江苏省泰州市靖江市校联考2024-2025学年八年级(上)期中物理试卷(含解析)
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这是一份江苏省泰州市靖江市校联考2024-2025学年八年级(上)期中物理试卷(含解析),共24页。试卷主要包含了单选题,填空题,作图题,实验探究题,综合题等内容,欢迎下载使用。
1.科学探究要经历几个必要的步骤,科学家的研究发现也是如此。在探究“晚间照镜子时,灯应放在什么位置才能看清自己的脸”的活动前,小明认为“灯应放在靠近自己脸的位置,才能在镜子里看清自己的脸”。就“小明的认为……”这一环节而言,属于科学探究中的( )
A. 问题B. 证据C. 解释D. 交流
【答案】B
【解析】解:根据科学探究知识可知,就“小明的认为……”这一环节而言,属于科学探究中的证据,故B符合题意,ACD不符合题意;
故选:B。
科学探究的主要环节有:提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证解释、评估、交流与合作。
本考查了物理探究常识。
2.如图所示,是小明探究“看”到自己的声音的实验。把两个纸杯底部用细棉线连接起来,固定其中一个纸杯,在纸杯口上蒙上胶膜,膜上粘一片小平面镜,拉紧棉线,将激光笔发出的光照射在平面镜上,小明对另一纸杯说话(不接触纸杯),会看到光屏上反射的光点在晃动。则下列说法不正确的是( )
A. 小明发出的声音是由声带振动产生的
B. 若说话声越大,光点晃动幅度越大
C. 两个纸杯间声音的传播主要是通过固体实现的
D. 光点的晃动时,光从小镜子射向墙壁不再沿直线传播
【答案】D
【解析】解:A、小明发出的声音是由声带振动产生的,故A正确,不符合题意;
B、若说话声越大,响度越大,光点晃动幅度越大,故B正确,不符合题意;
C、两个纸杯间声音的传播主要是通过固体(细棉线)实现的,故C正确,不符合题意;
D、光点的晃动时,光从小镜子射向墙壁沿直线传播,因为光在同一种均匀介质中沿直线传播,故D错误,符合题意。
故选:D。
(1)光在同一种均匀介质中沿直线传播。
(2)声音是由物体振动产生的,声音的传播需要介质,真空不能传声。
(3)响度和发声体的振幅有关,振幅越大,响度越大。
本题考查声音的产生及传播,响度的决定因素,光沿直线传播的条件。
3.关于声和光的说法中,正确的是( )
A. 声与光的传播都需要介质B. 声与光的传播都不需要介质
C. “月明如昼”说明月亮是光源D. 光在空气中传播速度约为3×108m/s
【答案】D
【解析】解:AB.声音的传播需要介质,真空不能传声;光的传播不需要介质,光可以在真空中传播,故AB错误;
C.“月明如昼”,是因为月亮能反射太阳光,看起来很亮,但月亮自身不发光,月亮不是光源,故C错误;
D.光在不同介质中传播速度也不同,光在真空中光速最大,是3×108m/s。,在空气中比这个速度略小,光在空气中传播速度约为3×108m/s。,故D正确。
故选:D。
(1)声音的传播需要介质,真空不能传声;光的传播不需要介质,光可以在真空中传播。
(2)我们把物体本身能发出光,而不是依靠反射外来光的物体叫光源。
(3)真空中的光速取c=3×108m/s。
本题考查声、光的传播及真空中的光速和光源,属于基础题。
4.西汉时期的《淮南万毕术》中,记载有“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生。”下列理解错误的是( )
A. “削冰令圆”是把冰削成凸透镜形状
B. “举以向日”是将凸透镜正对太阳光
C. “以艾承其影”是把“艾”(易燃物)放在透镜的两倍焦距处
D. “火生”是利用了凸透镜对光的会聚作用
【答案】C
【解析】解:A.凸透镜中间比边缘厚,“削冰令圆”是将冰磨成一种冰透镜,该透镜中间厚、边缘薄,属于凸透镜,故A正确;
BCD.“举以向日,以艾承其影,则火生”是将磨成的凸透镜正对太阳光,把“艾”(易燃物)放在透镜的焦点上,平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后会聚成一点,这点是凸透镜的焦点,焦点的温度很高,会将艾点燃,故C错误,BD正确。
故选:C。
(1)中间厚、边缘薄的透明物体叫凸透镜;凸透镜对光有会聚作用。
(2)凸透镜对光线有会聚作用,平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后会聚成一点,这点是凸透镜的焦点,焦点的温度很高。
此题考查了凸透镜的特点及灵活利用凸透镜解决生活实际问题的能力,是中考考查的热点。
5.市场上有一种变声器,可以将男声变成女声。某段声音波形图变化如图所示,变声前是A段,变声后是B段,则变化后的声音( )
A. 音调高,响度大
B. 音调高,响度小
C. 音调低,响度大
D. 音调低,响度小
【答案】A
