精品解析:江苏盐城市康居路初中教育集团2026-2027学年八年级上学期10月阶段检测物理试题
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内容正文:
初二年级物理课堂练习
物理初考,探索自航。愿你静心审题,沉着应答,细心检查,在这次初次检验中认识自我,收获成长!
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分,每题只有一个选项符合题意)
1. 下列物体中属于光源的是( )
A. 洁白的月亮 B. 闪亮的钻石
C. 美丽的夕阳 D. 正在放映的电影银幕
2. 实验探究主要包含问题、证据、解释和交流四个环节。下列说法正确的是( )
A. “平面镜成像有什么特点?”属于“问题”环节
B. “反射角与入射角之间有什么关系?”属于“证据”环节
C. “组间分享实验结论,探讨优化方案”属于“解释”环节
D. “测量并记录像与物到平面镜的距离”属于“交流”环节
3. 下列技术的应用中,属于利用超声波传递信息的是( )
A. 超声波电机 B. 超声波焊接
C. 超声波碎石 D. 超声波倒车雷达
4. 下列现象中与“立竿见影”中的“影”形成原因一致的是( )
A. 皮影戏 B. 水中倒影
C. 杯弓蛇影 D. 筷子“折影”
5. 唐代著名诗人储光羲在《钓鱼湾》一诗中写道:“潭清疑水浅”,这句诗描述的是清澈的水池看起来比实际要浅。图中能正确表示人看到池底的光路是( )
A. B.
C. D.
6. 在鼓面撒一些豆子,轻敲时听到的声音小,豆子跳动幅度小;重敲时听到的声音大,豆子跳动幅度大。这是为了探究声源振动时,发出声音的( )
A. 响度与振幅的关系 B. 音调与频率的关系
C. 音色与波形的关系 D. 声速与介质的关系
7. 市场上有一种变声器,可以改变声音的特性。某段声音波形图变化如图所示,变声前是OA段,变声后是AB段,则变化后的声音( )
A. 振动频率加快,振幅增加
B. 音调不变,响度变大
C. 振动频率变慢,振幅减小
D. 音调升高,响度变大
8. 如图,F是透镜的焦点,其中正确的光路图是( )
A. B.
C. D.
9. 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. 0° B. 15° C. 30° D. 60°
10. 以下是某科技兴趣小组同学设计的寻找“有色影子”的活动方案。用一种色光照射站在背景板前的人,会在背景板上形成影子,在影子上叠加另一种色光,能形成“有色影子”,符合要求的方案是( )
方案
照射光源的颜色
背景板的颜色
叠加光源的颜色
①
白
红
蓝
②
红
蓝
黄
③
蓝
白
红
④
绿
黄
蓝
A. 方案① B. 方案② C. 方案③ D. 方案④
11. 若某人两耳间的距离是0.204m,声速为340m/s,开始声源在两耳连线上,人沿虚线箭头方向向后转动,使声源到O点连线和两耳连线的夹角α从0°增大到180°,则下列关于人双耳听到声音的时间差与夹角α的关系图像,正确的是( )。
A. B.
C. D.
12. 如图所示,汽车正在向放置在机场高速路上的测速仪水平匀速驶来,测速仪向汽车发出两次短促的超声波信号,若发出两次信号的时间间隔是4.5s,第一次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时1.4s,第二次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时0.4s,超声波的速度是340m/s,则下列说法正确的是( )
A. 汽车接收到第一次信号时,距测速仪240m
B. 汽车接收到第一次信号到接收到第二次信号,用时4.5s
C. 汽车接收第二次信号时,汽车距测速仪的距离为70m
D. 汽车的速度是42.5m/s
二、填空题(本题共3小题,每空1分,共30分。)
主题一:物理与生活观察。探寻声现象,让理解更深刻!
13. 为了认识声音,某实验活动小组设计了以下实验对声音进行探究。
(1)如图甲,①小明先将音叉轻轻接触悬挂在铁架台上的乒乓球,悬挂小球的细线保持竖直状态,然后用小锤敲音叉。②小华先敲击音叉,然后再让发声的音叉贴近乒乓球。从科学合理的角度,我们应该赞同________的方案。(①/②)
(2)如图乙,敲响右边的音叉,左边的音叉也会发声,乒乓球弹起,该实验说明_____可以传声;乒乓球的作用是______,在物理学中这种方法叫做______;若在月球上做图甲和图乙实验,图______的乒乓球会被弹起。
(3)如图丙,钢尺伸出桌面的长度变长,听到声音的音调______(升高/降低/不变),当钢尺伸出桌面很长时,拨动它可能听不到声音,此时钢尺发出的是________声波。用同样的力拨动与钢尺外形相同且伸出桌面长度也相同的塑料尺时,听到声音的________不同。
(4)如图丁,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出玻璃罩内的空气,听到的铃声将会逐渐________,并由此推理可知________。
(5)在无风的情况下,正在发声的扬声器旁边的烛焰如图戊所示,说明声波能传递________,整个过程,看到烛焰________(一直向左/左右)摆动。
主题二:物理与实验探究。探寻光现象,让认知更透彻!
14. 我校小新同学利用身边常见物品,设计了下面三组实验,探究有关光的规律。
(1)如图甲,在水槽中斜插入一块平面镜,让太阳光斜射到平面镜上,适当调整平面镜的位置和角度,可以在墙壁上看到红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光组成的彩色光带,这表明太阳光是由________,最早研究这一现象的是英国物理学家________;为了更清晰地区分出各条彩色光带的色彩,可以适当________(增大/减小)盆与墙壁的距离;用笔轻轻敲击水盆的边缘,光带将________(消失/振动/不变)。
(2)如图乙,小新想通过三个小孔看见烛焰,应将烛焰、三个小孔和人眼调到________上,此时他看到的烛焰是________(正立/倒立)的。
(3)如图丙小新还对天文现象十分好奇,如图是月球的影区分布,当人随地球运动到________区时可能会看到日全食。
主题三:物理与生活应用。巧用光学,让生活更清晰!
