江苏省无锡市宜兴市2020-2021学年八年级上学期期中物理试卷（word版含答案）

这是一份江苏省无锡市宜兴市2020-2021学年八年级上学期期中物理试卷（word版含答案），共35页。试卷主要包含了选择题，填空，作图，实验探究题等内容，欢迎下载使用。
2020-2021学年江苏省无锡市宜兴市八年级（上）期中物理试卷
一、选择题（每题2分，共28分。）
1．（2分）以下活动中，用来探究声音产生原因的是（　　）
A．将发声的音叉触及面颊
B．用大小不同的力敲鼓
C．将发声手机置于密闭瓶内并抽气
D．用硬卡片在梳齿上快划、慢划
2．（2分）下列关于声音的说法中正确的是（　　）
A．“低声细语”中的“低”是指声音的音调低
B．引吭高歌”中的“高”是指声音的音调高
C．声源振动的频率越高，发出声音的音调越高
D．我们能区别钢琴和吉他这两种乐器发出的声音是因为他们发出声音的响度不同
3．（2分）如图在飞机旁边的工作人员佩戴有耳罩的头盔，耳罩的作用是（　　）

A．防止噪声的产生 B．在传播过程中减弱噪声
C．在人耳处减弱噪声 D．防止风吹到头部
4．（2分）关于声现象，下列说法正确的是（　　）
A．超声波能粉碎人体内的“结石”说明声波具有能量
B．声音在空气中传播的速度是定值，为340m/s
C．“闻其声，未见其人而知其人”是根据音调来分辨人的
D．考场附近道路旁安装噪声监测仪，可减弱噪声
5．（2分）下列关于温度的描述中不符合实际的是（　　）
A．人的正常体温约37℃
B．人感到舒适的房间温度约为23℃
C．酒精灯的火焰温度约为800℃
D．一般洗澡水的温度约为60℃
6．（2分）现代建筑出现一种新设计：在墙面装饰材料中均匀混入颗粒状的小球，球内充入一种晶体材料，当温度升高时，球内材料熔化吸热；当温度降低时球内材料凝固放热，使建筑物内温度基本保持不变。如图中表示球内材料熔化图像的是（　　）
A． B．
C． D．
7．（2分）海水淡化可有效解决人类的用水问题，淡化海水的方法有很多种，其中一种是“蒸馏法”，即将海水中的水蒸发出来，再将水蒸气冷凝成液态淡水，以上过程涉及的物态变化有（　　）
A．汽化和凝固 B．汽化和凝华 C．汽化和液化 D．升华和凝华
8．（2分）课上老师做了一些有趣的实验：（1）把干冰（固态的二氧化碳）放入试管中，在试管口套气球（如图1），气球会鼓起，一段时间后，试管底部的外壁出现了白霜（如图2）；（2）取一块干冰放入常温下的水中（如图3），杯中的水立即就“沸腾”了，水中有大量气泡上升，并且在杯口出现大量“白气”，关于这些现象下列说法正确的是（　　）

A．气球内主要是水蒸气
B．“白气”是气态的二氧化碳
C．霜是室内空气凝华而成的
D．“白气”是水蒸气液化而成的
9．（2分）图甲为探究冰熔化特点的实验装置，图乙为观察“碘锤”中的物态变化实验装置。已知标准大气压下，冰和碘的熔点分别是0℃和113.5℃。对比两实验有以下判断：（1）冰和碘都经历了固态变为液态的过程；（2）冰和碘在物态变化过程中都需要吸收热量。这两个判断（　　）

A．只有（1）正确 B．只有（2）正确
C．都正确 D．都错误
10．（2分）庆祝新中国成立70周年，南京市政府10月1日晚在玄武湖畔燃放烟火，上演了一场声与光的盛宴（如图）。下列关于如图场景中涉及的物理知识叙述错误的是（　　）

A．远观的群众先看到光，再听到烟火的爆炸声
B．多彩的烟火是因为光的色散形成的
C．湖中的倒影是烟火正立的像
D．装点湖景的射灯发出的光是沿直线传播的
11．（2分）额温枪这一非接触式测温仪器，成为2020年防控新冠肺炎的一种重点物资。额温枪通过传感器接收人体发出的红外线，得出体温数据。在用额温枪测体温的过程中（　　）
A．红外线传递体温信息 B．额温枪传递体温信息
C．红外线传递病毒信息 D．额温枪传递病毒信息
12．（2分）光给人类带来了光明。下列关于光现象的描述中，错误的是（　　）
A．“潭清疑水浅”是由于光的折射产生的一种现象
B．三月桃花盛开，游人能观赏到美丽的桃花，是光在桃花表面发生镜面反射的结果
C．雨过天晴后，天空中出现彩虹是光的色散现象
D．人们常说的“天狗吃月”这一现象是由于光的直线传播形成的
13．（2分）能正确反映水中的筷子看起来向上偏折的光路是（　　）
A． B．
C． D．
14．（2分）把微小放大以利于观察，这是物理学中一种重要的方法。如图是一种显示微小形变的装置。A为激光笔，B、C是平面镜，P为台面，未放重物时，激光束反射在屏上的光斑为点D，当把重物M放在台面P上时，台面将发生微小形变，以下说法正确的是 （　　）

A．平面镜B上的入射角变小，光斑向D点的左侧移动
B．平面镜B上的入射角变小，光斑向D点的右侧移动
C．平面镜B上的入射角变大，光斑向D点的右侧移动
D．平面镜B上的入射角变大，光斑向D点的左侧移动
二、填空（每空1分，共32分。）
15．（2分）日常生活中，我们说话的声音是由于声带的 　 　产生的，常说声音“震耳欲聋”，这是指它的 　 　很大。
16．（2分）医院里利用 　 　（选填“超声波”或“次声波”）诊断仪帮助医生检查病人体内脏器的情景，这种波的频率 　 　（大于/小于）20000HZ。
17．（3分）某钢铁厂液氧塔发生泄漏。消防队员赶赴现场，发现泄漏点周围雪花飘飘。雪花的形成是　 　（物态变化名）过程，需　 　（吸/放）热。消防队员用湿棉布捂在泄漏口，借助水的　 　（物态变化名）止住泄漏。
18．（3分）小华用如图实验装置研究水蒸气的液化，为了使实验现象更明显，可以在上方金属盘中放入　 　（填“温水”、“沸水”或“冰块”），这是通过　 　方法使水蒸气液化的。另一种使气体液化的方法是　 　。

