内容正文:
专题09 光现象
内容概览:
考点01:考察光的直线传播现象、光的反射现象、光的折射现象的辨识。
考点02:考察光学作图。
考点01:考察光的直线传播现象、光的反射现象、光的折射现象的辨识。
1.(2023·山西·中考真题)一只白鹤静立在平静的水中,在岸边可以看到白鹤的两个“影”——影子和倒影,如图所示。下列分析正确的是( )
A.白鹤的影子是由于光的直线传播形成的
B.白鹤的倒影是由于光的折射形成的
C.白鹤飞离水面时,它的倒影会变小
D.白鹤在水中的倒影是实像
2.(2021·山西·中考真题)日晷是我国古代劳动人民用来计时的一种工具。如图所示,通过观察直杆在太阳下影子的位置就可知道时间。下列现象与日晷工作原理相同的是( )
A.池水映明月 B.形影紧相依
C.潭清疑水浅 D.镜子正衣冠
3.(2019·山西·中考真题)中华文化博大精深,有些成语包含了大量的自然现象与物理规律.下列成语所描述的现象,能用光的反射解释的是
A.—叶障目 B.立竿见影 C.镜花水月 D.形影不离
4.(2012·山西·中考真题)2012年5月21日,美丽的日环食像一个金环挂在我国东南沿海的上空,如图所示.下列所述现象中与日环食的光学成因相同的是( )
A.拱桥倒影 B.海市蜃楼幻影 C.立竿见影 D.毕业合影
5.(2018·山西·中考真题)暑假小明去五台山旅游,站在清澈的湖边,望向平静的水面,看到“云在水中飘,鱼在云上游,鱼戏白塔绿树间”(如图).这些景象中距离水面最远的是( )
A.白云倒影 B.游动的鱼 C.白塔倒影 D.绿树倒影
6.(2017·山西·中考真题)下列四种情景中,属于光的反射现象的是( )
A. 墙上的“手影”
B.错位的“钢笔”
C.镜中的“我”
D.变大的“字”
7.(2021·山西·中考真题)1666年,英国物理学家 用玻璃三棱镜将太阳光分解成各种颜色的光,这种现象叫 ,从此揭开了光的颜色之谜。
8.(2023·山西·中考真题)阅读短文,回答问题。
戈壁滩上的“向日葵”
在甘肃省敦煌市西南方向约15千米的戈壁滩上有一处充满科幻感的设施(如图甲所示),这是目前全球装机容量第二的熔盐塔式产热电站。光热电站的镜场面积约140多万平方米,1万多面巨大的定日镜在计算机的精确控制下,能如同向日葵一样随着太阳位置变化而变化,使太阳光时刻都能聚集到260米高的吸热塔的吸热器上。
在北半球的正午,太阳光由南往北倾斜照射,位于吸热塔北面的定日镜,阳光的入射角极小,定日镜的面积可以全部作为有效面积反射阳光。而位于吸热塔南面的定日镜,阳光的入射角很大,反射阳光的有效面积大大缩小了。
在塔式太阳能热发电系统中,吸热器是最关键的核心部位,吸热器内部有多个平行排列的吸热管组成的管屏,它将定日镜所捕捉到的太阳光直接转化为可以高效利用的内能,将能量存储在液态熔盐中,为汽轮发电机组提供所需的热源。
(1)太阳能光热电站利用平面镜 太阳光,聚集到吸热塔上进行加热。在镜阵最外层的大圈,定日镜呈现明显的分布不对称,吸热塔南边的定日镜比北边少,原因是 。
(2)请结合图乙完成太阳能光热发电的能量转化流程图 。
(3)熔盐储热是利用高温熔化状态下的无机盐把能量储存起来,当熔盐温度 时,便可把储存的内能释放出来,可以实现24小时均有高温熔盐推动汽轮机工作,实现持续发电。
考点02:考察光现象作图。
9.(2023·山西·中考真题)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。
10.(2020·山西·中考真题)苹果受充足的阳光照射才会变红,有此部位阳光照射不到,因此苹果通常不是全红。小亮在苹果树下铺设一层银色地膜,如图甲所示。利用光的反射使苹果能接受更多的光照,大部分苹果会整个变红,甜度也会增加,这样的苹果市场价格变高,易于销售。这项小创意使他家苹果收益大幅提升。请你在图乙中画出一束太阳光经银色地膜反射至苹果的光路图。
11.(2019·山西·中考真题)如图甲所示,家用小轿车的前挡风玻璃都是斜的,这样可以保证夜间行车时,车内景物通过挡风玻璃所成的像,成在司机前面斜上方避免干扰司机视线,保证驾驶安全.请你在图乙中画出司机眼睛(B点)通过挡风玻璃看到车内装饰物(A点)的像的光路图.
