浙江省金华市义乌市七校2025学年第一学期八年级科学学科校本作业(含解析 第1章)

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浙江省金华市义乌市七校2025学年第一学期八年级科学学科校本作业(含解析 第1章)

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浙江省金华市义乌市七校2025-2026学年八年级上学期10月月考科学试题
一、选择题(本大题共15小题,每小题2分,共30分。每小题列出的四个选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.人类有各种不同的感官和感受器,能感受各种刺激,并产生各种不同的感觉。下列选项中,主要利用味觉感受外界刺激的是 (  )
A.欣赏美丽的风景 B.聆听悦耳的音乐
C.品尝美味的菜肴 D.触摸光滑的丝绸
2.下列现象中,和照相机成像原理相同的是 (  )
A.小狗照镜子
B.雨后的彩虹
C.自己的影子
D.水中的倒影
3.关于声音的产生和传播,下列四幅场景描述中,其原理分析正确的是 (  )
①太空中的爆炸:科幻电影中太空中剧烈的爆炸产生耀眼光芒却无声响,是因为真空不能传声。
②土电话传音:对着“土电话”说话,声音主要通过空气传到另一端的耳朵里。
③敲击鼓面:我们听到的鼓声是由鼓面振动产生的。
④倒车雷达:汽车倒车雷达利用超声波探测障碍物,说明声音可以传递能量。
A.只有①和② B.只有①和③ C.只有②和④ D.只有③和④
4.校园里充满了各种声音。下列对同学们讨论声音的描述,正确的是(  )
A.小华说:“隔壁班合唱队的歌声‘响彻云霄’,是指他们声音的音调很高。”
B.小丽说:“我能‘听声识人’,是因为不同人说话时声音的音色不同。”
C.小刚说:“老师用粉笔写字时发出的‘刺耳’声,是因为声音的响度太大。”
D.小轩说:“自习课上‘窃窃私语’,是指同学们说话的音调很低。”
5.汽车驾驶室两侧的后视镜通常是凸面镜,而车头的大灯里则装有很亮的凹面镜。下列相关说法正确的是(  )
A.凸面镜对光有会聚作用,可以扩大驾驶员的视野
B.凹面镜对光有发散作用,可以使车灯发出的光射得更远
C.驾驶员通过凸面镜看到的像是正立、缩小的实像
D.车灯灯丝放在凹面镜的焦点上,经反射后可成为平行光射出
6.小兴用放大镜观察发光的玩具蚂蚁时,看到的是蚂蚁正立、放大的像。为了在墙上得到蚂蚁清晰的像,他应该将放大镜(  )
A.紧贴蚂蚁,远离墙壁
B.远离蚂蚁,紧贴墙壁
C.放在蚂蚁和墙壁之间,并调整距离
D.保持观察时的位置不变,直接对准墙壁
7.如图所示,光在空气与玻璃界面传播的光路图,三条实线光路均未标明光线类型。某同学分析得出了以下结论,其中正确的是(  )
A.AO为入射光线
B.OB 为折射光线
C.反射光线和入射光线夹角为120°
D.MM'上面为玻璃
8.早期的潜水艇潜望镜基本原理是简内上下各安装一块平面镜,两块镜面平行且与筒壁成45°角。下列关于光线在潜望镜的说法,错误的是 (  )
A.光线经过上方平面镜反射后,入射光线与反射光线的夹角为 90°
B.光线经平面镜反射后,最终进入观察者的眼睛
C.观察者看到的是正立、等大的虚像
D.人眼看到的军舰所成的虚像在平面镜1的正前方
9.一段废弃的竖直地下管道底部有一盏检修灯。管道内无水时,灯光在管道内壁的“形成光斑。雨后,管道内开始积水,当水面达到位置a时,检修人员从管口看到水面____的光斑在P点;当积水更深,达到位置b时,看到水面上的光斑在Q点。据此判断(  )
A.P点在 S 点的下方,Q点在 S 点的上方
B.P点在S点的上方,Q点在S 点的下方
C. P点在 S点的上方,Q点在S点的上方
D.P点在S点的下方,Q 点和 S 点重合
10.一场激烈的篮球赛后,小明的右耳不小心被队友碰撞了一下。随后,他感到有些头晕,并发现别人用正常音量对他右耳说话时,他听起来觉得声音特别遥远和模糊。医生分析,问题可能出在将声波振动传入内耳的结构上。
请问,下列哪一结构损伤,最有可能导致小明出现“声音遥远模糊”但鼓膜完好的症状 (  )
A.耳郭受损,无法有效收集声波
B.听小骨发生脱位或传导功能障碍
C.前庭和半规管受到震荡刺激
D.耳蜗内的听觉感受器受损
11.下列关于光的色散和不可见光的叙述,完全正确的一组是(  )
① 光的色散表明白光是复色光,由多种颜色的光混合而成。
② 色散现象中,紫光偏折角度最大。
③ 红外线具有热效应;可以用来遥控电视机。
④ 紫外线能杀死微生物,医院常用紫外线灯灭菌。
⑤ 紫外线能使荧光物质发光,利用这一特性可以进行防伪。
A.①②③④ B.②③④⑤ C.①②④⑤ D.①②③④⑤
12.新学期,小嘉的学校引入了“智能班牌”签到系统。他将校园卡上的二维码对准班牌的识别区,听到“滴”的一声便完成了签到。下列关于该过程的光学知识分析正确的是(  )
A.二维码是光源
B.摄像头扫描时,二维码的白色部分吸收所有光,黑色部分反射光。
C.摄像头扫描时,二维码应位于镜头的一倍焦距与二倍焦距之间。
D.智能班牌的摄像头相当于凸透镜,扫描时在内部传感器上成倒立、缩小的实像。
13.周末,小明在游泳池中潜水时,仰视岸上的教练,会觉得位置比实际更高。下列光路图中,能正确解释这一现象的是 (  )
