24.某兴趣小组设计了如图所示的实验装置来探究“声音的产生和传播”。图中甲、乙是直径为10 cm的去底塑料筒,在每个筒的一侧用橡皮筋扎一橡皮膜,再在乙筒的橡皮膜外吊一乒乓球,装置固定在两张桌面上。
【实验1】调节两个塑料筒的中心在同一高度上,并使筒的开口对齐且相距5 cm,用手往外拉开甲的橡皮膜,突然放手,听到声音并观察到图乙处的乒乓球被弹开。
(1)此实验说明了
A. 声音具有能量
B. 声音可以在空气中传播
C. 真空不能传播声音
D. 声音由振动产生
(2)实验1中,乒乓球的作用是
【实验2】为了进一步探究响度和距离的关系,小组成员将甲、乙两筒的距离s分别调节到10 cm、15 cm、20 cm,重复上述实验,观察到乒乓球被弹开的幅度逐渐减小。
(3)根据实验2的现象,可以得出的结论是

【实验1】调节两个塑料筒的中心在同一高度上,并使筒的开口对齐且相距5 cm,用手往外拉开甲的橡皮膜,突然放手,听到声音并观察到图乙处的乒乓球被弹开。
(1)此实验说明了
ABD
(填字母,多选)。A. 声音具有能量
B. 声音可以在空气中传播
C. 真空不能传播声音
D. 声音由振动产生
(2)实验1中,乒乓球的作用是
放大橡皮膜的振动
。【实验2】为了进一步探究响度和距离的关系,小组成员将甲、乙两筒的距离s分别调节到10 cm、15 cm、20 cm,重复上述实验,观察到乒乓球被弹开的幅度逐渐减小。
(3)根据实验2的现象,可以得出的结论是
声音的响度与距离声源的远近有关,其他条件相同时,离声源距离越远,响度越小
。答案
24. (1) ABD (2) 放大橡皮膜的振动 (3) 声音的响度与距离声源的远近有关,其他条件相同时,离声源距离越远,响度越小
解析
【分析】
本题围绕声音的产生、传播及响度的影响因素展开,需结合实验现象逐一分析:
1. 对于(1):从实验现象推导声音的相关特性,排除未涉及的真空条件,确定正确选项;
2. 对于(2):利用转换法,分析乒乓球在实验中对微小振动的放大作用;
3. 对于(3):结合实验中距离变化与乒乓球弹开幅度的关系,总结响度与距离的结论。
【解析】
(1) 甲的橡皮膜振动产生声音,声音通过空气传播到乙处,使乙的橡皮膜振动,进而弹开乒乓球:说明声音由振动产生(D正确),声音可在空气中传播(B正确),声音能传递能量使乒乓球弹开(A正确);实验未涉及真空环境,无法说明真空不能传声(C错误),故选ABD。
(2) 乙的橡皮膜振动幅度小,肉眼不易直接观察,乒乓球被弹开将橡皮膜的微小振动放大,便于观察实验现象。
(3) 实验中,声源(甲)与乙的距离越远,乒乓球被弹开的幅度越小,说明响度越小,因此结论为:其他条件相同时,离声源距离越远,声音的响度越小。
【答案】
(1) ABD (2) 放大橡皮膜的振动 (3) 其他条件相同时,离声源距离越远,声音的响度越小
【知识点】
声音的产生与传播、响度与距离的关系
【点评】
本题通过实验探究声学基础知识点,运用转换法将微小振动放大,考查学生对实验现象的分析和结论总结能力,属于基础实验题。
【难度系数】
0.6
本题围绕声音的产生、传播及响度的影响因素展开,需结合实验现象逐一分析:
1. 对于(1):从实验现象推导声音的相关特性,排除未涉及的真空条件,确定正确选项;
2. 对于(2):利用转换法,分析乒乓球在实验中对微小振动的放大作用;
3. 对于(3):结合实验中距离变化与乒乓球弹开幅度的关系,总结响度与距离的结论。
【解析】
(1) 甲的橡皮膜振动产生声音,声音通过空气传播到乙处,使乙的橡皮膜振动,进而弹开乒乓球:说明声音由振动产生(D正确),声音可在空气中传播(B正确),声音能传递能量使乒乓球弹开(A正确);实验未涉及真空环境,无法说明真空不能传声(C错误),故选ABD。
(2) 乙的橡皮膜振动幅度小,肉眼不易直接观察,乒乓球被弹开将橡皮膜的微小振动放大,便于观察实验现象。
