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人教版（2024·新教材）八年级上册物理试题第4章光现象单元测试B卷含解析答案
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第四章 光现象单元测试B卷时间：60分钟 满分：70分 试卷得分：_______一、选择题（每题3分，共计24分）下列各小题均有四个选项，其中只有一个是正确的。1．下列语句不涉及光的直线传播的是（ ）A．井底之蛙，所见甚小 B．余音绕梁，三日不绝C．如影随形，形影相伴 D．一叶障目，不见泰山2．打雷时，我们总是先看到闪电后听到雷声，这是因为（ ）A．声音传播较快 B．闪电先发生 C．光比声音传播快 D．打雷先发生3．下列关于光的说法中，正确的是（ ）A．光线是客观存在的 B．漫反射不遵守光的反射定律C．光反射时，方向一定改变 D．光的传播速度是3×108m/s4．光射到平面镜上发生反射现象，入射角为30º，则光的传播方向改变了（ ）A．0 º B．30 º C．60 º D．120 º5．有一光电控制液面高度的仪器，它是通过光束在液面上的反射光线反射到光电屏上的光斑位置来判断液面高低的，如图所示光路中，一束光与液面的夹角为40°，则以下说法正确的是（ ）A．液面发生的是漫反射B．反射角的大小为40°C．当液面升高时，光电屏上的光斑S将向左移动D．当液面升高时，光电屏上的光斑S将向右移动6．小明和妈妈一起去商场买鞋子，试穿了一双鞋后，小明从鞋柜旁放在地上的小镜子中看到自己穿的鞋，很满意。图中，镜子摆放位置符合实际情况的是A． B． C． D．7．图中能表示水中的潜水员看到岸上树木的正确光路图是（ ）A． B．C． D．8．毛主席不仅仅是伟大领袖还是伟大的诗人，他的诗词句中也蕴含着一些物理光学的知识，下列说法中正确的是（ ）A．“赤橙黄绿青蓝紫，谁持彩练当空舞”彩练是光的色散现象B．“鹰击长空，鱼翔浅底”看到水中的鱼是光的反射形成的虚像C．“看万山红遍，层林尽染”红色的树林是因为树吸收红光形成的D．“天高云淡，望断南飞雁”飞雁是折射光线进入人眼看到的二、填空题（每空1分，共计11分）9．宋代诗人杨万里的《小池》诗中诗中的第一句“泉眼无声惜细流”，它的意思是说，一道细流缓缓从泉眼中流出，人耳几乎没有听见点声音，说明声音的 （选填“响度”音调”或“音色”）小。诗的第二句“树阴照水爱晴柔”，是指在晴朗的日子里，因为担心泉水蒸发而干涸，树木用它的阴凉盖住了小池。树的阴影的形成是由于光的 。10．如图所示，小南和小岗能同时看到掉在地面上的书，原因是光射到书本上时发生了 反射，若太阳光与地面成20°角，则反射角是 。11．“小荷才露尖尖角，早有蜻蜓立上头”。如图，立于荷尖上的蜻蜓与水中的倒影相映成趣。若蜻蜓距水面0.3m，它在水中的倒影是 （选填“实像”或“虚像”），它与其倒影之间相距 m。12．如图所示，看到水中筷子向上“折断”了，这个现象是由光的 （选填“直线传播”“反射”或“折射”）形成的 （选填“实像”或“虚像”）。13．如图所示是光在空气和玻璃两种介质中传播时同时发生反射和折射的光路图，折射角的大小是 ，界面的 侧是空气。三、作图题（共2分）14．一束光从空气斜射向水面后的反射光线如图所示，请根据反射光线的传播路径画出它的入射光线和进入水中折射光线的大致方向。四、实验题（共20分，第15题-17题，第15题7分，第16题6分，第17题7分）15．如图甲是王浩同学利用光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的光路，经过多次实验并记录了数据：（1）分析表格中的数据，你能得出的结论（写出一条即可）：当光从空气斜射入玻璃中时， ；由表格中的数据还可以判断：当光以55°的入射角从空气射入玻璃中时，其折射角 30°（选填“等于”“小于”或“大于”）；当光以30°的入射角从玻璃斜射入空气中时，其折射角的大小为 ；（2）王浩还做了图乙、丙中的两个实验，发现：当光以相同的入射角从空气斜射入不同的介质中时，折射角大小是 的；（3）如图丁所示，让一束太阳光通过挡光板的狭缝照射到三棱镜的一个侧面上，用光屏接收从三棱镜的另一侧出射的光线，应在较 （选填“明”或“暗”）的环境中做实验；如果一束纯绿色光按图丁的所示实验，光屏上 （选填“能”或“不能”）得到彩色光带；由图丁可推测：如果紫色光和红色光以相同的入射角斜射入到相同的介质，则 的折射光线更靠近法线。16．