第5章 光现象 单元综合检测卷
一.选择题(共12小题)
1.2020年6月21日,在我国南方部分地区观测到了十分罕见的“金边”日环食,这是观测天象、了解和研究太阳的好时机,也是全年最重要的天象之一。下列光现象中,与该天象形成原理不相同的是( )
A.水中倒影 B.激光准直 C.小孔成像 D.手影游戏
2.下列光现象与其形成原因的对应中正确的是( )
A.立竿见影——光的折射
B.潭清疑水浅——光的反射
C.小孔成像——光的折射
D.镜中花水中月——光的反射
3.如图所示,掉在地上的课本,小明、小红都看到了它,对于这一现象解释正确的是( )
A.这是因为物理教材发出的光,射入了小明和小红的眼睛
B.小明看到教材,是由于光在教材表面发生了镜面反射
C.小红看到教材,是由于光在教材表面发生了镜面反射
D.小明和小红看到教材,都是由于光在教材表面发生了漫反射
4.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保持成50°角射向平静的液面,下列说法正确的是( )
A.入射角为50°
B.当液面下降时,光点S'将向左
C.当液面上升时,光点S'的位置不变
D.光源S不动,增大激光与水平液面夹角、光点S′将向左
5.如图是同学探究光的反射定律的实验过程,下列说法错误的是( )
A.实验时让一束光贴着纸板入射的目的是便于显示光路
B.将纸板B向后折转一定角度,不能在纸板B上看到反射光,此时反射光线不存在
C.让光线沿着FO方向射向镜面,会发现反射光线沿着OE方向射出,这表明在光的反射现象中光路可逆
D.在光的反射现象实验中发现,入射角增大,反射角也随之增大
6.夜晚,小明在明亮房间里,通过一面窗户玻璃看到了自己的像,而在晴朗的白天却看不见。对于此现象,他进行如下分析,正确的是( )
A.不论夜晚和白天,人都可以通过这面玻璃成像
B.射向这面玻璃的光,夜晚发生镜面反射,白天发生漫反射
C.白天,射向这面玻璃的光全部透过玻璃,没有反射成像
D.白天,人通过这面玻璃成的像更小,人的眼睛不宜观察
7.如图所示,水池底部有一个小射灯,当池中无水时,岸上的人观察到池壁上点S被照亮;当池中水面到达a时,人眼观察到池壁上点P被照亮;当池中注满水(即水面升高到b)时,人眼观察到池壁上点Q被照亮。则( )
A.点S在点Q下方、且在点P上方
B.点S与点Q是同一个点
C.点P在点S上方
D.点S在点P下方,且在点Q上方
8.如图为塔式太阳能电站,它的工作原理是:把许多平面镜按照一定的规律排列起来,不同位置的平面镜可以把太阳光反射后会聚到同一个位置,从而利用太阳能来发电。若太阳光被会聚在塔上的A点,则下面可以显示其会聚原理的简化光路图是( )
A.B.C.D.
9.如图所示,一束太阳光通过三棱镜后,在光屏上形成一条彩色的光带。下列说法正确的是( )
A.这是光的反射现象
B.a是紫光,b是红光
C.在真空中,光的传播速度等于3×105km/s
D.这束彩色光不能在真空中传播
10.如图是晚上汽车在干燥的沥青路面和潮湿的沥青路面上行驶时大灯部分光路简图,在晚上开车时( )
A.潮湿路面发生镜面反射
B.干燥的路面发生镜面反射
C.对面无车时,驾驶员看潮湿的路面更亮
D.照射到干燥路面上光不遵循光的反射定律
11.如图是光在空气和玻璃的界面上同时发生反射和折射的光路图,下列说法正确的是( )
A.光是从空气中斜射入玻璃中,反射角大小是60°
B.光是从空气中斜射入玻璃中,反射角大小是30°
C.光是从玻璃中斜射入空气中,反射角大小是60°
D.光是从玻璃中斜射入空气中,反射角大小是30°
12.图中,能正确表示光从室外通过窗户玻璃进入室内的光路图是( )
A.B.C.D.