A. B.
C. D.
14.现代电子产品的普及使得视力问题备受关注。下图模拟了眼睛在不同状态下的成像情况及矫正方法。下列相关说法不正确的是 (  )
A.长期不正确使用手机,可能会导致眼睛成像特点如图①所示
B.图②的成因是晶状体过于扁平或眼球前后径过短
C.图③所示的矫正方法,不适用于因年龄增长、晶状体弹性下降而看不清手机屏幕的老人
D.图④表示配戴凹透镜矫正近视,镜片使进入眼睛的光线发散,晶状体的焦距随之变小
15.某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了物体到凸透镜的距离u跟像到凸透镜的距离v之间关系的图像,如图所示,下列判断正确的是(  )
A.该凸透镜的焦距是15cm
B.当u=25cm时,光屏上成清晰的像,此时v可能等于8cm
C.当u=15cm时成放大的像,与放大镜成像原理相同
D.把物体从距凸透镜12cm处移动到22cm 处的过程中,像逐渐缩小
二、填空题(本大题共8个小题,每空1分,共20分)
16.智能汽车通过多种传感器感知环境,就像人类利用感觉器官认识世界一样。
(1)智能汽车的倒车雷达通过发射和接收声波来探测障碍物,这与蝙蝠通过   (填感觉类型中的一种)获取信息的方式相同。
(2)小明刚上车时,能闻到淡淡的香味,其中“香味”在   中形成,几分钟后香味似乎变淡了。这是因为嗅觉具有   。
17.我军新兵在搭乘军机赴训或进行火炮实弹射击训练时,都被要求掌握耳压平衡技巧:如做咀嚼、或吞咽动作。这些技巧的核心作用是强制   开放,以维持   内外气压的平衡。
18.为了解社区噪音情况,小宇用噪音监测仪记录了四个不同来源的声音波形,如甲、乙、丙和丁图所示。
(1)根据波形图可判断,波形图乙和丙显示的   相同,   (选填甲、乙或丙)响度最小。
(2)波形图丁杂乱无章,令人烦躁。小宇发现社区贴有禁止鸣笛的告示,这属于在   减弱噪声。
19.为确保游泳区安全,救生员需要打捞沉在水底的一块警示牌。
(1)救生员在岸上看到水底警示牌的位置比实际位置   (选填“深”或“浅”)。
(2)水面波光粼粼,是太阳光在水面发生   (选填“镜面反射”或“漫反射”)形成的。
(3)救生员下水打捞时,应该向他所看到警示牌位置的   (选填“下方”或“上方”)摸索,才能准确找到目标。
20.如图所示,在一只烧杯中装半杯水。现当水结冰后,在A端下方垫一个小木块C,使木板倾斜,则此时的折射光线会   旋转(填“顺时针”、“不会”或“逆时针”)。
21.一台显微镜的物镜焦距极短,将被观测物体置于物镜焦点   (选填“稍外”或“稍内”),从而生成一个   (选填“倒立放大的实像”或“正立放大的虚像”)。最终通过目镜形成一个   (选填“实像”或“虚像”)。
22.中国空间站“天和”核心舱的圆形观察窗有两种开启方式:甲窗可沿舱壁平移,乙窗可绕中心轴旋转。(航天员在舱内正对关闭的窗户)
(1)若航天员将甲窗沿舱壁平移打开,他在甲窗玻璃中所成的像将    (选填“跟随窗户移动”或“相对于舱壁保持静止”)。
(2)若将乙窗向外旋转开启90°,则窗边缘标记点A 与其在玻璃中的像之间的距离将   (选填“变大”“不变”或“先变大后变小”),从舱内固定视角看,A点的像移动所经过的路径是    。
A.一条线段 B.四分之一圆弧 C.半圆弧 D.无法确定
23.作为一款提词器产品的设计工程师,你需要确定其核心光学元件————镀膜玻璃与显示器的最佳相对位置。设计方案要求:演讲者能正视到竖直的文稿。根据光学原理,玻璃与显示器之间的夹角α应设计为   度。在光路测试中,演讲者通过玻璃看到正立的“世界义乌”,则此状态下显示器上真实显示的文字应为    。
三、实验探究题(本大题共4小题,每空2分,共40分)
24.在航天工程中,如何监测火箭发动机的健康状态是一个重要课题。工程师设想通过分析发动机工作时发出的声音来实时诊断故障。据此设计以下模拟实验:
实验一:在抽成真空的密闭罐中放置一个正常工作的微型振动马达,如果将罐中的空气逐渐抽走,听到的声音越来越小。
实验二:故障特征频率提取。让一个齿轮组(模拟发动机正常状态)和一个同转速但带有缺损齿的齿轮组(模拟发动机故障状态)分别划过相同的硬纸片,通过计算机分析故障齿轮组产生的声音。
实验三:声波的能量效应。将一个小型扬声器的开口对准一个蜡烛。当扬声器发出特定频率的强声波时,观察现象。
(1)以上三个实验中,实验一表明   。
(2)从实验二得知:当齿轮缺损时,工程师听到声音的音调将 (选填“变低”或“变高”)。
(3)实验三表明:声音在空气中是以   的形式向远处传播的,声音具有   。
25.某兴趣小组在探究“平面镜成像特点”时,选用了较厚的玻璃板(P、Q两面均为平整的反射面,可作为平面镜使用)、两支完全相同的蜡烛A和B、白纸、笔、支架等器材,实验装置如图甲所示。
经多次改变蜡烛A 的位置,认真测量并记录了对应数据,如表所示:
实验序号 1 2 3 4
物距u/ cm 4.2 5.0 6.8 10.0
像距 v/ cm 3.7 4.5 6.3 9.5
(1)用玻璃板代替平面镜的目的是    。
(2)实验探究的步骤正确的顺序是   。
A、移动点燃的蜡烛到另一位置,重做上述的实验,在纸上记录物与像的位置B、B';C、C'
B、拿另一支没有点燃的蜡烛,竖立着在玻璃板后面移动,直到它与前面的蜡烛的像完全重合。在纸上记下该蜡烛的位置A'
C、在水平桌面上铺一张白纸,将一块玻璃板竖立在纸上,在纸上记下玻璃板的位置
D、选取两支大小相同的蜡烛,把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面,在纸上记下蜡烛的位置A
(3)实验时,若蜡烛以0.01m/s的速度向玻璃板靠近,此过程中蜡烛在玻璃板中的像相对蜡烛的速度是   m/s, 像的大小   (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)分析表中实验数据,小明发现平面镜成像中:物到镜面的距离不等于像到镜面的距离。请分析小明得出上述结论的原因   。
26.小科同学在清洗圆柱形玻璃杯时,发现水平注视杯壁时,能看到杯底的字;但当视线从杯侧壁向下倾斜到一定角度时,杯壁反而像镜子一样映出了侧面的景物,看不到杯底的字了,他猜想这与光的全反射有关。为了验证猜想,他利用半圆形玻璃砖、激光笔和量角器进行了实验,如甲、乙、丙图,数据计入表格中。
实验次数 入射角 i/° 折射角 r/° 观察现象
1 20 33 有折射光,有反射光
2 30 50 有折射光,有反射光
3 40 77 有折射光,有反射光
4 42 / 无折射光线
(1)小科认为:当恰好发生全反射时,折射角    (选填“大于”、“等于”或“小于”)90°。
(2)分析实验数据可知,光从玻璃射向空气时,发生全反射的临界角大约是    。
(3)小科由此想到了老师课上讲解的光导纤维模型,如图丁所示。请用探究出的原理解释光导纤维现象:当光在光导纤维中,不断的经内芯    而向前传播,就像是被“困”在了里面。
(4)小科猜想:根据光路的可逆性,光从空气斜射入玻璃中也可以出现全反射现象。你认为小科的猜想对不对    为什么    。
