1、聲光拓展 （1-29）1閱讀短文超聲波指紋識別技術(shù)，回答問題。不知道你的手機(jī)用多久了？如果用的時間夠久的話，指紋識別模塊（Home鍵或手機(jī)背蓋上的指紋識別模塊）是不是已經(jīng)磨損了？或者你的手指上有汗或手指脫皮，是不是指紋識別就失效了？利用超聲波指紋識別，就不會出現(xiàn)上面說的哪些情況，具體來講，超聲波指紋識別屬于第三代指紋識別技術(shù)，其工作原理與聲吶探測海底深度類似，超聲波能穿透材料，而且材料的不同，超聲波被反射、吸收的情況會有變化，產(chǎn)生的回波自然也就不同，皮膚與空氣對超聲波的阻抗不同，就可以區(qū)分指紋波峰和波谷的位置，也就做出指紋的三維圖像，超聲波指紋識別的優(yōu)點(diǎn)很明顯：首先，手指無需接觸指紋模塊，也就

2、不會出現(xiàn)指紋模塊被磨損的情況，這也意味著超聲波指紋識別模塊可以隱在手機(jī)內(nèi)部，手機(jī)外觀也就會得到提升；其次，超聲波的識別深度是可以穿過手指表皮的，手指脫皮也不用怕識別不了，如果手指有水或汗液，照樣能識別；最后，在安全性上，因?yàn)槌暡ㄗR別的是三維圖象，像以前那樣只需一張指紋平面圖是無法蒙混過關(guān)的。（1）超聲波指紋識別是通過超聲波獲取指紋信息，以下各項(xiàng)應(yīng)用中與此類似的是 。A.超聲波焊接器 B.超聲波清洗器C.醫(yī)生用B超診斷病情 D.醫(yī)生用超聲波擊碎結(jié)石（2）頻率高于 Hz的聲音叫做超聲波，已知超聲波在海水中的傳播速度約為1500m/s，向海底垂直發(fā)射超聲波，若6s后收到回聲信號，則海底深度為 m；

3、在月球上 （選填“能”或“不能”）用超聲波技術(shù)測量月球表面物體間距離，理由是 ；（3）放大手指局部，表面是凸凹不平的，圖甲是超聲波指紋識別系統(tǒng)，手機(jī)發(fā)出超聲波遇到手指上A、B、C、D、E五個位置，測得回收信號的時間分別為0.30ms、0.36ms、0.30ms、0.36ms、0.26ms，根據(jù)時間，求出手指與手機(jī)平面的距離，就可以繪出指紋的大致形狀，則該處指紋的大致形狀是圖乙中的 （1ms0.001s）。2如圖1是利用超聲波測量距離時測距儀發(fā)出超聲波的運(yùn)動位置距離與時間變化關(guān)系圖像、第1段圖像，表示超聲波勻速遠(yuǎn)離測距儀；第2段圖像，表示超聲波遇到障礙物返回測距儀。超聲波在空氣中的速度不變，圖像

4、關(guān)于圖中虛線對稱。（超聲波在空氣中的速度為340米/秒）（1）超聲波 （選填“能”或“不能”）在真空中傳播，超聲波測距離說明超聲波可以 。（2）若t1為6秒，則障礙物距離超聲波測距儀多遠(yuǎn)？（3）利用超聲波還可以測量車速，測量原理為：測距儀正對著駛來的汽車先后發(fā)出兩個超聲波，儀器顯示兩個超聲波的運(yùn)動位置距離與時間變化關(guān)系如圖。如圖2中s和s分別為超聲波兩次碰到汽車時通過的路程，t和t分別為超聲波兩次碰到汽車所需的時間，那么sss即為汽車在兩次碰到超聲波的時間間隔內(nèi)通過的距離，ttt就是汽車兩次碰到超聲波的時間間隔，汽車速度v。設(shè)t3s，t10s，從第一次發(fā)超聲波信號到第二次發(fā)超聲波信號之間間隔為

5、9s，則小車運(yùn)行速度為多少？（保留1位小數(shù)）3閱讀下面的短文，回答問題。 多普勒效應(yīng)1842年的一天，奧地利一位名叫多普勒的科學(xué)家正路過鐵路交叉處，恰逢一列火車從他身旁駛過，他發(fā)現(xiàn)火車從遠(yuǎn)而近時鳴笛聲音調(diào)變尖，而火車從近而遠(yuǎn)時鳴笛聲音調(diào)變低。他對這個物理現(xiàn)象產(chǎn)生了極大興趣，就進(jìn)行了研究。他發(fā)現(xiàn)當(dāng)聲源與觀察者之間存在著相對運(yùn)動時，觀察者聽到的聲音頻率就會不同于聲源發(fā)聲的頻率。當(dāng)聲源向觀察者靠近時，觀察者接收到的聲波的波長減小，頻率變大，音調(diào)就變高；當(dāng)聲源離觀察者遠(yuǎn)去時，觀察者接收到的聲波的波長增大，頻率變小，音調(diào)就變低，后來人們把它稱為“多普勒效應(yīng)”。聲波的多普勒效應(yīng)可用于交通中的測速，交通警察

