内容正文:
第四章 光现象
第一节 光的传播
基础巩固
1.下列看起来有光射出的物体中,全部属于光源的是( )
A.耀眼的玻璃幕墙、燃烧的火柴、发光的萤火虫
B.深海水母、酒精灯的火焰、光彩夺目的钻石
C.篝火、发光的灯泡、月亮
D.发光的灯泡、篝火、太阳
2.下列现象不能说明光沿直线传播的是 ( )
A.影子的形成
B.小孔成像
C.日食、月食的形成
D.看到闪电后才听到雷声
3.下列关于光线的说法正确的是 ( )
A.光源能射出无数条光线
B.光线就是很细的光束
C.为了表示光的传播情况,物理学中引入光线,表示光的传播路径和方向,用到建构模型法
D.光线是用来表示光传播方向的直线,常用虚线表示
4.《梦溪笔谈》中记载了这样一个现象:在纸窗上开一个小孔,窗外飞鸢的影子会呈现在室内的纸屏上,可观察到“鸢东则影西,鸢西则影东”。窗外飞鸢的影子是由于 形成的,“鸢东则影西,鸢西则影东”说明小孔成像时,像移动的方向与物移动的方向 。
5.日食、月食的形成说明 。图4-1-1 中,能描述日食形成原因的是图 (选填“甲”或“乙”)。
6.雷雨天,总是先看到闪电后听到雷声,其原因是 。在一次雷雨天气中,小明从看到闪电开始计时,大约5s 后听到雷声,则发生雷电处距离小明大约有 m。(声音在空气中的传播速度取340 m/s,光在空气中的传播速度取3×10⁸m/s)
7.盛水的玻璃水槽中,倒入了较多的白糖。第二天,将一束激光射入水中,拍摄到如图4-1-2所示的照片。
(1)图中光的传播路径是 (选填“直线”或“曲线”);请你对这种现象作出原因分析: 。
(2)有人说“光总是沿直线传播”,通过对该实验现象的观察,你认为这个结论 (选填“能”或“不能”)成立。如果由你作出关于光是否沿直线传播的结论,写出你的表述: 。
8. (2022赤峰)如图 4-1-3 所示,在路灯(A 点表示)的照射下,地面上出现了小树 BC 的影子BD,请根据光的直线传播知识画图确定 D 点的位置。
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9.晚上,小明挑着一盏不带光源的工艺品小灯笼在家里玩。当把小灯笼移到发光面较大的吸顶灯正下方时(如图4-1-4所示),会在小灯笼正下方的水平白纸上出现一个影子,关于这个影子的形状,图4-1-5中正确的是( )
10.在探究树荫下光斑的综合实践活动中,为了研究孔的大小对光斑形状的影响,小华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,如图4-1-6所示。接着,从图示位置沿箭头方向水平移动卡片乙,观察光斑形状的变化情况,下列符合要求的是( )
11.如图4-1-7 所示,某人走向路灯,再从路灯下走远,则他的影子长短的变化情况是( )
A.一直变长 B.一直变短
C.先变长再变短 D.先变短再变长
12. [教材变式题](2023 郴州)“并底之蛙”这个成语大家都很熟悉,图4-1-8中 M 点表示青蛙。请根据光的直线传播知识画图说明为什么“坐井观天,所见甚小”。(标出光的传播方向)
13.一名同学按老师的要求,用硬纸简制作简易针孔照相机,请在图 4-1-9 中作出物体 AB 通过简易针孔照相机所成的像A'B'。
14.小孔能成像,但所成像的形状和哪些因素有关呢?小华决定做实验进行研究。她在两个相同的空罐底部中央分别打上圆孔和方孔,再用两片半透明的塑料膜分别蒙在两空罐的口上。接着她将圆形小孔和方形小孔分别正对烛焰和发光的灯丝,并保持小孔到它们的距离相等。小华看到了烛焰和灯丝通过小孔所成像的各种情况如图 4-1-10所示。
(1)比较甲、乙两图,两实验中只有 不同,而所成的像相同。由此可知:小孔成像中,像的形状与该研究因素 (选填“有关”或“无关”)。
(2)比较甲、丙两图可知:小孔成像中,像的形状与 有关。
(3)根据以上探究结论,可以作出如下判断:图丁中灯丝所成像的形状与图丙中灯丝所成像的形状 (选填“相同”或“不同”)。
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15.[跨学科实践]暑假,爸爸开车带小明去乡下看望爷爷奶奶,如图4-1-11 所示是爷爷家附近的示意图,图中的四个区域均可以露天停车。为防止汽车下午被太阳暴晒,你认为最佳的停车区域是 ( )
A.① B.②
C.③ D.④
第二节 光的反射
基础巩固
1.下列光现象,能用光的反射解释的是 ( )
A.手影游戏 B.井底之蛙
C.杯弓蛇影 D.形影不离
2.(2024 北京丰台区期中)如图 4-2-1 所示,为了探究光反射时的规律,把一个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 ENF 是用两块纸板连接起来的,纸板 NOF 可以向前或向后折。下列说法正确的是 ( )
A.纸板 NOF 向前或向后折,是为了探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内
B.入射光线靠近ON 时,反射光线远离ON
C.使一束光贴着纸板沿 NO 方向射到O 点,这时没有反射光射出
D.使用此实验装置不能探究光在反射时光路是否可逆
3 (教材素材题)自行车尾灯是由多个直角镜面组成,能将照射过来的光沿原方向反射回去,图4-2-2中光路能模拟这一过程的是 ( )
4. (2023 扬州) 探究“光的反射定律”的装置如图4-2-3所示,白纸板放在水平桌面上,再将一块平面镜竖直放在纸板上,在纸板上安装一支可自由移动的激光笔,使其发出的光紧贴纸板人射。
