資源簡介 中小學教育資源及組卷應用平臺第四章 光現象1.(2022秋 臨淄區期中)小孔成像現象最早被《墨經》記載。下列現象與小孔成像原理相同的是( )2.(2022秋 競秀區期中)如圖所示,下列敘述與圖中情景不相符的是( )A.甲圖:日食是由于光的直線傳播形成的B.乙圖:樹林里圓形的光斑是光的反射形成的C.丙圖:隊伍整齊排列是利用了光的直線傳播的原理D.丁圖:平面鏡成像是利用了光的反射的特點3.(2022 邵陽模擬)平面鏡的鏡面是平的,但有許多場合鏡子的表面是曲面,常見的有凸面鏡和凹面鏡。與平面鏡相比,凸面鏡能擴大視野,所以道路的拐彎處常常會放置凸面鏡。如圖所示,關于凸面鏡所成的像,下列說法正確的是( )A.正立,縮小的實像 B.正立,縮小的虛像C.倒立,縮小的虛像 D.倒立,縮小的實像4.(2022 南寧模擬)如圖為光在空氣和玻璃兩種介質中傳播的情形,下列說法正確的是( )A.入射角等于50° B.折射角等于20°C.NN'是界面 D.MM'的右邊是玻璃5. (2022 青秀區模擬)“賞中華詩詞、尋文化基因、品生活之美”,《中國詩詞大會》深受觀眾的青睞。關于詩句中涉及到的物理知識,下列說法正確的是( )A.“綠樹陰濃夏日長”,樹陰是光的反射形成的B.“樓臺倒影入池塘”,樓臺倒影是光的色散形成的C.“瀑水噴成虹”,彩虹是光的直線傳播形成的D.“潭清疑水淺”,水淺是光的折射形成的參考答案:1.A; 2. B;3.B;4. D;5. D。易錯點1 鏡面反射和漫反射典例1:教室黑板用久的部分變光滑,如圖所示,陰影為黑板光滑處,教室內的同學分為四個小組,當光線從右側窗戶射入時,上課看黑板光滑處寫的字,因反光最可能看不清字的小組是( )A.第一、二組 B.第二、三組 C.第一、三組 D.第三、四組【錯解】選D,理由:如圖,當光線照射到光滑的處進,發生了鏡面反射,光線反射到第一、二組,較亮;所以第三、四組就看不清楚。【析錯】(1)漫反射時反射光線射向各個方向,所以我們能從各個不同方向看到本身不發光的物體;(2)鏡面反射后的光線射向同一方向,正好處在這一方向上時,獲得的光線很強,黑板“反光”就是因為黑板發生了鏡面反射的緣故。為了保護學生的眼睛,需要通過黑板發生漫反射,或者減弱鏡面反射。【正解】選A,理由:能從不同方向看到本身不發光的物體,是因為光在物體表面上發生了漫反射,反射光線射向各個方向的緣故。黑板“反光”是因為黑板發生了鏡面反射,黑板反射的光線比粉筆字反射的光線強,使人無法看清黑板上的字。如圖,下面的兩條光線會射到黑板的粗糙的地方,從而發生漫反射,四個小組的同學都能看到黑板上的字;而上面兩條光線會射到黑板上的光滑處發生鏡面反射,由圖可知,可知第一小組和第二小組正好處在鏡面反射的位置上,此時光線太強,所以看不清字,而第三小組和第四小組在漫反射位置上,所以能看到黑板上的字。故選:A。易錯點2 反射角(或入射角)典例2:如圖所示,固定在水面上方的光源S發出一束光線經水面反射后在光屏上有一個光斑A,已知光束與水面的夾角為40°,S′是光源經水面反射所成的像。下列說法正確的是( )A.反射角的大小為40°B.當水面升高時,反射角將變大C.當水面升高時,光斑A將向右移動D.當水面升高時,S′到水面的距離變小【錯解】A,理由:入射角是光線與反射面之間的夾角,則入射角為40 ,光在發生反射時反射角等于入射角,故選A。【析錯】(1)反射角是反射光線與法線的夾角,已知光束與水面的夾角為40°,可求得反射角的大小;(2)入射光線方向不變,水面發生變化時,再次的水面是平行的,故反射光線也平行;(3)平面鏡成像的特點是:像物等距、像物等大、像與物連線垂直鏡面、虛像。【正解】選D。理由:A、已知光束與水面的夾角為40°,反射角為90°-40°=50°,故A錯誤;B、因為入射光線方向不變,當水面升高時,再次的水面是平行的,反射光線與原來的反射光線是平行的,故反射角不變,故B錯誤;C、當液面升高時,由于入射角不變,所以反射光線與原來的反射光線平行,故光電屏上的光斑A向左移動到A′位置。如圖所示:D、當水面升高時,物體S到水面的距離小了,所以像到水面的距離也小了,故D正確。故選:D。易錯點3 作圖時實線與虛線典例3:請根據要求作圖(保留作圖痕跡)圖中A'B'是物體AB在平面鏡中所成的像,請根據平面鏡成像特點作出物體AB。【錯解】理由:平面鏡成像時像與物是關于平面鏡對稱的,虛實線可以不分。【析錯】平面鏡成像的特點:所成的像是虛像;像和物體形狀、大小相同;像和物體各對應點的連線與平面鏡垂直;像和物體各對應點到平面鏡間距離相等。對于平面鏡相關作圖,常用方法是:作出端點(或關鍵點)的對稱點,且注意物體是實線,像是虛線。【正解】見下圖,理由:過A′B′向平面鏡做垂線,并延長至等長,得到點A和B,連接A、B就是物體AB,如圖所示:典例4:請按題目要求作答。畫出圖中物體AB在鏡中所成的像。【錯解】如圖,理由:先作出物體兩端點A、B關于平面鏡的對稱點A′、B′,用實線線連接A′、B′即為AB物體在平面鏡中的像。【析錯】平面鏡成像的特點是:像與物關于平面鏡對稱,可以先作出物體A、B端點AB的像點A′、B′,連接A′、B′即為物體AB在平面鏡中所成的像,平面鏡成像是虛像.