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1、沪科版八年级物理第四章 多彩的光专项测试 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、如图所示的四种情景中,属于光的直线传播的是( )A镜中的人像B手影C倒映在湖中的桥D看上去水并不深2、对下列光学现象
2、的解释错误的是()A甲图中钢笔“错位”是由光的折射形成的B乙图中的手影是由光的直线传播形成的C丙图中的海市蜃楼是由光的反射形成的D丁图中的水中倒影是由光的反射形成的3、小川同学在“探究凸透镜成像规律”时,烛焰在光屏上成了一个清晰的像(未画出)。如图所示,下列说法正确的是()A利用这一成像规律可制成照相机B实验中,蜡烛越烧越短,光屏上烛焰的像向下移动C如果用不透明纸将凸透镜的上半部分挡住,光屏上不能成像D要使光屏上的像变小,只需将蜡烛远离凸透镜4、现代生活,智能手机给人们带来了许多便利,但长时间盯着手机屏幕容易导致视力下降。下列关于近视眼及其矫正的原理图正确的是()A甲、乙B丙、丁C甲、丁D丙、
3、乙5、如图所示,下列现象中可用光的直线传播来解释的是()A 地上的鸽影B 水中桥的倒影C 汽车后视镜中的景物D 从水球看到的倒立人脸6、 “影”是生活中常见的光现象,如做光学游戏的“手影”、留下美好记忆照片的“摄影”、幻灯机射到屏幕上的“投影”、湖岸景色在水中形成的“倒影”等,它们与物理知识对应关系正确的是()A手影平面镜成像B摄影光的反射C投影凸透镜成像D倒影光的折射7、如图,平面镜MN竖直放置,镜前有一个发光物体S,此平面镜可绕“垂直于纸面的水平轴M”自由旋转,现将平面镜拉离竖直位置一个偏角至MN的位置,释放镜的下端,在平面镜从MN下摆到MN位置过程中,下列说法正确的是()AS的轨迹为圆弧
4、BS离轴M越来越近CS轨迹对M轴的张角为D当大于90时物体将不在此平面镜中成像8、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9、如图选项中能正确描述平面镜成像特点图是()ABCD10、山西省实施文化强省战略,大力推进文旅融合。下图展示了四个山西著名的旅游景点,可用光的反射规律解释的是()A 五台山白塔的倒影B 壶口瀑布上方的彩虹C 晋祠铁人的影子D 平遥古城上方的激光束第卷(非选择题 70分)二、填空题(5小题,每小题2分,共计10分)1、如图的“光影阅读器”利用激光投影和成像技术,开机后该设备将资源投影到白色粗糙桌面上,直接在桌面上用手进行触
5、控操作。白色桌面便于_各种色光(选填“吸收”或“反射”);粗糙的桌面可以使光发生_,人就能从不同方向看到它。2、湖水深2米,小鸟在距湖面7米的空中飞翔,它在湖中成的像距离该鸟_米,当小鸟向着水面俯冲的过程中,像的大小_(选填“变大”、“变小”、“不变”)。3、如图是拱桥和它在水中“倒影”的照片,水中“倒影”是由于光的_形成的_像(选填“虚”或“实”)。4、 “导弹灭火”技术可解决高楼灭火难题,如图所示,探测器上有两只眼:“红外线”和“激光”。当高楼内火源不明时,可用_(选填“激光”或“红外线”)发现火源,通过电视屏幕所看到的实况转播彩色画面是由_、绿、蓝三种色光混合而成的。5、雷雨天气,总是先
6、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。三、计算题(5小题,每小题8分,共计40分)1、用激光器向月球发射激光信号,2.7秒后接收到从月球返回的信号,(光速c3108m/s)问:(1)月球距离地球多远?(2)如果一辆赛车以500km/h的速度不停地跑,它要经过多长时间才能跑完这段路程?(3)若夜晚时月亮在平静的湖水中成像,已知湖水深20米,则月亮的像到水面的距离是多少?2、2021年5月15日,我国自主研制的“天问一号”火星探测器成功登陆火星。“天问一号”从地球到火星共用了200多天,平均每天运行30万公里。已知光在