(1)图中的入射角是 度。
(2)当 时,反射光线与入射光线重合,若此时入射光线向右偏转一定角度,则反射光线向 偏转。
(3)多次实验在纸板上画出入射光线和对应的反射光线后,发现没有量角器,为了得出反射角等于入射角这一结论,你的操作是 。
5.教室内坐在各个位置的同学都能看到黑板上的字,是因为光在黑板表面发生了 反射;有时黑板会发生“反光”现象,这是因为光在黑板局部发生了 反射。漫反射 (选填“遵循”或“不遵循”)光的反射定律。
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6.如图 4-2-4 所示,a、b 是镜前一点光源S 发出的光经平面镜 M 反射后的两条反射光线,请在图中标出点光源 S 的位置,并完成光路图。(保留作图痕迹)
7.(2025北京校级模拟)若要使图4-2-5 中的反射光线射中墙壁上的目标,在激光笔不动的情况下,可将平面镜 ( )
A.水平向左移动 B.水平向右移动
C.竖直向上移动 D.竖直向下移动
8.晚上,在桌面上铺一张白纸,把一块小平面镜平放在白纸上,让手电筒的光正对平面镜和白纸照射,如图 4-2-6所示,从侧面看去,会看到的现象和对此分析正确的是( )
A.镜子比较亮,因为它发生了镜面反射
B.镜子比较亮,因为它发生了漫反射
C.白纸比较亮,因为它发生了镜面反射
D.白纸比较亮,因为它发生了漫反射
9. (2024 南充)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4-2-7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)。
10.(2024 北京朝阳区期中)探究光的反射定律,器材有:激光笔、平面镜、标有刻度的白色硬纸板(可沿中缝折叠)、白板。
(1)如图4-2-8甲所示,将一束光照射到平面镜上,它的反射光在光屏上形成一个光斑,保持光在平面镜上的入射点不变,减小入射光与平面镜的夹角,则光屏上的光斑向 (选填“上”或“下”)移动。
(2)利用图乙所示的装置进行探究:
①平面镜水平放置,标有刻度的白色硬纸板竖直地立在平面镜上,使一束光紧贴纸板A,射向镜面上的O点,将纸板 B 绕接缝ON 向前或向后翻折,当纸板 B 和纸板A 在 时,纸板 B 上能呈现反射光束。
②改变入射光的方向,读出入射角和反射角的大小,将测得的数据记录在表格中,由此可知:反射角与入射角大小 。
实验序号
入射角
反射角
①
30°
30°
②
45°
45°
③
60°
60°
③用另一束光逆着反射光的方向射到镜面,观察到反射后的光会逆着原来入射光的方向射出,这表明: 。
(3)自行车尾灯是由许多角反射器组成的反光装置,角反射器是由互相垂直的反光面组成的。当汽车的灯光照在尾灯上时,司机看到尾灯特别亮,原因是: 。
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11.[科学创新]探究光的反射定律时,小明设计了一套新的实验装置,如图4-2-9所示,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NO,然后用另一个绿色激光笔向 O 点发出一束光 AO,经平面镜反射后沿 OB 方向射出。
(1)小明使整个玻璃罩内充满水雾的目的是 。
(2)红色激光笔发出的光 NO 在实验中代表
(3)缓慢转动水平圆台,从反射光线的一侧观察到三束光 ,说明在反射现象中反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
第三节 平面镜成像的特点
第 1课时 平面镜成像的特点
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1.(2024凉山州)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
2.关于平面镜成像,下列说法错误的是 ( )
A.平面镜成的像是虚像
B.平面镜的成像原理是光的反射
C.物体越靠近平面镜,像越大
D.像与物体关于平面镜对称
3.如图4-3-1所示,小鸭子浮在水面上,能正确表示它在水中倒影的是 ( )
4.(2024北京海淀区期末)如图4-3-2所示是一只白鹭正在洞庭湖水面上展翅起飞的瞬间,关于白鹭在水中所成的像,下列说法正确的是 ( )
A.白鹭在水中形成的是一个倒立、等大的实像
B.当白鹭向上飞行时,以其倒影为参照物,白鹭是静止的
C.白鹭在水中形成的倒影是光的反射形成的虚像
D.白鹭飞得越高,在水中的“倒影.”越小
5.(2023江西)学校在教学楼大厅设有仪容镜,便于师生自觉规范仪容仪表。某同学在仪容镜中所成的像是 (选填“实像”或“虚像”),与他在小平面镜中所成的像相比,像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。 姓名23分泌
6.(2024山西)小明照镜子时,看到镜中自己的像,这个像有什么特点呢?为此他进行了实验探究。
[实验思路](1)探究平面镜成像的特点,关键是要确定像的位置和大小。
(2)可选用 作为平面镜观察像,如图4-3-3所示,先将点燃的蜡烛置于镜前,再用一支外形相同未点燃的蜡烛在镜后移动,通过是否与像重合来确定像的位置和大小,进而得到平面镜成像的特点。
[实验过程](3)按照实验思路进行操作,观察蜡烛与像完全重合后,在纸上分别标记平面镜、蜡烛和像的位置,并测量蜡烛和像到平面镜的 ,记录在表格中。试着用光屏承接平面镜后面的像,观察光屏上能否呈现点燃蜡烛的像。
