专题04 光现象(解析版)

专题04 光现象
考点一、光的直线传播
1.如图将易拉罐的一端剪去，蒙上半透明纸，在罐底部开一个小孔，用它做小孔成像
实验，观察物体，如图所示，下列说法不正确的是()
A. 小孔必须做成圆形，否则成像会不清晰
B. 物体做顺时针转动时，像也做顺时针转动
C. 保持物体和小孔之间的距离不变，则半透明纸与小孔距离越大，像也越大
D. 小孔成像实验说明，光在同种均匀质中沿直线传播
【考点】小孔成像
【分析】小孔所成的像一定是倒立的实像，成像的大小取决于像到小孔的距离、物到小孔的距离，成的像可能比物体大，也可能比物体小。

小孔成像的原理是光在同种均匀质中沿直线传播，所以，小孔所成的像一定是倒立的实像，至于成像的大小与像到小孔的距离、物到小孔的距离有关。

【解析】
A.小孔成像时，成像情况与小孔的形状无关，故A错误，符合题意；
B.物体做顺时针转动时，像也做顺时针转动，故B正确，不符合题意；
C在物体距小孔不变的情况下，半透明纸是像的位置，因为成像的大小取决于像到小孔的距离，则半透明纸与小孔距离越大，像也越大，故C正确，不符合题意。

D.小孔成像是由光在同种均匀质中沿直线传播，故D正确，不符合题意；
故选A。

【答案】A
2.如图所示是发生日偏食的情况，月球把太阳遮住了一半，此时透过茂密的树叶，在
树下地面上形成的亮斑是()
A. 月牙形的
B. 圆形的
C. 树叶形的
D. 小孔的形状
【考点】小孔成像
【分析】日食的形成原因，知道日偏食是光沿直线传播形成的，知道发生日食时，太阳、地球、月球间的位置关系，是解题的关键。

在生活中随处可见，要学会用物理知识解释生活中的现象。

(1)用一个带有小孔的板挡在屏幕与物体之间，屏幕上就会形成物体的倒立的实像，我们把这样的现象叫小孔成像，这个现象反映了光沿直线传播的性质。

(2)日食是月球位于太阳与地球之间，三者在同一条直线上时，不透明的月球挡住了沿直线传播的太阳光，地球上看不到太阳的现象。

【解析】解：太阳光透过茂密的树叶，在树下地面上形成的亮斑，由于光的直线传播形成的。

因为树叶的缝隙其实就是一个个小孔，阳光通过小孔后，在地面上形成太阳的像，因为月亮挡住了射向地球的部分光线，所以在地面上产生的光斑形状是月牙形的。

故选：A。

【答案】A
3.下列光现象的成因与月食形成的原因相同的是()
A.镜中“风景”
B.杯中“断笔”
C. 墙上“孔雀”
D. 湖面“月影”
【考点】光的直线传播形成
【分析】(1)光在同种均匀均匀物质中沿直线传播，在日常生活中，激光准直、小孔成像、日食、月食和影子的形成等都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的；(2)当光照射到物体界面上时，有一部分光被反射回来，例如：平面镜成像、水中倒影等；
(3)当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向的会偏折，发生折射现象，如：看水里的鱼比实际位置浅等。

【解析】解：当太阳、地球、月球三者恰好或几乎在同一条直线上时(地球在太阳和月球之间)，由于光的直线传播，地球挡住了太阳光，从而形成了月食，即月食是由光的直线传播形成的；
A、镜中“风景”属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故A错误；
B、杯中“断笔”，是光的折射形成的，故B错误；
C、墙上“孔雀”属于手影，手影是由于光沿直线传播形成的，故C正确；
D、湖面“月影”属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故D错误；
故选：C。

【答案】C
4.排纵队时，如果你看到自己前面的一位同学挡住了所有的人，队就排直了，这可以
用______来解释；雷雨时，先看到闪电，后听到雷声，是由于______。