【解析】解:由图可知,B段与A段相比,声波相同时间内振动的次数增多,说明频率增大、音调变高;同时,声波的振幅增大、响度变大,故A正确、BCD错误。
故选:A。
音调指声音的高低,由振动频率决定,频率指发声体1秒振动的次数;响度指声音的强弱或大小,与振幅和距发声体的远近有关;振幅是指偏离平衡位置的幅度。
本题主要考查了通过分析声音的波形图来判断声音的音调、响度的变化,难度不大。
6.如图所示,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉。乒乓球会多次被弹开,有关这个实验,下面说法不正确的是( )
A. 可探究声音产生的原因
B. 可探究声音是否具有能量
C. 小球的作用是将音叉的微小的振动放大,便于观察
D. 小球弹起的幅度可反映响度大小
【答案】B
【解析】解:A、正在发声的音叉将乒乓球多次被弹开,说明音叉在振动,从而说明声音是由音叉的振动产生的,因此,本探究实验是研究声音产生原因的,故A正确;
B、该验无法证明声音能传递能量,故B错误;
C、音叉的振动转化为乒乓球间接的运动,将音叉的微小的振动放大,便于观察,采用了转换法,故C正确;
D、乒乓球弹起的幅度可反映响度大小,弹起的幅度越高,响度越大,故D正确。
故选:B。
本题是把音叉的振动转化为轻质乒乓球接的运动,这样可以把音叉的微小振动进行放大。
本题主要考查学生对声音是由于物体的振动产生的了解,以及物理学法中的转换法的应用。
7.以下物理问题的研究与所采用的方法对应不正确的是( )
A. 将正在发声的音叉与水面接触,水花四溅表明音叉在振动——类比法
B. 玻璃罩内放一个音乐盒,根据听到的声音变化得出了真空不能传声——实验推理法
C. 为研究光现象,引入“光线”描述光的传播路径和方向——模型法
D. 探究平面镜成像特点时,用两根相同的蜡烛探究像与物的大小关系——等效替代法
【答案】A
【解析】解:A.将正在发声的音叉与水面接触,水花四溅表明音叉在振动——转换法,故A错误,符合题意;
B.玻璃罩内放一个音乐盒,根据听到的声音变化得出了真空不能传声——实验推理法,故B正确,不符合题意;
C.为研究光现象,引入“光线”描述光的传播路径和方向——模型法,故C正确,不符合题意;
D.探究平面镜成像特点时,用两根相同的蜡烛探究像与物的大小关系——等效替代法,故D正确,不符合题意;
故选:A。
结合物理问题的研究方法进行分析。
本题考查了物理的研究方法。
8.小明把一硬币放在空碗中,刚开始时,硬币看不见,往碗中加水到一定程度时,则可以看到硬币了。则如图的四幅光路图中,能对上述现象做出正确解释的( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】解:AD、根据光的折射规律可知,当光从水中斜射入空气中时,折射光线向远离法线方向偏折。
当我们看水中物体时,物体所反射的光经水面折射后再进入到了我们的眼睛,才看清物体。故选项AD光的传播方向错误;
BC、BC光的传播方向正确,但C选项折射光线向靠近法线方向偏折;
只有选项B中光从水中斜射入空气中,光线向远离法线方向偏折,故C错误,故B正确。
故选:B。
由光的折射规律可知,当光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射光线向法线方向偏折。
并且光路是可逆的,当我们用眼睛看水中物体时,物体所反射的光进入到了我们的眼睛,才看清物体。
本题主要考查的是光的折射现象在日常生活中的应用。要学会看光路图,知道光的折射规律。
9.如图所示,用自制的小孔成像装置观察烛焰,有以下几种说法:
①薄膜上烛焰的像随着蜡烛下移而上移;
②移动内筒,薄膜上烛焰的像有放大的也可能是缩小的;
③保持小孔和薄膜的距离不变,将烛焰远离小孔,烛焰的像变大;
④保持小孔和烛焰的距离不变,向内推动内筒,烛焰的像更明亮。
这几种说法中正确的是( )
A. ①②③④B. ①③④C. ①②④D. ③④
【答案】C
【解析】解:①小孔成像是由光的直线传播形成的,则薄膜上烛焰的像会随着蜡烛下移而上移,故①正确;
②小孔与物体的距离大于小孔与屏的距离,所成的像缩小;孔与物的距离小于孔与屏的距离,像放大,故薄膜上烛焰的像有放大的也可能是缩小的,故②正确;
③保持小孔和薄膜的距离不变,将烛焰远离小孔,物距变大,烛焰的像变小,故③错误;
④保持小孔和烛焰的距离不变,向前推动内筒,像变小,相同的光照在较小的面积上,成像更明亮,故④正确。
故选:C。
小孔成像利用了光的直线传播原理,烛焰上端发出的光线经小孔后照到光屏下端,烛焰下端发出的光线经小孔后照到光屏上端,所以成像是倒立的;
像可能放大可能缩小,当物与孔的距离大于屏与孔的距离时成像缩小,当物与孔的距离小于屏与孔的距离时,成像放大;
因为烛焰的光透过小孔的多少是一定的,所以成像越大越暗,成像越小越亮;像的形状与孔的形状无关,像的形状与物的形状相同。
