综合题
1．小明同学是一个科学迷，他在看了“嫦娥四号”成功着陆月球背面的新闻后兴奋得不得了，当天晚上他做
梦梦到自己乘坐宇宙飞船也登上了月球，看到插在月球上的五星红旗迎风飘扬，远远听到“嫦娥四号”正
在播放的“五星红旗迎风飘扬…”歌曲激动不已。请指出小明梦中所见的一处科学性错误：________；判
断依据：________。（开放性试题，答案合理即可）
【答案】远远听到“嫦娥四号”正在播放的“五星红旗迎风飘扬；由声音不能在真空中传播，所以不能听到
歌声。
【解析】看到插在月球上的五星红旗迎风飘扬，由于月球上没有空气，所以不可能形成风；远远听到“嫦
娥四号”正在播放的“五星红旗迎风飘扬”，由声音不能在真空中传播，所以不能听到歌声。
2．阅读短文，回答问题。
超声波指纹识别技术
传统指纹识别 TouchID 已成为智能手机的标配。随着黑科技超声波指纹识别技术 SenseID 的出现，屏下
指纹的全面屏手机变得越来越普及。
与传统指纹识别不同，超声波指纹识别技术是通过发射超声波扫描紧贴屏幕的指纹，并根据接收到的反
射超声波分析得出指纹的信息，进行比对解锁。
超声波是频率超过人类听觉上限的声波，具有较强的穿迹能力，能够穿透波璃、铝、不锈钢、蓝宝石或
塑料等。此外，超声波扫描能够不受手指上可能存在的污物影响，例如汗水、护手霜或凝露等，从而提
供一种更稳定、更精确的认证方法。
（1）超声波________（选填“能”或“不能”）在真空中传播。
（2）SenseID 系统能置于手机内部，是因为超声波具有________。
（3）SenseID 是利用了超声波传递________（选填“信息”或“能量”）的特性。
（4）SenseID 系统利用了仿生学原理，它模仿了下列哪个选项的生物________。
A．蝙蝠 B．蜘味 C．青蛙 D．猫（5）某手机利用 SenseID，从发出超声波到接收到指纹反射的超声波，用时 8×10﹣6s，可知 SenseID 系
统到手机屏幕表面的距离为________mm．（超声波传播的速度取 900m/s，不计 SenseID 系统的大小）
（6）SenseID 系统向手指上若干个位置发射超声波，检测到被手指反射的信号时所需的时间随位置的变
化情况如图 1 所示，由图可知这些位置指纹的大致形状，图 2 选项最符合的是________。
【答案】（1）不能；（2）较强的穿透能力；（3）信息；（4）A；（5）3.6；（6）B。
【解析】（1）超声波属于声音，超声波的传播需要介质，不能在真空中传播；（2）SenseID 系统能置于
手机内部，是因为超声波具有较强的穿透能力；（3）声音能够传递信息和能量，SenseID 是利用了超声
波传递信息的特性；（4）超声波指纹识别装置是利用仿生学原理制成的，在选项中的几类动物中，蝙蝠
可以发出超声波，会利用回声定位捕捉昆虫和躲避障碍，因此，它模仿的是蝙蝠，而蜘蛛、青蛙、猫都
不能发出超声波；（5）从发出超声波到接收到指纹反射的超声波，用时 8×10﹣6s，则超声波到达指纹的
时间为：t＝4×10﹣6s；根据 v＝ 可知，SenseID 系统到手机屏幕表面的距离为：s＝vt＝900m/s×4×10﹣6s
＝3.6×10﹣3m＝3.6mm；（6）检测到被手指反射的信号时所需的时间随位置的变化情况如图 1 所示，超
声波的传播速度一定，距离越远，则接收到的超声波所用的时间越长，所以与 1 图对应的指纹的特点是
B。
3．阅读短文，问答问题
超声波及其应用
超声波是一种频率高于 20000 赫兹的声波，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。超声
波加湿器（如图）在干燥的冬季比较常用，它的工作原理是把超声波通入水罐中，剧烈的振动会使罐中
的水破碎成“白雾”，再用小风扇把雾滴吹入室内，就可以增加室内空气湿度。声呐被称为潜艇的“耳目”，
声呐能够向水中发射超声波，超声波在水中传播时，如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标，就会被反射回
来，反射回来的超声波被声呐接收，根据声信号往返时间可以确定目标的距离。此外利用声呐装置还可以测绘海底的地形。
（1）一般情况下，超声波在 15℃空气中的传播速度约为________：
（2）超声波能够引起“剧烈的振动”，是因为超声波频率高，具有较高的________，水破碎成“白雾”的过
程是否属于物态变化？________（选填“是”或“否”），加湿器放出的水雾会适当的降低室内温度，是因为
水雾进入空气后，会发生________（填物态变化名称），这个过程要________（选填“吸热”或“放热”）。
（3）宇航员无法利用声呐测绘月球表面的地形，是由于________；若声音在海水中的传播速度为1500m/s，
某潜艇的声呐从向鱼群发射超声波，到接收到回声所用时间为 2s，则鱼群距潜艇的距离约为________m。
【答案】（1）340m/s；（2）能量；否；汽化；吸热；（3）月球周围是真空，真空不能传声；1500。
【解析】（1）一般情况下，超声波在 15℃空气中的传播速度约为 340m/s；
（2）超声波能把水打散形成白雾，说明超声波具有能量；这里的白雾仍然是小水珠，所以，水破碎成“白
雾”，不属于物态变化；水雾进入空气后，液态的小水珠会变为气态的水蒸气，即发生了汽化现象，因汽
化吸热而导致室内温度降低；
（3）月球周围是真空，超声波不能在真空中传播，故宇航员无法利用声呐测绘月球表面的地形；潜艇的
声呐向鱼群发射超声波，超声波到达鱼群的时间 t＝ ×2s＝1s，
由 v＝ 可得，鱼群距潜艇的距离 s＝vt＝1500m/s×1s＝1500m。
