苏教版第4章4.3～4 光的直线传播、平面镜学案邢进文

【同步教育信息】一.本周教学内容：§苏教版第4章～4光的直线传播、平面镜学案【学习提示】§光的直线传播1.光源：能够发光的物体。光源指自身能发光的物体，太阳、发光的电灯、点燃的蜡烛都是光源；有些物体本身不发光，但由于它们能反射太阳光或其它光源射出的光，好像它们也在发光一样，不要被误认为是光源，如月亮和所有行星，它们并不是物理学所指的光源。2.光的直线传播：光在同种均匀介质中沿直线传播。只有在同种、均匀、透明介质中，光才是沿直线传播的，小孔成像和不透明障碍物后影子的形成、日食的形成，都是光沿直线传播的例证。3.光速：真空中光速是3×108m光在不同介质中的传播速度不同，光在真空中的传播速度最大：c=3×108m/s或c=3×105km/s。光在空气中的速度近似地等于真空中的速度，光在水中的速度大约为。光在玻璃中的速度为。由于光的速度远大于声的速度，所以，打雷时，雷声和闪电虽然同时发生，但总是先看到闪电，后听到雷声。4.光线研究光的传播时，沿光的传播路线画一条直线，并在直线上画上箭头表示光的传播方向，这种表示光的传播方向的直线叫光线。光线并不是真实存在的，而是为了研究方便，假想的理想模型。§平面镜1.平面镜成像特点：像和物到镜面距离相等、像与物体大小相等，是一个正立的虚像，像与物左右相反。2.平面镜中像的形成平面镜所成像是物体发出（或反射出）的光线入射到镜面，发生反射，由反射光的延长线在镜后相交而形成的。如图所示，光源S在平面镜后的像并不是实际光线会聚而成的，是由反射光线的反向延长线会聚而成，这样的像就叫虚像。如果用光屏放在平面镜后的S'处，是接收不到这个像的。3.平面镜的应用①形成清晰的像；②改变光的传播方向，如潜望镜就是利用两块互相平行的平面镜可以从水下观察水面上的船只。【典型例题】【例1】太阳光穿过树叶间的孔隙，在地面上出现无数个小圆点，这是太阳的______，是由于______而形成的。【分析】树叶间的孔隙相当于小孔，从太阳射出的光进入孔隙后，投射到地面上，就形成了太阳的像，即所谓的小孔成像。【解答】像，光在空气中沿直线传播。【例2】打雷时，看到闪电后经5秒钟才听到雷声，估算一下发生雷鸣处离你多远？【分析】实际上雷和闪电是同时发生的，但由于光的传播速度远远大于声音的传播速度，光速是3×108米/秒，而声音在空气中传播速度仅为340米/秒，所以打雷时，先看见闪电而后听到雷声，光传播所需要的时间可以忽略不计，则5秒为雷声传播的时间，人到雷鸣处的距离可以求得。【解答】已知：v声=340米/秒，t=5秒，根据v=s/t可得s=vt=340米/秒×5秒=1700米发生雷鸣处离人的距离为1700米。【说明】现在公认的光在真空中的传播速度是3×108米/秒，光在其它介质中的传播速度比在真空中的速度小，光在空气中的速度十分接近光在真空中的速度。【例3】运动会上100m跑比赛时，记时员听到发令枪声才记时，比看到冒烟记时早些还是迟些？早或迟多长时间？哪个更准确？【分析】发令员发令时，枪声和烟同时发生并在空中传播。运动员与发令员相距很近，可以认为在发令的同时起跑。记时员在终点，由于光速远大于声速，可以认为发令的同时记时员看到了冒烟，记时员听到声音要稍后些。【解答】看见冒烟和听到声音的时间相差∴听到枪声要迟，看到冒烟记时准确。【例4】如图所示，AB是窗口，CD为窗外一景物，用作图法画出室内可看到CD整个景物的位置和范围。【分析】室内能看到景物上方C点的位置在光线CA和CB所夹的范围内，同理看到景物最下方的D点的位置在光线DA、DB所夹的范围内，因此要能够看到整个景物只能在上述两个范围的重叠部分。