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文档简介
学而优教有方第4讲光现象——划重点初二期中期末之复习讲义考点1:光源及光的直线传播1.光源定义:能够发光的物体都叫做光源.分类:按其来源分为天然光源和人造光源.例如:太阳、萤火虫是天然光源;电灯、蜡烛是人造光源.但像月亮表面、镜面等依靠它们反射外来光才能使人们看到它们,这样的反射光线的物体不能称为光源。2.光的直线传播光线:为了形象地表示光的传播情况,通常用一条带箭头的直线表示光的传播径迹和方向,这样的直线叫光线.光线是人们为了表征光的传播而引进的一个抽象工具,它是一个理想模型,而不是真实存在的。(光线的定义,运用的物理研究方法叫理想模型法。)条件:光在同种均匀介质中是沿直线传播的.(早晨,看到刚从地平线升起的太阳的位置比实际位置高,该现象说明:光在非均匀介质中不是沿直线传播的。)事例:影子的形成、日食和月食、小孔成像等.①影子的形成:光在传播过程中,遇到不透明的物体,在不透明的物体后面,光照射不到,形成了相对黑暗的部分就是物体的影子。影子部分并非没有光照到,而是光相对比较少。②日食、月食:日食:月球处在太阳和地球的中间,看到的是月球的影子,日食现象印证了光的直线传播。月食:地球处在太阳和月球的中间,看到的是地球的影子。月食也印证了光的直线传播。③小孔成像:用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物体之间,屏幕上就会形成物体的倒像,我们把这样的现象叫小孔成像,如图所示。成像特点:倒立、实像,像的形状只跟物体的形状相似,与孔的形状无关.(所有实像都是倒立的)。成像大小:小孔成像的大小与物体和小孔的距离,光屏到小孔的距离有关,可大可小可等大。小孔成像的一个常考的经典案例:太阳穿过树叶缝隙,在地上留下的圆斑。3.光沿直线传播的应用①利用激光准直引导掘进机直线前进;②排队时看齐;③射击瞄准,瞄准点、准星、缺口三点一线;④影子的形成,包括日食、月食、皮影戏、立竿见影等等;⑤坐井观天(要求会作有水、无水时青蛙视野的光路图);⑥小孔成像。4.光的传播速度(1)光的传播速度:真空中的光速是宇宙中最快的速度,c=2.99792458×108m/s,光在空气中的速度接近真空中的速度,计算中取c=3×108m/s。水中是真空的3/4,玻璃中是真空的2/3。(2)光年:光在1年内传播的距离。光年是距离单位,用来描述宇宙中天体间的距离。1光年=9.4608×1012km。(3)光与声传播的区别传播是否需要介质在空气中的传播速度不同介质中的传播速度声可以在固、液、气体中传播,但传播需要依靠介质,真空中不能传播空气中15℃时的声速为340m/s一般情况下声速快慢关系为:光能在固液气等透明介质中传播,也能在真空中传播,传播时不一定依靠介质光在真空中的传播速度为3×108m/s光在三种介质中的快慢关系为:【针对练习1】下列物体属于光源的是()A.月亮B.教室里正在工作的日光灯C.放电影时看到的银幕D.闪闪发光的钻石【答案】B【详解】ACD.月亮、放电影时看到的银幕、闪闪发光的钻石本身都不发光,都是反射其他物体的光,所以它们都不属于光源,故ACD不符合题意;B.教室里正在工作的日光灯本身能发光,属于光源,故B符合题意。故选B。【针对练习2】下列关于光线的说法,正确的是()A.光线是真实存在的带箭头的直线B.激光笔发出的光是一条光线C.光线是用来表示光的径迹和方向的,光线概念的建立用到了理想模型法D.光线可以用虚线表示【答案】C【详解】AC.用一条带箭头的直线表示光的传播路径和方向,这条带箭头的直线称为光线,光线实际并不存在,是为了形象地描述光的传播特点而假想出来的,用的是理想模型法,故A错误,C正确;B.激光笔发出的是光,不是光线,故B错误;D.在光路图中,光线是用实线表示,故D错误。故选C。【针对练习3】关于光的传播,下列哪种说法是错误的(
)A.光只在同种均匀空气中才沿直线传播 B.光在真空中可以传播C.光在不均匀的糖水中可以沿曲线传播 D.光在同一种均匀介质中沿直线传播【答案】A【详解】ACD.光在同种均匀介质中沿直线传播,而均匀介质不一定是空气,在不同种介质中传播会发生偏折,在同种不均匀介质中,也会发生偏折,所以光在不均匀的糖水中不是直线传播,故A错误,符合题意,CD正确,不符合题意;B.光的传播不需要介质,在真空中可以传播,故B正确,不符合题意。故A。【针对练习4】下列语句不涉及光的直线传播的是()A.井底之蛙,所见甚小 B.余音绕梁,三日不绝C.如影随形,形影相伴 D.一叶障目,不见泰山【答案】B【详解】A.井底之蛙,因为光沿直线传进井口时,井将部分光线挡住,只看到未挡住部分的光线,所以所见甚小,故A不符合题意;B.余音绕梁,是指声音长久地在屋梁上回荡,形容歌声高亢、优美,与光的直线传播无关,故B符合题意;C.如影随形的影指的是影子,光的直线传播形成的,故C不符合题意;D.一叶便把光线挡住了,看不见泰山,是光的直线传播形成的,故D不符合题意。故选B。【针对练习5】下列关于光的说法中正确的是()A.光年是时间单位B.光在真空中的传播速度是3×105km/sC.光在同种介质中一定沿直线传播D.光在水中传播比在空气中传播得快【答案】B【详解】A.光年是光在真空中传播一年的距离,是长度单位,故A错误;B.光速是宇宙中最快的速度,在真空中的传播速度是3×105km/s,故B正确;C.光在同种均匀介质中沿直线传播的,若介质不均匀,则可能发生折射,故C错误;D.光在水中的传播速度比在空气中的传播速度慢,故D错误。故选B。【针对练习6】能够的物体叫光源,下列物体:①太阳、②月亮、③亮着的电灯、④开着的电视荧屏、⑤钻石,属于光源的有(填序号),其中(填序号)属于自然光源。【答案】自身发光①③④①【详解】[1]我们把能自己发光且正在发光的物体叫做光源。光源分为自然光源和人造光源。[2][3]太阳、亮着的电灯、开着的电视荧屏都能够自身发光,属于光源;太阳是自然界本来就存在的光源,属于自然光源;但是月亮、钻石不能自身发光,它反射的是太阳光,因此不属于光源。【针对练习7】如图所示是月球的影区分布,当人随地球运动到区时会看到日全食,运动到区会看到日偏食,当运动到区时会看到日环食.【答案】BAC【详解】日食、月食是由于光的直线传播形成的.如图所示是月球的影区分布,B区是太阳光完全照不到的区域,所以当人随地球运动到B区时会看到日全食;太阳部分区域发出的光能照射到A区,因此运动到A区会看到日偏食;在C区看不到太阳的中心部分,但可以看到太阳的边缘部分,所以当运动到C区时会看到日环食.【针对练习8】下图表示日全食时太阳、地球、月球位置的示意图。“日全食”是形成的;图中的A处是球,B处是球。
