【决胜中考】2027中考复习 物理篇 专题4 光的发射和折射 (含解析)

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【决胜中考】2027中考复习 物理篇 专题4 光的发射和折射 (含解析)

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【决胜中考】2027中考复习 物理篇 专题4 光的发射和折射
班级 姓名 得分
一、选择题
1.图为某同学梳理光现象时绘制的思维导图,导图中有内容缺失。选项中能正确补充“ ”所在位置的实例是
A. B.
C. D.
2.诗句“潭清疑水浅”描述了池底看起来比实际浅的现象。下列光路图能解释这一现象的是
A. B.
C. D.
3.榕榕站在镜子前试衣服,在镜子里看到自己的清晰的像。
如图所示,当水平向左推动镜子时,镜子中的像的大小将(  )
A.不变 B.变小
C.变大 D.都有可能
4.用玻璃板作为平面镜,使蜡烛的像成在装满水的烧杯中,就能观察到“蜡烛在水中燃烧”(如图甲)。若蜡烛的像位置如图乙所示,要使像移到烧杯中,仅移动玻璃板,则移动的方向应是(  )
A.① B.② C.③ D.④
5.小明利用如图所示的实验来验证平面镜成像规律,下列说法正确的是
A.实验过程中,玻璃板必须与水平桌面垂直放置
B.在蜡烛B的位置放置光屏,能呈现出蜡烛A的像
C.将玻璃板向左平移一段距离,蜡烛A的像会向左移动
D.增大蜡烛A到平面镜的距离,蜡烛A的像会变小
6. 为了便于顾客挑选心仪的服装,许多服装店的衣柜门装有平面镜。
如图,某顾客静止站在衣柜门的正前方,当衣柜门沿轨道向右水平移动时,
顾客在平面镜中所成的像将(  )
A.向右移动 B.向左移动 C.保持不变 D.逐渐消失
7.如图甲所示,当一束白光通过三棱镜时会发生色散现象,当红光与紫光的复色光分别从空气射向玻璃和从玻璃射向空气时,如图乙所示。下列说法正确的是 (  )
A.A为红光,C为紫光 B.A为紫光,D为红光
C.B为红光,C为紫光 D.B为红光,D为紫光
8.如图所示,是一束激光射向平行玻璃砖后出现多束光线的情景,则下列说法正确的是(  )
A.图中光束b是入射光线
B.图中光束c是反射光线
C.若图中光束a顺时针转动,则d也顺时针转动
D.若图中光束a顺时针转动,则b也顺时针转动
9.光导纤维简称光纤,它是目前宽带接入的一种方式,有着通信容量大、保密性能好等优点。光纤的纤芯是一种由塑料制成的纤维,纤芯外的包层可以保证光进入纤芯后全部发生反射,从而避免了光的损失。下列能表示光在纤芯中传播路径正确的是()
A.A B.B C.C D.D
10. 某校新建一个喷水池,在池底中央安装一射灯。池内无水时,射灯发出的一束光照在池壁上,在S点形成一个亮斑,如图所示。现往池内注水,水面升至a位置时,站在池旁的人看到亮斑的位置在 P 点;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点和S 点重合
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 点的上方
11.如图所示,在一面竖直立着的平面镜左侧水平放置一个九格的棋盘,平面镜右侧表示镜中的像,将棋子“馬”由图中甲处移到乙处,则平面镜中所显示的棋子“馬”的像的移动路径是(  )
A.P→S B.S→P C.Q→R D.R→Q
12.如图所示,平面镜OM与ON垂直放置,在它们的角平分线上P点处,放有一个球形发光物体,左半部分为深色,右半部分为浅色,在P点左侧较远的地方放有一架照相机,不考虑照相机本身在镜中的成像情况,则拍出照片的示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
13.如图所示,在水平桌面上放一面平面镜,将一枚硬币放于平面镜前,缓慢将硬币向远离平面镜一侧水平移动一小段距离,忽略环境光线的干扰,下列说法正确的是(  )
A.平面镜里硬币的像会直接消失
B.平面镜中硬币所成的像会随硬币外移而变小
C.硬币到平面镜的距离保持不变
D.人站在原位置,很可能在平面镜中看到硬币完整的虚像
14.如图,小平和他的哥哥一前一后站在平面镜前,若他们彼此都能观察到对方的全身,则平面镜的最小高度及放置的位置为(  )
A.ce B.bc C.be D.af
15.如图所示,一束光在空气和玻璃的界面上同时发生反射和折射。下列说法正确的是( )
A.OF为折射光线 B.∠AOG为折射角, 大小为45°
C.CD为空气和玻璃的界面 D.这束光由玻璃斜射入空气中
二、填空题
16.如图甲所示,将平面镜和铅笔竖直放置在水平桌面上,两者的高度h1>h2,铅笔水平向右移动一段距离后,铅笔像的高度   (填“>”“=”或“<”)h2。若在平面镜前紧贴一块与铅笔等高的木板,如图乙所示,则铅笔在平面镜中   (填“能”或“不能”)成像。
17.“小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上头”。现有一蜻蜓立于距水面的荷尖上,一条大鱼准备跃出水面捕捉蜻蜓,如图是水中大鱼看到蜻蜓所在的位置。请回答:
(1)大鱼应该选择图中   (填“A”、“B”或“C”)路线跃起才有机会捕获蜻蜓。
(2)蜻蜓立于距水面0.6m处的荷尖上,池中水深2m,则蜻蜓在水中的像距水面   m。
(3)蜻蜓向上飞行时,它在水中像的大小将   (选填“变大”“不变”或“变小”)。
18.汽车抬头显示如图甲所示,又叫汽车平视显示系统(Head-UpDisplay),简称HUD,是为了提高安全性而研发的。它利用平面镜成像原理(如图乙),使显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃成像在正前方,驾驶员不必低头,就可以看到车辆行驶的车速、油耗等信息。
(1)行车数据在挡风玻璃上所成的像是由光的   (选填“反射”或“折射”)形成的;
(2)某HUD显示器水平放置在汽车中控台上,通过挡风玻璃成垂直于水平面的像,则挡风玻璃与水平面夹角为   ;
(3)某驾驶员发现挡风玻璃所成的像过高,不便于观察,这时需要将显示器沿水平方向   (选填“远离”或“靠近”)挡风玻璃;
(4)HUD有一个技术难题,即挡风玻璃所成的像易产生重影,影响使用效果。重影产生的原因是挡风玻璃有一定的   (选填“厚度”或“透明度”)。
19.如图甲所示为支架和薄玻璃组成的“临摹神器”,只要将手机放置在支架上,便可在白纸上临摹手机画面。
(1)要更清晰地看见手机在白纸上所成的像,“临摹神器”要配备   (填“透明”或“茶色”)薄玻璃。
(2)图乙为装置使用原理图,临摹时眼睛位置要在   (填“①’或“②”)位置观察纸面。
(3)当手机屏幕与白纸的夹角为70°,若要使手机画面通过玻璃板所成像的位置在白纸上,玻璃板与桌面的夹角θ大小应为   °。
20.生活处处有物理,如图,晚上汽车在干燥的沥青路面和潮湿的沥青路面上行驶时大灯部分光路简图,晚上开车时,干燥的路面更容易发生    反射(选填“镜面”或“漫”),当对面无车时,驾驶员看    (选填“干燥”或“潮湿”)的路面更暗。
21.如图一束光从空气斜射入平行玻璃砖(入射角为50°)后,再折射入空气:
(1)图甲、乙两图中,符合光的折射规律的是图   (填“甲"或“乙”);
(2)光从玻璃斜射入空气中的折射角   50°(填“大于"、“小于"或“等于”);
(3)把一块长方体玻璃砖压在有“科学”俩字的书上,则“科学”两字是   。
A.变浅的虚像 B.变浅的实像
C.变深的虚像 D.变深的实像
22.低碳环保的公共自行车,给金华的市民出行带来方便,在设计时用了不少科学知识。
(1)主体色橙色代表活力、服务与发展,与自行车颜色巧妙呼应;如图1 我们看到车身为橙色是因为自行车反射   光,我们能在不同角度看见自行车,是因为光在自行车的表面发生   的缘故。
(2)自行车的尾灯设计很巧妙,当后面开来的汽车的灯光,无论从哪个方向射向尾灯,它都能把光线从原路反射回去。图2四幅图中符合要求的是   。
三、实验与探究题
23.探究平面镜成像的特点,实验装置如图甲。
(1)在玻璃板前放置点燃的蜡烛A,在玻璃板后移动完全相同但未点燃的蜡烛B,直到B与A的像A'完全重合,说明像与物的   相等。在纸上描出蜡烛、玻璃板和像的位置,处理数据如图乙。
(2)得出结论:像与物关于平面镜对称。为使该结论具有普遍性,提出一条改进建议:   。
(3)利用茶色薄玻璃板制作如图丙的“临摹神器”,可在白纸上临摹手机画面。如图丁,当手机屏幕与白纸的夹角为80°,若要使手机画面通过玻璃板所成像的位置在白纸上,玻璃板与桌面的夹角 θ 应为   °,临摹时要在   (填“①”或“②”)位置观察。
24.在“探究光的反射规律”的实验中,如图所示,平面镜M放在水平桌面上,E、F是两块粘接起来的硬纸板,垂直于镜面且可绕ON转动。
(1)如图甲,入射光线AO沿纸板E射向镜面,在F板上可看到反射光线OB,若将一束光贴着F板沿BO射到O点,光将沿图中的   方向射出;
(2)实验时应选用   (选填“光滑”或“粗糙”)硬纸板,理由是   。
(3)以法线ON为轴线,把F板向后和向前旋转,如图乙、丙所示,在F板上   (选填“都能”“都不能”“乙不能丙能”或“乙能丙不能”)看到反射光线OB。这样做的目的是为了验证   。
25.学习了“光的折射”的相关知识后,小科将“折射角与入射角的比值”定义为“偏折比”,小科想进一步探究光的“偏折比”的影响因素。他利用底部贴有白纸的透明水槽、激光笔、记号笔等器材按如图甲所示装置进行实验:
实验一:在水槽顶部固定一激光笔,打开激光笔的红色光,用记号笔标记水槽底部白纸上的光点位置为A,接着向水槽中加入一定量的清水,用记号笔标记水槽底部白纸上的光点位置为B;
实验二:将图甲中的水换成等体积的酒精。打开激光笔的红色光,用记号笔标记水槽底部白纸上的光点位置为C;
实验三:将实验二中激光笔的红色光切换成蓝色光,用记号笔标记水槽底部白纸上的光点位置为D。
(1)由实验一可知,光从空气斜射入水中,“偏折比”   1(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(2)由实验二可知,当光从空气分别斜射入水和酒精两种介质时,“偏折比”较大的介质是   ;
(3)由实验三可得出的结论是:   ;
(4)通过实验,小科发现,在介质种类相同时,入射角大小不变,折射角的大小也不变,即“偏折比”不变。请在图丙中画出:水面高度增加h后激光折射的光路图。
26.为了充分利用太阳能,项目化学习小组设计了太阳能热发电站。简化原理图如图所示,发电站安装有许多定日镜(平面镜),将太阳光反射到接收器上。
(1)为了提高太阳能的反射率,定日镜有表格中的三种材料可选,最适合的是材料   (填字母)。
材料 特性
A 透明、透光性好、表面光滑
B 不透明、光反射率高、表面凹凸不平
C 不透明、光反射率高、表面光滑
(2)下列描述的光现象与定日镜工作原理相同的是____。(填字母)
A.小孔成像 B.日晷计时 C.镜花水月 D.海市蜃楼
(3)针对该项目,同学们制定了相应的评价量表,请你将“可调节性”这一评价要素补充完整。
评价要素 10分 6分 1分
可调节性     能根据太阳光线变化手动改变定日镜角度 不能改变定日镜角度
(4)太阳落山时即太阳光AO 在纸面顺时针转动,为了准确将太阳光反射到接收器上,定日镜应绕O点为轴   旋转。
27.光纤(光导纤维),是一种由玻璃或塑料制成的纤维,可作为光传导工具。我们可以用光在水流中的传播模拟光纤技术,如图所示,在瓶壁上开个小孔(接出水管),用激光笔对准小孔照射,打开瓶盖上的透气孔,让水从出水管流出来,激光笔发出的光顺着水流拐弯,不再沿着直线照射到对面:
(1)光纤技术的科学原理主要是光的   。
(2)当增大入射光线AB 的入射角时,CD 光线的入射角将   ,此时D 点将要向   (填“左”或“右”)侧移动。
(3)模拟实验中随着瓶内液面下降,瓶内液体深度减小,出水管流出的水将   瓶身。
四、作图题
28.根据要求作图:如图,S为平面镜MN 前的一个点光源,请画出通过A点的反射光线。(保留作图痕迹)
29.完成符合条件的光路图。
(1)用平面镜成像的特点在途中做出物体AB在平面镜中的像,保留作图痕迹;
(2)两束平行光从空气斜射到玻璃砖上,通过二次折射回到空气中,请画出完整的折射光路图;
(3)请将凹透镜的光路图补充完整。
五、综合题
30.光纤传导是利用光线在光纤管中携带信号进行传递,光线在玻璃制成的光纤管壁反射前进,如图所示。由于光线每次碰到管壁都会发生折射,使部分光线射出光纤管,造成光纤管内光线能量的损耗,从而影响光纤传导的距离。光在发生折射时,光能损耗随着折射角的增大而减小。
(1)请在图乙中画出光线穿过玻璃光纤管壁折射到空气中的光路图。
(2)请例举与“光线在光纤管中前进”的原理相同的现象   。(举一例即可)
(3)判断丙图和丁图哪种入射角度能使光线在光纤管中传播的距离更远,并说明理由。   
31.科学家费马在1662年最早提出:光传播时总是选择用时最少的路径,称为“最短时间原理”。即光从A 点到达B 点所经过的路径肯定比任何其他路径所用的时间短。
(1)光在同种均匀物质中传播速度不变,两点之间线段最短,因此光在同种均匀物质中总是沿着   传播。
(2)光在反射和折射时也遵循“最短时间原理”,利用此原理可以解决很多行程问题。
①传说一位古罗马将军提出了一个有名的“将军饮马”问题:如图甲所示,将军从军营A 出发先到河边喂马喝水,再去同侧的 B 地开会,若途中速度不变,应该怎样走才能用时最短 请你根据光的反射原理画出将军的行走路线。
②大自然十分神奇,据说蚂蚁也掌握了最短时间原理。如图乙所示,在A 处平地上的蚂蚁发现了B 处沙地上的食物,它选择的路线恰好遵循光的折射定律(设蚂蚁在平地和沙地中均匀速且在平地上速度大),请你画出蚂蚁去搬运食物的大致路线。
32.意大利的维加内拉村位于山谷中,每年有3个月的时间见不到丝毫阳光。为此,市长发动村民建造了一面巨型平面镜。这面镜子由计算机控制的马达驱动,跟随太阳转动,可保证每天有6 h将阳光照射在村里的中心广场,如图所示。
(1)平面镜可以将阳光引到维加内拉村,这是利用了光的   定律。某一时刻,太阳光沿 AO 入射,当平面镜转动到竖直方向,反射光线恰好沿 OB 射到维加内拉村,若测得OB 与镜面的夹角为 60°,则入射角的大小为   。
(2)太阳从 A 点升高到A'点(AO与A'O 的夹角为30°),要使反射光线OB 方向不变,改变平面镜的方向,则这时入射角的大小为   ,平面镜绕O点逆时针转过的角度为   。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】光的直线传播及应用;光的反射;光的折射现象及应用
【解析】【分析】根据思维导图进行分析,可知实例的原理是光的反射,倒影形成的原理是光的反射,影子形成的原理是光的直线传播,水中折筷以及彩虹的形成原理是光的折射。
【解答】A、山的“倒影”属于光的反射(平面镜成像),故A正确;
B、“手影”游戏属于光的直线传播(光沿直线传播遇到障碍物形成影子),故B错误;
C、水中“折筷”属于光的折射(光从水斜射入空气时发生折射,使筷子看起来弯折),故C错误;
D、雨后“彩虹”属于光的色散,是折射现象的一种特殊表现,故D错误。
故答案为:A。
2.【答案】B
【知识点】光的折射规律;作光的折射光路图
【解析】【分析】(1)本题考查光的折射现象及其应用。池底看起来变浅,是因为池底反射的光从水中斜射入空气中时,发生折射。
(2)根据光的折射规律:当光从水(光密介质)斜射入空气(光疏介质)时,折射光线会远离法线,折射角大于入射角。
(3)人眼逆着折射光线看去,会认为光是沿直线传播的,因此看到的是池底的虚像,虚像的位置比实际位置偏高,所以池底看起来比实际浅。
(4)分析光路图时,要注意光线的传播方向是从池底(水中)射向空气,且折射角大于入射角。
【解答】A、图中折射光线靠近法线,折射角小于入射角,不符合光从水斜射入空气的折射规律,A 不符合题意;
B、图中光线从水中斜射入空气中,折射光线远离法线,折射角大于入射角,符合光的折射规律,能解释池底变浅的现象,B 符合题意;
C、图中光线从空气斜射入水中,传播方向与实际情况相反,C 不符合题意;
D、图中折射光线靠近法线,折射角小于入射角,且传播方向也不符合实际情况,D 不符合题意。
故答案为:B。
3.【答案】A
【知识点】平面镜成像特点、原理和现象
【解析】【分析】平面镜成像特点:物像连线和平面镜垂直,物距等于像距,大小相等。
【解答】平面镜成像时,像与物体的大小始终相等,像的大小只和物体本身的大小有关,和平面镜到物体的距离、平面镜的位置移动无关,因此BCD选项不符合题意,A选项符合题意,故答案为:A。
4.【答案】C
【知识点】平面镜成像特点、原理和现象
【解析】【分析】根据平面镜所成的像与物体关于平面镜对称,即像距等于物距进行判断。【解答】根据平面镜成像特点可知,像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离,由图乙可知,要使像移到烧杯中,则要增大像与平面镜的距离,故要增大蜡烛到平面镜的距离,由于仅移动玻璃板,因此可把玻璃板向烧杯一侧移动,即移动的方向应是③。故C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
5.【答案】A
【知识点】平面镜成像特点、原理和现象
【解析】【分析】A、根据平面镜所成的像与物体关于平面镜对称可知,若玻璃板没有与水平桌面垂直,像不在桌面上,蜡烛B不能与像重合。
BCD、平面镜成像的特点:像与物等大,像距等于物距,像与物关于平面镜对称,像与物的连线与平面镜相垂直。
【解答】A、做平面镜成像实验时,玻璃板必须与水平桌面垂直放置,才能让未点燃的蜡烛B能和蜡烛A的像完全重合,方便确定像的位置,故A正确;
B、平面镜所成的像是虚像,虚像不能被光屏承接。在蜡烛B位置放光屏,无法呈现蜡烛A的像,故A错误;
C、根据平面镜成像特点:像和物体关于镜面对称,蜡烛A的位置不变,移动玻璃板,蜡烛A到玻璃板的距离不变,因此像的位置不会改变,不会向左移动,故C错误;
D、平面镜成像中,像的大小始终和物体大小相等,增大蜡烛A到平面镜的距离,像的大小不会改变,故D错误。
故答案为:A。
6.【答案】C
【知识点】平面镜成像特点、原理和现象
【解析】【分析】根据平面镜成像的对称性分析判断。
【解答】 平面镜所成的像是虚像,像与物体关于镜面对称,即像的位置由物体和镜面的相对位置决定。 顾客静止站在衣柜门的正前方,当衣柜门沿轨道向右水平移动时, 物体的位置和平面镜所在平面的位置都不变,因此 顾客在平面镜中所成的像的位置保持不变。
故选C。
7.【答案】D
【知识点】光的色散;光的折射规律
【解析】【分析】根据紫光偏折能力强,光线偏折角度更大进行分析。
【解答】由图甲可知,紫光的偏折能力更强,即紫光发生折射后折射光线更靠近法线,可知乙中A表示的是紫光,B是红光。
乙中光从玻璃斜射入空气中,紫光偏折能力强,偏离原来的传播方向,可知紫光是D。
故答案为:D。
8.【答案】D
【知识点】光的反射定律;光的折射规律
【解析】【分析】光发生反射时,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角;
光从空气斜射入水中时,折射光线与入射光线分居法线两侧,折射角小于入射角。
【解答】AB.如图可知,光束a和光束d之间作一条法线,发现反射角等于入射角相等;光束b和光束平行;光束c是光束a进入玻璃后,在内部反射面发生发射且再次折射进入空气路径,所以图中光束a是入射光线,光束c是折射光线,故AB错误;
C.若图中光束a顺时针转动,根据反射角等于入射角可知,入射角变小,则反射角也要变小,则d也逆时针转动,故C错误;
D.若图中光束a顺时针转动,入射角变小,进入玻璃砖后折射光线将偏向法线,折射角变小,而折射到空气的光束b将靠近法线,即顺时针转动,故D正确。
故答案为:D。
9.【答案】A
【知识点】光的反射定律
【解析】【分析】 光导纤维传播光学信息发生的是全反射,几乎没有能量损失,在光的反射中,反射角等于入射角。
【解答】 激光在纤芯与包层的界面上发生全反射,不存在折射,反射时,反射角等于入射角,故A正确,BCD错误。
故选A。
10.【答案】D
【知识点】光的折射规律
【解析】【分析】 (1)光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播,从一种介质进入另一介质时,光的传播方向发生改变,产生折射现象;
(2)水面升至a位置时,光从水斜射入空气中时,入射光线、折射光线以及法线在同一平面内,折射角大于入射角,确定折射光线的方向;
(3)水面上升至b位置时,光线先在水池侧壁发生反射,反射角等于入射角,反射光线再从水中斜射入空气里发生折射,折射角大于入射角。
【解答】往池内注水,水面升至a位置时,射灯发出的光在水面发生折射,然后照在池壁上,根据光的折射规律,P点位置如图甲所示;水面上升至b位置时,射灯发出的光先在池壁反射,再在水面发生折射,根据光的反射规律和折射规律,Q点位置如图乙所示。由图可知,P点在S 点的下方,Q点在S点的上方。
11.【答案】B
【知识点】平面镜成像特点、原理和现象;平面镜成像的相关作图
【解析】【分析】根据平面镜成像规律进行解答。
【解答】平面镜成像中,像与物到平面镜的距离相等且关于平面镜对称,甲处的“馬”在镜中的像的位置在 S点,乙处的“馬”在镜中的像的位置在 P 点,当棋子“馬”由甲处移到乙处时,平面镜中显示的棋子“馬”的像由S 点移动到P点,故B正确。
12.【答案】D
【知识点】平面镜成像特点、原理和现象
【解析】【分析】平面镜成像特点:平面镜虚像,物像大小相等,物像到平面镜的距离相等,物像连线如镜面垂直。
根据平面镜成像特点在平面镜MO和NO中分别作出P的像A和B,A又在NO平面镜中成像,B又在MO平面镜中成像,两个像重合,物体在两个竖直放置的平面镜中间,我们在平面镜中能看到三个像。
照相机和物体P,像C在同一条直线上,照相过程中,像C被物体P阻挡,照相机不能照到像C,能照到物体P的黑面,能照到A像、B像,并且AB像是对称的。
【解答】利用平面镜成像特点作物体P在平面镜MO中的像A,对于球的黑白两部分,要作黑白分界线直径的像来确定。
同理作物体P在平面镜NO中的像B。
像A在平面镜NO中成像,像B在平面镜MO中成像重合得到像C。
照相机和物体P,像C在同一条直线上,照相机只能照到物体P的黑面,所以照相机拍摄到的照片是D.
故答案为:D。
13.【答案】D
【知识点】平面镜成像特点、原理和现象
【解析】【分析】根据平面镜成像的特点,像与物大小相等、像距等于物距且成虚像的规律分析;
结合光的反射原理及人眼观察到像的条件,判断像是否会消失以及人站在原处能否看到完整的虚像。
【解答】A、平面镜成像的原理是光的反射,只要硬币反射的光能够到达平面镜,就可以成像,不会因为硬币远离平面镜就直接消失,因此A错误。
B、根据平面镜成像的特点:平面镜所成的像与物体大小始终相等,和物体到镜面的距离无关。硬币外移时,自身大小不变,像的大小也不变,因此B错误。
C、题目明确说明“将硬币向远离平面镜一侧水平移动一小段距离”,因此硬币到平面镜的距离变大,不是保持不变,因此C错误。
D、硬币远离平面镜时,根据平面镜成像的位置特点,像也会远离平面镜,人站在原位置,原本可能只能看到部分像,随着像的移动,人眼的反射光线范围变化,很可能在平面镜中看到硬币完整的虚像,因此D正确。
故选D。
14.【答案】A
【知识点】平面镜成像特点、原理和现象;平面镜成像的相关作图
【解析】【分析】涉及两个观察者彼此看到对方的全身像。此时不仅要满足每个人看到自己全身像的镜子条件,还要满足通过镜子看到对方全身像的条件。由于两人一前一后站立,平面镜必须放置在合适位置,才能让两人都能利用同一面镜子观察到对方。这涉及到光路的反射规律、视场范围以及镜子高度与位置的综合考虑。
【解答】平面镜成像的特点是:像与物关于镜面对称,像的大小与物相等,像是虚像。
要让两个人都能看到对方的全身像,平面镜的最小高度需满足:镜的上端应在两人头顶连线的中垂线上,下端应在两人脚底连线的中垂线上。此时镜面的高度为两人身高差的一半与较矮者身高一半之和,且位置需在两人之间的合适水平距离处。
故答案为:A。
15.【答案】D
【知识点】光的反射;光的反射定律;光的折射规律
【解析】【分析】(1)光的反射定律:反射光线、入射光线和法线在同一平面内;反射光线和入射光线分居法线两侧;反射角等于入射角。
(2)光的折射规律:当光从空气斜射入其他介质时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角;当光从其他介质斜射入空气时,折射光线远离法线偏折,折射角大于入射角。
【解答】由图可知,∠BOE=60°,所以∠COE=90°-60°=30°,而∠COF=∠COE=30°,因反射角等于入射角,则可知CD为法线,AB为界面;
A、OF是反射光线,不是折射光线,故该选项错误。
B、∠DOG是折射光线与法线的夹角,为折射角,大小为45 ,故该选项错误。
C、CD为法线,AB为界面,故该选项错误。
D、入射角为30 ,折射角为45 ,折射角大于入射角,说明这束光由玻璃斜射入空气中,故该选项正确。
故答案为:D。
16.【答案】=;能
【知识点】平面镜成像特点、原理和现象
【解析】【分析】(1)根据平面镜成像“物像等大”的规律分析;
(2)平面镜成像的原理是光的反射,只要有光线射到镜面上发生反射,那么就能成像。
【解答】 (1)无论铅笔如何移动(只要平面镜的尺寸足够大),根据平面镜成像“物像等大”的规律可知,像的高度始终等于铅笔的实际高度。
(2) 平面镜成像的原理是光的反射。木板紧贴平面镜前,如果木板完全遮挡了铅笔的光线(即光线无法到达平面镜),则铅笔无法成像。题目中木板和铅笔等高,木板只是部分遮挡铅笔射向平面镜的光线,平面镜未被挡住的部分仍然可以反射铅笔的光线,因此铅笔可以在平面镜中成像。
17.【答案】(1)C
(2)0.6
(3)不变
【知识点】平面镜成像特点、原理和现象;光的折射现象及应用
【解析】【分析】(1)光的折射:折射光线与入射光线分居法线两侧,入射光线、折射光线和法线位于同一平面内,空气中的角角度更大,无论作为入射角还是折射角。由于光的折射,看到的像是位置虚高的虚像。
(2)(3)根据平面镜成像的特点进行分析:像与物等大,像距等于物距,像与物关于平面镜对称,像与物的连线与平面镜相垂直,所成像由反射光线的方向延长线会聚而成,属于虚像。
【解答】(1)水中的大鱼可以看到空气中的蜻蜓,是空中蜻蜓反射的光斜射入水中时发生折射,折射光线进入了大鱼的眼睛,由光的折射定律知,此时折射角小于入射角,大鱼逆着折射光线沿直线看到了蜻蜓的像在B点,像的位置比蜻蜓的实际位置偏高,则蜻蜓的实际位置在C点,所以大鱼应选择C路线才有机会捕获蜻蜓。
(2)因平面镜成像时像距等于物距,蜻蜓立于距水面0.6m处的荷尖上,此时物距为0.6m,则像距也为0.6m。
(3)平面镜成像时像与物大小相等,则蜻蜓向上飞行时,它在水中像的大小将不变。
(1)水中的大鱼可以看到空气中的蜻蜓,是空中蜻蜓反射的光斜射入水中时发生折射,折射光线进入了大鱼的眼睛,由光的折射定律知,此时折射角小于入射角,大鱼逆着折射光线沿直线看到了蜻蜓的像在B点,像的位置比蜻蜓的实际位置偏高,则蜻蜓的实际位置在C点,所以大鱼应选择C路线才有机会捕获蜻蜓。
(2)因平面镜成像时像距等于物距,蜻蜓立于距水面0.6m处的荷尖上,此时物距为0.6m,则像距也为0.6m。
(3)平面镜成像时像与物大小相等,则蜻蜓向上飞行时,它在水中像的大小将不变。
18.【答案】(1)反射
(2)45°
(3)靠近
(4)厚度
【知识点】平面镜成像特点、原理和现象
【解析】【分析】(1)平面镜成像是由光的反射现象形成;
(2)根据平面镜成像的对称性分析;
(3)根据“物像等距”的规律分析;
(4)挡风玻璃有前后两个面,则光线在前后两个表面都会反射,从而形成两个像,据此分析解答。
【解答】(1)挡风玻璃相当于平面镜,行车数据发出的光在挡风玻璃上发生反射形成虚像,因此所成的像是由光的反射形成的。
(2)显示器在水平放置,像在竖直方向,则二者夹角为90°,根据平面镜成像的对称性可知,挡风玻璃与水平面夹角为:45°。
(3)挡风玻璃所成的像过高,说明像离挡风玻璃太远,则此时需要减小像距。根据“物像等距”的规律可知,此时需要减小物距,即将显示器沿水平方向靠近挡风玻璃。
(4)挡风玻璃有前后两个面,则光线在前后两个表面都会反射,从而形成两个像。玻璃的厚度越大,则两个像的距离越大,所以有重影的现象。
(1)挡风玻璃相当于平面镜,行车数据在挡风玻璃上所成的像是由光的反射形成的。
(2)平面镜成像时,像与物体关于镜面对称。显示器水平放置,像垂直于水平面,说明挡风玻璃与水平面夹角为45°。
(3)因为像到平面镜的距离随着物体到镜面的距离减小而减小,当发现挡风玻璃所成的像过高,说明像离挡风玻璃太远,不便于观察,这时就需要将显示器沿水平方向靠近挡风玻璃,使得所成的像也靠近挡风玻璃,便于观察。
(4)挡风玻璃有一定的厚度,光线在前后两个表面都会反射,形成两个像,所以有重影的现象。
19.【答案】(1)茶色
(2)①
(3)55°
【知识点】光的反射定律;平面镜成像特点、原理和现象
【解析】【分析】(1)茶色玻璃板能增强光的反射,由此分析;
(2)人临摹时,要看到漫画通过玻璃板所成的像,它是虚像,只能通过玻璃板才能看到,由此可知,应该在乙图中的①观察纸面。
(3)根据像与物关于镜面对称分析。
【解答】(1)为了更清晰地看见手机在白纸上所成的像,薄玻璃需要减少透光干扰,增强反射成像效果。茶色玻璃能降低环境光的影响,使像更清晰。
(2)根据光的反射定律,眼睛需在反射光线的路径上观察像。图乙中,光线从手机屏幕反射后进入位置①,因此眼睛应在①位置观察纸面。
(3)根据反射定律,入射角等于反射角。当手机屏幕与白纸夹角为70°时,因此手机与右侧桌面的夹角为,玻璃板需使入射光线与反射光线对称,故玻璃板与桌面的夹角。
(1)为了更清晰地看见手机在白纸上所成的像,薄玻璃需要减少透光干扰,增强反射成像效果。茶色玻璃能降低环境光的影响,使像更清晰。
(2)根据光的反射定律,眼睛需在反射光线的路径上观察像。图乙中,光线从手机屏幕反射后进入位置①,因此眼睛应在①位置观察纸面。
(3)根据反射定律,入射角等于反射角。当手机屏幕与白纸夹角为70°时,因此手机与右侧桌面的夹角为,玻璃板需使入射光线与反射光线对称,故玻璃板与桌面的夹角。
20.【答案】漫;潮湿
【知识点】镜面反射与漫反射
【解析】【分析】光的反射:当光射到物体表面时,被反射回来的现象。镜面反射:平行光入射到某物体表面时,反射光还是平行的反射现象。漫反射:平行光经反射后,反射光不再平行,而是射向各个方向的反射现象。镜面反射和漫反射的相同点:都是反射现象,都遵守反射定律。镜面反射和漫反射的不同点:镜面反射的反射光只射向一个方向;而漫反射射向四面八方。
【解答】干燥的沥青路面较为粗糙,平行光经反射后,反射光不再平行,而是射向各个方向,光线在其表面发生漫反射。
由于光射到潮湿路面上发生镜面反射,反射光还是平行射出,很少的反射光线进入驾驶员的眼睛,因此看起来更暗。
故正确答案为:漫;潮湿。
21.【答案】甲;等于;A
【知识点】光的反射;光的折射规律
【解析】【分析】(1)光由空气通过玻璃砖要发生两次折射,第一次由空气斜射进入玻璃砖,第二次由玻璃砖斜射再进入空气,两次均符合折射定律。
(2)根据最后的出射光线与最初的入射光线平行,可知折射角的大小;
(3)光的折射定律:当光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射光线向靠近法线方向偏折,折射角小于入射角。光从水中或其他介质斜射入空气中时,折射光线向远离法线方向偏折,折射角大于入射角。
【解答】(1)如下图所示,光从空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角;光从玻璃斜射入空气中时,折射角大于入射角,那么符合光的折射规律的是图甲。
(2)根据光路的可逆性可知,当光从玻璃斜射入空气中时,入射角等于原来(光从空气斜射入玻璃时)的折射角,那么此时的折射角等于原来的入射角,则光从玻璃斜射入空气中的折射角等于50°。
(3)把一块长方体玻璃砖压在有“科学”俩字的书上,两个字上发出的光线,从玻璃斜射入空气中,此时折射角大于入射角。当折射光线射入眼睛后,我们沿它们的反向延长线望回去,看到成在实际位置上方的虚像,即虚像变浅了,故选A。
22.【答案】(1)橙;漫反射
(2)B
【知识点】物体的颜色;光的反射;镜面反射与漫反射
【解析】【分析】(1)我们能看到物体,是由于物体反射太阳光。不同物体对不同色光的反射、吸收和透过的情况不同,呈现出不同的颜色。透明体的颜色是由透过的色光决定的,即透过什么光的颜色,物体呈什么色;有色的不透明物体反射与它颜色相同的光,对其余不同颜色的光都吸收。
漫反射是指光线在粗糙表面反射后向各个方向散射,使得我们从不同角度都能看到物体。
(2)平行光照射到互相垂直的平面镜上时,将反向射回。
【解答】(1)不透明物体呈现某种颜色是因为它反射该颜色的光,而吸收其他颜色的光。我们看到车身为橙色是因为自行车反射橙色光。因此,橙色车身反射橙色光。
光在自行车的表面发生漫反射,反射光向各个方向散射,使得我们从不同角度都能看到物体。
(2)根据光的反射定律,反射角等于入射角。OMON,所以OBC+OCB=90°,
因此ABM+DCN=90°,所以ABC+BCD=180°-ABM-OBC+180°-OCB-DCN=360° -180°=180° ,所以AB//CD,因此若平行光照射到互相垂直的平面镜上时,将反向射回。则司机便可以知道前面有自行车了,避免发生交通事故。
故正确答案为:(1)橙;漫反射;(2)B。
23.【答案】(1)大小
(2)改变蜡烛A的位置,多次试验
(3)50°;①
【知识点】平面镜成像特点、原理和现象;平面镜成像的相关作图
【解析】【分析】 (1)平面镜所成的像与物大小相等;
(2)为使该结论具有普遍性,应该多次改变物体位置实验;
(3)根据像与物关于镜面对称分析;平面镜成的是虚像。
【解答】 (1) 在玻璃板前放置点燃的蜡烛A,在玻璃板后移动完全相同但未点燃的蜡烛B,直到B与A的像A'完全重合,说明像与物的 大小相等;
(2)可以改变蜡烛A到玻璃板的距离,多做几次实验,收集更多的数据进行分析,避免实验结论的偶然性;
(3)根据平面镜成像的特点,像与物关于平面镜对称。已知手机屏幕与白纸的夹角为80°,要使手机画面通过玻璃板所成像的位置在白纸上,则玻璃板应与手机屏幕和白纸夹角的角平分线垂直。所以玻璃板与桌面的夹角,要看到手机画面在白纸上的像,眼睛需要在能接收到从手机画面经玻璃板反射过来光线的位置,即①位置。
故答案为:(1)大小;(2)改变蜡烛A到玻璃板的距离,多做几次实验;(3)50;①。
24.【答案】(1)OA
(2)粗糙;硬纸板发生漫反射,便于从不同方向观察光的传播路径
(3)都不能;反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内
【知识点】光的反射定律
【解析】【分析】(1)光反射时的光路可逆性:在光的反射现象中,光路是可逆的。光线沿着反射光线的路径反向入射,将会沿着原来入射光线的路径射出。
(2)漫反射特点:光照在粗糙不平的物体表面会发生漫反射,反射光线射向四面八方,方便不同方位的观察者看见光的传播路径;光滑表面发生镜面反射,仅特定角度能观察到光线。
(3)光的反射定律:反射光线、入射光线和法线在同一平面内;反射光线与入射光线分居法线两侧;反射角等于入射角。旋转纸板可以验证三线是否共面。
【解答】(1)光的反射现象中光路可逆,光线沿 BO 方向入射到 O 点时,光线将沿 OA 方向射出。
(2)应选用粗糙硬纸板;粗糙纸板发生漫反射,能够让实验者从不同方向观察到光的传播路径,便于实验观察。
(3)将 F 板向前、向后旋转后,F 板与 E 板不在同一平面,F 板上都不能观察到反射光线;该操作用来验证反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。
(1)在光的反射现象中,光路是可逆的。 已知入射光线AO沿纸板 E射向镜面,反射光线为OB,那么当一束光贴着F板沿BO射到O点时,根据光路可逆原理,光将沿图中的OA方向射出。
(2)[1][2]实验时应选用粗糙硬纸板。 理由是:粗糙硬纸板表面凹凸不平,当光线照射到硬纸板上时,会发生漫反射,这样在各个方向都能看到反射光线,便于我们从不同角度观察实验现象。而光滑硬纸板会发生镜面反射,只有在特定角度才能看到反射光线,不利于实验观察。
(3)[1][2]以法线ON为轴线,把F板向后和向前旋转,如图乙、丙所示,在F板上都不能看到反射光线OB。 因为反射光线、入射光线和法线在同一平面内,当把F板向后或向前旋转后,F板与E板不在同一平面内,所以在F板上看不到反射光线。这样做的目的是为了验证反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。
25.【答案】(1)小于
(2)水
(3)当其他条件相同时,光从空气斜射入酒精时,蓝色光的偏折比小于红色光
(4)
【知识点】光的折射规律
【解析】【分析】(1)根据甲图比较折射角和入射角大小;
(2)根据图片可知,当光线从空气斜射入液体中时,容器底部的光点到A点的距离越大,则折射角越大,那么偏折比越小;
(3)根据乙图分析实验中蓝色光和红色光的偏折比大小即可;
(4)根据“在介质种类相同时,入射角大小不变,折射角的大小也不变,即“偏折比”不变”确定折射角的大小,进而完成作图。
【解答】(1)根据图片可知,光从空气斜射入水中时,B点在A点右侧,说明此时折射角小于入射角
故填:小于。
(2)根据乙图可知, 当光从空气分别斜射入水中时光点在B点,光从空气斜射入酒精时光点在C点,则此时前者的折射角更小,那么偏折比更大,故填:水。
(3)根据乙图可知,D点比C点更靠右,则蓝色光的折射角比红色光的折射角大,则偏折比更小,那么得到结论:当其他条件相同时,光从空气斜射入酒精时,蓝色光的偏折比小于红色光。
故填:当其他条件相同时,光从空气斜射入酒精时,蓝色光的偏折比小于红色光。
(4)根据题意可知, 在介质种类相同时,入射角大小不变,折射角的大小也不变。则当水面升高后,入射点上移,但是折射角不变,即与原来的折射光线平行,如下图所示:
26.【答案】(1)C
(2)C
(3)能根据太阳光线变化自动调整定日镜角度
(4)顺时针
【知识点】光的直线传播及应用;光的反射定律;镜面反射与漫反射;光的折射现象及应用
【解析】【分析】(1)光线在光滑物体表面发生镜面反射,在粗糙物体表面发生漫反射,镜面反射时反射光线向一个方向,漫反射反射光线向各个方向。
(2)平面镜成像的原理是光的反射。
(3)根据表中数据进行分析,手动调节是6分,则10分应为:自动调节。
(4)光的反射定律:反射角等于入射角,反射光线与入射光线分居在法线两侧,反射光线、入射光线和法线三线共平面。
【解答】(1)为了提高太阳能的反射率,定日镜需要选择光反射率高且表面光滑的材料,因为光滑表面能形成镜面反射,使光线集中反射到接收器上。
A、透明材料(如玻璃)主要用于透光而非反射,不符合要求,故A错误;
B、虽然反射率高,但表面凹凸不平会导致漫反射,光线无法集中,故B错误;
C、不透明、反射率高且表面光滑,能实现高效镜面反射,故C正确。
故答案为:C。
(2)定日镜的工作原理是光的反射(平面镜反射太阳光)。
A、小孔成像是光的直线传播现象,故A错误;
B、日晷计时利用影子的方向变化,属于光的直线传播,故B错误;
C、镜花水月是平面镜成像(光的反射),与定日镜原理相同,故C正确;
D、海市蜃楼是光的折射现象,故D错误。
故答案为:C。
(3)“可调节性”评价要素的10分标准应体现自动化调节,与手动调节 和不可调节 形成梯度。补充内容: 10分----能根据太阳光线变化自动调整定日镜角度。
(4) 太阳光AO顺时针转动时,反射光线需保持指向接收器。根据反射定律(入射角=反射角),定日镜需绕O点顺时针旋转,以增大镜面与入射光的夹角,确保反射方向不变。
27.【答案】(1)全反射
(2)增大;右
(3)靠近
【知识点】光的反射;光的反射定律
【解析】【分析】 光的反射定律:反射光线、入射光线、法线在同一平面内,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。垂直入射时,光线原路返回。
【解答】(1)光纤技术的核心原理是光的全反射。水流模拟实验中,水(光密介质)与空气(光疏介质)的界面满足全反射条件,激光在水流内部不断全反射,从而能随水流弯曲传播,不会折射到空气中。
(2)当增大入射光线 AB 的入射角时,在界面处的反射光线会更偏离法线,使得后续CD光线的入射角随之增大。由于入射角增大,反射点会向右侧移动,导致 D点也向右侧移动。
(3)随着瓶内液面下降,液体深度减小,出水管处的水流流速变慢、流量减小,水流的轨迹会逐渐变近,流出的水将靠近瓶身。
28.【答案】
【知识点】作光的反射光路图
【解析】【分析】所有的反射光线的反向延长线都经过像点,将像点和A点相连,与镜面的交点为入射点,最后补充光路即可。
【解答】首先通过发光点S作镜面的垂线,然后根据“物像等距”在镜面下方找到对应的像点S'。连接S'A,与镜面的交点为入射点,连接SO为入射光线,连接OA为反射光线,如下图所示:
29.【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】作光的反射光路图;平面镜成像的相关作图;作光的折射光路图;透镜的光路图
【解析】【分析】(1)根据平面镜成像时像与物体关于镜面对称作图;
(2)根据光的折射规律进行作图;
(3)根据透镜的特殊光线完成作图;
【解答】(1)根据平面镜成像特点,选择A、B两点作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。
(2)根据光的折射规律,首先是光从空气斜进入玻璃,折射角小于入射角;接着光又从玻璃斜进入空气,新的折射角又大于新的入射角,且两条光线始终平行。
(3)平行于主光轴的光经凹透镜后会发散,其反向延长线过凹透镜虚焦点;凡是经过光心的光都不改变传播方向。
30.【答案】(1)
(2)平面镜成像等
(3)丁图传播远,丁图中入射角大,对应的折射角大,损失的能量少,传播远。
【知识点】光的反射定律
【解析】【分析】本题考查光的反射、折射规律在光纤传导中的应用,核心是理解光的反射传播原理、折射光路的绘制,以及折射角与光能损耗的关系。
【解答】(1) 光线从玻璃(光密介质)斜射入空气(光疏介质)时,折射角大于入射角。在图乙中,过入射点作玻璃与空气的界面垂线(法线),入射光线在玻璃内,折射光线向远离法线的方向偏折,折射角大于入射角。
(2) “光线在光纤管中前进” 利用的是光的反射原理,与之相同的现象如平面镜成像(或潜望镜的工作原理)。
(3) 丁图的入射角度能使传播距离更远。理由:丁图中入射角度更大,光线碰到管壁时的折射角更大;根据题意,光能损耗随折射角的增大而减小,因此丁图中光能损耗更小,光线可在光纤管中传播更远的距离。
31.【答案】(1)直线
(2)
【知识点】光的直线传播及应用;作光的反射光路图;平面镜成像的相关作图;作光的折射光路图
【解析】【分析】(1)光在同种均匀介质中沿直线传播,在不均匀介质或不同介质中传播时发生折射。
(2)光的反射定律:反射角等于入射角,反射光线与入射光线分居在法线两侧,反射光线、入射光线和法线三线共平面。
平面镜成像的特点:像与物等大,像距等于物距,像与物关于平面镜对称,像与物的连线与平面镜相垂直。
【解答】(1)光在同种均匀介质中沿直线传播,传播的速度和方向均不变。
(2) ①过水面作与A对称的像点,连接B与 ,即为光的入射点P,连接AP,AP和BP即为将军用时最短的路线。如图所示
。
②图乙现象与光从A 点发出由空气照到水中B 点的光路图很相似,从本质上讲,光在空气中的传播速度比在水中大,当光从空气中斜射入水中时,光路突然发出了偏折,但它是从A 点到B 最省时的,同样蚂蚁在平地上行走的速度大于在沙地行走的速度,这点与光从空气射入水中很相似,因为从A 点射出的光照到B 点,入射点在O点左侧,故蚂蚁要快捷地到达 B点,进入沙地的位置也应该在O点的左侧C处,蚂蚁的行进路线如解图乙所示:
。
32.【答案】(1)反射;30°
(2)45°;15°
【知识点】光的反射
【解析】【分析】 (1)根据平面镜对光线的作用是改变光的传播方向来解答;
(2)已知OB与镜面夹角为60°,可求得反射角,然后根据反射角等于入射角可求得入射角的度数;
由已知的入射光线与平面镜的夹角,先根据反射定律和几何关系求出反射光线之间的夹角,再根据题目中要求的反射光线与入射光线之间的夹角变为90°,求出入射角的大小,最后判断出平面镜的旋转角度的大小。
【解答】 (1)平面镜的作用是改变光的传播方向,使射向镜面的光反射到维加内拉村;
(2)已知OB与镜面夹角为60°,则反射角为90°-60°=30°,
根据反射角等于入射角可得入射角为30°;
则∠AOB=60°,
当太阳从A点升高到A'点(AO、A'O的夹角为30°),要使反射光线OB方向不变,
则∠A'OB=30°+60°=90°,则这时入射角为45°,
那么OB与镜面夹角变为90°-45°=45°,
平面镜绕O点顺时针转过的角度为60°-45°=15°。
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