第04章 光现象 单元测试卷-2024-2025学年八年级物理上册同步高频考点精讲与热点题型精练(人教版2024)
2024-11-02
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内容正文:
第四章 光现象 单元测试卷
班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________
(考试时间:60分钟 试卷满分:100分)
一、选择题(每小题3分,共42分,只有一个选项符合题意)
1.夏夜,萤火虫生态园内,月光皎洁,草丛里飞舞着亮莹莹的萤火虫,颇有“含明终不息,夜月空徘徊”的意境。此情景中( )
A.月亮不是光源,萤火虫是光源
B.月亮不是光源,萤火虫不是光源
C.月亮是光源,萤火虫是光源
D.月亮是光源,萤火虫不是光源
2.战国时期,《墨经》中记载了影子的形成、平面镜的反射等光学问题。图中的光学现象与影子的形成原理相同的是( )
A.湖中倒影 B.日食现象
C.海市蜃楼 D.雨后彩虹
3.“金边日食”是壮观的天文现象,小明用自制小孔观看日食,下列说法正确的是( )
A.日食现象可用光的直线传播解释
B.用小孔成像原理观看日食利用了光的折射
C.日食通过小孔成正立、缩小的实像
D.日食通过小孔所成的像与小孔的形状有关
4.现在,越来越多的楼房采用玻璃幕墙、磨光的大理石作为装饰,造成了“光污染”,它的主要形成原因是( )
A.光的镜面反射 B.光的漫反射
C.光的折射 D.光的直线传播
5.中国的诗词歌赋蕴含丰富的光学知识,下列说法正确的是( )
A.“明月几时有?把酒问青天”,酒中明月倒影是光的折射
B.“起舞弄清影,何似在人间”,影子的形成是由于光沿直线传播
C.“人有悲欢离合,月有阴晴圆缺”,阴晴圆缺的月亮是自然光源
D.“但愿人长久,千里共婵娟”,共赏的天上明月是平面镜所成的像
6.下列现象中,属于光的反射现象的是( )
A.路灯下人的影子
B.人站在岸边看到水里的鱼在游
C.晚上可以看到前面正在行驶的自行车的红色尾灯
D.斜插入盛水的玻璃杯的筷子,看上去好像在水面处折断了
7.轿车的前挡风玻璃是倾斜安装的,这样可以避免行车时驾驶员视线受到干扰。轿车沿平直公路行驶,车内物体在前挡风玻璃中所成的像( )
A.与后方同行的车辆重合
B.与前方同行的车辆重合
C.在后方同行车辆的上方
D.在前方同行车辆的上方
8.如图所示是《淮南万毕术》中记载的潜望镜。它是世界上有记载的最早的潜望镜。它的成像原理是( )
A.光的直线传播 B.光的反射
C.光的折射 D.光的色散
9.如图所示,固定在水面上方的光源S发出一束光线经水面反射后在光屏上有一个光斑A,已知光束与水面的夹角为40°,S′是光源经水面反射所成的像。下列说法正确的是( )
A.反射角的大小为40°
B.当水面升高时,反射角将变大
C.当水面升高时,光斑A将向右移动
D.当水面升高时,S′到水面的距离变小
10.为了观察光的直线传播,将一束单色光从玻璃槽的外侧由左侧倾斜向上射入盐水中,但光在盐水中并不是沿着直线传播,而是发生了弯曲,如图所示。这是由于( )
A.光从空气到玻璃发生了折射
B.盐水不均匀使光发生了弯曲
C.光发生了色散
D.光从玻璃到盐水发生了折射
11.在平静的湖水中,看到“云在水中飘,鱼在云上游”,对于该现象中的云和鱼,下列说法正确的是( )
A.云和鱼都是光的反射形成的像
B.云和鱼都是光的折射形成的像
C.云是光的反射形成的像,鱼是光的折射形成的像
D.云是光的折射形成的像,鱼是光的反射形成的像
12.如图所示,两块完全相同的直角三角形玻璃砖A和B放置在同一水平面内,斜边平行且相距一定距离。一条光线从空气中垂直于玻璃砖A的直角边射入,从玻璃砖B的直角边射出,射出后的位置和方向可能是图中的( )
A.光线a B.光线b C.光线c D.光线d
13.一盏探照灯的灯光射向水池,如图所示,在没有水的池底C处形成一个光斑。在逐步注水的过程中,B处的人看到池底的光斑会( )
A.在原地不动 B.先向左移再向右移
C.向左移动 D.向右移动
14.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”,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