(4)换用两个相同的跳棋子、两块相同的橡皮重复上述操作。多次实验的目的是 。
[实验结论](5)平面镜所成的像为 (选填“实”或“虚”)像,像与物体关于镜面对称。
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7.(2024 北京大兴区期末)如图4-3-4 所示,人站在竖直放置的平面镜前,下列判断正确的是 ( )
A.人靠近平面镜时,他的像变大
B.人与平面镜的距离增大时,他与像的距离变小
C.平面镜垂直纸面向里移动,他的像的位置不变
D.平面镜的上端向人倾斜,他的像的位置不变
8.如图4-3-5(a)所示是小明探究“平面镜成像特点”的情景,下列说法正确的是 ( )
A.若蜡烛 A 距玻璃板 4 cm,则蜡烛 B 距玻璃板 8cm 才能与蜡烛A 的像完全重合
B.若蜡烛A 在玻璃板中的像偏高且倾斜,则图(b)中乙是产生该现象的原因
C.若在玻璃板与蜡烛 B 之间放一块挡光板,则透过玻璃板不能看到蜡烛A 的像
D.以上说法均不正确
9. (2024 扬州)如图4-3-6 所示,夜晚,小华通过可左右推拉的竖直窗户玻璃观察发光吊灯的像和自己的像。增大吊灯的亮度,观察到吊灯的像更 。小华靠近玻璃窗观察,她的像的大小 ,她与像之间的距离 。向右推动玻璃窗,吊灯像的位置 。(后3空填变化情况)
10.(2024 北京石景山区校级模拟)如图 4-3-7 甲所示,小狗吉米在镜前欣赏自己的像,突然,镜子从中间裂成两半,并左右分开一段距离,如图乙所示,吓得吉米向后退了一大步,此时吉米在镜中的像的大小将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
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11.[开放探究](2022济宁)在校园科技节活动中,小明观看了“隔着玻璃吹蜡烛”的魔术。表演者介绍图4-3-8中的道具后旋转平台,使玻璃板一侧正对观众,分两步完成了表演:①用两个打火机同时“点燃”两支蜡烛;②在玻璃板正对观众的一侧吹 A 蜡烛。观众看到两支蜡烛同时被“吹灭”。小明利用道具,和同学们一起探究其中的奥秘。
(1)用两个打火机同时点燃两支蜡烛,然后模仿表演者吹 A 蜡烛,结果只吹灭了 A 蜡烛。和同学讨论后,一致认为:表演者在表演中只点燃了 A 蜡烛,B蜡烛并未被点燃。随后,小明通过实验验证了他们的猜想,最终明白了其中的道理:B蜡烛并未被点燃,观众看到的是 A 蜡烛烛焰通过玻璃板所成的 。
(2)小明经过进一步探究,发现了确保表演成功的两个关键点:
①两支蜡烛应符合的要求是 ;
②玻璃板两侧的蜡烛,在放置的位置上应满足的条件是 。
第 2课时 平面镜成像的应用及球面镜
基础巩固
1.水平过道上方有一盏灯(如图4-3-9所示),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
2. (2023 株洲) 如图 4-3-10 所示为一个光头的人拿着倒置的扫把照镜子(平面镜)的情景。下列说法符合事实的是( )
A.人变高了 B.人变胖了
C.人长出了头发 D.人打了领带
3.小明从平面镜里看到镜子对面石英挂钟和电子钟所成的像如图4-3-11 所示,这时石英挂钟和电子钟显示的时刻分别是( )
A.02:35和20:15 B.09:25 和15:20
C.09:25和21:05 D.02:35和21:05
4.已知河水深为2m ,河边一彩灯距水面6m ,则该彩灯的“倒影”是 (选填“实像”或“虚像”);“倒影”距水面 m;若河水再上涨0.5m,则该彩灯与其对应“倒影”相距 m。
5.(2024东莞一模)汽车现在已经逐渐进入普通老百姓的生活中,小明进行了多方面的研究:汽车上有许多地方要利用光的反射,如图4-3-12所示,A为后视镜,B为车头灯内的反光镜。A应为 (选填“平面镜”“凹面镜”或“凸面镜”)。小明仔细观察发现,汽车前面的挡风玻璃不是竖直安装的,从光学角度分析,其主要原因是 。
6.(2023青海)中华民族成就了诸多发明创造,为人类文明做出了巨大贡献。如图4-3-13 所示,“阳燧”是我国光学史上的一项重要发明,其作用相当于凹面镜,可以用来点火,被称为古代“打火机”。由此可知,“阳燧”对光有 (选填“发散”或“会聚”)作用。请你列举一个生活中应用凹面镜的例子: 。
7.如图 4-3-14 所示,A'B'是物体AB 在平面镜中所成的像,根据平面镜成像的特点在图中画出平面镜(保留作图痕迹)。
8. (2023 广州)如图4-3-15 所示,S 为光源,请在图中画出:
①光线a 的反射光线;
②S 在平面镜中的像。
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9. (2023武汉)一块仪容镜如图4-3-16 甲所示,某校走廊平面示意图如图乙所示,将该仪容镜放在走廊的AB 处,仪容镜靠墙而立,镜面与墙壁平行,在另一面墙壁上的O 处悬挂一电铃。为了总能看到电铃通过仪容镜所成的像O',小强同学沿着走廊的 ae 直线走动,若将人和电铃各自看作一个点,则小强同学所在的区间是 ( )
A. ab B.bc C.cd D.de
10.如图4-3-17 所示,水平桌面上斜放着一个平面镜,桌面上有一个小球向镜面滚去。要使平面镜中小球的像沿竖直方向下落,则镜面与桌面间的夹角α应为 ( )
A.30° B.45° C.60° D.90°
