2016年宁波市八升九暑期衔接课程1:光的反射和光的折射
【知识梳理】
一、光的直线传播
1.光线:表示光的传播方向和路线的带箭头的直线叫做光线。
2.光在________介质中沿直线传播。光在________介质中不是沿直线传播的。
3.应用:①影子的形成,②日食月食的形成,③________,④激光准直(见下图),等。
4.光速:光在真空中速度最快c=________m/s;光在空气中速度约为________m/s。
二、光的反射
1.光在两种物质分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象,叫做光的反射。
2.光的反射定律:
①反射光线与入射光线、法线在同一平面上;(三线共面)
②反射光线和入射光线分居在法线的两侧;(两线分居)
③反射角等于入射角。(两角相等,∠r=∠i)
3.特征:
①共面,法线是反射光线与入射光线的角平分线所在的直线;
②异侧,入射光线与反射面的夹角和入射角的和为________;
③等角,反射角等于入射角。________随________的增大而增大,减小而减小;
④可逆,光路具有可逆性。
三、平面镜成像
1.原理:光的________。
2.特点:
①平面镜成________像,不能用光屏承接;
②像和物的连线________平面镜;
③像到平面镜的距离________物到平面镜的距离;
④像和物关于平面镜对称;
⑤像的大小相等,但是左右相反;
⑥像的上下不变,左右互换。
3.平面镜成像实验常见问题:
①在研究平面镜成像特点时,为什么要用平板玻璃而不用平面镜呢?
答:玻璃板既能反光,又能透光,虽然成像不如平面镜清晰,但玻璃板透光性好,能在观察到A蜡烛像的同时,也能观察到B蜡烛。巧妙地解决了确定像的位置和大小问题。而选择平面镜就无法观察移动后面的蜡烛了,所以是平板玻璃。
②实验中为什么要选用薄的玻璃板?
答:玻璃镜有两个反射面,蜡烛通过玻璃镜形成两个虚像。选用的玻璃镜越薄,越便于准确操作。
③实验中为什么要选用两根大小同样的蜡烛?
答:便于比较像和物的大小关系。
④观察像时,会发现两个几乎重叠的像,这是为什么?
答:玻璃有前后两个反射面,物在平板玻璃的两个反射面都发生了反射,所以成了前后两个像。
⑤为什么未点燃的蜡烛有时无法完全与像重合?
答:原因有两个,第一,玻璃镜有两个反射面,蜡烛通过玻璃镜形成两个虚像。第二,可能是玻璃镜竖直在桌面,稍微倾斜,造成操作困难。【来源:21·世纪·教育·网】
⑥如果将蜡烛向靠近镜面的方向移动,那么像的大小将怎样变化?
答:________。
⑦实验中为什么把蜡烛至少换一个位置,再重做一遍实验?
答:是为了得出几组数据,是为了得出的结论更科学、更准确,避免出现以偏概全的片面的结论。
四、漫反射
1.一束平行的入射光线射到粗糙表面上向________反射的现象,叫漫反射。
2.漫反射的每条光线________光的反射定律。
五、光的折射
1.光从一种介质________入另一种介质时,传播方向发生________,从而使光线在不同介质的交界处发生________现象,叫做光的折射。21·世纪*教育网
2.光的折射定律:
①折射光线和入射光线分居法线两侧;(法线居中,与界面垂直)
②折射光线、入射光线、法线在同一平面内;(三线两点一面)
③当光线从空气斜射入其它介质时,角的性质:折射角(折射率大的一方)小于入射角(折射率小的一方)(不能反着说); 21*cnjy*com
④当光线从其他介质斜射入空气时,折射角大于入射角;(以上两条总结为:谁快谁大。即为光线在哪种物质中传播的速度快,那么不管那是折射角还是入射角都是较大的角,在真空中的角度总是最大的)21*cnjy*com
⑤在相同的条件下,________随________的增大(减小)而增大(减小)。
3.注意事项:
①光垂直射向介质表面时(折射光线、法线和入射光线在同一直线上),传播方向______,但光的传播速度________;
②在光的折射现象中,光路是________的;
③不同介质对光的折射程度是不同的。气体>________>固体(折射角度){介质密度大的角度小于介质密度小的角度};
④光从一种介质斜射入另一种介质时,不仅有折射现象,而且还有现象存在。
【典例分析】
一、光的直线传播
【例1】在探究树荫下光斑的综合实践活动中,为了研究孔的大小对光斑形状的影响,小科设计了四种开有不同形状孔的卡片甲,并用另一张卡片乙覆盖在甲上,如图所示。接着,从图示位置沿箭头方向水平移动乙,观察光斑形状的变化情况。下列合乎要求的是( )21教育名师原创作品
跟踪训练
练1.如图是2014年10月23号再美国拍摄到的日偏食现象,形成这种奇观是由于光是________传播的,也说明光________(填“能”或“不能”)在真空中传播。
练2.在探究树荫下光斑的综合实践活动中,为了研究孔的大小对光斑形状的影响,小科设计了开有菱形状孔(边长约为5cm)的卡片甲,并用另一张卡片乙紧贴在甲上,如图所示。接着,从图示位置沿箭头方向水平移动乙,甲不动。观察光斑形状的变化情况。下列实验记录正确的是( )
A.始终菱形 B.从菱形到三角形
C.从菱形到三角形最后圆形 D.始终圆形
