第4讲 光现象（竞赛精练）-2024-2025学年物理竞赛能力培优精练（八年级上）

光现象 全国初中物理竞赛试题精编 一、单选题 1．（2022九年级下·福建三明·竞赛）日晷是我国古代劳动人民用来计时的一种工具（如图），下列诗句中描述的现象与日晷的工作原理相同的是（　　） A．形影紧相依 B．池水映明月 C．潭清疑水浅 D．镜子正衣冠 2．（2007九年级·上海·竞赛）用转动八面镜法可以测光速，实验装置示意图如图所示。S为发光点，T为望远镜，平面镜O与凹面镜B构成了反射系统。八面镜M距反射系统的距离为L（L可长达几十千米），且远大于以及S和T到八面镜的距离。调整八面镜的位置直到通过望远镜能看到发光点S，然后使八面镜转动起来，并缓慢增大其转速（1秒内转过的圈数），当转速达到时，恰能在望远镜中再一次看见发光点S，由此得到光速c的表达式是（　　） A． B． C． D． 3．（2007九年级·上海·竞赛）某同学在观看平静的湖水里慢慢游动的鱼，同时他还看到湖面上映出了岸旁的大楼，他看到的鱼和大楼是（　　） A．大楼是像，鱼是实物 B．大楼是虚像，鱼是实像 C．大楼和鱼都是虚像 D．大楼和鱼都是实像 4．（2007九年级·上海·竞赛）如图所示，两平面镜镜面夹角为α（锐角），点光源S位于两平面镜之间，在S发出的所有光线中（　　） A．只有一条光线经镜面两次反射后经过S点 B．只有两条光线经镜面两次反射后经过S点 C．有两条以上的光线经镜面两次反射后经过S点 D．以上情况由S所处的位置决定 5．（24-25八年级上·江苏无锡·阶段练习）如图所示，入射光线与平面镜成30°角，则（　　） A．入射角是30° B．反射光线与镜面的夹角是60° C．入射角增大5°，反射角增大10° D．入射光线不变，平面镜顺时针转过15°，此时反射角是75° 6．（23-24八年级上·广东梅州·阶段练习）学校新建成一个喷水池，在池底的中央安装一只射灯。经过连续几天观察，晓霞同学发现：池内无水时，在S点形成一个亮斑，如图所示；池内水面升至位置时，她在池旁看到亮斑的位置在点；水面升至位置时，她看到亮斑的位置在点。则，她在池旁看到亮斑的位置在P点；水面升至b位置时（　　） A．P点、Q点都在S点的下方 B．P点、Q点都在S点的上方 C．P点在S点的下方，Q点在S点的上方 D．Q点在S点的下方，P点在S点的上方 7．（2023九年级下·湖南永州·竞赛）如图所示，一束光在空气和玻璃两种介质的界面上同时发生反射和折射，下列说法正确的是（　　） A．入射角为60° B．EF为界面，上方为空气 C．MN为界面，左侧为空气 D．光线CO为入射光线 二、多选题 8．（2023九年级下·湖南岳阳·竞赛）有一个点光源S，放在平面镜MN前，若镜MN不动，光源S以速度2m/s沿与镜面成60°角的方向向右匀速直线运动，如图所示，则光源S在镜中的像S1将（　　） A．以速度2m/s斜向左下运动 B．以速度4m/s沿SO直线方向向右平移 C．以速度2m/s沿垂直于SO方向向下平移 D．在S上看到的像沿S1S方向以速度向S靠近 9．（24-25八年级上·辽宁阜新·阶段练习）2024-9-26，我校运动会上，百米赛跑时，起跑处的发令员站在一个黑色圆屏前举枪发令，终点处的计时员应在看到发令枪的白烟而不是听到枪声后开始计时。下面不是这么做的原因有（　　） A．发令时先有烟后有声，运动员是看到烟起跑的 B．光的传播不需要时间，而声的传播却需要时间 C．声速较小，计时员不容易听清枪声 D．光速很大，它通过100米的时间可以忽略不计 10．（23-24八年级上·山东聊城·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55°角射向平静的液面，下列说法正确的是（　　） A．入射角为55° B．当液面上升时，光点P的位置不变 C．当液面下降时，光点P将向右移动 D．光源S不动，增大激光与水平液面夹角，光点P将向左移动 三、填空题 11．（2022九年级下·福建三明·竞赛）我校新建喷水池，在池底的中央安装了一只射灯，池内无水时，在S点形成一光斑，如图所示，水面升至a位置时，站在池旁的人看到光斑的位置在P点，人看到的亮斑的位置在Q点，则P点在S点的 （选填“上方”或“下方”），Q点在S点的 （选填“上方”或“下方”）。 四、实验题 13．（2023九年级下·湖南湘西·竞赛）小丽利用如图所示的实验装置探究平面镜成像的特点。请按要求回答下列问题： (1)实验采用透明薄玻璃板代替平面镜做实验，目的是 ； (2)在玻璃板前点燃蜡烛A，可以看到蜡烛A在玻璃板后面的像，取另一支蜡烛B在玻璃板后面移动，从不同角度看上去它跟蜡烛A的像重合，说明平面镜所成的像与物体 。 (3)若将一张白纸放在像所在的位置，则小娴不能在白纸上看到蜡烛A的像，说明平面镜所成的像是 像。 14．（24-25八年级上·江苏南京·阶段练习）如下图（a）所示是“探究光的反射定律”的实验装置。白板安装在底座上，可绕水平直径MN偏转：平面镜固定在水平底座上。用激光笔作光源，让其发出的激光束始终沿白板斜射到平面镜的中心点O。 （1）为了寻找反射光与入射光构成的平面究竟在哪里，让白板绕着MN偏转，设法使白板上呈现入射光和 的径迹，如图b所示，此时还观察到 ，从而说明 在同一平面内； （2）实验中选择自带量角器的白板，其目的是 ； （3）如下图甲所示，另一组同学把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张可以绕ON翻折的纸板ABCD竖直地立在平面镜上，也对“光的反射定律”进行了探究； （4）如上图甲所示，入射光线EO和反射光线OF已经呈现在纸板上，此时让另一束光沿FO方向射向平面镜，反射光沿OE方向射出，该实验现象说明 ； （5）如上图乙所示，在图甲的基础上，将纸板右侧部分绕ON向后翻折，在右侧纸板ONBC上观察不到反射光线，此时反射光线 （选填“消失”或“存在”）； （6）如上图丙所示，将入射光EO连同纸板一起以ON为轴旋转一定角度；图丁中入射光EO连同纸板一起以CD为轴向后旋转一定角度。以上甲、乙、丙、丁四幅图中，纸板上仍可以看到反射光线的有 ，入射角的大小未改变的有 ，法线位置未改变的有 。（填“甲”“乙”“丙”“丁”） 15．（24-25八年级上·江苏苏州·阶段练习）如图甲所示，用易拉罐制作的简易针孔照相机，做小孔成像实验。 (1)利用针孔照相机观察蜡烛的成像时，孔对着 （选填“蜡烛”或“眼睛”），可观察所成的像，像的性质为 （选填“倒立的实像”或“正立的虚像”）； (2)将蜡烛靠近针孔照相机少许，蜡烛的像将 （选填“变大”“变小”或“不变”）； (3)正午时，小华在地面上铺一张白纸，将刻有边长为1cm的小孔的纸板正对着太阳，保持纸板与白纸的距离为30cm，观察白纸上的光斑。为了研究小孔大小对成像的影响，小明又设计了四种有不同形状孔的卡片甲，并用另一张卡片乙覆盖在甲上。如乙图所示。接着，从图示位置沿箭头方向水平移动乙，改变孔的大小，观察光斑形状的变化情况，能满足实验要求的 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）理由是： ； (4)①将纸板正对着太阳，保持纸板与地面距离不变，刚开始时，白纸上光斑大小将 （选填“变大”、“不变”或“变小”），光斑亮度 （选填“增强”、“不变”或“减弱”）； ②当小孔足够小时，此时光斑形状是圆形，继续移动覆盖的卡片，减小通光孔的大小，白纸上光斑大小将 （选填“变大”、“不变”或“变小”），光斑亮度 （选填“增强”、“不变”或“减弱”）； ③同学制作了一个挖空的硬纸板如图孔1孔2所示，两个正方形小孔的边长分别是1mm和5mm，他将纸板正对着太阳，调节纸板离地面的距离观察地面上的光斑，如图丙所示三个选项中光斑的大小和形状一定不会出现的是 （填字母）。 16．（24-25八年级上·江苏苏州·阶段练习）如图甲所示，是小明在水平桌面上探究“平面镜成像的特点”时的实验装置。 (1)用透明玻璃板代替平面镜进行实验的目的是便于确定 。为了能看到更清晰的像，应选择在较 （选填“明亮”或“暗”）的环境中做实验； (2)在如图乙所示的玻璃板前放一支点燃的蜡烛A，可以看到玻璃板后面出现蜡烛A的像。拿大小完全相同、未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动，由于平面镜成的是 （虚/实）像，所以人眼要一直在玻璃板 （选填“前面”或“后面”）观察，发现无法让B与A的像完全重合，原因是没有将玻璃板 放置。此时的蜡烛A的像在蜡烛B的 方（选填“上”或“下”）； (3)该实验用到了等效替代法，在探究像与物到镜面的关系时，是用 等效替代了 （两空均选填“蜡烛A”、“蜡烛B”、“蜡烛A的像”、“蜡烛B的像”）； (4)图丙是他们经过三次实验后，在白纸上记录的像与物对应点的位置。他们把白纸沿着中间直线对折，发现物点和对应的像点刚好重合，得出像和物关于平面镜 ； (5)实验中，若玻璃板较厚，可能看到点燃的蜡烛通过玻璃板成两个像，则其中距离观察者较远的像较 （选填“亮”或“暗”）； (6)如丁图利用平面镜可以把微小形变“放大”，在箭头所指处用力向下压桌面，使桌面发生形变时，光点就会在刻度尺上出现明显的移动，在图中，刻度尺上光点将会向 （“上”、“下”）移动，这种实验方法是 。 五、综合题 17．（2007九年级·上海·竞赛）已知鱼缸里只有一条金鱼，某同学从鱼缸的一角（∠C的平分线方向）观察，却看到了如图所示的景象。 (1)为了方便说明产生上述景象的原因，请你针对图抽象出便于解决问题的物理模型（用图表示）。 (2)金鱼的实际位置大约是在A处、B处或是在∠C的角平分线上? (3)利用你所抽象出的物理模型，用简单的光路图说明上述景象的成因（可用文字加以补充说明）。 18．（23-24八年级上·新疆·期末）光使我们的世界色彩斑斓。 （1）如图所示，雾炮车利用大型鼓风机向空中喷射水雾，吸附空气中的PM2.5，若天气晴好，望向水雾可能会看到美丽的“彩虹”，这是光的 （选填“反射”或“色散”）现象，此现象说明白光是 光；2014年诺贝尔物理学奖颁给了“高亮度蓝色发光二极管”的三位发明者。在此前，红色 色发光二极管已经面世，但直到发明了蓝色发光二极管后，利用发光二极管才能产生白色光源。 （2）小明在房间中安装了一块太阳能电池板给家里供电。当太阳在电池板后方时，利用一块平面镜将太阳光反射到太阳能电池板上。