本题考查了光的直线传播,解题关键是了解小孔成像的原理,即光的直线传播原理。
10.购物支付已进入“刷脸”时代,消费者结账时只需面对摄像头,经系统自动拍照扫描等确认相关信后,即可迅速完成交易。下列说法正确的是( )
A. 摄像头的成像特点与照相机的成像特点相同
B. “刷脸”时,面部应位于摄像头的二倍焦距以内
C. “刷脸”时,面部经摄像头成正立、缩小的实像
D. “刷脸”时,面部逐渐远离摄像头,所成的像会逐渐变大
【答案】A
【解析】解:
ABC、摄像头相当于一个凸透镜,光通过摄像头成倒立、缩小的实像,与照相机的成像特点相同;当u>2f时,成倒立、缩小的实像,所以,“刷脸”时,面部应位于摄像头两倍焦距之外,故A正确、BC错误;
D、“刷脸”时,面部逐渐远离摄像头,物距变大,像距变小,所成的像会逐渐变小,故D错误。
故选:A。
摄像头是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理制成的,当u>2f时,凸透镜才成倒立、缩小的实像。凸透镜成实像时,物远像近像变小。
本题考查了凸透镜的成像特点和应用,要掌握凸透镜成像的规律,搞清每种情况下的应用。在学习过程中要善于总结、寻找规律,学着将所学知识与生活实际联系起来。
11.如图所示,光屏上接收到烛焰清晰的像,则该凸透镜的焦距可能是( )
A. 7.5cmB. 12.0cmC. 15.0cmD. 20.0cm
【答案】B
【解析】解:由图可知,uu=15cm>f,v=30cm>2f,即15cm>f>7.5cm,故ACD错误,B正确。
故选:B。
uu=15cm>f,v=30cm>2f,由此可得焦距的范围。
本题考查了由成像性质判断v,u,f,属于基础题。
12.小明和小华在窗边用焦距为10cm的凸透镜贴近报纸看文字,看到了文字的像。在移动凸透镜时,意外发现在报纸上出现了窗外景物的像,如图所示。以下说法错误的是( )
A. 前一次成像时,凸透镜离报纸距离小于10cm
B. 后一次成像时,凸透镜离报纸距离稍大于10cm
C. 前一次成的是正立的虚像,后一次成的是倒立的实像
D. 凸透镜远离报纸时前一次像变小,后一次像变大
【答案】D
【解析】解:ABC.用凸透镜贴近报纸看文字,物距小于一倍焦距,成正立、放大的虚像,和放大镜原理相同;
在移动凸透镜时,意外的发现在报纸上出现了窗外景物的像,景物离透镜的距离远大于报纸到透镜的距离,故此时是倒立缩小的实像,因而此时物距大于二倍焦距,和照相机的原理相同,所以前一次成像时,凸透镜离报纸距离小于10cm;后一次成像时,凸透镜离报纸距离稍大于10cm,故ABC正确,不符合题意;
D.凸透镜成实像时,物近像远像变大;成虚像时,物远像近像变小,所以凸透镜远离报纸时,前一次像变大,后一次像变小,故D错误,符合题意,
故选:D。
凸透镜成像时,物距大于二倍焦距时成倒立、缩小的实像,应用于照相机;物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大的实像,应用于投影仪;物距小于一倍焦距成正立放大的虚像,应用于放大镜。
熟练掌握凸透镜成像的三种情况和应用是解题的关键。
13.现代生活中,手机给人们带来了许多便利,但长时间看手机屏幕,容易导致视力下降。如图所示是眼球成像及视力矫正的示意图,其中属于近视眼的成因及其矫正的是( )
A. 甲、丙B. 甲、丁C. 乙、丙D. 乙、丁
【答案】A
【解析】解:甲图成像在视网膜之前,是近视眼的成因;丙图配戴凹透镜,是近视眼的矫正;
乙图成像在视网膜之后,是远视眼的成因;丁图配戴凸透镜,是远视眼的矫正,故A符合题意。
故选:A。
近视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太强,使远处物体射来的光线会聚在视网膜的前方,由此可以确定哪一个图表示了近视眼的成像情况。近视眼配戴凹透镜进行矫正。
图示的四个图来源于课本,分别表示了远视眼和近视眼的成因与矫正的光路图。明确近视眼与远视眼的成因是解决此题的关键。
二、填空题:本大题共7小题,共26分。
14.为了降低交通噪声干扰,部分高架桥安装了隔音屏,降噪是指改变了声音的______(选填“音调”、“响度”或“音色”),这种控制噪声的方式是在______控制噪声。倒车防撞雷达可以测量出车的尾部与障碍物之间的距离,并在车与物之间距离过小时发出警报声提醒司机。倒车防撞雷达是利用______(选填“超”或“次”)声波测距原理来测量距离的。人______(选填“能”或“不能”)听到这种声波。
【答案】响度 传播过程中 超 不能
【解析】解:(1)声音向前传播遇到隔音屏时,声音会被反射回来,因此隔音屏能降低噪声的响度,这属于在传播过程中减弱噪声。
(2)倒车防撞超声波雷达是利用回声测距原理来测量距离的;
人耳的听声的频率范围是20Hz~20000Hz,高于20000的Hz的是超声,人耳都不到超声波。
故答案为:响度;传播过程中;超;不能。
