第四章 光现象
一、单选题
1.(2022·吉林四平·八年级期末)如图所示的四种现象中,由于光的反射形成的是( )
A.筷子“弯折”
B.苹果的影子
C.山的“倒影”
D.手指“放大”
2.(2022·吉林白山·八年级期末)若反射光线与入射光线的夹角为80°,则入射光线与镜面的夹角是 ( )
A.40° B.50° C.80° D.100°
3.(2022·吉林长春·八年级期末)小明站在水边看到水中树的倒影,关于这个过程的光路图正确的是( )
A. B.
C. D.
4.(2022·吉林延边·八年级期末)下列现象属于光的折射形成的是( )
A.日食 B.黑板“反光” C.桥在水中的倒影 D.池水看起来变浅
5.(2022·吉林松原·八年级期末)长春北湖公园为美丽的长春又增添了一处靓丽的风景.人们游园时所看到的现象中,由于光的折射形成的是( )
A.水中的“白云” B.阳光下游客的影子
C.水中游动的鱼 D.垂柳在水中的倒影
6.(2022·吉林长春·八年级期末)下列成语涉及的光现象与其物理知识相符的是( )
A.凿壁偷光——光的反射
B.猴子捞月——光的折射
C.海市蜃楼——光的反射
D.立竿见影——光的直线传播
7.(2022·吉林四平·八年级期末)下列现象中,由于光的直线传播形成的是( )
A.海市蜃楼 B.水中倒影 C.雨后彩虹 D.小孔成像
8.(2022·吉林白山·八年级期末)下列现象中,由于光的直线传播形成的是( )
A.手影 B.对着镜子画脸谱
C.海市蜃楼 D.雨后彩虹
二、填空题
9.(2022·吉林延边·八年级期末)如上图所示,小孔成像是由于_____________形成的,所成的像是_________(选填“正立”或“倒立”)的。
10.(2022·吉林吉林·八年级期末)树荫下的光斑是由光的______形成的,由细小的树叶缝隙形成的光斑形状与______(选填“树叶缝隙”或“太阳”)形状相同。
11.(2022·吉林白山·八年级期末)小孔成像的原理是________;某湿地公园因湖水清澈可鉴,有“镜湖”之称,这是因为光在水面发生了________(选填“漫”或者“镜面”)反射。
12.(2022·吉林吉林·八年级期末)小华去森林探险,小华想利用平面镜将太阳光束反射进一个水平山洞(如图),阳光与水平面成60°,则入射角为_______。此时平面镜镜面与水平面的夹角为________。
13.(2022·吉林松原·八年级期末)身高1.70m的小明同学面向穿衣镜站在镜前1m处,他镜中的像高 ___________m。若他远离平面镜后退0.5m,则镜中的像与他相距 ___________m。
14.(2022·吉林长春·八年级期末)如图所示,小明正在检查视力,要求小明与视力表在镜中的像相距 5m。
(1)图中L的长度应为______m;
(2)视力表在平面镜中所成的像是______(选填“实像”或“虚像”);
(3)视力表中的图案,在平面镜中所成的像是______(选填“ ”、“”、或“ ”)。
15.(2022·吉林四平·八年级期末)如图所示,是光在空气和玻璃两种介质中传播的路线,其中______为界面(用图中的字母表示),折射角为______°。
16.(2022·吉林松原·八年级期末)漫步湖边,看到水中的“鱼儿”,是由于光的 ___________形成的虚像,那么真实的鱼在“鱼儿”的 ___________方。
17.(2022·吉林长春·八年级期末)新冠肺炎疫情期间要戴口罩,勤洗手,做好消毒工作。
(1)在使用酒精对手进行消毒时,手上感觉凉凉的,这是因为酒精在手上发生______现象,这个过程中酒精要______(选填“吸热”或“放热”)。
(2)在使用酒精消毒后,要把酒精瓶的盖子拧紧,这是做的目的是______
(3)图中所示的“测温枪”是利用______来测量体温的(选填“红外线”或“紫外线”)。
三、作图题
18.(2022·吉林吉林·八年级期末)请根据平面镜成像的特点,画出物体AB在平面镜中所成的像。
19.(2022·吉林白山·八年级期末)如图是人照镜子的情景,根据平面镜成像的特点,在图中画出平面镜位置(需保留作图痕迹)。
