精品解析:江苏省南京市玄武区2025-2026学年八年级上学期期中物理试卷
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内容正文:
八年级物理学科期中调研测试试卷
时间:90分钟 总分:100分
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。每小题给出的四个选项中只有一个选项符合题意)
1. 如图所示是迄今为止中国考古发现的最早管乐器-贾湖骨笛。下列说法正确的是( )
A. 笛声可以通过空气传入人耳
B. 悦耳动听的笛声不可能是噪声
C. 笛声在空气中传播的速度越来越小
D. 为了不影响邻居而关闭窗户,是在声源处减弱噪声
2. 单反相机镜头由多种光学器件组成,其中较为重要的是透镜组,如图所示透境组中属于凹透镜的是( )
A. ① B. ② C. ③ D. ④
3. 湖水清澈见底,倒映着蓝天白云和四周树木,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. 古代潜望镜
4. 以下是有关声现象的实验,说法正确的是( )
A. 甲图在鼓面上放些碎纸屑是为了将鼓面的振动显现出来
B. 乙图中的声呐装置利用了次声波方向性好的特点
C. 丙图拿一张硬纸片在木梳齿上以不同速度划动,可以比较响度的不同
D. 丁图中水花四溅,说明声音可以在水中传播
5. 下列对四幅光路图的解释正确的是( )
A. 图甲中人眼看到外面的风景是实像
B. 图乙中光从室外透过窗户玻璃进入室内
C. 图丙是漫反射,光线杂乱无章不遵循光的反射定律
D. 图丁是人眼看到水中“树”的光路图
6. 红外线和紫外线在生活中都有很多的应用,体现了科技的力量。如图所示,下列说法正确的是( )
A. 图甲,人们常借助验钞机发出的红外线来辨别钞票的真伪
B. 图乙,电视遥控器是靠紫外线来实现对电视机的遥控
C. 图丙,冬天常在淋浴间使用的“浴霸”,装有紫外线灯泡,主要用于取暖和照明
D. 图丁,全自动感应水龙头是利用红外线进行自动控制的
7. 小明在探究“平面镜成像”和“凸透镜成像”的两个实验中,分别把一个不透明的木板放在如图甲、乙所示的位置,以下说法正确的是( )
A. 甲、乙均不能成像
B. 甲、乙均不能看到像
C. 甲、乙都能成像且均能看到像
D. 只有甲既能成像也能看到像
8. 把玻璃杯放在有字的卡片上,往杯内注水近满,如图所示,由上向下观察,比较你看到的杯外和杯内的文字。下面四幅图能正确解释此现象的是( )
A. B. C. D.
9. 为避免驾驶员低头看仪表信息造成事故,人们发明了如图甲所示的抬头显示器(简称HUD),如图乙所示是HUD工作原理图,下列说法正确的是( )
A. 挡风玻璃因透明所成的像易产生重影
B. 挡风玻璃上所成的像是由于光的折射形成的虚像
C. 司机在挡风玻璃上看到的数字“6”,在显示器上应该是“9”
D. 像过高不利于观察,应将显示器沿水平方向靠近挡风玻璃
10. 在“探究凸透镜成像规律”的实验中,某实验小组所描绘的图像如图所示。图像中A、B、C三点分别与蜡烛在光具座上移动过程中的三个位置相对应。下列说法中正确的是( )
A. 凸透镜的焦距是20cm
B. 蜡烛处于A点时,所成像的特点的典型应用是照相机
C. 蜡烛从B点移动到C点的过程中,所成的像逐渐变小
D. 只有当蜡烛在B点时,将蜡烛与光屏的位置互换,光屏上才能成清晰的像
11. 小明和小华在窗边用凸透镜贴近报纸看文字,看到了文字的像。在移动凸透镜时,意外的发现在报纸上出现了窗外景物的像,如图所示。两次所成的像相对于原来被观察的物体,对比像的正倒、大小、虚实三个方面,描述正确的是( )
A. 两个像均为实像 B. 两个像均为倒立的像
C. 一个像是缩小的,一个像是放大的 D. 一个成像原理与照相机相同,一个成像原理与投影仪相同
12. 如图,小华同学用激光笔照射水面,在水槽壁上出现两个红点A和B,下列说法正确的是( )
A. 保持入射点O位置不变,欲使A点下移至A1,应使入射光线MO绕点O沿逆时针方向转动
B. 入射光线MO绕着点O沿顺时针方向转动,能观察到另一亮点B点会移动到点B2
C. 若保持入射光线不变,欲使B点下移至B2,应使水面上升
D. 当水面上升或下降时,折射角大小在变化
二、填空题(本题共7小题,每空1分,共26分)
13. 如图为中国自主研发的C919客机,乘客在乘坐飞机飞行时,为了安静地休息,带上了耳罩,这是在___________减弱噪声。在机场候机的人们听到飞机的声音是由___________传过来的。乘客下飞机时,一只蝴蝶飞过,蝴蝶翅膀每分钟振动的次数约为300次,它振动的频率约是___________Hz。
14. 小明对光学部分知识归纳总结如下:
(1)光在真空中的传播速度约为________m/s,如图甲所示,小明让一束太阳光通过三棱镜,来研究光的________现象,实验中光屏上呈现的红、绿、________三种色光称为光的三原色;
(2)如图乙所示,一束红光沿AO从空气射向玻璃,OB和OC分别是红光的反射光和折射光,OB与OC互相垂直,入射角为60°,则折射角为________°;如果一束紫光也沿AO斜射向玻璃,则紫光的折射光线与OC相比更________(选填“靠近”或“远离”)法线;
(3)如图丙所示,间距为d两束平行的紫光和红光,斜射到玻璃砖的上表面,从玻璃砖的下表面射出两条出射光线,则这两条出射光线在玻璃下表面的距离________d(选填“大于”、“等于”或“小于”),两条出射光线________(选填“平行”或“不平行”);
(4)小明两眼视力缺陷不同,他将一只2B铅笔紧贴两只镜片,透过眼镜看到铅笔的像如图丁所示,则右侧的镜片是________(选填“凸透镜”或“凹透镜”)。
15. 操场上竖直地插着三根竹竿,在路灯和月光下的影子如图所示,________(甲/乙)图是在月光下的影子;在模拟月食的实验中,老师画了示意图(如图丙),地面上观察者应该位于________(A/B/C/D)处可观察到月食。
16. 如图所示为水位测量仪的示意图,从A点发出的一束与水平面成一定角度的激光,经水面反射后,在水平光电屏上的B点处形成一个光斑,光斑位置随水位变化而发生变化。
(1)A点与光电屏在水中所成的像是________(虚/实)像;
(2)A点与水面相距2m,则A与它在水中的像之间的距离为________m;
(3)若光斑向左移动,说明水位在________(上升/下降);
(4)要使该装置更灵敏,即液面高度变化一定时光斑移动更明显,下列措施中可取的是( )
A. 增大入射角
B. 将光电屏上移一段距离
C. 将光电屏逆时针转过一定的角度
17. 如图所示,硬币固定在空杯底,此时人眼恰好看不到硬币的最右端A点。
(1)眼睛看不到硬币,是因为光在均匀介质中沿________传播;
(2)将平面镜放到杯边适当的位置,通过平面镜看到了硬币的虚像,这是光的________现象;
