专题04 《光的反射与折射》压轴培优题型训练【十大题型】-2024-2025学年八年级上册物理《压轴挑战》培优专题训练（苏科版2024）

专题04 《光的反射与折射》压轴培优题型训练【十大题型】 一．反射角与入射角的计算（共3小题） 二．光的反射现象（共5小题） 三．光的反射定律的应用（共7小题） 四．利用光的反射作图（共5小题） 五．镜面反射（共4小题） 六．光的折射现象（共3小题） 七．探究光折射时的特点（共4小题） 八．光折射规律的应用（共4小题） 九．光折射的光路图（共3小题） 十．光学实验设计与探究（共5小题） 一．反射角与入射角的计算（共3小题） 1．如图所示，一束光与平面镜成30°角从O点射入，则反射角为　60°　；当光线AO绕O点顺时针转动30°角时，反射光线　逆时针　转动　30°　角，入射光线与反射光线的夹角为　60°　夹角；接着平面镜绕O点逆时针转动60°角，反射光线一共转过　150°　角。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：因为入射光线与平面镜的夹角是30°，所以入射角为90°﹣30°＝60°，根据光的反射定律，反射角等于入射角，反射角也为60°； 当光线AO绕O点顺时针转动30°角时，则入射光线向法线靠近30°，反射光线也向法线靠近30°，即反射光线逆时针转动30°，此时入射角减小30°，入射角为60°﹣30°＝30°，根据光的反射定律，反射角等于入射角，反射角也为30°，则入射光线与反射光线的夹角为30°+30°＝60°，此时反射光线与镜面的夹角为60°； 接着平面镜绕O点逆时针转动60°角，入射光线方向保持不变，平面镜绕O点逆时针转动60°，法线也跟着逆时针转过60°，则入射角改变60°，反射角也改变60°，所以反射光线改变了120°，所以反射光线一共转过120°+30°＝150°。 故答案是：60°；逆时针；30°；60°；150°。 2．反射光线跟镜面的夹角是15°，则入射角是　75　°，若入射角减小10°，则反射光线与入射光线的夹角为　130　°，若入射光线垂直射向镜面，则反射角是　0　°。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：根据光反射定律，反射光线、入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。 此时反射光线与镜面的夹角为15°，则反射角为90°﹣15°＝75°，由于反射角等于入射角，所以入射角也为75°。 当入射角减小10°时，则入射角75°﹣10°＝65°，反射光线与入射光线之间的夹角等于入射角与反射角之和，即65°+65°＝130°。 当入射光线垂直射向镜面时，入射角为0°，则反射角也为0°， 故答案为：75；130；0。 3．一束光线以和平面镜成30°夹角射到平面镜上，当入射角增大20°时，反射光线与入射光线的夹角为　160　度。（要求作出光路图来体现计算过程） 【答案】见试题解答内容 【解答】解：①根据光反射定律，反射光线、入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。 此时入射光线与镜面的夹角为30°，则入射角为90°﹣30°＝60°，反射角等于入射角也等于60°。 如图所示： ②当入射角增大20°时，则入射角变为60°+20°＝80°，根据光反射定律，反射角等于入射角，所以反射角也变为80°，所以这时反射光线与入射光线的夹角为80°+80°＝160°。 如图所示： 故答案为：160。 二．光的反射现象（共5小题） 4．（多选）雨后晴朗的夜晚，月亮挂在天空，人在月光下行。以下说法正确的是（　　） A．人迎着月光走时，亮处是水，暗处是地面 B．人背着月光走时，亮处是水，暗处是地面 C．人迎着月光走时，暗处是水，亮处是地面 D．人背着月光走时，亮处是地面，暗处是水 【答案】AD 【解答】解：（1）当迎着月光走时，因为迎着月光走，月光射到水面上时，水面发生的是镜面反射，反射光几乎全部射入人的眼睛，而地面发生的漫反射，只有很少的光进入人的眼睛，所以此时水面亮，人应走暗处。 （2）背着月光走时，因为背着月光虽然水面仍然是镜面反射，但是此时的反射光全部射到人的后背，几乎没光射入人的眼睛；而地面是漫反射，反射光线射向不同的方向，故有光线射入人的眼睛，故此时地面较亮，所以地上暗处部分是水，人应走亮处。 故选：AD。 5．如图，为某水文站设计的检测沱江河水位的示意图。光源S与光屏MN在同一水平面上，从光源S发出的一束方向不变、与水平面成45°角的光，经水面反射后，在光屏上的P点处形成一个光斑，光斑的位置随水位的变化而变化。光屏MN在水中所形成的像是 　虚像　（选填“虚像”、“实像”）；若光斑P向左移动了2.4m，那么，说明水位升高了 　1.2　m。 【答案】虚像；1.2。 【解答】解： 水面相当于平面镜，平面镜成像的特点是：像物等距、像物等大、虚像；故光屏MN在水中所形成的像是正立、等大的虚像； 先通过水面作出发光点S的对称点S′，连接S′P交平面镜于点O，SO为入射光线，OP为反射光线，如下图所示：若光斑P向左移动到A点，如下图所示，则说明水位上升了。 由题知PA＝CO＝2.4m， 因为从S点发出的一束与水平面成45°角，则△CFO为等腰直角三角形， 所以EF＝CO＝×2.4m＝1.2m，即水位升高了1.2m。 故答案为：虚像；1.2。 6．阅读下列材料并回答问题： 材料一：自行车的尾灯在夜间发出的红光，能有效地提示后面的车辆，避免了交通意外事故的发生，保障了我们的安全。但是，自行车尾灯是靠什么发出红光的呢？自行车的尾灯是利用光的反射原理发出红光的。在夜间，路灯、探照灯、霓虹灯…以及各种车辆的灯光入射到自行车尾灯上，就发生反射现象，从而我们就看到了光，并以为光好像是从尾灯内发出的。又因为尾灯自身的颜色是红的，有色的不透明体反射与它颜色相同的光，所以，无论外界有多少种颜色的光射到尾灯上，它只反射红光，我们看到的光就是红色的了。 材料二：利用回声可以测量声源到障碍物的距离，科学工作者为了探测海底某处的深度，从海面向海底垂直发射超声波，经过4s后接收到回波信号，已知声波在海水中的传播速度为1530m/s。 （1）根据材料一回答：①尾灯内　没有　（选填“有”或“没有”）有灯泡 ②自行车尾灯是靠　反射红光　发出红光的； ③请你在图中画出反射光线。 （2）根据材料二回答：①人耳　不能　（选填“能”或“不能”）听到超声波。 ②利用超声波的反射　不能　（选填“能”或“不能”）进行太空测距，原因是因为　真空不能传声　。 ③被测量处海洋的深度是多少？ 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）①尾灯内没有灯泡，利用光的反射将射来的光按照原来的方向再次反射回去，进入自行车后面人的眼睛； ②因为自行车的尾灯是由相互垂直的红色平面镜组合而成的，因此自行车尾灯是靠反射红光发出红光的； ③过入射点作法线，根据反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，画出反射光线，当平面镜互相垂直时，反射光线与入射光线平行，如右图所示： （2）①人耳的听觉范围在20～20000Hz之间，超声波指频率在20000Hz以上的声音，因为超出了人的听觉上限，所以人耳不能听到超声波。 ②太空中是真空，真空不能传播声音，所以不能利用超声波的反射进行太空测距； ③超声波从发出传到海底的时间t＝×4s＝2s， 声波在海水中的传播速度v＝1530m/s， 由v＝可得，被测量处海洋的深度：s＝vt＝1530m/s×2s＝3060m。 故答案为：（1）①没有；②反射红光；③见上图； （2）①不能；②不能；真空不能传声；③被测量处海洋的深度是3060m。 7．图1是利用激光测转的原理示意图，图中圆盘可绕固定轴转动，盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料。当盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束，并将所收到的光信号转变成电信号，在示波器显示屏上显示出来（如图2所示）。 （1）若图2中示波器显示屏横向的每大格（5小格）对应的时间为5.00×10﹣2s，则圆盘的转速为 　5　转/s。 （2）若测得圆盘直径为10.20cm，则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为 　1.60　cm（保留3位有效数字）。 【答案】5；1.60。 【解答】解：（1）从图2显示圆盘转动一周在横轴上显示20格，由题意知道，每格表示1.00×10﹣2s，所以圆盘转动的周期为：T＝0.2s，则转速为5r/s； （2）反光中引起的电流图象在图2中横坐标上每次一小格，说明反光涂层的长度占圆盘周长的，故圆盘上反光涂层的长度为＝≈1.60cm； 故答案为：5；1.60。 8．歌词中唱到“天上有个太阳，水中有个月亮”，可是海水中却从来都看不到圆圆的月亮，请你解释为什么？ 【答案】见试题解答内容 【解答】答：通过水面看圆圆的月亮，必须是稳定的水面，这样才能形成平面镜反射，而海水运动比较剧烈，不能形成稳定的镜面，所以在海水中看不到圆圆的月亮。 三．光的反射定律的应用（共7小题） 9．如图所示，房间内一墙角处相邻两墙面挂了两个平面镜，两平面镜相互垂直，在该墙角紧靠镜面处放有一个脸盆，盆内有水。某同学通过镜面和水面最多能看到自己像的个数为（　　） A．3个 B．7个 C．9个 D．无穷 【答案】B 【解答】解：脸盆里的水也可以当作一面镜子，就是三面互相垂直的镜子 我们令左边的镜子是1，右边是2，下边的是3，如下图所示：首先人在1中成像，1中成的虚像又在2和3中各成一个像，已有3个像；再考虑在2中成像，2中成的虚像在1和3中又成像，故已有6个像，最后在3中成像，所以一共是7个像，如图所示： 故选：B。 10．（多选）太阳光线跟水平方向成40°角，要利用太阳光经反射后沿水平方向传播，应把平面镜放在跟水平方向成（　　）角的位置。（以锐角为标准） A．20° B．70° C．40° D．60° 【答案】AB 【解答】解：太阳光与水平面成40°角，反射光线沿水平方向传播，所以反射光线与入射光线的夹角是40°或140°．根据反射角与入射角相等，做出法线，根据法线与镜面垂直做出镜面。如图所示。 或 所以镜面与水平面的夹角是90°﹣×40°＝70°或90°﹣×140°＝20°。 故选：AB。 11．如图所示，MN为平面镜，ab、cd是从同一点光源发出经平面镜反射后的两条反射光线。若ac＝20cm，则光源的位置在平面镜上方　8.66　cm处；若将平面镜向下平移3cm，则对应同一条入射光线的反射光线ab向　左　（填“左”或“右”）平移了　3.46　cm。 【答案】8.66；左；3.46。 