八年级上册物理学霸赛考卷022

八年级上册物理学霸赛考卷02（解析版）初中物理（考试时间：90分钟试卷满分：100分）注意事项：1．测试范围：苏科版八年级上册第35章。2．本卷平均难度系数0.25。第Ⅰ卷选择题一、选择题（本题共12小题，每小题3分，共36分。其中110题只有一个选项符合题目要求，11、12题有多个选项符合题目要求）1．小红是一名摄影爱好者，她发现当黑白照片在暗室内进行冲洗时，所用温度计的液注是蓝色的，而不是通常的红色，于是她进行了探究，得出了下面的结论，不正确的是（）A．暗室安全灯是红灯，因而一切物体看来都微显红色，温度计的红色液柱在这种情况下不容易看清楚 B．温度计的蓝色液注在红光照射下是黑色的 C．蓝色液注在红光下看得更清楚 D．红色液注在红光下反射白光【答案】D【分析】在光照到物体上时，一部分光被物体反射，一部分光被物体吸收，透明物体的颜色由通过它的色光决定。不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。物体只能透过或反射与其颜色相同的色光，与其颜色不同的色光全被物体吸收。【解答】解：因暗室安全灯是红灯，所以红色和白色的物体能反射红光，而呈现红色；不是红色或白色的物体吸收了红光，没有光反射出来，都呈现黑色。如果温度计的液柱是红色，在暗室内安全灯的照射下液柱是红色，其他物体看来大部分也都微显红色，所以液柱不容易看清楚。如果温度计的液柱是蓝色，在暗室内安全灯的照射下液柱是黑色，所以能让我们看得更清楚些。故ABC说法正确，D说法不正确。故选：D。2．沈括在《梦溪笔谈》中记述到“若鸢飞空中，其影随鸢而移”（图甲），而在纸窗上开一个小孔，使鸢的影子呈现在室内纸屏上，却观察到“鸢东则影西，鸢西则影东”（图乙），则下列说法错误的是（）A．图甲可用光的直线传播解释 B．图乙可用光的直线传播解释 C．图乙是小孔成像 D．小孔成像所成的是一个虚像【答案】D【分析】①小孔成像是光的直线传播的实例；②影子的成因是光的直线传播形成的，因为光被挡住了，没有光的区域才变暗，这就是影子的成因。【解答】解：A、沈括观察到“鸢在空中飞动，地面上的影子也跟着移动”是影子的成因，是光的直线传播形成的，故A正确；BC、在纸窗上开一小孔，使窗外飞鸢的影子呈现在室内的纸屏上，观察到“鸢东则影西，鸢西则影东”其实就是小孔成像的特点：倒立的实像，小孔成像是由光的直线传播形成的，故BC正确；D、小孔成像所成的是一个倒立的实像，故D错误。故选：D。3．如图所示，一条走廊的两侧竖立着两面平面镜MN和PQ，MN∥PQ，相距d米，在走廊中间将一橡皮小球垂直指向镜，以v米/秒的速度沿地面抛出，若抛出后小球速度大小不变，则观察到两个平面镜上所形成的第一个像之间的相对运动情况是（）A．不论小球指向哪个平面镜，两个像之间相互靠近，相对速度为2v B．不论小球指向哪个平面镜，两个像之间相对速度为零 C．小球指向MN镜时，两个像靠近，相对速度为2v D．小球指向MN镜时，两个像远离，相对速度为2v【答案】B【分析】小球相对镜向上以v匀速运动，则它直接即第一次在MN上成的象与它的运动状态相反，即以v匀速相对镜向下运动。同样，小球相对PQ镜向上以v匀速运动，则第一次成的象相对镜向下以v匀速运动。可见，小球在MN和PQ上的像都以v向下匀速运动，相对速度为零。如果把图中的MN改成PQ，把PQ改成MN，发现不论小球指向哪个平面镜，两个像之间相对速度均为零。【解答】解：根据平面镜成像的性质：像与物关于平面镜对称，即像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离。