第02章 对环境的察觉（解答题）（解析版）-七年级科学下册-科学-七年级科学下册-科学

浙教版7年级下册第二章对环境的察觉解答题一、声音与听觉1.运用声呐系统可以探测海洋深度，在与海平面垂直的方向上，声呐向海底发射超声波，如果经6s接收到来自海底的回波信号（海水中声速是1500m/s），则：（1）该处的海深为多少km？（2）超声波声呐能不能用于太空测距（比如地球与月球的距离），为什么？【答案】（1）该处海深为：ℎ=12vt=【解析】【分析】（1）海深等于超声波传播路程的一半，那么超声波传播一半时间的路程就是海深；已知超声波在海水里的传播速度和时间根据ℎ=12vt计算海深即可；

（2）声音的传播需要介质，真空不能传声。

2.校运会上，100米决赛正在激烈进行中，问：（1）终点处的计时员应该在看见发令枪冒出的“烟”时开始计时，而不是在听到发令枪声时开始计时，这是为什么？（2）若计时员是听到发令枪声时才开始计时的，那么运动员的成绩将被提高多少？（已知常温下空气中声音的传播速度为340m/s）(计算结果精确到小数点后两位）【答案】（1）解：声速远小于光速，使成绩测定误差较大

（2）解：因为光传播100米的时间可忽略不计所以△T=S/v声=100m/340m/s=0.29s【解析】【分析】（1）声音在空气中的传播速度是340m/s，光在空气中的传播速度3×108m/s，从它们的速度对成绩测量误差的角度思考即可；

（2）如果以发令枪的枪声为标准开始计时，那么当声音传播100m到达终点时终点计时员才开始计时，而这段时间就是运动员的成绩被提高的部分。

空气温度/℃－20－100102030声音速度/m·s-13183243303363423483.声音传播的速度和温度有关，下表是空气中声速随温度变化的数据。

（1）请你在图所示的坐标中作出声速和温度关系的图像。（2）请你根据所作图像找出温度为15℃时声速为________m/s。（3）当飞机的飞行速度接近周围的声速时会受到相当大的阻力。上世纪中期，人们就尝试进行超音速飞行。在飞机速度有限的情况下，你能指出在什么情况下试验更容易成功吗？________。（4）20℃时，某人站在一个较大的山谷里，想估测山谷的宽度。他大喊一声后经过0.3秒钟听到右面山崖反射回来的声音，经过0.5秒钟才听到左面山崖反射回来的声音。请计算这个山谷的宽度。【答案】（1）

（2）339

（3）在空气温度低时进行试验

（4）s=vt=342m/s×(0.3+0.5)/2s=136.8m【解析】【分析】（1）方格纸上横轴表示温度，纵轴表示速度，将每组对应的数字在方格纸上描点，最后用平滑的线将相邻的点连接起来即可；

（2）在图像中找到温度为15℃的点，然后确定它对应的声速；

（3）根据声速与温度的关系确定更容易成功的方案；

（4）人到山谷的距离等于声音传播路程的一半，据此计算出该人到左面山崖和右面山崖的距离，最后将两个距离相加就是山谷的宽度。【解答】（1）将每组对应的数字在方格纸上描点，最后用平滑的线将相邻的点连接起来即可，如下图：

（2）在横轴上10和20之间的中点找到温度15℃，然后通过改点作横轴的垂线与图像相交，最后通过该交点作纵轴的垂线与纵轴相交，这个交点所对的速度即为所求，如下图：

据上图可知，温度为15℃时声速为339m/s；

（3）根据图像可知，空气的温度越低，声音在空气中传播的速度越小，飞机的速度越容易达到，因此在空气温度较低时进行实验更容易成功；

（4）20℃时声音在空气中的速度为342m/s；

山谷的宽度为：s=vt=342m/s×0.3s+0.5s2=136.8m4.某同学乘坐的汽艇遥对着一座高崖，他大喊一声，历时五秒后听到回声，已知声音此时在空气中的传播速度为340米/秒，求：（1）若汽艇静泊在水面，它离高崖多远？（2）若汽艇以10米/秒的速度正对着高崖驶去，他喊时离高崖多远？听到声音时离高崖多远？【答案】（1）若汽艇静泊在水面，它离高崖s=12vt=12×340m/s×5s=850m；

