专题03 光和眼睛（光现象） 10大题型50题（期中专项训练）八年级物理上学期新教材沪粤版

专题03 光和眼睛（光现象） 基础·固本强基 题型1 光的直线传播与光源辨析 题型2 光的反射定律与应用 题型3 平面镜成像特点与应用 题型4 光的折射现象与规律 题型5 光的色散与看不见的光 提升·进阶突破 题型6 光学作图 题型7 光学实验综合探究 题型8 光现象综合正误辨析 题型9 生活光学现象原理解释 题型10 光学动态与范围分析 基础·固本强基 题型1 光的直线传播与光源辨析（共 5 小题） 【模型】光源识别 + 直线传播现象判断模型 【方法】① 光源判断：自身能够发光的物体，分天然光源和人造光源；② 直线传播条件：同种均匀介质；③ 典型现象：影子、小孔成像、日食月食、三点一线；④ 光速：真空中，光年是长度单位。 1．下列物体中属于天然光源的是（    ） A．太阳、镜子、月亮 B．萤火虫、水母、恒星 C．恒星、钻石、蜡烛 D．发光的电灯、火把、萤火虫 2．下列现象中，不属于光的直线传播的是（　　） A．小孔成像 B．日食、月食的形成 C．湖边的景物，在湖中形成的“倒影” D．阳光照射下，地面上出现树的影子 3．中华文化源远流长，公元4世纪前的《墨经》中就记载了小孔成像现象和解释。如图甲所示，为进一步探究小孔成像的特点，小华制作了如图乙所示的装置，将易拉罐底部中央戳一个小孔；将易拉罐顶部剪去，蒙上一层半透明塑料薄膜。 （1）小华在制作小孔时，把小孔戳成三角形，用它来观察蜡烛，半透明膜上呈现出了比烛焰大的_______（选填“正立”或“倒立”）的_____（选填“实像”或“虚像”）； （2）于是他又将三角形改为方形和圆形，半透明膜上像的形状不变，说明小孔所成的像与孔的形状______；（选填“有关”或“无关”） （3）将蜡烛远离方形小孔，则所成像大小将_____（选填“变大”、“变小”或“不变”）； （4）小华无意间在易拉罐底部不同位置戳了两个小孔，用它来观察蜡烛，则半透明膜上会 ；（填正确选项前的字母） A．只会出现一个像 B．在不同的位置出现两个像 C．出现两个重合的像 （5）如图丙所示，夏天树荫下的圆形光斑是太阳的像，圆形光斑大小不一的原因是树叶缝隙离地面的高度__________（选填“相同”或“不同”）。 4．下列关于光的说法中正确的是（　　） A．光年是时间单位 B．光在真空中的传播速度是3×105km/s C．光在同种介质中一定沿直线传播 D．光在水中传播比在空气中传播得快 5．观察和实验是进行科学探究的基本方法。 小宇同学平时注意观察，发现爸爸晚上开车时，打开汽车头灯时，空中会出现一道直的光柱。于是，他得出光在空气中沿直线传播的结论，并进行了其他相关实验： [猜想]光在水中也是沿直线传播的。 [设计并进行实验]用自己的一个玩具激光笔对着玻璃杯中的纯净水射去。 [收集证据]在水中没有看到一条直线光柱。 [提出新的问题]光在液体中为什么不是沿直线传播呢？ [思考和猜想]能在空气中看到直线光柱，可能是空气中存在悬浮的尘埃将光_____到我们眼中所致，实际上光在水中还是沿直线传播的。 [改进实验]在水中添加几滴_____或撒些粉笔灰，作辅助器材，再用激光笔对着玻璃杯中的水射去，_____（填“能”或“不能”）看到光在水中的直线传播路径。 [拓展延伸]小琪同学回忆有一次夏天下午坐爸爸的车时，发现前方地面在“晃”动；咨询老师时才知道是因为空气受热不均匀造成光在不均匀空气中不是沿直线传播．为了验证这种分析是否正确，回到家后，小雨利用一支激光笔、一个装有酒精的浅盘及火柴，进行了如下的探究。 （1）如图所示，将激光笔固定在小桌上沿水平方向照射，用喷壶向激光笔的前方喷水，看到激光笔发出的一束红光射向墙面，墙面上有一个红色光点保持不动。 （2）如果要让这束红光穿过不均匀的空气，接下来小雨的做法应该是：_____。 （3）如果小雨的分析是正确的，他观察到的现象应该是：_____。 [进一步推理]无论是固体、液体还是气体，光在_____中都是沿直线传播的。 题型2 光的反射定律与应用（共 5 小题） 【模型】反射定律三要素模型 【方法】① 三线共面：反射光线、入射光线、法线在同一平面内；② 两线分居：反射光线与入射光线分居法线两侧；③ 两角相等：反射角等于入射角；④ 光路可逆；⑤ 镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律。 6．关于光的反射，下列说法正确的是 A．当光线垂直镜面入射时，反射角等于入射角等于90° B．当入射光线靠近法线时，反射光线将远离法线 C．当入射角增大10°时，反射光线与入射光线的夹角增大20° D．镜面反射遵守光的反射定律，漫反射不遵守光的反射定律 7．在“探究光的反射定律”的实验中，如图所示，平面镜M放在平板上，E 、F是两块粘接起来的硬纸板，可绕垂直镜面的接缝ON转动。如图，当E、F在同一平面上时，让入射光线AO沿纸板E射向镜面，在F上可看到反射光线OB，测出反射角与入射角的大小；改变入射光线的方向，再测几组入射角与反射角。 实验次数 1 2 3 4 5 入射角/° 60 50 40 30 20 反射角/° 60 50 40 60 20 （1）某同学的实验数据如上表所示，其中有一组数据测量错了，这组数据是第____次实验的，原因可能是将反射光线与___________的夹角当成反射角了．改正错误的数据后，根据表格得出反射角与入射角的关系是____________________。 （2）如图乙，以法线ON为轴线，把纸板F向后慢慢旋转任意角度，光屏上都看不到反射光线，说明反射光线、入射光线与法线在____________。 （3）在上述实验中，若将入射光线AO向法线ON靠近，则反射光线OB将__________（选“靠近”或“远离”）ON。                                         （4）在图甲中，如果让光线逆着OB的方向射向镜面，会看到反射光线沿着OA射出，这表明光在反射时， ______。 8．下列光现象说法正确的是（    ） A．教室里不同方位的同学都能看到黑板上的字是因为发生了镜面反射 B．当光线垂直入射时，反射角为90度 C．因为漫反射的光线杂乱无章，所以漫反射不遵循光的反射定律 D．小孔成的像一定是倒立的实像 9．为了探究光的反射定律，小明准备了一块平面镜、一块可沿ON折转的白色硬纸板、直尺、量角器及铅笔。 实验次数 入射角 反射角 1 15° 75° 2 30° 60° 3 45° 45° （1）如图所示，把白色硬纸板垂直放置在平面镜上，使一束光紧贴着硬纸板射向镜面上的O点，在纸板上描出入射光AO和反射光OB，并测出入射角和反射角。改变入射角，重复上述实验步骤。该实验探究的问题是______（填字母）． A．光能否发生反射 B．光是否沿直线传播 C．光是否只能在镜面上反射 D．探究反射角与入射角的关系 （2）将纸板的______（左侧/右侧）沿ON向后折，反射光______（选填“存在”或“不存在”），纸板上______（选填“能”或“不能”）看到反射光，说明反射光线、入射光线和法线在______； （3）在图中，如果让光沿BO方向射向镜面，会看到反射光沿着OA方向射出，这表明光反射时，光路是______。 （4）随后，小明调节入射角分别为进行实验，记录的实验数据如表格所示，经检查，三次实验中各角度的测量值都是准确的，但结论却与光的反射定律相违背，其中的原因可能是______； （5）小明将一束光射到白板上，只能在白板上看到一个亮点，不能看到光的传播路径。请帮小明想出在空气中显现光的传播路径的1种方法：______。 10．一个雨后的晚上，天刚放晴，地面虽干，但仍留有不少积水，为了不致踩在积水里，迎着月光走时，地面上_______________是积水，背着月光走时，地面上_____________是积水 （选填“亮处”或 “暗处 ”） 题型3 平面镜成像特点与应用（共 5 小题） 【模型】平面镜成像对称模型 【方法】① 成像特点：等大、等距、垂直、虚像，像与物体关于镜面对称；② 实验要点：玻璃板代替平面镜的作用、等大蜡烛的作用、玻璃板垂直的要求；③ 应用：成像、改变光路、扩大视野。 11．某同学身高1.60m，他站在竖直放置的平面镜前2m处，他在镜中的像高为______m，若他以1m/s的速度走向平面镜，则1s后他的像与他的距离是______；周围的同学都能看到他，是因为光照在小明身上，发生了光的______反射（选填“镜面”或“漫”）。 12．下列关于平面镜成像的说法中，正确的是（　　） A．平面镜成的像是实像 B．平面镜成像的原理是光的直线传播 C．物体离平面镜越远，所成的像越小 D．像与物体关于镜面对称 13．如图甲是探究平面镜成像特点的实验装置图。 （1）选用两支完全相同的蜡烛A和B的目的是_______； （2）选用玻璃板代替平面镜是为了_______； （3）为了研究平面镜所成的是实像还是虚像，将光屏放在蜡烛B的位置，接下来的操作是_______； （4）如果玻璃板没有垂直于桌面放置，如图乙所示，则下列符合事实的是_______。 A． 蜡烛的像变大 B． 像的位置不再桌面上 C． 蜡烛的像与蜡烛的连线与镜面不垂直 14．身高的小芳面向穿衣镜站在镜前处，镜中的像与她相距__________，若她远离平面镜后退，则镜中的像与镜面的距离为__________，镜中的像高为__________． 15．除了平面镜外，生活中也常见到凹面镜和凸面镜，它们统称为球面镜。如果将平行于凹面镜直径的平行光射到凹面镜上，反射后会聚于一点，这个点叫做凹面镜的焦点F（如图甲），而凸面镜使平行光束按图乙反射。 （1）图乙说明凸面镜对光线具有什么作用？举一个凸面镜在生活中应用的实例。 （2）手电筒的反光罩就是一个凹面镜，为了使手电筒出射的光线成为平行光，在灯泡后方安装反光罩时应让灯泡大致处于什么位置？并说明这其中的光学原理。 （3）为了使手电筒出射的光线成为平行光，还可以在灯泡前方安装什么光学元件，并说明其中的光学原理。 题型4 光的折射现象与规律（共 5 小题） 【模型】折射规律两角比较模型 【方法】① 三线共面、两线分居；② 空气斜射入水 / 玻璃，折射角小于入射角；反之折射角大于入射角；③ 垂直入射时传播方向不变；④ 光路可逆；⑤ 生活现象：池水变浅、筷子弯折、海市蜃楼。 16．下列现象中，属于光的折射应用的是（　　） A．后视镜成像 B．海市蜃楼 C．镜花水月 D．立竿见影 17．在探究“光的折射特点”的实验中，某同学做了如下实验： 实验一：如图所示，光源发出的一束光从空气中斜射入水中； 实验二：让光源发出的一束光从空气中以不同角度射入水中和玻璃中，表1和表2分别为其实验中的记录数据； 分析图及表1和表2的信息，回答下列问题： 表1：光从空气射入水中 入射角/° 0 30 45 60 折射角/° 0 21 35 40 表2：光从空气射入玻璃射入玻璃 入射角/° 0 30 45 60 折射角/° 0 17 24 30 （1）观察图的现象，表明______； A．光线在水面只发生了反射 B．光线在水面只发生了折射 C．光线在水面既发生了折射又发生了反射 （2）若将实验一的条件进行改变，使光线从水中斜射入空气中，折射角______入射角（选填“大于”“等于”或“小于”）； （3）分析表一和表二，光从空气垂直射入其它介质时，其传播方向______（选填“改变”或“不变”）。 18．排纵队时，如果看到自己前面的一位同学挡住了前面所有的人，队就排直了，这可以用______来解释。阳春三月，漫步于蝴蝶泉湖畔，你会看到“蝶在水中飞，鱼在云中游”的美景，“蝶在水中飞”中的“蝶”是由光的______形成的，“鱼在云中游”中的“鱼”是由光的______形成的。在岸上看水中的鱼，看到的鱼的位置比实际位置______（填“深”或“浅”），这是由于光的______造成。 19．某物理小组利用白色光具盘探究“光的折射现象”，如图所示是光从半圆形水槽（装满水）斜射入空气中时的情景，图中只画出入射光AO。 物理量/次数 第1次 第2次 第3次 第4次 入射角α 10° 20° 30° 40° 折射角γ 14° 27° 42° 59° （1）实验时，同学们能从各方向看到光具盘上光的路径，因为光发生了______（选填“漫反射”或“镜面反射”）； （2）多次改变入射角进行实验，读出对应的折射角，并将数据记录在表格中，分析数据可得：光从水中斜射入空气中时，折射角______入射角。根据表中角度变化规律可以推测：当入射角为35°时，折射角最有可能是_______（选填“”、“”或“”）；继续增大入射角，_______（选填“入射光线”或“折射光线”）先消失； （3）实验中，小组成员发现折射光比入射光暗，原因是__________。 20．小明同学在家进行光的折射课外拓展实验。实验过程中他发现同样斜插入水中的筷子，从不同角度（眼睛与水平面的夹角）观察到的现象有所不同，分别如图（a）、（b）、（c）所示。 （1）分析比较图（a）或（b）或（c）可知：光从水斜射入空气，折射角_______入射角（选填“大于”、“等于”或“小于”），而眼睛以为光是 ________的，从而看上去筷子向上“折断”。 （2）分析比较图（a）和（b）和（c）中眼睛与水平面的夹角与观察到的筷子向上“折断”程度可得：同样插入水中的筷子， _____________________。 