题型03光现象综合（解析版）

主题一声、热、光专题题型03光现象综合（解析版）题型归纳题型一光的直线传播及应用题型二光的反射的规律应用题型三平面镜成像特点题型四光的折射的规律应用题型五光的色散现象题型一光的直线传播及应用1．（2022•湘潭）下列现象能说明光沿直线传播的是（）A．空中彩虹 B．水中倒影 C．墙上手影 D．杯中铅笔【答案】C。【解答】解：A、雨过天晴时，常在天空出现彩虹，这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的，白光经水珠折射以后，分成各种彩色光，这种现象叫做光的色散现象，所以说雨后的天空出现彩虹是由光的折射形成的，故A不符合题意；B、水中倒影是由于光的反射现象形成的平面镜成像，故B不符合题意；C、墙上手影是由于光沿直线传播形成的，故C符合题意；D、从水中铅笔上反射的光从水中斜射入空气中时，发生折射，折射光线远离法线，当人逆着折射光线的方向看时，看到的是铅笔的虚像，比实际位置偏高，所以感觉折断了，故D不符合题意。故选：C。2．（2022•昆明模拟）《墨经》是先秦一部重要的科学典籍，其科学内涵非常丰富，对几何学、光学、力学等知识都有精辟的论述。图中的现象与小孔成像原理相同的是（）A．放大镜下的瓢虫 B．金边日环食 C．筷子折弯 D．水中倒影【答案】B。【解答】解：小孔成像的原理是光在同种均匀介质中沿直线传播；A、放大镜下的瓢虫，属于凸透镜成像，利用了光的折射，故A错误；B、金边日环食，日食的形成是由于光的直线传播，故B正确；C、筷子折弯，属于光的折射现象，故C错误；D、水中的倒影，属于平面镜成像，利用了光的反射，故D错误。故选：B。3．（2021•宁波）宁波某校课外实践小组利用一根垂直插入水平地面的圭杆，进行为期一年的“观竿测影”活动。2021年3月14日正午时刻圭杆的杆影如图所示，并测得杆影OA长为55.7cm。（1）杆影的形成是由于光在同一均匀介质中沿直线传播。（2）图中杆影从O到A指向北方。（3）预测2021年6月20日正午时刻，该圭杆的杆影长度将比55.7cm小（填“大”或“小”）。【答案】（1）直线；（2）北；（3）小。【解答】（1）杆影是由于光在同种均匀介质中是沿直线传播形成的；（2）宁波位于北半球，正午时太阳位于南方，影子的方向指向北方；（3）2021年6月20日接近夏至，太阳高度角逐渐增大，这一天的杆影应比2021年3月14日这一天的杆影短。故答案为：（1）直线；（2）北；（3）小。4．（2022•江安县一模）早在战国时期，我国古代著名教育家墨子就在研究小孔成像的现象。如图所示，他用蜡烛作为光源，在木板上钻一个小孔，发现烛焰透过小孔在墙壁上形成一个倒立（选填“倒立”或“正立”）的像，其成像原理是光的直线传播。【答案】倒立；光的直线传播。【解答】解：小孔成像实验中，是由光的直线传播形成的，并且所成的像为倒立的实像。故答案为：倒立；光的直线传播。5．（2022•成都）“圭表”是我国古代先进的天文观测仪器，根据“表”在“圭”面上影长的变化就能知道时节的更替。元代天文学家郭守敬改进和创新了“圭表”（如图甲），图乙是其示意图。他在“表”上方加一根架空的横梁，在“圭”面上放置一个可移动的景符（有小孔的铜片）。他利用改进后的“圭表”，精确推算出了二十四节气和一回归年天数。请根据以上资料在图乙中画出横梁通过景符的小孔在“圭”面上所成的影像，并标明两条光线的传播方向。【解答】答：经过横梁的光线是太阳发射过来的光线，则给出的光线是经从横梁通过景符的小孔入射到“圭”面上，如下图：6．（2022•赤峰二模）小孔成像的实验装置．将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置，观察并研究小孔成像的特点：（1）蜡烛在塑料薄膜上所成的像是实像（填“实像”或“虚像”）；其成像的原理是光的直线传播；（2）如果易拉罐底部小孔是三角形，则他在半透明纸上看到的像是D。A．三角形光斑B．圆形光斑C．蜡烛的正立像D．蜡烛的倒立像【答案】（1）实像；光的直线传播；（2）D。