沪科版八年级物理《多彩的光》知识点与典型例题

重难点知识精析（一）光的直线传播1、光的直线传播规律是有条件的，即只有在同一种均匀介质中光才是沿直线传播的。当介质不是同一种，或即使是同种介质，但分布不均匀，光在其中传播也有可能发生弯折现象。2、光在不同介质中传播的速度不同。因此，在讲光的传播速度时，一定要指明是在哪种介质中，不指明何种介质，去讲光的传播速度是毫无意义的。光在真空中传播得最快，速度为3×105km/s.例1、下列现象中不属于光的直线传播的是（）A、小孔成像B、影子的形成C、“月食”现象D、光的反射现象解析：小孔成像的原理是光在同一种均匀介质中沿直线传播；“影子”的形成也说明了光在同一种物质中沿直线传播的；“月食”则是月球运行到地球的影子里形成，它可以用光的直线传播规律来解释；“光的反射”是光的传播方向发生了改变。故答案为D。（二）光的反射1、光的反射现象：光在同一种均匀介质中沿直线传播，在遇到障碍物时，光在障碍物的表面发生反射，改变传播方向。一般说来，各种物体的表面都能反射光，我们能够看到本身不发光的物体，就是因为它们反射的光进入了我们的眼睛。2、反射定律：光在反射时遵守一定的规律（1）规律内容①反射光线OB、入射光线AO、法线ON在同一平面上；②反射光线及入射光线分居法线的两侧；③反射角γ（即∠BON）等于入射角i（即∠AON）.（2）注意理解①要注意抓住一面一点两角三线，即镜面、入射点、反射角、入射角、法线、入射光线、反射光线。②反射时光路是可逆的。在上面的光路图中，若入射光线沿BO方向入射，则反射光线一定沿OA方向射出。3、镜面反射及漫反射（1）镜面反射：平行光线射到平面镜或其他平滑的表面上时，反射光线也是平行的。（如图甲）（2）漫反射：平行光线射到凹凸不平的粗糙表面上时，反射光线并不平行，而是向着各个不同的方向（如图乙）。镜面反射及漫反射都遵守光的反射定律，对我们都是有用的。利用镜面反射可以改变光行进的方向；利用漫反射可以使人从不同方向都能看到物体。例如电影屏幕用粗糙不平的白布做成，就是利用其发生漫反射而使坐在电影院各个方位的人都能观看电影。例2、太阳光线跟水平方向成40°角，要想使太阳光照亮井底，作图说明应当把平面镜放在跟水平方向成多大角度的位置上。解析：数形结合，首先必须作图，把题目中所描述的情景，要求用图形，用角度表示出来；再根据光的反射定律来求解。把物理情景用图形准确表达出来，是物理学习的能力要求之一。（1）先画一条水平线OM；（2）作入射光线AO和反射光线OB，使∠AOM=40°，OB⊥OM；（3）作∠AOB的角平分线ON（即法线）；（4）作PO⊥ON，PQ即为平面镜，如图所示：∵∠AOM=40°，OB⊥OM∴∠AOB=130°，则∠AON=65°∴∠AOP=90°－65°=25°∴∠POM=40°＋25°=65°即平面镜及水平面成65°角放置.说明：利用数学中角的关系，找出各角的大小关系是解题关键。牢牢把握两点：①法线是反射光线及入射光线的夹角的角平分线；②法线是过入射点且垂直于镜面的直线。例3、如图所示，有两块相交成60°的平面镜，一束光线AO射到其中的一块平面镜上，要使最后反射回去的光线及AO重合，但方向相反，则AO及平面镜MQ的夹角应当等于____________.解析：首先要明确在什么情况下最后反射回去的光线才能及AO重合；第二要理解在光的反射中光路是可逆的。只有当光线垂直入射到镜面上时，反射光线才会沿及原来入射光线重合但方向相反的反射方向回来。如图所示，AO射到MQ上发生反射，反射光线OB只有垂直射向QN，反射光线才能沿原方向返回，根据光路可逆，才会沿OA射出去。∠AOM=∠BOQ=90°－60°=30°。（三）平面镜1、平面镜成像特点（1）成虚像；（2）像及物等大；（3）像和物体关于镜面对称，即像到镜面的距离及物体到镜面的距离相等，像和物的连线垂直于镜面。2、平面镜的应用：成像，改变光的传播路线。例4、如图所示，点燃的蜡烛AB在平面镜中成虚像A′B′，若A′B′及平面镜间放一块足够大的遮挡板EF，则人__________通过平面镜观察到像A′B′（选填“能”或“不能”）。解析：平面镜成像是由于物体发出的光或所反射的光照射到平面镜上发生反射，遵守光的反射定律的结果。