内容正文:
专题2.5 重难点分类汇编
【苏科版2025】
知识目录
专题01 物体的颜色 1
专题02 影子的动态变化问题(计算) 4
专题03 小孔成像的影响因素 8
专题04 平面镜成像(像的个数) 11
专题05 平面镜成像(光路变化) 13
专题06 光的反射(应用) 16
专题07 光的反射(旋转类) 19
巩固练习 22
光的反射概念
01
【典例】(23-24八年级下·黑龙江大庆·开学考试)在没有其他光照的情况下,舞台追舞灯发出的红光照在戴着红帽子、穿着白色上衣、绿裙子的演员身上,观众看到她( )
A.全身呈红色
B.帽子呈红色、上衣呈白色,裙子呈黑色
C.帽子呈红色、上衣呈绿色,裙子呈黑色
D.帽子呈红色、上衣呈红色,裙子呈黑色
【答案】D
【详解】舞台追光灯发出的是红光,红帽子只能反射红光,故帽子呈红色;白上衣可以反射红光,白上衣反射的红光进入观众的眼中,观众看到上衣就是红色;绿裙子只能反射绿光,不能反射红光,红光照在绿裙子上被吸收,观众看到裙子是黑色的,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【变式1】(23-24九年级下·江苏盐城·期中)以下是某科技兴趣小组同学设计的寻找“有色影子”的活动方案。用一种色光照射站在背景板前的人,会在背景板上形成影子,在影子上叠加另一种色光,能形成“有色影子”,下列符合要求的方案是( )
方案
照射光源的颜色
背景板的颜色
叠加光源的颜色
①
绿
白
红
②
白
红
蓝
③
红
白
绿
④
蓝
红
绿
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
【答案】B
【详解】无论照射光源是何种颜色,背景板上都会留下一个黑色的人影,这是由于光被人挡住,在后面留下的阴影;如果背景板是白色,白色反射所有的色光,此时无论叠加光源是何种颜色,都会在影子上叠加该叠加光源的颜色,能形成“有色影子”,由表可知,方案①③正确;若背景板不是白色,当叠加光源的颜色与背景板的颜色相同时,也能形成“有色影子”,由表可知,方案②④错误。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式2】(23-24八年级上·江苏徐州·期末)古诗《雨窗消意图》中有“夕阳返照桃花坞,柳絮飞来片片红”的情境。要解释柳絮为什么是红色的,下列光路正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的,夕阳的光线中只有红光,当红光照到白色的柳絮上,洁白的柳絮只能反射红光,所以柳絮呈现出淡淡的红色,故C正确,ABD错误。
故选C。
【变式3】(23-24八年级上·山东德州·阶段练习)如图所示是中考试卷答题卡中用来识别考生信息的条形码(拌码),当条形码扫描器照射它时,白条纹将光 (选填“反射”或“吸收”),黑条纹将光 (选填“反射”或“吸收”)。电脑解码就是根据反射回来光的强弱分布规律来读取考生的相关信息。
【答案】 反射 吸收
【详解】[1][2]白色物体反射所有颜色的光,黑色物体吸收所有颜色的光。当条形码扫描器照射它时,黑条纹将光吸收,白条纹将光反射,再通过电脑解码就可以获取考生相关信息。
【变式4】(23-24八年级上·江苏苏州·期中)物理学研究表明,不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的,由此可以推测,不利于绿色植物生长的光是 光。如图所示,用红色激光笔照射透明的红色、绿色两个气球,我们观察到 (选填“红色气球”或“绿色气球”)更易被爆破。
【答案】 绿 绿色气球
【详解】[1]植物是不透明的,植物呈现绿色,说明植物能反射绿光而吸收其它色光;植物之所以反射绿光是因为植物的生长不需要绿光,即绿光不利于植物的生长。
[2]红色激光笔照射红色透明气球,红色透明气球会透过红光,不会吸收红光;而绿色透明气球只能透过绿光,会吸收红光,使得绿色气球内的气体的温度升高,气体体积膨胀,所以绿色透明气球更易爆破,而红色透明气球不会爆破。
光的反射概念
01
【典例】(22-23八年级上·江苏淮安·期中)有两个高矮不同的小朋友A和B,A比B高,夜晚,他们分别站在路灯下,路灯O是光源,O′点是路灯在地面上的投影:A、B两人和点O′在同一直线上,如图所示,他们的头部分别在地面上留下两个影子A′和B′,相距d′。当两人沿过O'点的直线,以相同的速度向右行进时,我们可以观察到地面上A'和B'之间的距离将( )
A.不断减小 B.不断增大
C.先增大,后减小 D.先减小,后增大
【答案】D
【详解】设A小朋友身高为a,B小朋友身高为b,灯的高度为h,当A小朋友向前移动距离Δxa,对应其影子向前移动的距离为△xa′。如图所示,s1、s2分别为A移动前路灯到A头顶的距离、A头顶到影子顶端距离:
由相似三角形性质可得
解得:A小朋友影子A′移动的距离
同理可得B小朋友影子B′移动的距离
又根据题意可知A比B高即
则可得当相距为d′的两个影子以相同速度进行时
此时两影子A′和B′之间的距离
当两人的头部的影子达到重合后,再继续远离路灯时,由于
A小朋友的影子A'的距离仍比B小朋友的影子B'移动的距离长,即
则此时两影子的间距
因此,我们观察到地面上A′和B′之间的距离应为先减小后变大。此题也可假设A、B两人站在一起,则A的影子比B长。两人一起往前走,由此可知,两人影子之间的距离会不断增大。现在A站在B后,两人影子移动速度仍符合假设的规律,因此A的影子A′会先追上B的影子B′,然后再超过它。所以A′和B′之间的距离会先减小后增大,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【变式1】古埃及学者埃拉托色尼发现,利用同一时刻在不同地点影子的长度不同可以估测出地球周长。取一根直杆,将其竖直立在地球上的A点,由于光的 形成了杆的影子,记录直杆在正午时刻影子的长度,算出太阳光与直杆的夹角α1,同样可以测出此时B点太阳光与直杆的夹角α2,A、B是同一经度上的两个城市(如图甲),它们的距离为L,可以估算出地球的周长大约为 。实验中需要测出直杆的长度,测量结果如图乙所示,其读数为 。
【答案】 直线传播 50.00cm
【详解】[1]光在同一种均匀介质中是沿直线传播的,当光射到不透明的杆上,由于杆挡住了一部分光线,在光照不到的地方就形成了杆的影子。
[2]因为A、B是同一经度上的两个城市,所以A、B两点所对的圆心角
α=α1﹣α2
由题意可知,圆心角α所对应的弧长为L,则每1度所对应的弧长是,则360度所对应的弧长,即地球的周长为
[3]由图乙知刻度尺的分度值为1mm,直杆的长度为50.00cm。
【变式2】某兴趣小组研究影子特点,在老师指挥下,6个小组用一次性筷子捆成不同长度的木棍,发现木棍的影子长短不一,于是各个小组用刻度尺分别测出各自木棍的长度L以及在阳光下影子的长度L2,并将结果记录在如下表格中:
组别
第一组
第二组
第三组
第四组
第五组
第六组
棍长/cm
24
18
26
32
22
16
影长/cm
30
22.5
32.5
40
27.5
(1)影子的形成说明了 ;将木棒竖直插在水平地面上,从正午到傍晚这段时间内,影子长短将 (变长/不变/变短);
(2)根据表格数据分析,得出结论:同一时刻,阳光下木棒的影子长度和木棒的长度成 (正比/反比),第六组空格处数据为 ;
(3)根据已学过的数学知识以及上述探究所得结论,完成以下问题:
有两盏相同的灯泡M和N挂在高度相同的灯座上,如图所示。小明和他的爸爸为了测出灯泡的高度,进行如下操作:首先测出爸爸和小明的身高分别是1.8m和1.2m,然后打开灯泡M,关闭灯泡N,直到他影子长度等于小明身高,此时在影子头顶所在的地面上做好标记为O,打开灯泡N,让小明站在灯泡N下缓慢向左移动,发现小明移动的距离为3m,此时光线MO和NO正好垂直;则小明的影子长度是 m,路灯高为 m。
【答案】 光在同种均匀介质中沿直线传播 变长 正比 20 1.8 3.2
