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第 4 章 光的世界
一、单选题
1．下列光现象中，由光的直线传播形成的是（ ）
A．海市蜃楼 B．小孔成像
C．黑板反光 D．斜插入水中的筷子“弯折”
2．如图为“日环食”天文奇观，发生这种天文现象时，太阳、地球和月球处在一条直线上，
它们的位置关系是（ ）
A．太阳——地球——月球 B．地球——太阳——月球
C．太阳——月球——地球 D．月球——地球——太阳
3．圭杆，是我国古代度量日影长度的一种天文仪器。几名中学生利用一根垂直插入水平地
面的圭杆，进行“观杆测影”活动。2024 年 5 月 20 日无锡某地正午时刻圭杆的杆影如图甲所
示。太阳直射点的回归运动如图乙所示，已知无锡市处在北纬 至 之间。以下说法
正确的是（ ）
A．杆影形成的原因是光的反射
B．图中杆影 O 到 A 指向南方
C．夏至日正午时刻，该圭杆的杆影长度比图甲中的 长
D．从 2024 年夏至日到 2024 年冬至日，每天正午时刻该圭杆的杆影长度将不断变长
4．图中画出了光通过焦距分别为 f1 和 f2 的两块透镜 L1 和 L2 前后的情况。下列对透镜 L1、
L2 的种类和焦距的分析有可能正确的是（ ）
A．L1 是凸透镜，L2 是凹透镜，且 f1>f2
B．L1 是凸透镜，L2 是凹透镜，且 f1>f2
C．L1 是凹透镜，L2 是凸透镜，且 f1>f2
D．L1 是凹透镜，L2 是凸透镜，且 f15．如图是刘老师看物体时眼睛的成像情况，则他的眼睛类型及矫正需用的透镜是（ ）
A．远视眼，凸透镜 B．远视眼，凹透镜
C．近视眼，凸透镜 D．近视眼，凹透镜
6．如图是 2025 年央视春晚重庆分会场情景，美丽的山水之城和绚丽的无人机表演给全国观
众留下了深刻印象。下列说法中正确的是（ ）
A．正在天空中表演的无人机不是光源
B．水中游船的倒影是光的反射形成的
C．对岸楼顶上射灯的光柱表明光不能沿直线传播
D．能看见演员身上红色衣服是因为衣服吸收红光
7．关于近视眼、老花眼及其调节，下列说法正确的是（ ）
A．近视的人，晶状体变薄，折光能力变弱
B．近视眼可以用凸透镜矫正
C．老花眼的人，晶状体的焦距变大
D．老花眼的人应戴凹透镜制成的老花镜
8．如图为街头路口的反光镜，能起到扩大视野的作用。从其形状和成像原理来分析，下列
的论述正确的是（ ）
A．是一个凹面镜，成像原因是光的反射 B．是一个凸透镜，成像原因是光的折射
C．是一个凸面镜，成像原因是光的反射 D．是一个凹透镜，成像原因是光的折射
二、填空题
9．照相机底片上的“景物”是 ，穿衣镜中看到的“人”是 ，放大镜中看到的“字”是
（选填“实像”或“虚像”）。
10．小红在探究凸透镜成像规律时，安装好器材，调节蜡烛、凸透镜与光屏在如图所示的位
置，像是 （放大/等大/缩小）的，该凸透镜的焦距为 cm；此时在凸透镜前放一
眼镜片，光屏稍向右移得到清晰的像，则该透镜是 （近视/远视）镜片。
11．图中的汽车是我们熟悉的交通工具，它给我们的生活提供了便利。
（1）汽油机是汽车的“心脏”，汽油机的 冲程是将内能转化为机械能；
（2）小轿车前方的挡风玻璃是倾斜的，目的是为了使车内物体所成的 像（选填“实”
或“虚”）位于玻璃的上方，不妨碍司机视线；
（3）有的轿车尾部安装一个“气流偏导器”，它是依据 的原理，当轿车高速行驶时，能
产生较大的抓地力；
（4）小汽车在高速公路上长时间行驶，为防止轮胎爆裂，往往隔一段时间停下来用冷水冲
洗轮胎，这是通过 的方式来减少轮胎的内能。
12．7 月 27 日，在巴黎奥运会射击 10 米气步枪混合团体比赛中，黄雨婷、盛李豪为中国代
