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第四章 光现象
一、选择题
1.如图,冬日暖阳的浏阳河畔,小雅正观察景物倒影、水中鱼影,地面留下他的身影,关于“影”的形成原理( )
A.景物倒“影”——光的反射
B.爸爸正摄“影”——光的直线传播
C.水中鱼“影”——光的反射
D.爸爸的身“影”——光的折射
2.下列四种光现象实例中由于光的直线传播形成的是( )
A. 树荫下的光斑 B.海市蜃楼
C. 水中筷子弯折 D.雨后彩虹
3.小燕同学探究“光的反射定律”时,激光笔发出的光线紧贴纸板入射,在纸板上形成如图所示的光路。列关于该实验的分析正确的是( )
A.若光线沿BO入射,则反射光线沿OA射出
B.若入射光线AO靠近ON,则反射光线OB将远离ON
C.若入射光线AO与ON重合,则不发生光的反射现象
D.为了使实验结论具有普遍性,应多次测量图中的反射角和入射角
4.2023年10月26日,神舟十七号载人飞船与空间站天和核心舱成功对接,与神舟十六号航天员乘组拍下“全家福”。以下说法正确的是( )
A.夜晚可以看到太空中的我国空间站,说明它是光源
B.宇航员在空间站内可以直接交谈
C.我国空间站相对于地球是静止的
D.这张“合家福”是利用平面镜成像原理拍摄的
5.下面关于光学现象和光学知识的连线正确的是( )
A.小孔成像——光的反射
B.水中的倒影——光的直线传播
C.黑板反光——光的折射
D.能从各个方向看到桌子——漫反射
6.在探究光的反射规律时,老师把一块平面镜CD竖立在讲台上,坐在B点的甲同学通过平面镜看到了坐在A点的乙同学(如图).在这一现象中,光线的反射角是( )
A.∠1 B.∠2 C.∠3 D.∠4
7.下列现象,属于光的色散现象的是()
A.小孔成像 B.水中月亮 C.雨后彩虹 D.海市蜃楼
8.在探究“平面镜成像持点”的实验中,小明在水平桌面上铺一张白纸,在白纸上竖直放置一块薄平板玻璃、在玻璃板前放一只点燃的红色蜡烛A、再另取一支未点燃的红色蜡烛B放在成像处,如图所示,则下列说法正确的是( )
A.用光屏可以承接到蜡烛的像
B.蜡烛A、B的连线与镜面不垂直
C.蜡烛A到镜面的距离大于蜡烛B到镜面的距离
D.平面镜所成像的大小取决于物体的大小
二、填空题
9.雨后,人们有时能看见太阳光和小水珠在人间建造“鹊桥”彩虹,这是光的 现象.
10.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(图中入射光线、反射光线和折射光线的方向均未标出),其中折射光线是 (OE/OF/OG),界面的 (上/下/左/右)侧是空气;若当∠EOB减小时,此时折射角将 (变小/变大/不变)。
11.下列给出的三幅图,分别主要运用了什么光学知识?
A、激光引导掘进方向 B、小泥人照镜子 C、有经验的渔民在叉鱼
答:A ; B ; C .
12.光在空气中传播的速度和在真空中近似相等,为 m/s。一束太阳光透过三棱镜折射后,被分解成七种颜色的光,在白色光屏上形成一条彩色的光带,这种现象叫光的 。树荫下有白色的光斑属于太阳的像,产生这种现象的原因是 。
13.在模拟日食、月食的实验中,王老师画了图示。如果地球上观察到日食,这些人应该是位于 (选填“甲”或“乙”)处,此时月亮在 处(选填“A”、“B”或 “C”)。
三、作图题
14.按要求完成下列作图。
(1)如图所示,一束光经平面镜发生反射,请画出反射光线;
(2)请在图中作出物体AB在平面镜中的像(请保留作图痕迹);
(3)如图所示,一束太阳光经平面镜上的O点反射后到达B点,画出入射光和反射光。
四、实验探究题
15.某同学探究平面镜成像时,将一块玻璃板竖直架在一把直尺的上面,再取两段等长的蜡烛A和B一前一后竖放在直尺上,点燃玻璃板前的蜡烛A,用眼睛进行观察,如图所示。在此实验中:
(1)直尺的作用是 ;
(2)两段等长的蜡烛作用是 ;
(3)移去蜡烛B,并在其所在位置上放一光屏,则光屏上 接收到蜡烛A的烛焰的像(填“能”或“不能”).这说明平面镜成的是 像。
16.如图,小圆在探究“光的反射”时,完成了下面一系列的实验。
(1)在“探究光的反射定律”实验中:
①把平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON 于镜面,如图甲所示;
②实验时,使一束光EO与平面镜夹角为40°射到O点,经平面镜反射,沿另一个方向射出,此时,反射角大小为 ;
③如图乙所示,把纸板NOF绕ON向后折,在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。
(2)在利用如图丙所示的装置“探究平面镜成像的特点”实验中:
①用玻璃板代替平面镜是为了便于确定像的 ;
②把点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合,这样做的目的是为了探究 ;
③将光屏放在蜡烛A的像的位置,直接观察光屏,光屏上没有呈现蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是 。
答案解析部分
1.【答案】A
2.【答案】A
3.【答案】A
4.【答案】B
5.【答案】D
【解析】【解答】A.小孔成像是由于光在同种均匀介质中沿直线传播形成的,光在通过小孔时,上方的光射向下方,下方的光射向上方,是实际光斑的汇聚,成的是倒立的可大可小的实像。A不符合题意;
B.水中的倒影是平面镜成像,物体射到平面镜上的光,经平面镜反射后的反射光线是发散的,这些光线的反向延长线相交而成的点,就是我们看到的像,B不符合题意;
C.黑板反光是镜面反射,C不符合题意;
D.漫反射是指平行光射到粗糙的反射面上,反射光将沿各个方向反射出去。正是由于漫反射,我们才能从不同的方向看见本身不发光的物体。
故答案为:D。
【分析】光的反射分类两类,当反射面非常光滑时,发生的反射是镜面反射,处在反射方向上的光非常强,容易造成光污染,当反射面不光滑时,发生的反射是漫反射,各个方向都有反射光线,在各个方向上都能看到物体。
6.【答案】B
【解析】【解答】由反射角的概念知,反射角是∠2,B看到的是从A上发出的光线经过平面镜反射后进入B的眼中.故选B.
