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专题02 光现象
【跨学科实践】
1.(2024·陕西)中国古诗词不仅文字优美、意境高远,还蕴含着丰富的科学知识。下列四幅图与诗句“掬水月在手,弄花香满衣”涉及的光现象相同的是( )
A.日晷计时 B.楼台倒影
C.筷子弯折 D.林间光斑
【答案】B
【详解】“掬水月在手,弄花香满衣”中月在手是平面镜成像,是由光的反射形成的。
A.日晷计时,是利用光的直线传播形成的,故A不符合题意;
B.楼台倒影,属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故B符合题意;
C.筷子弯折,是光从水中斜射入空气中时,发生折射形成的,故C不符合题意;
D.林间光斑,是光沿直线传播形成的,故D不符合题意。
故选B。
1.(2023·陕西)下列光现象中,由于光的反射形成的是( )
A. 水中倒影 B. 手影游戏
C. 海市蜃楼 D. 雨后彩虹
【答案】A
【详解】A.平静的水面相当于平面镜,水中的倒影是平面镜成像现象,故属于光的反射,故A符合题意;
B.手影的形成属于光的直线传播,故B不符合题意;
C.海市蜃楼现象,是光经过不均匀的大气层时发生折射形成的虚像,故C不符合题意;
D.雨后彩虹属于光的色散现象,是由于光的折射形成的,故D不符合题意。
故选A。
2.(2022·陕西)2021年11月30日,世界首条跨海高铁——泉州湾跨海大桥合龙成功。如图是大桥与倒影形成的一幅壮美画面,桥在水中的倒影是光的 形成的 (选填“虚”或“实”)像。
【答案】 反射 虚
【详解】[1][2]大桥在水中成的倒影是平面镜成像,属于光的反射现象,根据平面镜成像的特点可知,倒影是大桥的虚像。
3.(2021·陕西)下列关于光现象的说法正确的是( )
A.图-1中,手影是光的反射形成的
B.图-2中,潜望镜利用光的折射来观察物体
C.图-3中,光的色散现象表明太阳光是由多种色光组成的
D.图-4中,吸管“错位”是光沿直线传播形成的
【答案】C
【详解】A.手影是光的直线传播形成的,故A错误;
B.潜望镜是一种利用光线反射原理所制成的光学仪器,与平面镜成像原理相同。故B错误;
C.太阳光通过棱镜后被分散为各种颜色的光,这种现象叫光的色散,说明了白光是由多种色光混合而成的,故C正确;
D.会形成“错位”是因为发生了光的折射现象,故D错误。
故选C。
4.(2020·陕西)小明用电视机在家里收看“空中课堂”,下列说法正确的是( )
A.彩色电视机画面上的丰富色彩是由红、黄、蓝三种色光混合而成的
B.电视机遥控器利用红外线实现对电视机的控制
C.看电视时,小明佩戴的近视眼镜是凸透镜
D.小明看到电视屏幕上老师讲课的画面是因为光的反射
【答案】B
【详解】A.彩色电视机画面上的丰富色彩是由红、绿、蓝三种色光混合而成,故A错误;
B.电视机遥控器利用红外线对电视机实现控制,故B正确;
C.近视镜是凹透镜,故C错误;
D.小明看到电视屏幕上老师讲课是由于光的直线传播,故D错误。
故选B。
一、单选题
1.(2024·西安铁一曲江九模)如图所示,是西安市著名景点——大雁塔周围的夜景之一,通过强光源照射精美挂件,将“长安”呈现在墙壁上,具有浓厚的地方特色,吸引了众多游客前来打卡留念。以下四个“影”中成像原理与之相同的是( )
A.水中倒影 B.立竿见影 C.杯弓蛇影 D.拍照摄影
【答案】B
【详解】解:通过强光源照射精美挂件,将“长安”呈现在墙壁上是影子,是光沿直线传播造成的。
A. “水中倒影”,属于光的反射现象,故A不符合题意;
B.立竿见影是由于光的直线传播形成的,故B符合题意;
C.杯弓蛇影是由于对面的墙壁上挂着一个弓,好像一条蛇,是由于光的反射形成的,故C不符合题意;
D.摄影是利用凸透镜成倒立、实像的原理,故D不符合题意。
故选B。
2.(2024·白水县三模)下列关于光学现象的描述或解释中正确的是( )
A.寒江映月——江水中的“月亮”是实像
B.海市蜃楼——是光的反射形成的
C.竹影乱登墙——墙上的“竹影”与“彩虹”的形成原理相同
D.潭清疑水浅——是由于光从水到空气中时发生了折射形成的
【答案】D
【详解】A.寒江映月——江水中的“月亮”类似于平面镜成像,成正立、等大的虚像,故A错误;
B.海市蜃楼——是光的折射形成的虚像,故B错误;
C.竹影乱登墙——墙上的“竹影”是由光沿直线传播形成的,“彩虹”是由光的折射形成的,因此原理不同,故C错误;
D.潭清疑水浅——是由于光在不同的介质中传播速度不同会发生偏折,即从水到空气中时发生了折射形成的,故D正确。
故选D。
3.(2024·西安高新一中九模)《资治通鉴》中记载:“人以铜为镜,可以正衣冠”,下列光学现象与铜镜成像原理相同的是( )
A.日晷上针的影子 B.光的色散现象
C.桥倒映在水中 D.望远镜成像
【答案】C
