2.5 光的反射和折射 同步练习（含解析）

2.5 光的反射和折射
一、选择题
1．彩虹桥位于金华三江口的婺江之上，犹如彩虹飘飘，水天两座彩虹桥相映成趣。下列关于光现象的原理以及解释不正确的是（ ）
A．我们站在桥上，看到水中也有一座彩虹桥，这是光的反射形成的虚像
B．婺江上波光粼粼，光在水面发生了反射现象
C．晚上水中也有一轮圆月，水中的圆月离水面的距离大概6米
D．婺江里的鱼游来游去，桥上的人看水中的鱼，鱼的像比实际鱼的位置高
2．雨后天晴的夜晚，为了不踩到地上的积水，下列判断正确的是（　　）
A．背着月亮走，地上亮处是积水
B．迎着月亮走，地上暗处是积水
C．迎着月亮走，地上亮处是积水
D．无论迎着、背着月光走，地上亮处都是积水
3．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的夹角增大20°，则入射光线应该（　　）
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20°
D．沿逆时针方向转动10°
4．潜入水中工作的潜水员看见了岸上的树。如图所示的四幅光路图中，哪一幅图能正确说明产生这一现象的原因（　　）
A． B．
C． D．
5．小丽面向穿衣镜，站在镜前60cm处，镜中的像与她相距（ ）
A．30cm B．60cm C．90cm D．120cm
6．小吴与小徐用如图装置研究光的反射定律，有关实验操作与目的不合理的是（ ）
A．沿ON前后转动板F，可研究反射光线与入射光线是否在同一平面
B．改变OB与法线的夹角，可研究反射角与入射角大小关系
C．观察每一次入射光线与反射光线的位置，可说明它们分居法线两侧
D．若光沿BO入射，反射光线沿OA射出，可说明光路可逆
7．如图所示，一束光由空气进入某种透明物质时，在界面上同时发生反射和折射的光路，则下列判断正确的是（ ）
A．AO可能是入射光线 B．OB可能是折射光线
C．OC必定是反射光线 D．BO必定是入射光线
8．一束光线从一种透明介质斜射到另一种透明介质的表面时，同时发生了反射和折射，若光线与界面夹角是40°，反射光线与折射光线夹角为120°，则反射角和折射角度数分别为（　　）
A．40°；40° B．50°；40° C．40°；10° D．50°；10°
9．学习科学要会学以致用，下列科学原理与用途不正确的是（　　）
A．声音可以传递能量——超声波牙剧
B．凹透镜对光起会聚作用——太阳灶
C．光在同种均匀介质中沿直线传播——激光准直
D．紫外线能使荧光物质发光——紫外线验钞机
10．如图，物体AB直立在竖直放置的平面镜前，现在物体与镜面之间面镜插入一块不透明的平板CD，CD下端D与物体B中点等高，则在平面镜内（　　）
A．只有AB上半部的虚像 B．只有AB下半部的虚像
C．不出现AB的虚像 D．仍有AB完整的虚像
11．2020年4月1日，“一剑钟情·从瓷开始”龙泉人游龙泉活动在龙泉青瓷博物馆启动。图是小金在游览竹垟畲族乡时拍的一张照片，水面上形成的“倒影”是由于（　　）
A．光的折射 B．光的反射 C．光的色散 D．光的直线传播
12．如图所示，一块平面镜直立在水平地面上，小华沿与镜面平行的直线从A走到D，从平面镜底边两端点向AD直线所作垂线的交点分别为B、C，则下列说法正确的是（ ）
A．小华只有行走到BC段才能从平面镜中观察到自己的像
B．小华在AB段或CD段行走时，平面镜中无法形成自己的像
C．小华在镜中所成的像到平面镜的距离先变小后变大
D．此过程中，小华相对于自己的像位置是变化的
13．如图，室外有阳光时，在盛有水的脸盆里斜放着一块小平面镜，调整镜子到一定角度，可在纸板上观察到七色的光。下列对此实验分析错误的是（　　）
A．本实验中斜放的镜子相当于三棱镜 B．本实验既有光的折射又有光的反射
C．本实验能说明太阳光是一种复色光 D．本实验中可用白墙代替纸板承接光
14．如图所示玻璃缸底部C处有一个雨花石（C点未画出），人眼在A点看到雨花石在B点，要使从A点射出的一束激光照到缸底石上，激光应射向（ ）
A．B点 B．B点右方 C．B点上方 D．B点下方
15．如图是晚上汽车在干燥的沥青路面和潮湿的沥青路面上行驶时，大灯部分的光路简图，在晚上开车时，下列说法正确的是（　　）
A．潮湿的路面更容易发生光漫反射
B．干燥的路面发生光的折射
C．对面无车时驾驶员看潮湿的路面更暗
