2023-2024学年云南省昆明八年级(上)期中物理试卷
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求。全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
1.(3分)关于某中学生的估测,下列数据合理的是( )
A.身高约为160dm
B.100m短跑成绩约为6s
C.步行速度约为1m/s
D.脉搏正常跳动60次所用时间约为1s
2.(3分)下列生活中的光现象与“小孔成像”光现象原理相同的是( )
A.灯光下的手影
B.国家大剧院在水中的倒影
C.人在船上看到水中的鱼
D.海市蜃楼
3.(3分)测量误差是科学探究中不可忽视的一个问题,下列关于“误差”的说法中正确的是( )
A.采用科学的测量方法就可以消除误差
B.多次测量取平均值,可以减小测量误差
C.测量误差是由于测量中的错误操作造成的
D.选用精度更高的测量仪器,可以避免测量误差
4.(3分)2023年9月23日,第十九届亚洲运动会开幕式在浙江省杭州市隆重举行。现场升中华人民共和国国旗,奏唱国歌。下列说法正确的是( )
A.唱出的国歌声是由嘴唇的振动产生的
B.伴奏音乐是通过空气传入现场人员耳朵的
C.“高唱国歌”中的“高”是指音调高
D.伴奏音乐在各种介质中的传播速度均是340m/s
5.(3分)关于光的直线传播和光速,下列说法不正确的是( )
A.太阳光由空气斜射入水中光的速度变小
B.在小孔成像中,像的形状与小孔的形状有关
C.光年是长度单位
D.光在同种均匀介质中是直线传播的
6.(3分)对于一个正在做匀速直线运动的物体,关于,下列说法正确的是( )
A.物体通过的路程越长,物体的速度就越大
B.物体运动所用的时间越长,物体的速度就越小
C.路程不变时,该物体的速度与时间成反比
D.该物体的速度不随路程和时间的改变而改变
7.(3分)小明上学过程中,先以4m/s的速度行驶了前半程,接着以6m/s的速度行驶了后半程( )
A.4.0m/s B.5.0m/s C.4.8m/s D.6.0m/s
(多选)8.(3分)关于下列诗词中的物理现象,说法正确的是( )
A.“两岸青山相对出,孤帆一片日边来。”——以“帆”为参照物“山”是运动的
B.“不敢高声语,恐惊天上人。”——“高”是指声音的音调高
C.“柴门闻犬吠,风雪夜归人。”——这说明声音可以传递信息
D.“举杯邀明月,对影成三人。”——“影”是光的折射形成的
(多选)9.(3分)如图,若要让反射光线射中天花板上的新目标,下列方法可行的是( )
A.只将平面镜竖直向上平移一段距离
B.只将平面镜水平向右平移一段距离
C.只将平面镜绕O点逆时针转动一定角度
D.只将激光笔的入射光绕O点逆时针转过一定角度
(多选)10.(3分)甲、乙两同学同时从同一地点出发,沿相同方向做直线运动,他们通过的路程随时间变化的图象如图所示。由图象可知( )
A.两同学都做匀速直线运动
B.两同学在距离出发点100m处相遇
C.前20s内,乙同学的平均速度较大
D.在0~10s内,乙同学的速度为10m/s
二、填空题(本大题共6个小题,11~15题每小题2分,16题6分,共16分)
11.(2分)小明步行后手机“微信运动”功能记录了部分数据,他此次步行6000步所用时间是50min,假设每次步长均为0.5m m/s,该速度表示的物理意义是 。
12.(2分)我们能从不同方向看到物体是因为物体会对照射到其上的光线产生 反射。我国对高楼的玻璃幕墙等采取限制性法规,是因为玻璃幕墙会发生 反射,造成“光污染”。
13.(2分)城市交通网络日益完善的同时,汽车行驶时的胎噪、鸣笛等噪声给附近居民的生活带来不小的影响。为减小噪声带来的影响,靠近路边的窗户通常使用双层真空玻璃,是利用声音不能在 中传播的原理;这种措施是在 (选填“声源处”、“传播过程中”或“人耳处”)减弱噪声。
14.(2分)某同学站在竖直放置的穿衣镜前1.5m处,当他向镜靠近0.5m,此时镜子里的像和他相距 m,像的大小 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
15.(2分)两个做匀速直线运动的物体甲和乙,它们通过的路程之比为3:4,所用时间之比2:3 ;若他们通过相同的路程,则它们所用时间之比为 。
16.(6分)阅读“光的全反射”材料,回答问题。
光的全反射
如图1所示,当光线从玻璃斜射入空气里的时候,一部分光会进入空气里发生折射,折射角也随之增大,当入射角增大到某值时(小于90°),此时空气中没有折射光射出,光线全部反射回玻璃,当光从水或玻璃射入空气时,只要入射角大于临界角
人们利用光的全反射的现象制成了光缆,用于通信等方面。光在均匀透明的玻璃棒中传播,即可在弯曲的玻璃棒的光滑内壁上,可以将光从一端传导到另一端,即使棒的截面直径很小,传导的效果也不变,这种导光的细玻璃丝称为光导纤维如图2所示。
光导纤维束已成为一种新的光学基本元件,在光通信、光学窥视及光学特殊照明等方面有重要的应用。获诺贝尔物理学奖的华裔科学家高锟在此方面贡献突出,被世界誉为“光纤通讯之父”。根据上述材料
(1)当光线从玻璃斜射入空气里的时候,一部分光会进入空气里发生折射,此时折射角 入射角,反射角 折射角(均选填“大于”、“等于”或“小于”)。当入射角增大时,折射角也 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)光发生全反射时,入射角 临界角(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(3)当光从空气射向玻璃, (选填“会”或“不会”)发生光的全反射现象。