（2）他喊时到高崖的距离：【解析】【分析】（1）当汽艇静泊在水面时，它离高崖的距离就是声音传播距离的一半，即：s=12vt；

（2）若汽艇以10米/秒的速度正对着高崖驶去，那么5s内汽艇行驶的距离与声音传播的距离之和正好是他喊时到高崖距离的2倍，即高崖距离s'=二、光的颜色与传播5.家住上海的小王同学出家门就可以看到东方明珠塔，手拿直尺，伸直手臂，面对明珠塔竖直量了一下塔高4.6厘米，已知东方明珠塔实际高度为460米，小王同学手臂

长60厘米，于是小王计算出他家到东方明珠塔的直线距离。小王家旁边有一个地铁站，从此站出发乘坐几站可抵达东方明珠塔下。从地图上看，地铁线路接近直线。请分析说明小王计算他家到东方明珠塔的直线距离L的方法步骤。（1）要求画出相应的示意图，说明依据的光学知识是什么？（2）计算出L为多少千米？【答案】（1）设手臂长为a，家门口到东方明珠塔的直线距离为L；如图所示，

利用了光的直线传播原理，使ADE在一条直线上，

（2）a/L=h/H【解析】【分析】（1）小王的眼睛、尺子、明珠塔，明珠塔的最低点与最高点各发出的一条光，其中最高点发出的一条光，经过尺子最高点，进入小王的眼睛。最低点发出的一条光，经过尺子最低点，进入小五的眼睛。因为光是沿直线传播的，所以上述两条光线与小王的眼睛、尺子、明珠塔围成了几个三角形。

（2）在上图中，三角形ABD与三角形ACE是相似三角形，对应边成比例。所以有a/L=h/H，将已知数据代入可计算出小王家到东方明珠塔的直线距离L。​6.根据光学知识，解释下列现象。（1）2018年1月31日，发生的“超级月全食”。（2）当阳光照在雪地上时，为什么黑色物体下面的雪会熔化得更快？（3）戴上蓝色眼镜，在红色的灯光下行走方便吗？为什么？【答案】（1）光是沿直线传播的

（2）黑色的吸热性远比其他颜色要来的高，这样就能加快雪地上的雪融化。

（3）不方便,红光不能透过蓝色透镜【解析】【分析】（1）月食现象是由于日地月三者在一直线上，地球在中间，太阳照光照到地球上，在地球的背面形成了巨大的阴影，当月球转到地球阴影区时就出现了月食现象，所以月食与光的直线传播有关；

（2）物体在反射光时，不同颜色的物体的反射情况是不同的，白色能反射所有光，黑色吸收所有光，所以黑色物体在光照下温度升的快，雪会熔化得更快；

（3）眼睛能看到物体是因为物体上反射的光进入人的眼睛，光在透过有色玻璃时，能透过的光与玻璃的颜色是一致的，不一样的会被吸收，当红光从物体上反射来时，在穿过蓝色眼镜时，由于蓝色镜片只允许蓝光通过，所以红光会被挡住，物体反射的光不能进入人的眼睛。​7.园艺家为何失败

一个爱园艺的人，发现植物叶子多数呈绿色，可能是植物喜爱绿色光的缘故，于是他将温室的房顶和四周都安装绿色玻璃，只让阳光中的绿色光照射植物．他认为这样必将使植物生长更快，产量更高，可是园艺家失败了．因为不透明体的颜色是由它反射的色光决定的，叶子呈绿色，说明植物反射的是绿光，也就说明绿光正是植物不喜欢的，只给植物照绿光，植物就会缺少所需的其他色光而生长慢，甚至枯萎。（1）不透明体的颜色由什么决定？（2）红花会反射什么颜色的光？（3）太阳光照在树叶上，我们为什么看到叶子是绿色的？【答案】（1）不透明体的颜色是由它反射的色光决定的（2）红光

（3）太阳光照在树叶上，我们看到树叶是绿色的，是因为阳光是复色光，包括各种颜色的光；各种颜色的物体被白光照射，看到的是它的本色。【解析】【解答】（1）由题干中园艺家的失败可知：不透明体的颜色是由它反射的色光决定的；（2）红花反射红光，因为不透明体的颜色是由它反射的色光决定的；（3）太阳光照在树叶上，我们看到树叶是绿色的，是因为阳光是复色光，包括各种颜色的光．各种颜色的物体被白光照射，看到的是它的本色。

