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【名师导航】中考物理一轮复习学案
第4章 光的反射
考点分布 考查频率 考点内容 命题趋势
1. 光的直线传播 ★★★★ 1.了解光源,了解光在真空或空气中的传播速度,理解光沿直线传播及其应用。 2.了解光的反射特征,理解反射现象,知道光路的可逆性。 3.理解镜面反射和漫反射的差异。 4.探究平面镜成像像与物的关系,理解日常生活中平面镜成像的现象。初步认识凸面镜的发散作用和凹面镜的会聚作用及其应用。 可能考光的直线传播、反射、平面镜成像、反射、直线传播综合题。题型有填空题、选择题、作图题、综合题、实验题,分值3-4分。
2. 光的反射 ★★★★★
3. 平面镜成像原理和特点 ★★★★★
知识点一:光的直线传播
1.光源:能够发光的物体叫做光源。太阳是最大的天然光源,烛光或通电的电灯是人造光源。月亮不是光源。
2.光线:为了形象地描述光的传播情况,通常用一条带箭头的直线表示光的径迹和方向,这样的直线叫做光线。
3.光的直线传播条件:光在同种均匀介质中是沿直线传播的。能说明光沿直线传播的现象有影子的形成、日(月)食、小孔成像等。
4.注意:小孔成像是由于光的直线传播而成的倒立的实像,像的大小与物体和光屏到小孔的距离有关。
光客观存在,而光线是为了表示光的传播路径而构建的一种物理模型,同磁感线一样,并不存在。
5.光速:光在不同介质中的传播速度不同,v真空 >v水 >v玻璃 ,在真空中传播速度最大,为3×108m/s。
1.下列实例中利用光沿直线传播的是_______;利用光的反射的是______。
凿壁偷光 ; ②立竿见影; ③激光准直; ④汽车观后镜;
⑤云在水中飘; ⑥形影不离; ⑦自行车尾灯;⑧坐井观天,所见甚小。
参考答案:①②③⑥⑧;④⑤⑦。
2. (2022 温州模拟)成语“坐井观天”的意思是坐在井里看天,用来比喻眼界狭窄之人。枯井中的青蛙位于井底O点,下列光路图中,能正确表示“坐井观天”含义的是( )
参考答案:A
知识点二:光的反射
1.光的反射:光射到某种物质的表面时有一部分光会发生反射,这种现象叫光的反射。
2.光的反射定律
(1)内容:①反射光线、入射光线和法线在同一平面内——三线共面;②反射光线和入射光线分居法线两侧——两线分居;③反射角等于入射角——两角相等。
(2)图示:
(3)理 ①光的反射现象中,一条入射光线只有一条对应的反射光线。②当光线垂直入射时,入射角等于0度,反射角也等于0度。③入射角增大,反射角增大。④在光的反射中,光路是可逆的。
3.两种反射现象对比
镜面反射 漫反射
特点 射到物面为平整光滑反射面上的平行光反射后仍然平行 射到物面为凹凸不平的反射面上的平行光反射后向着不同的方向传播
条件 反射面平整光滑 反射面凹凸不平
光路图
能否成像 可成虚像 不能成像
应用 平静的水面、平面镜、反光的黑板 漫反射能使我们从不同的方向看到物体
相同点 镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律
3. (2022 茂名一模)北京冬奥会开幕式上,小演员们双手举着“和平鸽”,随着脚步的移动,脚下一朵朵晶莹洁白的雪花如影随形,这一创意来自于冰面倒影。从物理学来看,关于“如影随形”和“冰面倒影”的中“影”,下面说法正确的是( )
A.都是光的直线传播形成的
B.都是光的反射形成的
C.前者是光的直线传播形成的,后者是光的反射形成的
D.前者是光的反射形成的,后者是光的直线传播形成的
参考答案:C
4. (2022 呼和浩特)日出东方,万物光明;林间疏影,潭影映人。上面句中,林间疏影与潭影映人,是两种光学现象,其原理与下面两幅图的光学原理相同,这两幅图是( )
A.①和② B.②和③ C.③和④ D.②和④
参考答案:A
知识点三:平面镜成像原理和特点
1.原理:如图所示,光源S向四处发光,一些光经平面镜__反射__后进入了人的眼睛,引起视觉,我们感到光好像是从图中S′处射来的,S′就是S在平面镜中虚像。
2.规律:由平面镜成像原理图可知:反射光线、入射点和虚像点在同一直线上。这一规律经常用来进行相关的作图。
3.实像与虚像对比
实像 虚像
形成 实际光线会聚 反射光线(或折射光线)反向延长线会聚