27.小明利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像的规律:
(1)小明将蜡焰、凸透镜和光屏三者的中心放置于同一高度上,但不管怎么左右移动光屏,光屏上始终没有成像,这是因为:   。
(2)小明将蜡烛移至光具座20cm刻度线处,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,如图1所示。则该像是倒立、   的实像。生活中的   (选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”)就是利用这种成像规律工作的。
(3)从该实验可以得出该凸透镜的焦距可能是(  )
A.14cm B.7cm C.10cm D.无法确定
(4)在学习“凸透镜成像的规律”后,小明开展“自制校标 logo投影灯”的项目化学习活动。
【评价优化】某小组的设计作品如图2所示。
设计作品说明:
1.各原件都用热熔胶进行固定。
2.图上字母表示鞋盒与固定材料连接处。
投影灯评价量表(部分)
评价指标 达标 待改进
指标一 结构 结构完整 结构不完整
指标二 像的大小 像的大小可调 像的大小无法调节
指标三 像的清晰度 像的清晰度可调 像的清晰度无法调节
请你根据图甲和评价量表,对此作品在指标二作出评价,并说明原因。
评价:    ; 原因:    。
四、作图题(本大题共2小题,每小题2分,共4分)
28.一条鱼(用“●”表示)在一个大型水族箱的A 处,水族箱下的小明看到鱼的像 A'(用“●”表示),请在图中画出小明看到 A 的大致光路图。(水族箱玻璃的厚度不计)
29.野战激光通讯系统中,为了绕过障碍物,需要改变光束的方向。如图所示,凸透镜水平放置,其主光轴水平。一块与主光轴成 45°的平面镜临时架设,用于将来自上方的竖直激光信号反射至透镜。请画出该光束经平面镜反射后,再经过凸透镜折射的光路图,并标注光线方向。
五、解答题(本题共2小题,第1小题2分,第2小题4分,共6分)
30.如图,在公路的某区间测速校准点,交管部门使用固定式超声波测速装置对车辆进行速度监测。其原理是:测速仪连续两次向车辆发射超声波脉冲,并接收从车辆反射回来的信号,通过两次信号的时间差计算车速。已知两次超声波发射的时间间隔固定为0.9s。
测速装置发出第一次超声波后,经0.3s接收到第一次信号;发出第二次超声波后,经0.2s接收到第二次信号。假设声音的速度为340m/s,请计算:
(1)当测速装置发射的第一次超声波碰到车辆时,车辆距离检测装置多少米
(2)该车辆行驶的速度为多少 m/s
答案解析部分
一、选择题(本大题共15小题,每小题2分,共30分。每小题列出的四个选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.人类有各种不同的感官和感受器,能感受各种刺激,并产生各种不同的感觉。下列选项中,主要利用味觉感受外界刺激的是 (  )
A.欣赏美丽的风景 B.聆听悦耳的音乐
C.品尝美味的菜肴 D.触摸光滑的丝绸
【答案】C
【知识点】舌与味觉
【解析】【分析】(1)味觉的感受器:味觉感受器位于舌上,能感受食物的味道刺激,从而产生味觉。
(2)其他感觉的感受器:视觉感受器位于视网膜,感受光的刺激;听觉感受器位于耳蜗,感受声音的刺激;触觉感受器分布在皮肤,感受接触、压力等刺激。
【解答】A、欣赏美丽的风景是利用视觉感受外界刺激,故该选项错误。
B、聆听悦耳的音乐是利用听觉感受外界刺激,故该选项错误。
C、品尝美味的菜肴是利用味觉感受外界刺激,故该选项正确。
D、触摸光滑的丝绸是利用触觉感受外界刺激,故该选项错误。
故答案为:C。
2.下列现象中,和照相机成像原理相同的是 (  )
A.小狗照镜子
B.雨后的彩虹
C.自己的影子
D.水中的倒影
【答案】B
【知识点】凸透镜成像的应用
【解析】【分析】(1)照相机成像原理:照相机是利用凸透镜成像原理,当物距大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像。照相机是光的折射现象。
(2)其他光学现象原理:平面镜成像(如照镜子、水中倒影)是光的反射形成的;彩虹是光的色散(折射)形成的;影子是光的直线传播形成的。
【解答】A、小狗照镜子是平面镜成像,利用的是光的反射,与照相机成像原理不同,故该选项错误。
B、雨后的彩虹是光的色散(折射)现象,与照相机成像原理同,故该选项正确。
C、自己的影子是光的直线传播形成的,与照相机成像原理不同,故该选项错误。
D、水中的倒影是平面镜成像,利用的是光的反射,与照相机成像原理不同,故该选项错误。
故答案为:B。
3.关于声音的产生和传播,下列四幅场景描述中,其原理分析正确的是 (  )
①太空中的爆炸:科幻电影中太空中剧烈的爆炸产生耀眼光芒却无声响,是因为真空不能传声。
②土电话传音:对着“土电话”说话,声音主要通过空气传到另一端的耳朵里。
③敲击鼓面:我们听到的鼓声是由鼓面振动产生的。
④倒车雷达:汽车倒车雷达利用超声波探测障碍物,说明声音可以传递能量。
A.只有①和② B.只有①和③ C.只有②和④ D.只有③和④
【答案】B
【知识点】声音传播的条件;声音产生的条件
【解析】【分析】(1)声音的传播条件:声音的传播需要介质,真空不能传声;声音是由物体振动产生的。(2)声音的利用:声音可以传递信息,也可以传递能量;“土电话” 传音是通过固体(棉线)传声。
【解答】①太空中的爆炸:太空是真空,真空不能传声,所以科幻电影中太空中爆炸无声响,原理分析正确。
②土电话传音:“土电话” 声音主要通过棉线(固体)传到另一端,不是空气,原理分析错误。
③敲击鼓面:鼓声由鼓面振动产生,原理分析正确。
④倒车雷达:倒车雷达利用超声波传递信息探测障碍物,不是传递能量,原理分析错误。
故答案为:B。
4.校园里充满了各种声音。下列对同学们讨论声音的描述,正确的是(  )
A.小华说:“隔壁班合唱队的歌声‘响彻云霄’,是指他们声音的音调很高。”
B.小丽说:“我能‘听声识人’,是因为不同人说话时声音的音色不同。”
C.小刚说:“老师用粉笔写字时发出的‘刺耳’声,是因为声音的响度太大。”
D.小轩说:“自习课上‘窃窃私语’,是指同学们说话的音调很低。”
【答案】B
【知识点】声音产生的条件;响度、音调与声源振动的关系;音调、响度与音色的辨别
【解析】【分析】(1)音调、响度、音色的概念:音调是指声音的高低,由频率决定;响度是指声音的强弱,由振幅决定;音色是指声音的特色,由发声体的材料、结构等决定,不同人音色不同,可 “听声识人”。
(2)声音特性的辨别:“响彻云霄” 描述的是声音的响度大;“刺耳” 声是指音调高;“窃窃私语” 是指响度小。
【解答】A、“响彻云霄” 是指声音的响度很大,不是音调很高,故该选项错误。
B、“听声识人” 是因为不同人说话时声音的音色不同,故该选项正确。
C、“刺耳” 声是因为声音的音调太高,不是响度太大,故该选项错误。
D、“窃窃私语” 是指同学们说话的响度很低,不是音调很低,故该选项错误。
故答案为:B。
