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【暑期自主学习】浙教版八年级上册科学第一章综合练习（含解析）
一．选择题（共15小题）
1．下列是观察对岸的树木在水中倒影的光路图，正确的是（　　）
A． B．
C． D．
2．用玻璃板作为平面镜，使蜡烛的像成在装满水的烧杯中，就能观察到“蜡烛在水中燃烧”（如图甲）。若蜡烛的像位置如图乙所示，要使像移到烧杯中，仅移动玻璃板，则移动的方向应是（　　）
A．① B．② C．③ D．④
3．如图是小科探究光的反射定律和相关实验的过程。下列叙述正确的是（　　）
A．图甲中应选用光滑的硬纸板
B．图甲中∠EOM是入射角
C．图乙中反射光不存在
D．图丙、甲中现象说明光路是可逆的
4．周末，小科一家到丽江边游玩。妈妈拍照时，小科正在欣赏美景：对岸树木的倒影、水中的鱼“影”……，此时地面上留下了他的身影。关于“影”的形成原理，下列说法不正确的是（　　）
A．妈妈的摄“影”——光的折射
B．树木的倒“影”——光的反射
C．水中的鱼“影”——光的反射
D．小科的身“影”——光的直线传播
5．下列是一些常见的光学实验，其中实验设计与实验目的不相符的是（　　）
A．图甲：将右侧背景板向后折，是为了探究反射光线与入射光线、法线是否在同一平面上
B．图乙：用茶色玻璃代替平面镜，是为了便于确定像的位置
C．图丙：抬起木板的B端使杯子倾斜，可研究光从空气射入水中时折射角随入射角大小变化规律
D．图丁：改变小孔形状，是为了研究像的形状与小孔的形状是否有关
6．喷水鱼因特殊的捕食方式而得名，能喷出一股水柱，准确击落空中的昆虫作为食物。下列各图中能正确表示喷水鱼看到昆虫像的光路图的是（　　）
A． B．
C． D．
7．如图表示太阳光经三棱镜折射的色散实验，图中①②分别表示红外线和紫外线所在区域。下列说法不正确的是（　　）
A．太阳光是由多种色光混合而成的复色光
B．太阳光经三棱镜折射后，紫光的偏折程度小于红光
C．①区域的光具有热效应
D．②区域的光无法用肉眼观察
8．实验室备有甲、乙、丙三个凸透镜，三个实验小组分别用这三个凸透镜探究凸透镜成像规律，实验时，当蜡烛到透镜的距离都为12cm时，甲、乙、丙三透镜分别成缩小的实像、放大的虚像、放大的实像，则这三个透镜的焦距f甲、f乙、f丙的大小关系为（　　）
A．f甲＞f乙＞f丙 B．f乙＞f丙＞f甲
C．f乙＞f甲＞f丙 D．f丙＞f乙＞f甲
9．为满足特殊人群的需求，有一种眼镜的镜片可以改变（如图甲），它的改变是通过在透明的薄膜中注入或抽出光学液体来实现。图乙是某人看远处物体时的成像情况，此时该人的视力缺陷和矫正时应选择的镜片是（　　）
A．近视眼，镜片Ⅰ B．近视眼，镜片Ⅱ
C．远视眼，镜片Ⅰ D．远视眼，镜片Ⅱ
10．如图是耳的结构示意图，下列关于耳的描述，不正确的是（　　）
A．遇到巨响时，如果处理不当，最容易损伤耳的结构①
B．飞机起降前，乘客咀嚼口香糖可保持④两侧的气压平衡
C．生活中一些人晕车、晕船，这是由于②和③过于敏感造成的
D．鼻咽喉感染病菌后，病菌可通过⑤到达中耳，引发中耳炎
11．如图，小敏在家中做凸透镜成像实验，墙上出现一个倒立缩小清晰的像。下列说法正确的是（　　）
A．墙上所成的烛焰像是虚像
B．手和透镜的影子是光的反射形成的
C．若透镜不动，蜡烛远离透镜，手和透镜的影子大小不变
D．若蜡烛不动，透镜靠近蜡烛，能再次呈现清晰的烛焰像
12．小明对下列光学成像进行了分析，判断正确的是（　　）
①平面镜成像；
②小孔成像；
③放大镜的像；
④幻灯机屏幕上所成的像；
⑤照相机的像。
A．反射成像的有①②④ B．折射成像的有③④⑤
C．属于实像的是①③⑤ D．属于虚像的是②③④
13．科研人员用低音频灭火装置进行灭火试验如图所示，装置通过发出30～60Hz的低频声波，在短短数秒之内就扑灭了火焰。关于低音频灭火装置下列说法不正确的是（　　）
A．低音频灭火装置发出的声音人耳也可以听到
B．声波可以灭火说明声波能传递能量
C．低音频灭火装置也需要振动发声
D．装置发出的低频声波指的是其发声的响度
14．如图甲测凸透镜的焦距，如图乙“探究凸透镜成像的规律”，实验过程中小徐同学将蜡烛分别放在甲、乙、丙、丁不同的位置（图甲和图乙中的透镜相同），下列说法正确的是（　　）
A．由图甲可知凸透镜的焦距是5.0cm
B．图乙四个位置中，移动光屏，4个位置上的蜡烛都可以在光屏上成像
C．将蜡烛放在丙位置，若凸透镜上有一个泥点，则在光屏上不会出现泥点的影子
D．将蜡烛放在乙位置，光屏应向左移动才能找到清晰的像，此时成放大的像
15．小宁学习光学知识后，整理了如图所示的知识结构图。小宁补全后应为（　　）
A．①凸面镜②光的直线传播③正立虚像
B．①凸透镜②光的直线传播③正立虚像
C．①凸透镜②光的直线传播③正立实像
D．①凸透镜②光的色散③正立实像
二．填空题（共9小题）
16．学习科学要学会利用书籍的信息进行反思，并从中获取新的信息。
（1）关于声音的速度，课本上是这样描述的：“15℃时空气中的传播速度是340m/s”。从描述中我们可以得到：声音的传播速度与温度和 　 　 有关；
（2）借助示波器，可以观察到不同声音的波形。如图是两个不同的发声体A和B发出的音调和响度不同的波形示意图，其中发声体 　 　 的音调高；
（3）运用声呐系统向海底发射超声波可以探测海洋深度，超声波声呐 　 　 （选填“能”或“不能”）
用于太空测距（比如地球与月球的距离）。
17．如图甲所示，医生在为患有近视眼的小红同学检查视力，小红观看的是平面镜中视力表的像，她离视力表像的距离应是 　 　 m，同时小红看到她的电子表在平面镜中成的像为乙图，它的实际时间是 　 　 。当小红检查完视力后慢慢面镜，她自己在平面镜中的像的大小 　 　 。（选填“变大”“变小”或“不变”）
18．如图所示为光从空气射向玻璃时发生折射的光路图，由图可知，折射光线是 　 　 ，入射角是 　 　 度。界面的 　 　 （选填“上”“下”“左”“右”）侧是空气。
19．（1）每一位同学都能看到老师写在黑板上的粉笔字可用　 　 图（填“甲”或“乙”）解释。
（2）一只小鸟在平静的湖面上飞过，湖深2米，当小鸟距水面5米时，小鸟在湖面的“倒影”距小鸟　 　 m。
20．如图，新冠疫情期间为加强校园安全管理，在校门口安装红外监控摄像机，从而快速检测学生体温是否正常。摄像头与我们生活中的 　 　 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的成像原理相同，镜头所用透镜与 　 　 （选填“近视眼镜”或“远视眼镜”）镜片相同，当人逐渐靠近拍摄时，所成的像将 　 　 （选填“变大”、“变小”或“不变”）
21．受新冠肺炎疫情的影响，各学校开展了线上教学。有同学没有注意保护眼睛，导致视力下降。
（1）如图甲所示，视力正常的人看远近不同物体时能实现眼睛自动变焦，使物体成像在 　 　 上。分析两种情形的焦距大小，看近处时的焦距 　 　 看远处时的焦距。
（2）全飞秒近视手术应用了新一代近视矫正技术。如图乙所示，削去眼角膜上的一部分组织并从切口取出，从而使角膜相当于一个 　 　 镜，达到矫正近视的目的。
（3）与手术前相比，用全飞秒近视手术矫正视力后，以下会发生改变的是 　 　 （填序号）。
1、物体成像的位置；
2、眼球折光系统的焦距；
3、经过眼球折光系统所成像的性质
22．如图所示，一束光在空气和玻璃两种介质的界面上同时发生反射和折射（图中入射光线、反射光线和折射光线的方向均未标出），其中折射光线是 　 　 ，入射角等于 　 　 度。
23．如图所示是一种液面升降监测装置原理图。点光源S发出的一束激光与水平液面成50°角射向平静的液面，则反射角是 　 　 °；光经液面反射后射到液面上方水平标尺上的S′点，当液面下降时，反射角大小将 　 　 （选填“变大”、“变小”或“不变”），光点S′将 　 　 （选填“向左”“向右”或“不会”）移动。
