A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
将点光源S运动的轨迹看成一个物体,在物体上找出四个点:
上、下、左、右各一个,利用凸透镜成像的规律作出像点,可以发现,四个点正好围成一个不规则的圆,且转动方向为逆时针,所以像点运动图象是选项D的形状;
故选D.
10.小明将凸透镜紧靠如图甲所示的一幅卡通图片,然后将凸透镜逐渐远离图片的过程中,通过凸透镜观察到如图乙所示四个不同的像,则四个像出现的先后顺序是
A.③②④①B.③②①④C.②①③④D.①②③④
【答案】C
【解析】
小明将凸透镜紧靠书上的一幅卡通图片,说明物距小于一倍焦距,凸透镜成的虚像是放大的,物体离凸透镜越近,像越接近物体的大小,也就是成的虚像越小,故先看到②,当在一倍焦距远离凸透镜的过程中,看到的像逐渐变大,当大于一倍焦距时,成倒立的像,即看到的为①,继续远离大于2倍焦距时,看到的是倒立缩小的实像,即为③,成实像时,物距越远,像越小.因此最后看到的是④,故四个像的顺序为②①③④.故选C.
11.小明用自制的“水凸透镜”(向水透镜里注水时,水透镜的焦距将变小)来研究凸透镜成像规律,当他把自己的近视眼镜给水透镜“戴上”时,如图所示,光屏上原来清晰的像变得模糊,为了能在光屏上重新得到清晰的像,下列操作可行的是( )
①将光屏靠近“水透镜”②将蜡烛远离“水透镜”③对“水透镜”注水④将光屏和蜡烛同时靠近“水透镜”
A.①和②都行B.②和③都行
C.①和③都行D.②和④都行
【答案】B
【解析】
【详解】
近视镜是凹透镜,给水透镜戴上近视镜后,相当于减弱了凸透镜的会聚能力,所以像远离了凸透镜,若要在光屏上得到像,须将光平远离透镜;或增大凸透镜的会聚能力,向水透镜中注水。
故选B。
12.以下关于实像和虚像的说法,正确的是
A.实像不可能与物体是等大的
B.实像一定是光发生折射形成的
C.虚像在成像时没有光进入人眼
D.虚像不能在光屏上呈现
【答案】D
【解析】
【详解】
A.凸透镜成像中当物距等于二倍焦距时成倒立等大的实像,故错误;
B.小孔成像所成的实像是由光的直线传播形成的,故错误;
C.平面镜成虚像时,是平面镜反射的光线进入人的眼睛,故错误;
D.虚像不是真实光线会聚而成的,不能在光屏上呈现,故正确。
13.如图所示,光屏上能看到烛焰清晰的像,下列操作不能使光屏上清晰的像变大的是()
A.保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置对调
B.保持蜡烛和光屏的位置不变,只将凸透镜向左移动适当距离
C.保持凸透镜的位置不变,将蜡烛和光屏都向右移动适当距离
D.换一个焦距更小的凸透镜,调整光屏至适当的位置
【答案】D
【解析】
【详解】
A.从图中可以看到,烛焰的物距
大于像距
,由于在光屏上能看到烛焰清晰的像,根据凸透镜的成像规律可知,这个像应该是倒立、缩小的实像;当保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置对调后,根据光路的可逆性可知,在光屏上也能看到烛焰清晰的像,此时物距
小于像距
,根据凸透镜的成像规律可知,这个像应该是倒立、放大的实像,这个操作可以使光屏上清晰的像变大,A项不合题意;
B.保持蜡烛和光屏的位置不变,只将凸透镜向左移动适当距离,那么物距
会变小,像距
会变大,根据凸透镜的成像规律可知,当物距变小时,像距变大时,像会变大,所以能使光屏上清晰的像变大,B项不合题意;
C.保持凸透镜的位置不变,将蜡烛和光屏都向右移动适当距离,根据凸透镜的成像规律可知,当物距变小时,像距变大时,像会变大,能使光屏上清晰的像变大,C项不合题意;
D.换一个焦距更小的凸透镜,那么物距不变,根据凸透镜的成像规律可知,像距会变小,调整光屏至适当的位置,所成的清晰像会更小,不能使光屏上清晰的像变大,选项D符合题意。
14.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,光具座上各元件位置如图所示,此时在光屏上恰好成一个清晰的像,则下列说法正确的是()
A.利用了这一原理制成了照相机
B.若将蜡烛远离凸透镜,则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像,且像逐渐变大
C.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,会在光屏上成一个清晰倒立、缩小的像
D.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛放在45cm刻度线处,适当移动光屏也能得到一个清晰的像
【答案】C
【解析】
【详解】
A.从图中可以看到,蜡烛物距
,像距
,可知
,而照相机的是
,A错误;
B.根据凸透镜成像的规律可知,若将蜡烛远离凸透镜,则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像,像是逐渐变小的,B错误;
C.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,根据光路的可逆性,会在光屏上成一个清晰倒立、缩小的像,C正确;
D.由题意可知
,若保持凸透镜位置不变,将蜡烛放在45cm刻度线处,此时
,
,会成正立放大的虚像,适当移动光屏是不能得到清晰的像,D错误.
