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专题7 声和光
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 声音及其特性 ☆ ①知道光的直线传播与应用②描述光的反射定理,知道平面镜成像的特点③描述光的折射规律,用光的反射定理和折射规律解释简单的现象④认识凸透镜成像规律⑤应用凸透镜成像规律解释近视眼、远视眼的成因,总体难度不大。
考点2 光的直线传播和光的反射 ☆☆
考点3 光的折射 ☆☆
■考点一 声音及其特性
固体、液体、气体都可以作为声源发出声音,也都可以作为传播声音的介质。空气越稀薄,传声效果越差,真空不能传声。
响度、音调、音色的决定因素和表现
决定因素 听感表现
响度 由声源的振幅决定。振幅越大,响度越大 响度大:震耳欲聋响度小:轻声耳语
音调 由声源的振动频率决定。频率大,音调高;频率小,音调低 音调高:声音清脆、尖细音调低:声音粗犷、低沉
音色 发声体的材料、结构和发声方式不同,发出的音色就不同 可以用来分辨不同发声体发出的声音
■考点二 光的直线传播和光的反射
光的直线传播:光在同一种均匀物质中沿直线传播。小孔成像、影子的形成、日食、月食说明光的直线传播。光速:宇宙中最快的速度是真空中的光速;在计算中,真空或空气中光速c=3×108m/s=3×105km/s。
【注意】①小孔成像的性质:倒立的实像,可以成放大、等大、缩小的像。②像的形状与孔的形状无关。③像的大小与物距和像距有关。
光的反射定律——三线共面,二线分居,两角相等
①光反射时,入射光线MO、反射光线ON、法线OP在同一平面内。
②反射光线ON和入射光线MO分别位于法线OP两侧。
③反射角β(∠NOP)等于入射角α(∠MOP)。
④入射角α增大时,反射角β也同时增大,反之,入射角减小时反射角也同时减小。
⑤如果把入射角减小到与法线重合时,即当入射角为0°时,反射角也为0°,此时,入射光线、反射光线和法线三线重合。
⑥光路具有可逆性:如图中,如果入射光线沿NO射入,那么反射光线一定沿OM射出。实际的应用是你通过镜子看见别人的眼睛时,对方也可通过镜子看见你的眼睛。
【注意】当光射到物体表面上时,有一部分光会被物体表面反射回来的现象叫光的反射。我们能够看到本身不发光的物体,是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。
平面镜成像:物体在平面镜中成的是虚像,像的大小跟物体相等,像到镜面的距离与物体到镜面的距离相等,像与物体的连线关于镜面对称。
成像原理:发光点P把光线射到平面镜上,又经平面镜反射到人的眼中,人眼是根据光的直线传播经验来判断物体位置的,人眼逆着反射光线的方向向镜内看去,觉得光线好像是从两条反射光线反向延长的交点P′处射来的,如图所示。镜面后实际并不存在发光点P′,P′也不是反射光线的交点,而是反射光线反向延长线的交点,所以是虚像。
考点四、探究光的反射定律
①为了保留光的传播路径,可以用笔描出入射光线和反射光线的路径;入射光线、反射光线、法线在同一平面上;在光的反射中,光路是可逆的;
②实验时玻璃板如果不竖直,不论怎样移动后面的蜡烛都不可能与前面蜡烛的像完全重合;实验中选择两根完全一样的蜡烛是为了比较物体与像的大小关系;平面镜成的是虚像。
【注意】1.可见光可以反射,不可见光同样可以反射。
2.成虚像的判断依据:平面镜里所成的像不能呈现在光屏上,所以是虚像。
3.平面镜所成像的大小与镜面的大小、物体到镜面的距离无关。
■考点三 光的折射
入射光线AO,折射光线OB,法线NN′在同一平面内。折射光线和入射光线分别位于法线两侧。光从空气斜射入水或玻璃表面时,折射光线向法线偏折,折射角β小于入射角α。入射角α增大时,折射角β也增大。如果光从水中斜射入空气中时,折射光线将偏离法线,折射角大于入射角。光的折射也遵循光路可逆,如果入射光线沿BO射入到点O,折射光线一定沿OA折射(如右上图所示)。
【注意】①光必须斜射时,才能发生折射现象。
②解释光现象或作图时要注意:人眼看物体是物体发出或反射的光射入人的眼睛,而不是人眼发出光射到物体上。
③光垂直射到水或玻璃表面时传播方向不改变,即垂直于界面时三线重合两角为0°,这是一种特殊情况。
凸透镜成像规律
人的眼球,近视眼和远视眼
■考点一 声音及其特性
◇典例1:(2023·慈溪模拟)智能手机具有独立的操作系统和运行空间,可以由 用户自行安装软件、导航等程序,并可以通过移动通讯网络来实现无线网络的接入。
(1)智能手机可以自动识别用户的声音,这主要是利用声音的 。
(2)如图是一个商品条形码,用手机扫描时是主要是通过 (选填“白色”或“黑色”)部分获取商品信息的,它反射光的能力较强。
【答案】(1)音色(2)白色
【解析】(1)声音的特性为音色,响度和音调;
(2)白色反射所有的色光,不透明物体的颜色由反射的色光颜色决定。
【解答】(1) 自动识别用户的声音 ,利用声音的音色不同;
(2)白色可以反射所有的色光,故其反射能力较强。
◆变式训练1:科学方法是开启大自然奥秘之门的钥匙。
(1)如图所示,用鼓锤分别重敲和轻敲鼓面,铜鼓发出的声音的响度不同,同时可以通过乒乓球反弹的高度,来显示出鼓面振动的情况。通过实验可知:鼓面振动的 越大,响度越大。
(2)为了便于描述光的传播路径和方向,科学上引入了光线的概念,实际上光线并不存在。为了形象地表示磁体周围磁场分布的强弱和方向,科学上引入了 的概念,实际上它也并不存在。
【答案】(1)幅度(或振幅)(2)磁感线
【解析】(1)根据响度与振幅的关系解答;(2)根据磁感线的定义和用途分析解答。
【解答】(1)如图所示,用鼓锤分别重敲和轻敲鼓面,铜鼓发出的声音的响度不同,同时可以通过乒乓球反弹的高度,来显示出鼓面振动的情况。通过实验可知:鼓面振动幅度(或振幅)越大,响度越大。
(2)为了形象地表示磁体周围磁场分布的强弱和方向,科学上引入了磁感线的概念,实际上它也并不存在。
◇典例2:如图所示,将正在发声的手机放在连通于抽气机的密闭玻璃瓶内。
(1)在用抽气机把玻璃瓶内的空气逐渐抽出的过程中,听到的声音将会逐渐 。
(2)分析实验现象,运用 (填“推理”或“归纳”)的方法可得结论: 。
【答案】(1)变小(2)推理;声音的传播需要介质
【解析】(1)空气是传声的介质,空气越稀薄,则传声能力越弱;
(2)随着玻璃罩内空气越来越少,则听到的声音越来越小。由此可知,如果玻璃罩中变成真空,那么将不会听到声音,即真空不能传声,这种方法叫科学推理法。
【解答】(1)在用抽气机把玻璃瓶内的空气逐渐抽出的过程中,听到的声音将会逐渐变小。
(2)分析实验现象,运用推理的方法可得结论:声音的传播需要介质(真空不能传声)。
◆变式训练2:(2023·江山模拟)小明发现电吉他的发音是通过电磁拾音装置连接扬声器而实现的。拾音器的基本结构如图1所示,由铜线绕成线圈,金属吉他弦被磁化成一个磁体,拨动吉他弦的时候就相当于铜线圈在切割弦的磁场,从而产生感应电流,电流越大声音越响。小明想探究吉他的响度与什么有关。用电流检测仪器测得某一次拨弦的电流情况,如图2所示。小明得出吉他的响度与弦的振动的幅度有关,越用力拨弦(使弦拉伸幅度变大,振动变快),声音越响的结论。
(1) 小刚同学觉得小明同学的实验结论不够科学,你觉得实验存在哪些问题 。
(2)观察图2可知电流方向在不断变化,引起电流方向变化的原因是 。
(3)若选用 材质的金属弦(填“铜质弦”或“铁质弦”),无论如何拨动金属弦,扬声器都不能发音。
【答案】(1)该实验存在两个变量:振动的幅度和速度(2)切割磁感线的方向在变化(3)铜质弦
【解析】(1)小明想探究吉他的响度与什么有关时,应采用控制变量法,据此分析;
(2)感应电流的方向与导体运动的方向和磁场的方向有关;
(3)根据铜不能被磁化而铁能被磁化进行解答。
【解答】(1)由题意可知,小明想探究吉他的响度与什么有关时,采用的是控制变量法,探究响度与振幅的关系时,应该控制振动的速度不变,只改变振幅的大小,而小明同时改变了振动速度,即错误的地方是:该实验存在两个变量:振动的幅度和速度;
(2)根据图2可知,感应电流的方向是变化的,是因为琴弦来回振动时,线圈切割磁感线的方向不同,则感应电流的方向不同;
(3)由于铜质弦不能被磁化,而铁质弦能被磁化,因此选用铜质弦,无论如何拨动金属弦,扬声器都不能发音。
■考点二 光的直线传播和光的反射
◇典例1:(2023·金华)某些高层建筑的玻璃幕墙会产生强烈的镜面反射,造成光污染。下列各图中光学现象的原理与玻璃幕墙发生镜面反射的原理相同的是( )
A.林中光束 B.拱桥倒影
C.水中铅笔 D.人手影子
【答案】B
【解析】根据光的特性分析各个选项中包含的光学原理即可。
【解答】A.林中光束,原理为光的直线传播,故A不合题意;
B.拱桥倒影,是光的反射形成的平面镜成像,故B符合题意;
C.水中铅笔,是光的折射现象,故C不合题意;
D.人手影子,是光的直线传播现象,故D不合题意。
◆变式训练1:(2023·定海模拟)1279年,元代天文学家郭守敬在河南登封设计并建造了一座测影楼(如图甲),它是中国现存最早的天文台。一年中每天正午横梁的影子会在“量天尺”上移动(如图乙),影子最长时刚好落在量天尺的最北端。
(1)横梁在阳光下会形成影子的原理是 。
(2)若任纬度更低的瑞安建造一座相同的测影楼,使影子最长时也刚好落在量天尺的最北端。与登封的量天尺相比,该量天尺的长度 (选填“更长”“相等”或“更短”)。
【答案】(1)光的直线传播(2)更短
【解析】影子的形成主要是光的直线传播造成,一年中正午杆影长短的变化是由于太阳直射点的移动造成,当直射点距离较近时,此时正午杆影最短。