(3) 实验中,声源(甲)与乙的距离越远,乒乓球被弹开的幅度越小,说明响度越小,因此结论为:其他条件相同时,离声源距离越远,声音的响度越小。
【答案】
(1) ABD (2) 放大橡皮膜的振动 (3) 其他条件相同时,离声源距离越远,声音的响度越小
【知识点】
声音的产生与传播、响度与距离的关系
【点评】
本题通过实验探究声学基础知识点,运用转换法将微小振动放大,考查学生对实验现象的分析和结论总结能力,属于基础实验题。
【难度系数】
0.6
25.如图所示,在探究“凸透镜成像的规律”的实验中,依次将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上。
(1)实验前,首先应调节凸透镜、光屏和烛焰,使它们的中心大致在
(2)如果凸透镜焦距为10 cm,实验时,把凸透镜放在光具座刻度50 cm处,蜡烛放在刻度20 cm处,如图,通过移动光屏,在光屏上得到清晰的倒立、
(3)在实验中已得到清晰的实像,当用黑色硬纸片遮住透镜的上半部分,则所成的像将是

(4)实验时,由于时间较长,蜡烛变短,烛焰的像在光屏上的位置会向
(5)如图,物距为30 cm,像距为46 cm,若此时光屏上恰好能得到清晰的像,可推算出该凸透镜的焦距为
A. $ f<23\ \mathrm{cm} $
B. $ f<30\ \mathrm{cm} $
C. $ 15\ \mathrm{cm}<f<30\ \mathrm{cm} $
D. $ 15\ \mathrm{cm}<f<23\ \mathrm{cm} $
(1)实验前,首先应调节凸透镜、光屏和烛焰,使它们的中心大致在
同一高度上
,这样是为了使像成在光屏中央
。(2)如果凸透镜焦距为10 cm,实验时,把凸透镜放在光具座刻度50 cm处,蜡烛放在刻度20 cm处,如图,通过移动光屏,在光屏上得到清晰的倒立、
缩小
(填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。(3)在实验中已得到清晰的实像,当用黑色硬纸片遮住透镜的上半部分,则所成的像将是
完整
(填“完整”或“不完整”)的。(4)实验时,由于时间较长,蜡烛变短,烛焰的像在光屏上的位置会向
上
移动。(5)如图,物距为30 cm,像距为46 cm,若此时光屏上恰好能得到清晰的像,可推算出该凸透镜的焦距为
D
(填字母)。A. $ f<23\ \mathrm{cm} $
B. $ f<30\ \mathrm{cm} $
C. $ 15\ \mathrm{cm}<f<30\ \mathrm{cm} $
D. $ 15\ \mathrm{cm}<f<23\ \mathrm{cm} $
答案
25. (1) 同一高度上 使像成在光屏中央 (2) 缩小 (3) 完整 (4) 上 (5) D
解析
【分析】
本题围绕凸透镜成像规律的实验展开,需结合实验操作要求、成像规律逐一分析各小问:
1. 第(1)问:实验前调节凸透镜、光屏、烛焰中心在同一高度,是为了让像成在光屏中央,便于观察;
2. 第(2)问:先计算物距,再结合焦距判断物距与2f的关系,确定成像性质;
3. 第(3)问:遮住透镜部分,剩余部分仍能折射光线,像的完整性不变;
4. 第(4)问:蜡烛变短,烛焰位置下移,根据过光心的光线传播方向不变,判断像的移动方向;
5. 第(5)问:根据实像时物距、像距与焦距的关系,列不等式求解焦距范围。
【解析】
(1) 实验前,需调节凸透镜、光屏和烛焰的中心大致在同一高度上,这样做的目的是使像成在光屏的中央,确保能在光屏上清晰观察到像。
(2) 凸透镜在50cm刻度处,蜡烛在20cm刻度处,物距$u=50\mathrm{cm}-20\mathrm{cm}=30\mathrm{cm}$。已知焦距$f=10\mathrm{cm}$,则$2f=20\mathrm{cm}$,此时$u>2f$,根据凸透镜成像规律,当$u>2f$时,成倒立、缩小的实像。
