内容正文:
第二章 光 现 象
一、 选择题(每小题2分,共24分)
1. 以下物体中,属于光源的是 ( )
2. 小明仔细观察学校的彩色电子显示屏发现它是由许多组小LED灯组成的,如图所示。每一组有三个小灯,它们发出光的颜色分别为 ( )
A. 红、黄、蓝 B. 红、绿、蓝 C. 红、黄、紫 D. 黄、绿、紫
3. 如图所示,小明将蜡烛、开有圆形大孔(直径为5cm)和正三角形小孔(边长为3mm)的硬纸板以及光屏固定在如图所示的光具座上,则光屏上出现的现象是 ( )
4. 在森林中迷路时可用影子辨别方向。如图所示,在北半球,将一根直杆竖直插在水平地面上的O点,中午前后,用描点的方法在地面上画出杆的影子顶端的运动轨迹,在轨迹上找出其中距O点最近的A点,则O点到A点所指的方向是 ( )
A. 东 B. 南 C. 西 D. 北
5. 下列四种情景中,属于光的反射现象的是 ( )
6. 2022年11月8日,我国部分地区观察到月全食,月全食是由 ( )
A. 月球挡住太阳光形成的 B. 地球挡住了射向月球的太阳光形成的
C. 月球发出的光被地球挡住形成的 D. 太阳光被月球反射后形成的
7. 如图所示,小光同学举着一块写有“上”字的牌子站在一竖立的大平面镜前,这时他本人通过平面镜看到牌子上的“上”字呈现的情景应该是 ( )
8. 水平过道上方有一盏灯(如图),小明站在1号地砖上时,通过2号地砖看到灯的像;走到2号地砖上时,通过3号地砖看到灯的像。小明通过两块地砖所看到的像 ( )
A. 大小相同、位置不同 B. 大小相同、位置相同
C. 大小不同、位置相同 D. 大小不同、位置不同
9. 有一光电控制液面高度的仪器,它是通过光束在液面上的反射光线反射到光电屏上的光斑位置来判断液面高低的,如图所示,一束光与液面的夹角为40°,则以下说法不正确的是 ( )
A. 此时反射角的大小是50° B. 该装置利用了光的反射定律
C. 液面下降时,光电屏上光斑S右移 D. 当液面升高时,入射角会随之减小
10. 物体AB直立于足够大的平面镜前,图甲中物体与平面镜之间插入一块不透光的木板CD;图乙中平面镜后面插入一块不透光的木板MN,则物体在甲、乙两图的平面镜中,能否成完整的像 ( )
A. 都能 B. 都不能
C. 甲图中不能,乙图中能 D. 甲图中能,乙图中不能
11. 如图所示为晚上汽车在干燥的沥青路面和潮湿的沥青路面上行驶时大灯部分光路简图,在晚上开车时 ( )
A. 潮湿的路面更容易发生漫反射 B. 干燥的路面更容易发生镜面反射
C. 对面无车时,驾驶员看潮湿的路面更暗 D. 对面无车时,驾驶员看干燥的路面更暗
12. 如图所示,两块等大的平面镜A、B直立在地面上,A、B高为1.05m,相距0.2m。有一束激光与竖直方向成45°角射到平面镜B的上边缘,经多次反射后射到地面。从第一次照射到平面镜B的上边缘开始计数,该激光射到地面时共经历的反射的次数为 ( )
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
二、 填空题(每空1分,共26分)
第13题
13. 如图,在水盆中斜插一块平面镜,让太阳光斜射到平面镜上,适当调整平面镜的位置、角度,可以在墙壁上看到彩色的光带,这是光的 现象,光带中的红、 、蓝被称为光的三原色;为了更清晰地区分出各条彩色光带的色彩,可以适当 (增大/减小)盆与墙壁的距离。
14. 当太阳光被月球挡住的时候,在地球上的人可能看不到太阳,这就是日食,它的形成主要是因为光在均匀介质中沿 。如图所示,当人随地球一起运动到 区域内会看见日偏食,在 区域内会看到日环食。
15. 如图甲所示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,其原理类似百叶窗,只能透过一定角度的光线,两侧之所以看不清屏幕内容,其原理是光的 ;此防窥膜贴在手机屏幕上 (能/不能)防止正上方的窥视;为了让防窥效果更好(可视范围减小),可以适当地 (增大/减小)超细百叶窗的间距。
