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文档简介
物理
声现象
主讲:黄冈中学教师徐仁华
一、复习策略
1、声音的产生和传播
(1)声音的产生:发声体(声源)的振动产生声音,振动停止,发声也停止.
记住常见的发声体:人一(声带),鸟一(鸣膜),蚊子一翅膀,蟋蟀一摩擦双翅,
管乐器一空气柱振动,弦乐器一琴弦振动,敲击类乐器一被敲击面振动,瓶子
:吹一柱
,敲一瓶身
(2)声音的传播
①声音的传播需要介质(固体、液体、气体),真空不能传声.
②声音在15℃空气中速度为v走=340m/s.
士、J与介质种类有关(TS脸>蹦>v气)
I与介质温度有关(温度高,传播快)
③回声(声音的反射).
距离障碍物5产加云01S黑鬻^
[s<17m,/<(Ms不能分辨回声,可加强原声
(3)声音的传导
:空气传导
①声音的传导方式I骨传导
②双耳效应:能判断声源的方位.(应用一立体声)
2、声音的三大特性:音调、响度、音色
(1)音调:声音的高低,由发声体振动频率(快慢)决定.
:能量大、穿透力强。
①超声波(频率高于人耳听觉范围的声波)E:清洗、探伤、3超、声呐。
:有危害性。
:预测灾害、次声武器。
②次声波(频率低于人耳听觉范围的声波)E
管乐器:空气柱长短
③乐器的音调:[弦乐器:弦的长短、粗细、张紧程度
(2)响度:声音的大小,由发声体振幅大小、距离发声体远近共同决定.
(3)音色:声音的特色,由发声体本身决定.
应用:分辨发声体.
'音调:波的疏密程度。
<响度:波的振幅施伏)大小。
(4)声音的波形图.较《:波的开然
3、噪声
.胡里学:无规则振动。
(1)定义I环保:妨碍'干扰(休息、学习、工作)。
(2)等级划分:50dB、70dB、90dB.
.①在声源处减弱(防止产生):消声器。
〈②在传播过程中减弱胆新传播):隔声板、植树造林。
,八台生n③在人耳处减弱(防止入耳):防声耳塞、头盔。
4、声音的利用
(1)传递信息(了解事情、获得信息):B超、探伤.
(2)传递能量(帮我们做事):清洗、碎石.
二、典例剖析
例1、关于声音,下列说法正确的是()
A.物体发声,一定是因为物体在振动
B.我们听不到声音,一定是因为物体不振动
C.物体振动频率越高,我们听到的声音越大
D.物体振动的振幅足够大时,我们就能听到声音
解析:
一切发声的物体都在振动,没有振动的物体一定不会发声,但振动的物体不一定发
声.因为:
(1)人对声音的听觉有一定的限度,大多数人能够听到的声音的频率范围大约是
20Hz(次/秒)到20000Hz,如果振动物体的振动频率低于20Hz或高于20000Hz,人耳
就觉察不出来;
(2)振动物体周围如果没有传播声音的介质,无论振动频率多大人耳也听不到声
音;
(3)振动物体的振幅太小,发出声音的响度太小,人耳也听不到声音;
(4)声音的大小(即响度)决定于声源的振幅和离声源的距离,跟发声体的振动
频率无关.
答案:A
例2、夜深人静时,一个人在小巷行走,总觉得有脚步声跟着自己,为什么呢?
解析:
夜深人静时,一个人行走,发出的脚步声碰到小巷两侧的墙壁发生多次反射,就形
成了回声,因此人不但能听到自己的脚步声,还能听到自己脚步声的回声.
答案:
是由于自己发出的脚步声在小巷两侧墙壁上发生多次反射形成了回声.
例3、医生用听诊器听病人的心、肺发出的声音进行诊病,听诊器能()
A.改变发声体振动的频率,使声音的音调变高
B.改变发声体振动的振幅,使声音的响度增大
C.减少声音的分散,使传入人耳的声音响度增大
D.缩短医生与声源的距离,使传入人耳的声音音调变高
解析:
本题是一道生活应用与物理知识紧密结合的例子.首先病人的心、肺发声的频率一
定,音调一定,听诊器无能力改变;其次发声体振动的振幅在于发声体本身,听诊器也
无法改变.听诊器所能做到的是尽量减少声音的分散,使传入人耳的声音响度增大.
答案:C
例4、牛“眸眸”的叫声和蚊子“嗡嗡”的叫声相比较,的叫声音调高,
的叫声响度大.用小提琴和二胡同时演奏《二泉映月》,能分辨出琴声,是因为二者的
________不同.
解析:
乐音的三要素是音调、响度和音色.音调反映声音的高低,由发声体振动的频率决
定;响度反映声音的大小,它的大小决定于发声体振动的幅度,还跟人耳距离发声体的
远近有关;当音调、响度相同时,不同物体发出的声音的音色是不同的.牛的叫声较低
沉,即振动频率较低;蚊子声音尖细,即振动频率较高.但牛的叫声明显比蚊子的声音
响度大.区别乐器的不同是靠发声体音色的不同.
答案:蚊子;牛;音色
例5、(烟台)为了探究声音产生的原因,小明设计了如图所示的几个实验,你认为能
够完成探究目的的是(多选题)()
魅
杷罩内的空气抽去用力吹根细管.
牝后,陶伸的错J1将它不断的知.
小明显M小声fT变高
AH
演设
用发小的汗丈接触用力罐打鼓前,鼓
水面时,水面永花面1一城局会跳起
四滋
I)
解析:
本题的问题是:哪些实验能够反映“声音产生的原因”.