(4)请你写出光纤的一些具体的应用 。
三、读数、作图题(本大题共3小题,每小题2分,共6分)
17.(2分)被测木块的长度为 cm。
18.(2分)小明的乒乓球掉到沙发下,小明同学借助平面镜反射灯光找到了乒乓球。图中已标示了入射光线与反射光线等,请在图中适当位置画出平面镜
19.(2分)根据平面镜成像的特点,在图中画出物体AB在平面镜中所成的像A′B′。
四、实验探究题(本大题共4小题,第18题6分,第19题6分,第20题6分,第21题6分,共24分)
20.(6分)小明同学想测量一辆小车的平均速度,设计了如图所示的实验装置。让小车从斜面顶端由静止下滑,当小车前端经过A点时开始计时,t=6s时小车前端经过C点。AB段距离为80cm,AC段距离为160cm。请回答问题:
(1)该实验测量原理是 。
(2)小车通过BC段的平均速度为 m/s。
(3)下列图像中能正确反映小车在斜面上运动情况的是 。
(4)小丽认为应将木块平移到B位置下方进行实验。为了使测量结果更加准确,你认为木块放在 (选填“A”或“B”)位置下方更合适,理由是 。
(5)小明发现公路旁每隔一段距离就立着一个标记公里数的里程碑,他想利用里程碑估测自行车的行驶速度。测量步骤如下:①从某一地点出发,并按下计时器开始计时,记下里程碑上的数值s1、计时器上的时刻t1;③到达另一个里程碑,记下里程碑上的数值s2、计时器上的时刻t2。则自行车在这两个里程碑之间路段行驶的平均速度v= (用题中物理量符号表示)。
21.(6分)某课外兴趣小组做了几个与声音有关的实验,如图所示:
(1)如图甲所示,用橡皮锤敲击音叉时,发现乒乓球被弹开 。
(2)如图乙所示,敲响右边音叉时,与左边的音叉接触的乒乓球会弹起来 中传播;
(3)如图丙所示,用硬卡纸拨动塑料梳的梳齿,硬卡纸拨动梳齿的速度越快 (选填“高”或“低”),这说明音调的高低与发声体振动的 有关;
(4)如图丁所示,保持钢尺伸出桌面的长度不变,用大小不同的力拨动时,听到的声音响度越 (选填“大”或“小”),说明响度的大小与发声体的振幅有关。
(5)如图丁所示,小华拨动钢尺刻度尺,看到了钢尺伸出桌面的部分在振动,小华的实验操作存在的问题是 。
A.伸出桌面的钢尺太长
B.伸出桌面的钢尺太短
C.手没有压紧钢尺
22.(6分)如图所示是某实验小组同学探究“平面镜成像特点”的实验情景:
(1)该小组同学应该选取两根 的蜡烛做实验。
(2)点燃蜡烛A,在玻璃板后面移动 (填“点燃”或“未点燃”)蜡烛B,眼睛在 (填“A”或“B”)侧观察,直到看上去蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,此现象说明 。
(3)如果在B蜡烛的位置上放一张白纸板做光屏,则白纸板上将 (填“有”或“没有”)蜡烛的像;这说明: 。
23.(6分)在验证“光的折射规律”的实验中,小华同学利用激光笔、水槽、水和一个可绕ON折转的光屏进行了如图所示实验。
(1)实验中应选择表面较 (选填“光滑”或“粗糙”)的光屏来承接光路,打开激光光源,当光从空气射入水中时 (选填“一定”或“不一定”)发生改变;
(2)小华将折射光线所在的半个光屏向后折转一个角度,她这样操作的目的是为了验证 。
(3)保持入射光线不变,向水槽中缓慢地持续加水,小华发现折射光线在水槽底部形成的光斑逐渐向左移动 (选填“正确”或“不正确”)。
(4)小华测得如下表所示的两组数据:
表1:光从空气斜射入水中
序号 1 2 3
入射角α/° 30 45 60
折射角γ/° 22 32 40
表2:光从水中斜射入空气中
序号 1 2 3
入射角α/° 22 ◆ 40
折射角γ/° 30 45 60
①表2中“◆”数据被遮挡住看不到,由表中信息可知这个数据是 ;
②如果小华在探究光从空气斜射入水中的折射规律时,完成了第4次实验,入射角是40° 。
A.20°
B.28°
C.35°
D.60°
五、综合题(本大题共3小题,第22题7分,第23题8分,第24题9分,共24分)
24.(7分)2021年12月中老铁路正式通车,它北起中国云南昆明,南至老挝首都万象,并与中国铁路网直接连通的境外铁路,设计速度为160km/h。如表为中老铁路国内段某次列车的时刻表,即玉磨铁路正线全长为508公里。(结果均保留一位小数)
站序 站名 到达时间 发车时间 耗时 停靠时间
1 昆明站 — 8:06 0:00 0分钟
2 昆明南 8:25 8:29 0:19 4分钟
3 玉溪 9:06 9:09 1:00 3分钟
4 元江 9:50 9:54 1:44 4分钟
5 宁洱 10:54 10:58 2:48 4分钟
6 普洱 11:15 11:19 3:09 4分钟
7 西双版纳 12:01 12:12 3:55 11分钟
8 橄榄坝 12:26 12:30 4:20 4分钟
9 勐腊 13:08 13:12 5:02 4分钟
10 磨憨 13:27 13:27 5:21 0分钟
(1)如果按设计时速运行,计算玉溪直达磨憨所需时间;
(2)根据表中信息计算从玉溪至磨憨的平均速度;
(3)若以玉溪至磨憨的平均速度计,计算昆明站至玉溪站的路程。
25.(8分)有一列火车以20m/s的速度匀速穿过一长为1340m的平直隧道,已知整列火车车身都在隧道内的行驶时间为1min。求:
(1)这列火车的长为多少?
