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第三章 光的世界 单元综合优选测评卷
一、单选题
1．一个挂钟正对着平面镜，在镜子里看到挂钟指示的时间是10时45分，如图，则挂钟实际指示的时间应是（ ）
A．10时45分 B．7时15分 C．7时45分 D．1时15分
2．如图所示，入射光线与平面镜成30°角，则（ ）
A．入射角是30°
B．反射角是60°
C．反射光线与镜面的夹角是60°
D．入射角增大5°，反射角减小5°
3．下现现象中不能用光的折射解释的是（ ）
A．隔水看花 B．看水中的鱼
C．钢笔错位 D．小孔成像
4．去年暑假，小梦陪着爷爷到湖里叉鱼，小梦将钢叉向看到鱼的方向投掷，总是叉不到鱼。如图所示的四幅光路图中，能正确说明叉不到鱼的原因是（ ）
A． B．
C． D．
5．光线从空气斜射入水中，若入射角为30°，则折射角为（ ）
A．0° B．22° C．30° D．42°
6．如图，平面XOY上，平面镜M两端坐标分别为（﹣1，3）和（0，3），人眼位于坐标（2，0）点处，当一发光点S从坐标原点沿﹣x方向运动过程中，经过以下哪个区域，人眼可从平面镜中观察到S的像（ ）
A．0到﹣1区域 B．﹣1到﹣2区域
C．0到﹣∞区域 D．﹣2到﹣4区域
7．小明在一只空碗中放一枚硬币，后退到某处眼睛刚好看不到它．另一位同学慢慢往碗中倒水时，小明在该处又看到硬币．这种现象可以用下列哪个光路图来解释？（ ）
A． B．
C． D．
8．测量视力时，人距视力表5m．利用平面镜成像特点可以节省空间，如图所示，小明面对镜子背对视力表，检查视力，下面说法正确的是
A．视力表在平面镜中的像距平面镜6m
B．小明在平面镜中的像距视力表5m
C．视力表在平面镜中的像距小明4m
D．视力表在平面镜中的像距视力表3m
9．在平静的湖面能看到“鱼在白云中穿梭，鸟在水草中翱翔”的美丽奇观。在下列光路图中，能正确描述人看见水中的“鱼”或“鸟”的光路图的是（ ）
A．
B．
C．
D．
10．如图所示，是小明在偷偷用镜子观察小猫吃东西的情景，图中∠AOC＝∠BOC，小明所在一侧为暗室，则（ ）
A．小猫、小明相互都可以看到
B．小猫、小明互相看不到
C．小猫可以看到小明，小明看不到小猫
D．小猫看不到小明，小明可以看到小猫
二、填空题
11．放映电影时，要把画面投射到白色粗糙的银幕上，这是因为粗糙的银幕对射来的光产生 反射，白色的银幕能反射 色光。
12．电视机的遥控器能发射一种不可见光，即 ，以实现对电视的控制；对于流入市场的假币，人们常借助验钞机发出的 来辨别真伪；彩色电视机画面上的色彩是由红、 、蓝三种色光混合而成．
13．人站在岸边看到池水中的鱼比鱼的实际位置要 些（选填“深”或“浅”），这是由于光从 中射向 时发生折射的缘故．
14．晚上，在桌面上铺一张白纸，把一块小平面镜平放在白纸上，让手电筒的光正对着平面镜和白纸照射，如图所示，他从侧面观看到平面镜较 （选填“亮”或“暗”），这是因为光在平面镜上发生了 （选填“镜面反射”或“漫反射”）。
15．一只鸽子从平静的湖面上方向高处飞的过程中，鸽子在湖中“倒影”的大小 。在湖周边游玩的一些人能看见鸽子，是因为光照到鸽子身上，发生了光的 反射。
16．如图所示，在空气和玻璃的分界面上，一条入射光线入射到O点，发生反射和折射，根据图中情况判断， 是反射光线，玻璃在 （选填“的上方”、“的下方、的左侧”或“的右侧”）。
17．如图所示，一支固定好的激光笔向空水槽底部固定点O打出一束激光。向水槽内加水使水面上升至A点，此时光斑在O点 侧，这是因为发生了 现象。打开水槽底部水龙头缓慢放水，同时观察到水槽底部光斑向 移动。
18．晚上，在桌面上铺一张白纸，把一块小平面镜平放在白纸上，让手电筒的光正对着平面镜和白纸照射，如图所示，从侧面看去 （填“平面镜”或“白纸”）比较亮，这是因为平面镜发生 （填“镜面反射”或“漫反射”）的缘故.
