全国初中物理自主招生专题大揭秘专题14 光的反射、平面镜成像 （学生版）

页一．选择题（共14小题）1．下列关于光线的说法正确的是（）A．一个光源只能射出一条光线 B．光线实际上是不存在的 C．光线就是很细的光束 D．光线仅是用来表示光传播方向的直线2．无影灯是由多个大面积光源组合而成的，下列关于照明效果的说法中正确的是（）A．无影灯下的物体没有影子 B．无影灯下的物体有本影 C．无影灯下的物体没有本影 D．无影灯下的物体没有半影3．关于平面镜成像，下列说法中正确的是（）A．人眼能看到平面镜中的像是因为“像”发出的光线进入人眼 B．平面镜成的虚像是由实际光线会聚而成的 C．平面镜成的虚像是由平面镜反射的光线反向延长会聚而成的 D．平面镜成的是虚像，所以人眼看到像时并没有光线进入人眼4．下列说法中错误的是（）A．小灯泡放在凹面镜焦点上，灯泡发出的光线经过凹面镜反射后，成平行光射出 B．用太阳灶烧水，壶应放在凹面镜的焦点上 C．汽车的后视镜是凸面镜，司机可以从镜中观察到汽车后较大范围 D．平面镜遵守光的反射定律，球面镜不遵守光的反射定律5．为了使同学们养成良好的行为规范，注重自己的仪表，学校大门旁的墙上竖直放置了一块平面镜，让学生一进入学校就要正衣冠。当黄哲进校后站在平面镜前整理衣服时，下列说法正确的是（）A．黄哲在平面镜中所成的像与他左右相反，上下相反 B．当黄哲逐渐靠近平面镜时，他在平面镜中的像逐渐变大 C．黄哲想通过平面镜看见自己的全身像，则平面镜高度应和他身高相同 D．如果墙上的平面镜碎成了两块，黄哲仍然只能看到一个自己的像6．某人手持边长为5cm的正方形平面镜测量身后一棵树的高度，测量时保持镜面与地面垂直，镜子与眼睛的距离为0.4m，在某位置时，他在镜中恰好能够看到整棵树的像，然后他向前走了6.0m，发现用这个镜子长度的就能看到整棵树的像，这棵树的高度约为（）A．5.0m B．4.0m C．3.0m D．2.0m7．如图所示，一根长度为L的直薄木条上有两个观察小孔。两小孔之间的距离为d，d恰好是一个人两眼间的距离，当木条水平放置时，此人想通过两观察孔看见此木条在平面镜M里完整的像，那么选用的平面镜宽度至少是（）A． B． C． D．8．如图所示，在中心放一平面镜，圆筒上有一光点S1发出的一束细光射到镜面上，反射光在筒壁上呈现光斑S2，当镜面绕筒中轴线O以角速度ω（角速度指圆周运动中半径扫过的圆心角与对应时间的比值）匀速转动时，S1在平面镜里的像S1′的角速度和光斑S2在平面镜里的像S2′的角速度分别等于（）A．ω，ω B．2ω，2ω C．2ω，0 D．0，2ω9．如图所示，光屏和正在旋转着的六面镜都竖直放置，六面镜的横截面为正六边形，一束光垂直通过光屏的小孔，正对六面镜的转轴OO'射来。如果镜与光屏的距离为l，六面镜的镜面宽度与l相比可以忽略不计，光屏足够大，那么这束光经镜面反射在光屏上所成的光点轨迹，其最大距离是（）A．2l B．2ltan60° C．2lcos60° D．lcos60°10．如图所示，平面镜OM与ON的夹角为θ，一条平行于平面镜ON的光线经过两个平面镜的多次反射后，能够沿着原来的光路返回。则平面镜之间的夹角不可能是（）A．1° B．2° C．3° D．4°11．内表面只反射而不吸收光的圆筒内有一半径为R的黑球，距球心为2R处有一点光源S，球心O和光源S皆在圆筒轴线上，如图所示。若使点光源向右半边发出的光最后全被黑球吸收，则筒的内半径r最大为（）A．R B．R C．R D．R12．以平面镜MO和NO为两个侧面的一个黑盒子里有一个点光源S，黑盒子的另一侧面EN上开有一个小孔P，如图所示。一位观察者在盒外沿与EN平行的方向走过时，通过P孔能几次被S所发出的光照射到（）A．1次 B．2次 C．3次 D．4次13．如图（a）所示，平面镜OM与ON夹角为θ，光线AB经过平面镜的两次反射后出射光线为CD．现将平面镜OM与ON同时绕垂直纸面过0点的轴转过一个较小的角度β，而入射光线不变，如图（b）所示。