备战2023新中考二轮科学专题导练 考点17 声和光

考点精讲

一、声音的发生与传播

1.声音是由于物体的振动而产生的。振动的物体叫声。有声音必定有声，但有声却不一定有声音。声音靠介质（一切固体、液体、气体）传播，它以波的形式传播，称为声波，波是传递能量的一种形式。真空不能传声。声音在不同介质中的传播速度不同，声音在固体、液体中比在空气中传播的速度快。一般来说，声音在固体中的传播速度是最快的，在气体中的传播速度是最慢的，声音在空气（15摄氏度）中的传播速度为340米/秒。

2.回声是声音遇到山崖、墙壁等障碍物反射回来传入人耳的声音。人耳区分回声和原声的最短时间间隔是0.1秒。

3.声波的应用

声波具有能量，在医学、军事、工农业生产中超声波有广泛的应用。

4.乐音的三个基本特征

乐音的三个基本特征是音调、响度、音色。发声体振动越快，音调越高。人耳能听到的频率范围是20---20000赫。响度与声振动的幅度和人距离声的远近远观。音色有发声体的频率组成和振幅决定；发声体的性质、形状、发生方法等能够影响音色，根据音色我们可辨别不同的乐器及不同人的说话声等。

5.科学中把不规则振动发出的声音叫噪声；环保学中把影响他人学习、生活和工作的声音叫噪声。减弱噪声的途径有：1 将声加屏蔽隔离；2 在声音的传播过程中减弱； 3 在人耳处减弱。

二、光的反射和折射

1. 光的反射定律：反射光线跟入射光线和法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居法线两侧；反射角等于入射角。

2. 平面镜成像特点：①像是虚像；②像和物体等大；③像和物体关于平面镜对称。
3. 光的折射规律：光从空气斜射入水或玻璃种时，折射光线偏向法线方向；光从水或玻璃射入空气中时，折射光线偏离法线方向；折射光线、入射光线、法线在同一平面内；当光垂直入射时，进入第二种介质的光线方向不发生改变。
4. 透镜：凸透镜对光线有汇聚作用，凹透镜对光线有发散作用。
5. 透镜的三条特殊光线：

6. 凸透镜成像规律

透镜成像公式：

真题解析

例题

1．暴雨前，往往会电闪雷鸣，其中雷声是以______的形式传播的；在雷声特别响的时候，为了保护自己的耳朵，小李可以张开嘴巴，这是为了_________，也可以用手捂住耳朵，从防止噪声的角度，这属于在______减弱噪声。

答案

1．     波     平衡鼓膜内外两侧的气压以免该结构被震破     人耳处

【解析】

【分析】

【详解】

[1]不同的云团放电时就会引起空气的剧烈振动而发出雷声；声音是以波的形式向四外传播的。

[2][3]在雷声特别响的时候，为了保护自己的耳朵，可以张开嘴巴来平衡鼓膜内外两侧的气压以免该结构被震破。也可以用手捂住耳朵，属于在人耳处减弱噪声。

2．（1）作出S点发出的经过空间一点P的光线。

（2）已知入射光线和反射光线，画出下图中的平面镜。

（3）将一平面镜斜放在装有水的水槽中，有一束光线垂直射向水面，如图所示，请画出这束光线在水中行进，最后射出水面的光路图。

（4）如图所示，MN为凸透镜的主光轴，A为烛焰，为烛焰在光屏上所成的像，根据凸透镜成像原理在图中画出凸透镜的位置及其焦点（画出一个焦点即可）。

答案

2．（1）（2）（3）（4）

【解析】

【分析】

【详解】

（1）过镜面作出点S的对称点S′，即为点S在平面镜中的像，连接S′P与镜面交于O点，即为入射点（反射点），连接SO就得到入射光线，则OP为反射光线，如下图所示：

（2）将入射光线延长，反射光线反向延长相交于两点，将两点连接得到平面镜的位置，如图所示：

（3）光从空气垂直射入水中，传播方向不变，根据光的反射定律画出经过平面镜后的反射光线，光线从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角，据此作出折射光线，如图所示：