【详解】铜镜成像属于平面镜成像,是由光反射形成的,铜镜成像原理是光的反射。
A.日晷上针的影子是由光沿直线传播形成的,故A不符合题意;
B.光的色散现象是光的折射现象,故B不符合题意;
C.水中桥的倒影是光的反射形成的,是平面镜成像现象,与铜镜成像相同,故C符合题意;
D.望远镜成像是透镜成像,透镜成像是光的折射现象,故D不符合题意。
故选C。
4.(2024·西安铁一中八模)如图,一只白鹤静立在平静的水中,在岸边可以看到它的倒影。下列分析正确的是( )
A.白鹤在水中的倒影是实像 B.倒影是由于光的折射形成的
C.白鹤的倒影与白鹤到水面距离相等 D.水中的鱼也能看到白鹤的倒影
【答案】C
【详解】A.白鹤在水中的倒影属于平面镜成像,根据平面镜成像特点可知,白鹤在水中的倒影一定是等大的虚像,故A错误;
B.倒影属于平面镜成像,其原理是光的反射,故B错误;
C.根据平面镜成像特点可知,像与物到平面镜距离相等,所以白鹤的倒影与白鹤到水面距离相等,故C正确;
D.白鹤的倒影是白鹤在水中所成的虚像,所以水中的鱼不能看到白鹤的倒影,故D错误。
故选C。
5.(2024·西安莲湖三模)下列现象中与“潭清疑水浅”原理不相同的是( )
A.海市蜃楼 B.皮影戏
C.水球成像 D.筷子弯折
【答案】B
【详解】“潭清疑水浅”现象形成的原理是光的折射。
A.海市蜃楼是地球上的物体发出或反射的光在穿过疏密不均匀的空气时发生折射所形成的虚像,故A不符合题意;
B.皮影戏是光沿着直线传播时遇到不透明物体形成的影子,与“潭清疑水浅”原理不相同,故B符合题意;
C.水球相当于凸透镜,成像原理是光的折射,故C不符合题意;
D.从水中筷子上反射的光从水中斜射入空气中时,发生折射,折射光线远离法线,当人逆着折射光线的方向看时,看到的是筷子的虚像,比实际位置偏高,所以感觉弯折,属于光的折射,故D不符合题意。
故选B。
6.(2024·西安高新一中八模)人工智能飞速发展的今天,智能配送机器人已被广泛使用。用户可通过人脸识别、输入或扫描 取货条形码等多种方式取货。如图是某机器人送货的情景,下列分析正确的是( )
A.机器人的影子,是由光的反射形成的
B.扫描条形码取货,条形码属于光源
C.行人都能看见机器人,是由于光在它表面发生镜面反射
D.机器人对人脸进行拍照识别,是利用了光的折射
【答案】D
【详解】A.机器人旁边的影子,是光的直线传播形成的,故A错误;
B.条形码不能发光,条形码不属于光源,故B错误;
C.行人从各个方向都能看到机器人,是由于阳光在它表面发生了漫反射,故C错误;
D.机器人对人脸拍照识别时,利用的是凸透镜成像,属于光的折射,故D正确。
故选D。
7.(2024·西安二十六中模拟)后海水幕电影灯光秀气势恢宏,色彩绚烂,千变万化,亦真亦幻,给人们消夏纳凉、休闲娱乐带来了新的生活情趣。下列说法正确的是( )
A.彩色灯光是由光的三原色红、黄、蓝混合而成的
B.我们从各个角度都能看见水幕上的影像是因为光在水幕上发生了镜面反射
C.观众能看到水幕上的影像是因为灯光照在水幕上发生了折射
D.夜空中笔直的光束说明光在均匀介质中沿直线传播
【答案】D
【详解】A.红、绿、蓝是光的三原色,彩色灯光是由光的三原色红、绿、蓝混合而成的,故A错误;
BC.观众能看到水幕上的影像,是因为光照射在水幕上反射的光进入了人的眼睛内,各个方向的人都能看见,是因为灯光照在水幕上发生漫反射,故BC错误;
D.光在同种均匀介质中沿直线传播,夜空中能看到笔直的光束说明光在同种均匀介质中沿直线传播,故D正确。
故选D。
8.(2024·西安西工大附中八模)春日暖阳,西安到处都是一片温暖的景象。关于下面景象与说明正确的是( )
A.在城墙上散步时,看到的影子是由于光的反射形成的
B. 在护城河边喂鱼时,看到水中的鱼是由于光的折射形成的虚像
C.晚上在大唐芙蓉园,看到水幕电影的影像是由光的直线传播形成的
D.我们看到大明宫红色的墙壁,是由光的色散形成的
【答案】B
【详解】A.在城墙上散步时,看到的影子是由于光的直线传播形成的,故A错误;
B.在护城河边喂鱼时,看到水中的鱼是由于光的折射形成的虚像,故B正确;
C.晚上在大唐芙蓉园,看到水幕电影的影像是由光的折射形成的,故C错误;
D.我们看到大明宫红色的墙壁,是由光的反射形成的,故D错误。
故选B。
9.(2024·西安爱知中学模拟)“一池曲江水,千秋盛唐梦。”如图所示是西安大唐芙蓉园大型水舞光影秀《大唐追梦》,在亦幻亦真的场景构建中,用光影水舞描绘了盛唐时期古人的丰富情感。下列说法正确的是( )
A.屋顶的红砖是光源
B.当红色灯光照在白色的衣服上时,我们看到衣服是白色的
C.游客能从各个角度看到舞蹈表演,是因为发生了漫反射,遵循光的反射定律
D.水中绚丽多彩的建筑物倒影是光的折射形成的
【答案】C
【详解】A.屋顶的红砖不能发光,不是光源,故A错误;
B.红色灯光照在白色的衣服上时,白衣服可以反射红光,则人们看到衣服的颜色是红色,故B错误;