承接 能用光屏 不能用光屏承接
画法 用实线表示 用虚线表示
观察 可以用眼睛观察,可以用相机拍摄
4.平面镜成像特点
(1)像和物体大小相等。(2)平面镜所成的像和物体到镜面的距离相等。(3)像和物体的连线与镜面垂直。(4)像是虚像。
5.注意:①平面镜成像时,物体和像关于平面镜成轴对称图形。②当我们面镜时,会感觉到自己在平面镜中的像越来越大,这是由于这一过程中像的视角变大的缘故,实际上像的大小并没有发生变化。
6.探究平面镜成像特点注意:
(1)用玻璃板代替平面镜的原因:玻璃板既能反射光、又能透过光,这样既可以成像,又可以透过玻璃板看到另一侧的蜡烛。
(2)用两支完全相同蜡烛的原因:方便比较像和物体的大小关系。
(3)让未点燃的蜡烛与虚像完全重合的原因:用未点燃的蜡烛替代虚像。
(4)未点燃的蜡烛不能与虚像完全重合的原因:玻璃板与桌面不垂直。
(5)用烛焰作为研究对象的原因:烛焰明亮,成像清晰,易于观察。
(6)在暗室中进行实验的原因:环境较暗,像相对就明亮些。
(7)在虚像处放置光屏的原因:判断成像的虚实。
(8)方格纸(或直尺)的用途:更好的比较像和虚像的到平面镜的的距离。
(9)观察到玻璃板另一侧有两个距离很近的虚像的原因:玻璃板前后两个侧面各成了一个像。
(10)用薄玻璃板进行实验的原因:蜡烛通过玻璃板前后两个面成的像距离近,看起来几乎是一个像。
(11)多次重复实验的目的:更好的发现普遍性规律。
7. 凸面镜和凹面镜
5. 一位身高1.65 m的同学站在竖直放置的高为1.2 m的穿衣镜前1.5 m处,他在镜中的像的身高是______m,镜中像与他之间的距离是____m.当他后退时,他在镜中的像______(选填“变大”“变小”或“不变”).他在镜中的像是_____(选填“虚”或“实”)像。
参考答案:1.65;3;不变;虚。
6. 随着人们生活水平的提高,小汽车已经进入每一户家庭,关于小汽车下列说法错误的是( )
A.小汽车的后视镜采用凹面镜,是为了扩大视野
B.夜间行车时,为了安全,车内最好关着灯
C.关上车窗后,车内会变得安静很多,是因为玻璃可以起到隔音的效果
D.前挡风玻璃倾斜安装是防止车内的物体成像在车正前方,影响司机视线
易错点1 镜面反射和漫反射
典例1:教室黑板用久的部分变光滑,如图所示,阴影为黑板光滑处,教室内的同学分为四个小组,当光线从右侧窗户射入时,上课看黑板光滑处写的字,因反光最可能看不清字的小组是( )
A.第一、二组 B.第二、三组
C.第一、三组 D.第三、四组
【错解】选D,理由:如图,当光线照射到光滑的处进,发生了镜面反射,光线反射到第一、二组,较亮;所以第三、四组就看不清楚。
【析错】(1)漫反射时反射光线射向各个方向,所以我们能从各个不同方向看到本身不发光的物体;
(2)镜面反射后的光线射向同一方向,正好处在这一方向上时,获得的光线很强,黑板“反光”就是因为黑板发生了镜面反射的缘故。为了保护学生的眼睛,需要通过黑板发生漫反射,或者减弱镜面反射。
【正解】选A,理由:能从不同方向看到本身不发光的物体,是因为光在物体表面上发生了漫反射,反射光线射向各个方向的缘故。黑板“反光”是因为黑板发生了镜面反射,黑板反射的光线比粉笔字反射的光线强,使人无法看清黑板上的字。如图,下面的两条光线会射到黑板的粗糙的地方,从而发生漫反射,四个小组的同学都能看到黑板上的字;而上面两条光线会射到黑板上的光滑处发生镜面反射,由图可知,可知第一小组和第二小组正好处在镜面反射的位置上,此时光线太强,所以看不清字,而第三小组和第四小组在漫反射位置上,所以能看到黑板上的字。故选:A。
▲▲变式练习1
(2022春 嘉兴期中)在风平浪静、清澈见底的水里,很容易观察到“水底的鱼儿在白云中穿梭”的景象,而起风后,在水面不同的位置都会看到水面上到处是波光粼粼。对观察到的“鱼”、“白云”和“波光粼粼”三种现象的下面几种解释,正确的是( )
A.鱼和白云都是镜面反射形成的,波光粼粼是漫反射形成的
B.鱼是镜面反射形成的,白云和波光粼粼是漫反射形成的
C.鱼是折射形成的,白云是镜面反射形成的,波光粼粼是漫反射形成的
D.鱼和白云都是折射形成的,波光粼粼是漫反射形成的
参考答案:C
▲▲变式练习2
(2022 西湖区二模)镜面反射和漫反射是光的反射两种类型(如图所示)。雨后的夜晚,迎着月光行走在有积水的路上时,会发现水坑处和干燥的地面亮度不一样。结合光的反射知识,下列说法正确的是( )