二.填空题(共5小题)
13.一个物体放在平面镜前,如果物体比平面镜大,则物体在镜中的像 (是/不是)完整的像,用一块不透明的木板挡在平面镜与像之间,像 (会/不会)被遮挡住。
14.在一个深5米的池塘水面上空10米处有一只飞翔的小鸟,该小鸟在水面下成的像离水面 米。人们常用“镜中花”、“水中月”感慨世间万物的虚幻。从物理学角度分析,镜中花是由于光发生了 而形成的 像。
15.位于我县紫金公园的鎏金湖,夏日分外妖娆,鸟语花香,绿柳成荫,水清可鉴,时而能看见鱼儿在白云间游曳,从物理学的角度分析“湖水可鉴”是由于光在水面发生 (选填“镜面”或“漫”)反射,而水中“白云”是光的 现象(选填“直线传播”或“反射”“折射”);看见水中“鱼儿”是光的折射所成的 (选填“实像”或“虚像”)。
16.如图所示为色光三基色的示意图,则图中区域B处应标 色;一个演员在舞台上演出,当舞台上方的红色追光灯照射到她时,观众看到她一身艳丽的红色服装;当灯光操作员改用绿色追光灯照射她时,观众看到她上装为绿色而裙子为黑色,那么,这位演员服装的实际颜色是:上装是 色的,裙子红色的。
17.如图甲所示,自行车的尾灯由许多小平面镜组成。夜晚,当后面汽车的车灯照射在小平面镜上时,经过两次反射后,反射光线平行于原入射光线反方向射回去,给后车司机警示作用。图乙中的 (填“A”或“B”)是自行车尾灯的原理图,它 (填“是”或“不是”)光源。图乙中另一个图是 的原理图。
三.作图题(共3小题)
18.根据图中已给出的反射光线,画出入射光线,标出入射角的度数,并回答:平面镜使入射光线的方向改变了 度角。
19.请用作图的方法,画出图中物体AB通过小孔O后在光屏MN上成的像的光路图。
20.祖国山河美如画,如图甲是小明同学在“国庆”长假期间拍摄的湖景,图乙是其简化图,若人站在岸边,P点为人眼的位置,a是拱桥的顶点。请画出人眼通过水面观察到a的光路图。
四.实验探究题(共2小题)
21.小明同学利用如图甲所示的装置探究“平面镜成像的特点”的实验:
(1)为了保证实验效果,应该选择薄玻璃板代替平面镜;且将其竖直放置在水平桌面上,便于确定像的 。
(2)小明先在玻璃板前面2cm处放置一支点燃的蜡烛A,再拿未点燃的相同的蜡烛B在玻璃板后面移动,人眼一直在A侧观察,直到观察到蜡烛B跟蜡烛A的像重合,说明像和物的大小 (选填“相等”或“不相等”);若移走蜡烛B并在该位置放一个光屏,无论怎样移动光屏,都不能在光屏上得到蜡烛A的像,说明所成的是像 (选填“虚”或“实”)。
(3)在实验中,小明同学用右手将放在玻璃板前的A蜡烛点燃,发现玻璃板中的“自己”是用 (选填“左”或“右”)手点燃蜡烛。
(4)接下来,小明将蜡烛A远离玻璃板1cm,B蜡烛应与A相距cm才可能与A的像完全重合,此过程中,平面镜中的像的大小将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(5)为了让右边的同学也能够看清蜡烛的像,小明同学只将玻璃板向右平移,则蜡烛像的位置 (选填“向右移动”、“向左移动”或“不变”)。
(6)做实验的时候,小明从竖直放置的平面镜里看到对面竖直墙上挂的电子钟的示数如图乙所示,根据平面镜成像特点可知,当时的实际时间是 。
22.在“探究光的反射规律”的实验中,如图所示,平面镜M放在水平桌面上,E、F是两块粘连起来的硬纸板,且可绕ON转动。
(1)实验时,将硬纸板 放置在平面镜上,如图(a),当E、F在同一平面时,让入射光线AO沿纸板E射向镜面,在纸板F上看到反射光线OB。将F向后折转一定角度,在纸板F上看不到反射光。如图(b)所示,说明反射光线、入射光线与法线在 。
(2)从(a)图可以看出反射光线与入射光射分居在 两侧。
(3)若将一束光贴着纸板F沿BO射到O点,光将沿图中 方向射出。因为在光的反射现象中光路是 的。
(4)从表格记录的数据分析可得:① 。② 。
