人教版初中物理光现象单元习题集

专业训练·分层递进·实用导向前言一、光的直线传播（一）基础巩固1.下列现象中，由光的直线传播形成的是（）A.水中倒影B.墙上的影子C.海市蜃楼D.雨后彩虹答案：B解析：影子是光被不透明物体挡住后形成的黑暗区域，属于光的直线传播（B正确）；水中倒影是反射（A错误）；海市蜃楼是折射（C错误）；彩虹是色散（D错误）。2.光在真空中的传播速度约为______m/s，光在同种均匀介质中沿______传播。答案：3×10⁸；直线解析：光在真空中的传播速度是宇宙极限速度（3×10⁸m/s）；光的直线传播条件是“同种均匀介质”（如空气、水、玻璃等均匀介质），若介质不均匀（如大气层），光会发生折射。3.请列举两个光的直线传播实例：______、______。答案：小孔成像；日食（或月食、影子）解析：小孔成像是光通过小孔沿直线传播形成的倒立实像；日食是月球挡住太阳射向地球的光，沿直线传播形成的；月食是地球挡住太阳射向月球的光，沿直线传播形成的。（二）能力提升1.人站在路灯下，当逐渐远离路灯时，影子长度将（）A.变短B.变长C.不变D.无法确定答案：B解析：如图（想象光路图），路灯S发出的光沿直线传播，照射到人身AB上，影子为BC。当人远离路灯时，人到路灯的距离OA增大，而路灯高度SO不变，根据相似三角形原理（△SOA∽△BCA），影子长度BC与OA成正比，因此OA增大时，BC变长（B正确）。2.小孔成像实验中，若将小孔扩大，像的清晰度将______，像的大小将______（选填“变大”“变小”或“不变”）。答案：变模糊；不变解析：小孔越小，光线越集中，像越清晰；小孔越大，光线分散，像越模糊（变模糊）。像的大小取决于物距（物体到小孔的距离）和像距（光屏到小孔的距离），与小孔大小无关（不变）。3.硬纸板上挖一个直径1cm的小孔，正对太阳，纸板下挂一张白纸（离纸板0.5m），白纸上会出现______（选填“正立”或“倒立”）的太阳像，像的形状与______有关。答案：倒立；太阳的形状解析：小孔成像是光的直线传播形成的倒立实像，像的形状由物体（太阳）的形状决定，与小孔形状无关（如小孔是方形，像仍是圆形的太阳像）。（三）实验探究探究“光在均匀介质中沿直线传播”（1）实验器材：激光笔、______、水、牛奶。（2）实验步骤：在水中加入少量牛奶（使水浑浊，便于观察光路），用激光笔从侧面照射水，观察激光的传播路径。（3）实验现象：激光在水中的传播路径是______。（4）实验结论：______。答案：（1）烧杯；（3）直线；（4）光在均匀介质中沿直线传播。解析：牛奶的作用是散射激光，使光路可见；若介质均匀（水+牛奶混合均匀），激光沿直线传播；若介质不均匀（如分层的盐水），激光会发生折射。下列现象中，与光的直线传播无关的是（）A.立竿见影B.井底之蛙C.杯弓蛇影D.一叶障目答案：C解析：杯弓蛇影是光的反射形成的（弓的像倒映在杯中，像蛇），与直线传播无关（C正确）；立竿见影（影子）、井底之蛙（视野有限）、一叶障目（挡住光线）均与直线传播有关（A、B、D错误）。二、光的反射（一）基础巩固1.光的反射定律内容：反射光线、入射光线和法线在______平面内；反射光线和入射光线分居______两侧；反射角______入射角。答案：同一；法线；等于解析：反射定律的核心是“三线共面、两线分居、两角相等”，注意“反射角等于入射角”的顺序（反射角随入射角变化）。2.镜面反射与漫反射的共同点是（）A.都遵守反射定律B.都能成虚像C.都能成实像D.都能使我们看到物体答案：A解析：镜面反射（如镜子）和漫反射（如墙面）均遵守反射定律（A正确）；镜面反射能成虚像（如镜子成像），漫反射不能成清晰的像（B、C错误）；我们能看到物体是因为漫反射的光进入眼睛，但漫反射本身不能成实像（D错误）。3.请画出图中入射光线的反射光线（保留作图痕迹）。