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文档简介
易错点04明确介质对光的传播的影响
目录
01易错陷阱
易错点一、光传播的条件及传播速度混淆
易错点二、混淆平面镜成像特点与“近大远小”的视觉现象
易错点三、平面镜成像原理理解不透导致作图错误
02举一反三—易错题型
题型一.光的直线传播
题型二.光的反射
题型三.平面镜成像与作图
题型四.光的折射
03易错题通关
易错点一、光传播的条件及传播速度混淆
【链接知识】
知识点一、光的直线传播
1.光在同种均匀介质中沿直线传播
2.光可以在真空中传播:太阳光能通过太空和大气层传播到地球表面,说明光可以在真空中传
播。
3.小孔成像:由于光沿直线传播,经小孔在光屏上就出现了烛焰倒立的实像;像的大小与物(蜡
烛)的大小以及光屏所在位置有关。
4.影子:光在传播过程中,遇到不透明的物体,会使物体后面光不能到达的区域形成一个阴喧
区域,即物体的影子。
易错点二、混淆平面镜成像特点与“近大远小”的视觉现象
易错点三、平面镜成像原理理解不透导致作图错误
【链接知识】
知识点二、光的反射
1.光的反射:光从一种介质射向另一种介质的表面时,会有一部分光在介质表面反射回原介质
中,这种传播现象叫光的反射。
2.一点、三线、两角
(1)“一点”:投射到两种介质表面上的光线与表面的交点叫入射点;
(2)“三线”:入射到介质表面的光线叫入射光线;经入射点做垂直于两种介质表面的辅助线叫
法线;经介质表面,反射回原来介质的光线叫反射光线。
(3)“两角”:入射光线与法线的夹角叫入射角;反射光线与法线的夹角叫反射角。
3.光的反射规律(定律):在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在同一平面内;反射光
线、入射光线分别位于法线画虬反射角等于入射角。
4.光的反射光路可逆:在探究光的反射规律实验中,如果让光逆置反射光的方向射到平面镜上,
它被反射后就会逆着原来的久射光的方向射出。这表明,在反射现象中,光路是可逆的。如图所示。
知识点三、平面镜成像规律
一、平面镜成像规律
1.平面镜成像的特点:平面镜所成像的大小与物体大小±1篁,像和物体到平面镜的距离相等,
像和物体对应点的连线与平面镜垂直,平面镜所成的像与物体关于平面镜对称,平面镜成像是虚像。
2.平面镜成虚像:在探究平面镜成像特点的实验中,在平面镜前放一支点燃的蜡烛,在镜子中
会出现一个正立蜡烛的像,但将光屏放在平面镜后蜡烛像的位置时,光屏上却没有出现蜡烛的像,
可见平面镜所成的像是不存在的,是虚像。
3.平面镜成像作图:(1)根据平面镜成像原理(光的反射定律)作图;(2)根据平面镜成像
特点作图(对称法)。
知识点四、光的折射
一、光的折射现象
1.光的折射:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生了偏近,这种现象叫光的折射。
2.一点、三线、两角
光的折射
(1)“一点”:入射光与分界面的交点;
(2)“三线”:入射到两种介质表面的光线叫入射光线;过入射点且垂直于两种介质分界面的辅
助线叫法线;进入另一种介质的光线叫折射光线;
(3)“两角”:入射光线与法线的夹角叫入射角;折射光线与法线的夹角叫折射角。
二、光的折射规律(定律):
1.光的折射定律
(1)折射光线、入射光线和法线在同一平面内;
(2)折射光线、入射光线分别位于法线两侧;
(3)当光从空气斜射入水中(或其他介质)时,折射光线向法线方向偏折,折射角小于入射
角;当光线从水或其他介质斜射入空气中时,折射光线远离法线,折射角大于入射角;
(4)在光的折射现象中,光路是可逆的。
2.光的折射成虚像:由于光的折射,从一种介质看另一种介质中的物体时,所看到的一般不是
物体本身,而是由光的折射所形成的物体的虚像。
【陷阱分析】
一、成像特点理解误区
1、像与物大小关系误解:平面镜成像时,像与物大小相等,这是平面镜成像的重要特点。但有些同
学会受到视觉经验的影响,误认为离平面镜越远,像越小。
2、像与物到平面镜距离理解错误:像与物到平面镜的距离相等,部分同学在解题时会忽略这一特点。
3、像的虚实判断不清:平面镜所成的像是虚像,它不是由实际光线会聚而成的,而是由反射光线的
反向延长线相交形成的。
二、成像原理混淆
1、与光的折射原理混淆:平面镜成像的原理是光的反射,而有些同学会将其与光的折射原理混淆。
