专项01 光现象的辨析及光学四个规律的应用问题(重点难点训练)物理新教材沪科版八年级全一册
2026-09-02
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摘要:
**基本信息**
聚焦光现象辨析及直线传播、反射、平面镜成像、折射四大规律应用,以题载理构建从现象识别到规律应用的递进式训练,强化物理观念与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|光现象的辨析|10道(含2026河北、江西等中考题)|结合成语、诗句、生活场景考查现象分类|从光现象识别切入,建立直线传播、反射、折射的概念区分框架|
|光的直线传播规律的应用|6道|涉及影子、日食月食、小孔成像等实例分析|基于直线传播原理,推导解释光在同种均匀介质中的传播现象|
|光的反射定律的应用|6道|包含光路图分析、反射角计算、镜面转动问题|以反射定律为核心,关联镜面反射与漫反射的应用场景|
|平面镜成像特点的应用|7道|涵盖成像位置、距离计算、动态变化分析|通过成像规律(等大、等距、虚像)解决实际观察问题|
|光的折射规律的应用|8道|涉及光路图判断、折射现象解释(如池水变浅)|基于折射规律,分析光在不同介质中传播的路径变化及现象成因|
内容正文:
专项01 光现象的辨析及光学四个规律的应用问题
一、光现象的辨析(10道题)
二、光的直线传播规律的应用(6道题)
三、光的反射定律的应用(6道题)
四、平面镜成像特点的应用(7道题)
五、光的折射规律的应用(8道题)
一、光现象的辨析(10道题)
1. (2026河北)如图所示的光现象中与“立竿见影”描述的光现象形成原因相同的是( )
A. 湖中倒影 B. 波光粼粼 C. 手影成“鹿” D. 铅笔“折断”
2. (2026江西)某些成语和诗句蕴含着丰富的光学知识。下图中“影”或“像”由光的反射形成的
是( )
A. 海市蜃楼:空中“楼像” B. 水中捞月:水中“月影”
C. 潭清疑水浅:水底“石像” D. 立竿见影:地上“竿影”
3. (2026青海)下列现象与海市蜃楼的形成原理相同的是( )
A. 林中晨光 B. 水中月亮 C. 镜中转角 D. 碗中折筷
4.下列成语中所涉及的光现象,由光的反射形成的是( )
A.海市蜃楼 B.临川羡鱼 C.一叶障目 D.杯弓蛇影
5. (2026贵州)激光雷达是电动汽车自动驾驶技术所需的核心设备之一、雷达发射的激光遇到路障会返回,这是因为激光在路障表面发生了( )
A. 直线传播 B. 反射 C. 折射 D. 色散
6. (2026广东省)上游泳课时,老师告诉同学们,清澈见底的泳池,池水看起来比实际的浅。这是由于光发生了( )
A. 色散 B. 折射 C. 漫反射 D. 镜面反射
7. (2026黑龙江绥化)我们看到斜放入水中的筷子在水面处发生弯折。下列光现象中与其成因相同的
是( )
A. 透过树丛的光束 B. 激光引导掘进方向 C. 看到不发光的物体D. 瞄准鱼的下方叉鱼
8.下列光现象中,由于光的折射形成的是 ( )
A.海市蜃楼 B.凿壁偷光 C.坐井观天 D.天狗食日
9. (2026广西)“潭清疑水浅”中的“水浅”指水看起来比实际的浅,是因为潭底的像在潭底实际位置的________(选填“上”或“下”)方,这是一种由光的________而产生的现象。
10. (2026江苏苏州)在拙政园内的池塘边,游人在树荫下欣赏水中游鱼。树荫是由于光的________形成的,能看到水中的鱼是光的________现象。
二、光的直线传播规律的应用(6道题)
1. (2026安徽)对下列四幅图片中的光学现象解释正确的是( )
A. “拱桥倒影”是由光的折射形成的
B. “墙上手影”是由光的反射形成的
C. “演皮影戏”是利用了光的直线传播
D. “手机摄影”是利用光的直线传播成像
2. (2026广西)如图,运动员在跑步。运动员影子的形成是由于光的( )
A. 折射 B. 色散 C. 反射 D. 直线传播
3.如图是日食形成的光路图。关于日食的形成原因和图中能看到日全食的区域分别是( )
A.光的反射;a区 B.光的折射;b区
C.光的直线传播;a区 D.光的直线传播;c区
4.夏天正午时分,阳光明媚,小华在地面上铺一张白纸,将刻有边长为3cm的等边三角形孔的纸板正对着太阳,保持纸板与地面的距离为1m不变,用一张卡片覆盖在三角形孔上,遮住孔的一部分,如图所示,让太阳光透过小孔,移动卡片,使通光孔变小。刚开始时,白纸上光斑大小 ;当小孔足够小时,光斑形状是圆形的,继续移动卡片,减小通光孔的大小,白纸上光斑大小 ,光斑亮度 。
