初中物理第四章 光现象综合与测试一课一练

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一、选择题（8个小题，每小题3分，共24分）
1．下列光现象中，由于光沿直线传播形成的是（ ）

A．露珠下的叶脉 B．雨后的彩虹 C．阳光下的影子 D．拱桥的倒影
【答案】C
【解析】A．露珠下的叶脉，显现得特别大，这是由于光发生折射形成的，A项不合题意；
B．雨后的彩虹，这是由于光在不均匀的空气中发生折射形成的，B项不合题意；
C．阳光下的影子，这是由于光沿直线传播形成的，选项C符合题意；
D．拱桥的倒影，这是由于拱桥反射的光在水面再次反射形成的，D项不合题意。
2．如图所示现象或事例中，应用光的反射原理的是（ ）

A．立竿见影 B．水中倒影 C．播放电影 D．毕业合影
【答案】B
【解析】A、立竿见影是由光的直线传播形成的，故A不符合题意；
B、水中倒影属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故B符合题意；
CD、播放电影、毕业合影都是利用了凸透镜成像，是由光的折射形成的，故CD不符合题意。
3．小兰同学笔直站在寝室门口竖直放置的整容镜前0.5m处，他后退0.5m，镜中的像大小变化情况以及镜中的像与他的距离变为（ ）
A．不变，2mB．不变，1mC．变小，1mD．变小，2m
【答案】A
【解析】根据平面镜成像特点：平面镜成的像与物体是等大的，像和物距离平面镜的距离是相等的，像是虚像。
平面镜成的像与物体是等大的，所以，他后退0.5m，他在镜中的像大小不变；
由平面镜成像的特点可知，像和物距离平面镜的距离是相等的，物到像的距离是物到平面镜距离的两倍，
小兰站在平面镜前0.5m处，当他向后退0.5m时，此时他与镜面的距离为0.5m+0.5m＝1m，则像与他之间的距离是1m×2＝2m。
4.光从空气倾斜射入玻璃中，入射角为60°，折射角可能为（ ）
A．0° B．35° C．60° D．90°
【答案】B．
【解析】本题的关键是掌握光的折射规律，明确光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角是解答此题的关键．
光的折射定律：折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角；光由水或其它透明介质斜射进入空气中时，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角．
据从空气斜射入水中时，入射角为60°，折射角小于入射角．故B可能正确，ACD一定错误．
5.如图所示，固定在水面上方的光源S发出一束光线经水面反射后在光屏上有一个光斑A，已知光束与水面的夹角为40°，S′是光源经水面反射所成的像。下列说法正确的是（ ）
A．反射角的大小为40°
B．当水面升高时，反射角将变大
C．当水面升高时，光斑A将向右移动
D．当水面升高时，S′到水面的距离变小
【答案】D
【解析】A．光束与水面的夹角为40°，则入射角为90°-40°=50°
因为反射角等于入射角，因此反射角的大小为50°，故错误；
B．当水面升高时，入射光线与法线的夹角不变，即入射角不变，则反射角大小不变，故错误；
C．当水面升高时入射点向左移动，因为入射角与反射角大小不变，因此光斑向左移动，故错误；
D．由平面镜成像特点可知，物与像关于平面镜成轴对称关系，当水面升高时S′到水面的距离变小，故正确。
6.2020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。
7．下列所示的四个现象中，属于光的折射的是( )

①海市蜃楼 ②日环食 ③筷子上折 ④鸟的倒影
A．①②B．①③C．①②④D．②③④
【答案】B
【解析】①海市蜃楼是光的折射现象；
②日环食是光的直线传播形成的；
③筷子上折是由光的折射形成的；
④鸟的倒影，属于平面镜成像，是光的反射现象。
属于光的折射的是①③。
8．如图所示，两块完全相同的直角三角形玻璃砖A和B放置在同一水平面内，斜边平行且相距一定距离．一条光线从空气中垂直于玻璃砖A的直角边射入，从玻璃砖B的直角边射出，射出后的位置和方向可能是图中的（ ）
A．光线aB．光线bC．光线cD．光线d
【答案】B．
【解析】光线垂直于界面入射时，光线的传播方向不变；光从空气中斜射入玻璃中时，折射小于入射角；光从玻璃中斜射入空气中时，折射角大于入射角．