【解答】作光线CA、CB；及DA、DB；图示阴影线即为所求，如图所示【例5】在图中画出物体ABC在平面镜中所成的像。【分析】根据平面镜成像时，像与物体对镜面相互对称作图。【解答】用轴对称方法先分别作出A、B、C三点的像A'、B'、C'，再根据像是正立的、等大的虚像用虚线连结三点即可，如图所示。【说明】在图中AA'、BB'、CC'都属辅助线，要用虚线表示，而像A'、B'、C'是虚像，也需要用虚线来表示。【例6】一个人从远处走向一块竖直挂着的平面镜，他在镜内的像将[]A.逐渐变大，并且逐渐向镜面靠近。B.逐渐变小，并且逐渐离开镜面。C.先变大后变小，先靠近镜面再离开镜面。D.大小不变，但逐渐向镜面靠。【分析】根据平面镜成像规律，像和物大小相等，并且像和物到镜面的距离始终相等。【解答】D。【说明】人们在实践中会感觉到当人向镜面走近时，人像在变大。这是因为人的眼睛相当于凸透镜，在观察远处和近处的物体时，人的视觉会产生像的大小变化的感觉。【例7】图中S为发光点，从它发出的两条光线经平面镜反射后的两条反射光线分别与虚线a'、b'重合，根据平面镜成像规律在图中画出平面镜，并找出S在平面镜里的像S'。【分析】平面镜所成的像是反射光线延长线的交点，且像和物的连线与镜面垂直，像和物到镜面的距离相等。【解答】图中，延长a'，b'相交于S'，S'即为S的像。连结SS'，作SS'的中垂线PQ即为镜面。【例8】如图所示，M为平面镜，S是一个点光源，在S与M之间有一块不透明的挡板P。问：（1）点光源S在平面镜中的像在哪里？（2）哪些地方可以看到这个像？【解答】（1）从点光源S处向平面镜M引两条光线SA、SB，过入射点A、B分别作垂直于镜面的法线，根据光的反射定律分别作出反射光线AA'、BB'，如图所示。反向延长AA'和BB'，相交于S'，则S'即为点光源在平面镜中的像。由图可见，像的位置跟没有挡板P时是一样的。（2）光源S发出的光射向平面镜，因挡板P的阻挡，平面镜上只有AB部分被照射到，反射光线只存在于AA'和BB'之间的范围内，所以，只有在这个范围内才能看到平面镜中的像。【说明】物体发出的光，只要能到达平面镜，就能在平面镜中成像。像与物的连线总是跟镜面垂直，像和物到镜面的距离相等。要确定能看到像的范围，就要分析反射光线的范围。哪里有反射光线，哪里就能看到像。【例9】一人站在平面镜前，若人不动，平面镜以1m/s的速度远离人，问像将怎样移动？[]A.以1m/s的速度靠近镜面B.以lm/s的速度远离镜面C.以2m/s的速度靠近镜面D.以2m/s的速度远离镜面【分析】由平面镜成像的特点可知，如图所示，设经过时间t后，平面镜从2位置处运动到3位置处，由图可知：S12=S24=S23+S34S13=S35S13=S12+S23=S23+S34+S23=2S23+S34S35=S34+S45S45=2S23由题意可知，平面镜移动的速度V1=S23/t=1m/s像移动的速度v2=S45/t=2S23/t=2m/s。【解答】本题应选D。【说明】像和物对平面镜总是对称的。思考一下，此题若是平面镜不动，人远离平面镜以1m/s的速度移动，像将怎样移动呢？（答案，应选B）【例10】如图所示，如何作一点光源S发出的一条光线经平面镜反射后经过A点（画图说明）

