初中物理光现象解答题

一束光线从空气斜射入水中，在水面发生反射和折射，已知反射光线 $\mathit{OA}$如图所示，请在图中画出它的入射光线和大致的折射光线。

利用图15装置进行探究光的反射规律实验

（1）让一束光贴着纸板 $A$沿 $\mathit{EO}$方向射向镜面，在纸板 $B$上可看到光线沿 $\mathit{OF}$方向射出，在纸板上：用笔描出光线 $\mathit{EO}$和 $\mathit{OF}$的轨迹，则 $\mathit{EO}$与垂直镜面的直线 $\mathit{ON}$的夹角 $i$是选填　 　。 $($ “入射角”成“反射角” $)$

（2）多次改变入射角的大小，测得实验数据如下表

序号	$\angle i$	$\angle r$
1	$30°$	$30°$
2	$45°$	$45°$
3	$50°$	$50°$

分析数据可得：反射角　　（选填“大于”、“小于”或“等于” $)$入射角：当入射角变大时，光线 $\mathit{OF}$　　（选填“远离”或“靠近” $)$直线 $\mathit{ON}$。

（3）以直线 $\mathit{ON}$为轴线。把纸板 $B$向前或向后折，在纸板 $B$上　　（选填“能”或“不能” $)$看到反射光线 $\mathit{OF}$，由此说明反射光线、入射光线与法线在　　（选填“同一”或“不同” $)$平面内。

（4）实验中，从教室各个方向都能观察到粗糙纸板表面反射的光线，这种反射属于　　（选填“镜面反射”或“漫反射）

如图所示，一只蜻蜓（用 $A$点表示）停在水池上方。请在图中标出蜻蜓所成的像 $A\text{'}$．（要求保留作图痕迹）

如图所示，射向平面镜的一束光 $\mathit{AO}$经镜面反射后沿水平方向 $\mathit{OB}$射出图中， $\mathit{ON}$是 $\angle \mathit{AOB}$的角平分线，请在图中作出平面镜放置的位置并标出入射角 $\alpha$。

太阳光线跟水平方向成 $30°$角，为了使反射光线水平行进，请在图中画出平面镜的位置并标出反射角的度数。

如图所示，一条光线从空气斜射入水中，在图中作出这条入射光线的反射光线与折射光线的大致位置。

请阅读《郭守敬望远镜》并回答问题

郭守敬望远镜

"星汉灿烂，若出其里"。漫天星光绝大多数都来自宇宙中的恒星。怎样知道这些遥远且炽热的恒星的成分呢？用光谱 $!$ 我们知道，阳光通过三棱镜后会发生色散，形成一条按照一定顺序排列的彩色光带，我们称之为光谱。太阳是恒星，因此太阳的光谱是一种恒星光谱。恒星光谱包含了恒星的很多"户口"信息，比如化学成分、密度、气压、温度、恒星年龄等。恒星光谱除了包含恒星自身的信息之外，还能告诉我们恒星以及它所在的星系是在远离，还是在靠近我们，甚至还能告诉我们远离或靠近的速度有多大。观测表明，恒星或星系远离我们的速度与它跟我们之间的距离成正比，根据恒星或星系远离我们的速度可以知道这个恒星或星系距离我们有多远。

光谱望远镜是获取恒星光谱的有力工具。目前世界上最好的光谱望远镜是由中国天文学家自主研制的，以元代著名天文学家、数学家、水利工程专家郭守敬名字命名的"郭守敬望远镜"，如图所示，它可以将接收到的恒星的光会聚后通过色散系统形成恒星光谱，进而获取恒星的信息。它能够同时观测4000个天体，是当今世界上光谱获取效率最高的望远镜。在刚刚过去的七年巡天观测中（所谓"巡天观测"，就好比是"给天上的星星做'人口'普查" $)$ ，郭守敬望远镜共获取1125万条光谱，成为世界上第一个获取恒星光谱数突破千万量级的天文望远镜。我国科学家通过对这些恒星光谱的分析，绘制成了一个包含636万组恒星光谱参数的星表，重新确立了银河系晕（音yún $)$ 的内扁外圆的结构，并取得了其他一些令世界瞩目的重大发现，这在某种程度上增强了人类寻找另一个"地球"和地外生命的信心 $!$