5.汽车驾驶室两侧的后视镜通常是凸面镜,而车头的大灯里则装有很亮的凹面镜。下列相关说法正确的是(  )
A.凸面镜对光有会聚作用,可以扩大驾驶员的视野
B.凹面镜对光有发散作用,可以使车灯发出的光射得更远
C.驾驶员通过凸面镜看到的像是正立、缩小的实像
D.车灯灯丝放在凹面镜的焦点上,经反射后可成为平行光射出
【答案】D
【知识点】凸面镜和凹面镜
【解析】【分析】(1)凸面镜和凹面镜的光学性质:凸面镜对光有发散作用,能扩大视野;凹面镜对光有会聚作用,可使光线会聚后射出更远。
(2)凸面镜成像特点:凸面镜成的是正立、缩小的虚像;凹面镜的应用:将灯丝放在凹面镜的焦点上,经反射后光线会平行射出。
【解答】A、凸面镜对光有发散作用,不是会聚作用,故该选项错误。
B、凹面镜对光有会聚作用,不是发散作用,故该选项错误。
C、驾驶员通过凸面镜看到的像是正立、缩小的虚像,不是实像,故该选项错误。
D、车灯灯丝放在凹面镜的焦点上,经反射后可成为平行光射出,故该选项正确。
故答案为:D。
6.小兴用放大镜观察发光的玩具蚂蚁时,看到的是蚂蚁正立、放大的像。为了在墙上得到蚂蚁清晰的像,他应该将放大镜(  )
A.紧贴蚂蚁,远离墙壁
B.远离蚂蚁,紧贴墙壁
C.放在蚂蚁和墙壁之间,并调整距离
D.保持观察时的位置不变,直接对准墙壁
【答案】C
【知识点】实像与虚像;凸透镜成像的应用
【解析】【分析】(1)凸透镜成像规律:当物距u2f(投影仪原理)。
(2)实像与虚像的区别:实像可以用光屏承接,虚像不能;要在墙上成清晰的像,需成实像,因此要利用凸透镜f【解答】A、紧贴蚂蚁(物距uB、远离蚂蚁但紧贴墙壁,无法满足f2f的成像条件,不能成清晰实像,故该选项错误。
C、将放大镜放在蚂蚁和墙壁之间,并调整距离,使物距f2f,此时成倒立、放大的实像,能在墙上得到清晰的像,故该选项正确。
D、保持观察时的位置不变(u故答案为:C。
7.如图所示,光在空气与玻璃界面传播的光路图,三条实线光路均未标明光线类型。某同学分析得出了以下结论,其中正确的是(  )
A.AO为入射光线
B.OB 为折射光线
C.反射光线和入射光线夹角为120°
D.MM'上面为玻璃
【答案】C
【知识点】光的反射;光的反射定律;作光的反射光路图
【解析】【分析】①光的反射定律的内容:反射光线与入射光线、法线在同一平面上;反射光线和入射光线分居在法线的两侧;反射角等于入射角;
②光的折射定律的内容:入射光线、法线、折射光线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线两侧,当光线从空气射入其它透明介质时,折射角小于入射角;当光线从其它介质斜射入空气时,折射角大于入射角;
③此题首先根据反射角和入射角相等,找出法线,从而确定界面,然后根据折射光线和入射光线的关系确定出折射光线、入射光线、反射光线。
【解答】首先,确定法线为NN ' ,界面为MM ' 。根据反射角等于入射角,可知AO和OB中一条为入射光线,一条为反射光线,那么OC为折射光线。因为折射光线OC与法线NN ' 的夹角(折射角)小于入射光线与法线的夹角(入射角),所以光线是从空气斜射入玻璃,即MM ' 下方为玻璃,上方为空气。由此可知,BO为入射光线,AO为反射光线,OC为折射光线。反射光线OB与入射光线AO的夹角为(90 30 )×2=120 。
故答案为:C。
8.早期的潜水艇潜望镜基本原理是简内上下各安装一块平面镜,两块镜面平行且与筒壁成45°角。下列关于光线在潜望镜的说法,错误的是 (  )
A.光线经过上方平面镜反射后,入射光线与反射光线的夹角为 90°
B.光线经平面镜反射后,最终进入观察者的眼睛
C.观察者看到的是正立、等大的虚像
D.人眼看到的军舰所成的虚像在平面镜1的正前方
【答案】D
【知识点】光的反射定律;平面镜成像特点、原理和现象
【解析】【分析】(1)光的反射规律:光在平面镜上反射时,反射角等于入射角。当镜面与筒壁成45°角时,入射光线与镜面夹角为45 °,则入射角为45 °,反射角也为45 °,入射光线与反射光线的夹角为90 °。
(2)平面镜成像特点:平面镜成正立、等大的虚像,像与物体关于镜面对称。
【解答】A、光线经过上方平面镜反射时,入射角和反射角均为45 °,入射光线与反射光线的夹角为90 °,该选项正确。
B、光线经两块平面镜反射后,最终能进入观察者的眼睛,该选项正确。
C、平面镜成正立、等大的虚像,观察者看到的是正立、等大的虚像,该选项正确。
D、根据平面镜成像特点,人眼看到的军舰所成的虚像在平面镜 1 的正后方,不是正前方,该选项错误。
故答案为:D。
9.一段废弃的竖直地下管道底部有一盏检修灯。管道内无水时,灯光在管道内壁的“形成光斑。雨后,管道内开始积水,当水面达到位置a时,检修人员从管口看到水面____的光斑在P点;当积水更深,达到位置b时,看到水面上的光斑在Q点。据此判断(  )
A.P点在 S 点的下方,Q点在 S 点的上方
B.P点在S点的上方,Q点在S 点的下方
C. P点在 S点的上方,Q点在S点的上方
D.P点在S点的下方,Q 点和 S 点重合
【答案】A
【知识点】光的折射规律;作光的折射光路图
【解析】【分析】(1)光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播,从一种介质斜射入另一介质时,光的传播方向发生改变,产生折射现象;
(2)水面升至a位置时,光从水斜射入空气中时,入射光线、折射光线以及法线在同一平面内,折射角大于入射角,确定折射光线的方向;
(3)水面上升至b位置时,光线先在水池侧壁发生反射,反射角等于入射角,反射光线再从水中斜射入空气里发生折射,折射角大于入射角。
【解答】(1)往池内注水,水面升至a位置时,光在水面发生折射,根据折射定律,P点如下图所示:
(2)水面上升至b位置时,光线先在水池壁反射,再折射出水面,根据反射定律和折射定律,Q点如下图所示:
通过画图可知:P点在S点的下方,Q点在S点的上方。
故答案为:A。
10.一场激烈的篮球赛后,小明的右耳不小心被队友碰撞了一下。随后,他感到有些头晕,并发现别人用正常音量对他右耳说话时,他听起来觉得声音特别遥远和模糊。医生分析,问题可能出在将声波振动传入内耳的结构上。
请问,下列哪一结构损伤,最有可能导致小明出现“声音遥远模糊”但鼓膜完好的症状 (  )
A.耳郭受损,无法有效收集声波
B.听小骨发生脱位或传导功能障碍
C.前庭和半规管受到震荡刺激
D.耳蜗内的听觉感受器受损
【答案】B
【知识点】耳的结构与听觉的形成
【解析】【分析】(1)耳的结构与听觉形成:耳郭收集声波,鼓膜将声波转化为振动,听小骨将振动传导至内耳,耳蜗内的听觉感受器将振动转化为神经冲动;前庭和半规管与平衡觉有关。
(2)听觉障碍的原因:鼓膜完好但声音遥远模糊,说明声波的传导环节(听小骨)可能受损;耳郭受损影响声波收集,耳蜗感受器受损会导致听力丧失或严重障碍,前庭半规管受损主要影响平衡。
【解答】A、耳郭受损是无法有效收集声波,与题干中鼓膜完好但声音遥远模糊的症状不符,故该选项错误。
B、听小骨发生脱位或传导功能障碍,会导致鼓膜的振动无法有效传导至内耳,从而出现声音遥远模糊的症状,且鼓膜完好,故该选项正确。
