精品解析:北京市顺义牛栏山第一中学实验学校2025-2026学年八年级上学期期中考试物理试题
2026-09-12
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内容正文:
2025牛一实验初二物理期中考试
物理
一、单项选择题(下列每题均有四个选项,其中只有一个选项符合题意。共40分,每题2分)
1. 下列不属于光源的是( )
A. 太阳 B. 点燃的蜡烛
C. 萤火虫 D. 月亮
2. 如图所示的四个物态变化的实例中,属于液化现象的是( )
A. 初春湖面上冰化成“水” B. 盛夏草叶上形成“露珠”
C. 深秋枫叶上形成“霜” D. 严冬树枝上形成“雾凇”
3. 图所示为某款3D打印机,打印过程中将固态材料加热变成液态材料,喷头按照3D图纸轨迹运动并将液态材料挤出,液态材料冷却后形成立体的固态实物。在打印过程中材料先后经历的物态变化是( )
A. 熔化 液化 B. 液化 凝固
C. 熔化 凝固 D. 液化 汽化
4. 下列物态变化中,放出热量的是
A. 冰雹落到地面熔化成水
B. 湿衣服中的水蒸发变干
C. 洗澡时浴室里的水蒸气在镜面上液化成小水珠
D. 衣箱里的樟脑球升华变小
5. 下列四个实例中,能够使蒸发加快的是( )
A. 将水果放在低温冷藏柜中
B. 将新鲜的蔬菜封装在保鲜袋中
C. 给播种后的农田覆盖地膜
D. 将新采摘的辣椒摊开晾晒在阳光下
6. 《天工开物》记载的“透火焙干”是造纸的一道工序,其做法是将刚生产出的湿纸贴在烤火的墙上,如图所示。给墙壁烤火能加快湿纸变干的主要原因是( )
A. 提高湿纸的温度 B. 加大湿纸的表面积
C. 加快湿纸表面的空气流动 D. 加快墙壁表面的空气流动
7. 如图所示,一束单色光从空气斜射到某液面上,与液面的夹角为30°,反射光线与折射光线的夹角为90°。下列说法正确的是( )
A. ∠AOM是入射角,入射角为30° B. OC是折射光线,折射角为30°
C. ∠M'OC是反射角,反射角为60° D. OB是反射光线,反射角为30°
8. 如图所示的光现象中,由于光的反射形成的是( )
A. 树荫下的地面上有圆形光斑 B. 景物在水中形成倒影
C. 日晷盘上有晷针的影子 D. 从泳池岸上看水底比实际浅一些
9. 如图所示是某餐厅制作的特色水果,在盛装它的器皿的底部加入干冰(固态二氧化碳),其周围会形成白雾,营造云雾缭绕的景象。关于白雾的形成,下列说法正确的是( )
A. 白雾是干冰升华形成的二氧化碳气体
B. 白雾是空气中的水蒸气液化形成的小水珠
C. 干冰升华放热,使周围环境温度升高形成白雾
D. 水蒸气液化吸热,使周围环境温度降低形成白雾
10. 关于镜面反射和漫反射,下列说法中不正确的是( )
A. 漫反射遵循光的反射定律
B. 镜面反射遵循光的反射定律
C. 从不同方向能看清教室内的同一幅书法作品,是镜面反射的结果
D. 从不同方向能看清教室内的同一幅书法作品,是漫反射的结果
11. 学校教学楼的大厅里竖直放置着一块平面镜,小明同学直立行走逐渐靠近平面镜的过程中,关于他在平面镜中所成的像的情况,下列说法中正确的是( )
A. 像变大,像到镜面的距离变大 B. 像变小,像到镜面的距离变小
C. 像的大小不变,像到镜面的距离不变 D. 像的大小不变,像到镜面的距离变小
12. 如图所示,是一物体在平面镜中成像的四种作图方式,其中正确的是( )
A. B. C. D.
13. 人在岸上看到水中的鱼,如图所示的光路图正确的是( )
A. B.
C. D.
14. 如图甲所示,起初茶碗看起来是空的,但当你慢慢往茶碗中倒水时,就会发现碗中还藏着一枚硬币,如图乙所示。关于上述现象的解释,下列说法正确的是( )
A. 起初看不到硬币是由于人眼发出的光未射到硬币上
B. 后来看到了硬币是由于人眼发出的光射到了硬币上
C. 后来看到的硬币是由于光的反射形成的虚像
D. 后来看到了硬币是由于硬币反射的光在水面处发生了偏折
15. 小京通过焦距为10cm的凸透镜看到了提示牌上“关灯”两字放大的像,如图所示。下列说法正确的是( )
A. “关灯”两字放大的像是实像
B. 提示牌上“关灯”两字在凸透镜的焦点上
C. 提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离小于10cm
D. 提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离大于20cm
16. 森林公园经常见到“请勿随意丢弃饮料水瓶”的警示牌,是因为雨水进入透明的瓶子后,被阳光照射也可能会引发火灾。图中与此光学原理相同的是( )
A. B.
C. D.
17. 如图所示,在探究凸透镜成像规律的实验中,某同学正确安装并调节实验装置,烛焰恰好在光屏上成清晰的像。下列说法正确的是( )
A. 光屏上呈现的是烛焰的正立、放大的实像
B. 光屏上呈现的是烛焰的倒立、放大的实像
C. 光屏上呈现的是烛焰的倒立、缩小的实像
D. 照相机是根据这一原理制成的
18. 如图所示,能说明近视眼或远视眼的成像光路图及矫正方法正确的是( )
A. 如图为近视眼
B. 如图为远视眼
C. 如图为近视眼矫正图
D. 如图为近视眼矫正图
19. 如图所示是一个用光电屏显示液面高度的仪器。它工作时,激光器和光电屏保持不动,通过反射光束照射在光电屏上位置的变化来判断液面的高低。请根据所学知识分析下列说法中正确的是( )
A. 当液面上升时,入射角变小
B. 当液面下降时,入射点位置不变
C. 当液面上升时,反射光线与液面的夹角变小
D. 当液面下降时,光电屏上的光斑将向左移动
20. 位于北京延庆的塔式太阳能热发电站,是由我国自主设计与建造的亚洲第一座兆瓦级规模的塔式太阳能热发电站。塔式热发电系统的一项关键技术如图所示,发电站安装有许多定日镜(即平面镜),每一个定日镜都由自动跟踪太阳光装置控制,以便准确的将太阳光反射后会聚到高塔顶部的接收器上。假设有一束太阳光最初沿图中的AO方向照射到定日镜M上,反射光沿OB方向射到接收器上,经过一段时间后,这束太阳光在纸面内沿着逆时针方向转过30°后照射到定日镜M上的O点, 若想让其反射光仍沿OB方向射向接收器,则定日镜M将以O点为轴( )
A. 沿逆时针方向转过15°
B. 沿逆时针方向转过30°
C. 沿顺时针方向转过15°
D. 沿顺时针方向转过30°
二、多项选择题(下列各小题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。共10分,每小题2分。每小题选项全选对的得2分,选对但不全的得1分,有错选的不得分)
21. 下列有关热现象的归纳正确的是( )
A. 所有气体在其温度降到足够低的条件下都可以液化
B. 实验室用温度计是利用液体热胀冷缩的原理制成的
C. 用壶烧开水时,壶嘴冒出来的“白气”是水蒸气
D. 在大气压下,0℃的冰比0℃的水温度低
22. 下表为几种晶体物质在标准大气压下的熔点和沸点,根据表中数据判断,在标准大气压下,下列说法中正确的是( )
固态氮
固态氧
固态酒精
固态水银
熔点/℃
-210
-218
-117
-39
液态氮
液态氧
液态酒精
液态水银
沸点/℃
-196