16. 图(a)中,标杆的影子形成的原因是 ,该同学 (能/不能)将杆的影子踩在脚底下。图(b)是演示“浇不灭的蜡烛”的小实验,点燃的蜡烛和盛水的玻璃杯应放在玻璃板的 (同侧/异侧),才能看到这个“浇不灭的蜡烛”现象。
17. 如图甲所示是一只魔术箱,正面看起来是一个完整的空纸箱,把纸币从顶端的投币口投入,结果纸币“不翼而飞”,这是因为魔术箱中有一块 (玻璃板/平面镜),它与箱底的夹角为 °。如图乙也是一只魔术箱,箱的左右两侧同一水平线上各有一个小孔,一束光从左侧的小孔射入,将一块遮光板从顶部的窄缝插入箱中,正好挡住光线,可光仍从右孔射出,这是因为魔术箱里面至少暗藏 块平面镜。
18. 在我们已经学过的光学仪器中,很多在生活中有重要的应用,比如汽车前灯,灯丝前面是透光平板玻璃罩,在灯丝的后面安装一 ,且灯丝装在其焦点上,灯丝发出的光经该光学仪器的作用后向前方平行射出,照亮车前方的道路;再比如盘山公路的急转弯处,为了扩大视野会安放一 ,确保行车安全。(填字母)
A. 三棱镜 B. 平面镜 C. 凸面镜 D. 凹面镜
19. 在纸板上扎一个小孔,将纸板与地面平行放置,当阳光直射地面时,在地面上可观察到圆形的光斑,经测量,光斑的直径d为1.4cm,纸板与地面距离l为1.5m,已知太阳光从太阳传到地球需要500s,光的传播速度为3×108m/s,根据以上信息估算,太阳到地球的距离L为 m,太阳的直径D为 m。
20. 如图所示为水位测量仪的示意图。A点与光屏PQ在同一水平面上,从A点发出的一束与水平面成45°角、方向不变的激光,经水面反射后,在光屏上的B点处形成一个光斑,光斑位置随水位变化而发生变化。
(1) A点与光屏在水中所成的像是 (虚/实)像。
(2) A点与水面相距1.5m,则A与它在水中的像A'之间的距离为 m。
(3) 若光斑B向右移动了1.5m,说明水位 (上升/下降)了 m。
(4) 若将水槽的右端垫高5cm,入射角将 (变大/不变/变小)。
21. 如图所示,当一束光线与平面镜M1成25°角入射时,要使得光线经平面镜两次反射后沿原路返回,则平面镜M1与M2之间的夹角Q应为 。若平面镜M1绕入射点逆时针转动25°,入射光线不变,则第一次入射光线与第一次反射光线夹角变化 。
三、 解答题(共50分)
22. (8分)按下列要求作图。
(1) 如图甲,在路灯(用A点表示)的照射下,竖立在水平地面上的竹竿BC的影子为BD,请画出竹竿BC。(保留作图痕迹)
(2) 在图乙中根据平面镜成像特点作出物体AB在平面镜中所成的像A'B'。
(3) 如图丙所示,反射光线与平面镜的夹角成30°,请画出入射光线并标出入射角大小。
(4) 如图丁所示,小明在房间的A点通过平面镜看到了坐在客厅沙发上B点的爸爸,请画出此现象的光路图。
23. (10分)小华选用如图甲所示器材做“探究平面镜成像特点”的实验。
(1) 组装器材时,应使玻璃板与水平桌面 ,为使实验的效果更好,实验室内光线应 (亮/暗)一些。
(2) 在实验中用平板玻璃代替平面镜,主要是因为玻璃透明,便于观察 (棋子A的像/棋子B)。
(3) 实验时,将棋子A放在玻璃板前,把另一个完全相同的棋子B放到玻璃板的另一侧,边移动、边观察,直到它与A的像 ,这种确定像的位置的方法称为 (归纳/推理/替代)法。
(4) 为确定像的虚实,需在棋子B的位置放置光屏,并在如图乙中的 (①/②/③)处观察光屏。
(5) 用带有刻度的方格纸进行实验,是为了便于 ;实际实验中,通常只用一个点来记录像与物对应的位置,但是棋子与方格往往并不能完美契合,图丙中能精确定位棋子位置的摆放方法是 (1/2/3)。(图中大黑点代表棋子底部)
(6) 实验记录的像与物对应的位置如图丁,沿玻璃板的线对折后,发现各对应点分别重合,即得出结论:平面镜成像时,像与物关于平面镜对称。你认为小明的实验可能存在什么不足?