（4）在烛焰上取一点S，在所成的像上找出其对应的像点S′，连接SS′，其与主光轴的交点O就是凸透镜的光心，由此可以确定凸透镜的位置；过S点作平行于主光轴的入射光线，经过凸透镜折射后要过S′，折射光线与主光轴的交点就是凸透镜右侧焦点F的位置（因为平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后过焦点）；过S′点作平行于主光轴的折射光线，再从S作出该折射光先的入射光线，入射光线与主光轴的交点就是凸透镜左侧焦点F的位置。如图所示：

3．在观看交响乐队演奏的过程中，小华发现同属于管乐器的圆号、小号、长号、大号发出声音的高低各不相同，他决定对此进行研究，经过和同学们讨论，提出了以下猜想：

猜想一：管乐器发出声音的音调高低，可能与管内空气柱的长度有关；

猜想二：管乐器发出声音的音调高低，可能与管内空气柱的横截面积（粗细）有关；

小明找来了两个未使用过的一次性注射器制成了一些哨子（如图所示），注射器的规格分别为2.5 mL和5 mL.他一边吹哨子一边调整注射器内空气柱的长度，同时利用专用仪器测出声音的频率和响度，详见下表（表中“mL”表示毫升，“cm”表示厘米）：

（1）选用序号为A、B、C的三次实验做对比，可以得出：在空气柱的____相同时，管内空气柱越短，音调越______；

（2）选用序号为______的两次实验做对比，可以得出：在空气柱的____相同时，管内空气柱横截面积越大，音调越______。

答案

3．     横截面积（或粗细）     高     A、D（或B、E或C、F）     长度     低

【解析】

【分析】

【详解】

要研究音调的高低和什么因素有关，需用控制变量法。

（1）[1][2]选用序号为A、B、C的三次实验做对比知道，在空气柱的横截面积（或粗细）相同时，管内空气柱越短，单位时间内振动的次数越多，频率越快，音调越高。

（2）[3]琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积有关，需控制琴弦的长短和琴弦的材料不变，所以要选择A、D（或B、E或C、F）

 [4] [5]根据表格数据知道，管内空气柱横截面积越大，音调越低。

4．小李表演了一个“水火相融”的小魔术。她将一块透明的玻璃板垂直放在桌面上，将桌子分割成甲、乙两个区域，在甲区域内放置了一个盛满水的烧杯，里面浸没着一支蜡烛A（如图一），并在乙区域的指定位置放置蜡烛B。小李请观众从乙区域一侧的某点P的位置望向蜡烛A（如图二），并将乙区域已准备好的蜡烛B点燃，观众发现蜡烛A竟然在水中燃烧了！

（1）请根据光学知识判定：小李是怎样选取和放置蜡烛的？

[选取蜡烛]使蜡烛A、B满足______的条件。

[确定位置]蜡烛A放好后，不借助刻度尺如何确定蜡烛B的位置？

小李的做法是点燃蜡烛B，并调节B的位置，使______。

（2）通过对实验的分析可知：蜡烛A在水中______（填“一定”“可能”或“一定没”）燃烧。

（3）为了增强魔术效果，小李又进行了改进，下列改进中，合理的是______

①在较黑暗环境中进行；②在较明亮环境中进行；③玻璃板薄一些；④玻璃板厚一些；⑤在图三中C处进行遮挡；⑥在图四中D处进行遮挡

答案

4．     两支蜡烛完全相同     蜡烛B的像与蜡烛A完全重合     一定没     ①③⑥

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]两支蜡烛长短或粗细不同时，会出现不能完全重合的现象，所以必须保证两支蜡烛完全相同，这样后面的蜡烛才能和前面蜡烛的像完全重合。