15. 小宇运用光学知识观察身边场景并动手实验,请完成下列问题:
(1)如图甲,小宇在暗室中做实验:将一块小平面镜平放在较大的白纸上,用手电筒照射,避开镜面反射光的方向观察,______(白纸/镜面)显得较亮,这是由于光在其表面发生了______(漫/镜面)反射,这种反射______(遵循/不遵循)光的反射定律。
(2)如图乙,小宇身高1.8m,站在平面镜前5m处,他的像到镜面的距离为______m,像高___m。若将镜子竖在一面墙的前面2m处,这时他______(能/不能)在镜中看到自己的像。当小宇右手拿着书包时,对像来说,书包在______(左/右)手上。小宇在镜中看到时钟显示的时间如图丙所示,则实际时间是早上______。
三、解答题(本题7小题,共49分)
16. 在“制作小孔成像观察仪”活动中,需要把制作好的圆筒插入易拉罐中:
(1)如图甲,为了使成像更清晰,应该选择圆筒的________(A/B)端作为光屏。
(2)如图乙,蜡烛燃烧变短,则它在薄膜上的像将向________方移动;蜡烛形状如图丙中的①所示,人眼在光屏上所看到的像为图丙中的________;若将蜡烛在孔前顺时针旋转,则人眼看到的像是________(顺/逆)时针旋转的。
(3)如果将原来△形的小孔改成○形的小孔,在光屏上像的形状________(会/不会)改变;将小孔遮住一半,像的亮度________(会/不会)改变。
(4)在易拉罐底部不同位置戳了两个小孔,用它来观察蜡烛,则光屏上会________。
A. 只会出现一个像 B. 在不同的位置出现两个像 C. 只有光斑而无像出现
(5)“坐井观天”讲述的是青蛙在井底只能看到一小部分天空的故事(井中无水),能正确表示青蛙通过井口观察到的范围的图像是______。
A. B. C. D.
17. 小陈同学利用如图甲所示装置进行“探究平面镜成像特点”实验。
(1)将白纸放在水平桌面上,玻璃板________放置。将蜡烛A放在玻璃板前,蜡烛B在玻璃板后面移动,眼睛按照图乙中________(a/b/c)方式观察,直到蜡烛B与蜡烛A的像完全________;说明像与物的大小________,这种研究方法是________。
(2)如图丙,在蜡烛A靠近玻璃板一侧记下物体的位置A1,应该在蜡烛B________(靠近/远离)玻璃板一侧记下像的位置B1。
(3)改变________的位置多次实验,在白纸上记录的像与物对应的位置如图丁所示。将白纸沿放置玻璃板的直线对折,发现点B1和A1,B2和A2,B3和A3基本重合,则可得出像和物关于平面镜________。
(4)作出图戊中物体AB通过平面镜所成的像A′B′。
18. 如图所示,思思同学做“探究光的反射定律”实验。
(1)如图1,保持光在平面镜上的入射点不变,减小入射光与平面镜的夹角,则光屏上的光斑向_____移动。
(2)如图2,平面镜水平放置,将一束光沿白板斜射到平面镜上,此时在白板上______(能/不能)显示出反射光线,此时反射光线、入射光线和法线______(在/不在)同一平面。
(3)如图3,玻璃罩内注入烟雾的目的是______,为证明反射光线、入射光线和法线在同一平面内,接下来的操作是缓慢转动水平圆台,直至从某一个角度看到______。
(4)某同学找来量角器,利用图2实验器材,选择入射角分别为15°、30°、45°的三条光线进行实验,结果得到了不同的数据,如表所示。经检查,三次实验中各角度的测量都是准确的,但总结的规律却与光的反射定律相违背。你认为其中的原因是______。
(5)如下图,一束光射到镜面,请作出反射光线并标出反射角的大小。
19. 夜晚,小明和小华站在路灯下时发现地面上形成了自己的影子。行人在路灯下的影长与哪些因素有关呢?小明和小华作出了如下猜想:
猜想一:影长可能与光源到物体的距离有关;
猜想二:影长可能与灯光照射的角度有关。
(1)小明和小华设计了图甲所示的实验,保持橡皮到墙壁的距离不变,左右移动手电筒,分别测出墙壁上所形成的影子的纵向长度,记录实验数据如下表:
光源到橡皮的距离L/cm
5
10
15
20
25
影子的长度H/cm
10
6
4.5
3.7
3.1
此实验是为了寻找猜想__________的证据。分析数据后可以发现,若保持其他因素不变,当手电筒由近处逐渐远离橡皮时,影子的长度变__________(长/短);
(2)为了进一步发现其中的规律,根据表中数据,以手电筒到橡皮的距离L为横坐标、影子的长度H为纵坐标,H随L变化关系如图乙所示,由图像可知,当手电筒到橡皮的距离L=17.5cm时,影子的长度H大约是_____cm;又观察图像的变化趋势发现,当手电筒距离橡皮较远时,影子的长度变小得越_______(快/慢);
(3)为了寻找另一个猜想的证据,小明保持橡皮擦位置不变,将手电筒竖直向上移动并始终让灯光对准橡皮擦照,测量影子的长度,并得出结论,你认为_____(合理/不合理),理由是_____________;
(4)在交流过程中,小明和小华发现有时影子边缘模糊,有时清晰,这是什么原因造成的呢?