(2)整列火车全部通过隧道,需要多少时间?
26.(9分)国庆期间,小王一家自驾去秦岭游玩,在一段平直的路面上,鸣笛3s后听到回声,若当时汽车行驶时的速度是24m/s。求:
(1)从鸣笛到听到回声,车行驶了多远?
(2)声音传播的路程是多少?
(3)听到回声时,车离高山多远?
2023-2024学年云南省昆明三中八年级(上)期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求。全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
1.(3分)关于某中学生的估测,下列数据合理的是( )
A.身高约为160dm
B.100m短跑成绩约为6s
C.步行速度约为1m/s
D.脉搏正常跳动60次所用时间约为1s
【答案】C
【分析】首先对题目中涉及的物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
【解答】解:
A、成年人的身高在170cm左右,在168cm=16.8dm左右;
B、男子百米世界纪录略小于10s。此数据不合理;
C、中学生正常步行的速度在4km/h=6×。此数据合理;
D、正常情况下,正常跳动60次所用时间约为1min。
故选:C。
2.(3分)下列生活中的光现象与“小孔成像”光现象原理相同的是( )
A.灯光下的手影
B.国家大剧院在水中的倒影
C.人在船上看到水中的鱼
D.海市蜃楼
【答案】A
【分析】根据光的直线传播、反射和折射的生活应用进行分析。
【解答】解:小孔成像的原理是光在均匀介质中沿直线传播,
A.灯光下的手影属于光沿直线传播的事例,故A正确;
B.水中的倒影属于光的反射,故B错误;
C.人在船上看到水中的鱼实际是由于光的折射形成的鱼的虚像,故C错误;
D.海市蜃楼属于光的折射现象,故D错误。
故选:A。
3.(3分)测量误差是科学探究中不可忽视的一个问题,下列关于“误差”的说法中正确的是( )
A.采用科学的测量方法就可以消除误差
B.多次测量取平均值,可以减小测量误差
C.测量误差是由于测量中的错误操作造成的
D.选用精度更高的测量仪器,可以避免测量误差
【答案】B
【分析】误差是在测量过程中产生的测量值与真实值之间的差异,这种差异不同于错误,它是在测量方法正确的情况下产生的,只可以减小,却不能避免。选用更精密的测量仪器,改进实验方法,多次测量取平均值可减小误差。
【解答】解:A、误差是不可避免的,故A错误;
B、多次测量取平均值,故B正确;
C、测量中的错误操作造成的是错误,故C错误;
D、选用精度更高的测量仪器,故D错误。
故选:B。
4.(3分)2023年9月23日,第十九届亚洲运动会开幕式在浙江省杭州市隆重举行。现场升中华人民共和国国旗,奏唱国歌。下列说法正确的是( )
A.唱出的国歌声是由嘴唇的振动产生的
B.伴奏音乐是通过空气传入现场人员耳朵的
C.“高唱国歌”中的“高”是指音调高
D.伴奏音乐在各种介质中的传播速度均是340m/s
【答案】B
【分析】一切正在发声的物体都在振动;振动停止,发声也停止。
声音在介质中以声波的形式传播。
响度:人耳感觉到的声音的大小,它跟发声体的振幅有关。
声速影响因素:介质种类和介质温度。
【解答】解:A.一切正在发声的物体都在振动,故A错误;
B.国歌伴奏音乐是通过空气传入现场人员耳朵的;
C.“高唱国歌”中的“高”是指响度大;
D.声音在不同介质中的传播速度一般不同,国歌伴奏音乐在空气中的传播速度才是340m/s。
故选:B。
5.(3分)关于光的直线传播和光速,下列说法不正确的是( )
A.太阳光由空气斜射入水中光的速度变小
B.在小孔成像中,像的形状与小孔的形状有关
C.光年是长度单位
D.光在同种均匀介质中是直线传播的
【答案】B
【分析】(1)光在空气中的传播速度大于在水中的传播速度。
(2)小孔成像原理是光的直线传播,小孔成像形状和小孔的形状无关,和物体的形状有关。
(3)光年是光在真空中一年内通过的距离。
(4)光在同种均匀介质中是沿直线传播的。
【解答】解:A.光在空气中的传播速度大于在水中的传播速度,光从空气斜射入水中,故A正确;
B.小孔成像中像的形状与孔的形状无关,故B错误;
C.光年是光在真空中一年内通过的距离,属于长度单位;
D.光在同种均匀介质中是沿直线传播的,故D正确。
故选:B。
6.(3分)对于一个正在做匀速直线运动的物体,关于,下列说法正确的是( )
A.物体通过的路程越长,物体的速度就越大
B.物体运动所用的时间越长,物体的速度就越小
C.路程不变时,该物体的速度与时间成反比
D.该物体的速度不随路程和时间的改变而改变
【答案】D
【分析】速度是等于物体单位时间内通过的路程,它取决于物体的路程s与运动时间t时间的比值,与物体的路程、时间无关。匀速直线运动的速度是一个定值。
【解答】解:AD、做匀速直线运动的物体的速度是一个定值,即该物体的速度不随路程和时间的改变而改变、D正确;
B、因物体的速度不变,物体运动所用的时间越长,故B错误。
C、做匀速直线运动的物体的速度是一定值,故C错误。
