内容正文:
初中物理讲义:期中复 习光现象
课前小测
1、 在一条东西方向的公路上有甲乙丙三台车,甲车上的人看到乙车正向西运动,丙车上的人看到甲车向东运动,乙车的人看到路边的树木向西运动,三辆车中可能静止的是( )
A.甲车
B.乙车
C.丙车
D.都有可能
【答案】 C
【解析】 (1)乙车上的人看到路边上的树木向西运动,说明乙车向东运动;
(2)甲车上的人看到乙车正向西运动,说明甲车也向东运动,并且甲车的速度比乙车大;
(3)丙车上的人看到甲车向东运动,此时有三种可能:一是丙车向东运动,但速度小于甲车;二是静止;三是丙车向西运动.
综上,三辆车中可能静止的是丙车.
2、 如图1所示,四个相同的玻璃瓶里装水,水面高度不同.用嘴贴着瓶口吹气.如果能分别吹出“dou(1)”“ruai(2)”“mi(3)“fa(4)”四个音阶,则与这四个音阶相对应的瓶子的序号( )
A.丙、乙、甲、丁
B.乙、丙、甲、丁
C.甲、乙、丙、丁
D.丁、丙、乙、甲
【答案】 A
【解析】 当用嘴向瓶内吹气时,瓶内的空气柱振动发声,随着瓶内水位的升高,瓶内的空气柱越来越短,振动的频率越来越高,因此音调也会越来越高;
由图知:四个瓶子的水位,从低到高分别是:丙、乙、甲、丁,因此对应的四个音阶是:1、2、3、4.
3、 下面现象发生的过程中,吸收热量的一组是( )
①春天,冰雪融化汇成溪流
②夏天,从冰箱里面拿出来的饮料罐“出汗”
③秋天,清晨的雾在太阳出来后散去
④冬天,室外地面上出现了霜.
A.①②
B.②④
C.①③
D.③④
【答案】 C
【解析】 ①春天,冰雪融化汇成溪流,由固态变为液态,属于熔化现象,需要吸收热量;
②夏天,从冰箱里面拿出来的饮料罐“出汗”,是水蒸气液化成的水滴,需要放出热量;
③秋天,清晨的雾在太阳出来后散去,由液态变为气态,属于汽化中的蒸发,需要吸收热量;
④冬天,室外地面上出现了霜,是水蒸气凝华形成的,需要放出热量.
4、 如图所示,是测量小车的平均速度的实验。路中的斜面是用光滑、平整的木板,一端搭在小长方体上形成的。
(1)本实验的原理是:________。
(2)实验中,为了方便计时,应使斜面的坡度较________(选填“大”或“小”);
(3)实验中,若把小车放开后小车运动了一段距离自动停了下来,没有达到终点,则可采取的最简单的措施是:________。
(4)实验中小车通过s1、s2和s3的平均速度分别为v1、v2和v3,那么v1、v2和v3的大小关系为:________。
(5)如果让小车过了起点A之后才开始计时,则会使测得的平均速度偏________(选填“大”或“小”)。
【答案】 (1)
(2)小
(3)适当加大斜面的坡度
(4)v3>v1>v2
(5)大
【解析】 (1)实验中需要使用刻度尺测量斜面长度,用秒表测量时间,根据求出平均速度,所以实验原理是:;
(2)斜面的坡度较小,小车运动速度较慢,运动时间较长,便于计时,避免斜面太高时,小车运动速度太大,运动时间太短,难以测量;
(3)实验中应使斜面保持适当的坡度,既不下滑太快,又不中途停下来,故当实验中把小车放开后小车运动了一段距离自动停了下来,没有达到终点,说明斜面的坡度太小,应该适当加大斜面的坡度;
(4)由于小车在下滑过程中做加速运动,所以上半段的平均速度最小,下半段的平均速度最大,全程的平均速度居中;
(5)如果让小车过了起点才开始计时,则计时的时间会比实际的时间短,根据速度公式,在路程一定的情况下,平均速度的结果会偏大。
课程目标
1.能够分辨生活中的光现象
2.掌握光的直线传播和反射规律
3.理解光的折射和色散现象
4.掌握并会运用平面镜成像的特点
知识图谱
课堂引入
你能说说下面三幅图中都说明了光的哪些现象么?