C、前庭和半规管受到震荡刺激主要影响平衡,导致头晕,与声音遥远模糊的听觉症状无关,故该选项错误。
D、耳蜗内的听觉感受器受损会导致听力严重下降甚至丧失,不是声音遥远模糊的表现,故该选项错误。
故答案为:B。
11.下列关于光的色散和不可见光的叙述,完全正确的一组是(  )
① 光的色散表明白光是复色光,由多种颜色的光混合而成。
② 色散现象中,紫光偏折角度最大。
③ 红外线具有热效应;可以用来遥控电视机。
④ 紫外线能杀死微生物,医院常用紫外线灯灭菌。
⑤ 紫外线能使荧光物质发光,利用这一特性可以进行防伪。
A.①②③④ B.②③④⑤ C.①②④⑤ D.①②③④⑤
【答案】D
【知识点】光的色散;紫外线、红外线
【解析】【分析】(1)光的色散:白光通过三棱镜后分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光,表明白光是复色光,由多种色光混合而成;在色散现象中,紫光的折射程度最大,偏折角度最大。
(2)不可见光的特性:红外线具有热效应,可用于遥控电视机等;紫外线能杀死微生物,医院常用紫外线灯灭菌;紫外线能使荧光物质发光,可用于防伪。
【解答】①光的色散表明白光是复色光,由多种颜色的光混合而成,该叙述正确。
②色散现象中,紫光偏折角度最大,该叙述正确。
③红外线具有热效应,可以用来遥控电视机,该叙述正确。
④紫外线能杀死微生物,医院常用紫外线灯灭菌,该叙述正确。
⑤紫外线能使荧光物质发光,利用这一特性可以进行防伪,该叙述正确。
①②③④⑤均正确。
故答案为:D。
12.新学期,小嘉的学校引入了“智能班牌”签到系统。他将校园卡上的二维码对准班牌的识别区,听到“滴”的一声便完成了签到。下列关于该过程的光学知识分析正确的是(  )
A.二维码是光源
B.摄像头扫描时,二维码的白色部分吸收所有光,黑色部分反射光。
C.摄像头扫描时,二维码应位于镜头的一倍焦距与二倍焦距之间。
D.智能班牌的摄像头相当于凸透镜,扫描时在内部传感器上成倒立、缩小的实像。
【答案】D
【知识点】光源;凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【分析】(1)光源的定义:自身能发光的物体才是光源;二维码自身不能发光,不是光源。
(2)物体的颜色:白色物体反射所有色光,黑色物体吸收所有色光;二维码白色部分反射所有光,黑色部分吸收所有光。
(3)凸透镜成像规律:当物距u>2f时,成倒立、缩小的实像,这是照相机、摄像头的成像原理。
【解答】A、二维码自身不能发光,不是光源,故该选项错误。
B、摄像头扫描时,二维码的白色部分反射所有光,黑色部分吸收所有光,故该选项错误。
C、摄像头扫描时,二维码应位于镜头的二倍焦距以外(u>2f),故该选项错误。
D、智能班牌的摄像头相当于凸透镜,扫描时(u>2f)在内部传感器上成倒立、缩小的实像,故该选项正确。
故答案为:D。
13.周末,小明在游泳池中潜水时,仰视岸上的教练,会觉得位置比实际更高。下列光路图中,能正确解释这一现象的是 (  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】光的折射规律;作光的折射光路图
【解析】【分析】发生光的折射时,折射光线、入射光线、法线在同一平面内,折射光线和入射光线分居法线的两侧,当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,反之折射角大于入射角。
【解答】光线从空气斜射入水中,折射光线向法线偏折,符合光的折射规律,能解释潜水时看到岸上教练位置比实际高的现象。
故答案为:A。
14.现代电子产品的普及使得视力问题备受关注。下图模拟了眼睛在不同状态下的成像情况及矫正方法。下列相关说法不正确的是 (  )
A.长期不正确使用手机,可能会导致眼睛成像特点如图①所示
B.图②的成因是晶状体过于扁平或眼球前后径过短
C.图③所示的矫正方法,不适用于因年龄增长、晶状体弹性下降而看不清手机屏幕的老人
D.图④表示配戴凹透镜矫正近视,镜片使进入眼睛的光线发散,晶状体的焦距随之变小
【答案】D
【知识点】透镜及其特点与分类;透镜的光路图;近视眼的成因与矫正办法
【解析】【分析】(1)近视眼和远视眼的成因及矫正:近视眼是由于晶状体太厚、折光能力太强或眼球前后径过长,导致像成在视网膜前方,需用凹透镜矫正;远视眼是由于晶状体过扁、折光能力太弱或眼球前后径过短,导致像成在视网膜后方,需用凸透镜矫正。
(2)凹透镜的作用:凹透镜对光线有发散作用,能使像后移到视网膜上,但不会改变晶状体的焦距。
【解答】A、长期不正确使用手机,可能导致近视眼,成像特点如图①(像成在视网膜前方),该选项正确。
B、图②是远视眼成像,成因是晶状体过于扁平或眼球前后径过短,该选项正确。
C、图③是用凹透镜矫正近视眼,因年龄增长晶状体弹性下降的老人是远视眼,需用凸透镜矫正,故该矫正方法不适用于这类老人,该选项正确。
D、图④表示配戴凹透镜矫正近视,凹透镜使进入眼睛的光线发散,但不会使晶状体的焦距变小,该选项错误。
故答案为:D。
15.某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了物体到凸透镜的距离u跟像到凸透镜的距离v之间关系的图像,如图所示,下列判断正确的是(  )
A.该凸透镜的焦距是15cm
B.当u=25cm时,光屏上成清晰的像,此时v可能等于8cm
C.当u=15cm时成放大的像,与放大镜成像原理相同
D.把物体从距凸透镜12cm处移动到22cm 处的过程中,像逐渐缩小
【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【分析】(1)凸透镜成像规律:当u=v=2f时,凸透镜成倒立、等大的实像,据此可确定焦距;不同物距范围对应不同的成像性质,如u>2f时成倒立、缩小的实像,f(2)像的变化规律:当物距增大时,像距减小,像变小(在成实像的范围内)。
【解答】首先,由图像可知,当u=v=20cm时,凸透镜成倒立、等大的实像,所以2f=20cm,即f=10cm。
A、该凸透镜的焦距是10cm,不是15cm,故该选项错误。
B、当u=25cm时,u>2f,成倒立、缩小的实像,此时fC、当u=15cm时,fD、把物体从距凸透镜12cm处(f2f)的过程中,物距增大,像距减小,像逐渐缩小,故该选项正确。
故答案为:D。
二、填空题(本大题共8个小题,每空1分,共20分)
16.智能汽车通过多种传感器感知环境,就像人类利用感觉器官认识世界一样。
(1)智能汽车的倒车雷达通过发射和接收声波来探测障碍物,这与蝙蝠通过   (填感觉类型中的一种)获取信息的方式相同。
(2)小明刚上车时,能闻到淡淡的香味,其中“香味”在   中形成,几分钟后香味似乎变淡了。这是因为嗅觉具有   。
【答案】(1)听觉
(2)大脑;适应性
【知识点】耳的结构与听觉的形成;鼻与嗅觉
【解析】【分析】(1)听觉的形成:蝙蝠通过发射和接收超声波(属于声波)来探测障碍物,这一过程利用的是听觉,声音信号经耳部结构传导后,在大脑中形成听觉感知。