5.日食现象是自然界中的一种奇特的景观,从物理学的角度来说,日食属于光的 现象;如图所示,能描述日食形成原因的是 (填“甲”或“乙”)图。
6.如图所示,是太阳、地球和月球三者的位置示意图,发生月食时,是月球运动到 (选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”,下同)位置时,发生日食时,是月球运动到 位置时。光在真空中的传播速度为 m/s。
三、光的反射定律的应用(6道题)
1. 如图所示,一束光与镜面成30°角入射,以垂直纸面的直线为轴绕O点转动平面镜,使反射光线跟入射光线之间的夹角为80°,则镜面应( )
A.逆时针转动20° B.顺时针转动20°
C.逆时针转动30° D.顺时针转动30°
2.如图所示,是平行光照射到不同物体表面时发生反射的情况。下列说法正确的是( )
A.甲、乙均为镜面反射;
B.甲、乙均遵循光的反射定律;
C.乙为漫反射,不遵循光的反射定律;
D.甲图反射光路具有可逆性,乙图反射光路不可逆
3. 如图所示,某日午后太阳发出的一条光线AO,照射到一块平面镜上,反射光线沿水平方向OB射出,并在东侧的墙面形成一个光点P,光线AO与OB的夹角为120°。下列说法不正确的是( )
A.入射角为60°
B.反射光线与平面镜的夹角为60°
C.若平面镜绕O逆时针转过10°,反射角会减小10°
D.当太阳向西下落时,照射在墙壁上的光点P向下移动
4. 如图所示,一束光在平面镜上发生反射,反射光恰好照在光屏的A处,若入射光线保持不变,要让反射光照在光屏的B处,下列方法中可行的是( )
①只将光屏竖直向下移动一段距离 ②只将平面镜水平向右移动一段距离
③只将平面镜水平向下移动一段距离 ④平面镜绕入射点O顺时针转过一定角度(<90°)
⑤只将平面镜绕入射点O逆时针转过一定角度(<90°)
A.①④ B.②⑤ C.③④ D.①⑤
5. 如图甲所示,塔式太阳能电站把地面上多个平面镜反射的太阳光汇聚到塔顶,从而利用太阳能发电。如图乙所示,某塔式太阳能电站的一块平面镜在塔的东边,下午某时刻,从西向东的太阳光以与水平方向成70°角射向这块平面镜,反射光线与水平方向成30°角,则反射角的度数是_________,平面镜与水平方向的夹角度数是_________。
6. 雨过天晴,地面上会出现建筑物的影子,影子是由于_______形成的。通过地面上一层薄薄的积水还可以看到建筑物的像,如图所示,像的大小与建筑物的大小______。一些建筑物外部采用了玻璃幕墙作为装饰,强光照射到玻璃幕墙时会发生______反射,造成“光污染”。
四、平面镜成像特点的应用(7道题)
1. (2026黑龙江龙东)甘肃敦煌的熔岩塔式光热电站,使用了超过1.2万面镜子,精确无误地将太阳光聚焦到吸热塔顶端的吸热器。下列与该镜子聚光工作原理相同的是( )
A. 日晷计时 B. 桥的倒影 C. 海市蜃楼 D. 水中折笔
2. (2026武汉)京剧被列入我国第一批国家级非物质文化遗产名录。如图所示,京剧演员手上的点通过平面镜所成像的位置是( )
A. B. C. D.
3. 如图所示,检查视力的时候,由于空间限制视力表放在被测者头部的后上方,被测者识别墙上镜子 里的像,则视力表在镜中的像与被测者距离为( )
A.2.3m B.2.7m C.5.0m D.5.8m
4.冬冬同学站在平面镜前3m处,她看到镜中自己的像是由于光的 现象形成的,她的像到镜面的距离为 m;现将一块和镜面一般大的木板放在镜子后面1m处,如图所示,这时她 (填“仍能”或“不能”)在镜中看到自己的像.
5. (2024江苏扬州)如图所示,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_______。(本题后3空填变化情况)
6. 如图所示,检查视力时,视力表在镜中的像与被测者相距____m;将视力表远离平面镜,所成的像将_____(选填“变大”“变小”或“不变”)。若被测者看到“E”的像开口向上,则视力表上的该“E”开口向_____。
7. 如图所示,平静湖面的上空,一只鸟正冲向水中捕食小鱼。以鸟为参照物湖面是 (选填“运动”或“静止”)的;鸟在湖水中的像是光的 形成的,鸟在向下俯冲的过程中,像的大小 (选填“逐渐变大”“逐渐变小”或“不变”)。
五、光的折射规律的应用(8道题)
1. (2026江苏连云港)关于光的折射,下列光路图正确的是( )