故选:D。
7.(3分)小明上学过程中,先以4m/s的速度行驶了前半程,接着以6m/s的速度行驶了后半程( )
A.4.0m/s B.5.0m/s C.4.8m/s D.6.0m/s
【答案】C
【分析】假设前后半程的路程均为s,则全程的总路程为2s,根据速度公式表示出前后半程所用的时间,据此求出全程的总时间,根据速度公式求出全程的平均速度。
【解答】解:假设前后半程的路程均为s,则全程的总路程为2s,
由v=可知1==,
后半程所用的时间t6==,
全程所用的总时间t总=t1+t2=+=,
全程的平均速度:v===4.4m/s。
故选:C。
(多选)8.(3分)关于下列诗词中的物理现象,说法正确的是( )
A.“两岸青山相对出,孤帆一片日边来。”——以“帆”为参照物“山”是运动的
B.“不敢高声语,恐惊天上人。”——“高”是指声音的音调高
C.“柴门闻犬吠,风雪夜归人。”——这说明声音可以传递信息
D.“举杯邀明月,对影成三人。”——“影”是光的折射形成的
【答案】AC
【分析】(1)研究物体的运动情况时,需要先选取一个标准做为参照物,物体与参照物的位置发生了变化,物体就是运动的;物体与参照物的位置没有发生变化,物体就是静止的。
(2)音调指声音的高低,响度指声音的强弱;
(3)声音可以传递信息,声音可以传递能量;
(4)影子是光照在不透明的物体上,由于光是沿直线传播的,不能照到物体的背面,就在物体的背面形成一个黑暗的区域。
【解答】解:A、“孤帆一片日边来”,故A正确;
B、“不敢高声语;故B错误;
C、听到狗的叫声,这说明声音能传递信息,符合题意;
D、当光遇到不透明物体时,这就是所谓的影子,故D错误;
故选:AC。
(多选)9.(3分)如图,若要让反射光线射中天花板上的新目标,下列方法可行的是( )
A.只将平面镜竖直向上平移一段距离
B.只将平面镜水平向右平移一段距离
C.只将平面镜绕O点逆时针转动一定角度
D.只将激光笔的入射光绕O点逆时针转过一定角度
【答案】AD
【分析】根据光的反射定律的内容:反射光线、入射光线与法线在同一平面内;反射光线和入射光线分别位于法线两侧;反射角等于入射角,对各个选项逐一分析即可。
【解答】解:A、将平面镜竖直向上移动一段距离,入射点向右移动,光斑会向上移动,故A正确;
B、将平面镜水平向右移动一段距离,则反射光线也不会改变,故B错误;
C、只将平面镜绕O点逆时针转动一定角度,由反射定律可知,则反射光线逆时针转动,不能射中目标;
D、只将激光笔的入射光绕O点逆时针转过一定角度,由反射定律可知,反射光线会顺时针转动,能射中目标。
故选:AD。
(多选)10.(3分)甲、乙两同学同时从同一地点出发,沿相同方向做直线运动,他们通过的路程随时间变化的图象如图所示。由图象可知( )
A.两同学都做匀速直线运动
B.两同学在距离出发点100m处相遇
C.前20s内,乙同学的平均速度较大
D.在0~10s内,乙同学的速度为10m/s
【答案】BD
【分析】(1)在s﹣t图象中,一条斜线表示物体做的是匀速直线运动,平行于横轴的表示物体处于静止状态;
(2)由图象可以看出两同学在0~15s内通过的路程相等,且在此时相遇。
(3)由图得出,前20s内甲、乙两同学的路程、时间,利用速度公式求二人的平均速度,进而比较得出大小关系;
(4)由图得出,前10s内乙同学的路程、时间,利用速度公式求乙的平均速度。
【解答】解:
A、由图象可知,表示做的是匀速直线运动、10s~20s静止,故A错误;
B、由图象看出两同学在15s末相遇,都是100m,故B正确;
C、前20s内甲==≈6.7m/s乙===8m/s,甲同学的平均速度较大;
D、由图象看出乙在0~10s内通过的路程为100m,v乙===10m/s。
故选:BD。
二、填空题(本大题共6个小题,11~15题每小题2分,16题6分,共16分)
11.(2分)小明步行后手机“微信运动”功能记录了部分数据,他此次步行6000步所用时间是50min,假设每次步长均为0.5m 1 m/s,该速度表示的物理意义是 每秒钟小明步行的路程是1米 。
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)知道小明的步长和步数求出行走的路程,再根据v=求出步行速度。
(2)速度值的含义:每s内通过的路程是多少m。
【解答】解:
由题意和图示可得,小明行走的路程s=6000×0.5m=3000m,
他步行的平均速度v===3m/s;
该速度表示的物理意义是:每秒钟小明步行的路程是1米。
故答案为:1;每秒钟小明步行的路程是2米。
12.(2分)我们能从不同方向看到物体是因为物体会对照射到其上的光线产生 漫 反射。我国对高楼的玻璃幕墙等采取限制性法规,是因为玻璃幕墙会发生 镜面 反射,造成“光污染”。
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)如果要看见不发光的物体,那这个物体反射的光线一定要进入我们的眼睛。题干中说人们能从各个方向看到本身不发光的物体,那说明这个物体反射的光线能向四面八方传播。这说明在这个物体上发生了漫反射的原因。