7、真空中传播速度约3108m/s,而声音在空气中传播的速度约340m/s。(1)“天问一号”每天平均运行30万公里,与声音在空气中的传播,谁更快?(2)“天问一号”以每天平均运行30万公里的速度,200天运行的距离,光在真空中需要传播多长时间?3、如图甲所示,物体AB在凸透镜另一侧能成一个等大,倒立的实像,物距uOB,像距vOD,凸透镜的焦距为f。其中物距,像距和焦距之间的关系。(1)请结合数学知识证明凸透镜成等大、倒立的实像的条件是u2f;(2)小明做凸透镜成像实验时,光屏上恰好成清晰的实像时,蜡烛、透镜和光屏位置如图乙所示,求透镜的焦距f。4、小荣同学进行了系列光学实验:(1)她将一只透镜正
8、对着太阳光,再把一张白纸放在它的另一侧,发现在白纸的中部出现了一个光斑(如图甲),则该透镜为_透镜。她上下移动透镜,直到白纸上的光斑最小、最亮,此时,透镜到白纸的距离可粗略记为该透镜的_;(2)图乙为小荣同学组装的凸透镜成像实验装置。点燃蜡烛后,光屏上刚好呈现了烛焰清晰的像,但像并不完整,造成这种现象的原因可能是_。正确调整器材后,若不改变蜡烛和光屏的位置,将透镜适当向_(选填“左”或“右”)移动,即可再次在光屏上看到烛焰清晰的像。5、一束细光束从地面上A处竖直向上投射到一块与它垂直的平面镜上,平面镜离地3m,如果把平面镜沿水平方向转过30角,地面上的光斑距离A处有多远?四、实验探究(2小题,
9、每小题10分,共计20分)1、小睿在“探究凸透镜成像规律”的实验中,完成了如图中的操作。请你完成下列问题:(1)如图甲所示,太阳光沿主光轴方向射向凸透镜,调好距离后在纸上形成了一个最小最亮的光斑,则该凸透镜的焦距为_cm,小睿用凹透镜做该实验却不能成功,是因为凹透镜对光线有_(选填“会聚”或“发散”)作用。(2)小睿组装好器材点燃蜡烛,在光屏上没有看到蜡烛火焰的像(如图乙)。于是,他仅将凸透镜适当的向_(选填“上”或“下”)移动,在光屏上就观察到了蜡烛火焰清晰倒立、_的实像(选填“放大”或“缩小”),生活中的_(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)就是利用这样的成像原理工作。(3)若仅将图乙
10、中蜡烛、光屏位置互换,也能看到蜡烛火焰清晰的像。此时在光屏上所成的像是倒立、_(选填“放大”或“缩小”)的实像,若用一个不透明的挡板遮住凸透镜的一半,光屏上_(选填“能”或“不能”)出现蜡烛火焰清晰的像。(4)若在图乙的基础上保持蜡烛位置不动,将光屏向左移动到“10cm刻度线”处,小睿只需将凸透镜从“0刻度线”向左移动_cm后,光屏上会得到一个与烛焰等大的像。2、小明同学探究“平面镜成像的规律”的实验装置如图1所示:(1)实验中,为了使实验效果更好,实验室光线应该较_(选填“亮”或“暗”)一些;(2)他先把一块平板玻璃竖直立在水平桌面上,再准备A、B两支大小、外形完全一样的蜡烛,然后把点燃的蜡