白
红
蓝
②
红
蓝
黄
③
蓝
白
红
④
绿
黄
蓝
A.方案① B.方案② C.方案③ D.方案④
二、填空题(每空1分,共19分)
15.早在公元前4世纪,墨家就做过小孔成像的实验,该实验的原理是光的 ,像是 (选填“倒立”或“正立”)的。
16.如图所示,三条互相平行的光线入射到凹凸不平的物体表面上,三条反射光线 (选填“会”或“不会”)平行射出,这种反射 (选填“遵循”或“不遵循”)光的反射定律。
17.小王走向正前方的玻璃窗,想看看美丽的夜景,却发现玻璃窗里有个“自己”迎面走来,这是光的 (选填“直线传播”、“反射”或“折射”)现象。同时她发现,房内电灯通过玻璃成的像与她本人的距离 。
18.如图所示,桥在水中形成的“倒影”是 (选填“虚”或“实”)像,这个像是光的 (选填“反射”或“折射”)形成的。
19.小明站在竖直的平面镜前1.5m处时,他与镜中像的距离是 m.若小明身高170cm,当他以0.1m/s的速度缓慢向平面镜走近时,他在镜中像的高度将 (选填“大于”“小于”或“等于”)170cm,所成的像是 (选填“虚”或“实”)像。
20.《康熙几暇格物编•蒙气》中记载:“置钱碗底,远视若无,及盛满水时,则钱随水光而显见矣。”这描述的是光的 (选填“反射”或“折射”)现象。当看到钱在水中的像时,像的位置比物体的实际位置 (选填“高”或“低”)。
21.光在空气和水的分界面处同时发生反射和折射的光路如图所示,其中折射角为∠ (选填“1”、“2”或“3”),分界面为 (选填“①”“②”),分界面的 方为水。当入射角减小时,反射光线与折射光线的夹角将变 。
22.“导弹灭火”技术可解决高楼灭火难题,如图所示,探测器上有两只眼:“红外线”和“激光”。当高楼内火源不明时,可用 发现火源,再用 精确测量到火源距离(选填“激光”或“红外线”)。
三、作图题(每题2分,共6分)
23.请利用平面镜成像的特点,在图中作出物体AB在平面镜中的像A'B',保留作图痕迹。
24.如图所示,光从水中沿AO方向斜射入空气,请画出空气中折射光线的大致方向。
25.古诗词是中华文化的瑰宝,“小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上头”描述的画面如图甲所示。请在图乙中画出光从蜻蜓经水面反射后进入人眼的光路图,其中A'点表示水中“蜻蜓”的位置。
四、实验探究题(每空1分,共19分)
26.小红做“探究光的反射定律”实验。
(1)将平面镜水平放置,白色硬纸 放在平面镜上。
(2)如图甲所示,让一束光 着纸板射向镜面上的O点;小红能从不同方向看到纸板上的光束,是因为发生了 反射,在纸板上画出光路,再次改变 的方向,重复上述实验,取下纸板,用量角器量出光线AO与 (填“ON”或“CD”)的夹角,即为入射角,记下数据,比较反射角和入射角的大小关系。
(3)为了寻找反射光线与入射光线构成的平面究竟在哪里,小红用如图乙所示的装置对实验进行改进。光屏安装在底座上,可以绕水平直径偏转,平面镜固定在水平底座上,将光屏倒向后方,用激光笔作光源,将激光束沿固定方向照射到平面镜中心处,水平旋转底座并改变 的角度,设法使光屏上呈现出 的径迹,如图丙所示,此时光屏所在的平面就是要寻找的平面。
27.为完成“探究平面镜成像特点”实验,小芳选择了如图所示的实验装置。
(1)小芳用玻璃板代替平面镜的目的是 ;
(2)小芳把点燃的蜡烛A放在玻璃板前,还要在玻璃板的后面放一支外形相同但没有点燃的蜡烛B,小芳应在 (选填“A”或“B”)蜡烛一侧观察玻璃板中的像;
(3)当把蜡烛靠近玻璃板时,蜡烛在玻璃板所成像的大小将 (选填“变大”“不变”或“变小”
);
(4)移去蜡烛B,在其原位置放置一块光屏,光屏上不能得到蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是 (选填“实像”或“虚像”);
(5)实验中,发现在水平桌面上无论怎样移动蜡烛B,都与蜡烛A的像无法完全重合,你认为原因可能
是 ;
(6)如图所示,仅将玻璃板由图中甲的位置水平向右平移至乙的位置时,蜡烛A的成像情况是 (选填字母代号)。