A选项的实验现象,反映的是“声音的传播能力与空气疏密程度”的关系.对这个现
象,若进行合理的理想化推理,可以得到“真空不能传递声音”的结论.研究方法体现了
“理想化推理”的研究方法.B选项的实验现象,反映的是“音调的高低与细管长短”的关
系.根据这个现象可以理解为什么细小的管乐器发出的声音音调高,粗大的乐器音凋低
沉.运用了“实验归纳”得出结论的方法.C、D选项的实验中,正在发声的音叉和鼓面
分别能使“水花四溅”和“纸屑跳起”.说明“发声的物体在振动”,从而探究得到“振动是声
音产生的原因”,研究中运用了将“不可见”转化为“可见”的思路.
答案:CD
点评:
声现象中,很多结论都是通过实验现象分析、推理、归纳得到的.不仅要记住有什
么结论.还要熟悉有哪些典型实验.有什么现象.关注这些实验结沦的得出运用了哪些
研究问题的方法.
例6、(河北省)下列关于声音的说法中.不正确的是()
A.俗话说“隔墙有耳”,说明固体也能传声
B.“震耳欲聋”主要说明声音的音调高
C.“闻其声而知其人”主要是根据声音的音色来判断的
D.用超声波清洗钟表等精密仪器.说明声波能传递能量
解析:
,,隔墙有耳,,的含义是隔着墙也能听到别人说话的声音,这说明声音可以在固体中传
播.因此选项正确.“震耳欲聋”的含义是声音很大,而声音大指的是响度大,因此B选
项不正确.“闻声声而知其人”就是根据每个人说话的声音的音色不同来判断的.故C选
项正确.超声波由于频率很大,而且是以声波的形式传播的,因此通常用超声波来清洗
精密仪器.故D选项正确,所以正确答案选B.
答案:B
例7、(泰州)运动会的百米赛跑.终点计时员应选择如下的哪种方式开始计时()
A.听到枪声时B.听到发令员的哨声时
C.看到运动员起跑时D.看到发令枪冒烟时
解析:
在百米赛跑中,计时有电子计时和人工计时两种方式.人工计时的误差较大,人工
计时误差的主要来源:一是起跑发令信号发出到计时员感知接收到信号有时间差;二是
计时员接收到信号后,手指按下计时器的反应时间.若不考虑人按下计时器的反应时间,
则比赛记录的成绩(秒表上记录时间)与运动员跑步的真实时间的误差,主要就是“信
号发出到接收到这个信号”的误差一即信号传递到计时员处的时间.比赛时,常用发
令枪,发令枪发令时,有两个信号同时发出:一是冒出白烟,,二是发出枪声.计时
100m=0.29s
340m/s.所以如果计时员听到枪声开始计时.则他记录的时间比“看到冒白烟”
开始计时,记录的时间少0.29s,正确的时间应加上“0.29s”.
与此现象类似的有“先看到闪电,后听到雷声”、“先看到远处的人击鼓的动作,后
听到击鼓的声音”.其实“看到的现象”与“听到的声音”是同时发生的.如果能把看到现象
与听到声音的时间差出测出来,就可以估算出“接收人”与“现象发生地点”之间的距离s,
s=v^-At.
答案:D
例8、(南京市)以下减弱噪声的方法中,属于在声源处减弱的是()
A.影剧院的墙面用吸音材料制成
B.在飞机旁的工作人员佩带有耳罩的头盔
C.城市某些路段禁鸣喇叭
D.高架道路两侧某些路段设有隔音板墙
解析:
减弱噪声的三个途径分别是:①在声源处减弱;②在传播过程中减弱;③在人耳处
减弱.影剧院的墙面用吸音材料制成,这是在声音的传播过程中减弱噪声.而工作人员
佩带耳罩则是在人耳处减弱噪声.城市禁鸣就是禁止汽车鸣笛,是从声源处减弱噪声.而
高架道路两侧架设隔音板墙是在声音的传播过程中减弱噪声.
答案:C
例9、(咸宁市中考题)下列实验与实例中,能探究声音的产生与传播条件的是()
A.用手机拨打放在真空罩内的BP机,即机显示手机号,却听不到BP呼叫
B.人们先看到闪电,隔一段时间才能听到远处的雷声
C.往鼓面上撤一些泡沫屑,敲鼓时见到泡沫屑不停地跳动
D.登上月球的宇航员即使相距很近也只能用无线电话交谈
解析:
放置于真空罩内的BP显示手机号,说明它已接收到信号,但听不到声音,说明声
音不能在真空中传播,因此这一现象能说明声音的传播条件,故选项A正确;人们先看
到闪电,而后才听到声音,这说明光速比声速快,不能说明声音的产生与传播条件,故
选项B错;鼓面的泡沫屑不停地跳动,说明发声的鼓在振动,登上月球的宇航员相距很
近也不能交谈,是因为月球没有空气作为声音的传播介质,则这两种现象都能说明声音
的产生与传播条件,即选项CD也正确,因此,正确选项为ACD.
解答本题的关键是理解声音是由发声体振动产生的,物体只有在介质中激起声波才
能产生声音,没有介质声音也就不能传播.同时要注意能将这些理论知识与实验现象联
系起来.