平面镜前有一发光点S，它发出的光射到镜面上，经镜面反射成发散光线，我们沿着这些发散的反射光线的反方向看过去，人眼对光直进的感觉，觉得这些反射光线好像从它们反向延长线的交点S′发出的，S′便是发光点S的虚像。平面镜所成的是虚像，只能用眼睛观察，而不是实际存在的，虚像不是由光实际会聚而成的，是人眼睛的错觉所产生的现象，因此不是实际存在的，故答案为“能”。注意：此题易错填“不能”，产生错解的原因是不理解A′B′为AB的虚像，以常见的事物和习惯误认为挡板EF挡住了像，人眼就看不见像。实际上A′B′是进入人眼的实际光线的反向延长线相交而成的像。有无挡板，进入人眼的实际光线都没有改变。例5、一人站在竖直的平面镜前，要想看到自己的全身像，镜子至少需多高？镜子应怎样悬挂？解析：人眼想通过平面镜看到某物点A的像，必须满足A发出的光线射到平面镜上，反射后至少有一条反射光线进入人眼。根据平面镜成像的特点，如图所示，AEB表示人的全身，E表示人眼的位置，A′E′B′是像。连接EA′交于平面镜C点，连接EB′交于平面镜D点，则CD就是镜子的最小高度。在图中，连接EE′交于平面镜O点，且EO=OE′，过C点作镜面的法线交AB于Q点。∵AB∥CD，AB∥A′B′，∴CD∥A′B′则△ECD∽△EA′B′即人要想看到自己的全身像，镜子的高度至少要为人身高的一半，镜的悬挂点C的高度，必须在人的头顶及人眼的距离中点的水平线上。例6、如图所示，MN是平面镜，A为发光点，B为反射光线上的一点，试画出经过B点的反射光线和这条反射光线的入射光线。精析：想要作出经过B点的反射光线及对应的入射光线，首先应找到入射点，根据平面镜成像原理可知，A的像点应是所有光线的反向延长线的交点，即经过B点的反射光线的反向延长线必定经过A的像点A'，A'B及镜面的交点就是入射点O，然后由入射点O确定对应的入射光线和反射光线，同时注意，实际光线用实线表示，实际光线的反向延长线、连线等用虚线表示。答案：如图所示：重难点知识精析（一）光的折射1、光的折射及折射现象光由一种物质进入另一种物质时，传播方向一般会发生改变的现象，称为光的折射。光在一种物质中传播时，遇到另一种物质，在两种物质的分界面上，一般会同时发生反射现象和折射现象。我们常见的“插入水中的筷子变弯折了”、“池底变浅”、“早晨和傍晚看到的红太阳”、“海市蜃楼”等现象都是由光的折射形成的。而“对镜梳妆”、“水中倒影”等都是光的反射现象。2、光的折射规律光在折射时遵循折射规律。在下图中，PQ表示空气和水的分界面，O点是一束光线的入射点，AO是入射光线，NN′是过O点的法线，∠AON叫做入射角，OC是进入水中传播的折射光线，折射光线跟法线之间的夹角∠CON′叫做折射角。（1）规律内容：①光发生折射时，折射光线OC及入射光线AO及法线NN′在同一平面内；②折射光线OC及入射光线AO分居法线NN′的两侧；③当光从空气斜射到水或玻璃等其它介质中时，折射光线向法线靠近，折射角γ（即∠CON′）小于入射角α（即∠AON）；④入射角增大时，折射角也增大；⑤当光线垂直射到水或玻璃等物质的表面时，光线的传播方向不变，即及分界面垂直，此时入射角、折射角均为0°.（2）理解光的折射规律时应注意：①抓住一面一点两角三线，即分界面、入射点、折射角、入射角、法线、折射光线、入射光线；②光的折射现象中，光路是可逆的，在上图中，若光线沿CO方向入射，则折射光线一定沿OA方向射出。可知，当光从水中（或玻璃等其它物质）斜射入空气中，折射光线将偏离法线，则折射角大于入射角。例1、如图所示是一束光斜射向玻璃和空气的交界面上，发生光的反射和光的折射现象的光路图，则_______是入射光线，______是折射光线，______是界面，入射角大小是_______，反射角大小是_______，折射角大小是_______，光是从______射入_______中的。解答：首先应找出两相邻相等的角。由图可以看出∠COE=∠EOB，由此可知CO和BO，有一条是入射光线，另一条是反射光线。它们之间所夹的直线EF便是法线，及其垂直的PQ便为界面，剩下的射线OA应是折射光线。再根据折射光线和入射光线应分居法线（EF）两侧的特点，可确定CO为入射光线，OB为反射光线。根据入射光线、反射光线和折射光线确定入射角为∠COE=50°，反射角∠EOB=50°，折射角∠FOA=42°。由于折射角小于入射角，则判断光是由空气射入玻璃的。