第三章 光现象 综合素质评价
一、选择题(每题3分,共30分)
1. 如图所示,下列关于光学现象的描述及解释正确的是( )
2.[2023·西安模拟]宽敞明亮的教室是我们学习的主阵地,关于教室中的物理知识理解不正确的是( )
A.看到教室窗台上的绿植是因为它反射绿光
B.定期用紫外线灯对教室消毒
C.多媒体屏幕中丰富色彩的画面是红、绿、蓝三种色光混合而成
D.同学们看到多媒体屏幕上的画面是因为光的反射
3.[2022·烟台期中]为节约用水,在公厕里安装了远红外节水器,当有人用厕时,远红外传感器接收到人体信号,即对便池自动冲洗7秒,当用厕人使用完毕离开,再自动冲洗7秒,以保证节水与卫生。下列不可见光的应用与此原理相同的是( )
A.晒太阳能促进骨骼生长和身体健康
B.使钞票上的荧光物质发光,用于防伪
C.电视机遥控器
D.医院手术室里用于灭菌的消毒灯
4.[2022·牡丹江]下列正确表示光从空气斜射到水面的光路是( )
5.[2022·柳州]如图,物体S在平面镜中所成的像为S′。若在镜后放置一块透明玻璃AB,则像S′将( )
A.变亮 B.变暗 C.不变 D.偏离原位置
6.[2022·荆州]“万里长江,美在荆江”。长江实施禁捕以来,生态得到明显改善。游客乘坐游船到达荆州,看见江岸边高楼林立,荆州长江大桥倒映在平静的江面,水下的鱼儿跃出水面。下列说法正确的是( )
A.看不见高楼后面的景色,说明光不能在固体中传播
B.长江大桥的倒影是由光的反射产生的
C.水面下鱼儿的像在鱼儿的下方
D.看见跃出水面的鱼儿是由于光的折射
7. 下列光学作图中,错误的是( )
8.[2022·惠州二模]小明利用如图所示的装置探究光的折射规律,其中竖直放置的光屏可以绕轴NN′折转。实验时,让激光笔发射的一束激光沿着光屏E面斜射到水面O点。下列说法错误的是( )
A.光从空气斜射入水中,入射角增大时,折射角也随之增大
B.多次改变入射角的大小进行实验,是为了求平均值减小实验误差
C.将光屏F面向后折转一定角度,则在光屏F面上不能看到折射光线
D.为了更清晰地观察空气和水中的光路,可在空气中喷些烟雾,水里滴些
牛奶
9. 学过红外线知识后,小明想探究红外线是否与可见光有相同的特性,他拟定如下方案:
方案一:用烟雾显示红外线路径,探究红外线在空气中是否沿直线传播;
方案二:用平面镜反射遥控器发出的红外线到电视机上,探究红外线能否发生反射;
两方案能达到实验目的的是( )
A.方案一可行 B.方案二可行
C.两方案均可行 D.两方案均不可行
10. 如图所示,固定在水面上方的光源S发出一束光线经水面反射后在光屏上有一个光斑A,已知光束与水面的夹角为40°,S′是光源经水面反射所成的像。下列说法正确的是( )
A.反射角的大小为40°
B.当水面升高时,反射角将变大
C.当水面升高时,光斑A将向右移动
D.当水面升高时,S′到水面的距离变小
二、填空题(每空2分,共32分)
11.[2022·泰州]艳阳下的天德湖畔树影婆娑,水中的鹅卵石清晰可见,湖面上的小鸟上下翻飞,景色美不胜收!其中地面上的树影是由光的________形成的,游人看到水中的鹅卵石是由光的________形成的;小鸟从水面飞上树梢,它在水中所成的像到水面距离的大小变化情况是________。
12.中国高铁技术世界领先,高铁在运行过程中,为了确保行车安全,列车上的安全系统通过对高速运转车轮辐射出的________(填“紫外线”或“红外线”)强弱的监测,了解车轮温度变化,车轮的温度越高,辐射这种________(填“可见”或“不可见”)光的能力越强。
13. 如图所示是关于小猫和小聪的一幅漫画,图中两条光线的夹角是60°,则小聪观察小猫光路的入射角是________,此现象说明在反射时,光路是________。
14.为节能减排,许多地下车库采用光导照明系统,如图所示,采光罩采集的阳光进入内壁镀有高反射膜的导光管,经多次________后,传导到漫射器,光经过它发生________(填“漫反射”或“折射”)传播到车库的各个方向,漫射器应该用________(填“凹凸不平”或“厚度均匀”)的透明材料制成。
15.[2023·普宁校级模拟]图甲是小红自制的一个魔术箱,表演时将开口的方形空箱面展示给观众,把纸币从空箱顶端的投币口投入,结果纸币“不翼而飞”。原来魔术箱中有一块平面镜如图乙所示,它与箱底的夹角为________使箱底的方格纸与它的像的夹角为90°,这样观众就觉得箱子里没有东西了,这应用了______________(填“光的反射”“光的折射”或“光的色散”)原理。观众不能看见平面镜后面的纸币则是因为光具有__________的性质。
16.小梦同学身高160 cm,站在竖直放置的平面镜前1.5 m处,当她以0.2 m/s的速度向平面镜走近时,她在平面镜中的像高度________(填“大于”“小于”或“等于”)160 cm;经过3 s后,小梦和她的像之间的距离是________,小梦从平面镜中看到墙上挂钟的指针如图所示,则挂钟显示的实际时间是________。
三、作图题(每题5分,共10分)
17. 人在岸上看鱼,如图所示的A、B两个位置,一个代表鱼的实际位置,一个代表看到的鱼的虚像。请画出此人看到鱼的光路图,并用i标出入射角。
18.[2022·娄底]如图甲中,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。
四、实验探究题(19题16分,20题12分,共28分)
