第二章 光现象 热点题型专练(计算题30道)2026-2027学年八年级物理上册苏科版
2026-08-23
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摘要:
**基本信息**
聚焦光现象核心考点,通过30道计算题构建平面镜成像、光速计算、光的反射规律的应用体系,强化物理观念与科学推理能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|平面镜成像|10题(如1、3、25)|像距计算、动态移动、视力表应用|从成像特点(等大/等距)到生活场景应用,构建物像对称模型|
|光速计算|11题(如4、7、21)|距离/时间计算、回声/激光测距|基于光速公式,结合雷电、地月距离等实际情境,培养科学推理|
|光的反射|7题(如8、14、30)|反射角计算、光路作图、镜面旋转|以反射定律为核心,关联角度动态变化与光路可逆性|
|综合应用|2题(如10、17)|多镜成像、照亮区域分析|整合成像规律与几何知识,提升模型建构能力|
内容正文:
第二章 光现象(计算题30道)
1.根据视力检测标准,受测人需要与“E”型视力检测表相隔一定的距离才能进行检测,因受场地限制,医生用如图所示的方法为王红同学检查视力,“E”型视力表与平面镜相距,王红观看的是平面镜中“E”型视力表的像。则:
(1)王红距离视力表的像有多远?
(2)如果王红站起来以的速度朝平面镜的方向走了2秒后,她现在距离“E”型视力表的像是多远?
2.一个身高为的人站在竖直放置的平面镜处。求:
(1)像与平面镜的距离是多少m;
(2)如果此人以1m/s的速度靠近镜面,则1.5s后人和像的距离为多少?像高为多少?
3.如图所示,测量视力时,利用平面镜成像特点可以节省空间,小安同学身高170cm,站在竖直放置的平面镜前,背对视力表,视力表和平面镜之间的距离为3m。求:
(1)小安在镜中像的高度为多少?
(2)检查视力时,眼睛与视力表的像的距离为多少?
(3)若小安向平面镜远离0.5m,则他与镜中人的像之间的距离是多少?
4.打雷和闪电是同时发生的。小明测出从观察到闪电至听到雷声的时间为12s,已知声音在空气中的传播速度约为340m/s,光在空气中和真空中的传播速度均为m/s
(1)百米赛跑中的终点计时员看见发令枪冒烟开始计时还是听见发令枪声开始计时更准确?
(2)求发生闪电处到小明所在位置的直线距离;(不计光传播所需的时间)。
(3)利用激光束可以测量月球和地球间的距离,科学家在地球上向月球发射激光束并接收到反射回的激光共用时为2.56s,求月球和地球间的距离。
5.太阳是人类能源的宝库,太阳光传到地球的时间约500秒。月球是地球的天然卫星,月球到地球的距离是38万千米。已知光的传播速度为米⁄秒。则:
(1)太阳到地球的距离大约是多少千米?
(2)光从月球传到地球的时间约为多少秒(保留2位小数)?
(3)夜晚我们可以从水池中看到月亮的像,如果池水深5m,则月球与它在水中的像的距离是多少?
