精品解析:陕西西安市东元路学校2026-2027学年度第一学期期中质量监测八年级物理
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内容正文:
八年级物理
注意事项:满分80分,时间80分钟。
第一部分 (选择题 共20分)
一、选择题(共10小题,计20分,第1~8小题为单选题,每小题2分,每小题只有一个选项符合题意;第9、10小题为多选题,每小题2分,每小题有两个选项符合题意,全部选对得2分,选对但不全得1分,错选得0分)
1. 下列物体属于光源的是( )
A. 闪亮的钻石 B. 鲜艳的花朵 C. 皎洁的月亮 D. 炽热的太阳
2. 成语是汉语的精髓,浓缩了中国古代传统文化的精华,它言简意赅,以极少的文字传达丰富的内涵,成为汉语言文化中的一道亮丽风景。成语“引吭高歌”和“低声细语”中的“高”和“低”是指声音特性中的( )
A. 响度 B. 音调 C. 音色 D. 频率
3. 我国高速列车的飞速发展给人们的美好生活带来了新福祉,为世界高速列车的发展树立了新标杆,动车组轨道用的是超长无缝钢轨(如图所示),可以避免轮与轨之间的缝隙碰撞发声,从而给乘客一个安静舒适的环境。这种控制噪声的措施属于( )
A. 防止噪声的产生 B. 检测噪声强弱 C. 防止噪声进入耳朵 D. 减小噪声传播速度
4. 高楼大厦的玻璃幕墙在强烈的阳光下会造成“光污染”,产生这种污染的主要原因是( )
A. 光的折射 B. 光的直线传播 C. 光的镜面反射 D. 光的漫反射
5. 舞台上,演员穿着白色上衣、蓝色裙子。若只用红光照射演员,观众看到她的上衣和裙子分别是( )
A. 白色、蓝色 B. 红色、蓝色 C. 红色、黑色 D. 红色、紫色
6. 如图所示,水面上方有一发光点S,a、b、c、d是S发出的四束光线,其中一束光线射入水中经过M点。已知光线b的延长线经过M点,则该束光线可能是( )
A. a B. b C. c D. d
7. 如图所示为一种我国自主研发的超声导盲手杖。它可以发射超声波探测周围5米内障碍物的情况,并处理成语音信号及时播放出来,达到“以听代视”的效果。下列说法正确的是( )
A. 手杖能够导航是利用声音可以传递信息这一特性
B. 手杖能够导航是利用手杖敲击地砖发出的超声波
C. 超声导盲手杖跟“声纹锁”的声学原理相同
D. 超声波的振动频率在20~20000Hz之间,人耳听不到
8. “司机一滴酒,亲人两行泪”,为行车安全,大家要提醒身边的朋友家人,切勿酒驾。如图为交警夜查酒驾的情景,以下说法正确的是( )
A. 汽车挡风玻璃所成的像能在光屏上呈现
B. 交警身上穿的反光背心看起来很亮,它是光源
C. 车灯光在夜空中是沿曲线传播的
D. 车灯的光比车鸣笛的声音传播得快
9. 如图所示,身高1.7m的某同学站在平面镜前,平面镜AB高0.9m,该同学到平面镜的距离是2m。下列关于物、像、镜的说法中,正确的是( )
A. 该同学通过此平面镜能成完整的像 B. 该同学在镜中的像到平面镜的距离为2m
C. 该同学离平面镜越近,在镜中成的像越大 D. 该同学能从平面镜中看到自己的像高0.9m
10. 2026年9月9日,天宫课堂、港澳专场正式开讲,这次“天宫课堂”由神舟二十三号乘组——指令长朱杨柱、航天驾驶员张志远及香港首位载荷专家黎家盈担任“太空教师”,在天宫空间站进行太空授课。如图所示,电视机中正在播放航天员开设的精彩太空科普课,下列说法正确的是( )
A. 航天员的声音是通过超声波的形式传回地球的
B. 回看时用倍速播放,声音会变尖是因为改变了声音的音调
C. 航天员的声音在空间站内传播的速度为
D. 彩色电视机画面的颜色是由红、绿、蓝三种色光混合而成
第二部分 (非选择题 共60分)
二、填空与作图题(共6小题,计18分)
11. 自己来制作“水瓶琴”,如图所示,往7个相同的透明玻璃瓶中灌入不同高度的水。若用嘴依次吹瓶口,可以发出不同音调的声音,此时的声源是______(选填“空气柱”或“瓶和水”),水越多,发出声音的音调就越_______;用同样大小的力敲击时,最右边瓶发出声音的音调最_______(选填“高”或“低”)。
12. 我国唐朝的张志和在《玄真子》中记载了著名的“人工虹”实验:“背日喷乎水,成虹霓之状”,这是光的______现象。英国物理学家牛顿让太阳光通过三棱镜,进一步研究发现______(选填“红光”或“紫光”)偏折程度最大。
13. 日食现象是由于光的_______形成的;站在平静的池塘旁,可看到岸边大树的倒影和水中游的鱼,前者是光的_______现象,后者是光的_______现象,所看到的都是_______(填“实像”或“虚像”)
14. 如图1所示是猫与大象的发声频率和听觉频率范围,可知大象发出的声音主要是________(选填“超声波”或“次声波”);大象与猫之间________(选填“能”或“不能”)通过叫声进行交流。如图2所示为倒车雷达,倒车雷达是利用________(选填“超声波”或“次声波”)来工作的。
