第四章 光现象 单元测试卷
一、单选题(共15小题)
1.如图所示,入射光线与平面镜成α角,要使反射光线与入射光线之间的夹角增大20°(入射光线不动),则平面镜应( )
A. 沿顺时针方向转动10°
B. 沿顺时针方向转动20°
C. 沿逆时针方向转动10°
D. 沿逆时针方向转动20°
2.如图所示,用自制的针孔照相机观察烛焰,有以下四种说法,其中不正确的有( )
A. 薄膜上出现的像是倒立的
B. 薄膜上的像可能是缩小的也可能是放大的
C. 保持小孔和烛焰的距离不变,向后拉动薄膜,烛焰的像更明亮
D. 保持小孔和烛焰的距离不变,向前推动薄膜,烛焰的像变小
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.据报道:某国际科研小组以一种超低温原子云为“介质”,成功地使光在这种“介质”中的传播速度降低到17m/s.如果光在真空和空气中以该速度传播,请你想象,下雨打雷时,将观察到的现象( )
A. 先听到雷声,后看到闪电
B. 先看到闪电,后听到雷声
C. 看到闪电,同时听到雷声
D. 听不到雷声,能看到闪电
5.光学实验课时,小明用激光手电筒对着桌上的镜子照射,发现对面粗糙的黑板上出现一个明亮的光斑,而镜子上的光斑却很暗,对此现象解释合理的是( )
A. 镜子吸收了所有的光
B. 黑板对光发生漫反射
C. 镜子对光发生漫反射
D. 黑板对光发生了镜面反射
6.下列现象中,对关于紫外线应用的说法中,不正确的是( )
A. 人民币的防伪利用了紫外线的荧光作用
B. 适当照射太阳光可以促使人体合成维生素D
C. 经常在太阳光下晒晒衣物,可以起到杀菌消毒作用
D. 电视机的遥控器可以发出不同的紫外线,来实现对电视机的遥控
7.下列说法正确的是( )
A. 白色光是最单纯的颜色
B. 色光的混合与颜料的混合有相同的规律
C. 颜料的三原色是红、绿、蓝
D. 将太阳光分解成各种色光的现象是色散
8.关于光的反射,下列说法正确的是( )
A. 反射光线和入射光线不可能在同一平面上
B. 发生反射时光路是可逆的
C. 发生反射时有些光线不遵守反射定律
D. 入射角等于反射角
9.下列有关红外线的说法中正确的是( )
A. 红外线是一种可见光
B. 红外线是一种人眼看不见的光
C. 红外线不能被我们看见,所以它不能像可见光那样传递能量
D. 红外线在空气中很难被传递
10.一束光斜射向平面镜,入射光线与平面的夹角为60°,则反射角为( )
A. 30°
B. 60°
C. 90°
D. 120°
11.把一块玻璃砖紧贴刻度尺放置,人们在通过玻璃砖观看刻度尺会发现刻度尺发生错位,关于这一现象产生的原因说法正确的是( )
A. 光由空气射向玻璃时发生折射造成的
B. 光由玻璃射向空气时发生折射造成的
C. 光由空气射向玻璃时发生反射造成的
D. 光由玻璃射向空气时发生反射造成的
12.如图中能正确表示小丑在平面镜中成像的是( )
A.
B.
C.
D.
13.发生月食时,下列说法正确的是( )
A. 太阳、月球、地球在同一直线上,月球在中间
B. 太阳、月球、地球在同一直线上,地球在中间
C. 太阳、月球、地球在同一直线上,太阳在中间
D. 以上说法都不正确
14.人们夏天穿浅色衣服比穿深色衣服感到凉快些,是因为( )
A. 浅色衣服从太阳辐射中吸收的热比深色衣服少
B. 浅色衣服从太阳辐射中吸收的热比深色衣服多
C. 浅色衣服是热的不良导体
D. 深色衣服是热的良导体
15.下列有关不可见光的说法错误的是( )
A. 不可见光由于人眼睛看不到,所以只能传递能量不能传递信息
B. 太阳光本身包含了不可见光
C. 不可见光可以在真空中传播
D. 不可见光遇到物体可以被反射
二、填空题(共3小题)
16.如图所示,让一束太阳光通过挡光板的夹缝照射到三棱镜的一个侧面上,用光屏接收到从三棱镜的另一侧出射的光线.