【正解】見下圖,理由:先作出端點A、B關于平面鏡的對稱點A′、B′,用虛線連接A′、B′即為物體AB的像,如圖所示:易錯點4 虛像是由光的反射形成,還是由光的折射形成典例5:如圖所示的光現象中由于光的反射形成的是( )【錯解】選B,理由:針的倒影經反射進入人的眼睛.【析錯】(1)光在同種、均勻、透明介質中沿直線傳播,產生的現象有小孔成像、激光準直、影子的形成、日食和月食等;(2)光線傳播到兩種介質的表面上時會發生光的反射現象,例如水面上出現岸上物體的倒影、平面鏡成像、玻璃等光滑物體反光都是光的反射形成的;(3)光線在同種不均勻介質中傳播或者從一種介質斜進入另一種介質時,就會出現光的折射現象,例如水池底變淺、水中筷子變彎、海市蜃樓等都是光的折射形成的。【正解】選A,理由:A、橋在水中形成“倒影”影,是平面鏡成像,屬于光的反射現象,故A正確;B、日晷面上呈現晷針的影子是光的直線傳播形成的,故B錯誤;C、透過放大鏡看到放大的字,放大鏡是凸透鏡,對光線具有會聚作用,屬于光的折射現象,故C錯誤;D、宇航員透過水球成像屬于凸透鏡成像,利用的是光的折射,故D錯誤。故選:A。易錯點5 根據光的反射和折射規律確定三線與兩角的位置關系典例6:如圖,光斜射到空氣和玻璃的分界面時,發生了反射和折射。在圖中標出折射角α并用箭頭標出入射光線、折射光線的傳播方向。【錯解】如下圖,理由:光斜射到空氣和玻璃的分界面時,發生了反射和折射。據圖可知,入射點為O,先過入射點O畫出法線,反射光線和入射光線分居于法線兩側,則BO為入射光線、OC為折射光線,OA為反射光線,折射角為α,如圖所示:【析錯】先過入射點畫出法線,根據折射光線和入射光線的關系確定入射、折射光線,進而確定反射光線,得出反射角、入射角和折射角。【正解】如下圖.理由:據圖可知,入射點為O,先過入射點O畫出法線,折射光線和入射光線分居于法線兩側,則AO為入射光線、OC為折射光線,OB為反射光線,折射角為α,如圖所示:知識點一:光的直線傳播1.光源:能夠發光的物體叫做光源。太陽是最大的天然光源,燭光或通電的電燈是人造光源。2.光線:為了形象地描述光的傳播情況,通常用一條帶箭頭的直線表示光的徑跡和方向,這樣的直線叫做光線。3.光的直線傳播條件:光在同種均勻介質中是沿直線傳播的。能說明光沿直線傳播的現象有影子的形成、日(月)食、小孔成像等。4.注意:小孔成像是由于光的直線傳播而成的倒立的實像,像的大小與物體和光屏到小孔的距離有關。光客觀存在,而光線是為了表示光的傳播路徑而構建的一種物理模型,同磁感線一樣,并不存在。5.光速:光在不同介質中的傳播速度不同,在真空中傳播速度最大,為3×108m/s。知識點二:光的反射1.光的反射:光射到某種物質的表面時有一部分光會發生反射,這種現象叫光的反射。2.光的反射定律(1)內容:①反射光線、入射光線和法線在同一平面內——三線共面;②反射光線和入射光線分居法線兩側——兩線分居;③反射角等于入射角——兩角相等。(2)圖示:(3)理 ①光的反射現象中,一條入射光線只有一條對應的反射光線。②當光線垂直入射時,入射角等于0度,反射角也等于0度。③入射角增大,反射角增大。④在光的反射中,光路是可逆的。3.兩種反射現象對比鏡面反射 漫反射特點 射到物面為平整光滑反射面上的平行光反射后仍然平行 射到物面為凹凸不平的反射面上的平行光反射后向著不同的方向傳播條件 反射面平整光滑 反射面凹凸不平光路圖能否成像 可成虛像 不能成像應用 平靜的水面、平面鏡、反光的黑板 漫反射能使我們從不同的方向看到物體相同點 鏡面反射和漫反射都遵守光的反射定律知識點三:平面鏡成像原理和特點1.原理:如圖所示,光源S向四處發光,一些光經平面鏡__反射__后進入了人的眼睛,引起視覺,我們感到光好像是從圖中S′處射來的,S′就是S在平面鏡中虛像。2.規律:由平面鏡成像原理圖可知:反射光線、入射點和虛像點在同一直線上。這一規律經常用來進行相關的作圖。3.實像與虛像對比實像 虛像形成 實際光線會聚 反射光線(或折射光線)反向延長線會聚承接 能用光屏 不能用光屏承接畫法 用實線表示 用虛線表示觀察 可以用眼睛觀察,可以用相機拍攝4.平面鏡成像特點(1)像和物體大小相等。(2)平面鏡所成的像和物體到鏡面的距離相等。(3)像和物體的連線與鏡面垂直。(4)像是虛像。5.注意:①平面鏡成像時,物體和像關于平面鏡成軸對稱圖形。②當我們面鏡時,會感覺到自己在平面鏡中的像越來越大,這是由于這一過程中像的視角變大的緣故,實際上像的大小并沒有發生變化。6.探究平面鏡成像特點注意:(1)用玻璃板代替平面鏡的原因:玻璃板既能反射光、又能透過光,這樣既可以成像,又可以透過玻璃板看到另一側的蠟燭。(2)用兩支完全相同蠟燭的原因:方便比較像和物體的大小關系。(3)讓未點燃的蠟燭與虛像完全重合的原因:用未點燃的蠟燭替代虛像。(4)未點燃的蠟燭不能與虛像完全重合的原因:玻璃板與桌面不垂直。(5)用燭焰作為研究對象的原因:燭焰明亮,成像清晰,易于觀察。(6)在暗室中進行實驗的原因:環境較暗,像相對就明亮些。(7)在虛像處放置光屏的原因:判斷成像的虛實。(8)方格紙(或直尺)的用途:更好的比較像和虛像的到平面鏡的的距離。(9)觀察到玻璃板另一側有兩個距離很近的虛像的原因:玻璃板前后兩個側面各成了一個像。(10)用薄玻璃板進行實驗的原因:蠟燭通過玻璃板前后兩個面成的像距離近,看起來幾乎是一個像。(11)多次重復實驗的目的:更好的發現普遍性規律。知識點四:光的折射1.