内容正文:
第一章 对环境的察觉
第4节 光的反射和折射
第2课时 平面镜成像
1.【新课标·科学观念】(2024四川凉山中考)下列关于“探究
平面镜成像的特点”实验中描述正确的是 ( )
A.该实验应在明亮的环境中进行
B.当物体远离平面镜时,镜中的像变小
C.像与物到平面镜的距离相等
D.平面镜成正立等大的实像
C
解析 该实验应在较暗的环境中进行,故A错误;平面镜成正
立、等大的虚像,故D错误;当物体远离平面镜时,镜中的像大
小不变,故B错误;像与物到平面镜的距离相等,故C正确。故
选C。
2.(2024宁波期中)图乙是小安同学自制的潜望镜,利用它能在
隐蔽处观察到外面的情况,用它正对如图甲所示的光源“F”,
则观察到的像是 ( )
甲 乙
A. B. C. D.
B
解析 潜望镜中使用的是两块平面镜,根据平面镜成像特点
可知,经第一个平面镜反射后,成正立、等大、左右颠倒的像,
经第二个平面镜反射后,成正立、等大、左右再次颠倒的像,
因此最后的像跟原物完全一样,故选B。
3.(2024杭州拱墅期中)检查视力时,人与视力表的距离要求为
5 m,由于医务室房间太小,医生首先将视力表贴在一面墙上,
然后在对面墙上正对着视力表挂一面平面镜,视力表到镜子
的距离为3 m,则检查视力时 ( )
A
A.人应面对镜而坐,人与镜的距离为2 m
B.人应面对镜而坐,人与镜的距离为2.5 m
C.人应面对视力表而坐,人与视力表的距离为2 m
D.人应面对视力表而坐,人与视力表的距离为3 m
解析 依据平面镜成像特点可知,像与物到镜面的距离相等,
视力表离平面镜3 m,则视力表的像也离镜子3 m。人应面对
镜而坐,人与镜的距离为5 m-3 m=2 m,此时视力表的像与人的
距离为5 m,符合要求,故选A。
4.(2024宁波海曙期中)如图所示,甲同学身高1.7米,面对矮墙
站立,矮墙左边挂一平面镜,甲同学可以在平面镜中看到自己
的全身像,乙同学在矮墙右侧站立,则下列说法中正确的是
( )
C
A.甲同学在平面镜中成的像是实像
B.乙同学在矮墙右侧能看到甲的像
C.甲同学的像高1.7米
D.甲同学向矮墙靠近,甲同学的像朝远离矮墙方向移动
解析 由平面镜成像的特点可知,甲在平面镜中成的像是虚
像,故A错误;甲在平面镜中成的像是虚像,虚像是反射光线的
反向延长线相交而成的,反射光并不会进入乙的眼睛,乙在矮
墙右侧不能看到甲的像,故B错误;平面镜所成的像与物大小
相同,甲身高1.7米,则像高1.7米,故C正确;由像与物到镜面距
离相等可知,甲向矮墙靠近,甲的像也朝靠近矮墙方向移动,故
D错误。
5.【新中考·创新实验】(2024杭州临平期末)如图是神奇的魔
术——浇不灭的蜡烛(如图甲)。实验时准备两支蜡烛,点燃平
面镜前的蜡烛,平面镜后面未点燃的蜡烛放在杯内。向杯内
慢慢加水,透过平面镜看到蜡烛火焰并没有被水浇灭(如图
乙)。下列做法会导致魔术不成功的是( )
D
甲
乙
A.选择较薄的玻璃板代替平面镜
B.两蜡烛放置的位置到平面镜的距离相等
C.选择大小相同的两支蜡烛
D.平面镜倾斜放置在桌面上
解析 在观察平面镜成像时,为使成像更清晰且避免重影,应
选择较薄的玻璃板代替平面镜。由平面镜成像特点可知,像
到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离,故需使两蜡烛放
置的位置到平面镜的距离相等。由于像与物体大小相同,为
了保证像与后面的蜡烛能完全重合,应选择大小相同的两支
蜡烛。平面镜所成的像与物关于平面镜对称,二者连线垂直
于镜面,为使魔术成功,玻璃板应竖直放置在桌面上。
