第4章 光现象
一、光的传播
1.光源:自身能够发光的物体
2.光的直线传播原理:光在同种均匀介质中沿直线传播。
3.现象:影子、日食、月食、小孔成像
4.小孔成像: A原理:光的直线传播原理。
B像的形状:倒立的实像,由物体的形状决定,与小孔的形状无关。
C像的大小决定因素:光屏到小孔的距离和物体到小孔的距离。
5.光速:在计算中,真空或空气中光速 c=3×10 8 m/s = 3×10 5km/s
二、光的反射
1.反射定律:
反射光线与入射光线、法线在同一平面上;
反射光线和入射光线分居于法线的两侧;
反射角等于入射角;
光的反射过程中光路是可逆的。
2.垂直入射时,入射角为0°,反射角亦等于0°
3.反射分为:⑴ 镜面反射:⑵ 漫反射:
(都遵守光的反射定律)
三、平面镜成像
1.平面镜的成像特点:
①像、物大小相等
②像、物到镜面的距离相等。
③像、物的连线与镜面垂直
④物体在平面镜里所成的像是虚像。
2.平面镜成像原理:光的反射定理
3.平面镜作用:成像、 改变光路
4.凹面镜:对光有会聚作用。(太阳灶、手电筒、汽车头灯)
凸面镜:对光有发散作用。(汽车后视镜、拐弯观察镜)
5.在研究平面镜成像特点实验中,
(1)平板玻璃的目的:便于确定像的位置,比较像与物的大小关系
(2)直尺的目的:比较物与像的距离
(3)两根相同蜡烛的目的:比较像和物的大小
(4)无论怎样移动都无法让像与物重合:是因为玻璃板没有垂直于桌面。
四、光的折射
2.折射现象:池水看起来比实际的浅、海市蜃楼......
五、光的色散:
1.色散现象:彩虹等
2.色光的三原色:红、绿、蓝
六、看不见的光:
1.红外线位于红光之外,人眼看不见;
2.红外线的特点:热效应
3.红外线的应用:夜视镜;遥控探测;加热
4.紫外线在光谱上位于紫光之外,人眼看不见;
5.紫外线的特点:
(1)化学作用强;(应用:消毒、杀菌)
(2)紫外线的生理作用,促进人体合成维生素D(小孩多晒太阳),但过量的紫外线对人体有害(臭氧可吸收紫外线,我们要保护臭氧层)
(3)荧光作用;(应用:验钞)
练习测试
一、选择题(每小题2分,共20分。每小题的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的,将正确答案的字母代号填在下面的方框内)
1.如图1所示的四种情景中,应用光的反射的是( )
图1
2.下列实例能用光的直线传播来解释的现象是( )
A.用凸透镜取火 B.影子的形成
C.镜中花水中月 D.海市蜃楼
3.把凸透镜正对着太阳光,可在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑。若将某—物体放在此透镜前20cm处,可得到一个( )
A.倒立放大的实像 B.倒立缩小的实像
C.正立放大的实像 D.正立放大的虚像
4.在探究凸透镜成像规律的实验中,当凸透镜、光屏和烛焰的位置如图2所示时,光屏上能成一清晰的像。则( )
图2
A.所成的像是正立缩小的实像 B.所成的像是倒立缩小的实像
C.把蜡烛向左移动,调整光屏的位置,得到的像变小
D.把蜡烛向右移动少许,调整光屏的位置,得到的像变小
5.一支蜡烛位于凸透镜前,调节好透镜和光屏位置后,在光屏上呈现缩小、倒立的像;若保持凸透镜位置不动,将蜡烛和光屏的位置对调一下,则在光屏上( )
A.无法成像 B.呈现放大、正立的像
C.呈现放大、倒立的像 D.呈现缩小、倒立的像
6.为北京2008年奥运会而建造的国家游泳中心“水立方”的透明薄膜“外衣”上点缀了无数白色的亮点,它们被称为镀点。北京奥运会举办时正值盛夏,镀点能改变光线的方向,将光线挡在场馆之外。镀点对外界阳光的主要作用是( )
