全國初中物理自主招生專題大揭秘專題14 光的反射、平面鏡成像 （學(xué)生版）

頁一．選擇題（共14小題）1．下列關(guān)于光線的說法正確的是（）A．一個光源只能射出一條光線 B．光線實際上是不存在的 C．光線就是很細(xì)的光束 D．光線僅是用來表示光傳播方向的直線2．無影燈是由多個大面積光源組合而成的，下列關(guān)于照明效果的說法中正確的是（）A．無影燈下的物體沒有影子 B．無影燈下的物體有本影 C．無影燈下的物體沒有本影 D．無影燈下的物體沒有半影3．關(guān)于平面鏡成像，下列說法中正確的是（）A．人眼能看到平面鏡中的像是因為“像”發(fā)出的光線進(jìn)入人眼 B．平面鏡成的虛像是由實際光線會聚而成的 C．平面鏡成的虛像是由平面鏡反射的光線反向延長會聚而成的 D．平面鏡成的是虛像，所以人眼看到像時并沒有光線進(jìn)入人眼4．下列說法中錯誤的是（）A．小燈泡放在凹面鏡焦點上，燈泡發(fā)出的光線經(jīng)過凹面鏡反射后，成平行光射出 B．用太陽灶燒水，壺應(yīng)放在凹面鏡的焦點上 C．汽車的后視鏡是凸面鏡，司機(jī)可以從鏡中觀察到汽車后較大范圍 D．平面鏡遵守光的反射定律，球面鏡不遵守光的反射定律5．為了使同學(xué)們養(yǎng)成良好的行為規(guī)范，注重自己的儀表，學(xué)校大門旁的墻上豎直放置了一塊平面鏡，讓學(xué)生一進(jìn)入學(xué)校就要正衣冠。當(dāng)黃哲進(jìn)校后站在平面鏡前整理衣服時，下列說法正確的是（）A．黃哲在平面鏡中所成的像與他左右相反，上下相反 B．當(dāng)黃哲逐漸靠近平面鏡時，他在平面鏡中的像逐漸變大 C．黃哲想通過平面鏡看見自己的全身像，則平面鏡高度應(yīng)和他身高相同 D．如果墻上的平面鏡碎成了兩塊，黃哲仍然只能看到一個自己的像6．某人手持邊長為5cm的正方形平面鏡測量身后一棵樹的高度，測量時保持鏡面與地面垂直，鏡子與眼睛的距離為0.4m，在某位置時，他在鏡中恰好能夠看到整棵樹的像，然后他向前走了6.0m，發(fā)現(xiàn)用這個鏡子長度的就能看到整棵樹的像，這棵樹的高度約為（）A．5.0m B．4.0m C．3.0m D．2.0m7．如圖所示，一根長度為L的直薄木條上有兩個觀察小孔。兩小孔之間的距離為d，d恰好是一個人兩眼間的距離，當(dāng)木條水平放置時，此人想通過兩觀察孔看見此木條在平面鏡M里完整的像，那么選用的平面鏡寬度至少是（）A． B． C． D．8．如圖所示，在中心放一平面鏡，圓筒上有一光點S1發(fā)出的一束細(xì)光射到鏡面上，反射光在筒壁上呈現(xiàn)光斑S2，當(dāng)鏡面繞筒中軸線O以角速度ω（角速度指圓周運動中半徑掃過的圓心角與對應(yīng)時間的比值）勻速轉(zhuǎn)動時，S1在平面鏡里的像S1′的角速度和光斑S2在平面鏡里的像S2′的角速度分別等于（）A．ω，ω B．2ω，2ω C．2ω，0 D．0，2ω9．如圖所示，光屏和正在旋轉(zhuǎn)著的六面鏡都豎直放置，六面鏡的橫截面為正六邊形，一束光垂直通過光屏的小孔，正對六面鏡的轉(zhuǎn)軸OO'射來。如果鏡與光屏的距離為l，六面鏡的鏡面寬度與l相比可以忽略不計，光屏足夠大，那么這束光經(jīng)鏡面反射在光屏上所成的光點軌跡，其最大距離是（）A．2l B．2ltan60° C．2lcos60° D．lcos60°10．如圖所示，平面鏡OM與ON的夾角為θ，一條平行于平面鏡ON的光線經(jīng)過兩個平面鏡的多次反射后，能夠沿著原來的光路返回。