设：球原来距离MN为d1，像S1（平面镜MN成像）距离MN也为d1；这时球距离PQ为d2，像S2（平面镜PQ成像）距离PQ为d2．d1+d2＝d，S1与S2的距离为L；L＝d+d1+d2＝2d。当球向MN移动d'，则像S1'（平面镜MN成像）距离MN为d1'＝d1﹣d'；像S2'（平面镜PQ成像）距离PQ为d2'＝d2+d'd1'+d2'＝d；S1'与S2'的距离为L'，L'＝d+d1'+d2'＝2d保持不变。即：两像之间的距离是一个定值，与S的位置、速度等无关。故选：B。4．小枫同学在物理课堂上，配合老师做了这样的一个有趣实验：在一只不透明的杯子底部放一枚硬币，移动杯子，使眼睛刚刚看不到硬币，如图甲，保持眼睛和杯子的位置不变；再慢慢向杯子里倒水，当水达到一定深度时，刚才看不到的硬币又看见了，如图乙；在下列光路图中，能合理解释这一现象的是（）A． B． C． D．【答案】B【分析】光的折射规律是当光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折。并且光路是可逆的，当我们用眼睛看水中物体时，物体所反射的光进入到了我们的眼睛，才看清物体。【解答】解：硬币反射的光线进入眼睛，人才能看见，据光的折射规律，当光从水中斜射入空气中时，折射光线远离法线方向偏折。A、图中折射角小于入射角，故A错误；B、光线是从硬币上反射出的，又因为光线从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角，故B正确；CD、光的传播方向错误，故BCD错误。故选：B。5．如图所示，主光轴上有一点光源，在透镜的另一侧有一光屏。光屏、点光源通过凸透镜在光屏上形成一个光斑，现让光屏稍微靠近凸透镜，光斑的面积会减小，设凸透镜的焦距为f，由此可判断（）A．d一定小于f B．d一定大于2f C．d一定大于f，小于2f D．d可能大于2f，也可能小于f【答案】D【分析】题目中光斑可能是点光源的像，可能是一个比较大的光斑。根据凸透镜作图做出物体在二倍焦距以外、一倍焦距和二倍焦距之间，一倍焦距以内时点光源射出的光线经凸透镜折射后的光路，根据光屏靠近凸透镜时光斑减小得出答案。点光源在一倍焦距以内时，和点光源放在焦点上进行比较，得出光线会聚后大致的位置。点光源放在一倍焦距和二倍焦距之间，根据折射光线经凸透镜能成倒立、放大的实像，会聚在主光轴上的光路，判断光屏上光斑情况。点光源放在二倍焦距以外，根据折射光线经凸透镜成倒立、缩小的实像，会聚在主光轴上的光路，判断光屏上光斑的情况。【解答】解：如图一，点光源在焦点上，点光源射出的光线经凸透镜折射后平行于主光轴。（如黑色的光线）当点光源在一倍焦距以内，点光源射出的光线，经凸透镜之后也会聚一些，但是不会到达平行光线的位置，如红色光线会聚在光屏上，形成比较大的光斑，光屏向凸透镜靠近时，光斑会减小。如图二，点光源在一倍焦距和二倍焦距之间，点光源在另一侧会形成倒立、放大的实像，光屏没有放在实像的位置，而是放在和点光源距凸透镜等距离的位置上，光屏靠近凸透镜光斑会增大。如图三，点光源在二倍焦距以外，点光源在另一侧会形成倒立、缩小的实像，到达实像位置后，光线继续向外传播，光屏没有放在实像的位置，而是放在和点光源距凸透镜等距离的位置上，光屏靠近凸透镜光斑会减小。所以光屏和点光源与凸透镜等距离时，当点光源在一倍焦距以内和二倍焦距以外，光屏上形成光斑，光屏靠近凸透镜时，光斑减小。故选：D。6．保护好眼和耳有利于青少年准确地获取信息。下列有关眼睛和耳的叙述错误的是（）A．