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8.【科学推理】阅读短文并回答下列问题。
光的全反射
一束激光从某种玻璃中射向空气，如图甲所示，保持入射点不动，改变入射角（每次增加0.2°），当入射角增大到41.8°时，折射光消失，只存在入射光与反射光，这种现象叫做光的全反射，发生这种现象时的入射角叫做这种物质的临界角。当入射角大于临界角时，只发生反射，不发生折射。
(1)上述玻璃的临界角是
(2)折射光消失后反射光的亮度会增强，其原因是折射光消失后，入射光几乎全部变为
(3)当光从空气射向玻璃，
(4)一个三棱镜由上述玻璃构成，让一束激光垂直于玻璃三棱镜的一个面射入，如图乙所示，请在图中完成这束入射光的光路图。
光的全反射
一束激光从某种玻璃中射向空气，如图甲所示，保持入射点不动，改变入射角（每次增加0.2°），当入射角增大到41.8°时，折射光消失，只存在入射光与反射光，这种现象叫做光的全反射，发生这种现象时的入射角叫做这种物质的临界角。当入射角大于临界角时，只发生反射，不发生折射。
(1)上述玻璃的临界角是
41.8°
。(2)折射光消失后反射光的亮度会增强，其原因是折射光消失后，入射光几乎全部变为
反射光
。(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)一个三棱镜由上述玻璃构成，让一束激光垂直于玻璃三棱镜的一个面射入，如图乙所示，请在图中完成这束入射光的光路图。
答案
8.(1)41.8° (2)反射光 (3)不会 (4)光路图见
解析
【分析】
本题围绕光的全反射展开，需结合题干给出的临界角定义、全反射条件逐一分析：
1. 临界角是光从介质射向空气时，折射光刚好消失时的入射角，直接从题干提取对应数值；
2. 全反射时入射光能量几乎全部转移到反射光，因此反射光亮度增强；
3. 全反射的前提是光从光密介质射向光疏介质，空气到玻璃是光疏到光密，不满足条件；
4. 三棱镜光路：垂直入射时光线方向不变，到达斜边时计算入射角，与临界角比较判断是否全反射，再绘制光路。
【解析】
(1) 根据题干描述，当光从玻璃射向空气，入射角增大到41.8°时折射光消失，此时的入射角即为临界角，因此玻璃的临界角是41.8°；
(2) 折射光消失后，入射光的能量几乎全部转化为反射光，因此反射光的亮度会增强，故填反射光；
(3) 光发生全反射的条件是：光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于等于临界角。空气是光疏介质，玻璃是光密介质，光从空气射向玻璃时，是光疏到光密，不满足全反射的前提条件，因此不会发生全反射；
(4) 光路绘制：① 激光垂直入射到三棱镜的直角边，此时光线传播方向不变；② 光线到达三棱镜斜边时，入射角为45°，大于玻璃的临界角41.8°，因此发生全反射，反射光线垂直向下射出，光路图如参考答案所示。
【答案】
(1)41.8° (2)反射光 (3)不会 (4)光路图见
【知识点】
光的全反射、临界角
【点评】
本题考查光的全反射相关基础概念，需准确理解临界角定义、全反射条件，光路图绘制需结合几何角度分析，属于中等难度的概念应用类题目。
【难度系数】
0.5
本题围绕光的全反射展开，需结合题干给出的临界角定义、全反射条件逐一分析：
1. 临界角是光从介质射向空气时，折射光刚好消失时的入射角，直接从题干提取对应数值；
2. 全反射时入射光能量几乎全部转移到反射光，因此反射光亮度增强；
3. 全反射的前提是光从光密介质射向光疏介质，空气到玻璃是光疏到光密，不满足条件；
4. 三棱镜光路：垂直入射时光线方向不变，到达斜边时计算入射角，与临界角比较判断是否全反射，再绘制光路。
【解析】
(1) 根据题干描述，当光从玻璃射向空气，入射角增大到41.8°时折射光消失，此时的入射角即为临界角，因此玻璃的临界角是41.8°；
(2) 折射光消失后，入射光的能量几乎全部转化为反射光，因此反射光的亮度会增强，故填反射光；
(3) 光发生全反射的条件是：光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于等于临界角。空气是光疏介质，玻璃是光密介质，光从空气射向玻璃时，是光疏到光密，不满足全反射的前提条件，因此不会发生全反射；
(4) 光路绘制：① 激光垂直入射到三棱镜的直角边，此时光线传播方向不变；② 光线到达三棱镜斜边时，入射角为45°，大于玻璃的临界角41.8°，因此发生全反射，反射光线垂直向下射出，光路图如参考答案所示。
【答案】
(1)41.8° (2)反射光 (3)不会 (4)光路图见
【知识点】
光的全反射、临界角
【点评】
本题考查光的全反射相关基础概念，需准确理解临界角定义、全反射条件，光路图绘制需结合几何角度分析，属于中等难度的概念应用类题目。