(3)保持眼睛和杯子位置不变,向杯中加水,硬币上B、C两点先后被看到,图中画出刚看到B点时光的传播示意图(入射角是),若刚看到C点时入射角是,则________(选填>/=/<)。
18. 利用太阳光测凸透镜焦距,需前后移动白纸得到最小最亮的光斑,如图甲A和B是两名同学的操作示意图,分别测得该光斑到光心的距离为10.1cm和9.9cm,则凸透镜的焦距是________cm。如图乙所示,两束光线原本相交于B点,在框内放一个透镜后相交于A点,则该透镜是________透镜。小明为判别直径相同的两透镜的类型,分别将它们正对太阳,把一张纸放在它的下方,在纸上得到相应的光斑,透镜与光斑的大小如图所示,其中形成乙光斑的________(选填“一定”、“可能”或“一定不”)是凹透镜。
19. 用F为焦点,焦距为f的凸透镜探究成像规律,在实验中:
(1)发光物体和凸透镜的位置如图甲所示,图中光屏未画出,光屏上所成清晰的像在图中________(填数字序号)区域;将发光物体与光屏的位置互换,光屏上仍能成清晰的像,成像规律与________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)相同;
(2)如图乙所示,凸透镜(未画出)位置固定,发光体位于凸透镜的主光轴上。当发光体位于A点时,它的像在B点;当发光体位于B点时,它的像在C点,则凸透镜的位置在图中________(填数字序号)区域。
三、解答题(本题共9小题,共50分)
20. 按要求作图(保留作图痕迹)
(1)如图甲所示,请根据反射光线画出入射光线并标出入射角的大小;
(2)如图乙所示,一名潜水员潜水时看到水面上有一只小鸟S,S'是其像点,请画出水下E处的潜水员看到小鸟S的光路图;
(3)如图丙所示,凸透镜与凹透镜的一个焦点重合,请根据入射光线,画出相应的出射光线。
21. 请按要求回答:
(1)如图1,该装置能探究声音产生的原因,还能探究声音的响度和________的关系;
(2)如图2,抽气机不断向外抽气过程中,听到手机铃声越来越小,在这一现象的基础上可以推理出的结论是________;
(3)如图3,将一把钢尺紧按在桌面上,一端伸出桌面适当长度,拨动钢尺,可听到钢尺振动发出的声音,逐渐增加钢尺伸出桌面长度,钢尺发出声音的音调会逐渐变________(填“高”或“低”);
(4)如图4所示,用小锤敲击右边音叉,左边音叉也发声,乒乓球弹起,该实验现象能说明( )
A. 声音的音调与振动频率有关
B. 声波可以在空气中传播
C. 声波能传递能量
D. 声音在固体中传播速度比气体中快
22. 在探究琴弦发出声音的音调与哪些因素有关的实验中,提出以下猜想:
猜想一:琴弦发出声音的音调可能与琴弦的材料有关;
猜想二:琴弦发出声音的音调可能与琴弦的长短有关;
猜想三:琴弦发出声音的音调可能与琴弦的横截面积有关;
为了验证以上猜想是否正确,他们找到了一些不同规格的琴弦,如表:
编号
材料
长度/cm
横截面积/mm2
①
钢
40
0.5
②
钢
(a)
(b)
③
钢
60
1.0
④
尼龙
40
0.5
(1)为了验证猜想一,应选用两根编号为________的琴弦进行实验;
(2)为了验证猜想二和猜想三,表格中至少还需要补充的一组内容是:(a)________;(b)________;
(3)如图甲在8个相同的水瓶中灌入不同高度的水,敲击瓶身,盛水越多,发出的声音的音调就越________。
23. 表中是光在几种不同介质中的传播速度;如图甲、乙是光在这几种介质中发生折射的光路。
介质
水
玻璃
冰
空气
酒精
光速(m/s)
2.25×108
2.0×108
2.30×108
3.0×108
2.2×108
(1)综合分析表中的数据和图甲的光路图可以得出的结论是:光从传播速度大的介质中斜射入传播速度小的介质中时,折射角________入射角(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(2)现代医学常用超声波击碎人体内的结石,超声波从空气中斜射入人体后也类似光一样要发生折射,如图乙所示超声波进入人体击碎结石,请以光线代替声波画出此时一束声波从空气进入人体的大概折射情况(图乙)。
24. 为探究小孔成像的特点,小华制作了如图甲所示装置,将易拉罐底部中央戳一个小孔,将易拉罐顶部剪去,蒙上一层半透明塑料薄膜。将其水平放置,在左侧固定一支点燃的蜡烛,可在塑料薄膜上看到烛焰倒立的像。
(1)在图乙中利用光线作出烛焰AB在塑料薄膜上的像A'B'(保留作图痕迹);
(2)若将点燃的蜡烛向上移动,则塑料薄膜上的像向________(选填“上”或“下”)方移动;若将易拉罐向右移动少许,蜡烛的像将________(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)小华在易拉罐底部不同位置戳了两个小孔,用它来观察蜡烛,则半透明膜上会( )
A. 只会出现一个像
B. 在不同的位置出现两个像
C. 出现两个重合的像
(4)如图丙所示,夏天树荫下的圆形光斑是太阳的________(选填“像”或“影子”),圆形光斑大小不一的原因是________;为了研究孔的大小对光斑形状的影响,小华设计了四种有不同形状孔的卡片甲,并用另一张卡片乙覆盖在甲上,如图所示。接着,从图示位置沿箭头方向水平移动乙,观察光斑形状的变化情况,符合探究要求的是图中的________
25. 在“探究平面镜成像的特点”的实验中。
(1)甲图中用玻璃板替代平面镜,是为了便于________,选择两个完全相同的电池目的是为了________;
(2)为探究平面镜成像中像与物是否一样高,以下方案中合理的是________(选填“方案一”、“方案二”或“两个方案都可以”)
方案一:如图乙,用直尺测出电池的高度,同时在玻璃板中看到直尺的像和电池的像,利用直尺的像来测量电池像的高度,然后把两次高度进行对比
方案二:用直尺测出电池的高度,再把直尺放到玻璃板后面电池像的旁边测量电池像的高度(如图丙),然后把两次高度进行对比
(3)桌面上有一块水平的圆形玻璃转盘,距转盘1.8m高处有一盏灯,该灯通过转盘成像如丁所示,若用手拨动转盘使其水平旋转,则观察到灯的像的位置________(选填“改变”或“不变”);
(4)小明还设计了一个“巧测距离”的木箱,如图桌面上有一个密闭的长方体木箱,其中一个侧面MN是________(选填“平面镜”或“透明薄玻璃”),箱内有一支蜡烛A,在不打开箱子的情况下,他利用一支完全相同的蜡烛B、刻度尺,火柴测出了箱内蜡烛A到侧面MN的距离。方法如下:
①把蜡烛B放到箱子侧面MN的右侧桌面上并点燃;
②移动蜡烛B,直到________;
③用刻度尺测出________距离,就等于A到MN的距离。
26. 如图a所示是探究光的反射定律的实验装置,白板安装在底座上,可以绕水平直径MN偏转,平面镜固定在水平底座上,用激光笔作光源让其发出的激光束始终沿白板斜射到平面镜的中心点O。
(1)实验中要呈现光路,选用白板是________(选填“粗糙”或“光滑”)的;