题型5 光的色散与看不见的光（共 5 小题） 【模型】色散与不可见光应用模型 【方法】① 光的色散：白光分解为七色光，本质是光的折射；② 色光三原色：红、绿、蓝；③ 红外线：热效应强，应用于遥控、夜视、遥感；④ 紫外线：荧光效应、灭菌消毒，适量照射有益。 21．下列现象中，属于光的色散的是（     ） A．小孔成像 B．雨后天空出现彩虹 C．水中倒影 D．日食月食的形成 22．下图是牛顿所描述的色光合成白光实验，下列说法错误的是（　　） A．凸透镜对光有会聚作用 B．光通过三棱镜只发生折射 C．白色的太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫多种色光混合而成的 D．红、绿、蓝三种颜色叫作色光的三原色 23．下列有关红外线和紫外线的说法中，正确的是（    ） A．电视遥控器是利用紫外线实现对电视机的遥控 B．验钞机是利用红外线使钞票上的荧光物质发光来辨别真伪 C．红外线夜视仪是通过探测物体辐射的红外线来成像的 D．医院手术室利用红外线灯进行灭菌消毒 24．没有三棱镜，可用如图所示的装置来进行太阳光的色散实验。 （1）在深盘中盛一些水，盘边斜放一个平面镜，使太阳光照射在平面镜上，并反射到白纸上。则______（填“A”或“B”）。 A．在白纸上看到的不是彩色的光带，而是一片白色 B．在白纸上看到红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的彩色光带 （2）此现象说明白光是________（填“单色光”或“复色光”），此时平面镜上方的水类似于________（填写一个光学元件名称）。 25．夏天穿什么颜色的衣服感觉到凉快？为什么？ 提升·进阶突破 题型6 光学作图（共 5 小题） 【模型】光学作图规范模型 【方法】① 实线画光线并标箭头；虚线画法线、虚像、光线延长线；② 反射作图：作法线，反射角等于入射角；③ 平面镜成像：对称法，垂线、等距、虚线画虚像；④ 折射作图：空气中的角始终大于介质中的角。 26．（1）如图所示，MP、NP是两块成60°的平面镜，入射光线AO与平面镜MP成30°入射，请画出入射光线AO经两平面镜反射后的反射光线______； （2）如图所示，一束光线与水平方向成60°角，请你放置一块平面镜使它的传播方向变为水平向右，画出平面镜的位置，并标出平面镜与水平面夹角的度数_______。 27．根据题目要求作图： （1）根据平面镜成像特点，在图中画出物体AB在平面镜中所成的像A′B′； （2）请作出图中的物体AB经小孔成像到墙面MN上的示意图，即画出成像的光路图。 28．在图中，AO是一束光线由空气斜射入水中的入射光线，请在图中大致画出折射光线，并标出折射角γ。 29．如图所示，一束光线从空气射向水面，已知入射光线AO，入射角为43°，请画出经水面的反射光线和进入水中的折射光线，并标出反射角的度数。 30．如图所示，已知S是点光源，请画出S在平面镜中的像的位置，并画出由S点发出经平面镜反射后通过A点的光路图。    题型7 光学实验综合探究（共 5 小题） 【模型】实验探究与三维评估模型 【方法】① 明确实验目的；② 分析操作要点与目的；③ 推导实验结论；④ 故障与误差分析；⑤ 多次实验的意义。 31．如图所示，是小华同学探究光的反射规律的实验。他进行了下面的操作： （1）如图甲，让一束光贴着纸板沿某一个角度射到O点，经平面镜的反射，沿另一个方向射出，用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。改变光束的入射角度，多做几次，取下纸板，用量角器测量ON两侧的∠i和∠r，得到的结论是反射角___________入射角（选填“大于”、“等于”或“小于”）； （2）为了探究反射角与入射角的关系，多次改变入射角大小并测量对应的反射角，比较两者大小关系，多次实验的目的是___________ （3）如图乙，纸板ENF是用两块纸板连接起来的，把半面纸板NOF向前或向后折，这时在NOF上___________（填“看得到”或“看不到”）反射光线，此时反射光线是___________（选填“存在”或“不存在”），说明反射光线、入射光线和法线在___________内。 （4）使入射光线逐渐靠近法线ON，可观察到反射光线___________（填“靠近”或“远离”）法线； （5）如果让光线逆着OF的方向射向镜面，会发现反射光线沿着OE方向射出，这表明：在光的反射现象中，光路是___________的。 32．图甲是某实验小组的同学做“探究平面镜成像规律”实验时的情景，请回答下列问题： （1）实验中选用玻璃板代替平面镜，原因是玻璃板透光，便于________________。 （2）实验中应选择________（填“较厚”或“较薄”）的玻璃板，若选择另一种玻璃板会产生什么现象？___________。 （3）该实验小组的同学最好选用________（填“无色”或“茶色”）玻璃板。 （4）实验中选取、两支完全相同的蜡烛的目的是________________，这里用到的是______________（填实验方法），实验中还会用到刻度尺，它的作用____________。 （5）实验过程中为了便于观察，最好在___________（填“较明亮”或“较黑暗”）的环境中进行。 （6）实验时，若实验小组的同学发现无论如何移动蜡烛都无法与蜡烛的像重合，原因可能是__________。 （7）如图甲，实验小组的小明把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面，此时他应该从________（填“玻璃板前”或“玻璃板后”）观察蜡烛的像，这个像是由光的________形成的。 （8）如图甲，小明将另一支与蜡烛完全相同但________（填“点燃”或“未点燃”）的蜡烛放到玻璃板后像的位置，它与像完全重合，说明像与蜡烛的大小________（填“相等”或“不相等”）。 （9）将光屏放在蜡烛的位置上，发现光屏上________（填“能”或“不能”）承接到蜡烛的像，这说明平面镜成像时成的是________（填“虚”或“实”）像。 【能力设问】 （10）小明在只做了一次实验后就得出了实验结论，这种做法正确吗？为什么？_______________。 （11）为了研究像和物到镜面距离的关系，应多次_____________，重复实验。 （12）若小明将桌面上的白纸换成方格纸进行实验，则这种做法的优点是______________。 （13）进行三次实验后，记录的物体和像的位置如图乙所示，为了得到实验结论，接下来应如何操作？____________。 （14）分析图丙中的信息可得出平面镜成像的特点：像和物到平面镜的距离________，像和物的连线与平面镜____________。 （15）将白纸沿对折后发现物体的位置和它的像的位置重合，所以平面镜成像的特点又可表述为：平面镜成的像与物体关于镜面________________。 （16）如图甲，将蜡烛逐渐远离玻璃板时，蜡烛应________（填“靠近”或“远离”）玻璃板，才能与蜡烛的像完全重合，此时所成像的大小________（填“变大”“变小”或“不变”）；若将蜡烛向远离玻璃板的方向移动了，蜡烛与它的像之间的距离变化了________。 （17）同组的小丽用棋子代替蜡烛进行实验，如图丁所示，但怎么也看不清楚棋子的像，请你提出一个解决这个问题的办法：_________________。 【拓展设问】 （18）小丽在白纸上沿棋和的边缘画圆，测出物到玻璃板的距离和像到玻璃板的距离的值如下表： 实验序号 小丽发现三次实验的像距都比物距略大一些，原因是_______________。 A．刻度尺测量像距时存在误差 B．玻璃板有一定厚度 C．物和像的标记点不对应 D．玻璃板没有竖直放置 （19）同组的小飞实验时发现蜡烛在玻璃板中像的位置偏高且倾斜，则你认为图戊中的________图是产生该现象的原因。 （20）小飞将蜡烛沿平行于玻璃板横向移动一段距离，则烛焰的像离玻璃板的距离________。 33．小江为探究“光的折射规律”设计了如图甲所示的实验装置。 （1）通过实验得到如表数据，分析表中数据，可得出结论：______； 入射角α 0° 15° 30° 45° 60° 折射角β 0° 11° 22.1° 35.4° 40.9° ①细心的小江在实验探究中发现：水中看到的光线没有空气中的粗且亮，其原因是______； ②小江联想到，暑假去泳池游泳时，从水面上观察，感觉深水区并不深，原因是他看到的池底是由光的______现象形成的______像（选填“实”或“虚”）； （2）实验时，小江保持入射光不动，继续加水，会看到杯底的亮斑B向______（选填“左”或“右”）移动； （3）小江知道了上述规律后，他想知道：光在其他透明介质的分界面折射时，有什么规律呢？他做了如下实验：让激光笔射出的光束从水斜射入玻璃，再从玻璃依次斜射入冰、空气中，其光路如图乙所示，然后老师又告诉他，光在一些透明介质中的传播速度，如表： 物质 光速（米/秒） 水 2.25×108 玻璃 2.0×108 冰 2.30×108 空气 3.0×108 酒精 2.2×108 ①针对提出的问题，请你仔细观察图中的光路，对照上表中的数据进行分析，可以得出结论：______； ②根据你得出的结论，判断：光从玻璃中斜射入酒精中，折射角______入射角（填“大于”、“小于”或等于）。 34．古人通常将“影”和“光现象”联系在一起，“影”有阴影、倒影等含义，有时“影”也可引申为“像”。在战国时期，我国古代著名教育家、思想家墨子在研究小孔成像的现象，他用蜡烛作为光源，在木板上钻了一个小孔，发现透过小孔的光能在墙壁上形成一个倒立的像。 （1）下列和“影”有关的现象，与光传播方式对应关系正确的是（　　） A．立竿见影——光的反射 B．杯弓蛇影——光的反射 C．形影不离——光的折射 D．水中倒影——光的直线传播 （2）关于小孔成像下列说法正确的是（　　） A．小孔成像可用光的直线传播来解释 B．木板上的小孔一定是圆形的 C．木板上的小孔可以是任意大小和形状 D．蜡烛在墙上形成的像是正立的 （3）下列现象与小孔成像的光学原理相同的是（　　） A．日晷 B．小猫照镜子 C．彩虹 D．筷子折断 （4）如下图甲所示，2023年4月20日发生了罕见的日环食。日环食是日食的一种，发生时太阳的中心部分黑暗，边缘仍然明亮，形成光环。日食形成的光学原理与小孔成像___________（选填“相同”或“不同”），图中能正确描述其形成原因的是___________（选填“乙”或“丙”）图。 （5）小宝自制了一个如图所示的小孔成像的实验装置，发光物是由多个LED灯泡构成的发光灯组，请根据眼睛观察的位置，画出光源是___________（选填“”、“”、“”或“”）形。 若只将小圆孔改为三角形小孔，则像的形状___________（选填“变化”或“不变”）。在探究孔的大小对小孔成像的影响时，将遮光板慢慢插入卡槽，改变三角形孔的大小，这样设计的优点是：___________。 （6）小宝继续在家中做“研究光的传播”实验，在玻璃缸中盛上清水，沿缸壁慢慢地注入浓糖水，从侧壁水平照射激光，看到缸内光的路线如图所示，这属于光的___________（选填“反射”“折射”或“色散”）现象。搅拌均匀后，观察到光的路线呈直线，说明光沿直线传播的条件是___________。 （7）“如何测量地球与月球之间距离？”小宝发现这个问题从古代就有人思考了，人们先后创造出平面几何法、视差角法等方法，直到人们将激光后向反射器阵列送上月球后，人们使用激光进行测量，成了最精准的地月距离测量手段。某次测量中，光从地面射向月球后经过2.562s接收到来自月球的反射光。（光速等于） ①此时月球距离地球有多远？ ②我们能否使用超声波测量地球与月球之间的距离？如果能，请说出做法；如果不能，请说明理由。 35．下面是对太阳光发生色散现象的探究实验。 实验一：用平面镜引入一束日光，通过狭缝照到三棱镜上，如题图所示，调整棱镜的方位，在白色光屏上可以看到白光通过棱镜折射后得到包含七种颜色的彩色光带。把白纸放在棱镜前，看到照到棱镜上的光是白光，由此得知白光通过棱镜折射后分解成各种颜色的色光； 实验二：在狭缝前放置红色玻璃（或蓝色玻璃），用白纸显示出照在三棱镜上的光是红光（或蓝光）；通过三棱镜后，光改变了传播方向，但不分解，仍然是红光（或蓝光）。 问题：（1）你认为太阳光通过棱镜后在光屏上得到了七色光是因为_____________； A．太阳光中含有七色光，由于光的折射，通过棱镜后各色光分散开了 B．棱镜中含有七色光，有太阳光通过时各色光分散出来 （2）从（1）中答案可知：太阳光是一种复色光，通过棱镜折射后发生了_____________现象； （3）由实验现象可以看出各色光通过棱镜时，_____________光的偏折最大、_____________光的偏折最小，这说明了棱镜对不同色光的_____________不同；偏折最大、最小的色光外_____________（选填“存在”或“不存在”）看不见的光。 