【分析】此题涉及了光反射的许多知识点，由平面镜成像的原理可知反射光线的反向延长线必经过像点。因此可利用平面镜成像的特点作出点光源的像点S'；然后连接S'A，S'A和平面镜相交于O点，O即为入射点，最后完成光路图。【解答】如图所示。【说明】本题利用了平面镜成像的规律——物，像关于镜面是对称的，先找到点光源S经平面镜形成的像S'，连接S'A交平面镜于O点，再连接SO完成光路图，这种解题的思路方法，应用在很多平面镜的解题中。【例11】如图（甲）所示的是某同学画的潜望镜的示意图。使用这样的潜望镜看物体AB的像是[]A.放大倒立的实像；B.缩小倒立的实像；C.等大正立的虚像；D.等大倒立的虚像。【分析】因为潜望镜由两块平面镜构成，平面镜成的是等大的虚像，据此可排除答案A和B。判定所成像倒立还是正立的有两种方法：一种是作光路图，见图乙所示。从物体上端A点射出的光线经过平面镜反射后，从下方进入人眼，从物体下端B点射出的光线经平面镜反射后，从上方进入人眼，所以像是倒立的。还有一种方法是求平面镜的像，利用平面镜成像特点，也可以看到成的是等大倒立的虚像，选出D是正确的答案。【模拟试题】（答题时间：45分钟）一.填充题1.在日常生活中，______和______证明了光在同一种物质里是沿直线传播的。2.真空中光的传播速度是______千米／秒。这个速度相当于l秒绕地球赤道______圈。光在其他透明物质里的传播速度都比真空中光速______。3.在看到闪电后3秒再听到雷声，则产生闪电和雷声的云离我们约有______千米。4.有三根相互距离约1米的长木杆竖直插在地面上，在早晨太阳照射下三杆的影子合在一起，根据______5.表面是______的反射镜叫平面镜，平面镜不但能______光线，而且还能______。6.平面镜成像的特点是：所成像是______；像和物体到平面镜的距离______；像和物体的大小，像和物体对镜面来说是______的。7.利用平面镜可以改变光的______路径，海上作业用的______镜就是根据这个原理制成的。8.一个身高为1.7米的人立在离平面镜1米远的地方，则在镜中的像高为______米，像离人的距离是9.两块互成直角的平面镜，可使光的传播方向改变______度。二.选择题1.要使眼睛看到一个物体[]A.这个物体一定是光源B.物体和眼睛一定在一条直线上C.物体和眼睛之间肯定有光线D.无论在什么情况下，都能看到2.小孔成像中所成的象是[]A.倒立的虚像B.倒立的实像C.正立的实像D.正立的虚像3.电线杆在阳光照射下，影长5.6米。一位身高2米的人直立时影长是1.5米，那么电线杆的长度是。A.7.0米B.米C.米D.4.下面现象中不能说明光是直线传播的是[]A.影子的形成B.小孔成像C.看不见高墙后面的物体D.闪电后才听到雷声5.平面镜成像的大小决定于[]A.平面镜的大小B.物体本身的大小C.平面镜放置的位置D.平面镜离开物体的距离6.如图所示，平面镜的物像关系正确的是图[]7.当人逐渐远离平面镜时，人在镜中的像[]A.逐渐变大B.逐渐变小C.大小不变D.无法判断8.如图所示的是从平面镜中看到的钟面虚像，则实际时间是[]A.9时40分B.2时20分C.4时10分D.7时50分9.一个人从远处走近一个竖直放置穿衣镜（平面镜）的过程中，他在镜中的像的大小[]A.逐渐变大B.保持不变C.逐渐变小10.夜晚在湖岸上看到经湖面反射形成的月亮的像，湖深10米，则该像与湖面的距离是[A.约10米B.约20米C.约月亮到地球间距离11.决定平面镜内成的虚像大小的因素是[]A.平面镜的大小B.平面镜放置的位置C.物体本身的大小D.物体离平面镜的距离12.图中两个平面镜互成直角放置，S为发光点，经两个平面镜成的像有[]A.3个B.2个C.1个D.没有象三.作图题1.作出图中平面镜内物体所成的像。2.图中一点光源S发出的某条光线经平面镜反射后刚好通过B点，画出光路图并找出入射点的位置。四.实验题小明同学做小孔成像和平面镜成像的实验。作图时遗漏了不少东西，仅留下了如图(a)、(b)所示的图，其中AB为物体、A′B′为其像。(1)图为平面镜成像图。图______为小孔成像图。(2)补出平面镜位置和不透明板上小孔的位置和屏幕位置。