初中物理竞赛暨高中自主招生辅导光现象模板.doc

光现象

[典型题例]
例1、（2013全国初中应用物理知识竞赛）验钞机发出的“光”能使钞票上的荧光物质发光；家用电器的遥控器发出的“光”，能用来控制电风扇、电视机、空调器等电器的开启与关闭。对于它们发出的“光”，下列说法中正确的是（ ）
A. 验钞机和遥控器发出的“光”都是紫外线
B. 验钞机和遥控器发出的“光”都是红外线
C. 验钞机发出的“光”是紫外线，遥控器发出的“光”是红外线
D. 验钞机发出的“光”是红外线，遥控器发出的“光”是紫外线
解析：验钞机是利用紫外线的荧光效应来鉴别钞票真伪，所以验钞机发出的“光”是紫外线。遥控器利用红外线传递信号来遥控的，所以遥控器发出的“光”是红外线，选项C正确。
想一想：红外线和紫外线在空气中的速度相同吗？我们的眼睛能看到红外线和紫外线吗？
例2、如图所示，将蜡烛点燃后，在针孔后面的屏上成一倒立的像。试用光的直线传播规律解释这个现象。
解析： 可将空气看做均匀介质，认为光在空气中沿直线传播。点燃的蜡烛能够被视为由许多小发光点组成，每个发光点都向四面八方发出光线。每个发光点所发出的光线中，只有一小束通过针孔到达屏幕，并在屏上形成一个小亮斑。点燃的蜡烛上各个发光点在屏上形成的亮斑组合在一起，就成为蜡烛经针孔所成的像。像与物体形状相同，是倒立的。
想一想：夏日，浓密的树荫下一串串圆形或椭圆形的小亮斑是怎样产生的？
拓展：日食和月食都是由于光的直线传播形成的。在太阳光的照射下，地球和月球在背离太阳的方向都拖有一条长长的影子。当月球的影子扫过地球表面时，便产生了日食；当地球的影子遮住了月球时，便产生了月食。在日食现象中，有日全食、日偏食和日环食三种。其中，月球的伪本影扫过的地区将看到日环食，如图所示。在月食现象中，只有月全食和月偏食两种。地球上处于月球半影中的人将看到日偏食，而月球处于地球半影中时，与平时并无显著变化，因此，不把这种情况看做月偏食。同月球相比，地球的本影要长得多，月球在轨道上运行不可能进入地球的伪本影区，所以，没有月环食现象。根据光的直线传播原理，只有日、月、地三球近似排成一条直线上时，才有可能发生日食和月食，所以日食总是发生在朔日，即农历的初一，月食总是发生在望日，即农历的十五或十六。由于月球绕地球运转的轨道平面与地球绕太阳运转的轨道平面并不重合，而是约有5°的夹角，因此，并不是每个月都发生日食或月食。
例3、下列哪个情景中的“影”是由于光的折射产生的（ ）
A. 立竿见影 B. 毕业合影 C. 湖光倒影 D. 树影婆娑
解析：立竿见影是光的直线传播，毕业合影是光通过凸透镜折射在底片上所成的实像，湖光倒影是光的反射所成的虚像，树影婆娑是光的直线传播。
想一想：与光的直线传播、光的反射和光的折射有关的现象在生活中随处可见，你还能说出哪些？
例4、（2002年全国初中应用物理知识竞赛题）小明的写字台上有一盏台灯。晚上在灯前学习时，铺在台面上的玻璃“发出”刺眼的亮光，影响阅读。在下面的解决方案中，最简单、效果最好的是（ ）
A. 把台灯换成吊灯 B. 把台灯放在正前方
C. 把台灯移到左臂外侧 D. 把台灯移到右臂外侧
解析： 铺在台面上的玻璃“发出”刺眼的亮光一般是由于台灯可能正好在人的正前方，从而有较强的反射光朝人反射，如将台灯移到人的侧旁，即可避免这种现象。通常人以右手写字，则应以台灯移到左臂外侧最好。如果台灯移到右臂外侧时，右手的影子将落到纸上，影响看书写字。
O
O＇
A＇
A
B
B＇
Q
P
例5、为什么人向平面镜靠近时，他认为自己的像变大了？
解析：如图，人观察物体所感觉到的物体的大小由视角决定。视角是物体两端与眼睛连线的夹角，图中∠AOB就是视角。人看平面镜所成的像，将像当成物体，当人从P移至距平面镜较近的Q时，视角由∠AOB变为∠A＇O＇B＇，视角变大，所以人认为像变大了。
例6、把两块平面镜竖直放置，并使它们镜面间的夹角为60°。在它们的夹角的角平分线上方有一蜡烛，则蜡烛在两个平面镜里总共可以成的虚像个数是（ ）
A. 3个 B. 4个 C. 5个 D. 6个