练3.晚上,小科挑着一盏不带光源的工艺品小灯笼在家里玩。当把小灯笼移到发光面较大的吸顶灯正下方时(如图所示),会在小灯笼正下方的水平白纸上出现一个影子,关于这个影子的形状,图中正确的是( )
二、光的反射
【例2】同学们学习了光的反射规律后议论纷纷,以下是四位同学的说法,你认为哪种说法违反了光的反射规律( )【出处:21教育名师】
A.入射角是0°,反射角也是0°
B.入射角增大10°,反射角也增大10°
C.入射光线远离法线,反射光线也远离法线
D.入射光线与反射面的夹角是30°,反射光线和入射光线的夹角是60°
跟踪训练
练4.如图,若要让反射光线中目标,在激光笔不动的情况下,可将平面镜( )
A.竖直向上移动 B.竖直向下移动
C.水平向右移动 D.水平向左移动
练5.如图所示,在探究光的反射定律时,将平面镜放在水平桌面上,再把一个可以沿ON向前、向后折的纸板垂直放置在平面镜上。www.21-cn-jy.com
(1)让一束红光贴着纸板沿AO射到O点,为了便于测量和探究,需要在纸板上记录的是________________;将纸板的右半边沿着ON向后折去,则在折过去的纸板上________(选填“能”、“不能”)看到反射光线。
(2)为了得到反射角等于入射角的规律,应当_______________________。
练6.如图所示为激光液面控制仪的原理图,固定的激光源沿LO方向照射到容器中的水平液面上,M是一个光电转换器,它能够将接收到的光信号转变成电信号,从而指示出容器中液面的高度,则以下说法中正确的是( )
A.该装置利用了光的折射规律
B.光信号由D1移动到D2位置时,表示容器中的液面下降
C.光信号由D1移动到D2位置时,表示容器中的液面上升
D.以上说法都不对
三、平面镜成像、漫反射
【例3】(双选)雨过刚晴的月夜,行走时为了防止踩到小水潭,下列做法正确的是( )
A.迎着月光走,应走亮处 B.迎着月光走,应走暗处
C.背着月光走,应走亮处 D.背着月光走,应走暗处
跟踪训练
练7.晚上,小科在自己的家庭实验室探究“光的反射现象”,他把一小平面镜粘在白纸上,用手电筒照射白纸板和平面镜(如图所示),下列有关说法正确的是( )
A.白纸看上去很暗,因为白纸发生漫反射
B.白纸看上去很亮,因为白纸发生镜面反射
C.镜子看上去很暗,因为镜子发生漫反射
D.镜子看上去很暗,因为镜子发生镜面反射
【例4】如图中能正确反映平面镜成像特点的是( )
跟踪训练
练8.如图所示,是小科同学检查视力时的情景,下列说法正确的是( )
A.镜中视力表的像是实像
B.镜中视力表的像比视力表略小
C.镜中视力表的像到该同学的距离为4.6m
D.镜中视力表的像是光的直线传播形成
练9.小科同学利用如图所示的装置探究平面镜成像的特点,其实验步骤如下:
(1)将一块薄玻璃板竖直立在铺有白纸的水平桌面上;
(2)取两支相同的蜡烛A和蜡烛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在玻璃板后所成的像完全重合,并用笔在白纸上标记出蜡烛A和蜡烛B的位置;21·cn·jy·com
(3)多次改变蜡烛A的位置,重复前面的步骤;
(4)用刻度尺分别测量蜡烛A和蜡烛B到玻璃板的距离。
在此实验中:
①我们选用玻璃板代替平面镜的目的是:_______________________;
②我们选取两支相同的蜡烛是为了比较像与物的________关系;
③实验中多次改变蜡烛A的位置,重复进行实验的目的是:________________;
④用刻度尺测量蜡烛到玻璃板的距离是为了探究_______________________。
练10.有一个点光源S,放在平面镜MN前,若镜MN不动,光源S以速度2m/s沿与镜面成45°角的方向向右匀速直线运动,如图所示,则光源S在镜中的像S′,将( )2·1·c·n·j·y
A.以速度2m/s沿SO直线方向向右平移
B.以速度2m/s沿垂直于SO方向向上平移
C.以速度2m/s沿垂直于SO方向向下平移
D.以速度2m/s沿OS直线方向向左平移
四、光的折射
【例5】如图所示,水槽的右壁竖直放着一面平面镜。无水时,射灯从S点发出的光经平面镜反射后,左壁上会出现一个光点P。往水槽内加水,当水面处于a,b,c,d四个位置时,左壁上分别出现Pa,Pb,Pc,Pd四个光点(不考虑水面对光的反射)。则四个光点在左壁上的排列从下往上依次为( )
A.Pa,Pb,Pc,Pd B.Pd,Pc,Pb,Pa
C.Pc,Pd,Pa,Pb D.Pb,Pa,Pd,Pc
跟踪训练
练11.如图所示,一口井装满水,在井底正中央趴着一只青蛙;若青蛙的眼睛用P点表示,青蛙此时观察井外事物范围的光路图如图所示,其中正确的是( )
练12.小科在仔细观察了图所示的光路图,总结出以下几条结论,其中不正确的是( )
A.光在同一种均匀介质中沿直线传播
B.光发生反射时,反射角等于入射角
C.光从空气斜射入玻璃时,折射角小于入射角
D.光从玻璃斜射入空气时,折射角小于入射角
练13.把一块长方体玻璃砖压在有“科学”两字的书上,如图所示,图中“科学”两字是( )
A.变浅的虚像 B.变浅的实像
C.变深的虚像 D.变深的实像
