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浙教版科学2020年七升八暑假衔接训练:第7讲 光
一、单选题
1.(2020七下·温州期末)下列现象中,可用“光的直线传播原理”解释的是( )
A.林中光柱 B.雨后彩虹
C.水中倒影 D.杯中“折筷”
【答案】A
【知识点】光的直线传播及应用
【解析】【分析】光沿直线传播形成的现象有:小孔成像、影子、日食和月食等。
【解答】A.林中光柱,是光沿直线传播形成的,故A符合题意;
B.雨后彩虹,是光的折射形成的,故B不合题意;
C.水中倒影 是光的反射形成的,故C不合题意;
D.杯中“折筷”是光的折射现象,故D不合题意。
故选A。
2.(2020七下·慈溪期中)关于光的传播过程,下列说法中错误的是( )
A.光在均匀介质中沿直线传播
B.光在空气中的传播速度约为3×105千米/秒
C.光的传播方向始终不变
D.光在水中的速度小于在空气中的速度
【答案】C
【知识点】光的直线传播及应用;光的传播速度与光年
【解析】【分析】1、光在同一种均匀的介质中沿直线传播,这是光的直线传播原理;
2、光在真空中的传播速度为 3×105千米/秒 ,空气中的传播速度可近似看作真空中的速度;
3、光在发生反射和折射时,光的传播方向发生改变;
4、光在不同介质中的传播速度是不同的,一般真空中的速度最大,空气中的速度次之,水中的速度小于空气中的速度。
【解答】A、 光在均匀介质中沿直线传播 ,说法正确,A错误;
B、 光在空气中的传播速度约为3×105千米/秒 ,近似看作真空中的速度,说法正确,B错误;
C、 光的传播方向始终不变,错误,光在反射和折射时传播方向会发生改变,C正确;
D、 光在水中的速度小于在空气中的速度 ,说法正确,D错误。
故选C
3.(2020七下·下城期末)“井底之蛙”这个成语大家都很熟悉,以下现象中与“坐井观天,所见甚小”的原理相同的是( )
A.小孔成像
B.演员对着镜子画脸谱
C.眼睛看到远处的物体
D.利用放大镜观看邮票
【答案】A
【知识点】光的直线传播及应用
【解析】【分析】“坐井观天,所见甚小”的原理就是光沿直线传播,据此分析判断。
【解答】A.小孔成像的原理就是光沿直线传播,故A符合题意;
B.演员对着镜子画脸谱,这是光的反射形成的平面镜成像,故B不合题意;
C.眼睛看到远处的物体,这是光线通过晶状体时发生折射形成的凸透镜成像,故C不合题意;
D.利用放大镜观看邮票,这是光的折射现象,故D不合题意。
故选A。
4.(2020七下·乐清期末)当一束光从空气中斜射向一块上下表面平行的玻璃砖时,下列所示的光路图正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】作光的折射光路图
【解析】【分析】根据光的折射规律分析即可。
【解答】当光从空气斜射入玻璃时,折射角小于入射角;当光从玻璃斜射入空气时,折射角大于入射角,且最后在空气中的折射角等于开始时空气中的入射角,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
5.(2020七下·温州期末)小明用如图所示的实验装置探究反射光线与入射光线是否在同一平面内,应进行的操作是( )
A.沿ON向后转动硬纸板A B.沿ON向后转动硬纸板B
C.增大入射光线与ON的夹角 D.减小入射光线与ON的夹角
【答案】B
【知识点】光的反射定律
【解析】【分析】根据光的反射定律的探究过程分析。
【解答】小明用如图所示的实验装置探究反射光线与入射光线是否在同一平面内,应该让反射光线所在侧的硬纸板和入射光线侧的硬纸板不在同一平面内,再观察是否能够看到反射光线,即沿ON向后转动硬纸板B,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
6.(2020七下·温州期末)许多鞋店都会摆放一块稍微倾斜的平面镜,以便于顾客从镜子中看到试穿鞋子的情况(如图),则下列各图中能正确表示鞋子在该平面镜中成像情况的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【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即可。
【解答】鞋子在平面镜中所成的像与它到镜面的距离相等,且连线垂直,如下图所示:
故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
7.(2020七下·柯桥期末)如图所示,在烧杯正中心上方固定一手电筒光源,光线向下投射到空烧杯底部形成一个圆形光斑(图中虚线所示),此时圆形光斑的面积大小为SO。现在往烧杯中匀速注水,随烧杯内液面高度 H 的增加,圆形光斑面积S 变化情况描述正确的大致图像是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】作光的折射光路图
【解析】【分析】根据光的折射规律分析。
【解答】当光从空气中斜射到水中时,折射角小于入射角,如下图所示:
故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
8.(2020七下·上城期末)小金制作了一个“形变放大器”来放大桌面受力发生的微小形变,装置如图所示。现把重物放上桌面上后,与该装置原理不符合的是( )
A.由于物体受到重力,桌子发生微小形变
B.激光束反射角变化量与入射角变化量相等
C.光屏上接收到的光斑向下移动
D.通过激光2次反射,将微小形变转化为光斑移动
【答案】A
【知识点】光的反射定律
【解析】【分析】(1)注意分析使桌面发生形变的力的名称;
(2)根据光的反射定律分析;
(3)放上重物后,注意分析光源发出的入射光线的角度变化,进而对光屏上光斑的位置进行判断;
