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2020-2022年湖北中考物理3年真题汇编 专题04 光现象(学生卷+教师卷)
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这是一份2020-2022年湖北中考物理3年真题汇编 专题04 光现象(学生卷+教师卷),文件包含专题04光现象-三年2020-2022中考物理真题分项汇编湖北专用解析版docx、专题04光现象-三年2020-2022中考物理真题分项汇编湖北专用原卷版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共45页, 欢迎下载使用。
专题04 光现象
一、单选题
1.(2020·湖北十堰)下列光学现象中,属于光的反射的是
A. 手影 B. 海市蜃楼
C. 有趣的倒影D. 露珠下的叶脉“变粗”
【答案】C
【解析】
手影是光沿直线传播形成的,海市蜃楼是光的折射形成的,湖面上的倒影是平面镜成像,平面镜成像原理是光的反射,露珠下的叶脉“变粗”,露珠相当于放大镜,原理是光的折射,C符合题意,ABD不符合题意,故选C。
2.(2020·湖北恩施)一盏探照灯的灯光射向水池,如图所示,在没有水的池底C处形成一个光斑。在逐步注水的过程中,B处的人看到池底的光斑会( )
A.在原地不动 B.先向左移再向右移
C.向左移动 D.向右移动
【答案】D
【解析】
当逐步注水的过程中,随着水位的上升,入射点逐渐向右移,根据光的折射规律,折射光线靠近法线偏折,池底的光斑也向右移动,B处的人看到池底的光斑仍然向右移动。
故选D。
3.(2020·湖北鄂州)以下描述中与光的直线传播现象有关的是( )
A.形影相随 B.海市蜃楼 C.对镜贴花黄 D.水中捞月一场空
【答案】A
【解析】
形影相随指影子随着物体移动,是光的直线传播;海市蜃楼是由于光的折射现象;对镜贴花黄指人对着镜子梳妆打扮,水中捞月是平面镜成像,均是光的反射现象,A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
4.(2020·湖北随州)2020年6月21日,我国多地观测到了日环食的天文奇观。以下现象中与形成日环食的“光学”成因相同的是( )
A.水中的倒影 B.树荫下的光斑
C.雨后的彩虹 D.海市蜃楼的奇景
【答案】B
【解析】
日环食形成的原因是光的直线传播;
A. 水中的倒影,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的现象,故A不合题意;
B. 树荫下的光斑是小孔成像,是光的直线传播形成的,故B符合题意;
C. 雨后的彩虹是光的色散现象,是光的折射形成的,故C不合题意;
D. 海市蜃楼,是光的折射现象,故D不合题意。
故选B。
5.(2020·湖北荆州)2020年6月23日,中国“北斗系统”的收官之星“北斗3号”顺利升空。下列说法正确的是( )
A.在卫星发射过程中,火箭与北斗卫星之间是相对静止的
B.在卫星发射过程中,火箭加速上升时,火箭的动力大于其惯性
C.在太空空间站工作的宇航员,观测到某颗星球的运动速度接近1光年
D.北斗卫星导航系统是利用超声波进行工作的
【答案】A
【解析】
(1)所选的物体和参照物之间的相对位置是否发生了改变,如果发生改变,则物体是运动的;如果未发生变化,则物体是静止的;
(2)力是改变物体运动状态的原因;惯性是物体保持原来运动状态的性质,不是力;
(3)光年是距离单位,不是速度单位;
(4)北斗卫星导航系统是利用电磁波来传递信息。
A.卫星加速上升过程中,相对于火箭的位置未发生变化,故相对于火箭是静止的,故A正确;
B.火箭加速上升是因为推力大于火箭的重力,惯性不是力,推力和惯性无法比较大小,故B错误;
C.光年是距离单位,则星球的运动速度不能用光年表示,故C错误;
D.北斗卫星导航系统是利用电磁波来传递信息,故D错误。
故选A。
6.(2020·湖北荆州)下列汉语成语中,能用光的反射知识解释的是( )
A.海市蜃楼 B.井底之蛙 C.镜花水月 D.五光十色
【答案】C
【解析】
光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播,产生的现象有小孔成像、激光准直、影子的形成、日食和月食等;光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象,例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的;光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质进入另一种介质时,就会出现光的折射现象,例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼、凸透镜成像等都是光的折射形成的。