【答案】光沿直线传播月地【详解】[1][2][3]日全食的形成原理是当月球运动到太阳和地球中间时,恰好挡住了太阳,使太阳的光芒无法照射到地球上,从而形成了“日全食”的现象,月球能挡住射向地球的太阳光,是因为光是沿直线传播的;因为发生“日全食”时月球在地球和太阳中间,所以图中的A处是月球,B处是地球。【针对练习9】小毅去长白岛森林公园游玩时,看见阳光透过树叶的缝隙在地上形成圆形光斑,爸爸告诉小毅,光斑是光的形成的太阳(选填“倒立”或“正立”)的(选填“虚”或“实”)像。【答案】直线传播倒立实【详解】[1][2][3]树上的树叶很多,树叶与树叶之间会形成很多小的缝隙,太阳光从这些小缝隙中照射下来,由于光在同种均匀介质中沿直线传播,则在地面上形成了太阳的像。这是小孔成像现象,所成的像是倒立的实像。【针对练习10】光在真空中传播的速度是m/s,下雨天,我们总是先看到闪电后听到雷声,这表明,光比声音传播的。【答案】3×108速度大【详解】[1]在真空中光的传播速度是3×108m/s,声音的传播速度是340m/s。[2]光的传播速度远大于声音的传播速度,闪电和雷声虽然是同时发生的,但经过相同的路程,光需要的时间短,声音需要的时间长,闪电先到达观察者,雷声后到达观察者,因此打雷时我们总是先看到闪电后听到雷声。【针对练习11】光在真空中的传播速度是m/s,光在水中的传播速度选填“大于”“小于”或“等于”)这个速度。由于光速远大于声速,所以运动会上赛跑时,计时裁判总是(选填“看到发令枪冒烟”或“听到枪声”)就计时。【答案】3×108小于看到发令枪冒烟【详解】[1]实验测得,光在真空中的传播速度是[2]光在真空中传播的速度是宇宙中最快的速度,光在水中的传播速度小于这个速度。[3]由于光速远大于声速,所以运动会上赛跑时,发令枪冒烟发出的光传入计时裁判眼中所用时间和赛跑所用时间相比可以忽略不计,而枪声传入裁判耳中所需时间不可忽略,所以计时裁判总是看到发令枪冒烟就计时。【针对练习12】“井底之蛙”这个成语大家都很熟悉,图中M点表示青蛙。请根据光的直线传播知识画图说明为什么“坐井观天,所见甚小”。(温馨提示:必须标出光的传播方向)
【答案】
【详解】光在同种均匀介质中沿直线传播,被井口挡住的光不能进入井中青蛙的眼睛,所以青蛙看不到井口以外的世界,连接井口两侧到青蛙的眼睛,此范围以内为井底青蛙所见范围,如图所示:
【针对练习13】如图,发光点A发出的光被物体BC阻挡后,在墙壁上留下了物体BC的影,请在图中作出物体BC的影B′C′。(保留作图痕迹)
【答案】
【详解】根据光在同种均匀介质(空气)中沿直线传播,从点光源A过点C作直线与墙壁相交于点C′,从A过点B作直线与墙壁相交于B′,直线AC与AB所夹的墙壁上的阴影部分B′C′就是BC的影子,如图所示:
【针对练习14】在图甲中的光屏M上画出蜡烛AB经小孔所成的像A'B'。
【答案】
【详解】光在同种均匀介质中光是沿直线传播的,过A点和小孔O画出一条光线交光屏于,再过B点和小孔O画出一条光线交光屏于,即AB的像为。如下图所示:
【针对练习15】小华在地面上铺一张白纸,将刻有边长为3cm等边三角形的纸板正对着太阳,保持纸板与地面距离为1m不变,观察白纸上的光斑。小华用另一张卡片覆盖在三角形孔上(如图所示),遮住孔的一部分,让太阳光透过小孔,将右侧的卡片缓缓向左移动,观察光斑变化情况。上述过程中
(1)可以探究光斑的形状与的关系(选填“小孔形状”或“小孔大小”);(2)刚开始时,白纸上光斑的形状是形,大小将(“变大”、“不变”或“变小”);(3)当小孔足够小时,此时光斑形状是形,继续移动覆盖的卡片,减小通光孔的大小,白纸上光斑大小将(“变大”、“不变”或“变小”)。【答案】小孔大小三角变小圆不变【详解】(1)[1]根据“用另一张卡片覆盖在三角形孔上,遮住孔的一部分,让太阳光透过小孔,将右侧的卡片缓缓向左移动,观察光斑变化情况”可以判断出光斑的形状与小孔大小的关系。(2)[2][3]因为太阳光是平行光,开始时孔较大,所以形成的是和孔面积大小相等的光斑,故刚开始时,孔是三角形,所以白纸上光斑的形状是三角形,大小将变小。(3)[4][5]当小孔到地面的距离一定时,小孔越来越小,地面上就越容易得到太阳的像,此时光斑形状是圆形,继续移动覆盖的卡片,减小通光孔的大小,白纸上光斑大小将不变,光斑亮度减弱。【针对练习16】如图所示某兴趣小组在空易拉罐的底部中央戳个小圆孔,将顶部剪去后,蒙上一层塑料薄膜,制作成一个简易针孔照相机。如图甲所示,将其水平放置,在左侧固定一支点燃的蜡烛,可在塑料薄膜上看到烛焰倒立的像。(1)若将点燃的蜡烛向上移动,则塑料薄膜上的像向(上/下)方移动;若将易拉罐向右移动少许,蜡烛的像将(变大/变小/不变)。从右侧眼睛看过去,将蜡烛在孔前绕顺时针旋转,则人眼看到的塑料薄膜上的像是(顺/逆)时针旋转的;(2)若只将小圆孔改为三角形小孔,则像的形状(改变/不变);(3)晴天的正午时分,走在长广溪湿地树林下,小明看到阳光透过树叶的缝隙在地上留下许多大小不同的圆形光斑(如图乙所示),这是(太阳/树叶的缝隙/树叶)的(实像/影子/虚像);地上圆形光斑大小不同的原因是;(4)为了研究孔的大小对光斑形状的影响。小明设计了四种有不同形状孔的卡片甲,并用另一张卡片乙覆盖在甲上,如图所示。接着,从图示位置沿箭头方向水平移动乙,观察光斑形状的变化情况,下列合乎要求的是。
【答案】下变小顺不变太阳实像树叶距离地面距离不同C【详解】(1)[1][2][3]光在同种均匀介质中沿直线传播,因在小孔后面的光屏上形成是倒立的实像,所以蜡烛向上移动,则它在薄膜上的像将向下方移动;若将易拉罐向右移动少许,烛焰就离小孔越远,则像变小;从右侧眼睛看过去,将蜡烛在孔前绕顺时针旋转,则人眼看到的塑料薄膜上的像是顺时针旋转的。(2)[4]蜡烛经小孔成倒立的实像,像的形状与烛焰形状相同,像与小孔的形状无关,所以只将小圆孔改为三角形小孔,像的形状不变。(3)[5][6][7]树叶的缝隙其实就是一个个小孔,圆形光斑就是太阳的实像;树叶的缝隙,也就是小孔,距离地面的远近不同,形成的光斑大小不同;距离越远,形成的光斑越大,距离越近,形成的光斑越小。(4)[8]C图中随着卡片乙向左移动,孔的形状始终是三角形,并且逐渐变小,故C符合要求;ABD三图中随着卡片乙向左移动,孔的形状发生了变化,不符合要求。考点2:光的反射定律1.光的反射现象定义:光从一种物质射到另一种物质的表面时,有一部分光返回到原来物质中传播的现象叫做光的反射.2.光的反射定律光的反射定律:在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在同一平面内;反射光线、入射光线分居法线两侧;反射角等于入射角。3.镜面反射和漫反射的对比现象定义图示共同点看到的结果举例镜面反射一组平行光照射到镜面,反射后仍为平行光 都遵循光的反射定律人在反射光线的范围内,看到物体很亮(刺眼),不在反射光线的范围内,看到物体很暗 镜面、平静的水面、玻璃幕墙、车尾灯的反射等 漫反射凹凸不平的表面会把平行的入射光线向着四面八方反射人能从各个方向看到本身不发光的物体电影屏幕、书本上的字、能从不同方向看到墙上的壁 (1)在光的反射现象中,光路是可逆的。(2)当入射光线垂直射向镜面时,入射角为0°,反射角也为0°。(3)叙述规律时要注意其中的因果关系,“反射角等于入射角”不能说成“入射角等于反射角”.(4)人能看见物体是由于它发出的光或反射的光进入我们的眼睛.光的反射实验(重点)1.可折转白色粗糙硬纸板的作用:①显示光路,对光线起漫反射作用;②探究入射光线、法线和反射光线是否在同一平面内;2.实验应在较暗的环境中进行:减小其他光线对实验的影响,使实验现象更明显;3.纸板与镜面的放置要求:纸板与镜面垂直放置;第6页第6页共28页4.探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内:将纸板NOF向前或向后折转,观察硬纸板上是否显示反射光线;此时,反射光线存在,只是观察不到。5.验证光路是否可逆:将光线逆着反射光线的方向射入,观察新的反射光的传播路径是否与原来的入射光线重合;第6页第6页共28页6.实验中改变入射角大小,多次实验的目的:避免实验的偶然性,让实验结论更具有普遍性;7.让光线紧贴纸板(光屏)射向点的目的:在硬纸板(光屏)上能显示光路;8.实验描绘光的传播路径的方法:在入射光线和反射光线上取一个点,将该点与反射点连接;9.实验时从纸板前不同的位置都能看到光的传播路径的原因:光在纸板上发生了漫反射。【针对练习17】下列语句不涉及光的直线传播的是()A.一叶障目,不见泰山 B.如影随形,形影相伴C.镜中之花,水中之月 D.井底之蛙,所见甚小【答案】C【详解】A.一叶障目,不见泰山描述叶子挡住了光线,属于光的直线传播现象,故A不符合题意;B.如影随形,影子是光线被遮挡照射不到形成的,属于光的直线传播现象,故B不符合题意;;C.镜中之花,水中之月,属于光的反射现象,故C符合题意;D.井底之蛙,所见甚小是因为光线被井口挡住了,属于光的直线传播现象,故D不符合题意。故选C。【针对练习18】如图所示,小明和小红看到掉在地上的课本,对其原因解释正确的是()
