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济川中学初二作业检测物理习题
(检测时间:90分钟 总分:100分)
注意:考生须将答案写在答题卡上,写在草稿纸、试卷上一律无效。
一、选择题(每小题2分,只有一个正确选项,共30分)
1. 某智能家电具备声纹识别功能,能精准识别主人的声音,拒绝陌生人的指令。声纹识别技术依据的是声音的 ( )
A. 音调 B. 响度 C. 音色 D. 速度
2. 下列有关光学知识的说法不正确的是( )
A. 光在同种介质中沿直线传播
B. 黑暗的电影院中银幕上的画面很亮,但银幕不是光源
C. 雨后天晴的夜晚迎着月光走,亮处是水,暗处是地面
D. 有时候人们会看到方形的太阳,是光的折射现象
3. 小丽夏天和同学一起游泳时,发现人的腿在水中“变短”了。下列现象与其光学原理相同的是( )
A. 水中倒影 B. 皮影戏 C. 筷子在水中“弯折” D. 后视镜中的像
4. 如图所示,以下关于声现象的分析正确的是( )
A. 图甲中,说明两发声体发出声音的音色不同
B. 图乙中,公路两旁设置屏障,是从声音的产生环节防治噪声
C. 图丙中,与音叉接触的小球被弹起,说明振幅越大,音调越高
D. 图丁中,汽车安装的倒车雷达,是利用超声波反射来定位的
5. 下列四幅光路图能正确解释生活中现象的是( )
A. 图甲:岸上的人看见水中的物体 B. 图乙:物体通过小孔形成正立的实像
C. 图丙:一束光射向玻璃砖,并穿过玻璃砖 D. 图丁:人观察对岸的树木在水中的倒影
6. 如图是小明在参加初中物理跨学科实践活动时,利用长短不一的吸管制作的乐器排箫。关于排箫,下列说法正确的是( )
A. 吸管长短不一,目的是改变声音的音调 B. 箫声是通过吸管的振动产生的
C. 悦耳动听的箫声一定不是噪声 D. 人们是根据响度的不同来分辨出箫声和琴声
7. 如图所示,一只在浅水区觅食的鸟在水面上出现它的两个“影”——影子和倒影,形成“水鸟对影成三鸟”。以下说法正确的是( )
A. 能从不同角度看到小鸟,是因为光照到鸟身上发生了镜面反射
B. 影子是光沿直线传播形成的虚像
C. 鸟飞离水面时,它的倒影会变小
D. 倒影看起来要“暗”一些,是因为有一部分光在水面处发生了折射而进入水中
8. 如图所示,被隔板隔开的两个人偶不能直接“看到”对方,但人偶E可以从平面镜中“看到”人偶F。下列说法中正确的是( )
A. 镜中的F的像是由反射光线会聚而成的
B. E从平面镜中可以“看到”F,因为F处有光传播到E的眼睛
C. F不可以从平面镜中“看到”E
D. 若F从平面镜中可以“看到”E,他们互相“看到”对方脚的光路是重合的
9. 下列事例中属于利用声音传递信息的是( )
①汽车上的倒车雷达 ②医用B超诊断仪 ③超声波清洗眼镜 ④用超声波排除人体内结石 ⑤利用声呐探测鱼群位置 ⑥铁路工人用铁锤敲击钢轨检查螺栓是否松动
A. ②③⑤⑥ B. ①②⑤⑥
C. ③④⑤⑥ D. ①②③④
10. 在平面镜成像特点教学中,老师做了“浇不灭的蜡烛”实验,为了使实验呈现良好的效果,老师采取的措施正确的是( )
A. 该实验应在明亮的环境中进行
B. 点燃的蜡烛和玻璃杯应放在“镜子”的同侧
C. 该现象与“小孔成像”的光学原理相同
D. 点燃的蜡烛靠近“镜子”,盛水的玻璃杯也应靠近“镜子”
11. 如图所示,在水槽中斜插一块平面镜,让太阳光斜射到平面镜上,适当调整平面镜的位置和角度,可以在墙壁上看到彩色的光带。关于这个实验,下列说法不正确的是( )
A. 该现象说明太阳光是由多种色光混合而成的
B. 平面镜和上方的水相当于三棱镜
C. 槽中水面保持平静,彩色光带更明显
D. 适当减小水槽与墙壁的距离,更易分辨彩色光带的色彩
12. 某同学自制了一个针孔照相机:做两个可以套在一起拉动的硬纸盒,外盒的前端蒙一块中心带针孔的黑纸,内盒的一端蒙一块半透明纸(如图)。将针孔对准明亮的景物,在内盒的半透明纸上看到了物体所成的像。下列说法正确的是( )
A. 针孔照相机所成的是倒立的虚像
B. 保持针孔和物体的距离不变,向前推动内筒,减小筒长,物体的像变小
C. 将针孔照相机逆时针旋转180°,所成的像也逆时针旋转180°
D. 遮住一部分针孔,半透明纸上物体所成的像变得不完整
13. 如图1所示是某汽车智能抬头显示系统,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,驾驶员不必低头就可以看到车辆行驶信息,从而确保驾驶舒适安全,其成像原理和平面镜成像原理相同,如图2所示。下列与之相关的说法,正确的是( )
A. 行车数据在挡风玻璃上成像是由光的折射形成的
B. 行车数据在挡风玻璃上所成的是等大、正立的实像
C. 将显示器沿水平方向远离挡风玻璃,所成的像位置将变高,但大小不变
D. 挡风玻璃与水平面的夹角为时,所成的像垂直于水平面
14. 两端开口的圆筒一端蒙上橡皮膜,橡皮膜中央贴一小块平面镜,当激光笔发出一束光射向镜面时,在激光笔后方的光屏上会呈现一个亮点。如图所示,对着圆筒发出声音,在光屏上会看到光点“跳舞”的轨迹。以下分析正确的是( )
A. 光屏上的图案是平面镜成的虚像
B. 该装置将激光笔发出的光折射到光屏上
C. 光点“跳舞”时,反射角不一定等于入射角
D. 增大装置到光屏的间距,光屏上的轨迹范围变大
15. 两个互相垂直的平面镜组成了激光反射器,如图所示。如果入射光线方向不变,反射器绕O点向顺时针方向转过30°,那么经过反射器两次反射的光线将转过( )
A. 60° B. 30° C. 0° D. 180°
二、填空题(每空1分,共24分)
16. 在雨后有时能看到五颜六色的彩虹,彩虹是光的__________现象;彩色电视机屏幕上多彩的画面是由红、__________、蓝三种色光混合而成的。
17. 据我国古代书籍《天工开物》记载:“凡钟为金乐之首,其声一宣,大者闻十里,小者亦及里之余。”其描述的是声音的______,人们能够听出来是钟声而不是锣声,是因为它们的______不同。
18. 昆虫是自然界中振翅最快的动物,蠓2s可以振翅4000次,它的振翅频率是________Hz,不考虑声音响度的因素,人耳________(选填“能”或“不能”)听到蠓振翅的声音。