6.光速的测定在光学的发展史上具有非常特殊而重要的意义。它不仅推动了光学实验的发展,也打破了光速无限的传统观念,引发了一场物理革命,爱因斯坦提出了相对论。
如图所示是迈克尔逊用转动八面镜法测光速的实验示意图,图中P可旋转的八面镜,S为发光点,T是望远镜,平面镜O与凹面镜B构成了反射系统。八面镜距反射系统的距离为AB=L(L可长达几十千米),且远大于OB以及S和T到八面镜的距离。现使八面镜转动起来,并缓慢增大其转速,当每秒转动次数达到n0时,恰能在望远镜中第一次看见发光点S,由此迈克尔逊测出光速c,请写出测量光速的表达式。
7.某次在高空发生闪电打雷,若声音在空气中的传播速度是340m/s(不计光的传播时间),小明看到闪电隔4s后听到雷声,。求:
(1)打雷的位置离小明的距离;
(2)若有一辆汽车以72km/h的速度行驶,它跑完这段路程所需时间;
(3)地球到月球的距离约为,一束光从地球到月球再返回地球所需的时间。
8.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。
9.声音在海水中的传播速度为1500m/s,为了开辟新航道,探测船的船底装有回声探测仪器,探测水下有无暗礁,如图所示(示意图仅供参考),探测船停在海面某处,发出的声波信号经2s被探测仪接收到。
(1)求障碍物到探测船的距离;
(2)如果改为发射激光信号,求信号传至障碍物所需要的时间。已知激光在海水中的速度的为2×108m/s。(不考虑激光在传输过程中的损耗)
10.仪容镜,又称仪表镜,是一种用于公共场所的大镜子,旨在供往来人整理仪容。中国内地这样的仪容镜多见于政府机关、学校和工厂等地。在学校里,仪表镜扮演着重要的角色,它可以帮助学生养成良好的卫生习惯。通过定期检查自己的仪容仪表,学生可以及时发现并纠正不良的习惯,如不整洁的头发、脏污的衣服等。如图所示,甲、乙、丙三位同学此时正站在宽度为2.25米的仪容镜前,甲同学正对着镜子的右边缘。三位同学站立的地面铺有正方形地砖。
(1)哪位同学能够在镜子中同时看到其他二人?请分别在图1、2上准确画出他看见其他二人的光路图;
(2)如图所示,保持三位同学的位置不变,沿水平方向移动仪容镜,使得三位同学能够互相看到对方。请问应该向左或者向右至少平移多少距离,能够使得三位同学能够刚好看见彼此?
11.激光的亮度高、方向性好,利用激光束测量月球和地球间的距离是目前最为精确的方法。1969年7月,阿波罗11号的宇航员第一次登上了月球,在上边放置了一台角反射器。角反射器其实就是两个相互垂直的平面镜,如图所示。角反射器刚放好,各国立即向它发射激光。宇航员还没有离开月球,科学家就捕获到了反射光。已知:光速
(1)请在图上画出所给入射光线经过两个平面镜的反射光线
(2)若从发射激光开始到接收到反射回来的激光共用时t=2.56s,求月球和地球间的距离s。(两平面镜间的反射所需时间忽略不计)
12.用激光器向一个星球发射激光信号,8s后接收到从该球返回的信号,光速。问:
(1)该星球距离地球有多少千米?
(2)如果一辆赛车以600km/h的速度不停地跑,需要经过多少小时才能跑完这段路程?
13.小明在学习了“光和眼睛”这一章后,对光现象产生了浓厚的兴趣,请回答以下问题:
(1)身高1.7m的小明站在平面镜前,距镜面1.2m。他的眼睛距头顶30cm,求小明眼睛在镜中的像距地面多高?像距小明本人多远?
(2)如图,古代的“针孔摄像机”利用小孔成像原理工作。当一物体距小孔10cm,像距小孔20cm。若物体高度为5cm,求像的高度是多少?
14.如图所示的光路图中,是镜面,AO为入射光线,已知。
(1)此时反射角等于多少度?同时需要在图上标注出入射角和反射角。
(2)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?
(3)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?
15.如图所示,光线AO和水平面夹角为30°,反射光线和折射光线夹角为90°。求:
(1)反射角和折射角分别是多少度?
(2)若AO逆时针转动时,简要分析OB和OC沿什么方向转动,并说明原因。
16.雷雨天远处出现一道闪电时,小黄立即看手表,经过3s的时间,听到远方传来的雷声。
(1)为什么总是先看到闪电,再听到雷声?
(2)闪电处离小黄大约有多少米?(设声音的传播速度是340 m/s)
17.如图所示,在竖直平面xOy内,发光点位于P(0,4)位置处,平面镜竖直悬挂放置,其两端分别位于M(3,1)、N(3,0)位置处(图中长度单位为:m)。
(1)画出发光点P发出的光线PM和PN经过平面镜反射到达y轴(不超出y轴)的反射光路MA和NB;
(2)求出反射光照亮区域MNBA的面积。
18.如图所示,在天花板上用弹簧悬挂一个小球,让小球做幅度不变的上下振动,点和点分别是振动中的最高点和最低点。在点放置一个平面镜,是的中垂线,设,眼睛沿着观察平面镜中的像。
(1)当小球以6次的频率振动时,为了看到一个始终在延长线上的像,平面镜应该如何运动?