2、反射定律应用错误:虽然知道平面镜成像原理是光的反射,但在具体应用光的反射定律分析成像
过程时,部分同学会出现错误。
三、实际应用易错点
1、生活场景分析错误:在生活中,有很多平面镜成像的应用场景,如穿衣镜、汽车后视镜(凸面镜,
此处暂按平面镜分析)等。
2、实验操作及结论理解偏差:在进行平面镜成像实验时,同学们容易在实验操作和对实验结论的理
解上出现问题。
【解题技巧】
一、紧扣成像特点解题
1、大小关系运用:牢记像与物大小始终相等,不受物体到平面镜距离影响。
2、距离关系计算:利用像与物到平面镜距离相等这一特性。
3、虚实像判断技巧:看到题目涉及像的性质,立刻想到平面镜成虚像,虚像不能用光屏承接。
二、巧用成像原理
1、原理判断现象:遇到判断生活中现象是否为平面镜成像时,依据光的反射原理。
2、光路图绘制技巧:画平面镜成像光路图时,先过物体上一点作法线,再根据反射角等于入射角确
定反射光线。
三、应对实验与生活应用
1、实验问题解答技巧:在解答平面镜成像实验相关题目时,注意实验器材选择和操作要点。比如选
择薄玻璃板,是为了减少重影;实验中要使玻璃板垂直桌面,这样像与物才能在同一水平面上,便
于比较像与物的位置关系。
2、生活场景分析方法:分析生活中平面镜成像应用场景,如汽车后视镜(暂按平面镜分析),结合
成像特点,判断驾驶员看到的像与实际物体的位置和大小关系。
2
冤Q
题型一.光的直线传播
1.在探究树荫下光斑的综合实践活动中,为了研究孔的大小对光斑形状的影响,小华设计了四种
开有不同形状孔的卡片甲,并用另一张卡片乙覆盖在甲上,如图所示。接着,从图示位置沿箭
【解答】解:(1)C图中随着卡片乙向左移动,孔的形状始终是三角形,并且逐渐变小,故C符
合要求;
(2)ABD三图中随着卡片乙向左移动,孔的形状发生了变化,不符合要求。
故选:Co
2.如图所示,找一个空的易拉罐,用钉子在易拉罐底部的中央扎一个小孔,将易拉罐的顶部剪去
后,蒙上一层塑料薄膜,这样就制成了一个针孔照相机,其实就是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特点:
(1)烛焰在塑料薄膜上所成的像是(选填“实像”“虚像”);
(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;
A.三角形光斑
B.圆形光斑
C.烛焰的正立像
D.烛焰的倒立像
(3)将蜡烛逐渐靠近小孔时,则人眼看到的塑料薄膜上的像将(选填“变大”“变小”
“不变”);
(4)请根据本实验探究过程分析,晴天树荫下的圆形光斑大小不一的原因是
【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;
(3)由题意可知用易拉罐制成的针孔照相机的原理就是小孔成像,由光的直线传播可知小孔成的
像是倒立的缩小的实像;因为光是沿直线传播的,当蜡烛靠近小孔时,所成的像将变大;
(4)形状不规则光斑和较小的圆形光斑的形成原理是相同的,光斑大小不一是因为树叶缝隙到地
面的距离不同。
故答案为:实;D;变大;树叶缝隙到地面的距离不同。
题型二.光的反射
3.某兴趣小组用如图所示的装置探究光的反射规律:
(1)为了显示光路,下列做法不可行的是
A.用喷壶向玻璃缸中喷水雾B.使光束贴着纸板射向平面镜
C.抽尽玻璃缸中的空气在黑暗中进行
(2)图中红光激光笔发出的光相当于线,当绿光激光笔向镜面靠近时,反射角
(选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)实验中小明三次改变入射角的大小,测得数据如表所示,他根据表中数据得出的结论和其他
同学的结论并不一致,请你分析小明测量实验数据过程中出现的问题可能是
实验次数入射角反射角
120°70°
230°60°
350°40°
红色激光等
【解答】解:(1)A.用喷壶向玻璃缸中喷水雾,小水滴能反射光线,形成光路,便于观察,故A
不符合题意;
B.使光束贴着纸板射向平面镜,纸板能反射光线,形成光路,便于观察,故B不符合题意;
C.抽尽玻璃缸中空气在黑暗中进行,由于没有反射光的物质,故不能看到光线的传播路径,故
c符合题意;
(2)由图可知,红色激光笔发出的光相当于法线;当绿色激光笔向镜面靠近时,入射角变大,反
射角等于入射角,故反射角变大;
(3)根据反射定律,反射角等于入射角,反射角是反射线与法线的夹角,入射角是入射线与法线
的夹角,当入射角分别为20°、30。、50。时,反射线与法线的夹角,即反射角也应分别是20°、