4．现在，一些大厦都用许多大块的镀膜玻璃做外墙（俗称“玻璃幕墙”），这种外墙既能透射光线也能反射光
线（如图所示）。（1）从外面看玻璃幕墙相当于平面镜，光线照射在光滑的玻璃幕墙上时会发生________反射，物体经玻
璃幕墙反射后所成的像是________（填“实”或“虚”）像。
（2）如图所示 3 幅图中，哪幅图能真实反映太阳光线通过玻璃幕墙进入室内的传播途径。答：
________。
（3）大厦右边玻璃幕墙把太阳光反射到小明家，小明看到太阳的像、小明看到太阳的像 S′（大致如下图
所示），这是一种光污染。请画出太阳光经过玻璃幕墙到达小明家的光线。（保留作图痕迹）
【答案】（1）镜面；虚；（2）C；（3）见图。
【解析】（1）玻璃幕墙相当于平面镜，光线照射在光滑的玻璃幕墙上时会发生镜面反射，由平面镜成像
特点可知平面镜所成像是虚像。（2）太阳光线通过玻璃幕墙进入室内，经历了两次折射，第一次是从空
气斜射入玻璃中，折射光线向靠近法线方向偏折，折射角小于入射角；第二次是从玻璃斜射入空气中，
折射光线向远离法线方向偏折，折射角大于入射角。（3）连接 S′与小明家镜面交大厦右边镀膜的玻璃外
墙于一点 O，即为入射点，连接 OS 即为入射光线，连接 O 到小明家的一点，即为反射光线。
如下图所示。5．阅读材料，回答问题。
汽车中的光现象
汽车抬头显示（如图 1 又叫汽车平视显示系统（HeadUpDisplay），简称 HUD，是为了提高安全性而研发。
它利用平面镜成像原理（如图 2，使显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃成像在正前方，驾驶员不
必低头，就可以看到车辆行驶的车速、油耗等信息。
凸面镜和凹面镜对光的作用在汽车上也有应用，它们也对汽车的安全行驶起着至关重要的作用。
（1）行车数据在挡风玻璃上所成的像是由光的________（选填“反射”或“折射”）形成的，该像是________
（选填“实”或“虚”）像。
（2）某 HUD 显示器水平放置在汽车中控台上，通过挡风玻璃成垂直于水平面的像，则挡风玻璃与水平
面夹角为________度。
（3）某驾驶员发现挡风玻璃所成的像过高，不便于观察，这时需要将显示器沿水平方向________（选填
“远离”或“靠近”）挡风玻璃；移动显示器后，像的大小将________（选填“变大”、“不变”或“变小”）。如
果成像不清晰，可以________（选填“增强”或“减弱”）显示器亮度，改善成像效果。
（4）汽车前灯的反光装置相当于________（选填“平面镜”、“凹面镜”或“凸面镜”），当汽车的远光灯位
于该镜焦点位置时，射出的光接近于平行光。【答案】（1）反射；虚；（2）45；（3）靠近；不变；增强；（4）凹面镜。
【解析】（1）挡风玻璃相当于平面镜，由于光的反射成虚像；（2）车辆 HUD 显示器水平放置在中控台
上，通过挡风玻璃成垂直于水平面的像，由于像和物关于镜面对称，则挡风玻璃与水平面夹角为 45 度；
（3）因为像到平面镜的距离随着物体到镜面的距离减小而减小，当发现挡风玻璃所成的像过高，不便于
观察，这时就需要将显示器沿水平方向靠近挡风玻璃；如果移动显示器后，物体不变，物体的像和物体
大小相等，所以像的大小不变；为了使像更加清晰，应增强房间显示器亮度，改善成像效果；（4）凹面
镜对光线有会聚作用，汽车前灯的反光装置相当于凹面镜，根据光路可逆知，当汽车的远光灯位于该镜
焦点位置时，射出的光接近于平行光。
6．阅读下面短文，并回答问题。
光纤的奥秘
光纤电缆是本世纪最重要的发明之一。光纤电缆利用玻璃清澈、透明的性质，使用光来传送信号光可以
从弯曲的玻璃光纤的一端传到另一端，而不会“溜”出玻璃纤维，这是为什么呢？
如图甲所示，以某种玻璃为例，让一束光沿半圆形玻璃砖的半径射到平面上，可以看到一部分光线从玻
璃砖的平面上折射到空气中，此时折射角大于入射角；另一部分光线反射入玻璃砖内；逐渐增大光的入
射角，将看到折射光线离法线越来越远，且越来越弱，反射光线越来越强。当入射角增大到 41.8°，使折
射角达到 90°时，折射光线就消失了，只剩下反射光线，如图丙所示，这种现象叫做全反射。
并非光线在任何界面都会发生全反射现象，这种现象只有在光从一种介质射向另一介质折射角大于入射
角时才能发生。
光纤通信就是利用光的全反射原理，光导纤维在结构上有内芯和包层两种不同的透明介质，光从内芯传
播时遇到光纤包层处，会发生全反射现象，从而保证光线不会泄露到光纤外，这样光就只能在玻璃中传
播，而不会“溜”出玻璃光纤，如图丁所示。
（1）图甲中，光线从玻璃斜射向空气时，反射角________（大于/小于/等于）折射角。
（2）图乙中，当入射角逐渐增大时________
A．折射角逐渐增大，反射角逐渐减小 B．折射角逐渐减小，反射角逐渐增大
C．折射光线逐渐增强，反射光线逐渐减弱 D．折射光线逐渐减弱，反射光线逐渐增强（3）光从空气进入玻璃时，增大入射角________（有可能/不可能）发生全反射。
（4）光线从光导纤维的包层斜射向内芯时________
A．折射角大于入射角，可能会发生全反射
B．折射角小于入射角，可能会发生全反射
C．折射角大于入射角，不可能会发生全反射
D．折射角小于入射角，不可能会发生全反射
（5）如图戊所示，三棱镜由图甲中玻璃制成，让一束光垂直于玻璃三棱镜的一个面射入，请在图戊中完
成这束入射光的光路图。
【答案】（1）小于；（2）D；（3）不可能；（4）D；（5）见图。
【解析】（1）由光的折射定律可知，当光线从空气斜射入其它透明介质时，折射角小于入射角；当光线
从玻璃斜射向空气时，入射角总是小于折射角。因反射角等于入射角，所以反射角小于折射角。（2）由“逐
