2026年暑假讲义 第四章 光现象 重难点训练 2026-2027学年人教版物理八年级上册
2026-08-14
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内容正文:
暑季研思・八年级上册物理暑期培优专项讲义
第四章 光现象 重难点训练
题型1 常见光源
题型2 光沿直线传播的条件
题型3 影子的形成原理
题型4 小孔成像
题型5 光在不同介质中的传播速度
题型6 用光的反射解释倒影
题型7 光的反射定律
题型8 入射角,反射镜的相关计算
题型9 镜面反射与漫反射的异同
题型10 光路的可逆性
题型11 平面镜成像的特点及规律
题型12 实像和虚像
题型13 凸面镜和凹面镜的应用
题型14 光的折射条件
题型15 海市蜃楼
题型16 水底光斑的变化
题型17 光的色散原理及现象
题型18 色光的三原色
题型19 颜色的三原色
题型20 认识光谱
【题型1 常见光源】
1.有以下物体:①太阳,②月亮,③闪闪发光的宝石,④正在放映电影的银幕,⑤正在发光的萤火虫,⑥烛焰,⑦霓虹灯,⑧火星,⑨激光器。其中不属于光源的是________,属于天然光源的是________,
【答案】 ②③④⑧ ①⑤
【详解】光源的定义:本身能够发光的物体叫做光源;天然光源:自然界中本身就能发光的物体;人造光源:人为制造的发光物体;
①太阳:能自行发光,属于天然光源。
②月亮:本身不发光,只是反射太阳光,不属于光源。
③闪闪发光的宝石:本身不发光,反射光线,不属于光源。
④正在放映电影的银幕:本身不发光,反射投影仪的光,不属于光源。
⑤正在发光的萤火虫:能自行发光,属于天然光源。
⑥烛焰:能自行发光,属于人造光源。
⑦霓虹灯:能自行发光,属于人造光源。
⑧火星:本身不发光,反射太阳光,不属于光源。
⑨激光器:能自行发光,属于人造光源。
综上所述,不属于光源的是:②③④⑧;属于天然光源的是:①⑤。
2.手机防窥膜采用了超细百叶窗光学技术,其原理类似百叶窗,光线只能在一定角度通过,结构简图如图所示.
(1)超细百叶窗采用_________(选填“透明”或“不透明”)的材料制成,贴上膜可防止左、右两侧偷窥,为了让防窥效果更好,可以适当地_________超细百叶窗的间距;
(2)激活屏幕并保持手机亮度不变,此时屏幕_________(选填“是”或“不是”)光源,贴膜后感觉屏幕暗了一些,这是因为__________________。
【答案】(1) 不透明 减小
(2) 是 手机发出的光一部分被膜吸收了
【详解】(1)[1]超细百叶窗采用不透明的材料制成,贴上膜可防止左、右两侧偷窥。
[2]由图可知,为了让防窥效果更好,可以适当地减小超细百叶窗的间距。
(2)[1]激活屏幕并保持手机亮度不变,此时屏幕发光,是光源。
[2]贴膜后感觉屏幕暗了一些,这是因为手机发出的光一部分被膜吸收了。
3.光源分为____________光源和_______光源,发光的水母是_______光源。
【答案】 天然 人造 天然
【详解】[1][2][3]自己能发光的物体叫做光源,根据光源来源,自然界中原本就有的光源为天然光源,人们创造的光源人造光源,故发光的水母是天然光源。
【】
4.2023年7月28日晚,第31届世界大学生夏季运动会在四川成都开幕!开幕式上金色烟火绽放,给所有人留下了深刻的印象!随着几声巨响,带有“12”至“1”数字的倒计时烟花字母依次腾空升起。有关烟花表演,下列说法正确的是( )
A.灿烂的烟花不是光源
B.光在不均匀的空气中可以沿曲线传播
C.光的传播速度是3×108m/s
D.先看到烟花后听到爆炸声,说明声速比光速快
【答案】B
【详解】A.能够发光的物体是光源,烟花由于火药燃烧发出璀璨耀眼的光,因此发光的烟花是光源,故A错误;
B.光在同种均匀介质中沿直线传播,不均匀的空气中会发生折射,传播方向改变,可以沿曲线传播,故B正确;
C.光在真空中的传播速度约为,故C错误;
D.先看到烟花后听到爆炸声,光传播时间短,传播距离相同,由可知,光速比声速快,故D错误。
故选B。
5.雷雨天气人们总是先看到闪电后听到雷声。光在均匀的空气中沿______传播;小宇记录闪电打出3.5s以后听到雷声,声音在空气中传播的速度是340m/s,打雷处距离小宇的距离大约是______m。
【答案】 直线 1190
【详解】空气属于均匀介质,光在同种均匀介质中沿直线传播;
由于光速远大于声速,光传播到小宇处的时间可忽略不计,则声音传播的时间为3.5s,所以打雷处距离小宇的距离
6.(1)太阳发出的光,大约要经过8min20s才能到达地球(真空中光的速度为3×108m/s),请你估算太阳到地球的距离;
(2)“激光测距”是利用光的直线传播和光速已知的特点,精准测量距离的技术,工程师使用激光测距仪测量一座山峰与观测点之间的距离。测距仪向山峰发射一束激光,经山峰反射后,测距仪接收到反射光的时间为1×10-4s。若光在空气中的传播速度近似等于真空中的光速,求这座山峰与观测点之间的距离是多少米。
【答案】(1)
(2)
【详解】【小题1】由题可知,光到达地球的时间
由得太阳到地球的距离
【小题2】根据可得,激光往返总路程为
山峰与观测点之间的距离
【的形成原理】
7.路灯高度为6.8米,人的高度为1.7米,路灯正下方的人水平向右行走时,头顶的影子在地面上以1米/秒的速度移动,则( )
A.影子越来越短 B.人以0.75米/秒的速度行走
C.人以4米/秒的速度行走 D.人以0.25米/秒的速度行走
【答案】B
【详解】A. 当人在路灯正下方时,人的影子在人的脚下,当人远离路灯时,人头顶的影子也在以同样的方向移动,由光沿直线传播规律可知影子逐渐变长,故A错误;
BCD. 当人在路灯的正下方时,人的影子在B点,当人从B向移动时,人头顶的影子从B点向C点移动,图示如下:
设路灯高为,人高为,人行走速度为,影子移动速度为,
由相似三角形关系得,整理得
则
故B正确,CD错误。
故选B。
8.影子的形成原因是光的_______ ,一个人面向东站在阳光下,他发现自己的影子正好在身体的正左侧,这时是_______(选填“早晨”、“中午”或“下午”)。
【答案】 直线传播 中午
【详解】[1]影子的形成原理:光在同种均匀介质中沿直线传播,当光遇到不透明的人体时,无法穿过人体,在人体后方光照不到的区域就形成了影子,因此成因是光的直线传播。
[2]当人面向东站时,方向规律为:面东背西,左北右南,说明身体左侧对应北方。影子的方向始终和太阳方向相反,影子在左侧(北方),说明太阳位于南方;北半球一天中,只有中午太阳位于正南方向,因此这时是中午。
9.我国《周礼·考工记》中有“识日出之景,与日入之景”的记载,古人通过日出和日落时细杆的影子来辨别方位。如图所示,某天将直杆MN竖直放在学校操场的水平地面上,ND和NB为杆MN在阳光下的两个影子,由早上到傍晚影长变化的特点____________(填“变长”“变短”“先变长后变短”或“先变短后变长”),则______(填“A”或“C”)点在杆子的北侧方位,该处的东西方向大概为______(用图中字母表示)。
【答案】 先变短后变长 C BD
【详解】早上太阳高度低,影子长,中午太阳高度最高,影子最短,傍晚太阳高度变低,影子变长,因此影长变化应是先变短后变长;
早上6:00太阳在东方,光线沿直线传播照射到杆上,形成的影子ND指向西方;傍晚18:00太阳在西方,形成的影子NB指向东方。D在西,B在东,则C点位于杆子的北侧方位。连接B、D两点的直线即为该处的东西方向。
【】
10.在太阳、正在发光的电灯、钻石、萤火虫中,不属于光源的是____________。太阳光垂直照射在塑料棚顶的一个很小的“□”形孔上,在地面上形成的光斑是____________(填“□”或“○”)形,光斑是太阳的____________像,形成光斑的原因是____________。
【答案】
钻石
○
实
光的直线传播
【详解】由光源定义可知,钻石自身不能发光,不属于光源;
由光的直线传播规律可知,小孔成像时像的形状与小孔形状无关,与发光物体形状一致,成实像,故地面光斑为○形,是太阳的实像,形成原因是光的直线传播。
11.晴天,常常可以在茂密的树下看到一个个圆形的小亮斑,这些小亮斑是由于光的______形成的,一张不透光的纸开一个极小的“△”形孔,太阳光垂直射到这张纸上,那么这个小孔在地面上产生的形状是______。若将这张纸远离地面,则地面上所产生的光斑会_______(填“变小”、“变大”或“不变”)。
【答案】
直线传播
圆形
变大
【详解】[1]茂密树下的圆形小亮斑,是太阳通过树叶缝隙(相当于小孔)形成的太阳的像,本质是小孔成像,原理是光的直线传播。
[2]小孔成像的特点是像的形状只与光源形状有关,与小孔的形状无关。太阳的形状为圆形,因此即使小孔是三角形,地面上的光斑依然是圆形。
[3]小孔成像中,像的大小与像距有关,光源到小孔的距离近似不变时,纸远离地面时,小孔到地面的距离变大,像距变大,因此光斑会变大。
12.艺术家在太湖边放置了一款计划拍摄一张记录千年变迁照片的相机(如图甲),为了稳定,其结构非常简单(如图乙),整体是一个圆柱形铜制外壳,前端是一个小孔,后端涂抹了一种会在不同光线下褪色速度不同的颜料来当作“感光元件”。“感光元件”上呈现出的像是_______(选填“实像”或“虚像”),该相机的成像是《墨子》中所记载的_________现象,可以预见半年后该相机拍摄的“照片”中,太阳的像是_________(选填“一个点”或“很多条线”)。
【答案】 实像 小孔成像 很多条线
【详解】该相机的成像属于小孔成像,墨子在《墨经》中论述了小孔成像现象,小孔成像所成的是倒立的实像。在半年的时间里,太阳的位置不断变化,会通过小孔在“感光元件”上投下不同位置的像,由于颜料会随着光照时间褪色,太阳在不同位置的像会在感光元件上留下连续的褪色痕迹,这些痕迹连起来就形成了很多条线,而不是一个固定的点。
【在不同介质中的传播速度】
13.在科幻小说《往日之光》中,作者幻想了一种慢透光玻璃,讲述了一段美丽动人的故事:“有一种玻璃,光在这种玻璃中运动的速度极慢,通过半厘米厚需要10年。当一块慢透光玻璃制出来时,望上去总是一片漆黑。把这种玻璃放在风景秀丽的林中、湖边,10年后再将玻璃镶在城市住宅的窗户上,那么,在下一个10年的过程中,这个窗子外面便仿佛呈现出林中湖泊的美景。各种动物无声地前来饮水,空中百鸟飞翔,日夜在交替,季节在变化。身居闹市,犹如别墅。”
这确实是一个有科学依据的幻想,现代技术的发展,这些幻想有可能变成现实。请你用学到的物理知识回答问题:
(1)为什么“当一块慢透光玻璃制出来时,望上去总是一片漆黑”?
(2)此科幻故事的依据是光的传播速度与哪些因素有关?