【解答】解：（1）蜡烛在塑料薄膜上所成的像是倒立的实像，其成像的原理是光的直线传播；（2）蜡烛经小孔成倒立的实像，像的形状与蜡烛形状相同，像与小孔的形状无关，即蜡烛在塑料薄膜上成的像是蜡烛的倒立像，选：D。故答案为：（1）实像；光的直线传播；（2）D。题型二光的反射的规律应用7．（2022•菏泽）下列与“影”相关的光现象中，由光的反射形成的是（）A．曹州古城永安塔在湖中的倒影 B．小孔成像形成的倒影 C．灯光下人手在墙上形成的手影 D．透过玻璃窗看到的老师背影【答案】A。【解答】解：A，曹州古城永安塔在湖中的倒影，是平面镜成像现象，是光的反射形成的，故A符合题意；B、小孔成像形成的倒影，由于光的直线传播形成的，故B不符合题意；C、灯光下人手在墙上形成的手影，由于光的直线传播形成的，故C不符合题意；D、透过玻璃窗看到的老师背影属于光的折射，故D不符合题意。故选：A。8．（2022•浙江）如图，小舟利用平面镜研究光的反射定律，下列说法错误的是（）A．AO是入射光线 B．反射角等于30° C．将激光笔靠近N时，光线OB会靠近ON D．绕ON前后转动F板，F板上观察不到光线【答案】B。【解答】解：A、射向镜面的光线为入射光线，由图知入射光线从激光笔沿OA射向镜面，所以AO是入射光线，故A正确；B、由图知入射角为60°，由于反射角等于入射角，所以反射角也是60°，故B错误；C、若把入射光线OA靠近ON，则入射角减小，根据反射角等于入射角可知，反射角也会减小，所以反射光线OB也会靠近ON，故C正确；D、绕ON前后转动F板，由于两个面不在同一平面内，所以F板上观察不到光线，故D正确。故选：B。9．（2022•河北）雨过天晴，地面上会出现建筑物的影子，影子是由于光的直线传播形成的。通过地面上一层薄薄的积水还可以看到建筑物的像，如图所示，像的大小与建筑物的大小相等。一些建筑物外部采用了玻璃幕墙作为装饰，强光照射到玻璃幕墙时会发生镜面反射，造成“光污染”。【答案】光的直线传播；相等；镜面。【解答】解：（1）影子是沿直线传播的光被不透明的建筑物挡住，在建筑物后面的地面上光照不到的地方形成影子；（2）通过地面上一层薄薄的积水还可以看到建筑物的像，是平面镜成像，像的大小与建筑物的大小相等；（3）当强烈的太阳光照射到玻璃幕墙的表面时，会发生镜面反射，反射光线非常集中，炫目的光会干扰人们的正常生活，造成“光污染”。故答案为：光的直线传播；相等；镜面。10．（2022•威海模拟）和煦的阳光洒向湖边茂密的树林，树荫下的地面上圆形的光斑是光的直线传播形成的；由于光在电影屏幕上发生漫反射，所以人们能从不同方向看到屏幕上的像。【答案】直线传播；漫反射。【解答】解：（1）阳光透过树叶间的缝隙射到地面上，形成光斑，这是小孔成像现象，光斑是太阳的像；它形成的原理是光在同种均匀介质中沿直线传播。（2）电影屏幕是凹凸不平的，平行光线入射到粗糙的电影屏幕上，反射光线射向四面八方，进入不同方向的人的眼睛。因此光在电影屏幕上发生了漫反射。故答案为：直线传播；漫反射。11．（2022•威海）如图所示，激光笔从A点发出激光，在平面镜上留下一个红色亮点O，请画出激光入射到镜面和离开镜面后的径迹。【解答】解：画法1：依据光的定律作图：首先画出法线，连接AO，作出入射光线，根据反射角等于入射角作出反射光线，如图所示：画法2：利用平面镜成像的特点和原理作图：过A点作平面镜的垂线并延长等长的距离，作出A的像A'，连接A'O并延长，作出反射光线，然后作出入射光线，如图所示：12．（2022•盐城）小红做“探究光的反射定律”实验。（1）将平面镜水平放置，白色硬纸竖直放在平面镜上。（2）如图甲所示，让一束光沿着纸板射向镜面上的O点；小红能从不同方向看到纸板上的光束，是因为发生了漫反射，在纸板上画出光路，再次改变入射光线的方向，重复上述实验，取下纸板，用量角器量出光线AO与ON（填“ON”或“CD”）的夹角，即为入射角，记下数据，比较射角和入射角的大小关系。（3）为了寻找反射光线与入射光线构成的平面究竟在哪里，小红用如图乙所示的装置对实验进行改进。