渐增大光的入射角，将看到折射光线离法线越来越远，且越来越弱，反射光线越来越强。”可知，当入射
角逐渐增大时，折射光线逐渐减弱，反射光线逐渐增强；故选 D；（3）已知全反射现象只有在光从一种
介质射向另一介质折射角大于入射角时才能发生。如果光是从空气进入玻璃，根据折射规律，由折射角
小于入射角，当入射角增大时，折射角也增大，但折射角不可能达到 90°，故这种现象不会发生。故选
D；（4）光线从空气垂直于玻璃入射，所以光的传播方向不变；当光射到玻璃的右表面时，由于入射角
为 45°，大于临界角 41.8°，所以发生全反射（折射光线消失，只有反射光线），其大致路径如下图所示：
7．阅读短文，回答问题：
虹与霓的成因虹与霓都是太阳光射入天空中的小水珠，经折射和全反射后又自水珠射出，由于色散，地面上人看到的
出射光呈红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色依次排列的圆弧形彩带，如图 1 所示。虹和霓出现在和
太阳光相对的方向。霓常常和虹同时出现，且色彩比虹要淡一些。
如图 2（甲）是入射光通过小水珠发生反射和折射的光路图。虹是太阳光从低云端中小水珠的上部射入，
经两次折射和一次全反射后，自小水珠下部射出时产生的，由于紫光的偏折大，所以逆方向看去，彩带
的内圈为紫色、外圈为红色。霓是太阳光从高云端中小水珠的下部射入，经两次折射和两次全反射后，
自小冰珠上部射出时产生的，由于紫光的偏折大，所以逆方向看去，霓呈内红外紫。
（1）高空中小水珠的形成过程需要________（吸/放）热。
（2）图 2（甲）中，∠1 和∠2 两个角的关系是：∠2________∠1（＞/＝/＜）；
（3）图 2（乙）、（丙）两图中，图________（乙/丙）是霓形成的原理图：
（4）下面说法正确的是________。
A．图 1 中，下面的圆弧形彩带是霓，上面的是虹
B．霓呈内紫外红，虹呈内红外紫
C．虹和霓都出现在和太阳光相同的方向上
D．图 2 乙中，光线 AB 是紫光，CD 红光
（5）霓常常和虹同时出现，且色彩比虹要淡一些，原因是________。【答案】（1）放；（2）＜；（3）丙；（4）D；（5）霓是太阳光进入小水滴里，经过两次折射和两次
反射形成的，而虹是经过两次折射和一次反射形成的，因为多一次反射，能量多一次损失，所以我们看
到的霓的色彩比虹要淡一些。
【解析】（1）高空中小水珠是由水蒸气液化形成的，液化放热；（2）由图甲可知，光线从空气中斜射入
水珠中发生折射，折射角小于入射角，∠1 为入射角，∠2 为折射角，则∠2＜∠1；（3）霓是太阳光从
高云端中小水珠的下部射入，经两次折射和两次全反射后，自小冰珠上部射出时产生的，所以图丙是霓
的形成原理；乙图中光线是经过两次折射和一次全反射，属于虹的形成原理；（4）A．由图 1 可知，下
面的圆弧形彩带的颜色要浓于下面的彩带，所以上面是霓，下面的是虹，故 A 错误；B．根据短文的内
容可知，虹的内圈为紫色、外圈为红色，霓呈内红外紫，故 B 错误；C．根据短文的内容可知，虹和霓
出现在和太阳光相对的方向，故 C 错误；D．图 2 乙中，由于紫光的偏折能力强于红光的偏折能力，所
以紫光的偏移距离大，故光线 AB 是紫光，CD 红光，故 D 正确；（5）霓是太阳光进入小水滴里，经过
两次折射和两次反射形成的，而虹是经过两次折射和一次反射形成的，因为多一次反射，能量多一次损
失，所以我们看到的霓的色彩比虹要淡一些。
8．阅读短文，回答问题：
菲涅尔透镜
甲图中图 1 是平凸透镜的截面图，由光学知识可知，平行光由平凸透镜左侧垂直入射，在透镜中传播方
向不变，只有经透镜另一侧曲面时才会发生偏折，并会聚于焦点。若在图 2 中将平凸透镜阴影部分去掉，
保留图中曲面的白色部分并将其向左平移到透镜平面处，即为图 3，这样的透镜叫做菲涅尔透镜（又称
螺纹透镜）。菲涅尔透镜与平凸透镜一样，仍能将平行于主光轴的光线会聚于焦点。
与平凸透镜相比，光在菲涅尔透镜中传播时减少了在透镜中直线传播的部分，只保留透镜发生折射的曲
面，因此，在节省透镜材料的同时也减少了光在透镜中传播的光能损失。菲涅尔透镜有着广泛的应用，如图乙为手机闪光灯上用到的菲涅尔透镜，从上方俯视，它由数个同心圆
的玻璃组成。大型菲涅尔透镜是聚光太阳能系统中重要的光学部件之一，它能提高单位面积上获得的光
能，当透镜面垂直面向太阳光时，光线聚焦在电池片上，汇聚了更多的能量，因而需要的电池面积变小，
大大节约了成本。
（1）将平凸透镜改进为菲涅尔透镜仍能聚光，是因为________。
（2）下列关于菲涅尔透镜的说法，不正确的是________。
A．使用菲涅尔透镜的手机，闪光灯部分可以做得更薄
B．与相同直径的平凸透镜相比，光能损失更少
C．菲涅尔透镜是一圈圈凸透镜和凹透镜组成
D．与相同直径的平凸透镜相比，所用材料更少
（3）如图丙所示，F、OO’分别是菲涅尔透镜的焦点和主光轴，请画出入射光线经过菲涅尔透镜后光路。
（4）菲涅尔透镜的一个面为平面，另一个面为锯齿状的螺纹面，为保证较好的聚光效果，应将菲涅尔透
镜的________（平面/螺纹面）对准太阳能板。
（5）如图丁所示，一块太阳能板置于菲涅尔透镜正后方的一半焦距处，则与不放菲涅尔透镜相比，太阳
能板上受光照部分的光能提高为原来的________倍（不考虑光传播过程中能量的损失）。
【答案】（1）平行光于主光轴的光线经过菲涅尔透镜另一侧曲面折射时会发生偏折；（2）C；（3）见
图；（4）螺纹面；（5）4。
【解析】（1）由图 2 知，光线从左侧垂直入射，在阴影部分方向不变，经透镜另一侧曲面时才会发生偏
折，与平凸透镜一样，即：平行于主光轴的光线经过菲涅尔透镜另一侧曲面折射时会发生偏折。（2）由