15.城市的很多街口都安装了360°高清晰摄像头,由公安局实施24小时监控,来保护人民的安全,摄像机的像距几乎不变,但镜头的功能类似于人眼睛的晶状体,焦距可以调节,如图所示,某嫌疑犯在成像板上已经成清晰的像,此时镜头的焦点在F处,在监控此人的过程中(该人在成像板上的像保持清晰),下列说法正确的是()
A.不管该人走近还是走远,所成的像都是正立缩小的实像
B.如果该人远离镜头,镜头的焦点可能变在a点
C.如果该人靠近镜头,镜头的焦点可能变在c点
D.如果该人靠近镜头,镜头的焦点可能变在b点
【答案】D
【解析】
【详解】
A.该人走近还是走远时,所成的像是倒立的实像,不是正立的,A错误;
B.如果该人远离镜头,那么物距变大,像距变小,像更靠近焦点,如果还想要像成在成像板上,那么焦距应该变大,焦点不可能在a点,B错误;
CD.如果该人靠近镜头,那么物距变小,像距变大,像更远离焦点,如果还想要像成在成像板上,那么焦距应该变小,焦点不可能在c点,可能变在b点,C错误、D正确.
二、初中物理声现象问题求解方法
16.有一根长100米的空心钢管,甲同学在一端敲打钢管一下,乙同学在钢管的另一端可以听到()
A.一次回声B.两次回声C.三次回声D.四次回声
【答案】B
【解析】
【分析】
声音的传播是需要介质的,声音在不同介质中传播速度不同,在固体中最快,其次是液体中,最后是在气体中。
【详解】
甲同学在一根空心钢管的一端敲一下,声音会在钢管和空气中同时传播,因为声音在固体中最快,在气体中最慢,第一次听到的声音是通过钢管传来的;第二次听到的声音是通过空气传来的,则乙同学会听到两次敲击声。
故选B。
17.下列说法中正确的是( )
A.只要物体在振动,人一定能听到声音B.只要听到物体发声,则物体一定在振动
C.只要人听不到声音物体就一定没有振动D.以上说法都正确
【答案】B
【解析】
【详解】
A.听到声音还需要有介质,如果没有传播声音的介质,也不能听到声音,故A错误;
BD.声音是由物体振动产生的,一切正在发声的物体都在振动,故B正确,D错误;
C.如果没有介质,振动产生的声音人也是听不到的,故C错误;
故选B。
18.如图是华为在巴塞罗那对外发布的首款5G折叠手机MateX,该机创新采用鹰翼式折叠设计,机身非常轻薄,合上后的厚度也只有11mm左右,单手持握也不会费力.下列有关说法正确的是( )
A.调节声音的大小是改变声音的响度
B.接听电话时,通过声音的音调可以辨别来电者
C.手机屏幕能够折叠,说明屏幕材料的可塑性较强
D.手机是利用电磁波传递信息的,电磁波在空气中的传播速度为
【答案】A
【解析】
【详解】
A.声音的大小指的是响度,所以,调节声音的大小是改变声音的响度,故A正确;
B.接听电话时,通过声音的音色可以辨别来电者,故B错误;
C.手机屏幕能够折叠,要求屏幕材料具有的可塑性,但仅通过手机屏幕能够折叠不能说明屏幕材料的可塑性较强,故C错误;
D.手机是利用电磁波传递信息的,电磁波在空气中的传播以光速进行,故D错误。
故选A。
19.下列关于声现象的说法中,不正确的是
A.我们听到的上课铃声是由铃的振动产生的
B.太空行走的宇航员之间可以直接对话
C.噪声监测装置可以防止噪声的产生
D.工人师傅们通过听机器产生的次声波来判断其工作状况
【答案】BCD
【解析】
【分析】
【详解】
A.铃的振动发出声音,所以我们听到的上课铃声是由铃的振动产生的,故A正确;A不符合题意;
B.太空行走的宇航员之间不可以直接对话,因为声音传播需要介质,太空中没有空气,声音不能传播,故B错误;B符合题意;
C.噪声监测装置不可以防止噪声的产生,只能测量出噪声的等级,故C错误;C符合题意;
D.工人师傅们通过听机器产生的声波来判断其工作状况,不是次声波,次声波是听不到的,故D错误;D符合题意。
故选BCD。
20.阅读下面的短文,回答问题。
超声波及声呐应用
人能够听到声音的频率范围有限。
低于20Hz的声波叫次声波,高于20000Hz的声波叫超声波。
超声波具有许多奇异特性:
空化效应——超声波能在水中产生气泡,气泡爆破时释放出高能量,产生强冲击力的微小水柱。
它不断冲击物件的表面,使物体表面及缝隙中的污垢迅速剥落,从而达到净化物件表面的目的。
传播特性——它的波长短,在均匀介质中能够定向直线传播,根据这一特性可以进行超声探伤、测厚、测距、医学诊断等。