定義:光從一種介質斜射入另一種介質時,傳播方向發生偏折的現象叫做光的折射現象。2.光的折射規律(1)內容:①折射光線與入射光線、法線在同一平面內——三線共面;②折射光線與入射光線分居法線兩側——兩線分居;③當光線由空氣斜射入水中時,入射角大于折射角;入射角增大,折射角也增大;當光線垂直入射時,光的傳播方向不變;④發生光的折射時,光路是可逆的。(2)圖示:3.光的折射現象:池底變淺。(1)原理:從池底A點發出的光線在水面處發生折射,折射角大于入射角,眼睛逆著折射光線看去,感覺光是從A′點射來的,A′點就是A點的變高(填“高”或“低”)的虛像。(2)規律:在折射成像現象中,折射光線、入射點和像點在同一直線上,這一規律經常用來進行相關的作圖。4.注意:①法線是為了科學、準確描述反射光線(折射光線)與入射光線的位置關系時而引入的“輔助線”,它既是入射光線和反射光線夾角的角平分線,又與反射面(界面)垂直,在光路作圖時,箭頭(表示傳播方向)、實線、虛線要清楚區分開來;②發生光的折射的原因是光在不同介質中傳播速度不同。③光線發生折射時,在介質表面處,光線還會發生反射。知識點五:光的色散、看不見的光1.定義:太陽光通過棱鏡后被分解成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等各種色光的現象叫光的色散。2.色散現象說明:白光不是單色光。3.光的三原色:紅、綠、藍。把它們按不同比例混合,可以產生各種色光。4.把被三棱鏡分解的色光按紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫的順序排列起來,就形成太陽的可見光譜。5.光譜中在紅光以外的看不見的光稱為紅外線,一切物體都在不停地輻射紅外線,物體的溫度越高,輻射的紅外線越多,紅外線的熱作用越強。6.光譜中紫色光以外的看不見的光叫紫外線,紫外線的作用是殺菌、防偽等。生活中既要合理利用紫外線,又要防止紫外線給我們帶來的危害。知識點一:光的直線傳播典例1:(2022秋 寶應縣期中)如圖所示,一束平行太陽光垂直水平地面MN射下,A為小鐵球。若小球在豎直平面內沿圖中圓形虛線軌跡運動,請在圖乙框中畫出小球的影子在地面上運動的軌跡。【考查方向】光直線傳播的應用【名師點睛】小球在豎直平面內沿圖中圓形虛線軌跡運動,由于光沿直線傳播,它在每一點的影子,都在這一點的正下方。【答案】見試題解析內容【解析】由于光沿直線傳播,太陽光被小球擋住,所以在地面上的影子是從A點向地面作垂線,和地面的交點,即為影子;雖然小球沿圖中圓形虛線軌跡運動,但是在每一點的影子,都是從這一點向地面作垂線,影子都在地面上,由于小球在豎直平面內沿圓形軌跡運動,根據圓的對稱性,所以影子的軌跡在地面上是一條線段。典例2:(2022秋 江都區期中)如圖所示在我國漠河地區出現了“日全食”現象,這是由于 形成的,如圖表示日全食時太陽、地球、月球的位置,則圖中的A是 ,B是 。【考查方向】光直線傳播的應用.走進光的世界【名師點睛】日食是一種典型的光沿直線傳播的自然現象,它的產生是由于月球遮擋住了太陽光而形成的。【答案】光的直線傳播;月球;地球。【解析】當月球運行到太陽和地球之間,并近似在一條直線時,由于光在同種均勻介質中沿直線傳播,所以月球擋住了太陽光,就形成了日食;故答案為:光的直線傳播;月球;地球。知識點二:光的反射典例3:(2022 渝水區模擬)用平面鏡可以改變光線的方向,當光線與平面鏡成90°角入射時,入射角等于 度;若入射光線不變,鏡面旋轉20°,此時入射角是 度,反射光線和入射光線間的夾角是 度。【考查方向】光的反射定律的應用.光的反射規律【名師點睛】光的反射定律的內容:反射光線、入射光線與法線在同一平面內;反射光線和入射光線分別位于法線兩側;反射角等于入射角。入射角和反射角的概念:入射角是入射光線與法線的夾角;反射角是反射光線與法線的夾角。【答案】0;20;40。【解析】:當光線與平面鏡成90°角入射時,入射光線和法線重合,入射角等于0°;若如果入射光線的方向不變,把鏡面旋轉20°;則入射角為20°,根據光的反射定律可知:反射角也為20°;則入射光線與反射光線的夾角為:20°+20°=40°。故答案為:0;20;40。典例4:(2022 中寧縣模擬)電視機的遙控器通過發射一種不可見光--紅外線,來實現對電視機的控制。有時不把遙控器對準電視機的控制窗口,而是對著墻壁按一下按鈕,利用光的反射也可以控制電視機。請在圖中畫出紅外線經過墻壁反射的光路。【考查方向】作光的反射光路圖.【名師點睛】根據平面鏡成像的特點知,物與像關于鏡面對稱,故可作出紅外線經過墻壁反射的光路。【答案】【解析】先作出電視機的像點,再連接像點與遙控器,交于墻壁的點為入射點,再連接電視機與入射點,遙控器發出紅外線,經過墻壁反射后到達電視機,據此標出傳播方向。如下圖所示:知識點三:平面鏡成像原理和特點典例5:(2022秋 新鄉期中)如圖所示,S是一個發光點,S′是它在平面鏡中成的像,SA是S發出的一條光線,請在圖中畫出平面鏡的位置和SA經平面鏡反射后的光線。【考查方向】作光的反射光路圖;平面鏡成像的相關作圖.【名師點睛】根據平面鏡成像的特點知,像與物關于鏡面對稱,則鏡面位置在SS′的中垂線上,作出鏡面后,再找到入射點O,連接S′O并延長到B,則OB即為反射光線。