6、向行進(jìn)中的車輛發(fā)射頻率已知的超聲波，同時測量反射波的頻率，根據(jù)反射波頻率變化的多少就能知道車輛的速度。多普勒效應(yīng)也可以用于醫(yī)學(xué)的診斷，也就是我們平常說的彩超，即彩色多普勒超聲。儀器發(fā)射一系列的超聲波，經(jīng)人體血管內(nèi)的血液反射，因?yàn)檠毫鲃拥乃俣炔煌瓷浜蟊粌x器接收到的回聲的頻率就會有所不同，用不同顏色標(biāo)識出，因而彩超既具有二維超聲結(jié)構(gòu)圖像的優(yōu)點(diǎn)，又同時提供了血流動力學(xué)的豐富信息。根據(jù)上述內(nèi)容回答：（1）交通中的測速儀和醫(yī)學(xué)中的彩超都是應(yīng)用 工作的。（2）若聲源不動，觀察者向聲源運(yùn)動， （選填“能”或“不能”）發(fā)生多普勒效應(yīng)。（3）從聽到火車鳴笛的音調(diào)變高判斷，火車正在 （選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”

7、）觀察者。4汽車抬頭顯示（如圖甲）又叫汽車平視顯示系統(tǒng)，簡稱HUD。HUD是利用平面鏡成像原理（如圖乙），將顯示器上的重要行車數(shù)據(jù)如車速、油耗、導(dǎo)航等通過前擋風(fēng)玻璃投射在正前方，確保駕駛舒適安全。（1）HUD有一個技術(shù)難題，即擋風(fēng)玻璃所成的像易產(chǎn)生重影，影響使用效果。重影產(chǎn)生的原因是擋風(fēng)玻璃有一定的 （選填“厚度”或“透明度”）；（2）已知某車輛HUD顯示器水平放置在中控臺上，通過擋風(fēng)玻璃成垂直于水平面的像，則擋風(fēng)玻璃與水平面夾角為 度；（3）某駕駛員發(fā)現(xiàn)擋風(fēng)玻璃所成的像過高，不便于觀察，這時就需要將顯示器沿水平方向 （選填“遠(yuǎn)離”或“靠近”）擋風(fēng)玻璃；（4）汽車上還有雷達(dá)裝置，雷達(dá)啟動后發(fā)出

8、 聲波信號經(jīng)周邊的物體的反射后，可判斷車與障礙物的距離。與汽車?yán)劝l(fā)出的聲音相比，在空氣中，該聲波的速度 汽車?yán)劝l(fā)出的聲音的速度。5如圖所示為水位測量儀的示意圖。A點(diǎn)與光屏PQ在同一水平面上，從A點(diǎn)發(fā)出的一束與水平面成45角，方向不變的激光，經(jīng)水面反射后，在光屏上的B點(diǎn)處形成一個光斑，光斑位置隨水位變化而發(fā)生變化。（1）畫出A點(diǎn)發(fā)出經(jīng)過B點(diǎn)的光路圖；（2）若光斑B向右移動了2m，說明水位 （選填“上升”或“下降”）了 m。62021年12月9日15點(diǎn)40分，“天宮課堂”第一課正式開講，這是時隔8年之后，中國航天員再次在太空授課。航天員王亞平在一個水球內(nèi)中間部分注入一氣泡，我們看到了水球中形成

9、一正一反兩個王亞平頭部的像。請你回答以下問題：（1）請說出倒立的像形成的光學(xué)原理。（2）氣泡中看到正立縮小的像。有同學(xué)認(rèn)為是氣泡起到凸透鏡作用形成的，你是否同意他的觀點(diǎn)？為什么？7如圖所示。把一個空玻璃杯放在一張畫著兩個向左箭頭的紙片前，往杯子中倒入半杯清水，透過水杯看到下方的箭頭大小不變但方向變成向右。請用所學(xué)物理知識解釋原因。8閱讀短文，回答問題。菲涅爾透鏡甲圖中圖1是平凸透鏡的截面圖，由光學(xué)知識可知，平行光由平凸透鏡左側(cè)垂直入射，在透鏡中傳播方向不變，只有經(jīng)透鏡另一側(cè)曲面時才會發(fā)生偏折，并會聚于焦點(diǎn)。若在圖2中將平凸透鏡陰影部分去掉，保留圖中曲面的白色部分并將其向左平移到透鏡平面處，即為