24．如图甲是形状相似的三个钢笔笔套，它们的唯一不同就是长度不一样，小科同学发现：从左往右依次口吹这三个笔套时，发出声音的音调越来越低，请回答下列问题：
（1）吹笔套时发出声音，是由于 　 　 振动产生的。
（2）小科在课余时间利用相同的科学原理制作了一个竹笛如图乙，在竹管开口①处向管内吹气时，竹笛可以发出美妙的笛声，推拉铁丝环⑥时，可以改变笛声的音调，则当布团⑤分别位于a、b、c三个位置时，竹笛发声音调最低的位置是 　 　 （选填“a”、“b”或“c”）。
三．实验探究题（共4小题）
25．在学习“凸透镜成像的规律”后，某校科学兴趣小组的同学针对“手机视频app投屏需要收费”开展“自制手机投影仪”的项目化学习活动。
【投影原理】凸透镜成像规律
【实验材料】凸透镜、内部涂黑的硬纸盒（规格：28cm×20cm×12cm）、纸板、胶水、剪刀等。
【透镜选择】
（1）实验需要选择焦距合适的凸透镜，如图所示是利用太阳光测量凸透镜焦距的方法，其中最合理的是 　 　 。
根据合理的方法，小组同学测出了实验材料所提供的凸透镜的焦距为30cm。
【产品制作】将凸透镜固定在硬纸盒的一侧，并在纸盒中卡入纸板便于放置手机，纸板可在纸盒内前后移动。产品实物图及原理图如图所示。
【产品调试】
（2）调试①：为了使投影仪使用过程中具有良好的观影效果，手机应该选择 　 　 （填“甲”或“乙”）的放置方式。
（3）调试②：小东同学建议选择光滑的白板作为屏幕，而小阳同学建议选择白墙作为屏幕。你赞成谁的建议？并说明理由 　 　 。
【产品评价】以下表格为该小组同学制定的部分评价量表。
“自制手机投影仪设计”评价量表
评价指标 优秀 合将 待改进
指标一 设计合理，结构完整 结构较完整 结构不完整，有缺失
指标二 能模拟投影仪成像，成像清晰 能模拟投影仪成像，但成像效果一般 无法模拟投影仪成像
（4）兴趣小组的同学根据评价量表对某同学自制的投影仪进行评价，“指标一”评为优秀，“指标二”评为待改进。请结合凸透镜成像规律的相关知识，你认为该同学自制的投影仪还需要进行的改进是：　 　 。
26．某科学兴趣小组用如图所示装置研究平面镜成像特点。探究像距与物距关系时的实验步骤如下：
①在水平桌面上铺上白纸，将玻璃板竖立在白纸中间位置，记下玻璃板的位置；
②将点燃的蜡烛放在玻璃板前面，再拿另一支大小相同的未点燃的蜡烛竖立在玻璃板后面移动，直到看上去它跟玻璃板前面那支蜡烛的像完全重合，用笔记下两支蜡烛的位置；
③移动点燃的蜡烛到另一个位置，重复上述实验；
④用直线连接每次实验中的蜡烛和它的像的位置，用刻度尺测量出每次的物距和像距，记录数据如表。
次数 物距/cm 像距/cm
1 5.0 5.0
2 8.0 8.0
3 12.0 12.0
（1）等效替代法是指在研究中，因实验本身的限制，要用与实验对象具有相似或共同特征的对象来替代的方法。本实验中用到的等效替代法具体体现在 　 　 。
（2）分析表格中的数据，可得出的结论是 　 　 。
（3）实验中，有同学用一张白纸挡在玻璃板和像之间，你认为该同学还能观察到蜡烛的像吗？并说出你的理由。 　 　 。
27．为探究光的反射规律，小科进行如图所示的实验。将平面镜水平放置于桌面上，E、F是两块可以绕接缝ON翻折的白色硬纸板。
实验次数 1 2 3
入射角 60° 45° 30°
反射角 60° 45° 30°
（1）如图甲所示，白色硬纸板应当与平面镜 　 　 。
（2）小科多次改变入射光的方向并描绘光的传播路径，用量角器量出每组反射角与入射角的大小并记入表格，可得结论：反射角与入射角大小 　 　 。
（3）小科将纸板F绕垂直于镜面ON向后转动，在纸板F上不能看到反射光，请说明原因 　 　 若入射光线AO绕O点顺时针旋转，将观察到反射光束OB在平面镜中所成的像绕O点 　 　 时针旋转。
（4）如图乙所示，一束光经水平放置的平面镜反射后在天花板上形成光斑，水平向右移动平面镜，观察到光斑位置的变化情况是 　 　 。
28．小闻同学按如图所示将四个相同的玻璃瓶里装水，水面高度不同。用嘴贴着瓶口吹气，如果能分辨出“do（1）、re（2）、mi（3）、fa（4）”四个音阶，就能探究出“音调与空气柱长短的关系”。请回答下列问题：
（1）小闻同学对瓶吹气时会引起 　 　 振动；
（2）小闻同学分辨出A、B、C、D四个瓶子中发出的声音分别对应do（1）、re（2）、mi（3）、fa（4）四个音阶，可以得出的结论是：　 　 ；
（3）如果改用筷子敲打瓶子，那么音调从高到低的排序为 　 　 （填瓶子序号）；
（4）小闻同学利用同一个声音传感器将实验过程中三次敲打瓶子产生的波形图拍了下来，如图所示，则下列说法正确的是 　 　 。
A．三次实验小闻是用不同大小的力度敲击了同一个瓶子
B．三次实验小闻是用相同的力度敲击了不同的瓶子
C．甲、乙两图对应的实验中，瓶子振动的快慢相同
D．三次实验，小闻敲击瓶子产生的声音音色相同
四．解答题（共4小题）
29．根据回声定位的原理，科学家发明了声呐，利用声呐系统，人们可以探知海洋的深度，绘出水下数千米处的地形图。
（1）一艘科考船对某海域的海底形状利用声呐系统进行了测绘。具体方法：在经过该海域水平面等间距的A、B、C、D、E五个位置时，向海底定向发射超声波，测得回收信号的时间分别为0.30s、0.16s、0.30s、0.14s、0.30s。根据时间，求出海底与海平面的距离，就可以绘出海底的大致形状。则该海域海底的大致形状如图中的 　 　 。
（2）“蛟龙”号是我国首台自主设计、自主集成的载人潜水器，上面装有声呐，可以利用回声测量水深。如果声音在水中的传播速度为1500m/s，“蛟龙”号在某海域向水面的母船发出声音1.6s后接收到了回声，则“蛟龙”号已经下潜的水深为多少米？
（3）超声波声呐能不能用于太空测距（比如地球与月球的距离）？请说说你的理由 　 　 。
30．生活中有许多神奇的科学现象。如图甲，一个透明的薄壁水槽底部有一个印花P，现在往水槽中缓缓注水，人在A处观察印花（如图甲）。开始时，能够看到印花（如图乙），但当水位升高到一定高度后，发现印花“消失”了，即人在A处看不见印花了（如图丙），查阅资料：当光从水斜射向空气时，光路会在空气和水的交界面处发生偏折，如图丁，当不断改变入射光线的角度，其对应的反射角和折射角大小如下表：
入射角α/° 10 20 30 40 45 48 50 60
反射角β/° 10 20 30 40 45 48 50 60
折射角θ/° 13 27 42 59 71 82 — —
注：表中“—”表示此时折射光线消失。
请结合材料信息及所学知识解释：当水槽中水位较低时能观察到印花，而水位升高到一定高度时印花“消失”的原因。
31．为响应国家节能减排的号召，现向广大同学征集——为学校设计《地下球馆补充采光项目图纸》。地下球馆的篮球场是最热门的区域，为保证篮球场有充足的光照，小海使用平面镜改变光路，如图甲所示。
小滨提出小海的方案中光线直接进入人眼会造成眩晕，并给出方案乙：先使用平面镜改变光路后，让光线斜射到球场顶端，再经过漫反射后再照射到篮球场，光路如图乙所示。
（1）【项目设计】为保证篮球场有充足的光照，同学们设计了图甲的方案，该方案主要依据反射定律，使用平面镜改变光路。对反射定律的研究，老师给出了如图丙所示的装置，该装置将纸板倾斜放置，让光线贴着纸板A沿EO方向射向镜面，　 　 （选填“能”或“不能”）在纸板B上看到反射光纤。此时反射光线与入射光线　 　 （选填“在”或“不在”）同一平面内。
（2）【设计改进】在后续讨论中，兴趣小组同学发现图甲方案中镜面反射光线直接进入人眼会造成眩晕。因此对图甲方案进行了改进：先使用平面镜改变光路后，让光线斜射到球场顶端，再经过漫反射后照射到篮球场，如图乙所示。图乙中漫反射区域的墙面有何要求。　 　 。（写出两点）
（3）【设计优化】为了使设计更加完善，现向同学们征集改进方法。请描述待改进细则，并给出相应的改进方法。
《地下球馆补充采光项目改进方案征集表》
待改进细则 改进方法
环境光线较弱时，室内补光不足。 增加平面镜
