考点13光的直线传播 光的反射 平面镜成像（解析版）

考点13光的直线传播光的反射平面镜成像一、光的直线传播1．光源：能够自行发光的物体叫光源，如：太阳，电灯，蜡烛等。2．光在同种均匀介质中是沿直线传播的。光在真空中的传播速度c=3.0×108米/秒。3．物理学中用一条带箭头的直线来形象地表示光的传播路径和方向，这样的直线叫做光线。这是一种理想化的模型。4．应用：影子的形成、日食月食、一叶障目、小孔成像等。二、光的反射1．光的反射定义：2．光的反射定律：光发生反射时，(1)反射光线、入射光线与法线在同一平面内；(2)反射光线和入射光线分别位于法线的两侧；(3)反射角等于入射角。这就是光的反射定律；(4)在光的反射中光路是可逆的。3．反射类型：镜面反射和漫反射。镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律。三、平面镜成像特点：(1)平面镜所成的像是虚像；(2)像和物体到平面(3)镜的距离相等；(4)像和物体的大小相等。所以像和物体对镜面来说是对称的。例1、（2018•上海中考）根据平面镜成像特点，在图中画出物体AB在平面镜MN中所成的像A'B'。【解析】（1）选物点。以能反映物体主要轮廓特征的点作为物点，点的数目视具体情况而定。一般常用箭头代表物体，此时只需选箭头A和箭尾B两点作为物点即可，如图所示。例2、（2020•上海）在图中，根据给出的反射光线OB画出入射光线AO，并标出入射角的大小。【解析】解：由图可知反射角为60°，可得入射角也为60°，根据反射角等于入射角在法线左侧画出入射光线，如图所示：例2小李同学身高1.6米，站在竖直放置的平面镜前1.5米处，他的像距镜面____________米。小李向镜面走近了0.5米后，像离他的距离为______米，他在镜子里的像高______1.6米（选填“大于”“等于”或“小于”）。【答案】1.5；2；等于【解析】根据平面镜成像的特点可知，像与物体到镜面的距离相等。小李同学站在平面镜前1.5米处，他到镜面的距离为1.5米，因此他的像距镜面也为1.5米。当他向镜面走近了0.5米后，他到镜面的距离变为1米，他的像到镜面的距离也变为1米，因此像离他的距离为2米；因为平面镜所成的像与物大小始终相等，所以像高始终等于小李同学的身高，为1.6米。故：1.5；2；等于一．选择题（共10小题）1．下列各现象中不属于光沿直线传播的是（）A．树林中地上有圆形亮斑 B．在平静的水面中看到自己的像 C．人在灯光下的影子 D．射击瞄准时一定要“三点成一线”【答案】B【解析】解：A、树林中地上有圆形亮斑，是太阳通过树叶的缝隙形成的小孔成像现象，属于光的直线传播，故A错误；B、在平静的水面中看到自己的像，属于平面镜成像，是光的反射现象，故B正确；C、人在灯光下的影子，是由光的直线传播形成的，故C错误；D、射击瞄准时一定要“三点成一线”，利用了光的直线传播，故D错误。故选：B。2．在如图所示的光学现象中，属于光的直线传播现象的是（）A． B． C． D．【答案】C【解析】解：A、照镜子属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故A不符合题意；B、玻璃砖后的铅笔杆“错位”是光的折射现象，故B不符合题意；C、屏幕上的手影是由于光沿直线传播形成的，故C符合题意；D、池底的光线由水中斜射到空气中时，在水面处发生折射，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，就会觉得池底变浅了，故D不符合题意。故选：C。3．光从空气射到水面上，入射角为45°，反射角为（）A．0° B．45° C．90° D．180°【答案】B【解析】解：因为入射角为45°，根据光的反射定律，反射角等于入射角，所以反射角也为45°。故选：B。4．一束光线射向平静的水面，若反射角为30度，则入射光线与水面的夹角为（）A．30° B．60° C．70° D．90°【答案】B【解析】解：当反射角为30°，根据光的反射定律可知：入射角也为30°。则入射光线与水面夹角为90°﹣30°＝60°，故B正确。故选：B。5．