练14.如图所示,小科和爷爷到鱼塘捕鱼,小科看到的鱼比实际鱼的位置要_____(选填“浅”、“深”)些,若小明将鱼叉对着看到的鱼射出,_______(选填“能”、“不能”)叉到鱼;若小明将电筒光对着看到的鱼射入,_______(选填“能”、“不能”)照亮鱼。21世纪教育网版权所有
练15.如图所示,光在空气和玻璃的分界面上发生反射和折射现象,其中________是界面,其________侧是玻璃;________是法线,________是入射光线,________是反射光线,________是折射光线,________是入射角,________是折射角(以上各空均选用图中所给的字母或数字表示)。
课后训练
一.选择题(本大题共有15小题,每小题2分,共30分)
1.下列光现象中,由光的反射形成的是( )
2. 2012年5月21日,美丽的日环食像一个金环挂在我国东南沿海的上空,如图,下列所述现象中与日环食的光学成因相同的是( )21cnjy.com
A.拱桥倒影 B.海市蜃楼幻影 C.立竿见影 D.毕业合影
3.如图枯井中的青蛙位于井底O点“坐井观天”,青蛙通过井口观察范围正确的光路图是( )
4.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,发现左侧反光镜中看到是车后的树梢和天空,却看不见路面的情况。为确保行驶安全,左侧反光镜的镜面应该( )www-2-1-cnjy-com
5.小科的写字台上有一盏台灯。晚上在灯前学习的时候,铺在台面上的玻璃“发出”刺眼的亮光,影响阅读。在下面的解决方法中,最简单、效果最好的是( )
A.把台灯换为吊灯 B.把台灯放到正前方
C.把台灯移到左臂外侧 D.把台灯移到右臂外侧
6.有经验的渔民使用钢叉捕鱼时,钢叉要对准看到的“鱼”的下方叉,因为实际的鱼在看到的“鱼”的下方。如下所示的四幅图中,能正确反映渔民看到“鱼”的光路图是( )
7.小科在平静的湖边看到“云在水中飘,鱼在水中游”,对于这一有趣现象的形成,下列说法正确的是( )21教育网
A.云和鱼都是虚像 B.云是虚像,鱼是实像
C.云和鱼都是由光的反射形成的 D.云和鱼都是由光的折射形成的
8.从水下向水面看,看到一条鱼及其所成的像,如图所示,可以判断( )
A.a是b鱼通过光的反射成的虚像
B.a是b鱼通过光的折射成的虚像
C.b是a鱼通过光的反射成的虚像
D.b是a鱼通过光的折射成的虚像
9.如图所示,光在玻璃和空气的界面CD,同时发生了反射和折射,以下说法正确的是( )
A.入射角为40°,左边是空气 B.入射角为50°,右边是空气
C.折射角为20°,右边是玻璃 D.折射角为70°,左边是玻璃
10.如图所示,相邻两室,一明一暗,在两屋之间有一平面镜M,甲、乙两人分别站在A、B两点,面向平面镜张望,如果∠AOC=∠BOC,则( )
A.甲看到乙,乙看不到甲 B.甲、乙相互都可以看到
C.甲看不到乙,乙看不到甲 D.甲看不到乙,乙可看到甲
11.如图所示,平面镜竖直放置在水平面上,一支直立的铅笔从平面镜前40cm处,以5cm/s的水平速度垂直向平面镜匀速靠近,下列说法正确的是( )【来源:21cnj*y.co*m】
A.铅笔在平面镜中所成的像逐渐变大
B.经过2s,铅笔与它的像之间的距离变为20cm
C.铅笔的像相对于平面镜的速度为10cm/s
D.若平面镜顺时针转至图中虚线位置,铅笔的像将与铅笔垂直
12.学校新建成一个喷水池,在池底的中央安装一只射灯。经过连续几天观察,小科同学发现:池内无水时,射灯发出的一束光照在池壁上,在S点形成一个亮斑,如图所示;池内水面升至a位置时,他在池旁看到亮斑的位置在P点;水面升至b位置时,他看到亮斑的位置在Q点。则( )
A.P点在S点的下方 B.P点在S点的上方
C.Q点在S点的下方 D.Q点在S点处
13.如图所示,平面镜M正以120度每秒速度绕垂直于纸面的轴O匀速转动,AB为一段圆心在O点的圆弧形屏幕,其所对圆心角∠AOB=60°,有一束来自频闪光源的平行光束通过狭缝S射向平面镜M上的O点,已知光源每秒内闪动12次,屏AB上1s内最多可能出现的光斑次数为( )
A.1次 B.3次 C.6次 D.12次
14.如图所示,有一束光斜射入盛水的容器中,在容器底形成一个光斑,保持入射光路不变,慢慢放出容器中的水,则容器底的光斑将( )
A.向右移动 B.保持不动 C.向左移动 D.无法确定
15.如图所示,一平面镜放在圆筒的中心处,平面镜正对筒壁上的一点光源S,点光源S发出一细光束垂直射向平面镜。平面镜从图示的位置开始绕圆筒的中心轴O匀速转动,在转动60°时,点光源在平面镜中所成的像在镜中转过的角度为θ1,照射到筒壁上的反射光转过的角度为θ2,则( )
A.θ1=120°,θ2=120° B.θ1=30°,θ2=60°
C.θ1=60°,θ2=120° D.θ1=60°,θ2=60°
二、填空题(本大题共有12小题,每空1分,作图3分,共46分)
16.请你填写下列语句涉及的物理知识:
(1)海市蜃楼_______________________;
(2)立竿见影_______________________;
(3)猴子捞月亮_______________________。
