第2章 对环境的察觉（光的学案）

波（光的直线传播、反射和折射）
一、知识梳理
1、光的反射与光的直射
考点 概念 类型（用图形表示，便于更直观理解） 定律和规律 现象
光的反射 光从一种均匀的物质射到另一种物质的表面上时，光会改变传播方向，返回到原先的物质中。这就是光的反射。 项目不同点相同点反射面光线特点镜面反射 （图甲）平整光滑若入射光线平行，则反射光线平行。都遵守光的反射定律。漫反射 （图乙）粗糙不平反射光线不平行。
(
例如电影银幕需要
) (
例如造成黑板反光
)辨别镜面射和漫反射： 光的反射定律：反射光线、入射光线和法线在同一平面内(即三线共面)；反射光线和入射光线分居在法线两侧(即二线分居)；反射角等于入射角(即两角相等)。始终垂直于某平面的虚线，公正无私，像个法官一样，故取名为法线。 波光粼粼、 平面镜反射（镜中花）、 水中倒影（水中月）、 黑板反光、
光的折射 光从一种物质射入另一种物质时，传播方向一般会发生改变的现象叫光的折射 入射角、折射角大小比较及垂直入射情况分析： (
1
2
3
4
5
) 折射定律：折射光线、入射光线和法线在同一平面内(三线共面)；折射光线和入射光线分居在法线的两侧(二线分居)；当光从空气斜射入水、玻璃等透明物质时，折射角小于入射角；当光从水、玻璃等透明介质斜射入空气时，折射角大于入射角(当光垂直入射时，光的传播方向不变)。 透过水滴、放大镜、矿泉水瓶看到字体变大，
光的直线传播 1、光源：自身能够发光的物体。如：太阳（恒星）、萤火虫、水母及电灯、烛焰等。珍珠、月亮及所有行星不是光源。 2、光的传播：光在同一种均匀物质中沿直线传播。 3、什么是光线？光线是真实存在的吗？答：为了形象地表示光的传播情况，我们通常用一条带箭头的直线表示光的传播路线和方向。这样的直线叫做光线。光线不是真实存在的。 4、光在不同物质中传播的快慢相同吗？光在真空中传播速度最大有多大？答：为3×108米/秒。 5、光年是时间单位吗？答：光在一年内通过的距离，是天文学中的距离单位； 小孔成像、日食、月食、影子的形成。
应用 探究成像特点
平面镜 实验探究平面镜成像特点：如图，一只点燃的蜡烛放在玻璃板前面，可以看到玻璃板后面出现蜡烛的像。观察比较蜡烛和它所成的像的大小、位置关系等，可得出平面镜成像特点。 实验注意事项： （1）、成像原理：光的反射定律； （2）、实验用玻璃板代替平面镜，主要是为了透光，便于观察镜后的物体，以确定像的位置； （3）选用两根完全相同的蜡烛是为了比较像与物体的大小；让相同的蜡烛与点燃的蜡烛的像重合是为了确定点燃蜡烛在玻璃板后的像的位置。 （4）、玻璃板要尽量薄一些，防止玻璃板的前后两表面各成一个蜡烛的像，不便于观察、比较； （5）、实验时，玻璃板放置要与水平面垂直； （6）、为便于观察，该实验最好在比较黑暗的环境中进行，并且要适当降低背景的明亮程度，便于寻找蜡烛的像点。 2．平面镜成像特点 (1)成像特点：正立、 等大 、等距的虚像，物像连线与镜面垂直。 (2)用途：①平面镜成像；②改变光的传播方向。
凸透镜 1、实验：研究凸透镜成像 a．实验装置如图 b．注意：开始时应使烛焰中心、透镜中心、光屏中心三者处于 ，并使三者正对。 物距(u)像的性质像距(v)物体与像和镜 的位置应用u＞2f2f＞v＞f两侧照相机u＝2f倒立等大实像v＝2f两侧2f＞u＞f倒立放大实像v＞2f两侧幻灯机u＝f不成像u＜f正立放大虚像同侧放大镜
2、凸透镜成像规律 凸透镜成像口诀： 一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，像的大小像距定，像儿跟着物体跑。
2、人眼球的作用
物体距离 结构 成像位置 像的特点
凸透镜 物体距离三者2倍焦距以外（即u>2f） 凸透镜 光屏上 倒立、缩小、实像
照相机 镜头 胶卷上（底片上）
正常眼睛 晶状体和角膜 视网膜上
3、近视眼和远视眼成因及矫正
类型 成因 矫正方法