20.(2022·吉林松原·八年级期末)如图一束光从空气射向透明介质界面,其反射光线与折射光线垂直,请作出反射光线和折射光线并标出折射角及反射角度数。
21.(2022·吉林四平·八年级期末)如图所示有一束光线从空气斜射入玻璃,请大致画出折射光线。
四、实验题
22.(2022·吉林长春·八年级期末)小洋和同学一起探究“光的反射规律”。
(1)将平面镜M放在水平桌面上,再把一块硬纸板___________的立在平面镜上;
(2)小洋让一束光贴着纸板沿AO方向射向镜面,画出反射、入射光线路径,量出并记录反射角和入射角的度数,多次改变光束入射角度,重复上述实验步骤。根据数据可得出反射角________入射角;
(3)实验过程中若将纸板倾斜,如图甲所示,让光仍贴着纸板沿AO方向射向镜面,此时反射光线_____(选填“在”或“不在”)纸板这一平面内;
(4)请在图乙中画出对应的入射光线,并标出入射角的度数。( )
23.(2022·吉林四平·八年级期末)在“探究光的反射规律”的实验中,小莉设计了如图所示的实验,平面镜放在水平桌面上,纸板可绕ON转动。
(1)实验前,应将纸板______放置于平面镜上。一束光EO贴着纸板A绕入射点O沿逆时针方向转动,可观察到反射光束OF沿______时针方向转动;
(2)某时刻入射光线与镜面的夹角为30°时,其反射角等于______;
(3)将纸板A、B置于同一平面,一束光贴着纸板B沿FO射到O点,反射光束将沿图中的OE方向射出,说明光在反射时______;
(4)在纸板前从不同方向都可以看到入射光EO的径迹,这是因为光在纸板上发生了______反射。
24.(2022·吉林四平·八年级期末)探究平面镜成像特点的实验,如图所示。(1)选取两个完全相同的蜡烛A和B的目的是:便于比较像与物的 ___________关系。
(2)实验时把点燃的蜡烛A放在玻璃板前,还要在玻璃板的后面放一支外形相同但没有点燃的蜡烛B,则应在 ___________(选填“A”或“B”)蜡烛一侧观察玻璃板中的像。
(3)有同学在实验过程中,观察到点燃蜡烛的像好像总是“悬浮”在纸面上方,造成该现象的原因可能是 ___________。(选填序号)
A.玻璃板太厚
B.玻璃板未垂直桌面,且偏离点燃蜡烛一侧
C.玻璃板未垂直桌面,且偏向点燃蜡烛一侧
25.(2022·吉林长春·八年级期末)为了探究光的反射规律,小明将一个平面镜放在水平桌面上,再把纸板放置在平面镜上,如图1甲所示。
(1)进行实验,在纸板上记录每次光的径迹,如图1乙所示。取下纸板,接下来量出每条光线与_______的夹角,记录并分析得到反射角等于入射角的结论;
(2)接着他用如图2甲所示的装置探究“平面镜成像的特点”:
①实验时,用透明玻璃板的目的是_______;
②把一支点燃的蜡烛A竖直立在玻璃板前面,再拿一支外形完全相同的_______(选填“点燃”或“不点燃”)的蜡烛B竖直立在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合,说明平面镜所成的像与物的大小_______;
③如图2乙所示,将一枚硬币放在竖直的平面镜前,硬币的像在a处;若将平面镜平移至如图2丙所示的位置时,则硬币成像在_______。
A.a处 B.b处 C.c处 D.硬币无法通过平面镜成像
26.(2022·吉林长春·八年级期末)在探究光折射时的特点实验中,将一束光从空气斜射入水中发生折射,实验中的数据记录在下表中。
(1)分析数据,可以得到结论:光从空气斜射入水中时,折射角______入射角,当入射角逐渐减小时,折射角逐渐______;
(2)如图甲所示的碗中,起初看起来是空的,当慢慢往碗中倒水后,就会发现碗中还藏着一枚硬币(如图乙所示)。倒水后能看到硬币,是因为光从______(选填“空气射入水”或“水射入空气”)中发生折射。
实验序号 1 2 3 4 5
入射角i 15° 30° 45° 50° 75°
折射角r 11° 22° 32° 40° 46°
五、简答题
27.(2022·吉林吉林·八年级期末)通常皮鞋的表面有灰尘附着时,皮鞋就会失去光泽,为什么?涂上鞋油后,仔细地用布擦一擦,皮鞋就变得又亮又好看了,这是为什么?