答案:A、C、D
例10、(荆州市中考题)下列说法中正确的是()
A.声音在真空中也能传播
B.声音在固体中的传播速度比空气中慢
C.如果回声到达人耳比原声晚不到0.1s,回声和原声会混在一起,使原声加强
D.人听声音,只能靠耳朵接收空气中的声波
解析:
声音的传播必须依靠介质,没有介质就不能传播,故选项A错误;声音在一切物体
中皆可传播,其中在固体中传播得较快,在气体中传播得较慢,故选项B错误;回声是
声音在传播过程中碰到障碍物被反射回来的现象,人耳要区分回声与原声,要求回声到
达人耳比原声晚0.1s以上,否则回声就会和原声混在一起,使原声加强,故选项C正
确;人听声音,可以通过耳朵接收一些物体中的声波,不仅仅是空气,还可以是固体、
液体,故选项D错误.
答案:C
例11、一辆汽车以43.2km/h的速度行驶,行驶的正前方有一高山,鸣笛后2s司机听到
回声,则汽车此时离高山的距离为多少?
解析:
这是一道声现象与运动学的综合计算题,根据题意可知:汽车鸣笛后,声音向前传
播并在高山处形成回声,回声返回,在这一过程中,汽车以自身的速度前进.图为该示
意图.
已知:v汽=43.2km/h=12m/s,t=2s,v声=340m/s,求:s.
解:汽车在2s内行驶的距离为:s汽f^t=12m/sx28=24m
声音在2s内传播的距离为:s声=丫声t=340m/sx2s=680m
由图分析可知,汽车听到鸣笛回声时距高山的距离
=;(s声-s汽)=g(680m-24m)=328m
答案:328m
测量和简单运动
主讲:黄冈中学教师徐仁华
一、复习策略
1、机械运动及其描述
尸目对运动:棉寸于参照物的位置发生变化。
⑴[相对静止/取寸于参照物的位置不发生变化。
①必选
②不限一旦选定则假定静止
(2)参照物选取的几条原则,
③常选地面或与地面保持静止的物体
@一般不选本身
(3)记住几种较典型的相对静止实例.如:
①加油机与受油机,卡车与联合收割机.
②同步卫星与地球或地面上静止物体.
③顺流而下的竹排与江水.
(4)运动的描述:速度和平均速度
①公式:v=s/t.
②单位:lm/s=3.6km/h.
频闪摄影:(s-球心距)
铁轨响声测速度:丫=(浮-1)4〃
③几种速度的计算〔列次表:v=S里程"
④熟悉几个常见速度.如:
步行一约lm/s,自行车一约5m/s,声速,光速,超音速飞机vN340m/s.
2、长度的测量
(1)单位(从大到小)
光年,km(103m),m,dm(10-1m,1个手掌宽),cm(10-2m,1个手指宽),mm(103m),(10-6m),nm(10-9m),A(10
-10m,分子直径)
(2)刻度尺的使用
①察(零刻度线,量程,分度值);
②选;
③放(贴,齐,平);
④看(视线与尺面垂直);
⑤读(准确值+1位估读值+单位);
⑥记.
(3)特殊测量方法
①累积法(纸张厚度,细铜丝直径);
②替代法(圆柱周长,地图长度);
③配合法(硬币直径,身高);
④滚动法(花坛周长,汽车里程表);
⑤公式法(一卷铜丝长度).
3、时间的测量
(1)单位(从小到大):秒(s),分(min),时(h),天,月,年.
(2)秒表的读数:小格格数x大格圈值十大格示数.
(3)列车时间的计算:24hx天数十分钟数.
(4)特殊测量:单摆法,脉搏法.
4、误差
(1)误差不是错误(区别).
(2)误差不能避免,只能减小.
:①使用精密仪器。
(3)减小误差的方法[②多次测量取平均值(保证觎位黝目同)。
二、典例剖析
例1、(天津)王刚同学在做了一些测量后忘了在记录的数据后面标明单位,请你帮他补上.某同学的身高是15.8;
物理课本的长度是26.
解析:同学的身高尺度是米,所以应为15.8dm;物理课本长度为26cm.
答案:dm;cm
例2、某同学用最小刻度值为1毫米的刻度尺测量某一物体的长度,下列四个数据中正确的是()
A.1.8分米B.18.2厘米
C.182.3毫米D.182.34毫米
解析:
用最小刻度为1毫米的刻度尺测量物体的长度时,一定能准确到毫米,毫米的下一位还要估计出来,所以,判断数
据是否正确就可以看这个数据的倒数第二位是不是最小刻度毫米位.如果是则正确,不是则错误.L8分米的倒数第二
位“1”为分米;18.2厘米的倒数第二位“8”为厘米;182.34毫米的倒数第二位“3”为毫米的下一位.所以上面这些数据均不
正确.只有182.3毫米的倒数第二位“2”是毫米,所以选项C才是正确的.
答案:C
例3、某同学用最小刻度是毫米的刻度尺测量物理课本一张纸的厚度,请你帮他设计一个实验,写出实验步骤.
解析:
一张纸很薄,直接用毫米刻度尺无法测量出其厚度,因此须采取特殊的测量方法,即用“累积法”.取相同的纸张叠
加起来,使之有足够的厚度,可以用毫米刻度尺测出来,然后再用总厚度除以纸的张数,便可以间接测出一张纸的厚度
了.
实验步骤:
(1)可以取课本第1页到第170页,叠加起来用力压紧;
(2)用毫米刻度尺测出总厚度;
(3)用测得的总厚度除以纸的张数85(一张有正反两页),就得到了一张纸的厚度.