【考点】光的传播和速度
【分析】光在同种均匀介质中是沿直线传播的；且在空气中，光速约是3×108m/s、声速约是340m/s。

【解析】解：排纵队时，如果你看到自己前面的一位同学挡住了前面所有的人，说明队就排直了，这是因为光是沿直线传播的，当队伍排直的时候，该同学就会挡住前面所有同学射向自己眼中的光；
发生雷电时，闪电和打雷总是同时发生的，但我们总是先看到闪电，后听到雷声，这是由于在空气中光速大于声速的缘故。

故答案为：光沿直线传播；在空气中光速大于声速的缘故。

【答案】光沿直线传播在空气中光速大于声速的缘故
考点二、光的反射
5.中华传统文化博大精深，古诗词中蕴含着丰富的物理知识，下列诗句中能用光的反
射解释的是()
A.楼台倒影入池塘
B. 风吹草低见牛羊
C. 潭清疑水浅
D. 云生结海楼
【考点】光的反射、光的直线传播、光的折射现象
【分析】(1)光的反射现象，平面镜成像是由于光的反射形成的。

(2)光的折射现象，水底看起来比实际的要浅、斜插入水中的筷子向上折、海市蜃楼、凸透镜成像、彩虹等都是光的折射。

(3)光沿直线传播现象，如日食、月食、影子、小孔成像等现象都是由光沿直线传播形成的。

【解析】解：
A、“楼台倒影入池塘”属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故A正确。

B、“风吹草低现牛羊”是由于光沿直线传播而形成的，故B错误。

C、“潭清疑水浅”是由于池底的光从水中斜射入空气中时发生折射，折射角大于入射角而形成的，故C错误。

D、“云生结海楼”是海市蜃楼现象，是由光的折射形成的，故D错误。

故选：A。

【答案】A
6.一束光垂直射到平面镜上，若保持入射光线方向不变，将镜面旋转10°，则反射光
线转过的角度为()
A. 0°
B. 10°
C. 20°
D. 40°
【考点】作光的反射光路图；光的反射定律．
【分析】(1)此题考查了光的反射规律．
(2)在光的反射现象中，明确入射角、反射角之间的位置关系是解决此题关键．
【解析】(1)垂直入射时，入射角和反射角都等于0°，反射光线和入射光线在同一直线上；
(2)当平面镜转过10°时，此时的入射角等于10°，根据光的反射规律可知，反射角等于
入射角，由此可以确定反射角的大小，进而可以确定反射光线转过的角度为200
故选C．
【答案】C
7.平面镜M1M2之间的夹角为Q，一条入射光线与M1的夹角为25∘，要使得这条光线
经两次反射后能沿原路返回，则Q应为()
A.25∘
B. 50∘
C. 65∘
D. 75∘
【考点】光的反射定律
【分析】解答此题要明确以下知识点：
(1)光的反射定律内容，入射光线、反射光线、法线在同一平面上，反射光线和入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。

结合已知条件求出反射光线与M2的夹角。

(2)要清楚要使光线经镜面反射后沿原路返回，光线要与镜面垂直。

然后用几何知识求出∠ABC的度数即可。

对光的反射定律的掌握和应用，要知道在此题中光不只是经过一次反射，并且当光与镜面垂直时，根据光路可逆可知反射光线沿原路返回。

【解析】解：如图所示：
当一束光线与平面镜M1成25°角入射时，则反射光线与M2的夹角∠BAC=25°，又因为光线经平面镜两次反射后沿原路返回，所以AC是垂直射向M2的，即∠ACB=90°，则∠ABC=90°−25°=65°即平面镜M1与M2之间的夹角Q应为65°。

故选：C。

【答案】C
8.晚上，在桌面上铺一张白纸，把一块小平面镜压在白纸上，让手电筒的光正对着平
面镜和白纸照射，人从平面镜的正上方观察到的现象是()
A.白纸比较亮
B. 平面镜比较亮
C. 可能是白纸亮，也可能是平面镜亮
D. 以上说法都不对
【考点】漫反射和镜面反射
【分析】本题考查了漫反射和镜面反射的区别，解答本题不能只凭自己平时的经验去判断，需要用知识去进行分析。