雨水可能通过采光井进入地下球场。 在井口安装透光玻璃
　 　 　 　
（4）【迭代更新】使用专门的光导纤维，将太阳光引导到地下室。这些光导纤维可以是玻璃或塑料材料制成，具有高度透明性，以确保光线有效地传输到地下球馆。
32．“海市蜃楼”是一种与光学有关的自然现象，如图甲是海面上形成“海市蜃楼”的图解。
【资料1】光从一种物质斜射入另一种物质时，传播方向会发生改变，而人的视觉总是感到物像是来自直线方向上的。
【资料2】如图乙所示，光从密度较大的介质斜射入密度较小的介质时，会偏离法线而改变传播方向。
【资料3】海面上的下层空气温度低，在一定的高度内，高度越高，温度越高，空气的密度越小请根据以上提供的资料和所学光学知识对“海市蜃楼”现象做出解释。
【暑期自主学习】浙教版八年级上册科学第一章综合练习（含解析）
参考答案与试题解析
一．选择题（共15小题）
1．下列是观察对岸的树木在水中倒影的光路图，正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【分析】首先确定光的传播方向，然后根据倒影属平面镜成像现象，其原理是光的反射，对各个图进行分析。
【解答】解：
树木在水中倒影，是因为来自岸上树木的光线斜射到水面上发生反射，反射光线进入眼睛，所以才能观察到对岸的树木在水中的倒影，故B正确，
ACD、图中光线来自水中，且光是直线传播或发生光的折射，故ACD错误。
故选：B。
【点评】本题考查平面镜成像特点及光的反射原理，要会应用平面镜成像的特点分析解决实际问题。
2．用玻璃板作为平面镜，使蜡烛的像成在装满水的烧杯中，就能观察到“蜡烛在水中燃烧”（如图甲）。若蜡烛的像位置如图乙所示，要使像移到烧杯中，仅移动玻璃板，则移动的方向应是（　　）
A．① B．② C．③ D．④
【分析】平面镜成像中，像与物体到平面镜的距离相等。
【解答】解：平面镜成像中，像与物体到平面镜的距离相等，要使像移到烧杯中，需要增大蜡烛到玻璃板的距离，故③符合题意。
故选：C。
【点评】本题考查的是平面镜成像的特点，属于基础题。
3．如图是小科探究光的反射定律和相关实验的过程。下列叙述正确的是（　　）
A．图甲中应选用光滑的硬纸板
B．图甲中∠EOM是入射角
C．图乙中反射光不存在
D．图丙、甲中现象说明光路是可逆的
【分析】（1）实验中为了能显示光路，硬纸板上应该发生漫反射；
（2）入射角是入射光线与法线之间的夹角；
（3）反射光线、入射光线和法线在同一平面内；
（4）在光的折射中，光路是可逆的。
【解答】解：
A、当光线照射到硬纸板上时，为了能看清光路，需要硬纸板发生漫反射，所以硬纸板的表面要粗糙一些，故A错误；
B、根据入射角的定义可知，图甲中∠EON是入射角，∠EOM是入射光线与镜面之间的夹角，故B错误；
C、纸板的右半部分向后折，此时看不到反射光线，但反射光线是存在的，故C错误；
D、由图可知，当光线逆着反射光线射入时，会逆着入射光线射出，这表明在光的反射中，光路是可逆的，故D正确。
故选：D。
【点评】此题是探究光的反射定律的内容；要掌握光的反射定律的内容，知道反射光线、入射光线、法线在同一平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。同时考查了光路的可逆性。
4．周末，小科一家到丽江边游玩。妈妈拍照时，小科正在欣赏美景：对岸树木的倒影、水中的鱼“影”……，此时地面上留下了他的身影。关于“影”的形成原理，下列说法不正确的是（　　）
A．妈妈的摄“影”——光的折射
B．树木的倒“影”——光的反射
C．水中的鱼“影”——光的反射
D．小科的身“影”——光的直线传播
【分析】（1）“摄影”，即利用照相机照相，是利用凸透镜成像，属于光的折射。
（2）“倒影”属于平面镜成像，是光的反射原理。
（3）水中鱼上反射的光从水中斜射入空气中时，发生折射，折射光线远离法线，当人逆着折射光线的方向看时，看到的是鱼的虚像；
（4）影子的形成、日月食以及小孔成像都是光沿直线传播形成的。
【解答】解：
A、妈妈的摄“影”，属于凸透镜成像，是由光的折射形成的，故A项说法正确；
B、树木的倒“影”，属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故B项说法正确；
C、水中的鱼“影”，水中鱼上反射的光从水中斜射入空气中时，发生折射，折射光线远离法线，当人逆着折射光线的方向看时，看到的是鱼的虚像，即鱼“影”是由光的折射形成的，故C项说法错误；
D、小科的身“影”，是由于光的直线传播形成的，故D项说法正确。
故选：C。
【点评】本题主要考查了光现象中的几种“影”，在学习过程中要注意区分。熟练掌握其原理；对于生活中的现象要善于分析和总结，达到学以致用的目的。
5．下列是一些常见的光学实验，其中实验设计与实验目的不相符的是（　　）
A．图甲：将右侧背景板向后折，是为了探究反射光线与入射光线、法线是否在同一平面上
B．图乙：用茶色玻璃代替平面镜，是为了便于确定像的位置
C．图丙：抬起木板的B端使杯子倾斜，可研究光从空气射入水中时折射角随入射角大小变化规律
D．图丁：改变小孔形状，是为了研究像的形状与小孔的形状是否有关
【分析】（1）要验证反射光线与入射光线是否在同一平面上，可以通过让两个纸板不在同一平面上来研究；
（2）用玻璃板代替平面镜，同时能看到镜前物体的像，又能看到物体的像，便于确定像的位置，便于比较物像大小关系；
（3）根据水面的变化分析；
（4）根据控制变量法分析。
【解答】解：A．甲图：将右侧背景板向后折，是为了探究反射光线、法线和入射关系是否在同一平面上，故A不合题意；
B．乙图：玻璃是透明的，既可以让物体在里面成像，又可以通过玻璃看到后面移动的物体，从而找到像的位置，故B不合题意；
C．丙图：抬起B端，水面仍然是水平的，无法研究光从空气射入水中时折射角大小的变化，故C符合题意；
D．丁图：根据控制变量法，改变小孔形状，其他因素不变，是为了研究像的形状与小孔的形状是否有关，故D不合题意。
故选：C。
【点评】本题考查探究反射定律中有关问题、平面镜成像特点、光的折射、小孔成像及其应用等多个知识点，要求在实验过程中要认真观察、认真思考，提高自己的分析问题的能力。
6．喷水鱼因特殊的捕食方式而得名，能喷出一股水柱，准确击落空中的昆虫作为食物。下列各图中能正确表示喷水鱼看到昆虫像的光路图的是（　　）
A． B．
C． D．
【分析】光的折射定律：折射光线、入射光线、法线在同一个平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，当光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角；当光由水中或其它透明介质斜射进入空气中时，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角，完成折射光路图。
【解答】解：
射水鱼在水中看到水面上方的昆虫等猎物，是因为水面上方的昆虫等猎物“发出”的光射向水面，发生折射，再进入射水鱼的眼睛中，因此光的传播路线是由空气→水中，故AB错误；
根据光的折射定律可知，光从空气中斜射入水中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角，所以C正确，D错误。
故选：C。
【点评】本题常出现的问题是不能确定折射点，在两种介质的界面上，折射和反射同时发生时，要根据反射定律作出反射光线，根据折射定律作出折射光线。
7．如图表示太阳光经三棱镜折射的色散实验，图中①②分别表示红外线和紫外线所在区域。下列说法不正确的是（　　）
A．太阳光是由多种色光混合而成的复色光
B．太阳光经三棱镜折射后，紫光的偏折程度小于红光
C．①区域的光具有热效应
D．②区域的光无法用肉眼观察
【分析】（1）太阳光是由七种单色光复合而成的。
（2）太阳光经过三棱镜后，红光的偏折程度最小，紫光的偏折角度最大。
（3）红外线的主要特征是热效应。
