第四章 透镜及其应用(综合题30道)-【刷好题】2025-2026学年八年级物理上册热点题型专练(2024北师大版北京)
2025-10-31
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2份
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理北师大版(北京)八年级全一册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第四章 透镜及其应用 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 北京市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 15.51 MB |
| 发布时间 | 2025-10-31 |
| 更新时间 | 2025-11-03 |
| 作者 | 安信教研 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-10-31 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54653114.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第四章 透镜及其应用(综合题30道)
1.如图是小猫和小聪能够通过平面镜互相看到对方,是因为 ,请在图中用光学作图法画出平面镜,并且画出箭头表示小猫看到小聪的光路 。
【答案】 在光的反射现象中,光路是可逆的
【详解】[1]小聪和小猫互相能看到对方,说明在光的反射中,光路是可逆的。
[2]根据光的反射定律,首先作入射光线与反射光线的角平分线即法线。然后作法线的垂线即镜面的位置。因为小猫看到小聪的光路,所以光线从小聪的方向射出,如图所示。
2.某同学用透明的有机玻璃制作了一个封闭的箱子,在里面装了一部分水。之后,他用激光笔发出一束光,由箱子上部的空气斜射入水中,探究光的折射规律。实验情况如图所示。
(1)实验中,很难观察到空气或水中的光束,请你想出一种办法,能够让光束在空气或水中清晰地显现出来: ;
(2)请在图中标出折射角∠1 。
【答案】 见解析
【详解】(1)[1]由于光线在无色的水中是看不到的,可滴入几滴牛奶、在空气中利用蚊香喷入烟雾,即可看到入射光线和反射光线。
(2)[2]过入射点作法线,折射光线与法线的夹角为折射角,如图所示:
3.有一束光沿与平面镜成40°角入射,则反射角的大小是 。如图所示,图中MN为平面镜,OB为入射光线AO的反射光线。请在图中画出光线AO并标出入射角的度数。
【答案】 50°
【详解】[1]入射光线与镜面的夹角为40°,则入射角为
根据光的反射规律可知,反射角等于入射角,所以反射角是50°。
[2]先过入射点O作出法线;因为反射光线与镜面的夹角是60°,所以反射角为
由反射定律知,反射角与入射角相等,由此作出入射光线AO并标出入射角的度数30°,如图所示
4.(1)如图所示,早上的阳光与水平面成30°角射在平面镜上,请画出这条光线的反射光线,并标出入射角的度数 ;
(2)随着时间的推移,从早晨到中午,反射角将 (选填“增大”、“不变”或“减小”),中午时分,如果光线垂直射在平面镜上,入射角度的大小为 。
【答案】 减小 0
【详解】(1)[1]入射角为入射光线与法线的夹角,为
过入射点作法线,根据反射角等于入射角画出反射光线,如图所示:
(2)[2]随着时间的推移,从早晨到中午,入射角减小,反射角等于入射角,则反射角将减小。
[3]中午时分,如果光线垂直射在平面镜上,入射光线与法线重合,入射角度的大小为0°。
5.如图所示透镜的主光轴与水平面平行,发光点S发出的一条光线,经透镜折射和平面镜反射后,其反射光通过a点竖直向下射出。请完成:
(1)平面镜反射后形成的反射角是 度;
(2)请完成光路图(画出从发光点S发出的光线,经过凸近镜后的折射光线,再经过平面镜反射的光线,并在凸透镜左侧标注焦点F的位置)。( )
【答案】 45
【详解】(1)[1]首先根据题意竖直向下过a点画一条带箭头的线段,让该线段与平面镜相交,交点就是入射点,过该点垂直平面镜作一条法线;由图可知,平面镜与水平方向的夹角为45度,由几何知识得平面镜反射后形成的反射角是45度。
(2)[2]根据光的反射规律,画出平面镜上的入射光线,得到一条平行于主光轴的光线,延长该光线与凸透镜相交,再连接该交点与S点,得到一条斜射向凸透镜的入射光线,根据通过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴,可知该光线与主光轴的交点,即为凸透镜左侧的焦点F,如下图所示:
6.如图甲,起初茶碗看起来是空的,但当你慢慢往茶碗中倒水时(如图乙),就会发现碗中原来还藏着一枚硬币。
(1)起初我们不能看到碗中的硬币,是因为光沿 传播时被碗挡住了;
(2)如图丙,向碗中加水至图示位置,请画出人眼刚好看到硬币上P点的光路图。
【答案】(1)直线
(2)
【详解】(1)光在同种、均匀、透明的介质中沿直线传播,起初我们不能看到碗中的硬币,是因为光沿直线传播时被碗挡住了。
(2)进入眼睛的光线为折射光线,折射光线与水面的交点为入射点,连接P点与入射点可得入射光线,如图所示:
7.(1)如图所示,物体的长度是 ,如果夏天使用皮卷尺测量羽毛球场的长度时拉得过紧,则测量结果 (填“偏大”、“偏小”或者“不变”)。如图所示,所测时间是 s,温度计的示数是 ℃。
(2)如图是“探究光的反射定律”的实验装置,平面镜M放在水平面上,E、F是两块粘接起来的硬纸板,而且纸板F可绕ON转动。
(a)实验时,将纸板垂直放在平面镜上,将一束光AO贴纸板E射向平面镜M,纸板F上会显示出反射光束OB,光在纸板上发生了 (选填“镜面”或“漫”)反射。接着将纸板F绕ON向后翻转,则纸板F上 (选填“能”或“不能”)显示出反射光束。说明反射光线、入射光线与法线在同一平面内;
(b)为了探究反射角与入射角的大小关系,应该进行的操作是 (填字母)。
A.改变纸板与平面镜之间的夹角,多次实验 B.改变入射角的大小,多次实验
【答案】(1) 2.80 偏小 37.5 -12
(2) 漫 不能 B
【详解】(1)[1]刻度尺读数时,要估读到分度值的下一位,图中刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是1mm,即此刻度尺的分度值为1mm,物体的左侧与6.00cm对齐,右侧与8.80cm对齐,故物体的长度为
[2]用被拉紧了的皮卷尺测量羽毛球场的长度时,皮卷尺的分度值变大,因此其读数比真实值偏小。
[3]秒表的小圈代表分钟,1min分成两个小格,大圈代表秒,转一圈是30s,1min需要转两圈,由图可知,分针指在第1分钟内的第二小格,故不足1min,且秒针转的是第二圈,为37.5s,故秒表的读数为37.5s。
[4]由图可知,温度计的分度值为1℃,越往上数值越小,故此时为零下,故温度计的读数为-12℃。
(2)[1]在各个方向都可以看到纸板F上的反射光线,说明射向纸板的光被反射到了四面八方,故发生的是漫反射。
[2]将纸板F绕ON向后翻转,则纸板F与反射光线不在同一个平面内,故纸板上不能显示出反射光束,说明反射光线、入射光线与法线在同一平面内。
[3]为了探究反射角与入射角的大小关系,应多次改变入射角的大小,观察反射角与入射角的大小关系,得出普遍规律,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
8.小宇学完了八年级物理上册的知识后,他和项目式学习小组的同学们对最近家里新买的一辆国产小轿车产生了浓厚的兴趣。冬天周末的一天,爸爸开车带领小宇和项目式学习小组的同学们进行了关于汽车功能的研究性学习。请你帮助小宇和项目式学习小组的同学们完成研究性学习报告。
【研究目标】了解某品牌国产小轿车的相关知识;
