物理競(jìng)賽培訓(xùn)04(光的直線傳播與反射)

長(zhǎng)沙市望城金海學(xué)校☆讓每個(gè)生命閃光☆第四講光的直線傳播與反射第8頁(yè)共8頁(yè)第四講光直線傳播與反射【知識(shí)補(bǔ)充】證明光沿直線傳播的現(xiàn)象：影子的形成、日食月食、小孔成像。光沿直線傳播的應(yīng)用：激光準(zhǔn)直、路隊(duì)、瞄準(zhǔn)器。光沿直線傳播的條件：同種均勻介質(zhì)中光沿直線傳播。光的反射現(xiàn)象：當(dāng)光在兩種物質(zhì)分界面上改變傳播方向又返回原來(lái)物質(zhì)中的現(xiàn)象，叫做光的反射。光的反射規(guī)律：a．共面法線是反射光線與入射光線的角平分線所在的直線。b．異側(cè)入射光線與反射面的夾角和入射角的和為90°c．等角反射角等于入射角。反射角隨入射角的增大而增大，減小而減小。d．可逆光路是可逆的物體的顏色：物質(zhì)之所以具有不同的顏色，這是因?yàn)槲镔|(zhì)(分子或離子)對(duì)不同的波長(zhǎng)的可見(jiàn)光具有選擇性吸收的結(jié)果。不透明物體的顏色是由反射的色光決定的；透明物體的顏色是由透過(guò)的色光顏色所決定的。光的色散：在光學(xué)中，將復(fù)色光分解成單色光的過(guò)程，叫光的色散。光的散射：物質(zhì)中存在的不均勻團(tuán)塊使進(jìn)入物質(zhì)的光偏離入射方向而向四面八方散開(kāi)，這種現(xiàn)象稱為光的散射。可見(jiàn)光中，紅光最難以散射，紫光最容易散射。不可見(jiàn)光的性質(zhì)與應(yīng)用：紅外線具有較強(qiáng)的熱效應(yīng)，紫外線具有較強(qiáng)的化學(xué)效應(yīng)?！緹嵘碛?xùn)練】例一：（2013全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽）驗(yàn)鈔機(jī)發(fā)出的“光”能使鈔票上的熒光物質(zhì)發(fā)光；家用電器的遙控器發(fā)出的“光”，能用來(lái)控制電風(fēng)扇、電視機(jī)、空調(diào)器等電器的開(kāi)啟與關(guān)閉。對(duì)于它們發(fā)出的“光”，下列說(shuō)法中正確的是【】A.驗(yàn)鈔機(jī)和遙控器發(fā)出的“光”都是紫外線B.驗(yàn)鈔機(jī)和遙控器發(fā)出的“光”都是紅外線C.驗(yàn)鈔機(jī)發(fā)出的“光”是紫外線，遙控器發(fā)出的“光”是紅外線D.驗(yàn)鈔機(jī)發(fā)出的“光”是紅外線，遙控器發(fā)出的“光”是紫外線【解析】驗(yàn)鈔機(jī)是利用紫外線的熒光效應(yīng)來(lái)鑒別鈔票真?zhèn)危则?yàn)鈔機(jī)發(fā)出的“光”是紫外線。遙控器利用紅外線傳遞信號(hào)來(lái)遙控的，所以遙控器發(fā)出的“光”是紅外線，選項(xiàng)C正確。例二：（2008株洲物理競(jìng)賽題）下列哪個(gè)情景中的“影”是由于光的折射產(chǎn)生的【】A．立竿見(jiàn)影B．畢業(yè)合影C．湖光倒影D．樹(shù)影婆娑【解析】立竿見(jiàn)影是光的直線傳播，畢業(yè)合影是光通過(guò)凸透鏡折射在底片上所成的實(shí)像，湖光倒影是光的反射所成的虛像，樹(shù)影婆娑是光的直線傳播。例三：（2002年全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽題）小明的寫字臺(tái)上有一盞臺(tái)燈。晚上在燈前學(xué)習(xí)時(shí)，鋪在臺(tái)面上的玻璃“發(fā)出”刺眼的亮光，影響閱讀。在下面的解決方案中，最簡(jiǎn)單、效果最好的是【】A．把臺(tái)燈換成吊燈B．把臺(tái)燈放在正前方C．把臺(tái)燈移到左臂外側(cè)D．把臺(tái)燈移到右臂外側(cè)【解析】鋪在臺(tái)面上的玻璃“發(fā)出”刺眼的亮光一般是由于臺(tái)燈可能正好在人的正前方，從而有較強(qiáng)的反射光朝人反射，如將臺(tái)燈移到人的側(cè)旁，即可避免這種現(xiàn)象。通常人以右手寫字，則應(yīng)以臺(tái)燈移到左臂外側(cè)最好。如果臺(tái)燈移到右臂外側(cè)時(shí)，右手的影子將落到紙上，影響看書寫字。例四：（江蘇第11界初中物理競(jìng)賽題）一個(gè)演員在舞臺(tái)上演出．