C.游客从不同方向都能看到舞蹈表演,由于光照射到舞蹈演员身上发生漫反射,漫反射遵循光的反射定律,故C正确;
D.水中绚丽多彩的建筑物倒影属于平面镜成像,是光的反射形成的,故D错误。
故选C。
10.(2024·渭南韩城二模)如图是鲁迅先生在《社戏》中所描写的“乌篷船”,它小巧灵活地穿梭在水道阡陌纵横的水乡。其中涉及到的光现象与物理知识对应正确的是( )
A.岸上柳树的影子是由于光的反射形成的
B.柳叶看上去是绿色的,是因为柳叶吸收了绿光
C.水面下看似折断的船桨是光的折射形成的虚像
D.微风吹过,水面波光粼粼,是因为光在水面发生了漫反射
【答案】C
【详解】A.影子的形成是由于光沿直线传播造成的,故A错误;
B.柳叶看上去是绿色的,是因为柳叶反射了绿光,吸收了其他色光,故B错误;
C.船桨在水面处好似折断了,是由于光的折射形成的,人眼看到的是比船桨实际位置高的虚像,故C正确;
D.水面波光粼粼,是因为光在水面发生了镜面反射,几乎平行的太阳光反射后朝同一个方向,人眼处于反射光的方向感觉水面很亮,故D错误。
故选C。
11.(2024·商洛镇安三模)如图所示是我国研发的舱外航天服。航天员穿着航天服操作胸前的按钮时会有视野盲区,所以工程师在航天服的袖子上安装了两个小面镜,使航天员可以通过镜子看到按钮,解决视线受阻的问题。造成“视野盲区”的原因及安装两个小面镜所应用的物理知识分别是( )
A.光的直线传播,光的反射 B.光的折射,光的反射
C.光的直线传播,光的折射 D.光的反射,光的折射
【答案】A
【详解】造成“视野盲区”是由光的直线传播形成的;航天员可以通过镜子看到按钮,这属于平面镜成像,是由光的反射形成的,综上分析知,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
12.(2024·宝鸡陈仓三模)如图所示,4月21日,“大窑杯”2024陕西宝鸡·陈仓九龙山生态半程马拉松赛在几龙山京区鸣枪开赛。下列说法正确的是( )
A.选手身上的衣服呈现绿色是因为衣服吸收绿光
B.航拍无人机的摄像机镜头与近视眼镜镜片属于同一类透镜
C.医护人员配备的额温枪是利用紫外线工作的
D.最后一排的选手看不见第一排的选手,是由于光的直线传播造成的
【答案】D
【详解】A.绿色衣服,是因为它只反射绿光,而吸收其它色光,故A错误;
B.航拍无人机的摄像机镜头,是凸透镜,对物体成倒立缩小的实像,近视眼镜镜片是对光有发散作用的凹透镜,故B错误;
C.额温枪是接收人体辐射的红外线工作的,不是利用紫外线工作,故C错误;
D.由于光的直线传播,第一排选手身上的光线被其它排选手挡住了,无法进入最后一排选手眼里,故D正确。
故选D。
二、填空题
13.(2024·榆林榆阳三模)如图所示,来自地平线以下远处物体的光,由于光的 而发生弯曲,进入了观察者的眼睛,观察者看到的是建筑物的 (选填“实像”或“虚像”)。
【答案】 折射 虚像
【详解】[1][2]由于不均匀的大气层的存在,当阳光从太空射入不均匀的大气层时,发生折射,使阳光向地面偏折,人们能看到地平线以下远处物体,这是光的折射现象,观察者看到的是建筑物的虚像。
14.(2024·西安长安二模)如图所示,小猫在距平面镜0.1m 处照镜子,从物理学的角度分析,它从平面镜中看到自己的像是由于光的 (选填“直线传播”“反射”或“折射”)形成的,它的像到自己的距离为 m,如果小猫向平面镜靠近0.08m,它的像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 反射 0.2 不变
【详解】[1]平面镜成的像是反射光线的反向延长线会交于一点形成的,因此它从平面镜中看到自己的像是由于光的反射形成的。
[2]因为小猫的像到平面镜的距离与小猫到平面镜的距离相等,小猫在距平面镜0.1m处照镜子,所以像到平面镜距离也是0.1m,它的像到自己的距离为0.2m。
[3]因为平面镜成的像与小猫的大小相同,与小猫到平面镜的距离大小无关,因此如果小猫向平面镜靠近0.08m,它的像的大小不变。
15.(2024·西安二十六中模拟)五月的汉中龙头山,杜鹃花开,满山烂漫,游客们远远地就能闻到阵阵花香,这是 现象;杜鹃花呈靓丽的紫色,是因为花瓣 紫光;水面上还能看到山的确影,山顶的倒影到水面的距离 (选填“大于”“小于”或“等于”)山顶到水面的距离。
【答案】 扩散 反射 等于
【解析】【小题1】[1]游客们远远地就能闻到阵阵花香,这是扩散现象,是由于分子不停做无规则热运动造成的。
[2]不透明物体反射与它颜色相同的光,吸收与它颜色不同的光,杜鹃花呈靓丽的紫色是因为反射紫色。
[3]山在水中的倒影属于平面镜成像,平面镜成的像,像和物体到镜面的距离相等;所以山顶的倒影到水面的距离等于山顶到水面的距离。