A.海市蜃楼是光在不均匀的介质中传播时发生的折射现象,故A不符合题意;
B.井底之蛙,这是由于光沿直线传播,只能看到头顶的一片天,故B不符合题意;
C.镜里的花,水里的月,属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故C符合题意;
D.五光十色是由于太阳光照在空气中的小水珠上形成的光带,是色散现象,属于光的折射,故D不符合题意。
故选C。
7.(2020·湖北襄阳)人们看到的下列现象中,由光的直线传播形成的是( )
A. 立竿见影B. 海市蜃楼
C. 雨后“彩虹”D. 东津大桥水中“倒影”
【答案】A
【解析】
A.立竿见影,影的形成是由于光的直线传播,故A符合题意;
B.海市蜃楼,是由于光的折射形成的,故B不符合题意;
C.雨后“彩虹”,是由于光的折射形成的,故C不符合题意;
D.东津大桥水中“倒影”,是平面镜成像,是由光的反射形成的,故D不符合题意。
故选A。
8.(2020·湖北宜昌)如图所示的光现象中,可用光的反射原理解释的是( )
A.墙上手影“孔雀”B.水中“折笔”
C.湖面月影D.树荫下的“光斑”
【答案】C
【解析】
A.墙上“孔雀”属于影子,影子的形成,可以用光的直线传播原理来解释,故A选项不符合题意;
B.水中“折笔”是光的折射现象,故B选项不符合题意;
C.湖面“月影”属于平面镜成像,平面镜成像是光的反射现象,此时的水面相当于平面镜,故C选项符合题意;
D.林中“光斑”,是太阳光通过小孔所成的像,能用光的直线传播原来来解释,故D选项不符合题意。
故选C。
9.(2021·湖北荆门)小明在湖边树荫下乘凉,观察到很多光现象,下列说法正确的是( )
A.看到湖水中鱼的位置比实际位置浅是因为发生了光的反射
B.湖边路灯杆在岸上的影子是光的直线传播形成的
C.茂密树林下的圆形光斑,是光的折射形成的
D.岸上景物在湖面上的倒影是光的反射形成的实像
【答案】B
【解析】
A.看到湖水中鱼的位置比实际位置浅是因为发生了光的折射,故A错误;
B.湖边路灯杆在岸上的影子是光的直线传播形成的,故B正确;
C.茂密树林下的圆形光斑,是小孔成像,是光的直线传播形成的,故C错误;
D.岸上景物在湖面上的倒影是光的反射形成的虚像,湖面是平面镜,而平面镜成的是虚像,故D错误。
故选B。
10.(2021·湖北鄂州)下列现象中,对应的物理知识属于“光的直线传播”的是( )
A.雨后的彩虹 B.射击瞄准时要做到“三点一线”
C.在平静的湖面可以看到蓝天白云 D.游泳池注水后,看上去好像变浅了
【答案】B
【解析】
A.雨后的彩虹是光的折射和光的色散,故A不符合题意;
B.射击瞄准时要做到“三点一线”,利用光的直线传播,故B符合题意;
C.在平静的湖面可以看到蓝天白云,是光的反射,故C不符合题意;
D.游泳池注水后,看上去好像变浅了,是光的折射,故D不符合题意。
故选B。
11.(2021·湖北鄂州)如图是小天同学探究光的反射定律的实验过程。下列说法错误的是( )
A.实验中使用硬纸板是为了显示光的传播路径
B.图甲中∠EOM是入射角
C.图乙的现象说明反射光线跟入射光线和法线在同一平面内
D.图丙和图甲中的现象说明在反射现象中光路是可逆的
【答案】B
【解析】
A.如果看不见光的传播路径,就无法对光线研究,安装一个硬纸板后,我们就可以在硬纸板上看到光的传播路径,A正确,故A不符合题意;
B.入射光线与法线的夹角为入射角,图甲中∠EON是入射角,B错误,故B符合题意;
C.将纸板沿ON向后翻转,则看不到反射光线,故图乙的现象说明反射光线跟入射光线和法线在同一平面内,C正确,故C不符合题意;
D.让光线沿原来反射光线入射,则反射光线沿原来的入射光线射出,图丙和图甲中的现象说明在反射现象中光路是可逆的,D正确,故D不符合题意。
故选B。
12.(2021·湖北黄石)下列事例中,属于光的折射现象的是( )
A.小孔成像B.渔民叉鱼
C.潜望镜D.古人日晷计时
【答案】B
【解析】
A.小孔成像是利用光的直线传播的原理,故A不符合题意;
B.叉鱼时,要把叉对准稍低于所看到的鱼的位置叉去才能叉中鱼,属于光的折射现象,故B符合题意;
C.潜望镜利用光的反射的原理,故C不符合题意;
D.古人日晷计时利用光的直线传播的原理,故D不符合题意。
故选B。