光污染已成为21世纪人们关注的问题。据研究，将墙壁做成凹凸不平的面，其作用之一可以使照射到墙壁上的光变成散射光，达到保护视力的目的，这是利用了光的（）A．直线传播 B．漫反射 C．镜面反射 D．折射【答案】B【解析】解：将墙壁做成凹凸不平的面，当光照在墙上时，在凹凸不平的地方发生漫反射，光向四处传播开来，减弱了光的强度，对人们的眼睛能够起到保护作用。故选：B。6．关于平面镜成像正确的是（）A．正立的实像 B．正立的虚像 C．放大的实像 D．放大的虚像【答案】B【解析】解：平面镜成像的特点：成正立、等大的虚像，故B正确。故选：B。7．小林同学站在平面镜前照镜子，当他向平面镜走近的过程中，下述正确的是（）A．像不变，像到平面镜的距离不变 B．像不变，像到平面镜的距离减小 C．像变大，像到平面镜的距离不变 D．像变大，像到平面镜的距离减少【答案】B【解析】解：平面镜成的像与物体的大小相等，像和物体到平面镜的距离相等，所以小林走向平面镜时，像的大小不变，物距减小，像到平面镜的距离也减小。故选：B。8．以下描述的现象中属于成虚像的有（）①小孔成像②镜花水月③观看池塘中的鱼④用放大镜看报纸⑤取大镜高悬，置水盆于其下，则见四邻矣⑥雨后的彩虹A．2个 B．3个 C．4个 D．5个【答案】C【解析】解：小孔成像是光的直线传播现象，不是折射现象，是实像；雨后“彩虹”是光的色散，属于折射现象，成的是实像；镜花水月、取大镜高悬，置水盆于其下，则见四邻矣，观察到的是虚像，利用的是平面镜成像原理，属于光的反射现象，观看池塘中的鱼、用放大镜看地图，利用的是光的折射现象中成的是虚像，虚像共4个。故选：C。9．如图，小猫在平面镜前欣赏自己的全身像，此时它所看到的全身像应是图中的（）A．B．C．D．【答案】B【解析】解：根据平面镜成像特点分析，当镜面竖直放置时，所成的像是正立的、等大的、左右相反的；符合该条件的只有B图。故选：B。10．如图所示，一束光在水面上发生反射，反射光恰好照在光屏的A处。若要让反射光照在光屏的B处，下列方法中可行的是（）A．只将光屏竖直向下移动一段距离 B．只将光屏水平向右移动一段距离 C．只将水面上升一段距离 D．只将水面下降一段距离【答案】D【解析】解：A、只将光屏竖直向下移动一段距离，则入射光线不变，则反射光线也不会改变，但光斑会向左移动，故A不符合题意；B、只将光屏水平向右移动一段距离，则入射光线不变，则反射光线也不会改变，但光斑会向左移动，故A不符合题意；CD、若要让反射光在光屏的B点，入射角不变，根据反射角等于入射角可知，需要将平面镜竖直向下移动一段距离，反射光线可经过B点，如图所示：故C不符合题意，D符合题意。故选：D。二．填空题（共5小题）11．一束光斜射到平面镜，若入射角为25°，则反射角为______度；如果入射光线逐渐靠近法线，则反射光线逐渐______（选填“靠近”或“远离”）法线；当入射光线与法线重合时，反射角为______度。【答案】25；靠近；0。【解析】解：一束光斜射到平面镜，若入射角为25°，反射角等于入射角，则反射角也为25°；反射角随入射角的变化而变化，所以如果入射光线逐渐靠近法线，即入射角减小，则反射角也随之减小，即反射光线逐渐靠近法线；当入射光线与法线重合时，入射角为0°，反射角为0°。故答案为：25；靠近；0。12．如图所示高1.7米的小茗，站在平面镜前2.5米处，像和镜面相距______米。人朝着远离镜子的方向后退0.5米，像高为______米，与人相距______米。若将一块和平面镜一样大小的木板放在平面镜后面0.2米处，她______（选填“能”或“不能”）在镜中看到自己的像。【答案】2.5；1.7；6；能。【解析】解：（1）平面镜成的像与物到镜面距离相等，人站在镜前2.5m处，像离镜也是2.5m；当他朝着远离镜子的方向后退0.5米时，像与物大小相同，人的身高1.7m，像的身高也是1.7m，与人相距6米；像与物永远大小相等，即使人离像变近，也相等，人在视觉上感觉的像变大，但事实上像的大小没变。（2）由于成的像是虚像，在镜面后放置物体是不影响成像的，故在镜后放一物体并不妨碍光的反射，同时也不会妨碍成像，所以这时她仍能在镜中看到自己的像。故答案为：2.5；1.7；6；能。