當(dāng)舞臺(tái)上方的紅色追光燈照射到她時(shí)，觀眾看到她一身艷麗的紅色服裝；當(dāng)燈光操作員改用綠色追光燈照射她時(shí)，觀眾看到她的上裝為綠色而裙子為黑色．那么，這位演員服裝的實(shí)際顏色是()．A．上裝和裙子都是紅色B．上裝和裙子都是綠色C．上裝為綠色，裙子為黑色D．上裝為白色，裙子為紅色【解析】根據(jù)題述，用紅色追光燈照射到她時(shí)，觀眾看到她一身艷麗的紅色服裝，說(shuō)明她的服裝可能是白色或紅色；用綠色追光燈照射她時(shí)，觀眾看到她的上裝為綠色而裙子為黑色．說(shuō)明她的上裝為白色而裙子為紅色，選項(xiàng)D正確?！就黄朴?xùn)練】一、選擇題1．（2009上海初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽）如圖(a)所示，平面鏡OM與ON夾角為θ，光線AB經(jīng)過(guò)平面鏡的兩次反射后出射光線為CD?，F(xiàn)將平面鏡OM與ON同時(shí)繞垂直紙面過(guò)O點(diǎn)的軸轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)較小的角度β，而入射光線不變，如圖（b)所示。此時(shí)經(jīng)過(guò)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2βD．與原先的出射光線CD之間的夾角為β2.（2009上海初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽）如圖所示，P是一個(gè)光屏，屏上有直徑為5厘米的圓孔。Q是一塊平面鏡，與屏平行放置且相距10厘米。O1、O2是過(guò)圓孔中心O垂直于Q的直線，已知P和Q都足夠大，現(xiàn)在直線O1O2上光屏P左側(cè)5厘米處放置一點(diǎn)光源S，則平面鏡上的反射光在屏上形成的亮斑面積為（）A．3π/320米2B．π/100米2C．3π/200米2D．π/64米23.（2008全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽）光在同種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的，小紅一直不明白：在光纖通信中，光信號(hào)是怎樣經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)而又曲折的線路，從一端傳到另一端的呢?后來(lái)通過(guò)“探究光纖怎樣傳輸光信號(hào)”的活動(dòng)中，她終于明白了：光信號(hào)在光纖中（

）A．是靠光纖壁不斷地反射而向前傳播B．就像電流沿彎曲導(dǎo)線那樣傳播C．就像水流沿彎曲水管流動(dòng)那樣傳播D．是靠光纖壁不斷地折射而向前傳播4．（2007年湖州競(jìng)賽題）劉文同學(xué)發(fā)現(xiàn)浙北大酒店的大門是一種自動(dòng)門，當(dāng)有人靠近時(shí)，門會(huì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)閉。劉文同學(xué)對(duì)此產(chǎn)生了濃厚的興趣，他很想知道自動(dòng)門是如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的，為此他反復(fù)做了幾次實(shí)驗(yàn)：當(dāng)他輕輕地靠近自動(dòng)門時(shí)，門自動(dòng)打開(kāi)，當(dāng)把一個(gè)足球滾向自動(dòng)門時(shí)，門自動(dòng)打開(kāi)，當(dāng)把一面底部裝有滾珠的無(wú)色透明大玻璃板直立著滑向自動(dòng)門時(shí)，門不打開(kāi)，劉文同學(xué)根據(jù)探究結(jié)果，對(duì)自動(dòng)門的自控原理提出了以下幾種猜想，你認(rèn)為最合理的是（）A．自動(dòng)門聽(tīng)到來(lái)者的聲音時(shí)通過(guò)聲控裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)閉B．自動(dòng)門探測(cè)到靠近的物體發(fā)射出的紅外線，通過(guò)光控裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)閉C．自動(dòng)門本身能發(fā)出紅外線信號(hào)，當(dāng)此信號(hào)被靠近的物體反射時(shí)，就實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)閉D．