内容正文:
专题2
三种光现象识别
专题2三种光现象识别
【学习要点】
能通过实验探究光的直线传播、光的反射以及光的折射规律,会用相关的物理知识解释光
现象,知道它们的区别
三种光现象
光的直线传播
光的反射
光的折射
光在同种均匀介质中
光射到物体表面时,有一部分
光从一种介质斜射入另一种介质
定义
沿直线传播
会被物体表面反射
时,传播方向发生偏折
M
入射角
法线
法线空气
B'
八入射角反射角
人射光线以
光路图
入射光线
反射光线
反射面
水
79777
77777777777
射
射光
角
斜方向入射时改变,垂直入射时
传播方向
不变
改变
不变
介质
同种均匀介质
同种均匀介质
不同介质或同种不均匀介质
【学习领航】
例1如图2-1所示是小明制作的简易针孔照相机,将“F”形光源放于小孔前方,下列说法正
确的是
()
F形光源
小孔
插入方向
易拉罐
圆筒
图2-1
A.将圆筒的B端用半透明塑料薄膜制成光屏,更便于观察
B.实验中发现像偏向光屏下方,要使像成在光屏中央,应将“F”向上移动
C.实验中若仅移动圆筒位置,减小光屏与小孔之间距离,则光屏上像将变小
D.在易拉罐底部不同位置戳两个小孔,用它来观察“F”,则半透明膜上只会出现一个像
考点追踪:
光的直线传播
6
专题2
三种光现象识别
试题精析:
小孔成像是光在同种均匀介质中沿直线传播的具体应用.小制作中,半透明塑料薄膜相当
于光屏,为了成的像更清晰便于观察,半透明塑料薄膜应该放在圆筒的A端,这样观察时薄膜
周围光线较暗,像反而更清晰,故选项A错误;小孔成像成的是倒立的实像,“F”向上移动,光
屏上的像向下移动,而此时像已经偏向光屏下方,故选项B错误;实验中仅减小光屏与小孔之
间的距离,像距变小,光屏上的像将变小,故选项C正确;在易拉罐底部不同位置戳两个小孔,
用它来观察“F”,因为光沿直线传播,则半透明膜上会在不同的位置出现两个像,故选项D
错误
解题逻辑:
倒立
上下颠倒
左右相反
光沿直线传播
小孔成像
实像
像的形状只取决
于物的形状
像的大小与物的大小、物到孔的
大小
距离以及孔到光屏的距离有关
例2如图2-2所示,是一只白鹭正在水面上展翅起飞的瞬间.关于白鹭在水中所成的像,下列
说法正确的是
)
A.白鹭在水中的“倒影”是光的折射形成的
B.白鹭飞得越高,在水中的“倒影”越小
C.当白鹭向上飞行时,其倒影相对白鹭向下运动
D.当白鹭贴着水面飞行时,以其倒影为参照物,白鹭是运动的
考点追踪:
图2-2
光的反射、运动的相对性
试题精析:
白鹭在水中的倒影是平面镜成像的具体应用,是光的反射形成的,故选项A错误;平面镜
成像中,像与物等大,所以白鹭在水中的倒影大小始终保持不变,故选项B错误;像与物到镜
面的距离始终相等,所以当白鹭向上飞行时,以白鹭为参照物,其倒影相对白鹭向下运动,故选
项C正确;当白鹭贴着水面飞行时,以其倒影为参照物,白鹭是相对静止的,故选项D错误.