6.【新情境·科技创新】(2024杭州模拟,★☆☆)“全息投影技
术”在舞台、商业展示等方面都有广泛应用。小科同学自制
了一个简易“全息”投影,它由4块玻璃板制作而成,玻璃板与
水平面成45°角,平板电脑上的4个“小黄人”作为光源,小科
同学看到的小黄人的像位于如图所示位置,像正在竖直向上
匀速运动,则此时位于A处屏幕上的小黄人的运动方向为
( )
A
A.向左做匀速运动 B.向右做匀速运动
C.向上做匀速运动 D.向下做匀速运动
解析 根据平面镜的成像特点,此时小黄人在玻璃板中所成
的像与小黄人成90°的夹角,小黄人的像正在竖直向上匀速运
动,则小黄人向左做匀速运动,A正确。
7.(2024宁波慈溪期中,★☆☆)如图所示,平面镜上方有一竖直
挡板P,在AB和CD之间的区域内可以看见挡板左侧的一个发
光点S在平面镜中的像。请你利用平面镜成像特点,作图找出
挡板左侧这个发光点的位置。
解析 将AB和CD两条光线反向延长,相交于平面镜后一点S',
这就是发光点的像,再做点S'关于平面镜的对称点S,这就是发
光点。连接SB、SD,即两条入射光线如图所示。
8.【新中考·创新实验】(2024丽水庆元期末,★☆☆)如图,小
明站在地铁站台,他透过玻璃板制成的屏蔽门,可以看到车道
另一侧竖直墙壁上的广告牌及自己在玻璃屏蔽门后面的虚
像。小明根据该现象设计了在站台上粗测玻璃屏蔽门到车道
另一侧广告牌之间距离d的实验。实验步骤如下,请补全相关
内容。
(1)小明相对于玻璃屏蔽门前后移动直到观察到_____
__________;
(2)记录____________;
自己所在的位置
落在广告牌上
自己的像
(3)量出___________________;
(4)步骤(3)中量得的距离就是玻璃屏蔽门到广告牌之间的距
离d,物理依据是___________________
____。
像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离
自己的站位到玻璃屏蔽门的距离
解析 (1)小明相对于玻璃屏蔽门前后移动,直到观察到自己
在玻璃屏蔽门后所成的像与广告牌在同一竖直平面上,此时
广告牌和自己的像到玻璃屏蔽门的距离相等。
(2)记录下自己所在的位置。
(3)测量自己的位置和玻璃屏蔽门之间的距离。
(4)根据物与像到平面镜的距离相等可知,小明自己的站位到
玻璃屏蔽门的距离即玻璃屏蔽门到广告牌之间的距离。
9.(2023杭州余杭期中)寒假期间,小科同学一家驾车到杭州周
边景点游玩。善于观察的他发现了小轿车中运用了许多的光
学知识。
发现1:小轿车的前风挡玻璃如图①,都是倾斜安装的,而不是
竖直安装。
发现2:小轿车两侧的观后镜如图②,可观察后面行驶的车辆。
发现3:小轿车的远光灯结构如图③所示,夜间开灯时,发现一
束光照射的距离特别远。
请你利用所学的光学知识,解释小科同学的这三个发现。
部件 所用光学器件 原理或目的
例:①风挡玻璃 平面镜 成像在风挡玻璃斜上方,行车更安全
②观后镜
凸面镜
凸面镜对光发散
作用,能扩大视野
③远光灯
凹面镜
车头的远光灯发光点位置经过设计,
从这个位置发出去的光经过反射后
都是平行射出的,能照亮前方路况
解析 ②小轿车两侧的观后镜都是凸面镜,凸面镜对光有发
散作用,能扩大视野。③远光灯是凹面镜,车头的远光灯发光
点位置经过设计,从这个位置发出去的光经过反射后都是平
行射出的,能照亮前方路况。
$$ 第一章 对环境的察觉
第4节 光的反射和折射
第3课时 光的折射和色散
1.【跨学科·日常生活】(2023丽水月考)下列现象中由光的折
射形成的是 ( )
A.树荫下的光斑 B.“折断”的铅笔