19．（2分）在南极洲发现一个陨石凹坑，形状如圆形平底锅，如图所示。小明在圆心A点大喊一声，经过6s听到回声。设空气中声速为340m/s，圆形凹坑的半径为 　 　m。月亮与地球间的平均距离为3.84×108m，则月亮反射的太阳光到达地球的时间为 　 　s。

20．（3分）如图1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 　 　°，如图2所示通过三个小孔看烛焰，人眼能看到烛焰，这三个小孔的摆放要求是 　 　，人看到烛焰是 　 　（正立/倒立）的。

21．（2分）近年来，由于人类大量燃烧煤、石油等燃料，排放出大量的二氧化碳，使 　 　效应不断加剧，导致全球气候变暖，造成海平面上升、热带风暴频发等一系列灾害性天气。大气中的臭氧层能吸收来自太阳的大部分 　 　，（选填“红外线”或“紫外线”）而使地球上的生物免遭伤害。
22．（2分）在光学实验室内，将一辆玩具汽车放置在白色背景板前。拉上窗帘，打开光源A，让一束白光照向汽车，发现汽车呈现黄色，这是由于汽车　 　（吸收/反射）了黄色光。若将另外一束红光照向汽车的影子，则影子区域此时呈现　 　色。

23．（3分）如图1光的色散实验时光屏上的彩色光带分辨不清，可以适当 　 　（选填“增大”或“减小”）光屏与三棱镜的距离。由上述实验现象可推知：红光照射下某凸透镜的焦距 　 　（小于/等于/大于）蓝光照射下该凸透镜的焦距。如图2所示为色光三原色的示意图，区域2应标 　 　色。

24．（2分）如图所示，B′是人眼在A处透过水面看见的河底一白色鹅卵石的虚像，这虚像是由光的　 　形成的。若在A处用激光手电对准虚像B’照射，则手电发出的光　 　 （选填“能”或“不 能”）照射到河底的白色鹅卵石上，这说明　 　。

25．（4分）如图甲是“探究冰的熔化特点”实验装置，图乙是根据实验数据描绘出冰在熔化时温度随时间变化的图像。实验中，图甲装置的试管中应为 　 　（选填“碎冰”或“冰块”）；当试管中的冰开始熔化时，立即将试管浸入到另一只装有冰水混合物的烧杯中，发现冰不再熔化，该现象 　 　（选填“能”或“不能”）说明冰在熔化过程中需要吸热，图乙为冰的温度与时间变化关系的图像。其中能较正确反映冰熔化成水后，升温过程的图像是 　 　段（选填“CD”、“CE”）。根据观察图像确定冰熔化过程经历了 　 　min。

26．（4分）光在空气和水的分界面处同时发生反射和折射的光路如图所示，其中折射角为∠　 　（选填“1”、“2”或“3”），分界面为　 　（选填“①”“②”），分界面的　 　方为水。当入射角减小时，反射光线与折射光线的夹角将变　 　。

三、作图（共5分）
27．（5分）按要求作图。
如图小静看到有一只鹅在水中嬉戏，请将她看到水中“鹅”的入射光线补充完整。

28．画出物体AB在平面镜中所成的像A'B'（保留作图痕迹）。

29．如图中分别完成凸透镜与凹透镜的折射光线。

四、实验探究题（每空1分，共35分。）
30．（8分）用如图所示的实验装置做“观察水的沸腾”实验。

（1）如图：组装器材时先调整 　 　（选填“A或B”）的高度，当他们将温度计刚插入热水中时，温度计的管壁模糊，很难看清示数，原因是 　 　。
（2）实验时用温度计测出不同时刻水的温度，并记录在如表中，其中第3min时温度计的示数如图甲所示，示数为 　 　℃，如表为记录实验数据的表格，表中（a）处应填的内容是 　 　。
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
a
80
84
88

96
98
98
98
（3）实验中，观察到水沸腾前和沸腾时水中气泡的上升情况不同，如乙所示，表示水在 　 　（选填“沸腾前”或“沸腾时”）的情况。
（4）请在图丙方格纸上画出水的温度随时间变化的图象。分析实验数据可知，水的沸点是 　 　℃。
（5）水沸腾时需要吸热，你是通过怎么样的实验操作和实验现象验证这一结论？　 　。
31．（4分）学习小组用图1中甲所示的圆柱形纸质套筒做“探究小孔成像规律”的实验，发现像的大小不同，亮度也不一样。

关于像的亮度与哪些因素有关，他们提出以下猜想：
猜想1：与小孔到光屏的距离有关；
猜想2：与小孔的形状有关；
猜想3：与小孔的大小有关；
（1）类比利用太阳光测凸透镜焦距时，光屏从焦点处远离透镜过程中，光斑越大越暗的现象，可判断猜想1是 　 　的。（填“正确”或“错误”）
（2）验证猜想2时，固定烛焰、纸筒和光屏的位置，更换使用如图1中乙所示的三个小孔进行实验，分别观察比较所成像的亮度。他们实验中存在的问题是 　 　。
（3）为验证猜想3，固定烛焰、小孔和光屏位置，只改变圆孔直径，观察到的现象如表：
圆孔的直径/mm
小于1.0
1.0
1.5
2.0
2.5
4.0
像的清晰度
清晰
清晰
清晰
清晰
较模糊
模糊
像的明亮程度
﹣﹣﹣逐渐变亮→
实验现象表明：在小孔成像清晰时，　 　。
（4）如果蜡烛的位置固定，其他距离也不变（如图2），只将套筒绕中心轴顺时针旋转，则蜡烛在塑料薄膜上所成的像将 　 　。
A.顺时针旋转
B.逆时针旋转
C.没有变化
32．（7分）如图所示，将茶色玻璃板作为平面镜竖直放置在一张方格纸上，并准备了两个相同的棋子A和B、刻度尺、铅笔、手电筒等，用来探究棋子A在平面镜中成像的特点。
（1）实验中用茶色玻璃板代替平面镜的好处是便于确定 　 　，“调整棋子B的位置”的操作过程中，人眼应该一直在玻璃板的 　 　（前/后）侧观察，“改变棋子A到玻璃板的距离”后，它像的大小 　 　（选填“改变”或“不变”）。
（2）同学们将玻璃板向左平移，玻璃板中的像将 　 　（选填“向左”“向右”或“不会”）移动。
（3）将一张白卡片放到棋子B的位置，移去后面的棋子B，并在该位置放置光屏，（选填“透过”或“不透过”） 　 　玻璃板观察光屏，光屏上没有像，说明所成的像是虚像。
（4）若将玻璃板绕底边向棋子B一侧翻转90°，则在此过程中，棋子顶端与其像之间的距离变化情况是 　 　，本实验中手电筒的作用是 　 　。