15. 如图所示,光在水和空气的界面CD同时发生反射和折射,折射角为______度,界面CD上面的介质是______。
16. 完成下列作图题:
(1)小明在做光学实验时,将一个物体AB放在竖直放置的平面镜前,如图-1所示。请在图-1中画出物体AB在平面镜中所成的像。
(2)如图-2所示,S表示水中真实的鱼,表示渔民在水面上看到的鱼的像,SO为入射光线,请在图-2中画出SO的折射光线和反射光线。
三、实验与探究题(共4小题,计22分)
17. 请完成下列填空。
(1)如图-1所示,两个完全相同的音叉放在水平桌面上,用小槌敲响右边的音叉,左边的音叉也会发声、此实验说明声音可以传递______(选填“信息”或“能量”)。
(2)如图-2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、角度,可以在墙壁上看到彩色的光带,用手指轻轻搅动水槽中的水,你又会看到彩色光带______(选填“消失”或“不消失”)的现象。
(3)如图-3所示,小明用该装置探究“光的折射定律”,他将光沿着AO方向射向水面上的O点,光在水中向着方向偏折,说明当光从空气斜射入水中时折射角______入射角;若另外一束光在水中沿BO方向射向O点,折射光将沿OA方向射出,这是因为光折射时,光路是______的。
18. 在探究声音的特性时,小华做了下面的实验。
(1)实验时,钢尺伸出桌面的长度越短,振动越____________,发出声音的音调越高;
(2)小张同学用自己的软尺做该实验,他发现当软尺伸出桌面较长时观察到尺子在振动,但是听不到声音,他进一步仔细观察发现软尺振动很____________(选填“快”或“慢”),据此他判断此时软尺发出的是____________(选填“超声波”或“次声波”);
(3)本实验用到的实验方法叫____________法。
19. 在“探究光的反射定律”的实验中,平面镜水平放置。
(1)如图-1所示,将一束激光射向平面镜,想将入射光、反射光的光路清楚地显示出来,可以在透明玻璃罩内充入______;入射光绕O点顺时针转过10°,那么反射光将______时针转过______°。
(2)让光线贴着纸板沿AO方向射向镜面,反射光线沿OB方向射出,如图-2所示,由此就得出“光反射时,反射角等于入射角”的结论,你认为有何不妥之处?______。
(3)如图-3所示,若将一束光贴着纸板沿AO方向入射,但纸板并未与平面镜垂直,他______(选填“能”或“不能”)在纸板B上看到反射光线,此时的反射光线、入射光线及法线______(选填“仍在”或“不在”)同一平面内。
(4)在实验过程中,若将纸板倾斜,如图-3所示,让光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面,此时ON______(选填“是”或“不是”)法线。
20. “探究平面镜成像特点”的实验装置如图甲所示。
【证据】
(1)图甲中观察到的蜡烛A的像是由于光的________形成的。
(2)探究像与物的大小关系时,将点燃的蜡烛A置于玻璃板前,如图乙所示,此时应该在________(填“a”“b”或“c”)位置进行观察,然后将与蜡烛A完全相同的蜡烛B放在玻璃板后,移动蜡烛B,发现它在某一位置时与蜡烛A的像完全重合,由此初步得出:平面镜所成的像与物________相等。
【解释】
(3)当蜡烛A远离玻璃板时,它的像会________(填“变小”“不变”或“变大”)。
(4)如图甲所示,实验中若只将玻璃板水平向左平移,则蜡烛所成像的位置将________(填“向左移”“向右移”或“不变”)。
【交流】
(5)完成实验探究后,小明模拟“蜡烛在水中燃烧”的现象,如图丙所示,他应该将点燃的蜡烛放在________(填“玻璃板”或“平面镜”)前,将装满水的水杯放在该光学元件后。图丁为该装置的俯视图,调节时仅向________(填“①”“②”“③”或“④”)方向移动图丁中的光学元件,就可以观察到“蜡烛在水中燃烧”的现象。
四、综合题(共3小题,计20分)
21. 北京天坛是著名的声学建筑奇观,天坛回音壁是一堵圆形高墙,在其内部,东西配殿对称分布在黄穹宇中轴线的两侧,三音石位于回音壁的圆心位置,图甲为其俯视图。当人在三音石中心P点处击掌,可以听到三个或更多清晰的回声,故名“三音石”。
某研究团队在一安静时段,于P点处击掌,通过仪器记录P点处接收到的声音信息,如图乙所示。请回答下列问题:
(1)建筑物墙壁表面较光滑,有利于声波发生________。
(2)分析可知,接收到的第一个回声是经东西两配殿墙面反射产生的,若P点与两配殿墙面距离均为d,空气中声速为v,从击掌到接收到该回声所用时间________。