光线垂直于界面入射时，光线的传播方向不变；光从玻璃中A斜射入空气中时，折射角大于入射角，故从A出来的折射光线会向上偏转，在图中虚线的上部；
光从空气中斜射入B中时，折射角小于入射角（此时的折射角等于A中的入射角），故折射光线与入射光线平行射出B，如图：
．
二、填空题（8个小题，每空1分，共21分）
9．唐代高骈的诗句“绿树浓阴夏日长，楼台倒影入池塘。”中蕴含着一些物理知识：看到“绿树”是树叶 （填“反射”、“折射”或“吸收” ）绿光；“倒影”是正立 （填“放大”、“缩小”或“等大” ）的 像。
【答案】反射 等大 虚
【解析】不透明物体只能反射与其颜色相同的色光，吸收与其颜色不同的色光。因此，我们看到树叶之所以呈现绿色，是因为它们反射绿光的缘故；
楼台倒影是平面镜成像，是光的反射形成的，倒影是正立、等大的虚像。
10．2020年6月21日下午3点半左右，娄底市内绝大部分同学亲眼看到了日环食这一难得的景象。从物理学的角度来说，日食属于光的______现象；如图中，能描述其形成原因的是______图。（选填“甲”或“乙”）。
【答案】直线传播 甲
【解析】因为光是沿直线传播的。当月球转到太阳和地球中间并且三者在一条直线上时，月球挡住了太阳照射在地球上的光线，地球处在月球的影子里，这就形成了日食，所以图甲是日食的成因图。
11．小波在湖边游玩时，看到茂密的树下有许多圆形光斑，仔细一看是太阳的“像”，这是光的______而形成的；看到湖水中游动的“鱼”比其实际位置要______（选填“深”或“浅”），这是因为光从水中斜射向空气时发生______；湖面上拱桥在水中的“倒影”，这是由于光的______而形成的虚像。
【答案】直线传播 浅 折射 反射
【解析】小波看到茂密的树下有许多圆形光斑，这是太阳沿直线传播通过树叶缝隙成倒立的像。
我们看到的水中的鱼，是由光的折射形成的虚像，在折射光线的反向延长线上，由于折射光线向水面偏折，折射光线相对于入射光线位置升高了，所以看到的水中的鱼位置比实际位置浅。
湖面上拱桥在水中的“倒影”，这是由于光的反射而形成的虚像。
12．小王走向正前方的玻璃窗，想看看美丽的夜景，却发现玻璃窗里有个“自己”迎面走来，这是光的______(选填“直线传播”、“反射”或“折射”)现象。同时她发现，房内电灯通过玻璃成的像与她本人的距离_________。
【答案】反射 减小
【解析】玻璃窗相当于平面镜，玻璃窗里的“自己”是光经玻璃窗反射形成的虚像，属于光的反射现象。
房内电灯的位置不变，电灯通过玻璃成的像到玻璃窗的距离不变，小王靠近玻璃窗，所以房内电灯通过玻璃成的像与她本人的距离减小。
13．小华去森林探险，看见阳光透过树叶的缝隙在地上留下圆形光斑，光斑的成像原理是 （填光学原理）。同时看见树林边溪水中的“蓝天白云”，这是 （填光学原理）在水中所成的虚像。小华想利用平面镜将太阳光束反射进一个水平山洞（如图所示），则他应将平面镜与水平地面成 夹角放置。
【答案】光的直线传播；光的反射；30°或150°。
【解析】（1）阳光透过树叶的缝隙在地上留下圆形光斑，这是小孔成像现象，是光的直线传播形成的；
（2）溪水中的“蓝天白云”，是由于光的反射在水中形成的虚像，同平面镜成像的道理相同；
（3）作出反射光线和入射光线夹角的角平分线，即为法线；然后过反射点垂直于法线作出平面镜，如下图所示；此时入射角为=60°，则平面镜与水平面的夹角为30°，或者180°﹣30°=150°。
所以，应将平面镜与水平地面成30°或者150°夹角放置。
14．在医院、学校附近常常有禁止鸣笛的标志，这是为了预防 对环境的影响．在天更蓝、水更清的碧阳湖畔，平静的湖面倒映着蓝天、白云，这是光的 现象，和煦的阳光洒向湖边茂密的树林，走在树荫下，看到地面上圆形的光斑，这是 形成的太阳的像．
【答案】噪声；反射；太阳经过树叶缝隙．
【解析】（1）响度指声音的强弱或大小，与振幅和距离有关；高音喇叭和医用听诊器，将它们制成这种形状，都是为了减小声音的散失从而增大响度，在医院、学校附近禁止鸣笛标志，是通过在声源处减弱噪声；
（2）湖边人树在水中的倒影，是光的反射形成的，与平面镜成像的原理一样，成的是虚像；
（3）茂密树荫下的圆形光斑是太阳经过树叶缝隙形成的像，树叶缝隙就是小孔，所成的是太阳的实像．