【详解】(1)[1]实验中木棍影子的形成是由于光沿直线传播形成的,说明了光在同种均匀介质中沿直线传播。
[2]光是沿直线传播的,正午的太阳比较高,木棍的影子比较短;傍晚太阳比较低,木棍的影子比较长,故从正午到傍晚这段时间内,影子长短将变长。
(2)[3][4]由表中数据可知,木棍长度每增加2cm,木棍的影子增加2.5cm,故同一时刻,阳光下的木棍的影子长度和木棍的长度成正比;第二组和第六组木棍的长度相差2cm,故第六组空格处的数据为20。
(3)[5]小明爸爸影子长度等于小明身高,如下图所示
即OB=CD,由(2)可知,物体的影子长度与物体的长度成正比,即,因为OB=CD,所以AB=OD,又因小明的爸爸的身高为1.8m,故小明的影子长度是1.8m。
[6]因为△OEN为直角三角形,由数学关系可知
即
即
解得:h=3.2m,故路灯高为3.2m。
光的反射概念
01
【典例】(23-24八年级上·江苏连云港·期中)下面是“梦想组”和“创新组”的同学探究小孔成像实验的过程:
(1)①“创新组”在“制作小孔成像观察仪”活动中,把制作好的圆筒插入易拉罐中,如图甲所示,为了使像更清楚,圆筒的 (选填A或B)端是用半透明薄纸制成的光屏。某同学将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置,观察到蜡烛将在塑料薄膜上成像,这种现象叫小孔成像。他还发现蜡烛和小孔的位置固定后,像离小孔越近,像就越 (选填“大”或“小”);
②请在乙图中作出蜡烛AB的像 ;
(2)下表是“梦想组”同学在硬纸板上挖孔所做的研究太阳的小孔成像实验记录表:
小孔的形状
□
○
△
小孔的最大外径/mm
1
5
10
1
5
10
1
5
10
地面光斑形状
小孔距地10cm时
□
□
□
○
○
○
△
△
△
小孔距地20cm时
○
□
□
○
○
○
○
△
△
小孔距地40cm时
○
□
□
○
○
○
○
△
△
小孔距地80cm时
○
○
□
○
○
○
○
○
△
小孔距地120cm时
○
○
○
○
○
○
○
○
○
小孔距地200cm时
○
○
○
○
○
○
○
○
○
小明和他的同学分析.上表的结果,得出了一些结论,请你帮他们补充完整:
①由于太阳距我们很远,到达地面的光线几乎平行,所以,当小孔到地面的距离足够小,地面上的光斑与小孔的形状是 (选填“一致的”或“不一致的”),这不是太阳的像;
②要使太阳通过小孔成像,必须注意小孔的大小和小孔到地面的距离,当小孔到地面的距离一定时,小孔越 (填“大”或“小”),地面上就越容易得到太阳的像;
③如上表所示,当小孔的最大外径为5毫米,小孔距地80厘米时,用一张卡片覆盖在△孔上(相当于把孔变小),遮住孔的一部分,让太阳光透过小孔,与不遮住小孔相比,光斑的形状 (选填“变化”或“不变”)。
【答案】 A 小 一致的 小 不变
【详解】(1)[1]A端是半透明的光屏,它在整个装置的中部,周围环境较暗,观察到光屏上的像比较明亮清晰。
[2]实验表明:像离小孔越近,像就越小。
[3]小孔成像成的是倒立的实像,如图所示:
(2)[4]小孔距地10cm时的实验结果表明:当小孔距离地面非常近时,地面光斑与小孔形状是一致的,说明光斑形状是由小孔形状决定的,不是太阳的像。
[5]比较方形孔与三角形孔的成像情况,可以发现,小孔的最大外径越小,地面上就越容易得到太阳的像。
[6]此时,已经在地面上得到了太阳的像。再将小孔的外径变小,地面上依然是太阳的像,形状是不变的。
【变式1】(23-24八年级上·江苏扬州·期中)小明用易拉罐自制了一个简易针孔照相机,做小孔成像实验。
(1)如甲图所示,他将易拉罐盖子去除,在底部中心钻个小孔,AB为两端开口的圆形纸筒,用半透明塑料薄膜将A端蒙住,然后将纸筒插入易拉罐观察。为便于观察研究,应将 (A/B)端插入易拉罐,利用它观察窗外景物时,人眼应对着 (薄膜/小孔)进行观察,可观察所成的像。将纸筒向易拉罐内推的过程中,观察到的像将 (变大/不变/变小);
(2)针孔照相机的原理是: ;
(3)利用它观察烛焰的成像时,若只将小圆孔改为三角形小孔,可在照相机上看到倒立 (选填“三角形”、“圆形”或“烛焰”)的像。若他在底部扎了两个小孔,则在半透明膜上可以观察到烛焰的像有 (选填“一”或“两”)个;
(4)小明同学如果采用LED灯研究像的性质,下列形状的LED光源最合适的是 ;
A.C形 B.T形 C.X形 D.P形
(5)小孔所成的像是上下 (正立/倒立),左右 (正立/倒立)的 (实/ 虚)像;
(6)晴天的正午时分,走在扬州三湾公园的树林里,小明看到阳光透过树叶的缝隙在地上留下许多大小不同的圆形光斑,圆形光斑大小不一原因是 ;
(7)小明同学又制作了挖空的硬纸板,如乙图所示,大小正方形孔的边长分别约2mm和5cm,他将纸板抓在手中对着太阳,调节纸板观察地面上的光斑,下面四幅图中光斑的大小形状符合实际的是 ,小明在实验中发现有时光斑呈椭圆形,则原因可能是: 。
【答案】 A 薄膜 变小 光的直线传播 烛焰 两 D 倒立 倒立 实 树叶的缝隙到地面的距离不等 C 阳光与地面不垂直
【详解】(1)[1][2][3]半透明塑料薄膜相当于光屏,为了成的像更清晰,便于观察,应将半透明膜的另一端插入易拉罐,即A端插入易拉罐;利用它观察窗外景物时,孔对着窗外,膜对着眼睛进行观察;小孔成像的大小取决于像到小孔的距离,像离小孔越近时成像越小,所以将纸筒向易拉罐内推的过程中,观察到的像将变小。
(2)[4]针孔照相机属于小孔成像现象,原理是光的直线传播。
(3)[5][6]小孔所成的像的形状只跟物体形状有关,与孔的形状无关,故只将小圆孔改为三角形小孔,可在照相机上看到倒立的烛焰的像;小孔成像是光通过小孔在光屏上形成的光斑,若在底部扎了两个小孔,每个孔都能形成一个光斑,则在半透明膜上可以观察到烛焰的像有两个。
(4)[7]物体上部发出(或反射)的光沿直线传播经过小孔后射到光屏的下部,物体下部发出(或反射)的光沿直线传播经过小孔后射到光屏的上部,因此小孔成像中成的是倒立的实像,为了便于观察,实验时探应该让发光体本身上下左右是不同的,故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。
(5)[8][9][10]由光的直线传播特点可知,小孔成像成的是倒立的实像,倒立是上下左右都倒立。
(6)[11]小孔所成的像与物体到小孔和光屏到小孔的距离有关,因树叶的缝隙到地面的距离不等,相当于小孔到光屏的距离不等,故小明看到阳光透过树叶的缝隙在地上留下许多大小不同的圆形光斑。
(7)[12][13]太阳光通过2mm的小孔时成太阳倒立缩小的实像,太阳光通过5cm的大孔由于光的直线传播,形成与孔形状相同的光斑,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。当阳光与地面垂直时,形成圆形光斑,当阳光与地面不垂直时,形成椭圆形光斑。
光的反射概念
01
【典例】如图所示,两平面镜夹角为60°,OP为角平分线,某人站在P点,则平面镜M内此人所成的像的个数是( )
A.2个 B.3个 C.5个 D.6个
【答案】B
【详解】如图所示,P通过镜M成像A,通过镜N成像B;B通过镜M成像,A通过镜N成像;通过镜M成像C,通过镜N成像。与重合。故通过镜M成了三个像。故ACD错误,B正确。
故选B。
【变式1】(23-24八年级上·江苏泰州·期中)如图,照镜子时人的位置保持不变,如果不小心镜子裂开成两半并分别向上下两侧平移一段距离,则人通过上、下两半面镜子( )
A.上、下两半面镜子只能各成一半的像,且中间断开
B.上、下两半面镜子都成完整的像,但两个像位置并不重合
C.上、下两半面镜子都成完整的像,且两个像位置重合在原位置
D.上、下两半面镜子都成完整的像,且两个像位置重合,但不在原位置
【答案】C
【详解】平面镜是成像特点可以概括为像与物关于镜面对称,所以当镜子裂开分成两半并上下平移后,两半镜子仍能成完整的像,且物的位置没有变化,像与物仍然关于镜面对称,故两个像位置重合在原位置,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