判断物体亮暗的依据并不是镜面反射和漫反射，而是进入人眼光线的多少，进入眼睛的光线多感觉亮，进入眼睛的光线少感觉暗。

【解析】
光线垂直照射到白纸上，白纸表面是粗糙的，发生漫反射，反射光线射向四面八方，从正上方看时，只有一部分光进入眼睛；
当手电筒的光正对着平面镜照射时，平面镜发生镜面反射，反射光线垂直反射，从正上方看时，光线都进入了眼睛，因此从正上方看时，平面镜比较亮，故B正确，ACD错误。

【答案】B
9.如图，画出图中入射光线AO经平面镜后的反射光线。

【考点】光的反射定律
【分析】光的反射定律的内容：反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角。

作反射光线时，先确定反射点，根据反射角等于入射角在同一平面内法线的另一侧画出反射光线，注意完成题目的要求。

解：先过入射点垂直平面镜作出法线，已知入射光线与镜面的夹角为60°，则入射角为90°−60°=30°，
反射光线与入射光线、法线在同一平面上，反射角等于入射角在法线的左侧画出反射光线。

【答案】如图所示：
10.探究光的反射定律时，将一块平面镜放在水平桌面上，再把一张硬纸板竖直放在平
面镜上，硬纸板由可以绕ON折转的E、F两块板组成。

让一束光贴着硬纸板左侧的E板沿AO方向射到O点，在右侧F板上能看到反射光线OB。

(1)实验时从硬纸板前不同的方向都能看到入射光线，这是因为光在硬纸板上发生
了_____反射，其中硬纸板的作用是________________。

(2)如果将光线沿着BO方向射向平面镜时，反射光线沿着OA方向射出，这说明在
光的反射现象中，光路是_________________。

【考点】光的反射定律
【分析】
(1)漫反射是平行光被反射向各个方向的现象；在硬纸板上可以看到光路，且可以偏转；
(2)反射光路是可逆的。

【解析】
(1)实验时从硬纸板前不同的方向都能看到入射光线，这是因为光在硬纸板上发生了漫反射，各个位置都能看到反射的光线，其中硬纸板的作用是显示光的传播路径，将有反射光线的半个光屏向后偏转，可以探究反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内；
(2)如果将光线沿着BO方向射向平面镜时，反射光线沿着OA方向射出，这说明在光的反射现象中，光路是可逆的。

【答案】(1)漫；显示光的传播路径，探究反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内；(2)可逆的。

11.如图所示是探究光的反射规律的实验装置，在平面镜上放置一块硬纸板，纸板由可
以绕ON转折的E、F两部分组成。

(1)要使反射光和其入射光的径迹同时在纸板上出现，你认为纸板与平面镜的位置
关系是________(选填“垂直”或“不垂直”)。

实验时，从纸板前不同的方向都能看到光的径迹，这是因为光在纸板上反生了_________反射。

(2)小明让一束光沿AO贴着纸板E射向平面镜上，在纸板F上可看到反射光OB
的径迹，三次改变入射角的大小，实验所得数据如表所示。

他根据表中数据得出结论与其他同学得出的结论并不一致，请你分析小明测量实验数据过程中出现的问题可能是____________________________。

(3)三次实验中，总能在纸板上观察到反射光和入射光的径迹，由此小明得到结论：
在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在同一平面内。

请你评估小明的做法：______
(选填“合理”或“不合理”)，理由：__________________________。

(4)若将一束光贴着纸板沿BO射到O点，发现光沿图中的OA方向射出，这是因
为在反射现象中光路是______的。

【考点】光的反射定律的实验
(1)(2)(4)光的反射规律：三线共面(入射光线、反射光线、法线在同一平面上)，两线分居(入射光线、反射光线分居法线两侧)，两角相等(入射角、反射角)，光路可逆；在不同方向都能看到光的传播路径，是由于光在光屏上发生了漫反射而进入我们的眼里；
(3)要验证反射光线与入射光线是否在同一平面上，可以通过让纸板B不与纸板A在同一平面上来研究。

