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寒假巩固练习:光的世界 一、单选题 1.我国古代很早就会利用磨光的铜镜来观察自己的像,下列与其原理相同的是( ) A.皮影戏 B.杯弓蛇影 C.雨后彩虹 D.海市蜃楼 2.关于光的传播规律,下列说法正确的是( ) A.光从一种介质射入另一种介质,方向一定改变 B.发生反射时反射角一定等于入射角 C.发生折射时折射角一定小于入射角 D.光从空气斜射到水面时,反射光线和折射光线总是分居法线两侧 3.下列光现象中属于光的反射的是( ) A.日食的形成 B.杯弓蛇影 C.皮影戏 D.小孔成像 4.如图所示,插入水中的筷子看起来向上弯折,能正确表示所看到现象的光路图是( ) A. B. C. D. 5.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、日落时细杆的影子进行辨方正位的方法,如图所示。这种方法依据的是( ) A.光的反射 B.光的折射 C.平面镜成像 D.光的直线传播 6.如图所示,看到筷子在水中变“弯折”,选项中能解释该现象的光路图是( ) A. B. C. D. 7.下列成语与其物理知识相符的是( ) A.凿壁借光-光的反射 B.猴子捞月-光的反射 C.井底之蛙-平面镜成像 D.立竿见影-光的反射 8.如图所示,A是一张水平放置的白纸,B是放在纸上的平面镜(镜面朝上),让手电筒竖直向下照到白纸和镜面上,从侧面看去( ) A.镜面发生镜面反射,较暗 B.纸面发生镜面反射,较亮 C.镜面发生漫反射,较亮 D.纸面发生漫反射,较暗 二、填空题 9.不可见光的应用非常广泛,2019年8月,我国发行了第五套人民币,人们常借助验钞机发出的 线来辨别真伪。通常电视机遥控器可以发出不同的 线,来实现对电视机的遥控,如今4K电视已非常普及,而每个像素点又是由 (填颜色)三种颜色的子像素点组成。 10.如图,雨后彩虹属于光 现象,进一步的研究表明,将红、 、蓝三种色光按照不同比例混合,能产生任何一种其它颜色的光。 11.光的三原色是红光、 、蓝光,它们等比例混合后,人眼看到的是 光。 12.下列现象中,属于光的直线传播的是 ;属于光的反射的是 ;属于光的折射的是 。(本题请选填序号) ①激光准直 ②水中倒影 ③雨后彩虹 ④灯下人影 ⑤日食形成 ⑥海市蜃楼 ⑦黑板反光 ⑧镜花水月 13.如图所示是小雪在体检时检查视力的情景,她通过平面镜看到的是视力表正立、等大、 像;平面镜中视力表的像到小雪的距离是 m。 三、实验题 14.图甲是小龙参观博物馆全息文物数字展厅时拍的照片。询问老师后知道,这实际上是平面镜成像的原理,于是小龙利用实验探究“平面镜成像的特点”。 (1)如图乙,实验时小龙选择玻璃板而没选择平面镜,是为了便于确定像的 ; (2)把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再拿一支与蜡烛A外形 (选填“相同”或“不相同”)的蜡烛B在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合,说明平面镜所成的像与物体大小相等; (3)小龙改变蜡烛A的位置,进行三次实验,用直线将物和像的位置连接起来,如图丙所示,发现物和像的连线与镜面垂直,用刻度尺测得像和物到镜面的距离 ; (4)如下图,将玻璃板在竖直平面内绕M点逆时针转过一定的角度,则蜡烛A所成像 (选填选项前的字母); A.逆时针转过一定的角度 B.位置保持不变 C.反方向转过相同的角度 (5)小龙还想表演一个魔术:用玻璃板作为平面镜,使蜡烛的像成在装满水的烧杯中,就能观察到“蜡烛在水中燃烧”。若蜡烛的像位置如下图所示,要使像移到烧杯中,仅移动玻璃板,则移动的方向应是 (选填选项前的字母); A.① B.② C.③ D.④ (6)小龙为了更好地研究像与物的位置关系,采用了彩色LED光源进行实验,现有“A、R、X”三种字母形状的光源供选择,你认为最佳选择是 (选填字母)。 15.