17.星期天,小科约小甬逛公园。在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)阳光下,小科看见自己在地面上留下了影子,可以用光的___________知识来解释。看见公园中红色的花朵,是因为花朵________(填“反射”或“吸收”)红色光的缘故。
(2)来到湖边,小甬看见湖水中的鱼在蓝天白云间游弋。看见的鱼是光的________形成的像,看见的蓝天白云是光的________形成的像。2-1-c-n-j-y
(3)若湖中的水深1m,则白云形成的像到水面的距离________1m。(填“大于”、“小于”或“等于”)
18.如图所示的日晷是通过观察直杆在阳光下影子的方位和长短来确定时间的,其中影子的形成可以用光的___________来解释;课堂上,教室里各个位置的同学都能看到黑板上的字,这因为光在黑板上发生______(选填“漫”或“镜面”)反射的缘故。
19.小科同学在家里的一间黑暗房子里做了有关光反射的探究实验,他首先在桌子上放了一张试卷大小的白纸然后再在纸上面放了一块小平面镜,最后他打开手电筒正对平面镜。请你和小科同学一起在旁边观察所发生的现象,结果发现了以下现象:
(1)镜子是______(填“亮”或“暗”)的理由是____________________________________。
(2)白纸是______(填“亮”或“暗”)的理由是____________________________________。
20.10月15日,学校组织体检时,医生让小科同学观察前方平面镜中的视力表来检查视力,视力表在小科同学的后方2.5m处,小科坐在镜前1.5m处,他在镜中看到的是视力表的一个________(倒正情况)、________(大小情况)______(虚实情况)像。此时医生检查的是小科距镜中视力表_______m的视力情况,小科为了看清平面镜中视力表下面几排字母的像,他向平面镜走去。在他走向平面镜的过程中,他所看到镜中自己的像将________,他与镜中的像的距离将________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
21.小孩在湖边观鱼,看到鱼的深度比鱼所在的实际深度_______(填“浅”或“深”)。小孩看到这样的结果是因为从水下发射的光发生了折射,所看的是鱼的______像(填“实像”或“虚像”),光是从________射向________,鱼反射的光线折射时________(“靠近”或“偏离”)法线。
22.如图所示,一束激光沿________射到空水槽底部O点,形成一个光斑。向水槽中注入适量水后,水槽底部光斑移动到O点的______(左/右)侧。继续沿水槽壁缓慢注水,在此过程中,入射角________(“增大”、“不变”、“减小”),折射角________(“增大”、“不变”、“减小”)。
23.魔术是深受同学们喜爱的节目,其中包含着许多的科学原理。如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),它与箱底的夹角应该为______度,使观众觉得箱子里没有东西。如果要投入一张100元纸币,使观众能看见两张100元纸币,则投币口应开在______的位置(填“上”或“下”或“侧面”)。
24.如图所示,小科将一枚硬币放在碗的底部,眼睛在A处恰好看不到它。
(1)小科看不到硬币,这是因为________________________;
(2)将平面镜放到碗边适当的位置,小科在A处通过平面镜看到了硬币,这是由于光的______形成的_____像;
(3)沿碗壁缓缓向碗中加水,小科在A处也能看到硬币,这是由于光从______斜射入______中发生______形成的_____像。
25.射水鱼通过向树枝上的昆虫射水,使昆虫落入水中成为它的食物,如图所示.水中的射水鱼看见的昆虫,是_____像(选填“实”或“虚”),如果它想要射到昆虫,就应偏向所看到的昆虫的_______(选填“下方”或“上方”)射水。
26.古诗中有“大漠孤烟直,长河落日圆”的壮美诗句,诗人观察到的落日并非太阳的实际位置,而是光线经过不均匀大气时发生了_______而形成的______像(填“虚”或“实”),太阳实际在图中的______位置(填“甲”或“乙”)
27.如图所示,水平上方有一发光点A1,水中另有一发光点A2,人在空气中看到A1在水中像的位置就是A2在水中的位置。请画出:①A1发出的光经水面反射进入人眼的光路图;②A2发出的光进入人眼的光路图。(保留作图痕迹)
三、实验探究题(本大题共有3小题,每空2分,共24分)
28.某实验小组在探究光的折射规律时,将光从空气射人玻璃中,测得数据如表所示.分析表中的数据,可得到的探究结论是:【版权所有:21教育】
空气中的入射角i
0°
5°
20°
35°
50°
65°
80°
玻璃中的折射角r
0°
3.5°
14°
24°
33°
40°
44.5°
结论一:_______________________________________________;
结论二:_______________________________________________.