（4）紫外线的主要特征是化学效应；红外线和紫外线是两种看不见的光。
【解答】解：A、太阳光是由多种色光混合而成的复色光，故A正确；
B、太阳光经三棱镜折射后，紫光的偏折程度大于红光，故B错误；
C、①区域的光是红外线，具有热效应，故C正确；
D、②区域的光是紫外线，无法用肉眼观察，故D正确。
故选：B。
【点评】本题考查的是光的色散现象；知道红外线和紫外线的特点。
8．实验室备有甲、乙、丙三个凸透镜，三个实验小组分别用这三个凸透镜探究凸透镜成像规律，实验时，当蜡烛到透镜的距离都为12cm时，甲、乙、丙三透镜分别成缩小的实像、放大的虚像、放大的实像，则这三个透镜的焦距f甲、f乙、f丙的大小关系为（　　）
A．f甲＞f乙＞f丙 B．f乙＞f丙＞f甲
C．f乙＞f甲＞f丙 D．f丙＞f乙＞f甲
【分析】根据凸透镜成像的三种情况进行判断：
u＞2f，成倒立、缩小的实像。
2f＞u＞f，成倒立、放大的实像。
u＜f，成正立、放大的虚像。
【解答】解：物距相同，甲凸透镜成倒立、缩小的实像，u＞2f甲，所以f甲6cm；
乙凸透镜成正立、放大的虚像，u＜f乙；所以f乙＞u＝12cm；
丙凸透镜成倒立、放大的实像，2f丙＞u＞f丙，所以12cm＝u＞f丙6cm；
所以，f乙＞f丙＞f甲。
故选：B。
【点评】本题根据各凸透镜成像性质确定物距和焦距的关系，求出各凸透镜焦距的取值范围，然后比较焦距的大小。
9．为满足特殊人群的需求，有一种眼镜的镜片可以改变（如图甲），它的改变是通过在透明的薄膜中注入或抽出光学液体来实现。图乙是某人看远处物体时的成像情况，此时该人的视力缺陷和矫正时应选择的镜片是（　　）
A．近视眼，镜片Ⅰ B．近视眼，镜片Ⅱ
C．远视眼，镜片Ⅰ D．远视眼，镜片Ⅱ
【分析】近视眼是像成在视网膜的前方，应配戴凹透镜矫正。
【解答】解：由图可知，某人看远处物体时，像成在了视网膜的前方，所以是近视眼，需要配戴凹透镜矫正，由图可知，镜片Ⅰ是凹透镜，故A正确。
故选：A。
【点评】此题主要考查学生对近视眼的成因以及矫正方法的理解和掌握，是中考的热点。
10．如图是耳的结构示意图，下列关于耳的描述，不正确的是（　　）
A．遇到巨响时，如果处理不当，最容易损伤耳的结构①
B．飞机起降前，乘客咀嚼口香糖可保持④两侧的气压平衡
C．生活中一些人晕车、晕船，这是由于②和③过于敏感造成的
D．鼻咽喉感染病菌后，病菌可通过⑤到达中耳，引发中耳炎
【分析】耳的结构包括外耳、中耳和内耳．外耳包括耳郭和外耳道；中耳包括鼓膜、鼓室和听小骨；内耳包括半规管、前庭和耳蜗。图中的①是鼓膜、②是半规管、③是前庭、④是耳蜗、⑤是咽鼓管、⑥是听小骨。
【解答】解：A、遇到巨大声响要迅速张嘴或捂耳闭嘴，这样做以保持①鼓膜两侧气压平衡，防止震破鼓膜，A正确。
B、飞机起降前，乘客咀嚼口香糖可保持①鼓膜两侧的气压平衡，B错误。
C、前庭和半规管内有感受头部位置变动的位觉（平衡觉）感受器。生活中一些人晕车，晕船，这是由于②半规管和③前庭过于敏感造成的，C正确。
D、病菌是沿着⑤咽鼓管侵入中耳，引起中耳炎，D正确。
故选：B。
【点评】回答此题的关键是明确耳的结构和听觉的形成。
11．如图，小敏在家中做凸透镜成像实验，墙上出现一个倒立缩小清晰的像。下列说法正确的是（　　）
A．墙上所成的烛焰像是虚像
B．手和透镜的影子是光的反射形成的
C．若透镜不动，蜡烛远离透镜，手和透镜的影子大小不变
D．若蜡烛不动，透镜靠近蜡烛，能再次呈现清晰的烛焰像
【分析】（1）凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立缩小的实像；
（2）光在同种均匀介质中沿直线传播；
（3）靠近光源，影子越长；
（4）凸透镜成实像时，若蜡烛、光屏的位置不变，改变凸透镜的位置，光屏上能两次成像。
【解答】解：A、由题意可知，墙上出现一个倒立缩小清晰的像，根据凸透镜成像规律可知应得到倒立缩小的实像，故A错误；
B、手和透镜的影子是光的直线传播形成的，故B错误；
C、若透镜不动，蜡烛远离透镜，手和透镜的影子变小；
D、图中，蜡烛经凸透镜成倒立缩小的实像，此时物距u＞2f，若蜡烛不动，透镜靠近蜡烛，在f＜u＜2f还能成倒立放大的实像，即能再次呈现清晰的烛焰像，故D正确。
故选：D。
【点评】本题主要探究的是凸透镜成像的规律，这是今后学习光学，研究光现象的基础，应该熟练掌握，并注意加以区分，不能混淆。
12．小明对下列光学成像进行了分析，判断正确的是（　　）
①平面镜成像；
②小孔成像；
③放大镜的像；
④幻灯机屏幕上所成的像；
⑤照相机的像。
A．反射成像的有①②④ B．折射成像的有③④⑤
C．属于实像的是①③⑤ D．属于虚像的是②③④
【分析】根据实像和虚像的区别、不同点：
（1）成因不同，实像是由实际光线会聚而成的，而虚像是由实际光线的反向延长线会聚而成的；
（2）像的正倒不一样，实像是倒立的，而虚像是正立的；来分析此题。
【解答】解：
①平面镜成像，是由光的反射形成的正立等大的虚像；
②小孔成像，是由光的直线传播形成的实像；
③放大镜成像，属于凸透镜成像，是由光的折射形成的正立放大的虚像；
④幻灯机屏幕上所成的像，属于凸透镜成像，是由光的折射形成的倒立放大的实像；
⑤照相机中所成的像，属于凸透镜成像，是由光的折射形成的倒立缩小的实像。
综上所述，属于实像的是②④⑤；属于虚像的是①③；属于折射成像的是③④⑤；属于反射成像的是①．故只有选项B正确。
故选：B。
【点评】本题综合考查了光的直线传播现象、折射现象和反射现象，解决这类题目需要对光现象有个系统、全面的了解和掌握。
13．科研人员用低音频灭火装置进行灭火试验如图所示，装置通过发出30～60Hz的低频声波，在短短数秒之内就扑灭了火焰。关于低音频灭火装置下列说法不正确的是（　　）
A．低音频灭火装置发出的声音人耳也可以听到
B．声波可以灭火说明声波能传递能量
C．低音频灭火装置也需要振动发声
D．装置发出的低频声波指的是其发声的响度
【分析】（1）人的听觉频率范围在20Hz～20000Hz之间；
（2）声音能够传递信息和能量；
（3）声音是由物体振动产生的；
（4）音调与发声体振动的频率有关，响度与发声体的振幅有关，据此判断。
【解答】解：A、人的听觉频率范围在20Hz～20000Hz之间，低音频灭火装置发出30～60Hz的低频声波，低音频灭火装置发出的声音人耳也可以听到，故A正确；
B、声波可以灭火说明声波能传递能量，故B正确；
C、低音频发声灭火装置，能发出30～60Hz的低频音波，产生原因是物体振动产生的，故C正确；
D、装置发出的低频声波指的是其发声的频率，故D错误。
故选：D。
【点评】本题考查了人的听觉频率范围、声音产生的原因、声波的应用、声音的特性等知识，属于基础题。
14．如图甲测凸透镜的焦距，如图乙“探究凸透镜成像的规律”，实验过程中小徐同学将蜡烛分别放在甲、乙、丙、丁不同的位置（图甲和图乙中的透镜相同），下列说法正确的是（　　）
A．由图甲可知凸透镜的焦距是5.0cm
B．图乙四个位置中，移动光屏，4个位置上的蜡烛都可以在光屏上成像
C．将蜡烛放在丙位置，若凸透镜上有一个泥点，则在光屏上不会出现泥点的影子
D．将蜡烛放在乙位置，光屏应向左移动才能找到清晰的像，此时成放大的像
【分析】（1）焦距是指从焦点到凸透镜光心的距离，根据图读出便可，凸透镜对光线起会聚作用，可把平行于主光轴的光线会聚到焦点上；
（2）要解决此题，需要掌握凸透镜成像的规律的口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；
（3）凸透镜成像属于光的折射现象，物体发出的光线经凸透镜折射后，会聚在凸透镜另一侧的光屏上，形成物体的实像；
（4）凸透镜成像规律：u＞2f，成倒立、缩小的实像；2f＞u＞f，成倒立、放大的实像。
【解答】解：A、平行光线经凸透镜折射后在光屏上出现一个最小最亮的光斑即为凸透镜的焦点处，焦点到凸透镜的距离为40.0cm﹣30.0cm＝10.0cm，则凸透镜的焦距是10.0cm，故A错误；