若某时刻太阳光与平面镜的夹角为60°（如图），一束阳光经镜面反射后照射到电池板上P点，入射角的大小为 度；若镜面竖直上移，则反射角 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；若镜面水平左移，该束光线将照到P点的 （选填“上方”或“下方”）。 （3）如图甲为手机防窥膜结构图，采用了超细百叶窗光学技术。贴在手机屏幕上的效果如图乙所示，其原理类似百叶窗，只能透过一定角度的光线，结构简图如图丙。两侧之所以看不清屏幕内容，是由于光的 现象；此防窥膜贴在手机屏幕上， （选填“能”或“不能”）防止上方的窥视；为了让防窥效果更好（可视范围减小），可以适当地 （选填“增大”或减小”）超细百叶窗的间距。 六、计算题 19．（21-22八年级下·湖南长沙·阶段练习）（1）如图所示是迈克尔逊用转动八面镜法测光速的实验示意图，图中P可旋转的八面镜，S为发光点，T是望远镜，平面镜O与凹面镜B构成了反射系统。八面镜距反射系统的距离为AB＝L（L可长达几十千米），且远大于OB以及S和T到八面镜的距离。现使八面镜转动起来，并缓慢增大其转速，当每秒转动次（圈）数达到n0时，恰能在望远镜中第一次看见发光点S，由此迈克尔逊测出光速c。请写出测量光速的表达式； （2）一车厢以速度v在水平地面上行驶，车厢底部有一光源，发出一光信号，射到车顶。已知在车厢里的观察者测量到这一过程所用的时间为Δt0，如图（a）所示。另外一个观察者站在地面，他测量到的这一过程所用的时间为Δt，如图（b）所示。研究表明不论观察者是站在车厢里还是在地面上，车厢的高度乙都是不变的，光在车厢里和地面上传播的速度都是c，试判断Δt0和Δt哪一个更大一些，从中可以得出什么结论。 20．（17-18八年级·吉林长春·期末）1969 年，人类第一次登上月球，并在上面放置了一套由两个平面镜组合而成的反射装置如图所示， 从地球向月球发射一束激光，经反射后逆着原入射方向返回，请问： (1)这两平面镜的夹角为多少度？ (2)若激光从发射到接受所用时间约为 2.56s，光传播的速度约为 3×108m/s，由此可计算出地球和月球之间的距离约为多少米？ 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 光现象 全国初中物理竞赛试题精编 一、单选题 1．（2022九年级下·福建三明·竞赛）日晷是我国古代劳动人民用来计时的一种工具（如图），下列诗句中描述的现象与日晷的工作原理相同的是（　　） A．形影紧相依 B．池水映明月 C．潭清疑水浅 D．镜子正衣冠 【答案】A 【难度】0.85 【知识点】光的折射的概念和现象、用光的反射解释倒影、影子的形成原理 【详解】日晷的工作原理是光沿直线传播。 A．形影紧相依是由于光的直线传播形成的，故A符合题意； B．池水映明月是由于光的反射形成的，故B不符合题意； C．潭清疑水浅是由于光的折射形成的。故C不符合题意； D．镜子正衣冠由于光的反射形成的，故D不符合题意。 故选A。 2．（2007九年级·上海·竞赛）用转动八面镜法可以测光速，实验装置示意图如图所示。S为发光点，T为望远镜，平面镜O与凹面镜B构成了反射系统。八面镜M距反射系统的距离为L（L可长达几十千米），且远大于以及S和T到八面镜的距离。调整八面镜的位置直到通过望远镜能看到发光点S，然后使八面镜转动起来，并缓慢增大其转速（1秒内转过的圈数），当转速达到时，恰能在望远镜中再一次看见发光点S，由此得到光速c的表达式是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【难度】0.4 【知识点】光的反射的概念、计算物体运动的速度 【详解】从A点开始经一系列的反射再到达望远镜所通过的距离s=2L，由于八面镜M从现在位置到下次再出现如图形状的状态时需要转八分之一圈。则当转速达到n0时，恰能在望远镜中再一次看见发光点S，所以光从A点开始经一系列的反射再到达望远镜所用的时间为 光速的表达式是 故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 3．（2007九年级·上海·竞赛）某同学在观看平静的湖水里慢慢游动的鱼，同时他还看到湖面上映出了岸旁的大楼，他看到的鱼和大楼是（　　） A．大楼是像，鱼是实物 B．大楼是虚像，鱼是实像 C．大楼和鱼都是虚像 D．大楼和鱼都是实像 【答案】C 【难度】0.65 【知识点】光的折射规律的应用、用光的反射解释倒影 【详解】人看到湖面上映出了岸旁的大楼，是平面镜成的虚像；人看到水中的鱼，是鱼反射的光线经水面进入空气时发生折射，折射角大于入射角，折射光线到达人眼形成的虚像，可见人看到的鱼和大楼都是虚像，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 4．（2007九年级·上海·竞赛）如图所示，两平面镜镜面夹角为α（锐角），点光源S位于两平面镜之间，在S发出的所有光线中（　　） A．只有一条光线经镜面两次反射后经过S点 B．只有两条光线经镜面两次反射后经过S点 C．有两条以上的光线经镜面两次反射后经过S点 D．