【答案】見試題解答內容【解析】連接SS′,做出SS′的中垂線,即為鏡面;延長SA交鏡面于點O,連接OB就得到SA的反射光線,如下圖所示:典例6:(2022秋 北碚區校級期中)為避免司機低頭觀察汽車儀表,忽略路況造成事故,廠商開發出抬頭顯示器:汽車儀表安裝在駕駛臺上,顯示面水平朝上,司機平視,借助透明擋風玻璃看到豎直的儀表顯示的像,如圖所示,則( )A.像是實像B.像是由于光的折射形成的C.像比駕駛臺上的儀表顯示要小D.司機前面的擋風玻璃與水平面的夾角應為45°【考查方向】平面鏡成像的應用【名師點睛】(1)平面鏡成正立等大的虛像;像和物關于鏡面對稱。(2)平面鏡成像,是由于光的反射形成的。【答案】D【解析】(1)由題意可知,擋風玻璃相當于平面鏡,像是由于光的反射形成的虛像,且像與駕駛臺上的儀表顯示等大;故ABC錯誤;(2)車輛顯示器水平放置在中控臺上,通過擋風玻璃成垂直于水平面的豎直的像,由于像和物關于鏡面對稱,所以司機前面的擋風玻璃與水平面的夾角為45°(如下圖所示),故D正確;故選:D。知識點四:光的折射典例7:(2022 永州模擬)如圖,向右勻速行駛的動車桌面上有杯水,一束光斜射到水面上,保持入射光方向不變,當動車加速時( )A.入射角不變,折射角不變B.入射角變小,折射角變小C.入射角變大,折射角變大D.入射角變大,折射角變小【考查方向】光的折射規律的應用【名師點睛】動車加速,杯中的水具有慣性保持原來的運動狀態,故水面會蕩向車子的前后,作出變化后的水面的法線,根據圖示比較變化前后的入射角,判斷入射角的大小變化;根據光的折射規律,得出折射角的大小變化。【答案】B【解析】動車加速,杯中的水具有慣性保持原來的運動狀態,故水面會蕩向車子的前后,作出變化后的水面的法線,入射光線與法線的夾角即為入射角,比較變化前后的入射角,由下圖可觀察得入射角變小,根據光的折射規律,則折射角也變小。故選:B。典例8:(2022 邵陽模擬)利用激光筆和水槽等器材觀察光從空氣進入水中發生的折射現象,如圖是光束在空氣和水中傳播的徑跡。請在圖中標出入射角和折射角。【考查方向】作光的折射光路圖;作光的反射光路圖.【名師點睛】光的反射定律的內容:反射光線與入射光線、法線在同一平面上;反射光線和入射光線分居在法線的兩側;反射角等于入射角;光的折射定律的內容:入射光線、法線、折射光線在同一平面內,折射光線和入射光線分別位于法線兩側,當光線從空氣射入其它透明介質時,折射角小于入射角;當光線從其它介質斜射入空氣時,折射角大于入射角。【答案】如解析內容【解析】由圖可知,綠色的線為水面,水面上方的光線為入射光線和反射光線,水面下方的光線為折射光線;反射光線和入射光線的角平分線與法線是重合的;在光的反射中,反射光線和入射光線分居在法線的兩側;在光的折射中,折射光線和入射光線分居在法線的兩側,所以水面上方左側的光線為入射光線,水面上方右側的光線為反射光線,水面下方的光線為折射光線;入射光線與法線之間的夾角為入射角,折射光線與法線之間的夾角為折射角,如圖所示:知識點五:光的色散、看不見的光典例9:(2022 鳳翔縣二模)如圖所示,下列關于光學現象的描述正確的是( )A.圖甲中,發生漫反射后的光線雜亂無章不遵循光的反射定律B.圖乙中,電視遙控器是利用紅外線實現對電視機遙控C.圖丙中,通過潛望鏡觀察到水面上艦船正立,等大的實像D.圖丁中,雨后天空中的彩虹是光沿直線傳播形成的【考查方向】光的色散現象;紅外線;光的反射現象;漫反射.【名師點睛】(1)鏡面反射和漫反射都遵循光的反射定律。(2)紅外線常用于遙控器、夜視儀、浴燈等方面,紅外線的熱效應強。(3)平面鏡成正立等大的虛像。(4)雨后彩虹是光的折射形成的現象。【答案】B【解析】A.圖甲中,發生漫反射后的光線雜亂無章但遵循光的反射定律,僅僅是因為接觸面的凹凸不平導致反射光線雜亂無章,故A錯誤;B.遙控器是利用紅外線實現對電視的遙控的,利用紅外線定位準的特性,還可以用于成像和測溫,故B正確;C.潛望鏡的實質是平面鏡,平面鏡成像成的是正立的等大的虛像,故C錯誤;D.彩虹是光的色散,是光的折射形成的,故D錯誤。故選:B。典例10:(2022 無錫)我國唐朝的張志和在《玄真子》中記載了著名的“人工虹”實驗:“背日噴乎水,成虹霓之狀”,這是光的 現象,進一步的研究表明,將紅、 、藍三種色光按照不同比例混合,能產生任何一種其它顏色的光。【考查方向】色光的三原色和色光的混合。【名師點睛】(1)彩虹的成因是由于光的色散。(2)紅、綠、藍三種色光,按不同比例混合,可以產生各種顏色的光。因此把紅、綠、藍三種色光叫色光的三原色。【答案】色散;綠。【解析】“背日噴乎水,成虹霓之狀”描寫的是“人工虹”,這是噴出水后,空中有大量的小水滴,太陽光照在這些小水滴上,被分解為絢麗的七色光,也就是光的色散;三種色光適當混合能產生其它色光,這三種色光就是光的三原色,它們分別是紅光、綠光、藍光。故答案為:色散;綠。達標檢測試題一.選擇題(共7小題,每小題2分,共14分)1.(2分)(2022 西藏)扎西同學觀察到以下生活現象,其中可以用光的反射解釋的是( )2.(2分)(2022 大連)下列現象是由光的折射形成的是( )A.立竿見影 B.海市蜃樓 C.小孔成像 D.水中倒影3.(2分)(2022 阜新)下列光現象中,能夠用光的直線傳播來解釋的是( )A.筷子“彎折” B.小孔成像 C.橋的倒影 D.雨后彩虹4.