题型8 光现象综合正误辨析（共 5 小题） 【模型】概念辨析排除模型 【方法】逐个分析选项，对应光学原理，排除绝对化、混淆概念的表述。 36．关于光现象，下列说法正确的个数有（　　） （1）光发生折射时，光路是可逆的      （2）人远离平面镜时，平面镜中的像越来越小   （3）光从空气射入水中时，传播方向一定改变 （4）漫反射也遵循光的反射定律 A．0个 B．1个 C．2个 D．3个 37．下列是一些日常生活和自然界中的光现象： a．日食和月食    b．光的色散  c．小孔成像  d．池底变浅 e．黑板反光      f．海市蜃楼  g．镜花水月  h．雨后彩虹 其中由于光的直线传播形成的是_____；由于光的反射形成的是_____；由于光的折射形成的是_____。 38．关于实像和虚像，下列说法中正确的是（　　） A．虚像是人的幻觉，没有光线进入人眼 B．实像一定是光的折射形成的，虚像一定是光的反射形成的 C．实像能用光屏接收到，而虚像不能用光屏接收到 D．平面镜成虚像，凸透镜只能成实像 39．下表是光在几种介质中传播时的速度，图是光在几种介质中发生折射时的光路图，下列说法错误的是（　　） 介质 真空 空气 水 玻璃 光速/ A．分析表中的数据可以得出结论：光在不同介质中的传播速度一般不同 B．分析表中的数据和光路图，可以得出结论：光从传播速度大的介质斜射入传播速度小的介质中时，折射角小于入射角 C．由分析的结论可知，光从玻璃斜射入水中，折射角大于入射角 D．由分析的结论可知，光从水斜射入空气中，折射角小于入射角 40．太阳的能量以光的形式辐射到地球，许多实验表明，人眼是看不见某些光的。下列关于不可见光的说法，正确的是（　　） A．验钞机利用红外线来鉴别纸币的真伪 B．紫外线的热效应明显 C．只有太阳能辐射红外线 D．餐馆里常用紫外线来消毒杀菌 题型9 生活光学现象原理解释（共 5 小题） 【模型】现象原理对应模型 【方法】先定位现象对应的光学原理，再用规范物理语言解释，逻辑清晰，因果明确。 41．小明在游泳时发现，清澈见底的池水看起来不太深，可下去后感觉要比看到的深，试作图分析，为什么池水看起来比实际的浅？ 42．为什么黑板反光看不清字？  答：黑板不太粗糙，射到上面的光接近发生________反射，从而射向某一方向的同学的眼睛中，光线较________（强或弱），而粉笔字很________，射到它上面的光发生________反射，进入这一方向的同学的眼睛中的光很________（强或弱），所以觉得有些耀眼而看不清字。 43．为什么 “树荫下的圆形光斑” 是小孔成像，而 “树本身的影子” 是影子？请结合两者的本质区别解释。 44．人站在清澈的河水中会发现水中腿变短，潜水员看岸上的树会发现树变高，能描述这两种现象的光路依次是图中的______和______。 45．汽车在设计时除了要讲究美观，很多时候要考虑安全性。汽车的前挡风玻璃往往设计成倾斜的，而后视镜往往使用凸面镜而不是平面镜，请你分别解释这样设计的原因。 题型10 光学动态与范围分析（共 5 小题） 【模型】动态变化分析模型 【方法】① 平面镜成像：物动像动，对称运动，像的大小始终不变；② 小孔成像：物近像远像变大，物远像近像变小；③ 光的折射：入射角增大，折射角也增大。 46．身高为168cm的同学距平面镜3m，则他的像距他本人有________m，像的高度为________cm，当他以0.5m/s的速度靠近平面镜，那么2s钟后，他本人与镜中的像的距离变为________m。 47．阅读短文，回答问题 跨学科实践——研究制作“鉴往知来投影盒” 【任务要求】本项目旨在循着古人的智慧，从《墨经》记载的小孔成像出发，探索光影的奥秘，并最终制作一个能将传统窗花等图案清晰投影的“鉴往知来投影盒”。 【设计与实施】 任务一：古法重现。如图甲所示，同学们在暗室中，将点燃的蜡烛、开有小孔的纸板和毛玻璃屏依次放置，成功再现了《墨经》中记载的“景倒”现象。 任务二：承前启后。为使成像更明亮，同学们在小孔上下对称的位置a、b，再开两个小孔，此时光屏上观察到3个像，像的亮度基本不变。在a、b处放置相同的三棱镜，适当左右移动毛玻璃，同学们观察到了一个清晰的稍明亮的像。在a、b之间再开几个小孔，并放入合适的三棱镜，像更亮了一些。 任务三：继往开来。基于以上探究，他们推理，若在a、b间开一个大圆孔，并放入一个合适的凸透镜代替所有的三棱镜，移动毛玻璃，像会更亮。 为了验证以上推理，他们制作了投影盒，如图乙所示，将透明窗花、带孔的不透明纸板、凸透镜，安装在投影盒的卡槽中，改变投影盒到墙壁的距离，找到清晰的像。减小投影盒与墙壁的距离，看到“像”更小更亮。 如图丙所示，纸板上每个孔的大小约为4~8cm2，凸透镜的焦距分别是5cm、10cm、20cm。将不同的纸板、凸透镜分别插入对应卡槽，多次实验并进行对比验证。 【交流与评价】下表是投影盒制作和使用的评价指标。 等级 优秀 良好 合格 不合格 评价指标 了解成像原理； 像清晰； 大小可方便调节 了解成像原理； 像清晰； 大小可调节 知道成像原理； 对像的概念不清；大小可调节 原理不清； 未能成像 同学们对实践活动进行了交流和评价。 （1）任务一中，毛玻璃上成倒立、___________的实像； （2）任务二中，a、b处三棱镜放置的方式可能是图丁中的___________；在a、b之间再开几个小孔，则a、b间三棱镜对光的偏折程度比a、b孔处的要___________（选填“大”或“小”）； （3）任务三中，将焦距为5cm的透镜、①号纸板、透明剪纸插入卡槽，改变投影盒到墙壁的距离，墙壁出现清晰的像。若换用②号纸板，墙壁将出现___________个清晰的像。使用___________号纸板，墙壁有清晰且最亮的像。若换用焦距为10cm的透镜，需要___________（选填“远离”或“靠近”）墙壁，才能得到清晰的像； （4）根据评价表，你对投影盒制作和使用的评价等级是___________，依据是___________。请对本实践活动提出一个优化建议：___________。 48．在“初识光的折射现象”和“探究光的折射特点”实验中 （1）如下图甲，小明将一束激光射至P点，形成一个光斑，向水槽内慢注水，水槽底部光斑的位置将 _______（选填“向左移动”“向右移动”或“不动”），实验中光在空气中的传播路径并不清晰，为解决此问题，他在水面上方喷了一些______。继续沿水槽壁缓慢注水，在此过程中，折射角______（增大/不变/减小） （2）如图乙，他将光沿着AO方向射向水面上的O点，光在水中沿着OB方向射出，调整激光笔使入射光逐步偏向法线，折射光也逐步偏向法线，说明光从空气斜射入水中时，入射角减小，折射角随之______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）如图丙所示，小彬将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射，为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播，则激光笔照射的方向应满足的条件是______，且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区 _______（选填“①”②”或“③”）内。 49．如图所示，高明身高1.8m，站在平面镜前5m处，他的像到镜面的距离为_____m，像高_____m.若将镜子竖在一面墙的前面2m处，这时他_____（填“能”或“不能”）在镜中看到自己的像，像到墙的距离是_____m.若他以2m/s的速度远离平面镜，则像相对于平面镜的移动速度为_____m/s，像的大小_____（填“变大”“变小”或“不变”）.当高明右手拿着公文包时，对像来说，公文包在_____（填“左”或“右”）手上. 50．如图所示，身高1.6m的小红同学站在平面镜前2m处，她看到镜中自己的像，此时镜中的像距她______m。若她以0.5m/s的速度垂直向平面镜靠近时，镜中像的大小将______（选填“变大”“变小”或“不变”），经1s以后，小明同学的像距平面镜为______。现将一块和镜面一般大的木板放在镜子后面1m处，这时她______（选填“仍能”或“不能”）在镜中看到自己的像。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 光和眼睛（光现象） 基础·固本强基 题型1 光的直线传播与光源辨析 题型2 光的反射定律与应用 题型3 平面镜成像特点与应用 题型4 光的折射现象与规律 题型5 光的色散与看不见的光 提升·进阶突破 题型6 光学作图 题型7 光学实验综合探究 题型8 光现象综合正误辨析 题型9 生活光学现象原理解释 题型10 光学动态与范围分析 基础·固本强基 题型1 光的直线传播与光源辨析（共 5 小题） 【模型】光源识别 + 直线传播现象判断模型 【方法】① 光源判断：自身能够发光的物体，分天然光源和人造光源；② 直线传播条件：同种均匀介质；③ 典型现象：影子、小孔成像、日食月食、三点一线；④ 光速：真空中，光年是长度单位。 1．下列物体中属于天然光源的是（    ） A．太阳、镜子、月亮 B．萤火虫、水母、恒星 C．恒星、钻石、蜡烛 D．发光的电灯、火把、萤火虫 【答案】B 【解析】A．太阳自身能发光，是天然光源，镜子与月亮自身不能发光，不是天然光源，故A不符合题意； B．萤火虫、水母、恒星自身能够发光，是光源，它们是天然存在的，是天然光源，故B符合题意； C．恒星自身能发光，是天然光源，钻石自身不能发光，不是光源，蜡烛能发光是光源，但为人造物，故不是天然光源，故C不符合题意； D．萤火虫自身能发光，是光源，且是天然光源；火把和发光的电灯能发光是光源，但为人造物，故不是天然光源，故D不符合题意。 故选B。 2．下列现象中，不属于光的直线传播的是（　　） A．小孔成像 B．日食、月食的形成 C．湖边的景物，在湖中形成的“倒影” D．阳光照射下，地面上出现树的影子 【答案】C 【解析】A．小孔成像是光在同种均匀介质中沿直线传播形成的倒立的实像。故A不符合题意； B．当月球转到地球和太阳之间，月球挡住了太阳照向地球的光，我们就看不到太阳，这就是日食；当地球、太阳、月亮在同一直线上，地球到了月球和太阳的中间，太阳光无法射到月亮上面。所以在地球上观测月球便有一块区域出现了阴影，这就是月食，是由于光的直线传播形成的，故B不符合题意； C．水中的倒影是光的反射，此时水面相当于平面镜，所以不是光的直线传播形成的，故C符合题意。 D．影子是由于光照射到不透明的物体无法透过形成的阴影部分，是由于光的直线传播形成的，故D不符合题意。 故选C。 3．中华文化源远流长，公元4世纪前的《墨经》中就记载了小孔成像现象和解释。如图甲所示，为进一步探究小孔成像的特点，小华制作了如图乙所示的装置，将易拉罐底部中央戳一个小孔；将易拉罐顶部剪去，蒙上一层半透明塑料薄膜。 （1）小华在制作小孔时，把小孔戳成三角形，用它来观察蜡烛，半透明膜上呈现出了比烛焰大的_______（选填“正立”或“倒立”）的_____（选填“实像”或“虚像”）； （2）于是他又将三角形改为方形和圆形，半透明膜上像的形状不变，说明小孔所成的像与孔的形状______；（选填“有关”或“无关”） （3）将蜡烛远离方形小孔，则所成像大小将_____（选填“变大”、“变小”或“不变”）； （4）小华无意间在易拉罐底部不同位置戳了两个小孔，用它来观察蜡烛，则半透明膜上会 ；（填正确选项前的字母） A．只会出现一个像 B．在不同的位置出现两个像 C．出现两个重合的像 （5）如图丙所示，夏天树荫下的圆形光斑是太阳的像，圆形光斑大小不一的原因是树叶缝隙离地面的高度__________（选填“相同”或“不同”）。 【答案】（1）倒立 实像；（2）无关；（3）变小；（4）B；（5）不同 【解析】（1）[1][2]小孔成像的原理是光沿直线传播，成的是倒立的实像。 （2）将三角形改为方形和圆形，孔的形状改变，半透明膜上像的形状不变，说明小孔所成的像与孔的形状无关。 （3）将蜡烛远离方形小孔，物距变大，根据光的直线传播，像距不变，则所成像将变小。 （4）小孔成像是光经过小孔成的实像，小华无意间在易拉罐底部不同位置戳了两个小孔，用它来观察蜡烛，蜡烛光分别经过两孔，成实像，则半透明膜上会在不同的位置出现两个像，故AC不符合题意，B符合题意。 故选B。 （5）夏天树荫下的圆形光斑是太阳通过树叶的间隙（相当于小孔）形成的太阳的像，这些圆形的光斑的大小不一的原因是树叶间的空隙到地面的距离不同，所成像的大小不同。 4．下列关于光的说法中正确的是（　　） A．光年是时间单位 B．光在真空中的传播速度是3×105km/s C．光在同种介质中一定沿直线传播 D．光在水中传播比在空气中传播得快 【答案】B 【解析】A．光年是光在真空中传播一年的距离，是长度单位，故A错误； B．光速是宇宙中最快的速度，在真空中的传播速度是3×105km/s，故B正确； C．光在同种均匀介质中沿直线传播的，若介质不均匀，则可能发生折射，故C错误； D．光在水中的传播速度比在空气中的传播速度慢，故D错误。 故选B。 5．观察和实验是进行科学探究的基本方法。 小宇同学平时注意观察，发现爸爸晚上开车时，打开汽车头灯时，空中会出现一道直的光柱。