13.(2021·湖北)下列光现象中由于光的反射形成的是( )
A.小孔成像 B.斜插入水中的笔变“折”了
C.太阳光照射的树荫下会有“光斑” D.桥在水中的“倒影”
【答案】D
【解析】
A.小孔成像是光的直线传播现象,故A不符合题意;
B.斜插入水中的笔变“折”了,是光的折射现象,故B不符合题意;
C.太阳光照射的树荫下会有“光斑”,是光的直线传播现象,故C不符合题意;
D.桥在水中的“倒影”,是光的反射现象,故D符合题意。
故选D。
14.(2021·湖北宜昌)下列生活中的现象属于光的反射的是( )
A.灯光下的手影B.国家大剧院在水中的倒影
C.人在船上看到水中的鱼 D.海市蜃楼
【答案】B
【解析】
A.灯光下的手影原理是光的直线传播,故A不符合题意;
B.倒影形成的原理是光的反射,故B符合题意;
C.人在船上看到水中的鱼是鱼的出射光经水面折射后进入人的眼睛,是一种折射现象,故C不符合题意;
D.海市蜃楼是光发生了折射,故D不符合题意。
故选B。
15.(2021·湖北随州)下列有关光现象的说法错误的是( )
A.射击瞄准时要做到“三点一线”,因为光在同种均匀介质中沿直线传播
B.我国古书《史记》《梦溪笔谈》中都有海市蜃楼的记载,该现象中光发生了折射
C.黑板上主要发生漫反射,光在发生漫反射时,不遵循光的反射定律
D.太阳光在传播过程中遇到空气中的小水滴,经反射、折射后就容易形成彩虹
【答案】C
【解析】
A.因光在同种均匀介质中沿直线传播,所以射击时人做到三点一线才能瞄准,故A正确,不符合题意;
B.海市蜃楼是光在不均匀空气中传播时发生折射形成的现象,故B正确,不符合题意;
C.光在发生漫反射和镜面反射都遵循光的反射定律,故C错误,符合题意;
D.彩虹是光的色散现象,是光在空气中的小水滴中经反射和折射形成的,故D正确,不符合题意。
故选C。
16.(2021·湖北武汉)如图所示,能解释“倒影”形成的是
A.光的色散 B.光的折射 C.光的反射 D.光的直线传播
【答案】C
【解析】
平静的水面相当于是平面镜,“倒影”实际上是拱桥在水中所成的虚像,而平面镜成像的原理是光的反射,故只有C正确.
17.(2022·湖北荆州市)“万里长江,美在荆江”。长江实施禁捕以来,生态得到明显改善。游客乘坐游船到达荆州,看见江岸边高楼林立,荆州长江大桥倒映在平静的江面,水下的鱼儿跃出水面。下列说法正确的是( )
A.看不见高楼后面的景色,说明光不能在固体中传播
B.长江大桥的倒影是由于光的反射产生的
C.水面下鱼儿的像在鱼儿的下方
D.看见跃出水面的鱼儿是由于光的折射
【答案】B
【解析】
A.看不见高楼后面的景色,说明光沿直线传播,光可以在部分固体中传播,比如透明的固体,故A错误;
B.长江大桥的倒影相当于平面镜成像,是由于光的反射产生的,故B正确;
C.根据光的折射可知,水中的鱼的像比鱼的实际位置高,即水面下鱼儿的像在鱼儿的上方,故C错误;
D.能够看见空中的鱼儿,是由于光的反射,鱼儿反射的光进入人眼,故D错误。
故选B。
18.(2022·湖北十堰)下列光学现象中,属于光的反射现象的是( )
A.海市蜃楼B.激光束引导掘进机
C.水中倒影D.光的色散
【答案】C
【解析】
A.海市蜃楼是由于光在密度不均匀的物质中传播时,发生折射而引起的,故A不符合题意;
B.开凿隧道用激光束引导挖掘机,使挖掘机沿直线前进,是利用光沿直线传播,故B不符合题意;
C.水中倒影,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故C符合题意;
D.光的色散是由于复色光经过三棱镜时发生折射形成的,故D不符合题意。
故选C。
19.(2022·湖北随州)在一个烈日炎炎的午后陈老师走在随州街头,看到地面上树荫里有许多圆形光斑,抬头看看树叶间刺眼的阳光,想到这树荫下藏着物理学的秘密,便拍下两张照片(如图)。经估测树荫下一个清晰光斑的直径约为7cm,这束阳光从约7m高处的树叶间照射下来。我们常说太阳光经过约8分钟来到地球(太阳和地球之间的距离按1.5×1011m计算),粗略计算太阳的直径最接近( )
A.1.5×109m B.1.5×1019m
C.5×106m D.5×1012m
【答案】A
【解析】
因为光斑的直径和小孔的位置所构成的三角形,与太阳的直径和小孔的位置所构成的三角形,是相似三角形,相似三角形的对应边成正比例,设太阳直径为n米,光斑的直径为,则有
解得
故选A。
20.(2022·湖北武汉)如图所示,在平静的水面,国家大剧院和它的倒影相映成趣,宛如一个巨大的蛋壳。这个倒影形成的原理是( )
A.光的直线传播 B.光的反射
C.光的折射 D.光的色散
【答案】B
【解析】