A.水面发生漫反射,遵循光的反射定律 B.干燥的地面发生漫反射,不遵循光的反射定律
C.干燥的地面比较暗,水坑处比较亮 D.干的地面比较亮,水坑处比较暗
参考答案:C
易错点2 反射角(或入射角)
典例2:如图所示,平面镜OM与ON镜面之间夹角为α,在两平面镜角平分线上有一个点光源S,如果要保证S发出的任意一条光线最多只能产生两次反射,则α的最小值是( )
A.120° B.90° C.72° D.60°
【错解】B,理由:OM与ON镜面之间夹角为90°,则入射角为45 ,光在发生反射时反射角等于入射角,故选B。
【析错】①根据平面镜成像特点分别作出入射光线SA和反射光线SB,
②设入射光线与任意平面的夹角为β,则第一次反射后射出的光线与平面的夹角也为β,当第二次反射时候,入射光线与水平面的夹角为180-α-β,同理,可以推出第二次反射出来的光线与水平面的夹角也为180-α-β,要使第三次反射不发生,需要180-α-β≤α,又因为β是外角,最小值为,然后解不等式即可得出结论。
【正解】选C。理由:S发出的任意一条光线最多只能产生两次反射,根据平面镜成像特点分别作出入射光线SA和反射光线SB,如图所示:设入射光线SA与平面镜MO的夹角为β,则反射光线AB与平面镜MO的夹角也为β,当第二次入射时候,原来的反射光线AB即为入射光线,则AB与平面镜NO的夹角为180-α-β,同理,SB与平面镜NO的夹角也为180-α-β,要使第三次反射不发生,β≥180-2α,又因为β的最小值为,所以≥180-2α,解得α≥72度。此题也可以这样解答:OM为对称轴,ON镜面翻折过去。得到ON′镜面。把ON′做为对称轴,将OM翻折过去。得到OM′.依次类推。S引出一条直光线。与这些镜面的交点个数就是反射次数。要想只反射两次。那么一定没有第三个交点,也就是说镜面位置最多就是在射线SO上。就得到α*2.5≥180°(与原方程是等价的)。得到α≥72°。故选:C。
▲▲变式练习1
(2022 徐州模拟)电视机的遥控器通过发射一种不可见光--红外线,来实现对电视机的控制。有时不把遥控器对准电视机的控制窗口,而是对着墙壁按一下按钮,利用光的反射也可以控制电视机。请在图中画出红外线经过墙壁反射的光路。
参考答案:如图所示
▲▲变式练习2
(2022 宣州区二模)自行车的尾灯能将照射过来的光反射回去。如图所示,这是一条射向自行车尾灯的光线,请在图中画出自行车尾灯将这条光线反射回去的光路图。
参考答案:如图所示
易错点3 作图时实线与虚线
典例3:请根据要求作图(保留作图痕迹)
图中A'B'是物体AB在平面镜中所成的像,请根据平面镜成像特点作出物体AB。
【错解】
理由:平面镜成像时像与物是关于平面镜对称的,虚实线可以不分。
【析错】平面镜成像的特点:所成的像是虚像;像和物体形状、大小相同;像和物体各对应点的连线与平面镜垂直;像和物体各对应点到平面镜间距离相等。对于平面镜相关作图,常用方法是:作出端点(或关键点)的对称点,且注意物体是实线,像是虚线。
【正解】见下图,理由:过A′B′向平面镜做垂线,并延长至等长,得到点A和B,连接A、B就是物体AB,如图所示:
典例4:请按题目要求作答。画出图中物体AB在镜中所成的像。
【错解】如图,
理由:先作出物体两端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′,用实线线连接A′、B′即为AB物体在平面镜中的像。
【析错】平面镜成像的特点是:像与物关于平面镜对称,可以先作出物体A、B端点AB的像点A′、B′,连接A′、B′即为物体AB在平面镜中所成的像,平面镜成像是虚像.
【正解】见下图,理由: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的像,如图所示:
▲▲变式练习1
根据平面镜成像特点,在图中画出物体AB在平面镜MN中所成的像A′B′。
▲▲变式练习2
小旋在照镜子(固定在墙壁上)时,眼睛的位置在A点,固定在天花板上的灯管EF正在发光,如图所示。
(1)在图中画出灯管EF的像。
(2)透过镜子,小旋能否看到灯管EF的像?请画图及简要文字说明。
(3)若想看到灯管的像,小旋应该如何做?