光现象
知识精讲
一.光源
光源的定义:能够发光的物体叫做光源。
二.光的直线传播
1.光的传播规律:光在同一均匀透明介质中沿直线传播。光的传播不需要介质。
2.光在真空中的传播速度约为。
三.光的反射及反射定律
1.光遇到水、玻璃以及其他物体的表面都会发生反射。经过入射点并垂直于反射面的直线叫做发线,入射光线与法线的夹角叫做入射角反射光线与法线的夹角叫做反射角。
2.发生反射时,反射光线、入射光线和法线在同一平面内;反射光线、入射光线分别位于法线两侧;反射角等于入射角。
3.在反射现象中,光路是可逆的。
四.平面镜成像
物体经平面镜可成与物体大小相等的虚像,像和物体到平面镜的距离相等,像和物体的连线与镜面垂直。也就是说,平面镜所成的像与物体关于镜面对称。
五.光的折射
1.光的折射:光从一种介质斜射入另一种介质或者在不均匀介质时,传播方向会发生偏折,这种现象就做光的折射。
2.折射定律:
(1)折射光线、入射光线和法线在同一平面内;
(2)折射光线和入射光线分居在法线两侧;
(3)光从空气折射到水/玻璃,折射角小于入射角;光从水/玻璃折射到空气,折射角大于入射角;
(4)在折射中光路也是可逆的
注:光垂直界面射入时,传播方向不改变;
3.在折射现象中,光路是可逆的。
六.光的色散
1.光的色散:太阳光经三棱镜折射后,在白屏上出现从上到下红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫依次排列的色光带。该实验证明了:白光不是单一色光,而是由许多种色光混合而成的。
2.可见光谱的红光之外是不可见的红外线,高温物体向外辐射较强的红外线;紫光之外是不可见的紫外线,适量的紫外线照射有益于身体健康。
光的直线传播和反射
例题1、 紫金山天文台2009年6月13日通报:2009年7月22日,我国将出现500年一遇的日全食奇观.能够解释日食现象的是光的__________传播理论.如图所示,位于地球上A区域的人看到的是日____食,位于B区域的人看到的是日_____食.
【答案】 直线;全;偏
【解析】 日食形成的原因是光的直线传播原理,所以,解释日食现象要用光的直线传播理论.如图,在地球上A区域,太阳射向地球的光全部被月球挡住,人们看到的是日全食.在地球上B区域,太阳射向地球的光被月球挡住了一部分,所以,人们看到的是日偏食.
例题2、 学习了光学知识后,爱动脑筋的小明想自己探究小孔成象,如图所示,他给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔,再用两片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上.分别将孔对着烛焰和灯丝,可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像.
(1)分析比较甲、乙两图,蜡烛在塑料膜上所成的像的形状与小孔的形状_______(填选“有”或“无”)关.
(2)分析比较甲、丙两图,可以得出结论:物体在塑料膜所成的像的形状与物体的形状_______(填选“有”或“无”)关.
(3)通过实验,可以看到烛焰和灯丝在塑料膜上成的都是_______(填选“正”或“倒立”)的实像,其原理是光的______________.
(4)夏天树荫下的圆形光斑形成的原理与之_______(填选“相同”或“不同”),这些光斑是太阳的______(选填“像”或“影子”)。
【答案】 (1)无 (2)有 (3)倒立;直线传播 (4)相同;像
【解析】 (1)小孔成像与孔的形状无关;(2)凸透镜成像中,像的形状与物相同,所以像的形状与物的形状有关;(3)小孔成像是实像,倒立的,由光的直线传播形成;(4)树荫下的圆形光斑是由树叶形成的小孔所成的太阳的像,原理与之相同。
例题3、 在“探究光的反射规律”的实验中,如图所示,平面镜M放在平板上,E、F是两块粘接起来的硬纸板,可绕垂直镜面的接缝ON转动.
(1)在实验中使用白色硬纸板能显示反射光线和入射光线 ,也能方便地测量
(2)如图甲,当E、F在同一平面上时,让入射光线AO沿纸板E射向镜面,在F上可看到反射光线OB,测出入射角和反射角的大小;改变入射光线的方向,再观测几组入射角和反射角,这样做的目的是为了比较
(3)如图乙,以法线ON为轴线,把纸板F向后缓慢旋转,此时反射光线的位置
不(选填“发生”或“不发生”)变化.这样做的目的是为了:
(4)小明在实验时,选择入射角分别为15°、30°、45°的三条光线进行实验,结果得到了不同的数据(见表格).经检查,三次实验中各角度的测量值都是准确的,但总结的规律却与反射定律相违背.你认为其中的原因应该是
【答案】 (1)光的传播路径 、反射角和入射角大小(角度的大小)(2)反射角和入射角大小(3)不发生 、验证反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内(4)错把入射光线和镜面的夹角当作入射角(或者错把反射光线和镜面的夹角当成反射角)
【解析】 在实验中使用白色硬纸板能显示反射光线和入射光线光的传播路径,也能方便地测量反射角和入射角大小;如图甲,当E、F在同一平面上时,让入射光线AO沿纸板E射向镜面,在F上可看到反射光线OB,测出入射角和反射角的大小;改变入射光线的方向,再观测几组入射角和反射角,这样做的目的是为了比较反射角和入射角大小;以法线ON为轴线,把纸板F向后缓慢旋转,此时反射光线的位置不发生变化.这样做的目的是为了验证反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内;由于测量结果都准确,但结论不正确,有表格可以看出表中数值与反射角互余;所以原因是错把入射光线和镜面的夹角当作入射角(或者错把反射光线和镜面的夹角当成反射角)。
例题4、 作图
(1)根据光的反射定律,完成下图中的光路图.
