第三章《光的世界》自我评估
一、填空题(本大题共6小题;每空1分,共14分)
1.诗仙李白的名句“举杯邀明月,对影成三人”所描述的情景(如图1)中,“明月” (选填“是”或“不是”)光源;地面上的影子是由光的 形成的。
2.小明在池塘边看到水中还有一个“小明”,这是由于光的_______而形成的光现象,小明看到水中的石头是由于光的_______而形成的光现象。
3.在“初识光的折射现象”活动中,江南中学某学生将一束激光斜射至空水槽底部,如图2所示,在P点形成一个光斑,他向水槽内慢慢注水,发现水槽底部的光斑向 (选填“左”或“右”)移动,这说明光从空气斜射入水中时,传播方向 (选填“会”或“不会”)发生偏折,且折射光线将 (选填“偏向”或“偏离”)法线。
4.如图3所示为光由空气向玻璃传播的情况,由图可知,分界面是 (选填“PQ”或“MN”),它的 (选填“左”“右”“上”或“下”)侧是玻璃。
5.去年暑假小明参加学校的生存夏令营,学到了野外生存的很多知识和技能,比如用影子辨别方向。如图4,将一根直杆竖直插在水平地面上的O点。中午前后,用描点的方法在地面上画出杆的阴影顶端的运行轨迹,在轨迹上找出其中距O点最近的点A,则OA所指示的方向就是 (选填“东”“西”“南”“北”)方,这一判断应用的光学知识是 。
6.一束平行光与镜面成30°角射到平面镜上,如图5所示,反射角大小是 ,若将镜面沿逆时针方向转过10°,则入射光线与反射光线的夹角是 ,人迎着反射光的方向可以看到刺眼的光,而在其他方向却看不到反射光,这是由于发生了 (选填“镜面”或“漫”)反射。
二、单项选择题(本大题共10小题;每小题3分,共30分)
7.下列物体不属于光源的是( )
A.太阳 B.钻石 C.燃烧的火把 D.萤火虫
8.【新素材·传统文化】皮影戏——艺人们操纵人物剪影,在光照射下,屏幕上就会出现活动的影子,如图6所示。下列现象与皮影戏的光学原理相同的是( )
A.绿树成荫 B.水中倒影 C.海市蜃楼 D.鱼翔浅底
9.下列属于三原色光之一的是( )
A.橙光 B.黄光 C.绿光 D.紫光
10.小明将爸爸刷过鞋油的皮鞋,用软布反复摩擦使鞋面变得更亮,这是利用光的( )
A.折射 B.色散 C.漫反射 D.镜面反射
11.光射到平面镜上,入射角为40°,反射角为( )
A.30° B.40° C.50° D.60°
12.一只小蜜蜂悬停在平静的湖面上方,它向下看,看到下方有一个与自己相同的“同伴”,于是它飞向湖面迎接“同伴”,在此过程中( )
A.“同伴”向它迎来 B.“同伴”离它而去
C.“同伴”逐渐变小 D.“同伴”真实存在
13.利用如图7所示的装置探究小孔成像的规律,下列说法正确的是( )
A.烛焰稍许靠近小孔,屏上像会变小
B.小孔稍许靠近屏,屏上像会变大
C.稍许增大小孔尺寸,屏上出现虚像
D.改变小孔的形状,屏上像形状不变
14.如图8,是一根粗细均匀的直树枝OA斜插在水中的一张照片,下列分析正确的是( )
A.OB、OC都是虚像,OC与物体等大
B.OB、OC都是虚像,OB与物体等大
C.OB、OC都是光的折射形成的像
D.OB、OC都是光的反射形成的像
15.如图9是探究平面镜成像特点实验的情景,关于探究过程中所涉及的问题分析正确的是( )
A.蜡烛A在玻璃板中所成的像是光的漫反射形成的
B.蜡烛A在玻璃板中所成的像是实像
C.蜡烛B在桌面上的影子是光沿直线传播形成的
D.为了使烛焰的像更清晰,应选择明亮的环境进行实验
