专题04 光现象（习题精选练习）（解析版）

专题04 光现象 一、单选题 1．世界最早、距今约4700 年的山西陶寺古观象台，由13 根直立的夯土柱组成，呈半圆形，图是其结构示 意图，据考古研究推断，先民们在观测点通过土柱间的狭缝观测日出方位，以此确定季节和节气其利用的 光学原理是（ ） ．光的反射 B．光的折射 ．光沿直线传播 D．光的色散 【答】 【解析】 太阳光通过土柱间的狭缝进入人眼，人可以通过土柱间的狭缝观测日出方位，利用光的直线传播的原理。 故选。 2．为了行车安全，切勿酒驾，如图为交警夜查酒驾的情景，以下说法正确的是（ ） ．我们看到交警身上穿的反光马甲比较亮，说明反光马夹属于光源 B．交警手中的荧光棒不属于光源 ．车灯光在夜色中是沿曲线传播的 D．灯光射到交警身上穿的反光马甲上，光会发生反射 【答】D 【解析】 ．我们看到交警身上穿的反光马甲比较亮，是因为看到的是马甲的反射光，并不是自身发光，说明反光马 夹不是光源，故错误； B．交警手中的荧光棒自身能发光，属于光源，故B 错误； ．车灯光在夜色中是成射线传播的，故错误； D．车灯射到马甲上，反光条能将光反射进入司机眼睛，提醒司机注意避让，故D 正确。 故选D。 3．下列与光有关的说法中，正确的是（ ） ．在光的反射现象中，镜面反射遵循光的反射规律，漫反射也遵循光的反射规律 B．在用三棱镜做对太阳光的色散实验时，出射光中靠近底边的色光是红光 ．色光的三原色与颜料的三原色虽然不相同，但色光混合的规律与颜料混合的规律是相同的 D．我们使用防晒伞，是为了防止红外线对人体的伤害 【答】 【解析】 ．在光的反射现象中，无论镜面反射还是漫反射中的每一条光线都遵循光的反射规律，故正确； B．在用三棱镜做对太阳光的色散实验时，出射光中靠近底边的色光是紫光，故B 错误； ．红、绿、蓝三色光混合后能产生各种色彩，这三种色光叫做色光的三原色；品红、黄、青三色是颜料的 三原色，其它颜色都是根据这三种颜料按一定比例混合而成。色光的三原色与颜料的三元色不同，其混合 规律也不相同，故错误； D．太阳光中含有紫外线，经常晒太阳会引起皮肤粗糙，故我们使用防晒伞，是为了防止此外线对人体的 伤害，故D 错误。 故选。 4．如图所示的有关光现象中，说法正确的是（ ） ．甲图中，观众能从多角度看到银幕上的图像，是由于在银幕发生了镜面反射 B．乙图中，树荫下的光斑是由光的直线传播形成的太阳的实像 ．丙图中，小猫没有叉到鱼，是因为光从空气射入水中发生了折射的缘故 D．丁图中，彩虹成因与日环食的原理相同 【答】B 【解析】 ．甲图中，观众能从多角度看到银幕上的图像，是由于光照在凹凸不平的银幕上发生了漫反射，故错误； B．乙图中，树荫下的光斑是由太阳光在同种均匀介质中沿直线传播，透过树叶之间的缝隙，形成的太阳 的实像，故B 正确； ．丙图中，小猫没有叉到鱼，是因为鱼反射的光从水中射入空气中发生了折射，故错误； D．丁图中，彩虹的形成属于光的色散，其原理是光的折射，日环食的形成原理是光沿直线传播，故D 错 误。 故选B。 二、填空题 5．疫情期间，同学们进入校时都需要通过测温通道测量体温，测温摄像头是根据人体辐射的 ______（红 外线/紫外线）强弱来确定人体温度的，______（红外线/紫外线）在医院的病房里可以起到杀菌消毒的作 用。道路拐弯处的反光镜使用的是 ______（凸面镜/凹面镜）。 【答】 红外线； 紫外线 凸面镜 【解析】 [1]一切物体都在不断地辐射红外线，物体的温度越高，辐射出的红外线越强，测温摄像头就是根据这样的 原理工作的。 [2]紫外线可以杀死微生物，所以医院用紫外线来杀菌。 [3]凸面镜对光有发散作用，可以扩大视野，道路拐弯处的反光镜使用的是凸面镜。 6．炎热的夏季，游泳成为很好的健身消暑运动，但一定要注意安全，切勿到不知水情的地方游泳，如图 所示，男孩作出错误判断的原因是光线从________射向_________时发生了折射造成的。 【答】 水中 空气 【解析】 从岸上看河水的深度比它的实际深度要浅，其原因是光从水中射向空气中时发生了折射，折射角大于入射 角，折射光线向水面偏折，人眼逆着折射光线的方向看去，看到河水的深度变浅。 