短文知，光在菲涅尔透镜中传播时减少了在透镜中直线传播的部分，只保留透镜发生折射的曲面，在节
省透镜材料的同时也减少了光在透镜中传播的光能损失。A、光在菲涅尔透镜只保留透镜发生折射的曲面，所以使用菲涅尔透镜的手机，闪光灯部分可以做得更薄，故 A 正确；B、与相同直径的平凸透镜相
比，减少了在透镜中直线传播的部分，所以光能损失更少，故 B 正确；C、由图 2 和图 3 可知，菲涅尔
透镜，从上方俯视，它由数个同心圆的玻璃组成，它们是一圈圈凸透镜，故 C 错误；D、因为菲涅尔透
镜中减少了在透镜中直线传播的部分，只保留透镜发生折射的曲面，所以节省透镜材料，故 D 正确。故
选：C。（3）由短文知，菲涅尔透镜与平凸透镜一样，仍能将平行于主光轴的光线会聚于焦点，由此作
出折射光线如图所示：
（4）由图丁，将螺纹面对准太阳能板能避免齿形面朝上螺纹面朝上时结构里堆积灰尘或沙砾影响光的折
射，从而保证较好的聚光效果；（5）如下图所示，太阳能板置于菲涅尔透镜正后方的一半焦距处，太阳
能板受光照部分直径 CD 是螺纹透镜直径 AB 的 ，所以由 S＝πr2 可知，太阳能板上受光照部分面积是
螺纹透镜面积的 ，不考虑光传播过程中能量的损失，即两者上的光能是相等的，所以太阳能板上受光
照部分的光能提高为原来的 4 倍。
9．智能手机进入平常百姓家，很多人对它爱不释手。瑞瑞同学学习了物理知识后，对手机的一些功能进行
了科学探究。
（一）拍照功能
【提出问题】如图 1 所示，同一位置，拍同一地点，为什么会变大呢？
【猜想与假设】手机的镜头可能是一个焦距可以改变的凸透镜。
【设计实验】瑞瑞同学设计制作了一个焦距可以改变的凸透镜。
【设计实验】瑞瑞同学设计制作了一个水透镜，探究实验装置如图 2 所示。【进行实验与收集证据】
（1）保证蜡烛和水透镜的位置不动，利用注射器注入或吸出水的多少，改变水透镜的厚薄，从而改变水
透镜焦距；
（2）测出水透镜焦距的大小，并移动光屏，得到清晰的像后，将观察到的现象与数据记录在下表：
凸透镜 焦距 f＝14cm 焦距 f＝16cm
实验序号 1 2 3 4 5 6
物距 u/cm 30 40 60 30 40 60
像距 v/cm 26 22 18 34 27 22
像的正倒 倒立 倒立 倒立 倒立 倒立 倒立
像的大小 缩小 缩小 缩小 缩小 缩小
实像的大小 由大变小 由大变小
【分析与论证】
通过对实验序号 2 与 5、3 与 6 的数据分析，得出初步结论：在物距一定时，凸透镜的焦距越大，所成实
像的像距________，像距与物距的比值越大，所成实像的大小________（选填“越大”、“越小”或“不变”）
【评估】
（1）请你补充实验序号 4 中漏填的实验记录：________；
（2）在成实像的情况下，焦距不同的凸透镜，成像的共同特点都是________（选填“倒立”或“缩小”或“不
变”）
（二）无线充电
如图 3 所示，是一个手机无线充电装置。该装置是利用了________的原理对手机进行充电的。（三）振动模式
振动可以发声，某些手机的振动模式，是因为其内部有个微型电动机会带动转轴上的叶片振动，如图 4
所示，能实现振动功能的叶片可能是哪一种：________。
【答案】（一）越大；越大；（1）放大；（2）倒立；（二）电磁感应；（三）B。
【解析】（一）拍照功能
【分析与论证】由 2 与 5、3 与 6 的数据分析，得出初步结论：在物距一定时，凸透镜的焦距越大，所成
实像的像距越大，像距与物距的比值越大，所成实像的大小越大；
【评估】（1）第 4 次实验中，凸透镜焦距 f＝16cm，物距 u＝30cm，此时 f＜u＜2f，成倒立、放大的实
像；（2）由表中记录数据和现象可知，物距大于一倍焦距都成实像，有放大也有缩小的，但都是倒立的；
（二）无线充电
送电线圈中通电产生磁场，受电线圈通过磁场获得传送的能量，充电过程利用的电磁感应原理；
（三）振动模式
叶片对称分布时，转动后转轴是不会振动的。而当其非对称分布时，叶片转动起来后，由于惯性总要向
其运动的切线方向飞出，使转轴不断改变位置从而发生振动，并带动手机整体振动。四个答案中，只有 B
是不平衡的，电机带动它高速转动时，才会产生振动。
10．阅读短文，回答文后的问题。
眼睛如图甲是人的眼睛的结构图，它很像一架照相机。我们看物体时，是通过睫状体的伸缩来调节晶状体的
弯曲程度，改变晶状体的焦距，使不同远近的物体都能在像距相同的视网膜上生成清晰的倒立实像。当
睫状体放松时，晶状体比较薄，对光的偏折能力变小，远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上，眼球可
以看清远处的物体；当睫状体收缩时，晶状体变厚，对光的偏折能力变大，近处物体射来的光会聚在视
网膜上，眼睛就可以看清近处的物体。
若沉溺于上网或长时间近距离看书写字、看电视，容易使睫状体的调节负担过重不能使晶状体恢复原状，
致使远处物体折射所形成的像落到了视网膜的前方，形成近视。近视眼可以通过配戴眼镜加以矫正。近
视程度越严重，戴的眼镜度数越大。眼镜的度数就是透镜焦距（以米为单位）的倒数的 100 倍。
眼睛很像一架照相机，眼球内的晶状体相当于一个________，视网膜相当于光屏。
A．平面镜 B．凹面镜 C．凸透镜 D．凹透镜
（1）与照相机不同，人眼是真正的变焦系统，人眼看近处物体时，焦距较________（填“大”或“小”）。
（2）近视眼的矫正需选用图乙中的________（填字母）透镜。
（3）某同学所配眼镜为 400 度，它的焦距是________cm。
【答案】C；（1）小；（2）A；（3）25。