(2)小球的像在上前后移动的最大距离为多少?
19.如图太阳光下,旗杆的影长6m,在一旁身高1.6m的人,影长1.2m。则旗杆有多高?
20.南北向摆放着一面足够高的平面镜A,宽度为1m。甲同学戴着头灯面对A镜站立,乙同学站在甲同学南方4m处,向着甲同学以1m/s的速度匀速靠近,对以下问题进行探究:
(1)乙同学从A镜中看到甲同学所戴头灯的时间;
(2)若房间内还有个东西向摆放的宽度也为1m的B镜,其位置如图所示。则乙同学再重复刚才的匀速直线运动,请画出她从A中看到头灯的观察范围的光路图。
21.激光的亮度高、方向性好,利用激光束测量月球和地球间的距离是目前较为精确的方法。为了精确测量月球与地球的距离,人们在月球上放置了一台角反射器(角反射器其实就是两个相互垂直的平面镜),从地球上向它发射一束激光AO₁,如图所示。(光速),
(1)画出两次反射的光路图(保留作图痕迹);
(2)若从发射激光开始到接收到反射回来的激光共用时,求月球与地球间的距离;
(3)若激光束AO₁的入射角为60°,求第二次反射的反射角大小。
22.根据视力检测标准,受测人需要与视力检测表相隔一定的距离,因受场地限制,为节约空间,医生用如图所示的方法为小丽检测视力。视力表与平面镜相距2.5m。则:
(1)小丽距离平面中视力表的像的距离是多少?
(2)如果小丽站起来朝平面镜的方向走了一段距离,她现在与视力表的像的距离是3m,则小丽走了多少m?
23.光学知识在日常生活中的应用十分广泛,给人们的衣食住行提供了便利。如图是由两个相互垂直的平面镜组成的自行车的角反射器,任何方向的一束光线射到其中一块平面镜上,经两次反射后,光线恰好按照原来的方向返回,以提醒司机前方有人。
(1)当一束光与平面镜M成50°角入射时,则光路在平面镜N处反射时的入射角是多少?
(2)如果保持入射光线AB的方向不变,将平面镜绕入射点顺时针旋转10°,则最后射出的光线CD转过的角度是多大?
24.11月中旬,铁路中学秋季运动会火热开幕。小铁同学既是参赛选手又是热情观众,从跳高赛场到跳远沙坑,从发令枪响到赛后休息,身边处处藏着奇妙的物理知识,让我们跟着他的脚步探寻一番。
(1)运动会首项是跳高比赛,小铁挤在人群中观看。裁判用刻度尺仔细测量运动员的跳高水平,刻度尺分度值为1cm,当读到1.56m的结果时,其中准确值是______m;
(2)100米决赛即将开始,小铁坐在看台上紧张等待。随着裁判扣动发令枪扳机,枪内火药爆炸后产生高温高压气体,这些气体急剧膨胀并冲击周围的空气,使空气发生剧烈______进而产生了我们听到的枪声;奇妙的是,小铁先看到枪口冒出的白烟,过了一小会儿才听到枪声;
(3)他用卷尺测出自己所在位置到发令枪的距离是170米(已知,,则声音从发令枪传播到小铁耳朵需要的时间是______s,光传播相同距离所需时间约为______s(结果用科学记数法表示,保留一位小数),这一现象说明,在同种介质中光的传播速度远大于声的传播速度;
(4)在100米比赛中,终点计时员的正确操作是看到发令枪冒烟后立即计时。但某计时员因疏忽,听到枪声后才开始计时,测量某运动员的成绩为11.8s(已知)。则该运动员的真实成绩应为______s(结果保留两位小数),测量值比真实值______(选填“偏大”或“偏小”);
(5)运动会结束后,小铁背着书包路过教学楼走廊。走廊墙上的全身镜映出他的身影,他无意间看到镜中校服上校徽的像,请在图中作出镜子中校徽像的位置,并画出从S发出经全身镜反射后进入小铁眼睛P点的入射光线和反射光线;
(6)回到教室,小铁发现阳光透过窗户洒在墙上的奖状上,奖状表面看起来柔和不刺眼,这是因为光在奖状表面发生了______(选填“镜面”或“漫”)反射现象;若阳光垂直照射在平整的奖状表面,反射光线与入射光线的夹角为______°。
25.根据视力检测标准,受测人需要与“E”型视力检测表相隔一定的距离才能进行检测,因受场地限制,医生用如图所示的方法为王红同学检查视力,“E”型视力表与平面镜相距2.5m,王红观看的是平面镜中“E”型视力表的像。则:
(1)王红距离视力表的像有多远?