15．现有（1）小孔成像；（2）立竿见影；（3）海市蜃楼；（4）水中倒影四个光现象。其中能用光的直线传播规律解释的是__________（填序号）。请你再举出一个光的直线传播现象的实例_____________。
【答案】（1）；（2）。激光准直、日食和月食等（选一个即可，其他正确也给分）。
【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；小孔成像说明光是沿直线传播的，立竿见影属于影子的形成，说明光是沿直线传播的；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。
16.小军身高1.66m，站在距平面镜3.2m处，能够看到自己的全身像。则他的像高 m，像到平面镜的距离为 m。
【答案】1.66；3.2
【解析】根据平面镜成像的特点：①所成的像是虚像；②像和物体形状、大小相同；
③像和物体各对应点的连线与平面镜垂直；④像和物体到平面镜间距离相等来解答此题。
（1）根据平面镜成像的特点，像和物体形状大小相同，所以身高1.66m的小明同学她在镜中的像高仍然为1.66m；
（2）由平面镜成像的特点知，像和物体到平面镜间距离相等，当人到镜面的距离3.2m时，像到镜面的距离也为3.2m。
三、作图题（4个小题，每题4分，共16分）
17. 如图所示，利用一块平面镜使太阳光水平射入隧道内，请你通过作图画出平面镜，并在图中标出反射角的度数。
【答案】
【解析】图中给出了入射光线和反射光线，根据反射角等于入射角的关系做入射光线和反射光线的角平分线，即为法线；过入射点作法线的垂线即为平面镜的位置；入射光线与水平面成60°，水平射入隧道内，即入射光线和反射光线夹角为120°，则反射角为60°，如图所示.
18．请在图中画出物体AB经过平面镜所成的像．
【答案】如下图所示。
【解析】先作出端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′，再用虚线连接A′、B′，即为物体AB经过平面镜所成的像，如上图所示。
19. 如图所示，在清水池底水平放置一平面镜，一束光射向水面的A点，经水折射和平面镜一次反射后射向水面的B点，请作出该过程的光路图。
【答案】
【解析】过平面镜做A点的对称点A′，连接A′B交平面镜与点O，OB即为反射光线，连接AO，即为折射光线(也是OB对应的入射光线)，如图所示。
20．如右图所示，一束光线从空气斜射到水面时发生反射和折射，OB为反射光线，请作出入射光线、法线和大致的折射光线（在图上标明三条光线的名称）
【答案】如图所示：
【解析】光反射时，反射光线、入射光线和法线在同一平面内，反射光线、入射光线位于法线的两侧，反射角等于入射角；光折射时，折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线、入射光线位于法线的两侧，光由空气斜射入水时，折射角小于入射角。
四、实验探究题（2个小题，21题8分、22题12分，共20分）
21.如图所示，某小组用甲、乙两个相同的蜡烛、玻璃板、刻度尺等器材探究“平面镜成像的特点”。他们在实验中发现，无论怎样移动点燃的甲蜡烛，在玻璃板的另一侧都可以使乙蜡烛与甲蜡烛的像完全重合。他们进一步测量了两蜡烛到玻璃板之间的距离，记录数据如下表所示。
根据实验现象和实验数据，你可以得出的结论有：
(1)平面镜所成的像是 (选填“实”或“虚”)像；
(2)平面镜所成的像与物体的大小 (选填“相等”或“不相等”)；
(3)像和物体到镜面的距离 (选填“相等”或“不相等”)
(4)物体逐渐远离平面镜时，它的像 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】（1）虚像；（2）相等；（3）相等；（4）不变．
【解析】（1）甲蜡烛在玻璃板的另一侧的像是不存在的，所以是虚像；
（2）根据乙蜡烛与甲蜡烛的像完全重合可知平面镜所成的像与物大小相等；
（3）分析表格中的实验数据可知：像和物体到镜面的距离相等；
（4）根据实验现象，无论怎样移动点燃的甲蜡烛，在玻璃板的另一侧都可以使乙蜡烛与甲蜡烛的像完全重合，可知平面镜所成的像始终与物体大小相等．
22. 如图是“探究平面镜成像时像与物的关系”的装置｡在水平桌面上铺一张白纸，将玻璃板竖立在白纸上，把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，一支完全相同但不点燃的蜡烛B放在玻璃板后面移动，直到看上去它与蜡烛A的像完全重合｡移动点燃的蜡烛，多做几次实验｡
