全國初中物理專項復(fù)習(xí)：光的反射、平面鏡成像

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.光線就是很細的光束

D.光線僅是用來表示光傳播方向的直線

【分析】（1）物理學(xué)中用一條帶箭頭的直線表示光的傳播路徑，這條直線叫光線；

（2）光線實際不存在，是為了形象描述光的傳播特點而假想出來的，采用的是模型法。

【解答】解：A.光源是能發(fā)光的物體，所以能發(fā)光，但不是射出光線，故A錯誤，

B.光線實際不存在，是為了形象描述光的傳播特點而假想出來的，故B正確；

C.光線只是表示光傳播方向的一條射線，并不是很細的光束，故C錯誤。

D.光線是用來表示光傳播方向和路徑的直線，故D錯誤。

故選：Bo

【點評】此題考查的是光線的作法、含義和模型法的應(yīng)用，模型法類似的應(yīng)用還有磁感

線、杠桿、連通器等。

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

【分析】定義：點光源發(fā)出的光，照到不透明的物體上時，物體向光的表面被照亮，在

背光面的后方形成一個光照不到的黑暗區(qū)域，這就是物體的影。影區(qū)是發(fā)自光源并與被

照物體的表面相切的光線圍成的。

A、本影：光源上所有發(fā)光點都照不到的區(qū)域。

B、半影：光源上一部分發(fā)光點能照到，而另一部分發(fā)光點照不到的區(qū)域成為半明半暗

的半影。

本影與半影都是光的直線傳播的結(jié)果。

【解答】解：對同一個物體，其本影區(qū)的大小，與光源發(fā)光面的大小和光源到物體的距

離有關(guān)：光源到物體的距離一定時，光源發(fā)光面越大，則物體的本影越??；光源發(fā)光面

越小，則物體的本影越大。光源發(fā)光面一定時，光源到物體的距離越小，則物體的本影

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區(qū)越大；光源到物體的距離越大，則物體的本影區(qū)越小。

因為醫(yī)院外科手術(shù)室中的無影燈是由多個大面積光源組合而成的，光源到物體的距離一

定，因此可以認為沒有本影，但有半影，故只有C正確。

故選：Co

【點評】解答此題首先要掌握物體的影，本影，半影的定義，然后再從光源發(fā)光面的大

小和光源到物體的距離去分析本影區(qū)的大小。

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入人眼

【分析】（1）平面鏡成像時，物體經(jīng)平面鏡反射后，反射光線進入人的眼睛。

（2）平面鏡所成的像是虛像；實像和虛像的區(qū)別：實像能用光屏呈接，虛像不能；實像

是實際光線會聚而成的，虛像是實際光線的反向延長線會聚形成的。

【解答】解：

A、平面鏡成虛像，虛像是反射光線的反向延長線會聚而成的，虛像不會發(fā)出光線，故A

錯誤。

B、平面鏡成虛像，實像是實際光線會聚而成的，虛像是實際光線的反向延長線會聚形成

的，故B錯誤。

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，故C正確。

D、虛像是由實際光線的反向延長線匯聚而成的，只是進入人眼的光是發(fā)散的，并不是沒

有光進入人眼，若真的是沒有光進入人眼，將什么也看不到，故D錯誤。

故選：Co

【點評】掌握平面鏡成像特點，知道實像和虛像區(qū)別，了解實像和虛像的成像原理是解

題的關(guān)鍵。

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

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【分析】凸面鏡對光線有發(fā)散作用，能夠擴大視野，通常用來制作汽車觀后鏡等；

凹面鏡對光線有會聚作用，可以使焦點發(fā)出的光線變?yōu)槠叫泄饩€射出，通常用來做燈內(nèi)

的反射鏡面、太陽灶等；

所有光的反射均遵循光的反射定律。

【解答】解：A、凹面鏡對光線有會聚作用，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，可以成平行光射出，故A正確；