【解答】解：（1）先将两条反射光线ab、cd反向延长交于一点S′，再通过平面镜作出S′的对称点S，即为发光点的位置，并连接Sa、Sc画出入射光线，如图所示： 根据光的反射定律可知，反射角等于入射角，∠caS是入射角的余角，∠baM是反射角的余角， 所以，∠caS＝∠baM＝60°， 同理，∠Sca＝∠dcN＝30°， 所以在ΔaSc中，∠aSc＝90°， 根据平面镜所成的像与物是关于镜面的对称可知： 在ΔaS′c中，∠aS′c＝90°，∠acS′＝30°， 根据几何知识可知：aS′＝ac＝×20cm＝10cm， SS'⊥MN，在ΔaOS′中∠aOS′＝90°，∠OaS′＝60°，∠OS′a＝30°， aO＝aS'＝×10cm＝5cm， 由勾股定理知：S′O2＝S′a2﹣aO2， 所以S′O＝＝5cm＝8.66cm 根据平面镜成像的特点可知：OS＝OS'＝5cm＝8.66cm； Sa＝Sa'＝10cm 若将平面镜向下平移3cm，如图： OO'＝3cm；SO'＝（5+3）cm； 在Δa'O'S和ΔaOS中，aO∥a'O'； 所以Δa'O'S∽ΔaOS， ＝，所以：＝； 解得：Sa'＝cm＝13.46cm； aa'＝Sa'﹣Sa＝13.46cm﹣10cm＝3.46cm 在ΔPaa'中，∠aPa'＝60°，∠Paa'＝60°， 所以ΔPaa'是等边三角形，所以： aP＝aa'＝3.46cm； 即反射光线ab向左平移了3.46cm。 故答案为：8.66；左；3.46。 12．有一光电控制液面高度的仪器，是通过光束在液面上的反射光打到光电屏（将光信号转化为电信号进行处理）上来显示液面高度。如图所示，与液面夹角为45°的光束经液面反射后在光屏上形成光点S1，一段时间后光点由S1移到S2时，且S1S2的距离为4cm，则该液面 　下降　（选填“上升”或“下降”）的高度为 　2　cm。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：由于入射光线是不变的，且光在水面上发生的是镜面反射，所以，当水面发生变化时，反射光线的方向与原来的反射光线是平行的，如图所示， 反射到光电屏上的光点从S1点移向S2点，则说明该液面是下降的； 根据平行四边形的知识可知OB＝S1S2＝4cm， 由于入射光线与液面的夹角始终为45°，则反射角＝入射角＝45°，所以∠OO′B＝90°， 可知ΔO′CO为等腰直角三角形， 过O′作AB的垂线，则由几何知识可得OC＝O′C＝×OB＝×4cm＝2cm，即液面下降的高度为2cm。 故答案为：下降；2。 13．如图为研究光的反射的实验，实验中光屏的作用是　显示光的传播路径　；实验时，若将半平面E向前折或向后折，还能否看到反射光线，　不能　。此时反射光线和入射光线　在　（填“在”或“不在”）同一平面内。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：光屏在实验中的主要作用是显示光的传播路径； 实验时，若将半平面E向前折或向后折，则不能在纸板E上看到反射光线，这是因为反射光线、入射光线和法线都在同一平面内； 此时，虽然无法在纸板E上观察到反射光线，但反射光线和入射光线仍在同一平面内。 故答案为：显示光的传播路径；不能；在。 14．小明同学在研究光的反射实验时，得到下列表格中的有关数据，请回答： 实验次数 1 2 3 4 5 入射角（度） 0 15 30 45 60 反射角（度） 0 15 30 45 （1）表中的空格处，应该填的数据是　60　。分析上述数据，你可以得出的结论是　反射现象中，反射角等于入射角　。 （2）通过研究，你还能发现那些规律？（至少两条） 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）根据表格中的反射角和对应的入射角的大小关系，可以发现反射角始终等于入射角，由此可以得出结论，在光的反射现象中，反射角等于入射角。 当入射角为60°时，由于反射角等于入射角，所以其对应的反射角也是60°。 （2）通过分析实验数据和观察实验现象，还可得出的结论有：①反射角随入射角的增大而增大；②反射光线与入射光线分居法线两侧；③反射时光路是可逆的。 故答案为：（1）60；反射现象中，反射角等于入射角； （2）①反射角随入射角的增大而增大；②反射光线与入射光线分居法线两侧；③反射时光路是可逆的。 15．下面是小明在研究光的反射规律时的主要步骤： （1）请你帮他完成实验步骤，并按正确的操作顺序将序号排列出来：　CDBA　 A．改变光束的入射方向，再重做一次。换另一种颜色的笔，记录光的径迹 B．取下纸板，用量角器测量ON两侧的∠i 和∠r，并记入表中 C．把一个平面镜放在桌面上，再把一张纸板竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面（如图） D．让一束光贴着纸板沿某角度入射到O点，经平面镜反射，沿另一个方向射出，在纸板上用笔描出入射光和反射光的径迹 （2）下表是正确实验所应测得的数据，请你将表中应有的数据填上。 实验次数 ∠i ∠r 第一次 30° 第二次 60° （3）光的反射有何实际应用？又有什么危害？ 应用：　做成穿衣镜，潜望镜　 危害：　光污染，黑板反光　 （4）小华家某一卧室的结构如图所示，由于室内很暗，当阳光从阳台射入时，请你想办法帮他将阳光引到室内，照亮书桌。 （5）请你设计一个实验验证平面镜所成的像和物体大小相等。请写出实验器材、步骤和现象。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）研究光的反射规律，要先布好器材，做出第一组入射光线和反射光线，然后改变入射角再做出第二组，最后取下纸板获得数据，并将数据填入表中进行分析。 故答案为：CDBA （2）根据光的反射定律，反射角等于入射角，填入数据。 故答案为： 实验次数 ∠i ∠r 第一次 30° 30° 第二次 60° 60° （3）平面镜成像的原理是光的反射，利用平面镜我们可以制成穿衣镜、潜望镜； 同样由于光的反射，会造成黑板反光，看不清字，楼面的玻璃外墙反光造成光污染等。 故答案为：做成穿衣镜，潜望镜；光污染，黑板反光 （4）根据反射定律，法线为入射光线和反射光线的角平分线，先作出法线，在过入射点垂直法线作出平面镜，如图： （5）要推断平面镜成的像与物体是否大小相等，则要取两个完全相同的物体，一个使其成像，另一个用来看是否与成的像重合，且不断改变物距与像距，还是否能使物像重合。 故答案为： 将一块玻璃竖直立在桌面上，在它的前面放置一个棋子，找到这个棋子在玻璃中的像。再取另外一个完全相同的棋子，将它放在像所在的位置上，发现像和棋子完全重合，这说明了平面镜所成的像和物体大小相等。 四．利用光的反射作图（共5小题） 16．在图中的方框内填入合适的光学元件，并完成光路图 【答案】见试题解答内容 【解答】解： 17．在图中画出人看到球的光路图，保留作图痕迹。 【答案】见试题解答内容 【解答】解： 先根据物像关于平面镜对称做出球的像A′，连接像A′、眼睛B和平面镜交于O点，即入射点，连接球A和入射点O得到入射光线AO，连接入射点O和眼睛B得到反射光线OB，如图所示： 18．作图题。 （1）一条光线照射在平面镜上O点，如图1所示，请在图1中画出它的反射光线并标出反射角的位置及大小。 （2）光线L射到某平面镜上，使其沿水平方向传播，如图2所示。请在图2中画出平面镜（图中要显示作图痕迹）。 （3）某小镇被群山包围，难以获得阳光照射。某同学参观后建议在位置A处安装平面镜，于是广场中心B处被照亮。若太阳位于图3所示位置，请在A处添加平面镜并完成光路图。（保留作图痕迹）。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）先过入射点垂直平面镜作出法线，再根据反射角等于入射角在法线的右侧画出反射光线， 入射光线与平面镜的夹角为30°，所以入射角为90°﹣30°＝60°，反射角等于入射角，故反射角也为60°．如图所示： （2）由光反射定律知，反射角等于入射角，所以先做出反射光线与入射光线的夹角的平分线，然后再过入射点作这个角平分线的垂线即可。如图： （3）连接AB，即反射光线；然后画出入射光线与反射光线的角平分线，最后根据平面镜与法线垂直画出平面镜，如下图所示： 19．如图所示，MN为一平面镜，虚线CD代表地面，P为一不透光的障碍物，人眼在S处，试用作图法画出人通过平面镜能看到箱子右侧多大范围的地面。（要求画出必要光线的光路图，并将能看到的地面CD上的那一部分，改成实线） 【答案】见试题解答内容 【解答】解：将S点看成是一个发光点，障碍物上左右边缘分别为A、B，作S点在平面镜中的像S′，连接SA交MN于F，连接S′F交地面于H；连接S′B交MN于E，交地面于G，连接SE，标上箭头，光线传播方向如图所示。入射光线为HF、GE；反射光线为FS、ES．图中GH所围区域就是眼睛位于S点从平面镜MN中所能看到障碍物后方地面的范围。 20．①在图1画出反射光线及标出反射角大小； ②图2画出入射光线及标出入射角大小； ③图3画出AB的像； ④图4画出平面镜； ⑤图5两条入射光线，找出发光点S及像点，并完成光路图。 【答案】见试题解答内容 【解答】解： （1）因为入射光线与镜面的夹角是60°，所以入射角为90°﹣60°＝30°．先过入射点画出法线，再在法线左侧根据反射角等于入射角画出反射光线，如图所示： （2）因为反射光线与镜面的夹角是30°，所以反射角为90°﹣30°＝60°．先过入射点画出法线，再在法线左侧根据反射角等于入射角画出入射光线，如图所示： （3）先作出端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′，用虚线连接A′、B′即为物体AB的像，如图所示： （4）先做出入射光线与反射光线夹角的平分线，后做法线的垂线即镜面的位置如图所示： （5）反向延长两条入射光线，得交点即发光点S，做出S关于平面镜的对称点，即像点，根据反射角等于入射角画出两条反射光线，如图所示： 五．镜面反射（共4小题） 21．晚上，在桌面上铺一张白纸，把一小块平面镜平放在纸上，让手电筒的光正对着平面镜照射，如下图所示。此时，从侧面看去白纸比较 　亮　，因为光在白纸表面发生 　漫反射　；如果眼睛挨着手电筒正对着桌面往下看，则 　平面镜　比较亮。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）手电筒的光是正对着平面镜照射，因为平面镜发生的是镜面反射，所以所有的反射光都垂直镜面竖直向上。因为人是从侧面看白纸的，所以镜面反射的光几乎没有进入眼睛，故看到镜子是暗的；而入射到白纸上的光会发生漫反射，会向四面八方反射，即使人站在侧面看，也会有反射光线进入人眼，所以人看到白纸是亮的。 （2）如果眼睛挨着手电筒正对着桌面往下看，镜面反射的光几乎全部进入眼睛，故看到镜子是明亮的很刺眼； 故答案为：亮；漫反射；平面镜。 