30°、50°,而70°,60°,40°正好是反射光线与镜面的夹角,所以是把反射光线与镜面的夹
角当成了反射角。
故答案为:(1)C;(2)法;变大;(3)把反射光线与镜面的夹角当成了反射角。
4.兴趣小组如图所示的装置探究光的反射规律:
(1)为了显示光路,下列做法不可行的是;
A.用喷壶向玻璃缸中喷水雾
B.使光束贴着纸板射向平面镜
C.抽尽玻璃缸中空气在黑暗中进行
(2)图中红光激光笔发出的光相当于线,当绿光激光笔向镜面靠近时,反射角
(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)实验中小明三次改变入射角的大小,测得数据如表所示,他根据表中数据得出的结论和其他
同学的结论并不一致,请你分析小明测量实验数据过程中出现的问题可能是
实验次数入射角反射角
120°70°
230°60°
350°40°
(4)从A侧往B侧看,当我们观察到现象时证明反射光线、入射光线和法线在同
一平面。
红激光笔
【解答】解:(1)A.用喷壶向玻璃缸中喷水雾,小水滴能反射光线,形成光路,便于观察,故A
不符合题意;
B.使光束贴着纸板射向平面镜,纸板能反射光线,形成光路,便于观察,故B不符合题意;
C.抽尽玻璃缸中空气在黑暗中进行,由于没有反射光的物质,故不能看到光线的传播路径,故
C符合题意;
(2)由图可知,红色激光笔发出的光相当于法线;当绿色激光笔向镜面靠近时,入射角变大,反
射角等于入射角,故反射角变大;
(3)根据反射定律,反射角等于入射角,反射角是反射线与法线的夹角,入射角是入射线与法线
的夹角,当入射角分别为20°、30°、50°时,反射线与法线的夹角,即反射角也应分别是20°、
30°、50°,而70°,60°,40°正好是反射光线与镜面的夹角,所以是把反射光线与镜面的夹
角当成了反射角;
(4)从A侧往B侧看,当三线重合,即入射光线、反射光线、法线重合,此时只看到一根光线,
这说明入射光线、反射光线、法线在同一平面内。
故答案为:(1)C;(2)法;变大;(3)把反射光线与镜面的夹角当成了反射角;(4)一根光线。
题型三.平面镜成像与作图
5.如图所示,甲、乙两人分别站立于一面矮墙的两边,若要在天花板上固定一平面镜使两人在图
示位置彼此都能看到对方的全身,则所需的最小平面镜的位置应为()
工什行abede
大托—•------•~~•-----•-----•-------
A.aeB.beC.bdD.cd
【解答】解:
如图所示,甲、乙两人在平面镜里成的像的位置,分别过乙的像的头顶和脚底分别作两条直线到
甲的眼睛,过甲的像的头顶和脚底分别作两条直线到乙的眼睛(这两条直线就可以确定出所需最
小平面镜的位置),由这四条直线与墙的交点即可确定出所需最小平面镜的位置应为bdo
故选:Co
6.在探究“平面镜成像的特点”实验中,装置如图1所示。
图1图2
(1)为了更好的完成实验,最好选用(选填“无色”或“茶色”)玻璃板,玻璃板应_
放置在水平桌面上,可用(填器材名称)来检验;
(2)将棋子A置于玻璃板前方,观察到A的两个像,在玻璃板后方放置棋子B,使之与棋子A
较亮的像重合。在白纸上记下棋子A和B的位置,如图2所示,此时物到镜面的距离为
像到镜面的距离为(均选填“AC”、“AD”、“BD”或“BC”)。可沿方向
(选填“MN”或“PQ”)移动棋子A。
【解答】解:(1)为了更好的完成实验,应选用茶色透明玻璃,这样玻璃成的像比较清晰;
如果玻璃板不垂直于水平桌面,后面的棋子与前面棋子的像不在同一高度上,怎样操作都不会重
合的,也就无法比较像与物的大小关系,因此玻璃板应垂直放置在水平桌面上;可用直角三角板
进行检验;
(2)物到镜面的距离叫做物距,由“在玻璃板后方放置棋子B,使之与棋子A较亮的像重合”
可知,玻璃板的反射面是C面,由图可知,因此物体到镜面的距离为AC;
像到镜面的距离叫做像距,由图可知,因此像到镜面的距离为BC;
为了寻找普遍规律,应改变物距多次实验,因此应沿PQ方向移动棋子A多次实验,寻找普遍规
律。
故答案为:(1)茶色;竖直;直角三角板;(2)AC;BC;PQ0
7.如图甲是探究“平面镜成像的特点”实验装置。图中A、B是两只外形相同的蜡烛。
5m
视
力
表
T
(1)如图甲,点燃A蜡烛,小心地移动B蜡烛,直到与A蜡烛的像完全重合为止,这说明像与
物的大小相等,这种确定像与物大小关系的方法是(选填“控制变量法”、“等效
替代法”或“科学推理法”)。