(2)在下图(左)所示,根据入射光和反射光的位置,确定反射面的位置.
(2)图
(3)图
(3)自行车尾灯的结构示意图如右图所示,夜里,用手电筒照射尾灯,可观察到它的反光效果很好.试在图中方框内画出其中一条入射光线的完整的反射光路图.
【答案】 略
【解析】 光路作图的一般步骤:1.确定(反)入射光;2.根据法线与反射面垂直,作出法线,用虚线表示;3.根据反射角等于入射角,画出入射光线或反射光线。
随练1、 小明在课外按如图所示装置做小孔成像实验。如果易拉罐底部小孔是三角形,则他在半透明纸上看到的像是( )
A.三角形光斑
B.圆形光斑
C.蜡烛的正立像
D.蜡烛的倒立像
【答案】 D
【解析】 成像物体是蜡烛,所以像是蜡烛形。
随练2、 如图,枯井中的青蛙位于井底O点“坐井观天”,下图中青蛙通过井口观察范围正确的是( )
A
B
C
D
A.A图
B.B图
C.C图
D.D图
【答案】 A
【解析】 注意题目中给出的是枯井,光沿直线传播
随练3、 如图所示,将易拉罐的主,部剪去 , 蒙主半透明纸,在罐底部开一个小孔,用它做小孔成像实验,观察物体,下列说法中错误的是( )
A.像与物上下颠倒,左右相反
B.物体做顺时针转动时,像做逆时针转动
C.物体离得越远,像就越小
D.在物体距小孔不变的情况下,半透明纸与孔距离越大,像也越大
【答案】 B
【解析】 小孔成像的原理是光的直线传播,所以,小孔所成的像一定是倒立的实像,至于成像的大小与像到小孔的距离、物到小孔的距离有关.A、小孔所成的像是倒立的实像,则像与物上下颠倒,左右相反,故本选项正确;
B、物体做顺时针转动时,像也做顺时针转动,而不是做逆时针转动,故本选项错误,符合题意;
C、小孔所成的像,大小取决于像到小孔的距离,物体离得越远,像就越小,故本选项正确;
D、在物体距小孔不变的情况下,半透明纸是像的位置,因为成像的大小取决于像到小孔的距离,
则半透明纸与小孔距离越大,像也越大,故本选项正确.
故选B.
随练4、 某同学用小型光具盘做“探究光的反射规律”实验,如图所示。
(1)在光具盘中央插入一块薄的平面镜作为________,打开激光源,先使激光束从A点入射,将光具盘的右半侧向后折,目的是探究反射光线与入射光线是否在________,此时,在右半侧的光具盘上不能看到反射光线。
(2)接着连续两次改变激光源的位置,从而多次改变________角的大小,这样做的目的是________(减小误差/使实验结论具有普遍性)。
(3)如果使激光束从A′点入射,则反射光线________(会/不会)与OA重合,这一现象说明反射现象中光路是________的。
【答案】 (1)反射面;同一平面
(2)入射;使实验结论具有普遍性
(3)会;可逆
【解析】 (1)在光具盘中央插入一块平且薄的金属块,并将光滑的一面面向激光源作为反射面,实验过程中保持平面镜的位置不变,并让激光源绕光具盘的圆心转动,即保持法线不变,改变入射光线的位置,从而改变了入射角;
(2)入射是因,反射是果,因此连续两次改变激光源的位置,多次改变入射角的大小去测反射角大小,目的是多次实验来寻求实验的普遍规律;
(3)当光线沿从A′点入射时,反射光线会沿原来OA射出,即反射光线与OA重合,说明反射现象中光路是可逆的。
平面镜成像
例题1、 如图所示,学校卫生室两墙壁之间的距离为3米,而检查视力时,要求人与视力表之间的距离为5米,因而采取了一面墙上挂视力表而在正对面墙上挂一块平面镜的办法。为满足检查要求,被检查者应站在离视力表________米处,且要面向________(选填“视力表”或“平面镜”)。检查视力时,如果室内较暗,为使图案足够亮,可以用灯光照射________(选填字母)。
A.视力表
B.平面镜
C.人的眼睛
D.室内任意位置
【答案】 1;平面镜;A
【解析】 (1)由图可知,视力表离平面镜的距离为3m,根据平面镜的成像特点,像与物到镜面的距离相等,可知视力表的像离镜面也是3m,
所以人离镜子2m时,视力表的像到人的距离为3m+2m=5m,正好符合要求;则被检查者应站在离视力表1m处,且要面向平面镜。
分析过程示意图如下:
(2)平面镜成像是由于光的反射形成的,视力表的像是由视力表射向镜面的光经镜面反射而形成的。所以要能较清楚地看清视力表,应该增加视力表的亮度,所以用灯光照射视力表。
例题2、 利用如图装置探究平面镜成像特点
(1)实验时应选________(较厚/较薄)的玻璃板代替平面镜竖立在水平桌面上。
(2)在玻璃板前放置棋子A,将完全相同的棋子B放在玻璃板后并移动,人眼一直在玻璃板的前侧观察,直至B与A的像完全重合,由此可得结论:____________________。
(3)为了探究平面镜成像的虚实情况,将一张白卡片竖直放在B所在的位置,应在玻璃板________(前/后)侧观察白卡片上是否有A的像。白卡片上________(会/不会)有A的像,因为平面镜成的是________(虚/实)像。
【答案】 (1)较薄
(2)像与物的大小相等
(3)后;不会;虚
【解析】 (1)玻璃板越薄,两个反射面所在的像距离越近,这样可以使确定的像的位置更加准确,厚玻璃板会形成两个像,会影响对实验结果的判断;
(2)在玻璃板前放置棋子A,将完全相同的棋子B放在玻璃板后并移动,人眼一直在玻璃板的前侧观察,直至B与A的像完全重合,这样做的目的既确定了像的位置又验证了物像大小相等;
(3)在玻璃板前面能看到蜡烛和蜡烛在平面镜中的像,在玻璃板后面不能看到蜡烛在平面镜中像,所以在玻璃板后面观察光屏上是否有像。白卡片上不会有A的像,因为平面镜成的是虚像,虚像不能在白卡片上承接。
随练1、 如图为玩具鸟在平面镜中成像示意图,下列叙述中正确的是( )
A.若竖直上移玩具鸟,则玩具鸟的像将上移
B.若竖直下移平面镜,则玩具鸟的像将下移
C.若人向平面镜靠近,则玩具鸟的像的大小将会变大
D.若在像与镜间放一木板,则平面镜中就不再成像了
【答案】 A
【解析】 A、平面镜成像,像与物关于镜面对称,故若竖直上移玩具鸟,则玩具鸟的像将上移,故A正确;
B、平面镜成像,像与物关于镜面对称,故竖直下移平面镜,玩具鸟成像位置相对原成像位置不发生变化,故B错误;
C、平面镜成像,像与物大小相等,故若人向平面镜靠近,玩具鸟的像的大小将不变,故C错误。
D、平面镜成虚像,故像与镜间放一木板,平面镜中仍能成像,故D错误。
随练2、 小明同学在家中用两个平面镜和纸筒制作了一个简易潜望镜,如图所示,他把该潜望镜放到窗户下观察窗外的物体,则观察到的物体的像是( )
A.正立的虚像
B.倒立的虚像
C.正立的实像
D.倒立的实像
【答案】 A
【解析】 根据潜望镜中使用的是两块平面镜;物体在上面平面镜中成正立、等大的虚像,这个虚像又在下面平面镜中成正立、等大的虚像。所以眼睛看到正立、等大的虚像。
随练3、 在“探究平面镜成像特点”时,选取两段相同的蜡烛A和B,点燃玻璃板前的蜡烛A,并移动玻璃板后的蜡烛B,使它与蜡烛A在玻璃板里的像重合,如图所示。以下说法错误的是( )
A.平面镜成像过程中,遵循光的反射定律
B.为了使像更清晰,应在较暗的环境中进行
C.在B处换一光屏,能承接到蜡烛A的像
D.用厚玻璃板做这个实验会看到蜡烛A的两个像
【答案】 C
【解析】 A、镜面反射、漫反射都遵循光的反射定律,则平面镜成像遵循光的反射定律,故A正确;
B、点燃的蜡烛是成像物体,比较亮,环境越黑暗,蜡烛和环境的对比度越大,蜡烛成像越清晰,为了使像更清晰,应较暗的环境中进行,故B正确;
C、实像可以用光屏承接,虚像不能。因为平面镜成虚像,所以在B处换一光屏,不能承接到蜡烛A的像,故C错误;
D、由于像是由光的反射形成的,而普通玻璃的两面都能反射光,能成两个像,所以通过玻璃板可以看到了同一个蜡烛的两个像,故D正确。
光的折射和色散
例题1、 如图所示,一只烧杯中装有半杯水,放在水平木板AB上,一束光线竖直向下照在水面上.现在B端下方垫一个小木块C,使木板倾斜一个小的角度,则此时( )
A.反射光线顺时针方向旋转
B.反射光线逆时针方向旋转
C.折射光线的方向不变
D.折射光线逆时针方向旋转
【答案】 C
【解析】 在B端下方垫一个小木块C,使木板倾斜一个小的角度,但水面总是水平的,所以入射光线与水面垂直,故反射光线和折射光线的方向都不变.