D．照射到干燥路面上的光不遵循光的反射定律
二、填空题
16．根据平面镜成像特点，在图中作出物体在平面镜中所成的像A'B'。
17．如图所示，当光从水中斜射入空气中时，在界面处会同时发生反射和折射，折射角______入射角（选填“大于”、“等于”或“小于”），当入射光线与液面的夹角为55°时，则反射角是______，折射角范围是______。
18．（1）平面镜前有一点光源S，S发出的一束光线被平面镜反射后经上，过A点，请作出该光线的光路图。______
（2）如下图所示，S是一个发光点，S'是它在平面镜中成的像，SA是S发出的一条光线，请在图中画出平面镜的位置和SA经平面镜反射后的光线。______
19．G20杭州峰会期间，晚会“最忆是杭州”美轮美奂。如图，远处的激光束看上去是直的，这是因为___________；扇形光电背景与水中倒影完美结合，这是光的___________现象，成的是等大的___________（实/虚）像。
20．如图所示是一种液面升降监测装置原理图。光源S发出的一束激光与水平液面成50°角射向平静的液面，入射光线与反射光线的夹角为______；光经液面反射后射到液面上方水平标尺上的S'点，当液面上升时，光点S'将______（选填“向左”“向右”或“不会”）移动。
三、探究题
21．小李表演了一个“水火相融”的小魔术。她将一块透明的玻璃板垂直放在桌面上，将桌子分割成甲、乙两个区域，在甲区域内放置了一个盛满水的烧杯，里面浸没着一支蜡烛A（如图一），并在乙区域的指定位置放置蜡烛B。小李请观众从乙区域一侧的某点P的位置望向蜡烛A（如图二），并将乙区域已准备好的蜡烛B点燃，观众发现蜡烛A竟然在水中燃烧了！
（1）请根据光学知识判定：小李是怎样选取和放置蜡烛的？
[选取蜡烛]使蜡烛A、B满足______的条件。
[确定位置]蜡烛A放好后，不借助刻度尺如何确定蜡烛B的位置？
小李的做法是点燃蜡烛B，并调节B的位置，使______。
（2）通过对实验的分析可知：蜡烛A在水中______（填“一定”“可能”或“一定没”）燃烧。
（3）为了增强魔术效果，小李又进行了改进，下列改进中，合理的是______
①在较黑暗环境中进行；②在较明亮环境中进行；③玻璃板薄一些；④玻璃板厚一些；⑤在图三中C处进行遮挡；⑥在图四中D处进行遮挡
22．小海喝水时，偶然发现透过水面看不见玻璃水杯外侧的手指，他感到很惊奇：玻璃和水都是透明物质，为什么光却不能透过呢？小海决定找出原因，下面是小海的探究过程：根据光经过的路径，首先想到了这种现象与光的折射有关，为此他根据光从水中射向空气的光路进行了推测，如下图，光从水中射向空气时，折射角大于入射角，当入射角逐渐增大时，折射角也逐渐增大，那么，当入射角增大到某一值时，会不会…
（1）小海的推测是______ ；
（2）小海为了验证自己的推测，进行了如上图所示的实验，实验过程中逐渐增大激光笔射向水面的入射角的角度，当增大到某一角度时，小海观察到______，证实了自己的推测；
（3）当光从空气射向水中时，也会出现类似的现象吗？你的观点是______，说出理由______ 。
23．如图甲，在研究平面镜成像实验中，小明将点燃的蜡烛竖立在向后倾斜的薄玻璃板前，另取一支完全相同但不点燃的蜡烛竖立在薄玻璃板后。
（1）取两只相同蜡烛的目的是______。
（2）小明发现在平面上无论怎样移动蜡烛，都无法与蜡烛的像完全重合，通过作图他找到了原因。请你在图乙中作出蜡烛的像______。
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参考答案
1．C
【详解】
A．彩虹桥在水面上，水中彩虹桥是在水中形成的像，即平面镜成像，这是光的反射形成的虚像，故A正确，不符合题意；
B．婺江上波光粼粼，这是因为阳光照射到无数的水波片上，发生无数的镜面反射，故B正确，不符合题意；
C．平静的水面相当于平面镜，平静的水面起反射作用，水中的月亮和天上的月亮到水面的距离相等。故C错误，符合题意；
D．由于光线从水中通过空气折射进入了人的眼睛，人眼是沿着折射光线的反向延长线看到比实际鱼的位置高的虚像，故D正确，不符合题意。
故选C。
2．C
【详解】
A．当人背着月光走时，水面发生的镜面反射，没有光进入人的眼睛，所以水面看起来较暗，而地面反射的是漫反射，总有一部分光进入人的眼睛，所以看起来较亮，故A错误；
