内容正文:
主题一 力
专题10 光现象(1.5~8分)
01考情透视·目标导航
02知识导图·思维引航
03考点突破·考法探究
考点一 光的直线传播
考点二 光的反射
考点三 平面镜成像
考点四 平均速度的测量
04题型精研·考向洞悉
题型一 光的直线传播
►考向01 光的直线传播及应用
►考向02 小孔成像
题型二 光的反射
►考向01 光的反射现象及应用
►考向02 利用光的反射定律作图
►考向03 探究光的反射规律
►考向04 镜面反射与漫反射
题型三 平面镜成像
►考向01 平面镜成像特点
►考向02 平面镜成像作图
►考向03 平面镜在生活中的应用
►考向04 探究平面镜成像特点
题型四 光的折射
►考向01 光的折射现象及其应用(三种光现象辨析)
►考向02 光的折射作图
►考向03 探究光的折射规律
05分层训练·巩固提升
►分层训练
►巩固提升
考点要求
课标要求
考查频次
命题预测
光的作用
· 2.3.6 通过实验,了解白光的组成和不同色光混合的现象
· 10年1考
光的反射是最重要的光的传播规律,也是常考热点,在光现象类型的辨析中,属于常考内容。考查题型较多,有:选择题、填空题、作图题和实验探究题。命题点主要集中在:生活中光的反射现象、光的反射规律、利用光的反射作图、探究光的反射规律、镜面反射和漫反射等
平面镜成像属于常考热点,也是光现象考题中考点集中的内容,对平面镜成像考查的题型主要有:填空题、实验探究题、作图题,有时也会出现选择题。命题点主要有:平面镜成像规律及应用、利用平面镜成像规律作图、探究平面镜成像规律等
光的折射是一种重要的光现象,所以在考卷中,出现光的折射的考题也很多。其考查题型主要是选择题、填空题、作图题,有时也会出现实验探究题。命题点有:光的折射及应用、生活中常见的光的折射现象、光的折射作图等。
光的直线传播
光速
光的色散
光的反射现象
· 2.3.3 探究并了解光的反射定律。
· 4.2.6 探究光的反射定律。
· 10年3考
光的反射定律
镜面反射与漫反射
光反射的应用和影响
平面镜成像规律
· 2.3.4 探究并了解平面镜成像时像与物的关系。知道平面镜成像的特点及应用。
· 4.2.7 探究平面镜成像的特点。
· 10年3考
平面镜的应用
各种面镜
光的折射
· 2.3.3 通过实验,了解光的折射现象及其特点。
· 10年7考
光的折射规律
生活中的折射现象
考点一 光的直线传播
光源
定义:正在发光的物体叫光源。光源分为自然光源和人造光源
条件
光在同一种均匀介质中是沿直线传播的
光线
光线 是由一小束光抽象而建立的理想物理模型
光速
光在真空中速度c=3×108 m/s;光在空气中速度约为3×108 m/s。光在水中速度为真空中光速的,在玻璃中速度为真空中速度的
现象
影子的形成、小孔成像、日食、月食
(1)小孔成像的条件:小孔必须足够小,但并不是越小越好,孔太小会影响像的亮度;
(2)小孔成像时,像的形状取决于物体的形状,与小孔形状无关;
(3)小孔逐渐变大,光屏上的像会逐渐变模糊;当小孔增大到一定程度时,在光屏上只能看到与小孔形状相同的光斑。
考点二 光的反射
概念
光从一种介质射向另一种介质表面时,一部分光被反射回原来介质的现象叫光的反射。
光的反
射定律
反射光线与入射光线、法线在同一平面,反射光线和入射光线分居于法线的两侧,反射角等于入射角。光的反射过程中光路是可逆的。
镜面反射和漫反射
分类
镜面
反射
特点:射到物面上的平行光反射后仍然平行。
条件:反射面平滑(或光滑)。
漫反射
特点:射到物面上的平行光反射后向着不同的方向,每条光线都遵循光的反射定律
条件:反射面粗糙(或凹凸不平)。
应用:能从各个方向看到本身不发光的物体,是由于光射到物体上发生漫反射的缘故
实验:探究光反射时的规律 纸板在实验中的三个作用:
(1)显示光的传播路径;
(2)验证反射光线、入射光线和法线在同一平面内,具体操作是将纸板NOF向前或向后折转,使其和纸板EON不在同一平面内,观察有无反射光的径迹;
(3)记录光路。具体操作是在纸板上画出入射光和反射光的径迹,以分析反射角随入射角的变化而变化情况。
镜面反射和漫反射
(1)我们能从不同方向看到书上的字,是因为光在纸面上发生了漫反射;
(2)物体发出或反射的光浸入人眼越多,人眼就会感觉该物体越亮。所以,当发生镜面反射时,如果反射光正好进入人眼,人就会感觉镜面特别亮;
(3)无论镜面反射还是漫反射,都遵循观点反射定律。
考点三 平面镜成像
特点
像与物大小相同、像与物到镜面的距离相等、像与物的连线与镜面垂直、物体在平面镜里所成的像是虚像(“实”或“虚”)。
成像原理
光的反射定律。
应用
成像、改变光路和扩大视野。
实像与
虚像
实际光线会聚点所成的像是实像,光线反向延长线的会聚点所成的像是虚像。
平面镜成像特点作图时要注意以下几点:
(1)平面镜非反射面要画上短斜线;
(2)实际光线要画成实线,并用箭头表示光的传播方向,反向延长线要画成虚线;实物用实线表示,虚像用虚线表示;法线用虚线表示;
(3)实物和虚像要标注上对应的字母,并用上下标区分。
考点四 光的折射
折射定律
的内容
当光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射光线、入射光线和法线在同一平面内;折射光线、入射光线分别位于法线两侧;折射光线向法线方向偏折,折射角小于入射角。当入射角增大时,折射角也增大。当光从空气垂直射入水中或其他介质中时,传播方向不变。
折射光路
的可逆性
折射现象中,光路是可逆的。
应用
当我们从岸上看水中的物体时,感觉物体位置比实际深度要浅;根据光路是可逆的,当我们从水中看岸上的物体时,感觉物体位置比实际高度要高。
题型一 光的直线传播
►考向01 光的直线传播及应用
【提分秘籍】
光的直线传播是光现象基础,所有光现象都是在光的直线传播基础上展开的,没有光的直线传播就没有光现象的理论结构。
光的直线传播是常考热点,有关考题主要集中在光的直线传播的认识和光的直线传播的例子上。生活中利用光的直线传播的例子很多,尤其是劳动人民在生产和人类活动中,总结出了许多利用光的直线传播的现象,如:小孔成像、影子的形成、树林中的光斑、日食、月食等都是光的直线传播的例子。加强对此方面知识的积累,会有助于解答此类问题。
光的直线传播作为一个考题不多,常见的是作为一个知识点出现,并与其他光现象知识点或其他知识点结合组成一个题目。
1.图所示的“手影”游戏中,影子的形成原因是( )。
A. 光的反射 B. 光沿直线传播 C. 光的折射 D. 光的色散
【答案】B。
【解析】手不透明,光照射时会有一部分光被手挡住,从而形成一片黑暗的区域,即手影,故手影是光的直线传播形成的。故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
2.如图所示,圭表是中国古代重要的天文仪器,圭表通过测量正午日影长度来推测二十四节气,日影是光的_________形成的。为了提高其测量精度,天文学家使用铅垂线来确保“表”垂直于水平放置的“圭”。铅垂线是利用了重力的方向总是_________。
【答案】①直线传播;②竖直向下。
【解析】 [1]由于光线是直线传播的,当光线被挡住时,光线无法再传播,会形成阴影,则日影是光的直线传播形成的。
[2]根据重力的特点可知,其方向为竖直向下,铅垂线是利用了重力的方向总是竖直向下来工作的。
3.如图所示是一个放置于宁波某地水平地面上的简易计时模型,圭杆垂直底盘。下列描述错误的是( )。
A. 杆影的形成是由于光在均匀介质中沿直线传播;
B. 一天内,杆影移动是由地球公转造成的;
C. 一天内,正午的杆影最短;
D. 该模型依据杆影的方位计时
【答案】B。
【解析】A.光在同一种均匀介质中沿直线传播,杆影的形成是由于光在均匀介质中沿直线传播形成的,故A正确,不符合题意;
B.一天内,杆影移动是由地球自转造成的,故B错误,符合题意;
C.一天内,正午太阳高度角最大,因此正午的杆影最短,故C正确,不符合题意;
D.影子的方向在改变。在北回归线以北的地方,早晨的影子在西方,中午的影子在北方,傍晚的影子在东方。从原理上来说,根据影子的长度或方向都可以计时,但根据影子的方向来计时更方便一些。故通常都是以影子的方位计时。故D正确,不符合题意。故选B。
►考向02 小孔成像
【提分秘籍】
小孔成像是光的直线传播形成的最典型的光现象。
在解答此类问题时,应注意:小孔成像时,像不但左右颠倒,而且上下也颠倒;像的形状与小孔的形状无关,由物体的形状决定。
4.中华优秀传统文化蕴含着丰富的物理知识。《墨经》中记载了世界上最早的“小孔成像”实验(如图所示),小孔成像是由于光的______形成的;唐代诗句“潭清疑水浅”描绘了潭水清澈,让人感觉水变浅了,这是由于光的______造成的。
【答案】①直线传播;②折射。
【解析】 [1]由于光沿直线传播,光穿过小孔时,能在光屏上成倒立的实像,小孔成像是由于光的直线传播形成的。
[2]由于水底反射的光从水中斜射入空气中,发生了折射现象,折射角大于入射角,人逆着折射光线看去会感觉水变浅了。
5.在一个烈日炎炎的午后陈老师走在随州街头,看到地面上树荫里有许多圆形光斑,抬头看看树叶间刺眼的阳光,想到这树荫下藏着物理学的秘密,便拍下两张照片(如图)。经估测树荫下一个清晰光斑的直径约为7cm,这束阳光从约7m高处的树叶间照射下来。我们常说太阳光经过约8分钟来到地球(太阳和地球之间的距离按1.5×1011m计算),粗略计算太阳的直径最接近( )。
A. 1.5×109m B. 1.5×1019m C. 5×106m D. 5×1012m
【答案】A。
【解析】因为光斑的直径和小孔的位置所构成的三角形,与太阳的直径和小孔的位置所构成的三角形,是相似三角形,相似三角形的对应边成正比例,设太阳直径为n米,光斑的直径为,
则有
解得;故选A。
6.早在两千多年前,我国古代思想家墨子就在《墨经》中论述了小孔成像等光学现象,下列光现象与小孔成像原理相同的是( )。
A. 地面的人影 B. 水中的倒影;
C. 空中的彩虹 D. 放大的文字
【答案】A。
【解析】A.小孔成像是光的直线传播形成的。影子是光通过不透明物体时,在后面留下阴影形成的,光的直线传播现象,故A符合题意;
B.水中的倒影是平面镜成像现象,光的反射形成的,故B不符合题意;
C.空中的彩虹是光的色散现象,光的折射形成的,故C不符合题意;
D.放大的文字是通过放大镜看到的,是光的折射现象,故D不符合题意。故选A。
题型二 光的反射
►考向01 光的反射现象及应用
【提分秘籍】
(1)生活中,由光的反射引起的光现象最典型的有:水中倒影、平面镜成像、能看清不是光源的物体等。
(2)考试中还会出现入射光不动,平面镜沿某一方向旋转一定角度,判断入射角和反射角的变化规律等。
7.如图,世界首条跨海高铁——泉州湾跨海大桥合龙成功。大桥与倒影形成的一幅壮美画面,桥在水中的倒影是光的___________形成的___________(选填“虚”或“实”)像。
【答案】①反射;② 虚。
【解析】[1][2]大桥在水中成的倒影是平面镜成像,属于光的反射现象,根据平面镜成像的特点可知,倒影是大桥的虚像。
8.如图为某同学外出游玩时用手机拍到的场景,场景中有瞪羚在岸边的影子和水中的倒影。下列分析正确的是( )。
A. 瞪羚的影子是光的反射形成的 B. 瞪羚的影子是光的直线传播形成的
C. 瞪羚的倒影是光的折射形成的 D. 瞪羚的倒影是光的直线传播形成的
【答案】B。
【解析】AB.瞪羚的影子是光沿直线传播时遇到不透明的物体形成的暗区,是光的直线传播形成的,故A 错误,B正确;
CD.平静的水面相对一面平面镜,瞪羚的倒影是平面镜成像,是光的反射形成的,故C D错误。故选B。
9.小王同学在家里将一个平面镜放在水平桌面上,再把一张可沿ON折叠的硬白纸板ENF竖直的立在平面镜上,以此来探究光的反射规律。通过测量他发现此时入射光线与平面镜成50°夹角,如图所示,则( )。
A. 反射光线与镜面的夹角是40°;
B. 入射角增大10°,反射光线与入射光线的夹角增大20°;
C. 将纸板NOF向后折叠,则反射光线会消失;
D. 光在纸板上发生了镜面反射
【答案】B。
【解析】A.入射光线与平面镜成50°夹角,则入射角为90°-50°=40°
根据光的反射规律可知,反射角为40°,则反射光线与镜面的夹角是90°-40°=50°
故A不符合题意;
B.入射角增大10°,则反射角也增大10°,那么反射光线与入射光线的夹角增大20°,故B符合题意;
C.因为反射时,反射光线、入射光线和法线在同一平面内,将纸板NOF向后折叠,在纸板NOF上将看不到反射光线,但反射光线不会消失,故C不符合题意;
D.为了能在各个方向都能观察到光线,纸板表面比较粗糙,光在纸板上发生了漫反射,故D不符合题意。故选B。
►考向02 利用光的反射定律作图
【提分秘籍】
利用光的反射规律作图主要有:
(1)已知反射面和入射光线(反射光线)作反射光线(入射光线):入射角是入射光线与法线夹角,不是入射光线与镜面的夹角;反射角是反射光线与法线的夹角,不是反射光线与镜面的夹角。法线要画成虚线。
(2)已知入射光线和反射光线确定平面镜的位置:法线位置时入射光线和反射光线夹角的角平分线位置,平面镜与法线垂直,故只要确定入射点法线位置即可确定平面镜的位置。
10.如图所示,点光源S发出的一条光线射到平面镜MN的O点,请在图中作出这条入射光线的反射光线。
【解析】先过入射点垂直于界面作出法线,再根据反射角等于入射角,在法线右侧画出反射光线,如图所示:
11.室内有一吸顶灯S,人从平面镜MN中能够看到吸顶灯。请在图中画出人眼A经平面镜MN看到吸顶灯的完整光路图。