A.光的直线传播会形成影子、日食、月食、小孔成像,但不会形成倒影,故A不符合题意;
B.国家大剧院倒影的形成是平面镜成像,而成像的原理是光的反射,故B符合题意;
C.光的折射是光从一种介质斜射入另外一种介质时,会发生偏折,故C不符合题意;
D.光的色散现象是太阳光经过三棱镜后分解为七色光,其原理是光的折射,故D不符合题意。
故选B。
二、填空题
21.(2020·湖北鄂州)小明站在竖直的平面镜前1.5m处时,他与镜中像的距离是______m。若小明身高170cm,当他以0.1m/s的速度缓慢向平面镜走近时,他在镜中像的高度将______(选填“大于”“小于”或“等于”)170cm,所成的像是______(选填“虚”或“实”)像。
【答案】 3.0m 等于 虚像
【解析】
[1][2][3]根据平面镜所成的像是正立、等大、对称的虚像;所以小明站在竖直的平面镜前1.5m处时,他与镜中像的距离是3.0m,小明身高170cm,不管他怎么运动,他在镜中所成的像与他等大,像的高度也为170cm,平面镜所成的像是虚像。
22.(2021·湖北)河水看起来比真实的要浅,这是光的___________缘故,所以不要贸然下河游泳。小军眼睛近视了,医生会给他配戴合适的___________ (选填 “凸”或“凹”)透镜。
【答案】 折射 凹
【解析】
[1] 河水看起来比真实的要浅,这是光的折射现象,光从水中进入空气中发生了折射,折射光线远离法线,所以河水看起来比较浅。
[2]近视的原因是晶状体曲度变大,折光能力变强,成像在视网膜前,所以需要佩戴凹透镜发散光线,使像刚好呈现在视网膜上。
23.(2021·湖北恩施)当动车行驶在长隧道时,车窗旁的乘客伸出手掌,结果在车窗中看到了两只手掌,这是光的______现象,若手掌向窗户靠近,车窗中的像会______(选填“变大”、“变小”或“不变”);车厢内始终显示216km/h,通过隧道用了3分钟、这条隧道长约______ 。
【答案】 反射 不变
【解析】
[1] 当动车行驶在长隧道时,车窗旁的乘客伸出手掌,结果在车窗中看到了两只手掌,这是光的反射现象,车窗玻璃相当于平面镜,其中一只手是平面镜成的像。
[2]根据平面镜的成像规律可知,像和物大小相等,若手掌向窗户靠近,车窗中的像会不变。
[3]这条隧道长约
24.(2022·湖北黄冈)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___________ (选填“平面镜”或“三棱镜”),路灯的光透过小水珠发生光的___________ 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
【解析】
[1][2]空气中的小水珠相当于三棱镜,路灯的光透过小水珠,发生折射,不同颜色的光分离开,产生光的色散现象。
三、作图题
25.(2020·湖北恩施)有一工作间,人在B处要想看到外间A处的花盆,需要在某处安装一块平面镜。请把平面镜C画到合适的位置,并完成由B看到A的光路(只需在图中画出一条光的完整路径)。
【答案】
【解析】
利用平面镜成像,像与物关于平面镜对称的规律作花盆A的像,用直线连接B和花盆A的像与工作间的边界相交,交点为入射点,则平面镜即应该在入射点的位置,入射点到B点的光线为反射光线,花盆A到入射点的光线为入射光线,如图所示
26.(2020·湖北随州)如图是一长方形玻璃砖ABCD,其中AB、BC面涂有反射涂层,一条光线从AD面射入玻璃砖,请画出该光线进入玻璃砖后经过AB、BC面的两次反射,并最终从AD面射出的光路图。
【答案】
【解析】
光从空气斜射入玻璃中, 首先过入射点画出法线,根据折射角大于入射角画出折射光线;然后,光线射到AB面,在AB面发生反射, 反射光线射到BC面,在BC面再次发生反射,分别作法线,按反射角等于入射角画出反射光线;当光线射到AD面, 光从玻璃斜射入空气中,同样作法线,然后按照折射角大于入射角画出折射光线,注意最后的折射光线与原始光线平行,如图所示:
27.(2020·湖北襄阳)根据给出的入射光线,请画出其反射光线。
【答案】
【解析】
画出法线,根据反射角等于入射角,在法线下侧画出反射光线,如图所示:
28.(2020·湖北十堰)如图所示,发光点S发出一条射向水面的光线,在水面发生反射和折射,反射光线经过P点.请在图中作出入射光线、反射光线及大致方向的折射光线.
【答案】如图所示
【解析】
作图顺序:(1)以水面为平面镜,作S的像S’;(2)连接S’P,它与水面的交点为入射点O;(3)连接SO,为入射光线;(4)过O点作法线;(5)根据“光从空气斜射入水或其他透明介质时,折射角小于入射角”,画折射光线.