33．（6分）“探究光的反射规律”的实验装置如图甲所示平面镜放在水平桌面上，标有刻度（图中未画出）的白色纸板ABCD，能绕垂直于CD的ON轴翻转，在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。

（1）在纸板前从不同方向可以看到纸板上入射光AO的径迹，这是因为光在纸板上发生了 　 　反射；
（2）移动激光笔，使入射角为45°，测得反射角也为45°，由此就得出“光反射时，反射角等于入射角”的结论你认为有何不妥之处？　 　。
（3）让入射角等于 　 　°时，反射光线与入射光线重合。
（4）使一束光贴着纸板AON沿某一角度入射到O点，尽管纸板AON与纸板BON已经是同一个平面了，但纸板BON上还是没有观察到反射光，原因可能是 　 　。
（5）如图乙所示，将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度，发现纸板上均无反射光束呈现。此现象说明了：　 　。
（6）若保持平面镜水平不变，将板向后倾斜一个角度（如图丙），入射光线仍能呈现纸板上，且沿AO方向入射到平面镜的O点，此时与图甲情形对比，发生改变的是 　 　。
A.法线方向
B.反射光线方向
C.反射角和入射角关系
34．（6分）在“初识光的折射现象”和“探究光的折射特点”实验中
（1）如下图甲，小明将一束激光射至P点，形成一个光斑，向水槽内慢注水，水槽底部光斑的位置将 　 　（选填“向左移动”“向右移动”或“不动”），实验中光在空气中的传播路径并不清晰，为解决此问题，他在水面上方喷了一些 　 　。继续沿水槽壁缓慢注水，在此过程中，折射角 　 　（增大/不变/减小）

（2）如图乙，他将光沿着AO方向射向水面上的O点，光在水中沿着OB方向射出，调整激光笔使入射光逐步偏向法线，折射光也逐步偏向法线，说明光从空气斜射入水中时，入射角减小，折射角随之 　 　（选填“增大”“减小”或“不变”）。
（3）如图丙所示，小彬将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射，为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播，则激光笔照射的方向应满足的条件是 　 　，且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区 　 　（选填“①”②”或“③”）内。
35．（4分）（1）利用太阳光测量凸透镜的焦距时，小明将一把木质刻度尺的一端支于水平地面上，观察尺在地面上形成的影子，不断调节刻度尺，使其在地面上的影子成一最短的线，这时尺的方向就与太阳光的方向平行。小明保持尺不动，小红将光屏A和凸透镜L按照图甲所示的方式均垂直于刻度尺摆放，光屏上形成了一个　 　的光斑。则该凸透镜的焦距为 　 　cm。

（2）学过透镜知识后，小吕实验小组在光学实验室（暗室）想对学过的知识进行深入研究，找来器材：光源S（视为点光源）、新的圆形凸透镜（直径为D）、光具座、光屏（足够大）.经讨论他们决定先从测凸透镜的焦距开始。
①在光屏中央画一个与凸透镜直径相同的圆，找出圆心O’。
②将光源、凸透镜和光屏放在光具座上，调节它们的高度，使光源、凸透镜光心和圆心O'在同一水平直线上。
③固定凸透镜的位置，将光源从紧贴凸透镜的位置缓慢向外移动，直到光屏上的光斑与所画圆完全重合，就可以从光具座上读出凸透镜的焦距，此时各器材在光具座上的位置如图乙所示，该凸透镜的焦距为 　 　cm。
④在移动光屏的过程中，小明发现在光屏上光斑外侧还有一个暗环，他猜想可能是凸透镜的边框造成的.于是他拆除边框直接将凸透镜固定在光具座上，进行实验验证，发现暗环仍然存在。暗环是如何形成的？请教老师后知道：暗环是透镜外侧沿直线传播的光与透镜折射的光在光屏上形成无光区.若光源S在左焦点上，光屏在右焦点处，如图丙所示，请你算出此时暗环的面积等于 　 　。

参考答案
一、选择题（每题2分，共28分。）
1．（2分）以下活动中，用来探究声音产生原因的是（　　）
A．将发声的音叉触及面颊
B．用大小不同的力敲鼓
C．将发声手机置于密闭瓶内并抽气
D．用硬卡片在梳齿上快划、慢划
【解答】解：A、将发声的音叉接触及面颊，感觉音叉振动，说明声音发声时振动，故A符合题意；
B、用大小不同的力敲鼓，鼓面振幅不同，响度不同，研究的是响度跟振幅的关系，故B不符合题意；
C、罩内抽出空气，闹铃铃声明显减小，说明声音传播需要介质，故C不符合题意；
D、用硬卡片在梳齿上快划、慢划时听声音的变化，由于梳齿振动频率不同，频率增大，音调变高，声音变高，所以研究的是音调和频率的关系，故D不符合题意。
故选：A。
2．（2分）下列关于声音的说法中正确的是（　　）
A．“低声细语”中的“低”是指声音的音调低
B．引吭高歌”中的“高”是指声音的音调高
C．声源振动的频率越高，发出声音的音调越高
D．我们能区别钢琴和吉他这两种乐器发出的声音是因为他们发出声音的响度不同
【解答】解：A、“低声细语”中的“低”，是指声音的响度小，故A错误；
B、“引吭高歌”中的“高”，是指声音的响度大，故B错误；
C、声源的振动频率越高，发出声音的音调越高，故C正确；
D、我们能区别钢琴和吉他这两种乐器发出的声音，是因为它们发出声音的音色不同，故D错误。
故选：C。
3．（2分）如图在飞机旁边的工作人员佩戴有耳罩的头盔，耳罩的作用是（　　）