【研究方法】汽车使用说明书,上网查阅信息;
【研究内容】
(1)爸爸用汽车遥控钥匙离车很远的距离就打开了车门锁。同学们通过手机网上查阅,知道了遥控钥匙的工作原理是通过发射红外线来控制的。按下钥匙开锁键,红外线发出,被车载接收装置接收识别。红外线是 光(选填“可见”或“不可见”);
(2)汽车启动后,爸爸不小心碰到了方向盘旁边的一个手柄,导致玻璃水喷到前挡风玻璃的外侧,雨刮器自动工作,刮去了玻璃水。同学们想,这么冷的天,玻璃水为什么不会凝固呢?应该是这款玻璃水的凝固点比普通水的凝固点 (选填“高”或“低”)的缘故;
(3)爸爸刚把车开出不久,车窗上出现了“哈气”,雨刮器 (选填“能”或“不能”)将“哈气”快速刮去;
(4)为了快速除去车玻璃上的“哈气”,可以向前挡风玻璃上吹热风,使“哈气”快速发生 而消失;也可以开车窗降低车内温度,防止车内水蒸气进一步在挡风玻璃上发生 ;
(5)说明书上提到了“驾驶员疲劳提示”的功能,同学们经过仔细阅读说明书得知,在高速公路上行驶时,汽车会智能地分析出司机的疲劳程度。如果发现司机打瞌睡,车内会立即响起警报声警示司机。这说明声音能传递 。
【答案】(1)不可见
(2)低
(3)不能
(4) 汽化 液化
(5)信息
【详解】(1)红外线是红光以外的看不见的光,所以红外线是不可见光。
(2)玻璃水的凝固点比普通水的凝固点低,所以要在更低的温度下才会凝固,而此时的温度高于玻璃水的凝固点,所以玻璃水没有凝固。
(3)车窗上出现的“哈气”的形成原理是车内温度高的水蒸气遇到冷的玻璃,在其表面遇冷液化成小水滴,即“哈气”在车窗内侧,所以车窗外的雨刮器不能将其刮去。
(4)[1]向前挡风玻璃上吹热风,“哈气”吸收热量,温度升高而汽化,车玻璃上的“哈气”被去除。
[2]开车窗降低车内温度,车内空气与车窗间的温度差变小,也可以防止车内水蒸气进一步在挡风玻璃上发生液化形成“哈气”。
(5)发现司机打瞌睡,车内会立即响起警报声警示司机。这说明声音能传递信息,提醒司机注意安全,不要疲劳驾驶。
9.随着科学技术的发展,汽车也越来越智能化。如图1所示,汽车抬头显示系统(HeadUpDisplay), 简称HUD。HUD利用平面镜成像原理, 如图2所示, 将显示器上的 重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方,驾驶员透过挡风玻璃往前方看的时候,能够在看到车外的景象的同时,不必低头就可以看到车辆行驶信息,从而避免分散对前方道路的注意力,确保驾驶舒适安全。
(1)某驾驶员发现挡风玻璃所成的像过高,不便于观察,这时就需要将显示器沿水平方向 (选填“远离”或“靠近”) 挡风玻璃;
(2)HUD有一个技术难题,即挡风玻璃所成的像易产生重影,影响使用效果。重影产生的原因是挡风玻璃有一定的 ;
(3)汽车前灯的反光装置相当于 (选填“平面镜”“凹面镜”或“凸面镜”),当汽车的远光灯位于该镜焦点位置时,射出的光接近于平行光。
【答案】(1)靠近
(2)厚度
(3)凹面镜
【详解】(1)若驾驶员发现挡风玻璃所成的像过高,不便于观察,应使成像向下运动,根据像和物体关于镜面对称可知,物体应靠近挡风玻璃。
(2)重影产生的原因是挡风玻璃有一定的厚度,两个面都会反射成像。
(3)汽车前灯的反光装置相当于凹面镜,凹面镜可以将平行光会聚到焦点,由光路的可逆性可知,当汽车的远光灯位于该镜焦点位置时,射出的光接近于平行光。
10.小明同学在成长笔记中记录了如下错题,请你帮助他找出错误、分析错因并写出正确解答过程。
错题记录
错题改正
请你作图画出人眼看到地面上课本的光路图。
答案
错误之处:
错因分析:
正确解答:
【答案】 见解析 见解析 见解析
【详解】[1][2][3]课本反射太阳光进入人的眼睛中,人眼看到地面上课本,解析中错误之处是反射光线和入射光线的方向画反了,不清楚是课本反射太阳光进入人眼,引起视觉才看清了课本,应该将两条光线的方向修改一下,如图所示:
11.物理在实际生活和生产中有广泛的应用,也可以用于解释很多现象。
(1)艺术中乐器。吉他上有粗细长短不同的弦,在演奏时主要获得 不同的声音。使用电子琴模拟吉他的声音,主要模拟吉他声音的 ;(以上两空填声音的特性)
(2)环保监测。噪声污染是当今社会的四大污染之一,噪声监测是环保部门监测项目之一。街头的噪声检测仪是用于监测噪声的 (填声音的特性),若一辆大货车驶向检测仪,其数值会 (变大/变小/不变);
(3)医疗中冷冻除疣。用棉签蘸液氮直接接触患处,液氮迅速 ,使患处皮肤组织的水迅速 成固态而祛除;(以上两空填物态变化名称)
(4)健康生活。电焊工人戴的面罩除了防止火星溅到人脸,还可以防止 对眼睛的伤害;牙医借助小镜子可以看到牙齿背面,这是利用了光的 。
【答案】(1) 音调 音色
(2) 响度 变大
(3) 汽化 凝固
(4) 紫外线 反射
【详解】(1)[1]吉他上有粗细长短不同的弦,在演奏时通过按压不同的弦改变振动的频率,获得音调不同的声音。
[2]乐器的材料和结构不同,发出声音的音色不同。使用电子琴模拟吉他的声音,主要模拟吉他声音的音色。
(2)[1]噪声检测仪是一种用于监测噪声的设备,主要是监测噪声的响度。
[2]一辆大货车驶向检测仪,发出声音的响度比较大,检测仪上的数值会变大。
(3)[1][2]医疗中冷冻除疣是用棉签蘸液氮直接接触患处,液氮迅速汽化变成气态,吸收大量的热量,温度降低,使患处皮肤组织的水迅速凝固成固态而祛除。
(4)[1]电焊工人工作时伴有紫外线,戴面罩除了防止火星溅到人脸,还可以防止紫外线对眼睛的伤害。
[2]牙医借助小镜子可以看到牙齿背面,其原理是利用光的反射,使医生能看到无法直接看到的地方。
12.如图所示,是沂河岸边火红的枫树与其在水中的倒影交相呼应的美景,而水中的鱼犹如在画中游来游去。微风吹过,一片枫叶从离水面高的枝头缓缓下落,经落到水面上。请回答:
(1)枫叶呈现红色是因为它 红光。
(2)我们看见枫叶在水中的倒影是由于光的 (选填“直线传播”、“反射”或“折射”)形成的 (选填“实”或“虚”)像,在枫叶下落过程中,它在水中倒影的大小 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(3)枫叶下落的整个过程中,以水面为参照物,枫叶是 (选填“运动”或“静止”)的,其水中倒影相对于水面运动的平均速度大小为 。
(4)我们看见水中的鱼是光的 (选填“直线传播”、“反射”或“折射”)形成的 (选填“实”或“虚”)像。
【答案】(1)反射
(2) 反射 虚 不变
(3) 运动 0.75
(4) 折射 虚
【详解】(1)不透明物体的颜色是由反射光的颜色来决定的,枫叶呈现红色是因为它反射红光,吸收其它色光。
(2)[1][2]湖中的倒影属于平面镜的成像,平面镜成的像是虚像,其原理是光的反射。
[3]平面镜成像时,像和物的大小不变,所以在枫叶下落过程中,它在水中倒影的大小不变。
(3)[1]枫叶下落的整个过程中,水面相当于枫叶的位置发生改变,所以以水面为参照物,枫叶是运动的。
[2]一片枫叶从离水面高的枝头缓缓下落,经落到水面上,所以该枫叶的平均速度为
由于物体的虚像相对于平面镜移动的速度与物体移动的速度相等,所以其水中倒影相对于水面运动的平均速度大小也是0.75m/s。
(4)[1][2]光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生偏折,所以我们看见水中的鱼是由于鱼反射的光线从水中斜射入空气中时,在水面处发生折射形成的,由于这个像并不是实际光线会聚而成的,所以是虚像。
13.阅读短文,回答问题:
激光是20世纪的重大发明,被称为“最快的刀”、“最准的尺”和“最奇异的光”激光单色性好,是一种颜色单纯的光,激光器发出的光通过三棱镜后不会被分解成不同颜色光。激光具有很强的能量,能在直径几百纳米的范围内产生几百万度的高温。在工业上,激光刀可以切割坚硬的材料,对切割部位进行局部照射几秒钟便能切割好。激光刀还是外科医生的好帮手,用它做手术没有丝毫机械撞击,而且又快又精准,大大减轻了病人的痛苦。激光的方向性强,测距精度高,科学家可以利用激光测出月球和地球的距离,宇航员在月球上安放激光反射器,从地球向月球发射一束激光,激光反射器可将激光原路发射回地球,来回所用的时间是2.56s。