[2]根据玻璃板的透光性，取两个等大的蜡烛A和B把A蜡烛摆在玻璃板前面，点燃蜡烛B，并调节B的位置，使蜡烛B的像与蜡烛A完全重合，即可确定确定蜡烛B的位置。

（2）[3]将乙区域已准备好的蜡烛B点燃，观众发现蜡烛A竟然在水中燃烧了，实际上是看到了与蜡烛A重合的B的像，蜡烛A在水中一定没燃烧。

（3）[4]①②点燃的蜡烛，比较亮，环境越黑暗，蜡烛和环境的对比度越大，蜡烛成像越清晰，选择在较黑暗环境中进行。

③④玻璃板有两个反射面，每个反射面都可以成一个像，这样由于两个像的干扰，像的位置不易确定准确，选择玻璃板薄一些。

⑤⑥如图所示：

图三中蜡烛B发出的光经过平面镜反射后被挡板挡住，不能进入人的眼睛中，不能看到像，不可行；图四中蜡烛B发出的光经过平面镜反射后能进入人的眼睛中，能看到像，可行。

5．小江探究凸透镜的成像规律，进行了如下操作并得到了相关结论。

（1）如图甲所示，让太阳光正对着凸透镜照射，把光屏置于另一侧。改变光屏与凸透镜间的距离。直到光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距是___________cm。

（2）将蜡烛、透镜和光屏放在光具座上，并使烛焰、透镜和光屏三者的中心大致在___________，使得像始终在光屏的正中央。

（3）小江按照实验步骤做了四次实验，如图乙是第一次实验中蜡烛、透镜和光屏的位置。

①在表中A处填写相应内容___________。

②小江做到第3次实验时，蜡烛由于燃烧而变短了一点，此时，像会成在光屏的___________半部分（选填“上”或“下”）。

（4）若将印有字母“F”的纸片（图丙）放在离凸透镜5cm的地方，能看到的清晰的像是图丙中___________（选填A、B、C、D）。

（5）如图乙，当光屏成清晰的像时，小江拿来一副眼镜放于蜡烛和凸透镜之间、光屏上的像又变得模糊，发现当光屏向右移动适当距离后像又清晰。由此可知，小江拿的眼镜属于___________。（选填“近视眼镜”或“远视眼镜”）

答案：

5．     10.0     同一高度     40     上     A     近视眼镜

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]由图知道，光屏上出现一个最小最亮的光斑即为凸透镜的焦点处，由于焦点到凸透镜光心的距离为

60.0cm-50.0cm=10.0cm

所以，凸透镜的焦距是10.0cm。

（2） [2]当蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上时，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心。

（3）①[3]由表格数据知道，当物距为40cm时，像距为13cm，根据光路的可逆性知道，当物距为13cm时，像距为40cm。

②[4]当蜡烛燃烧变短时，由于过凸透镜光心的光线传播方向不变知道，所以，像成在了光屏的上方，若为了使像仍成在光屏中央，可以将透镜向下移动或将光屏向上移动。

（4）[5]将印有字母“F”的纸片（图乙）放在离凸透镜5cm的地方，物距小于焦距，成正立放大的虚像，故选A。

（5）[6]小江拿来的眼镜放于蜡烛和凸透镜之间，光屏上的像又变得模糊，小江同学发现当光屏向右移动适当距离后像又清晰，即此时的像距变大的，所以该眼镜推迟了像的形成，所以能对光线有发散的作用，故是凹透镜，凹透镜可以矫正近视眼，该眼镜是近视眼镜。

突破提升

一、选择题

1．有关声的下列说法中，正确的是（　　）

A．只要物体振动，我们就能听到声音

B．听觉的形成在耳的听觉感受器

C．医用“听诊器”能使人的心脏振动幅度增大，音调升高

D．用超声波能刷牙，说明声波具有能量

2．小科想利用焦距为f的凸透镜使小灯泡发出的光变成平行光，可以把小灯泡放在主光轴上的（　　）

A．M或Q点 B．O点

C．M或N点 D．N或P点

3．根据如图提供的小资料，下列说法正确的是（       ）

A．蝙蝠发出的声音都是超声波，人类听不见

B．因为大象和狗的“发声频率”没有重叠区，所以狗的叫声大象永远也听不见

C．家人之间悄悄说话，身边的狗狗无动于衷，因为“悄悄话”的频率狗狗是无法感知

D．静谧的夜晚我们身边的狗狗有时突然耳朵一竖并转动几下，这可能是狗狗听到了人类听不见的声音

二、填空题

4．小强将如图所示的两纸筒A、B套在一起制作模型照相机。当用来看远处景物时，在半透明纸上可得到清晰的______（选填“实”或“虚”）像；接着再看近处物体，若还想在半透明纸上得到清晰的像，应将纸筒A、B间的距离______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