【答案】(1)光在慢透光玻璃中传播速度极慢,刚制成的玻璃还没有光完全穿透进入人眼,因此望上去一片漆黑
(2)光的传播速度与介质的种类有关
【详解】(1)刚制作出来的慢透光玻璃中,光的传播速度极慢,还没有光线能够穿过这块玻璃进入人眼,没有光射入人眼时人就会感知到漆黑,所以刚制出的慢透光玻璃望上去总是一片漆黑。
(2)这个科幻设定的物理依据是:光的传播速度和传播介质有关,光在不同的介质中传播速度不同,慢透光玻璃作为特殊的介质,可以大幅降低光在其中的传播速度。
14.下列说法中,与物理知识相符合的是( )
A.光在水中传播的速度约是
B.利用超声波可以测量地球到月球之间的距离
C.我们听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音是因为响度太小
D.“余音绕梁”是声音遇到障碍物后反射形成回声造成的
【答案】D
【详解】A.光在真空中的传播速度约为,光在水中传播的速度约是真空中的,即约为,故A不符合题意;
B.超声波属于声波,声波的传播需要介质,而地球到月球之间是真空环境,真空不能传声,因此不能利用超声波测量地球到月球之间的距离,故B不符合题意;
C.人耳能听到的声音频率范围是,蝴蝶翅膀振动的频率低于,属于次声波,我们听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音是因为其振动频率不在人耳的听觉范围内,并非响度太小,故C不符合题意;
D.“余音绕梁”是声音遇到障碍物后反射形成回声造成的,该说法符合物理知识中回声的原理,故D符合题意。
故选D。
15.阅读短文,回答问题:
浩瀚的宇宙
宇宙是十分辽阔浩瀚的星际空间,宇宙里的各个天体的距离看似“亲密”,但实际上它们之间的距离则是非常遥远,所以宇宙中跑得最快最远的星光就成为了解宇宙的最重要的桥梁。太阳是离地球最近的恒星,而太阳光从太阳传播到地球也要大约八分钟的时间,仔细分析太阳光的特点,人们可以了解太阳表面的温度、太阳的组成元素以及太阳大气层里的活动现象。太阳光的传播还形成了一些特有的现象:日食和月食的形成,日食是太阳、月亮和地球在同一直线上,致使地球上的局部地方,即使是白天,也看不到太阳或只看到残缺的太阳。
(1)研究宇宙时常用“光年”这个概念,它是一个________单位。
(2)分析太阳光可以了解太阳的秘密,这说明太阳光可以传递________。
(3)假设太阳突然熄灭不再发光,那么地球上的情况是________(选填序号)。
A.马上变得黑暗 B.一小段时间后才变成黑暗
(4)发生日食时,太阳、月球和地球的位置关系是:________处于中间位置,其它的处于两端。
【答案】(1)长度
(2)信息
(3)B
(4)月球
【详解】(1)光年的定义是光在一年内传播的距离,属于衡量空间距离的物理量,因此是长度单位。
(2)人们通过分析太阳光获取太阳表面温度、组成元素等相关内容,这表明太阳光携带了这些信息,说明光可以传递信息。
(3)已知太阳光从太阳传播到地球需要约8分钟,太阳熄灭后,已经发出的光仍在向地球传播,所以地球上不会马上黑暗,要等这段传播时间过后才会变黑,因此选B。
(4)日食是由于月球挡住了太阳射向地球的光线,导致地球上局部区域看不到太阳,所以此时月球处于太阳和地球的中间位置。
【光的反射解释倒影】
16.如图为微信启动页,是由我国的地球同步气象卫星“风云四号”利用红外遥感技术拍摄的照片合成的。它寓意从“人类起源”到“华夏文明”的历史发展。下列说法中正确的是( )
A.地球同步卫星相对于地球是运动的 B.光在真空中的传播速度为
C.图中人的影子是由于光的反射形成的实像 D.卫星能够拍摄到地球,是因为地球是光源
【答案】B
【详解】A.地球同步卫星与地球相对位置不变,是静止的,故A错误;
B.光在真空中的传播速度为,故B正确;
C.影子是光沿直线传播形成的,故C错误;
D.地球反射太阳光,不是光源,故D错误。
故选B。
17.古诗词是中华传统文化的精髓之一,其中蕴含许多物理知识。《春山夜月》中写道:“掬水月在手,弄花香满衣”,手中“月”是________(虚/实)像,属于光的________现象;《小儿垂钓》中写道:“路人借问遥招手,怕得鱼惊不应人”,“遥招手”是在________处控制噪声的。
【答案】 虚 反射 声源
【详解】手中“月”是水面等效为平面镜所成的像,由平面镜成像规律可知其为虚像,属于光的反射现象;“遥招手”是避免发出声音,是在声源处控制噪声。
18.下列四种现象中,不是由于光的直线传播形成的是( )
A.立竿见影 B.小孔成像
C.屏幕上的手影 D.湖边的物体在水中的倒影
【答案】D
【详解】A.影子的形成是因为光沿直线传播,竿子挡住了光线,在地面形成暗区,属于光的直线传播现象,故A不符合题意;
B.小孔成像的原理是光沿直线传播,光线通过小孔后在光屏上形成倒立的实像,属于光的直线传播现象,故B不符合题意;
C.手影和影子的原理相同,都是光沿直线传播时被手挡住形成的暗区,属于光的直线传播现象,故C不符合题意;
D.倒影是光的反射现象,水面相当于平面镜,物体反射的光经水面反射后形成虚像,不是光的直线传播形成的,故D符合题意。
故选D。
【的反射定律】
19.第二小组的同学通过实验“探究光的反射定律”,如图所示。实验需要的测量工具是___________,图示情形的反射角是___________°;在图示实验的基础上,探究反射光线与入射光线、法线是否在同一平面时,将纸板F沿ON向后翻折,同时观察___________。
【答案】 量角器 30 纸板F上是否还能看到反射光线
【详解】探究光的反射定律时,需要测量入射角和反射角的大小,因此需要的测量工具是量角器;
反射角是反射光线与法线的夹角,图中入射光线与镜面的夹角为60°,因此入射光线与法线的夹角即入射角为,根据光的反射定律,反射角等于入射角,所以反射角为30°;
将纸板F沿ON向后翻折,观察纸板F上能否看到反射光线,以此验证反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内。
20.(多选)如图所示的四个情景,下列表述中正确的是( )
A.甲:寒冬撒盐熔雪,是为了降低雪的熔点
B.乙:当光线垂直照射在平面镜上,入射角是90°
C.丙:煤气罐里的燃料,是通过压缩体积的方法储存在钢罐中的
D.丁:直接用酒精灯加热碘锤,更利于观察固态碘的升华
【答案】AC
【详解】A. 撒盐可以降低雪的熔点,使雪在较低温度下熔化,故A正确;
B. 光线垂直照射平面镜时,入射光线与法线重合,入射角为,故B错误;
C. 煤气罐里的燃料是在常温下通过压缩体积的方法使其液化储存在钢罐中的,故C正确;
D. 酒精灯火焰温度较高,直接加热碘锤,碘吸热可能先熔化再汽化,不利于观察升华现象,故D错误。
故选AC。
21.(多选)如图所示,若要让反射光线恰好照中目标,在激光笔不动的情况下,下列操作方法可行的是( )
A.将平面镜竖直向下移动 B.将平面镜水平向左移动
C.将平面镜绕入射点顺时针转动 D.将平面镜绕入射点逆时针转动
【答案】AD
【详解】A.将平面镜竖直向下移动,激光的入射点会相应下移。由于入射角不变,根据光的反射定律,反射角也不变,那么新反射光线与旧反射光线平行且在旧反射光线下方,能恰好照中目标,故A符合题意;
B.平面镜水平向左移动,若入射点仍在镜面上,入射光线、法线位置不变,入射角不变,反射光线位置及方向均不变,光斑位置不变,故B不符合题意;
CD.将平面镜绕入射点逆时针转动,法线随之逆时针转动,入射角增大,由反射角等于入射角可知,反射角增大,反射光线逆时针转动,光斑下移,可以照中目标;反之,将平面镜绕入射点顺时针转动时,光斑上移,无法照中目标,故C不符合题意,D符合题意。
故选AD。
【,反射镜的相关计算】
22.物理课上张老师将一束光以与镜面之间夹角为α射向水平放置的平面镜上,测出入射光线与反射光线之间的夹角为4α,则入射角为( )
A.60° B.45° C.30° D.15°
【答案】A
【详解】在光的反射规律中,入射角是入射光线与法线的夹角,法线和镜面是垂直的(夹角90°)。 已知入射光线与镜面夹角为α,因此入射角为。 又根据光的反射定律,反射角等于入射角,所以入射光线与反射光线的夹角等于2倍入射角,也就是。 由已知得,解得,故入射角为
故选A。
23.(多选)如图甲为甘肃敦煌的熔盐塔式光热电站,电站使用了超过1.2万面定日镜(平面镜),当太阳位置发生变化时,自动控制系统可以调整定日镜的角度,将太阳光准确地反射到吸热塔的顶端,从而达到聚热的效果。如图乙为熔盐塔式光热电站工作的示意图,某时刻有两束太阳光、(可视为平行光)分别射到两个与熔盐塔在同一条直线上的定日镜、上,经定日镜反射后两束反射光会聚在塔顶端的点,下列说法正确的是( )
A.若镜面是粗糙的,反射光将射向各个方向,无法会聚在点
B.若和的反射角相等,其反射光可以会聚在塔顶点
C.若的入射角增大,其反射光不经过点
D.乙图中的反射角比的反射角小
【答案】ACD
【详解】A.若镜面粗糙,光发生漫反射,反射光射向各个方向,无法会聚在点,故A正确;
B.和为平行光,若反射角相等,则两束反射光也相互平行,无法会聚在塔顶点,故B错误;
C.若的入射角增大,根据光的反射定律,其反射角也随之增大,反射光线方向改变,将不经过点,故C正确;
D.设入射光线与水平面的夹角为,反射光线与水平面的夹角为。由图可知离塔远,离塔近,故反射光线的倾角小于的倾角。入射光线指向左下方,反射光线指向右上方,入射光线与反射光线的夹角。根据反射定律,反射角 。因为,所以,即的反射角比的反射角小,故D正确。
故选ACD。
24.如图所示,为了看清山洞内的情况,利用一块平面镜使此时的太阳光水平射向山洞中P点。
求:
(1)画出平面镜的位置;
(2)反射角;
(3)平面镜与水平面的夹角。
【答案】(1)
(2)60°
(3)30°
【详解】(1)连接入射点与P点,得到水平向左的反射光线。根据光的反射定律,反射角等于入射角,作反射光线和入射光线夹角的角平分线就是法线的位置,然后垂直于法线作出平面镜。据此作图。
(2)由图知道,反射光线和入射光线的夹角
反射角等于入射角,等于
(3)由图知道,平面镜与水平面的夹角
【反射与漫反射的异同】
25.雨后晴朗的夜晚,为了不踩至地上的积水,下列说法正确的是( )