(2分)(2022 貴陽)如圖甲所示,轎車司機從右后視鏡中觀察到同向駛來一輛越野車,下一時刻越野車在后視鏡中的位置如圖乙所示。設兩車均勻速向前行駛,下列說法正確的是( )A.后視鏡中的像是光的折射形成的B.越野車在轎車司機的左后方行駛C.越野車比轎車行駛的速度大D.越野車相對于轎車是靜止的5.(2分)(2022 隨州)在一個烈日炎炎的午后陳老師走在隨州街頭,看到地面上樹蔭里有許多圓形光斑,抬頭看看樹葉間刺眼的陽光,想到這樹蔭下藏著物理學的秘密,便拍下兩張照片(如圖)。經估測樹蔭下一個清晰光斑的直徑約為7cm,這束陽光從約7m高處的樹葉間照射下來。我們常說:太陽光經過約8分鐘來到地球(太陽和地球之間的距離按1.5×1011m計算),粗略計算太陽的直徑最接近( )A.1.5×109m B.1.5×1019m C.5×106m D.5×1012m6.(2分)(2022 河池)如圖所示的光學現象是由光的直線傳播形成的是( )A. B.C. D.7.(2分)(2022 無錫)如圖所示,小紅正在做“探究平面鏡成像的特點”實驗,棋子A、B完全相同。關于該實驗,下列說法中錯誤的是( )A.選用茶色玻璃板便于確定像的位置B.茶色玻璃板應豎直放置在方格紙上C.若B能與A的像完全重合,說明像與物等大D.在B位置放上光屏能接收到A的像二.多選題(共2小題,每小題3分,共6分)8.(3分)(2022 衡陽)2021年7月24日,楊倩以251.8環的成績獲得2020年東京奧運會射擊女子10米氣步槍項目金牌,為中國隊收獲東京奧運會的首枚金牌。下列現象中與射擊時“三點一線”原理相同的是( )9.(3分)(2022 濟南)“賞中華詩詞、尋文化基因、品生活之美”,《中國詩詞大會》深受觀眾的青睞。關于詩句中涉及到的物理知識,下列說法正確的是( )A.“柴門聞犬吠,風雪夜歸人”中“犬吠”是依據聽到的聲音的音色不同來判斷的B.“柴門聞犬吠,風雪夜歸人”中“雪”是高空中的水蒸氣遇寒冷氣流液化形成的C.“潭清疑水淺,荷動知魚散”中“疑水淺”是因為光從水中射向空氣發生了折射D.“潭清疑水淺,荷動知魚散”中“荷動”是因為魚散去時對荷花施加了力的作用三.填空題(共5小題,每小題4分,共20分)10.(4分)(2022 呼和浩特)小亮同學坐在平靜的湖邊,看到“云在水中漂,魚在云上游”。則,天上的白云與映在湖里的白云,距水面的距離 (選填“相同”或“不同”);看到的魚相比實際的魚,距水面的距離 (選填“遠”或“近”);看到水中的白云在向東移動,則天上的白云在向 (選填“東”或“西”)移動;看到的水中魚和水中云,是魚和云所成的像,關于這兩個像,下列判斷正確的是 (選填字母)。A.都是實像 B.都是虛像 C.魚是實像,云是虛像11.(4分)(2022 梧州)早在公元前4世紀,墨家就做過小孔成像的實驗,該實驗的原理是光的 ,像是 (選填“倒立”或“正立”)的。12.(4分)(2022 遼寧)幸福小區電梯內壁是拋光的不銹鋼板。電梯門打開時,小玉看到“自己”,這是由于光發生 而形成的 像;走進電梯,“像”會 (填“靠近”或“遠離”)她。門上的傳感器通過 (填“紅外線”或“紫外線”)感知乘客是否關門。13.(4分)(2022 百色)光的世界變幻莫測,奧秘無窮。雨后天空出現七色彩虹,這是光的 現象,其中紅、 、藍三種顏色的光被稱為光的“三基色”。14.(4分)(2022 無錫)我國唐朝的張志和在《玄真子》中記載了著名的“人工虹”實驗:“背日噴乎水,成虹霓之狀”,這是光的 現象,進一步的研究表明,將紅、 、藍三種色光按照不同比例混合,能產生任何一種其它顏色的光。四.作圖題(共7小題,每小題2分,共14分)15.(2分)(2022 巴中)如圖中已標出了反射光線OB,請畫出對應的入射光線AO和折射光線的大致方向OC。16.(2分)(2022 濱州)一條光線從水中斜射入空氣中時,其反射光線如圖所示。請在圖中畫出入射光線、折射光線的大致位置并標出入射角的度數。17.(2分)(2022 長沙)一束光斜射向水面,請畫出這束光進入水后的光線。18.(2分)(2022 臨沂)如圖所示,請作出反射光線對應的入射光線。19.(2分)(2022 內江)如圖所示,一束光從空氣斜射入半圓形玻璃磚中,請用箭頭標出光傳播的方向。20.(2分)(2022 濰坊)如圖所示,水池邊有一路燈S,路燈上方有一平面鏡MN,S發出的光能經MN反射后射入水中,請畫出:(1)S在平面鏡中所成的像S';(2)經MN反射后過A點的反射光線OA;(3)OA照射到水池底的光路圖。21.(2分)(2022 菏澤)在防溺水教育活動中,老師告訴學生,池塘里水的實際深度比看起來的深度要大,不能貿然下水游泳。如圖為解釋這一現象的情景,其中A為水底的物體,A′是岸邊兒童看到的A的像。請你在圖中作出過O點的入射光線和折射光線。五.實驗探究題(共8小題,共46分)22.(5分)(2022 鹽城)小紅做“探究光的反射定律”實驗。(1)將平面鏡水平放置,白色硬紙 放在平面鏡上。(2)如圖甲所示,讓一束光 著紙板射向鏡面上的O點;小紅能從不同方向看到紙板上的光束,是因為發生了 反射,在紙板上畫出光路,再次改變 的方向,重復上述實驗,取下紙板,用量角器量出光線AO與 (填“ON”或“CD”)的夾角,即為入射角,記下數據,比較射角和入射角的大小關系。