(2)若图乙中猫的头部位置保持不变,把镜子沿MN截成两半,其中的一半平行向后移一段距
离,则猫的头部通过左、右两半面镜子。
A.都不能成像
B.各成半个像,合起来成一个完整的像
C.都成完整的像,且两个像在同一位置
D.都成完整的像,且两个像在不同位置
(3)小明看到自己的手表与同桌的相同,于是突发奇想将两块手表替代A、B蜡烛,正立于玻璃
板两侧,如图丙所示,此时A手表指针指在9点整,那么B手表的指针应调至_____点才能与A
手表指针的像完全重合。
(4)如图丁是由本实验得出结论在实际生活中的一个应用。检查视力的时候,视力表放在被测者
头部的后上方,被测者识别对面墙上镜子里的像。则视力表在镜中的像与被测者间的距离为—
______mo
(5)如图所示,小柯把四个模型分别面对玻璃直立在桌面上,用于研究像与物左右位置的关系,
【解答】解:(1)点燃A蜡烛,小心地移动B蜡烛,直到与A蜡烛的像重合为止,这说明像与
物的大小相等,用B蜡烛代替A蜡烛去和A蜡烛的像进行比较,这种方法是等效替代法;
(2)平面镜所成的像,像和物体形状、大小相同,与平面镜的大小无关,半个平面镜仍能成完整
像;平面镜左右两部分都能成完整的像,像与小猫关于镜面对称,因为其中的一半平行向后移一
段距离,所以两个像的位置是不同的,故D正确;
(3)由于平面镜成的像与物关于镜面对称,故表面上的刻度是左右相反的,因此当此时A手表
指针指在9点整,那么B手表的指针应调至3点才能与A手表指针的像完全重合;
(4)如图,视力表到平面镜的距离是2.5m,根据物像到平面镜的距离相等,所以视力表像到平
面镜的距离也是2.5m,所以人到视力表像的距离为2.5m+(2.5m-0.4m)=4.6m。
(5)由图可知,四个模型分别为C、A、T、V,从模型上看,只有C左右不同,而A、T、V,
左右相同,所以当小明把四个模型分别面对玻璃板直立在桌面上,用模型A、T、V不能达到实验
目的,只有C左右不同,所以能够达到实验目的,故选A。
故答案为:(1)等效替代法;(2)D;(3)3;(4)4.6;(5)A。
题型四.光的折射
8.在探究“光从空气斜射入水和油时,哪种液体对光的偏折本领较大”的实验中,小明提出如下
实验方案:先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中,记录下光斑位置(如图所示);
接着分别倒入水和油,记录对应的光斑位置,再通过分析就可得到实验结论。经讨论,同学们
认为这一方案是可行的,于是进行了探究实验。
(1)要实现探究目标,他们应选择图乙中的(选填字母序号)两图示实验;
(2)由AD两图的实验(能/不能)得出结论,原因是o
(3)某小组同学正确实验后,所记录的三次光斑的相对位置如图所示,经分析可知:光从空气斜
射入水和油时,对光的偏折本领较大。
甲乙丙
【解答】»:(1)根据控制变量法的思想,要探究水和油对光的偏折本领大小,必须控制入射角
和液面的高度相同,符合条件的有B、D两图;
(2)在探究“光从空气斜射入水和油时,哪种液体对光的偏折本领较大”的实验中,要用到控制
变量法,
A图中是水,D图中是油,物质种类不同,液面高度不相同,因此由AD两图的实验不能得出结
论;
(3)根据记录,油中光斑的位置距离空气比较远,因此油对光线的偏折程度大,对光的偏折本领
较大。
故答案为:(1)BD;(2)不能;没有控制液面的高度相同;(3)油。
9.如图所示,小华同学用激光笔照射水面,在水槽壁上出现两个红点A和B。
(1)若保持入射点O的位置不变,欲使A点下移至Ai,应使入射光线MO绕着点O沿
—(选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动;同时观察到另一亮点B点会移动到点
(选填“Bi”或“B2”)
(2)若保持入射光线不变,欲使B点下移至B2,应使水面(选填“上升”、“下降”或
“不变”),在水面变化过程中,折射角(选填“增大”、“不变”或“减小”)。
【解答】解:(1)当光从空气斜射到水面时,同时会发生反射和折射现象,反射角等于入射角,
折射角小于入射角;如图所示:
现保持入射点0的位置不变,欲使光点A下移至Ai处,则反射光线偏离法线,反射角增
大,根据反射角等于入射角,则入射角也需增大,故使入射光线绕着。点沿顺时针方向转
动。同时,入射角增大,折射角也会相应增大,因此,会观察到另一亮点B点会移动到点
B如图所示。
(2)在水面变化过程中,由于入射光线不变,即入射角不变,则折射也不发生改变,因此过B2