【变式2】如图所示,房间内一墙角处相临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.6个 C.9个 D.无穷
【答案】B
【详解】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
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,但是2中的虚像在1中成的像和1中的虚像在2中成的像重合,故已有5个像,最后在3中成像,这个虚像在1和2中成的像分别和已有的像重合所以它只贡献一个像,所以一共是6个像。
故选B。
光的反射概念
01
【典例】平面镜前有一个发光点S,由发光点到平面镜的垂线的垂足为O,如图所示。当平面镜绕过O点并与纸面垂直的轴逆时针转动时,像点( )
A.跟平面镜的距离保持不变 B.沿一直线越来越接近平面镜
C.和发光点的距离越来越大 D.按逆时针方向沿一圆弧运动
【答案】D
【详解】因为平面镜成像时,像与物的具体关系是:像与物到平面镜的距离相等、连线与镜面垂直、大小相等、左右相反,所以当平面镜绕过O点并与纸面垂直的轴逆时针转动时,像点将按逆时针方向沿一圆弧运动。
故选D。
【变式1】平面镜前有4个发光点,如图所示。图中眼睛不能看到其虚像的发光点是( )
A.a点 B.b点 C.c点 D.c、d点
【答案】A
【详解】根据平面镜成像规律可知,4个发光点在镜子里面所成的像是其关于镜面的对称点,人眼从镜子里所能看见的物体,它关于镜面的对称点必须在眼的视线范围内。分别作a、b、c、d四点关于平面镜的对称点,如图所示
根据像和眼睛的连线与平面镜的交点即入射点的位置可知,发光点a发出的光的入射点不在平面镜上,即不在眼睛的视线范围内,故图中眼睛不能看到其虚像的发光点是a,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【变式2】(23-24八年级上·江苏苏州·阶段练习)图中M是竖直放置的平面镜,镜离地面的距离可调节。甲、乙二人站在镜前,乙离镜的距离为甲离镜的距离的3倍,如图所示。二人略错开,以便甲能看到乙的像。以L表示镜的长度,h表示乙的身高,为使甲能看到镜中乙的全身像,L的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】采用物像对应(虚线a'b'是乙ab的像)和边缘光线(c是甲的眼睛,aoc与bo'c是边缘光如线)作出甲能看到乙的像的光路图所示
则oo'为甲能看到镜中乙的全身像所需的最小镜面。在三角形ca'b'中根据相似性可得,oo'是ab的四分之一,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式3】(23-24八年级上·江苏泰州·期中)如图所示,平面镜前有一发光点S,平面镜可以绕O轴转动,已知发光点S与轴O的距离SO=12cm,SO与镜面的夹角为60°。此时,S与它的像之间的距离为 cm;当镜面绕轴O转顺时针转动60°的过程中,发光点S在镜中的像与O轴的距离将 ,发光点S与镜中像的距离将 (以上两空填写大小变化情况);S的像运动轨迹的长度为 cm。
【答案】 不变 先变大后变小 12
【详解】[1]平面镜成像中,像距等于物距,则S与它的像之间的距离为
[2] 当镜面绕轴O转顺时针转动60°的过程中,发光点S与O轴的距离不变,发光点S在镜中的像与O轴的距离将不变。
[3] 当镜面绕轴O转顺时针转动60°的过程中,发光点S与O轴的距离先变大后变小,则发光点S与镜中像的距离将先变大后变小。
[4]由几何关系得,S的像运动轨迹的长度为
光的反射概念
01
【典例】如图所示,光滑桌面上放有两个光滑固定挡板OM、ON,夹角为60°。角平分线上有两个相同的弹性小球P和Q,某同学给小球P一个速度,经过挡板的一次或多次反弹后恰能击中小球Q,假如不允许让小球P直接击中Q,小球的大小不计,也不考虑P球击中O点时的情况,该同学要想实现上述想法,可选择的小球P运动的路线有( )
A.2条 B.4条 C.6条 D.8条
【答案】B
【详解】小球先与木板OM碰撞反弹后直接击中小球Q,如A图示;
小球先与木板ON碰撞,反弹后直接击中小球Q,如B图示;
小球先与木板OM碰撞,反弹后再与木板ON碰撞,反弹后再击中小球Q,如C图示;
小球先与木板ON碰撞,反弹后再与木板OM碰撞,反弹后再击中小球Q,如D图示。
小球P有4条路线可间接击中小球Q。
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式1】如图所示,一束光沿AO射向水面,方向保持不变,打开水阀K,水流出,光点在光屏上移动,当光点移动了20cm时,容器中的水位下降了( )
A.20cm B.10cm C.10cm D.5cm
【答案】B
【详解】入射光线AO射到水面,水面将光线反射到Q点,入射角为45°。当水面下降时,入射光线AO保持不变,如图乙,入射角没变,反射角也没变仍为45°,如图乙:
根据几何关系,QQ′∥OP,OQ∥O′Q′,所以
OP=QQ′=20cm
因为入射角为45°,所以ΔOO′P是等腰直角三角形,所以
所以当光斑在EF上向右移动20cm时,水面将下降10cm,故ACD不符合题,B符合题意。
故选B。
【变式2】如图所示,平面镜OA与OB夹角为α,若平行于平面镜OB的光线PQ经过两次反射后,反射光线恰好平行于平面镜OA,则两平面镜之间的夹角α为 ;若要使平行于平面镜OB的光线PQ在两个平面镜之间最多能发生m次反射,则现平面镜之间的夹角α必须满足的条件是 。
【答案】 60°
【详解】[1]画光的反射光路图如下图所示:
根据平行线和反射的性质可知
∠1=∠2=α
同理可知
θ=∠AQP=∠OQC
所以ΔOQC是等边三角形,故∠θ的度数为60度。
[2]设入射光线第一次与镜面的夹角为i,则光线在偶镜中的反射光线与平面镜的夹角的规律为
θm=i+(m−1)α
因为PQ与OB平行,所以i=α;又因为PQ在两个平面镜之间最多发生m次反射,所以第m次反射的光线与镜面之间的夹角为180°−α∼180°之间,故有
①θm=180°−α
即
180°−α⩽α+(m−1)α
解得:
②θm=180°即
180°⩾α+(m−1)α
解得,故
光的反射概念
01
【典例】(23-24八年级上·湖北随州·期中)一束光线斜射到平面镜上,入射角为60°,若入射光线的方向不变,当镜面绕入射点转动一个小角度,那么,反射光线与入射光线的夹角将改变( )
A.60° B.30° C. D.2
【答案】D
【详解】若入射光线不动,当平面镜绕入射点转动时,法线随平面镜转过,则入射角增大或减小,反射角也随之增大或减小β,则入射光线与反射光线的夹角改变了角度。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【变式1】两个互相垂直的平面镜组成了激光反射器,如图所示。如果入射光线方向不变,反射器绕O点向顺时针方向转过30°,那么经过反射器两次反射的光线将转过( )
A.90° B.15° C.30° D.0°
【答案】D
【详解】激光反射器的光路如图所示:
只要光线在两个面上都发生了反射,那么其两次反射的光线和入射光线就是平行的;由于入射光线方向并没改变,则两次反射的光线方向也不会改变,而旋转反射器只是改变了入射角和反射角,不会影响最终的反射光线,因此,经过反射器两次反射的光线将转过0°。
故选D。
【变式2】如图所示,一平面镜放在圆筒的中心处,平面镜正对筒壁上一点光源,点光源发出一细光束垂直射向平面镜。平面镜从图示位置开始绕圆筒中心轴O匀速转动,在转动 15°角时,点光源在镜中所成的像与中心轴O的连线转过的角度为 θ1,照射到筒壁上的反射光斑与中心轴O的连线转过的角度为θ2,则( )
A.θ1=30°,θ2=30°
B.θ1=30°,θ2=60°
C.θ1=60°,θ2=60°
D.θ1=60°,θ2=30°
【答案】A