(3)仪器记录到的第二个回声为回音壁的第一次反射声,其振幅比接收到的第一个回声大,除了墙壁光滑外,还因为回音壁的________。
(4)第三个回声来自于________的反射。
22. 如图所示的装置,制作了一个“小孔成像观察仪”。
(1)此“观察仪”成像与影子的形成原理是___________(选 填“相同”或“不同”)。为了增加观察效果,圆筒的___________(选填“A”或“B”)端是用半透明薄纸做成的光屏。
(2)观察仪最好放在较___________(选填“亮”或“暗”)的环境中进行观察。将小孔对准远处的景物,能在光屏上看见一个___________(选填“正立”或“倒立”)的像。
(3)观察景物时,圆筒逐渐插入易拉罐的过程中,则光屏上的像将___________ (选填“变大”、“变小”或“不变”),像的亮度___________(选填“变亮”、“变暗”或“不变”)。然后顺时针转动易拉罐,则光屏上的像将___________(选填“顺时针转动”、“逆时针转动”或“静止不动”)。
23. 光速的测定在物理学中有多种方法,迈克耳逊曾用类似于下述方法在地球上较精确测定了光速。将激光发射器和接收装置按图所示位置固定,装置a是四个侧面均镀有高反光涂层的正方体,可绕固定的中心轴转动(图示为俯视图),当正方体转动到图示位置静止时,激光束恰能以45°角照射到某侧面中心P点处,反射到相距几十公里外的一个山顶上,经此处的光反射器(内部结构未画出,不计光在其中的传播时间)反射后,平行于原光线射到正方体另一侧面中心Q点处,最终被接收装置接收到。
(1)本实验利用到的光学原理是光的___________(选填“反射”或“折射”);如果把实验装置设置在月球上,本实验___________(选填“能”或“不能”)完成;
(2)为了使得反射光线与入射光线反向平行(如图所示),光反射器中的设置了两面平面镜,这两面平面镜夹角应该是___________度;
(3)若光速为3×105km/s,正方体到光反射器之间的距离为30km,则光从P点射出到射回Q点所用的时间为___________s;
(4)正方体快速转动一周,光反射器能接收到___________次激光的照射;
(5)当正方体的转速为n圈/秒时,接收装置可接收到激光,正方体与对面山顶光反射器间距离用d(单位:m)表示,则测得的光速可能为_________m/s。(填写选项符号)
A.8nd B.12nd C.16nd D.20nd
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八年级物理
注意事项:满分80分,时间80分钟。
第一部分 (选择题 共20分)
一、选择题(共10小题,计20分,第1~8小题为单选题,每小题2分,每小题只有一个选项符合题意;第9、10小题为多选题,每小题2分,每小题有两个选项符合题意,全部选对得2分,选对但不全得1分,错选得0分)
1. 下列物体属于光源的是( )
A. 闪亮的钻石 B. 鲜艳的花朵 C. 皎洁的月亮 D. 炽热的太阳
【答案】D
【解析】
【详解】自身发光的物体才叫光源;闪亮的钻石、皎洁的月亮、鲜艳的花朵自身都不能发光,只能反射其它物体的光,它们都不是光源;太阳自身能够发光,是光源,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2. 成语是汉语的精髓,浓缩了中国古代传统文化的精华,它言简意赅,以极少的文字传达丰富的内涵,成为汉语言文化中的一道亮丽风景。成语“引吭高歌”和“低声细语”中的“高”和“低”是指声音特性中的( )
A. 响度 B. 音调 C. 音色 D. 频率
【答案】A
【解析】
【详解】“引吭高歌”和“低声细语”中的“高”“低”描述的是声音的大小,即响度。
故选A。
3. 我国高速列车的飞速发展给人们的美好生活带来了新福祉,为世界高速列车的发展树立了新标杆,动车组轨道用的是超长无缝钢轨(如图所示),可以避免轮与轨之间的缝隙碰撞发声,从而给乘客一个安静舒适的环境。这种控制噪声的措施属于( )
A. 防止噪声的产生 B. 检测噪声强弱 C. 防止噪声进入耳朵 D. 减小噪声传播速度
【答案】A
【解析】
【详解】A.“避免轮与轨之间的缝隙碰撞发声”是在声源处减弱噪声,即防止噪声的产生,故A符合题意;
B.检测噪声强弱不属于控制噪声的措施,故B不符合题意;
C.防止噪声进入耳朵是在人耳处减弱噪声,题干措施并非如此,故C不符合题意;
D.噪声的传播速度只和传播介质、温度有关,该措施无法改变声速,故D不符合题意。
故选A。
4. 高楼大厦的玻璃幕墙在强烈的阳光下会造成“光污染”,产生这种污染的主要原因是( )
A. 光的折射 B. 光的直线传播 C. 光的镜面反射 D. 光的漫反射
【答案】C
【解析】
【详解】建筑物的玻璃幕墙比较光滑,太阳光射到上面时会发生镜面反射,从某一方向照射过来的光会从同一方向射出,光线很强,形成了光污染,故C符合题意.