在研究光的传播路径时，小明做了下面几个小实验：（1）小明在玻璃缸中加入清水，沿缸壁轻轻注入浓糖水，不搅拌，从侧壁水平照射激光，看到缸内光的路径如图甲所示，当搅拌缸中的水后，观察到光是沿直线传播的，说明光沿直线传播的条件是 ；（2）我国古代学者对“光沿直线传播”的现象曾做过许多研究，例如战国时期的《墨经》就有小孔成像的解释，如图乙所示：①小孔成的像是 （填“正立”或“倒立”）的 （选填“实”或“虚”）像；②若将小孔由圆形改为三角形，则所成的像的形状 （选填“改变”或“不变”），③若只将蜡烛远离小孔，则所成像将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。（3）一次实践活动中，小明在纸板上剪出三角形和方形的孔，如图丙所示，把纸板放在阳光下，在地面上形成两个光斑，光斑的形状仍然是三角形和方形，关于该现象下列描述正确的是 。A．小明做的孔太大，阳光经过孔的时候，不沿直线传播，所以没有成像B．地面上的光斑就是太阳的像，像的形状是由小孔的形状决定的C．将纸板靠近地面，达到一定的距离后，地面上的光斑可能会变成圆形D．将纸板远离地面，达到一定的距离后，地面上的光斑可能会变成圆形17．小明观察发现，在玻璃窗中可看到室内物体的影像，小明设想在将玻璃窗外推的过程中，影像的位置会发生变化吗？为了搞清楚问题，他进行了如下探究：（1）如图乙，将白纸放在水平桌面上，再将茶色玻璃板竖直放置在白纸上。用玻璃板代替平面镜进行实验的目的是为了便于确定 ；（2）如图丙：①在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B（与蜡烛A完全相同）竖立在玻璃板后面移动，直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，这说明像与物的大小 ；②移去蜡烛B，在其原来位置上放置一块不透明的光屏，按照眼睛在 （选填“①”、“②”或“③”）的位置观察光屏，光屏上不能出现蜡烛的像，说明物体通过平面镜所成的像是 （选填“虚”或“实”）像；（3）如图丁所示，小明在实验中采用的是厚玻璃板，他观察到蜡烛A通过玻璃板成了两个清晰的像k1和k2，则像k1的像距为 （选填“v1”或“v2”）。若在图丙中k1和k2两个像中间放置一块不透明的薄挡板，则小明在蜡烛A这一侧透过玻璃板能看到 。（选填“只有k1”、只有“k2”或“k1和k2”）；（4）小明又将一枚硬币放在竖直的玻璃板前，硬币的像在a处，将平面镜平移至如图己所示的位置时，硬币的成像情况是 （选填字母代号）。A．硬币成像在a处 B.硬币成像产b处C.硬币成像在c处 D.硬币无法通过平面镜成像五、计算题（共13分，第18题6分，第19题7分，解答应写成文字说明、演算步骤或证明过程）18．科学家为了测量地球与某一行星的距离，向该行星发射一激光信号，3秒后收到该信号，求地球与这一行星的距离？（已知激光的传播速度为）19．声和光现象是同学们在探索物理的道路上首先接触的两个模块，无论是声音还是光，在介质中传播的速度都很快，所以二者的测量体现了科学家们超凡的智慧。（1）科学家为了探测地球到月球的距离，采用了以下两种方法：①从地球向月球发射超声波，利用回声定位的原理，接收返回的时间，根据声速的大小算出两地间的距离。②从地球向月球发射激光，利用回声定位的原理，接收返回的时间，根据光速的大小算出两地间的距离。问：哪一种方法具有可行性？原因是什么？（2）伽利略1607年进行了世界上第一次测量光速的尝试。方法是：让两个人分别站在相距1.5km的两座山上，每个人拿一个灯，第一个人先举起灯，当第二个人看到一个人的灯时立即举起自己的灯，从第一个人举起灯到他看到第二个人的灯的时间间隔就是光传播3km的时间。但这种方法根本行不通，伽利略的实验未能成功。原因是光的速度实在是太快了！光在空气中的传播速度和真空中的光速近似相等。已知地球到太阳的距离是，太阳光照射到地球上需要的时间8分20秒。请你求出光的传播速度？（3）历史上第一次测量水中的声速是在1827年，由瑞士物理学家科拉顿和他的助手在日内瓦湖上进行的。两位测量者分乘在两只船上，先测出两船的距离。然后其中一只船在水下放一个钟，当钟敲响时，船上的火药同时发光。另一只船上则在水里放一个听音器，他看到火药发光后开始计时，听到了水下钟声停止计时，测量的时间为10s。实验结束后，科拉顿通过计算，得出了水中声速为1400m/s的结论。如图所示，请问科拉顿此次实验时两船的距离为多少m？（计算时忽略船的长度对距离的影响）（4）在实际生活中，只要铁轨足够长，两次声音相隔一定时间，人就能分辨出两次声响。如果王明同学清楚的分辨两次声音间隔至少需要0.14s，为了完成测量声音在铁轨中传播的速度实验，问实验时，长铁轨的长度至少为多少m？