(1)先作出物体的端点E、F在平面镜中的对称点E′、F′,连接E′、F′点即为物体EF在平面镜中的像,注意辅助线和像用虚线,如图所示:
(2)分别连接F'、E'与镜子的上下两个端点,做出反射光线和入射光线,如图所示:
由图可知,A不在灯光的反射范围内,因此人眼无法看到灯管EF的像;
(3)根据图像可知,若想看到灯管的像,小旋可以向前靠近镜子或直接蹲下来。
故答案为:(1)如图;(2)不能;因为人眼不在光的反射范围内,因此人眼无法看到灯管EF的像;(3)小旋可以向前靠近镜子或直接蹲下来。
一.选择题(共9小题)
1.(2022 随州)在一个烈日炎炎的午后陈老师走在随州街头,看到地面上树荫里有许多圆形光斑,抬头看看树叶间刺眼的阳光,想到这树荫下藏着物理学的秘密,便拍下两张照片(如图)。经估测树荫下一个清晰光斑的直径约为7cm,这束阳光从约7m高处的树叶间照射下来。我们常说:太阳光经过约8分钟来到地球(太阳和地球之间的距离按1.5×1011m计算),粗略计算太阳的直径最接近( )
A.1.5×109m B.1.5×1019m C.5×106m D.5×1012m
2.(2022 西藏)扎西同学观察到以下生活现象,其中可以用光的反射解释的是( )
3.(2022 贵阳)如图甲所示,轿车司机从右后视镜中观察到同向驶来一辆越野车,下一时刻越野车在后视镜中的位置如图乙所示。设两车均匀速向前行驶,下列说法正确的是( )
A.后视镜中的像是光的折射形成的
B.越野车在轿车司机的左后方行驶
C.越野车比轿车行驶的速度大
D.越野车相对于轿车是静止的
4.(2022 湘潭)下列现象能说明光沿直线传播的是( )
5.(2022 青海)下列现象中,哪个是光沿直线传播形成的( )
A.树的影子 B.水中倒影 C.雨后彩虹 D.海市蜃楼
6.(2022 河池)如图所示的光学现象是由光的直线传播形成的是( )
7.(2022 十堰)下列光学现象中,属于光的反射现象的是( )
8.(2022 岳阳)下列成语所描绘的光现象中,由于光的反射形成的是( )
A.立竿见影 B.凿壁偷光 C.镜花水月 D.坐井观天
9.(2022 无锡)如图所示,小红正在做“探究平面镜成像的特点”实验,棋子A、B完全相同。关于该实验,下列说法中错误的是( )
A.选用茶色玻璃板便于确定像的位置
B.茶色玻璃板应竖直放置在方格纸上
C.若B能与A的像完全重合,说明像与物等大
D.在B位置放上光屏能接收到A的像
二.填空题(共1小题)
10.(2022 梧州)早在公元前4世纪,墨家就做过小孔成像的实验,该实验的原理是光的 ,像是 (选填“倒立”或“正立”)的。
三.解答题(共1小题)
11.(2022 扬州)在探究“平面镜成像的特点”实验中,装置如图1所示.
(1)为了更好的完成实验,最好选用 (选填“无色”或“茶色”)玻璃板,玻璃板应 放置在水平桌面上,可用 (填器材名称)来检验。
(2)将棋子A置于玻璃板前方,观察到A的两个像,在玻璃板后方放置棋子B,使之与棋子A较亮的像重合。在白纸上记下棋子A和B的位置,如图2所示,此时物到镜面的距离为 ,像到镜面的距离为 (选填“AC”、“AD”、“BD”或“BC”)。可沿 方向(选填“MN”或“PQ”)移动棋子A多次实验,寻找普遍规律。
四.作图题(共17小题)
12.(2022 南通)如图,物体AB正立在平面镜前,请作出物体AB在平面镜中所成的像。
13.(2022 大连)如图所示,一束光入射到平面镜上,入射角为60°,请画出反射光线并标出反射角的度数。
14.(2022 梧州)如图,小玲利用一块平面镜,将正午时分直射的太阳光引入一根水平管道内,请在图中画出平面镜的位置。
15.(2022 成都)“圭表”是我国古代先进的天文观测仪器,根据“表”在“圭”面上影长的变化就能知道时节的更替。元代天文学家郭守敬改进和创新了“圭表”(如图甲),图乙是其示意图。他在“表”上方加一根架空的横梁,在“圭”面上放置一个可移动的景符(有小孔的铜片)。他利用改进后的“圭表”,精确推算出了二十四节气和一回归年天数。请根据以上资料在图乙中画出横梁通过景符的小孔在“圭”面上所成的影像,并标明两条光线的传播方向。
16.(2022 威海)如图所示,激光笔从A点发出激光,在平面镜上留下一个红色亮点O,请画出激光入射到镜面和离开镜面后的径迹。
17.(2022 黔西南州)阳光与水平面成60°角射向地面,用平面镜使阳光竖直射入井底,在图中画出平面镜的位置,并标明反射角的度数。