解析：本题可以延伸到物体放在两平面镜间任何位置。结合数学知识，用对称法可以证明成像的个数n与平面镜夹角θ之间的关系是：。故本题应选择C。
例7、有一种设计巧妙的自行车尾灯，本身并不发光，但当来自车后面的汽车灯光从任何方向射向“尾灯”时，它都能将光线“反向射回”。如图所示即为该型尾灯，是由一些互相垂直的小平面镜拼成的。请回答其让光线“反向射回”的道理。
解析：任何方向射去的光线，经过两个互相垂直的平面镜两次反射后，其射出的光线与射入的光线平行且反向，即所谓“反向射回”。道路旁的闪光路标也是采用了同样的装置。
1
2
3
基板
拓展：道路上的公路反光标识和车牌也应用了光线“反向射回”的原理，不过它们不是由平面镜组成，而是由基板和附着在上面的反光膜所组成，如图所示。反光膜由透明保护层1、单层排列的玻璃微珠2、反射层3，并通过反射层下的胶合层与基板胶合在一起。从远处射向反射膜的灯光，经玻璃微珠折射后会聚到它后面的反射层上，光就沿原路返回，因而它实现“反向射回”的途径是先折射后反射。这样，夜间行驶的汽车就可以用它自身的灯光，照射道路交通标识和车牌上，从逆向反射光中看清楚黑暗中的道路交通标识和前方车辆的车牌号。
F
例8、有一个凸透镜固定于薄壁玻璃筒中间，在凸透镜的焦点F处放一个点光源S，然后注入水，使水面处于光源S和凸透镜之间，如图所示，为使经凸透镜折射后的光线是一束平行光，则光源的位置（ ）
A. 应适当升高 B. 应适当降低
C. 应不动 D. 无论怎样变动，均无法实现
解析：若从光源射出的光进入水中发生折射，再经凸透镜折射这个角度去思考问题，比较困难，我们不妨逆向去想，设想在水中有一束平行光，经凸透镜折射后，再到达水面处发生折射，再根据光路的可逆性分析判断。
拓展：如图所示，容器内有一个凹镜，平行于主光轴的光经凹镜反射后会聚于焦点，如果在容器内注满水，其他条件不变，则焦点的位置将比不注水时（ ）
A.向下移动 B.向上移动
C.保持不变 D.水平移动
例9、如图，纸筒A的一端蒙了一层半透明纸，纸筒B的一端嵌了一个凸透镜，两纸筒套在一起组成了一个模型照相机。为了在A端得到清晰的像，要调整A、B间的距离，这时（ ）
A．眼睛应对着B端向筒内观察，看看像是否清楚
B．如果看近处的景物时像很清楚，再看远处的景物时就应该把B向外
拉，增加A、B间的距离
C．应把A端朝着明亮的室外，B筒朝着较暗的室内，否则看不清楚
D．应把B端朝着明亮的室外，A筒朝着较暗的室内，否则看不清楚
解析：若把模型照相机误认为小孔成像，则易错选答案A．模型照相机原理是凸透镜成像原理，右侧远处的景物发出的光线通过B端凸透镜在A端半透明纸上成倒立的缩小的实像．当物距增加时，像距减小，像变小。根据凸透镜成像原理，应把B端凸透镜对室外， A端朝着较暗的室内，这样室外景物的光线经凸透镜折射后在半透明纸上成倒立缩小的实像，由于室内光线较暗，才可以看清成像情况．当由近景改看远景时，物距增大，像距减小，所以应减小 AB 间的距离才能使像清晰地成在半透明纸上。
例10、用照相机拍摄一辆以10m/s的速度运动着的汽车时，要求底片上汽车的像移动不大于0.1mm，底片上的像才不至于模糊。设汽车车身长3m，底片上汽车的像长为1.5cm，那么曝光时间应为多少秒？
M
N
S＇
S
解析：汽车在运动，像在底片上也在运动，利用凸透镜成像光路图中物与像的几何关系，确定汽车运动的距离，再求汽车允许的最大速度。
拓展：如图，S是点光源，S＇是S的像点，MN是透镜的主光轴。用作图法确定透镜的种类、位置和透镜的两个焦点。
例11、现代摄像机所用的光学镜头是可变焦距的，当物距改变时，可以不改变镜头到底片的距离（像距），仍可获得清晰的像。如果被拍摄物体远离镜头而去，则镜头的焦距应（ ）
解析：本题用凸透镜成像公式分析较简单，也可用凸透镜成像规律分析解答。
（一）公式法：根据题意，物距增大，像距不变。由，得。当u增大、v不变时f增大，即镜头焦距应增大。
（二）分析法：由凸透镜成像规律知，物距增大，像距减小，像向焦点移近。为使像距增大，应增大焦距，使像随焦点向后移动，再次清晰地成在屏（底片）上。
透镜

