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1、單元六聲音與光單元六聲音與光 觀念一.波 A.波與介質 (1)：能量傳遞的一種形式。(2)：可傳遞波的物質，但不隨波前進。只在原處作往復振動。B.波的種類：(1)依有無介質來區分。 ：需介質來傳遞的波。如水波、繩波、聲波。 ：不需介質來傳遞的波。如光波、電磁波。(2)依介質振動方向與波前進方向來區分。 橫波(凹凸波)：介質運動方向與波前進方向 者。如水波、繩波、上下振動之彈簧波。 縱波(疏密波)：介質運動方向與波前進方向 者。如聲波，前後振動之彈簧波。 橫波與縱波波形比較：(縱波) (橫波)C.連續週期波的名詞解析： (1)平衡位置：、點。(介質尚未振動的位置。) (2)波峰：、點。(離平衡位
2、置最高的點。) (3)波谷：、點。(離平衡位置最低的點。)(4)振幅：OG = OA (離平衡位置的最大距離。) (5)波長(λ)：BD = AC 。(相鄰二對應點的距離。) (6)振動一次的路徑：A→O→G→O→A。(7)週期(T)：前進一個波長所需的時間。(8)頻率(f)：1秒通過的波數週期的倒數T1= f 。(9)波速：Vfλ Tλ 波速僅受介質的 、 影響， 而與 、 、 無關。D.聲波：(1)成因：物體快速振動時，周圍空氣分子受其作用，而形成疏密相同的波(縱波)，向四方傳播。(2)聲音三要素： 響度：振
3、幅的大小。亦代表聲波能量的凹凸。 音調：頻率的大小。代表發聲體振動快慢。 音品：波形的不同，代表各種聲音的獨特性。(3)聲速：取決於介質的種類及狀態。種類：。狀態：溫溫、乾燥潮濕、有風無風。聲速公式：V3310.6t t氣溫() (4)回聲：聲音遇到障礙物而反射回來的聲音。回聲可應用在測距離，如聲納可探測海底深度。公式：SV× 2t (V：當時介質聲速、t：接收回聲時間、S：距離)重點實驗 (一)波的反射 1.實驗目的觀察水波的反射。2.實驗過程3.結論 (1)亮紋波峰的連線，可光；暗紋波谷的連線，會光，兩者都稱為。(2)入射線波的前進方向，與波前相互。(3)波長相鄰二亮紋(暗紋)
4、的距離。(4)以水波探討波動性質的理由：速度、透光、易觀察。(5)觀察水波時，水槽周圍放置海綿，功用是反射波。(6)水波反設會遵守反射定律，即入射角反射角。且發生在同一介質中，故反射波的、均不變，僅變小。(7)反射定律圖解：觀念二.光 A.光的性質 (1)光是一種，可以轉換成熱能、電能、化學能。(2)不需介質，以傳播。影子的形成便是最佳證明。(3)影響影子的大小因素：物體，。(4)傳播速率：中中中中。真空中光速：。B.光的反射：(1)成因：光由一介質進入另一介質或照耀到不透亮物體表面。(2)反射定律： 入射線與反射線各在法線的，且三線在同一上。 入射角反射角。(3)平面鏡：利用光的反射原理形成
5、。特性： 作圖 物距像距。 像與原物大小。 左右相。像正立的像。(4)拋物面鏡： 平行入射光會聚於。 焦點發出的光反射後成光。(5)凸面鏡： 成像原理：平行主軸入射光反射後延長會聚於鏡後焦點。 成像性質： 立像。 功能：增加視野範圍，如山路轉彎處。(6)凹面鏡： 由焦點發出之光線經反射後皆射出，以增強光 線的照耀強度。如手電統、車前燈。 將平行主軸的太陽光經反射後會聚於焦點，以提高加熱效果。如太陽爐。C.光的折射：(1)成因：光由一介質進入另一介質時，因光速改變，以致前進方向改變。光由一介質進入另一介質，同時發生反射和折射。(2)發生折射時，、改變， 、不變。(3)折射路線的判斷：光速大的介質
6、與法線夾角， 光速小的介質與法線夾角。(4)光的折射實例： 水中的筷子，看起來似乎折成兩段，如右圖。 由空氣中往水中看，會覺得水比較。 由水中看岸上的景物，感覺比較。D.透鏡做圖原則：(1)平行主軸入射光 折射會聚於鏡 (凸透鏡)。延長聚於鏡 (凹透鏡)。(2)過鏡心 折射。(3)由焦點射出 折射。凸透鏡作圖：(A)物體在無窮遠處時：(B)物體在兩倍焦距外：(C)物體在兩倍焦距上：(D)物體在焦點與兩倍焦距間：物體在焦點上：物體在焦距內：凹透鏡作圖：(A)物體在無窮遠處時：(B)物體在凹透鏡前任何位置：E.透鏡成像整理：像的位置 實物的位置 位置 實像或虛像 正立或倒立 與實物比較之大小 凸透