光屏安装在底座上，可以绕水平直径偏转，平面镜固定在水平底座上，将光屏倒向后方，用激光笔作光源，将激光束沿固定方向照射到平面镜中心处，水平旋转底座并改变光屏的角度，设法使光屏上呈现出反射光线的径迹，如图丙所示，此时光屏所在的平面就是要寻找的平面。【答案】（1）竖直；（2）沿；漫；入射光线；ON；（3）光屏；反射光线。【解答】解：（1）“探究光的反射定律”实验中，应将硬纸竖直放在平面镜上；（2）要在纸板上看到光束，光束与纸板需在同一平面，因此应让光束沿着纸板射向镜面；能从不同方向看到光束，说明光线能从不同方向进入人的眼睛，发生的是漫反射；入射光线与法线的夹角称为入射角；（3）改变光屏的角度，当光束与光屏处于同一平面时，光屏上就会呈现出反射光线的径迹。故答案为：（1）竖直；（2）沿；漫；入射光线；ON；（3）光屏；反射光线。题型三平面镜成像特点13．（2022•滨州）如图所示，在“探究平面镜成像的特点”实验中。下列说法正确的是（）A．用玻璃板代替平面镜，是为了观察到的蜡烛的像更清晰 B．只要把光屏放在恰当的位置，就能承接到蜡烛的像 C．蜡烛距玻璃板越远，蜡烛的像就越小 D．只把玻璃板向左平移，蜡烛的像的位置不变【答案】D。【解答】解：A、使用平面镜时，只能成像，而不能透光，不容易确定像的位置，用玻璃板时，既能成像，又能透光，便于确定出像的位置，而且能比较像与物的大小关系，故A错；B、玻璃板中成的虚像，用光屏承接不到虚像，故B错；C、蜡烛距玻璃板越远时，根据平面镜成像的特点可知，蜡烛在玻璃板中的像也会变远，蜡烛的像大小不变，故C错；D、只把玻璃板向左平移时，蜡烛到玻璃板的距离没改变，由平面镜成像的特点可知，蜡烛的像到玻璃板的距离也不变，即蜡烛的像的位置不变，故D正确。故选：D。14．（2021•益阳）检查视力的时候，视力表往往放在被测者头部的后上方，被测者识别对面墙上镜子里的像，要求被测者与视力表像的距离是5m。如图是小红同学在一次测量视力时的情景，关于这次视力测量说法正确的是（）A．视力表中开口向上的“E”，在平面镜中成的像开口向下 B．视力表中开口指向纸外的“E”，在平面镜中成的像开口指向纸内 C．小红同学按要求进行视力测量，则L的大小应该是0.6m D．小红同学按要求进行视力测量，则L的大小应该是0.3m【答案】C。【解答】解：（1）平面镜所成像是正立、等大的虚像，物像相对于平面镜对称。所以视力表中开口向上的“E”，在平面镜中成的像开口也向上；视力表中开口指向纸外的“E”，在平面镜中成的像开口也向外，故AB错误；（2）要求被测者与视力表像的距离是5m，由图知，小红到平面镜距离2.2m，所以视力表的像到平面镜距离为5m﹣2.2m＝2.8m，视力表到平面镜距离也为2.8m，L的大小应该是2.8m﹣2.2m＝0.6m，故C正确，D错误。故选：C。15．（2022•苏州）用图甲中的器材探究平面镜成像的特点时，发现不便得到像和物左右之间的关系。为解决这一问题，应选用图乙中的a（a/b/c）棋子进行实验，分析可得像与物关于镜面对称。【答案】a；对称。【解答】解：由平面镜成像的特点可知，像和物相对于平面镜对称，所以利用图甲中的器材探究平面镜成像的特点时，应选用图乙中的a棋子进行实验，得出像与物关于镜面对称的结论。故选：a；对称。16．（2022•沈阳二模）如图甲所示，小明利用易拉罐制作了一个取火凹面镜，利用它能将火柴点燃，是因为凹面镜对光线有会聚（选填“会聚”或“发散”）作用；如图乙所示的汽车后视镜与凹面镜对光线的作用不同（选填“相同”或“不同”）。【答案】会聚；不同。【解答】解：如图甲所示，小明利用易拉罐制作了一个取火凹面镜，利用它能将火柴点燃，是因为凹面镜对光线有会聚作用；如图乙所示的汽车后视镜是凸面镜，对光有发散作用，与凹面镜对光线的作用不同。答案：会聚；不同。17．（2022•宿迁）在图中根据平面镜成像特点作出物体AB在平面镜中所成的像A'B'。【解答】解：根据像与物关于平面镜对称，先分别作出端点A、B在平面镜中的像点A′、B′，用虚线连接A′、B′，即为物体AB在平面镜中所成的像A'B'，如图所示：18．（2022•青岛）五代时期名士谭峭所著《化书》中，记载了照镜子时“影与形无异”的现象。关于平面镜成像的特点，小明用图甲所示装置进行了探究。