【解析】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。（1）人眼晶状体的曲度可以调节，当看远处物体时，
睫状体放松，晶状体变薄，折光能力变弱，使像成在视网膜上；当看近处的物体时，睫状体收缩，晶状
体变厚，折光能力变强，即焦距变小，也能使像成在视网膜上。（2）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，即矫正时配戴的眼镜镜片应选用 A。（3）因为 φ＝ ﹣1＝ m﹣1，所以 f＝
＝ m﹣1＝0.25m＝25cm。
11．阅读下面两段材料，回答问题。
（一）关于相对湿度的资料：
①若 1m3 的空气能容纳水蒸气为 8g，面实际容纳了 4g，则相对湿度为 50%。
②相对湿度越大，水蒸发得越慢。
如图，其中一温度计液泡由浸透水的布料覆盖（湿球温度计），另一温度计的液泡直接暴露在空气中（干
球温度计），利用两温度计的示数下表可得当时的相对湿度。
（二）新闻报道：气温并不高，却感觉很闷热。都是湿度大惹的祸
“天这么阴，为啥感觉还很闷热？出来一会儿就是一身汗，感觉像被火炉烤了一样。”昨日，市民李女士
说，她从空调屋出来，感觉外面就像一个大蒸笼。
近段时间，随着我市进入黄梅季节，我市天气可谓又闷又热，对此，市民都有些纳闷：气温并不算太高，
怎么一出门像进了蒸笼一样？尤其是刚下过雨，这种感觉更强烈。
“体感温度和实际温度不同，我们感觉到的气温还与湿度等因素有关。近半个月，我市的湿度一般在 60%
到 80%之间，下过雨后湿度甚至高达 90%，趋于饱和状态，因此市民感觉更闷热。”市气象台工作人员
说。
干、湿球温度计示数差（℃）
相对湿度（%）
干球温度计示数（℃）
1 2 3
14 89 79 69
16 90 80 71
18 91 81 7220 91 82 74
（1）图中干球温度计示数为 16℃，湿球温度计示数为________℃，据表推算此时相对湿度是
________%。
（2）中午，小宏看到干温度计的示数为 20.0℃，湿温度计示数为 17.0℃．到了晚上，小宏看到干温度计
的示数为 16.0℃，湿温度计示数为 13.0℃，请思考并回答：关于中午和晚上空气的相对湿度，以下说法
正确的是________。
A．中午和晚上的空气的相对湿度相同
B．因为中午和晚上气温不同，所以无法比较中午和晚上空气相对湿度的大小
C．中午空气的相对湿度大
D．晚上空气的相对湿度大
（3）根据两段材料和你所学知识，回答为什么气温并不高但湿度大的黄梅季节，人们会感觉很闷热？
答：________。
【答案】（1）14；80；（2）C；（3）湿度大，蒸发变慢，热的热量散失的慢，所以会感觉热。
【解析】（1）由图可知，温度计分度值为 1℃，示数为 14℃；干球温度计示数为 16℃，湿球温度计示数
为 14℃，有表格中的数据可知，此时的湿度为 80%；（2）中午干温度计的示数为 20.0℃，湿温度计示
数为 17.0℃，湿度为 74%；晚上干温度计的示数为 16.0℃，湿温度计示数为 13.0℃，湿度为 71%，故中
午的湿度大，故选 C；（3）黄梅季节气温并不高但湿度大，蒸发变慢，热的热量散失的慢，所以会感觉
热。12．阅读材料：
日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品，而所谓的 3D 打印机与普通打印机工作原
理基本相同。普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而 3D 打印机内装有粉末状的金属、陶瓷、塑料、
砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料。
现在，航空发动机的重要零部件，用 3D 打印机已经可以成功“打印”出来。利用相同原材料打印好的零
件可以直接替代原来的零件。原来零件的制作工艺一般把已经变成液态的材料变成固态的符合各种要求
的零部件。医疗行业，一位 83 岁的老人由于患有慢性的骨头感染，因此换上了由 3D 打印机“打印”出来
的下颚骨，这是世界上首位使用 3D 打印产品做人体骨骼的案例。
与传统制造相比，这一技术将使该零件成本缩减 30%、制造周期缩短 40%．前不久，一则全球首支 3D
打印手枪的 CAD 制作文件在网络上被下载了超过 10 万次的消息引起了人们的恐慌。据报道，手机的打
印设备，是 Stratasys 公司的 DimensionSST 型 3D 打印机。人们之所以恐慌，是因为按照这个道理，只需
一台 3D 打印机就可以把枪制造出来，安全如何保障？目前 3D 打印技术急需要解决的问题还有管理问题。
（1）3D 打印机与普通打印机的工作原理基本相同，在“打印材料”上是________的。（选填“相同”或“不
同”）。
（2）传统制作航空发动机零部件一定包含的物态变化是________。
（3）3D 打印技术与传统制造相比的优势是________。
（4）3D 打印技术面临的问题是________。
【答案】（1）不同；（2）凝固；（3）成本缩减 30%，制造周期缩短 40%；（4）管理问题。
【解析】（1）由文中的内容可知，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而 3D 打印机内装有粉末状的
金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，故材料是不同的；（2）零件的制作工艺一般把已经变成液
态的材料变成固态的符合各种要求的零部件，这是凝固现象；（3）由文中的内容可知，3D 打印与传统
制造相比，3D 打印将使该零件成本缩减 30%、制造周期缩短 40%；（4）由文中的内容可知，目前 3D