-183
78
357
A. 在时氧是液态
B. 可以用酒精温度计测量沸水的温度
C. 固态水银熔化过程中会不断吸热,温度不断上升
D. 将的氮和氧放在同温度的环境中,持续升高环境温度,氮气会先分离出来
23. 光从空气射向透明玻璃时,通常会同时发生反射和折射现象。下列说法中正确的是( )
A. 反射光线、折射光线与入射光线和法线都在同一平面内
B. 当入射角增大时,反射角和折射角都会增大
C. 在反射现象和折射现象中,光路都是可逆的
D. 光束垂直射向透明玻璃时,反射角和折射角都是90°
24. 图中画出了光线分别通过甲、乙、丙、丁四个透镜的光路图(透镜在虚线框内未画出),下列说法正确的是( )
A. 光线通过甲透镜后远离主光轴,甲透镜对光有发散作用,因此甲透镜是凹透镜
B. 光线通过乙透镜后靠近主光轴,乙透镜对光有会聚作用,因此乙透镜是凸透镜
C. 光线通过丙透镜后远离主光轴,丙透镜对光有发散作用,因此丙透镜是凹透镜
D. 光线通过丁透镜后靠近主光轴,丁透镜对光有会聚作用,因此丁透镜是凸透镜
25. 人脸识别,是基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术,如图所示。它的原理是用摄像头采集含有人脸的图像或视频流,自动在图像中检测人脸并进行识别。则下列说法正确的是 ( )
A. 人脸识别系统的摄像头相当于凸透镜
B. 摄像头所拍摄的人脸的像是缩小的虚像
C. 人脸应位于摄像头的两倍焦距和一倍焦距之间
D. 当人脸的像超出识别系统设定范围时,人脸应远离摄像头移动
三、实验解答题(42分)
26. 如图所示,甲温度计示数________℃,乙温度计示数________℃,丙温度计示数________℃。
27. 如图所示,一束白光,经过三棱镜后,在光屏上呈现七色光带,这种现象称为________现象,这个现象说明________。
28. 小瑄利用酒精灯加热烧瓶中的水,直至水沸腾,她撤掉酒精灯,发现烧瓶中的水会停止沸腾,这说明水的沸腾需要______(选填“吸收”、“放出”)热量。她用胶皮塞塞紧烧瓶口,如图所示,将烧瓶倒置并向烧瓶底部浇冷水,她观察到水重新沸腾。这是因为烧瓶内水面上方的水蒸气遇冷液化,导致瓶内气压______(选填“增大”或“减小”),水的沸点______(选填“升高”或“降低”)。
29. 如图甲所示,是某同学“探究物质熔化规律”的实验装置。
(1)甲图的器材安装调整应该按________顺序进行(选填“从上到下”或“从下到上”);实验中用水浴法加热试管的目的是________;
(2)实验中每隔1分钟记录一次物质的温度及对应状态,并记录数据,作出温度随时间变化的规律图像,如图丙所示。由图像可知,该物质是 (选填“晶体”或“非晶体”),判断的依据是________。
(3)通过图丙可知,该物质的熔点是________,加热至第10分钟,该物质的物态为________。
30. 用如图所示装置探究水沸腾前、沸腾过程中温度随加热时间变化的规律,请完成下列问题:
(1)加热过程中能够判断水沸腾的现象是:________。
(2)待水温达到91℃时,开始每间隔0.5min记录水的温度和是否沸腾,数据如下表所示,根据表中数据归纳出实验结论:水沸腾前,________。水沸腾过程中,________。
加热时间/min
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
温度/℃
91
92
93
94
95
96
97
98
99
99
99
99
是否沸腾
否
否
否
否
否
否
否
否
是
是
是
是
(3)根据表格中的数据可知,水的沸点是________,此时大气压________(选填“高于”“低于”或“等于”)标准大气压。
31. 在物理课上,小力正在进行实验探究,他将两块平面镜竖直放置在水平桌面上,两平面镜分别呈、、夹角,将电子蜡烛放在两块平面镜中间,观察电子蜡烛在平面镜中所成像的个数,实验装置俯视情况如图所示,小力所探究的问题是_____。
32. 小晶利用两支激光笔、平面镜、可以显示光路的玻璃砖、量角器等器材探究光的反射定律时,先用固定的激光笔1发出的光束AO作为入射光线,经平面镜反射后,形成反射光线OB,如图所示。
(1)他用激光笔2发出垂直于镜面射向入射点O的光束NO作为________线,这样就可以描述光的传播方向了。
(2)为了进一步探究反射角与入射角的关系,他不断调整激光笔1的位置,将入射角和反射角的大小记录在表格中。
入射角/度
15
20
30
45
60
70
反射角/度
15
20
30
45
60
70
请你根据表中的数据,归纳出实验结论:在光的反射现象中,________。
(3)小晶走到玻璃砖侧面时,观察到OB同时遮挡住了NO和AO,这说明在反射现象中,反射光线、入射光线和法线在________。
(4)当激光束沿着BO射入时,发现会沿着OA被反射,这说明________。
33. 小兴用薄玻璃板、支架、白纸、两支规格相同且可以改变高度的电子蜡烛、刻度尺等器材探究物体在平面镜中成像时,像距v与物距u是什么关系。实验装置如图所示。
(1)小兴所探究的问题的自变量是________。
(2)请你帮他把主要的实验步骤补充完整。
①把白纸平铺在水平桌面上,用支架将薄玻璃板垂直固定在白纸上,将一支点亮的电子蜡烛A放在玻璃板前,将另一支未点亮的电子蜡烛B放在玻璃板后,不断调整B的位置和高度,直到________。用刻度尺测量________,把数据记录在表格中。
②________,仿照步骤①进行实验,把测得的数据记录在表格中。
(3)实验过程中,将光屏放在像的位置,像不能用光屏承接,因此平面镜成像是________像。
(4)请你帮助小兴设计实验记录表格。
34. 小明用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材探究凸透镜成像的规律。
(1)如图甲所示,让一束平行光正对着凸透镜入射,移动光屏,直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。由此可知该凸透镜的焦距为________cm;
(2)如图乙所示,正确安装并调节实验装置,当蜡烛距凸透镜的距离为35cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个清晰倒立、________(选填“放大”或“缩小”)的实像;
(3)在(2)基础上,将蜡烛向左移动,光屏上的像变模糊,为了能在光屏上呈现烛焰清晰的像,可以将光屏向________(选填“左”或“右”)移动合适距离或者在蜡烛与透镜之间放一个焦距合适的________(选填“凸”或“凹”)透镜。
35. 实验桌上有光具座、2个凸透镜(凸透镜A焦距为10cm、凸透镜B焦距为7.5cm)、电子蜡烛、光屏、刻度尺。现利用上述器材探究物距一定时,物体经凸透镜所成实像的高度h与凸透镜焦距f是否有关。实验步骤如下,请补充完整。
(1)将电子蜡烛、焦距为10cm的凸透镜A和光屏从左到右依次固定在光具座的滑块上,将三者的中心调到________。如图所示,将点亮的电子蜡烛固定在0cm刻度线处,将凸透镜移至30cm刻度线处。移动光屏直至在屏上呈现烛焰清晰的像,用刻度尺测量像的高度h,将焦距f与h记录在表格中。
