8.电闪雷鸣时,我们总是先看到闪电后听到雷声,说明光速比声速
大
(选填“大”或“小”);真空中的光速为$3×10^8$
m/s。答案
8.大 $3×10^8$ 点拨:光在真空中的传播速度是宇宙中最快的速度,为$3×10^8\mathrm{m/s}$;声音在空气中的传播速度约为340m/s。闪电和打雷总是同时发生的,但由于光在空气中的传播速度要远远大于声音的传播速度,所以我们总是先看见闪电后听到雷声。
解析
【分析】首先,闪电和雷声是同时产生的,我们先看到闪电后听到雷声,说明在相同的传播距离下,光传播所用的时间比声音短,根据速度公式$v=\frac{s}{t}$,路程$s$相同时,时间$t$越短,速度$v$越大,由此可判断光速与声速的大小关系;其次,需牢记真空中光速的固定物理常量数值。
【解析】1. 闪电和雷声同时发生,由于光在空气中的传播速度远大于声音的传播速度,传播相同距离时光所需时间更短,因此我们先看到闪电后听到雷声,故光速比声速大;2. 真空中的光速是宇宙中最快的速度,数值为$3×10^8\ \mathrm{m/s}$。
【答案】大;$3×10^8$
【知识点】光速与声速的比较;真空中的光速
【点评】本题结合生活常见现象考查基础物理知识,属于识记类基础题,主要考察学生对光速与声速大小关系、真空中光速数值的掌握,难度较低。
【难度系数】0.9
【解析】1. 闪电和雷声同时发生,由于光在空气中的传播速度远大于声音的传播速度,传播相同距离时光所需时间更短,因此我们先看到闪电后听到雷声,故光速比声速大;2. 真空中的光速是宇宙中最快的速度,数值为$3×10^8\ \mathrm{m/s}$。
【答案】大;$3×10^8$
【知识点】光速与声速的比较;真空中的光速
【点评】本题结合生活常见现象考查基础物理知识,属于识记类基础题,主要考察学生对光速与声速大小关系、真空中光速数值的掌握,难度较低。
【难度系数】0.9
9.雷达是现代战争重要的军事装备。若雷达向飞机发射的微波,从发出到接收到返回信号所用时间为$52μ s(1μ s=10^{-6}s)$,在空气中微波的传播速度等于光速,则此时飞机与雷达的距离为
$7.8×10^3$
m。(光的传播速度取$3× 10^{8}m/s)$答案
9.$7.8×10^3$
解析
【分析】首先明确雷达发射的微波从发出到接收返回信号是往返过程,总时间为往返时间,需先求出单程时间;再利用速度公式$s=vt$,结合光速和单程时间计算飞机与雷达的距离,注意统一单位。
【解析】解:已知微波传播速度等于光速,即$v=3×10^8 m/s$,总时间$t_{总}=52μs=52×10^{-6}s$。
由于微波往返于雷达和飞机之间,因此单程时间$t=\frac{t_{总}}{2}=\frac{52×10^{-6}s}{2}=26×10^{-6}s$。
根据速度公式$s=vt$,可得飞机与雷达的距离:
$s=3×10^8 m/s ×26×10^{-6}s = 7.8×10^3 m$。
【答案】$7.8×10^3$
【知识点】速度公式的应用,单位换算
【点评】本题考查速度公式在实际场景的应用,核心是理解微波传播时间为往返时间,需取一半作为单程时间,是初中物理基础应用类题目,易因忽略“往返”条件出错。
【难度系数】0.6
【解析】解:已知微波传播速度等于光速,即$v=3×10^8 m/s$,总时间$t_{总}=52μs=52×10^{-6}s$。
由于微波往返于雷达和飞机之间,因此单程时间$t=\frac{t_{总}}{2}=\frac{52×10^{-6}s}{2}=26×10^{-6}s$。
根据速度公式$s=vt$,可得飞机与雷达的距离:
$s=3×10^8 m/s ×26×10^{-6}s = 7.8×10^3 m$。
【答案】$7.8×10^3$
【知识点】速度公式的应用,单位换算
【点评】本题考查速度公式在实际场景的应用,核心是理解微波传播时间为往返时间,需取一半作为单程时间,是初中物理基础应用类题目,易因忽略“往返”条件出错。
【难度系数】0.6
10.如图4-1-2所示,在路灯(A点表示)的照射下,地面上出现了小树BC的影子BD,请根据光的直线传播知识画图确定点D的位置。

答案
10.如答图所示。
解析
【分析】
要确定小树BC的影子端点D,需依据光的直线传播原理:光在同种均匀介质中沿直线传播,路灯A发出的光线经过小树顶端C后,会沿直线传播到水平地面,该直线与地面的交点就是影子的端点D。
【解析】
根据光的直线传播,连接点A与点C,将线段AC延长,使其与水平地面相交,交点即为所求的点D,具体作图如答图所示。
【答案】
如答图所示(连接AC并延长交水平地面于D,D为小树影子的端点)
【知识点】
光的直线传播、影子的形成
【点评】
本题考查光的直线传播的实际应用,要求学生能运用光的直线传播原理确定影子位置,属于基础作图题,侧重对基础知识点的理解与应用。
【难度系数】
0.8
要确定小树BC的影子端点D,需依据光的直线传播原理:光在同种均匀介质中沿直线传播,路灯A发出的光线经过小树顶端C后,会沿直线传播到水平地面,该直线与地面的交点就是影子的端点D。
【解析】