表团获得了本届奥运会的首枚金牌。步枪瞄准时讲究“三点一线”，即眼睛、准星和目标在同
一直线上，其原理是光的 。
13．如图所示是小华探究光的反射定律实验时的情景。入射光线 AO 紧贴纸板射向镜面，纸
板上能看到反射光线 OB（图中未画出），则：当增大图中 的角度，反射光线 OB 将
ON（选填“靠近”或“远离”）；若将平面镜水平向右适当移动，OB 位置将 （选填“向左
平移”“向右平移”或“不变”）；只将纸板取走后，反射光线 OB （选填“仍然存在”或“不
存在”）。
三、实验题
14．在利用光具座进行凸透镜成像的实验探究中：
(1)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，无论怎样移动光屏都不能在光
屏上得到像，请你指出其中一条可能的原因： 。
(2)调整后，把烛焰放在距凸透镜 16cm 处时（如图乙），如果将蜡烛在乙图的基础上远离透
镜，光屏应向 （选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动;该过程相当于生活中透镜
（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）。
(3)实验过程中，将凸透镜的上半部分用不透明的纸遮住时，光屏上 （选填“能”或“不
能”）成清晰的像。
(4)如图丙所示，当凸透镜位于光具座上 A 处时，恰好在光屏上成清晰的像（图中像未标出），
蜡烛和光屏不动，只移动透镜到 B 处光屏上再次成清晰的像，透镜先后两次所在位置 A、B
之间的距离 s= （用 L0、L 表示）。
15．在探究小孔成像实验中，小明在易拉罐底部中央开一个小圆孔，并将其顶部剪去，蒙上
一层半透明薄膜，将点燃的蜡烛按如图所示的位置放置在小孔的前方。
(1)为让实验效果更明显，应该在 （填“明亮”或“黑暗”）的环境中进行实验；
(2)通过小孔所成的像是 （选填“实像”或“虚像”）；
(3)实验中蜡烛燃烧不断缩短，导致光屏上火焰的像向 （填“上”或“下”）方移动；将蜡
烛靠近小孔，蜡烛的像将 （填“变大”、“变小”或“不变”）；
(4)勤于思考的小明又将图中小圆孔改成了小方孔，再观察烛焰的像，则半透明薄膜上所成
的烛焰的像的形状 （填“会”或“不会”）改变；
(5)如图所示，小明在室外太阳下进一步研究孔的大小对光斑形状的影响，他设计了四种开
有不同形状孔的卡片甲，用另一张卡片乙覆盖在甲上，从图示位置沿箭头方向水平移动乙，
观察光斑形状的变化情况，合乎要求的是 （选填字母序号）；
(6)若用 LED 光源替代蜡烛来研究小孔成像的性质，下列最合适的是______。
A．C 形 B．T 形 C．X 形 D．P 形
四、计算题
16．从地面向月球发射一束激光，经过 2.56s 的时间，地面接收到经过月球反射后的光线，
试求地月距离。
17．太阳发出的光，大约要经过 才能到达地球（真空中光的速度为 ）。
(1)请你估算太阳到地球的距离；
(2)如果一辆赛车以 的速度不停地跑，它要经过多少小时才能跑完这样长的距离？
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 B C D D A B C C
1．B
【详解】A．奇妙的“海市蜃楼”景观，是由于光的折射形成的，故 A 不符合题意；
B．小孔成像是由于光的直线传播形成的，故 B 符合题意；
C．黑板反光是由于光的反射形成的，故 C 不符合题意；
D．斜插入水中的筷子弯折了，是由于光线在水面处发生折射的缘故，故 D 不符合题意。
故选 B。