則平面鏡之間的夾角不可能是（）A．1° B．2° C．3° D．4°11．內(nèi)表面只反射而不吸收光的圓筒內(nèi)有一半徑為R的黑球，距球心為2R處有一點光源S，球心O和光源S皆在圓筒軸線上，如圖所示。若使點光源向右半邊發(fā)出的光最后全被黑球吸收，則筒的內(nèi)半徑r最大為（）A．R B．R C．R D．R12．以平面鏡MO和NO為兩個側(cè)面的一個黑盒子里有一個點光源S，黑盒子的另一側(cè)面EN上開有一個小孔P，如圖所示。一位觀察者在盒外沿與EN平行的方向走過時，通過P孔能幾次被S所發(fā)出的光照射到（）A．1次 B．2次 C．3次 D．4次13．如圖（a）所示，平面鏡OM與ON夾角為θ，光線AB經(jīng)過平面鏡的兩次反射后出射光線為CD．現(xiàn)將平面鏡OM與ON同時繞垂直紙面過0點的軸轉(zhuǎn)過一個較小的角度β，而入射光線不變，如圖（b）所示。此時經(jīng)過平面鏡的兩次反射后的出射光線將（）A．與原先的出射光線CD平行 B．與原先的出射光線CD重合 C．與原先的出射光線CD之間的夾角為2β D．與原先的出射光線CD之間的夾角為β14．如圖所示，點光源發(fā)出的光垂直射到平面鏡M上，經(jīng)反射在正對著平面鏡相距為米的墻上有一光斑，若使光斑沿墻向上移動1米，平面鏡M應(yīng)以O(shè)點為軸轉(zhuǎn)過的角度θ是（）A．5° B．10° C．15° D．20°二．填空題（共5小題）15．凸面鏡和凹面鏡除了平面鏡外，生活中也常見到凸面鏡和凹面鏡，它們統(tǒng)稱球面鏡。餐具中的不銹鋼勺子，它的里外兩面就相當(dāng)于凹面鏡和凸面鏡。如果將一束平行光照在凸面鏡上，凸面鏡使平行光束發(fā)散（如圖1所示）；而凹面鏡使平行光束會聚（如圖2所示）。凸面鏡和凹面鏡在實際中有很多應(yīng)用。例如，汽車的觀后鏡、街頭拐彎處的反光鏡，都是凸面鏡，而手電筒的反光裝置則相當(dāng)于凹面鏡（如圖3所示）。利用凹面鏡制成的太陽灶，利用會聚的太陽光可以燒水、煮飯，既節(jié)省燃料，又不污染環(huán)境，凹面鏡的面積越大，會聚的太陽光越多，溫度也就越高。大的太陽灶甚至可以用來熔化金屬。反射式天文望遠(yuǎn)鏡的凹面鏡，口徑可達(dá)數(shù)米。利用凹面鏡能夠把來自宇宙空間的微弱星光會聚起來，進(jìn)行觀測。中國科學(xué)院國家天文臺興隆觀測站安裝的反射式望遠(yuǎn)鏡的口徑為2.16m，是遠(yuǎn)東最大的天文望遠(yuǎn)鏡。它能看到的最弱星光，亮度相當(dāng)于200km外一根點燃的火柴。結(jié)合課文與上文，回答下列問題：（1）凸面鏡對光有作用，能成立（填“正”或“倒”）、（填“放大”或“縮小”）的虛像。（2）凹面鏡對光有作用，能成立（填“正”或“倒”）、（填“放大”或“縮小”）的虛像。（3）凸面鏡在日常生活中的應(yīng)用有。（4）凹面鏡在日常生活中的應(yīng)用有。16．激光液面控制儀的原理是：固定一束激光AO以入射角i照射液面，反射光OB射到水平光屏上的B點，如圖所示，屏上用光電管將光訊號變成電訊號，電訊號輸入控制系統(tǒng)用以控制液面的高低，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)光點在屏上向右移動了S的距離射到了B′點，則由此可知液面（填“升高”或“降低”）了距離。17．