(3)為了尋找反射光線與入射光線構成的平面究竟在哪里,小紅用如圖乙所示的裝置對實驗進行改進。光屏安裝在底座上,可以繞水平直徑偏轉,平面鏡固定在水平底座上,將光屏倒向后方,用激光筆作光源,將激光束沿固定方向照射到平面鏡中心處,水平旋轉底座并改變 的角度,設法使光屏上呈現出 的徑跡,如圖丙所示,此時光屏所在的平面就是要尋找的平面。23.(5分)(2022 廣元)小林在探究光的反射規律實驗中,利用激光筆、可折轉的光屏、平面鏡和測量工具等器材,組裝了如圖所示的實驗裝置。(1)小林讓激光筆發出的激光沿右側光屏入射到平面鏡上的O點,先不折轉光屏時,法線ON左側光屏上能觀察到反射光線,再將左側光屏沿ON向后轉動,左側光屏上觀察不到反射光線。這說明光的反射現象中,反射光線、入射光線和法線在 平面上。(2)小林使入射光線與平面鏡間的夾角為60°時,測得反射角大小應為 。24.(6分)(2022 賀州)在“探究平面鏡成像的特點”中,記錄實驗數據如下表:實驗次數 蠟燭到平面鏡的距離/cm 蠟燭的像到平面鏡的距離/cm 蠟燭的像與蠟燭的大小關系1 8 8 相等2 10 10 相等3 15 15 相等(1)根據表格中的數據可歸納出平面鏡成像的特點:像的大小與物體的大小 ,像與物體到平面鏡的距離 。(2)圖中平面鏡所成的像是 像,像和物體的連線與鏡面 。25.(6分)(2022 淮安)如圖所示,探究平面鏡成像的特點。(1)準備的實驗器材有:玻璃板,A、B兩支完全相同的蠟燭,白紙,鉛筆,光屏。需要添加的測量器材是 。(2)在豎直放置的玻璃板前面點燃蠟燭A,玻璃板前觀察到蠟燭A的像是由光的 形成的。(3)玻璃板后移動 (選填“點燃”或“未點燃”)的蠟燭B,發現蠟燭B與蠟燭A的像完全重合,表明像與物 。(4)探究像與物到平面鏡距離的特點時,應多次改變 ,測量像與物到鏡面的距離。(5)撤去蠟燭B,放一光屏到B撤走時的位置,直接觀察光屏,看不到蠟燭A的像,說明平面鏡所成的像是 。26.(6分)(2022 福建)用如圖甲裝置,探究平面鏡成像的特點:(1)為了便于確定像的位置,玻璃板應 放置在水平桌面的白紙上。(2)將蠟燭1放在A位置,可看到它在玻璃板后面的像。拿一支相同的蠟燭2豎立著在玻璃板后面移動,直到看上去它跟蠟燭1的像 時,該位置記為A'。(3)將光屏放在A′位置,任意轉動都承接不到像,可知平面鏡成的像是 像。(4)改變蠟燭1的位置,重復步驟(2),可得像與物位置的對應關系如圖乙,可知平面鏡成像時,像與物關于鏡面 。(5)將圖乙中C處的蠟燭沿直線CC'向玻璃板方向移動1cm,此時像與物之間的距離是 cm,像的大小的變化情況是 。27.(6分)(2022 宜昌)在“探究光從玻璃斜射入空氣的折射規律”的實驗中,小東借助激光筆、半圓形玻璃塊和帶刻度的光具盤完成了實驗,觀察到如圖所示的1、2、3三條光束,并在光具盤上用筆描出了對應的光路。(1)圖中的折射角大小為 。(2)根據實驗現象初步發現,光從玻璃斜射入空氣時,折射角 (選填“>”“=”或“<”)入射角。(3)現在要探究光的折射現象中光路是否可逆,具體的操作是 ,如果看到 現象,就可證明光路是可逆的。28.(6分)(2022 新疆)如圖所示為“探究光的反射規律”的實驗裝置。采用可轉折的兩部分紙板是為了研究 、入射光線和法線是否在同一平面內;實驗中,從紙板前不同的方向都能看到紙板上光的徑跡,是因為光在紙板上發生了 (填“鏡面”或“漫”)反射;入射光線AO靠近法線ON時,反射光線OB將 (填“靠近”或“遠離”)法線ON。29.(6分)(2022 自貢)在“探究光的反射規律”的實驗中,如圖所示,水平放置平面鏡,白色紙板豎直立在平面鏡上,紙板由E、F兩部分組成,可以繞ON翻折。(1)實驗時,把紙板ENF垂直放在平面鏡上,入射光線AO的法線是 ,光線AO的入射角大小是 度;(2)為了探究反射角與入射角大小的關系,應進行的操作是 ;A.改變紙板與平面鏡之間的夾角B.沿ON向后轉動紙板EC.沿ON向后轉動紙板FD.改變入射角的大小(3)將一束光貼著紙板E沿AO射到鏡面上O點,紙板F上會顯示出反射光束OB,接著將紙板F繞ON向后翻折,則紙板F上 (選填“能”或“不能”)顯示出反射光束,由此說明反射光線、入射光線與法線在 內(選填“同一平面”或“不同平面”);(4)若讓另一束光沿BO方向射向平面鏡,反射光將沿OA方向射出。該實驗現象說明 。A.反射角等于入射角B.在光的反射現象中,光路可逆達標檢測參考答案與試題解析一.選擇題(共7小題,每小題2分,共14分)1.【解答】A、影子的形成是光的直線傳播現象,故A不合題意;B、鉛筆“錯位”是由于鉛筆放入水中,鉛筆反射的光線由水中斜射入空氣中,方向發生偏折,使得我們在視覺上感覺鉛筆在水中被折斷了,是光的折射現象,故B不合題意;C、貓照鏡子屬于平面鏡成像,可以用光的反射解釋,故C符合題意;D、三棱鏡分解白光是光的色散現象,是由于光的折射形成的,故D不合題意。故選:C。2.【解答】A、立竿見影屬于光的直線傳播,故A錯誤;B、海市蜃樓是光經過不均勻的大氣層發生折射形成的,故B正確;C、小孔成像是光沿直線傳播形成的,故C錯誤;D、水中倒影屬于平面鏡成像,是由光的反射形成的,故D錯誤;故選:B。3.【解答】A、筷子插入水中時,水下部分筷子上的光到達水面時發生了折射,所以看上去“彎折”了,故A錯誤;B、小孔成像是光的直線傳播形成的,故B正確;C、橋在水中的倒影是平面鏡成像,屬于光的反射,故C錯誤;D、雨后彩虹,是由于太陽光照到空氣中的小水滴上,被分解為絢麗的七色光,即光的色散,故D錯誤。