三、计算题
19．如图所示，树上P处停着一只乌鸦，地上C处有一只小虫，乌鸦从树上的P点飞下来捉地上C点处的小虫，再飞到对面的篱笆墙上的Q点，已知P点的高度 ，Q点的高度 ，C点到A、B的路程分别是 ， ，乌鸦完成这次捉虫任务的平均飞行速度为5m/s，不考虑乌鸦捉虫消耗的时间。
（1）求乌鸦完成这次捉虫任务所需的时间；
（2）若将AB看成一个平面镜，则小虫爬到什么位置时，乌鸦飞行的路程最短 请你根据学过的光学知识为乌鸦设计一条最短的飞行路线并在图中标出，同时证明该路线最短。
20．2018年12月8日，在西昌卫星发射中心由长征三号乙运载火箭发射。2019年1月3日，嫦娥四号成功登陆月球背面，全人类首次实现月球背面软着陆，并成功释放“玉兔二号”巡视器。中继星“鹊桥”绕引力平衡点运动，保证了嫦娥四号与地球的全天候正常通信。如图甲所示：
（1）如图甲是某时刻利用无线电波（属于光的一种）通信的情境，如果反射面是一块平面镜，请在虚线框内O点处画出平面镜的位置（需保留作图的痕迹）；
（2）若某时刻中继星“鹊桥”与地球相距，中继星“鹊桥”与月球相距。北京地面控制中心发出的指令需要多少时间才能传送到月球背面的嫦娥四号？（已知无线电信号在真空中传播速度为）；
（3）如图乙“玉兔二号”巡视器用时1.5h行驶了270m，刷新了记录，求“玉兔二号”巡视器的平均速度为多少？
四、作图题
21．如图所示，a、b是镜前一点光源S发出的光线经平面镜反射后的两条反射光线，请根据反射光线a、b画出点光源S的位置，并补全光路图．
22．作图
（1）一束光线射到平面镜的O点，反射光的方向如图甲所示．请作出入射光线，并标出入射角的大小。
（2）如图乙所示的平面镜前有一物体AB，请画出物体AB在平面镜内所成的像．
（3）如图丙所示，为了让与水平面成45度角的太阳光竖直照射到10m深的井底，平面镜应怎样放置？请画出平面镜的位置。
（4）如图丁所示，一束光从水中斜射到水面，请画出反射光线和折射光线的大致方向。
23．如图所示，AO是平面镜前的一个物体。画出AO在平面镜中成的像。
五、实验探究题
24．小明利用如图所示的装置及相同的蜡烛等器材，做“探究平面镜成像特点”的实验。
（1）为便于观察，该实验最好在 环境中进行（选填“较亮”或“较暗”）；
（2）小明用薄玻璃板代替平面镜是为了便于确定 和比较像和物体的大小关系；
（3）实验中小明把点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面，在寻找蜡烛A像的位置时，眼睛应该在蜡烛 （选填“A”或“B”）这一侧观察。将未点燃的蜡烛B移到蜡烛A所成的像的位置，发现它与蜡烛A的像刚好完全重合，这说明平面镜成像的一个特点是 。这种研究方法叫 法；
（4）移去蜡烛B，把光屏放在蜡烛A所成像的位置，在光屏上并没有看到蜡烛A的像，说明平面镜所成的是 像（选填“虚”或“实”）；
（5）若实验过程中无论怎样在水平桌面上调节蜡烛B的位置，发现都不能使之与蜡烛A的像完全重合，发生这种现象的原因可能是 。
25．如图所示是“探究平面镜成像特点”的情景：竖立的透明玻璃板下方放一把直尺，直尺与玻璃板垂直；两支相同的蜡烛A、B竖立于玻璃板两侧的直尺上，以A蜡烛为成像物体．
（1）为便于观察，该实验最好在 环境中进行（选填“较明亮”或“较黑暗”）；此外，采用透明玻璃板代替平面镜，虽然成像不如平面镜清晰，但却能在观察到A蜡烛像的同时．也能观察到 ，巧妙地解决了确定像的位置和大小的问题．
（2）点燃A蜡烛，小心地移动B蜡烛，直到与A蜡烛的像 为止，这时发现像与物的大小 ；进一步观察A、B两支蜡烛在直尺上的位置发现，像和物的连线与玻璃板 ．像和物到玻璃板的距离 ．
（3）移去后面的蜡烛B，并在其所在位置上放一光屏，则光屏上 接收到蜡烛烛焰的像（选填“能”或“不能”）．
（4）做实验时，其中有一组同学怎么也不能使物体与像重合，你认为原因可能是： ．
26．在“探究光的反射定律”实验中：
次数 入射角 反射角
1 20° 20°
2 40° 40°
3 60° 60°
（1）让一束光EO贴着纸板射到O点，如图甲所示。要使入射光线和反射光线同时出现在纸板上，纸板放置时应与平面镜 ；在纸板前从不同方向都可以看到入射光线的径迹，这是因为光在纸板上发生了 反射；在图甲中画出入射光线EO对应的反射光线 ；
（2）多次改变入射光的方向，用量角器测量入射角和反射角，记录在表格中，分析数据得出：在反射现象中，反射角 入射角；本实验中多次测量的目的是 ；若将一束光垂直射到平面镜上，反射角为 度；
（3）小刚在图甲的基础上，将纸板（连同激光笔）绕AB边向后倾斜，入射光线仍能呈现在纸板上，如图乙所示，此时与图甲情形相比，法线的位置 改变（选填“发生”或“不发生”）。
27．在探究“平面镜成像特点”的实验中，选取完全相同的蜡烛A和B，高为7cm。如图所示，在竖直的玻璃板前10cm处放一支点燃的蜡烛A，烛焰高2cm。
（1）最好选用 玻璃板（选填“茶色、“无色透明”）进行实验。
（2）选取A、B两支相同的蜡烛是为了比较 。
（3）在利用蜡烛B确定出蜡烛A成像的位置时，眼睛应该在 位置观察，移去蜡烛B后，在其所在位置上放一光屏，光屏上不能得到蜡烛A的像。则平面镜所成的像是 （选填“实”、“虚”），平面镜成像的原理是光的 （填“反射”或“折射”）。
（4）根据平面镜成像特点可判断，身高1.7m的人，站在镜前5m处，他在镜中所成的像到平面镜的距离是 m；当他远离平面镜时，像的大小 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
六、综合题
28．小亮学习了“电动机”这一节后，结合前面学过的光学知识，做了一个可以调颜色的小装置，如图所示．
（1）合上开关，电动机开始工作，但转速不快，在转盘上看到的是 色．
（2）把滑动变阻器的滑片向左移，转盘将加快还是变慢？转盘上将会是什么颜色？
（3）不移动滑片，把电源的极性改变，电动机将 ，转盘上的颜色将 ．
你能学小亮，自己动手做一个吗？
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第三章 光的世界 单元综合优选测评卷
一、单选题
1．一个挂钟正对着平面镜，在镜子里看到挂钟指示的时间是10时45分，如图，则挂钟实际指示的时间应是（ ）
A．10时45分 B．7时15分 C．7时45分 D．1时15分
【答案】D
【解析】【解答】解：过12点与6点作一条直线，作出表针关于这条直线的对称图形，如图：
也可从图中像的后面观察可知，准确的时间应该是1点15分；D符合题意.
