第三章光的世界
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列光现象与其成因对应正确的是( )
A.雨后彩虹一光的直线传播
B.海市蜃楼一光的直线传播
C.小孔成像一光的反射
D.镜花水月一光的反射
2.唐朝时成书的《玄贞子》记载了著名的人工彩虹实验:“背日喷乎水,成霓虹之状。”下列与人工彩虹实验原理相同的是( )
A.小孔成像 B.日晷计时 C.水面倒影 D.海市蜃楼
3.仙女座大星云是离地球最近的一个旋涡星系,它的直径约为16万光年,距离地球约为200万光年。有关仙女座的下列说法中正确的是( )
A.我们现在看到的仙女座就是现在的仙女座 B.仙女座发出的光需6万年才能到达地球
C.仙女座发出的光需200万年才能到达地球 D.目前人类已有能力登上仙女座进行科学考察
4.以下不是平面镜成像的是( )
A.月亮在水中的“影子”
B.小孔成像
C.舞蹈演员通过平面镜纠正舞姿
D.古代用于梳妆打扮的铜镜
5.关于以下四副图片的说法中,不正确的是( )
A.甲图,物体通过小孔形成倒立的实像
B.乙图,光在光导纤维中以反射的方式进行传播
C.丙图,漫反射现象中反射光线不遵循光的反射定律
D.丁图,人眼看到物体在水中的位置比物体实际的位置浅
6.学校庆元旦节目中,一位身穿白毛衣、蓝裙子、红皮鞋的同学在台上唱歌。此时舞台上绿色的灯光照在她身上,我们看到的是( )
A.绿毛衣、黑裙子、黑皮鞋 B.白毛衣、黑裙子、红皮鞋
C.绿毛衣、蓝裙子、黑皮鞋 D.白毛衣、蓝裙子、红皮鞋
7.下列现象中,由于光的折射而引起的是( )
A.日食 B.水中倒影
C.海市蜃楼 D.水面波光粼粼
8.一束光与水平地面的夹角为30°,照到平面镜后发生反射,若使反射光线与地面平行,则平面镜与地面的夹角( )
A.一定是15° B.一定是30°
C.可能是75° D.可能是90°
9.在下列物体中不属于光源的是( )
A.太阳 B.闪电
C.水母 D.月亮
10.如图所示,某日午后太阳发出的一条光线AO,照射到一块平面镜上,反射光线沿水平方向OB射出,并在东侧的墙面形成一个光点P,光线AO与OB的夹角为120°。下列说法不正确的是( )
A.入射角为60°
B.反射光线与平面镜的夹角为60°
C.若平面镜绕O逆时针转过10°,反射角会减小10°
D.当太阳向西下落时,照射在墙壁上的光点P向下移动
二、多选题
11.平面镜的使用历史悠久,现代生活中我们都离不开镜子。如图所示,演员正对着镜子画脸谱,关于平面镜下列说法正确的是( )
A.所成的像是正立的虚像
B.演员面镜,则像远离平面镜
C.演员面镜,则他的像变大
D.成像原理与水中的倒影成像原理相同
12.五彩缤纷的世界为我们的生活增添了无数的乐趣。关于光现象下列说法正确的是( )
A.太阳光是由各种色光混合而成的
B.彩色电视画面的颜色是由红、黄、蓝三种色光合成的
C.白色物体反射所有色光,黑色物体吸收所有色光
D.我国国花——牡丹,在阳光照射下呈现红色,是因为花瓣反射红光
13.某兴趣小组探究平面镜成像和声现象的装置如图所示,则( )
A.甲图中蜡烛A靠近玻璃板,所成的像大小不变
B.甲图中蜡烛A的像是正立、等大的实像
C.乙图中音叉发声时小球被弹开说明声音是由物体振动产生的
D.乙图中利用乒乓球来反映音叉的振动情况,这种实验方法叫做转换法
14.关于光线下列说法正确的是( )
A.光线就是很细的光束,是真实存在的
B.光线是光的理想化模型,它实际是不存在的
C.光线是用来表示光的传播径迹和方向的直线,用实线表示
15.王瑞同学以1m/s匀速向平面镜靠近,下列说法中正确的是( )
A.王瑞的像面镜的速度是2m/s
B.王瑞想通过平面镜看自己的全身像,则平面镜的高度至少为他整个身高的一半
C.王瑞在平面镜中看见了小王的眼睛,则小王一定能在平面镜中看见王瑞