此时经过平面镜的两次反射后的出射光线将（）A．与原先的出射光线CD平行 B．与原先的出射光线CD重合 C．与原先的出射光线CD之间的夹角为2β D．与原先的出射光线CD之间的夹角为β14．如图所示，点光源发出的光垂直射到平面镜M上，经反射在正对着平面镜相距为米的墙上有一光斑，若使光斑沿墙向上移动1米，平面镜M应以O点为轴转过的角度θ是（）A．5° B．10° C．15° D．20°二．填空题（共5小题）15．凸面镜和凹面镜除了平面镜外，生活中也常见到凸面镜和凹面镜，它们统称球面镜。餐具中的不锈钢勺子，它的里外两面就相当于凹面镜和凸面镜。如果将一束平行光照在凸面镜上，凸面镜使平行光束发散（如图1所示）；而凹面镜使平行光束会聚（如图2所示）。凸面镜和凹面镜在实际中有很多应用。例如，汽车的观后镜、街头拐弯处的反光镜，都是凸面镜，而手电筒的反光装置则相当于凹面镜（如图3所示）。利用凹面镜制成的太阳灶，利用会聚的太阳光可以烧水、煮饭，既节省燃料，又不污染环境，凹面镜的面积越大，会聚的太阳光越多，温度也就越高。大的太阳灶甚至可以用来熔化金属。反射式天文望远镜的凹面镜，口径可达数米。利用凹面镜能够把来自宇宙空间的微弱星光会聚起来，进行观测。中国科学院国家天文台兴隆观测站安装的反射式望远镜的口径为2.16m，是远东最大的天文望远镜。它能看到的最弱星光，亮度相当于200km外一根点燃的火柴。结合课文与上文，回答下列问题：（1）凸面镜对光有作用，能成立（填“正”或“倒”）、（填“放大”或“缩小”）的虚像。（2）凹面镜对光有作用，能成立（填“正”或“倒”）、（填“放大”或“缩小”）的虚像。（3）凸面镜在日常生活中的应用有。（4）凹面镜在日常生活中的应用有。16．激光液面控制仪的原理是：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点，如图所示，屏上用光电管将光讯号变成电讯号，电讯号输入控制系统用以控制液面的高低，现在发现光点在屏上向右移动了S的距离射到了B′点，则由此可知液面（填“升高”或“降低”）了距离。17．卡文迪许扭秤是用来测定万有引力恒量的重要仪器，为了观察悬挂的石英丝发生的微小扭转形变，卡文迪许采用了光放大的原理，如图所示，图中悬挂在石英丝下端的T形架的竖直杆上装一块小平面镜M，M可将由光源S射来的光线反射到弧形的刻度尺上（圆弧的圆心即在M处）。已知尺子到平面镜的距离为2m，若反射光斑在尺子上移动4πcm，则平面镜M转过的角度是。18．如图所示是研究钢丝伸长形变的实验。在底板一端固定一个滑轮A，另一端装一立柱B．在靠近滑轮一端处有一个带有小轮C和可绕竖直轴转动的小平面镜。把钢丝的一端固定在立柱上，另一端在小轮上紧绕一周后跨过滑轮挂上重物。在平面镜前置一激光器，让光线射向平面镜并反射投影至长木板末端的光屏上，这样，钢丝受力伸长，带平面镜转动一个小角度，反射光线在屏上就有一较大位移。为估算出BC间钢丝的伸长量ΔL，除了测量平面镜上光的反射点与光屏的距离L，以及反射光线在屏上的位移d，实验中还应测定的物理量是，可得伸长量ΔL＝（用以上测量量表示）。19．如图所示，MN为平面镜，CD为光屏。它们均竖直放置，在离平面镜N端正前方，位于MN、CD中点处有一激光源s．现s点发出一束光线向镜面投射，当光线的入射点从N点单向移动到M点时，测得反射光在光屏CD上的移动速度是3米/秒，则入射光的入射点沿镜面移动的速度是米/秒。三．作图题（共1小题）20．如图所示两平面镜A和B的镜面分别与图中纸面垂直，两镜面的交线过图中的O点，两镜面的夹角α＝15°今自A镜面上的C点沿与A镜面夹角β＝45°的方向在纸面内射出一条光线，此光线在两镜面间多次反射。CO＝1m。试求：（1）从C点射出的光，经几次反射后又回到C点。（要求：画出光路图）（2）该光线从C点发出又回到C点所用的时间？（设光速C＝3×108m/s）四．实验探究题（共3小题）21．