(4)根据这个装置的工作原理分析。
【解答】A.桌子发生微小形变的原因不是物体受到的重力,而是由于物体的重力使桌面受到的压力,故A错误符合题意;
B.在光的反射现象中,反射角等于入射角,因此激光束反射角变化量与入射角变化量相等,故B正确不合题意;
C.放上重物后,桌面受到压力向下形变,因此光源发出光线的入射角减小,那么最终投射到光屏上的反射光线的反射角也会减小,自然光屏上接收到的光斑向下移动,故C正确不合题意;
D.通过激光2次反射,将微小形变转化为光斑移动,故D正确不合题意。
故选A。
9.(2020七下·慈溪期中)晴朗的天气,阳光通过枝叶的间隙,在树荫下的地面上洒下片片光斑,这些光斑的形状是( )
A.间隙是不规则的,所以光斑也是不规则的
B.是太阳在地面上留下的影子,所以一定是圆的
C.是太阳通过枝叶的间隙在地面上形成的像,所以一定是圆的
D.是太阳通过枝叶的间隙发生了色散现象,所以一定是圆的
【答案】C
【知识点】光的色散;光的直线传播及应用
【解析】【分析】小孔成像时,物体发出的光经过小孔后在光屏上成一个清晰的像。像的形状与孔的形状无关,是由物的形状决定的。小孔成像的原理是光的直线传播原理。
【解答】A、小孔成像时,像的形状与物体的形状有关而与孔的形状无关,树叶间的间隙符合小孔成像的规律,所以光斑应是圆的,A错误;
B、小孔成像不是影子,是由实际光线形成的像,B错误;
C、 是太阳通过枝叶的间隙在地面上形成的像,所以一定是圆的,是小孔成像的现象,C正确;
D、 色散是指光分散成多种颜色的光,这是小孔成像现象,D错误。
故选C
10.(2020七下·温州期中)阿宁同学在课外利用如图所示的装置做小孔成像实验.如果易拉罐底部有一个很小的方形小孔,则他在半透明纸上看到的是( )
A.蜡烛的正立像 B.蜡烛的倒立像
C.圆形光斑 D.方形光斑
【答案】B
【知识点】光的直线传播及应用
【解析】【分析】小孔成像是利用光的直线传播原理,物体发出的光经小孔后在光屏上成一个倒立的实像。
【解答】小孔成像所成的像是倒立的实像,A错误,B正确;所成的像与小孔的形状无关,与物体的形状有关,所以蜡烛所成的像是蜡烛倒立的像,C、D错误。
故选B
11.(2020·温州模拟)科学家发现一种特殊的负折射材料。所谓“负折射”,是指当光线在界面发生折射时,折射光线与入射光线始终位于法线同一侧。则当有一束光线射到负折射材料上时,正确的折射光路是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】光的折射规律;光的折射现象及应用
【解析】【分析】根据题中信息“ 所谓“负折射”,是指当光线在界面发生折射时,折射光线与入射光线始终位于法线同一侧 ”可以确定折射光路。
【解答】在负折射材料中先画出法线,法线与折射面垂直,再根据信息“ 所谓“负折射”,是指当光线在界面发生折射时,折射光线与入射光线始终位于法线同一侧 ”可知,A、C、D都有光线在法线的两侧,是错误的,B入射光线与折射光线都在法线的同侧,B选项正确。
故选:B
12.(2020七下·桐庐月考)“猴子捞月”的寓言故事说的是猴子看到井中有个月亮,以为月亮掉进井水里了,于是设法把它捞上来。以下说法中正确的是( )
A.水中的月亮比天上的月亮小
B.水中的月亮是天上月亮的实像
C.水中出现月亮属于光的反射现象
D.天上月亮到水面距离比水中月亮到水面距离大
【答案】C
【知识点】平面镜成像特点、原理和现象
【解析】【分析】(1)平面镜成像是光的反射现象形成的;
(2)平面镜成像的特点:大小相等,距离相等,连线垂直,是虚像。
【解答】水面相当于平面镜,而水中的月亮就是天空的月亮在水中所成的虚像。
A.水中的月亮和天上的月亮一样大,故A错误;
B.水中的月亮是天上月亮的虚像,故B错误;
C.水中出现月亮属于光的反射现象,故C正确;
D.天上月亮到水面距离等于水中月亮到水面距离,故D错误。
故选C。
二、填空题
13.(2020七下·慈溪期中)能够 的物体叫光源。在①发光水母、②木星、③日光灯、④彗星、⑤耀眼的镜子、⑥萤火虫、⑦晶莹的露珠中、⑧月亮中,能称为光源的是 (填写序号)。日光灯属于 (填“冷”或“热”)光源。
【答案】自行发光;①③⑥;冷
【知识点】光源
【解析】【分析】 我们把能自行发光且正在发光的物体叫做光源。冷光源是利用化学能、电能、生物能激发的光源(萤火虫、霓虹灯等)。具有十分优良的光源变闪特性。物体发光时,它的温度并不比环境温度高,这种发光叫冷发光,我们把这类光源叫做冷光源。
【解答】能够自行发光的物体叫光源。
①发光水母,能自行发光,是光源;②木星,依靠反射太阳光发光,不 是光源;③日光灯,能自行发光,是光源;④彗星,依靠反射太阳光发光,不是光源;⑤耀眼的镜子,依靠反射发光,不是光源;⑥萤火虫,能自行发光,是光源;⑦晶莹的露珠中,依靠反射发光,不是光源;⑧月亮,依靠反射太阳光发光,不是光源。所以①③⑥ 是光源。日光灯发光时,灯管不发热,是冷光源。
故答案为:自行发光; ①③⑥ ;冷
14.(2020七下·乐清期末)如图所示,激光笔发出的一束光从空气中的A点斜射到水面上的O点,经反射在足够长的刻度尺上形成一光点B。
(1)若入射光线与界面所成的夹角为37度,则反射角为 度。
(2)保持入射点O不变,将激光笔竖直靠近空气与水的界面,则在刻度尺上形成的光点将会 (选填“向上”或“向下”)移动。
(3)图中折射光线在刻度尺上也形成一个光点C(图中未标出),则B、C两光点到界面的距离大小关系是:SBD SCD(选填“>”、“<”和“=”)。
【答案】(1)53
(2)向下
(3)<
【知识点】光的反射定律;光的折射规律
【解析】【分析】(1)首先用90°减去入射光线和界面的夹角得到入射角,再根据“反射角等于入射角”计算反射角;
(2)分析激光笔靠近水面的过程中入射角的改变,进而确定反射角的改变,最终确定B点位置的变化;