【解析】人眼A经平面镜MN看到吸顶灯,是由于吸顶灯发出的光经平面镜反射后浸入人的眼睛,作点S关于平面镜的对称点S′,连接S′A与镜面的交点O即为入射点,连接SO即为入射光线,如图所示
12.在图中,根据给出的反射光线OB画出入射光线AO,并标出入射角的大小。
【解析】由图可知,反射角为40°,由反射定律可得入射角也为40°,根据入射角的大小在法线左侧画出入射光线AO,如图所示:
►考向03 探究光的反射规律
13.在“探究光的反射定律”实验中,器材有:激光笔、可折转光屏、平面镜和喷雾器。
(1)将平面镜置于水平桌面,如图甲所示。激光笔的光束射向平面镜上O点,在平面镜上方喷水雾,从前向后观察,可在镜面上方看到__________条光束。
(2)将折转光屏垂直于平面镜放置,让入射光沿左半屏射到O点,如图乙所示。要呈现反射光,需将右半屏向__________(选填“前”或“后”)折转。
(3)保持入射点不变,多次改变入射方向,在光屏上记录每次实验的光路aa′、bb′和cc′,如图丙所示。为了研究反射光线和入射光线的位置关系,发现左、右半屏相对应的光线关于转轴对称,可将此对称轴视为__________。同时根据光屏上的倍息可得结论,反射角与入射角的大小__________。
【答案】①2;②前;③法线;④相等。
【解析】(1)[1]如图甲所示,激光笔的光束射向平面镜上O点,在平面镜上方喷水雾,这样能显示出反射光线和入射光线的传播路径。
(2)[2]如图乙,光屏右半部分向后折了一个角度,由于反射光线、入射光线与法线在同一平面内,则需将右半屏向前折转。
(3)[3]由光的反射定律可知,反射光线与入射光线分居在法线两侧,反射角等于入射角,即反射光线与入射光线关于法线对称,如图丙所示,发现左、右半屏相对应的光线关于转轴对称,可将此对称轴视为法线所在位置。
[4]根据光屏上的信息可得结论,反射角与入射角的大小相等。
14.小明利用如图装置探究光反射时的规律。
(1)如图1所示,实验时,把一个平面镜放在水平桌面上,再把白色纸板ENF(右侧可绕ON翻折)竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON应___________于镜面。使一束光贴着纸板沿某一角度射到O点,光在纸板上发生___________(选填“镜面”或“漫”)反射,呈现径迹。光经平面镜反射,沿另一个方向射出;
(2)改变光束入射的角度,多做几次,换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。取下纸板,用量角器测量ON两侧的∠i和∠r,是为了___________;根据实验结论可知:当入射光EO与平面镜夹角为50°时,反射角为___________;
(3)让光沿图1中FO方向照射到镜面,它会沿着OE方向射出。这表明:在光的反射现象中,光路是___________的。
(4)如图2所示,把纸板ENF右侧绕ON向前折或向后折,在右侧纸板上看不到反射光。这表明:在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在___________内。
【答案】①垂直;②漫;③探究反射角与入射角的大小关系;④40°;⑤可逆;⑥同一平面。
【解析】(1)[1]法线与镜面垂直,纸板上的直线ON相当于法线,所以ON应垂直于镜面。
[2]我们能在纸板上看到入射光线和发射光线的路径,是由于光线在粗糙的纸板上发生了漫反射。
(2)[3]用量角器测量ON两侧的∠i和∠r,∠i是入射角,∠r是反射角,可以探究反射角与入射角的大小关系。
[4]当入射光EO与平面镜夹角为50°时,反射角90°-50°=40°
(3)[5]若将一束光贴着纸板沿FO方向射到O点,光将沿图中的OE方向射出,即光线沿着原来反射光线的路径入射,反射光线会沿着原来入射光线的路径反射,说明在反射现象中,光路是可逆的。
(4)[6]把纸板ENF右侧绕ON向前折或向后折,纸板E与F不在同一平面内,在纸板F上不能看到反射光线,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
15.用如图的装置探究“光的反射定律”。平面镜M水平放置,附有量角器的白纸板由E、F两部分构成,始终竖直立在M上,可以绕ON翻折;
(1)如图甲,E、F在同一平面上,让入射光AO射向镜面,量角器上显示入射角和反射角的大小,可得出∠r________∠i(选填“>”“<”或“=”);
(2)改变入射光的方向,再测几组入射角和反射角,这样做的目的是_________;
(3)若光沿BO入射,经M反射后沿OA射出。这表明,在光的反射现象中,光路是_________的;
(4)如图乙,把F向前或向后翻折,则在F上________(选填“能”或“不能”)看到反射光,这说明反射光线,入射光线和法线在_________。
【答案】①=;②多次实验,得到普遍规律(或避免偶然性);③可逆;④不能;⑤同一平面内。
【解析】(1)[1]在反射现象中,反射角等于入射角。故此时反射角∠r =入射角∠i。
(2)[2]改变入射光的方向,再测几组入射角和反射角,这样做的目的是,多次实验,得到普遍规律(防止偶然性)。
(3)[3] 如果将光源沿BO射入一条入射光线,会观察到反射光线会沿OA的方向射出,这说明了在光的反射中,光路是可逆的。
(4)[5][6]根据光的反射定律:在反射现象中,反射光线、入射光线和法线在同一平面内,所以把纸板F向后折叠,则在纸板F上不能看到反射光线,说明反射光线、与入射光线和法线应在同一平面内。
►考向04 镜面反射与漫反射
【提分秘籍】
(1)镜面反射是因为反射面是光滑表面形成的,入射光是平行光时,反射光也是平行光;
(2)漫反射是因为反射面是高低不平的粗糙表面,即便入射光是平行光,反射光也不会是平行光,反射光会向各个方向出射,所以,人站在不同角度也能看见反射光;
(3)镜面反射和漫反射都遵循光的反射规律;
(4)人眼感觉到物体的亮暗是由物体入射人眼的光的多少决定的。射入人眼的光越多,人感觉物体越亮;入射人眼的光越少,人感觉物体越暗。
16.如图所示是实验室中的毛玻璃片,一面磨砂,一面平滑。为了分辨这两个面,下列方法中不可行的是( )。
A. 用手去触摸,粗糙的一面是磨砂面;
B. 用激光笔照射表面,反射后可在光屏上成一个亮点的一面是平滑面;
C. 压力相同时,与同一水平桌面之间滑动摩擦力较大的一面是磨砂面;
D. 透过毛玻璃片看不清远处物体,朝向眼睛的一面是平滑面
【答案】D。
【解析】A.毛玻璃的磨砂面凹凸不平,因此用手去触摸会感觉粗糙;毛玻璃的平滑面平整,因此用手去触摸不会感觉粗糙,所以可以用该方法分辨这两个面,故A可行,不符合题意;
B.用激光笔照射表面,在平滑面会发生镜面反射,因此会在光屏看到一个亮点;在粗糙的一面会发生漫反射,因此在光屏上不会看到一个亮点,所以可以用该方法分辨这两个面,故B可行,不符合题意;
C.滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。毛玻璃的磨砂面与水平桌面的接触面比毛玻璃的平滑面与水平桌面的接触面粗糙,因此磨砂面与水平桌面之间的滑动摩擦力较大,故C可行,不符合题意;
D.光射入玻璃和射出玻璃都要发生反射和折射,毛玻璃一面磨砂,一面平滑,会使一部分光在磨砂面发生漫反射不能透过毛玻璃射出,并且透过毛玻璃的光经过磨砂面发生折射也会射向四面八方,光线散乱,导致进入人眼的光很少,所以隔着毛玻璃就看不清物体,无论光先从哪个面进入都会在磨砂面发生杂乱的反射和折射,使人看不清物体,故D不可行,符合题意。故选D。
17.某校九年级的一名学生下晚自习后在骑自行车回家途中,迎面遇到一辆灯光非常刺眼的车辆。为了安全,他应该( )。
A. 迎着灯光继续行驶 B. 闭眼缓慢行驶 C. 停下车靠边避让 D. 用手遮挡灯光行驶
【答案】C。
【解析】A.因为灯光比较刺眼,迎着灯光继续行驶,会看不清前方道路,所以骑行时并不安全,故A不符合题意;
B.闭眼缓慢行驶,会看不到前方道路,所以骑行时并不安全,故B不符合题意;
C.停下车靠边避让,等车过去再骑车回家,比较安全,故C符合题意;
D.用手遮挡灯光行驶,会看不清前方道路,所以骑行时并不安全,故D不符合题意。故选C。
18.雨过天晴,地面上会出现建筑物的影子,影子是由于___________形成的。通过地面上一层薄薄的积水还可以看到建筑物的像,如图所示,像的大小与建筑物的大小___________。一些建筑物外部采用了玻璃幕墙作为装饰,强光照射到玻璃幕墙时会发生___________反射,造成“光污染”。
【答案】①光在同种均匀介质中沿直线传播;②相等;③镜面。
【解析】[1]影子是由于光传播过程中遇到不透明障碍物,在光达不到的区域形成的阴影,是光的直线传播形成的。
[2]地面上一层薄薄的积水可以看成平面镜,还可以看到建筑物的像,实际上是通过平面镜(水面)成的像,由平面镜成像特点可知,平面镜成的像与建筑物的大小始终相等。
[3]一些建筑物外部采用了玻璃幕墙作为装饰,当强烈的太阳光照射到这些光滑的表面时,就会发生镜面反射,反射光线非常集中,炫目的光干扰人们的正常生活,造成光污染。
题型三 平面镜成像
►考向01 平面镜成像特点
19.临沂市文化公园是我市一道亮丽的风景线。1.5m深的荷花池内,一只立于荷尖上的蜻蜓距水面0.6m(如图),蜻蜓在水中的像( )。
A. 因光的折射而形成 B. 是比蜻蜓略小的虚像
C. 在水面下0.9m深处 D. 与蜻蜓相距1.2m
【答案】D。
【解析】A.蜻蜓在水中的像是平面镜成像,是光的反射,故A不符合题意;
B.蜻蜓在水中的像是平面镜成像,成的是等大的虚像,故B不符合题意;
C.蜻蜓在水中的像是平面镜成像,像到平面镜的距离等于物体到水面的距离等于0.6m,故C不符合题意;
D.蜻蜓在水中的像与蜻蜓相距;
故D符合题意。故选D。
20.如图所示,白鹭平行于水面飞行,距水面2m。水中的“白鹭”是_______(选填“实”或“虚”)像,它距空中的白鹭_______m。
【答案】①虚;②4。
【解析】 [1]水中看到的“白鹭”是白鹭的倒影,类似于平面镜成像,由光反射形成的虚像。
[2]根据平面镜成像规律可知,物距和像距相等,此时水中形成的像距水面2m,则像与空中白鹭的距离为2m+2m=4m。
21.(多选题)小强同学用如图甲的实验装置,探究光反射时的规律,并将数据依次记录在表1中。实验后他想让与地平线成60°的太阳光竖直向下照亮井底,他把平面镜按如图乙放置。对此探究,下列说法正确的是( )。
表1
次数
1
2
3
4
5
∠i
0°
20°
30°
40°
60°
∠r
0°
20°
30°
40°
60°
A. 图甲中表示反射角的是∠i;
B. 实验时的反射光线是绕O点逆时针转动的;
C. 实验说明反射角等于入射角;
D. 图乙中平面镜与地平线的夹角θ为75°
【答案】CD。
【解析】A.由于入射光线与法线的夹角为入射角,反射光线与法线的夹角为反射角,由图甲可知,是入射角,故A错误;
B.由表1可知,实验时,反射角逐渐增大,即反射光线逐渐远离法线,所以反射光线是绕O点顺时针转动的,故B错误;
C.观察表1中数据发现,反射角的大小始终等于入射角的大小,所以在光的反射中,反射角等于入射角,故C正确;
D.太阳光与地平线的夹角为60°,竖直向下照亮井底,则反射光线与地平线的夹角为90°,则反射光线与入射光线的夹角为150°,由于反射角等于入射角,所以反射角和入射角都等于75°,则反射光线与镜面的夹角为90°-75°=15°
则镜面与地平线的夹角θ为90°-15°=75°
故D正确。故选CD。
►考向02 平面镜成像作图
【提分秘籍】
主要有两种作图类型:
(1)由反射光线作光源
利用像点特性快速作图:根据平面镜成像特点可知,平面镜所成的像与物体关于平面镜对称,可先确定像点,利用反射光线的反向延长线过像点这一特点快速作图。
(2)已知光源作反射光路图
22.根据平面镜成像特点在图甲中画出物体AB在平面镜MN中所成的像。
【解析】分别作出物体AB端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′,用虚线连接A′B′即为AB在平面镜中的像。如图所示:
23.如图所示,Sʹ是光源S在平面镜中的像。光线是光源S发出的光线经平面镜反射后,平行于凸透镜主光轴射向凸透镜的光线。请画出:
(1)光源S的位置;
(2)反射光线a对应的入射光线;
(3)光线a经凸透镜折射后的折射光线。
【解析】(1)根据平面镜成像特点,首先做像Sʹ关于镜面的对称点S,即为光源S的位置,标出虚线和直角;
(2)反射光线a与镜面的交点为入射点,连接光源S和入射点,标出箭头,即为反射光线a对应的入射光线;
(3)光线a是平行于凸透镜主光轴的光线,经凸透镜折射后的折射光线过焦点。如图所示:
24.如图所示,请根据平面镜成像特点,作出鸟喙上A点通过水面成的像A'。
【解析】过A点向平面镜做垂线,与水面交于O点,并向下延长到A′,使AO=OA′,A′就是喙上A点通过水面成的像,作图如下:
►考向03 平面镜在生活中的应用
【提分秘籍】
生活中平面镜主要应用有:
(1)改变光路:平面镜成像利用的是光的反射,当入射角发生变化时,反射角随之反射变化,使入射过来的光线传播方向发生改变。
(2)成像:平面镜成像是生活中常见的平面镜的应用,熟悉平面镜成像规律是解答问题的关键。
25.自行车尾灯可有效避免夜间交通事故的发生,它由多组“直角反射器”组成,其中一组“直角反射器”如图所示,一束光射向平面镜S1,请在图中画出经过S1、S2两个平面镜反射后的光路图。
【解析】如图过入射点作镜面S1的垂线为法线,根据反射角等于入射角做出反射光线,反射光线与平面镜S2的交点作为入射点,再重复上述过程,做出反射光线,最后的反射光线与射向S1的入射光线平行,具体作图如图所示:
