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第二章 光(2.1-2.2)
一.选择题
1.下列生活中的光现象,属于光的直线传播的是( )
A.小孔成像 B.海市蜃楼 C.水中倒影 D.池水变“浅”
2.下列是观察对岸的树木在水中倒影的光路图,正确的是( )
A.B. C. D.
3.如图所示,有一光电控制液面高度的仪器,是通过光束在液面上的反射光线打到光电屏上来显示液面高度,当光屏上的光点由S1移到S2时,表示液面( )
A.上升 B.先上升后下降 C.不变 D.下降
4.皮鞋擦过鞋油后,还要用鞋刷或软布反复擦几下,越擦越亮,这是由于( )
A.反复擦可增加漫反射效果
B.鞋油的颜色比皮革鲜艳,可增加镜面反射效果
C.鞋油反光性能比皮革好,反复擦可使鞋油均匀分布,增加漫反射效果
D.反复擦可使鞋油填平皮革表面的凹坑,增加表面光滑程度,增加镜面反射效果
5.夏夜雨后,经验丰富的人们,能够灵活的借助月光走夜路,轻松避开水坑。下面有关这些经验的介绍,说法正确的是( )
A.迎着月亮走,脚应该踩着较亮的地方 B.迎着月亮走,脚应该踩着较暗的地方
C.背着月亮走,脚应该踩着较暗的地方 D.不论迎着还是背着月亮走均踩较亮的地方
6.看电影时,人们在电影院各个座位上都能看到银幕上的画面,关于这种现象下列说法正确的是( )
A.光在银幕上发生了漫反射 B.光在银幕上发生了镜面反射
C.银幕向各个方向都发出了光 D.银幕对光有折射作用
7.如图所示,平面镜竖直放置在水平面上,一支直立的铅笔从平面镜前40cm处,以5cm/s的水平速度垂直向平面镜匀速靠近,下列说法正确的是( )
A.铅笔在平面镜中所成的像逐渐变大
B.经过2s,铅笔与它的像之间的距离变为30cm
C.铅笔的像相对于平面镜的速度为5cm/s
D.若平面镜顺时针转至图中虚线位置,铅笔的像将与铅笔垂直
8.如图,是小安同学自制的潜望镜,利用它能在隐蔽处观察到外面的情况。用它正对如图甲的光源“R”时,观察到的像是( )
A. B. C. D.
9.图所示,检查视力时,视力表挂在房间东面的墙上,被测者识别西面墙上镜子里的像。下列表述中正确的是( )
A.视力表在平面镜中所成的像能被我们看到,即为实像
B.视力表在平面镜中的像与被测者相距5m
C.若被测者向平面镜靠近0.1m,则她在镜中的像将变大
D.若被测者看到“E”的像开口向北,则视力表上的该“E”开口向南
10.平面镜对光线既不会聚也不发散,那么凹面镜对光线有什么作用呢?小明开动脑筋,想到了所有可能情况:会聚、发散、既不会聚也不发散。然后他利用激光手电筒对着凹面镜照射,观察到如图所示的现象。则小明的科学探究经历了哪些环节( )
A.提出问题、设计和进行实验、交流与合作
B.提出问题、猜想和假设、设计和进行实验
C.猜想和假设、设计和进行实验、分析与论证
D.猜想和假设、设计和进行实验、交流与合作
11.下列情况中,要用到凹面镜的是( )
A.演员化妆所用的镜子 B.道路拐弯处的反光镜
C.汽车的后视镜 D.点燃奥运会圣火的装置
12.关于光的折射,下列说法中错误的是( )
A.折射光线与入射光线和法线在同一平面内
B.在入射角不断增大的过程中,折射角随之不断减小
C.在光的折射现象中,光路是可逆的
D.折射光线与入射光线分别位于法线两侧
13.如图所示,小梦用激光对准看到的小鱼照射,以下说法正确的是( )
A.能照亮小鱼,因为激光照到了鱼身上
B.不能照亮小鱼,因为激光照到鱼身的上方
C.不能照亮小鱼,因为激光照到鱼身的下方
D.能照亮小鱼,因为激光照到鱼的像上,使像的反射的光变强
14.如图所示,能正确体现岸上的人看见水下物体的光路图是( )
A. B. C. D.
15.下列说法不正确的是( )
A.光的反射现象中光路是可逆的 B.光的折射现象中光路也是可逆的
C.镜面反射遵循光的反射定律 D.漫反射不遵循光的反射定律
16.小明同学在江西吉安吉州窑看到一个天目釉瓷碗,如图所示,于是想到课本上的实验:后退到某处眼睛刚好看不到碗里的叶子,另一位同学慢慢往碗中倒水时,小明在该处又看到叶子。这种现象可以用下列哪个光路图来解释( )
A.B. C.D.