22．在电影院里，各座位上的人都能看清银幕上的画面，这是因为光在银幕上发生了 　漫　反射。教室里某位置上的同学看不清黑板上某处的粉笔字，感觉该处比较亮。黑板反光是由于光在该处发生 　镜面　反射的缘故（选填“漫”或“镜面”）。雨后的夜晚，迎着月光走的人会看到积水比路面要 　亮　（选填“暗”或“亮”）。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：银幕是凹凸不平的，平行光线入射到粗糙的银幕上，反射光线射向四面八方，进入不同方向的人的眼睛，不同方向的人们都能看到，因此光在银幕上发生漫反射； 教室里某位置上的同学看不清黑板上某处的粉笔字，这是黑板“反光”现象，是因为黑板发生了镜面反射，黑板反射的光线比粉笔字反射的光线强，使人无法看清黑板上的字； 如图，迎着月光走，月光经水面发生镜面反射，进入人的眼睛反射光线多，人感觉积水面亮 故答案为：漫；镜面；亮。 23．阅读短文，回答问题。 建筑“不用空调的楼房” 2010年上海世博会的主题是“城市让生活更美好”，小茜参观上海世博会后想到，夏天，室内安装空调可以调节室温消暑，然而，安装空调既消耗电能，又会造成环境污染，她受到某些世博场馆和先进建筑理念的启示，开动脑筋，想象出了一种不用空调也能降温消暑的好方法。设想有一种材料（比如用塑料包着小蜡球），可以在20～26℃范围内凝固和熔化。若把这种材料掺在水泥中制作成地板或墙壁，就可以起到调节室温的作用，夏天在这样的楼房里就用不着再开空调了。 （1）请你说出其中的道理。 （2）在生活和学习中你一定也有许多奇思妙想，请简要写出一种想象及其理论依据。 【答案】见试题解答内容 【解答】答：（1）当室内温度升高时，这种材料在夏天温度达到接近26℃时，该物质从室内吸热熔化，室内温度降低；当室内温度降低时，该物质凝固向室内放热，室内温度升高。所以室内能保持恒温。 （2）常温下制成超导体。依据是超导材料与温度有关。 让黑夜亮如白昼。依据：在天空中装上平面镜，根据光的反射规律，让太阳光达不到的区域，得到太阳的反射光线第（问答案不唯一，合理即可）。 24．以下文章摘自《扬子晚报》2008年4月26日的报道，题目《幕墙反光“射”萎古树技术遮挡枯叶复绿》，请仔细阅读后，按要求回答问题。 最近，位于镇江市丹阳人民广场东北角的皂荚古树部分树叶变得有些枯萎，市民经过细心观察发现，部分树叶枯萎的地方正是距离皂荚树5米多远一住宅楼幕墙玻璃反射太阳光的位置。是不是幕墙玻璃反射的光照射在树叶上破坏了树木的生长呢？热心市民遂向相关部门反馈了这一情况。有关部门接到市民反映后及时介入，并在园林专家的勘察下确认了幕墙玻璃反射强光是造成皂荚树部分树叶枯萎的“元凶”。最后采用同住宅楼外表相同颜色的铝塑板对住宅楼进行了技术遮挡，不仅保留住了住户的采光位置，幕墙玻璃也无法再反射出耀眼的强光。昨日，记者现场看到，枯叶已经开始复绿。 （1）皂荚古树部分树叶变得枯萎的原因是：　幕墙玻璃反射的光照射在树叶上破坏了树木的生长　； （2）幕墙玻璃对光的反射属　镜面反射　（选填“镜面反射”或“漫反射”）； （3）上文中的幕墙玻璃是否造成光污染？　是光污染　如何预防光污染，请你提出一条合理化建议：　尽量减少幕墙玻璃的使用等　。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）太阳光线照射到玻璃幕墙表面发生反射，大厦玻璃幕墙反射的光照射在树叶上破坏了树木的生长； （2）太阳光线可以认为是平行光线，平行光线照射到光滑的玻璃幕墙表面发生反射，反射光线仍然是平行的，称为镜面反射； （3）幕墙玻璃表面光滑，当光照射到它们的表面时会发生镜面反射，能量强亮度大，照到物体上会给人们的生活工作等造成很大的不便，这就是光污染。为了有效地预防光污染，建议：尽量减少幕墙玻璃的使用等；强烈的阳光下，戴太阳镜。 故答案为：（1）幕墙玻璃反射的光照射在树叶上破坏了树木的生长； （2）镜面反射； （3）是光污染；尽量减少幕墙玻璃的使用等。 六．光的折射现象（共3小题） 25．为了研究光的传播规律，小明在水槽底部安装了一微型光源S，S发出一束光照在右侧壁上形成一光斑，小明在光斑处固定了一小块橡皮泥P（如图所示）。现往水槽内缓慢加水至水面上升到a位置，期间小红在左上方观察，看到右壁上一直有光斑。在加水过程中，小红观察到光斑的移动情况正确的是（　　） A．从P处缓慢下移到某一位置后再缓慢上移到与橡皮泥P重合 B．从P处缓慢下移到某一位置后再缓慢上移到橡皮泥P上方某一位置 C．从P处迅速下移到某一位置后再缓慢上移到与橡皮泥P重合 D．从P处迅速下移到某一位置后再缓慢上移到橡皮泥P上方某一位置 【答案】C 【解答】解：（1）往池内注水，水面升至P点以下的b位置时，发生折射，根据折射定律，光斑位置在S′，如下图所示： （2）水面上升至P点以上的a位置时，光线先在水池壁反射，再折射出水面，根据反射定律和折射定律，光斑位置在S″，如下图所示： 通过画图可知：在加水过程中，由于开始的水很少，光斑会迅速下移到P点以下的某一位置，然后随着水的增多光斑再缓慢上移，由于人眼看水中的橡皮泥也是虚像，虚像的位置也在S″处，所以当水面升到橡皮泥处后，光斑始终和橡皮泥重合的，故C符合题意。 故选：C。 26．在杯子里放一枚硬币，移动杯子，使眼睛刚好看不到硬币为止，保持眼睛和杯子的位置不变，慢慢向杯里倒水，随着水面的升高将看到什么现象？为什么？ 【答案】见试题解答内容 【解答】答：当水倒到一定高度后，看到了硬币。产生这种现象的原因是由于从硬币发出的漫反射光经水面折射，折射光线进入眼睛的缘故。 27．小雨在吃烤肉串时，偶然发现了一个现象：通过烤炉上方看对面的人，感觉对面的人好像在晃动。为什么会出现这种现象呢？小雨根据学过的知识进行分析：火炉上方的空气被加热后，其疏密程度在不断发生变化，光进入这种不均匀的热空气会发生折射，传播方向也在不断发生变化，因此看起来感觉对面的人在晃动。为了验证这种分析是否正确，回到家后，小雨利用一支激光笔、一个装有酒精的浅盘及火柴，进行了如下的探究。 （1）如图所示，将激光笔固定在小桌上沿水平方向照射，用喷壶向激光笔的前方喷水，看到激光笔发出的一束红光射向墙面，墙面上有一个红色光点保持不动，这说明光在均匀的空气中是　沿直线　传播的。 （2）如果要让这束红光穿过不均匀的空气，接下来小雨的做法应该是：　点燃浅盘中的酒精，让激光笔发出的红光在燃烧的酒精上方照射　。 （3）如果小雨的分析是正确的，他观察到的现象应该是：　墙面上的光点在晃动　。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）因为光在喷出的水雾中传播时，介质仍然是均匀的，故光是沿直线传播； （2）点燃浅盘，酒精燃烧，其酒精周围的温度则不同，故燃烧的酒精上方的空气不再均匀，因此点燃浅盘中的酒精，让激光笔发出的红光在燃烧的酒精上方照射； （3）因为光在不均匀介质中传播时，光的传播路径不再是直线，因此像的位置不再固定，故墙面上的光点在晃动。 故答案为（1）沿直线；（2）点燃浅盘中的酒精，让激光笔发出的红光在燃烧的酒精上方照射；（3）墙面上的光点在晃动。 七．探究光折射时的特点（共4小题） 28．如图甲所示，小明在探究光折射现象时，将一束入射角为50°的光线斜射入杯中，在杯底形成光斑，然后逐渐往杯中加水，观察杯底光斑的位置变化。他对实验中光偏折程度的差异产生了兴趣。为了定量反映这种差异，他将“折射角与入射角的比值”定义为“偏折比”。根据所学知识和生活经验，小明对影响“偏折比”大小的因素提出如下猜想： 猜想1：与液体深度有关； 猜想2：与液体种类有关； 猜想3：与入射光的颜色有关； （1）图甲实验中，测得折射角为35°，则此时的“偏折比”为 　0.7　，加水过程中，杯底光斑将向 　右　（填“左”或“右”）移动； （2）实验中通过观察分析认为猜想1不正确，水面上升（下降），入射角和折射角都不变；为了继续探究猜想2，小明只将图甲中的水换成油，当油的深度小于水的深度（如图乙所示），杯底光斑位置恰与图甲实验时光斑位置重合。对比可知：在相同条件下，油对光的“偏折比”比水对光的“偏折比”　小　（选填“大”或“小”）； （3）为了探究猜想3，小明用图甲装置先后入射红、蓝色激光，杯底光斑位置如图丙所示，则 　红　光的“偏折比”大； （4）将一束激光穿过如图丁所示的玻璃砖，若光在玻璃砖上表面折射时的“偏折比”为0.8，则光在下表面折射时的“偏折比”为 　1.25　。 【答案】（1）0.7；右；（2）小；（3）红；（4）1.25。 【解答】解：（1）图甲实验中，测得折射角为35°，已知入射角为50°，则偏折比＝＝0.7； 当容器内逐渐加水时，光的折射程度不变，但入射点逐渐抬高且向右移动，由光的折射规律作出的折射光线照射在容器底的光斑会逐渐向右移动； （2）将图甲中的水换成油，当油的深度小于水的深度，杯底光斑位置恰与图甲实验时光斑位置重合，如图1（为便于比较，在同一幅图中进行对比）， 由图1可知：在油中折射光线更靠近法线，即油中的折射角小于水中的折射角，由于入射角相同，且偏折比是折射角与入射角的比值，所以在相同条件下，油对光的“偏折比”比水对光的“偏折比”小； （3）光线的入射角和入射点不变，红、蓝色激光的折光线，如图2， 由图2可知：红色激光的折射角大于蓝色激光的折射角，由于入射角相同，则根据“偏折比”的定义可知：红光的“偏折比”大； （4）将一束激光穿过如图丁所示的玻璃砖，若光在玻璃砖上表面折射时入射角为r，折射角为i，如图3， 此时“偏折比”为0.8，即：＝0.8； 当光在下表面折射时如图3中，则此时入射角为r′，折射角为i′，根据几何知识可知：∠r′＝∠i，∠i′＝∠r， 所以，光在下表面折射时的“偏折比”为：＝＝＝＝1.25。 故答案为：（1）0.7；右；（2）小；（3）红；（4）1.25。 29．在探究光的折射规律时，从水面上方看水中的物体变浅了，为了确定水中物体所成像的位置，某学习小组进行了如下探究： （1）A．把一个防水小灯泡a放在水中某处，观察灯泡所成像的位置。 B．将另一个相同的小灯泡b放在水面上方，调整其位置，使它的像与 　a的像　重合。 C．用刻度尺测量灯泡b到水面的距离即为a的像到水面的距离。 （2）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右图所示，则灯泡b到水面的距离为 　8.12　cm。 （3）灯泡a的像到水面的距离与灯泡b到水面的距离一定相等，依据是 　像与物到镜面距离相等　。 （4）测量时，如果直接将刻度尺竖直插入水中，使看到的零刻度线与灯泡a的像重合，则刻度尺在水面处的示数表示 　a到水面的距离　（选填“a到水面的距离”或“a的像到水面的距离”）。 （5）某小组实验时，每次都从灯泡a的正上方观察，测得灯泡a到水面的距离u和灯泡a的像到水面的距离v的对应关系如下表所示： 30.0 60.0 90.0 120.0 150.0 180.0 23.0 45.0 67.0 90.0 113.0 134.0 根据表中数据，请在图乙坐标系中描点作出v﹣u的关系图线。