声呐系统是超声波应用的一种,声呐发出声波碰到的目标如果是运动的,反射回来的声波(下称“回声”)的音调就会有所变化,它的变化规律是:
如果回声的音调变高,说明目标正向声呐靠拢;如果回声的音调变低,说明目标远离声呐。
(1)人耳能听到的频率范围是___________。
(2)超声波能够清洗物件是因为声波具有________。
(3)宇航员在月球上不能利用超声波测定两山之间的距离,是由于___________。
(4)假设开始停在海水中的潜艇A发出的声波信号,在10s内接收到经B潜艇反射回来的信号,且此时信号频率不变,此时潜艇B与潜艇A的距离为_____m(声波在海水中传播速度为1500m/s,且传播速度不变)。
接下来停在海水中的潜艇A继续监控潜艇B,突然接到潜艇B反射回来的声波频率是变低的,说明此时潜艇B在向潜艇A______(选填“靠拢”或“远离”),且测出潜艇B的速度是20m/s,方向始终在潜艇A、B的连线上,请问声波频率变低1分钟后,潜艇B与潜艇A的距离为________m。
【答案】20Hz-20000Hz能量真空不能传声7500远离8700
【解析】
【详解】
(1)[1]由材料可知,人耳只能听到20Hz到20000Hz之间的声音,人耳能听到的频率范围是20Hz-20000Hz;
(2)[2]由于超声波具有能量,所以超声波能够清洗物件;
(3)[3]宇航员在月球上不能利用超声波测定两山之间的距离,是由于月球上是真空,真空不能传声;
(4)[4]声波在水中传播的总距离为:
s=vt=1500m/s×10s=15000m,
由于声波是反射回来的信号,所以两艘潜艇之间的距离
s1=
=7500m;
[5]由材料可知,如果回声的音调变低,说明目标远离声呐,潜艇A接到潜艇B反射回来的声波频率是变低的,说明此时潜艇B远离潜艇A;
[6]1分钟后,潜艇B行驶的路程
sB=vBt=20m/s×60s=1200m,
潜艇B与潜艇A之间的距离
s2=s1+sB=7500m+1200m=8700m。
21.一辆轿车正匀速驶向一座高山,司机鸣笛后6s听到回声,若汽车行驶时的速度是20m/s,则汽车司机听到回声时距离高山有多远?
(空气中声速为340m/s)
【答案】960m
【解析】
【详解】
由速度公式
得汽车的行驶路程为:
声音得传播路程为:
则鸣笛时汽车到高山得距离为:
所以汽车司机听到回声时到高山距离为:
答:
汽车司机听到回声时距离高山
。
22.小明在吉他演奏中发现,琴弦发出的音调与弦线的长度、粗细和张力有关.于是他想
(1)利用弦音计做研究,如图所示,其中a、b、c、d四根弦线的张力相同.
①若他选择b、d两弦线做实验,则研究的目的是探究音调与弦线_____的关系.
②若他要研究音调与弦线粗细的关系,则应选择_____和_____两弦线做实验.
③小明研究后得出结论:
在其他条件相同的情况下,弦线越长,发出的音调越低;弦线越粗,发出的音调越低.
(2)请你据如图判断,在张力相同的情况下,分别按住A点、B点、C点后拨动琴弦,发出的音调最高的是按住_____点,最低的是按住_____点.
【答案】长度abAB
【解析】
【分析】
【详解】
(1)弦乐器的音调与弦的长短粗细和张力有关,在研究弦乐器的音调与哪些因素有关时,用到的实验方法为控制变量法,若他选择b、d两弦线做实验,两者的粗细和张力相同,所以研究的目的是探究音调与弦线长度的关系.若他要研究音调与弦线粗细的关系,应该控制他们的长度和张力相同,满足该条件的是a和b两弦线.
(2)按住AC两点比较,按住A点时弦较短,所以发出的音调较高的是按住A,发出的音调较低的是按住C按住BC两点比较,按住B点时弦较粗,所以发出的音调较高的是按住C,发出的音调较低的是按住B,所以分别按住A点、B点、C点后拨动琴弦,发出的音调最高的是按住A点,最低的是按住B点.
23.将一只正在发声的音乐芯片挂在钟罩内,如图所示:
用抽气筒把钟罩内的空气逐渐抽出,将会发现声音_____;此实验可以推理得出______的结论 。
实验中声音无法完全消失的原因可能是________。
(写出一种)
【答案】逐渐减小声音的传播需要介质声音通过上方的固体传声
【解析】
【分析】
【详解】
[1]将一只正在发声的音乐芯片挂在钟罩内,用抽气筒把钟罩内的空气逐渐抽出,传递声音的介质变少,所以将会发现声音逐渐变小;
[2]此实验可以推理得出:
声音的传播需要介质(或真空不能传声)的结论 ;
[3]实验中声音无法完全消失的原因可能是:
声音通过上方的固体传声