5. 舞台上,演员穿着白色上衣、蓝色裙子。若只用红光照射演员,观众看到她的上衣和裙子分别是( )
A. 白色、蓝色 B. 红色、蓝色 C. 红色、黑色 D. 红色、紫色
【答案】C
【解析】
【详解】不透明物体的颜色由其反射的色光决定,白色上衣反射所有色光,红光照射时反射红光,则上衣呈红色;蓝色裙子仅反射蓝光,红光照射时被全部吸收,无光线反射进入人眼,则裙子呈黑色。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
6. 如图所示,水面上方有一发光点S,a、b、c、d是S发出的四束光线,其中一束光线射入水中经过M点。已知光线b的延长线经过M点,则该束光线可能是( )
A. a B. b C. c D. d
【答案】A
【解析】
【详解】首先,假设没有水时,光线沿直线传播,光线b的延长线经过M点,当有水时,光从空气斜射入水中,会发生折射。根据折射规律,折射光线会向法线方向偏折。我们看光线a、b、c、d,光线a入射到水面时,折射后能向法线偏折,从而经过M点;而光线b、c、d不符合折射后经过M点的情况。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选 A。
7. 如图所示为一种我国自主研发的超声导盲手杖。它可以发射超声波探测周围5米内障碍物的情况,并处理成语音信号及时播放出来,达到“以听代视”的效果。下列说法正确的是( )
A. 手杖能够导航是利用声音可以传递信息这一特性
B. 手杖能够导航是利用手杖敲击地砖发出的超声波
C. 超声导盲手杖跟“声纹锁”的声学原理相同
D. 超声波的振动频率在20~20000Hz之间,人耳听不到
【答案】A
【解析】
【详解】A.声音可以传递信息和能量,手杖能够导航利用声音可传递信息原理制成,故A正确;
B.手杖导航时,发出超声波碰到障碍物时反射回来,然后手杖接收到超声波,从而判断障碍物的距离,故B错误;
C.超声导盲手杖是利用超声波的反射规律判断障碍物的情况,“声纹锁”是利用不同声音的音色不同来控制锁的状态,二者原理不同,故C错误;
D.超声波指的是振动频率高于20000Hz的声音,人耳的听觉范围是20到20000Hz的声音,因此人耳听不到超声波,故D错误。
故选A。
8. “司机一滴酒,亲人两行泪”,为行车安全,大家要提醒身边的朋友家人,切勿酒驾。如图为交警夜查酒驾的情景,以下说法正确的是( )
A. 汽车挡风玻璃所成的像能在光屏上呈现
B. 交警身上穿的反光背心看起来很亮,它是光源
C. 车灯光在夜空中是沿曲线传播的
D. 车灯的光比车鸣笛的声音传播得快
【答案】D
【解析】
【详解】A.汽车挡风玻璃相当于平面镜,平面镜成的是虚像,虚像不能在光屏上呈现,故A错误;
B.反光背心自身不能发光,它是反射了照射来的光线才看起来很亮,不属于光源,故B错误;
C.光在同种均匀的空气中是沿直线传播的,夜空中的车灯光也是沿直线传播,故C错误;
D.光在空气中的传播速度约为,声音在空气中的传播速度约为340m/s,所以车灯的光比车鸣笛的声音传播得快,故D正确。
故选D。
9. 如图所示,身高1.7m的某同学站在平面镜前,平面镜AB高0.9m,该同学到平面镜的距离是2m。下列关于物、像、镜的说法中,正确的是( )
A. 该同学通过此平面镜能成完整的像 B. 该同学在镜中的像到平面镜的距离为2m
C. 该同学离平面镜越近,在镜中成的像越大 D. 该同学能从平面镜中看到自己的像高0.9m
【答案】AB
【解析】
【详解】A.平面镜成像时,像的完整性与镜面大小无关,只要物体发出的光能射到镜面上就能成完整的像,故A正确;
B.由平面镜成像特点可知像距等于物距,即 ,故B正确;
C.由平面镜成像特点可知像的大小等于物的大小,即 ,故C错误;
D.像高始终等于物高,即 ,故D错误。
故选AB。
10. 2026年9月9日,天宫课堂、港澳专场正式开讲,这次“天宫课堂”由神舟二十三号乘组——指令长朱杨柱、航天驾驶员张志远及香港首位载荷专家黎家盈担任“太空教师”,在天宫空间站进行太空授课。如图所示,电视机中正在播放航天员开设的精彩太空科普课,下列说法正确的是( )
A. 航天员的声音是通过超声波的形式传回地球的
B. 回看时用倍速播放,声音会变尖是因为改变了声音的音调
C. 航天员的声音在空间站内传播的速度为
D. 彩色电视机画面的颜色是由红、绿、蓝三种色光混合而成
【答案】BD
【解析】