例4、有关误差的正确说法是()
A.误差就是测量中的错误
B.误差是完全可以避免的
C.误差是由测量者的粗心造成的
D.采取多次测量取平均值的方法可以减小误差
解析:
这是一道考查概念的题目,是否真正理解了“误差”和“错误”这两个概念,弄清它们本质的区别,知道产生“误差”和“错
误”的原因,是解答本题的关键.如果你对解本题把握不大,就请你先回头复习“关于误差”部分的知识,再来解答本题.
答案:D
例5、一辆小车做变速直线运动,它在前一半时间的速度为“,后一半时间的速度为V2,则这辆小车在整个路程中的平
均速度为()
唧+为一"畛
A.I-B.嶙+,
2曜吗嶙+功
C.峰+畛D.吊.畛
解析:
根据平均速度的大小等于总路程除以总时间,总时间为3则前一半的路程s尸V』尸v/t/2),后一半的路程
S2=V2t2=V2(t/2),总路程S=S1+S2,
-=L=S1+S24@2)+丫2*/2)一+丫2
由公式可得,h+‘2"2+322.
答案:A
例6、(太原)下列关于物体运动的描述,以地面为参照物的是()
A.月亮躲进云里
B.太阳从东方升起
C.列车内的乘客看到树木后退
D.观光电梯上的乘客看到地面远去
解析:
月亮躲进云里是以运动的云为参照物,感觉月亮是运动的;太阳从东方升起是以地面为参照物,太阳的位置在不断
改变;列车内的乘客看到树木后退是以行驶的列车为参照物.感觉树木在运动;观光电梯上的乘客看到地面远去是以他
乘坐的电梯为参照物,感觉地面在离他远去.
答案:B
例7、(吉林省中考试题)如图所示,用刻度尺测A、B两个小木条的长度,其中对木条的测量是正确的,这个
木条的长度是cm.
解析:
正确使用刻度尺时,要求刻度尺要沿着所测长度,且刻度尺的刻度要贴近被测物体.图中木条B的边紧贴刻度尺的
刻度,符合正确测量规则,由刻度尺能直接测量出它的长度,但木条A在木条B的上面,与刻度尺的刻度之间间隔着
木条B,无法由刻度尺直接测量出长度,故对木条B的测量是正确的.
物理学中的长度测量要求较精确,测量结果必须带有一位估读数字,即应估读到刻度尺分度值的下一位,故图中木
条B的长度应为3.37cm(其中最后的7为估读数,也可估读为6、8、9等数字).
答案:B3.37
例8、(北京市海淀区中考题)观察如图所示的小旗,判断船相对岸上楼房的运动状态有哪几种,并简单说明.
解析:
一个物体是运动还是静止,或以什么速度沿什么方向运动,都取决于所选取的参照物.图中小旗飘动的方向,显示
的是以小旗为参照物时风运行的方向;右边楼房顶上的小旗向右摆动,说明风是向右吹的,而小船上的小旗也向右飘动,
则小船可能与楼房一样,处于静止状态;小船上的小旗飘动方向说明风相对于小船是向右运动的,若此时小船向左行驶,
则本来向右吹的风相对于它一定向右运动,即小船可能向左运动;小船还可能向右运动,但它的速度要小于风速,这样,
风相对于它仍然是向右运动的,使船上的小旗仍会向右飘动.
答案:
小船相对岸上楼房的运动状态有三种可能;(1)静止;(2)小船向左运动;(3)小船向右运动,但船速小于风速.
s
V=—
例9、从匀速直线运动的速度公式,可知()
A.速度和路程成正比
B.路程增大时,速度也增大
C.速度与时间成反比
D.速度不变,速度与路程、时间无关
解析:
s
V=
物体做匀速直线运动时,速度是个定值,不能纯粹从数学角度理解公式i,认为速度与路程成正比,与时间成
反比,故选项A、B、C都不对,选项D正确.
本题主要考查匀速直线运动速度公式的理解,解题的关键是理解做匀速直线运动的物体的运动快慢和运动方向是保
持不变的,而速度只在大小上等于物体通过的路程和所用时间的比值,这一比值始终是恒定值.
答案:D
例10、(汕头市中考试题)我国自行研制的“神舟3号”飞船于今年3月25日升空,4月1日顺利返回地面,在6天零18
小时的时间里环绕地球转了108圈,设地球半径为6400km,飞船是在离地面1600km高的圆形轨道上环绕地球匀速运转
(兀取3.14),求:
(1)该飞船绕地球运行一周所用的时间是多少分钟?
(2)该飞船绕地球运行一周所走过的路程是多少?
(3)该飞船绕地球匀速运转时的速度大小是多少?(计算结果取1位小数)
解析:
v=£/=£
利用公式,及其变形式s=vt、V可计算物体的运行速度、路程及时间,使用公式时要注意单位的统一和解题
格式的规范化.
解:(1)飞船绕地球108周所用的总时间为:
T=6x24h+18h=162h=9720min
由飞船运行一周所用的时间为
T9720tnin.
—=------------=90min
n108
(2)飞船绕地球运行时,其运行轨迹是圆,它运行一周的路程就是圆形轨道的周长.
S=2兀R=2兀(R«+H)=2x3,14x(6400+1600)km=50240km
_s
(3)由7可知
50240xl()3m
y=一==9.3x103mzs
90x60s
答案:(l)90min;(2)5.024x104km;(3)9.3x103m/$.
例11、(南京中考试题)南京长江大桥下层铁路桥全长6772m,一列长228m的列车以10m/s的速度,通过此铁路桥,要
用多长时间?
解析:
如图所示,火车由A处行驶到B处,就是火车通过此铁路桥的过程,由图可知,火车行驶的路程s应等于桥长加上
火车长.