【解答】(1)影子的形成原理是光的直线传播;
(2)纬度越低的地方越靠近直射点,此时杆影就越短。
◇典例2:(2023·舟山模拟)小科利用两根形状、大小相同的蜡烛和透明玻璃板研究平面镜成像的特点“实验,如图甲所示。
(1)实验时,小科应该点燃蜡烛 (选填 “A”、“B”或“A和B”);
(2)小科将蜡烛A与其像连线后,发现A被玻璃板垂直平分。于是,他得出结论:平面镜所成的像与物相对平面镜对称。其他同学却认为不能马上得出这结论,你认为他们的理由是 ;
(3)在一次科学小游戏中,两同学分别站在平面镜前A、B位置,如图丙所示。B处同学用手电筒对着平面镜里A处同学的像照射,手电筒的光就会准确照到该同学的身上,该游戏利用了 的原理。
【答案】(1)A (2)实验次数太少,得到的结论不够客观,不具有普遍意义 (3)光路可逆性
【解析】(1)平面镜成的像为正立等大的虚像;
(2)多次试验才能得到普遍结论,一次实验具有一定的偶然性;
(3)两个物体间能相互看到与光路的可逆性有关。
【解答】(1)在平面镜前面的蜡烛需点燃,后方的蜡烛不应点燃,避免光对实验的干扰;
(2) 理由是实验次数太少,得到的结论不够客观,不具有普遍意义 ;
(3)两者位置互换,光路可按原路返回,故利用光路的可逆性。
◆变式训练2:(2023·杭州模拟)在探究“树阴下光斑”的实践活动中,为了研究孔的大小对光斑形状的影响,小陶取一张硬纸片,用小刀开有三角形状孔(边长约为5厘米),并用另一张卡片,乙紧贴在甲上,如图所示,按箭头方向逐渐向上移动乙纸板,缩小孔的大小,观察形成的亮斑形状。
(1)从图示位置沿箭头方向移动乙,甲不动,观察阳光通过变小的孔在地面上形成的亮斑形状,实验记录下亮斑形状的变化情况是____
A.始终为三角形 B.从三角形到圆形
C.始终为圆形 D.都有可能
(2)研究孔的大小对亮斑形状的影响,选正方形状孔的卡片是否合理?说明理由 。
(3)晴朗夏日的树下小陶发现阳光通过树叶间的缝隙在地面上留下的亮斑,大多数是圆的,其原因是 。
【答案】(1)B
(2)不合理,孔的形状和大小都发生改变,没有控制变量唯一
(3)树叶间的缝隙比较小,小孔成像的形状与光源形状有关,太阳是圆的,亮斑大多数是圆的
【解析】小孔成像特点就是:1、成的像是实像;2、成的像与物体大小之比为(小孔到成像屏的距离)除以(小孔到物体的距离);3、成的像与物体大小比例相同;4、成的像是倒立的且左右颠倒(与原物体成中心对称);5、小孔越小 成像越清晰 但是亮度会比较小。小孔成像特点是光的直线传播,各种颜色的光都能通过小孔后成像。小孔成像特点如果物体是彩色的,像也是彩色的,像与物体的颜色完全一样。小孔成像时,像的清晰程度与小孔的大小有关、跟小孔的形状无关。
【解答】(1) (1)、从图示位置沿箭头方向移动乙,甲不动,观察阳光通过变小的孔在地面上形成的亮斑形状,实验记录下亮斑形状的变化情况是从B从三角形到圆形,因为孔比较大时,光斑的形状与孔的形状一样,当空比较小时,光斑是太阳的像是圆形的;
(2)不合理,因为孔的形状和大小都发生改变,没有控制变量唯一 ;
(3)树叶间的缝隙比较小,小孔成像的形状与光源形状有关,太阳是圆的,亮斑大多数是圆的。
故答案为:(1)B(2) 不合理,孔的形状和大小都发生改变,没有控制变量唯一 (3) 树叶间的缝隙比较小,小孔成像的形状与光源形状有关,太阳是圆的,亮斑大多数是圆的
■考点三 光的折射
◇典例1:(2023·绍兴)小敏透过水杯看见《科学作业本》上的”科”字呈如图所示的放大效果。下列选项中与其成像规律相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】根据凸透镜的成像规律分析判断。
【解答】装满水的水杯在水平方向上中间厚,边缘薄,相当于一个凸透镜,此时作业本上的字通过水透镜成放大的像。
根据凸透镜成像的规律可知,当蜡烛在一倍焦距以内时,它通过凸透镜成正立、放大的虚像,故D符合题意,而A、B、C不合题意。
◆变式训练1:(2023·慈溪模拟)白光经过三棱镜后,会在棱镜另一侧的光屏上出现一条彩色光带,其光路示意图如甲所示。现有一束红光AB射到长方体玻璃砖上,入射角为α,折射角为β红,从玻璃砖中出来的光线为CD,CD的反向延长线与AB相距h红,如图乙所示。若把红光改为紫光,保持入射角a不变,则β红 β紫;h红 h紫(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】>;<
【解析】光从一种介质进入另一种介质时会发生折射。
【解答】图甲可知紫光的偏折能力更强,故折射角 β 更小;最后的出射光线与原入射光线平行,故最后画图可以紫光的间距变大。
◇典例2:(2023九下·西湖模拟)小莉同学用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验:
(1)实验过程中,当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时,在光屏上可得到一个清晰的倒立、 的实像,若保持蜡烛和光屏位置不变,移动透镜至 cm刻度线处,光屏上能再次呈现清晰的像。
(2)如图乙所示,保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,则人眼在 (选填A、B、C”)处能观察到蜡烛的像,像是图丙中的 (选填“1、2、3、4”)。
(3)实验完成之后,小莉把自己的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,如图丁所示,光屏上原来清晰的像变得模糊了,若想在光屏上重新得到清晰的像,在不改变蜡烛和凸透镜位置的情况下,应将光屏 凸透镜。(选填“靠近”或“远离”)
【答案】(1)放大;40 (2)B;4 (3)远离
【解析】本题主要考查凸透镜成像规律和近视眼的成因及其矫正方法。
【解答】(1)当物距小于像距时成的是倒立放大的实像,由于光路是可逆的,故当其物距与像距互换时可再次成像;
(2)由1可知,当其刻度为16cm时,此时物距小于一倍焦距,故所成的为虚像,应从物体的另一侧透过透镜去观察,所成像为正立放大的虚像;
(3)当将近视眼镜放于其中时,在凹透镜的作用下将像点发散向右移动,故需将光屏远离透镜,才可再次成像。
◆变式训练2:(2023·慈溪模拟)小科用如图所示装置探究凸透镜成像规律。
(1)小科移动光屏直到出现清晰的像,蜡烛、透镜和光屏在光具座上位置如图所示,此时所成的是倒立 的实像。
(2)保持整个装置不动,随着蜡烛不断燃烧,光屏上烛焰的像将不断向 移动。
(3)如果将图中的凸透镜换成平面镜,保持蜡烛与平面镜的距离不变,移动光屏, (选填“能”或“不能”)找到一个合适的位置使蜡烛在光屏上成清晰的像。
【答案】(1)放大 (2)上 (3)不能
【解析】(1)凸透镜成像特点:
当u>2f时,f当u=2f时,v=2f,成倒立等大的实像;
当f2f,成倒立放大的实像;
当u=f时,不成像;
当u(2)凸透镜成像的特殊光线:过凸透镜焦点的光线,经过凸透镜后,折射光线平行主光轴;平行主光轴的光线,经过凸透镜后,折射光线经过焦点;通过凸透镜光心的光线不发生偏折。
【解答】(1)图中,蜡烛到凸透镜的距离是40cm-10cm=30cm,光屏(像)到凸透镜的距离是80cm-40cm=40cm,像距大于物距,成的是倒立放大的实像,故答案为“放大”。
(2)保持整个装置不动,随着蜡烛不断燃烧,根据通过凸透镜光心的光线不发生偏折的原理可知,光屏上蜡烛的像将不断上移,故答案为“上”。
(3)平面镜成的是正立等大的虚像,虚像不能在光屏上呈现,故答案为“不能”。
1.(2023·宁波)节日期间,宁波三江口上演了主题灯光秀。光与“影”交相辉映,营造出幸福祥和的节日气氛,如图所示。大楼的彩灯在水中形成“倒影”是因为光射到江面发生了( )
A.光的反射 B.光的折射
C.光的直线传播 D.光的色散
【答案】A
【解析】根据平面镜成像的原理分析判断。
【解答】大楼的彩灯在水中形成“倒影”,其实是平面镜成像,而平静的水面相当于平面镜。彩灯发出的光在水面发生反射,于是在水面内形成正立的虚像,这就是倒影。故A正确,而B、C、D错误。
2.(2023·台州)如图是一只白鹤在水面散步时的优美场景。关于白鹤两个“影”的形成原理,正确的是( )
A.影子——光的反射 B.影子——光的色散
C.倒影——光的反射 D.倒影——光的折射
【答案】C
【解析】影子的形成是光的直线传播造成的结果;水中的倒影是光的反射的结果。
【解答】AB.影子的形成是光的直线传播的结果,故其均不正确;
CD.倒影是光的反射,故C正确;故答案为:C
3.(2023·舟山)将平行光射向某一个光学元件,光路如图所示。该元件是( )
A.平面镜 B.凸透镜 C.凹透镜 D.反光镜
【答案】B
【解析】平面镜和反光镜起反射作用,凸透镜对光有会聚的作用,凹透镜对光有发散的作用。
【解答】由图可知,激光笔发出的平行光会聚到一个点上,故其元件为凸透镜。
4.(2023·衢州)今年爱眼日的主题是“关注普遍的眼健康”。矫正近视的同学,所佩戴眼镜的镜片是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】凸透镜的特点是中间厚,边缘薄,具有会聚作用;凹透镜的特点是中间薄,边缘厚,具有发散作用;
【解答】近视眼是因为眼球的前后径过长或晶状体的曲度太大,使得成像在视网膜的前面,所以应该佩戴具有发散功能的凹透镜,使像呈在视网膜上,凹透镜的特点是中间薄,边缘厚,故答案为:D.
