内容正文:
光现象
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.五彩缤纷的世界,色彩斑斓的光现象,为我们的生活增添了无数的乐趣,关于光现象,下列说法中不正确的是( )
A.太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光混合而成的
B.彩色电视画面的颜色是由红、绿、黄三种色光合成的
C.成语“白纸黑字”从物理学看,说明白纸反射所有色光,而黑字吸收所有色光
D.验钞机是利用紫外线工作的
2.在学校科技节活动中,小明用饮料瓶自制了火箭模型,如图所示,他在瓶子的内侧壁安装了一个遥控电火花发生器,按下按钮会产生电火花。演示时从瓶口喷入雾状酒精并盖上锥形纸筒,按动电火花发生器的按钮,纸筒立即飞出,关于此过程分析正确的是( )
A.纸筒飞出后瓶内气体的内能减少,温度降低
B.能闻到酒精的气味是因为分子间存在斥力
C.酒精不完全燃烧时热值变小
D.燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程
3.微观粒子与宇宙天体之间有很多相似之处,下列说法中错误的是( )
A.原子结构与太阳系结构很相似
B.宇宙天体、分子都在永不停息地运动
C.天体之间、分子之间都存在相互作用力
D.原子核是原子的中心,太阳是宇宙的中心
4.关于能量的转移和转化,下列判断正确的是( )
A.能量转移和转化没有方向性
B.消耗掉的内能可以收集起来再利用
C.在外界的影响下,热量可以从低温物体转移到高温物体
D.汽车由于刹车散失的热量可以再自动地用来驱动汽车
5.如图甲所示为手机防窥膜结构图,采用了超细百叶窗光学技术。贴在手机屏幕上的效果如图乙所示,其原理类似百叶窗,只能透过一定角度的光线,结构简图如图丙所示。下列说法正确的是( )
A.两侧之所以看不清屏幕内容,是由于光的直线传播
B.此防窥膜贴在手机屏幕上,能防止上方的窥视
C.为了让防窥效果更好,可以适当地增大超细百叶窗的间距
D.两侧之所以看不清屏幕内容,是由于光的反射
6.用手机摄像头扫描二维码可完成网页登录、物品身份标识、移动支付等诸多事情,大大方便了我们的生活。如图所示,当手机扫描二维码时( )
A.二维码是光源
B.摄像头相当于凹透镜
C.二维码位于摄像头一倍焦距以内
D.二维码中黑色部分吸收光,白色部分反射光
7.探究小组用如图甲所示数字化实验设备探究水和食用油的吸热本领,装置中的两个试管分别装有100g水和100g食用油。根据实验数据绘制温度随加热时间变化的图像,如图乙。则不正确的是( )
A.A是水
B.比热容
C.B的比热容
D.加热3min,A吸收热量
8.如图是小明学习气功的四个基本动作,由此他联想到这四个动作与热机的一个工作循环的四个冲程很相似,但动作顺序已乱,请你判断与做功冲程相似的是( )
A. 气沉丹阳 B. 排山倒海
C. 打完收工 D. 鼻孔吸气
9.如图所示,在光的色散实验中,太阳光经平面镜反射后,通过狭缝射向三棱镜,发现光屏上色光的种类偏少,为了在光屏上观察到更多种类的色光,以下可行的操作是( )
A.将光屏靠近三棱镜 B.将三棱镜转动一定角度
C.将狭缝靠近三棱镜 D.将平面镜转动一定角度
10.下列成放大虚像的光学仪器是( )
A.放大镜 B.照相机 C.投影仪 D.平面镜
二、填空题
11.热机工作时,将燃料燃烧的内能转化为 能。一台四冲程柴油机,飞轮转速为1800r/min,1s内完成 个工作循环,对外做功 次。
12.如图所示,玻璃板的下表面接触水面,向上拉动时会发现弹簧测力计示数大于玻璃板的重力,这个现象说明分子间存在 (选填“引力”或“斥力”)﹔放学后老师都向教室内喷洒消毒液进行消毒,一会儿走廊里的人就能闻到消毒液的气味,这属于 现象。
