大小大致在 。
A.30°与45°之间
B.45°与60°之间
C.60°与75°之间
(2)小江实验时发现,当光从玻璃射向空气,且入射角增大到41.8°时,折射光线消失,只存在入射光线与反射光线,这种现象叫做光的全反射,发生这种现象时的入射角叫做这种物质的临界角。当入射角大于等于临界角时,光线只发生反射,不发生折射。现有一个三棱镜由上述玻璃制成,一束光垂直于三棱镜的一个面射入,如图乙所示,则这束光经过三棱镜后的光路图,其中正确的是 (选填“A”、“B”、“C”、“D”)。
18. “探究光的反射规律”装置如图所示,白纸板放在水平桌面上,再将一块平面镜竖直放在纸板上,在纸板上安装一支可自由移动的激光笔,使其发出的光紧贴纸板入射。
(1)小科按如图所示方式开始实验,纸板上显示出了两条光束,他把这两条光束的传播路径用铅笔画在纸板上以便研究。小科多次改变入射角,继续画出光的传播径迹,最后纸板上留下了很多条径迹。
①当激光笔如图示位置照射时,入射角大小为 。
②小科多次改变入射角进行实验的目的是 。
(2)小科认为不用量角器测量入射角和反射角的度数,也能得出“反射角等于入射角”这一结论,他的具体操作是 。
19. 小明用茶色玻璃板和两个相同的棋子做探究像与物到平面镜距离关系的实验。
(1)小明选择用茶色玻璃而不是无色透明玻璃的原因是 。
(2)将玻璃板 立在水平桌面上,在白纸上沿玻璃板前后两表面画线MM′和NN′。
(3)在玻璃板前放棋子A,将棋子B放到玻璃板后,使它与像重合。这个操作的目的是 。
(4)在白纸上沿棋子A和B的边缘画图,测量A的右端到MM′的距离lA=4.30cm;测量B的左端到NN′的距离。改变A的位置,将数据记录在表中。
次数
1
2
3
4
5
lA/cm
4.30
5.70
6.80
8.80
9.90
lB/cm
4.00
5.40
6.50
8.50
9.60
比较lB和lA,发现lB总是小于lA,为准确获得实验结论,请你对小明实验中的错误操作进行纠正,答: 。
20. 小东站在试衣镜前,离镜子近时感觉看到自己在镜内的像就大些,离镜子远时感觉看到自己在镜内的像就小些。基于上述生活经验,小东同学借助家中常见生活物品来探究平面镜成像大小的特点。
【建立假设】(1)平面镜成像时, 。
【器材选择】厨房与客厅之间的玻璃门、拖鞋若干等。
【方案设计】
①将左拖鞋放在客厅的某一位置(如图甲);
②将另一只拖鞋移至厨房,将其放到合适的位置;
③观察移至厨房的鞋与左拖鞋所成的像是否完全重合;
④多次改变左拖鞋到玻璃门的距离,重复上述实验。
【交流讨论】
(2)器材选择时,小科应选择 (填“方案1”或“方案2”)两只拖鞋做实验。
(3)实验过程中,若像与左拖鞋不能完全重合,可能的原因有 。
A.厨房地面比客厅高
B.平面镜成的是虚像
C.玻璃门与地面不垂直
D.玻璃门下端有金属框影响,不能完整成像
(4)若出现成像较暗,不易辨识的现象,你可以提供的解决方案是 。
21. 为响应国家节能减排的号召,现向广大同学征集——为学校设计《地下球馆补充采光项目图纸》。地下球馆的篮球场是最热门的区域,为保证篮球场有充足的光照,小海使用平面镜改变光路,如图甲所示。
小滨提出小海的方案中光线直接进入人眼会造成眩晕,并给出方案乙:先使用平面镜改变光路后,让光线斜射到球场顶端,再经过漫反射后再照射到篮球场,光路如图乙所示。
(1)【项目设计】为保证篮球场有充足的光照,同学们设计了图甲的方案,该方案主要依据反射定律,使用平面镜改变光路。对反射定律的研究,老师给出了如图丙所示的装置,该装置将纸板倾斜放置,让光线贴着纸板A沿EO方向射向镜面, (选填“能”或“不能”)在纸板B上看到反射光纤。此时反射光线与入射光线 (选填“在”或“不在”)同一平面内。
(2)【设计改进】在后续讨论中,兴趣小组同学发现图甲方案中镜面反射光线直接进入人眼会造成眩晕。因此对图甲方案进行了改进:先使用平面镜改变光路后,让光线斜射到球场顶端,再经过漫反射后照射到篮球场,如图乙所示。图乙中漫反射区域的墙面有何要求。 。(写出两点)