(3)根据光的折射规律判断。
【解答】(1)若入射光线与界面所成的夹角为37度,那么入射角为:90°-37°=53°;根据“反射角等于入射角”可知,则反射角为53°;
(2)保持入射点O不变,将激光笔竖直靠近空气与水的界面,那么入射角会增大。根据“反射角等于入射角”可知,反射角也会增大,则在刻度尺上形成的光点将会向下移动;
(3)当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,那么:图中折射光线在刻度尺上也形成一个光点C,则B、C两光点到界面的距离大小关系是:SBD15.(2020七下·长兴期中)如图所示是一种反射式路灯,灯发出的光不是直接照射到路面,而是经过灯上方粗糙的反射板的反射后照亮路面。
(1)光在反射板表面发生了 (填“镜面反射”或“漫反射”)现象。
(2)如果把反射板换成平面镜,当黑夜灯亮时,地面上会有灯罩的影子,因为光在同一种均匀介质中沿 传播。
【答案】(1)漫反射
(2)直线
【知识点】光的直线传播及应用;镜面反射与漫反射
【解析】【分析】1、反射有两种形式,当光照射到光滑的面上时会发生镜面反射,当光照射到粗糙的表面上时会发生漫反射;
2、影子是由于光的直线传播形成的,当直射的光被挡住后,在物体的后面由于照不到光而显示出阴影。
【解答】(1)由题意可知,反射板表面是粗糙的,所以光将发生漫反射现象;
(2)影子是由于光的直线传播引起的,所以填直线传播。
故答案为:(1)漫反射 (2)直线
16.(2020七下·温州期中)一些大厦的外部安装了平板玻璃,人们可以通过它看到自己的 (选填“虚”“实”)像,人靠近幕墙,像的大小 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。我国已经对玻璃幕墙的安装制定了限制性法规,因为玻璃幕墙会发生 反射(选填“镜面”或“漫”),造成光污染。
【答案】虚;不变;镜面
【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】平面镜成像的特点:虚像,像和物体等大,像和物体以镜面对称。反射可分为镜面反射和漫反射,光照到光滑平整的表面上会发生镜面反射,平行光入射,平行光反射出去。当光照到粗糙的表面上时会发生漫反射,平行光入射反射光向各个方向都有。
【解答】 一些大厦的外部安装了平板玻璃 ,平板玻璃相当于平面镜,人们可以通过它看到自己的虚像,人千近幕墙,像的大小不变。 我国已经对玻璃幕墙的安装制定了限制性法规,因为玻璃幕墙光滑平整会发生镜面反射,造成光污染。
故答案为:虚;不变;镜面
17.(2020七下·桐庐月考)让太阳光穿过一条狭缝射到三棱镜上,经三棱镜分解后形成一条七色光带,这是光的 现象。透过蓝色玻璃看鲜红的月季花,月季花是 色的。
【答案】色散;黑
【知识点】物体的颜色;光的色散
【解析】【分析】(1)太阳光通过三棱镜后,被分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色的色光,这种现象叫光的色散;
(2)透明体的颜色由它透过的色光决定,不透明的颜色由它反射的色光决定。
【解答】(1)让太阳光穿过一条狭缝射到三棱镜上,经三棱镜分解后形成一条七色光带,这是光的色散现象。
(2) 蓝色玻璃只能透过蓝色光,而红色的月季花只能反射红光,蓝光照到红色的花朵表面会被吸收,因此月季花显黑色。
18.(2020七下·吴兴期中)生活中很多现象都与光学知识有关,请试着回答下列问题:
(1)每一位同学都能看到老师写在黑板上的粉笔字可用 图(填“甲”或“乙”)解释。
(2)一只小鸟在平静的湖面上飞过,湖深2米,当小鸟距水面5米时,小鸟在湖面的”倒影”距小鸟 m。
【答案】(1)乙
(2)10
【知识点】镜面反射与漫反射;平面镜成像特点、原理和现象
【解析】【分析】(1)反射现象分为镜面反射和漫反射,镜面反射的反射光线都超一个方向,比较集中;漫反射的反射光线射向四面八方,比较分散,也正是因为这个特点,我们才能从不同角度看到物体。
(2)根据平面镜成像的对称性解答。
【解答】(1)每一位同学都能看到老师写在黑板上的粉笔字可用乙图解释。
(2)水面为平面镜,小鸟为物体,根据平面镜成像的对称性可知,“倒影”到水面的距离等于小鸟到水面的距离,也就是5m,而小鸟到“倒影”的距离为:5m+5m=10m。
19.(2020七下·下城期末)为探究平面镜成像规律,小金进行了如图实验。
(1)小金应选择 (选填“平面镜”或“玻璃板”)作为实验材料之一,以便观察到其后方的蜡烛,更好地确定像的位置。
(2)小金按图实验,将蜡烛靠近(1)中所选的材料一段距离,蜡烛的像的大小 (选填“变大”或“变小”或“不变”)。
(3)实验时点燃蜡烛的目的是 。
【答案】(1)玻璃板
(2)不变
(3)使像更加清晰
【知识点】平面镜成像特点、原理和现象
【解析】【分析】(1)玻璃板是半透明的,既可以让前面的蜡烛在里面成像,也可以通过玻璃板看到后面的蜡烛。通过这支蜡烛的移动,让其与前面蜡烛的像完全重合,从而找到像的位置;
(2)根据“物像等大”的规律解答;
(3)物体越明亮,发出的光线越多,所成的像自然更清晰。
【解答】(1)小金应选择玻璃板作为实验材料之一,以便观察到其后方的蜡烛,更好地确定像的位置。
(2)小金按图实验,将蜡烛靠近(1)中所选的材料一段距离,蜡烛的像的大小不变;
(3)实验时点燃蜡烛的目的是使像更加清晰。
三、实验探究题
20.(2020七下·吴兴期中)小敏在“探究平面镜成像规律”的实验中,在水平桌面上将一支点燃的蜡烛放在玻璃板前,然后把另一支同样大小未点燃的蜡烛放在它后方的桌面上并移动,欲使它跟点燃的蜡烛通过玻璃板成的像重合,如图1所示。
(1)该实验研究的是平面镜成像的特点,为什么却用玻璃板进行实验?