7．如图所示为飞碟射击比赛情景，运动员瞄准目标时是利用了___________这一知识： 运动员能看到高度 和方向均不相同的碟靶，是因为光在上面发生了___________（填“漫”或“镜面”）反射。运动员射击 时带上耳罩是在___________处减弱噪声。 【答】 光沿直线传播 漫 人耳 【解析】 [1]瞄准时三点一线，是利用了光沿直线传播的知识。 [2]光在上面发生了漫反射，光线反射到四面八方，所以运动员能看到高度和方向均不相同的碟靶。 [3]运动员射击时带上耳罩是在人耳处减弱噪声，防止噪声进入人耳。 8．如图所示，装有水的长方体水槽水平放置，固定在左壁上的激光笔发出的一束红光射到水面上的点， 红光与水面夹角是45°，反射光射到右壁上的点，折射光射到右壁上的B 点，则点到水面的距离_______ （选填“大于”“小于”或“等于”）B 点到水面的距离；往水槽内注水，水面上升2m，此时反射光射到 右壁上的点，则、之间的距离是_______m。（点、B、未在图中标出） 【答】 小于 4 【解析】 [1]当光在水面上反射时，反射角等于入射角；当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，即折射光线 向法线靠近，光斑下移，故点到水面的距离小于B 点到水面的距离。 [2]如下图所示，往水槽内注水，入射角为45°，由于法线垂直于液面，两液面也相互平行，三角形 为等腰直角三角形，当水面上升2m，则D 为4m，由于法线与容器壁都垂直于液面，则D 平行于，两液面 也相互平行，故四边形D 为平行四边形，故 三、实验题 9．小明同学在实验室探究光的反射和折射规律。 （1）小明将一束光射到白板上，只能在白板上看到一个亮点，不能看到光的传播路径。请帮小明想出在 空气中显现光的传播路径的1 种方法：______可从不同方向看到白板上的亮点，是因为光束中的部分光在 白板上发生了______反射。 （2）实验中，小明将光从空气射向水面，得到的实验数据如表所示。通过分析实验数据，你能发现哪些 规律？______；______。（写出两条即可） （3）当光从水中射向空气，若入射角为22°，则光在空气中的折射角为______。 （4）小明想利用紫光探究光的反射定律，他利用三棱镜和遮光板将阳光中的紫光分离出来，如图所示， 三种遮挡方法最有可能得到紫光的是______。（选填“1”“2”或“3”） 入射角 0° 15° 30° 45° 60° 反射角 0° 15° 30° 45° 60° 折射角 0° 11° 22° 32° 40° 【答】 利用烟雾、利用水雾、利用白板、利用纸板 漫 在反射现象中，反射角等于入射角 在折 射现象中，折射角随入射角的增大而增大 30° 3 【解析】 （1）[1]显示光路可以借助烟雾、水雾、白板、纸板等来显示。将光穿过烟雾或者水雾来显示光路，也可 以让光沿着白板或者纸板表面投射，来显示光路。 [2] 可从不同方向看到白板上的亮点，是因为白板表面粗糙，光束中的部分光在白板上发生了漫反射。 （2）[3][4]从表格中数据可以看出，反射角与入射角相等；入射角增大，折射角也跟着增大。即在反射中， 反射角等于入射角。在折射中，折射角随着入射角增大而增大。 （3）[5]从表格中数据可得，当空气中的入射角为30°时，水中的折射角为22°。由光路可逆得，当光从水 中射向空气，若入射角为22°，则光在空气中的折射角为30°。 （4）[6]太阳光是由七色光合成的复色光，在同一种介质中，红色光的折射程度最小，紫色光的折射程度 最大，折射程度从小到大依次为：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。图中1 位置接到的是七色光组成的白光， 太阳光经过三棱镜折射后，会出现色散现象，红光在最上面，紫光在最下面，因此3 位置会挡住其它色光， 分离出紫光，使紫光射到平面镜上。 10．用如图所示装置探究平面镜成像的特点。把一张大纸铺在桌面上，纸上竖立一块玻璃板，沿着玻璃板 在纸上画一条直线1，代表平面镜的位置。 （1）把一支点燃的蜡烛放在玻璃板前面的适当位置，再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛，竖立着在玻璃 板的后面移动，当移动到某位置时，发现该蜡烛与点燃蜡烛的像完全重合。此说明平面镜成的像_______ （选填序号）； ．是虚像 B．大小与物体的大小相等 ．和物体到平面镜的距离相等，和物体连线与镜面垂直 （2）移动点燃的蜡烛分别到、B、点，重复（1）中的操作，记录与点燃蜡烛的像重合的1、B1、1点，用直 线将、B、和1、B1、1分别连接成三角形，将纸沿1对折，发现两个三角形几乎重合。此说明平面镜成的像 _______（选填序号）； ．是虚像 B．大小与物体的大小相等 ．和物体到平面镜的距离相等，和物体连线与镜面垂直 （3）有同学在实验过程中，观察到点燃蜡烛的像好像总是“悬浮”在纸面上方。造成该现象的原因可能_ ______（选填序号）。 ．玻璃板太厚 B．玻璃板未垂直桌面，且偏离点燃蜡烛一侧 ．玻璃板未垂直桌面，且偏向点燃蜡烛一侧 【答】 B 【解析】 （1）[1]一支外形相同但未点燃的蜡烛与点燃蜡烛的像完全重合，说明平面镜所成的像与物的大小相等。 （2）[2]根据题意可知，用直线将、B、和1、B1、1分别连接成三角形，将纸沿1对折，发现两个三角形几 乎重合。此说明平面镜成的像与物到平面镜的距离相等，且像与物的连线与镜面垂直。 （3）[3]平面镜所成的像与物关于平面镜对称，如果玻璃板没有竖直放置，点燃蜡烛的像与物则不在同一 平面上，在实验过程中，观察到点燃蜡烛的像好像总是“悬浮”在纸面上方，则是因为玻璃板偏向点燃蜡 烛一侧。 四、简答题 11．在透明玻璃杯的杯底放一枚硬币，再放一些水。把杯子端到眼睛的高度，再慢慢下移。当杯子下移到 某一个位置时，可以看到两枚硬币。做这个实验，并解释这种现象。 【答】见解析 【解析】 看到的两枚硬币中有一个是硬币通过水面折射而成的像，像在硬币的上面，这是因为由于折射，水中物体 看起来比实际的高一些；另一个是通过杯子侧面水的折射而成的像，此时杯中的水相当于一个凸透镜，使 硬币成一个放大的虚像，成在折射所成像的下面。 12．请阅读《华夏之光——主表》 华夏之光——圭表 我国古代的天文观测一直居于世界领先地位，天文学家们发明了许多先进的天文观测仪器，其中圭表就是 典型的代表。圭表（如图所示）包括圭和表两部分，正南北方向平放的尺，叫作圭，直立在平地上的标竿 或石柱，叫作表，圭和表相互垂直。战国以前的天史学家已能够利用水面来校正圭，使其水平，使用铅垂 线来校正表，使其与圭相互垂直。 依据圭表正午时表影长度的变化，就能推算出二十四节气，依据表影长短的周期性变化，就能确定一回归 年的天数。为了解决上述问题，元代天文学家郭守敬采取理论与实践相结合的科学方法，对圭表进行了一 系列改进与创新。他将表的高度增加，并且在表顶加一根架空的横果，使表高变为传统表高的五倍。这样， 测量时，把传统的确定表影端的位置变为确定梁影中心的位置，提高了测量影长的精度。郭守敬又利用小 孔成像的原理，发明了景符，利用景符可以在圭面上形成太阳和横梁的清晰像（如图所示），这样就可以 精确的测量表的影长了。这些措施成功解决了圭表发明以来，测影时“虚景之中考求真实”的困难。以圭 表为代表的我国古代的料技成果，像一颗颗璀璨的明珠，闪耀着智慧的光芒，激励着我们攀登新的科技高 峰。 请根据上述材料，回答下列问题∶ （1）请写出我国古代天文学家保证圭和表相互垂直的措施，并解释为什么这种措施可以保证圭和表是相 互垂的。 （2）郭守敬的改进与创新措施解决了早期圭表的什么问题？ （3）除了圭表，请你再列举一个我国古代天文观测仪器。 【答】见详解 【解析】 （1）战国以前的天史学家已能够利用水面来校正圭，使其水平，使用铅垂线来校正表，使其与圭相互垂 直。因为重力的方向竖直向下，只要表和铅垂线平行，那么表就是竖直的，只要能让圭和表垂直，那么圭 就是水平的。 （2）郭守敬的改进与创新措施解决了早期由于日光散射和漫反射的影响，早期圭表的表影边缘模糊不清， 影响了测量表影长度的精度的问题。 （3）除了圭表，我国古代天文观测仪器还有日晷、浑仪、天体仪（浑象）、水运仪象台等等。