（1）用玻璃板代替平面镜进行实验，目的是便于确定像的位置。（2）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在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合，说明平面镜所成的像与物体大小相等，证实了“影与形无异”。（3）改变蜡烛A的位置，进行三次实验。用直线将物和像的位置连接起来，如图乙所示，发现物和像的连线与镜面垂直，用刻度尺测得像和物到镜面的距离相等。（4）综上可得，平面镜所成的像与物体关于镜面对称。（5）蜡烛A的像，是它发出的光经玻璃板反射而形成的虚像。若在玻璃板后放置一块木板，蜡烛A仍能（选填“仍能”或“不能”）通过玻璃板成像。【答案】（1）确定像的位置；（2）相等；（3）垂直；（4）对称；（5）虚；仍能。【解答】解：（1）实验时选择透明的玻璃板，能同时观察到像和代替蜡烛A的蜡烛B，便于确定像的位置；（2）玻璃板后面没有点燃的蜡烛和玻璃板前面点燃蜡烛的像完全重合，说明物体在平面镜中所成的像与物体大小相等；（3）平面镜所成像的大小与物体的大小相等，像和物体到平面镜的距离相等，像和物体的连线与镜面垂直；（4）用数学中的知识点可表示为平面镜所成的像与物体关于镜面对称；（5）平面镜成像是反射光线的反向延长线会聚形成的，所以成的像是虚像，若在玻璃板后放置一块木板，不影响反射光线进入人的眼睛，所以在物体一侧还能看到玻璃板内点亮蜡烛的像。故答案为：（1）确定像的位置；（2）相等；（3）垂直；（4）对称；（5）虚；仍能。题型四光的折射的规律应用19．（2022•威海）如图所示，一辆玩具车放入水中，从侧面看车轮浸入水中的部分变“扁”了，其原因是发生了（）A．光的直线传播B．光的反射C．光的折射D．光的色散【答案】C。【解答】解：从水中的车轮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，就会觉得车轮上的花纹变密集了，所以水中部分的车轮看起来变“扁”了，故ABD错误，C正确。故选：C。20．（2022•滨海县二模）如图所示，把铅笔斜插入盛水的碗中，可以看到铅笔在水中的部分似乎向上弯折了。下列光路图中，能正确解释这一现象形成原因的是（）A．B．C．D．【答案】A。【解答】解：筷子反射的光从水中斜射入空气时，在水与空气的交界面上发生折射，进入空气中的折射光线向水面偏折，位置降低，而我们认为光是沿直线传播的，我们看到的筷子位置在折射光线的反向延长线上，像的位置比实际位置偏高，看起来筷子向上弯折；B、C选项中，光的传播方向错误；D选项中光线从水中斜射入空气中，应该是折射角大于入射角，而图中折射角小于入射角了，故D错误，只有选项A正确。故选：A。21．（2022•扬州）请你补全关于“像”的知识结构图。（1）凸透镜；（2）直线传播；（3）倒立的实像。【答案】（1）凸透镜；（2）直线传播；（3）倒立的实像。【解答】解：（1）小孔成像是光沿直线传播形成的，并且成的是倒立的实像，像的大小取决于光屏与物体到小孔的距离关系；（2）凸透镜成像是根据光的折射形成的，如果物体在焦点之外成倒立的实像，在焦点之内成正立的虚像；（3）平面镜成像原理是光的反射，所成的像是正立的虚像。答：（1）凸透镜；（2）直线传播；（3）倒立的实像。22．（2022•崇川区一模）夏季到了，南通濠河周边风景优美。周末，小李泛舟游览濠河。以船为参照物，小李是静止（逃填“运动”或“静止”）的。小李能从不同方向看到河边的花朵，这是由于光在花朵表面发生了漫反射，小李看到水中的鱼儿在欢快地游动，是因为光从水中射向空气时发生了折射现象。【答案】静止；漫；折射。【解答】解：（1）以小船为参照物，小李相对于船的位置没有发生变化，因此小李是静止的；（2）我们能从不同方向看到花朵，是因为花朵对照射到其上的光线产生了漫反射；（3）小李看到水中的鱼儿在欢快地游动，是因为鱼反射的光从水中射向空气时发生了折射现象。故答案为：静止；漫；折射。23．（2022•遵义）某同学用激光笔照射玻璃砖探究光学规律时，观察到光在玻璃砖中的传播路径，如图所示。