A.蜡烛成像仍在B处
B.蜡烛成像在B处右侧
C.蜡烛无法通过玻璃板成像
28.光从空气斜射入水和玻璃时都会发生折射现象,但是水和玻璃的折射情况会相同吗?为了探究这个问题,小华选择了光屏、透明玻璃砖、水槽、激光电筒等器材进行实验。他在光屏上画出互相垂直的NN′和MM′两条线段并相交于O点,如图甲所示。
(1)小华将玻璃砖的一个表面与MM′齐平放置,让激光电筒发出的光线从A点到O点入射,他看到了如图乙所示的光路(AO、OC为同一直线),你认为出现光线OC是因为 所致,鉴于本实验的目的,此时最应该记录的两条光线是 。
(2)接下来他要观察光从空气中进入水中的情况,他将光屏竖直放入水槽中,(使线段MM′水平)并向水槽中慢慢注水至水面与MM′齐平,入射光线应从A点向O点射入,这是为了保证 ,其实本实验小华还考虑了入射光线所在一侧的 相同。
(3)小华最终在光屏上记录下了如丙所示的光路图(OE为水中的折射光线)通过分析光路,你认为玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是 。
(4)若激光以相同的入射角分别从玻璃和水中斜射入空气中,则 射出的折射光线更远离法线。
五、解答题(26题6分,27题8分,共14分)
29.阅读短文并回答下列问题:
光的全反射
一束激光从某种玻璃中射向空气(如图1所示),保持入射点不动,改变入射角(每次增加0.2°),当入射角增大到41.8°时,折射光线消失,只存在入射光线与反射光线,这种现象叫做光的全反射,发生这种现象时的入射角叫做这种物质的临界角。当入射角大于临界角时,只发生反射,不发生折射。
(1)上述玻璃的临界角是 。
(2)折射光线消失后反射光线的亮度会增强,其原因是折射光消失后,入射光几乎全部变为 。
(3)当光从空气射向玻璃, (选填“会”或“不会”)发生光的全反射现象。
(4)一个三棱镜由上述玻璃构成,让一束光垂直于玻璃三棱镜的一个面射入(如图2所示),请在图中完成这束入射光的光路图。(3分)
30.阅读短文,回答下面的问题:
红外线防盗报警器
红外线防盗报警器是利用红外线工作的防盗报警装置,主要是由红外发射器、红外接收器,喇叭组成(如图),其原理是:红外发射器发出一束较强的红外线,红外接收器可接收红外线,当盗贼遮挡在红外线发射器和红外接收器间,即挡住红外线,此时红外接收器无法接收到红外线,便驱动喇叭报警,从而达到防盗的目的。
(1)喇叭发出的声音是通过 传入人耳的。
(2)红外线是人眼看不见的光,具有显著的 效应,在真空中的传播速度为 m/s。
(3)红外线发射器发出的一束较强的红外线是沿 是传播的;
(4)红外线 不能(能/不能)穿透人体。
(5)红外线看不见,摸不着,你怎样说明红外发射器和接收器间是否有红外线?请简述:(3分)
。
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第四章 光现象 单元测试卷
班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________
(考试时间:60分钟 试卷满分:100分)
一、选择题(每小题3分,共42分,只有一个选项符合题意)
1.夏夜,萤火虫生态园内,月光皎洁,草丛里飞舞着亮莹莹的萤火虫,颇有“含明终不息,夜月空徘徊”的意境。此情景中( )
A.月亮不是光源,萤火虫是光源
B.月亮不是光源,萤火虫不是光源
C.月亮是光源,萤火虫是光源
D.月亮是光源,萤火虫不是光源
解:
月亮是反射的太阳光而看起来很亮的,不是自身发光,月亮不是光源;
萤火虫是自身发光,是光源,故A正确,BCD错误。
答案:A。
2.战国时期,《墨经》中记载了影子的形成、平面镜的反射等光学问题。图中的光学现象与影子的形成原理相同的是( )
A.湖中倒影 B.日食现象
C.海市蜃楼 D.雨后彩虹
解:A、湖中倒影是平面镜成像,属于光的反射现象,故A不符合题意;
B、日食的形成,是光的直线传播现象,故B符合题意;
C、海市蜃楼属于光的折射现象,故C不符合题意;
D、雨后天空出现彩虹,是由于太阳光照到空气中的小水滴上,被分解为绚丽的七色光,即光的色散,属于光的折射,故D不符合题意。
答案:B。