于是，他得出光在空气中沿直线传播的结论，并进行了其他相关实验： [猜想]光在水中也是沿直线传播的。 [设计并进行实验]用自己的一个玩具激光笔对着玻璃杯中的纯净水射去。 [收集证据]在水中没有看到一条直线光柱。 [提出新的问题]光在液体中为什么不是沿直线传播呢？ [思考和猜想]能在空气中看到直线光柱，可能是空气中存在悬浮的尘埃将光_____到我们眼中所致，实际上光在水中还是沿直线传播的。 [改进实验]在水中添加几滴_____或撒些粉笔灰，作辅助器材，再用激光笔对着玻璃杯中的水射去，_____（填“能”或“不能”）看到光在水中的直线传播路径。 [拓展延伸]小琪同学回忆有一次夏天下午坐爸爸的车时，发现前方地面在“晃”动；咨询老师时才知道是因为空气受热不均匀造成光在不均匀空气中不是沿直线传播．为了验证这种分析是否正确，回到家后，小雨利用一支激光笔、一个装有酒精的浅盘及火柴，进行了如下的探究。 （1）如图所示，将激光笔固定在小桌上沿水平方向照射，用喷壶向激光笔的前方喷水，看到激光笔发出的一束红光射向墙面，墙面上有一个红色光点保持不动。 （2）如果要让这束红光穿过不均匀的空气，接下来小雨的做法应该是：_____。 （3）如果小雨的分析是正确的，他观察到的现象应该是：_____。 [进一步推理]无论是固体、液体还是气体，光在_____中都是沿直线传播的。 【答案】 反射 牛奶 能 将装有酒精的盘子放在激光笔前方的下侧，用火柴点燃酒精 墙上红色的光点在晃动 同种均匀介质 【解析】【思考和猜想】能在空气中看到直线光柱，可能是空气中存在悬浮的尘埃将光反射到我们眼中导致的，实际光在水中还是沿直线传播的。 【改进实验】在水中添加几滴牛奶或撒些粉笔灰，作辅助器材，再用激光笔对着玻璃杯中的纯净水去射，能看到光在水中的直线传播路径。 【拓展延伸】（2）点燃一个装有酒精的盘子，酒精燃烧，其酒精周围的温度则不同，故燃烧的酒精上方的空气不再均匀，因此点燃浅装有酒精的盘子的酒精，让激光笔发出的红光在燃烧的酒精上方照射，观察激光笔的光线传播方向如何； （3）因为光在不均匀介质中传播时，光的传播路径不再是直线，因此墙面上的光点不再固定，而在墙面上的光点在晃动。 【进一步推理】无论是固体、液体还是气体，光在同种均匀介质中都是沿直线传播的。 题型2 光的反射定律与应用（共 5 小题） 【模型】反射定律三要素模型 【方法】① 三线共面：反射光线、入射光线、法线在同一平面内；② 两线分居：反射光线与入射光线分居法线两侧；③ 两角相等：反射角等于入射角；④ 光路可逆；⑤ 镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律。 6．关于光的反射，下列说法正确的是 A．当光线垂直镜面入射时，反射角等于入射角等于90° B．当入射光线靠近法线时，反射光线将远离法线 C．当入射角增大10°时，反射光线与入射光线的夹角增大20° D．镜面反射遵守光的反射定律，漫反射不遵守光的反射定律 【答案】C 【解析】A．当入射光线与镜面垂直时，入射角为0°，反射角也为0°，故A错误； B．当入射光线靠近法线时，入射角减小，反射角也减小，故入射光线靠近法线时，反射光线也靠近法线，故B错误； C．入射角增大10°，反射角也增大10°，反射光线与入射光线的夹角增大20°，故C正确； D．镜面反射遵循光的反射定律，漫反射也遵循光的反射定律，故D错误。 故选C。 7．在“探究光的反射定律”的实验中，如图所示，平面镜M放在平板上，E 、F是两块粘接起来的硬纸板，可绕垂直镜面的接缝ON转动。如图，当E、F在同一平面上时，让入射光线AO沿纸板E射向镜面，在F上可看到反射光线OB，测出反射角与入射角的大小；改变入射光线的方向，再测几组入射角与反射角。 实验次数 1 2 3 4 5 入射角/° 60 50 40 30 20 反射角/° 60 50 40 60 20 （1）某同学的实验数据如上表所示，其中有一组数据测量错了，这组数据是第____次实验的，原因可能是将反射光线与___________的夹角当成反射角了．改正错误的数据后，根据表格得出反射角与入射角的关系是____________________。 （2）如图乙，以法线ON为轴线，把纸板F向后慢慢旋转任意角度，光屏上都看不到反射光线，说明反射光线、入射光线与法线在____________。 （3）在上述实验中，若将入射光线AO向法线ON靠近，则反射光线OB将__________（选“靠近”或“远离”）ON。                                         （4）在图甲中，如果让光线逆着OB的方向射向镜面，会看到反射光线沿着OA射出，这表明光在反射时， ______。 【答案】 4 平面镜 反射角与入射角的大小相等 同一平面内 靠近 光路是可逆的 【解析】（1）[1][2]根据反射定律，反射角等于入射角，反射角是反射线与法线的夹角，入射角是入射线与法线的夹角，其中有一组数据测错了，这组数据是第4次实验的，原因可能是将反射光线与平面镜的夹角当成反射角。 [3]由表格的数据可知，反射角与入射角的大小相等。 （2）[4]将光屏右半部分向后折转，光屏上都看不到反射光，说明反射光线、入射光线与法线在同一平面内。 （3）[5]反射角随入射角的改变而改变，当入射光线向法线ON靠近的过程中，入射角减小，则反射角会随之变小，反射光线靠近法线ON。 （4）[6]如果让光线逆着OB的方向射向镜面，会看到反射光线沿着OA方向射出，这表明光的反射现象中，光路是可逆的。 8．下列光现象说法正确的是（    ） A．教室里不同方位的同学都能看到黑板上的字是因为发生了镜面反射 B．当光线垂直入射时，反射角为90度 C．因为漫反射的光线杂乱无章，所以漫反射不遵循光的反射定律 D．小孔成的像一定是倒立的实像 【答案】D 【解析】A．教室里不同方位的同学都能看到黑板上的字是因为黑板表面凹凸不平，发生了漫反射，将光线反射到各个方向，故A错误； B．当光线垂直入射时，入射角与反射角都为0度，故B错误； C．漫反射是光反射的一种，遵循光的反射定律，故C错误； D．小孔成的像是实际光线的交点，一定是倒立的实像，故D正确。 故选D。 9．为了探究光的反射定律，小明准备了一块平面镜、一块可沿ON折转的白色硬纸板、直尺、量角器及铅笔。 实验次数 入射角 反射角 1 15° 75° 2 30° 60° 3 45° 45° （1）如图所示，把白色硬纸板垂直放置在平面镜上，使一束光紧贴着硬纸板射向镜面上的O点，在纸板上描出入射光AO和反射光OB，并测出入射角和反射角。改变入射角，重复上述实验步骤。该实验探究的问题是______（填字母）． A．光能否发生反射 B．光是否沿直线传播 C．光是否只能在镜面上反射 D．探究反射角与入射角的关系 （2）将纸板的______（左侧/右侧）沿ON向后折，反射光______（选填“存在”或“不存在”），纸板上______（选填“能”或“不能”）看到反射光，说明反射光线、入射光线和法线在______； （3）在图中，如果让光沿BO方向射向镜面，会看到反射光沿着OA方向射出，这表明光反射时，光路是______。 （4）随后，小明调节入射角分别为进行实验，记录的实验数据如表格所示，经检查，三次实验中各角度的测量值都是准确的，但结论却与光的反射定律相违背，其中的原因可能是______； （5）小明将一束光射到白板上，只能在白板上看到一个亮点，不能看到光的传播路径。请帮小明想出在空气中显现光的传播路径的1种方法：______。 【答案】（1）D；（2）右侧 存在 不能 同一平面内；（3）可逆的；（4）将反射角误认为是反射光线与镜面的夹角；（5）在空气中喷些烟雾或水雾 【解析】（1）改变光的入射角度，则光的反射角度也会发生变化，反射光线的位置也会随之改变，所以实验想要探究的是反射角与入射角的关系。故选D。 （2）[1][2][3][4]沿ON将右侧纸板向后折，两侧纸板不在同一平面内，所以纸板上不能看到反射光，但反射光仍然存在，由此说明了在光的反射中，入射光线、反射光线及法线在同一平面内。 （3）光线沿原来反射光线的方向即BO射入后，从原来入射光线方向即OA射出，说明在光的反射中，光路具有可逆性。 （4）入射角为15°时，反射角也应该是15°，而表中记录的数据是75°，是反射光线与镜面间的夹角为75°，同理第二、三组数据也是一样。但反射角是反射光线与法线间的夹角，所以结论与光的反射定律相违背的原因是测量的不是反射角而是反射光线与镜面的夹角。 （5）显示光路可以借助烟雾、水雾等，当光穿过烟雾或水雾时，发生漫反射而显示光路，故在空气中显现光的传播路径的方法是在空气中喷洒烟雾或水雾。 10．一个雨后的晚上，天刚放晴，地面虽干，但仍留有不少积水，为了不致踩在积水里，迎着月光走时，地面上_______________是积水，背着月光走时，地面上_____________是积水 （选填“亮处”或 “暗处 ”） 【答案】 亮处 暗处 【解析】[1]因为迎着月光走，月光射到水面上时，水面发生的是镜面反射，有较多的反射光射入人的眼睛，而地面发生漫反射，只有很少的光进入人的眼睛，故当迎着月光走时，地面亮处有水。 [2]背着月光走，水面发生镜面反射，此时的反射光基本没有进入人的眼睛；而地面发生漫反射，反射光线射向不同的方向，故有较多的光线射入人的眼睛，故此时地面较亮，即背着月光走时，地面发暗处有水。 题型3 平面镜成像特点与应用（共 5 小题） 【模型】平面镜成像对称模型 【方法】① 成像特点：等大、等距、垂直、虚像，像与物体关于镜面对称；② 实验要点：玻璃板代替平面镜的作用、等大蜡烛的作用、玻璃板垂直的要求；③ 应用：成像、改变光路、扩大视野。 11．某同学身高1.60m，他站在竖直放置的平面镜前2m处，他在镜中的像高为______m，若他以1m/s的速度走向平面镜，则1s后他的像与他的距离是______；周围的同学都能看到他，是因为光照在小明身上，发生了光的______反射（选填“镜面”或“漫”）。 【答案】 1.60 2m 漫 【解析】[1]根据平面镜的成像规律可知，像与物大小相等，某同学身高1.60m，则他在镜中的像高也为1.60 m； [2]若他以1m/s的速度走向平面镜，1s后他离平面镜的距离为1m，由于平面镜所成的像与物到镜面的距离相等，所以他的像离平面镜的距离为1m，则他的像与他的距离是2m。 [3]我们能从各个方向看到本身不发光的物体，这是由于光的漫反射，所以周围的同学都能看到他，是因为光照在小明身上，发生了光的漫反射。 12．下列关于平面镜成像的说法中，正确的是（　　） A．平面镜成的像是实像 B．平面镜成像的原理是光的直线传播 C．物体离平面镜越远，所成的像越小 D．像与物体关于镜面对称 【答案】D 【解析】A．平面镜成的是虚像，故A错误； B．平面镜成像的原理是光的反射，故B错误； C．平面镜成的像与物体大小相等，与物体到平面镜的距离无关，故C错误； D．像与物体关于镜面对称，故D正确。 故选D。 13．如图甲是探究平面镜成像特点的实验装置图。 （1）选用两支完全相同的蜡烛A和B的目的是_______； （2）选用玻璃板代替平面镜是为了_______； （3）为了研究平面镜所成的是实像还是虚像，将光屏放在蜡烛B的位置，接下来的操作是_______； （4）如果玻璃板没有垂直于桌面放置，如图乙所示，则下列符合事实的是_______。 A． 蜡烛的像变大 B． 像的位置不再桌面上 C． 蜡烛的像与蜡烛的连线与镜面不垂直 【答案】 比较像与物的大小 确定像的位置 直接观察光屏上有没有像 B 【解析】（1）[1]实验时采用两个完全相同的蜡烛，一支蜡烛放在玻璃板的前面并点燃，另一支放在玻璃板的后面，当玻璃板后面的蜡烛和玻璃板前面的蜡烛的像完全重合时，可以比较像物大小关系。 （2）[2]在探究“平面镜成像的特点”时，用玻璃板代替平面镜的目的是：玻璃板不但反射光成虚像，还能透光看到玻璃板后面的蜡烛，便于确定像的位置。 （3）[3]光屏可以接收到实像，接收不到虚像。为了研究平面镜所成的是实像还是虚像，将光屏放在蜡烛B的位置，观察光屏上有没有像，若没有，说明平面镜成的是虚像。 （4）[4]A．平面镜成的像的大小与物体大小相等，不因平面镜的垂直与否而改变，故A不符合题意； B．平面镜成的像与物关于平面镜对称，若玻璃板倾斜如图乙所示，则像会成在桌子上方，不在桌面上，故B符合题意； C．平面镜成的像与物关于平面镜对称，蜡烛的像与蜡烛的连线与镜面不垂直，故C不符合题意。 故选B。 14．身高的小芳面向穿衣镜站在镜前处，镜中的像与她相距__________，若她远离平面镜后退，则镜中的像与镜面的距离为__________，镜中的像高为__________． 【答案】 【解析】小芳到平面镜的距离是1m，根据物像到平面镜的距离相等，所以小芳的像到平面镜的距离也是1m，则镜中的像与她相距2m；若他远离平面镜后退0.5m，则距离镜面为1m+0.5m=1.5m，根据物像到平面镜的距离相等，可知，此时镜中的像与镜面的距离为1.5m；小芳在平面镜中成像大小和小芳的大小有关，跟小芳到平面镜的距离没有关系，所以小芳远离平面镜时，像的大小不变还是1.60m. 点睛：据平面镜成像特点进行判断：物体在平面镜中成虚像，物像大小相等，物像连线与镜面垂直，物像到平面镜的距离相等． 15．