请画出入射光线AO的反射光线和折射光线的大致位置。【解答】解：先过入射点O垂直于界面作出法线，根据反射角等于入射角在玻璃中法线的上侧作出反射光线OB；光由玻璃砖斜射入空气中时，折射光线远离法线，折射角大于入射角，据此在空气中法线的上侧作出折射光线OC，如图所示：24．（2022•枣庄）如图是某同学利用光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的光路，经过多次实验并记录了如下数据：入射角α10°30°45°60°折射角β7.1°20.7°30°37.8°（1）实验中，光具盘除了能读出入射角和折射角大小外，还具有显示光路的作用；（2）分析表格中的数据，你能得出的结论（写出一条即可）：光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角。（3）根据表格中的数据还可以判断：当光以35°的入射角从空气射入玻璃中时，其折射角小于30°（选填“大于”、“小于”或“等于”）；（4）当光以30°的入射角从玻璃射入空气中时，其折射角是45°。【答案】（1）显示光路；（2）当光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角；（3）小于；（4）45°。【解答】解：（1）利用光具盘表面的漫反射可以显示光路，同时能直接读出入射角和折射角的大小；（2）由表格数据可知，当光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角；（3）由表格数据可知，当光由空气斜射入玻璃中时，随着入射角的增大，折射角也增大，当入射角等于30°时折射角为20.7°，当入射角等于45°时折射角为30°，所以当入射角等于35°时折射角20.7°≤β≤30°；（4）根据光路的可逆性，当光由玻璃射入空气时，入射角小于折射角，且当入射角等于30°时，折射角为45°。故答案为：（1）显示光路；（2）当光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角；（3）小于；（4）45°。题型五光的色散现象25．（2022•鞍山）下列诗句中有关光现象的说法正确的是（）A．“瀑水喷成虹”，彩虹是光的色散形成的 B．“潭清疑水浅”，水浅是光的直线传播形成的 C．“绿树阴浓夏日长”，树阴是光的反射形成的 D．“楼台倒影入池塘”，楼台倒影是光的折射形成的【答案】A。【解答】解：A、彩虹是光的色散形成的，光的色散的实质是光的折射，故A正确；B、水浅是由于水底的光斜射入空气中时发生折射，折射角大于入射角，人眼逆着射来的光线看去，看到的是池底变高了的虚像，属光的折射现象，故B错误；C、树阴是树木的影子，由于光的直线传播，光射到不透明物体上，在不透明物体后面形成的影子，故C错误；D、楼台的倒影属于平面镜成像，是光的反射形成的虚像，故D错误。故选：A。26．（2022•洛阳模拟）下列说法正确的是（）A．利用红外线能制成夜视仪，所以红外线也能让人民币上的荧光物质发光 B．镜面反射遵循反射定律，漫反射不遵循反射定律 C．由于大气层不均匀，所以我们每天看到的太阳都应该是它的虚像 D．物体的颜色是它吸收的色光颜色决定的【答案】C。【解答】解：A、利用红外线能制成夜视仪，紫外线能够使荧光物质发光，故A错误；B、镜面反射和漫反射都遵循反射定律，故B错误；C、光只有在均匀的介质中才沿直线传播，由于大气层不均匀，所以我们每天看到的太阳都应该是它的虚像，故C正确；D、物体的颜色是由它反射或透过的色光决定的，透明物体的颜色是由透过它的色光决定的，不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的，故D错误。故选：C。27．（2022•湖北）雨天的夜晚，我们在马路上，有时可以看到路灯周围一圈圈美丽的彩虹。这是由于雨天，空气中充满着细小的水珠，而这些小水珠相当于三棱镜（选填“平面镜”或“三棱镜”），路灯的光透过小水珠发生光的色散现象，不同颜色的光在灯的周围“编织”成一圈圈美丽的彩虹。【答案】三棱镜；色散