查阅资料后得知:第一种原因是橡皮擦与影子之间的距离会影响影子的清晰度。第二种原因是光源性质不同,点光源形成的影子边缘往往比较清晰;光源较大时,光线就会从多个方向照射到物体上,使得影子边缘的光强分布变得复杂,从而导致边缘模糊。他们通过下面实验继续寻找证据:
①为了验证第一种原因是否正确,只改变橡皮擦与墙壁的距离,发现距离越近,影子边缘越来越清晰了。则说明第一种原因__________(正确/不正确)。
②实验后,小明通过画光路图的方法,对上述两种原因进行验证。如图丙,对比__________两个光路图可以说明第二种原因是正确的。
20. 在探究光的折射特点的实验中:
(1)由表格中的数据可以推测,当入射角是50°,折射角可能是________。
入射角
折射角
A. 28° B. 32° C. 37° D. 41°
(2)图乙水槽中未注水时可在侧壁上A处得到一个光点,注入一定量的水后,光点移至B处。为使B处的光点移至C处,则应使水槽中的水量________,若BC间距离为2cm,则水面高度的变化量________2cm(>/=/<)。
(3)如图丙是小明观察长方体水缸中鱼的场景。图丁中所示的S代表鱼的实际位置,代表看到的鱼虚像的位置。请在图丁中画出小明看到鱼的光路图。
21. 阅读短文,回答问题。
以声消声
科学研究发现,音叉的叉股向外侧振动时,会压缩外侧邻近的空气,使这部分空气变密;当叉股向内侧振动时,这部分空气又变疏……随着音叉的不断振动,空气中的声波由近处向远处传播。当两列频率相同的声波相遇时,如果其中一列声波的“密部”与另一列声波的“疏部”恰好相遇,它们就会相互抵消,在这些位置几乎听不到声音。根据这个原理,科学家研发出一种消声器,它对特定频率的声音具有较好的消声效果。图乙是这种消声器的结构原理图,一列声波,沿水平管道自左向右传播。当入射声波到达A处时,分成两束声波,它们分别向上、向下沿着图中箭头所示的方向传播,通过不同的路径在B处再次相遇,恰好发生消声现象。消声器能有效控制发动机的周期性排气噪声,经消声处理后,其排气噪声可以降低70%以上。
(1)消声器安装在发动机排气管口,这是在________减弱噪声。
(2)图丙中用疏密相间的竖线表示两列频率相同的声波,P、Q表示密部,M、N表示疏部,则两列声波相遇时,消声效果不明显的是________。
A. M与Q相遇 B. P与N相遇 C. M与N相遇
(3)消声器的使用效果与噪声的频率和响度有关,图丁是某型号消声器在控制不同发动机的周期性排气噪声时的性能图像,以下情况中,消声不达标的是________。
A. 响度为30dB,频率为150Hz B. 响度为50dB,频率为150Hz
C. 响度为70dB,频率为250Hz D. 响度为90dB,频率为200Hz
22. 如图是一束激光穿过长方体玻璃砖的情形,①和②的位置关系是?经过比较发现,②号光的亮度远小于①号光,请你尝试解释其中原因。
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初二年级物理课堂练习
物理初考,探索自航。愿你静心审题,沉着应答,细心检查,在这次初次检验中认识自我,收获成长!
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分,每题只有一个选项符合题意)
1. 下列物体中属于光源的是( )
A. 洁白的月亮 B. 闪亮的钻石
C. 美丽的夕阳 D. 正在放映的电影银幕
【答案】C
【解析】
【详解】月亮反射太阳光、钻石反射外界光线、电影银幕反射放映机投射的光,自身均不发光;夕阳自身可发光,属于光源,故选C。
2. 实验探究主要包含问题、证据、解释和交流四个环节。下列说法正确的是( )
A. “平面镜成像有什么特点?”属于“问题”环节
B. “反射角与入射角之间有什么关系?”属于“证据”环节
C. “组间分享实验结论,探讨优化方案”属于“解释”环节
D. “测量并记录像与物到平面镜的距离”属于“交流”环节
【答案】A
【解析】
【详解】A.提出探究平面镜成像有什么特点的相关疑问属于科学探究的“问题”环节,故A正确;
B.“反射角与入射角之间有什么关系?”是提出探究问题,属于“问题”环节,不属于“证据”环节,故B错误;
C.组间分享实验结论、探讨优化方案属于“交流”环节,不属于“解释”环节,故C错误;
D.测量并记录实验数据属于收集“证据”环节,不属于“交流”环节,故D错误。
故选A。
3. 下列技术的应用中,属于利用超声波传递信息的是( )
A. 超声波电机 B. 超声波焊接
C. 超声波碎石 D. 超声波倒车雷达
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.超声波电机驱动、超声波焊接使材料熔化、超声波碎石击碎结石,均属于利用超声波传递能量,故ABC不符合题意;
D.超声波倒车雷达通过接收反射的超声波获取障碍物距离信息,属于利用超声波传递信息,故D符合题意。
故选D。
4. 下列现象中与“立竿见影”中的“影”形成原因一致的是( )
A. 皮影戏 B. 水中倒影
C. 杯弓蛇影 D. 筷子“折影”
【答案】A
【解析】
【详解】A.“皮影戏”中,皮影作为不透明物体挡住光线,在屏幕上形成影子,这是光沿直线传播过程中被物体遮挡导致的,其原理是光的直线传播,与“立竿见影”原理一致,故A符合题意;
B.“水中倒影”是平静的水面相当于平面镜,物体经水面反射成的像,属于平面镜成像,其原理是光的反射,与“立竿见影”原理不同,故B不符合题意;
C.“杯弓蛇影”是弓在酒杯相当于平面镜中形成的像,属于平面镜成像,其原理是光的反射,与“立竿见影”原理不同,故C不符合题意;
D.水中的筷子弯折,是光由水中斜射入空气中时发生的折射现象,故D不符合题意。
故选A。