点做0B的平行线即为光点下移的折射光线,如图所示。显然入射光线不变,欲使B点下移至B
2,水面需上升。
1.阅读下面的短文,回答问题。
丁达尔现象
当激光笔射出一束激光穿过烧杯内的清水时,会发生光路不可见的现象。这时,可以采取向水中
加入豆浆的办法,使光路显现出来。这是因为稀豆浆是一种胶体。如图所示,当可见光通过胶体
时会产生明显的散射作用,从入射光束的侧面可以观察到胶体里光束通过的一条光亮的“通路”,
这种现象就叫做丁达尔现象。在自然界中,我们常常可以见到阳光从枝叶间透过,形成一道道光
柱。类似于这样的自然现象,也是丁达尔现象。这是因为云、雾、烟尘也是胶体,它们存在于空
气当中,太阳光穿过它们时发生了散射。
(1)稀豆浆是一种体。
(2)丁达尔现象是指可见光通过胶体时发生了现象。
(3)小兰为了探究光在空气中的传播情况,按亮激光小手电,但不能直接观察到光的传播路径,
请你帮她想一个解决办法:=
【解答】解:(1)由题意可知,稀豆浆是一种胶体;
(2)当可见光通过胶体时会产生明显的散射作用,从入射光束的侧面可以观察到胶体里光束通过
的一条光亮的“通路”,这种现象就叫做丁达尔现象,这说明可见光通过胶体时发生了散射现象。
(3)由于周围光的干扰使激光小手电的光不能观察到,因此可采用对比的方法,让光在烟雾中传
播,这样便可清晰地观察到了。
故答案为:(1)胶;(2)散射;(3)在光的传播路径上喷一些烟雾(或水;或微尘)。
2.如图甲为手机防窥膜结构图,采用了超细百叶窗光学技术。贴在手机屏幕上的效果如图乙所示,
其原理类似百叶窗,只能透过一定角度的光线,结构简图如图丙。两侧之所以看不清屏幕内容,
是由于光的(填写光现象);此防窥膜贴在手机屏幕上,(选填“能”
或“不能”)防止上方的窥视;为了让防窥效果更好(可视范围减小),可以适当地(选
PE保护膜
AC硬化层
PET层左
防窥结构层
PET层
超细百叶PE保护膜
窗间距
甲
【解答】解:由图丙可知,两侧之所以看不清屏幕内容,是由于光的直线传播;此防窥膜贴在手
机屏幕上,由于屏幕正上方在可视范围内,所以不能防止上方的窥视;为了让防境效果更好(可
视范围减小),可以适当地减小超细百叶窗的间距。
故答案为:直线传播;不能;减小。
3,2019年11月11日,罕见的“水星凌日”现象震撼上演,地球上部分地区可以观察到。如图所
示,某些特殊时刻,从地球上可以看到水星就像一个小黑点在太阳表面缓慢移动。下列现象中
与“水星凌日”现象原理相同的是()
A.“海市蜃楼”现象
B.雨后天空出现彩虹
C.路灯下人在地面上的影子
D.湖边的树在湖水中的“倒影”
【解答】解:
当水星转到太阳与地球中间且三者在一条直线上时,在地球上看到水星从太阳面上移过,这就是
“水星凌日”现象,成因是光的直线传播;
A、海市蜃楼是光线通过密度不均匀的空气中发生的折射现象,故A不符合题意;
B、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光的
色散,故B不符合题意;
C、路灯下人在地面上的影子,是由于光沿直线播形成的现象,故C符合题意;
D、平静的水面相当于平面镜,所以湖边的树在湖水中的“倒影”是平面镜成像,属于光的反射
原理,故D不符合题意。
故选:Co
4.从地面上遥望太空,由于视觉原因,人眼所看到的天体位置总是处于一个平行于地面的平面内,
如在下图中,当某一天体从位置A沿直线运动到位置B时,地面上人在视觉上认为是沿直线从
A运动到位置C,所以会导致观测天体运行的速度发生偏差。已知图中A、C两点到地面观测
者的距离为m光年,A、C之间的距离为a光年,B、C之间的距离为b光年,AC边与BC边
可看成相互垂直。则:
(1)当天体经过A位置(前/后)年,地面观测者恰能看到天体经过A位置;
(2)天体用了t年时间从A运动到B,在地面上观测到该运动时间间隔为年;
(3)当各物理量满足条件时,在地面上会观测到天体运动速度超过光速的现象。
地面观测者
【解答】解:(1)天体经过A位置时,距离地面观测者的距离为m光年,因此当天体经过A位
置后m年,地面观测者才能看到。
(2)天体运动到A位置发出或反射的光被观测到需要经过m年。经过t年运动到B,到B位置
时发出或反射的光再被观测到需经历m-b年,则共需经历t+m-b年。人在地面上两次观测到
天体的时间差就是在地面上观测该天体运动的时间间隔。故天体用了t年时间从A运动到B,在
地面上观测到该运动时间间隔的年数为:t+m-b-m=t-b;