A. B. C. D.
2. 一束单色光从空气斜射入水中的情境如图所示。下列说法正确的是( )
A.BO是入射光,OA是反射光 B.AO是入射光,OC是折射光
C.∠AOM与∠BON大小相等 D.光若沿CO入射,将沿OA和OB射出
3.如图所示,一束单色光从空气斜射到某液面上,与液面的夹角为30°,反射光线与折射光线的夹角为90°。下列说法正确的是( )
A.∠AOM是入射角,入射角为30° B.OC是折射光线,折射角为30°
C.∠M'OC是反射角,反射角为60° D.OB是反射光线,反射角为30°
4. (2026成都)在不透明的杯子底部放一枚硬币,把杯子移动到眼睛刚好看不到硬币的地方(如图)。保持眼睛和杯子的位置不变,请另一位同学缓慢地向杯里倒水,直到能看到硬币。此时,眼睛能看到硬币的原因是( )
A. 光在水面发生了反射 B. 硬币受到水的浮力作用
C. 光经过水面时发生了折射 D. 光从水中到空气中沿直线传播
5. (2026黑龙江齐齐哈尔)课堂上老师给同学们变了一个小魔术:起初茶碗看起来是空的,但是慢慢往碗内倒水时会发现碗中原来还藏着一枚硬币。下列光现象与此原理相同的是( )
A. 激光准直 B. 海市蜃楼
C. 角楼的倒影 D. 日食
6. 如图所示为光从空气射向玻璃时发生折射的光路图,由图可知,折射光线是________,界面的________侧是空气。
7.长江十年禁渔的政策实施以来,长江里的鱼儿越来越多。在一段清澈的江水中游来游去的鱼儿,看见岸上的“人”会比实际的人更________(填“高大”或“矮小”),这是因为光发生了_______现象。
8. (2026江苏苏州)虹是太阳光射入空中大量的小水珠后,经水珠内壁反射,再折射回空气中呈现出的一种光现象。如图为发生虹现象时,红光和紫光经球形水珠分离开的光路图(图中虚线为法线),α、β为出射光线与法线的夹角,则光线①为________光,α________β(>/=/<)。
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专项01 光现象的辨析及光学四个规律的应用问题
一、光现象的辨析(10道题)
二、光的直线传播规律的应用(6道题)
三、光的反射定律的应用(6道题)
四、平面镜成像特点的应用(7道题)
五、光的折射规律的应用(8道题)
一、光现象的辨析(10道题)
1. (2026河北)如图所示的光现象中与“立竿见影”描述的光现象形成原因相同的是( )
A. 湖中倒影 B. 波光粼粼 C. 手影成“鹿” D. 铅笔“折断”
【答案】C
【解析】“立竿见影”中影子的形成原因是光在同种均匀介质中沿直线传播。
A.湖中倒影是平面镜成像,由光的反射形成,故A不符合题意;
B.波光粼粼是太阳光在起伏的水面发生反射形成的,属于光的反射现象,故B不符合题意;
C.手影成“鹿”是手遮挡光线后,光沿直线传播,在幕布上形成影子,故C符合题意;
D.铅笔“折断”是光从水中斜射入空气时发生折射,形成铅笔的虚像,属于光的折射现象,故D不符合题意。故选 C。
2. (2026江西)某些成语和诗句蕴含着丰富的光学知识。下图中“影”或“像”由光的反射形成的
是( )
A. 海市蜃楼:空中“楼像” B. 水中捞月:水中“月影”
C. 潭清疑水浅:水底“石像” D. 立竿见影:地上“竿影”
【答案】B
【解析】AC.海市蜃楼、潭清疑水浅,都是光的折射现象,故AC不符合题意;
B.水中捞月:水中“月影”,是光的反射现象,故B符合题意;
D.立竿见影,是由光的直线传播形成的,故D不符合题意。故选B。
3. (2026青海)下列现象与海市蜃楼的形成原理相同的是( )
A. 林中晨光 B. 水中月亮 C. 镜中转角 D. 碗中折筷
【答案】D
【解析】 海市蜃楼是光在密度不均匀的空气中传播时发生折射形成的。
A.林中晨光是光沿直线传播形成的,故A错误;
B.水中月亮属于平面镜成像,由光的反射形成,故B错误;
C.镜中转角利用凸面镜成像,由光的反射形成,故C错误;
D.碗中折筷是光从水中斜射入空气中发生折射形成的,与海市蜃楼原理相同,故D正确。
故选D。
4.下列成语中所涉及的光现象,由光的反射形成的是( )
A.海市蜃楼 B.临川羡鱼 C.一叶障目 D.杯弓蛇影
【答案】D
【解析】A.海市蜃楼是由于光在不均匀的大气中传播时发生折射形成的虚像,不是光的反射现象,故A不符合题意;
B.看到水中的鱼,是光从水中斜射入空气中时发生折射,我们看到的是鱼的虚像,属于光的折射现象,并非光的反射,故B不符合题意;
C.“一叶障目”是因为光沿直线传播,树叶挡住了光线,所以看不到后面的物体,和光的反射无关,故C不符合题意;