(2)如果王红站起来以0.6m/s的速度朝平面镜的方向走了3秒后,她现在距离“E”型视力表的像是多远?
26.在南昌五中实验学校的秋季运动会上,小刚成为了一名百米赛跑的终点计时员,他听到枪响后才开始计时,测出了小明的成绩为11.41s,当天声音在空气中传播的速度取340m/s。求:
(1)发令后,经过多少时间小刚才听到枪声?(保留两位小数)
(2)小明同学的实际成绩。
27.如图所示是声音在空气中传播时,速度和温度的关系图像,某同学在室外0℃的环境下,看到远处的烟花爆炸,3s后才听到声音。求:
(1)看到烟花爆炸,3s后才听到声音原因是什么?
(2)烟花距离该同学的距离是多少?
28.学校医务室对青少年儿童经常进行视力监测,是为了预防他们近视工作的重要一环。如图所示是小敏在医务室检查视力时的情境,她背对视力表、面朝平面镜而坐。
(1)当小敏向平面镜移动0.4m时,她与平面镜中“视力表”的距离缩小了多少?
(2)为了满足测试者与视力表保持5m的距离这一要求,可以在如图所示的状态下仅将平面镜向右移动多远?
29.如图测量视力时,利用平面镜成像特点可以节省空间,小明同学身高165cm,站在竖直放置的平面镜前2m面对镜子,背对视力表,视力表距离小明1m。求:
(1)此人自己的像高度是多少?
(2)此人看到视力表的像离他的距离是多少?
(3)若小明向平面镜走近0.5m,则他与镜中人的像之间的距离是多少?
30.如图所示,平面镜PM和PN夹角为60°,光源发出的一条光线平行于PM镜射到PN镜上的A点,再经PM镜反射,此时SA=1.2m,AP=0.6m,要使最后的反射光照到光源S,请根据光的反射规律推算:应将S沿入射光方向移动多少m?
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.(1)4.6m
(2)3m
【详解】(1)平面镜成的像,像和物体到镜面距离相等,王红到视力表的像的距离为
2.5m+2.5m-0.4m=4.6m
(2)王红行走的距离为
像的位置不变,她现在到“E”型视力表的像的距离为
4.6m-1.6m=3m
2.(1)4;(2)5m, 1.65m
【详解】解:(1)由于像与物到平面镜的距离相等,人离镜,则像与平面镜的距离是。
(2)人以的速度靠近平面镜,根据可得,后人走的路程为
则现在人离镜为
像与镜的距离也为,所以人和像的距离为
平面镜成像时,像和物体的大小相等,所以,他的像高为。
答:(1)像与平面镜的距离是;
(2)如果此人以的速度靠近镜面,则后人和像的距离为,像高为。
3.(1)170cm
(2)5m
(3)5m
【详解】(1)根据平面镜成像的特点,像与物的大小相等。小安同学的身高为170cm,所以他在镜中的像的高度也为170cm。
(2)根据平面镜成像的特点,像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离。设视力表到平面镜的距离为,则
视力表在平面镜中所成的像到平面镜的距离
由图可知,小安到平面镜的距离。检查视力时,眼睛与视力表的像的距离s等于人到平面镜的距离与视力表的像到平面镜的距离之和
(3)根据平面镜成像的特点,像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离。小安原来的位置到平面镜的距离为2m,当他向平面镜远离0.5m后,他到平面镜的距离
此时,他的像到平面镜的距离
他与镜中人的像之间的距离
4.(1)看见发令枪冒烟开始计时更准确,因为光速远大于声速
(2)4080m
(3)
【详解】(1)在百米赛跑中,终点计时员应选择看见发令枪冒烟开始计时更准确。原因在于光在空气中的传播速度()远大于声音在空气中的传播速度(约 )。根据速度公式 ,当路程(发令处到终点的距离)相同时,速度越大,传播时间越短。光信号传播时间可忽略不计,而声音传播会造成显著延迟(如百米距离延迟约 ),导致计时误差。因此,看见冒烟计时更准确。