A.迎着月光走时,地面发亮的是水
B.背着月光走时,地面发亮的是水
C.迎着和背着月光走时,地面发暗的是水
D.迎着和背着月光走时,地面发暗的不是水
【答案】A
【详解】平静的水面,能发生镜面反射,地面凹凸不平,地面发生漫反射。 迎着月光走,月光经水面发生镜面反射,进入人的眼睛反射光线多,人感觉水面亮;地面发生漫反射,有很少的光线进入人的眼睛,人感觉地面暗;背着月光走,月光经水面发生镜面反射,没有反射光线进入人的眼睛,人感觉水面暗;地面发生漫反射,有少量的光线反射进入人的眼睛,人感觉地面亮。故A正确,BCD错误。故选A。
26.小王同学在家里将一个平面镜放在水平桌面上,再把一张可沿ON折叠的硬白纸板ENF竖直的立在平面镜上,以此来探究光的反射规律。通过测量他发现此时入射光线与平面镜成50°夹角,如图所示,则( )
A.反射光线与镜面的夹角是40°
B.将纸板NOF沿ON向后折叠,则不会有反射
C.入射角增大10°,反射光线与入射光线的夹角增大20°
D.光在纸板上发生了镜面反射
【答案】C
【详解】A.已知入射光线与平面镜的夹角为50°,因此入射角是
根据光的反射定律,反射角等于入射角,因此反射角也是40°,所以反射光线与镜面的夹角是,故A错误;
B.将纸板NOF向后折叠后,反射现象仍然存在,只是无法在折叠的纸板上观察到反射光线,故B错误;
C.反射角始终等于入射角,入射角增大,反射角也增大;反射光线与入射光线的夹角为入射角与反射角之和,因此夹角总共增大,故C正确;
D.纸板表面粗糙,光在纸板上发生漫反射,使不同方向都能观察到光线,不是镜面反射,故D错误。
故选C。
27.现用如图所示装置“探究光的反射规律”。将一个平面镜放在水平桌面上,再把可沿ON折叠的白色硬纸板ENF竖直地立在平面镜上,测量出此时入射光线与平面镜成夹角,下列说法正确的是( )
A.此时入射角为,反射角也为
B.若将纸板NOF沿ON向后折叠,反射光线会消失
C.光在平面镜和硬纸板上都发生了镜面反射
D.多次改变入射角大小,目的是为了寻找普遍规律
【答案】D
【详解】A.由图可知,入射光线与平面镜的夹角为50°,因此入射角是
根据光的反射定律,反射角等于入射角,因此反射角也是40°,故A错误;
B.将纸板NOF沿ON向后折时在纸板上看不到反射光线,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面,反射光线依然存在,故B错误;
C.平面镜表面光滑,光在平面镜上发生了镜面反射;硬纸板表面比较粗糙,光在硬纸板上发生了漫反射,故C错误;
D.实验中为了得到普遍规律,多次改变入射角大小,得到多组实验数据,故D正确。
故选D。
【的可逆性】
28.下列光现象说法中,正确的是( )
A.你在一块平面镜中看到了另一同学的眼睛,如果这个平面镜很小,这位同学不会从镜中看到你的眼睛
B.木工师傅用一只眼沿棱的方向看,检查木板的棱是否平直,是利用光的反射
C.光的传播需要介质,真空中不能传播
D.雨后晴朗的夜晚,当你迎着月光走,为了不踩到积水,应走“较暗”的地方
【答案】D
【详解】A.反射现象中光路是可逆的,只要你能从平面镜中看到同学的眼睛,无论平面镜大小,同学一定也能从镜中看到你的眼睛,故A错误;
B.木工检查木板棱是否平直,利用的是光沿直线传播的原理,故B错误;
C.光的传播不需要介质,可以在真空中传播,故C错误;
D.迎着月光走时,积水表面光滑发生镜面反射,大量反射光进入人眼,积水看起来更亮;地面粗糙发生漫反射,进入人眼的光更少,地面更暗,因此不踩积水应走较暗的地方,故D正确。
故选D。
29.小兰同学对“光的反射定律”进行了实验探究,实验装置如图所示。
(1)小兰实验中还需要的测量器材是______。如图甲所示,她让一束光贴着纸板射到点,要使反射光线和入射光线同时在纸板上出现,纸板与平面镜______(选填“一定垂直”“一定不垂直”或“可以垂直也可以不垂直”),白色的硬纸板表面应尽可能______(选填“光滑”或“粗糙”),这是为了使光在硬纸板上发生______(选填“镜面”或“漫”)反射。
(2)小兰让一束光贴着纸板射到平面镜上,在纸板上会看到反射光线,然后将右侧纸板绕向后折,如图乙所示,此时在面上______(选填“能看到”或“看不到”)反射光线,此时,反射光______(选填“存在”或“不存在”)。
(3)为了进一步确定此时反射光线的位置,她将纸板沿剪开,将纸板的上半部分向后折,如图丙所示,发现在纸板右侧的______(选填“上部”或“下部”)会看到反射光线。此实验现象说明反射光线、入射光线和法线______(选填“在”或“不在”)同一平面内。
(4)如图乙所示,她在探究反射角与入射角之间的关系时,三次改变入射角的大小,实验记录数据分别如表:
表一
表二
实验次数
入射角
反射角
实验次数
入射角
反射角
第一次
10°
80°
第一次
10°
10°
第二次
20°
70°
第二次
20°
20°
第三次
30°
60°
第三次
30°
30°
根据记录的数据,你认为表______的数据是错误的,其原因是误将______当成反射角。
(5)在图甲中,如果让光线逆着的方向射向镜面,会看到反射光线沿着方向射出,这表明在光的反射现象中,光路是______。
【答案】(1) 量角器 一定垂直 粗糙 漫
(2) 看不到 存在
(3) 下部 在
(4) 一 反射光线与镜面的夹角
(5)可逆的
【详解】(1)探究光的反射定律时,需要比较反射角和入射角的大小,因此还需要量角器;法线垂直于镜面,反射光线、入射光线和法线在同一平面内,若纸板与平面镜不垂直,则法线不在纸板上,反射光线也不会在纸板上显示,因此纸板与平面镜一定要垂直;为了能从不同角度都能看到纸板上的光路,光在纸板上要发生漫反射,白色的硬纸板表面应尽可能粗糙。
(2)反射光线、入射光线和法线在同一平面内,将右侧纸板绕ON向后折,此时右侧纸板与左侧纸板不在同一平面内,因此在NOF面上看不到反射光线;此时反射光线依然存在,只是没有显示在纸板上。
(3)将纸板沿PQ剪开,上半部分向后折,此时下半部分仍与入射光线、法线在同一平面内,因此在纸板右侧的下部会看到反射光线;此实验现象说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(4)根据光的反射定律,反射角等于入射角,而表一中反射角与入射角之和为90°,说明实验中将反射光线与镜面的夹角当成了反射角,因此表一的数据是错误的。
(5)如果让光线逆着OF的方向射向镜面,会看到反射光线沿着OE方向射出,这表明在光的反射现象中,光路是可逆的。
30.如图甲,在探究光的反射规律实验中,平面镜水平放置,白色纸板竖直地立在平面镜上。小明将激光笔紧贴纸板,将光沿EO方向射向镜面上的O点,反射光为OF。
(1)能从不同方向观察到光的传播路径,是因为光在白纸板上发生______反射;
(2)若小明让另一束光沿着方向射向平面镜,发现反射光线沿方向射出,该实验现象说明:在光的反射现象中,_________。
(3)请在图乙中画出光线AO经平面镜反射后的反射光线,并标出反射角的大小;
【答案】(1)漫
(2)光路是可逆的
(3)
【详解】(1)光在粗糙的白纸板上发生漫反射,漫反射会将光反射向各个方向,因此我们可以从不同方向观察到光的传播路径。
(2)让光逆着原来反射光的方向入射,最终反射光逆着原来入射光的方向射出,该现象说明:在光的反射现象中,光路是可逆的。
(3)根据光的反射定律:反射角等于入射角。反射角是反射光线与法线的夹角,先通过入射光线与平面镜的夹角计算得入射角为,因此反射角也为,据此作图。
【镜成像的特点及规律】
31.如图所示的是同一照片的正、倒两种放法。请你根据岸边小山坡的景物和鸟的倒影判断哪张是照片正放的样子,并从物理学角度解释为什么这么判断。
【答案】平静的水面相当于平面镜,平面镜成像时像与物体关于镜面对称,实际的岸边山坡景物位于水面上方,其倒影应位于水面下方,据此可判断(a)图为正放的照片。因为如果仅就水鸟来看,是分不出正、倒的。但拍摄时,相机不能拍到所在岸边景物的倒影,只能拍到对岸景物的倒影,所以(a)图照片是正放的。
【详解】略
32.某平面镜高1.6m,离镜面1.5m处站着一个身高1.8m的学生,若该学生向平面镜靠近0.5m,此时他与像的距离___________m,移动过程中像的大小___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 2 不变
【详解】根据平面镜成像规律,像和物体到平面镜的距离相等。该学生最初离镜面1.5m,向镜面靠近0.5m后,人和镜面的实际距离变为
那么像到镜面的距离也为1m,因此人和像的总距离是
平面镜成像时,像与物体的大小始终相等,人自身的身高没有发生变化,所以移动过程中像的大小不变。
33.如图所示是探究“平面镜成像特点”的实验装置。实验步骤如下:把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再拿另一支完全相同的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动,直到看上去跟蜡烛A的像完全重合,此时在白纸上记下蜡烛A和蜡烛B的位置。移动点燃的蜡烛,多做几次实验。
(1)实验过程中蜡烛B___________(选填“需要”或“不需要”)点燃。
(2)若蜡烛B跟前面蜡烛A的像完全重合,则说明像与物大小___________。
(3)当蜡烛A远离玻璃板时,像会___________(选填“靠近”或“远离”)玻璃板,像的大小___________(选填“变小”“不变”或“变大”)。
(4)将光屏竖立在蜡烛A的像的位置(与玻璃板平行),光屏上无法呈现蜡烛A的像,这说明平面镜所成的像是___________(选填“虚”或“实”)像。
(5)实验中应选择___________(选填“厚”或“薄”)玻璃板,在___________(选填“较亮”或“较暗”)的环境中进行。
【答案】(1)不需要
(2)相等
(3) 远离 不变
(4)虚
(5) 薄 较暗
【详解】(1)实验需要观察未点燃的蜡烛好像被点燃了,说明蜡烛的像与蜡烛重合,因此蜡烛不需要点燃。
(2)蜡烛与蜡烛完全相同,若蜡烛跟前面蜡烛的像完全重合,则说明像与物大小相等。