7、鏡 ∞ 鏡後焦點 實像一點 ∞→2F 鏡後F2F間 實像 倒立 縮小 2F上 鏡後2F上 實像 倒立 相等 2F→F 鏡後2F外 實像 倒立 放大 F上 不成像F內 鏡前 虛像 正立 放大 凹透鏡 透鏡前 鏡前焦點內 虛像 正立 縮小 無窮遠處 鏡前焦點上 一點像與物移動方向相。F.透鏡的應用：(1)凸透鏡：投影機、顯微鏡、望遠鏡等光學儀器具有放大功能，照相機則是利用實像性質使低片感光。遠視眼鏡則是利用凸透鏡調整成像位置。(2)凹透鏡：近視眼鏡。實例演練 ( ) 1.右圖表示一向左前進的波，實線為此波在某一瞬間的波形，虛線為在很短的時間後，波的位置與
8、波形。則圖上P點及Q點的瞬間運動方向為何？ (A)P點向上運動(B)P點向前運動 (C)Q點向下運動(D)Q點向上運動。( ) 2.右圖為某連續週期波通過一介質中某一點時，該點隨波形起伏之位置座標與時間的關係圖，求該連續波的頻率(1/秒)？ (A)1/5.5(B)1/6(C)1/3(D)10。( ) 3.右圖為一連續週期波某一時刻的波形，則波長為多少公分？ (A)2(B)4(C)6(D)8公分。( ) 4.一波形原先如右圖(a)表示，穩定向前傳送，經0.1秒後形成為圖(b)，可知此週期波的：(A)波速為300公分/秒(B)波長為15公分 (C)週期為1/20秒(D)頻率為10(1/秒)。( )
9、 5.若將一頻率500赫的音叉浸入水中，並用小鎚敲擊，使其振動發出聲音，則聲波在水中傳播時的波長為？(設當時在水中的聲速為1500公尺/秒) (A)1(B)2(C)3(D)4公尺。( ) 6.有關聲波的敘述，下列何者正確？ (A)聲波傳播需靠介質且介質隨者聲波始终往前傳播(B)聲波在水中傳播速率比空氣中慢 (C)聲音響度愈大，傳播速率愈快(D)溫度愈高，聲波傳播速率愈快。( ) 7.下列敘述何者正確？ (A)大部分的樂器都有共鳴箱，其目的是在箱內空氣的共振，增強聲音的強度 (B)吾人能辨别電子琴和鋼琴的聲音，乃是兩者音調不同 (C)在同一介質中，改變聲波的頻率，則波速亦改變 (D)聲波在空氣中
10、傳播時，其傳播方向和空氣分子振動的方向垂直。( ) 8.小華以正確調音過的吉他進行演奏，下列敘述何者正確？ (A)同一絃，絃振動的長度愈長，音調愈低 (B)同一絃，絃振動的長度愈短，音調愈低 (C)不同絃，絃振動的長度相同，粗絃音調較高 (D)不同絃，絃振動的長度改變，音調無法相同( ) 9.上理化課，李老師背對學生寫黑板時，技安在座位上大聲說話，李老師不回頭就能聽出是技安的聲音，主要是依靠聲波的哪一項性質辨識？(A)波形(B)頻率(C)振幅(D)波長。( )10.傳聲介質及其特性會影響聲音傳播的快慢，已知聲音在0的空氣中傳播速率為331公尺秒，溫度每上升1，其速率增加0.6公尺秒，曉研想測量
11、位於住家旁边一枯井的深度，她在井口向內喊話，經過0.20秒後聽到回聲，若當時井中氣溫維持在15，則曉研測得的枯井深度為多少公尺？ (A)33(B)34(C)66(D)68( )11.參考如圖，反射關係的角度示意，今有一束光線射向平面鏡，若入射角為40，則下列敘述何者正確？ (A)θ1θ2(B)θ1θ3(C)θ1θ4(D)θ3θ4( )12. 6月28日中午時分太陽幾乎直射高雄地區。小明坐在媽媽車內，發現前車後窗反射的陽光，無論兩車距離如何，均有刺眼陽光直射入眼睛。問前車後窗型式可能是下列哪一種？(A
12、) (B) (C) (D)( )13.如右圖所示，甲、乙、丙三點位於一平面鏡前，E點為眼睛所在處。依光的反射定律，眼睛可從平面鏡中看到哪幾個點的像？ (A)丙(B)甲、乙(C)乙、丙(D)甲、乙、丙( )14.光由空氣中斜向入射至水中，會產生折射。下列敘述何者正確？ (A)折射線會偏向法線，光速變大(B)折射線會偏向法線，光速變小 (C)折射線會偏離法線，光速變大(D)折射線會偏離法線，光速變小( )15.如圖(三)，光線經過甲、乙、丙三層介質時發生折射，且αβγ，則光線在三介質中的速率快慢何者正確？ (A)甲乙丙(B)乙甲丙 (C)丙甲乙(D)丙乙甲( )1