16.(2024·西安铁一陆港五模)我国唐朝的张志和在《玄真子》中记载了著名的“人工虹”实验:“背日喷乎水,成虹霓之状”,这是光的 现象。英国物理学家牛顿让太阳光通过三棱镜,进一步研究发现 (选填“红光”或“紫光”)偏折程度最大;每逢阳春时节,西安青龙寺里佛光塔影,樱花烂漫,游人络绎不绝,成为长安胜景,樱花看起来呈红色是因为花瓣 (选填“反射”或“吸收”)红光。
【答案】 色散 紫光 反射
【详解】[1][2]“背日喷乎水,成虹霓之状”描写的是“人工虹”,这是喷出的水后,空中有大量的小水滴,太阳光照在这些小水滴上,被分解为绚丽的七色光,属于光的色散现象。太阳光经过棱镜时,红光的偏折程度要小于紫光的偏折程度。
[3]不透明物体的颜色由物体反射的色光决定的,樱花看起来呈红色是因为花瓣只能反射红光,吸收其它色光。
三、实验题
17.(2024·西安莲湖三模)为了探究平面镜成像特点,准备了如下器材:相同的两根蜡烛、平面镜、玻璃板、白纸。
(1)此实验应在 (选填“较暗”或“较亮”)的环境进行;
(2)如图,在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动,人眼在蜡烛 (选填“A”或“B”)侧观察,直到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合;
(3)移开后面的蜡烛B,用白纸作为光屏放在像的位置,观察白纸,白纸上 (选填“看到”或“看不到”)蜡烛A的像,说明平面镜成的是虚像;
(4)某同学站在竖直放置的平面镜前1.5m处,当她以0.2m/s的速度向平面镜走近,经过3s后,她和她的像之间的距离是 m。
【答案】 较暗 A 看不到 1.8
【详解】(1)[1]在明亮的环境中,不利于观察光源成像,实验在较暗的环境下进行可以更清晰地观察蜡烛所成的像。
(2)[2]平面镜成像是由光的反射现象形成的,人眼一直在A侧观察。
(3)[3]因为平面镜成的是虚像,所以移开后面的蜡烛B,用白纸作为光屏放在像的位置,观察白纸,白纸上看不到蜡烛A的像。
(4)[4]由平面镜成像特点可知,像与物到镜面的距离相等,当某同学以0.2m/s的速度向平面镜走近时,3s内通过的距离为
s=vt=0.2m/s×3s=0.6m
则此时她与平面镜的距离为
1.5m−0.6m=0.9m
像到平面镜的距离也为0.9m,所以她和她的像之间的距离为
0.9m+0.9m=1.8m
18.(2024·西安交大附中五模)如图所示,在探究“平面镜成像的特点”实验中,桌面上已给出的器材有:支架、单面镀银镜子、单面镀膜半透明玻璃板、铅笔各一个;完全相同的蜡烛两个,方格纸一张,火柴一盒。
(1)为了便于观察,该实验最好在 (选填“较亮”或“较暗”)环境中进行。
(2)小明在实验中选用单面镀膜半透明玻璃板作为平面镜,其目的是便于
(3)操作时,点燃的蜡烛A放在玻璃板 (选填“有”或“没有”)镀膜面的一侧, 实验效果更好些。多次改变蜡烛A到镜面的距离,移动镜后蜡烛B,发现 B总能与A 的像完全重合,说明平面镜成像的大小与物体到镜面的距离 (选填“有关”或“无关”)。
(4)如图乙所示,将玻璃板与水平桌面成45°固定在水平桌面上,让蜡烛 A沿着桌面向右做直线运动,则蜡烛A 在玻璃板后的像 (选填“水平向右”、“水平向左”、“竖直向上”或“竖直向下”)运动。
(5)为确定像的虚实,需在蜡烛B位置竖直放一个光屏,并在图丙中的 (选填“①”、“②”、“③”或“④”)处观察光屏上是否有像。
(6)小明 (选填“能”或“不能”)用照相机拍到平面镜中蜡烛的虚像。
【答案】 较暗 确定像的位置 有 无关 竖直向下 ③ 能
【详解】(1)[1]烛焰在黑暗环境中,烛焰和黑暗环境的对比度大,成像更清晰,故实验应该在较暗环境中进行。
(2)[2]选用单面镜膜玻璃板在玻璃板另一侧能看到物体的像,同时还能看到代替物体的另一个物体,便于确定像的位置。
(3)[3]单面镜膜玻璃板反射能力较好,故操作时,蜡烛A放在玻璃板有镀膜面的一侧,反射更多光,实验效果更好些。
[4]多次改变蜡烛A到镜面的距离,发现B总能与A的像完全重合,说明平面镜所成像与物大小相等,与物体到镜面的距离无关。
(4)[5]平面镜所成像与物关于镜面对称,将玻璃板与水平桌面成45°固定在水平桌面上,让蜡烛A沿着桌面向右做直线运动,根据对称可知,蜡烛的像将竖直向下运动。
(5)[6]为确定像的虚实,需在蜡烛B位置竖直放一个光屏,眼睛直接观察光屏,即眼睛在③位置,看光屏上是否有蜡烛的像。
(6)[7]平面镜所成的像是虚像,虚像也可以用照相机拍下来,所以蜡烛所成的像能用照相机拍下来。
19.(2024·西安建大附中七模)如图-1所示,是“探究光的反射规律”的实验装置图。
(1)平面镜放在水平桌面上,再将一张可以沿ON向前或向后折的纸板垂直放在平面镜上,此纸板由A、B两部分组成。一束光贴着纸板A沿EO射到O点,光线将沿OF方向射出并显示在纸板B上,是因为光在纸板上发生了 (选填“漫反射”或“镜面反射”);如果将纸板B向后折,纸板B上将不会出现反射光线,说明反射光线和入射光线在 。