B
C.镜中的像 D.日食
解析 树荫下的光斑是小孔成像现象,是由光的直线传播形
成的,A错误。“折断”的铅笔是光的折射现象,B正确。镜中
的像属于平面镜成像,是由光的反射形成的,C错误。日食是
由光的直线传播形成的,D错误。
2.(2023杭州期中)陶瓷茶杯底部放有一枚硬币,人移动到某一
位置时看不见硬币(如图甲),往茶杯中倒入一些水后,又能够
看见硬币了(如图乙)。关于“看不见”和“又看见了”两种
情况,下列分析正确的是 ( )
甲 乙
D
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通过水面的反射到达眼
睛
④“又看见了”是由于硬币反射的光通过水面的折射到达眼
睛
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
解析 硬币反射的光沿直线传播,“看不见”是由于硬币反
射的光被茶杯挡住了,没有到达眼睛,①错误,②正确。往茶杯
中倒入一些水后,硬币反射的光通过水面时发生折射后进入
人眼,因此人又能看见硬币了,③错误,④正确。
3.【新课标·科学观念】(2024杭州余杭期末)某同学利用实验
装置完成“探究光的反射规律和光的折射特点”的实验(如
图),实验后撰写了一份实验报告。下面是报告中的部分内容,
则其中不正确的是 ( )
B
A.入射角增大,反射角和折射角都增大
B.使入射光沿直线BO射入,则反射光沿OC射出
C.使入射光沿直线BO射入,则折射光沿OA射出
D.使入射光沿直线NO射入,则传播方向可能不发生改变
解析 在光的反射和折射现象中,入射角增大,反射角随之增
大,折射角也增大,故A正确;根据光的反射定律,反射光线与入
射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,若使入射光沿直线
BO射入,此时法线为直线MO,反射光应仍在水中,而不是沿OC
射出,故B错误;当光从水中斜射入空气中时,折射光会偏离法
线,若使入射光沿直线BO射入,根据光的折射现象中光路可逆
可知,光沿OA射出,故C正确;当光线垂直入射,即入射光沿直线
NO射入时,折射光传播方向不发生改变,故D正确。
4.(2024杭州期末)太阳光通过三棱镜后,被分解成了各种颜色
的光,这说明 ( )
A.太阳光是由各种色光混合而成的
B.三棱镜中有各种颜色的小块
C.三棱镜具有变色功能
D.三棱镜可以使单色光变成多色光
A
解析 太阳光通过三棱镜后被分解成红、橙、黄、绿、蓝、
靛、紫七种颜色的光,这种现象是光的色散。这说明太阳光
是由各种色光混合而成的,故A正确。
5.(2024宁波宁海期中)为了节约用水,我市在许多公共场所安
装了红外线感应龙头。下列不可见光的应用与此原理相同的
是 ( )
A.电视遥控器
B.使钞票上的荧光物质发光,用于防伪
C.促进骨骼生长和身体健康
D.医院手术室、病房里的灭菌消毒
A
解析 红外线感应龙头、电视遥控器都是应用红外线工作
的;使钞票上的荧光物质发光,促进骨骼生长和身体健康,医院
手术室、病房里的灭菌消毒都是紫外线的应用,故A符合题
意。
6.【新课标·科学思维】小明在课余时间创作了一部侦探小
说,其中描述了这样的一个情节,目击者在录口供时对警察说
道:“我在泳池中游泳,听到响声,赶紧潜入水中,看到歹徒持枪
进行偷盗,但是他看不到我,我不敢说话,最终逃过一劫。”你
认为目击者______(选填“有”或“没有”)撒谎,你判断的依
据是__________________。
在折射现象中,光路是可逆的
有
解析 目击者撒谎,因为在光的折射现象中,光路是可逆的,所