【详解】A.声音不能在真空中传播,航天员的声音是通过电磁波传回地球的,故A错误;
B.倍速播放时,声音的频率变快,音调变高,所以声音会变尖,故B正确;
C.空间站内有空气,声音在空气中的传播速度约为 ,故C错误;
D.光的三原色是红、绿、蓝,彩色电视机画面的颜色是由红、绿、蓝三种色光混合而成,故D正确。
故选BD。
第二部分 (非选择题 共60分)
二、填空与作图题(共6小题,计18分)
11. 自己来制作“水瓶琴”,如图所示,往7个相同的透明玻璃瓶中灌入不同高度的水。若用嘴依次吹瓶口,可以发出不同音调的声音,此时的声源是______(选填“空气柱”或“瓶和水”),水越多,发出声音的音调就越_______;用同样大小的力敲击时,最右边瓶发出声音的音调最_______(选填“高”或“低”)。
【答案】 ①. 空气柱 ②. 高 ③. 低
【解析】
【详解】[1][2][3]用嘴吹瓶口时,是瓶内空气柱振动发声;水越多,空气柱越短,振动频率越高,音调就越高;用同样大小的力敲击瓶子时,是瓶子和水一起振动发声,最右边的瓶子水最多,质量最大,振动最慢,频率最低,所以发出声音的音调最低。
12. 我国唐朝的张志和在《玄真子》中记载了著名的“人工虹”实验:“背日喷乎水,成虹霓之状”,这是光的______现象。英国物理学家牛顿让太阳光通过三棱镜,进一步研究发现______(选填“红光”或“紫光”)偏折程度最大。
【答案】 ①.
色散 ②.
紫光
【解析】
【详解】背日喷出水后,空中的小水滴会使太阳光分解为多种色光,该现象为光的色散现象;
由光的色散规律可知,不同色光通过三棱镜时的偏折程度不同,其中紫光的偏折程度最大,红光偏折程度最小。
13. 日食现象是由于光的_______形成的;站在平静的池塘旁,可看到岸边大树的倒影和水中游的鱼,前者是光的_______现象,后者是光的_______现象,所看到的都是_______(填“实像”或“虚像”)
【答案】 ①. 直线传播 ②. 反射 ③. 折射 ④. 虚像
【解析】
【详解】[1]我们平时所看到的日食在物理学中,这是光在均匀介质中沿直线传播形成的,
[2][3][4]站在平静的池塘旁,可看到岸边大树的倒影和水中游的鱼,根据光的反射和折射定律可知,看到树的倒影是光的反射现象,看到的鱼是光的折射现象,这些看到的都是虚像.
14. 如图1所示是猫与大象的发声频率和听觉频率范围,可知大象发出的声音主要是________(选填“超声波”或“次声波”);大象与猫之间________(选填“能”或“不能”)通过叫声进行交流。如图2所示为倒车雷达,倒车雷达是利用________(选填“超声波”或“次声波”)来工作的。
【答案】 ①. 次声波 ②. 不能 ③. 超声波
【解析】
【详解】[1]由图1可知,大象发出的声主要是次声波。
[2]由图1可知,猫与大象之间不能通过叫声交流,因为大象发出的主要是次声波,不在猫的听觉频率范围内,所以,猫听不见大象发出的声。
[3]倒车雷达是利用超声波来工作的,超声波雷达发出超声波,超声波在传播过程中,遇到障碍物被反射回来,根据反射回来的超声波的方位和时间,就可以知道后方障碍物的距离和方位。
15. 如图所示,光在水和空气的界面CD同时发生反射和折射,折射角为______度,界面CD上面的介质是______。
【答案】 ①. 42 ②. 空气
【解析】
【详解】[1][2]如图所示,光在水和空气的界面CD同时发生反射和折射,折射角是折射光线与法线的夹角。由图可知,折射光线与界面的夹角为48°,则折射角为90°-48°=42°
由图可知,反射光线与界面的夹角为60°,根据光的反射定律可知,则入射角等于反射角为90°-60°=30°
因为入射角小于折射角,所以光是从水中斜射向空气中的,则界面CD上面的介质是空气。
16. 完成下列作图题:
(1)小明在做光学实验时,将一个物体AB放在竖直放置的平面镜前,如图-1所示。请在图-1中画出物体AB在平面镜中所成的像。
(2)如图-2所示,S表示水中真实的鱼,表示渔民在水面上看到的鱼的像,SO为入射光线,请在图-2中画出SO的折射光线和反射光线。
【答案】(1) (2)
【解析】
【小问1详解】
平面镜成像时像与物关于平面镜对称,先作出端点A、B关于平面镜的对称点、,用虚线连接,即为物体AB在平面镜中所成的像。
【小问2详解】