(1)激光 是白光。(选填“一定”“一定不”或“可能”)。
(2)激光刀在切割坚硬的物体时,物体所发生的物态变化是 (答一种即可),此过程需要 热量。
(3)月球与地球间的距离是 km。
(4)我们学过的光线是物理学中的一种模型,在建立这个模型时,我们考虑了光的 等主要因素,忽略了光的 等次要因素。
【答案】 一定不 熔化 吸收 3.84×105 传播路径和方向 亮度、颜色
【详解】(1)[1]激光是一种颜色单纯的光,而白光是由各种色光组成的,所以激光一这不是白光。
(2)[2][3]坚硬或柔软的材料被切割时由固态变液态,是熔化过程,此时过程需要吸收热量。
(3)[4]从地球向月球发射一束激光,激光反射器可将激光原路发射回地球,来回所用的时间是2.56s,月球与地球间的距离是
(4)[5][6]光线是物理学中的一种模型,实际不存在,光线是带箭头的直线,考虑了光的传播路径和方向,而忽略了光的亮度、颜色等因素。
14.小王身高1.8米(图中用 AB表示),他想要在家里竖直墙上安装一面穿衣镜。爸爸告诉他,想通过平面镜看自己的全身像,平面镜长度最小只要身高的一半就够了,请你帮助小王完成下列任务:
(1)分别画出A点的光线通过平面镜反射进入眼睛的光路和 B点的光线通过平面镜反射进入眼睛的光路(假设眼睛在 A点)。
(2)推导分析通过平面镜看自己的全身像,平面镜最小的长度值。
【答案】(1);(2)见解析
【详解】解:(1)A点的光线垂直射向平面镜,反射光线沿原路返回进入眼睛,先做出B关于平面镜的对称点B′,即B在平面镜中成的像,连接B′和人的眼睛A,与平面镜交于O,连接BO就是入射光线,OA为反射光线,即为B点的光线通过平面镜反射进入眼睛的光路,如图所示:
(2)如图所示:
平面镜的上端与人的眼睛等高,B点是人的脚,A点是人的眼睛。从脚上反射出来的光线到达镜子的最下端,经过平面镜的反射刚好进入人的眼睛。因为
∠r=∠i(反射定律)OE为公共边
∠AEO=∠BEO=90°
所以
△AEO≌△BEO(角、边、角)
AE=BE=OM=AB=1.8m=0.9m
故小王想通过平面镜看自己的全身像,则平面镜的高度至少为整个身高的一半。
答:(1)见上图;
(2)平面镜最小的高度值为0.9m。
15.小强发现生活中用到很多特殊“反光镜”,这些“反光镜”引起小强浓厚的兴趣,他仔细观察,并思考其中的物理原理。
(1)如图甲所示,小强看到“街头路口的反光镜”,它是 (选填“凸”或“凹”)面镜,这种镜子对光有 (选填“会聚”或“发散”)作用,装在街道拐角处能起到 (选填“扩大”或“缩小”)视野的作用;
(2)暑假在西藏旅游时,小强看到藏民用面积很大的凹面镜制成的太阳灶烧水,如图乙所示,于是他用不锈钢汤勺的内表面当作凹面镜,将平行光正对“凹面镜”照射,依据反射和入射情况绘制出了如图丙所示的光路图,可见凹面镜使光线 (选填“会聚”或“发散”)。使用太阳灶烧水时,水壶应放在图丙中的 (选填“a”“b”或“c”)点;
(3)小强观察发现汽车的挡风玻璃多为倾斜安装,在侧面玻璃上贴膜,以保护隐私。当车迎着日光走时,爸爸时常放下上方的遮光板,如图丁所示:
①汽车前挡风玻璃是倾斜的,目的是使车内物体通过挡风玻璃所成的像位于 (选填“上方”“下方”或“前方”),不妨碍司机视线;
②汽车晚上行驶的时候,为了安全考虑,车内的灯最好是 (选填“打开”或“关闭”);
③贴膜后,车外的人看向车内时,因为车内较暗,而车玻璃反射的光较强,人眼不容易辨别强光下比较暗的物体,所以看不清车内的景物,请你举出一个同样原理的事例;
④遮光板能遮光是利用了什么原理?
【答案】(1) 凸 发散 扩大
(2) 会聚 b
(3) 上方 关闭 晚上在明亮的室内,通过玻璃看不清室外较暗的物体;(合理即可) 因为光在同一种均匀介质中沿直线传播,所以遮光板能阻挡光的传播
【详解】(1)[1][2][3]街头路口的反光镜,从中可以看到更广的地方,说明凸面镜对光具有发散的作用,凸面镜成正立、缩小的虚像,能增大司机的观察范围,减少了交通事故的发生。
(2)[1][2]由图可知,凹面镜对光线有会聚作用,所以在使用太阳灶烧水时,水壶应放在焦点位置,即应放在图乙中的b点。
(3)[1]①汽车前挡风玻璃是倾斜的,目的是使车内物体通过挡风玻璃所成的像位于上方,不妨碍司机视线。
[2]②汽车晚上行驶的时候,为了安全考虑,车内的灯最好是关闭,以免挡风玻璃成像干扰司机看清前面的道路。
[3]③晚上在明亮的室内,通过玻璃看不清室外较暗的物体。
[4]④由光的直线传播规律可知,光在同一种均匀介质中沿直线传播,所以遮光板能阻挡光的传播。
16.如图所示,太阳光与水平地面成40°角,小明用一块平面镜将此时的太阳光垂直射入井底。请你通过作图标出平面镜的位置 。此时反射角的大小为 。
【答案】 65°
【详解】由于反射光线竖直射入井中,过入射点O竖直向下做出反射光线OB;然后作∠AOB的角平分线即为法线;法线与镜面垂直,据此画出平面镜;由图知:反射光线和入射光线的夹角
∠AOB=40°+90°=130°
则反射角等于入射角,所以反射角∠NOB=65°。如图所示:
17.两个平面镜垂直放置如图所示,试证明:以任意角度斜射到某平面镜的光线,经两次反射后,最后的反射光线与最初的入射光线平行。(提示:先作图后证明。)
【答案】见解析
【详解】过入射点作垂直于平面镜的法线,然后根据入射角等于反射角画出反射光线,再过二次反射点作法线,再根据入射角等于反射角画出反射光线的方向,如图所示:
两平面镜垂直,则两条法线也垂直,则
根据光的反射定律中,反射角等于入射角,则有,,所以
所以
同旁内角互补,两直线平行,则最后的反射光线与最初的入射光线平行。
18.“蛟龙号”是我国首台自主研制的作业型深海载人潜水器,设计的最大下潜深度为7000米,对我国开发利用深海资源具有重要意义。
(1)潜水器在深海与海面上的母船是通过水声通讯系统传递信息的,其声波是通过 这种介质传播的,其传播速度 (选填“大于”、“小于”或“等于”)340m/s,这种声音并不能直接被人耳听到,是因为该声波的频率 (选填“大于”、“等于”或“小于”)20000Hz;
(2)潜水器中的工作人员通过均匀、透明的特殊材质制成的观察窗,看到深海五彩斑斓的世界。当光进入观察窗时发生了 (选填“反射”、“折射”或“小孔成像”)现象,光在这种特殊材质中是沿 (选填“直线”或“曲线”)传播的,通过观察窗看到游动的“鱼”其实是鱼的 (选填“实像”或“虚像”);
(3)若声波在某处海域传播的速度为1500m/s,从母船向海底发出一束声波,经过4s后母船接收到回波,则该处海域的深度为 m。
【答案】 海水 大于 大于 折射 直线 虚像 3000
【详解】(1)[1]声音的传播需要介质,声波在海面通过海水将声音传递到水面下,所以是通过海水传播声音的。
[2]声音在液体中的传播速度比空气中的大,声音在空气中传播速度约为340m/s,所以声波在海水中的传播速度大于340m/s。
[3]水声通讯系统是利用超声波传递信息的,人耳听不到,其频率超出了人耳的听觉范围,人耳的听觉的频率范围:20Hz~20000Hz,该声波的频率大于20000Hz。
(2)[4]光从海水进入观察窗时,即从一种介质斜射入另一种介质,传播方向会发生偏折,即发生折射现象。
[5]观察窗是由均匀、透明的特殊材质制成的,光在同种均匀的介质中沿直线传播,所以光在这种特殊材质中沿直线传播。
[6]通过通观察窗看到的鱼是光由海水斜射向观察窗时,发生折射时形成的虚像。
(3)[7]声波从母船传到某海域处的时间
此海域的深度
19.随着人们生活水平的不断提高,各种小汽车已经走进我们的家庭。仔细观察和思考,可以发现小汽车的一些设计和使用过程中的许多现象都与物理知识有关,请你用学过的物理知识解答下面的问题:
(1)汽车的后视镜是一个 ,是因为它能 ,能让司机看到车后更大的范围;
(2)汽车晚上行驶的时候,为了安全专心车内的灯最好是 (选填“打开”或“关闭”);
(3)汽车上的“倒车防撞可视雷达”,通过安装在车尾的摄像头对准车后的障碍物,障碍物经摄像头中的凸透镜成倒立 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。这个像通过电子装置加工,调整并传播到显示屏上,司机据此可以准确地了解车后的情况。如果看到显示屏中的障碍物的像变大,则障碍物离车尾的距离变 ;
(4)汽车头灯一般都安装在车头下部是因为头灯越低,夜间路面上凸起的障碍物在灯光的照射下影子就越 (选填“长”或“短”),这样能更好地让司机发现障碍物;
(5)小轿车前面安装的挡风玻璃是倾斜的,这样做的好处之一是 。
A.倾斜放置的挡风玻璃不易被震碎
B.有利于光的反射,便于观察车外的情况
C.使车内物品的像成在司机的前上方,有利于观察车内情况
D.避免车内物品的像成在司机的正前方,保证行车安全
【答案】 凸面镜 扩大视野 关闭 缩小 近 长 D
【详解】(1)[1][2]凸面镜对光线有发散作用,凸面镜能扩大视野,应用于汽车观后镜,即汽车的后视镜是一个凸面镜。
(2)[3]因为车的前挡风玻璃相当于一个平面镜,夜晚,为了不影响司机开车,车内的灯应关闭,车内较暗,使车内物体不能通过前挡风玻璃成像,这样可以使司机更好地判断路况。
(3)[4]摄像头的工作原理是凸透镜成像,利用物距大于2倍焦距时,成倒立、缩小的实像;所以障碍物经摄像头中的凸透镜成倒立缩小的实像。
[5]根据凸透镜成像规律可知,物距变小时,像距变大,所成的像变大,所以如果看到显示屏中的障碍物的像变大,则障碍物离车尾的距离变近。
(4)[6] 车灯发出的光沿直线传播,沿直线传播的光被不透明的障碍物挡住,在障碍物后面光线照不到的暗区形成影子,灯越低,凸起障碍物的影子就越长,这样能更好的让司机发现障碍物。
(5)[7]小汽车前面的挡风玻璃相当于平面镜,平面镜成像的特点是像与物关于镜面对称,如果竖直安装,像会在正前方,干扰司机观察路况,倾斜安装可以使像成在斜上方,不干扰司机观察路况,故ABC不符合题意,D正确。
故选D。
20.甲图是渔民叉鱼的场景。
(1)水中鱼反射的光在水面处发生 ,折射光线 法线进入渔民眼中,渔民逆着折射光看到的是鱼的 像,在真实鱼的 (选填“上方”或“下方”);
(2)请在乙图中完成渔民看到鱼在水中的像的光路图图中B代表渔民看到的鱼,A代表鱼的实际位置 ;
(3)渔民的衣服被水打湿了,风一吹加快了水分上方 ,使蒸发速度加快,蒸发会 (选填“吸收”或“放出”)人体热量,渔民会感到很冷。
【答案】 折射 远离 虚 上方 空气流速 吸收
【详解】(1)[1][2][3][4]人之所以能看到水中的鱼,是由鱼反射的光线经水面折射后,折射光线会远离法线偏折,然后进入人眼,鱼的像是人眼逆着折射光线看到的,因此看到的是鱼的虚像,在真实鱼的上方。
(2)[5]人之所以能看到水中的鱼,是由鱼反射的光线经水面折射后进入人眼,鱼的像是人眼逆着折射光线看到的,所以直接连接眼睛与B,与水面的交点即为入射点;连接A和入射点即为入射光线,如图所示:
(2)[6][7]当有风吹过时,使人体表面空气流速加快,蒸发加快,会吸收身体的热量,所以风一吹更冷。
21.光传播 (需要/不需要)介质,光在真空中传播的速度是 m/s。
【答案】 不需要 3×108
【详解】[1][2]光的传播不需要介质,且在真空中传播速度最快,速度为。
22.某兴趣小组利用两块平面镜做了一个简易潜望镜,如图甲所示,在通过该潜望镜观察教室内的挂钟,指针位置如图乙所示,则该挂钟的实际时间是 (填写12小时制时间)。完成观察后,聪明的小朱同学将简易潜望镜的观察镜如图丙所示翻转。请在丁图中画出此时观察的指针位置。
【答案】 4∶35
【详解】[1]平面镜成像中像与物关于平面镜对称,潜望镜的成像原理是2次平面镜成像,所以该潜望镜观察教室内的挂钟是一个正立的像,与实际钟相同,由图乙可知,此时时间是4∶35。
[2]由图丙可知,潜望镜的成像原理是2次平面镜成像,根据像与物关于平面镜对称知,挂钟通过上面的平面镜成的是正立的像,通过下面的平面镜成的是倒立的像,所以看到的挂钟如下图所示
23.如图甲所示的提词器是通过一个高亮度的显示器显示文稿内容,并将显示器显示内容反射到摄像机镜头前一块呈45度角的专用镀膜玻璃上,把台词反射出来,使得演讲者在看演讲词的同时,也能面对摄像机。小王联想到提词器上的镀膜玻璃就是利用了平面镜成像特点(如图乙)。于是他回顾了所学知识,并提出一些新的思考。
(1)用玻璃板代替平面镜的目的是为了方便找到像的位置,原因是 ;
(2)实验中放在玻璃板后的蜡烛B (选填“需要”或“不需要”)点燃,选择两支大小相同的蜡烛的目的是便于比较像与物的 关系;
(3)当蜡烛A远离玻璃板时,所成像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)提词器把台词反射到镀膜玻璃上时,演讲者看到的是台词的 (选填“实像”或“虚像”);显示器的亮度越 (选填“亮”或“暗”),文稿内容的像越清晰;
(5)若想将文稿内容所成的像向下调节,可将显示器向 (选填“靠近”或“远离”)摄像机的方向移动。
【答案】(1)玻璃板具有透光性/玻璃板能透光且能成像/平面镜无法确定像的位置且不透光
(2) 不需要 大小
(3)不变
(4) 虚像 亮
(5)靠近
【详解】(1)平面镜不能透光,玻璃板玻璃板能透光且能成像,便于找到像的位置。
(2)[1]如果点燃玻璃板后方的蜡烛B,B的烛焰的光线透过平面镜,干扰对A的烛焰的光经平面镜反射后的反射光线的观察,难以确定像的位置,从而对实验造成影响,所以实验过程中蜡烛B不需要点燃。
[2]实验中选择两支大小相同的蜡烛,用蜡烛B替代蜡烛A的像,便于比较像与物的大小关系。
(3)平面镜所成的像与物体大小相等,当蜡烛A远离玻璃板时,物体大小不变,所成像的大小不变。
(4)[1]平面镜成的像是虚像,提词器把台词反射到镀膜玻璃上时,演讲者看到的是台词的虚像。
[2]显示器的亮度越亮,越多的光线进入眼睛,文稿内容的像越清晰。
(5)平面镜中,像与物体关于平面镜对称,若想将文稿内容所成的像向下调节,可将显示器向靠近摄像机的方向移动。
24.生活中处处有物理,留心观察皆有学问。
(1)如图1所示,夜晚路灯下站着爸爸和小明两人,由于 的原因,地上留下了他们的影子AB和CD,请通过作图确定路灯灯泡S的位置 ;
(2)雨后晴朗的夜晚,为了不踩到地上的积水,人们根据生活经验判断迎着月光走,地上 (选填“发亮”或“黑暗”)的是水,这是因为月光照在水面上发生 反射的缘故。
(3)自行车的尾灯不依靠电发光,但在夜幕中骑行时却可以“亮”起来,成为骑行中不可或缺的安全配件。自行车尾灯多为一个外表面平整、内壁有许多突出的直角锥体组成的红色塑料罩,结构如图所示。
自行车的尾灯 (选填“是”或“不是”)光源;自行车尾灯是由互成直角的一些小平面镜组成的,后面的汽车灯光照在它上面,入射光经过 次反射,最终的反射光线与原来光线 ,司机看上去特别耀眼,就引起了司机的注意,避免汽车撞上。
【答案】(1) 光的直线传播
(2) 发亮 镜面
(3) 不是 2 平行
【详解】(1)[1]夜晚路灯下站着爸爸和小明两人,由于光的直线传播,会在地上留下了他们的影子AB和CD。
[2]光在空气中沿直线传播,将爸爸和小明的顶端和影子的顶端连接并延长可交于一点S,点S就是灯泡的位置,如图所示:
(2)[1][2]迎着月光走,月光经水面发生镜面反射,进入人的眼睛反射光线多,人感觉水面亮;地面发生漫反射,有很少的光线进入人的眼睛,人感觉地面黑。
(3)[1]自行车尾灯自身不会发光,故不是光源。
[2][3]自行车尾灯是由互成直角的一些小平面镜组成的,后面的汽车灯光照在它上面,入射光经过2次反射,光线就沿着入射方向相反的方向反射回来,即反射光线与原来光线平行,司机看上去特别耀眼,就引起了司机的注意,避免被车撞上。