(2)嗅觉的形成与特性:嗅觉是在大脑皮层的嗅觉中枢形成的;嗅觉具有适应性,即长时间接触某种气味后,嗅觉感受性会降低,导致气味似乎变淡。
【解答】(1)智能汽车的倒车雷达通过发射和接收声波来探测障碍物,这与蝙蝠通过听觉获取信息的方式相同。
(2)小明刚刚上车时,能闻到淡淡的香味,其中“香味”在大脑(嗅觉中枢)中形成,几分钟后香味似乎变淡了。这是因为嗅觉具有适应性。
17.我军新兵在搭乘军机赴训或进行火炮实弹射击训练时,都被要求掌握耳压平衡技巧:如做咀嚼、或吞咽动作。这些技巧的核心作用是强制   开放,以维持   内外气压的平衡。
【答案】咽鼓管;鼓膜
【知识点】耳的结构与听觉的形成
【解析】【分析】耳的结构与气压平衡:咽鼓管连通咽部和鼓室,能调节鼓室内的气压,使其与外界气压保持平衡;鼓膜位于外耳道和鼓室之间,需两侧气压平衡才能正常振动。
【解答】我军新兵在搭乘军机赴训或进行火炮实弹射击训练时,都被要求掌握耳压平衡技巧:如做咀嚼、或吞咽动作。这些技巧的核心作用是强制咽鼓管开放,以维持鼓膜内外气压的平衡。
18.为了解社区噪音情况,小宇用噪音监测仪记录了四个不同来源的声音波形,如甲、乙、丙和丁图所示。
(1)根据波形图可判断,波形图乙和丙显示的   相同,   (选填甲、乙或丙)响度最小。
(2)波形图丁杂乱无章,令人烦躁。小宇发现社区贴有禁止鸣笛的告示,这属于在   减弱噪声。
【答案】(1)响度;甲
(2)声源处
【知识点】噪声的危害和防止噪声的途径;响度及其与振幅的关系;音调、响度与音色的辨别
【解析】【分析】(1)声音的特性:响度由振幅决定,振幅越大,响度越大;音调由频率决定,频率越高,音调越高。从波形图看,波形的高度代表振幅,波形的疏密代表频率。
(2)减弱噪声的途径:在声源处减弱、在传播过程中减弱、在人耳处减弱。禁止鸣笛是阻止声音的产生,属于在声源处减弱噪声。
【解答】(1)根据波形图可判断,波形图乙和丙的振幅相同,所以响度相同;甲的振幅最小,所以甲响度最小。
(2)波形图丁杂乱无章,令人烦躁。小宇发现社区贴有禁止鸣笛的告示,这属于在声源处减弱噪声。
19.为确保游泳区安全,救生员需要打捞沉在水底的一块警示牌。
(1)救生员在岸上看到水底警示牌的位置比实际位置   (选填“深”或“浅”)。
(2)水面波光粼粼,是太阳光在水面发生   (选填“镜面反射”或“漫反射”)形成的。
(3)救生员下水打捞时,应该向他所看到警示牌位置的   (选填“下方”或“上方”)摸索,才能准确找到目标。
【答案】(1)浅
(2)镜面反射
(3)下方
【知识点】镜面反射与漫反射;光的折射规律;光的折射现象及应用
【解析】【分析】(1)光的折射规律:当光从水中斜射入空气中时,折射光线远离法线,折射角大于入射角。人眼逆着折射光线看去,会觉得物体的位置比实际位置浅。
(2)镜面反射和漫反射:镜面反射是指平行光线射到光滑表面上时反射光线也是平行的;漫反射是指平行光线射到粗糙表面上时反射光线向各个方向散射。水面光滑,太阳光在水面发生镜面反射,所以波光粼粼。
(3)光的折射成像:由于水底警示牌的光线折射后进入人眼,人看到的是虚像,虚像位置比实际位置浅,所以实际物体在虚像的下方。
【解答】(1)救生员在岸上看到水底警示牌的位置比实际位置浅,这是因为光从水中斜射入空气中时发生折射,人眼逆着折射光线看去,觉得物体位置变浅。
(2)水面波光粼粼,是太阳光在水面发生镜面反射形成的,因为水面比较光滑,平行光照射后反射光线也是平行的。
(3)救生员下水打捞时,应该向他所看到警示牌位置的下方搜索,才能准确找到目标,因为看到的是虚像,实际物体在虚像下方。
20.如图所示,在一只烧杯中装半杯水。现当水结冰后,在A端下方垫一个小木块C,使木板倾斜,则此时的折射光线会   旋转(填“顺时针”、“不会”或“逆时针”)。
【答案】顺时针
【知识点】光的折射规律;光的折射现象及应用
【解析】【分析】光的折射规律:光从一种介质斜射入另一种介质时,折射光线、入射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线两侧;当光垂直入射时,传播方向不变。本题中,木板倾斜后,入射光线的方向改变,进而影响折射光线的方向。
【解答】当在 A 端下方垫小木块 C 使木板倾斜时,入射光线的方向发生变化,相对于原来的入射情况,此时的折射光线会顺时针旋转。
21.一台显微镜的物镜焦距极短,将被观测物体置于物镜焦点   (选填“稍外”或“稍内”),从而生成一个   (选填“倒立放大的实像”或“正立放大的虚像”)。最终通过目镜形成一个   (选填“实像”或“虚像”)。
【答案】稍外;倒立放大的实像;虚像
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验;凸透镜成像的应用
【解析】【分析】(1)显微镜物镜的成像原理:显微镜的物镜焦距很短,当被观测物体置于物镜焦点稍外时,根据凸透镜成像规律,此时物距在一倍焦距和二倍焦距之间,会生成一个倒立放大的实像。
(2)显微镜目镜的成像原理:目镜相当于一个放大镜,将物镜所成的实像作为物体,置于目镜的焦点以内,最终通过目镜形成一个正立放大的虚像。
【解答】一台显微镜的物镜焦距极短,将被观测物体置于物镜焦点稍外,从而生成一个倒立放大的实像。最终通过目镜形成一个虚像。
22.中国空间站“天和”核心舱的圆形观察窗有两种开启方式:甲窗可沿舱壁平移,乙窗可绕中心轴旋转。(航天员在舱内正对关闭的窗户)
(1)若航天员将甲窗沿舱壁平移打开,他在甲窗玻璃中所成的像将    (选填“跟随窗户移动”或“相对于舱壁保持静止”)。
(2)若将乙窗向外旋转开启90°,则窗边缘标记点A 与其在玻璃中的像之间的距离将   (选填“变大”“不变”或“先变大后变小”),从舱内固定视角看,A点的像移动所经过的路径是    。
A.一条线段 B.四分之一圆弧 C.半圆弧 D.无法确定
【答案】(1)相对舱壁保持静止
(2)变大;C
【知识点】平面镜成像特点、原理和现象
【解析】【分析】(1)平面镜成像的特点:像与物体关于镜面对称,像与物体的连线垂直于镜面,像与物体到镜面的距离相等。
(2)当物体绕某一轴旋转时,其像也会绕对应的像轴做对称旋转,可根据旋转轨迹的形状进行判断。
【解答】(1)对于甲窗沿舱壁平移的情况,根据平面镜成像中像与物体关于镜面对称的特点,航天员的位置相对于舱壁不变,所以他在甲窗玻璃中所成的像相对于舱壁保持静止。
(2)若将乙图Q窗户从关闭状态向外打开到90°,像远离物体,距离变大;从舱内固定视角看,A的像绕着与A旋转轴相对称的轴做旋转,轨迹是半圆弧,故选C。
23.作为一款提词器产品的设计工程师,你需要确定其核心光学元件————镀膜玻璃与显示器的最佳相对位置。设计方案要求:演讲者能正视到竖直的文稿。根据光学原理,玻璃与显示器之间的夹角α应设计为   度。在光路测试中,演讲者通过玻璃看到正立的“世界义乌”,则此状态下显示器上真实显示的文字应为    。
【答案】45;B
【知识点】平面镜成像特点、原理和现象
【解析】【分析】(1)平面镜成像的特点:像与物体关于镜面对称,当像为竖直方向时,平面镜与物体(显示器)的夹角为45 。