【难度系数】
0.5
9.【物理与日常生活】a、b、c三辆汽车在平直公路上同向匀速直线运动，图甲、乙分别为小明从自己车内的后视镜先后观察到的情景，两图中c车的大小不变。则小明的车速比a车的速度
大
（选填“大”或“小”）；以b车为参照物，a车是向后
（选填“前”或“后”）运动的；以c车为参照物，小明的车是静止
（选填“静止”或“运动”）的。答案
9.大 后 静止
解析
【分析】
要解决这道题，需结合后视镜成像特点和同向匀速运动的规律分析：后视镜中车辆的像越大，说明车辆离镜面（小明车）越近；像越小，说明离镜面越远。同向匀速运动的两车，速度大的会拉开与速度小的车的距离，速度相等则相对距离不变。据此逐步分析各问题。
【解析】
1. 比较小明车与a车的速度：
从甲图到乙图，a车在后视镜中的像变小，说明a车与小明车的距离变大。由于a车和小明车同向匀速运动，距离变大意味着小明车的速度比a车大（速度更快的车会拉开与慢车的距离）。
2. 判断以b车为参照物时a车的运动：
两图中c车的像大小不变，说明c车与小明车的距离始终不变，因此小明车和c车速度相等。从甲图到乙图，b车的像变大，说明b车与小明车的距离变小，故b车速度大于小明车速度。结合前面结论，速度关系为：b车速度＞小明车速度＞a车速度。a、b车同向匀速运动，速度小的a车相对于速度大的b车向后运动。
3. 判断以c车为参照物时小明车的运动：
小明车与c车速度相等，且同向匀速运动，两者相对位置没有变化，因此以c车为参照物，小明车是静止的。
【答案】
大；后；静止
【知识点】
运动的相对性；参照物；速度比较
【点评】
本题结合生活中的后视镜场景，考查运动与静止的相对性，需要通过像的大小判断距离变化，进而分析相对运动，是物理知识在日常生活中的典型应用，难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需结合后视镜成像特点和同向匀速运动的规律分析：后视镜中车辆的像越大，说明车辆离镜面（小明车）越近；像越小，说明离镜面越远。同向匀速运动的两车，速度大的会拉开与速度小的车的距离，速度相等则相对距离不变。据此逐步分析各问题。
【解析】
1. 比较小明车与a车的速度：
从甲图到乙图，a车在后视镜中的像变小，说明a车与小明车的距离变大。由于a车和小明车同向匀速运动，距离变大意味着小明车的速度比a车大（速度更快的车会拉开与慢车的距离）。
2. 判断以b车为参照物时a车的运动：
两图中c车的像大小不变，说明c车与小明车的距离始终不变，因此小明车和c车速度相等。从甲图到乙图，b车的像变大，说明b车与小明车的距离变小，故b车速度大于小明车速度。结合前面结论，速度关系为：b车速度＞小明车速度＞a车速度。a、b车同向匀速运动，速度小的a车相对于速度大的b车向后运动。
3. 判断以c车为参照物时小明车的运动：
小明车与c车速度相等，且同向匀速运动，两者相对位置没有变化，因此以c车为参照物，小明车是静止的。
【答案】
大；后；静止
【知识点】
运动的相对性；参照物；速度比较
【点评】
本题结合生活中的后视镜场景，考查运动与静止的相对性，需要通过像的大小判断距离变化，进而分析相对运动，是物理知识在日常生活中的典型应用，难度适中。
【难度系数】
0.5
10.【物理学与社会发展】如图是仿生机械眼球，该装置未来将用于代替有缺陷的人眼，它内部有一块具备自动变焦功能的微型凸透镜，眼球可随意观察一定范围内的物体，并将观察到的像成在内部固定不动的微型底片上，此仿生机械眼球的成像原理与
照相机
（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的工作原理相似。当眼球观察远处物体时，微型凸透镜的焦距与观察近处物体时相比会变大
。答案
10.照相机 变大
解析
【分析】要解决这道题，需结合凸透镜成像规律分析：首先判断仿生机械眼球的成像类型，对比照相机、投影仪、放大镜的成像特点；再分析观察远处物体时焦距的变化，根据凸透镜成像规律推导。第一步，回忆三种光学仪器的成像特点：照相机成倒立缩小实像，物距大于2倍焦距；投影仪成倒立放大实像，物距在1倍到2倍焦距之间；放大镜成正立放大虚像，物距小于1倍焦距。本题中仿生眼球将像成在固定底片上，属于实像，成像特点符合照相机的规律，故第一空填照相机。第二步，当观察远处物体时，物距变大，而像距固定，根据凸透镜成像规律，若要保持像距不变，物距增大时，凸透镜的焦距需要变大，因此观察远处时焦距比近处时变大，故第二空填变大。
【解析】1. 成像原理判断：
照相机：物距$u＞2f$，成倒立、缩小的实像，像距$f＜v＜2f$；
投影仪：$f＜u＜2f$，成倒立、放大的实像；
放大镜：$u＜f$，成正立、放大的虚像。
本题中仿生机械眼球将像成在固定的微型底片上，成实像且像缩小，符合照相机的工作原理，故第一空为“照相机”。