【解析】
(1)要使入射光线和其反射光线的径迹同时在纸板上出现，则法线必须与平面镜垂直，并且反射光线、入射光线和法线必须在同一平面内，因此纸板与平面镜的位置关系必垂直；
实验时从光屏前不同的方向都能看到光的传播路径，是由于光屏表面凹凸不平，光在这里发生了漫反射的缘故；
(2)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；
(3)不合理；实验中要探究反射光线、入射光线是否在同一平面内，应将纸板F沿法线方向折转，再次观察纸板上是否还能看到反射光；
(4)若将一束光贴着纸板F沿BO射到O点，则光沿图中的OA方向射出，这是因为在反射现象中光路是可逆的。

故答案为：
(1)垂直；漫；
(2)把反射光线与平面镜的夹角当成了反射角；
(3)不合理；小明没有把纸板F折转，再次进行实验，并观察纸板上是否还能看到反射光；
【答案】(1)垂直；漫；
(2)把反射光线与平面镜的夹角当成了反射角；
(3)不合理；小明没有把纸板F折转，再次进行实验，并观察纸板上是否还能看到反射光；
(4)可逆
考点二、平面镜反射
12.关于平面镜成像，下列说法中正确的是()
A. 平面镜成像的原理是光的反射
B. 平面镜所成的像就在平面镜上，我们通过平面镜看到的自己的像是实像
C. 平面镜越大，物体离平面镜越近，成的像就越大
D. 当物体比平面镜大时，物体不可能在平面镜中成一个完整的像
【考点】平面镜的成像特点
【分析】①平面镜成像的原理是光的反射。

②平面镜成像的关键是物体发出的光(或反射的光)射到平面镜上(即有入射光射到平面镜上)；
③平面镜成像的特点：物体到平面镜的距离与像到平面镜的距离相等，平面镜所成的像与物体关于平面镜对称，平面镜所成的像与物体大小相同，是虚像。

【解析】解：A、平面镜成像的原理是光的反射，故本选项说法正确。

B、根据平面镜成像特点知，平面镜只能成虚像，故本选项说法错误。

C.平面镜成的像与物体等大，与平面镜的大小无关，故本选项说法错误。

D、平面镜成像的关键是物体发出的光(或反射的光)射到平面镜上(即有入射光射到平面镜上)；所以当物体比平面镜大时，物体也可以在平面镜中成一个完整的像。

故本选项错误。

故选：A。

【答案】A
13.如图，是金山景区内的玉带桥，其桥面最高处距水面3米，要看到水中完整的桥的
倒影，水深应为()
A.3m
B. 大于3m
C. 小于3m
D. 上述答案均可
【考点】平面镜成像特点及光的反射原理
【解析】
【分析】倒影属平面镜成像现象，其原理是光的反射。

本题考查平面镜成像特点及光的反射原理，要会应用平面镜成像的特点分析解决实际问题。

【解析】
倒影属平面镜成像现象，其原理是光的反射，当桥面最高处距水面3米时，像距水面也是3m，即“倒影”到水面的距离是3m，至于水深为大于3m、小于3m或等于3m都可以。

故选D。

【答案】D
14.如图是验证“平面镜成像特点”的实验装置，其中A为玻璃板前点燃的蜡烛，B为玻
璃板后未点燃的蜡烛。

有关本实验的说法错误的是()
A.玻璃板应该与桌面垂直
B. 实验宜在较暗的环境中进行
C. 眼睛应从B一侧观察成像情况
D. 蜡烛燃烧较长时间后像物不再重合
【考点】平面镜成像实验
【分析】
此题以选择题的形式考查平面镜成像实验中需要注意的事项，这既是平时经常强调的地方，又是中考中经常涉及到的地方，要求深入理解，熟练掌握。

利用平面镜成像规律来解题：像与物关于平面镜对称
【解析】
A、实验时玻璃板如果不竖直，不论怎样移动后面的蜡烛都不可能与前面蜡烛的像完全重合，就无法验证像的位置和大小，所以玻璃板应与水平桌面垂直放置。