25.晚上,小李正在家里温习功课,突然听到窗外传来烟花很响的爆鸣声。
(1)爆鸣声是由火药爆炸时引起空气的 发出的,然后通过 传播到小李的耳朵里;
(2)小李同学觉得看到烟花与听到烟花的声音并不同步,总是先看见烟花绽放然后才能听到烟花爆炸的声音,这是因为 ;
(3)小李同学看到烟花后3s才听到烟花的声音,已知当时气温为25℃,声音在空气中的传播速度为345m/s,那么烟花爆鸣处距人 m。(不计光的传播时间)
【答案】 振动 空气 光速远大于声速 1035
【详解】(1)[1]声音是由物体振动产生的,爆鸣声是由火药爆炸时引起空气的振动发出声音。
[2]声音的传播需要介质,火药爆炸时的爆鸣声是通过空气传播到小李的耳朵里。
(2)[3]因为光的传播速度远远大于声音的传播速度,所以会先看见烟花后听到爆炸声。
(3)[4]不计光的传播时间,则根据速度公式可得:放烟花的地方与他的距离
s=vt=345m/s×3s=1035m
26.如图所示,水面下有灯S,a是S发出的光线,b是a射出水面后的折射光线,SO是另外一条射向水面的光线,其对应的折射光线可能是 (选填“1”、“2”),判断的依据是: ;图中垂直水面的入射光线c对应的入射角∠i= ,请在图中画出光线c射出水面后的光路。( )
【答案】 1 折射角随入射角的减小而减小 0°
【详解】[1][2]光从水中斜射入空气中会发生折射,折射角大于入射角,且折射角随入射角的减小而减小;如图所示,a是S发出的光线,b是a射出水面后的折射光线,SO是另外一条射向水面的光线,由图可知,SO光线的入射角小于a光线的入射角,所以SO光线折射后的折射角应该小于b光线的折射角,所以其对应的折射光线可能是1;判断的依据是:折射角随入射角的减小而减小。
[3][4]光从水中垂直射入空气中,入射角为0°,所以图中垂直水面的入射光线c对应的入射角∠i=0°,经水面后传播方向不变,故光线c射出水面后的光路如下图所示。
27.(1)如图,光源S发出一束光射向平面镜上的O点,反射光线抵达P点,请依据以上信息:
①请画出平面镜以及光源S的像(保留作图痕迹) ;
②当光源远离平面镜时,光源的像 (选填“变大”、“不变”或“变小”)
(2)用“”表示凸透镜,物体上的一点A发出的三条光线a、b、c射向凸透镜,a、b的折射光线已画出,如图所示。
①该凸透镜的焦距为 ;
②画出光线c的折射光线;
画出物体的像 ;
④这时像是 。(填写对应的选项号)
A.放大实像 B.等大实像 C.缩小实像
D.放大虚像 E.等大虚像 F.缩小虚像
【答案】 不变 4.0 D
【详解】(1)① [1]连接OP并反向延长,为反射光线,过O点做平分线OOˊ,即法线,过O做OOˊ的垂线MN,即平面镜所在位置。过S做MN的垂线与OP的反向延长线的交点即S的像点Sˊ,
② [2]由平面镜成像特点知道,平面镜所成的像与物大小相同,所以,当光源远离平面镜时,光源的像大小不变。
(2)[3]由于平行于主光轴的光线过另一侧的焦点,过光心的光线传播方向不变,所以,由图知道,光线a平行于主光轴,经折射后与主光轴的交点是凸透镜的焦点,即焦距是
7.0cm-3.0cm=4.0cm
[4][5]由于光线c过光心,所以光线传播方向不变,由于AB的物距小于焦距,所以AB通过凸透镜成正立放大的虚像,把光线a、c的折射光线反向延长,它们的交点Bˊ即是B的像点,过Bˊ做主光轴的垂线,交主光轴与Aˊ点, AˊBˊ即物体的像,光路如下图
28.阅读短文,回答问题
如图甲所示,以某种玻璃为例,让一束光沿半圆形玻璃砖的半径射到平面上,可以看到一部分光线从玻璃砖的平面上折射到空气中,此时折射角大于入射角;另一部分光线反射入玻璃砖内;逐渐增大光的入射角,将看到折射光线离法线越来越远,且越来越弱,反射光线越来越强。当入射角增大到41.8°,使折射角达到 90”时,折射光线就消失了,只剩下反射光线,如图丙所示,这种现象叫做全反射。刚好发生全反射时的入射角叫做临界角,只有入射角大于或等于临界角时,才会发生全反射现象,并非光线在任问界面都会发生全反射现象,这种现象只有在光从一种介质射向另一介质折射角大于入射角时才能发生。纤通信就是利用光的全反射原理,光导纤维在结构上有内芯和包层两种不同的透明介质,光从内芯传播时遇到光经包层处,会发生全反射现象,从而保证光线不会泄到光纤外,这样光就只能在玻璃中传播,而不会“溜”出玻璃光纤,如图丁所示。
(1)图甲中,光线从玻璃斜射向空气时,反射角 (选填“大于”“小于”或“等于”)折射角。根据短文可以推理,当光线从玻璃射斜射入空气中时,随着入射角逐渐变大,反射光线的亮度会 (增强/减弱/不变);
(2)玻璃的临界角是 ;
(3)光线从光导纤维的包层斜射向内芯时___________;
A.折射角大于入射角,可能会发生全反射 B.折射角小于入射角,可能会发生全反射
C.折射角大于入射角,不可能会发生全反射 D.折射角小于入射角,不可能会发生全反射
(4)一个三棱镜由上述玻璃构成,让一束光垂直于玻璃三棱镜的一个面射入,如图所示,诸在图中完成这束入射光的光路图。
【答案】(1) 小于 增强
(2)41.8°
(3)D
(4)
【详解】(1)[1]由甲、乙、丙图可知,光从玻璃斜射向空气时,折射光线远离法线,折射角大于入射角,反射角等于入射角,则反射角小于折射角。
[2]当入射角逐渐增大时,折射光线逐渐减弱,反射光线逐渐增强,当入射角大于等于某一角度时,发生全反射。
(2)从玻璃斜射向空气时,当入射角增大到41.8°,使折射角达到90°时,折射光线就消失了,只剩下反射光线,如图丙所示,这种现象叫做全反射。折射角等于41.8°时的入射角称为临界角。所以光从玻璃斜射向空气时的临界角为41.8°。
(3)光线从光导纤维的包层斜射向内芯时,折射角小于入射角,不可能会发生全反射,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
(4)让一束光垂直于玻璃三棱镜的一个面垂直射入,传播方向不变,当光线到达右侧时,同时发生反射和折射,先作出法线,再根据反射角等于入射角作出反射光线并最终垂直射出,根据折射角大于入射角作出折射光线射入到外界空气中,如图所示:
29.小雨同学对光现象部分知识归纳总结如下:
(1)一束太阳光通过三棱镜后,被分解成多种颜色的光,在白色光屏上形成一条彩色光带,如图甲所示,这个现象叫 ,该现象说明了太阳光是 (选填“单色光”或“复色光”)。如果使用的是一块蓝色透明的三棱镜,我们在光屏上将 (选填“能”或“不能”)看到彩色光带。
(2)图乙中温度计放在红光外侧,示数会升高,说明红外线的 比较显著;
(3)如图丙所示,将红、绿、 三种色光以相同比例照在白纸上,中间相互重叠区域会出现白色。
(4)如图丁所示,把一根筷子插入水中,由于光的折射,在水的上方空气中看去,筷子在水中的部分看起来向 (选填“上”或“下”)弯折。
【答案】(1) 光的色散 复色光 不能
(2)热效应
(3)蓝
(4)上
【详解】(1)[1][2]一束太阳光通过三棱镜折射后,被分解成七种颜色的光,在白色光屏上形成一条七彩光带,这个现象叫光的色散,这表明太阳光是复色光。
[3]如果使用的是一块蓝色透明的三棱镜,该棱镜只能透过蓝色光,吸收其他色光,所以光屏上看不到彩色光带。
(2)红外线具有热效应,它可以将物体的温度提升;乙图中的温度计放在红光外侧,示数会升高,说明红外线的热效应比较显著。
(3)光的三原色是红、绿、蓝,将红、绿、蓝三种色光以相同比例照在白纸上,中间相互重叠区域会出现白色。
(4)插入水中的筷子,由筷子反射的光从水中斜射入空气中时,传播方向发生了偏折,远离法线,折射角大于入射角,人眼逆着折射光线的方向看去,看到筷子在水中的部分是向上弯折,此时看到的像是筷子的虚像。
30.小雨和爸爸到湖边散步,欣赏美丽风景。以下是他们看到的情景,请用所学物理知识回答下列问题。
(1)小雨看见平静湖面上蓝天白云的倒影,是由光的 (选填“直线传播”“反射”或“折射”)形成的 (选填“虚”或“实”)像。
(2)小雨看到水面呈现岸边树木的倒影比实际物体暗一些,为什么?