3.“金边日食”是壮观的天文现象,小明用自制小孔观看日食,下列说法正确的是( )
A.日食现象可用光的直线传播解释
B.用小孔成像原理观看日食利用了光的折射
C.日食通过小孔成正立、缩小的实像
D.日食通过小孔所成的像与小孔的形状有关
解:A、日食现象是由于光的直线传播形成的,故可用光的直线传播解释,故A正确;
B、小孔成像是光的直线传播形成的,故B错误;
C、日食通过小孔成倒立、缩小的实像,故C错误;
D、日食通过小孔所成的像与小孔的形状无关,故D错误。
答案:A。
4.现在,越来越多的楼房采用玻璃幕墙、磨光的大理石作为装饰,造成了“光污染”,它的主要形成原因是( )
A.光的镜面反射 B.光的漫反射
C.光的折射 D.光的直线传播
解:玻璃幕墙表面光滑,当光照射到它们的表面时会发生镜面反射,镜面反射后的光线射向同一方向,正好处在这一方向上时,获得的光线很强,照到物体上会给人们的生活工作等造成很大的不便,称为光污染,故A正确,BCD错误。
答案:A。
5.中国的诗词歌赋蕴含丰富的光学知识,下列说法正确的是( )
A.“明月几时有?把酒问青天”,酒中明月倒影是光的折射
B.“起舞弄清影,何似在人间”,影子的形成是由于光沿直线传播
C.“人有悲欢离合,月有阴晴圆缺”,阴晴圆缺的月亮是自然光源
D.“但愿人长久,千里共婵娟”,共赏的天上明月是平面镜所成的像
解:
A、酒中明月倒影,属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故A错误;
B、影子是由光的直线传播过程中,遇到不透明物体,阻挡了光的传播,在其后边形成的一个黑色的区域,故B正确;
C、月亮本身并不发光,不是光源,是因为反射了太阳光才被人看见的,故C错误;
D、太阳发出的光射到月亮上发生反射,然后射入人的眼睛,所以,不属于平面镜成像,故D错误。
答案:B。
6.下列现象中,属于光的反射现象的是( )
A.路灯下人的影子
B.人站在岸边看到水里的鱼在游
C.晚上可以看到前面正在行驶的自行车的红色尾灯
D.斜插入盛水的玻璃杯的筷子,看上去好像在水面处折断了
解:A、影子的形成说明光是沿直线传播的,由于光的直线传播,被物体挡住后,物体后面就会呈现出阴影区域,就是影子,故与题意不符;
B、从水中鱼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,看到的是鱼的虚像,比实际位置偏高,故与题意不符;
C、自行车上的红色尾灯能反射光,晚上能提醒汽车司机注意,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,所以感觉折断了,故与题意不符。
答案:C。
7.轿车的前挡风玻璃是倾斜安装的,这样可以避免行车时驾驶员视线受到干扰。轿车沿平直公路行驶,车内物体在前挡风玻璃中所成的像( )
A.与后方同行的车辆重合
B.与前方同行的车辆重合
C.在后方同行车辆的上方
D.在前方同行车辆的上方
解:如图AB是车内的物体,车前玻璃相当于平面镜,根据物体在平面镜中成像和物体关于平面镜对称,作出物体AB的像A'B',可以得到车内物体在车前玻璃成像在前方同行车辆的上方,故选D。
答案:D。
8.如图所示是《淮南万毕术》中记载的潜望镜。它是世界上有记载的最早的潜望镜。它的成像原理是( )
A.光的直线传播 B.光的反射
C.光的折射 D.光的色散
解:因潜望镜内部装有两块平面镜,因此潜望镜利用了光的反射改变了光的传播方向,且平面镜成等大正立的虚像,成像原理是光的反射现象。
答案:B。
9.如图所示,固定在水面上方的光源S发出一束光线经水面反射后在光屏上有一个光斑A,已知光束与水面的夹角为40°,S′是光源经水面反射所成的像。下列说法正确的是( )
A.反射角的大小为40°
B.当水面升高时,反射角将变大
C.当水面升高时,光斑A将向右移动
D.当水面升高时,S′到水面的距离变小
解:A、已知光束与水面的夹角为40°,反射角为90°﹣40°=50°,故A错误;
B、因为入射光线方向不变,当水面升高时,再次的水面是平行的,反射光线与原来的反射光线是平行的,故反射角不变,故B错误;
C、当液面升高时,由于入射角不变,所以反射光线与原来的反射光线平行,
故光屏上的光斑A向左移动到A′位置。如图所示:
D、当水面升高时,物体S到水面的距离小了,所以像到水面的距离也小了,故D正确。
答案:D。
10.为了观察光的直线传播,将一束单色光从玻璃槽的外侧由左侧倾斜向上射入盐水中,但光在盐水中并不是沿着直线传播,而是发生了弯曲,如图所示。这是由于( )
A.光从空气到玻璃发生了折射
B.盐水不均匀使光发生了弯曲
C.光发生了色散
D.光从玻璃到盐水发生了折射
解:盐水不均匀,越深密度越大,光在不均匀的盐水里传播时就会发生折射,故B正确,ACD错误。
答案:B。
11.在平静的湖水中,看到“云在水中飘,鱼在云上游”,对于该现象中的云和鱼,下列说法正确的是( )
A.云和鱼都是光的反射形成的像
B.云和鱼都是光的折射形成的像
C.云是光的反射形成的像,鱼是光的折射形成的像
D.云是光的折射形成的像,鱼是光的反射形成的像
解:(1)当光遇到水面时会发生反射,此时水面相当于一平面镜,所以看见水中的“云”是由光的反射现象形成的云的虚像;
(2)鱼生活在水里,鱼反射的光线由水中斜射入空气时,在水面上发生折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼会逆着折射光线的方向看去,就会觉得鱼变高了,所以看到了鱼的虚像;
可见,ABD错误、C正确。
答案:C。
12.如图所示,两块完全相同的直角三角形玻璃砖A和B放置在同一水平面内,斜边平行且相距一定距离。一条光线从空气中垂直于玻璃砖A的直角边射入,从玻璃砖B的直角边射出,射出后的位置和方向可能是图中的( )
A.光线a B.光线b C.光线c D.光线d
解:光线垂直于界面入射时,光线的传播方向不变;光从玻璃A中斜射入空气中时,折射角大于入射角,故从A出来的折射光线会向上偏折,在图中虚线的上部;
光从空气中斜射入B中时,折射角小于入射角(此时的折射角等于A中的入射角),故折射光线与原入射光线平行射出,即最后射出的是光线b,如图所示:
答案:B。
13.一盏探照灯的灯光射向水池,如图所示,在没有水的池底C处形成一个光斑。在逐步注水的过程中,B处的人看到池底的光斑会( )
A.在原地不动 B.先向左移再向右移
C.向左移动 D.向右移动
解:在没有注水时,根据光的直线传播,人直接能看到C点;
当注水后,探照灯射出的光线到水面发生折射,折射光线靠拢法线照射到C'点,人看C'点时,C'点射出的光线到水面再次发生折射,折射光线远离法线进入人眼,眼睛逆着光线看来感觉光线是从C''射出的,所以人看到光斑向右移动。
答案:D。
14.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”,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
白
红
蓝
②
红
蓝
黄
③
蓝
白
红
④
绿
黄
蓝
A.方案① B.方案② C.方案③ D.方案④
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③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①②④错误。
答案:C。
二、填空题(每空1分,共19分)
15.早在公元前4世纪,墨家就做过小孔成像的实验,该实验的原理是光的 直线传播 ,像是 倒立 (选填“倒立”或“正立”)的。
解:光在同一种介质中沿直线传播,所以当光线穿过小孔时光源上下部分交换,形成倒立的实像。
答案:直线传播;倒立。
16.如图所示,三条互相平行的光线入射到凹凸不平的物体表面上,三条反射光线 不会 (选填“会”或“不会”)平行射出,这种反射 遵循 (选填“遵循”或“不遵循”)光的反射定律。
解:由图可知,物体表面凹凸不平,平行光射到粗糙的物体表面时,反射光不再平行,而是射向各个方向,这种反射叫做漫反射,镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律。
答案:不会;遵循。
17.小王走向正前方的玻璃窗,想看看美丽的夜景,却发现玻璃窗里有个“自己”迎面走来,这是光的 反射 (选填“直线传播”、“反射”或“折射”)现象。同时她发现,房内电灯通过玻璃成的像与她本人的距离 减小 。
解:
小王走向正前方的玻璃窗,发现玻璃窗里有个“自己”迎面走来,这是小王通过玻璃窗所成的像,属于平面镜成像,是由光的反射形成的;
小王靠近玻璃窗,小王到玻璃窗的距离减小,而电灯通过玻璃窗所成的像到玻璃窗的距离不变,所以房内电灯通过玻璃成的像与她本人的距离减小。
答案:反射;减小。
18.如图所示,桥在水中形成的“倒影”是 虚 (选填“虚”或“实”)像,这个像是光的 反射 (选填“反射”或“折射”)形成的。
解:桥在水中形成的“倒影”属于平面镜成像,是光的反射形成的虚像。
答案:虚;反射。
19.小明站在竖直的平面镜前1.5m处时,他与镜中像的距离是 3 m.若小明身高170cm,当他以0.1m/s的速度缓慢向平面镜走近时,他在镜中像的高度将 等于 (选填“大于”“小于”或“等于”)170cm,所成的像是 虚 (选填“虚”或“实”)像。
解:
平面镜所成的像是正立、等大的虚像,小明站在竖直的平面镜前1.5m处时,他与镜中像的距离是3m,小明身高170cm,不管他怎么运动,他在镜中所成的像与他等大,像的高度也为170cm,平面镜所成的像是虚像。
答案:3;等于;虚。
20.《康熙几暇格物编•蒙气》中记载:“置钱碗底,远视若无,及盛满水时,则钱随水光而显见矣。”这描述的是光的 折射 (选填“反射”或“折射”)现象。当看到钱在水中的像时,像的位置比物体的实际位置 高 (选填“高”或“低”)。
解:钱反射出的光线被碗侧壁挡住,人看不见钱了,倒入一些水后,钱反射的光线从水中斜射入空气中时,在水面处发生折射,折射光线远离法线方向,人眼逆着折射光线看去,看到的是变高的钱的像。
答案:折射; 高。
21.光在空气和水的分界面处同时发生反射和折射的光路如图所示,其中折射角为∠ 2 (选填“1”、“2”或“3”),分界面为 ② (选填“①”“②”),分界面的 上 方为水。当入射角减小时,反射光线与折射光线的夹角将变 大 。
解:由图可知,∠1等于∠3,因此①是法线,②是界面,CO是入射光线,OA是反射光线,OB是折射光线;
又因为∠2大于∠3,即折射角大于入射角,所以分界面下方是空气,上方是水;
因反射角等于入射角,所以当入射角变小时,反射角变小,折射角也会减小,所以反射光线与折射光线的夹角将变大。
答案:2;②;上;大。
22.“导弹灭火”技术可解决高楼灭火难题,如图所示,探测器上有两只眼:“红外线”和“激光”。当高楼内火源不明时,可用 红外线 发现火源,再用 激光 精确测量到火源距离(选填“激光”或“红外线”)。
解:因红外线具有热效应,所以当高楼内火源不明时,可用红外线发现火源;
激光在空气中沿直线传播,遇到障碍物后会发生反射,知道激光在空气中的传播速度,且探测器能测出激光的传播时间,所以利用激光能精确测量到火源距离。
答案:红外线;激光。
三、作图题(每题2分,共6分)
23.请利用平面镜成像的特点,在图中作出物体AB在平面镜中的像A'B',保留作图痕迹。
解: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在平面镜中的像A'B',如图所示:
24.如图所示,光从水中沿AO方向斜射入空气,请画出空气中折射光线的大致方向。
解:过入射点作法线,光由水中斜射入空气中时,折射角大于入射角,如图所示:
25.古诗词是中华文化的瑰宝,“小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上头”描述的画面如图甲所示。请在图乙中画出光从蜻蜓经水面反射后进入人眼的光路图,其中A'点表示水中“蜻蜓”的位置。
解:由题可知,A'的位置是蜻蜓通过水面所成的像;根据平面镜成像特点作出蜻蜓的位置,则眼睛与虚像的连线与水面的交点为反射点(入射点)O,连接AO为入射光线、连接O和眼睛可得反射光线,如图所示:
四、实验探究题(每空1分,共19分)
26.小红做“探究光的反射定律”实验。
(1)将平面镜水平放置,白色硬纸 竖直 放在平面镜上。
(2)如图甲所示,让一束光 沿 着纸板射向镜面上的O点;小红能从不同方向看到纸板上的光束,是因为发生了 漫 反射,在纸板上画出光路,再次改变 入射光线 的方向,重复上述实验,取下纸板,用量角器量出光线AO与 ON (填“ON”或“CD”)的夹角,即为入射角,记下数据,比较反射角和入射角的大小关系。