(2)平行光射到玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石等反射面时,反射光线射向同一方向,会造成光污染。
【解答】解:我们能从不同方向看到本身不发光的物体,是因为光在物体表面上发生了漫反射。
建筑物的玻璃幕墙、釉面砖墙,这些作为反射面的时候,太阳光射到上面,从同一方向射出,照到物体上会给人们的生活工作等造成很大的不便。
故答案为:漫;镜面。
13.(2分)城市交通网络日益完善的同时,汽车行驶时的胎噪、鸣笛等噪声给附近居民的生活带来不小的影响。为减小噪声带来的影响,靠近路边的窗户通常使用双层真空玻璃,是利用声音不能在 真空 中传播的原理;这种措施是在 传播过程中 (选填“声源处”、“传播过程中”或“人耳处”)减弱噪声。
【答案】真空;传播过程中。
【分析】(1)声音的传播需要介质,声音不能在真空中传播;
(2)减弱噪声的途径有三种:在声源处减弱噪声;阻断噪声的传播;在人耳处减弱噪声。
【解答】解:声音的传播需要介质,声音不能在真空中传播;这种措施是在传播过程中减弱噪声。
故答案为:真空;传播过程中。
14.(2分)某同学站在竖直放置的穿衣镜前1.5m处,当他向镜靠近0.5m,此时镜子里的像和他相距 2 m,像的大小 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】2;不变。
【分析】物体在平面镜中成虚像,物像大小相等,像的大小跟物体的大小有关,跟物体距离平面镜的远近没有关系。像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离。
【解答】解:根据平面镜成像的特点,像与物到平面镜的距离相等,当他向镜靠近0.5m,像距离镜子也是6m;像与物大小相等,像的大小不变。
故答案为:2;不变。
15.(2分)两个做匀速直线运动的物体甲和乙,它们通过的路程之比为3:4,所用时间之比2:3 9:8 ;若他们通过相同的路程,则它们所用时间之比为 8:9 。
【答案】见试题解答内容
【分析】已知路程和时间之比,根据v=求出速度之比;再根据路程相等时,速度和时间成反比,即可求出时间之比。
【解答】解:因为s甲:s乙=3:4,t甲:t乙=6:3;
所以v甲:v乙=:=×=×=8:8;
又因为路程相等时,速度与时间成反比。
故答案为:9:5;8:9。
16.(6分)阅读“光的全反射”材料,回答问题。
光的全反射
如图1所示,当光线从玻璃斜射入空气里的时候,一部分光会进入空气里发生折射,折射角也随之增大,当入射角增大到某值时(小于90°),此时空气中没有折射光射出,光线全部反射回玻璃,当光从水或玻璃射入空气时,只要入射角大于临界角
人们利用光的全反射的现象制成了光缆,用于通信等方面。光在均匀透明的玻璃棒中传播,即可在弯曲的玻璃棒的光滑内壁上,可以将光从一端传导到另一端,即使棒的截面直径很小,传导的效果也不变,这种导光的细玻璃丝称为光导纤维如图2所示。
光导纤维束已成为一种新的光学基本元件,在光通信、光学窥视及光学特殊照明等方面有重要的应用。获诺贝尔物理学奖的华裔科学家高锟在此方面贡献突出,被世界誉为“光纤通讯之父”。根据上述材料
(1)当光线从玻璃斜射入空气里的时候,一部分光会进入空气里发生折射,此时折射角 大于 入射角,反射角 小于 折射角(均选填“大于”、“等于”或“小于”)。当入射角增大时,折射角也 增大 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)光发生全反射时,入射角 大于 临界角(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(3)当光从空气射向玻璃, 不会 (选填“会”或“不会”)发生光的全反射现象。
(4)请你写出光纤的一些具体的应用 手术时用的内窥镜 。
【答案】(1)大于;小于;增大;(2)大于;(3)不会;(4)手术时用的内窥镜。
【分析】(1)光的折射规律: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,当光线从空气斜射入其它透明介质时,折射角小于入射角;并且折射角随着入射角的增大而增大,但折射角总小于入射角;反射时反射角等于入射角。
根据材料内容分析当光线从玻璃射斜射入空气中时,随着入射角逐渐变大;
(2)由材料“当光从水或玻璃射入空气时,只要入射角大于临界角,光就会发生全反射”可得出答案;
(3)并非光线在任何界面都会发生全反射现象,这种现象只有在光从一种介质射向另一介质折射角大于入射角时才能发生;
(4)光在光导纤维中,光从光导纤维的一端射入,在内壁上多次反射,从另一端射出,这样就把它携带的信息传到了远方。
【解答】解:(1)由光的折射定律可知,当光线从空气斜射入其它透明介质时;当光线从玻璃斜射向空气时。因反射角等于入射角;
根据材料内容可知,当入射角大于临界角时,不发生折射,随着入射角逐渐变大;