故選:B。4.【解答】A、后視鏡中的像是光的反射形成的,故A錯誤;B、越野車在轎車司機的右后方行駛,故B錯誤;C、后視鏡中的越野車的像看起來變大了,說明越野車比轎車行駛的速度大,故C正確;D、越野車相對于轎車是運動的,因為越野車與小轎車的距離變小,相對于小轎車的位置發生了變化,故D錯誤。故選:C。5.【解答】光斑的直徑與光斑到小孔的距離的比值是一個定值。根據光線傳播的可逆性可知:太陽直徑與太陽到小孔的距離的比值是一個定值,且和光斑的直徑與光斑到小孔的距離的比值相等。太陽的直徑:d=×1.5×1011m=1.5×109m。故選:A。6.【解答】A、小孔成像是利用光的直線傳播原理形成的倒立的實像,可以用光的直線傳播解釋,故A符合題意;B、利用凸透鏡矯正遠視眼,是光的折射現象,故B不符合題意;C、白光通過三棱鏡被分解成七種色光,是光的色散現象,故C不符合題意;D、平行光線射到凹凸不平的物體表面發生漫反射,是光的反射現象,故D不符合題意。故選:A。7.【解答】A、選用茶色玻璃板來代替平面鏡來探究,既能看到B棋子又能看到A棋子的像,是為了便于確定像的位置,從而便于探究平面鏡成像特點,故A正確;B、玻璃板如果不豎直,不論怎樣移動后面的棋子都不可能與前面棋子的像完全重合,就無法驗證像的位置和大小,故B正確;C、棋子B與棋子A的像能完全重合,說明像與物大小相等,故C正確;D、蠟燭在玻璃板中的像是反射光線的反向延長線相交而成的,屬于虛像,無法利用光屏承接,故D錯誤。故選:D。二.多選題(共2小題,每小題3分,共6分)8.【解答】射擊時“三點一線”原理是光在同一種均勻介質中沿直線傳播;A、雨后天邊出現的彩虹,這是太陽光通過懸浮在空氣中細小的水珠折射而成的,白光經水珠折射以后,分成各種彩色光,這是光的色散現象,故A不符合題意;B、水中的“倒影”是由于光的反射形成的,故B不符合題意;C、小孔成像,由于光的直線傳播形成的,故C符合題意;D、如影隨形中的影子是由光的直線傳播形成的,故D符合題意。故選:CD。9.【解答】A、柴門聞犬吠,風雪夜歸人”中“犬吠”是通過聲音的音色來分辨的,故A正確;B、“柴門聞犬吠,風雪夜歸人”中“雪”是固態的,它是由高空中的水蒸氣遇冷放出熱量直接凝華成的冰晶,故B錯誤;C、當光從水底斜射入空氣時發生折射,當人逆著折射光線看時,看到的是水底的虛像,比實際位置偏高,所以看起來淺了,故C正確;D、靜止的荷花動起來,是魚對荷花施加了力,說明力改變了物體的運動狀態,故D正確。故選:ACD。三.填空題(共5小題,每小題4分,共20分)10.【解答】小亮看到白云在水中的倒影屬于平面鏡成像,是由光的反射形成的虛像,根據平面鏡成像特點可知,物像到平面鏡的距離相等,故天上的白云與映在湖里的白云距水面的距離相同;小亮看到“魚”的位置比實際位置升高了,即距水面的距離近,這是光的折射現象造成的虛像;由平面鏡成像特點可知,物與像關于鏡面對稱,當水中的白云在向東移動時,則天上的白云在向東移動;看到的水中魚,是由光的折射形成的虛像;水中云,是由光的反射形成的虛像,所以這兩個像都是虛像,故選B。故答案為:相同;近;東;B。11.【解答】光在同一種介質中沿直線傳播,所以當光線穿過小孔時光源上下部分交換,形成倒立的實像。故答案為:直線傳播;倒立。12.【解答】拋光的不銹鋼板相當于平面鏡。小玉看到不銹鋼板“里面”的“自己”,這是由于光發生反射而形成的虛像;走進電梯,物距減小,屬于像距也會減小,此時“像”會靠近自己;門上的傳感器通過紅外線感知乘客是否關門。故答案為:反射;虛;靠近;紅外線。13.【解答】雨過天晴時,常在天空出現彩虹,這是太陽光通過懸浮在空氣中細小的水珠折射而成的,白光經水珠折射以后,分成各種彩色光,這種現象叫做光的色散現象。所以說雨后的天空出現彩虹是由光的色散形成的。其中紅、綠、藍三種色光被稱為光的“三基色”。故答案為:色散;綠。14.【解答】“背日噴乎水,成虹霓之狀”描寫的是“人工虹”,這是噴出水后,空中有大量的小水滴,太陽光照在這些小水滴上,被分解為絢麗的七色光,也就是光的色散;三種色光適當混合能產生其它色光,這三種色光就是光的三原色,它們分別是紅光、綠光、藍光。故答案為:色散;綠。四.作圖題(共7小題,每小題2分,共14分)15.【解答】先過折射點O垂直水面作出法線,根據反射角等于入射角,在法線左側的空氣中畫出入射光線OA,方向指向入射點,然后再根據折射角小于入射角在水中法線的右側畫出折射光線OC,如圖所示:16.【解答】由圖可知,反射光線與水面的夾角為60°,則反射角等于90°﹣60°=30°,則入射角等于30°,根據反射角等于入射角,在法線右側,水面下畫出入射光線;從入射點在法線左側的空氣中畫出折射光線,注意折射角大于入射角,如圖所示:17.【解答】在水中法線的另一側畫出折射光線,使折射角小于入射角;如下圖所示:。18.【解答】先垂直于鏡面作出法線,然后根據反射光線和入射光線分居在法線的兩側、反射角等于入射角,在法線的另一側畫出入射光線,如圖所示:19.【解答】如圖所示,先過入射點O畫出法線MN,由反射定律和折射規律可知,入射光線和反射光線,折射光線,分居在法線的兩側,則AO為入射光線,OB為反射光線,OC為折射光線。