(3)当天体用了t年时间从A运动到B,到B位置时发出或反射的光再被观测到共需经历t+m
-b年。但地面上人在视觉上认为是沿直线从A运动到位置C,人眼误认为天体经历的时间是a+
m年。由v=*可知,当观测时间小于人眼误认为的时间时,在地面上观测到天体运动速度就会超
过光速。所以当t+m-b<a+m,即t<a+b时,在地面上会观测到天体运动速度超过光速的现象。
故答案为:(1)后;m;(2)t-b;(3)t<a+bo
5,用如图所示装置探究“光的反射定律”。
(1)图甲中反射角是度;
(2)当图甲中入射光线EO绕O点逆时针转动时,反射光线绕O点(选填“顺时
针”或“逆时针”)转动;
(3)让光沿FO方向入射,发现反射光沿OE方向射出,说明在反射现象中,;
(4)如图乙所示,将纸板NOF向后折,在纸板NOF上不能看到反射光线,此时反射光
_(选填“仍然”或“不”)存在,这说明了o
【解答】解:(1)由图甲知E0是入射光线,则OF是反射光线。入射角是入射光线与法线的夹
角,所以入射角为44°,反射角等于入射角,也为44°;
(2)当图甲中入射光线E0绕0点逆时针转动时,所以入射角变大,此时反射角也变大,所以
反射光线绕O点顺时针转动;
(3)让光沿F0方向入射,发现反射光沿0E方向射出,说明在反射现象中光路是可逆的;
(4)因为反射时,反射光线、入射光线和法线在同一平面内,所以在实验过程中,将纸板向前或
向后折,此时在纸板NOF上将不能看到反射光线,但反射光线仍然是存在的。
故答案为:(1)44;(2)顺时针;(3)光路是可逆的;(4)仍然;光反射时,反射光线、入射光
线和法线在同一平面内。
6.光速的测定在物理学中有多种方法,迈克耳逊曾用类似于下述方法在地球上较精确测定了光速。
将激光发射器和接收装置按题图所示位置固定,装置a是四个侧面均镀有高反光涂层的正方体,
可绕固定的中心轴转动(图示为俯视图),当正方体转动到图示位置静止时,激光束恰能以45°
角照射到某侧面中心P点处,反射到相距几十公里外的一个山顶上,经此处的光反射器(内部
结构未画出,不计光在其中的传播时间)反射后,平行于原光线射到正方体另一侧面中心Q点
处,最终被接收装置接收到。
(1)本实验利用到的光学原理是光的(选填“反射”或“折射”);如果把实验装置设
置在月球上,本实验(选填“能”或“不能”)完成;
(2)为了使得反射光线与入射光线反向平行(如图所示),光反射器中的设置了两面平面镜,这
两面平面镜夹角应该是度;
(3)若光速为3X105卜„通,正方体到光反射器之间的距离为30km,则光从P点射出到射回Q点
所用的时间为s;
(4)正方体快速转动一周,光反射器能接收到次激光的照射;
(5)当正方体的转速为n圈/秒时,接收装置可接收到激光,正方体与对面山顶光反射器间距离
用d(单位:m)表示,则测得的光速可能为m/so(填写选项符号)
如果把实验装置设置在月球上,本实验
能完成;
(2)当两个平面镜垂直时,任何角度的入射光线经两次反射后都能和原来的入射光线平行,则光
反射器中的设置了两面平面镜,这两面平面镜夹角应该是90°;
(3)正方体到光反射器之间的距离为30km,则光所走的路程为2X30km=60km,
光从P点射出到射回Q点所用的时间为:t=,=嘴皿=2X10-4s.
v3xlObfcm/s
(4)正方体有四个侧面,则有四个侧面中心点处,由图可知正方体快速转动一周,光反射器能接
收到4次激光的照射;
(5)正方体与对面山顶光反射器之间的距离为d,则每反射一次光走过的路程为2d,正方体快速
转动一周,光反射器能接收到4次激光的照射,当正方体的转速为n圈/秒时,光每秒所走的路程
为
s'=2dX4Xn=8nd,即测得的光速为8nd/s,
故可知A符合题意,BCD不符合题意。
故选:Ao
故答案为:(1)反射;能;(2)90;(3)2X10-4;(4)4;(5)A。
7,小聪同学所在实验小组跟老师一起设计了如图所示的实验装置,探究光的反射规律。
甲乙
丙丁
(1)在组装实验器材时,应将可转折的硬纸板与镜面放置,刚开始实验时,小聪的操
作如图甲所示,他将呈现反射光线光路的活动硬纸板向后折,活动硬纸板上就观察不到反射光线,
这说明反射光线、法线和入射光线(选填“在”或“不在”)同一平面。
(2)实验中多次改变入射光线AO与ON的夹角进行实验,记录了多组入射角和反射角的大小,
分析数据可得出的结论是:。
(3)实验过程中,小组的每位同学在不同位置都能观察到硬纸板上的光线,这是因为光线在硬纸