28.(2022·吉林松原·八年级期末)雨后天晴的夜晚,为了防止踩到地面上的积水,背着月光走时,不能踩到地面较暗之处。请你用所学的物理知识来解释。
29.(2022·吉林延边·八年级期末)汽车在夜间行驶时,一般不会打开驾驶室内的灯,试用物理知识解释其原因。
30.(2022·吉林白山·八年级期末)如图所示,一束光射入杯中,在杯底形成光斑。逐渐往杯中加水,观察到的光斑将会如何移动?
参考答案:
1.C
【解析】A.碗中的筷子看上去好像折断一样,是光从水中斜射入空气时发生的折射现象,故A不符合题意;
B.影子是由光的直线传播形成的,故B不符合题意;
C.山的倒影属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故C符合题意;
D.手指“放大”属于凸透镜成像,凸透镜成像是由于光的折射,故D不符合题意。
故选C。
2.B
【解析】反射光线与入射光线的夹角为80°时,则入射角为
则入射光线与镜面的夹角为
90°﹣40°=50°
故选B。
3.C
【解析】AD.小明站在水边看到水中树的倒影,属于平面镜成像,是树反射的光线经过水面反射后进入人的眼睛。故AD错误,
BC.小明站在水边看到水中树的倒影,属于平面镜成像,是光的反射现象,人的眼睛逆着光线看去,看到了物体在水中的虚像,根据光的反射定律,反射角等于入射角,B图中的反射角明显大于入射角,C图中反射角等于入射角,故B错误,C正确。
故选C。
4.D
【解析】A.日食是由光的直线传播形成的,故A不符合题意;
B.黑板“反光”,是黑板部分地方过于光滑,产生镜面反射形成的,故B不符合题意;
C.桥在水中的倒影,是平面镜成像,由光的反射形成,故C不符合题意;
D.“水池看起来变浅”是由于水池底部的光线经过水面(即水与空气的交界面)时,发生折射,在水中的入射角小于在空气中的折射角,看到的是池底变浅的虚像,故D符合题意.
5.C
【解析】A.平静的水面相当于平面镜,水中的“白云”是天上的白云在水中的虚像,属于光的反射现象;故A错误;
B.阳光下游客的影子是由于光的直线传播形成的,故B错误;
C.水中游动的鱼反射的光由水中传播到空气中发生折射是由于光的折射形成的,故C正确;
D.垂柳在水中的倒影,是平面镜成像,属于光的反射现象,故D错误.
6.D
【解析】A.凿壁偷光中的“光”,是由于光的直线传播由一个房间传播到了另一个房间,故A不符合题意;
B.猴子捞月中的“月”属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故B不符合题意;
C.海市蜃楼是由于光在空气中传播时,由于大气层不均匀使光发生折射形成的,故C不符合题意;
D.立竿见影的“影”,是由于光的直线传播形成的影子,故D符合题意。
故选D。
7.D
【解析】A.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A不符合题意;
B.水中倒影属于平面镜成像,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,分成各种彩色光形成的,这是光的色散现象,故C不符合题意;
D.小孔成像是光沿直线传播形成的,故D符合题意。
故选D。
8.A
【解析】A.手影由的直线传播形成,符合题意;
B.对着镜子,是利用了光的反射形成的虚像,不符合题意;
C.海市蜃楼是光在不均匀的介质中传播由于折射而形成的,不符合题意;