5.(2021·温州)水平过道上方有一盏灯(如图)。小明站在1号地砖上时,通过2号地砖看到灯的像;走到2号地砖上时,通过3号地砖看到灯的像。则小明通过两块地砖所看到的像( )
A.大小相同、位置不同 B.大小相同、位置相同
C.大小不同、位置相同 D.大小不同、位置不同
【答案】B
【解析】根据平面镜成像的特点分析判断。
【解答】物体在平面镜中所成的像与物体关于平面镜所在的那条直线对称。地砖2和3都处在同一平面内,即它们处在同一直线上,灯泡的位置不动,则通过地砖看到的像大小相同,且位置不变。
6.(2023·衢州)小科选取了“”光源、带小孔的纸板、光屏等材料,按如图顺序依次固定在光具座上,通过左右移动光源和光屏,开展“小孔成像”实验。实验中光屏上不可能出现的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据小孔成像的特点分析判断。
【解答】小孔成像由光的直线传播形成,上面的光线到达下面,下面的到达上面,因此成的是倒立的实像,不可能成正立的实像,故B符合题意,而A、C、D不合题意。
7.(2021·台州)“方寸天地纳寰宇”描述了小小眼球可尽观广袤世界。下列能够解释眼球成像原理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】根据凸透镜成像的规律分析判断。
【解答】人眼就是一架照相机,晶状体和角膜相当于凸透镜,视网膜相当于光屏,物体在视网膜上成倒立、缩小的实像,此时物距大于像距,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
8.(2021·宁波)如图所示,当我们看远处物体时,远处物体的光线正好聚焦在视网膜上。处试当我们从看远处物体改为看近处物体时(一般不小于10cm),为了使近处物体成像在视网膜上,晶状体凸度和焦距的变化情况分别是( )
A.晶状体凸度变大,焦距变短 B.晶状体凸度变大,焦距变长
C.晶状体凸度变小,焦距变短 D.晶状体凸度变小,焦距变长
【答案】A
【解析】①凸透镜的凸度越大,对光线的会聚能力越强,此时焦距越短;
②根据凸透镜成像“物近像远大,物远像近小”的规律分析判断。
【解答】①假设晶状体的凸度不变,当看近处物体时,根据“物近像远大”可知,此时像距增大,即成像在视网膜后面;
②要使像向前移动到视网膜上,必须使光线会聚,则晶状体的凸度要变大,而焦距要变小。故A正确,而B、C、D错误。
9.(2023·温州)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
【答案】C
【解析】根据平面镜成像“物像等距”分析判断。
【解答】根据平面镜成像的特点可知,蜡烛成的像与蜡烛关于平面镜对称。②水平向左移动镜子,④为水平向右移动镜子,此时镜子所在的那个平面的位置保持不变,因此蜡烛像的位置保持不变,故B、D不合题意;
要使像移动到烧杯的位置,就要增大像距。根据“物像等距”可知,此时要增大蜡烛到镜面的距离,故C正确,A错误。
10.(2023·绍兴)小敏散步时看到了李白诗中”对影成三人”的真实场景:一只白鹭站在水中,形成了如图的两个”影”。下列说法正确的是( )
A.影子是光的反射形成的 B.倒影是光的折射形成的
C.两个”影”形成原理相同 D.倒影是白鹭等大的虚像
【答案】D
【解析】平面镜成像的特点是:正立,等大的虚像;物到平面镜的距离和像到平面镜的距离相等;五河像的连线与平面镜垂直;影子是光的直线传播原理形成的,光在同一种均匀的介质中沿直线传播;
【解答】A. 影子是光的直线传播原理形成的,A错误;
B. 倒影是光的反射形成的,B错误;
C.两个”影”形成原理不同,影子是光的直线传播原理形成的,倒影是光的反射形成的,C错误;
D. 倒影是光的反射形成的,属于平面镜成像的一种,平面镜成像的特点是正立、等大的虚像、等距、垂直;所以倒影是白鹭等大的虚像,D正确;
11.(2023·舟山)射击项目是我国体育的金牌大户,如图是我国射击选手备战杭州亚运会的训练场景。瞄准时,根据光在同种均匀介质中沿 的原理 ,当观察到瞄准点、准星尖和缺口成一条直线时,扣动扳机。子弹射出时手会受到一个向后的作用力,这说明了力的作用是
【答案】直线传播;相互的
【解析】本题考查知识点为光在直线传播过程中所出现的现象,例如影子的形成,小孔成像等;同时还考查了相互作用力的知识。
【解答】瞄准时三点一线,主要利用了光在同种均匀介质中沿直线传播的原理;由于力的作用是相互的, 所以子弹射出时手会受到一个向后的作用力。
12.(2023·湖州)图1是数码照相机的成像原理,当景物在离镜头2倍焦距之外时,能在影像传感器上成一个倒立、缩小的 像。人眼观察物体成像原理与照相机相似。小明平时不注意用眼卫生,造成近视,如图2所示,他应配戴 透镜来矫正近视。
【答案】实;凹
【解析】(1)根据凸透镜的成像规律和应用解答;
(2)根据近视眼的矫正方法解答。
【解答】(1)根据凸透镜的成像规律可知,当景物在离镜头2倍焦距之外时,能在影像传感器上成一个倒立、缩小的实像。
(2)根据图2可知,近视眼成像在视网膜前,要使像后移到视网膜上,就必须使光线发散,即用凹透镜矫正。
13.(2021·湖州)小明用手机拍照,发现手机镜头过于靠近拍摄对象时(如右图所示)无法正常对焦,拍出的照片模糊,此时像成在感光器(相当于光屏) (选填“前”或“后”)。小明发现将 透镜紧靠在手机镜头上可以解决这一问题,从而理解了手机微距镜头的工作原理。
【答案】后;凸
【解析】(1)根据“物近像远大,物远像近小”的规律判断;
(2)要使像成在感光器上,根据成像位置确定光线要发散还是会聚,进而判断透镜的种类。
【解答】(1)当手机镜头过于靠近拍摄对象时,物距很小,根据“物近像远大”可知,此时像距过大,即像成在感光器的后面;
(2)要使像前移到感光器上,需要使原来的光线更加会聚,因此将凸透镜靠在手机镜头上可以解决微距拍摄的问题。
14.(2023·宁波)在“探究凸透镜的成像特点”实验中,小宁将蜡烛放在离凸透镜一倍焦距内,如图所示,烛焰在凸透镜左侧成一个正立、放大的像
(1)这个像是实像还是虚像?答案是: 。
(2)小宁用眼透过凸透镜直接观察到此像,是因为光从 (填“烛焰”或“此像”)发出,通过凸透镜后进入人眼。
【答案】(1)虚像(2)烛焰
【解析】(1)凸透镜成的实像都是倒立的,分放大、等大和缩小的,且和物体在凸透镜的异侧;凸透镜成的虚像都是正立的, 只有放大,没有缩小的,且和物体在凸透镜的同侧。
(2)物体所成的像由物体发出的光线会聚而成。
【解答】(1)根据“正立、放大”可知,这个像是虚像;
(2)小宁用眼透过凸透镜直接观察到此像,是因为光从烛焰发出,通过凸透镜后进入人眼。
15.(2021·宁波)宁波某校课外实践小组利用一根垂直插入水平地面的圭杆,进行为期一年的“观竿测影”活动。2021 年3月14日正午时刻圭杆的杆影如图所示,并测得杆影OA长为55.7cm。
(1)杆影的形成是由于光在同一均匀介质中沿 传播。
(2)图中杆影从O到A指向 方。
(3)预测2021年6月20日正午时刻,该圭杆的杆影长度将比55.7cm (填“大”或“小”)。
【答案】(1)直线(2)北(3)小
【解析】太阳直射点以一年为周期在南北回归线之间移动。夏至日太阳直射北回归线(北纬23°26'),北回归线以北正午太阳高度达到最大,整个南半球正午太阳高度达到最小。
【解答】(1)影子是因为光的直线传播形成的;