(1)实验时,一边慢慢转动三棱镜,一边注意观察光屏,在光屏上可观察到彩色光带,这说明____________.
(2)如果分辨不清光屏上彩色光带的色彩,可以适当____________(选填“增大”或“减小”)光屏与三棱镜间的距离.
(3)光屏上A、B是彩色光带边缘的色光,其中B为____________光,用温度计测试不同区域内光的热效应时,为了使它的示数变化更明显,改进措施是____________.
17.如果一个物体能反射所有色光,则该物体呈现______色;如果一个物体能吸收所有色光,则该物体呈现______色.
18.天然紫外线的重要来源是 ______ ,地球周围大气层上部的 ______ 可吸收紫外线,使得阳光中的紫外线大部分不能到达地面,但目前 ______ 正在受到空调、冰箱里逸出的 ______ 等物质的破坏,出现了“空洞”.
三、实验题(共3小题)
19.如图所示是探究平面镜成像特点的实验装置.
(1)用玻璃板代替平面镜主要是利用玻璃板透明的特点,便于 ______ ;
(2)如果玻璃板没有放正,将对实验产生什么影响? ______ .
(3)为什么要选用两支完全相同的蜡烛? ______ .
(4)使点燃的蜡烛在两个不同的位置,分别测出物距和像距相等的两组数据,得出实验结论之一:“像距与物距相等”.你认为这种方法是否合理?答 ______ .理由是: ______ .
20.某同学在做探究光的折射特点实验,右图是光从空气射入水中时的光路.实验中发现,入射光线、折射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧.通过实验还得到如表数据:
(1)在探究中,该同学在清水中滴入几滴牛奶并搅匀,在水面上方的空气中熏了点烟雾,上面做法是为了 ______ ;
(2)分析表中数据,可得出结论:
①光从空气斜射到水面时,将同时发生 ______ 和 ______ 现象;
②光从空气斜射到水面时,折射角随入射角的变化关系是: ______ ,且折射角 ______ (大于/等于/小于)入射角.当光从空气垂直射到水面时,折射角等于零.该同学根据上述实验中的发现和结论②总结出了光的折射特点.
(3)请你对该同学通过上述探究实验得出光的折射特点的过程作出评价.是否存在不足?答: ______ (是/否);请简要说明理由: ______ .
21.小文同学通过以下的实验过程,探究光的反射规律.
[提出问题]
光的反射光线与入射光线的位置有什么关系?
[设计与进行实验]
(1)如图甲所示,把一可沿ON折叠的白色硬纸板(作光屏)竖立在水平放置的平面镜上,使一束光紧贴硬纸板射向镜面上的O点.
(2)当一束光贴着左侧纸板沿AO方向射到O点时,在右侧纸板上能看到反射光线OB.实验时,在纸板前不同方位都能 看到光的传播途径,这是因为光在光屏上发生了 ______ 反射.
(3)让光线逆着从BO的方向射向镜面O点,会发现反射想沿着OA方向射出,这表明:在光的反射现象中,光路具有 ______ 性.由(2)、(3)能发现反射光线与入射光线 ______ (填“在”或“不在”)同一平面内.
(4)若将右侧纸板向后折转一定的角度,则在右侧纸板上 ______ (填“能”或“不能”)看到反射光线.
(5)再如图乙所示,若将纸板倾斜,让光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面,则右侧纸板上 ______ (填“能”或“不能”)看到反射光线.
[实验中提到新的问题]
(4)、(5)中反射光线存在吗?若存在,射向哪个方向呢?是否还是与入射光线共面呢?
[继续实验]
在图乙中过O点垂直于镜面立一根铅笔OM,仍以(5)中那条入射光线为入射光线,将纸板再竖立起来旋转纸板,使入射光线与OM共面,再移开铅笔,此时在纸板同一平面上呈现出反射光线.
[分析与论证]
(1)为了探究反射光线与入射光线的位置关系,过入射点作与镜面垂直的一条直线(用虚线表示),我们物理学中把这根线叫做法线.
(2)经过多次实验发现,在光的反射中,反射光线中,反射光线、法线、入射光线都在 ______ .