19. 清代诗句“最爱月斜潮落后,满江渔火列筼筜”是厦门“大八景”之一“筼筜夜色”的核心描述。夜晚,当河边上的灯光亮起时,河水上实景与河中“倒影”交相辉映,河岸上一彩灯距水面3m,则该彩灯的“倒影”距水面________m;若河水再上涨0.5m,则该彩灯与其对应“倒影”相距________m。
20. 夜晚,为了安全,自行车装有本身不发光的车尾灯,如图,它其实是许多个角反射器,能将车后各个不同方向射来的光再原方向反射回去,为了达到这个效果每个角反射器需要______(1/2/3)个镜面相互垂直组成,此时,在车尾灯上发生的是______(漫/镜面)反射,该车尾灯______(是/不是)光源。
21. 如图所示,在桌面上放着两个相同的水杯并装有等量的水,在乙水杯上方横放一根牙签,现用手以同一力度反复摩擦甲水杯口,甲水杯_______发出声音,同时发现乙杯子上的牙签不停移动,该现象说明声音可以传递_______。
22. 为节能减排,许多地下车库采用光导照明系统,如图所示,采光罩采集的太阳光进入内壁镀有高反射膜的光导管,经多次_______后,传导到由凹凸不平的透明材料制成的漫射器,最后光经过漫射器_______到车库的各个方向。(选填“反射”或“折射”)
23. 如图是清华大学草坪上的日晷,它的基座上镌刻着拉丁文“ACTANONVEBR”及其中译文“行胜于言”,日晷是利用晷上的针的影子随时间长短和位置变化来判断时间的计时工具,它利用了光______的原理,若针的影子由短变长,则表示时间为______(选填“上午”或“下午”)。
24. 用声呐系统向海底垂直发射声波,经6s后受到经回波,已知声在水中的传播速度为1530m/s,则此处海水的深度为_______m;利用此种方法______(选填“能”或“不能”)测量地球和月球之间的距离,这是因为__________。
25. 一束光线从空气射到某种玻璃表面,如图所示,入射角i等于60°,反射光线与折射光线的夹角等于90°,折射角γ等于_______度;减小入射角i,反射光线与折射光线的夹角_______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
26. 甘肃敦煌的熔盐塔式光热电站利用追日镜将太阳光反射到吸热塔用于发电。如图所示为上午某时刻的光路图,此时反射角的大小为________;从上午到中午,随着太阳的升高,追日镜应沿________(选填“顺时针”或“逆时针”)方向旋转,才能使太阳光仍然反射到吸热塔上。
三、解答题(共46分)
27. 作图题
(1)请根据平面镜成像特点,在图中画出物体AB在平面镜中所成的像。
(2)如图所示,入射光线与镜面成30°角,请画出反射光线并标出反射角的大小。
(3)图中是入射光线AO的折射光线,请在图中画出入射光线BO的折射光线的大致位置。
28. 如图所示是某同学探究声音特性的两个实验:
实验一:
(1)如图甲所示用竖直悬挂的泡沫塑料球接触发声的音叉时,泡沫塑料球被弹起,这个现象说明声音是由物体_______产生的;如图乙所示,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起,这一现象既可以说明声音可以在_______中传播;还能说明声波具有_______。若把这个实验移到月球上去做,_______(能/不能)看到泡沫塑料球被弹起。
(2)声音在空气中是以_______的形式传播的。
实验二:
(3)如图所示,将一只通电的小电铃放在连通于抽气机的玻璃罩内,请回答下列问题:用抽气机把玻璃罩内的空气逐渐抽出将会发现,铃声_______(变大/变小);此实验说明了真空_______(能/不能)传声;你是通过_____(A/B/C)得出的。
A. 由生活经验 B. 通过实验结论直接得出 C. 在实验事实的基础上,通过科学的推理
实验三:
(4)如图所示,小明用钢尺“探究影响音调高低的因素”:
①实验中拨动钢尺,观察钢尺伸出桌面部分的振动快慢,小明应该采用图中_____(A/B)所示的实验操作方法。
②小明不断调节钢尺伸出桌面的长度,用相同的力拨动钢尺,发现钢尺伸出桌面的长度越长,振动越慢,发出声音的音调越低,由此可得出结论:________,音调越高。
③当钢尺伸出桌面超过一定长度时,虽然用同样的力拨动钢尺振动,却听不到声音,原因是_______________。
29. 天空中出现了罕见的日食,为了防止直接观测太阳对眼睛的伤害,小红取来一盆水,在水里滴几滴黑墨水,用来观看日食。小明同学制作了一个“小孔仪”来观察日食,主体为一根长的直管,管的一端蒙上一块半透明的塑料薄膜做光屏,在纸板正中用针穿刺一个小孔。日食时,将小孔仪像望远镜一样用支架架起来,稍作调整,就能在光屏上看到小而清晰的太阳。
(1)太阳在水中所成的是_______像(选填“实”或“虚”),该像与天上的太阳相比_______(选填“偏大”“偏小”或“大小相等”);
(2)“小孔仪”的成像原理是_______;
(3)日食开始后,小明观察到如图乙中的太阳,她在光屏上观察到的像是丙图中的_______;
(4)如图所示,用三个圆分别表示地球、月亮、太阳,发生日食时三者的大致位置是( )(填字母)
A. 太阳、月亮、地球 B. 太阳、地球、月亮 C. 地球、太阳、月亮
(5)晴天的正午时分,走在树林下的李烨同学看到阳光透过树叶的缝隙在地上留下许多大小不同的圆形光斑(如图所示),光斑大小不同的原因是_______(填字母)不同。
A. 树叶缝隙到地面的距离 B. 树叶缝隙的大小 C. 树叶缝隙的形状
30. 用如图甲所示的装置“探究平面镜成像时,像的位置和物体的位置有什么关系”。M是有一面镀膜的玻璃板,A、B是两支外形相同的蜡烛。
(1)将白纸放在水平桌面上,将玻璃板与纸面______放置。沿着玻璃板在纸上画一条直线,代表______的位置;
(2)将蜡烛A放在玻璃板前,用蜡烛B在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全______;
(3)如图乙所示,在蜡烛A靠近玻璃板一侧记下物体的位置,应该在蜡烛B______(选填“靠近”或“远离”)玻璃板一侧记下像的位置;
(4)改变蜡烛A的位置重复实验,三次实验在白纸上记录的像与物对应的位置如图丙所示。将白纸沿放置玻璃板的直线对折,发现点和,和,和基本重合。由此可以得出的结论是:①______;②______;
(5)完成上述实验后,小明反思实验过程,提出一个质疑:实验中利用玻璃板镀膜的那一面成像,应该在镀膜那一面下边划线,作为平面镜的位置。怎样判断玻璃板哪面镀膜呢?