29.利用如图装置,进行探究“光的反射规律”实验:
(1)将一束光贴着纸板A沿EO射到O点,增大入射角i会观察到反射角r________(填“变大”或“变小”或“不变”),若将纸板B向前或向后折,此时在纸板B上________(填“能”或“不能”)看到反射光线,说明反射光线和入射光线_______________。
(2)将入射光线EO向法线靠近时,看到反射光线OF________(“靠近”或“远离”)法线。
(3)将纸板A、B置于同一平面后,若将一束光贴着纸板B沿FO射到O点,反射光将沿图中的OE方向射出,说明光在反射时,光路是________的。
30.如图是小科同学探究“平面镜成像的特点”实验装置。
(1)在实验中用透明的玻璃板代替平面镜,主要是利用玻璃透明的特点,便于________________。
(2)在竖立的玻璃板前放一支点燃的蜡烛M,可以看到玻璃板后面出现蜡烛的像。小科拿另一支大小相同的蜡烛N在玻璃板后面移动,直到它跟蜡烛M的像完全重合。由此可以得出的结论是________________。
(3)实验时,小科同学应在_______(填“M”或“N”)侧观察蜡烛M经玻璃板所成的像。
(4)细心的小科透过玻璃观察蜡烛M的像时,看到在像的后面还有一个较模糊、与像有部分重叠的像,出现两个像的原因是________________________________________。
(5)经过三次实验,记录的像A′、B′、C′与物A、B、C对应的位置如图乙所示。为了得到更多的实验结论,接下来小科应该进行的操作是:____________________。
2016年宁波市八升九暑期衔接课程1:光的反射和光的折射
【知识梳理】
一、光的直线传播
1.光线:表示光的传播方向和路线的带箭头的直线叫做光线。
2.光在介质中沿直线传播。光在介质中不是沿直线传播的。
3.应用:①影子的形成,②日食月食的形成,③,④激光准直(见下图),等。
4.光速:光在真空中速度最快c=m/s;光在空气中速度约为m/s。
二、光的反射
1.光在两种物质分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象,叫做光的反射。
2.光的反射定律:
①反射光线与入射光线、法线在同一平面上;(三线共面)
②反射光线和入射光线分居在法线的两侧;(两线分居)
③反射角等于入射角。(两角相等,∠r=∠i)
3.特征:
①共面,法线是反射光线与入射光线的角平分线所在的直线;
②异侧,入射光线与反射面的夹角和入射角的和为;
③等角,反射角等于入射角。随的增大而增大,减小而减小;
④可逆,光路具有可逆性。
三、平面镜成像
1.原理:光的。
2.特点:
①平面镜成像,不能用光屏承接;
②像和物的连线平面镜;
③像到平面镜的距离物到平面镜的距离;
④像和物关于平面镜对称;
⑤像的大小相等,但是左右相反;
⑥像的上下不变,左右互换。
3.平面镜成像实验常见问题:
①在研究平面镜成像特点时,为什么要用平板玻璃而不用平面镜呢?
答:玻璃板既能反光,又能透光,虽然成像不如平面镜清晰,但玻璃板透光性好,能在观察到A蜡烛像的同时,也能观察到B蜡烛。巧妙地解决了确定像的位置和大小问题。而选择平面镜就无法观察移动后面的蜡烛了,所以是平板玻璃。
②实验中为什么要选用薄的玻璃板?
答:玻璃镜有两个反射面,蜡烛通过玻璃镜形成两个虚像。选用的玻璃镜越薄,越便于准确操作。
③实验中为什么要选用两根大小同样的蜡烛?
答:便于比较像和物的大小关系。
④观察像时,会发现两个几乎重叠的像,这是为什么?
答:玻璃有前后两个反射面,物在平板玻璃的两个反射面都发生了反射,所以成了前后两个像。
⑤为什么未点燃的蜡烛有时无法完全与像重合?
答:原因有两个,第一,玻璃镜有两个反射面,蜡烛通过玻璃镜形成两个虚像。第二,可能是玻璃镜竖直在桌面,稍微倾斜,造成操作困难。21教育网
⑥如果将蜡烛向靠近镜面的方向移动,那么像的大小将怎样变化?
答:。
⑦实验中为什么把蜡烛至少换一个位置,再重做一遍实验?