(2)发生闪电处到小明所在位置的直线距离
(3)激光从地球到月球所用的时间
月球和地球间的距离
5.(1)
(2)1.27s
(3)76万千米
【详解】(1)光速为,传播时间为,则太阳到地球的距离
(2)月球到地球的距离为
则光从月球传到地球的时间
(3)水池水面相当于平面镜,月球在水中的像为虚像。根据平面镜成像原理,物与像关于镜面对称,物距(月球到水面的距离)等于像距(像到水面的距离)。月球到水面的距离近似等于月球到地球的距离。因此,月球与像的距离为物距的2倍,即
6.
【详解】解:由第一次看见发光点可知,光传播的距离所用的时间等于八面镜转过转所用的时间,即
可得光速为
答:光速表达式为。
7.(1)1360m
(2)68s
(3)2.56s
【详解】(1)雷声传播的距离即打雷的位置离小明的距离,由可得,打雷的位置离小明的距离
(2)汽车的速度
由可得,车跑完这段路程所需时间
(3) 光往返的总路程为
光从地球到月球再返回地球所需的时间
8.(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
9.(1)1500m;(2)
【详解】解:(1)信号传播到障碍物的时间为
由速度计算公式可得障碍物到探测船的距离为
(2)由速度计算公式可得激光信号传至障碍物所需要的时间为
答:(1)障碍物与探测船间的距离为1500m;
(2)激光信号传至障碍物所需要的时间为。
10.(1)乙同学,;(2)0.75m
【详解】解:(1)由平面镜成像规律可知,物与像到平面镜的距离相等,过平面镜作甲的像,连接像点与乙,与平面镜交于点C。三角形ABC与三角形AEF相似,则EF与BC的比值等于AB与AF的比值,由图可知,AB等于BF等于6块砖的长度,则AF等于12块砖的长度,AB与AF的比值为,EF等于12块砖的长度,所以BC等于6块砖的长度,如图所示
同理,FG等于2块砖的长度,FM等于8块砖的长度,EM等于16块砖的长度,所以GH等于4块砖的长度,如图所示
(2)由(1)可知,FM的距离是HG的四倍,甲和丙水平方向距离为4块砖的距离,则要让甲看到丙,平面镜因距离丙一块砖的距离,所以应将平面镜向右移3块砖的距离,每块砖的长度
所以向右移动0.75m。
答:(1)乙同学能够在镜子中同时看到其他二人,光路图如图所示
(2)向右移动0.75m。
11.(1)
(2)3.84×105km
【详解】(1)过入射点作垂直于反射面的法线,根据反射角等于入射角画出反射光线;然后过第二次的入射点作法线,仍然根据反射角等于入射角画出反射光线的方向,注意二次反射光线与原来的入射光线平行,如图所示:
(2)由题意可得,激光从地球到月球所用的时间
月球和地球间的距离
s=vt=3×108m/s×1.28s=3.84×108m=3.84×105km
12.(1)
(2)2000h
【详解】(1)激光往返总时间为8s,单程传播时间为总时间的一半,单程时间
由得,星球到地球的距离
(2)由得,赛车行驶时间
13.(1)1.4m,2.4m
(2)10cm
【详解】(1)小明身高1.7m,眼睛距头顶,因此眼睛距地面高度为
由于像与物等大且对称,眼睛的像距地面高度也为1.4m。
小明距镜面1.2m,像距镜面也为1.2m,因此像距小明的距离为
(2)小孔成像的原理是光的直线传播,成的像与物体和光线构成相似三角形,可通过相似三角形的比例关系计算像的高度。设像的高度为h,根据相似三角形的性质
代入已知条件(物体高度5cm,物距10cm,像距20cm),则有
解得像的高度是。
14.(1)60,;(2)90°;(3)150°
【详解】解:(1)已知∠AOM=30°,则入射角