(2)如果用另一束光沿FO方向射到O点,经镜面反射后将沿 方向射出。
(3)在实验过程中,若将纸板倾斜(即纸板与平面镜不垂直),如图-2所示,让光线仍贴着纸板沿EO方向射向镜面,此时纸板上 (选填“能”或“不能”)看到反射光线。
【答案】 漫反射 同一平面内 OE 不能
【详解】(1)[1]从各个方向都能观察到粗糙纸板表面反射的光线,是因为光在纸板发生了漫反射。
[2]入射光线、法线、反射光线在同一平面内,如果纸板向后折,F与E纸板不在同一平面内,入射光沿纸板照射后,反射光线不在纸板上,则我们在纸板上看不到反射光线。
(2)[3]光线沿着EO射向平面镜时,看到反射光线沿OF射出,用另一支激光笔让光线沿着FO射向平面镜时,可看到反射光线沿OE射出,说明在反射现象中光路是可逆的。
(3)[4]在实验过程中,若将纸板倾斜(即纸板与平面镜不垂直),让光线仍贴着纸板沿EO方向射向镜面,此时反射光线与入射光线在同一平面内,由于法线不再在纸板平面内,则纸板上不能看到反射光线。
20.(2024·西安师大附中二模)小明观察发现,在玻璃窗中可看到室内物体的影像,在将玻璃窗外推的过程中,可看到窗里影像的位置在发生变化,如图甲。为了搞清楚原因,他进行了如下探究:
(1)如图乙,将白纸放在水平桌面上,再将茶色玻璃板竖直放置在白纸上。用玻璃板代替平面镜进行实验的目的是为了便于确定 ;
(2)如图丙:①在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛B(与蜡烛A大小完全相同)竖立在玻璃板后面移动,按照眼睛 (选填“①”、“②”或“③”)的位置观察光屏,直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,这说明像与物等大;
②移去蜡烛B,在其原来位置上放置一块不透明的光屏,按照眼睛 (选填“①”、“②”或“③”)的位置观察光屏,光屏上不能出现蜡烛的像,说明物体通过平面镜所成的像是 (选填“虚”或“实”)像;
(3)如图丁所示,小明在实验中采用的是厚玻璃板,他观察到蜡烛A通过玻璃板成了两个清晰的像k1和k2,则像k1的像距为 (选填“v1或“v2”)。若在图丙中k1和k2两个像中间放置一块不透明的薄挡板,则小明在蜡烛A这一侧透过玻璃板能看到 ;(选填“只有k1、“只有k2”或“k1和k2”);
(4)如图戊所示,保持蜡烛A不动,将图乙中玻璃板绕竖直边CD垂直纸面逆时针(俯视)转动一个小角度至虚线处,如图戊所示,则蜡烛∧的像应是在图中的 (选填“A1”、“A2”或A3)位置;
(5)小明又将一枚硬币放在竖直的玻璃板前,硬币的像在a处,将平面镜平移至如图己所示的位置时,硬币的成像情况是 (选填字母代号)。
A.硬币成像在a处 B.硬币成像在b处
C.硬币成像在c处 D.硬币无法通过平面镜成像
【答案】 像的位置 ① ② 虚 v2 k1和k2 A3 A
【详解】(1)[1]在实验中用茶色玻璃板代替平面镜,主要是利用玻璃透明的特点,既可以成像,也能看见玻璃板后面的物体,便于确定像的位置。
(2)[2]平面镜成的像是光的反射形成的,A蜡烛发出的光线经玻璃板反射,被人眼接收,才能看到像,故眼睛在①位置观察蜡烛B;接着缓慢移动蜡烛B,直到与蜡烛A的像重合,从而探究像与物的大小关系。
[3]虚像不能成在光屏上,在探究平面镜所成的是实像还是虚像时,小明移去后面的蜡烛B,在其所在位置放一光屏,然后在②位置直接观察光屏,不能在光屏上看到像,说明平面镜所成的像是虚像。
[4]平面镜成像的特点之一是:像与物体等大,与物距大小无关,所以如果把蜡烛A逐渐靠近玻璃板时,它的像的大小将不变。
(3)[5]如图丙所示,小明在实验中采用的是厚玻璃板,他观察到蜡烛A通过玻璃板成了两个清晰的像k1和k2,k1是P面所成的像,k2是Q面所的像,根据像与物到平面镜的距离相等可知,像k1到P面的距离与蜡烛A到P面的距离相等,则像k1的像距为v2。
[6]平面镜成的像为光的反射,若在图丙中k1和k2两个像中间放置一块不透明薄挡板,则小明在蜡烛A这一侧通过玻璃板能看到k1和k2。
(4)[7]像与物关于平面镜对称,保持蜡烛A不动,将图乙中玻璃板绕竖直边CD垂直纸面逆时针转动一个小角度,则蜡烛A的像应是在图中的A3位置。
(5)[8]平面镜所成的像与物关于平面镜对称,硬币位置不变,将平面镜平移,平面镜仍在原来像与成像物体对称轴上,像的位置不变,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
21.(2024·渭南大荔三模)创新实验小组为了探究“光从空气斜射入各种介质时折射角大小与哪些因素有关”,同学们利用激光笔、玻璃、水、光具盘等进行如图-1所示的实验探究。先让光从空气斜射入玻璃,分别测出入射角和折射角的大小,记录在表中。