10、圖3，這樣的透鏡叫做菲涅爾透鏡（又稱螺紋透鏡）。菲涅爾透鏡與平凸透鏡一樣，都能將平行于主光軸的光線會聚于焦點(diǎn)。與平凸透鏡相比，菲涅爾透鏡減少了光在透鏡中直線傳播的部分，只保留透鏡發(fā)生折射的曲面，在節(jié)省透鏡材料的同時也減少了光在透鏡中傳播的光能損失。菲涅爾透鏡有著廣泛的應(yīng)用，如圖乙為手機(jī)閃光燈上用到的菲涅爾透鏡，從上方俯視，它由數(shù)個同心圓紋路的玻璃組成。大型菲涅爾透鏡是聚光太陽能系統(tǒng)中重要的光學(xué)部件之一，它能提高太陽能板上單位面積獲得的光能，如圖丙所示，從上方垂直菲涅爾透鏡的光束，在一半焦距處面積只有原來的四分之一。請回答：（1）菲涅爾透鏡與平凸透鏡對光都有 （此空選填“會聚”或“發(fā)散”）作用，

11、它們的工作原理是 （此空選填“相同”或“不同”）的。（2）下面關(guān)于菲涅爾透鏡的說法，不正確的是 。（填字母序號）A.使用菲涅爾透鏡的手機(jī)，閃光燈部分可以做得更薄B.與相同直徑的平凸透鏡相比，光能損失減少C.菲涅爾透鏡是由一圈圈凸透鏡和凹透鏡組成D.與相同直徑的平凸透鏡相比，所用材料減少（3）不考慮光傳播過程中的能量損失，如題圖丙所示，一太陽能板置于菲涅爾透鏡下方的一半焦距處，則與不放置菲涅爾透鏡相比，太陽能板受光部分單位面積上的光能提高約為原來的 倍。為了更好地接受太陽能，太陽能板受光面應(yīng)涂上 （此空選填“黑色”或“白色”）。（4）將菲涅爾透鏡放置在陽光下從而將光集中在太陽能板上，為保證最佳的

12、聚光效果，圖丁中，正確的放置方法是 。（填字母序號）9如圖所示，小明手拿一個透明玻璃球，將其放置在距眼睛稍遠(yuǎn)的位置，透過它能看到遠(yuǎn)處建筑物倒立、縮小的像，請解釋這個現(xiàn)象。10讀取體溫計的示數(shù)時，沿著圖中所示的B方向觀察易于讀數(shù)，請解釋其中的道理。11閱讀眼睛和眼鏡回答問題。眼睛和眼鏡如果有人說“年輕得了近視，老了就不會老花眼了”，你覺得對嗎？近視是由于角膜或晶狀體的屈光力過強(qiáng)，或者是眼軸過度延長，從而導(dǎo)致外界光線經(jīng)過眼睛的屈光系統(tǒng)折射之后，焦點(diǎn)沒有能夠準(zhǔn)確的聚焦在視網(wǎng)膜上，而是聚焦在視網(wǎng)膜前，造成視網(wǎng)膜上投影模糊不清，引起視力下降。主要表現(xiàn)是看遠(yuǎn)處的東西模糊不清，看近處的事物相對清晰。老花眼則

13、是由于年齡因素引起晶狀體彈性降低，睫狀肌的調(diào)節(jié)功能減退，眼睛無法聚焦在近處的物體上，不能將近距離30cm內(nèi)的細(xì)小物件和字體聚焦成像于視網(wǎng)膜，導(dǎo)致患者近視力下降，屬于一種生理性的衰退現(xiàn)象。主要表現(xiàn)是看遠(yuǎn)處的事物清晰，而無法看清近處的東西。一句話來說，“老花”涉及的是眼睛的調(diào)節(jié)能力，而“近視”指的是眼睛的屈光狀態(tài)，兩者發(fā)生機(jī)制本就不一樣，當(dāng)然不存在“有近視不老花”、“有老花無近視”這樣的說法了。如果一個人既是近視眼，又是老花眼，就要佩戴兩副眼鏡，這是很麻煩的事情?，F(xiàn)在有一款眼鏡，集近視眼鏡和老花眼鏡功能于一身，給人們帶來極大的便利。這款眼鏡叫漸進(jìn)多焦點(diǎn)眼鏡，鏡片不同區(qū)域有不同焦點(diǎn)、不同度數(shù)，一般分四個區(qū)域：遠(yuǎn)用區(qū)域A、近用區(qū)域B、漸進(jìn)區(qū)域C、左右變形區(qū)D（也可稱周邊區(qū)或模糊區(qū)），如圖所示。A區(qū)，用于看清遠(yuǎn)處物體。B區(qū)，用于看清近處物體。C區(qū)，是一個自上而下規(guī)律變化的區(qū)域，用于看清中間距離的物體。D區(qū)，是度數(shù)變化區(qū)域，通過該區(qū)域看東西會感