13.被称为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜是世界上口径最大的射电望远镜(如图),其形状、原理类似凹面镜,太空投射来的电磁波被精确 (选填:反射或折射)后到达公共焦点,实现聚焦。目前已观测到的最远的一颗脉冲星,据估算距离地球1.6万 (填写一长度单位)。
14.我国航天技术已达到世界领先水平,在跨学科实践课上,某小组开展了“制作火箭模型”的学习活动,下面是该小组同学交流的实践过程。
(1)了解火箭的相关知识:2024年10月30日,搭载神舟十九号载人飞船的长征二号遥十九运载火箭点火发射,如题图甲所示。火箭刚发射时,它的机械能 (选填“增加”“减小”或“不变”)。火箭产生的高温火焰向下喷射到发射台的地面,发射台遇到这样的高温容易发生 (填物态变化名称),为了保护发射台,在发射台底建了一个大水池,让火焰喷射到水中,利用水的 (填物态变化名称)来吸收大量的热量。火箭升空的瞬间伴有的庞大白色气团实质是 ;选填“小水滴”“烟雾”或“水蒸气”)。
(2)制作并发射:同学们制作了“水火箭”并进行发射,如图乙、丙所示,给“水火箭”打气,打开阀门,水向下喷出,“水火箭”一飞冲天,使用打气筒打气时的能量转化与汽油机的 冲程的能量转化相同,使“水火箭”上升的力的施力物体是 (选填“打气的同学”或“喷出的水”)。
(3)项目评估:小组的同学们制作好了“水火箭”后开展飞行比赛,发现“水火箭”在竖直方向上升高的高度不容易测量,同学们讨论后认为可以通过测量“水火箭”的 来评选出“最佳飞行奖”。(写出一种方法即可)
15.树在水中的倒“影”和立竿见“影”,从他们的物理成因看原理是不同的。前者是由于光的 引起的,后者是由于光的 引起的。
三、实验题
16.如图是探究“电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的三套实验装置,甲、乙装置的两个透明容器中密封着等量的空气,丙装置的两个烧瓶中装有等质量的煤油。
(1)甲、乙实验通电前,需使两个U形管内的液面 ;乙装置可探究电流产生的热量与 的关系。将此装置接到电源两端,通电一段时间,在 (选填“左”或“右”)侧容器中产生的热量较多;
(2)某同学利用丙装置做“比较水和煤油比热容的大小”的实验,他们应使瓶中装有 相同和初温相等的水和煤油,并使甲、乙两烧瓶中金属丝的电阻 (选填“相等”或“不相等”),此实验中水和煤油吸热的多少是通过 (选填“升高的温度”或“加热时间”)来反映的。
四、综合题
17.光电鼠标的原理就是利用发光二极管的光照射鼠标垫,反射后经凸透镜再进入鼠标的光学感应器(相当于光屏),用以记录移动动作,以此捕捉移动位置的不同画面。图中光学感应器、凸透镜、发光二极管等元件固定在鼠标内。
(1)当发光二极管的光照射在粗糙的鼠标垫上时会发生 (选填“镜面反射”或“漫反射”),光线通过透镜时发生 (选填“反射”、“折射”或“直线传播”);
(2)若成像透镜距鼠标垫,光学感应器距成像透镜,则在光学感应器上所成的像是 (选填“放大”或“缩小”)的实像;
(3)当鼠标向前移动时,感光器件上的像相对于光学感应器在向 (选填“前”或“后”)移动;
(4)将鼠标离开鼠标垫一定高度后悬空向前移动时,电脑显示器上的光标并不移动,是因为像成在光学传感器的 (上/下)方,而且所成的像 (变大/不变/变小)。
18.小明了解到有种说法“在室内穿两件薄衣服比只穿一件厚衣服更保暖”。他采用题图的装置进行实验:在甲、乙两个相同的瓶子中装入等体积的热水,用两层灰色薄棉布包裹着甲瓶(内层紧贴,外层相对宽松),用一层灰色厚棉布紧贴包裹着乙瓶,用数显温度计测量瓶中热水的温度,测得有关数据如题表所示。
题表
室温:25.0℃
时间/min
0
20
40
60
80
甲瓶水温/℃
61.0
56.6
62.5
50.9
48.5
乙瓶水温/℃