(2)让白板绕着MN偏转,如图b所示,当白板上同时呈现入射光和反射光时,白板所在的平面和镜面________,这个实验过程是为了探究光的反射时,________;对比a图和b图,以下说法正确的是________
A.入射角大小相同,法线位置不同
B.入射角大小相同,法线位置相同
C.入射角大小不同,法线位置相同
D.入射角大小不同,法线位置不同
(3)在b图中,为说明光在反射时光路是可逆的实验操作及现象是________。
27. 在“探究凸透镜成像规律”的实验中。
(1)实验前应调整烛焰、光屏中心位于凸透镜的________上;若此时光屏上成像偏上,要想让像成在光屏中央,应向________调节透镜;甲图中光屏上有清晰的像(像未画出),该像是倒立、________的实像;
(2)若保持甲图中蜡烛和光屏不动,移动透镜至光具座________cm刻线处,光屏上会再次出现清晰的像;
(3)保持凸透镜位置不变,将蜡烛远离凸透镜,为使光屏上再次呈现清晰的像,可将光屏________(选填“靠近”或“远离”)透镜,或光屏位置不动,在蜡烛与凸透镜之间放置合适的________眼镜;
(4)乙图中,凸透镜位于P处(图中未画出)位置不变,移动蜡烛,光屏先后在P同侧的A、B两处得到烛焰清晰的像,且A处的像比B处大,则以下说法正确的是________。
①A处像可能是缩小的
②B处像一定是缩小的
③P点位置在B的右侧
④蜡烛的移动方向向左
28. 阅读下面的短文,并回答问题
潜艇的“耳目”——声呐
声呐能够向水中发射声波,假如某一声呐发出的声波的频率在5kHz~40kHz,由于这种声波的频率较高,可以形成较强指向性,声波在水中传播时,如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标就会被反射回来,反射回来的声波被声呐接收,根据声信号往返时间可以确定目标的距离。
声呐发出声波碰到的目标如果是运动的,反射回来的声波(下称“回声”)的音调就会有所变化。它的变化规律是:如果回声的音调变高,说明目标正向声呐靠拢;如果回声的音调变低,说明目标远离声呐,请回答以下问题:
(1)超声波根据声信号往返时间可以确定目标的距离,说明声音能够传递________。
(2)下列哪种动物能发出与声呐相同的波( )
A. 大象 B. 狗 C. 蝙蝠 D. 猫
(3)人耳能够听到该声呐发出的声波的频率范围是________kHz到________kHz。
(4)①如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在10s内接收到经B潜艇反射回来的信号,且信号频率不变,潜艇B与潜艇A的距离s1是________km。(设声波在海水中传播速度为1500m/s)
②停在海水中的潜艇A继续监控潜艇B,突然接到潜艇B反射回来的声波频率是变低的,且测出潜艇B的速度是20m/s,方向始终在潜艇A、B的连线上,经一分钟后潜艇B与潜艇A的距离为________km。
(5)一艘科考船行驶在某海域,并对该海域的海底形状利用声呐系统进行了测绘:在经过该海域水平面等间距的A、B、C、D、E五个位置时,向海底定向发射超声波,测得回收信号的时间分别为0.30s、0.16s、0.30s、0.14s、0.30s。根据时间,求出海底与海平面的距离,就可以绘出海底的大致形状,则该海域海底的大致形状如图( )
A. B.
C. D.
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八年级物理学科期中调研测试试卷
时间:90分钟 总分:100分
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。每小题给出的四个选项中只有一个选项符合题意)
1. 如图所示是迄今为止中国考古发现的最早管乐器-贾湖骨笛。下列说法正确的是( )
A. 笛声可以通过空气传入人耳
B. 悦耳动听的笛声不可能是噪声
C. 笛声在空气中传播的速度越来越小
D. 为了不影响邻居而关闭窗户,是在声源处减弱噪声
【答案】A
【解析】
【详解】A.声音是一种机械波,需要介质来传播,空气是声音传播的常见介质之一,笛声可以通过空气传播到人耳,故A正确;
B.从环保角度噪声的定义是干扰人们正常工作、学习和休息的声音;从物理学角度来看,噪声是发声体做无规则振动时发出的声音。悦耳动听的笛声如果出现在不适当的场合,比如在需要安静的环境中,也可能成为噪声。故B错误;
C.声音在空气中的传播速度受温度等因素影响,通常情况下,环境因素不改变,声速不会发生改变,故C错误;
D.关闭窗户是在传播过程中减弱噪声,而不是在声源处。声源处减弱噪声是指直接控制声源的振动或声音的产生,故D错误。
故选A。
2. 单反相机镜头由多种光学器件组成,其中较为重要的是透镜组,如图所示透境组中属于凹透镜的是( )
A. ① B. ② C. ③ D. ④
【答案】B
【解析】
【详解】中间厚边缘薄的透镜叫凸透镜,中间薄边缘厚的透镜叫凹透镜,图中②是凹透镜,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3. 湖水清澈见底,倒映着蓝天白云和四周树木,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. 古代潜望镜
【答案】D
【解析】
【详解】倒影是平面镜成像现象,是光的反射现象。
A.冰透镜取火,利用的是凸透镜对光线具有会聚作用,是光的折射现象,故A不符合题意;
B.日晷计时,是光的直线传播现象,故B不符合题意;
C.小孔成像,是光的直线传播现象,故C不符合题意;
D.古代潜望镜,是平面镜成像现象,是光的反射现象,故D符合题意。
故选D。
4. 以下是有关声现象的实验,说法正确的是( )
A. 甲图在鼓面上放些碎纸屑是为了将鼓面的振动显现出来
B. 乙图中的声呐装置利用了次声波方向性好的特点
C. 丙图拿一张硬纸片在木梳齿上以不同速度划动,可以比较响度的不同
D. 丁图中水花四溅,说明声音可以在水中传播
【答案】A
【解析】
【详解】A.在鼓面上放些碎纸屑是将鼓面的振动放大,使实验现象更明显,这种研究问题的方法叫做转换法,故A正确;
B.乙图中的声呐装置利用了超声波方向性好的特点,故B错误;
C.丙图拿一张硬纸片在木梳齿上以不同速度划动,物体振动的频率不同,所以可以比较音调的不同,故C错误;
D.将正在发声的音叉放入水中水花四溅,说明声音是由物体振动产生的,故D错误。
故选A。
5. 下列对四幅光路图的解释正确的是( )
A. 图甲中人眼看到外面的风景是实像
B. 图乙中光从室外透过窗户玻璃进入室内
C. 图丙是漫反射,光线杂乱无章不遵循光的反射定律
D. 图丁是人眼看到水中“树”的光路图
【答案】D
【解析】
【详解】A.潜望镜利用的是平面镜,根据平面镜成像特点可知,图甲中人眼看到的“F”是等大的虚像,故A错误;
B.光从室外透过窗户玻璃进入室内,在玻璃的外表面是光从空气中斜射入玻璃,折射角应小于入射角;在玻璃的内表面是光从玻璃中斜射入空气,折射角应大于入射角,图中两个表面的折射角和入射角的大小关系都错误,故B错误;