(2)3月14日,太阳直射点在南半球,所以影子OA指向北方;
(3)6月20日太阳直射点在北半球,这时的影子长度要比太阳直射点在南半球时短;故答案为:(1)直线;(2)北;(3)小。
16.(2021·绍兴)小敏做了如下三个光学实验:
(1)图甲是“探究光的反射定律”的实验,小敏转动激光笔,使入射光束EO贴着纸板绕入射点O沿逆时针方向转动,可观察到反射光束OF沿 时针方向转动。
(2)图乙是“探究平面镜成像规律”的实验,小敏选择玻璃板而不选择平面镜的原因是 。
(3)图丙是“研究凸透镜成像规律”的实验,此时光屏上成清晰的像,小敏将凸透镜向光源方向移动至某位置,发现在光屏上又成一个清晰、 (填像的性质)的实像。
【答案】(1)顺
(2)便于确定像的位置
(3)倒立、放大
【解析】(1)根据“反射角等于入射角”分析;
(2)半透明的玻璃板成像没有平面镜清晰,但是透过它可以看到后面的蜡烛,通过这支蜡烛的移动可以确定像的位置,比较像和物体的大小关系;
(3)在凸透镜成像的实验中,如果将物距和像距对调,那么光屏上仍然成清晰的实像,只是像的大小发生改变。
【解答】(1)图甲是“探究光的反射定律”的实验,小敏转动激光笔,使入射光束EO贴着纸板绕入射点O沿逆时针方向转动,这时入射角增大,根据“反射角等于入射角”可知,此时反射角也增大,则可观察到反射光束OF沿顺时针方向转动。
(2)图乙是“探究平面镜成像规律”的实验,小敏选择玻璃板而不选择平面镜的原因是便于确定像的位置。
(3)图丙是“研究凸透镜成像规律”的实验,此时光屏上成清晰的像,小敏将凸透镜向光源方向移动至某位置,发现在光屏上又成一个清晰、倒立、放大的实像。
17.(2021·嘉兴)某科学兴趣小组用如图所示装置研究平面镜成像特点。探充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。 。
【答案】(1)用未点燃的蜡烛替代像
(2)像距等于物距
(3)能,平面镜成像的原理是光的反射所成的虚像
【解析】(1)在探究平面镜成像的实验中,由于成的是虚像,因此不能用光屏承接的方向确定像的位置。需要两个完全相同的蜡烛,一个在前面充当物体,一个在后面不断移动,直到与前面蜡烛的像重合,从而确定像的位置,比较像和物体的大小关系,这里运用了等效替代法。
(2)比较物距和像距的大小,确定二者的大小关系;
(3)根据平面镜成像的原理和特点分析。
【解答】(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,可得出的结论是像距等于物距。
(3)实验中,有同学用一张白纸挡在玻璃板和像之间,我认为该同学还能观察到蜡烛的像,理由为:平面镜成像的原理是光的反射所成的虚像。
18.(2022九下·杭州模拟)为完成“探究平面镜成像特点”实验,小芳选择了如图所示的实验装置。
(1)小芳把点燃的蜡烛A放在玻璃板前,还要在玻璃板的后面放一支外形相同但没有点燃的蜡烛B,小芳应在 (选填“A”或“B”)蜡烛一侧观察玻璃板中的像;
(2)当把蜡烛靠近玻璃板时,蜡烛在玻璃板所成像的大小将 (选填“变大”“不变”或“变小”);
(3)如图所示,仅将玻璃板由图中甲的位置水平向右平移至乙的位置时,蜡烛A的成像情况是____(选填字母代号)。
A.蜡烛成像仍在B处 B.蜡烛成像在B处右侧 C.蜡烛无法通过玻璃板成像
【答案】(1)A
(2)不变
(3)A
【解析】(1)平面镜所成的像是反射光线反向延长线的交点,且只有反射光线射入眼睛才能看到像的位置,据此确定眼睛的位置;
(2)根据平面镜成像“物像等大”分析解答;
(3)根据平面镜成像的对称性分析解答。
【解答】(1)蜡烛A发出的光在平面镜上反射,反射光线再次回到蜡烛A一侧,则小芳应该在A侧时反射光线才能射入眼睛,从而看到玻璃板中的像;
(2)蜡烛在平面镜中成像的大小只与蜡烛大小有关,而与距离大小无关,则:当把蜡烛靠近玻璃板时,蜡烛在玻璃板所成像的大小将不变。
(3)平面镜所成的像与物体关于平面镜对称,这个平面镜的位置其实是它所在的那个平面,因此当蜡烛和平面镜所在的那个平面的位置不变时,蜡烛所成像的位置不变,还在B处,故选A。
19.(2021·衢州)我国继去年嫦娥五号成功登月之后,今年5月15日天问一号探测器携祝融号火星车又成功着陆火星乌托邦平原。天问一号探测器从进入火星大气到着陆火星表面的9分钟过程中,依靠自身完成弹开降落伞、反推发动机点火、悬停避障、缓冲着陆等多个动作,实现速度从4.9km/s降低到0m/s。月球和火星部分信息见下表。
天体 离地球距离 表面物体受到重力 表面状况 大气压情况
火星 5.5×107km-4×108km 约为地球上的2/5 岩石、高山、平原 只有地球大气压的1%,大气中95%为二氧化碳
月球 3.6×107km-4×108km 约为地球上的1/6 环形山、高地、平原 没有
(1)探测器着陆火星时离地球约为1.8×108km,根据相关报道,探测器着陆火星表面的9分钟过程中,它会“失去”地面指挥人员的控制,只能依靠自身独立完成各种精确动作。请你根据数据计算并分析探测器“失控”的原因。(提示:通讯信息是通过电磁波传递的,其速度为3×105km/s)
(2)已知祝融号火星车质量为240kg,它随探测器降落至距离火星表面100m时,先悬停避障然后着陆到火星表面。请计算从距离火星表而100m处到着陆火星表面过程中火星车重力做了多少功。
(3)自上个世纪60年代以来,人类对火星开展了40余次探测活动,成功的却不到五半,但人类探索太空的脚步并未停止,相信不远的将来,在火星上将会建立研究站进行长期考察。你认为在设计制定建立研究站计划时,需要考虑人类生存的问题有: (写出一点即可)。(4)如图为一幅网友自称来自月球车在月球上拍摄的照片,照片上呈现了类似地球上雨后“彩虹”光晕。很多网友问这是不是月球上的彩虹?请你作出判断并说明理由。
【答案】(1)地球指挥人员与火星车之间依靠电磁波传递信息,电磁波以光速传播,由于火星车着落时离地球的距离有1.8×108km
根据公式:t=s/v=1.8×108km/3.0×105km/s=600s=10min,从火星车上发出要着落的信号后,地球上的指挥员收到上述信息需要10分钟时间,地球上的指挥员发出指令到达火星车的时间又需要10分钟,此时,火星车早就在地球上指挥人员收到信息前就完成着陆过程了。因此,该过程地面指挥人员对火星车“失去”了控制,祝融号着陆的9分钟过程中只能完全依靠自身识别、判断,地面指挥人员无法代替祝融号作出反应。
(2)解:方法一:
G地=mg=240kg×10N/kg=2400N
G火=2/5×G地=2/5×2400N=960N
W火=Fs=G火s=960N×100m=96000J
方法二:
W地=Fs=Gs=mgs=240kg×10N/kg×100m=240000J(2分)
W火=2/5W地=240000J×2/5=96000J
(3)如何获得氧气、水和燃料,如何获得食物,获得什么食物等。
(4)不是彩虹,因为月球上空没有液态小水滴,所以不能形成彩虹。
【解析】(1)由于火星与地球相距甚远,电磁波信号的传递需要一定的时间,所以根据S=vt计算信号传递的时间即可;
(2)已知火星车的质量,根据W=Gh=mgh,计算出其重力做功即可;
(3)在火星上生存要考虑食物、氧气的来源,及能量的来源;
(4)彩虹是光的色散现象,即太阳光通过大气时,通过液态小水滴的折射形成的,而火星大气中没有液态水,所以不可能是彩虹.