根据光的直线传播,连接点A与点C,将线段AC延长,使其与水平地面相交,交点即为所求的点D,具体作图如答图所示。
【答案】
如答图所示(连接AC并延长交水平地面于D,D为小树影子的端点)
【知识点】
光的直线传播、影子的形成
【点评】
本题考查光的直线传播的实际应用,要求学生能运用光的直线传播原理确定影子位置,属于基础作图题,侧重对基础知识点的理解与应用。
【难度系数】
0.8
11.学习了光学知识后,小吉在如图
所示的两个空罐的底部中央分别打上一个小圆孔和一个小方孔,再用两片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上,分别将孔对着烛焰和灯丝,可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像。
(1)分析比较甲、乙两图可知,烛焰在塑料膜上所成的像的形状与小孔的形状
(2)分析比较
(3)通过实验,可以看到烛焰和灯丝在塑料膜上成的都是
(4)小林同学根据课本中的“想想做做”用空罐做小孔成像的实验:他发现蜡烛和小孔的位置固定后,像离小孔越远,像就越大,他测出了不同距离时像的高度,填在表内:

从实验数据记录表中,可以得出的结论是:蜡烛和小孔的位置固定后,h与s成
(1)分析比较甲、乙两图可知,烛焰在塑料膜上所成的像的形状与小孔的形状
无关
(选填“有关”或“无关”)。(2)分析比较
甲、丙
两图,可以得出结论:物体在塑料膜上所成的像的形状与物体的形状有
(选填“有”或“无”)关。(3)通过实验,可以看到烛焰和灯丝在塑料膜上成的都是
倒立
(选填“正立”或“倒立”)的像。(4)小林同学根据课本中的“想想做做”用空罐做小孔成像的实验:他发现蜡烛和小孔的位置固定后,像离小孔越远,像就越大,他测出了不同距离时像的高度,填在表内:
从实验数据记录表中,可以得出的结论是:蜡烛和小孔的位置固定后,h与s成
正比
(选填“正比”或“反比”)关系。答案
11.(1)无关 (2)甲、丙 有 (3)倒立 (4)正比 点拨:(1)甲、乙两图,小孔形状不同,但是像的形状相同,所以小孔所成像的形状与小孔的形状无关。(2)甲、丙两图小孔形状相同,物体形状不同,像的形状也不同,所以小孔所成像的形状与物体的形状有关。(3)通过观察甲、乙、丙的像可知,小孔成像成的都是倒立的像。(4)由表格中的数据可知,像的高度随像到小孔距离的增大而增大,求出像的高度和像到小孔的距离的比值,可以发现比值是一个定值,所以像的高度h与像到小孔的距离s成正比关系。
解析
【分析】本题围绕小孔成像实验展开,需结合控制变量法分析实验现象,总结成像规律:
1. 第(1)问对比甲、乙两图,控制物体形状相同,改变小孔形状,观察像的形状变化,判断像与小孔形状的关系;
2. 第(2)问探究像与物体形状的关系,需控制小孔形状相同,改变物体形状,选择对应图对比分析;
3. 第(3)问观察三幅图中像的正倒情况,总结小孔成像的正倒特点;
4. 第(4)问分析像高h与像到小孔距离s的关系,通过数据比值判断比例类型。
【解析】
(1) 甲、乙两图中,小孔形状分别为圆形、方形,物体均为烛焰,塑料膜上像的形状相同,说明烛焰所成像的形状与小孔的形状无关;
(2) 甲、丙两图中,小孔形状均为圆形,物体分别为烛焰、灯丝,塑料膜上像的形状不同,说明像的形状与物体的形状有关;
(3) 观察甲、乙、丙三图的像,均为倒立的,因此小孔成倒立的像;
(4) 蜡烛和小孔位置固定时,像的高度h随像到小孔距离s的增大而增大,且h与s的比值为定值,故h与s成正比关系。
【答案】(1)无关 (2)甲、丙;有 (3)倒立 (4)正比
【知识点】小孔成像、光的直线传播
【点评】本题通过小孔成像实验,考查学生对实验现象的分析归纳能力,运用控制变量法探究成像特点,是光学基础实验的典型题目,注重实验过程的理解。
【难度系数】0.6
1. 第(1)问对比甲、乙两图,控制物体形状相同,改变小孔形状,观察像的形状变化,判断像与小孔形状的关系;
2. 第(2)问探究像与物体形状的关系,需控制小孔形状相同,改变物体形状,选择对应图对比分析;
3. 第(3)问观察三幅图中像的正倒情况,总结小孔成像的正倒特点;
4. 第(4)问分析像高h与像到小孔距离s的关系,通过数据比值判断比例类型。
【解析】
(1) 甲、乙两图中,小孔形状分别为圆形、方形,物体均为烛焰,塑料膜上像的形状相同,说明烛焰所成像的形状与小孔的形状无关;
(2) 甲、丙两图中,小孔形状均为圆形,物体分别为烛焰、灯丝,塑料膜上像的形状不同,说明像的形状与物体的形状有关;
(3) 观察甲、乙、丙三图的像,均为倒立的,因此小孔成倒立的像;
(4) 蜡烛和小孔位置固定时,像的高度h随像到小孔距离s的增大而增大,且h与s的比值为定值,故h与s成正比关系。
【答案】(1)无关 (2)甲、丙;有 (3)倒立 (4)正比
【知识点】小孔成像、光的直线传播
【点评】本题通过小孔成像实验,考查学生对实验现象的分析归纳能力,运用控制变量法探究成像特点,是光学基础实验的典型题目,注重实验过程的理解。
【难度系数】0.6
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