例题2、 如图所示,光源S发出的一条光线射向水面,在水面处发生反射和折射后,反射光线经过A点,水中的折射光线经过P点,请你作出入射光线、反射光线和折射光线。
【答案】
【解析】 根据平面镜成像的规律,作出点光源S在平面镜中成的像S′,由于反射光线的反向延长线要过像点S′,连接AS′,其与水面的交点就是入射点O。
分别连接SO、OA、OP,可以确定入射光线、反射光线、折射光线。答案如下图所示。
例题3、 小明同学为探究光的折射规律设计了如图所示实验装置,在玻璃水槽中竖直放置的光屏由E和F两个半圆形光屏组成,其竖直方向的直径NM为两半圆的分界线,其中光屏F可绕直径MM在水平面内前后折转。
(1)实验时,先让光屏EF位于同一平面内,一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中在光屏F上可以看到折射后的光束将光屏F向后折转一定角度后,则在光屏F上________(选填“能”或“不能”)看到折射光,这说明折射光和入射光________(选填“在”或“不在”)同一平面内;
(2)保持入射点O不变,多次改变入射光AO与ON的夹角进行实验,他测量记录了如下表所示的数据。分析这些数据得出的结论是________;(写出一条即可)
入射角α
30°
45°
60°
折射角β
22°
32°
41°
(3)小明将光屏F调至与光屏E在同一平面内,然后在玻璃水槽底部用另一只激光笔让光贴着光屏F沿BO射向水面时,可看到折射光沿OA方向射出,这说明在光的折射现象中光路是________;如果在B点上有一条鱼,用叉子沿AO方向插下去能否插到鱼________(填“能”或“不能”)。
(4)请在上图中画出入射光线AO经水面反射后的反射光线OG。
【答案】 (1)不能;在
(2)折射角随入射角的增大而增大(或者折射角小于入射角)
(3)可逆的;不能
(4)
【解析】 (1)当F板向后折转一定的角度后,则呈现折射光线的F板和呈现入射光线的E板不在同一平面内,所以在F板上不能看到折射光;这说明折射光和入射光在同一平面内;
(2)分析表格数据可得到:光从空气斜射入水中时,入射角增大,折射角也随之增大(或者折射角小于入射角);
(3)该小组同学继续用另一只激光笔让光线沿着BO射向水面时,可看到折射光线沿OA射出,这说明在光的折射现象中,光路是可逆的。
从鱼身上反射出的光线由水中进入空气时,在水面处发生折射,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,就会觉得鱼变浅了,眼睛看到的是鱼的虚像,在鱼的上方,所以用叉子沿AO方向插下去不能插到鱼,叉鱼时要瞄准像的下方才能插到鱼。
(4)图中已经过入射点垂直界面作出法线,再根据反射角等于入射角在法线的右侧画出反射光线OG.如图所示:
随练1、 如图所示,渔夫叉鱼时,应瞄准哪个方向才能叉到鱼?( )
A.看到的鱼的前方
B.看到的鱼的方向
C.看到的鱼的上方
D.看到的鱼的下方
【答案】 D
【解析】 叉鱼时将鱼叉对准看到的鱼,不能叉到鱼。这是因为从鱼身上发出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,就会觉得鱼变浅了,眼睛看到的是鱼的虚像,在鱼的上方,所以叉鱼时要瞄准看到的鱼像的下方;如下图所示:
随练2、 如图,一束光在空气和玻璃的分界面上发生了反射和折射。下列说法正确的是( )
A.光从玻璃射向空气,∠6是折射角
B.光从玻璃射向空气,∠2是折射角
C.光从空气射向玻璃,∠6是折射角
D.光从空气射向玻璃,∠3是折射角
【答案】 C
【解析】 根据反射光线、入射光线与法线之间的夹角相等,
所以EO、OC中一条为入射光线,一条为反射光线,图中AD为法线;
再根据折射光线与入射光线在法线两侧、且在两种介质中,
所以OC、GO一条为入射光线,一条为折射光线,图中的BF是界面;
总之,CO一定是入射光线,OB是反射光线,OG是折射光线,
则图表示光从空气斜射入玻璃,在发生折射时,折射光线与入射光线应分居法线两侧,折射角小于入射角,∠6是折射角,故ABD错误;C正确。
随练3、 小明利用图中装置研究光的色散。
(1)太阳光通过三棱镜被分解成各种色光的现象叫光的________现象,产生该现象的原因是白光中包含的不同颜色的光通过三棱镜发生________射时的偏折程度________