(3)【设计优化】为了使设计更加完善,现向同学们征集改进方法。请描述待改进细则,并给出相应的改进方法。
《地下球馆补充采光项目改进方案征集表》
待改进细则
改进方法
环境光线较弱时,室内补光不足。
增加平面镜
雨水可能通过采光井进入地下球场。
在井口安装透光玻璃
(4)【迭代更新】使用专门的光导纤维,将太阳光引导到地下室。这些光导纤维可以是玻璃或塑料材料制成,具有高度透明性,以确保光线有效地传输到地下球馆。
22. 汽车是我们主要的交通工具,安全性是汽车行驶中十分重要的话题。
(1)如图甲,“平视显示系统”可将一些行车信息直接通过前挡风玻璃成像在视野前方(如图乙),高速行驶时司机不必低头看仪表,提升了行车的安全性。为了使挡风玻璃上的像更清晰,可在挡风玻璃内侧贴一层膜。请根据平面镜成像原理来推测该膜的作用是 。
(2)车内适宜的光照度对行车安全也很重要。为了得到适宜的车内光照度车窗采用“智能玻璃”,该玻璃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),实现车内光照度为一个适宜的定值。经测算车外光照度和玻璃透明度的关系如图丙。据图丙可知车内适宜的光照度值为 Lx。
(3)不同的天气,汽车的限速不同(如图丁)。货运车辆在雨天通过一段20千米的高速公路,至少需要多少小时?(请写出计算过程)
23. 如图所示,在房间的A墙上水平排列着两个字母“FB”,小明站在房间里通过B墙上的平面镜看字母。
(1)小明可以看到平面镜中字母的像是 (填序号)。
① ②
(2)若A墙与B墙相距4米,则字母的像与字母的距离为 米。
(3)小明朝镜中像以0.5米/秒靠近,2秒后,小明与像之间距离缩短 米。
24. 科学课上,小连在泡沫板上画了一条鱼,并将泡沫板固定在装有水的透明鱼缸壁上。他用一根直铁丝戳向“鱼”的眼睛,直铁丝的上端A点到水面的距离为20厘米,小连将“鱼”提出鱼缸后,却发现铁丝落在“鱼”眼上方,如图甲所示,请回答下列问题:
(1)直铁丝的上端A点在水中所成的像与水面的距离为 米;
(2)小连用直铁丝戳向“鱼”眼时,在水面上方看到“鱼”眼的折射光线OM如图乙,画出OM的入射光线.
(3)小连用激光笔代替直铁丝,要使激光射到“鱼”眼,他应将激光对着 照射(填“鱼眼”“鱼眼上方”或“鱼眼下方”)。
25. 汽车追尾是高速公路上常发生的交通事故,其重要原因是遇到意外情况时不能立即停车。研究发现,司机从看到情况到踩刹车需要一段时间,这段时间叫反应时间;在反应时间内汽车要保持原速前进一段距离,这段距离叫反应距离;从踩刹车到车停止,汽车还要前进一段距离,这段距离叫制动距离。如图所示。
下表是一个机警的司机驾驶一辆保养得很好的汽车,在干燥的水平公路上以不同的速度行驶时,测得的反应距离和制动距离。
原行驶速度v/(米/秒)
反应距离s1/米
制动距离s2/米
15
9
15
20
12.6
20
30
18
64
(1)根据上表数据,可算出该司机的反应时间大约是 秒。
(2)分析上表中的数据你可以得出制动距离和行驶速度的关系是 。
(3)一起发生在限速50km/h路段的交通事故中。交警测得肇事车后留下的刹车痕迹(制动距离)长为18米。请你根据表格数据判断司机是否超速? 。(注:该车的制动性能与上表数据一致)
(4)若司机以20m/s速度匀速行驶,请在图中画出从司机看到情况开始计时到汽车停止的这段时间内,汽车行驶的速度﹣时间(v﹣t)图像。(不需准确描点,只需画出一条大致变化曲线)
(5)很多车主为了美观喜欢在汽车中控台摆放饰品,但车内景物会通过挡风玻璃成像,从而干扰司机的视线影响驾驶。请作图表示出玩偶AB通过挡风玻璃所成的像A’B’。
26. 如图所示,一束光在平面镜上发生反射,反射光恰好照在光屏的A处,若要让反射光照在光屏的B处,则下列方法中可行的是( )
①只将光屏向左移动一段距离
②只将平面镜绕入射点O顺时针转过一定角度(<90°)
③只将平面镜向左移动一段距离
④只将入射光线绕入射点O顺时针转过一定角度(<90°)