(3)平面镜成像时,物与像到平面镜的距离始终相等,当蜡烛远离玻璃板时,像会远离玻璃板。
平面镜始终成等大的像,蜡烛的大小不变,像的大小不变。
(4)光屏上能承接实像,不能承接虚像,光屏上无法呈现蜡烛的像,这说明平面镜所成的像是虚像。
(5)厚玻璃板的两个反射面会形成两个重影的像,干扰实验观察,因此要选薄玻璃板。
在较暗的环境中,点燃的蜡烛A的像会相对更清晰,便于观察实验现象,所以适合在较暗环境中实验。
【和虚像】
34.如图所示,视力表在镜中的像与被测者相距________m,视力表在镜中的像为________像(“虚”、“实”)
【答案】 5 虚
【详解】由图可知,视力表到平面镜的距离为,因此视力表的像到平面镜的距离也为,被测者距离视力表,所以被测者到平面镜的距离为
因此视力表的像与被测者相距
平面镜成的是虚像。
35.周末,小滨和妈妈一起去商场买新衣服。小滨试穿好衣服后,为了看清楚衣领的细节,他以0.2m/s速度匀速靠近镜子,此时镜中的像相对于他的速度为____________m/s,在此过程中,像的大小将____________(选填“变大”“变小”或“不变”),此像____________(选填“能”或“不能”)成在光屏上;
【答案】 0.4 不变 不能
【详解】根据平面镜成像特点,像与物体到镜面的距离始终相等,当小滨以的速度靠近镜子时,镜中的像也以的速度靠近镜子。以小滨为参照物,像相对于他的速度是两者速度之和,即
平面镜所成的像与物体大小相等,像的大小仅由物体本身大小决定,与物体到镜面的距离无关,因此靠近镜子过程中像的大小不变。
平面镜成的是虚像,虚像由反射光线的反向延长线会聚形成,并非实际光线会聚的像,因此不能成在光屏上。
36.“探究平面镜成像规律”的实验中,用镀膜玻璃板代替平面镜。
(1)将铅笔放在玻璃板一侧,观察到铅笔的像如图甲所示,由此判断镀膜在玻璃板的________(选填“左”或“右”)面。
(2)如图乙所示,将点燃的蜡烛A置于玻璃板前,应该在________(选填“a”、“b”或“c”)处观察蜡烛A的像,然后将另一支完全相同的蜡烛B放在玻璃板后并移动,发现它在某一位置时与A的像完全重合,由此初步得出:平面镜所成的像与物体大小________。
(3)多次改变A的位置,重复上述实验。在探究像到镜面距离与物到镜面距离的关系时,下列测量方法中,正确的是________(选填“方法1”、“方法2”或“方法3”)。
(4)为验证平面镜所成像的虚实,用白纸板代替蜡烛B,在图丙中________(选填“①”或“②”)处观察白纸板,白纸板上没有蜡烛的像,说明平面镜成的是________像。
【答案】(1)左
(2) a 相等
(3)方法2
(4) ② 虚
【详解】(1)平面镜成像时,像与物体关于反射面(即镀膜面)对称,甲图中铅笔在玻璃板右侧,像出现在左侧,且关于玻璃板左表面对称,说明光线在玻璃板左表面发生反射,因此镀膜在左面。
(2)平面镜成像是光的反射形成的,反射光线在物体同侧,观察蜡烛A的像时,眼睛要与蜡烛A同侧,即a处,透过玻璃板观察;完全相同的蜡烛B能与A的像完全重合,证明平面镜所成像与物体大小相等。
(3)平面镜成像中,像与物关于反射面对称,测量物距与像距时应测量物体和像上对应的对称点到反射面的距离,故方法2正确;方法1未选择物体和像上对应的对称点测量物距和像距,错误;方法3测量像距时只测到蜡烛B到玻璃板右侧距离,而反射面在左侧,错误。故选方法2。
(4)验证像的虚实,需在玻璃板后方即镜后②处,直接观察白纸板,不能透过玻璃看;白纸板无法承接烛焰的像,说明平面镜成虚像(虚像不是实际光线会聚而成,不能用光屏承接)。
【题型13 凸面镜和凹面镜的应用】
37.(多选)如图甲所示,轿车司机从右后视镜中观察到同向驶来一辆越野车,下一时刻越野车在后视镜中的位置如图乙所示,设两车均匀速向前行驶,下列说法正确的是( )
A.后视镜中的像是光的反射形成的 B.后视镜成的像是实像
C.后视镜成的像在变大 D.后视镜中的越野车亮右侧转向灯说明车在准备左转
【答案】AC
【详解】A.汽车的右后视镜是凸面镜,成像原理是光的反射,故A正确;
B.凸面镜对光线有发散作用,成的是正立、缩小的虚像,故B错误;
C.由图可知,后视镜中越野车的像变大,根据凸面镜成像规律,物体离镜面越近,成的像越大,说明越野车正在靠近轿车,故C正确;
D.或凸面镜成像时,镜中右侧对应实物右侧。若后视镜中看到越野车亮右侧转向灯(观察者视野的右侧,即远离观察者一侧),说明实际是越野车的右侧灯亮,车应准备右转,故D错误。
故选 AC。
38.针对电动自行车的后视镜,下列说法中正确的是( )
A.相当于凸面镜
B.它对光有会聚的作用
C.你在这块镜中看到后面同样骑车同学的眼睛,那么这位同学不一定会通过这面镜子看到你的眼睛
D.后视镜的反射面不是平的,光在上面的反射不遵守光的反射定律
【答案】A
【详解】A.电动自行车后视镜需要扩大观察视野,利用了凸面镜成像扩大视野的特点,相当于凸面镜,故A正确;
B.凸面镜对光线有发散作用,只有凹面镜对光有会聚作用,故B错误;
C.所有光的反射现象中光路都是可逆的,你能通过镜子看到对方的眼睛,对方一定也能通过这面镜子看到你的眼睛,故C错误;
D.不管反射面是平面还是曲面,所有光的反射现象都遵守光的反射定律,故D错误。
故选A。
39.关于光的反射,下列说法中正确的是( )
A.入射光线与平面镜的夹角为15°时,反射角也为15°
B.公路拐弯区使用了凹面镜来扩大视野,避免交通事故
C.入射光线靠近法线的过程中,反射光线也靠近法线
D.电影幕布选用粗糙布料,目的是让光发生镜面反射
【答案】C
【详解】A.入射角是入射光线和法线的夹角,反射角是反射光线和法线的夹角,在反射现象中,反射角和入射角的大小相同。当入射光线与平面镜的夹角为15°时,入射角和反射角均为,故A错误;
B.凸面镜对光具有发散作用,可以扩大视野,故公路拐弯区使用了凸面镜来扩大视野,故B错误;
C.由于反射角和入射角的大小相同,入射光线靠近法线的过程中,入射角会减小,反射角也会相应减小,则反射光线也靠近法线,故C正确;
D.电影幕布选用粗糙布料,目的是让光发生漫反射,让反射光线射向不同方向,使在一定范围内不同座位的观众都能看到电影,故D错误。
故选C。
【题型14 光的折射条件】
40.(多选)下列关于光的折射的说法中,正确的是( )
A.光从一种介质进入另一种介质时,传播方向一定会发生偏折
B.光垂直入射到两种介质分界面时,传播方向不变,不属于光的折射现象
C.折射角是折射光线与介质分界面的夹角
D.光在密度不均匀的大气中传播时,也会发生光的折射现象
【答案】BD
【详解】A.光从一种介质垂直入射另一种介质时,传播方向不发生偏折,故A错误;
B.根据课本上光的折射现象的定义,光垂直入射到两种介质分界面时,传播方向未改变,且也不是从一种介质斜射入另一种介质,不属于光的折射现象,故B正确;
C.折射角是折射光线与法线的夹角,故C错误;
D.光在密度不均匀的大气中传播时,也会发生光的折射现象,如海市蜃楼现象,故D正确。
故选BD。
41.(多选)(双选)下列关于声和光的说法,正确的是( )
A.声和光都能传递信息和能量
B.超声波和次声波都可以在真空中传播
C.光的反射和折射都遵循光的传播规律
D.镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律
【答案】AD
【详解】A.声和光都能传递信息和能量,如司机按喇叭提醒行人避让车辆,超声波可以清洗眼镜,交通信号灯用来指挥交通,激光可以刻字等,故A正确;
B.超声波和次声波的传递需要介质,不能在真空中传播,故B错误;
C.光的反射和折射分别遵循光的反射定律、光的折射定律,不是遵循光的传播定律,故C错误;
D.光的反射定律适用于所有光的反射现象,因此镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律,故D正确。
故选AD。
42.在观察光的折射现象的实验中,小华和小明发现不同液体的“透光度”是不同的,于是他们决定深入探究光透过液体后的光照强度与哪些因素有关?为此小华提出如下猜想:
猜想1:与光在液体中通过的路程有关;
猜想2:与光折射出液体时的角度有关;
液面深度/mm
1
2
3
4
5
5.5
6
光照强度/lx
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.3
0.2
(1)为了探究猜想1,如图甲所示,小华将光照强度恒定的入射光束垂直于液面入射,逐渐向透明的薄壁容器(底部厚度忽略不计)中倒入更多液体,测量光透过液体后的光照强度,测得数据如下表所示。分析实验数据,可得出结论:其他条件相同时,______________;
(2)为了探究猜想2,小华仍用图甲容器将光照强度恒定的入射光多次改变入射角斜射穿过相同深度的液体,发现入射角不同时光透过液体后的光照强度也不同,由此他认为猜想2正确。请你分析:
①小明发现小华的探究过程中存在的不足是:______________________;
②小明经过思考后认为:只要把图甲中的容器替换成下图中的________(A/B/C/D)容器就可以弥补小华探究过程中存在的不足;
A.半球形 B.三棱镜 C.椭球形 D.正方体
(3)结合生活实际进行猜想,光透过液体后的光照强度还可能与哪些因素有关?请你提出一个可探究性的问题__________________________。
【答案】(1)光透过液体后的光照强度随光在液体中通过的路程增大而减小
(2) 没有控制光在液体中通过的路程相同 A
(3)光透过液体后的光照强度与液体的种类、密度是否有关?
【详解】(1)分析数据可知,液面的深度增大,光照强度减弱,故结论为光透过液体后的光照强度随光在液体中通过的路程增大而减小。
(2)[1]将光照强度恒定的入射光多次改变入射角斜射穿过相同深度的液体时,光在液体中通过的路程也不同,故本实验的不足之处在于没有控制光在液体中通过的路程相同。
[2]只有将容器改为A,从圆心入射时,才能够保证光在液体中通过的路程都相同,都是圆的半径,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(3)液体的种类不同,光透过液体后光照强度是否不同,故可以探究光透过液体后的光照强度与液体的种类、密度是否有关?