【详解】ABCD.一个平面镜放在圆筒的中心处,平面镜正对筒壁上A处一个点光源,点光源发出一细光束垂直射向平面镜。如下图所示:
平面镜从图示位置开始绕圆筒中心轴O匀速转动,在转动 15°角时,点光源在镜中所成的像与中心轴O的连线转过的角度为 θ1,转动前点光源在平面镜中的像在B处,转动15°角后点光源的像在C处,像与中心轴O的连线转过的角度为;由图可知,平面镜旋转15°角,则法线也旋转15°角,所以,即。平面镜转动前照射到筒壁上的反射光斑在A处,转动15°角后照射到筒壁上的反射光斑在D处,所以照射到筒壁上的反射光斑与中心轴O的连线转过的角度为,因为法线旋转15°角,所以,即。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【变式3】(22-23八年级上·湖北武汉·阶段练习)两个互相垂直的平面镜组成了激光反射器,如图所示。如果入射光线方向不变,反射器绕O点向顺时针方向转过45°,那么经过反射器两次反射的光线将转过( )
A.90° B.45° C.22.5° D.0°
【答案】D
【详解】因为两个镜面互相垂直,再次反射的法线互相垂直,第一次的反射角与第二次的入射角之和为直角,即第一次的入射角与第二次的入射角之和为直角,所以第一次的入射角与第二次的反射角为直角,所以第一次的入射光线与第二次的反射光线平行。反射器绕O点顺进针方向转过45°,入射光线的方向不变,则反射光线的方向也不变,所以两次反射的光线将转过0°,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
巩固练习
一、单选题
1.(24-25八年级上·江苏宿迁·阶段练习)如图,水平桌面上放置一平面镜,镜面和桌面成45度角,一小球沿水平桌面向右滚动,那么镜中小球的像将( )
A.向下运动 B.向上运动 C.向左运动 D.向右运动
【答案】A
【详解】平面镜成像,像和物体关于镜面对称,镜面和桌面成45度角,小球沿水平桌面向右滚动时,镜中小球的像的运动轨迹与小球的运动轨迹对称,像将向下运动,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.(24-25八年级上·江苏南京·阶段练习)如图所示是一种液面升降监测装置原理图。点光源S发出的一束激光与水平液面保持成45°射向平静的液面方向不变,下列说法正确的是( )
A.当液面下降时,光点S'将向左
B.盛液体的容器倾斜时,光点S'的位置改变
C.当液面上升2时,光点S'的位置向左移动2cm
D.当液面下降2cm时,光点S'的位置向右移动4cm
【答案】D
【详解】A.当液面下降时,反射点会向右移动,因此方向光线与标尺的交点会向右移动,故A错误;
B.盛液体的容器倾斜时,液面不变,则光点S'的位置不变,故B错误;
C.当液面上升2cm时,根据光的反射定律可知,光点S'的位置向左移动,根据数学勾股定理和长方形可得光点S'移动的距离为
故C错误;
D.当液面下降2cm时,反射点会向右移动,因此方向光线与标尺的交点会向右移动,根据数学勾股定理和长方形可得光点S'移动的距离为
故D正确。
故选D。
3.(24-25八年级上·江苏南京·阶段练习)物体AB直立于足够大的平面镜前,甲图中物体与平面镜之间插入一块不透光的木板CD;乙图中平面镜后面插入一块不透光的木板MN。则物体在甲、乙两图的平面镜中,能否成完整的像?( )
A.都能 B.都不能
C.甲图中不能,乙图中能 D.甲图中能,乙图中不能
【答案】A
【详解】先根据“物像关于平面镜对称”画出A、B 点在平面镜中成的像A'、B';从A点反射的光线沿CD的最下边缘射到平面镜上, 根据反射角等于入射角画出反射光线,若这条反射光线的反向延长线能过像点A',则AB能在平面镜内成完整的虚像A'B'。如图所示:
平面镜成的是虚像,像是反射光线的反向延长线会聚形成的,不是实际光线照到像点,所以乙图中镜子背面放什么物体都不会影响成像,并且根据物像关于平面镜对称,物体AB能在平面镜中成完整的像。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4.(23-24八年级上·江苏泰州·阶段练习)如图所示,两块平面镜相交,一束光线沿AO斜射到平面镜MP上,并且与平面镜的夹角为30°,光线经两平面镜反射后与AO重合,但方向相反,则两块平面镜的夹角是( )
A.20° B.30° C.45° D.60°
【答案】D
【详解】根据题意反射光线与镜面N垂直,如图所示:
由图可知,反射光线与M的夹角为30°,所以两块平面镜的夹角为
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
5.(23-24九年级下·湖北孝感·期中)为了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的行车数据能通过前挡风玻璃呈现在驾驶员的正前方。下列说法不正确的是( )
A.挡风玻璃上所成的像是虚像
B.司机前面的挡风玻璃与水平面的夹角应为45°
C.司机在挡风玻璃上看到显示器的像是光的反射形成的
D.若驾驶员发现挡风玻璃所成的像过高不利于观察,可将显示器沿水平方向远离挡风玻璃
【答案】D
【详解】A.挡风玻璃相当于平面镜,根据平面镜成像特点可知,挡风玻璃上所成的像是正立的虚像。故A正确,不符合题意;
B.车辆抬头显示器水平放置在中控台上,通过挡风玻璃成垂直于水平面的像,由于像和物关于镜面对称,则挡风玻璃与水平面夹角为45°,故B正确,不符合题意;
C.挡风玻璃相当于平面镜,所成的像是由于光的反射形成的。故C正确,不符合题意;
D.根据平面镜成像特点,驾驶员发现挡风玻璃所成的像过高,不便于观察,这时就需要将显示器沿水平方向靠近挡风玻璃,故D错误,符合题意。
故选D。
6.两平面镜垂直放置(如图),一人站在镜前可自由走动( )
A.在任意位置都能看到自己的一个像
B.最多可看到自己的一个像
C.最多可同时看到自己的两个像
D.最多可同时看到自己的三个像
【答案】B
【详解】人的位置是S,S在平面镜M中成的像为S’,在平面 镜N中所成的像为S"S在平面镜N中成的像为S°,而S"在平面镜M中所成的像点也是S°,即再次成像的 像点是重合的,所以一共有3个像,如图所示: 但在任意位置都只能看到自己的一个像,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
7.如图所示,两个相互垂直的平面镜,在其中任一位置放置光源S,那么它所成的像共有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【详解】利用对称法作图,分别找出光源S在平面镜M1、M2中所成的虚像S1、S2,同理确定出第三个虚像S3的位置,如图所示:
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
8.教室黑板用久的部分变光滑,如图所示,阴影为黑板光滑处,教室内的同学分为四个小组,当光线从右侧窗户射入时,上课看黑板光滑处写的字,因反光最可能看不清字的小组是( )
A.第一、二组 B.第二、三组
C.第一、三组 D.第三、四组
【答案】A
【详解】能从不同方向看到本身不发光的物体,是因为光在物体表面上发生了漫反射,黑板“反光”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。如下图所示,下面的两条光线会射到黑板的粗糙的地方,四个小组的同学都能看到黑板上的字;而上面两条光线会照射到黑板的光滑处发生镜面反射,根据图中位置可知第一组与第二组的同学处于镜面反射光线照射的位置处,此时光线太强,最可能看不清字,而第三、四小组的同学处在漫反射的位置上,能够看清字,所以是第一、二组的同学最可能看不清字。
故选A。
9.(23-24九年级上·山东淄博·阶段练习)一盏探照灯的灯光从A处射向平静的水面,如图所示。在入射点C逐渐向左移动的过程中,B处的人不断调整位置始终能看到光斑( )
A.不移动 B.向下移动 C.向左移动 D.向右移动