(2)实验前,小敏他们猜想物体在平面镜中成的像是虚像,为了检验这个猜测是否正确,应怎么办?
(3)平面镜是魔术师表演节目常用的道具。如图2,当演员躺在挡住观众视线的挡板后面的转盘上做各种动作时,利用平面镜,观众看到的却是她竖直悬在空中做优美的动作,请问为了达到这样的效果,平面镜该如何放置在A点处?请作图说明并标注角度。
【答案】(1)便于确定像的位置
(2)在玻璃板后放一个光屏,看能否在光屏上承接到像,如果平面镜所成的像是实像,则能在光屏上承接到,如果平面镜所成的像是虚像,则不能在光屏上承接。
(3)
【知识点】平面镜成像特点、原理和现象
【解析】【分析】(1)玻璃板是半透明的,既可以保证前面的蜡烛在里面成像,又可以通过玻璃板看到后面的蜡烛,通过这支蜡烛的移动可以确定前面蜡烛的像的位置。
(2)虚像和实像的区别:①实像由实际光线会聚而成,因此可以成在光屏上;②虚像是由反射光线反向延长线的交点形成,不能成在光屏上。
(3)物体在平面镜中所成的像与物体关于平面镜对称,据此分析解答。
【解答】(1)该实验研究的是平面镜成像的特点,却用玻璃板进行实验的原因是:便于确定像的位置。
(2)实验前,小敏他们猜想物体在平面镜中成的像是虚像,为了检验这个猜测是否正确,应该这样操作:在玻璃板后放一个光屏,看能否在光屏上承接到像,如果平面镜所成的像是实像,则能在光屏上承接到,如果平面镜所成的像是虚像,则不能在光屏上承接。
(3)演员躺在转盘上,即在水平方向;观众看到演员在空中舞蹈,则演员的像在竖直方向。因为像和物体是关于平面镜对称的,所以平面镜所在的直线其实就是物像夹角的角平分线,如下图所示:
因为水平和竖直方向的夹角是90°,所以平面镜和水平面的夹角是:。
四、解答题
21.(2020七下·柯桥期末)平面镜与水平面的夹角为30°,光源S发出的经过平面镜反射的两条光线如图所示,请标出光源S 的位置(保留作图痕迹)。
【答案】 或者
【知识点】作光的反射光路图;平面镜成像的相关作图
【解析】【分析】(1)物体在平面镜中所成的像是反射光线反向延长线的交点;像和物体关于平面镜对称;
(2)在光的反射现象中,反射角等于入射角;物体是所有入射光线的交点。
【解答】方法一:首先将两条反射光线反向延长相较于S’,这就是光源S在平面镜里所成的像。然后通过S'作平面镜的垂线,最后根据“物像等距”在镜面上方那条垂线上找到发光点S,如下图所示:
方法二:通过两个入射点分别作镜面的垂线,这就是法线。然后根据“反射角等于入射角”在法线左侧画出入射光线,最后将两条入射光线反向延长相交于S,这就是光源的位置,如下图所示:
22.(2020七下·温州期中)五一假期,小赞同学一家驾车到瑞安周边景点游玩。善于观察的他发现了小轿车中运用了许多的光学知识。
发现1:小轿车的前挡风玻璃都是倾斜安装的,而不是竖直安装(如图甲所示)。
发现2:小轿车两侧的观后镜都是凸面镜(如图乙),它们的可视范围比车内的观后镜(平面镜)要大。
发现3:小轿车的远光灯是凹面形,安装在车前方较低的位置,灯丝位于焦点,夜间开灯时,发现照射的距离特别远(如图丙所示)。
请你利用所学的光学知识和原理,解释小赞同学的这三个发现。
【答案】⒈小汽车前面的挡风玻璃相当于平面镜,如果竖直安装,所成的像会在正前方,干扰司机观察路况,倾斜安装可以成像在斜上方,不干扰司机观察路况。
⒉凸面镜有发散光线的作用,能扩大视野;
⒊车灯装的较低,可使强光照在地面上或坑洼处等物体上,通过物体反射,司机就容易看清照到的物体。
⒋照得远是因为车头的远光灯发光点位于圆弧聚光点位置,这个位置发出去的光经过周围的反射圆弧反射后都是平行射出,所以射得远。
【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;凸面镜和凹面镜
【解析】【分析】1、平面镜成像特点是:像与物大小相等,像与物到镜面的距离相等,像与物的连线与镜面垂直。竖直的平面镜将使车内的乘客成像在车的正前方,而影响司机对前方物体的判断,易出事故,倾斜后,车内物体成像与镜面对称,会成像在车的上方,对司机观察前方物体不会产生影响;
2、凸面镜对光线有发散作用,通过凸面镜对增大观察的视野;
3、凹面镜对光有会聚作用,当灯泡位于焦点处时,灯泡发出的光经凹面镜反射后会聚成平行光射出,光能集中易射得远。
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浙教版科学2020年七升八暑假衔接训练:第7讲 光
一、单选题
1.(2020七下·温州期末)下列现象中,可用“光的直线传播原理”解释的是( )
A.林中光柱 B.雨后彩虹
C.水中倒影 D.杯中“折筷”
2.(2020七下·慈溪期中)关于光的传播过程,下列说法中错误的是( )
A.光在均匀介质中沿直线传播
B.光在空气中的传播速度约为3×105千米/秒
C.光的传播方向始终不变
D.光在水中的速度小于在空气中的速度
3.(2020七下·下城期末)“井底之蛙”这个成语大家都很熟悉,以下现象中与“坐井观天,所见甚小”的原理相同的是( )
A.小孔成像
B.演员对着镜子画脸谱
C.眼睛看到远处的物体
D.利用放大镜观看邮票
4.(2020七下·乐清期末)当一束光从空气中斜射向一块上下表面平行的玻璃砖时,下列所示的光路图正确的是( )