(2)由材料“当光从水或玻璃射入空气时,只要入射角大于临界角,光发生全反射时;
(3)已知全反射现象只有在光从一种介质射向另一介质折射角大于入射角时才能发生;
如果光是从空气进入玻璃,根据折射规律,当入射角增大时,但折射角不可能达到90°;
(4)手术时用的内窥镜利用了光纤。
故答案为:(1)大于;小于;(2)大于;(4)手术时用的内窥镜。
三、读数、作图题(本大题共3小题,每小题2分,共6分)
17.(2分)被测木块的长度为 3.25 cm。
【答案】3.25。
【分析】(1)刻度尺的分度值是刻度尺相邻两刻度线表示的长度;
(2)使用刻度尺时要明确其分度值,起始端从0开始,读出末端刻度值,就是物体的长度;起始端没有从0刻度线开始的,读出末端刻度值,减去起始端所对刻度即为物体长度;
(3)注意刻度尺要估读到分度值的下一位,写出选用的单位。
【解答】解:图中刻度尺上1cm之间有10个小格,一个小格的长度是0.6cm=1mm;
木块左侧与2.4cm刻度线对齐,读作2.00cm,读作5.25cm。
故答案为:2.25。
18.(2分)小明的乒乓球掉到沙发下,小明同学借助平面镜反射灯光找到了乒乓球。图中已标示了入射光线与反射光线等,请在图中适当位置画出平面镜
【答案】见解答图
【分析】根据光的反射定律知,反射角等于入射角,故反射光线与入射光线的夹角的平分线是法线的位置,再过入射点作出法线的垂线,就是平面镜所在的位置。
【解答】解:过入射点作出法线,作出反射光线和入射光线夹角的角平分线,再作法线的垂线;反射光线与入射光线的夹角为120°,反射光线与镜面的夹角为90°﹣60°=30°。如图所示:
19.(2分)根据平面镜成像的特点,在图中画出物体AB在平面镜中所成的像A′B′。
【答案】见解答图。
【分析】平面镜成像的特点是:像物大小相等、到平面镜的距离相等、连线与镜面垂直、左右互换,即像物关于平面镜对称,利用这一对称性作出AB的像。
【解答】解:分别作出物体AB端点A、B关于平面镜的对称点A′,用虚线连接A′。如图:
四、实验探究题(本大题共4小题,第18题6分,第19题6分,第20题6分,第21题6分,共24分)
20.(6分)小明同学想测量一辆小车的平均速度,设计了如图所示的实验装置。让小车从斜面顶端由静止下滑,当小车前端经过A点时开始计时,t=6s时小车前端经过C点。AB段距离为80cm,AC段距离为160cm。请回答问题:
(1)该实验测量原理是 v= 。
(2)小车通过BC段的平均速度为 0.4 m/s。
(3)下列图像中能正确反映小车在斜面上运动情况的是 C 。
(4)小丽认为应将木块平移到B位置下方进行实验。为了使测量结果更加准确,你认为木块放在 A (选填“A”或“B”)位置下方更合适,理由是 斜面坡度较小,小车运动时间较长,便于测量时间,故木块放在A位置更合适 。
(5)小明发现公路旁每隔一段距离就立着一个标记公里数的里程碑,他想利用里程碑估测自行车的行驶速度。测量步骤如下:①从某一地点出发,并按下计时器开始计时,记下里程碑上的数值s1、计时器上的时刻t1;③到达另一个里程碑,记下里程碑上的数值s2、计时器上的时刻t2。则自行车在这两个里程碑之间路段行驶的平均速度v= (用题中物理量符号表示)。
【答案】(1)v=;(2)0.4;(3)C;(4)A;斜面坡度较小,小车运动时间较长,便于测量时间,故木块放在A位置更合适;(5)。
【分析】(1)根据v=计算平均速度;
(2)根据题意求出BC段的路程和时间,再根据速度公式求出BC段的平均速度;
(3)小车在斜面上的运动速度越来越大,结合图可知符合题意的选项;
(4)斜面坡度较小,小车运动时间较长,便于测量时间,据此选择;
(5)某段路程的平均速度等于这段路程与行驶这段路程的总时间的比值。
【解答】解:(1)该实验的测量原理是:v=;
(2)由题意知,sBC=sAC﹣sAB=160cm﹣80cm=80cm,tBC=6s﹣4s=2s,
则BC段的平均速度为:vBC===40cm/s=0.2m/s;
(3)小车在斜面上是做越来越快的加速运动,A图表示匀速运动;C图表示加速运动,故选C。
(4)斜面坡度较小,小车运动时间较长,故木块放在A位置更合适;
(5)两个里程碑之间路段的总路程s=s2﹣s1,总时间t=t6﹣t1,
两个里程碑之间路段行驶的平均速度v==。
故答案为:(1)v=;(2)4.4;(4)A,小车运动时间较长,故木块放在A位置更合适。
21.(6分)某课外兴趣小组做了几个与声音有关的实验,如图所示:
(1)如图甲所示,用橡皮锤敲击音叉时,发现乒乓球被弹开 发声的物体在振动 。
(2)如图乙所示,敲响右边音叉时,与左边的音叉接触的乒乓球会弹起来 空气 中传播;
(3)如图丙所示,用硬卡纸拨动塑料梳的梳齿,硬卡纸拨动梳齿的速度越快 高 (选填“高”或“低”),这说明音调的高低与发声体振动的 频率 有关;
(4)如图丁所示,保持钢尺伸出桌面的长度不变,用大小不同的力拨动时,听到的声音响度越 大 (选填“大”或“小”),说明响度的大小与发声体的振幅有关。
(5)如图丁所示,小华拨动钢尺刻度尺,看到了钢尺伸出桌面的部分在振动,小华的实验操作存在的问题是 C 。