A.课本发出的光射入小红的眼睛B.阳光在课本处镜面反射,进入小红眼睛C.小明眼睛发出光,照射在课本上D.阳光在课本处漫反射,进入小明眼睛【答案】D【详解】A.物理教材本身不会发光,故不是光源,不会发出光线,故A错误;C.小明的眼睛不是光源,不会发光,故C错误;BD.教材的表面凹凸不平,光照在上面发生漫反射,反射光线是向着四面八方的,所以小明和小红从不同的位置都能看到它,故B错误,D正确。故选D。【针对练习19】关于光现象,下列说法正确的是()A.小明在上课时能看到黑板上的字,原因是黑板发生了镜面反射B.学生能看到黑板上的字,是因为反射的光线杂乱无章,但不遵循光的反射定律C.刚下过雨的夜晚,人们在坑洼的路面迎着月亮行走,看到发暗的地方是水面D.青蛙“坐井观天,所见甚小”,是光的直线传播造成的【答案】D【详解】AB.小明能看到黑板上的字,是因为反射的光线杂乱无章,发生了漫反射,漫反射也遵循光的反射定律,故AB错误;C.路面上的水发生镜面反射,路面发生漫反射,当人迎着月光走时,水面发生镜面反射进入人眼光线比路面发生漫反射进入人眼的光线多,人感觉水面亮,所以亮的地方是水,暗的地方是路面,故C错误;D.青蛙“坐井观天,所见甚小”,这是由光的直线传播,只能看到一定的范围,故D正确。故选D。【针对练习20】光明是人们祈求的,但有时光也会损害人的视觉和身心健康,成为光污染。下列实例中会造成光污染的是()A.晚上学习时用护眼台灯 B.用塑料薄膜建造温室大棚C.汽车车窗玻璃上贴防晒膜 D.城市建筑大面积安装玻璃幕墙【答案】D【详解】A.晚上的光线较暗,用护眼台灯可以起到对眼睛的保护作用,不会造成光污染,故A不符合题意;B.利用塑料的透光功能,建大棚时能够使大棚的温度升高,不会造成光污染,故B不符合题意;C.汽车车窗玻璃上贴太阳膜主要是防止内饰因光照而老化,同时还出于安全的考虑,不会造成光污染,故C不符合题意;D.当光照射在玻璃幕墙时,会发生镜面反射,造成光污染,故D符合题意。故选D。【针对练习21】如图所示,一束太阳光与水平面成30°角射来,小明想利用一块平面镜使此时的太阳光竖直射入井中,下列说法中正确的是()
A.入射角是30° B.反射角是60°C.平面镜与水平面的夹角是45° D.平面镜与水平面的夹角是90°【答案】B【详解】如图所示,OB为反射光线与水平面垂直,ON为法线,CD为平面镜所在位置,则根据光的反射定律,反射角等于入射角,则法线ON垂直于平面镜,则平面镜与水平面的夹角是综上所述,ACD错误,B正确。故选B。
【针对练习22】某学习小组学习了数学中的“相似三角形”后,利用两种方法测量了旗杆的高度。第一种方法,如图甲所示,人站在太阳下,测量出人的高度、人的影子的长度、旗杆影子的长度,利用比例就能算出旗杆的长度。第二种方法,如图乙所示,选一人作为观测者,在他与旗杆之间的地面上平放一面镜子,固定镜子的位置,观测者看着镜子来回调整自己的位置,使自己能够通过镜子看到旗杆顶端,测量出人的高度、人到镜子的距离、旗杆底部到镜子的距离,利用比例就能算出旗杆的长度。从光学的角度,前者利用的是光的,后者利用的是光的。
【答案】直线传播反射【详解】[1]人站在太阳下,测量出人的高度、人的影子的长度、旗杆影子的长度,利用比例就能算出旗杆的长度,利用光的直线传播。[2]在他与旗杆之间的地面上平放一面镜子,固定镜子的位置,观测者看着镜子来回调整自己的位置,使自己能够通过镜子看到旗杆顶端,测量出人的高度、人到镜子的距离、旗杆底部到镜子的距离,利用三角形相似就能算出旗杆的长度,利用光的反射。【针对练习23】4月23日我们迎来了海军建军节,当天首次亮相的直20海军型,可谓是最好的“庆生”礼物了,如图所示,一架直20平行于海面飞行。若以直20为参照物,它在水中的倒影是(选填“运动”或“静止”)的,直20的“倒影”是由于而形成的;站在不同位置的人都能看到直20,这是因为光在直20机身上发生了。
【答案】静止光的反射漫反射【详解】[1]一架直20平行于海面飞行。若以直20为参照物,它在水中的倒影相对于直20位置没有发生变化,所以倒影是静止的。[2]光滑湖面形成倒影,是因为光发生了反射,属于平面镜成像现象。[3]我们从不同方向能够看到不发光的物体,是由于它发生了漫反射。【针对练习24】如图所示,晚上在桌面上铺一张白纸,把一块平面镜放在纸上(镜面朝上),让手电筒的光正对着平面镜照射,从侧面看过去,镜子比白纸(选填“亮”或“暗”),这是由于光在镜子上发生了(选填“镜面”或“漫”)反射的原因。
【答案】暗镜面【详解】[1][2]让手电筒的光正对着平面镜照射,镜子表面光滑,对光进行镜面反射;纸张表面较粗糙,对光线进行漫反射,从侧面看过去,镜子比白纸镜面反射的光线进入眼睛的较少,因此镜子看起来比纸张暗。【针对练习25】雨后晴朗的夜晚,为了不踩到地上积水,人们根据生活经验判断,迎着月光走,地上发亮的是(选填“地面”或“积水”);背着月光走,地上发暗的是(选填“地面”或“积水”)。
【答案】积水积水【详解】平静的水面,能发生镜面反射,地面凹凸不平,地面发生漫反射。[1]迎着月光走,月光经水面发生镜面反射,进入人的眼睛反射光线多,人感觉水面亮;地面发生漫反射,有很少的光线进入人的眼睛,人感觉地面黑。[2]背着月光走,月光经水面发生镜面反射,没有反射光线进入人的眼睛,人感觉水面暗;地面发生漫反射,有少量的光线反射进入人的眼睛,人感觉地面亮。【针对练习26】一束光线在空气和玻璃的分界面发生发射和折射,入射光线是,折射光线是,折射角大小.【答案】COOA60°【分析】反射和折射是在两种介质的界面上同时发生的现象,反射遵从反射定律:反射光线、入射光线、法线在同一个平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角;折射遵从折射定律:折射光线、入射光线、法线在同一个平面内,折射光线与入射光线分居法线两侧,光由空气斜射入其它透明介质时,折射角小于入射角;能根据图解识别三条光线.【详解】由图知,OB和OC关于X对称,可知X是法线,AO与OC分居法线两侧,可知CO为入射光线,OA为折射光线,OB为反射光线.折射光线与法线的夹角为60,则折射角为60.【针对练习27】室内有一吸顶灯S,人从平面镜MN中能够看到吸顶灯。请在图中画出人眼A经平面镜MN看到吸顶灯的完整光路图。
【答案】
【详解】人眼A经平面镜MN看到吸顶灯,是由于吸顶灯发出的光经平面镜反射后浸入人的眼睛,作点S关于平面镜的对称点S′,连接S′A与镜面的交点O即为入射点,连接SO即为入射光线,如图所示
【针对练习28】在图中根据给出的入射光线AO画出反射光线OB,并标出反射角的度数。
【答案】
【详解】由图可知,入射光线与镜面的夹角为,则入射角等于过入射点作出垂直于镜面的法线,根据反射光线、入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,在法线右侧画出反射光线,并标明反射角的度数,如下图所示:
【针对练习29】如图所示,为入射光线,为出射光线。请在图中添加合理的光学器件。(注意所添加的器件位置要正确,保留适当的作图痕迹。)