近视眼可以戴凹透镜加以矫正 B．晶状体相当于照相机的镜头 C．人的视觉是在视网膜上形成的 D．耳蜗内有听觉感受器【答案】C【分析】外界物体反射的光线，经过角膜、房水，由瞳孔进入眼球内部，经过晶状体和玻璃体的折射作用，形成一个倒置的物像。视网膜上的感光细胞接受物像的刺激产生神经冲动，然后通过视神经传到大脑皮层的视觉中枢，形成视觉。耳包括外耳、中耳和内耳三部分，外耳包括耳郭和外耳道，中耳包括鼓膜、鼓室和听小骨，内耳分为耳蜗、前庭和半规管。【解答】解：A、近视眼是因为眼球的前后径过长，或晶状体去度过大，可以配戴凹透镜加以矫正，不合题意。B、人眼通过睫状体调节晶状体曲度的大小就能看清远近不同的物体，相当于照相机的镜头，不合题意。C、人的视觉是在大脑皮层的视觉中枢形成的。所以人的视觉是在视网膜形成的是错误的，符合题意。D、耳蜗内有听觉感受器，可以把振动转化为神经冲动，不合题意。故选：C。7．如图记录了一辆汽车在平直公路上行驶，在相同时间内通过的路程。由图可知（）A．汽车在做减速运动，其0～30s内的平均速度为23m/s B．汽车在做减速运动，其0～20s内的平均速度为22.5m/s C．汽车在做加速运动，其20～40s内的平均速度为25m/s D．汽车在做加速运动，其20～40s内的平均速度为37.5m/s【答案】D【分析】（1）比较相同时间内通过距离的多少判断汽车做加速运动还是减速运动；（2）利用v＝计算平均速度。【解答】解：由图可知，汽车在相同时间内通过的路程不断增大，因此汽车在做加速运动；其20～40s内的平均速度为：v′＝＝＝37.5m/s。故ABC错误，D正确。故选：D。8．如图所示是我国自主设计、建造的首艘航母“山东舰”在开展多科目实战化训练，飞行甲板上歼﹣15战斗机正在起飞，飞赴目标空域。对于起飞过程，下列说法正确的是（）A．以“山东舰”为参照物，歼﹣15战斗机是静止的 B．以“山东舰”为参照物，站在甲板上的水兵是运动的 C．以歼﹣15战斗机为参照物，海面是运动的 D．以歼﹣15战斗机为参照物，驾驶该战斗机的飞行员是运动的【答案】C【分析】在研究物体运动时，要选择参照的标准，即参照物，物体的位置相对于参照物发生变化，则运动，不发生变化，则静止。【解答】解：A、以“山东舰”为参照物，歼﹣15战斗机与“山东舰”有位置变化，战斗机是运动的，故A错误；B、以“山东舰”为参照物，站在甲板上的水兵与“山东舰”之间没有位置变化，水兵是静止的，故B错误；C、以歼﹣15战斗机为参照物，海面与歼﹣15战斗机之间有位置变化，海面是运动的，故C正确；D、以歼﹣15战斗机为参照物，驾驶该战斗机的飞行员与歼﹣15战斗机之间没有位置变化，驾驶该战斗机的飞行员静止的，故D错误。故选：C。9．如图所示，一束光沿AO射向水面，方向保持不变，反射光线在水平光屏EF上形成光点Q，打开水阀K，水流出，水位下降，光点在光屏上移动，当光点移动了20cm时，容器中的水位已下降了（）A．20cm B．10cm C．10cm D．5【答案】B【分析】根据光的反射定律作出水位下降后光点在光屏上移动移动了20cm时的光路图，然后利用几何知识计算容器中水位下降的高度。【解答】解：入射光线AO射到水面，水面将光线反射到Q点。反射光OQ和入射光AO满足反射定律，入射角为45°，反射角也为45°。当水面下降时，入射光线AO保持不变，入射点将随着水面下降而移到O′，如图乙，由于入射光AO没变，入射角也没变，故反射角也不变，仍为45°，则在O′点反射的光线O′Q′∥OQ右移，如图乙。根据几何关系，QQ′∥OP，OQ∥O′Q′，所以OP＝QQ′＝20cm。