【答案】A
【详解】如图所示
在入射点C逐渐向左移动的过程中,在水面上始终发生反射现象,所以人看到光斑是不移动的。
故选A。
10.如图所示,平面镜OM与ON镜面之间夹角为α,在两平面镜角平分线上有一个点光源S,如果要保证S发出的任意一条光线最多只能产生四次反射,则α的最小值是( )
A.30˚ B.40˚ C.50˚ D.60˚
【答案】B
【详解】点光源S发出的任意一条光线最多只能产生四次反射,根据平面镜成像特点分别作出入射光线SA和反射光线AB,如图所示:
设入射光线SA与平面镜MO的夹角为β,则反射光线AB与平面镜MO的夹角也为β,当第二次入射的时候,原来的反射光线AB即为入射光线,则AB与平面镜NO的夹角为α+β,反射光线BC与平面镜NO的夹角为α+β,与平面镜MO的夹角为
180°﹣2α﹣β
光线CD与平面镜NO的夹角为
180°﹣3α﹣β
要使不发生第5次反射,则
180°﹣3α﹣β≤α
而β最小值为(β为外角,大于不相邻的两个内角和,固最小值为),两式联立解得α≥40°。
故选B。
11.如图所示,两平面镜垂直放置,某光线PA以入射角α入射到镜面M上,经平面镜M和N两次反射后反射光线BQ与PA平行。现将两平面镜以过O点且垂直于纸面的直线为轴同时逆时针旋转一个角度β(β<α),假设镜面足够大,则入射光线与反射光线之间的距离将( )
A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断
【答案】C
【详解】由题意可知,OM与ON两镜面垂直,入射光线PA与两次反射后的反射光线BQ平行,过A点作AC垂直BQ于C,则AC就是入射光线与反射光线之间的距离,如下图
根据光的反射定律及几何关系,在直角中
在直角中
则入射光线与反射光线之间的距离
将镜面转过β后,入射光线与镜面交于D点,入射角变为,最终的反射光线与入射光线依然平行。同理,根据上面的分析可得镜面偏转后入射光线与反射光线之间的距离为
在,由正弦定理可得
即
解得
可得
即镜面转过β后,入射光线与反射光线之间的距离不变。
故选C。
二、填空题
12.(24-25八年级上·江苏泰州·阶段练习)如图将红、绿、 三种色光照在白纸上,中间相互重叠区域会出现白色;用红色激光笔照射外层无色透明、内层绿色透明的双层气球,观察到绿色气球爆破,说明红光 (选填“可以”或“不可以”)穿过无色透明气球,绿色气球爆破说明光具有 。红光在真空中的传播速度为 m/s。
【答案】 蓝 可以 能量
【详解】[1]色光的三原色是红、绿、蓝。
[2][3]用红色激光笔照射外层是无色透明的气球,无色透明的气球可以透过各种色光,因此红光可以穿过无色透明气球;内层是绿色透明的气球,不能透过红色光,而是吸收红光,红光使得绿色气球内的气体的温度升高,最后绿色气球爆破,绿色气球爆破说明光可以传递能量。
[4]所有光在真空中的传播速度为。
13.(23-24八年级上·江苏常州·期中)雨天的夜晚,我们在马路上,有时可以看到路灯周围一圈圈美丽的彩虹。这是由于雨天,空气中充满着细小的水珠,而这些小水珠相当于 (平面镜/三棱镜),路灯的光透过小水珠发生光的 现象,不同颜色的光在灯的周围“编织”成一圈圈美丽的彩虹。将一张红色透明玻璃片和一张绿色透明玻璃片部分重叠(红色玻璃片在下,绿色玻璃片在上),然后放在一张白色纸板上面,如图所示。若太阳光照射到玻璃片上,在白色纸板上的乙区域主要呈现的颜色是 色。
【答案】 三棱镜 色散 黑
【详解】[1][2]空气中的小水珠是球形的,相当于三棱镜,路灯的光透过小水珠,发生折射,不同颜色的光分离开,产生光的色散现象,所以有时可以看到路灯周围一圈圈美丽的彩虹。
[3]若太阳光照射到玻璃片上,红色玻璃会透过红光,绿色玻璃会透过绿光,绿色玻璃片在上,所以绿色透明玻璃片透过的绿光会被下方红色透明玻璃片吸收,故乙为黑色。
14.(23-24八年级上·上海·期中)如图所示,在x轴的原点处放一点光源S,距点光源a处放一不透光的边长为a的正方体物块。若在x轴的上方距x轴为2a处放一平行于x轴且面向物块的长平面镜,则在正方体右侧x轴上被照亮的长度为 。
【答案】
【详解】先根据平面镜成像时像与物关于平面镜对称,作出点光源S的像点S',因为S距离平面镜为2a,则S'距离平面镜也为2a,那么镜中的像S'与点光源S相距
2a+2a=4a
如图所示:
连接SA,光反射到D点,连接S'B,光反射到C点,BE=2a,SS'=4a,由得
则SC=,SF=AF,则是等腰三角形,故SD=4a,则
CD=SD-SC=
15.(23-24八年级上·江苏南京·期中)如图,平面镜MN竖直放置,镜前有一个发光物体S,现将平面镜绕M点从MN转过40°到MN'位置的过程中,物体S在平面镜中的像S′的运动轨迹为 (选填“直线”或“曲线”),像S'离M点的距离 (选填“越来越近”、“越来越远”或“保持不变”),像S'绕M点转过的角度为 。
【答案】 曲线 保持不变 80°
【详解】[1][2][3]平面镜成像的特点:所成的像是虚像;像和物体形状、大小相同;像和物体各对应点的连线与平面镜垂直;像和物体各对应点到平面镜间距离相等。根据平面镜成像特点,分别作出平面镜在MN处S的像S′和平面镜在MN′处S的像S″;如图所示:
由图可知,S点绕M以SM长为半径转动,即为曲线,S′离点M的距离始终不变;平面镜转过的角度为40°,相当于S转过40°,像S'绕M点转过的角度为
40°×2=80°
16.汽车后视镜属于重要安全部件,如图所示是司机在倒车时通过后视镜看到右后方行人A的情景,P点是司机的眼睛,请画出司机看到行人A的光路图 。当行人逐渐远离后视镜时,行人的像会逐渐 (选填“靠近”或“远离”)后视镜。
【答案】 远离
【详解】[1]先延长平面镜,然后作A点关于平面镜的对称点,然后连接,与平面镜交于一点O,O即为入射点,OP即为反射光线,然后连接AO即为入射光线,最后给AO、OP标注方向箭头,如图所示:
[2]根据平面镜成像特点之一:像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离,可知,当行人逐渐远离后视镜时,行人的像会逐渐远离后视镜。
17.(23-24八年级上·安徽马鞍山·期中)如图所示,入射光线AO与平面镜MN成角射到平面镜上,若入射光线不动,要想使反射光线与入射光线的夹角为,则平面镜应沿顺时针方向转过 度角。
【答案】30
【详解】当入射光线与平面镜成60°时,入射光线与法线的夹角是
90°-60°=30°
所以反射角等于入射角等于30°;入射光线与反射光线间的夹角为
30°+30°=60°
如果入射光线不动,要想使反射光线与入射光线间的夹角变为120°,也就是让入射角等于60°,此时入射光线与镜面的夹角等于
90°-60°=30°
与原来的入射光线与镜面间的夹角为60°相比较,平面镜应绕入射点沿顺时针转过
60°-30°=30°
18.如图所示,小明想利用一块平面镜使此时的太阳光直射入枯井中。请你在图中画出平面镜的位置 ,并标出反射角的度数。如果入射光线逆时针旋转10°,要想使反射光线依然直射入井中,平面镜需要 (选填“顺时针”或“逆时针“)旋转 度。
【答案】 逆时针 5
【详解】[1]由于反射光线竖直射入井内,过入射点O竖直向下做出反射光线OB;然后作∠AOB的角平分线即为法线ON,由图可知,反射光线和入射光线的夹角为
∠AOB=40°+90°=130°
则反射角为
如图所示:
[2][3]如果入射光线逆时针旋转10°,太阳光与地平线的夹角为
40°-10°=30°
因为反射光线与水平面垂直,所以反射光线和入射光线的夹角为
∠AOB=30°+90°=120°
入射光线与平面镜夹角为
故平面镜与水平方向的夹角为
30°+30°=60°
即平面镜应绕入射点逆时针旋转的角度为
65°-60°=5°
三、综合题
19.如图所示,平面镜PM和PN夹角为60°,光源发出的一条光线平行于PM镜射到PN镜上的A点,再经PM镜反射,此时SA=1m,AP=0.6m,要使最后的反射光照到光源S,请根据光的反射规律推算:应将S沿入射光方向移动多少m?