D.“杯弓蛇影”是弓在酒中的倒影,倒影属于平面镜成像,而平面镜成像是光的反射形成的,所以该现象由光的反射形成,故D符合题意。故选D。
5. (2026贵州)激光雷达是电动汽车自动驾驶技术所需的核心设备之一、雷达发射的激光遇到路障会返回,这是因为激光在路障表面发生了( )
A. 直线传播 B. 反射 C. 折射 D. 色散
【答案】B
【解析】激光遇到路障后返回,是因为光射到路障表面后,被反射回原来的传播方向,这种现象是光的反射。
故选B。
6. (2026广东省)上游泳课时,老师告诉同学们,清澈见底的泳池,池水看起来比实际的浅。这是由于光发生了( )
A. 色散 B. 折射 C. 漫反射 D. 镜面反射
【答案】B
【解析】池底反射的光从水斜射入空气时发生折射,折射光线远离法线,人眼逆着折射光线看去,会形成池底的虚像,虚像位置比实际池底偏高,池水看起来变浅,所以原理是光的折射;色散是白光经过三棱镜分解为彩色光,漫反射、镜面反射都属于光的反射。故选B。
7. (2026黑龙江绥化)我们看到斜放入水中的筷子在水面处发生弯折。下列光现象中与其成因相同的
是( )
A. 透过树丛的光束 B. 激光引导掘进方向 C. 看到不发光的物体D. 瞄准鱼的下方叉鱼
【答案】D
【解析】斜插入水的筷子在水面处弯折,成因是光的折射,光从水中斜射入空气中时发生折射,人眼逆着折射光线看去,会看到筷子的虚像,因此感觉筷子弯折。
A.透过树丛的光束,是光的直线传播现象,故A不符合题意;
B.激光引导掘进方向,利用了光的直线传播准直,故B不符合题意;
C.我们能看到不发光的物体,是光的反射现象,故C不符合题意;
D.叉鱼时瞄准鱼的下方,是因为水中鱼的光斜射出水面时发生折射,人看到的是鱼的虚像,虚像位置比实际位置偏高,成因也是光的折射,故D符合题意。故选D。
8.下列光现象中,由于光的折射形成的是 ( )
A.海市蜃楼 B.凿壁偷光 C.坐井观天 D.天狗食日
【答案】A
【解析】A.海面上的“海市蜃楼”是光在不均匀的介质中传播时发生折射形成的,故A正确;
B.凿壁偷光是光在同种均匀介质中沿直线传播现象,故B错误;
C.坐进观天是光在同种均匀介质中沿直线传播现象,故C错误;
D.天狗食日是日食现象,是由光的直线传播形成的,故D错误。
故选A。
9. (2026广西)“潭清疑水浅”中的“水浅”指水看起来比实际的浅,是因为潭底的像在潭底实际位置的________(选填“上”或“下”)方,这是一种由光的________而产生的现象。
【答案】 上 折射
【解析】光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角,人眼逆着折射光线的方向看去,会把潭底的虚像感知在实际潭底的上方。
潭底看起来变浅的现象,是由于光在水和空气的界面发生了传播方向的偏折,这属于光的折射现象。
10. (2026江苏苏州)在拙政园内的池塘边,游人在树荫下欣赏水中游鱼。树荫是由于光的________形成的,能看到水中的鱼是光的________现象。
【答案】 直线传播 折射
【解析】当光被不透明的树叶遮挡时,在地面形成树荫,因此该现象是光的直线传播形成的;水中鱼反射的光从水斜射入空气时发生偏折,折射光线进入人眼,人眼逆着折射光线看到鱼的虚像,这是光的折射现象。
二、光的直线传播规律的应用(6道题)
1. (2026安徽)对下列四幅图片中的光学现象解释正确的是( )
A. “拱桥倒影”是由光的折射形成的
B. “墙上手影”是由光的反射形成的
C. “演皮影戏”是利用了光的直线传播
D. “手机摄影”是利用光的直线传播成像
【答案】C
【解析】A.“拱桥倒影”属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故A错误;
B.“墙上手影”是光沿直线传播时,被不透明的手遮挡,在墙上形成暗区,是光的直线传播形成的,故B错误;
C.“演皮影戏”是光沿直线传播时,被不透明的皮影遮挡,在墙上形成暗区,是光的直线传播形成的,故C正确;
D.“手机摄影”利用的是凸透镜成像,本质是光的折射,故D错误。
故选C。
2. (2026广西)如图,运动员在跑步。运动员影子的形成是由于光的( )
A. 折射 B. 色散 C. 反射 D. 直线传播
【答案】D
【解析】A.光的折射是光从一种介质斜射入另一种介质时传播方向偏折的现象,故A不符合题意;
B.光的色散是复色光分解为单色光的现象,故B不符合题意;
C.光的反射是光遇到介质分界面改变传播方向返回原介质的现象,都不是影子形成的原因,故C不符合题意;