【答案】
【详解】由图可知,光路发生了改变,说明光发生了反射,所以所缺的光学元件为平面镜,根据光的反射定律可知,先画L1与L2的角平分线为法线,再过焦点做法线的垂线即为平面镜的位置,如下图:
【针对练习30】如图所示,由于木板的遮挡,光源S发出的光无法直接照射到P点。通过平面镜的反射作用,可以使光源S发出的光经过P点。请你画出由光源S发出经平面镜反射后通过P点的那条光线的光路图。
【答案】
【详解】先通过平面镜作出发光点S的对称点即为S的像;连接交平面镜于点O,SO为入射光线,OP为反射光线;如图所示
【针对练习31】如图所示,请你画出点光源S发出的两条光线经平面镜反射后的反射光线。
【答案】
【详解】通过平面镜作出S的对称点S′,连接S′和入射点A、B并延长,AC、BD即为反射光线,分别补出入射光线SA、SB,如图所示:
【针对练习32】在图中根据反射光线a、b画出点光源S的位置并完成光路。【答案】【详解】分别过两个反射点垂直镜面做出法线,然后根据反射角等于入射角,在法线左侧画出两条入射光线,两条入射光线的交点即为点光源S的位置,如图【针对练习33】在“探究光的反射规律”的实验中,如图所示,水平放置平面镜,白色纸板竖直立在平面镜上,纸板由E、F两部分组成,可以绕ON翻折。
(1)实验时,把纸板ENF垂直放在平面镜上,入射光线AO的法线是,光线AO的入射角大小是度;(2)白色硬纸板的表面应尽量粗糙,其目的是使光在纸板上发生(选填“镜面反射”或“漫反射”),这样我们在各个方向都能看清光的传播路径;(3)将一束光贴着纸板E沿AO射到镜面上O点,纸板F上会显示出反射光束OB,接着将纸板F绕ON向后翻折,则纸板F上(选填“能”或“不能”)显示出反射光束,由此说明反射光线、入射光线与法线在;(选填“同一平面内”或“不同平面内”)(4)若让另一束光沿BO方向射向平面镜,反射光将沿OA方向射出。该实验现象说明。(填选项字母)A.反射角等于入射角
B.在光的反射现象中,光路可逆【答案】ON40漫反射不能同一平面内B【详解】(1)[1]入射光射在O点,则通过O点与平面镜垂直的直线就是法线,即ON是法线。[2]入射角是入射光线与法线的夹角,入射光线与镜面夹角是50度,则其与法线的夹角(入射角)为(2)[3]让光线掠过纸板,是为显示光线的路径:光线掠过纸板,有一部分光被纸板反射,反射光进入人眼,人就看见了光线的路径。为了使在各个方向都能看到光路,需要光在纸板上发生漫反射,因此纸板越粗糙越好。(3)[4][5]此时我们不能在纸板上看到光路,说明此时光线的位置不在纸板F上。而当两片纸板在同一平面上时,我们可以在两片纸板上看到入射光线与反射光线。这说明:反射光线与入射光线、法线在同一平面上。(4)[6]此时入射光线逆着原来的反射光线射在镜面上,而反射光线则逆着原来的入射光线射出。这说明在反射现象中,光路是可逆的。故A不符合题意,B符合题意。故选B。【针对练习34】如图所示,白色硬纸板EF垂直于平面镜放置,能沿ON折转,ON垂直于平面镜。用此装置探究光的反射定律。
(1)将入射光沿着顺时针方向移动,逐渐靠近法线ON,反射光逐渐(选填“靠近”或“远离”)法线ON;当入射光移动到法线ON右侧时,反射光出现在法线ON的(选填“右侧”或“左侧”),这说明反射光线和入射光线分别位于。(2)为了探究反射角与入射角大小的关系,应进行的操作是,观察并描绘光的径迹,量出入射角i和反射角r并记录在表中;比较r和i,可以得出:光反射时,;各小组交流分享数据结果的目的是从更多的数据中。实验次数1234入射角20°30°40°60°反射角20°30°50°60°(3)将纸板F沿ON向后折时,不能在纸板F上观察到反射光,用喷雾可以显示出反射光的路径仍然在原来的位置,说明光反射时,反射光线、入射光线和法线在。【答案】靠近左侧法线的两侧多次改变入射光的方向反射角等于入射角寻找普遍规律同一平面【详解】(1)[1]如甲图所示,根据光的反射定律知,将入射光沿着顺时针方向移动,逐渐靠近法线ON,反射光逐渐靠近法线ON。[2][3]根据实验现象可知,当入射光移动到法线ON右侧时,反射光出现在法线ON的左侧,这说明反射光线和入射光线分别位于法线两侧。(2)[4]为了探究反射角与入射角大小的关系,让入射光贴着EF沿AO射向平面镜上的O点,观察反射光的方向。多次改变入射光的方向,观察并描绘光的径迹。[5]根据表格中的数据可知:光反射时,反射角等于入射角。[6]多次实验可以多测量几组数据,得到的规律更具有普遍性。(3)[7]在实验过程中,将纸板向前或向后折,是为了验证反射光线与入射光线在同一平面内,此时有折转时,观察不到反射光,说明反射光线与入射光线及法线ON在同一平面内。【针对练习35】探究光的反射规律的实验装置如图甲所示,平面镜放在水平桌面上,附有量角器(图中未画出)的白色纸板ABCD,能绕垂直于CD的ON轴翻转,在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。
(1)实验前,应将纸板放置于平面镜上,实验时应该选用较(选填“光滑”或“粗糙”)硬纸板,硬纸板的作用是;(2)如图乙所示,将纸板右半部分绕ON向后折任意角度,发现纸板上均无反射光束呈现。那么反射光线(选填“仍存在”或“不存在”);(3)使一束光紧贴硬纸板射向镜面上的O点,在硬纸板上描出入射光线AO和反射光线OB,并测出反射角和入射角,改变入射角大小做三次实验后将测得的数据记录在下表中,通过分析实验数据,有的同学得出了入射角等于反射角的结论,这个结论(选填“是”或“不是”)正确的,原因是;实验次数入射角反射角第一次第二次第三次(4)有一同学也把一束光贴着纸板A射到O点(如图丙所示),但纸板并未与平面镜垂直,他(选填“能”或“不能”)在纸板B上看到反射光线。【答案】垂直粗糙显示光的路径仍存在不是在光的反射中,入射角决定反射角的大小不能【详解】(1)[1][2]在探究光的反射规律的实验中,需要从不同方向观察纸板上的光线,纸板应该发生漫反射,即表面应该是粗糙的;硬纸板的主要作用是:在实验时显示光的传播路径。[3]为了使光的传播路径能呈现在硬纸板上,应让硬纸板垂直放置在平面镜上。(2)[4]如图乙所示,当沿着ON将纸板右半部分向后翻转至任意角度后,反射光束均没有在硬纸板上呈现,此时反射光线没有随硬纸板的位置变化,反射光线和仍然存在,且在同一位置。(3)[5][6]有的同学得出了入射角等于反射角的结论,这个结论是错误的,因为在光的反射中,先有入射,才有反射,所以结论应该是反射角等于入射角。(4)[7]如果实验中硬纸板放得没有与平面镜垂直,稍有倾斜,则当入射光贴着硬纸板射向镜面上的O点后,法线将会不在硬纸板上,由于反射光线、入射光线、法线在同一平面内,所以此时在硬纸板上不能看到反射光线。【针对练习36】如图为小雨“探究光的反射定律”的实验装置,平面镜M放在水平桌面上,E、F是两块粘接起来的硬纸板。(1)实验时,小雨让入射光线AO沿左侧纸板E射向镜面,然后转动右侧纸板F,使右侧纸板F和左侧纸板E在同一平面内,但在右侧纸板F上没有发现反射光线,其原因可能是;(2)采取改正措施后,实验现象如图甲所示,若想探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内,接下来的操作应当是:;(3)为了探究反射角与入射角的关系,小雨多次改变入射角的大小,并测量对应的反射角的大小,比较两者的大小关系,这样做的目的是为了;(4)测量数据如表所示。分析数据可以得出结论:在反射现象中;