以上情况由S所处的位置决定 【答案】B 【难度】0.4 【知识点】根据平面镜成像特点作光路图、作光的反射光路图 【详解】分别作光源S在两个平面镜中的像点S1，S2，连接S1、S2，分别于两个平面镜相交与两点A、B，即为入射点或反射点，连接SA、SB、AB，则只有SA、SB这两条光线经镜面两次反射后经过S点，如图所示： 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 5．（24-25八年级上·江苏无锡·阶段练习）如图所示，入射光线与平面镜成30°角，则（　　） A．入射角是30° B．反射光线与镜面的夹角是60° C．入射角增大5°，反射角增大10° D．入射光线不变，平面镜顺时针转过15°，此时反射角是75° 【答案】D 【难度】0.4 【知识点】入射角、反射角的相关计算、反射光随入射光的变化、反射光随镜面转动的变化 【详解】A．入射角为入射光线与法线的夹角，应为60度，说法错误，故A不符合题意。 B．根据反射定律，两角相等，那么光线与镜面的夹角也相等，反射光线与镜面的夹角也应等于30度。故B不符合题意。 C．因为反射角等于入射角，入射角增大5度，反射角也应增大5度，说法错误，故C不符合题意。 D．入射光线不变，平面镜顺时针旋转15度，则入射光线与平面镜的夹角减小为15度，则入射角增加至75度，此时反射角也为75度，说法正确，故D符合题意。 故选 D。 6．（23-24八年级上·广东梅州·阶段练习）学校新建成一个喷水池，在池底的中央安装一只射灯。经过连续几天观察，晓霞同学发现：池内无水时，在S点形成一个亮斑，如图所示；池内水面升至位置时，她在池旁看到亮斑的位置在点；水面升至位置时，她看到亮斑的位置在点。则，她在池旁看到亮斑的位置在P点；水面升至b位置时（　　） A．P点、Q点都在S点的下方 B．P点、Q点都在S点的上方 C．P点在S点的下方，Q点在S点的上方 D．Q点在S点的下方，P点在S点的上方 【答案】C 【难度】0.4 【知识点】光的折射规律的应用、从水面看向水中 【详解】往池内注水，水面升至a位置时，根据折射定律可知，光从水中斜射入空气中，折射角大于入射角，所以P点在S点的下方，如下图所示： 水面上升至b位置时，光线先在水池壁反射，反射光从水中斜射入空气中，根据折射定律可知，光从水中斜射入空气中，折射角大于入射角，所以逆着折射光线可知，Q点在S点的上方，如下图所示： 通过画图可知，P点在S点的下方，Q点在S点的上方，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 7．（2023九年级下·湖南永州·竞赛）如图所示，一束光在空气和玻璃两种介质的界面上同时发生反射和折射，下列说法正确的是（　　） A．入射角为60° B．EF为界面，上方为空气 C．MN为界面，左侧为空气 D．光线CO为入射光线 【答案】C 【难度】0.4 【知识点】不同介质入射角、反射角与折射角的大小关系、光的折射规律的应用、光的反射定律 【详解】ABD．由图可知，因为∠BON=60°，所以 ∠AOF=∠BOF=30° 在光的反射现象中，反射角等于入射角，则可知EF为法线，入射光线为AO，入射角为 ∠AOF=30° 故ABD错误； C．折射光线和入射光线分别位于法线两侧，则OC一定为折射光线，OB为反射光线，折射角为 ∠COE=60° 此时的折射角大于入射角，所以MN的左侧为空气，故C正确。 故选C。 二、多选题 8．（2023九年级下·湖南岳阳·竞赛）有一个点光源S，放在平面镜MN前，若镜MN不动，光源S以速度2m/s沿与镜面成60°角的方向向右匀速直线运动，如图所示，则光源S在镜中的像S1将（　　） A．以速度2m/s斜向左下运动 B．以速度4m/s沿SO直线方向向右平移 C．以速度2m/s沿垂直于SO方向向下平移 D．在S上看到的像沿S1S方向以速度向S靠近 【答案】AD 【难度】0.65 【知识点】平面镜成像的特点和规律 【详解】ABC．根据平面镜成像规律作图如下： 由图可知，光源S在的像S1与S关于平面镜对称，因此像S1的运动轨迹为DB，且速度与光源S的速度相同，即以速度2m/s斜向左下运动，故A符合题意，BC不符合题意； D．由几何定理知，30度角所对的直角边是斜边的一半，假设S点到平面镜的长AB＝2，利用勾股定理可求出S点到平面镜的垂直距离AC＝。因为光源S以速度2m/s沿与镜面成60°角的方向向右匀速直线运动，所以发光点S接近镜面的速度为，而像点接近镜面的速度也是，所以S与像点接近的速度是，故D符合题意。 故选AD。 9．（24-25八年级上·辽宁阜新·阶段练习）2024-9-26，我校运动会上，百米赛跑时，起跑处的发令员站在一个黑色圆屏前举枪发令，终点处的计时员应在看到发令枪的白烟而不是听到枪声后开始计时。下面不是这么做的原因有（　　） A．发令时先有烟后有声，运动员是看到烟起跑的 B．光的传播不需要时间，而声的传播却需要时间 C．声速较小，计时员不容易听清枪声 D．光速很大，它通过100米的时间可以忽略不计 【答案】AC 【难度】0.4 【知识点】辨析光速与声速的不同以及在生活中的应用 【详解】A．发令时烟和声音同时发生，运动员是听到声音开始起跑的，故A符合题意； B．因为光速很大，光传播需要时间很短，可以忽略不计，而声的传播却需要较长的时间，不能忽略不计，声音需要一段时间才能传到计时员的耳朵中，如果听到枪声再计时，计时员的记录时间就会比真实时间短，这也是终点处的计时员应在看到发令枪的白烟而不是听到枪声后开始计时的原因，故B不符合题意； C．