26.检查视力时,视力表放在被测者头部的后上方,如图甲所示,则视力表上如图乙所示的字母在平面镜中的像正确的是( )。
A. B. C. D.
【答案】B。
【解析】物体在平面镜中成虚像,像物大小相等,与物关于镜面对称,左右互换。如图乙“E”的像开口向右,则在平面镜中看到的字母“E”开口向左,大小不变。故ACD错误,B正确。故选B。
27.如图所示,戏曲演员在对着镜子上妆。开始时,镜中只能看到自己的脸,看不到头饰,为了能看到脸和头饰,演员应该 (选填“靠近”或“远离”)平面镜;此时平面镜内所成的像与原来相比大小 (选填“变大”、“不变”或“变小”);图中镜面倾斜放置在桌面上,此时,演员与镜中像的对应点的连线与镜面 (选填“垂直”或“不垂直”)。
【答案】远离;不变;垂直。
【解析】[1]为了能看到脸和头饰,需要扩大视野,演员应该远离平面镜。
[2]物体在平面镜中所成的像和物体的大小相等,此时平面镜内所成的像与原来相比大小不变。
[3]物体在平面镜中所成的像和物体的连线垂直于镜面,图中镜面倾斜放置在桌面上,此时,演员与镜中像的对应点的连线也与镜面垂直。
►考向04 探究平面镜成像特点
28.小科同学在探究平面镜成像特点时,利用如图甲所示器材进行了以下操作:
(1)实验中小科同学从点燃的蜡烛一侧透过玻璃板看到像有重影,改善重影问题的方法是________,实验中选取同样大小的蜡烛A、B是为了_________;
(2)改进器材后多次改变蜡烛A的位置,并移动另一支蜡烛,确定每次像的位置,将玻璃板及每次物和像的位置记录在玻璃板下面的白纸上,连接物和对应的像点,如图乙所示,由此可得出的结论是:像与物到平面镜的距离_________;
(3)完成实验后,小科同学又将一枚硬币放在玻璃板前,能看到它在玻璃板后的像在a的位置,如图丙所示,若将玻璃板水平向右移动3cm,该硬币的像_________(选填“向右移动3cm”、“在原位置”或“向左移动3cm”)。
【答案】①用较薄的玻璃板;②探究像与物的大小关系;③相等;④在原位置。
【解析】(1)[1]实验中有重影,是因为玻璃板较厚,蜡烛通过玻璃板两个面都成像了,可采用较薄的玻璃板,两个面所成的像几乎在一个位置,避免重影对实验的影响。
[2]用A、B同样大小的蜡烛进行实验,可探究平面镜所成的像与物的大小关系,B与A的像重合时,说明像与物大小相等。
(2)[3]由图乙知,每次记录的像距与物距的大小相等,所以像与物到平面镜的距离相等。
(3)[4]将玻璃板水平向右移动3cm,硬币的位置不变,则像的位置也不变,在原位置。
29.如图所示,在“探究平面镜成像的特点”的实验中,对所选择的蜡烛A、B的要求是外形___________(选填“相同”或“不同”);蜡烛A在玻璃板后面的像___________(选填“能”或“不能”)在光屏上呈现。
【答案】①相同;②不能。
【解析】[1]实验中选取两段完全相同的蜡烛是为了比较像与物的大小关系。
[2]虚像不能成在光屏上,蜡烛A在玻璃板后面的像不能在光屏上呈现,说明平面镜成的像是虚像。
30.敬老爱亲的小明跟奶奶拉呱时,发现奶奶一直认为“人离平面镜越近,人在镜中的像越大”,为了纠正奶奶的错误认知,小明做了如下实验。
(1)如图所示,将白纸平铺在水平桌面上,用支架把玻璃板架在白纸上,并让玻璃板与纸面__________;
(2)将两支相同的蜡烛A和B分别竖放在玻璃板前后,点燃蜡烛__________(选填“A”或“B”),并移动蜡烛B,直至与蜡烛A的像重合;
(3)为了纠正奶奶的错误认知,小明多次改变蜡烛A的位置时,需确保__________(选填“左右”或“前后”)位置不同;
(4)小明给奶奶变了个戏法:将与蜡烛A的像重合的蜡烛B拿走,并在它的位置处竖放一个光屏。让奶奶透过玻璃板看光屏,光屏上有“蜡烛B”;不透过玻璃板直接看光屏,光屏上的“蜡烛B”却消失了。这个小戏法逗得奶奶开怀大笑,同时小明也给奶奶解释了玻璃板成__________(选填“虚”或“实”)像的道理。
【答案】①垂直;②A;③前后;④虚。
【解析】(1)[1]实验中,眼睛应该与点燃蜡烛的一侧观察,为使B与A的像重合,玻璃板必须与白纸垂直。
(2)[2]实验中为了观察像与实物大小关系,应该点燃蜡烛A,在点燃的一侧观察,并移动蜡烛B,直至与蜡烛A的像重合。
(3)[3]实验中为了证明像的大小与实物离平面镜的距离无关,小明应多次改变蜡烛A的位置时,使蜡烛A到镜面的前后距离不同。
(4)[4]平面镜成虚像,虚像不能用光屏承接,所以不透过玻璃板直接看光屏,看不到像。
题型四 光的折射
►考向01 光的折射现象及其应用(三种光现象辨析)
31.下列现象由光的折射形成的是( )。
A. 手影 B. 对镜画脸谱
C. 铅笔“折断” D. 日食
【答案】C。
【解析】AD.影子的形成、日食、月食都是光遇到不透明的物体后无法穿过物体继续传播形成的,属于直线传播形成的,故A、D不符合题意;
B.对着镜子画脸谱,属于平面镜成像,是光的反射原理,故B不符合题意;
C.水中的“断笔”是笔反射的光从水中斜射入空气中时,传播方向发生改变,人眼逆着折射光线看去,看到笔“被折断”,属于光的折射,故C符合题意。
故选C。
32.一束单色光从空气斜射入水中的情境如图所示。下列说法正确的是( )。
A. BO是入射光,OA是反射光 B. AO是入射光,OC是折射光
C. ∠AOM是入射角,∠BON是反射角 D. 光若沿CO入射,将沿OA和OB射出
【答案】B。
【解析】ABC.如图:过点O作法线PQ,由于反射时反射光线和入射光线位于法线两侧;折射时折射光线和入射光线也位于法线两侧,所以图中AO是入射光线、OB是反射光线、OC是折射光线。∠AOP是入射角,∠BOP是反射角,故B正确,AC错误;
D.折射时光路是可逆的,所以光若沿CO入射,将沿OA射出,故D错误。
故选B。
33.在地球上观看日出时能看到地平线以下的太阳。下列现象与此原理相同的是( )。
A. 茂密树荫下圆形的光斑 B. 汽车后视镜中的像
C. 海市蜃楼 D. 用潜望镜看到海面上的物体
【答案】C。
【解析】在地球上观看日出时能看到地平线以下的太阳,光学原理是光的折射。
A. 茂密树荫下圆形的光斑,原理是光在同种均匀的介质中沿直线传播,故A不符合题意;
B. 汽车后视镜中的像,利用的是凸面镜扩大视野的作用,故B不符合题意;
C. 海市蜃楼,原理是光的折射,故C符合题意;
D. 用潜望镜看到海面上的物体,是平面镜成像,原理是光的反射,故D不符合题意。
故选C。
►考向02 光的折射作图
【提分秘籍】
1.从水中看岸上物体
运用光的折射规律作图方法:
一知
光无论从空气斜射入其他介质中,还是从其他介质斜射入空气中,空气中的角(入射角或反射角)都是较大的
二作
过入射点作法线,在法线的另一侧作出折射光线或入射光线,且使空气中的角较大
三标
标出光的传播方向
2.从岸上看水中物体
应注意:无论从什么地方看到物体,是因为有光从物体进入眼睛,并不是人的眼睛会发光。
34.一束激光从空气中以图示角度射入水中,其反射光线与折射光线刚好垂直。请在图中画出折射光线,并标出折射角的角度大小。
【解析】过入射点O的垂直于界面是法线,根据反射角等于入射角等于53°画出反射光线;反射光线与界面的夹角为90°-53°=37°
光从空气斜射向某透明介质,折射角小于入射角画出折射光线,折射光线与反射光线垂直,则折射光线与界面之间的夹角为90°-37°=53°
折射角为90°-53°=37°。如图所示:
35.如图所示,光从空气斜射入玻璃,请在图中画出反射光线和折射光线的大致位置。
【解析】首先过入射点垂直于界面作出法线,然后在空气中法线的另一侧作出反射光线,注意反射角等于入射角;再在玻璃中法线的另一侧作出折射光线,注意折射角小于入射角,如下图
36.一个底面镀银的球冠形玻璃球放置在水平桌面上,其横截面如图所示。一条光线从玻璃球冠上表面的M点通过球心O射到球冠的底面N点。虚线PN为底面AB的法线。画出该光线经底面AB反射后在球冠形玻璃球内外的光路图。
【解析】由于玻璃球底面镀银,因此底面相当于一个平面镜,入射光线MN射到N点时,会发生光的反射,根据反射角等于入射角可知,作出反射光线NC;当光线NC从玻璃射进空气时,发生光的折射现象,此时折射角应大于光线NC与法线的夹角,作出折射光线CD,光路图如图所示:
►考向03 探究光的折射规律
37.在“探究光从玻璃斜射入空气的折射规律”的实验中,小东借助激光笔、半圆形玻璃块和带刻度的光具盘完成了实验,观察到如图所示的1、2、3三条光束,并在光具盘上用笔描出了对应的光路。
(1)图中的折射角大小为___________;
(2)根据实验现象初步发现,光从玻璃斜射入空气时,折射角___________(选填“>”、“=”或“<”)入射角;
(3)现在要探究光的折射现象中光路是否可逆,具体的操作是___________,如果看到___________现象,就可证明光路是可逆的。
【答案】①80°;② >;③ 让入射光沿光路2射入;④ 折射光从光路1射出。
【解析】(1)[1]由图可知,光束1是入射光,光束3是反射光,光束2是折射光。光束1和3中间所夹的直线为法线,与玻璃砖底面一致的直线为界面,折射光线与法线的夹角为折射角,则折射角为80°。
(2)[2]由图可知,反射角约为40°,由光的反射定律可知,反射角等于入射角,则入射角为40°,因此折射角大于入射角。
(3)[3][4]要探究光的折射现象中光路是否可逆,则只需让入射光沿折射光(光路2)入射到玻璃砖,若看到折射光沿光路1射出,就能说明折射现象中光路是可逆的。
38.小华偶然间整直向下看到放在玻璃砖下面的字发生了错位。
(1)他想光斜射时才发生偏折,才会出现“池底变浅”现象,那么光在垂直入射时,光线不再偏折,还会有“池底变浅”的现象吗?上述过程在科学探究中做___________(选填“设计实验”“提出问题”或“分析论证”)。
(2)①联想到“平面镜成像”找像位置的方法,于是他按如图所示将玻璃砖紧贴物体摆放在水平桌面上的一张白纸上,标记出物体的位置。按照图乙的方式沿水平方向观察物体(观察盒上的条形码)。当看到物体经玻璃砖成的像时,前后移动小卡片,使小卡片与像在同一个平面上,将小卡片此时的位置标记在白纸上,这样就找到了放置一块玻璃砖时___________的位置。
②随后,他将玻璃砖离开物体向观察者移动一小段距离后进行观察,发现像的位置不变,说明玻璃砖与物体的距离___________影响成像位置(选填“会”或“不会”)。
(3)为了观察不同厚度玻璃的成像情况,他将第二块相同玻璃砖紧贴在第一块后面,如图丙所示,观察并记录像的位置;他再将第三块相同玻璃砖紧贴在前两块后面,如图丁所示,观察并记录像的位置。记录数
①分析图的数据可知,用一块玻璃砖观察时,像与物体的距离是___________cm;
②三次实验都说明了光在垂直入射时,像的位置会___________观察者(选填“靠近”或“远离”)。
(4)从图的实验数据还可以得出:玻璃的厚度越厚,像与物的距离越___________。
(5)从以上探究可知,从竖直方向看到的池底比它的实际位置___________(选填“浅”或“深”)。
【答案】① 提出问题;② 像;③ 不会;④ 2.13;⑤远离;⑥ 大;⑦ 深。
【解析】(1)[1]光在垂直入射时,光线不再偏折,还会有“池底变浅”的现象吗?这是在提出问题,所以该过程在科学探究中属于提出问题。
(2)①[2]当看到物体经玻璃砖成的像时,前后移动小卡片,使小卡片与像在同一个平面上,将小卡片此时的位置标记在白纸上,这样用小卡片的位置代替了像的位置,所以找到了放置一块玻璃砖时像的位置。
②[3]移动玻璃砖,像的位置不变,说明玻璃砖与物体的距离不会影响成像位置。
(3)①[4]由图中的数据可知,用一块玻璃砖观察时,像与物体的距离是2.13cm。
②由三次实验数据可知,光在垂直入射时,像距越来越大,与观察者的距离变大,说明像的位置会远离观察者。
(4)从图示的实验数据还可以得出:随着玻璃砖厚度的增加,像距增加的更多,说明玻璃的厚度越厚,像与物体之间的距离越大。
(5)从以上探究可知,从竖直方向看,由于光不会发生折射,所以看到的池底比它的实际位置深。
39.某小组同学在研究光的折射规律时,记录的实验数据如下表所示:请仔细观察并分析下表的实验数据,归纳实验结论。
序号
传播路径
入射角
折射角
序号
传播路径
入射角
折射角
1
空气到水
30°
20°
6
空气到玻璃
30°
18°
2
45°
30°
7
45°
25°
3
60°
45°
8
60°
38°
4
水到空气
20°
30°
9
玻璃到空气
25°
45°
5
30°
45°
10
38°
60°
(1)当光从一种介质斜射入另一种介质时, ;
(2)当光从空气斜射入玻璃或水时,折射角 入射角;(选填“大于”或“小于”)
(3)当入射光线逐渐远离法线时,入射角增大,折射角 ;(选填“增大”或“减小”)
(4) (选填“玻璃”或“水”)对光的折射本领强;
(5)分析实验序号1与4、2与5、7与9、8与10中的数据,可以发现折射时 。
【答案】会发生偏折;小于;增大;玻璃;光路可逆。
【解析】(1)[1]分析实验序号1、2、3 (或6、 7、8)数据可知,当光从一种介质斜射入另一种介质时,折射角和入射角不相等,即当光从一种介质斜射入另一种介质时,会发生折射。
(2)[2]分析实验序号1、2、3 (或6、7、8)数据可知,光从空气斜射入水或玻璃中,折射角都小于入射角。
(3)[3]分析实验序号1、2、3(或6、7、8)数据可知,入射角变大,折射角也变大。
(4)[4]分析实验序号1与6(或2与7或3与8)数据可知,入射角相同,玻璃中的折射角更小,说明玻璃对光的折射能力强。
(5)[5]分析实验序号1与4、2与5、7与9、8与10中的数据可知,当光线逆着原折射光线的方向射入时,会发现折射光线逆着原入射光线的方向射出,这表明在折射现象中,光路是可逆的。
基础巩固
一、单选题
1.(24-25八年级上·安徽蚌埠·期中)如图是西安奥体中心体育馆正中心上方悬挂的斗屏,在场馆每一个座位上抬头,都可以清晰地看到斗屏上播放的内容,下列说法正确的是( )
A.斗屏上色彩丰富的画面是由红、黄、蓝三种色光混合而成的
B.观众看到斗屏上比赛的画面是因为光的反射
C.所有观众都能看到屏幕上方红色的横幅,是因为光在横幅上发生了漫反射
D.观众可以在各个方向看到屏幕上画面,是因为斗屏上的光可以不沿直线传播
【答案】C
【解析】A.光的三原色是红、绿、蓝,所以斗屏画面上的丰富色彩都是由红、绿、蓝这三种颜色的光混合而成的,故A错误;
B.斗屏是光源,能发出光线,观众看到斗屏上比赛的画面是因为光的直线传播,故B错误;
C.观众都能看到屏幕上方红色的横幅,是因为光在横幅上发生了漫反射,反射光线射向四面八方,故C正确;
D.观众可以在各个方向看到屏幕上的画面,是因为斗屏上的光可以射向各个方向,在传播时,每一条光线都是沿直线传播的,故D错误。
故选C。
2.(24-25八年级上·安徽宿州·期中)如图所示, 若反射光线与平面镜成30°夹角, 则( )
A.入射角是30°
B.反射角是 60°
C.入射光线与镜面的夹角是 60°
D.入射角增大5°, 反射角增大10°
【答案】B
【解析】AB.因为反射光线与平面镜的夹角是30°,所以反射角为
根据光的反射定律可得入射角也为60°,故B正确,A错误;
C.因为入射角也为0°,所以入射光线与镜面夹角是30°,故C错误;
D.当入射角增大5°,变为65°时,反射角也变为65°,即反射角也增大5°,故D错误。
故选 B。
3.(24-25八年级上·安徽池州·阶段练习)如图所示,对下列光学现象的描述或解释错误的是( )
A.图a中漫反射的光线尽管杂乱无章,但每条光线仍然遵循光的反射定律
B.图b中木工师傅观察木板是否平整,是利用了光的直线传播特点
C.图c所示,炎热夏天公路上的海市蜃楼景象,是由光的折射现象造成的
D.图d所示,渔民只有瞄准鱼的下方叉去才能叉到鱼,是利用光的反射规律
【答案】D
【解析】A.图a中漫反射的光线尽管杂乱无章,但每条光线仍然遵循光的反射定律,即反射光线、入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,故A正确,A不符合题意;
B.图b中木工师傅观察木板是否平整,是利用了光的直线传播特点,若有突出,则无法看到另一边,故B正确,B符合题意;