由图线可知，v和u的定量关系是v＝0.75u。 （6）根据上面的实验结果，看起来1.2m深的水坑，其实际深度可达 　1.6　m，因此看起来不太深的水也不能贸然下去，以免危险！ 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）为确定防水小灯泡a放在水中某处成像的位置，根据等效替代法，通过观察灯泡b所成像的位置，与a的像重合； （2）根据图甲可知，灯泡b到水面的距离为8.12cm； （3）因为平面镜成正立、等大的虚像，并且像到平面镜的距离和物到平面镜的距离相等，所以灯泡a的像到水面的距离与灯泡b到水面的距离一定相等； （4）测量时，如果直接将刻度尺竖直插入水中，使看到的零刻度线与灯泡a的像重合，考虑到光的折射，则刻度尺的零刻度线在灯泡a的位置，故刻度尺在水面处的示数表示灯泡a的深度，即a到水面的距离； （5）根据表中数据在图乙中描点，并用直线连接起来，如下图所示： （6）根据v＝0.75u．当v＝1.2m时，u＝1.6m，因此看起来不太深的水也不能贸然下去，以免危险！ 故答案为：（1）a的像；（2）8.12；（3）像与物到镜面距离相等；（4）a到水面的距离；（5）如上所示；（6）1.6。 30．小明用如图所示的装置探究光的折射规律，测得如下表所示的两组数据： 表一：光从空气斜射入水中 序号 1 2 3 入射角α/° 20 40 60 折射角r/° 15 25 40 表二：光从水中斜射入空气中 序号 1 2 3 入射角α/° 40 ◆ 15 折射角r/° 60 40 20 （1）表二中有一个数据被遮挡住看不到，请综合分析两个表格中的数据，判断出这个数据应该是：　25°　，你判断的依据是：　在折射现象中，光路是可逆的　。 （2）如果小明在探究光从空气斜射入水中折射特点时，完成了第4次实验，入射角是30°，折射角可能是　B　 A.10°B.20° C.25°D.45°。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）由表一中的数据知，光从空气斜射入水中，当入射角为40°时，折射角为25°，因在折射现象中，光路是可逆的，当光从水中斜射入空气中，折射角为40°时，对应的入射角一定为25°； （2）由表一数据知，当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，且折射角随入射角的增大（减小）而增大（减小）； 入射角为20°时，折射角为15°，入射角为40°时，折射角为25°，故当入射角是30°时，对应的折射角小于25°大于15°，故折射角只可能为20°，选B。 故答案为：（1）25°；在折射现象中，光路是可逆的；（2）B。 31．某实验小组在探究光的折射规律时，让一束光从空气斜射入玻璃水槽内的水中，看到如图所示的现象： （1）请在图中分别做出入射角（用字母i表示）和折射角（用字母r表示）。 （2）为探究光从空气斜射入水中时折射角和入射角的关系，以下方案正确的是：　C　（选填“A”、“B”或“C”）。 A．只测量图中的入射角和折射角，分析并得出结论 B．保持入射角不变，进行多次试验，测量入射角和每次试验的折射角，分析并得出结论 C．改变入射角，进行多次试验，测量每次试验的入射角和折射角，分析并得出结论 （3）研究完光的折射规律后，该实验小组某同学在一只空碗中放一枚硬币，后退到某处眼睛刚好看不到它。另一位同学慢慢往碗中倒水时，小明在该处又看到硬币。这种现象可以用下列哪个光路图来解释？　B　 【答案】见试题解答内容 【解答】解： （1）过入射点作垂线，得到法线，入射光线与法线之间的夹角是入射角；折射光线与法线之间的夹角是折射角。如下图： ； （2）A、只进行一次实验就得出结论，偶然性太强，客观性不够。此选项错误； B、保持入射角不变，虽然进行多次实验，但得到的折射角是相同的，得不出客观的结论。此选项错误； C、多次改变入射角大小，测量每次实验时入射角和折射角，发现折射角随入射角变化的规律，得到的结论是普遍的。此选项正确。 （3）当我们用眼睛看到水中的硬币，是因为硬币反射的光进入到了我们的眼睛的缘故；根据光的折射定律的内容知道，光从水斜射入空气中时，折射光线向远离法线方向偏折，折射角大于入射角，且光线是从硬币上发出的，故B图正确。 故答案为：（1）见上图； （2）C；（3）B。 八．光折射规律的应用（共4小题） 32．如图所示，小华同学用激光笔照射水面，在水槽壁上出现两个红点 A 和B。 （1）若保持入射点O的位置不变，欲使A点下移至A1，应使入射光线MO绕着点O沿 　顺时针　（选填“顺时针”或“逆时针”）方向转动；同时观察到另一亮点B点会移动到点 　B1　（选填“B1”或“B2”） （2）若保持入射光线不变，欲使B点下移至B2，应使水面 　上升　（选填“上升”、“下降”或“不变”），在水面变化过程中，折射角 　不变　（选填“增大”、“不变”或“减小”）。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）当光从空气斜射到水面时，同时会发生反射和折射现象，反射角等于入射角，折射角小于入射角；如图所示： 现保持入射点O的位置不变，欲使光点A下移至A1处，则反射光线偏离法线，反射角增大，根据反射角等于入射角，则入射角也需增大，故使入射光线绕着O点沿顺时针方向转动。同时，入射角增大，折射角也会相应增大，因此，会观察到另一亮点B 点会移动到点B1．如图所示。 （2）在水面变化过程中，由于入射光线不变，即入射角不变，则折射也不发生改变，因此过B2点做OB的平行线即为光点下移的折射光线，如图所示。显然入射光线不变，欲使B点下移至B2，水面需上升。 故答案为：顺时针；B1；上升；不变。 33．阅读短文，回答问题 眼镜的秘密 据相关调查，我国中学生近视率已高达60%以上，厚重的眼镜让人感到不适。形状相同的镜片中心与边缘的厚度差跟近视度数、镜片的折射率有关。度数越大、折射率越小的镜片厚度差越大。 折射率为光在真空（因为在空气中与在真空中的传播速度差不多，所以一般用在空气的传播速度）中的速度与光在该材料中的速度之比。材料的折射率越高，使入射光发生折射的能力越强，光的传播方向改变就越大。当光从折射率小的物质进入折射率大的物质时，折射光线会偏向法线。 （1）如图1所示，甲、乙两种物质中折射率较大的是 　乙　； （2）如图2所示，如果丙物质折射率小于丁物质，则下列光路正确的是 　C　； （3）不同材料的折射率与该材料中的光速 　不成　（成/不成）正比； （4）如图3所示的制作的近视度数相同、中心厚度相同的眼镜中，所用材料折射率大的是 　a　； （5）若图所示的中心厚度相同近视眼镜是由相同材料制作的，则眼镜度数大的是 　b　。 【答案】见试题解答内容 【解答】解： （1）由题可知，材料的折射率越高，使入射光发生折射的能力越强，光的传播方向改变就越大； 在图1中，光线以相同的入射角射入甲、乙中时，光线在乙中传播方向改变较大（偏折程度更大），所以折射率较大的是乙； （2）由题可知，当光从折射率小的物质进入折射率大的物质时，折射光线会靠近法线； 如果丙物质折射率小于丁物质，则光从丙斜射入丁中时，折射光线更靠近法线，故C图正确； （3）已知折射率为光在真空中的速度与光在该材料中的速度之比，即：折射率＝； 由于光在真空中的速度为定值，则折射率与材料中的光速成反比，不同材料的折射率与该材料中的光速不成正比； （4）由题意可知，眼镜度数相同时，折射率越小的镜片厚度差越大； 图3所示的a、b两眼镜的近视度数相同、中心厚度相同，a边缘与中心的厚度差小于b的厚度差，厚度差越小，折射率越大，故a的折射率大于b的折射率； （5）由题意可知，中心厚度相同、材料相同时，厚度差越大的镜片度数越大； 由相同材料制成中心厚度相同的近视镜，厚度差越大的，眼镜的度数越大，b的厚度差大于a的厚度差，故b眼镜的度数大。 故答案为：（1）乙；（2）C；（3）不成；（4）a；（5）b。 34．如图所示，在用光具盘和激光来进行研究光的折射现象的实验中。 （1）实验中无论光从空气射人半圆形玻璃还是从半圆形玻璃射人空气，当入射角逐渐减小时，折射角逐渐　减小　。 （2）分析折射角和入射角的大小关系，可以归纳出：光从空气斜射入玻璃时　折射角小于入射角　；光从玻璃斜射入空气时　折射角大于入射角　。 （3）使实验2中的入射角大小等于实验1中的折射角大小，根据实验结果可以说明在光的折射现象中　光路是可逆的　。 【答案】见试题解答内容 【解答】解（1）据光的折射规律的特点分析可知，不管是从哪种介质斜射向哪种介质，入射角发生改变，折射角也会发生改变，即入射角变大，折射角也会变大，入射角变小，折射角也会变小； （2）据图可知，光从空气斜射入玻璃时折射角小于入射角；光从玻璃斜射入空气时折射角大于入射角； （3）使实验2中的入射角大小等于实验1中的折射角大小，根据实验结果可以说明在光的折射现象中光路是可逆的。 故答案为：（1）减小；（2）折射角小于入射角；折射角大于入射角；（3）光路是可逆的。 35．小云同学用一只新买的激光笔照射水平水面，在竖直白墙上出现了两个红色亮点A和B，如图所示，现保持入射点O的位置不变，欲使光点A下移至A′处，应使入射光线MO绕着点O沿 　顺时针　方向转动（填“顺时针”或“逆时针”）：现保持入射点O的位置不变，欲使光点B下移至B′处，应使入射光线MO绕着点O沿 　逆时针　方向转动（填“顺时针”或“逆时针”）。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）当光从空气斜射到水面时，同时会发生反射和折射现象，反射角等于入射角，折射角小于入射角 现保持入射点O的位置不变，欲使光点A下移至A′处，根据反射角等于入射角，则应使入射光线绕着O点沿顺时针方向转动。（图中蓝色光线标注）。 （2）首先要知道B点是光的折射到达的点，根据光的折射定律，现保持入射点O的位置不变，欲使光点B下移至B’处，则入射光线由OM变为OC，折射光线由OB变为OB′，所以应使入射光线MO绕着点O沿逆时针方向转动。 故答案为：顺时针；逆时针。 九．光折射的光路图（共3小题） 36．如图所示，在平静的湖边有一盏路灯标记为S，潜水爱好者在水下E处看到路灯的像为S′．请画出： （1）水下E处的人看到路灯S的入射光线； （2）根据平面镜成像特点画出路灯S通过水面所成的像A。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）路灯发出的光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角； 潜水爱好者在水下E处看到路灯的像为S′，连接ES′与界面的交点即为入射点O，OE就是折射光线；连接SO，SO就是入射光线；即可完成水下E处的人看到路灯S的光路图； （2）过界面作S点的对称点A，即为路灯S通过水面所成的像A．