【分析】白光是复色光，包括各种颜色的光，而物体的颜色由所反射的色光决定；各种颜色的物体被白光照射，看到的是它的本色。8.大约两千四百年前，我国的学者墨翟和它的学生做了世界上第一个小孔成像的实验，解释了小孔成像的原理。小光同学将两个长度均为50cm，直径为5cm的直筒套在一起，做成如图的仪器（M筒的直径稍大，可以套在N筒上并能前后移动）（1）小孔成的像是倒立的________像。可以用光的________-解释。所成的像与小孔的形状________。（2）若直筒M，N位置不动，让物体远离N筒，像距________，像的大小________（以上两空选填“变大”“不变”或“变小”）。（3）十五的夜晚，将小孔对准明月，测得月亮最大像的直径是9．1mm，已知月球到地球的距离为380000km。月球的直径约为________km。

​【答案】（1）实像；直线传播；无（2）不变；变小（3）3．458×103​【解析】【解答】（1）由于小孔所成的像是由实际光线会聚而成的，因此小孔成的像是倒立的实像，这是光的直线造成的；小孔所成的像是物体本身的像，与小孔的形状无关；（2）见下图：若直筒M、N位置不动，让物体远离N筒，像仍然成在M筒的右侧，像距不变；让物体远离N筒，△AOB与△A′OB′的相似比变大，AB大小不变，则像变小；（3）见下图：要使月亮所成的像最大，则MN=OD=50cm+50cm=100cm=1m，根据相似三角形的性质，

OCOD=ABA'B'，

3.8×108m三、光的反射9.如图所示，夏天的一个傍晚，有一个小孩站在池塘边看到了水中有一轮弯弯的月亮，请你运用光学知识作图说明这个小孩为什么能看到水中的明月。（保留作图的痕迹）【答案】解：如图所示；【解析】【分析】平面镜所成的像是反射光线反向延长线的交点，可以将人的眼镜和月亮的像连接确定待求的入射点，然后完成光路图即可。【解答】首先通过月亮做水面的垂线，然后根据“物像等距”在水面的下方找到月亮的像的位置；将眼镜与像用直线连接，与水面的交点就是待求光路的入射点；最后将月亮与入射点连接就是入射光线，眼镜与入射点连接就是反射光线，如下图：

10.如图所示，平面镜前有一点光源S，S发出的一束光被平面镜反射后经过A点。完成此光路图。【答案】解：如图所示：【解析】【分析】因为平面镜所成的像是反射光线反向延长线的交点，所以从S点发出的光线的反射光线肯定经过S点的虚像；这条光线还经过A点，将二者连接后与镜面的交点就是寻找的入射点，最后画出对应的入射光线和反射光线即可。【解答】（1）首先通过S点作镜面的垂线，然后在镜面的另一侧根据“物像等距”寻找它的像S'的位置；

（2）连接S'A,与镜面的交点就是入射点O；

（3）连接SO就是入射光线，连接OA就是反射光线。如下图：

11.某科学兴趣小组发现，在晴朗的正午，坐在A位置时，看不清靠窗黑板上的粉笔字，为了探究该现象产生的原因，查阅资料发现：“在明亮环境中，当进入人眼的光线较少时，会使得人的视觉感觉较暗。”在老师的帮助下，他们建立了以下模型图。请结合下图，解释为什么阳光从窗户射到黑板上时，在A位置看不清靠窗黑板上的粉笔字。【答案】因为光在黑板上发生镜面反射，在粉笔字上发生漫反射，因此粉笔反射进入人眼的光线比较少，在教室明亮的环境中，人眼感觉字像暗，所以A处的同学看不清黑板上的粉笔字。【解析】【分析】光在黑板上发生镜面反射，在粉笔字上发生漫反射，两种反射后的光线进入人眼的多少不同，人眼对黑板和字的亮暗感觉会不同。12.阅读下面材料，然后回答问题：反射面是球面一部分的镜子叫球面镜，用球面的内表面作反射面的镜子叫凹面镜，简称凹镜．我们都知道，用平行光对着平面镜照射，则反射光线也是平行光，也就是说，平面镜对光线既不起会聚作用也不起发散作用，那么凹镜对光线会有什么作用呢？小明首先进行了大胆的猜想，先找到所有可能的情况：即会聚、发散、既不会聚也不发散．只有这三种情况，但究竟哪一种情况是正确的呢？小明做了以下实验：他将10只激光手电筒捆绑在一起，形成一束平行光，然后对着凹镜照射，发现了如图所示的现象．请你根据上述短文回答以下问题：（1）通过实验小明可得出什么结论？（2）你认为凹镜在日常生活、生产中可以有哪些应用？请说出两个．（3）通过刚才小明和你对凹镜的学习，想一想这个学习过程是经过了大致怎样的程序步骤？请你写出来．【答案】（1）答：观察图象可以发现：平行光经过凹面镜的发射，反射光线会聚在一点．说明了：凹镜对光线有会聚作用