B、用太陽灶燒水，壺應(yīng)放在凹面鏡的焦點上，這里的能量最集中，故B正確；

C、汽車的后視鏡是凸面鏡，對光有發(fā)散作用，可擴大視野，所以司機可以從鏡中觀察到

汽車后較大范圍，故C正確；

D、平面鏡遵守光的反射定律，球面鏡同樣遵守光的反射定律，故D錯誤。

故選：D。

【點評】此題考查的是凸面鏡和凹面鏡的特點及應(yīng)用，解答此題的關(guān)鍵是要知道凸面鏡

和凹面鏡的光學(xué)性質(zhì)，同時要知道所有光的反射均遵循光的反射定律。

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)生一進入學(xué)校就要正衣冠。當(dāng)黃哲進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

【分析】平面鏡成像特點：物體在平面鏡中成虛像，物像大小相等，物像連線與鏡面垂

直，物像到平面鏡的距離相等；平面鏡所成的像和物體大小相等，左右相反。

【解答】解：A、黃哲在平面鏡中所成的像與他左右相反，但是上下相同，故A錯誤；

B、黃哲同學(xué)逐漸靠近平面鏡的過程中，其大小不變，根據(jù)平面鏡成像特點知物像大小相

等，故黃哲的像大小不變，故B錯誤；

C、人若能從鏡中看到自己的全身像，需滿足的條件是：人的頭頂和腳射出的光，經(jīng)鏡子

反射后都能進入人的眼睛，即人像的上、下兩端與眼睛的連線必須都穿過鏡子，假設(shè)黃

哲的身高為1.6m,如圖所示，AB表示人的全身，C點表示人眼的位置。根據(jù)平面鏡成

像的特點，作出人的像AE.將A，和C,B，和C分別用直線連接起來。則EF就是鏡子至

少應(yīng)具有的長度，根據(jù)平面鏡成像特點可知，NB'〃EF〃AB,且D為AA'的中點;

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N7B

所以E、F分別為A'C、B'C的中點，所以EF為AA'B'C的中位線，所以EF=/A'

B'=yAB=X1.6m=0.8m,故黃哲想通過平面鏡看完自己的全身像，則平面鏡的高度

至少為整個身高的一半，故C錯誤；

D、成像的多少與鏡子是否破碎無關(guān)，所以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，故D正確。

故選：D。

【點評】對于平面鏡成像的特點，只要掌握扎實，牢記相關(guān)的知識，答案不難得出。

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)用這個鏡子長度的卷就能看到整棵樹的像，這棵樹的高度約為

5

()

A.5.0mB.4.0mC.3.0mD.2.0m

【分析】根據(jù)平面鏡成像的特點正確作出光路圖，利用光路可逆，通過幾何關(guān)系計算出

樹的高度。

【解答】解：設(shè)樹高為H,則樹像的高也為H,樹到鏡的距離為L,則樹的像到鏡的距

離也為L,如圖所示，是恰好看到樹時的反射光路圖，

樹像的高一樹的像到鏡的距離+眼睛到鏡的距寓

鏡高眼睛到鏡的距離

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H_L+0.4m

0.05m0.4m

人離樹越遠，視野越開闊，看到樹的全部所需鏡面越小，可得：4=

0.05mxM

b

L+0.4m+6m

0.4m'

以上兩式解得：L=23.6m,H=3m。

故C正確。

故選：C?

【點評】平面鏡的反射成像，利用反射定律，作出光路圖，通常要轉(zhuǎn)化為三角形，利用

幾何知識求解.