【题型15 海市蜃楼】
43.有些俗语、诗词或成语不但蕴涵着深刻的人文哲理还蕴涵着一定的物理原理。请任选下面成语中的两个成语并分别写出蕴涵着的两个不同的物理原理。“掩耳盗铃、海市蜃楼、刻舟求剑、一叶障目、镜花水月、震耳欲聋。”
【答案】一叶障目:光在同种均匀介质中沿直线传播;海市蜃楼:光的折射现象。
【详解】光在同种均匀介质中沿直线传播,不透明的叶子会挡住射向人眼的光线,使人无法看到叶子后方的物体,对应“一叶障目”蕴含的物理原理。海面或沙漠上方的空气疏密不均匀,光在不均匀的空气中传播时发生偏折,形成远处物体的虚像,即海市蜃楼,属于光的折射现象。掩耳盗铃:在人耳处减弱噪声(在声音接收环节阻止声音进入人耳)。刻舟求剑:选错了参照物,未考虑船相对于落水的剑是运动的,无法通过船上的刻痕找到剑。镜花水月:平面镜成像,属于光的反射现象。震耳欲聋:描述声音的响度很大。
44.五一假期,钓鱼爱好者小刘透过平静的水面观察水中的游鱼,发现鱼的位置比实际位置偏浅。下列光学现象与此原理相同的是( )
A.波光粼粼的湖面 B.日晷的影长计时
C.激光准直挖掘隧道 D.海市蜃楼的形成
【答案】D
【详解】题干中看到水中鱼位置偏浅,原理是光的折射:鱼反射的光从水斜射入空气时发生偏折,人眼逆着折射光线看到的是鱼的虚像,虚像位置比实际位置偏浅。
A.波光粼粼的湖面是光的镜面反射,属于光的反射现象,故A不符合题意;
B.日晷利用影子计时,影子是光的直线传播形成的,故B不符合题意;
C.激光准直利用了光的直线传播原理,故C不符合题意;
D.海市蜃楼是光在疏密不均匀的大气中传播时发生折射形成的,与题干原理相同,故D符合题意。
故选 D。
45.西安市临潼区华清池景区内,游客看到池底的花纹比实际浅(池内有水),下列四幅图中与该现象对应的光学原理相同的是( )
A.墙上的手影 B.拱桥倒影
C.海市蜃楼 D.反光镜
【答案】C
【详解】看到池底的花纹比实际位置浅,是光从水斜射入空气时发生折射形成的现象,原理为光的折射;
A.墙上的手影是光沿直线传播过程中被手阻挡后形成的阴影,原理是光的直线传播,故A不符合题意;
B.拱桥倒影属于平面镜成像,原理是光的反射,故B不符合题意;
C.海市蜃楼是光在不均匀的空气中传播时发生折射形成的虚像,原理是光的折射,故C符合题意;
D.反光镜的原理是光的反射,故D不符合题意。
故选C。
【题型16 水底光斑的变化】
46.如图所示,一支固定好的激光笔向空水槽底部固定点O打出一束激光。向水槽内加水使水面上升至A点,此时水槽底部的光斑落在O点的________(选填“左”或“右”)侧,这是因为发生了光的________现象。打开水槽底部水龙头缓慢放水的过程中,折射角大小________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 左 折射 不变
【详解】【小题1】当水槽内没有水时,激光在空气中沿直线传播,直接照射到水槽底部的固定点O。当向水槽内加水,水面到达 A点时,激光束从空气斜射入水中。根据光的折射定律,光从空气斜射入水或其他介质中时,折射光线会向法线方向偏折,即折射角小于入射角。因为激光笔的位置是固定的,光线射向原来的点。加水后,光线在水面处发生折射,折射光线偏向法线,所以光线到达水槽底部的位置会向左偏移。因此,此时水槽底部的光斑落在O点的左侧。这种现象是由于光从一种介质进入另一种介质时发生的折射现象;
打开水槽底部水龙头缓慢放水,水面会逐渐下降。在这个过程中,激光笔的位置和照射方向没有改变,水面的位置虽然下降,但水面始终保持水平。因此,入射光线与水面法线之间的夹角(即入射角)保持不变。根据折射定律,在介质不变(空气和水)的情况下,入射角不变,折射角也保持不变
47.如图所示,在烧杯正中心上方固定一手电筒光源,光线向下投射到空烧杯底部形成一个圆形光斑(图中虚线所示),现在往烧杯中注水,随着烧杯内液面高度的增加,下列关于圆形光斑的面积变化情况描述正确的是( )
A.不变 B.变小
C.变大 D.先变小后变大
【答案】B
【详解】当光线从空气斜射入水中时,会发生折射现象,折射角小于入射角,光线会向法线方向偏折。空烧杯时,光线沿直线传播,注水后,光线在水面发生折射,向法线(竖直方向)偏折,因此射到杯底的位置会比原来更靠近中心。光路图如图所示:
因此,随着烧杯内液面高度的增加,折射点也逐渐上移,入射角不变,折射角也不变,所以折射光线平行,光斑面积持续变小。故选B。
48.晚上,小明将一束激光从桌面上方斜射向盛有水的碗底,在碗底形成一个亮斑,若向碗中缓慢加水(水未溢出),则碗底的亮斑会( )
A.与入射点移动的方向相同 B.与入射点移动的方向相反
C.保持不动 D.无法确定
【答案】A
【详解】光从空气斜射入水中时,折射光线会向法线偏折,折射角小于入射角。当向碗中加水时,水面升高,激光的入射点会向碗的外侧(远离碗中心的方向)移动,由于入射光线的方向不变,入射角也不变,因此折射角大小也不变,新的折射光线与原来的折射光线平行,折射光线整体向外侧平移,因此碗底的亮斑也会向外侧移动,和入射点的移动方向相同。故选A。
【题型17 光的色散原理及现象】
49.下列有关光现象的说法正确的是( )
A.光的色散就是将白光分解成红、绿、蓝三种色光的现象
B.巨大玻璃幕墙造成的光污染是由光的镜面反射形成的
C.电视机的遥控器是利用紫外线工作的
D.红色的牡丹花看上去呈红色,这是由于它吸收红光,反射其它色光引起的
【答案】B
【详解】A.光的色散是将白光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光,不是红、绿、蓝三种,故A错误;
B.巨大玻璃幕墙表面光滑,会发生镜面反射,反射的光线强度大,会造成光污染,故B正确;
C.电视机遥控器是利用红外线工作的,不是紫外线,故C错误;
D.红色牡丹花呈红色,是因为它反射红光,吸收其他色光,故D错误。
故选B。
50.渔舟唱晚,夕阳西下,天际间出现了红色的“火烧云”。下列说法错误的是( )
A.云被“染”成红色,说明太阳可以发出红光
B.能够看到阳光,说明光可以在空气中传播
C.看不到船的倒影,说明光在水面没有发生反射
D.云是由水滴或冰晶组成的,它们不是对各种波长的光均能反射
【答案】C
【详解】A.太阳光为复色光,包含红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等各种色光,云被“染”成红色,说明太阳可以发出红光,故A正确;
B.人能看到阳光,是因为阳光从太阳传播到人的眼睛,这表明光可以在空气中传播,故B正确;
C.平静的水面相当于平面镜,船在水面上会发生反射从而形成倒影,看不到船的倒影,可能是反射的光没有进入我们的眼睛,而不是光在水面没有发生反射,故C错误;
D.云由水滴或冰晶组成,它们对不同波长的光反射能力不同,并不是对各种波长的光均能反射,故D正确。
本题选择错误的,故选C。
51.雷雨天,我们总是先看到闪电后听到雷声,这是因为________,闪电________(选填“是”或“不是”)光源;雨后的天空,常常会出现彩虹,这属于光的________现象。
【答案】 光在空气中传播的速度比声音在空气中传播的速度大 是 色散
【详解】闪电和雷声是同时在同一位置产生的,光在空气中的传播速度约为,远大于声音在空气中约340m/s的传播速度,传播相同的距离时,光花费的时间远少于声音,所以我们先看到闪电后听到雷声
闪电是云层放电时发出的强光,自身可以发光,因此属于光源。
雨后空中悬浮着大量小水滴,相当于多个三棱镜,太阳光通过这些小水滴时被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光,形成彩虹,该现象属于光的色散。
【题型18 色光的三原色】
52.月满运河,荷美金湖,2025年淮安市中秋晚会在金湖举办。地方原创歌曲《天下运河》精彩上演,将淮安的运河文化和人文风光呈现到了观众面前。表演中蕴含着丰富的声学、光学知识,下列说法中正确的是( )
A.观众能区分歌曲《天下运河》伴奏的各种乐器,主要是因为它们的音调不同
B.演出现场五颜六色的灯光,是由红、黄、蓝三种色光混合而成的
C.越秀桥与画舫船在里运河中形成的倒影,是光的反射现象
D.游船上的观众能同时看到烟花和听到响声,说明光和声在空气中的传播速度相同
【答案】C
【详解】A.区分不同发声体的依据是音色,不同乐器发声的音色不同,故A错误;
B.色光的三原色是红、绿、蓝,五颜六色的灯光由这三种色光混合而成,故B错误;
C.水中的倒影是平面镜成像,属于光的反射现象,故C正确;
D.光在空气中的传播速度远大于声速,但由于距离较近,时间差很小,人感觉几乎是同时的,故D错误。
故选C。
53.我国唐朝的张志和在《玄真子》中记载了著名的“人工虹”实验:“背日喷乎水,成虹霓之状”,这是光的________现象,根据此实验现象可知,太阳光是由________而成的,进一步的研究表明,将红、________、蓝三种色光按照不同比例混合,能产生任何一种其他颜色的光。
【答案】 色散 多种色光混合 绿
【详解】彩虹的形成原因是光的色散,当喷出水后,空气中有大量的小水滴,太阳光照在这些小水滴上,被分解成七种色光,这说明太阳光是由多种色光混合而成的。
红、绿、蓝三种色光按照不同比例混合,能产生其他任何颜色的光,这三种色光就是光的三原色。
54.(多选)如图所示,一束太阳光投射到玻璃三棱镜上,在棱镜后侧白屏上可以观察到不同颜色的光,三棱镜与白屏之间的两条光线是能看到的光的边沿,在屏上标出了三个区域①、②、③,下列说法正确的是( )
A.这是光的色散现象,最早通过实验研究该现象的物理学家是牛顿
B.该实验表明不同颜色的光以相同入射角从空气斜射入玻璃时,折射角大小不同
C.进一步的研究表明,将红、绿、蓝三种色光按不同比例混合,能产生任何一种其他颜色的光
D.三棱镜和白屏之间可见光的最下面是紫色光
【答案】ABC
【详解】A.太阳光经三棱镜分解为多种色光的现象是光的色散,最早通过实验研究这一现象的物理学家是牛顿,故A正确;
B.光的色散成因就是:不同颜色的光对玻璃的折射率不同,以相同入射角从空气斜射入玻璃时,折射角大小不同,因此不同色光会被分离开,故B正确;
C.红、绿、蓝是色光的三原色,将三种色光按不同比例混合,能产生任何一种其他颜色的光,符合光学规律,故C正确;
D.不同色光中,紫光的偏折能力最强,红光偏折能力最弱;本图中三棱镜顶点朝下、底边在上,光线会向三棱镜的底边(上方)偏折,偏折能力越强位置越靠上,因此可见光的最上方是紫色光,最下方是红色光,故D错误。
故选ABC。
【题型19 颜色的三原色】
55.生活处处有物理,留心观察皆学问。下列关于生活中光现象的解释,正确的是( )
A.周末在家晒被褥可以杀菌,主要是利用了阳光中的红外线
B.暴雨过后,小明在公园看到了美丽的彩虹,这是光的色散现象
C.医院病房里紫外线灯发出的淡紫色光,就是我们要利用的紫外线
D.美术课上画水彩画时,老师说的颜料三原色是红、黄、蓝,也就是光的三原色
【答案】B
【详解】A.晒被褥杀菌主要利用阳光中的紫外线,因为紫外线具有杀菌消毒作用,而红外线主要产生热效应,故A错误;
B.彩虹是阳光通过空气中的水滴发生折射和反射,分散成不同颜色的光,这是光的色散现象,故B正确;
C.紫外线灯发出的淡紫色光是可见光,而紫外线本身是不可见的,杀菌作用主要来自不可见的紫外线,故C错误;
D.颜料的三原色是红、黄、蓝,用于颜料混合;光的三原色是红、绿、蓝,用于光的叠加,两者不同,故D错误。
故选B。
56.如图是一款5G测温巡逻机器人,在抗击疫情中,提高了防疫效率,成为“新晋网红”。下列关于该机器人说法中正确的是( )
A.机器人在地面的影子,是光的折射形成的
B.行人能看到机器人是由于阳光在它表面发生了镜面反射
C.测温仪远距测温时,是通过接收人体辐射的红外线实现的
D.阳光是由红绿蓝三种颜色的光混合而成的
【答案】C
【详解】A.机器人旁边的影子,是光的直线传播形成的,故A错误;
B.行人从各个方向都能看到机器人,是由于阳光在它表面发生了漫反射,故B错误;
C.一切物体都会向外辐射红外线,测温仪是通过测定人体辐射的红外线工作的,故C正确;
D.太阳光是复色光,是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成的,故D错误。
故选C。
57.阅读材料,回答问题.
台风与气溶胶
台风“苏拉”于2023年9月2日凌晨登陆广东省珠海市南部沿海,登陆时中心附近最大风速为45m/s。“苏拉”的等级之强,一定程度上与气溶胶有关。
气溶胶通常是指悬浮在气体介质中的固态和液态颗粒物,粒子直径在1nm~10μm之间,如图1所示。其中一种硫酸盐气溶胶对太阳辐射有强散射作用,导致地球大气系统接收到的太阳辐射减少,使得地表和低层大气冷却,从而导致气候变化。
自工业革命以来,人为排放的气溶胶激增,它会通过影响大气辐射、降水等过程,使得地球大气系统的辐射收支发生改变,最终影响气候。化石能源的燃烧,会向大气中释放大量的气溶胶,进一步对气候产生重要影响。
(1)在太阳辐射的作用下,海水不断变成水蒸气,这是________(填物态变化名称)现象,需要______(选填“吸收”或“放出”)热量;若忽略其他因素,当硫酸盐气溶胶增多时,该物态变化过程将_________(选填“变快”或“变慢”);
(2)某高速公路最大限速120km/h______(选填“大于”或“小于”)台风“苏拉”登陆时中心附近最大风速45m/s;
(3)如图2所示是在手机屏幕上看到的台风“苏拉”星云彩图,这些彩色画面是由______三种色光合成的;
(4)通过灵敏声学仪器可接收到台风产生的次声波,从而确定它发生的方位和强度,这说明声能传递________, 生活中还有其他例子也能说明这一点,请列举一个:__________。
【答案】 汽化 吸收 变慢 小于 红、绿、蓝 信息 倒车雷达、B超检查身体、蝙蝠回声定位、声呐探测鱼群位置.....