∠AON=90°-30°=60°
由于反射角等于入射角,所以反射角也是60°。入射角和反射角如图所示:
(2)若光线AO绕O点顺时针旋转15°,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°
(3)若镜面绕O点顺时针旋转15°,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°
答:(1)此时反射角等于60度,入射角和反射角如图所示
(2)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90°;
(3)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150°。
15.(1)
(2)当入射光线AO逆时针转动时,入射光线向法线靠近,因此入射角减小。根据光的反射定律,反射角等于入射角,所以反射角也随之减小。反射光线OB会向法线靠近,即沿顺时针方向转动。根据光的折射规律,当光从空气斜射入液体时,折射角随入射角的减小而减小。所以折射角也减小,折射光线OC会向法线靠近,即沿逆时针方向转动。
【详解】(1)由图可知,入射光线AO与水平面MM'的夹角为30°,法线与水平面垂直。因此,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60°,所以反射光线与界面的夹角为30°。因为反射光线和折射光线夹角为90°,所以折射光线与界面的夹角为
因此折射角为
(2)略。
16.(1)光在空气中的传播速度远大于声速
(2)1020m
【详解】【小题1】光在空气中的传播速度远大于声速,所以总是先看到闪电,再听到雷声。
【小题2】光在空气中的速度约为3×108m/s,发生雷电时闪电的传播时间极短,可以忽略不计,由可得,闪电处到小黄的距离
17.(1)
(2)
【详解】(1)过点M作平面镜MN的垂线,即为法线(虚线),根据光的反射定律,反射角等于入射角,可作出PM的反射光线MA。同理,过点N作平面镜MN的垂线,即为法线(虚线),可作出PN的反射光线NB,梯形ABNM是反射照亮区域,如图所示:
(2)反射照亮区域是一个梯形,根据光的反射定律可知,A、B点的坐标分别为和,故其下底AB为2m,上底为1m,高为3m,根据梯形面积公式得反射照亮区域的面积为
18.(1)见解析(2)0.134L
【详解】解:(1)为了看到一个始终在OO′延长线上的像,平面镜绕通过О'点垂直于纸面的轴作振动频率与小球相同的振动。
(2)已知
AB=AO'=BO'=L
则三角形ABO'为等边三角形,则振动过程中转过的最大角为
90°-60°=30°
由图可知
小球到达O点时,平面镜处于竖直平面内,此时小球的像在F点
当小球到达A或B两极位置时,像离О'最远,处于G点,这时
O'G=AО'=L
所以像在距O'点与之间移动
答:(1)为了看到一个始终在OO′延长线上的像,平面镜绕通过О'点垂直于纸面的轴作振动频率与小球相同的振动。
(2)小球的像在OO′上前后移动的最大距离为0.134L。
19.8m
【详解】根据题意可得设旗杆高为h。根据在同一时刻身高与影长成比例可得
解得h=8m
20.(1) 2s;(2)见解析
【详解】解:(1)平面镜所成的像与镜面是对称的,据此做出甲同学通过平面镜A所成的像,完成光路图,如下图所示:
根据相似三角形的知识知道,甲同学到的距离为1m,甲同学到的距离为3m,则
即乙同学从镜中看到甲同学时通过的路程为
由知道,乙同学从镜中看到甲同学的时间为
(2)根据平面镜成像的特点做出甲同学通过B所成的像;然后做出经过A所成的像,光路如下图:
答:(1)乙同学从A镜中看到甲同学所戴头灯的时间2s;
(2)图见解析。
21.(1);(2);(3)