解题逻辑:
正立
光的反射
平面镜成像
等大
像与物关于
镜面对称
虚像
专题2
三种光现象识别
例3在太空课堂中,王亚平制作了一个水球,透过水球可以看到她倒立、缩小的像,如图2-3()
所示;小明同学看完太空实验后将高脚玻璃杯压人水中,利用高脚玻璃杯模拟太空水球实验,透
过高脚玻璃杯可以看到他正立、缩小的像,如图2-3(b)所示.下面说法正确的是
()
(a)
(b)
图2-3
A.利用水球成像规律可以制成投影仪
B.若王亚平和水球间的距离变大时,水球中的像会逐渐变大
C.利用高脚玻璃杯成像的规律可以制成照相机
D.利用高脚玻璃杯与装水烧杯所形成的透镜对光有发散作用
考点追踪:
光的折射、透镜成像
试题精析:
透镜成像是光的折射的具体应用.太空课堂中的水球相当于凸透镜,透过水球可以观察到
王亚平的倒立、缩小的像,该像是光在水和空气之间发生折射后形成的,因为像是缩小的,而投
影仪成像是放大的,故选项A是错误的;因为像是倒立的,所以是实像,根据凸透镜成实像时,
物远像近像变小的规律,增大王亚平和水球间的距离,水球中的像会逐渐变小,故选项B错
误;高脚玻璃杯与装水烧杯所形成的透镜相当于凹透镜,其对光线有发散作用,而照相机是利
用凸透镜成像原理,故选项C错误,D正确.
解题逻辑:
倒立、缩小
(照相机)
实像
倒立、等大
凸透镜
倒立、放大
(投影仪)
透镜成像
正立、放大
(光的折射)
虚像
(放大镜)
凹透镜
虚像
正立、缩小
8】
专题2
三种光现象识别
例4如图2-4所示的光现象中,属于光沿直线传播现象的是
A.桥在水中形
B.日晷上呈现
C.通过放大镜
D.清澈池水看
成的倒影
针的影子
看到的钱币
起来变浅
图2-4
考点追踪:
光的直线传播、光的反射、光的折射
试题精析:
水中倒影是光的反射形成的,故选项A错误;日晷上呈现针的影子是光沿直线传播形成
的,故选项B正确;通过放大镜看到的钱币是光的折射形成的虚像,故选项C是错误的;清澈
池水看起来变浅,是光从水中斜射向空气发生折射后看到的虚像,比实际位置要高一些,看起
来水变浅了,故选项D错误
解题逻辑:
光现象
光的直
线传播
光的反射
光的折射
【学习实践】
【基础题】
1.《水调歌头·明月几时有》是宋代大文学家苏轼创作的一首词.其中词句也蕴含着一些物理
光学知识,下列说法中正确的是
()
A.“明月几时有,把酒问青天”,明月在酒中形成的倒影是由光的直线传播形成的
B.“起舞弄清影,何似在人间”,影子的形成是由光的折射形成的
C.“人有悲欢离合,月有阴晴圆缺”,“月圆月缺”是由光的直线传播形成的
D.“但愿人长久,千里共婵娟”,共赏的天上明月本身是一个大的天然光源
2.如图2-5()所示的碗中,起初看起来是空的,当慢慢往碗中倒水后,就会发现碗中还藏着一
枚硬币,如图2-5(b)所示.对此现象下列分析正确的是
()
A.看见硬币,说明硬币是光源
B.前者没有看见硬币,是因为光的直线传播
9
专题2三种光现象识别
C.后者看见的“硬币”,是光的反射形成的虚像
D.后者看到“硬币”,是因为光从空气射入水中发生折射
(a)
(b)
(a)
(b)
图2-5
图2-6
3.如图26()所示,白板上嵌入LED灯做成两个发光箭头,用玻璃杯装半杯水放在白板前,
如图26(b)所示,人眼观察到位于下方的箭头发生了变化,根据此现象,下列判断正确
的是
()
A,玻璃杯下半部相当于一个凹透镜
B.下方箭头是利用凸透镜形成的虚像
C.下方箭头成像原理在生活中的应用是照相机
D.乙图看到上方箭头是属于光的直线传播现象
4,如图27所示,从水中A点发出的一束光斜射向空气时,在水面同时发生折射和反射,其反
射光线恰好经过点B,试在图中画出这束光的反射光路图和折射光线的大致位置,
众激光笔
空气
B
图2-7
图2-8
5.如图2-8是研究“光现象”的实验示意图,
(1)实验前,在透明薄壁(厚度可忽略不计)空方形水槽中喷洒少许烟雾,再打开激光笔,根
据
(选填“镜面”或“漫”)反射的原理,可清晰观察到光路,然后在水槽内壁的光斑
处做上标记A.