。
24. (12分)探究光的反射规律时,在水平放置的平面镜上方竖直放一光屏,光屏由可以绕ON折转的E、F两块纸板组成,如图甲所示。
(1) 为了完成实验,除了图中的器材,还需要的测量工具是 。
(2) 在纸板前可以从不同的角度看到它上面的光路,是因为光在纸板上发生了 。
(3) 实验过程中小明根据图甲测量的角度关系得出结论: 。请对小明的此探究进行评价: 。
(4) 下列实验操作进行后,在纸板上仍可以看到反射光的是 。
A. 如图乙所示,将纸板的右半部分向后翻折
B. 如图丙所示,将纸板与入射光束一起以ON为轴旋转
C. 如图丁所示,将纸板与入射光束一起以CD为轴向后倾
(5) 对于法线的理解,结合四幅图,下列正确的是 。
A. 四幅图中,纸板上的ON都是法线,法线可以帮助我们判断并测出入射角和反射角
B. 法线是真实存在的一条光线,没有法线就不会有入射光线和反射光线
C. 法线有助于确定反射光线、入射光线和法线所在的同一个平面与镜面的垂直关系
25. (10分)在观察小孔成像特点时,小波发现:光屏到小孔的距离越远,所成的像越大,像的大小与该距离有什么定量关系?于是他在光线较暗的环境中进一步探究:
① 将发光二极管按“F”字样拼装在不透明的纸板上,如图甲所示。
② 将“F”字样纸板、带小孔的不透明纸板、半透明塑料板(光屏)依次置于光具座的A、B、C位置,使“F”正立面对小孔,如图乙所示。
(1) 给二极管通电,随即在光屏上呈现出“F”的像,小波在图乙所示位置观察到光屏上呈现的像是图丙中的 。
(2) 由于小孔成像的原理是光的 ,所以这个像是 (实像/虚像)。
(3) 保持“F”字样纸板、小孔位置不变,只改变光屏到小孔的距离(像距),用刻度尺逐次测量像高,记录数据如表所示:
实验次序
1
2
3
4
像距v/cm
12.0
16.0
20.0
24.0
像高h/cm
3.0
4.0
5.0
6.0
根据表中的数据,请你用一个数学表达式来表示h与v的关系: 。
(4) 于是小波得出结论:小孔成像时,同一物体像的大小与像距成正比。你认为这一结论需要补充的条件是 。
26. (10分)阅读短文,回答问题。
汽车抬头显示(如图甲)又叫汽车平视显示系统(Head Up Display),简称HUD。HUD是为高速行驶的车辆而研发的,在高速行驶时,如果驾驶员低头观看仪表信息,在前方遇有紧急情况就有可能因来不及采取有效措施而造成事故。HUD是利用平面镜成像原理(如图乙),将显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方,驾驶员透过挡风玻璃往前方看的时候,能够轻易地将车外的景象与车辆信息通过挡风玻璃所成的像融合在一起。驾驶员不必低头,就可以看到车辆信息,如车速、油耗、导航等,从而避免分散对前方道路的注意力。同时驾驶员不必在观察远方的道路和近处的仪表之间调节眼睛,可避免眼睛疲劳,确保驾驶舒适安全。
(1) 挡风玻璃所成的仪表盘的像是光的 (折射/反射)形成的。
(2) HUD有一个技术难题,即挡风玻璃所成的像易产生重影,影响使用效果。重影产生的原因是挡风玻璃有一定的 (厚度/透明度)。
(3) 已知某车辆HUD显示器水平放置在中控台上,通过挡风玻璃成垂直于水平面的像,则挡风玻璃与水平面夹角为 。
(4) 某驾驶员发现挡风玻璃所成的像过低,不便于观察,这时需要将显示器沿水平方向 (远离/靠近)挡风玻璃。
(5) 为了使挡风玻璃所成的像离人眼距离达2m以上,甚至更远,以便避免观察数据时眼睛的疲劳,下列做法可行的是 。
A. 将显示器上的字体变大 B. 将显示器安装在后挡风玻璃上
C. 让显示器上的信息通过多面平面镜多次成像
第二章素能测评
一、 1. D 2. B 3. D 4. D 5. D 6. B 7. B 8. B 9. D 10. A 11. C 12. C
二、 13. 色散 绿 增大 14. 直线传播 A、C D 15. 直线传播 不能 减小 16. 光的直线传播 不能 异侧 17. 平面镜 45 3 18. D C 19. 1.5×1011 1.4×109 20. (1) 虚 (2) 3 (3) 下降 0.75 (4) 不变 21. 65° 50°
三、 22. (1) 如图甲所示 (2) 如图乙所示 (3) 如图丙所示 (4) 如图丁所示
23. (1) 垂直 暗 (2) 棋子B (3) 完全重合 替代 (4) ② (5) 探究像和物与平面镜的位置关系 3 (6) 图丁中物距均相等,没有变化,应多次改变物距,多次实验后得出结论 24. (1) 量角器 (2) 漫反射 (3) 反射角等于入射角 不合理,一次实验具有偶然性,不能得到普遍规律 (4) B (5) C 25. (1) b (2) 直线传播 实像 (3) h=0.25v (4) 物体到小孔的距离一定 26. (1) 反射 (2) 厚度 (3) 45° (4) 远离 (5) C
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