发令枪响后，因为声速较小，所以声音需要一段时间才能传到计时员的耳朵中，如果听到枪声再计时，计时员的记录时间就会比真实时间短，所以要看到发令枪的白烟开始计时，而不是因为计时员不容易听清枪声的缘故，故C符合题意； D．因为光速很大，光传播100m需要时间很短，可以忽略不计。所以看烟计时误差小，这也是终点处的计时员应在看到发令枪的白烟而不是听到枪声后开始计时的原因，故D不符合题意。 故选AC。 10．（23-24八年级上·山东聊城·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55°角射向平静的液面，下列说法正确的是（　　） A．入射角为55° B．当液面上升时，光点P的位置不变 C．当液面下降时，光点P将向右移动 D．光源S不动，增大激光与水平液面夹角，光点P将向左移动 【答案】CD 【难度】0.4 【知识点】入射角、反射角的相关计算、反射光随入射光的变化 【详解】A．入射角是入射光线与法线的夹角，依题意得 故A错误； B．当液面上升时，反射光线与原来的入射光线平行，光点P'将向左移动，如图所示： 故B错误； C．当液面下降时，反射光线与原来的入射光线平行，光点P'将向右移动，如图所示： 故C正确； D．光源S不动，增大激光与水平液面夹角，入射角减小，由下图得，光点P将向左移动，故D正确。 故选CD。 三、填空题 11．（2022九年级下·福建三明·竞赛）我校新建喷水池，在池底的中央安装了一只射灯，池内无水时，在S点形成一光斑，如图所示，水面升至a位置时，站在池旁的人看到光斑的位置在P点，人看到的亮斑的位置在Q点，则P点在S点的 （选填“上方”或“下方”），Q点在S点的 （选填“上方”或“下方”）。 【答案】 下方 上方 【难度】0.65 【知识点】从水面看向水中、光的反射定律 【详解】[1]往池内注水，水面升至a位置时，发生折射，根据折射定律，P点如下图所示： 通过画图可知，P点在S点的下方。 [2]水面上升至b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，Q点如下图所示： 通过画图可知：Q点在S点的上方。 12．（2024九年级下·安徽宣城·竞赛）渔民叉鱼时要瞄准鱼的下方，这是因为水中的鱼反射的光在水面发生折射，折射角 入射角（填“大于”、“小于”或“等于”），人逆着折射光线看到水中鱼变 （填“深”或“浅”）的虚像。 【答案】 大于 浅 【难度】0.65 【知识点】从水面看向水中、作出光在空气和介质中传播的光路图 【详解】[1][2]水中的鱼反射的光在水面发生折射时，因为光由水中斜射入空气中，则折射角大于入射角。人逆着折射光线看到水中的鱼，看到的是靠上（变浅）的虚像。 四、实验题 13．（2023九年级下·湖南湘西·竞赛）小丽利用如图所示的实验装置探究平面镜成像的特点。请按要求回答下列问题： (1)实验采用透明薄玻璃板代替平面镜做实验，目的是 ； (2)在玻璃板前点燃蜡烛A，可以看到蜡烛A在玻璃板后面的像，取另一支蜡烛B在玻璃板后面移动，从不同角度看上去它跟蜡烛A的像重合，说明平面镜所成的像与物体 。 (3)若将一张白纸放在像所在的位置，则小娴不能在白纸上看到蜡烛A的像，说明平面镜所成的像是 像。 【答案】(1)便于确定像的位置 (2)大小相等 (3)虚 【难度】0.85 【知识点】探究平面镜成像特点实验中的装置及作用、探究平面镜成像特点的实验操作过程 【详解】（1）用玻璃板代替平面镜，在玻璃板前面既能看到A的像，又能看到玻璃板后面的蜡烛B，便于确定像的位置。 （2）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B竖直在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的前侧（A侧）观察，直至它与蜡烛A的像完全重合，这种确定像与物大小关系的方法是等效替代法；从不同角度看上去它跟蜡烛A的像重合，说明像物到镜面距离相等，像大小跟物体的大小相等。 （3）因为用白纸放在像所在的位置时，在白纸上没承接到有蜡烛的像，说明平面镜成的像是虚像。 14．（24-25八年级上·江苏南京·阶段练习）如下图（a）所示是“探究光的反射定律”的实验装置。白板安装在底座上，可绕水平直径MN偏转：平面镜固定在水平底座上。用激光笔作光源，让其发出的激光束始终沿白板斜射到平面镜的中心点O。 （1）为了寻找反射光与入射光构成的平面究竟在哪里，让白板绕着MN偏转，设法使白板上呈现入射光和 的径迹，如图b所示，此时还观察到 ，从而说明 在同一平面内； （2）实验中选择自带量角器的白板，其目的是 ； （3）如下图甲所示，另一组同学把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张可以绕ON翻折的纸板ABCD竖直地立在平面镜上，也对“光的反射定律”进行了探究； （4）如上图甲所示，入射光线EO和反射光线OF已经呈现在纸板上，此时让另一束光沿FO方向射向平面镜，反射光沿OE方向射出，该实验现象说明 ； （5）如上图乙所示，在图甲的基础上，将纸板右侧部分绕ON向后翻折，在右侧纸板ONBC上观察不到反射光线，此时反射光线 （选填“消失”或“存在”）； （6）如上图丙所示，将入射光EO连同纸板一起以ON为轴旋转一定角度；图丁中入射光EO连同纸板一起以CD为轴向后旋转一定角度。