A. B.
C. D.
5.(2020七下·温州期末)小明用如图所示的实验装置探究反射光线与入射光线是否在同一平面内,应进行的操作是( )
A.沿ON向后转动硬纸板A B.沿ON向后转动硬纸板B
C.增大入射光线与ON的夹角 D.减小入射光线与ON的夹角
6.(2020七下·温州期末)许多鞋店都会摆放一块稍微倾斜的平面镜,以便于顾客从镜子中看到试穿鞋子的情况(如图),则下列各图中能正确表示鞋子在该平面镜中成像情况的是( )
A. B.
C. D.
7.(2020七下·柯桥期末)如图所示,在烧杯正中心上方固定一手电筒光源,光线向下投射到空烧杯底部形成一个圆形光斑(图中虚线所示),此时圆形光斑的面积大小为SO。现在往烧杯中匀速注水,随烧杯内液面高度 H 的增加,圆形光斑面积S 变化情况描述正确的大致图像是( )
A. B.
C. D.
8.(2020七下·上城期末)小金制作了一个“形变放大器”来放大桌面受力发生的微小形变,装置如图所示。现把重物放上桌面上后,与该装置原理不符合的是( )
A.由于物体受到重力,桌子发生微小形变
B.激光束反射角变化量与入射角变化量相等
C.光屏上接收到的光斑向下移动
D.通过激光2次反射,将微小形变转化为光斑移动
9.(2020七下·慈溪期中)晴朗的天气,阳光通过枝叶的间隙,在树荫下的地面上洒下片片光斑,这些光斑的形状是( )
A.间隙是不规则的,所以光斑也是不规则的
B.是太阳在地面上留下的影子,所以一定是圆的
C.是太阳通过枝叶的间隙在地面上形成的像,所以一定是圆的
D.是太阳通过枝叶的间隙发生了色散现象,所以一定是圆的
10.(2020七下·温州期中)阿宁同学在课外利用如图所示的装置做小孔成像实验.如果易拉罐底部有一个很小的方形小孔,则他在半透明纸上看到的是( )
A.蜡烛的正立像 B.蜡烛的倒立像
C.圆形光斑 D.方形光斑
11.(2020·温州模拟)科学家发现一种特殊的负折射材料。所谓“负折射”,是指当光线在界面发生折射时,折射光线与入射光线始终位于法线同一侧。则当有一束光线射到负折射材料上时,正确的折射光路是( )
A. B.
C. D.
12.(2020七下·桐庐月考)“猴子捞月”的寓言故事说的是猴子看到井中有个月亮,以为月亮掉进井水里了,于是设法把它捞上来。以下说法中正确的是( )
A.水中的月亮比天上的月亮小
B.水中的月亮是天上月亮的实像
C.水中出现月亮属于光的反射现象
D.天上月亮到水面距离比水中月亮到水面距离大
二、填空题
13.(2020七下·慈溪期中)能够 的物体叫光源。在①发光水母、②木星、③日光灯、④彗星、⑤耀眼的镜子、⑥萤火虫、⑦晶莹的露珠中、⑧月亮中,能称为光源的是 (填写序号)。日光灯属于 (填“冷”或“热”)光源。
14.(2020七下·乐清期末)如图所示,激光笔发出的一束光从空气中的A点斜射到水面上的O点,经反射在足够长的刻度尺上形成一光点B。
(1)若入射光线与界面所成的夹角为37度,则反射角为 度。
(2)保持入射点O不变,将激光笔竖直靠近空气与水的界面,则在刻度尺上形成的光点将会 (选填“向上”或“向下”)移动。
(3)图中折射光线在刻度尺上也形成一个光点C(图中未标出),则B、C两光点到界面的距离大小关系是:SBD SCD(选填“>”、“<”和“=”)。
15.(2020七下·长兴期中)如图所示是一种反射式路灯,灯发出的光不是直接照射到路面,而是经过灯上方粗糙的反射板的反射后照亮路面。
(1)光在反射板表面发生了 (填“镜面反射”或“漫反射”)现象。
(2)如果把反射板换成平面镜,当黑夜灯亮时,地面上会有灯罩的影子,因为光在同一种均匀介质中沿 传播。
16.(2020七下·温州期中)一些大厦的外部安装了平板玻璃,人们可以通过它看到自己的 (选填“虚”“实”)像,人靠近幕墙,像的大小 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。我国已经对玻璃幕墙的安装制定了限制性法规,因为玻璃幕墙会发生 反射(选填“镜面”或“漫”),造成光污染。
17.(2020七下·桐庐月考)让太阳光穿过一条狭缝射到三棱镜上,经三棱镜分解后形成一条七色光带,这是光的 现象。透过蓝色玻璃看鲜红的月季花,月季花是 色的。
18.(2020七下·吴兴期中)生活中很多现象都与光学知识有关,请试着回答下列问题:
(1)每一位同学都能看到老师写在黑板上的粉笔字可用 图(填“甲”或“乙”)解释。
(2)一只小鸟在平静的湖面上飞过,湖深2米,当小鸟距水面5米时,小鸟在湖面的”倒影”距小鸟 m。
19.(2020七下·下城期末)为探究平面镜成像规律,小金进行了如图实验。
(1)小金应选择 (选填“平面镜”或“玻璃板”)作为实验材料之一,以便观察到其后方的蜡烛,更好地确定像的位置。
(2)小金按图实验,将蜡烛靠近(1)中所选的材料一段距离,蜡烛的像的大小 (选填“变大”或“变小”或“不变”)。
(3)实验时点燃蜡烛的目的是 。
三、实验探究题
20.(2020七下·吴兴期中)小敏在“探究平面镜成像规律”的实验中,在水平桌面上将一支点燃的蜡烛放在玻璃板前,然后把另一支同样大小未点燃的蜡烛放在它后方的桌面上并移动,欲使它跟点燃的蜡烛通过玻璃板成的像重合,如图1所示。
(1)该实验研究的是平面镜成像的特点,为什么却用玻璃板进行实验?