[评估与交流]
探究出上述光的反射规律以后,小文同学在如图甲所示中作出了法线,让光线贴着纸板沿AO法线射向镜面,反射光线沿OB方向射出.测量出两个角的大小都是40°,于是继续补充光的反射规律,得出结论:光反射时,入射角等于反射角.现请你对他这样得出的结论及正确性作出评价:
(1)______ ;(2) ______ .
四、计算题(共3小题)
22.小康学过光的直线传播后,查阅相关资料,利用下面的方法粗略测出月球的直径.如图所示,在月圆时,把一枚一元的硬币,放在离眼睛点约为米处,在保证与月面平行的情况下,正好把月亮遮住.已知一元硬币的直径为,地球到月球距离为,则证明月球的直径(本题忽略大气对光的折射).
23.在田径运动会的百米赛跑项目中,小明和小江分别根据发令枪冒烟和听到枪声开始记时,同一运动员的跑步成绩( )
A. 小明比小江多了0.294秒
B. 小江比小明多了0.294秒
C. 小明和小江的记录结果一样
D. 小江记录的结果更准确
24.一光源发出的一束光从地面上竖直向上投射到和它垂直的平面镜上,平面镜与地面距离为3米,如果把平面镜绕水平轴转过30°角,则地面上所成光点离光源多远?
答案解析
1.【答案】A
【解析】因为入射光线与平面镜的法线成α角,即入射角为90°-α.根据光的反射定律,反射角等于入射角,反射角也为90°-α,当反射光线与入射光线的夹角增大20°,说明入射角和反射角各增大10°时,可知,入射角为90°-α+10°,因此入射光线与镜面的夹角变为90°-(90°-α+10°)=α-10°,故平面镜应沿顺时针方向转动10°.
2.【答案】C
【解析】A、小孔成的像是倒立的,故A正确;
B、孔离物的距离大于孔离屏的距离时,像缩小,孔离物的距离小于孔离屏的距离时,像放大,故B正确;
C、相同多少的光,照在较小的面积上,成像更明亮,故保持小孔和烛焰的距离不变,向后拉动薄膜,烛焰的像变大,亮度变暗,故C错误;
D、小孔和烛焰的距离不变,向前推动薄膜,缩短筒长时,像将变小,故D正确.
3.【答案】A
【解析】(1)水中的鱼反射的光由水斜射入空气时发生折射,折射角大于入射角,折射光线远离法线,向水面偏折,小明逆着折射光线看去,看到的“鱼”实际上是由于光的折射形成的鱼的虚像,比鱼的实际位置浅,因此叉鱼要对准“鱼”的下方;
(2)在光的折射中,光路是可逆的,因此老王将电筒光对着看到的“鱼”射入,就能照亮真实的鱼.综上分析,只有A符合题意.
4.【答案】A
【解析】在空气中,光的传播速度为3×108m/s,声音的传播速度为340m/s;在空气中光速远大于声速,所以使得我们先看到闪电、后听到雷声;雷电在空中同时发生,若光的传播速度为17m/s,远小于声音在空气中的传播速度(340m/s),会使得我们先听到雷声、后看到闪电.
5.【答案】B
【解析】灯对着桌上的镜子照射时,由于镜子表面比较光滑,光线会发生镜面反射将大部分的光射向黑板,从而在光滑的镜面上形成一个很暗的光斑;
当平行光束被反射到粗糙的黑板上时,不再平行,会射向各个方向,从而形成了一个明亮的光斑,这是漫反射的缘故;综上可知:只有B最符合题意.
6.【答案】D
【解析】紫外线的用途:能使荧光物质发光;促使人体合成维生素D;消毒作用,所以ABC正确,不符合题意;电视机的遥控器发出的是红外线不是紫外线,所以不正确的说法是D.
7.【答案】D
【解析】A、白色光不是最单纯的颜色,它是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,七种颜色混合而成的;故A错误;
B、红、绿、蓝三色光混合后能产生各种色彩,这三种色光叫做色光的三原色;红、蓝、黄三色是颜料的三原色,其它颜色都是根据这三种颜料按一定比例混合而成,所以色光的混合规律和颜料的混合规律是不同的.故B错误;
C、红、蓝、黄三色是颜料的三原色,故C错误;
D、阳光经过三棱镜的折射后,分解成各种色光的现象是光的色散现象,故D正确.