2．C
【详解】光在均匀介质中沿直线传播。发生日环食时，月亮在太阳和地球的之间，故 C 符
合题意，ABD 不符合题意。
故选 C。
3．D
【详解】A．杆影形成的原因是光在同一均匀介质中沿直线传播，故 A 错误；
B．无锡市处在北纬 至 之间，在北回归线以北，则正午时刻太阳在南方，所以，
杆影从 O 到 A 指向北方，故 B 错误；
C．夏至日正午时刻，太阳的高度角更大，该圭杆的杆影长度比图甲中的 更短，故 C 错
误；
D．从 2024 年夏至日到 2024 年冬至日，太阳的高度角不断减小，每天正午时刻该圭杆的杆
影长度将不断变长，故 D 正确。
故选 D。
4．D
【详解】平行光线镜经两透镜折射后平行射出，折两个透镜的焦点一定重合，由选项中信息
得，两个透镜一个为凸透镜、一个为凹透镜，则只有两种可能，可能的光路如下图所示：
图（a）中光线经过两透镜是会聚的，不符合题意；图（b）中光线经过两透镜是发散的，符
合题意。故 L1 是凹透镜，L2 是凸透镜，由图（b）得，两透镜的焦点在同一点上，且 f1故 ABC 错误，D 正确。
故选 D。
5．A
【详解】由图可知，此时像成在了视网膜的后方，所以是远视眼的示意图，为了使像成在视
网膜上，应该使原来的光线会聚，故应用对光线有会聚作用的凸透镜进行矫正。故 A 符合
题意，BCD 不符合题意。
故选 A。
6．B
【详解】A．本身能够发光的物体叫光源。正在天空中表演的无人机上有发光的灯，这些灯
能够自行发光，所以无人机是光源，故 A 错误；
B．水中游船的倒影属于平面镜成像，是光的反射形成的，故 B 正确；
C．对岸楼顶上射灯的光柱表明光在同种均匀介质中是沿直线传播的，之所以能看到光柱，
是因为光照射到空气中的尘埃等颗粒发生了，故 C 错误；
D．能看见演员身上红色衣服是因为衣服反射红光，而不是吸收红光，故 D 错误。
故选 B。
7．C
【详解】A．近视眼的晶状体较厚，折光能力较强，看远处的物体时，将像成在视网膜的前
面，故 A 错误；
B．近视眼可用发散作用的凹透镜矫正，使光线会聚能力减弱，能使像成在视网膜上，能看
清远处的物体，故 B 错误；
C．老花眼就是远视眼，远视眼的晶状体较薄，会聚能力较弱，晶状体的焦距变大，看近处
的物体时，将像成在视网膜的后面，故 C 正确；
D．远视眼可用会聚作用的凸透镜矫正，使光线会聚能力增强，能使像成在视网膜上，能看
清近处的物体，故 D 错误。
故选 C。
8．C
【详解】街头路口的反光镜，是凸面镜，能起到扩大视野的作用，成像原理是光的反射。
故选 C。
9． 实像 虚像 虚像
【详解】[1]照相机是利用凸透镜成像的原理来工作的。当物体位于凸透镜的二倍焦距之外
时，凸透镜会成倒立、缩小的实像，这个实像就是我们所看到的底片上的“景物”。
[2]穿衣镜实际上是一个平面镜。平面镜成像的特点是成正立、等大的虚像。当我们站在穿
衣镜前时，镜中的“人”就是我们的虚像。
[3]放大镜是利用凸透镜在物距小于一倍焦距时成正立、放大的虚像的原理来工作的。当用
放大镜看字时，字会被放大并成正立的虚像。
10． 等大 10.0 近视
【详解】[1]由图可知，此时
则此时成的像是倒立、等大的实像。
[2]由凸透镜成像规律得
则
则
[3]此时在凸透镜前放一眼镜片，光屏稍向右移得到清晰的像，说明该镜片是凹透镜，会将
光线推迟会聚成像，是近视镜片。
11． 做功 虚 流体压强和流速的关系 热传递
【详解】（1）[1]做功冲程中，进气门、排气门都关闭，火花塞放电，混合气体剧烈燃烧，
高温的燃气推动活塞向下运动，内能转化成机械能。
（2）[2]挡风玻璃相当于平面镜，因为平面镜成的像是虚像，所以挡风玻璃倾斜安装，是为