实验序号
介质种类
入射角/°
折射角/°
1
水
60
40.5
2
透明树脂
60
35.3
3
透明树脂
45
28.1
4
透明树脂
30
19.5
5
玻璃
60
31.7
(1)如图-1所示是某次实验情形,此次试验的入射角是 ;
(2)分析序号为 的三次实验数据可得初步结论:光从空气斜射入某种透明介质中时,折射角随入射角的增大而 ;
(3)分析序号为1、2、5的三次实验数据可知,当入射角相同时,光从空气斜射入玻璃的折射角 (选填“大于”“小于”或“等于”)光从空气斜射入水的折射角,因此,光从空气斜射入其他介质时,折射角大小还与 有关;和水相比玻璃对光的折射本领较 ;
(4)如图-1、图-2两种组装器材的方式中,小明认为更合理的是图-2,理由是此种组装方式能更方便地测出 。
【答案】 30° 2、3、4 增大 小于 介质种类 强 入射角和折射角
【详解】(1)[1]入射角为入射光线与法线的夹角,由图可知,此时的入射角为
90°-60°=30°
(2)[2][3]在探究折射角大小与入射角大小关系时,需要选择同种介质,所以应选择2、3、4实验,从实验数据可知,在同种介质中,折射角随入射角的增大而增大。
(3)[4][5][6]分析1、2、5实验可知,入射角大小相等,都为60°,介质的种类不同,光从空气斜射入玻璃的折射角为31.7°,光从空气斜射入水的折射角为40.5°,所以光从空气斜射入玻璃的折射角小于光从空气斜射入水的折射角,因此可知折射角大小与介质种类有关,可知玻璃对光的折射本领比水强。
(4)[7]入射角和折射角分别为入射光线和折射光线与法线的夹角,图-2中,入射光线和折射光线在量角器对应的刻度线能直接表示入射角与折射角的大小,故图-2装置更为合理。
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专题02 光现象
【跨学科实践】
1.(2024·陕西)中国古诗词不仅文字优美、意境高远,还蕴含着丰富的科学知识。下列四幅图与诗句“掬水月在手,弄花香满衣”涉及的光现象相同的是( )
A.日晷计时 B.楼台倒影
C.筷子弯折 D.林间光斑
1.(2023·陕西)下列光现象中,由于光的反射形成的是( )
A. 水中倒影 B. 手影游戏
C. 海市蜃楼 D. 雨后彩虹
2.(2022·陕西)2021年11月30日,世界首条跨海高铁——泉州湾跨海大桥合龙成功。如图是大桥与倒影形成的一幅壮美画面,桥在水中的倒影是光的 形成的 (选填“虚”或“实”)像。
3.(2021·陕西)下列关于光现象的说法正确的是( )
A.图-1中,手影是光的反射形成的
B.图-2中,潜望镜利用光的折射来观察物体
C.图-3中,光的色散现象表明太阳光是由多种色光组成的
D.图-4中,吸管“错位”是光沿直线传播形成的
4.(2020·陕西)小明用电视机在家里收看“空中课堂”,下列说法正确的是( )
A.彩色电视机画面上的丰富色彩是由红、黄、蓝三种色光混合而成的
B.电视机遥控器利用红外线实现对电视机的控制
C.看电视时,小明佩戴的近视眼镜是凸透镜
D.小明看到电视屏幕上老师讲课的画面是因为光的反射
一、单选题
1.(2024·西安铁一曲江九模)如图所示,是西安市著名景点——大雁塔周围的夜景之一,通过强光源照射精美挂件,将“长安”呈现在墙壁上,具有浓厚的地方特色,吸引了众多游客前来打卡留念。以下四个“影”中成像原理与之相同的是( )
A.水中倒影 B.立竿见影 C.杯弓蛇影 D.拍照摄影
2.(2024·白水县三模)下列关于光学现象的描述或解释中正确的是( )
A.寒江映月——江水中的“月亮”是实像
B.海市蜃楼——是光的反射形成的
C.竹影乱登墙——墙上的“竹影”与“彩虹”的形成原理相同
D.潭清疑水浅——是由于光从水到空气中时发生了折射形成的
3.(2024·西安高新一中九模)《资治通鉴》中记载:“人以铜为镜,可以正衣冠”,下列光学现象与铜镜成像原理相同的是( )
A.日晷上针的影子 B.光的色散现象
C.桥倒映在水中 D.望远镜成像
4.(2024·西安铁一中八模)如图,一只白鹤静立在平静的水中,在岸边可以看到它的倒影。下列分析正确的是( )
A.白鹤在水中的倒影是实像 B.倒影是由于光的折射形成的
C.白鹤的倒影与白鹤到水面距离相等 D.水中的鱼也能看到白鹤的倒影
5.(2024·西安莲湖三模)下列现象中与“潭清疑水浅”原理不相同的是( )
A.海市蜃楼 B.皮影戏
C.水球成像 D.筷子弯折
6.(2024·西安高新一中八模)人工智能飞速发展的今天,智能配送机器人已被广泛使用。用户可通过人脸识别、输入或扫描 取货条形码等多种方式取货。如图是某机器人送货的情景,下列分析正确的是( )
A.机器人的影子,是由光的反射形成的
B.扫描条形码取货,条形码属于光源
C.行人都能看见机器人,是由于光在它表面发生镜面反射