(3)为了寻找反射光线与入射光线构成的平面究竟在哪里,小红用如图乙所示的装置对实验进行改进。光屏安装在底座上,可以绕水平直径偏转,平面镜固定在水平底座上,将光屏倒向后方,用激光笔作光源,将激光束沿固定方向照射到平面镜中心处,水平旋转底座并改变 光屏 的角度,设法使光屏上呈现出 反射光线 的径迹,如图丙所示,此时光屏所在的平面就是要寻找的平面。
解:(1)“探究光的反射定律”实验中,应将硬纸竖直放在平面镜上;
(2)要在纸板上看到光束,光束与纸板需在同一平面,因此应让光束沿着纸板射向镜面;能从不同方向看到光束,说明光线能从不同方向进入人的眼睛,发生的是漫反射;入射光线与法线的夹角称为入射角;
(3)改变光屏的角度,当光束与光屏处于同一平面时,光屏上就会呈现出反射光线的径迹。
答案:(1)竖直;
(2)沿;漫;入射光线;ON;
(3)光屏;反射光线。
27.为完成“探究平面镜成像特点”实验,小芳选择了如图所示的实验装置。
(1)小芳用玻璃板代替平面镜的目的是 便于确定像的位置 ;
(2)小芳把点燃的蜡烛A放在玻璃板前,还要在玻璃板的后面放一支外形相同但没有点燃的蜡烛B,小芳应在 A (选填“A”或“B”)蜡烛一侧观察玻璃板中的像;
(3)当把蜡烛靠近玻璃板时,蜡烛在玻璃板所成像的大小将 不变 (选填“变大”“不变”或“变小”
);
(4)移去蜡烛B,在其原位置放置一块光屏,光屏上不能得到蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是 虚像 (选填“实像”或“虚像”);
(5)实验中,发现在水平桌面上无论怎样移动蜡烛B,都与蜡烛A的像无法完全重合,你认为原因可能
是 玻璃板与桌面不垂直 ;
(6)如图所示,仅将玻璃板由图中甲的位置水平向右平移至乙的位置时,蜡烛A的成像情况是 A (选填字母代号)。
A.蜡烛成像仍在B处
B.蜡烛成像在B处右侧
C.蜡烛无法通过玻璃板成像
解:(1)因为玻璃板是透明的,能在观察到A蜡烛像的同时。还可以透过玻璃清楚的看到放在后面B蜡烛,便于确定像的位置;
(2)实验时,小芳同学应在A这一侧观察蜡烛A经玻璃板所成的像;
(3)当把蜡烛靠近玻璃板时,由于像的大小与物体大小相同,蜡烛在玻璃板所成像的大小将不变;
(4)取走蜡烛B,在其所在的位置放置一光屏,光屏上不能接收到A的像,说明蜡烛A经平面镜所成的像是虚像;
(5)如果玻璃板与桌面不垂直,A蜡烛所成的像可能偏高或偏低,这样B蜡烛与A蜡烛的像就无法重合了;
(6)平面镜所成的像与物关于平面镜对称,蜡烛A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,故选A。
答案:(1)便于确定像的位置;(2)A;(3)不变;(4)虚像;(5)玻璃板与桌面不垂直;(6)A。
28.光从空气斜射入水和玻璃时都会发生折射现象,但是水和玻璃的折射情况会相同吗?为了探究这个问题,小华选择了光屏、透明玻璃砖、水槽、激光电筒等器材进行实验。他在光屏上画出互相垂直的NN′和MM′两条线段并相交于O点,如图甲所示。
(1)小华将玻璃砖的一个表面与MM′齐平放置,让激光电筒发出的光线从A点到O点入射,他看到了如图乙所示的光路(AO、OC为同一直线),你认为出现光线OC是因为 有部分光线并没有通过玻璃砖,而依旧在空气中传播 所致,鉴于本实验的目的,此时最应该记录的两条光线是 AO和OB 。
(2)接下来他要观察光从空气中进入水中的情况,他将光屏竖直放入水槽中,(使线段MM′水平)并向水槽中慢慢注水至水面与MM′齐平,入射光线应从A点向O点射入,这是为了保证 入射光线重合 ,其实本实验小华还考虑了入射光线所在一侧的 介质 相同。
(3)小华最终在光屏上记录下了如丙所示的光路图(OE为水中的折射光线)通过分析光路,你认为玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是 玻璃 。
(4)若激光以相同的入射角分别从玻璃和水中斜射入空气中,则 玻璃 射出的折射光线更远离法线。
解:
(1)光线AO到OC,光的传播路线没有改变,说明光在同一种均匀介质中传播,所以可以判断有部分光线并没有通过玻璃砖,而依旧在空气中传播。