答案：（作图步骤：①过入射点作法线（垂直于镜面的虚线）；②根据反射角等于入射角，画出反射光线（实线，箭头指向镜面外））解析：法线是虚线，与镜面垂直；反射角是反射光线与法线的夹角（不是与界面的夹角）；反射光线的箭头方向要正确（从入射点指向镜面外）。（二）能力提升1.当入射光线与镜面的夹角为30°时，反射角为（）A.30°B.60°C.90°D.120°答案：B解析：入射光线与镜面的夹角为30°，则入射角（入射光线与法线的夹角）为90°-30°=60°，根据反射定律，反射角等于入射角（60°，B正确）。2.雨后的夜晚，路面上有积水，迎着月光走时，亮处是积水；背着月光走时，暗处是积水。请解释原因。答案：迎着月光走时，积水发生镜面反射，反射光进入人眼，因此亮处是积水；背着月光走时，积水的镜面反射光不会进入人眼，而路面发生漫反射，少量光进入人眼，因此暗处是积水。解析：镜面反射（积水）和漫反射（路面）的区别：镜面反射的光集中在一个方向，漫反射的光向各个方向传播。（三）实验探究探究“光的反射定律”（1）实验器材：平面镜、纸板、激光笔、______。（2）实验步骤：①将纸板垂直放在平面镜上，用激光笔照射纸板上的入射点，观察反射光线；②改变入射光线角度，记录反射角与入射角的大小；③将纸板的一半向后折，观察是否能看到反射光线。（3）实验结论：①反射光线、入射光线和法线在______平面内；②反射光线和入射光线分居______两侧；③反射角______入射角。（4）问题思考：步骤③中，将纸板的一半向后折，看不到反射光线，说明______。答案：（1）量角器；（3）①同一；②法线；③等于；（4）反射光线、入射光线和法线在同一平面内。解析：量角器用于测量入射角和反射角；步骤③的目的是验证“三线共面”（若纸板向后折，反射光线与入射光线、法线不在同一平面，因此看不到反射光线）。如图所示，一束光射到平面镜上，反射光线沿水平方向射出，请画出入射光线（保留作图痕迹）。答案：（作图步骤：①过反射点作镜面的法线（垂直于镜面的虚线）；②根据反射角等于入射角，画出入射光线（实线，箭头指向反射点）；③确保反射光线沿水平方向射出）解析：略（关键是利用反射定律，确定入射光线的方向）。三、平面镜成像（一）基础巩固1.平面镜成像的特点是（）A.正立、放大、虚像B.倒立、等大、实像C.正立、等大、虚像D.倒立、放大、实像答案：C解析：平面镜成像的核心特点是“正立、等大、虚像”（C正确）；放大、倒立、实像均不符合平面镜成像规律（A、B、D错误）。2.物体到平面镜的距离为5cm，像到平面镜的距离为______cm，像与物体的大小______。答案：5；相等解析：平面镜成像的“等距”特点（像与物到镜面的距离相等）和“等大”特点（像与物的大小相等，与距离无关）。（二）能力提升1.小明身高1.7m，站在平面镜前1m处，像的高度为______m，像到小明的距离为______m。答案：1.7；2解析：像的高度与小明身高相等（1.7m）；像到平面镜的距离为1m，因此像到小明的距离为1m+1m=2m。2.潜望镜是利用平面镜制成的，它的作用是______，成像特点是______。答案：改变光路；正立、等大、虚像解析：潜望镜用两个平面镜，将光线两次反射，从而改变光路（如从水下看到水面上的物体）；成像特点与平面镜相同（正立、等大、虚像）。（三）实验探究探究“平面镜成像的特点”（1）实验器材：玻璃板、蜡烛、火柴、______、刻度尺。（2）实验步骤：①将玻璃板垂直放在水平桌面上，在一侧放点燃的蜡烛A，另一侧放未点燃的蜡烛B；②移动蜡烛B，直到从玻璃板一侧看，B与A的像完全重合；③记录A、B的位置，用刻度尺测量它们到玻璃板的距离；④改变A的位置，重复步骤②③。（3）实验结论：①平面镜成______像；②像与物大小______；③像与物到镜面的距离______；④像与物关于镜面______。（4）问题思考：为什么用玻璃板而不用平面镜？