物理实验小组同学发现了有趣的问题,当汽车的灯光照在自行车尾灯上时,司机看到尾灯特别亮,如图甲所示,从而起到警示作用。他们想知道自行车尾灯的工作原理,设计如图乙所示实验装置进行探究。 (1)自行车尾灯 (选填“是”或“不是”)光源; (2)图乙装置中选择使用粗糙的白纸板,原因是 ; (3)如图丙,将白纸板F绕ON向后折,在白纸板NOF面上看不到反射光线; ①此时, 反射光(选填“存在”或“不存在”); ②为了进一步确定此时反射光线的位置,小明将纸板F沿PQ剪开,将纸板F的上半部分向后折,如图丁所示,发现在纸板右侧的 (选填“上部”或“下部”)会看到反射光线; (4)由于缺少量角器,接着他利用刻度尺在白纸板上作了一条平行于平面镜的直线AM,点A、B、C、E、F、M、D是直线与各入射光线、反射光线、法线的交点(如图戊所示),测量发现:AB=FM,BC=EF,CD=DE,得出结论是: ; (5)实验时,发现每次用铅笔把光的传播路径描下来非常不方便。认真思考后,她认为在正确操作时,只要在光传播的路径上标记两个合适的点就能确定了,她用到的光学知识是 ; (6)通过实验揭秘自行车尾灯工作原理,尾灯由许多角反射器组成,它实际上相当于多组互相垂直的平面镜组合而成。根据以上探究,在图上画出自行车尾灯入射光①的反射光路图。 四、计算题 16.如图所示的光路图中,是镜面,AO为入射光线,已知。 (1)若光线AO绕O点顺时针旋转15 后,则反射光线与入射光线的夹角等于多少? (2)若镜面绕O点顺时针旋转15 后,则反射光线与入射光线的夹角等于多少? 17.在学校运动会100m赛跑项目中,发令员站在起点处鸣枪,终点处的计时员观察发令枪的烟雾计时。已知光在空气中的传播速度,声音在空气中的传播速度,100m赛跑的起点到终点距离。请回答下列问题: (1)声音从起点传播到终点需要的时间(保留两位小数)和光从起点传播到终点需要的时间(用科学记数法表示)分别是多少?为什么选择实际计时以烟雾为准? (2)若当天有大风,声音传播速度变为320m/s(其他条件不变),则声音从起点到终点的传播时间比无风时会有什么变化?若将赛跑距离改为200m(均为直线跑道),光从起点到终点的传播时间会变为原来的多少倍?(忽略环境影响) 试卷第1页,共3页 试卷第1页,共3页 学科网(北京)股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 B B B A D C B A 1.B 【详解】古代利用磨光的铜镜观察自己的像,属于平面镜成像,原理是光的反射,铜镜表面光滑,能反射光线,从而形成人的像。 A.皮影戏:原理是光的直线传播。皮影戏是通过灯光将皮影的影子投射在幕布上,由于光沿直线传播,皮影挡住了光线,在幕布上形成影子,人们通过影子来表演故事。故A不符合题意; B.杯弓蛇影:“杯弓蛇影” 是由于对面的墙壁上挂着一张弓,弓的影子正好映在透明的酒杯中,好像一条蛇,属于平面镜成像,是由光的反射形成的,与铜镜成像原理相同。故B符合题意; C.雨后彩虹:是光的色散现象。雨后,空气中有大量的小水滴,太阳光通过水滴时,由于不同颜色的光在介质中的折射程度不同,发生折射和反射,将太阳光分解成七种颜色的光,形成彩虹。故C不符合题意; D.海市蜃楼:是光在不均匀的介质中传播时发生折射形成的。在海面上,空气的密度分布不均匀,远处物体反射的光,在不同密度的空气中传播,发生折射和全反射,使得物体的像出现在实际物体上方或其他位置,形成海市蜃楼现象。故D不符合题意。 故选B。 2.B 【详解】A.光从一种介质垂直射入另一种介质,方向不改变,故A错误; B.根据光的反射定律,发生反射时,反射角等于入射角,故B正确; C.光由空气斜射入其它透明介质时,折射角小于入射角,光由其它透明介质斜射入空气时,折射角大于入射角,故C错误; D.光从空气斜射到水面时,反射光线与入射光线分别位于法线两侧,折射光线与入射光线分别位于法线两侧,反射光线和折射光线均位于法线的同一侧,故D错误。 故选B。 3.B 【详解】A.日食的形成是因为光沿直线传播,故A不符合题意; B.