【答案】0.4m
【详解】如图所示,过A点做平面镜PN的垂线AE,即为法线,过B点做平面镜PM的垂线,也是法线,由于光线SA平行于PM,故SA与平面镜PN的夹角为60°,则入射角∠SAE为30°,根据反射定律,反射角∠BAE为30°,故∠BAP为60°,根据三角形内角和为180°,故∠ABP为60°,且三角形ABP是等边三角形,长度都为0.6m;同理可知,当反射光线经平面PM反射后,反射角和入射角都是30°,则∠CBP为120°,根据同旁内角之和为180°,则BC平行于PN,则APBC为平行四边形,AC等于BP等于0.6m,SA长1m,那么S沿入射光方向0.4m就可以与C点重合,由于入射点不变,入射角也不变,则经过多次反射的光线也不变,就能够实现最后的反射光照到光源S。
20.如图所示,两等大的平面镜A、B直立在地面上,A、B高为0.95m,相距30cm。有一细束激光与竖直方向成45°角射到平面镜B的上边缘,经多次反射后射到地面。求:
(1)激光束射到地面前,一共发生了 次反射?
(2)投射到地面上的光点离A平面镜的距离为 。
【答案】 4 5cm
【详解】解:(1)[1]由题意可知,一细束激光与竖直方向成45°角射到平面镜B的上边缘,则入射角也为45°,故每反射一次,光线下移30cm,下移的次数是
所以发生反射次数应为4次。
(2)[2]由上述解析可知,光线下移了3.17次,下移到第3次时,离地面的高度
第4次反射时,反射角为45°,第4次反射光线与竖直方向的夹角为45°,则投射到地面上的光点离A平面镜的距离为5cm。
答:(1)激光束射到地面前,一共发生了4次反射;
(2)投射到地面上的光点离A平面镜的距离为5cm。
21.如图是一种液面升降监测装置原理图。点光源S发出的一束激光保持一定的入射角射向平静的液面,光经液面反射后射到液面上方水平标尺上的S′点。当液面下降时,光点S′将 (选填“向左”“向右”或“不会”)移动。若S′移动的距离是液面变化高度的2倍,则激光射向液面的入射角等于 (填度数)。
【答案】 向右 45
【详解】[1]在光的反射中,反射角等于入射角,当液面下降时,入射点右移,光点S′将向右移动。
[2]当液面发生变化时,由于入射角的大小不变,所以反射光线与原来的反射光线平行,如图所示:
从图中可以看出,液面高度升高,由于入射角i不变,故反射角也不变;
若S′移动的距离是液面变化高度的2倍,则根据直角三角形O′CD可得
O'C=CD
为等腰直角三角形,∠CO'D等于45°,即反射角等于45°,故此时入射角i为45。
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专题2.5 重难点分类汇编
【苏科版2025】
知识目录
专题01 物体的颜色 1
专题02 影子的动态变化问题(计算) 3
专题03 小孔成像的影响因素 4
专题04 平面镜成像(像的个数) 6
专题05 平面镜成像(光路变化) 7
专题06 光的反射(应用) 9
专题07 光的反射(旋转类) 10
巩固练习 12
光的反射概念
01
【典例】(23-24八年级下·黑龙江大庆·开学考试)在没有其他光照的情况下,舞台追舞灯发出的红光照在戴着红帽子、穿着白色上衣、绿裙子的演员身上,观众看到她( )
A.全身呈红色
B.帽子呈红色、上衣呈白色,裙子呈黑色
C.帽子呈红色、上衣呈绿色,裙子呈黑色
D.帽子呈红色、上衣呈红色,裙子呈黑色
【变式1】(23-24九年级下·江苏盐城·期中)以下是某科技兴趣小组同学设计的寻找“有色影子”的活动方案。用一种色光照射站在背景板前的人,会在背景板上形成影子,在影子上叠加另一种色光,能形成“有色影子”,下列符合要求的方案是( )
方案
照射光源的颜色
背景板的颜色
叠加光源的颜色
①
绿
白
红
②
白
红
蓝
③
红
白
绿
④
蓝
红
绿
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
【变式2】(23-24八年级上·江苏徐州·期末)古诗《雨窗消意图》中有“夕阳返照桃花坞,柳絮飞来片片红”的情境。要解释柳絮为什么是红色的,下列光路正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式3】(23-24八年级上·山东德州·阶段练习)如图所示是中考试卷答题卡中用来识别考生信息的条形码(拌码),当条形码扫描器照射它时,白条纹将光 (选填“反射”或“吸收”),黑条纹将光 (选填“反射”或“吸收”)。电脑解码就是根据反射回来光的强弱分布规律来读取考生的相关信息。
【变式4】(23-24八年级上·江苏苏州·期中)物理学研究表明,不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的,由此可以推测,不利于绿色植物生长的光是 光。如图所示,用红色激光笔照射透明的红色、绿色两个气球,我们观察到 (选填“红色气球”或“绿色气球”)更易被爆破。
光的反射概念
01
【典例】(22-23八年级上·江苏淮安·期中)有两个高矮不同的小朋友A和B,A比B高,夜晚,他们分别站在路灯下,路灯O是光源,O′点是路灯在地面上的投影:A、B两人和点O′在同一直线上,如图所示,他们的头部分别在地面上留下两个影子A′和B′,相距d′。当两人沿过O'点的直线,以相同的速度向右行进时,我们可以观察到地面上A'和B'之间的距离将( )
A.不断减小 B.不断增大
C.先增大,后减小 D.先减小,后增大
【变式1】古埃及学者埃拉托色尼发现,利用同一时刻在不同地点影子的长度不同可以估测出地球周长。取一根直杆,将其竖直立在地球上的A点,由于光的 形成了杆的影子,记录直杆在正午时刻影子的长度,算出太阳光与直杆的夹角α1,同样可以测出此时B点太阳光与直杆的夹角α2,A、B是同一经度上的两个城市(如图甲),它们的距离为L,可以估算出地球的周长大约为 。实验中需要测出直杆的长度,测量结果如图乙所示,其读数为 。
【变式2】某兴趣小组研究影子特点,在老师指挥下,6个小组用一次性筷子捆成不同长度的木棍,发现木棍的影子长短不一,于是各个小组用刻度尺分别测出各自木棍的长度L以及在阳光下影子的长度L2,并将结果记录在如下表格中:
组别