A．防止噪声的产生 B．在传播过程中减弱噪声
C．在人耳处减弱噪声 D．防止风吹到头部
【解答】解：在飞机旁的工作人员佩戴有耳罩的头盔，它是在人耳处减弱噪声。
故选：C。
4．（2分）关于声现象，下列说法正确的是（　　）
A．超声波能粉碎人体内的“结石”说明声波具有能量
B．声音在空气中传播的速度是定值，为340m/s
C．“闻其声，未见其人而知其人”是根据音调来分辨人的
D．考场附近道路旁安装噪声监测仪，可减弱噪声
【解答】解：A、超声波具有较高能量，用超声波能粉碎人体内的“结石”就是利用这个特点工作的，故A正确；
B、声音在空气中的传播速度和气温有关系，故B错误；
C、“闻其声而知其人”是根据音色判断出来的，故C错误；
D、在考场附近道路旁安装噪声监测仪只能检测声音的大小，不能减弱噪声，故D错误；
故选：A。
5．（2分）下列关于温度的描述中不符合实际的是（　　）
A．人的正常体温约37℃
B．人感到舒适的房间温度约为23℃
C．酒精灯的火焰温度约为800℃
D．一般洗澡水的温度约为60℃
【解答】解：
AD、人体正常体温是37℃，洗澡水的温度略高约为40℃．故A符合实际，D不符合实际；
B、人体感觉舒适的温度在23℃左右。故B符合实际；
C、使用酒精灯加热物体时，应选择外焰部分，因为外焰处燃烧最充分，温度在800℃左右。故C符合实际。
故选：D。
6．（2分）现代建筑出现一种新设计：在墙面装饰材料中均匀混入颗粒状的小球，球内充入一种晶体材料，当温度升高时，球内材料熔化吸热；当温度降低时球内材料凝固放热，使建筑物内温度基本保持不变。如图中表示球内材料熔化图像的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：由于墙面混入晶体材料，所以它在熔化的过程中，会出现固液共存的状态，它的温度会保持不变。
A是晶体熔化图像，B是晶体凝固图像，C是非晶体熔化图像，D是非晶体凝固图像。
故选：A。
7．（2分）海水淡化可有效解决人类的用水问题，淡化海水的方法有很多种，其中一种是“蒸馏法”，即将海水中的水蒸发出来，再将水蒸气冷凝成液态淡水，以上过程涉及的物态变化有（　　）
A．汽化和凝固 B．汽化和凝华 C．汽化和液化 D．升华和凝华
【解答】解：
将海水中的水蒸发是液态变成气态，属于汽化现象，再将水蒸气冷凝为液态的水是气态变成液态，属于液化现象。
故选：C。
8．（2分）课上老师做了一些有趣的实验：（1）把干冰（固态的二氧化碳）放入试管中，在试管口套气球（如图1），气球会鼓起，一段时间后，试管底部的外壁出现了白霜（如图2）；（2）取一块干冰放入常温下的水中（如图3），杯中的水立即就“沸腾”了，水中有大量气泡上升，并且在杯口出现大量“白气”，关于这些现象下列说法正确的是（　　）

A．气球内主要是水蒸气
B．“白气”是气态的二氧化碳
C．霜是室内空气凝华而成的
D．“白气”是水蒸气液化而成的
【解答】解：A、气球内的气体主要是干冰升华形成的二氧化碳气体，故A错误；
BD、水面上方的白气是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴，故B错误，D正确；
C、霜是空气中的水蒸气遇到冷的容器壁发生凝华形成的，故C错误。
故选：D。
9．（2分）图甲为探究冰熔化特点的实验装置，图乙为观察“碘锤”中的物态变化实验装置。已知标准大气压下，冰和碘的熔点分别是0℃和113.5℃。对比两实验有以下判断：（1）冰和碘都经历了固态变为液态的过程；（2）冰和碘在物态变化过程中都需要吸收热量。这两个判断（　　）

A．只有（1）正确 B．只有（2）正确
C．都正确 D．都错误
【解答】解：甲图中试管中的冰放在装水的烧杯中，冰会在试管内吸热熔化；图乙酒精灯给“碘锤”中固态碘加热，实验采用的是水浴加热的方法，碘的温度达不到其熔点，所以不存在固态变为液态的过程，但加热过程中碘也在吸收热量。
所以，题干中（1）说法错误，（2）说法正确。
故选：B。
10．（2分）庆祝新中国成立70周年，南京市政府10月1日晚在玄武湖畔燃放烟火，上演了一场声与光的盛宴（如图）。下列关于如图场景中涉及的物理知识叙述错误的是（　　）

A．远观的群众先看到光，再听到烟火的爆炸声
B．多彩的烟火是因为光的色散形成的
C．湖中的倒影是烟火正立的像
D．装点湖景的射灯发出的光是沿直线传播的
【解答】解：
A、由于光速远远大于声速，所以远处的群众先看到光，再听到烟火的爆炸声，故A正确；
B、多彩的烟火是因为焰火颗粒反射不同的色光形成的，故B错误；
C、湖中的倒影属于平面镜成像，成的是正立的像，故C正确；
D、射灯发出的光在均匀的大气中是沿直线传播的，故D正确。
本题选错误的；
故选：B。
11．（2分）额温枪这一非接触式测温仪器，成为2020年防控新冠肺炎的一种重点物资。额温枪通过传感器接收人体发出的红外线，得出体温数据。在用额温枪测体温的过程中（　　）
A．红外线传递体温信息 B．额温枪传递体温信息
C．红外线传递病毒信息 D．额温枪传递病毒信息
【解答】解：由题意知：额温枪通过传感器接收人体发出的红外线，利用红外线传递体温信息，得出体温数据，故A符合题意。
故选：A。
12．（2分）光给人类带来了光明。下列关于光现象的描述中，错误的是（　　）
A．“潭清疑水浅”是由于光的折射产生的一种现象
B．三月桃花盛开，游人能观赏到美丽的桃花，是光在桃花表面发生镜面反射的结果
C．雨过天晴后，天空中出现彩虹是光的色散现象
D．人们常说的“天狗吃月”这一现象是由于光的直线传播形成的
【解答】解：A、“潭清疑水浅”是由于光的折射产生的一种现象，故A正确；
B、三月桃花盛开，游人能观赏到美丽的桃花，是光在桃花表面发生漫反射的结果，故B错误；
C、雨过天晴时，常在天空出现彩虹，这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的，白光经水珠折射以后，分成各种彩色光，这种现象叫做光的色散现象。故C正确；
D、天狗吃月，即为月食现象，是光沿直线传播形成的，故D正确。
故选：B。
13．（2分）能正确反映水中的筷子看起来向上偏折的光路是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：（1）水中的筷子看起来向上偏折，是光线从水中射入空气发生折射造成的，而BD图都是光从空气射向水里，故BD错误；
（2）当光从水中射入空气时，在水与空气的交界面上发生折射，进入空气中的折射光线远离法线，折射角大于入射角，
而我们认为光是沿直线传播的，我们看到的筷子位置在折射光线的反向延长线上，从而位置比实际位置偏高，看起来筷子向上弯折，而A图折射角小于入射角。故C正确。
故选：C。
14．（2分）把微小放大以利于观察，这是物理学中一种重要的方法。如图是一种显示微小形变的装置。A为激光笔，B、C是平面镜，P为台面，未放重物时，激光束反射在屏上的光斑为点D，当把重物M放在台面P上时，台面将发生微小形变，以下说法正确的是 （　　）