11、烛A立在玻璃板前,又把蜡烛B放在玻璃板后面,并移动蜡烛B的位置,发现它与蜡烛A的像完全重合,说明像与物的大小_(选填“相同”或“不相同”);(3)移去蜡烛B,在其原来位置上放置一光屏,光屏上不能呈现蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是_(选填“虚”或“实”)像;(4)小明在探究“凸透镜成像的规律”的实验中:他将平行光正对凸透镜照射,光屏在如图2甲所示位置时,出现一个最小最亮的光斑,则凸透镜的焦距为_cm;实验过程中,当蜡烛与凸透镜的距离如图2乙所示时,在光屏上得到一个清晰的像,该像是倒立、_(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像,生活中利用这个规律制成的光学仪器是_(选填“照相机”、“投影仪”
12、或“放大镜”)。如果保持蜡烛和凸透镜的位置不变,把光屏向右移一段距离,要想在光屏上再次得到清晰的像,可在蜡烛与凸透镜之间放一个_(选填“近视”或“远视”)镜。-参考答案-一、单选题1、B【详解】A镜中的人像,是平面镜成像现象,光的反射形成的,故A不符合题意;B手影是光通过不透明物体时在物体后面留下阴影,是光的直线传播形成的,故B符合题意;C倒映在湖中的桥是平面镜成像现象,光的反射形成的,故C不符合题意;D从水面看水底,觉得水不深,是因为光从水中斜射向空气中时,发生了折射,故D不符合题意。故选B。2、C【详解】A甲图中钢笔“错位”是由于光在不同的介质中传播时会发生折射,故A正确,不符合题意;B乙
13、图中的手影是因为光在同种均匀介质中沿直线传播形成的,故B正确,不符合题意;C丙图中的海市蜃楼是由于光在密度分布不均匀的空气中传播时会发生折射形成的,故C错误,符合题意;D丁图中的水中倒影是由于光的反射形成的虚像,故D正确,不符合题意。故选C。3、A【详解】A由图示知,此时的物距大于二倍焦距,所成的是倒立、缩小的实像,照相机是利用这一规律工作的,故A正确;B蜡烛发出的光线经过凸透镜的光心时,传播方向不变,而蜡烛变短,凸透镜及光屏的高度不变时,蜡烛发出的经过凸透镜的光心的光线向上移,所以光屏上烛焰的像向上移动,故B错误;C用不透明纸将凸透镜上半部分挡住,光屏上仍能成像,但像变暗,因为不透明纸挡了射
14、向凸透镜的部分光线,则透过凸透镜的光线变少了。故C错误;D在凸透镜成像中,物近像远像变大,反之,像要变小,物距要变大,所以应将蜡烛远离凸透镜,但同时像距离要变小,那么应同时将光屏靠近凸透镜。故D错误。故选A。4、C【详解】近视眼是看不清远处,但看得清近处,是折光能力强,远处的光线在视网膜前成像,故甲图是近视眼的光路图,近视眼折光能力强,需要佩戴发散透镜,故丁图是近视眼矫正的光路图,故C正确。故选C。5、A【详解】A地面上鸽子的影子是光的直线传播形成的,故A符合题意;B桥在水中的倒影是平面镜成像,是光的反射形成的,故B不符合题意;C后视镜中的景物是凸面镜成像,是光的反射形成的,故C不符合题意;D
15、人透过水球看到的倒立人脸属于凸透镜成像,是光的折射现象,故D不符合题意。故选A。6、C【详解】A手影是影子,光在沿直线传播过程中遇到不透明的物体,在物体的后面形成的光照不到的暗区叫影子,故A错误;B摄影是利用凸透镜成倒立、缩小、实像的原理,透镜是利用光的折射来工作的,故B错误;C投影是利用凸透镜成倒立、放大、实像的原理,故C正确;D岸上的景物在水中的倒影是平面镜成像,平静的水面相当于平面镜,其原理是光的反射,故D错误。故选C。7、A【详解】根据平面镜成像特点,分别作出平面镜在MN处S的像S和平面镜在MN处S的像S,然后进行分析;由图可知,S点绕M以SM长为半径转动,所以它的像的轨迹应该是圆弧;
16、由图可知,S轨迹对M轴的张角大于,S离轴M的距离始终不变;当大于90时物体仍能在此平面镜中成像;故A正确,BCD错误。故选A。8、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。9、B【详解】平面镜所成的像与物体等大,像与物体各对应点到镜面的距离相等,即像与物关于镜面是对称的,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。10、A【详解】A白塔的倒影属于平