阅读短文，回答问题凸面镜和凹面镜除了平面镜外，生活中也常见到凸面镜和凹面镜，它们统称球面镜。餐具中的不锈钢勺子，它的里外两面就相当于凹面镜和凸面镜。如果将一束平行光照在凸面镜上，凸面镜使平行光束发散（如图甲所示）；而凹面镜使平行光束会聚（如图乙所示）。凸面镜和凹面镜在实际中有很多应用。例如，汽车的观后镜、街头拐弯处的反光镜，都是凸面镜，而手电筒的反光装置则相当于凹面镜（如图丙所示）。利用凹面镜可以制成太阳灶，（如图丁所示）会聚的太阳光可以烧水、煮饭等，既节省燃料，又不污染环境。（1）汽车的观后镜属于凸面镜，对光有发散作用，能（扩大/缩小）视野的范围。（2）反射式天文望远镜能够把来自宇宙空间的微弱星光收集起来，它就是一个大的面镜，对光线有作用。（3）某工厂想利用太阳灶来熔化金属，则金属熔化时应放在图乙中的（F点左边/F点右边/F点上），为了提高能量，制作太阳灶时应尽量将灶面的面积做得（大/小）一些。22．为了探究光反射时的规律，小丽把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张可以绕ON翻折的纸板ABCD竖直地立在平面镜上。她将一束光贴着纸板沿EO方向射向O点，在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹，此时反射角等于入射角。（1）为了探究反射角与入射角大小的关系，还应进行的操作是。（2）若让另一束光沿FO方向射向平面镜，反射光沿OE方向射出，该实验现象说明。（3）如图1乙，将纸板ABCD绕ON向后翻折，则在右面纸板ONBC上（选填“能”或“不能”）显示出反射光。（4）如图1丙，将纸板ABCD从图1甲位置整体转过一个角度，则在右面纸板ONBC上（选填“能”或“不能”）显示出反射光束。（5）上述（3）、（4）两步骤实验说明。（6）如图2，S的一个发光的灯泡，S1是灯泡在平面镜中的像，甲图是人眼直接看灯泡的光路，乙图是人眼从平面镜中看灯泡的光路。①结合甲、乙两图，小丽对平面镜成像问题进行反思，正确的有（填序号）。A.平面镜成像原理是光的反射定律B.从镜中看物体，没有光线进入眼睛C.人眼直接看物体和从镜中看物体的视觉感受基本是一样的D.平面镜之所以成虚像，是因为像不是由光线会聚而成②在图2丙中画出入射光线SO的反射光线（不得画法线）（7）某人站在木架上，眼睛P正下方的地面有一地灯S，眼睛到地面的高度为3m。现在人面前2m处竖直立一块平面镜MN，如图2丁所示，则地灯S发出的光经平面镜反射到达人眼所经过的路程是m。画出人眼看到地灯的光路图。23．为了探究平面镜成像特点，小明将一块厚度为0.5cm的玻璃板竖直架在水平板面上，P、Q是玻璃板的前后两个表面，取两根完全相同的蜡烛A和B，分别竖直放置于玻璃板两侧，点燃玻璃板前的蜡烛A进行实验。（1）在实验中，小明用未点燃的蜡烛B找到了蜡烛A的2个清晰的像，分别位于右侧出A′和A″处，如图甲所示，其中A′处的像是蜡烛A通过玻璃板的（P/Q）表面形成的；（2）小明在A′处放了一张白纸做光屏，白纸上（能/不能）接收到蜡烛A的像，说明平面镜成像；（3）小明按图甲所示的方法进行测量，改变蜡烛A的位置，测量并记录几组物距u和像距v，然后得出像距小于物距的错误结论，原因是（物距/像距）测量错误；（4）若图乙中蜡烛A的位置保持不变，把镜子沿虚线EF平分成两块，把其中的一块向后平移一段距离，则蜡烛A通过这两块镜子。A.都不能成像B.各成半个像，合起来成一个完整的像C.都成完整的像，两个像在同一位置D.都成完整的像，两个像在不同位置（5）如图丙，平面镜竖直放置，S为镜前的一个发光点，现将平面镜从MN位置顺时针转到MN′，物体S在平面镜中的像S′的移动轨迹为（直线/曲线），S′离M的距离（越来越近/越来越远/保持不变）。五．计算题（共2小题）24．如图所示，在X轴的原点放一点光源S，距点光源为a处放一不透光的边长为a的正方体物块。