已知:s车=228m,s桥=6772m,v=10m/s,求:t.
解:s=s车+s柝=228m+6772m=7000m
*v=-
4ms7000m
得?=一=-----=700s
v1Om/s
解答本题的关键是理解火车通过大桥的含义,可借助示意图帮助分析,得出此时物体通过的路程等于物体长度与轿
长之和.
答案:700s
-返回一
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光现象
主讲:黄冈中学教师徐仁华
一、复习策略
1、光的直线传播
(1)条件:在同种均匀介质中.
(2)应用:激光准直,瞄准,排队看齐,影子的形成.
日食(月球挡住太阳光,月球的影子落在地球上)
月食(月球钻入地球的影子)
小孔成像(倒立、实像、光路图)
坐井观天
(3)光速:
真空中(空气中):c=3x1。8mzs
w3.»2卜田速对比)
水中玻璃中
43J
2、光的反射
(1)反射定律:(三线共面,法线居中,两角相等,光路可逆)
一镜面反射:黑板“反光,,
(2)反射种类1漫反射(遵从反射定律):多角度能看清黑板
(3)反射作图:(实线与虚线,箭头,两角相等)
(4)平面镜成像:
①成像特点:正立、等大、对称(垂直平分)、左右互反、虚像.
②作图:规范、实线与虚线、箭头、(对称法作图).
(5)凸面镜和凹面镜
凸面镜g镜):发散。如汽车反光镜。]隹占武
凹面镜凹镜):会聚。如太阳灶、手电筒反光碗j(
3、光的折射
「斜射
(1)折射定律:三线共面、法线居中、两角关系遂直入射;相等且为零
光路可逆(必有反射,光速大介质中对应角大).
(2)折射现象及其作图:
①池水变浅了.(杀鱼:后下方)(岸上变高了)
②筷子变弯了.(往上翘)
③平行玻璃砖.
④三棱镜.
4、光的色散
白光三棱镜>红、橙、黄'绿、蓝、靛、紫
(1)现象复色光)(单色光)
(2)色光三原色:红、绿、蓝.
:透明体:遢寸光决定依口:有色财)
(3)物体的颜色[不透明体:反M光决定G口:衣服)
・红外线:娥应、红外遥感。
(4)看不见的光[紫外线:杀菌消毒'荧光效应。
二、典例剖析
例1、(黄冈市)下列现象中,由于光沿直线传播形成的是()
A,月光下的树影B.看到别人的背影
C.平静水面中的倒影D.礼堂里放电影
解析:
实际生活中形成的各种“影”是光产生的现象,其形成的原因可能不同,有的是由于
光的反射形成的,有的是由于光的折射形成的,有的是由于光的直线传播而形成的,要
会运用所学知识进行辨别.
月光下的树影,是由于光照射到不透明的树木上,在树木后面形成的光不能到达的
区域,这是光的直线传播所产生的现象;看到别人的背影,是别人的背上有反射光射入
眼睛的缘故,这是光的传播,并不要求光一定沿直线传播;平静水面中的倒影是平面镜
成像现象,利用光的反射形成的;礼堂里放电影利用了光的折射知识——凸透镜成倒立、
放大、实像的原理.故此题正确选项为A.
答案:A
例2、(湖北省)小明同学想将一束与水平面成30。角的太阳光竖直射入深井内,如图所示,
在图中画出反射光线并标出反射角的大小.
解析:
本题通过把太阳光引入到深井中的实际情景,要求学生根据光的反射规律画出反射
光线和计算反射角的大小,主要考查学生的光的反射作图能力.
本题中,入射光线方向已知,与水平方向成30。角,根据题意可确定反射光线竖直
向下,即反射光线与入射光线的夹角为90。+30。=120。,则反射角为60。.
答案:如图所不.
例3、(青海省)画出图中两根指针的像.
解析:
由平面镜成像的特点可知,像点和物点相对于平面镜对称,像与物到平面镜的距离
相等,且连线垂直于镜面,依据这一特点可由物点作出对称的像点,对于整个物体而言,
选择几个有代表的物点,作出对称的像点,再连接起来,便是物体所成的像.图中的时
钟相对于镜面是对称的,根据以上阐述的方法便可作出两指针的像.
答案:如图所示.
例4、(黄冈市)图所示两架敌机,一架是实际飞机,一架是从潜水艇上观察到的该飞机
的像,用光的作图法确定哪架是实际飞机?
解析:
潜水艇要观察到飞机的像,必须满足飞机处在光线经水面折射进入潜水艇观察口的
条件,光由空气斜射入水中时,折射角小于入射角,人根据光沿直线传播的经验,逆着
折射光线看去,看到的是变高的飞机的虚像,故上面一架飞机是飞机的虚像(如图所
示).解答此题时要注意光是由空气进入水中,而不是由水中射入空气;同时注意与在
空气中观察水中物体的情形相比较,加以理解.
答案:下面的一架是实际飞机
例5、(青岛市中考题)下面是小宇说出的一些光学知识的应用实例,其中应用光的直线
传播的实例是()
A.渔民用渔叉叉前方水中的鱼时,将渔叉对着稍低于所看到的鱼的位置叉去
B.在潜水艇中,用潜望镜观察水面上的景物
C.木工为了检查一块木板的楞是否直,可以闭住一只眼睛,用另一只眼睛沿楞的长度
方向看过去
D.照相机的制作原理
解析:
本题主要考查了学生运用光学知识解释日常生活中的光学现象的能力.渔民之所以
将渔叉对着稍低于所看到的鱼的位置叉去,是因为光由水进入空气发生折射,致使看到
的鱼的位置比鱼实际位置浅,所以这是光的折射现象;潜望镜是利用平面镜成像及改变
光路的性质而制成的,它是光的反射现象;木工检查木板的楞是否笔直时,让一只眼睛
去判断:若眼睛与木板的楞沿一条直线,说明楞是直的,这利用了光的直线传播原理;
照相机的镜头是一凸透镜,照相机就是利用凸透镜成倒立、缩小实像的原理制成的,它
属于光的折射的应用.因此,正确选项为C.