除了平面镜外，生活中也常见到凹面镜和凸面镜，它们统称为球面镜。如果将平行于凹面镜直径的平行光射到凹面镜上，反射后会聚于一点，这个点叫做凹面镜的焦点F（如图甲），而凸面镜使平行光束按图乙反射。 （1）图乙说明凸面镜对光线具有什么作用？举一个凸面镜在生活中应用的实例。 （2）手电筒的反光罩就是一个凹面镜，为了使手电筒出射的光线成为平行光，在灯泡后方安装反光罩时应让灯泡大致处于什么位置？并说明这其中的光学原理。 （3）为了使手电筒出射的光线成为平行光，还可以在灯泡前方安装什么光学元件，并说明其中的光学原理。 【答案】（1）如图乙，平行光入射到凸面镜上，反射后向外发散，反射光线的反向延长线相交于一点（虚焦点），说明凸面镜使光线发散，生活中汽车的后视镜（尤其是外侧后视镜）常用凸面镜，因为它能扩大视野，看到更广的范围，还有转弯处的交通镜、商店防盗镜等也使用凸面镜。 （2）如图甲，凹面镜对光有会聚作用，平行于主光轴的光线，经反射后过焦点，即从焦点发出的光线，反射后平行于主光轴，所以光源即灯泡应该大致位于凹面镜的焦点上，从焦点发出的光线经凹面镜反射后，会平行于主光轴射出，从而形成平行光束。 （3）除了凹面镜能获得平行光，凸透镜也可以，因此可以在灯泡前方安装凸透镜，其原理为，当点光源（灯泡）放置在凸透镜的焦点上时，从焦点发出的光线经过凸透镜折射后，会变成平行于主光轴的平行光。 【解析】（1）略。 （2）略。 （3）略。 题型4 光的折射现象与规律（共 5 小题） 【模型】折射规律两角比较模型 【方法】① 三线共面、两线分居；② 空气斜射入水 / 玻璃，折射角小于入射角；反之折射角大于入射角；③ 垂直入射时传播方向不变；④ 光路可逆；⑤ 生活现象：池水变浅、筷子弯折、海市蜃楼。 16．下列现象中，属于光的折射应用的是（　　） A．后视镜成像 B．海市蜃楼 C．镜花水月 D．立竿见影 【答案】B 【解析】A．汽车后视镜是凸面镜，成像原理是光的反射，故A不符合题意； B．海市蜃楼是空气密度不均匀时，光在不均匀介质中传播发生折射形成的虚像，属于光的折射现象，故B符合题意； C．镜花水月是平面镜成像，原理是光的反射，故C不符合题意； D．立竿见影的影子是光沿直线传播，被不透明物体阻挡形成的，属于光的直线传播现象，故D不符合题意。 故选B。 17．在探究“光的折射特点”的实验中，某同学做了如下实验： 实验一：如图所示，光源发出的一束光从空气中斜射入水中； 实验二：让光源发出的一束光从空气中以不同角度射入水中和玻璃中，表1和表2分别为其实验中的记录数据； 分析图及表1和表2的信息，回答下列问题： 表1：光从空气射入水中 入射角/° 0 30 45 60 折射角/° 0 21 35 40 表2：光从空气射入玻璃射入玻璃 入射角/° 0 30 45 60 折射角/° 0 17 24 30 （1）观察图的现象，表明______； A．光线在水面只发生了反射 B．光线在水面只发生了折射 C．光线在水面既发生了折射又发生了反射 （2）若将实验一的条件进行改变，使光线从水中斜射入空气中，折射角______入射角（选填“大于”“等于”或“小于”）； （3）分析表一和表二，光从空气垂直射入其它介质时，其传播方向______（选填“改变”或“不变”）。 【答案】 C 大于 不变 【解析】（1）[1]由图可知，法线右侧有两条光线，即光在水面既发生了折射又发生了反射，故AB不符合题意，C符合题意。 故选C。 （2）[2]由表中数据可知，当光从空气中斜射入水中时，折射角小于入射角，所以若将实验一的条件进行改变，使光线从水中斜射入空气中，空气中的角大，所以折射角大于入射角。 （3）[3]由表中数据可知，当入射角为0时，折射角也为0 ，即光线垂直于界面入射时，光的传播方向不变。 18．排纵队时，如果看到自己前面的一位同学挡住了前面所有的人，队就排直了，这可以用______来解释。阳春三月，漫步于蝴蝶泉湖畔，你会看到“蝶在水中飞，鱼在云中游”的美景，“蝶在水中飞”中的“蝶”是由光的______形成的，“鱼在云中游”中的“鱼”是由光的______形成的。在岸上看水中的鱼，看到的鱼的位置比实际位置______（填“深”或“浅”），这是由于光的______造成。 【答案】 光的直线传播 反射 折射 浅 折射 【解析】[1]判断队是否排直了，是利用了光的直线传播原理，因为光在同种均匀介质中沿直线传播，那么排在后边的同学发出的光都被前面同学挡住了，所以只能看到前面同学发出的光。 [2]能看到湖面的蝶在水中飞，是光的反射现象，因为此时的湖面相当于平面镜，湖面的蝶发出的光经过湖面反射后形成的像成在水面下。 [3]鱼在云中游，是空中的云通过水面成像在水中，而云中的鱼是鱼发出的光线通过水的折射形成的虚像。 [4][5]从岸上看，鱼的位置比实际位置要浅。因为水中的鱼发出的光线通过水的折射后，进入人眼，而人眼逆着光线看，会觉得鱼的位置升高了。 19．某物理小组利用白色光具盘探究“光的折射现象”，如图所示是光从半圆形水槽（装满水）斜射入空气中时的情景，图中只画出入射光AO。 物理量/次数 第1次 第2次 第3次 第4次 入射角α 10° 20° 30° 40° 折射角γ 14° 27° 42° 59° （1）实验时，同学们能从各方向看到光具盘上光的路径，因为光发生了______（选填“漫反射”或“镜面反射”）； （2）多次改变入射角进行实验，读出对应的折射角，并将数据记录在表格中，分析数据可得：光从水中斜射入空气中时，折射角______入射角。根据表中角度变化规律可以推测：当入射角为35°时，折射角最有可能是_______（选填“”、“”或“”）；继续增大入射角，_______（选填“入射光线”或“折射光线”）先消失； （3）实验中，小组成员发现折射光比入射光暗，原因是__________。 【答案】（1）漫反射；（2）大于 折射光线；（3）光在水与空气的界面处同时发生了反射 【解析】（1）实验时光具盘表面较为粗糙，光射到其表面上时发生了漫反射，使光线向四面八方散开，因此同学们能够从不同角度和各方向看到光具盘上光的路径。 （2）分析表格中第1次至第4次的实验数据可知，光从水中斜射入空气中时，对应的折射角始终大于入射角，且入射角增大时折射角也增大；当入射角从30°增大到40°时，对应的折射角从42°增大到了59°，故当入射角为35°时，折射角应大于42°且小于59°，故有可能为50°；由于光由水中进入空气时折射角始终大于入射角，在继续增大入射角的过程中，折射角会先一步达到90°，此时折射光线将最先消失。 （3）当激光斜射向水与空气的界面时，除了发生折射进入空气外，还有一部分光被水面反射回水中，由于反射过程分走了一部分能量，导致进入空气中的折射光能量少于原入射光的能量，因此观察到折射光比入射光暗。 20．小明同学在家进行光的折射课外拓展实验。实验过程中他发现同样斜插入水中的筷子，从不同角度（眼睛与水平面的夹角）观察到的现象有所不同，分别如图（a）、（b）、（c）所示。 （1）分析比较图（a）或（b）或（c）可知：光从水斜射入空气，折射角_______入射角（选填“大于”、“等于”或“小于”），而眼睛以为光是 ________的，从而看上去筷子向上“折断”。 （2）分析比较图（a）和（b）和（c）中眼睛与水平面的夹角与观察到的筷子向上“折断”程度可得：同样插入水中的筷子， _____________________。 【答案】 大于 直线传播 当眼睛与水平面的夹角越小，观察到的筷子向上“折断”的程度越显著 【解析】（1）[1][2]当光从水斜射入空气，折射光线远离法线，所以折射角大于入射角。如图所示，筷子的端点A的光从水射向空气，进入人的眼睛，而眼睛以为光是沿直线传播的，所以人认为光是从A’点发出的。 （2）[3]如图所示，当眼睛与水平面夹角减小时，折射角变大，说明入射角变大，A’点的位置升高，筷子看起来向上“折断”的程度越显著。 题型5 光的色散与看不见的光（共 5 小题） 【模型】色散与不可见光应用模型 【方法】① 光的色散：白光分解为七色光，本质是光的折射；② 色光三原色：红、绿、蓝；③ 红外线：热效应强，应用于遥控、夜视、遥感；④ 紫外线：荧光效应、灭菌消毒，适量照射有益。 21．下列现象中，属于光的色散的是（     ） A．小孔成像 B．雨后天空出现彩虹 C．水中倒影 D．日食月食的形成 【答案】B 【解析】光的色散本质是光的折射现象。 A．小孔成像是光的直线传播形成的实像，故A不符合题意； B．雨后彩虹是太阳光通过空气中的小水珠发生折射，分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光，属于光的色散现象，故B符合题意； C．水中倒影是光的反射形成的虚像，属于平面镜成像，故C不符合题意； D．日食、月食是光的直线传播形成的现象，故D不符合题意。 故选B。 22．下图是牛顿所描述的色光合成白光实验，下列说法错误的是（　　） A．凸透镜对光有会聚作用 B．光通过三棱镜只发生折射 C．白色的太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫多种色光混合而成的 D．红、绿、蓝三种颜色叫作色光的三原色 【答案】B 【解析】A．由图可知，光线经过凸透镜后向中间会聚，凸透镜对光有会聚作用，这是凸透镜的基本光学性质，故A正确，不符合题意； B．光在进入三棱镜和射出三棱镜时，会在两个界面分别发生折射，同时也会有少量光发生反射，并非“只发生折射”，故B错误，符合题意； C．太阳光是白光，是由各种色光混合而成。由牛顿的光的色散实验可知，太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫多种色光混合而成，故C正确，不符合题意； D．把红、绿、蓝三种颜色的色光，按不同比例混合可以得到各种色光，因此把红、绿、蓝三种颜色叫作色光的三原色，故D正确，不符合题意。 故选B。 23．下列有关红外线和紫外线的说法中，正确的是（    ） A．电视遥控器是利用紫外线实现对电视机的遥控 B．验钞机是利用红外线使钞票上的荧光物质发光来辨别真伪 C．红外线夜视仪是通过探测物体辐射的红外线来成像的 D．医院手术室利用红外线灯进行灭菌消毒 【答案】C 【解析】A．电视遥控器是利用红外线信号控制电视机选台、音量等，而非紫外线，故A错误； B．验钞机利用紫外线激发钞票上的荧光物质发光，而非红外线，故B错误； C．所有物体都会向外辐射红外线，红外线夜视仪通过探测物体自身辐射的红外线（热辐射）来成像，符合其原理，故C正确； D．医院手术室灭菌消毒通常使用紫外线灯，紫外线具有杀菌消毒的作用，红外线不具备此功能，故D错误。 故选C。 24．没有三棱镜，可用如图所示的装置来进行太阳光的色散实验。 （1）在深盘中盛一些水，盘边斜放一个平面镜，使太阳光照射在平面镜上，并反射到白纸上。则______（填“A”或“B”）。 A．在白纸上看到的不是彩色的光带，而是一片白色 B．在白纸上看到红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的彩色光带 （2）此现象说明白光是________（填“单色光”或“复色光”），此时平面镜上方的水类似于________（填写一个光学元件名称）。 【答案】 B 复色光 三棱镜 【解析】（1）在深盘中盛一些水，盘边斜放一个平面镜，使太阳光照射在平面镜上，水面会形成一个类似三棱镜的结构。当太阳光通过这个三棱镜结构时，会发生光的色散现象。不同颜色的光在水中的折射程度不同，白光被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光，并反射到白纸上，因此在白纸上看到红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的彩色光带。 （2）[1]由色散现象表明，白光可以分解成多种颜色的光，所以白光是复色光。 [2]平面镜上方的水由于其上下表面不平行，能够形成类似三棱镜的折射面的形状，对太阳光起到了与三棱镜相似的色散作用，因此类似于三棱镜。 25．夏天穿什么颜色的衣服感觉到凉快？为什么？ 【答案】夏天穿白色的衣服感觉到凉快。因为不透明物体的颜色由它反射的色光决定，白色物体能反射所有色光，吸收的热量少，温度升高较慢，所以感觉更凉快。 【解析】略。 提升·进阶突破 题型6 光学作图（共 5 小题） 【模型】光学作图规范模型 【方法】① 实线画光线并标箭头；虚线画法线、虚像、光线延长线；② 反射作图：作法线，反射角等于入射角；③ 平面镜成像：对称法，垂线、等距、虚线画虚像；④ 折射作图：空气中的角始终大于介质中的角。 26．（1）如图所示，MP、NP是两块成60°的平面镜，入射光线AO与平面镜MP成30°入射，请画出入射光线AO经两平面镜反射后的反射光线______； （2）如图所示，一束光线与水平方向成60°角，请你放置一块平面镜使它的传播方向变为水平向右，画出平面镜的位置，并标出平面镜与水平面夹角的度数_______。 【答案】 【解析】（1）[1]由题意知，入射光线AO与平面镜MP成30°入射，则入射角为60°，据光的反射定律知，反射角也为60°。先过入射点O作出平面镜MP的垂线，即法线，再作出此时的反射光线OB。反射光线沿直线传播遇到平面镜NP，会再次反射。