考试时间:90分钟;命题人:物理教研组
考生注意:
1、本卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间90分钟
2、答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置,如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用涂改液、胶带纸、修正带,不按以上要求作答的答案无效。
第I卷(选择题 30分)
一、单选题(10小题,每小题3分,共计30分)
1、如图所示,在“探究平面镜成像特点”的实验中,小华在玻璃板前放置了一支蜡烛A,并将其点燃,将另一支与蜡烛A大小相同的蜡烛B放于玻璃板后方,移动蜡烛B直到在玻璃板前看起来蜡烛B与蜡烛A的像重合。下列有关说法正确的是( )
A.若将玻璃板竖直向上移动,蜡烛A的像也将向上移动
B.为了让蜡烛A的像更清晰,实验应在较明亮的环境中进行
C.在蜡烛B的位置放一光屏,可以在光屏上看到蜡烛A的像
D.若按图中乙的方式摆放玻璃板,蜡烛A所成的像偏低且倾斜
2、如图所示的光现象中,由于光的直线传播形成的是( )
A. 凿壁偷光 B.猴子捞月
C.海市蜃楼 D.杯弓蛇影
3、有关透镜及其应用,下列说法正确的是( )
A.照相时,要使像变大,照相机应远离物体
B.使用幻灯机时,幻灯片应放在一倍焦距以内
C.放大镜所成的像是正立、放大的虚像
D.近视眼看远处物体,像成在视网膜前方,需用凸透镜矫正
4、如图为本溪市“地标性”建筑——衍水大桥,下列说法正确的是( )
A.车辆在桥上行驶时,相对于大桥两侧的围栏是静止的
B.桥头两侧有隔音板,这是在声源处减弱噪声
C.下桥时有监控摄像头抓拍,监控摄像头的镜头相当于一个凸透镜
D.夜间人们能从各个方向看到“衍水大桥”这四个发光的字,是由于漫反射的缘故
5、关于光现象,下列说法正确的是( )
A.“晒太阳”取暖,是利用了太阳光中红外线的热效应
B.五星红旗是红色的,是因为它能吸收红光,反射其他色光
C.电视遥控器是通过紫外线实现对电视机的控制的
D.我们能看到月亮,是因为月亮是光源
6、2021年10月16日0时23分发射的神舟十三号飞船,成功将三位航天员送入天和空间站。下列对现象解释不正确的是( )
A.天和空间站在预定轨道上做曲线运动
B.天和空间站外的摄像头成像原理与望远镜的物镜成像原理相同
C.地面上的总指挥回答“北京明白”与三位宇航员沟通说明真空可以传声
D.神舟十三号与天和空间站对接成功后,以天和空间站为参照物,神州十三号是静止的
7、光线从空气斜射入水中,与水面夹角为40°,则入射光线与反射光线的夹角为( )
A.40° B.60° C.80° D.100°
8、在探究凸透镜成像的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,烛焰在光屏上恰好成一清晰的像。现将蜡烛向左移动5cm,后移动光屏使光屏上的像再次清晰。以下判断正确的是( )
A.需将光屏适当右移,移动距离大于5cm B.需将光屏适当左移,移动距离小于5cm
C.移动后光屏上会成放大的像 D.该凸透镜焦距为20cm
9、如图疫情防控期间,学校配备了新型全自动摄像测温告警系统,晨晨同学正在通过学校测温棚,下列说法正确的是( )
A.镜头离晨晨同学的距离在一倍焦距以内
B.显示屏上出现晨晨的头像,说明照相机是利用凸透镜能成正立、缩小、实像的原理工作的
C.当晨晨的体温为36.5℃时,告警系统会报警
D.显示屏上晨晨的体温值主要是利用红外线测出的
10、下列现象中,由光的反射形成的是( )
A.小孔成像 B.水中倒影 C.海市蜃楼 D.透镜成像
第Ⅱ卷(非选择题 70分)
二、填空题(5小题,每小题2分,共计10分)
1、如图为小红看远处物体时,眼球成像情况的示意图。由图可知,小红是 ___________眼,为了能正常学习和生活,需要佩戴 ___________透镜,这种镜片对光起 ___________作用。
2、其同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,绘制了如图所示的图象,当物体到透镜的距离为12cm时,成______的像(选填“放大”、“缩小”、“等大”)。
3、如图所示,一束白光通过无色透明的三棱镜后,会在后方的白色光屏上形成一条彩色的光带,这是光的______现象。在某次实验中,通过改变白光与三棱镜表面的夹角后,会发现后方白色光屏上所形成的彩色光带的颜色(其它色光所对应的光线未在图中画出)顺序会发生变化,由此可判断出______光的偏折程度最大。
4、雷雨天气,总是先看到闪电,再听到雷声,是由于在空气中光的传播速度比声的传播速度________(选填“大”或“小”);光在真空中传播速度是________m/s。
5、如图是某液面升降监测装置原理图,点光源S发出一束与水平面成40°角的激光射向平静的水面,则入射角为___________度,光经液面反射到与液面相平的水平标尺点,当液面下降时,光点将会___________(选填“向左”、“向右”或“不会”)移动。
三、计算题(5小题,每小题8分,共计40分)
1、站在百米跑道终点计时台上的甲、乙两名计时员,为同一跑道的运动员计时,甲看到起跑发令冒烟时开始计时,而乙则听到发令声才开始计时,则:
(1)甲、乙两名计时员谁计时准确?为什么?