A.伸出桌面的钢尺太长
B.伸出桌面的钢尺太短
C.手没有压紧钢尺
【答案】(1)发声的物体在振动;(2)空气;(3)高;频率;(4)大;(5)C。
【分析】(1)声音是由物体的振动产生的;声音的传播需要介质,真空不能传声;
(2)音叉振动幅度比较小,眼睛无法直接观察,当乒乓球接触发声的音叉时,乒乓球被弹起,这是利用转换法;
(3)音调的高低与发声体振动快慢有关,物体振动越快,音调就越高,物体振动越慢,音调就越低;
(4)响度指声音的强弱,声音的响度与发声体的振幅和距离发声体的远近有关,振幅越大,响度越大;
(5)在探究影响音调的因素实验中,其他声音会干扰实验结果。同时结合题目中的研究对象分析,可得出此时的操作错误。
【解答】解:(1)图甲中,用竖直悬挂的乒乓球接触发声的音叉时,把音叉微小的振动转换为乒乓球弹起,这个现象说明发声的物体在振动;
(2)图乙中,敲响右边音叉时,通过空气传递给左边音叉,与左边音叉接触的小球会弹起来,也能说明声音可以在空气中传播;
(3)声音是由物体的振动产生的,用硬卡纸拨动塑料梳的梳齿;硬卡纸拨动梳齿的速度越快,说明音调与发声体振动频率有关;
(4)实验时控制钢尺伸出桌面的长度不变,拨动尺子的力度越大尺子振动幅度越大;拨动尺子的力度越小尺子振动幅度越小,由此可知;
(5)此实验要探究影响音调的因素,拨动钢尺刻度尺,听到钢尺另一端拍打桌面发出的声音会干扰实验结果,使钢尺紧贴桌面,故C符合题意,故选:C。
故答案为:(1)发声的物体在振动;(2)空气;频率;(5)C。
22.(6分)如图所示是某实验小组同学探究“平面镜成像特点”的实验情景:
(1)该小组同学应该选取两根 完全相同 的蜡烛做实验。
(2)点燃蜡烛A,在玻璃板后面移动 未点燃 (填“点燃”或“未点燃”)蜡烛B,眼睛在 A (填“A”或“B”)侧观察,直到看上去蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,此现象说明 像与物大小相等 。
(3)如果在B蜡烛的位置上放一张白纸板做光屏,则白纸板上将 没有 (填“有”或“没有”)蜡烛的像;这说明: 平面镜成的像为虚像 。
【答案】(1)完全相同;(2)未点燃;A;像与物大小相等;(3)没有;平面镜成的像为虚像。
【分析】(1)为比较像与物的大小,该小组同学应该选取两根完全相同的蜡烛做实验;为使像清晰,在玻璃板后面移动未点燃蜡烛B;直到看上去蜡烛B与蜡烛A的像完全重合;
(3)虚像不能成在光屏上。
【解答】解:(1)为比较像与物的大小,该小组同学应该选取两根完全相同的蜡烛做实验。
(2)点燃蜡烛A,为使像清晰;因平面镜成像属于光的反射,直到看上去蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。
(3)虚像不能成在光屏上,如果在B蜡烛的位置上放一张白纸板做光屏。
故答案为:(1)完全相同;(2)未点燃;A;(3)没有。
23.(6分)在验证“光的折射规律”的实验中,小华同学利用激光笔、水槽、水和一个可绕ON折转的光屏进行了如图所示实验。
(1)实验中应选择表面较 粗糙 (选填“光滑”或“粗糙”)的光屏来承接光路,打开激光光源,当光从空气射入水中时 不一定 (选填“一定”或“不一定”)发生改变;
(2)小华将折射光线所在的半个光屏向后折转一个角度,她这样操作的目的是为了验证 折射光线与入射光线和法线是否在同一平面 。
(3)保持入射光线不变,向水槽中缓慢地持续加水,小华发现折射光线在水槽底部形成的光斑逐渐向左移动 不正确 (选填“正确”或“不正确”)。
(4)小华测得如下表所示的两组数据:
表1:光从空气斜射入水中
序号 1 2 3
入射角α/° 30 45 60
折射角γ/° 22 32 40
表2:光从水中斜射入空气中
序号 1 2 3
入射角α/° 22 ◆ 40
折射角γ/° 30 45 60
①表2中“◆”数据被遮挡住看不到,由表中信息可知这个数据是 32 ;
②如果小华在探究光从空气斜射入水中的折射规律时,完成了第4次实验,入射角是40° B 。
A.20°
B.28°
C.35°
D.60°
【答案】(1)粗糙;不一定;(2)折射光线与入射光线和法线是否在同一平面;(3)不正确;(4)①32;②B。
【分析】(1)选择粗糙的光屏来承接光路,粗糙的光屏发生漫反射,使光路清晰。光垂直界面入射时,传播方向不变。
(2)折射光线与法线、入射光线在同一平面内。
(3)向水槽中加水时,入射角不变,折射角也不会变化。
(4)①在折射中。光路是可逆的。②根据折射的初步规律进行分析推理。
【解答】解:(1)实验中应选择表面较粗糙的光屏来承接光路,打开激光光源,传播方向不一定发生改变,传播方向不变。
(2)小华将折射光线所在的半个光屏向后折转一个角度,她这样操作的目的是为了验证:折射光线与入射光线和法线是否在同一平面。
(4)解决第(2)问的错误后,保持入射光线不变,小华发现折射光线在水槽底部形成的光斑逐渐向左移动。她的观点是不正确的,折射角也应该不变。
