内容正文:
第四周·光的传播与色散、光的反射定律
一、填空题(每空3分,共54分)
1.如图所示是兴趣小组在趣味物理晚会上展示的“奇妙透视现象”,先打开A灯,在屏幕上看到一个清晰的鸡蛋影像,再打开B灯,鸡蛋的影像明亮了许多,同时可以看到鸡蛋影像内部有一个更为清晰的鸡雏影像。该现象利用的光学原理是______________,鸡雏影像比鸡蛋影像清晰的原因是______________。
2.“举杯邀明月,对影成三人”是我国唐代大诗人李白的千古名句。从物理角度来看,月亮_____(选填“是”或“不是”)光源;他在地上的影子是光的_______形成的。
3.正在放映节目的电视屏幕______(选填“是”或“不是”)光源;电视机屏幕的彩色画面是由红、______、蓝三种色光混合而成的。
4.一束太阳光通过三棱镜折射后,被分解成七种颜色的光,在白色光屏上形成一条七彩光带,这个现象叫光的______。
5.如图所示,一束太阳光穿过狭缝射到三棱镜上,在其右侧的光屏上形成彩色光带AB,该现象叫作______,这条彩色光带的A处是______光,B处是______光。
6.雨后夜晚,地上有积水,当我们迎着月光走时,为了不踩到地上的积水,应该走________(选填“亮处”或“暗处”),这是因为光在地上积水处发生了________反射。课堂上,教室里各个位置的同学都能看到黑板上的字,这是因为光在黑板上发生________反射,该反射________(选填“遵循”或“不遵循”)光的反射定律。
7.如图所示,太阳光与水平面成60°角,小明用一块平面镜把太阳光竖直反射到井底,入射角为_____度。此时,将平面镜绕入射点O逆时针转过一个小角度,反射光线会偏离竖直方向照射到_____(选填“左”或“右”)壁上。
8.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______.
二、选择题(每题3分,共24分)
9.如图所示,夜晚小明沿着人行道行走。从A处经过路灯M走到B处的过程中,他在路灯M照射下形成的影子长度的变化情况是( )
A.逐渐变长 B.逐渐变短 C.先变长后变短 D.先变短后变长
10.如图所示,让一束太阳光照射到三棱镜上,在光屏上就形成一条彩色的光带。关于此实验现象,以下说法正确的是( )
A.太阳光是单色光
B.太阳光是由红光、绿光和蓝光这三种色光组成的
C.各种色光经过三棱镜,红光偏折最明显
D.分解后的各种色光再经过三棱镜还可以变成白光
11.下列物体不属于光源的是( )
A.月亮 B.发光的萤火虫 C.酒精灯的火焰 D.太阳
12.日晷是利用其上面直杆的影子来测定时刻的装置,它的发明体现了我国古代劳动人民的智慧。下列现象中与日晷计时原理相同的是( )
A.小孔成像 B.桥在水中的倒影
C.清澈的池水看起来比实际浅 D.雨后的彩虹
13.如图所示,两块平面镜成50°角放置,光线AO通过这两块平面镜反射后会沿OA方向返回,则光线AO的入射角为( )
A.0° B.40° C.50° D.90°
14.如图是镜面反射与漫反射的光路图,下列选项中判断不正确的是( )
A.光污染的形成是由于发生了如图甲所示的镜面反射
B.只有发生镜面反射时,才遵循光的反射定律
C.在雨后天晴的夜晚背着月光行走,较亮的地方是路面
D.观众可以从不同角度看到电影画面是因为光在屏幕上发生了漫反射
15.如图所示为水位测量仪的示意图,A点与光屏PQ在同一水平面上,从A点发出的一束与水平面成45°角、方向不变的激光,经水面反射后,在光屏上的B点处形成一个光斑,光斑位置随水位变化而发生变化.若光斑B向左移动0.8 m,则水位的变化情况是( )
A.上升0.8 m B.下降0.8 m C.上升0.4 m D.下降0.4 m
16.光导纤维在当今的生活中有着广泛的应用,如图,光导纤维在传递信息时,光从内芯的一端传输到另一端,其原理应用了光的( )
A.折射 B.反射 C.色散 D.直线传播
三、实验题(共22分)
17.小明用如图所示的装置“探究光的反射定律”,纸板A和纸板B可绕ON折转.
(1)实验应在_______(选填“较亮”或“较暗”)的环境下进行.
(2)下表是小明多次改变入射角进行实验后得到的数据.第_______次实验中数据是错误的,错误的原因可能是:______________.