16.2024年春节联欢晚会中,来自西安分会场的《山河诗长安》让人眼前一亮。这个节目通过增强现实AR技术,让李白跨越时空、乘鹤而来、饮酒对诗、观今日西安,让大唐不夜城,再现盛世长安恢宏景象。并以此刻画中国文化极致的浪漫与温情。以下说法正确的是( )
A.永宁门城墙的彩灯是自然光源
B.李白的影子形成的原理是光的折射
C.舞蹈演员唐诗逸在镜面一样舞台上表演时形成倒影的原理是反射
D.通过电视机看到盛世长安的五彩斑斓是由红、绿、黄三种色光混合而成
三、作图题(本大题共2小题;分,共17分)
17.如图10所示,OB是一条反射光线。请画出:OB对应的入射光线并且标出入射角的度数。
18.图11中,OA′是入射光线AO的折射光线,画出入射光线BO的折射光线OB′的大致位置。
四、实验探究题(本大题共3小题;第19题每空3分,第20、21题每空2分,共40分)
19.用如图12甲所示的装置探究光的反射规律,实验数据如下表:
次数 1 2 3 4
∠i 30° 40° 50° 60°
∠r 30° 40° 50° 60°
(1)图表中∠r表示 (选填“入射”或“反射”)角。
(2)分析实验数据可知:反射角 (选填“大于”“等于”或“小于”)入射角。
(3)纸板ENF是用两块纸板连接起来的。如图乙,把纸板NOF向后折,光沿EO入射在纸板NOF上 (选填“能”或“不能”)看到反射光线。这说明在光的反射现象中,反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(4)在图甲中,当光沿FO的方向射向O点时,光会沿着OE的方向射出,说明在反射现象中光路是 的。
20.芜湖大剧院立意于开启的贝壳,以贝孕育珍珠来寓意芜湖城市依江发展的勃勃生机和璀璨前景。小王同学发现大剧院的玻璃门(如图13甲所示)可简单地验证平面镜成像的某些规律。
(1)如图乙所示,进行验证实验。小王在玻璃门内放置标记物时,将标记物放在地砖拼接处,是为了便于 。然后小王走到玻璃门外。为了让自己所成的像落在标记物上,他应向 (填字母)方向移动。
(2)实验中,采用玻璃门代替平面镜,虽然成像不如平面镜清晰,但小王却能在观察到自己的像的同时,也能观察到 ,巧妙地解决了确定 的位置问题。(均选填“标记物”或“自己的像”)
(3)如果想让成像更清晰,玻璃门内的亮度要比玻璃门外 ,玻璃门的厚度越 越好。
(4)通过上述实验,能验证平面镜成像特点中哪一条? 。
21.创新实验小组探究光从空气斜射入透明介质中时,折射角大小与哪些因素有关。
【猜想假设】猜想一:折射角大小与入射角大小有关。
猜想二:折射角大小与介质种类有关。
【设计实验】让激光束从空气中以不同角度斜射入不同透明介质中,记录下入射角和折射角。
【进行试验】如图14甲所示是某次实验情形,此次试验的入射角是 °。
【分析论证】同学们实验数据记录如表。
实验序号 介质种类 入射角/° 折射角/°
1 水 60 40.5
2 透明树脂 60 35.3
3 透明树脂 45 28.1
4 透明树脂 30 19.5
5 重火石玻璃 60 31.7
分析序号为 的三次实验数据可得初步结论:光从空气斜射入某种透明介质中时,折射角随入射角的增大而 。
分析序号为 的三次实验数据可知,猜想二是 (选填“正确”或“错误”)的。
【交流评估】如图甲、乙两种组装器材的方式中,你认为更合理的是 ,理由是此种组装方式能更方便地测出 。
五、综合能力题(本大题共2小题;每空1分,共10分)
22.阅读材料,回答下列问题:
材料一:
我们生活的自然环境五光十色、美丽动人,有红色的花、绿色的草、蓝色的天空、白色的云……各种物体具有各自的色彩。不透明的物体,对不同颜色的光,吸收能力和反射能力又各不相同,被物体吸收的光,人们就看不见;只有被反射的光,人们才能看到。而透明物体的颜色是由它所透过的色光决定的。红色的玻璃之所以呈红色,是因为它只透过红光,吸收其它色光的缘故。
材料二:
中国科技馆里有一个很有趣的颜色屋,屋内摆放着各色物品:红色的沙发和果汁、绿色的茶几和灯罩,墙上分别是红、蓝、绿、白的“光影之绚”四个大字。房间内灯光的颜色会在白色、红色、蓝色、绿色之间变化,你会看到家具、地板和墙壁上的字在不同颜色的灯光照射下,呈现出不同的色彩。
(1)17世纪以前,人们一直认为白色是最单纯的颜色。直到1666年,英国物理学家 用玻璃三棱镜分解了太阳光,这才揭开了光的颜色之谜。
(2)当中国科技馆房间内的灯光为红色时,你会看到房间内的沙发呈现出 色,茶几呈现出 色。
(3)用激光笔照射气球,若气球吸收了激光的能量,气球有可能爆破。用红色激光笔照射透明的红色、蓝色两个气球,可能观察到 (选填“红”或“蓝”)色的气球先爆破。
23.阅读短文,回答问题。
新能源智能汽车
某款新能源智能汽车,车顶覆盖薄膜式太阳能电板;车窗采用“智能玻璃”,除了可实现调节温度和透明度(透过玻璃的光照度与入射光照度之比),还具有单向透光功能,可以从车内看到车外景象,而车外看不见车内景象;车身配有多个雷达,充分提高了行车的安全性。汽车高速行驶时,驾驶员低头观看仪表信息,在前方遇有紧急情况就有可能因为不及采取有效措施造成事故。为了高速行驶的车辆研发了汽车抬头显示(如图15甲)又叫汽车平视显示系统,它是利用平面镜成像原理(如图乙)将显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方,驾驶员透过挡风玻璃往前方看的时候,能够轻易的将车外的景象与车辆信息通过挡风玻璃所成的像融合在一起.驾驶员不必低头,就可以看到车辆信息,如车速、油耗、导航等,从而避免分散对前方道路的注意力。
(1)在车内通过车窗玻璃看到的驾驶员的像是________(选填“实像”或“虚像”)。夜间行车时为了让司机更清楚地看到路况,车内应________(选填“开”或“不开”)灯。
(2)薄膜式太阳能电板应设计成________(选填“黑”或“白”)色。
(3)挡风玻璃所成仪表盘像的原理是光的________。如果成像不清晰,可以________(选填“增强”或“减弱”)显示器亮度,改善成像效果。
第三章《光的世界》自我评估
一、填空题(每空1分,共14分)
1.不是;直线传播
2.反射;折射 【提示】小明在池塘边看到水中还有一个“小明”,属于平面镜成像,是由光的反射形成的;小明看到水中的石头是由于石头反射的光线从水中斜射入空气中时发生折射形成的。
3.左;会;偏向 【提示】光从空气斜射入水或其它透明介质时,折射角小于入射角;小明将一束激光射至P点,形成一个光斑,向水槽内慢慢注水,光线在水面处发生折射,水槽底部光斑的位置将向左移动,说明光从空气斜射入水中时,传播方向折射光线将偏向法线。
4.MN;右 【提示】由图可知,∠COP=∠AOP且共边,根据反射角等于入射角,PQ是法线,故MN是界面,根据折射光线和入射光线分居法线两侧,所以CO是入射光线,OA是反射光线,OB为折射光线,入射角为90°-30°=60°,折射角为30°,即折射角小于入射角,故界面的右侧为玻璃。