D.机器人对人脸进行拍照识别,是利用了光的折射
7.(2024·西安二十六中模拟)后海水幕电影灯光秀气势恢宏,色彩绚烂,千变万化,亦真亦幻,给人们消夏纳凉、休闲娱乐带来了新的生活情趣。下列说法正确的是( )
A.彩色灯光是由光的三原色红、黄、蓝混合而成的
B.我们从各个角度都能看见水幕上的影像是因为光在水幕上发生了镜面反射
C.观众能看到水幕上的影像是因为灯光照在水幕上发生了折射
D.夜空中笔直的光束说明光在均匀介质中沿直线传播
8.(2024·西安西工大附中八模)春日暖阳,西安到处都是一片温暖的景象。关于下面景象与说明正确的是( )
A.在城墙上散步时,看到的影子是由于光的反射形成的
B. 在护城河边喂鱼时,看到水中的鱼是由于光的折射形成的虚像
C.晚上在大唐芙蓉园,看到水幕电影的影像是由光的直线传播形成的
D.我们看到大明宫红色的墙壁,是由光的色散形成的
9.(2024·西安爱知中学模拟)“一池曲江水,千秋盛唐梦。”如图所示是西安大唐芙蓉园大型水舞光影秀《大唐追梦》,在亦幻亦真的场景构建中,用光影水舞描绘了盛唐时期古人的丰富情感。下列说法正确的是( )
A.屋顶的红砖是光源
B.当红色灯光照在白色的衣服上时,我们看到衣服是白色的
C.游客能从各个角度看到舞蹈表演,是因为发生了漫反射,遵循光的反射定律
D.水中绚丽多彩的建筑物倒影是光的折射形成的
10.(2024·渭南韩城二模)如图是鲁迅先生在《社戏》中所描写的“乌篷船”,它小巧灵活地穿梭在水道阡陌纵横的水乡。其中涉及到的光现象与物理知识对应正确的是( )
A.岸上柳树的影子是由于光的反射形成的
B.柳叶看上去是绿色的,是因为柳叶吸收了绿光
C.水面下看似折断的船桨是光的折射形成的虚像
D.微风吹过,水面波光粼粼,是因为光在水面发生了漫反射
11.(2024·商洛镇安三模)如图所示是我国研发的舱外航天服。航天员穿着航天服操作胸前的按钮时会有视野盲区,所以工程师在航天服的袖子上安装了两个小面镜,使航天员可以通过镜子看到按钮,解决视线受阻的问题。造成“视野盲区”的原因及安装两个小面镜所应用的物理知识分别是( )
A.光的直线传播,光的反射 B.光的折射,光的反射
C.光的直线传播,光的折射 D.光的反射,光的折射
12.(2024·宝鸡陈仓三模)如图所示,4月21日,“大窑杯”2024陕西宝鸡·陈仓九龙山生态半程马拉松赛在几龙山京区鸣枪开赛。下列说法正确的是( )
A.选手身上的衣服呈现绿色是因为衣服吸收绿光
B.航拍无人机的摄像机镜头与近视眼镜镜片属于同一类透镜
C.医护人员配备的额温枪是利用紫外线工作的
D.最后一排的选手看不见第一排的选手,是由于光的直线传播造成的
二、填空题
13.(2024·榆林榆阳三模)如图所示,来自地平线以下远处物体的光,由于光的 而发生弯曲,进入了观察者的眼睛,观察者看到的是建筑物的 (选填“实像”或“虚像”)。
14.(2024·西安长安二模)如图所示,小猫在距平面镜0.1m 处照镜子,从物理学的角度分析,它从平面镜中看到自己的像是由于光的 (选填“直线传播”“反射”或“折射”)形成的,它的像到自己的距离为 m,如果小猫向平面镜靠近0.08m,它的像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
15.(2024·西安二十六中模拟)五月的汉中龙头山,杜鹃花开,满山烂漫,游客们远远地就能闻到阵阵花香,这是 现象;杜鹃花呈靓丽的紫色,是因为花瓣 紫光;水面上还能看到山的确影,山顶的倒影到水面的距离 (选填“大于”“小于”或“等于”)山顶到水面的距离。
16.(2024·西安铁一陆港五模)我国唐朝的张志和在《玄真子》中记载了著名的“人工虹”实验:“背日喷乎水,成虹霓之状”,这是光的 现象。英国物理学家牛顿让太阳光通过三棱镜,进一步研究发现 (选填“红光”或“紫光”)偏折程度最大;每逢阳春时节,西安青龙寺里佛光塔影,樱花烂漫,游人络绎不绝,成为长安胜景,樱花看起来呈红色是因为花瓣 (选填“反射”或“吸收”)红光。
三、实验题
17.(2024·西安莲湖三模)为了探究平面镜成像特点,准备了如下器材:相同的两根蜡烛、平面镜、玻璃板、白纸。
(1)此实验应在 (选填“较暗”或“较亮”)的环境进行;
(2)如图,在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动,人眼在蜡烛 (选填“A”或“B”)侧观察,直到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合;
(3)移开后面的蜡烛B,用白纸作为光屏放在像的位置,观察白纸,白纸上 (选填“看到”或“看不到”)蜡烛A的像,说明平面镜成的是虚像;
(4)某同学站在竖直放置的平面镜前1.5m处,当她以0.2m/s的速度向平面镜走近,经过3s后,她和她的像之间的距离是 m。