打印技术急需要解决的问题还有管理问题。
13．如图甲是某变频空调机制冷系统的原理图。气态“冷媒”通过压缩机加压进入冷凝器，变成液态，液态“冷
媒“经铜管 B 进入蒸发器变成气态，同时吸收大量的热量而达到制冷的目的。我们把一段时间内“冷媒”流
过铜管 B 的质量与这段时间的比值叫做流量，已知压缩机的转速越大，流量就越大。压缩机的转速由变频器供电的频率决定，变频空调机通过改变供电频率，控制“冷媒“流量，从而控制制冷的快慢。“冷媒”
流量与变频器供电频率之间的对应关系如表格所示。
频率 f/Hz 30 50 70 90 110 130
流量 Q×10﹣
2/kg•s﹣1
1.00 2.14 3.32 4.43 5.57 6.71
（1）气态“冷媒”通过冷凝器________（选填“吸热”或“放热”），从而________（填物态变化）成液态“冷
媒”。
（2）“冷媒”在蒸发器中________，吸收热量，使室内温度降低。
（3）根据表中的数据，在图乙的坐标中作出“冷媒“流量 Q 与变频器供电频率 f 之间的关系图线。依据所
作图线，当变频器供电频率为 100Hz 时，流量 Q 为________kg/s，铜管 B 中“冷媒“流速为________m/s
（铜管 B 中“冷媒“的密度为 1.2×103kg/m3，铜管 B 内横截面积为 0.4cm2）。
【答案】（1）放热；液化；（2）汽化；（3）见图；（4）0.05；1.04。
【解析】（1）空调机工作时，气态“冷媒”通过压缩机加压进入冷凝器，变成液态，这是液化现象，液化
要放出热量；（2）由“液态“冷媒”经铜管 B，进入蒸发器，变成气态，吸收大量的热量”可知，“冷媒”在
蒸发器中汽化；（3）由表格数据可知，供电频率为 30Hz、50Hz、70Hz、90Hz、110Hz、130Hz 时，对
应的流量分别为 1.00×10﹣2kg•s﹣1、2.14×10﹣2kg•s﹣1、3.32×10﹣2kg•s﹣1、4.43×10﹣2kg•s﹣1、5.57×10﹣2kg•s
﹣1、6.71×10﹣2kg•s﹣1，由 1kg•s﹣1＝3600kg•h﹣1 可得，对应的流量分别为 36kg•h﹣1、77.04×10﹣2kg•h﹣1、
119.52kg•h﹣1、159.48kg•h﹣1、200.52kg•h﹣1、241.56kg•h﹣1，应用描点法作图，图象如图所示：由图象可知，当变频器供电频率为 100Hz 时，流量 Q 为 180kg/h＝0.05kg/s，即每秒通过冷媒的质量 m＝
0.05kg，由 ρ＝ 可得，每秒通过冷媒的体积：V＝ ＝ ＝ m3，由 V＝SL 可
得，每秒冷媒通过的距离：L＝ ＝ ≈1.04m，则铜管 B 中“冷媒“流速为 1.04m/s。
14．阅读《我国的“二十四节气”》回答问题。
我国的“二十四节气”
二十四节气是我国劳动人民几千年来智慧的结晶，这二十四节气依次为：立春、雨水、惊蛰、春分、清
明、谷雨、立夏、小满、芒种、夏至、小暑、大暑、立秋、处暑、白露、秋分、寒露、霜降、立冬、小
雪、大雪、冬至、小寒、大寒，它们将一年划分为不同的时期。按照各个节气所反映的现象不同可划分
为以下 3 类：天文类、气候特征类和物候现象类。
按天文类是如何划分的呢？在地球绕太阳公转的过程中，太阳光在地球上某地的入射方向和地平面之间
的夹角在不断变化，如图甲所示，这个夹角叫太阳高度角，也叫太阳高度。如图乙所示，太阳高度越大，光束越集中，单位面积的地表上太阳辐射的强度就越大。当太阳直射时，太阳高度角为 90°，辐射强度
最大。如图丙所示，太阳直射点由南向北达到赤道和北回归线时，分别是春分和夏至；由北向南达到赤
道和南回归线时，分别是秋分和冬至。立春、立夏、立秋、立冬也是按天文类划分的，表示每个季节的
开始。
第二类是反映气候特征的。小暑、大暑、处暑、小寒、大寒五个节气反映了气温的变化情况；雨水、谷
雨、小雪、大雪四个节气反映了降水现象；白露、寒露、霜降反映了水蒸气的液化、凝华现象，也反映
出气温逐渐下降的过程。
第三类是反映物候现象的。小满、芒种反映有关作物的成熟和收成情况；惊蛰、清明反映自然物候现象，
人们可以根据物候现象从事相应的农业活动。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）太阳高度越大，光束越集中，单位面积的地表上太阳辐射的强度就________。
（2）“瑞雪兆丰年”，其中雪是由空气中的水蒸气________（填物态变化）而形成的。
（3）下列节气的命名与物态变化无关的是________。（选填选项前的字母，只有一个选项正确）
A．夏至 B．白露 C．大雪 D．霜降
（4）根据文章，太阳直射点从赤道向北回归线移动过程中，处于北半球的中国大部分地区气温变化趋势
应是气温逐渐________。（填“升高”或“降低”）
（5）根据文章，下列说法正确的是________。（选填选项前的字母，只有一个选项正确）
A．太阳高度角越大，单位面积的地表上太阳辐射的强度越小
B．春分和秋分时，太阳直射赤道
C．谷雨节气是按照物候现象进行分类的
D．从白露、寒露到霜降三个节气反映的气温依次升高
【答案】（1）越大；（2）凝华；（3）A；（4）升高；（5）B。
【解析】（1）根据题意可知，太阳高度越大，光束越集中，单位面积的地表上太阳辐射的强度就越大；
（2）“瑞雪兆丰年”，其中雪是由空气中的水蒸气遇冷直接凝华而成的；（3）A．夏至的意思指的是夏天的到来，与物态变化无关，故 A 符合题意；B．白露中的露是由水蒸气液化而成的，属于物态变化，
故 B 不符合题意；C．大雪中的雪是由水蒸气凝华而成的，属于物态变化，故 C 不符合题意；D．霜降