(3)小雨和爸爸说笑着走近湖边,湖中鱼儿听到声音被吓跑了,这说明了什么?
(4)小雨向湖水中看去,发现湖水好像不太深,但是看到湖边有一块牌子上面写有“水深危险,严禁下水游泳”,请解释湖水为什么看起来浅,而实际很深?
【答案】(1) 反射 虚
(2)见解析
(3)见解析
(4)见解析
【详解】(1)[1][2]倒影属于平面镜成像,是由光的反射形成的虚像。
(2)树木反射的光线入射到水面,同时发生反射和折射,只有一部分发生反射进入人眼;而直接看物体,进入人眼的光线多,所以人会感觉倒影比实际物体暗。
(3)湖中鱼儿听到声音被吓跑了,说明空气和水能够传声。
(4)因为湖底反射的光穿过水面,折射进入人眼,人眼逆着折射光线的方向看去,看到的是湖底经水面折射所成的虚像,且虚像在实际湖底的上方,所以湖水看起来比实际的浅。
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第四章 透镜及其应用(综合题30道)
1.如图是小猫和小聪能够通过平面镜互相看到对方,是因为 ,请在图中用光学作图法画出平面镜,并且画出箭头表示小猫看到小聪的光路 。
2.某同学用透明的有机玻璃制作了一个封闭的箱子,在里面装了一部分水。之后,他用激光笔发出一束光,由箱子上部的空气斜射入水中,探究光的折射规律。实验情况如图所示。
(1)实验中,很难观察到空气或水中的光束,请你想出一种办法,能够让光束在空气或水中清晰地显现出来: ;
(2)请在图中标出折射角∠1 。
3.有一束光沿与平面镜成40°角入射,则反射角的大小是 。如图所示,图中MN为平面镜,OB为入射光线AO的反射光线。请在图中画出光线AO并标出入射角的度数。
4.(1)如图所示,早上的阳光与水平面成30°角射在平面镜上,请画出这条光线的反射光线,并标出入射角的度数 ;
(2)随着时间的推移,从早晨到中午,反射角将 (选填“增大”、“不变”或“减小”),中午时分,如果光线垂直射在平面镜上,入射角度的大小为 。
5.如图所示透镜的主光轴与水平面平行,发光点S发出的一条光线,经透镜折射和平面镜反射后,其反射光通过a点竖直向下射出。请完成:
(1)平面镜反射后形成的反射角是 度;
(2)请完成光路图(画出从发光点S发出的光线,经过凸近镜后的折射光线,再经过平面镜反射的光线,并在凸透镜左侧标注焦点F的位置)。( )
6.如图甲,起初茶碗看起来是空的,但当你慢慢往茶碗中倒水时(如图乙),就会发现碗中原来还藏着一枚硬币。
(1)起初我们不能看到碗中的硬币,是因为光沿 传播时被碗挡住了;
(2)如图丙,向碗中加水至图示位置,请画出人眼刚好看到硬币上P点的光路图。
7.(1)如图所示,物体的长度是 ,如果夏天使用皮卷尺测量羽毛球场的长度时拉得过紧,则测量结果 (填“偏大”、“偏小”或者“不变”)。如图所示,所测时间是 s,温度计的示数是 ℃。
(2)如图是“探究光的反射定律”的实验装置,平面镜M放在水平面上,E、F是两块粘接起来的硬纸板,而且纸板F可绕ON转动。
(a)实验时,将纸板垂直放在平面镜上,将一束光AO贴纸板E射向平面镜M,纸板F上会显示出反射光束OB,光在纸板上发生了 (选填“镜面”或“漫”)反射。接着将纸板F绕ON向后翻转,则纸板F上 (选填“能”或“不能”)显示出反射光束。说明反射光线、入射光线与法线在同一平面内;
(b)为了探究反射角与入射角的大小关系,应该进行的操作是 (填字母)。
A.改变纸板与平面镜之间的夹角,多次实验 B.改变入射角的大小,多次实验
8.小宇学完了八年级物理上册的知识后,他和项目式学习小组的同学们对最近家里新买的一辆国产小轿车产生了浓厚的兴趣。冬天周末的一天,爸爸开车带领小宇和项目式学习小组的同学们进行了关于汽车功能的研究性学习。请你帮助小宇和项目式学习小组的同学们完成研究性学习报告。
【研究目标】了解某品牌国产小轿车的相关知识;
【研究方法】汽车使用说明书,上网查阅信息;
【研究内容】
(1)爸爸用汽车遥控钥匙离车很远的距离就打开了车门锁。同学们通过手机网上查阅,知道了遥控钥匙的工作原理是通过发射红外线来控制的。按下钥匙开锁键,红外线发出,被车载接收装置接收识别。红外线是 光(选填“可见”或“不可见”);
(2)汽车启动后,爸爸不小心碰到了方向盘旁边的一个手柄,导致玻璃水喷到前挡风玻璃的外侧,雨刮器自动工作,刮去了玻璃水。同学们想,这么冷的天,玻璃水为什么不会凝固呢?应该是这款玻璃水的凝固点比普通水的凝固点 (选填“高”或“低”)的缘故;
(3)爸爸刚把车开出不久,车窗上出现了“哈气”,雨刮器 (选填“能”或“不能”)将“哈气”快速刮去;
(4)为了快速除去车玻璃上的“哈气”,可以向前挡风玻璃上吹热风,使“哈气”快速发生 而消失;也可以开车窗降低车内温度,防止车内水蒸气进一步在挡风玻璃上发生 ;
(5)说明书上提到了“驾驶员疲劳提示”的功能,同学们经过仔细阅读说明书得知,在高速公路上行驶时,汽车会智能地分析出司机的疲劳程度。如果发现司机打瞌睡,车内会立即响起警报声警示司机。这说明声音能传递 。
9.随着科学技术的发展,汽车也越来越智能化。如图1所示,汽车抬头显示系统(HeadUpDisplay), 简称HUD。HUD利用平面镜成像原理, 如图2所示, 将显示器上的 重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方,驾驶员透过挡风玻璃往前方看的时候,能够在看到车外的景象的同时,不必低头就可以看到车辆行驶信息,从而避免分散对前方道路的注意力,确保驾驶舒适安全。