(2)实验前,小敏他们猜想物体在平面镜中成的像是虚像,为了检验这个猜测是否正确,应怎么办?
(3)平面镜是魔术师表演节目常用的道具。如图2,当演员躺在挡住观众视线的挡板后面的转盘上做各种动作时,利用平面镜,观众看到的却是她竖直悬在空中做优美的动作,请问为了达到这样的效果,平面镜该如何放置在A点处?请作图说明并标注角度。
四、解答题
21.(2020七下·柯桥期末)平面镜与水平面的夹角为30°,光源S发出的经过平面镜反射的两条光线如图所示,请标出光源S 的位置(保留作图痕迹)。
22.(2020七下·温州期中)五一假期,小赞同学一家驾车到瑞安周边景点游玩。善于观察的他发现了小轿车中运用了许多的光学知识。
发现1:小轿车的前挡风玻璃都是倾斜安装的,而不是竖直安装(如图甲所示)。
发现2:小轿车两侧的观后镜都是凸面镜(如图乙),它们的可视范围比车内的观后镜(平面镜)要大。
发现3:小轿车的远光灯是凹面形,安装在车前方较低的位置,灯丝位于焦点,夜间开灯时,发现照射的距离特别远(如图丙所示)。
请你利用所学的光学知识和原理,解释小赞同学的这三个发现。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】光的直线传播及应用
【解析】【分析】光沿直线传播形成的现象有:小孔成像、影子、日食和月食等。
【解答】A.林中光柱,是光沿直线传播形成的,故A符合题意;
B.雨后彩虹,是光的折射形成的,故B不合题意;
C.水中倒影 是光的反射形成的,故C不合题意;
D.杯中“折筷”是光的折射现象,故D不合题意。
故选A。
2.【答案】C
【知识点】光的直线传播及应用;光的传播速度与光年
【解析】【分析】1、光在同一种均匀的介质中沿直线传播,这是光的直线传播原理;
2、光在真空中的传播速度为 3×105千米/秒 ,空气中的传播速度可近似看作真空中的速度;
3、光在发生反射和折射时,光的传播方向发生改变;
4、光在不同介质中的传播速度是不同的,一般真空中的速度最大,空气中的速度次之,水中的速度小于空气中的速度。
【解答】A、 光在均匀介质中沿直线传播 ,说法正确,A错误;
B、 光在空气中的传播速度约为3×105千米/秒 ,近似看作真空中的速度,说法正确,B错误;
C、 光的传播方向始终不变,错误,光在反射和折射时传播方向会发生改变,C正确;
D、 光在水中的速度小于在空气中的速度 ,说法正确,D错误。
故选C
3.【答案】A
【知识点】光的直线传播及应用
【解析】【分析】“坐井观天,所见甚小”的原理就是光沿直线传播,据此分析判断。
【解答】A.小孔成像的原理就是光沿直线传播,故A符合题意;
B.演员对着镜子画脸谱,这是光的反射形成的平面镜成像,故B不合题意;
C.眼睛看到远处的物体,这是光线通过晶状体时发生折射形成的凸透镜成像,故C不合题意;
D.利用放大镜观看邮票,这是光的折射现象,故D不合题意。
故选A。
4.【答案】D
【知识点】作光的折射光路图
【解析】【分析】根据光的折射规律分析即可。
【解答】当光从空气斜射入玻璃时,折射角小于入射角;当光从玻璃斜射入空气时,折射角大于入射角,且最后在空气中的折射角等于开始时空气中的入射角,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
5.【答案】B
【知识点】光的反射定律
【解析】【分析】根据光的反射定律的探究过程分析。
【解答】小明用如图所示的实验装置探究反射光线与入射光线是否在同一平面内,应该让反射光线所在侧的硬纸板和入射光线侧的硬纸板不在同一平面内,再观察是否能够看到反射光线,即沿ON向后转动硬纸板B,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
6.【答案】A
【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即可。
【解答】鞋子在平面镜中所成的像与它到镜面的距离相等,且连线垂直,如下图所示:
故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
7.【答案】D
【知识点】作光的折射光路图
【解析】【分析】根据光的折射规律分析。
【解答】当光从空气中斜射到水中时,折射角小于入射角,如下图所示:
故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
8.【答案】A
【知识点】光的反射定律
【解析】【分析】(1)注意分析使桌面发生形变的力的名称;
(2)根据光的反射定律分析;
(3)放上重物后,注意分析光源发出的入射光线的角度变化,进而对光屏上光斑的位置进行判断;
(4)根据这个装置的工作原理分析。
【解答】A.桌子发生微小形变的原因不是物体受到的重力,而是由于物体的重力使桌面受到的压力,故A错误符合题意;
B.在光的反射现象中,反射角等于入射角,因此激光束反射角变化量与入射角变化量相等,故B正确不合题意;
C.放上重物后,桌面受到压力向下形变,因此光源发出光线的入射角减小,那么最终投射到光屏上的反射光线的反射角也会减小,自然光屏上接收到的光斑向下移动,故C正确不合题意;