中的霜是由水蒸气凝华而成的，属于物态变化，故 D 不符合题意；（4）由图丙可知，太阳直射点从赤
道向北回归线移动过程中，是春分到夏至的时间，故温度是逐渐升高的；（5）A．太阳高度越大，光束
越集中，单位面积的地表上太阳辐射的强度就越大，故 A 错误；B．太阳直射点由南向北达到赤道时为
春分，由北向南达到赤道时是秋分，故这两个节气太阳直射赤道，故 B 正确；C．谷雨节气反映了降水
现象，是反映气候特征的，故 C 错误；D．白露、寒露、霜降反映了水蒸气的液化、凝华现象，也反映
出气温逐渐下降的过程，故 D 错误。
15．2013 年 6 月 20 日，我国第一位“太空教师”王亚平在“天宫一号”进行授课直播。
（1）将一个金属圈插入饮用水袋，抽出后制作了一个水膜，往水膜表面贴上一片画有中国结图案的塑料
片，水膜依然完好，如图 1 甲所示，这表明分子之间存在________；
（2）用注射器向制作好的水球内注入少量红色液体，水球变成了一枚“红宝石”，如图乙所示，这表明分
子在________，
（3）王亚平在在实验室成功制作了一个亮晶晶的水球，如图 2 所示。该水球成像原理与________（选填
“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）相同。
（4）王亚平在“天宫一号”上展示了一个近乎正球形的大水球，而地球上我们看到的水珠一般都是扁球形
的，这是由于地球上的水珠受到________的作用。
【答案】（1）引力；（2）永不停息的做无规则运动；（3）照相机；（4）重力。
【解析】（1）因为分子间存在引力，所以水膜依然完好；（2）水球变成了一枚“红宝石”，这是扩散现象；
这种现象说明分子不停做无规则运动；（3）图中所成的像为倒立、缩小的实像，那么水珠相当于凸透镜，
照相机就是利用这一成像原理的；（4）地球上的水珠一般是扁球形的，是因为地球上的水珠受到重力的作用；“天宫一号”上的水珠处于失重状态，所以近乎是正球形。
16．阅读短文，回答文后的问题。
热阻
当物体或物体的不同部分之间存在温度差时，就会发生热传递。传导是热传递的一种方式，物体对热量
的传导有阻碍作用，称为热阻，用 R 表示。物体的热阻与物体在热传导方向上的长度 l 成正比、与横截
面积 S 成反比，还与物体的材料有关，关系式为 R＝ ，式中 λ 称为材料的导热系数，不同材料的导
热系数一般不同。房屋的墙壁为了保温，往往使用导热系数较小的材料。如果墙壁一侧是高温环境，温
度始终为 t1；另一侧是低温环境，温度始终为 t2，墙壁中形成稳定的热量流动，则单位时间内从高温环
境传导到低温环境的热量 Q 与墙壁两侧的温度差成正比，与墙壁的热阻成反比。
（1）热量传导过程和电流相似，温度差相当于电路中________
A．电流 B．电压 C．电阻 D．电功率
（2）铜汤勺放在热汤中，把手很快就会烫手，而塑料把手的汤勺不会烫手。由此可知铜和塑料的导热系
数大小：λ 铜________λ 塑料（填“＞”“＜”或“＝”）。
（3）如图甲所示，热量在墙壁中传导，虚线标出的墙壁正中间处的温度为________。
（4）如图乙所示，热量在墙壁中传导，在传导方向上的长度为 L1，横截面积为 S，导热系数为 λ1；在墙
壁一侧紧贴一层保温层，保温层与墙壁面积相同，在热传导方向上的长度为 L2，导热系数为 λ2，则单位
时间内从高温环境传导到低温环境的热量 Q＝________。
【答案】（1）B；（2）＞；（3） ；（4） 。【解析】（1）热传递的条件是温度差，电压是形成电流的原因，热量传导过程和电流相似，温度差相当
于电路中电压，故 B 正确；（2）铜汤勺放在热汤中，把手很快就会烫手，而塑料把手的汤勺不会烫手，
说明塑料的传热性能差，根据题意知：导热系数越小，热阻越大，导热能力越差，所以铜导热系数大于
塑料的导热系数，即 λ 铜＞λ 塑料；（3）墙壁中形成稳定的热量流动，相同时间内，温度的减少相同，所
以墙壁正中间处的温度为： ；（4）根据“单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量 Q 与墙
壁两侧的温度差成正比，与墙壁的热阻成反比”知,单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量 Q＝
。
17．阅读短文并回答下列问题：
隔热涂料
“隔热涂料”指近几年发展起来的一种反射热光型、工期短、见效快的功能性涂料。隔热涂料是集反射、
辐射与空心微珠隔热于一体的新型降温涂料，采用添加中空玻璃或陶瓷微珠的隔热涂料能对太阳光中波
长范围为 400nm～2500nm 的红外线进行高反射，不让太阳的热量在物体表面进行累积升温，又能自动进
行热量辐射散热降温，把物体表面的热量辐射到外界去，降低物体的温度，即使在阴天和夜晚涂料也能
辐射热量降低温度，在阳光强烈时，隔热涂料可以降低物体表面温度 10～15℃左右，阴天和夜晚可以降
温在 3℃以上或是降低到和大气温度一致。
（1）夏天游泳池中的水温会在阳光的作用下升高，内能________（选填“增大”或“减小”），在泳池周围，
合理的利用隔热涂料，可以使水温降低 2～5℃，这一温度与短文中的温度有差异是因为水的________较
大。
（2）隔热涂料应用在建筑上时，可以通过反射光，避免因为太阳光照引起的________（选填“热传递”或
“做功”），来降低室内的温度。
（3）隔热涂料不让太阳的热量在物体表面进行累积升温，主要原因是涂料可以对太阳红外线进行
________。
【答案】（1）增大；比热容； （2）热传递； （3）反射。
