内容正文:
寒假作业专题:光现象
一、单选题
1.小明用下列装置探究“光的反射定律”。两块连接起来的纸板ENF竖立在水平放置的平面镜上,直线ON垂直于镜面,纸板NOF可沿ON向后折。使一束光贴着纸板沿某一个角度射到O点,如图所示。下列说法中正确的是( )
A.本次实验中的入射角为
B.从纸板前不同方向都能看到纸板上的光路,是因为光在纸板上发生了镜面反射
C.由实验中的数据可得出:在光的反射现象中,入射角等于反射角
D.为探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内,可将纸板NOF沿ON向后折
2.如图所示,是我县的螳螂河大桥,外观设计宛如大雁展翅,与水中的倒影交相辉映。有关说法正确的是( )
A.桥身在水中成的是倒立、等大的虚像
B.桥身在水中的倒影是由光的折射形成的
C.水位升高后桥身与其倒影间的距离会变小
D.水位降低后桥身在水中所成的像会变大
3.关于光现象,下列说法正确的是( )
A.沙漠中的海市蜃楼是光的反射形成的
B.小孔成像、放大镜成的像都是实像
C.雨后夜晚,背着月光走发亮处是陆地
D.光从空气射入水中后传播速度会变大
4.沙画是我国的一种民间文化艺术。灯台下方射出的光被沙子阻挡后,呈现出各种画面,如图所示。下列成语与沙画所应用的光学原理相同的是( )
A.一叶障目 B.杯弓蛇影
C.海市蜃楼 D.五光十色
5.一辆玩具车的车轮放入水中,如图所示,看起来浸入水中的车轮变“扁”了,下列光路图能正确反映其成因的是( )
A. B.
C. D.
6.日食的形成,与下列光现象中原理相同的是( )
A.密林地上的光斑是光沿直线传播形成的
B.水中荷花的倒影是光的反射形成的
C.河水看起来变浅是光的折射形成的
D.阳光通过三棱镜变成七色光是光的色散现象
7.下列现象中由光的折射形成的是( )
A.树在水中的倒影 B.小孔成像
C.手影游戏 D.海市蜃楼
8.两个互相垂直的平面镜组成了激光反射器,如图所示。如果入射光线方向不变,反射器绕O点向顺时针方向转过30°,最终的反射光线转过的角度为( )
A.90° B.30° C.0° D.15°
二、填空题
9.光在空气和玻璃分界面处同时发生反射和折射,光路如图所示,则折射角为∠ (填“1”“2”或“3”)。分界面为 (填“①”或“②”),界面的 方为玻璃。
10.如图所示,国家大剧院和它在平静的水面上的“倒影”相映成趣,宛若一个巨大的蛋。这是因为平静的水面相当于 ,“倒影”的大小与国家大剧院的大小 (选填“相等”或“不相等”),看到的“倒影”是 (选填“虚”或“实”)像。
11.古诗词是中华民族的文化瑰宝,其中“池水映明月”是由于光的 形成的像,这个像是 (填“实”或“虚”)像。
12.晴朗的天气,中午时我们可以在大树底下看到各种形状的光斑,其中属于太阳的像的是 (填“圆形”或“非圆形”)的,这些像的形状与孔的形状 (填“有关”或“无关”)。如果发生日偏食,太阳的像将会变成 (填“圆形”或“月牙形”)的。
13.如图所示,平面镜OA与OB夹角为α,若平行于平面镜OB的光线PQ经过两次反射后,反射光线恰好平行于平面镜OA,则两平面镜之间的夹角α为 ;若要使平行于平面镜OB的光线PQ在两个平面镜之间最多能发生m次反射,则现平面镜之间的夹角α必须满足的条件是 。
三、实验题
14.小华探究“平面镜成像特点”:
(1)实验装置如图甲所示,为顺利完成实验,MN应选择 (选填“透明玻璃板”或“平面镜”),并将其竖直放置在水平桌面上;
(2)将点燃的蜡烛A放置在MN前面,将外形相同、没有点燃的蜡烛B在MN后面移动,直至与A的像完全重合,重合现象说明 。此时,蜡烛B所处的位置即为像的位置;这是运用了 的研究方法;
(3)改变蜡烛A的位置,重复步骤(2),可得三组像与物的位置,如图乙所示,由此可知平面镜成像时, ;
(4)为了判断平面镜成像的虚实,用光屏替代蜡烛B,然后 (选填“直接”或“透过MN”)观察光屏上是否有像,根据实验现象可得平面镜所成的像是 像。
15.小成同学在做“探究平面镜成像特点”的实验时,在竖立的玻璃板前5cm处放一支点燃的蜡烛A,烛焰高3cm,小成发现在玻璃板的后面出现蜡烛的像,他再取一段未点燃的同样的蜡烛B放在像处,发现该蜡烛与蜡烛A的像完全重合;如图甲所示。
(1)实验中选用 (选填“茶色”或“无色”)玻璃板效果更好;
(2)在寻找蜡烛A的像的位置时,眼睛应在蜡烛 (选填“A”或“B”)这一侧观察,移动玻璃板后面的蜡烛B,使它与蜡烛A在玻璃板中所成的像重合,以此来确定蜡烛A成像的位置,这里所采用的研究方法是 ;(选填“控制变量法”或“等效替代法”)
(3)小成在B蜡烛的位置放光屏,发现光屏上并没有像;由此可知平面镜所成的像是 像;