29.(2021·湖北湖北)如图所示,F处的点光源发出的任意一条光线FO经凹面镜反射后沿与主光轴CC'平行的方向射出。现有一条与CC'平行的光线AO'射向凹面镜。请作出AO'的反射光线,并用“r”标出其反射角。“中国天眼”就是利用这种原理接收来自宇宙的电磁波的。
【答案】
【解析】
通过焦点的光线入射在凹面镜上,被凹面镜反射后,反射光线平行主光轴射出,因为光的反射中光路是可逆的,故平行于主光轴的光入射到凹面镜上经反射后,反射光线会聚于焦点,综上可知,光线AO′沿平行于主光轴CC′的方向入射到凹面镜上,被凹面镜反射后,反射光线经过焦点F,即O′F就是反射光线,过O′作∠AO′F的角平分线即为法线,O′F与法线的夹角就是反射角,如下图所示:
30.(2021·湖北湖北)如图,一束光射向平面镜,经反射后的光线射向另一平面镜(图中未画出),再经反射后沿射出,。
①请完成光线经反射的光路图(保留作图痕迹);
②画出平面镜;
③标出两平面镜夹角的度数。
【答案】
【解析】
入射光线和平面镜MN的夹角是45°,入射角为
90°-45°=45°
由入射点B画出法线,根据反射角等于入射角画出反射光线,反射光线BC和入射光线AB的夹角为90°,因为,所以反射光线CD和入射光线BC夹角为90°,画出反射光线CD和入射光线BC夹角的平分线作出法线,平面镜M′N′垂直于法线
∠3=45°,∠1=45°
∠3=∠1
如图所示:
法线CE和平面镜MN平行,因为CE和M′N′垂直,所以MN和M′N′垂直。两平面镜夹角的度数为90°,如图所示:
31.(2021·湖北鄂州)如图,光源S发出的一束光经墙上的平面镜反射后,射入游泳池中,刚好被正在游泳的小明看到。请完成光路图。
【答案】
【解析】
据光的反射定律作出S发出的光线经平面镜的反射光线,反射光线在空气中向前直线传播,斜射入水中,据光的折射定律,作出进入眼睛的折射光线,所以作图如下:
32.(2021·湖北黄石)如图所示在水面上方有一发光点S,发出三束光线分别射到容器底上的A点和B点,以及经水面反射后到达容器右侧壁上的C点(C点未标出),已知A点在S点的正下方,B点在A点的右侧,请根据光的折射、反射规律画出这三条光线到达A、B、C三点的传播路径并标出C点。
【答案】
【解析】
当光线从空气中垂直入射到水中时,光线不会发生偏折;当光线从空气中斜射入水中时,折射光线会向法线方向偏折,折射角会小于入射角;根据光的反射定律可知,反射角等于入射角、三线共面、两线分居,据此可以作出图象,如图所示:
33.(2021·湖北随州)许多同学喜欢游泳运动,但必须认识到该项运动也潜藏着危险。如图所示,救生员坐在泳池边高高的凳子上注视着泳池中的动向,他发现由于泳池边缘的阻挡,泳池底部有一个视觉“盲区”监管不到。请画一条光线,从盲区边缘的池底处刚好射入救生员的眼睛的光路图。
【答案】
【解析】
刚好射入救生员眼睛的光线是由盲区的最右侧发出的光线,经水面折射之后进入救生员的眼睛,折射光线刚好经过游泳池的边缘进入救生员眼睛,可以先确定折射光线的方向,确定折射点,再作出入射光线,如图所示:
34.(2022·湖北十堰)在“预防溺水”主题班会课上,主持人小明用光路图来解释“水池变浅”的道理:池底A点射出的光线经过水面折射进入B点的人眼,C点是人眼看到的池底A点像的位置。请你在图中画出入射光线、折射光线,并标出折射角r。
【答案】
【解析】
由题意可知,C点是人眼看到的池底A点的像,所以连接BC,BC与液面的交点设为O点,即O点为入射点,OB为折射光线,过O点作垂直液面的一条虚线,即法线,连接AO,即入射光线,折射光线OB与法线的夹角即为折射角,标出r,如图所示:
35.(2022·湖北随州)小聪同学在鱼池边欣赏鱼儿在水中游来游去,常言道“眼见为实”,在这里却是“眼见为虚”。设真实的鱼尾上有一点A,在小聪眼里这一点“跑到了A'的位置”,如图所示。请画出造成这种现象的光路图(只需用一条光线的光路示意即可,并保留作图痕迹)。
【答案】
【解析】
在眼睛看来光是沿直线传播的,所以像点A'与人眼的连线是一条直线,用虚线将像点A'与人眼连起来,与水面的交点即为折射点,在折射点垂直水面画一条虚线,即为法线,再分别用实线连接折射点与A点、折射点与人眼,用箭头表示出光线的方向,从真实的鱼尾A点射向水面,然后从水面折射点射向人眼,如下图所示:
36.(2022·湖北黄冈)有时,黑板反射的光会“晃”着一些同学的眼睛。如图所示,A点表示被“晃”人的眼睛,OA是发生这种现象时的一条反射光线。请在图中作出OA的入射光线。
【答案】
【解析】
过入射点O作反射面的垂线即法线,过O点作入射光线,使入射光线与法线的夹角等于反射光线与法线的夹角。
四、综合题
37.(2020·湖北武汉)在探究平面镜成像特点的实验中:
(1)如图甲所示,在水平桌面上铺张大纸,将玻璃板竖立在纸上,沿着玻璃板在纸上画条直线,这条直线代表__________的位置;
(2)把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,可以看到它在玻璃板后面的像,再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B,竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去蜡烛B跟蜡烛A的像完全重合。若在蜡烛B和玻璃板之间竖直放置一张不透明的白纸,则从C处一定能看到的是____(填“蜡烛B”、“蜡烛A的像”、“蜡烛B的像”或“蜡烛A的像和蜡烛B”);
(3)一束光从空气斜射向这块玻璃,并穿过玻璃进入空气中。请在图乙中画出这束光进入玻璃和离开玻璃后的光线。(要求标出法线)( )
【答案】 平面镜 蜡烛A的像
【解析】
(1)[1]在水平桌面上铺张大纸,由于玻璃的透光性,便于确定像的位置,将玻璃板竖立在纸上,沿着玻璃板在纸上画条直线,这条直线代表平面镜的位置。
(2)[2]平面镜成像的原理是:光的反射,蜡烛A发出的光,经平面镜反射后,反射光线达到人的眼睛内,逆着反射光线看去,感觉光是由蜡烛A的像发出的,故在C一定能看见蜡烛A的像。
(3)[3]过O点做法线,当光从空气中斜射入玻璃中时,入射角小于折射角,再过点做法线,光线玻璃中斜射入空气中,此时,折射角大于入射角,如下图所示。
38.(2020·湖北咸宁)请阅读《彩云的形成》,并回答问题。
彩云的形成
大疫无情,人间有爱。抗击疫情的战场,让彩云之南和香城泉都并肩作战,缔结了云南人民的情谊。“云之南”“彩云之南”都是魅力云南的诗意别称。那么,你知道天上彩云是怎么形成的吗?
海洋、植物的表面和土壤中都含有水。在太阳的照射下,它们都会变得越来越热,它们再也不能忍受炎热的时候,就变成水蒸气在空气的帮助下逃脱,它们会变得很轻,然后进入到天空,也就是我们经常说的大气层。在上升的过程中,高度越来越高,温度越来越低,水蒸气就变成小水滴或小冰晶,当这些小水滴或小冰晶逐渐增多并凝结到人眼能辨认的程度时,就是云了。这个过程往往发生在大气层的最底层,因为这层的空气对流很明显,故称对流层。各种云的厚薄相差很大,厚的可达七八公里,薄的只有几十米。很厚的层状云,或者积雨云,阳光很难透射过来,看上去云体就很黑;很薄的云,光线容易透过,在阳光下显得特别明亮,形成白云;当太阳光以一定角度照射云层,经过云层中的小水滴发生折射后,到达地面时,就会形成美丽述人的彩云了。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)在对流层,水蒸气逐渐上升的过程中 ( )
A.温度越来越高,大气压强越来越高 B.温度越来越高,大气压强越来越低
C.温度越来越低,大气压强越来越低 D.温度越来越低,大气压强越来越高
(2)云是漂浮在空气中的小水滴或小冰晶等组成,其中部分小冰晶是空气中的水蒸气上升到高空 _____ (填一个物态变化名称)形成的,此过程中水蒸气要 ___ 热。
(3)太阳光是白光,彩云的出现说明白光是由各种色光混合而成的。我们可以让太阳光通过三棱镜后形成各种颜色的光,这种现象叫做光的 ____ ,如图所示,在屏幕最低端出现的是紫光,说明紫光对介质的偏折程度最大。如果各种色光以相同入射角斜射入水中,折射角最大的是 ____ (选填“红”或“紫”)光。
【答案】 C 凝华 放 色散 红
【解析】
(1)[1]大气压随高度的增加而减小,在对流层,水蒸气逐渐上升的过程中,高度越来越高,大气压越来越低,温度越来越低,故C符合题意,ABD不符合题意。
(2)[2][3]空气中的水蒸气上升到高空中遇冷凝华形成小冰晶,凝华要放热。
(3)[4]太阳光通过玻璃三棱镜后,被分解为绚丽的七色光,这种现象称为光的色散。