(2)________,移动光屏直至在屏上呈现烛焰清晰的像,用刻度尺测量像的高度h,将焦距f与h记录在表格中。
36. 实验桌上有如图1所示的装置(透明玻璃板为平面镜)、刻度尺和如图2所示的两根外形完全相同且长度可调的伸缩杆A和B,小阳计划用这些器材探究物体在平面镜中所成像的大小与物体的大小是否有关。
①将伸缩杆A放在平面镜前适当位置,将伸缩杆B放到平面镜的另一侧,调节B的位置和高度,从不同角度观察,直至B与A的像完全重合,测量并记录实验数据;
②改变伸缩杆A到平面镜的距离,将伸缩杆B放到平面镜的另一侧,调节B的位置和高度,从不同角度观察,直至B与A的像完全重合,测量并记录实验数据;
请根据以上叙述回答下列问题:
(1)小阳实验过程中存在的问题是______;
(2)请你针对小阳实验过程中存在的问题,写出改进措施:______。
四、科普阅读题(8分)
37. 请阅读《华夏之光——圭表》并回答下列小题。
华夏之光——圭表
我国古代的天文观测一直居于世界领先地位,天文学家们发明了许多先进的天文观测仪器,其中圭表就是典型的代表。圭表(如图所示)包括圭和表两部分,正南北方向平放的尺,叫作圭,直立在平地上的标杆或石柱,叫作表,圭和表相互垂直。战国以前的天文学家已能够利用水面来校正圭,使其水平,使用铅垂线来校正表,使其与圭相互垂直。依据圭表正午时表影长度的变化,就能推算出二十四节气,依据表影长短的周期性变化,就能确定一回归年的天数。由于日光散射和漫反射的影响,早期圭表的表影边缘模糊不清,影响了测量表影长度的精度。
为了解决上述问题,元代天文学家郭守敬采取理论与实践相结合的科学方法,对圭表进行了一系列改进与创新。他将表的高度增加,并且在表顶加一根架空的横梁,使表高变为传统表高的五倍。这样,测量时,把传统的确定表影端的位置变为确定梁影中心的位置,提高了测量影长的精度。郭守敬又利用小孔成像的原理,发明了景符,利用景符可以在圭面上形成太阳和横梁的清晰像(如图所示),这样就可以精确地测量表的影长了。这些措施成功解决了圭表发明以来,测影时“虚景之中考求真实”的困难。以圭表为代表的我国古代的科技成果,像一颗颗璀璨的明珠,闪耀着智慧的光芒,激励着我们攀登新的科技高峰。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)我国古代依据圭表正午时________的变化,就能推算出二十四节气。
(2)我国古代天文学家保证圭和表相互垂直的措施________。
(3)郭守敬的改进与创新措施解决了早期圭表的什么问题________?
(4)请你再列举一个我国古代计时的仪器________。
38. 请阅读《“冰丝带”——国家速滑馆》回答36题。
“冰丝带”——国家速滑馆
国家速滑馆(如图甲所示),它有一个晶莹美丽的昵称——“冰丝带”。场馆的曲面幕墙系统,由3360块曲面玻璃单元拼装而成,打造出象征速滑运动员高速滑动的“丝带”造型。国家速滑馆是2022年北京冬奥会北京主赛区标志性场馆,也是唯一新建的冰上竞赛场馆。馆内拥有亚洲最大的冰面,面积达1.2万平方米。其中包括3条400米速滑比赛道、1条速滑比赛练习道、2块多功能冰场及1块活动冰场(如图乙所示)。
国家速滑馆力求打造出世界上平原地区“最快的冰”。要想提高在冰面上滑行的速度,冰面要平整,冰温要均匀,是必不可少的条件。工人师傅们制出的混凝土冰板层水平高差在4毫米左右,非常平整。制冰时,混凝土冰板层下方总长约为130km的管道内输入的是低温的液态二氧化碳。液态二氧化碳在管道中直接蒸发,使混凝土冰板层的温度降低到零下十几摄氏度,通过洒水作业,冻成厚度为几毫米的冰面,经过很多次这样的工序,厚度几十毫米的冰面才能冻结成功。冰面温差被控制在0.5oC以内,有利于运动员创造好成绩。不同冰面可进行分区制冷,对每块冰面单独控温,实现场馆“同时运行、不同使用”。场馆制冰系统集成设计和冰板结构设计两个关键设计方案已取得专利。
二氧化碳制冷剂是环保性最好的冷媒之一,碳排放值趋近于零。同时,二氧化碳跨临界直接蒸发制冷过程中排出的余热还可以回收再利用,满足观众席供暖、运动员生活热水、融冰池融冰、冰面维护浇冰等能源需求,冷热综合利用能效比较高,国家速滑馆是一个绿色环保、节能型场馆。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)要想提高运动员在冰面上滑行的速度,对冰面和冰温的要求是______,______;
(2)制冰时,使冰板混凝土温度下降的原因是液态二氧化碳______吸热,有致冷作用;
(3)为什么说国家速滑馆是一个绿色节能型场馆______?
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2025牛一实验初二物理期中考试
物理
一、单项选择题(下列每题均有四个选项,其中只有一个选项符合题意。共40分,每题2分)
1. 下列不属于光源的是( )
A. 太阳 B. 点燃的蜡烛
C. 萤火虫 D. 月亮
【答案】D
【解析】
【详解】根据光源的定义进行分析:能够自行发光的物体称为光源.
解答:太阳、点燃的蜡烛、萤火虫都能够自行发光属于光源,而月亮自身不能发光,只是反射太阳光,因此不属于光源.
故选D.
【点睛】本题考查了光源的判断,比较简单,把握住光源的概念是解题的关键.
2. 如图所示的四个物态变化的实例中,属于液化现象的是( )
A. 初春湖面上冰化成“水” B. 盛夏草叶上形成“露珠”
C. 深秋枫叶上形成“霜” D. 严冬树枝上形成“雾凇”
【答案】B
【解析】
【详解】A.冰化成水,物质由固态变为液态,属于熔化现象,故A不符合题意;
B.露珠是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,属于液化现象,故B符合题意;
CD.霜和雾凇均是空气中的水蒸气遇冷形成的小冰晶,属于凝华现象,故CD不符合题意。
故选B。
3. 图所示为某款3D打印机,打印过程中将固态材料加热变成液态材料,喷头按照3D图纸轨迹运动并将液态材料挤出,液态材料冷却后形成立体的固态实物。在打印过程中材料先后经历的物态变化是( )
A. 熔化 液化 B. 液化 凝固
C. 熔化 凝固 D. 液化 汽化
【答案】C
【解析】
【详解】由题意可知,打印过程中将固态材料加热变成液态材料,发生了熔化现象;材料冷却后形成立体实物,是由液态变为了固态,是凝固现象,则在打印过程中材料先后经历了熔化和凝固,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4. 下列物态变化中,放出热量的是
A. 冰雹落到地面熔化成水
B. 湿衣服中的水蒸发变干
C. 洗澡时浴室里的水蒸气在镜面上液化成小水珠
D. 衣箱里的樟脑球升华变小
【答案】C
【解析】
【详解】A.冰雹落到地面熔化成水,属于熔化现象,熔化吸热,故A不符合题意.
B.湿衣服中的水蒸发变干属于汽化现象,汽化吸热,故B不符合题意.
C.洗澡时浴室里的水蒸气在镜面上液化成小水珠,液化放热,故C符合题意为答案.
D.衣箱里的樟脑球升华变小,升华吸热,故D不符合题意.