( )
11.(2017·山西·中考真题)如图所示,是光线经过平面镜反射后的光路图,请你在图中适当的位置画出平面镜,并标出反射角的度数。
光现象 综合练习
10.(2024·山西长治·二模)如图所示的情境与“举杯邀明月,对影成三人”的物理原理是相同的。下列对“影”的分析正确的是( )
A.地上的“影”是光的反射形成的
B.地上的“影”是光的直线传播形成的
C.水中的“影”是光的折射形成的
D.水中的“影”是光的直线传播形成的
11.(2024·山西·模拟预测)“海市蜃楼”在我国古书《史记》、《梦溪笔谈》中都有记载,下列光现象中与“海市蜃楼”形成原理相同的是( )
A.手影 B.放大镜
C.水中倒影 D.小孔成像
12.(2024·山西晋中·三模)小明按照下图顺序自制了一个“投影灯笼”。首先,折叠剪纸,按照自己的想法剪出图案;随后,把剪好的图纸围起来,用胶带粘贴固定形状,再剪两个圆作封底和封顶;最后把灯放在其中,在黑暗中打开灯笼中的灯,就能看到投影的图案了。这个“投影灯笼”投影出美丽的图案用到的光学原理是( )
A.光沿直线传播 B.光的折射 C.光的反射 D.凸透镜成像
13.(2022·山西·一模)小明发现地下车库中的道路有个急转弯,容易发生交通事故,在没有凸面镜的情况下,使拐弯处的两辆车可以从镜子互相看见对方,消除安全隐患。请你利用所学知识帮助小明在图中的A处画出平面镜放置的合适位置。
14.(2024·山西吕梁·模拟预测)“双塔凌霄”是太原古八景之一,这两座塔也是太原现存最高的古建筑,如图甲是小明在双塔公园拍到的美景,请你在图乙中画出光从塔尖经水面反射进入人眼的光路图,其中A点表示水中“塔尖”的位置。
15.(2024·山西吕梁·三模)小红周末在科技馆看到一个全息投影的“蝴蝶”,从各个角度都能看到三维立体“蝴蝶”投影。查阅资料后发现,全息投影需要利用平面镜成像的原理。她随即动手制作了一个模型(如图甲所示),透明塑料片制成的倒金字塔放在特定光源附近,就能看到立体的“蝴蝶”投影,请在图乙中画出“蝴蝶”光源的翅膀边缘AB所成的像A'B'。
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专题09 光现象
内容概览:
考点01:考察光的直线传播现象、光的反射现象、光的折射现象的辨识。
考点02:考察光学作图。
考点01:考察光的直线传播现象、光的反射现象、光的折射现象的辨识。
1.(2023·山西·中考真题)一只白鹤静立在平静的水中,在岸边可以看到白鹤的两个“影”——影子和倒影,如图所示。下列分析正确的是( )
A.白鹤的影子是由于光的直线传播形成的
B.白鹤的倒影是由于光的折射形成的
C.白鹤飞离水面时,它的倒影会变小
D.白鹤在水中的倒影是实像
【答案】A
【知识点】影子的形成原理、用光的反射解释倒影、平面镜成像的特点和规律
【详解】A.影子的形成是光的直线传播现象,故A正确;
BD.白鹤在水中的倒影是由光的反射形成的虚像,故BD错误;
C.白鹤在水中的倒影属于平面镜成像,像和物体大小相等,白鹤的大小不变,像的大小不变,即它的倒影不变,故C错误。
故选A。
2.(2021·山西·中考真题)日晷是我国古代劳动人民用来计时的一种工具。如图所示,通过观察直杆在太阳下影子的位置就可知道时间。下列现象与日晷工作原理相同的是( )
A.池水映明月 B.形影紧相依
C.潭清疑水浅 D.镜子正衣冠
【答案】B
【知识点】从水面看向水中、平面镜成像的特点和规律、影子的形成原理
【详解】日晷是我国古代劳动人民用来计时的一种工具,通过观察直杆在太阳下影子的位置就可知道时间,这是利用了光的直线传播。
A.池水映明月是光的反射,故A不符合题意;
B.形影紧相依是光的直线传播,故B符合题意;
C.潭清疑水浅是光的折射,故C不符合题意;
D.镜子正衣冠是光的反射,故D不符合题意。
故选B。
3.(2019·山西·中考真题)中华文化博大精深,有些成语包含了大量的自然现象与物理规律.下列成语所描述的现象,能用光的反射解释的是
A.—叶障目 B.立竿见影 C.镜花水月 D.形影不离
【答案】C
【知识点】光沿直线传播的条件及现象、光的反射的概念和现象
【详解】一叶障目、立竿见影、形影不离都是光的直线传播形成的;镜花水月属于平面镜成像,是由光的反射形成的.故ABD错误,C正确.