(3) 遮住透镜的上半部分,透镜的下半部分仍能折射烛焰的光线,会聚成完整的像,只是像的亮度会变暗,因此所成的像完整。
(4) 蜡烛变短,烛焰的位置向下移动,根据凸透镜成像中“过光心的光线传播方向不变”,烛焰的像会向光屏的上方移动。
(5) 由题意知,物距$u=30\mathrm{cm}$,像距$v=46\mathrm{cm}$,光屏上成实像,因此满足实像的成像条件:
① 因$u<v$,成倒立放大的实像,对应$f<u<2f$,代入$u=30\mathrm{cm}$得$f<30\mathrm{cm}<2f$,解得$15\mathrm{cm}<f<30\mathrm{cm}$;
② 成放大实像时像距$v>2f$,即$46\mathrm{cm}>2f$,解得$f<23\mathrm{cm}$;
综合两个不等式得$15\mathrm{cm}<f<23\mathrm{cm}$,对应选项D。
【答案】
(1) 同一高度上;使像成在光屏中央
(2) 缩小
(3) 完整
(4) 上
(5) D
【知识点】
凸透镜成像规律;凸透镜成像实验操作;光的折射
【点评】
本题全面考查凸透镜成像实验的基础知识点,涵盖实验调节要求、成像特点、透镜遮挡的影响、像的移动规律及焦距计算,是凸透镜成像部分的典型基础题,需熟练掌握成像规律。
【难度系数】
0.6
本题围绕凸透镜成像规律的实验展开,需结合实验操作要求、成像规律逐一分析各小问:
1. 第(1)问:实验前调节凸透镜、光屏、烛焰中心在同一高度,是为了让像成在光屏中央,便于观察;
2. 第(2)问:先计算物距,再结合焦距判断物距与2f的关系,确定成像性质;
3. 第(3)问:遮住透镜部分,剩余部分仍能折射光线,像的完整性不变;
4. 第(4)问:蜡烛变短,烛焰位置下移,根据过光心的光线传播方向不变,判断像的移动方向;
5. 第(5)问:根据实像时物距、像距与焦距的关系,列不等式求解焦距范围。
【解析】
(1) 实验前,需调节凸透镜、光屏和烛焰的中心大致在同一高度上,这样做的目的是使像成在光屏的中央,确保能在光屏上清晰观察到像。
(2) 凸透镜在50cm刻度处,蜡烛在20cm刻度处,物距$u=50\mathrm{cm}-20\mathrm{cm}=30\mathrm{cm}$。已知焦距$f=10\mathrm{cm}$,则$2f=20\mathrm{cm}$,此时$u>2f$,根据凸透镜成像规律,当$u>2f$时,成倒立、缩小的实像。
(3) 遮住透镜的上半部分,透镜的下半部分仍能折射烛焰的光线,会聚成完整的像,只是像的亮度会变暗,因此所成的像完整。
(4) 蜡烛变短,烛焰的位置向下移动,根据凸透镜成像中“过光心的光线传播方向不变”,烛焰的像会向光屏的上方移动。
(5) 由题意知,物距$u=30\mathrm{cm}$,像距$v=46\mathrm{cm}$,光屏上成实像,因此满足实像的成像条件:
① 因$u<v$,成倒立放大的实像,对应$f<u<2f$,代入$u=30\mathrm{cm}$得$f<30\mathrm{cm}<2f$,解得$15\mathrm{cm}<f<30\mathrm{cm}$;
② 成放大实像时像距$v>2f$,即$46\mathrm{cm}>2f$,解得$f<23\mathrm{cm}$;
综合两个不等式得$15\mathrm{cm}<f<23\mathrm{cm}$,对应选项D。
【答案】
(1) 同一高度上;使像成在光屏中央
(2) 缩小
(3) 完整
(4) 上
(5) D
【知识点】
凸透镜成像规律;凸透镜成像实验操作;光的折射
【点评】
本题全面考查凸透镜成像实验的基础知识点,涵盖实验调节要求、成像特点、透镜遮挡的影响、像的移动规律及焦距计算,是凸透镜成像部分的典型基础题,需熟练掌握成像规律。
【难度系数】
0.6
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