【详解】(1)[1]海水不断变成水蒸气,是液态的水变成气态的水蒸气,属于汽化现象。
[2]汽化需要吸热。
[3]当硫酸盐气溶胶增多时,地球大气系统接收到的太阳辐射减少,汽化就会变慢。
(2)[4]45m/s=162km/h,故某高速公路最大限速120km/h小于台风“苏拉”登陆时中心附近最大风速45m/s。
(3)[5]彩色画面是由光的三原色红、绿、蓝合成的。
(4)[6]我们通过次声波知道台风的信息,是声传递了信息。
[7]声传递信息的例子还有倒车雷达、B超检查身体、蝙蝠回声定位、声呐探测鱼群位置等等。
【题型20 认识光谱】
58.阅读材料完成下列小题;
太阳光的颜色之谜
人们一直认为白色是最单纯的颜色,直到1666年,英国物理学家牛顿用三棱镜分解了太阳光,这才揭开了光的颜色之谜。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,如图所示,这种现象叫光的色散。发生色散现象的原因是三棱镜对不同颜色光的偏折程度不同,对紫光的偏折程度最大,对红光的偏折程度最小。科学家们进一步研究发现,光本质上是一种波,不同颜色的光对应不同的波长。可见光中红光波长最长,紫光波长最短。
光在空气中传播时,会遇到大气分子、水蒸气以及尘埃等障碍物,障碍物会将光的一部分能量散射出去,而另一部分能量穿过障碍物继续向前传播。被散射出去的能量比例与光的波长有关,波长越短,被散射出去的能量越多,穿过的能量越少,越难传到远的地方。
(1)发生色散现象的原因是________,其中对________光的偏折程度最大。
(2)大雾天气行车,当能见度小于50m时,驾驶员需开启雾灯、近光灯、示廓灯、前后位灯及危险报警闪光灯,并降低车速,保持安全距离。雾灯和危险报警闪光灯通常采用________(选填“红色”或“紫色”)光源,原因是________。
【答案】(1) 三棱镜对不同颜色光的偏折程度不同 紫
(2) 红色 红光波长较长,不易被散射,能传播更远
【详解】(1)[1][2]由材料可知,发生色散现象的原因是白色光经过三棱镜折射,三棱镜对不同颜色光的偏折程度不同,对紫光的偏折程度最大,对红光的偏折程度最小。
(2)[1][2]由材料可知,被散射出去的能量比例与光的波长有关,波长越短,被散射出去的能量越多,穿过的能量越少,越难传到远的地方。可见光中红光波长最长,紫光波长最短。雾灯和危险报警闪光灯通常采用红色光源是为了让光透过的能量更多,传得更远。
59.如图所示,在深盘中盛一些水,盘边斜放一个平面镜,使平面镜的下部浸入水中,让一束阳光照射在水下的平面镜上,并反射到白纸上,可在白纸上看到七彩光带。下列有关说法正确的是( )
A.该现象与彩虹的形成原理不同
B.七彩光带之外再无其他光
C.七彩光带说明了白光是由各种色光混合而成的
D.光在水中和空气中的传播速度相同
【答案】C
【详解】A.如图所示的装置相当于三棱镜,太阳光经过三棱镜被分解为绚丽的七色光,属于光的色散现象,彩虹是光的色散形成的,该现象与彩虹的形成原理相同,故A错误;
B.在彩色光带外侧有看不见的光,有红外线和紫外线,故B错误;
C.太阳光经过三棱镜被分解为绚丽的七色光,因此在白纸上看到红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的彩色光带,说明白光是由各种色光混合而成的,故C正确;
D.光在不同介质中传播速度不同,光在水中和空气中的传播速度不同,故D错误。
故选C。
60.小雨同学对光现象部分知识归纳总结如下:
(1)一束太阳光通过三棱镜后,被分解成多种颜色的光,在白色光屏上形成一条彩色光带,如图甲所示,这个现象叫光的___________,该现象说明了太阳光是___________(选填“单色光”或“复色光”);
(2)如图乙所示,将红、绿、___________三种色光以相同比例照在白纸上,中间相互重叠区域会出现白色;
(3)如图丙所示,用一束激光照射气球表面,气球被“射”破,这说明光具有___________。
【答案】(1) 色散 复色光
(2)蓝
(3)能量
【详解】(1)[1][2]太阳光通过三棱镜发生折射后的偏折情况不同,从而会分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光,这是光的色散现象,说明白色光是复色光。
(2)光的三原色是红、绿、蓝,它们称为单色光,经过不同比例的混合可以产生各种颜色的光,这三种色光以相同比例照在白纸上,中间相互重叠区域会出现白色。
(3)光具有能量,因此用一束激光照射气球表面,气球会被“射”破。
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第四章 光现象 重难点训练
题型1 常见光源
题型2 光沿直线传播的条件
题型3 影子的形成原理
题型4 小孔成像
题型5 光在不同介质中的传播速度
题型6 用光的反射解释倒影
题型7 光的反射定律
题型8 入射角,反射镜的相关计算
题型9 镜面反射与漫反射的异同
题型10 光路的可逆性
题型11 平面镜成像的特点及规律
题型12 实像和虚像
题型13 凸面镜和凹面镜的应用
题型14 光的折射条件
题型15 海市蜃楼
题型16 水底光斑的变化
题型17 光的色散原理及现象
题型18 色光的三原色
题型19 颜色的三原色
题型20 认识光谱
【题型1 常见光源】
1.有以下物体:①太阳,②月亮,③闪闪发光的宝石,④正在放映电影的银幕,⑤正在发光的萤火虫,⑥烛焰,⑦霓虹灯,⑧火星,⑨激光器。其中不属于光源的是________,属于天然光源的是________,
2.手机防窥膜采用了超细百叶窗光学技术,其原理类似百叶窗,光线只能在一定角度通过,结构简图如图所示.
(1)超细百叶窗采用_________(选填“透明”或“不透明”)的材料制成,贴上膜可防止左、右两侧偷窥,为了让防窥效果更好,可以适当地_________超细百叶窗的间距;
(2)激活屏幕并保持手机亮度不变,此时屏幕_________(选填“是”或“不是”)光源,贴膜后感觉屏幕暗了一些,这是因为__________________。
3.光源分为____________光源和_______光源,发光的水母是_______光源。
【】
4.2023年7月28日晚,第31届世界大学生夏季运动会在四川成都开幕!开幕式上金色烟火绽放,给所有人留下了深刻的印象!随着几声巨响,带有“12”至“1”数字的倒计时烟花字母依次腾空升起。有关烟花表演,下列说法正确的是( )
A.灿烂的烟花不是光源
B.光在不均匀的空气中可以沿曲线传播
C.光的传播速度是3×108m/s
D.先看到烟花后听到爆炸声,说明声速比光速快
5.雷雨天气人们总是先看到闪电后听到雷声。光在均匀的空气中沿______传播;小宇记录闪电打出3.5s以后听到雷声,声音在空气中传播的速度是340m/s,打雷处距离小宇的距离大约是______m。
6.(1)太阳发出的光,大约要经过8min20s才能到达地球(真空中光的速度为3×108m/s),请你估算太阳到地球的距离;
(2)“激光测距”是利用光的直线传播和光速已知的特点,精准测量距离的技术,工程师使用激光测距仪测量一座山峰与观测点之间的距离。测距仪向山峰发射一束激光,经山峰反射后,测距仪接收到反射光的时间为1×10-4s。若光在空气中的传播速度近似等于真空中的光速,求这座山峰与观测点之间的距离是多少米。
【的形成原理】
7.路灯高度为6.8米,人的高度为1.7米,路灯正下方的人水平向右行走时,头顶的影子在地面上以1米/秒的速度移动,则( )
A.影子越来越短 B.人以0.75米/秒的速度行走
C.人以4米/秒的速度行走 D.人以0.25米/秒的速度行走
8.影子的形成原因是光的_______ ,一个人面向东站在阳光下,他发现自己的影子正好在身体的正左侧,这时是_______(选填“早晨”、“中午”或“下午”)。
9.我国《周礼·考工记》中有“识日出之景,与日入之景”的记载,古人通过日出和日落时细杆的影子来辨别方位。如图所示,某天将直杆MN竖直放在学校操场的水平地面上,ND和NB为杆MN在阳光下的两个影子,由早上到傍晚影长变化的特点____________(填“变长”“变短”“先变长后变短”或“先变短后变长”),则______(填“A”或“C”)点在杆子的北侧方位,该处的东西方向大概为______(用图中字母表示)。
【】
10.在太阳、正在发光的电灯、钻石、萤火虫中,不属于光源的是____________。太阳光垂直照射在塑料棚顶的一个很小的“□”形孔上,在地面上形成的光斑是____________(填“□”或“○”)形,光斑是太阳的____________像,形成光斑的原因是____________。
11.晴天,常常可以在茂密的树下看到一个个圆形的小亮斑,这些小亮斑是由于光的______形成的,一张不透光的纸开一个极小的“△”形孔,太阳光垂直射到这张纸上,那么这个小孔在地面上产生的形状是______。若将这张纸远离地面,则地面上所产生的光斑会_______(填“变小”、“变大”或“不变”)。
12.艺术家在太湖边放置了一款计划拍摄一张记录千年变迁照片的相机(如图甲),为了稳定,其结构非常简单(如图乙),整体是一个圆柱形铜制外壳,前端是一个小孔,后端涂抹了一种会在不同光线下褪色速度不同的颜料来当作“感光元件”。“感光元件”上呈现出的像是_______(选填“实像”或“虚像”),该相机的成像是《墨子》中所记载的_________现象,可以预见半年后该相机拍摄的“照片”中,太阳的像是_________(选填“一个点”或“很多条线”)。
【在不同介质中的传播速度】
13.在科幻小说《往日之光》中,作者幻想了一种慢透光玻璃,讲述了一段美丽动人的故事:“有一种玻璃,光在这种玻璃中运动的速度极慢,通过半厘米厚需要10年。当一块慢透光玻璃制出来时,望上去总是一片漆黑。把这种玻璃放在风景秀丽的林中、湖边,10年后再将玻璃镶在城市住宅的窗户上,那么,在下一个10年的过程中,这个窗子外面便仿佛呈现出林中湖泊的美景。各种动物无声地前来饮水,空中百鸟飞翔,日夜在交替,季节在变化。身居闹市,犹如别墅。”
这确实是一个有科学依据的幻想,现代技术的发展,这些幻想有可能变成现实。请你用学到的物理知识回答问题:
(1)为什么“当一块慢透光玻璃制出来时,望上去总是一片漆黑”?
(2)此科幻故事的依据是光的传播速度与哪些因素有关?