C.图c所示,炎热夏天公路上的海市蜃楼景象,空气由于受热,导致不均匀,光并不沿直线传播,是由光的折射现象造成的,故C正确,C不符合题意;
D.图d所示,渔民只有瞄准鱼的下方叉去才能叉到鱼,是利用光的折射规律,故D错误,D符合题意。
故选D。
4.(24-25八年级上·江苏泰州·阶段练习)关于光现象, 下列说法正确的是( )
A.光年是天文学上表示时间的单位 B.月亮是光源
C.太阳光由空气斜射入水中光的速度变小 D.光和光线都是真实存在的
【答案】C
【解析】A.光年表示光在一年内传播的距离,是长度单位,故A错误;
B.月亮不能自行发光,不是光源,故B错误;
C.光在真空中的传播速度最快,在空气中的传播速度接近真空中的速度,故由空气斜射入水中光的速度变小,故C正确;
D.光是真实存在的,而光线不是真实存在的,故D错误。
故选C。
5.(2024·江苏泰州·二模)如图所示,一只水鸟M站在浅水中觅食,该情景恰好解释了李白诗中“对影成三人”的由来。以下说法正确的是( )
A.N是光的反射形成的像
B.P是光的折射形成的像
C.P与M的大小一定相同
D.N与M的大小一定相同
【答案】C
【解析】A.N是光的直线传播形成的鸟的影子,属于光的直线传播现象,故A错误;
B.P是水面反射形成的鸟的虚像,属于光的反射现象,故B错误;
C.P是水面反射形成的鸟的虚像,因为反射面相当于平面镜,根据平面镜成像特点可知P与M的大小一定相同,故C正确;
D.N是光的直线传播形成的鸟的影子,光源到物体的距离和物体到水面的距离会影响影子大小,故影子大小可能和物体大小不同,P是水面反射形成的鸟的虚像,根据平面镜成像特点可知像与物体的大小一定相同,故D错误。
故选C。
6.(23-24八年级上·四川资阳·阶段练习)阳光灿烂的日子,行走在绿树成荫的街道上,常常见到地面上有一些圆形的光斑,这些光斑是( )
A.树叶的实像 B.树叶的虚像 C.太阳的实像 D.太阳的虚像
【答案】C
【解析】圆形的光斑是小孔成像现象,太阳经过树叶缝隙的小孔成的实像,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
7.(24-25八年级上·安徽蚌埠·期中)如图所示,平面镜和长为的细铅笔均竖直放置在水平桌面上,铅笔与平面镜之间的距离为。则( )
A.向左移动平面镜,铅笔的像则向右移动
B.为使铅笔在平面镜中成完整的像,平面镜应至少高
C.铅笔和平面镜均绕底部转动时,铅笔与它的像垂直
D.将白纸下移,挡住镜面一半,平面镜中仍然成铅笔完整的像
【答案】D
【解析】A.根据平面镜成像规律可知,像距与物距相等,向左移动平面镜,物距变小,则像距也会变小,像向左移动,故A不符合题意;
B.由平面镜成像规律可知像与物大小相等,当铅笔紧贴平面镜时,平面镜至少高为;当铅笔远离平面镜时,平面镜小于也可以成完整的像,故B不符合题意;
C.由平面镜成像规律可知像与物关于平面镜成轴对称关系,铅笔和平面镜均绕底部转转动时,铅笔平行于平面镜,铅笔的像也平行于平面镜,因此铅笔与它的像平行,故C不符合题意;
D.平面镜成像中,像与物大小相等,挡住镜面一半,物体的形状不变,则平面镜中仍是成铅笔完整的像,故D符合题意。
故选D。
8.(24-25八年级上·安徽淮北·期中)如图所示,一束光与液面的夹角为50°,则以下说法错误的是( )
A.液面升高时,光斑S右移 B.该装置利用了光的反射定律
C.此时反射角的大小是40° D.当液面升高或降低,入射角大小不变
【答案】A
【解析】A.液面升高时,入射角不变,入射点左移,故光电屏上光斑S左移,故A错误,符合题意;
B.如图所示,是光照射到水面发生了反射现象,应用了光的反射原理,故B正确;不符合题意;
C.如图,入射光线与法线的夹角为入射角,入射角为40°,反射角等于入射角,故反射角为40°,故C正确,不符合题意;
D.当液面升高或降低时,液面水平,法线与水面垂直,入射光线与液面的夹角不变,故入射角的大小不变,故D正确,不符合题意。
故选A。
9.(24-25八年级上·安徽淮北·期中)ENF 是用两块纸板连接起来的一个平面且与平面镜垂直放置。为了探究反射角与入射角之间的关系,实验时应进行的操作是( )
A.改变光线 AO与法线ON的夹角 B.沿 ON前后转动板F
C.改变光线OB 与法线ON 的夹角 D.沿 ON 前后转动板E
【答案】A
【解析】A.改变光线 AO与法线ON的夹角属于改变入射角,这样进行多次实验,可探究反射角与入射角之间的关系,故A符合题意;
B.沿 ON前后转动板F,可探究三线是否共面,不能探究反射角与入射角之间的关系,故B不符合题意;
C.OB与法线ON的夹角是反射角,它的大小是由入射角的大小决定的,无法直接改变反射角,故C不符合题意;
D.沿ON前后转动板E,则纸板E上无法显示光线,达不到探究的目的,故D不符合题意。
故选A。
二、填空题
10.(24-25八年级上·安徽宿州·期中)7月27日,在巴黎奥运会射击10米气步枪混合团体比赛中,黄雨婷、盛李豪为中国代表团获得了本届奥运会的首枚金牌。步枪瞄准时讲究“三点一线”,即眼睛、准星和目标在同一直线上,其原理是光的 。
【答案】直线传播
【解析】在射击瞄准时,运动员需要做到“三点一线”,这是依据光在同种均匀介质中沿直线传播的原理。当眼睛、准星和目标在一条直线上时,可以确保射击的准确性。
11.(24-25八年级上·安徽宿州·期中)如图所示,一只天鹅正在平静的湖面上畅游,在水中倒映出了天鹅清晰的像,这是天鹅的 (选填“实像”、“虚像”或“影子”)。
【答案】虚像
【解析】平静的湖面相当于平面镜,水中清晰的像是天鹅在平面镜中所成的虚像。
12.(24-25八年级上·安徽滁州·期中)“光污染”是现代都市要关注的新型污染,主要是由于一些建筑物为了美观,外部采用了玻璃幕墙作为装饰,强光照射到玻璃幕墙时会发生 (选填“镜面反射”或“漫反射”)。
【答案】镜面反射
【解析】当强烈的太阳光照射到玻璃幕墙的表面时,由于玻璃幕墙的平面很平,会发生镜面反射,反射光线非常集中,炫目的光会干扰人们的正常生活,造成“光污染”。
13.(24-25八年级上·安徽六安·期中)喜迎中秋国庆佳节,七宝老街蒲汇塘两岸灯光工程经升级重新亮灯,打造沉浸式的观赏体验。若蒲汇塘水深4.5米,桥上一灯笼距水面10米,则该灯笼的“倒影”距水面 米;若蒲汇塘水面下降5厘米,则该灯笼与其对应“倒影”相距 米;此过程中灯笼“倒影”的大小 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】 10 20.1 不变
【解析】[1]平面镜所成的像与物体关于平面镜对称,桥上一灯笼距水面10米,则该灯笼的“倒影”距水面也为10m。
[2]若蒲汇塘水面下降5厘米,则灯笼与水面间的距离为10.05m,则“倒影”距水面的距离也为10.05m,所以此时灯笼与其对应“倒影”相距
d=10.05m+10.05m=20.1m
[3]平面镜所成的像与物体大小相同,此过程,物体的大小没有改变,故像的大小也不改变。
14.(24-25八年级上·安徽六安·阶段练习)一只小鸟在深度为3m的平静湖面上空飞过,当小鸟距水面5m时,小鸟在湖面的“倒影”距小鸟 m。在小鸟飞离水面的过程中,它在湖中的像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 10 不变
【解析】[1]平面镜成的像,像和物体到镜面的距离相等,所以,该“倒影”距小鸟的距离为
5m+5m=10m
[2]平面镜成的像,像和物体大小相等,在小鸟飞离水面的过程中,小鸟的大小不变,它在湖中的像的大小也不变。
15.(24-25八年级上·安徽六安·阶段练习)我国唐朝的张志和在《玄贞子》中记载了著名的“人工虹”:“背日唢乎水,成虹霓之状”这属于光的 现象。
【答案】色散
【解析】【小题1】“背日喷乎水,成虹霓之状”描写的是“人工虹”,这是喷出水后,空中有大量的小水滴,太阳光照在这些小水滴上,被分解为绚丽的七色光,也就是光的色散现象。
16.(24-25八年级上·安徽合肥·期中)如图甲,将红、 、绿三种色光照白纸上,中间相互重叠区域会出现白色,如图乙,用白光照到鹦鹉图片上时,鹦鹉的嘴呈红色,翅膀呈绿色,若用红光照射时鹦鹉的嘴将呈红色,翅膀呈 色。
【答案】 蓝 黑
【解析】[1]色光的三原色为红、绿、蓝;将红、绿、蓝三种色光照白纸上(图甲),中间相互重叠区域会出现白光。
[2]不透明物体的颜色是由反射的色光决定的,当白光照到鹦鹉图片上时,鹦鹉的嘴呈红色,表明嘴只反射红光,即嘴是红色的,同理,翅膀呈绿色,表明翅膀是绿色的,当只有红光照射时,红色的嘴可以反射红光,将呈红色,绿色的翅膀只反射绿光,不能反射红光,则呈黑色。
17.(24-25八年级上·安徽淮北·期中)夏天,我们常常可以在茂密的树下看到一个个圆形的小亮斑,这些小亮斑是太阳的 (选填“正立”或“倒立”)的像。在一张不透光的纸上剪一个极小的“△”小孔,太阳光垂直射到这张纸上,透过这个小孔在地面上产生的像的形状是 。
【答案】 倒立 圆形
【解析】[1]晴天,太阳发出的光沿直线传播,经过树叶间的缝隙在地面上形成圆形光斑,是小孔成像现象,地面上的光斑实际上是太阳的倒立缩小的实像。
[2]小孔成像中,像的形状与小孔的形状无关,像的形状取决于物体的形状,因此“△”形的小孔仍然成圆形的像。
18.(24-25八年级上·安徽合肥·期中)如图所示,两块平面镜MP、PN 相交,夹角为60°,一束光线AO 斜射到平面镜MP上,光线经两平面镜反射后与入射光线AO 重合,但方向相反。 则AO 与平面镜MP 的夹角α是 。
【答案】30
【解析】根据题意可知,反射光线与镜面PN垂直,如图所示;由图知,两块平面镜相交成60°角,则
光的反射现象中,反射角等于入射角,所以AO与平面镜MP的夹角
三、作图题
19.(24-25八年级上·安徽芜湖·期中)如图是某位摄影爱好者拍摄到的白鹭及其影子和倒影同时出现的照片, “对影成三人”得到了生动的表现。若图中S'代表白鹭倒影的位置, A代表人眼, 请你画出人眼看到水中白鹭倒影的光路图(保留作图痕迹) 。
【答案】
【解析】根据平面镜成像时像与物体关于镜面对称的特点作出S点,即为白鹭所在位置,然后连接AS′,则连线与水面的交点O为反射点,据此作出反射光线、入射光线,如图所示:
20.(24-25八年级上·江苏南京·阶段练习)如图所示是自制针孔照相机示意图,请用光路图画出物体AB在屏上所成的像A'B'。
【答案】
【解析】过A点和小孔画出一条光线交光屏于A′,再过B点和小孔画出一条光线交光屏于B′,即AB的像为A′B′,如下图所示:
21.(24-25八年级上·安徽合肥·期中)
(1)小明将装有硬币A 的空杯放在弟弟面前,弟弟的眼睛在P点看不到硬币,如图(1)中的甲。小明向杯中缓缓注满水,弟弟眼睛在P点看到了硬币在 B点,如图(1)中的乙。请你在图(1) 的乙中画出弟弟看到硬币的入射光线、折射光线,并标出折射角r(保留作图痕迹)。
(2)如图(2)甲中,牙医借助平面镜观察牙齿的背面,请在图(2) 乙中画出能反映此过程的光路图。
【答案】(1) (2)
【解析】(1)由于光从一种介质斜射入另一种介质时,会发生折射,则当杯子注满水后,B点为人眼看到的硬币A点像的位置,连接人眼与B,与水面的交点O为入射点,连接AO为入射光线,O到人眼为折射光线,折射光线与法线的夹角为折射角,如图所示:
(2)先作出牙齿关于平面镜的对称点,即像的位置,连接像和人眼与平面镜交于点,即为入射点,牙齿与入射点的连线为入射光线,人眼与入射点的连线为反射光线,如图所示:
四、实验题
22.(24-25八年级上·安徽宿州·期中)小明为“光的折射规律”设计了以下实验:在水槽中倒入一些水,将光屏竖直放入水槽中,并保持与液面垂直,用激光笔紧贴着光屏向液面发射一道激光,记下此时光路,如图所示。
入射角α
15°
30°
45°
60°
折射角β
11.3°
22.1°
35.4°
40.9°
(1)小明多次改变光入射的角度,记下入射角与对应的折射角的大小,数据如表所示,由表中数据可知:当光从空气斜射入水中时,折射角 (选填“大于”、“小于”或“等于”)入射角;当入射角增大时,折射角 ;
(2)小明让激光从图中B点沿BO射入,发现光沿OA射出,这说明:光在折射时光路 。
【答案】(1)小于 增大 (2)可逆
【解析】(1)[1][2]由表中数据可知,折射角总是小于对应的入射角,故可得出结论:当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角;根据表中数据可知,当入射角增大时,折射角增大。
(2)上图中,激光沿AO射入,折射光沿OB射出,小明让激光从图中B点沿BO射入,发现光沿OA射出,这说明:光在折射时光路可逆。
23.(24-25八年级上·安徽宿州·期中)如图所示是“探究平面镜成像的特点”的实验情景,将一张纸平铺在水平桌面上,玻璃板垂直架在纸上,在玻璃板前方放一支点然的蜡烛A,此时可以在玻璃板上看到蜡烛A的像。
(1)在玻璃板后蜡烛A的像的位置放一个与蜡烛A完全一样的蜡烛B,可以发现蜡烛B与蜡烛A的像重合,这说明:物体在平面镜中所成的像与物体大小 (选填“相同”或“不同”);
(2)多次前后移动蜡烛A,并将蜡烛B移动到与蜡烛A的像重合的位置,测量物距与像距,可以发现物距与像距 (选填“相等”或“不相等”)。
【答案】(1)相同 (2)相等
【解析】(1)在玻璃板后蜡烛A的像的位置放一个与蜡烛A完全一样的蜡烛B,可以发现蜡烛B与蜡烛A的像重合,可知蜡烛B与蜡烛A的像大小相等,因两蜡烛完全相同,这说明:物体在平面镜中所成的像与物体大小相同。
(2)多次前后移动蜡烛A,并将蜡烛B移动到与蜡烛A的像重合的位置,测量物距与像距,分析数据可以发现物距与像距相等。
24.(24-25八年级上·安徽淮北·期中)在探究“光的反射规律”实验中,用如图所示的实验装置进行实验,其中平面镜M放在水平桌面上,E、F是两块粘接在一起的硬纸板,可以绕垂直于镜面的接缝ON转动。
次数
1
2
3
4
入射角
10°
30°
40°
60°
反射角
10°
30°
50°
60°
(1)如图甲,当E、F在同一平面上时,让入射光线AO沿纸板E射向镜面,在F上可以看到反射光线OB,测出入射角的大小;改变入射光线的方向,再观察几组入射角和反射角,这样做的目的是为了比较 。若将AO向ON靠近, 则OB ON(选填“靠近”或“远离”);
(2)如图乙,以法线ON为轴线,把纸板F向后缓慢旋转,在纸板F 看到反射光线;(选填“能”或“不能”)
(3)某学习小组的同学得到下列四组数据,表格中错误数据是第 次的数据,应该改为 。
【答案】(1)反射角入射角的大小关系 靠近 (2)不能 (3)3 40°
【解析】(1)[1][2]多次测入射角与反射角的大小,并比较,所以是为了比较反射角与入射角的关系.若将AO向ON靠近,入射角减小,反射角等于入射角,所以OB也靠近法线。
(2)以法线ON为轴线,把纸板F向后缓慢旋转,此时入射光线和反射光线不在同一平面,在纸板F不能看到入射光线。
(3)[1][2]光在发生反射时,反射角等于入射角。而第3次实验,入射角为40°时,反射角也应该为40°;所以这组数据是错误的,反射角应改为40°。
能力提升
一、单选题
1.(24-25八年级上·安徽宿州·期中)如图所示,为了让反射光可以照射到墙上的S点,下列办法可行的是( )
A.激光笔位置不变,平面镜向下平移一段距离
B.激光笔位置不变,平面镜水平向左移动一段距离
C.入射点位置不变,使入射光逆时针转动一定的角度
D.入射角不变,激光笔向左平移一段距离
【答案】D
【解析】A.激光笔位置不变,平面镜向下平移一段距离,入射点向右下方移动,反射光线向右移动,照射到墙上的光斑向下移动,故A不符合题意;
B.激光笔位置不变,平面镜水平向左移动一段距离,入射点不变,反射光线也不变,照射到墙上的光斑不移动,故B不符合题意;
C.入射点位置不变,使入射光逆时针转动一定的角度,则反射光线顺时针动一定的角度,照射到墙上的光斑向下移动,故C不符合题意;
D.入射角不变,激光笔向左平移一段距离,入射点向左移动,反射光线向左移动,照射到墙上的光斑向上移动,故D符合题意。
故选D。
2.(24-25八年级上·安徽宿州·期中)为探究光的万射,小红在黑暗的房间里进行了如下实验:在一张表面粗糙的水平桌面上放一个平面镜,让手电筒的光从上往下正对着平面镜照射,如图所示。小红发现:当从上往下看时,平面镜比桌面亮;当从侧面看时,桌面比平面镜亮。下列说法正确的是( )
