人教版高中物理选修3-4光的反射和折射练习及答案

高中物理学习材料

（灿若寒星**整理制作）

光的反射和折射练习及答案

光的直线传播

1．下列现象中能说明光是沿直线传播的是

(A) 小孔成像(B) 日食、月食

(C) 海市蜃楼(D) 射击中的三点一线

解：（ABD）“海市蜃楼”现象说明光在不均匀介质（密度不一样的各空气层）中会发生折射，以至于全反射现象。（在后面将了解到全反射）沙漠中，在沙面上方较高处的空气层比贴近沙面的空气层受热少，密度较大。这样，沙面上的空气形成了上密下疏的状况。从远处景物—绿树射来的光线穿过着上密下疏的空气层时就要发生折射，入射角逐渐增大，当达到临界角时，就会发生全反射，应而看到湖水得倒影，见图：

空气层高，温度高，（空气导热

不好）密度小，折射率小

空气层较接近海面，温度低，（水

的比热大）密度大，折射率大

海面上的“海市蜃楼”的形成过程也是上述道理。见上图。

2．关于日食和月食的说法正确的是

(A) 日全食是在地球的本影中发生的

(B) 日环食是在月球的伪本影中发生的

(C) 月偏食是在地球的半影区中发生的

(D) 月偏食是在地球的本影区中发生的

解：（BD ）日食不再说了，月蚀是怎么会事呢？月球本身不是光源，反射太阳光而被我们看见。发生月蚀时，太阳、地球、月球几近排在一条直线上，太阳照射地球在地球后面留下影子，有半影区和本影区，当月球一部分进入半影区时，有一部分太阳光被挡住，但月球向着地球的一面仍能反射另一部分太阳光而被我们看见，此时月球比平常略暗；当月球一部分进入本影区，一部分在半影区，则进入本影的部

分不反射任何太阳光，

为全黑，如图所示。因

此，月偏食是在月球一部分进入本影区，一部分在半影区时发生的；当月球全部进入本影区时，发生月全食。注意：关键是我们总是在地球上观察！

3．如图所示，小球位于距墙MO 和地面NO 等远的一点A ，在球的右边紧靠小球有一点光源S. 当小球以速度v 水平抛出后，恰好落在墙角O 处，当小球在空中运动时，在墙上就有球的影子由上向下运动，其影子中心的运动是

(A) 匀速直线运动

(B) 初速度为零的匀加速直线运动，加速度小于g

(C) 自由落体运动 (D) 变加速运动 解：（A ）

设光源（即小球初始位置）到墙的距离为d,小球的影子在位置1；当小球经过时间t 下落到某一位置时，

光照着它在墙上留下的影子在位置2；1、2两个位置之间的距离可以这样求出：

太阳 地球 月球 M O

N

A

S v 1 2

3

θ

在三角形12A 中，S 12=d ·tan θ

而由平抛运动的知识我们知道，

tan θ=t v gt 02

2

1=02v gt 因此，S 12

=d ·tan θ=0

2v dg

t

也就是说，影子的位移与时间成正比！当然，它对应的运动应为匀速直线运动。 注意：要判断一个物体是如何运动的（当其他条件未知时），只有依据位移和速度公式。当推导出物体的位移与时间成线性关系，或物体运动的速度与时间无关时，物体应做匀速直线运动；当推导出物体的位移与时间成二次函数关系，或物体运动的速度与时间成线性关系时，物体应做匀变速直线运动。

光的反射

4．如图所示，S 是位于两个互相平行的平面镜M 和N 之间的点光源。固定镜M 和点光源S ，令镜N 以速度v 向S 平移，在此过程中，两镜内最靠近镜面的四个像中有

(A) 两个像的速度大小为2v (B) 三个像速度大小为2v

(C) 两个像速度方向与v 相同

(D) 三个像的速度方向与v 相同 解：如图，S 1为S 关于平面镜M 成的

像；S 2为S 关于平面镜N 成的像；由

于S 发出的光线经过M 的反射后照到

N 上又反射出去，看起来好像是S 1是

光源一样，这样，虚像S 1又成了一个虚像S 4！同理，S 3为S 2关于平面镜M

成的像。

经分析可知，当镜N 以速度v 向S 平移时，S 1不动；S 2速度2v 向右；S 3速度2v 向左；S 4速度2v 向右。答案为（BC ）

5．S 为静止的点光源，M 为与竖直方向成θ角的平面镜，若平面镜在水平方向上做振幅为A 的简谐振动，如图所示，则点光源

S 在平面镜中的像点S'的运动情况是 (A) 在水平方向上做振幅为2Acos θ的简谐振动

(B) 在SS'连线方向上做振幅为2Acos θ的简谐振动 (C) 在水平方向上做振幅为4Acos θ的简谐振动

(D) 在SS'连线方向上做振幅为4Acos θ的简谐振动 2A

S

M

v

S N M S 1 S 2 S 3

S 4 S ’

解：B 。如图，先把S 的像S ’做出来。若平面镜在水平方向上运动，则像就总在SS ’连线上；镜子若移动A ，则像移动2Acos θ，因此，像的振幅为 2Acos θ。注意：不要想当然，要认真的画光路图！！

6．如图所示，从光源发出的光，垂直射到平面镜上，反射光在正对着平面镜3m 处的墙上形成光斑。若要使光斑向上移动1m ，平面镜以O 点为轴转过角度

(A) 5°(B) 10°(C) 15°(D) 20°

解：如图，反射光斑转过300，平面镜转过150. 答案（c ） 7．如图所示，圆筒中有一平面镜，点光源S 1发的光射到平面镜上反射到筒壁上呈光斑S 2，

当平面镜绕筒轴以角速度ω匀速转动时，光点S 1在镜中的像S 1'的角速度等于_____2ω___，光斑S 2在镜中的像S 2'的角速度等于_0_______。

解：光点S 1在镜中的像S 1'如图所示，（可以看出，无论平面镜绕筒轴如何转动）它与S 2在同一直径上，想

象一下，平面镜绕筒轴以角速度ω匀速转动，光斑S 2

转动的角速度为2ω，而与它同在一条直径上的S 1'的角

速度应该也是2ω。而光斑S 2在镜中的像S 2'与S 1在同一直径上，（无论平面镜绕筒轴如何转动都是）；S 1是固

定的发光点，它的位置不动，S 2'的位置当然也不动！！

遇到这种问题，一定要画图！！

8．用两块平面镜组成的一个直角镜，有一条光线照射到角镜后发生反射，如图所示，把角镜绕其顶点O 在纸面内旋转一个角度α，则新的反射光线与原反射光线的夹角为多少度？

(A) 0

(B) α

(C) 2α (D) 无法确定 解：直角镜总是能把入射光偏转1800即反向反射出去

（当然经过二次反射），入射光的方向不变，只转动直

角镜，反射光线方向仍不变，所以新的反射光线与原反射光线的夹角为0度 答案（A ） O O S 镜 墙 3m 1m 300 S 1

S 2 S 1’

S 2’