故答案为：D．
【分析】平面镜成像时，像与物体关于平面镜对称.
2．如图所示，入射光线与平面镜成30°角，则（ ）
A．入射角是30°
B．反射角是60°
C．反射光线与镜面的夹角是60°
D．入射角增大5°，反射角减小5°
【答案】B
【解析】【解答】AB、因为入射光线与平面镜的夹角是30°，所以入射角为90° 30°＝60°，反射角也为60°.A不符合题意，B符合题意；
C. 根据光的反射定律，反射角等于入射角，反射角也为60°.所以反射光线与镜面夹角是30°.C不符合题意；
D. 当入射角增大5°，变为60°+5°＝65°，所以反射角也变为65°，即反射角也增大5°，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据光的反射定律，反射角等于入射角，反射角也为60°.所以反射光线与镜面夹角是30°.
3．下现现象中不能用光的折射解释的是（ ）
A．隔水看花 B．看水中的鱼
C．钢笔错位 D．小孔成像
【答案】D
【解析】【解答】解：A、隔水看花是由于发生了光的折射的原因；
B、看水中的鱼是由于发生了光的折射的原因；
C、钢笔错位是由于发生了光的折射的原因；
D、小孔成像是由于光的直线传播形成的．
故选D．
【分析】（1）光在同种均匀物质中沿直线传播，如：激光准直、小孔成像和影子的形成等；
（2）当光照射到物体界面上时，有一部分光被反射回来发生反射现象，例如：平面镜成像、水中倒影等；
（3）当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向的会偏折，发生折射现象，如：看水里的鱼比实际位置浅等．
4．去年暑假，小梦陪着爷爷到湖里叉鱼，小梦将钢叉向看到鱼的方向投掷，总是叉不到鱼。如图所示的四幅光路图中，能正确说明叉不到鱼的原因是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】【解答】解：水中鱼反射出的光，在水面处发生了折射，光由水斜射入空气时发生折射，折射角大于入射角，人认为光是沿直线传播的，所以逆着折射光线看上去，看到的是变浅的鱼的虚像，所以有经验的渔民应该用鱼叉瞄准看到鱼的下方位置，才能将鱼叉到。如图所示：
由此可知，A、C选项光的传播方向错误，D选项折射角等于入射角，故错误，只有B选项正确。
故选B。
【分析】从鱼身上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。
5．光线从空气斜射入水中，若入射角为30°，则折射角为（ ）
A．0° B．22° C．30° D．42°
【答案】B
【解析】【解答】解：由光的折射定律可知：光从光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角．
现在光线从空气斜射入水中，是光从光疏介质（空气）射入光密介质（水），折射角小于入射角．
若入射角为 30°，则折射角小于30°，只有选项B符合题意．
故选B．
【分析】根据光从光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角．然后对各个选项逐一分析即可得出结论
6．如图，平面XOY上，平面镜M两端坐标分别为（﹣1，3）和（0，3），人眼位于坐标（2，0）点处，当一发光点S从坐标原点沿﹣x方向运动过程中，经过以下哪个区域，人眼可从平面镜中观察到S的像（ ）
A．0到﹣1区域 B．﹣1到﹣2区域
C．0到﹣∞区域 D．﹣2到﹣4区域
【答案】D
【解析】【解答】解：人眼位于坐标点（2，0）上，x坐标，x=2关于0对称点是﹣2，x=2关于﹣1对称点是﹣4，因为一块平面镜水平放置，所以发光点经过x轴[﹣2，﹣4]之间会被看到．
故选D．
【分析】根据平面镜成像特点之一：像与物关于平面镜对称，找出人眼位于坐标点（2，0）上，关于O点对称点和关于﹣1对称点即可．
7．小明在一只空碗中放一枚硬币，后退到某处眼睛刚好看不到它．另一位同学慢慢往碗中倒水时，小明在该处又看到硬币．这种现象可以用下列哪个光路图来解释？（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】【解答】解：当我们用眼睛看到水中的硬币，是因为硬币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．
【分析】（1）当我们用眼睛看水中物体时，是物体所反射的光进入到了我们的眼睛，才看清物体；
（2）光的折射定律是当光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折；光从水或者其他介质斜射入空气中时，折射光线向远离法线方向偏折．
8．测量视力时，人距视力表5m．利用平面镜成像特点可以节省空间，如图所示，小明面对镜子背对视力表，检查视力，下面说法正确的是
A．视力表在平面镜中的像距平面镜6m
B．小明在平面镜中的像距视力表5m
C．视力表在平面镜中的像距小明4m
D．视力表在平面镜中的像距视力表3m
【答案】B