入射角反射角(5)若将一束光贴着纸板F沿BO射向O点,发现反射光将沿图甲中OA的方向射出,说明在光的反射现象中,光路是的。【答案】硬纸板没有竖直放置以法线ON为轴线,向后弯折纸板F面,观察F面上是否有反射光线寻找普遍规律反射角等于入射角可逆【详解】(1)[1]当E、F在同一平面上时,在F上没有发现反射光线,入射光线和法线所在的平面与纸板不是同一个平面,故可能的原因是:硬纸板没有竖直放置。(2)[2]小明想探究反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内,接下来的操作是:以法线ON为轴线,向后弯折纸板F面,观察F面上是否有反射光线,若能观察到反射光线,则说明了反射光线、法线、入射光线不在同一平面内,若不能观察到反射光线,则说明了反射光线、法线、入射光线在同一平面内。(3)[3]探究光的反射规律,多次改变入射角大小并测量对应的反射角,是为了寻找普遍规律。(4)[4]根据表中的数据可以得出,反射角随着入射角的增大而增大,且相等,故可以得出结论:在反射现象中,反射角等于入射角。(5)[5]若将一束光贴着纸板F沿BO射向O点,会发现反射光线沿着OA方向射出可知,将反射光线改为入射光线,光路图照样成立,体现了光路是可逆的。考点3:平面镜成像1.平面镜成像特点:(1)像与物大小相等;(2)像到镜的距离与物到镜的距离相等;(3)像与物的对应点的连线与镜面垂直;(4)像与物左右位置颠倒;(5)平面镜所成的像是虚像。总结:等大、等距、垂直、对称、虚像。2.平面镜成像原理及作用:(1)平面镜成像原理:光的反射定律;(2)平面镜成像作用:成像、改变光路。3.实像和虚像:(1)实像:实际光线会聚点所成的像。(2)虚像:实际光线反向延长线的会聚点所成的像。注意:虚像能用眼睛直接观看,但不能用光屏接收;实像既可以用光屏承接,也可以用眼睛直接观看。实验探究平面镜成像的特点(重点)【设计与进行实验】1.实验装置图2.实验原理(光的反射规律) 3.实验主要器材及作用(两支完全相同的蜡烛、透明薄玻璃板、刻度尺、火柴、白纸、光屏) (1)两支完全相同的蜡烛(便于比较像与物的大小关系) (2)透明薄玻璃板(便于确定像的位置;防止产生重影)(3)刻度尺(便于比较像和物体到平面镜的距离)(4)白纸(或坐标纸)(在白纸或坐标纸上方便标注平面镜、物、像的位置)(5)光屏(观察像能否成在光屏上,判断成像的虚实)4.实验方法:等效替代法(用未点燃的蜡烛代替点燃的蜡烛,比较像与物的大小关系;用未点燃的蜡烛代替点燃的蜡烛的像,比较物距与像距的大小关系)5.实验操作注意事项∶(1)实验应在暗环境下进行(使实验现象更明显)(2)玻璃板要与水平桌面垂直放置(确保像与物能够完全重合)(3)观察像的大小时,应在点燃蜡烛一侧透过玻璃板观察6.判断平面镜成虚像的操作(移去玻璃板后面的蜡烛,将光屏置于原蜡烛的位置,光屏上不能成像)7.多次改变蜡烛的位置,进行实验(为了使实验结论具有普遍性)8.实验的评估与改进(1)无论怎样移动蜡烛都无法使像与物完全重合的原因(玻璃板与桌面没有垂直放置)(2)实验中观察到重影的原因(玻璃板太厚,前后表面各成一个像)(3)测得蜡烛和像到平面镜距离不相等的原因(a.玻璃板后的蜡烛与像没有完全重合;b.玻璃板太厚;c.实验过程中玻璃板改变了位置)9.平面镜成像特点在生活中的应用实验结论:平面镜所成像的大小与物体的大小相等,像与物体到平面镜的距离相等,即像与物体关于平面镜对称,平面镜所成的像是虚像。4.球面镜:凸面镜与凹面镜(1)凸面镜:利用球面的外表面作反射面的面镜叫做凸面镜;凸面镜对光有发散作用,常用作汽车观后镜来扩大视野。(2)凹面镜:利用球面的内表面作反射面的面镜叫做凹面镜;凹面镜对光有汇聚作用,常用作太阳灶、探照灯等。【针对练习37】当你走向挂在竖直墙面上的平面镜时,下列说法正确的是(
)A.镜中的“你”是由于光的直线传播形成的B.镜中的“你”是平面镜成的实像C.当你靠近镜子时,镜中的“你”变大D.镜中的“你”的大小跟镜子的大小无关【答案】D【详解】走向挂在竖直墙面上的平面镜时,平面镜中会出现自己的像,该像是由光的反射形成的虚像,由于像的大小始终与物体大小相同,所以像的大小保持不变,而且像的大小与镜子的大小无关,故D正确,ABC错误。故选D。【针对练习38】如图所示,物体AB长1.6m,平面镜CD长0.6m,物体到平面镜的距离为2m。下列关于物、像、镜的说法中,正确的是(
)
A.物体通过该平面镜成的是实像B.像的高度与平面镜的长相同,为0.6mC.物体与像的距离为2mD.像的高度与物体的高度相同,为1.6m【答案】D【详解】A.根据平面镜成像的特点可知,物体通过该平面镜成的是虚像,故A错误;B.根据平面镜成像的特点,像与物体的大小相同,为1.6m,与平面镜大小无关,故B错误;C.根据像与物体到平面镜等距,像与物体的距离为L=2m+2m=4m故C错误;D.根据平面镜成像的特点,像与物体的大小相同,像长与物体的长相同,为1.6m,故D正确。故选D。【针对练习39】如图所示,平面镜竖直放置在水平面上,一支直立的铅笔放在平面镜前40cm处,若向平面镜移动10cm,下列说法正确的是()
A.铅笔在平面镜中所成的像逐渐变小B.铅笔与它的像之间的距离变为30cmC.在镜中看到物体两次像之间的距离为20cmD.若平面镜顺时针转至图中虚线位置,铅笔的像将与铅笔垂直【答案】D【详解】A.因平面镜成的像与物大小相等,一支直立的铅笔放在平面镜前40cm处,若向平面镜移动10cm,铅笔在镜中的像的大小不变,故A错误;B.因平面镜成的像与物到镜面的距离是相等的,当铅笔向平面镜移动10cm后物距为40cm-10cm=30cm像距也为30cm,铅笔与镜中的像相距为30cm+30cm=60cm故B错误;C.因像距与物距是相等的,一支直立的铅笔放在平面镜前40cm处,物距为40cm,像距也为40cm,当铅笔向平面镜移动10cm后的像距为30cm,故在镜中看到物体两次像之间的距离为40cm-30cm=10cm故C错误;D.铅笔与平面镜的夹角为45°,根据平面镜成的像与物关于镜面对称,故铅笔的像与镜面的夹角也为45°,像与物的的夹角为45°+45°=90°所以铅笔与它在平面镜中的像垂直,故D正确。故选D。【针对练习40】在探究“平面镜成像特点”的实验中,选用的实验器材有:一块薄平板玻璃、两个完全相同的蜡烛A和B、刻度尺和白纸,如图所示。则下列与实验相关的说法中错误的是()
A.选用薄平板玻璃替代平面镜是为了更清楚观察到像的位置B.实验过程中应在较亮的环境中进行C.利用现有器材可探究:像与物是否等大D.若木板紧贴在玻璃板的背面,人眼在玻璃板前能看见蜡烛A的像【答案】B【详解】A.使用平面镜时,只能成像,不能透光,不容易确定像的位置,用薄平板玻璃替代平面镜,既能成像,又能透光,便于确定像的位置,而且可以比较像与物的大小关系,故A正确,不符合题意;B.在比较暗的环境中,蜡烛是最亮的,蜡烛射向玻璃板的光线最多,进入人眼的光线也最多,感觉蜡烛的像也最亮,因此实验过程中应在较暗的环境中进行,故B错误,符合题意;C.两个蜡烛完全相同,实验中可以观察蜡烛与像是否重合,因此可以探究像与物是否等大,故C正确,不符合题意;D.平面镜的成像原理为光的反射,因此木板紧贴在玻璃板的背面,人眼在玻璃板前能看见蜡烛A的像,故D正确,不符合题意。故选B。【针对练习41】如图所示,平面镜M直立在水平地面上,长6cm的铅笔平放在地面上且与平面镜垂直,笔尖离平面镜10cm,现铅笔以2cm/s的速度垂直平面镜向它匀速靠近,则()