A．平面镜B上的入射角变小，光斑向D点的左侧移动
B．平面镜B上的入射角变小，光斑向D点的右侧移动
C．平面镜B上的入射角变大，光斑向D点的右侧移动
D．平面镜B上的入射角变大，光斑向D点的左侧移动
【解答】解：P桌面上放重物M后台面发生倾斜，平面镜也发生倾斜，所以入射角变大，平面镜B上的入射角变大，根据镜面反射的特点知反射的光线偏向右方，即光斑向D点的右侧移动。
故选：C。
二、填空（每空1分，共32分。）
15．（2分）日常生活中，我们说话的声音是由于声带的 　振动　产生的，常说声音“震耳欲聋”，这是指它的 　响度　很大。
【解答】解：我们说话的声音是由声带的振动产生的；
“震耳欲聋”是说声音很大，即声音的响度很大。
故答案为：振动；响度。
16．（2分）医院里利用 　超声波　（选填“超声波”或“次声波”）诊断仪帮助医生检查病人体内脏器的情景，这种波的频率 　大于　（大于/小于）20000HZ。
【解答】解：频率大于20000Hz的声波叫超声波，医院里利用超声波诊断仪帮助医生检查病人体内脏器，这是利用超声波来传递信息。
故答案为：超声波；大于。
17．（3分）某钢铁厂液氧塔发生泄漏。消防队员赶赴现场，发现泄漏点周围雪花飘飘。雪花的形成是　凝华　（物态变化名）过程，需　放　（吸/放）热。消防队员用湿棉布捂在泄漏口，借助水的　凝固　（物态变化名）止住泄漏。
【解答】解：泄漏的液氧在常温下汽化吸热使空气中的水蒸气遇冷凝华形成“雪花”，凝华过程放出热量；
消防队员用湿棉布捂在泄漏口，泄露的液氧迅速汽化吸热使水的温度降低而凝固结冰，堵住泄露口，止住泄漏。
故答案为：凝华；放；凝固。
18．（3分）小华用如图实验装置研究水蒸气的液化，为了使实验现象更明显，可以在上方金属盘中放入　冰块　（填“温水”、“沸水”或“冰块”），这是通过　降低温度　方法使水蒸气液化的。另一种使气体液化的方法是　压缩体积　。

【解答】解：任何气体当温度降到足够低时，都会液化，研究水蒸气的液化，为了使实验现象更明显，可以在上方金属盘中放入冰块，冰块熔化要吸热，这是通过降低温度方法使水蒸气液化的；在温度不能降低到足够低的情况下，还可以通过压缩体积的方法使气体在常温下液化。
故答案为：冰块；降低温度；压缩体积。
19．（2分）在南极洲发现一个陨石凹坑，形状如圆形平底锅，如图所示。小明在圆心A点大喊一声，经过6s听到回声。设空气中声速为340m/s，圆形凹坑的半径为 　1020　m。月亮与地球间的平均距离为3.84×108m，则月亮反射的太阳光到达地球的时间为 　1.28　s。

【解答】解：（1）声音到凹坑壁的时间：
t=12×6s＝3s，
由v=st得从A点到凹坑壁的距离（半径）：
r＝s＝vt＝340m/s×3s＝1020m，
（2）根据v=st知光到达地球需要的时间：
t=sv=3.84×105km3×105km/s=1.28s。
故答案为：1020；1.28。
20．（3分）如图1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　°，如图2所示通过三个小孔看烛焰，人眼能看到烛焰，这三个小孔的摆放要求是 　三个小孔在同一直线上　，人看到烛焰是 　正立　（正立/倒立）的。

【解答】解：（1）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°。

（2）因为光是沿直线传播的，所以如图通过三个小孔去观察烛焰，若要看到烛焰，应满足的条件是眼睛、三个小孔和蜡烛在同一直线上，此时看见的烛焰发出的光，不是蜡烛通过小孔成的像，而是烛焰，故此时看到的烛焰是正立的。
故答案为：60；三个小孔在同一直线上；正立。
21．（2分）近年来，由于人类大量燃烧煤、石油等燃料，排放出大量的二氧化碳，使 　温室　效应不断加剧，导致全球气候变暖，造成海平面上升、热带风暴频发等一系列灾害性天气。大气中的臭氧层能吸收来自太阳的大部分 　紫外线　，（选填“红外线”或“紫外线”）而使地球上的生物免遭伤害。
【解答】解：各种化石燃料的燃烧会排放出大量的二氧化碳，导致全球变暖，称为温室效应，严重影响了人类的生存环境；大气中的臭氧层能吸收来自太阳的大部分紫外线，使地球上的生物免遭伤害。
故答案为：温室；紫外线。
22．（2分）在光学实验室内，将一辆玩具汽车放置在白色背景板前。拉上窗帘，打开光源A，让一束白光照向汽车，发现汽车呈现黄色，这是由于汽车　反射　（吸收/反射）了黄色光。若将另外一束红光照向汽车的影子，则影子区域此时呈现　红　色。

【解答】解：发现汽车呈现黄色，这是由于汽车反射黄色光。
将另外一束红光照向汽车的影子，将影子照亮，由于背景是白色的，反射各种色光，所以反射红光，故区域呈现红色。
故答案为：反射；红。
23．（3分）如图1光的色散实验时光屏上的彩色光带分辨不清，可以适当 　增大　（选填“增大”或“减小”）光屏与三棱镜的距离。由上述实验现象可推知：红光照射下某凸透镜的焦距 　大于　（小于/等于/大于）蓝光照射下该凸透镜的焦距。如图2所示为色光三原色的示意图，区域2应标 　白　色。