以水中的人能看到岸上的人,岸上的人也可以看到水中的
人。
7.【新课标·科学观念】(2024宁波镇海期中,★★☆)有一装水
的敞口容器,从其左侧某一高度斜射入一束激光,在容器底部
产生一个光斑,如图所示。下列操作将使光斑向右移动的是
( )
C
A.保持水面的高度和入射点不变,使激光的入射角减小
B.保持水面的高度不变,使激光笔向左平移
C.保持激光射入的角度不变,使水面下降
D.保持激光射入的角度不变,使激光笔向下平移
解析 保持水面的高度和入射点不变,使激光的入射角减小,
则折射角减小,光斑向左移动,A错误。保持水面的高度不变,
使激光笔向左平移,入射角不变,则折射角不变,入射点左移,则
折射光线向左平移,光斑左移,B错误。保持激光射入的角度
不变,使水面下降,则入射点右移,折射角大小不变,折射光线右
移,光斑右移,C正确。保持激光射入的角度不变,使激光笔向
下平移,则入射点左移,入射角不变,则折射角不变,折射光线向
左平移,光斑左移,D错误。
8.(★★☆)如图所示是光在空气和玻璃两种介质中传播的情
形,下列说法中正确的是 ( )
A.NN'是界面 B.入射角等于30°
C.折射角等于50° D.MM'的右边是玻璃
D
解析 如图所示,∠BOM=30°,故∠BON=90°-30°=60°,图中已
知∠AON=60°,所以NN'为法线,则MM'为界面。因为反射光
线、折射光线与入射光线在法线的两侧,所以AO是入射光线,
OB是反射光线,OC为折射光线,则∠AON为入射角,等于60°,
∠CON'为折射角,∠CON'=90°-50°=40°,折射角小于入射角,故
该图反映的是光从空气射入玻璃的情形,则MM'的右边是玻
璃。故D正确,A、B、C错误。
9.(2024宁波慈溪期末,★★☆)一束激光从某种玻璃中射向空
气(如图一所示),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(如图二所示),只存在
入射光线与反射光线,这种现象叫光的全反射,发生这种现象
时的入射角叫这种物质的临界角。当入射角大于临界角时,
只发生反射,不发生折射。
图一
图二
(1)上述玻璃的临界角是__________。
(2)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(如图三所示),请在图中完成这束入射光的光路图。
41.8°
图三
答案 如图所示
解析 (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)光从空气进入玻璃时,因是垂直射入,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,路径如答案图所示。
10.(★★☆)如图是某同学探究光的折射实验中,光从空气斜
射入水中时的光路。实验中发现,入射光线、折射光线和法
线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线的两
侧。
入射角α 0° 15° 30° 45° 60°
反射角β 0° 15° 30° 45° 60°
折射角γ 0° 11.3° 22.1° 35.4° 40.9°
通过实验还得到数据如表,分析表中的数据,可得出的结论:
(1)光从空气斜射到水面时,将同时发生_______和_______
现象;
(2)光从空气斜射到水面时,折射角随入射角的增大而___
____(选填“增大”“减小”或“不变”),且折射角_______
(选填“大于”“小于”或“等于”)入射角。
小于