17、面镜成像,是光的反射形成的,故A符合题意;B壶口瀑布上方的彩虹,是由于太阳光照到空气中的小水滴上,被分解为绚丽的七色光,即光的色散现象,故B不符合题意;C晋祠铁人的影子是光的直线传播形成的,故C不符合题意;D平遥古城上方的激光束是光的直线传播现象,故D不符合题意。故选A。二、填空题1、反射 漫反射 【详解】1白色可以反射各种颜色的色光,所以白色桌面便于反射各种色光,使人看到正常的画面。2人能从各个方向看到桌面上的信息,说明反射光线射向了各个方向,所以粗糙的桌面使光发生了漫反射。2、14 不变 【详解】1已知小鸟距湖面7m的空中飞翔,平面镜成的像和物体到平面镜的距离相等,则小鸟的像到湖面的距离也
18、是7m,它在湖中成的像距离该鸟为7m+7m=14m2由于物体在平面镜中所成的像和物体的大小相等,所以小鸟向下俯冲的过程中,像始终和物体等大,它在水中所成的像大小不变。3、反射 虚 【详解】1拱桥和它在水中“倒影”属于平面镜成像,所以是光的反射现象。2平面镜成像所成的像是虚像。4、红外线 红 【详解】1红外线具有热效应,当高楼内火源不明时,可用红外线发现火源,再用激光精确测量到火源距离。2光的三原色为:红、绿、蓝,电视屏幕显示的各种颜色是由红、绿、蓝三色色光合成的。5、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
19、先看到闪电,后听到雷声。2光在真空中传播速度是。三、计算题1、(1)4.05108m;(2)810h;(3)4.05108m【详解】解:(1)由题知,激光从月球传到地球所用的时间:,由得月球到地球的距离:;(2)一辆赛车以500km/h的速度不停地跑完月球到到地球的距离所用时间,;(3)夜晚时月亮在平静的湖水中成像,以湖面为平面镜的反射面,月亮在湖中所成的像与月亮到地球的距离相等,即为4.05108m答:(1)月球距离地球4.05108m;(2)如果一辆赛车以500km/h的速度不停地跑,它要经过810h才能跑完这段路程;(3)若夜晚时月亮在平静的湖水中成像,已知湖水深20米,则月亮的像到水面
20、的距离是4.05108m点睛:重点是速度公式的应用和平面镜成像特征的应用,要特别注意激光在地球和月球间传播了一个来回,所以用总时间的一半来计算地月的距离;另外记清楚平面镜成像时,像与物到镜面的距离相等2、(1)天问一号;(2)200s【详解】解:(1)声音在空气中的速度是340m/s,“天问一号”每天运行30万公里,则因此“天问一号”比声音在空气中传播的更快。(2)“天问一号”以每天平均运行30万公里的速度,200天运行的距离为s=vt=30104km/天200天=6107km光在真空的速度是c=3105km/s,则光走完上述路程所用的时间为答:(1)“天问一号”传播的速度快;(2)光在真空中
21、需要传播200s。3、 (1)见解析;(2)f10.5cm【详解】解:(1)在三角形AOB和COD中,ABCD,AOBCOD,则OBOD,即uv,因为,化简得由此证得凸透镜成等大、倒立的实像的条件是u2f。(2)由题意可知,光屏上恰好成清晰的实像时,像距v14.0cm,此时物距因为,则解得。4、凸 焦距 烛焰、透镜、光屏的中心不在同一直线上 右 【详解】(1)12她将一只透镜正对着太阳光,再把一张白纸放在它的另一侧,发现在白纸的中部出现了一个光斑,说明该透镜对光线有会聚作用,因此是凸透镜。最小、最亮的光斑即是光线会聚点,就是焦点,焦点到光心的距离称为焦距。(2)3点燃蜡烛后,光屏上刚好呈现了烛