甲
放大
倒立
实像
乙
缩小
倒立
实像
丙
放大
正立
虚像
拓展：有甲、乙、丙三个凸透镜，将这三个透镜放在光具座上做成像实验。在保持各透镜跟烛焰的距离相等的条件下，得到实验记录如下表：
由此表可知：甲、乙、丙三个透镜的焦距关系为（ ）
A. f甲>f乙>f丙 B. f丙>f甲>f乙
C. f甲<f乙<f丙 D. f乙>f丙>f甲

[巩固练习]
1、早晨看太阳从地平线上刚刚升起时，实际上它还处在地平线的下方，这种现象是由光的_______造成的。
2、雨后填空出现绚丽的彩虹，它的外侧是______色，而内侧是_______色。
3、大型商场常用平面镜装饰墙壁，它可以给人以增大空间的感觉，这是利用_____________的道理。
4、耳鼻喉科医生头上戴的反光镜是_______镜，近视眼的镜片是_______镜。
5、阳光下微风轻拂湖面，湖面上波光粼粼，这时产生的是光的________现象；透过厚薄不均匀的玻璃看室外的电线，可能会看到电线粗细不均匀且弯弯曲曲，这时产生的是光的________现象。
6、小明站在地上，他身高1.70m，眼睛距头顶8cm，如果他想从竖直挂在墙上的平面镜里看到自己的脚，这面镜子的底边离地面的高度应不超过______m。
7、体检中测视力时，人眼到视力表的距离应为5m，由于房间长度不够，学生常常是通过竖直挂在墙上的平面镜来观察视力表。如图，若小红离身后的视力表距离为0.4m，则视力表到平面镜的距离应为______m才符合要求。
8、一只小鸟在深为8米的平静的河面上飞过，当小鸟距水面25m时，小鸟在湖面的“倒影”是　　 (填“实”或“虚”)像，它是由于光的　　　 形成的，该“倒影”在河面下_______米。
9、在量度大衣橱上的平面镜厚度时，有人用手指和镜面垂直接触，估计指尖和它的像像距6mm，则镜子的厚度大约是_______mm。
10、多媒体教室中的投影银幕是用粗糙的白布做成的，其优点在于：一是利用 　　　　_ 使教室里各座位上的同学都能看到画面；二是白布能反射_____________颜色的光，使同学们能看到色彩正常的画面。
11、入射光线与平面镜的夹角为50°，则入射角为________，由于平面镜的反射，光的传播方向改变的角度为________；若转动平面镜，使入射角减小10°，则反射光线与入射光线的夹角为________；若让光线垂直射向平面镜，则它的入射角为________，反射角为________。
12、若用镜头焦距为f的照相机拍照，被拍景物到镜头的距离应_______2f（选填“大于”、“等于”或“小于”）；若要使取景范围变大一些，则照相机镜头距景物的距离应_________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
13、如图所示为小刚看远处物体时的光路图，他是_______眼，矫正的方法是戴_______透镜片做的眼镜；小丽的爷爷是远视眼，当爷爷戴上老花镜后，小丽透过镜片发现爷爷的“眼睛”好象变大了，这是因为小丽看到爷爷的“眼睛”是通过镜片形成的正立、放大的_______像（填“实”或“虚”）。
14、望远镜有很多的种类，其中有一种望远镜的物镜和目镜都是凸透镜，此时被观察的远处的物体通过物镜成_____、_____实像；目镜的作用相当于一个________，把这个像放大。通过望远镜观察的物体的像并没有被放大，因为_________近了，使它对我们眼睛所成的__________变大了，所以能够看清楚。
15、下雨时，雨滴看上去好像是连成一条线，这是由于（ ）
A. 雨滴下落速度大而连在了一起 B. 雨滴小，看起来就连成了线
C. 人眼有视觉暂留现象 D. 观察时间和雨滴下落时间太短
16、在纸上剪一个很小的方形孔，让太阳光垂直照射在上面，那么在地面上形成的光斑（ ）
A. 是方形的，它是太阳的虚像 B. 是圆形的，它是太阳的虚像
C. 是方形的，它是太阳的实像 D. 是圆形的，它是太阳的实像
17、下列四个物理现象中，有一个形成的原因与另外三个不同，这个现象是（ ）
A.人站在太阳光下就有影子 B.对镜梳妆时能看到镜中的“自己”
C.黑板上有一小块“晃亮” D.河水中映出了岸边的树的倒影
18、白天在室内照镜子（窗户南开），为了能清楚地看到自己的面容，镜子的反射面应（ ）
A.朝南   B.朝北  C.朝西      D.朝东
19、雨后天晴的夜晚，为了不踩到地上的积水,下列判断中正确的是（ ）
A．迎着月光走,地上暗处是水,背着月光走发亮处是水
B．迎着月光走,地上发亮处是水,背着月光走地上暗处是水
C．迎着月光或背着月光走,都应是地上发亮处是水
D．迎着月光或背着月光走,都应是地上暗处是水
20、下列说法正确的是（ ）