【解析】【解答】A.由图可知，视力表到平面镜距离为：2m+1m=3m，根据平面镜所成的像与物到平面镜的距离相等可知，视力表在平面镜中的像距平面镜3m，小明在平面镜中的像距平面镜2m，故A错误；
B. 小明在平面镜中的像距视力表的距离为：2m+2m+1m=5m，故B正确；
C. 视力表在平面镜中的像距小明的距离为：3m+2m=5m，故C错误；
D. 视力表在平面镜中的像距视力表的距离为：3m+2m+1m=6m，故D错误。
故选B。
【分析】根据平面镜所成的像与物到平面镜的距离相等进行分析。
9．在平静的湖面能看到“鱼在白云中穿梭，鸟在水草中翱翔”的美丽奇观。在下列光路图中，能正确描述人看见水中的“鱼”或“鸟”的光路图的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【解析】【解答】AB．鱼反射的光线由水中射向空气中时，发生折射现象，折射光线远离法线，导致折射角大于入射角，人眼会逆着光线看上去感觉鱼变浅了，故AB不符合题意；
CD．水面相当于一个平面镜，鸟反射的光线在水面发生反射现象，故C不符合题意，D符合题意。
故选D。
【分析】1、反射定律：反射角等于入射角，反射光线、入射光线、法线处于同一平面、在反射中光路是可逆的；
2、折射规律：光从空气中传播到水中，折射光线会偏向法线，光从水中射向空气中，折射光线会远离法线。
10．如图所示，是小明在偷偷用镜子观察小猫吃东西的情景，图中∠AOC＝∠BOC，小明所在一侧为暗室，则（ ）
A．小猫、小明相互都可以看到
B．小猫、小明互相看不到
C．小猫可以看到小明，小明看不到小猫
D．小猫看不到小明，小明可以看到小猫
【答案】D
【解析】【解答】解：小猫、小明都不是光源，只能反射外界射到他们身上的光，有外来的光线射到它的身上。被小猫反射的一部分光线射到平面镜M上。由于∠AOC＝∠BOC，而小明处在B点，即看到了小猫；小明在暗室中，外界没有光线射到他的身体表面，因此不会有从小明射出的光，更不会进入到小猫的眼睛，ABC不符合题意。
故答案为：D。
【分析】反射现象中，反射角等于入射角，光路是可逆的。
二、填空题
11．放映电影时，要把画面投射到白色粗糙的银幕上，这是因为粗糙的银幕对射来的光产生 反射，白色的银幕能反射 色光。
【答案】漫；所有
【解析】【解答】白色粗糙的银幕发生的漫反射，能向各个方向反射光，且白色能反射各种色光，使人在各个方向上都能看到银幕上的画面。
【分析】粗糙的物体发生漫反射；白色物体反射所有色光。
12．电视机的遥控器能发射一种不可见光，即 ，以实现对电视的控制；对于流入市场的假币，人们常借助验钞机发出的 来辨别真伪；彩色电视机画面上的色彩是由红、 、蓝三种色光混合而成．
【答案】红外线；紫外线；绿
【解析】【解答】电视遥控器前端的发光二极管，能发出不同的红外线来实现电视遥控，红外线是看不见的光；光谱紫光以外的光为紫外线，属于不可见光，紫外线的作用有：①杀菌作用、②促进维生素D的合成、③使荧光物质发光，验钞机能够发出紫外线使钱币上的荧光物质发光；彩色电视机画面上的颜色是由光的三原色红、绿、蓝三种色光混合而成．
【分析】电视机遥控利用红外线工作；验钞机利用紫外线工作；光的三原色是红绿蓝。
13．人站在岸边看到池水中的鱼比鱼的实际位置要 些（选填“深”或“浅”），这是由于光从 中射向 时发生折射的缘故．
【答案】浅；水；空气
【解析】【解答】解：在岸上看水中的鱼，看到的鱼的位置比实际位置浅，这是由于光从水中进入空气时，在水面上发生折射光造成的．
故答案为：浅；水； 空气．
【分析】从鱼发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．
14．晚上，在桌面上铺一张白纸，把一块小平面镜平放在白纸上，让手电筒的光正对着平面镜和白纸照射，如图所示，他从侧面观看到平面镜较 （选填“亮”或“暗”），这是因为光在平面镜上发生了 （选填“镜面反射”或“漫反射”）。
【答案】暗；镜面反射
【解析】【解答】手电筒的光正对着平面镜照射时，光在平面镜上发生镜面反射，反射光会沿原方向返回，从侧面看，几乎没有反射光进入人眼，所以平面镜看起来较暗；而光照射到白纸上时，发生漫反射，反射光会向各个方向传播，从侧面看，有较多反射光进入人眼，所以白纸看起来较亮。
故第一空为暗，第二空为镜面反射。
【分析】掌握镜面反射和漫反射的定义、特点，以及能结合具体场景（手电筒照射平面镜和白纸）分析反射类型对视觉效果的影响。
1.镜面反射定义：镜面反射是指平行光线射到光滑表面上时，反射光线也是平行的，会朝着同一方向反射出去。特点：反射面光滑（如平面镜、光滑的金属表面）。反射光线集中，只有在特定的反射方向上才能看到较强的反射光，其他方向几乎看不到反射光。
2.漫反射定义：漫反射是指平行光线射到粗糙表面上时，反射光线会向各个不同的方向反射出去。特点：反射面粗糙（如白纸、墙壁、布料等）。反射光线分散，能从各个方向看到物体（因为总有部分反射光进入人眼）。
15．一只鸽子从平静的湖面上方向高处飞的过程中，鸽子在湖中“倒影”的大小 。在湖周边游玩的一些人能看见鸽子，是因为光照到鸽子身上，发生了光的 反射。