13．晴朗的中午，茂密树林的地面上常看到一个个圆形的光斑，它其实是光学里的小孔成像。小孔成像可以用光的______原理解释，成的像是太阳的______像（选填“实”或“虚”），像的形状与小孔的形状______（选填“有关”或“无关”）。【答案】直线传播；实；无关。【解析】解：由于小孔所成的像是由实际光线会聚而成的，因此小孔成的像是倒立的实像，这是光的直线传播造成的；小孔所成的像是物体本身的像，与小孔的形状无关。故答案为：直线传播；实；无关。14．如图所示，是某小组同学在研究光的反射规律实验时观察到的现象，已知AO为入射光线，其入射角等于______度。关于OD的性质，请说出你的观点：__________________________。关于OE，部分同学认为是法线。你支持他们的观点吗？答：___________（选填“支持”或“反对”）。理由：________________________________________________________________。【答案】50；是反射光线的像；反对。OE、OC、OD是平面镜成的虚像。【解析】解：由图可知，入射光线与镜面之间的夹角为40°，则入射光线与法线之间的夹角为90°﹣40°＝50°，即入射角为50°；由图可知，OD是反射光线OB通过平面镜成的虚像，是由光的反射形成的；在光的反射中，反射光线、入射光线和法线在同一平面内，OE没有与入射光线OA和反射光线OB在同一平面内，所以不是法线。故答案为：50；是反射光线的像；反对。OE、OC、OD是平面镜成的虚像。15．随着科学技术的发展，汽车也越来越智能化。如图（a）所示，汽车抬头显示系统（HeadUpDisplay），简称HUD．HUD利用平面镜成像原理，如图（b）所示，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，能够在看到车外的景象的同时，不必低头就可以看到车辆行驶信息，从而避免分散对前方道路的注意力，确保驾驶舒适安全。车窗所采用的“智能玻璃”具有单向透光功能，使用时反射面必须是迎光面，就能从车内看到车外明亮的景物，从车外看不见较暗的车内景象，这种玻璃还能根据车外光照度自动调节透明度（透明度是指车内光照度与车外光照度的比值），实现车内的光照度为一个适宜的定值，经测算车外光照度和玻璃的透明度的关系图像如图（c）所示。已知某车辆HUD显示器水平放置在中控台上，通过挡风玻璃成垂直于水平面的像，则挡风玻璃与水平面夹角为______度，若驾驶员发现挡风玻璃所成的像过高，不便于观察，这时就需要将显示器沿水平方向______（选填“远离”或“靠近”）挡风玻璃。车窗“智能玻璃”在使用时反射面必须在车窗玻璃的______（选填“内”或“外”）侧。根据图（c）可知，当车外光照度为120Lx时，“智能玻璃”的透明度会自动调节为______。【答案】①45；靠近；②外；50%。【解析】解：①根据平面镜成像的原理可知物体与像相互垂直，平面镜与水平面的夹角应为45°；因为像到平面镜的距离随着物体到镜面的距离减小而减小，当发现挡风玻璃所成的像过高，不便于观察，这时就需要将显示器沿水平方向靠近挡风玻璃；②“智能玻璃”具有单向透光功能，使用时反射面必须是迎光面，所以反射面必须在玻璃外侧；根据图丙可知，车内光照度为：300Lx×20%＝60Lx，当车外光照度为120Lx时，透明度会调节为：＝50%。故答案为：①45；靠近；②外；50%。三．作图题（共4小题）16．在图中，根据给出的入射光线AO画出反射光线OB，并标出反射角的度数。【解析】解：由图可知，入射角等于60°，根据光的反射定律可知，反射角也等于60°；图中法线已画出，根据反射角等于入射角，在法线右侧画出反射光线OB，并标明反射角的度数，如图所示：17．在图中，根据给出的入射光线AO画出反射光线OB，并标出反射角及其度数。【解析】解：由图知，法线已画出，入射角为50°，则反射角也为50°；根据反射角等于入射角，在法线的另一侧画出反射光线，并标出反射角的大小，如图所示：18．根据平面镜成像特点，在图中画出物体AB在平面镜MN中所成的像A′B′。