渔民看到的鱼的像,是折射光线的反向延长线过形成的虚像;光从水到空气,折射角大于入射角。从入射点O向空气侧画一条射线,使这条射线的反向延长线恰好经过像点,在射线上标注箭头指向空气(表示光的传播方向),这就是折射光线;光在水面发生反射,遵循反射角等于入射角,反射光线和入射光线都在水中,以法线为对称轴,作出入射光线SO的对称光线,这条光线在水中,标注箭头(表示光的反射传播方向),这就是反射光线。
三、实验与探究题(共4小题,计22分)
17. 请完成下列填空。
(1)如图-1所示,两个完全相同的音叉放在水平桌面上,用小槌敲响右边的音叉,左边的音叉也会发声、此实验说明声音可以传递______(选填“信息”或“能量”)。
(2)如图-2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、角度,可以在墙壁上看到彩色的光带,用手指轻轻搅动水槽中的水,你又会看到彩色光带______(选填“消失”或“不消失”)的现象。
(3)如图-3所示,小明用该装置探究“光的折射定律”,他将光沿着AO方向射向水面上的O点,光在水中向着方向偏折,说明当光从空气斜射入水中时折射角______入射角;若另外一束光在水中沿BO方向射向O点,折射光将沿OA方向射出,这是因为光折射时,光路是______的。
【答案】(1)能量 (2)消失
(3) ①. 小于 ②. 可逆
【解析】
【小问1详解】
敲响右侧音叉后,声音通过空气传播,将能量传递给左侧原本未被敲击的音叉,使左侧音叉振动发声,该现象说明声音可以传递能量。
【小问2详解】
原本水槽中平静的水和斜放的平面镜共同作用,相当于三棱镜,能将太阳光色散为彩色光带;搅动水后水面不再平整稳定,无法形成稳定的色散条件,彩色光带就会消失。
【小问3详解】
根据光的折射规律,当光从空气斜射入水等其他介质时,折射角小于入射角;逆着原折射光路入射,光线会沿原入射光路射出,说明光的折射现象中光路是可逆的。
18. 在探究声音的特性时,小华做了下面的实验。
(1)实验时,钢尺伸出桌面的长度越短,振动越____________,发出声音的音调越高;
(2)小张同学用自己的软尺做该实验,他发现当软尺伸出桌面较长时观察到尺子在振动,但是听不到声音,他进一步仔细观察发现软尺振动很____________(选填“快”或“慢”),据此他判断此时软尺发出的是____________(选填“超声波”或“次声波”);
(3)本实验用到的实验方法叫____________法。
【答案】(1)快 (2) ①. 慢 ②. 次声波
(3)控制变量
【解析】
【小问1详解】
钢尺伸出桌面的长度越短,振动部分的钢尺质量越小,体积越小,越容易振动,振动越快,振动频率越高,发出声音的音调越高。
【小问2详解】
[1][2]软尺伸出桌面较长时,尺子在振动,但是尺子振动很慢,频率很低,低于人耳的听觉频率范围,人耳听不到声音,说明此时软尺发出的是次声波。
【小问3详解】
实验中控制钢尺振动的幅度等其他因素不变,只改变伸出桌面的长度来研究振动频率与音调的关系,用到了控制变量法。
19. 在“探究光的反射定律”的实验中,平面镜水平放置。
(1)如图-1所示,将一束激光射向平面镜,想将入射光、反射光的光路清楚地显示出来,可以在透明玻璃罩内充入______;入射光绕O点顺时针转过10°,那么反射光将______时针转过______°。
(2)让光线贴着纸板沿AO方向射向镜面,反射光线沿OB方向射出,如图-2所示,由此就得出“光反射时,反射角等于入射角”的结论,你认为有何不妥之处?______。
(3)如图-3所示,若将一束光贴着纸板沿AO方向入射,但纸板并未与平面镜垂直,他______(选填“能”或“不能”)在纸板B上看到反射光线,此时的反射光线、入射光线及法线______(选填“仍在”或“不在”)同一平面内。
(4)在实验过程中,若将纸板倾斜,如图-3所示,让光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面,此时ON______(选填“是”或“不是”)法线。
【答案】(1) ①. 烟雾 ②. 逆 ③. 10
(2)实验次数太少,得出的结论存在偶然性
(3) ①. 不能 ②. 仍在
(4)不是
【解析】
【小问1详解】
在透明玻璃罩内充入烟雾,烟雾颗粒对光的反射作用能使光的传播路径更清晰地显示出来;当入射光绕O点顺时针转过10º时,入射角减小10º,根据光的反射定律,反射角也减小10º,所以反射光将逆时针转过10º。
【小问2详解】
只进行一次实验,仅依据这一组数据就得出“光反射时,反射角等于入射角”的结论是不妥的。因为实验次数过少,得出的结论具有偶然性,不具有普遍规律,应该进行多次实验来归纳普遍结论。