BCD．当人迎着月光走时，水面发生的镜面反射能够使更多的光进入人的眼睛，所以水面看起来较亮，而地面发生的是漫反射，光射向各个方向，进入人眼睛的光较少，所以地面看起来较暗，故C正确，BD错误。
故选C。
3．A
【详解】
根据光的反射定律可知：入射角指入射光线与法线的夹角，反射角指反射光线与法线的夹角，在光反射时，反射角等于入射角。要使反射光线与入射光线的夹角增大20°,所以需要入射角增加10°，则反射角也增加10°，此时反射光线与入射光线的夹角增大20°。当入射光线沿顺时针方向转动10°时，入射角增加10°。
故选A。
4．C
【详解】
潜水员看岸上的树梢，所以入射光线应该来自岸上，故BD不符合题意；
根据光的折射规律，光从空气中斜射入水中时，折射角小于入射角，故A不符合题意，C符合题意。
故选C。
5．D
【详解】
根据平面镜成像的特点，像与物到镜面的距离相等，小丽站在穿衣镜前60cm处，此时物距为60cm，则像距为60cm，那么镜中的像到小丽本人的距离为
60cm+60cm=120cm
故选D。
6．B
【详解】
A．沿ON前后转动板F，观察是否能看到反射光线，可研究反射光线与入射光线是否在同一平面，故A正确，不符合题意；
B．由于反射光线随着入射光线的改变而改变，所以改变OA与法线的夹角，可研究反射角与入射角大小关系，故B错误，符合题意；
C．观察每一次入射光线与反射光线的位置，说明反射光线和入射光线分居法线两侧，故C正确，不符合题意；
D．若光沿BO入射，反射光线沿OA射出，说明光路是可逆的，故D正确，不符合题意。
故选B。
7．B
【详解】
（1）假设AO是入射光线，若OB为反射光线，OC为折射光线，折射光线与法线重合，不可能；若OC为反射光线，OB为折射光线，折射光线与入射光线在法线同侧，不可能；
（2）假设BO是入射光线，若OA为反射光线，OC为折射光线，折射光线与法线重合，不可能；若OC为反射光线，OA为折射光线，折射光线与入射光线在法线同侧，不可能；
（3）假设CO是入射光线，若OB为反射光线，OA为折射光线，折射角小于入射角，可能；若OA为反射光线，OB为折射光线，折射角小于入射角，可能；可见，CO一定是入射光线，OA、OB可能是反射光线也可能是折射光线。
故选B。
8．D
【详解】
光线与界面的夹角为40°，所以入射角为
90°-40°=50°
根据光的反射定律，反射角等于入射角等于50°，反射光线与界面的夹角为
90°-50°=40°
反射光线与折射光线的夹角为120°，所以折射光线与界面的夹角为
120°-40°=80°
则折射角为
90°-80°=10°
故选D。
9．B
【详解】
A．超声波牙刷、超声波碎结石等都是利用了声音可以传递能量，故A正确，不符合题意；
B．凹面镜对光起会聚作用，凹透镜对光起发散作用，故B不正确，符合题意；
C．激光准直利用了光在同种均匀介质中沿直线传播，故C正确，不符合题意；
D．紫外线可以使荧光物质以及促进矿物质的吸收，验钞机利用了紫外线可以使荧光物质的特点，故D正确，不符合题意。
故选B。
10．D
【详解】
过B点做B关于镜面的对称点B′，过A点的任意两条光线沿CD的最下边缘射到镜面上，由光的反射定律可作出像点A′，连接A′B′如图所示：
由图可知，AB在平面镜里仍有AB完整的虚像A'B'。
故选D。
11．B
【详解】
水面上形成的“倒影”属于平面镜成像，是光的反射形成的。
故选B。
12．A
【详解】
AB．由图结合光的反射定律可知，他在AB段或CD段行走时，反射光线会在法线的另一侧，即平面镜反射的光线不会进入他的眼睛，则他不能从平面镜中观察到自己像；而他在BC段行走时，他反射的光经平面镜反射后反射光线会进入他的眼睛，则他能从平面镜中观察到自己像，故A正确，B错误；
C．小华在行走过程中，到平面镜的距离不变，由平面镜成像的特点可知像到平面镜的距离不变，故C错误；
D．此过程中，小华的像和小华之间关于平面镜对称，小华相对于自己的像位置没有变化，故D错误。
故选A。
13．A
【详解】
A．本实验中斜放的镜子上方的水相当于三棱镜，故A错误符合题意。
B．本实验，太阳光从空气射入水，发生光的折射，折射光线在平面镜上又发生光的反射，故B正确不合题意。
C． 本实验能说明太阳光是一种复色光，故C正确不合题意。
D．本实验中可用白墙代替纸板承接光，故D正确不合题意。
故选A。
14．A
【详解】