18.(2022 湘西州)太阳光经书本反射后进入我们眼睛的光路如图所示,请画出入射光路图。
19.(2022 桂林)请画出图中入射光线对应的反射光线。
20.(2022 丹东)如图甲所示,用跳棋子完成“探究平面镜成像的特点”的实验后,小辉偶然发现在镜前某一角度,棋子A的像恰好被棋子B“挡住”了;图乙为该场景的简图,图中C为小辉眼睛的位置,请根据平面镜成像的特点完成符合题意的光路图。
21.(2022 上海)根据平面镜成像特点,在图中画出物体AB在平面镜MN中所成的像A′B′。
22.(2022 临沂)如图所示,请作出反射光线对应的入射光线。
23.(2022 安顺)在图中,根据平面镜成像特点画出点光源S发出的光经平面镜反射后过A点的光路图。
24.(2022 东营)如图所示,S是发光点,请画出S在平面镜中的像S′的位置,并画出由S点发出经平面镜反射后通过A点的光路图。
25.(2022 河南)如图是某戏曲演员在平面镜前化妆的情景。请在图中画出演员头饰中弧线AB段在平面镜中的像,并画出演员通过平面镜看见头饰上A点的光路图。
26.(2022 娄底)如图中,牙医借助平面镜观察牙齿的背面,请在图乙中画出能反映此过程的光路图。
27.(2022 湖北)
有时,黑板反射的光会“晃”着一些同学的眼睛。如图所示,A点表示被“晃”人的眼睛,OA是发生这种现象时的一条反射光线。请在图中作出OA的入射光线。
28.(2022 赤峰)如图所示,在路灯(A点表示)的照射下,地面上出现了小树BC的影子BD,请根据光的直线传播知识画图确定点D的位置。
五.实验探究题(共6小题)
29.(2022 盐城)小红做“探究光的反射定律”实验。
(1)将平面镜水平放置,白色硬纸 放在平面镜上。
(2)如图甲所示,让一束光 着纸板射向镜面上的O点;小红能从不同方向看到纸板上的光束,是因为发生了 反射,在纸板上画出光路,再次改变 的方向,重复上述实验,取下纸板,用量角器量出光线AO与 (填“ON”或“CD”)的夹角,即为入射角,记下数据,比较射角和入射角的大小关系。
(3)为了寻找反射光线与入射光线构成的平面究竟在哪里,小红用如图乙所示的装置对实验进行改进。光屏安装在底座上,可以绕水平直径偏转,平面镜固定在水平底座上,将光屏倒向后方,用激光笔作光源,将激光束沿固定方向照射到平面镜中心处,水平旋转底座并改变 的角度,设法使光屏上呈现出 的径迹,如图丙所示,此时光屏所在的平面就是要寻找的平面。
30.(2022 广元)小林在探究光的反射规律实验中,利用激光笔、可折转的光屏、平面镜和测量工具等器材,组装了如图所示的实验装置。
(1)小林让激光笔发出的激光沿右侧光屏入射到平面镜上的O点,先不折转光屏时,法线ON左侧光屏上能观察到反射光线,再将左侧光屏沿ON向后转动,左侧光屏上观察不到反射光线。这说明光的反射现象中,反射光线、入射光线和法线在 平面上。
(2)小林使入射光线与平面镜间的夹角为60°时,测得反射角大小应为 。
31.(2022 贺州)在“探究平面镜成像的特点”中,记录实验数据如下表:
实验次数 蜡烛到平面镜的距离/cm 蜡烛的像到平面镜的距离/cm 蜡烛的像与蜡烛的大小关系
1 8 8 相等
2 10 10 相等
3 15 15 相等
(1)根据表格中的数据可归纳出平面镜成像的特点:像的大小与物体的大小 ,像与物体到平面镜的
距离 。
(2)图中平面镜所成的像是 像,像和物体的连线与镜面 。
32.(2022 新疆)如图所示为“探究光的反射规律”的实验装置。采用可转折的两部分纸板是为了研究 、入射光线和法线是否在同一平面内;实验中,从纸板前不同的方向都能看到纸板上光的径迹,是因为光在纸板上发生了 (填“镜面”或“漫”)反射;入射光线AO靠近法线ON时,反射光线OB将 (填“靠近”或“远离”)法线ON。
33.(2022 自贡)在“探究光的反射规律”的实验中,如图所示,水平放置平面镜,白色纸板竖直立在平面镜上,纸板由E、F两部分组成,可以绕ON翻折。
(1)实验时,把纸板ENF垂直放在平面镜上,入射光线AO的法线是 ,光线AO的入射角大小是 度;
(2)为了探究反射角与入射角大小的关系,应进行的操作是 ;
A.改变纸板与平面镜之间的夹角 B.沿ON向后转动纸板E
C.沿ON向后转动纸板F D.改变入射角的大小
(3)将一束光贴着纸板E沿AO射到镜面上O点,纸板F上会显示出反射光束OB,接着将纸板F绕ON向后翻折,则纸板F上 (选填“能”或“不能”)显示出反射光束,由此说明反射光线、入射光线与法线在 内(选填“同一平面”或“不同平面”);