【详解】解:(1)过入射点垂直于反射面作出法线,再根据反射角等于入射角作出反射光线,注意反射光线到达下面的反射面再次进行反射,同理可作出反射光线,而且最后的反射光线与原入射光线平行,如图
(2)由题意可得,激光从地球到月球所用的时间
月球与地球间的距离
(3)设第一次反射的入射角、反射角分别为,第二次反射的入射角、反射角分别为,如图
由题意知
根据光的反射定律可知,反射角,因为
所以,又因为两镜面垂直,所以
解得
因为,所以
根据光的反射定律可知
即第二次反射的反射角为。
答:(1)见解析;
(2)月球与地球间的距离为;
(3)第二次反射的反射角大小为30°。
22.(1)4.6 m;(2)1.6m
【详解】解:(1)如图所示,大括号所指示部分为所求距离:
视力表与镜距离为2.5m,视力表的像离镜距离也为2.5m,即视力表与它的像的距离为
2.5m+2.5m=5m
又由于小丽在视力表前0.4m,所以小丽离视力表的像的距离为
5m﹣0.4m=4.6m
即小丽离视力表的像距离为4.6m。
(2)由图可知,视力表距离平面镜2.5m,根据平面镜成像时,像与物体到镜面的距离相同可知,视力表的像距离平面镜2.5m;她现在与视力表的像的距离是3m,则小丽距离平面镜
3m﹣2.5m=0.5m
小丽移动的距离为
s=2.5﹣0.4m﹣0.5m=1.6m
答:(1)小丽距离视力表的像有4.6 m;
(2)小丽走了1.6m。
23.(1)50°
(2)0°
【详解】(1)入射光线AB与平面镜M的夹角为50°,根据光的反射规律,反射角等于入射角,所以反射光线BC与平面镜M的夹角也为50°,则
即第一次反射光线BC与平面镜N的夹角为40°,所以光路在平面镜N处反射时入射角为
(2)保持入射光线AB的方向不变,将平面镜绕入射点顺时针旋转10°,虽然入射角和反射角会发生变化,但平面镜M与平面镜N仍然垂直,所以经两次反射后,射出光线仍会按照原来的方向返回,即光线AB和光线CD仍然平行,最后射出的光线CD转过的角度是0°。
24.(1)
1.5
(2)
振动
(3)
0.5
5.7×10⁻⁷
(4)
12.09
偏小
(5)
(6)
漫
0
【详解】(1)在物理测量中,测量结果由准确值和一位估读值组成。刻度尺的分度值为1cm(即0.01m),读数结果为1.56m,该读数的最后一位数字“6”是估读值,它之前的“1.5”是准确值。因此,准确值为1.5m。
(2)声音是由物体的振动产生的。发令枪响时,枪内火药爆炸产生的高温高压气体迅速膨胀,冲击周围的空气,使空气发生剧烈的振动,从而产生声波,我们便听到了枪声。
(3)[1]声音传播所需的时间
[2]光的传播间
(4)[1][2]计时员听到枪声才计时,比看到白烟(光信号)计时要晚。晚的时间等于声音从起点传播到终点(100m)所需的时间。声音传播的时间为
运动员的真实成绩应为测量成绩加上延迟的时间t真实 = t测量 + t延迟 = 11.8s + 0.29s = 12.09s
因为计时开始得晚,所以测量的时间(11.8s)比真实的时间(12.09s)要短,即测量值比真实值偏小。
(5)根据平面镜成像的原理,像与眼睛在同一直线上,可以先作出S的对称点S',再连接PS',与平面镜的交点O为入射点,连接SO为入射光线,如图所示:
(6)[1]奖状的表面是粗糙不平的,当阳光照射到奖状表面时,会发生漫反射。漫反射使得反射光线射向四面八方,因此从不同角度看都比较柔和,不刺眼。
[2]当阳光垂直照射在平整的奖状表面时,入射光线与法线重合,入射角为0°。根据光的反射定律,反射角等于入射角,所以反射角也为0°。此时,反射光线沿着与入射光线相反的方向返回,因此反射光线与入射光线的夹角为0°。
25.(1)4.6m;(2)2.8m
【详解】解:(1)由图可知,视力表到平面镜的距离为,根据平面镜成像的特点可知,视力表的像到平面镜的距离为