杯弓蛇影属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故B符合题意; C.皮影戏是利用光沿直线传播形成的现象,故C不符合题意; D.小孔成像是利用光沿直线传播形成的现象,故D不符合题意。 故选B。 4.A 【详解】我们能看到水中的筷子,是因为筷子反射的光线从水中进入空气,再进入我们的眼睛,光线在水与空气界面处发生偏折,这个现象是光的折射。 根据光的折射定律,当光从水(光密介质)斜射入空气(光疏介质)时,折射光线会偏离法线,即折射角大于入射角。 故A正确,BCD错误。 故选A。 5.D 【详解】由题意可知,通过日出、日落时细杆的影子进行辨方正位,其中影子是光在均匀介质中沿直线传播形成的,故D符合题意,ABC不符合题意。 故选D。 6.C 【详解】筷子反射的光从水中斜射入空气时,在水与空气的交界面上发生折射,进入空气中的折射光线向水面偏折,折射角大于入射角,人逆着折射后的光线看过去,看到的筷子位置在折射光线的反向延长线上,像的位置比实际位置偏高,看起来筷子向上弯折,故C符合题意,ABD不符合题意。 故选C。 7.B 【详解】A.凿壁偷光,是由于光在同种均匀介质中沿直线传播形成的,故A不符合题意。 B.猴子捞月,水中的月亮是“平面镜”所成的虚像,是由光的反射形成的,故B符合题意; C.井底之蛙,只能看到头顶的一片天,是由于光在同种均匀介质中沿直线传播形成的,故C不符合题意; D.立竿见影,是由于光在同种均匀介质中沿直线传播形成的,故D不符合题意。 故选B。 8.A 【详解】AC.镜面是光滑表面,手电筒竖直向下照射时,镜面发生镜面反射,反射光会竖直向上返回,从侧面看去几乎接收不到反射光,所以镜面较暗,故A符合题意,C不符合题意; BD.纸面是粗糙表面,纸面发生漫反射时,光线会向四周散射,从侧面能够接收到较多反射光,所以纸面应较亮,故BD不符合题意。 故选A。 9. 紫外 红外 红、绿、蓝 【详解】[1]能使荧光物质发光的是紫外线,人们常借助验钞机发出的紫外线来辨别人民币真伪。 [2]红外线的热效应强,能制成热谱仪、红外线夜视仪等等;电视机遥控器就是利用红外线实现对电视机的控制。 [3]光的三原色是红、绿、蓝,电视的屏幕上的每一个像素点都是由这三种色光组成的。 10. 色散 绿 【详解】[1]雨后彩虹是太阳光通过小水珠组成的三棱镜分解成七种颜色的光形成的,属于光的色散现象。 [2]红、绿、蓝三种色光叫色光的三原色,将这三种色光按照不同比例混合,能产生任何一种其它颜色的光。 11. 绿光 白 【详解】[1]光的三原色分别是:红光、绿光、蓝光,这三种色光不能由其它光合成。 [2]色光三原色为红、绿、蓝,三者混合可以得到各种颜色的色光,若等比例混合可以得到白光。 12. ①④⑤ ②⑦⑧ ③⑥ 【详解】[1][2][3]①由于光的直线传播,所以激光在均匀介质中沿直线传播,所以激光准直是光的直线传播的利用; ②水中的倒影是平面镜成像现象,是光的反射形成的; ③雨后的彩虹是光的色散现象,是光发生折射形成的; ④路灯下的人影是光沿直线传播,光被人体遮挡形成黑影,所以属于光的直线传播形成的; ⑤日食形成是太阳光沿直线传播,被月球遮挡,地球上的人看不到太阳,属于光的直线传播形成的; ⑥海市蜃楼是光在同种不均匀介质中发生折射形成的; ⑦黑板反光是光射在黑板上发生镜面反射形成,属于光的反射形成的; ⑧镜花水月是平面镜成像现象,是光的反射形成的; 综上所述,属于光的直线传播的是①④⑤,属于光的反射的是②⑦⑧,属于光的折射的是③⑥。 13. 虚 4.2 【详解】[1][2]由平面镜成像特点可知,平面镜成的是正立等大的虚像;如图所示:视力表与平面镜距离为2.3m,则视力表的像离平面镜距离也为2.3m,又由于人在视力表前0.4m,所以人到平面镜的距离为1.9m,如图所示: 则人离视力表的像的距离为 2.3m+1.9m=4.2m 14.(1)位置 (2)相同 (3)相等 (4)B (5)C (6)R 【详解】(1)由于玻璃板有透光性,既能成像,又能看到玻璃板后面的操作,所以选择玻璃板而没选择平面镜,是为了便于确定像的位置。 (2)把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再拿一支与蜡烛A外形完全相同的蜡烛B在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合。这说明平面镜所成的像与物体大小相等。如果蜡烛B与蜡烛A外形不相同,那么就无法通过重合来比较像与物的大小。这是等效替代法的应用。 (3)改变蜡烛A的位置,进行多次实验,用直线将物和像的位置连接起来。发现物和像的连线与镜面垂直,这说明平面镜成像时,像与物的连线与镜面垂直。同时,用刻度尺测得像和物到镜面的距离相等,这也验证了平面镜成像的一个特点:像与物到镜面的距离相等。 (4)平面镜成的像,像和物体关于镜面对称,将平面镜在竖直平面内绕M点逆时针转过一定的角度,平面镜仍在原来所在的平面内,像和物的对称轴没有变化,所以,像的位置保持不变,故B符合题意,AC不符合题意。 故选B。 (5)平面镜成像中,像与物体到平面镜的距离相等,要使像移到烧杯中,需要增大蜡烛到玻璃板的距离,则移动的方向应是③。故C符合题意,ABD不符合题意。 故选C。 (6)平面镜成像时像与物相比左右相反,“A、X”左右对称,无法比较像与物的左右关系,故应选择R。 15.(1)不是 (2)粗糙的白纸板能使光发生漫反射,便于观察者从不同方向观察光的传播路径 (3) 存在 下部 (4)在光的反射现象中,反射角等于入射角 (5)光在同种均匀介质中沿直线传播 (6) 【详解】(1)光源是自身能够发光的物体,自行车尾灯自身不能发光,只能反射其他物体的光,所以不是光源。 (2)粗糙的白纸板表面凹凸不平,能使光发生漫反射,漫反射的光可以向各个方向传播,便于观察者从不同方向观察到光的传播路径。 (3)[1]将纸板F绕ON向后折,看不到反射光线,是因为反射光线、入射光线和法线在同一平面内,纸板F不在这个平面上,但反射光依然存在。 [2]纸板F的上半部分向后折,下半部分仍与纸板E在同一平面内,反射光线遵循光的反射定律,会出现在纸板右侧的下部,所以能在下部看到反射光线。 (4)实验中测量发现AB=FM,BC=EF,CD=DE,利用全等三角形知识可得,∠DOA=∠DOM、∠DOB=∠DOF、∠DOC=∠DOE,即反射角等于入射角。所以,这样的发现能得到“在光的反射现象中,反射角等于入射角”的结论。 (5)光在同种均匀介质中沿直线传播,所以在光的传播路径上标记两个合适的点,连接这两个点就能确定光的传播路径。 (6)自行车尾灯的角反射器由两组互相垂直的平面镜组成,入射光先照射到第一块平面镜上,根据光的反射定律,画出第一次反射光线;该反射光线再照射到与之垂直的第二块平面镜上,再次应用光的反射定律,画出第二次反射光线,最终反射光线平行于入射光线射出。如图所示: 16.(1)90 (2)150 【详解】(1)已知,则入射角 若光线AO绕O点顺时针旋转15 ,则此时的入射角为 60 -15 =45 因反射角等于入射角,则反射角为45 ,反射光线与入射光线的夹角为反射角与入射角之和,则此时反射光线与入射光线的夹角为 45 +45 =90 (2)若镜面绕O点顺时针旋转15 ,则此时的入射角为 60 +15 =75 因反射角等于入射角,则反射角为75 ,反射光线与入射光线的夹角为反射角与入射角之和,则此时反射光线与入射光线的夹角为 75 +75 =150 17.(1)0.29s,,见详解 (2)传播时间会变大,2倍 【详解】(1)已知起点到终点距离s为100m,声速为340m⁄s,光速为,根据速度公式,可得声音从起点传播到终点需要的时间 光从起点传播到终点需要的时间 光传播的时间远小于声音传播时间(0.29s),因此实际计时中应以“看到烟雾”为准,误差更小,时间记录更准确。 (2)根据速度计算公式,当路程不变时,速度与时间成反比,当声音传播的速度减小为320m/s,声音从起点到终点的传播时间会变大;光传播的速度不变,路程与时间成正比,则路程改为200m,即路程变成原来的2倍,忽略环境影响,光传播的时间也变为原来的2倍。 答案第1页,共2页 答案第1页,共2页 学科网(北京)股份有限公司 $