5. 下列四个实例中,能够使蒸发加快的是( )
A. 将水果放在低温冷藏柜中
B. 将新鲜的蔬菜封装在保鲜袋中
C. 给播种后的农田覆盖地膜
D. 将新采摘的辣椒摊开晾晒在阳光下
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.将水果放在低温冷藏柜中,降低温度可以使蒸发变慢,故A不符合题意;
B.将新鲜的蔬菜封装在保鲜袋中,减小蔬菜表面空气流动速度,可以使蒸发变慢,故B不符合题意;
C.给播种后的农田覆盖地膜,减小农田表面空气流动速度,可以使蒸发变慢,故C不符合题意;
D.将新采摘的辣椒摊开晾晒在阳光下,提高温度可以使蒸发变快,故D符合题意。
故选D。
6. 《天工开物》记载的“透火焙干”是造纸的一道工序,其做法是将刚生产出的湿纸贴在烤火的墙上,如图所示。给墙壁烤火能加快湿纸变干的主要原因是( )
A. 提高湿纸的温度 B. 加大湿纸的表面积
C. 加快湿纸表面的空气流动 D. 加快墙壁表面的空气流动
【答案】A
【解析】
【详解】影响蒸发快慢的因素有液体温度、液体表面积和液体表面上方空气流动的快慢;“透火焙干”中把湿纸贴在热墙上,湿纸从墙上吸收热量,使纸的温度升高,从而使水分蒸发加快,使湿纸干得更快,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7. 如图所示,一束单色光从空气斜射到某液面上,与液面的夹角为30°,反射光线与折射光线的夹角为90°。下列说法正确的是( )
A. ∠AOM是入射角,入射角为30° B. OC是折射光线,折射角为30°
C. ∠M'OC是反射角,反射角为60° D. OB是反射光线,反射角为30°
【答案】B
【解析】
【详解】A.入射光线与法线的夹角为入射角,图中光线AO与法线的夹角是入射角为,故A错误;
BCD.根据光的反射定律,反射光线与入射光线在同种介质中,且分居法线的两侧,因此OB是反射光线,OC是折射光线,反射角等于入射角为60°,折射角是折射光线与法线的夹角,由于反射光线与折射光线的夹角为90°,则折射角为
故B正确,CD错误。
故选B。
8. 如图所示的光现象中,由于光的反射形成的是( )
A. 树荫下的地面上有圆形光斑 B. 景物在水中形成倒影
C. 日晷盘上有晷针的影子 D. 从泳池岸上看水底比实际浅一些
【答案】B
【解析】
【详解】A.树荫下的圆形光斑是小孔成像现象,是光沿直线传播形成的,故A不符合题意;
B.景物在水中形成倒影属于平面镜成像,由光的反射形成,故B符合题意;
C.日晷上晷针的影子,是光沿直线传播形成的,故C不符合题意;
D.从泳池岸上看水底比实际浅一些,是光从水中斜射入空气中发生折射形成的,故D不符合题意。
故选B。
9. 如图所示是某餐厅制作的特色水果,在盛装它的器皿的底部加入干冰(固态二氧化碳),其周围会形成白雾,营造云雾缭绕的景象。关于白雾的形成,下列说法正确的是( )
A. 白雾是干冰升华形成的二氧化碳气体
B. 白雾是空气中的水蒸气液化形成的小水珠
C. 干冰升华放热,使周围环境温度升高形成白雾
D. 水蒸气液化吸热,使周围环境温度降低形成白雾
【答案】B
【解析】
【详解】A.白雾不是干冰升华形成的二氧化碳气体,因为二氧化碳气体是无色透明的,无法形成可见的白雾,故A错误;
B.白雾是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠,因为干冰升华吸热使周围温度降低,导致水蒸气液化,故B正确;
C.干冰升华是吸热过程,会使周围环境温度降低而不是升高,故C错误;
D.水蒸气液化是放热过程,不是吸热过程,故D错误。
故选B。
10. 关于镜面反射和漫反射,下列说法中不正确的是( )
A. 漫反射遵循光的反射定律
B. 镜面反射遵循光的反射定律
C. 从不同方向能看清教室内的同一幅书法作品,是镜面反射的结果
D. 从不同方向能看清教室内的同一幅书法作品,是漫反射的结果
【答案】C
【解析】
【详解】AB.漫反射、镜面反射都属于光的反射,遵循光的反射定律,故AB正确;
CD.书法作品表面较粗糙,光照射到作品表面后发生漫反射,因此从不同方向都能看清作品,不是镜面反射的结果,故C错误,故D正确。
本题要求选择不正确的,故选C。
11. 学校教学楼的大厅里竖直放置着一块平面镜,小明同学直立行走逐渐靠近平面镜的过程中,关于他在平面镜中所成的像的情况,下列说法中正确的是( )
A. 像变大,像到镜面的距离变大 B. 像变小,像到镜面的距离变小
C. 像的大小不变,像到镜面的距离不变 D. 像的大小不变,像到镜面的距离变小
【答案】D
【解析】
【详解】AB.小明同学逐渐靠近平面镜的过程中,其大小不变,根据平面镜成像特点知物像大小相等,故小明的像大小不变,故AB错误;
CD.根据平面镜成像特点知,物像到平面镜的距离相等,小明同学逐渐靠近平面镜的过程中,物距减小,所以像到镜面的距离减小,故C错误,D正确。
故选D。
12. 如图所示,是一物体在平面镜中成像的四种作图方式,其中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】平面镜所成的像是关于镜面对称(即以镜面为对称轴)的虚像,故A正确,BCD错误。
故选A。
13. 人在岸上看到水中的鱼,如图所示的光路图正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.光从水斜射入空气会发生折射,传播方向应发生改变,故A错误;
B.人看到鱼是鱼反射的光进入人眼,光线方向应从鱼指向人,图中箭头方向从人指向鱼,故B错误;
CD.光从水斜射入空气,折射角大于入射角,折射光线应远离法线,故C错误,D正确。
故选D。
14. 如图甲所示,起初茶碗看起来是空的,但当你慢慢往茶碗中倒水时,就会发现碗中还藏着一枚硬币,如图乙所示。关于上述现象的解释,下列说法正确的是( )
A. 起初看不到硬币是由于人眼发出的光未射到硬币上
B. 后来看到了硬币是由于人眼发出的光射到了硬币上
C. 后来看到的硬币是由于光的反射形成的虚像
D. 后来看到了硬币是由于硬币反射的光在水面处发生了偏折
【答案】D
【解析】
【详解】保持眼睛和碗的位置不变,慢慢向空碗里倒水,硬币反射的光线从水中斜射入空气中时,在水面处发生折射,折射光线远离法线,人眼逆着折射光线沿直线看去,看到的是变高的硬币的虚像。
AB.人眼不是光源,不能发出光,只能接收到光线,故AB错误;
CD.后来看到了硬币,是人眼逆着折射光线看去看到的虚像,是硬币反射的光在水面处发生了偏折,故D正确,C错误。
故选D。
15. 小京通过焦距为10cm的凸透镜看到了提示牌上“关灯”两字放大的像,如图所示。下列说法正确的是( )
A. “关灯”两字放大的像是实像
B. 提示牌上“关灯”两字在凸透镜的焦点上
C. 提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离小于10cm
D. 提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离大于20cm
【答案】C
【解析】