14.下列说法中,与物理知识相符合的是( )
A.光在水中传播的速度约是
B.利用超声波可以测量地球到月球之间的距离
C.我们听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音是因为响度太小
D.“余音绕梁”是声音遇到障碍物后反射形成回声造成的
15.阅读短文,回答问题:
浩瀚的宇宙
宇宙是十分辽阔浩瀚的星际空间,宇宙里的各个天体的距离看似“亲密”,但实际上它们之间的距离则是非常遥远,所以宇宙中跑得最快最远的星光就成为了解宇宙的最重要的桥梁。太阳是离地球最近的恒星,而太阳光从太阳传播到地球也要大约八分钟的时间,仔细分析太阳光的特点,人们可以了解太阳表面的温度、太阳的组成元素以及太阳大气层里的活动现象。太阳光的传播还形成了一些特有的现象:日食和月食的形成,日食是太阳、月亮和地球在同一直线上,致使地球上的局部地方,即使是白天,也看不到太阳或只看到残缺的太阳。
(1)研究宇宙时常用“光年”这个概念,它是一个________单位。
(2)分析太阳光可以了解太阳的秘密,这说明太阳光可以传递________。
(3)假设太阳突然熄灭不再发光,那么地球上的情况是________(选填序号)。
A.马上变得黑暗 B.一小段时间后才变成黑暗
(4)发生日食时,太阳、月球和地球的位置关系是:________处于中间位置,其它的处于两端。
【光的反射解释倒影】
16.如图为微信启动页,是由我国的地球同步气象卫星“风云四号”利用红外遥感技术拍摄的照片合成的。它寓意从“人类起源”到“华夏文明”的历史发展。下列说法中正确的是( )
A.地球同步卫星相对于地球是运动的 B.光在真空中的传播速度为
C.图中人的影子是由于光的反射形成的实像 D.卫星能够拍摄到地球,是因为地球是光源
17.古诗词是中华传统文化的精髓之一,其中蕴含许多物理知识。《春山夜月》中写道:“掬水月在手,弄花香满衣”,手中“月”是________(虚/实)像,属于光的________现象;《小儿垂钓》中写道:“路人借问遥招手,怕得鱼惊不应人”,“遥招手”是在________处控制噪声的。
18.下列四种现象中,不是由于光的直线传播形成的是( )
A.立竿见影 B.小孔成像
C.屏幕上的手影 D.湖边的物体在水中的倒影
【的反射定律】
19.第二小组的同学通过实验“探究光的反射定律”,如图所示。实验需要的测量工具是___________,图示情形的反射角是___________°;在图示实验的基础上,探究反射光线与入射光线、法线是否在同一平面时,将纸板F沿ON向后翻折,同时观察___________。
20.(多选)如图所示的四个情景,下列表述中正确的是( )
A.甲:寒冬撒盐熔雪,是为了降低雪的熔点
B.乙:当光线垂直照射在平面镜上,入射角是90°
C.丙:煤气罐里的燃料,是通过压缩体积的方法储存在钢罐中的
D.丁:直接用酒精灯加热碘锤,更利于观察固态碘的升华
21.(多选)如图所示,若要让反射光线恰好照中目标,在激光笔不动的情况下,下列操作方法可行的是( )
A.将平面镜竖直向下移动 B.将平面镜水平向左移动
C.将平面镜绕入射点顺时针转动 D.将平面镜绕入射点逆时针转动
【,反射镜的相关计算】
22.物理课上张老师将一束光以与镜面之间夹角为α射向水平放置的平面镜上,测出入射光线与反射光线之间的夹角为4α,则入射角为( )
A.60° B.45° C.30° D.15°
23.(多选)如图甲为甘肃敦煌的熔盐塔式光热电站,电站使用了超过1.2万面定日镜(平面镜),当太阳位置发生变化时,自动控制系统可以调整定日镜的角度,将太阳光准确地反射到吸热塔的顶端,从而达到聚热的效果。如图乙为熔盐塔式光热电站工作的示意图,某时刻有两束太阳光、(可视为平行光)分别射到两个与熔盐塔在同一条直线上的定日镜、上,经定日镜反射后两束反射光会聚在塔顶端的点,下列说法正确的是( )
A.若镜面是粗糙的,反射光将射向各个方向,无法会聚在点
B.若和的反射角相等,其反射光可以会聚在塔顶点
C.若的入射角增大,其反射光不经过点
D.乙图中的反射角比的反射角小
24.如图所示,为了看清山洞内的情况,利用一块平面镜使此时的太阳光水平射向山洞中P点。
求:
(1)画出平面镜的位置;
(2)反射角;
(3)平面镜与水平面的夹角。
【反射与漫反射的异同】
25.雨后晴朗的夜晚,为了不踩至地上的积水,下列说法正确的是( )
A.迎着月光走时,地面发亮的是水
B.背着月光走时,地面发亮的是水
C.迎着和背着月光走时,地面发暗的是水
D.迎着和背着月光走时,地面发暗的不是水
26.小王同学在家里将一个平面镜放在水平桌面上,再把一张可沿ON折叠的硬白纸板ENF竖直的立在平面镜上,以此来探究光的反射规律。通过测量他发现此时入射光线与平面镜成50°夹角,如图所示,则( )
A.反射光线与镜面的夹角是40°
B.将纸板NOF沿ON向后折叠,则不会有反射
C.入射角增大10°,反射光线与入射光线的夹角增大20°
D.光在纸板上发生了镜面反射
27.现用如图所示装置“探究光的反射规律”。将一个平面镜放在水平桌面上,再把可沿ON折叠的白色硬纸板ENF竖直地立在平面镜上,测量出此时入射光线与平面镜成夹角,下列说法正确的是( )
A.此时入射角为,反射角也为
B.若将纸板NOF沿ON向后折叠,反射光线会消失
C.光在平面镜和硬纸板上都发生了镜面反射
D.多次改变入射角大小,目的是为了寻找普遍规律
【的可逆性】
28.下列光现象说法中,正确的是( )
A.你在一块平面镜中看到了另一同学的眼睛,如果这个平面镜很小,这位同学不会从镜中看到你的眼睛
B.木工师傅用一只眼沿棱的方向看,检查木板的棱是否平直,是利用光的反射
C.光的传播需要介质,真空中不能传播
D.雨后晴朗的夜晚,当你迎着月光走,为了不踩到积水,应走“较暗”的地方
29.小兰同学对“光的反射定律”进行了实验探究,实验装置如图所示。
(1)小兰实验中还需要的测量器材是______。如图甲所示,她让一束光贴着纸板射到点,要使反射光线和入射光线同时在纸板上出现,纸板与平面镜______(选填“一定垂直”“一定不垂直”或“可以垂直也可以不垂直”),白色的硬纸板表面应尽可能______(选填“光滑”或“粗糙”),这是为了使光在硬纸板上发生______(选填“镜面”或“漫”)反射。
(2)小兰让一束光贴着纸板射到平面镜上,在纸板上会看到反射光线,然后将右侧纸板绕向后折,如图乙所示,此时在面上______(选填“能看到”或“看不到”)反射光线,此时,反射光______(选填“存在”或“不存在”)。
(3)为了进一步确定此时反射光线的位置,她将纸板沿剪开,将纸板的上半部分向后折,如图丙所示,发现在纸板右侧的______(选填“上部”或“下部”)会看到反射光线。此实验现象说明反射光线、入射光线和法线______(选填“在”或“不在”)同一平面内。
(4)如图乙所示,她在探究反射角与入射角之间的关系时,三次改变入射角的大小,实验记录数据分别如表:
表一
表二
实验次数
入射角
反射角
实验次数
入射角
反射角
第一次
10°
80°
第一次
10°
10°
第二次
20°
70°
第二次
20°
20°
第三次
30°
60°
第三次
30°
30°
根据记录的数据,你认为表______的数据是错误的,其原因是误将______当成反射角。
(5)在图甲中,如果让光线逆着的方向射向镜面,会看到反射光线沿着方向射出,这表明在光的反射现象中,光路是______。
30.如图甲,在探究光的反射规律实验中,平面镜水平放置,白色纸板竖直地立在平面镜上。小明将激光笔紧贴纸板,将光沿EO方向射向镜面上的O点,反射光为OF。
(1)能从不同方向观察到光的传播路径,是因为光在白纸板上发生______反射;
(2)若小明让另一束光沿着方向射向平面镜,发现反射光线沿方向射出,该实验现象说明:在光的反射现象中,_________。
(3)请在图乙中画出光线AO经平面镜反射后的反射光线,并标出反射角的大小;
【镜成像的特点及规律】
31.如图所示的是同一照片的正、倒两种放法。请你根据岸边小山坡的景物和鸟的倒影判断哪张是照片正放的样子,并从物理学角度解释为什么这么判断。
32.某平面镜高1.6m,离镜面1.5m处站着一个身高1.8m的学生,若该学生向平面镜靠近0.5m,此时他与像的距离___________m,移动过程中像的大小___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
33.如图所示是探究“平面镜成像特点”的实验装置。实验步骤如下:把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再拿另一支完全相同的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动,直到看上去跟蜡烛A的像完全重合,此时在白纸上记下蜡烛A和蜡烛B的位置。移动点燃的蜡烛,多做几次实验。
(1)实验过程中蜡烛B___________(选填“需要”或“不需要”)点燃。
(2)若蜡烛B跟前面蜡烛A的像完全重合,则说明像与物大小___________。
(3)当蜡烛A远离玻璃板时,像会___________(选填“靠近”或“远离”)玻璃板,像的大小___________(选填“变小”“不变”或“变大”)。
(4)将光屏竖立在蜡烛A的像的位置(与玻璃板平行),光屏上无法呈现蜡烛A的像,这说明平面镜所成的像是___________(选填“虚”或“实”)像。
(5)实验中应选择___________(选填“厚”或“薄”)玻璃板,在___________(选填“较亮”或“较暗”)的环境中进行。
【和虚像】
34.如图所示,视力表在镜中的像与被测者相距________m,视力表在镜中的像为________像(“虚”、“实”)
35.周末,小滨和妈妈一起去商场买新衣服。小滨试穿好衣服后,为了看清楚衣领的细节,他以0.2m/s速度匀速靠近镜子,此时镜中的像相对于他的速度为____________m/s,在此过程中,像的大小将____________(选填“变大”“变小”或“不变”),此像____________(选填“能”或“不能”)成在光屏上;
36.“探究平面镜成像规律”的实验中,用镀膜玻璃板代替平面镜。
(1)将铅笔放在玻璃板一侧,观察到铅笔的像如图甲所示,由此判断镀膜在玻璃板的________(选填“左”或“右”)面。
(2)如图乙所示,将点燃的蜡烛A置于玻璃板前,应该在________(选填“a”、“b”或“c”)处观察蜡烛A的像,然后将另一支完全相同的蜡烛B放在玻璃板后并移动,发现它在某一位置时与A的像完全重合,由此初步得出:平面镜所成的像与物体大小________。
(3)多次改变A的位置,重复上述实验。在探究像到镜面距离与物到镜面距离的关系时,下列测量方法中,正确的是________(选填“方法1”、“方法2”或“方法3”)。
(4)为验证平面镜所成像的虚实,用白纸板代替蜡烛B,在图丙中________(选填“①”或“②”)处观察白纸板,白纸板上没有蜡烛的像,说明平面镜成的是________像。
【题型13 凸面镜和凹面镜的应用】
37.(多选)如图甲所示,轿车司机从右后视镜中观察到同向驶来一辆越野车,下一时刻越野车在后视镜中的位置如图乙所示,设两车均匀速向前行驶,下列说法正确的是( )
A.后视镜中的像是光的反射形成的 B.后视镜成的像是实像
C.后视镜成的像在变大 D.后视镜中的越野车亮右侧转向灯说明车在准备左转