【解答】解：太阳光经过三棱镜被分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七种色光的现象叫作光的色散；彩色光带分辨不清，可以适当增大光屏与三棱镜的距离，光的色散现象更明显；
由图可知，红光的偏折程度比紫光、蓝光的偏折程度要小，则当红光和蓝光分别平行于主光轴射向同一凸透镜后，红光的会聚点（即焦点）远，则焦距长；因此，红光照射下某凸透镜的焦距大于蓝光照射下该凸透镜的焦距；
光的三原色是红、绿、蓝，故图中区域1应标为蓝色，光的三原色能合成白光，故区域2应标为白色。
故答案为：增大；大于；白。
24．（2分）如图所示，B′是人眼在A处透过水面看见的河底一白色鹅卵石的虚像，这虚像是由光的　折射　形成的。若在A处用激光手电对准虚像B’照射，则手电发出的光　能　 （选填“能”或“不 能”）照射到河底的白色鹅卵石上，这说明　光路是可逆的　。

【解答】解：根据折射定律可得，看到水中的鹅卵石是光的折射现象；
根据光路的可逆性，A处的手电发出的光能射到河底的鹅卵石上；
故答案为：折射，能，光路是可逆的。
25．（4分）如图甲是“探究冰的熔化特点”实验装置，图乙是根据实验数据描绘出冰在熔化时温度随时间变化的图像。实验中，图甲装置的试管中应为 　碎冰　（选填“碎冰”或“冰块”）；当试管中的冰开始熔化时，立即将试管浸入到另一只装有冰水混合物的烧杯中，发现冰不再熔化，该现象 　能　（选填“能”或“不能”）说明冰在熔化过程中需要吸热，图乙为冰的温度与时间变化关系的图像。其中能较正确反映冰熔化成水后，升温过程的图像是 　CE　段（选填“CD”、“CE”）。根据观察图像确定冰熔化过程经历了 　4　min。

【解答】解：（1）碎冰相对于冰块来说，加热过程中受热更均匀，并且更容易包裹温度计玻璃泡，测温更准确，故实验时使用碎冰实验效果更好；
（2）当试管中的冰开始熔化时，温度达到熔点，立即将试管浸入到另一只装有冰水混合物的烧杯中，冰水混合物的温度也是熔点温度，二者温度相同，试管中的冰无法吸热，故冰不再熔化，说明只达到熔点，不持续吸热冰无法熔化；（3）水的比热容大于冰，加热相同的时间，吸热相同，水升高的温度低，故CE能反映熔化后水的温度变化特点。根据图像可知，BC段温度不变，为熔化过程，持续4min。故答案为：碎冰；能；CE；4。
26．（4分）光在空气和水的分界面处同时发生反射和折射的光路如图所示，其中折射角为∠　2　（选填“1”、“2”或“3”），分界面为　②　（选填“①”“②”），分界面的　上　方为水。当入射角减小时，反射光线与折射光线的夹角将变　大　。

【解答】解：由图可知，∠1等于∠3，因此①是法线，②是界面，CO是入射光线，OA是反射光线，OB是折射光线；
又因为∠2大于∠3，即折射角大于入射角，所以分界面下方是空气，上方是水；
因反射角等于入射角，所以当入射角变小时，反射角变小，折射角也会减小，所以反射光线与折射光线的夹角将变大。
故答案为：2；②；上；大。
三、作图（共5分）
27．（5分）按要求作图。
如图小静看到有一只鹅在水中嬉戏，请将她看到水中“鹅”的入射光线补充完整。

【解答】解：人看到水中“鹅”是因为鹅反射外界光射向水面时发生反射，反射光线进入人眼。图中已画出法线和反射光线，根据反射角等于入射角作出入射光线，如图所示：
。
28．画出物体AB在平面镜中所成的像A'B'（保留作图痕迹）。

【解答】解：
分别作出物体AB端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′，用虚线连接A′、B′即为AB在平面镜中的像A'B'，如图所示：

29．如图中分别完成凸透镜与凹透镜的折射光线。

【解答】解：平行于主光轴的光线经过凸透镜后会过焦点；延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴，如图所示：

四、实验探究题（每空1分，共35分。）
30．（8分）用如图所示的实验装置做“观察水的沸腾”实验。

（1）如图：组装器材时先调整 　 　（选填“A或B”）的高度，当他们将温度计刚插入热水中时，温度计的管壁模糊，很难看清示数，原因是 　水蒸气遇冷发生液化形成小水滴附在玻璃上　。
（2）实验时用温度计测出不同时刻水的温度，并记录在如表中，其中第3min时温度计的示数如图甲所示，示数为 　92　℃，如表为记录实验数据的表格，表中（a）处应填的内容是 　温度/℃　。
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
a
80
84
88

96
98
98
98
（3）实验中，观察到水沸腾前和沸腾时水中气泡的上升情况不同，如乙所示，表示水在 　沸腾时　（选填“沸腾前”或“沸腾时”）的情况。
（4）请在图丙方格纸上画出水的温度随时间变化的图象。分析实验数据可知，水的沸点是 　98　℃。
（5）水沸腾时需要吸热，你是通过怎么样的实验操作和实验现象验证这一结论？　熄灭酒精灯，看水是否沸腾，当熄灭酒精灯时，水停止沸腾　。
【解答】解：（1）组装实验仪器时，应根据酒精灯及其火焰的高度先固定图中的B部分，使酒精灯的外焰正好能给烧杯加热，然后再固定图中的A部分，使温度计的玻璃泡全部浸没到被测液体中，且不能碰到烧杯的底或壁；温度计刚插入水中时，温度计外壳温度较低，水蒸气遇冷发生液化形成小水滴附在玻璃上，造成管壁模糊不清；
（2）由图乙可知，温度计的分度值是1℃，温度计的示数是92℃；实验需要测量不同时刻的温度，表中（a）处应填的内容是温度/℃；
（3）沸腾时，有大量气泡产生，气泡在上升过程中体积增大，所以图乙中是沸腾时的现象；
（4）根据表格中数据描点，并用平滑的曲线连接起来。如图所示：

由图可知水的沸点是98℃；
（5）水沸腾需要吸热，想证明水沸腾是需要吸热的，采取的措施是熄灭酒精灯，看水是否沸腾，当熄灭酒精灯时，水停止沸腾。
故答案为：（1）B；水蒸气遇冷发生液化形成小水滴附在玻璃上；（2）92；温度/℃；（3）沸腾时；（4）如上图所示；98；（5）熄灭酒精灯，看水是否沸腾，当熄灭酒精灯时，水停止沸腾。
31．（4分）学习小组用图1中甲所示的圆柱形纸质套筒做“探究小孔成像规律”的实验，发现像的大小不同，亮度也不一样。