【详解】由图可知,像是正立的,所以成正立放大的虚像,由凸透镜成像规律可知,当物距小于一倍焦距时,成正立放大的虚像,由于该凸透镜焦距为10cm,所以提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离小于10cm,故ABD错误,C正确。
故选C。
16. 森林公园经常见到“请勿随意丢弃饮料水瓶”的警示牌,是因为雨水进入透明的瓶子后,被阳光照射也可能会引发火灾。图中与此光学原理相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】在森林里随地丢弃瓶子,雨水进入透明的瓶子后,形成水凸透镜,水凸透镜对光线有会聚作用,能使太阳光会聚于一点,这点的温度很高,易发生森林火灾;
A.平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚成一点,这点是凸透镜的焦点,图示反映了凸透镜对光线有会聚作用,故A符合题意;
B.小孔成像是光的直线传播形成的,故B不符合题意;
C.蜡烛在平面镜成像,属于光的反射现象,故C不符合题意;
D.手影中影子的形成是由于光的直线传播,故D不符合题意。
故选A。
17. 如图所示,在探究凸透镜成像规律的实验中,某同学正确安装并调节实验装置,烛焰恰好在光屏上成清晰的像。下列说法正确的是( )
A. 光屏上呈现的是烛焰的正立、放大的实像
B. 光屏上呈现的是烛焰的倒立、放大的实像
C. 光屏上呈现的是烛焰的倒立、缩小的实像
D. 照相机是根据这一原理制成的
【答案】B
【解析】
【详解】ABC.由图可知,物距
像距
因为,且光屏上成清晰的实像,由凸透镜成像规律可知,光屏上呈现的是烛焰倒立、放大的实像,故AC错误,B正确;
D.此时物距大于一倍焦距小于二倍焦距,像距大于二倍焦距,应用于投影仪,而照相机是根据物距大于二倍焦距成倒立、缩小实像的原理制成的,故D错误。
故选B。
18. 如图所示,能说明近视眼或远视眼的成像光路图及矫正方法正确的是( )
A. 如图为近视眼
B. 如图为远视眼
C. 如图为近视眼矫正图
D. 如图为近视眼矫正图
【答案】D
【解析】
【详解】AC.远视眼是晶状体曲度变小,会聚能力减弱,即折光能力减弱,像呈在视网膜的后方,应佩戴会凸透镜,使光线提前会聚。因此图A能够说明远视眼的成像原理,图C给出了远视眼的矫正方法。故AC错误;
BD.近视眼是晶状体曲度变大,会聚能力增强,即折光能力增强,像呈在视网膜的前方,应佩戴发散透镜(凹透镜),使光线推迟会聚;因此图B能够说明近视眼的成像原理,图D给出了近视眼的矫正方法。故B错误,D正确。
故选D。
19. 如图所示是一个用光电屏显示液面高度的仪器。它工作时,激光器和光电屏保持不动,通过反射光束照射在光电屏上位置的变化来判断液面的高低。请根据所学知识分析下列说法中正确的是( )
A. 当液面上升时,入射角变小
B. 当液面下降时,入射点位置不变
C. 当液面上升时,反射光线与液面的夹角变小
D. 当液面下降时,光电屏上的光斑将向左移动
【答案】D
【解析】
【详解】AC.当液面上升时,入射光线与液面之间的夹角不变,则入射角不变,反射角等于入射角,反射角不变,反射光线与液面的夹角不变,故AC错误;
BD.当液面降低时,入射光线与液面之间的夹角不变,则入射角不变,入射点位置向左移动,所以光电屏上的光斑将向左移动,故B错误,D正确。
故选D。
20. 位于北京延庆的塔式太阳能热发电站,是由我国自主设计与建造的亚洲第一座兆瓦级规模的塔式太阳能热发电站。塔式热发电系统的一项关键技术如图所示,发电站安装有许多定日镜(即平面镜),每一个定日镜都由自动跟踪太阳光装置控制,以便准确的将太阳光反射后会聚到高塔顶部的接收器上。假设有一束太阳光最初沿图中的AO方向照射到定日镜M上,反射光沿OB方向射到接收器上,经过一段时间后,这束太阳光在纸面内沿着逆时针方向转过30°后照射到定日镜M上的O点, 若想让其反射光仍沿OB方向射向接收器,则定日镜M将以O点为轴( )
A. 沿逆时针方向转过15°
B. 沿逆时针方向转过30°
C. 沿顺时针方向转过15°
D. 沿顺时针方向转过30°
【答案】A
【解析】
【详解】太阳光在纸面内沿着逆时针方向转过30°后照射到定日镜M上的O点, 并且想让其反射光仍沿OB方向射向接收器,则入射光线和反射光线夹角增加30°,且反射角等于入射角,所以反射角和入射角各增加15°,法线沿逆时针方向转过15°,又因为法线与镜面垂直,所以定日镜M将以O点为轴沿逆时针方向转过15°,故A正确,BCD错误。
故选A。
二、多项选择题(下列各小题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。共10分,每小题2分。每小题选项全选对的得2分,选对但不全的得1分,有错选的不得分)
21. 下列有关热现象的归纳正确的是( )
A. 所有气体在其温度降到足够低的条件下都可以液化
B. 实验室用温度计是利用液体热胀冷缩的原理制成的
C. 用壶烧开水时,壶嘴冒出来的“白气”是水蒸气
D. 在大气压下,0℃的冰比0℃的水温度低
【答案】AB
【解析】
【详解】A.液化有两种方式,降低温度和压缩体积,所有气体只要温度降到足够低都可以液化,故A正确;
B.一般液体具有热胀冷缩的性质,实验室常用液体温度计是利用液体热胀冷缩的原理制成的,故B正确;
C.用壶烧开水时,壶嘴冒出来的“白气”是高温水蒸气遇冷液化形成的小水滴,故C错误;
D.温度是描述物体冷热程度的物理量,0℃的冰与0℃的水温度相同,故D错误。
故选AB。
22. 下表为几种晶体物质在标准大气压下的熔点和沸点,根据表中数据判断,在标准大气压下,下列说法中正确的是( )
固态氮
固态氧
固态酒精
固态水银
熔点/℃
-210
-218
-117
-39
液态氮
液态氧
液态酒精
液态水银
沸点/℃
-196
-183
78
357
A. 在时氧是液态
B. 可以用酒精温度计测量沸水的温度
C. 固态水银熔化过程中会不断吸热,温度不断上升
D. 将的氮和氧放在同温度的环境中,持续升高环境温度,氮气会先分离出来
【答案】AD
【解析】
【详解】A.氧的熔点是-218℃,沸点是-183℃,-200℃低于氧的沸点,所以是液体,故A正确;
B.酒精的沸点是78℃,水沸点是100℃,高于酒精的沸点,酒精会变成气体,所以不能用酒精温度计测量沸水的温度,故B错误;
C.水银是金属,固态水银熔化过程中会不断吸热,温度不变,故C错误;
D.氮的沸点是-196℃,氧的沸点是-183℃,随着升温,氮会先沸腾,变成气体分离出来,剩下液态的氧,故D正确。
故选AD。
23. 光从空气射向透明玻璃时,通常会同时发生反射和折射现象。下列说法中正确的是( )
A. 反射光线、折射光线与入射光线和法线都在同一平面内
B. 当入射角增大时,反射角和折射角都会增大
C. 在反射现象和折射现象中,光路都是可逆的
D. 光束垂直射向透明玻璃时,反射角和折射角都是90°
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.根据反射定律可知,反射光线、与入射光线和法线在同一平面内,根据折射规律可知,折射光线与入射光线和法线在同一平面内,反射光线、折射光线都与入射光线和法线在同一平面内,故A正确;