5. 唐代著名诗人储光羲在《钓鱼湾》一诗中写道:“潭清疑水浅”,这句诗描述的是清澈的水池看起来比实际要浅。图中能正确表示人看到池底的光路是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】人看到清澈的水池底,是池底反射的光从水中斜射入空气,再进入人眼。当光从水斜射入空气时,折射光线会远离法线,折射角大于入射角。人眼逆着折射光线看去,会认为光是沿直线传播的,因此看到的是池底的虚像,位置比实际位置偏高。故选D。
6. 在鼓面撒一些豆子,轻敲时听到的声音小,豆子跳动幅度小;重敲时听到的声音大,豆子跳动幅度大。这是为了探究声源振动时,发出声音的( )
A. 响度与振幅的关系 B. 音调与频率的关系
C. 音色与波形的关系 D. 声速与介质的关系
【答案】A
【解析】
【详解】A.轻敲和重敲鼓面,鼓面振动的幅度不同,豆子跳动幅度不同,听到的声音大小不同,说明响度与振幅有关,故A符合题意;
BCD.探究音调与频率的关系需改变振动快慢,探究音色需不同发声体,探究声速与介质的关系需不同介质,题干中均未涉及,故BCD不符合题意。
故选A。
7. 市场上有一种变声器,可以改变声音的特性。某段声音波形图变化如图所示,变声前是OA段,变声后是AB段,则变化后的声音( )
A. 振动频率加快,振幅增加
B. 音调不变,响度变大
C. 振动频率变慢,振幅减小
D. 音调升高,响度变大
【答案】B
【解析】
【详解】从波形图来看,AB段与OA段相比,声波在相同时间内振动的次数不变,说明振动频率相同,故变声后声音的音调不变;AB段较OA段的波形上下高度变大,说明振幅变大,而响度与振幅有关,振幅变大,则响度变大,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
8. 如图,F是透镜的焦点,其中正确的光路图是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴,故A错误;
B.平行于主光轴的入射光线经凸透镜折射后通过焦点,故B错误;
C.平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点,故C正确;
D.从焦点出发的光线经过凹透镜折射后会更发散,故D错误。
故选C。
9. 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. 0° B. 15° C. 30° D. 60°
【答案】A
【解析】
【详解】由光的反射定律可知,反射角等于入射角,互相垂直的两平面镜使光线经两次反射后,反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,该关系始终不变;因入射光线方向不变,故出射光线方向不变,转过角度为,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10. 以下是某科技兴趣小组同学设计的寻找“有色影子”的活动方案。用一种色光照射站在背景板前的人,会在背景板上形成影子,在影子上叠加另一种色光,能形成“有色影子”,符合要求的方案是( )
方案
照射光源的颜色
背景板的颜色
叠加光源的颜色
①
白
红
蓝
②
红
蓝
黄
③
蓝
白
红
④
绿
黄
蓝
A. 方案① B. 方案② C. 方案③ D. 方案④
【答案】C
【解析】
【详解】无论照射光源是何种颜色,背景板上都会留下一个黑色的人影,这是由于光被人挡住,在后面留下的阴影;如果背景板是白色,白色反射所有的色光,此时无论叠加光源是何种颜色,都会在影子上叠加该叠加光源的颜色,能形成“有色影子”,由表可知,方案③正确;若背景板不是白色,当叠加光源的颜色与背景板的颜色相同时,也能形成“有色影子”,由表可知,方案①②④错误。
故选C。
11. 若某人两耳间的距离是0.204m,声速为340m/s,开始声源在两耳连线上,人沿虚线箭头方向向后转动,使声源到O点连线和两耳连线的夹角α从0°增大到180°,则下列关于人双耳听到声音的时间差与夹角α的关系图像,正确的是( )。
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】初始状态(α=0°):声源原本在两耳的连线上,此时声音到其中一只耳朵的路径比另一只多了整整两耳间距0.204m,双耳的路程差最大,计算此时的时间差
转动过程变化:人转动时,声源到O点连线和两耳连线的夹角α从0°向90°增大,双耳的声音传播路程差逐渐减小,到α=90°时,声源在两耳连线的中垂线上,声音到两耳的路程相等,时间差Δt减小为0。
α从90°到180°的过程:继续转动,双耳的路程差又逐渐变大,到α=180°时,声源再次处于两耳连线上,路程差重新回到两耳间距的大小,时间差又变回最大值。
结合数值和变化趋势,只有B图像完全符合上述规律。
故选B。
12. 如图所示,汽车正在向放置在机场高速路上的测速仪水平匀速驶来,测速仪向汽车发出两次短促的超声波信号,若发出两次信号的时间间隔是4.5s,第一次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时1.4s,第二次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时0.4s,超声波的速度是340m/s,则下列说法正确的是( )
A. 汽车接收到第一次信号时,距测速仪240m
B. 汽车接收到第一次信号到接收到第二次信号,用时4.5s
C. 汽车接收第二次信号时,汽车距测速仪的距离为70m
D. 汽车的速度是42.5m/s
【答案】D
【解析】
【详解】A.汽车接收到第一次信号时,超声波单程传播时间
距测速仪距离 ,故A错误;
C.汽车接收到第二次信号时,超声波单程传播时间
距测速仪距离 ,故C错误;
B.汽车接收到第一次信号时刻为发出第一次信号后,接收到第二次信号时刻为发出第一次信号后
汽车接收到两次信号的时间间隔,故B错误;
D.汽车在这段时间内行驶的距离,汽车速度 ,故D正确。
故选D。
二、填空题(本题共3小题,每空1分,共30分。)
主题一:物理与生活观察。探寻声现象,让理解更深刻!