连接AB，过折射点作法线，根据光从空气斜射入水中，折射角小于入射角，画出折射光线的位置，虽然人看到的B点是雨花石的虚像，雨花石的实际位置在B点的正下方，因为激光在进入水的时候也会发生折射，所以激光应射向B点，激光也就刚好落在红宝石上。如下图所示。
故选A。
15．C
【详解】
AC．潮湿的路面比较光滑，光更容易发生镜面反射，汽车射向前方路面的光几乎都被路面向前反射，没有光进入驾驶员眼睛，所以对面无车时驾驶员看潮湿的路面更暗，故A错误，C正确；
BD．干燥的路面比较粗糙，能将光向各个方向反射，即发生的是漫反射，漫反射也遵循光的反射定律，故BD错误。
故选C。
16．
【详解】
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在平面镜中所成的像，如图所示：
17．大于 35° 35°~90°
【详解】
[1]当光从水中斜射入空气中时，在界面处会同时发生反射和折射，折射角大于入射角；反射角等于入射角。
[2][3]当入射光线与液面的夹角为55°，则入射角为
90°-55°=35°
故反射角是35°，折射角大于入射角，则折射角范围是35°~90°。
18．
【详解】
（1）[1]先通过平面镜作出发光点S的对称点S′，连接S′A交平面镜于点O，OA为反射光线，如图所示：
（2）[2]由题知，S是一个发光点，S′是它在平面镜中成的像；连接S和S′，作出SS′的中垂线，即为镜面的位置，延长SA与镜面交于一点，即为入射点；连接S′与入射点并延长，即可得到SA的反射光线，如下图所示：
19．光在均匀介质中沿直线传播 反射 虚
【详解】
[1]激光和普通光一样在均匀介质中都是沿直线传播的，因为激光比较集中，不容易发散，所以看上去是直的；
[2][3]扇形光电背景在水中的倒影是水面的平面镜成像形成的，而平面镜成像是一种光的反射现象，所成的像不是由实际光线形成的，所以是虚像。
20．80° 向左
【详解】
[1]由“激光与水平液面成50°角射向平静的液面”，可得入射角为
90°-50°=40°
因反射角等于入射角，所以反射角也为40°，则入射光线与反射光线的夹角为
40°+40°=80°
[2]当液面上升时，由于入射角的大小不变，所以反射光线与原来的反射光线平行；反射光斑将向左移动，如图所示：
21．两支蜡烛完全相同 蜡烛B的像与蜡烛A完全重合 一定没 ①③⑥
【详解】
（1）[1]两支蜡烛长短或粗细不同时，会出现不能完全重合的现象，所以必须保证两支蜡烛完全相同，这样后面的蜡烛才能和前面蜡烛的像完全重合。
[2]根据玻璃板的透光性，取两个等大的蜡烛A和B把A蜡烛摆在玻璃板前面，点燃蜡烛B，并调节B的位置，使蜡烛B的像与蜡烛A完全重合，即可确定确定蜡烛B的位置。
（2）[3]将乙区域已准备好的蜡烛B点燃，观众发现蜡烛A竟然在水中燃烧了，实际上是看到了与蜡烛A重合的B的像，蜡烛A在水中一定没燃烧。
（3）[4]①②点燃的蜡烛，比较亮，环境越黑暗，蜡烛和环境的对比度越大，蜡烛成像越清晰，选择在较黑暗环境中进行。
③④玻璃板有两个反射面，每个反射面都可以成一个像，这样由于两个像的干扰，像的位置不易确定准确，选择玻璃板薄一些。
⑤⑥如图所示：
图三中蜡烛B发出的光经过平面镜反射后被挡板挡住，不能进入人的眼睛中，不能看到像，不可行；图四中蜡烛B发出的光经过平面镜反射后能进入人的眼睛中，能看到像，可行。
22．折射光线消失 光屏上光斑消失 不会出现类似现象 而光从空气斜射向水中时，折射角小于入射角
【详解】
（1）[1]光从水中射向空气时，折射角大于入射角，当入射角逐渐增大时，折射角也逐渐增大。所以，当入射角增大到某一值时，可能会出现折射光线消失的现象。
（2）[2]实验过程中逐渐增大激光笔射向水面的入射角的角度，当增大到某一角度时，光屏上的光斑会消失。
（3）[3][4]由于光从水中斜射向空气时，折射角大于入射角，所以当折射角增大到某种程度后，折射光线会消失；而光从空气斜射向水中时，折射角小于入射角，所以不会出现上述现象。
23．比较像与物的大小
【详解】
（1）[1]选用大小相同的两个蜡烛，是为了用蜡烛B代替蜡烛A的像，来比较像与物的大小。
（2）[2]分别作出蜡烛两个端点关于平面镜的对称点，用虚线连接两个端点即为蜡烛在平面镜中的像。如下图
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