(2)向水槽中逐渐加入水并高于A点,从水面上方观察该标记时,看到A的像偏
(选填“高”或“低”)
(3)水面高于A点后,继续向水槽中加水,保持入射光和水槽不动,从水槽右侧面观察,会
发现光斑向
(选填“上”或“下”)移动;此时观察到的光斑与问题(1)中的光斑亮度
(选填“相同”或“不同”).
(4)保持激光笔的位置和角度不变,将水槽的左侧底部缓慢拾起,相应的折射角将
(选填“增大”“不变”或“减小”).
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专题2
三种光现象识别
【提升题】
6.如图2-9所示,由红色激光器发出的一束平行光正对凸透镜照射,当透镜移至图示位置时,
光屏上出现一个
的光斑,可知凸透镜的焦距f为
cm.若换用紫光做光
源,测得的透镜焦距将变
mfmm什T
0
10
20cm30
图2-9
7.如图2-10(a)为手机防窥膜结构图,采用了超细百叶窗光学技术.贴在手机屏幕上的效果如
图2-10(b)所示,其原理类似百叶窗,只能透过一定角度的光线,结构简图如图2-10(c).两
侧之所以看不清屏幕内容,是由于光的
(填写光现象);此防窥膜贴在手机屏幕上,
(选填“能”或“不能”)防止上方的窥视;为了让防窥效果更好(可视范围减小),可
以适当地
(选填“增大”或“减小”)超细百叶窗的间距
PE保护膜
AG硬化层
可视范围
MIIIIIIIIIIIMIIMIIMIIH
超细
25
PE保护膜
左
超细百叶
百叶窗
窗间距
屏幕
(a)
(b)
(c)
图2-10
8.如图2-11所示,在“探究光的反射规律”实验中,将一张A4纸放在水平桌面上,再将一块平
面镜竖直放在纸上,使一支可自由移动的激光笔发出的光紧贴纸面入射.
平面镜
40°Z
图2-11
(1)图中的入射角是
(2)当
时,反射光线与入射光线重合,若此时入射光线逆时针偏转一定角
度,反射光线向
(选填“顺时针”或“逆时针”)方向偏转.
(3)将整个实验装置向右移动,发现右侧纸的一部分会离开桌面并向下弯折,其上显示的反
射光线
(选填“会”或“不会”)随纸面弯折,这一现象说明:
(4)多次实验,在纸上画出入射光线和对应的反射光线后,发现没有量角器,为了得出反射
角等于入射角这一结论,你的操作是参考答案
第一部分学习要点领航
(5)酒精的热值[解析](1)温度计读数为58℃,水沸
腾时吸热但温度保持不变.(2)物体吸收热量,内能增加
专题1温度、热量和内能
故酒精在第90s的内能小于第120s的内能.(3)电加热
[学习领航]
器烧水,加热器温度比水高,通过热传递的方式改变水的
例1D例2D例3D
内能.(4)由图(d)可知,相同时间内水和酒精吸收的热量
[学习实践]
相等,升高的温度相等,根据Q吸=cm(t一to),因c水>
1.D[解析]比热容是物质的物理属性,与物体吸收或放
c酒精,故m水<m酒精.(⑤)酒精完全燃烧放出的热量完全被
出热量的多少无关;一切物体都有内能;热量是过程量,
水吸收,即Q吸=Q放,因为Q吸=cm水△t,Q放=m酒精9,
不能表示为物体含有热量;改变物体的内能有两种方式:
所以还需获知的物理量是燃料的热值q.
做功和热传递,
专题2三种光现象识别
2.D[解析]物体内能不为零;t2~t3是晶体凝固过程,凝
[学习领航
固放热,内能减小,故t2时刻物体内能比t3时大;分子动
例1C例2C例3D例4B
能与温度有关,t1时刻物体温度高于t2时,所以t1时刻[学习实践]
物体分子动能比t2时大.