17.一束白光通过三棱镜后会分解成各种颜色的光,这一现象是光的( )
A.反射 B.直线传播 C.散射 D.色散
18.一个圆柱形的烧杯内装水,将一根木棍竖直插入其中,位置比圆心偏左些(俯视图如图),现从侧面观察,则哪幅图能正确反映所看到的情景( )
A. B. C. D.
19.一束光线与界面成30°角入射到界面上,发生了反射和折射。已知反射光线与折射光线的夹角是85°,则折射角为( )
A.15° B.35° C.45° D.55°
20.如图所示,一束光线AB射到由两个平面镜组成的直角镜上,经两次反射后射出的光线为CD.若将入射光线AB的入射角增加5°,则射出光线CD的反射角将( )
A.增加5° B.减少5° C.增加10° D.减少10°
二.填空题与作图题
21.小明身高1.7m,站在竖直放置的平面镜前5m处,他在镜中的像的高度是 m;若小明以lm/s的速度向镜面方向移动3s。则小明与镜中的像之间的距离变成了 m。
22.太阳光通过树叶间的空隙,在地上形成许多圆形的光斑,这些圆形光斑是由于 形成的,是 的像。
23.小娇上学出门前照镜子整衣冠,当她从距平面镜2m处以1m/s的速度向平面镜靠近时,她在平面镜中的像相对于她的速度是 m/s,像的大小 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
24.如图所示为水位测量仪的示意图,A点与光屏PQ在同一水平面上,从A点发出的一束与水平面成45°角,方向不变的激光,经水面反射后,在光屏上的B点处形成一个,光位置随水位变化而变发生变化。A点与水面相距1m,则A与它在水中的像A′之间的距离为 m;若水位下降,则光斑B向 (选填“左”或“右”)移动。
25.如图所示是一种液面升降监测装置原理图,点光源S发出的一束激光与水平液面成45°角射向平静的液面,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 (填“向左”“向右”或“不会”)移动。若S′移动了0.5m,则水位上升了 m。
26.如图,一束光线HG沿从一个实心玻璃球的左面G点处射入,(法线与GC重合)从实心玻璃球的右面射出,现在图中画出几条折射光线路径,能正确表示折射光线路径的是 。
27.如图是光线在某种透明液体和空气中发生的反射和折射现象,其中 是折射光线,折射角是 度,界面的 (填上或下)面是空气。
28.一束光从空气斜射到某液面上同时发生反射和折射,入射光线与液面成40°角,若反射光线与折射光线的夹角为88°,则反射角的大小为 ,折射角的大小为 。
29.在探究“光从空气斜射入水和油时哪种液体对光的偏折本领较大”的实验中,小明提出如下实验方案:先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中记录下光斑位置(如图甲所示);接着分别倒入水和油,记录对应的光斑位置再通过分析就可得到实验结论。经讨论,同学们认为这一方案是可行的,于是进行了探究实验。
(1)要实现探究目标他们应选择图乙中的 (选填字母序号)两图进行实验。
(2)兴趣小组的同学正确完成实验后所记录的三次光斑的相对位置如图丙所示,经分析可知:光从空气斜射入水和油时, 对光的偏折本领较大。
30.(1)当光从空气斜射入水中时,在水面发生折射,如图所示,请你画出大致的折射光线。
(2)如图所示,一束光线与水平夹角30°斜射入井口,若要利用一块平面镜,将此时的太阳光竖直射入井中。请你通过作图画出平面镜的位置,并标出反射角的度数。
四.实验探究题
31.探究“平面镜成像规律的实验”,小曹同学利用如图所示的装置探究时,在玻璃板前面放置一支点燃的蜡烛A,再拿一支 (选填“点燃”或“不点燃”)的相同的蜡烛B,在玻璃板后面移动,直到蜡烛B跟蜡烛A的像完全重合,说明像与物的大小 ;若用光屏代替蜡烛B,在玻璃板 (选填“前面”或“后面”)观察光屏,将 (选填“能”或“不能”)观察到蜡烛A的像,说明平面镜所成的是 像(选填“虚”或“实”)。
32.某同学在做探究光的折射特点实验,如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。通过实验还得到如下数据:
入射角α 0° 15° 30° 45° 60°