近 视 眼 晶状体 或眼球 ，来自远处景物的光线经眼球折光系统折射后成像于视网膜 。 戴 凹透镜 (使像后移至视网膜)

远 视 眼 晶状体 或眼球前后径 ，来自近处景物的光线经眼球折光系统折射后成像于视网膜 。 戴 凸透镜 (使像前移至视网膜)

(
1
)
二、查漏补缺，自我检测
1．眼睛能看清物体，是因为它把来自物体的光，会聚在视网膜上，形成物体的像。对于视网膜上所成的像，下列说法正确的是( )
A．像与物体大小相等 B．成倒立、缩小的实像
C．成正立、放大的虚像 D．成倒立、放大的实像
2．小新同学站在平面镜前，当他向平面镜走近时( )
A．像变大，像到镜面的距离变小
B．像变大，像到镜面的距离变大
C．像大小不变，像到镜面的距离不变
D．像大小不变，像到镜面的距离变小
3. 如图所示，小柯采用透明玻璃板、蜡烛等器材探究“平面镜成像特点”。下列关于该实验的表述不正确的是( )
A．实验时选用的两支蜡烛大小应相同
B. 透明玻璃板摆放应该与纸面垂直
C．若把光屏放在B位置，蜡烛的像可以呈现在光屏上
D．该实验在较暗的环境下观察效果更好
4．如图所示，平静的水面上有一座石桥，桥孔看上去是圆形的。当水面上升时，看到桥孔的形状是下图中的(　 　)
5．如图，点燃的蜡烛放在距小孔a处，它成像在距小孔b的半透明纸上，且a大于b。则半透明纸上的像是( )
A.倒立、放大的虚像 B.正立、缩小的虚像
C.倒立、缩小的实像 D.正立、放大的实像
6.电动车的反光镜是用来观察车后情况的平面镜。在某次行驶时，发现左侧反光镜中的景物是车后的树梢和天空，但看不见路面上的情况。为确保行驶安全，左侧反光镜的镜面应该（ ）
7．如图的四种现象中，由于光的折射形成的是( 　　 )
(
A．
古镇河面的倒影
B．
水杯中折断的笔
C．
阳光下
树的影子
D．
平面镜中小狗的像
)
8．光学实验课时，小叶用激光灯对着光滑的大理石地面照射，无意中发现对面粗糙的墙壁上会出规一个明亮的光斑，而光滑地面上的光斑很暗，对此现象解释较合理的是( )
A．地面吸收了所有的光
B．墙壁对光发生漫反射
C．地面对光发生漫反射
D．墙壁对光发生镜面反射
9.如图所示的四种情景中，属于光的折射的是( )
(
A．平面镜成像 B．塔在水中的“倒影” C．放大镜把文字放大
D．手的影子
)
10.[2017·嘉兴·13]黑暗的房间里有两盏电灯，只有一盏灯点亮，但人能看到未点亮的灯泡。以下对于“看 到未点亮灯泡”所画的光路图，正确的是 （ ）
11．[2017·温州·15]小明用焦距为10厘米的凸透镜做成像规律实验，记录了光屏上成清晰像时的四组数据（如表），其中明显错误的一组是( )
组别 甲 乙 丙 丁
物距（厘米） 10 15 20 30
像距（厘米） 40 30 20 15
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
12.[2018·温州·11]如图为玩具鸟在平面镜中的成像示意图。下列能改变像位置的是( )
A．竖直上移玩具鸟 B．竖直下移平面镜
C．人向平面镜靠近 D．像与镜间放一木板
13．[2018·湖州·14]小华在研究凸透镜成像规律时，将平行光正对凸透镜照射，另一侧的光屏移动到距凸透镜10厘米处时，得到一个最小最亮的光斑。接着把光源换成蜡烛，调整好相关器材的高度，将凸透镜固定在光具座中央50厘米刻度线处，移动蜡烛到光具座的左端并点燃，再移动光屏至如图所示位置时，在光屏中央得到一个清晰的像。保持凸透镜位置不变，通过移动蜡烛及光屏的位置，下列成像情况符合实际的是( )
A．若蜡烛放置在10厘米刻度线处，移动光屏，在光屏上都不能呈清晰的像
B．若蜡烛放置在30厘米刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈清晰缩小的像
C．若蜡烛放置在35厘米刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈清晰放大的像