【分析】根据入射角和反射角的概念分析.入射光线与法线之间的夹角叫做入射角;反射光线与法线之间的夹角叫反射角.
7.【答案】C
【解析】答案C
【分析】混合光分散为单色光的过程叫光的色散;
色散的特点是形成了光带.
A、小孔成像是光的直线传播形成的;
B、水中月亮是平面镜成像,是光的反射形成的;
C、雨后彩虹是由于太阳光照在空气中的小水珠上形成的光带,是色散现象;
D、海市蜃楼是光的折射现象.
故选C.
【点评】此题考查的是光色散现象的判断,光的色散现象的特点是形成了彩色的光带.
8.【答案】D
【解析】【解答】A.因为平面镜成的是虚像,不是实际光线会聚而成的,所以不能用光屏承接到,A不符合题意;
BC.根据平面镜成的的特点,物像到镜面的距离相等,且连线与镜面垂直,所以蜡烛A、B的连线与镜面垂直,蜡烛A到镜面的距离等于蜡烛B到镜面的距离,BC不符合题意;
D.根据平面镜成的的特点,物体在平面镜中成的像与物体大小、形状相同,所以平面镜所成像的大小取决于物体的大小,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】平面镜成像特点:(1) 平面镜成的是虚像;(2) 像与物体大小相等;(3)像与物体到镜面的距离相等;(4)像与物体的连线与镜面垂直。另外,平面镜里成的像与物体左右倒置。
9.【答案】色散
【解析】【解答】解:雨过天晴,天空出现了美丽的彩虹,这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.说明了太阳光是由七种色光组成的;故答案为:色散.
【分析】彩虹的形成的原因是光的色散:即太阳光射到小水滴上,被折射,分解为美丽的七色光.
10.【答案】OG;右;变大
【解析】【解答】根据图像判断,∠BOE=60°,所以∠COE=90°-60°=30°,而∠COF=30°,在反射时,反射角等于入射角,所以AB为界面,CD为法线,则OG一定为折射光线,而折射光线和入射光线分别位于法线两侧,EO为入射光线,OF为反射光线。
图像中,折射角为45°,入射角为30°,折射角大于入射角,当光线从其它介质斜射入空气时,折射角大于入射角。这束光线是由玻璃进入空气;AB的左侧是玻璃,右侧是空气。
当∠EOB减小,入射角会增大,此时折射角将变大。
【分析】发生反射时,反射角等于入射角;折射时,空气中的角度大。
11.【答案】光的直线传播;光的反射 ; 光的折射
12.【答案】;色散;光在同种均匀介质中沿直线传播
【解析】【解答】光在真空中传播的速度最快,接近3×108m/s。
当太阳光通过三棱镜发生折射,被分解成七种色光,是光的色散;
树荫下的光斑,是太阳光在同种均匀介质中沿直线传播,形成的小孔成像现象。
【分析】真空中的光速约3×108m/s;光线经过三棱镜被分解为多种色光,是色散现象;光沿直线传播,形成小孔成像现象。
13.【答案】甲;B
【解析】【解答】日食是我们看不到太阳或者是只能看见部分太阳,是由于月亮挡住了太阳照向地球的光,所以我们看不见或只能看见部分太阳;如果地球上观察日食,这些人应该是位于甲处,此时月亮在B处。
【分析】光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播,产生的现象有小孔成像、激光准直、影子的形成、日食和月食等。
14.【答案】(1)
(2)
(3)
15.【答案】(1)比较像与物到镜面的距离
(2)比较像与物的大小
(3)不能;虚
【解析】【解答】(1)在实验中用到刻度尺,但尺并不是测量像、物的大小用的,而是测像到镜的距离、物到镜的距离,然后比较二者关系用的。(2)两只蜡烛大小相同,后面的蜡烛又和前面蜡烛的像完全重合,这样就证明了像与物大小相同,所以两只蜡烛等长是为了比较像与物大小关系用的。(3)若移去蜡烛B,并在其所在位置上放一光屏,则光屏上不能接收到蜡烛的像,这说明平面镜成的是虚像。
【分析】(1)直尺用来测量物距和像距的大小,确定平面镜成像是物距和像距的关系;
(2)选用两个相同的蜡烛,比较物与像的大小关系;
(3)平面镜成的像是虚像,无法呈现在光屏上。
16.【答案】(1)垂直;50°;同一平面
(2)位置;像与物体的大小关系;虚像
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