因为入射角为45°，所以ΔOO′P是等腰直角三角形，所以OM＝OP＝10cm，所以当光斑在EF上向右移动20cm时，水面将下降10cm。故选：B。10．某技师用一把刻度均匀的米尺量得一工件的长度为980.0mm，后来经过精确测量，发现此米尺上所标出的1m实际为1.0020m，则该工件的真实长度最接近于（）A．1002.0mm B．1000mm C．982.0mm D．978.0mm【答案】C【分析】该刻度尺不精确，故应先计算出该刻度尺一小格表示的正常刻度是多少mm，用该刻度尺测得读数是980.0mm，相当于980.0小格。故能算出工件的长度。【解答】解：由测量结果的数值980.0mm，可知该刻度尺的分度值是1mm，即该刻度尺的一小格相当于实际长度1.0020mm，读数是980.0mm，相当于980.0个1.0020mm，故物体的实际长度应该是：980.0×1.0020mm＝981.96mm≈982.0mm。故选：C。11．如图所示为某郊区部分道路图。一歹徒在A地作案后乘车沿AD道路逃窜，警方同时接到报警信息，并立即由B地乘警车沿道路BE拦截。歹徒到达D点后沿DE道路逃窜，警车恰好在E点追上了歹徒。已知警车与歹徒车辆行驶的速度均为60km/h，AC＝4km，BC＝6km，DE＝5km，则歹徒从A地逃窜至E点被抓获共用时（）A．12min B．10min C．8min D．6min【答案】B【分析】知道警方与歹徒车辆行驶的速度相同、行驶时间相同，可得车行驶的路程相同；在RtΔBCE中和RtΔACD中，利用勾股定理列方程求出CD和AD的长度，进而求出BE的长度，再利用速度公式求歹徒从A地逃窜至E点被抓获所用时间。【解答】解：由题知，警车与歹徒车行驶的速度相同、到达E点的时间相同，由速度公式可得两车行驶的路程相同，即BE＝AD+DE，在RtΔBCE中，BC2+（CD+DE）2＝BE2＝（AD+DE）2，即：（6km）2+（CD+5km）2＝（AD+5km）2，（6km）2+CD2+10CD+（5km）2＝AD2+10AD+（5km）2，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①在RtΔACD中，AD2＝AC2+CD2，可得：（4km）2+CD2＝AD2，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②①﹣②得：（6km）2+CD2+10CD+（5km）2﹣（4km）2﹣CD2＝AD2+10AD+（5km）2﹣AD2，（6km）2+10CD﹣（4km）2＝10AD，所以，AD＝CD+2km，﹣﹣﹣﹣﹣﹣③代入②得：（4km）2+CD2＝（CD+2km）2，解得：CD＝3km，AD＝＝＝5km，所以，BE＝AD+DE＝5km+5km＝10km，根据v＝可得，歹徒从A地逃窜至E点被抓获共用时间：t＝＝＝h＝10min。故选：B。12．照相时，通过选择不同的“光圈”可以控制镜头的进光面积；选择不同的快门速度；可以控制镜头的进光时间。两者结合的目的是使底片受到的光照量保持一定而得到好照片，表中列出了照相机光圈与快门的几种正确组合。在“快门”一行中，“25”表示快门打开的时间是秒。在“光圈”一行中，“15”表示镜头透光部分的直径等于镜头焦距的．那么快门“16”对应的“光圈”应该是（）光圈20128.5632快门9162550100400900A．18 B．17 C．15 D．14【答案】C【分析】（1）先求出快门由9变为16时，曝光时间间的关系；（2）求出修改快门改变后，相应光圈的透光面积与原来透光面积之比；（3）最后求出改变后的光圈值。