【解析】（1）夏天游泳池中的水温升高，水的内能增大；在泳池周围，合理的利用隔热涂料，因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，放出热量相同时，水的温度变化的小；（2）隔热涂料应用在
建筑上时，可以通过反射光，避免太阳光照引起的热传递，从而来降低室内的温度；（3）隔热涂料可以
对太阳红外线进行反射，从而不让太阳的热量在物体表面进行累积升温。
18．小婷家购买了一辆轿车，如图所示，汽车应用了许多物理知识。请你运用所学的物理知识解答下列问
题：
（1）汽油机是汽车的“心脏”，汽油机的做功冲程是将________能转化为________能。
（2）小轿车前方的挡风玻璃是倾斜的，目的是使车内物体所成的________像（填“实”或“虚”）位于玻璃
的上方，不妨碍司机视线。
（3）汽车发动机是用水作冷却剂的，这是利用了水的________较大的性质；冬天，小婷的父亲开车行驶
在路上，不一会儿汽车挡风玻璃的内侧出现了一层“白雾”，为了尽快消除“白雾”，你认为应该开启空调
的________（填“冷”或“热”）风，从而加快“白雾”的消失。
（4）开车上坡前，往往加大油门，以提高汽车的速度，这是为了增大汽车的________（填“惯性”和“动
能”）。
【答案】（1）内；机械；（2）虚；（3）比热容；热；（4）动能。
【解析】（1）汽油机的做功冲程中，将活塞的内能转化为机械能转；（2）挡风玻璃相当于平面镜，当车
外光线暗，车内光线明亮时，车内物体会通过挡风玻璃成像，与平面镜成像原理相同，故成虚像；
（3）用水作冷却剂是利用了水的比热容较大的特性；“白雾”是水蒸气液化形成的，为了使其消除，应开
启空调的热风，使其吸热汽化，这样就可达到快速消除的目的；（4）汽车上坡前，加大油门，可以提高
汽车的速度，增大车的动能；上坡时，汽车的动能转化为重力势能，动能越大、转化的重力势能越大，
这样更有利于爬坡。
19．（1）汽油机是汽车的“心脏”，汽油燃烧时将化学能转化为内能，完全燃烧 0.5kg 的汽油能够获得________J
的能量（汽油的热值为 4.6×107J/kg）；热机一个工作循环有四个冲程。图甲表示的是________冲程；通过
热机将内能转化为机械能的叫________冲程。热机工作时用水而不用其他液体来做冷却剂，这是因为________。
（2）气缸外面有水套，汽车行驶时水的温度会升高，水的内能会________（选填“增大”“减少”或“不
变”）这是利用________方式改变水的内能的。
（3）小明同学阅读了某牌号汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图乙所示的图表，请根
据给出的信息，计算该内燃机的效率为________。
【答案】（1）2.3×107；排气；做功；水的比热容较大；（2）增大；热传递；（3）30%。
【解析】（1）0.5kg 汽油完全燃烧要放出的热量：Q＝qm＝4.6×10 7J/kg×0.5kg＝2.3×107J；根据图 1 可知，
进气门关闭，排气门打开，活塞上行，汽缸容积变小，因此该冲程为排气冲程；在做功冲程中，燃气的
内能转化为机械能；因为水的比热容大，温度升高的慢，可以用水来降低汽缸体的温度。（2）汽缸外有
一个水套，让汽缸被水包围着，水从汽缸吸收热量，内能增加，使汽缸的温度降低，这是通过热传递的
方式改变汽缸的内能；（3）由图可知，有用功的能量：100%﹣33%﹣30%﹣7%＝30%，所以热机的效
率为 η＝30%；
20．如图为四缸发动机图，其工作原理为：四个气缸的活塞连在一根曲轴上，并使各气缸的做功过程错开，
在飞轮转动的每半周里，都有一个气缸在做功，其他三个气缸分别在做吸气、压缩和排气工作。有一台
四缸发动机，其主要技术指标如下表所示。其中排量等于四个气缸工作容积的总和，气缸工作容积指活
塞从气缸顶部到底部所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（即冲
程长）。转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。则：
（1）该汽车发动机的单缸排量为________L，它的________冲程是把内能转化为机械能，从而获得动力。
（2）该汽车发动机每分钟对外做功________次，每分钟对外做功________J。
（3）在每个做功冲程里，发动机做功 W＝________J．在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为 W＝pV，式中 p 表示燃气对活塞的压强，则 p＝________Pa（1L＝10﹣3m3）。
排量 2L
输出功率 120kW
转速 6000r/min
【答案】（1）0.5；做功；（2）12000；7.2×106；（3）600；1.2×106。
【解析】（1）四缸发动机，其中排量等于四个气缸工作容积的总和是 2L，汽车发动机的单缸排量为 V＝
＝0.5L；做功冲程，高温高压燃气推动活塞向下运动，燃气对外做功，将内能转化为了机械能，从而
获得动力。（2）四冲程汽油机的飞轮转速为 6000r/min，即该飞轮 1min 转 6000r。因为飞轮转动半周，做
功 1 次，所以一个工作循环，飞轮转 2r，对外做功 4 次。所以每分钟飞轮转 6000r，对外做功 12000 次。
由 P＝ 得，每分钟对外做功：W 总＝Pt＝1.2×105W×60s＝7.2×106J；（3）每个做功冲程做功：
W′＝ ＝600J；由 W＝pV 得，燃气对活塞的压强：p＝ ＝ ＝1.2×106Pa。
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