卡文迪許扭秤是用來測定萬有引力恒量的重要儀器，為了觀察懸掛的石英絲發(fā)生的微小扭轉(zhuǎn)形變，卡文迪許采用了光放大的原理，如圖所示，圖中懸掛在石英絲下端的T形架的豎直桿上裝一塊小平面鏡M，M可將由光源S射來的光線反射到弧形的刻度尺上（圓弧的圓心即在M處）。已知尺子到平面鏡的距離為2m，若反射光斑在尺子上移動4πcm，則平面鏡M轉(zhuǎn)過的角度是。18．如圖所示是研究鋼絲伸長形變的實驗。在底板一端固定一個滑輪A，另一端裝一立柱B．在靠近滑輪一端處有一個帶有小輪C和可繞豎直軸轉(zhuǎn)動的小平面鏡。把鋼絲的一端固定在立柱上，另一端在小輪上緊繞一周后跨過滑輪掛上重物。在平面鏡前置一激光器，讓光線射向平面鏡并反射投影至長木板末端的光屏上，這樣，鋼絲受力伸長，帶平面鏡轉(zhuǎn)動一個小角度，反射光線在屏上就有一較大位移。為估算出BC間鋼絲的伸長量ΔL，除了測量平面鏡上光的反射點與光屏的距離L，以及反射光線在屏上的位移d，實驗中還應(yīng)測定的物理量是，可得伸長量ΔL＝（用以上測量量表示）。19．如圖所示，MN為平面鏡，CD為光屏。它們均豎直放置，在離平面鏡N端正前方，位于MN、CD中點處有一激光源s．現(xiàn)s點發(fā)出一束光線向鏡面投射，當(dāng)光線的入射點從N點單向移動到M點時，測得反射光在光屏CD上的移動速度是3米/秒，則入射光的入射點沿鏡面移動的速度是米/秒。三．作圖題（共1小題）20．如圖所示兩平面鏡A和B的鏡面分別與圖中紙面垂直，兩鏡面的交線過圖中的O點，兩鏡面的夾角α＝15°今自A鏡面上的C點沿與A鏡面夾角β＝45°的方向在紙面內(nèi)射出一條光線，此光線在兩鏡面間多次反射。CO＝1m。試求：（1）從C點射出的光，經(jīng)幾次反射后又回到C點。（要求：畫出光路圖）（2）該光線從C點發(fā)出又回到C點所用的時間？（設(shè)光速C＝3×108m/s）四．實驗探究題（共3小題）21．閱讀短文，回答問題凸面鏡和凹面鏡除了平面鏡外，生活中也常見到凸面鏡和凹面鏡，它們統(tǒng)稱球面鏡。餐具中的不銹鋼勺子，它的里外兩面就相當(dāng)于凹面鏡和凸面鏡。如果將一束平行光照在凸面鏡上，凸面鏡使平行光束發(fā)散（如圖甲所示）；而凹面鏡使平行光束會聚（如圖乙所示）。凸面鏡和凹面鏡在實際中有很多應(yīng)用。例如，汽車的觀后鏡、街頭拐彎處的反光鏡，都是凸面鏡，而手電筒的反光裝置則相當(dāng)于凹面鏡（如圖丙所示）。利用凹面鏡可以制成太陽灶，（如圖丁所示）會聚的太陽光可以燒水、煮飯等，既節(jié)省燃料，又不污染環(huán)境。（1）汽車的觀后鏡屬于凸面鏡，對光有發(fā)散作用，能（擴(kuò)大/縮?。┮曇暗姆秶?。（2）反射式天文望遠(yuǎn)鏡能夠把來自宇宙空間的微弱星光收集起來，它就是一個大的面鏡，對光線有作用。（3）某工廠想利用太陽灶來熔化金屬，則金屬熔化時應(yīng)放在圖乙中的（F點左邊/F點右邊/F點上），為了提高能量，制作太陽灶時應(yīng)盡量將灶面的面積做得（大/?。┮恍?。22．為了探究光反射時的規(guī)律，小麗把一個平面鏡放在水平桌面上，再把一張可以繞ON翻折的紙板ABCD豎直地立在平面鏡上。她將一束光貼著紙板沿EO方向射向O點，在紙板上用筆描出入射光EO和反射光OF的徑跡，此時反射角等于入射角。（1）為了探究反射角與入射角大小的關(guān)系，還應(yīng)進(jìn)行的操作是。（2）若讓另一束光沿FO方向射向平面鏡，反射光沿OE方向射出，該實驗現(xiàn)象說明。（3）如圖1乙，將紙板ABCD繞ON向后翻折，則在右面紙板ONBC上（選填“能”或“不能”）顯示出反射光。