13. 为了认识声音,某实验活动小组设计了以下实验对声音进行探究。
(1)如图甲,①小明先将音叉轻轻接触悬挂在铁架台上的乒乓球,悬挂小球的细线保持竖直状态,然后用小锤敲音叉。②小华先敲击音叉,然后再让发声的音叉贴近乒乓球。从科学合理的角度,我们应该赞同________的方案。(①/②)
(2)如图乙,敲响右边的音叉,左边的音叉也会发声,乒乓球弹起,该实验说明_____可以传声;乒乓球的作用是______,在物理学中这种方法叫做______;若在月球上做图甲和图乙实验,图______的乒乓球会被弹起。
(3)如图丙,钢尺伸出桌面的长度变长,听到声音的音调______(升高/降低/不变),当钢尺伸出桌面很长时,拨动它可能听不到声音,此时钢尺发出的是________声波。用同样的力拨动与钢尺外形相同且伸出桌面长度也相同的塑料尺时,听到声音的________不同。
(4)如图丁,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出玻璃罩内的空气,听到的铃声将会逐渐________,并由此推理可知________。
(5)在无风的情况下,正在发声的扬声器旁边的烛焰如图戊所示,说明声波能传递________,整个过程,看到烛焰________(一直向左/左右)摆动。
【答案】(1)① (2) ①. 空气 ②. 将音叉的微小振动放大,便于观察 ③. 转换法 ④. 甲
(3) ①. 降低 ②. 次 ③. 音色
(4) ①. 变小 ②. 真空不能传声
(5) ①. 能量 ②. 左右
【解析】
【小问1详解】
方案①先让静止的乒乓球和音叉接触、细线保持竖直,后续敲击音叉后乒乓球的运动能明确体现是音叉振动导致的;如果先敲击音叉再贴近乒乓球,无法排除音叉靠近小球时的人为动作干扰,实验设计更严谨的是①。
【小问2详解】
乙图中右侧音叉的振动通过空气传递到左侧音叉,说明空气可以传声。
音叉的振动肉眼很难直接观察,乒乓球被弹起可以把音叉的微小振动放大,这种将不易观察的物理量转换为容易观察的现象的方法叫转换法。
月球上是真空环境,声音无法通过空气传播,因此乙图的左侧音叉不会振动、乒乓球不会弹起;但甲图中发声的音叉自身直接接触乒乓球,音叉的振动可以直接传递给小球,所以甲的乒乓球会被弹起。
【小问3详解】
钢尺伸出桌面越长,振动越慢,频率越低,音调就降低。
当钢尺伸出过长时,振动频率会低于20Hz,属于次声波,超出人耳的听觉范围,因此听不到声音。
外形、长度、拨动力度都相同时,钢尺和塑料尺的发声材料不同,因此声音的音色不同。
【小问4详解】
逐渐抽出玻璃罩内的空气,传声的介质越来越少,听到的铃声会逐渐变小。
由于无法制造绝对真空的环境,在此实验基础上推理可得:当玻璃罩内为真空时将听不到铃声,即真空不能传声,声音的传播需要介质。
【小问5详解】
扬声器发声时旁边的烛焰晃动,说明声波可以传递能量。
声波是疏密相间向四周传播的波动,会对烛焰产生交替的推力,因此烛焰会左右摆动,不会一直向左。
主题二:物理与实验探究。探寻光现象,让认知更透彻!
14. 我校小新同学利用身边常见物品,设计了下面三组实验,探究有关光的规律。
(1)如图甲,在水槽中斜插入一块平面镜,让太阳光斜射到平面镜上,适当调整平面镜的位置和角度,可以在墙壁上看到红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光组成的彩色光带,这表明太阳光是由________,最早研究这一现象的是英国物理学家________;为了更清晰地区分出各条彩色光带的色彩,可以适当________(增大/减小)盆与墙壁的距离;用笔轻轻敲击水盆的边缘,光带将________(消失/振动/不变)。
(2)如图乙,小新想通过三个小孔看见烛焰,应将烛焰、三个小孔和人眼调到________上,此时他看到的烛焰是________(正立/倒立)的。
(3)如图丙小新还对天文现象十分好奇,如图是月球的影区分布,当人随地球运动到________区时可能会看到日全食。
【答案】(1) ①. 多种色光(或红橙黄绿蓝靛紫七种色光)混合而成的 ②. 牛顿 ③. 增大 ④. 消失
(2) ①. 同一直线 ②. 正立
(3)B
【解析】
【小问1详解】
该现象是光的色散,色散实验证明太阳光是由多种色光混合组成的,最早通过实验研究光的色散的物理学家是牛顿;增大盆与墙壁的距离,彩色光带的展开范围会变大,色彩区分更清晰;敲击水盆边缘时,水面会产生波动不再保持平整,原本借助水面和平面镜组合实现的色散光路被打乱,无法形成稳定的色散彩色光带,因此光带会消失。
【小问2详解】
光在同种均匀介质中沿直线传播,只有烛焰、三个小孔、人眼在同一条直线上时,烛焰的光才能依次穿过三个小孔进入人眼;此时人眼是直接沿直线看到烛焰本身,并非小孔成像,因此看到的是正立的烛焰。
【小问3详解】
日全食的成因是太阳发出的所有光线都被月球完全遮挡,观测者处于月球的完全本影区,图中B区是太阳光完全无法到达的本影区,处在该区域会看到日全食。
主题三:物理与生活应用。巧用光学,让生活更清晰!