7.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（）

11-------1r

L

【分析】要使平面鏡寬度CD最小，必須：左眼看的是C,右眼看的是A,根據(jù)平面鏡

成像特點以及光的反射定律，AM=BM,AO=BO,CQ=DQ,CN=DN,BD=AC,過

點F作ED的平行線，與平面鏡MN交于點P,與BD的延長線交于點G,則四邊形EFGD、

EFPO是平行四邊形，利用平行四邊形的性質(zhì)和三角形中位線定理即可解答。

【解答】解：用左眼看右邊的，用右眼看左邊的。如圖所示

（OQ部分的長度即所求的平面鏡寬度）

根據(jù)平面鏡成像特點以及光的反射定律，

AM=BM,AO=BO,CQ=DQ,CN=DN,BD=AC,

由圖可知，四邊形BDAC為矩形，過點F作ED的平行線，與平面鏡所在直線交于點P,

與BD的延長線交于點G,則四邊形EFGD、EFPO是平行四邊形，則EF=QP=DG=d,

OP是ABFG的中位線，OP=」BG=L（BD+DG）

22

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又因為OP=OQ+QP,AC=BD=L,

所以O(shè)Q=OP-PQ=3(BD+DG)-PQ=3(L+d)-

故選：D。

BDG

X--------------------■-----，

EFC

【點評】此題主要考查學(xué)生對平面鏡成像的特點的理解和掌握，解答此題要結(jié)合幾何知

識，因此有一定的拔高難度，是一道競賽題。

8.如圖所示，在中心放一平面鏡，圓筒上有一光點Si發(fā)出的一束細光射到鏡面上，反射光

在筒壁上呈現(xiàn)光斑S2,當(dāng)鏡面繞筒中軸線0以角速度3（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（）

【分析】當(dāng)平面鏡繞筒軸轉(zhuǎn)過0角時，則法線也轉(zhuǎn)過。角，根據(jù)反射定律判斷反射光線

轉(zhuǎn)過的角度。

【解答】解：假如開始時入射光線與鏡面的夾角為a,當(dāng)平面鏡繞筒軸轉(zhuǎn)過。角時，則

入射光線與鏡面的夾角為a-9,

根據(jù)反射角等于入射角度得，反射光線與鏡面的夾角等于入射光線與鏡面的夾角為a-

6,

根據(jù)平面鏡成像的特點可知/S10S1'=2a-29,如下圖所示，

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Si

減小的角是鏡面轉(zhuǎn)過的二倍，故S1在平面鏡里的像S1'的角速度是鏡面轉(zhuǎn)速的二倍為2

由圖可S1OS2'仍在同一條直線上，即S2'的位置沒變,故光斑S2在平面鏡里的像S2,

的角速度為0,故C正確，ABD錯誤。

故選：Co

【點評】本題主要考查學(xué)生對反射定律的掌握和理解，要求學(xué)生具有一定的空間想象能

力，是一道難題。

9.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OCT射來。如果鏡與光屏的距離為1,六面鏡

的鏡面寬度與1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.21B.21tan60°C.21cos60°D.Icos60°

【分析】一個六面鏡對光的反射，我們要找到它的開始點和結(jié)束點，也就是光的反射的

臨界點。當(dāng)入射光恰好對準六面鏡的一條棱時，光開始反射，隨著鏡面的轉(zhuǎn)動，反射光

線與入射光線的夾角開始變小，直至鏡面與入射光線垂直時，按原路返回。鏡面繼續(xù)轉(zhuǎn)

動，光線又向另一側(cè)反射，直至鏡面的另一條棱對準入射光線。利用作圖的方法，畫出

光的反射軌跡，就可以運用幾何知識分析出光點軌跡的長度了。

【解答】解：以六面鏡的其中一個反射面為研究對象，如圖，當(dāng)其從甲位置轉(zhuǎn)至乙位置

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時，其反射光線所經(jīng)過的軌跡如圖丙所示，形成兩個直角三角形。AB=L,為入射光線,

BD和BC為別為反射光線的兩側(cè)臨界線，CD為這束光經(jīng)鏡面反射在光屏上所成的光點

軌跡。

因為正六邊形的每一個外角都是60°,入射光線始終指向正六邊形的中心，

所以丙圖中的AABD為例，ZABD=60°,

inAfi

則tan60°=----=-----，AD=Ltan60°。

ABL

同理，AC=Ltan60°,

CD=2Ltan60°。

故選：B?

【點評】解決此題的關(guān)鍵是依據(jù)正六邊形的特點，找出反射光線的軌跡，借助畫圖，再

利用直角三角形的正切函數(shù)，最終求出光點軌跡的范圍。幾何知識的合利運用在此題中

起到了至關(guān)重要的作用，因此，這是一道數(shù)學(xué)與物理相結(jié)合的綜合類題目。

10.如圖所示，平面鏡OM與ON的夾角為3一條平行于平面鏡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（）

【分析】要解決此題首先要明確下面兩點：

（1）做出光的反射光路圖，根據(jù)光路圖可以確定每次入射時入射角兩個平面鏡夾角6的

關(guān)系。

（2）光線原路返回的含義：必須是經(jīng)過多次反射后，最后的一次入射是垂直于其中的一

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個平面鏡，即入射角等于零。

【解答】解：

根據(jù)光的反射定律，畫光的反射光路圖如下圖所示，由圖知:

因為第一條入射光線平行于下面平面鏡，所以第一條入射光線與上面平面鏡的夾角為0,

光線第一次反射的入射角為：90°-e；

結(jié)合幾何知識可知：

第二次入射時的入射角為：90°-26；

第三次的入射角為：90°-39；

第N次的入射角為：90°-N6o

要想延原來光路返回需要光線某次反射的入射角為零

所以有90°-N9=0,

解得：9=黑一，由于N為自然數(shù)，所以0不能等于4°。

N

M,,900-20

N■〃〃〃〃〃〃〃）〃〃^^,7m777^7777777/^fO

900-36

故選：D。

【點評】（1）此題考查了光的反射定律并結(jié)合了幾何方面的知識。

（2）明確此題中每一次反射，入射角與兩平面鏡之間夾角9的關(guān)系是解決此題的一個難

點，它利用了幾何中三角形的外角等于不相鄰的內(nèi)角和的知識。

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（）

【分析】自S作球的切線SM,并畫出S經(jīng)管壁反射形成的虛像點，畫出球面的切線。

【解答】解：自S作球的切線SM,并畫出S經(jīng)管壁反射形成的虛像S',及由S'畫出

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球面的切線S'N,如圖1所示

由圖可看出，只要S'M和S'N之間有一夾角，則筒壁對從S向右的光線的反射光線

就有一部分進入球的右方，不會完全落在球上被吸收。由圖可看出，如果r的大小“能

使S'N與S'M重合，如圖2,則r就是題所要求的筒的內(nèi)半徑的最大值，這時SM與

MN的交點到球心的距離M0就是所要求的筒的半徑r。由圖2可得：

r—RR

cos871-sin2e

由幾何關(guān)系得sin26=A

2R

聯(lián)立解得r=Z/l_R

3

故D正確，ABC錯誤；

故選：D。

【點評】畫圖是解決本題的關(guān)鍵，要知道什么時候光全部被黑球吸收.要能靈活運用幾

何知識幫助解決物理問題。

12.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()

N

A.1次B.2次C.3次D.4次

【分析】光線從小孔P射出有四種情況：

(1)由點光源S發(fā)出的光線直接從小孔P射出；

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(2)由S發(fā)出，經(jīng)過平面鏡MO反射后，直接通過小孔P的光線；

(3)由S發(fā)出，經(jīng)過平面鏡NO反射后，直接通過小孔P的光線；

(4)由S發(fā)出，經(jīng)過平面鏡MO反射后再經(jīng)過平面鏡NO反射通過P的光線。

【解答】解：S發(fā)出的光線，從小孔P射出，有以下四種情況：

(1)由點光源S發(fā)出的光線直接從小孔P射出，如下圖；

:一

(2)由S發(fā)出，經(jīng)過平面鏡MO反射后，直接通過小孔P的光線，如下圖；

Sr

一P\N

(3)由S發(fā)出，經(jīng)過平面鏡NO反射后，直接通過小孔P的光線，如下圖；

，產(chǎn)

、Z1

''、/;

、.1

夙:

:C/、1

(4)因圖中平面鏡的位置確定：由S發(fā)出,經(jīng)過平面鏡MO反射后再經(jīng)過平面鏡NO反

射通過P的光線，如下圖所示：

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【點評】本題解題的關(guān)鍵是利用光的直線傳播和光的反射規(guī)律作圖，是作圖的基本類型。

13.如圖（a）所示，平面鏡OM與ON夾角為。，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0,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20

D.與原先的出射光線CD之間的夾角為0

【分析】若將平面鏡OM與ON同時繞垂直紙面過O點的軸轉(zhuǎn)過一個較小的角度B,可

知入射角增大或減小的度數(shù)，進而可知反射角增大或減小的度數(shù)，從而可知第一次反射

的光線偏轉(zhuǎn)的角度，因平面鏡Ml和M2一起以B為軸沿紙面轉(zhuǎn)動時，保持a角不變，

所以第二次反射的光線方向不變。

【解答】解：因為保持9角不變，將平面鏡OM與ON同時繞垂直紙面過O點的軸轉(zhuǎn)過

一個較小的角度8,則入射角增大或減小6,反射角也增大或減小B,所以反射光線與

入射光線的夾角增大或減小26,即反射的光線偏轉(zhuǎn)28角，因為平面鏡OM與ON同時

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繞垂直紙面過O點的軸轉(zhuǎn)過一個較小的角度B時，兩平面鏡0M與ON互成o角的角度