反射角β 0° 15° 30° 45° 60°
折射角γ 0° 11° 22.1° 35.4° 40.9°
(1)分析表中数据,可得出结论:
①光从空气斜射到水面时,将同时发生反射和折射现象;
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。
(2)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: 。
参考答案
1.解:
A、小孔成像,成的是物体倒立的像,像之所以是倒立的,是因为光的直线传播形成的,故A符合题意;
B、海市蜃楼是光在不均匀的介质中传播时发生的折射现象,故B不符合题意;
C、水中倒影属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故C不符合题意;
D、清澈的池底,看起来变浅了,是因为光从水中斜射入空气时,折射角大于入射角,属于光的折射现象,故D不符合题意。
故选:A。
2.解:ACD、图中光线来自水中,且光是直线传播或发生光的折射,故ACD错误。
B、树木在水中倒影,是因为来自岸上树木的光线斜射到水面上发生反射,反射光线进入眼睛,所以才能观察到对岸的树木在水中的倒影,故B正确,
故选:B。
3.解:由于入射光线是固定的,且光在液面上发生的是镜面反射,当液面发生变化时,故反射光线的方向与原来的反射光线是平行的,如下图所示:
由图可知,当光电屏上的点由S1移到S2时,则表明液面从AB下降到CD。
故选:D。
4.解: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,鞋油的微小颗粒能填充到鞋的毛孔中,用布仔细擦拭,使鞋油涂抹的更均匀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。
故选:D。
5.解: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,因此脚不应该踩着较亮的地方,应该踩着较暗的地方,故A错误,B正确;
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,因此背着月亮走,脚应该踩着较亮的地方,故CD错误。
故选:B。
6.解:
AB、如果光在银幕上发生的是镜面反射,由于反射光线向同一方向射出,不可能使影院内每个座位上的观众都看到银幕上的画面;
正是由于光在银幕上发生了漫反射,反射光线向各个方向射出,才使得每一位观众都能看到银幕画面,故A正确,B错误。
C、我们能看到银幕上的画面,是银幕反射的光进入人眼,而不是银幕本身能发光,故C错误;
D、光线不能透过银幕射出去,所以光发生的是反射,而不是折射,故D错误。
故选:A。
7.解:
A、由平面镜成像的特点可知,铅笔与平面镜的距离改变,铅笔在镜中的像的大小不变,故A错误;
B、因像距与物距是相等的,当铅笔以5cm/s的速度向平面镜靠近时,2s内铅笔通过的距离s=vt=5cm/s×2s=10cm,2s后物距为40cm﹣10cm=30cm,像距也为30cm,2s后铅笔与镜中的像相距30cm+30cm=60cm,故B错误;
C、若铅笔以5cm/s速度向平面镜靠近,同时像也以5cm/s速度垂直向平面镜靠近,故C错误;
D、铅笔与平面镜的夹角为45°,根据平面镜成像的特点,此时平面镜将铅笔与像的夹角平分,所以铅笔与它在平面镜中的像互相垂直,故D正确。
故选:D。
8.解:
根据潜望镜中使用的是两块平面镜;物体在上面平面镜中成正立、等大的虚像,这个虚像又在下面平面镜中成正立、等大的虚像。所以眼睛看到正立、等大的虚像。
故选:A。
9.解:A、根据平面镜成像特点可知,视力表在平面镜中所成的像是虚像。故A错误;
B、视力表到平面镜的距离是2.7m,根据物像到平面镜的距离相等,所以视力表像到平面镜的距离也是2.7m,所以人到视力表像的距离为2.7m+2.7m﹣0.4m=5m。故B正确;
C、平面镜成像像与物等大,与人到平面镜的距离无关,故被测者向平面镜靠近0.1m,则她在镜中的像将不变。故C错误;
D、平面镜成像像和物关于镜面对称,故若被测者看到“E”的像开口向北,则视力表上的该“E”开口向北。故D错误。
故选:B。
10.解:
首先提出了问题:凹镜对光线会有什么作用呢?