C.虽然漫反射的光线杂乱无章,但仍属于光的反射,遵循光的反射定律,故C错误;
D.人观察对岸的树木在水中倒影,应该是由树木射向湖面的光线被反射进入人眼,是光的反射现象,故D正确。
故选D。
6. 红外线和紫外线在生活中都有很多的应用,体现了科技的力量。如图所示,下列说法正确的是( )
A. 图甲,人们常借助验钞机发出的红外线来辨别钞票的真伪
B. 图乙,电视遥控器是靠紫外线来实现对电视机的遥控
C. 图丙,冬天常在淋浴间使用的“浴霸”,装有紫外线灯泡,主要用于取暖和照明
D. 图丁,全自动感应水龙头是利用红外线进行自动控制的
【答案】D
【解析】
【详解】A.紫外线能使荧光物质发光,所以能用来鉴别真伪钞票,故A错误;
B.电视遥控器是靠红外线来实现对电视机的遥控,故B错误;
C.红外线的热作用强,用来取暖,所以“浴霸”装有红外线灯泡,主要用于取暖和照明,故C错误;
D.在某些场所安装有全自动感应水龙头,水龙头自动关闭,这是利用红外线进行控制的,故D正确。
故选D。
7. 小明在探究“平面镜成像”和“凸透镜成像”的两个实验中,分别把一个不透明的木板放在如图甲、乙所示的位置,以下说法正确的是( )
A. 甲、乙均不能成像
B. 甲、乙均不能看到像
C. 甲、乙都能成像且均能看到像
D. 只有甲既能成像也能看到像
【答案】C
【解析】
【详解】平面镜所成的像是虚像;由图可知,蜡烛在凸透镜的一倍焦距以内,成正立、放大的虚像;因为虚像是光的反射延长线相交得到的,光屏不能承接虚像,因此凸透镜和平面镜所成的虚像都不能呈现在光屏上,所以在图中甲、乙两处放置木板都对看到虚像不产生影响,所以烛焰的像不会发生变化。
故选C。
8. 把玻璃杯放在有字的卡片上,往杯内注水近满,如图所示,由上向下观察,比较你看到的杯外和杯内的文字。下面四幅图能正确解释此现象的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】看到杯内的文字是由文字反射的光线经水面折射进入人的眼睛,由于光在空气中传播速度快,在空气中的角大,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
9. 为避免驾驶员低头看仪表信息造成事故,人们发明了如图甲所示的抬头显示器(简称HUD),如图乙所示是HUD工作原理图,下列说法正确的是( )
A. 挡风玻璃因透明所成的像易产生重影
B. 挡风玻璃上所成的像是由于光的折射形成的虚像
C. 司机在挡风玻璃上看到的数字“6”,在显示器上应该是“9”
D. 像过高不利于观察,应将显示器沿水平方向靠近挡风玻璃
【答案】D
【解析】
【详解】A.挡风玻璃所成的像易产生重影主要是因为其有一定的厚度,两个面都能反射成像,故A错误;
B.平面镜成像的原理是光的反射,所以挡风玻璃上所成的像是由于光的反射形成的,故B错误;
C.由平面镜成像特点可知,像与物体关于平面镜对称,数字“6”和“9”不对称,所以显示器屏幕上的数字不是“9”,故C错误;
D.若挡风玻璃所成的像过高不利于观察,可将显示器沿水平方向靠近挡风玻璃,减小物距,像也会减小,像向下移动,故D正确。
故选D。
10. 在“探究凸透镜成像规律”的实验中,某实验小组所描绘的图像如图所示。图像中A、B、C三点分别与蜡烛在光具座上移动过程中的三个位置相对应。下列说法中正确的是( )
A. 凸透镜的焦距是20cm
B. 蜡烛处于A点时,所成像的特点的典型应用是照相机
C. 蜡烛从B点移动到C点的过程中,所成的像逐渐变小
D. 只有当蜡烛在B点时,将蜡烛与光屏的位置互换,光屏上才能成清晰的像
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,B点时,物距等于像距,根据凸透镜成像规律可知,此时
则焦距f=10cm。故A错误;
B.由图可知,A点时,物距与焦距的关系为
成倒立、放大的实像,是幻灯机和投影仪的原理,故B错误;
C.将蜡烛从B移动到C的过程中,即物距变大,u>2f,此时像距变小,同时像变小,故C正确;
D.折射时,光路是可逆的,当蜡烛在A、B、C三点时,将蜡烛与光屏的位置互换,光屏上都能成清晰的像,故D错误。
故选C。
11. 小明和小华在窗边用凸透镜贴近报纸看文字,看到了文字的像。在移动凸透镜时,意外的发现在报纸上出现了窗外景物的像,如图所示。两次所成的像相对于原来被观察的物体,对比像的正倒、大小、虚实三个方面,描述正确的是( )
A. 两个像均为实像 B. 两个像均为倒立的像
C. 一个像是缩小的,一个像是放大的 D. 一个成像原理与照相机相同,一个成像原理与投影仪相同
【答案】C
【解析】
【详解】看报纸上的字时,物距小于一倍焦距,所成的像为正立、放大的虚像,与放大镜的原理相同;看到窗外的景物的像时,物距大于二倍焦距,所成的像为倒立、缩小的实像,与照相机的原理相同。
故选C。
12. 如图,小华同学用激光笔照射水面,在水槽壁上出现两个红点A和B,下列说法正确的是( )
A. 保持入射点O位置不变,欲使A点下移至A1,应使入射光线MO绕点O沿逆时针方向转动
B. 入射光线MO绕着点O沿顺时针方向转动,能观察到另一亮点B点会移动到点B2
C. 若保持入射光线不变,欲使B点下移至B2,应使水面上升
D. 当水面上升或下降时,折射角大小在变化
【答案】C
【解析】
【详解】AB.当光从空气斜射到水面时,同时会发生反射和折射现象,反射角等于入射角,折射角小于入射角;现保持入射点O的位置不变,欲使光点A下移至处,则反射光线偏离法线,反射角增大,根据反射角等于入射角,则入射角也需增大,故使入射光线绕着O点沿顺时针方向转动。同时,入射角增大,折射角也会相应增大,因此,会观察到另一亮点B点会移动到点,如图所示:
故AB错误;
CD.在水面变化过程中,由于入射光线不变,即入射角不变,则折射角也不发生改变,保持入射光线不变,使B点下移至,应使水面上升,故C正确,D错误。
故选C。
二、填空题(本题共7小题,每空1分,共26分)
13. 如图为中国自主研发的C919客机,乘客在乘坐飞机飞行时,为了安静地休息,带上了耳罩,这是在___________减弱噪声。在机场候机的人们听到飞机的声音是由___________传过来的。乘客下飞机时,一只蝴蝶飞过,蝴蝶翅膀每分钟振动的次数约为300次,它振动的频率约是___________Hz。
【答案】 ①. 人耳处 ②. 空气 ③. 5
【解析】
【详解】[1]噪声可以在声源处、传播过程、人耳处减弱。乘客在飞机飞行时,为了安静地休息,带上了耳罩,这是在人耳处减弱噪声。
[2]声音的传播需要介质,周围观看的人们听到飞机的声音是由空气传过来的。
[3]乘客下飞机时,一只蝴蝶飞过,蝴蝶翅膀每分钟振动的次数约为300次,它振动的频率约是
14. 小明对光学部分知识归纳总结如下:
(1)光在真空中的传播速度约为________m/s,如图甲所示,小明让一束太阳光通过三棱镜,来研究光的________现象,实验中光屏上呈现的红、绿、________三种色光称为光的三原色;