11.如图4-3-18 甲所示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,用它正对如图乙所示的光源“F”,则观察到的像是图4-3-19 中的 ( )
12.十字路口矗立着一幢大楼,它临街的一面是用玻璃装饰的,如图 4-3-20 所示。某人在十字路口中心面向北而立,从大楼玻璃中看到一辆汽车向东行驶,驶到十字路口转弯向南行驶。这辆汽车实际是 ( )
A.向西行驶转弯向南行驶
B.向南行驶转弯向西行驶
C.向北行驶转弯向东行驶
D.向北行驶转弯向西行驶
13.下列说法中错误的是 ( )
A.小灯泡放在凹面镜的焦点上,灯泡发出的光经过凹面镜反射后,变为平行光射出
B.用太阳灶烧水,壶应放在凹面镜的焦点上
C.潜水艇的潜望镜由平面镜组成
D.平面镜反射光遵循光的反射定律,球面镜反射光不遵循光的反射定律
14. (2024 自贡)如图 4-3-21 所示,S'是某一发光点 S 在平面镜里的像,Q是 S 发出的一束光经平面镜反射后经过的一点,请在图中找到S 的位置,并完成光路图。
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15. [科学思维](2023 黄冈)“仙女飞天”魔术表演中,位于P 点的观众看到云雾中曼舞的仙女 A′,实质是挡板后的演员 A 在平面镜中的虚像,如图4-3-22 所示。请在图中作出平面镜的位置,并完成 P 点观众看到仙女的光路图。
第四节 光的折射
基础巩固
1.关于如图4-4-1所示的光现象,下列描述正确的是 ( )
A.新生军训时地下的影子是光沿直线传播形成的
B.发生在万州的“海市蜃楼”是光的反射现象
C.鸟巢的倒影是光的折射现象
D.筷子在水面处“弯折”是光的反射形成的
2.光在空气和水的分界面处同时发生反射和折射的光路如图 4-4-2 所示,其中折射角为∠ (选填“1”“2”或“3”),分界面为 (选填“①”或“②”),分界面的 方为水。当入射角减小时,反射光线与折射光线的夹角将变 。
3.(教材素材题)将一根笔直的筷子斜放在盛满清水的碗里,看到水中的筷子向上翘(如图4-4-3甲所示)。如图乙所示,筷子下端A 点反射的光由水中斜射入空气中,在水面处发生折射,由于折射角 (选填“大于”“小于”或“等于”)入射角,折射光 (选填“靠近”或“远离”)法线,进入人眼,人眼感觉光就像 A′点发出的一样。实际上A′点在 A点上方,是A 点的 (选填“虚”或“实”)像。
4.(2024 北京丰台区期末)一束激光从空气中以如图4-4-4所示的角度射入水中,其反射光线与折射光线刚好垂直。请在图中画出折射光线,并标出折射角的度数。
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5.一束光从空气中斜射向玻璃砖并穿过,其光路如图4-4-5 所示。关于四个角的大小关系,下列说法正确的是( )
6.(2023呼和浩特)当代中国,技术日新月异,无人机已经走进千家万户.当一架无人机掠过水面时,岸边的人可以在水中看到无人机的倒影,其成像在如图4-4-6所示的光路图中,正确的是图 (选填“甲”“乙”“丙”或“丁”);在水中潜游的人可以看到无人机的像,其成像在如图4-4-7所示的光路图中,正确的是图 (选填“①”“②”“③”或“④”);两次所成的像 (选填“前虚像后实像”“前实像后虚像”“都是虚像”或“都是实像”)。
7. (2024北京海淀区期中) 如图4-4-8所示,一支固定好的激光笔向空水槽底部固定点O 射出一束激光。向水槽内加水使水面上升至 A 点,此时光斑在O点 侧,这是因为发生了 现象。打开水槽底部水龙头缓慢放水,可观察到水槽底部光斑向 移动。
8.小强同学利用如图4-4-9所示的实验装置探究“光的折射规律”。在玻璃水槽中竖直放置的光屏由E 和F 两个半圆形光屏组成,NOM为两半圆的分界线,其中光屏 F 可绕直径NOM 前后折转。实验测量数据如下表所示。
空气中的入射角∠α
0°
30°
45°
60°
水中的折射角∠β
0°
22°
32°
41°
(1)实验时,先让光屏E、F位于同一平面内,一束激光贴着光屏E 从空气斜射入水中,在光屏 F 上可以看到折射后的光束,这说明折射光线和入射光线位于法线 ;小强将光屏F 向后折转一定角度后,在光屏 F 上不能看到折射光,此时 (选填“有”或“没有”)折射光,说明折射光线和入射光线 (选填“在”或“不在”)同一平面内。
(2)当光从空气垂直射入水中时,光的传播方向 (选填“改变”或“不改变”)。
(3)由表中数据可知,光从空气斜射入水中时,折射角 (选填“大于”“等于”或“小于”)入射角,且折射角随着入射角的增大而 。
(4)实验过程中,小强发现在水面处发生光的折射现象的同时还伴有光的 现象。
9.(2024北京东城区期中)小明将两个大小相同的红、蓝环粘在一起形成“8”字。手拿红环将蓝环竖直放入水中,使蓝环刚好浸没,从水面上方 C 点可以观察到红环的“倒影”和蓝环的像并不完全重合,如图4-4-10 甲所示。请按要求在图乙中作图:
①画出红环最上端A 点在水中的像A'点;
②B'点为蓝环最下端B 点的像,请完成从 C点看到B 点的光路。
10.[科学推理]如图4-4-11 所示,一束激光从某种玻璃中射向空气,保持入射点不动,改变入射角大小(每次增加0.2°),当入射角增大到 41.8°时,折射光消失,只存在入射光与反射光,这种现象叫作光的全反射,发生这种现象时的入射角叫作这种物质的临界角。当入射角大于等于临界角时,只发生反射,不发生折射。
(1)上述玻璃的临界角是 .