(2)若甲、乙两名计时员的反应速度相同,他们计时相差大约是多少?(结果保留两位小数)
(3)如果甲纪录的结果是14.30s,则乙的纪录结果是多少?
2、小玥用3米视力表测视力情况,视力表距离平面镜2.5米,
(1)小玥应该坐在视力表前多少米的位置?
(2)若小玥从当前位置以0.5m/s的速度远离镜子,则2s后小玥与视力表的像相距多远?
3、爱好摄影的小权同学,探究了“凸透镜成像规律”后,对如图所示的两张同一个场景的两张照片产生了浓厚的探究兴趣.结合你学到的物理知识,请你帮助小权同学提出一个可以探究的科学问题,选择合适的实验器材,并说明需要控制的变量.
4、太阳发出的光,要经过大约8min才能到达地球。请计算太阳到地球的距离大约多少km。如果一架飞机以1200km/h的平均速度不停航行,它大约要经过多少年才能跑完这段路程(保留1位小数)?
5、如图所示,一束光线从距地面为 的天花板上 点竖直向下照射到水平放置的平面镜上,将平面镜绕入射点 旋转 ,反射光线照到天花板上的光斑 距光源有多远?
四、实验探究(2小题,每小题10分,共计20分)
1、小华同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,根据记录的实验数据,绘制出像距随物距u变化的图像,如图甲所示。
(1)由甲图可知,该凸透镜的焦距为___________cm;成实像时,物距逐渐减小,则像距逐渐___________;当u>2f时,物体移动的速度___________(选填“大于”“小于”或“等于”)像移动的速度;
(2)实验中,当蜡烛与该凸透镜的距离如图乙所示时,光屏上得到一个清晰的实像,___________(选填“投影仪”“照相机”或“放大镜”)就是利用这种成像规律工作的;
(3)在图乙实验过程中,保持凸透镜的位置不变,当蜡烛放置在光具座上的45cm刻度处时,小华应该如何操作,才能观察到烛焰的像:___________;
(4)实验完成之后,小华把自己的远视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,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___________(选填“靠近”或“远离”)凸透镜。
2、小华和同学们正在探究“平面镜成像的特点”,器材有:茶色玻璃板、白纸、两支相同的蜡烛A和B、火柴、刻度尺、铅笔。
(1)如图甲所示,他们将白纸放在水平桌面上,再将茶色玻璃板垂直放在白纸上;
①在玻璃板前放一支点燃的蜡烛A,为了寻找像的位置,他们取来蜡烛B,放在玻璃板后。接下来的操作是:___________________,此时蜡烛B的位置就是蜡烛A的像的位置。实验中选择两支相同的蜡烛是为了___________;
②移去蜡烛B,在其位置上放置一块光屏,直接观察光屏上是否有蜡烛A的像。这样做的目的是___________;
③多次改变蜡烛A的位置,再正确找到A的像的位置,将每次物和像的位置记录在白纸上,连接物和对应的像点,测量结果如图乙所示,由此可以得到的结论是:___________________;
④实验中为了让左侧的同学也能够看清蜡烛A的像,小华只将玻璃板向左平移,则蜡烛A的像的位置___________(选填“向右移动”、“向左移动”或“不变”);
(2)完成上述实验后,小华将刻度尺垂直靠紧茶色玻璃板,观察到如图丙所示的现象,则该玻璃板的厚度约为___________。
A.2cm B.1cm C.5mm D.2.5mm