D.王瑞在平面镜中所成的像是实像
三、填空题
16.如图所示,我们看见蜡烛的像时,进入眼睛的光来自 (选填“像S’”或“平面镜反射的光”)。平面镜后 (选填“存在”或“不存在”)光源S’,我们把S’叫作S的 (选填“实”或“虚”)像。
17.在探究“平面镜成像规律”的实验中,如图所示,将蜡烛A放在玻璃板前,拿一支相同外形的蜡烛B在玻璃板后面移动,直至与A的像完全重合,这说明像与物的 ,移去蜡烛B,在其位置竖立一个光屏,光屏上 (“能”或“不能”)承接到蜡烛A的像,说明平面镜成 像。
18.如图甲所示,检查视力时,人眼要与视力表保持的距离,如图甲所示。视力表放在被测者头部后上方,则被测者要面向平面镜且距离平面镜 才能进行视力的检查。被检测者看到窗户外出现了漂亮的彩虹,彩虹是 现象。
19.如图所示是潜望镜的装置图,眼睛看到的是物体 (选填“正”或“倒”)立的 (选填“实”或“虚”)像。当物体靠近潜望镜时,人看到的像变 (选填“近”或“远”),看到的像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
20.测量视力时,视力表放在被测者后方,被测者识别对面墙上镜子里的像,如图所示。
(1)小红看到镜中视力表的像与视力表相比 (选填“偏大”“偏小”或“一样大”),该像到小红的距离为 m;
(2)若她向左移动1m,镜中视力表的像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”),该像到小红的距离为 m。
四、实验题
21.在研究“平面镜成像特点”的实验中,选取完全相同的蜡烛A和B。如图所示,在竖直放置的玻璃板前处放一支点燃的蜡烛A。
(1)为了便于观察,该实验最好在较 (选填“亮”或“暗”)的环境中进行;
(2)实验中选择两根完全一样的蜡烛A和B,是为了比较像与物的 关系;
(3)现有厚度为4mm和2mm的两块玻璃板,应选择 mm厚的玻璃板做实验;
(4)如图,在玻璃板前面点燃蜡烛A,将另一支不点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动,人眼一直在玻璃板 (选填“A”或“B”)侧观察,直至蜡烛B和蜡烛A的像完全重合;
(5)如果在蜡烛B的位置放一块光屏,光屏 (选填“能”或“不能”)承接到像,这说明平面镜所成的像是 (选填“实”或“虚”)像。
五、综合题
22.小明去理发店理发时,发现如下现象:
(1)店员给小明洗完头后用电吹风吹头发,头发很快干了,这是因为电吹风吹出的热风,提高了头发上水的 和加快了 ,加快头发中水分蒸发;
(2)小明在理发店理发后想看看后脑勺的头发长短情况,他向服务员要来一面小镜子,如图他背朝墙上的大镜子手握小镜子(未画出)略微仰头,当小镜子处于额头斜上方时他看到了自己的后脑勺。假设一条光线从后脑勺的A点射向大镜子上的M点,反射到小镜子上的N点又反射到人眼。请画出M到N之间的光线、小镜子上的法线以及小镜子的镜面(注意角度)。
23.请判断:
雨后空中残留着许多雨滴,在阳光的照耀下就有可能看到虹和霓,如图甲所示。虹是由阳光射入小水珠,经一次反射和两次折射而被分散为各色光形成的,光的传播路径在图乙中用实线表示。霓是由阳光射入小水珠,经两次反射和两次折射而被分散为各色光形成的,光的传播路径在图乙中用虚线表示。因霓比虹多一次反射,出射光比较弱,所以霓的光带色彩不如虹鲜明。
(1)判断霓在虹的上方还是下方。
(2)分别判断虹和霓的最外沿是红色还是紫色
24.检测视力时,人眼要与视力表保持5m的距离。如图所示,借助平面镜检测视力时,视力表放在被测者头部后上方,被测者识别对面竖直墙上镜子里视力表的像。
(1)与不用平面镜的方法相比,借助平面镜检测视力的好处是什么?
(2)为满足检测视力的要求,被测者到平面镜的距离应该是多少?