沒變，所以第二次反射的光線方向不變。又因為入射光線不變，所以此時經(jīng)過平面鏡的

兩次反射后的出射光線將與原先的出射光線CD重合。

也可以這樣解答：

設(shè)入射、反射光線交點為E.易得，O點是/EBC,NECB外角平分線的交點。由角平

分線上的點到角兩邊距離相等可知，O點到AB,CD,BC距離相等。（如果你們老師講

過三角形旁心，就是O點是AEBC的旁心。）轉(zhuǎn)過一個角度，可知O點到EB距離未

變，光反射定律仍成立，仍得O點到EB,E'A',AB距離相等，且各自與原來改變的前

相等。所以改變角度前后，O點到出射光線距離未改變，又因為前后兩光線平行，所以

只有兩條滿足的直線（兩條圓的切線），又圖可排除另一條的可能，所以前后重合。

【點評】此題主要考查了有關(guān)光的反射定律的應(yīng)用，首先要掌握定律的內(nèi)容，特別是反

射角與入射角的關(guān)系，同時要掌握反射角與入射角的概念，知道這些角都是光線與法線

的夾角。

14.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百米

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。點為軸轉(zhuǎn)過的角度。是

()

A.5°B.10°C.15°D.20°

【分析】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

為加米的墻上有一光斑，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。度是。

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【解答】解：反射光線到達B點傳播的距離OB=/oA2+AB2=2m，

在Rt△BAO中，30°所對應(yīng)的直角邊是斜邊的一半，故NBOA為30度，由于反射角等

于入射角，故反射角和入射角都為15°,即平面鏡應(yīng)轉(zhuǎn)動15°。

故選：Co

【點評】本題利用了數(shù)據(jù)上的勾股定理和30。所對應(yīng)的直角邊是斜邊的一半、反射定律

求解，是跨的題。

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。

反射式天文望遠鏡的凹面鏡，口徑可達數(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鏡的口徑

為2.16m,是遠東最大的天文望遠鏡。它能看到的最弱星光，亮度相當(dāng)于200km外一根

“放大”或“縮小”）的虛像。

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(2)凹面鏡對光有會聚作用,能成正立(填“正”或“倒”)、放大(填

“放大”或“縮小”)的虛像。

(3)凸面鏡在日常生活中的應(yīng)用有汽車觀后鏡。

(4)凹面鏡在日常生活中的應(yīng)用有太陽灶、探照燈的反光碗。

【分析】根據(jù)凸面鏡和凹面鏡的成像特點、對光線的作用、應(yīng)用填寫。

【解答】解：(1)凸面鏡對光有發(fā)散作用，能成正立、縮小的虛像。

(2)凹面鏡對光有會聚作用，能成正立、放大的虛像。

(3)凸面鏡在日常生活中的應(yīng)用有汽車觀后鏡。

(4)凹面鏡在日常生活中的應(yīng)用有太陽灶、探照燈的反光碗。

故本題答案為：發(fā)散；正；縮小；會聚；正；放大；汽車觀后鏡；太陽灶、探照燈的反

光碗。

【點評】本題考查了凸面鏡和凹面鏡的特點和應(yīng)用。這兩種面鏡的應(yīng)用的舉例中的答案

不唯一。

16.激光液面控制儀的原理是：固定一束激光A0以入射角i照射液面，反射光0B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