(1)降噪是指改变了声音的响度;减弱噪声有三种:①在声源处减弱;②在传播过程中减弱;③在人耳处减弱;
(2)倒车雷达,即倒车防撞雷达,也叫泊车辅助装置,它能以声音或更为直观的显示告知司机车辆周围是否有障碍物,倒车时,利用回声测距原理,由装置在车尾保险杠上的探头发送超声波撞击障碍物后反射此声波,计算出车体与障碍物间的实际距离,然后,提示给司机,使停车或倒车更容易、更安全,所以说倒车雷达应用了回声定位的原理;
人耳的听声的频率范围是20Hz~20000Hz,高于20000的Hz的是超声,人耳都听不到超声波。
本题考查了声音的等级和噪声的危害、减弱噪声的措施、超声波的应用等知识,都是声现象的基本内容的考查,识记性比较强。
15.诗句“大漠孤烟直,长河落日圆”给我们展现了一幅美丽的画卷。其实诗人观察到的落日并非太阳的实际位置,而是太阳光经过不均匀的大气层发生了______所成的像,太阳实际在图中______(选填“甲”或“乙”)的位置,若大气层消失则白天的时间会______(变长、变短或不变)
【答案】折射 乙 变短
【解析】解:太阳落山时,太阳的实际位置在地平线下面,但太阳光经过不均匀的大气层时发生了折射,通过折射我们看见了太阳的虚像(即观察到的落日),此时,太阳的实际位置在图中的乙位置;
若大气层消失,太阳光将在真空中沿直线传播,由于地球是圆形的,所以只有太阳升到某一位置时才能观察到;而正因为地球表面上有大气层,阳光射入大气层时会发生折射现象,能够提前观察到;所以如果地球表面不存在大气层,那么观察到的日出时刻与实际存在大气层时的情况相比将延后,那么这一天的白昼的时间与原来的白昼时间相比将会短一些。
故答案为:折射;变短;乙。
当光在不均匀介质中传播时,传播方向发生偏折,这种现象叫做光的折射。
本题主要考查了光的折射现象在生活中的应用,属光学基础题。
16.一束光在玻璃和空气两种物质中传播,在分界面发生了反射和折射,如图所示,MM′和NN′互相垂直,是分界面或者法线,其他为光线,根据图中角度关系可知,______为分界面,它的______侧为玻璃(选填“上”、“下”、“左”或“右”),此时的折射角为______°,入射光线为______(用字母表示)。
【答案】NN′ 右 30 CO
【解析】解:由图可知,∠MOA=∠MOC且共边,所以MM′是法线,NN′是界面。
又因为折射光线和入射光线分居在法线的两侧,且∠MOC>∠M′OB,所以空气在NN′左侧,玻璃在NN′右侧,CO是入射光线,OA是反射光线,OB是折射光线。
折射角是∠BOM′=90°−60°=30°。
故答案为:NN′;右;30;CO。
(1)光在空气和玻璃的分界面上发生反射和折射的情况,首先根据反射角等于入射角来确定法线和界面,根据折射光线和入射光线分居在法线的两侧,来确定折射光线、入射光线和反射光线。
(2)折射光线和法线的夹角是折射角。
(3)光线从其它透明介质斜射入空气中,折射角大于入射角;光线从空气斜射入其它透明介质中,折射角小于入射角。
本题考查了光的折射规律和光的反射定律,综合性比较强,有些难度,注意理解。
17.自制水滴显微镜的过程是:在透明塑料板上先滴一滴大小合适的水滴,透过水滴观察下方的黑色箭头(如图a),可以看到黑色箭头成______立、放大的像,此时小水滴相当于______透镜;再用一个______透镜作为目镜,缓慢调节透镜与水滴间的距离(如图b),就会看到箭头更为放大的像。
【答案】倒 凸 凸
【解析】解:由题意可知,在自制显微镜的过程中,首先调节黑色箭头与水滴间的距离(也可以调节水滴的焦距,即调节水滴的凸度),使之大于水滴透镜的焦距且小于二倍焦距,此时可观察到倒立、放大的实像,此时的小水滴相当于显微镜的物镜;
该实像通过目镜再成一个正立、放大的虚像,因此再用一个凸透镜作为目镜,缓慢调节透镜与水滴间的距离就会看到箭头更为放大的像。
故答案为:倒;凸;凸。
根据显微镜的工作原理解答此题:显微镜的物镜相当于投影仪的镜头,使物体成倒立、放大的实像;目镜的作用相当于一个放大镜,使物镜成的实像,通过目镜再成一个正立、放大的虚像。经过两次凸透镜的放大作用,使微小的物体放大许多倍。
该题以探究实验的形式考查了显微镜的构造及原理,了解物镜和目镜的成像原理是解答此题的关键。
18.小明利用太阳光测量凸透镜的焦距。
(1)如图所示的两种操作方案中,正确的是图______(选填“A”或“B”)所示方案。
(2)采用正确的操作方案,适当调整位置后,当在白纸上出现一个______的光斑时,光斑到凸透镜中心的距离为20cm,则该凸透镜的焦距为______cm。
(3)若在测量另一凸透镜焦距的过程中,小明发现纸板上的焦点却不易确定。于是他移动纸板找到两次成等大光斑的位置,分别测出了光斑到凸透镜中心的距离为6cm和12cm,则凸透镜的焦距是______cm。
【答案】B 最小、最亮 20 9
【解析】解:(1)如图所示的两种操作方案中,正确的是图B所示方案。