B、根据“一倍焦距分虚实”知一倍焦距以外是实像，以内是虚像，因为甲乙丙在焦点以外，所以成实像，可以成在光屏上，而丁在一倍焦距之内，成的是虚像，所以光屏上会出现3个像，故B错误；
C、凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，凸透镜上溅了一个小泥点，整个物体发出的光虽有一小部分被挡住，但总会有一部分光通过凸透镜而会聚成像，因此，像与原来相同，大小不变；由于透镜的一小部分被遮住，因此折射出的光线与原来相比减少了，像将完好，但亮度会变暗，所以不会出现泥点的影子，故C正确；
D、将蜡烛放在乙位置，根据图u＞2f，成倒立、缩小的实像，光屏应向左移动才能找到清晰的像，此时的成像特点与照相机的原理是相同的，故D错误。
故选：C。
【点评】此题是凸透镜成像规律的常规题目，考查了学生对透镜成像规律的应用，透镜成像的原因。
15．小宁学习光学知识后，整理了如图所示的知识结构图。小宁补全后应为（　　）
A．①凸面镜②光的直线传播③正立虚像
B．①凸透镜②光的直线传播③正立虚像
C．①凸透镜②光的直线传播③正立实像
D．①凸透镜②光的色散③正立实像
【分析】光在同种均匀物质中沿直线传播，在日常生活中，激光准直、小孔成像和影子的形成等，都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的；
当光照射到物体表面上时，有一部分光被反射回来的现象是光的反射，
当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生偏折，这就是光的折射，复色光发生折射时，会出现色散现象，如：海市蜃楼、看水里的鱼比实际位置浅、雨后天空中的彩虹等都是光的折射形成的。
【解答】解：凸透镜成像属于光的折射现象，所以①为凸透镜；小孔成像是由光的直线传播形成的，所以②为光的直线传播；平面镜成像是由光的反射形成的，所以③为正立、等大的虚像。
故选：B。
【点评】此题通过几个日常生活中的现象考查了对光的折射、光的直线传播、光的反射的理解与掌握，在学习过程中要善于利用所学知识解释有关现象，达到学以致用的目的。
二．填空题（共9小题）
16．学习科学要学会利用书籍的信息进行反思，并从中获取新的信息。
（1）关于声音的速度，课本上是这样描述的：“15℃时空气中的传播速度是340m/s”。从描述中我们可以得到：声音的传播速度与温度和 　介质　 有关；
（2）借助示波器，可以观察到不同声音的波形。如图是两个不同的发声体A和B发出的音调和响度不同的波形示意图，其中发声体 　A　 的音调高；
（3）运用声呐系统向海底发射超声波可以探测海洋深度，超声波声呐 　不能　 （选填“能”或“不能”）
用于太空测距（比如地球与月球的距离）。
【分析】（1）声音传播速度的影响因素是介质的种类和温度；
（2）频率是1s物体振动的次数，相同时间内振动越快，频率越大。音调跟频率有关，频率越大，音调越高；振幅是物体振动时偏离原位置的大小，偏离原位置越大，振幅越大。响度跟振幅有关，振幅越大，响度越大。
（3）声音的传播需要介质，不能在真空中传播。
【解答】解：（1）“15℃时空气中的传播速度是340m/s”。从描述中我们可以得到：声音的传播速度与温度和介质有关；
（2）相同时间内，A振动2.5次，B经过1次，A比B振动的快，A的音调高；
（3）声音的传播需要介质，太空是真空，真空不能传声，超声波声呐不能用于太空测距（比如地球与月球的距离）。
故答案为：（1）介质；温度；（2）A；（3）不能。
【点评】本题考查的知识点比较多，主要考查学生对所学物理知识的综合应用能力，属于中等题。
17．如图甲所示，医生在为患有近视眼的小红同学检查视力，小红观看的是平面镜中视力表的像，她离视力表像的距离应是 　4.6　 m，同时小红看到她的电子表在平面镜中成的像为乙图，它的实际时间是 　12：05　 。当小红检查完视力后慢慢面镜，她自己在平面镜中的像的大小 　不变　 。（选填“变大”“变小”或“不变”）
【分析】（1）平面镜成像的特点是：物体在平面镜中所成的像是虚像，像和物体的大小相等，它们的连线垂直于镜面，它们到镜面的距离相等；
（2）平面镜所成的像为物体相对于平面镜对称。
【解答】解：
（1）视力表与镜距离为2.5m，视力表的像离镜距离也为2.5m，即视力表与它的像的距离为2.5m+2.5m＝5m，又由于人在视力表前0.4m，所以人离视力表的像的距离为5m﹣0.4m＝4.6m，即小红离视力表的像距离为4.6m；
当小红检查完视力后慢慢面镜，她自己在平面镜中的像不变；
（2）小红在平面镜中看到电子表成的像如图所示，它的实际时间和像关于平面镜对称，所以时间为12：05。
故答案为：4.6；12：05；不变。
【点评】牢记平面镜成像特点，根据平面镜所成的像与物体关于平面镜对称来分析实际问题。
18．如图所示为光从空气射向玻璃时发生折射的光路图，由图可知，折射光线是 　OB　 ，入射角是 　60　 度。界面的 　左　 （选填“上”“下”“左”“右”）侧是空气。
【分析】光从一种介质斜射向另一种介质时，在界面将发生反射和折射，反射光线、折射光线、入射光线、法线在同一平面内，反射光线、入射光线在同一物质中，折射光线、入射光线在不同的物质中，反射光线、折射光线在法线的同一侧，入射光线在法线的另一侧，反射角等于入射角，由此进行分析。
【解答】解：由于反射角要等于入射角，故OA、CO中应是反射光线和入射光线，则PQ为法线，MN为界面，而入射光线和折射光线分居法线的两侧，故OB是折射光线，CO是入射光线，由于∠COM＝30°，故入射角为∠COP＝60°，折射角小于入射角，故界面的左侧是空气，右侧是玻璃。
故本题答案为：OB；60；左。
【点评】本题主要考查光的反射定律和光的折射规律，其中根据反射角等于入射角确定反射光线、入射光线是解题的关键。
19．（1）每一位同学都能看到老师写在黑板上的粉笔字可用　乙　 图（填“甲”或“乙”）解释。
（2）一只小鸟在平静的湖面上飞过，湖深2米，当小鸟距水面5米时，小鸟在湖面的“倒影”距小鸟　10　 m。
【分析】（1）反射分镜面反射和漫反射，平行光线入射到平而光滑反射面上，反射光线还是平行射出，这种反射是镜面反射；平行光线入射到粗糙的反射面上，反射光线射向四面八方，这种反射是漫反射；
（2）倒影属平面镜成像现象，所以所成的像是虚像，其原理是光的反射，根据平面镜成像特点可知平面镜所成的像与平面镜的距离等于物体与平面镜的距离。
【解答】解：（1）由图可知，甲平行光线入射到平而光滑反射面上，反射光线还是平行射出，这种反射是镜面反射；
乙平行光线入射到粗糙的反射面上，反射光线射向四面八方，这种反射是漫反射；
黑板是凹凸不平的，平行光线入射到粗糙的黑板上，反射光线射向四面八方，进入不同方向的人的眼睛，不同方向的学生都能看到，因此光在黑板上发生漫反射，则每一位同学都能看到老师写在黑板上的粉笔字可用乙图解释；
（2）倒影属平面镜成像现象，平面镜成像是利用光的反射成像的，根据平面镜成像特点可知所成的像是虚像，当小鸟距水面5m时，小鸟的像距水面也是5m，即“倒影”到小鸟的距离是5m+5m＝10m。
故答案为：（1）乙；（2）10。
【点评】（1）本题考查了镜面反射和漫反射两种反射现象，分析问题时注意反射光线是向一个方向还是向各个不同方向。
（2）本题考查平面镜成像特点及光的反射原理，要会应用平面镜成像的特点分析解决实际问题，不要被湖深2m这一无关的条件迷惑。
20．如图，新冠疫情期间为加强校园安全管理，在校门口安装红外监控摄像机，从而快速检测学生体温是否正常。摄像头与我们生活中的 　照相机　 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的成像原理相同，镜头所用透镜与 　远视眼镜　 （选填“近视眼镜”或“远视眼镜”）镜片相同，当人逐渐靠近拍摄时，所成的像将 　变大　 （选填“变大”、“变小”或“不变”）