-参-
一、单选题
1、D
【详解】
A.由平面镜成像的特点可知,物与像关于镜面对称,将玻璃板竖直向上移动,蜡烛A的位置没有改变,蜡烛A的像也不会改变。故A错误;
B.为了让蜡烛A的像更清晰,可以将蜡烛点燃。明亮的环境,会有其它光线进入人眼,反而不利于观察蜡烛A的像。故B错误;
C.平面镜所呈的像是虚像,无法在光屏上呈现。故C错误;
D.图乙中玻璃板倾斜放置,由物与像关于镜面对称可知,蜡烛A所成的像偏低且倾斜。故D正确。
故选D。
2、A
【详解】
A.凿壁偷光应用光在同种均匀介质中沿直线传播,故A符合题意;
B.猴子捞月,属于平面镜成像,是光的反射形成的,故B不符合题意;
C.海市蜃楼是由于光在密度不均匀的空气中传播时,发生折射而产生的,故C不符合题意;
D.“杯弓蛇影”的影属于平面镜成像,平面镜成像是光的反射形成的,故D不符合题意。
故选A。
3、C
【详解】
A.照相时,要使所拍摄景物的像变大,应将照相机的镜头靠近被拍摄物体,这样可增大像距,使像变大,故A错误;
B.使用幻灯机时,幻灯片应放在一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、放大的实像,故B错误;
C.放大镜成像时,物距小于焦距,成的像是正立、放大的虚像,故C正确;
D.近视眼看不清楚远处的物体,原因是远处物体的像成在视网膜的前方,但是我们可用发散作用的凹透镜矫正,使光线会聚能力减弱,能使像成在视网膜上,能看清物体,故D错误。
故选C。
4、C
【详解】
A.车辆在桥上行驶时,以车为参照物 大桥两侧的围栏是向后运动的,故A错误;
B.桥头两侧有隔音板,这是在声音的传播过程中切断噪声传播,故B错误;
C.下桥时有监控摄像头抓拍成倒立缩小的实像,所以监控摄像头的镜头相当于一个凸透镜,故C正确;
D.夜间人们能从各个方向看到“衍水大桥”这四个发光的字,是由于光向各个方向在空气中沿直线传播的缘故,故D错误。
故选C。
5、A
【详解】
A.“晒太阳”取暖,是由于太阳光中红外线的热效应很强,会向外辐射热量,故A正确;
B.五星红旗是红色的,是因为它能反射红光而吸收其它色光,故B错误;
C.电视遥控器是利用红外线的热效应通过红外线实现对电视机的控制的,故C错误;
D.我们能看到月亮,是月亮能反射太阳光,而月亮本身不能发光,不是光源,故D错误。
故选A。
6、C
【详解】
A.因天和空间站围绕地球运动,其运动方向发生变化,故是做曲线运动,故A正确,不符合题意;
B.天和空间站的摄像头和望远镜的物镜均是凸透镜,成像时物镜均大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像,二者成像原理相同,故B正确,不符合题意;
C.地面上的总指挥回答时,是通过无线电交流的,而真空中不能传声,故C错误,符合题意;
D.神舟十三号与天和空间站对接成功后,二者的速度大小相同,其相对位置不变,故以天和空间站为参照物,神舟十三号是静止的,故D正确,不符合题意。
故选C。
7、D
【详解】
光线与水面的夹角是40°,所以入射角为
90°-40°=50°
根据光的反射定律,反射角也为50°,所以入射光线与反射光线的夹角是
50°+50°=100°
故选D。
8、B
【详解】
D.由图可知,像距等于物距时为两倍的焦距,成的是等大的实像,则
所以该凸透镜焦距为
故D错误;