15. 小宇运用光学知识观察身边场景并动手实验,请完成下列问题:
(1)如图甲,小宇在暗室中做实验:将一块小平面镜平放在较大的白纸上,用手电筒照射,避开镜面反射光的方向观察,______(白纸/镜面)显得较亮,这是由于光在其表面发生了______(漫/镜面)反射,这种反射______(遵循/不遵循)光的反射定律。
(2)如图乙,小宇身高1.8m,站在平面镜前5m处,他的像到镜面的距离为______m,像高___m。若将镜子竖在一面墙的前面2m处,这时他______(能/不能)在镜中看到自己的像。当小宇右手拿着书包时,对像来说,书包在______(左/右)手上。小宇在镜中看到时钟显示的时间如图丙所示,则实际时间是早上______。
【答案】(1) ①. 白纸 ②. 漫 ③. 遵循
(2) ①. 5 ②. 1.8 ③. 能 ④. 左 ⑤. 7点20分
【解析】
【小问1详解】
手电筒照射时,镜面发生镜面反射,反射光集中向特定方向射出,避开该方向观察时几乎没有镜面反射光进入人眼;而白纸表面粗糙,光在白纸上发生漫反射,反射光会向各个方向散开,因此有光线进入人眼,白纸看起来更亮。无论是镜面反射还是漫反射,都属于光的反射现象,都严格遵循光的反射定律。
【小问2详解】
根据平面镜成像“物像到镜面距离相等”的特点,人站在镜前5m处,像到镜面的距离也为5m;平面镜成像物像大小相等,因此身高1.8m的人,像高也为1.8m。 即使镜子后方紧贴墙面,平面镜依然可以反射光线形成完整的虚像,人满足观察条件时就能看到自己的像。 平面镜成左右颠倒的虚像,人右手拿书包,像的对应位置就是左手。 平面镜里的时钟是左右翻转的,用12点减去镜中看到的4点40分,即可算出实际时间为7点20分。
三、解答题(本题7小题,共49分)
16. 在“制作小孔成像观察仪”活动中,需要把制作好的圆筒插入易拉罐中:
(1)如图甲,为了使成像更清晰,应该选择圆筒的________(A/B)端作为光屏。
(2)如图乙,蜡烛燃烧变短,则它在薄膜上的像将向________方移动;蜡烛形状如图丙中的①所示,人眼在光屏上所看到的像为图丙中的________;若将蜡烛在孔前顺时针旋转,则人眼看到的像是________(顺/逆)时针旋转的。
(3)如果将原来△形的小孔改成○形的小孔,在光屏上像的形状________(会/不会)改变;将小孔遮住一半,像的亮度________(会/不会)改变。
(4)在易拉罐底部不同位置戳了两个小孔,用它来观察蜡烛,则光屏上会________。
A. 只会出现一个像 B. 在不同的位置出现两个像 C. 只有光斑而无像出现
(5)“坐井观天”讲述的是青蛙在井底只能看到一小部分天空的故事(井中无水),能正确表示青蛙通过井口观察到的范围的图像是______。
A. B. C. D.
【答案】(1)A (2) ①. 上 ②. ③ ③. 顺
(3) ①. 不会 ②. 会 (4)B (5)A
【解析】
【小问1详解】
小孔成像的光屏需要在暗环境中才能让像更清晰,将圆筒的A端(朝向易拉罐小孔的一端)作为光屏,光屏处于易拉罐内部的暗环境里,避免外界杂光干扰,成像更清晰。
【小问2详解】
小孔成像是倒立的实像:蜡烛燃烧变短、烛焰向下移动时,根据光的直线传播,像会向上方移动。
倒立的像相当于物体上下、左右均翻转,因此图丙的蜡烛①对应的像是③。
像与物体的旋转一致,当蜡烛在孔前顺时针旋转时,物体上每个点的像都会随物体的转动同步对应转动,因此光屏上的像也会顺时针旋转。
【小问3详解】
小孔成像的像的形状由物体本身形状决定,和小孔形状无关,因此把三角形小孔改成圆形,像的形状不会改变。
将小孔遮住一半,透过小孔的光线总量减少,进入光屏的光变少,因此像的亮度会变暗。
【小问4详解】
不同位置的两个小孔,相当于两个独立的小孔,每个小孔都会独立成一个蜡烛的倒立实像,两个小孔位置不同,像的位置也不同,因此会在不同位置出现两个像,故选B。
【小问5详解】
坐井观天的原理是光的直线传播:青蛙看到天空,是天空的光线沿直线射入青蛙的眼睛,光线方向是从井口外指向青蛙的眼睛,同时井中无水,同一均匀介质中,光线不会发生偏折,故选A。
17. 小陈同学利用如图甲所示装置进行“探究平面镜成像特点”实验。
(1)将白纸放在水平桌面上,玻璃板________放置。将蜡烛A放在玻璃板前,蜡烛B在玻璃板后面移动,眼睛按照图乙中________(a/b/c)方式观察,直到蜡烛B与蜡烛A的像完全________;说明像与物的大小________,这种研究方法是________。
(2)如图丙,在蜡烛A靠近玻璃板一侧记下物体的位置A1,应该在蜡烛B________(靠近/远离)玻璃板一侧记下像的位置B1。
(3)改变________的位置多次实验,在白纸上记录的像与物对应的位置如图丁所示。将白纸沿放置玻璃板的直线对折,发现点B1和A1,B2和A2,B3和A3基本重合,则可得出像和物关于平面镜________。
(4)作出图戊中物体AB通过平面镜所成的像A′B′。
【答案】(1) ①. 垂直于桌面 ②. a ③. 重合 ④. 相等 ⑤. 等效替代法
(2)靠近 (3) ①. 蜡烛 ②. 对称
(4)
【解析】
【小问1详解】
玻璃板需要垂直于桌面,才能让后方的蜡烛B与前方蜡烛A的像在同一水平面,顺利重合;
观察A的像时,要在蜡烛A这一侧透过玻璃板观察,对应图乙的a位置;当B与A的像完全重合时,说明像和物大小相等,用完全相同的蜡烛B替代A的像来比较大小的方法,是等效替代法。
【小问2详解】
像与物是关于镜面对称的,物体A在靠近玻璃板的一侧标记位置,对应的像也在蜡烛B靠近玻璃板的一侧,因此要在B靠近玻璃板的一侧记录像的位置。
【小问3详解】
多次实验需要改变蜡烛的位置,避免实验偶然性得到普遍规律;沿玻璃板位置对折白纸,物点和对应像点完全重合,直接说明像和物关于平面镜对称。
【小问4详解】
分别过A、B两点作平面镜的垂线,延长垂线至平面镜另一侧,取对应点到镜面的距离与物点到镜面的距离相等,得到A'、B',用虚线连接A'B',即为物体AB的虚像。
18. 如图所示,思思同学做“探究光的反射定律”实验。
(1)如图1,保持光在平面镜上的入射点不变,减小入射光与平面镜的夹角,则光屏上的光斑向_____移动。