板上发生了反射。
(4)有一种液面微变监视器如图乙所示,光束发射器始终以一定角度向被监视的液面发射一束细
光,光束经液面反射后,其反射光被水平放置的平面光电转换接收器接收,光电转换接收器将光
信号转换为电信号,并通过显示器显示出来,若反射光线到光电转换接收器接收平面上的光点从
Si移向S2,则光斑移动距离的大小与接收平面到液面之间的距离(选填“有”或“没
有”)关系。
(5)利用激光测转的原理如图丙所示,图中圆盘可绕固定轴转动,盘边缘侧面上涂有一小段很薄
的反光材料,当盘转到某一位置时,接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束,并将所收到的
光信号转变成电信号,在示波器显示屏上显示出来(如图丁所示),若图丁中示波器显示屏横向的
每大格(5小格)对应的时间500X10-2S,则圆盘的转速为转/s。
【解答】解:(1)硬纸板放在平面镜上时,要与镜面保持垂直,如果纸板与平面镜不垂直,入射
光沿纸板照射后在纸板上将看不到反射光线;
当两块硬纸板在一个平面内时,可以看到入射光线和反射光线,将硬纸板F向后折转一个角度后,
看不到反射光线,所以该实验的结论是反射光线、入射光线和法线在同一个平面内;
(2)多次改变入射光线AO与ON的夹角进行实验,记录入射角和反射角的数据如表格所示,分
析此数据得出的结论是反射角等于入射角;
(3)实验时从硬纸板前不同的方向都能看到反射光线,是由于硬纸板表面凹凸不平,光在这里发
生了漫反射的缘故;
(4)由于入射光线是固定的,且光在水面上发生的是镜面反射,当水面发生变化时,故反射光线
由于两条反射光线是平行的,平行线间的距离不变,所以当液面升降高度一定时,接收平面上的
光点Si和S2之间的距离与接收平面到液面的距离没有关系;
(5)从图丁显示圆盘转动一周在横轴上显示20格,由题意知道,每格表示100.00X10-2$,所以
圆盘转动周期应为20s,则转速是0.05r/s。
故答案为:(1)垂直;在;(2)反射角等于入射角;(3)漫;(4)没有;(5)0.05o
8.如图甲所示是探究“光的反射规律”的实验装置。小明同学将平面镜M平放在水平桌面上,白
色硬纸板垂直立在平面镜上。
(1)小宇让一束光贴着纸板沿AO方向射向镜面,反射光沿OB方向射出,测出反射角和入射角
大小。改变光的入射角度,多次重复上述实验步骤。
①上述实验探究得到的规律是(选填字母)。
A.光沿直线传播B.反射角等于入射角C.平面镜成像的特点
②白色硬纸板在实验中的作用是(写出一条即可)。
(2)实验过程中若将纸板倾斜,如图乙所示,让光仍贴着纸板沿A0方向射向镜面,他不能在纸
板B上看到反射光线,此时,反射光线(填“存在”或“不存在,,);若存在,请你用另
一种方式将它显示出来;若不存在,请说明理由。。
【解答】解:(1)①已知入射光线AO和反射光线OB,多次改变光的入射角度,测反射角与入
射角的大小,并比较得出反射角与入射角的大小关系,因此该实验探究了反射定律中的反射角等
于入射角;
②白色硬纸板在实验中的作用显示光的传播路径;
(2)根据光的反射定律可知,在反射现象中,反射光线、入射光线分居法线两侧;反射光线、入
射光线和法线在同一平面内,因此若将纸板倾斜,如图乙所示,让光线仍贴着纸板沿A0方向射
向镜面,此时反射光线与入射光线仍在同一平面内,但不在纸板这一平面上,看不到反射光线;
可采用在空气中喷洒烟雾的方法将它显示出来。
故答案为:(1)①B;②显示光的传播路径;(2)存在;在空气中喷洒烟雾。
9.如图是小红同学探究“平面镜成像的特点”实验装置。图中A、B是两只外形相同的蜡烛。
甲乙N丙丁
(1)如图甲,点燃A蜡烛,小心地移动B蜡烛,直到与A蜡烛的像完全重合为止,这说明像与
物的大小相等,这种确定像与物大小关系的方法是(选填“控制变量法”、“等效
替代法”或“科学推理法”)。
(2)若图乙中猫的头部位置保持不变,把镜子沿MN截成两半,其中的一半平行向后移一段距
离,则猫的头部通过左、右两半面镜子=
A.都不能成像B.各成半个像,合起来成一个完整的像
C.都成完整的像,且两个像在同一位置D.都成完整的像,且两个像在不同位置
(3)小明看到自己的手表与同桌的相同,于是突发奇想将两块手表替代A、B蜡烛,正立于玻璃
板两侧,如图丙所示,此时A手表指针指在9点整,那么B手表的指针应调至点才能与
A手表指针的像完全重合。
(4)如图丁是由本实验得出结论在实际生活中的一个应用。检查视力的时候,视力表放在被测者