如下图所示： 37．海上有风时，海面出现波浪，某区域海面呈圆弧形，O为圆心，圆弧形海面正下方的水中有一条鱼（用箭头AB表示），如图所示。此时，从圆弧形海面上方看到了水中的这条“鱼”。看到的“鱼”是鱼的放大的虚像，请分析说明其原因。（注：可在图上画光路示意图，以辅助说明） 【答案】见试题解答内容 【解答】答：如图所示，来自A点反向延长线过圆心的光线，出射光线方向不变。来自A点斜射向界面的光线，出射光线远离法线偏折；两条出射光线反向延长线相交于A′点，A′是A 的虚像；同理，B点成像于B′点，A′B′大于AB；所以，看到的“鱼”是鱼的放大的虚像。 38．杯壁很薄的圆柱形玻璃杯中装有多半杯水，将一只铅笔斜插入水中，看起来铅笔在水面处“折断”了，如图所示，请解释这个现象。[注：如果需要，可在水面处横截面的俯视图（乙图）上画示意图，以辅助说明。O是圆心]。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：水面处铅笔横断面上某点是物，来自物点沿半径方向射出的光线，出射光线方向不变；来自物点斜着射出的一条光线，出射光线远离法线偏折；两条出射光线的反向延长线会聚点在物点的右侧，即像点，所以会出现看起来铅笔在水面处“折断”的现象，如图所示： 十．光学实验设计与探究（共5小题） 39．小明在探究“物距和物高一定时，物体经小孔所成像的高度和像距的关系”时，所用的实验器材有：用发光二极管做成的物体、有小孔的方纸板、用半透明塑料膜做成的屏、直尺。实验装置的示意图如图1。 （1）该实验应该在较　暗　（亮/暗）的环境下进行； （2）小明测得实验数据如下表，根据表中数据，得出的探究结论是：　在物距和物高一定时，物体经小孔所成像的高度和像距成正比　。 实验次数 1 2 3 4 5 6 物距u/cm 相同 物高h1/cm 相同 像距v/cm 4.0 8.0 12.0 16.0 20.0 24.0 像高h2/cm 2.0 4.1 6.0 8.0 9.9 12.0 （3）另一名同学在做实验时，更换了部分实验器材，其实验装置如图2．外筒（足够长）用不透明的材料制成，左端开有小孔；内筒的筒壁用不透明的材料制成，左端用半透明塑料膜做屏，并可以在外筒中自由地拉出或推入，其他器材不变。和小明使用的装置相比较，请说出该同学装置做实验的好处和不足 （各写一条即可）。好处　方便改变像距　；不足　像高不方便测量　。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）本实验探究“物距和物高一定时，物体经小孔所成的像的高度和像距的关系”时，发光二极管是成像物体，在明亮的环境中，发光二极管和明亮环境的对比度降低，成像不太清晰，故该实验应该在较暗的环境下效果更好。 （2）由表格上的数据可知，像的高度随像到小孔距离的增大而增大，且像的高度与像到小孔距离的比值是一个定值，所以得出的探究结论是：在物距和物高一定时，物体经小孔所成像的高度和像距成正比。 （3）另一名同学所用的实验装置，左端用半透明塑料膜做屏可以在外筒中自由地拉出或推入，可以很方便的改变像距； 外筒（足够长）用不透明的材料制成，不受外界实验环境亮暗的影响，便于观察所成的像；但是由于左端用半透明塑料膜做成的屏在外筒里面，不方便测量像高。 故答案为：（1）暗；（2）在物距和物高一定时，物体经小孔所成像的高度和像距成正比；（3）方便改变像距；像高不方便测量。 40．大约两千四百年前，我国的学者墨翟和他的学生做了世界上第一个小孔成像的实验，解释了小孔成像的原理。在“制作小孔成像观察仪”活动中，小霞同学将圆筒插入易拉罐中做成如图的仪器（圆筒能在易拉罐中前后移动）。 （1）为了更清楚地观察像，通常选择 　较亮　（选填“较暗”或“较亮”）的物体作为观察对象，同时需要将光屏放在 　较暗　（选填“较暗”或“较亮”）的环境中。因此制作观察仪时，用半透明塑料薄膜制成的光屏应放在圆筒的 　A　（选填“A”或“B”）端。 （2）实验中，物体通过小孔所成的像是 　倒立　（选填“正立”或“倒立”）的 　实像　（选填“实像”或“虚像”）。改变小孔形状，像的形状将 　不变　（选填“改变”或“不变”）。 （3）实验中蜡烛燃烧不断变短，导致屏上的像向 　向上　（选填“上”或“下”）方移动。 （4）用制成的小孔成像观察仪观察物体时，保持物体和小孔间的距离不变，移动圆筒，使光屏远离小孔，则光屏上像的大小将 　变大　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】（1）较亮；较暗；A；（2）倒立；实像；不变；（3）向上；（4）变大。 【解答】解：（1）为了更清楚地观察像，通常选择较亮的物体作为观察对象，同时需要将光屏放在较暗的环境中，使像更清晰；为了成的像更清晰，便于观察，半透明的薄纸应该放在圆筒的前端即A端； （2）小孔成像是实际光线的会聚，所以是倒立的实像，像的形状与孔的形状无关，与物体的形状有关；小孔成像是光在同一均匀介质中沿直线传播的具体应用； 发光物体的每一个点都可看作为点光源，每个点光源发出的光都会通过小孔照到屏幕的某个区域。A点发出的光线经小孔下边缘，到达光屏下部，B点发出的光线经小孔上边缘，到达光屏的上部，成的像是倒立的实像。如图： （3）实验中蜡烛燃烧不断缩短，根据光的直线传播和图示可知，光屏上的像会向与蜡烛缩短的相反方向移动，所以是向上移动； （4）当增大光屏与小孔之间的距离时，光屏上的像将变大。 故答案为：（1）较亮；较暗；A；（2）倒立；实像；不变；（3）向上；（4）变大。 41．2008年10月15日无锡市举办的“三立杯”青年教师评优课《光的直线传播》比赛中，有一位老师带领学生一起对“立竿见影”的现象进行了研究。 （1）首先，老师请小明同学在图1和2中画出清晨7点和上午10点，同一根竹竿同一地点在太阳下的影子（要求将影子用L标出），请你和小明同学一起来完成（“•”表示太阳）。 （2）从这两张图比较来看，你发现影子的长短与　太阳位置　有关。古代入利用这个规律创造发明了日晷，并以此来粗略测量　时间　。 （3）为了进一步研究影子长度与哪些因素有关，小明课后率领科学兴趣小组的同学做了如图3实验：在水平地面上竖直固定一根长杆，长杆上装有一个可以上下移动的点光源A，再在地面上竖立一根短木条（短木条始终低于点光源A）。 ①保持短木条的长度和位置不变，该同学将点光源A从图示位置逐渐向上移动，测得数据如下表： 点光源的高度H/cm 20 30 40 50 60 影子长度L/cm 30 15 10 7.5 6 分析上述实验数据可以发现：在点光源逐渐上移过程中，若点光源高度的增加量相同，则影子长度L的减少的量　变小　（选填“变大”、“变小”或“不变”） ②图3中S可表示点光源到短木条的距离，如果要研究影子长度L与点光源到短木条的距离S的关系，应如何操作？ 答：应当保持短木条的长度不变以及　点光源的高度　不变，改变　短木条的位置　，测量相应的影子长度L并记录，分析数据并得出规律。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）太阳光沿直线传播，过太阳与杆顶两点作直线，线与地面的交点与杆子和地面接触点间的线段便是杆子的“影”，如图所示。 故答案为：如图所示。 （2）从图（1）可看出影子的长短与太阳的位置有关，古代的日晷就是以此来粗略测量时间的。 故答案为：太阳位置，时间。 （3）①光源高度每增加10cm后，影子长度的变化量分别为15cm；5cm；2.5cm；1.5cm， 所以点光源高度增加量相同时，则影子长度L的变化量减小； ②根据控制变量法知，要研究影子长度L与点光源到短木条的距离S的关系， 应当保持短木条的长度和点光源的高度不变，改变短木条的位置。 故本题答案为：①减小；②点光源的高度，改变短木条的位置。 42．晴天正午，小明与同学从树荫下走过时，发现地面上有许多大小、形状不同的光斑，如图所示，光斑的形状与什么要素有关呢？光斑又是如何形成的呢？对此他们马上进行了探究，他们猜想光斑的形状： a．与树叶形状有关，光斑是树叶的影子 b．与树叶间空隙形状有关； c．与树叶间空隙大小有关。 （1）根据所学知识，可确定猜想a是　不合理　（选填“合理”或“不合理”）的； （2）为了进行探究，他们制作了图1、2、3、4四个带孔的卡片，如图所示，其中甲、乙卡片中小孔的尺寸均为3mm，甲、丙、丁卡片中的大孔的尺寸均为2cm，且丙、丁卡片中大孔尺寸相同，在进行探究时，他们在地上铺上一张白纸，把带孔的卡片置于上方，让太阳光通过卡片上的孔，观察纸面上出现的光斑形状。 若让你在甲、乙、丙、丁四张卡片中选择一张卡片用来验证光斑的形状与树叶间空隙形状无关，你选用　乙　卡片； 在探究光斑形状与树叶间空隙大小是否有关时，小明选用甲卡片进行实验探究，发现白纸上得到四个圆形光斑，由此得出光斑的形状与树叶间空隙大小无关的结论，这结论　不可靠　（选填“可靠”或“不可靠”），若由你进行探究，你将如何设计带孔的卡片？请在虚线框内画出孔的形状。 （3）通过探究，他们得到了以下结论，其中错误的是　C　。 A．通过小孔形成的圆形光斑是像，通过大孔形成的光斑不是像； B．小孔形成的光斑与小孔的形状无关，大孔形成的光斑与大孔的形状有关； C．小孔和大孔所形成的光斑，其大小均与孔到地面的距离有关； D．不管光斑是不是像，它们都是由光的直线传播形成的。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）猜想a是光斑是树叶的影子，因为光斑是小孔成像现象，不是影子，所以不合理。 （2）①根据控制变量法可知：验证“光斑的形状与树叶间空隙形状（即孔的形状）有关”时，保持树叶间空隙大小不变，改变孔的形状，观察光斑的形状，所以符合这一条件的是乙卡片； ②小明选用甲卡片进行实验探究，而甲卡片孔的形状相同，孔的大小改变，根据控制变量法可知：验证“光斑的形状与树叶间空隙形状（即孔的形状）有关”时，保持树叶间空隙大小不变，改变孔的形状，所以由此得出的结论是不可靠。 ③根据控制变量法可知：验证“光斑的形状与树叶间空隙大小（即孔的大小）有关”时，保持树叶间空隙形状不变，孔的大小不同，所以设计的带孔的卡片如图： （3）图1实验说明：在光屏与小孔的距离相同的条件下， 如果孔较小，通过孔形成的光斑是小孔成像现象，光斑形状与孔的形状无关； 如果孔太大，通过孔形成的光斑不再是小孔成像现象，而是影子的原因，则光斑形状与孔的形状有关； 图2与图3实验说明：在孔的形状一定的条件下， 如果光屏与小孔的距离较近，通过孔形成的光斑不再是小孔成像现象，而是影子的原因，则光斑形状与孔的形状有关； 如果光屏与小孔的距离较远时，通过孔形成的光斑属于小孔成像现象，光斑形状与孔的形状无关； 由上可知：A、B、D正确； 小孔所形成的光斑，其大小与孔到地面的距离有关；大孔所形成的光斑，其大小与孔到地面的距离无关；故C选项错。 