(2)折射光消失后反射光的亮度会增强,其原因是折射光消失后,入射光几乎全部变为
(3)当光从空气射向玻璃时, (选填“会”或“不会”)发生光的全反射现象。
专题训练(二)光现象作图
类型一 光的直线传播相关作图
1.请在图Z-2-1中画出路灯照在人身上形成影子的光路图,并画出影子的范围。
2.如图Z-2-2所示,用作图的方法表示人眼所能看到的挡板右侧范围的大小,并在此范围中画上阴影线。
3.(2024 武威)如图 Z-2-3 所示是小强在纸杯上蒙上一层塑料膜做小孔成像实验的情景,请在图中作出烛焰(用AB 表示)在塑料膜上成的像(用A'B'表示)及光路图。
类型二 光的反射相关作图
4. (2024 云南)如图 Z-2-4 所示,一束光经平面镜发生反射,请画出反射光线。
5.(2024 北京期中)光经书本反射后进入小红眼睛的光路如图Z-2-5所示,请补全光路图。
6. (2024邵阳一模)如图 Z-2-6 所示,一束光经平面镜反射后照进隧道,两条光线之间的夹角是120°,请画出平面镜的位置,并标出反射角的大小。
类型三 平面镜成像相关作图
7.请在图Z-2-7中画出物体ABC 在平面镜中所成的像。
8.如图Z-2-8所示,A、B 是镜前一点光源 S 发出的光线经平面镜MN 反射后的两条反射光线,请在图中画出点光源 S 的位置并补全光路。
9.小明的爸爸驾车通过小区道路转弯处时,通过转弯处的镜子M(可看作平面镜)看到了行人,他及时采取避让措施保证了行人安全。如图 Z-2-9所示为转弯时的俯视图,其中 A是车内小明爸爸的眼睛,B为行人,请作出小明爸爸看到行人的光路图。
10. (2024 北京校级期末) 如图 Z-2-10 所示,点光源 ,SS 向平面镜射出一条光线,经平面镜反射后,反射光线到达光屏上作P 点,请你作出此过程的光路图。(保留作图痕迹)
11.如图 Z-2-11 所示,从点光源S 发出的一条光线射向平面镜,经平面镜反射后射向墙壁上O点。请作出这条入射光线并完成光路图。
类型四 光的折射相关作图
12. (2024广安)如图 Z-2-12 所示,请作出这束光从三棱镜斜面射出的折射光线的大致方向。
13.如图 Z-2-13 所示,一束光斜射向玻璃砖并穿过玻璃砖,请画出这束光进入玻璃砖和离开玻璃砖后的光线。
14. (2024 河南)如图 Z-2-14 所示,观光水池中一束红光沿AO 方向从水中射入空气中,折射光线为 OA'。若另一束红光沿 BO 方向从水中射入空气中,请大致画出入射光线 BO的折射光线,并标出对应的折射角r。
15.如图 Z-2-15所示,在平静的湖边上方有一盏路灯,潜水员在水下 E 处看到了路灯的像。图中A、B两点其中一点是路灯(发光点),另一点是路灯的像点。请你区分发光点、像点,在图中画出水下 E 处的潜水员看到路灯的光路图。
16.如图Z-2-16 所示,水里的光源O 发出的一条光线射向水面,在水面处发生反射和折射,反射光线经过 P 点,折射光线经过 A 点,请在图中先通过作图找出水面处的反射点 M,再作出入射光线、反射光线和折射光线。
17.(2023日照)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 Z-2-17 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,其中虚线PN 为法线。画出该光线经底面 AB反射后从球冠形玻璃球射向空气的完整光路图。
18. (2023 郑州)如图 Z-2-18 所示,水池边有一路灯S,路灯上方有一平面镜MN,S发出的光经 MN 反射后射入水中。请画出:
①S 在平面镜中所成的像S';
②经 MN 反射后过A 点的反射光线OA;
③反射光线 OA 照射到水池中的光路图。
第五节 设计舞台灯光秀
基础巩固
1.太阳光透过玻璃三棱镜产生色散现象。太阳光照射到我们的物理教材封面上,彩色的图案呈现在我们眼前。对此现象正确的解释是( )
A.太阳光是单色光
B.太阳光只有七色光
C.教材表面反射与它颜色相同的光
D.教材表面吸收与它颜色相同的光
2.在杭州太子湾公园里,小徐将照相机镜头对准一株绿叶蓝花的郁金香,为追求某种艺术效果,他想拍摄一组黑叶黑花的照片,则小徐选择的滤色镜的颜色是 )
A.无色 B.绿色 C.红色 D.蓝色
3.考试时,我们能从不同方向看到答题卡上用来识别考生信息的条形码(图4-5-1甲),这是由于光射到条形码上时,发生了光的 (选填“镜面反射”或“漫反射”)。人们把红、绿、蓝三种色光叫作光的三原色,如图乙所示,三种色光按一定比例混合(阴影部分),可以形成 光。
综合达标
4.如图 4-5-2 所示,一束红光经三棱镜折射后,在光屏上a 点形成一个红色光斑。现保持入射光位置、方向及三棱镜位置不变,仅将红光改为紫光,以下说法正确的是
A.保持光屏位置不变,紫色光斑仍在a 点
B.保持光屏位置不变,紫色光斑在a 点上方
