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专题2 光学
【命题重点】光学现象的判断、光具对光的作用、光的反射定律、折射定律与光路可逆的应用、平面镜成像规律、凸透镜成像规律和视觉。题型较分散:选择、填空、作图、实验、证明都会出现。
【方法要点】不管题目中是否要求画光路图,解题时利用好光路图可以协助解题。
【例题精析】
类型1 光的反射
[例题1] 如图是我市南塘印象景区的夜景,图中桥洞与水中的倒影组成了一个圆的形状。若多日下雨造成水位上涨,则桥洞与其倒影大致形状是( )
A. B.
C. D.
[练习1] 如图所示为水位测量仪的示意图。从A点发出的一束激光,该激光与水平面夹角为45°,经水面反射后,在光屏上B点形成一个光斑,光斑位置随水位变化而发生变化。当A点与水面相距3m时,A与它在水中的像A′之间的距离为 m;若水位下降0.5m,则光斑B (选填“向左”或“向右”)移动了 m。
[练习2] (多选)如图所示,平面镜OM与ON的夹角为θ,一条平行于平面镜ON的光线经过两个平面镜的多次反射后,能够沿着原来的光路返回。则平面镜之间的夹角可能是( )
A.1° B.2° C.3° D.4°
类型2 平面镜成像
[例题2] 为避免汽车在高速行驶时,驾驶员低头观看仪表信息造成事故,人们发明了如图甲所示的抬头显示器。图乙为其原理图,水平放置的显示器上行车数据能通过前挡风玻璃竖直呈现在驾驶员正前方,下列判断正确的是( )
A.前挡风玻璃与水平面的夹角应为60°
B.行车数据在前挡风玻璃上所成的是实像
C.前挡风玻璃成数字“6”的像在显示器屏幕上应为“9”
D.前挡风玻璃所成的像过高,可将显示器沿水平方向靠近挡风玻璃
[练习3] 在研究平面镜成像特点的实验中,小明将玻璃板竖直放在水平桌面的白纸上,沿玻璃板在纸上画一条直线MN,取两枚相同的棋子E和F。
(1)小明将棋子E放在玻璃板前,移动玻璃板后面的棋子F,直到它看上去与棋子E的像完全重合,如图甲所示。
(2)为了让坐在右侧的小亮也看到棋子E的像,小明把玻璃板沿直线MN向右移动了一段距离,在此过程中,棋子E的像 (填“会”或“不会”)向右平移。请你在图乙所示的俯视图中,利用平面镜成像的特点,画出小亮看到棋子E的像的光路图。(D点为小亮眼睛所在位置)。
(3)为了证明玻璃板中所成的像是虚像,应采取的具体操作步骤是 。
[练习4] “消失的人体”是一种传统魔术,观众从正前方只能看到演员露出的头颅,仿佛躯干和四肢消失一般,其奥秘是桌腿间有两个成一定角度放置的平面镜,分别用左右背景所形成的像来“遮挡”身体,以形成错觉,以下说法正确的是( )
A.把两面镜子换成玻璃不影响魔术效果
B.左右背景颜色统一替换不影响效果
C.魔术过程中可以任意调整平面镜的夹角
D.人的躯干被遮挡是由于光的折射
类型3 光的折射
[例题3] 为了确定水中物体所成像的位置,小科进行了如下探究:
①把一个小灯泡a放在水中某处,观察a所成像的位置,并用刻度尺测量a到水面的距离la。
②将另一个相同的小灯泡b放在水面上方,调整其位置,使它在水中的像与灯泡a的像重合。
③用刻度尺测量灯泡b到水面的距离lb。
(1)测量时,把刻度尺的零刻度线对准灯泡b,水面处对应的刻度如图所示,则灯泡b到水面的距离为 mm。
(2)灯泡a的像到水面的距离 (填“大于”“小于”或“等于”)灯泡b到水面的距离。
(3)la与lb之间的大小关系为:la lb(填“>”“<”或“=”)
[练习5] 在探究“光从空气斜射入水和油时,哪种液体对光的偏折本领较大”的实验中,小明提出如下实验方案:先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中,记录下光斑位置(如图甲所示);接着分别倒入水和油,记录对应的光斑位置,再通过分析就可得到实验结论。经讨论,同学们认为这一方案是可行的,于是进行了探究实验。
(1)要实现探究目标,他们应选择图乙中的 (选填字母序号)两图示实验,实验中用的研究的方法是 。
(2)某小组同学正确实验后,所记录的三次光斑的相对位置如图丙所示,经分析可知:光从空气斜射入水和油时, 对光的偏折本领较大。
[练习6] 如图所示,一根长度为L的直薄木条上有两个观察小孔。两小孔之间的距离为d,d恰好是一个人两眼间的距离,当木条水平放置时,此人想通过两观察孔看见此木条在平面镜M里完整的像,那么选用的平面镜宽度至少是( )
A. B. C. D.
类型4 凸透镜成像
[例题4] 如图为商场中经常看到的广告投影灯及其内部结构示意图,为了在地面上得到更大的、清晰的广告图标像,下列操作可行的是( )
A.增大投影灯离地距离,适当增大镜头到广告片距离
B.增大投影灯离地距离,适当减小镜