故答案为：（1）不合理；（2）乙；不可靠；如上图；（3）C。 43．最近，学校进行了一次视力大检查，卫生班长小明发现班里近视眼的同学很多。为什么会有这么多人近视呢？他对此产生了疑问。于是，他和几名同学一起，在校内外对近视眼问题进行了大量的调查，得到了如下的一些信息： （1）人的眼球好像一架照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，它把来自物体的光会聚在视网膜上，形成物体的像。正常人眼的晶状体厚度可以改变，对光的偏折能力随之改变，使得近处和远处物体射来的光都能够会聚在视网膜上，所以正常人眼睛既可以看清近处的物体又能看清远处的物体。 （2）青少年近视眼的发生因素很多，主要有： 视距近：青少年由于眼的调节力很强，所以对近距离甚至眼前的字、物都能看清楚，这样他们就不自觉地经常处于近距离工作状态，使眼睛持续高度调节，促成近视的形成。 连续用眼时间过长：眼睛长期处于紧张状态而形成近视。 学习环境不良：如，看书光线过强或过弱，致使眼的调节负担加重，导致近视。 看电视方法不当：看电视没有节制，距电视过近，室内光线明暗不均，这些都可加重眼睛的疲劳，促成近视。长时间看电视、玩电子游戏是形成近视的最重要、最直接的原因。 遗传因素：近视具有一定遗传倾向。有遗传因素者，近视发病率较早，常在进入青春期以前就开始近视了。 （3）眼睛近视危害严重： 近视眼严重制约了青少年个人特长爱好的发展，影响青少年的前途，连上学填报考志愿都受制约。 近视眼比正常人的眼更容易出现疲劳，经常出现眼干、眼涩、眼痒、眼胀、视力模糊等症状。 近视眼会引起许多并发症，这些并发症多数是致盲的，近视度数越高引起并发症可能性越大。这些并发症有：1视网膜脱离、2白内障、3黄斑变性和黄斑出血、4玻璃体液化变性（飞蚊症）、5青光眼、6斜视弱视等。 （4）初一级部近视眼人数的比例为43%，初二级部为49.6%，初三级部为53.9%，并且还在迅速增长。 （5）小明他们从书中知道眼镜度数的计算方法是：用透镜焦距的倒数乘以100即可。 请你根据以前所学的物理知识和以上的信息，回答问题： 1、近视眼的晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向上太长，因此来自远处某点的光会聚在　视网膜　之前，所以近视眼看不清远处的物体。 2、近视眼的矫正措施：近视者应该戴　凹　透镜，利用此透镜对光线的　发散　作用，可以减弱眼睛本身折光能力，使图象聚焦在人眼的　视网膜　上，以便看清远处的物体。 3、现有一度数为200度的眼镜，它的焦距应该为　0.5m　。 4、请你设计一个实验来模拟近视眼的成像情况和戴上近视镜矫正后的成像情况。请写出实验器材、装置和实验步骤。 实验器材：　凸透镜、凹透镜、纸盒、蜡烛、白纸　； 装置：　首先把纸盒截成两段，再套在一起，作为“眼球”， 再把凸透镜固定在纸盒一端上，作为“晶状体和角膜”，把白纸固定在纸盒的另一端，作为“视网膜”　； 实验步骤：　（1）近视眼的模拟实验：首先，把带凸透镜的一面朝向点燃的蜡烛，调节蜡烛、凸透镜和白纸之间的距离，在白纸上得到一清晰的蜡烛火焰的像。 再拉长纸盒，模拟眼球的前后径变长，看到白纸上蜡烛火焰的像变的模糊不清，说明“眼睛”已经“近视”了。 （2）戴近视镜矫正的模拟实验。 在凸透镜的前面放上凹透镜，前后移动凹透镜，直到在白纸上又出现清晰的像，说明近视已被矫正　。 5、小明家的桌面太光滑了，晚上开灯学习，总感到桌面反光刺眼。小明怕因此造成近视，你能想办法帮小明解决这个问题吗？说出你的办法和理由。 办法：　铺上桌布　； 理由：　灯光在桌布上发生漫反射，使射到眼睛里的光减弱　。 6、假如你是一名“护眼小博士”，要给小学生预防近视眼提几条建议，你准备给他们提些什么建议？请你写出2条。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：1、晶状体变厚或眼球变长，使像呈在视网膜的前方。 2、凹透镜对光线有发散作用，使光线错后会聚，使像呈在视网膜上。 3、透镜焦度φ＝＝＝2m﹣1， 凸透镜的焦距为：f＝＝＝0.5m。 故答案为：1、视网膜。2、凹；发散；视网膜。3、0.5m。 4、答：实验器材：凸透镜、凹透镜、纸盒、蜡烛、白纸。 装置：首先把纸盒截成两段，再套在一起，作为“眼球”， 再把凸透镜固定在纸盒一端上，作为“晶状体和角膜”， 把白纸固定在纸盒的另一端，作为“视网膜”。 实验步骤：（1）近视眼的模拟实验：把带凸透镜的一面朝向点燃的蜡烛，调节蜡烛、凸透镜和白纸之间的距离，在白纸上得到一清晰的蜡烛火焰的像。再拉长纸盒，模拟眼球的前后径变长，看到白纸上蜡烛火焰的像变的模糊不清，说明“眼睛”已经“近视”了。 （2）戴近视镜矫正的模拟实验： 在凸透镜的前面放上凹透镜，前后移动凹透镜，直到在白纸上又出现清晰的像，说明近视已被矫正。 5、答：办法：铺上桌布。 理由：灯光在桌布上发生漫反射，使射到眼睛里的光减弱。 6、答：（答案不唯一）（1）不要长时间用眼，一般在45～60分钟左右，要让眼睛休息10分钟。 （2）不要在光线太强或太暗的地方读书写字。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题04 《光的反射与折射》压轴培优题型训练【十大题型】 一．反射角与入射角的计算（共3小题） 二．光的反射现象（共5小题） 三．光的反射定律的应用（共7小题） 四．利用光的反射作图（共5小题） 五．镜面反射（共4小题） 六．光的折射现象（共3小题） 七．探究光折射时的特点（共4小题） 八．光折射规律的应用（共4小题） 九．光折射的光路图（共3小题） 十．光学实验设计与探究（共5小题） 一．反射角与入射角的计算（共3小题） 1．如图所示，一束光与平面镜成30°角从O点射入，则反射角为　 　；当光线AO绕O点顺时针转动30°角时，反射光线　 　转动　 　角，入射光线与反射光线的夹角为　 　夹角；接着平面镜绕O点逆时针转动60°角，反射光线一共转过　 　角。 2．反射光线跟镜面的夹角是15°，则入射角是　 　°，若入射角减小10°，则反射光线与入射光线的夹角为　 　°，若入射光线垂直射向镜面，则反射角是　 　°。 3．一束光线以和平面镜成30°夹角射到平面镜上，当入射角增大20°时，反射光线与入射光线的夹角为　 　度。（要求作出光路图来体现计算过程） 二．光的反射现象（共5小题） 4．（多选）雨后晴朗的夜晚，月亮挂在天空，人在月光下行。以下说法正确的是（　　） A．人迎着月光走时，亮处是水，暗处是地面 B．人背着月光走时，亮处是水，暗处是地面 C．人迎着月光走时，暗处是水，亮处是地面 D．人背着月光走时，亮处是地面，暗处是水 5．如图，为某水文站设计的检测沱江河水位的示意图。光源S与光屏MN在同一水平面上，从光源S发出的一束方向不变、与水平面成45°角的光，经水面反射后，在光屏上的P点处形成一个光斑，光斑的位置随水位的变化而变化。光屏MN在水中所形成的像是 　 　 （选填“虚像”、“实像”）；若光斑P向左移动了2.4m，那么，说明水位升高了 　 　m。 6．阅读下列材料并回答问题： 材料一：自行车的尾灯在夜间发出的红光，能有效地提示后面的车辆，避免了交通意外事故的发生，保障了我们的安全。但是，自行车尾灯是靠什么发出红光的呢？自行车的尾灯是利用光的反射原理发出红光的。在夜间，路灯、探照灯、霓虹灯…以及各种车辆的灯光入射到自行车尾灯上，就发生反射现象，从而我们就看到了光，并以为光好像是从尾灯内发出的。又因为尾灯自身的颜色是红的，有色的不透明体反射与它颜色相同的光，所以，无论外界有多少种颜色的光射到尾灯上，它只反射红光，我们看到的光就是红色的了。 材料二：利用回声可以测量声源到障碍物的距离，科学工作者为了探测海底某处的深度，从海面向海底垂直发射超声波，经过4s后接收到回波信号，已知声波在海水中的传播速度为1530m/s。 （1）根据材料一回答：①尾灯内　 　（选填“有”或“没有”）有灯泡 ②自行车尾灯是靠　 　发出红光的； ③请你在图中画出反射光线。 （2）根据材料二回答：①人耳　 　（选填“能”或“不能”）听到超声波。 ②利用超声波的反射　 　（选填“能”或“不能”）进行太空测距，原因是因为　 　。 ③被测量处海洋的深度是多少？ 7．图1是利用激光测转的原理示意图，图中圆盘可绕固定轴转动，盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料。当盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束，并将所收到的光信号转变成电信号，在示波器显示屏上显示出来（如图2所示）。 （1）若图2中示波器显示屏横向的每大格（5小格）对应的时间为5.00×10﹣2s，则圆盘的转速为 　 　转/s。 （2）若测得圆盘直径为10.20cm，则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为 　 　cm（保留3位有效数字）。 三．光的反射定律的应用（共7小题） 9．如图所示，房间内一墙角处相邻两墙面挂了两个平面镜，两平面镜相互垂直，在该墙角紧靠镜面处放有一个脸盆，盆内有水。某同学通过镜面和水面最多能看到自己像的个数为（　　） A．3个 B．7个 C．9个 D．无穷 10．（多选）太阳光线跟水平方向成40°角，要利用太阳光经反射后沿水平方向传播，应把平面镜放在跟水平方向成（　　）角的位置。（以锐角为标准） A．20° B．70° C．40° D．60° 11．如图所示，MN为平面镜，ab、cd是从同一点光源发出经平面镜反射后的两条反射光线。若ac＝20cm，则光源的位置在平面镜上方　 　cm处；若将平面镜向下平移3cm，则对应同一条入射光线的反射光线ab向　 　（填“左”或“右”）平移了　 　cm。 12．有一光电控制液面高度的仪器，是通过光束在液面上的反射光打到光电屏（将光信号转化为电信号进行处理）上来显示液面高度。如图所示，与液面夹角为45°的光束经液面反射后在光屏上形成光点S1，一段时间后光点由S1移到S2时，且S1S2的距离为4cm，则该液面 　 　（选填“上升”或“下降”）的高度为 　 　cm。 13．如图为研究光的反射的实验，实验中光屏的作用是　 　；实验时，若将半平面E向前折或向后折，还能否看到反射光线，　 　。此时反射光线和入射光线 　（填“在”或“不在”）同一平面内。 14．小明同学在研究光的反射实验时，得到下列表格中的有关数据，请回答： 实验次数 1 2 3 4 5 入射角（度） 0 15 30 45 60 反射角（度） 0 15 30 45 （1）表中的空格处，应该填的数据是　 　。分析上述数据，你可以得出的结论是　 　。 （2）通过研究，你还能发现那些规律？（至少两条） 15．