D.通过激光2次反射,将微小形变转化为光斑移动,故D正确不合题意。
故选A。
9.【答案】C
【知识点】光的色散;光的直线传播及应用
【解析】【分析】小孔成像时,物体发出的光经过小孔后在光屏上成一个清晰的像。像的形状与孔的形状无关,是由物的形状决定的。小孔成像的原理是光的直线传播原理。
【解答】A、小孔成像时,像的形状与物体的形状有关而与孔的形状无关,树叶间的间隙符合小孔成像的规律,所以光斑应是圆的,A错误;
B、小孔成像不是影子,是由实际光线形成的像,B错误;
C、 是太阳通过枝叶的间隙在地面上形成的像,所以一定是圆的,是小孔成像的现象,C正确;
D、 色散是指光分散成多种颜色的光,这是小孔成像现象,D错误。
故选C
10.【答案】B
【知识点】光的直线传播及应用
【解析】【分析】小孔成像是利用光的直线传播原理,物体发出的光经小孔后在光屏上成一个倒立的实像。
【解答】小孔成像所成的像是倒立的实像,A错误,B正确;所成的像与小孔的形状无关,与物体的形状有关,所以蜡烛所成的像是蜡烛倒立的像,C、D错误。
故选B
11.【答案】B
【知识点】光的折射规律;光的折射现象及应用
【解析】【分析】根据题中信息“ 所谓“负折射”,是指当光线在界面发生折射时,折射光线与入射光线始终位于法线同一侧 ”可以确定折射光路。
【解答】在负折射材料中先画出法线,法线与折射面垂直,再根据信息“ 所谓“负折射”,是指当光线在界面发生折射时,折射光线与入射光线始终位于法线同一侧 ”可知,A、C、D都有光线在法线的两侧,是错误的,B入射光线与折射光线都在法线的同侧,B选项正确。
故选:B
12.【答案】C
【知识点】平面镜成像特点、原理和现象
【解析】【分析】(1)平面镜成像是光的反射现象形成的;
(2)平面镜成像的特点:大小相等,距离相等,连线垂直,是虚像。
【解答】水面相当于平面镜,而水中的月亮就是天空的月亮在水中所成的虚像。
A.水中的月亮和天上的月亮一样大,故A错误;
B.水中的月亮是天上月亮的虚像,故B错误;
C.水中出现月亮属于光的反射现象,故C正确;
D.天上月亮到水面距离等于水中月亮到水面距离,故D错误。
故选C。
13.【答案】自行发光;①③⑥;冷
【知识点】光源
【解析】【分析】 我们把能自行发光且正在发光的物体叫做光源。冷光源是利用化学能、电能、生物能激发的光源(萤火虫、霓虹灯等)。具有十分优良的光源变闪特性。物体发光时,它的温度并不比环境温度高,这种发光叫冷发光,我们把这类光源叫做冷光源。
【解答】能够自行发光的物体叫光源。
①发光水母,能自行发光,是光源;②木星,依靠反射太阳光发光,不 是光源;③日光灯,能自行发光,是光源;④彗星,依靠反射太阳光发光,不是光源;⑤耀眼的镜子,依靠反射发光,不是光源;⑥萤火虫,能自行发光,是光源;⑦晶莹的露珠中,依靠反射发光,不是光源;⑧月亮,依靠反射太阳光发光,不是光源。所以①③⑥ 是光源。日光灯发光时,灯管不发热,是冷光源。
故答案为:自行发光; ①③⑥ ;冷
14.【答案】(1)53
(2)向下
(3)<
【知识点】光的反射定律;光的折射规律
【解析】【分析】(1)首先用90°减去入射光线和界面的夹角得到入射角,再根据“反射角等于入射角”计算反射角;
(2)分析激光笔靠近水面的过程中入射角的改变,进而确定反射角的改变,最终确定B点位置的变化;
(3)根据光的折射规律判断。
【解答】(1)若入射光线与界面所成的夹角为37度,那么入射角为:90°-37°=53°;根据“反射角等于入射角”可知,则反射角为53°;
(2)保持入射点O不变,将激光笔竖直靠近空气与水的界面,那么入射角会增大。根据“反射角等于入射角”可知,反射角也会增大,则在刻度尺上形成的光点将会向下移动;
(3)当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,那么:图中折射光线在刻度尺上也形成一个光点C,则B、C两光点到界面的距离大小关系是:SBD15.【答案】(1)漫反射
(2)直线
【知识点】光的直线传播及应用;镜面反射与漫反射
【解析】【分析】1、反射有两种形式,当光照射到光滑的面上时会发生镜面反射,当光照射到粗糙的表面上时会发生漫反射;
2、影子是由于光的直线传播形成的,当直射的光被挡住后,在物体的后面由于照不到光而显示出阴影。
【解答】(1)由题意可知,反射板表面是粗糙的,所以光将发生漫反射现象;
(2)影子是由于光的直线传播引起的,所以填直线传播。
故答案为:(1)漫反射 (2)直线
16.【答案】虚;不变;镜面
【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】平面镜成像的特点:虚像,像和物体等大,像和物体以镜面对称。反射可分为镜面反射和漫反射,光照到光滑平整的表面上会发生镜面反射,平行光入射,平行光反射出去。当光照到粗糙的表面上时会发生漫反射,平行光入射反射光向各个方向都有。
【解答】 一些大厦的外部安装了平板玻璃 ,平板玻璃相当于平面镜,人们可以通过它看到自己的虚像,人千近幕墙,像的大小不变。 我国已经对玻璃幕墙的安装制定了限制性法规,因为玻璃幕墙光滑平整会发生镜面反射,造成光污染。
故答案为:虚;不变;镜面
17.【答案】色散;黑