(2)如图2,平面镜水平放置,将一束光沿白板斜射到平面镜上,此时在白板上______(能/不能)显示出反射光线,此时反射光线、入射光线和法线______(在/不在)同一平面。
(3)如图3,玻璃罩内注入烟雾的目的是______,为证明反射光线、入射光线和法线在同一平面内,接下来的操作是缓慢转动水平圆台,直至从某一个角度看到______。
(4)某同学找来量角器,利用图2实验器材,选择入射角分别为15°、30°、45°的三条光线进行实验,结果得到了不同的数据,如表所示。经检查,三次实验中各角度的测量都是准确的,但总结的规律却与光的反射定律相违背。你认为其中的原因是______。
(5)如下图,一束光射到镜面,请作出反射光线并标出反射角的大小。
【答案】(1)下 (2) ①. 不能 ②. 在
(3) ①. 显示光路 ②. 入射光线、反射光线和红色激光笔发出的代表法线的红光重合
(4)将镜面与反射光线的夹角当作了反射角
(5)
【解析】
【小问1详解】
如图1,入射光与平面镜的夹角减小,意味着入射角增大(因为入射角是入射光与法线的夹角)。根据光的反射定律,反射角等于入射角,因此反射角也会随之增大,因此光屏上的光斑会向下移动。
【小问2详解】
图2中白板没有与平面镜垂直放置,法线是垂直于平面镜的,此时入射光线所在的白板平面和反射光线所在平面不重合,因此白板上不能显示出反射光线;但反射定律本身的规律不受白板放置影响,反射光线、入射光线和法线仍然在同一平面内。
【小问3详解】
烟雾中的固体小颗粒可以散射激光,让光的传播路径被肉眼直接观察到;
为了证明三线共面,可以缓慢转动水平圆台,当从某一角度观察时,入射光线、反射光线和红色激光笔发出的代表法线的红光重合,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
【小问4详解】
反射角是反射光线与法线的夹角,入射角是入射光线与法线的夹角,根据光的反射定律,反射角等于入射角;当入射角分别为15°、30°、45°时,反射角也应分别是15°、30°、45°,而75°、60°、45°正好是反射光线与镜面的夹角,所以原因是将镜面与反射光线的夹角当作了反射角。
【小问5详解】
过入射点垂直于镜面画出法线,入射光线与法线之间的夹角为入射角,则入射角为
根据反射角等于入射角,即反射角也为60°,在法线右侧画出反射光线,如图所示:
19. 夜晚,小明和小华站在路灯下时发现地面上形成了自己的影子。行人在路灯下的影长与哪些因素有关呢?小明和小华作出了如下猜想:
猜想一:影长可能与光源到物体的距离有关;
猜想二:影长可能与灯光照射的角度有关。
(1)小明和小华设计了图甲所示的实验,保持橡皮到墙壁的距离不变,左右移动手电筒,分别测出墙壁上所形成的影子的纵向长度,记录实验数据如下表:
光源到橡皮的距离L/cm
5
10
15
20
25
影子的长度H/cm
10
6
4.5
3.7
3.1
此实验是为了寻找猜想__________的证据。分析数据后可以发现,若保持其他因素不变,当手电筒由近处逐渐远离橡皮时,影子的长度变__________(长/短);
(2)为了进一步发现其中的规律,根据表中数据,以手电筒到橡皮的距离L为横坐标、影子的长度H为纵坐标,H随L变化关系如图乙所示,由图像可知,当手电筒到橡皮的距离L=17.5cm时,影子的长度H大约是_____cm;又观察图像的变化趋势发现,当手电筒距离橡皮较远时,影子的长度变小得越_______(快/慢);
(3)为了寻找另一个猜想的证据,小明保持橡皮擦位置不变,将手电筒竖直向上移动并始终让灯光对准橡皮擦照,测量影子的长度,并得出结论,你认为_____(合理/不合理),理由是_____________;
(4)在交流过程中,小明和小华发现有时影子边缘模糊,有时清晰,这是什么原因造成的呢?
查阅资料后得知:第一种原因是橡皮擦与影子之间的距离会影响影子的清晰度。第二种原因是光源性质不同,点光源形成的影子边缘往往比较清晰;光源较大时,光线就会从多个方向照射到物体上,使得影子边缘的光强分布变得复杂,从而导致边缘模糊。他们通过下面实验继续寻找证据:
①为了验证第一种原因是否正确,只改变橡皮擦与墙壁的距离,发现距离越近,影子边缘越来越清晰了。则说明第一种原因__________(正确/不正确)。
②实验后,小明通过画光路图的方法,对上述两种原因进行验证。如图丙,对比__________两个光路图可以说明第二种原因是正确的。
【答案】(1) ①. 一 ②. 短
(2) ①. 4 ②. 慢
(3) ①. 不合理 ②. 探究影长与照射角度的关系时,没有控制光源到橡皮的距离不变,不符合控制变量法
(4) ①. 正确 ②. 1和3
【解析】
【小问1详解】
实验中保持其他条件不变,只改变光源到橡皮的距离,因此是为了验证猜想一。
由表格数据可知,光源到物体距离变大时,即手电筒远离橡皮时,影子长度逐渐变短。
【小问2详解】
由乙图像数据可得,当时,影子长度H约4cm。
分析图像趋势可知,随着L的增大,图像逐渐变平缓,说明手电筒距离橡皮越远,影子长度变小得越慢。
【小问3详解】
验证影长与照射角度的关系时,必须控制光源到物体的距离不变;小明竖直向上移动手电筒时,同时改变了照射角度和光源到橡皮的距离,存在两个变量,没有控制光源到橡皮的距离不变,因此做法不合理。
【小问4详解】
改变橡皮和墙壁的距离后,影子清晰度发生变化,说明影子清晰度确实和物体与屏的距离有关,因此第一种原因正确。
第二种原因验证的是光源大小对清晰度的影响,丙图中1是大光源,存在模糊区域,3是点光源,没有明显模糊区,对比1和3即可验证第二种原因的正确性。
20. 在探究光的折射特点的实验中:
(1)由表格中的数据可以推测,当入射角是50°,折射角可能是________。
入射角
折射角
A. 28° B. 32° C. 37° D. 41°
(2)图乙水槽中未注水时可在侧壁上A处得到一个光点,注入一定量的水后,光点移至B处。为使B处的光点移至C处,则应使水槽中的水量________,若BC间距离为2cm,则水面高度的变化量________2cm(>/=/<)。
(3)如图丙是小明观察长方体水缸中鱼的场景。图丁中所示的S代表鱼的实际位置,代表看到的鱼虚像的位置。请在图丁中画出小明看到鱼的光路图。
【答案】(1)C (2) ①. 增多 ②.