小组同学讨论出一种方法:将铅笔尖分别贴在玻璃板的左右两面,观察到铅笔较清楚的像如图丁所示,由此可以判断镀膜在玻璃板的______(选填“左”或“右”)面。
31. “探究光的反射定律”的实验
实验一:小明将平面镜放置在水平桌面上,完成学生分组实验,如图甲所示。
(1)让一束光斜射到平面镜上,尝试用一块表面粗糙的白板去寻找入射光和反射光,发现白板只在与镜面成_______°角时才能同时呈现入射光和反射光;
(2)小明在图乙的基础上不断改变入射光的方向,并记录实验数据。通过数据发现:反射角与入射角大小_______;
实验序号
入射角
反射角
①
30°
30°
②
45°
45°
③
60°
60°
拓展探究:
(3)如图丙所示,小明玩“借镜打靶”游戏时,将一束光照射到平面镜上后,它的反射光会射到靶标上。为了能够一下击中靶心B点,他应该让激光笔对着__________照射;
(4)平面镜分为上表面反射和下表面反射两种类型,如图丁所示。丙图中使用的是上表面反射镜,反射光到达靶标上形成一个亮斑。若其他条件不变,仅将平面镜改为下表面反射镜,亮斑的位置将_______(上移/不变/下移)。
实验二:接着老师又展示了装置2的创新实验设计,并与学生实验装置1对比。
(5)对比一:装置2中,用半球形的玻璃罩将平面镜盖住,然后在玻璃罩内充入一些烟雾,烟雾的作用与装置1中的纸板ENF相同,是为了_________。
(6)对比二:装置2中,在玻璃罩顶部悬挂一条细链,下端正对平面镜入射点O,其中细链与装置1中纸板上ON线的作用相同,都是为了标记法线的位置。小丽就此提出两点质疑:
①若装置1的纸板ENF与平面镜不垂直,ON并不能标记法线;
②若装置2没有放置在水平面上,细链并不能标记法线。你认为_____(填字母)。
A. 质疑①有道理 B. 质疑②有道理
C. 质疑①②均有道理 D. 小丽的质疑都不成立
(7)对比三:当眼睛沿图中箭头方向观察装置2时,发现反射光线完全挡住了细链和入射光线AO,由此现象可得结论:________________________________________。
32. 小明用如图所示的装置探究光的折射规律,测得如下表所示的两组数据:
表一:光从空气斜射入水中
序号
1
2
3
入射角α/°
20
40
60
折射角τ/°
15
25
40
表二:光从水中斜入空气中
序号
1
2
3
入射角α/°
40
■
15
折射角τ/°
60
40
20
(1)表二中有一个数据被遮挡住看不到,请综合分析两个表格中的数据,判断出这个数据应该是:________,你判断的依据是:________________.
(2)如果小明在探究光从空气斜射入水中折射特点时完成了第4次实验,入射角是30°,折射角可能是______.
A.10° B.20° C.25° D.45°
33. (6分)小明所在的学习小组发现大家在路灯下行走,地面上影子的长度会发生改变。
【问题】影子长度与哪些因素有关?
他们猜想:影子的长度可能与光源到物体的距离有关。
【证据】他们借助如图甲所示的实验装置,探究影子长度L与光源到物体距离s的关系。实验中,将手电筒正对黑板擦由近及远放在距离黑板擦不同的位置,保持其他因素不变,分别测量影子在墙面上的长度,记录数据如表所示:
手电筒到黑板擦距离s/cm
20
30
40
50
60
黑板擦影子长度L/cm
20
17
14.5
13.5
13
【解释】
(1)请根据表中的数据,在图乙中画出影子长度L随手电筒到黑板擦距离s变化的图像。
(2)若保持其他因素不变,当手电筒逐渐远离黑板擦时,影子的长度变_____。
(3)分析图像的变化规律,当手电筒到黑板擦的距离s=70cm时,影子的长度大致是_________cm。
(4)进一步分析,当手电筒距黑板擦越远时,影子长度变化得越_____(快/慢)。由此推理可知,当手电筒距黑板擦足够远时,影子大小将_________。
【交流】
(5)仔细分析甲图,他们猜想同一个黑板擦在墙面上影子大小还可能跟________有关。
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济川中学初二作业检测物理习题
(检测时间:90分钟 总分:100分)
注意:考生须将答案写在答题卡上,写在草稿纸、试卷上一律无效。
一、选择题(每小题2分,只有一个正确选项,共30分)
1. 某智能家电具备声纹识别功能,能精准识别主人的声音,拒绝陌生人的指令。声纹识别技术依据的是声音的 ( )
A. 音调 B. 响度 C. 音色 D. 速度
【答案】C
【解析】
【详解】不同发声体放出的声音的音色不同,声纹识别技术依据的是声音的音色,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
2. 下列有关光学知识的说法不正确的是( )
A. 光在同种介质中沿直线传播
B. 黑暗的电影院中银幕上的画面很亮,但银幕不是光源
C. 雨后天晴的夜晚迎着月光走,亮处是水,暗处是地面
D. 有时候人们会看到方形的太阳,是光的折射现象
【答案】A
【解析】
【详解】A.光沿直线传播的条件是同种均匀介质,选项缺少“均匀”条件,故A错误;
B.银幕自身不能发光,依靠反射放映机的光成像,不属于光源,故B正确;
C.迎着月光走时,水面发生镜面反射,反射光大量进入人眼,地面发生漫反射,进入人眼的光较少,因此亮处为水、暗处为地面,故C正确;
D.大气层密度不均匀,太阳光穿过大气层时发生折射,可形成方形太阳的现象,故D正确。
本题选择描述错误的,故选A。
3. 小丽夏天和同学一起游泳时,发现人的腿在水中“变短”了。下列现象与其光学原理相同的是( )
A. 水中倒影 B. 皮影戏 C. 筷子在水中“弯折” D. 后视镜中的像
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】人的腿在水中“变短”了是光线由水斜射入空气时发生折射,折射光线远离法线,向水面偏折,看起来腿在水中“变短”了,这是光的折射现象造成的。
A.水中的倒影是平面镜成像,属于光的反射现象,故A不符合题意;
B.皮影是光在沿直线传播过程中遇到不透明的物体,在物体的后面形成的光照不到的暗区,故B不符合题意;
C.斜插入水中的筷子看起来向上弯折,是由于光线从水中斜射入空气中时发生了折射,故C符合题意;
D.后视镜中的像是光的反射形成的虚像,故D不符合题意。
故选C。
4. 如图所示,以下关于声现象的分析正确的是( )