关于像的亮度与哪些因素有关，他们提出以下猜想：
猜想1：与小孔到光屏的距离有关；
猜想2：与小孔的形状有关；
猜想3：与小孔的大小有关；
（1）类比利用太阳光测凸透镜焦距时，光屏从焦点处远离透镜过程中，光斑越大越暗的现象，可判断猜想1是 　正确　的。（填“正确”或“错误”）
（2）验证猜想2时，固定烛焰、纸筒和光屏的位置，更换使用如图1中乙所示的三个小孔进行实验，分别观察比较所成像的亮度。他们实验中存在的问题是 　没有控制小孔的大小相等　。
（3）为验证猜想3，固定烛焰、小孔和光屏位置，只改变圆孔直径，观察到的现象如表：
圆孔的直径/mm
小于1.0
1.0
1.5
2.0
2.5
4.0
像的清晰度
清晰
清晰
清晰
清晰
较模糊
模糊
像的明亮程度
﹣﹣﹣逐渐变亮→
实验现象表明：在小孔成像清晰时，　小孔越大，像的亮度越大　。
（4）如果蜡烛的位置固定，其他距离也不变（如图2），只将套筒绕中心轴顺时针旋转，则蜡烛在塑料薄膜上所成的像将 　C　。
A.顺时针旋转
B.逆时针旋转
C.没有变化
【解答】解：（1）类比利用太阳光测凸透镜焦距时，光屏从焦点处远离透镜过程中，光斑越大越暗的现象，说明像的亮度与小孔到光屏的距离有关；可判断猜想1是正确的；
（2）要探究：像的亮度与小孔的形状的关系，需要控制孔的大小不变，改变形状，而图乙中即改变了孔的形状，又改变了孔的大小，此过程中没有控制小孔的大小相等；
（3）由实验数据分析可得：在小孔成像清晰时，小孔越大，像的明亮程度越亮；
（4）小孔成像的原理是光线沿直线传播，只将套筒绕中心轴顺时针旋转，蜡烛的位置不变，所成的像也不会变化，故选A。
故答案为：（1）正确；（2）没有控制小孔的大小相等；（3）小孔越大，像的亮度越大；（4）C。
32．（7分）如图所示，将茶色玻璃板作为平面镜竖直放置在一张方格纸上，并准备了两个相同的棋子A和B、刻度尺、铅笔、手电筒等，用来探究棋子A在平面镜中成像的特点。
（1）实验中用茶色玻璃板代替平面镜的好处是便于确定 　像的位置　，“调整棋子B的位置”的操作过程中，人眼应该一直在玻璃板的 　前　（前/后）侧观察，“改变棋子A到玻璃板的距离”后，它像的大小 　不变　（选填“改变”或“不变”）。
（2）同学们将玻璃板向左平移，玻璃板中的像将 　不会　（选填“向左”“向右”或“不会”）移动。
（3）将一张白卡片放到棋子B的位置，移去后面的棋子B，并在该位置放置光屏，（选填“透过”或“不透过”） 　不透过　玻璃板观察光屏，光屏上没有像，说明所成的像是虚像。
（4）若将玻璃板绕底边向棋子B一侧翻转90°，则在此过程中，棋子顶端与其像之间的距离变化情况是 　先变大后变小　，本实验中手电筒的作用是 　照亮棋子A，能使像变亮　。

【解答】解：（1）因为玻璃板是透明的，能在观察到A棋子像的同时。还可以透过玻璃清楚的看到放在后面B棋子，便于确定像的位置；
在玻璃板前放置棋子A，将完全相同的棋子B放在玻璃板后并移动，人眼一直在玻璃板的前侧观察；“改变棋子A到玻璃板的距离”后，因像与物的大小相等，所以它像的大小不变；
（2）物体在平面镜中成像，像和物体关于平面镜对称，同学们将玻璃板向左平移，玻璃板中的像将不会移动；
（3）为了探究平面镜成像的虚实情况，可以将一张白卡片竖直放在B所在的位置，眼睛应不透过玻璃板观察白卡片上是否有蜡烛A的像；因为光屏可以承接实像，不能承接虚像，所以白卡片上没有像，说明所成的像是虚像；
（4）将玻璃板绕底边向棋子B一侧翻转90°，则在此过程中，像与物关于镜面是对称的，棋子A顶端与其像之间的距离变化情况是先变大后变小；
本实验中手电筒的作用是照亮棋子A，能使像变亮；
故答案为：（1）像的位置；前；不变；（2）不会；（3）不透过；（4）先变大后变小；照亮棋子A，能使像变亮。
33．（6分）“探究光的反射规律”的实验装置如图甲所示平面镜放在水平桌面上，标有刻度（图中未画出）的白色纸板ABCD，能绕垂直于CD的ON轴翻转，在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。