[5]紫光对介质的偏折程度最大,红光对介质的偏折程度最小,各种色光以相同入射角斜射入水中,根据光的折射规律可知红光的折射角最大。
五、实验题
39.(2020·湖北省直辖县级单位)在“探究平面镜成像的规律”的实验中,提供如下器材:光具座、刻度尺、一张大白纸、记号笔、两支相同的蜡烛、无色透明薄玻璃板、茶色透明薄玻璃板、光屏。
(1)为了获得较好的实验效果,应选择____透明薄玻璃板;
(2)实验选用器材有两种组合:一种组合除选用玻璃板、蜡烛、光屏外,还选用刻度尺和白纸,白纸既要记录玻璃板的位置,也要记录____;另一种组合除选用玻璃板、蜡烛、光屏外,还选用光具座。这两种组合中光屏的作用是____;
(3)用光具座完成本实验比较方便,因为其上的刻度值便于比较____关系;
(4)实验中,通过多次观察点燃的蜡烛的像与没点燃的蜡烛完全重合的现象,得出“平面镜所成像的大小与物体的大小相等”的结论。这种确定像和物大小关系的研究方法是____。(填字母)
A.转换法 B.控制变量法 C.等效替代法
【答案】 茶色 像和物的位置 判断像的虚实 像距与物距(或“像与物到玻璃板的距离”) C
【解析】
(1)[1]无色玻璃透光性太强,容易受到玻璃另一侧物体的干扰,茶色玻璃透光性较差,成像主观感觉比无色玻璃好得多。
(2)[2]探究平面镜成像的规律,要探究成像的大小、物和像位置关系,故白纸既要记录玻璃板的位置,也要记录像和物的位置。
[3]实像能用光屏承接,虚像不能用光屏承接,平面镜成像实验时,把光屏放在像的位置,观察光屏上有没有像,来判断像的虚实。
(3)[4] 光具座上自带刻度,用光具座完成本实验比较方便,便于比较像距与物距的大小。
(4)[5]通过多次观察点燃的蜡烛的像与没点燃的蜡烛完全重合,从而用没点燃的蜡烛替代点燃的蜡烛的像,这种确定像与物大小关系的方法是等效替代法,故选C。
40.(2021·湖北湖北)在做探究平面镜成像特点的实验时:
第一小组:点燃放在玻璃板前面的蜡烛,在玻璃板后面移动另一支未点燃的、与点燃的蜡烛完全相同的蜡烛,发现其与点燃蜡烛的像完全重合(如图)。此现象表明平面镜所成的像与物体的大小 ___________(选填“相等”或“不相等”);
第二小组:点燃放在玻璃板前面的蜡烛,发现蜡烛在玻璃板后面成两个像,可能的原因是 ___________。
【答案】 相等 玻璃板较厚,蜡烛经玻璃板前、后两个面都成像
【解析】
[1]探究平面镜成像特点的实验时,点燃放在玻璃板前面的蜡烛,在玻璃板后面移动另一支未点燃的、与点燃的蜡烛完全相同的蜡烛,发现其与点燃蜡烛的像完全重合。此现象表明平面镜所成的像与物体的大小相等。
[2]点燃放在玻璃板前面的蜡烛,发现蜡烛在玻璃板后面成两个像,可能的原因是玻璃板较厚,蜡烛经玻璃板前、后两个面都成像,且像的距离较大,人眼能区分开两个像。
41.(2021·湖北荆州)为完成“探究平面镜成像特点”实验,小芳选择了如图所示的实验装置。
(1)小芳用玻璃板代替平面镜的目的是_______。
(2)小芳把点燃的蜡烛A放在玻璃板前,还要在玻璃板的后面放一支外形相同但没有点燃的蜡烛B,小芳应在_______(选填“A”或“B”)蜡烛一侧观察玻璃板中的像;
(3)当把蜡烛靠近玻璃板时,蜡烛在玻璃板所成像的大小将_______(选填“变大”“不变”或“变小”
(4)移去蜡烛B,在其原位置放置一块光屏,光屏上不能得到蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是_______(选填“实像”或“虚像”);
(5)实验中,发现在水平桌面上无论怎样移动蜡烛B,都与蜡烛A的像无法完全重合,你认为原因可能是_______。
(6)如图所示,仅将玻璃板由图中甲的位置水平向右平移至乙的位置时,蜡烛A的成像情况是_______(选题字母代号)。
A.蜡烛成像仍在B处 B.蜡烛成像在B处右侧 C.蜡烛无法通过玻璃板成像
【答案】 便于确定像的位置 A 不变 虚像 平面镜与桌面不垂直 A
【解析】
(1)[1]小芳用玻璃板代替平面镜,能通过平面镜看到镜子后面像,目的是便于确定像的位置。
(2)[2]在玻璃板的后面放一支外形相同但没有点燃的蜡烛B时,小芳应在A蜡烛一侧观察玻璃板中的像,只有在A侧反射光线才会进入眼睛,从而看到A的像B,在B侧看不到像。
(3)[3]当把蜡烛靠近玻璃板时,根据平面镜成像时,像和物大小相等,蜡烛在玻璃板所成像的大小将不变。