A. 图甲中,说明两发声体发出声音的音色不同
B. 图乙中,公路两旁设置屏障,是从声音的产生环节防治噪声
C. 图丙中,与音叉接触的小球被弹起,说明振幅越大,音调越高
D. 图丁中,汽车安装的倒车雷达,是利用超声波反射来定位的
【答案】D
【解析】
【详解】A.图甲中,两波形的振幅不同,说明声音的响度不同,两波形在相同时间振动的次数不同,振动频率不同,说明声音的音调不同,两波形的形状相同,故音色相同,故A错误;
B.图乙中,公路两旁设置屏障,是从声音的传播过程中防治噪声,故B错误;
C.图丙中,与音叉接触的小球被弹起,说明声音是由物体的振动产生的,故C错误;
D.图丁中,汽车安装的倒车雷达,是利用超声波的反射来定位的,此现象说明了声音可以传递信息,故D正确。
故选D。
5. 下列四幅光路图能正确解释生活中现象的是( )
A. 图甲:岸上的人看见水中的物体 B. 图乙:物体通过小孔形成正立的实像
C. 图丙:一束光射向玻璃砖,并穿过玻璃砖 D. 图丁:人观察对岸的树木在水中的倒影
【答案】A
【解析】
【详解】A.图甲中光从水中斜射入空气,折射角大于入射角,符合岸上人看水中物体的折射规律,故A符合题意;
B.小孔成像成的是倒立的实像,图乙中像为正立,不符合实际,故B不符合题意;
C.光从空气进入玻璃时折射角应小于入射角,光从玻璃进入空气时折射角应大于入射角,故C不符合题意;
D.水中倒影是光的反射现象,光线应从树木射向水面再反射入人眼,故D不符合题意。
故选A。
6. 如图是小明在参加初中物理跨学科实践活动时,利用长短不一的吸管制作的乐器排箫。关于排箫,下列说法正确的是( )
A. 吸管长短不一,目的是改变声音的音调 B. 箫声是通过吸管的振动产生的
C. 悦耳动听的箫声一定不是噪声 D. 人们是根据响度的不同来分辨出箫声和琴声
【答案】A
【解析】
【详解】A.吸管长短不同,内部空气柱的长度不同,振动频率不同,从而改变声音的音调,故A正确;
B.箫声是由吸管内的空气柱振动产生的,不是吸管本身振动,故B错误;
C.噪声的定义取决于环境和影响,即使悦耳的箫声,在干扰人们正常生活时也属于噪声,故C错误;
D.人们分辨不同乐器的声音是根据音色(不同乐器发声的品质不同),而非响度,故D错误。
故选A。
7. 如图所示,一只在浅水区觅食的鸟在水面上出现它的两个“影”——影子和倒影,形成“水鸟对影成三鸟”。以下说法正确的是( )
A. 能从不同角度看到小鸟,是因为光照到鸟身上发生了镜面反射
B. 影子是光沿直线传播形成的虚像
C. 鸟飞离水面时,它的倒影会变小
D. 倒影看起来要“暗”一些,是因为有一部分光在水面处发生了折射而进入水中
【答案】D
【解析】
【详解】A.能从不同角度看到小鸟,是因为光照到鸟身上发生了漫反射,而不是镜面反射。镜面反射只能在特定方向看到反射光,故A错误;
B.影子是光沿直线传播,被物体遮挡后在地面形成的暗区,不是像,更不是虚像,故B错误;
C.倒影是平面镜成像,像与物大小相等,鸟飞离水面时,它的倒影大小不变,故C错误;
D.倒影是光的反射形成的,但有一部分光在水面处发生了折射进入水中,导致反射光减少,所以倒影看起来要“暗”一些,故D正确。
故选D。
8. 如图所示,被隔板隔开的两个人偶不能直接“看到”对方,但人偶E可以从平面镜中“看到”人偶F。下列说法中正确的是( )
A. 镜中的F的像是由反射光线会聚而成的
B. E从平面镜中可以“看到”F,因为F处有光传播到E的眼睛
C. F不可以从平面镜中“看到”E
D. 若F从平面镜中可以“看到”E,他们互相“看到”对方脚的光路是重合的
【答案】B
【解析】
【详解】A.镜中的F的像是虚像,是由反射光线的反向延长线会聚而成的,故A错误;
B.人偶E能从平面镜中看到人偶F,是因为F反射出的光线(即F处有光传播出来),经过平面镜的反射后进入了E的眼睛。这是光的反射现象的一个应用,也是人眼看到物体的基本原理。故B正确;
C.光的反射中,光路可逆,人偶E可以从平面镜中“看到”人偶F,则F也可以从平面镜中“看到”E,故C错误;
D.E和F互相“看到”对方脚的两条光路并不在同一条直线上,光路不是重合的,故D错误。
故选B。
9. 下列事例中属于利用声音传递信息的是( )
①汽车上的倒车雷达 ②医用B超诊断仪 ③超声波清洗眼镜 ④用超声波排除人体内结石 ⑤利用声呐探测鱼群位置 ⑥铁路工人用铁锤敲击钢轨检查螺栓是否松动
A. ②③⑤⑥ B. ①②⑤⑥
C. ③④⑤⑥ D. ①②③④
【答案】B
【解析】
【详解】①汽车上的倒车雷达是声音传递信息;
②医用B超诊断仪是利用声音传递信息;
③超声波清洗眼镜是利用声音传递能量;
④超声波排除人体内结石是利用声音传递能量;
⑤利用声呐探测鱼群位置是利用声音传递信息;
⑥铁路工人用铁锤敲击钢轨检查螺栓是否松动是利用声音传递信息。
综上所述:①②⑤⑥是利用声音传递信息,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
10. 在平面镜成像特点教学中,老师做了“浇不灭的蜡烛”实验,为了使实验呈现良好的效果,老师采取的措施正确的是( )
A. 该实验应在明亮的环境中进行
B. 点燃的蜡烛和玻璃杯应放在“镜子”的同侧
C. 该现象与“小孔成像”的光学原理相同
D. 点燃的蜡烛靠近“镜子”,盛水的玻璃杯也应靠近“镜子”
【答案】D
【解析】
【详解】A.若实验环境光线明亮,会削弱像与烛焰的对比度,故为了使实验呈现良好的效果,应该在光线较暗的环境下,便于观察,故A错误;
B.由于像与物体在玻璃板的两侧,故使实验呈现良好的效果,点燃的蜡烛和盛水的玻璃杯应放在“镜子”的两侧,故B错误;
C.该现象的光学原理是光的反射,“小孔成像”的光学原理是光的直线传播,二者不同,故C错误;
D.平面镜成像时,像与物体到镜面的距离相等,所以将蜡烛靠近“镜子”,盛水的玻璃杯也应该靠近“镜子”,故D正确。
故选D。
11. 如图所示,在水槽中斜插一块平面镜,让太阳光斜射到平面镜上,适当调整平面镜的位置和角度,可以在墙壁上看到彩色的光带。关于这个实验,下列说法不正确的是( )
A. 该现象说明太阳光是由多种色光混合而成的
B. 平面镜和上方的水相当于三棱镜
C. 槽中水面保持平静,彩色光带更明显
D. 适当减小水槽与墙壁的距离,更易分辨彩色光带的色彩
【答案】D
【解析】
【详解】A.该现象是光的色散现象,光的色散现象说明太阳光是由多种色光混合而成的,故A正确,不符合题意;