D．若蜡烛放置在45厘米刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈清晰放大的像
14．[2018·嘉兴·6]下列是观察对岸的树木在水中倒影的光路图, 正确的是( )
(
A
B
C
D
)
15.[2018·金华、丽水·9]岸上景物在湖水中形成清晰的倒影（如图），下列有关“水中倒影”的说法正确的是( )
A．是光的反射形成的虚像
B．是光的折射形成的虚像
C．是光沿直线传播形成的影子
D．“水中倒影”比岸上景物大一些
16.今年6月6日，天空再次上演了金星凌日的奇观，即从地球上看去，有一小黑点在太阳表面缓慢移动。
(
水星
地球
木星
火星
土星
天王星
海王星
太 阳
)
⑴金星凌日现象可以用 原理来解释
⑵如图为太阳及八大行星示意图。据图分析，你认为在地球上除了可以看到金星凌日外，还能看到 凌日现象
17.钻石是一类金刚石，其璀璨夺目的效果离不开切割加工技术，下图乙是不同加工方式所得的钻石样品及其检验的光路示意图。
在相同光照条件下，从正面观察，哪种钻石样品最亮？ 。请对此作出判断并说明理由： 　　 。
18．魔术是深受同学们喜爱的节目，其中包含着许多科学原理。图甲是某同学自制的一只魔术箱，表演时他将开口的方形空箱面展示给观众，把纸币从空箱顶端的投币口投入，结果纸币“不翼而飞”。原来魔术箱中有一块平面镜（如图乙），它与箱底的夹角为 度，使观众觉得箱子里没有东西。观众不能看见平面镜后面的纸币是因为光具有 性质。
19.小明利用身边的器材做一个实验，实验过程中，小明把一枚硬币放在桌子上的空碗里，头部保持不动，并将桌子上的碗慢慢向远处推移，直到看不到硬币为止，然后缓慢向碗中倒水，直到又重新看到碗底的硬币。
(1)小明重新看到碗底硬币的现象是由光的 (填“反射”或“折射”)现象造成的。这时小明看到碗底的硬币实质是硬币的 (填“实像”或“虚像”)。
(2)若用MN表示水面，则下面四幅图中，能够合理解释该实验现象的是图 。
20．如果物体离眼睛近，来自它某点的光线到达眼睛时是发散的；如果物体远离眼睛，来自这点的光线到达眼睛时发散程度便会降低。因此，我们把来自遥远物体上某点的光线，到达眼睛时视作平行，如图甲所示。
(1)我们作上述推断的前提是光在同一均匀物质中是沿_______传播；
(2)当物体远离眼睛时，眼球中晶状体的曲度会减小。图乙表示物体在眼球中的不同成像情况，其中表示视觉正常的人观看远处物体的是________。
(
图乙
A B C
来自近距离物体上某点的光线
物体远离，来自这点的光线
来自遥远物体上线某点的光线
图甲
)
21．观察下图，我们可以得出：无论是从岸边看水下物体，还是从水中看岸上物体，最后物体的像的位置都会 。
22．汽车已进入普通家庭，小明通过对汽车的观察发现，前窗玻璃大多是倾斜的，这是因为前窗玻璃倾斜时，根据 成像特点，夜间车内乘客或其它物体所成的像在玻璃的前上方，避免干扰司机视觉；而汽车前灯安装在离地面较近的车头位置，有利于司机更好看清前方道路状况，这是因为在同一种物质中光是 。
23．[2017·杭州·31]小金在实验室利用光具座研究凸透镜成像的规律。
（1）当小金将三个元件移动到图示位置时，光屏上出现了清晰的像。请你根据此现象回答下列问题：光屏上像的性质为________________，并推算出焦距为___________厘米。
（2）保持蜡烛和凸透镜位置不变，小金换了个凸透镜继续实验，并使透镜光心、蜡烛焰心和光屏中心三者高度相同，但在透镜右侧无论怎样移动光屏都无法在屏上成像（光具座足够长），请你帮助小金分析产生此现象的原因______________________________________________________。
24.[2017·台州·23]在研究凸透镜成像实验中，小柯不断改变蜡烛到透镜的距离，移动光屏寻找蜡烛的像, 并将实验结果记录在下表中：
序号 蜡烛到透镜的距离（cm） 像的特点
1 20.0 倒立缩小的实像
2 16.0 倒立等大的实像
3 12.0 倒立放大的实像