8.【答案】B
【解析】由光的反射定律可知:
A、反射光线和入射光线在同一平面上,故A错误;
B、发生光的反射现象时,光路是可逆的,故B正确;
C、无论是镜面反射还是漫反射都遵循光的反射定律,故C错误;
D、发生反射时,反射角随着入射角的增大而增大,反射角等于入射角,不能说成入射角等于反射角,故D错.
9.【答案】B
【解析】红外线是一种不可见光,穿透能力强且具有热效应强的特点,可以传递能量.
10.【答案】A
【解析】入射角和反射角是指光线与法线之间的夹角.入射光线与镜面的夹角为60°,所以入射角为90°-60°=30°,因为反射角等于入射角,所以反射角为30°.
11.【答案】B
【解析】如图所示,把一块玻璃砖紧贴刻度尺放置,通过玻璃砖观看刻度尺会发现刻度尺发生错位,这样由于光由玻璃射向空气时发生折射造成的.
12.【答案】D
【解析】平面镜成像的特点是:正立、等大,等距,左右颠倒的虚像.因此A、C选项中像与物体左右相同,是错误的;B选项中物像不对称,即对应点连线与镜面不垂直,是错误的;D选项中物像对称、等大,对应点的连线与镜面垂直,是正确的.
13.【答案】B
【解析】太阳、地球、月球位于同一条直线上,且地球位于太阳与月球之间,地球挡住了射向月球的太阳光,太阳光照不到月球上,在地球上看不到月球的现象就是月食.
14.【答案】A
【解析】由于浅色的衣服反射光的本领较强,照在浅色衣服上的光,大部分被反射出去,即光携带的可以使人发热的能量被反射出去,使人觉得凉快.故夏天穿浅颜色的衣服.反之,冬天人们为了取暖要穿深色的衣服;衣服的导热能力与颜色深浅无关.
15.【答案】A
【解析】A.不可见光和可见光一样,是电磁波,因此可以传递能量,例如:利用微波可加热食品;光也能够传递信息,例如激光视盘机(VCD)就是利用激光传递信息的,故A错误;
B.太阳光中既有紫外线又有红外线,紫外线和红外线是不可见光,故B正确;
C.光是一种电磁波,不可见光可以在真空中传播,故C正确;
D.不可见光遇到物体也可以反射,如:红外线可以用来遥控,制成电视遥控器,故D正确.
16.【答案】(1)太阳光是由多种色光组成;(2)增大;(3)紫;温度计的玻璃泡涂黑.
【解析】(1)该现象称为光的色散;在光屏上可观察到彩色光带,这说明太阳光是由多种色光组成.
(2)如果分辨不清光屏上彩色光带的色彩,则应增大彩色光带的宽度,即适当增大光屏与三棱镜间的距离.
(3)太阳光是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫这七种颜色的色光组成的,且光屏上A为红光,B为紫光;要使温度计的示数更明显,就必须提高温度计玻璃泡的吸热效果,由于不透明的黑色物体,可以吸收所有的色光,可以加强吸热效果,因此可将温度计的玻璃泡涂成黑色.
17.【答案】白 黑
【解析】如果一个物体能反射所有色光,则该物体呈现白色,什么单色光照上就是什么颜色;如果一个物体能吸收所有色光,所有色光都不反射,则该物体呈现黑色.
18.【答案】太阳光;臭氧层;臭氧层;氟利昂.
【解析】天然紫外线的重要来源是太阳光,地球周围大气层上部的臭氧层可吸收紫外线,使得阳光中的紫外线大部分不能到达地面,空调冰箱中的制冷剂用的是氟利昂,它外漏到空气中,随大气的对流,进入臭氧层,分解、破坏臭氧结构.使臭氧层变薄,进而产生空洞.
19.【答案】(1)确定像的位置;(2)不论怎样移动后面的蜡烛都不会与前面蜡烛的像完全重合;(3)为了比较像与物的大小;(4)不合理;实验次数太少.