D.影子的形成原理是光的直线传播,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暗区就形成了影子,故D符合题意。故选D。
3.如图是日食形成的光路图。关于日食的形成原因和图中能看到日全食的区域分别是( )
A.光的反射;a区 B.光的折射;b区
C.光的直线传播;a区 D.光的直线传播;c区
【答案】C
【解析】由图知道,月球挡住了太阳光形成了日食,它是由光的直线传播形成的;在地球上a区域,太阳射向地球的光全部被月球挡住,人们看到的是日全食;地球上b、c区域,太阳射向地球的光被月球挡住了一部分,所以,人们看到的是日偏食,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
4.夏天正午时分,阳光明媚,小华在地面上铺一张白纸,将刻有边长为3cm的等边三角形孔的纸板正对着太阳,保持纸板与地面的距离为1m不变,用一张卡片覆盖在三角形孔上,遮住孔的一部分,如图所示,让太阳光透过小孔,移动卡片,使通光孔变小。刚开始时,白纸上光斑大小 ;当小孔足够小时,光斑形状是圆形的,继续移动卡片,减小通光孔的大小,白纸上光斑大小 ,光斑亮度 。
【答案】 变小 不变 变暗
【解析】因为太阳光是平行光,开始时孔较大,所以形成的是和孔面积大小相等的光斑,减小孔的大小时,白纸上光斑大小将变小。
当小孔到地面的距离一定时,小孔越来越小,地面上就越容易得到太阳的像(小孔成像),此时光斑形状是圆形。继续减小三角形孔的大小时,白纸上所成光斑的大小不变,但透过小孔的光变少,即单位面积上所接收的光的量减少,所以光斑变暗。
5.日食现象是自然界中的一种奇特的景观,从物理学的角度来说,日食属于光的 现象;如图所示,能描述日食形成原因的是 (填“甲”或“乙”)图。
【答案】直线传播;甲
【解析】当月球转到太阳和地球中间并且三者在一条直线上时,由于光是沿直线传播的,月球挡住了太阳射向地球的光,这就形成了日食。
6.如图所示,是太阳、地球和月球三者的位置示意图,发生月食时,是月球运动到 (选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”,下同)位置时,发生日食时,是月球运动到 位置时。光在真空中的传播速度为 m/s。
【答案】 乙 丁
【解析】月食是当地球位于太阳与月球之间即月球运动到乙位置时,三者在同一条直线上时,被不透明的地球挡住了沿直线传播射向月球的光,太阳光照不到月球上,看不到月球而形成的;日食,又叫做日蚀,是月球运动到太阳和地球中间即月球运动到丁位置时,如果三者正好处在一条直线时,月球就会挡住太阳射向地球的光,月球身后的黑影正好落到地球上,这时发生日食现象。
光在真空中的传播速度为。
三、光的反射定律的应用(6道题)
1. 如图所示,一束光与镜面成30°角入射,以垂直纸面的直线为轴绕O点转动平面镜,使反射光线跟入射光线之间的夹角为80°,则镜面应( )
A.逆时针转动20° B.顺时针转动20°
C.逆时针转动30° D.顺时针转动30°
【答案】A
【解析】一束光与镜面成30°角入射, 可知入射角为60°, 则反射光线跟入射光线之间的夹角为120°,入射光线位置没变,转动平面镜后反射光线跟入射光线之间的夹角为80°,可知镜面逆时针转动,如图所示:
BC为转动后镜面,OE为转动前镜面法线,因此入射角∠AOE=60°,OF为镜面转动后法线,转动平面镜后反射光线跟入射光线之间的夹角为80°,因此转动镜面后入射角∠AOF=40°,则法线转动角度为:
∠EOF=∠AOE-∠AOF=60°-40°=20°
所以镜面逆时针转动角度为20°。 故选A。
2.如图所示,是平行光照射到不同物体表面时发生反射的情况。下列说法正确的是( )
A.甲、乙均为镜面反射;
B.甲、乙均遵循光的反射定律;
C.乙为漫反射,不遵循光的反射定律;
D.甲图反射光路具有可逆性,乙图反射光路不可逆
【答案】B
【解析】ABC.甲图中,平行光线入射到平而光滑反射面上,反射光线还是平行射出,这种反射是镜面反射;乙图中,平行光线入射到粗糙的反射面上,反射光线射向四面八方,这种反射是漫反射;镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律,故AC错误,B正确;
D.在光的反射中,光路是可逆的,因此,甲乙反射光路均可逆,故D错误。
故选B。
3. 如图所示,某日午后太阳发出的一条光线AO,照射到一块平面镜上,反射光线沿水平方向OB射出,并在东侧的墙面形成一个光点P,光线AO与OB的夹角为120°。下列说法不正确的是( )