【解答】解：（1）快门由9变为16时，曝光时间比＝＝；（2）曝光时间变为原来的，则相应的光圈面积变为原来的；相应光圈的透光面积与原来透光面积之比即＝；（3）由面积由S＝πr2得：＝＝，解得：r＝15，即快门“16”对应的“光圈”为15。故选：C。第Ⅱ卷非选择题二．填空题（本题共6小题，每题3分，共18分）13．在模拟日食、月食的实验中，王老师画了如下的图示。（1）如果地球上观察到日食，这些人应该是位于甲（选填“甲”或“乙”）处，此时月亮在B（选填“A”“B”或“C”）处。（2）如果地球上观察到月食，这些人应该是位于乙（选填“甲”或“乙”）处，此时月亮在C（选填“A”“B”或“C”）处。【答案】见试题解答内容【分析】光在同一均匀介质中是沿直线传播的，日食和月食就是由于光的直线传播产生的现象；日食是我们看不见太阳或者是只能看见部分太阳，是由于月亮挡住了太阳照向地球的光，所以我们看不见或只能看见部分太阳；月食是我们看不见月亮或者是只能看见部分月亮，是由于地球挡住了太阳照向月亮的光，所以我们看不见或只能看见部分月亮。【解答】解：（1）日食是由于月亮挡住了太阳照向地球的光，所以我们看不见或只能看见部分太阳；如果地球上观察到日食，这些人应该是位于甲处，此时月亮在B处；（2）月食是由于地球挡住了太阳照向月亮的光，所以我们看不见或只能看见部分月亮；如果地球上观察到月食，这些人应该是位于乙处，此时月亮在C处。故答案为：（1）甲；B；（2）乙；C。14．根据所学透镜知识，某同学自制了一个“平行光源”，如图装置的主要部分是开有细缝的小盒、充满水的“青霉素”小药瓶、小灯泡、电池、导线等，其中，装水的小药瓶可对光起会聚作用。移动小药瓶，当灯泡处在小药瓶的焦点的位置时，就有平行光束从细缝中射出。【答案】见试题解答内容【分析】凸透镜对光线有会聚作用；过焦点的光线经凸透镜折射后，折射光线平行于主光轴。【解答】解：装水的小药瓶具有中间厚、边缘薄的特点，因此相当于与凸透镜，对光线起会聚作用；由凸透镜对光线的作用可知，过焦点光线经过凸透镜后，折射光线平行于主光轴，因此需要将小灯泡放在小药瓶的焦点处。故答案为：会聚；焦点。15．摄影胶片的感光能力一定时，要获得正确曝光的底片，镜头的透光面积和曝光时间的组合就应该是一定的。镜头的透光面积由叫做“光圈”的机构控制，通常用22、16、11、8、5.6、4、2.8等数字代表，“22”就表示此时镜头透光的直径是它的焦距f的，依此类推。曝光时间的长短由叫做“快门”的机构控制，通常用500、250、125、60、30、15等数值代表，“500”就表示此时曝光的时间是s，依此类推。现在通过试摄已经知道，光圈、速度的最佳曝光组合是11和15。如果为了其他需要而必须选用5.6的光圈，则此时应该选用的快门速度是60。【答案】60。【分析】先研究光圈由11改为5.6后，透光面积变为原来的多少；再求出修改光圈后的透光面积与原来透光面积之比；最后得出修改后的曝光时间。【解答】解：由题知，光圈为“11”时，镜头透光的直径d1＝f，光圈为“5.6”时，镜头透光的直径d2＝f，而镜头的透光半径是直径的，则r2：r1＝d2：d1＝f：f＝，由S＝πr2可知：圆的面积与半径的平方成正比，光圈由11改为5.6，此时镜头的透光面积与原来透光面积之比：＝＝（）2＝（）2≈3.9，接近4；摄影胶片的感光能力一定，因此曝光时间应该改为原来的四分之一，即s×＝s，所以快门速度应选择60。故答案为：60。16．