（2）答：根据凹面镜可以会聚光线的特点，我们制成了太阳灶、太阳炉

（3）答：首先提出了问题：凹镜对光线会有什么作用呢？然后进行了猜想：会聚、发散、既不会聚也不发散．设计实验和进行实验：将10只激光手电筒捆绑在一起，形成一束平行光，然后对着凹镜照射．得出结论：凹镜对光线有会聚作用【解析】【分析】（1）观察图象，平行光线经过凹镜的反射，变为了会聚在一点的光线，说明了凹镜对光线有会聚作用；（2）凹镜可以会聚光线，同样可以会聚太阳光，将太阳光会聚在一点，温度比较高，可以制成太阳灶；（3）实验探究的步骤包括：提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验、得出结论、评估和交流．13.中国是世界上近视发病率最高的国家之一，近视眼人数世界第一．近视除了会引起生活不便外，还有很多危害，如易造成斜视、易导致视网膜脱离、易引发白内障等．请思考：（1）在日常生活和学习中怎样做才能预防近视的形成呢？（2）近视眼的结果是使物像落在视网膜的前方还是后方？（3）近视眼应配戴凸透镜还是凹透镜进行矫正？【答案】（1）解：三要是：读书写字的姿势要正确；看书写字40分钟后要到室外活动或向远处眺望一会儿；要认真做眼保健操，所按穴位要准确．五不看是：不要在暗弱光线下和直射的阳光下看书写字；不要躺在床上、在公共汽车上或走路时看书；不要看字体过小、字行过密、字迹印刷不清的读物；做作业不要用淡色铅笔；看电视时间不要太久．三个一是：一尺、一拳、一寸，即读书写字时，眼睛和桌面要保持一尺的距离；身体和课桌之间保持一个小拳头的间隔；握笔时手和笔尖要保持一寸的距离．

（2）解：前方（3）解：凹透镜【解析】【分析】眼球的结构和功能如图所示：【解答】解：（1）预防近视要做到：三要、五不看、三个一，有效地预防了近视眼的发生．三要是：读书写字的姿势要正确；看书写字40分钟后要到室外活动或向远处眺望一会儿；要认真做眼保健操，所按穴位要准确．五不看是：不要在暗弱光线下和直射的阳光下看书写字；不要躺在床上、在公共汽车上或走路时看书；不要看字体过小、字行过密、字迹印刷不清的读物；做作业不要用淡色铅笔；看电视时间不要太久．三个一是：一尺、一拳、一寸，即读书写字时，眼睛和桌面要保持一尺的距离；身体和课桌之间保持一个小拳头的间隔；握笔时手和笔尖要保持一寸的距离．总之，预防近视要养成良好的用眼习惯．（2）（3）看近处物体时，必须通过睫状肌的收缩作用，使晶体的凸度增加，使近处的物体像能够落在视网膜上，才能看清．长时间的近距离作业，如读书、写字、看电视、玩游戏机等，使眼睛长时间的调节紧张，头部前倾，眼球内不断的充血，眼内压相应的增高，以及眼外肌的紧张和压迫眼球，或者因调节时牵引涡状静脉，妨碍了血液的流通，使巩膜的抵抗力减弱，导致晶状体过度变凸，不能恢复；严重时使眼球的前后径过长，使远处物体反射来的光线形成的物像，落在视网膜的前方，因此不能看清远处的物体，形成近视，近视眼需要佩戴凹透镜进行矫正．四、光的折射14.早晨有一束阳光从空气斜射到液面上发生反射和折射，入射光线与液面成30°角（如图），反射光线与折射光线的夹角为83°（1）折射角的大小为________，若随着太阳的升起，当入射角减小10°时，则反射角的大小为________；（2）若太阳到地球的距离为1.5×108km，则太阳光从太阳射到地球的时间是多少？【答案】（1）37°；50°