1.C[解析]明月在酒中的倒影是光的反射形成的;影子
3.D[解析]高压泵压缩CO2,对CO2做功,气体内能增
是由光的直线传播形成的;月圆月缺是光的直线传播形
大,温度升高;高压CO2气体喷出,气体对外做功,内能
成的;月亮自身不发光,不是光源。
减小,温度降低。
2.B[解析]硬币不是光源,它通过反射光线让我们看到;
4.热传递内能温度[解析]水壶在天然气灶上烧水,
因为光沿直线传播,碗的边缘挡住了从硬币射向眼睛的
是通过热传递的方式改变物体内能;水吸热温度升高,内
光线;加水后能看到硬币,是由于光的折射,看到的是硬
能增加;水沸腾后继续加热,但温度保持不变
币的虚像;看到水中的硬币,是因为光从水中射入空气
5.(1)58(2)小于(3)正确由题意可知在0~30s内,
3.C[解析]通过装水的玻璃杯观察到下方箭头是倒立
甲、乙吸收的热量Q相等,温度的变化量△t相等,而m甲
的,而通过凹透镜所成的像是正立的,所以玻璃杯下半部
<mz,根据Q=cm△t可知,c甲>cz·[解析](1)读数
相当于一个凸透镜:倒立的箭头是利用凸透镜形成的实
时注意温度计的分度值.(2)从30~35s液体吸热,内能
像;通过凸透镜成倒立、缩小的实像,应用是照相机;观察
增加,故甲液体第30s的内能小于第35s的内能.(3)由
到上方的箭头光线从玻璃到空气,不属于光的直线传播。
图像可知,在0~30s内,甲、乙吸收的热量Q相等,温度
4.光路图如图所示
的变化量△t相等,而m甲<mz,根据Q=cm△t可知,c甲
>cL.
空气
6.C[解析]热传递过程,热量从高温物体传给低温物体;
饮料放出热量后自身内能减少:热传递过程伴随着能量
的转移;热传递的条件是物体间有温度差。
7.C[解析]由图像可知,乙物质有一段过程吸热而温度5.(1)漫(2)高(3)下不同(4)不变[解析](1)喷
保持不变,这是晶体的特点:使用相同的加热方式,单位
洒烟雾观察空气中的光路,利用了漫反射原理.(2)从水
时间内物体吸收的热量相等;由图像可知BC段温度保
面上方观察标记A,光从水中射向空气,看到的是由光的
持不变,但需要吸热,内能会增加;AB段吸热升温比CD
折射形成的虚像,位置偏高.(3)水面上升,人射光线不
段快,因为比热容小的物质吸热升温快,故AB段的比热
变,入射角不变,折射角不变,入射点向左移动,在侧壁形
容比CD段的比热容小.
成的光斑向下移动,因为光在水面同时发生反射和折射,
8.(1)58吸热不变(2)小于(3)热传递(4)<
所以观察到的光斑比问题(1)中的光斑亮度暗.(4)将水
槽左侧抬起,但水面仍保持水平,入射角不变,折射角也
要使屏幕上的像变大,要减小物距,应将凸透镜靠近投影
不变
片;挡住了凸透镜的一部分,光线仍然可以通过透镜会聚
6.最小最亮10.0小[解析]利用平行光聚焦法可以
成像,不会影响像的完整,但是挡住部分光线,会影响像
测出凸透镜的焦距,光屏上出现最小最亮的光斑,该点是
的亮度
凸透镜的焦点;由图可知,该凸透镜的焦距为10.0cm;换
3.B[解析]从图中可知,物距u为30cm,像距v为
用紫光做光源,凸透镜对紫光的偏折更大,对应的焦距
15cm,物距大于像距,成倒立缩小的实像;此时u>2f,
变小
f<v<2f,即30cm>2f,f<15cm<2f,解得
7.直线传播不能减小[解析]由图(c)可知,两侧在
7.5cm<f<15cm;透镜不动,蜡烛向右移动,物距减小,
可视范围外,看不清屏幕,是由于光的直线传播;而上方
要再次得到清晰的像,像距必须增大,光屏需要向右移动;
在可视范围内,有光线射向眼睛,不能防止上方的窥视;
蜡烛和光屏不动,将凸透镜移动,使此时的物距为
减小可视范围,可以适当减小超细百叶窗的间距,
15cm,像距v为30cm,物距小于像距,成倒立放大的实像.