2. 焦距变化分析：
根据凸透镜成像公式$\frac{1}{f}=\frac{1}{u}+\frac{1}{v}$，像距$v$固定。当观察远处物体时，物距$u$增大，$\frac{1}{u}$减小，为保持等式成立，$\frac{1}{f}$需减小，即焦距$f$增大，因此观察远处物体时的焦距比观察近处时变大，故第二空为“变大”。
【答案】照相机；变大
【知识点】凸透镜成像规律；照相机成像原理
【点评】本题结合仿生科技考查凸透镜成像规律的应用，将物理知识与实际生活结合，需要学生掌握不同光学仪器的成像特点，以及物距变化时焦距的调节规律，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5
【解析】1. 成像原理判断：
照相机：物距$u＞2f$，成倒立、缩小的实像，像距$f＜v＜2f$；
投影仪：$f＜u＜2f$，成倒立、放大的实像；
放大镜：$u＜f$，成正立、放大的虚像。
本题中仿生机械眼球将像成在固定的微型底片上，成实像且像缩小，符合照相机的工作原理，故第一空为“照相机”。
2. 焦距变化分析：
根据凸透镜成像公式$\frac{1}{f}=\frac{1}{u}+\frac{1}{v}$，像距$v$固定。当观察远处物体时，物距$u$增大，$\frac{1}{u}$减小，为保持等式成立，$\frac{1}{f}$需减小，即焦距$f$增大，因此观察远处物体时的焦距比观察近处时变大，故第二空为“变大”。
【答案】照相机；变大
【知识点】凸透镜成像规律；照相机成像原理
【点评】本题结合仿生科技考查凸透镜成像规律的应用，将物理知识与实际生活结合，需要学生掌握不同光学仪器的成像特点，以及物距变化时焦距的调节规律，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5
11.【物理学与工程实践】北京天坛的回音壁（如图1所示）是我国建筑史上的一大奇迹，若你和同学相距几十米，面对墙轻声对话，也能听得清清楚楚（如图2所示）。三音石（如图3所示）位于回音壁的圆心上，从皇穹宇大殿数起的第三块铺路石。站在这块石头上拍一下掌，就可以听到三次回声。当拍掌声发出后，声音经回音壁反射回来，你听到第一次回声；第一次回声继续穿过圆心传到对面又返回，形成了第二次回声；第二次回声再次穿过圆心传到回音壁反射回来，形成第三次回声；如果拍手的能量足够大时，还会出现更多次回声。
(1)回音壁可以让说话声传播很远的距离，是因为它的表面能够多次
(2)某同学站在三音石上拍手，约0.2s后听到第一次回声，你估算回音壁的半径为
(1)回音壁可以让说话声传播很远的距离，是因为它的表面能够多次
反射
声波。(2)某同学站在三音石上拍手，约0.2s后听到第一次回声，你估算回音壁的半径为
34
m。(声音在空气中的传播速度约为340m/s)答案
11.(1)反射 (2)34
解析
【分析】
第(1)问，回音壁是光滑的圆形墙壁，声音遇到光滑表面会发生反射，多次反射后声音可沿墙壁传播很远，据此判断；第(2)问，三音石在回音壁圆心，第一次回声是声音从三音石到回音壁再返回，总路程为2倍半径，结合声速和时间，利用速度公式计算总路程，再求出半径。
【解析】
(1) 回音壁表面光滑，能够多次反射声波，使声音沿墙壁持续传播，因此说话声可传播很远，故填反射。
(2) 已知声速v=340m/s，第一次回声的时间t=0.2s，声音传播的总路程s=vt=340m/s×0.2s=68m。由于总路程是回音壁半径的2倍，所以回音壁半径r=s/2=68m÷2=34m。
【答案】
(1)反射 (2)34
【知识点】
声音的反射、速度公式应用
【点评】
本题结合天坛回音壁的实际场景，考查声音反射原理和速度公式的计算，将物理知识与实际建筑应用结合，体现了物理的实用性，难度适中。
【难度系数】
0.5
第(1)问，回音壁是光滑的圆形墙壁，声音遇到光滑表面会发生反射，多次反射后声音可沿墙壁传播很远，据此判断；第(2)问，三音石在回音壁圆心，第一次回声是声音从三音石到回音壁再返回，总路程为2倍半径，结合声速和时间，利用速度公式计算总路程，再求出半径。
【解析】
(1) 回音壁表面光滑，能够多次反射声波，使声音沿墙壁持续传播，因此说话声可传播很远，故填反射。
(2) 已知声速v=340m/s，第一次回声的时间t=0.2s，声音传播的总路程s=vt=340m/s×0.2s=68m。由于总路程是回音壁半径的2倍，所以回音壁半径r=s/2=68m÷2=34m。
【答案】
(1)反射 (2)34
【知识点】
声音的反射、速度公式应用
【点评】
本题结合天坛回音壁的实际场景，考查声音反射原理和速度公式的计算，将物理知识与实际建筑应用结合，体现了物理的实用性，难度适中。
【难度系数】
0.5