ABC.由题意可知,将蜡烛向左移动5cm,此时物距大于两倍的焦距,要想移动光屏使光屏上的像再次清晰,此时需要使像距在一倍和两倍焦距之间,所以要减小像距,根据凸透镜成像规律可知,成缩小的实像时物体移动的速度大于像移动的速度,故需将光屏适当左移,移动距离要小于5cm,此时成一个倒立缩小的实像,故AC错误,B正确。
故选B。
9、D
【详解】
AB.照相机是利用物距大于二倍焦距时,成倒立缩小实像的规律制成的,所以,镜头离晨晨同学的距离在二倍焦距以外,故AB错误;
C.人的正常体温在37℃左右,当晨晨的体温为36.5℃时,告警系统不会报警,故C错误;
D.由于红外线热效应强,显示屏上晨晨的体温值是利用红外线的热效应,故D正确。
故选D。
10、B
【详解】
A.小孔成像是光的直线传播形成的,故A不符合题意;
B.水中倒影是平面镜成像现象,光的反射形成的,故B符合题意;
C.海市蜃楼是光在不均匀空气中发生的折射现象,故C不符合题意;
D.透镜成像是光从空气进入透镜时,发生折射形成的,故D不符合题意。
故选B。
二、填空题
1、近视 凹 发散
【详解】
[1]由图可知,光线经过晶状体折射后交于视网膜前方,则小红是近视眼;
[2][3]近视眼是由于晶状体的折光能力增强所致,因此应佩戴对光线具有发散作用的凹透镜制成的眼镜加以矫正。
2、缩小
【详解】
由凸透镜成像规律可知
u=v=2f
凸透镜成倒立、等大的实像,由图象可知
u=v=2f=10cm
所以
f=5cm
当物体到透镜的距离为12cm时,即u=12cm,此时
u>2f
成的是倒立、缩小的实像。
3、色散 紫
【详解】
[1]一束白光通过三棱镜折射后,被分解成七种颜色的光,在白色光屏上形成一条七彩光带,这个现象叫光的色散。
[2]由实验图可看出紫光通过三棱镜时偏折程度最大,红光偏折程度最小。
4、大
【详解】
[1]雷雨天,打雷和闪电在空中是同时产生的,因为光的传播速度(约为)远远的大于声的传播速度(约为340m/s),所以我们先看到闪电,后听到雷声。
[2]光在真空中传播速度是。
5、50 向右
【详解】
[1]入射角是指入射光线与法线的夹角,已知入射光线与水平面成40°角,故与法线的夹角为50°。
[2]液面下降时,光的入射角不变化,则反射角不变化,则现在的反射光线会原来的反射光线平行,通过作图得到:
故光点将会向右移动。
三、计算题
1、(1)见解析;(2)0.29s;(3)14.01s
【详解】
解:(1)由于光速远大于声速,所以正确的操作应该是看到发令冒烟时开始计时准确,即甲计时员计时准确。
(2)已知
由可得,若甲、乙两名计时员的反应速度相同,他们计时相差大约
(3)如果甲纪录的结果是14.30s,则乙的纪录结果应该为
答:(1)甲计时员记时准确;
(2)他们计时相差大约是0.29s;
(3)如果甲纪录的结果是14.30s,则乙的纪录结果是14.01s。
2、(1)2m;(2)4m
【详解】
(1)根据平面镜成像规律,视力表中的像到平面镜的距离为2.5m,小玥到视力表的距离为
(2)小玥在2s运动的距离为
小玥与视力表的像的距离为
答:(1)小玥应该坐在视力表前2m的位置。
(2)若小玥从当前位置以0.5m/s的速度远离镜子,则2s后小玥与视力表的像相距4m。
3、见解析
【解析】
分析:照相机成像原理:U>2f,成倒立、缩小的实像,同一场景的两张照片大小不同,可能是由于拍摄的同学与景物的距离不同造成的,可根据凸透镜成像规律进行分析.
解答:可以探究的科学问题:像的大小跟物距是否有关?
实验器材:透镜、光具座、光屏、点燃的蜡烛.
控制的变量:透镜的焦距、物的大小.
故答案为可以探究的科学问题:像的大小跟物距是否有关?
实验器材:透镜、光具座、光屏、点燃的蜡烛.