(4)若让另一束光沿BO方向射向平面镜,反射光将沿OA方向射出。该实验现象说明 。
A.反射角等于入射角 B.在光的反射现象中,光路可逆
34.(2022 福建)用如图甲装置,探究平面镜成像的特点:
(1)为了便于确定像的位置,玻璃板应 放置在水平桌面的白纸上。
(2)将蜡烛1放在A位置,可看到它在玻璃板后面的像。拿一支相同的蜡烛2竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛1的像 时,该位置记为A'。
(3)将光屏放在A′位置,任意转动都承接不到像,可知平面镜成的像是 像。
(4)改变蜡烛1的位置,重复步骤(2),可得像与物位置的对应关系如图乙,可知平面镜成像时,像与物关于镜面 。
(5)将图乙中C处的蜡烛沿直线CC'向玻璃板方向移动1cm,此时像与物之间的距离是 cm,像的大小的变化情况是 。
参考答案与试题解析
一.选择题(共9小题)
1.【解答】光斑的直径与光斑到小孔的距离的比值是一个定值。根据光线传播的可逆性可知:太阳直径与太阳到小孔的距离的比值是一个定值,且和光斑的直径与光斑到小孔的距离的比值相等。
太阳的直径:d=×1.5×1011m=1.5×109m。
故选:A。
2.【解答】A、影子的形成是光的直线传播现象,故A不合题意;
B、铅笔“错位”是由于铅笔放入水中,铅笔反射的光线由水中斜射入空气中,方向发生偏折,使得我们在视觉上感觉铅笔在水中被折断了,是光的折射现象,故B不合题意;
C、猫照镜子属于平面镜成像,可以用光的反射解释,故C符合题意;
D、三棱镜分解白光是光的色散现象,是由于光的折射形成的,故D不合题意。
故选:C。
3.【解答】A、后视镜中的像是光的反射形成的,故A错误;
B、越野车在轿车司机的右后方行驶,故B错误;
C、后视镜中的越野车的像看起来变大了,说明越野车比轿车行驶的速度大,故C正确;
D、越野车相对于轿车是运动的,因为越野车与小轿车的距离变小,相对于小轿车的位置发生了变化,故D错误。
故选:C。
4.【解答】A、雨过天晴时,常在天空出现彩虹,这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的,白光经水珠折射以后,分成各种彩色光,这种现象叫做光的色散现象,所以说雨后的天空出现彩虹是由光的折射形成的,故A不符合题意;
B、水中倒影是由于光的反射现象形成的平面镜成像,故B不符合题意;
C、墙上手影是由于光沿直线传播形成的,故C符合题意;
D、从水中铅笔上反射的光从水中斜射入空气中时,发生折射,折射光线远离法线,当人逆着折射光线的方向看时,看到的是铅笔的虚像,比实际位置偏高,所以感觉折断了,故D不符合题意。
故选:C。
5.【解答】A.光在同种均匀介质中是沿直线传播的。当光遇到不透明物体后,被障碍物挡住,于是在物体的另一侧形成一个光照不到的区域就是影子,故A符合题意;
B.水中倒影是光的反射现象,故B不符合题意;
C.雨过天晴时,天空出现的彩虹,这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射后,分成各种彩色光而成的,这是光的色散现象,故C不符合题意;
D.海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象,是由于空气的密度不均匀而引起的,故D不符合题意。
故选:A。
6.【解答】A、小孔成像是利用光的直线传播原理形成的倒立的实像,可以用光的直线传播解释,故A符合题意;
B、利用凸透镜矫正远视眼,是光的折射现象,故B不符合题意;
C、白光通过三棱镜被分解成七种色光,是光的色散现象,故C不符合题意;
D、平行光线射到凹凸不平的物体表面发生漫反射,是光的反射现象,故D不符合题意。
故选:A。
7.【解答】A、海市蜃楼是由于光在密度不均匀的物质中传播时,发生折射而引起的,故A错误;
B、开凿隧道用激光束引导掘进机,使掘进机沿直线前进,是利用光沿直线传播,故B错误;
C、水中倒影,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故C正确;
D、复色光经过三棱镜后分散为单色光的过程叫光的色散,色散的特点是形成了光带,故D错误。
故选:C。
8.【解答】A、立竿见影中的影子的形成说明光是沿直线传播的,由于光的直线传播,被物体挡住后,物体后面就会呈现出阴影区域,就是影子,故A不符合题意;
B、凿壁偷光是光在同种均匀介质中沿直线传播现象,故B不符合题意;