C.将光屏向左平移,紫色光斑仍可落在a 点
D.将光屏向右平移,紫色光斑仍可落在a 点
5.“万物生长靠太阳”,绿色植物的生长需要阳光。物理学研究表明,不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的,由此可以推测,不利于绿色植物生长的光是 ( )
A.红光 B.黄光 C.绿光 D.紫光
素养提升
6.[科学推理]探究透明物体和不透明物体的颜色,小明做了如下实验:
(1)如图 4-5-3甲所示,让太阳光透过硬纸板的圆孔,将红色透明塑料薄膜蒙在硬纸板的圆孔上,在下方白纸上看到的光圈的颜色是 。
(2)如图乙所示,让太阳光穿过纸板的狭缝射到三棱镜上,经三棱镜分解后的彩色光带通过蓝色玻璃板,在白纸上观察到的光带颜色是 。
(3)仍用图乙实验装置,用绿色的光屏直接接收经三棱镜色散后的彩色光带,观察到光屏上出现的颜色是 。
(4)实验结论:透明物体的颜色由它能 的色光决定;不透明物体的颜色由它 的色光决定。
新课标命题探究(四)
1.[生活实际](2024 绵阳)在鞋店试穿新鞋时,小明直立面向竖直放置在地面上的“试鞋镜”,看不到镜中自己脚上的新鞋。小明做以下动作,能够让他看到镜中自己脚上的一只鞋或者两只鞋的是 ( )
A.站在原地下蹲
B.保持直立靠近“试鞋镜”
C.站在原地竖直向上提起一只脚
D.保持直立远离“试鞋镜”
2. [科技前沿](2024山西三模)图4-M-1 是塔式热发电系统的一项关键技术。发电站安装有许多定日镜(即平面镜),每一个定日镜都由自动跟踪太阳光装置控制,以便准确地将太阳光反射后会聚到高塔顶部的接收器上。下列光现象中与定日镜工作原理相同的是 ( )
A.水中倒影 B.雨后彩虹
C.沙漠蜃景 D.小孔成像
3.[生活实际]电动车的反光镜是用来观察车后情况的平面镜,在某次行驶以前,小明发现左侧反光镜中看不到自己所骑车的车身,为确保行驶安全,小明接下来的操作是图4-M-2中的 ( )
4.[传统文化](2024 乐山)中华典籍《周礼·考工记》中有“识日出之景,与日入之景”的记载,这是一种通过日出、日落时细杆的影子辨认方位的方法,如图4-M-3所示。这种方法依据的是 ( )
A.光的折射 B.光的反射
C.光的直线传播 D.光的色散
5.[生活实际]随着人们生活水平的提高,汽车进入了越来越多的家庭,以下关于汽车的说法不正确的是
A.汽车驾驶室外面的后视镜是凸面镜
B.汽车头灯里的反射镜是一个凹面镜
C.行车时车内一定要开着灯
D.前挡风玻璃设计倾斜是为了防止车内物体在玻璃上成像干扰视线
6. [生活实际](2024 无锡二模)图4-M-4 是“临摹神器”,将平板和镜 M 放在支架上调节到适当角度,则平板屏幕中的物体通过镜 M 成的 (选填“虚”或“实”)像恰好落在水平桌面上白纸的位置上,即可对屏幕中的物体临摹。临摹时,眼睛需要在 (选填“平板侧”或“白纸侧”)进行观察,且将屏幕远离镜 M时,镜M 所成的像的大小会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
7.[生活实际](2024 北京昌平区校级模拟)为了避免驾驶员低头观看仪表信息而造成交通事故,车内安装了如图4-M-5甲所示的汽车平视显示系统(简称 HUD),可将水平显示器上重要行车数据通过前挡风玻璃(看作平面镜)呈现在司机正前方,方便司机查看。请在图乙中画出显示器上AB 在挡风玻璃中所成的像。若驾驶员看到的像过高,可将显示器沿水平方向 (选填“靠近”或“远离”)挡风玻璃,移动之后所成像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
8.[生活实际](2024山西三模)司机王师傅驾车行驶到有玻璃幕墙的大楼附近时,感觉阳光格外刺眼,严重影响行车安全。请你在图4-M-6中作出产生这种“光污染”的光路图。
9.[生活实际](2024湖南株洲一模)小明设计了如图4-M-7所示的实验装置探究平面镜成像特点。
(1)用玻璃板代替平面镜的目的是 ;旋转右侧底板,发现底板上无法承接到像,说明平面镜成的是 像。
(2)比较像与物的大小,在像 B 的位置放置一个与A 大小相同的蜡烛C,且 (选填“需要”或“不需要”)点燃。发现 B、C完全重合,说明 。
(3)测得 A、C到O 点的距离相等,与镜面所成的夹角也相等。由此得出结论:像与物关于镜面 。
(4)如图4-M-8所示是电视台直播时使用的提词装置,水平放置的提词板通过一块与水平面成 (填角度)的镀膜玻璃,将提词板上显示的台词成像到竖直方向,使演讲者在看台词的同时也能面对摄像机。
10.[古代科技]如图4-M-9所示,圭表是古人用来记录一年中节气变化的天文仪器。圭表由“圭”和“表”两部分组成,使用时垂直于地面的直杆叫“表”,水平放置于地面上刻有刻度以测量影长的标尺叫“圭”。将圭表水平放置在地面上,通过一年四季表在圭上影长的变化来判断节气的变化。