A.铅笔的像为虚像,且尖端朝右 B.笔尖的像移动速度大于笔尾的像移动速度C.在靠近平面镜的过程中,铅笔的像变大 D.将M逆时针转动45°,铅笔的像竖直且尖端朝下【答案】D【详解】A.平面镜所成的像为虚像,由于像与物体关于镜面对称,所以铅笔尖端朝左,故A不符合题意;B.若铅笔以2cm/s速度向平面镜靠近,由平面镜成像的规律可知,像也以2cm/s速度向平面镜靠近,且像的大小不变,则笔尖的像移动速度等于笔尾的像移动速度,故B不符合题意;C.由平面镜成像的特点可知,平面镜所成的像与物体的大小相等,铅笔在运动的过程中大小不变,则其所成的像大小不变,故C不符合题意;D.将M逆时针转动45°,则铅笔与平面镜的夹角为45°,根据平面镜成像的特点,铅笔的像与平面镜的夹角为45°,则铅笔的像与水平面的夹角为90°,即铅笔的像呈竖直方向。由平面镜成像时像与物体关于镜面对称可知,铅笔的尖端朝下,故D符合题意。故选D。【针对练习42】如图所示,检查视力时,视力表挂在被测者头部的后上方,被测者识别对面墙上镜子里的像。下列表述中正确的是()
A.视力表在平面镜中所成的像能被我们看到,所以为实像B.视力表在平面镜中的像与被测者相距5.4mC.若被测者向平面镜靠近0.1m,则她在镜中的像将变大D.若被测者看到“E”的像开口向上,则视力表上的该“E”开口向上【答案】D【详解】A.根据平面镜成像特点可知,视力表在平面镜中所成的像是虚像,故A错误;B.视力表到平面镜的距离是2.7m,根据物像到平面镜的距离相等,所以视力表像到平面镜的距离也是2.7m,所以人到视力表像的距离l=2.7m+2.7m-0.4m=5m故B错误。C.根据平面镜成像规律可知,像的大小与物的大小相等,若被测者向平面镜靠近0.1m,她在镜中的像大小不变,故C错误;D.平面镜成像像和物关于镜面对称,故若被测者看到“E”的像开口向上,则视力表上的该“E”开口向上,故D正确。故选D。【针对练习43】如图甲所示,是小云探究“平面镜成像特点”的实验装置,图乙、丙和丁是探究过程的侧视图,下列说法中,正确的是()
A.若蜡烛A距玻璃板4cm,则蜡烛B距玻璃板8cm才能与蜡烛A的像完全重合B.如图乙所示,若在玻璃板与蜡烛B之间放一块挡光板,则能透过玻璃板看到蜡烛A的像C.若实验时装置如图丙所示,则蜡烛A在玻璃板中的像偏高且倾斜D.若实验时装置如图丁所示,则蜡烛A能在玻璃板中成像【答案】BCD【详解】A.平面镜成像中,像距等于物距,所以若蜡烛A距玻璃板4cm,则蜡烛B距玻璃板4cm能与蜡烛A的像完全重合,故A错误;B.平面镜成像成虚像,本质是光的反射,所以在玻璃板与蜡烛B之间放一块挡光板,仍能透过玻璃板看到蜡烛A的像,故B正确;C.平面镜成像,像与物关于镜面对称,所以若实验时装置如图丙所示,则蜡烛A在玻璃板中的像偏高且倾斜,故C正确;D.实验时装置如图丁所示时,蜡烛的光仍然可以照射到镜面上,发生反射,所以可以成像,故D正确;故选BCD。【针对练习44】下列说法中正确的是()A.凸面镜对光有会聚作用,凹面镜对光有发散作用B.汽车的观后镜是用凸面镜C.太阳灶用的是凸面镜D.牙科医生用来观察患者不易看到的部位的镜子是用凹面镜【答案】B【详解】A.凸面镜对光线有发散的作用,凹面镜对光线有会聚作用,故A错误;B.汽车的观后镜是利用凸面镜,成正立的、缩小的虚像,增大观察范围,故B正确;C.凹面镜对光线有会聚作用,应用在太阳灶上,故C错误;D.牙科医生用来观察患者不易看到的部位的镜子是用平面镜,故D错误。故选B。【针对练习45】某同学站在竖直放置的穿衣镜前1.5m处,当他向镜靠近0.5m,此时镜子里的像和他相距m,像的大小(选填“变大”、“变小”或“不变”)。【答案】2不变【详解】[1][2]根据平面镜成像的特点,像与物到平面镜的距离相等,因此某同学站在竖直放置的穿衣镜前1.5m处,当他向镜靠近0.5m,此时他距离镜子1m,像距离镜子也是1m,所以像和他相距2m;像与物大小相等,因此当他靠近镜子时,像的大小不变。【针对练习46】马路的拐角处很多会放一个镜,它对光线有作用。太阳灶多用镜制成。【答案】凸面发散凹面【详解】[1][2]凸面镜对光有发散作用,能成正立、缩小的虚像,因此利用凸面镜可以达到扩大视野的目的。[3]根据凹面镜可以会聚光线的特点,我们制成了太阳灶。【针对练习47】请根据平面镜成像的特点,画出物体AB在平面镜中所成的像。【答案】
【详解】平面镜成像时,像和物体关于镜面对称;分别做出物体AB端点A、B关于平面镜的对称点、,用虚线连接、即为物体AB在平面镜中的像,如图
【针对练习48】如图甲所示,是O在平面镜中成的像,在图中画出平面镜的位置。
【答案】
【详解】平面镜成像时,像与物关于平面镜对称,平面镜在物像连线的垂直平分线上,连接,作出的垂直平分线,可得平面镜的位置,如图所示:
【针对练习49】小明在做“探究平面镜成像”的实验时,将白纸平铺在桌面上,将玻璃板垂直纸面放置,取两支完全相同的蜡烛A和B,点燃玻璃板前的蜡烛A,小心地移动蜡烛B,直到与蜡烛A的像重合。(1)实验时应选用(选填“较薄”或“较厚”)的玻璃板代替平面镜;用玻璃板代替平面镜是为了便于确定像的;(选填“位置”或“大小”)(2)选用两支完全相同的蜡烛是为了比较像与物的关系;(选填“位置”或“大小”)(3)移去蜡烛B并在其位置上放一光屏,则光屏上(填“能”或“不能”)接收到蜡烛A的像,这表明平面镜所成的像是(填“虚”或“实”)像;(4)实验过程中,将蜡烛A靠近玻璃板时,蜡烛B应(选填“靠近”或“远离”)玻璃板;若无论怎么调节蜡烛B都不能与蜡烛A的像完全重合,这可能是;(5)本实验多次改变蜡烛A的位置,得到多组数据的目的是(选填序号)A.多次测量取平均值减小误差B.避免实验的偶然性,得到普遍规律【答案】较薄位置大小不能虚靠近玻璃板没有与桌面垂直B【详解】(1)[1]因为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面,会出现两个像,影响到实验效果,所以应选用较薄玻璃板。[2]用玻璃板代替平面镜,同时观察到蜡烛A的像和玻璃板后面的蜡烛B,便于确定像的位置,便于比较物像大小关系。(2)[3]在实验中,选取两段完全相同的蜡烛是为了比较像与物的大小关系。(3)[4][5]平面镜成像是由于光的反射,移去蜡烛B,并在其位置上放一光屏,则光屏上不能承接到像,说明平面镜成虚像。(4)[6]如果使蜡烛A离玻璃板近一些,根据平面镜成像特点可知,蜡烛B会靠近玻璃板。[7]若实验中无论怎样调节后面的蜡烛B,都能与蜡烛的像重合,说明像和物体未在同一水平面,则可能是玻璃板未与桌面垂直造成。(5)[8]一次实验不具备代表性,应采取同样的实验方案多做几次,研究像与物体到镜面距离的普遍规律,避免实验现象的偶然性,故A不符合题意,B符合题意。故选B。【针对练习50】在“探究平面镜成像特点”的实验中:
(1)将一张白纸放在水平桌面上,将玻璃板与纸面放置,该实验用玻璃板来代替平面镜的目的是;(2)该实验对蜡烛A和B的要求是完全相同,目的是便于比较;(3)将点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,将未点燃的蜡烛B在玻璃板后面寻找并记下蜡烛A像的位置。实验中为了使蜡烛B与A的像完全重合,眼睛应从图(一)中的(选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)位置来回观察;(4)为探究像的虚实,在蜡烛B处放上光屏,眼睛应该从图(一)中的(选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)位置观察光屏;(5)移动点燃的蜡烛A,再做两次实验,在白纸上记录像与物对应点的位置如图(二)所示。将白纸沿放置玻璃板的直线折叠,发现点A1和B1,A2和B2,A3和B3基本重合,由此可以得出的结论是。【答案】垂直便于确定像的位置像与物体的大小甲丙像到平面镜的距离与物到平面镜的距离相等【详解】(1)[1]实验时,玻璃板要与纸面垂直放置;如果玻璃板与纸面不垂直,根据平面镜所成的像和物体关于平面镜对称可知,蜡烛的像与蜡烛不在同一水平面上,所以有可能找不到像。[2]玻璃板既能让光透过也可以反射光,便于确定像的位置,所以用玻璃板代替平面镜。(2)[3]蜡烛A和B完全相同,这样的目的是便于比较像和物体的大小关系,这种方法叫做等效替代法。(3)[4]平面镜成的蜡烛的像时光的反射形成的虚像,寻找蜡烛A的像的位置时,眼睛应在蜡烛A一侧观察,即甲位置来回观察,在蜡烛B的一侧不能看到蜡烛A的像。(4)[5]验证像的虚实时,将光屏放在像的位置上,眼睛从丙处直接观察光屏,通过看到光屏上没有像的现象,可知平面镜所成的像是虚像。(5)[6]将白纸沿放置玻璃板的直线折叠,发现点A1和B1,A2和B2,A3和B3基本重合,即像的位置与物的位置关于平面镜对称;由此可以得出的结论:像到平面镜的距离与物到平面镜的距离相等。【针对练习51】在探究“平面镜成像特点”的活动过程:
①该实验用玻璃板代替平面镜,是为了方便,此时成像的清晰度比日常使用平面镜(选填“好一些”或“差一些”);②实验时,将点燃的蜡烛放在玻璃板前,把另一个相同的蜡烛放到玻璃板的另一侧,边移动、边观察,使它与的像重合,观察时,眼睛应该在如图2乙中处观察(选填“”、“”、“”或“”)。为确定像的虚实,需在(选填“蜡烛A”或“蜡烛B”)位置放一个光屏,并在如图乙中的处观察光屏上是否有像(选填“”、“”、“”或“”);③如图丙是小军本人,他在进行实验时,从镜中也观察到了自己的像,那么他在镜中所成的像应是图丙中的(填序号);④做完实验后某同学总结了一些关于平面镜成像的知识,其中不正确的是。A.将蜡烛向玻璃板靠近,像的大小不变B.将蜡烛和像所在的位置用直线连接,连线跟玻璃板垂直C.当蜡烛与玻璃板的距离为时,像和物相距D.若将玻璃板竖直向上缓慢平移,蜡烛的像也跟着向上平移【答案】确定像的位置差一些a蜡烛BbAD【详解】(1)[1]实验时选择透明的玻璃板,能同时观察到像和代替蜡烛的像的蜡烛B,便于确定像的位置;[2]透明的玻璃板只能反射烛焰射出的一部分光线,另一部分透过玻璃板,所以玻璃板成的像比平面镜成的像清晰度差一些。(2)[3]实验时,将蜡烛A放在玻璃板前,把另一个相同的蜡烛B放到玻璃板的另一侧,边移动、边观察,使它与A的像重合,观察时,眼睛应该在如图2乙中处观察;[4][5]为确定像的虚实,需在蜡烛B位置放一个光屏,并在如图中的处观察光屏上是否有像。(3)[6]方法一:根据物像连线与镜面垂直,物像到平面镜距离相等,物像大小相等,左右对称,确定小军在平面镜中的像,如图:
方法二:把试卷翻过来,观察小军在平面镜中的像,故选A。(4)[7]A.将蜡烛向玻璃板靠近,根据像和物大小相等,所以像的大小不变,故A正确;B.物体在平面镜中成像,根据像物连线与镜面垂直,所以将蜡烛和像所在的位置用直线连接,连线跟玻璃板垂直,故B正确;C.当蜡烛与玻璃板的距离为时,蜡烛的像到平面镜的距离也是,所以像和物相距,故C错误;D.只将玻璃板竖直向上缓慢平移,由于像和物关于平面镜对称,蜡烛的位置不变,上下移动,对称轴的位置不变,所以蜡烛像的位置不变,故D错误。故选D。【针对练习52】小东利用如图所示的实验装置,探究平面镜成像规律。(1)实验中,使用薄半透明玻璃代替平面镜,这样做的目的是确定像的;(2)实验步骤:①在水平桌面上铺一张白纸,纸上竖直放置一块薄透明平板玻璃,把蜡烛A放在玻璃板的前面,小东应在玻璃板(选填“前”或“后”)面观察蜡烛A经玻璃板(选填“反射”或“折射”)所成的像;②再拿一支外形相同的蜡烛B放在玻璃板后面移动,直到从多个角度看上去都跟蜡烛A的像,在蜡烛A、蜡烛B和透明玻璃下方做好标记;③将蜡烛A靠近玻璃时,仿照步骤②再至少做次实验;④用测出蜡烛A到玻璃板的距离u和蜡烛B到玻璃板的距离v,记入数据表格;⑤请你画出实验数据记录表格。
【答案】位置前反射完全重合2刻度尺见解析【详解】(1)[1]平面镜不能透光,不容易确定像的位置,玻璃既能成像又能透光,成像虽没有平面镜清晰,但能观察到蜡烛B,便于确定像的位置。(2)①[2][3]在玻璃板前放一支点燃的蜡烛A,眼睛应该在镜前才能观察到蜡烛经玻璃板反射所成的虚像。②[4]在竖立的玻璃板前面放一支点燃的蜡烛A,可以看到玻璃板后面出现蜡烛A的像。另外拿一支相同但不点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动,直到看上去它跟像完全重合,可以判断物与像大小相等。③[5]探究类实验至少要做三次实验,数据才具有代表性,得出的结论才具有普遍性。④[6]用刻度尺可以测量距离。⑤[7]表格设计如下次数物距u/cm像距v/cm123考点4:光的折射1.光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折,这种现象叫做光的折射。当光线垂直射向两种物质的界面时,传播方向不变。2.光的折射规律:三线共面,两线两侧,两角不相等(空气大),光路可逆;即:折射光线、入射光线和法线都在同一个平面内;光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射光线向法线方向偏折(折射角<入射角);光从水或其他介质中斜射入空气中时,折射光线向界面方向偏折(折射角>入射角)。在折射现象中,光路是可逆的。在光的折射现象中,入射角增大,折射角也随之增大(如图所示)。在光的折射现象中,介质的密度越小,光速越大,与法线形成的角越大。3.生活中常见的光折射现象:①从岸上向水中看,水好像很浅,沿着看见鱼的方向叉,却叉不到;从水中看岸上的东西,好像变高了。②筷子在水中好像“折”了。③海市蜃楼。④彩虹。(1)当光斜射到两种介质的表面时,一般要同时发生反射和折射;(2)反射光线与对应的入射光线在同种介质中,折射光线与对应的入射光线在不同介质中。【针对练习53】唐代诗人储光羲的诗:垂钓绿湾春,春深杏花乱。潭清疑水浅,荷动知鱼散,……。其中“潭清疑水浅”是作者站在岸边感觉水变浅了,如图所示的图像,能正确表示“潭清疑水浅”光路的是()A.
B.
C.
D.
【答案】B【详解】人看到池底变浅是由于从池底反射出的光由水斜射进入空气中时,在水面发生折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼会逆着折射光线的方向看去,就会觉得池底变浅了。故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。【针对练习54】当我们读到毛主席的名句“鹰击长空,鱼翔浅底”时,可以想象这样的画面:在平静的水面上,我们既看到了鱼翔浅底,也看到了鹰击长空。关于看到的鱼和鹰,下列说法正确的是()A.鱼和鹰都是光的反射形成的像B.鱼和鹰都是光的折射形成的像C.鱼是光的折射形成的像,鹰是光的反射形成的像D.鱼是光的反射形成的像,鹰是光的折射形成的像【答案】C【详解】当光遇到水面时会发生反射,此时水面相当于一平面镜,所以看见水中的鹰是由光的反射现象形成的虚像;鱼生活在水里,鱼反射的光线由水中进入空气时,在水面上发生折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼会逆着折射光线的方向看去,就会觉得鱼变高了,所以看到了鱼的虚像。故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。【针对练习55】下列光路图,能正确表示一束光由水中斜射向空气的是()A.