靠近門的物體通過(guò)空氣能產(chǎn)生一種壓力傳給自動(dòng)門，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)閉5.（2007年湖州競(jìng)賽題）假設(shè)地球表面不存在大氣層，那么人們觀察到的日出時(shí)刻與實(shí)際存在大氣層的情況相比A．將延后B．將提前C．不變D．在某些地區(qū)將提前，在另一些地區(qū)將延后6.（2007年湖州競(jìng)賽題）有茶色玻璃的汽車內(nèi)的人能看到車外的人，而在車外的人不容易看到車內(nèi)的人，對(duì)這種現(xiàn)象的解釋正確的是（1）車外射入的光線要被茶色玻璃吸收一部分，車內(nèi)的人受到較弱的光照射；（2）車外人反射到茶色玻璃上的光比車內(nèi)人反射到茶色玻璃上的光強(qiáng)；（3）車內(nèi)比車外暗，車內(nèi)人的瞳孔張開(kāi)得比車外大。A．只有（1）（2）B．只有（1）（3）C．只有（２）（３）D．（１）（２）（３）二、填空題1.（2007全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽）暑假中小明參加學(xué)校的生存夏令營(yíng)，學(xué)到了野外生存的很多知識(shí)和技能。其中之一是用影子辨別方向。如圖所示，將一根直桿豎直插在水平地面上的O點(diǎn)。中午前后，用描點(diǎn)的方法在地面上畫出桿的陰影頂端的運(yùn)行軌跡，在軌跡上找出其中距O點(diǎn)最近的點(diǎn)A，則OA所指示的方向就是（選填“東”“西”“南”“北”）方向，這一判斷應(yīng)用的光學(xué)知識(shí)是。2.（2012全國(guó)初中物理競(jìng)賽預(yù)賽）在某些地區(qū)，由于空氣質(zhì)量下降導(dǎo)致大霧天氣越來(lái)越多，對(duì)當(dāng)?shù)氐慕煌ㄔ斐闪撕艽笥绊?，霧是空氣中的水蒸氣遇冷____________形成的，看到漫天的霧是由于光的____________造成的。3.（2008河南初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽）2008年北京奧運(yùn)會(huì)比賽主要場(chǎng)館——國(guó)家游泳館，因其形狀而被稱為“水立方”。如圖，“水立方”外層膜結(jié)構(gòu)采用ETFE材料，質(zhì)地輕巧，透光性好，跟玻璃相比，它可以透進(jìn)更多的陽(yáng)光和空氣?！八⒎健钡耐饽び檬裁搭伾芄?jié)能呢?設(shè)計(jì)者要考慮“水立方”館內(nèi)光線和夏天的室溫。設(shè)計(jì)者做了幾組實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)一：對(duì)透明物體和不透明物體的顏色由什么決定進(jìn)行了如下的探究。先后用不同顏色的膜對(duì)著不同顏色的光進(jìn)行觀察．得到的結(jié)果如表一所示。表一：透明物體的顏色照射光的顏色綠色紅色紅色綠色白光膜的顏色綠色紅色藍(lán)色紅色黃色觀察到的顏色綠色紅色黑色黑色黃色①由表一可以得出：透明物體的顏色是由決定的；實(shí)驗(yàn)二：用不同的顏色膜材料ETFE做大棚實(shí)驗(yàn).大棚外膜的顏色藍(lán)色無(wú)色紫色一天中棚外的最高溫度36℃36℃36℃一天中棚內(nèi)的最高溫度38℃50℃30℃光的通過(guò)量90％98％50％②綜合上述信息，你認(rèn)為膜的顏色用色更好。（2008株洲物理競(jìng)賽題）晴天，在茂密的樹(shù)林下面，陽(yáng)光透過(guò)樹(shù)葉的縫隙，會(huì)在地上留下許多圓形的光斑，這是由于的原理。如果是在發(fā)生日偏食的短暫時(shí)間里，則地上的光斑是圓形的光斑（填“仍然”或“不再”）。7.(2012天南競(jìng)賽題)“關(guān)愛(ài)生命，安全出行，爭(zhēng)當(dāng)安全模范公民”的教育活動(dòng)，在全國(guó)各地轟轟烈烈地展開(kāi)．“紅燈停，綠燈行”是公民的基本素質(zhì)．交通信號(hào)燈用紅、綠燈，而不用藍(lán)色、紫色等其它顏色的燈．對(duì)此，小明、小華、小宇三位同學(xué)展開(kāi)討論．小明說(shuō)：人的眼睛對(duì)紅色光、綠色光比較敏感．用紅綠燈作為交通指揮燈，容易引起視覺(jué)反應(yīng)，可以提高人們的警惕性，減少交通事故的發(fā)生．