B.根据反射定律可知,当入射角增大时,反射角也增大;由折射规律可知,当入射角增大时,折射角也增大,所以当入射角增大时,反射角和折射角都会增大,故B正确;
C.在反射现象中,光路是可逆的;在折射现象中,光路也是可逆的,故在反射现象和折射现象中,光路都是可逆的,故C正确;
D.根据反射定律可知,反射角等于入射角,当光束垂直射向透明玻璃时,入射角为0°,反射角也为0°;根据光折射规律可知,当光束垂直射向透明玻璃时,光的传播方向不变,即入射角为0°,折射角也为0°,故当光束垂直射向透明玻璃时,反射角和折射角都是0°,故D错误。
故选ABC。
24. 图中画出了光线分别通过甲、乙、丙、丁四个透镜的光路图(透镜在虚线框内未画出),下列说法正确的是( )
A. 光线通过甲透镜后远离主光轴,甲透镜对光有发散作用,因此甲透镜是凹透镜
B. 光线通过乙透镜后靠近主光轴,乙透镜对光有会聚作用,因此乙透镜是凸透镜
C. 光线通过丙透镜后远离主光轴,丙透镜对光有发散作用,因此丙透镜是凹透镜
D. 光线通过丁透镜后靠近主光轴,丁透镜对光有会聚作用,因此丁透镜是凸透镜
【答案】CD
【解析】
【详解】A.光线通过甲透镜后折射光线相对于入射光线变得会聚了,则甲透镜对光有会聚作用,因此甲透镜是凸透镜,故A错误;
B.光线通过乙透镜后折射光线相对于入射光线是发散的,则乙透镜对光有发散作用,因此乙透镜是凹透镜,故B错误;
C.光线通过丙透镜后折射光线相对于入射光线是发散的,则丙透镜对光有发散作用,因此丙透镜是凹透镜,故C正确;
D.光线通过丁透镜后折射光线变得会聚了,丁透镜对光有会聚作用,因此丁透镜是凸透镜,故D正确。
故选CD。
25. 人脸识别,是基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术,如图所示。它的原理是用摄像头采集含有人脸的图像或视频流,自动在图像中检测人脸并进行识别。则下列说法正确的是 ( )
A. 人脸识别系统的摄像头相当于凸透镜
B. 摄像头所拍摄的人脸的像是缩小的虚像
C. 人脸应位于摄像头的两倍焦距和一倍焦距之间
D. 当人脸的像超出识别系统设定范围时,人脸应远离摄像头移动
【答案】AD
【解析】
【详解】ABC.人脸识别系统的摄像头与照相机工作原理相同,镜头相当于凸透镜,物体位于凸透镜2倍焦距以外,摄像头所拍摄的人脸的像是缩小的实像,故A正确,BC错误;
D.根据凸透镜成像规律,物距变大,像距变小,像变小,当人脸的像超出识别系统设定范围时,即像过大,则应增大物距,从而减小像距,使像变小,所以人脸应远离摄像头移动,故D正确。
故选AD。
三、实验解答题(42分)
26. 如图所示,甲温度计示数________℃,乙温度计示数________℃,丙温度计示数________℃。
【答案】 ①. 29 ②. -11 ③. 36.3
【解析】
【详解】甲乙两图中温度计的分度值是1℃,甲刻线越往上示数越大,读数为29℃;
乙刻线越往下示数越大,读数为-11℃;
丙图中体温计分度值是0.1℃,读数为36.3℃。
27. 如图所示,一束白光,经过三棱镜后,在光屏上呈现七色光带,这种现象称为________现象,这个现象说明________。
【答案】 ①. 光的色散 ②. 白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫这七种颜色的色光组成的
【解析】
【详解】一束白光,经过三棱镜后,在光屏上呈现七色光带,该现象称为光的色散现象;该现象说明白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫这七种颜色的色光组成的。
28. 小瑄利用酒精灯加热烧瓶中的水,直至水沸腾,她撤掉酒精灯,发现烧瓶中的水会停止沸腾,这说明水的沸腾需要______(选填“吸收”、“放出”)热量。她用胶皮塞塞紧烧瓶口,如图所示,将烧瓶倒置并向烧瓶底部浇冷水,她观察到水重新沸腾。这是因为烧瓶内水面上方的水蒸气遇冷液化,导致瓶内气压______(选填“增大”或“减小”),水的沸点______(选填“升高”或“降低”)。
【答案】 ①. 吸收 ②. 减小 ③. 降低
【解析】
【详解】[1]水沸腾时,吸热温度保持不变,撤掉酒精灯,发现烧瓶中的水会停止沸腾,这说明水的沸腾需要吸收热量。
[2][3]水的沸点与气压有关,当向瓶底浇冷水时,瓶内气体温度突然降低,气压减小,瓶内液面上方气压减小,导致沸点降低,所以水重新沸腾起来。
29. 如图甲所示,是某同学“探究物质熔化规律”的实验装置。
(1)甲图的器材安装调整应该按________顺序进行(选填“从上到下”或“从下到上”);实验中用水浴法加热试管的目的是________;
(2)实验中每隔1分钟记录一次物质的温度及对应状态,并记录数据,作出温度随时间变化的规律图像,如图丙所示。由图像可知,该物质是 (选填“晶体”或“非晶体”),判断的依据是________。
(3)通过图丙可知,该物质的熔点是________,加热至第10分钟,该物质的物态为________。
【答案】(1) ①. 从下到上 ②. 使被加热的物质受热均匀
(2) ①. 晶体 ②. 熔化过程中温度保持不变(有固定的熔点)
(3) ①. 0°C ②. 液
【解析】
【小问1详解】
安装实验器材时,需要先根据酒精灯外焰的高度确定铁圈的位置,再依次向上调整烧杯、试管、温度计的 高度,因此要按照从下到上的顺序进行安装。
水浴法加热可以让试管内的物质各个部分均匀接触到温度一致的水,目的是使被加热的物质受热均匀,避免局部过热影响实验数据。
【小问2详解】
观察温度随时间变化的图像可以发现,该物质在熔化过程中,有一段阶段温度保持固定数值不变,符合晶体的熔化特征,因此该物质是晶体。
判断依据是熔化过程中温度保持不变(有固定的熔点)。
【小问3详解】
从图像中可以看到,该物质温度保持不变的阶段对应的温度为0°C,因此它的熔点是0°C。
该物质从第3分钟左右开始熔化,到第8分钟熔化完全结束,第10分钟时熔化已经完成,物质的温度高于熔点,因此此时的物态为液态。
30. 用如图所示装置探究水沸腾前、沸腾过程中温度随加热时间变化的规律,请完成下列问题:
(1)加热过程中能够判断水沸腾的现象是:________。
(2)待水温达到91℃时,开始每间隔0.5min记录水的温度和是否沸腾,数据如下表所示,根据表中数据归纳出实验结论:水沸腾前,________。水沸腾过程中,________。
加热时间/min
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
温度/℃
91
92
93
94
95
96
97
98
99
99
99
99
是否沸腾
否
否
否
否
否
否
否
否
是
是
是
是
(3)根据表格中的数据可知,水的沸点是________,此时大气压________(选填“高于”“低于”或“等于”)标准大气压。
【答案】(1)水中产生大量气泡,气泡上升、变大,到水面破裂开来
(2) ①. 吸收热量,温度不断升高 ②. 吸收热量,温度保持不变
(3) ①. 99℃ ②. 低于
【解析】
【小问1详解】
水沸腾是剧烈的汽化现象,最典型的可观测特征就是内部持续生成大量气泡,气泡在上升过程中不断汇聚周围的水蒸气,体积逐渐变大,最终在水面破裂,释放出水蒸气。