下面是小明在研究光的反射规律时的主要步骤： （1）请你帮他完成实验步骤，并按正确的操作顺序将序号排列出来：　 　 A．改变光束的入射方向，再重做一次。换另一种颜色的笔，记录光的径迹 B．取下纸板，用量角器测量ON两侧的∠i 和∠r，并记入表中 C．把一个平面镜放在桌面上，再把一张纸板竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面（如图） D．让一束光贴着纸板沿某角度入射到O点，经平面镜反射，沿另一个方向射出，在纸板上用笔描出入射光和反射光的径迹 （2）下表是正确实验所应测得的数据，请你将表中应有的数据填上。 实验次数 ∠i ∠r 第一次 30° 第二次 60° （3）光的反射有何实际应用？又有什么危害？ 应用：　 　 危害：　 　 （4）小华家某一卧室的结构如图所示，由于室内很暗，当阳光从阳台射入时，请你想办法帮他将阳光引到室内，照亮书桌。 （5）请你设计一个实验验证平面镜所成的像和物体大小相等。请写出实验器材、步骤和现象。 四．利用光的反射作图（共5小题） 16．在图中的方框内填入合适的光学元件，并完成光路图 17．在图中画出人看到球的光路图，保留作图痕迹。 18．作图题。 （1）一条光线照射在平面镜上O点，如图1所示，请在图1中画出它的反射光线并标出反射角的位置及大小。 （2）光线L射到某平面镜上，使其沿水平方向传播，如图2所示。请在图2中画出平面镜（图中要显示作图痕迹）。 （3）某小镇被群山包围，难以获得阳光照射。某同学参观后建议在位置A处安装平面镜，于是广场中心B处被照亮。若太阳位于图3所示位置，请在A处添加平面镜并完成光路图。（保留作图痕迹）。 19．如图所示，MN为一平面镜，虚线CD代表地面，P为一不透光的障碍物，人眼在S处，试用作图法画出人通过平面镜能看到箱子右侧多大范围的地面。（要求画出必要光线的光路图，并将能看到的地面CD上的那一部分，改成实线） 20．①在图1画出反射光线及标出反射角大小； ②图2画出入射光线及标出入射角大小； ③图3画出AB的像； ④图4画出平面镜； ⑤图5两条入射光线，找出发光点S及像点，并完成光路图。 五．镜面反射（共4小题） 21．晚上，在桌面上铺一张白纸，把一小块平面镜平放在纸上，让手电筒的光正对着平面镜照射，如下图所示。此时，从侧面看去白纸比较 　 　，因为光在白纸表面发生 　 　；如果眼睛挨着手电筒正对着桌面往下看，则 　比较亮。 22．在电影院里，各座位上的人都能看清银幕上的画面，这是因为光在银幕上发生了 　 　反射。教室里某位置上的同学看不清黑板上某处的粉笔字，感觉该处比较亮。黑板反光是由于光在该处发生 　 　反射的缘故（选填“漫”或“镜面”）。雨后的夜晚，迎着月光走的人会看到积水比路面要 　 　（选填“暗”或“亮”）。 23．阅读短文，回答问题。 建筑“不用空调的楼房” 2010年上海世博会的主题是“城市让生活更美好”，小茜参观上海世博会后想到，夏天，室内安装空调可以调节室温消暑，然而，安装空调既消耗电能，又会造成环境污染，她受到某些世博场馆和先进建筑理念的启示，开动脑筋，想象出了一种不用空调也能降温消暑的好方法。设想有一种材料（比如用塑料包着小蜡球），可以在20～26℃范围内凝固和熔化。若把这种材料掺在水泥中制作成地板或墙壁，就可以起到调节室温的作用，夏天在这样的楼房里就用不着再开空调了。 （1）请你说出其中的道理。 （2）在生活和学习中你一定也有许多奇思妙想，请简要写出一种想象及其理论依据。 24．以下文章摘自《扬子晚报》2008年4月26日的报道，题目《幕墙反光“射”萎古树技术遮挡枯叶复绿》，请仔细阅读后，按要求回答问题。 最近，位于镇江市丹阳人民广场东北角的皂荚古树部分树叶变得有些枯萎，市民经过细心观察发现，部分树叶枯萎的地方正是距离皂荚树5米多远一住宅楼幕墙玻璃反射太阳光的位置。是不是幕墙玻璃反射的光照射在树叶上破坏了树木的生长呢？热心市民遂向相关部门反馈了这一情况。有关部门接到市民反映后及时介入，并在园林专家的勘察下确认了幕墙玻璃反射强光是造成皂荚树部分树叶枯萎的“元凶”。最后采用同住宅楼外表相同颜色的铝塑板对住宅楼进行了技术遮挡，不仅保留住了住户的采光位置，幕墙玻璃也无法再反射出耀眼的强光。昨日，记者现场看到，枯叶已经开始复绿。 （1）皂荚古树部分树叶变得枯萎的原因是：　 　； （2）幕墙玻璃对光的反射属　 　（选填“镜面反射”或“漫反射”）； （3）上文中的幕墙玻璃是否造成光污染？ 如何预防光污染，请你提出一条合理化建议：　 　。 六．光的折射现象（共3小题） 25．为了研究光的传播规律，小明在水槽底部安装了一微型光源S，S发出一束光照在右侧壁上形成一光斑，小明在光斑处固定了一小块橡皮泥P（如图所示）。现往水槽内缓慢加水至水面上升到a位置，期间小红在左上方观察，看到右壁上一直有光斑。在加水过程中，小红观察到光斑的移动情况正确的是（　　） A．从P处缓慢下移到某一位置后再缓慢上移到与橡皮泥P重合 B．从P处缓慢下移到某一位置后再缓慢上移到橡皮泥P上方某一位置 C．从P处迅速下移到某一位置后再缓慢上移到与橡皮泥P重合 D．从P处迅速下移到某一位置后再缓慢上移到橡皮泥P上方某一位置 26．在杯子里放一枚硬币，移动杯子，使眼睛刚好看不到硬币为止，保持眼睛和杯子的位置不变，慢慢向杯里倒水，随着水面的升高将看到什么现象？为什么？ 27．小雨在吃烤肉串时，偶然发现了一个现象：通过烤炉上方看对面的人，感觉对面的人好像在晃动。为什么会出现这种现象呢？小雨根据学过的知识进行分析：火炉上方的空气被加热后，其疏密程度在不断发生变化，光进入这种不均匀的热空气会发生折射，传播方向也在不断发生变化，因此看起来感觉对面的人在晃动。为了验证这种分析是否正确，回到家后，小雨利用一支激光笔、一个装有酒精的浅盘及火柴，进行了如下的探究。 （1）如图所示，将激光笔固定在小桌上沿水平方向照射，用喷壶向激光笔的前方喷水，看到激光笔发出的一束红光射向墙面，墙面上有一个红色光点保持不动，这说明光在均匀的空气中是 传播的。 （2）如果要让这束红光穿过不均匀的空气，接下来小雨的做法应该是：　 　。 （3）如果小雨的分析是正确的，他观察到的现象应该是： 　。 七．探究光折射时的特点（共4小题） 28．如图甲所示，小明在探究光折射现象时，将一束入射角为50°的光线斜射入杯中，在杯底形成光斑，然后逐渐往杯中加水，观察杯底光斑的位置变化。他对实验中光偏折程度的差异产生了兴趣。为了定量反映这种差异，他将“折射角与入射角的比值”定义为“偏折比”。根据所学知识和生活经验，小明对影响“偏折比”大小的因素提出如下猜想： 猜想1：与液体深度有关； 猜想2：与液体种类有关； 猜想3：与入射光的颜色有关； （1）图甲实验中，测得折射角为35°，则此时的“偏折比”为 　 　，加水过程中，杯底光斑将向 　 　（填“左”或“右”）移动； （2）实验中通过观察分析认为猜想1不正确，水面上升（下降），入射角和折射角都不变；为了继续探究猜想2，小明只将图甲中的水换成油，当油的深度小于水的深度（如图乙所示），杯底光斑位置恰与图甲实验时光斑位置重合。对比可知：在相同条件下，油对光的“偏折比”比水对光的“偏折比”　 　（选填“大”或“小”）； （3）为了探究猜想3，小明用图甲装置先后入射红、蓝色激光，杯底光斑位置如图丙所示，则 　 　光的“偏折比”大； （4）将一束激光穿过如图丁所示的玻璃砖，若光在玻璃砖上表面折射时的“偏折比”为0.8，则光在下表面折射时的“偏折比”为 　 　。 29．在探究光的折射规律时，从水面上方看水中的物体变浅了，为了确定水中物体所成像的位置，某学习小组进行了如下探究： （1）A．把一个防水小灯泡a放在水中某处，观察灯泡所成像的位置。 B．将另一个相同的小灯泡b放在水面上方，调整其位置，使它的像与 重合。 C．用刻度尺测量灯泡b到水面的距离即为a的像到水面的距离。 （2）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右图所示，则灯泡b到水面的距离为 　 　cm。 （3）灯泡a的像到水面的距离与灯泡b到水面的距离一定相等，依据是 　 　。 （4）测量时，如果直接将刻度尺竖直插入水中，使看到的零刻度线与灯泡a的像重合，则刻度尺在水面处的示数表示 　 　（选填“a到水面的距离”或“a的像到水面的距离”）。 （5）某小组实验时，每次都从灯泡a的正上方观察，测得灯泡a到水面的距离u和灯泡a的像到水面的距离v的对应关系如下表所示： 30.0 60.0 90.0 120.0 150.0 180.0 23.0 45.0 67.0 90.0 113.0 134.0 根据表中数据，请在图乙坐标系中描点作出v﹣u的关系图线。由图线可知，v和u的定量关系是v＝0.75u。 （6）根据上面的实验结果，看起来1.2m深的水坑，其实际深度可达 　 　m，因此看起来不太深的水也不能贸然下去，以免危险！ 30．小明用如图所示的装置探究光的折射规律，测得如下表所示的两组数据： 表一：光从空气斜射入水中 序号 1 2 3 入射角α/° 20 40 60 折射角r/° 15 25 40 表二：光从水中斜射入空气中 序号 1 2 3 入射角α/° 40 ◆ 15 折射角r/° 60 40 20 （1）表二中有一个数据被遮挡住看不到，请综合分析两个表格中的数据，判断出这个数据应该是：　 　，你判断的依据是：　 　。 （2）如果小明在探究光从空气斜射入水中折射特点时，完成了第4次实验，入射角是30°，折射角可能是　 　 A.10° B.20° C.25° D.45°。 31．某实验小组在探究光的折射规律时，让一束光从空气斜射入玻璃水槽内的水中，看到如图所示的现象： （1）请在图中分别做出入射角（用字母i表示）和折射角（用字母r表示）。 （2）为探究光从空气斜射入水中时折射角和入射角的关系，以下方案正确的是：　 　（选填“A”、“B”或“C”）。 A．只测量图中的入射角和折射角，分析并得出结论 B．保持入射角不变，进行多次试验，测量入射角和每次试验的折射角，分析并得出结论 C．改变入射角，进行多次试验，测量每次试验的入射角和折射角，分析并得出结论 （3）研究完光的折射规律后，该实验小组某同学在一只空碗中放一枚硬币，后退到某处眼睛刚好看不到它。另一位同学慢慢往碗中倒水时，小明在该处又看到硬币。这种现象可以用下列哪个光路图来解释？　B　 八．光折射规律的应用（共4小题） 32．如图所示，小华同学用激光笔照射水面，在水槽壁上出现两个红点 A 和B。 （1）若保持入射点O的位置不变，欲使A点下移至A1，应使入射光线MO绕着点O沿 　 　（选填“顺时针”或“逆时针”）方向转动；同时观察到另一亮点B点会移动到点 　 　（选填“B1”或“B2”） （2）若保持入射光线不变，欲使B点下移至B2，应使水面 　 　（选填“上升”、“下降”或“不变”），在水面变化过程中，折射角 　 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。 33．