(2)采用正确的操作方案,适当调整位置后,当在白纸上出现一个最小、最亮的光斑时,光斑到凸透镜中心的距离为20cm,则该凸透镜的焦距为20cm。
(3)若在测量另一凸透镜焦距的过程中,小明发现纸板上的焦点却不易确定。在焦点之前或之后的光斑都不是最小的,在焦点的前后等距的地方关于焦点对称则凸透镜的焦距是9cm。于是他移动纸板找到两次成等大光斑的位置,分别测出了光斑到凸透镜中心的距离为6cm和12cm,焦点就在两个位置的中点,则凸透镜的焦距是6cm+12(12cm−6cm)=9cm。
故答案为:(1)B;(2)最小、最亮;20;(3)9。
(1)凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用;凸透镜有实焦点;凹透镜有虚焦点;
(2)与主光轴平行的平行光,经凸透镜折射后会聚在焦点上;
(3)焦距是指焦点到透镜光心的距离;
本题考查凸透镜的主光轴、焦点、焦距,属于中等题。
19.把带双箭头的图片放在装有水的圆柱形玻璃杯后不同位置,看到的情景如图甲和乙所示。此时的玻璃杯相当于______镜,箭头离玻璃杯较近的是______(选填“甲”或“乙”)图,其成像原理与______(选填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”)类似。
【答案】凸透 甲 放大镜
【解析】解:装有适量水的圆柱形玻璃杯相当于一个凸透镜;
当看到的情景如图甲所示时,呈现正立、放大的像,此时与放大镜的成像原理相同,物距小于1倍焦距,所以箭头离玻璃杯较近。
故答案为:凸透;甲;放大镜。
根据凸透镜成像的规律进行解答:当物距小于焦距时,成正立、放大的虚像,其实际应用是放大镜;物距大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像,其实际应用是照相机。
本题考查了凸透镜成像规律的应用,属于基础题。
20.如图甲所示是一束太阳光射向三棱镜后,在光屏上出现了彩色的光带。
(1)这种现象叫光的______现象,彩色光带最上面是______色。
(2)如果分辨不清光屏上彩色光带的色彩,可以适当______(选填“增大”或“减小”)光屏与三棱镜间的距离。
(3)如图乙所示,一束紫光和一束红光平行入射到一块长方体玻璃砖上,它们之间的距离为d。请推测:经玻璃砖折射后,红光和紫光______(选填“是”或“不是”)平行的,它们之间的距离______(“会”或“不会”)改变。
【答案】色散 红 增大 不是 会
【解析】解:(1)当太阳光经过三棱镜后,会发生色散现象,由于红光的偏折能力弱,紫光的偏折能力强,所以最上方为红光;
(2)如果分辨不清光屏上彩色光带的色彩,可以适当增大光屏与三棱镜间的距离,使彩色光带的间距增大;
(3)如图一束紫光和一束红光平行入射到一块长方体玻璃砖上,它们之间的距离为d,由于红光与紫光的折射能力不同,因此经玻璃砖折射后,红光和紫光不是平行的,红光与紫光之间的距离会改变。
故答案为:(1)色散;红;(2)增大;(3)不是;会。
(1)英国物理学家牛顿发现太阳光经过三棱镜折射后可以分散成七种颜色的光,从上到下依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,这就是光的色散现象。该现象说明太阳光是复色光;红光的偏折能力弱,紫光的偏折能力强;
(2)如果分辨不清光屏上彩色光带的色彩,则应增大彩色光带的宽度,即适当增大光屏与三棱镜间的距离;
(3)光线通过平行玻璃砖时,要发生两次折射。由于玻璃砖上下两个表面平行,上表面的折射角等于下表面的入射角,根据光路的可逆性,分析出射光线与入射光线的关系;红光的折射程度小于紫光的折射程度,分析紫光与红光通过平行玻璃砖后侧向移动距离关系,即可判断d的变化。
本题考查光的色散以及折射现象,难度不大。
三、作图题:本大题共4小题,共8分。
21.根据平面镜成像特点,在图中画出物体AB所成的像。
【答案】解:先作出端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′,用虚线连接A′、B′即为物体AB的像,如下图所示:
【解析】平面镜成像的特点是:像与物关于平面镜对称,可以先作出物体A、B端点AB的像点A′、B′,连接A′、B′即为物体AB在平面镜中所成的像。
平面镜成像关系是:大小相等、连线与镜面垂直、到镜面的距离相等、左右相反;作物体在平面镜中所成的像,常用方法是:作出端点(或关键点)的像点,用虚线连接像点得到物体的像。
22.如图所示,一束光线AO斜射到水面上,请画出对应的折射光线和反射光线。
【答案】解:图中法线已经画出,根据反射光线与入射光线分居法线两侧,在空气中法线的另一侧作出反射光线,注意反射角等于入射角;
再根据折射光线与入射光线分居法线两侧,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:
【解析】根据反射定律:反射光线、入射光线、法线在同一个平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,作出反射光线;
根据光由空气斜射进入水中折射光线向法线偏折,折射角小于入射角作出折射光线。
在两种透明介质的界面上,折射和反射一般是同时发生的,反射光线与入射光线在同种介质中,折射光线和入射光线在不同种介质中。
23.在图中,作出通过凹透镜的两条光线的折射光线。
【答案】解:延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴;过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变。如图所示:
【解析】在作凹透镜的光路图时,先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图。
凹透镜三条特殊光线的作图:①延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴;②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;③过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变。
24.如图所示,渔民看到水中S′处有一条鱼,而S才是鱼的真实的位置,现要利用激光手电筒从A点发出一束光照射到S上,请你在图中完成光路。
【答案】解:利用激光手电筒从A点发出一束光照射到S上,根据光路可逆,入射点为A与S′连线与水面的交点,连接S与交点,做出折射光线,如图所示:
。
【解析】当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,根据光路可逆作图。
本题考查生活中的折射现象,要求学生能学以致用,将物理知识应用于生活实践。
四、实验探究题:本大题共5小题,共32分。
25.如图所示为水位测量仪的示意图。A点与光屏PQ在同一水平面上,从A点发出的一束与水平面成45°角方向不变的激光,经水面反射后,在光屏上的B点处形成一个光斑,光斑位置随水位变化而发生变化。
(1)A点与光屏在水中所成的像是______像(选填“虚”或“实”)。
(2)A点与水面相距3m,则A与它在水中的像A′之间的距离为______m。
(3)若光斑B向右移动了1.6m,说明水位______(选填“上升”或“下降”)了______m。
【答案】虚 4 下降 0.8
【解析】解:(1)水面相当于平面镜,平面镜成像的特点是:像物等距、像物等大、虚像,故A点与光屏在水中所成的像是虚像;
(2)根据平面镜成像中的像物等距可知,A点与水面相距2m,则A与它在水中的像A′之间的距离为2m+2m=4m;
(3)若光斑B向右移动了1.6m,移动到E点,如下图所示:
BE=OF=1.6m,因为从A点发出的一束与水平面成45°角,所以由等腰直角三角形特点可知,CG=12OF=0.8m,
则说明水位下降了0.8m。
故答案为:(1)虚;(2)4;(3)下降;0.8。
平面镜成像的实质是光的反射,平面镜成像的特点是:像物等距、像物等大、虚像。
此题考查了对光的反射定律的应用,能正确作图并用数学知识进行分析是解答的关键。
26.小明和小华用茶色玻璃板、两个相同的棋子、两支等长的蜡烛、刻度尺、光屏等器材“探究平面镜成像特点”,如图甲所示:
(1)用玻璃板代替平面镜是便于______;
(2)为了确定平面镜成的像是实像还是虚像,小明在像的位置上放一光屏,如图甲,可以在______(选填“A”或“B”)处观察光屏上是否承接到像。(A处为透过玻璃板观察光屏;B处为直接观察光屏)
(3)如图乙所示,小明调整器材位置观察到蜡烛A的像,同组的小华站在他的右侧,却没有看到像。为了能够让小华看到像,在不改变蜡烛A位置的前提下,采取了两个方法,方法一:将平面镜沿着MN方向向______(选填“左”或“右”)平移;方法二:以茶色玻璃左侧边OM为轴,将平面镜适当向______(选填“前”或“后”)转动,上述两个方法小华所看到的像______(选填“在”或“不在”)同一位置。
(4)小明成功完成实验后,小华也想自己亲自操作完成一下实验。她继续用小明的器材进行实验,却发现无论怎样移动蜡烛B,总不能和蜡烛A的像重合,原因可能是______。
【答案】确定像的位置 B 右 后 不在 蜡烛A燃烧变短,B和A的大小不相等
【解析】解:(1)用玻璃板代替平面镜是便于确定像的位置;
(2)因为平面镜成虚像,玻璃是透明的,所以如果从A处看时,会看到成的虚像,误以为在光屏上,而从B处直接看时,就会判断是否能在光屏上成像,故答案为:B;
(3)如图乙所示,小明调整器材位置观察到蜡烛A的像,同组的小华站在他的右侧,却没有看到像。为了能够让小华看到像,在不改变蜡烛A位置的前提下,采取了两个方法,