61.0
55.6
52.3
49.0
45.7
(1)题表中有一个温度值记录错误,该错误的温度值是 ℃。水温会先降到41.0℃的是 瓶。已知瓶中水的体积是350mL,该瓶中水的温度降至41.0℃时,其放出的热量是 J。[,]
(2)如果把瓶中的热水换成冰块, 瓶中的冰块熔化较慢。分析实验结果,可猜想“在室内穿两件薄衣服比只穿一件厚衣服更保暖”的原因可能是两件薄衣服中间有 。
(3)请写出一个生活中与你的猜想相符合的例子: 。
19.小明去理发店理发时,发现如下现象:
(1)店员给小明洗完头后用电吹风吹头发,头发很快干了,这是因为电吹风吹出的热风,提高了头发上水的 和加快了 ,加快头发中水分蒸发;
(2)小明在理发店理发后想看看后脑勺的头发长短情况,他向服务员要来一面小镜子,如图他背朝墙上的大镜子手握小镜子(未画出)略微仰头,当小镜子处于额头斜上方时他看到了自己的后脑勺。假设一条光线从后脑勺的A点射向大镜子上的M点,反射到小镜子上的N点又反射到人眼。请画出M到N之间的光线、小镜子上的法线以及小镜子的镜面(注意角度)。
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《光现象》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
A
D
C
A
D
B
B
B
A
1.B
【详解】A.太阳光通过三棱镜后分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光,这种现象是光的色散,说明太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光混合而成的,故A正确,不符合题意;
B.色光的三原色:红、绿、蓝,彩色电视画面的颜色是由红、绿、蓝三种色光合成的,故B错误,符合题意;
C.白色物体反射所有色光,黑色物体吸收所有色光,成语“白纸黑字”从物理学看,白色的不透明物体能够反射所有色光,黑色的不透明物体吸收所有的色光,故C正确,不符合题意;
D.紫外线能使荧光物质发光,验钞机是利用紫外线工作的,故D正确,不符合题意。
故选B。
2.A
【详解】A.气体对纸筒做功,纸筒飞出,瓶内气体内能减小,温度降低,气体内能转化为纸筒的机械能,故A正确;
B.能闻到酒精的气味说明酒精分子在永不停息地做无规则运动,故B错误;
C.热值是燃料的一种特性,其大小只与燃料的种类有关,与燃料是否充分燃烧无关,所以酒精不全燃烧时热值不变,故C错误;
D.燃气推动纸筒飞出去,将内能转化为机械能,而内燃机的做功冲程也将内能转化机械能,因此燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的做功冲程,故D错误。
故选A。
3.D
【详解】A.原子由原子核与核外绕原子核运动的电子组成,结构与太阳系相似,故A正确,不符合题意;
B.宇宙中任何物质都在永不停息地运动,运动是绝对的,而静止则是相对的,故B正确,不符合题意;
C.天体间存在万有引力,分子间存在引力与斥力,即天体之间、分子之间都存在着相互的作用力,故C正确,不符合题意;
D.原子核是原子的核心,占极小体积但集中几乎全部质量,电子绕核运动。太阳是太阳系的中心,但并非宇宙的中心。现代宇宙学表明,宇宙无中心,故D错误,符合题意。
故选D。
4.C
【详解】A.能量转移和转化是有方向性的,例如内能不能自动地从低温物体转移到高温物体,燃料燃烧时,化学能转化为内能,但这些内能无法自动地再次转化为化学能,故A错误;
B.消耗掉的内能不能收集起来再利用,因为能量的转化和转移具有方向性,故B错误;
C.在外界的影响下,热量可以从低温物体转移到高温物体,比如电冰箱在压缩机消耗电能的情况下,能将热量从低温物体转移到高温物体,故C正确;