【解析】解：根据平面镜成像的特点，先作出物体AB的端点A、B在平面镜中的对称点A′、B′，连接A′、B′点即为物体AB在平面镜中的像，注意辅助线和像用虚线，如图所示：19．物体AB在平面镜中所成的像为A'B'，在图中作出物体AB。【解析】解：根据平面镜成像的特点，已知A′B′平面镜中的像，因像与物体是完全相同的，且各对应点到平面镜的距离也是相等的，并且AA′和BB′都与平面镜垂直，所以可根据对称性，A′、B′关于镜面的对称点A、B，连接AB由此可确定物体AB的位置。如图所示：四．综合题（共3小题）20．图甲为“探究平面镜成像的特点”实验的情景。（1）图甲中器材M的名称为______，使用它的目的是便于______。（2）在M的一侧放一支点燃的蜡烛A，在M的另一侧放一支没有点燃的蜡烛B。当寻找像的位置时，眼睛应该在______（选填“A”或“B”）蜡烛这一侧通过镜面观察。（3）为得到像与物到镜面的距离关系，可以用______分别测量物和像到镜面的距离，然后归纳得出结论。小明和小华同学将实验进行记录，如图乙所示。记录单上OO′记录的是镜面的位置，则两位同学实验过程合理完整的是______同学（选填“小明”、“小华”或“小明和小华”），理由是：______。（4）小红同学的蜡烛B与蜡烛A的像无法重合，实验中存在的问题可能是：______（填合理选项）。A．玻璃板没有竖直放置B．蜡烛A到平面镜的距离较小C．蜡烛A和蜡烛B不等大（5）移去B蜡烛，并在其所在位置上放一光屏，光屏上不能接收到A蜡烛的像，说明平面镜所成的像是______像（选填“虚”或“实”）为证实上述成像特点的可靠性，小军接下来进行的实验操作是______。【答案】（1）玻璃板；确定像的位置；（2）A；（3）刻度尺；小华；因为他多次改变了物体的位置，得到的结论具有普遍性；（4）A、C；（5）虚；多次改变A蜡烛的位置进行实验。【解析】解：（1）图中A是玻璃板；用玻璃板代替平面镜的目的是玻璃板不但反射光成像，还能透光看到玻璃板后面的蜡烛，便于确定像的位置；（2）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；（3）像与物到镜面的距离关系，可以用刻度尺测量；一次实验具有很大的偶然性，进行多次实验是为了寻找规律，使结论具有普遍性。因此，梁红的实验过程比较合理，理由是：探究实验需要测量多组数据，使实验结果更加全面。小华同学探究时共做了三次实验，符合物理实验的要求；（4）在桌面上无论怎样移动蜡烛B，都无法与蜡烛A的像重合。可能是玻璃板没有竖直放置。若蜡烛A和蜡烛B不等大，也会造成蜡烛B与蜡烛A的像无法重合，平面镜成像的大小与距离平面镜的远近无关，故选AC；（5）移去后面的蜡烛，并在所在位置上放一光屏，则光屏上不能接收到蜡烛烛焰的像。所以平面镜所成的像是虚像；一次实验不具备代表性，应采取同样的实验方案多做几次，避免实验现象的偶然性，才能保证结论的正确，所以应该保持玻璃板位置不变，多次改变A蜡烛的位置进行实验。故答案为：（1）玻璃板；确定像的位置；（2）A；（3）刻度尺；小华；因为他多次改变了物体的位置，得到的结论具有普遍性；（4）A、C；（5）虚；多次改变A蜡烛的位置进行实验。21．意大利的维加内拉村位于山谷中，每年有3个月的时间见不到丝毫阳光。为此，村民建造了一面巨型平面镜。这面镜子由计算机控制马达驱动跟随太阳转动，可保证每天有6个小时将阳光照射在村里的中心广场，如图所示。A'A'太阳光A巨型平面镜O60º维加内拉村（1）平面镜可以将阳光引到维加内拉村，这是利用了光的原理。例如，某一时刻，太阳光沿AO入射，当平面镜转动到竖直方向，反射光线恰好沿OB射到维加内拉村，若测得OB与镜面夹角为60°，则入射角为。（2）太阳从A点升高到A′点（AO、A′O的夹角为30°），要使反射光线OB方向不变，改变平面镜的方向，则这时入射角为°，平面镜绕O点转过的角度为。【答案】（1）反射；30°；（2）45；15°。【解析】解：（1）平面镜的作用是改变光的传播方向，使射向镜面的光反射到维加内拉村；（2）已知OB与镜面夹角为60°，则反射角为90°﹣60°＝30°，根据反射角等于入射角可得入射角为30°；则∠AOB＝60°，当太阳从A点升高到A