A.反射太阳光线,遵循光的反射定律
B.反射太阳光线,不遵循光的反射定律
C.折射太阳光线,遵循光的折射定律
D.折射太阳光线,不遵循光的折射定律
7.安保工作中将采用人脸识别系统(如图3),识别系统的摄像机可以自动将镜头前1m处的人脸拍摄成数码相片,通过信号线传递给计算机识别。摄像机的镜头( )
图3
A.相当于凸透镜,焦距可为0.5m B.相当于凸透镜,焦距可为0.1m
C.相当于凹透镜,焦距可为0.5m D.相当于凹透镜,焦距可为0.1m
8.下列关于光现象的说法中,正确的是( )
A.在河边看到的水中的白云、小鱼都是虚象
B.光与镜面成30°角射在平面镜上,则其反射角也是30°
C.“海市蜃楼”是由于光的反射而形成的
D.太阳光不能被分解为其它色光
9.成语“白纸黑字”喻指证据确凿,不容抵赖。从物理学角度看( )
A.白纸和黑字分别发出不同颜色的光进入人的眼睛
B.白纸和黑字分别反射出白光和黑光进入人的眼睛
C.白纸反射出白光进入人的眼睛,而黑字不反光
D.黑字比白纸反射光的本领强
10.如图4所示,当用眼睛去观察镜子时,光束似乎是从M处发散开来的,则透镜的焦距是( )
图4
A.0.1m B.0.2m C.0.3m D.0.5m
二、填空题(每空1分,共8分)
11.排纵队时,如果看到自己前面的一位同学挡住了前面所有的人,对就排直了,这可以用_______________来解释。
12.一束激光射到平面镜上,当入射角是35度时。反射角是________度。
13.阳光下微风轻拂湖面,湖面上波光粼粼,这时产生的是光的________现象;透过厚薄不均匀的玻璃看室外的电线,可能会看到电线粗细不均匀且弯弯曲曲,这时产生的是光的________现象。
14.太阳光通过三棱镜后,被分解成各种颜色的光,在白屏上形成一条彩色的光带,颜色依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,这就是 现象;彩色电视画面的颜色是由 三种色光合成的。
15.红玫瑰只_________红光,因此它是红色的;透过蓝玻璃板看白纸是_________色的。
三、实验探究题(16题2分;17题、18题各7分;共16分)
16.用A、B、C三块凸透镜在光具座上分别做蜡烛成像实验,各透镜跟烛焰距离都是30cm,得到的实验结果如右表,根据此实验结果,将A、B、C三块凸透镜的焦距,按由大到小的顺序排列,其顺序是 。
17.小明用平面镜和两个完全相同的墨水瓶A、B研究“平面镜成像的特点”。实验时,他将平面镜竖立在桌面上,把A放置在镜前的边缘处,如图5所示,调整观察角度,可在镜中看到它的部分像。再将B放到镜后并来回移动,直至其未被平面镜遮挡部分与A在镜中的不完整像拼接成一个完全吻合的“瓶”。那么墨水瓶B所在的位置即为 的位置,同时还说明 ;若用玻璃板替代平面镜,就能看到墨水瓶B被遮去的部分,这是由于光的 形成的。如果有3mm厚和2mm厚的两块玻璃板,应选择________mm厚的玻璃板做实验;使点燃的蜡烛在两个不同的位置,分别测出物距和像距相等的两组数据,得出实验结论之一:“像距与物距相等”。你认为这种方法是否合理?___________________________________。理由是:____________________________________________。
图5
18.在探究凸透镜成像规律的实验中:
现有凸透镜、蜡烛、光屏、火柴四种器材,还需要补充的器材是___________.