5.北;光沿直线传播 【提示】光在同一均匀介质中是沿直线传播的,当光照在竖直的杆上,就会在地面上形成一个黑暗的区域,这个黑暗的区域就是杆的影子,直杆阴影顶端在O点影子最短,应该是正午时间,影子就应该是南北方向的,OA指示的是正北方向,AO指示的是正南方向。
6.60°;100°;镜面 【提示】一束光与镜面成30°角入射在平面镜上,则入射角为90°-30°=60°,则其反射角也是60°,为了避免晃眼将平面镜逆时针转过10°,此时的入射角是60°-10°=50°,则此时的反射角也是50°,所以此时入射光线与反射光线的夹角是50°+50°=100°;光线射向平面镜,经平面镜反射后,平行射出,正好反射到人眼睛上,觉得很刺眼,这种反射是镜面反射。
二、单项选择题(每小题3分,共30分)
7.B 【提示】太阳、燃烧的火把、萤火虫自身都能够发光是光源;钻石反射光,自身不能发光,不是光源。
8.A 【提示】皮影戏和绿树成荫都是光的直线传播形成的,水中倒影是光的反射形成的,海市蜃楼和鱼翔浅底都是光的折射形成的。
9.C
10.D 【提示】皮鞋涂上鞋油后,鞋油的微小颗粒能填充到鞋的毛孔中,用软布反复擦,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。
11.B 【提示】根据光的反射定律,反射角等于入射角,所以反射角等于40°。
12.A 【提示】平静的水面相当于平面镜,小蜜蜂看到下方有一个与自己相同的“同伴”,实际是平面镜成像现象,“同伴”实质是小蜜蜂的虚像;它飞向湖面迎接“同伴”时,物距减小,像距也会随着减小,所以“同伴”向它迎来;平面镜成像时,像和物体的大小相等,所以它飞向湖面迎接“同伴”时,“同伴”的大小不变。
13.D 【提示】烛焰稍许靠近小孔,屏上像会变大;小孔稍许靠近屏,屏上像会变小;小孔所成的像是倒立的实像;像的形状与物体的形状相同,与孔的形状无关,所以改变小孔的形状,屏上像形状不变。
14.B 【提示】树枝斜插在湖水中,水面相当于平面镜,树枝在平面镜中成像,像和物关于平面镜对称,所以OB是树枝反射形成的等大的虚像;斜插在湖水中的树枝由于光的折射成像,看起来向上偏折,OC是树枝折射形成的虚像。
15.C 【提示】平面镜(反射面是光滑的)成的像属于光的反射,蜡烛A在玻璃板中所成的像是光的镜面反射形成的,故A选项错误;蜡烛A在玻璃板中所成的像是由实际光线的反向延长线相交形成的虚像,故B选项错误;光在均匀介质中沿直线传播,蜡烛B在桌面上的影子是光沿直线传播形成的,故C选项正确;为了使烛焰的像更清晰,应选择较暗的环境进行实验,故D选项错误。
16.C 【提示】永宁门城墙的彩灯是人造光源,故A选项错误;影子是由光的直线传播形成的,故B选项错误;舞蹈演员唐诗逸的倒影是平面镜成像,是光的反射形成的,故C选项正确;彩色电视的画面上的色彩是由红、绿、蓝三种色光混合而成的,故D选项错误。
三、作图题(每小题3分,共6分)
17.如图1所示
18.如图2所示
四、实验探究题(第19题每空3分,第20、21题每空2分,共40分)
19.(1)反射;(2)等于;(3)不能;(4)可逆
20.(1)测量长度,比较像和物到玻璃门的距离;C;(2)标记物;自己的像;(3)暗;薄;(4)像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等
21.【进行试验】30;【分析论证】2、3、4;增大;1、2、5;正确;【交流评估】乙;入射角和折射角
五、综合能力题(每空1分,共10分)
22.(1)牛顿;(2)红;黑;(3)蓝
23(1)实像;不开;(2)黑;紫;(3)反射;增强