1.(2023·舟山模拟)如图所示,甲、乙两图都是时钟在平面镜中成的像,图甲所示是镜子竖直放置时的像,图乙所示是镜子水平放置时的像,则甲的实际时间是(),乙的实际时间是()
A.3:40;15:51 B.3:40;12:21
C.8:40;15:51 D.8:40;12:21
【答案】B
【解析】平面镜成像的原理光的反射,其成像的特点为正立,左右相反的虚像。
【解答】甲图时针和分针的位置互换,图乙中图像位置均右相反。
2.(2023·慈溪模拟)如图是通过车内后视镜(平面镜)观察到后方汽车的情景,下列有关说法正确的是( )
A.能从车内后视镜看到后方汽车是光的折射
B.所看到的汽车的像是实像
C.若甲灯(转向灯)闪烁,表示汽车将左转
D.所看到的汽车的像比实际更小
【答案】C
【解析】
注意辨析理解平面镜成像的特点及原理:成的是一个正立等大的虚像。
【解答】A、汽车内后视镜属于平面镜,平面镜成像利用的是光的反射,故A错误;
B、平面镜成像原理是光的反射,成的是一个正立等大的虚像,故B错误;
C、平面镜成的像与物体对称,所以若甲灯(转向灯)闪烁,表示汽车将左转,故C正确;
B、平面镜成像原理是光的反射,成的是一个正立等大的虚像,故D错误。
3.(2023九下·义乌模拟)下列选项中可以用如图所示的光路图解释的是( )
A.人眼看到水中的“蓝天白云”
B.人眼看到水中的“鱼”
C.水中的潜水员看到水面上的“路灯”
D.潜水艇中的士兵通过潜望镜观察海面上的“舰艇”
【答案】A
【解析】根据光的反射现象的知识分析判断。
【解答】根据图片可知,空气中的物体发出的光在水面发生反射,反射光线射入眼睛后,我们看到成在水中这个物体的虚像。
A.人眼看到水中的“蓝天白云”,属于光的反射现象,故A符合题意;
B.人眼看到水中的“鱼”,属于光的折射现象,故B不合题意;
C.水中的潜水员看到水面上的“路灯”,属于光的折射现象,故C不合题意;
D.潜水艇中的士兵通过潜望镜观察海面上的“舰艇”,属于光在平面镜中成像,不是在水中成像,故D不合题意。
4.(2023·常山模拟)光纤的纤芯是一种有塑料制成的纤维,纤芯外的包层可以保证光进入纤芯后全部发生反射,从而避免了光的损失。下列能正确表示光在纤芯中传播路径的是( )
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【解析】本题考查的是光导纤维中光的传播路径的判断。光导纤维传播光学信息发生的是全反射,几乎没有能量损失,光反射时反射角等于入射角。
【解答】光传播在纤芯与包层的界面上发生全反射,不存在折射,光反射时反射角等于入射角。
5.(2023·宁波模拟)如图所示为甬城上空出现的“日晕”现象。日晕是一种大气光学现象,当日光通过卷云层时,受到冰晶的两次折射便在太阳周围出现一个巨大的彩色光环。下列现象也是由于光的折射所引起的是( )
A.桥在水中的倒影 B.手在灯光下形成的影子
C.汽车后视镜可扩大视野范围 D.池水的深度看起来比较浅
【答案】D
【解析】光的折射是指光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生改变,从而使光线在不同介质的交界处发生偏折的现象。属于光的折射现象。
【解答】A.桥在水中的倒影,属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故A错误;
B.手在灯光下形成的影子,是由光的直线传播形成的,故B错误;
C.汽车后视镜是凸面镜,利用了凸面镜对光线的发散作用,扩大视野,属于光的反射现象,故C错误;
D.池水看起来比实际浅,是由光的折射造成的,看到的是变高了的池底的虚像,故D正确。
6.(2023·杭州模拟)杭州洲际酒店(InterContinentalHangzhou)坐落于杭州钱江新城中央商务区,临靠潮水闻名天下的钱塘江,此图为雨后的摄影作品,下列说法错误的是( )
A.小科看到酒店在水中的倒影,是因为光从水中射入空气,再进入小科的眼睛
B.小科取下近视眼镜,看到酒店变模糊了,是因为酒店的像成在了视网膜的前面
C.小科拿出携带的放大镜观看远处的酒店,看到了酒店倒立的像,这个像是实像
D.小科用手指组成方框“取景”,方框离眼睛远,“取景”范围小,是因为光沿直线传播
【答案】A
【解析】凸透镜成像规律如下表
序号 物距u和焦距f的位詈 像的性质 相当原理 像距和焦距f的位置
1 u>2f 倒立、缩小的、实像 照相机 2f>v>f
2 u=2f 倒立、等大的、实像 v=2f
3 2f>u>f 倒立、放大的、实像 幻灯机 v>2f
4 u=f 不成像
5 f>u 在光屏中不成像,从光屏透过凸透镜成正立、放大、虚像 放大镜
【解答】A. 酒店在水中的倒影是由于光的反射形成的,是因为光从空气射向水面后,在界面处发生反射,再进入小科的眼睛,A错误
B. 近视眼是由于成像成在了视网膜前面,B正确
C. 用放大镜看远处的酒店,说明物体离凸透镜的距离(物距)远,当物距u>2f时,会成倒立、缩小的实像,C正确
D. 用手指组成方框“取景”,方框离眼睛远,“取景”范围小,是因为光沿直线传播,D正确
7.(2023·杭州模拟)下列关于图中所示光学现象的描述或解释正确的是( )
A.图甲中,小孔成的是倒立的虚像
B.图乙中,人配戴的凹透镜可以矫正远视眼
C.图丙中,白光通过三棱镜发生光的折射会被分解成七色光
D.图丁中,漫反射的光线杂乱无章,不遵循光的反射定律
【答案】C
【解析】(1)根据小孔成像的特点判断;
(2)根据近视眼的成因和矫正方法判断;
(3)根据光的色散的知识判断;
(4)所有的反射都遵循光的反射定律。
【解答】A.图甲中,小孔成的是倒立的实像,故A错误;
B.图乙中,人配戴的凹透镜可以矫正近视眼,而远视眼用凸透镜矫正,故B错误;
C.图丙中,白光通过三棱镜发生光的折射会被分解成七色光,故C正确;
D.图丁中,漫反射的光线杂乱无章,但每一条反射光线都遵循光的反射定律,故D错误。
8.(2022·椒江模拟)如图所示,人脸识别一体机通过摄像机镜头来捕捉人脸信息,下列说法正确的是( )
A.屏幕上所成的是缩小的虚像
B.该摄像机镜头是一个凹透镜
C.若镜头的焦距为f,人脸到镜头的距离应大于2f
D.若要使屏幕上显示的人脸小一些,人应离镜头近些
【答案】C
【解析】根据凸透镜的成像规律和特点分析判断。
【解答】摄像机的镜头是凸透镜,若镜头焦距为f,入脸到凸透镜的距离大于2f时,成倒立、缩小的实像,故A、B错误,C正确。根据”物近像远像变大”的规律,若要使屏幕上显示的入脸小一些,人应离镜头远一些,故D错误。
9.(2023·慈溪模拟)学校“护眼小分队”自制了一个水凸透镜模拟人眼的晶状体,光屏相当于视网膜。实验器材如图中位置时,光屏上得到烛焰清晰的像;当用注射器向胶膜内注水,使水凸透镜变厚,发现光屏上的像变模糊;将蜡烛适当靠近水凸透镜,像又变清晰,此过程模拟的眼睛及该眼睛的矫正方法是
A.近视眼 用凹透镜矫正 B.远视眼 用凹透镜矫正
C.近视眼 用凸透镜矫正 D.远视眼 用凸透镜矫正
【答案】A
【解析】当成像在视网膜之前时为近视眼,成像在视网膜之后为远视眼。
【解答】用注射器向胶膜内注水,使水凸透镜变厚,发现光屏上的像变模糊 ,此时晶状体凸度变大,成像在视网膜之前,用凹透镜矫正。
10.(2023·鄞州模拟)小明用易拉罐制成一个简易针孔照相机。他从实验室借来如图甲所示的“F”形LED光源,将“F”形光源、简易针孔照相机按图乙位置放好,观察到塑料膜上所成的像是图丙中的 (填序号);针孔照相机的成像原理与凸透镜的成像原理 (相同/不同);若改变小孔形状,“F”字样光源成像的形状 (会/不会)改变。
【答案】B;不同;不会
【解析】(1)小孔成像成的是一个倒立的实像,所以答案为B;
(2)针孔照相机是小孔成像,其原理是光的直线传播原理,而凸透镜成像的原理是光的折射。
(3)小孔成像成的是实像,当物体不发生改变时,像的形状不变。
三种不同的光学成像,小孔成像,原理是光的直线传播原理,成的是倒立的实像,可以是放大的、等大的,也可以是缩小的,像的大小与物距像距的大小有关。
平面镜成像,原理是光的反射定律,成的是正立等大的虚像。
凸透镜成像,原理是光的折射,可以是实像,也可以是虚像,成像规律有“一倍焦距分虚实,两倍焦虑分大小”。
11.(2023·桐乡模拟)日晷(如图)用于显示时间,被人类沿用了数千年之久。日晷由铜制的“晷针”和石制的“圆盘”晷面组成,安放在石台上,呈南高北低状态,这样就能使晷面平行于赤道面,晷针与地轴平行,晷针上端正好指向北极星。
(1)从右图分析可知,日晷是根据太阳每天升起和落下时,“晷针”影子逐渐变化的 来显示时间的。
(2)研究发现,只有当太阳光与晷面平行那天,日晷显示的时间才准确。所以各地的日晷,一年中只有春分、 (填农历节气名称)两天才显示准确的时间。
【答案】(1)方向(2)秋分
【解析】(1)一天中影子长短和方位的变化是地球的自转引起的;
(2)地球绕着太阳公转会引起四季的交替;
【解答】(1)利用影子变化的方向来显示时间,一般杆影方向为西北-正北-东北;
(2) 太阳光与暑面平行那天 ,即太阳直射在赤道上时,故只有春分和秋分才能准确显示时间。
12.(2023·宁波模拟)三棱镜是一种重要的光学元件,光通过三棱镜的传播路线是怎样的呢 小宁用红光以一定角度射到三棱镜上,光路图如图1所示。改变入射角度,光路图如图2、图3所示。
(1)经过两次折射后,红光均向三梭镜的 (填“顶角 A"或“底面BC")偏折。
(2)这个规律对于其他的单色光成立吗 小宁选用其他不同的单色光重复上述实验,发现了同样的规律。了解了小宁的探究后,老师建议小宁把凸透镜分割成两部分进行思考,如图4所示。小宁经过分析和综合,理解了凸透镜对光具有 作用的原因。
【答案】(1)底面BC(2)会聚
【解析】(1)太阳光遇到三棱镜会发生色散现象;
(2)折射光线与入射光线相比,若其更靠近主光轴则为会聚作用;
【解答】(1)由图可知,红光向地面BC偏折;
(2)将其当做两个三棱镜,故都偏向中间部分,即为会聚作用。
13.(2022·萧山模拟)在探究“平面镜成像规律”的实验中,实验装置如图甲所示。A、B是两支相同的烛,C是厚玻璃板。
(1)在选材上,该实验存在的问题是 ;
(2)纠正选材问题后,若实验中把玻璃板向右平移一段距离,A蜡烛的像 (选填“会”或“不会”)向右平移:若实验中B蜡烛在白纸上移动,始终不能与A蜡烛的像重合,则可能的原因是 。
(3)如图乙。在平面镜前有一个点光源S,它发出的某一条光线经平面镜反射后恰好通过P点,根据平面镜成像规律在答题纸上画出此过程的光路图。
【答案】(1)应选薄玻璃板
(2)不会;玻璃板未与白纸垂直
(3)玻璃板未与白纸垂直
【解析】(1)利用薄的玻璃板代替平面镜的,来便于找到像的位置;
(2)像物等大,像物连线始终于镜面垂直;
(3)平面镜成像的原理是光的反射。
【解答】(1)厚玻璃板会前后来两面均成像,故应选薄玻璃板;
(2)像物连线始终于镜面垂直,故其像不会向右平移;B蜡烛在白纸上移动,始终不能与A蜡烛的像重合,则可能的原因是玻璃板未与白纸垂直;
(3)
14.(2023·镇海模拟)随着智能手机的普及,“手机控”无处不在,他们一有时间就低头玩手机。手机给生活带来便利的同时,也影响着人体健康。