4.(2012·山西·中考真题)2012年5月21日,美丽的日环食像一个金环挂在我国东南沿海的上空,如图所示.下列所述现象中与日环食的光学成因相同的是( )
A.拱桥倒影 B.海市蜃楼幻影 C.立竿见影 D.毕业合影
【答案】C
【知识点】照相机、海市蜃楼、用光的反射解释倒影、影子的形成原理
【详解】日环食是由于光的直线传播形成的。
A.拱桥倒影是平面镜成像,属于光的反射现象,故A不符合题意;
B.海市蜃楼幻影是光的折射现象,故B不符合题意;
C.立竿见影,影子是由于光的直线传播形成的,故C符合题意;
D.毕业合影,照相机是利用了凸透镜成像,属于光的折射现象,故D不符合题意。
故选C。
5.(2018·山西·中考真题)暑假小明去五台山旅游,站在清澈的湖边,望向平静的水面,看到“云在水中飘,鱼在云上游,鱼戏白塔绿树间”(如图).这些景象中距离水面最远的是( )
A.白云倒影 B.游动的鱼 C.白塔倒影 D.绿树倒影
【答案】A
【知识点】平面镜成像的特点和规律
【详解】分析:掌握平面镜成的像是与物体等大的虚像,知道平面镜成像是由于光的反射形成的.同时要掌握光的折射现象.我们看到水中的物体,其实看到的是物体的虚像,是由光的折射形成的.
解答:水中的云、白塔、绿树都属于平面镜成像,是由光的反射形成的与物体等大的虚像;看到水中的鱼,是由于光的折射形成的,从上面看时,会感到鱼的位置比实际位置高一些,是鱼的虚像;根据平面镜成像特点可知,物距等于像距,云到水面的距离最远,故云的像到水面的距离较大,故A正确,B错误;白塔、绿树都靠近水面,与水面的距离较小,故所成的像到水面距离较小,故CD错误.
故选A.
6.(2017·山西·中考真题)下列四种情景中,属于光的反射现象的是( )
A. 墙上的“手影”
B.错位的“钢笔”
C.镜中的“我”
D.变大的“字”
【答案】C
【知识点】放大镜的成像原理及特点、光的折射的概念和现象、平面镜成像的特点和规律、影子的形成原理
【详解】A.手影中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A不符合题意;
B.透过玻璃砖看到钢笔“错位”了是由于钢笔经玻璃砖的两次折射,属于光的折射现象,故B不符合题意;
C.镜中的“我”,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故C符合题意;
D.用放大镜看字时,字变大了,属于凸透镜成像,是由于光的折射形成的,故D不符合题意。
故选C。
7.(2021·山西·中考真题)1666年,英国物理学家 用玻璃三棱镜将太阳光分解成各种颜色的光,这种现象叫 ,从此揭开了光的颜色之谜。
【答案】 牛顿 光的色散
【知识点】光的色散原理及现象
【详解】[1]英国物理学家牛顿用玻璃三棱镜将太阳光分解成各种颜色的光。
[2] 用玻璃三棱镜将太阳光分解成各种颜色的光称为光的色散。
8.(2023·山西·中考真题)阅读短文,回答问题。
戈壁滩上的“向日葵”
在甘肃省敦煌市西南方向约15千米的戈壁滩上有一处充满科幻感的设施(如图甲所示),这是目前全球装机容量第二的熔盐塔式产热电站。光热电站的镜场面积约140多万平方米,1万多面巨大的定日镜在计算机的精确控制下,能如同向日葵一样随着太阳位置变化而变化,使太阳光时刻都能聚集到260米高的吸热塔的吸热器上。