D.汽车刹车时,由于摩擦,汽车的动能转化为地面、空气的内能,这些内能会散发到周围环境中,无法再自动收集起来驱动汽车,这是因为能量的转移和转化具有方向性,故D错误。
故选C。
5.A
【详解】AD.由图丙可知,两侧之所以看不清屏幕内容,是由于光的直线传播。由于超细百叶窗的窗格的阻挡,屏幕发出的光只能照射在一定范围内,故A正确,D错误;
B.此防窥膜贴在手机屏幕上,屏幕发出的光可以射向正上方。由于屏幕正上方在可视范围内,所以不能防止上方的窥视,故B错误;
C.由丙图可知,为了让防窥效果更好,则需要减小可视范围,根据光的直线传播可知,可以适当地减小超细百叶窗的间距,故C错误。
故选A。
6.D
【详解】A.二维码不能自行发光,不是光源,故A不符合题意;
B.摄像头相当于照相机镜头,所以摄像头相当于凸透镜,故B错误;
C.摄像头成像原理与照相机相似,二维码位于摄像头二倍焦距以外,故C错误;
D.黑色物体吸收所有色光,白色物体反射所有色光,所以,二维码中黑色部分吸收光,白色部分反射光,故D正确。
故选D。
7.B
【详解】A.由实验数据可知,A、B两种物质在相同时间内吸收相同的热量,但温度变化不同。A的温度变化较慢,说明其吸热能力较强;B的温度变化较快,说明其吸热能力较弱。水的比热容较大,吸热能力较强,在相同加热条件下温度升高较慢,因此A是水,故A正确,不符合题意;
BC.根据比热容公式 Q=cmΔt,在质量相同、吸收热量相同的条件下,由可知,比热容与温度变化成反比。A(水)6min从20℃升高到40℃,B(食用油)6min从20℃升高到60℃,说明B的温度变化是A的2倍,因此A与B的比热容关系应为2∶1(B的比热容为A的一半,为
故B错误,符合题意,C正确,不符合题意;
D.加热3min时,A的温度从20℃升高到30℃(因A每3min升高10℃),吸收的热量为,故D正确,不符合题意。
故选B。
8.B
【详解】A.气沉丹阳相当于压缩冲程,故A不符合题意;
B.排山倒海相当于做功冲程,故B符合题意;
C.打完收工相当于排气冲程,故C不符合题意;
D.鼻孔吸气相当于吸气冲程,故D不符合题意。
故选B。
9.B
【详解】调整棱镜的方位,在白色光屏上可以看到白光通过棱镜折射后得到的彩色光带,或将光屏远离狭缝,调整平面镜只能改变光的方向,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
10.A
【详解】A.放大镜成的是正立、放大的虚像,故A符合题意;
B.照相机成的是倒立、缩小的实像,故B不符合题意;
C.投影仪成的是倒立、放大的实像,故C不符合题意;
D.平面镜所成的像是等大的正立的虚像,故D不符合题意。
故选A。
11. 机械 15 15
【详解】[1]热机是将内能转化为机械能的机器,所以热机工作时,将燃料燃烧的内能转化为机械能。
[2][3]一台四冲程柴油机一个工作循环包括四个冲程,飞轮转2圈,对外做功1次。飞轮转速为1800r/min,说明1min飞轮转1800r,则
即1秒飞轮转30圈,完成15个工作循环,对外做功15次。
12. 引力 扩散
【详解】[1]分子间存在相互作用的引力和斥力,玻璃板的下表面接触水面,向上拉动时会发现弹簧测力计示数大于玻璃板的重力,这个现象说明分子间存在引力。
[2]闻到消毒液的气味,这是因为分子在不停地做无规则运动,这属于扩散现象。
13. 反射 光年
【详解】[1]凹面镜的原理是光的反射现象,对光有会聚作用,太空投射来的电磁波被精确反射后到达公共焦点。
[2]天文学上常用光年计量天体间距离,估算最远的一颗脉冲星距离地球1.6万光年。
14.(1) 增加 熔化 汽化 小水滴
(2) 压缩 喷出的水
(3)飞行时间
【详解】(1)[1]火箭刚发射时,质量不变,速度增加,动能增加;高度增加,重力势能增加,因此机械能总量增加。
[2]火焰的温度很高,所以发射台遇到高温的火焰会吸热而熔化。