【小问2详解】
分析表格数据:沸腾前(未标注沸腾的阶段),随着加热时间增加,水持续吸热,温度从91℃逐步升高;沸腾后,继续加热,水的温度稳定在99℃不再变化。
【小问3详解】
液体沸腾时保持不变的温度就是它的沸点,本实验中水沸腾时温度稳定为99℃,因此沸点是99℃;标准大气压下,水的沸点为100℃,且液体沸点随液面上方气压减小而降低,现在沸点低于100℃,说明此时的大气压低于标准大气压。
31. 在物理课上,小力正在进行实验探究,他将两块平面镜竖直放置在水平桌面上,两平面镜分别呈、、夹角,将电子蜡烛放在两块平面镜中间,观察电子蜡烛在平面镜中所成像的个数,实验装置俯视情况如图所示,小力所探究的问题是_____。
【答案】平面镜所成像的个数与平面镜夹角的关系
【解析】
【详解】由于实验中改变两平面镜的夹角,观察电子蜡烛在平面镜中所成像的个数,所以实验探究的问题是平面镜所成像的个数与平面镜夹角的关系。
32. 小晶利用两支激光笔、平面镜、可以显示光路的玻璃砖、量角器等器材探究光的反射定律时,先用固定的激光笔1发出的光束AO作为入射光线,经平面镜反射后,形成反射光线OB,如图所示。
(1)他用激光笔2发出垂直于镜面射向入射点O的光束NO作为________线,这样就可以描述光的传播方向了。
(2)为了进一步探究反射角与入射角的关系,他不断调整激光笔1的位置,将入射角和反射角的大小记录在表格中。
入射角/度
15
20
30
45
60
70
反射角/度
15
20
30
45
60
70
请你根据表中的数据,归纳出实验结论:在光的反射现象中,________。
(3)小晶走到玻璃砖侧面时,观察到OB同时遮挡住了NO和AO,这说明在反射现象中,反射光线、入射光线和法线在________。
(4)当激光束沿着BO射入时,发现会沿着OA被反射,这说明________。
【答案】(1)法 (2)反射角等于入射角 (3)同一平面内
(4)光的反射现象中,光路是可逆的
【解析】
【小问1详解】
在光的反射实验中,垂直于镜面、过入射点的直线是法线,它是我们定义入射角、反射角的参照标准,这束垂直镜面射向O点的光束就是法线。
【小问2详解】
由表中数据可知,每组实验中反射角均与入射角相等,所以可得出结论:在光的反射中,反射角等于入射角。
【小问3详解】
OB同时遮挡住了NO和AO,说明OB、NO和AO在同一个平面内,由此得出结论:在反射现象中,反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
【小问4详解】
当激光束沿着BO射入时,发现会沿着OA被反射,即光可以逆着原来的方向传播,说明在光的反射中,光路可逆。
33. 小兴用薄玻璃板、支架、白纸、两支规格相同且可以改变高度的电子蜡烛、刻度尺等器材探究物体在平面镜中成像时,像距v与物距u是什么关系。实验装置如图所示。
(1)小兴所探究的问题的自变量是________。
(2)请你帮他把主要的实验步骤补充完整。
①把白纸平铺在水平桌面上,用支架将薄玻璃板垂直固定在白纸上,将一支点亮的电子蜡烛A放在玻璃板前,将另一支未点亮的电子蜡烛B放在玻璃板后,不断调整B的位置和高度,直到________。用刻度尺测量________,把数据记录在表格中。
②________,仿照步骤①进行实验,把测得的数据记录在表格中。
(3)实验过程中,将光屏放在像的位置,像不能用光屏承接,因此平面镜成像是________像。
(4)请你帮助小兴设计实验记录表格。
【答案】(1)物距u (2) ①. 蜡烛B与蜡烛A的像完全重合 ②. 物距u和对应的像距v ③. 改变蜡烛A到玻璃板的距离
(3)虚 (4)
实验次数
物距u/cm
像距v/cm
1
2
3
【解析】
【小问1详解】
本实验探究像距v与物距u的关系,实验中主动改变、用来探究对另一物理量影响的变量是自变量,因此这里的自变量是物距u。
【小问2详解】
实验中调整未点亮的蜡烛B,直到它和A的像完全重合,此时B的位置就是A的像的位置,以此确定像的位置、比较像与物的大小;之后需要测量对应的物距和像距来记录数据;探究规律类实验需要多次改变自变量重复实验,避免偶然性,得到普遍规律,因此步骤②要改变物距u,重复实验。
【小问3详解】
实像可以在光屏上呈现,不能用光屏承接的像属于虚像,因此平面镜成的是虚像。
【小问4详解】
本实验需要多次测量数据得到普遍规律,表格需要体现实验次数、自变量物距u、因变量像距v,标注对应单位即可。
34. 小明用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材探究凸透镜成像的规律。
(1)如图甲所示,让一束平行光正对着凸透镜入射,移动光屏,直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。由此可知该凸透镜的焦距为________cm;
(2)如图乙所示,正确安装并调节实验装置,当蜡烛距凸透镜的距离为35cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个清晰倒立、________(选填“放大”或“缩小”)的实像;
(3)在(2)基础上,将蜡烛向左移动,光屏上的像变模糊,为了能在光屏上呈现烛焰清晰的像,可以将光屏向________(选填“左”或“右”)移动合适距离或者在蜡烛与透镜之间放一个焦距合适的________(选填“凸”或“凹”)透镜。
【答案】(1)10.0
(2)缩小 (3) ①. 左 ②. 凹
【解析】
【小问1详解】
平行于主光轴的光经凸透镜后,会聚在光屏上形成最小最亮的光斑,光斑到凸透镜的距离就是焦距。由图甲可知,光具座刻度尺的分度值为1cm,可以读出凸透镜位于刻度30.0cm处,光斑位于刻度40.0cm处,因此焦距
【小问2详解】
由图乙可知,凸透镜在50.0cm刻度处,蜡烛在刻度15.0cm处,物距
根据凸透镜成像规律,此时成倒立、缩小的实像。
【小问3详解】
在(2)基础上,将蜡烛向左移动,物距变大,根据凸透镜成像规律,物距变大、焦距不变,像距将会变小,因此将光屏向左移动合适距离才可以在光屏上呈现烛焰清晰的像;
在不移动光屏的情况下要在光屏上呈现烛焰清晰的像,需要使此时蜡烛的光线延后会聚,需要在蜡烛与透镜之间放发散作用的光学器件,因此需要在两者之间放一个焦距合适的凹透镜。
35. 实验桌上有光具座、2个凸透镜(凸透镜A焦距为10cm、凸透镜B焦距为7.5cm)、电子蜡烛、光屏、刻度尺。现利用上述器材探究物距一定时,物体经凸透镜所成实像的高度h与凸透镜焦距f是否有关。实验步骤如下,请补充完整。
(1)将电子蜡烛、焦距为10cm的凸透镜A和光屏从左到右依次固定在光具座的滑块上,将三者的中心调到________。如图所示,将点亮的电子蜡烛固定在0cm刻度线处,将凸透镜移至30cm刻度线处。移动光屏直至在屏上呈现烛焰清晰的像,用刻度尺测量像的高度h,将焦距f与h记录在表格中。
(2)________,移动光屏直至在屏上呈现烛焰清晰的像,用刻度尺测量像的高度h,将焦距f与h记录在表格中。
【答案】(1)同一高度
(2)需取下凸透镜A,换上焦距不同的凸透镜B,同时保持电子蜡烛和凸透镜的位置不变