故A正确；
B、在比较明亮的环境中，很多物体都在射出光线，干扰人的视线，在较黑暗的环境中，蜡烛是最亮的，蜡烛射向平面镜的光线最多，反射光线最多，进入人眼的光线最多，感觉蜡烛的像最亮。

所以在比较黑暗的环境中进行实验，故B正确；
C、寻找蜡烛A的像的位置时，眼睛应在蜡烛A一侧观察，在蜡烛B的一侧不能看到蜡烛A的像；故C错误；
D、平面镜所成的像，物像等大，蜡烛燃烧较长时间后变短，像物不再重合，故D正确。

故选：C。

【答案】C
15.请利用平面镜成像的特点在图中作出从光源S发出的一条光线经平面镜反射后过A
点的光路图。

【考点】平面镜成像特点完成光路
【分析】
本题利用了平面镜成像特点完成光路，物与像关于镜面对称；本题还可以作出A点的像A′，连接SA′与镜面交于O点，从而确定入射光线和入射点，连接OA，OS画出反射光线和入射光线即可。

根据平面镜成像的特点知，反射光线好像是由像点发出的，由物与像关于镜面对称，作出像点后，连接S′A，与镜面的交点为入射点，再完成光路。

【解析】
过镜面作出点S的对称点S′，即为点光源S在平面镜中的像，连接S′A与镜面交于O点(即为入射点)，连接SO就得到入射光线，则OA为反射光线，如下图所示：
【答案】
16.如图甲所示，在“探究平面镜成像的特点”实验中：
(1)实验时，先将方格纸放在水平桌面上，再将茶色玻璃板________放置在方格纸
上。

(2)选用两个完全相同的棋子是为了比较________和物的大小关系。

(3)如图乙所示，棋子放在A处，观察者在B处，可以看到棋子的像在________。

(
填序号)
A.a处
B.b处
C.c处
D.d处
(4)将一张白卡片竖直放在像的位置，能否从白卡片上直接观察到像？答：________。

【考点】平面镜成像特点的实验及其应用
【分析】
(1)像与物关于玻璃板对称，玻璃板的摆放角度要能够使后面的棋子与前面棋子的像完
全重合；
(2)在此实验中，为了比较物像大小关系，利用等效替代的方法，用相同的棋子进行比较，来获得物像大小关系；
(3)像和物体关于镜面对称；
(4)根据平面镜成的是虚像这一特点，可判断棋子的像能不能成在白纸上。

【解析】
(1)如果玻璃板不垂直，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，因此应将茶色玻璃垂直放置在方格纸上；
(2)实验中的两棋子要求大小相同，这是为了探究物像的大小关系；
(3)A的像和A关于镜面对称，故可以看到棋子的像在b处，故选B；
(4)此实验中的白纸相当于光屏，光屏只能承接实像，不能承接虚像，因为平明镜成的像是虚像，所以棋子的像不会出现在白纸上。

故答案为：(1)竖直；(2)像；(3)B；(4)不能。

【答案】(1)竖直；(2)像；(3)B；(4)不能。

17.某同学为了探究“平面镜成像时，像与物到平面镜的距离的关系”，所用的实验器材
有：单面镀膜的玻璃板、支架、两个相同的跳棋、白纸和刻度尺。

实验装置如图(甲)所示。

(1)在白纸上画一条直线，将玻璃板竖直立在白纸上，使玻璃板__________那一面
的下边线与直线重合(选填“有膜”或“无膜”)。

(2)用镀膜玻璃板和跳棋做实验，实验环境有：①几乎无光的实验室，②有阳光的
实验室，在__________中进行实验效果好(选填“①”或“②”)。

(3)在同样的实验环境下，用镀膜玻璃板实验比用普通玻璃板实验成像更清楚，主
要原因是：_____________________________________。

(4)在白纸上沿跳棋A和B的边缘画圆，测出物距u和像距υ的值如下表：
①如图(乙)所示，第1次实验测量的物距是A的右端到直线的距离，则像距
υ1=_________cm。