（4）如圖1丙，將紙板ABCD從圖1甲位置整體轉(zhuǎn)過一個角度，則在右面紙板ONBC上（選填“能”或“不能”）顯示出反射光束。（5）上述（3）、（4）兩步驟實驗說明。（6）如圖2，S的一個發(fā)光的燈泡，S1是燈泡在平面鏡中的像，甲圖是人眼直接看燈泡的光路，乙圖是人眼從平面鏡中看燈泡的光路。①結(jié)合甲、乙兩圖，小麗對平面鏡成像問題進(jìn)行反思，正確的有（填序號）。A.平面鏡成像原理是光的反射定律B.從鏡中看物體，沒有光線進(jìn)入眼睛C.人眼直接看物體和從鏡中看物體的視覺感受基本是一樣的D.平面鏡之所以成虛像，是因為像不是由光線會聚而成②在圖2丙中畫出入射光線SO的反射光線（不得畫法線）（7）某人站在木架上，眼睛P正下方的地面有一地?zé)鬝，眼睛到地面的高度為3m?，F(xiàn)在人面前2m處豎直立一塊平面鏡MN，如圖2丁所示，則地?zé)鬝發(fā)出的光經(jīng)平面鏡反射到達(dá)人眼所經(jīng)過的路程是m。畫出人眼看到地?zé)舻墓饴穲D。23．為了探究平面鏡成像特點，小明將一塊厚度為0.5cm的玻璃板豎直架在水平板面上，P、Q是玻璃板的前后兩個表面，取兩根完全相同的蠟燭A和B，分別豎直放置于玻璃板兩側(cè)，點燃玻璃板前的蠟燭A進(jìn)行實驗。（1）在實驗中，小明用未點燃的蠟燭B找到了蠟燭A的2個清晰的像，分別位于右側(cè)出A′和A″處，如圖甲所示，其中A′處的像是蠟燭A通過玻璃板的（P/Q）表面形成的；（2）小明在A′處放了一張白紙做光屏，白紙上（能/不能）接收到蠟燭A的像，說明平面鏡成像；（3）小明按圖甲所示的方法進(jìn)行測量，改變蠟燭A的位置，測量并記錄幾組物距u和像距v，然后得出像距小于物距的錯誤結(jié)論，原因是（物距/像距）測量錯誤；（4）若圖乙中蠟燭A的位置保持不變，把鏡子沿虛線EF平分成兩塊，把其中的一塊向后平移一段距離，則蠟燭A通過這兩塊鏡子。A.都不能成像B.各成半個像，合起來成一個完整的像C.都成完整的像，兩個像在同一位置D.都成完整的像，兩個像在不同位置（5）如圖丙，平面鏡豎直放置，S為鏡前的一個發(fā)光點，現(xiàn)將平面鏡從MN位置順時針轉(zhuǎn)到MN′，物體S在平面鏡中的像S′的移動軌跡為（直線/曲線），S′離M的距離（越來越近/越來越遠(yuǎn)/保持不變）。五．計算題（共2小題）24．如圖所示，在X軸的原點放一點光源S，距點光源為a處放一不透光的邊長為a的正方體物塊。若在X軸的上方距X軸為2a處放一平行于X軸且面向物塊的長平面鏡，則在正方體右方X軸上被點光源S發(fā)出經(jīng)長平面鏡反射而照亮的長度是多少？當(dāng)點光源沿X軸向右移動的距離為多少時，正方體右側(cè)X軸上被光照亮部分將消失。25．如圖所示，兩鏡面間夾角α＝15°，OA＝10cm，A點發(fā)出的垂直于L2的光線射向L1后在兩鏡間反復(fù)反射，直到光線平行于某一鏡面射出，則從A點開始到最后一次反射點，光線所走的路程是多少？六．解答題（共7小題）26．閱讀理解題凸面鏡和凹面鏡除了平面鏡外，生活中也常見到凸面鏡和凹面鏡，它們統(tǒng)稱球面鏡。餐具中的不銹鋼勺子，它的里外兩面就相當(dāng)于凹面鏡和凸面鏡。如果將一束平行光照在凸面鏡上，凸面鏡使平行光束發(fā)散（如圖甲所示）；而凹面鏡使平行光束會聚（如圖乙所示）。凸面鏡和凹面鏡在實際中有很多應(yīng)用。例如，汽車的觀后鏡、街頭拐彎處的反光鏡，都是凸面鏡，而手電筒的反光裝置則相當(dāng)于凹面鏡（如圖丙所示）．