A.入射角为60°
B.反射光线与平面镜的夹角为60°
C.若平面镜绕O逆时针转过10°,反射角会减小10°
D.当太阳向西下落时,照射在墙壁上的光点P向下移动
【答案】B
【解析】A.入射角为入射光线与法线间的夹角,此时入射光线与反射光线间的夹角为120°,反射角等于入射角,所以入射角为:120°÷2=60°
故A正确,不符合题意;
B.根据反射角等于入射角可知,反射角为60°,反射光线与平面镜的夹角为:90°-60°=30°
故B错误,符合题意;
C.若平面镜绕O逆时针转过10°,则入射角减小10°,根据反射角等于入射角可知,反射角会减小10°,故C正确,不符合题意;
D.当太阳向西下落时,光线AO向西移动,靠近平面镜,入射角增大,反射角也增大,反射光线也靠近平面镜,照射在墙壁上的光点P向下移动,故D正确,不符合题意。故选B。
4. 如图所示,一束光在平面镜上发生反射,反射光恰好照在光屏的A处,若入射光线保持不变,要让反射光照在光屏的B处,下列方法中可行的是( )
①只将光屏竖直向下移动一段距离 ②只将平面镜水平向右移动一段距离
③只将平面镜水平向下移动一段距离 ④平面镜绕入射点O顺时针转过一定角度(<90°)
⑤只将平面镜绕入射点O逆时针转过一定角度(<90°)
A.①④ B.②⑤ C.③④ D.①⑤
【答案】C
【解析】如图所示,①如果只将光屏竖直向下移动一段距离,反射光照在光屏上的位置向左移动,不会照在光屏的B处,故①不可行;
②如果只将平面镜水平向右移动一段距离,反射光照在光屏上的位置不变,仍然照在光屏的A处,故②不可行;
③如果只将平面镜水平向下移动一段距离,入射光位置不变,则光在平面镜上的入射点向右移动,反射光照在光屏上的位置向右移动,就可能照在光屏的B处,故③可行;
④如果平面镜绕入射点O顺时针转过一定角度(<90°),则入射光线与镜面的夹角变小,入射角增大,根据光的反射定律可知,入射角增大则反射角增大,反射光照在光屏上的位置向右移动,就可能照在光屏的B处,故④可行;
⑤如果只将平面镜绕入射点O逆时针转过一定角度(<90°),则入射光线与镜面的夹角变大,入射角减小,根据光的反射定律可知,入射角减小则反射角减小,反射光照在光屏上的位置向左移动,就不可能照在光屏的B处,故⑤不可行。
综上所述,③④是可行的,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
5. 如图甲所示,塔式太阳能电站把地面上多个平面镜反射的太阳光汇聚到塔顶,从而利用太阳能发电。如图乙所示,某塔式太阳能电站的一块平面镜在塔的东边,下午某时刻,从西向东的太阳光以与水平方向成70°角射向这块平面镜,反射光线与水平方向成30°角,则反射角的度数是_________,平面镜与水平方向的夹角度数是_________。
【答案】 20° 40°
【解析】因为入射光线和反射光线的夹角为入射角和反射角之和,而反射角等于入射角,所以反射角的度数为
又因为入射光线和反射光线夹角的角平分线为法线,法线与平面镜垂直,所以由几何关系知,平面镜与水平方向的夹角度数为
6. 雨过天晴,地面上会出现建筑物的影子,影子是由于_______形成的。通过地面上一层薄薄的积水还可以看到建筑物的像,如图所示,像的大小与建筑物的大小______。一些建筑物外部采用了玻璃幕墙作为装饰,强光照射到玻璃幕墙时会发生______反射,造成“光污染”。
【答案】光在同种均匀介质中沿直线传播;相等;镜面。
【解析】影子是由于光传播过程中遇到不透明障碍物,在光达不到的区域形成的阴影,是光的直线传播形成的。
地面上一层薄薄的积水可以看成平面镜,还可以看到建筑物的像,实际上是通过平面镜(水面)成的像,由平面镜成像特点可知,平面镜成的像与建筑物的大小始终相等。
一些建筑物外部采用了玻璃幕墙作为装饰,当强烈的太阳光照射到这些光滑的表面时,就会发生镜面反射,反射光线非常集中,炫目的光干扰人们的正常生活,造成光污染。
四、平面镜成像特点的应用(7道题)
1. (2026黑龙江龙东)甘肃敦煌的熔岩塔式光热电站,使用了超过1.2万面镜子,精确无误地将太阳光聚焦到吸热塔顶端的吸热器。下列与该镜子聚光工作原理相同的是( )
A. 日晷计时 B. 桥的倒影 C. 海市蜃楼 D. 水中折笔
【答案】B
【解析】题干中镜子聚光,是通过镜子反射太阳光实现聚光,原理是光的反射。
A.日晷计时利用影子工作,原理是光的直线传播,故A不符合题意;
B.桥的倒影是平面镜成像现象,原理是光的反射,和题干原理相同,故B符合题意;