38.针对电动自行车的后视镜,下列说法中正确的是( )
A.相当于凸面镜
B.它对光有会聚的作用
C.你在这块镜中看到后面同样骑车同学的眼睛,那么这位同学不一定会通过这面镜子看到你的眼睛
D.后视镜的反射面不是平的,光在上面的反射不遵守光的反射定律
39.关于光的反射,下列说法中正确的是( )
A.入射光线与平面镜的夹角为15°时,反射角也为15°
B.公路拐弯区使用了凹面镜来扩大视野,避免交通事故
C.入射光线靠近法线的过程中,反射光线也靠近法线
D.电影幕布选用粗糙布料,目的是让光发生镜面反射
【题型14 光的折射条件】
40.(多选)下列关于光的折射的说法中,正确的是( )
A.光从一种介质进入另一种介质时,传播方向一定会发生偏折
B.光垂直入射到两种介质分界面时,传播方向不变,不属于光的折射现象
C.折射角是折射光线与介质分界面的夹角
D.光在密度不均匀的大气中传播时,也会发生光的折射现象
41.(多选)(双选)下列关于声和光的说法,正确的是( )
A.声和光都能传递信息和能量
B.超声波和次声波都可以在真空中传播
C.光的反射和折射都遵循光的传播规律
D.镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律
42.在观察光的折射现象的实验中,小华和小明发现不同液体的“透光度”是不同的,于是他们决定深入探究光透过液体后的光照强度与哪些因素有关?为此小华提出如下猜想:
猜想1:与光在液体中通过的路程有关;
猜想2:与光折射出液体时的角度有关;
液面深度/mm
1
2
3
4
5
5.5
6
光照强度/lx
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.3
0.2
(1)为了探究猜想1,如图甲所示,小华将光照强度恒定的入射光束垂直于液面入射,逐渐向透明的薄壁容器(底部厚度忽略不计)中倒入更多液体,测量光透过液体后的光照强度,测得数据如下表所示。分析实验数据,可得出结论:其他条件相同时,______________;
(2)为了探究猜想2,小华仍用图甲容器将光照强度恒定的入射光多次改变入射角斜射穿过相同深度的液体,发现入射角不同时光透过液体后的光照强度也不同,由此他认为猜想2正确。请你分析:
①小明发现小华的探究过程中存在的不足是:______________________;
②小明经过思考后认为:只要把图甲中的容器替换成下图中的________(A/B/C/D)容器就可以弥补小华探究过程中存在的不足;
A.半球形 B.三棱镜 C.椭球形 D.正方体
(3)结合生活实际进行猜想,光透过液体后的光照强度还可能与哪些因素有关?请你提出一个可探究性的问题__________________________。
【题型15 海市蜃楼】
43.有些俗语、诗词或成语不但蕴涵着深刻的人文哲理还蕴涵着一定的物理原理。请任选下面成语中的两个成语并分别写出蕴涵着的两个不同的物理原理。“掩耳盗铃、海市蜃楼、刻舟求剑、一叶障目、镜花水月、震耳欲聋。”
44.五一假期,钓鱼爱好者小刘透过平静的水面观察水中的游鱼,发现鱼的位置比实际位置偏浅。下列光学现象与此原理相同的是( )
A.波光粼粼的湖面 B.日晷的影长计时
C.激光准直挖掘隧道 D.海市蜃楼的形成
45.西安市临潼区华清池景区内,游客看到池底的花纹比实际浅(池内有水),下列四幅图中与该现象对应的光学原理相同的是( )
A.墙上的手影 B.拱桥倒影
C.海市蜃楼 D.反光镜
【题型16 水底光斑的变化】
46.如图所示,一支固定好的激光笔向空水槽底部固定点O打出一束激光。向水槽内加水使水面上升至A点,此时水槽底部的光斑落在O点的________(选填“左”或“右”)侧,这是因为发生了光的________现象。打开水槽底部水龙头缓慢放水的过程中,折射角大小________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
47.如图所示,在烧杯正中心上方固定一手电筒光源,光线向下投射到空烧杯底部形成一个圆形光斑(图中虚线所示),现在往烧杯中注水,随着烧杯内液面高度的增加,下列关于圆形光斑的面积变化情况描述正确的是( )
A.不变 B.变小
C.变大 D.先变小后变大
48.晚上,小明将一束激光从桌面上方斜射向盛有水的碗底,在碗底形成一个亮斑,若向碗中缓慢加水(水未溢出),则碗底的亮斑会( )
A.与入射点移动的方向相同 B.与入射点移动的方向相反
C.保持不动 D.无法确定
【题型17 光的色散原理及现象】
49.下列有关光现象的说法正确的是( )
A.光的色散就是将白光分解成红、绿、蓝三种色光的现象
B.巨大玻璃幕墙造成的光污染是由光的镜面反射形成的
C.电视机的遥控器是利用紫外线工作的
D.红色的牡丹花看上去呈红色,这是由于它吸收红光,反射其它色光引起的
50.渔舟唱晚,夕阳西下,天际间出现了红色的“火烧云”。下列说法错误的是( )
A.云被“染”成红色,说明太阳可以发出红光
B.能够看到阳光,说明光可以在空气中传播
C.看不到船的倒影,说明光在水面没有发生反射
D.云是由水滴或冰晶组成的,它们不是对各种波长的光均能反射
51.雷雨天,我们总是先看到闪电后听到雷声,这是因为________,闪电________(选填“是”或“不是”)光源;雨后的天空,常常会出现彩虹,这属于光的________现象。
【题型18 色光的三原色】
52.月满运河,荷美金湖,2025年淮安市中秋晚会在金湖举办。地方原创歌曲《天下运河》精彩上演,将淮安的运河文化和人文风光呈现到了观众面前。表演中蕴含着丰富的声学、光学知识,下列说法中正确的是( )
A.观众能区分歌曲《天下运河》伴奏的各种乐器,主要是因为它们的音调不同
B.演出现场五颜六色的灯光,是由红、黄、蓝三种色光混合而成的
C.越秀桥与画舫船在里运河中形成的倒影,是光的反射现象
D.游船上的观众能同时看到烟花和听到响声,说明光和声在空气中的传播速度相同
53.我国唐朝的张志和在《玄真子》中记载了著名的“人工虹”实验:“背日喷乎水,成虹霓之状”,这是光的________现象,根据此实验现象可知,太阳光是由________而成的,进一步的研究表明,将红、________、蓝三种色光按照不同比例混合,能产生任何一种其他颜色的光。
54.(多选)如图所示,一束太阳光投射到玻璃三棱镜上,在棱镜后侧白屏上可以观察到不同颜色的光,三棱镜与白屏之间的两条光线是能看到的光的边沿,在屏上标出了三个区域①、②、③,下列说法正确的是( )
A.这是光的色散现象,最早通过实验研究该现象的物理学家是牛顿
B.该实验表明不同颜色的光以相同入射角从空气斜射入玻璃时,折射角大小不同
C.进一步的研究表明,将红、绿、蓝三种色光按不同比例混合,能产生任何一种其他颜色的光
D.三棱镜和白屏之间可见光的最下面是紫色光
【题型19 颜色的三原色】
55.生活处处有物理,留心观察皆学问。下列关于生活中光现象的解释,正确的是( )
A.周末在家晒被褥可以杀菌,主要是利用了阳光中的红外线
B.暴雨过后,小明在公园看到了美丽的彩虹,这是光的色散现象
C.医院病房里紫外线灯发出的淡紫色光,就是我们要利用的紫外线
D.美术课上画水彩画时,老师说的颜料三原色是红、黄、蓝,也就是光的三原色
56.如图是一款5G测温巡逻机器人,在抗击疫情中,提高了防疫效率,成为“新晋网红”。下列关于该机器人说法中正确的是( )
A.机器人在地面的影子,是光的折射形成的
B.行人能看到机器人是由于阳光在它表面发生了镜面反射
C.测温仪远距测温时,是通过接收人体辐射的红外线实现的
D.阳光是由红绿蓝三种颜色的光混合而成的
57.阅读材料,回答问题.
台风与气溶胶
台风“苏拉”于2023年9月2日凌晨登陆广东省珠海市南部沿海,登陆时中心附近最大风速为45m/s。“苏拉”的等级之强,一定程度上与气溶胶有关。
气溶胶通常是指悬浮在气体介质中的固态和液态颗粒物,粒子直径在1nm~10μm之间,如图1所示。其中一种硫酸盐气溶胶对太阳辐射有强散射作用,导致地球大气系统接收到的太阳辐射减少,使得地表和低层大气冷却,从而导致气候变化。
自工业革命以来,人为排放的气溶胶激增,它会通过影响大气辐射、降水等过程,使得地球大气系统的辐射收支发生改变,最终影响气候。化石能源的燃烧,会向大气中释放大量的气溶胶,进一步对气候产生重要影响。
(1)在太阳辐射的作用下,海水不断变成水蒸气,这是________(填物态变化名称)现象,需要______(选填“吸收”或“放出”)热量;若忽略其他因素,当硫酸盐气溶胶增多时,该物态变化过程将_________(选填“变快”或“变慢”);
(2)某高速公路最大限速120km/h______(选填“大于”或“小于”)台风“苏拉”登陆时中心附近最大风速45m/s;
(3)如图2所示是在手机屏幕上看到的台风“苏拉”星云彩图,这些彩色画面是由______三种色光合成的;
(4)通过灵敏声学仪器可接收到台风产生的次声波,从而确定它发生的方位和强度,这说明声能传递________, 生活中还有其他例子也能说明这一点,请列举一个:__________。
【题型20 认识光谱】
58.阅读材料完成下列小题;
太阳光的颜色之谜
人们一直认为白色是最单纯的颜色,直到1666年,英国物理学家牛顿用三棱镜分解了太阳光,这才揭开了光的颜色之谜。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,如图所示,这种现象叫光的色散。发生色散现象的原因是三棱镜对不同颜色光的偏折程度不同,对紫光的偏折程度最大,对红光的偏折程度最小。科学家们进一步研究发现,光本质上是一种波,不同颜色的光对应不同的波长。可见光中红光波长最长,紫光波长最短。
光在空气中传播时,会遇到大气分子、水蒸气以及尘埃等障碍物,障碍物会将光的一部分能量散射出去,而另一部分能量穿过障碍物继续向前传播。被散射出去的能量比例与光的波长有关,波长越短,被散射出去的能量越多,穿过的能量越少,越难传到远的地方。
(1)发生色散现象的原因是________,其中对________光的偏折程度最大。
(2)大雾天气行车,当能见度小于50m时,驾驶员需开启雾灯、近光灯、示廓灯、前后位灯及危险报警闪光灯,并降低车速,保持安全距离。雾灯和危险报警闪光灯通常采用________(选填“红色”或“紫色”)光源,原因是________。
59.如图所示,在深盘中盛一些水,盘边斜放一个平面镜,使平面镜的下部浸入水中,让一束阳光照射在水下的平面镜上,并反射到白纸上,可在白纸上看到七彩光带。下列有关说法正确的是( )
A.该现象与彩虹的形成原理不同
B.七彩光带之外再无其他光
C.七彩光带说明了白光是由各种色光混合而成的
D.光在水中和空气中的传播速度相同
60.小雨同学对光现象部分知识归纳总结如下:
(1)一束太阳光通过三棱镜后,被分解成多种颜色的光,在白色光屏上形成一条彩色光带,如图甲所示,这个现象叫光的___________,该现象说明了太阳光是___________(选填“单色光”或“复色光”);
(2)如图乙所示,将红、绿、___________三种色光以相同比例照在白纸上,中间相互重叠区域会出现白色;
(3)如图丙所示,用一束激光照射气球表面,气球被“射”破,这说明光具有___________。
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