控制的变量:透镜的焦距、物的大小.
【点睛】此题主要考查了凸透镜成像规律的应用,一定要掌握物距、像距、物体、像大小之间的关系.
4、 (1) 1.44×108km (2) 13.7年
【详解】
(1)光在真空中的传播速度约为,由公式可得太阳到地球的距离约为:
;
(2)飞机以1200km/h的平均速度不停航行,跑完这段路程需要:
,
一年365天,5000天≈13.7年;
答:(1)太阳到地球的距离大约为1.44×108km;
(2)飞机大约要经过13.7年才能跑完这段路程。
5、
【详解】
平面镜旋转,法线跟着旋转,此时入射角为,所以:
在直角三角形中,因为,所以:
由勾股定理可得:即:
解之得:
答:光斑距光源.
四、实验探究
1、10 增大 大于 照相机 取下光屏,从凸透镜的右侧,通过凸透镜向左观察,能看到一个正立、放大的虚像 靠近
【详解】
(1)[1]观察图甲的图像,不同的物距对应相应的像距,根据凸透镜的成像规律,可知当成的清晰像为等大、倒立的实像时,像距等于物距,并且等于两倍焦距,观察图甲的图像,看哪一组数据像距等于物距,可知道,当物距等于20cm时,像距也是20cm,这组数据符合要求,则,解得。
[2]由[1]解析可知,,成实像时,要求物距大于1倍焦距,从图甲可以看到,观察物距大于10cm的图像,物距逐渐减小,像距是逐渐增大的。
[3]当u>2f时,即物距大于20cm时,相同时间内,物体移动的距离为30cm时,清晰的像移动的距离为10cm,则根据可知,物体移动的速度大于清晰的像移动的速度。
(2)[4]实验中,当蜡烛与该凸透镜的距离如图乙所示时,光屏上得到一个清晰的实像,观察图乙可知,物距
像距
可知,物距大于像距,根据凸透镜的成像规律可知,成倒立、缩小的实像,应用于照相机。
(3)[5]当蜡烛放置在光具座上的45cm刻度处时,即此时物体处于1倍焦距以内,根据凸透镜的成像规律可知,成正立、放大的虚像,故此时应该在凸透镜的右侧取下光屏,从凸透镜的右侧,通过凸透镜向左观察,能看到一个正立、放大的虚像。
(4)[6]远视眼镜是凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用,使原来会聚成像的光线提前会聚,像靠近凸透镜,要用光屏接到清晰的像,应将光屏向凸透镜靠近的方向调节,才能使像变清晰。
2、移动蜡烛B的位置,直至和蜡烛A的像完全重合 比较像和物的大小关系 判断平面镜成像是实像还是虚像 像和物到平面镜的距离相等,像和物体的连线与镜面垂直 不变 D
【详解】
(1)①[1][2]为了探究物像的大小和位置关系,接下来应该移动蜡烛B的位置,直至和蜡烛A的像完全重合,此时蜡烛B的位置即为蜡烛A的像的位置;该实验选择两个相同的蜡烛A和B,是采用了替代法,用蜡烛B来替代蜡烛A来和蜡烛A的像进行比较,比较像与物的大小关系。
②[3]实像可以成在光屏上,虚像不能成在光屏上,为了研究像的虚实问题,移去蜡烛B,在其位置上放置一块光屏,直接观察光屏上是否有蜡烛A的像,如能承接到,说明是实像,不能承接到,则是虚像。
③[4]由图乙可看出,每一次实验中,蜡烛的像和物体到镜面的距离都相等,分别为15cm、10cm、5cm,将像和物体的对应点连起来,发现连线与镜面垂直,所以可得出结论:像和物体到镜面的距离相等,像和物体的连线与镜面垂直。
④[5]玻璃板向左移动,蜡烛到玻璃板的距离不变,蜡烛A的像和蜡烛A位置关于玻璃板对称,所以蜡烛像的位置不变。
(2)[6]根据平面镜成像时,像和物体到镜面的距离相等可知,图中刻度尺和它的像之间的距离为玻璃板厚度的2倍。根据刻度尺上的刻度可以估计出,图中刻度尺和它的像之间的距离约为5mm,所以玻璃板的厚度约为2.5mm,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。