C.海市蜃楼是光在不均匀空气中传播时发生折射形成的,原理是光的折射,故C不符合题意;
D.水中折笔是光从水斜射入空气时发生折射形成的,原理是光的折射,故D不符合题意。
故选B。
2. (2026武汉)京剧被列入我国第一批国家级非物质文化遗产名录。如图所示,京剧演员手上的点通过平面镜所成像的位置是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据平面镜成像特点可知,物与像到平面镜的距离相等,物与像的连线与平面镜垂直,即物与像关于平面镜对称,则京剧演员手上的点通过平面镜所成像的位置是,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3. 如图所示,检查视力的时候,由于空间限制视力表放在被测者头部的后上方,被测者识别墙上镜子 里的像,则视力表在镜中的像与被测者距离为( )
A.2.3m B.2.7m C.5.0m D.5.8m
【答案】C
【解析】已知视力表到平面镜的距离是2.7m,根据像和物到平面镜的距离相等,所以视力表的像到平面镜的距离也是2.7m,所以人到视力表像的距离为:2.7m+2.7m-0.4m=5.0m
故选C。
4.冬冬同学站在平面镜前3m处,她看到镜中自己的像是由于光的 现象形成的,她的像到镜面的距离为 m;现将一块和镜面一般大的木板放在镜子后面1m处,如图所示,这时她 (填“仍能”或“不能”)在镜中看到自己的像.
【答案】反射;3;仍能.
【解析】平面镜成像的原因是由于光的反射形成的,像到镜面的距离等于物到镜面的距离,所成的像是虚像.由平面镜成像的特点知,当人到镜面的距离为3m时,像到镜面的距离也为3m,由于成的像是虚像,在镜面后放置物体是不影响成像的.
5. (2024江苏扬州)如图所示,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_______。(本题后3空填变化情况)
【答案】 清晰 不变 变小 不变
【解析】吊灯是光源,夜晚,光源越亮,与周围的环境对比度越大,因此吊灯的像会更清晰。
根据平面镜成像特点可知,平面镜所成的像与物大小相等,像与物关于平面镜对称;像与物到平面镜的距离相等。因此小华靠近玻璃窗观察,她像的大小不变,她与玻璃窗之间的距离减小,因此她与像之间的距离减小,向右推动玻璃窗,因吊灯位置不变,因此吊灯像的位置也不变。
6. 如图所示,检查视力时,视力表在镜中的像与被测者相距____m;将视力表远离平面镜,所成的像将_____(选填“变大”“变小”或“不变”)。若被测者看到“E”的像开口向上,则视力表上的该“E”开口向_____。
【答案】5;不变;上
【解析】平面镜距视力表2.7m,根据物像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2.7m,被测者与平面镜的距离是:
s1=2.7m-0.4m=2.3m
视力表在镜中的像与被测者相距为:
s=2.7m+2.3m=5m
由平面镜成像特点可知,像与物大小相等,则将视力表远离平面镜,所成的像大小将不变。
平面镜成像时,像和物关于镜面对称,若被测者看到ìEî的像开口向上,则视力表上的该“E”开口向上。
7. 如图所示,平静湖面的上空,一只鸟正冲向水中捕食小鱼。以鸟为参照物湖面是 (选填“运动”或“静止”)的;鸟在湖水中的像是光的 形成的,鸟在向下俯冲的过程中,像的大小 (选填“逐渐变大”“逐渐变小”或“不变”)。
【答案】 运动 反射 不变
【解析】一只鸟正冲向水中捕食小鱼,以鸟为参照物,湖面相对于鸟的位置发生变化,湖面是运动的。
鸟在湖水中的像属于平面镜成像,是光的反射形成的。
平面镜成的像和物体的大小相等,鸟在向下俯冲的过程中,像的大小不变。
五、光的折射规律的应用(8道题)
1. (2026江苏连云港)关于光的折射,下列光路图正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】ABC.光从空气斜射入水中时,根据光的折射规律,折射光线和入射光线分居法线两侧,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角,故AC错误,B正确;
D.光从水斜射入空气中时,根据光的折射规律,折射光线和入射光线分居法线两侧,折射光线向远离法线方向偏折,折射角大于入射角,故D错误。故选B。
2. 一束单色光从空气斜射入水中的情境如图所示。下列说法正确的是( )
A.BO是入射光,OA是反射光 B.AO是入射光,OC是折射光
C.∠AOM与∠BON大小相等 D.光若沿CO入射,将沿OA和OB射出