第一组
第二组
第三组
第四组
第五组
第六组
棍长/cm
24
18
26
32
22
16
影长/cm
30
22.5
32.5
40
27.5
(1)影子的形成说明了 ;将木棒竖直插在水平地面上,从正午到傍晚这段时间内,影子长短将 (变长/不变/变短);
(2)根据表格数据分析,得出结论:同一时刻,阳光下木棒的影子长度和木棒的长度成 (正比/反比),第六组空格处数据为 ;
(3)根据已学过的数学知识以及上述探究所得结论,完成以下问题:
有两盏相同的灯泡M和N挂在高度相同的灯座上,如图所示。小明和他的爸爸为了测出灯泡的高度,进行如下操作:首先测出爸爸和小明的身高分别是1.8m和1.2m,然后打开灯泡M,关闭灯泡N,直到他影子长度等于小明身高,此时在影子头顶所在的地面上做好标记为O,打开灯泡N,让小明站在灯泡N下缓慢向左移动,发现小明移动的距离为3m,此时光线MO和NO正好垂直;则小明的影子长度是 m,路灯高为 m。
光的反射概念
01
【典例】(23-24八年级上·江苏连云港·期中)下面是“梦想组”和“创新组”的同学探究小孔成像实验的过程:
(1)①“创新组”在“制作小孔成像观察仪”活动中,把制作好的圆筒插入易拉罐中,如图甲所示,为了使像更清楚,圆筒的 (选填A或B)端是用半透明薄纸制成的光屏。某同学将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置,观察到蜡烛将在塑料薄膜上成像,这种现象叫小孔成像。他还发现蜡烛和小孔的位置固定后,像离小孔越近,像就越 (选填“大”或“小”);
②请在乙图中作出蜡烛AB的像 ;
(2)下表是“梦想组”同学在硬纸板上挖孔所做的研究太阳的小孔成像实验记录表:
小孔的形状
□
○
△
小孔的最大外径/mm
1
5
10
1
5
10
1
5
10
地面光斑形状
小孔距地10cm时
□
□
□
○
○
○
△
△
△
小孔距地20cm时
○
□
□
○
○
○
○
△
△
小孔距地40cm时
○
□
□
○
○
○
○
△
△
小孔距地80cm时
○
○
□
○
○
○
○
○
△
小孔距地120cm时
○
○
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小孔距地200cm时
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小明和他的同学分析.上表的结果,得出了一些结论,请你帮他们补充完整:
①由于太阳距我们很远,到达地面的光线几乎平行,所以,当小孔到地面的距离足够小,地面上的光斑与小孔的形状是 (选填“一致的”或“不一致的”),这不是太阳的像;
②要使太阳通过小孔成像,必须注意小孔的大小和小孔到地面的距离,当小孔到地面的距离一定时,小孔越 (填“大”或“小”),地面上就越容易得到太阳的像;
③如上表所示,当小孔的最大外径为5毫米,小孔距地80厘米时,用一张卡片覆盖在△孔上(相当于把孔变小),遮住孔的一部分,让太阳光透过小孔,与不遮住小孔相比,光斑的形状 (选填“变化”或“不变”)。
【变式1】(23-24八年级上·江苏扬州·期中)小明用易拉罐自制了一个简易针孔照相机,做小孔成像实验。
(1)如甲图所示,他将易拉罐盖子去除,在底部中心钻个小孔,AB为两端开口的圆形纸筒,用半透明塑料薄膜将A端蒙住,然后将纸筒插入易拉罐观察。为便于观察研究,应将 (A/B)端插入易拉罐,利用它观察窗外景物时,人眼应对着 (薄膜/小孔)进行观察,可观察所成的像。将纸筒向易拉罐内推的过程中,观察到的像将 (变大/不变/变小);
(2)针孔照相机的原理是: ;
(3)利用它观察烛焰的成像时,若只将小圆孔改为三角形小孔,可在照相机上看到倒立 (选填“三角形”、“圆形”或“烛焰”)的像。若他在底部扎了两个小孔,则在半透明膜上可以观察到烛焰的像有 (选填“一”或“两”)个;
(4)小明同学如果采用LED灯研究像的性质,下列形状的LED光源最合适的是 ;
A.C形 B.T形 C.X形 D.P形
(5)小孔所成的像是上下 (正立/倒立),左右 (正立/倒立)的 (实/ 虚)像;
(6)晴天的正午时分,走在扬州三湾公园的树林里,小明看到阳光透过树叶的缝隙在地上留下许多大小不同的圆形光斑,圆形光斑大小不一原因是 ;
(7)小明同学又制作了挖空的硬纸板,如乙图所示,大小正方形孔的边长分别约2mm和5cm,他将纸板抓在手中对着太阳,调节纸板观察地面上的光斑,下面四幅图中光斑的大小形状符合实际的是 ,小明在实验中发现有时光斑呈椭圆形,则原因可能是: 。
光的反射概念
01
【典例】如图所示,两平面镜夹角为60°,OP为角平分线,某人站在P点,则平面镜M内此人所成的像的个数是( )
A.2个 B.3个 C.5个 D.6个
【变式1】(23-24八年级上·江苏泰州·期中)如图,照镜子时人的位置保持不变,如果不小心镜子裂开成两半并分别向上下两侧平移一段距离,则人通过上、下两半面镜子( )
A.上、下两半面镜子只能各成一半的像,且中间断开
B.上、下两半面镜子都成完整的像,但两个像位置并不重合
C.上、下两半面镜子都成完整的像,且两个像位置重合在原位置
D.上、下两半面镜子都成完整的像,且两个像位置重合,但不在原位置
【变式2】如图所示,房间内一墙角处相临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.6个 C.9个 D.无穷
光的反射概念
01
【典例】平面镜前有一个发光点S,由发光点到平面镜的垂线的垂足为O,如图所示。当平面镜绕过O点并与纸面垂直的轴逆时针转动时,像点( )
A.跟平面镜的距离保持不变 B.沿一直线越来越接近平面镜
C.和发光点的距离越来越大 D.按逆时针方向沿一圆弧运动
【变式1】平面镜前有4个发光点,如图所示。图中眼睛不能看到其虚像的发光点是( )
A.a点 B.b点 C.c点 D.c、d点
【变式2】(23-24八年级上·江苏苏州·阶段练习)图中M是竖直放置的平面镜,镜离地面的距离可调节。甲、乙二人站在镜前,乙离镜的距离为甲离镜的距离的3倍,如图所示。二人略错开,以便甲能看到乙的像。以L表示镜的长度,h表示乙的身高,为使甲能看到镜中乙的全身像,L的最小值为( )