______。答案：（1）光屏；（3）①虚；②相等；③相等；④对称；（4）便于确定像的位置。解析：（1）光屏用于验证像是否为虚像（虚像不能呈现在光屏上）；（3）平面镜成像的核心特点；（4）玻璃板透明，能看到后面的蜡烛B，便于移动B与A的像重合，从而确定像的位置（平面镜不透明，无法看到后面的蜡烛，不能确定像的位置）。关于平面镜成像，下列说法正确的是（）A.像比物体大B.像与物体关于镜面对称C.像为实像D.像与物体到镜面的距离不等答案：B解析：平面镜成像的特点是“像与物关于镜面对称”（B正确）；像与物体大小相等（A错误）；像为虚像（C错误）；像与物体到镜面的距离相等（D错误）。四、光的折射（一）基础巩固1.光从空气斜射入水中时，折射角______入射角（选填“大于”“小于”或“等于”）；光从水斜射入空气时，折射角______入射角。答案：小于；大于解析：光的折射规律：“空斜入密（水、玻璃），折角小；密斜入空，折角大”（密指光密介质，折射率大）。2.下列现象中，由光的折射形成的是（）A.影子B.倒影C.海市蜃楼D.小孔成像答案：C解析：海市蜃楼是光的折射形成的虚像（C正确）；影子、小孔成像是光的直线传播（A、D错误）；倒影是光的反射（B错误）。（二）能力提升1.插入水中的筷子看起来变弯了，这是因为（）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解析：筷子反射的光从水（光密介质）射入空气（光疏介质），发生折射，折射角大于入射角，人眼逆着折射光线看，觉得筷子的位置比实际位置高，因此看起来变弯（C正确）。2.当光从空气垂直射入水中时，折射角为______，传播方向______（选填“改变”或“不改变”）。答案：0°；不改变解析：垂直入射时，入射角为0°，根据折射定律，折射角也为0°，传播方向不改变（但速度会变慢）。（三）实验探究探究“光的折射规律”（1）实验器材：光具座、玻璃砖、激光笔、______。（2）实验步骤：①将玻璃砖放在光具座上，用激光笔照射玻璃砖的一个表面，观察入射光线、折射光线的位置；②改变入射光线的角度，记录入射角（i）和折射角（r）的大小；③换用不同的介质（如玻璃、水），重复步骤①②。（3）实验结论：①光从空气斜射入其他介质时，折射角______入射角；②光从其他介质斜射入空气时，折射角______入射角；③当入射角增大时，折射角______；④垂直入射时，折射角______入射角。（4）问题思考：为什么用玻璃砖而不用平面镜？______。答案：（1）量角器；（3）①小于；②大于；③增大；④等于；（4）玻璃砖能让光发生折射（平面镜只能反射光）。解析：量角器用于测量入射角和折射角；玻璃砖的作用是让光穿过并发生折射，而平面镜只能反射光，无法探究折射规律。如图所示，一束光从空气斜射入水中，入射角为50°，折射角为30°，则光在水中的传播速度与在空气中的传播速度之比为（）A.sin30°/sin50°B.sin50°/sin30°C.cos30°/cos50°D.cos50°/cos30°答案：A解析：根据折射率公式n=sini/sinr（i为入射角，r为折射角），且n=c/v（c为真空中的光速，v为介质中的光速），因此v=c/n=c×sinr/sini，故v水/v空=sinr/sini=sin30°/sin50°（A正确）。五、光的色散与看不见的光（一）基础巩固1.太阳光通过三棱镜后分解成______七种颜色的光，这种现象叫______。答案：红橙黄绿蓝靛紫；色散解析：色散是光的折射的一种表现，不同颜色的光（波长不同）在三棱镜中的折射角不同，因此分解成七种颜色的光（红橙黄绿蓝靛紫，注意是“靛”不是“青”）。2.下列颜色中，属于单色光的是（）A.白光B.红光C.黄光D.