②该同学发现三次实验的像距都比物距略大一些，原因是：______________(只有
一个正确选项，将正确选项的字母填在横线上)
A.刻度尺测量像距时存在误差
B.玻璃板有一定厚度
C.物和像的标记点不对应
D.玻璃板没有竖直放置
【考点】平面镜的成像特点
【分析】
(1)有膜的一面作为反射面；
(2)物体射出的光线对人眼刺激越强，人眼感觉物体越亮，物体经过平面镜反射，反射光线进入人眼的光线越多，人眼感到物体的像越亮；
(3)用镀膜玻璃板实验比用普通玻璃板实验成像更清楚，是反射能力更强；
(4)①刻度尺的分度值是刻度尺相邻两刻度线表示的长度。

使用刻度尺时要明确其分度值，起始端从0开始，读出末端刻度值，就是物体的长度；起始端没有从0刻度线开始的，要以某一刻度线为起点，读出末端刻度值，减去起始端所对刻度即为物体长度，注意刻度尺要估读到分度值的下一位；②玻璃板有一定厚度，有两个反射面。

【解析】
(1)在白纸上画一条直线，将玻璃板竖直立在白纸上，有膜的一面作为反射面，使玻璃板那一面的下边线与有膜直线重合；
(2)用镀膜玻璃板和跳棋做实验，实验环境在有阳光的实验进行实验效果好；几乎无光的实验室不能完成实验；
(3)在同样的实验环境下，用镀膜玻璃板实验比用普通玻璃板实验成像更清楚，主要原因是：镀膜增强了对光的反射；
(4)①由图知：刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是0.1cm，即此刻度尺的分度值为1mm；
物体左侧与0对齐，右侧略偏过3.0cm，估读为3.50cm，所以物体的长度为L=3.50cm−0cm=3.50cm。

②玻璃板有一定厚度，有两个反射面，测量时三次实验的像距都比物距略大一些。

故答案为：(1)有膜；(2)②；(3)镀膜增强了对光的反射；(4)①3.50；②B。

【答案】(1)有膜；
(2)②；
(3)镀膜增强了对光的反射；
(4)①3.50；②B
考点四、光的折射
18.有一圆柱形敞口容器，从其左侧某一高度斜射一束激光，
在容器底部都产生一个光斑O如图所示，下列操作使光
斑向左移动的是()
A. 保持水面高度不变使激光笔向右平移
B. 保持激光射入角度不变使水面下降
C. 保持激光射入角度不变使水面上升
D. 保持水面高度和入射点不变使激光入射角增大
【考点】光的折射定律
【分析】
考查了光的折射定律：折射光线、入射光线、法线在同一个平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，当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；当光由水中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。

入射角大小不变时，折射角大小不变。

(1)光斑的形成原因，激光由空气斜射进入水中，光线要发生偏折；
(2)光斑的移动原因，水面上升或下降，入射角不会发生变化折射角也不会发生变化，但折射点要发生移动，折射光线要发生平行移动，所以找到折射点与水面升降的关系的变化规律，即可找到光斑移动与水面升降的变化关系。

【解析】
A.保持水面高度不变使激光笔向右平移，光斑右移，故A不符合题意；
B.保持激光射入角度不变，使水面下降，由下图可知，入射点向右移动，则光斑向右移动，故B错误；
C.保持激光射入角度不变，使水面上升，由下图可知，入射点向左移动，则光斑向左移动，故C正确；
D.保持水面高度和入射点不变，使激光入射角增大，折射角变大，光斑右移，故D错误。

故选C。

【答案】C
19.一束太阳光经三棱镜后，在棱镜另一侧的白纸屏上可形成一条彩色光带，如图所示。

据此可知，一束红紫复色光沿AO从空气斜射入玻璃砖，发生折射，光路可能正确的是()
A. B.
C. D.
【考点】光的折射定律
【分析】(1)光的折射规律：折射光线与入射光线和法线在同一平面内；折射光线与入射光线分居法线两侧；当光从空气斜射入水里或其它透明介质中时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角。

(2)白光经三棱镜后，光屏自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带，是因为不同颜色的光经玻璃的折射本领不同。