【答案】BC
【解析】ABC.如下图所示,过点O作法线PQ,由于反射时反射光线和入射光线位于法线两侧;折射时,折射光线和入射光线也位于法线两侧,所以图中AO是入射光线、OB是反射光线、OC是折射光线。∠AOP是入射角,∠BOP是反射角,在光的反射现象中,反射角等于入射角,由于等角的余角相等,则∠AOM与∠BON大小相等,故BC正确,A错误;
D.折射时光路是可逆的,所以光若沿CO入射,将沿OA射出,故D错误。
故选BC。
3.如图所示,一束单色光从空气斜射到某液面上,与液面的夹角为30°,反射光线与折射光线的夹角为90°。下列说法正确的是( )
A.∠AOM是入射角,入射角为30° B.OC是折射光线,折射角为30°
C.∠M'OC是反射角,反射角为60° D.OB是反射光线,反射角为30°
【答案】B
【解析】A.入射光线与法线的夹角为入射角,图中光线AO与法线的夹角是入射角为,故A错误;BCD.根据光的反射定律,反射光线与入射光线在同种介质中,且分居法线的两侧,因此OB是反射光线,OC是折射光线,反射角等于入射角为60°,折射角是折射光线与法线的夹角,由于反射光线与折射光线的夹角为90°,则折射角为
故B正确,CD错误。故选B。
4. (2026成都)在不透明的杯子底部放一枚硬币,把杯子移动到眼睛刚好看不到硬币的地方(如图)。保持眼睛和杯子的位置不变,请另一位同学缓慢地向杯里倒水,直到能看到硬币。此时,眼睛能看到硬币的原因是( )
A. 光在水面发生了反射 B. 硬币受到水的浮力作用
C. 光经过水面时发生了折射 D. 光从水中到空气中沿直线传播
【答案】C
【解析】原本看不到硬币是因为杯子遮挡,光沿直线传播无法让硬币反射的光进入眼睛;倒水后,硬币反射的光线从水中斜射入空气中时,在水面发生折射,折射光线向远离法线方向偏折后进入眼睛,人逆着折射光线看到了比实际位置浅的硬币虚像,因此原因是光在水面发生折射。故选C。
5. (2026黑龙江齐齐哈尔)课堂上老师给同学们变了一个小魔术:起初茶碗看起来是空的,但是慢慢往碗内倒水时会发现碗中原来还藏着一枚硬币。下列光现象与此原理相同的是( )
A. 激光准直 B. 海市蜃楼
C. 角楼的倒影 D. 日食
【答案】B
【解析】题干中,往空碗倒水后能看到原本藏着的硬币,原理是光的折射:硬币反射的光从水斜射入空气时发生偏折(折射),人眼逆着折射光线可以看到硬币的虚像。对选项逐一分析:
A.激光准直原理是光的直线传播,故A不符合题意;
B.海市蜃楼是空气密度不均匀,光在不均匀空气中传播时发生折射形成的,原理和题干一致,故B符合题意;
C.角楼的倒影属于平面镜成像,原理是光的反射,故C不符合题意;
D.日食是光沿直线传播,月球挡住太阳光形成的,原理是光的直线传播,故D不符合题意。
故选B。
6. 如图所示为光从空气射向玻璃时发生折射的光路图,由图可知,折射光线是________,界面的________侧是空气。
【答案】OB;左
【解析】根据光的反射定律与光的折射定律可知:反射光线与入射光线在法线的两侧,折射光线与入射光线在法线的两侧,可以判断PQ为法线、入射光线为CO,反射光线为OA,折射光线为OB,由图中的角度关系可知,入射角和反射角均为60°,折射角为30°,因为光从空气中射向玻璃时,入射角大于折射角,因此界面的“左侧”是空气。
7.长江十年禁渔的政策实施以来,长江里的鱼儿越来越多。在一段清澈的江水中游来游去的鱼儿,看见岸上的“人”会比实际的人更________(填“高大”或“矮小”),这是因为光发生了_______现象。
【答案】高大;折射
【解析】岸上的“人”射出的光线,在水面处发生折射,折射光线远离法线,鱼儿的眼睛逆着光线看来,折射光线好像在A′点射出的,A′点就是A点的像,所以鱼儿看到岸上的人比实际的要高(如下图)。
8. (2026江苏苏州)虹是太阳光射入空中大量的小水珠后,经水珠内壁反射,再折射回空气中呈现出的一种光现象。如图为发生虹现象时,红光和紫光经球形水珠分离开的光路图(图中虚线为法线),α、β为出射光线与法线的夹角,则光线①为________光,α________β(>/=/<)。
【答案】 紫
【解析】太阳光发生色散时,不同色光偏折程度不同,紫光的偏折能力强于红光的偏折能力,由图可知,光线①的偏折程度更大,因此光线①是紫光;图中光线经过球形水珠会发生两次折射和一次反射,根据光的反射定律和折射规律可知,出射和入射光路对称,出射角等于初始的入射角,因此出射角。
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