B.
C.
D.
【答案】A【详解】A.图中描述的是光从水中斜射入空气的情境,反射角等于入射角,符合反射定律;折射角大于入射角,符合折射定律,故A符合题意;B.图中光从水中斜射入空气时,折射光线应向远离法线方向偏折,而图中折射光线向法线靠近了,故B不符合题意;C.图中光从水中斜射入空气时,折射光线应向远离法线方向偏折,而图中折射光线的传播方向不变,故C不符合题意;D.图中描述的是光从水中斜射入空气的情境,反射光线与入射光线在两种介质中,故D不符合题意。故选A。【针对练习56】下列成语中与光的折射现象有关的是()A.海市蜃楼 B.坐井观天 C.镜花水月 D.一叶障目【答案】A【详解】A.海市蜃楼是光线经过不均匀空气时发生折射形成的,属于光的折射现象,故A符合题意;B.坐井观天是因光线直线传播导致观察范围较小,属于光的直线传播,故B不符合题意;C.镜花水月属于平面镜成像,属于光的反射现象,故C不符合题意;D.一叶障目是光线经过不透明物体时被遮挡的一种现象,属于光的直线传播,故D不符合题意。故选A。【针对练习57】《康熙几暇格物篇》中记载:“置钱碗底,远视若无,及盛满水时,则钱随水光而显现矣”。如图所示,把铜钱放在碗底,后退到眼睛恰好看不到硬币,保持眼睛、碗和硬币的位置不变,缓缓向碗里倒水,看到的铜钱是(选填“实像”或“虚像”),这是由于光的现象造成的。
【答案】虚像折射【详解】[1][2]当沿碗壁缓缓向碗中加水时,来自硬币的光线会从水中斜射入空气中从而发生折射,当折射光线进入人眼时,人眼逆着折射光线看去,看到的便是由于光的折射而形成的虚像(虚像的位置比物体的实际位置偏高),所以在A处也能看到硬币的虚像,这是利用了光的折射现象。【针对练习58】一束光在空气和玻璃两种介质的界面上同时发生反射和折射(图中入射光线、反射光线和折射光线的方向均未标出),其中入射光线是,折射光线是,反射角等于度,入射角增大,折射角(选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】EOOG30增大【详解】[1][2][3]反射光线和入射光线关于法线对称,折射光线和入射光线在法线两侧,由此可以判断出AB为两种介质的界面,EO为入射光线,OF为反射光线,OG为折射光线。反射角是反射光线与法线的夹角,由图知反射角为30°。[4]光的折射定律中,折射角随入射角的增大而增大。【针对练习59】如图所示,一束光从空气斜射入玻璃,请画出折射光线。
【答案】
【详解】图中已画出法线,光从空气斜射入玻璃中,折射角小于入射角,折射光线与入射光线分居法线两侧,据此在法线左侧的玻璃中画出折射光线,如图所示:
【针对练习60】一个底面镀银的球冠形玻璃球放置在水平桌面上,其横截面如图所示。一条光线从玻璃球冠上表面的M点通过球心O射到球冠的底面N点。虚线PN为底面AB的法线。画出该光线经底面AB反射后在球冠形玻璃球内外的光路图。
【答案】
【详解】由于玻璃球底面镀银,因此底面相当于一个平面镜,入射光线MN射到N点时,会发生光的反射,根据反射角等于入射角可知,作出反射光线NC;当光线NC从玻璃射进空气时,发生光的折射现象,此时折射角应大于光线NC与法线的夹角,作出折射光线CD,光路图如图所示:
【针对练习61】按要求作图(请保留作图痕迹)。如图所示,一束光射入水中照亮了水底的鹅卵石。请画出该束光在水面处的反射光线和进入水中的折射光线。
【答案】
【详解】过入射点垂直界面作出法线,根据反射角等于入射角,在法线左侧作出反射光线;光射入水中照亮了水底的鹅卵石,连接入射点和鹅卵石的连线为折射光线。作图如下
【针对练习62】如图所示,潜水员在水下看到岸上的物体上端点A的像A′,请画出A进入人眼光路的折射光线。
【答案】
【详解】A′为潜水员在水下看到岸上的物体上端点A的虚像,连接A′与人眼,与水面相交于一点O即为入射点;连接AO得到入射光线;连接点O与人眼的位置可得折射光线,如图所示:
【针对练习63】某小组选用了图甲中光源、水、水槽、可折转的光屏(带刻度)等器材,用于完成探究“光从空气射入水中时的折射规律”。(1)使用可折转的光屏,是为了观察折射光线和入射光线是否;(2)图甲中,光从空气射入水中,入射点为O点,则入射角是∠,折射角是∠;(用字母表示)(3)光从空气射入水中,不断改变入射角,读出刻度盘上对应的折射角,将实验结果画在图丙中,其中1和1′、2和2′…4和4′分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。由此可见,光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而,且折射角(填“大于”、“等于”或“小于”)入射角;当光从空气垂直射入水中时入射角为度,折射角等于度。(4)若让光线沿1′、2′…和4′入射,发现折射光线恰好与其对应的入射光线重合,这一现象说明:在折射现象中,。
【答案】在同一平面内EOCFOD增大小于00光路可逆【详解】(1)[1]将光屏的右半部分向前后翻折,就不会看到折射光线,只有当整个光屏为一平面时,才能够看到折射光线,说明折射光线、入射光线、法线共面;即:使用可折转的光屏,是为了观察折射光线和入射光线是否在同一平面内。(2)[2][3]图甲中,光从空气射入水中,入射点为O点,CD为法线,入射角是入射光线与法线的夹角,则入射角为;折射角是折射光线与法线的夹角,则折射角为。(3)[4][5]由图丙可以看出,当入射角增大时,折射角也随着增大,即光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而增大,且折射角小于入射角。[6][7]当光从空气垂直射入水中时,传播方向不变,此时入射角等于0度,折射角等于0度。(4)[8]当光线从原折射光线的方向入射时,折射光线恰好与其对应的入射光线重合,这说明光路是可逆的。【针对练习64】“若在水边走,安全记心头”。看起来不深的池水,也不要贸然下去。
(1)如图所示,来自池底A点的光,从水中斜射向空气时,在水面处发生现象,岸上的人,当眼睛位于B处时,逆着射入眼睛的光看去,感觉A升高到A'的位置,即池水看起来比实际的;(2)请在图中画出上述现象的光路图,并标出入射角i。()【答案】折射浅
【详解】(1)[1][2]根据光从水中斜射入空气中的规律,光在经过界面时会发生偏折,叫做折射现象,此时折射角大于入射角,岸上的人,当眼睛位于B处时,逆着射入眼睛的光看去,视线会来到A'的位置,即池水看起来比实际的浅一些。(2)[3]根据光从水中斜射入空气中的规律,光在经过界面时会发生偏折,此时折射角大于入射角,而人的眼睛的视线与A'点共线,入射角是入射光线与法线的夹角,如图所示
考点5:光的色散1.光的色散定义:太阳光通过三棱镜后,分解成各种单一颜色的光,这种现象叫光的色散。2.不同颜色的光通过三棱镜时偏折程度不同,红光偏折最小,紫光偏折最大,偏折由小到大依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。3.光的色散在生活中的色散现象:雨后的彩虹、泼向空中的水变得五颜六色、在阳光下肥皂泡变成彩色等。4.太阳光由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色组成,它是复色光。5.把红、绿、蓝三种色光按不同比例混合可产生各种颜色的光,这个现象叫做色光的混合(彩色电视机的彩色画面的形成)。红、绿、蓝也叫光的三原色。6.物体的颜色:a.透明物体的颜色是由通过它的光的颜色决定的;如蓝色的玻璃只能透过蓝色光,无色物体能透过所有色光. b.不透明物体的颜色是由它反射光的颜色决定的;如白色不透明物体反射所有色光,彩色不透明物体反射白光和自身色光,黑色不透明物体吸收所有色光。7.看不见的光光线定义特性应用红外线光谱上红光以外的光热效应、穿透云雾能力强诊断疾病、红外线夜视仪、电视机遥控器、烤箱、红外线治疗仪等 紫外线光谱上紫光以外的光荧光效应、化学作用强、生物作用强灭菌、杀死微生物、合成维生素D、使荧光物质发光、验钞等生活中的实例原理∶a.影子的形成;b.小孔成像;c.队伍排
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