【答案】不变；漫
【解析】【解答】根据平面镜成像规律可知，像与物的大小相等，鸽子的大小不变，那么鸽子在湖中“倒影”的大小也不变。在湖周边游玩的一些人能看见鸽子，是因为光照到鸽子身上，发生了光的漫反射，使这些人从各个方向都看到鸽子。
【分析】平面镜成像时，成的像是正立、等大的虚像，物距等于像距，物和像关于平面镜对称；当反射面不光滑时，发生的反射是漫反射，各个方向都有反射光线，在各个方向上都能看到物体。
16．如图所示，在空气和玻璃的分界面上，一条入射光线入射到O点，发生反射和折射，根据图中情况判断， 是反射光线，玻璃在 （选填“的上方”、“的下方、的左侧”或“的右侧”）。
【答案】OC；的右侧
【解析】【解答】根据图片可知，∠COM'=9°-40°=50°，且∠COM'=∠BOM'，根据“反射角等于入射角”可知，二者为反射角和入射角，那么剩余的OA为折射光线。根据“折射光线和入射光线在法线两侧”可知，BO为入射光线，OC为反射光线。
此时折射角∠AOM=90°-35°=55°，即折射角大于入射角，那么光从玻璃射入空气，则玻璃在NN'的右侧，空气在NN'的左侧。
【分析】根据光的反射定律和折射规律分析解答。
17．如图所示，一支固定好的激光笔向空水槽底部固定点O打出一束激光。向水槽内加水使水面上升至A点，此时光斑在O点 侧，这是因为发生了 现象。打开水槽底部水龙头缓慢放水，同时观察到水槽底部光斑向 移动。
【答案】左；光的折射；右
【解析】【解答】光从空气斜射入水中，发生折射，折射角小于入射角，折射光线靠近法线，所以光斑左移。
打开水槽底部水龙头缓慢放水，作出高水位和低水位的图。
由图可知，水槽底部光斑向右移。
【分析】当光发生折射时，根据光的折射规律，结合入射角和折射角的大小关系作图即可。
18．晚上，在桌面上铺一张白纸，把一块小平面镜平放在白纸上，让手电筒的光正对着平面镜和白纸照射，如图所示，从侧面看去 （填“平面镜”或“白纸”）比较亮，这是因为平面镜发生 （填“镜面反射”或“漫反射”）的缘故.
【答案】白纸；镜面反射
【解析】【解答】光线垂直照射到白纸上，白纸表面是粗糙的，发生漫反射，反射光线射向四面八方，从侧面看时，有光线进入人眼，人眼感觉白纸是亮的；
当手电筒的光正对着平面镜和白纸照射，平面镜发生镜面反射，反射光线垂直反射，从侧面看时，几乎没有光线进入人眼，所以，感觉平面镜是暗的．
【分析】判断物体亮暗的依据并不是镜面反射和漫反射，而是进入人眼光线的多少，进入眼睛的光线多感觉亮，进入眼睛的光线少感觉暗。
三、计算题
19．如图所示，树上P处停着一只乌鸦，地上C处有一只小虫，乌鸦从树上的P点飞下来捉地上C点处的小虫，再飞到对面的篱笆墙上的Q点，已知P点的高度 ，Q点的高度 ，C点到A、B的路程分别是 ， ，乌鸦完成这次捉虫任务的平均飞行速度为5m/s，不考虑乌鸦捉虫消耗的时间。
（1）求乌鸦完成这次捉虫任务所需的时间；
（2）若将AB看成一个平面镜，则小虫爬到什么位置时，乌鸦飞行的路程最短 请你根据学过的光学知识为乌鸦设计一条最短的飞行路线并在图中标出，同时证明该路线最短。
【答案】（1）解：根据题意知道， AP=6m，CA=8m，则
则乌鸦完成这次捉虫任务飞行路程s=PC+CQ=10m+5m=15m
已知飞行速度为5m/s，所用时间
答：乌鸦完成这次捉虫任务所需的时间是3s；
（2）解：以地面为界面作出P的对称点P′，连接P′Q，与界面相交于一点O，即小虫爬到O位置时，乌鸦飞行的路程最短，如下图
【解析】【分析】（1）利用几何关系求解乌鸦移动的距离，除以飞行的速度即为运动的时间；
（2）利用平面镜成像作出光源的像，结合光沿直线传播的规律确定与平面镜的交点，结合交点做反射光路图。
20．2018年12月8日，在西昌卫星发射中心由长征三号乙运载火箭发射。2019年1月3日，嫦娥四号成功登陆月球背面，全人类首次实现月球背面软着陆，并成功释放“玉兔二号”巡视器。中继星“鹊桥”绕引力平衡点运动，保证了嫦娥四号与地球的全天候正常通信。如图甲所示：
（1）如图甲是某时刻利用无线电波（属于光的一种）通信的情境，如果反射面是一块平面镜，请在虚线框内O点处画出平面镜的位置（需保留作图的痕迹）；
（2）若某时刻中继星“鹊桥”与地球相距，中继星“鹊桥”与月球相距。北京地面控制中心发出的指令需要多少时间才能传送到月球背面的嫦娥四号？（已知无线电信号在真空中传播速度为）；
（3）如图乙“玉兔二号”巡视器用时1.5h行驶了270m，刷新了记录，求“玉兔二号”巡视器的平均速度为多少？
【答案】（1）解：根据反射角等于入射角，过点O作出入射光线和反射光线所成角的平分线即为法线，再作出与法线垂直的平面镜，如下图所示：
答：如图
（2）解：北京地面控制中心发出的指令传送到月球背面的嫦娥四号需要的时间为
答：北京地面控制中心发出的指令传送到月球背面的嫦娥四号需要的时间为
1.8s
（3）解：“玉兔二号”巡视器的平均速度为
答：“玉兔二号”巡视器的平均速度为
【解析】【分析】（1）在光的反射现象中，法线是镜面的垂线，还是反射光线与入射光线夹角的平分线，据此分析解答；