B.在此实验中,平面镜和上方的水相当于三棱镜,太阳光经水和平面镜后发生色散,故B正确,不符合题意;
C.槽中水面保持平静时,经平面镜反射后的光线更规则,能使色散现象更明显,彩色光带更明显,故C正确,不符合题意;
D.适当减小水槽与墙壁的距离,光带的宽度变小,相邻色光间距变小,反而不易分辨彩色光带的色彩,故D错误,符合题意。
故选D。
12. 某同学自制了一个针孔照相机:做两个可以套在一起拉动的硬纸盒,外盒的前端蒙一块中心带针孔的黑纸,内盒的一端蒙一块半透明纸(如图)。将针孔对准明亮的景物,在内盒的半透明纸上看到了物体所成的像。下列说法正确的是( )
A. 针孔照相机所成的是倒立的虚像
B. 保持针孔和物体的距离不变,向前推动内筒,减小筒长,物体的像变小
C. 将针孔照相机逆时针旋转180°,所成的像也逆时针旋转180°
D. 遮住一部分针孔,半透明纸上物体所成的像变得不完整
【答案】B
【解析】
【详解】A.针孔照相机是利用小孔成像原理,小孔成像是由实际光线会聚而成的,所成的像是倒立的实像,而不是虚像,故A错误;
B.小孔成像中,像的大小与物体到小孔的距离以及光屏到小孔的距离有关。保持针孔和物体的距离不变,向前推动内筒,减小筒长,即光屏到小孔的距离变小,根据小孔成像规律,物体的像会变小,故B正确;
C.小孔成像所成的像是倒立的,将针孔照相机逆时针旋转180∘,所成的像会顺时针旋转180∘,而不是逆时针旋转180∘,故C错误;
D.遮住一部分针孔,物体上各点发出的光线仍有部分能通过针孔在半透明纸上成像,只是通过的光线变少,像会变暗,但像仍然是完整的,故D错误。
故选B。
13. 如图1所示是某汽车智能抬头显示系统,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,驾驶员不必低头就可以看到车辆行驶信息,从而确保驾驶舒适安全,其成像原理和平面镜成像原理相同,如图2所示。下列与之相关的说法,正确的是( )
A. 行车数据在挡风玻璃上成像是由光的折射形成的
B. 行车数据在挡风玻璃上所成的是等大、正立的实像
C. 将显示器沿水平方向远离挡风玻璃,所成的像位置将变高,但大小不变
D. 挡风玻璃与水平面的夹角为时,所成的像垂直于水平面
【答案】C
【解析】
【详解】A.行车数据在挡风玻璃上成像的原理和平面镜成像原理相同,平面镜成像是由于光的反射形成的,而不是光的折射,故A错误;
B.根据平面镜成像的特点,平面镜所成的像是等大、正立的虚像,而不是实像,实像可以用光屏承接,虚像不能用光屏承接,故B错误;
C.平面镜成像时,像与物到平面镜的距离相等,像与物的大小相等。将显示器沿水平方向远离挡风玻璃,即物距增大,那么像距也会增大,所以所成的像位置将变远,但像的大小始终与物体大小相等,保持不变,故C正确;
D.当挡风玻璃与水平面的夹角θ为30°时,根据平面镜成像的对称性,像与物关于平面镜对称,此时所成的像与水平面的夹角为60°,而不是垂直于水平面,故D错误。
故选C。
14. 两端开口的圆筒一端蒙上橡皮膜,橡皮膜中央贴一小块平面镜,当激光笔发出一束光射向镜面时,在激光笔后方的光屏上会呈现一个亮点。如图所示,对着圆筒发出声音,在光屏上会看到光点“跳舞”的轨迹。以下分析正确的是( )
A. 光屏上的图案是平面镜成的虚像
B. 该装置将激光笔发出的光折射到光屏上
C. 光点“跳舞”时,反射角不一定等于入射角
D. 增大装置到光屏的间距,光屏上的轨迹范围变大
【答案】D
【解析】
【详解】A.光屏上的亮点是激光经平面镜反射后形成的实像,不是平面镜成的虚像,平面镜成的虚像不能在光屏上呈现,故A错误;
B.该装置是利用光的反射,将激光笔发出的光反射到光屏上,不是折射,故B错误;
C.光的反射定律始终成立,无论平面镜如何振动,反射角一定等于入射角,故C错误;
D.增大装置到光屏的间距,由于平面镜微小的角度变化会被放大,光屏上光点 “跳舞” 的轨迹范围会变大,故D正确。
故选D。
15. 两个互相垂直的平面镜组成了激光反射器,如图所示。如果入射光线方向不变,反射器绕O点向顺时针方向转过30°,那么经过反射器两次反射的光线将转过( )
A. 60° B. 30° C. 0° D. 180°
【答案】C
【解析】
【详解】两个互相垂直的平面镜,入射光线经两次反射后,出射光线与入射光线平行且方向相反。反射器转动时,只要光线仍能发生两次反射,出射光线方向始终与入射光线平行反向。因入射光线方向不变,故出射光线方向不变,转过角度为0°。故选C。
二、填空题(每空1分,共24分)
16. 在雨后有时能看到五颜六色的彩虹,彩虹是光的__________现象;彩色电视机屏幕上多彩的画面是由红、__________、蓝三种色光混合而成的。
【答案】 ①.
色散 ②.
绿
【解析】
【详解】[1]阳光进入雨后空气中的小水滴时,会先发生折射,将复色的太阳光分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光(色散的核心);随后光在水滴内壁发生反射,再次折射出水滴,最终形成我们看到的彩虹,因此彩虹是光的色散现象。
[2]色光的三原色为红、绿、蓝,彩色电视机通过这三种色光的混合呈现多彩画面。题目中已给出红、蓝,缺失部分为“绿”。
17. 据我国古代书籍《天工开物》记载:“凡钟为金乐之首,其声一宣,大者闻十里,小者亦及里之余。”其描述的是声音的______,人们能够听出来是钟声而不是锣声,是因为它们的______不同。
【答案】 ①. 响度 ②. 音色
【解析】
【详解】[1]凡钟为金乐之首,其声一宣,大者闻十里,小者亦及里之余,说明钟声越大,振动的幅度越大,响度越大,钟声传播的越远。
[2]因为钟声和锣声的音色不同,所以人们能听出来是钟声。
18. 昆虫是自然界中振翅最快的动物,蠓2s可以振翅4000次,它的振翅频率是________Hz,不考虑声音响度的因素,人耳________(选填“能”或“不能”)听到蠓振翅的声音。
【答案】 ①. 2000 ②. 能
【解析】
【详解】[1]频率的计算公式为
[2]人耳的听觉范围是20Hz~20000Hz,2000Hz在这个范围内,题目中已说明“不考虑声音响度的因素”,因此人耳能听到蠓振翅的声音。
19. 清代诗句“最爱月斜潮落后,满江渔火列筼筜”是厦门“大八景”之一“筼筜夜色”的核心描述。夜晚,当河边上的灯光亮起时,河水上实景与河中“倒影”交相辉映,河岸上一彩灯距水面3m,则该彩灯的“倒影”距水面________m;若河水再上涨0.5m,则该彩灯与其对应“倒影”相距________m。