然后进行了猜想:会聚、发散、既不会聚也不发散;
设计实验和进行实验:然后,他利用激光笔手电筒对着凹面镜照射;
根据以上分析可知,小明的科学探究经历的环节有:提出问题、猜想和假设、设计和进行实验,故B正确。
故选:B。
11.解:A、演员化妆用的梳妆镜属于平面镜,故A错误;
B、道路拐弯处的反光镜是凸面镜,能起到扩大视野的作用,故B错误;
C、汽车的后视镜是凸面镜,起扩大视野的作用,故C错误;
D、奥运会中取圣火的镜子是凹面镜,利用了凹面镜对光线的会聚作用,故D正确。
故选:D。
12.解:A、折射光线与入射光线和法线在同一平面内,故A正确;
B、在入射角不断增大的过程中,折射角随之不断增大,故B错误;
C、在光的折射现象中,光路是可逆的,故C正确;
D、折射光线与入射光线分别位于法线两侧,故D正确。
故选:B。
13.解:鱼射出的光线在水面处发生折射,折射光线进入眼睛,小梦就看到了鱼,由于光的折射中光路是可逆的,从看到鱼的位置正对鱼照射,能把鱼照亮,故A正确。
故选:A。
14.解:
物体反射的光由水中斜射入空气时,在水面处发生折射,折射角大于入射角,折射光线远离法线,向水面偏折,人逆着折射光线看去,“物体”的位置升高了。
AD、图中光从空气射入水中,故AD错误;
B、光由水中斜射入空气中,折射角大于入射角,故B正确;
C、光由水中斜射入空气中,折射角小于入射角,故C错误;
故选:B。
15.解:
A、B、在光的反射现象和折射现象中光路都是可逆的。此两选项均正确;
C、D、镜面反射遵循光的反射定律,漫反射也遵循光的反射定律。选项C正确,选项D不正确。
故选:D。
16.解:当我们用眼睛看到水中的叶子,是因为叶子反射的光进入到了我们的眼睛的缘故;根据光的折射定律的内容知道,光从水斜射入空气中时,折射光线向远离法线方向偏折,折射角大于入射角,且光线是从硬币上发出的,故B图正确。
故选:B。
17.解:当太阳光经过三棱镜后,会分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光,这是光的色散现象;色散现象的实质是光的折射,因为这是一种较特殊的光现象,所以通常我们直接称之为色散,以区别于普通的折射现象。
故选:D。
18.解:图为筷子竖直插入盛水玻璃杯内的俯视图,A处为筷子,ABP表示由筷子发出的穿过玻璃杯壁B射向观察者P处的一条光线;ON为过B点沿半径方向的直线,即在B处和空气的分界面的法线;
上述光线则相当于在B处由水中射入空气中,图中的角i和角r分别为此光线的入射角和折射角,根据光的折射规律可知,应有∠r>∠i;所以观察者在P处看到的筷子A的像A′的位置不是A的实际位置,即像A′的位置偏左;据此可知,筷子竖直插入玻璃杯中时,其侧视图应该是B图才与实际情况相符。
同时,玻璃杯此时相当于一个凸透镜,对筷子起到了放大的作用,因此,观察到的筷子比实际粗些。
故选:B。
19解:因为入射光线与物质的界面成30°角,所以入射角是90°﹣30°=60°。
由光的反射定律可知:反射角等于60°,
则折射角=180°﹣(60°+85°)=35°
故选:B。
20.解:两个互相垂直的平面镜的特点是对光线进行两次反射,根据反射定律可知,两次反射的光线与入射光线是始终平行的,因此入射角增加5°,则CD的反射角将减少5°。
故选:B。
二.填空题(共9小题)
21.解:
①因为平面镜所成的像与物体大小相等,小明身高1.7m,所以他在镜中的像的高度是1.7m;
②小明站在竖直放置的平面镜前5m处,小明以1m/s的速度向镜面方向移动3s,小明向镜面移动了s=vt=1m/s×3s=3m,此时小明到平面镜的距离为5m﹣3m=2m,由平面镜成像的特点像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离可知,此时小明的像到平面镜的距离也是2m,则小明本人与镜中的像之间的距离是2m+2m=4m。
故答案为:1.7;4。
22.解:
树阴下的地面上出现的圆形光斑,是太阳光通过浓密的树叶中的小孔所成的太阳的像,是实像,是由光的直线传播形成的。
故答案为:光的直线传播;太阳。
23.解:若人以1m/s速度向平面镜靠近,同时像也以1m/s速度垂直向平面镜靠近,