A.从上往下看,平面镜比桌面亮,是因为光在平面镜上发生了色散
B.光只有在垂直入射的时候才会发生镜面反射
C.光在桌面上发生了漫反射,所以从侧面看桌面更亮
D.漫反射不符合光的反射定律
【答案】C
【解析】A.从上往下看,平面镜比桌面亮,是因为光在平面镜上发生了镜面反射,大量反射光线竖直反射了回来,故A错误;
B.光在光滑物体表面发生镜面反射,与入射角度无关,故B错误;
C.光在平面镜上发生镜面反射,反射光线竖直向上反射。光在桌面上发生了漫反射,反射光线射向各个方向,从侧面看时,有部分光线进入人眼,而平面镜几乎没有反射到侧面的光线,所以从侧面看桌面更亮,故C正确;
D.漫反射和镜面反射一样,都符合光的反射定律,故D错误。
故选C。
3.(24-25八年级上·安徽宿州·期中)古诗词是中华文化中的瑰宝,一些诗词中蕴含了丰富的光学知识,下列说法正确的是( )
A.“月下飞天镜,云生结海楼”,云中的海市蜃楼是由于光的反射形成的
B.“举杯邀明月,对影成三人”,地上的影子是由于光的直线传播形成的
C.“海上生明月,天涯共此时”,天上的月亮是光源
D.“掬水月在手,弄花香满衣”,水中的月亮是由于光的折射形成的
【答案】B
【解析】A.云中的海市蜃楼是由于光在不均匀的大气中传播时发生折射形成的虚像,故A错误;
B.地上的影子是由于光的直线传播在不物体背光一侧形成的暗区域,故B正确;
C.天上的月亮不能自行发光,而是反射太阳光,不是光源,故C错误;
D.水中的月亮属于平面镜成像,是由于光的反射形成的虚像,故D错误。
故选B。
4.(24-25八年级上·安徽滁州·期中)黄梅戏与京剧、越剧、评剧、豫剧并称“中国五大戏曲剧种”,也是安徽省的主要地方戏曲剧种。如图所示是演员正对着平面镜梳妆的情景,下列说法正确的是( )
A.演员在镜中的像是等大的实像 B.演员在镜中的像是等大的虚像
C.演员靠近镜子,镜中的像会变大 D.演员靠近镜子,镜中的像会远离镜子
【答案】B
【解析】AB.演员在镜中的像是由于光的反射形成的正立、等大的虚像,故A错误,B正确;
C.平面镜成的像,像和物体大小相等,演员靠近镜子,镜中的像大小不变,故C错误;
D.平面镜成的像,像和物体到镜面距离相等,演员靠近镜子,镜中的像也会靠近镜子,故D错误。
故选B。
5.(24-25八年级上·安徽宿州·期中)“小荷才露尖尖角, 早有蜻蜓立上头”。现有一只蜻蜓立于距水面0.5m处的荷尖上, 池水深1.2m, 则蜻蜓在水中的像距蜻蜓的距离是( )
A.0.5m B.1m C.1.2m D.2.4m
【答案】B
【解析】水面相当于平面镜,现有一只蜻蜓立于距水面0.5m处的荷尖上,蜻蜓与水面的距离是0.5m,根据平面镜成像特点,则蜻蜓的像距水面的距离是0.5m,蜻蜓的像距蜻蜓1m。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
6.(24-25八年级上·山西·期中)学习了光学知识后,小晋自己完成了一个光学实验。他将装有一枚硬币的不透明的杯子放在面前,如图甲所示,发现眼睛在A处看不到硬币;保持眼睛的位置不变,缓慢向杯中注水,硬币逐渐出现在视线中,如图乙所示。关于“看不见”和“又看见了”两种情况,下列分析正确的是( )
①“看不见”是由于硬币没有反射光
②“看不见”是由于硬币反射的光没有到达眼睛
③“又看见了”是由于硬币反射的光在水面处发生折射到达眼睛
④“又看见了”是由于硬币折射的光在水面处发生反射到达眼睛
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
【答案】B
【解析】①②在A处看不到硬币,是由于光在均匀介质中是沿直线传播,杯的边缘部分挡住了来自硬币的光线,光线进入不到眼睛,所以眼睛看不到硬币;③④当杯中缓缓注水后,来自硬币的光线从水中斜射入空气中时发生折射,由于折射角大于入射角,折射光线可以进入人眼,人眼逆着折光线看去,看到的便是由于光的折射而形成的虚像。故B正确,ACD错误。
故选B。
7.(24-25八年级上·安徽合肥·期中)如图所示的光路图,能正确解释下面选项的是( )
A.人观察对岸树木在水中的倒影
B.人站在岸上看到水底的“鹅卵石”
C.水中的全红婵看到场馆内悬挂的“国旗”
D.“云在水中漂,鱼在云上游”,人看到在云中穿行的“鱼”
【答案】C
【解析】A.人观察对岸的树木在水中倒影,应该是由树木射向湖面的光线被反射进入人眼,而图中是光的折射现象,故A不符合题意;
B.人站在岸上看到水底的“鹅卵石”,是水里的“鹅卵石”“发出”的光线进入空气中,图中箭头画反了,故B不符合题意;
C.水中的全红婵看见岸上的物体,是岸上物体“发出”的光线进入到水中,故C符合题意;
D.看到水中的“白云”属于平面镜成像,是由光的反射形成的,看到的“鱼”是鱼反射的光线,从水中斜射入空气时发生折射形成的虚像,故D不符合题意。
故选C。
8.(24-25八年级上·安徽池州·阶段练习)下列是关于光现象的分析与描述,其中正确的是( )
A.缤纷的彩虹是由于光的反射形成的
B.平面镜成像的大小与物体到镜面的距离有关,物体距平面镜越近,所成的像越大
C.站在湖水边,看到“鱼儿”在清澈的水中游动,我们看到的是鱼儿的实像
D.筷子在水中发生了弯折,这是由于筷子反射出的光线经过水面时发生了折射
【答案】D
【解析】A.缤纷的彩虹是由于光的色散形成的,本质是光的折射,故A错误;
B.平面镜成像的大小与物体到镜面的距离无关,只与物的大小有关,像与物等大,故B错误;
C.站在湖水边,看到“鱼儿”在清澈的水中游动,我们看到的是鱼儿的虚像,这是光的折射形成的,比真实鱼儿的位置要浅一些,故C错误;
D.光从一种透明介质斜射入另一种透明介质时,传播方向一般会发生变化,这种现象叫光的折射。筷子在水中发生了弯折,这是由于筷子反射出的光线经过水面时发生了折射,故D正确。
故选D。
9.(24-25八年级上·江苏无锡·期中)如图所示,烧杯中只有一条玩具小鱼,从某一角度观察到自下而上a、b、c、d四条“鱼”的像,下列哪一幅是看到小鱼c的光路图( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】玻璃杯和水构成凸透镜,小鱼a是小鱼在杯底形成的倒影通过该凸透镜观察到放大的虚像;小鱼b是小鱼反射的光经过水和玻璃杯的2次折射,再进入空气和人眼中形成的像;小鱼c是小鱼反射的光,直接经过水面折射进入空气和人眼中所成的像;小鱼d是小鱼在杯壁形成的像再经过水面折射进入空气和人眼所成的像。综上所述,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10.(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
【解析】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、填空题
11.(23-24八年级上·安徽亳州·期末)如图所示,装有水的长方体水槽水平放置,固定在左壁上的激光笔发出的一束光射到水面上的O点,如图所示,反射光在水槽右壁上S点形成一个亮斑(图中未画出),若水面上升1cm,反射光在水槽右壁上S'点形成一个亮斑,则S'点和S点之间的距离是 cm。
【答案】2
【解析】往水槽内注水,水面上升1cm,此时入射点O提升1cm,并向左移动1cm,反射光线相对于入射点O也提升1cm,并向左移动1cm,故右壁S'点向上移动了2cm, S'点和S点之间的距离是2cm。
12.(23-24八年级上·四川成都·期末)如图所示,是观察微小形变的装置,小聪将平面镜M放置在水平桌面上,光源S发出一束激光射到M表面上,经反射后在标尺上形成光斑P,若在图中位置施加一个向下的力挤压桌面,则光斑P将向 边移动,周围的同学并不能看光的传播路径,只能看到标尺上的光斑,这是因为激光照射到 (选填“M”或“标尺”)表面时光发生了漫反射。
【答案】 右 标尺
【解析】[1]图示中的位置施加一个向下的力挤压桌面,平面镜M的左侧向上右侧向下倾,入射光线不变,则入射角变大,反射角也变大,光斑P将向右移动。
[2]光线在光滑的平面镜上发生的是镜面反射,在较粗糙的标尺上发生漫反射,所以能看到标尺上的光斑。
13.(23-24八年级上·安徽合肥·期中)如图是光在空气和水的界面EF处发生反射和折射的光路,∠AOF=35°。图中,反射角大小是 °,折射光线在 (水/空气)中。
【答案】 55 水
【解析】[1][2]由图可知
∠AOF=∠COE=35°
AO、OC属于入射光线和反射光线;折射光线和入射光线分居在法线的两侧;此时的入射角为
90°-35°=55°
由于反射角等于入射角;折射角要小于入射角,所以光线是从空气中斜射入水中。故折射光线在水中。
14.(24-25八年级上·安徽淮北·期中)雨后的夜晚,行走在有积水的路面上,为了不踩水,背着灯光行走时应踩在路面较 (选填“暗”或“亮”)的地方,这是因为光在没有积水的路面发生了 反射。
【答案】 亮 漫
【解析】[1][2]背着灯光走,灯光经水面发生镜面反射,进入人的眼睛反射光线少,人感觉积水面暗,路面发生漫反射,进入人的眼睛的光多,路面是亮的。为了不踩水,背着灯光行走时应踩在路面较亮的地方。
15.(24-25八年级上·安徽淮北·期中)如图所示,用激光笔照射空水槽底部,形成一个光斑。保持激光笔不动,向水槽中注水,水槽底部光斑将向 (选填“左”或“右”)移动,这是因为光在界面处发生了 射。
【答案】 左 折
【解析】[1][2]保持激光笔不动,向水槽中注水时,入射光线(即激光)的方向不变,但光在从空气进入水的过程中,在空气和水的界面处会发生折射。由于折射光线会偏向法线方向,因此折射后的光线会向水槽的壁偏折。而光斑是由折射后的光线在水槽底部形成的,所以水槽底部的光斑也会相应地发生移动。向水槽内注水时水位升高,入射点和法线会向左移动,水槽底部的光斑也会向左移动。
16.(24-25八年级上·安徽池州·阶段练习)测量视力时,视力表放在被测者后方,被测者识别对面墙上镜子里的像,如图所示,若她向左移动1m,则该像到小红的距离为 m。
【答案】4.5
【解析】平面镜成像时,像距等于物距。该像到小红的距离为视力表像到平面镜的距离与小红到平面镜的距离之和,即为
17.(24-25八年级上·安徽六安·期中)如图,一束光在空气和玻璃两种介质的界面上发生了反射和折射,请判断:折射角为 ,玻璃在 (选填“AB面的左方”、“AB面的右方”、“CD面的上方”或“CD面的下方”),若减小入射角,则反射光线与折射光线的夹角 。(选填“增大”、“减小”或“不变”)
【答案】 60 AB面的左方 增大
【解析】[1]由图可知
∠FOC=30°
∠EOC=90°-60°=30°
所以
∠FOC=∠EOC
由反射定律可知CD为法线,入射光线为EO,反射光线为OF,折射光线为OG; 又因为
∠AOG=30°
所以折射角
∠GOD=90°-30°=60°
[2]因为
∠EOC<∠GOD
当光从玻璃中斜射入空气中时,折射角才会大于入射角,所以玻璃在AB面的左方。
[3]若减小入射角,反射角和折射角都随之减小,则反射光线OF逆时针转动靠近法线CD,折射光线为OG顺时针转动靠近法线CD,故反射光线与折射光线的夹角会增大。
18.(24-25八年级上·安徽滁州·期中)如图所示,一束光由介质A斜射入介质B中,MN是界面,这两种介质分别是玻璃和空气,则介质 是空气,折射角为 度。
【答案】 B 60
【解析】[1][2]如图,界面MN下侧为入射光线和反射光线,入射角为;上侧为折射光线,折射角为,折射角大于入射角,光由玻璃进入空气,因此介质B是空气,折射角为60°。
19.(24-25八年级上·安徽六安·期中)如图所示为探究光折射时的特点的实验,让光束斜射入装有水的杯中。当这束光斜射入杯中时,会在杯底形成光斑。保持入射光束的方向不变,逐渐往杯中加水,观察到杯底的光斑向 移动。在B侧下方垫一个小木块C,使水杯倾斜一个小的角度,则折射光线 (选填“顺时针方向旋转”、“方向不变”或“逆时针方向旋转”)。
【答案】 左 方向不变
【解析】[1]保持入射光束的方向不变,逐渐往杯中加水,入射点向左移动,入射角不变,折射角不变,观察到杯底的光斑向左移动。
[2]在B侧下方垫一个小木块C,使水杯倾斜一个小的角度,水面仍水平,法线方向不变,入射角不变,折射角不变,故折射光线方向不变。
20.(24-25八年级上·安徽亳州·期中)如图所示,人在空气中看到水中有一个发光点A',其实是由A发出的一束光,经过水面折射后到达了人的眼睛。图中已经画出两条光线,请完成这两条光线的折射光线 ,看到A'是A的 (选填“虚”或“实”)像。
【答案】 虚
【解析】[1][2]光由水中斜射入空气中时,在水面处发生偏折,折射角小于入射角,折射光线的反射延长线相交于一点,即为A的像,在水面上的人逆着折射光线看时,觉得A的位置比实际的浅,所以看到的A'是A的虚像。作图如下:
三、作图题
21.(24-25八年级上·安徽滁州·期中)题目要求作图:
(1)画出图(1)中的平面镜的位置并标明入射角及其大小。
(2)根据平面镜成像特点,在图(2)中画出物体AB在平面镜MN中所成的像。
【答案】(1) (2)
【解析】(1)根据光的反射定律可知,反射角等于入射角,则法线是反射光线与入射光线夹角的角平分线,故先作反射光线与入射光线夹角的角平分线即为法线,再根据法线与镜面垂直,过反射点做法线的垂线即为平面镜的位置,入射角是入射光线与法线的夹角,由图可知,反射光线与入射光线夹角为
故入射角等于
光路图如图所示:
(2)由平面镜成像特点可知,平面镜所成像与物关于镜面轴对称,故先作出端点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:
22.(24-25八年级上·安徽合肥·期中)作图:
(1)如图甲所示,AB、CD是平面镜前一点光源S发出的光线经平面镜M反射后的两条反射光线,请在图中标出光源S和像点的位置,并完成光路图。
(2)如图乙所示,一玻璃三棱镜的横截面为等腰直角三角形ABC,一束红光平行于BC边从S点射入三棱镜,经AB面折射后,又在BC面发生反射,然后恰好从P点折射后射出。请画出这个传播过程的光路图。
【答案】(1) (2)
【解析】(1)延长BA和DC,交于一点,即为光源S在平面镜中的像,根据平面镜成像时,像和物体关于镜面对称,做出的对称点S,连接SA、SC即为入射光线,如图所示:
(2)根据平面镜成像时,像和物体关于镜面对称,做S点关于BC面的对称点,连接交镜面与O点,连接SO 为折射光线,OP为反射光线,过P点做法线,根据折射角大于入射角做出折射光线,由几何方法可证明,出射光线与原来的入射光线平行,如图所示:
23.(24-25八年级上·安徽合肥·期中)作图题:
(1)如图所示,入射光线AO射向平面镜,画出反射光线OB并标出反射角的大小;
(2)如图所示,路灯下站着小明和小华两人,地上留下了他们的影子,通过作图确定路灯灯泡S的位置。
(3)图中,钟面的指针是9点,请画出指针在平面镜中所成的像。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)由图可知,入射光线与镜面的夹角为30°,则入射角为60°,光反射中,反射角等于入射角,故反射角也为60°,入射光线、反射光线分居法线两侧,先根据法线与镜面垂直作出法线,再根据反射角等于入射角作出反射光线OB,如图所示:
(2)人的影子是光沿直线传播形成的,光线被人体挡住,留下影子。路灯下站着小明和小华两人,地上留下了他们的影子,分别连接小明头顶与影子右侧端点、小华头顶与影子右侧端点,再将两条线反向延长,则延长线的交点为路灯灯泡S的位置,如图所示:
(3)在平面镜中,物体的左、右方向互换。原本实际中的9点在镜中成像为3点,即短针指向3,长针指向12,如图所示:
四、实验题
24.(24-25八年级上·安徽滁州·期中)某同学在“探究光的反射规律”时,实验装置如图所示,他先用加湿器使整个玻璃罩内充满水雾,将平面镜放在一个能转动的水平圆台上,用固定的红色激光笔发出一束垂直射向平面镜的光ON,然后用另一支绿色激光笔向O点发出一束光AO,经平面镜反射后沿OB方向射出。请回答下列问题:
(1)实验中,用加湿器使整个玻璃罩内充满水雾的目的是 。
(2)红色激光ON的作用是为了显示 的位置。
(3)缓慢转动圆台,从反射光那一侧观察,看到三束光相互 ,说明在反射现象中,反射光线、入射光线与法线在同一平面内。