20.【解答】(1)作出發光點S關于平面鏡的對稱點,即為像點S′;(2)連接S′A點交平面鏡于點O,沿OA畫出反射光線,連接SO畫出入射光線;(3)首先過入射點畫出法線,然后根據折射光線和入射光線分居法線兩側,折射角小于入射角,在法線的水中畫出折射光線,如圖所示:′21.【解答】水底的物體A反射出的光,在水面處發生了折射,折射角大于入射角,人認為光是沿直線傳播的,所以逆著折射光線看上去,看到的是A′點,連接眼睛與O點即為折射光線,連接AO即為入射光線,如圖所示:五.實驗探究題(共8小題,共46分)22.【解答】(1)“探究光的反射定律”實驗中,應將硬紙豎直放在平面鏡上;(2)要在紙板上看到光束,光束與紙板需在同一平面,因此應讓光束沿著紙板射向鏡面;能從不同方向看到光束,說明光線能從不同方向進入人的眼睛,發生的是漫反射;入射光線與法線的夾角稱為入射角;(3)改變光屏的角度,當光束與光屏處于同一平面時,光屏上就會呈現出反射光線的徑跡。故答案為:(1)豎直;(2)沿;漫;入射光線;ON;(3)光屏;反射光線。23.【解答】(1)先不折轉光屏時,法線ON左側光屏上能觀察到反射光線,再將左側光屏沿ON向后轉動,左側光屏上觀察不到反射光線。這說明光的反射現象中,反射光線、入射光線和法線在同一平面上。(2)小林使入射光線與平面鏡間的夾角為60°時,入射角為30°,測得反射角大小應為30°。故答案為:(1)同一;(2)30°。24.【解答】(1)由實驗1、2、3三次實驗數據可知,像與物體的大小相等;像與物體到平面鏡的距離相等;(2)蠟燭在平面鏡中所成的像不能呈現在光屏上,只能在平面鏡前觀察到,說明平面鏡所成的像是虛像;連接像與物的對應點,連線與鏡面垂直。故答案為:(1)相等;相等;(2)虛;垂直。25.【解答】(1)刻度尺可以測量物體的距離,刻度尺的作用是便于測量:像與物到鏡面的距離;(2)在玻璃板上看到蠟燭A的像是光的反射現象;(3)未點燃的蠟燭與點燃的蠟燭的像完全重合,可知蠟燭和它成的像大小相等,采用的是等效替代法;(4)一次實驗不具備代表性,所以為了研究像和物到鏡面的距離的關系,應改變蠟燭A的位置,重復實驗;(5)移走蠟燭B并在該位置放一個光屏,無論怎樣移動光屏,都不能在光屏上得到蠟燭A的像,說明所成的是虛像。故答案為:(1)刻度尺;(2)反射;(3)未點燃;相等;(4)蠟燭A的位置;(5)虛像。26.【解答】(1)做“探究平面鏡成像的特點”實驗,玻璃板應豎直放置在水平桌面上,玻璃板沒有豎直放置,前面蠟燭所成的像可能偏高或偏低,這樣前面蠟燭的像與后面的蠟燭就無法重合了;(2)實驗過程中,蠟燭1放在A位置,蠟燭1在平面鏡中成像,蠟燭1和物蠟燭1的像都不能移動,把蠟燭2放到蠟燭1的像的位置,則蠟燭2代替的是蠟燭1的像,此時看上去蠟燭2跟蠟燭1的像完全重合,該位置記為A';(3)光屏上不能得到蠟燭的像,所以可以驗證平面鏡所成的像是虛像;(4)觀察像與物位置的對應關系如圖乙,發現像與物關于鏡面對稱;(5)移動前,蠟燭到平面鏡的距離是6cm,向玻璃板方向移動1cm后,距玻璃板為5cm,物與像到鏡面的距離相等,所以像與蠟燭的距離為10cm;平面鏡所成的像與物等大,故像的大小不變。故答案為:(1)豎直;(2)完全重合;(3)虛;(4)對稱;(5)10;不變。27.【解答】(1)由圖可知,光路1和3是關于90°線對稱,所以90°線是法線,0°線是界面,而折射光線和入射光線分別位于法線兩側,則光路2是折射光線,由圖可知,折射角為80°。(2)由實驗現象可知,光從玻璃斜射入空氣時,光路1與法線夾角40°,即入射角為40°,根據(1)可知,折射角>入射角;(3)為了驗證折射現象中光路是否可逆,也可以讓入射光逆著光路2射入,如果看到折射光逆著光路1射出現象,就可證明光路是可逆的。故答案為:(1)80°;(2)>;(3)讓入射光逆著光路2射入;折射光逆著光路1射出。28.【解答】由于反射光線、入射光線和法線都在同一平面內,當將紙板向前向后折,紙板所在平面與反射、入射光線、法線所在平面不在一個平面上,紙板上就看不到反射光線。所以采用可轉折的兩部分紙板是為了研究反射光線與入射光和法線是否在同一平面內;實驗時從光屏前不同的方向都能看到光的傳播路徑,是由于光屏表面凹凸不平,光在這里發生了漫反射的緣故;根據反射定律的內容可得,反射角等于入射角。因此當入射光線AO靠近法線時,反射光線OB也靠近法線。故答案為:反射光線;漫;靠近。29.【解答】(1)如圖所示,入射光線AO的法線是ON;紙板ENF與平面鏡垂直放置,圖中的入射角是90°﹣50°=40°;(2)在探究反射角與入射角的大小關系時,為了得出普遍的規律,應多次改變入射角的大小,這樣才能避免結論的偶然性,應進行的操作是改變光線AO與ON的夾角,故D正確;(3)實驗中將紙板F向向后折轉,紙板F上不能看到反射光線,說明反射光線、入射光線和法線在同一平面內;(4)讓一束光沿BO方向射向平面鏡,即讓光線逆著原來的反射光線射向鏡面,反射光將沿OA方向射出,即反射光線逆著原入射光線方向射出,該實驗現象說明,在反射現象中,光路是可逆的,故B正確。故答案為:(1)ON;40;(2)D;(3)不能;同一平面;(4)21世紀教育網 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