若在X轴的上方距X轴为2a处放一平行于X轴且面向物块的长平面镜，则在正方体右方X轴上被点光源S发出经长平面镜反射而照亮的长度是多少？当点光源沿X轴向右移动的距离为多少时，正方体右侧X轴上被光照亮部分将消失。25．如图所示，两镜面间夹角α＝15°，OA＝10cm，A点发出的垂直于L2的光线射向L1后在两镜间反复反射，直到光线平行于某一镜面射出，则从A点开始到最后一次反射点，光线所走的路程是多少？六．解答题（共7小题）26．阅读理解题凸面镜和凹面镜除了平面镜外，生活中也常见到凸面镜和凹面镜，它们统称球面镜。餐具中的不锈钢勺子，它的里外两面就相当于凹面镜和凸面镜。如果将一束平行光照在凸面镜上，凸面镜使平行光束发散（如图甲所示）；而凹面镜使平行光束会聚（如图乙所示）。凸面镜和凹面镜在实际中有很多应用。例如，汽车的观后镜、街头拐弯处的反光镜，都是凸面镜，而手电筒的反光装置则相当于凹面镜（如图丙所示）．利用凹面镜制成的太阳灶，利用会聚的太阳光可以烧水、煮饭，既节省燃料，又不污染环境，凹面镜的面积越大，会聚的太阳光越多，温度也就越高。大的太阳灶甚至可以用来熔化金属。反射式天文望远镜的凹面镜，口径可达数米。利用凹面镜能够把来自宇宙空间的微弱星光会聚起来，进行观测。中国科学院国家天文台兴隆观测站安装的反射式望远镜的口径为2.16m，是远东最大的天文望远镜。它能看到的最弱星光，亮度相当于200km外一根点燃的火柴。结合上文和学过的光学知识，回答下列问题：（1）凸面镜对光有作用，能成立（填“正”或“倒”）（填“放大”或“缩小”）的虚像。（2）凹面镜对光有作用，能成立（填“正”或“倒”）（填“放大”或“缩小”）的虚像。（3）凸面镜在日常生活中的应用有。（4）凹面镜在日常生活中的应用有。27．作图（1）为了把竖直照射的太阳光经过平面镜反射后，沿水平方向射入涵洞中，请在图1中画出平面镜的位置，并完成光路图（2）如图2所示，光线A、B是点光源S发出的两条光线经平面镜反射后的反射光线，请在图中作出平面镜的位置，并完成光路图。（3）发光点S旁竖直放置一挡板，下方还有一块大平面镜，请你在图3中画出挡板另一侧S能照亮的区域。（4）如图4，发光点S发出一束光投射到水面上，其中一条光线反射后经过A点，请做出入射光线、反射光线和大致的折射光线。（5）如图5所示，水面上方有一发光点A1，水中另有一发光点A2，人在空气中看到A2在水中的像与A1在水中的像位置重合，请你画出人眼看到A1像的光路图以及A2发出的光进入人眼的光路图。（6）一束白光斜射到三棱镜上的O点，经折射后白光被分解为七种颜色的单色光，如图6所示（图中只标注了其中两种色光的光路）．请在图中从O点开始画出黄色光a和蓝色光b的大致光路。（7）如图7所示，一束光从半球面上的A点沿半径方向射入半球形玻璃砖，已知半球形玻璃砖的球心为O，且光线到达半球形玻璃砖的下表面处时可以发生折射和反射。请画出这束光线从射入玻璃砖到射出玻璃砖的完整光路图。28．如图所示是航天控制中心的大屏幕上的一幅卫星运行轨迹图，它记录了卫星在地球表面垂直投影的位置变化；图中表示在一段时间内卫星绕地球中心圆周飞行四圈，依次飞经中国和太平洋地区的四次轨迹①、②、③、④，图中分别标出了各地点的经纬度（如：在轨迹①通过赤道时的经度为西经157.5°，绕行一圈后轨迹②再次经过赤道时的经度为180°），设地球半径为R＝6400千米，卫星离地面的高度为343千米。（1）卫星运行的周期是多少？（2）请用纬度表示卫星上摄像设备能拍摄到的地表范围。29．如图所示，有一竖直放置的平面镜MN，在平面镜前45cm处有一与平面镜平行放置的平板ab，在ab靠镜面的一侧有一点光源S，现要在离平面镜5cm的PQ虚线上的某一处放一平行于平面镜的挡光板，使反射光不能照射ab板上的AB部分，已知SA＝45cm，AB＝45cm，求挡光板的最小宽度CD是。30．一束光射到如图所示的两个互相垂直的平面镜上，入射点为O．若保持入射光线不变，把这直角平面