答:是为了得出几组数据,是为了得出的结论更科学、更准确,避免出现以偏概全的片面的结论。
四、漫反射
1.一束平行的入射光线射到粗糙表面上向反射的现象,叫漫反射。
2.漫反射的每条光线光的反射定律。
五、光的折射
1.光从一种介质入另一种介质时,传播方向发生,从而使光线在不同介质的交界处发生现象,叫做光的折射。21cnjy.com
2.光的折射定律:
①折射光线和入射光线分居法线两侧;(法线居中,与界面垂直)
②折射光线、入射光线、法线在同一平面内;(三线两点一面)
③当光线从空气斜射入其它介质时,角的性质:折射角(折射率大的一方)小于入射角(折射率小的一方)(不能反着说);www-2-1-cnjy-com
④当光线从其他介质斜射入空气时,折射角大于入射角;(以上两条总结为:谁快谁大。即为光线在哪种物质中传播的速度快,那么不管那是折射角还是入射角都是较大的角,在真空中的角度总是最大的)【出处:21教育名师】
⑤在相同的条件下,随的增大(减小)而增大(减小)。
3.注意事项:
①光垂直射向介质表面时(折射光线、法线和入射光线在同一直线上),传播方向,但光的传播速度;
②在光的折射现象中,光路是的;
③不同介质对光的折射程度是不同的。气体>>固体(折射角度){介质密度大的角度小于介质密度小的角度};
④光从一种介质斜射入另一种介质时,不仅有折射现象,而且还有现象存在。
【典例分析】
一、光的直线传播
【例1】在探究树荫下光斑的综合实践活动中,为了研究孔的大小对光斑形状的影响,小科设计了四种开有不同形状孔的卡片甲,并用另一张卡片乙覆盖在甲上,如图所示。接着,从图示位置沿箭头方向水平移动乙,观察光斑形状的变化情况。下列合乎要求的是( )
【解析】(1)A图中随着卡片乙向左移动,孔的形状始终是三角形,并且逐渐变小,故A符合要求;
(2)BCD三图中随着卡片乙向左移动,孔的形状发生了变化,不符合要求。
【答案】A。
跟踪训练
练1.如图是2014年10月23号再美国拍摄到的日偏食现象,形成这种奇观是由于光是________传播的,也说明光________(填“能”或“不能”)在真空中传播。
解析:(1)因为光是沿直线传播的。当月球转到太阳和地球中间并且三者在一条直线上时,月球挡住了太阳照射在地球上的光线,地球处在月球的影子里,这就形成了日食,“日偏食”是日食的一种。
(2)日食现象同时也说明光能在真空中传播。
答案:沿直线;能。
练2.在探究树荫下光斑的综合实践活动中,为了研究孔的大小对光斑形状的影响,小科设计了开有菱形状孔(边长约为5cm)的卡片甲,并用另一张卡片乙紧贴在甲上,如图所示。接着,从图示位置沿箭头方向水平移动乙,甲不动。观察光斑形状的变化情况。下列实验记录正确的是( )
A.始终菱形 B.从菱形到三角形
C.从菱形到三角形最后圆形 D.始终圆形
解析:图中卡片乙向左移动前,孔的形状是菱形的,孔比较大,由于光沿直线后面光斑的形状是菱形的,随着卡片向左移动孔的形状发生变化变成三角形,但由于孔比较大,还是变成三角形后并且逐渐变小,当孔小到一定程度时,地面上的光斑是太阳经孔成的像(小孔成像),光斑的形状与太阳的形状相同,是圆形的。
答案:C。
练3.晚上,小科挑着一盏不带光源的工艺品小灯笼在家里玩。当把小灯笼移到发光面较大的吸顶灯正下方时(如图所示),会在小灯笼正下方的水平白纸上出现一个影子,关于这个影子的形状,图中正确的是( )
解析:发光面较大的吸顶灯的光被灯笼遮挡后,在后边形成一个黑色的区域,叫做影子,即灯笼影子,是光的直线传播形成的,因为吸顶灯的面积较大,所用在灯笼影子的边缘是光线较暗的半影区,中间是没有光线的全影区,所以C符合时间情况。
答案:C。
二、光的反射
【例2】同学们学习了光的反射规律后议论纷纷,以下是四位同学的说法,你认为哪种说法违反了光的反射规律( )21·cn·jy·com
A.入射角是0°,反射角也是0°
B.入射角增大10°,反射角也增大10°
C.入射光线远离法线,反射光线也远离法线
D.入射光线与反射面的夹角是30°,反射光线和入射光线的夹角是60°
【解析】反射光线与入射光线之间的夹角等于反射角和入射角的和,并且反射角等于入射角,当入射角是0°,反射角也是0°,入射角增大10°,反射角也增大10°,入射光线远离法线,反射光线也远离法线,入射光线与反射面的夹角是30°,反射光线和入射光线的夹角是30°,故ABC正确,D错误。
【答案】D。
跟踪训练
练4.如图,若要让反射光线中目标,在激光笔不动的情况下,可将平面镜( )
A.竖直向上移动 B.竖直向下移动
C.水平向右移动 D.水平向左移动
解析:A.将平面镜竖直向上移动一段距离,则入射光线方向不变,入射点向右移动,则反射光线也向右移动,光斑会向上移动,不能中目标,故A不符合题意;