在北半球的正午,太阳光由南往北倾斜照射,位于吸热塔北面的定日镜,阳光的入射角极小,定日镜的面积可以全部作为有效面积反射阳光。而位于吸热塔南面的定日镜,阳光的入射角很大,反射阳光的有效面积大大缩小了。
在塔式太阳能热发电系统中,吸热器是最关键的核心部位,吸热器内部有多个平行排列的吸热管组成的管屏,它将定日镜所捕捉到的太阳光直接转化为可以高效利用的内能,将能量存储在液态熔盐中,为汽轮发电机组提供所需的热源。
(1)太阳能光热电站利用平面镜 太阳光,聚集到吸热塔上进行加热。在镜阵最外层的大圈,定日镜呈现明显的分布不对称,吸热塔南边的定日镜比北边少,原因是 。
(2)请结合图乙完成太阳能光热发电的能量转化流程图 。
(3)熔盐储热是利用高温熔化状态下的无机盐把能量储存起来,当熔盐温度 时,便可把储存的内能释放出来,可以实现24小时均有高温熔盐推动汽轮机工作,实现持续发电。
【答案】 反射 南面的定日镜,阳光的入射角大,有效反射面积小 降低(或下降)
【知识点】光的反射的概念、能量的转化、发电机的构造和工作原理
【详解】(1)[1]由短文中“在北半球的正午,太阳光由南往北倾斜照射,位于吸热塔北面的定日镜,阳光的入射角极小,定日镜的面积可以全部作为有效面积反射阳光。”说明太阳能光热电站利用平面镜反射太阳光。
[2]在镜阵最外层的大圈,定日镜呈现明显的分布不对称,吸热塔南边的定日镜比北边少是因为吸热塔南面的定日镜,阳光的入射角很大,反射阳光的有效面积缩小了。
(2)[3]吸热器内部有多个平行排列的吸热管组成的管屏,它将定日镜所捕捉到的太阳光直接转化为可以高效利用的内能,即吸热管把太阳能转化为内能存储在液态熔盐中,又转化为汽轮发电机组的机械能推动汽轮发电机组转动,发电机组又把机械能转化为电能,故太阳能光热发电的能量转化流程图是太阳能→内能→机械能→电能。
(3)[4]熔盐储热是利用高温熔化状态下的无机盐把能量储存起来,要把储存的内能释放出来,即放热,故熔盐要发生凝固,凝固过程温度下降。
考点02:考察光现象作图。
9.(2023·山西·中考真题)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。
【答案】
【知识点】作光的反射光路图、根据平面镜成像特点作光路图
【详解】由题意知,是蜻蜓在水中的像,此时的水面相当于平面镜。连接与眼睛的直线,直线与水面的交点为入射点,入射点到眼睛的线为反射光线,过作水面的垂线,据平面镜的成像特点:像与物到镜面的距离相等,作出A点,即蜻蜓所在的位置,连接入射点与A点,这条线即为入射光线,作图如下:
10.(2020·山西·中考真题)苹果受充足的阳光照射才会变红,有此部位阳光照射不到,因此苹果通常不是全红。小亮在苹果树下铺设一层银色地膜,如图甲所示。利用光的反射使苹果能接受更多的光照,大部分苹果会整个变红,甜度也会增加,这样的苹果市场价格变高,易于销售。这项小创意使他家苹果收益大幅提升。请你在图乙中画出一束太阳光经银色地膜反射至苹果的光路图。
【答案】
【知识点】根据平面镜成像特点作光路图
【详解】过地膜面作出太阳的对称点,连接与地膜面的交点为入射点,连接得到入射光线,为反射光线,如下图所示。
11.(2019·山西·中考真题)如图甲所示,家用小轿车的前挡风玻璃都是斜的,这样可以保证夜间行车时,车内景物通过挡风玻璃所成的像,成在司机前面斜上方避免干扰司机视线,保证驾驶安全.请你在图乙中画出司机眼睛(B点)通过挡风玻璃看到车内装饰物(A点)的像的光路图.
( )
【答案】
【知识点】平面镜成像及其作图
【详解】作出车内装饰物(A点)关于平面镜的对称点A′,即为像点,连接A′B交平面镜于点O,连接AO画出入射光线,沿OB画出反射光线,如图所示:
11.(2017·山西·中考真题)如图所示,是光线经过平面镜反射后的光路图,请你在图中适当的位置画出平面镜,并标出反射角的度数。
【答案】
【知识点】作光的反射光路图
【详解】由光的反射定律可知,反射角等于入射角,所以先作出反射光线与入射光线夹角的平分线,即为法线;然后再过入射点作法线的垂线即为平面镜;图中反射光线与入射光线垂直,所以反射角等于入射角等于45°。如图所示
光现象 综合练习
10.(2024·山西长治·二模)如图所示的情境与“举杯邀明月,对影成三人”的物理原理是相同的。下列对“影”的分析正确的是( )
A.地上的“影”是光的反射形成的
B.地上的“影”是光的直线传播形成的
C.水中的“影”是光的折射形成的
D.水中的“影”是光的直线传播形成的
【答案】B
【知识点】影子的形成原理、平面镜成像的特点和规律
【详解】AB.“地面上的影子”是光沿直线传播被物体遮挡,在地面形成的黑影,所以是光的直线传播形成的,故A错误,B正确;
CD.水中的“影”是平面镜成像现象,是光的反射形成的,故CD错误。
故选B。
11.(2024·山西·模拟预测)“海市蜃楼”在我国古书《史记》、《梦溪笔谈》中都有记载,下列光现象中与“海市蜃楼”形成原理相同的是( )
A.手影 B.放大镜
C.水中倒影 D.小孔成像
【答案】B
【知识点】影子的形成原理、小孔成像、用光的反射解释倒影、放大镜的成像原理及特点
【详解】“海市蜃楼”是由光的折射形成的虚像;
A.手影是由光沿直线传播形成的影子,故A不符合题意;
B.放大镜由凸透镜折射形成的放大的虚像,故B符合题意;
C.水中倒影,类似于平面镜成像,由光的反射形成的,故C不符合题意;
D.小孔成像,是由光沿直线传播形成的实像,故D不符合题意。
故选B。
12.(2024·山西晋中·三模)小明按照下图顺序自制了一个“投影灯笼”。首先,折叠剪纸,按照自己的想法剪出图案;随后,把剪好的图纸围起来,用胶带粘贴固定形状,再剪两个圆作封底和封顶;最后把灯放在其中,在黑暗中打开灯笼中的灯,就能看到投影的图案了。这个“投影灯笼”投影出美丽的图案用到的光学原理是( )
A.光沿直线传播 B.光的折射 C.光的反射 D.凸透镜成像
【答案】A
【知识点】影子的形成原理、光的反射的概念、光的折射的概念和现象、投影仪
【详解】“投影灯笼”主要是利用光源投射光线,通过剪纸或图案的遮挡,形成投影效果。当灯笼被点亮时,光源发出的光线会穿过灯笼上的图案,形成特定的光影效果,投射到周围的墙面上或其他物体上,其用到的光学原理是光沿直线传播,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
13.(2022·山西·一模)小明发现地下车库中的道路有个急转弯,容易发生交通事故,在没有凸面镜的情况下,使拐弯处的两辆车可以从镜子互相看见对方,消除安全隐患。请你利用所学知识帮助小明在图中的A处画出平面镜放置的合适位置。
【答案】
【知识点】作光的反射光路图
【详解】使拐弯处的两辆车可以从镜子互相看见对方,则必须是两辆车发出或反射的光线射入双方司机的眼睛,然后作出入射光线和反射光线的夹角平分线,在过A点垂直于法线画出平面镜,如图所示:
14.(2024·山西吕梁·模拟预测)“双塔凌霄”是太原古八景之一,这两座塔也是太原现存最高的古建筑,如图甲是小明在双塔公园拍到的美景,请你在图乙中画出光从塔尖经水面反射进入人眼的光路图,其中A点表示水中“塔尖”的位置。
【答案】
【知识点】用光的反射解释倒影、根据平面镜成像特点作光路图
【详解】由题可知,A的位置是塔尖通过水面所成的像,像与物体关于镜面对称,据此画出塔尖的位置A',连接人的眼睛和A,据此作出反射光线,如图所示:
15.(2024·山西吕梁·三模)小红周末在科技馆看到一个全息投影的“蝴蝶”,从各个角度都能看到三维立体“蝴蝶”投影。查阅资料后发现,全息投影需要利用平面镜成像的原理。她随即动手制作了一个模型(如图甲所示),透明塑料片制成的倒金字塔放在特定光源附近,就能看到立体的“蝴蝶”投影,请在图乙中画出“蝴蝶”光源的翅膀边缘AB所成的像A'B'。
【答案】
【知识点】根据平面镜成像特点作光路图
【详解】平面镜成像中,像与物关于镜面对称,像与物到平面镜的距离相等,像与物的连线与平面镜垂直,所成的像为虚像。所以作出AB关于平面镜的对称像A'B',标出垂直符号和等距符号,作图如下
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