实验次数 1 2 3 4
入射角 20° 30° 40° 50°
反射角 20° 30° 40° 50°
五.综合能力题(共1小题)
23.如图所示,小华同学用激光笔照射水面,在水槽壁上出现两个红点A和B。
(1)若保持入射点O的位置不变,欲使A点下移至A1,应使入射光线MO绕着点O沿 (选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动;同时观察到另一亮点B点会移动到点 (选填“B1”或“B2”)。
(2)若保持入射光线不变,如果水面上升,则B点会移至 (选填“B1”或“B2”)。在水面变化过程中,折射角 (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
参考答案
一.选择题(共12小题)
1.【解析】日环食是由光的直线传播形成的。
A、水中倒影属于平面镜成像,平面镜成像属于光的反射现象,与日环食的形成原理不同,故A符合题意;
B、激光准直是利用了光沿直线传播,与日环食的形成原理相同,故B不符合题意;
C、小孔成像利用了光沿直线传播,与日环食的形成原理相同,故C不符合题意;
D、手影游戏在墙上形成的影子是由于光的直线传播形成的,与日环食的形成原理相同,故D不符合题意。
故选:A。
2.【解析】A.立竿见影是由光沿直线传播形成的,故A错误;
B.潭清疑水浅是由于光的折射造成的,故B错误;
C.小孔成像是由光沿直线传播形成的,故C错误;
D.镜中花水中月属于平面镜成像,是光的反射现象,故D正确。
故选:D。
3.【解析】A、物理教材本身不会发光,故不是光源,不会发出光线,故A错误;
BCD、教材的表面凹凸不平,光照在上面发生发生漫反射,反射光线是向着四面八方的,所以小明和小红从不同的位置都能看到它,故BC错误,D正确。
故选:D。
4.【解析】A、入射角是入射光线与法线的夹角,不是入射光线与镜面的夹角,由此可知,入射角大小等于40°,故A错误;
B、当液体下降时,由于入射角不变,反射光线与原来的入射光线平行,根据下图可知,光点S'将向右,故B错误;
C、当液体上升时,由于入射角不变,反射光线与原来的入射光线平行,根据下图可知,光点S'将向左,故C错误;
D、光源S不动,增大激光与水平液面夹角时,入射角减小,反射角也减小,根据下图所示,故D正确。
故选:D。
5.【解析】A、为便于显示光路,实验时让一束光贴着纸板入射,故A正确;
B、将纸板B向后折转一定角度,不能在纸板B上看到反射光,此时反射光线仍存在,故B错误;
C、让光线沿着FO方向射向镜面,会发现反射光线沿着OE方向射出,这表明在光的反射现象中光路可逆,故C正确;
D、在光的反射现象实验中发现,入射角增大,反射角也随之增大,故D正确。
故选:B。
6.【解析】A、夜晚和白天,人都可以通过这面玻璃成像,白天阳光从屋外照射进来,由于阳光的亮度远超镜子反射的物体的成像的亮度,所以在晴朗的白天却看不见,
晚上外面暗室内亮,所以外面几乎没有反射光线进来,室内灯光越亮,反射的光线越强,像也就越清晰,故A正确;
B、射向这面玻璃的光,夜晚和白天发生的都是镜面反射,故B错误;
C、白天,射向这面玻璃的光一部分透过玻璃,发生折射,一部分反射,故C错误;
D、由平面镜成像特点可知,白天,人通过这面玻璃成的像与人是等大的,故D错误。
故选:A。
7.【解析】
(1)往池内注水,水面升至a位置时,发生折射,根据折射角大于入射角画出折射光线,P点如下图所示:
(2)水面上升至b位置时,光在水中沿直线传播,经水池侧壁反射后,光线从水中斜射向空气中,折射角大于入射角,折射光线远离法线,如下图所示:
通过以上两图可知:点S在点Q下方、且在点P上方。
故选:A。
8.【解析】由题可知,塔式太阳能电站的平面镜的共同作用是把平行射来的太阳光会聚于同一位置,它们的共同作用相当于一个巨大的凹面镜。所以选项B正确,选项A、C、D错误。