本实验探究光的折射规律,要记录光的折射光线和入射光线,所以要记录的两条光线是AO和OB。
(2)探究光在玻璃和水的折射能力,要控制入射光线相同,还要空中A所在的介质相同,观察折射光线和折射角的变化情况,所以入射光线应从A点向O点射入,这是为了保证入射光线重合,并且介质相同。
(3)如乙丙图,当光在空气中传播时AO入射,OC传播;当光线从空气斜射入水中,AO入射,OE传播;当光线从空气斜射入玻璃中,AO入射,OB传播,比较OB偏离OC更多,所以玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是玻璃。
(4)光路是可逆的,光从空气斜射入玻璃偏折能力强,当光从玻璃斜射入空气中偏折能力也强,所以远离法线。
答案:(1)有部分光线并没有通过玻璃砖,而依旧在空气中传播;AO和OB;(2)入射光线重合;介质;(3)玻璃;(4)玻璃。
五、解答题(26题6分,27题8分,共14分)
29.阅读短文并回答下列问题:
光的全反射
一束激光从某种玻璃中射向空气(如图1所示),保持入射点不动,改变入射角(每次增加0.2°),当入射角增大到41.8°时,折射光线消失,只存在入射光线与反射光线,这种现象叫做光的全反射,发生这种现象时的入射角叫做这种物质的临界角。当入射角大于临界角时,只发生反射,不发生折射。
(1)上述玻璃的临界角是 41.8° 。
(2)折射光线消失后反射光线的亮度会增强,其原因是折射光消失后,入射光几乎全部变为 反射光 。
(3)当光从空气射向玻璃, 不会 (选填“会”或“不会”)发生光的全反射现象。
(4)一个三棱镜由上述玻璃构成,让一束光垂直于玻璃三棱镜的一个面射入(如图2所示),请在图中完成这束入射光的光路图。
解:(1)由题意可以知道,当入射角为41.8°时,折射光线消失了,所以玻璃的临界角为41.8°,
(2)当入射光线从一种介质斜射入另一种介质时,会发生折射,同时也发生反射,所以反射光线要比入射光线暗一些,而当光从小于临界角向临界角靠近,当折射光线消失后,发生了全反射,光线全变为反射光线,所以反射光线亮度增强了。
(3)光只有从水或玻璃射向空气时,才会发生全反射,所以光从空气射向玻璃,入射角增大,折射光不可能完全消失;
(4)光线从空气进入玻璃时,因是垂直照射,所以方向不变;当从玻璃中斜射入空气时,其入射角为45°大于临界角,故其发生全反射,最终要从玻璃垂直射向空气,传播方向不变,其大致路径如下图:
答案:(1)41.8;(2)反射光;(3)不会;(4)见上图。
30.阅读短文,回答下面的问题:
红外线防盗报警器
红外线防盗报警器是利用红外线工作的防盗报警装置,主要是由红外发射器、红外接收器,喇叭组成(如图),其原理是:红外发射器发出一束较强的红外线,红外接收器可接收红外线,当盗贼遮挡在红外线发射器和红外接收器间,即挡住红外线,此时红外接收器无法接收到红外线,便驱动喇叭报警,从而达到防盗的目的。
(1)喇叭发出的声音是通过 空气 传入人耳的。
(2)红外线是人眼看不见的光,具有显著的 热 效应,在真空中的传播速度为 3×108 m/s。
(3)红外线发射器发出的一束较强的红外线是沿 直线 是传播的;
(4)红外线 不能 不能(能/不能)穿透人体。
(5)红外线看不见,摸不着,你怎样说明红外发射器和接收器间是否有红外线?请简述: 用温度计测温度的变化,利用热效应 。
解:
(1)喇叭发出的声音是通过空气传入人耳的。
(2)红外线是人眼看不见的光,具有显著的热效应,在真空中的传播速度为3×108m/s。
(3)由“当盗贼遮挡在AB间,即挡住红外线,”可知红外线不会拐弯,是沿直线传播的;
(4)由“此时红外接收器无法接收到红外线,”可知如果能穿透人体,红外接收器就接收到红外线了,所以说红外线不能穿透人体;
(5)一切物体都在不停地发射红外线,也在吸收红外线,物体的温度越高,辐射的红外线就越多,所以用温度计测温度变化来证明红外线的存在;也可用红外夜视仪观察(利用红外线的热效应等)
答案:(1)空气;(2)热;3×108;(3)直线;(4)不能;(5)用温度计测温度的变化,利用热效应;
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