A.只有①④ B.只有②③ C.只有①② D.只有③④
27. 把一个高0.8m的平面镜竖直放置,一个身高1.6m的人以2m/s的速度沿垂直于平面镜的方向走近,那么他在镜中的像( )
A.高度为1.6m,以2m/s的速度靠近平面镜
B.高度变大,以2m/s的速度远离平面镜
C.高度为0.8m,以2m/s的速度靠近平面镜
D.高度变大,以4m/s的速度远离平面镜
28. 如图所示,水池的宽度为L,在水池右侧距离池底高度H处有一激光束,水池内无水时恰好在水池的左下角产生一个光斑。已知L=H,现向水池内注水,水面匀速上升,则光斑( )
A.匀速向右移动,且移动速度小于水面上升的速度
B.匀速向右移动,且移动速度大于水面上升的速度
C.减速向右移动,但速度始终大于水面上升的速度
D.加速向右移动,但速度始终小于水面上升的速度
29. 要使光线发生如图所示的偏折,请在方框内画出可能的光学元件,并画出光路图。
30. 防溺水六不准中“不要到不熟悉的河边、池塘等地方下水游泳”,清澈的水看似很浅,实则很深,不明水情擅自下水容易发生溺水事故。在学习了物理之后,我们可以从物理的角度认识其中的原理,请在图中画出人眼看到池底A的大致光路图(A′是人眼看到的池底A的像)。
31. 小红所在的科学兴趣小组对“平面镜成像特点”进行了实验验证。
(1)在实验时拉上窗帘,并将一张方格纸平铺在实验桌上,如图甲所示。用半透明的玻璃板代替平面镜,是利用玻璃半透明的特点;为了减小测量误差,应该选择 (选填“薄”或“厚”)玻璃板进行实验。
(2)在玻璃板前离玻璃板4格处放一支点燃的蜡烛A,可以看到垂直放置的玻璃板后面出现蜡烛的像,小红
拿另一支大小相同的未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动,最终在玻璃板后4格位置跟蜡烛A的像完全重合,由此次实验操作可以直接验证的内容有: 。(选填以下序号)
①平面镜中所成的像是虚像
②像的大小与物体大小相等
③像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等
④像与物的对应点的连线与镜面垂直
(3)改变蜡烛A的位置进行多次实验。那么“多次改变蜡烛A的位置”进行实验的目的是: 。
(4)移去蜡烛B,并在其所在位置上放一光屏,则光屏 (选填“能”或“不能”)承接到蜡烛A的像。
(5)有同学提出:若蜡烛A不动,将玻璃板向右平移一段距离,使蜡烛A不在玻璃板的正前方(如图乙),还能完成(2)中验证的实验任务吗?像的位置会随着移动吗?以下有大家的几种看法,其中正确的是
A.不能完成实验任务,用蜡烛B无法找到像的位置
B.能完成实验任务,可以在原先蜡烛B的右侧找到像的位置
C.能完成实验任务,像的位置不会变
32. 潜望镜是指从海面下伸出海面或从低洼坑道伸出地面,用以窥探海面或地面上活动的装置。其原理如图甲所示,借助两块平行的平面镜实现光线的偏折,潜望镜常用于潜水艇、坑道和坦克内,以观察敌情。如图乙所示,为一潜望镜壳体的侧视图。MN为光线的入口。在上方AB处已放置一块与纸面垂直的平面镜,它和与纸面垂直的竖直面之间的夹角为45°。眼睛在观察孔S处观察,在CD(与竖直面的夹角也是45°)处放置一块平面镜,今要使观察到的视场不受CD处的平面镜的限制,则平面镜CD至少要多大的长度才行?要求直接在图上用作图法画出即可(保留画图所用的辅助线)。
33. 安全出行,珍爱生命,远离大卡车!大卡车受车体限制,会出现视角盲区。如图所示,这是一辆大卡车的俯视图,D点为司机眼睛的位置,司机通过左侧的平面后视镜AB能看到车尾后部C点。请作出司机眼睛D看到车尾C点的光路图。(保留作图痕迹)
34. 如图所示,当一位同学用激光笔以同样的角度对着黑板和大理石照射时,发现黑板上出现的光斑明显比光滑的大理石墙面上的光斑明亮。请根据所学知识对此现象进行合理地解释和分析。
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