了避免由于平面镜成像而使车内景物的像成在车的正前方，影响司机视线。
（3）[3]当车高速行驶时，气流偏导器的上方空气流速小，压强大；下方空气流速大，压强
小。空气对汽车向下的压强大于向上的压强，由此气体对汽车产生了一个向下的压力，使车
更好的“抓”住地面。
（4）[4]轮胎与地面摩擦发热，为防止轮胎爆裂，往往隔一段时间停下来用冷水冲洗轮胎，
冷水与高温的轮胎接触时，轮胎将热量传递给水，自身内能减小，一部分水还会蒸发吸热，
从而达到降温的目的。
12．直线传播
【详解】在射击瞄准时，运动员需要做到“三点一线”，这是依据光在同种均匀介质中沿直线
传播的原理。当眼睛、准星和目标在一条直线上时，可以确保射击的准确性。
13． 靠近 不变 仍然存在
【详解】[1]当增大图中 的角度，入射角会变小，根据光的反射定律可知，反射角也会变
小，因此反射光线 OB 将靠近 ON。
[2]若将平面镜水平向右适当移动，由于入射光线的位置不变，则反射光线的位置不变，即
OB 位置将不变。
[3]纸板只是用来显示光路的，因此只将纸板取走后，反射光线 OB 仍然存在。
14．(1)蜡烛火焰、凸透镜中心、光屏中心不在同一高度。
(2) 靠近 投影仪
(3)能
(4)
【详解】（1）无论怎样移动都不能在光屏上得到像，是由于蜡烛火焰、凸透镜光心、光屏不
在同一高度，成像在光屏上方或下方，光屏没有承接到像。注意，如果是凸透镜焦距太大，
则不能在光屏上成清晰的像，而题目中是“不能在光屏上得到像”，故不是焦距的问题。
（2）[1] 由图甲可知，凸透镜焦距为 10cm，乙图中物距 16cm，介于焦距与二倍焦距之间，
根据“物近像远像变大，物远像近像变小”可知，当物体远离凸透镜时，光屏应靠近凸透镜方
可成清晰的像。
[2]物距在焦距到二倍焦距之间，会在二倍焦距之外成倒立放大的实像，和投影仪的原理相
同。
（3）遮挡凸透镜上半部分后，蜡烛仍然会通过下半部分的凸透镜成完整清晰的像，只是像
的亮度会减弱。
（4）如下图，由于光路是可逆的，将丙图中蜡烛和光屏调换位置，同样可成清晰的像。将
调换位置的丙图翻转后，即可得到点 B 的位置，此时易得 A、B 的距离为 。
15．(1)黑暗
(2)实像
(3) 上 变大
(4)不会
(5)A
(6)D
【详解】（1）为了使实验效果更明显，能够更容易、更清晰地观察到烛焰成的像，本实验应
在较暗的环境下进行，尽量避免其他光源对实验的影响。
（2）小孔成像是由光沿直线传播形成的实像。
（3）[1]小孔成像的原理是光沿直线传播，所以当蜡烛变短时，光线会向上照射，使成的像
向上方移动。
[2]根据小孔成像的特点可知，将蜡烛靠近小孔时，烛焰成的像将变大。
（4）在小孔成像实验中，所成的像与物形状相同，不会因为小孔形状的改变而改变。
（5）研究孔的大小对光斑形状的影响时，须保证孔的形状不变，只改变孔的大小，A、B、
C、D 四个图中，D 虽然是长方形，但随着移动长方形的长宽比例发生变化，属于形状发生
改变。只有 A 图中的等边三角形在移动过程中能保证形状不变，故选 A。
（6）研究小孔成像所成像的性质时，光源的性质应当能上下、左右均能区分开，这样才能
让实验效果更明显，故 D 符合题意，ABC 不符合题意。
故选 D。
16．3.84×108m
【详解】激光从地球到达月球的时间为
地球到月球的距离为
17．(1)
(2)
【详解】（1）太阳光到地球的时间为
已知光的速度 ，则太阳到地球的距离约为
（2）已知赛车速度 ，则跑完这样长的距离需要的时间为

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