19.[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________。
(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________(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________(填“同一平面”或“不同平面”)内。
(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
20.[2022·衡阳]在“探究平面镜成像的特点”实验中,桌面上铺一张大纸,纸上竖立一块玻璃板作为平面镜。沿着玻璃板在纸上画一条直线表示平面镜的位置。把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面,可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一支外形相同但是不点燃的蜡烛B,竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它与前面那支蜡烛的像完全重合。这个位置就是前面那支蜡烛的像的位置。在纸上记下这两个位置,实验时注意观察蜡烛的大小和它的像的大小是否相同。移动点燃的蜡烛,重做实验。
(1)为便于观察,该实验最好在________(填“较亮”或“较暗”)环境中进行。
(2)除了图中提供的器材外,实验中还需要一种测量工具是__________。
(3)把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B,竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟前面那支蜡烛的像完全重合,这样做既确定了像的位置,又验证了像与物的________关系。
(4)将蜡烛A逐渐靠近玻璃板时,它的像的大小________(填“变大”“不变”或“变小”)。
(5)移去蜡烛B,在其位置竖立光屏,在光屏上不能承接到A的像,说明平面镜所成的像是______(填“虚”或“实”)像。
答案
一、1.D 【点拨】筷子“弯折”是由光的折射形成的,故A错误;手影是由光的直线传播形成的,故B错误;塔影是平面镜成像现象,是由光的反射形成的,故C错误;彩虹是由光的色散形成的,故D正确。
2.D 3.C 4.C
5.C 【点拨】平面镜成像是由光的反射形成的,在镜面的后面放任何东西,都不会影响镜面对光线的反射,所以像的亮度、位置等都不会受影响。
6.B 7.A
8.B 【点拨】多次改变入射角的大小进行实验是为了得到普遍性的规律,故B错误。
9.B 【点拨】红外线是红光以外的光,属于不可见光,我们肉眼看不到红外线,故方案一不可行;用平面镜反射遥控器发出的红外线到电视机上,看遥控器能否控制电视机,探究平面镜能否反射红外线是可行的,故方案二可行。
10.D 【点拨】当水面升高时,由于入射角不变,所以反射光线与原来的反射光线平行,光屏上的光斑A向左移动;当水面升高时,光源S到水面的距离变小,所以像到水面的距离也变小。
二、11.直线传播;折射;变大
12.红外线;不可见 【点拨】高速运转车轮热辐射产生的是红外线;红外线是一种不可见光;温度越高,辐射的红外线越多。
13.30°;可逆的 14.反射;漫反射;凹凸不平
15.45°;光的反射;直线传播
16.等于;1.8 m;7:20 【点拨】平面镜成正立、等大、等距的虚像,小梦同学以0.2 m/s的速度向平面镜走近时,其身高没有变化,故她在平面镜中的像高度也不变;经过3 s后,小梦向前移动的距离s=vt=0.2 m/s×3 s=0.6 m,此时物距为1.5 m-0.6 m=0.9 m,像距始终等于物距,因此小梦和她的像之间的距离为0.9 m+0.9 m=1.8 m。
三、17.【解】如图所示。
【点拨】人能看到水中的鱼,是由于鱼反射的光线经水面折射后进入人眼,鱼的像是人眼逆着折射光线看到的,所以直接连接眼睛与B,与水面的交点即为入射点;连接A和入射点即为入射光线,然后作出法线,法线与入射光线之间的夹角为入射角,用i标出入射角。
18.【解】如图所示。
【点拨】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。
四、19.(1)ON;40° (2)D (3)不能;同一平面 (4)B
【点拨】(1)由图可知,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,故D正确。
20.(1)较暗 (2)刻度尺 (3)大小 (4)不变 (5)虚
【点拨】(1)点燃蜡烛,烛焰在明亮的环境中,烛焰和明亮环境对比度较小,成像不太清晰;烛焰在黑暗环境中,烛焰和黑暗环境的对比度大,成像更清晰。
(2)平面镜成像时,为了探究像到镜面的距离与物体到镜面的距离的关系,需要用刻度尺测量出物距和像距的大小,所以还需要刻度尺。
(3)两支蜡烛大小相同,后面的蜡烛又和前面蜡烛的像完全重合,这样就证明了像与物大小相同,所以选用两支外形相同的蜡烛,是为了比较像与物大小的
关系。
(4)平面镜成的像与物体大小相等,因此将蜡烛A逐渐靠近玻璃板时,它的像大小不变。
(5)平面镜所成的像是虚像,不会出现在光屏上,所以小明拿掉B蜡烛,在原来B的位置放置一块光屏,直接观察光屏,发现A蜡烛不能在光屏上成像。