(1)在玻璃板的前面放一支点燃的蜡烛A，还要在玻璃板的后面放一支没有点燃的蜡烛B，此操作目的是______
(2)在寻找蜡烛像的位置时，眼睛应该在蜡烛______ （选填“A”或“B”）这一侧观察｡某同学无论怎样调节蜡烛B，发现都不能与蜡烛A的像重合，发生这种现象的原因可能是______｡
(3)实验中，如果把蜡烛A远离平面镜，看到的像会______（选填“远离”或“靠近”），像的大小______（选填“变大”､“不变”或“变小”）｡
(4)若要确认平面镜所成的像是虚像还是实像，进一步的操作是______｡
【答案】便于比较像与物的大小 A 平面镜未与桌面垂直 远离 不变 在蜡烛B处放置光屏，观察光屏上是否能承接到像，确定像的虚实
【解析】(1)探究平面镜成像时像与物的关系中，在玻璃板的后面放一支没有点燃的蜡烛，这是为了比较像与物的大小。
(2)平面镜成虚像，在观察像的时候要在物体同侧，即A侧；当平面镜与桌面不垂直时，平面镜成的像与水平桌面不在同一水平面上，此时无论怎样调节蜡烛B，发现都不能与蜡烛A的像重合。
(3)平面镜成像是等大、等距的，因此蜡烛A远离平面镜时，像也会远离平面镜，像的大小不变。
(4)实像可以用光屏承接，而虚像不能用光屏承接，若要确认平面镜所成的像是虚像还是实像，进一步的操作是在蜡烛B处放置光屏，观察光屏上是否能承接到像，确定像的虚实。
五、综合素养题（23题9分、24题10分，共19分）
23.阅读与理解题
红灯停，绿灯行
红灯停，绿灯行，这是人所共知的，能否将红绿灯的作用互换一下呢？我们平时见到的太阳光是白光，它是由红、橙、绿、蓝、靛、紫等色光组成的，白光叫复色光，各种颜色的光叫单色光．单色光的颜色是由频率决定的，红光频率最低，波长最长；紫光频率最高，波长最短．光在空气中传播时，会遇到大气分子、水蒸气微粒以及尘埃微粒等障碍物．当光照射到这些微小的障碍物上，障碍物会将光波的一部分能量散射出去，而另一部分能量将穿过障碍物继续向前传播，光散射的强度与光波波长有关，波长越短，被散射出去的能量越多，穿过的能量越少，在相同条件下，红、橙光穿过的能量多，蓝、绿光被散射出去的能量多，早晚我们看见太阳时，见到的主要是太阳光中穿透厚厚大气层的红光、橙光，所以朝阳、落日是红色的．晴朗的天空，见到的主要是阳光中被大气散射的蓝、绿光，所以天空呈蓝色．
正因为红光在空气中散射最弱，穿透能力强，可以传到较远的地方，使车辆和行人在远处就能发现，及早做好准备，所以用红灯表示停止和危险信号．雾天行车，车上要开黄色警示灯，也是这个道理．可见红绿灯的作用是不能互换的．
阅读上文，回答下列问题：
（1）请你概括指出光散射遵循的规律．
（2）试着运用上文提到的知识解释大海为什么是蓝色的？
【答案】（1）根据文中的关键字句可知光散射遵循的规律：光散射的强度与光波波长有关，波长越短，被散射出去的能量越多，穿过的能量越少；
（2）我们能够看到大海是因为海水反射的光的进入我们的眼睛，射向水面的太阳光中波长较短的蓝光和紫光遇到较纯净的海水分子时就会发生强烈的散射和反射，于是人们所见到的海洋就呈现一片蔚蓝色或深蓝色了．
【解析】解答本题要抓住材料中的关键句子“光散射的强度与光波波长有关，波长越短，被散射出去的能量越多，穿过的能量越少”．太阳光由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成，这七种颜色的光，波长各不相同，从红光到紫光，波长逐渐变短，长波的穿透能力最强，最容易被水分子吸收，短波的穿透能力弱，容易发生反射和散射．
24.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辦认的程度时，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】 (1) C (2) 凝华 放 (3)色散 红
【解析】(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)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)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。
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。