【解析】(1)因为玻璃板是透明的,能在观察到A蜡烛像的同时.还可以透过玻璃清楚的看到放在后面B蜡烛,便于确定像的位置和大小.
(2)实验时平面镜必须要竖直放置,如果不竖直,不论怎样移动后面的蜡烛都不可能与前面蜡烛的像完全重合.
(3)两只蜡烛大小相同,后面的蜡烛又和前面蜡烛的像完全重合,这样就证明了像与物大小相同,所以他选择的蜡烛B与蜡烛A的大小、外形完全一样是为了比较像与物的大小.
(4)只做两次实验,实验次数太少,需要再多做几次,使发现的规律具有普遍性.
20.【答案】(1)更好的显示光路;(2)①反射;折射;②折射角随入射角的增大而增大;小于;(3)是;五次实验数据可以,但没有换用其他透明介质做此实验.
【解析】(1)在清水中滴入几滴牛奶搅匀,并在水面上方的空气中熏了点烟雾,这些烟雾会对光产生漫反射,可以显示光路;
(2)①光从空气斜射到水面时,将同时发生反射和折射现象;②由表中数据可知,光从空气斜射到水面时,当入射角不断增大时,折射角也随之增大,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,且折射角小于入射角.当光从空气垂直射到水面时,折射角等于零.
(3)据分析可知,五次实验数据可以,该实验的不足之处,材料单一,探究过程不完整,还应该换用其他透明介质再做此实验,这样得出的结论将更具有普遍性.
21.【答案】漫;可逆;在;不能;不能;同一平面内;先有入射角后有反射角,应描述为反射角等于入射角;应多次实验后得出结论,避免结论具有偶然性
【解析】[设计与进行实验]
(2)在不同方向都能看到光的传播路径,是由于漫反射的缘故;
(3)让光线逆着OF的方向射向镜面,会发现反射光线沿着OE方向射出可知,将反射光线改为入射光线,光路图照样成立,体现了光路是可逆的.
(4)因反射光线、入射光线和法线在同一平面内,若将右侧纸板向后折转一定的角度,则在右侧纸板上不能看到反射光线.
(5)在实验过程中,若将纸板倾斜,让光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面,此时反射光线、入射光线在同一平面内,由于反射光线和入射光线构成的平面与平面镜垂直,故不能看到反射光线.
[分析与论证]
(2)经过多次实验发现,在光的反射中,反射光线中,反射光线、法线、入射光线都在同一平面内.
[评估与交流]
(1)因为是先有入射角后有反射角,所以应描述为光反射时,反射角等于入射角;
(2)一次实验具有很大的偶然性,因此应多次实验后得出结论,避免结论具有偶然性
22.【答案】证明:∵AB∥CD
∴△OAB∽△OCD
∴
∵AB=d;CD=D;OF=H;OE=L;
∴D=
【解析】设OE交AB于点F,由题意可知△OAB∽△OCD,根据相似三角形的性质:对应高之比等于相似比计算即可,注意的是结果要保留两个有效数字.
23.【答案】A
【解析】光的传播速度是c=3×108m/s,声音的传播速度是340m/s.
因为光的传播速度太快了,所以当光从起点传播到终点时,光的传播时间是可以忽略的.由于声音和冒烟是同时产生的,所以我们可以认为当人看见发令枪冒烟时,声音从起点才开始传播,那么声音从起点传播到小江耳朵里的时间是:
,
这说明当小明看到冒烟时,过了0.294s的时间声音才传到小江的耳朵里,所以小江比小明晚计时了0.294s,小明比小江多计时了0.294s.
小明以看到冒烟就开始计时,这和运动员开始起跑的时刻基本是相同的,所以小明记录的结果更准确.
24.【答案】如图所示:
因为平面镜与水平面成30度角,所以入射光线与镜面夹角为60度,即入射角为30度,那么入射光线与反射光线的夹角为60度,由直角三角形OSA可得,
S=OS=1.732×OS=1.732×3m=5.196m.故地面上的所成的光点距光源5.196m远.
【解析】由平面镜绕绕水平轴转过30°角,可知反射光线与入射光线夹角为60°,则根据作图可形成直角△ASO三角形,即地面上得到的光斑A点与S点间的距离为SO距离的倍.