头部的后上方,被测者识别对面墙上镜子里的像。则视力表在镜中的像与被测者间的距离为一
_______mo
【解答】解:(1)点燃A蜡烛,小心地移动B蜡烛,直到与A蜡烛的像重合为止,这说明像与
物的大小相等,用B蜡烛代替A蜡烛去和A蜡烛的像进行比较,这是方法是等效替代法;
(2)平面镜所成的像,像和物体形状、大小相同,与平面镜的大小无关,半个平面镜仍能成完整
像;平面镜左右两部分都能成完整的像,像与小猫关于镜面对称,因为其中的一半平行向后移一
段距离,所以两个像的位置是不同的,故D正确;
(3)由于平面镜成的像与物关于镜面对称,故表面上的刻度是左右相反的,因此当此时A手表
指针指在9点整,那么B手表的指针应调至3点才能与A手表指针的像完全重合;
(4)如图,视力表到平面镜的距离是2.5m,根据物像到平面镜的距离相等,所以视力表像到平
面镜的距离也是2.5m,所以人到视力表像的距离为2.5m+(2.5m-0.4m)=4.6m。
故答案为:(1)等效替代法;(2)D;(3)3;(4)4.6o
10.如图甲所示,物体A在平面镜中所成的像为A,,A到。点的距离为L,将镜面OM绕O点转
过90°至OM,,A,的移动轨迹是,若ON和ON是相互垂直的
两块平面镜,如图乙所示,则A在平面镜中可以成个像。
【解答】解:(1)因为物与像关于平面镜对称,即平面镜为物和像连线的垂直平分线,当平面镜
绕点。旋转的过程中,物体A在平面镜中成的像都在以O为圆心,OA为半径的圆上,所以,它
的轨迹是以O为圆心L为半径的半圆;
(2)根据平面镜成像像与物体关于平面镜对称的特点,作出如下图示,可知A在平面镜N中成
的像为Ai,在平面镜N'中所成的像为A2;Ai在平面镜N'中成的像为A3,而A2在平面镜N
中所成的像点也是A3,即再次成像的像点是重合的,所以一共有3个像,如图所示:
11.爱好科学,喜好钻研的小凡在物理活动课上学习了“无尽灯廊”后,想在课下继续研究:他将
一枚棋子放在两面相对放置的平面镜中间,虽然可以在平面镜中看到很多“棋子”由近到远排
歹!J,但它们并不是无数个,且不在同一条直线上。这个发现大大的激发了小凡的兴趣,所以他
做了以下的思考和研究。
图1图2
(1)如图1所示,平面镜中所成棋子的像是o(选填“实像”或“虚像”)
(2)小凡将两面平面镜互成角度放置后,发现了更加有趣的现象,如图2所示。他发现,当两个
平面镜之间的角度越小,所成像的个数越o(选填“多”或“少”)
(3)请你根据以上的研究过程,帮助小凡推测:“棋子”数量有限,且不在一条直线上的原因可
能是:O
【解答】解:
(1)平面镜所成的像是虚像;
(2)根据图2知:当两个平面镜之间的角度越小,所成像的个数越多;
(3)“棋子”数量有限,且不在一条直线上的原因可能是两面相对的平面镜不平行。
故答案为:(1)虚像;(2)多;(3)两面相对的平面镜不平行。
12.如图所示,光线从空气射入某种液体中,入射角为45。,折射角为30°,光线射到液体底部水
平放置的平面镜上又反射回来,最后光线又回到空气中的折射角是()
A.30°B.45°C.55°D.60°
【解答】解:作出光路示意图:
光线入射到平面镜上时的反射角,平面镜反射时,反射角等于入射角,
而光从液体中斜射入空气中时,折射角大于入射角,
如图所示/2=/1=30°
光从液体射向空气时的入射角为/3=/2=30°
根据光路的可逆性可知这时的折射角N4=45°
故选:B。
13.图中OA'是入射光线AO的折射光线,请在图中画出入射光线BO的折射光线OB'的大致位
置。
【解答】解:入射光线AO和BO,BO入射角小,所以BO的折射光线OB'的折射角也较小,
OB'应画在OA'和OB的延长线之间,如图所示:
B'
空气d/〜A
14.半径为R的半圆形玻璃砖,圆心在O点,弧面ABC涂有反光层。一束激光垂直于直径AC从
D点由空气射入玻璃砖(如图为平面图),已知OD=¥R,画出光束经圆弧面两次反射最后从
AC边出射到空气中的光路图,要求标明两次反射过程中的入射角大小。
【解答】解:一束激光垂直于直径AC从D点由空气射入玻璃砖,传播方向不变,到达弧面AB
C,连接OO1即为法线,根据反射角等于入射角作出反射光线,
到达弧面ABC的左侧,连接002即为法线,根据反射角等于入射角作出反射光线,此时反射光
线垂直于AC射入空气中,传播方向
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