日前，郭守敬望远镜已开启新一轮的"霸气"巡天观测征程。使用郭守敬望远镜可以"普查"银河系更多的恒星，以它的观测能力，北半球天空仍然有约一亿颗星可观测，可以让"普查"资料更全面、更详细，更好地帮助我们了解银河系的历史、现状和未来。

请根据上述材料，回答下列问题：

（1）恒星发出的光经郭守敬望远镜的光学系统形成恒星光谱的现象属于光的 　    　现象。

（2）我国科学家通过分析恒星光谱确立了 　　的内扁外圆新结构。

（3）已知"长蛇星Ⅱ系团"距离我们约33亿光年，它远离我们的速度约为 $6\times {10}^4\mathit{km}/s$ ，请你根据文中信息，估算远离我们的速度约为 $4\times {10}^4\mathit{km}/s$ 的"牧夫座星系团"距离我们约 　　亿光年。

如图1所示，将透明的薄壁（厚度可忽略不计）方形水槽水平放置，固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束，小彬通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象。

（1）图1水槽中未注水时可在侧壁上 $A$ 处得到一个光点，注入一定量的水后，光点移至 $B$ 处，这是由于光在水面处发生了光的 　　现象，此时入射角 　　角 $\theta$ （选填"大于""等于"或"小于" $)$ ；

（2）为使 $B$ 处的光点移至 $C$ 处，则应使水槽中的水量 　　，若 $\mathit{BC}$ 间距离为 $2\mathit{cm}$ ，则水面高度的变化量△ $h$ 　　 $2\mathit{cm}$ （选填" $>$ "" $=$ "或" $<$ " $)$ ；

（3）如图2所示，小彬将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射，为使光束第一次从水面射出后沿 $\mathit{DE}$ 方向传播，则激光笔照射的方向应满足的条件是 　　，且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区 　　（选填"①"②"或"③" $)$ 内。

在"探究平面镜成像特点"的实验中。

（1）实验时应选较 　　（选填"厚"或"薄"）的玻璃板垂直放置在水平桌面上。

（2）将棋子A放在玻璃板的前面，应在玻璃板 　　（选填"前面"或"后面"）观察A经玻璃板所成的像。

（3）当棋子A远离玻璃板时，像的大小 　　。

（4）将光屏放到像的位置，无法直接在光屏上观察到像，说明所成的像是 　　像

（5）用木板紧贴在玻璃板背面，挡住玻璃板后面的光，人眼在玻璃板前 　　（选填"能"或"不能"）看见棋子A的像。

2017年4月25日，"共享单车"在银川市开始投放使用。如图所示，"共享单车"每辆车的前后均贴有二维码，骑车前先要解锁，市民用手机上的 $\mathit{APP}$ 扫描车上对应的二维码（解锁码）， $\mathit{APP}$ 识别之后就会传输车辆信息到云数据，接着再给对车辆返回一串解锁指令："共享单车"采用的是轴传动装置，踩动单年时，传动轴在磁体周围转动，可以产生出变化的电流；"共享单车"具有 $\mathit{GPS}$ 定位功能，能实时定位车辆的位置。

（1）"共享单车"上应用了很多物理知识，请你根据题目提供的材料列举两例。

示例：单车的尾部安装着反光镜，夜间骑车时，当有光线从任意角度射向尾灯时，它都能把光"反向射回"，这是利用了光的反射定律。

（2）一辆"共享单车"的质量为 $26\mathit{kg}$ ，前后轮胎总着地面积约为 $100c{m}^2$ ，请你估算出一名普通中学生骑行时车对地面的压强是多大？

小亮用如图装置探究"光的反射规律"：

（1）图中反射角是 　 　度。

（2）将纸板 $B$ 向后折转一定角度，在 $B$ 板上 　　（选填"能"或"不能" $)$ 看到反射光。

（3）让入射光线 $\mathit{EO}$ 靠近法线 $\mathit{ON}$ ，则反射角会 　　（选填"变大"或"变小" $)$ 。