【答案】 ①. 3 ②. 5
【解析】
【详解】平静的水面相当于一个平面镜,根据平面镜成像的特点:像与物体到平面镜(水面)的距离是相等的。初始时彩灯距水面,则彩灯的“倒影”到水面的距离为3m;
当河水上涨时,彩灯到水面的距离就会减小为,因此像距也减小为,所以彩灯(物)到倒影(像)的距离为。
20. 夜晚,为了安全,自行车装有本身不发光的车尾灯,如图,它其实是许多个角反射器,能将车后各个不同方向射来的光再原方向反射回去,为了达到这个效果每个角反射器需要______(1/2/3)个镜面相互垂直组成,此时,在车尾灯上发生的是______(漫/镜面)反射,该车尾灯______(是/不是)光源。
【答案】 ①. 3 ②. 镜面 ③. 不是
【解析】
【详解】[1]自行车的尾灯本身并不发光,因为夜晚当汽车的灯光无论从哪个方向照在它上面时,不论入射光从左侧还是右侧射来,或从上方还是下方射来,它都能将光逆着原方向反射回去,所以它是由3个相互垂直的平面镜组成的装置,最后的反射光线与原入射光线平行,能引起司机的注意。即每个角反射器需要3个镜面相互垂直组成。
[2]在光滑的表面发生的是镜面反射,每个角反射器需要由镜面组成,表面光滑,所以在车尾灯上发生的是镜面反射。
[3]该车尾灯是反射光,不会发光,所以不是光源。
21. 如图所示,在桌面上放着两个相同的水杯并装有等量的水,在乙水杯上方横放一根牙签,现用手以同一力度反复摩擦甲水杯口,甲水杯_______发出声音,同时发现乙杯子上的牙签不停移动,该现象说明声音可以传递_______。
【答案】 ①. 振动 ②. 能量
【解析】
【详解】[1][2]声音是由物体振动产生,用手以同一力度反复摩擦甲水杯口,甲水杯振动发出声音,同时发现乙杯子上的牙签不停移动,说明声音通过空气传播到了牙签处,引起了牙签的振动,说明声音可以传递能量。
22. 为节能减排,许多地下车库采用光导照明系统,如图所示,采光罩采集的太阳光进入内壁镀有高反射膜的光导管,经多次_______后,传导到由凹凸不平的透明材料制成的漫射器,最后光经过漫射器_______到车库的各个方向。(选填“反射”或“折射”)
【答案】 ①. 反射 ②. 折射
【解析】
【详解】光导管内壁镀有高反射膜,太阳光进入光导管后,会在高反射膜的内壁上不断发生反射,经过多次反射后光线才能沿着光导管传导到漫射器。
漫射器是透明材料制成的,光从光导管内射出,穿过透明的漫射器再进入车库的空气里,这个过程是光从一种透明介质进入另一种透明介质的传播过程,属于光的折射现象,凹凸不平的结构会让折射后的光线向不同方向偏折,从而将光散布到车库的各个方向。
23. 如图是清华大学草坪上的日晷,它的基座上镌刻着拉丁文“ACTANONVEBR”及其中译文“行胜于言”,日晷是利用晷上的针的影子随时间长短和位置变化来判断时间的计时工具,它利用了光______的原理,若针的影子由短变长,则表示时间为______(选填“上午”或“下午”)。
【答案】 ①. 在同种均匀介质中沿直线传播 ②. 下午
【解析】
【详解】[1]影子是由于光在同种均匀介质中沿直线传播形成的。
[2]日晷上的针的影子早晨最长,中午最短,过了中午又变长,所以针的影子由短变长,则表示时间为下午。
24. 用声呐系统向海底垂直发射声波,经6s后受到经回波,已知声在水中的传播速度为1530m/s,则此处海水的深度为_______m;利用此种方法______(选填“能”或“不能”)测量地球和月球之间的距离,这是因为__________。
【答案】 ①. 4590 ②. 不能 ③. 真空不能传声
【解析】
【详解】[1]此处海水的深度
[2]因为声音不能在真空中传播,而地球与月球间有真空,所以不能用这种方法测量两者间的距离。
25. 一束光线从空气射到某种玻璃表面,如图所示,入射角i等于60°,反射光线与折射光线的夹角等于90°,折射角γ等于_______度;减小入射角i,反射光线与折射光线的夹角_______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 ①. 30 ②. 增大
【解析】
【详解】由光的反射定律可知,反射角等于入射角,所以反射光线与界面的夹角
因反射光线与折射光线的夹角为 ,故折射光线与界面的夹角
所以折射角
减小入射角,反射角随之减小,故增大;光从空气斜射入玻璃时,折射角随入射角减小而减小,故增大。因此反射光线与折射光线的夹角增大。
26. 甘肃敦煌的熔盐塔式光热电站利用追日镜将太阳光反射到吸热塔用于发电。如图所示为上午某时刻的光路图,此时反射角的大小为________;从上午到中午,随着太阳的升高,追日镜应沿________(选填“顺时针”或“逆时针”)方向旋转,才能使太阳光仍然反射到吸热塔上。
【答案】 ①. ②. 逆时针
【解析】
【详解】由光的反射定律,反射角等于入射角,法线与镜面垂直,故反射角为
从上午到中午太阳升高,入射光线会逐渐向竖直方向偏转,为了保证反射光线始终指向左侧的吸热塔,需要让入射光线和反射光线的夹角相应变小。由光的反射定律,法线为入射光线与反射光线的角平分线,故法线随入射光线逆时针转动,又镜面与法线垂直,因此追日镜沿逆时针方向旋转。
三、解答题(共46分)
27. 作图题
(1)请根据平面镜成像特点,在图中画出物体AB在平面镜中所成的像。
(2)如图所示,入射光线与镜面成30°角,请画出反射光线并标出反射角的大小。
(3)图中是入射光线AO的折射光线,请在图中画出入射光线BO的折射光线的大致位置。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
平面镜成像关于平面镜对称,分别作出物体AB端点A、B关于平面镜的对称点、,用虚线连接、即为AB在平面镜中的像。
【小问2详解】
入射光线与镜面夹角为,因此入射角为;过入射点作与镜面垂直的法线,根据反射角等于入射角,在法线的右侧画出反射光线,使反射角等于60°,据此作图。
【小问3详解】
入射光线BO比AO更靠近法线,在光从水斜射入空气时,折射角大于入射角,入射角越小,折射角也越小,因此BO的折射光线会比更靠近法线,在和法线之间的区域画出,标注指向空气侧的箭头即可。
28. 如图所示是某同学探究声音特性的两个实验:
实验一:
(1)如图甲所示用竖直悬挂的泡沫塑料球接触发声的音叉时,泡沫塑料球被弹起,这个现象说明声音是由物体_______产生的;如图乙所示,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起,这一现象既可以说明声音可以在_______中传播;还能说明声波具有_______。若把这个实验移到月球上去做,_______(能/不能)看到泡沫塑料球被弹起。
(2)声音在空气中是以_______的形式传播的。
实验二:
(3)如图所示,将一只通电的小电铃放在连通于抽气机的玻璃罩内,请回答下列问题:用抽气机把玻璃罩内的空气逐渐抽出将会发现,铃声_______(变大/变小);此实验说明了真空_______(能/不能)传声;你是通过_____(A/B/C)得出的。
A. 由生活经验 B. 通过实验结论直接得出 C. 在实验事实的基础上,通过科学的推理
实验三:
(4)如图所示,小明用钢尺“探究影响音调高低的因素”:
①实验中拨动钢尺,观察钢尺伸出桌面部分的振动快慢,小明应该采用图中_____(A/B)所示的实验操作方法。
②小明不断调节钢尺伸出桌面的长度,用相同的力拨动钢尺,发现钢尺伸出桌面的长度越长,振动越慢,发出声音的音调越低,由此可得出结论:________,音调越高。
③当钢尺伸出桌面超过一定长度时,虽然用同样的力拨动钢尺振动,却听不到声音,原因是_______________。
【答案】(1) ①. 振动 ②. 空气 ③. 能量 ④. 不能 (2)声波
(3) ①. 变小 ②. 不能 ③. C
(4) ①. A ②. 频率越高 ③. 钢尺振动频率低于 20Hz,属于次声波
【解析】
【小问1详解】
竖直悬挂的泡沫塑料球被正在发声的音叉弹开,说明发声的音叉在振动,这个现象可以说明声音是由物体的振动产生的。
图乙中,当敲响右边的音叉,左边完全相同的音叉也会发声,说明左边完全相同的音叉发生了振动,而我们并没有直接敲响左边的音叉,证明声音是通过空气传播给左边的音叉的,所以声音可以在空气中传播。
左边音叉振动的能量来自于右边被敲击的音叉,这说明声音可以传递能量。
月球是真空环境,没有可以传播声音的介质,因此敲击右侧音叉,不能看到左侧音叉旁的泡沫塑料球被弹起。
【小问2详解】
略
【小问3详解】
声音的传播需要介质,逐渐抽出玻璃罩内的空气,传声的介质越来越少,因此铃声会变小;
实验中无法将玻璃罩内完全抽成绝对真空,是在“空气越少铃声越小”的实验事实基础上,通过科学推理得出真空不能传声的结论,故选C。
【小问4详解】
为研究钢尺振动时的音调跟钢尺振动频率的关系,实验中应观察钢尺振动的快慢,听钢尺振动发出声音的高低,因此为避免其他声音干扰实验结果,实验过程中应使钢尺紧贴桌面,选用A图所示的实验方法。
在该实验中,不断调节钢尺伸出桌面的长度,用相同的力拨动钢尺,钢尺伸出桌面的长度越长,振动越慢,发出声音的音调越低;反之,钢尺伸出桌面的长度越短,振动越快,发出声音的音调越高,而振动快慢用频率来描述,因此可得出结论:频率越高,发出声音的音调越高。
人耳能听到的声音频率范围是20Hz~20000Hz,当钢尺伸出桌面超过一定长度时,虽然用同样的力拨动钢尺振动,但此时钢尺振动得很慢,频率低于20Hz,发出的是次声波,人耳听不到次声波,所以听不到声音。
29. 天空中出现了罕见的日食,为了防止直接观测太阳对眼睛的伤害,小红取来一盆水,在水里滴几滴黑墨水,用来观看日食。小明同学制作了一个“小孔仪”来观察日食,主体为一根长的直管,管的一端蒙上一块半透明的塑料薄膜做光屏,在纸板正中用针穿刺一个小孔。日食时,将小孔仪像望远镜一样用支架架起来,稍作调整,就能在光屏上看到小而清晰的太阳。
(1)太阳在水中所成的是_______像(选填“实”或“虚”),该像与天上的太阳相比_______(选填“偏大”“偏小”或“大小相等”);
(2)“小孔仪”的成像原理是_______;
(3)日食开始后,小明观察到如图乙中的太阳,她在光屏上观察到的像是丙图中的_______;
(4)如图所示,用三个圆分别表示地球、月亮、太阳,发生日食时三者的大致位置是( )(填字母)
A. 太阳、月亮、地球 B. 太阳、地球、月亮 C. 地球、太阳、月亮
(5)晴天的正午时分,走在树林下的李烨同学看到阳光透过树叶的缝隙在地上留下许多大小不同的圆形光斑(如图所示),光斑大小不同的原因是_______(填字母)不同。
A. 树叶缝隙到地面的距离 B. 树叶缝隙的大小 C. 树叶缝隙的形状
【答案】(1) ①. 虚 ②. 大小相等
(2)光的直线传播 (3)B (4)A (5)A
【解析】
【小问1详解】
[1] 平静的水面能反射光线并形成清晰的倒影,相当于平面镜,所以在脸盆中能观察到太阳的虚像。
[2]根据平面镜成像原理可知,像和物体等大,所以水中的太阳与天上的太阳相比大小相等。
【小问2详解】
小孔成像的原理是光的直线传播。
【小问3详解】
如图乙所示,让小孔对着阳光,因此这是利用小孔成像的原理来得到太阳的像,由小孔成像成倒立的实像的特点可知,日偏食经小孔成的像的缺口正好在日偏食缺口的对侧,故B符合题意,ACD不符合题意。
【小问4详解】
日食的原理是光的直线传播,发生日食时,月亮挡住了太阳射向地球的部分光线,所以太阳、月亮和地球的位置关系是月球处于中间位置,故A符合题意,BC不符合题意。故选A。
【小问5详解】
小孔成像的大小与物体和光屏到小孔的距离有关,所以光斑大小不同的原因是树叶缝隙到地面的距离不同,与小孔的大小和形状无关,故A符合题意,BC不符合题意。故选A。
30. 用如图甲所示的装置“探究平面镜成像时,像的位置和物体的位置有什么关系”。M是有一面镀膜的玻璃板,A、B是两支外形相同的蜡烛。
(1)将白纸放在水平桌面上,将玻璃板与纸面______放置。沿着玻璃板在纸上画一条直线,代表______的位置;
(2)将蜡烛A放在玻璃板前,用蜡烛B在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全______;
(3)如图乙所示,在蜡烛A靠近玻璃板一侧记下物体的位置,应该在蜡烛B______(选填“靠近”或“远离”)玻璃板一侧记下像的位置;
(4)改变蜡烛A的位置重复实验,三次实验在白纸上记录的像与物对应的位置如图丙所示。将白纸沿放置玻璃板的直线对折,发现点和,和,和基本重合。由此可以得出的结论是:①______;②______;
(5)完成上述实验后,小明反思实验过程,提出一个质疑:实验中利用玻璃板镀膜的那一面成像,应该在镀膜那一面下边划线,作为平面镜的位置。怎样判断玻璃板哪面镀膜呢?