学校趣味运动会“闯关游戏”中，笔直通道上每隔8m设有一个关卡，如图所示，各关卡同步放行和关闭，放行和关闭时间分别为5s和2s，当小运正通过关卡1左侧9m远的A处时，关卡刚好放行，若他全程以2m/s的速度做匀速直线运动，则最先挡住他前进的关卡是关卡3（填“1”“2”“3”或“4”），小运从A点开始到全部通过4个关卡，至少需要18s。【答案】3；18。【分析】计算小运到达各个关卡的时间与关卡放行和关闭的时间对比，得出结果。【解答】解：由题意可知，关卡放行和关闭时间分别为5s和2s，小运正通过A处时，关卡刚好放行，到达关卡1时所用的时间：t1＝＝＝45s＜5s，所以关卡1不会挡住他，每两个关卡间距离8m，所以通过相邻两关卡所用的时间：t＝＝＝4s，到达关卡2的时间t2＝t1+t＝4.5s+4s＝8.5s，各关卡同步放行和关闭，放行和关闭时间分别为5s和2s，则5s+2s＜t2＜5s+2s+5s，关卡2在第8.5s是打开的，所以关卡2不会挡住他，到达关卡3的时间t3＝t2+t＝8.5s+4s＝12.5s，关卡3在第5s+2s+5s＝12s末时已关闭，到第12s+2s＝14s末时才打开，所以关卡3会最先挡住他，因为到达关卡3的时间t3＝12.5s，到第14s末时才打开，所以刚通过关卡3的时间是第14s，从关卡3到关卡4的时间是4s，到达关卡4的总时间t4＝14s+4s＝18s，关卡4会在第14s+5s＝19s末时关闭，到第19s+2s＝21s末时才打开，所以能通过关卡4，小运从A点开始到全部通过4个关卡，至少需要18s。故答案为：3；18。17．一列一字形队伍长120米，经过全长为80米的桥，队伍过桥时先步行了1.5分钟，后跑步用时0.5分钟，则这支队伍行进的平均速度为100m/min；过桥后，队伍又以一定的速度匀速前进，现有一通讯员以恒定的速度由队尾B走到队首A，再立刻走回队尾，这个过程中队伍前进了288m，则通讯员这一过程中所走的路程为432m。【答案】见试题解答内容【分析】（1）利用过桥问题的关系式：桥长与队伍长的总和为整列队伍全部过桥所行进的路程，结合速度公式v＝便可求解。（2）设通讯员的速度为v1，队伍的速度为v2，通讯员从队尾到队头的时间为t1，从队头到队尾的时间为t2，队伍前进用时间为t；以队伍为参照物，可求通讯员从队尾往队首的速度，从队首往队尾的速度，利用速度公式求通讯员从队尾到队首的时间t1，通讯员从队首到队尾的时间为t2，队伍前进288m用的时间t，而t＝t1+t2，据此列方程求出v1、v2的关系，进而求出在t时间内通讯员行走的路程。【解答】解：（1）整列队伍全部过桥所通过的路程：s＝L桥+L队伍＝80m+120m＝200m，所用时间为：t＝1.5min+0.5min＝2min，则队伍行进的速度为：v＝＝＝100m/min；（2）设通讯员的速度为v1，队伍的速度为v2，通讯员从队尾到队首的时间为t1，从队首到队尾的时间为t2，队伍前进用时间为t。由v＝可得，该通讯员从队尾到队首所需时间为t1＝，通讯员从队首到队尾所需时间为t2＝，队伍行进288m米所需时间为t＝，由通讯员往返总时间与队伍运动时间相等可得如下方程：t＝t1+t2，根据题意列方程得：+＝，整理得：6v12﹣5v1v2+6v22＝0，解得：v1＝v2；将上式等号两边同时乘以总时间t，即v1t＝v2t，v1t即为通讯员走过的路程s1，v2t即为队伍前进距离s2，则有这个通讯员所走路程为：s1＝s2＝×288m＝432m。故答案为：100m/min；432m。18．如图所示，一平面镜放在圆筒的中心处，平面镜正对筒壁上一点光源S，点光源发出一细光束垂直射向平面镜。