【答案】(1)清晰的显示出光传播的路径 (2)法线 (3)重合
【解析】(1)实验中用加湿器使整个玻璃罩内充满水雾,是为了清晰的显示出光传播的路径,便于完成实验研究。
(2)法线是指始终垂直于反射面的直线,是为了方便研究光的反射规律而假想出来的,红色激光ON的作用是为了显示法线的位置。
(3)在光的反射现象中,反射光线与入射光线、法线在同一平面内,缓慢转动圆台,从反射光那一侧观察,看到三束光相互重合,说明在反射现象中,反射光线、入射光线、法线在同一平面内。
25.(24-25八年级上·安徽六安·期中)小明为了探究“平面镜成像时,像与物到平面镜的距离的关系”,所用的实验器材有:玻璃板、支架、两个相同的跳棋、纸和刻度尺。实验装置如图甲所示。
(1)小明选用玻璃板而不选用平面镜的目的是 。
(2)下午第四节课在教室用玻璃板和跳棋实验,在 (开灯/关灯)时进行实验效果更好。
(3)如果小明在寻找跳棋A的像的位置时,无论怎样沿桌面移动跳棋B,都不能使它与跳棋A的像重合,可能的原因是 。
(4)将棋子A置于玻璃板前方,观察到A的两个像,在玻璃板后方放置棋子B,使之与棋子A (较亮/较喑)的像重合。
(5)可沿 方向(MN/PQ)移动棋子A多次实验,目的是 (减小误差/避免偶然性)。
【答案】(1)便于确定像的位置 (2)开灯 (3)玻璃板没有与桌面垂直 (4)较亮 (5)PQ 避免偶然性
【解析】(1)玻璃板可以成像,也可以透光,便于确定像的位置。
(2)下午第四节课教室内光线较暗,在教室用玻璃板和跳棋实验,为了使像更清晰,应在开灯时进行实验效果更好。
(3)像与物关于平面镜对称,如果小明在寻找跳棋A的像的位置时,无论怎样沿桌面移动跳棋B,都不能使它与跳棋A的像重合,可能的原因是玻璃板没有与桌面垂直。
(4)将棋子A置于玻璃板前方,观察到A的两个像,较亮的像是玻璃板前表面成的像,较暗的像是玻璃板后表面成的像,在玻璃板后方放置棋子B,应使之与棋子A较亮的像重合。
(5)[1][2]可沿PQ移动棋子A多次实验,改变物距,目的是避免偶然性,得到普遍规律。
26.(24-25八年级上·安徽六安·阶段练习)如图所示是“探究光反射规律”的实验装置。
实验次数
1
2
3
入射角
30°
45°
60°
反射角
60°
45°
60°
(1)如图甲,平面镜水平放置,把标有刻度的白色硬纸板垂直放置在平面镜上方,在纸板前从不同方向都可以看到入射光EO的径迹,是因为光在纸板上发生了 ;
(2)图乙中,将纸板B沿PQ剪开,把B纸板上半部分向后旋转,发现B纸板的上部不再看到反射光线,此现象说明: ;
(3)图甲中若将一束光贴着纸板沿FO方向射到O点,光将沿OE方向射出,说明在光的反射现象中,光路是 的;
(4)小明发现表格中第一组实验数据不符合“反射角等于入射角”这一结论,你认为导致这一问题的原因是 。
【答案】(1)漫反射 (2)入射光线、反射光线、法线在同一个平面内 (3)可逆 (4)将反射光线与镜面的夹角当成了反射角
【解析】(1)纸板粗糙,光在纸板上发生漫反射,漫反射的光射向各个方向,所以在纸板前从不同方向都可以看到入射光EO的径迹。
(2)B纸板上半部分向后旋转,此时B纸板上半部分与其它纸板不在同一个平面内,此时B纸板的上部不再看到反射光线,说明反射光线与其它纸板在同一个平面内,而入射光线、法线都在纸板上,说明入射光线、反射光线、法线在同一个平面内。
(3)图甲中将光贴着纸板沿FO方向射到O点,光将沿OE方向射出,即光沿着原先的反射光射入,将沿着原先的入射光射出,说明在光的反射现象中,光路是可逆的。
(4)根据光的反射定律,反射角等于入射角,反射角是反射光线与法线的夹角,表格中第一组实验数据反射角和入射角不相等,原因可能是将反射光线与镜面的夹角当成了反射角。
27.(24-25八年级上·安徽池州·阶段练习)小明为“探究光的折射规律”设计了如图所示的实验装置,在玻璃水槽中竖立一块标有角度的光屏,分别将光从空气斜射入水中和从水中斜射入空气,得到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°,则折射角可能是________(选填字母);
A.10° B.20° C.25° D.45°
(3)当光从空气斜射入水中时,观察并分析表一中的数据,得出一条光发生折射时的规律 。
【答案】(1)25 光路具有可逆性 (2)B (3)当光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而增大
【解析】(1)[1][2]由于光的折射现象中,光路是可逆的,光从空气斜射入水中时,当入射角是时,折射角是;则光从水中斜射入空气中时,当折射角是时,入射角是。
(2)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°,故折射角可能为20°,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(3)根据表一中的数据可知,折射角随入射角的变化而变化,即当光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而增大。
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主题一 力
专题10 光现象(1.5~8分)
01考情透视·目标导航
02知识导图·思维引航
03考点突破·考法探究
考点一 光的直线传播
考点二 光的反射
考点三 平面镜成像
考点四 平均速度的测量
04题型精研·考向洞悉
题型一 光的直线传播
►考向01 光的直线传播及应用
►考向02 小孔成像
题型二 光的反射
►考向01 光的反射现象及应用
►考向02 利用光的反射定律作图
►考向03 探究光的反射规律
►考向04 镜面反射与漫反射
题型三 平面镜成像
►考向01 平面镜成像特点
►考向02 平面镜成像作图
►考向03 平面镜在生活中的应用
►考向04 探究平面镜成像特点
题型四 光的折射
►考向01 光的折射现象及其应用(三种光现象辨析)
►考向02 光的折射作图
►考向03 探究光的折射规律
05分层训练·巩固提升
►分层训练
►巩固提升
考点要求
课标要求
考查频次
命题预测
光的作用
· 2.3.6 通过实验,了解白光的组成和不同色光混合的现象
· 10年1考
光的反射是最重要的光的传播规律,也是常考热点,在光现象类型的辨析中,属于常考内容。考查题型较多,有:选择题、填空题、作图题和实验探究题。命题点主要集中在:生活中光的反射现象、光的反射规律、利用光的反射作图、探究光的反射规律、镜面反射和漫反射等
平面镜成像属于常考热点,也是光现象考题中考点集中的内容,对平面镜成像考查的题型主要有:填空题、实验探究题、作图题,有时也会出现选择题。命题点主要有:平面镜成像规律及应用、利用平面镜成像规律作图、探究平面镜成像规律等
光的折射是一种重要的光现象,所以在考卷中,出现光的折射的考题也很多。其考查题型主要是选择题、填空题、作图题,有时也会出现实验探究题。命题点有:光的折射及应用、生活中常见的光的折射现象、光的折射作图等。
光的直线传播
光速
光的色散
光的反射现象
· 2.3.3 探究并了解光的反射定律。
· 4.2.6 探究光的反射定律。
· 10年3考
光的反射定律
镜面反射与漫反射
光反射的应用和影响
平面镜成像规律
· 2.3.4 探究并了解平面镜成像时像与物的关系。知道平面镜成像的特点及应用。
· 4.2.7 探究平面镜成像的特点。
· 10年3考
平面镜的应用
各种面镜
光的折射
· 2.3.3 通过实验,了解光的折射现象及其特点。
· 10年7考
光的折射规律
生活中的折射现象
考点一 光的直线传播
光源
定义:_________的物体叫光源。光源分为自然光源和人造光源
条件
光在__________________中是沿直线传播的
光线
_________是由一小束光抽象而建立的理想物理模型
光速
光在真空中速度c=_________;光在空气中速度约为_________。光在水中速度为真空中光速的,在玻璃中速度为真空中速度的
现象
影子的形成、小孔成像、日食、月食
(1)小孔成像的条件:小孔必须足够小,但并不是越小越好,孔太小会影响像的亮度;
(2)小孔成像时,像的形状取决于物体的形状,与小孔形状无关;
(3)小孔逐渐变大,光屏上的像会逐渐变模糊;当小孔增大到一定程度时,在光屏上只能看到与小孔形状相同的光斑。
考点二 光的反射
概念
光从一种介质射向另一种介质表面时,一部分光被_________原来介质的现象叫光的反射。
光的反
射定律
反射光线与入射光线、法线在_________,反射光线和入射光线分居于法线的_________,反射角等于入射角。光的反射过程中光路是_________的。
镜面反射和漫反射
分类
镜面
反射
特点:射到物面上的平行光反射后仍然_________。
条件:反射面_________。
漫反射
特点:射到物面上的平行光反射后向着__________________,每条光线都_________光的反射定律
条件:反射面_________。
应用:能从各个方向看到本身不发光的物体,是由于光射到物体上发生_________的缘故
实验:探究光反射时的规律 纸板在实验中的三个作用:
(1)显示光的传播路径;
(2)验证反射光线、入射光线和法线在同一平面内,具体操作是将纸板NOF向前或向后折转,使其和纸板EON不在同一平面内,观察有无反射光的径迹;
(3)记录光路。具体操作是在纸板上画出入射光和反射光的径迹,以分析反射角随入射角的变化而变化情况。
镜面反射和漫反射
(1)我们能从不同方向看到书上的字,是因为光在纸面上发生了漫反射;
(2)物体发出或反射的光浸入人眼越多,人眼就会感觉该物体越亮。所以,当发生镜面反射时,如果反射光正好进入人眼,人就会感觉镜面特别亮;
(3)无论镜面反射还是漫反射,都遵循观点反射定律。
考点三 平面镜成像
特点
像与物大小_________、像与物到镜面的距离_________、像与物的连线与镜面_________、物体在平面镜里所成的像是_________像(“实”或“虚”)。
成像原理
_________定律。
应用
成像、_________和扩大视野。
实像与
虚像
_________会聚点所成的像是实像,光线_________________的会聚点所成的像是虚像。
平面镜成像特点作图时要注意以下几点:
(1)平面镜非反射面要画上短斜线;
(2)实际光线要画成实线,并用箭头表示光的传播方向,反向延长线要画成虚线;实物用实线表示,虚像用虚线表示;法线用虚线表示;
(3)实物和虚像要标注上对应的字母,并用上下标区分。
考点四 光的折射
折射定律
的内容
当光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射光线、入射光线和法线在_________;折射光线、入射光线分别位于法线_______;折射光线向法线方向偏折,折射角_____入射角。当入射角增大时,折射角也_________。当光从空气垂直射入水中或其他介质中时,传播方向_________。
折射光路
的可逆性
折射现象中,光路是_________的。
应用
当我们从岸上看水中的物体时,感觉物体位置比实际深度要______;根据光路是_________的,当我们从水中看岸上的物体时,感觉物体位置比实际高度要_______。
题型一 光的直线传播
►考向01 光的直线传播及应用
【提分秘籍】
光的直线传播是光现象基础,所有光现象都是在光的直线传播基础上展开的,没有光的直线传播就没有光现象的理论结构。
光的直线传播是常考热点,有关考题主要集中在光的直线传播的认识和光的直线传播的例子上。生活中利用光的直线传播的例子很多,尤其是劳动人民在生产和人类活动中,总结出了许多利用光的直线传播的现象,如:小孔成像、影子的形成、树林中的光斑、日食、月食等都是光的直线传播的例子。加强对此方面知识的积累,会有助于解答此类问题。
光的直线传播作为一个考题不多,常见的是作为一个知识点出现,并与其他光现象知识点或其他知识点结合组成一个题目。
1.图所示的“手影”游戏中,影子的形成原因是( )。
A. 光的反射 B. 光沿直线传播 C. 光的折射 D. 光的色散
2.如图所示,圭表是中国古代重要的天文仪器,圭表通过测量正午日影长度来推测二十四节气,日影是光的_________形成的。为了提高其测量精度,天文学家使用铅垂线来确保“表”垂直于水平放置的“圭”。铅垂线是利用了重力的方向总是_________。
3.如图所示是一个放置于宁波某地水平地面上的简易计时模型,圭杆垂直底盘。下列描述错误的是( )。
A. 杆影的形成是由于光在均匀介质中沿直线传播;
B. 一天内,杆影移动是由地球公转造成的;
C. 一天内,正午的杆影最短;
D. 该模型依据杆影的方位计时
►考向02 小孔成像
【提分秘籍】
小孔成像是光的直线传播形成的最典型的光现象。
在解答此类问题时,应注意:小孔成像时,像不但左右颠倒,而且上下也颠倒;像的形状与小孔的形状无关,由物体的形状决定。
4.中华优秀传统文化蕴含着丰富的物理知识。《墨经》中记载了世界上最早的“小孔成像”实验(如图所示),小孔成像是由于光的______形成的;唐代诗句“潭清疑水浅”描绘了潭水清澈,让人感觉水变浅了,这是由于光的______造成的。
5.在一个烈日炎炎的午后陈老师走在随州街头,看到地面上树荫里有许多圆形光斑,抬头看看树叶间刺眼的阳光,想到这树荫下藏着物理学的秘密,便拍下两张照片(如图)。经估测树荫下一个清晰光斑的直径约为7cm,这束阳光从约7m高处的树叶间照射下来。我们常说太阳光经过约8分钟来到地球(太阳和地球之间的距离按1.5×1011m计算),粗略计算太阳的直径最接近( )。
A. 1.5×109m B. 1.5×1019m C. 5×106m D. 5×1012m
6.早在两千多年前,我国古代思想家墨子就在《墨经》中论述了小孔成像等光学现象,下列光现象与小孔成像原理相同的是( )。
A. 地面的人影 B. 水中的倒影;
C. 空中的彩虹 D. 放大的文字
题型二 光的反射
►考向01 光的反射现象及应用
【提分秘籍】
(1)生活中,由光的反射引起的光现象最典型的有:水中倒影、平面镜成像、能看清不是光源的物体等。
(2)考试中还会出现入射光不动,平面镜沿某一方向旋转一定角度,判断入射角和反射角的变化规律等。
7.如图,世界首条跨海高铁——泉州湾跨海大桥合龙成功。大桥与倒影形成的一幅壮美画面,桥在水中的倒影是光的___________形成的___________(选填“虚”或“实”)像。
8.如图为某同学外出游玩时用手机拍到的场景,场景中有瞪羚在岸边的影子和水中的倒影。下列分析正确的是( )。
A. 瞪羚的影子是光的反射形成的 B. 瞪羚的影子是光的直线传播形成的
C. 瞪羚的倒影是光的折射形成的 D. 瞪羚的倒影是光的直线传播形成的
9.小王同学在家里将一个平面镜放在水平桌面上,再把一张可沿ON折叠的硬白纸板ENF竖直的立在平面镜上,以此来探究光的反射规律。通过测量他发现此时入射光线与平面镜成50°夹角,如图所示,则( )。
A. 反射光线与镜面的夹角是40°;
B. 入射角增大10°,反射光线与入射光线的夹角增大20°;
C. 将纸板NOF向后折叠,则反射光线会消失;
D. 光在纸板上发生了镜面反射
►考向02 利用光的反射定律作图
【提分秘籍】
利用光的反射规律作图主要有:
(1)已知反射面和入射光线(反射光线)作反射光线(入射光线):入射角是入射光线与法线夹角,不是入射光线与镜面的夹角;反射角是反射光线与法线的夹角,不是反射光线与镜面的夹角。法线要画成虚线。
(2)已知入射光线和反射光线确定平面镜的位置:法线位置时入射光线和反射光线夹角的角平分线位置,平面镜与法线垂直,故只要确定入射点法线位置即可确定平面镜的位置。
10.如图所示,点光源S发出的一条光线射到平面镜MN的O点,请在图中作出这条入射光线的反射光线。
11.室内有一吸顶灯S,人从平面镜MN中能够看到吸顶灯。请在图中画出人眼A经平面镜MN看到吸顶灯的完整光路图。
12.在图中,根据给出的反射光线OB画出入射光线AO,并标出入射角的大小。
►考向03 探究光的反射规律
13.在“探究光的反射定律”实验中,器材有:激光笔、可折转光屏、平面镜和喷雾器。