故选:B。
9.【解析】A、白色的太阳光射向三棱镜时,由于不同颜色的光通过三棱镜后折射程度不同,会发生光的色散现象,在光屏上形成一条彩色的光带,因此,这是光的折射现象,故A错误;
B、a(最上面)是红光,b(最下面)是紫光。故B错误;
C、在真空中,光的传播速度等于3×108m/s=3×105km/s,故C正确;
D、光的传播不需要介质,所以这束彩色光能在真空中传播,故D错误。
故选:C。
10.【解析】A、由图可知,光射到潮湿的沥青路上容易发生镜面反射,不是漫反射,故A正确;
B、由图可知,光射到干燥的沥青路上,反射光线射向四面八方,容易发生漫反射,不是镜面反射,故B错误;
C、由于光射到潮湿的沥青路上容易发生镜面反射,反射光线是平行射出的,很少的反射光线进入驾驶员眼睛,所以,对面无车时,驾驶员看潮湿的路面更暗,故C错误;
D、照射到干燥路面上的光发生漫反射,漫反射也遵守光的反射定律,故D错误。
故选:A。
11.【解析】由图可知,
根据反射角等于入射角,所以NN′为法线,PQ为界面,折射光线和入射光线分别位于法线两侧,则OC一定为折射光线,AO为入射光线,OB为反射光线。
∠POA=60°,所以∠AON=90°﹣60°=30°,反射角等于入射角,∠BON=30°,
由图可知,折射角为:∠N′OC=90°﹣30°=60°.因当光线从其它介质斜射入空气时,折射角大于入射角。
所以这束光线是由玻璃进入空气。即分界面的下侧是空气,上面是玻璃。
故ABC错误,D正确。
故选:D。
12.【解析】第一次折射:先过入射点O垂直玻璃左表面作出法线,再在玻璃内部法线的另一侧作出折射光线,注意折射角小于入射角:
第二次折射:先过O′点垂直玻璃右表面作出法线,再在玻璃的右侧空气中作出折射光线,注意折射角大于入射角,折射光线与玻璃左表面的入射光线平行,如图所示:
故选:A。
二.填空题(共5小题)
13.【解析】由于像与物体大小相等,所以物体比平面镜大,此时物体在平面镜中所成的像仍然是完整的;
平面镜成的是虚像,像是反射光线的反向延长线会聚形成的,不是实际光线照到像点,所以镜子背面放什么物体都不会影响成像;所以如果用一块不透明的挡光板挡在像的前面,是不会影响成像的。
故答案为:是;不会。
14.【解析】倒影属平面镜成像现象,其原理是光的反射,根据平面镜成像特点可知所成的像是虚像,当小鸟距水面10m时,该小鸟在水中的像离水面的距离也是10m;
镜中花是平面镜成像现象,是由于光的反射而形成的虚像。
故答案为:10;反射;虚。
15.【解析】(1)“湖水可鉴”,是由于光可以在水面发生镜面反射形成人的虚像;
云在天上,所以“白云”是在水中形成的像,即平面镜成像,水中的白云是由光的反射形成的;
(2)从鱼反射出的光线由水中进入空气时,在水面上发生折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼会逆着折射光线的方向看去,就会觉得鱼变浅了,所以看到水中的鱼儿是光的折射形成的虚像。
故答案为:镜面;反射;虚像。
16.【解析】(1)光的三基色是红、绿、蓝,图中已有红、蓝色,故A应标绿色,中间表示三种色光复合后是白色光。
(2)当舞台上方的红色追光灯照射到她时,观众看到她一身艳丽的红色服装;当灯光操作员改用绿色追光灯照射她时,观众看到她上装为绿色而裙子为黑色,说明她的上装既能反射红光,又能反射绿光,则她的上装是白色的;她的裙子能反射红光而不能反射绿光,所以她的裙子是红色的。
故答案为:白;白。
17.【解析】自行车尾灯采用相互垂直的镜面组合能够把车后任何方向射来的光都朝着相反方向反射回去,从而引起司机的注意,防止交通事故的发生,故A是自行车尾灯的原理图;
自行车尾灯明亮是反射了别的物体的光,尾灯自身不能发光,不是光源;