(2)太阳光经三棱镜射在B处的光是________光
(3)将温度计放在A处的外侧,发现温度计示数有显著变化,说明________的热效应最大
(4)当他在三棱镜和白屏之间依次放上不同颜色的玻璃时,发现白屏上显现出不的颜色,记录在下表。
玻璃的颜色
红
绿
蓝
黄
白屏上看到的颜色
红
绿
蓝
黄
分析表中数据可以得到的结论是:透明物体的颜色与透过的色光________(选填“有”或“无”)关
【答案】 (1)色散;折;不同
(2)紫
(3)红外线
(4)有
【解析】 (1)(2)太阳光通过三棱镜被分解成各种色光的现象叫光的色散现象;
由于不同颜色的光的波长不同,通过三棱镜的折射程度不同,所以白光经三棱镜后,光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带;而紫光在最下方,故太阳光经三棱镜射在B处的光是紫光;
(3)用温度计测试不同光的热效应时,发现温度计的示数在A的外侧升高的更明显,实验表明红外线的热效应最大。
(4)分析表中数据可知,在三棱镜和白屏之间依次放上不同颜色的玻璃时,发现白屏上显现出不同的颜色,说明玻璃的颜色与透过的色光一致。故透明物体的颜色与透过的色光有关。
光现象辨析
例题1、 下列现象由于光的直线传播而形成的是( )
A.雨后天空出现彩虹
B.物体在阳光下有影子
C.玻璃幕墙造成光污染
D.斜插入水中的筷子“弯折”
【答案】 B
【解析】 A、雨后的天空出现彩虹是光的色散现象,属于光的折射现象。故A不符合题意;
B、物体在阳光下的影子是光沿直线传播形成。故B符合题意;
C、玻璃幕墙对阳光发生镜面反射造成了“光污染”。故C不符合题意;
D、筷子反射的光线从水中斜射入空气中时,发生偏折,看上去好像在水面处折断了,是光的折射现象,故D符合题意。
例题2、 某校研究性学习小组同学进行了一组光学综合实践活动。
(1)如图(a)所示,通过三个小孔看见蜡烛,看见的________(选填“是”或“不是”)蜡烛通过小孔成的像;
(2)如图(b)所示是用易拉罐制作的简易针孔照相机,利用它观察窗外景物时,孔对着________(选填“窗外”或“眼睛”),可以看见________立、缩小的实像。若只将圆孔改为三角形小孔,则像的形状________(选填“改变”或“不变”)。
(3)如图(c),是在图(b)基础上改进的针孔照相机,需要把制作好的圆筒插入易拉罐中,要能看到更清晰的像,圆筒的________(选填“A”或“B”)端是用半透明薄纸制成的光屏,用他观察物体时,移动圆筒位置,增大光屏与小孔之间距离,则光屏上像将________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 (1)不是
(2)窗外;倒;不变
(3)B;变大
【解析】 (1)通过三个小孔看见蜡烛,看见的不是蜡烛通过小孔成的像,因为小孔成像成的是倒立的缩小的实像;
(2)如图(b)所示是用易拉罐制作的简易针孔照相机,利用它观察窗外景物时,孔对着窗外,膜对着眼睛,相当于底片,可以看见倒立、缩小的实像;若只将圆孔改为三角形小孔,则像的形状不变;
(3)小孔成像是光在同一均匀介质中沿直线传播的具体应用,半透明薄纸相当于光屏,为了成的像更清晰,便于观察,半透明的薄纸应该放在圆筒的B端;当增大光屏与小孔之间的距离时,光屏上的像将变大。
随练1、 下列光现象与日食的形成原因不同的是( )
A.小孔成像
B.水中倒影
C.手影游戏
D.树下阴影
【答案】 B
【解析】 日食是光的直线传播形成的;小孔成像、手影游戏和树下阴影也是光的直线传播形成的;
平静的水面相当于平面镜,水中的倒影属于平面镜成像,是由于光的反射形成的。
所以,与日食的形成原因不同的是B项。
随练2、 “金星凌日”是在地球上看到金星从太阳面上移过的天文奇观,它可以用________________来解释。下图为发生“金星凌日”现象时的示意图,金星的位置在________处。
【答案】 光的直线传播;丁
【解析】 金星凌日现象可以用光的直线传播来解释,是指地球、金星和太阳处在了同一条直线上,并且金星在地球和太阳之间,根据此意可以判断金星的位置在丁的位置。
课堂小结