(5)①根据在折射中,光路是可逆的,当入射角为45°时,所以光从水中斜射入空气中时,折射角为45°。
②根据表一,当入射角等于30°时;当入射角等于45°时;当入射角等于40°时,故B符合题意。
故答案为:(1)粗糙;不一定;(3)不正确;②B。
五、综合题(本大题共3小题,第22题7分,第23题8分,第24题9分,共24分)
24.(7分)2021年12月中老铁路正式通车,它北起中国云南昆明,南至老挝首都万象,并与中国铁路网直接连通的境外铁路,设计速度为160km/h。如表为中老铁路国内段某次列车的时刻表,即玉磨铁路正线全长为508公里。(结果均保留一位小数)
站序 站名 到达时间 发车时间 耗时 停靠时间
1 昆明站 — 8:06 0:00 0分钟
2 昆明南 8:25 8:29 0:19 4分钟
3 玉溪 9:06 9:09 1:00 3分钟
4 元江 9:50 9:54 1:44 4分钟
5 宁洱 10:54 10:58 2:48 4分钟
6 普洱 11:15 11:19 3:09 4分钟
7 西双版纳 12:01 12:12 3:55 11分钟
8 橄榄坝 12:26 12:30 4:20 4分钟
9 勐腊 13:08 13:12 5:02 4分钟
10 磨憨 13:27 13:27 5:21 0分钟
(1)如果按设计时速运行,计算玉溪直达磨憨所需时间;
(2)根据表中信息计算从玉溪至磨憨的平均速度;
(3)若以玉溪至磨憨的平均速度计,计算昆明站至玉溪站的路程。
【答案】(1)如果按设计时速运行,玉溪直达磨憨所需时间约为3.2h;
(2)从玉溪至磨憨的平均速度约为118.1km/h;
(3)若以玉溪至磨憨的平均速度计,昆明站至玉溪站的路程为118.1km。
【分析】(1)已知设计速度、玉磨铁路正线全长,利用速度公式计算玉溪直达磨憨所需时间;
(2)由列车时刻表得出列车从玉溪的发车时间、到达磨憨的时间,可求列车从玉溪到磨憨的实际时间,知道玉溪到磨憨的路程,利用速度公式求列车从玉溪至磨憨的平均速度;
(3)由列车时刻表得出列车从昆明的发车时间、到达玉溪的时间,可求列车从昆明到玉溪的时间,知道玉溪至磨憨的平均速度,利用速度公式求列车从昆明站至玉溪站的路程。
【解答】解:(1)根据v=可得,玉溪直达磨憨所需时间:
t设计==≈3.2h;
(2)由表中信息可得,列车从玉溪到磨憨的时间为:
t实际=13:27﹣2:09=4h18min=4.5h,
则玉溪至磨憨的平均速度:
v实际==≈118.7km/h;
(3)由表中信息可得,列车从昆明站到玉溪站的时间为9:06=8:06=5h,
根据v=可得
s昆玉=v实际t昆玉=118.1km/h×1h=118.6km。
答:(1)如果按设计时速运行,玉溪直达磨憨所需时间约为3.2h;
(2)从玉溪至磨憨的平均速度约为118.2km/h;
(3)若以玉溪至磨憨的平均速度计,昆明站至玉溪站的路程为118.1km。
25.(8分)有一列火车以20m/s的速度匀速穿过一长为1340m的平直隧道,已知整列火车车身都在隧道内的行驶时间为1min。求:
(1)这列火车的长为多少?
(2)整列火车全部通过隧道,需要多少时间?
【答案】(1)这列火车的长为140m;
(2)整列火车全部通过隧道,需要的时间为74s。
【分析】(1)根据速度公式求出火车车身全部在隧道内所行驶的路程,火车的长度等于隧道的长度减去火车车身全部在隧道内所行驶的路程;
(2)整列火车全部通过隧道所行驶的路程等于隧道的长度加上火车的长度,根据速度公式求出整列火车全部通过隧道所行驶的时间。
【解答】解:(1)由v=可知1=vt1=20m/s×4×60s=1200m,
火车的长度:L车=L隧道﹣s1=1340m﹣1200m=140m;
(2)整列火车全部通过隧道所行驶的路程:s2=L车+L隧道=140m+1340m=1480m,
由v=可知5===74s。
答:(1)这列火车的长为140m;
(2)整列火车全部通过隧道,需要的时间为74s。
26.(9分)国庆期间,小王一家自驾去秦岭游玩,在一段平直的路面上,鸣笛3s后听到回声,若当时汽车行驶时的速度是24m/s。求:
(1)从鸣笛到听到回声,车行驶了多远?
(2)声音传播的路程是多少?
(3)听到回声时,车离高山多远?
【答案】(1)—从鸣笛到听到回声,车行驶的路程为72m;
(2)回声经过的路程是1020m;
(3)听到回声时,车离高山的距离为546m。
【分析】(1)根据汽车的速度和时间计算从鸣笛到听到回声汽车行驶的路程;
(2)根据声速和时间计算回声经过的路程;
(3)由题知,汽车匀速远离高山,则听到回声时,车离高山的距离是回声经过的路程与汽车行驶路程之和的一半。
【解答】解:(1)从鸣笛到听到回声,车行驶的路程为:s车=v车t=24m/s×3s=72m;
(2)声音传播的路程是:s声=v声t=340m/s×3s=1020m;
(3)由题知,汽车匀速远离高山,车离高山的距离为:
S=。
答:(1)—从鸣笛到听到回声,车行驶的路程为72m;
(2)声音传播的路程是1020m;
(3)听到回声时,车离高山的距离为546m。