三、简答题

5．（1）白光经过三棱镜后，光屏上自上而下出现了如图所示的色带。据此，选取了一凸透镜，用红光和蓝光进行实验，请画出蓝光经过凸透镜折射后的大致图像。

（2）在汽车驾驶室内，驾驶员通过左右两侧后视镜观察，有看不到的区域（盲区），人或其他车辆应尽量避免进入盲区。如图，S为驾驶员眼睛位置，MN为左侧后视镜左右两边界点，请作出反射光线NS入射光线，并用斜线标出BM到车左侧（虚线所示）之间的盲区。

（3）在光具座上自左向右依次竖直放置一个凹透镜、凸透镜和平面镜，两个透镜的主光轴重合，凸透镜的焦距为，此时两个透镜之间的距离为。在凹透镜的左侧有一水平平行光束通过两个透镜后入射到平面镜上，经平面镜反射后，反射光恰能沿原来的光路返回，按要求画出光路图，并标出焦点。

6．如图为一声速测量仪器的使用说明书和实验装置图，图中铜铃作为声，请你认真阅读说明书，并完成下面的问题。

（1）若液晶显示屏显示的示数为0，下列关于铜铃所在的位置，最合理的是___________。

A．甲处       B．乙处       C．甲乙中点处

（2）一同学将铜铃放到甲的左边，并与甲乙在一条直线上，则铜铃在远离甲的过程中，液晶显示屏的数值将___________。

A．变大       B．不变       C．变小       D．无法确定

（3）一同学想验证声速随传声介质温度升高而增大，把铜铃固定放在甲的左边，并与甲乙在一条直线上，然后打开实验室空调提高室内温度，此时他会发现液晶显示屏的数值___________。

A．变大       B．变小       C．不变       D．无法判断

（4）如图中，已知，，液晶显示屏上显示：1.875，则此时声速约为___________m/s。

7．根据材料，回答问题

透镜焦距f的长短标志着折光本领的大小，焦距越短，折光本领越大。通常把透镜焦距的倒数叫作透镜的焦度，用Φ表示，即如果某透镜的焦距是0.5m，它的焦度就，而平时说的眼镜片的度数就是镜片的透镜的焦度乘100的值，例如，400度远视镜片的透镜焦度是4m-1，它的焦距是0.25m。通常远视镜片的度数是正数，而近视镜片的度数是负数。

（1）如图1是我们人的眼睛的结构图，眼睛很像一架照相机。眼球相当于一个______透镜，______相当于光屏。

（2）如图2所示是小明的眼睛看物体时的成像情况，则小明的眼睛需要佩戴如图中的______（填字母）透镜。

（3）小明同学所戴眼镜镜片的焦距为200cm，该镜片的度数为______度。

四、探究题

8．学校科技小组参加市科技创新大赛，研究光在水和玻璃中的反射规律和折射规律，从实验中得到如下数据，表1是光从空气射入水中的测量数据，表2是光从空气射入玻璃的测量数据：

表1   光从空气射入水中的测量数据。

表2   光从空气射入玻璃的测量数据。

（1）分析表1表2中的数据可以得出结论：

①___________。

②___________。

（2）小明想起自己去眼镜店配眼镜的情景，配镜师傅提到一个术语“折射率”，师傅说：相同度数的眼镜使用折射率大的材料，眼镜就可以更轻薄，矫正视力的效果就更理想。结合以上数据，你对两种透明介质的这种光学属性的判断是，水的“折射率”比玻璃的___________（选填：“大、小或相同”），依据是___________。