(1)圭表的光学原理是 。
(2)应该测量每天 (选填“相同”或“不同”)时刻圭上的影长,来判断节气的变化。
(3)北半球使用圭表时,“圭”上距离“表”最远的刻度表示的节气是 (选填“夏至”或“冬至”)。
(4)写出一种提高圭表精确度的方法:
第四章光现象整理与复习(四)
知识梳理
图说教材
教材图片
图片解读
光在 介质中沿 传播
教材图片
图片解读
光发生反射时,反射光线、入射光线与法线在 平面内;反射光线和入射光线分别位于法线 ;反射角 入射角
(3)镜面反射和漫反射
平行光射向 ,反射光也是平行的,这种现象叫镜面反射;平行光射向 ,反射光不平行,这种现象叫漫反射
把一根筷子插入水中,筷子看起来弯折了;透过玻璃砖看书上的字,其位置有些偏移,这是发生了 现象
光发生折射时,折射光线、入射光线与法线在 平面内;折射光线和入射光线分别位于法线 ;光从空气斜射入其他透明介质中时,折射角 入射角;光从其他透明介质斜射入空气中时,折射角 入射角
太阳光通过三棱镜折射后形成一条由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光组成的光带。此现象表明白光不是 ,而是由 组成的
色光的三原色是 、 、 。 和 按一定比例能合成黄色光, 、 、 三色光按一定比例能合成白色光
易错易混专练
判断下列说法的正误。
1.夜晚繁星闪烁,它们都是光源。 ( )
2.光在同种介质中沿直线传播。 ( )
3.光线是实际存在的。 ( )
4.树荫下的光斑的形状取决于树叶间的小孔的形状。( )
5.光垂直射向平面镜时,反射角等于入射角,等于90°。( )
6.镜面反射遵循光的反射定律,漫反射不遵循光的反射定律。 ( )
7.平面镜成像实质上是光的反射现象。 ( )
8.虚像就是影子,实像是由实际光线会聚而成的。
9.物体离平面镜越近,所成的像越大。 ( )
10.光从一种介质进入另一种介质,传播方向可能不变。 ( )
11.光从水或玻璃斜射入空气中时,折射光线偏离法线,折射角大于入射角。 ( )
12.“人面桃花相映红”,桃花看上去是红色的,是因为桃花发出红光。 ( )
中考链接
1.(2024广西)关于光的传播,下列说法正确的是( )
A.光不能在真空中传播
B.光比声音的传播速度小
C.光在水中的传播速度是3×10⁸m/s
D.光在同种均匀介质中沿直线传播
2.(2024 扬州)如图 4-F-1 所示现象中属于光的直线传播的是 ( )
3. (2024龙东)如图4-F-2 所示的光现象中,属于光的反射现象的是 ( )
4.(2024烟台)蓝蓝的天上白云飘,站在湖边的小明看到清澈的水中鱼儿在云中游动,下列说法正确的是 ( )
A.看到的水中的鱼是实像
B.看到的水中的云是实像
C.看到的水中的云是由于光的折射形成的
D.看到的水中的鱼是由于光的折射形成的
5.(2024烟台)下列实例中,采用了相同科学方法的是 ( )
①用光线表示光传播的径迹和方向
②探究动能大小与速度的关系时,让同一个小球从斜面的不同高度由静止滚下
③探究平面镜成像特点时,通过未点燃的蜡烛确定点燃蜡烛的像的位置
④探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系时,保持压力大小不变
A.①② B.②③ C.②④ D.①④
6.(2024 上海)有一束光从空气中斜射入平静的水面时,若入射角为60°,则折射角为 ( )
A.0° B.40° C.60° D.90°
7.(2024 广安)“以铜为镜,可以正衣冠”,我们的祖先很早就会利用磨光的铜镜来观察自己的像。如图4-F-3所示现象与铜镜成像原理相同的是 ( )
8.(2024 泸州)下列泸州市全国重点文物保护单位中所描述光现象(图4-F-4)的原理,与“潭清疑水浅”所描述光现象的原理相同的是( )
A.图甲中“龙脑桥”在水中的倒影清晰可见
B.图乙中“报恩塔”在阳光下看起来呈白色
C.图丙中“尧坝镇古建筑群”夜晚出现的笔直光柱
D.图丁中在“春秋祠”喝水,透过水杯看到“变形”的手指
9.(2024 重庆 A 卷)下列关于白居易的《暮江吟》中描述的光现象解释正确的是 ( )
A.一道残阳铺水中————水中的“夕阳”是由于光的折射形成的
B.半江瑟瑟半江红———江面呈现出红色是由于江面反射红光
C.可怜九月初三夜————九月初三夜空的弯月是自然界中的光源
D.露似真珠月似弓———露珠特别明亮是由于白光发生了色散
10. (2024 宜宾)如图 4-F-5 所示是 2024 年 4 月 9日发生日全食的情境。产生这一现象的原因是 ( )
A.光的反射 B.光的色散
C.光的折射 D.光的直线传播
11.(2024深圳)巴黎奥运会即将开幕,达达同学去巴黎旅游发现奥运五环被挡住看不见是因为光沿 传播,埃菲尔铁塔无灯的栏杆被人看见是因为栏杆 的光进入人的眼睛。