以上甲、乙、丙、丁四幅图中，纸板上仍可以看到反射光线的有 ，入射角的大小未改变的有 ，法线位置未改变的有 。（填“甲”“乙”“丙”“丁”） 【答案】 反射光 反射光消失 反射光线、入射光线和法线 测量反射角和入射角的大小 光路可逆 存在 甲、丙 甲、乙、丙 甲、乙、丙、丁 【难度】0.4 【知识点】探究光的反射定律实验装置和实验操作 【详解】（1）[1][2][3]让白板绕着MN偏转，让光束沿着白板射向镜面，设法使白板上呈现入射光和反射光线的径迹。 由图b所示知道，此时还观察到入射光和反射光线，说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。 （2）[4]实验中选择自带量角器的白板，这样可以直接测量反射角和入射角的大小。 （4）[5]当光贴着纸板沿FO射到O点，反射光将沿图中的OE方向射出，说明光在反射时，光路是可逆的。 （5）[6]光在反射时，反射光线、入射光线、法线在同一平面内，所以将纸板面绕轴ON向后折，此时反射光线没有随纸板向后折转，故在NOF面上看不到反射光线，反射光线仍然在原来位置，即反射光线仍然存在。 （6）[7]根据题意知道，甲图中入射光线EO和反射光线OF已经呈现在纸板上；图乙中将纸板右侧部分绕ON向后翻折，在右侧纸板ONBC上观察不到反射光线；将入射光EO连同纸板一起以ON为轴旋转一定角度，反射光线依然会出现在ONBC上；图丁中入射光EO连同纸板一起以CD为轴向后旋转一定角度，这样纸板已经不与镜面垂直，所以，无法看到反射光线。 [8][9]由图知道，入射角的大小未改变的有甲、乙、丙，法线位置未改变的有甲、乙、丙、丁。 15．（24-25八年级上·江苏苏州·阶段练习）如图甲所示，用易拉罐制作的简易针孔照相机，做小孔成像实验。 (1)利用针孔照相机观察蜡烛的成像时，孔对着 （选填“蜡烛”或“眼睛”），可观察所成的像，像的性质为 （选填“倒立的实像”或“正立的虚像”）； (2)将蜡烛靠近针孔照相机少许，蜡烛的像将 （选填“变大”“变小”或“不变”）； (3)正午时，小华在地面上铺一张白纸，将刻有边长为1cm的小孔的纸板正对着太阳，保持纸板与白纸的距离为30cm，观察白纸上的光斑。为了研究小孔大小对成像的影响，小明又设计了四种有不同形状孔的卡片甲，并用另一张卡片乙覆盖在甲上。如乙图所示。接着，从图示位置沿箭头方向水平移动乙，改变孔的大小，观察光斑形状的变化情况，能满足实验要求的 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）理由是： ； (4)①将纸板正对着太阳，保持纸板与地面距离不变，刚开始时，白纸上光斑大小将 （选填“变大”、“不变”或“变小”），光斑亮度 （选填“增强”、“不变”或“减弱”）； ②当小孔足够小时，此时光斑形状是圆形，继续移动覆盖的卡片，减小通光孔的大小，白纸上光斑大小将 （选填“变大”、“不变”或“变小”），光斑亮度 （选填“增强”、“不变”或“减弱”）； ③同学制作了一个挖空的硬纸板如图孔1孔2所示，两个正方形小孔的边长分别是1mm和5mm，他将纸板正对着太阳，调节纸板离地面的距离观察地面上的光斑，如图丙所示三个选项中光斑的大小和形状一定不会出现的是 （填字母）。 【答案】(1) 蜡烛 倒立的实像 (2)变大 (3) A 见解析 (4) 变小 不变 不变 减弱 B 【难度】0.4 【知识点】小孔成像 【详解】（1）[1]孔应该对着蜡烛，让火焰的光线通过小孔进入筒内，可观察到塑料薄膜上形成的像。 [2]利用针孔照相机观察蜡烛的成像，利用的原理是光的直线传播，像的性质是倒立的实像。 （2）将蜡烛靠近针孔照相机少许，光线散发程度更大，像距不变，所以蜡烛的像将变大。 （3）[1][2]研究小孔大小对成像的影响，则孔的形状不应该改变，A图中从图示位置沿箭头方向水平移动乙时，孔的大小改变，形状没有改变；而BCD图中从图示位置沿箭头方向水平移动乙时，孔的大小和形状都改变。故应该选择A图。 （4）①[1][2]因为太阳光是平行光，开始时孔较大，所以形成的是和孔面积大小相等的光斑，而且亮度与孔大小无关，光斑亮度不变；则减小孔的大小时，白纸上光斑大小将变小，光斑亮度不变。 ②[3][4]当小孔到地面的距离一定时小孔越来越小地面上就越容易得到太阳的像（小孔成像），此时光斑形状是圆形；继续移动覆盖的卡片，减小通光孔的大小，白纸上光斑大小将不变，光斑亮度减弱。 ③[5]开始时地面上是两个空的影子此时可能是C，随着空与地面的距离变大，孔1先变成圆形此时可能是A，当两个光斑都成像时，根据光在同一种均匀介质中沿直线传播及相似性知识可知，此时孔1形成的像大于孔2形成的像，故B一定不会出现。 16．（24-25八年级上·江苏苏州·阶段练习）如图甲所示，是小明在水平桌面上探究“平面镜成像的特点”时的实验装置。 (1)用透明玻璃板代替平面镜进行实验的目的是便于确定 。为了能看到更清晰的像，应选择在较 （选填“明亮”或“暗”）的环境中做实验； (2)在如图乙所示的玻璃板前放一支点燃的蜡烛A，可以看到玻璃板后面出现蜡烛A的像。