B.将平面镜竖直向下移动一段距离,则入射光线方向不变,入射点向左边移动,则反射光线也向左移动,光斑会向下移动,能中目标,故B符合题意;
C.将平面镜水平向右移动一段距离,入射光线不变,则反射光线也不会改变,不能中目标,故C不符合题意;
D.将平面镜水平向左移动一段距离,入射光线不变,则反射光线也不会改变,不能中目标,故D不符合题意。
答案:B。
练5.如图所示,在探究光的反射定律时,将平面镜放在水平桌面上,再把一个可以沿ON向前、向后折的纸板垂直放置在平面镜上。
(1)让一束红光贴着纸板沿AO射到O点,为了便于测量和探究,需要在纸板上记录的是________________;将纸板的右半边沿着ON向后折去,则在折过去的纸板上________(选填“能”、“不能”)看到反射光线。
(2)为了得到反射角等于入射角的规律,应当_______________________。
练6.如图所示为激光液面控制仪的原理图,固定的激光源沿LO方向照射到容器中的水平液面上,M是一个光电转换器,它能够将接收到的光信号转变成电信号,从而指示出容器中液面的高度,则以下说法中正确的是( )
A.该装置利用了光的折射规律
B.光信号由D1移动到D2位置时,表示容器中的液面下降
C.光信号由D1移动到D2位置时,表示容器中的液面上升
D.以上说法都不对
解析:由于入射光线是固定的,且光在水面上发生的是镜面反射,因此利用了光的反射定律;
当水面发生变化时,故反射光线的方向与原来的反射光线是平行的,如图所示:
反射到光电转换器接收平面上的光点从D1点移向D2点,则表明被监视的液面是降低的。则ACD错误,B正确。
答案:B。
三、平面镜成像、漫反射
【例3】(双选)雨过刚晴的月夜,行走时为了防止踩到小水潭,下列做法正确的是( )
A.迎着月光走,应走亮处 B.迎着月光走,应走暗处
C.背着月光走,应走亮处 D.背着月光走,应走暗处
【解析】(1)当迎着月光走时,地面发亮处有水,因为迎着月光走,月光射到水面上时,水面发生的是镜面反射,反射光几乎全部射入人的眼睛,而地面发生的漫反射,只有很少的光进入人的眼睛,所以此时水面亮,人应走暗处。
(2)背着月光走时,地面发暗处有水。因为背着月光虽然水面仍然是镜面反射,但是此时的反射光全部射到人的后背,几乎没光射入人的眼睛;而地面是漫反射,反射光线射向不同的方向,故有光线射入人的眼睛,故此时地面较亮,所以地上暗处部分是水,人应走亮处。21世纪教育网版权所有
【答案】BC。
跟踪训练
练7.晚上,小科在自己的家庭实验室探究“光的反射现象”,他把一小平面镜粘在白纸上,用手电筒照射白纸板和平面镜(如图所示),下列有关说法正确的是( )
A.白纸看上去很暗,因为白纸发生漫反射
B.白纸看上去很亮,因为白纸发生镜面反射
C.镜子看上去很暗,因为镜子发生漫反射
D.镜子看上去很暗,因为镜子发生镜面反射
解析:当用手电筒正对着镜子和白纸板照射时,镜子表面很平,表面会发生镜面反射,反射光线逆着手电筒的光线反射回,而人是从镜子的侧面看去,并没有反射光线进入人眼,故人看到的镜子是暗的;白纸板表面凹凸不平,手电筒光照射时发生漫反射,反射光线射向四面八方,人从侧面看去,会有一部分光线进入人眼,所以看到的白纸板是亮的。综上所述,只有D的说法正确。
答案:D。
【例4】如图中能正确反映平面镜成像特点的是( )
【解析】平面镜成像的特点:像与物体的大小相等、到平面镜的距离相等、像和物体的连线与镜面垂直,可总结为像和物体关于镜面对称,故B符合题意。
【答案】B
跟踪训练
练8.如图所示,是小科同学检查视力时的情景,下列说法正确的是( )
A.镜中视力表的像是实像
B.镜中视力表的像比视力表略小
C.镜中视力表的像到该同学的距离为4.6m
D.镜中视力表的像是光的直线传播形成
解析:(1)因为平面镜成像的特点是成正立、等大的虚像,故A、B错误;
(2)从图示中可以看出,视力表距离平面镜2.9m,因为像距等于物距,可知视力表的像距离平面镜也为2.9m,而该同学距离平面镜为2.5m-0.4m=2.1m,所以镜中视力表的像到该同学的距离为2.5m+2.1m=4.6m,故C正确;
(3)平面镜成像是由于光反射形成的,故D错误。
答案:C。
练9.小科同学利用如图所示的装置探究平面镜成像的特点,其实验步骤如下:
(1)将一块薄玻璃板竖直立在铺有白纸的水平桌面上;
(2)取两支相同的蜡烛A和蜡烛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在玻璃板后所成的像完全重合,并用笔在白纸上标记出蜡烛A和蜡烛B的位置;
(3)多次改变蜡烛A的位置,重复前面的步骤;
(4)用刻度尺分别测量蜡烛A和蜡烛B到玻璃板的距离。
在此实验中:
①我们选用玻璃板代替平面镜的目的是:_______________________;