(4)[4]移去蜡烛B,在其原位置放置一块光屏,光屏上不能得到蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是虚像,虚像不是实际光线的会聚点,不能成在光屏上。
(5)[5]实验中,发现在水平桌面上无论怎样移动蜡烛B,都与蜡烛A的像无法完全重合,可能是平面镜与桌面不垂直,导致蜡烛A的像偏高或偏低,无法在桌面上找到与蜡烛A重合的像。
(6)[6] 将玻璃板由图中甲的位置水平向右平移至乙的位置时,根据平面镜成像特点:像和物关于镜面对称可知,蜡烛A的成像仍在B处,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
42.(2021·湖北十堰)小红利用如图装置“探究平面镜成像特点”的实验:
(1)实验中她选择用透明薄玻璃板代替平面镜是为了 ______。
(2)她多次改变蜡烛A的位置进行实验,观察及测量距离之后,小红得到初步结论:像和物关于平面镜 ______。
(3)她将光屏放在蜡烛B的位置上,在光屏上没有看到蜡烛A的像,这是因为平面镜成 ______。
【答案】 便于确定像的位置 对称 虚像
【解析】
(1)[1]用透明薄玻璃板代替平面镜,在物体一侧能看到物体的像,同时还能看到代替物体的另一个物体,便于确定像的位置。
(2)[2]物体在平面镜中成虚像,物体和像的大小相等,物体和像的连线垂直于平面镜,物体和像到平面镜的距离相等。小红多次改变蜡烛A的位置进行实验,观察及测量距离之后,小红得到初步结论:像和物关于平面镜对称。
(3)[3]光屏只能接收到实像,不能接收到虚像,而平面镜所成的像是虚像,故小红将光屏放在蜡烛B的位置上,在光屏上没有看到蜡烛A的像,这是因为平面镜成虚像。
43.(2022·湖北恩施)同学们利用两支相同的蜡烛、白纸、带支架的薄玻璃板(薄玻璃板与水平纸面垂直)等器材,探究平面镜成像的特点。
(1)如图所示,实验中取两支大小相同的蜡烛,将一支蜡烛固定在玻璃板前方,另一支蜡烛放在玻璃板的后方,移动并寻找合适位置,目的是________(选填“比较像的亮度”、“确定像的虚实”或“替代蜡烛的像”),当后面蜡烛与前方蜡烛的像完全重合,就能确定像的位置和大小了。
(2)将蜡烛靠近玻璃时,蜡烛所成像的高度________。(选填“变小”、“变大”或“不变”)
(3)实验过程中,两同学都在玻璃前方观察,甲通过玻璃看到乙的眼睛,乙通过玻璃也能看到甲的眼睛,这说明反射光路是________的。
【答案】 替代蜡烛的像 不变 可逆
【解析】
(1)[1]用一支蜡烛A在玻璃板前面成像,A的像成到了玻璃板的后面;然后再用另一支大小相同的蜡烛B在玻璃板的后面寻找A的像,当B与A的像完全重合时,说明B的位置就为A的像的位置,同时也说明了A的像与B的大小相同,即与A的大小相同。
(2)[2]平面镜成像的特点中像与物的大小相等;将蜡烛靠近玻璃时,蜡烛所成像的大小与蜡烛的大小相等保持不变(忽略蜡烛燃烧导致的高度变化)。
(3)[3]平面镜成像的原理是光的反射;甲通过玻璃板能看到乙的眼睛,同时乙也能通过玻璃板看到甲的眼睛,说明两条光路重合,只是传播方向相反,即在光的反射中光路是可逆的。
44.(2022·湖北宜昌)在“探究光从玻璃斜射入空气的折射规律”的实验中,小东借助激光笔、半圆形玻璃块和带刻度的光具盘完成了实验,观察到如图所示的1、2、3三条光束,并在光具盘上用笔描出了对应的光路。
(1)图中的折射角大小为___________;
(2)根据实验现象初步发现,光从玻璃斜射入空气时,折射角___________(选填“>”、“=”或“ 让入射光沿光路2射入 折射光从光路1射出
【解析】
(1)[1]由图可知,光束1是入射光,光束3是反射光,光束2是折射光。光束1和3中间所夹的直线为法线,与玻璃砖底面一致的直线为界面,折射光线与法线的夹角为折射角,则折射角为80°。
(2)[2]由图可知,反射角约为40°,由光的反射定律可知,反射角等于入射角,则入射角为40°,因此折射角大于入射角。
(3)[3][4]要探究光的折射现象中光路是否可逆,则只需让入射光沿折射光(光路2)入射到玻璃砖,若看到折射光沿光路1射出,就能说明折射现象中光路是可逆的。
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