（2）将地球到中继星的距离与中继星到月球的距离相加得到光传播的总距离，再根据计算指令传输到月球背面的时间；
（3）根据 计算“玉兔二号”巡视器的平均速度。
四、作图题
21．如图所示，a、b是镜前一点光源S发出的光线经平面镜反射后的两条反射光线，请根据反射光线a、b画出点光源S的位置，并补全光路图．
【答案】解：第一种作法：先将两条反射光线反向延长交于一点S′，在通过平面镜作出S′的对称点S，即为发光点的位置，并联接S与两个反射点画出入射光线，如图所示：
第二种作法：分别过反射点垂直镜面作出法线，画出两条入射光线，两条入射光线的交点S即为发光点的位置，如图所示：
【解析】【分析】本题有两种作法：
第一种作法：根据反射光线反向延长过像点，作出反光点的像点S′，再根据平面镜成像的特点：像与物关于平面镜对称作出发光点S的位置，补出入射光线．
第二种作法：根据光的反射定律：反射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，作出两条反射光线的入射光线，交点即为发光点的位置．
22．作图
（1）一束光线射到平面镜的O点，反射光的方向如图甲所示．请作出入射光线，并标出入射角的大小。
（2）如图乙所示的平面镜前有一物体AB，请画出物体AB在平面镜内所成的像．
（3）如图丙所示，为了让与水平面成45度角的太阳光竖直照射到10m深的井底，平面镜应怎样放置？请画出平面镜的位置。
（4）如图丁所示，一束光从水中斜射到水面，请画出反射光线和折射光线的大致方向。
【答案】（1）解：如图所示：
（2）解：如图所示：
（3）解：如图所示：
（4）解：如图所示：
【解析】【解答】(1)首先作出平面镜的法线，反射光线与平面镜的夹角是60°，那么它的反射角大小是30°，根据光的反射定律，入射角等于反射角，也是30°，用量角器作出对应入射光线即可，如下图甲所示；(2)根据平面镜的成像规律，像与物到平面镜的距离相等，像与物的连线垂直镜面，过A、B点作垂线垂直镜面，并在镜的另一边取相同的距离，点分别为 、 ，连接 ，这就是物体AB在平面镜内所成的像，如下图乙所示；(3)过O点作竖直线，这条线就是反射光线，再作入射光线与反射光线的角平分线，这角平分线就是法线，最后再作一条垂线垂直法线，这条线的位置就是平面镜的位置，如下图丙所示；(4)在水面作一条法线，法线和入射光线的夹角就是入射角，根据光的反射定律，反射角等于入射角，用量角器作出反射角，对应的线就是反射光线；根据光的折射规律，光从水中斜射入空气中时，折射光线将向远离法线的方向偏折，折射角大于入射角，由此可作出大致的折射光线，如下图丁所示。
【分析】光发生反射时，反射角等于入射角，平面镜成像时，物和像关于平面镜对称。
23．如图所示，AO是平面镜前的一个物体。画出AO在平面镜中成的像。
【答案】
【解析】【解答】根据像与物关于平面镜对称，先分别过点A、O作平面镜的垂线，在平面镜的另一端取点和，让和到平面镜的距离和A、O到平面镜距离相等，用虚线连接，如图所示：
【分析】平面镜成像时，像和物体关于平面镜对称，作对称点，画图。
五、实验探究题
24．小明利用如图所示的装置及相同的蜡烛等器材，做“探究平面镜成像特点”的实验。
（1）为便于观察，该实验最好在 环境中进行（选填“较亮”或“较暗”）；
（2）小明用薄玻璃板代替平面镜是为了便于确定 和比较像和物体的大小关系；
（3）实验中小明把点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面，在寻找蜡烛A像的位置时，眼睛应该在蜡烛 （选填“A”或“B”）这一侧观察。将未点燃的蜡烛B移到蜡烛A所成的像的位置，发现它与蜡烛A的像刚好完全重合，这说明平面镜成像的一个特点是 。这种研究方法叫 法；
（4）移去蜡烛B，把光屏放在蜡烛A所成像的位置，在光屏上并没有看到蜡烛A的像，说明平面镜所成的是 像（选填“虚”或“实”）；
（5）若实验过程中无论怎样在水平桌面上调节蜡烛B的位置，发现都不能使之与蜡烛A的像完全重合，发生这种现象的原因可能是 。
【答案】（1）较暗
（2）像的位置
（3）A；像与物体大小相等；等效替代
（4）虚
（5）玻璃板与桌面不垂直
【解析】【解答】（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）因为玻璃板是透明的，能在观察到A蜡烛像的同时。还可以透过玻璃清楚的看到放在后面B蜡烛，便于确定像的位置和大小。
（3）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蜡烛所在这一侧观察，直至它与蜡烛A的像完全重合，这说明像与物体大小相等，这种确定像与物大小关系的方法是等效替代法。
（4）因为平面镜所成的像是虚像，不会出现在光屏上，所以，移去蜡烛B，在其原来位置上放置一块光屏，光屏上无法呈现蜡烛的像，说明平面镜成虚像。
（5）实验过程中无论怎样在水平桌面上调节蜡烛B的位置，发现都不能使之与蜡烛A的像完全重合，原因可能是玻璃板与桌面不垂直。