则像对于她的速度是两速度之和,即2m/s;
由于平面镜所成的像是与物体等大的。所以当她向平面镜移动时,她在镜中的像的大小不变。
故答案为:2;不变。
24.解:(1)根据平面镜成像中的像物等距可知,A点与水面相距1m,则A与它在水中的像A′之间的距离为1m+1m=2m;
(2)若水位下降,移动到E点,则光斑B向右移动,如下图所示:
故答案为:2;右。
25.解:(1)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:
(2)若光点S′向左移动了0.5m,如下图所示:
则O点向左移动到A点,也移动了0.5m,即OA=0.5m;
因为从S点发出的一束与水平面成45°角,所以三角形OO′A为等腰三角形;两底角各为45°,
即O′B=OA=0.25m,
则说明水位上升了0.25m。
故答案为:向左;0.25。
26.解:由图知光HG从空气中斜射入玻璃中时,法线与GC重合,因为光从空气斜射入玻璃中时,折射光线与入射光线分居法线两侧,折射角小于入射角,所以GB是折射光线。
故答案为:GB。
27.解:根据反射定律,反射光线与入射光线分居在法线两侧,且反射角等于入射角,观察图中可知,∠BOQ=∠COQ,可知这两个角有一个是入射角,一个是反射角,则PQ就是法线,MN是界面;
根据折射光线和入射光线分居法线两侧,可判断BO是入射光线,OA为折射光线,因此∠BOQ是入射角等于30°,∠COQ是反射角也等于30°,∠AOP为折射角;
根据数学知识,∠AOP=180°﹣∠COQ﹣∠AOC=180°﹣30°﹣90°=60°。
入射角小于折射角,故界面MN上面是空气。
故答案为:OA;60;上。
28.解:根据光的反射定律和折射的规律作图。
设入射角为α,折射角为β,则∠AOD=∠DOB=α。
由题意知,入射光线与液面成40°角,则折射角等于入射角α=90°﹣40°=50°;
则折射角β=180°﹣50°﹣88°=42°。
故答案为:50°;42°。
29.解:(1)根据控制变量法的思想,要探究水和油对光的偏折本领大小,必须控制入射角和液面的高度相同,只改变光线传播的介质,故要实现探究目标他们应选择图乙中的B、D两图进行实验;
(2)根据记录,油中光斑的位置距离空气比较远,因此油对光线的偏折程度大,对光的偏折本领较大。
故答案为:(1)B、D;控制变量;(2)油。
30.(1)解:首先过入射点垂直于界面作出法线,然后在水中法线的另一侧大致作出折射光线,注意折射角小于入射角,如图所示:
(2)解:由于反射光线竖直射入井内,过入射点O竖直向下做出反射光线OB;因反射角等于入射角,然后作∠AOB的角平分线即为法线(ON)。
由图知,反射光线和入射光线的夹角∠AOB=30°+90°=120°;
则反射角∠BON=∠AOB=×120°=60°,如图所示:
31.解:(1)探究“平面镜成像规律的实验”中,采用两个完全相同的蜡烛,一支蜡烛放在玻璃板的前面并点燃,另一支放在玻璃板的后面,不需要点燃,若点燃,则不易区分蜡烛B和A的像;
(2)将不点燃的蜡烛放在玻璃板的后面来回移动,直到看上去跟前面的蜡烛的像完全重合时,可以确定像的位置,同时也可以说明像与物的大小相等;
(3)因为实像可以成在光屏上,虚像不能成在光屏上,所以,若用光屏代替蜡烛B,在玻璃板后面观察光屏,将不能观察到蜡烛A的像,说明平面镜所成的是虚像。
故答案为:不点燃;相等;后面;不能;虚。
32.解:
(1)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(折射角随入射角的减小而减小),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。
(2)评价:存在不足,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。
故答案为:(1)②折射角随入射角的增大而增大;小于;(2)是;应换用其它透明介质再做实验,避免实验结论的偶然性。
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