(1)某驾驶员发现挡风玻璃所成的像过高,不便于观察,这时就需要将显示器沿水平方向 (选填“远离”或“靠近”) 挡风玻璃;
(2)HUD有一个技术难题,即挡风玻璃所成的像易产生重影,影响使用效果。重影产生的原因是挡风玻璃有一定的 ;
(3)汽车前灯的反光装置相当于 (选填“平面镜”“凹面镜”或“凸面镜”),当汽车的远光灯位于该镜焦点位置时,射出的光接近于平行光。
10.小明同学在成长笔记中记录了如下错题,请你帮助他找出错误、分析错因并写出正确解答过程。
错题记录
错题改正
请你作图画出人眼看到地面上课本的光路图。
答案
错误之处:
错因分析:
正确解答:
11.物理在实际生活和生产中有广泛的应用,也可以用于解释很多现象。
(1)艺术中乐器。吉他上有粗细长短不同的弦,在演奏时主要获得 不同的声音。使用电子琴模拟吉他的声音,主要模拟吉他声音的 ;(以上两空填声音的特性)
(2)环保监测。噪声污染是当今社会的四大污染之一,噪声监测是环保部门监测项目之一。街头的噪声检测仪是用于监测噪声的 (填声音的特性),若一辆大货车驶向检测仪,其数值会 (变大/变小/不变);
(3)医疗中冷冻除疣。用棉签蘸液氮直接接触患处,液氮迅速 ,使患处皮肤组织的水迅速 成固态而祛除;(以上两空填物态变化名称)
(4)健康生活。电焊工人戴的面罩除了防止火星溅到人脸,还可以防止 对眼睛的伤害;牙医借助小镜子可以看到牙齿背面,这是利用了光的 。
12.如图所示,是沂河岸边火红的枫树与其在水中的倒影交相呼应的美景,而水中的鱼犹如在画中游来游去。微风吹过,一片枫叶从离水面高的枝头缓缓下落,经落到水面上。请回答:
(1)枫叶呈现红色是因为它 红光。
(2)我们看见枫叶在水中的倒影是由于光的 (选填“直线传播”、“反射”或“折射”)形成的 (选填“实”或“虚”)像,在枫叶下落过程中,它在水中倒影的大小 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(3)枫叶下落的整个过程中,以水面为参照物,枫叶是 (选填“运动”或“静止”)的,其水中倒影相对于水面运动的平均速度大小为 。
(4)我们看见水中的鱼是光的 (选填“直线传播”、“反射”或“折射”)形成的 (选填“实”或“虚”)像。
13.阅读短文,回答问题:
激光是20世纪的重大发明,被称为“最快的刀”、“最准的尺”和“最奇异的光”激光单色性好,是一种颜色单纯的光,激光器发出的光通过三棱镜后不会被分解成不同颜色光。激光具有很强的能量,能在直径几百纳米的范围内产生几百万度的高温。在工业上,激光刀可以切割坚硬的材料,对切割部位进行局部照射几秒钟便能切割好。激光刀还是外科医生的好帮手,用它做手术没有丝毫机械撞击,而且又快又精准,大大减轻了病人的痛苦。激光的方向性强,测距精度高,科学家可以利用激光测出月球和地球的距离,宇航员在月球上安放激光反射器,从地球向月球发射一束激光,激光反射器可将激光原路发射回地球,来回所用的时间是2.56s。
(1)激光 是白光。(选填“一定”“一定不”或“可能”)。
(2)激光刀在切割坚硬的物体时,物体所发生的物态变化是 (答一种即可),此过程需要 热量。
(3)月球与地球间的距离是 km。
(4)我们学过的光线是物理学中的一种模型,在建立这个模型时,我们考虑了光的 等主要因素,忽略了光的 等次要因素。
14.小王身高1.8米(图中用 AB表示),他想要在家里竖直墙上安装一面穿衣镜。爸爸告诉他,想通过平面镜看自己的全身像,平面镜长度最小只要身高的一半就够了,请你帮助小王完成下列任务:
(1)分别画出A点的光线通过平面镜反射进入眼睛的光路和 B点的光线通过平面镜反射进入眼睛的光路(假设眼睛在 A点)。
(2)推导分析通过平面镜看自己的全身像,平面镜最小的长度值。
15.小强发现生活中用到很多特殊“反光镜”,这些“反光镜”引起小强浓厚的兴趣,他仔细观察,并思考其中的物理原理。
(1)如图甲所示,小强看到“街头路口的反光镜”,它是 (选填“凸”或“凹”)面镜,这种镜子对光有 (选填“会聚”或“发散”)作用,装在街道拐角处能起到 (选填“扩大”或“缩小”)视野的作用;
(2)暑假在西藏旅游时,小强看到藏民用面积很大的凹面镜制成的太阳灶烧水,如图乙所示,于是他用不锈钢汤勺的内表面当作凹面镜,将平行光正对“凹面镜”照射,依据反射和入射情况绘制出了如图丙所示的光路图,可见凹面镜使光线 (选填“会聚”或“发散”)。使用太阳灶烧水时,水壶应放在图丙中的 (选填“a”“b”或“c”)点;
(3)小强观察发现汽车的挡风玻璃多为倾斜安装,在侧面玻璃上贴膜,以保护隐私。当车迎着日光走时,爸爸时常放下上方的遮光板,如图丁所示:
①汽车前挡风玻璃是倾斜的,目的是使车内物体通过挡风玻璃所成的像位于 (选填“上方”“下方”或“前方”),不妨碍司机视线;
②汽车晚上行驶的时候,为了安全考虑,车内的灯最好是 (选填“打开”或“关闭”);
③贴膜后,车外的人看向车内时,因为车内较暗,而车玻璃反射的光较强,人眼不容易辨别强光下比较暗的物体,所以看不清车内的景物,请你举出一个同样原理的事例;
④遮光板能遮光是利用了什么原理?