方法一:将平面镜沿着MN方向向右平移,反射角增大,反射光线向右转动,由于平面镜所成的像与物体关于镜面对称,所以像仍然成在原来的位置;
方法二:以茶色玻璃左侧边OM为轴,将平面镜适当向后转动,反射角增大,反射光线向右转动,由于平面镜所成的像与物体关于镜面对称,所以像会成在原来的位置的左边;
上述两个方法小华所看到的像不在同一位置;
(4)小明成功完成实验后,小华也想自己亲自操作完成一下实验。她继续用小明的器材进行实验,却发现无论怎样移动蜡烛B,总不能和蜡烛A的像重合,原因可能是蜡烛A燃烧变短,B和A的大小不相等。
故答案为:(1)确定像的位置;(2)B;(3)右;后;不在;(4)蜡烛A燃烧变短,B和A的大小不相等。
(1)选择玻璃板代替平面镜主要是利用玻璃板透明的特点,便于确定像的位置;
(2)因为平面镜成的是虚像,因此不能在光屏上成像;
(3)平面镜所成的像与物体关于镜面对称;
(4)蜡烛A已经燃烧一段时间变短,而B的长度未变。
本题主要考查了平面镜成像特点的实验,这是光学中的一个重点,也是近几年来中考经常出现的题型,要求学生熟练掌握,并学会灵活运用。同时考查学生动手操作实验的能力,并能通过对实验现象的分析得出正确结论。
27.小红用图1所示装置探究光的反射定律。平面镜置于水平底座中心。激光笔可沿弧形轨道移动,且保持激光始终射向平面镜上的O点。
(1)为了在不同方向都能观察到光的传播路径,可以利用光的______(漫/镜面)反射原理,在平面镜上方喷些______;
(2)多次改变激光笔在轨道上的位置,小红调整视角,均能观察到反射光OB挡住入射光AO的现象。如图2所示,将长方形纸板与AO、OB所在平面重合,其底边PQ紧贴平面镜,在纸板上即可显示出入射光和反射光。多次测量纸板和平面镜的夹角。
①上述实验中测得的夹角均为90°,则反射光线、入射光线所在平面和平面镜相互______;
②在纸板上过O点作出底边PQ的垂线ON,则ON与镜面______,可知ON为法线。由①、②可得:反射光线、入射光线和法线在______内。
(3)改变入射光的方向,依次记录实验数据如表格所示,分析实验数据可知:入射光线AO逐渐______(选填“靠近”或“远离”)法线ON;∠NOB与∠AON的大小______。
【答案】漫 烟雾 垂直 垂直 同一平面 远离 相等
【解析】解:(1)为了在不同方向都能观察到光的传播路径,应在平面镜上方喷些烟雾,这是利用了光照在烟雾上会发生漫反射,可以通过烟雾显示光路;
(2)①将长方形纸板与AO、OB所在平面重合,多次测量纸板和平面镜的夹角均为90°,则反射光线、入射光线所在平面和平面镜相互垂直;
②在纸板上过O点作出底边PQ的垂线ON,则ON是法线,与镜面垂直,在光的反射中,反射光线、入射光线和法线都在同一平面内;
(3)根据表中实验数据可知,入射光线与镜面的夹角∠AOP逐渐变小,入射光线AO与法线ON的夹角即入射角逐渐变大,因此入射光线AO逐渐远离法线ON;表中实验数据可知,反射角∠NOB与入射角∠AON的大小相等。
故答案为:(1)漫;烟雾;(2)①垂直;②垂直;同一平面;(3)远离;相等。
(1)从不同方向上可以观察到是发生了漫反射,光照在烟雾上会发生反射;
(2)①多次测量纸板和平面镜的夹角均为90°,据此分析;
②光的反射现象中,过入射点作与镜面垂直的一条直线叫做法线;反射光线、入射光线和法线是在同一平面内的;
(3)根据表格中数据分析入射光线AO与法线ON的关系,在光的反射现象中,反射角等于入射角。
本题是探究光的反射定律的过程,关键是掌握光的反射定律的内容及其探究的方法。
28.小明为探究光的折射规律设计了如图甲所示的实验装置,其中光屏F可绕直径NOM前后折转。
(1)实验时,光贴着光屏从空气射入水中,小明将F板向后折转一定的角度,则在F板上______(选填“能”或“不能”)看到折射光,此时折射光线和入射光线______(选填“在”或“不在”)同一平面内。
(2)小明将光屏F恢复原状,调整入射角度,当入射光线靠近法线时,会看到杯底的亮斑B向______(选填“左”或“右”)移动。
(3)小明继续用另一支激光笔让光沿着BO射向水面时,可看到折射光沿OA射出,这说明______。
(4)让一束激光从某玻璃斜射向空气(如图乙)。保持入射点不动,改变入射角(每次增加0.2°),当入射角增大到41.8°时,折射光消失,只存在入射光与反射光,这种现象叫做光的全反射,如图丙所示。此时的入射角叫做这种物质的临界角。当入射角大于临界角时,只发生反射,不发生折射,根据以上内容可判断:
①当光从空气射向玻璃时______(填“会”或“不会”)发生光的全反射现象;
②一个三棱镜由上述玻璃制成,一束光垂直于三棱镜的一个面射入,如图丁所示。则关于这束光经过三棱镜后的光路描述,图戊中正确的是______。
【答案】不能 在 左 光的折射现象中,光路是可逆的 不会 D
【解析】解:
(1)当F板向后折转一定的角度后,则呈现折射光线的F板和呈现入射光线的E板不在同一平面内,所以在F板上不能看到折射光;但此时折射光线和入射光线在同一平面内;
(2)光的折射中,折射角随入射角的增大而增大,减小而减小,当入射光线靠近法线时,入射角减小,折射角也减小,所以折射光线靠近法线,所以光斑向左移动;
(3)小明继续用另一支激光笔让光线沿着BO射向水面时,可看到折射光线沿OA射出,这说明:在折射现象中,光路是可逆的。
(4)①光从空气斜射向玻璃,折射角总小于入射角,折射角总小于90°,故不会发生全反射现象。
②光线从空气垂直于玻璃入射时,光的传播方向不变;当光射到玻璃的右表面时,由图可知入射角为45°,大于临界角41.8°,所以会发生全反射现象(折射光线消失,只有反射光线),其光路图如下图所示:
故只有D正确。
故答案为:(1)不能;在;(2)左;(3)光的折射现象中,光路是可逆的;(4)①不会;②D。
(1)光的折射规律:光从空气斜射入水或其它介质时,折射光线与入射光线、法线在同一平面内;折射角小于入射角;
(2)光的折射中,折射角随入射角的增大而增大,减小而减小;
(3)根据折射现象中,光路是可逆的回答;
(4)①根据折射角和入射角的关系进行分析,即当折射角大于入射角时,并且入射角大于或等于临界角时,才会发生全反射现象;
②当光从一种透明介质垂直射入另一种透明介质时,传播方向不变;当光从其他透明介质斜射入空气时,若入射角大于或等于临界角,则会发生全反射现象;若入射角小于临界角,则会发生折射,且折射角大于入射角,据此画出光路图。
此题考查的是我们对光的折射规律探究过程及分析数据得出结论的能力,属于基本技能的考查。
29.小明和小丽做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)他们在挑选透镜时,把两个透镜甲、乙分别正对太阳光,在光屏上出现了如图甲所示的光斑,你认为他们应该选择______(选填“甲”、“乙”)透镜来进行实验;
(2)将此凸透镜、点燃的蜡烛、光屏置于光具座上,调整烛焰焰心,光屏的中心在凸透镜的主光轴上,目的是______。点燃的蜡烛、凸透镜、光屏在如图乙所示的位置时,恰好在光屏上呈现了烛焰倒立的、______(选填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像;保持图乙中蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜移到光具座上______cm刻度线处,光屏上能再次呈现烛焰清晰的像;
(3)当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时,小明用不透明的纸挡住透镜上半部分,则光屏上所成的像是______(填字母)
A.依然完整,亮度不变
B.依然完整,亮度变暗
C.不完整,亮度不变
D.不完整,亮度变暗
(4)如图丙所示,当蜡烛距透镜6.0cm时,无论怎样移动光屏,光屏上都看不到烛焰的像,光屏上______(选填“有”或“无”)烛焰经透镜折射后的光线。此时,像成在______(选填“光屏”或“蜡烛”)一侧,人眼在______(选填“1”、“2”或“3”)处能观察到蜡烛的像;
(5)小丽和小明又尝试用焦距为10cm的凸透镜观看对方,当他们相距2m,小明刚好通过透镜能看到小丽眼睛正立的像,如图丁,此时小丽从凸透镜中______(选填“能”或“不能”)看到小明清晰的像。
【答案】乙 使像成在光屏中央 缩小 35 B 有 蜡烛 2 不能
【解析】解:(1)图甲光斑的中间比较暗,图乙中间出现亮斑,所以甲对光线具有发散作用,是凹透镜;乙对光线具有会聚作用,是凸透镜,所以要选择乙透镜进行实验;
(2)为了使像成在光屏中央,应调整烛焰焰心,光屏的中心在凸透镜的主光轴上;
由图乙可知,此时物距大于像距,根据凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立、缩小的实像;
保持图乙中蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜移到光具座上35cm刻度线处,此时物距等于原来的像距,像距等于原来的物距,根据在光的折射中,光路是可逆的可知,光屏上能再次呈现烛焰清晰的像;
(3)当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时,小明用不透明的纸挡住透镜上半部分,下半部分仍能会聚光线成完整的像,但由于会聚的光线比原来减少,所以像比原来变暗,故选:B;
(4)当蜡烛距透镜6.0cm时,光屏上有烛焰经透镜折射后的光线,只不过折射光线发散,不会聚成像,因此无论怎样移动光屏,光屏上都看不到烛焰的像,说明此时u
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