【分析】（1）烛焰和黑暗环境的对比度大，成像更清晰；
（2）因为玻璃板是透明的，便于确定像的位置和大小；
（3）平面镜成的像是光的反射形成的，像与物体大小相等，这种确定像与物大小关系的方法是等效替代法；
（4）平面镜所成的像是虚像；
（5）发现都不能使之与蜡烛A的像完全重合，原因可能是玻璃板与桌面不垂直。
25．如图所示是“探究平面镜成像特点”的情景：竖立的透明玻璃板下方放一把直尺，直尺与玻璃板垂直；两支相同的蜡烛A、B竖立于玻璃板两侧的直尺上，以A蜡烛为成像物体．
（1）为便于观察，该实验最好在 环境中进行（选填“较明亮”或“较黑暗”）；此外，采用透明玻璃板代替平面镜，虽然成像不如平面镜清晰，但却能在观察到A蜡烛像的同时．也能观察到 ，巧妙地解决了确定像的位置和大小的问题．
（2）点燃A蜡烛，小心地移动B蜡烛，直到与A蜡烛的像 为止，这时发现像与物的大小 ；进一步观察A、B两支蜡烛在直尺上的位置发现，像和物的连线与玻璃板 ．像和物到玻璃板的距离 ．
（3）移去后面的蜡烛B，并在其所在位置上放一光屏，则光屏上 接收到蜡烛烛焰的像（选填“能”或“不能”）．
（4）做实验时，其中有一组同学怎么也不能使物体与像重合，你认为原因可能是： ．
【答案】较黑暗；蜡烛B；重合；相等；垂直；相等；不能；玻璃板没有竖直放置
【解析】【解答】（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；
实验过程中，用透明的玻璃板代替平面镜，在物体一侧，既能看到蜡烛A的像，也能看到代替蜡烛A的蜡烛B，当蜡烛A的像和蜡烛B重合时，便于确定像的位置，便于比较物像大小；
（2）点燃A蜡烛，小心地移动B蜡烛，直到与A蜡烛的像为止，这时发现像与物的大小相等；根据平面镜成像特点可知，像和物体连线与玻璃板垂直；像和物体到玻璃板的距离相等；
（3）因为光屏只能接收实像，不能接收虚像，因此如果在像B的位置放一个光屏，在光屏上不能承接到像，所以平面镜成的像是虚像；
（4）玻璃板竖直放在水平桌面上，像在水平桌面上，玻璃板没有竖直放置时，像会偏上或偏下，所以如果无论怎样移动蜡烛都无法与像重合，则原因玻璃板没有竖直放置。
【分析】（1）成像的物体和环境的对比度越大，成像越清晰；实验中用透明的玻璃板代替平面镜，同时能看到成像物体的像和镜后和像对比的物体，便于确定像的位置，便于比较物像大小关系；
（2）当蜡烛B和蜡烛A的像完全重合时，根据平面镜成像特点进行判断：像和物连线与镜面关系，像和物到平面镜的距离的关系；
（3）平面镜所成的像是虚像，虚像不是实际光线的会聚的，不会出现在光屏上；
（4）玻璃板没有竖直放置时，像会偏上或偏下，使玻璃板后面的蜡烛和玻璃板前面蜡烛的像不能完全重合．
26．在“探究光的反射定律”实验中：
次数 入射角 反射角
1 20° 20°
2 40° 40°
3 60° 60°
（1）让一束光EO贴着纸板射到O点，如图甲所示。要使入射光线和反射光线同时出现在纸板上，纸板放置时应与平面镜 ；在纸板前从不同方向都可以看到入射光线的径迹，这是因为光在纸板上发生了 反射；在图甲中画出入射光线EO对应的反射光线 ；
（2）多次改变入射光的方向，用量角器测量入射角和反射角，记录在表格中，分析数据得出：在反射现象中，反射角 入射角；本实验中多次测量的目的是 ；若将一束光垂直射到平面镜上，反射角为 度；
（3）小刚在图甲的基础上，将纸板（连同激光笔）绕AB边向后倾斜，入射光线仍能呈现在纸板上，如图乙所示，此时与图甲情形相比，法线的位置 改变（选填“发生”或“不发生”）。
【答案】（1）垂直；漫；
（2）等于；使结论具有普遍性；0
（3）不发生
【解析】【解答】（1）在探究光的反射定律中，法线与反射面垂直，法线在纸板平面内，纸板也应与反射面垂直。在纸板前从不同方向都可以看到入射光线的径迹，这是因为光在纸板上发生了漫反射。在光的反射现象中，反射光线、入射光线及法线在同一平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，如图所示
（2）在反射现象中反射角等于入射角。为增加结论的普遍性，应进行多次测量。将一束光垂直射到平面镜上，入射角为0°，反射角为0°，反射光线沿原路返回。
（3）将纸板（连同激光笔）绕AB边向后倾斜，反射光线在入射光线与法线所在平面内，不在纸板上了，所以在纸板上看不到反射光线。
【分析】1、探究反射定律试验：实验仪器由纸板（探究反射光线、入射光线、法线是否在同一平面），平面镜，量角器（探究入射角和反射角的大小关系）
实验步骤： 1、将一块平面镜放在水平桌面上，再把两张在同一平面内的硬纸板 E 和 F 竖直放在平面 镜上 ；2、 让一束光贴着纸板 E 沿 AO 方向入射，可观察到反射光线出现在 纸板 ；3、改变入射角的大小，使用量角器测量入射角和反射角的大小。
2、反射定律：反射角等于入射角，反射光线、入射光线、法线处于同一平面、在反射中光路是可逆的。
（1）[1]根据光的反射定律，反射光线、入射光线及法线在同一平面内，法线与反射面垂直，故纸板也应与反射面垂直。