平面镜从图示位置开始绕圆筒中心轴O匀速转动30°角时，照射到筒壁上的反射光斑转过的角度为60°。【答案】见试题解答内容【分析】做本题的关键是：根据题干的提示和反射定律画出平面镜旋转前后的反射光路图，以及所成的虚像的图。【解答】解：如右图所示，平面镜旋转30°，相当于入射角增大30°，因为原先入射角为0°，（如左图）则入射角和反射角的夹角为60°，照射到筒壁上的反射光斑转过的角度θ2即为60°（如右图）由左右两图的“虚像”的位置可知：点光源在镜中所成的像转过的角度θ1为60°。故答案为：60°。三．解答题（本题共6小题，共46分）19．如图为一辆轿车的俯视示意图。M点为司机眼部所在位置，司机在右侧的后视镜AB（看作平面镜）中有看不到的盲区。根据平面镜成像规律画出AM的入射光线，并标出BM到轿车右侧（虚线所示）之间的看不到的盲区。【答案】见试题解答内容【分析】根据平面镜成像特点做出M的像点M′，连接M′A并延长即可得出AM的入射光线。BM、AM的入射光线和车右侧之间的区域驾驶员看不到，据此确定BM到车右侧之间的盲区。【解答】解：延长BA，根据平面镜成像特点做出M的对称点M′，连接M′A并延长，则CA为AM的入射光线，则AM的入射光线到车右侧的区域就是BM到轿车右侧（虚线所示）之间看不到的盲区，如图所示：20．黑箱内有一只焦距为3cm的透镜和一只平面镜。请在黑箱内填上光学仪器，画出完整的光路，标明入射角的度数。【答案】见试题解答内容【分析】根据入射光线和光线经平面镜反射后的光线特点分析，由凸透镜的三条特殊光线可知，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将会聚在焦点上，结合几何知识即可确定光线经平面镜反射后的反射角的度数。【解答】解：因为平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将会聚在焦点，所以折射光线（平面镜的入射光线）正好经过焦点上，反向延长反射光线，与折射光线交于A，过A做出法线，再过A点做法线的垂线，可得平面镜的位置。由题知，BO＝OF＝f＝3cm，在Rt△OBF中，∠OFB＝45°，反射角也等于45°，如图所示：21．小明用薄膜充水后制成如图甲所示水透镜，并用它来进行“探究凸透镜成像规律”的实验，实验中测得图甲中水透镜的焦距为10cm，将水透镜固定在光具座上50cm处。（1）实验时，为了能使像清晰地成在光屏的中央位置，要调整蜡烛、水透镜、光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度；（2）当把点燃的蜡烛放在20cm刻度处时，为了找到清晰的像，应将光屏在光具座上移到60cm～70cm的刻度范围内，才能在光屏上得到一个倒立、缩小的实像；（3）保持蜡烛和透镜的位置不变，在水透镜中继续注入水，使之成为如图乙所示透镜，通过向左（选填“向左”、“向右”）移动光屏，在光屏上观察到的像与原来相比将变小（选填“变大”、“变小”或“不变”）。【答案】见试题解答内容【分析】（1）为了使像成在光屏的中央，需调节烛焰的中心、透镜的光心和光屏的中心在同一水平高度上；（2）凸透镜成像的规律及其应用之一：当物距u＞2f时，在光屏上得到倒立、缩小的实像；（3）凸透镜成像的规律，知道成实像时，物距越小，像距越大，成的像也越大。