22、焰清晰的像,但像并不完整,造成这种现象的原因可能是烛焰、透镜、光屏的中心不在同一直线上或实验前未将烛焰、透镜、光屏三者中心调整到同一高度或蜡烛太高等。4由图乙可知,此时物距是10cm,像距为15cm,根据凸透镜成像规律,正确调整器材后,相当于像变大。因此,若不改变蜡烛和光屏的位置,将透镜适当向右移动,增加像距,可在光屏上看到清晰的像。5、5.196m【解析】【分析】由平面镜绕绕水平轴转过30角,可知反射光线与入射光线夹角为60,则根据作图可形成直角ASO三角形,即地面上得到的光斑A点与S点间的距离为SO距离的2倍然后根据几何知识求得地面上的光斑距离A处有多远【详解】如图所示:因为平面镜与水平面
23、成30度角,所以入射光线与镜面夹角为60度,即入射角为30度,那么入射光线与反射光线的夹角为60度,SO=3m,AO=6m,则由勾股定理可得,SA=3m=31.732m=5.196m,故地面上的所成的光点距光源5.196m远。答:地面上的光斑距离A处有5.196m远。四、实验探究1、10 发散 上 缩小 照相机 放大 能 10 【详解】(1)1由图甲可知,平行光线经凸透镜后,在距离10cm的纸上形成了一个最小最亮的光斑,则凸透镜的焦距为10cm。2小睿用凹透镜做该实验却不能成功,也就是在光屏上看不到会聚的小亮斑,是因为凹透镜对平行光线有发散作用。(2)3由图乙可知,在光屏上没有看到蜡烛火焰的像
24、,要使像成在光屏的中央,应该使光屏的中心、烛焰的中心、透镜的中心大致在同一高度,所以由图乙可知,需适当将凸透镜适当向上移动。45由图乙可以看出蜡烛到凸透镜的距离大于2倍焦距,根据凸透镜的成像特点可知,在光屏上能观察到蜡烛火焰清晰倒立、缩小的实像,生活中的照相机就是利用这一原理制成的。(3)6若仅将图乙中蜡烛、光屏位置互换,也能看到蜡烛火焰清晰的像,互换位置后,根据光路的可逆性,光屏上所成的像是倒立、放大的实像。7 实验中用一个不透明的挡板遮住凸透镜的一半,物体上任一点仍射向凸透镜的下半部分,经凸透镜折射后,照样能会聚,在光屏上能成像,只是折射光线减少,会聚成的像变暗。(4)8若在图乙的基础上保
25、持蜡烛位置不动,将光屏向左移动到“10cm刻度线”处,由图可知像物之间的距离是40cm,凸透镜的焦距是10cm,根据凸透镜的成像特点,凸透镜成等大的实像时,物体在凸透镜2倍焦距处,所以只需凸透镜从“0刻度线”向左移动10cm后,光屏上会得到一个与烛焰等大的像。2、暗 相同 虚 10.0 放大 投影仪 近视 【详解】(1)1实验中主要是观察蜡烛A发的光经玻璃板反射后所成的像,室内光线太强会干扰对像的观察,故室内光线要暗一些。(2)2蜡烛A、B完全相同,如果蜡烛B能与A的像完全重合,表明像与物的大小相同。(3)3平面镜所成的像是由反射光线反向延长线的交点所形成的,并非实际光线会聚而成,不能在光屏上承接,故平面镜所成的像是虚像。(4)4如图所示,刻度尺的每大格表示10cm,平均分成了10小格,每小格为1cm,即分度值为1cm,故此凸透镜的焦距为10.0cm。56由图乙可知此时的物距为,即物距大于1倍焦距小于2倍焦距,根据凸透镜的成像规律,像的特征为倒立、放大的实像。生活中投影仪是根据物距大于1倍焦距小于2倍焦距,成倒立、放大的实像的原理工作的,故生活中投影仪与此原理相同。7如图光屏右移,要想还能在光屏上成清晰的像,则要求像距变大,当物距不变时,需要减小凸透镜的会聚能力,而近视眼镜是凹透镜制成的,对光线有发散作用,故可在蜡烛与凸透镜之间放一个近视镜。
限制150内