由图可知,通过管子的上下拐角处各安装一个平面镜,两块平面镜互相平行,都跟水平方向成45度角,物体通过两次反射使下面的一方就可以看到上面物体的像,故图乙中另一个图是潜望镜的工作原理图。
故答案为:A;不是;潜望镜。
三.作图题(共3小题)
18.【解析】过入射点作出法线,已知反射光线与镜面的夹角为40°,则反射角等于90°﹣40°=50°,根据反射光线、入射光线分居法线两侧,反射角与入射角相等,在法线左侧作出入射光线并标出入射角,如图所示。
由图可知,平面镜使入射光线的方向改变了100度角。
故答案为:见上图;100。
19.【解析】过A点和小孔O画出一条光线交MN于A′,再过B点和小孔O画出一条光线交MN于B′,即AB的像为A′B′,如下图所示:
。
故答案为:如上图所示。
20.【解析】(1)过镜面作出点a的对称点a′,即为a在平面镜中的像a′;
(2)连接a′P与水面交于O点,O即为入射点,连接aO就得到入射光线,OP即为反射光线,如下图所示:
四.实验探究题(共2小题)
21.【解析】(1)用玻璃板不用平面镜是为了能看到镜后的物体,便于观察和确定像的位置;
(2)蜡烛A和B完全一样,当玻璃板后面的蜡烛B和玻璃板前面的蜡烛A的像完全重合时,说明物像大小相等;
实像能在光屏上承接,虚像不能在光屏上承接,而平面镜成虚像,所以若移走蜡烛B并在该位置放一个光屏,无论怎样移动光屏,都不能在光屏上得到蜡烛A的像,说明所成的是虚像;
(3)平面镜所成的像与物体是左右颠倒的,小明同学用右手将放在玻璃板前的A蜡烛点燃,所以小明同学发现玻璃板中的“自己”是用左手点燃蜡烛;
(4)由于平面镜所成的像与物体大小相等,所以小明将蜡烛A远离玻璃板1cm,B蜡烛应与A相距cm才可能与A的像完全重合,此过程中,平面镜中的像的大小将变;
(5)由于平面镜所成的像与物体关于镜面对称,所以小明同学只将玻璃板向右平移,则蜡烛像的位置不变;
(6)由于是从镜子中看,所以对称轴为竖直方向的直线,5的对称数字是2,镜子中数字的顺序与实际数字顺序相反,故这时的时刻应是10:21
故答案为:(1)位置;(2)相等;虚;(3)左;(4)不变;(5)不变;(6)10:21。
22.【解析】(1)要使入射光线和其反射光线的径迹同时在纸板上出现,则法线必须与平面镜垂直,并且反射光线、入射光线和法线必须在同一平面内,因此纸板与平面镜的位置关系必垂直;
实验时,入射光线AO紧贴平面E射向平面镜上的O点,可在F上看到反射光线OB,如图甲所示;如果将F向后转动一定角度,则F上就看不到反射光线OB,如图乙所示,说明反射光线、入射光线与法线在同一平面;
(2)从图(a)可以看出反射光线与入射光线分居在法线的两侧;
(3)如(a)图,从AO入射,从OB反射,那么从BO入射,从OA反射,说明光的反射中光路是可逆的;
(4)根据表格中的反射角和对应的入射角的大小关系,可以发现反射角始终等于入射角,由此可以得出结论:在光的反射现象中,反射角等于入射角;反射角随入射角的增大而增大。
故答案为:(1)垂直;同一平面;(2)法线;(3)OA;可逆;(4)反射角等于入射角;反射角随入射角的增大而增大。
五.综合能力题(共1小题)
23.【解析】(1)当光从空气斜射到水面时,同时会发生反射和折射现象,反射角等于入射角,折射角小于入射角;如图所示:
现保持入射点O的位置不变,欲使光点A下移至A1处,则反射光线偏离法线,反射角增大,根据反射角等于入射角,则入射角也需增大,故使入射光线绕着O点沿顺时针方向转动。同时,入射角增大,折射角也会相应增大,因此,会观察到另一亮点B 点会移动到点B1,如图所示。
(2)在水面变化过程中,由于入射光线不变,即入射角不变,则折射也不发生改变,保持入射光线不变,如果水面上升,如图所示,显然入射光线不变,使B点下移至B2。在水面变化过程中,入射角大小不变,折射角不变。
故答案为:(1)顺时针;B1;(2)B2;不变。