故依次应填写“CO”，“OA”，“PQ”，“50°”，“50”，“42°”，“空气”，“玻璃”。（二）凸透镜成像规律及应用1、凸透镜成像规律（焦距为f）2、凸透镜的应用（1）放大镜：放大镜是利用凸透镜成正立、放大虚像的原理来工作的。物体必须置于凸透镜的焦点之内，即u<f，才能被放大为正立的虚像。（2）照相机：照相机是利用凸透镜成倒立缩小实像原理来工作的。照相机的镜头相当于凸透镜，感光胶片相当于光屏。选定被摄景物后，调节镜头到胶片的距离即调焦，胶片上就会出现倒立、缩小的实像，必须满足景物到镜头的距离u>2f。（3）眼睛：眼睛中的晶状体相当于凸透镜，眼球后部的视网膜相当于光屏。注意和照相机不同的是，人的眼睛是靠调节晶状体的平凸程度，改变焦距而获得清晰的像的。近视眼应配戴凹透镜制成的眼镜（让光线发散一些），远视眼应配戴凸透镜制成的眼镜（让光线会聚一些）。（4）投影仪：投影仪实质上是凸透镜和平面镜的组合，我们习惯上称投影仪中的凸透镜装置为幻灯机。它是根据凸透镜成倒立放大的实像的原理制成的，幻灯片到镜头的距离u应满足f<u<2f，为了得到正立的像，幻灯片应倒插在镜头前。（5）显微镜（补充内容）：显微镜由两个凸透镜组成，一个是目镜，一个是物镜，其成像原理是：物体通过物镜成倒立放大的实像，这个实像作为目镜的物体，再通过目镜成正立放大的虚像。人眼通过目镜看到的像及物体本身相比是倒立、放大的虚像。物镜焦距较短，目镜焦距较长。（物体到物镜的距离：f物<u<2f物，所成的像到目镜距离u′<f目）例2、一物体放在凸透镜前18cm处，在透镜另一侧20cm处成一清晰的像，则此透镜的焦距（）A．一定大于20cmB．一定小于9cmC．一定在10cm到8cm之间D．一定在9cm到10cm之间解析：解答此题应明确：①物像异侧时，凸透镜成的是实像；②当物距大于2倍焦距时，像距是一倍焦距及二倍焦距之间，此时物距大于像距；当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，像距会大于二倍焦距，此时物距小于像距。由于本题中物像异侧，说明此像是一实像；又由于像距比物距大，可推知此像是一放大、倒立的实像，此时物体应在一倍焦距和二倍焦距之间，像在另一侧的二倍焦距之外。即：f<18cm<2f①20cm>2f②综合①、②解得：9cm<f<10cm。故答案D正确。注意：此题是通过物距、像距来确定焦距的范围。应注意凸透镜所成实像的共同特点：①实像及物体分居透镜两侧；②实像都是倒立的；③实像可用光屏承接；④实像是实际的折射光线会聚而成的。明确了实像的特点，由题意很快便能推知像的特征及作出其它的判断。例3、将一凸透镜紧贴在书本上，透过凸透镜观看，下列说法正确的是（）A．我们看到书的字放大了B．将凸透镜拿起来使它稍离开书本，看到的字会更大些C．将凸透镜继续逐渐远离书本，看到字将会一直越来越大D．若将凸透镜放在眼前，会看到远处的景物都变大了解析：解答此题应明确：①物体要放在凸透镜的一倍焦距之内才能成一个正大、放大的虚像，焦点之外则成实像；②焦点以内的物体，越靠近凸透镜，放大的比例越小，即像还是比物体本身大，但像会随物体到凸透镜距离的减小而变小；同理，物体越远离焦点，放大比例越大。但物体一旦越过焦点，即处于焦点之外，就看不到虚像了。因此正确答案为A、B。例4、小明用一架焦距不变的照相机给小刚拍了一张2寸的全身照，小刚在原地不动，小明又要给他拍一张2寸的半身像，正确的操作是（）A．小明往前移，并使镜头往里缩B．小明往前移，并使镜头往外伸C．小明往后移，并使镜头往里缩D．小明往后移，并使镜头往外伸解析：解答此题应明确：①凸透镜成倒立缩小实像时，物体离凸透镜越远，所成像越小；②物距增大时，像距对应减小；物距减小时，像距对应增大。③照相机通过镜头前伸或后缩来改变镜头和胶片的距离。前伸时，距离增大，后缩时，距离减小。从拍全身照到拍半身照，实际上是像放大了，此时物距应减小，即小刚及照相机的距离应减小；同时像距会增大，倘若镜头不动，就得不到清晰的像，应通过镜头往外伸来实现镜头远离胶片，故本题答案为B。例5、（荆州市）今天“五一”长假期间，王倩同学来到中国荆州九龙洲国际龙舟赛赛场观看一一度的“国际龙舟节”龙舟赛，她发现清澈的湖水看起来比实际的浅，这是因为（）A．平静的水面相当于一个平