13、6.右圖中，由甲發出之光線，經過某物體後，其行進路線如實線所示，則此物體可能是？ (A)凸透鏡(B)凹透鏡(C)平面鏡(D)平玻璃。：。( )17.平行光入射透鏡，下列哪個示意圖最合理？(A)(B)(C)(D)( )18.從水面上方看到水中的石子時，下列各圖何者為合理的光線路徑與方向？(A)(B)(C)(D)( )19.達達用焦距為20公分的透鏡做成像實驗，裝置如圖。p為燭火至透鏡的距離，q為紙屏上得到最清楚圖像時，紙屏至透鏡的距離。調整p值測量相對應的q值，結果如表。當p29公分時，在紙屏上所成之像為下列何者？ P（公分）24 28 30 40 60 90 120 Q（公分）120 70 5
14、9 40 30 26 24(A)倒立縮小實像(B)正立縮小實像(C)倒立放大實像(D)正立放大實像( )20.一個半圓柱狀的透亮玻璃，AB線段為其橫截面半圓形的直徑，O點為半圓的圓心。若有一條光線CO自空氣中射入此玻璃柱，入射點為O點，如圖所示，則下列何者為光的折射路徑？(A) (B) (C) (D)( )21.如圖為凸透鏡成像圖，圖中物體與透鏡的距離為何？ (A)大於兩倍焦距 (B)介於兩倍焦距與一倍焦距之間 (C)等於一倍焦距(D)小於一倍焦距( )22.如圖為光線反射之示意圖。MO與NO兩鏡面夾角為120，有一光線射向MO鏡面，且與鏡面之夾角為40，則θ角為幾度？(A)10(
15、B)20(C)30(D)40( )23.在暗室中，小瑜以白光照耀一朵玫瑰花，花瓣呈現紅色，用紅光照耀時，也呈現紅色。假如用綠光照耀，此時玫瑰花瓣會呈現什麼顏色？ (A)黑色(B)綠色(C)紅色(D)白色( )24.關於聲音與光的敘述，下列何者正確？ (A)兩者均須介質才能傳播 (B)兩者在空氣、水、玻璃等介質中的傳遞速率，均為空氣水玻璃 (C)打雷和閃電是同時發生的，但由於光速較快，所以先看到閃電後再聽到雷聲 (D)兩者的波長、波速與頻率，都有波速波長頻率的關係( )25.下列有關眼睛的疾病，何者可以靠配戴眼鏡來矯正治療？ (A)角膜曲度不均(B)視神經受損(C)結膜發炎(D)砂眼( )26.
16、在凸透鏡成向實驗中，如圖所示，燭火在屏上產生清楚的像，若透鏡位置保持不動，欲在屏上產生較大的像，則須：(A)將燭火右移，屏右移(B)將燭火右移，屏左移 (C)將燭火左移，平左移(D)將燭火左移，平右移。( )27.當光由空氣斜向射至水面時，在空氣和水的反射面，將發生何種現象發生？ (A)只有反射現象(B)只有折射 (C)既無反射亦無折射現象(D)兼有反射與折射現象。( )28.人看物體時，物體在視網膜上的成像性質為何？ (A)正立虛像(B)倒立虛像(C)正立實像(D)倒立實像。歷屆考題大觀園 ( )1.右圖為一向右前進的連續週期波在某時刻的波形圖，則下列何者正確？ (A)E點與G點的振動方向相
17、同(B)B點比A點先回到平衡位置 (C)C點與D點的振動方向相反(D)F點比G點先回到平衡位置。( )2.回聲波與原聲波相比，下列何者會改變？ (A)頻率(B)波長(C)波速(D)響度。( )3.下列敘述何者正確？ (A)音調較高的音波，其聲速較快(B)電話中能辨别他人的聲音，是由於音調不同 (C)響度的大小是決定於頻率的凹凸(D)聲音傳得愈遠，振幅愈小，但頻率不變。( )4.某波之入射線如右圖，則其反射線與法線的夾角是幾度？ (A)30°(B)60°(C)120°(D)150°。( )5.行進中的水波遇障礙物而反射時，下列何者會改變？ (A)波速(B)波長(C
18、)振幅(D)頻率。( )6.右圖為一向右行進的週期波，其週期為4秒。實線表示時間t0的位置，虛線表示t時刻波的位置，則下列敘述何者正確？ (A)波速為0.5公分/秒 (B)時間由0秒至t秒，位置由A的質點移到A1 (C)波峰從A行進至A2需時6秒 (D)t時刻，位置A3的質點振動方向向上且與A4的質點振動方向相反。( )7.肯定溫度下，先敲擊甲、乙、丙三支音叉，在同一位置分別測得空氣中三聲波振動位移對時間變化的關係如右下圖，則下列敘述何者正確？ (A)甲波響度最小，音調最高，聲速最快 (B)乙波響度最大，音調最低，聲速最慢 (C)丙波響度最大，音調最低，但三者聲速相同 (D)甲波響度最小，音調最低，但三者聲速相同。( )8.有一繩波之位置坐標與波源距離之關係如右圖，若波由P點至R點.