（2）太阳光从太阳射到地球的时间是t=【解析】【分析】（1）首先根据（90°-入射光线和液面的夹角）求出入射角，然后根据反射角等于入射角计算出反射角，最后根据（180°-反射角-反射光线和折射光线的夹角）计算出折射角；当入射角减小10°时，反射角也会同时减小10°；

（2）已知路程和速度根据公式t=sv计算太阳光射到地球的时间。

【解答】（1）入射角是：90°-30°=60°；

因为反射角等于入射角，

所以反射角是60°；

那么折射角为：180°-60°-83°=37°；

当入射角减小10°时，入射角为：60°-10°=50°；

因为反射角等于入射角，

所以反射角为50°；

（2）太阳光从太阳射到地球的时间是t=s15.科学兴趣小组想知道某凸透镜的焦距f的大小，及其成像规律，做了以下实验：（1）他们将镜面垂直于阳光，在凸透镜下面放上白纸（纸、镜平行），测出透镜中心与白纸的间距s与对应的白纸被引燃的时间t，绘制了图线甲。由图甲可判断该凸透镜的焦距f为________厘米。（2）接着将透镜及蜡烛、光屏置于光具座上（如图乙），做成像实验，记录每次成实像时的物距u，像距v，物体与光屏之间的距离L，绘出图线丙（以f为长度单位）。由图可知，要想成实像，物体与光屏间的距离L应满足的条件是________。（3）兴趣小组经“百度”发现，科学中有一个凸透镜成像的新概念：放大率（用字母n表示），放大率等于像的大小与物的大小的比值，也等于像距与物距的比值。结合乙、丙两图，当物距u=1.5f时，n=________。【答案】（1）8（2）L≥4f（3）2【解析】【分析】（1）阳光越会聚，白纸上的光点越小，温度越高，那么白纸被引燃的时间越短；而凸透镜的焦点就是所有光线都汇集的地方；

（2）根据图像丙，物体与光屏之间的距离L最小值为4f，这时物体在二倍焦距上，分析其它位置时L与4f的大小关系即可；

（3）从丙图中，找到u=1.5f时物体与光屏间的距离L的数值，根据v=L-u计算出这时的像距v，最后根据放大率n=vu计算即可。

【解答】（1）当凸透镜的焦点正好在白纸上时，温度最高，引燃时间最短；据甲图可知，当透镜中心与白纸的间距s为8cm时，引入时间最短，说明凸透镜的焦距四8cm；

（2）分析丙图可知，当凸透镜成实像时，物体与光屏间的距离L的最小值是4f，那么成实像的条件为：L≥4f；

（3）据丙图可知，当u=1.5f时，L=4.5f，那么像距v=L-u=4.5f-1.5f=3f，那么放大率为：16.

（1）如图一束光线以与水面成30°角斜射到水面上，试在图中画出光线AO经过水面后的光路图。（2）F为凸透镜的焦点，请完成图所示的光路图。【答案】（1）解：如图所示：

（2）解：如图所示：【解析】【分析】（1）根据光的反射定律和折射规律完成作图；

（2）根据凸透镜的“三条特殊光线”完成作图。

【解答】（1）①在空气里面法线右侧，根据反射角等于入射角画出反射光线；

②在水里面法线右侧，根据折射角小于入射角画出折射光线，如下图：

（2）①与主轴平行的光线，经过凸透镜后，折射光线经过另一侧的焦点；

②经过焦点的光线，通过凸透镜后，折射光线与主轴平行，如下图：

17.按要求作图（1）已知图中的凹透镜和凸透镜的焦距相同，根据两种透镜对光线的作用，画出已知光线的入射光线和折射光线。（2）如图所示，入射光线AO照射到镜面上发生反射，OB为反射光线，请根据光的反射定律，画出确定平面镜的位置。（3）小明站在游泳池边的A处，看到路灯在池水中的像与他看到的池中的一条鱼在C点重合，用光学作图法确定路灯B的位置和鱼的大致位置。【答案】（1）（2）（3）

【解析】【分析】（1）凹透镜发散光线，凸透镜会聚光线，根据透镜的“特殊光线”完成作图；

（2）法线是反射光线和入射光线夹角的角平分线，而镜面和法线相互垂直；

（3）眼睛和鱼的像在同一直线上，这条直线与分界面的交点就是入射点，然后作出反射光线，最后根据光的折射规律作出入射光线，找到鱼的实际位置；根据平面镜