【解答】解：（1）实验中需调节烛焰的中心、透镜的光心和光屏的中心在同一水平高度上，目的是像成在光屏的中央；（2）凸透镜的焦距为10cm，将蜡烛移至光具座上20cm处，此时u＞2f时，光屏处于1倍焦距和2倍焦距之间，就光屏处于60cm～70cm之间，在光屏上可以得到倒立、缩小的实像；（3）保持蜡烛和透镜的位置不变，在水透镜中继续注入水，使之成为如图乙所示透镜，即此时透镜的焦距变小，故像距变小，应通过向左移动光屏，在光屏上观察到的像与原来相比将变小。故答案为：（1）同一高度；（2）60；70；缩小；（3）向左；变小。22．如图是“探究平面镜成像的特点”的实验装置。（1）实验中用玻璃板代替平面镜，主要利用了玻璃透明的特点，便于确定像的位置，玻璃板放置时要求与纸板垂直。（2）在玻璃板前面放一支点燃的蜡烛A，再拿一支没点燃的相同的蜡烛B，在玻璃板后面移动，直至与蜡像A的像重合，这样做是为了比较像与物的大小关系；若用光屏替代蜡烛B，在光屏上观察不到蜡烛A的像，说明平面镜成的是虚（选填“实”或“虚”）像。（3）实验时，对着玻璃板既可看到前面蜡烛在玻璃板后所成的像，同时又可看到放在玻璃板后的蜡烛。则前者是光的反射形成的像，后者是光的折射形成的像。（均选填“折射”或“反射”）【答案】（1）像的位置；垂直；（2）大小；虚；（3）反射；折射。【分析】（1）玻璃板有透光性，既能成像又能确定像的位置；玻璃板放置时要求与纸板垂直，否则，成的像偏高或偏低，实验无法进行；（2）在玻璃板前面放一支点燃的蜡烛A，再拿一支没点燃的相同的蜡烛B，在玻璃板后面移动，直至与蜡像A的像重合，则像与物大小相等，据此分析回答；虚像不能呈现在光屏上；（3）实验时，对着玻璃板既可看到前面蜡烛在玻璃板后所成的像，为平面镜成像；同时又可看到放在玻璃板后的蜡烛，则是玻璃板后的蜡烛反射的光经玻璃折射形成的虚像。【解答】解：（1）玻璃板有透光性，实验中用玻璃板代替平面镜，既能成像又能确定像的位置，主要利用了玻璃透明的特点，便于确定像的位置，玻璃板放置时要求与纸板垂直，否则，实验无法进行。（2）在玻璃板前面放一支点燃的蜡烛A，再拿一支没点燃的相同的蜡烛B，在玻璃板后面移动，直至与蜡烛A的像重合，这样做是为了比较像与物的大小关系。虚像不能呈现在光屏上，若用光屏替代蜡烛B，在光屏上观察不到蜡烛A的像，说明平面镜成的是虚像。（3）实验时，对着玻璃板既可看到前面蜡烛在玻璃板后所成的像，为平面镜成像，属于光的反射；同时又可看到放在玻璃板后的蜡烛，则是玻璃板后的蜡烛反射的光经玻璃折射形成的虚像，故是光的折射形成的像。故答案为：（1）像的位置；垂直；（2）大小；虚；（3）反射；折射。23．超速行驶非常危险，高速公路上除了设置标识距离的指示牌，还有限制行车速度的指示牌如图1．小明一家利用元旦假日到武汉玩，汽车在高速公路上行驶了一段时间，他看到了如图所示标志。（1）从图1可知，汽车在高速公路上最快时速不能超过100km/h。（2）在不违规的前提下，若汽车以最快的速度行驶，从图1的标志牌到武汉至少需要的时间是多少h？（3）若以图2所示的速度行驶1.5h，通过的路程是多少km？【答案】见试题解答内容【分析】（1）从图1中可知汽车此时的最快时速不能超过100km/h；（2）已知汽车行驶的最大速度和路程，利用公式t＝可以得到所需时间。（3）已知汽车行驶的时间和速度，利用s＝vt计算通过的路程。【解答】解：（1）从图1中可知汽车此时的最快时速不能超过100km/h；（2）从标志牌到武汉需要的时间为t＝＝＝1.2h；（3）图2所示的速度是80km/h，所以汽车行驶的路程为s＝vt＝80km/h×1.5h＝120km故答案为：（1）100；（2）从图1的标志牌到武汉至少需要的时间是1.2h；（3）通过的路程是120km。24．遵守交通法规是每一个市民应该具备的最基本的道德素养