下表是小聪的实验记录,在第_______次实验中,蜡烛到凸透镜的距离在1倍焦距和2倍焦距之间;照相机是根据第______次实验成像特点制成的。
实验次数 像的情况
正立或倒立 缩小或放大 实像或虚像
1 倒立 缩小 实像
2 倒立 等大 实像
3 倒立 放大 实像
4 正立 放大 虚像
透 镜 像的性质
A 倒立 放大 实像
B 倒立 缩小 实像
C 正立 放大 虚像
(3)若在第3次实验的基础上,保持蜡烛和光屏的位置不变,将它们之间的凸透镜往__________方向移动一定的距离,可使光屏上再出现一个明亮清晰的像。(填“蜡烛”或“光屏”)
(4)实验需要知道凸透镜的焦距大约是多少,如果没有太阳光,怎样利用白炽灯粗略地测量出焦距?说出你的办法.
(5)某同学在做实验时,先把烛焰放在较远处,使物距大于2倍焦距,测出物距,然后移动凸透镜,观察光屏上成清晰的像时,测出像距,并记录像的大小、正倒和虚实。请问他的操作方法正确吗?为什么?
四、综合题(19题6分;20题10分;共16分)
19.如图6所示,冬冬在探究光的色散现象时,看到白光经三棱镜后,光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带,冬冬对产生的原因进行了思考。受此启发,在测量凸透镜的焦距时,冬冬想:如果分别用红光和紫光平行于同一个凸透镜的主光轴射入,红光、紫光对凸透镜的焦距是否不同呢?
图6
请写出你的推断:___________色光对凸透镜的焦距大,你推断的理由是:___________ ___________________。
20.“关爱生命,安全出行,争当安全模范公民”的教育活动,在全国各地轰轰烈烈地展开。“红灯停,绿灯行”是公民的基本素质。交通信号灯用红、绿灯,而不用蓝色、紫色等其它颜色的灯。对此,小明、小华、小宇三位同学展开讨论。
小明说:人的眼睛对红色光、绿色光比较敏感。用红绿灯作为交通指挥灯,容易引起视觉反应,可以提高人们的警惕性,减少交通事故的发生。
小华说:红光穿透能力比蓝色、紫色等其它的色光强,很远处就能看到;人的眼睛对绿色光敏感。
小宇说:红绿灯作为交通指挥灯,是国际通用的,并不具有科学依据。
(1)雾天,小明、小华和小宇一起在远处观看路口的红绿灯,收集有关“红色光穿透能力强”的证据。小明和小宇看到红灯亮时,小华却认为红灯不亮。此事实说明红色光引起的视觉效果与____________________有关;三位同学向路口的红灯走近,都感到红色光强度逐渐增强,表明色光的穿透能力与_______________________________有关。影响色光穿透能力的因素还有__________________________________________________(至少答出一条)。
(2)依据你的生活体验,并结合学过的物理知识,对小宇的说法作出评价: ___________________________________________________。
(3)红绿色盲的人不能分辨红绿灯颜色的变换。请你描述现行交通信号灯是如何让色盲的行人做到“红灯停、绿灯行”的或提出一条合理化建议。(回答一条即可)_________________________________________________。
(4)随着科技创新,传统的红、绿灯逐渐被超高亮度的发光二极管(LED)所替代。LED灯具有亮度高、颜色纯、耗电少、寿命长等特点,简述LED灯的广泛使用可能会给人们的生活与环境带来的影响。(回答一条即可)
答案
一、选择题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B B A C C A B A C A
二、填空题
11.光的直线传播
12.35
13.反射、折射
14.光的色散、红 绿 蓝
15.反射、蓝
三、实验探究题
16.C A B
17.墨水瓶A的像、像与物体的大小相等、折射、2、不合理、两组数据太少(2分)
18.(1)光具座(或刻度尺);(2)3、1;(3)光屏;(4)让电灯通过凸透镜成一等大的像。
(5)不正确。不能移动凸透镜
四、综合题
19.红、凸透镜(或三棱镜)对红光的偏折程度最小
20.(1)人 距离 天气、季节等
(2)略
(3)加提示等
(4)略
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