C、镜花水月,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故C符合题意;
D、坐井观天,所见甚小是由于光的直线传播,故D不符合题意。
故选:C。
9.【解答】A、选用茶色玻璃板来代替平面镜来探究,既能看到B棋子又能看到A棋子的像,是为了便于确定像的位置,从而便于探究平面镜成像特点,故A正确;
B、玻璃板如果不竖直,不论怎样移动后面的棋子都不可能与前面棋子的像完全重合,就无法验证像的位置和大小,故B正确;
C、棋子B与棋子A的像能完全重合,说明像与物大小相等,故C正确;
D、蜡烛在玻璃板中的像是反射光线的反向延长线相交而成的,属于虚像,无法利用光屏承接,故D错误。
故选:D。
二.填空题(共1小题)
10.【解答】光在同一种介质中沿直线传播,所以当光线穿过小孔时光源上下部分交换,形成倒立的实像。
故答案为:直线传播;倒立。
三.解答题(共1小题)
11.【解答】(1)为了更好的完成实验,应选用茶色透明玻璃,这样玻璃成的像比较清晰;
如果玻璃板不垂直于水平桌面,后面的棋子与前面棋子的像不在同一高度上,怎样操作都不会重合的,也就无法比较像与物的大小关系,因此玻璃板应垂直放置在水平桌面上;
因为直角三角板两个直角边相互垂直,所以可以用直角三角板的两个直角边来检查玻璃板是否与水平桌面垂直;
(2)物到镜面的距离叫做物距,由“在玻璃板后方放置棋子B,使之与棋子A较亮的像重合”可知,玻璃板的反射面是C面,由图可知,因此物体到镜面的距离为AC;
像到镜面的距离叫做像距,由图可知,因此像到镜面的距离为BC;
为了寻找普遍规律,应改变物距多次实验,因此应沿PQ方向移动棋子A多次实验,寻找普遍规律。
故答案为:(1)茶色;竖直;直角三角板;(2)AC;BC;PQ。
四.作图题(共17小题)
12.【解答】先做出物体A、B端点的像点A'、B',连接A'、B'即为物体AB在平面镜中所成的像,如下图所示:
13.【解答】图中已经作出法线,反射角等于入射角,则反射角也为60°,再在法线的另一侧根据反射角等于入射角作出反射光线并标出反射角大小,如图所示:
14.【解答】将正午时分直射的太阳光引入一根水平管道,可知入射光线向下、反射光线水平向左,根据光的反射定律可知,反射角等于入射角,则作反射光线和入射光线夹角的角平分线,即为法线的位置;法线垂直于平面镜,从入射点作法线的垂线得到平面镜的位置,如图所示:
15.【解答】答:经过横梁的光线是太阳发射过来的光线,则给出的光线是经从横梁通过景符的小孔入射到“圭”面上,如下图:
16.【解答】
画法1:依据光的定律作图:首先画出法线,连接AO,作出入射光线,根据反射角等于入射角作出反射光线,如图所示:
画法2:利用平面镜成像的特点和原理作图:过A点作平面镜的垂线并延长等长的距离,作出A的像A',连接A'O并延长,作出反射光线,然后作出入射光线,如图所示:
17.【解答】因为太阳光竖直射入深井内,所以反射光线竖直向下,画出法线,过入射点画出法线的垂线,即平面镜的位置;因入射光线与水平面成60°,而反射光线是竖直向下的,所以入射光线与反射光线的夹角为60°+90°=150°,则入射角、反射角为75°.如图所示:
18.【解答】题目法线已经画出,根据反射角等于入射角在法线左侧画出入射光线,如图所示:
19.【解答】图中法线已画出,根据反射角等于入射角在法线右侧做出反射光线,如图所示:
20.【解答】先作出棋子A在平面镜中的像A′,由于A′被棋子B挡住了,所以A′BC在同一直线上,连接A′C,与平面镜的交点为入射点,连接AO,则AO为入射光线,OC为反射光线,如图所示:
21.【解答】
根据平面镜成像的特点,先作出物体AB的端点A、B在平面镜中的对称点A′、B′,连接A′、B′点即为物体AB在平面镜中的像,注意辅助线和像用虚线,如图所示:
22.【解答】先垂直于镜面作出法线,然后根据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,在法线的另一侧画出入射光线,如图所示:
23.【解答】先通过平面镜作出发光点S的对称点S′即为S的像;连接S′A交平面镜于点O,SO为入射光线,OA为反射光线;如图所示:
24.【解答】先作发光点S关于平面镜的对称点S′,然后连接S′A,与镜面的交点即入射点O,连接SO即可。如图所示:
25.【解答】①分别作出头饰中弧线AB端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′,用虚线连接圆弧A′、B′,即为AB在平面镜中的像。如图所示:
②连接眼睛C和像点A′,交平面镜于O点,连接AO即入射光线,OC为反射光线。如图所示:
26.【解答】先作出牙齿A关于平面镜的对称点A′,即像的位置,连接像A′和眼睛B与平面镜交于O点,即为入射点,连接AO为入射光线,OB为反射光线,如图所示:
27.【解答】A点表示被“晃”人的眼睛,OA是发生这种现象时的一条反射光线,可知反射角为60°,可得入射角也为60°,在法线上侧画出入射光线,反射角等于入射角为60°,如图所示:
。
28.【解答】因为光是沿直线传播的,当光照射到小树BC上时,光线被遮挡,在小树的右边光照射不到的地方形成影子BD。如图所示,连接AC,并延长AC到水平面,与水平面交于D点,则BD为小树的影子,如图所示:。
五.实验探究题(共6小题)
29.【解答】(1)“探究光的反射定律”实验中,应将硬纸竖直放在平面镜上;
(2)要在纸板上看到光束,光束与纸板需在同一平面,因此应让光束沿着纸板射向镜面;能从不同方向看到光束,说明光线能从不同方向进入人的眼睛,发生的是漫反射;入射光线与法线的夹角称为入射角;
(3)改变光屏的角度,当光束与光屏处于同一平面时,光屏上就会呈现出反射光线的径迹。
故答案为:(1)竖直;
(2)沿;漫;入射光线;ON;
(3)光屏;反射光线。
30.【解答】(1)先不折转光屏时,法线ON左侧光屏上能观察到反射光线,再将左侧光屏沿ON向后转动,左侧光屏上观察不到反射光线。这说明光的反射现象中,反射光线、入射光线和法线在同一平面上。
(2)小林使入射光线与平面镜间的夹角为60°时,入射角为30°,测得反射角大小应为30°。
故答案为:(1)同一;(2)30°。
31.【解答】(1)由实验1、2、3三次实验数据可知,像与物体的大小相等;像与物体到平面镜的距离相等;
(2)蜡烛在平面镜中所成的像不能呈现在光屏上,只能在平面镜前观察到,说明平面镜所成的像是虚像;
连接像与物的对应点,连线与镜面垂直。
故答案为:(1)相等;相等;(2)虚;垂直。
32.【解答】由于反射光线、入射光线和法线都在同一平面内,当将纸板向前向后折,纸板所在平面与反射、入射光线、法线所在平面不在一个平面上,纸板上就看不到反射光线。所以采用可转折的两部分纸板是为了研究反射光线与入射光和法线是否在同一平面内;
实验时从光屏前不同的方向都能看到光的传播路径,是由于光屏表面凹凸不平,光在这里发生了漫反射的缘故;
根据反射定律的内容可得,反射角等于入射角。因此当入射光线AO靠近法线时,反射光线OB也靠近法线。
故答案为:反射光线;漫;靠近。
33.【解答】(1)如图所示,入射光线AO的法线是ON;纸板ENF与平面镜垂直放置,图中的入射角是90°﹣50°=40°;
(2)在探究反射角与入射角的大小关系时,为了得出普遍的规律,应多次改变入射角的大小,这样才能避免结论的偶然性,应进行的操作是改变光线AO与ON的夹角,故D正确;
(3)实验中将纸板F向向后折转,纸板F上不能看到反射光线,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内;
(4)让一束光沿BO方向射向平面镜,即让光线逆着原来的反射光线射向镜面,反射光将沿OA方向射出,即反射光线逆着原入射光线方向射出,该实验现象说明,在反射现象中,光路是可逆的,故B正确。
故答案为:(1)ON;40;(2)D;(3)不能;同一平面;(4)B。
34.【解答】(1)做“探究平面镜成像的特点”实验,玻璃板应竖直放置在水平桌面上,玻璃板没有竖直放置,前面蜡烛所成的像可能偏高或偏低,这样前面蜡烛的像与后面的蜡烛就无法重合了;
(2)实验过程中,蜡烛1放在A位置,蜡烛1在平面镜中成像,蜡烛1和物蜡烛1的像都不能移动,把蜡烛2放到蜡烛1的像的位置,则蜡烛2代替的是蜡烛1的像,此时看上去蜡烛2跟蜡烛1的像完全重合,该位置记为A';
(3)光屏上不能得到蜡烛的像,所以可以验证平面镜所成的像是虚像;
(4)观察像与物位置的对应关系如图乙,发现像与物关于镜面对称;
(5)移动前,蜡烛到平面镜的距离是6cm,向玻璃板方向移动1cm后,距玻璃板为5cm,物与像到镜面的距离相等,所以像与蜡烛的距离为10cm;平面镜所成的像与物等大,故像的大小不变。
故答案为:(1)竖直;(2)完全重合;(3)虚;(4)对称;(5)10;不变。
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