则有王红到视力表的像的距离为
(2)王红以的速度前进所行走的距离为
则此时她到镜面的距离为
此时王红到视力表的像的距离为
答:(1)王红距离视力表的像有远;
(2)她现在距离“E”型视力表的像是远。
26.(1)0.29s;(2)11.7s
【详解】解:(1)由题意知,当天声音在空气中传播的速度340m/s,发令后小刚才听到枪声的时间为
(2)因为声音的传播速度比光小的多,因此应当看到烟开始计时,因此小明同学的实际成绩为
t实=11.41s+0.29s=11.7s
答:(1)发令后,经过0.29s小刚才听到枪声;
(2)小明同学的实际成绩为11.7s。
27.(1)因为在空气中光速比声速大得多
(2)990m
【详解】(1)在室外0℃的环境下,烟花爆炸时,光和声音是同时产生的。光在空气中的传播速度约为3×108m/s,而声音在空气中的传播速度约为330m/s,光速远大于声速。因此,人眼先接收到光信号(看到烟花),经过一段时间后,人耳才接收到声信号(听到声音),这就是看到烟花爆炸后才听到声音的原因。
(2)由于光的传播速度极大,光传播到人的眼睛的时间极短,可以忽略不计。根据题意可知,声音传播的时间为3s,由图像可知,当温度为0℃时,声音在空气中的传播速度为330m/s,则烟花距离该同学的距离
28.(1)0.4m
(2)0.25m
【详解】(1)根据平面镜成像的特点,像与物到平面镜的距离相等。则视力表的像到平面镜的距离等于视力表到平面镜的距离,即
当小敏向平面镜移动时,视力表的像的位置保持不变。因此,小敏与平面镜中“视力表”的像的距离缩小的量,就等于小敏向平面镜移动的距离,即。所以,她与平面镜中“视力表”的距离缩小了。
(2)由图可知,移动前:视力表到平面镜的距离,小敏到平面镜的距离
当平面镜向右移动距离后:视力表的像到平面镜的距离
小敏到平面镜的距离
根据题意,检查视力时,人眼与视力表的像的距离,人眼与视力表的像的距离L等于人到平面镜的距离与视力表的像到平面镜的距离之和,即
,所以,应将平面镜向右移动0.25m。
29.(1)165cm;(2)5m;(3)3m
【详解】解:(1)由平面镜成像的特点可知平面镜成等大的虚像,题中小明同学身高为h=165cm,故他在平面镜中的像高度为
(2)由题意可知,视力表到小明的距离为l1=1m,小明与平面镜的距离为l2=2m,则视力表到平面镜的距离是
根据平面镜成像特点,像与物到平面镜的距离相等可知,视力表的像到平面镜的距离也是l4=3m,则人看到视力表的像离他的距离是
(3)小明向平面镜走近l6=0.5m,此时小明到镜面的距离为
根据平面镜成像特点,像与物到平面镜的距离相等可知,此时人像与平面镜的距离是
则他与镜中的像之间的距离是
答:(1)此人自己的像高度是165cm。
(2)此人看到视力表的像离他的距离是5m。
(3)若小明向平面镜走近0.5m,则他与镜中人的像之间的距离是3m。
30.
0.6m
【详解】
根据题意作光路图如上图所示,其中SA为入射光线,AB为反射光线,BC为二次反射光线,交入射光线于点C,AE、BF为法线;
由题意可知,SA∥PM,所以入射光线SA与镜面PN的夹角等于两平面镜的夹角,即∠SAN = ∠MPN=60°
因为AE垂直于NP,所以
根据光的反射定律,则有
所以
又因为∠APB=60°,所以三角形ABP为等边三角形,则有AP=BP=AB=0.6m,∠ABP=60°
根据光的反射定律,同理可得∠CAB=∠ABC=∠ACB=60°
所以三角形ABC也为等边三角形,AB=BC=CA=0.6m
已知SA=1.2m,所以要使最后的反射光照到光源S,应将S沿入射光方向移动
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