(1)将平面镜置于水平桌面,如图甲所示。激光笔的光束射向平面镜上O点,在平面镜上方喷水雾,从前向后观察,可在镜面上方看到__________条光束。
(2)将折转光屏垂直于平面镜放置,让入射光沿左半屏射到O点,如图乙所示。要呈现反射光,需将右半屏向__________(选填“前”或“后”)折转。
(3)保持入射点不变,多次改变入射方向,在光屏上记录每次实验的光路aa′、bb′和cc′,如图丙所示。为了研究反射光线和入射光线的位置关系,发现左、右半屏相对应的光线关于转轴对称,可将此对称轴视为__________。同时根据光屏上的倍息可得结论,反射角与入射角的大小__________。
14.小明利用如图装置探究光反射时的规律。
(1)如图1所示,实验时,把一个平面镜放在水平桌面上,再把白色纸板ENF(右侧可绕ON翻折)竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON应___________于镜面。使一束光贴着纸板沿某一角度射到O点,光在纸板上发生___________(选填“镜面”或“漫”)反射,呈现径迹。光经平面镜反射,沿另一个方向射出;
(2)改变光束入射的角度,多做几次,换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。取下纸板,用量角器测量ON两侧的∠i和∠r,是为了___________;根据实验结论可知:当入射光EO与平面镜夹角为50°时,反射角为___________;
(3)让光沿图1中FO方向照射到镜面,它会沿着OE方向射出。这表明:在光的反射现象中,光路是___________的。
(4)如图2所示,把纸板ENF右侧绕ON向前折或向后折,在右侧纸板上看不到反射光。这表明:在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在___________内。
15.用如图的装置探究“光的反射定律”。平面镜M水平放置,附有量角器的白纸板由E、F两部分构成,始终竖直立在M上,可以绕ON翻折;
(1)如图甲,E、F在同一平面上,让入射光AO射向镜面,量角器上显示入射角和反射角的大小,可得出∠r________∠i(选填“>”“<”或“=”);
(2)改变入射光的方向,再测几组入射角和反射角,这样做的目的是_________;
(3)若光沿BO入射,经M反射后沿OA射出。这表明,在光的反射现象中,光路是_________的;
(4)如图乙,把F向前或向后翻折,则在F上________(选填“能”或“不能”)看到反射光,这说明反射光线,入射光线和法线在_________。
►考向04 镜面反射与漫反射
【提分秘籍】
(1)镜面反射是因为反射面是光滑表面形成的,入射光是平行光时,反射光也是平行光;
(2)漫反射是因为反射面是高低不平的粗糙表面,即便入射光是平行光,反射光也不会是平行光,反射光会向各个方向出射,所以,人站在不同角度也能看见反射光;
(3)镜面反射和漫反射都遵循光的反射规律;
(4)人眼感觉到物体的亮暗是由物体入射人眼的光的多少决定的。射入人眼的光越多,人感觉物体越亮;入射人眼的光越少,人感觉物体越暗。
16.如图所示是实验室中的毛玻璃片,一面磨砂,一面平滑。为了分辨这两个面,下列方法中不可行的是( )。
A. 用手去触摸,粗糙的一面是磨砂面;
B. 用激光笔照射表面,反射后可在光屏上成一个亮点的一面是平滑面;
C. 压力相同时,与同一水平桌面之间滑动摩擦力较大的一面是磨砂面;
D. 透过毛玻璃片看不清远处物体,朝向眼睛的一面是平滑面
17.某校九年级的一名学生下晚自习后在骑自行车回家途中,迎面遇到一辆灯光非常刺眼的车辆。为了安全,他应该( )。
A. 迎着灯光继续行驶 B. 闭眼缓慢行驶 C. 停下车靠边避让 D. 用手遮挡灯光行驶
18.雨过天晴,地面上会出现建筑物的影子,影子是由于___________形成的。通过地面上一层薄薄的积水还可以看到建筑物的像,如图所示,像的大小与建筑物的大小___________。一些建筑物外部采用了玻璃幕墙作为装饰,强光照射到玻璃幕墙时会发生___________反射,造成“光污染”。
题型三 平面镜成像
►考向01 平面镜成像特点
19.临沂市文化公园是我市一道亮丽的风景线。1.5m深的荷花池内,一只立于荷尖上的蜻蜓距水面0.6m(如图),蜻蜓在水中的像( )。
A. 因光的折射而形成 B. 是比蜻蜓略小的虚像
C. 在水面下0.9m深处 D. 与蜻蜓相距1.2m
20.如图所示,白鹭平行于水面飞行,距水面2m。水中的“白鹭”是_______(选填“实”或“虚”)像,它距空中的白鹭_______m。
21.(多选题)小强同学用如图甲的实验装置,探究光反射时的规律,并将数据依次记录在表1中。实验后他想让与地平线成60°的太阳光竖直向下照亮井底,他把平面镜按如图乙放置。对此探究,下列说法正确的是( )。
表1
次数
1
2
3
4
5
∠i
0°
20°
30°
40°
60°
∠r
0°
20°
30°
40°
60°
A. 图甲中表示反射角的是∠i;
B. 实验时的反射光线是绕O点逆时针转动的;
C. 实验说明反射角等于入射角;
D. 图乙中平面镜与地平线的夹角θ为75°
►考向02 平面镜成像作图
【提分秘籍】
主要有两种作图类型:
(1)由反射光线作光源
利用像点特性快速作图:根据平面镜成像特点可知,平面镜所成的像与物体关于平面镜对称,可先确定像点,利用反射光线的反向延长线过像点这一特点快速作图。
(2)已知光源作反射光路图
22.根据平面镜成像特点在图甲中画出物体AB在平面镜MN中所成的像。
23.如图所示,Sʹ是光源S在平面镜中的像。光线是光源S发出的光线经平面镜反射后,平行于凸透镜主光轴射向凸透镜的光线。请画出:
(1)光源S的位置;
(2)反射光线a对应的入射光线;
(3)光线a经凸透镜折射后的折射光线。
24.如图所示,请根据平面镜成像特点,作出鸟喙上A点通过水面成的像A'。
►考向03 平面镜在生活中的应用
【提分秘籍】
生活中平面镜主要应用有:
(1)改变光路:平面镜成像利用的是光的反射,当入射角发生变化时,反射角随之反射变化,使入射过来的光线传播方向发生改变。
(2)成像:平面镜成像是生活中常见的平面镜的应用,熟悉平面镜成像规律是解答问题的关键。
25.自行车尾灯可有效避免夜间交通事故的发生,它由多组“直角反射器”组成,其中一组“直角反射器”如图所示,一束光射向平面镜S1,请在图中画出经过S1、S2两个平面镜反射后的光路图。
26.检查视力时,视力表放在被测者头部的后上方,如图甲所示,则视力表上如图乙所示的字母在平面镜中的像正确的是( )。
A. B. C. D.
27.如图所示,戏曲演员在对着镜子上妆。开始时,镜中只能看到自己的脸,看不到头饰,为了能看到脸和头饰,演员应该 (选填“靠近”或“远离”)平面镜;此时平面镜内所成的像与原来相比大小 (选填“变大”、“不变”或“变小”);图中镜面倾斜放置在桌面上,此时,演员与镜中像的对应点的连线与镜面 (选填“垂直”或“不垂直”)。
►考向04 探究平面镜成像特点
28.小科同学在探究平面镜成像特点时,利用如图甲所示器材进行了以下操作:
(1)实验中小科同学从点燃的蜡烛一侧透过玻璃板看到像有重影,改善重影问题的方法是________,实验中选取同样大小的蜡烛A、B是为了_________;
(2)改进器材后多次改变蜡烛A的位置,并移动另一支蜡烛,确定每次像的位置,将玻璃板及每次物和像的位置记录在玻璃板下面的白纸上,连接物和对应的像点,如图乙所示,由此可得出的结论是:像与物到平面镜的距离_________;
(3)完成实验后,小科同学又将一枚硬币放在玻璃板前,能看到它在玻璃板后的像在a的位置,如图丙所示,若将玻璃板水平向右移动3cm,该硬币的像_________(选填“向右移动3cm”、“在原位置”或“向左移动3cm”)。
29.如图所示,在“探究平面镜成像的特点”的实验中,对所选择的蜡烛A、B的要求是外形___________(选填“相同”或“不同”);蜡烛A在玻璃板后面的像___________(选填“能”或“不能”)在光屏上呈现。
30.敬老爱亲的小明跟奶奶拉呱时,发现奶奶一直认为“人离平面镜越近,人在镜中的像越大”,为了纠正奶奶的错误认知,小明做了如下实验。
(1)如图所示,将白纸平铺在水平桌面上,用支架把玻璃板架在白纸上,并让玻璃板与纸面__________;
(2)将两支相同的蜡烛A和B分别竖放在玻璃板前后,点燃蜡烛__________(选填“A”或“B”),并移动蜡烛B,直至与蜡烛A的像重合;
(3)为了纠正奶奶的错误认知,小明多次改变蜡烛A的位置时,需确保__________(选填“左右”或“前后”)位置不同;
(4)小明给奶奶变了个戏法:将与蜡烛A的像重合的蜡烛B拿走,并在它的位置处竖放一个光屏。让奶奶透过玻璃板看光屏,光屏上有“蜡烛B”;不透过玻璃板直接看光屏,光屏上的“蜡烛B”却消失了。这个小戏法逗得奶奶开怀大笑,同时小明也给奶奶解释了玻璃板成__________(选填“虚”或“实”)像的道理。
题型四 光的折射
►考向01 光的折射现象及其应用(三种光现象辨析)
31.下列现象由光的折射形成的是( )。
A. 手影 B. 对镜画脸谱
C. 铅笔“折断” D. 日食
32.一束单色光从空气斜射入水中的情境如图所示。下列说法正确的是( )。
A. BO是入射光,OA是反射光 B. AO是入射光,OC是折射光
C. ∠AOM是入射角,∠BON是反射角 D. 光若沿CO入射,将沿OA和OB射出
33.在地球上观看日出时能看到地平线以下的太阳。下列现象与此原理相同的是( )。
A. 茂密树荫下圆形的光斑 B. 汽车后视镜中的像
C. 海市蜃楼 D. 用潜望镜看到海面上的物体
►考向02 光的折射作图
【提分秘籍】
1.从水中看岸上物体
运用光的折射规律作图方法:
一知
光无论从空气斜射入其他介质中,还是从其他介质斜射入空气中,空气中的角(入射角或反射角)都是较大的
二作
过入射点作法线,在法线的另一侧作出折射光线或入射光线,且使空气中的角较大
三标
标出光的传播方向
2.从岸上看水中物体
应注意:无论从什么地方看到物体,是因为有光从物体进入眼睛,并不是人的眼睛会发光。
34.一束激光从空气中以图示角度射入水中,其反射光线与折射光线刚好垂直。请在图中画出折射光线,并标出折射角的角度大小。
35.如图所示,光从空气斜射入玻璃,请在图中画出反射光线和折射光线的大致位置。
36.一个底面镀银的球冠形玻璃球放置在水平桌面上,其横截面如图所示。一条光线从玻璃球冠上表面的M点通过球心O射到球冠的底面N点。虚线PN为底面AB的法线。画出该光线经底面AB反射后在球冠形玻璃球内外的光路图。
►考向03 探究光的折射规律
37.在“探究光从玻璃斜射入空气的折射规律”的实验中,小东借助激光笔、半圆形玻璃块和带刻度的光具盘完成了实验,观察到如图所示的1、2、3三条光束,并在光具盘上用笔描出了对应的光路。
(1)图中的折射角大小为___________;
(2)根据实验现象初步发现,光从玻璃斜射入空气时,折射角___________(选填“>”、“=”或“<”)入射角;
(3)现在要探究光的折射现象中光路是否可逆,具体的操作是___________,如果看到___________现象,就可证明光路是可逆的。
38.小华偶然间整直向下看到放在玻璃砖下面的字发生了错位。
(1)他想光斜射时才发生偏折,才会出现“池底变浅”现象,那么光在垂直入射时,光线不再偏折,还会有“池底变浅”的现象吗?上述过程在科学探究中做___________(选填“设计实验”“提出问题”或“分析论证”)。
(2)①联想到“平面镜成像”找像位置的方法,于是他按如图所示将玻璃砖紧贴物体摆放在水平桌面上的一张白纸上,标记出物体的位置。按照图乙的方式沿水平方向观察物体(观察盒上的条形码)。当看到物体经玻璃砖成的像时,前后移动小卡片,使小卡片与像在同一个平面上,将小卡片此时的位置标记在白纸上,这样就找到了放置一块玻璃砖时___________的位置。
②随后,他将玻璃砖离开物体向观察者移动一小段距离后进行观察,发现像的位置不变,说明玻璃砖与物体的距离___________影响成像位置(选填“会”或“不会”)。
(3)为了观察不同厚度玻璃的成像情况,他将第二块相同玻璃砖紧贴在第一块后面,如图丙所示,观察并记录像的位置;他再将第三块相同玻璃砖紧贴在前两块后面,如图丁所示,观察并记录像的位置。记录数
①分析图的数据可知,用一块玻璃砖观察时,像与物体的距离是___________cm;
②三次实验都说明了光在垂直入射时,像的位置会___________观察者(选填“靠近”或“远离”)。
(4)从图的实验数据还可以得出:玻璃的厚度越厚,像与物的距离越___________。
(5)从以上探究可知,从竖直方向看到的池底比它的实际位置___________(选填“浅”或“深”)。
39.某小组同学在研究光的折射规律时,记录的实验数据如下表所示:请仔细观察并分析下表的实验数据,归纳实验结论。
序号
传播路径
入射角
折射角
序号
传播路径
入射角
折射角
1
空气到水
30°
20°
6
空气到玻璃
30°
18°
2
45°
30°
7
45°
25°
3
60°
45°
8
60°
38°
4
水到空气
20°
30°
9
玻璃到空气
25°
45°
5
30°
45°
10
38°
60°
(1)当光从一种介质斜射入另一种介质时, ;
(2)当光从空气斜射入玻璃或水时,折射角 入射角;(选填“大于”或“小于”)
(3)当入射光线逐渐远离法线时,入射角增大,折射角 ;(选填“增大”或“减小”)
(4) (选填“玻璃”或“水”)对光的折射本领强;
(5)分析实验序号1与4、2与5、7与9、8与10中的数据,可以发现折射时 。
基础巩固
一、单选题
1.(24-25八年级上·安徽蚌埠·期中)如图是西安奥体中心体育馆正中心上方悬挂的斗屏,在场馆每一个座位上抬头,都可以清晰地看到斗屏上播放的内容,下列说法正确的是( )
A.斗屏上色彩丰富的画面是由红、黄、蓝三种色光混合而成的
B.观众看到斗屏上比赛的画面是因为光的反射
C.所有观众都能看到屏幕上方红色的横幅,是因为光在横幅上发生了漫反射
D.观众可以在各个方向看到屏幕上画面,是因为斗屏上的光可以不沿直线传播
2.(24-25八年级上·安徽宿州·期中)如图所示, 若反射光线与平面镜成30°夹角, 则( )
A.入射角是30°
B.反射角是 60°
C.入射光线与镜面的夹角是 60°
D.入射角增大5°, 反射角增大10°
3.(24-25八年级上·安徽池州·阶段练习)如图所示,对下列光学现象的描述或解释错误的是( )
A.图a中漫反射的光线尽管杂乱无章,但每条光线仍然遵循光的反射定律
B.图b中木工师傅观察木板是否平整,是利用了光的直线传播特点
C.图c所示,炎热夏天公路上的海市蜃楼景象,是由光的折射现象造成的
D.图d所示,渔民只有瞄准鱼的下方叉去才能叉到鱼,是利用光的反射规律
4.(24-25八年级上·江苏泰州·阶段练习)关于光现象, 下列说法正确的是( )
A.光年是天文学上表示时间的单位 B.月亮是光源
C.太阳光由空气斜射入水中光的速度变小 D.光和光线都是真实存在的
5.(2024·江苏泰州·二模)如图所示,一只水鸟M站在浅水中觅食,该情景恰好解释了李白诗中“对影成三人”的由来。以下说法正确的是( )
A.N是光的反射形成的像
B.P是光的折射形成的像
C.P与M的大小一定相同
D.N与M的大小一定相同
6.(23-24八年级上·四川资阳·阶段练习)阳光灿烂的日子,行走在绿树成荫的街道上,常常见到地面上有一些圆形的光斑,这些光斑是( )
A.树叶的实像 B.树叶的虚像 C.太阳的实像 D.太阳的虚像
7.(24-25八年级上·安徽蚌埠·期中)如图所示,平面镜和长为的细铅笔均竖直放置在水平桌面上,铅笔与平面镜之间的距离为。则( )
A.向左移动平面镜,铅笔的像则向右移动
B.为使铅笔在平面镜中成完整的像,平面镜应至少高
C.铅笔和平面镜均绕底部转动时,铅笔与它的像垂直
D.将白纸下移,挡住镜面一半,平面镜中仍然成铅笔完整的像
8.(24-25八年级上·安徽淮北·期中)如图所示,一束光与液面的夹角为50°,则以下说法错误的是( )
A.液面升高时,光斑S右移 B.该装置利用了光的反射定律
C.此时反射角的大小是40° D.当液面升高或降低,入射角大小不变