答案:C
例6、(南通市中考题)黑夜里,在桌面的白纸上放一块小平面镜,让手电筒正对着平面
镜照射,从侧面看去白纸被照亮,而平面镜却比较暗,这是因为()
A.平面镜发生了镜面反射,而白纸发生了漫反射
B.平面镜发生了漫反射,而白纸发生了镜面反射
C.平面镜和白纸都发生了镜面反射
D.平面镜和白纸都发生了漫反射
解析:
光的反射分为镜面反射和漫反射两类,发生镜面反射的条件是反射面必须是光滑的
平面,而漫反射发生在粗糙不平的反射面上,当一束光正对着平面镜照射时,平面镜发
生镜面反射,反射光都正对着镜面反向射回,没有光射入侧面看的人的眼中,故看到平
面镜是暗的;而光射到白纸上,白纸发生漫反射,反射光线将沿着各个方向射出,会射
入侧面看的人的眼中,故看到白纸被照亮.因此,正确选项为A.
答案:A
例7、(重庆市中考试题)图所示为同学们科技制作所做潜望镜的结构示意图,通过这样
的潜望镜看到物体AB的像是()
A.倒立等大的虚像B.正立等大的虚像
C.倒立放大的实像D.正立缩小的实像
解析:
潜望镜是利用相互平行且与水平方向成45。角的两块平面镜两次成像来观察物体
的,欲知人眼看到的物体AB的像的性质,可通过平面镜成像特点作出成像情况,如图
所示.
由图可知,竖直放置的物体经过第一个镜面所成的像A,B,呈水平放置;此时A,B,
正对着第二个镜面,它又作为物体通过第二个镜面成像,由于两镜面平行,所以所成的
像A"B"相对于AB,又转过90。,变回竖直放置,A"B"相对于物体AB而言,是正立、
等大的虚像,故选项B正确.
答案:B
例8、(辽宁省中考试题)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.
A*
,B
MN
解析:
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
反向光线的反向延长线必定通过A的像点A,,A,B与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.
例9、在无任何其他光源的情况下,舞台追光灯发出的绿光照在穿白上衣、红裙子的演
员身上时,观众看到她的衣服是什么颜色?
解析:
衣服是不透明体,它的颜色由反射光的颜色决定,白色物体可以反射任何颜色的光,
所以上衣在绿光下呈绿色.而红裙子只能反射红光,在没有红光情况下,无反射光,故
应呈黑色.
答案:上衣呈绿色;裙子呈黑色
例10、如图所示为一个反射式路灯,S为灯泡位置,图中已画出灯泡射出的两条最边缘
的出射光线.MN是一个可以调节倾斜程度的平面镜.请在图中画出灯S照亮路面的范
围(保留作图中必要的辅助线).请提出一种能够增大灯照亮范围的方法:
解析:
本题中可视S为点光源,MN为平面镜.求作路面被照亮范围,只需要作出两条边
缘光线经过平面镜反射的光线即可(如上右图).而要增大照射范围,则有多种方法.如:
①倾斜平面镜;②使用两块互成角度的平面镜;③使用凸面镜;④使用凹透镜;⑤升高
平面镜;⑥升高灯柱等.但应注意的是由于S两条边缘光线已固定,故光路图也固定,
因此若增大平面镜MN的面积并不能使范围变大.
透镜及其应用
主讲:黄冈中学教师徐仁华
一、复习策略
1、透镜及对光线的作用
⑴透镜{黑霹蠹蓝%凹程度物折光能力越强焦距越短。
(2)透镜中的特殊光线。
伍过光心的传播方向不变
3.平行于主光轴的过焦点
①凸透镜(作劭
c.过焦点的平行于主光轴
回过一边的2歹:处必过另一边的2户处
a过光心的传播方向根
②凹透镜在平行于主光轴折射后反向延雌过虚焦点(作劭
c.延长线过焦点的折射平行于主光轴
2、凸透镜成像规律
物距U像距V成像性质物像位置应用
U一00v二f缩小为一极小亮点异侧测焦距f
u>2f2f>v>f倒立、缩小的实像异侧照相机
u=2fv=2f倒立、等大的实像异侧实像大小的分界点
2f>u>fv>2f倒立、放大的实像异侧投影仪、幻灯机
u=fV—>oo不成像/成像虚实的分界点
u<f/正立,放大的虚像同侧放大镜
通过上述表格,可总结出凸透镜成像的规律有(常用):
[实像一倒立、异侧
⑴[虚像f正立、同侧
(2)像距越大,成像也越大.(类似于小孔成像)
>v缩小
<u=v等大
(3)成实像时放大[物距u与像距v谁更大,则它对应的物(像)也大]
(4)物像总沿同方向移动
①成实像时(异侧):uf,v/
应用喏窜饕体照触景物'伸镜头]伊法
:像的变化T像星酸化
一物星建化)
3投影仪(使像变大):凸透镜下移,远离屏幕.
②成虚像时(同侧):u/,v/
应用:放大镜(成更大的像)一适当远离报纸.