小華說(shuō)：紅光穿透能力比藍(lán)色、紫色等其它的色光強(qiáng)，很遠(yuǎn)處就能看到；人的眼睛對(duì)綠色光敏感．小宇說(shuō)：紅綠燈作為交通指揮燈，是國(guó)際通用的，并不具有科學(xué)依據(jù)．(1)霧天，小明、小華和小宇一起在遠(yuǎn)處觀看路口的紅綠燈，收集有關(guān)“紅色光穿透能力強(qiáng)”的證據(jù)．小明和小宇看到紅燈亮?xí)r，小華卻認(rèn)為紅燈不亮．此事實(shí)說(shuō)明紅色光引起的視覺(jué)效果與____________________有關(guān)；三位同學(xué)向路口的紅燈走近，都感到紅色光強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，表明色光的穿透能力與_______________________________有關(guān)．影響色光穿透能力的因素還有_____________________________________(至少答出一條)(2)依據(jù)你的生活體驗(yàn)，并結(jié)合學(xué)過(guò)的物理知識(shí)，對(duì)小宇的說(shuō)法作出評(píng)價(jià)：_____________________________________________________．紅綠色盲的人不能分辨紅綠燈顏色的變換．請(qǐng)你描述現(xiàn)行交通信號(hào)燈是如何讓色盲的行人做到“紅燈停、綠燈行”的或提出一條合理化建議．(回答一條可)__________________________________________________________．(4)隨著科技創(chuàng)新，傳統(tǒng)的紅、綠燈逐漸被超高亮度的發(fā)光二極管（LED）所替代。LED燈具有亮度高、顏色純、耗電少、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，簡(jiǎn)述LED燈的廣泛使用可能會(huì)給人們的生活與環(huán)境帶來(lái)的影響．（回答一條即可）_____________．三、分析與計(jì)算題1．（2012全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽）一些高樓大廈表面用許多大塊的鍍膜玻璃做外墻面（俗稱“玻璃幕墻”）。在大樓外面的人，白天看這些玻璃，感覺(jué)它們好像一面面的鏡子，能看到樓外景物的像，卻看不到大樓里面的景物。在大樓里面的人，通過(guò)這些玻璃，卻能看到樓外的景物。請(qǐng)你對(duì)樓外面的人白天觀察到的現(xiàn)象做出解釋。（2008全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽）為什么汽車前燈的玻璃燈罩要用有一些橫豎條紋的玻璃（如圖所示）制成。3．（2007全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽）圖9是李陽(yáng)把刻度尺直立在玻璃鏡面上拍得的一張照片，請(qǐng)根據(jù)照片上的信息，估算一下玻璃鏡的厚度，并說(shuō)明估算的依據(jù)。（2012全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽）有的轎車的觀后鏡是用平面鏡做成的，而有的又是用凸面鏡做成的，請(qǐng)說(shuō)明其各自的優(yōu)點(diǎn)是什么。5.用轉(zhuǎn)動(dòng)八面鏡法可以測(cè)光速，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖8-20所示。S為發(fā)光點(diǎn)，T為望遠(yuǎn)鏡，平面鏡O與凹面鏡B構(gòu)成了反射系統(tǒng)。八面鏡M距反射系統(tǒng)的距離AB為L(zhǎng)(L可長(zhǎng)達(dá)幾十千米），且遠(yuǎn)大于OB以及S和T到八面鏡的距離。調(diào)整八面鏡的位位置直到通過(guò)望遠(yuǎn)鏡能看到發(fā)光點(diǎn)S，然后使八面鏡轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，并緩慢增大其轉(zhuǎn)速（1S內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)），當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)