(3)天文学中利用激光来测量月球到地球的距离。如果你作为科研人员,需要在月球上放置两个平面镜,这两个平面镜应如何放置?(温馨提示:可借助作图的方法来表示放置方式)
《第三章光的世界》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D D C B C A C C D B
题号 11 12 13 14 15
答案 AD ACD ACD BC BC
1.D
【详解】A.雨后彩虹是光的色散现象,由太阳光经过水滴折射和反射形成,不是光的直线传播,故A错误;
B.海市蜃楼是光的折射现象,由空气密度不均匀导致光线弯曲形成,不是光的直线传播,故B错误;
C.小孔成像是光的直线传播现象,光线通过小孔后在屏上形成倒立的实像,不是光的反射,故C错误;
D.镜花水月是光的反射现象,水面和镜面反射光线形成虚像,故D正确。
故选D。
2.D
【详解】人工彩虹实验 “背日喷乎水,成霓虹之状”,是由于光的折射形成的色散现象。光的折射是指光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折的现象。
A.小孔成像基于光的直线传播,与彩虹原理不同,故A不符合题意;
B.日晷计时利用光的直线传播形成影子,与彩虹无关,故B不符合题意;
C.水面倒影是光的反射现象,未涉及折射和色散,故C不符合题意;
D.海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象,是由于空气不均匀,光线在传播过程中发生折射而形成的虚像,与人工彩虹实验原理相同,故D符合题意。
故选D。
3.C
【详解】光年是指光在真空中传播一年的距离,仙女座距离地球约200万光年,我们看到的仙女座是它 200 万年前发出的光,经过 200 万年才到达地球,所以我们看到的是 200 万年前的仙女座,而不是现在的仙女座。目前人类的科技水平远远无法实现登上仙女座进行科学考察。即使以接近光速的速度飞行,到达仙女座也需要 200 万年左右的时间,而且人类还面临着许多技术难题,如长时间的太空生存、能源供应、飞行器的速度和耐久性等。故ABD错误,C正确。
故选C。
4.B
【详解】A.月亮在水中的“影子”属于平面镜成像,故A不符合题意;
B.小孔成像的原理是光的直线传播,故B符合题意;
C.舞蹈演员通过平面镜纠正舞姿,利用的也是平面镜成像,故C不符合题意;
D.古代用于梳妆打扮的铜镜,属于平面镜成像,故D不符合题意。
故选B。
5.C
【详解】A.通过小孔形成的像的原理为光的直线传播,形成的像为实像,故A正确,不符合题意。
B.光在光导纤维中以反射的方式进行传播,故B正确,不符合题意。
C.漫反射现象中反射光线遵循光的反射定律,故C错误,符合题意。
D.人看到水中的物体,是水中的物体反射的光传播到人眼,传播到人眼的过程,经过水面与空气的交界面时会产生折射,人眼顺着折射光线看到水中的物体,实际为比实像位置较高的虚像,故D正确,不符合题意。
故选 C。
6.A
【详解】白毛衣反射所有色光,蓝裙子只反射蓝色光,吸收其它色光,红皮鞋只反射红光,吸收其它色光,所以绿色光照射时,白毛衣是绿色的,蓝裙子和红皮鞋都是黑色的,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7.C
【详解】A.日食是由于月球遮挡太阳光造成的,属于光的直线传播现象,故A错误;
B.水中的倒影属于平面镜成像,是光的反射形成的,故B错误;
C.海市蜃楼是由于光在不同密度的空气层中传播时发生折射形成的;故C正确;
D.水面波光粼粼是光的反射形成的,太阳光照到水面发生反射。故D错误。
故选C。
8.C
【详解】本题分两种情况,如图所示:
在甲图中,反射光线水平向左,反射光线与入射光线的夹角为30°,则
则平面镜与水平地面的夹角为
在乙图中,反射光线水平向右,反射光线与入射光线的夹角为150°,则
则平面镜与水平地面的夹角为
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
9.D
【详解】自身能够发光的物体(注意:“自身发光” 是关键,反射其他物体的光不算光源)。
A.太阳:自身通过内部的核聚变反应持续发光,属于光源。故A不符合题意;
B.闪电:云层间的电荷碰撞产生强烈的光和电,是自身释放的光,属于光源。故B不符合题意;
C.水母:多数水母体内含有荧光蛋白,能自主发出微弱的光(如夜光游水母),属于光源。故C不符合题意;
D.月亮:我们看到的月光,实际是月亮反射的太阳光 —— 月亮自身不能发光,因此不属于光源。故D符合题意。
故选D。
10.B
【详解】A.入射角为入射光线与法线间的夹角,此时入射光线与反射光线间的夹角为120°,反射角等于入射角,所以入射角为
120°÷2=60°
故A正确,不符合题意;
B.根据反射角等于入射角可知,反射角为60°,反射光线与平面镜的夹角为
90°-60°=30°
故B错误,符合题意;
C.若平面镜绕O逆时针转过10°,则入射角减小10°,根据反射角等于入射角可知,反射角会减小10°,故C正确,不符合题意;
D.当太阳向西下落时,光线AO向西移动,面镜,入射角增大,反射角也增大,反射光线也面镜,照射在墙壁上的光点P向下移动,故D正确,不符合题意。
故选B。
11.AD
【详解】A.平面镜所成的像和物体大小相同,是正立、等大的虚像,故A正确;
B.平面镜成像时,像和物体到平面镜的距离相等,演员面镜,则像面镜,故B错误;
C.平面镜成正立、等大的虚像,演员面镜,他的像大小不变,故C错误;
D.平静的水面相当于平面镜,平面镜成像原理与水中的倒影成像原理相同,都是光的反射,故D正确。
故选AD。
12.ACD
【详解】A.由光的色散现象可知,太阳光是复色光,由各种色光合成的,故A正确;
B.彩色电视画面的颜色是由红、绿、蓝三种单色光复合而成的,故B错误;
C.白色物体能反射所有色光,所以看起来是白色的;黑色物体吸收所有色光,几乎没有光反射出来,所以看起来是黑色的,故C正确;
D.不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的,牡丹花瓣在阳光照射下呈现红色,是因为花瓣反射了红光,吸收了其他色光,故D正确。
故选ACD。
13.ACD
【详解】A.如图甲所示,根据平面镜成像规律可知,像和物体等大,则蜡烛A靠近或远离玻璃板,所成的像大小都不变,故A符合题意;
B.根据平面镜成像规律可知,平面镜成像的实质是光的反射,成的像是虚像,故B不符合题意;
C.如图乙所示,音叉发声时小球被弹开,这个实验可以说明声音是由物体振动产生的,故C符合题意;
D.音叉的振动很微小,有时用眼睛无法清楚的直接观察到,可以通过观察乒乓球是否被弹起判断物体是否在振动,这种实验方法叫做转换法,故D符合题意。
故选ACD。
14.BC
【详解】为了研究光的传播特点,我们通常用带箭头的直线表示光传播的路径和方向,这样的线叫作光线,光线是人们为了便于研究和表示光的传播而引入的物理模型,实际上并不存在,故A错误,BC正确。
故选BC。
15.BC
【详解】A.王瑞同学以1m/s匀速向平面镜靠近,同时他的像也以1m/s的速度向平面镜靠近,故A错误;
B.人若能从镜中看到自己的全身像,需满足的条件是:人的头顶和脚反射的光,经镜子反射后都能进入人的眼睛,即人像的上、下两端与眼睛的连线必须都穿过镜子。如答图所示,AB表示人的全身,C点表示人眼的位置。根据平面镜成像的特点,作出人的像A'B'。将A'和C',B'和C'分别用直线连接起来。则EF就是镜子至少应具有的长度。由几何关系可得
且D为AA'的中点,所以E、F分别为A'C、B'C的中点;所以EF为△A'B'C的中位线
故王瑞想通过平面镜看自己的全身像,则平面镜的高度至少为他整个身高的一半,故B正确;
C.因为光反射时光路是可逆的,所以王瑞在平面镜中看见了小王的眼睛,小王也能在平面镜中看见王瑞,故C正确;
D.根据平面镜成像特点知,王瑞在平面镜中所成的像是虚像,故D错误。
故选BC。
16. 平面镜反射的光 不存在 虚
【详解】[1][2][3]由图可知,我们看见像时,进入眼睛的光,来自平面镜反射的光;平面镜后面的S’,是反射光反向延长线的交点,是人的感觉造成的,实际不存在,这样的像叫做虚像。