实像&像/
(5)物距u=f时,为成像最大点.物体越靠近焦点,成像越大I虚像也〈力:像/
(6)成实像时,物距u与像距v之和u+旧4f.(当u=v=2f时,取等号)
3、透镜的应用
(1)照相机:当u>2f时,2f>v>f,成倒立、缩小实像.
(镜头一凸透镜,景物一物体,胶片一光屏)
傻瓜相机:焦距f很短,像距v变化小,使远近不同的景物成位置大致相同.
(2)投影仪和幻灯机:当2f>u>f时,v>2f,成倒立、放大实像.
(镜头一凸透镜,投影片、幻灯片一物体,屏幕一光屏)
投影片、幻灯片应倒放.
(3)眼睛和眼镜
'晶状体和角膜:[近处:变凸//折光能力强
障距可变的凸透镜)[远处:变平//折光能力弱
人眼视网膜:光屏
瞳孔:光圈,调节进光量
.近视眼:折光能力太强成像在视网膜前•(凹透镜)
〔远视眼:折光能力太获成像在视网膜后。(凸透镜)
(4)显微镜和望远镜(凸透镜组合)
①显微镜
载物片,泮,>倒立、放大实像鬻土力》正立、放大虚像
②望远镜
远处物体-,鬻倒立、缩小实像一,,鬻_拈、>正立、放大虚像
〃(尸型大镜)
二、典例剖析
例1、(无锡)小明站在同一位置用数码相机(焦距可改变)对着无锡著名景点——锡
山.先后拍摄了两张照片甲和乙,如图所示.他产生这样的疑问:物体通过凸透镜在光
屏上所成像的大小与透镜的焦距有何关系呢?小明对此进行了探究.
(1)小明找到一些凸透镜,但不知道它们的焦距,请你为他提供一种测量透镜焦
距的办法.(可画图说明)
(2)测出凸透镜焦距后,小明先后选用了三个焦距分别为15cm、10cm,5cm的
凸透镜,在保持物距始终为35cm的情况下依次进行实验.发现所成的像越来越小.请
你根据实验判断小明在拍摄哪一张照片时照相机镜头的焦距较大.
(3)在探究过程中,小明总是让物距保持不变,请你说出他这样做的理由.
解析:
(1)测量透镜焦距的方法有:一利用凸透镜能使平行光(或太阳光)会聚于一点,
测出焦点到凸透镜的距离;二利用点光源在凸透镜焦点不能成像(或在光屏上成与凸透
镜等大的光斑);三是利用物体在离凸透镜2f处所成的像与物体等大.
(2)普通照相机的镜头是一个焦距固定的凸透镜,数码相机的镜头是一个焦距可
以变化的凸透镜.甲、乙两张照片是小明站在同一位置,在相机焦距不同的情况下,对
同一物体拍摄的照片,以山上的塔为例,甲图上的像小,乙图上的像大,由此可知,物
距相同,焦距不同,成像大小不同.根据模拟实验的现象记录可知,在物距为35cm的
情况下,焦距分别是15cm、10cm和5cm的凸透镜成的像越来越小.这说明拍摄同一物
体,照相机的焦距越大(或小),像越大(或小).由此可知,拍摄乙照片时的焦距长.
(3)根据凸透镜成实像规律可知,物距u、焦距f和实像大小,这三者之间有关联.要
想研究像的大小与凸透镜焦距大小的关系,必须保持物距u不变.
答案:
(1)将凸透镜正对着太阳,在透镜的另一侧放一张纸,调节透镜到纸面的距离,
直至纸面上出现最小、最亮的光斑,测出光斑到凸透镜的距离,即为凸透镜的焦距(其
他方法同样可以)
(2)拍摄乙照片时照相机镜头的焦距较大
(3)凸透镜所成实像的大小与物距、焦距都有关系,因此研究实像的大小与焦距
的关系时应控制物距不变
点评:
在实际生活中,有许多现象无法直接判断原因,用实验模拟实际情况,并通过比较
实验现象,发现原因,这种理念常体现在问题的探究中.
例2、(杭州)高老师戴着眼镜正在批作业,听到远处有学生叫她.为了看清该学生的
容貌,高老师立即摘下眼镜跟这位学生打招呼.下列说法正确的是()
A.高老师所戴眼镜的镜片是凸透镜
B.高老师是近视眼
C.高老师不戴眼镜看近物时.物像会成在视网膜前方
D.高老师的眼球前后径可能过长或晶状体曲度可能过大
解析:
本题涉及两个现象:“高老师戴着眼镜正在批改作业”,“远处学生叫她,为了看清
该学生容貌,高老师立即摘下眼镜跟这位学生打招呼”.
“高老师戴着眼镜正在批改作业”,说明高老师的眼睛视力有问题,可能是近视眼,
也可能是远视眼;另一方面,也说明,若高老师不戴眼镜,她就看不清楚近处的物体.
“远处学生叫她,为了看清该学生容貌,高老师立即摘下眼镜”,说明戴着眼镜高老
师看不清楚远处的物体,不戴眼镜反而能看清楚远处的物体.
近视眼的人若不戴眼镜,看近处的物体感觉清楚一些,还是看远处的物体清楚一些?
同样问题,远视眼的人若不戴眼镜,看近处物体清楚一些,还是远处的物体清楚一些?
根据凸透镜的物像关系,当物体离开凸透镜时,它的像靠近凸透镜.结合近视眼的
成像光路(图甲)和远视眼的成像光路(图乙),可知,当物体离开眼睛变远时,近视
眼(无眼镜)成的像离光屏(视网膜)更远,光屏上的像更模糊;远视眼(无眼镜)成
的像离光屏(视网膜)更近,光屏上的像更清楚一些,可以判断高老师是远视眼,戴的
是凸透镜.
