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1.4光的反射和折射（第3课时）能力提升
一、选择题
1．在周杰伦《青花瓷》的歌词中“月色被打捞起”，水中月形成的原理与下列哪个现象原理是相同的（　　）
A．雨后彩虹的形成 B．筷子在水中弯折
C．日食月食现象 D．照镜子整理仪容
2．李白名句“举杯邀明月，对影成三人”，现实中拍到了类似的场景，如图所示。下列分别与a、b成像原理一致的是（　　）
A．①② B．②③ C．①③ D．②④
3．如图所示，小明用鱼叉去叉所看到的鱼，老王则用手电筒去照亮所看到的鱼，有关两人的做法中正确的是（　　）
A．小明应叉“鱼”的下方，老王应对准“鱼”照
B．小明和老王都应对准“鱼”叉和照
C．小明和老王都应对准“鱼”的下方叉和照
D．小明应对准“鱼”叉，老王对“鱼”的下方照
4．某校新建成一个喷水池，在池底中央安装了一只射灯。射灯发出的一束光照在右边的池壁上，当池内无水时，站在池旁左边的人，看到在S点形成一个亮斑，如图所示，现往池内灌水，水面升至a位置时，人看到亮斑的位置在P点；如果水面升至b位置时，人看到亮斑的位置在Q点，则 （　　）
A．P点在S点的下方，Q点在S点的上方
B．P点在S点的上方，Q点在S点的下方
C．P点在S点的上方，Q点在S点的上方
D．P点在S点的下方，Q点在S点的下方
5．观赏者站在由薄玻璃制成的长方体鱼缸的正前方，从水平方向观赏水中的鱼，下列关于看到的像的位置（与实际位置相比）和成像性质的判断正确的是（　　）
A．变高、虚像 B．变低、实像
C．靠近观赏者、虚像 D．远离观赏者、实像
6．小丹用光学装置探究光的现象及其特点。如图所示，光从空气射向半圆形玻璃砖，她发现折射角小于入射角（折射光线未画出）。针对此实验，以下说法正确的是（　　）
A．入射角是
B．没有发生光的反射
C．折射光线在法线右侧的区域二
D．通过这一次实验现象，就可以得出结论：光在发生折射时，折射角总小于入射角
7．如图是一个魔术箱，其顶部的中央有一条窄缝。激光笔产生的激光束从箱子左侧的小孔射入，从右侧的小孔射出，将一块遮光板从顶部的窄缝插入箱中。发现遮光板并没有挡住激光束的传播。选项中的几种设计方案错误的是（ ）
A． B．
C． D．
8．如图，H、L为两种透明物质之间的界线或法线所在位置，a、b、c分别为三条光线（未标方向）。下列说法正确的是（　　）
A．若H上方是空气，下方是水，a是入射光线，则L是法线所在位置，c是反射光线，b是折射光线
B．若H上方是玻璃，下方是空气，c是入射光线，则L是法线所在位置，a是反射光线，b是折射光线
C．若L左侧是空气，右侧是水，b是入射光线，则H是法线所在位置，a是反射光线，c是折射光线
D．若L左侧是玻璃，右侧是空气，a是入射光线，则H是法线所在位置，b是反射光线，c是折射光线
9．彩虹是由阳光进入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，形成示意图如图所示，一束白光L由左侧射入雨滴（a、b是单色光）。下列关于a光与b光的说法中正确的是（　　）
A．雨滴对a光的折射率大于对b光的折射率
B．a光在雨滴中的传播速度小于b光在雨滴中的传播速度
C．a光、b光在雨滴中传播的波长都比各自在真空中传播的波长要长
D．若a光、b光在同一介质中，以相同的入射角由介质射向空气，若b光能够发生全反射，则a光也一定能够发生全反射
10．用激光笔照射水面（O为入射点），在水面下的A点处形成了一个光斑。为使光斑下移至，下列方法不可行的是（ ）
A．往容器中加适量的水，使水面上升 B．入射光线方向不变，入射点向右移
C．入射光线绕O点逆时针转一定的角度 D．入射点向左移，同时增大入射角
11．如图，小江在暗室中将红色和蓝色透明玻璃部分重叠放置，在玻璃的右侧放白纸。让一束白光照射到玻璃片上（　　）
A．A区域黑色 B．B区域黑色
C．C区域黑色 D．B区域紫色
12．将太阳光射到三棱镜上，从棱镜另一侧的白纸屏上可以看到一条由依次由a到b多种颜色组成的彩色光带，下列说法不正确的是（　　）
A．a和b是单色光
B．当太阳光垂直三棱镜的左侧入射时，这一现象仍会出现
C．单色平行光照射同一个凸透镜时，a的焦距比b长
D．将温度计放到b以下的地方温度会升高
二、非选择题
13.请用学过的光学知识回答下列问题。
(1)如图是人类首次拍到猩猩使用工具捕猎的情景。为了捉到一条鱼，猩猩用矛拼命地刺向水里却没有成功，这主要是由于光的 现象，猩猩看到水中的鱼比实际位置要 （填“深”或“浅”）。
(2)如图所示，是一束光在空气和水两种介质的界面处同时发生反射和折射的光路图，O 为入射点， 是反射光线，折射角为 度，界面的 （选填“上” 、“ 下” 、“左”或“右” ）边是水。
14.如图，让一束太阳光照射三棱镜，射出的光射到竖直放置的白屏上。
（1）如图太阳光通过三棱镜后，在白屏上形成一条彩色的光带，这是光的 现象。
（2）下列应用中：①遥控器：②验钞机；③医院“B超机”；④消毒柜。属于紫外线应用的是 .属于红外线应用的是 （填序号）d
（3）光线经过三棱镜后是向它的底边偏折，可以用来类比说明凸透镜对光的会聚作用，对于同一凸透镜， （选填“红光”或“紫光”）的焦距更大。
15.“珍爱生命，注意安全”是我们应具备的安全意识。由于光的折射，池水看起来比实际的浅，夏季要特别注意防范溺水事故。用A、分别表示池底和看到的“池底”，请在图中画出人眼看到的池底的光路图。
16.一束光线从玻璃斜射向空气，请在图中画出反射光线和折射光线。
17.请作出光路图。如图所示，人眼在A处看见河里潜水员头上的照明灯B，但是感觉好像是从C点位置发出来的，请画出其中涉及的光路图。
18.作图题。请根据平行主光轴的反射光线，画出入射光线及通过凸透镜后的光路图。
19.按要求填空。
(1)1666年，英国科学家牛顿在暗室中让太阳光通过三棱镜折射到墙上，结果太阳光被分解成七种色光，依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，如图1所示（图中仅标出红光和紫光光路）。此实验可得出的结论有： （写出一条即可）。
(2)图2画出了平行的紫光经凸透镜后的光路，请你在图上画出平行的红光经凸透镜后大致的光路。
20.如图所示，将一束太阳光投射到玻璃三棱镜上，在棱镜后侧光屏上的AB范围内观察到了不同颜色的光。
(1)AB范围内是阳光的 （填“红外线”、“可见光”或“紫外线”）部分；
(2)经三棱镜不能再色散的光叫做 光；
(3)将温度计放到 （填“A”或“B”）处的外侧，会看到温度上升较快。
21.如图所示，小科同学用激光笔照射水面，在水槽壁上出现两个红点A和B。
(1)若保持入射点O的位置不变，欲使A点下移至A1，应使入射光线MO绕着点O沿 （填“顺时针”或“逆时针”）方向转动；同时观察到另一亮点B点会移动到点 （填“B1”或“B2”）；
(2)若保持入射光线不变，欲使B点下移至B2，应使水面 （填“上升”“下降”或“不变”），在水面变化过程中，折射角 （填“增大”“不变”或“减小”）。
22.在准备物理实验操作考试过程中，小聪同学利用玻璃板代替平面镜进行了“探究平面镜成像的特点”实验，如图甲所示。
（1）在水平桌面上铺一张白纸，将玻璃板竖直放置在白纸上，沿着玻璃板M面在纸上画一条直线，代表平面镜的位置；
(1)把点燃的蜡烛A放在玻璃板前，拿另一支与蜡烛A外形相同但未点燃的蜡烛B，在玻璃板后移动至某位置时，观察到其与蜡烛A的像完全重合，说明平面镜所成的像与物大小 ，此时蜡烛B的位置视作蜡烛A的像的位置；
(2)移动蜡烛A，多次实验，在白纸上标记下每次蜡烛A、B的位置，并用刻度尺测量它们到的距离，如图乙所示。该同学发现像与物的位置并没有关于平面镜对称。
①该同学猜想是因为玻璃板较厚，蜡烛A在玻璃板的两个表面分别成像，实验中每次确定像的位置时，错误的将蜡烛B与距离玻璃板 （填“较远”或“较近”）的像重合，从而造成了“不对称”的结果；
②为了验证该想法是否正确，该同学在玻璃板M面上贴一层半透明薄膜，这样只能看到一个蜡烛A的清晰的像，重复实验，结果发现像与物仍“不对称”；
③该同学分析该现象的产生可能与光的折射有关．请在图丙中补全该同学透过玻璃板观察蜡烛B的光路，并标出看到的“蜡烛B”的位置： 。
④综合上面的现象及分析过程，在实验中确定蜡烛A的像的位置时，由于光的折射，实际是 完全重合，造成确定像的位置时出现偏差。
23.“海市蜃楼”是一种与光学有关的自然现象。小明查阅到相关资料如下：
【资料一】光在不均匀物质中传播时会发生弯折。
【资料二】夏天，酷热的路面使得路面上空气的温度升高，越靠近路面的空气越热，密度越小，使得远处路面射向你的光线渐渐向上弯折（如图甲）。
【资料三】海水的比热比空气大。比热越大，吸收相同热量后温度升高越不明显。
(1)图甲中，你看到的是物体的 （选填“虚”或“实”）像；
(2)分析资料一和二，请大致画出图乙中入射光线的折射光线；
(3)如图丙是夏季海面上空出现的“海市蜃楼”现象。请结合资料，分析像成在物体上方的原因。 。
24.在空碗的底部放有一枚硬币，人移动到某一位置时看不见硬币（如图甲），向碗中倒入一些水后，又能看见硬币了（如图乙）。
(1)刚好看不到硬币的原因是由于 造成的；
(2)所看到的水中硬币是一个位置变 的虚像（填“浅”或“深”）；
(3)能正确反映再次看到硬币的光路是____________；
A．B．C．D．
(4)日常生活中还有许多现象与本实验现象产生的原因相同，例如：当太阳还在地平线以下时，人们就可以看到太阳。请结合以下信息以及所学知识解释该现象 。
资料1：光在不均匀的物质中传播时会向密度较大的物质弯折。
资料2：随着海拔的升高，大气密度逐渐降低。
25.小科同学学习了“光的折射”后，查阅资料发现：当光线以同一角度从空气斜射入水中时，水中的偏折程度与水的温度有关：水的温度越高，光线的偏折程度越大。为验证这一理论，小科开展以下探究。
①将带有一条狭缝的黑纸贴在玻璃水槽的一侧，在水槽底部放一张白纸ABCD记录亮线的位置。在白纸上标注狭缝的位置为O。将一束平行光线以一定角度α从狭缝射入时会在水槽壁上留下一条亮线，在白纸上标注亮线位置为E；
②在水槽中加入适量20℃的水，在白纸上标注亮线位置为M，撤去光线，清空水槽；
③___________，重复实验，在白纸上标注亮线的位置为N；
④实验结束后，取出水槽底部白纸ABCD，分别将水温20℃、60℃时测得的亮线位置标记汇总，如图乙所示。请回答下列问题：
(1)小科的设计方案中通过比较 比较光线的偏折程度；
(2)请将步骤③补充完整： ；
(3)实验中小明发现亮线位置过于靠近，不便观察，请写出一种能改进这一不足的方法 。
26.小田探究光从空气射入水中折射角与入射角的关系，他用可沿MN左右折叠的塑料板、水槽等器材进行实验。实验步骤如下：
①将可折叠的塑料板竖直放入水槽中；
②往水槽中加水至水面高度与圆形图案的水平直径相平；
③以O为入射点分别以0°、20°、40°、60°的入射角将一束光贴着塑料板射入水中；
④读出塑料板圆盘上折射光线偏转角度并记录在表格中。
实验次数 1 2 3 4
入射角 0° 20° 40° 60°
折射角 0° 15.4° 40.1° 40.8°
(1)实验步骤②中，若水槽中的水面高度低于塑料板上圆盘的水平直径，入射角以相同的入射角度射入水中，实际折射角大小如何变化？
(2)小红认为表格中第3次实验数据有问题，他的理由是 ；
(3)进一步探究入射光线和折射光线是否在同一平面内，小田以O点为入射点让一束光贴着塑料板斜射入水中，接下来的操作是 。
27.小明在探究光的折射规律时，意外发现：当光沿某方向从半圆玻璃砖射向空气时，折射光消失而反射光却变得更亮（如图1），老师告诉他这是光的全反射现象。课后，小明查到光从玻璃射向空气时的一些数据如下表所示：
入射角i 0° 10° 20° 30° 40° 41.2° 41.8° 42°
折射角r 0° 15.2° 30.9° 48.6° 74.6° 81° 90° /
反射能量 5% 7% 26% 43% 77% 84% 100% 100%
（1）分析以上数据可知光从玻璃射向空气时，折射角随入射角的变化关系是：折射角随入射角的增大而 ；
（2）光从玻璃射向空气时，当入射角i≥ °时，反射能量达到100%，就发生了全反射现象；
（3）由表格数据可知：图2中图线 （选填 “a”或“b”）反映了上述实验中的入射角与折射角之间的关系；
（4）请分析：当光从空气斜射向玻璃时，不能发生全反射现象。原因是 。
28.寒假期间，学校组织进行“走马灯创作”活动。某兴趣小组利用一些生活中废旧的材料制作了一个走马灯（如图1），并对影响走马灯转动快慢的因素进行探究，实验过程如下：
①制作转轴：剪下长度合适的木棒，将空笔芯套在木棒上，并将木棒固定在底座上。
②制作叶轮：在一次性纸杯杯底装上暗扣，在杯底裁剪出可折叠的叶轮，并同向折叠。
③组装轮轴：把空笔芯尖端置于暗扣内，将点燃蜡烛放在合适位置，热空气上升并推动叶轮转动。记录走马灯旋转一周的所用时间，多次实验取平均值。
④实践探究：改变蜡烛距离走马灯转轴的距离，重复步骤③，实验结果如图2所示。请回答：
(1)如图1所示， （填“甲”或“乙”）叶片翻折方式能使叶轮正常转动。
(2)由实验结果可知，通过 （填“增大”或“减小”）蜡烛距离走马灯转轴的距离，可以使走马灯旋转的更快。
(3)联系走马灯的工作原理及制作过程，除了上述因素外，还有哪些因素会影响走马灯的转动快慢： 。（任意写出1点）
(4)某同学为自己制作的走马灯设计了如图3所示的灯罩外壳，当使走马灯快速转动时，能够看到的现象为 。
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1.4光的反射和折射（第3课时）能力提升
一、选择题
1．在周杰伦《青花瓷》的歌词中“月色被打捞起”，水中月形成的原理与下列哪个现象原理是相同的（　　）
A．雨后彩虹的形成 B．筷子在水中弯折
C．日食月食现象 D．照镜子整理仪容
【答案】D
【详解】水中月是光的反射形成的。
A．彩虹是光透过空气中的小水滴，发生光的折射形成的，故A不符合题意；
B．筷子在水中弯折是光的折射现象，故B不符合题意；
C．日食、月食是光沿直线传播形成的，故C不符合题意；
D．照镜子整理仪容属于平面镜成像，其原理是光的反射，故D符合题意。
故选D。
2．李白名句“举杯邀明月，对影成三人”，现实中拍到了类似的场景，如图所示。下列分别与a、b成像原理一致的是（　　）
A．①② B．②③ C．①③ D．②④
【答案】A
【详解】由图可知，所成的a像是平面镜成像现象，是光的反射形成的；形成的b像是太阳光被遮挡形成的黑影，是光的直线传播形成的；
①山的倒影是平面镜成像现象，是光的反射形成的；
②手影游戏是光被遮挡形成的黑影，是光的直线传播形成的；
③水中折筷是筷子反射的光从水中斜射入空气中，发生折射形成的；
④雨后彩虹是光的色散现象，太阳光折射后分成七种色光；
综上所述，分别与a、b成像原理一致的是①②，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
3．如图所示，小明用鱼叉去叉所看到的鱼，老王则用手电筒去照亮所看到的鱼，有关两人的做法中正确的是（　　）
A．小明应叉“鱼”的下方，老王应对准“鱼”照
B．小明和老王都应对准“鱼”叉和照
C．小明和老王都应对准“鱼”的下方叉和照
D．小明应对准“鱼”叉，老王对“鱼”的下方照
【答案】A
【详解】岸上的人看见水中的鱼，是鱼的反射光线从水中斜射入水中时，发生折射现象，折射角大于入射角，在岸上的人逆着这条折射光线看过去，“鱼”就在真实位置的正上方，一次用鱼叉去叉所看到的鱼，应该叉“鱼”的下方，才是真正鱼的位置；老王则用手电筒去照亮所看到的鱼，根据光的可逆性，手电筒的光线又会逆着原来的折射光线斜入到水中，在水中沿原来的入射光线折射后，照在真正鱼的位置，因此老王应对准“鱼”照，故A正确，BCD错误。
故选A。
4．某校新建成一个喷水池，在池底中央安装了一只射灯。射灯发出的一束光照在右边的池壁上，当池内无水时，站在池旁左边的人，看到在S点形成一个亮斑，如图所示，现往池内灌水，水面升至a位置时，人看到亮斑的位置在P点；如果水面升至b位置时，人看到亮斑的位置在Q点，则 （　　）
A．P点在S点的下方，Q点在S点的上方
B．P点在S点的上方，Q点在S点的下方
C．P点在S点的上方，Q点在S点的上方
D．P点在S点的下方，Q点在S点的下方
【答案】A
【详解】往池内注水，水面升至a位置时，发生折射，根据折射定律，P点如下图所示：
；
（2）水面上升至b位置时，光线先在水池壁反射，再折射出水面，根据反射定律和折射定律，Q点如下图所示：
通过画图可知：P点在S点的下方，Q点在S点的上方，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
5．观赏者站在由薄玻璃制成的长方体鱼缸的正前方，从水平方向观赏水中的鱼，下列关于看到的像的位置（与实际位置相比）和成像性质的判断正确的是（　　）
A．变高、虚像 B．变低、实像
C．靠近观赏者、虚像 D．远离观赏者、实像
【答案】C
【详解】通过水和玻璃观察鱼为光的折射现象，观赏者看到的是比真实的物体靠上的虚像，故C正确，ABD错误。
故选C。
6．小丹用光学装置探究光的现象及其特点。如图所示，光从空气射向半圆形玻璃砖，她发现折射角小于入射角（折射光线未画出）。针对此实验，以下说法正确的是（　　）
A．入射角是
B．没有发生光的反射
C．折射光线在法线右侧的区域二
D．通过这一次实验现象，就可以得出结论：光在发生折射时，折射角总小于入射角
【答案】C
【详解】A．入射角是入射光线与法线的夹角，图中入射角是50°，故A错误；
B．光从空气射向半圆形玻璃砖，会同时发生反射和折射，故B错误；
C．根据光的折射规律知折射光线和入射光线分别位于法线两侧，所以折射光线在法线右侧的区域二，故C正确；
D．图中只能得出光从空气斜射入透明固体时，折射角小于入射角，通过这一次实验现象得出结论具有偶然性，故D错误。
故选C。
7．如图是一个魔术箱，其顶部的中央有一条窄缝。激光笔产生的激光束从箱子左侧的小孔射入，从右侧的小孔射出，将一块遮光板从顶部的窄缝插入箱中。发现遮光板并没有挡住激光束的传播。选项中的几种设计方案错误的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】A．根据光的反射定律可知平面镜能改变光的传播方向，由图知从左侧的小孔射入，从右侧小孔射出，利用三块平面镜是可以实现的，故A不符合题意；
B．平行主光轴光的经凸透镜折射后过焦点，反之过焦点的光经凸透镜折射后平行主光轴，由图知，利用两个凸透镜和一块平面镜是可以实现的，故B不符合题意；
C．平行主光轴的光经凹透镜后会发散，且反向延长后通过焦点，由图知这种方案是不可实现的，故C符合题意；
D．平行主光轴的光经凹透镜后会发散，且反向延长后通过焦点，反之延长线过焦点的光经凹透镜折射后平行于主光轴，由图知，利用两个凹透镜和一块平面镜是可以实现的，故D符合题意。
故选C。
8．如图，H、L为两种透明物质之间的界线或法线所在位置，a、b、c分别为三条光线（未标方向）。下列说法正确的是（　　）
A．若H上方是空气，下方是水，a是入射光线，则L是法线所在位置，c是反射光线，b是折射光线
B．若H上方是玻璃，下方是空气，c是入射光线，则L是法线所在位置，a是反射光线，b是折射光线
C．若L左侧是空气，右侧是水，b是入射光线，则H是法线所在位置，a是反射光线，c是折射光线
D．若L左侧是玻璃，右侧是空气，a是入射光线，则H是法线所在位置，b是反射光线，c是折射光线
【答案】B
【详解】由图可知，L左侧和右侧的两个角相等，根据光的反射定律，说明这两个角是反射角和入射角，则L是法线，H是界面，a、c一个是入射光线，一个是反射光线，则b为折射光线，根据光的折射规律可知，c是入射光线，a是反射光线，又因为折射角大于入射角，所以H下方是空气，上方是水或玻璃，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
9．彩虹是由阳光进入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，形成示意图如图所示，一束白光L由左侧射入雨滴（a、b是单色光）。下列关于a光与b光的说法中正确的是（　　）
A．雨滴对a光的折射率大于对b光的折射率
B．a光在雨滴中的传播速度小于b光在雨滴中的传播速度
C．a光、b光在雨滴中传播的波长都比各自在真空中传播的波长要长
D．若a光、b光在同一介质中，以相同的入射角由介质射向空气，若b光能够发生全反射，则a光也一定能够发生全反射
【答案】ABD
【详解】A．进入水滴时，a、b两种光的入射角相等，而折射角不等，且光线a的折射角较小，由知道，雨滴对a光的折射率大于对b光的折射率，故A正确；
B．由知道，a光在雨滴中的传播速度较小，故B正确；
C．光从真空进入水滴后频率不变，波速变小，由v=λf知道，波长要变短，所以a光、b光在雨滴中传播的波长都比各自在真空中传播的波长要短，故C错误；
D．由知道，折射率较大的光临界角较小，容易发生全反射，则知b光的临界角比a光的大，若b光能够发生全反射，则a光也一定能够发生全反射，故D正确。
故选ABD。
10．用激光笔照射水面（O为入射点），在水面下的A点处形成了一个光斑。为使光斑下移至，下列方法不可行的是（ ）
A．往容器中加适量的水，使水面上升 B．入射光线方向不变，入射点向右移
C．入射光线绕O点逆时针转一定的角度 D．入射点向左移，同时增大入射角
【答案】D
【详解】A．容器中加适量的水，水面上升，入射角不变，折射角小于入射角，折射光线向下移动，照到光斑A'，如下图
故A不符合题意；
B．入射光线方向不变，入射点向右移，折射光线向下移动，照到光斑A'，如下图
故B不符合题意；
C．入射光线绕O点逆时针转一定的角度，入射角减小，折射角减小，照到光斑A'，如下图
故C不符合题意；
D．入射点向左移，同时增大入射角，折射角增大，照到光斑A的上方，如下图
故D不可行，符合题意。
故选D。
11．如图，小江在暗室中将红色和蓝色透明玻璃部分重叠放置，在玻璃的右侧放白纸。让一束白光照射到玻璃片上（　　）
A．A区域黑色 B．B区域黑色
C．C区域黑色 D．B区域紫色
【答案】B
【详解】红色透明玻璃只能让太阳光中的红光通过，所以区域A为红色；蓝色透明玻璃只能让太阳光中的蓝光通过，所以区域C为蓝色；在区域B的左侧，两色玻璃重叠，但红光无法透过第二层的蓝色玻璃，没有色光透过两块重叠的玻璃。ACD错误，B正确。故选B。
【点睛】透明物体的颜色是由它透过的色光决定的，不透明物体的颜色是由物体反射的色光决定的。
12．将太阳光射到三棱镜上，从棱镜另一侧的白纸屏上可以看到一条由依次由a到b多种颜色组成的彩色光带，下列说法不正确的是（　　）
A．a和b是单色光
B．当太阳光垂直三棱镜的左侧入射时，这一现象仍会出现
C．单色平行光照射同一个凸透镜时，a的焦距比b长
D．将温度计放到b以下的地方温度会升高
【答案】D
【详解】A．太阳光经过三棱镜后会发生光的色散现象，光屏上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带，其中a为红光，b为紫光，都是单色光，故A正确，不符合题意；
B．当太阳光垂直三棱镜的左侧入射时，传播方向不变，但从玻璃三棱镜射出时，仍会发生偏折，不同的色光会发生色散现象，故B正确，不符合题意；
C．由光的色散现象可知，a为红光，偏折能力弱，b为紫光，偏折能力强，因此，单色平行光照射同一个凸透镜时，a的焦距比b长，故C正确，不符合题意；
D．b为紫光，紫光之外有紫外线，紫外线能使荧光物质发光，但热效应弱，不能使温度计的示数明显升高，故D错误，符合题意。
故选D。
二、非选择题
13.请用学过的光学知识回答下列问题。
(1)如图是人类首次拍到猩猩使用工具捕猎的情景。为了捉到一条鱼，猩猩用矛拼命地刺向水里却没有成功，这主要是由于光的 现象，猩猩看到水中的鱼比实际位置要 （填“深”或“浅”）。
(2)如图所示，是一束光在空气和水两种介质的界面处同时发生反射和折射的光路图，O 为入射点， 是反射光线，折射角为 度，界面的 （选填“上” 、“ 下” 、“左”或“右” ）边是水。
【答案】(1) 折射 浅
(2) OA 35 右
【详解】（1）[1][2]鱼反射的光线由水中进入空气时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入眼睛，而眼睛是逆着折射光线的方向看去，就会觉得鱼变浅了，这实际上看到的是偏高的鱼的虚像，所以猩猩用矛拼命地刺向水里，但不会成功。
（2）[1]由图可知∠AOM=∠BOM'=30°
则∠AON=∠BON=90°-30°=60°
根据反射角等于入射角可知，NN'为法线，MM'为界面；
折射光线和入射光线分别位于法线两侧，则OC一定为折射光线，BO为入射光线，OA为反射光线。
[2]折射角为∠CON'=90°-55°=35°
[3]根据折射角小于入射角可知，界面MM'的左边是空气，右边是水。
14.如图，让一束太阳光照射三棱镜，射出的光射到竖直放置的白屏上。
（1）如图太阳光通过三棱镜后，在白屏上形成一条彩色的光带，这是光的 现象。
（2）下列应用中：①遥控器：②验钞机；③医院“B超机”；④消毒柜。属于紫外线应用的是 .属于红外线应用的是 （填序号）d
（3）光线经过三棱镜后是向它的底边偏折，可以用来类比说明凸透镜对光的会聚作用，对于同一凸透镜， （选填“红光”或“紫光”）的焦距更大。
【答案】 色散 ②④ ① 红
【详解】（1）[1]图中太阳光通过三棱镜后，在白屏上形成一条彩色的光带，这是光的色散现象。
（2）[2][3]紫外线可以使荧光物质发光，可用于验钞机、消毒灭菌等，因此，属于紫外线应用的是②验钞机，④消毒柜；属于红外线应用的是①遥控器。
（3）[4]由光的色散现象知道，红光的折射程度小，紫光的折射程度大，因此，如果用三棱镜来类比说明凸透镜对光的会聚作用，对于同一凸透镜，红光的焦距更大。
15.“珍爱生命，注意安全”是我们应具备的安全意识。由于光的折射，池水看起来比实际的浅，夏季要特别注意防范溺水事故。用A、分别表示池底和看到的“池底”，请在图中画出人眼看到的池底的光路图。
【答案】
【详解】眼睛观察到的池底A'点在池底A点的正上方，连接眼睛与A'点和水面的交点为折射点O，在图中 A'点是A点的像，光由A点发出，经水面射入空气中时发生折射，折射角大于入射角而射入人眼。 A'就在折射光线的反向延长线上。如下图
16.一束光线从玻璃斜射向空气，请在图中画出反射光线和折射光线。
【答案】
【详解】根据光的反射定律，首先沿入射点作出法线，根据反射角等于入射角作出反射光线；再根据折射定律，光线从玻璃斜射向空气，折射角大于入射角，并且折射光线与入射光线分居于法线两侧，作出折射光线，如图：
17.请作出光路图。如图所示，人眼在A处看见河里潜水员头上的照明灯B，但是感觉好像是从C点位置发出来的，请画出其中涉及的光路图。
【答案】
【详解】因为人在A点看到的是水中的照明灯B的虚像C点，所以连接AC，与水和空气的分界面交于一点O，O就是入射点，BO即为入射光线，OA为折射光线，光路如下图
18.作图题。请根据平行主光轴的反射光线，画出入射光线及通过凸透镜后的光路图。
【答案】
【详解】首先过反射点垂直于镜面作出法线，然后根据反射光线、入射光线在同一平面内，反射角等于入射角，在法线下侧作出入射光线；再根据平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点画出折射光线。如下图
19.按要求填空。
(1)1666年，英国科学家牛顿在暗室中让太阳光通过三棱镜折射到墙上，结果太阳光被分解成七种色光，依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，如图1所示（图中仅标出红光和紫光光路）。此实验可得出的结论有： （写出一条即可）。
(2)图2画出了平行的紫光经凸透镜后的光路，请你在图上画出平行的红光经凸透镜后大致的光路。
【答案】(1)白光由各种色光组成
(2)
【详解】（1）由图1可知，白光被分解成七种色光，依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，这是光的色散现象，说明白光是由各种色光组成的（或白光经过玻璃棱镜后，各种色光偏折程度不同，红光偏折最小，紫光偏折最大）。
（2）由图1可知，白光经过玻璃棱镜后，各种色光偏折程度不同，红光偏折最小，紫光偏折最大，因此图2中，平行的红光经凸透镜后会聚点应该在平行的紫光经凸透镜后会聚点的右边，如图所示：
20.如图所示，将一束太阳光投射到玻璃三棱镜上，在棱镜后侧光屏上的AB范围内观察到了不同颜色的光。
(1)AB范围内是阳光的 （填“红外线”、“可见光”或“紫外线”）部分；
(2)经三棱镜不能再色散的光叫做 光；
(3)将温度计放到 （填“A”或“B”）处的外侧，会看到温度上升较快。
【答案】(1)可见光
(2)单色
(3)A
【详解】（1）AB范围内是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七种颜色的色光，属于阳光的可见光部分。
（2）太阳光是复色光，可以色散，而经三棱镜不能再色散的光叫做单色光。
（3）红光的外侧是红外线，具有较强的热效应，将温度计放到A处红光的外侧，会看到温度上升较快。
21.如图所示，小科同学用激光笔照射水面，在水槽壁上出现两个红点A和B。
(1)若保持入射点O的位置不变，欲使A点下移至A1，应使入射光线MO绕着点O沿 （填“顺时针”或“逆时针”）方向转动；同时观察到另一亮点B点会移动到点 （填“B1”或“B2”）；
(2)若保持入射光线不变，欲使B点下移至B2，应使水面 （填“上升”“下降”或“不变”），在水面变化过程中，折射角 （填“增大”“不变”或“减小”）。
【答案】(1) 顺时针 B1
(2) 上升 不变
【详解】（1）[1]当光从空气斜射到水面时，同时会发生反射和折射现象，反射角等于入射角，折射角小于入射角．现保持入射点O的位置不变，欲使光点A下移至A1处，则反射光线偏离法线，反射角增大，入射角也需增大，所以入射光线应绕着O点沿顺时针方向转动。
[2]入射角增大，折射角也会相应增大，因此，会观察到另一亮点B会上升，移动到点B1。
（2）[1][2]在水面变化过程中，由于入射光线不变，即入射角不变，则折射角也不发生改变，因此过B2点作OB的平行线即光点下移的折射光线，会发现入射点应右移，即欲使B点下移至B2，水面需上升。
22.在准备物理实验操作考试过程中，小聪同学利用玻璃板代替平面镜进行了“探究平面镜成像的特点”实验，如图甲所示。
（1）在水平桌面上铺一张白纸，将玻璃板竖直放置在白纸上，沿着玻璃板M面在纸上画一条直线，代表平面镜的位置；
(1)把点燃的蜡烛A放在玻璃板前，拿另一支与蜡烛A外形相同但未点燃的蜡烛B，在玻璃板后移动至某位置时，观察到其与蜡烛A的像完全重合，说明平面镜所成的像与物大小 ，此时蜡烛B的位置视作蜡烛A的像的位置；
(2)移动蜡烛A，多次实验，在白纸上标记下每次蜡烛A、B的位置，并用刻度尺测量它们到的距离，如图乙所示。该同学发现像与物的位置并没有关于平面镜对称。
①该同学猜想是因为玻璃板较厚，蜡烛A在玻璃板的两个表面分别成像，实验中每次确定像的位置时，错误的将蜡烛B与距离玻璃板 （填“较远”或“较近”）的像重合，从而造成了“不对称”的结果；
②为了验证该想法是否正确，该同学在玻璃板M面上贴一层半透明薄膜，这样只能看到一个蜡烛A的清晰的像，重复实验，结果发现像与物仍“不对称”；
③该同学分析该现象的产生可能与光的折射有关．请在图丙中补全该同学透过玻璃板观察蜡烛B的光路，并标出看到的“蜡烛B”的位置： 。
④综合上面的现象及分析过程，在实验中确定蜡烛A的像的位置时，由于光的折射，实际是 完全重合，造成确定像的位置时出现偏差。
【答案】(1)相同
(2) 较远 B折射的虚像与A反射的虚像重合
【详解】（1）根据平面镜成像特点，物与像的大小相同可知，观察到未点燃的蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，因为说明平面镜所成的像与物大小相同。
在玻璃板后移动蜡烛B至某位置时，观察到其与蜡烛A的像完全重合，因为两蜡烛大小相同，说明平面镜所成的像与物大小相同，采用了等效替代法，用蜡烛B替代A来和A的像进行比较。
（2）[1]蜡烛A在玻璃板的两个表面分别成像，实验中每次确定像的位置时，由图可知，像距都比物距大一些，根据平面镜成像时物与像到平面镜的距离相等可知，错误的将蜡烛B与距离玻璃板较远的像重合，从而造成了“不对称”的结果；
[2]光从空气斜射入玻璃中，折射角小于入射角，光从玻璃斜射入空气中，折射角大于入射角．最终折射光线与原入射光线平行，做第二次折射光线的反向延长线交于垂直光线的交点，此点就是人眼看到像的位置，如图：
[3]综合上面的现象及分析过程，在实验中确定的蜡烛A的像是由于光的反射形成的，而蜡烛B的像是由于光穿过玻璃板发生折射形成的，所以实际是B折射的虚像与A反射的虚像重合，造成确定像的位置时出现偏差。
23.“海市蜃楼”是一种与光学有关的自然现象。小明查阅到相关资料如下：
【资料一】光在不均匀物质中传播时会发生弯折。
【资料二】夏天，酷热的路面使得路面上空气的温度升高，越靠近路面的空气越热，密度越小，使得远处路面射向你的光线渐渐向上弯折（如图甲）。
【资料三】海水的比热比空气大。比热越大，吸收相同热量后温度升高越不明显。
(1)图甲中，你看到的是物体的 （选填“虚”或“实”）像；
(2)分析资料一和二，请大致画出图乙中入射光线的折射光线；
(3)如图丙是夏季海面上空出现的“海市蜃楼”现象。请结合资料，分析像成在物体上方的原因。 。
【答案】(1)虚
(2)
(3)海面的空气密度大
【详解】（1）图甲中是光在不均匀物质中传播时发生弯折，而人总以为光是沿直线传播的， 所以人眼看到的地方并没有光线形成的实像，故人看到的是虚像。
（2）由于光从密度较大的介质斜射入密度较小的介质时，会偏离法线，即折射角增大，作图如下所示：
（3）图丙中，人看到的像在物体的上方，所以接近海面的空气密度大。
24.在空碗的底部放有一枚硬币，人移动到某一位置时看不见硬币（如图甲），向碗中倒入一些水后，又能看见硬币了（如图乙）。
(1)刚好看不到硬币的原因是由于 造成的；
(2)所看到的水中硬币是一个位置变 的虚像（填“浅”或“深”）；
(3)能正确反映再次看到硬币的光路是____________；
A．B．C．D．
(4)日常生活中还有许多现象与本实验现象产生的原因相同，例如：当太阳还在地平线以下时，人们就可以看到太阳。请结合以下信息以及所学知识解释该现象 。
资料1：光在不均匀的物质中传播时会向密度较大的物质弯折。
资料2：随着海拔的升高，大气密度逐渐降低。
【答案】(1)光在同种均匀介质中是沿直线传播
(2)浅
(3)D
(4)见详解
【详解】（1）光线传播过程中遇到不透明物体时会被遮挡，看不到碗中的硬币是光在同种均匀介质中是沿直线传播造成的。
（2）由于光线从水中斜射入空气中时发生了偏折，光线远离法线，所以逆着折射光线观察时，像的位置会变浅。
（3）由于光线从水中斜射入空气中时发生了偏折，根据光的折射规律，折射光线远离法线，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
（4）太阳光进入大气层时，由于海拔的升高，大气密度逐渐降低。光会向地面偏折进入人眼睛的这些光线的反向延长线汇聚成太阳的虚像，位于地平线的上方。
25.小科同学学习了“光的折射”后，查阅资料发现：当光线以同一角度从空气斜射入水中时，水中的偏折程度与水的温度有关：水的温度越高，光线的偏折程度越大。为验证这一理论，小科开展以下探究。
①将带有一条狭缝的黑纸贴在玻璃水槽的一侧，在水槽底部放一张白纸ABCD记录亮线的位置。在白纸上标注狭缝的位置为O。将一束平行光线以一定角度α从狭缝射入时会在水槽壁上留下一条亮线，在白纸上标注亮线位置为E；
②在水槽中加入适量20℃的水，在白纸上标注亮线位置为M，撤去光线，清空水槽；
③___________，重复实验，在白纸上标注亮线的位置为N；
④实验结束后，取出水槽底部白纸ABCD，分别将水温20℃、60℃时测得的亮线位置标记汇总，如图乙所示。请回答下列问题：
(1)小科的设计方案中通过比较 比较光线的偏折程度；
(2)请将步骤③补充完整： ；
(3)实验中小明发现亮线位置过于靠近，不便观察，请写出一种能改进这一不足的方法 。
【答案】(1)亮线的位置
(2)在水槽中加入与步骤②等量的60℃的水
(3)增加水量（选择BC、AD边长更长的水箱）
【详解】（1）根据上述实验步骤可知，小科通过比较亮线的位置比较光线的偏折程度。
（2）由④分别将水温20℃、60℃时测得的亮线位置标记汇总可知，步骤③为：在水槽中加入与步骤②等量的60℃的水。
（3）增加水量（选择BC、AD边长更长的水箱），可以避免折射光线过于集中，从而可以改变亮线的位置。
26.小田探究光从空气射入水中折射角与入射角的关系，他用可沿MN左右折叠的塑料板、水槽等器材进行实验。实验步骤如下：
①将可折叠的塑料板竖直放入水槽中；
②往水槽中加水至水面高度与圆形图案的水平直径相平；
③以O为入射点分别以0°、20°、40°、60°的入射角将一束光贴着塑料板射入水中；
④读出塑料板圆盘上折射光线偏转角度并记录在表格中。
实验次数 1 2 3 4
入射角 0° 20° 40° 60°
折射角 0° 15.4° 40.1° 40.8°
(1)实验步骤②中，若水槽中的水面高度低于塑料板上圆盘的水平直径，入射角以相同的入射角度射入水中，实际折射角大小如何变化？
(2)小红认为表格中第3次实验数据有问题，他的理由是 ；
(3)进一步探究入射光线和折射光线是否在同一平面内，小田以O点为入射点让一束光贴着塑料板斜射入水中，接下来的操作是 。
【答案】(1)不变
(2)见详解
(3)见详解
【详解】（1）水平面是相互平行的，当入射光线方向不变时，入射角不变，折射角也不变。
（2）根据光从空气中斜射入水时的规律，折射角应小于入射角。而第3次实验中折射角大于入射角，故不合理。
（3）入射光线与法线均在甲塑料板所在平面内，为进一步探究入射光线和折射光线是否在同一平面内，可以将乙塑料板向后转，即离开原来入射光线与法线所在的平面，观察折射光线是否还在乙塑料板上。
27.小明在探究光的折射规律时，意外发现：当光沿某方向从半圆玻璃砖射向空气时，折射光消失而反射光却变得更亮（如图1），老师告诉他这是光的全反射现象。课后，小明查到光从玻璃射向空气时的一些数据如下表所示：
入射角i 0° 10° 20° 30° 40° 41.2° 41.8° 42°
折射角r 0° 15.2° 30.9° 48.6° 74.6° 81° 90° /
反射能量 5% 7% 26% 43% 77% 84% 100% 100%
（1）分析以上数据可知光从玻璃射向空气时，折射角随入射角的变化关系是：折射角随入射角的增大而 ；
（2）光从玻璃射向空气时，当入射角i≥ °时，反射能量达到100%，就发生了全反射现象；
（3）由表格数据可知：图2中图线 （选填 “a”或“b”）反映了上述实验中的入射角与折射角之间的关系；
（4）请分析：当光从空气斜射向玻璃时，不能发生全反射现象。原因是 。
【答案】 增大 41.8 a 折射角小于入射角
【详解】（1）[1]根据表格可知，光从玻璃射向空气时，入射角增大，折射角也增大，故折射角随入射角的变化关系是：折射角随入射角的增大而增大。
（2）[2]根据表格可知，光从玻璃射向空气时，当入射角i≥41.8°时，此时折射角为90°，反射能量达到100%，就发生了全反射现象。
（3）[3]根据表格数据可知，折射角随入射角的增大而增大，但是二者之间不能正比关系，则它们的变化图像肯定不是一条直线，则图2中图线a反映了实验中的入射角与折射角之间的关系。
（4）[4]根据光路可逆，当光从空气斜射向玻璃时，不能发生全反射现象，原因是折射角小于入射角，因此折射光线不能消失。
28.寒假期间，学校组织进行“走马灯创作”活动。某兴趣小组利用一些生活中废旧的材料制作了一个走马灯（如图1），并对影响走马灯转动快慢的因素进行探究，实验过程如下：
①制作转轴：剪下长度合适的木棒，将空笔芯套在木棒上，并将木棒固定在底座上。
②制作叶轮：在一次性纸杯杯底装上暗扣，在杯底裁剪出可折叠的叶轮，并同向折叠。
③组装轮轴：把空笔芯尖端置于暗扣内，将点燃蜡烛放在合适位置，热空气上升并推动叶轮转动。记录走马灯旋转一周的所用时间，多次实验取平均值。
④实践探究：改变蜡烛距离走马灯转轴的距离，重复步骤③，实验结果如图2所示。请回答：
(1)如图1所示， （填“甲”或“乙”）叶片翻折方式能使叶轮正常转动。
(2)由实验结果可知，通过 （填“增大”或“减小”）蜡烛距离走马灯转轴的距离，可以使走马灯旋转的更快。
(3)联系走马灯的工作原理及制作过程，除了上述因素外，还有哪些因素会影响走马灯的转动快慢： 。（任意写出1点）
(4)某同学为自己制作的走马灯设计了如图3所示的灯罩外壳，当使走马灯快速转动时，能够看到的现象为 。
【答案】(1)甲
(2)减小
(3)火焰的大小
(4)见解析
【详解】（1）甲叶片的翻折方向与热空气上升时的气流方向一致，能够有效推动叶轮旋转，乙叶片的翻折方向与气流方向相反，无法有效推动叶轮旋转，所以甲叶片翻折方式能使叶轮正常转动。
（2）从图2可以看出，蜡烛距离转轴越近，走马灯旋转一周所用时间越短，即旋转速度越快，所以通过减小蜡烛距离走马灯转轴的距离，可以使走马灯旋转得更快。
（3）蜡烛火焰的大小会影响热空气产生的速度和流量，进而影响叶轮受到的推力大小，从而影响转动快慢；叶轮的大小不同，受到热空气的作用力面积不同，转动快慢也会不同；叶片的数量不同，所受空气作用力也不同，也会影响转动快慢。
（4）图案上是红绿蓝三种颜色，当走马灯快速转动时，由于人眼的视觉暂留现象，这三种颜色会快速混合，可能会看到白色或者其他混合后的颜色。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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