阅读短文，回答问题 眼镜的秘密 据相关调查，我国中学生近视率已高达60%以上，厚重的眼镜让人感到不适。形状相同的镜片中心与边缘的厚度差跟近视度数、镜片的折射率有关。度数越大、折射率越小的镜片厚度差越大。 折射率为光在真空（因为在空气中与在真空中的传播速度差不多，所以一般用在空气的传播速度）中的速度与光在该材料中的速度之比。材料的折射率越高，使入射光发生折射的能力越强，光的传播方向改变就越大。当光从折射率小的物质进入折射率大的物质时，折射光线会偏向法线。 （1）如图1所示，甲、乙两种物质中折射率较大的是 　 　； （2）如图2所示，如果丙物质折射率小于丁物质，则下列光路正确的是 　 　； （3）不同材料的折射率与该材料中的光速 　 　（成/不成）正比； （4）如图3所示的制作的近视度数相同、中心厚度相同的眼镜中，所用材料折射率大的是 　 　； （5）若图所示的中心厚度相同近视眼镜是由相同材料制作的，则眼镜度数大的是 　 　。 34．如图所示，在用光具盘和激光来进行研究光的折射现象的实验中。 （1）实验中无论光从空气射人半圆形玻璃还是从半圆形玻璃射人空气，当入射角逐渐减小时，折射角逐渐　 　。 （2）分析折射角和入射角的大小关系，可以归纳出：光从空气斜射入玻璃时　 　；光从玻璃斜射入空气时　 　。 （3）使实验2中的入射角大小等于实验1中的折射角大小，根据实验结果可以说明在光的折射现象中　 　。 35．小云同学用一只新买的激光笔照射水平水面，在竖直白墙上出现了两个红色亮点A和B，如图所示，现保持入射点O的位置不变，欲使光点A下移至A′处，应使入射光线MO绕着点O沿 　 　方向转动（填“顺时针”或“逆时针”）：现保持入射点O的位置不变，欲使光点B下移至B′处，应使入射光线MO绕着点O沿 方向转动（填“顺时针”或“逆时针”）。 九．光折射的光路图（共3小题） 36．如图所示，在平静的湖边有一盏路灯标记为S，潜水爱好者在水下E处看到路灯的像为S′．请画出： （1）水下E处的人看到路灯S的入射光线； （2）根据平面镜成像特点画出路灯S通过水面所成的像A。 37．海上有风时，海面出现波浪，某区域海面呈圆弧形，O为圆心，圆弧形海面正下方的水中有一条鱼（用箭头AB表示），如图所示。此时，从圆弧形海面上方看到了水中的这条“鱼”。看到的“鱼”是鱼的放大的虚像，请分析说明其原因。（注：可在图上画光路示意图，以辅助说明） 38．杯壁很薄的圆柱形玻璃杯中装有多半杯水，将一只铅笔斜插入水中，看起来铅笔在水面处“折断”了，如图所示，请解释这个现象。[注：如果需要，可在水面处横截面的俯视图（乙图）上画示意图，以辅助说明。O是圆心]。 十．光学实验设计与探究（共5小题） 39．小明在探究“物距和物高一定时，物体经小孔所成像的高度和像距的关系”时，所用的实验器材有：用发光二极管做成的物体、有小孔的方纸板、用半透明塑料膜做成的屏、直尺。实验装置的示意图如图1。 （1）该实验应该在较　 （亮/暗）的环境下进行； （2）小明测得实验数据如下表，根据表中数据，得出的探究结论是：　 　。 实验次数 1 2 3 4 5 6 物距u/cm 相同 物高h1/cm 相同 像距v/cm 4.0 8.0 12.0 16.0 20.0 24.0 像高h2/cm 2.0 4.1 6.0 8.0 9.9 12.0 （3）另一名同学在做实验时，更换了部分实验器材，其实验装置如图2．外筒（足够长）用不透明的材料制成，左端开有小孔；内筒的筒壁用不透明的材料制成，左端用半透明塑料膜做屏，并可以在外筒中自由地拉出或推入，其他器材不变。和小明使用的装置相比较，请说出该同学装置做实验的好处和不足 （各写一条即可）。好处　 　；不足　 　。 40．大约两千四百年前，我国的学者墨翟和他的学生做了世界上第一个小孔成像的实验，解释了小孔成像的原理。在“制作小孔成像观察仪”活动中，小霞同学将圆筒插入易拉罐中做成如图的仪器（圆筒能在易拉罐中前后移动）。 （1）为了更清楚地观察像，通常选择 　 　（选填“较暗”或“较亮”）的物体作为观察对象，同时需要将光屏放在 　 　（选填“较暗”或“较亮”）的环境中。因此制作观察仪时，用半透明塑料薄膜制成的光屏应放在圆筒的 　 　（选填“A”或“B”）端。 （2）实验中，物体通过小孔所成的像是 　 　（选填“正立”或“倒立”）的 　 　（选填“实像”或“虚像”）。改变小孔形状，像的形状将 　 　（选填“改变”或“不变”）。 （3）实验中蜡烛燃烧不断变短，导致屏上的像向 　 　（选填“上”或“下”）方移动。 （4）用制成的小孔成像观察仪观察物体时，保持物体和小孔间的距离不变，移动圆筒，使光屏远离小孔，则光屏上像的大小将 　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 41．2008年10月15日无锡市举办的“三立杯”青年教师评优课《光的直线传播》比赛中，有一位老师带领学生一起对“立竿见影”的现象进行了研究。 （1）首先，老师请小明同学在图1和2中画出清晨7点和上午10点，同一根竹竿同一地点在太阳下的影子（要求将影子用L标出），请你和小明同学一起来完成（“•”表示太阳）。 （2）从这两张图比较来看，你发现影子的长短与　 　有关。古代入利用这个规律创造发明了日晷，并以此来粗略测量　 　。 （3）为了进一步研究影子长度与哪些因素有关，小明课后率领科学兴趣小组的同学做了如图3实验：在水平地面上竖直固定一根长杆，长杆上装有一个可以上下移动的点光源A，再在地面上竖立一根短木条（短木条始终低于点光源A）。 ①保持短木条的长度和位置不变，该同学将点光源A从图示位置逐渐向上移动，测得数据如下表： 点光源的高度H/cm 20 30 40 50 60 影子长度L/cm 30 15 10 7.5 6 分析上述实验数据可以发现：在点光源逐渐上移过程中，若点光源高度的增加量相同，则影子长度L的减少的量　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”） ②图3中S可表示点光源到短木条的距离，如果要研究影子长度L与点光源到短木条的距离S的关系，应如何操作？ 答：应当保持短木条的长度不变以及　 　不变，改变　 　，测量相应的影子长度L并记录，分析数据并得出规律。 42．晴天正午，小明与同学从树荫下走过时，发现地面上有许多大小、形状不同的光斑，如图所示，光斑的形状与什么要素有关呢？光斑又是如何形成的呢？对此他们马上进行了探究，他们猜想光斑的形状： a．与树叶形状有关，光斑是树叶的影子 b．与树叶间空隙形状有关； c．与树叶间空隙大小有关。 （1）根据所学知识，可确定猜想a是　 　（选填“合理”或“不合理”）的； （2）为了进行探究，他们制作了图1、2、3、4四个带孔的卡片，如图所示，其中甲、乙卡片中小孔的尺寸均为3mm，甲、丙、丁卡片中的大孔的尺寸均为2cm，且丙、丁卡片中大孔尺寸相同，在进行探究时，他们在地上铺上一张白纸，把带孔的卡片置于上方，让太阳光通过卡片上的孔，观察纸面上出现的光斑形状。 若让你在甲、乙、丙、丁四张卡片中选择一张卡片用来验证光斑的形状与树叶间空隙形状无关，你选用　 　卡片； 在探究光斑形状与树叶间空隙大小是否有关时，小明选用甲卡片进行实验探究，发现白纸上得到四个圆形光斑，由此得出光斑的形状与树叶间空隙大小无关的结论，这结论　 　 （选填“可靠”或“不可靠”），若由你进行探究，你将如何设计带孔的卡片？请在虚线框内画出孔的形状。 （3）通过探究，他们得到了以下结论，其中错误的是　 　。 A．通过小孔形成的圆形光斑是像，通过大孔形成的光斑不是像； B．小孔形成的光斑与小孔的形状无关，大孔形成的光斑与大孔的形状有关； C．小孔和大孔所形成的光斑，其大小均与孔到地面的距离有关； D．不管光斑是不是像，它们都是由光的直线传播形成的。 43．最近，学校进行了一次视力大检查，卫生班长小明发现班里近视眼的同学很多。为什么会有这么多人近视呢？他对此产生了疑问。于是，他和几名同学一起，在校内外对近视眼问题进行了大量的调查，得到了如下的一些信息： （1）人的眼球好像一架照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，它把来自物体的光会聚在视网膜上，形成物体的像。正常人眼的晶状体厚度可以改变，对光的偏折能力随之改变，使得近处和远处物体射来的光都能够会聚在视网膜上，所以正常人眼睛既可以看清近处的物体又能看清远处的物体。 （2）青少年近视眼的发生因素很多，主要有： 视距近：青少年由于眼的调节力很强，所以对近距离甚至眼前的字、物都能看清楚，这样他们就不自觉地经常处于近距离工作状态，使眼睛持续高度调节，促成近视的形成。 连续用眼时间过长：眼睛长期处于紧张状态而形成近视。 学习环境不良：如，看书光线过强或过弱，致使眼的调节负担加重，导致近视。 看电视方法不当：看电视没有节制，距电视过近，室内光线明暗不均，这些都可加重眼睛的疲劳，促成近视。长时间看电视、玩电子游戏是形成近视的最重要、最直接的原因。 遗传因素：近视具有一定遗传倾向。有遗传因素者，近视发病率较早，常在进入青春期以前就开始近视了。 （3）眼睛近视危害严重： 近视眼严重制约了青少年个人特长爱好的发展，影响青少年的前途，连上学填报考志愿都受制约。 近视眼比正常人的眼更容易出现疲劳，经常出现眼干、眼涩、眼痒、眼胀、视力模糊等症状。 近视眼会引起许多并发症，这些并发症多数是致盲的，近视度数越高引起并发症可能性越大。这些并发症有：1视网膜脱离、2白内障、3黄斑变性和黄斑出血、4玻璃体液化变性（飞蚊症）、5青光眼、6斜视弱视等。 （4）初一级部近视眼人数的比例为43%，初二级部为49.6%，初三级部为53.9%，并且还在迅速增长。 （5）小明他们从书中知道眼镜度数的计算方法是：用透镜焦距的倒数乘以100即可。 请你根据以前所学的物理知识和以上的信息，回答问题： 1、近视眼的晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向上太长，因此来自远处某点的光会聚在　 　之前，所以近视眼看不清远处的物体。 2、近视眼的矫正措施：近视者应该戴　 　透镜，利用此透镜对光线的　 　作用，可以减弱眼睛本身折光能力，使图象聚焦在人眼的 上，以便看清远处的物体。 3、现有一度数为200度的眼镜，它的焦距应该为 。 4、请你设计一个实验来模拟近视眼的成像情况和戴上近视镜矫正后的成像情况。请写出实验器材、装置和实验步骤。 实验器材：　 　； 装置：　 　； 实验步骤：　 。 （2） 　。 5、小明家的桌面太光滑了，晚上开灯学习，总感到桌面反光刺眼。小明怕因此造成近视，你能想办法帮小明解决这个问题吗？说出你的办法和理由。 办法：　 　； 理由：　 　。 6、假如你是一名“护眼小博士”，要给小学生预防近视眼提几条建议，你准备给他们提些什么建议？请你写出2条。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$