A. 玻璃呈“无色”是因为它能透过一切色光
B. 衣服呈白色是因为它能发出白光
C. 衣服呈红色是因为它能反射一切色光
D. 物体呈黑色是因为它能反射一切色光
A
B
O
P
21、有一物体P放在两个直立的大平面镜AO和BO中间，若两平面镜间夹角为72°，如图，人从平面镜中看到物体的像有（ ）
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
22、人潜在水中看岸上的物体，将看到（ ）
A. 变矮了的景物的实像 B. 变高了的景物的实像
C. 变矮了的景物的虚像 D. 变高了的景物的虚像
23、观察水边风景照片，总会发现“倒影”部分比景物本身暗一些，这是由于（ ）
A. 入射光线有一部分折射入水中 B. 眼睛有一种习惯性感觉
C. 光线被反射掉一部分 D. 冲洗照片底片质量有问题
24、一束灯光自东向西斜照到游泳池底的中央，在将池水逐渐灌满的过程中，池底的光斑将（ ）
A. 向东移动 B. 向西移动 C. 先向东后向西移动 D. 仍在原位置
25、在没有其他光照的情况下，舞台追光灯发出的绿光照在穿白上衣、红裙子的演员身上，观众看到他（ ）
A. 全身呈绿色 B.上衣呈绿色，裙子呈红色
C. 上衣呈绿色，裙子呈紫色 D. 上衣呈绿色，裙子呈黑色
26、人眼能看到物体是因为物体在眼睛的视网膜上形成（ ）
A. 与物体等大的倒立的实像 B. 放大的正立虚像
C. 缩小的倒立实像 D. 缩小的正立虚像
27、一块正方形玻璃砖的中间有一个球形的大气泡，隔着气泡看玻璃砖后的物体，看到的是（ ）
A. 放大正立的像 B. 缩小正立的像 C. 直接看到原物体 D. 等大的虚像
28、老奶奶用放大镜看报纸时，为了看到更大的清晰的像，应（ ）
A．报纸和眼睛不动，放大镜离报纸远一些 B．报纸和眼睛不动，放大镜离报纸近一些
C．报纸和放大镜不动，眼睛离报纸近一些 D．报纸和放大镜不动，眼睛离报纸近一些
29、把物体和光屏的位置固定，在两者的正中间放一个透镜，这时光屏上出现一个清晰的放大的像，若再移动透镜到某一位置时，则光屏上（ ）
A. 还可以出现一个缩小的像 B. 还可以出现一个放大的像
C. 先后出现一个缩小的像和放大的像 D. 不再出现像
30、小星同学利用太阳光测量凸透镜的焦距，方法如图所示。他注意到让凸透镜正对阳光，但没有仔细调节纸片与透镜的距离，在纸片上的光斑并不是最小时，就测出了光斑到凸透镜中心的距离L，那么，凸透镜的实际焦距（ ）
A．一定小于L B．可能等于L
C．一定大于L D．可能小于L，也可能大于L
31、把凸透镜正对太阳光，可在距凸透镜10 cm处得到一个最小最亮的光斑．若用此透镜来观察邮票上较小的图案，则邮票到透镜的距离应（ ）
A．大于10cm B．大于20cm C．小于10cm D．大于10cm，小于20cm
32、一凸透镜的焦距是10cm，将点燃的蜡烛从离凸透镜50cm处移到15cm处的过程中，像的大小和像距的变化情况是（ ）
A．像变大，像距变小 B．像变大，像距变大
C．像变小，像距变小 D．像变小，像距变大
33、在“探究凸透镜的成像规律”时，把蜡烛放在凸透镜前30cm处，光屏上可接收到倒立缩小清晰的像。则该凸透镜的焦距可能为（ ）
A．10cm B．15cm C．20cm D．30cm
34、汶川地震发生后，我们经常在电视上看到从高空飞机上拍摄到的画面，若用一镜头焦距为60mm的相机在高空拍照，此时胶片到镜头的距离（ ）
A．大于120cm B．恰为60cm C．小于60cm D．略大于60cm
35、投影仪在现代教学中已经得到广泛的应用，投影仪的镜头相当于是一块焦距不变的凸透镜，下列有关说法正确的是（ ）
A．无论物距多大，凸透镜均可成清晰的像
B．投影仪所成的像可以是实像，也可以是虚像
C．要使投影仪清晰成像在更远的屏幕上，投影仪的镜头要距投影片更近一些
D．放大镜就是一个凸透镜，它和投影仪所成像的特点是一样的
36、对学习过的知识进行归纳总结，从而加深对知识的理解，是一种重要的学习方法。以下是小明学习了关于“平面镜成像”和“凸透镜成像”的知识后，总结出的关于实像和虚像的一些特点，其中错误的是（ ）
A．虚像不可以用光屏承接 B．虚像可以是正立的，也可以是倒立的
C．实像一定能用光屏承接 D．实像可以是放大的，也可以是缩小的
37、在做凸透镜成像实验时，当物体在光屏上成像后，用不透明的硬纸板遮住透镜的一半，则此时成像情况是（ ）
A. 物体成的像仍然是完整的 B. 物体成的像变成了半个
C. 光屏上的像消失了 D. 物体成的像虽然是完整的，但却缩小一半
38、在商店里买布时，特别是花布，为了看准颜色吗，要把布拿到太阳光下观察，而不是在日光灯下看，这是为什么？