【分析】（1）摄像头相当于凸透镜，根据凸透镜成像规律，当u＞2f时，成倒立、缩小的实像，应用于照相机；
（2）用凸透镜矫正远视眼；
（3）凸透镜成实像时，遵循“物近像远像变大，物远像近像变小”的规律。
【解答】解：
（1）摄像头相当于一个凸透镜，它的成像原理和我们生活中的照相机的成像原理相同；
（2）摄像头所用镜头为凸透镜，远视眼镜也用凸透镜；
（3）根据“凸透镜成实像时，物近像远像变大”的规律，当人靠近人拍摄时，物距变小，像距变大，所成的像将变大。
故答案为：照相机；远视眼镜；变大。
【点评】本题考查了学生对摄像头的成像原理、凸透镜成像的规律、远视眼的矫正等知识的掌握情况，是一道基础题。
21．受新冠肺炎疫情的影响，各学校开展了线上教学。有同学没有注意保护眼睛，导致视力下降。
（1）如图甲所示，视力正常的人看远近不同物体时能实现眼睛自动变焦，使物体成像在 　视网膜　 上。分析两种情形的焦距大小，看近处时的焦距 　小于　 看远处时的焦距。
（2）全飞秒近视手术应用了新一代近视矫正技术。如图乙所示，削去眼角膜上的一部分组织并从切口取出，从而使角膜相当于一个 　凹透　 镜，达到矫正近视的目的。
（3）与手术前相比，用全飞秒近视手术矫正视力后，以下会发生改变的是 　1、2　 （填序号）。
1、物体成像的位置；
2、眼球折光系统的焦距；
3、经过眼球折光系统所成像的性质
【分析】（1）人类和某些动物的眼睛很像一架照相机。眼球内的晶状体相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏，我们看物体时，是通过睫状体的伸缩来调节晶状体的弯曲程度，改变晶状体的焦距，使不同远近的物体都能在像距相同的视网膜上生成清晰的倒立实像；
（2）近视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太强，是远处物体射来的光线会聚在视网膜的前方；凹透镜对光线具有发散作用；
（3）视力矫正后，像能成在视网膜上。
【解答】解：（1）正常眼看远处和近处的物体都清晰，就是根据晶状体自动调节焦距的原理，使像能成在视网膜上；
由图甲可知，当正常人眼看远处物体时，晶状体变薄，折光能力变弱，使像成在视网膜上；当看近处的物体时，晶状体变厚，折光能力变强，即焦距变小，故看清近处物体时的焦距小于看清远处物体时的焦距；
（2）全飞秒近视手术，在眼角膜上削去一部分并从切口取出，从而使角膜形成一个凹透镜，由于凹透镜对光线具有发散作用，能使像成在视网膜上；
（3）用全飞秒近视手术矫正视力后，眼球折光系统的焦距变大，使得像的位置改变，像会成在视网膜上，但像的性质不变，故选1和2。
故答案为：（1）视网膜；小于；（2）凹透；（3）1、2。
【点评】明确近视眼、远视眼、正常眼的成像特点以及近视眼和远视眼的矫正措施是解决此题的关键。
22．如图所示，一束光在空气和玻璃两种介质的界面上同时发生反射和折射（图中入射光线、反射光线和折射光线的方向均未标出），其中折射光线是 　OG　 ，入射角等于 　30　 度。
【分析】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。
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。
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】解：由图可知，∠BOE＝60°，所以∠COE＝90°﹣60°＝30°，而∠COF＝30°，
根据反射角等于入射角，所以CD为法线，AB为界面，
而折射光线和入射光线分别位于法线两侧，
则OG一定为折射光线，EO为入射光线，OF为反射光线，入射角为30°。
故答案为：OG；30。
【点评】此题考查了光的反射定律、光的折射定律的应用，首先要掌握定律的内容，根据反射角与入射角之间的关系确定法线，从而确定界面，则可首先确定出折射光线，根据折射光线与入射光线的关系确定出入射光线，最后确定反射光线。
23．如图所示是一种液面升降监测装置原理图。点光源S发出的一束激光与水平液面成50°角射向平静的液面，则反射角是 　40　 °；光经液面反射后射到液面上方水平标尺上的S′点，当液面下降时，反射角大小将 　不变　 （选填“变大”、“变小”或“不变”），光点S′将 　向右　 （选填“向左”“向右”或“不会”）移动。
【分析】（1）入射角是入射光线与法线的夹角，据此可知入射角大小；根据反射角等于入射角，可确定反射角的大小；
（2）根据光的反射定律，当液面发生变化时，由于入射角的大小不变，所以反射光线与原来的反射光线平行，反射角的大小不变，作图可知光点S′的移动方向。
【解答】解：由题意可知，激光与水平液面成50°角射向平静的液面，则入射角为90°﹣50°＝40°，因为反射角等于入射角，所以反射角也为40°；
（2）当液面下降时，由于入射角的大小不变，则反射角的大小也不变；反射光斑将向右移到A的位置，即光点S′向右移动，如图所示：
故答案为：40；不变；向右。
【点评】本题主要考查了光的反射定律及其应用，属于基础题。
24．如图甲是形状相似的三个钢笔笔套，它们的唯一不同就是长度不一样，小科同学发现：从左往右依次口吹这三个笔套时，发出声音的音调越来越低，请回答下列问题：
（1）吹笔套时发出声音，是由于 　空气柱　 振动产生的。
（2）小科在课余时间利用相同的科学原理制作了一个竹笛如图乙，在竹管开口①处向管内吹气时，竹笛可以发出美妙的笛声，推拉铁丝环⑥时，可以改变笛声的音调，则当布团⑤分别位于a、b、c三个位置时，竹笛发声音调最低的位置是 　c　 （选填“a”、“b”或“c”）。
【分析】（1）声音是由物体的振动产生的，空气柱的振动会发出声音；
（2）空气柱的长短影响振动的快慢，空气柱越短振动越快，音调越高，空气柱越长振动越慢，音调越低。
【解答】解：（1）吹笔套，是笔套中的空气柱振动从而发出声音；
（2）空气柱的长短影响振动的快慢，空气柱越短振动越快，音调越高，空气柱越长振动越慢，音调越低；所以，竹笛发声音调最高的位置是a，音调最低的位置是c。
故答案为：（1）空气柱；（2）c。
【点评】解决此类问题要结合声音产生的原因及频率与音调的关系分析解答，属于实际应用性的题目。
三．实验探究题（共4小题）
25．在学习“凸透镜成像的规律”后，某校科学兴趣小组的同学针对“手机视频app投屏需要收费”开展“自制手机投影仪”的项目化学习活动。
【投影原理】凸透镜成像规律
【实验材料】凸透镜、内部涂黑的硬纸盒（规格：28cm×20cm×12cm）、纸板、胶水、剪刀等。
【透镜选择】
（1）实验需要选择焦距合适的凸透镜，如图所示是利用太阳光测量凸透镜焦距的方法，其中最合理的是 　B　 。
根据合理的方法，小组同学测出了实验材料所提供的凸透镜的焦距为30cm。
【产品制作】将凸透镜固定在硬纸盒的一侧，并在纸盒中卡入纸板便于放置手机，纸板可在纸盒内前后移动。产品实物图及原理图如图所示。
【产品调试】
（2）调试①：为了使投影仪使用过程中具有良好的观影效果，手机应该选择 　乙　 （填“甲”或“乙”）的放置方式。
（3）调试②：小东同学建议选择光滑的白板作为屏幕，而小阳同学建议选择白墙作为屏幕。你赞成谁的建议？并说明理由 　赞成小阳的观点，因为光照在白墙上会发生漫反射，人在各个方向都能清晰观影　 。
【产品评价】以下表格为该小组同学制定的部分评价量表。
“自制手机投影仪设计”评价量表
评价指标 优秀 合将 待改进
指标一 设计合理，结构完整 结构较完整 结构不完整，有缺失
指标二 能模拟投影仪成像，成像清晰 能模拟投影仪成像，但成像效果一般 无法模拟投影仪成像
（4）兴趣小组的同学根据评价量表对某同学自制的投影仪进行评价，“指标一”评为优秀，“指标二”评为待改进。请结合凸透镜成像规律的相关知识，你认为该同学自制的投影仪还需要进行的改进是：　增大纸盒的长度或换用焦距较短的凸透镜　 。
【分析】（1）利用太阳光测量凸透镜焦距，应让凸透镜正对太阳光，白纸应与凸透镜平行，来回移动透镜，找到最小最亮的光斑；
（2）凸透镜成实像时，像与物上下颠倒；
（3）镜面反射是反射光线射向同一方向，漫反射是反射光线射向不同的方向；
（4）根据2f＞u＞f，成倒立、放大的实像。
【解答】解：（1）利用太阳光测量凸透镜焦距，应让凸透镜正对太阳光，白纸应与凸透镜平行，来回移动透镜，找到最小最亮的光斑，光斑到透镜中心的距离即为焦距，应选择B；
（2）凸透镜成实像时，像与物上下颠倒；为了使投影仪使用过程中具有良好的观影效果，手机应该应该倒着放，故应选择乙的放置方式；
（3）若用光滑的白板作为屏幕，反射光线将射向同一方向，其它方向的人无法清晰观影，而选择白墙作为屏幕，白墙表面粗糙，发生的是漫反射，各个方向的人都能清晰观影，故成小阳的观点；
（4）由于无法模拟投影仪成像，说明u≤f，造成此现象的原因可能是纸盒的长度太短或提供的凸透镜焦距太大，故还需要进行的改进是：增大纸盒的长度或换用焦距较短的凸透镜。
故答案为：（1）B；（2）乙；（3）赞成小阳的观点，因为光照在白墙上会发生漫反射，人在各个方向都能清晰观影；（4）增大纸盒的长度或换用焦距较短的凸透镜。
【点评】此题考查了凸透镜成像规律的探究及应用，关键是熟记成像规律的内容，并做到灵活运用。
26．某科学兴趣小组用如图所示装置研究平面镜成像特点。探究像距与物距关系时的实验步骤如下：
①在水平桌面上铺上白纸，将玻璃板竖立在白纸中间位置，记下玻璃板的位置；
②将点燃的蜡烛放在玻璃板前面，再拿另一支大小相同的未点燃的蜡烛竖立在玻璃板后面移动，直到看上去它跟玻璃板前面那支蜡烛的像完全重合，用笔记下两支蜡烛的位置；
③移动点燃的蜡烛到另一个位置，重复上述实验；
④用直线连接每次实验中的蜡烛和它的像的位置，用刻度尺测量出每次的物距和像距，记录数据如表。
次数 物距/cm 像距/cm
1 5.0 5.0
2 8.0 8.0
3 12.0 12.0
（1）等效替代法是指在研究中，因实验本身的限制，要用与实验对象具有相似或共同特征的对象来替代的方法。本实验中用到的等效替代法具体体现在 　用未点燃的蜡烛替代像　 。
（2）分析表格中的数据，可得出的结论是 　像与物到镜面的距离相等　 。
（3）实验中，有同学用一张白纸挡在玻璃板和像之间，你认为该同学还能观察到蜡烛的像吗？并说出你的理由。 　能，平面镜所成像是虚像　 。
【分析】（1）实验时采用两个完全相同的蜡烛，一支蜡烛放在玻璃板的前面并点燃，另一支放在玻璃板的后面，当玻璃板后面的蜡烛和玻璃板前面的蜡烛的像完全重合时，可以确定像的位置，同时也可以比较物与像大小关系，采用了等效替代法，结合实验目的判断；
（2）根据表格数据分析可得物像到平面镜的距离相等；
（3）平面镜成像是光的反射。
【解答】解：
（1）本实验的目的是探究像距与物距的关系（即探究像与物的位置关系），实验中用未点燃的蜡烛替代像，由此记下像的位置并测出像距，所以用到的等效替代法具体体现在用未点燃的蜡烛替代像；
（2）根据表格数据分析可得像与物到镜面的距离相等；
（3）用一张白纸挡在玻璃板和像之间，该同学还能观察到蜡烛的像，因为平面镜所成像是虚像。
故答案为：（1）用未点燃的蜡烛替代像；（2）像与物到镜面的距离相等；（3）能，平面镜所成像是虚像。
【点评】本题是探究平面镜成像特点的实验，特别要注意：在探究“像与物的大小关系”和“像与物的位置关系”时，未点燃的蜡烛所替代的对象是不同的，需要结合实验目的进行判断。
27．为探究光的反射规律，小科进行如图所示的实验。将平面镜水平放置于桌面上，E、F是两块可以绕接缝ON翻折的白色硬纸板。
实验次数 1 2 3
入射角 60° 45° 30°
反射角 60° 45° 30°
（1）如图甲所示，白色硬纸板应当与平面镜 　垂直　 。
（2）小科多次改变入射光的方向并描绘光的传播路径，用量角器量出每组反射角与入射角的大小并记入表格，可得结论：反射角与入射角大小 　相等　 。
（3）小科将纸板F绕垂直于镜面ON向后转动，在纸板F上不能看到反射光，请说明原因 　反射光线、入射光线、法线在同一平面内　 若入射光线AO绕O点顺时针旋转，将观察到反射光束OB在平面镜中所成的像绕O点 　顺　 时针旋转。
（4）如图乙所示，一束光经水平放置的平面镜反射后在天花板上形成光斑，水平向右移动平面镜，观察到光斑位置的变化情况是 　不变　 。
【分析】（1）实验中应将硬纸板垂直置于平面镜上，这样反射光线才能在硬纸板上呈现；
（2）光的反射规律：三线共面（入射光线、反射光线、法线），两线分居（入射光线、反射光线分居法线两侧），两角相等（入射角、反射角）；
（3）（4）根据光的反射定律：反射光线、入射光线、法线都在同一平面内。反射光线、入射光线分居法线两侧，即可得出结论；
在光的反射现象中，反射光线与入射光线关于法线对称；平面镜成像时，像与物关于镜面对称。
【解答】解：（1）反射光线、入射光线和法线在同一平面内，所以纸板一定与平面镜垂直，便于观察光的传播路径；
（2）由表格可得结论：反射角与入射角大小相等；
（3）由光的反射定律可知：反射光线与入射光线在同一平面内，则她将纸板B向后折不能接收到反射光线；
在光的反射现象中，反射光线与入射光线关于法线对称，若入射光束AO绕O点顺时针旋转，则反射光束OB将沿逆时针方向转动，因像与物关于镜面对称，所以可观察到反射光束OB在平面镜中所成的像绕O点顺时针方向转动；
（4）一束光经水平放置的平面镜反射后在天花板上形成光斑，水平向右移动平面镜，入射点位置不变，且反射面位置不变，入射角不变，观察到光斑位置的变化情况是不变。
故答案为：（1）垂直；（2）相等；（3）反射光线、入射光线、法线在同一平面内；顺；（4）不变。
【点评】本题考查光的反射定律实验的有关内容，主要考查学生对实验过程中出现问题的应对能力，就是为了锻炼学生的动手、动脑的能力。
28．小闻同学按如图所示将四个相同的玻璃瓶里装水，水面高度不同。用嘴贴着瓶口吹气，如果能分辨出“do（1）、re（2）、mi（3）、fa（4）”四个音阶，就能探究出“音调与空气柱长短的关系”。请回答下列问题：
（1）小闻同学对瓶吹气时会引起 　瓶内空气柱　 振动；
（2）小闻同学分辨出A、B、C、D四个瓶子中发出的声音分别对应do（1）、re（2）、mi（3）、fa（4）四个音阶，可以得出的结论是：　瓶内空气柱越短，空气柱越容易振动，振动频率越大，发出声音的音调越高　 ；
（3）如果改用筷子敲打瓶子，那么音调从高到低的排序为 　ABCD　 （填瓶子序号）；
（4）小闻同学利用同一个声音传感器将实验过程中三次敲打瓶子产生的波形图拍了下来，如图所示，则下列说法正确的是 　BC　 。
A．三次实验小闻是用不同大小的力度敲击了同一个瓶子
B．三次实验小闻是用相同的力度敲击了不同的瓶子
C．甲、乙两图对应的实验中，瓶子振动的快慢相同
D．三次实验，小闻敲击瓶子产生的声音音色相同
【分析】（1）（2）对瓶口吹气时，振动物体是瓶内的空气柱，瓶内空气柱的质量越小、体积越小，越容易振动，振动频率越大，音调越高；
（3）用筷子敲打瓶子时，是瓶子和瓶内的水在振动，瓶内的水越少，其振动越快，音调就越高；
（4）在波形图中，通过观察相同时间内振动的次数可判断频率；通过观察偏离原位置的幅度可判断响度；通过观察波形的特点可判断音色。
【解答】解：（1）对瓶口吹气时，引起瓶内空气柱振动；
（2）A、B、C、D四个瓶子中发出的声音分别对应do（1）、re（2）、mi（3）、fa（4）四个音阶，说明对瓶口吹气时，瓶内空气柱越短，空气柱越容易振动，振动频率越大，发出声音的音调越高；
（3）用筷子敲打瓶子时，是瓶子和瓶内的水在振动，瓶内的水越少，空气柱越长，瓶子和瓶内的水振动越快，发出声音的音调就越高，所以与对瓶吹气时相比，音调的排序不同，用筷子敲打瓶子时音调从高到低的排序为ABCD。
（4）ABD、由图2所示，三个波形图的振幅相同，而波的形状不同，即瓶子发出声音的响度相同而音色不相同，说明三次实验小明是用相同的力度敲击了不同的瓶子，故AD错误、B正确；
C、甲、乙两图中，相同时间内振动的次数相同，说明频率相同，音调相同，相同时间内敲击的快慢和振动快慢一样，故C正确；
故答案为：
（1）瓶内空气柱；（2）瓶内空气柱越短，空气柱越容易振动，振动频率越大，发出声音的音调越高；（3）ABCD；（4）BC。
【点评】本题通过不同的物理情景考查了声音的产生、传播条件以及对声音的三个特征的区分，并能够搞清楚影响它们的因素。
四．解答题（共4小题）
29．根据回声定位的原理，科学家发明了声呐，利用声呐系统，人们可以探知海洋的深度，绘出水下数千米处的地形图。
（1）一艘科考船对某海域的海底形状利用声呐系统进行了测绘。具体方法：在经过该海域水平面等间距的A、B、C、D、E五个位置时，向海底定向发射超声波，测得回收信号的时间分别为0.30s、0.16s、0.30s、0.14s、0.30s。根据时间，求出海底与海平面的距离，就可以绘出海底的大致形状。则该海域海底的大致形状如图中的 　C　 。
（2）“蛟龙”号是我国首台自主设计、自主集成的载人潜水器，上面装有声呐，可以利用回声测量水深。如果声音在水中的传播速度为1500m/s，“蛟龙”号在某海域向水面的母船发出声音1.6s后接收到了回声，则“蛟龙”号已经下潜的水深为多少米？
（3）超声波声呐能不能用于太空测距（比如地球与月球的距离）？请说说你的理由 　真空不能传声　 。
【分析】（1）知道回收信号的时间，利用s＝vt比较海底的深度，进而得出该海域海底的大致形状；
（2）先求出声音从水面传到水底的时间，再利用s＝vt即可求出水深；
（3）声音的传播需要介质，真空不能传声。
【解答】解：（1）根据v变形公式s＝vt可知，速度一定时，时间越长，通过的路程越大，海底与海平面的距离越大，因为0.30s＞0.16s＞0.14s，所以sA＝sC＝sE＞sB＞sD，故C符合题意；
（2）声音从水面传到水底的时间：tt回声1.6s＝0.8s，
则水深：h＝vt＝1500m/s×0.8s＝1200m；
（3）超声波需要在介质中传播，真空中没有介质不能传声，因此不能用超声波声呐测太空的距离。
故答案为：（1）C；（2）“蛟龙”号已经下潜的水深为1200m；（3）真空不能传声。
【点评】本题考查了速度公式的应用及声音的传播条件，弄清超声波需要在介质中传播是解题的关键。
30．生活中有许多神奇的科学现象。如图甲，一个透明的薄壁水槽底部有一个印花P，现在往水槽中缓缓注水，人在A处观察印花（如图甲）。开始时，能够看到印花（如图乙），但当水位升高到一定高度后，发现印花“消失”了，即人在A处看不见印花了（如图丙），查阅资料：当光从水斜射向空气时，光路会在空气和水的交界面处发生偏折，如图丁，当不断改变入射光线的角度，其对应的反射角和折射角大小如下表：
入射角α/° 10 20 30 40 45 48 50 60
反射角β/° 10 20 30 40 45 48 50 60
折射角θ/° 13 27 42 59 71 82 — —
注：表中“—”表示此时折射光线消失。
请结合材料信息及所学知识解释：当水槽中水位较低时能观察到印花，而水位升高到一定高度时印花“消失”的原因。
【分析】光从一种介质斜射入另一介质时，光的传播方向会发生偏折，折射光线进入人眼，人眼逆着折射光线就看到了物体。
【解答】答：根据材料信息和表中数据可知，入射角增大时，折射角随之增大，当入射角增大一定程度，折射光线消失；
当水槽中水位较低时，入射角较小，光从水中斜射入空气中，会有折射光线进入空气中，从而进入人的眼睛中，人能观察到印花，水位升高到一定高度时，进入人眼的入射角增大，当增大到一定程度时，折射光线消失，没有光线进入人的眼睛中，人看不到印花。
【点评】本题考查了光的折射现象，知道光的折射规律的内容是解题的关键。
31．为响应国家节能减排的号召，现向广大同学征集——为学校设计《地下球馆补充采光项目图纸》。地下球馆的篮球场是最热门的区域，为保证篮球场有充足的光照，小海使用平面镜改变光路，如图甲所示。
小滨提出小海的方案中光线直接进入人眼会造成眩晕，并给出方案乙：先使用平面镜改变光路后，让光线斜射到球场顶端，再经过漫反射后再照射到篮球场，光路如图乙所示。
（1）【项目设计】为保证篮球场有充足的光照，同学们设计了图甲的方案，该方案主要依据反射定律，使用平面镜改变光路。对反射定律的研究，老师给出了如图丙所示的装置，该装置将纸板倾斜放置，让光线贴着纸板A沿EO方向射向镜面，　不能　 （选填“能”或“不能”）在纸板B上看到反射光纤。此时反射光线与入射光线　在　 （选填“在”或“不在”）同一平面内。
（2）【设计改进】在后续讨论中，兴趣小组同学发现图甲方案中镜面反射光线直接进入人眼会造成眩晕。因此对图甲方案进行了改进：先使用平面镜改变光路后，让光线斜射到球场顶端，再经过漫反射后照射到篮球场，如图乙所示。图乙中漫反射区域的墙面有何要求。　①白色；②较粗糙　 。（写出两点）
（3）【设计优化】为了使设计更加完善，现向同学们征集改进方法。请描述待改进细则，并给出相应的改进方法。
《地下球馆补充采光项目改进方案征集表》
待改进细则 改进方法
环境光线较弱时，室内补光不足。 增加平面镜
雨水可能通过采光井进入地下球场。 在井口安装透光玻璃
　太阳光的入射角度会随时间不断变化　 　设计自动装置，使平面镜随太阳光的角度而转动　
（4）【迭代更新】使用专门的光导纤维，将太阳光引导到地下室。这些光导纤维可以是玻璃或塑料材料制成，具有高度透明性，以确保光线有效地传输到地下球馆。
【分析】（1）实验过程中法线要与平面镜垂直；反射光线、入射光线、法线在同一平面内；（2）不透明物体的颜色是由反射的色光决定的；
（3）太阳光的入射角度会随时间不断变化，设计自动装置，使平面镜随太阳光的角度而转动。
【解答】解：（1）根据光的反射定律可知，反射光线、入射光线和法线都在同一平面内，如图所示，将纸板B绕ON向后翻折，纸板B和纸板A不在同一平面上了，所以在纸板B上就无法呈现出反射光线了；
法线始终垂直于平面镜，入射光线、反射光线、法线在同一平面内，若将纸板倾斜（即纸板与平面镜不垂直），让光线仍贴着纸板沿EO方向射向镜面，此时的ON不是法线，但反射光线、入射光线、法线仍在同一平面内，只是纸板B上就无法呈现出反射光线；
（2）在图丙中漫反射区域的墙面要求是粗糙的，还应该是白色墙，由于白墙能够反射所有颜色的光；
（3）待改进的细则有：太阳光的入射角度会随时间不断变化；改进方法有：设计自动装置，使平面镜随太阳光的角度而转动。
故答案为：（1）不能；在；（2）①白色；②较粗糙；（3）太阳光的入射角度会随时间不断变化；设计自动装置，使平面镜随太阳光的角度而转动。
【点评】本题考查了光的反射定律的应用以及物体的颜色等知识点，光的反射遵循反射定律：反射光线、入射光线、法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居法线的两侧，反射角等于入射角。
32．“海市蜃楼”是一种与光学有关的自然现象，如图甲是海面上形成“海市蜃楼”的图解。
【资料1】光从一种物质斜射入另一种物质时，传播方向会发生改变，而人的视觉总是感到物像是来自直线方向上的。
【资料2】如图乙所示，光从密度较大的介质斜射入密度较小的介质时，会偏离法线而改变传播方向。
【资料3】海面上的下层空气温度低，在一定的高度内，高度越高，温度越高，空气的密度越小请根据以上提供的资料和所学光学知识对“海市蜃楼”现象做出解释。
【分析】海市蜃楼是光在沿直线方向传播时，在密度不均匀的空气层中，经过折射造成的结果，据此分析。
【解答】答：光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时，就会出现光的折射现象；海市蜃楼是光在沿直线方向传播时，在密度不均匀的空气层中，经过折射造成的结果；人的眼睛逆着入射光线看，看到的是景物的虚像。
【点评】本题考查了光的折射现象，难度不大，要熟记。
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