18.(2024·西安交大附中五模)如图所示,在探究“平面镜成像的特点”实验中,桌面上已给出的器材有:支架、单面镀银镜子、单面镀膜半透明玻璃板、铅笔各一个;完全相同的蜡烛两个,方格纸一张,火柴一盒。
(1)为了便于观察,该实验最好在 (选填“较亮”或“较暗”)环境中进行。
(2)小明在实验中选用单面镀膜半透明玻璃板作为平面镜,其目的是便于
(3)操作时,点燃的蜡烛A放在玻璃板 (选填“有”或“没有”)镀膜面的一侧, 实验效果更好些。多次改变蜡烛A到镜面的距离,移动镜后蜡烛B,发现 B总能与A 的像完全重合,说明平面镜成像的大小与物体到镜面的距离 (选填“有关”或“无关”)。
(4)如图乙所示,将玻璃板与水平桌面成45°固定在水平桌面上,让蜡烛 A沿着桌面向右做直线运动,则蜡烛A 在玻璃板后的像 (选填“水平向右”、“水平向左”、“竖直向上”或“竖直向下”)运动。
(5)为确定像的虚实,需在蜡烛B位置竖直放一个光屏,并在图丙中的 (选填“①”、“②”、“③”或“④”)处观察光屏上是否有像。
(6)小明 (选填“能”或“不能”)用照相机拍到平面镜中蜡烛的虚像。
19.(2024·西安建大附中七模)如图-1所示,是“探究光的反射规律”的实验装置图。
(1)平面镜放在水平桌面上,再将一张可以沿ON向前或向后折的纸板垂直放在平面镜上,此纸板由A、B两部分组成。一束光贴着纸板A沿EO射到O点,光线将沿OF方向射出并显示在纸板B上,是因为光在纸板上发生了 (选填“漫反射”或“镜面反射”);如果将纸板B向后折,纸板B上将不会出现反射光线,说明反射光线和入射光线在 。
(2)如果用另一束光沿FO方向射到O点,经镜面反射后将沿 方向射出。
(3)在实验过程中,若将纸板倾斜(即纸板与平面镜不垂直),如图-2所示,让光线仍贴着纸板沿EO方向射向镜面,此时纸板上 (选填“能”或“不能”)看到反射光线。
20.(2024·西安师大附中二模)小明观察发现,在玻璃窗中可看到室内物体的影像,在将玻璃窗外推的过程中,可看到窗里影像的位置在发生变化,如图甲。为了搞清楚原因,他进行了如下探究:
(1)如图乙,将白纸放在水平桌面上,再将茶色玻璃板竖直放置在白纸上。用玻璃板代替平面镜进行实验的目的是为了便于确定 ;
(2)如图丙:①在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛B(与蜡烛A大小完全相同)竖立在玻璃板后面移动,按照眼睛 (选填“①”、“②”或“③”)的位置观察光屏,直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,这说明像与物等大;
②移去蜡烛B,在其原来位置上放置一块不透明的光屏,按照眼睛 (选填“①”、“②”或“③”)的位置观察光屏,光屏上不能出现蜡烛的像,说明物体通过平面镜所成的像是 (选填“虚”或“实”)像;
(3)如图丁所示,小明在实验中采用的是厚玻璃板,他观察到蜡烛A通过玻璃板成了两个清晰的像k1和k2,则像k1的像距为 (选填“v1或“v2”)。若在图丙中k1和k2两个像中间放置一块不透明的薄挡板,则小明在蜡烛A这一侧透过玻璃板能看到 ;(选填“只有k1、“只有k2”或“k1和k2”);
(4)如图戊所示,保持蜡烛A不动,将图乙中玻璃板绕竖直边CD垂直纸面逆时针(俯视)转动一个小角度至虚线处,如图戊所示,则蜡烛∧的像应是在图中的 (选填“A1”、“A2”或A3)位置;
(5)小明又将一枚硬币放在竖直的玻璃板前,硬币的像在a处,将平面镜平移至如图己所示的位置时,硬币的成像情况是 (选填字母代号)。
A.硬币成像在a处 B.硬币成像在b处
C.硬币成像在c处 D.硬币无法通过平面镜成像
21.(2024·渭南大荔三模)创新实验小组为了探究“光从空气斜射入各种介质时折射角大小与哪些因素有关”,同学们利用激光笔、玻璃、水、光具盘等进行如图-1所示的实验探究。先让光从空气斜射入玻璃,分别测出入射角和折射角的大小,记录在表中。
实验序号
介质种类
入射角/°
折射角/°
1
水
60
40.5
2
透明树脂
60
35.3
3
透明树脂
45
28.1
4
透明树脂
30
19.5
5
玻璃
60
31.7
(1)如图-1所示是某次实验情形,此次试验的入射角是 ;
(2)分析序号为 的三次实验数据可得初步结论:光从空气斜射入某种透明介质中时,折射角随入射角的增大而 ;
(3)分析序号为1、2、5的三次实验数据可知,当入射角相同时,光从空气斜射入玻璃的折射角 (选填“大于”“小于”或“等于”)光从空气斜射入水的折射角,因此,光从空气斜射入其他介质时,折射角大小还与 有关;和水相比玻璃对光的折射本领较 ;
(4)如图-1、图-2两种组装器材的方式中,小明认为更合理的是图-2,理由是此种组装方式能更方便地测出 。
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