1、光源:能够自行发光的的物体;光在真空中的传播速度最快,为;
2、光的传播规律:光在同一均匀透明介质中沿直线传播;
3、小孔成像:呈现的是倒立的实像,且像的形状与孔的形状无关;
4、光的反射定律:
(1)反射光线和入射光线、法线在同一平面内;
(2)反射光线和入射光线分居法线两侧;
(3)反射角等于入射角;
5、反射类型:镜面反射和漫反射。
6、平面镜成像的特点:
(1)像与物的大小相同(等大);
(2)像到平面镜呃距离与物到平面镜的距离相等(等距);
(3)像与物的连线垂直于镜面(垂直);
(4)物通过平面镜所成的像是虚像(虚像);
(5)像与物左右相反,但上下不颠倒;
7、凸面镜对光线有发散作用,能扩大视野范围;凹面镜对光有会聚作用。
8、光的折射:光从一种介质斜射入另一种介质,或光在不均匀介质中传播时,传播方向会发生偏折;
9、光的折射特点:
(1)折射光线、入射光线和法线在同一平面内
(2)折射光线和入射光线分居在法线两侧;
(3)空气中的角较大;
10、光的色散:太阳光经三棱镜折射后,会形成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光;
11、看不见的光:红外线和紫外线。
拓展
1、 下列现象属于光的直线传播的是( )
A.透过玻璃杯看楼房
B.水中倒影
C.用放大镜看指纹
D.日食
【答案】 D
【解析】 A、玻璃杯相当于凸透镜,透过玻璃杯看楼房属于光的折射,故A错误。
B、倒影属于平面镜成像,平面镜成像属于光的反射原理,故B错误;
C、用放大镜看指纹时,指纹变大了,属于凸透镜成像,是由于光的折射形成的,故C错误。
D、日食的形成,是利用光沿直线播形成的现象,故D正确。
2、 如图所示,一束光在平面镜上发生反射,反射光恰好照在光屏的A处,若要让反射光照在光屏的B处,则下列方法中( )
①只将光屏竖直向下移动一段距离
②只将平面镜绕入射点O顺时针转过一定角度(<90°)
③只将平面镜竖直向上移动一段距离
④只将平面镜水平向右移动一段距离
A.只有②可行
B.只有④可行
C.①和②都可行
D.③和④都可行
【答案】 A
【解析】 ①只将光屏竖直向下移动一段距离,则入射光线不变,则反射光线也不会改变,但光斑会向左移动,故①不符合题意;
②只将平面镜绕入射点O顺时针转过一定角度(<90°),入射角变大,根据反射角等于入射角可知,反射角也随之变大,反射光线可能经过B点,故②符合题意;
③只将平面镜竖直向上移动一段距离,则入射光线不变,则反射光线也不会改变,但光斑会向左移动,故③不符合题意;
④只将平面镜水平向右移动一段距离,则入射角不变,并且入射点相对应A点的位置不变,因此反射光线的位置不变,故④不符合题意。
综上,选A。
3、 如图所示,早晨太阳光与水平放置的一块平面镜夹角为30°,则入射角为________度,若保持镜面位置和入射点不变,从早晨到中午,反射角将逐渐________(选填“增大”或“减小”)。
【答案】 60;减小
【解析】 由题意可知,入射光线与镜面的夹角为30°,则入射角为90°-30°=60°;
若保持镜面位置和入射点不变,从早晨到中午,入射光线逐渐向法线靠近,则入射角逐渐减小,由于反射角等于入射角,所以反射角也逐渐减小。
4、 如图所示是验证“平面镜成像特点”的实验装置,其中A为玻璃板前点燃的蜡烛,B为玻璃板后未点燃的蜡烛。有关本实验的说法错的是( )
A.玻璃板应选择薄玻璃板
B.眼睛应从B一侧观察成像情况
C.蜡烛燃烧长时间后像与物不再重合
D.蜡烛远离玻璃板的同时像也远离
【答案】 B
【解析】 A、透明的玻璃板,可以观察到玻璃板的另一侧;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,所以应选用薄玻璃板。故A正确;
B、寻找蜡烛A的像的位置时,眼睛应在蜡烛A一侧观察,在蜡烛B的一侧不能看到蜡烛A的像;故B错误;
C、平面镜所成的像,物像等大,蜡烛燃烧较长时间后像物不再重合,故C正确。
D、像与物到平面镜的距离相等,将蜡烛远离玻璃板的同时像也会远离玻璃板,故D正确;
5、 小明和小华在公园游玩时看见了一些现象,他俩从物理角度议论起了下列问题:
(1)他们看见树叶是绿色的,是因为树叶只________(选填“吸收”或“反射”)绿色光,绿色植物进行光合作用说明________能可以转化为化学能。