(2)平面镜成像时,像与物体关于镜面对称,文字的像与原文字在上下、左右方向均对称,正立的像对应的原文字是上下颠倒且左右颠倒的。
【解答】(1)根据平面镜成像中像与物体关于镜面对称的原理,要使演讲者能正视到竖直的文稿像,玻璃与显示器之间的夹角α应设计为45度。
(2)由于平面镜成像时像与物体关于镜面对称,演讲者看到正立的 “世界义乌”,显示器上真实的文字需上下颠倒且左右颠倒,对比选项可知为B。
三、实验探究题(本大题共4小题,每空2分,共40分)
24.在航天工程中,如何监测火箭发动机的健康状态是一个重要课题。工程师设想通过分析发动机工作时发出的声音来实时诊断故障。据此设计以下模拟实验:
实验一:在抽成真空的密闭罐中放置一个正常工作的微型振动马达,如果将罐中的空气逐渐抽走,听到的声音越来越小。
实验二:故障特征频率提取。让一个齿轮组(模拟发动机正常状态)和一个同转速但带有缺损齿的齿轮组(模拟发动机故障状态)分别划过相同的硬纸片,通过计算机分析故障齿轮组产生的声音。
实验三:声波的能量效应。将一个小型扬声器的开口对准一个蜡烛。当扬声器发出特定频率的强声波时,观察现象。
(1)以上三个实验中,实验一表明   。
(2)从实验二得知:当齿轮缺损时,工程师听到声音的音调将 (选填“变低”或“变高”)。
(3)实验三表明:声音在空气中是以   的形式向远处传播的,声音具有   。
【答案】(1)声音的传播需要介质
(2)变低
(3)声波;能量
【知识点】声音传播的条件;声音产生的条件
【解析】【分析】(1)声音的传播需要介质,真空不能传声。当介质(如空气)逐渐减少时,声音的传播会受到阻碍,听到的声音会逐渐变小。
(2)音调由物体振动的频率决定,频率越高,音调越高;频率越低,音调越低。齿轮转动时,齿数越多,单位时间内振动次数越多,频率越高。当齿轮缺损时,单位时间内振动次数减少,频率降低。
(3)声音在空气中以声波的形式传播,声波具有能量,能够对物体产生作用。
【解答】(1)实验一中,将罐中的空气逐渐抽走,听到的声音越来越小,表明声音的传播需要介质,真空不能传声。
(2)实验二中,齿轮缺损时,单位时间内振动次数减少,频率降低,所以工程师听到声音的音调将变低。
(3)实验三中,扬声器发出特定频率的强声波时,蜡烛有明显现象,表明声音在空气中是以声波的形式向远处传播的,声音具有能量。
25.某兴趣小组在探究“平面镜成像特点”时,选用了较厚的玻璃板(P、Q两面均为平整的反射面,可作为平面镜使用)、两支完全相同的蜡烛A和B、白纸、笔、支架等器材,实验装置如图甲所示。
经多次改变蜡烛A 的位置,认真测量并记录了对应数据,如表所示:
实验序号 1 2 3 4
物距u/ cm 4.2 5.0 6.8 10.0
像距 v/ cm 3.7 4.5 6.3 9.5
(1)用玻璃板代替平面镜的目的是    。
(2)实验探究的步骤正确的顺序是   。
A、移动点燃的蜡烛到另一位置,重做上述的实验,在纸上记录物与像的位置B、B';C、C'
B、拿另一支没有点燃的蜡烛,竖立着在玻璃板后面移动,直到它与前面的蜡烛的像完全重合。在纸上记下该蜡烛的位置A'
C、在水平桌面上铺一张白纸,将一块玻璃板竖立在纸上,在纸上记下玻璃板的位置
D、选取两支大小相同的蜡烛,把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面,在纸上记下蜡烛的位置A
(3)实验时,若蜡烛以0.01m/s的速度向玻璃板靠近,此过程中蜡烛在玻璃板中的像相对蜡烛的速度是   m/s, 像的大小   (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)分析表中实验数据,小明发现平面镜成像中:物到镜面的距离不等于像到镜面的距离。请分析小明得出上述结论的原因   。
【答案】(1)便于确定像的位置
(2)CDBA
(3)0.02;不变
(4)把A'到Q的距离当成了像距
【知识点】平面镜成像特点、原理和现象
【解析】【分析】(1)平面镜成像实验中,玻璃板的特点:玻璃板是透明的,既能反射光成像,又能透过光看到玻璃板后面的物体,便于确定像的位置。
(2)平面镜成像实验的步骤逻辑:实验应先搭建实验装置,再放置物体,确定像的位置,最后多次实验获取普遍规律。
(3)平面镜成像的特点:像与物体关于镜面对称,像与物体的大小相等,像与物体到镜面的距离相等;速度方面,物体靠近镜面的速度与像靠近镜面的速度相同,所以像相对物体的速度是物体速度的 2 倍。
(4)厚玻璃板的成像特点:厚玻璃板有两个反射面(P、Q 面),都会成像,若测量时混淆了像到不同反射面的距离,就会导致物距和像距不相等。
【解答】(1)用玻璃板代替平面镜,因为玻璃板透明,能透过它看到后面的蜡烛,从而便于确定像的位置。
(2)实验步骤应先在水平桌面铺白纸,竖立玻璃板并记录位置(C);再选取两支相同蜡烛,将点燃的蜡烛放在玻璃板前并记录位置 A(D);然后拿未点燃的蜡烛在玻璃板后移动,直到与像重合,记录像的位置 A'(B);最后多次改变蜡烛位置重复实验(A)。所以正确顺序是 CDBA。
(3)蜡烛以0.01m/s的速度向玻璃板靠近,像也以0.01m/s的速度向玻璃板靠近,所以像相对蜡烛的速度0.01m/s+0.01m/s=0.02m/s;
根据平面镜成像特点,像的大小与物体大小相等,所以像的大小不变。
(4)由于玻璃板较厚,有 P、Q 两个反射面,小明错误地把 A'到 Q 面的距离当成了像距,而实际应测量 A'到 P 面的距离,所以得出物到镜面的距离不等于像到镜面的距离的错误结论。
26.小科同学在清洗圆柱形玻璃杯时,发现水平注视杯壁时,能看到杯底的字;但当视线从杯侧壁向下倾斜到一定角度时,杯壁反而像镜子一样映出了侧面的景物,看不到杯底的字了,他猜想这与光的全反射有关。为了验证猜想,他利用半圆形玻璃砖、激光笔和量角器进行了实验,如甲、乙、丙图,数据计入表格中。
实验次数 入射角 i/° 折射角 r/° 观察现象
1 20 33 有折射光,有反射光
2 30 50 有折射光,有反射光
3 40 77 有折射光,有反射光
4 42 / 无折射光线
(1)小科认为:当恰好发生全反射时,折射角    (选填“大于”、“等于”或“小于”)90°。
(2)分析实验数据可知,光从玻璃射向空气时,发生全反射的临界角大约是    。
(3)小科由此想到了老师课上讲解的光导纤维模型,如图丁所示。请用探究出的原理解释光导纤维现象:当光在光导纤维中,不断的经内芯    而向前传播,就像是被“困”在了里面。
(4)小科猜想:根据光路的可逆性,光从空气斜射入玻璃中也可以出现全反射现象。你认为小科的猜想对不对    为什么    。
【答案】(1)等于
(2)42
(3)反射
(4)不对;当光从空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角
【知识点】光的反射
【解析】【分析】(1)全反射的概念:当光从光密介质射向光疏介质时,入射角增大到某一角度,折射角达到90 °
时,折射光完全消失,只剩下反射光,这种现象叫全反射。此时的入射角叫临界角。
(2)临界角的判断:当入射角增大到使折射角等于90 °时的入射角就是临界角,可通过实验数据中折射光消失时的入射角判断。