(2)如图乙所示,一束红光沿AO从空气射向玻璃,OB和OC分别是红光的反射光和折射光,OB与OC互相垂直,入射角为60°,则折射角为________°;如果一束紫光也沿AO斜射向玻璃,则紫光的折射光线与OC相比更________(选填“靠近”或“远离”)法线;
(3)如图丙所示,间距为d两束平行的紫光和红光,斜射到玻璃砖的上表面,从玻璃砖的下表面射出两条出射光线,则这两条出射光线在玻璃下表面的距离________d(选填“大于”、“等于”或“小于”),两条出射光线________(选填“平行”或“不平行”);
(4)小明两眼视力缺陷不同,他将一只2B铅笔紧贴两只镜片,透过眼镜看到铅笔的像如图丁所示,则右侧的镜片是________(选填“凸透镜”或“凹透镜”)。
【答案】(1) ①. ②. 色散 ③. 蓝
(2) ①. 30 ②. 靠近
(3) ①. 大于 ②. 平行
(4)凸透镜
【解析】
【小问1详解】
[1]光在真空中的传播速度约为。
[2]太阳光不是单一颜色的光,通过三棱镜后分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光,这是光的色散现象。
[3]光的三原色是红、绿、蓝,彩色电视机画面上丰富色彩是由光的三原色按不同的比例合成的。
【小问2详解】
[1]根据光的反射定律可知,入射角为,反射角等于入射角,所以反射角为。因为OB与OC互相垂直,即反射光线与折射光线的夹角等于,所以反射角与折射角之和等于,故折射角为
[2]由光的色散可知:紫光比红光的折射能力强,所以紫光的折射角小于红光,故紫光的折射光线与OC比较更应靠近法线。
【小问3详解】
[1][2]甲为紫光,乙为红光,光线通过平行玻璃砖时,要发生两次折射,因为玻璃砖上下两个表面平行,上表面的折射角等于下表面的入射角,根据光路的可逆性,可知出射光线与入射光线一定平行,因为入射光线平行,所以两条出射光线也平行;由于紫光的偏折程度大于红光的偏折程度,则紫光通过玻璃砖后光线的侧移较大,所以两条出射光线间距一定大于d。
【小问4详解】
由题意可知,小明两眼视力缺陷不同,则一个眼是近视眼,用凹透镜进行矫正,另一个眼是远视眼,用凸透镜进行矫正;透过眼镜看到铅笔的形状,左侧是缩小的像,则左侧的镜片为凹透镜,所以,右侧的镜片是凸透镜。
15. 操场上竖直地插着三根竹竿,在路灯和月光下的影子如图所示,________(甲/乙)图是在月光下的影子;在模拟月食的实验中,老师画了示意图(如图丙),地面上观察者应该位于________(A/B/C/D)处可观察到月食。
【答案】 ①. 甲 ②. B
【解析】
【详解】[1]月光与太阳光都可以认为是平行光线,所以月光下影子也应是平行的,即甲是在月光下的影子图片。
[2]月食是我们看不见月亮,是由于地球挡住了太阳照向月亮的光,如果地球上观察到月食,这些人应该是位于B处。
16. 如图所示为水位测量仪的示意图,从A点发出的一束与水平面成一定角度的激光,经水面反射后,在水平光电屏上的B点处形成一个光斑,光斑位置随水位变化而发生变化。
(1)A点与光电屏在水中所成的像是________(虚/实)像;
(2)A点与水面相距2m,则A与它在水中的像之间的距离为________m;
(3)若光斑向左移动,说明水位在________(上升/下降);
(4)要使该装置更灵敏,即液面高度变化一定时光斑移动更明显,下列措施中可取的是( )
A. 增大入射角
B. 将光电屏上移一段距离
C. 将光电屏逆时针转过一定的角度
【答案】(1)虚 (2)4
(3)上升 (4)AC
【解析】
【小问1详解】
平面镜成像的特点是:像物等距、像物等大、虚像,故A点与光电屏在水中所成的像是虚像。
【小问2详解】
根据平面镜成像中的像物等距可知,A点与水面相距2m,则A与它在水中的像之间的距离为
【小问3详解】
若光斑B向左移动,这说明反射光线向左移动,反射点升高,所以水面上升了。
【小问4详解】
A.增大入射角。当入射角增大时,反射光线与法线的夹角即反射角也会增大。这意味着,当液面高度发生变化时,反射光线的方向会发生更大的改变,从而导致光斑在光电屏上移动更明显的距离。因此,增大入射角是一个可行的措施。故A符合题意;
B.将光电屏上移一段距离。将光电屏上移并不会改变反射光线的方向或角度。无论光电屏位于何处,只要液面高度发生变化,反射光线都会以相同的角度偏转。因此,光斑在光电屏上的移动距离与光电屏的位置无关。所以,这个措施是不可取的。故B不符合题意;
C.将光电屏逆时针转过一定的角度。当光电屏逆时针转动时,它与反射光线的夹角会发生变化。这意味着,即使液面高度的变化很小,反射光线也可能因为与光电屏的夹角变大而在屏幕上产生较大的位移。因此,将光电屏逆时针转过一定的角度也是一个可行的措施。故C符合题意。
故选AC。
17. 如图所示,硬币固定在空杯底,此时人眼恰好看不到硬币的最右端A点。
(1)眼睛看不到硬币,是因为光在均匀介质中沿________传播;
(2)将平面镜放到杯边适当的位置,通过平面镜看到了硬币的虚像,这是光的________现象;
(3)保持眼睛和杯子位置不变,向杯中加水,硬币上B、C两点先后被看到,图中画出刚看到B点时光的传播示意图(入射角是),若刚看到C点时入射角是,则________(选填>/=/<)。
【答案】(1)直线 (2)反射
(3)=
【解析】
【小问1详解】
由于光在均匀介质中沿直线传播,导致眼睛看不到杯中的硬币。
【小问2详解】
利用平面镜看到硬币的虚像,是硬币反射的光经平面镜反射后进入人眼中,这是光的反射现象。
【小问3详解】
当沿杯子壁缓缓向杯中加水时,来自硬币的光线会从水中斜射入空气中从而发生折射,当折射光线进入人眼时,人眼逆着折射光线看去,看到的是由于光的折射而形成的变浅的虚像,虚像的位置比物体的实际位置偏高。保持眼睛和杯子的位置不变,光从水中进入人的眼睛的传播方向不变,即折射角不变。所以根据光的折射规律,从B点和C点射出的入射光线的入射角也是不变的,即=。
18. 利用太阳光测凸透镜焦距,需前后移动白纸得到最小最亮的光斑,如图甲A和B是两名同学的操作示意图,分别测得该光斑到光心的距离为10.1cm和9.9cm,则凸透镜的焦距是________cm。如图乙所示,两束光线原本相交于B点,在框内放一个透镜后相交于A点,则该透镜是________透镜。小明为判别直径相同的两透镜的类型,分别将它们正对太阳,把一张纸放在它的下方,在纸上得到相应的光斑,透镜与光斑的大小如图所示,其中形成乙光斑的________(选填“一定”、“可能”或“一定不”)是凹透镜。
【答案】 ①. 9.9 ②. 凹 ③. 可能
【解析】
【详解】[1]如图甲A和B是两名同学的操作示意图,分别测得该光斑到光心的距离为10.1cm和9.9cm,该实验中太阳光应该垂直射向凸透镜,B同学的测量方法正确,则凸透镜的焦距是9.9cm。
[2]如图乙所示,两束光线原本相交于B点,在框内放一个透镜后相交于A点,说明光线通过该透镜后比以前发散了一些,则该透镜是凹透镜。