（1）在纸板前从不同方向可以看到纸板上入射光AO的径迹，这是因为光在纸板上发生了 　漫　反射；
（2）移动激光笔，使入射角为45°，测得反射角也为45°，由此就得出“光反射时，反射角等于入射角”的结论你认为有何不妥之处？　没有改变入射角度数多次实验，结论具有偶然性　。
（3）让入射角等于 　0　°时，反射光线与入射光线重合。
（4）使一束光贴着纸板AON沿某一角度入射到O点，尽管纸板AON与纸板BON已经是同一个平面了，但纸板BON上还是没有观察到反射光，原因可能是 　纸板没有与平面镜垂直　。
（5）如图乙所示，将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度，发现纸板上均无反射光束呈现。此现象说明了：　反射光线、入射光线和法线在同一平面内　。
（6）若保持平面镜水平不变，将板向后倾斜一个角度（如图丙），入射光线仍能呈现纸板上，且沿AO方向入射到平面镜的O点，此时与图甲情形对比，发生改变的是 　 　。
A.法线方向
B.反射光线方向
C.反射角和入射角关系
【解答】解：（1）实验时从光屏前不同的方向都能看到光的传播路径，是由于光屏表面凹凸不平，光在这里发生了漫反射的缘故；
（2）因为一次实验具有很大的偶然性，所以不能只由一组数据就得出结论，应改变入射角的度数进行多次实验，得到普遍性规律；
（3）反射光线与入射光线重合时，说明入射光线是垂直于镜面入射，此时的反射光线、入射光线、法线重合，则入射角为0°；
（4）反射光线、入射光线和法线在同一平面内，若实验中未将纸板与平面镜垂直，纸板FON上没有观察到反射光，可能是纸板未与平面镜垂直放置或纸板EON与FON不在同一平面上；
（5）如图乙所示，将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度，发现纸板上均无反射光束呈现，说明反射光线、入射光线、法线都在同一个平面内。
（6）保持平面镜水平不变，将纸板向后倾斜一个角度，入射光线仍能呈现在纸板上，且沿EO方向入射到平面镜的O点，但与原来相比，入射光线的方向改变了，法线方向不变（垂直于镜面），由于反射光线、入射光线和法线在同一平面内，所以反射光线方向改变，则在纸板上不能看到反射光线，而入射角度数改变、反射角与入射角关系都不改变，故选B。
故答案为：（1）漫；（2）没有改变入射角度数多次实验，结论具有偶然性；（3）0；（4）纸板没有与平面镜垂直；（5）反射光线、入射光线和法线在同一平面内；（6）B。
34．（6分）在“初识光的折射现象”和“探究光的折射特点”实验中
（1）如下图甲，小明将一束激光射至P点，形成一个光斑，向水槽内慢注水，水槽底部光斑的位置将 　向左移动　（选填“向左移动”“向右移动”或“不动”），实验中光在空气中的传播路径并不清晰，为解决此问题，他在水面上方喷了一些 　烟雾　。继续沿水槽壁缓慢注水，在此过程中，折射角 　不变　（增大/不变/减小）

（2）如图乙，他将光沿着AO方向射向水面上的O点，光在水中沿着OB方向射出，调整激光笔使入射光逐步偏向法线，折射光也逐步偏向法线，说明光从空气斜射入水中时，入射角减小，折射角随之 　减小　（选填“增大”“减小”或“不变”）。
（3）如图丙所示，小彬将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射，为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播，则激光笔照射的方向应满足的条件是 　平行于DE　，且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区 　②　（选填“①”②”或“③”）内。
【解答】解：
（1）光从空气斜射入水或其它透明介质时，折射角小于入射角；小明将一束激光射至P点，形成一个光斑，向水槽内慢慢注水，光线在水面处发生折射，水槽底部光斑的位置将向左移动，说明光从空气斜射入水中时，传播方向会发生改变；
实验中光在空气中的传播路径并不清晰，为解决此问题，他可以在水面上方喷一些烟雾；
继续沿水槽壁缓慢注水，在此过程中，入射角大小不变，折射角大小不变；
（2）入射光线和法线的夹角是入射角，折射光线和法线夹角是折射角，图丙中入射光逐步偏向法线，折射光也逐步偏向法线，说明入射角减小，折射角也减小；
（3）将激光笔移至虚线框内向水槽底部（厚度可忽略不计）照射，因光从空气斜射进入水中和从水斜射进入空气中时，两次发生折射，一次折射角减小，另一次折射角增大，则最终的折射光线与最初的入射光线是平行的，所以激光笔应该与DE平行入射到区域②的位置，才能实现，如下面图2所示；
。
故答案为：（1）向左移动；烟雾；不变；（2）减小；（3）平行于DE；②。
35．（4分）（1）利用太阳光测量凸透镜的焦距时，小明将一把木质刻度尺的一端支于水平地面上，观察尺在地面上形成的影子，不断调节刻度尺，使其在地面上的影子成一最短的线，这时尺的方向就与太阳光的方向平行。小明保持尺不动，小红将光屏A和凸透镜L按照图甲所示的方式均垂直于刻度尺摆放，光屏上形成了一个　最小最亮　的光斑。则该凸透镜的焦距为 　10.0　cm。

（2）学过透镜知识后，小吕实验小组在光学实验室（暗室）想对学过的知识进行深入研究，找来器材：光源S（视为点光源）、新的圆形凸透镜（直径为D）、光具座、光屏（足够大）.经讨论他们决定先从测凸透镜的焦距开始。
①在光屏中央画一个与凸透镜直径相同的圆，找出圆心O’。
②将光源、凸透镜和光屏放在光具座上，调节它们的高度，使光源、凸透镜光心和圆心O'在同一水平直线上。
③固定凸透镜的位置，将光源从紧贴凸透镜的位置缓慢向外移动，直到光屏上的光斑与所画圆完全重合，就可以从光具座上读出凸透镜的焦距，此时各器材在光具座上的位置如图乙所示，该凸透镜的焦距为 　20.0　cm。
④在移动光屏的过程中，小明发现在光屏上光斑外侧还有一个暗环，他猜想可能是凸透镜的边框造成的.于是他拆除边框直接将凸透镜固定在光具座上，进行实验验证，发现暗环仍然存在。暗环是如何形成的？请教老师后知道：暗环是透镜外侧沿直线传播的光与透镜折射的光在光屏上形成无光区.若光源S在左焦点上，光屏在右焦点处，如图丙所示，请你算出此时暗环的面积等于 　34πD2　。
【解答】解：（1）根据光的直线传播可知，刻度尺的影子最短时，刻度尺与光线平行；小明保持尺不动，小红将光屏A和凸透镜L按照图甲所示的方式均垂直于刻度尺摆放，光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。刻度尺的分度值是1cm，该凸透镜的焦距为：f＝10.0cm﹣0＝10.0cm；
（2）③因为圆圈和凸透镜是等大的，所以当光斑和圆圈重合时说明折射光线是平行的，这时光源刚好在焦点上，因此应该是直到光屏上的光斑与所画圆完全重合；凸透镜的焦距是：f＝50.0cm﹣30.0cm＝20.0cm；
（5）透镜边缘以外的光线沿直线传播，以内的光线会发生偏转，二者之间会形成一个没有光线的黑色区域，这就是暗环，因此暗环形成的原因是：透镜外侧沿直线传播的光与经透镜折射的光在屏上形成无光区；如下图所示：
；
图中凸透镜正好相当于大三角形的中位线，那么：圆环大圆的直径就是2D，半径是D；小圆的直径就是D，半径就是12D；
那么暗环的面积为：πD2﹣π（12D）2=34πD2。
故答案为：（1）最小最亮；10.0；（2）20.0；34πD2。