(1)在黑暗的环境中看手机,屏幕的强光会使瞳孔缩小,该反射的神经结构叫 。
(2)给手机充电时,电能主要转化为 。
(3)有关资料表明,长期用手机看文字或图片,会使眼球晶状体的曲度过大,或使眼球前后径过长,造成近视。为使光线通过近视眼的折光系统后形成的物像落在视网膜上,应佩戴 (填“凹”或“凸”)透镜。
【答案】(1)反射弧(2)化学能(3)凹
【解析】(1)反射是指人(或是动物)体通过神经系统对各种刺激作出应答性反应的过程,是神经调节的基本方式。反射的基本结构是反射弧,包括:感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器。
(2)晶状体太厚,折光能力太强,成像于视网膜前面。近视眼应当用凹透镜来矫正。
【解答】(1)完成反射活动的神经结构叫做反射弧,包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器。
(2)给手机充电时,手机消耗电能,获得的能量一化学能的形式储存;
(3)近视眼成像在视网膜的前面,为使像落在视网膜上,需要使光线的会聚程度减小,所以用凹透镜矫正近视眼。
15.(2023·宁波模拟)有一款个性化智能镜子,能识别“主人”的声音或面部图像而启动智能模块,主人就可以使用该平面镜了。
(1)该智能镜子是通过 (选填“音调”、“响度”或“音色”)来辨别声音是否由“主人”发出的。
(2)人脸识别的主要部件是:平面镜中内嵌一块带摄像头的显示屏、检测用户是否靠近镜子的传感器和智能模块等。人脸通过摄像头可成像在感光组件上,其原理如图所示,则该像的特点是 。
(3)当“主人”靠近镜子时,传感器开关S1闭合,内部灯泡L工作。图像识别系统被唤醒后S2闭合,智能模块启动。下列电路设计符合该智能镜子要求的是 。
【答案】(1)音色
(2)倒立、缩小的实像
(3)B
【解析】音调:人感觉到的声音的高低,与振动频率有关。响度:人耳感受到的声音的大小,与振动幅度,距离生源远近有关。音色:声音的特色,与发声物体本身有关。凸透镜成像能呈在光屏上的都是实像。结合图分析像的大小。根据题意分析两个开关的连接方式、灯泡与智能模块的连接方式。
【解答】(1)因为每个人发声音色不同,所以智能镜子是通过音色来辨别声音是否由“主人”发出的;
(2)人脸通过摄像头可成像在感光组件上,所成的像是倒立、缩小的实像;
(3)根据题意可知,当用户靠近镜子时,传感器开关S1 闭合,内部灯泡L工作,图像识别系统被唤醒后S2闭合,智能模块启动,这说明智能模块与灯泡互不影响,是并联的。
备考指南
知识导图
考点梳理
考点突破
真题在线
专项练习
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专题7 声和光
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 声音及其特性 ☆ ①知道光的直线传播与应用②描述光的反射定理,知道平面镜成像的特点③描述光的折射规律,用光的反射定理和折射规律解释简单的现象④认识凸透镜成像规律⑤应用凸透镜成像规律解释近视眼、远视眼的成因,总体难度不大。
考点2 光的直线传播和光的反射 ☆☆
考点3 光的折射 ☆☆
■考点一 声音及其特性
固体、液体、气体都可以作为声源发出声音,也都可以作为传播声音的介质。空气越稀薄,传声效果越差,真空不能传声。
响度、音调、音色的决定因素和表现
决定因素 听感表现
响度 由声源的振幅决定。振幅越大,响度越大 响度大:震耳欲聋响度小:轻声耳语
音调 由声源的振动频率决定。频率大,音调高;频率小,音调低 音调高:声音清脆、尖细音调低:声音粗犷、低沉
音色 发声体的材料、结构和发声方式不同,发出的音色就不同 可以用来分辨不同发声体发出的声音
■考点二 光的直线传播和光的反射
光的直线传播:光在同一种均匀物质中沿直线传播。小孔成像、影子的形成、日食、月食说明光的直线传播。光速:宇宙中最快的速度是真空中的光速;在计算中,真空或空气中光速c=3×108m/s=3×105km/s。
【注意】①小孔成像的性质:倒立的实像,可以成放大、等大、缩小的像。②像的形状与孔的形状无关。③像的大小与物距和像距有关。
光的反射定律——三线共面,二线分居,两角相等
①光反射时,入射光线MO、反射光线ON、法线OP在同一平面内。
②反射光线ON和入射光线MO分别位于法线OP两侧。
③反射角β(∠NOP)等于入射角α(∠MOP)。
④入射角α增大时,反射角β也同时增大,反之,入射角减小时反射角也同时减小。
⑤如果把入射角减小到与法线重合时,即当入射角为0°时,反射角也为0°,此时,入射光线、反射光线和法线三线重合。
⑥光路具有可逆性:如图中,如果入射光线沿NO射入,那么反射光线一定沿OM射出。实际的应用是你通过镜子看见别人的眼睛时,对方也可通过镜子看见你的眼睛。
【注意】当光射到物体表面上时,有一部分光会被物体表面反射回来的现象叫光的反射。我们能够看到本身不发光的物体,是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。
平面镜成像:物体在平面镜中成的是虚像,像的大小跟物体相等,像到镜面的距离与物体到镜面的距离相等,像与物体的连线关于镜面对称。
成像原理:发光点P把光线射到平面镜上,又经平面镜反射到人的眼中,人眼是根据光的直线传播经验来判断物体位置的,人眼逆着反射光线的方向向镜内看去,觉得光线好像是从两条反射光线反向延长的交点P′处射来的,如图所示。镜面后实际并不存在发光点P′,P′也不是反射光线的交点,而是反射光线反向延长线的交点,所以是虚像。
考点四、探究光的反射定律
①为了保留光的传播路径,可以用笔描出入射光线和反射光线的路径;入射光线、反射光线、法线在同一平面上;在光的反射中,光路是可逆的;
②实验时玻璃板如果不竖直,不论怎样移动后面的蜡烛都不可能与前面蜡烛的像完全重合;实验中选择两根完全一样的蜡烛是为了比较物体与像的大小关系;平面镜成的是虚像。
【注意】1.可见光可以反射,不可见光同样可以反射。
2.成虚像的判断依据:平面镜里所成的像不能呈现在光屏上,所以是虚像。
3.平面镜所成像的大小与镜面的大小、物体到镜面的距离无关。
■考点三 光的折射
入射光线AO,折射光线OB,法线NN′在同一平面内。折射光线和入射光线分别位于法线两侧。光从空气斜射入水或玻璃表面时,折射光线向法线偏折,折射角β小于入射角α。入射角α增大时,折射角β也增大。如果光从水中斜射入空气中时,折射光线将偏离法线,折射角大于入射角。光的折射也遵循光路可逆,如果入射光线沿BO射入到点O,折射光线一定沿OA折射(如右上图所示)。
【注意】①光必须斜射时,才能发生折射现象。
②解释光现象或作图时要注意:人眼看物体是物体发出或反射的光射入人的眼睛,而不是人眼发出光射到物体上。
③光垂直射到水或玻璃表面时传播方向不改变,即垂直于界面时三线重合两角为0°,这是一种特殊情况。
凸透镜成像规律
人的眼球,近视眼和远视眼
■考点一 声音及其特性
◇典例1:(2023·慈溪模拟)智能手机具有独立的操作系统和运行空间,可以由 用户自行安装软件、导航等程序,并可以通过移动通讯网络来实现无线网络的接入。
(1)智能手机可以自动识别用户的声音,这主要是利用声音的 。
(2)如图是一个商品条形码,用手机扫描时是主要是通过 (选填“白色”或“黑色”)部分获取商品信息的,它反射光的能力较强。
◆变式训练1:科学方法是开启大自然奥秘之门的钥匙。
(1)如图所示,用鼓锤分别重敲和轻敲鼓面,铜鼓发出的声音的响度不同,同时可以通过乒乓球反弹的高度,来显示出鼓面振动的情况。通过实验可知:鼓面振动的 越大,响度越大。
(2)为了便于描述光的传播路径和方向,科学上引入了光线的概念,实际上光线并不存在。为了形象地表示磁体周围磁场分布的强弱和方向,科学上引入了 的概念,实际上它也并不存在。
◇典例2:如图所示,将正在发声的手机放在连通于抽气机的密闭玻璃瓶内。
(1)在用抽气机把玻璃瓶内的空气逐渐抽出的过程中,听到的声音将会逐渐 。
(2)分析实验现象,运用 (填“推理”或“归纳”)的方法可得结论: 。
◆变式训练2:(2023·江山模拟)小明发现电吉他的发音是通过电磁拾音装置连接扬声器而实现的。拾音器的基本结构如图1所示,由铜线绕成线圈,金属吉他弦被磁化成一个磁体,拨动吉他弦的时候就相当于铜线圈在切割弦的磁场,从而产生感应电流,电流越大声音越响。小明想探究吉他的响度与什么有关。用电流检测仪器测得某一次拨弦的电流情况,如图2所示。小明得出吉他的响度与弦的振动的幅度有关,越用力拨弦(使弦拉伸幅度变大,振动变快),声音越响的结论。
(1) 小刚同学觉得小明同学的实验结论不够科学,你觉得实验存在哪些问题 。
(2)观察图2可知电流方向在不断变化,引起电流方向变化的原因是 。
(3)若选用 材质的金属弦(填“铜质弦”或“铁质弦”),无论如何拨动金属弦,扬声器都不能发音。
■考点二 光的直线传播和光的反射
◇典例1:(2023·金华)某些高层建筑的玻璃幕墙会产生强烈的镜面反射,造成光污染。下列各图中光学现象的原理与玻璃幕墙发生镜面反射的原理相同的是( )
A.林中光束 B.拱桥倒影
C.水中铅笔 D.人手影子
◆变式训练1:(2023·定海模拟)1279年,元代天文学家郭守敬在河南登封设计并建造了一座测影楼(如图甲),它是中国现存最早的天文台。一年中每天正午横梁的影子会在“量天尺”上移动(如图乙),影子最长时刚好落在量天尺的最北端。
(1)横梁在阳光下会形成影子的原理是 。
(2)若任纬度更低的瑞安建造一座相同的测影楼,使影子最长时也刚好落在量天尺的最北端。与登封的量天尺相比,该量天尺的长度 (选填“更长”“相等”或“更短”)。
◇典例2:(2023·舟山模拟)小科利用两根形状、大小相同的蜡烛和透明玻璃板研究平面镜成像的特点“实验,如图甲所示。
(1)实验时,小科应该点燃蜡烛 (选填 “A”、“B”或“A和B”);
(2)小科将蜡烛A与其像连线后,发现A被玻璃板垂直平分。于是,他得出结论:平面镜所成的像与物相对平面镜对称。其他同学却认为不能马上得出这结论,你认为他们的理由是 ;
(3)在一次科学小游戏中,两同学分别站在平面镜前A、B位置,如图丙所示。B处同学用手电筒对着平面镜里A处同学的像照射,手电筒的光就会准确照到该同学的身上,该游戏利用了 的原理。
◆变式训练2:(2023·杭州模拟)在探究“树阴下光斑”的实践活动中,为了研究孔的大小对光斑形状的影响,小陶取一张硬纸片,用小刀开有三角形状孔(边长约为5厘米),并用另一张卡片,乙紧贴在甲上,如图所示,按箭头方向逐渐向上移动乙纸板,缩小孔的大小,观察形成的亮斑形状。
(1)从图示位置沿箭头方向移动乙,甲不动,观察阳光通过变小的孔在地面上形成的亮斑形状,实验记录下亮斑形状的变化情况是____
A.始终为三角形 B.从三角形到圆形
C.始终为圆形 D.都有可能
(2)研究孔的大小对亮斑形状的影响,选正方形状孔的卡片是否合理?说明理由 。
(3)晴朗夏日的树下小陶发现阳光通过树叶间的缝隙在地面上留下的亮斑,大多数是圆的,其原因是 。
■考点三 光的折射
◇典例1:(2023·绍兴)小敏透过水杯看见《科学作业本》上的”科”字呈如图所示的放大效果。下列选项中与其成像规律相同的是( )