蓝光答案：B、C、D解析：单色光是指不能再分解的光（如红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫）；白光是复色光（由七种单色光组成）（A错误，B、C、D正确）。（二）能力提升1.彩虹是太阳光通过雨滴发生______形成的，其颜色顺序为______。答案：色散；红橙黄绿蓝靛紫解析：彩虹是雨滴对太阳光的色散现象，雨滴相当于三棱镜，将太阳光分解成七种颜色的光，颜色顺序为红橙黄绿蓝靛紫（从外到内）。2.红外线的主要应用有______（举一例），紫外线的主要应用有______（举一例）。答案：遥控（或取暖）；杀菌（或验钞）解析：红外线的特点是热效应强、穿透能力强，应用有电视遥控器（红外遥控）、红外线取暖器；紫外线的特点是能杀菌、使荧光物质发光，应用有紫外线消毒灯、验钞机（荧光验钞）。（三）实验探究探究“光的色散”（1）实验器材：三棱镜、太阳光、______。（2）实验步骤：①将三棱镜放在阳光下，让太阳光穿过三棱镜；②在三棱镜的另一侧放一张白纸，观察白纸上的颜色分布。（3）实验现象：白纸上出现______的光带。（4）实验结论：太阳光由______组成。答案：（1）白纸；（3）红橙黄绿蓝靛紫；（4）七种单色光。解析：白纸的作用是承接色散后的光带；三棱镜将太阳光分解成红橙黄绿蓝靛紫的光带，说明太阳光是复色光（由七种单色光组成）。下列关于看不见的光的说法中，正确的是（）A.红外线具有杀菌作用B.紫外线能使荧光物质发光C.红外线能使荧光物质发光D.紫外线具有热效应答案：B解析：紫外线能使荧光物质发光（如验钞机）（B正确）；红外线具有热效应（如取暖器）（D错误）；杀菌是紫外线的作用（A错误）；红外线不能使荧光物质发光（C错误）。六、单元综合测试一、选择题（每题3分，共15分）1.下列现象中，由光的反射形成的是（）A.小孔成像B.水中倒影C.海市蜃楼D.雨后彩虹2.平面镜成像的特点是（）A.正立、放大、虚像B.倒立、等大、实像C.正立、等大、虚像D.倒立、放大、实像3.光从空气斜射入水中时，折射角（）A.大于入射角B.小于入射角C.等于入射角D.无法确定4.光的色散现象说明白光是（）A.单色光B.复色光C.红外线D.紫外线5.红外线的主要应用是（）A.杀菌B.验钞C.遥控D.照明二、填空题（每空2分，共20分）1.光在真空中的传播速度是______m/s，光在水中的传播速度比在真空中______（选填“快”或“慢”）。2.反射分为______反射和______反射，其中______反射能使我们从不同方向看到物体。3.平面镜成的像与物体关于______对称，像的大小与物体的大小______。4.光从水斜射入空气时，折射角______入射角（选填“大于”“小于”或“等于”）。5.太阳光通过三棱镜后分解成______七种颜色的光，这种现象叫______。三、作图题（每题5分，共10分）1.画出图中入射光线的反射光线（保留作图痕迹）。2.画出物体AB在平面镜中的像A'B'（保留作图痕迹）。四、实验探究题（每题10分，共20分）1.探究“光的反射定律”时，将纸板的一半向后折，看不到反射光线，说明______。2.探究“平面镜成像的特点”时，用玻璃板而不用平面镜，原因是______。五、简答题（每题10分，共20分）1.为什么下雨天开车时，司机要打开雾灯？2.为什么插入水中的筷子看起来变弯了？六、综合题（15分）一束光从空气斜射入水中，入射角为45°，折射角为30°，请画出折射光线，并计算光在水中的传播速度（光在真空中的传播速度为3×10⁸m/s）。单元综合测试答案与解析一、选择题1.答案：B（水中倒影是反射，其他分别为直线传播、折射、色散）2.答案：C（平面镜成像特点：正立、等大、虚像）3.答案：B（空气斜入水，折射角小于入射角）4.答案：B（色散说明白光是复色光）5.答案：C（红外线应用：遥控；紫外线应用：杀菌、验钞；照明是可见光）二、填空题1.答案：3×10⁸；慢（光在介质中的速度比真空中慢）2.答