小组同学讨论出一种方法:将铅笔尖分别贴在玻璃板的左右两面,观察到铅笔较清楚的像如图丁所示,由此可以判断镀膜在玻璃板的______(选填“左”或“右”)面。
【答案】(1) ①. 垂直 ②. 平面镜
(2)重合 (3)靠近
(4) ①. 像与物到镜面的距离相等 ②. 像和物的连线与镜面垂直
(5)左
【解析】
【小问1详解】
[1]将玻璃板与纸面垂直放置,可以保证物和像在同一水平面上,否则有可能找不到像的位置。
[2]为了便于测量物距和像距,应沿着玻璃板在纸上画一条直线,代表平面镜的位置。
【小问2详解】
将蜡烛A放在玻璃板前,用蜡烛B在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合,根据等效替代法,可知像与物等大。
【小问3详解】
平面镜成的像与物体关于平面镜对称,实验中应选取像和物对称的点作为像和物的位置点,所以在蜡烛A靠近玻璃板一侧记下物体的位置,应该在蜡烛B靠近玻璃板一侧记下像的位置。
【小问4详解】
[1][2]将白纸沿放置玻璃板的直线对折,发现点和,和,和基本重合,说明像和物关于平面镜对称,由此可以得出的结论是:①像与物到镜面的距离相等;②像和物的连线与镜面垂直。
【小问5详解】
镀膜那一面,反射效果好,为反射面,将铅笔尖分别贴在玻璃板的左右两面,观察到铅笔较清楚的像如图丁左所示,由像与物体关于平面镜对称可知,左侧为反射面,由此可以判断镀膜在玻璃板的左面。
31. “探究光的反射定律”的实验
实验一:小明将平面镜放置在水平桌面上,完成学生分组实验,如图甲所示。
(1)让一束光斜射到平面镜上,尝试用一块表面粗糙的白板去寻找入射光和反射光,发现白板只在与镜面成_______°角时才能同时呈现入射光和反射光;
(2)小明在图乙的基础上不断改变入射光的方向,并记录实验数据。通过数据发现:反射角与入射角大小_______;
实验序号
入射角
反射角
①
30°
30°
②
45°
45°
③
60°
60°
拓展探究:
(3)如图丙所示,小明玩“借镜打靶”游戏时,将一束光照射到平面镜上后,它的反射光会射到靶标上。为了能够一下击中靶心B点,他应该让激光笔对着__________照射;
(4)平面镜分为上表面反射和下表面反射两种类型,如图丁所示。丙图中使用的是上表面反射镜,反射光到达靶标上形成一个亮斑。若其他条件不变,仅将平面镜改为下表面反射镜,亮斑的位置将_______(上移/不变/下移)。
实验二:接着老师又展示了装置2的创新实验设计,并与学生实验装置1对比。
(5)对比一:装置2中,用半球形的玻璃罩将平面镜盖住,然后在玻璃罩内充入一些烟雾,烟雾的作用与装置1中的纸板ENF相同,是为了_________。
(6)对比二:装置2中,在玻璃罩顶部悬挂一条细链,下端正对平面镜入射点O,其中细链与装置1中纸板上ON线的作用相同,都是为了标记法线的位置。小丽就此提出两点质疑:
①若装置1的纸板ENF与平面镜不垂直,ON并不能标记法线;
②若装置2没有放置在水平面上,细链并不能标记法线。你认为_____(填字母)。
A. 质疑①有道理 B. 质疑②有道理
C. 质疑①②均有道理 D. 小丽的质疑都不成立
(7)对比三:当眼睛沿图中箭头方向观察装置2时,发现反射光线完全挡住了细链和入射光线AO,由此现象可得结论:________________________________________。
【答案】(1)90 (2)相等
(3)B 点的像 (4)下移
(5)显示光的传播路径 (6)C
(7)反射光线、入射光线、法线在同一平面内
【解析】
【小问1详解】
根据光的反射定律,反射光线、入射光线和法线在同一平面内,且法线始终垂直于镜面。因此,只有当白板与镜面垂直时(成90°角),白板所在的平面才能同时包含入射光线和反射光线,此时夹角为。
【小问2详解】
分析表格中的三组数据:可以归纳出,在光的反射现象中,反射角的大小始终等于入射角的大小。
【小问3详解】
根据平面镜成像特点(像与物关于镜面对称),让激光笔对着靶心B关于平面镜的对称点(即B的像点)照射,反射光就会射到靶心B。
【小问4详解】
由题可知,当上表面反射时,反射发生在入射点上表面,而下表面反射时,光线先折射进入玻璃,再在下表面反射,然后再次折射出玻璃;当光从空气射入玻璃时,折射光线会向靠近法线方向偏折,反射后又从玻璃射入空气,此时折射光线会向远离法线一侧偏折,光斑会下移,如图所示。
【小问5详解】
纸板ENF利用光的漫反射,使人眼看到入射、反射光线;烟雾能让光发生散射,同样可以清晰显现出光的传播轨迹,二者作用一致。
【小问6详解】
法线是过入射点且垂直于镜面的直线。装置1中,若纸板ENF与平面镜不垂直,纸板上的ON线就不与镜面垂直,无法标记法线;装置2中,细链因重力始终竖直向下,若装置未放在水平面上,镜面不水平,细链就不与镜面垂直,也无法标记法线。因此质疑①②均有道理,故选C。
【小问7详解】
反射光线挡住细链(法线)和入射光线AO,说明三者在同一平面上。这一现象表明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
32. 小明用如图所示的装置探究光的折射规律,测得如下表所示的两组数据:
表一:光从空气斜射入水中
序号
1
2
3
入射角α/°
20
40
60
折射角τ/°
15
25
40
表二:光从水中斜入空气中
序号
1
2
3
入射角α/°
40
■
15
折射角τ/°
60
40
20
(1)表二中有一个数据被遮挡住看不到,请综合分析两个表格中的数据,判断出这个数据应该是:________,你判断的依据是:________________.
(2)如果小明在探究光从空气斜射入水中折射特点时完成了第4次实验,入射角是30°,折射角可能是______.
A.10° B.20° C.25° D.45°
【答案】 ①. 25 ②. 在折射现象中光路是可逆的 ③. B
【解析】
【详解】(1)由表一中的数据知,光从空气斜射入水中,当入射角为40°时,反射角为25°,因在折射现象中,光路是可逆的,当光从水中斜射入空气中,折射角为40°时,对应的入射角一定为25°;
(2)由表一数据知,当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,且折射角随入射角的增大(减小)而增大(减小);
入射角为20°时,折射角为15°,入射角为40°时,折射角为25°,故当入射角是30°时,对应的折射角小于25°大于15°,故折射角只可能为20°,故B正确.
33. (6分)小明所在的学习小组发现大家在路灯下行走,地面上影子的长度会发生改变。
【问题】影子长度与哪些因素有关?
他们猜想:影子的长度可能与光源到物体的距离有关。
【证据】他们借助如图甲所示的实验装置,探究影子长度L与光源到物体距离s的关系。实验中,将手电筒正对黑板擦由近及远放在距离黑板擦不同的位置,保持其他因素不变,分别测量影子在墙面上的长度,记录数据如表所示:
手电筒到黑板擦距离s/cm
20
30
40
50
60
黑板擦影子长度L/cm
20
17
14.5
13.5
13
【解释】
(1)请根据表中的数据,在图乙中画出影子长度L随手电筒到黑板擦距离s变化的图像。
(2)若保持其他因素不变,当手电筒逐渐远离黑板擦时,影子的长度变_____。
(3)分析图像的变化规律,当手电筒到黑板擦的距离s=70cm时,影子的长度大致是_________cm。
(4)进一步分析,当手电筒距黑板擦越远时,影子长度变化得越_____(快/慢)。由此推理可知,当手电筒距黑板擦足够远时,影子大小将_________。
【交流】
(5)仔细分析甲图,他们猜想同一个黑板擦在墙面上影子大小还可能跟________有关。
【答案】(1) (2)小
(3)12.7(小于13大于12.5均可)
(4) ①. 慢 ②. 不变
(5)黑板擦到墙面的距离
【解析】
【小问1详解】
根据表格数据,在坐标系中依次描出各点 然后用平滑的曲线将这些点连接起来,曲线呈现下降趋势且逐渐变缓。
【小问2详解】
观察数据可知,随着手电筒到黑板擦距离 从 增加到 ,影子长度 从20cm 减小到 。说明光源离物体越远,投射在墙上的影子越小。
【小问3详解】
分析数据,当手电筒逐渐远离黑板擦时,可以看出影子长度减小的幅度在迅速变小。按照这个趋势,当手电筒到黑板擦的距离再增加(),影子长度减小量应小于,所以时长度约为(合理即可)
【小问4详解】
随着距离增加,影子长度减少的数值越来越小,当距离足够远时,光线趋近于平行光,影子大小将不再发生明显改变,趋于稳定。
【小问5详解】
图甲中除了光源到物体的距离外,物体(黑板擦)到墙面(光屏)的距离也是影响影子大小的因素;其他条件相同,离墙面越远,影子越大。
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