[3]因为凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线起发散作用,根据图示可知,甲一定是对光线起了会聚作用,而乙可能是对光线起了发散作用,也可能是光线经凸透镜会聚到焦点后,继续向前传播,形成放大的光斑,因此形成甲光斑的一定是凸透镜,形成乙光斑的可能是凹透镜。
19. 用F为焦点,焦距为f的凸透镜探究成像规律,在实验中:
(1)发光物体和凸透镜的位置如图甲所示,图中光屏未画出,光屏上所成清晰的像在图中________(填数字序号)区域;将发光物体与光屏的位置互换,光屏上仍能成清晰的像,成像规律与________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)相同;
(2)如图乙所示,凸透镜(未画出)位置固定,发光体位于凸透镜的主光轴上。当发光体位于A点时,它的像在B点;当发光体位于B点时,它的像在C点,则凸透镜的位置在图中________(填数字序号)区域。
【答案】(1) ①. ④ ②. 照相机
(2)①
【解析】
【小问1详解】
[1]由图甲可知,物距大于1倍焦距小于2倍焦距,成倒立、放大的实像,像成在2倍焦距以外,故光屏上所成清晰的像在图中④区域。
[2]将发光物体与光屏的位置互换,即物体在2倍焦距以外,像会成在1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立缩小的实像,成像规律与照相机相同。
【小问2详解】
如图1,当凸透镜在A的左侧时,即①区域,当物体在A点时,物距小于焦距,像在B点。当物体在B点时,物距小于像距,像在C点,两次成的虚像,物距都小于像距,并且物距增大,像距也增大,符合题意;
如图2,当凸透镜在AB之间时,即②区域,物像在凸透镜的两侧成实像,如果物体在A点,像在B点,根据光路是可逆的,物体在B点,像一定在A点,不符合题意;
如图3,当凸透镜在BC之间时,即③区域,当物体放在A点,像在B点,物像在凸透镜的同侧成虚像,物距大于像距,不符合题意;
如图4,当凸透镜在C点右侧时,即④区域,当物体放在A点,像在B点,物像在凸透镜的同侧成虚像,物距大于像距。当物体放在B点,像在C点,物像在凸透镜的同侧成虚像,物距大于像距,不符合题意。
三、解答题(本题共9小题,共50分)
20. 按要求作图(保留作图痕迹)
(1)如图甲所示,请根据反射光线画出入射光线并标出入射角的大小;
(2)如图乙所示,一名潜水员潜水时看到水面上有一只小鸟S,S'是其像点,请画出水下E处的潜水员看到小鸟S的光路图;
(3)如图丙所示,凸透镜与凹透镜的一个焦点重合,请根据入射光线,画出相应的出射光线。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
法线垂直于平面镜,故先过入射点O作出法线,再根据反射角等于入射角作出入射光线;由图可知,反射光线与平面镜的夹角为,则反射角为
则入射角也为。据此作图。
【小问2详解】
连接和潜水员的眼睛E,此线与水面的交点O即为光的折射点;折射光线是从O点射向潜水员眼睛E的,入射光线是从实际的小鸟S点射向折射点O的。所以连接S和O,得到入射光线SO。据此作图。
【小问3详解】
根据透镜的三条特殊光线可知,过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴射出;遇到凹透镜时,平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后其反向延长线会经过凹透镜的虚焦点。据此作图。
21. 请按要求回答:
(1)如图1,该装置能探究声音产生的原因,还能探究声音的响度和________的关系;
(2)如图2,抽气机不断向外抽气过程中,听到手机铃声越来越小,在这一现象的基础上可以推理出的结论是________;
(3)如图3,将一把钢尺紧按在桌面上,一端伸出桌面适当长度,拨动钢尺,可听到钢尺振动发出的声音,逐渐增加钢尺伸出桌面长度,钢尺发出声音的音调会逐渐变________(填“高”或“低”);
(4)如图4所示,用小锤敲击右边音叉,左边音叉也发声,乒乓球弹起,该实验现象能说明( )
A. 声音的音调与振动频率有关
B. 声波可以在空气中传播
C. 声波能传递能量
D. 声音在固体中传播速度比气体中快
【答案】(1)振幅 (2)真空不能传声
(3)低 (4)BC
【解析】
【详解】(1)如图1,该装置轻敲音叉,观察到乒乓球被弹开,说明音叉在振动,探究声音产生的原因,如果用力敲,乒乓球被弹开的距离更远,表明振幅越大,响度越大,能探究声音的响度和振幅的关系。
(2)如图2,在抽气机不断向罩外抽气的过程中,罩内空气越来越少,即传声介质变少,由于很难抽成真空,故被拨打的手机的铃声越来越小,表明声音传播需要介质,在理想状态如果抽成真空,就听不到声音了,可以推理出的结论是:真空不能传声。
(3)音调与频率有关,尺子振动的频率与长度有关,逐渐增加钢尺伸出桌面的长度,钢尺振动的频率会变小,钢尺振动发出声音的音调会逐渐变低。
(4)如图4所示,用小锤敲击右边音叉,左边音叉也发声,乒乓球弹起,表明空气能传声,同时说明声音可以传递能量,故BC符合题意,AD不符合题意。
故选BC。
22. 在探究琴弦发出声音的音调与哪些因素有关的实验中,提出以下猜想:
猜想一:琴弦发出声音的音调可能与琴弦的材料有关;
猜想二:琴弦发出声音的音调可能与琴弦的长短有关;
猜想三:琴弦发出声音的音调可能与琴弦的横截面积有关;
为了验证以上猜想是否正确,他们找到了一些不同规格的琴弦,如表:
编号
材料
长度/cm
横截面积/mm2
①
钢
40
0.5
②
钢
(a)
(b)
③
钢
60
1.0
④
尼龙
40
0.5
(1)为了验证猜想一,应选用两根编号为________的琴弦进行实验;
(2)为了验证猜想二和猜想三,表格中至少还需要补充的一组内容是:(a)________;(b)________;
(3)如图甲在8个相同的水瓶中灌入不同高度的水,敲击瓶身,盛水越多,发出的声音的音调就越________。
【答案】(1)①④ (2) ①. 40 ②. 1.0
(3)低
【解析】
【小问1详解】
为验证猜想一,即探究琴弦发出声音的音调与琴弦材料的关系,需控制琴弦的长度和横截面积相同,材料不同。对比表格中数据,①和④琴弦长度相同,横截面积相同,材料分别是钢和尼龙,所以应选用编号为①④的琴弦进行实验。
【小问2详解】
[1][2]为验证猜想二,琴弦发出声音的音调与琴弦长短的关系,应控制材料和横截面积相同,只改变长度;为验证猜想三,琴弦发出声音的音调与琴弦横截面积的关系,应控制材料和长度相同,只改变横截面积。那么补充的数据可以是长度(a)为40,横截面积(b)为1.0。
【小问3详解】
用木棍敲击瓶身时,发声的是瓶和水。盛水越多,瓶和水的总质量越大,越难振动,振动频率越低,发出声音的音调就越低。
23. 表中是光在几种不同介质中的传播速度;如图甲、乙是光在这几种介质中发生折射的光路。
介质
水
玻璃
冰
空气
酒精
光速(m/s)
2.25×108
2.0×108
2.30×108