9.(24-25八年级上·安徽淮北·期中)ENF 是用两块纸板连接起来的一个平面且与平面镜垂直放置。为了探究反射角与入射角之间的关系,实验时应进行的操作是( )
A.改变光线 AO与法线ON的夹角 B.沿 ON前后转动板F
C.改变光线OB 与法线ON 的夹角 D.沿 ON 前后转动板E
二、填空题
10.(24-25八年级上·安徽宿州·期中)7月27日,在巴黎奥运会射击10米气步枪混合团体比赛中,黄雨婷、盛李豪为中国代表团获得了本届奥运会的首枚金牌。步枪瞄准时讲究“三点一线”,即眼睛、准星和目标在同一直线上,其原理是光的 。
11.(24-25八年级上·安徽宿州·期中)如图所示,一只天鹅正在平静的湖面上畅游,在水中倒映出了天鹅清晰的像,这是天鹅的 (选填“实像”、“虚像”或“影子”)。
12.(24-25八年级上·安徽滁州·期中)“光污染”是现代都市要关注的新型污染,主要是由于一些建筑物为了美观,外部采用了玻璃幕墙作为装饰,强光照射到玻璃幕墙时会发生 (选填“镜面反射”或“漫反射”)。
13.(24-25八年级上·安徽六安·期中)喜迎中秋国庆佳节,七宝老街蒲汇塘两岸灯光工程经升级重新亮灯,打造沉浸式的观赏体验。若蒲汇塘水深4.5米,桥上一灯笼距水面10米,则该灯笼的“倒影”距水面 米;若蒲汇塘水面下降5厘米,则该灯笼与其对应“倒影”相距 米;此过程中灯笼“倒影”的大小 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
14.(24-25八年级上·安徽六安·阶段练习)一只小鸟在深度为3m的平静湖面上空飞过,当小鸟距水面5m时,小鸟在湖面的“倒影”距小鸟 m。在小鸟飞离水面的过程中,它在湖中的像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
15.(24-25八年级上·安徽六安·阶段练习)我国唐朝的张志和在《玄贞子》中记载了著名的“人工虹”:“背日唢乎水,成虹霓之状”这属于光的 现象。
16.(24-25八年级上·安徽合肥·期中)如图甲,将红、 、绿三种色光照白纸上,中间相互重叠区域会出现白色,如图乙,用白光照到鹦鹉图片上时,鹦鹉的嘴呈红色,翅膀呈绿色,若用红光照射时鹦鹉的嘴将呈红色,翅膀呈 色。
17.(24-25八年级上·安徽淮北·期中)夏天,我们常常可以在茂密的树下看到一个个圆形的小亮斑,这些小亮斑是太阳的 (选填“正立”或“倒立”)的像。在一张不透光的纸上剪一个极小的“△”小孔,太阳光垂直射到这张纸上,透过这个小孔在地面上产生的像的形状是 。
18.(24-25八年级上·安徽合肥·期中)如图所示,两块平面镜MP、PN 相交,夹角为60°,一束光线AO 斜射到平面镜MP上,光线经两平面镜反射后与入射光线AO 重合,但方向相反。 则AO 与平面镜MP 的夹角α是 。
三、作图题
19.(24-25八年级上·安徽芜湖·期中)如图是某位摄影爱好者拍摄到的白鹭及其影子和倒影同时出现的照片, “对影成三人”得到了生动的表现。若图中S'代表白鹭倒影的位置, A代表人眼, 请你画出人眼看到水中白鹭倒影的光路图(保留作图痕迹) 。
20.(24-25八年级上·江苏南京·阶段练习)如图所示是自制针孔照相机示意图,请用光路图画出物体AB在屏上所成的像A'B'。
21.(24-25八年级上·安徽合肥·期中)
(1)小明将装有硬币A 的空杯放在弟弟面前,弟弟的眼睛在P点看不到硬币,如图(1)中的甲。小明向杯中缓缓注满水,弟弟眼睛在P点看到了硬币在 B点,如图(1)中的乙。请你在图(1) 的乙中画出弟弟看到硬币的入射光线、折射光线,并标出折射角r(保留作图痕迹)。
(2)如图(2)甲中,牙医借助平面镜观察牙齿的背面,请在图(2) 乙中画出能反映此过程的光路图。
四、实验题
22.(24-25八年级上·安徽宿州·期中)小明为“光的折射规律”设计了以下实验:在水槽中倒入一些水,将光屏竖直放入水槽中,并保持与液面垂直,用激光笔紧贴着光屏向液面发射一道激光,记下此时光路,如图所示。
入射角α
15°
30°
45°
60°
折射角β
11.3°
22.1°
35.4°
40.9°
(1)小明多次改变光入射的角度,记下入射角与对应的折射角的大小,数据如表所示,由表中数据可知:当光从空气斜射入水中时,折射角 (选填“大于”、“小于”或“等于”)入射角;当入射角增大时,折射角 ;
(2)小明让激光从图中B点沿BO射入,发现光沿OA射出,这说明:光在折射时光路 。
23.(24-25八年级上·安徽宿州·期中)如图所示是“探究平面镜成像的特点”的实验情景,将一张纸平铺在水平桌面上,玻璃板垂直架在纸上,在玻璃板前方放一支点然的蜡烛A,此时可以在玻璃板上看到蜡烛A的像。
(1)在玻璃板后蜡烛A的像的位置放一个与蜡烛A完全一样的蜡烛B,可以发现蜡烛B与蜡烛A的像重合,这说明:物体在平面镜中所成的像与物体大小 (选填“相同”或“不同”);
(2)多次前后移动蜡烛A,并将蜡烛B移动到与蜡烛A的像重合的位置,测量物距与像距,可以发现物距与像距 (选填“相等”或“不相等”)。
24.(24-25八年级上·安徽淮北·期中)在探究“光的反射规律”实验中,用如图所示的实验装置进行实验,其中平面镜M放在水平桌面上,E、F是两块粘接在一起的硬纸板,可以绕垂直于镜面的接缝ON转动。
次数
1
2
3
4
入射角
10°
30°
40°
60°
反射角
10°
30°
50°
60°
(1)如图甲,当E、F在同一平面上时,让入射光线AO沿纸板E射向镜面,在F上可以看到反射光线OB,测出入射角的大小;改变入射光线的方向,再观察几组入射角和反射角,这样做的目的是为了比较 。若将AO向ON靠近, 则OB ON(选填“靠近”或“远离”);
(2)如图乙,以法线ON为轴线,把纸板F向后缓慢旋转,在纸板F 看到反射光线;(选填“能”或“不能”)
(3)某学习小组的同学得到下列四组数据,表格中错误数据是第 次的数据,应该改为 。
能力提升
一、单选题
1.(24-25八年级上·安徽宿州·期中)如图所示,为了让反射光可以照射到墙上的S点,下列办法可行的是( )
A.激光笔位置不变,平面镜向下平移一段距离
B.激光笔位置不变,平面镜水平向左移动一段距离
C.入射点位置不变,使入射光逆时针转动一定的角度
D.入射角不变,激光笔向左平移一段距离
2.(24-25八年级上·安徽宿州·期中)为探究光的万射,小红在黑暗的房间里进行了如下实验:在一张表面粗糙的水平桌面上放一个平面镜,让手电筒的光从上往下正对着平面镜照射,如图所示。小红发现:当从上往下看时,平面镜比桌面亮;当从侧面看时,桌面比平面镜亮。下列说法正确的是( )
A.从上往下看,平面镜比桌面亮,是因为光在平面镜上发生了色散
B.光只有在垂直入射的时候才会发生镜面反射
C.光在桌面上发生了漫反射,所以从侧面看桌面更亮
D.漫反射不符合光的反射定律
3.(24-25八年级上·安徽宿州·期中)古诗词是中华文化中的瑰宝,一些诗词中蕴含了丰富的光学知识,下列说法正确的是( )
A.“月下飞天镜,云生结海楼”,云中的海市蜃楼是由于光的反射形成的
B.“举杯邀明月,对影成三人”,地上的影子是由于光的直线传播形成的
C.“海上生明月,天涯共此时”,天上的月亮是光源
D.“掬水月在手,弄花香满衣”,水中的月亮是由于光的折射形成的
4.(24-25八年级上·安徽滁州·期中)黄梅戏与京剧、越剧、评剧、豫剧并称“中国五大戏曲剧种”,也是安徽省的主要地方戏曲剧种。如图所示是演员正对着平面镜梳妆的情景,下列说法正确的是( )
A.演员在镜中的像是等大的实像 B.演员在镜中的像是等大的虚像
C.演员靠近镜子,镜中的像会变大 D.演员靠近镜子,镜中的像会远离镜子
5.(24-25八年级上·安徽宿州·期中)“小荷才露尖尖角, 早有蜻蜓立上头”。现有一只蜻蜓立于距水面0.5m处的荷尖上, 池水深1.2m, 则蜻蜓在水中的像距蜻蜓的距离是( )
A.0.5m B.1m C.1.2m D.2.4m
6.(24-25八年级上·山西·期中)学习了光学知识后,小晋自己完成了一个光学实验。他将装有一枚硬币的不透明的杯子放在面前,如图甲所示,发现眼睛在A处看不到硬币;保持眼睛的位置不变,缓慢向杯中注水,硬币逐渐出现在视线中,如图乙所示。关于“看不见”和“又看见了”两种情况,下列分析正确的是( )
①“看不见”是由于硬币没有反射光
②“看不见”是由于硬币反射的光没有到达眼睛
③“又看见了”是由于硬币反射的光在水面处发生折射到达眼睛
④“又看见了”是由于硬币折射的光在水面处发生反射到达眼睛
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
7.(24-25八年级上·安徽合肥·期中)如图所示的光路图,能正确解释下面选项的是( )
A.人观察对岸树木在水中的倒影
B.人站在岸上看到水底的“鹅卵石”
C.水中的全红婵看到场馆内悬挂的“国旗”
D.“云在水中漂,鱼在云上游”,人看到在云中穿行的“鱼”
8.(24-25八年级上·安徽池州·阶段练习)下列是关于光现象的分析与描述,其中正确的是( )
A.缤纷的彩虹是由于光的反射形成的
B.平面镜成像的大小与物体到镜面的距离有关,物体距平面镜越近,所成的像越大
C.站在湖水边,看到“鱼儿”在清澈的水中游动,我们看到的是鱼儿的实像
D.筷子在水中发生了弯折,这是由于筷子反射出的光线经过水面时发生了折射
9.(24-25八年级上·江苏无锡·期中)如图所示,烧杯中只有一条玩具小鱼,从某一角度观察到自下而上a、b、c、d四条“鱼”的像,下列哪一幅是看到小鱼c的光路图( )
A. B. C. D.
10.(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、填空题
11.(23-24八年级上·安徽亳州·期末)如图所示,装有水的长方体水槽水平放置,固定在左壁上的激光笔发出的一束光射到水面上的O点,如图所示,反射光在水槽右壁上S点形成一个亮斑(图中未画出),若水面上升1cm,反射光在水槽右壁上S'点形成一个亮斑,则S'点和S点之间的距离是 cm。
12.(23-24八年级上·四川成都·期末)如图所示,是观察微小形变的装置,小聪将平面镜M放置在水平桌面上,光源S发出一束激光射到M表面上,经反射后在标尺上形成光斑P,若在图中位置施加一个向下的力挤压桌面,则光斑P将向 边移动,周围的同学并不能看光的传播路径,只能看到标尺上的光斑,这是因为激光照射到 (选填“M”或“标尺”)表面时光发生了漫反射。
13.(23-24八年级上·安徽合肥·期中)如图是光在空气和水的界面EF处发生反射和折射的光路,∠AOF=35°。图中,反射角大小是 °,折射光线在 (水/空气)中。
14.(24-25八年级上·安徽淮北·期中)雨后的夜晚,行走在有积水的路面上,为了不踩水,背着灯光行走时应踩在路面较 (选填“暗”或“亮”)的地方,这是因为光在没有积水的路面发生了 反射。
15.(24-25八年级上·安徽淮北·期中)如图所示,用激光笔照射空水槽底部,形成一个光斑。保持激光笔不动,向水槽中注水,水槽底部光斑将向 (选填“左”或“右”)移动,这是因为光在界面处发生了 射。
16.(24-25八年级上·安徽池州·阶段练习)测量视力时,视力表放在被测者后方,被测者识别对面墙上镜子里的像,如图所示,若她向左移动1m,则该像到小红的距离为 m。
17.(24-25八年级上·安徽六安·期中)如图,一束光在空气和玻璃两种介质的界面上发生了反射和折射,请判断:折射角为 ,玻璃在 (选填“AB面的左方”、“AB面的右方”、“CD面的上方”或“CD面的下方”),若减小入射角,则反射光线与折射光线的夹角 。(选填“增大”、“减小”或“不变”)
18.(24-25八年级上·安徽滁州·期中)如图所示,一束光由介质A斜射入介质B中,MN是界面,这两种介质分别是玻璃和空气,则介质 是空气,折射角为 度。
19.(24-25八年级上·安徽六安·期中)如图所示为探究光折射时的特点的实验,让光束斜射入装有水的杯中。当这束光斜射入杯中时,会在杯底形成光斑。保持入射光束的方向不变,逐渐往杯中加水,观察到杯底的光斑向 移动。在B侧下方垫一个小木块C,使水杯倾斜一个小的角度,则折射光线 (选填“顺时针方向旋转”、“方向不变”或“逆时针方向旋转”)。
20.(24-25八年级上·安徽亳州·期中)如图所示,人在空气中看到水中有一个发光点A',其实是由A发出的一束光,经过水面折射后到达了人的眼睛。图中已经画出两条光线,请完成这两条光线的折射光线 ,看到A'是A的 (选填“虚”或“实”)像。
三、作图题
21.(24-25八年级上·安徽滁州·期中)题目要求作图:
(1)画出图(1)中的平面镜的位置并标明入射角及其大小。
(2)根据平面镜成像特点,在图(2)中画出物体AB在平面镜MN中所成的像。
22.(24-25八年级上·安徽合肥·期中)作图:
(1)如图甲所示,AB、CD是平面镜前一点光源S发出的光线经平面镜M反射后的两条反射光线,请在图中标出光源S和像点的位置,并完成光路图。
(2)如图乙所示,一玻璃三棱镜的横截面为等腰直角三角形ABC,一束红光平行于BC边从S点射入三棱镜,经AB面折射后,又在BC面发生反射,然后恰好从P点折射后射出。请画出这个传播过程的光路图。
23.(24-25八年级上·安徽合肥·期中)作图题:
(1)如图所示,入射光线AO射向平面镜,画出反射光线OB并标出反射角的大小;
(2)如图所示,路灯下站着小明和小华两人,地上留下了他们的影子,通过作图确定路灯灯泡S的位置。
(3)图中,钟面的指针是9点,请画出指针在平面镜中所成的像。
四、实验题
24.(24-25八年级上·安徽滁州·期中)某同学在“探究光的反射规律”时,实验装置如图所示,他先用加湿器使整个玻璃罩内充满水雾,将平面镜放在一个能转动的水平圆台上,用固定的红色激光笔发出一束垂直射向平面镜的光ON,然后用另一支绿色激光笔向O点发出一束光AO,经平面镜反射后沿OB方向射出。请回答下列问题:
(1)实验中,用加湿器使整个玻璃罩内充满水雾的目的是 。
(2)红色激光ON的作用是为了显示 的位置。
(3)缓慢转动圆台,从反射光那一侧观察,看到三束光相互 ,说明在反射现象中,反射光线、入射光线与法线在同一平面内。
25.(24-25八年级上·安徽六安·期中)小明为了探究“平面镜成像时,像与物到平面镜的距离的关系”,所用的实验器材有:玻璃板、支架、两个相同的跳棋、纸和刻度尺。实验装置如图甲所示。
(1)小明选用玻璃板而不选用平面镜的目的是 。
(2)下午第四节课在教室用玻璃板和跳棋实验,在 (开灯/关灯)时进行实验效果更好。
(3)如果小明在寻找跳棋A的像的位置时,无论怎样沿桌面移动跳棋B,都不能使它与跳棋A的像重合,可能的原因是 。
(4)将棋子A置于玻璃板前方,观察到A的两个像,在玻璃板后方放置棋子B,使之与棋子A (较亮/较喑)的像重合。
(5)可沿 方向(MN/PQ)移动棋子A多次实验,目的是 (减小误差/避免偶然性)。
26.(24-25八年级上·安徽六安·阶段练习)如图所示是“探究光反射规律”的实验装置。
实验次数
1
2
3
入射角
30°
45°
60°
反射角
60°
45°
60°
(1)如图甲,平面镜水平放置,把标有刻度的白色硬纸板垂直放置在平面镜上方,在纸板前从不同方向都可以看到入射光EO的径迹,是因为光在纸板上发生了 ;
(2)图乙中,将纸板B沿PQ剪开,把B纸板上半部分向后旋转,发现B纸板的上部不再看到反射光线,此现象说明: ;
(3)图甲中若将一束光贴着纸板沿FO方向射到O点,光将沿OE方向射出,说明在光的反射现象中,光路是 的;
(4)小明发现表格中第一组实验数据不符合“反射角等于入射角”这一结论,你认为导致这一问题的原因是 。
27.(24-25八年级上·安徽池州·阶段练习)小明为“探究光的折射规律”设计了如图所示的实验装置,在玻璃水槽中竖立一块标有角度的光屏,分别将光从空气斜射入水中和从水中斜射入空气,得到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°,则折射角可能是________(选填字母);
A.10° B.20° C.25° D.45°
(3)当光从空气斜射入水中时,观察并分析表一中的数据,得出一条光发生折射时的规律 。
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