(4)小成同学为了进一步探究平面镜成像特点,将一块厚度为0.5cm的玻璃板(P、Q两个平面都是可以作为平面镜使用)竖直架在水平台板上面,再取两根完全相同的蜡烛分别竖直置于玻璃板两侧,点燃玻璃板前的蜡烛A,进行实验。
①在实验中小成透过玻璃板看到了蜡烛A的2个清晰的像,分别位于A'和A''处,如图所示。其中A'处的像是蜡烛A通过玻璃板的 (填“P”或“Q”)平面成像得到的;
②小成按照图中的测量方法,改变蜡烛A的位置,认真测量并记录了一组数据:
物距u(厘米)
5.0
6.0
7.0
8.0
像距v(厘米)
4.5
5.5
6.5
7.5
然后得出像距小于物距的结论,你认为他的测量方法错误在于 ,由数据可知玻璃板的厚度为 厘米。
四、计算题
16.科学家利用激光测量地球到月球之间的距离,从地球上朝月球发射一激光信号,经过2.56s接收到反射回来的信号,已知激光传播的速度为。
(1)可以利用超声波信号测量地球到月球之间的距离吗?请说明理由;
(2)求出地球到月球之间的距离是多少km?
17.用激光器向月球发射激光信号,后接收到从月球返回的信号,已知光在真空中的传播速度为,求:
(1)月地距离;
(2)一辆汽车以30m/s的速度不停的行驶,行驶完月地距离所用的时间。
试卷第1页,共3页
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参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
D
C
C
A
B
A
D
C
1.D
【详解】A.由图可知,入射光线和平面镜的夹角是40°,入射角为
故A错误;
B.纸板表面比较粗糙,光在纸板上发生了漫反射,从纸板前不同方向都能看到纸板上的光路,故B错误;
C.因为反射角随入射角的变化而变化,即先有入射角,才有反射角,所以在光的反射现象中,反射角等于入射角,故C错误;
D.将纸板NOF沿ON向后折,由于纸板NOF与纸板NOE不在同一平面上,故在纸板NOF上看不到反射光线,即为了探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内,故D正确。
故选D。
2.C
【详解】A.桥身在水中倒影属于平面镜成像,成正立等大的虚像,故A错误;
B.桥身在水中的倒影属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故B错误;
C.水位升高后,桥身和水面的距离变小,平面镜成的像和物体到平面镜的距离相等,所以倒影到水面的距离变小,水位降低后桥身与其倒影之间的距离变小,故C正确;
D.平面镜成的像和物体大小相等,水位升高后桥身在水中所成的像不变,故D错误。
故选C。
3.C
【详解】A.海市蜃楼景象是由于光在不均匀的空气中传播时发生折射造成的,不是由光的反射形成的,故A错误;
B.小孔成像成的像是实像,放大镜成的像是虚像,故B错误;
C.背着月光走,月光经水面发生镜面反射,进入人的眼睛反射光线少,人感觉水面暗;地面发生漫反射,有很少的光线进入人的眼睛,人感觉地面亮,故C正确;
D.光在水中的传播速度比空气中的传播速度小,所以光从空气射入水中后传播速度会变小,故D错误。
故选C。
4.A
【详解】由题意知,沙画是光的直线传播形成的。
A.一叶障目意思是一片树叶挡住了眼睛,是光的直线传播形成的,故A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不符合题意;
C.海市蜃楼是光在不均匀空气中发生折射形成的,故C不符合题意;
D.五光十色,属于光的色散现象,是光的折射形成的,故D不符合题意。
故选A。
5.B
【详解】车轮在水中的部分发出的光线射入空气中时,发生了折射现象,折射光线远离法线,在岸上看上去变浅了,所以看起来浸入水中的车轮变“扁”了,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
6.A
【详解】日食是光沿直线传播形成的,与密林地上的光斑形成原理相同,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7.D
【详解】A.树在水中倒影,属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故A不符合题意;
B.小孔成像,是由光的直线传播形成的,故B不符合题意;
C.手影游戏,影子是由光的直线传播形成的,故C不符合题意;
D.海市蜃楼,是由光的折射形成的,故D符合题意。
故选D。
8.C
【详解】激光反射器的光路如图所示:
光线在两个面上都发生了反射,那么其两次反射后的光线和入射光线就是平行的;由于入射光线方向并没改变,则两次反射的光线方向也不会改变,而旋转反射器只是改变了入射角和反射角,不会影响最终的反射光线,因此,经过反射器两次反射的光线将转过0°。