3.0×108
2.2×108
(1)综合分析表中的数据和图甲的光路图可以得出的结论是:光从传播速度大的介质中斜射入传播速度小的介质中时,折射角________入射角(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(2)现代医学常用超声波击碎人体内的结石,超声波从空气中斜射入人体后也类似光一样要发生折射,如图乙所示超声波进入人体击碎结石,请以光线代替声波画出此时一束声波从空气进入人体的大概折射情况(图乙)。
【答案】(1)小于 (2)
【解析】
【小问1详解】
由图甲,当光从水斜射入玻璃中时,折射角小于入射角,光从玻璃斜射入冰中时,折射角大于入射角,光从冰斜射入空气中时,折射角大于入射角,结合表格中光速可知,光从传播速度大的介质斜射入传播速度小的介质中时,折射角小于入射角。
【小问2详解】
超声波在人体内的传播速度大于在空气中的传播速度,则超声波由空气进入人体时,折射角大于入射角,折射声波偏离法线,要使超声波进入人体击碎结石,入射点应在O点的左侧,据此作图。
24. 为探究小孔成像的特点,小华制作了如图甲所示装置,将易拉罐底部中央戳一个小孔,将易拉罐顶部剪去,蒙上一层半透明塑料薄膜。将其水平放置,在左侧固定一支点燃的蜡烛,可在塑料薄膜上看到烛焰倒立的像。
(1)在图乙中利用光线作出烛焰AB在塑料薄膜上的像A'B'(保留作图痕迹);
(2)若将点燃的蜡烛向上移动,则塑料薄膜上的像向________(选填“上”或“下”)方移动;若将易拉罐向右移动少许,蜡烛的像将________(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)小华在易拉罐底部不同位置戳了两个小孔,用它来观察蜡烛,则半透明膜上会( )
A. 只会出现一个像
B. 在不同的位置出现两个像
C. 出现两个重合的像
(4)如图丙所示,夏天树荫下的圆形光斑是太阳的________(选填“像”或“影子”),圆形光斑大小不一的原因是________;为了研究孔的大小对光斑形状的影响,小华设计了四种有不同形状孔的卡片甲,并用另一张卡片乙覆盖在甲上,如图所示。接着,从图示位置沿箭头方向水平移动乙,观察光斑形状的变化情况,符合探究要求的是图中的________
【答案】(1) (2) ①. 下 ②. 变小 (3)B
(4) ①. 像 ②. 树叶距离地面距离不同 ③. A
【解析】
【小问1详解】
小孔成像中光沿直线传播,故将A与小孔下端连接并延长至、B与小孔上端连接并延长至,连接,即为烛焰AB在塑料薄膜上的像A'B'。据此作图。
【小问2详解】
[1]将点燃的蜡烛向上移动,由光的直线传播可知:烛焰的像向下移动。
[2]将易拉罐向右移动少许,则蜡烛与小孔的距离变大,而孔到薄膜的位置不变,烛焰的像将变小。
【小问3详解】
在易拉罐底部不同位置戳了两个不同形状的小孔,每个小孔都可以成一个像,因此半透明膜上会出现两个倒立的烛焰的像,且在物的位置一定时,像的位置与孔的位置有关,因此会在不同的位置出现两个像,故选B。
【小问4详解】
[1][2]树叶的缝隙,也就是小孔,形成的光斑是由于小孔成像形成的太阳的像,所以光斑都是圆形的。光斑的大小与像距有关,像距不同,即树叶距离地面距离不同,导致圆形光斑大小不一。
[3]为了研究孔的大小对光斑形状的影响,根据控制变量法,应选择形状相同,大小不同的孔进行实验。A图中随着卡片乙向左移动,孔的形状始终是三角形,形状不变,而其它形状都发生了改变,故选A。
25. 在“探究平面镜成像的特点”的实验中。
(1)甲图中用玻璃板替代平面镜,是为了便于________,选择两个完全相同的电池目的是为了________;
(2)为探究平面镜成像中像与物是否一样高,以下方案中合理的是________(选填“方案一”、“方案二”或“两个方案都可以”)
方案一:如图乙,用直尺测出电池的高度,同时在玻璃板中看到直尺的像和电池的像,利用直尺的像来测量电池像的高度,然后把两次高度进行对比
方案二:用直尺测出电池的高度,再把直尺放到玻璃板后面电池像的旁边测量电池像的高度(如图丙),然后把两次高度进行对比
(3)桌面上有一块水平的圆形玻璃转盘,距转盘1.8m高处有一盏灯,该灯通过转盘成像如丁所示,若用手拨动转盘使其水平旋转,则观察到灯的像的位置________(选填“改变”或“不变”);
(4)小明还设计了一个“巧测距离”的木箱,如图桌面上有一个密闭的长方体木箱,其中一个侧面MN是________(选填“平面镜”或“透明薄玻璃”),箱内有一支蜡烛A,在不打开箱子的情况下,他利用一支完全相同的蜡烛B、刻度尺,火柴测出了箱内蜡烛A到侧面MN的距离。方法如下:
①把蜡烛B放到箱子侧面MN的右侧桌面上并点燃;
②移动蜡烛B,直到________;
③用刻度尺测出________距离,就等于A到MN的距离。
【答案】(1) ①. 确定像的位置 ②. 比较像与物的大小关系
(2)方案二 (3)不变
(4) ①. 透明薄玻璃 ②. 蜡烛B的像与蜡烛A的像完全重合 ③. 蜡烛B到侧面MN 的
【解析】
【小问1详解】
[1]用玻璃板替代平面镜,是因为玻璃板透明,便于确定像的位置。
[2]选择两个完全相同的电池,目的是为了比较像与物的大小关系即利用等效替代法,用相同的电池去与像重合,判断像和物的大小是否相等。
【小问2详解】
方案一:直尺在玻璃板前,它的像在玻璃板后,电池的像也在玻璃板后。虽然理论上可行,但在实际操作中,直尺的像和电池的像都在虚像空间里,且直尺本身有厚度,视线角度稍微偏差就会产生视差,很难精准对齐读数。更重要的是,通常我们是用实物去替代虚像,而不是用虚像测虚像。
方案二:在玻璃板后面放一个真实的刻度尺(或者直接用另一支相同的物体),透过玻璃板观察,看像的高度对应刻度尺的多少。因为直尺是实物,放在像的位置可以直接进行对比,消除了视差带来的测量困难,操作更直观、准确。
所以方案二合理。
【小问3详解】
因为平面镜成像中,像与物关于镜面对称,当水平转动转盘时,灯的位置不变,所以像的位置也不变。
【小问4详解】
[1]侧面MN是透明薄玻璃,既能反射成像,又能透过玻璃看到后面的蜡烛B,方便操作。
[2]移动蜡烛B,直到蜡烛B的像与蜡烛A完全重合,利用等效替代法。
[3]根据平面镜成像特点,像与物到镜面的距离相等,用刻度尺测出蜡烛B到侧面MN的距离,就等于蜡烛A到MN的距离。
26. 如图a所示是探究光的反射定律的实验装置,白板安装在底座上,可以绕水平直径MN偏转,平面镜固定在水平底座上,用激光笔作光源让其发出的激光束始终沿白板斜射到平面镜的中心点O。
(1)实验中要呈现光路,选用白板是________(选填“粗糙”或“光滑”)的;
(2)让白板绕着MN偏转,如图b所示,当白板上同时呈现入射光和反射光时,白板所在的平面和镜面________,这个实验过程是为了探究光的反射时,________;对比a图和b图,以下说法正确的是________
A.入射角大小相同,法线位置不同
B.入射角大小相同,法线位置相同
C.入射角大小不同,法线位置相同
D.入射角大小不同,法线位置不同