可知液面降低(填“升高”或“降低”)了—Ssi—距離。

【分析】光在液面上發(fā)生的是鏡面反射，根據(jù)入射角不變，反射光線與原來的反射光線

平行作圖分析。根據(jù)幾何知識即可計算分析和計算液面變化的高度。

【解答】解：因反射的光點B右移到B',入射角的大小不變，反射光線與原來的反射

光線平行；所以液面降低。

但因入射的激光束方向不變，所以液面降低后的入射角不變，光路圖如圖。由幾何關(guān)系

知，四邊形OMB'B是平行四邊形，

OM=B,B=s,三角形NOO'是直角三角形。

設(shè)液面降低的高度是h,則

第15頁/共40頁

,h=N2Oc,cosi=—S,cosi=-S--,C---O--S--1-

22

故答案為：降低；S'C°SiO

【點評】本題利用了鏡面反射來解釋激光液面控制儀的原理，并且能夠利用直角三角形

的知識計算高度。考查學(xué)生利用所學(xué)知識解決實際問題的能力。

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4Tlem,

則平面鏡M轉(zhuǎn)過的角度是1.8°。

【分析】（1）根據(jù)光的反射定律，若鏡面轉(zhuǎn)過的角度為。，入射角變化角度為反射

角變化角度也為。，則反射光線轉(zhuǎn)過的角度為2。；rad讀作弧度。是一個角度的單位。

lrad=180°/",也就是說“弧度等于180°；

（2）角度。=上2口。

r

八_22

【解答】解：由數(shù)學(xué)關(guān)系，反射光線轉(zhuǎn)過的角度9=￡Lx2n=4兀*1°m=002

r2m

兀rad；

根據(jù)光的反射定律，入射光線不變，鏡面轉(zhuǎn)過的角度為0.02nradx[=0.01nrad=1.8°。

故答案為：1.8°。

【點評】本題涉及到光的反射、反射定律、卡文迪許扭秤等知識點，考查理解能力和推

理能力，體現(xiàn)了考試大綱中對“理解物理概念、物理規(guī)律”的確切含義，本題要注意隱

含的條件：平面鏡轉(zhuǎn)過。角，反射光線轉(zhuǎn)過2。角。

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

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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△L,

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)測定的物理量是小輪C的半徑R,可得伸長量△L=—費—（用以上測量量表

示）。

【分析】掌握光的反射定律，當(dāng)平面鏡轉(zhuǎn)動角度為。時，則入射角變化。，反射光線與

入射光線的夾角變化為26,根據(jù)數(shù)學(xué)關(guān)系可列式解得。

【解答】解：由題意知，要測量鋼絲的伸長量，還需測定出小輪C的半徑R；

設(shè)伸長量為△L,則平面鏡轉(zhuǎn)動角度為名，根據(jù)光的反射定律，反射光線與入射光線的

R

夾角變化為輪轉(zhuǎn)動角度的2倍，則：年△L=2—

RL

解得：AL卷

故答案為：小輪C的半徑R；笠■,

【點評】此題通過光學(xué)實驗測定鋼絲的伸長量，主要考查了光的反射定律的應(yīng)用，同時

也體現(xiàn)了物理與數(shù)學(xué)的聯(lián)系。

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1米/秒。

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M

I）

【分析】設(shè)光斑在MN上的速度為v,光斑在CD上的速度為vl,

由幾何關(guān)系易知：光斑在CD上掃過的長度是在MN上掃過長度的3倍，由于時間相同,

所以有：3Vt=vlt,然后解得vl即可。

【解答】解：作S在平面鏡MN的像S1,連接S1C,與MN交于點B,由題意“位于

MN、CD中點處有一激光源s”可知S1N=《S1A,則由相似三角形的性質(zhì)可得NB=《AC。

33

設(shè)光斑在MN上的速度為v,光斑在CD上的速度為vl,由反射光在光屏CD上的移動

速度是3米/秒可知，光斑在CD上掃過的長度是在MN上掃過長度的3倍，由于時間相

同，則3Vt=vlt,解得vl=lm/s。

故答案為：1。

【點評】此題主要考查平面鏡成像的特點的應(yīng)用，解答此題還要求學(xué)生應(yīng)具備一定的綜

合能力。

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a=15°今自A鏡面上的C點沿與A鏡面夾角0=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=lm?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=3X108m/s）

【分析】（1）根據(jù)反射角等于入射角，以及三角形的外角等于不相鄰的內(nèi)角和做出光路

圖。

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（2）光經(jīng)過平面鏡OB反射后，再經(jīng)平面鏡OA反射后的光線垂直于OB,再經(jīng)反射后

返回C點。

【解答】解:

（1）因為/CDB=/a+/B=15°+45°=60°,由光的反射定律可知反射角等于入射

角，反射光線與鏡面的夾角等于入射光線與鏡面的夾角，所以NEDO=NCDB=60°,

ZDEA=Za+ZEDO=15°+60°=75°,所以NFEO=75°,由三角形的內(nèi)角和知/

EFO=180°-15°-75°=90°,光路如圖所示

(2)設(shè)OE=a,EF=OEXsinl5°=0.26a,DE=EF+sin60°=0.26a+0.87=0.3a,EG

=DEXcos75°=0.3aX0.26=0.08a,DG=DEXsin75°=0.3aX0.97=0.29a,

CG=DG=0.29a,CD=^CG=0.29aX1.414^0.41a,OE+EG+CG=a+0.08a+0.29a=Im,

a=0.73m,光從C到D到E到F,在返回共經(jīng)過的路程：

2EF+2ED+2DC=2X0.26a+2X0.3a+2X0.41a=1.94a=1.94X0.73m=1.42m,由公式v=

L421n

三,得t=g==4.7X10-9so

3X108m/s

答：（1）如上圖所示;

（2）光線從C點發(fā)出又回到C點所用的時間為4.7X10-9so

【點評】本題考查反射定律，以及三角形內(nèi)角和，三角函數(shù)，以及速度公式的運用，是

一道難題。

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）。

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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，能擴大（擴大/縮小）視野的范

圍。

（2）反射式天文望遠鏡能夠把來自宇宙空間的微弱星光收集起來，它就是一個大的凹

面鏡，對光線有會聚作用。

（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點上（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（大

/小）一些。

【分析】（1）（2）生活中的面鏡有三種：凸面鏡對光線有發(fā)散作用，可以擴大視野；

凹面鏡對光線有會聚作用；平面鏡能成像，能改變光的傳播方向。

（3）根據(jù)凹面鏡對光線的特點分析。

【解答】解：

（1）汽車車窗外的后視鏡是凸面鏡；利用了對光發(fā)散的原理，可以擴大視野，從而更好

地注意到后方車輛的情況；

（2）反射式天文望遠鏡本身屬于凹面鏡，對光線有會聚作用；

（3）利用太陽灶來熔化金屬時，由于太陽灶會把光線反射到F點，故F點的溫度是最高

的，應(yīng)把金屬放在F點；且太陽灶的面積越大，會聚在F點的光線越多，產(chǎn)生的溫度越

高。

故答案為：（1）擴大；（2）凹；會聚；（3）F點上；大。

【點評】本題考查了凸面鏡和凹面鏡的特點和應(yīng)用。這兩種面鏡的應(yīng)用的舉例中的答案

不唯一。

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。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。

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甲乙丙丁

圖1

甲乙丙丁

圖2

(1)為了探究反射角與入射角大小的關(guān)系，還應(yīng)進行的操作是改變?nèi)肷浣堑拇笮　?/p>

(2)若讓另一束光沿F0方向射向平面鏡,反射光沿0E方向射出，該實驗現(xiàn)象說明光

在反射時，光路是可逆的。

(3)如圖1乙，將紙板ABCD繞ON向后翻折，則在右面紙板ONBC上不能(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

上能(選填“能”或“不能”)顯示出反射光束。

(5)上述(3)、(4)兩步驟實驗說明反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)。

(6)如圖2,S的一個發(fā)光的燈泡，Si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行反思，正確的有ACD(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。現(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