拿大小完全相同、未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动，由于平面镜成的是 （虚/实）像，所以人眼要一直在玻璃板 （选填“前面”或“后面”）观察，发现无法让B与A的像完全重合，原因是没有将玻璃板 放置。此时的蜡烛A的像在蜡烛B的 方（选填“上”或“下”）； (3)该实验用到了等效替代法，在探究像与物到镜面的关系时，是用 等效替代了 （两空均选填“蜡烛A”、“蜡烛B”、“蜡烛A的像”、“蜡烛B的像”）； (4)图丙是他们经过三次实验后，在白纸上记录的像与物对应点的位置。他们把白纸沿着中间直线对折，发现物点和对应的像点刚好重合，得出像和物关于平面镜 ； (5)实验中，若玻璃板较厚，可能看到点燃的蜡烛通过玻璃板成两个像，则其中距离观察者较远的像较 （选填“亮”或“暗”）； (6)如丁图利用平面镜可以把微小形变“放大”，在箭头所指处用力向下压桌面，使桌面发生形变时，光点就会在刻度尺上出现明显的移动，在图中，刻度尺上光点将会向 （“上”、“下”）移动，这种实验方法是 。 【答案】(1) 像的位置 暗 (2) 虚 前面 竖直 上 (3) 蜡烛B 蜡烛A的像 (4)对称 (5)暗 (6) 下 转换法 【难度】0.4 【知识点】探究平面镜成像特点实验中的装置及作用 【详解】（1）[1]用透明玻璃板代替平面镜进行实验的目的是，在观察到蜡烛A的像的同时，也能观察到蜡烛B，便于确定了像的位置。 [2]为了能看到更清晰的像，应选择在较暗的环境中做实验。 （2）[1][2]平面镜所成的像为虚像，不能在光屏上承接，所以人眼要一直在玻璃板前面观察。 [3]由图乙可知，无法让B与A的像完全重合，原因是没有将玻璃板竖直放置。 [4]平面镜成的像与物关于镜面对称，实验中，若不小心将玻璃板碰倾斜如图乙所示，则蜡烛A的像在蜡烛B的上方。 （3）[1][2]实验中，竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B竖直在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的前侧观察，直至B蜡烛与蜡烛A的像完全重合，故实验中是用蜡烛B等效替代了蜡烛A的像。 （4）他们经过三次实验后，在白纸上记录的像与物对应点的位置，他们把白纸沿着中间直线对折，发现物点和对应的像点刚好重合，得出像和物关于平面镜对称。 （5）看到点燃的蜡烛通过玻璃板成两个像，其中距离观较远的像较暗。 （6）[1][2]根据光的反射定律，反射角等于入射角，光依次被这两个平面镜反射，最后射到刻度尺上形成一个光点P，如果当在箭头所指处用力向下压桌面，使桌面发生形变时，如图： M、N将向中间倾斜，M、N上的入射角减小，由光的反射定律可知，光点会在刻度尺上从P点移动到P'点，则P'的位置比P低，即刻度尺上光点将会向下移动，这种实验方法是转换法。 五、综合题 17．（2007九年级·上海·竞赛）已知鱼缸里只有一条金鱼，某同学从鱼缸的一角（∠C的平分线方向）观察，却看到了如图所示的景象。 (1)为了方便说明产生上述景象的原因，请你针对图抽象出便于解决问题的物理模型（用图表示）。 (2)金鱼的实际位置大约是在A处、B处或是在∠C的角平分线上? (3)利用你所抽象出的物理模型，用简单的光路图说明上述景象的成因（可用文字加以补充说明）。 【答案】(1) (2)金鱼的实际位置大约是在∠C的角平分线上 (3)见解析 【难度】0.4 【知识点】从水面看向水中、作出光在空气和介质中传播的光路图 【详解】（1）某同学从鱼缸的一角（∠C的角平分线方向）观察，却看到了两条金鱼，为了方便说明产生上述景象的原因，抽象出便于解决问题的物理模型，如下图所示： （2）当金鱼位于鱼缸两玻璃侧面夹角平分线附近一定范围内时，光从水分别通过两玻璃侧面进入空气，发生光的折射，根据光从光疏物质传播到光密物质时，折射光线偏向法线，分别成像，这两个像分别向两侧面靠近，而通过两个侧面的折射光线都能进入人眼，如下图所示．这时就会看到两条金鱼，由图可知，金鱼的实际位置大约是在∠C的角平分线上。 （3）（3）一个是经水面折射成虚像；一个是经侧壁折射成虚像由于空气和水的折射率不一样，所以你看到两个图像，光的传播虽然不需要介质，但在不同条件下，传播的速度也就不同，如真空中光速为：299792458m/s，但在空气中，速度为真空中的；在水中，为真空中的；在玻璃中，速度为真空中的，因为不同条件下光速不同，所以光传播的路径会发生改变，即折射．折射的强弱与不同条件下的折射率有关!如果是浅水，物体也会在水面从下往上成像，所以鱼看到两个影像。就和镜子面前的你看到两个自己一样。 18．（23-24八年级上·新疆·期末）光使我们的世界色彩斑斓。 （1）如图所示，雾炮车利用大型鼓风机向空中喷射水雾，吸附空气中的PM2.5，若天气晴好，望向水雾可能会看到美丽的“彩虹”，这是光的 （选填“反射”或“色散”）现象，此现象说明白光是 光；2014年诺贝尔物理学奖颁给了“高亮度蓝色发光二极管”的三位发明者。在此前，红色 色发光二极管已经面世，但直到发明了蓝色发光二极管后，利用发光二极管才能产生白色光源。 （2）小明在房间中安装了一块太阳能电池板给家里供电。