(2)阳光下,小明看见自己在地面上留下了影子,可以用光的________知识来解释。湖边,鱼儿在水中游,看见鱼是光的________形成的像。
(3)一只小鸟在离湖面10m的上方飞行,则小鸟在湖里所成的像与小鸟的距离是________m,小鸟靠近湖面,它的像________湖面(选填“靠近”或“远离”),像的大小________(选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】 (1)反射;太阳
(2)直线传播;折射
(3)20;靠近;不变
【解析】 (1)不透明的树叶只能反射绿光,所以我们看到的树叶都是绿色的;
绿色植物进行光合作用是把太阳能可以转化为化学能,储存在植物体内;
(2)阳光下,小明看见自己在地面上留下了影子,可以用光的直线传播来解释;
看见湖水中的鱼儿在水中游,是光的折射,从上面看时,会感到鱼的位置比实际位置高一些,是鱼的虚像;
(3)平面镜成的像与物体到平面镜的距离相等,小鸟在离湖面10m的上空飞行,小鸟到水面的距离为10m,所以像到水面的距离也为10m,则像与它的距离为20m;若小鸟靠近水面,则像也会靠近水面;像与物体的像相等,所以像的大小不变。
6、 如图所示的四种现象中,属于光的色散的是( )
A.广场上的激光束
B.阳光透过三棱镜形成彩色光带
C.小桥在水中的“倒影”
D.水中的筷子“弯折”
【答案】 B
【解析】 A、广场上的激光束不是光的色散形成的,是光源本身发出了不同颜色的光,故A错误;
B、阳光穿过三棱镜会发生色散,形成一条彩色的光带,故B正确;
C、小桥在水中的“倒影是光的反射形成的,故C错误;
D、水中的筷子弯折是光的折射形成的,故D错误。
7、 如图所示,小梦用激光对准看到的小鱼照射,以下说法正确的是( )
A.能照亮小鱼,因为激光照到了鱼身上
B.不能照亮小鱼,因为激光照到鱼身的上方
C.不能照亮小鱼,因为激光照到鱼身的下方
D.能照亮小鱼,因为激光照到鱼的像上,使像的反射的光变强
【答案】 A
【解析】 鱼射出的光线在水面处发生折射,折射光线进入眼睛,小梦就看到了鱼,由于光的折射中光路是可逆的,从看到鱼的位置正对鱼照射,能把鱼照亮,故A正确。
8、 如图所示,水里的光源O发出的一条光线射向水面,在水面处发生反射和折射,反射光线经过P点,折射光线经过A点,请在答题卡图中先通过虚线作图找出水面处的反射点,再作出入射光线、反射光线和折射光线。
【答案】
【解析】 根据平面镜成像的规律,作出点光源O关于水面的对称点,即点光源O在水面的像O′,由于反射光线的反向延长线要过像点O′,连接PO′,与水面的交点就是入射点M。
分别连接OM、MP、MA,可得入射光线、反射光线、折射光线。如图所示:
9、 有一只贪食的猫,站在鱼缸一侧上边看水中的鱼,下列说法中正确的是( )
A.它看到的是鱼在水中的实像,并且比鱼的实际位置浅
B.它看到的是鱼在水中的虚像,并且比鱼的实际位置深
C.它看到的是鱼在水中的实像,并且比鱼的实际位置一样
D.它看到的是鱼在水中的虚像,并且比鱼的实际位置浅些
【答案】 D
【解析】 如图,猫在A点,水中的鱼B点射出的光线在水面发生折射,折射光线进入猫的眼睛,猫感觉光线是从B'点发出的的,所以猫看到的鱼比实际位置浅些.
10、 如图所示的光现象中,与小孔成像的原理相同的是( )
A.林间光柱
B.筷子“折断”
C.放大文字
D.山的倒影
【答案】 A
【解析】 小孔成像是光的直线传播形成的;
A、林间光柱是由光的直线传播形成的,符合题意;
B、水中筷子“变弯”,是光从水传向空气发生的折射现象,不符合题意;
C、用放大镜看文字时,文字变大了,属于凸透镜成像,是由于光的折射形成的,不符合题意;
D、山的倒影属于平面镜成像,是由光的反射形成的,不符合题意;
11、 阳光灿烂的日子,行走在绿树成荫的街道上,常常见到地面上有一些圆形的光斑,这些光斑是( )
A.太阳的实像
B.树叶的虚像
C.树叶的实像
D.太阳的虚像
【答案】 A
【解析】 树阴下的地面上出现的圆形光斑,是太阳光通过浓密的树叶中的小孔所成的太阳的像,是实像,是由光的直线传播形成的。
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