故C正确;ABD错误。
故选C。
9. 2 ② 上
【详解】[1] [2] 由图可知∠1和∠3相等,且共边相邻,根据光的反射定律可知,反射角等于入射角,反射光线和入射光线分居法线两侧,所以图中①为法线,②为分界面,根据OA和OB在法线同侧,说明CO为入射光线,OA为反射光线,OB为折射光线,则折射角为折射光线与法线的夹角,即为∠2,入射角为∠3。
[3] 由图分析可知,折射角∠2大于入射角∠3,即光是从玻璃斜射入空气中,界面下方为空气,上方为玻璃。
10. 平面镜 相等 虚
【详解】[1][2][3]由于平静的水面相当于一面平面镜,根据平面镜成像特点可知,剧院在水中成一个大小相等的虚像,所以从远处观看大剧院和水中的倒影形成一个完整的“蛋”。
11. 反射 虚
【详解】[1][2]“池水映明月”,此时水面相当于平面镜,水中明月是月亮反射的光经平面镜反射后,反射光线会聚形成的等大虚像。
12. 圆形 无关 月牙形
【详解】[1][2]太阳光通过树叶的缝隙在地面上形成的光斑是太阳通过树叶的缝隙出现的小孔成像现象,光斑就是太阳的像;太阳是圆形的,成的像自然也是圆形的,与小孔的形状无关。
[3]如果发生日偏食,太阳会变成月牙形的,则太阳的像也将会变成月牙形的。
13. 60°
【详解】[1]画光的反射光路图如下图所示:
根据平行线和反射的性质可知
∠1=∠2=α
同理可知
α=∠AQP=∠OQC
所以ΔOQC是等边三角形,故∠α的度数为60度。
[2]设入射光线第一次与镜面的夹角为i,则光线在偶镜中的反射光线与平面镜的夹角的规律为
θm=i+(m−1)α
因为PQ与OB平行,所以i=α;又因为PQ在两个平面镜之间最多发生m次反射,所以第m次反射的光线与镜面之间的夹角为180°−α∼180°之间,故有
①θm=180°−α
即
180°−α⩽α+(m−1)α
解得:
②θm=180°即
180°⩾α+(m−1)α
解得,故
14.(1)透明玻璃板
(2) 像与物大小相等 等效替代
(3)像与物到平面镜的距离相等
(4) 直接 虚
【详解】(1)在探究平面镜成像特点的实验中,为了方便确定像的位置,应用透明玻璃板代替平面镜,因为玻璃板是透明的,直接通过玻璃板既可观察到成像情况,又可以看到玻璃板后面的蜡烛B,便于确定像的位置。
(2) [1][2]蜡烛B与A外形相同,B与A的像完全重合,说明B与A的像大小相等,则A的像与A大小相等,所以在平面镜成像中,像与物的大小相等。这里用完全相同的蜡烛B替代蜡烛A与蜡烛A的像进行比较,运用了等效替代的研究方法。
(3) 图乙中,测量每组对应的A及其像与镜面距离,可得:在平面镜成像时,像与物体到镜面的距离相等。
(4) [1]平面镜成像是光的反射形成的,隔着MN观察时,有反射光线进入眼睛,仍能观察到像,所以应直接观察光屏上有无像。
[2]实像是实际光线会聚而成的,在光屏上能呈现,虚像不是实际光线会聚而成的,不能在光屏上呈现,直接在光屏上观察不能看到平面镜所成的像,说明平面镜所成的像是虚像。
15. 茶色 A 等效替代法 虚 P 像距测量错误,测成了像A'到Q的距离 0.5
【详解】(1)[1]玻璃板的颜色深一点,可以减少后面透过光的强度,使得像看得清晰。
(2)[2]平面镜成像的原理是光的反射,故实际光线在A侧,寻找蜡烛A的像的位置时,眼睛应在蜡烛A一侧观察,在蜡烛B的一侧不能看到蜡烛A的像。
[3]用蜡烛B代替蜡烛A和蜡烛A的像进行比较,采用的是等效替代法。
(3)[4]实像能用光屏承接,虚像不能用光屏承接;小成在B蜡烛的位置放光屏,发现光屏上并没有像;由此可知平面镜所成的像是虚像。
(4)①[5]平面镜成像时,像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离,故A'处的像是蜡烛A通过玻璃板的P平面成像得到的。
②[6]如图,小成测量时把像A'到玻璃板Q面的距离作为像距,像距测量错误,忽略了玻璃板的厚度。
[7]如图,A'是P平面所成的像,根据平面镜成像时像距等于物距,故u等于v和玻璃板厚度之和,所以玻璃板厚度为
d=u-v=5.0cm-4.5cm=0.5cm
16.(1)不可以,见解析
(2)
【详解】(1)声音的传播需要介质,真空不能传声,地球与月球之间有存在真空,所以不可以利用超声波信号测量地球到月球之间的距离,因为声不能在真空中传播。
(2)由题知,光从地球到月球需要的时间
地球到月球之间的距离
17.(1)
(2)
【详解】(1)月地距离为
(2)一辆汽车以30m/s的速度不停的行驶,行驶完月地距离所用的时间为
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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