【小问3详解】
根据光的反射定律可知:在反射现象中,反射光线、入射光线分居法线两侧;反射光线、入射光线和法线在同一平面内。如图-3所示,若纸板未与平面镜垂直,让光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面,法线与平面镜垂直,此时反射光线、入射光线和法线仍在同一平面内,但不能在纸板上看到反射光线。
【小问4详解】
法线是过入射点垂直于反射面的直线,在实验中,法线与平面镜垂直。当纸板倾斜时,ON不与平面镜垂直,所以此时ON不是法线。
20. “探究平面镜成像特点”的实验装置如图甲所示。
【证据】
(1)图甲中观察到的蜡烛A的像是由于光的________形成的。
(2)探究像与物的大小关系时,将点燃的蜡烛A置于玻璃板前,如图乙所示,此时应该在________(填“a”“b”或“c”)位置进行观察,然后将与蜡烛A完全相同的蜡烛B放在玻璃板后,移动蜡烛B,发现它在某一位置时与蜡烛A的像完全重合,由此初步得出:平面镜所成的像与物________相等。
【解释】
(3)当蜡烛A远离玻璃板时,它的像会________(填“变小”“不变”或“变大”)。
(4)如图甲所示,实验中若只将玻璃板水平向左平移,则蜡烛所成像的位置将________(填“向左移”“向右移”或“不变”)。
【交流】
(5)完成实验探究后,小明模拟“蜡烛在水中燃烧”的现象,如图丙所示,他应该将点燃的蜡烛放在________(填“玻璃板”或“平面镜”)前,将装满水的水杯放在该光学元件后。图丁为该装置的俯视图,调节时仅向________(填“①”“②”“③”或“④”)方向移动图丁中的光学元件,就可以观察到“蜡烛在水中燃烧”的现象。
【答案】(1)反射 (2) ①. a ②. 大小
(3)不变 (4)不变
(5) ①. 玻璃板 ②. ③
【解析】
【小问1详解】
平面镜成像的本质是光的反射,蜡烛A的光经玻璃板反射进入人眼,形成虚像。
【小问2详解】
探究平面镜成像时,需要在蜡烛A同侧(玻璃板前方)观察像,图乙中a位置在A同侧,因此选a;
蜡烛B和A的像完全重合,说明平面镜成的像与物体大小相等。
【小问3详解】
平面镜成像的特点是像的大小始终与物体大小相等,和物体到平面镜的距离无关,因此蜡烛远离玻璃板时,像大小不变。
【小问4详解】
像和物关于镜面对称,蜡烛A位置不变,仅水平平移玻璃板,蜡烛到玻璃板的垂直距离不变,因此像的位置不变。
【小问5详解】
需要既能看到蜡烛成像,又能看到玻璃板后方的水杯,因此选用玻璃板(平面镜不透明,无法观察到后方水杯);
根据平面镜成像规律,蜡烛位置不变,现在像在烧杯下方,要让像向上移动到烧杯内,需要将玻璃板向上(③方向)移动,即可让像随玻璃板上移到烧杯的水中,出现“蜡烛在水中燃烧”的效果。
四、综合题(共3小题,计20分)
21. 北京天坛是著名的声学建筑奇观,天坛回音壁是一堵圆形高墙,在其内部,东西配殿对称分布在黄穹宇中轴线的两侧,三音石位于回音壁的圆心位置,图甲为其俯视图。当人在三音石中心P点处击掌,可以听到三个或更多清晰的回声,故名“三音石”。
某研究团队在一安静时段,于P点处击掌,通过仪器记录P点处接收到的声音信息,如图乙所示。请回答下列问题:
(1)建筑物墙壁表面较光滑,有利于声波发生________。
(2)分析可知,接收到的第一个回声是经东西两配殿墙面反射产生的,若P点与两配殿墙面距离均为d,空气中声速为v,从击掌到接收到该回声所用时间________。
(3)仪器记录到的第二个回声为回音壁的第一次反射声,其振幅比接收到的第一个回声大,除了墙壁光滑外,还因为回音壁的________。
(4)第三个回声来自于________的反射。
【答案】(1)反射 (2)
(3)面积大 (4)回音壁
【解析】
【小问1详解】
光滑墙壁对声波的吸收作用弱,更有利于声波发生反射,才能形成清晰的回声。
【小问2详解】
回声需要从P点传播到配殿墙面,再反射回P点,总路程为,根据速度公式,可得时间。
【小问3详解】
回音壁是圆形高墙,整体反射面积比东西配殿大,能反射的声波能量更多,被分散损耗的声波更少,到达P点的声波能量就更集中,振幅也就更大。
【小问4详解】
第一个回声是配殿反射,第二个是回音壁的第一次反射;经回音壁第一次反射回到P的声波,会再次向外传播到回音壁,经二次反射后回到P点,就是记录到的第三个回声,因此第三个回声来自回音壁的二次反射。