8.(1)50°(2)入射光线垂直镜面入射顺时针(3)不会
4.C[解析]远视眼镜是凸透镜,对光线有会聚作用,取走
反射光线、入射光线和法线在同一平面内(4)将白纸板
远视眼镜后,清晰的像成在光屏的后面,将蜡烛远离眼睛
沿法线对折,看反射光线与入射光线是否重合,若能重
(凸透镜)或将光屏远离眼睛(凸透镜),都可以使清晰的
合,则可证明反射角等于入射角.[解析](1)由图可
像成在光屏上.
知,入射光线与镜面夹角是40°,所以入射角是50°.(2)当
5.(1)10.0(2)靠近使像能呈现在光屏的中央(3)缩
光线垂直射向平面镜时,此时反射光线、入射光线、法线
小右大于物距小于1倍焦距,成虚像,光屏上不能
三线合一,则反射角和入射角都为0°;当入射光束从与反
接收(4)上D(5)C[解析](1)根据平行光聚焦法
射光束重合的位置逆时针偏转一定角度时,法线位置不
可知,凸透镜的焦距是10.0cm,(2)为了使像能呈现在光
变,反射光线在法线的另一侧,反射光束向顺时针方向偏
屏的中央,需要将蜡烛、凸透镜和光屏靠近,调节三者的
转.(3)将整个实验装置向右移动,发现右侧白纸的一部
高度,使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上.
分会离开桌面并向下弯折,在右侧白纸上不能看到反射
(3)由图乙可知,此时的物距为40cm,大于二倍焦距,移
光线,即其上显示的反射光线不会随纸面弯折,这一现象
动光屏至适当位置,光屏上出现倒立缩小的实像;凸透镜
说明:反射光线、入射光线和法线在同一平面内.(4)为了
不动,蜡烛向右移动,物距减小,要得到清晰的像,像距要
得出反射角等于入射角这一结论,可进行的操作是:将白
增大,光屏向右移动才行,此时的像略大于原来的像;蜡
纸板沿法线对折,看反射光线与入射光线是否重合,若能
烛移至45cm处,此时的物距为5cm,小于一倍焦距,成
重合,则可证明反射角等于入射角
虚像,光屏上不能接收.(4)透过透镜光心的光线不改变
专题3凸透镜动态成像及视力的矫正
方向,蜡烛燃烧变短,像向上移动;若凸透镜的焦距未知
[学习领航]
利用此实验装置研究凸透镜成像,观察出现倒立等大的
例1C例2B例3B例45cm<f<10cm
能
实像,测出此时的物距或像距,由u=v一2f,可得出凸透
30cm例510>等大
镜的焦距.(5)此时的物距为15cm,在一倍焦距到二倍焦
例6(1)凸透镜主光轴上(3)强前方(4)BD(5)大
距之间,根据凸透镜成像规律,此时光屏上会出现倒立、放
于发散(7)读写姿势要正确,不要长时间对着电子屏幕,
大的实像.如用遮光罩挡住凸透镜的上半部,不会影响像
增加户外活动时间等(合理即可)
的完整,仍然是倒立、放大的实像,只是像的亮度变暗了,
[学习实践]
6.C[解析]由图(a)可知,将蜡烛从略大于一倍焦距处逐
1.A[解析]由图可知,此时的物距大于像距,根据凸透镜
渐远离凸透镜,物距逐渐增大,根据凸透镜成像规律可
成像规律,物距大于二倍焦距,像距在一倍到二倍焦距之
知,像距逐渐减小,像距从大于二倍焦距逐渐减小到接近
间,成倒立缩小的实像,照相机应用该原理。
一倍焦距,且不能达到一倍焦距
2.B[解析]投影仪中的平面镜可以改变光路;通过凸透
7.B[解析]光屏先后在P同侧的甲、乙两处得到烛焰清
镜所成的是倒立放大的实像,光屏上能够接收;根据凸透
晰的像,且甲处的像比乙处大,根据“物近像远像变大”可
镜成像变化规律可知,成实像时,物近像远像变大,所以
知,像在不断地靠近凸透镜,因此凸透镜在乙的右侧,蜡