答案:A
点评:
(1)观察戴眼镜的人一些习惯性动作会发现,老花眼(即远视眼)的人在看远处
物体时,常常会拿去眼镜;近视眼的人看近处的物体时,常常也会拿下眼镜,看远处物
体时才戴上眼镜.如果平时留心观察,就很容易判断高老师是老花眼.
(2)熟悉近视眼和远视眼的成像光路;掌握物像移动方向的关系;恰当的问题转
换;准确地理解(“看清”是指“像”更“靠近”视网膜).若要清晰地分析这道题,对学生
能力要求较高.
(3)D选项中.“眼球前后径”和“晶状体曲度”是指眼球(晶状体,即凸透镜)的凸
出程度.丙图的凸透镜比丁图的凸透镜“曲度”(前后径,即凸出程度)更大.而远视眼
就是因为眼球的曲度小,对光线的会聚作用弱,像成在视网膜的外侧,需要在眼睛前加
凸透镜,增强对光的偏折能力.
例3、(山西省)放映幻灯的时候,银幕上的像太小.想让像变大些.可以采取的办法
是()
A.将幻灯机移近银幕,同时使幻灯片远离镜头
B.将幻灯机远离银幕,同时使幻灯片远离镜头
C.将幻灯机移近银幕,同时使幻灯片移近镜头
D.将幻灯机远离银幕,同时使幻灯片移近镜头
解析:
幻灯机与投影仪的成像原理相同,都是利用凸透镜成倒立、放大实像的原理制成的,
凸透镜成放大实像时,物体越靠近凸透镜,所成像越大.越远离凸透镜时,所成像越小,
因此,要想让像变大些,应使幻灯片移近镜头.但所成的像到镜头的距离也发生变化,
若不相应地改变镜头与银幕间的距离,银幕上的像就是模糊的,遵循凸透镜成像时的规
律:物距减小时,像变大,像距变大;应适当增大镜头与银幕间的距离,即应将幻灯机
远离银幕,正确选项为D.
答案:D
例4、(北京市)在探究近视眼视力矫正问题时用图a所示的装置模拟眼睛,烧瓶中的
着色液体相当于玻璃体,烧瓶左侧紧靠瓶壁的凸透镜相当于晶状体,右侧内壁相当于视
网膜.图b中的四幅图是一些同学描绘矫正近视眼的方法和光路,其中能达到近视眼矫
正目的的是()
解析:
近视眼是由于眼睛中晶状体太厚或眼球的前后距离过长而产生的,此时眼睛对光线
的折光能力太强,使得从远处射来的平行光不能会聚在视网膜上,而会聚在视网膜前,
因此.近视眼只能看清近处的物体,看不清远处的物体.为了矫正近视眼,使它能像正
常眼睛那样把无限远处射来的平行光会聚在视网膜上,就应该用凹透镜,使入射的平行
光线先经过凹透镜变得发散些,再进入眼睛,会聚在视网膜上,依据以上原理,分析图
b可知,正确选项为C.
答案:C
例5、(黄冈市中考题)如图所示是一种称之为“七仙女”的神奇玻璃酒杯,空杯时,什
么也看不见;斟上酒,杯底立即显出栩栩如生的仙女图.下列关于仙女图形成原因的探
讨中正确的是()
A.可能是酒具有化学显影作用
B.可能是因为在酒的液面发生镜面反射,在酒中出现了放大的像
C.可能是图片在杯底凸透镜的焦点处成放大的像
D.可能是斟酒后杯底凸透镜的焦距变大,使图片在一倍焦距以内,从而成放大的虚像
解析:
由日常经验知道,酒不具有化学显影作用,故选项A错误;如果以酒的液面作平面
镜成像,则应有成像的物体在液面外,而此时没有,故选项B错;当物体放在凸透镜的
焦点处时,物体射向凸透镜的光折射后成为平行光束,既不会成实像,也不能成虚像,
故选项C错;杯底的凸透镜的焦距本来是确定的,当倒入酒后,酒和凸透镜共同组合形
成一个焦距较大的透镜,使原来不在焦距内的图片处于一倍焦距之内,成正立、放大的
虚像,故正确选项为D.
答案:D
例6、(黄石市中考试题)将一物体放在凸透镜前25cm、20cm、8cm处时,分别得到
缩小的实像、放大的实像和放大的虚像,则对凸透镜的焦距f的判断正确的是()
A.f<8cmB.8cm<f<20cm
C.10cm<f<13cmD.20cm<f<26cm
解析:
根据凸透镜成像特点来判断;当物距大于2倍焦距时,成倒立、缩小的实像,则26cm
应大于2倍焦距,即得到不等式:①2f<26cm;当物距大于1倍焦距,小于2倍焦距时,
成倒立,放大的实像,则20cm应是此凸透镜的1倍焦距和2倍焦距之间,即有:②
f<20cm<2f;同理,可得出不等式;③i>8cm;综合①、②、③三个不等式,可得出
10cm<f<13cm,故正确选项为C.
答案:C
例7、(河北省中考试题)老奶奶用放大镜看报纸时,为了看到更大的清晰的像,应()
A.报纸与眼睛不动,放大镜离报纸远一些
B.报纸与眼睛不动,放大镜离报纸近一些
C.报纸与放大镜不动,眼睛离报纸近一些
D.报纸与
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