增大
折射
反射
解析 (1)根据题意可知,光从空气斜射到水面时,将同时发生
反射和折射现象;
(2)根据题表中数据,光从空气斜射到水面时,折射角随入射角
的增大而增大,且折射角小于入射角。
$$ 第一章 对环境的察觉
第4节 光的反射和折射
第1课时 光的反射
1.(2024杭州拱墅期中)如图所示,小红看到一本物理书掉到地
上,关于这个现象的描述正确的是 ( )
A.阳光在书上发生反射,反射光进入小红的眼睛
A
B.阳光在书上发生反射,只有一束光进入小红的眼睛
C.小红能看到书,是因为小红眼睛发出的光射向书
D.物理书是光源,它发出的光进入小红的眼睛
解析 物理书掉到地上,书的表面较粗糙,当光照在书的表面
会发生漫反射,反射光进入小红的眼睛,小红因此看到书,故A
正确,B、C错误;物理书本身不会发光,不是光源,故D错误。
2.一束平行光分别照射到光滑和凹凸不平的物体表面,如图
甲、乙所示,下列说法正确的是 ( )
甲 乙
D
A.甲图为漫反射的光路图,乙图为镜面反射的光路图
B.乙图中的光线不遵循光的反射定律
C.镜面反射看上去总比漫反射亮
D.在电影院里看电影时电影幕布上发生的是漫反射
解析 平行光射在平而光滑的反射面上,反射光还是平行射
出,这种反射是镜面反射;平行光射在粗糙的反射面上,反射光
射向四面八方,这种反射是漫反射。甲图为镜面反射的光路
图,乙图为漫反射的光路图,故A错误;漫反射遵循光的反射定
律,故B错误;镜面反射后的光射向同一方向,当人眼位于反射
光的方向上时,会觉得光很强、很刺眼,而其他方向上几乎没
有反射光,人眼位于这些方向上时,就会觉得很暗,所以镜面反
射看上去不一定比漫反射亮,故C错误;电影幕布的表面是粗
糙的,光射到幕布表面上发生了漫反射,使各个方向的人都能
看到,故D正确。
3.(2024丽水月考)下列说法中违反光的反射定律的是
( )
A.入射角是0°,反射角也是0°
B.入射角增大10°,反射角也增大10°
C.入射光线逐渐靠近法线,反射光线也逐渐靠近法线
D.入射光线和反射面的夹角是20°,反射光线与入射光线的夹
角是40°
D
解析 根据光的反射定律,反射角等于入射角,入射角是0°,反
射角也是0°,故A正确;入射角增大10°,反射角也增大10°,故B
正确;入射光线逐渐靠近法线,入射角减小,则反射角也减小,反
射光线也逐渐靠近法线,故C正确;入射光线和反射面的夹角
是20°,则入射角为90°-20°=70°,则反射光线与入射光线的夹角
是70°×2=140°,故D错误。
4.(2024杭州西湖期末)如图所示,若要使激光笔发出的激光经
平面镜反射后能射中墙上的目标,下列操作可行的是
( )
C
A.激光笔向右平移远离墙壁
B.入射点不变减小入射角
C.平面镜竖直向下移动
D.平面镜水平向左移动
解析 过入射点垂直于平面镜作出法线,然后根据反射角等
于入射角,在法线左侧画出反射光线,如图所示。
由图可知,反射光线会射向目标的上方。则激光笔不动的情
况下,可将平面镜竖直向下移动一段距离,此时入射光线方向
不变,入射点向左移动,因此反射光线也向左移动,光斑会向下
移动,反射光线能射中墙上的目标。激光笔向右平移远离墙
壁、入射点不变,减小入射角,光斑会向上移动;平面镜水平向
左移动,光斑位置不变。故选C。
5.(2024宁波北仑期中)一束光垂直射向平面镜,发生反射时,入
射角和反射角大小分别为 ( )
A.90°,90° B.0°,0°
C.90°,0° D.0°,90°
B
解析 由光的反射定律可知,反射角等于入射角。当一束光
垂直射向平面镜时,入射光线与法线的夹角是0°,入射角为0°,