17. 大小相等 不能 虚
【详解】[1]在玻璃板前面放一支点燃的蜡烛A,再拿一支没点燃的相同的蜡烛B,在玻璃板后面移动,直至与蜡烛A的像重合,说明像与物的大小相等。
[2][3]虚像不能成在光屏上,故移去蜡烛B,并在其所在位置上放一光屏,这时光屏上不能接收到蜡烛的像,说明平面镜成的是虚像。
18. 2 光的色散
【详解】[1]由图知,视力表到平面镜的距离是3m,根据像与物到平面镜的距离相等可知,视力表的像到平面镜的距离也是3m;检查视力时,人眼要与视力表的像保持5m的距离,故人到平面镜的距离是。
[2]雨过天晴,天空出现了美丽的彩虹,这是由于太阳光照到空气中的小水滴上,被分解七种颜色的光,是光的色散现象。
19. 正 虚 近 不变
【详解】[1][2]根据潜望镜的原理可知,两个平行的平面镜与水平面夹角45°,使得像成在前方,是正立等大的虚像。
[3][4]平面镜所成的像,像与物体到镜面的距离相等,像与物大小始终相等,则当物体靠近潜望镜时,人看到的像变近,像的大小不变。
20.(1) 一样大 5.5
(2) 不变 4.5
【详解】(1)[1]由平面镜成像特点,像与物体的大小相同可知,镜中视力表的像与视力表是一样大的。
[2]由图可知,视力表距离平面镜3m,因为像距等于物距,可知视力表的像距离平面镜也为3m,视力表的像到小红的距离为
L1=3m+2.5m=5.5m
(2)[1]若她向左移动1m,由平面镜成像特点,像与物体的大小相同可知,镜中视力表的像的大小不变。
[2]由图可知,小红原来距离平面镜2.5m,若她向左移动1m,则小红距离平面镜的距离为1.5m,镜中视力表的像到小红的距离为
L2=3m+1.5m=4.5m
21.(1)暗
(2)大小
(3)2
(4)A
(5) 不能 虚
【详解】(1)实验应该选择在较暗的地方,这样可以增强蜡烛、像和周围环境的对比,便于观察实验现象。
(2)实验中选择两根完全一样的蜡烛A和B,用蜡烛B替代蜡烛A来和它的像进行比较,是为了比较像与物的大小关系,采用了等效替代法。
(3)玻璃板越薄,玻璃板两边反射面形成的像就越近,可以防止形成重影,所以应该选择较薄的玻璃板。
(4)平面镜成的像是由反射光线的反射延长线会聚而成的,反射光线进入人眼才能看到像,所以,人眼应该在玻璃板前侧,即A侧观察,直至蜡烛B和蜡烛A的像完全重合。
(5)[1][2]如果在蜡烛B的位置放一块光屏,光屏不能承接到像,实像可以成在光屏上,虚像不能成在光屏上,这说明平面镜所成的像是虚像。
22.(1) 温度 水分表面空气流速
(2)
【详解】(1)[1][2]液体的蒸发快慢跟温度、液体与空气的接触面积、液体表面的空气流速有关。店员给小明洗完头后用电吹风吹头发,头发很快干了,这是因为电吹风吹出的热风,提高了头发上水的温度和加快了水分表面空气流速,加快头发中水分蒸发。
(2)根据平面镜成像的规律,连接MN为反射光线,光线MN是小镜子的入射光线,根据小镜子的反射光线,作出此时入射光线和反射光线夹角的角平分线,即是小镜子上的法线,过N点作法线的垂线,即是小镜子所在的位置,如图所示:
23.(1)上方
(2)虹的最外沿为红色,霓的最外沿为紫色
【详解】(1)不同的色光经过水滴的折射和反射,在反射一次时,最终射出的红光偏转的角度比紫光偏转的角度更小,因此虹的红光在外侧,紫光在内侧,而由于霓比虹多了一次反射,导致其颜色排列与虹相反,即霓的颜色顺序是外紫内红。且多一次反射,能量便多一次损失,所以霓的色彩比虹要淡一些,由甲图可知,霓在虹的上方。
(2)由(1)可知,虹的红光在外侧,紫光在内侧,霓的紫光在外侧,红光在内侧,即虹的最外沿为红色,霓的最外沿为紫色。
24.(1)需要的房屋空间要小一些
(2)2m
(3)两个平面镜垂直放置在一起
【详解】(1)如果不使用平面镜,至少需要5m的空间用来测量视力。使用平面镜,有3m的空间就可以了。
(2)视力表距离平面镜3m,根据平面镜成像特点可知,视力表的像距离平面镜也为3m,则人到平面镜的距离为
(3)当两面球面镜垂直放置时,任何方向射来的光线,被两面镜子反射后,最终的反射光线都会与最初的入射光线平行。