D.彩虹是光的色散现象,根本是光的折射,不符合题意。
故选A。
9. 光的直线传播 倒立
【解析】[1][2]小孔成像是由于光的直线传播,蜡烛上端的光线经小孔后到达光屏的下端,蜡烛下端的光线经小孔后到达光屏的上端,所以在光屏上形成倒立的实像。
10. 直线传播 太阳
【解析】[1][2]树叶之间有空隙,形成一个小孔,地面上形成的光斑是太阳经过小孔形成的像,是光沿直线传播形成的,像的形状与太阳的形状相同。
11. 光在同种均匀介质中沿直线传播 镜面
【解析】[1]小孔成像原理是光在同种均匀介质中沿直线传播。
[2]平静的湖水相当于平面镜,湖水清澈可鉴说明湖水中出现了物体的像,该像是由于光在水面发生了镜面反射形成的。
12. 60° 30°
【解析】[1][2]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
反射角等于入射角,等于60°,所以此时平面镜与水平面的夹角为
90°-60°=30°
13. 1.70 3
【解析】[1]当小明的身高为1.70m时,根据平面镜成像的特点,像与物的大小相同,故小明像的高度也是1.70m。
[2]若他远离平面镜后退0.5m,则此时的物距为
根据平面镜成像的特点,像距等于物距,即
故像与物的距离为
14. 0.6 虚像
【解析】(1)[1]根据平面镜成像时像与物的关系可知
2.2m+L+2.2m=5m
解得
L=0.6m
(2)[2]平面镜成正立等大的虚像。视力表在平面镜中所成的像是虚像。
(3)[3]平面镜成像时,物像相当于平面镜对称。视力表中的图案,在平面镜中所成的像是。
15. MM' 35
【解析】[1]光反射中,反射角等于入射角,由图可知,NN′是∠AOB的角平分线,NN′垂直MM′,因此NN′是法线,MM′是界面。
[2]因为BO与OA分居法线两侧,且在同种介质中,BO和OC分居法线两侧,并且在两种介质中,因此BO为入射光线,OA为反射光线,OC为折射光线;所以折射角为∠CON′
16. 折射 下
【解析】[1][2]水中的鱼反射的光由斜射向空气中时,根据折射规律,折射光线远离法线,折射角大于入射角,人逆着折射光看去,看到的是鱼的虚像,由于光的折射形成的,看到的“鱼”在真实的鱼的上方,真实的鱼在的在“鱼儿”的下方。
17. 蒸发 吸热 减慢蒸发 红外线
【解析】(1)[1][2]酒精喷到手上后,酒精由液态变为气态,即发生了汽化现象(蒸发),汽化吸热,所以手上感觉凉凉的。
(2)[3] 影响液体蒸发快慢因素有温度、液体的表面积、液体表面上方的空气流动的速度,把酒精瓶的盖子拧紧,减慢酒精表面上方的空气流动的速度,从而减慢酒精蒸发。
(3)[4]红外线有热效应,测温枪是利用感应人体红外线来测量体温的。
18.
【解析】分别作出物体AB端点A、B关于平面镜的对称点A'、B',用虚线连接A'、B'即为AB在平面镜中的像。如图:
19.
【解析】平面镜所成的像和物体是以镜面为对称轴的轴对称图形,连接AA′,BB′,CC′,做这三条线段的垂直平分线,即为平面镜的位置,如下图所示:
20.
【解析】题目已经过入射点O作垂直于界面的法线,根据反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角等于53°画出反射光线;光从空气斜射向某透明介质,折射角小于入射角画出折射光线;因反射光线与折射光线垂直,则折射角大小为
180°-90°-53°=37°
如下图所示:
21.