16.如图所示,太阳光与水平地面成40°角,小明用一块平面镜将此时的太阳光垂直射入井底。请你通过作图标出平面镜的位置 。此时反射角的大小为 。
17.两个平面镜垂直放置如图所示,试证明:以任意角度斜射到某平面镜的光线,经两次反射后,最后的反射光线与最初的入射光线平行。(提示:先作图后证明。)
18.“蛟龙号”是我国首台自主研制的作业型深海载人潜水器,设计的最大下潜深度为7000米,对我国开发利用深海资源具有重要意义。
(1)潜水器在深海与海面上的母船是通过水声通讯系统传递信息的,其声波是通过 这种介质传播的,其传播速度 (选填“大于”、“小于”或“等于”)340m/s,这种声音并不能直接被人耳听到,是因为该声波的频率 (选填“大于”、“等于”或“小于”)20000Hz;
(2)潜水器中的工作人员通过均匀、透明的特殊材质制成的观察窗,看到深海五彩斑斓的世界。当光进入观察窗时发生了 (选填“反射”、“折射”或“小孔成像”)现象,光在这种特殊材质中是沿 (选填“直线”或“曲线”)传播的,通过观察窗看到游动的“鱼”其实是鱼的 (选填“实像”或“虚像”);
(3)若声波在某处海域传播的速度为1500m/s,从母船向海底发出一束声波,经过4s后母船接收到回波,则该处海域的深度为 m。
19.随着人们生活水平的不断提高,各种小汽车已经走进我们的家庭。仔细观察和思考,可以发现小汽车的一些设计和使用过程中的许多现象都与物理知识有关,请你用学过的物理知识解答下面的问题:
(1)汽车的后视镜是一个 ,是因为它能 ,能让司机看到车后更大的范围;
(2)汽车晚上行驶的时候,为了安全专心车内的灯最好是 (选填“打开”或“关闭”);
(3)汽车上的“倒车防撞可视雷达”,通过安装在车尾的摄像头对准车后的障碍物,障碍物经摄像头中的凸透镜成倒立 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。这个像通过电子装置加工,调整并传播到显示屏上,司机据此可以准确地了解车后的情况。如果看到显示屏中的障碍物的像变大,则障碍物离车尾的距离变 ;
(4)汽车头灯一般都安装在车头下部是因为头灯越低,夜间路面上凸起的障碍物在灯光的照射下影子就越 (选填“长”或“短”),这样能更好地让司机发现障碍物;
(5)小轿车前面安装的挡风玻璃是倾斜的,这样做的好处之一是 。
A.倾斜放置的挡风玻璃不易被震碎
B.有利于光的反射,便于观察车外的情况
C.使车内物品的像成在司机的前上方,有利于观察车内情况
D.避免车内物品的像成在司机的正前方,保证行车安全
20.甲图是渔民叉鱼的场景。
(1)水中鱼反射的光在水面处发生 ,折射光线 法线进入渔民眼中,渔民逆着折射光看到的是鱼的 像,在真实鱼的 (选填“上方”或“下方”);
(2)请在乙图中完成渔民看到鱼在水中的像的光路图图中B代表渔民看到的鱼,A代表鱼的实际位置 ;
(3)渔民的衣服被水打湿了,风一吹加快了水分上方 ,使蒸发速度加快,蒸发会 (选填“吸收”或“放出”)人体热量,渔民会感到很冷。
21.光传播 (需要/不需要)介质,光在真空中传播的速度是 m/s。
22.某兴趣小组利用两块平面镜做了一个简易潜望镜,如图甲所示,在通过该潜望镜观察教室内的挂钟,指针位置如图乙所示,则该挂钟的实际时间是 (填写12小时制时间)。完成观察后,聪明的小朱同学将简易潜望镜的观察镜如图丙所示翻转。请在丁图中画出此时观察的指针位置。
23.如图甲所示的提词器是通过一个高亮度的显示器显示文稿内容,并将显示器显示内容反射到摄像机镜头前一块呈45度角的专用镀膜玻璃上,把台词反射出来,使得演讲者在看演讲词的同时,也能面对摄像机。小王联想到提词器上的镀膜玻璃就是利用了平面镜成像特点(如图乙)。于是他回顾了所学知识,并提出一些新的思考。
(1)用玻璃板代替平面镜的目的是为了方便找到像的位置,原因是 ;
(2)实验中放在玻璃板后的蜡烛B (选填“需要”或“不需要”)点燃,选择两支大小相同的蜡烛的目的是便于比较像与物的 关系;
(3)当蜡烛A远离玻璃板时,所成像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)提词器把台词反射到镀膜玻璃上时,演讲者看到的是台词的 (选填“实像”或“虚像”);显示器的亮度越 (选填“亮”或“暗”),文稿内容的像越清晰;
(5)若想将文稿内容所成的像向下调节,可将显示器向 (选填“靠近”或“远离”)摄像机的方向移动。
24.生活中处处有物理,留心观察皆有学问。
(1)如图1所示,夜晚路灯下站着爸爸和小明两人,由于 的原因,地上留下了他们的影子AB和CD,请通过作图确定路灯灯泡S的位置 ;
(2)雨后晴朗的夜晚,为了不踩到地上的积水,人们根据生活经验判断迎着月光走,地上 (选填“发亮”或“黑暗”)的是水,这是因为月光照在水面上发生 反射的缘故。
(3)自行车的尾灯不依靠电发光,但在夜幕中骑行时却可以“亮”起来,成为骑行中不可或缺的安全配件。自行车尾灯多为一个外表面平整、内壁有许多突出的直角锥体组成的红色塑料罩,结构如图所示。
自行车的尾灯 (选填“是”或“不是”)光源;自行车尾灯是由互成直角的一些小平面镜组成的,后面的汽车灯光照在它上面,入射光经过 次反射,最终的反射光线与原来光线 ,司机看上去特别耀眼,就引起了司机的注意,避免汽车撞上。
25.晚上,小李正在家里温习功课,突然听到窗外传来烟花很响的爆鸣声。
(1)爆鸣声是由火药爆炸时引起空气的 发出的,然后通过 传播到小李的耳朵里;
(2)小李同学觉得看到烟花与听到烟花的声音并不同步,总是先看见烟花绽放然后才能听到烟花爆炸的声音,这是因为 ;
(3)小李同学看到烟花后3s才听到烟花的声音,已知当时气温为25℃,声音在空气中的传播速度为345m/s,那么烟花爆鸣处距人 m。(不计光的传播时间)
26.如图所示,水面下有灯S,a是S发出的光线,b是a射出水面后的折射光线,SO是另外一条射向水面的光线,其对应的折射光线可能是 (选填“1”、“2”),判断的依据是: ;图中垂直水面的入射光线c对应的入射角∠i= ,请在图中画出光线c射出水面后的光路。( )
27.(1)如图,光源S发出一束光射向平面镜上的O点,反射光线抵达P点,请依据以上信息:
①请画出平面镜以及光源S的像(保留作图痕迹) ;
②当光源远离平面镜时,光源的像 (选填“变大”、“不变”或“变小”)
(2)用“”表示凸透镜,物体上的一点A发出的三条光线a、b、c射向凸透镜,a、b的折射光线已画出,如图所示。
①该凸透镜的焦距为 ;
②画出光线c的折射光线;
画出物体的像 ;
④这时像是 。(填写对应的选项号)
A.放大实像 B.等大实像 C.缩小实像
D.放大虚像 E.等大虚像 F.缩小虚像
28.阅读短文,回答问题
如图甲所示,以某种玻璃为例,让一束光沿半圆形玻璃砖的半径射到平面上,可以看到一部分光线从玻璃砖的平面上折射到空气中,此时折射角大于入射角;另一部分光线反射入玻璃砖内;逐渐增大光的入射角,将看到折射光线离法线越来越远,且越来越弱,反射光线越来越强。当入射角增大到41.8°,使折射角达到 90”时,折射光线就消失了,只剩下反射光线,如图丙所示,这种现象叫做全反射。刚好发生全反射时的入射角叫做临界角,只有入射角大于或等于临界角时,才会发生全反射现象,并非光线在任问界面都会发生全反射现象,这种现象只有在光从一种介质射向另一介质折射角大于入射角时才能发生。纤通信就是利用光的全反射原理,光导纤维在结构上有内芯和包层两种不同的透明介质,光从内芯传播时遇到光经包层处,会发生全反射现象,从而保证光线不会泄到光纤外,这样光就只能在玻璃中传播,而不会“溜”出玻璃光纤,如图丁所示。
(1)图甲中,光线从玻璃斜射向空气时,反射角 (选填“大于”“小于”或“等于”)折射角。根据短文可以推理,当光线从玻璃射斜射入空气中时,随着入射角逐渐变大,反射光线的亮度会 (增强/减弱/不变);
(2)玻璃的临界角是 ;
(3)光线从光导纤维的包层斜射向内芯时___________;
A.折射角大于入射角,可能会发生全反射 B.折射角小于入射角,可能会发生全反射
C.折射角大于入射角,不可能会发生全反射 D.折射角小于入射角,不可能会发生全反射
(4)一个三棱镜由上述玻璃构成,让一束光垂直于玻璃三棱镜的一个面射入,如图所示,诸在图中完成这束入射光的光路图。
29.小雨同学对光现象部分知识归纳总结如下:
(1)一束太阳光通过三棱镜后,被分解成多种颜色的光,在白色光屏上形成一条彩色光带,如图甲所示,这个现象叫 ,该现象说明了太阳光是 (选填“单色光”或“复色光”)。如果使用的是一块蓝色透明的三棱镜,我们在光屏上将 (选填“能”或“不能”)看到彩色光带。
(2)图乙中温度计放在红光外侧,示数会升高,说明红外线的 比较显著;
(3)如图丙所示,将红、绿、 三种色光以相同比例照在白纸上,中间相互重叠区域会出现白色。
(4)如图丁所示,把一根筷子插入水中,由于光的折射,在水的上方空气中看去,筷子在水中的部分看起来向 (选填“上”或“下”)弯折。
30.小雨和爸爸到湖边散步,欣赏美丽风景。以下是他们看到的情景,请用所学物理知识回答下列问题。
(1)小雨看见平静湖面上蓝天白云的倒影,是由光的 (选填“直线传播”“反射”或“折射”)形成的 (选填“虚”或“实”)像。
(2)小雨看到水面呈现岸边树木的倒影比实际物体暗一些,为什么?
(3)小雨和爸爸说笑着走近湖边,湖中鱼儿听到声音被吓跑了,这说明了什么?
(4)小雨向湖水中看去,发现湖水好像不太深,但是看到湖边有一块牌子上面写有“水深危险,严禁下水游泳”,请解释湖水为什么看起来浅,而实际很深?
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