此时OB与镜面MP的夹角为30°，两个平面镜MP、NP的夹角为60°，则此时光线OB与平面镜NP的夹角为90°，此时入射角和反射角都为0°，即此时的入射光线的反射光线重合。据此作图。 （2）[2]由图示知，入射光线与水平方向成60°，且反射光线沿水平向右射出，则反射光线与入射光线成120°，那么反射角等于入射角为60°。据此作出反射光线与入射光线的夹角的平分线，即法线。再过入射点作出平分线的垂线，即为平面镜的位置，此时平面镜与反射光线的夹角为30°，即平面镜与水平面的夹角的度数为30°。据此作图。 27．根据题目要求作图： （1）根据平面镜成像特点，在图中画出物体AB在平面镜中所成的像A′B′； （2）请作出图中的物体AB经小孔成像到墙面MN上的示意图，即画出成像的光路图。 【答案】（1）；（2） 【解析】（1）平面镜所成的像是正立、等大的虚像，像与物关于平面镜对称。先作出端点A、B关于平面镜的对称点、，用虚线连接、即为物体AB的像，据此作图。 （2）光在同种均匀介质中沿直线传播，小孔成的是倒立的实像，过A点和小孔画出一条光线交MN于，再过B点和小孔画出一条光线交MN于，则AB的像为，据此作图。 28．在图中，AO是一束光线由空气斜射入水中的入射光线，请在图中大致画出折射光线，并标出折射角γ。 【答案】 【解析】先过入射点垂直于界面画出法线；光由空气斜射入水中时，折射光线和入射光线位于法线的两侧，折射角小于入射角，据此画出折射光线，据此作图。 29．如图所示，一束光线从空气射向水面，已知入射光线AO，入射角为43°，请画出经水面的反射光线和进入水中的折射光线，并标出反射角的度数。 【答案】 【解析】题目已经过入射点O作出垂直于界面的法线，已知入射角为43°，反射角也为43°，在法线右侧做出反射光线OB，根据折射角小于入射角画出折射光线OC，据此作图。 30．如图所示，已知S是点光源，请画出S在平面镜中的像的位置，并画出由S点发出经平面镜反射后通过A点的光路图。    【答案】   【解析】根据平面镜成像的特点先作发光点S关于平面镜的对称点，然后连接，与镜面的交点即入射点O，连接SO即可。据此作图。   题型7 光学实验综合探究（共 5 小题） 【模型】实验探究与三维评估模型 【方法】① 明确实验目的；② 分析操作要点与目的；③ 推导实验结论；④ 故障与误差分析；⑤ 多次实验的意义。 31．如图所示，是小华同学探究光的反射规律的实验。他进行了下面的操作： （1）如图甲，让一束光贴着纸板沿某一个角度射到O点，经平面镜的反射，沿另一个方向射出，用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。改变光束的入射角度，多做几次，取下纸板，用量角器测量ON两侧的∠i和∠r，得到的结论是反射角___________入射角（选填“大于”、“等于”或“小于”）； （2）为了探究反射角与入射角的关系，多次改变入射角大小并测量对应的反射角，比较两者大小关系，多次实验的目的是___________ （3）如图乙，纸板ENF是用两块纸板连接起来的，把半面纸板NOF向前或向后折，这时在NOF上___________（填“看得到”或“看不到”）反射光线，此时反射光线是___________（选填“存在”或“不存在”），说明反射光线、入射光线和法线在___________内。 （4）使入射光线逐渐靠近法线ON，可观察到反射光线___________（填“靠近”或“远离”）法线； （5）如果让光线逆着OF的方向射向镜面，会发现反射光线沿着OE方向射出，这表明：在光的反射现象中，光路是___________的。 【答案】（1）等于；（2）寻找普遍规律；（3）看不到 存在 同一平面；（4）靠近；（5）可逆 【解析】（1）在光的反射实验中，通过多次改变入射角度，测量入射光线与法线的夹角（入射角∠i）和反射光线与法线的夹角（反射角∠r），实验数据均显示两角大小相等，因此得到的结论是反射角等于入射角。 （2）在探究反射角与入射角的关系时，仅进行一次实验得到的结论可能具有偶然性，无法排除特殊情况的影响，多次改变入射角大小并测量对应的反射角，比较两者大小关系，目的是避免实验偶然性，使得出的“反射角等于入射角”这一结论更具普遍性和可靠性。 （3）[1]纸板ENF由两块纸板连接而成，法线ON是两块纸板的分界线，把半面纸板NOF向前或向后折，由于反射光线、入射光线和法线在同一平面内，折转后的NOF纸板与入射光线和法线所在平面不再重合，因此在NOF上看不到反射光线。 [2]折转纸板只是改变了观察角度，并未改变入射光线的照射情况，光的反射现象依然发生，所以反射光线是存在的。 [3]这一现象直接说明，反射光线、入射光线和法线在同一平面内，这是光的反射规律的重要组成部分。 （4）根据光的反射规律，反射角始终等于入射角，当入射光线逐渐靠近法线ON时，入射角会随之减小，对应的反射角也会同步减小，因此可观察到反射光线靠近法线。 （5）让光线逆着原来反射光线OF的方向射向镜面，此时原来的反射光线变为入射光线，原来的入射光线变为反射光线，且反射光线沿着OE方向射出，与原入射光线的路径完全相反，这一现象表明，在光的反射现象中，光路是可逆的。 32．图甲是某实验小组的同学做“探究平面镜成像规律”实验时的情景，请回答下列问题： （1）实验中选用玻璃板代替平面镜，原因是玻璃板透光，便于________________。 （2）实验中应选择________（填“较厚”或“较薄”）的玻璃板，若选择另一种玻璃板会产生什么现象？___________。 （3）该实验小组的同学最好选用________（填“无色”或“茶色”）玻璃板。 （4）实验中选取、两支完全相同的蜡烛的目的是________________，这里用到的是______________（填实验方法），实验中还会用到刻度尺，它的作用____________。 （5）实验过程中为了便于观察，最好在___________（填“较明亮”或“较黑暗”）的环境中进行。 （6）实验时，若实验小组的同学发现无论如何移动蜡烛都无法与蜡烛的像重合，原因可能是__________。 （7）如图甲，实验小组的小明把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面，此时他应该从________（填“玻璃板前”或“玻璃板后”）观察蜡烛的像，这个像是由光的________形成的。 （8）如图甲，小明将另一支与蜡烛完全相同但________（填“点燃”或“未点燃”）的蜡烛放到玻璃板后像的位置，它与像完全重合，说明像与蜡烛的大小________（填“相等”或“不相等”）。 （9）将光屏放在蜡烛的位置上，发现光屏上________（填“能”或“不能”）承接到蜡烛的像，这说明平面镜成像时成的是________（填“虚”或“实”）像。 【能力设问】 （10）小明在只做了一次实验后就得出了实验结论，这种做法正确吗？为什么？_______________。 （11）为了研究像和物到镜面距离的关系，应多次_____________，重复实验。 （12）若小明将桌面上的白纸换成方格纸进行实验，则这种做法的优点是______________。 （13）进行三次实验后，记录的物体和像的位置如图乙所示，为了得到实验结论，接下来应如何操作？____________。 （14）分析图丙中的信息可得出平面镜成像的特点：像和物到平面镜的距离________，像和物的连线与平面镜____________。 （15）将白纸沿对折后发现物体的位置和它的像的位置重合，所以平面镜成像的特点又可表述为：平面镜成的像与物体关于镜面________________。 （16）如图甲，将蜡烛逐渐远离玻璃板时，蜡烛应________（填“靠近”或“远离”）玻璃板，才能与蜡烛的像完全重合，此时所成像的大小________（填“变大”“变小”或“不变”）；若将蜡烛向远离玻璃板的方向移动了，蜡烛与它的像之间的距离变化了________。 （17）同组的小丽用棋子代替蜡烛进行实验，如图丁所示，但怎么也看不清楚棋子的像，请你提出一个解决这个问题的办法：_________________。 【拓展设问】 （18）小丽在白纸上沿棋和的边缘画圆，测出物到玻璃板的距离和像到玻璃板的距离的值如下表： 实验序号 小丽发现三次实验的像距都比物距略大一些，原因是_______________。 A．刻度尺测量像距时存在误差 B．玻璃板有一定厚度 C．物和像的标记点不对应 D．玻璃板没有竖直放置 （19）同组的小飞实验时发现蜡烛在玻璃板中像的位置偏高且倾斜，则你认为图戊中的________图是产生该现象的原因。 （20）小飞将蜡烛沿平行于玻璃板横向移动一段距离，则烛焰的像离玻璃板的距离________。 【答案】（1）确定像的位置；（2）较薄 会同时出现两个像；（3）茶色；（4）便于比较像和物大小关系 等效替代法 测量像和物到玻璃板的距离；（5）较黑暗；（6）玻璃板没有与水平桌面垂直放置；（7）玻璃板前 反射；（8）未点燃 相等；（9）不能 虚；（10）不正确，因为仅凭一次实验数据得出的结论具有偶然性；（11）改变蜡烛到平面镜的距离；（12）便于比较像与物到平面镜的距离关系；（13）测量对应的像和物到平面镜的距离并比较它们的大小关系（或连接对应的像和物，测量像与物的连线与平面镜是否垂直）；（14）相等 垂直；（15）对称；（16）远离 不变 6；（17）用灯光照亮棋子；（18）B；（19）2；（20）不变 【解析】（1）实验中选用玻璃板代替平面镜，原因是玻璃板透光，既能成像，也便于确定像的位置。 （2）[1]厚玻璃板成两个相距较远的像，不能确定像的位置，实验中应选择较薄的玻璃板。 [2]若选择另一种玻璃板产生的现象：玻璃板会同时出现两个像，不能确定像的位置。 （3）为使像清晰，该实验小组的同学最好选用茶色玻璃板。 （4）[1][2][3]实验中选取A、B两支完全相同的蜡烛的目的是比较像与物大小，这里用到的是等效替代法，实验中还会用到刻度尺，它的作用是测量像与物到镜面的距离。 （5）为使像清晰，实验过程中为了便于观察，最好在较黑暗的环境中进行。 （6）实验时，若实验小组的同学发现无论如何移动蜡烛B都无法与蜡烛A的像重合，原因可能是玻璃板与桌面没有垂直。 （7）[1][2]如图甲，实验小组的小明把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面，此时他应该从玻璃板前观察蜡烛A的像，这个像是由光的反射形成的。 （8）[1][2]如图甲，为使像清晰，小明将另一支与蜡烛A完全相同但未点燃的蜡烛B放到玻璃板后像的位置，它与像完全重合，说明像与蜡烛A的大小相等。 （9）[1][2]虚像不能呈现在光屏上，将光屏放在蜡烛B的位置上，发现光屏上不能承接到蜡烛A的像，这说明平面镜成像时成的是虚像。 （10）小明在只做了一次实验后就得出了实验结论，这种做法不正确，因为仅凭一次实验数据得出的结论具有偶然性。 （11）为了研究像和物到镜面距离的关系，应多次改变蜡烛的位置，即改变蜡烛A到平面镜的距离，重复实验。 （12）若小明将桌面上的白纸换成方格纸进行实验，则这种做法的优点是便于比较像与物到镜面的距离。 （13）连接对应点，判断连线与镜面是否垂直，测量像与物到镜面的距离，进行比较，得出结论。 （14）[1][2]分析图丙中的信息可得出平面镜成像的特点：像和物到平面镜的距离相等，像和物的连线与平面镜垂直。 （15）白纸沿MN对折后发现物体的位置和它的像的位置重合，所以平面镜成像的特点又可表述为：平面镜成的像与将物体关于镜面对称。 （16）[1][2][3]因为平面镜成像像与物到平面镜的距离相等，所以将蜡烛A逐渐远离玻璃板时，它的像将远离玻璃板，蜡烛B应远离玻璃板，才能与蜡烛A的像完全重合，此时所成像的大小不变；将蜡烛A向玻璃板远离3cm，蜡烛A的像也向玻璃板远离3cm；因此，再将蜡烛B移到A像的位置，通过测量，发现蜡烛A与它在玻璃板中像的距离变化了6cm。 （17）同组的小丽用棋子代替蜡烛进行实验，如图丁所示，但怎么也看不清楚棋子的像，解决这个问题的办法：用手电筒照亮棋子。 （18）玻璃板有一定厚度，棋子B反射的光通过玻璃板时发生折射而进入人眼，人眼看到的棋子B是由于光的折射形成的虚像，这个虚像比棋子B更靠近玻璃板一些，当我们认为棋子B与棋子A的像重合时，而实际的棋子B在棋子A的像的后方，所以导致每次测得的像距都比物距略大一些，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 （19）根据平面镜成像规律，像和物关于镜面对称；图戊中1图成像在水平面上且不倾斜，2图在玻璃板中像的位置偏高且倾斜，3图成像位置偏低且倾斜，故2图是产生该现象的原因。 （20）根据平面镜成像规律，物距和像距相等，小飞将蜡烛沿平行于玻璃板横向移动一段距离，物距不变，则像距不变，即烛焰的像离玻璃板的距离不变。 33．小江为探究“光的折射规律”设计了如图甲所示的实验装置。 （1）通过实验得到如表数据，分析表中数据，可得出结论：______； 入射角α 0° 15° 30° 45° 60° 折射角β 0° 11° 22.1° 35.4° 40.9° ①细心的小江在实验探究中发现：水中看到的光线没有空气中的粗且亮，其原因是______； ②小江联想到，暑假去泳池游泳时，从水面上观察，感觉深水区并不深，原因是他看到的池底是由光的______现象形成的______像（选填“实”或“虚”）； （2）实验时，小江保持入射光不动，继续加水，会看到杯底的亮斑B向______（选填“左”或“右”）移动； （3）小江知道了上述规律后，他想知道：光在其他透明介质的分界面折射时，有什么规律呢？他做了如下实验：让激光笔射出的光束从水斜射入玻璃，再从玻璃依次斜射入冰、空气中，其光路如图乙所示，然后老师又告诉他，光在一些透明介质中的传播速度，如表： 物质 光速（米/秒） 水 2.25×108 玻璃 2.0×108 冰 2.30×108 空气 3.0×108 酒精 2.2×108 ①针对提出的问题，请你仔细观察图中的光路，对照上表中的数据进行分析，可以得出结论：______； ②根据你得出的结论，判断：光从玻璃中斜射入酒精中，折射角______入射角（填“大于”、“小于”或等于）。 【答案】 光发生折射时，折射角随入射角的增大而增大 光线在水面同时发生了反射和折射现象 折射 虚 左 光从传播速度大的介质斜射入传播速度小的介质中时，折射角小于入射角 大于 【解析】（1）[1]根据表格中的数据可知，光发生折射时，折射角随入射角的增大而增大。 ①[2]水中看到的光线没有空气中的粗且亮，其原因是光线在水面同时发生了反射和折射现象，使得进入水中的光线变少。 ②[3][4]池底反射的光线由水中斜射到空气中时，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，看到的池底是池底的虚像，会觉得池底变浅了。 （2）[5]当水增多时，液面升高，入射点向左移动，入射角不变，折射角也不变，光斑会向左移动。 （3）①[6]由图知，当光从水斜射入玻璃时，折射光线靠近法线，折射角小于入射角，从表格中可以看出光在玻璃中的传播速度小于在水中的传播速度；当光从玻璃斜射入冰时，折射光线远离法线，折射角大于入射角，从表格中数据可以看出，光在冰中的传播速度大于玻璃中的传播速度；当光从冰斜射入空气时，折射光线远离法线，从表格中数据可以看出，光在空气中的传播速度大于冰中的传播速度，由此可得：光从传播速度大的介质斜射入传播速度小的介质时，折射角小于入射角；光从传播速度小的介质斜射入传播速度大的介质时，折射角大于入射角。 ②[7]由表格中数据可以看出，光在酒精中的传播速度大于在玻璃中的传播速度，所以光从玻璃斜射入酒精中时，折射角大于入射角。 34．古人通常将“影”和“光现象”联系在一起，“影”有阴影、倒影等含义，有时“影”也可引申为“像”。在战国时期，我国古代著名教育家、思想家墨子在研究小孔成像的现象，他用蜡烛作为光源，在木板上钻了一个小孔，发现透过小孔的光能在墙壁上形成一个倒立的像。 （1）下列和“影”有关的现象，与光传播方式对应关系正确的是（　　） A．立竿见影——光的反射 B．杯弓蛇影——光的反射 C．形影不离——光的折射 D．水中倒影——光的直线传播 （2）关于小孔成像下列说法正确的是（　　） A．小孔成像可用光的直线传播来解释 B．木板上的小孔一定是圆形的 C．木板上的小孔可以是任意大小和形状 D．蜡烛在墙上形成的像是正立的 （3）下列现象与小孔成像的光学原理相同的是（　　） A．日晷 B．小猫照镜子 C．彩虹 D．筷子折断 （4）如下图甲所示，2023年4月20日发生了罕见的日环食。日环食是日食的一种，发生时太阳的中心部分黑暗，边缘仍然明亮，形成光环。日食形成的光学原理与小孔成像___________（选填“相同”或“不同”），图中能正确描述其形成原因的是___________（选填“乙”或“丙”）图。 （5）小宝自制了一个如图所示的小孔成像的实验装置，发光物是由多个LED灯泡构成的发光灯组，请根据眼睛观察的位置，画出光源是___________（选填“”、“”、“”或“”）形。 若只将小圆孔改为三角形小孔，则像的形状___________（选填“变化”或“不变”）。在探究孔的大小对小孔成像的影响时，将遮光板慢慢插入卡槽，改变三角形孔的大小，这样设计的优点是：___________。 （6）小宝继续在家中做“研究光的传播”实验，在玻璃缸中盛上清水，沿缸壁慢慢地注入浓糖水，从侧壁水平照射激光，看到缸内光的路线如图所示，这属于光的___________（选填“反射”“折射”或“色散”）现象。搅拌均匀后，观察到光的路线呈直线，说明光沿直线传播的条件是___________。 （7）“如何测量地球与月球之间距离？”小宝发现这个问题从古代就有人思考了，人们先后创造出平面几何法、视差角法等方法，直到人们将激光后向反射器阵列送上月球后，人们使用激光进行测量，成了最精准的地月距离测量手段。某次测量中，光从地面射向月球后经过2.562s接收到来自月球的反射光。（光速等于） ①此时月球距离地球有多远？ ②我们能否使用超声波测量地球与月球之间的距离？如果能，请说出做法；如果不能，请说明理由。 【答案】（1）B；（2）A；（3）A；（4）相同 乙；（5） 不变 能够做到保证孔的形状不变，只改变小孔的大小；（6）折射 同种均匀介质；（7） 不能，声音不能在真空中传播 【解析】（1）A.“立竿见影”是影子的形成现象，是光的直线传播形成的，故A错误； B．“杯弓蛇影”是弓在酒杯中的倒影像小蛇一样，是平面镜成像现象，是光的反射形成虚像，故B正确； C．“形影不离”是影子的形成现象，是光的直线传播形成的，故C错误； D．“水中倒影”是平面镜成像现象，是光的反射形成的虚像，故D错误。 故选B。 （2）A．小孔成像的原理是光沿直线传播，故A正确； BC．木板上的小孔可以是任何形状，只要足够小，才能够成像，故BC错误； D．蜡烛在墙上形成的像是倒立的实像，故D错误。 故选A。 （3）小孔成像的原理是光的直线传播。 A．日晷，是光的直线传播现象，与小孔成像的原理相同，故A符合题意； B．小猫照镜子，是平面镜成像现象，是光的反射现象，与小孔成像的原理不同，故B不符合题意； C．彩虹是光的色散现象，光的折射形成的，与小孔成像的原理不同，故C不符合题意； D．筷子“折断”，是光经过不同介质发生的折射现象，与小孔成像的原理不同，故D不符合题意。 故选A。 （4）[1]日食属于光的直线传播现象，小孔成像的原理也是光的直线传播现象，因此，日食形成的光学原理与小孔成像相同。 [2]当太阳、月球、地球大致在同一直线上时，太阳射向地球的光被月球全部或者部分挡住，形成日食，月球在太阳和地球之间；故能正确描述日食成因的是乙图。 （5） [1]小孔成像是上下左右都颠倒的实像，根据光屏上像的特点和眼睛所在的位置可知，看到的LED光源发光灯组为形。 [2]小孔成像中像的形状由物体形状决定，与小孔形状无关。因此，将小圆孔改为三角形小孔，像的形状不变。 [3]在探究孔的大小对小孔成像的影响时，将遮光板慢慢插入卡槽，改变三角形孔的大小，这样设计能够做到保证孔的形状不变，只改变小孔的大小。 （6）[1]在玻璃缸中盛上清水，沿缸壁轻轻注入浓糖水，因为浓糖水的加入，使液体浓度发生改变，当激光从侧壁照射后，光在不同浓度液体中发生折射现象，形成缸内光的路线。 [2]当搅拌缸中的水后，液体的浓度相同，属于同种均匀介质，光在同种均匀介质中沿直线传播，因此观察到光的路线呈直线，说明光沿直线传播的条件是同种均匀介质。 （7）[1]光在2.562s内传播的距离为     故此时月球距离地球为     [2]不能使用超声波测量地球与月球之间的距离，因为月球周围是真空，真空不能传播声音。 35．下面是对太阳光发生色散现象的探究实验。 实验一：用平面镜引入一束日光，通过狭缝照到三棱镜上，如题图所示，调整棱镜的方位，在白色光屏上可以看到白光通过棱镜折射后得到包含七种颜色的彩色光带。把白纸放在棱镜前，看到照到棱镜上的光是白光，由此得知白光通过棱镜折射后分解成各种颜色的色光； 实验二：在狭缝前放置红色玻璃（或蓝色玻璃），用白纸显示出照在三棱镜上的光是红光（或蓝光）；通过三棱镜后，光改变了传播方向，但不分解，仍然是红光（或蓝光）。 问题：（1）你认为太阳光通过棱镜后在光屏上得到了七色光是因为_____________； A．太阳光中含有七色光，由于光的折射，通过棱镜后各色光分散开了 B．棱镜中含有七色光，有太阳光通过时各色光分散出来 （2）从（1）中答案可知：太阳光是一种复色光，通过棱镜折射后发生了_____________现象； （3）由实验现象可以看出各色光通过棱镜时，_____________光的偏折最大、_____________光的偏折最小，这说明了棱镜对不同色光的_____________不同；偏折最大、最小的色光外_____________（选填“存在”或“不存在”）看不见的光。 【答案】 A 色散 紫 红 偏折程度 存在 【解析】（1）[1]单种色光时，通过三棱镜，仍是单种色光，太阳光通过三棱镜后，分解为七色光，这说明七色光是太阳中含有的，故A符合题意，B不符合题意。 故选A。 （2）[2]太阳光通过三棱镜折射后，分解成七色光，这是光的色散现象。 （3）[3][4][5]由图示知，各色光通过棱镜时，在光屏上，紫光偏折角度最大，红光偏折角度最小，所以紫光的偏折最大，红光的偏折最小。不同色光通过棱镜偏折不同。 [6]最大、最小色光外，还存在着看不见的光，譬如将温度计放在红光以外的区域，示数上升明显，说明红光之外存在着其它光。 题型8 光现象综合正误辨析（共 5 小题） 【模型】概念辨析排除模型 【方法】逐个分析选项，对应光学原理，排除绝对化、混淆概念的表述。 36．关于光现象，下列说法正确的个数有（　　） （1）光发生折射时，光路是可逆的      （2）人远离平面镜时，平面镜中的像越来越小   （3）光从空气射入水中时，传播方向一定改变 （4）漫反射也遵循光的反射定律 A．0个 B．1个 C．2个 D．3个 【答案】C 【解析】（1）在反射与折射现象中，光路程都是可逆的。故（1）正确； （2）平面镜成像时，像的大小只与物体大小相等，与别的因素无关。故（2）错误； （3）当光垂直射向水面时，进入水中后光的传播方向不变。故（3）错误； （4）发生漫反射时，每一条光线都遵循光的反射定律。故（4）正确； 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 37．下列是一些日常生活和自然界中的光现象： a．日食和月食    b．光的色散  c．小孔成像  d．池底变浅 e．黑板反光      f．海市蜃楼  g．镜花水月  h．雨后彩虹 其中由于光的直线传播形成的是_____；由于光的反射形成的是_____；由于光的折射形成的是_____。 【答案】 a、c e、g b、d、f、h 【解析】日食和月食及小孔成像属于光沿直线传播现象； 黑板反光和镜花水月属于光的反射现象； 光的色散、池底变浅、海市蜃楼和雨后彩虹都属于光的折射现象。 故答案为a、c；e、g；b、d、f、h。 38．关于实像和虚像，下列说法中正确的是（　　） A．虚像是人的幻觉，没有光线进入人眼 B．实像一定是光的折射形成的，虚像一定是光的反射形成的 C．实像能用光屏接收到，而虚像不能用光屏接收到 D．平面镜成虚像，凸透镜只能成实像 【答案】C 【解析】A．虚像是真实存在的，但不是由实际光线会聚形成的，所以不能用光屏接收，故A错误； B．实像有凸透镜成像和小孔成像，其中小孔成像是由于光的直线传播而形成的，故B错误； C．实像是由实际光线会聚而成的，所以能成在光屏上；虚像不是实际光线会聚而成的，所以不能成在光屏上．故C正确； D．凸透镜在物距大于一倍焦距时成的像是实像，但是在物距小于一倍焦距时所成的像是虚像，故D错误。 故选C。 39．下表是光在几种介质中传播时的速度，图是光在几种介质中发生折射时的光路图，下列说法错误的是（　　） 介质 真空 空气 水 玻璃 光速/ A．分析表中的数据可以得出结论：光在不同介质中的传播速度一般不同 B．分析表中的数据和光路图，可以得出结论：光从传播速度大的介质斜射入传播速度小的介质中时，折射角小于入射角 C．由分析的结论可知，光从玻璃斜射入水中，折射角大于入射角 D．由分析的结论可知，光从水斜射入空气中，折射角小于入射角 【答案】D 【解析】A．分析表中数据可得出：光在不同介质中的传播速度一般不同，故A正确，不符合题意； B．综合分析表中数据和图中的光路图可得出：光从传播速度大的介质斜射入传播速度小的介质中时，折射角小于入射角，故B正确，不符合题意； C．由表中数据知，光在水中的传播速度大于光在玻璃中的传播速度，光从玻璃中斜射入水中，折射角大于入射角，故C正确，不符合题意； D．由图可知光从空气斜射入水中，折射角小于入射角，因为光发生折射时光路是可逆的，光从水斜射入空气中，折射角大于入射角，故D错误，符合题意。 故选 D。 40．太阳的能量以光的形式辐射到地球，许多实验表明，人眼是看不见某些光的。下列关于不可见光的说法，正确的是（　　） A．验钞机利用红外线来鉴别纸币的真伪 B．紫外线的热效应明显 C．只有太阳能辐射红外线 D．餐馆里常用紫外线来消毒杀菌 【答案】D 【解析】A．利用紫外线能使荧光物质发光，验钞机利用紫外线来鉴别纸币的真伪，故A错误； B．紫外线具有化学效应，红外线的热效应明显，故B错误； C．一切物体都能辐射红外线，故C错误； D．紫外线可以换杀菌，餐馆里常用紫外线来消毒杀菌，故D正确。 