【解析】
【小问1详解】
在凸透镜成像实验中,为使像能成在光屏的中央,便于观察成像情况,需要将电子蜡烛、凸透镜和光屏三者的中心调到同一高度。
【小问2详解】
本实验采用控制变量法,探究物距一定时实像高度与焦距的关系,需控制物距不变,改变焦距。因此步骤(2)中需取下凸透镜A,换上焦距不同的凸透镜B,同时保持电子蜡烛和凸透镜的位置不变,再移动光屏找到清晰的像并测量记录。
36. 实验桌上有如图1所示的装置(透明玻璃板为平面镜)、刻度尺和如图2所示的两根外形完全相同且长度可调的伸缩杆A和B,小阳计划用这些器材探究物体在平面镜中所成像的大小与物体的大小是否有关。
①将伸缩杆A放在平面镜前适当位置,将伸缩杆B放到平面镜的另一侧,调节B的位置和高度,从不同角度观察,直至B与A的像完全重合,测量并记录实验数据;
②改变伸缩杆A到平面镜的距离,将伸缩杆B放到平面镜的另一侧,调节B的位置和高度,从不同角度观察,直至B与A的像完全重合,测量并记录实验数据;
请根据以上叙述回答下列问题:
(1)小阳实验过程中存在的问题是______;
(2)请你针对小阳实验过程中存在的问题,写出改进措施:______。
【答案】 ①. 没有改变伸缩杆A的高度 ②. 应改变伸缩杆A的高度,将伸缩杆B放到平面镜的另一侧,调节B的位置和高度,从不同角度观察,直至B与A的像完全重合,测量并记录实验数据。
【解析】
【详解】(1)[1]探究物体在平面镜中所成像的大小与物体的大小是否有关,实验中应改变伸缩杆A的高度,调节B的位置和高度,从不同角度观察,直至B与A的像完全重合,测量并记录实验数据。
(2)[2]实验是为了探究物体在平面镜中所成像的大小与物体的大小关系,所以实验中不是改变伸缩杆A到平面镜的距离,应改变伸缩杆A的高度,将伸缩杆B放到平面镜的另一侧,调节B的位置和高度,从不同角度观察,直至B与A的像完全重合,测量并记录实验数据。
四、科普阅读题(8分)
37. 请阅读《华夏之光——圭表》并回答下列小题。
华夏之光——圭表
我国古代的天文观测一直居于世界领先地位,天文学家们发明了许多先进的天文观测仪器,其中圭表就是典型的代表。圭表(如图所示)包括圭和表两部分,正南北方向平放的尺,叫作圭,直立在平地上的标杆或石柱,叫作表,圭和表相互垂直。战国以前的天文学家已能够利用水面来校正圭,使其水平,使用铅垂线来校正表,使其与圭相互垂直。依据圭表正午时表影长度的变化,就能推算出二十四节气,依据表影长短的周期性变化,就能确定一回归年的天数。由于日光散射和漫反射的影响,早期圭表的表影边缘模糊不清,影响了测量表影长度的精度。
为了解决上述问题,元代天文学家郭守敬采取理论与实践相结合的科学方法,对圭表进行了一系列改进与创新。他将表的高度增加,并且在表顶加一根架空的横梁,使表高变为传统表高的五倍。这样,测量时,把传统的确定表影端的位置变为确定梁影中心的位置,提高了测量影长的精度。郭守敬又利用小孔成像的原理,发明了景符,利用景符可以在圭面上形成太阳和横梁的清晰像(如图所示),这样就可以精确地测量表的影长了。这些措施成功解决了圭表发明以来,测影时“虚景之中考求真实”的困难。以圭表为代表的我国古代的科技成果,像一颗颗璀璨的明珠,闪耀着智慧的光芒,激励着我们攀登新的科技高峰。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)我国古代依据圭表正午时________的变化,就能推算出二十四节气。
(2)我国古代天文学家保证圭和表相互垂直的措施________。
(3)郭守敬的改进与创新措施解决了早期圭表的什么问题________?
(4)请你再列举一个我国古代计时的仪器________。
【答案】(1)表影长度
(2)利用水面校正圭使其水平,用铅垂线校正表使其与圭相互垂直
(3)表影边缘模糊不清、测量表影长度精度低的问题
(4)日晷
【解析】
【小问1详解】
不同节气正午太阳高度不同,光沿直线传播,表的影长随太阳高度变化,因此可通过表影长度变化推算二十四节气。
【小问2详解】
静止的水面为水平面,可校正圭处于水平状态;铅垂线沿竖直方向,可校正表使其竖直,竖直方向与水平方向相互垂直,故能保证圭和表相互垂直。
【小问3详解】
早期圭表受日光散射和漫反射影响,表影边缘模糊,影长测量精度低;郭守敬通过增高表体、增设横梁、发明景符利用小孔成像的改进措施,得到清晰的像,解决了上述问题。
【小问4详解】
我国古代常见计时仪器还有日晷、漏刻、沙漏等,任举一例即可。
38. 请阅读《“冰丝带”——国家速滑馆》回答36题。
“冰丝带”——国家速滑馆
国家速滑馆(如图甲所示),它有一个晶莹美丽的昵称——“冰丝带”。场馆的曲面幕墙系统,由3360块曲面玻璃单元拼装而成,打造出象征速滑运动员高速滑动的“丝带”造型。国家速滑馆是2022年北京冬奥会北京主赛区标志性场馆,也是唯一新建的冰上竞赛场馆。馆内拥有亚洲最大的冰面,面积达1.2万平方米。其中包括3条400米速滑比赛道、1条速滑比赛练习道、2块多功能冰场及1块活动冰场(如图乙所示)。
国家速滑馆力求打造出世界上平原地区“最快的冰”。要想提高在冰面上滑行的速度,冰面要平整,冰温要均匀,是必不可少的条件。工人师傅们制出的混凝土冰板层水平高差在4毫米左右,非常平整。制冰时,混凝土冰板层下方总长约为130km的管道内输入的是低温的液态二氧化碳。液态二氧化碳在管道中直接蒸发,使混凝土冰板层的温度降低到零下十几摄氏度,通过洒水作业,冻成厚度为几毫米的冰面,经过很多次这样的工序,厚度几十毫米的冰面才能冻结成功。冰面温差被控制在0.5oC以内,有利于运动员创造好成绩。不同冰面可进行分区制冷,对每块冰面单独控温,实现场馆“同时运行、不同使用”。场馆制冰系统集成设计和冰板结构设计两个关键设计方案已取得专利。
二氧化碳制冷剂是环保性最好的冷媒之一,碳排放值趋近于零。同时,二氧化碳跨临界直接蒸发制冷过程中排出的余热还可以回收再利用,满足观众席供暖、运动员生活热水、融冰池融冰、冰面维护浇冰等能源需求,冷热综合利用能效比较高,国家速滑馆是一个绿色环保、节能型场馆。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)要想提高运动员在冰面上滑行的速度,对冰面和冰温的要求是______,______;
(2)制冰时,使冰板混凝土温度下降的原因是液态二氧化碳______吸热,有致冷作用;
(3)为什么说国家速滑馆是一个绿色节能型场馆______?
【答案】 ①. 冰面平整 ②. 冰温均匀 ③. 蒸发 ④. 见解析
【解析】
【详解】(1)[1]由题意“要想提高在冰面上滑行的速度,冰面要平整,冰温要均匀,是必不可少的条件”可知,要想提高运动员在冰面上滑行的速度,要求冰面平整,冰温均匀。
(2)[2]由题意可知液态二氧化碳蒸发吸热,有致冷作用,所以在制冰时会使冰板混凝土温度下降。
(3)[3]因为国家速滑馆在采用二氧化碳跨临界直接蒸发制冷过程中,碳排放值趋近于零;制冷过程中排出的余热还可以回收再利用,满足观众席供暖、运动员生活热水、融冰池融冰、冰面维护浇冰等能源需求,所以说它是一个绿色节能型场馆。
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