(3)在b图中,为说明光在反射时光路是可逆的实验操作及现象是________。
【答案】(1)粗糙 (2) ①. 垂直 ②. 反射光线、法线、入射光线是否在同一平面内 ③. C
(3)用另一支激光笔让光线沿着BO射向平面镜时,观察此时反射光线的位置,若反射光线沿着原来的入射光线OA方向射出,就说明光在反射时光路是可逆的。
【解析】
【小问1详解】
我们能从不同角度观察到光线,是光在白板上发生了漫反射,所以实验中要呈现光路,选用白板是粗糙的,这样光在白板上发生漫反射,才能让我们从不同方向看到光路。
【小问2详解】
[1][2]法线始终垂直于平面镜,要使入射光和反射光的径迹同时显示在白板上,则入射光、反射光和法线所在的平面应与平面镜垂直,所以当白板上同时呈现入射光和反射光时,白板所在的平面和镜面垂直此操作是为了探究光的反射时,反射光线、法线、入射光线是否在同一平面内。
[3]对比a图和b图,入射点相同,法线是过入射点与平面镜的垂线,入射点不变,则法线的位置不变,由于入射光线的位置改变,则入射角会变化,即入射角大小不同,法线位置相同,故选C。
【小问3详解】
见答案。
27. 在“探究凸透镜成像规律”的实验中。
(1)实验前应调整烛焰、光屏中心位于凸透镜的________上;若此时光屏上成像偏上,要想让像成在光屏中央,应向________调节透镜;甲图中光屏上有清晰的像(像未画出),该像是倒立、________的实像;
(2)若保持甲图中蜡烛和光屏不动,移动透镜至光具座________cm刻线处,光屏上会再次出现清晰的像;
(3)保持凸透镜位置不变,将蜡烛远离凸透镜,为使光屏上再次呈现清晰的像,可将光屏________(选填“靠近”或“远离”)透镜,或光屏位置不动,在蜡烛与凸透镜之间放置合适的________眼镜;
(4)乙图中,凸透镜位于P处(图中未画出)位置不变,移动蜡烛,光屏先后在P同侧的A、B两处得到烛焰清晰的像,且A处的像比B处大,则以下说法正确的是________。
①A处像可能是缩小的
②B处像一定是缩小的
③P点位置在B的右侧
④蜡烛的移动方向向左
【答案】(1) ①. 主光轴 ②. 下 ③. 缩小
(2)35 (3) ①. 靠近 ②. 近视
(4)①③
【解析】
【小问1详解】
[1]实验前需要调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度,即都位于凸透镜的主光轴上,保证像成在光屏中央。
[2]若成像偏上,根据过光心的光线传播方向不变,向下调节透镜,可使像向下移动到光屏中央。
[3]由图甲可知:蜡烛在20cm刻线,凸透镜在50cm刻线,光屏在65cm刻线,物距
像距
可得,成倒立、缩小的实像。
【小问2详解】
保持蜡烛和光屏位置不动,根据光路可逆,当物距变为原来的像距、像距变为原来的物距时,能再次成清晰的像。此时新的物距,因此凸透镜位置在
因此移动透镜至光具座35cm刻线处。
【小问3详解】
[1]凸透镜成实像时,物远像近像变小:蜡烛远离凸透镜,物距变大,像距变小,因此需要将光屏靠近透镜。
[2]若光屏不动,需要使光线延迟会聚(像后移到光屏上),凹透镜对光线有发散作用,近视眼镜是凹透镜,因此放置合适的近视眼镜。
【小问4详解】
③④由于两次都能在光屏上成清晰的像,所以A、B两处都成实像,光屏先后在P同侧的A、B两处得到烛焰清晰的像,且A处的像比B处大,根据“凸透镜成实像时,物远像近像变小”可知,从A到B像在不断地靠近凸透镜,因此凸透镜(P点位置)在B的右侧,蜡烛在凸透镜的右侧,此时蜡烛的像在靠近凸透镜,因此蜡烛也向右移动,远离透镜;故③正确,④错误;
A处像距大于B处,A的像距可大于,成放大像,也可小于,成缩小像,因此A处像可能是缩小的,①正确;B处像距小于A处,B的像距仍可能大于,成放大像,因此B不一定是缩小的,②错误。
故选①③。
28. 阅读下面的短文,并回答问题
潜艇的“耳目”——声呐
声呐能够向水中发射声波,假如某一声呐发出的声波的频率在5kHz~40kHz,由于这种声波的频率较高,可以形成较强指向性,声波在水中传播时,如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标就会被反射回来,反射回来的声波被声呐接收,根据声信号往返时间可以确定目标的距离。
声呐发出声波碰到的目标如果是运动的,反射回来的声波(下称“回声”)的音调就会有所变化。它的变化规律是:如果回声的音调变高,说明目标正向声呐靠拢;如果回声的音调变低,说明目标远离声呐,请回答以下问题:
(1)超声波根据声信号往返时间可以确定目标的距离,说明声音能够传递________。
(2)下列哪种动物能发出与声呐相同的波( )
A. 大象 B. 狗 C. 蝙蝠 D. 猫
(3)人耳能够听到该声呐发出的声波的频率范围是________kHz到________kHz。
(4)①如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在10s内接收到经B潜艇反射回来的信号,且信号频率不变,潜艇B与潜艇A的距离s1是________km。(设声波在海水中传播速度为1500m/s)
②停在海水中的潜艇A继续监控潜艇B,突然接到潜艇B反射回来的声波频率是变低的,且测出潜艇B的速度是20m/s,方向始终在潜艇A、B的连线上,经一分钟后潜艇B与潜艇A的距离为________km。
(5)一艘科考船行驶在某海域,并对该海域的海底形状利用声呐系统进行了测绘:在经过该海域水平面等间距的A、B、C、D、E五个位置时,向海底定向发射超声波,测得回收信号的时间分别为0.30s、0.16s、0.30s、0.14s、0.30s。根据时间,求出海底与海平面的距离,就可以绘出海底的大致形状,则该海域海底的大致形状如图( )
A. B.
C. D.
【答案】(1)
信息 (2)C (3) ①.
5 ②.
20 (4) ①.
7.5 ②.
8.7 (5)B
【解析】
【小问1详解】
根据超声波往返的时间,由速度公式可以确定目标的距离,这说明声音可以传递信息。
【小问2详解】
声呐发出的声波的频率在,大部分属于超声波,超声波发出的声波人耳接收不到,蝙蝠发出的声波是超声波。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
【小问3详解】
[1][2]人耳只能听到20Hz到20000Hz之间的声音,声呐发出的声波频率大多在之间,因此人耳听到的声呐发出的声波频率为。
【小问4详解】
[1]由题可知,超声波从潜艇A传到潜艇B的时间为
则潜艇B与潜艇A的距离为
[2]1分钟后,潜艇B行驶的路程为
因为声波频率变低,所以潜艇B是远离潜艇A的,现在两艘潜艇之间的距离为
【小问5详解】
根据可知,速度一定时,时间越长通过的路程越远,因为
所以,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
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