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【名师导航】中考物理一轮复习学案
第4章 光的反射
考点分布 考查频率 考点内容 命题趋势
1. 光的直线传播 ★★★★ 1.了解光源，了解光在真空或空气中的传播速度，理解光沿直线传播及其应用。 2.了解光的反射特征，理解反射现象，知道光路的可逆性。 3.理解镜面反射和漫反射的差异。 4.探究平面镜成像像与物的关系，理解日常生活中平面镜成像的现象。初步认识凸面镜的发散作用和凹面镜的会聚作用及其应用。 可能考光的直线传播、反射、平面镜成像、反射、直线传播综合题。题型有填空题、选择题、作图题、综合题、实验题，分值3-4分。
2. 光的反射 ★★★★★
3. 平面镜成像原理和特点 ★★★★★
知识点一：光的直线传播
1．光源：能够发光的物体叫做光源。太阳是最大的天然光源，烛光或通电的电灯是人造光源。月亮不是光源。
2．光线：为了形象地描述光的传播情况，通常用一条带箭头的直线表示光的径迹和方向，这样的直线叫做光线。
3．光的直线传播条件：光在同种均匀介质中是沿直线传播的。能说明光沿直线传播的现象有影子的形成、日(月)食、小孔成像等。
4．注意：小孔成像是由于光的直线传播而成的倒立的实像，像的大小与物体和光屏到小孔的距离有关。
光客观存在，而光线是为了表示光的传播路径而构建的一种物理模型，同磁感线一样，并不存在。
5．光速：光在不同介质中的传播速度不同，v真空 ＞v水 ＞v玻璃 ，在真空中传播速度最大，为3×108m/s。
1.下列实例中利用光沿直线传播的是_______；利用光的反射的是______。
凿壁偷光 ； ②立竿见影； ③激光准直； ④汽车观后镜；
⑤云在水中飘； ⑥形影不离； ⑦自行车尾灯；⑧坐井观天，所见甚小。
参考答案：①②③⑥⑧；④⑤⑦。
2. （2021 碑林区一模）2020年6月21日，全国多地都观测到如图所示的“金边日食”，能解释“日食”形成的是（　　）
A．光的色散 B．光的直线传播
C．光的反射 D．光的折射
参考答案：B
知识点二：光的反射
1.光的反射：光射到某种物质的表面时有一部分光会发生反射，这种现象叫光的反射。
2.光的反射定律
(1)内容：①反射光线、入射光线和法线在同一平面内——三线共面；②反射光线和入射光线分居法线两侧——两线分居；③反射角等于入射角——两角相等。
(2)图示：
(3)理 ①光的反射现象中，一条入射光线只有一条对应的反射光线。②当光线垂直入射时，入射角等于0度，反射角也等于0度。③入射角增大，反射角增大。④在光的反射中，光路是可逆的。
3.两种反射现象对比
镜面反射 漫反射
特点 射到物面为平整光滑反射面上的平行光反射后仍然平行 射到物面为凹凸不平的反射面上的平行光反射后向着不同的方向传播
条件 反射面平整光滑 反射面凹凸不平
光路图
能否成像 可成虚像 不能成像
应用 平静的水面、平面镜、反光的黑板 漫反射能使我们从不同的方向看到物体
相同点 镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律
3. （2021 南充）南充嘉陵江边的夜景让人流连忘返，下列现象与江面倒影形成原因相同的是（　　）
A．阳光下的“影子” B．梳妆镜中的“我” C．日食 D．雨后彩虹
参考答案：B
4. （2021 秦淮区一模）如图所示，一束光经A点所在的平面镜反射后照到盆中花上B点处请画出平面镜的位置和光路图。
参考答案：如图所示
知识点三：平面镜成像原理和特点
1.原理：如图所示，光源S向四处发光，一些光经平面镜__反射__后进入了人的眼睛，引起视觉，我们感到光好像是从图中S′处射来的，S′就是S在平面镜中虚像。
2.规律：由平面镜成像原理图可知：反射光线、入射点和虚像点在同一直线上。这一规律经常用来进行相关的作图。
3.实像与虚像对比
实像 虚像
形成 实际光线会聚 反射光线(或折射光线)反向延长线会聚
承接 能用光屏 不能用光屏承接
画法 用实线表示 用虚线表示
观察 可以用眼睛观察，可以用相机拍摄
4.平面镜成像特点
(1)像和物体大小相等。(2)平面镜所成的像和物体到镜面的距离相等。(3)像和物体的连线与镜面垂直。(4)像是虚像。
5.注意：①平面镜成像时，物体和像关于平面镜成轴对称图形。②当我们面镜时，会感觉到自己在平面镜中的像越来越大，这是由于这一过程中像的视角变大的缘故，实际上像的大小并没有发生变化。
6.探究平面镜成像特点注意：
（1）用玻璃板代替平面镜的原因：玻璃板既能反射光、又能透过光，这样既可以成像，又可以透过玻璃板看到另一侧的蜡烛。
（2）用两支完全相同蜡烛的原因：方便比较像和物体的大小关系。
（3）让未点燃的蜡烛与虚像完全重合的原因：用未点燃的蜡烛替代虚像。
（4）未点燃的蜡烛不能与虚像完全重合的原因：玻璃板与桌面不垂直。
（5）用烛焰作为研究对象的原因：烛焰明亮，成像清晰，易于观察。
（6）在暗室中进行实验的原因：环境较暗，像相对就明亮些。
（7）在虚像处放置光屏的原因：判断成像的虚实。
（8）方格纸(或直尺)的用途：更好的比较像和虚像的到平面镜的的距离。
（9）观察到玻璃板另一侧有两个距离很近的虚像的原因：玻璃板前后两个侧面各成了一个像。
（10）用薄玻璃板进行实验的原因：蜡烛通过玻璃板前后两个面成的像距离近，看起来几乎是一个像。
（11）多次重复实验的目的：更好的发现普遍性规律。
7． 凸面镜和凹面镜
5. 一位身高1.65 m的同学站在竖直放置的高为1.2 m的穿衣镜前1.5 m处，他在镜中的像的身高是______m，镜中像与他之间的距离是____m．当他后退时，他在镜中的像______(选填“变大”“变小”或“不变”)．他在镜中的像是_____(选填“虚”或“实”)像。
参考答案：1.65；3；不变；虚。
6. （2021 亭湖区校级一模）随着人们生活水平的提高，小汽车已经进入每一户家庭，关于小汽车下列说法错误的是（　　）
A．小汽车的后视镜采用凹面镜，是为了扩大视野
B．夜间行车时，为了安全，车内最好关着灯
C．关上车窗后，车内会变得安静很多，是因为玻璃可以起到隔音的效果
D．前挡风玻璃倾斜安装是防止车内的物体成像在车正前方，影响司机视线
易错点1　镜面反射和漫反射
典例1：（2020春 温州期中）教室黑板用久的部分变光滑，如图所示，阴影为黑板光滑处，教室内的同学分为四个小组，当光线从右侧窗户射入时，上课看黑板光滑处写的字，因反光最可能看不清字的小组是（　　）
A．第一、二组 B．第二、三组
C．第一、三组 D．第三、四组
【错解】选D，理由：如图，当光线照射到光滑的处进，发生了镜面反射，光线反射到第一、二组，较亮；所以第三、四组就看不清楚。
【析错】（1）漫反射时反射光线射向各个方向，所以我们能从各个不同方向看到本身不发光的物体；
（2）镜面反射后的光线射向同一方向，正好处在这一方向上时，获得的光线很强，黑板“反光”就是因为黑板发生了镜面反射的缘故。为了保护学生的眼睛，需要通过黑板发生漫反射，或者减弱镜面反射。
【正解】选A，理由：能从不同方向看到本身不发光的物体，是因为光在物体表面上发生了漫反射，反射光线射向各个方向的缘故。黑板“反光”是因为黑板发生了镜面反射，黑板反射的光线比粉笔字反射的光线强，使人无法看清黑板上的字。如图，下面的两条光线会射到黑板的粗糙的地方，从而发生漫反射，四个小组的同学都能看到黑板上的字；而上面两条光线会射到黑板上的光滑处发生镜面反射，由图可知，可知第一小组和第二小组正好处在镜面反射的位置上，此时光线太强，所以看不清字，而第三小组和第四小组在漫反射位置上，所以能看到黑板上的字。故选：A。
▲▲变式练习1
（2021 黄冈一模）黑板用久后变光滑的部分容易发生镜面反射，使部分位置看不清字。当太阳光如图中情形射入，最有可能看不清字的位置是（　　）
A．甲同学 B．乙同学 C．丙同学 D．丁同学
参考答案：A
▲▲变式练习2
（2021 惠阳区模拟）厦门是一座高颜值、高素质的城市，拥有“城在海上，海在城中”的独特风光。如图美景中由于光的镜面反射形成的是（　　）
易错点2　反射角(或入射角)
典例2：（2021春 高新区）如图所示，平面镜OM与ON镜面之间夹角为α，在两平面镜角平分线上有一个点光源S，如果要保证S发出的任意一条光线最多只能产生两次反射，则α的最小值是（　　）
A．120° B．90° C．72° D．60°
【错解】B，理由：OM与ON镜面之间夹角为90°，则入射角为45 ，光在发生反射时反射角等于入射角，故选B。
【析错】①根据平面镜成像特点分别作出入射光线SA和反射光线SB，
②设入射光线与任意平面的夹角为β，则第一次反射后射出的光线与平面的夹角也为β，当第二次反射时候，入射光线与水平面的夹角为180-α-β，同理，可以推出第二次反射出来的光线与水平面的夹角也为180-α-β，要使第三次反射不发生，需要180-α-β≤α，又因为β是外角，最小值为，然后解不等式即可得出结论。
【正解】选C。理由：S发出的任意一条光线最多只能产生两次反射，根据平面镜成像特点分别作出入射光线SA和反射光线SB，如图所示：设入射光线SA与平面镜MO的夹角为β，则反射光线AB与平面镜MO的夹角也为β，当第二次入射时候，原来的反射光线AB即为入射光线，则AB与平面镜NO的夹角为180-α-β，同理，SB与平面镜NO的夹角也为180-α-β，要使第三次反射不发生，β≥180-2α，又因为β的最小值为，所以≥180-2α，解得α≥72度。此题也可以这样解答：OM为对称轴，ON镜面翻折过去。得到ON′镜面。把ON′做为对称轴，将OM翻折过去。得到OM′．依次类推。S引出一条直光线。与这些镜面的交点个数就是反射次数。要想只反射两次。那么一定没有第三个交点，也就是说镜面位置最多就是在射线SO上。就得到α*2.5≥180°（与原方程是等价的）。得到α≥72°。故选：C。
▲▲变式练习1
（2021 江门模拟）如图所示，s为某发光点，SO是它发出的其中一条光线。根据平面镜成像特点，画出入射光线SO的反射光线。
参考答案：如图所示
▲▲变式练习2
（2021春 濮阳期末）挪威留坎镇被群山包围，难以获得阳光照射。工程师在位置A处安装平面镜，使广场中心B处被照亮。若太阳位于图中所在位置，请在A处添加平面镜并完成光路图。（保留作图痕迹）
参考答案：如图所示
易错点3　作图时实线与虚线
典例3：（2020 遂宁）请根据要求作图（保留作图痕迹）
图中A'B'是物体AB在平面镜中所成的像，请根据平面镜成像特点作出物体AB。
【错解】
理由：平面镜成像时像与物是关于平面镜对称的，虚实线可以不分。
【析错】平面镜成像的特点：所成的像是虚像；像和物体形状、大小相同；像和物体各对应点的连线与平面镜垂直；像和物体各对应点到平面镜间距离相等。对于平面镜相关作图，常用方法是：作出端点（或关键点）的对称点，且注意物体是实线，像是虚线。
【正解】见下图，理由：过A′B′向平面镜做垂线，并延长至等长，得到点A和B，连接A、B就是物体AB，如图所示：
典例4：（2020 丹阳市二模）请按题目要求作答。
画出图中物体AB在镜中所成的像。
【错解】如图，
理由：先作出物体两端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′，用实线线连接A′、B′即为AB物体在平面镜中的像。
【析错】平面镜成像的特点是：像与物关于平面镜对称，可以先作出物体A、B端点AB的像点A′、B′，连接A′、B′即为物体AB在平面镜中所成的像，平面镜成像是虚像．
【正解】见下图，理由：先作出端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′，用虚线连接A′、B′即为物体AB的像，如图所示：
▲▲变式练习1
（2021春 闵行区期末）根据平面镜成像特点，在图中画出物体AB在平面镜MN中所成的像A′B′。
▲▲变式练习2
（2021 广州模拟）小旋在照镜子（固定在墙壁上）时，眼睛的位置在A点，固定在天花板上的灯管EF正在发光，如图所示。
（1）在图中画出灯管EF的像。
（2）透过镜子，小旋能否看到灯管EF的像？请画图及简要文字说明。
（3）若想看到灯管的像，小旋应该如何做？
（1）先作出物体的端点E、F在平面镜中的对称点E′、F′，连接E′、F′点即为物体EF在平面镜中的像，注意辅助线和像用虚线，如图所示：
（2）分别连接F'、E'与镜子的上下两个端点，做出反射光线和入射光线，如图所示：
由图可知，A不在灯光的反射范围内，因此人眼无法看到灯管EF的像；
（3）根据图像可知，若想看到灯管的像，小旋可以向前靠近镜子或直接蹲下来。
故答案为：（1）如图；（2）不能；因为人眼不在光的反射范围内，因此人眼无法看到灯管EF的像；（3）小旋可以向前靠近镜子或直接蹲下来。
一．选择题（共17小题）
1．（2021 临沂）2021年5月26日，天空先后出现超级月亮和月全食的少见天象。下列光现象，与月全食成因相同的是（　　）
2．（2021 广西）《墨经》中记载了影子的形成等光学问题。图中与影子的形成原理相同的是（　　）
3．（2021 邵阳）下列光现象能用光的直线传播来解释的是（　　）
A．平面镜成像 B．雨后的彩虹 C．凸透镜成像 D．小孔成像
4．（2021 毕节市）如图所示的光现象中，由光的直线传播形成的是（　　）
5．（2021 玉林）如图所示，是从平面镜中看到的挂钟，挂钟显示的实际时间为（　　）
A．3：00 B．3：30 C．9：00 D．9：30
6．（2021 内江）2000多年前，《墨经》中就记载了如图所示的小孔成像实验，小孔成像是下列哪种光现象形成的（　　）
A．光的直线传播 B．光的反射
C．光的折射 D．光的色散
7．（2021 镇江）如图所示，平面镜M直立在水平地面上，长6cm的铅笔平放在地面上且与平面镜垂直，笔尖离平面镜10cm，现铅笔以2cm/s的速度垂直平面镜向它匀速靠近，则（　　）
A．铅笔的像为虚像，且尖端朝右
B．笔尖的像移动速度大于笔尾的像移动速度
C．经过3s，笔尖的像与笔尾的像相距6cm
D．将M逆时针转动45°，铅笔的像竖直且尖端朝上
8．（2021 柳州）如图所示，一块平面镜摔碎成大小不同的两块镜片后重新组合在一起，关于两块镜片成像的说法，正确的是（　　）
A．两块镜片都成完整的像，像的大小相同
B．两块镜片都成完整的像，像的大小不同
C．两块镜片都成不完整的像，像的大小相同
D．两块镜片都成不完整的像，像的大小不同
9．（2021 淮安）如图所示，在探究平面镜成像特点实验中，将蜡烛逐渐远离平面镜，平面镜中的像（　　）
A．靠近镜面 B．远离镜面 C．越来越大 D．越来越小
10．（2021 温州）水平过道上方有一盏灯（如图），小明站在1号地砖上时，通过2号地砖看到灯的像；走到2号地砖上时，通过3号地砖看到灯的像。则小明通过两块地砖所看到的像（　　）
A．大小相同、位置不同 B．大小相同、位置相同
C．大小不同、位置相同 D．大小不同、位置不同
11．（2021 连云港）在“探究平面镜成像的特点”时，下列说法正确的是（　　）
A．物体在平面镜中所成的像是虚像
B．当物体远离平面镜时，它在镜中的像将变小
C．如果物体比平面镜大，则物体在镜中的像不是完整的像
D．用一块不透明的木板挡在平面镜与像之间，像就会被遮挡住
12．（2021 威海）世界最早、距今约4700年的山西陶寺古观象台，由13根直立的夯土柱组成，呈半圆形，如图是其结构示意图。据考古研究推断，先民们在观测点通过土柱间的狭缝观测日出方位，以此确定季节和节气。其利用的光学原理是（　　）
A．光的反射 B．光的折射
C．光沿直线传播 D．光的色散
13．（2021 益阳）检查视力的时候，视力表往往放在被测者头部的后上方，被测者识别对面墙上镜子里的像，要求被测者与视力表像的距离是5m。如图是小红同学在一次测量视力时的情景，关于这次视力测量说法正确的是（　　）
A．视力表中开口向上的“E”，在平面镜中成的像开口向下
B．视力表中开口指向纸外的“E”，在平面镜中成的像开口指向纸内
C．小红同学按要求进行视力测量，则L的大小应该是0.6m
D．小红同学按要求进行视力测量，则L的大小应该是0.3m
14．（2021 鄂州）如图是小天同学探究光的反射定律的实验过程。下列说法错误的是（　　）
A．实验中使用硬纸板是为了显示光的传播路径
B．图甲中∠EOM是入射角
C．图乙的现象说明反射光线跟入射光线和法线在同一平面内
D．图丙和图甲中的现象说明在反射现象中光路是可逆的
15．（2021 湖州）如图是月偏食的示意图，月食轮廓是弯曲的圆弧。下列事实与圆弧的形成无关的是（　　）
A．太阳光的直线传播 B．地球是球形的
C．月球是球形的 D．地球是不透明的
16．（2021 大连）演员站在平面镜前，在面镜的过程中，他的像（　　）
A．逐渐变大，逐渐面镜 B．逐渐变大，逐渐远离平面镜
C．大小不变，逐渐面镜 D．大小不变，逐渐远离平面镜
17．（2021 呼和浩特）中华文明源远流长，中华文化博大精深。唐诗宋词璀璨夺目，蕴含丰富的光学知识。如太白名句“举杯邀明月，对影成三人”：描述李白月下独酌，顾观地上己影，俯看杯中自己。下面四幅图，与李白诗中描述的光学现象，成因相同的是（　　）
A．①④ B．②③ C．①③ D．②④
二．填空题（共11小题）
18．（2021 枣庄）如图所示，三条互相平行的光线入射到凹凸不平的物体表面上，三条反射光线 　 　（选填“会”或“不会”）平行射出，这种反射 　 　（选填“遵循”或“不遵循”）光的反射定律。
19．（2021 泰安）一幅装饰画在平面镜中的像到平面镜的距离是3m，则装饰画到平面镜的距离是 　 　m。
20．（2021 梧州）小明试穿新校服时，站在竖直的平面镜前2m处，他与镜中像的距离是 　 　m，所成的像是 　 　（选填“实像”或“虚像”）。
21．（2021 怀化）疫情期间，医护人员通过平面镜检视防护服的穿戴情况。医护人员在平面镜中的像是　 　（选填“实像”或“虚像”）；当医护人员面镜时，像的大小　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
22．（2021 盐城）以镜正衣冠。小丽站在竖直的平面镜前，她在镜中所成的像是 　 　（选填“虚”或“实”）像。当她由远及近走向平面镜的过程中，像到镜面的距离变 　 　，像的大小 　 　。
23．（2021 宿迁）用如图所示装置探究平面镜成像特点。
（1）将蜡烛、薄玻璃板、光屏和刻度尺按如图所示放置，则在光屏上 　 　（选填“能”或“不能”）呈现烛焰的像，说明物体通过平面镜成的是 　 　像。
（2）用焦距为8cm的凸透镜替换薄玻璃板，若不改变蜡烛的位置，则应将光屏向 　 　（选填“左”或“右”）移动，才能在光屏上呈现烛焰清晰的像。生活中的 　 　（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这样的成像原理工作的。
24．（2021 丹东）如图是“探究平面镜成像的特点”实验，若蜡烛以0.01m/s的速度向玻璃板靠近，此过程中蜡烛在玻璃板中的像相对蜡烛的速度是 　 　m/s，像的大小 　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
25．（2021 湘潭）小明站在厚度忽略不计的穿衣镜前1.5m处，他在镜中的像是一个与他 　 　（选填“等大”、“放大”或“缩小”）的虚像，像与他之间的距离是 　 　m。
26．（2021 无锡）用如图的装置探究平面镜成像的特点。实验中，选取两个完全相同的棋子，是为了比较像和物的 　 　关系；移动棋子B寻找棋子A的像的位置时，眼睛应该在棋子 　 　（选填“A”或“B”）一侧观察。
27．（2021 宁夏）检查视力时要求被检查者与视力表相距5m。某同学在学校医务室检查视力，由于空间有限，用如图方式检查，他应距平面镜 　 　m。他在平面镜里看到的视力表是 　 　（选填“实”或“虚”）像。
28．（2021 齐齐哈尔）小明上学前站在穿衣镜前1m处整理仪表，他与镜中自己像的距离是 　 　m。当小明向后退了50cm时，镜中所成像的大小 　 　（选填“变大”、“不变”或“变小”）。
三．综合题（共12小题）
29．（2021 成都）日晷（guǐ）是古代的一种“时钟”，利用太阳光下指针的影子指示不同的时刻（如图）。请根据指针的影子AB，画出此时太阳光的传播方向（太阳光视为平行光）。
30．（2021 盐城）在图中画出入射光线对应的反射光线。
31．（2021 广西）请在图中画出物体AB在平面镜MN中所成的像A′B′。
32．（2021 黔西南州）根据平面镜成像特点，在图中画出物体AB在平面镜MN中所成的像A'B'（保留作图痕迹）。
33．（2021 河池）请在图中作出物体AB在平面镜中的像（请保留作图痕迹）。
34．（2021 兰州）小美去鞋店买鞋，如图所示是她站在镜前试鞋的情景。请画出小美的眼睛A点看到鞋面B点在平面镜中所成像的完整光路图。
35．（2021 绥化）请根据平面镜成像特点作出物体AB在平面镜MN中的像。（保留作图痕迹）
36．（2021 天门）如图，一束光AB射向平面镜MN，经MN反射后的光线射向另一平面镜M'N'（图中未画出），再经M'N'反射后沿CD射出，CD∥AB。
①请完成光线AB经MN反射的光路图（保留作图痕迹）；
②画出平面镜M'N'；
③标出两平面镜夹角的度数。
37．（2021 遵义）在“探究平面镜成像特点”的实验中：
（1）如图甲所示，将点燃的蜡烛放置在玻璃板前，通过玻璃板能观察到蜡烛的像，其成像原理是 　 　；
（2）如图乙所示为某同学完成实验后的记录纸，根据记录，他分析得出了“物体通过平面镜所成的像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等”的实验结论。请你指出该同学实验中存在的问题：　 　。
38．（2021 云南）如图1所示，用两根完全相同的蜡烛和一块厚玻璃板探究“平面镜成像的特点”。
（1）用透明玻璃板代替平面镜的目的是可以确定像的 　 　。实验中有同学从蜡烛一侧透过玻璃板看到像有“重影”，其原因可能是玻璃板的前后表面都发生了光的 　 　射。改善“重影”问题的办法是 　 　。解决问题后，移动点燃的蜡烛，多次测量并分析得出结论。
（2）小明发现上述实验中难于准确测量像和物到玻璃板的距离，且未用大小不同的物体进行多次实验，就得出了像与物大小的关系，于是他换用一些完全相同的木块进行实验。
①如图2甲所示，将一组木块置于玻璃板前，改变该组木块的位置，进行三次实验，用笔在白纸上标记出每次像和物的位置，如图2乙所示。根据对应顶点就能准确测出相应的距离，再将白纸沿 　 　（选填“EF”或“GH”）对折，若像和物的对应顶点都 　 　，则证明平面镜所成的像和物具有对称性。
②如图3所示，用叠加的方法改变物的大小进行实验，记录数据如下表。分析可知平面镜所成的像与物的大小 　 　。
木块的位置 保持不变
物的大小（玻璃板前木块的个数/个） 1 2 3
像的大小（玻璃板后木块的个数/个） 1 2 3
（3）某小组在较暗的环境中实验时，发现木块的像较暗、不易辨识，联系日常照镜子的经验，解决方法是 　 　（选填“照亮木块的像”或“照亮木块”）。
39．（2021 广西）（1）在“探究光反射时的规律”实验中，当入射角减小时，反射角 　 　；当入射角等于45°时，反射光线与入射光线互相 　 　。
（2）在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，温度计读数时，视线要与温度计中液柱的液面 　 　；水沸腾时持续吸热，温度 　 　。
（3）在“测量物体运动的平均速度”实验中，已有的器材：小车、停表、长木板及小木块各一，还需要的器材有 　 　；为了方便计时，应该使斜面的坡度较 　 　（选填“大”或“小”）。
40．（2021 北京）请阅读《华夏之光—圭表》并回答问题：
华夏之光——圭表
我国古代的天文观测一直居于世界领先地位，天文学家们发明了许多先进的天文观测仪器，其中圭表就是典型的代表。圭表（如图1所示）包括圭和表两部分，正南北方向平放的尺，叫作圭，直立在平地上的标竿或石柱，叫作表，圭和表相互垂直。
战国以前的天文学家已经能够利用水面来校正圭，使其水平，使用铅垂线来校正表，使其与圭相互垂直。
依据圭表正午时表影长度的变化，就能推算出二十四节气，依据表影长短的周期性变化，就能确定一回归年的天数，由于日光散射和漫反射的影响，早期圭表的表影边缘模糊不清，影响了测量表影长度的精度。
为了解决上述问题，元代天文学家郭守敬采取理论与实践相结合的科学方法，对圭表进行了一系列改进与创新。他将表的高度增加，并且在表顶加一根架空的横梁，使表高变为传统表高的五倍。这样，测量时，把传统的确定表影端的位置变为确定梁影中心的位置、提高了测量影长的精度。
郭守敬又利用小孔成像的原理，发明了景符，利用景符可以在圭面上形成太阳和梁的清晰像（如图2所示），这样就可以精确的测量表的影长了。这些措施成功解决了圭表发明以来，测影时“虚景之中考求真实”的困难。
以圭表为代表的我国古代的科技成果，像一颗颗璀璨的明珠，闪耀着智慧的光芒，激励着我们攀登新的科技高峰。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）请写出我国古代天文学家保证圭和表相互垂直的措施，并解释为什么这种措施可以保证圭和表是相互垂直的。
（2）郭守敬的改进与创新措施解决了早期圭表的什么问题？
（3）除了圭表，请你再列举一个我国古代天文观测仪器。
参考答案与试题解析
一．选择题（共17小题）
1．【解答】月全食是光沿直线传播形成的；
A.墙上“兔”是光沿直线传播形成的影子，故A符合题意；
B.水中“塔”是平面镜成像，平面镜成像是光的反射形成的，故B不符合题意；
C.空中“桥”是由于太阳光照到空气中的小水滴上，被分解为绚丽的七色光，即光的色散现象，属于光的折射，故C不符合题意；
D.镜中“字”看起来变大了，属于凸透镜成像，是光的折射，故D不符合题意。
故选：A。
2．【解答】影子是光沿直线传播形成的；
A、日食现象是光沿直线传播形成的，故A符合题意；
B、桥的倒影是平面镜成像，属于光的反射现象，故B不符合题意；
C、水中“断笔”属于光的折射现象，故C不符合题意；
D、雨后天空出现彩虹，是由于太阳光照到空气中的小水滴上，被分解为绚丽的七色光，即光的色散现象，属于光的折射，故D不符合题意。
故选：A。
3．【解答】A、平面镜成像的原理是光的反射，故A不符合题意；
B、雨后的彩虹属于光的折射，故B不符合题意；
C、凸透镜成像是光的折射，故C不符合题意；
D、小孔成像利用的是光的直线传播，故D符合题意。
故选：D。
4．【解答】A、立竿见影，是利用光沿直线播形成的现象，故A符合题意；
B、水中折笔，是光从水中斜射入空气中发生折射形成的，故B不符合题意；
C、雨后彩虹，是太阳光经空气中的水珠折射后分解为七色光形成的，属于光的折射现象，故C不符合题意；
D、水中倒影，属于平面镜成像，是光的反射形成的，故D不符合题意。
故选：A。
5．【解答】根据平面镜成像特点，即物像关于平面镜对称，从平面镜中看到挂钟的指针，此时表的时间为9：00，则实际时间＝12：00﹣9：00＝3：00。
故选：A。
6．【解答】小孔成像的原理是光在同一种均匀介质中沿直线传播；所以A正确，BCD错误。
故选：A。
7．【解答】A、平面镜所成的像为虚像，但由于像与物体关于镜面对称，所以铅笔尖端朝左，故A错误；
B、若铅笔以2cm/s速度向平面镜靠近，同时像也以2cm/s速度垂直向平面镜靠近，故B错误；
C、由于像与物的大小相等，所以铅笔长6cm，铅笔的像也长6cm，即笔尖的像与笔尾的像相距6cm，故C正确；
D、铅笔与平面镜的夹角为45°，根据平面镜成像的特点，此时平面镜将铅笔与像的夹角平分，所以铅笔与它在平面镜中的像互相垂直，即铅笔的尖端朝下，故D错误。
故选：C。
8．【解答】平面镜所成的像，像和物体形状、大小相同，与平面镜的大小无关，半个平面镜仍能成完整像；平面镜左右两部分都能成完整的像，且像的大小都与物体大小相同。
故选：A。
9．【解答】AB、由于平面镜所成的像与物体到平面镜的距离相等，所以将蜡烛逐渐远离平面镜，平面镜中的像也将远离镜面，故A错误，B正确；
CD、由于平面镜所成的像与物体大小相等，所以将蜡烛逐渐远离平面镜，平面镜中的像大小不变，故CD错误。
故选：B。
10．【解答】由平面镜成像特点可知，平面镜的所成的像的大小只与物体的大小有关，像的位置只与物体到平面镜的距离有关，由于地砖2、3处于同一水平面，灯的大小和灯到地砖的距离的不变，所以在2号地砖和3号地砖上看到的灯的像的大小和位置均相同。
故选：B。
11．【解答】A、根据平面镜成像的特点物体在平面镜中所成的像是虚像，故A正确；
B、物体在平面镜中所成的像与物体的大小一样大，所以把点燃的蜡烛远离玻璃板时，它在镜中的像将不变，故B错误；
C、如果物体比平面镜大，此时物体在平面镜中所成的像仍然是完整的，故C错误；
D、平面镜成的是虚像，像是反射光线的反向延长线会聚形成的，不是实际光线照到像点，所以镜子背面放什么物体都不会影响成像；所以如果用一块不透明的挡光板挡在像的前面，是不会影响成像的，故D错误。
故选：A。
12．【解答】在不同的季节，日出时的方位不同，在观测点观测日出时的土柱狭缝位置不同。这是因为光在同一种均匀介质（空气）中是沿直线传播的。因此ABD错误，C正确。
故选：C。
13．【解答】（1）平面镜所成像是正立、等大的虚像，物像相对于平面镜对称。所以视力表中开口向上的“E”，在平面镜中成的像开口也向上；视力表中开口指向纸外的“E”，在平面镜中成的像开口也向外，故AB错误；
（2）要求被测者与视力表像的距离是5m，由图知，小红到平面镜距离2.2m，
所以视力表的像到平面镜距离为5m﹣2.2m＝2.8m，视力表到平面镜距离也为2.8m，
L的大小应该是2.8m﹣2.2m＝0.6m，故C正确，D错误。
故选：C。
14．【解答】A、硬纸板能对光发生漫反射，实验时利用硬纸板显示光路，故A正确；
B、由图甲可知ON为法线，所以∠EON为入射角，故B错误；
C、为了探究“反射光线、入射光线与法线是否在同一平面内”，要向后折转显示反射光线的那侧纸板，即图中的右侧纸板，故C正确；
D、验证“光路可逆”时，如果让光线逆着原来反射光的方向射向反射面，这时的入射角为原来的反射角，看这时的反射角是否为原来的入射角，从而验证光路是否可逆，由丙图可知光路可逆，故D正确；
故选：B。
15．【解答】图中的月食的轮廓，是由于太阳、地球、月亮位于同一直线上，地球位于太阳与月球之间时，不透明的圆形地球挡住了沿直线传播的太阳光，在地球上看不到完整月球时，便形成的月偏食。
所以圆弧的形成与A．太阳光的直线传播；B．地球是球形的；D．地球是不透明的；三者有关，而与 C．月球是球形的，无关。故C正确，ABD错误。
故选：C。
16．【解答】人在平面镜中成像，人面镜时，人的大小不变，人在平面镜中成像大小不变；
人面镜时，人到平面镜的距离减小，人的像到平面镜的距离也减小，逐渐面镜。
故选：C。
17．【解答】“举杯邀明月，对影成三人”中的一人是饮酒者本人，一“人”是人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的影子；另一“人”是杯中的“人”，酒面相当于一个平面镜，人在这个平面镜中成像，即平面镜成像，它是由光的反射形成的人的虚像。
①手影是光的直线传播形成的；
②海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象，是由于空气的密度不均匀而引起的；
③铅笔“折断”是光从水中斜射入空气时发生的折射现象；
④杯弓蛇影是弓在液面形成的倒影，利用了光的反射；
综上分析可知，所以与李白诗中描述的光学现象，成因相同的是①④。
故选：A。
二．填空题（共11小题）
18．【解答】由图可知，物体表面凹凸不平，平行光射到粗糙的物体表面时，反射光不再平行，而是射向各个方向，这种反射叫做漫反射，镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律。
故答案为：不会；遵循。
19．【解答】因为平面镜成的像到镜的距离与物到镜的距离相等，装饰画的像离镜3m，装饰画离镜也应是3m。
故答案为：3。
20．【解答】小明到平面镜的距离是2m，根据物像到平面镜的距离相等，所以小明的像到平面镜的距离是2m，所以小明和小明的像之间的距离是4m；
小明在平面镜成虚像。
故答案为：4；虚像。
21．【解答】医护人员在平面镜中的像是虚像；当医护人员面镜时，像的大小不变，像与物体等大。
故答案为：虚像；不变。
22．【解答】小丽站在竖直的平面镜前，根据平面镜成像的特点可知，她在镜中所成的像是虚像；
当她由远及近走向平面镜的过程中，像距始终等于物距，物距变小了，则像到镜面的距离也会变小；
像的大小始终与她的大小相同，即像的大小不变。
故答案为：虚；小；不变。
23．【解答】（1）根据平面镜成像的特点可知，平面镜成的虚像，因此光屏上不能接收到烛焰的像；
（2）由图可知物距u＝30.0cm﹣10.0cm＝20.0cm，20cm＞16cm，即u＞2f，根据凸透镜成像规律可知，此时成倒立缩小的实像，像距f＜v＜2f，即8cm＜v＜16cm，结合图可知像位于38cm～46cm之间，因此应将光屏向左移到才能在光屏上呈现烛焰清晰的像；此时凸透镜成像情况符合照相机的成像原理。
故答案为：（1）不能；虚；（2）左；照相机。
24．【解答】（1）物体到玻璃板的距离相等，故像到物体的距离为像到玻璃板距离的2倍，移动时间相同，则像相对蜡烛的速度为蜡烛的2倍，所以v＝2v蜡烛＝2×0.01m/s＝0.02m/s.
（2）玻璃板中成的像与物体的大小相等，所以蜡烛大小没发生变化，像的大小也不变。
故答案为：0.02；不变。
25．【解答】根据平面镜成像特点，物体在平面镜中成虚像，物像到平面镜的距离相等，所以小明在平面镜中成的是等大的虚像，小明到平面镜的距离是1.5m，小明的像到平面镜的距离也是1.5m，所以他的像与他之间的距离是3m。
故答案为：等大；3。
26．【解答】（1）实验中的两棋子要求大小相同，这是为了比较像和物的大小关系；
（2）由于平面镜成的是虚像，所以在寻找棋子A的像的位置时，人眼应在棋子A这一侧观察。
故答案为：大小；A。
27．【解答】由图可知，视力表与平面镜的距离为2.8m，则镜中视力表的像与平面镜距离也为2.8m，要求被检查者与视力表的距离为5m，为满足检测要求，被检查者应距离平面镜的距离为5m﹣2.8m＝2.2m；
根据平面镜成像特点可知，他在平面镜里看到的视力表是虚像。
故答案为：2.2；虚。
28．【解答】（1）小明站在平面镜前1m处，小明的像和小明到平面镜的距离相等，所以小明的像到平面镜的距离是1m，则像到小明的距离为2m。
（2）当小明向后退了50cm时，小明像的大小跟小明的大小有关，跟到平面镜的距离无关，所以小明的像大小不变。
故答案为：2；不变。
三．综合题（共12小题）
29．【解答】由于在光在同一种均匀介质中是沿直线传播的，所以太阳光传播的方向如下图所示：
故答案为：如上图所示。
30．【解答】根据光的反射定律，反射光线和入射光线分居在法线的两侧，反射角等于入射角，作出反射光线，如图所示：
31．【解答】分别作出物体AB端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′，用虚线连接A′、B′，即为AB在平面镜中的像。如图所示：
32．【解答】分别作出物体AB端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′，用虚线连接A′、B′即为AB在平面镜中的像。如图所示：
33．【解答】先作出端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′，用虚线连接A′、B′即为物体AB在平面镜中的像A'B'，如图所示：
34．【解答】根据平面镜的特点在平面镜的另一侧作出鞋面B点的对称点B′，即为其在平面镜中的像；
连接像点与眼睛A点与镜面相交于一点O，即为入射点，连接BO、OA，则BO是入射光线，OA为反射光线，如图所示：
35．【解答】分别作出物体AB端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′，用虚线连接A′B′即为AB在平面镜中的像。如图所示：
36．【解答】①过入射点画出法线，法线与界面垂直（虚线），根据反射角等于入射角画出反射光线；
②已知反射光线经M'N'反射后沿CD射出，CD∥AB，由几何知识可得，∠BCD＝90°，
作∠BCD的平分线，即法线；过入射点C做法线的垂线，即为平面镜M'N'；如图所示
③已知∠MBA＝45°，根据反射角等于入射角，可知∠CBN＝45°，
已知CD∥AB，∠ABC＝∠BCD＝90°，∠M′CD＝∠BCN′＝45°，则∠MN′M′＝90°，即两平面镜夹角的度数为90°。
37．【解答】（1）平面镜成像的原理是光的反射；
（2）该同学只进行一次实验就得出结论，实验结论不具有普遍性。
故答案为：（1）光的反射；（2）该同学只进行一次实验就得出结论，实验结论不具有普遍性。
38．【解答】（1）透明的玻璃板，可以观察到玻璃板的另一侧，便于观察并确定像的位置；
玻璃板的前后表面都会发生反射现象，造成重影；
玻璃板如果薄，两个像距离近，测量误差小，实验效果好，所以为了改善“重影”，可以选择较薄的玻璃板；
（2）①实验中应该将实验数据沿平面镜的位置对折，即为GH，若像和物的对应顶点都重合，说明平面镜所成的像和物具有对称性；
②分析表格数据可知，玻璃板前后木块的个数始终相等，说明平面镜所成的像与物的大小相等；
（3）物体成像要清晰，就必须让木块有足够光线射向平面镜才能成像，所以应该照亮木块。
故答案为：（1）位置；反；用较薄的玻璃板；（2）①GH；重合；②相等；（3）照亮木块。
39．【解答】（1）在“探究光反射时的规律”实验中，当入射角减小时，反射角也随之减小；在光的反射现象中，反射角等于入射角，当入射角等于45°时，反射角也等于45°，反射光线与入射光线的夹角为90°，即反射光线与入射光线互相垂直；
（2）在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，温度计读数时，视线要与温度计中液柱的液面相平；水沸腾时持续吸热，温度不变；
（3）根据v＝可知，测量小车的平均速度需要用秒表测出时间，用刻度尺测出小车通过的距离，题目中已经给出了秒表，因此还需要的实验器材是刻度尺；若要计时方便，应使斜面的坡度较小一些，使小车在斜面上通过的时间更长。
故答案为：（1）减小；垂直；（2）相平；不变；（3）刻度尺；小。
40．【解答】答：
（1）用水面来矫正圭，使其水平，利用重垂线来矫正表，使其与圭相互垂直，这是因为重垂线是利用重力方向的竖直向下作用的，竖直向下与水平面互相垂直；
（2）测量时，把传统的确定表影端的位置变为确定梁影中心的位置，解决了早期圭表的表影边缘模糊不清的问题，提高了测量影长的精度；
（3）我国古代天文观察仪器还有日晷、浑天仪、水运仪等。
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