当太阳在电池板后方时，利用一块平面镜将太阳光反射到太阳能电池板上。若某时刻太阳光与平面镜的夹角为60°（如图），一束阳光经镜面反射后照射到电池板上P点，入射角的大小为 度；若镜面竖直上移，则反射角 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；若镜面水平左移，该束光线将照到P点的 （选填“上方”或“下方”）。 （3）如图甲为手机防窥膜结构图，采用了超细百叶窗光学技术。贴在手机屏幕上的效果如图乙所示，其原理类似百叶窗，只能透过一定角度的光线，结构简图如图丙。两侧之所以看不清屏幕内容，是由于光的 现象；此防窥膜贴在手机屏幕上， （选填“能”或“不能”）防止上方的窥视；为了让防窥效果更好（可视范围减小），可以适当地 （选填“增大”或减小”）超细百叶窗的间距。 【答案】 色散 复色光 绿 30 不变 上方 直线传播 不能 减小 【难度】0.4 【知识点】色光的三原色、光的色散原理及现象、入射角、反射角的相关计算、反射光线与入射光线的关系、根据光的直线传播确定观察范围 【详解】（1）[1][2]“彩虹”的形成原理是光的色散现象，太阳光经过小水滴的折射，由于水滴对这种色光的偏着能力不同，白色光分解成各种色中，形成彩虹；光的色散证明了白光是复色光，是由多种单色光混合而成的。 [3]光的三原色为红、绿、蓝；在发明“高亮度蓝色发光二极管”之前，红色、绿色发光二极管已经面世，但直到发明了蓝色发光二极管后，利用三种色光的发光二极管混合才能产生白色光源。 （2）[4][5]太阳光与平面镜的夹角为60°，法线过入射点与镜面垂直，则入射角为 反射角等于入射角，则反射角为30°；若镜面竖直上移，入射光线位置不变，入射角不变，反射角不变。 [6]若镜面水平左移，入射点将向上移动，则反射光向上平移，该束光线将照到P点上方。 （3）[7]由图丙可知，两侧之所以看不清屏幕内容，是由于光的直线传播，百叶窗挡住了屏幕射向侧方的光线。 [8]此防窥膜贴在手机屏幕上，由于屏幕正上方在可视范围内，所以不能防止上方的窥视。 [9]为了让防偷窥效果更好（可视范围减小），可以适当地减小超细百叶窗的间距，更有效遮挡屏幕射向侧方的光线。 六、计算题 19．（21-22八年级下·湖南长沙·阶段练习）（1）如图所示是迈克尔逊用转动八面镜法测光速的实验示意图，图中P可旋转的八面镜，S为发光点，T是望远镜，平面镜O与凹面镜B构成了反射系统。八面镜距反射系统的距离为AB＝L（L可长达几十千米），且远大于OB以及S和T到八面镜的距离。现使八面镜转动起来，并缓慢增大其转速，当每秒转动次（圈）数达到n0时，恰能在望远镜中第一次看见发光点S，由此迈克尔逊测出光速c。请写出测量光速的表达式； （2）一车厢以速度v在水平地面上行驶，车厢底部有一光源，发出一光信号，射到车顶。已知在车厢里的观察者测量到这一过程所用的时间为Δt0，如图（a）所示。另外一个观察者站在地面，他测量到的这一过程所用的时间为Δt，如图（b）所示。研究表明不论观察者是站在车厢里还是在地面上，车厢的高度乙都是不变的，光在车厢里和地面上传播的速度都是c，试判断Δt0和Δt哪一个更大一些，从中可以得出什么结论。 【答案】（1）；（2）Δt更大一些，运动的参照物里时钟变慢 【难度】0.4 【知识点】不同参照物下描述运动、光在不同介质中的传播速度、计算物体运动的速度 【详解】解：（1）若P为可旋转的八面镜：从A点开始经一系列的反射再到达望远镜所通过的距离s=2L，八面镜P从现在位置到下次再出现如图形状的状态时需要转八分之一圈。则当转速达到n0时，恰能在望远镜中再一次看见发光点S，光A点开始经一系列的反射再到达望远镜所用的时间为 测量光速的表达式 （2）如图所示： 在车厢内观察这一过程所用的时间为 在地面上观察 (vΔt)2+L02=(cΔt)2 可以得到结论：运动的参照物里时钟变慢。 答：（1）；（2）Δt更大一些，运动的参照物里时钟变慢。 20．（17-18八年级·吉林长春·期末）1969 年，人类第一次登上月球，并在上面放置了一套由两个平面镜组合而成的反射装置如图所示， 从地球向月球发射一束激光，经反射后逆着原入射方向返回，请问： (1)这两平面镜的夹角为多少度？ (2)若激光从发射到接受所用时间约为 2.56s，光传播的速度约为 3×108m/s，由此可计算出地球和月球之间的距离约为多少米？ 【答案】(1) 90°     (2) 【难度】0.4 【知识点】反射光线与入射光线的关系、速度的计算 【详解】(1)由题意可知，入射光线经过两个平面镜反射后逆着原入射方向返回，作图如下： 由光路图可和反射定律知： ∠ABE＝∠EBD， ∠BDF=∠FDC， 因为BE垂直于OB，DF垂直于OD， ∠EBD+∠DBO=90° ∠BDF+∠BDO=90° 又因为AB∥CD，所以 ∠ABD+∠BDC＝180°， 则 ∠EBD+∠BDF＝90°， 所以 ∠DBO+∠BDO=90° ∠BOD=90° 因此两块镜面垂直，如上图所示． （2）从地球到月球的时间 ， 由得，地球和月球之间的距离 答：(1)这两平面镜的夹角为90°； (2) 地球和月球之间的距离约为． 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$