12. (2024吉林)小明同学身高1.65 m,站在竖直放置的平面镜正前方0.6m处,他在平面镜中所成像的高度为 m,他的像到镜面的垂直距离为 m。
13.(2024 广元)“追梦”学习小组的同学用激光笔发出一束红光从空气斜射入水中的情境如图4-F-6 所示,图中 AO 为入射光线, 为折射光线;保持入射点 O 不动,在竖直平面内,顺时针缓慢旋转入射光线 AO 至图中虚线 DO位置,反射角将 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
14.(2024 齐齐哈尔)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 4-F-7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。
15. (2024 广西)如图 4-F-8所示,在探究光的反射定律的实验中,通过实验可知,反射光线、入射光线和法线都在 (选填“同”或“不同”)一平面内,反射角r 入射角i。
16. (2024 泸州) 如图 4-F-9 甲所示是随“嫦娥六号”一起发射的角反射器的示意图,其三个反射面相互垂直,其中两个反射面如图乙所示,一束光只在这两个反射面上发生了反射,请在图乙中画出这束光反射的光路图(保留作图痕迹)。
17.(2024绥化)请根据平面镜成像特点,在图4-F-10中作出点光源 S 发出的光经平面镜反射后通过 A 点的光路图(保留作图痕迹)。
18. (2024上海)根据平面镜成像特点,在图 4-F-11 中画出物体 AB 在平面镜 MN 中所成的像 A'B'。
19. (2024广西)了解水深,防止溺水。人在岸边看水池池底的发光点 A,感觉该点的位置升高,池水看起来比实际的浅。请在图4-F-12 中画出从 A 点发出的光进入人眼 E 的光路图。
20.(2024长春)在“探究光的反射定律”的实验中:
(1)将平面镜放在水平桌面上,将附有量角器的半圆形白纸板竖立在平面镜上。使一束光贴着纸板分别沿 AO、BO、CO 入射,在纸板上观察到的光路如图 4-F-13 甲所示,说明反射角 入射角。光束CO 绕O点顺时针转过10°后的反射角为 度。
(2)图甲中,让一束光贴着纸板沿A'O入射,反射光沿OA 射出,说明在反射现象中,光路是 的。
(3)图乙中,要在右侧纸板上看到反射光,需将右侧纸板向 折。
21.(2024湖南)小明在探究“平面镜成像的特点”时,有以下操作:
(1)如图4-F-14 甲所示,将一张白纸平铺在水平桌面上,并将一块薄玻璃板竖立在白纸中间位置,沿着玻璃板在纸上画一条直线,代表 的位置。
(2)如图乙所示,此时蜡烛2与蜡烛1 的像已完全重合。接下来使蜡烛1向远离玻璃板方向移动到某一位置,则蜡烛2应向 玻璃板方向移动,才能与蜡烛1的像再次重合。
(3)三次实验物和像的位置记录如图丙所示。他在探究像和物的连线与平面镜的位置关系时,用直线连接图丙中物点 A 与像点 ,完成三次连线后找到了规律。
22. (2024 福建)探究光的反射定律,实验装 置 如 图 4-F-15所示。让一束光贴着光屏射向平面镜的O点,改变入射光线,多次实验,数据记录于下表中。
序号
入射光线相对法线的位置
反射光线相对法线的位置
入射角i
反射角r
1
左
右
30°
30°
2
左
右
45°
45°
3
左
右
60°
60°
4
右
左
60°
60°
(1)能从不同方向观察到光的传播路径,是因为光在光屏上发生 反射。
(2)分析表中数据得出结论:①反射光线、入射光线分别位于法线 ;②反射角 入射角。
(3)光热电站利用追日镜将太阳光反射到吸热塔用于发电。图4-F-16 为上午某时刻的光路图,根据上述实验结论推断,随着太阳的运动,追日镜应沿 时针方向旋转,使反射光线射向吸热塔。
23.(2024临沂)小明在某购物中心前,可以看到玻璃幕墙中自己的像,进入购物中心后,又可以透过玻璃幕墙看到外面的街景。心存疑惑的小明通过查阅资料得知,该商店的玻璃幕墙使用了一种具有单面透视作用的镀膜玻璃。他用一块5mm 厚的镀膜玻璃和两支相同的中性笔等器材探究镀膜玻璃成像的特点。
(1)如图4-F-17 甲所示,让玻璃板的镀膜面向前并把玻璃板竖直放在水平桌面的白纸上,让中性笔A 的笔尖紧贴在玻璃板前,在玻璃板后面无论怎么移动中性笔 B,都不能让 B 与A 的像完全重合,原因是 ,
(2)如图乙所示,让中性笔 A 离开玻璃板一小段距离,在玻璃板后移动中性笔B,直至 B与 A 的 像 完 全 重合,这样 做 既 可 以 ,又可以比较像与物体的大小关系。将光屏放在中性笔 B 的位置,光屏上 (选填“能”或“不能”)承接到中性笔 A 的像。
(3)让中性笔 A 远离玻璃板时,中性笔 B 应 (选填“远离”或“靠近”)玻璃板,才能与中性笔A 的像完全重合。
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