9．小明做“探究平面镜成像特点”的实验时，将玻璃板竖直立在水平桌面上，在白纸上画出表示玻璃板前后两表面的位置和。

（1）如图所示，用刻度尺测量玻璃板的厚度，其读数为___________cm。

（2）在玻璃板前放棋子A，观察到棋子在玻璃板中有两个像，一个较亮，另一个较暗。较亮的像是光线经___________（选填“”或“”）面反射形成的。

（3）为验证“像是虚像”的猜想，小明将一张白卡片放在___________的位置，___________（选填“直接”或“透过玻璃板”）观察卡片上有无棋子A的像。

（4）将棋子B（图中未画出）放到玻璃板后，使它与较亮的像重合，并测量棋子A的右端到的距离和棋子B的左端到的距离，实验数据记录在表中。

分析数据可得：像到反射面的距离___________（选填“小于”或“大于”）物到反射面的距离。

（5）实验中，像与物到反射面的距离存在差值，小明对此很感兴趣，问了老师。老师说这和站在岸边看水中鱼会变浅的原理是一致的。请帮小明回答造成差值大小的原因是？___________。

10．请作出光路图。

（1）F为透镜的焦点，试画出与已知光线对应的入、出射光线。_____

（2）光位于A点，试画出该光发出的一条光线经过平面镜MN反射后通过C点的光路图_____

（3）如图所示，人眼在A处看见河里潜水员头上的照明灯B，但是感觉好像是从C点位置发出来的，请画出光从照明灯B射向人眼A的光路图。_____

答案：

1．D

【解析】

【分析】

【详解】

A．只要物体在振动，就一定能发出声音，但是声音的传播需要介质，如果没有介质，不能听到声音。故A错误；

B．听觉的形成在大脑皮层的听觉中枢，故B错误；

C．“听诊器”能减小声音的分散，增大响度。故C错误；

D．声波能传递信息，也能传递能量。用超声波能刷牙，说明声波具有能量，故D正确。

故选D。

2．D

【解析】

【分析】

【详解】

因为

ON=OP=f

可以判断N、P都是凸透镜的焦点，根据平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，根据光的折射中光路是可逆的，所以把光放在焦点N或P上，光线经凸透镜会平行射出。

故选D。

3．D

【解析】

【分析】

【详解】

A．蝙蝠发出的声波的频率为，高于的是超声波，所以不完全是超声波，故A错误；

B．大象的听觉范围是，而狗的发声范围是，因此大象是能够听到狗的叫声的，故B错误；

C．狗的听觉范围比人的听觉范围广，人说话的声音狗是能够听到的，故C错误；

D．狗的听觉范围在，人的听觉范围是，因此人耳听不到的声音狗能感觉到，故D正确。

故选D。

【点睛】

动物的发声频率和听觉频率范围，从题干信息中搜寻有用的信息，重点考查学生根据信息总结结论的能力。

4．     实     变大

【解析】

【分析】

凸透镜成实像时，物距越小，成的像越大，像距也越大。实像是由实际光线会聚而成的，可以成在光屏上。

【详解】

[1][2]看远处的景物，物距大于2倍焦距，在半透明纸上得到的是缩小的实像。若再看近处的物体，此时物距减小，要成清晰的像，就要增大像距，所以应将纸筒AB间的距离变大。

5．（1）；（2）；（3）

【解析】

【分析】

【详解】

（1）用红光和蓝光平行于同一个凸透镜的主光轴射入，红光、蓝光对凸透镜的焦距不相同。红色光较蓝色光偏折能力弱，所以红色光对凸透镜的焦距大；蓝光入射时焦距小些。如图所示

（2）先过N点画出法线，再根据反射角等于入射角画出入射光线AN，则AN到车左侧的区域就是BM到车左侧（虚线所示）之间的盲区，如图所示

（3）平行于主光轴的光线，经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过凹透镜左侧的焦点，该折射光线为过凸透镜焦点的光线，再经凸透镜折射后平行于主光轴射出，该光线垂直入射到平面镜上，垂直反射；根据光路是可逆的，画出这束光线通过两个透镜折射和平面镜反射后的光路。如图所示

6．     C     B     B     320

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]如果铜铃在甲、乙中点，则铜铃与甲的距离和与乙的距离是相等的，且由于声速相同，所以声音从铜铃到达甲、乙的时间相同，因液晶屏显示甲、乙接收到信号的时间差，故液晶屏的示数为0，故选C。