A. B.
C. D.
◆变式训练1:(2023·慈溪模拟)白光经过三棱镜后,会在棱镜另一侧的光屏上出现一条彩色光带,其光路示意图如甲所示。现有一束红光AB射到长方体玻璃砖上,入射角为α,折射角为β红,从玻璃砖中出来的光线为CD,CD的反向延长线与AB相距h红,如图乙所示。若把红光改为紫光,保持入射角a不变,则β红 β紫;h红 h紫(填“>”、“<”或“=”)。
◇典例2:(2023九下·西湖模拟)小莉同学用焦距为10cm凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验:
(1)实验过程中,当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时,在光屏上可得到一个清晰的倒立、 的实像,若保持蜡烛和光屏位置不变,移动透镜至 cm刻度线处,光屏上能再次呈现清晰的像。
(2)如图乙所示,保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,则人眼在 (选填A、B、C”)处能观察到蜡烛的像,像是图丙中的 (选填“1、2、3、4”)。
(3)实验完成之后,小莉把自己的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,如图丁所示,光屏上原来清晰的像变得模糊了,若想在光屏上重新得到清晰的像,在不改变蜡烛和凸透镜位置的情况下,应将光屏 凸透镜。(选填“靠近”或“远离”)
◆变式训练2:(2023·慈溪模拟)小科用如图所示装置探究凸透镜成像规律。
(1)小科移动光屏直到出现清晰的像,蜡烛、透镜和光屏在光具座上位置如图所示,此时所成的是倒立 的实像。
(2)保持整个装置不动,随着蜡烛不断燃烧,光屏上烛焰的像将不断向 移动。
(3)如果将图中的凸透镜换成平面镜,保持蜡烛与平面镜的距离不变,移动光屏, (选填“能”或“不能”)找到一个合适的位置使蜡烛在光屏上成清晰的像。
1.(2023·宁波)节日期间,宁波三江口上演了主题灯光秀。光与“影”交相辉映,营造出幸福祥和的节日气氛,如图所示。大楼的彩灯在水中形成“倒影”是因为光射到江面发生了( )
A.光的反射 B.光的折射
C.光的直线传播 D.光的色散
2.(2023·台州)如图是一只白鹤在水面散步时的优美场景。关于白鹤两个“影”的形成原理,正确的是( )
A.影子——光的反射 B.影子——光的色散
C.倒影——光的反射 D.倒影——光的折射
3.(2023·舟山)将平行光射向某一个光学元件,光路如图所示。该元件是( )
A.平面镜 B.凸透镜 C.凹透镜 D.反光镜
4.(2023·衢州)今年爱眼日的主题是“关注普遍的眼健康”。矫正近视的同学,所佩戴眼镜的镜片是( )
A. B. C. D.
5.(2021·温州)水平过道上方有一盏灯(如图)。小明站在1号地砖上时,通过2号地砖看到灯的像;走到2号地砖上时,通过3号地砖看到灯的像。则小明通过两块地砖所看到的像( )
A.大小相同、位置不同 B.大小相同、位置相同
C.大小不同、位置相同 D.大小不同、位置不同
6.(2023·衢州)小科选取了“”光源、带小孔的纸板、光屏等材料,按如图顺序依次固定在光具座上,通过左右移动光源和光屏,开展“小孔成像”实验。实验中光屏上不可能出现的是( )
A. B. C. D.
7.(2021·台州)“方寸天地纳寰宇”描述了小小眼球可尽观广袤世界。下列能够解释眼球成像原理的是( )
A. B.
C. D.
8.(2021·宁波)如图所示,当我们看远处物体时,远处物体的光线正好聚焦在视网膜上。处试当我们从看远处物体改为看近处物体时(一般不小于10cm),为了使近处物体成像在视网膜上,晶状体凸度和焦距的变化情况分别是( )
A.晶状体凸度变大,焦距变短 B.晶状体凸度变大,焦距变长
C.晶状体凸度变小,焦距变短 D.晶状体凸度变小,焦距变长
9.(2023·温州)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
10.(2023·绍兴)小敏散步时看到了李白诗中”对影成三人”的真实场景:一只白鹭站在水中,形成了如图的两个”影”。下列说法正确的是( )
A.影子是光的反射形成的 B.倒影是光的折射形成的
C.两个”影”形成原理相同 D.倒影是白鹭等大的虚像
11.(2023·舟山)射击项目是我国体育的金牌大户,如图是我国射击选手备战杭州亚运会的训练场景。瞄准时,根据光在同种均匀介质中沿 的原理 ,当观察到瞄准点、准星尖和缺口成一条直线时,扣动扳机。子弹射出时手会受到一个向后的作用力,这说明了力的作用是
12.(2023·湖州)图1是数码照相机的成像原理,当景物在离镜头2倍焦距之外时,能在影像传感器上成一个倒立、缩小的 像。人眼观察物体成像原理与照相机相似。小明平时不注意用眼卫生,造成近视,如图2所示,他应配戴 透镜来矫正近视。
13.(2021·湖州)小明用手机拍照,发现手机镜头过于靠近拍摄对象时(如右图所示)无法正常对焦,拍出的照片模糊,此时像成在感光器(相当于光屏) (选填“前”或“后”)。小明发现将 透镜紧靠在手机镜头上可以解决这一问题,从而理解了手机微距镜头的工作原理。
14.(2023·宁波)在“探究凸透镜的成像特点”实验中,小宁将蜡烛放在离凸透镜一倍焦距内,如图所示,烛焰在凸透镜左侧成一个正立、放大的像
(1)这个像是实像还是虚像?答案是: 。
(2)小宁用眼透过凸透镜直接观察到此像,是因为光从 (填“烛焰”或“此像”)发出,通过凸透镜后进入人眼。
15.(2021·宁波)宁波某校课外实践小组利用一根垂直插入水平地面的圭杆,进行为期一年的“观竿测影”活动。2021 年3月14日正午时刻圭杆的杆影如图所示,并测得杆影OA长为55.7cm。
(1)杆影的形成是由于光在同一均匀介质中沿 传播。
(2)图中杆影从O到A指向 方。
(3)预测2021年6月20日正午时刻,该圭杆的杆影长度将比55.7cm (填“大”或“小”)。
16.(2021·绍兴)小敏做了如下三个光学实验:
(1)图甲是“探究光的反射定律”的实验,小敏转动激光笔,使入射光束EO贴着纸板绕入射点O沿逆时针方向转动,可观察到反射光束OF沿 时针方向转动。
(2)图乙是“探究平面镜成像规律”的实验,小敏选择玻璃板而不选择平面镜的原因是 。
(3)图丙是“研究凸透镜成像规律”的实验,此时光屏上成清晰的像,小敏将凸透镜向光源方向移动至某位置,发现在光屏上又成一个清晰、 (填像的性质)的实像。
17.(2021·嘉兴)某科学兴趣小组用如图所示装置研究平面镜成像特点。探充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。 。
18.(2022九下·杭州模拟)为完成“探究平面镜成像特点”实验,小芳选择了如图所示的实验装置。
(1)小芳把点燃的蜡烛A放在玻璃板前,还要在玻璃板的后面放一支外形相同但没有点燃的蜡烛B,小芳应在 (选填“A”或“B”)蜡烛一侧观察玻璃板中的像;
(2)当把蜡烛靠近玻璃板时,蜡烛在玻璃板所成像的大小将 (选填“变大”“不变”或“变小”);
(3)如图所示,仅将玻璃板由图中甲的位置水平向右平移至乙的位置时,蜡烛A的成像情况是____(选填字母代号)。
A.蜡烛成像仍在B处 B.蜡烛成像在B处右侧 C.蜡烛无法通过玻璃板成像
19.(2021·衢州)我国继去年嫦娥五号成功登月之后,今年5月15日天问一号探测器携祝融号火星车又成功着陆火星乌托邦平原。天问一号探测器从进入火星大气到着陆火星表面的9分钟过程中,依靠自身完成弹开降落伞、反推发动机点火、悬停避障、缓冲着陆等多个动作,实现速度从4.9km/s降低到0m/s。月球和火星部分信息见下表。