实验次数
1
2
3
4
5
6
入射角
60°
50°
40°
30°
20°
0°
反射角
60°
50°
40°
60°
20°
0°
18.小明用如图所示装置“探究光的反射规律”。
(1)表面粗糙的纸板应_________立在水平平面镜上。让一束光紧贴纸板A射向镜面上的O点,在纸板B上呈现出反射光束,以ON为轴,把纸板B向后翻折,纸板B上反射光束消失。由此可初步得出:反射光线、入射光线和法线______。
(2)把纸板B翻折至能呈现反射光束的位置后,让纸板A上的入射光束绕O点顺时针转动,此过程中反射角的大小变化情况是______。
(3)若将图中纸板整体以底边EF为轴向后旋转45°后,纸板B上______(选填“能”或“不能”)呈现出反射光束,纸板A上的入射光束______(选填“能”或“不能”)在平面镜中成像。
答案以及解析
1.答案:光在同种均匀介质中沿直线传播;鸡雏在屏幕上的影像叠加到鸡蛋在屏幕上的影像之上,明暗对比比较明显
解析:可以在屏幕上看到清晰的鸡蛋影像和鸡雏影像,这是光在同种均匀介质中沿直线传播形成的现象;鸡雏在屏幕上的影像叠加到鸡蛋在屏幕上的影像之上,明暗对比比较明显,因此鸡雏影像比鸡蛋影像清晰。
2.答案:不是;直线传播
解析:本身能发光的物体叫光源,月亮本身不能发光,是靠反射太阳光,故月亮不是光源;
在地面上形成的影子,它是沿直线传播的光被不透明的人挡住,在人后面的地面上光照不到的地方形成影子。
3.答案:是;绿
解析:物理学中把自身能够发光的物体叫做光源,正在放映节目的电视屏幕可以自行发光,因此是光源。色光的三原色为红、绿、蓝,电视机屏幕的彩色画面就是由这三种色光混合而成的
4.答案:色散
解析:当太阳光经过三棱镜后,会分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光,这是光的色散现象。
5.答案:光的色散;红;紫
解析:不同颜色的光的折射本领不同,太阳光经三棱镜后,光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带,这一现象叫光的色散现象。
棱镜对紫光的折射率最大,光通过棱镜后,紫光的偏折程度最大,所以紫光在最下方,即B处为紫光。红光的偏折程度最小,所以红光在最上方,即A处为红光。
6.答案:暗处;镜面;漫;遵循
解析:当迎着月光走时,月光射向积水,积水表面光滑,光在地上积水处发生镜面反射,反射光线集中进入人眼,而无积水处地面粗糙,发生漫反射,反射光线分散,因此积水看起来亮,无积水地面看起来暗,所以为了不踩到地上的积水,应该走暗处。教室里各个位置的同学都能看到黑板上的字,说明光在黑板上发生漫反射,反射光线射向各个方向,漫反射遵循光的反射定律。
7.答案:75;右
解析:太阳光与水平面成60°角,小明用一块平面镜把太阳光竖直反射到井底,则入射光线和反射光线的夹角为,根据反射角等于入射角可知,法线平分这个角,则入射角的度数为;将平面镜绕入射点O逆时针转过一个小角度,则此时入射角增大,反射角也增大,反射光线逆时针转动,因而反射光线照射到右壁上。
8.答案:20°;40°
解析:由题图可知,入射光线和反射光线的夹角为,由光的反射定律可知,反射角等于入射角,故反射角的度数为;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,由几何关系知,平面镜与水平方向的夹角度数为.
9.答案:D
解析:人离路灯较远时,影子较长,当靠近路灯时,影子会变短,人在路灯正下方时,影子最短;当人远离路灯时,影子会重新变长。即影子先变短,后变长。故选D。
10.答案:D
解析:太阳光是复色光,A错误。太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成的,B错误。各种色光经过三棱镜后,红光偏折程度最小,紫光偏折程度最大,C错误。分解后的各种色光通过三棱镜混合后可以变成白光,D正确。
11.答案:A
解析:月亮本身不能发光,不是光源。萤火虫、酒精灯、太阳自身能够发光,是光源。故选A。
12.答案:A
解析:日晷是利用其上面直杆的影子来测定时刻的装置,影子是光是沿直线传播形成的。
A.小孔成像说明光是沿直线传播的,故A符合题意;
B.桥在水中的倒影属于平面镜成像,属于光的反射,故B不符合题意;
C.池水反射的光从水中斜射向空气中时,在水面上发生折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼会逆着折射光线的方向看去,就会觉得池水变浅了,属于光的折射现象,故C不符合题意;
D.雨后的彩虹是光的色散现象,实质上是光折射现象形成的,故D不符合题意。
故选A。
13.答案:C
解析:由题意知,光线AO的反射光线与下方水平镜面垂直.两块平面镜相交成50°角,则为,根据光的反射定律,可知也为40°,故光线AO的入射角为.
14.答案:B
解析:由图可知,甲、乙图中的入射光线都平行,甲中反射光线平行,乙中反射光线不平行,则甲图发生了镜面反射,乙图发生了漫反射。光污染是镜面反射形成的;不论是镜面反射还是漫反射都遵循光的反射定律,故A正确,B错误。在雨后天晴的夜晚背着月光行走,月光经水面发生镜面反射,没有反射光进入人的眼睛,人感觉水面暗;月光在路面发生漫反射,有少量的光反射进入人的眼睛,人感觉路面亮,故C正确。观众可以从不同角度看到电影画面是因为光在屏幕上发生了漫反射,反射光射向各个方向,故D正确。故选B。
15.答案:C
解析:若光斑B向左移动了0.8 m,移动到E点,如解图所示:,因为从A点发出的一束光与水平面成45°角,所以,则说明水位上升了0.4 m,C正确.故选C.
16.答案:B
解析:根据图中的光路图可知,光在内芯中传输时,在其内表面不停地发生反射,进而能够向前传播,所以原理是应用了光的反射。
故选B。
17.答案:(1)较暗
(2)4;将反射光线与镜面的夹角当成反射角
解析:(1)为了能够清楚的看到光的路径,该实验应该在较暗的环境下进行效果更好;
(2)根据光的反射定律可知,反射角等于入射角,所以表中第4组数据错误,且第4组数据中入射角与反射角的和为90°,而法线与镜面的夹角为90°,所以可能出错的原因是将反射光线与镜面的夹角当成反射角.
18.答案:(1)竖直(或垂直);在同一平面内
(2)变小
(3)不能;能
解析:(1)略。
(2)由题图可知,纸板A上的入射光束绕O点顺时针转动,则入射角变小。由于在光的反射现象中反射角等于入射角,因此此过程中反射角变小。
(3)将题图中纸板整体以底边EF为轴向后旋转45°后,反射光线仍在入射光线和法线所在的平面内,但纸板整体不在这个平面内,所以纸板B上不能呈现出反射光束。纸板A上的入射光束能在平面镜中成像。
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