39、只要你在平时的马路上稍微注意观察一下就会发现，除了大型客车外，大多数汽车的前窗都是倾斜的。你能用光学原理解释这一情况吗？

40、请你设计一个方案：不用上树，就能用一个平面镜和一把卷尺测量出一棵大树的高度。要求画图说明，写出树高的计算公式。

41、有两个凸透镜，甲的焦距较长，乙的焦距较短，要使一束平行光通过这两个透镜后仍是平行光，但光束比原来的宽，这两个凸透镜应该怎样放置？

A
B
C
D
M
N

42、如图所示，在水平地面上有一障碍物ABCD，较大的平面镜MN在某一高度上水平放置，试用作图法作出眼睛位于O点从平面镜中所能看到障碍物后方地面的范围。如果想在原处看到更大范围的地面，水平放置的镜子的高度应怎样改变？

43、身高1.7m的人以1m/s的速度向路灯走去，在某一时刻人的影长L1=2.3m，经过5s人的影长L2=1.3m，试求路灯悬挂的高度H等于多少？

44、一束太阳光沿着与水平面成60角的方向射到平面镜上，要使反射光线沿水平方向传播，平面镜应怎样放置？

)α
)120°
45、如图，两个平面镜互成α角，两条平行光线分别射到两块平面镜上，其反射光线反向延长线的夹角为120°，求两平面镜的夹角α。