(3)光导纤维的原理:光导纤维由内芯和外芯组成,内芯的折射率比外芯大,光在其中传播时,不断发生全反射,从而将光 “困” 在里面向前传播。
(4)光路可逆与全反射的条件:全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质,且入射角大于等于临界角;而光从空气斜射入玻璃时,是从光疏介质射向光密介质,折射角小于入射角,不会出现全反射。
【解答】(1)当恰好发生全反射时,折射角等于90 °。
(2)分析实验数据,当入射角为42 °时,无折射光线,说明此时发生全反射,所以光从玻璃射向空气时,发生全反射的临界角大约是42 °。
(3)光导纤维中,内芯的折射率大于外芯,光在光导纤维中不断经内芯反射而向前传播,就像是被 “困” 在了里面。
(4)小科的猜想不对。因为全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质,而光从空气斜射入玻璃时,是从光疏介质射向光密介质,折射角小于入射角,不会出现全反射现象。
27.小明利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像的规律:
(1)小明将蜡焰、凸透镜和光屏三者的中心放置于同一高度上,但不管怎么左右移动光屏,光屏上始终没有成像,这是因为:   。
(2)小明将蜡烛移至光具座20cm刻度线处,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,如图1所示。则该像是倒立、   的实像。生活中的   (选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”)就是利用这种成像规律工作的。
(3)从该实验可以得出该凸透镜的焦距可能是(  )
A.14cm B.7cm C.10cm D.无法确定
(4)在学习“凸透镜成像的规律”后,小明开展“自制校标 logo投影灯”的项目化学习活动。
【评价优化】某小组的设计作品如图2所示。
设计作品说明:
1.各原件都用热熔胶进行固定。
2.图上字母表示鞋盒与固定材料连接处。
投影灯评价量表(部分)
评价指标 达标 待改进
指标一 结构 结构完整 结构不完整
指标二 像的大小 像的大小可调 像的大小无法调节
指标三 像的清晰度 像的清晰度可调 像的清晰度无法调节
请你根据图甲和评价量表,对此作品在指标二作出评价,并说明原因。
评价:    ; 原因:    。
【答案】(1)蜡烛在一倍焦距上,不成像
(2)缩小;照相机
(3)A;C
(4)待改进;像的大小无法调节
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【分析】(1)凸透镜成像规律:当物距等于一倍焦距时,不成像;当物距小于一倍焦距时,成正立、放大的虚像,虚像不能在光屏上呈现。
(2)凸透镜成像规律:当物距大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,照相机就是利用这一规律工作的。
(3)凸透镜焦距的判断:根据凸透镜成像时物距和像距的关系,结合成像规律判断焦距的范围。
(4)凸透镜成像中像的大小调节:像的大小与物距和像距有关,改变物距或像距可以调节像的大小。
【解答】(1)当蜡烛在一倍焦距上时,根据凸透镜成像规律,此时不成像,所以不管怎么移动光屏,光屏上始终没有成像。
(2)由图可知,物距u=50cm 20cm=30cm,像距v=65cm 50cm=15cm,物距大于像距,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、缩小的实像,生活中的照相机就是利用这种成像规律工作的。
(3)由(2)可知,u=30cm>2f,f2f、f<15cm<2f,解得
7.5cm(4)评价:待改进;
原因:该设计中透明校标和凸透镜的位置固定,无法改变物距,也无法改变像距,所以像的大小无法调节。
四、作图题(本大题共2小题,每小题2分,共4分)
28.一条鱼(用“●”表示)在一个大型水族箱的A 处,水族箱下的小明看到鱼的像 A'(用“●”表示),请在图中画出小明看到 A 的大致光路图。(水族箱玻璃的厚度不计)
【答案】
【知识点】光的折射规律;光的折射现象及应用;作光的折射光路图
【解析】【分析】人能看到物体是因为物体的光进入了人的眼睛,根据光从水中斜射入空气中时折射角大于入射角的规律分析解答。
【解答】人能看到水中的鱼A是因为鱼反射的光由水进入空气再射入人的眼睛,光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角(折射光线远离法线),人逆着折射光线沿直线看到的是鱼A的像A'。
如图:
29.野战激光通讯系统中,为了绕过障碍物,需要改变光束的方向。如图所示,凸透镜水平放置,其主光轴水平。一块与主光轴成 45°的平面镜临时架设,用于将来自上方的竖直激光信号反射至透镜。请画出该光束经平面镜反射后,再经过凸透镜折射的光路图,并标注光线方向。
【答案】
【知识点】光的反射定律;作光的反射光路图;透镜的光路图
【解析】【分析】(1)光的反射定律:反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。
(2)凸透镜的特殊光线:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点。
【解答】过平面镜的入射点作垂直于镜面的法线,已知入射光线竖直向下,镜面与主光轴成45 ,则入射角为45 ,根据反射角等于入射角,画出反射光线,使反射光线水平向左(平行于凸透镜主光轴)。
该反射光线平行于凸透镜主光轴,根据凸透镜的特殊光线规律,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点,因此画出折射光线过凸透镜的焦点F,并标注光线方向。
如图:
五、解答题(本题共2小题,第1小题2分,第2小题4分,共6分)
30.如图,在公路的某区间测速校准点,交管部门使用固定式超声波测速装置对车辆进行速度监测。其原理是:测速仪连续两次向车辆发射超声波脉冲,并接收从车辆反射回来的信号,通过两次信号的时间差计算车速。已知两次超声波发射的时间间隔固定为0.9s。
测速装置发出第一次超声波后,经0.3s接收到第一次信号;发出第二次超声波后,经0.2s接收到第二次信号。假设声音的速度为340m/s,请计算:
(1)当测速装置发射的第一次超声波碰到车辆时,车辆距离检测装置多少米
(2)该车辆行驶的速度为多少 m/s
【答案】(1)车辆与检测装置的距离:
(2), ,
【知识点】速度公式及其应用;平均速度的计算及测量
【解析】【分析】(1)速度公式:速度v等于路程s除以时间t,即 ,可用于计算超声波传播的路程。
(2)运动物体速度的计算:需要先确定物体运动的路程和对应的时间,再利用速度公式计算。

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