[2]如果纸板表面是粗糙不平的，反射光线会射向四面八方，故在纸板前从不同方向都可以看到入射光线的径迹，这是因为光在纸板上发生了漫反射。
[3]根据光的反射定律，反射光线、入射光线及法线在同一平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，如图所示
（2）[1]根据表格数据可知，在反射现象中，当入射角增加时，反射角也增加，分析数据得出：反射角等于入射角。
[2]一次实验得出结论具有偶然性，为增加结论的普遍性，应进行多次测量。
[3]将一束光垂直射到平面镜上，入射角为0°，根据光的反射定律，反射角为0°，反射光线沿原路返回。
（3）将纸板（连同激光笔）绕AB边向后倾斜，此时法线垂直于反射面，反射光线在入射光线与法线所在平面内，不在纸板上了，所以在纸板上看不到反射光线。
27．在探究“平面镜成像特点”的实验中，选取完全相同的蜡烛A和B，高为7cm。如图所示，在竖直的玻璃板前10cm处放一支点燃的蜡烛A，烛焰高2cm。
（1）最好选用 玻璃板（选填“茶色、“无色透明”）进行实验。
（2）选取A、B两支相同的蜡烛是为了比较 。
（3）在利用蜡烛B确定出蜡烛A成像的位置时，眼睛应该在 位置观察，移去蜡烛B后，在其所在位置上放一光屏，光屏上不能得到蜡烛A的像。则平面镜所成的像是 （选填“实”、“虚”），平面镜成像的原理是光的 （填“反射”或“折射”）。
（4）根据平面镜成像特点可判断，身高1.7m的人，站在镜前5m处，他在镜中所成的像到平面镜的距离是 m；当他远离平面镜时，像的大小 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】（1）茶色
（2）像和物的大小关系
（3）A侧；虚；反射
（4）5；不变
【解析】【解答】（1） 第1空、 最好选用茶色玻璃板进行实验，原因是无色透明玻璃板透光性太强，成像相对不清晰，而茶色玻璃板既能成像又能减少透光，成像更清晰，便于观察实验现象。故该空填“茶色”；
(2) 第1空、 选取 A、B 两支相同的蜡烛是为了比较像和物的大小关系，当蜡烛 B 与蜡烛 A 的像完全重合时，就可以说明像与物大小相等。故该空填“ 像和物的大小关系 ”；
(3) 第1空、 在利用蜡烛 B 确定出蜡烛 A 成像的位置时，眼睛应该在 A 侧位置观察，故该空填“ A侧 ”；
第2空、 这样才能看到蜡烛 B 与蜡烛 A 的像重合的情况。移去蜡烛 B 后，在其所在位置上放一光屏，光屏上不能得到蜡烛 A 的像，说明平面镜所成的像是虚像，不是实际光线会聚而成的。故该空填“ 虚 ”；
第3空、 平面镜成像的原理是光的反射，物体发出的光经平面镜反射后进入人眼，人眼逆着反射光线看去就感觉像是有物体在镜后。故该空填“ 反射 ”；
(4) 第1空、 根据平面镜成像特点，像与物到平面镜的距离相等，所以身高 1.7m 的人，站在镜前 5m 处，他在镜中所成的像到平面镜的距离是 5m。故该空填“5”；
第2空、 当他远离平面镜时，像的大小不变，因为像的大小始终等于物体的大小，与物体到平面镜的距离无关。故该空填“ 不变 ”。
【分析】 首先说明选用茶色玻璃板是为了成像清晰便于观察。接着解释用相同蜡烛是用于探究像物大小关系。然后阐述确定成像位置时的观察侧及成虚像的判断和原理。最后依据成像特点说明人与像距平面镜距离相等以及像大小与距离无关 。
六、综合题
28．小亮学习了“电动机”这一节后，结合前面学过的光学知识，做了一个可以调颜色的小装置，如图所示．
（1）合上开关，电动机开始工作，但转速不快，在转盘上看到的是 色．
（2）把滑动变阻器的滑片向左移，转盘将加快还是变慢？转盘上将会是什么颜色？
（3）不移动滑片，把电源的极性改变，电动机将 ，转盘上的颜色将 ．
你能学小亮，自己动手做一个吗？
【答案】（1）红、绿、蓝三种
（2）把滑动变阻器的滑片向左移，转盘转速将变快；转盘是白色的
（3）改变转动方向；不变
【解析】【解答】解：（1）因为电动机开始工作时，转速不快，所以在转盘上看到的是原来的红、绿、蓝三种颜色．（2）由电路图可知，灯泡和滑动变阻器串联在电源上，当把滑动变阻器的滑片向左移，电路中电阻变小，电流增大；所以当把滑动变阻器的滑片向左移，转盘将加快，此时转盘上将会是白色的．（3）因为影响电动机转动方向的因素是：电流的方向和磁场的方向，所以不移动滑片，把电源的极性改变，电动机将改变转动方向，
因为没有移动滑片，转盘没有加快，则转盘上的颜色将不变．
故答案为：（1）红、绿、蓝三种；（2）把滑动变阻器的滑片向左移，转盘转速将变快；转盘是白色的；（3）改变转动方向；不变．
【分析】（1）当电动机开始工作，但转速不快时，在转盘上看到的是原来的三种颜色．（2）由电路图可知，灯泡和滑动变阻器串联在电源上，当把滑动变阻器的滑片向左移，电路中电阻变小，电流增大；红、绿、蓝三种颜色混合为白色．（3）影响电动机转动方向的因素是：电流的方向和磁场的方向，若要改变电动机的转动方向，可以改变电流方向，或改变磁场方向．
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