22. 如图所示的装置,制作了一个“小孔成像观察仪”。
(1)此“观察仪”成像与影子的形成原理是___________(选 填“相同”或“不同”)。为了增加观察效果,圆筒的___________(选填“A”或“B”)端是用半透明薄纸做成的光屏。
(2)观察仪最好放在较___________(选填“亮”或“暗”)的环境中进行观察。将小孔对准远处的景物,能在光屏上看见一个___________(选填“正立”或“倒立”)的像。
(3)观察景物时,圆筒逐渐插入易拉罐的过程中,则光屏上的像将___________ (选填“变大”、“变小”或“不变”),像的亮度___________(选填“变亮”、“变暗”或“不变”)。然后顺时针转动易拉罐,则光屏上的像将___________(选填“顺时针转动”、“逆时针转动”或“静止不动”)。
【答案】(1) ①. 相同 ②. A
(2) ①. 暗 ②. 倒立
(3) ①. 变小 ②. 变亮 ③. 静止不动
【解析】
【小问1详解】
[1]此“观察仪”成像与影子的形成原理是相同,都是光的直线传播现象。
[2]为了成像更清晰,便于观察,圆筒的A端是用半透明薄纸做成的光屏。
【小问2详解】
[1]为了成像清晰,观察仪最好放在较暗的环境中进行观察。
[2]小孔成像所成的像时倒立的实像,将小孔对准远处的景物,能在光屏上看见一个倒立的像。
【小问3详解】
[1]观察景物时,圆筒逐渐插入易拉罐的过程中,像距变短,则光屏上的像将变小。
[2]由于成像的光线不变,像变小,像的亮度会变亮。
[3]然后顺时针转动易拉罐,小孔的位置不变,则光屏上的像将静止不动。
23. 光速的测定在物理学中有多种方法,迈克耳逊曾用类似于下述方法在地球上较精确测定了光速。将激光发射器和接收装置按图所示位置固定,装置a是四个侧面均镀有高反光涂层的正方体,可绕固定的中心轴转动(图示为俯视图),当正方体转动到图示位置静止时,激光束恰能以45°角照射到某侧面中心P点处,反射到相距几十公里外的一个山顶上,经此处的光反射器(内部结构未画出,不计光在其中的传播时间)反射后,平行于原光线射到正方体另一侧面中心Q点处,最终被接收装置接收到。
(1)本实验利用到的光学原理是光的___________(选填“反射”或“折射”);如果把实验装置设置在月球上,本实验___________(选填“能”或“不能”)完成;
(2)为了使得反射光线与入射光线反向平行(如图所示),光反射器中的设置了两面平面镜,这两面平面镜夹角应该是___________度;
(3)若光速为3×105km/s,正方体到光反射器之间的距离为30km,则光从P点射出到射回Q点所用的时间为___________s;
(4)正方体快速转动一周,光反射器能接收到___________次激光的照射;
(5)当正方体的转速为n圈/秒时,接收装置可接收到激光,正方体与对面山顶光反射器间距离用d(单位:m)表示,则测得的光速可能为_________m/s。(填写选项符号)
A.8nd B.12nd C.16nd D.20nd
【答案】 ①. 反射 ②. 能 ③. 90 ④. 2 × 10-4 ⑤. 4 ⑥. A
【解析】
【详解】(1)[1]由题意可知,实验中通过测出光从发出到反射回来经过的路程,再测出所用的时间,即可计算出光速,故可知本实验利用到的光学原理是光的反射。
[2]因光的传播与反射不需要介质,故把实验装置设在月球上时,光仍然可以反射,则本实验仍能完成。
(2)[3]由图中可知,反射角与入射角均为45°,故由光的反射定律可知,为了使反射光线与入射光线反向平行,两平面镜应垂直,即夹角为90°。
(3)[4]由题意可知,光从发出到被接收经过的路程为
s=30km×2=60km
光速为v=3×105km/s,故由可得,光从P点射出到射回Q点所用的时间为
(4)[5]因正方体有四个侧面,则有四个侧面中心点处,故由图可知正方体快速转动一周,光反射器能接收到4次激光的照射。
(5)[6]正方体与对面山顶光反射器之间的距离为d,则每反射一次光走过的路程为2d,正方体快速转动一周,光反射器能接收到4次激光的照射,当正方体的转速为n圈/秒时,光每秒所走的路程为
s0=2d×4×n=8nd
即测得的光速为8nd/s,故可知A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
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