到達人眼所經(jīng)過的路程是5mo畫出人眼看到地?zé)舻墓饴穲D。

【分析】(1)反射角隨入射角的增大而增大，隨入射角的減小而減小，實驗中要多次驗

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證；

（2）光在反射時光路是可逆的，若沿反射光線的方向入射，則反射光線沿入射光線的方

向射出。

（3）要驗證反射光線與入射光線是否在同一平面上，可以通過讓紙板F與紙板E不在同

一平面上來研究；

（4）探究反射光線、入射光線、法線是否共面；

（5）根據(jù)光的反射定律：反射光線、入射光線和法線在同一平面上分析解答。

（6）①平面鏡成像的特點是：所成的像是虛像；像和物體形狀、大小相同；像和物體各

對應(yīng)點的連線與平面鏡垂直；像和物體各對應(yīng)點到平面鏡間距離相等；

②根據(jù)平面鏡成像的特點：像物關(guān)于平面鏡對稱，先作出S點的像點，反射光線反向延

長應(yīng)過像點；

（7）根據(jù)平面鏡成像特點作出光的反射圖，則由幾何關(guān)系可求得光經(jīng)反射后到在人眼所

走過的路程。

【解答】解：（1）在探究反射角與入射角的大小關(guān)系時，為了得出普遍的規(guī)律，應(yīng)多次

改變?nèi)肷浣堑拇笮。@樣才能避免結(jié)論的偶然性，應(yīng)進行的操作是改變改變?nèi)肷浣堑拇?/p>

小；

（2）當(dāng)光貼著紙板沿FO射到O點，反射光將沿圖中的OE方向射出，說明光在反射時,

光路是可逆的。

（3）根據(jù)光的反射定律可知，反射光線、入射光線和法線都在同一平面內(nèi)，如圖所示，

若將紙板F繞ON向后翻折，紙板E和紙板F不在同一平面上了，所以在紙板F上就無

法呈現(xiàn)出反射光線；

（4）將紙板ABCD從圖1甲位置整體轉(zhuǎn)過一個角度，會發(fā)現(xiàn)反射光線、入射光線、法

線仍在在同一平面上，所以在右面紙板ONBC上能顯示出反射光束；

（5）實驗中將紙板F向向后折轉(zhuǎn)，紙板F上不能看到反射光線，說明反射光線、入射光

線和法線在同一平面內(nèi)；

（6）①A、平面鏡所成的像是由光的反射形成的，故A正確；

B、我們能看見不發(fā)光的物體，是因為物體發(fā)出或反射的光線進入人的眼睛，由于人不是

光源，本身不能發(fā)光，能看到物體在平面鏡中的像，是因為光線進入人的眼睛，故B錯

誤；

C、物體在平面鏡所成的像和物體形狀、大小相同，所以人眼直接看物體和從鏡中看物體

第22頁/共40頁

的視覺感受基本是一樣的，故C正確；

D、實像是由實際光線匯集而成的，所以實像能呈在光屏上，而虛像是由實際光線的反向

延長線會聚而成的，所以平面鏡成的像不是真實光線會聚而成的，是反射光線反向延長

線的交點聚集而成的，故D正確，

故選：ACDo

②連接S,0并延長，0M為SO的反射光線，并標出反射光線傳播方向，如圖所示：

（7）平面鏡所成的像與物關(guān)于平面鏡對稱，則先作出S的像S'；連接S'P,與鏡面的

交點0即為反射點，連接SO即為入射光線，0P為反射光線；因S在P點的正下方，且

SP=3m,SN=S'N,所以O(shè)N=1.5m；

由圖可知，AONS為直角三角形，則由勾股定理可知，SO=yjQ.5m）2+（2m）2=2-5m；

因反射光線與入射光線關(guān)于法線對稱，且PS在同一條直線上，則PO=SO=2.5m；

故光經(jīng)平面鏡反射到達人眼所走過的路程為2.5m+2.5m=5m。

故答案為：（1）改變?nèi)肷浣堑拇笮?；?）光在反射時，光路是可逆的；（3）不能；（4）

能；（5）反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)；（6）①ACD；②見解答；（7）5；

如上圖所示。

【點評】此題主要通過實驗探究了光的反射定律，通過各個分實驗分別探究了兩角大小

和三線之間的關(guān)系；

還考查的是平面鏡成像的特點在生活中的應(yīng)用。平面鏡成像現(xiàn)象中，不論視覺上感覺像

變大還是變小，事實上像的大小都沒變，總與物大小相同。

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

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甲乙丙

(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(P/0)表

面形成的；

(2)小明在A'處放了一張白紙做光屏，白紙上不能(能/不能)接收到蠟燭A的

像，說明平面鏡成虛像;

(3)小明按圖甲所示的方法進行測量，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，原因是像距(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3。

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'的移動軌跡為曲線(直線/曲線),S'離

M的距離保持不變(越來越近/越來越遠/保持不變)。

【分析】(1)玻璃板有兩個反射面，兩個反射面都能成像，根據(jù)平面鏡成像特點，判斷

A，點是兩個玻璃板面成的像。

(2)平面鏡