【知识点】物体的颜色;光的色散
【解析】【分析】(1)太阳光通过三棱镜后,被分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色的色光,这种现象叫光的色散;
(2)透明体的颜色由它透过的色光决定,不透明的颜色由它反射的色光决定。
【解答】(1)让太阳光穿过一条狭缝射到三棱镜上,经三棱镜分解后形成一条七色光带,这是光的色散现象。
(2) 蓝色玻璃只能透过蓝色光,而红色的月季花只能反射红光,蓝光照到红色的花朵表面会被吸收,因此月季花显黑色。
18.【答案】(1)乙
(2)10
【知识点】镜面反射与漫反射;平面镜成像特点、原理和现象
【解析】【分析】(1)反射现象分为镜面反射和漫反射,镜面反射的反射光线都超一个方向,比较集中;漫反射的反射光线射向四面八方,比较分散,也正是因为这个特点,我们才能从不同角度看到物体。
(2)根据平面镜成像的对称性解答。
【解答】(1)每一位同学都能看到老师写在黑板上的粉笔字可用乙图解释。
(2)水面为平面镜,小鸟为物体,根据平面镜成像的对称性可知,“倒影”到水面的距离等于小鸟到水面的距离,也就是5m,而小鸟到“倒影”的距离为:5m+5m=10m。
19.【答案】(1)玻璃板
(2)不变
(3)使像更加清晰
【知识点】平面镜成像特点、原理和现象
【解析】【分析】(1)玻璃板是半透明的,既可以让前面的蜡烛在里面成像,也可以通过玻璃板看到后面的蜡烛。通过这支蜡烛的移动,让其与前面蜡烛的像完全重合,从而找到像的位置;
(2)根据“物像等大”的规律解答;
(3)物体越明亮,发出的光线越多,所成的像自然更清晰。
【解答】(1)小金应选择玻璃板作为实验材料之一,以便观察到其后方的蜡烛,更好地确定像的位置。
(2)小金按图实验,将蜡烛靠近(1)中所选的材料一段距离,蜡烛的像的大小不变;
(3)实验时点燃蜡烛的目的是使像更加清晰。
20.【答案】(1)便于确定像的位置
(2)在玻璃板后放一个光屏,看能否在光屏上承接到像,如果平面镜所成的像是实像,则能在光屏上承接到,如果平面镜所成的像是虚像,则不能在光屏上承接。
(3)
【知识点】平面镜成像特点、原理和现象
【解析】【分析】(1)玻璃板是半透明的,既可以保证前面的蜡烛在里面成像,又可以通过玻璃板看到后面的蜡烛,通过这支蜡烛的移动可以确定前面蜡烛的像的位置。
(2)虚像和实像的区别:①实像由实际光线会聚而成,因此可以成在光屏上;②虚像是由反射光线反向延长线的交点形成,不能成在光屏上。
(3)物体在平面镜中所成的像与物体关于平面镜对称,据此分析解答。
【解答】(1)该实验研究的是平面镜成像的特点,却用玻璃板进行实验的原因是:便于确定像的位置。
(2)实验前,小敏他们猜想物体在平面镜中成的像是虚像,为了检验这个猜测是否正确,应该这样操作:在玻璃板后放一个光屏,看能否在光屏上承接到像,如果平面镜所成的像是实像,则能在光屏上承接到,如果平面镜所成的像是虚像,则不能在光屏上承接。
(3)演员躺在转盘上,即在水平方向;观众看到演员在空中舞蹈,则演员的像在竖直方向。因为像和物体是关于平面镜对称的,所以平面镜所在的直线其实就是物像夹角的角平分线,如下图所示:
因为水平和竖直方向的夹角是90°,所以平面镜和水平面的夹角是:。
21.【答案】 或者
【知识点】作光的反射光路图;平面镜成像的相关作图
【解析】【分析】(1)物体在平面镜中所成的像是反射光线反向延长线的交点;像和物体关于平面镜对称;
(2)在光的反射现象中,反射角等于入射角;物体是所有入射光线的交点。
【解答】方法一:首先将两条反射光线反向延长相较于S’,这就是光源S在平面镜里所成的像。然后通过S'作平面镜的垂线,最后根据“物像等距”在镜面上方那条垂线上找到发光点S,如下图所示:
方法二:通过两个入射点分别作镜面的垂线,这就是法线。然后根据“反射角等于入射角”在法线左侧画出入射光线,最后将两条入射光线反向延长相交于S,这就是光源的位置,如下图所示:
22.【答案】⒈小汽车前面的挡风玻璃相当于平面镜,如果竖直安装,所成的像会在正前方,干扰司机观察路况,倾斜安装可以成像在斜上方,不干扰司机观察路况。
⒉凸面镜有发散光线的作用,能扩大视野;
⒊车灯装的较低,可使强光照在地面上或坑洼处等物体上,通过物体反射,司机就容易看清照到的物体。
⒋照得远是因为车头的远光灯发光点位于圆弧聚光点位置,这个位置发出去的光经过周围的反射圆弧反射后都是平行射出,所以射得远。
【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;凸面镜和凹面镜
【解析】【分析】1、平面镜成像特点是:像与物大小相等,像与物到镜面的距离相等,像与物的连线与镜面垂直。竖直的平面镜将使车内的乘客成像在车的正前方,而影响司机对前方物体的判断,易出事故,倾斜后,车内物体成像与镜面对称,会成像在车的上方,对司机观察前方物体不会产生影响;
2、凸面镜对光线有发散作用,通过凸面镜对增大观察的视野;
3、凹面镜对光有会聚作用,当灯泡位于焦点处时,灯泡发出的光经凹面镜反射后会聚成平行光射出,光能集中易射得远。
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