天体 离地球距离 表面物体受到重力 表面状况 大气压情况
火星 5.5×107km-4×108km 约为地球上的2/5 岩石、高山、平原 只有地球大气压的1%,大气中95%为二氧化碳
月球 3.6×107km-4×108km 约为地球上的1/6 环形山、高地、平原 没有
(1)探测器着陆火星时离地球约为1.8×108km,根据相关报道,探测器着陆火星表面的9分钟过程中,它会“失去”地面指挥人员的控制,只能依靠自身独立完成各种精确动作。请你根据数据计算并分析探测器“失控”的原因。(提示:通讯信息是通过电磁波传递的,其速度为3×105km/s)
(2)已知祝融号火星车质量为240kg,它随探测器降落至距离火星表面100m时,先悬停避障然后着陆到火星表面。请计算从距离火星表而100m处到着陆火星表面过程中火星车重力做了多少功。
(3)自上个世纪60年代以来,人类对火星开展了40余次探测活动,成功的却不到五半,但人类探索太空的脚步并未停止,相信不远的将来,在火星上将会建立研究站进行长期考察。你认为在设计制定建立研究站计划时,需要考虑人类生存的问题有: (写出一点即可)。(4)如图为一幅网友自称来自月球车在月球上拍摄的照片,照片上呈现了类似地球上雨后“彩虹”光晕。很多网友问这是不是月球上的彩虹?请你作出判断并说明理由。
1.(2023·舟山模拟)如图所示,甲、乙两图都是时钟在平面镜中成的像,图甲所示是镜子竖直放置时的像,图乙所示是镜子水平放置时的像,则甲的实际时间是(),乙的实际时间是()
A.3:40;15:51 B.3:40;12:21
C.8:40;15:51 D.8:40;12:21
2.(2023·慈溪模拟)如图是通过车内后视镜(平面镜)观察到后方汽车的情景,下列有关说法正确的是( )
A.能从车内后视镜看到后方汽车是光的折射
B.所看到的汽车的像是实像
C.若甲灯(转向灯)闪烁,表示汽车将左转
D.所看到的汽车的像比实际更小
3.(2023九下·义乌模拟)下列选项中可以用如图所示的光路图解释的是( )
A.人眼看到水中的“蓝天白云”
B.人眼看到水中的“鱼”
C.水中的潜水员看到水面上的“路灯”
D.潜水艇中的士兵通过潜望镜观察海面上的“舰艇”
4.(2023·常山模拟)光纤的纤芯是一种有塑料制成的纤维,纤芯外的包层可以保证光进入纤芯后全部发生反射,从而避免了光的损失。下列能正确表示光在纤芯中传播路径的是( )
A.A B.B C.C D.D
5.(2023·宁波模拟)如图所示为甬城上空出现的“日晕”现象。日晕是一种大气光学现象,当日光通过卷云层时,受到冰晶的两次折射便在太阳周围出现一个巨大的彩色光环。下列现象也是由于光的折射所引起的是( )
A.桥在水中的倒影 B.手在灯光下形成的影子
C.汽车后视镜可扩大视野范围 D.池水的深度看起来比较浅
6.(2023·杭州模拟)杭州洲际酒店(InterContinentalHangzhou)坐落于杭州钱江新城中央商务区,临靠潮水闻名天下的钱塘江,此图为雨后的摄影作品,下列说法错误的是( )
A.小科看到酒店在水中的倒影,是因为光从水中射入空气,再进入小科的眼睛
B.小科取下近视眼镜,看到酒店变模糊了,是因为酒店的像成在了视网膜的前面
C.小科拿出携带的放大镜观看远处的酒店,看到了酒店倒立的像,这个像是实像
D.小科用手指组成方框“取景”,方框离眼睛远,“取景”范围小,是因为光沿直线传播
7.(2023·杭州模拟)下列关于图中所示光学现象的描述或解释正确的是( )
A.图甲中,小孔成的是倒立的虚像
B.图乙中,人配戴的凹透镜可以矫正远视眼
C.图丙中,白光通过三棱镜发生光的折射会被分解成七色光
D.图丁中,漫反射的光线杂乱无章,不遵循光的反射定律
8.(2022·椒江模拟)如图所示,人脸识别一体机通过摄像机镜头来捕捉人脸信息,下列说法正确的是( )
A.屏幕上所成的是缩小的虚像
B.该摄像机镜头是一个凹透镜
C.若镜头的焦距为f,人脸到镜头的距离应大于2f
D.若要使屏幕上显示的人脸小一些,人应离镜头近些
9.(2023·慈溪模拟)学校“护眼小分队”自制了一个水凸透镜模拟人眼的晶状体,光屏相当于视网膜。实验器材如图中位置时,光屏上得到烛焰清晰的像;当用注射器向胶膜内注水,使水凸透镜变厚,发现光屏上的像变模糊;将蜡烛适当靠近水凸透镜,像又变清晰,此过程模拟的眼睛及该眼睛的矫正方法是
A.近视眼 用凹透镜矫正 B.远视眼 用凹透镜矫正
C.近视眼 用凸透镜矫正 D.远视眼 用凸透镜矫正
10.(2023·鄞州模拟)小明用易拉罐制成一个简易针孔照相机。他从实验室借来如图甲所示的“F”形LED光源,将“F”形光源、简易针孔照相机按图乙位置放好,观察到塑料膜上所成的像是图丙中的 (填序号);针孔照相机的成像原理与凸透镜的成像原理 (相同/不同);若改变小孔形状,“F”字样光源成像的形状 (会/不会)改变。
11.(2023·桐乡模拟)日晷(如图)用于显示时间,被人类沿用了数千年之久。日晷由铜制的“晷针”和石制的“圆盘”晷面组成,安放在石台上,呈南高北低状态,这样就能使晷面平行于赤道面,晷针与地轴平行,晷针上端正好指向北极星。
(1)从右图分析可知,日晷是根据太阳每天升起和落下时,“晷针”影子逐渐变化的 来显示时间的。
(2)研究发现,只有当太阳光与晷面平行那天,日晷显示的时间才准确。所以各地的日晷,一年中只有春分、 (填农历节气名称)两天才显示准确的时间。
12.(2023·宁波模拟)三棱镜是一种重要的光学元件,光通过三棱镜的传播路线是怎样的呢 小宁用红光以一定角度射到三棱镜上,光路图如图1所示。改变入射角度,光路图如图2、图3所示。
(1)经过两次折射后,红光均向三梭镜的 (填“顶角 A"或“底面BC")偏折。
(2)这个规律对于其他的单色光成立吗 小宁选用其他不同的单色光重复上述实验,发现了同样的规律。了解了小宁的探究后,老师建议小宁把凸透镜分割成两部分进行思考,如图4所示。小宁经过分析和综合,理解了凸透镜对光具有 作用的原因。
13.(2022·萧山模拟)在探究“平面镜成像规律”的实验中,实验装置如图甲所示。A、B是两支相同的烛,C是厚玻璃板。
(1)在选材上,该实验存在的问题是 ;
(2)纠正选材问题后,若实验中把玻璃板向右平移一段距离,A蜡烛的像 (选填“会”或“不会”)向右平移:若实验中B蜡烛在白纸上移动,始终不能与A蜡烛的像重合,则可能的原因是 。
(3)如图乙。在平面镜前有一个点光源S,它发出的某一条光线经平面镜反射后恰好通过P点,根据平面镜成像规律在答题纸上画出此过程的光路图。
14.(2023·镇海模拟)随着智能手机的普及,“手机控”无处不在,他们一有时间就低头玩手机。手机给生活带来便利的同时,也影响着人体健康。
(1)在黑暗的环境中看手机,屏幕的强光会使瞳孔缩小,该反射的神经结构叫 。
(2)给手机充电时,电能主要转化为 。
(3)有关资料表明,长期用手机看文字或图片,会使眼球晶状体的曲度过大,或使眼球前后径过长,造成近视。为使光线通过近视眼的折光系统后形成的物像落在视网膜上,应佩戴 (填“凹”或“凸”)透镜。
15.(2023·宁波模拟)有一款个性化智能镜子,能识别“主人”的声音或面部图像而启动智能模块,主人就可以使用该平面镜了。
(1)该智能镜子是通过 (选填“音调”、“响度”或“音色”)来辨别声音是否由“主人”发出的。
(2)人脸识别的主要部件是:平面镜中内嵌一块带摄像头的显示屏、检测用户是否靠近镜子的传感器和智能模块等。人脸通过摄像头可成像在感光组件上,其原理如图所示,则该像的特点是 。
(3)当“主人”靠近镜子时,传感器开关S1闭合,内部灯泡L工作。图像识别系统被唤醒后S2闭合,智能模块启动。下列电路设计符合该智能镜子要求的是 。
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