(3)
【解析】
【小问1详解】
从表格数据可总结规律:光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,且入射角增大时折射角也随之增大。已知入射角为时折射角为,入射角为时折射角为,因此入射角对应的折射角必然在到之间,只有符合条件。
故选C。
【小问2详解】
如下面图所示,水槽中未加水时,由于光的直线传播,激光射到侧壁上的A点,当水槽中加水时,光点下移到B点位置,这是由于光的折射现象引起的,当光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角。因入射光线方向、入射角和折射角都不变,要使B处的光点向上移到C处,则应使水槽中的水量增加。若BC间距离为2cm,因两次折射光线是平行的,则水面高度的变化量大于2cm;
【小问3详解】
人之所以能看到水缸中的鱼,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,与水面的交点即为入射点;连接S和入射点即为入射光线,据此作图。
21. 阅读短文,回答问题。
以声消声
科学研究发现,音叉的叉股向外侧振动时,会压缩外侧邻近的空气,使这部分空气变密;当叉股向内侧振动时,这部分空气又变疏……随着音叉的不断振动,空气中的声波由近处向远处传播。当两列频率相同的声波相遇时,如果其中一列声波的“密部”与另一列声波的“疏部”恰好相遇,它们就会相互抵消,在这些位置几乎听不到声音。根据这个原理,科学家研发出一种消声器,它对特定频率的声音具有较好的消声效果。图乙是这种消声器的结构原理图,一列声波,沿水平管道自左向右传播。当入射声波到达A处时,分成两束声波,它们分别向上、向下沿着图中箭头所示的方向传播,通过不同的路径在B处再次相遇,恰好发生消声现象。消声器能有效控制发动机的周期性排气噪声,经消声处理后,其排气噪声可以降低70%以上。
(1)消声器安装在发动机排气管口,这是在________减弱噪声。
(2)图丙中用疏密相间的竖线表示两列频率相同的声波,P、Q表示密部,M、N表示疏部,则两列声波相遇时,消声效果不明显的是________。
A. M与Q相遇 B. P与N相遇 C. M与N相遇
(3)消声器的使用效果与噪声的频率和响度有关,图丁是某型号消声器在控制不同发动机的周期性排气噪声时的性能图像,以下情况中,消声不达标的是________。
A. 响度为30dB,频率为150Hz B. 响度为50dB,频率为150Hz
C. 响度为70dB,频率为250Hz D. 响度为90dB,频率为200Hz
【答案】(1)声源处 (2)C (3)A
【解析】
【小问1详解】
减弱噪声的途径有三种:在声源处减弱噪声、在传播过程中减弱噪声、在人耳处减弱噪声。消声器安装在发动机排气管口,其作用是直接减少发动机排气时产生的噪声。发动机是噪声的源头,消声器直接对声源产生的噪声进行控制,属于在声源处减弱噪声。
【小问2详解】
由题意可知,两列频率相同的声波,密部与疏部相遇时相互抵消,消声效果好;密部与密部、疏部与疏部相遇时无法抵消,消声效果不明显。
A.M是疏部,Q是密部,疏部与密部相遇可抵消,消声效果好,故A不符合题意;
B.P是密部,N是疏部,密部与疏部相遇可抵消,消声效果好,故B不符合题意;
C.M、N均为疏部,疏部与疏部相遇无法抵消,消声效果不明显,故C符合题意。
故选C。
【小问3详解】
由图丁可知,阴影区域为消声达标区,对应响度约、频率约的范围。
A.响度小于,不在达标区域内,消声不达标,故A符合题意;
B.响度、频率均在达标范围内,消声达标,故B不符合题意;
C.响度、频率均在达标范围内,消声达标,故C不符合题意;
D.响度、频率均在达标范围内,消声达标,故D不符合题意。
故选A。
22. 如图是一束激光穿过长方体玻璃砖的情形,①和②的位置关系是?经过比较发现,②号光的亮度远小于①号光,请你尝试解释其中原因。
【答案】
①和②相互平行;激光入射到玻璃砖表面时,一部分光直接在玻璃砖的入射面发生反射,形成①号光;另一部分光折射进入玻璃砖内部,在玻璃砖的两个界面传播过程中,光的能量会被玻璃吸收一部分,且从玻璃砖下表面射出时,还有部分光会被下表面反射回玻璃中,最终折射出来形成②号光的剩余光能量远小于直接反射得到的①号光,因此②号光亮度远小于①号光。
【解析】
【详解】激光穿过长方体玻璃砖时,会在玻璃砖的两个平行界面先后发生两次折射:第一次是光从空气斜射入玻璃砖,第二次是光从玻璃砖斜射入空气。根据光的折射规律,第二次出射光线的传播方向与最初的入射光线方向平行。
激光射向玻璃砖表面时,并不会全部进入玻璃砖:有一部分光在玻璃砖的入射表面发生了反射,没有进入玻璃;剩余进入玻璃砖的光,在从玻璃砖下表面射出到空气的界面时,又会有一部分光发生反射留在玻璃内,最终能从玻璃砖射出形成②的光,只是原本①的入射光的一部分,因此②的亮度远小于①。
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