（2）[2]因为铜铃与甲、乙在一条直线上，所以铜铃离乙的距离总是比甲正好远甲、乙间的距离，由于乙比甲远的距离是一定的，所以声音传到乙和甲的时间差是不变的，故选B。

（3）[3]甲和乙之间的距离一定，由于温度越高，声速越大，所以声音传播到甲和乙的时间都会减少，故时间差也会减少，故选B。

（4）[4]设声速为v，则声音从铜铃传到甲的时间为，声音从铜铃传到乙的时间为，由题意知

t2-t1=1.875ms=1.875×10-3s

7．     凸     视网膜     A     50

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1][2]人的眼球好像一架照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏，外界物体在视网膜上所成的像是倒立、缩小的实像。

（2）[3]近视眼看远处的物体时，将像成在视网膜的前面，为了使像正好呈在视网膜上，应使光线推迟会聚，使所成的像相对于晶状体后移，所以应佩戴发散透镜即凹透镜，A是凹透镜，BC是凸透镜，D属于平面镜，即矫正时佩戴的眼镜镜片应选用A。

（3）[4]此透镜的焦距是

200cm=2m

它的焦度

Φ=

故其镜片的度数为

0.5m-1×100=50度

8．     光从空气斜射入水或玻璃，折射角小于入射角     光从空气垂直射入水或玻璃，光的传播方向不改变     小     入射角相同时，光线透过玻璃后的折射角更小

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1][2]由表1表2数据比较可知，光从空气斜射入水或玻璃，折射角小于入射角；光从空气垂直射入水或玻璃，光的传播方向不改变。（其它正确也可，如：光从空气斜射入水或玻璃，折射角随入射角增大而增大等）。

（2）[3][4]由表中数据可以看出，在入射角相同的情况下，光线透过玻璃后的折射角更小，说明玻璃对光线的折射程度更大一些，表明玻璃的折射率大于水的折射率。

9．     0.30     MM′     像     直接     小于     见解析

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]由图知：1cm之间有10个小格，所以1个小格代表的是1mm，即此刻度尺的分度值为1mm；玻璃板左端与0.00cm刻度线对齐，右端与0..30cm对齐，所以玻璃板的厚度为

L=0.30cm-0.00cm=0.30cm

（2）[2]由于像是由光的反射形成的，而玻璃的两面都能反射光，能成两个像，前面的玻璃MM′表面反射的光较多成的像较亮，后面的玻璃NN′表面由于光的反射后，物体反射的光减弱，故成的像较暗。

（3）[3][4]为验证“像是虚像”的猜想，小明将一张白卡片放在棋子A像的位置，可以直接观察光屏上是否有棋子A的像，如果有，则为实像，否则，为虚像。

（4）[5]玻璃板的厚度为0.3cm，像到反射面的距离lB+0.3cm，根据上述实验数据可知lB＞lA，即像到反射面的距离大于物到反射面的距离。

（5）[6]鱼反射的光斜射到水面上，会发生折射现象，当光进入空气中后远离法线，射入人的眼睛，而人眼由于错觉，认为光始终沿直线传播，逆着光的方向看上去而形成的虚像，所以比实际位置高，所以看见水中的鱼，实际是变浅了的鱼虚像。玻璃板右边棋子反射的光除垂线那条外，都是斜射入玻璃中，在界面处会折射，折射光线反向延长线的交点就是棋子的像，比棋子的位置靠近玻璃板，像与物到反射面的距离存在差值。

10．              

【解析】

【分析】

【详解】

（1）通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴，过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变；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，折射光线平行于凹透镜的主光轴，则入射光线的延长线过另一侧焦点，光路如下图

（2）过镜面作出点A的对称点A′，即为点光A在平面镜中的像，连接A′C与镜面交于O点，即为入射点（反射点），连接AO就得到入射光线，如下图

（3）因为人在A点看到的是水中的照明灯B的虚像C点，所以连接AC，与水和空气的分界面交于一点O，O就是入射点，OB即为入射光线，OA为折射光线，