【解析】光线从空气射入玻璃时,根据折射规律,折射光线、入射光线分居法线两侧,折射角小于入射角过入射点O作垂直于界面的法线,画出折射光线,如图所示
22. 垂直 等于 不在
【解析】(1)[1]由于法线垂直于反射面,为保证纸板与入射光线、法线在同一平面内,硬纸板应与平面镜垂直。
(2)[2]我们可以多次测量出入射角对应的反射角,然后比较其大小关系,发现反射角等于对应的入射角。
(3)[3]根据反射定律,反射光线、入射光线和法线在同一平面内,若将纸板倾斜,入射光线和法线位置不变,则反射光线的位置也不变,但纸板离开了原来反射光线、入射光线和法线所在平面,故此时反射光线不在纸板所在平面内了。
(4)[4]因为法线是垂直于平面镜,反射角和反射光线与平面镜所成的夹角互为余角,反射光线与平面镜所成的夹角为30°,所以反射角为
根据光的反射定律,反射角等于入射角,故入射角也等于60°,如图先过入射点作反射面的垂线即法线,再在法线的左侧作出入射光线,使入射角为60°,如图所示
23. 竖直(垂直) 顺 60° 光路可逆 漫
【解析】(1)[1]为了能清晰的在纸板上显示光的传播径迹,需将纸板垂直与平面镜放置。
[2]光EO贴着纸板A绕入射点O沿逆时针方向转动时,入射角变大,反射角始终等于入射角,所以反射角也会随之变大,所以反射光束OF沿顺时针方向转动。
(2)[3]入射光线与镜面的夹角为30°时,入射角为60°,反射角等于入射角,所以反射角也为60°。
(3)[4]将光沿着反射光线的位置入射,反射光将沿着原来入射光线的位置被反射,说明在反射现象中,光路是可逆的。
(4)[5]发生漫反射时,反射光朝四面八方。在纸板前从不同方向都可以看到入射光EO的径迹,说明光在纸板上发生了漫反射。
24. 大小 A C
【解析】(1)[1]实验时选择两个相同的蜡烛,便于比较物像大小关系。
(2)[2]平面镜成的像是光的反射形成的,A蜡烛发出的光线经玻璃板反射,被人眼接收,才能看到像,故眼睛在A蜡烛所在这一侧。
(3)[3]玻璃板未垂直桌面的情况如下图所示:
如图所示,造成像好像总是“悬浮”在纸面上方现象的原因是玻璃板未竖直放置且偏向点燃的蜡烛方向,故选C。
25. 法线 确定像的位置 不点燃 相等 A
【解析】(1)[1]反射角(入射角)是法线与反(入)射光线之间的夹角,故接下来量出每条光线与法线的夹角,记录并分析得到反射角等于入射角的结论。
(2)[2]该实验采用透明玻璃板代替平面镜,玻璃板是透明的,便于确定像的位置。
[3]因为玻璃板是透明的,所以可以透过玻璃板用蜡烛B来寻找蜡烛A的像,从而确定像的位置。在平面镜成像实验中不是用平面镜而是用玻璃板,本身得到的像已经不清晰且不太容易观察,如果再点燃玻璃板后方的蜡烛就会因为光太亮而几乎无法观察蜡烛A的像,因此玻璃板后面的蜡烛不要点燃。
[4]蜡烛B和蜡烛A的像完全重合时,说明平面镜成像时,像物大小相等。
[5]平面镜所成的像与物关于平面镜对称,硬币位置不变,将平面镜平移,平面镜仍在原来像与成像物体对称轴上,像的位置不变,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
26. 小于 变小 水射入空气
【解析】(1)[1][2]根据表格数据可知,光从空气斜射入水中时折射角小于入射角,入射角发生改变,折射角也会发生改变,即入射角变大,折射角也会变大,入射角变小,折射角也会变小。
(2)[3]慢慢往碗内倒水时,硬币反射的光线从水中斜射入空气中时,在水面处发生折射,折射光线远离法线,人眼逆着折射光线沿直线看去,看到的是变高的硬币的虚像。
27.见解析
【解析】因为皮鞋的表面不光滑有灰尘,光射向鞋面后发生漫反射,这样皮鞋就失去了光泽。涂上鞋油后,用布仔细擦拭,使鞋面就变得十分光滑。光射向鞋面后会发生镜面反射,皮鞋看起来就更光亮更好看了。
28.见详解
【解析】人背着月光走时,光线是从背后射过来,在水面发生镜面反射,根据光的反射定律及镜面反射的特点,反射光线的方向是射向人的前方的,不能够进入人的眼睛,而地面发生的是漫反射,反射光线向四面八方,有一部分光线进入人的眼睛中,所以相对地面,水面看起来较暗。
29.见解析
【解析】因为车里开灯,驾驶室前的玻璃相当于一面平面镜,车内的人和物体会通过平面镜成像在驾驶员的前方,干扰驾驶员的视线。
30.向右移动
【解析】光由空气斜射入水中,发生折射现象,折射角小于入射角,当入射角不变时,折射角也不变,根据作图可以知道光斑的移动方向。当杯中水增多时,作图如下:
水增多时液面升高,但入射光线的角度没有变,折射光线的角度也不变,由图可知光斑向右移动。