4 6.0 ？
（1）第4次实验中，小柯移动光屏只观察到模糊的圆形光斑。若要观察到此时所成的像，正确的操作是 。
（2）小柯在第1次实验的基础上，换用另一个凸透镜后，发现光屏上的像不清晰。把光屏慢慢地向凸透镜方向移动，光屏上又出现了清晰的像。若第1次实验模拟的是正常眼球的成像情况，则换用透镜后的实验是在模拟 的成像情况。
25．[2018·宁波·18]为了研究眼的成像原理,小科自主研制了如图所示的实验装置。
用水透镜模拟眼的晶状体,通过注水或抽水可改变水透镜凸度大小。光屏和水透镜固定在光具座如图所示的位置。点燃蜡烛后.调节水透镜凸度，直至光屏上成一个清晰倒立、 (填“放大”、“等大”或 “缩小”)的实像。若将点燃的蜡烛向左移动一小段距离，要使光屏上重新得到清晰的像,应对水透镜 (填“注水”或”抽水”)。
26．[2018·杭州·31]为探究光的反射规律，小金进行如图所示的实验。
（1）当入射角为40°时，反射角为 。
（2）小金将纸板 F 绕垂直于镜面 ON 向后转动，在纸板F上还能看到反射光吗？ 。请分析原因： 。
（3）若使入射光线与平面镜的夹角为30°， 那么反射光线与入射光线的夹角为： 。
27.[2018·衢州·19]小柯分别探究了光从空气射入水中和从水射人空气中的折射规律，并记录了表一，表二两组数据。
表一 表二
序号 1 2 3 4
入射角（°） 60 40 20 0
折射角（°） 40 29 15 ？
序号 1 2 3
入射角（°） 15 29 40
折射角（°） 20 ？ 60
（1）表一中“？”处的数据是 。
（2）表二中“？”处的数据模不清，请综合分析两个表格中的数据，判断出这个数据应该是 。
参考答案
1.B
2.D
3.C
4.B
5.C
6.C
7.B
8.B
9.C
10.D
11.A
12.A
13.C
14.B
15.A
16.光的直线传播；水星
17.同样的入射光经样品A多次反射和折射后，从正面射出的光最强。
18.45；沿直线传播
19.
（1）反射；虚像；
（2）B。
20.
（1）直线；
（2）A
21.平面镜；沿直线传播
22.比实际位置高一些。
23．
（1）倒立、等大、实像 ；20
（2）因为换的凸透镜焦距大于或等于40厘米，所以物距小于或等于焦距，得不到实像
24.
（1）取下光屏，透过透镜观察蜡烛所成的像
（2）近视眼或近视
解析：根据凸透镜成像规律回答，根据倒立等大的实像可以判断出凸透镜的焦距。（1）由第2次实验可知凸透镜的焦距为8cm，第4次实验时物距为6cm小于一倍焦距成正立放大虚像，应该取下光屏，透过透镜观察蜡烛所成的像；（2）换用凸透镜后把光屏慢慢地向凸透镜方向移动才出现清晰的像说明此时成像在光屏的前方相当于成像在视网膜的前方所以可知模拟的是近视眼的成像情况。
25. 缩小； 抽水
26.
（1）40°；
（2）不能,因为入射光线、反射光线、法线在同一平面内，纸板 F转动后与E不在同一平面内。
（3）120°
27.
（1）0 （2）40
解析：光的反射规律是：光射到一个接口时，其入射光线与反射光线成相同角度。光入射到不同介质的界面上会发生反射和折射。反射线与入射线和法线在同一平面内。反射线和入射线分居在法线两侧，并且与界面法线的夹角（分别叫做入射角和反射角）相等地。反射角等于入射角。
光的折射规律是：折射光线位于入射光线和界面法线所决定的平面内；折射线和入射线分别在法线的两侧；光从光速大的介质进入光束小的介质中时，折射角小于入射角；从光束小的介质进入光束大的介质中时，折射角大于入射角。
（1）当入射角为0°时，光线不发生折射，所以折射角为0°。
（2）光路是可逆的，对于反射和折射都是一样的。所以对比表一和表二可知，当入射角为29°时，折射角为40°。21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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