A. B. C. D.
【变式3】(23-24八年级上·江苏泰州·期中)如图所示,平面镜前有一发光点S,平面镜可以绕O轴转动,已知发光点S与轴O的距离SO=12cm,SO与镜面的夹角为60°。此时,S与它的像之间的距离为 cm;当镜面绕轴O转顺时针转动60°的过程中,发光点S在镜中的像与O轴的距离将 ,发光点S与镜中像的距离将 (以上两空填写大小变化情况);S的像运动轨迹的长度为 cm。
光的反射概念
01
【典例】如图所示,光滑桌面上放有两个光滑固定挡板OM、ON,夹角为60°。角平分线上有两个相同的弹性小球P和Q,某同学给小球P一个速度,经过挡板的一次或多次反弹后恰能击中小球Q,假如不允许让小球P直接击中Q,小球的大小不计,也不考虑P球击中O点时的情况,该同学要想实现上述想法,可选择的小球P运动的路线有( )
A.2条 B.4条 C.6条 D.8条
【变式1】如图所示,一束光沿AO射向水面,方向保持不变,打开水阀K,水流出,光点在光屏上移动,当光点移动了20cm时,容器中的水位下降了( )
A.20cm B.10cm C.10cm D.5cm
【变式2】如图所示,平面镜OA与OB夹角为α,若平行于平面镜OB的光线PQ经过两次反射后,反射光线恰好平行于平面镜OA,则两平面镜之间的夹角α为 ;若要使平行于平面镜OB的光线PQ在两个平面镜之间最多能发生m次反射,则现平面镜之间的夹角α必须满足的条件是 。
光的反射概念
01
【典例】(23-24八年级上·湖北随州·期中)一束光线斜射到平面镜上,入射角为60°,若入射光线的方向不变,当镜面绕入射点转动一个小角度,那么,反射光线与入射光线的夹角将改变( )
A.60° B.30° C. D.2
【变式1】两个互相垂直的平面镜组成了激光反射器,如图所示。如果入射光线方向不变,反射器绕O点向顺时针方向转过30°,那么经过反射器两次反射的光线将转过( )
A.90° B.15° C.30° D.0°
【变式2】如图所示,一平面镜放在圆筒的中心处,平面镜正对筒壁上一点光源,点光源发出一细光束垂直射向平面镜。平面镜从图示位置开始绕圆筒中心轴O匀速转动,在转动 15°角时,点光源在镜中所成的像与中心轴O的连线转过的角度为 θ1,照射到筒壁上的反射光斑与中心轴O的连线转过的角度为θ2,则( )
A.θ1=30°,θ2=30°
B.θ1=30°,θ2=60°
C.θ1=60°,θ2=60°
D.θ1=60°,θ2=30°
【变式3】(22-23八年级上·湖北武汉·阶段练习)两个互相垂直的平面镜组成了激光反射器,如图所示。如果入射光线方向不变,反射器绕O点向顺时针方向转过45°,那么经过反射器两次反射的光线将转过( )
A.90° B.45° C.22.5° D.0°
巩固练习
一、单选题
1.(24-25八年级上·江苏宿迁·阶段练习)如图,水平桌面上放置一平面镜,镜面和桌面成45度角,一小球沿水平桌面向右滚动,那么镜中小球的像将( )
A.向下运动 B.向上运动 C.向左运动 D.向右运动
2.(24-25八年级上·江苏南京·阶段练习)如图所示是一种液面升降监测装置原理图。点光源S发出的一束激光与水平液面保持成45°射向平静的液面方向不变,下列说法正确的是( )
A.当液面下降时,光点S'将向左
B.盛液体的容器倾斜时,光点S'的位置改变
C.当液面上升2时,光点S'的位置向左移动2cm
D.当液面下降2cm时,光点S'的位置向右移动4cm
C.当液面上升2cm时,根据光的反射定律可知,光点S'的位置向左移动,根据数学勾股定理和长3.(24-25八年级上·江苏南京·阶段练习)物体AB直立于足够大的平面镜前,甲图中物体与平面镜之间插入一块不透光的木板CD;乙图中平面镜后面插入一块不透光的木板MN。则物体在甲、乙两图的平面镜中,能否成完整的像?( )
A.都能 B.都不能
C.甲图中不能,乙图中能 D.甲图中能,乙图中不能
4.(23-24八年级上·江苏泰州·阶段练习)如图所示,两块平面镜相交,一束光线沿AO斜射到平面镜MP上,并且与平面镜的夹角为30°,光线经两平面镜反射后与AO重合,但方向相反,则两块平面镜的夹角是( )
A.20° B.30° C.45° D.60°
5.(23-24九年级下·湖北孝感·期中)为了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的行车数据能通过前挡风玻璃呈现在驾驶员的正前方。下列说法不正确的是( )
A.挡风玻璃上所成的像是虚像
B.司机前面的挡风玻璃与水平面的夹角应为45°
C.司机在挡风玻璃上看到显示器的像是光的反射形成的
D.若驾驶员发现挡风玻璃所成的像过高不利于观察,可将显示器沿水平方向远离挡风玻璃
6.两平面镜垂直放置(如图),一人站在镜前可自由走动( )
A.在任意位置都能看到自己的一个像
B.最多可看到自己的一个像
C.最多可同时看到自己的两个像
D.最多可同时看到自己的三个像
7.如图所示,两个相互垂直的平面镜,在其中任一位置放置光源S,那么它所成的像共有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
8.教室黑板用久的部分变光滑,如图所示,阴影为黑板光滑处,教室内的同学分为四个小组,当光线从右侧窗户射入时,上课看黑板光滑处写的字,因反光最可能看不清字的小组是( )
A.第一、二组 B.第二、三组
C.第一、三组 D.第三、四组
9.(23-24九年级上·山东淄博·阶段练习)一盏探照灯的灯光从A处射向平静的水面,如图所示。在入射点C逐渐向左移动的过程中,B处的人不断调整位置始终能看到光斑( )
A.不移动 B.向下移动 C.向左移动 D.向右移动
10.如图所示,平面镜OM与ON镜面之间夹角为α,在两平面镜角平分线上有一个点光源S,如果要保证S发出的任意一条光线最多只能产生四次反射,则α的最小值是( )
A.30˚ B.40˚ C.50˚ D.60˚
11.如图所示,两平面镜垂直放置,某光线PA以入射角α入射到镜面M上,经平面镜M和N两次反射后反射光线BQ与PA平行。现将两平面镜以过O点且垂直于纸面的直线为轴同时逆时针旋转一个角度β(β<α),假设镜面足够大,则入射光线与反射光线之间的距离将( )
A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断
二、填空题
12.(24-25八年级上·江苏泰州·阶段练习)如图将红、绿、 三种色光照在白纸上,中间相互重叠区域会出现白色;用红色激光笔照射外层无色透明、内层绿色透明的双层气球,观察到绿色气球爆破,说明红光 (选填“可以”或“不可以”)穿过无色透明气球,绿色气球爆破说明光具有 。红光在真空中的传播速度为 m/s。
13.(23-24八年级上·江苏常州·期中)雨天的夜晚,我们在马路上,有时可以看到路灯周围一圈圈美丽的彩虹。这是由于雨天,空气中充满着细小的水珠,而这些小水珠相当于 (平面镜/三棱镜),路灯的光透过小水珠发生光的 现象,不同颜色的光在灯的周围“编织”成一圈圈美丽的彩虹。将一张红色透明玻璃片和一张绿色透明玻璃片部分重叠(红色玻璃片在下,绿色玻璃片在上),然后放在一张白色纸板上面,如图所示。若太阳光照射到玻璃片上,在白色纸板上的乙区域主要呈现的颜色是 色。
14.(23-24八年级上·上海·期中)如图所示,在x轴的原点处放一点光源S,距点光源a处放一不透光的边长为a的正方体物块。若在x轴的上方距x轴为2a处放一平行于x轴且面向物块的长平面镜,则在正方体右侧x轴上被照亮的长度为 。
15.(23-24八年级上·江苏南京·期中)如图,平面镜MN竖直放置,镜前有一个发光物体S,现将平面镜绕M点从MN转过40°到MN'位置的过程中,物体S在平面镜中的像S′的运动轨迹为 (选填“直线”或“曲线”),像S'离M点的距离 (选填“越来越近”、“越来越远”或“保持不变”),像S'绕M点转过的角度为 。
16.汽车后视镜属于重要安全部件,如图所示是司机在倒车时通过后视镜看到右后方行人A的情景,P点是司机的眼睛,请画出司机看到行人A的光路图 。当行人逐渐远离后视镜时,行人的像会逐渐 (选填“靠近”或“远离”)后视镜。
17.(23-24八年级上·安徽马鞍山·期中)如图所示,入射光线AO与平面镜MN成角射到平面镜上,若入射光线不动,要想使反射光线与入射光线的夹角为,则平面镜应沿顺时针方向转过 度角。
18.如图所示,小明想利用一块平面镜使此时的太阳光直射入枯井中。请你在图中画出平面镜的位置 ,并标出反射角的度数。如果入射光线逆时针旋转10°,要想使反射光线依然直射入井中,平面镜需要 (选填“顺时针”或“逆时针“)旋转 度。
三、综合题
19.如图所示,平面镜PM和PN夹角为60°,光源发出的一条光线平行于PM镜射到PN镜上的A点,再经PM镜反射,此时SA=1m,AP=0.6m,要使最后的反射光照到光源S,请根据光的反射规律推算:应将S沿入射光方向移动多少m?
20.如图所示,两等大的平面镜A、B直立在地面上,A、B高为0.95m,相距30cm。有一细束激光与竖直方向成45°角射到平面镜B的上边缘,经多次反射后射到地面。求:
(1)激光束射到地面前,一共发生了 次反射?
(2)投射到地面上的光点离A平面镜的距离为 。
21.如图是一种液面升降监测装置原理图。点光源S发出的一束激光保持一定的入射角射向平静的液面,光经液面反射后射到液面上方水平标尺上的S′点。当液面下降时,光点S′将 (选填“向左”“向右”或“不会”)移动。若S′移动的距离是液面变化高度的2倍,则激光射向液面的入射角等于 (填度数)。
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