[3][4]发射台下是水池,而让火焰喷射到水中,水从液态变为气态的水蒸气即发生汽化,从而能从周围吸取热量。这些水蒸气散发到空气中,遇到冷空气液化成的小水滴就是我们看到的“白气”。
(2)[1]使用打气筒打气时,活塞压缩气体做功,将机械能转化为气体的内能,与汽油机的压缩冲程相同。
[2]水火箭向下喷水,喷出的水给火箭一个向上的力,使火箭上升,所以使水火箭上升的施力物体是喷出的水。
(3)“水火箭”在竖直方向飞行上升的高度不容易测量,可以测量水火箭在空中飞行的时间,时间越长,飞行的高度越高。
15. 反射 直线传播
【详解】[1]树在水中的倒“影”和树关于水面对称,其成因是光的反射。
[2]光在均匀介质中沿直线传播,影子的成因就是光的直线传播,皮影戏、小孔成像等的成因也是光的直线传播。
16. 相平 电流 左 质量 相等 加热时间
【详解】(1)[1][2]利用U形管中液面高度差来判断电流产生热量的多少,甲、乙实验通电前,需使两个U形管内的液面相平;乙装置中,R3、R2并联后与R1串联,R1、R2的电阻相同,由串并联电路电流的规律可知通过两个容器内电阻的电流不同,可探究电流产生的热量与电流的关系。
[3]由串并联电路电流的规律可知通过R1的电流较大,R1、R2的电阻相同,相同时间内左侧U形管内液面高度差较大,左侧容器中产生的热量较多。
(2)[4][5][6]某同学利用丙装置改做“比较水和煤油比热容的大小”的实验,则他们应将其中一个烧瓶中的煤油换成质量和初温相等的水,并使甲、乙两烧瓶中金属丝的电阻相等,相同时间内产生的热量相同,此实验中水和煤油吸热的多少是通过加热时间来反映的,加热时间越长,液体吸收的热量越多。
17. 漫反射 折射 缩小 前 下 变小
【详解】(1)[1]当发光二极管的光照射在粗糙的鼠标垫上时,反射光线射向各个方向,会发生漫反射。
[2]光线从空气经过透镜是光从一种介质到另一种介质,会发生折射现象。
(2)[3]光学感应器距成像透镜,即物距为3mm,成像透镜距鼠标垫,即物距为7mm,物距大于像距,因此光学感应器上所成的是倒立、缩小的实像。
(3)[4]感应器上成的是倒立、缩小的实像,鼠标向前推移时,物(鼠标垫上的反光点)相对于鼠标向后推移,而凸透镜和光学感应器是一起移动的,感光器件上的像相对于光学感应器向前移动。
(4)[5][6]让鼠标离开鼠标垫一定高度后悬空移动,相当于让物距增大,则像距变小,那么所成的像在光学感应器的下方,凸透镜成实像时,物远像近像变小,因此所成的像比悬空前的要小。
18. 62.5 乙 甲 空气 见解析
【详解】(1)[1]由于温度是逐渐降低的,不可能比初温还高,故可知甲瓶62.5℃是错误的。
[2]根据表格温度变化趋势可知,乙瓶中温度下降更快,故乙瓶中水温更快降到41.0℃。
[3]由于瓶中水的体积是350mL,可得水的质量为
根据可得,放出的热量为
(2)[4]由于甲瓶保温更好,如果把瓶中的热水换成冰块,则甲瓶中的冰块熔化较慢。
[5]可能是两件薄衣服中间有空气,减慢了热量的流失速度。
(3)[6]羽绒服内充满空气更保暖,双层玻璃隔热效果更好。
19.(1) 温度 水分表面空气流速
(2)
【详解】(1)[1][2]液体的蒸发快慢跟温度、液体与空气的接触面积、液体表面的空气流速有关。店员给小明洗完头后用电吹风吹头发,头发很快干了,这是因为电吹风吹出的热风,提高了头发上水的温度和加快了水分表面空气流速,加快头发中水分蒸发。
(2)根据平面镜成像的规律,连接MN为反射光线,光线MN是小镜子的入射光线,根据小镜子的反射光线,作出此时入射光线和反射光线夹角的角平分线,即是小镜子上的法线,过N点作法线的垂线,即是小镜子所在的位置,如图所示:
学科网(北京)股份有限公司
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