利用凹面鏡制成的太陽灶，利用會聚的太陽光可以燒水、煮飯，既節(jié)省燃料，又不污染環(huán)境，凹面鏡的面積越大，會聚的太陽光越多，溫度也就越高。大的太陽灶甚至可以用來熔化金屬。反射式天文望遠(yuǎn)鏡的凹面鏡，口徑可達(dá)數(shù)米。利用凹面鏡能夠把來自宇宙空間的微弱星光會聚起來，進(jìn)行觀測。中國科學(xué)院國家天文臺興隆觀測站安裝的反射式望遠(yuǎn)鏡的口徑為2.16m，是遠(yuǎn)東最大的天文望遠(yuǎn)鏡。它能看到的最弱星光，亮度相當(dāng)于200km外一根點燃的火柴。結(jié)合上文和學(xué)過的光學(xué)知識，回答下列問題：（1）凸面鏡對光有作用，能成立（填“正”或“倒”）（填“放大”或“縮小”）的虛像。（2）凹面鏡對光有作用，能成立（填“正”或“倒”）（填“放大”或“縮小”）的虛像。（3）凸面鏡在日常生活中的應(yīng)用有。（4）凹面鏡在日常生活中的應(yīng)用有。27．作圖（1）為了把豎直照射的太陽光經(jīng)過平面鏡反射后，沿水平方向射入涵洞中，請在圖1中畫出平面鏡的位置，并完成光路圖（2）如圖2所示，光線A、B是點光源S發(fā)出的兩條光線經(jīng)平面鏡反射后的反射光線，請在圖中作出平面鏡的位置，并完成光路圖。（3）發(fā)光點S旁豎直放置一擋板，下方還有一塊大平面鏡，請你在圖3中畫出擋板另一側(cè)S能照亮的區(qū)域。（4）如圖4，發(fā)光點S發(fā)出一束光投射到水面上，其中一條光線反射后經(jīng)過A點，請做出入射光線、反射光線和大致的折射光線。（5）如圖5所示，水面上方有一發(fā)光點A1，水中另有一發(fā)光點A2，人在空氣中看到A2在水中的像與A1在水中的像位置重合，請你畫出人眼看到A1像的光路圖以及A2發(fā)出的光進(jìn)入人眼的光路圖。（6）一束白光斜射到三棱鏡上的O點，經(jīng)折射后白光被分解為七種顏色的單色光，如圖6所示（圖中只標(biāo)注了其中兩種色光的光路）．請在圖中從O點開始畫出黃色光a和藍(lán)色光b的大致光路。（7）如圖7所示，一束光從半球面上的A點沿半徑方向射入半球形玻璃磚，已知半球形玻璃磚的球心為O，且光線到達(dá)半球形玻璃磚的下表面處時可以發(fā)生折射和反射。請畫出這束光線從射入玻璃磚到射出玻璃磚的完整光路圖。28．如圖所示是航天控制中心的大屏幕上的一幅衛(wèi)星運行軌跡圖，它記錄了衛(wèi)星在地球表面垂直投影的位置變化；圖中表示在一段時間內(nèi)衛(wèi)星繞地球中心圓周飛行四圈，依次飛經(jīng)中國和太平洋地區(qū)的四次軌跡①、②、③、④，圖中分別標(biāo)出了各地點的經(jīng)緯度（如：在軌跡①通過赤道時的經(jīng)度為西經(jīng)157.5°，繞行一圈后軌跡②再次經(jīng)過赤道時的經(jīng)度為180°），設(shè)地球半徑為R＝6400千米，衛(wèi)星離地面的高度為343千米。（1）衛(wèi)星運行的周期是多少？（2）請用緯度表示衛(wèi)星上攝像設(shè)備能拍攝到的地表范圍。29．如圖所示，有一豎直放置的平面鏡MN，在平面鏡前45cm處有一與平面鏡平行放置的平板ab，在ab靠鏡面的一側(cè)有一點光源S，現(xiàn)要在離平面鏡5cm的PQ虛線上的某一處放一平行于平面鏡的擋光板，使反射光不能照射ab板上的AB部分，已知SA＝45cm，AB＝45cm，求擋光板的最小寬度CD是。30．一束光射到如圖所示的兩個互相垂直的平面鏡上，入射點為O．若保持入射光線不變，把這直角平面