故选D。 题型9 生活光学现象原理解释（共 5 小题） 【模型】现象原理对应模型 【方法】先定位现象对应的光学原理，再用规范物理语言解释，逻辑清晰，因果明确。 41．小明在游泳时发现，清澈见底的池水看起来不太深，可下去后感觉要比看到的深，试作图分析，为什么池水看起来比实际的浅？ 【答案】见解析 【解析】当光线由水中斜射入空气中时，折射角大于入射角，折射光线的反射延长线相交，形成池底的虚像，虚像的位置比实际的位置要浅，即池水变浅。如图以A发出的两条光线为例，分别作出折射光线，折射光线反射延长得到虚像A’的位置如图 42．为什么黑板反光看不清字？  答：黑板不太粗糙，射到上面的光接近发生________反射，从而射向某一方向的同学的眼睛中，光线较________（强或弱），而粉笔字很________，射到它上面的光发生________反射，进入这一方向的同学的眼睛中的光很________（强或弱），所以觉得有些耀眼而看不清字。 【答案】 镜面 强 粗糙 漫 弱 【解析】若黑板不太粗糙，则射到上面的光接近发生镜面反射，从而射向某一方向的同学的眼睛中，光线较强，由于粉笔字很粗糙，射到它上面的光发生漫反射，进入这一方向的同学的眼睛中的光会很弱，从而导致这部分同学看不清字。 43．为什么 “树荫下的圆形光斑” 是小孔成像，而 “树本身的影子” 是影子？请结合两者的本质区别解释。 【答案】小孔成像的本质是光的直线传播下实际光线会聚成实像；影子的本质是光的直线传播时，不透明物体阻挡光线，在其后方形成的光照不到的区域。 【解析】树荫下的圆形光斑是太阳光通过树叶间的细小缝隙（小孔），在地面上形成的太阳的倒立实像，符合小孔成像的特点：像的形状与物体（太阳）形状相同，与小孔（树叶缝隙）形状无关，是光沿直线传播形成的实像。 而树的影子是光遇到不透明的树干和树枝时，被物体遮挡，在地面上形成的黑暗区域，它不是像，只是光无法到达的区域，同样由光沿直线传播形成，但本质是光被遮挡的结果。 44．人站在清澈的河水中会发现水中腿变短，潜水员看岸上的树会发现树变高，能描述这两种现象的光路依次是图中的______和______。 【答案】 ② ④ 【解析】[1]人在水中的腿反射的光线射到水面上会发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入岸上人的眼睛，岸上的人逆着折射光线看去，人腿的入射光线会向上偏折，所以岸上的人看到站在游泳池里人的腿是变短的，故选②。 [2]岸上的树反射的光线射到水面上会发生折射，折射角小于入射角，折射光线进入潜水员的眼睛，潜水员逆着折射光线看去，看到的是由折射光线的反向延长线会聚而成的位置比实际位置偏高的虚像，所以潜水员看岸上的树会发现树变高，故选④。 45．汽车在设计时除了要讲究美观，很多时候要考虑安全性。汽车的前挡风玻璃往往设计成倾斜的，而后视镜往往使用凸面镜而不是平面镜，请你分别解释这样设计的原因。 【答案】 汽车前挡风玻璃相当于平面镜，若竖直安装，车内物体通过它成的虚像会出现在汽车正前方的道路上，干扰驾驶员的视线，影响行车安全；倾斜安装时，车内物体的虚像会成在驾驶员视野的斜上方，不会干扰驾驶员观察前方路况。 凸面镜对光线有发散作用，能成正立、缩小的虚像，用凸面镜做后视镜可扩大观察视野，便于司机观察更大范围的车后情况，提升行车安全性。 【解析】略。 题型10 光学动态与范围分析（共 5 小题） 【模型】动态变化分析模型 【方法】① 平面镜成像：物动像动，对称运动，像的大小始终不变；② 小孔成像：物近像远像变大，物远像近像变小；③ 光的折射：入射角增大，折射角也增大。 46．身高为168cm的同学距平面镜3m，则他的像距他本人有________m，像的高度为________cm，当他以0.5m/s的速度靠近平面镜，那么2s钟后，他本人与镜中的像的距离变为________m。 【答案】 6 168 4 【解析】[1]像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等，该同学距平面镜3m，他的像距平面镜也是3m，则他的像距他本人6m。 [2]像和物体大小相同，他身高168cm，则像的高度为168cm。 [3]当他以0.5m/s的速度靠近平面镜，那么2s钟后，他与平面镜的距离变为 他本人与镜中的像的距离变为2m+2m=4m 47．阅读短文，回答问题 跨学科实践——研究制作“鉴往知来投影盒” 【任务要求】本项目旨在循着古人的智慧，从《墨经》记载的小孔成像出发，探索光影的奥秘，并最终制作一个能将传统窗花等图案清晰投影的“鉴往知来投影盒”。 【设计与实施】 任务一：古法重现。如图甲所示，同学们在暗室中，将点燃的蜡烛、开有小孔的纸板和毛玻璃屏依次放置，成功再现了《墨经》中记载的“景倒”现象。 任务二：承前启后。为使成像更明亮，同学们在小孔上下对称的位置a、b，再开两个小孔，此时光屏上观察到3个像，像的亮度基本不变。在a、b处放置相同的三棱镜，适当左右移动毛玻璃，同学们观察到了一个清晰的稍明亮的像。在a、b之间再开几个小孔，并放入合适的三棱镜，像更亮了一些。 任务三：继往开来。基于以上探究，他们推理，若在a、b间开一个大圆孔，并放入一个合适的凸透镜代替所有的三棱镜，移动毛玻璃，像会更亮。 为了验证以上推理，他们制作了投影盒，如图乙所示，将透明窗花、带孔的不透明纸板、凸透镜，安装在投影盒的卡槽中，改变投影盒到墙壁的距离，找到清晰的像。减小投影盒与墙壁的距离，看到“像”更小更亮。 如图丙所示，纸板上每个孔的大小约为4~8cm2，凸透镜的焦距分别是5cm、10cm、20cm。将不同的纸板、凸透镜分别插入对应卡槽，多次实验并进行对比验证。 【交流与评价】下表是投影盒制作和使用的评价指标。 等级 优秀 良好 合格 不合格 评价指标 了解成像原理； 像清晰； 大小可方便调节 了解成像原理； 像清晰； 大小可调节 知道成像原理； 对像的概念不清；大小可调节 原理不清； 未能成像 同学们对实践活动进行了交流和评价。 （1）任务一中，毛玻璃上成倒立、___________的实像； （2）任务二中，a、b处三棱镜放置的方式可能是图丁中的___________；在a、b之间再开几个小孔，则a、b间三棱镜对光的偏折程度比a、b孔处的要___________（选填“大”或“小”）； （3）任务三中，将焦距为5cm的透镜、①号纸板、透明剪纸插入卡槽，改变投影盒到墙壁的距离，墙壁出现清晰的像。若换用②号纸板，墙壁将出现___________个清晰的像。使用___________号纸板，墙壁有清晰且最亮的像。若换用焦距为10cm的透镜，需要___________（选填“远离”或“靠近”）墙壁，才能得到清晰的像； （4）根据评价表，你对投影盒制作和使用的评价等级是___________，依据是___________。请对本实践活动提出一个优化建议：___________。 【答案】（1）缩小；（2）B 小；（3）1 ④ 远离；（4）优秀 同学们了解小孔成像和凸透镜成像的原理，制作的投影盒能成清晰的像，并且可以调节像的大小，根据评价表，评价等级是优秀。 将投影盒设计成可以伸缩的结构，方便调节像的大小和清晰度。 【解析】（1）将点燃的蜡烛、开有小孔的纸板和毛玻璃屏依次放置，蜡烛发出的光经过小孔会在毛玻璃上成倒立的实像，物体经过小孔所成的像的性质与物距跟像距有关，当像距跟物距相等时，成倒立等大的实像；当像距小于物距时，成倒立缩小的实像；当像距大于物距时，成倒立放大的实像，图甲中蜡烛到小孔的距离大于毛玻璃到小孔的距离，即像距小于物距，则成倒立缩小的实像。 （2）[1]三棱镜具有偏折光的能力，要想使光都会聚在光屏中心的位置，则在a、b两处放置的三棱镜的方式可能是凸透镜的形状，即图丁中的B的形状。 [2]在a、b两处之间再开若干个小孔，并在小孔处放置棱镜，此装置类似凸透镜，过光心时传播方向不变，越靠近光心的光线偏折程度越小，故光线通过这些棱镜的偏折程度比通过a、b两孔处的要小。 （3）[1][2]当插入①号纸板时，改变投影盒到墙壁的距离，墙壁出现清晰的像，当换用②号纸板时，纸板上面孔的个数只是改变到达凸透镜的光亮，则换用②号纸板时，墙壁将出现1个像，只是像比插入①号纸板时亮，故墙壁要有清晰且最亮的像，则纸板上孔的个数要最多，则应使用④号纸板。 [3]若换用焦距为10cm的透镜，凸透镜的焦距变大，相当于减小物距，根据凸透镜成像的规律，应增大像距，即需要远离墙壁。 （4）[1][2]略。 [3]略。 48．在“初识光的折射现象”和“探究光的折射特点”实验中 （1）如下图甲，小明将一束激光射至P点，形成一个光斑，向水槽内慢注水，水槽底部光斑的位置将 _______（选填“向左移动”“向右移动”或“不动”），实验中光在空气中的传播路径并不清晰，为解决此问题，他在水面上方喷了一些______。继续沿水槽壁缓慢注水，在此过程中，折射角______（增大/不变/减小） （2）如图乙，他将光沿着AO方向射向水面上的O点，光在水中沿着OB方向射出，调整激光笔使入射光逐步偏向法线，折射光也逐步偏向法线，说明光从空气斜射入水中时，入射角减小，折射角随之______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）如图丙所示，小彬将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射，为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播，则激光笔照射的方向应满足的条件是______，且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区 _______（选填“①”②”或“③”）内。 【答案】 向左移动； 烟雾 不变 减小 平行于DE ② 【解析】（1）[1][2][3]小明将一束激光射至P点，形成一个光斑，向水槽内慢慢注水，光线在水面处发生折射，水槽底部光斑的位置将向左移动，说明光从空气斜射入水中时，传播方向会发生改变；实验中光在空气中的传播路径并不清晰，为解决此问题，他可以在水面上方喷一些烟雾；继续沿水槽壁缓慢注水，在此过程中，入射角大小不变，折射角大小不变。 （2）[4]入射光线和法线的夹角是入射角，折射光线和法线夹角是折射角，图丙中入射光逐步偏向法线，折射光也逐步偏向法线，说明入射角减小，折射角也减小。 （3）[5][6]将激光笔移至虚线框内向水槽底部（厚度可忽略不计）照射，因光从空气斜射进入水中和从水斜射进入空气中时，两次发生折射，一次折射角减小，另一次折射角增大，则最终的折射光线与最初的入射光线是平行的，所以激光笔应该与DE平行入射到区域②的位置，才能实现，如下面图2所示： 49．如图所示，高明身高1.8m，站在平面镜前5m处，他的像到镜面的距离为_____m，像高_____m.若将镜子竖在一面墙的前面2m处，这时他_____（填“能”或“不能”）在镜中看到自己的像，像到墙的距离是_____m.若他以2m/s的速度远离平面镜，则像相对于平面镜的移动速度为_____m/s，像的大小_____（填“变大”“变小”或“不变”）.当高明右手拿着公文包时，对像来说，公文包在_____（填“左”或“右”）手上. 【答案】 5 1.8 能 3 2 不变 左 【解析】[1]平面镜成的像与物到镜面距离相等，人站在镜前5m处，像离镜也是5m； [2]像与物大小相等，人的身高1.8m，像的身高也是1.8m； [3]将镜子竖在一面墙的前面2m处，平面镜成像是利用了光的反射原理，故在镜后的墙并不妨碍光的反射，同时也不会妨碍成像．所以这时他仍能在镜中看到自己的像； [4]人站在镜前5m处，像离镜是5m，墙到镜子的距离是2m，像到墙的距离是5m-2m=3m； [5]平面镜成像时，像与物体相对于平面镜的移动速度相等，所以高明以2m/s的速度远离镜面时，像相对于平面镜的速度也为2m/s； [6]像与物大小相等，所以像的大小不变； [7]像与物体关于平面镜对称，因此高明用右手拿着公文包时，他的像用左手拿着公文包． 50．如图所示，身高1.6m的小红同学站在平面镜前2m处，她看到镜中自己的像，此时镜中的像距她______m。若她以0.5m/s的速度垂直向平面镜靠近时，镜中像的大小将______（选填“变大”“变小”或“不变”），经1s以后，小明同学的像距平面镜为______。现将一块和镜面一般大的木板放在镜子后面1m处，这时她______（选填“仍能”或“不能”）在镜中看到自己的像。 【答案】 4 不变 1.5m 仍能 【解析】[1]因为平面镜成像时像距与物距相等，此时物距为2m，则在平面镜中的像距平面镜也为2m，则镜中的像距她l=2m+2m=4m [2]因为平面镜成像像与物大小相同，所以若她以0.5m/s的速度垂直向平面镜靠近时，镜中像的大小将不变。 [3]根据可得，1s中人向前移动的距离是s=vt=0.5m/s×1s=0.5m 故人距离镜面的距离是l'=2m-0.5m=1.5m 所以像到镜面的距离也是1.5m。 [4]由于平面镜所成的像是虚像，所以将一块和镜面一般大的木板放在镜子后面1m处，这时她仍能在镜中看到自己的像。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $