第三章 光现象 综合测评卷(B卷)
一、单选题
1.2020年6月21日下午,苍穹上演了天文奇观——日食!这次日食被称为2020年最重要的天象奇观,日食现象的成因是( )
A.太阳光从侧面照到月球上
B.射向月球的太阳光,途中被地球挡住
C.射向地球的太阳光,途中被月球挡住
D.射向月球的太阳光,途中被别的天体挡住
2.北宋的沈括在《梦溪笔谈》中记叙了光的直线传播和小孔成像的实验.他首先直接观察鸢(老鹰)在空中飞动,地面上的影子也跟着移动,移动的方向与鸢飞的方向一致.然后在纸窗上开一小孔,使窗外飞鸢的影子呈现在室内的纸屏上,结果观察到“鸢东则影西,鸢西则影东”.阅读了上述材料后,你认为下列说法错误的是
A.小孔成像可用光的直线传播解释
B.“鸢东则影西,鸢西则影东”所描述的现象是小孔成像
C.小孔成像时像移动的方向与物移动的方向相反
D.沈括观察到“鸢在空中飞动,地面上的影子也跟着移动”是小孔成像
3.测量视力时,利用平面镜成像特点可以节省空间.如图所示,让被测者面对镜子背对视力表,此人看到视力表的像离他的距离是
A.3m B.5m C.4m D.6m
4.同学们在学习光现象过程中有许多说法,我们从中选出四种:①光在真空中的传播速度约为3×108 m/s,光年是一个非常大的时间单位;②将红色滤色镜(即红色玻璃)挡在照相机镜头前给一株绿叶红花的玫瑰拍照,照片上该花卉的颜色是黑叶红花;③紫外线最显著的性质是它能使荧光物质发光;④光的三原色是红、黄、蓝。对这些说法正误的判断,都正确的是( )
A.①②③④都正确 B.②③正确,①④错误
C.①②④正确,③错误 D.③正确,①②④错误
5.如图所示,平面镜OM与ON的夹角为θ,一条平行于平面ON的光线经过两个平面镜的多次反射后,能够沿着原来的光路返回,则两平面镜之间的夹角不可能是
A.20° B.15° C.10° D.5°
6.白纸上印有黑字,每个人都看得特别清楚,我们之所以能看清楚这些字的主要原因是
A.白纸和黑字分别发出了不同的颜色的光进入眼睛
B.白光照到试卷上,白纸和黑字分别发出白光和黑光进入眼睛
C.白光照到试卷上,白纸反射出白光进入眼睛,而黑字不反射
D.黑字比白纸反射的本领强
7.如图所示,在做“探究光的反射规律”实验时,小明让一束光紧贴纸板A射向O点,纸板B可沿折缝ON向后翻折,下列说法正确的是( )
A.图中α为反射角
B.增大α过程中,反射光线沿顺时针转动
C.α=0°时,看不到反射光线,说明此时不存在反射现象
D.纸板B向后翻折后,反射光线消失,是因为此时没有反射光线
8.太阳光与水平方向成40°角,要使太阳光经平面镜反射,反射光沿水平方向传播,则平面镜与水平方向所成的角度(锐角)是
A.20°或40° B.40°或70° C.20°或70° D.只能20°
9.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.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.以下说法正确的是
A.在白纸上看到不是彩色的光带,而是白色一片
B.在白纸上看到红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的彩色光带
C.若用红纸,则在红纸上也会看到彩色光带
D.若用绿纸,则在绿纸上看到除绿光外的其他颜色的光
10.如图所示,某同学站在竖放的平面镜前,他看到自己在镜里所成的像应是图中的
A. B. C. D.
11.如图所示,两块平面镜MP、PN相交,夹角为60°,一束光线AO斜射到平面镜MP上,光线经两平面镜反射后与入射光线AO重合,但方向相反.则AO与平面镜MP的夹角α是
A.30° B.45° C.60° D.90°
12.早在战国时期,我国古代著名教育家、思想家墨子就在研究小孔成像的现象。如图所示,他用蜡烛作为光源,在木板上钻一个小孔,发现光线透过小孔在墙壁上形成一个倒立的像。下列说法正确的是( )
A.蜡烛在墙上形成的像是虚像
B.木板上的小孔一定要是圆形的
C.小孔成的像一定是放大的
D.小孔成像现象能说明光在同种均匀介质中沿直线传播
二、填空题
13.用如图所示的器材自制一个“储币魔箱”,魔术师将一个只有一面开口的空箱面向观众,将纸币从“储币魔箱”顶部的投币口放入,结果纸币竟不翼而飞。想一想,制作“储币魔箱”时平面镜与盒子的底部呈 ______ °放置,箱子底面在平面镜中所成的像恰好在平面镜的 ______ (选填“侧面”、“背面”或“顶部”),同样箱子的侧面也各有一半被镜子遮挡,而未被遮挡的前一半所成的像恰好在 ______ 使前面的观众误认为看见了整个箱子。
14.如图所示以固定光源发出一束与水平面构成45°角的光照在液面上,光经过液面反射后在光屏上形成一个光斑S1,若光斑由S1向右移动了2m移到S2时,则液面 ______ (选填“上升”或“下降”)了 ______ m。
15.2014年诺贝尔物理学家颁给了“高亮度蓝色发光二极管(LED)”的三位发明者,在此前,红色、_____色发光二极管已经面世,但直到发明了蓝色发光二极管后,利用发光二极管才能产生白色光源(如图甲所示)。鹦鹉的嘴成红色,翅膀成绿色,若在暗室中,用_____(选填某一单色光)光照射时,嘴仍呈红色,此时翅膀呈_______色。
16.如图甲所示,入射光线与镜面的夹角是55°.若保持入射光线方向不变,将镜面绕入射点顺时针旋转10°,反射光线与入射光线的夹角为____度.如图乙所示,两平面镜A和B相交成角α,若入射光线与B镜面平行,经镜面反射后,射出的光线与A镜面平行,则角α为_______度.
17.小华去森林探险,看见阳光透过树叶的缝隙在地上留下圆形光斑,光斑的成像原理是____(填光 学原理).森林严禁随地丢弃饮料瓶,这不仅是为了保护环境,更重要的是因为透明圆饮料瓶装水 后相当于一个__镜,在太阳光作用下,可能引起森林火灾.小华想利用平面镜将太阳光束反射进 一个水平山洞(如图所示),则他应将平面镜与入射光线成____夹角放置.
三、简答题
18.想一想:坐在教室内从某一个角度看黑板,黑板有时会发生“反光”,看不清黑板上的字,为什么会出现这个现象?如果你在学习中遇到类似的问题,该怎么解决?
四、作图题
19.雨后明朗的夜晚,为了不踩到地上的积水,人们根据生活经验判断:迎着月光走,地上发亮是水。请在图中作出光路进行解释(S为月亮,A点为眼睛)。
20.如图,两平面镜相互垂直。请根据光的反射定律,①画出经过平面镜后的两条反射光线,②标出第二次反射后反射角的大小。
21.检查视力时,为节省空间,常让被测者背对视力表观察对面墙壁上平面镜M中视力表的像,请在图中作出被测者通过平面镜M看到视力表上A点的光路图。
五、实验题
22.小涵利用如图所示的装置进行探究“平面镜成像特点”。实验步骤如下:
①将一块薄玻璃板竖直立在铺有白纸的水平桌面上;
②取两支相同的蜡烛A和蜡烛B,点燃玻璃板前的蜡烛A,并移动玻璃板后的蜡烛B,使它与蜡烛A在玻璃板后所成的像完全重合,并用笔在白纸上标记出蜡烛A和蜡烛B的位置;
③多次改变蜡烛A的位置,重复前面的步骤;
④用刻度尺分别测量蜡烛A和蜡烛B到玻璃板的距离。
在此实验中:
(1)小涵选用玻璃板代替平面镜的目的是:______;
(2)小涵选取两支相同的蜡烛是为了比较像与物的______关系;实验中小涵多次改变蜡烛A的位置,重复进行实验的目的是:______;
(3)另一个小组的同学,将未点燃的蜡烛竖直在玻璃板后的桌面上移动,发现前面点燃的蜡烛的像总在未点燃蜡烛的上方偏高处,造成该现象的原因是什么?______
23.小华利用如图装置探究光的反射规律。
(1)将一束光贴着纸板A沿EO射到O点,若将纸板B向前或向后折,在纸板B上看不到反射光线,这是为了探究_______;
(2)反射光线和入射光线分居在法线的____;(填“同侧”或“异侧”)
(3)将纸板A、B置于同一平面后,若将一束光帖着纸板B沿PO射到O点,反射光将沿图中的OE方向射出,说明在光反射现象中,光路是的____;
(4)光线EO靠拢法线时,反射光线OP____法线;入射光线远离法线时,反射光线____法线;(选填“靠近”或“远离”)
(5)入射角为30°时,量得反射角也恰好为30°,小华就此得出:反射角等于入射角,他的结论是否可靠?答:_____,理由是:______。
参考答案
1.C
【解析】月球转到太阳和地球之间,太阳、地球和月球在同一直线上,由于光是沿直线传播的,太阳发出的光线被月球遮挡,地球上的人在某个区域看到日环食,在某个区域看到日偏食,所以日食是光直线传播的结果,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
2.D
【解析】根据题意,在纸窗上开一小孔,使窗外飞鸢的影子呈现在室内的纸屏上,这其实就是小孔成像,小孔成像可用光的直线传播解释;
观察到“鸢东则影西,鸢西则影东”,可利用小孔成像的特点,即倒立、左右相反的实像进行解释,正因为小孔成像是倒立、左右相反的,才有“鸢东则影西,鸢西则影东”的现象,即像移动的方向与物移动的方向相反.故ABC正确;
沈括观察到“鸢在空中飞动,地面上的影子也跟着移动”是影子的成因,即光的直线传播形成的,不是小孔成像,故D错误.
故选D.
3.B
【解析】人与镜距离2m,人与视力表距离1m,视力表与镜距离为2m+1m=3m,平面镜成的像与物到镜面距离相等,视力表的像离镜距离也为3m,所以视力表的像离人的距离为3m+2m=5m.
故选B.
4.B
【解析】①光年是长度单位,不是时间单位,故①错误;②玫瑰的绿叶只能反射绿光,红花只反射红光,而红色玻璃只允许红光通过,所以玫瑰的绿叶红花所反射的绿光和红光照到红色玻璃上时,绿光不会通过红色玻璃,只有红光进入照相机,于是拍摄的照片是黑叶红花,故②正确;③紫外线最显著的性质是它能使荧光物质发光故③正确;④光的三原色是红、绿、蓝,不是红、黄、蓝,故④错误。
故选B。
5.A
【解析】画光的反射光路图如下图所示,由图知:光线第一次反射的入射角为:90 θ;第二次入射时的入射角为:90 2θ;
第三次的入射角为:90 3θ;第N次的入射角为:90 Nθ.要想沿原来光路返回需要光线某次反射的入射角为零,所以有 90 Nθ=0,解得:N=,由于N为自然数,所以θ不能等于20.故选A.
6.C
【解析】白光照到试卷上,白纸反射出的白光进入眼睛,而黑字不反光.故选C.
思路分析:白色的物体能反射光,而黑色物体把光吸收了,不反射光.
试题点评:物体的颜色由所反射的光决定,什么颜色的物体反射什么颜色的光,而黑色物体是把光吸收了,没有光线反射到人眼里,故感觉是黑色
7.B
【解析】A.入射角是入射光线与法线的夹角,所以图中α为入射角,故A错误;
B.因为反射角等于入射角,所以增大α过程中,反射角也增大,反射光线沿顺时针转动,故B正确;
C.α=0°时,看不到反射光线,是因为反射光线原路返回,与入射光线重合,此时仍存在反射现象,故C错误;
D.纸板B向后翻折后,反射光线消失,是因为反射光线、法线、入射光线在同一平面内,此时反射光线仍存在,故D错误。
故选B。
8.C
【解析】太阳光与水平面成40°角,反射光线沿水平方向传播,所以反射光线与入射光线的夹角是40°或140°。根据反射角与入射角相等,做出法线,根据法线与镜面垂直做出镜面。如图所示。
所以镜面与水平面的夹角是
或
故选C。
9.B
【解析】A、B.如图所示的装置相当于三棱镜,用如图所示的装置来进行太阳光的色散实验,太阳光经过三棱镜被分解为绚丽的七色光,因此在白纸上看到红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的彩色光带,故A错误,B正确;
C、D.不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的,若用红纸,则在红纸上只能看到红光,不会看到彩色光带;若用绿纸,则在绿纸上看不到除绿光外的其他颜色的光,故CD错误.
10.D
【解析】根据平面镜成像特点知道,像与物大小相同,对应点连线与镜面垂直;所以,当镜面竖直放置时,所成的像是正立的、等大的、左右相反的,故只有D图符合条件,故选D。
11.A
【解析】根据题意可知只有当反射光线与镜面NP垂直时,光线经镜面反射后才能沿原路返回才与AO重合.如图所示:
根据几何关系可知,经MN反射的光线与NP垂直,即反射光线射向MN,且与MN夹角为90°-60°=30°,根据光的反射定律可知入射角等于反射角,推理可知夹角α为30°.
12.D
【解析】A.小孔成像时,蜡烛在墙上形成的像是实际光线汇聚而成的,是实像,故A错误;
B.小孔成像时,对小孔的要求是要小,不要求形状一定是圆形的,故B错误;
C.小孔成的像大小,由物距和像距决定,可以放大,也可以缩小,故C错误;
D.小孔成像现象,是由于光在同种均匀介质中沿直线传播而形成的,故D正确;
故选D。
13.45 背面 观察口
【解析】[1][2][3]从图甲观察口看到正前方是方格子,整体好象是一个空箱子,而从乙图中看出观察口正前方没有方格纸,有一个倾斜平面镜,所以甲图中的空箱子是利用平面镜成像得到的,因此镜面与箱底的夹角为45度;把纸币从空箱顶端的投币口投入,实际上纸币在平面镜背面。而观众不能看见平面镜后面的纸币则是因为光具有沿直线传播的性质,同样箱子的侧面也各有一半被镜子遮挡,而未被遮挡的前一半所成的像恰好在观察口使前面的观众误认为看见了整个箱子,如图所示。
14.下降 1
【解析】[1]由于入射光线的方向不变,且光在液面上发生的是镜面反射,故当液面高度发生变化时,反射光线的方向与原来的反射光线是平行的,如下图所示:
由图可知,当光斑由S1向右移动移到S2时,则表明液面从AB下降到CD。
[2]若光斑由S1向右移动了2m移到S2时,如上图所示,由题意和平行四边形知识可得
O′E=S2S1=2m
入射光线与水平面成45°角,则可知△EOO′为直角三角形,所以由几何知识可得
OF=O′E=×2m=1m
则说明水位下降了1m。
15.绿 红色 黑
【解析】[1]色光的三原色为红、绿、蓝,因此将红、绿、蓝三种色光照在白纸上,中间相互重叠区域会出现白色,所以在此之前红色、绿色发光二极管已经面世;
[2][3]不透明物体的颜色是由物体反射的色光决定的,黑色物体吸收所有色光;所以当红光照在鹦鹉身上时,嘴仍然是红色,翅膀呈现黑色。
16.90 60
【解析】[1]当入射光线与平面镜成55°时,入射光线与法线的夹角是:
90° 55°=35°,
所以反射角等于入射角等于35°;
若入射光线不动,当平面镜绕入射点顺时针转动10°时,法线随平面镜顺时针转过10°,则入射角增大10°,反射角也增大10°,为:
35°+10°=45°,
则入射光线与反射光线的夹角为:
45°+45°=90°.
[2]作出光的反射光路图如图所示,
入射光跟平面镜OB平行,出射光跟平面镜OA平行,如图所示,
OB∥EF,CD∥OA,则∠1=α,∠4=α.
由光的反射定律可知,反射角等于入射角,则反射光线与镜面的夹角等于入射光线与镜面的夹角,
所以:
∠2=∠1=α,
∠3=∠4=α,
所以△EOC为等边三角形,所以α=60°.
17.光的直线传播 凸透镜 30o
【分析】
(1)同种介质中光沿直线传播;
(2)透明圆塑料瓶装水后,中间后而边缘薄,类似于凸透镜,根据凸透镜的特点进行解答即可.
(3)已知入射光线和反射光线的方向,根据反射定律画出平面镜的位置.
【解析】(1)阳光透过树叶的缝隙在地上留下圆形光斑,这是小孔成像现象,是光的直线传播形成的;
塑料瓶装水后,中间的厚,两边薄,类似于凸透镜.由于凸透镜对光线有会聚作用,若乱扔,会存在发生火灾的隐患.
根据光的反射定律,作出反射光线和入射光线夹角的角平分线,即为法线;
然后过反射点垂直于法线作出平面镜,如下图所示;此时入射角为=60°;
平面镜与入射光线夹角为9060°=30°.
18.黑板表面比较光滑,光射到上面既会发生漫反射也会发生镜面反射,当从某一角度看黑板,这一角度的光线发生镜面反射强度大,看黑板时会很刺眼,看不清黑板上的字;可以采取的方案有:改变同学的座位位置或改变黑板的角度,或黑板采用漫反射光材料等.
【解析】黑板表面比较光滑,光射到上面既会发生漫反射也会发生镜面反射,当从某一角度看黑板,这一角度的光线发生镜面反射强度大,看黑板时会很刺眼,看不清黑板上的字;
可以采取的方案有:改变同学的座位位置或改变黑板的角度,或黑板采用漫反射光材料等.
【点睛】考查镜面反射,属于分析信息题,要求学生能将学到的物理知识与生活实际联系起来,让物理服务于社会.
19.
【解析】平静的水面,能发生镜面反射,地面凹凸不平,地面发生漫反射。
迎着月光走,月光经水面发生镜面反射,进入人的眼睛反射光线多,人感觉水面亮;地面发生漫反射,有很少的光线进入人的眼睛,人感觉地面黑。
迎着月光走,地上的水面对月光发生镜面反射,作出月亮关于水面的对称点,即为月亮的像,然后连接月亮的像和人眼,与水面相交于一点,即为入射点,再连接入射点和人眼,即为反射光线,如下图所示:
20.
【解析】过入射点做出法线,根据反射角等于入射角做出反射光线;经过两个平面镜的反射,会与原光线平行射出,第二次反射后反射角的大小为30°,如图所示:
。
21.
【解析】根据平面镜的成像规律,作视力表上A点在平面镜的对称点,连接被测者的眼睛与点,交于平面镜上,再连接视力表上A点与平面镜的点,即可得到入射光线与反射光线,并标上箭头,如下图所示。
22.便于确定像的位置 便于比较像与物的大小关系 使结论具有普遍性 玻璃板向蜡烛方向倾斜
【解析】(1)[1]选择玻璃板代替平面镜是因为玻璃板既能成像又透明,能够透过玻璃板看到蜡烛B,便于寻找确定像的位置。
(2)[2]选取两支相同的蜡烛,使未点燃的蜡烛B与点燃的蜡烛A完全重合,便干比较像与物的大小关系。
[3]一次实验得出的结论往往具有偶然性,所以应采取多次实验,使结论具有普遍性,这样才能保证结论的正确。
(3)[4]因为玻璃板未垂直于桌面,根据像和物关于镜面对称,像会偏离桌面;因为玻璃板向蜡烛方向倾斜,所以像总在未点燃蜡烛的上方偏高处。
23.反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内 异侧 可逆 靠拢(靠近) 远离 不可靠 多次测量总结结论,避免结论偶然性
【解析】(1)[1]将一束光贴着纸板A沿EO射到O点,若将纸板B向前或向后折,此时在纸板B上看不到反射光,这样做的目的是探究反射光线、法线、入射光线是否在同一平面内。
(2)[2]由实验现象可知,反射光线和入射光线分居在法线的异侧。
(3)[3]将一束光帖着纸板B沿PO射到O点,可看到反射光线沿OE射出,这说明在反射现象中光路是可逆的。
(4)[4][5]光线EO靠拢法线时,入射角减小,反射角等于入射角,反射角减小,所以反射光线OP靠拢(或靠近)法线;同理,入射光线远离法线时,入射角增大,反射角增大,反射光线远离法线。
(5)[6][7]他的结论不可靠;只有一组数据无法得出结论,得出的结论也有很大的偶然性,应多次测量总结结论,避免结论偶然性。