（已知声音在空气中传播速度为340m/s，在铁轨中的传播速度为5100m/s） 入射角α10°30°45°60°折射角β7.1°20.7°30°37.8°参考答案：1．B【详解】A．井底之蛙，因为光沿直线传进井口时，井将部分光线挡住，只看到未挡住部分的光线，所以所见甚小，故A不符合题意；B．余音绕梁，是指声音长久地在屋梁上回荡，形容歌声高亢、优美，与光的直线传播无关，故B符合题意；C．如影随形的影指的是影子，光的直线传播形成的，故C不符合题意；D．一叶便把光线挡住了，看不见泰山，是光的直线传播形成的，故D不符合题意。故选B。2．C【详解】打雷时，我们总是先看到闪电后听到雷声，这是因为光的传播速度远远大于声音在空气中的传播速度，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。3．C【详解】A．光线实际不存在，是为了形象描述光的传播特点而假想出来的，故A错误；B．不管是镜面反射还是漫反射，都遵守光的反射定律，故B错误；C．光发生反射时，光的传播方向发生了改变，故C正确；D．在不同介质中光的传播速度不同，光在真空中速度最大，其数值是3×108m/s，故D错误。故选C。4．D【详解】入射角为30°；反射角等于入射角，则反射角也为30°；反射光线与入射光线的夹角为60°，入射光经平面镜反射后传播方向改变了180°-60°=120°故选D。5．C【详解】A．反射分镜面反射和漫反射两种，液面发生的是镜面反射，故A错误；B．因为入射光线与界面夹角为40°，所以入射角等于90°﹣40°＝50°又因为光反射时，反射角等于入射角，那么反射角也是50°，故B错误；CD．当液面升高时，入射点左移，入射角不变，反射光线与原来的反射光线平行，所以光屏上的光斑S向左移动，故C正确，D错误。故选C。6．B【详解】小明要想看到镜中自己穿的鞋的像，必须使鞋反射向平面镜的反射光线射入人眼。AB．通过作图观察，如图所示，图中M点是人眼的位置，N是鞋的位置， 是鞋在平面镜中所成的像，很显然，当平面镜竖直放置时，人眼是无法看到鞋的像的，所以，平面镜斜向上放置时最符合实际情况，故A不符合题意，B符合题意；C．镜面斜着朝下，反射光线是向下传播的，所以难以实现，故C不符合题意；D．平面镜朝上，如果鞋放在上面，只能看到鞋底，也不符合实际，故D不符合题意。故选B。7．A【详解】水中的潜水员看到岸上树木，光线应从空气中射向水中，此时折射角小于入射角，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。8．A【详解】A．“赤橙黄绿青蓝紫，谁持彩练当空舞”中的“彩练”是太阳光通过空气中的小水珠，经过折射后产生的现象，这是光的色散现象，故A正确；B．“鹰击长空鱼翔浅底”中的“鱼”是鱼反射的光线从水中进入空气发生折射形成的虚像，故B错误；C．“看万山红遍，层林尽染”中的“红色”是因为物体反射红光形成的，故C错误；D．“天高云淡，望断南飞雁”中的“飞雁”是“飞雁”处反射的光，在空气中沿直线传播进入人眼看到的，故D错误。故选A。9． 响度 直线传播【详解】[1]人耳几乎没有听见点声音，说明声音的音量小，即声音的响度小。[2]树的阴影是树的影子，影子是由于光的沿直线传播形成的。10． 漫 70°【详解】[1]当一束光射到凸凹不平的物体时，它的反射光线是射向不同的方向的，不是平行的，所以我们才能从不同的地方看到同一个物体，而这种反射方式称为“漫反射”。两位都能看到地面上的书，说明反射光线向各个方向的都有，是光射到书本上时发生了漫反射现象。[2]若太阳光与地面成20°角，则入射角为90°-20°=70°由于反射角等于入射角，所以反射角也为70°。11． 虚像 0.6【详解】[1]蜻蜓在水中的倒影，是平面镜成像现象，水面相当于平面镜，倒影中蜻蜓在平面镜中成的虚像。[2]蜻蜓距水面0.3m，则其像距水面0.3m，它与倒影之间的距离s=0.3m+0.3m=0.6m12． 折射 虚像【详解】[1]因为光线从水中射入了空气中，发生了偏折，人眼逆着折射光线看去，看到筷子的虚像，所以是光的折射现象。[2]将筷子斜插入水中时，从上面看水中的筷子，因光的折射，会感到筷子的位置比实际位置高一些，所以看起来是向上弯折了；因此水中弯折的“筷子”是折射形成的虚像。13． 35° 左【详解】[1] 由图可知所以同理根据光的反射定律，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，所以MM′的左侧发生了光的反射，则MM′为界面，NN′为法线，根据光的折射定律，折射光线和入射光线分别位于法线两侧，则OC一定为折射光线，BO为入射光线，OA为反射光线；由图可知，入射角为折射角为[2] 此时的折射角小于入射角，由光的折射规律可知光是从空气中斜射入玻璃中，所以界面的左侧为空气。14．【详解】过入射点垂直界面作出法线，在空气中法线的另一侧作出入射光线，注意反射角等于入射角；在水中法线的另一侧作出折射光线，注意折射角小于入射角，如图所示15． 折射角小于入射角 大于 45° 不同 暗 不能 紫色光【详解】（1）[1]分析表格中的数据，折射角小于入射角，所以可得出的结论：当光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角。[2]由表格中的数据可知，当光从空气斜射入玻璃中时，随着入射角的增大，折射角也增大，当入射角为45°时，折射角为30°，当入射角为60°时，折射角为37.8°，所以当光以55°的入射角从空气射入玻璃中时，其折射角在30°~37.8°之间，所以折射角大于30°。[3]在光的折射中，光路是可逆的，当光由玻璃射入空气时，入射角小于折射角，所以当入射角为30°时，折射角为45°。（2）[4]根据控制变量法，图乙、丙中的两个实验中，入射角相同，介质不同，折射角不同，说明当光以相同的入射角从空气斜射入不同的介质中时，折射角大小是不同的。（3）[5]为了更清晰的观察光学实验现象，实验应在较暗的环境下进行。[6]由于绿色光是单色光，所以如果一束纯绿色光按图丁的所示实验，光屏上不能得到彩色光带。[7]由图丁可知，紫色光的偏折能力更强，因此如果紫色光和红色光以相同的入射角斜射入到相同的介质，则紫色光的折射光线更靠近法线。16． 光在同种均匀介质中沿直线传播 倒立 实 不变 变小 D【详解】（1）[1]当向盛有清水的玻璃缸沿缸壁轻轻注入浓糖水时，玻璃缸内的液体就变得不均匀了，越深密度越大，光线在里面传播时就会发生折射，形成如图所示的现象；当搅拌缸中的水后，玻璃缸内的液体就会变得均匀了，观察到光的路线呈直线，说明光在同种均匀介质中才沿直线传播。（2）[2][3]由于小孔所成的像是由实际光线会聚而成的，因此小孔成的像是倒立的实像，这是光的直线传播造成的。[4]小孔所成的像是物体本身的像，与小孔的形状无关，所以若将小孔由圆形改为三角形，则所成的像的形状不变。[5]固定小孔和屏的位置，只将蜡烛远离小孔，据光的直线传播可知，屏上蜡烛的像将变小，同时像距也变小。（3）[6]A．如果孔太大，可以看到较大孔对应的光斑为孔的形状，此时不再是小孔成像现象，而是影子的形成，而影子的形成原因也是光沿直线传播，故A错误；B．此时，地面上的光斑就影子，而影子的形状是由小孔的形状决定的，故B错误；CD．地面上的圆形光斑一般是太阳的像，光屏与小孔的距离较近，通过孔形成的光斑不再是小孔成像现象，而是影子的原因；如果光屏与小孔的距离较远时，通过孔形成的光斑属于小孔成像现象，故C错误，D正确。故选D。17． 像的位置 相等 ① 虚 v2 k1和k2 A【详解】（1）[1]玻璃板不仅能透光，还可以透过玻璃板观察到像的位置，因此用玻璃板代替平面镜是为了确定像的位置。（2）[2]在玻璃板后面竖立移动未点燃的蜡烛B，蜡烛B能与蜡烛A的像完全重合，这说明像与物的大小相等。[3][4]虚像不能成在光屏上，在探究平面镜所成的是实像还是虚像时，小明移去后面的蜡烛B，在其所在位置放一光屏，然后在②位置直接观察光屏，不能在光屏上看到像，说明平面镜所成的像是虚像。（3）[5]厚玻璃板前后两个面都能成像，根据像与物到平面镜的距离相等可知，像k1到P面的距离与蜡烛A到P面的距离相等，k1是P面所成的像，k2是Q面所的像，k1的像距为v2。[6]平面镜成的像为光的反射，若在图丙中k1和k2，两个像中间放置一块不透明薄挡板，则小明在蜡烛A这一侧通过玻璃板能看到k1和k2。（4）[7]平面镜所成的像与物关于平面镜对称，硬币位置不变，将平面镜平移，平面镜仍在原来像与成像物体对称轴上，像的位置不变，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。18．【详解】解：光的传播速度为，从发射激光到接收激光，激光传播的路程为内激光在地球与行星之间传播了一个来回，所以地球与这一行星的距离为答：地球与这一行星的距离是4.5×108m。19．（1）见解析；（2）；（3）14000m；（4）51m【详解】解：（1）因为月球上没有空气，超声波不能在真空中传播，而光可以在真空中传播，所以方法二具有可行性。（2）根据题意知道t1=8min20s=500s，s1=1.5×1011m由知道，光的速度（3）科拉顿此次实验时两船之间的距离为（4）设这段铁轨的长度为s3，则由速度公式和题意知道即为了听到两下敲击声，长铁轨的长度至少答：（1）方法二具有可行性，超声波不能在真空中传播，而光可以在真空中传播；（2）光的传播速度；（3）科拉顿此次实验时两船的距离为14000m；（4）为了听到两下敲击声，长铁轨的长度至少为51m。
第四章 光现象单元测试B卷时间：60分钟 满分：70分 试卷得分：_______一、选择题（每题3分，共计24分）下列各小题均有四个选项，其中只有一个是正确的。1．下列语句不涉及光的直线传播的是（ ）A．井底之蛙，所见甚小 B．余音绕梁，三日不绝C．如影随形，形影相伴 D．一叶障目，不见泰山2．打雷时，我们总是先看到闪电后听到雷声，这是因为（ ）A．声音传播较快 B．闪电先发生 C．光比声音传播快 D．打雷先发生3．下列关于光的说法中，正确的是（ ）A．光线是客观存在的 B．漫反射不遵守光的反射定律C．光反射时，方向一定改变 D．光的传播速度是3×108m/s4．光射到平面镜上发生反射现象，入射角为30º，则光的传播方向改变了（ ）A．0 º B．30 º C．60 º D．120 º5．有一光电控制液面高度的仪器，它是通过光束在液面上的反射光线反射到光电屏上的光斑位置来判断液面高低的，如图所示光路中，一束光与液面的夹角为40°，则以下说法正确的是（ ）A．液面发生的是漫反射B．反射角的大小为40°C．当液面升高时，光电屏上的光斑S将向左移动D．当液面升高时，光电屏上的光斑S将向右移动6．小明和妈妈一起去商场买鞋子，试穿了一双鞋后，小明从鞋柜旁放在地上的小镜子中看到自己穿的鞋，很满意。图中，镜子摆放位置符合实际情况的是A． B． C． D．7．图中能表示水中的潜水员看到岸上树木的正确光路图是（ ）A． B．C． D．8．毛主席不仅仅是伟大领袖还是伟大的诗人，他的诗词句中也蕴含着一些物理光学的知识，下列说法中正确的是（ ）A．“赤橙黄绿青蓝紫，谁持彩练当空舞”彩练是光的色散现象B．“鹰击长空，鱼翔浅底”看到水中的鱼是光的反射形成的虚像C．“看万山红遍，层林尽染”红色的树林是因为树吸收红光形成的D．“天高云淡，望断南飞雁”飞雁是折射光线进入人眼看到的二、填空题（每空1分，共计11分）9．宋代诗人杨万里的《小池》诗中诗中的第一句“泉眼无声惜细流”，它的意思是说，一道细流缓缓从泉眼中流出，人耳几乎没有听见点声音，说明声音的 （选填“响度”音调”或“音色”）小。诗的第二句“树阴照水爱晴柔”，是指在晴朗的日子里，因为担心泉水蒸发而干涸，树木用它的阴凉盖住了小池。树的阴影的形成是由于光的 。10．如图所示，小南和小岗能同时看到掉在地面上的书，原因是光射到书本上时发生了 反射，若太阳光与地面成20°角，则反射角是 。11．“小荷才露尖尖角，早有蜻蜓立上头”。如图，立于荷尖上的蜻蜓与水中的倒影相映成趣。若蜻蜓距水面0.3m，它在水中的倒影是 （选填“实像”或“虚像”），它与其倒影之间相距 m。12．如图所示，看到水中筷子向上“折断”了，这个现象是由光的 （选填“直线传播”“反射”或“折射”）形成的 （选填“实像”或“虚像”）。13．如图所示是光在空气和玻璃两种介质中传播时同时发生反射和折射的光路图，折射角的大小是 ，界面的 侧是空气。三、作图题（共2分）14．一束光从空气斜射向水面后的反射光线如图所示，请根据反射光线的传播路径画出它的入射光线和进入水中折射光线的大致方向。四、实验题（共20分，第15题-17题，第15题7分，第16题6分，第17题7分）15．如图甲是王浩同学利用光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的光路，经过多次实验并记录了数据：（1）分析表格中的数据，你能得出的结论（写出一条即可）：当光从空气斜射入玻璃中时， ；由表格中的数据还可以判断：当光以55°的入射角从空气射入玻璃中时，其折射角 30°（选填“等于”“小于”或“大于”）；当光以30°的入射角从玻璃斜射入空气中时，其折射角的大小为 ；（2）王浩还做了图乙、丙中的两个实验，发现：当光以相同的入射角从空气斜射入不同的介质中时，折射角大小是 的；（3）如图丁所示，让一束太阳光通过挡光板的狭缝照射到三棱镜的一个侧面上，用光屏接收从三棱镜的另一侧出射的光线，应在较 （选填“明”或“暗”）的环境中做实验；如果一束纯绿色光按图丁的所示实验，光屏上 （选填“能”或“不能”）得到彩色光带；由图丁可推测：如果紫色光和红色光以相同的入射角斜射入到相同的介质，则 的折射光线更靠近法线。16．在研究光的传播路径时，小明做了下面几个小实验：（1）小明在玻璃缸中加入清水，沿缸壁轻轻注入浓糖水，不搅拌，从侧壁水平照射激光，看到缸内光的路径如图甲所示，当搅拌缸中的水后，观察到光是沿直线传播的，说明光沿直线传播的条件是 ；（2）我国古代学者对“光沿直线传播”的现象曾做过许多研究，例如战国时期的《墨经》就有小孔成像的解释，如图乙所示：①小孔成的像是 （填“正立”或“倒立”）的 （选填“实”或“虚”）像；②若将小孔由圆形改为三角形，则所成的像的形状 （选填“改变”或“不变”），③若只将蜡烛远离小孔，则所成像将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。（3）一次实践活动中，小明在纸板上剪出三角形和方形的孔，如图丙所示，把纸板放在阳光下，在地面上形成两个光斑，光斑的形状仍然是三角形和方形，关于该现象下列描述正确的是 。A．小明做的孔太大，阳光经过孔的时候，不沿直线传播，所以没有成像B．地面上的光斑就是太阳的像，像的形状是由小孔的形状决定的C．将纸板靠近地面，达到一定的距离后，地面上的光斑可能会变成圆形D．将纸板远离地面，达到一定的距离后，地面上的光斑可能会变成圆形17．小明观察发现，在玻璃窗中可看到室内物体的影像，小明设想在将玻璃窗外推的过程中，影像的位置会发生变化吗？为了搞清楚问题，他进行了如下探究：（1）如图乙，将白纸放在水平桌面上，再将茶色玻璃板竖直放置在白纸上。用玻璃板代替平面镜进行实验的目的是为了便于确定 ；（2）如图丙：①在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B（与蜡烛A完全相同）竖立在玻璃板后面移动，直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，这说明像与物的大小 ；②移去蜡烛B，在其原来位置上放置一块不透明的光屏，按照眼睛在 （选填“①”、“②”或“③”）的位置观察光屏，光屏上不能出现蜡烛的像，说明物体通过平面镜所成的像是 （选填“虚”或“实”）像；（3）如图丁所示，小明在实验中采用的是厚玻璃板，他观察到蜡烛A通过玻璃板成了两个清晰的像k1和k2，则像k1的像距为 （选填“v1”或“v2”）。若在图丙中k1和k2两个像中间放置一块不透明的薄挡板，则小明在蜡烛A这一侧透过玻璃板能看到 。（选填“只有k1”、只有“k2”或“k1和k2”）；（4）小明又将一枚硬币放在竖直的玻璃板前，硬币的像在a处，将平面镜平移至如图己所示的位置时，硬币的成像情况是 （选填字母代号）。A．硬币成像在a处 B.硬币成像产b处C.硬币成像在c处 D.硬币无法通过平面镜成像五、计算题（共13分，第18题6分，第19题7分，解答应写成文字说明、演算步骤或证明过程）18．科学家为了测量地球与某一行星的距离，向该行星发射一激光信号，3秒后收到该信号，求地球与这一行星的距离？（已知激光的传播速度为）19．声和光现象是同学们在探索物理的道路上首先接触的两个模块，无论是声音还是光，在介质中传播的速度都很快，所以二者的测量体现了科学家们超凡的智慧。（1）科学家为了探测地球到月球的距离，采用了以下两种方法：①从地球向月球发射超声波，利用回声定位的原理，接收返回的时间，根据声速的大小算出两地间的距离。②从地球向月球发射激光，利用回声定位的原理，接收返回的时间，根据光速的大小算出两地间的距离。问：哪一种方法具有可行性？原因是什么？（2）伽利略1607年进行了世界上第一次测量光速的尝试。方法是：让两个人分别站在相距1.5km的两座山上，每个人拿一个灯，第一个人先举起灯，当第二个人看到一个人的灯时立即举起自己的灯，从第一个人举起灯到他看到第二个人的灯的时间间隔就是光传播3km的时间。但这种方法根本行不通，伽利略的实验未能成功。原因是光的速度实在是太快了！光在空气中的传播速度和真空中的光速近似相等。已知地球到太阳的距离是，太阳光照射到地球上需要的时间8分20秒。请你求出光的传播速度？（3）历史上第一次测量水中的声速是在1827年，由瑞士物理学家科拉顿和他的助手在日内瓦湖上进行的。两位测量者分乘在两只船上，先测出两船的距离。然后其中一只船在水下放一个钟，当钟敲响时，船上的火药同时发光。另一只船上则在水里放一个听音器，他看到火药发光后开始计时，听到了水下钟声停止计时，测量的时间为10s。实验结束后，科拉顿通过计算，得出了水中声速为1400m/s的结论。如图所示，请问科拉顿此次实验时两船的距离为多少m？（计算时忽略船的长度对距离的影响）（4）在实际生活中，只要铁轨足够长，两次声音相隔一定时间，人就能分辨出两次声响。如果王明同学清楚的分辨两次声音间隔至少需要0.14s，为了完成测量声音在铁轨中传播的速度实验，问实验时，长铁轨的长度至少为多少m？（已知声音在空气中传播速度为340m/s，在铁轨中的传播速度为5100m/s） 入射角α10°30°45°60°折射角β7.1°20.7°30°37.8°参考答案：1．B【详解】A．井底之蛙，因为光沿直线传进井口时，井将部分光线挡住，只看到未挡住部分的光线，所以所见甚小，故A不符合题意；B．余音绕梁，是指声音长久地在屋梁上回荡，形容歌声高亢、优美，与光的直线传播无关，故B符合题意；C．如影随形的影指的是影子，光的直线传播形成的，故C不符合题意；D．一叶便把光线挡住了，看不见泰山，是光的直线传播形成的，故D不符合题意。故选B。2．C【详解】打雷时，我们总是先看到闪电后听到雷声，这是因为光的传播速度远远大于声音在空气中的传播速度，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。3．C【详解】A．光线实际不存在，是为了形象描述光的传播特点而假想出来的，故A错误；B．不管是镜面反射还是漫反射，都遵守光的反射定律，故B错误；C．光发生反射时，光的传播方向发生了改变，故C正确；D．在不同介质中光的传播速度不同，光在真空中速度最大，其数值是3×108m/s，故D错误。故选C。4．D【详解】入射角为30°；反射角等于入射角，则反射角也为30°；反射光线与入射光线的夹角为60°，入射光经平面镜反射后传播方向改变了180°-60°=120°故选D。5．C【详解】A．反射分镜面反射和漫反射两种，液面发生的是镜面反射，故A错误；B．因为入射光线与界面夹角为40°，所以入射角等于90°﹣40°＝50°又因为光反射时，反射角等于入射角，那么反射角也是50°，故B错误；CD．当液面升高时，入射点左移，入射角不变，反射光线与原来的反射光线平行，所以光屏上的光斑S向左移动，故C正确，D错误。故选C。6．B【详解】小明要想看到镜中自己穿的鞋的像，必须使鞋反射向平面镜的反射光线射入人眼。AB．通过作图观察，如图所示，图中M点是人眼的位置，N是鞋的位置， 是鞋在平面镜中所成的像，很显然，当平面镜竖直放置时，人眼是无法看到鞋的像的，所以，平面镜斜向上放置时最符合实际情况，故A不符合题意，B符合题意；C．镜面斜着朝下，反射光线是向下传播的，所以难以实现，故C不符合题意；D．平面镜朝上，如果鞋放在上面，只能看到鞋底，也不符合实际，故D不符合题意。故选B。7．A【详解】水中的潜水员看到岸上树木，光线应从空气中射向水中，此时折射角小于入射角，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。8．A【详解】A．“赤橙黄绿青蓝紫，谁持彩练当空舞”中的“彩练”是太阳光通过空气中的小水珠，经过折射后产生的现象，这是光的色散现象，故A正确；B．“鹰击长空鱼翔浅底”中的“鱼”是鱼反射的光线从水中进入空气发生折射形成的虚像，故B错误；C．“看万山红遍，层林尽染”中的“红色”是因为物体反射红光形成的，故C错误；D．“天高云淡，望断南飞雁”中的“飞雁”是“飞雁”处反射的光，在空气中沿直线传播进入人眼看到的，故D错误。故选A。9． 响度 直线传播【详解】[1]人耳几乎没有听见点声音，说明声音的音量小，即声音的响度小。[2]树的阴影是树的影子，影子是由于光的沿直线传播形成的。10． 漫 70°【详解】[1]当一束光射到凸凹不平的物体时，它的反射光线是射向不同的方向的，不是平行的，所以我们才能从不同的地方看到同一个物体，而这种反射方式称为“漫反射”。两位都能看到地面上的书，说明反射光线向各个方向的都有，是光射到书本上时发生了漫反射现象。[2]若太阳光与地面成20°角，则入射角为90°-20°=70°由于反射角等于入射角，所以反射角也为70°。11． 虚像 0.6【详解】[1]蜻蜓在水中的倒影，是平面镜成像现象，水面相当于平面镜，倒影中蜻蜓在平面镜中成的虚像。[2]蜻蜓距水面0.3m，则其像距水面0.3m，它与倒影之间的距离s=0.3m+0.3m=0.6m12． 折射 虚像【详解】[1]因为光线从水中射入了空气中，发生了偏折，人眼逆着折射光线看去，看到筷子的虚像，所以是光的折射现象。[2]将筷子斜插入水中时，从上面看水中的筷子，因光的折射，会感到筷子的位置比实际位置高一些，所以看起来是向上弯折了；因此水中弯折的“筷子”是折射形成的虚像。13． 35° 左【详解】[1] 由图可知所以同理根据光的反射定律，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，所以MM′的左侧发生了光的反射，则MM′为界面，NN′为法线，根据光的折射定律，折射光线和入射光线分别位于法线两侧，则OC一定为折射光线，BO为入射光线，OA为反射光线；由图可知，入射角为折射角为[2] 此时的折射角小于入射角，由光的折射规律可知光是从空气中斜射入玻璃中，所以界面的左侧为空气。14．【详解】过入射点垂直界面作出法线，在空气中法线的另一侧作出入射光线，注意反射角等于入射角；在水中法线的另一侧作出折射光线，注意折射角小于入射角，如图所示15． 折射角小于入射角 大于 45° 不同 暗 不能 紫色光【详解】（1）[1]分析表格中的数据，折射角小于入射角，所以可得出的结论：当光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角。[2]由表格中的数据可知，当光从空气斜射入玻璃中时，随着入射角的增大，折射角也增大，当入射角为45°时，折射角为30°，当入射角为60°时，折射角为37.8°，所以当光以55°的入射角从空气射入玻璃中时，其折射角在30°~37.8°之间，所以折射角大于30°。[3]在光的折射中，光路是可逆的，当光由玻璃射入空气时，入射角小于折射角，所以当入射角为30°时，折射角为45°。（2）[4]根据控制变量法，图乙、丙中的两个实验中，入射角相同，介质不同，折射角不同，说明当光以相同的入射角从空气斜射入不同的介质中时，折射角大小是不同的。（3）[5]为了更清晰的观察光学实验现象，实验应在较暗的环境下进行。[6]由于绿色光是单色光，所以如果一束纯绿色光按图丁的所示实验，光屏上不能得到彩色光带。[7]由图丁可知，紫色光的偏折能力更强，因此如果紫色光和红色光以相同的入射角斜射入到相同的介质，则紫色光的折射光线更靠近法线。16． 光在同种均匀介质中沿直线传播 倒立 实 不变 变小 D【详解】（1）[1]当向盛有清水的玻璃缸沿缸壁轻轻注入浓糖水时，玻璃缸内的液体就变得不均匀了，越深密度越大，光线在里面传播时就会发生折射，形成如图所示的现象；当搅拌缸中的水后，玻璃缸内的液体就会变得均匀了，观察到光的路线呈直线，说明光在同种均匀介质中才沿直线传播。（2）[2][3]由于小孔所成的像是由实际光线会聚而成的，因此小孔成的像是倒立的实像，这是光的直线传播造成的。[4]小孔所成的像是物体本身的像，与小孔的形状无关，所以若将小孔由圆形改为三角形，则所成的像的形状不变。[5]固定小孔和屏的位置，只将蜡烛远离小孔，据光的直线传播可知，屏上蜡烛的像将变小，同时像距也变小。（3）[6]A．如果孔太大，可以看到较大孔对应的光斑为孔的形状，此时不再是小孔成像现象，而是影子的形成，而影子的形成原因也是光沿直线传播，故A错误；B．此时，地面上的光斑就影子，而影子的形状是由小孔的形状决定的，故B错误；CD．地面上的圆形光斑一般是太阳的像，光屏与小孔的距离较近，通过孔形成的光斑不再是小孔成像现象，而是影子的原因；如果光屏与小孔的距离较远时，通过孔形成的光斑属于小孔成像现象，故C错误，D正确。故选D。17． 像的位置 相等 ① 虚 v2 k1和k2 A【详解】（1）[1]玻璃板不仅能透光，还可以透过玻璃板观察到像的位置，因此用玻璃板代替平面镜是为了确定像的位置。（2）[2]在玻璃板后面竖立移动未点燃的蜡烛B，蜡烛B能与蜡烛A的像完全重合，这说明像与物的大小相等。[3][4]虚像不能成在光屏上，在探究平面镜所成的是实像还是虚像时，小明移去后面的蜡烛B，在其所在位置放一光屏，然后在②位置直接观察光屏，不能在光屏上看到像，说明平面镜所成的像是虚像。（3）[5]厚玻璃板前后两个面都能成像，根据像与物到平面镜的距离相等可知，像k1到P面的距离与蜡烛A到P面的距离相等，k1是P面所成的像，k2是Q面所的像，k1的像距为v2。[6]平面镜成的像为光的反射，若在图丙中k1和k2，两个像中间放置一块不透明薄挡板，则小明在蜡烛A这一侧通过玻璃板能看到k1和k2。（4）[7]平面镜所成的像与物关于平面镜对称，硬币位置不变，将平面镜平移，平面镜仍在原来像与成像物体对称轴上，像的位置不变，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。18．【详解】解：光的传播速度为，从发射激光到接收激光，激光传播的路程为内激光在地球与行星之间传播了一个来回，所以地球与这一行星的距离为答：地球与这一行星的距离是4.5×108m。19．（1）见解析；（2）；（3）14000m；（4）51m【详解】解：（1）因为月球上没有空气，超声波不能在真空中传播，而光可以在真空中传播，所以方法二具有可行性。（2）根据题意知道t1=8min20s=500s，s1=1.5×1011m由知道，光的速度（3）科拉顿此次实验时两船之间的距离为（4）设这段铁轨的长度为s3，则由速度公式和题意知道即为了听到两下敲击声，长铁轨的长度至少答：（1）方法二具有可行性，超声波不能在真空中传播，而光可以在真空中传播；（2）光的传播速度；（3）科拉顿此次实验时两船的距离为14000m；（4）为了听到两下敲击声，长铁轨的长度至少为51m。
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