所以反射角也等于0°。
6.(2024黑龙江齐齐哈尔中考)夏日的午后,阳光明媚。同学们
在校园内的浓密树荫下乘凉时,看到地面上的圆形光斑,如图
所示,这是由光的_________形成的;同学们从不同方向都
能看到宣传板上的安全警示信息,这是因为光在宣传板上发
生了______(选填“镜面”或“漫”)反射。
漫
直线传播
解析 树荫下的圆形光斑是太阳经过树叶之间的小孔所成的
像,是由光的直线传播形成的;人眼能从不同角度看见自身不
发光的物体,是漫反射造成的。
7.【新课标·科学思维】(2024四川南充中考)2023年9月17日,
我国墨子巡天望远镜正式启用,它是北半球巡天能力最强的
光学时域望远镜,如图甲所示。一束星光入射到望远镜,经主
镜反射后到达成像装置,如图乙所示,OB是反射光线,请画出
其入射光线AO并标出入射角大小(保留作图痕迹)。
甲 乙
解析 过O点垂直于反射面作出法线,反射角为90°-53°=37°,
根据反射角等于入射角,在法线的左侧过O点作出入射光线,
方向向下,如图所示。
8.【新情境·科技创新】(2024宁波北仑期中,★☆☆)非洲地区
人民会用装满水的矿泉水瓶制作“光导照明灯”(如图),其结
构主要包括采光部、导光部及漫射部。为了将更多的太阳光
“导”入屋内并射向各个方向,以下方案中照明效果最好的
是 ( )
C
A
B
C
D
解析 导光部需要不透明且光滑,可以较好地反射光;漫射部
需要透明且粗糙,透明可以让光透过,粗糙有利于使光发生漫
反射;二者结合将更多的太阳光“导入”屋内并射向各个方
向,故C符合题意。
9.(2024嘉兴平湖期末,★☆☆)如图所示的光路中,入射光束与
液面的夹角为40度,此时光束在液面上的反射角为_______度;
当液面降低时,光电屏上的光斑S'将向______移动。
右
50
解析 入射光束与液面的夹角为40度,则入射角为90°-40°=50
°,反射角等于入射角,所以反射角也为50°。当液面降低时,入
射光线不变,法线仍与液面垂直,则入射角的大小不变,入射点
右移,所以反射光线与原来的反射光线平行,反射光斑将向右
移到A的位置,如图所示。
10.【新课标·态度责任】(2024温州乐清期中)为响应国家节
能减排的号召,现向广大同学征集——为学校设计《地下球
馆补充采光项目图纸》。地下球馆的篮球场是最热门的区
域,为保证篮球场有充足的光照,小山使用平面镜改变光路,如
图甲所示。
【方案设计】小海提出小山的方案中光线直接进入人眼会造
成眩晕,并给出另一方案:先使用平面镜改变光路后,让光线斜
射到球场顶端,再经过漫反射后照射到篮球场,如图乙所示。
甲
(1)为了让更多光线射到篮球场,漫反射区域的墙面选用有何
要求?______________。(写出1点即可)
(2)请在图乙中根据所给的光路,确定并画出平面镜的位置。
较粗糙(合理即可)
乙
答案 如图所示
【方案改进】
(3)某同学指出小海的方案仍存在缺陷,为将该设计真正投入
使用,现向同学们征集改进方法。请描述待改进细则,并给出
相应的改进方法。
《地下球馆补充采光项目改进方案征集表》
待改进细则 改进方法
环境光线较弱时,室内补光不足 增加平面镜
太阳光的入射角度会
随时间不断变化
设计自动装置,使平面镜随
太阳光的角度变化而转动
解析 (1)漫反射的墙面需要选用较粗糙的,这样才可以将太
阳光向各个方向反射。
(2)作入射光线和反射光线夹角的平分线,即法线,过入射点作
与法线垂直的线段,这就是平面镜的位置,如答案图所示。
(3)待改进细则:太阳光的入射角度会随时间不断变化;改进方
法:设计自动装置,使平面镜随太阳光的角度变化而转动。
$$