②我们选取两支相同的蜡烛是为了比较像与物的________关系;
③实验中多次改变蜡烛A的位置,重复进行实验的目的是:________________;
④用刻度尺测量蜡烛到玻璃板的距离是为了探究_______________________。
练10.有一个点光源S,放在平面镜MN前,若镜MN不动,光源S以速度2m/s沿与镜面成45°角的方向向右匀速直线运动,如图所示,则光源S在镜中的像S′,将( )
A.以速度2m/s沿SO直线方向向右平移
B.以速度2m/s沿垂直于SO方向向上平移
C.以速度2m/s沿垂直于SO方向向下平移
D.以速度2m/s沿OS直线方向向左平移
解析:根据平面镜成像特点作出光源S在平面镜中成的像S′,如图所示:因为光源S以2m/s的速度沿与镜面成45°角的方向向右做匀速直线运动,所以像点S'也以速度2m/s沿垂直于SO方向向下平移。
答案:C。
四、光的折射
【例5】如图所示,水槽的右壁竖直放着一面平面镜。无水时,射灯从S点发出的光经平面镜反射后,左壁上会出现一个光点P。往水槽内加水,当水面处于a,b,c,d四个位置时,左壁上分别出现Pa,Pb,Pc,Pd四个光点(不考虑水面对光的反射)。则四个光点在左壁上的排列从下往上依次为( )
A.Pa,Pb,Pc,Pd B.Pd,Pc,Pb,Pa
C.Pc,Pd,Pa,Pb D.Pb,Pa,Pd,Pc
跟踪训练
练11.如图所示,一口井装满水,在井底正中央趴着一只青蛙;若青蛙的眼睛用P点表示,青蛙此时观察井外事物范围的光路图如图所示,其中正确的是( )【版权所有:21教育】
解析:当井里灌满水后,光线照到水面会发生折射现象,由于光是从空气斜射向水中,所以折射角小于入射角,因此井底之蛙看到的视野范围比没水时会更大;
A.图中光线没有发生折射,故A错误;
B.图中光线是由青蛙的眼睛发出的,光的传播方向错误,故B错误;
C.图中光发生折射时,折射光线和入射光线在法线的同侧,不符合光的折射规律,故C错误;
D.图中光从空气斜射入水中时,发生折射,折射角小于入射角,青蛙的观察范围变大,故D正确。
答案:D。
练12.小科在仔细观察了图所示的光路图,总结出以下几条结论,其中不正确的是( )
A.光在同一种均匀介质中沿直线传播
B.光发生反射时,反射角等于入射角
C.光从空气斜射入玻璃时,折射角小于入射角
D.光从玻璃斜射入空气时,折射角小于入射角
解析:A.光在同一种均匀介质中沿直线传播,说法正确,不符合题意;
B.由反射定律可知:发生反射时,反射角等于入射角,故B正确,不符合题意;
C.由折射定律可知:光从空气射入玻璃时,折射角小于入射角,故C正确,不符合题意;
D.由折射定律可知:光从玻璃射入空气时,折射角大于入射角,故D错误,符合题意。
答案:D。
练13.把一块长方体玻璃砖压在有“科学”两字的书上,如图所示,图中“科学”两字是( )
A.变浅的虚像 B.变浅的实像
C.变深的虚像 D.变深的实像
解析:将一块玻璃砖压在书上,透过玻璃砖看书上的字,眼睛看到的是字的虚像,像的位置比实际位置偏高了,这是由于从玻璃射向空气的光线在玻璃界面处发生折射的缘故。【来源:21·世纪·教育·网】
答案:A。
练14.如图所示,小科和爷爷到鱼塘捕鱼,小科看到的鱼比实际鱼的位置要_____(选填“浅”、“深”)些,若小明将鱼叉对着看到的鱼射出,_______(选填“能”、“不能”)叉到鱼;若小明将电筒光对着看到的鱼射入,_______(选填“能”、“不能”)照亮鱼。21·世纪*教育网
练15.如图所示,光在空气和玻璃的分界面上发生反射和折射现象,其中________是界面,其________侧是玻璃;________是法线,________是入射光线,________是反射光线,________是折射光线,________是入射角,________是折射角(以上各空均选用图中所给的字母或数字表示)。
解析:仔细分析题图,先分析哪是界面,AO、BO、CO不可能是界面,只有MM′或NN′是界面。利用光的反射定律,入射光线、反射光线必在同一种介质内,并且折射光线和入射光线分居在法线的两侧,反射角等于入射角,由图可知,∠4=∠5,那么∠4和∠5,就是入射角或反射角,可确定MM′是法线,NN′就是界面,那么CO应是入射光线,BO是反射光线,OA是折射光线,∠1是折射角,∠5是入射角;由图可知,∠1<∠5,由于光从空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角,故界面NN′的左边是玻璃,右边是空气。
答案:NN′;左;MM′;CO;OB;OA;∠5;∠1。
课后训练
一.选择题(本大题共有15小题,每小题2分,共30分)
1.下列光现象中,由光的反射形成的是( )
解析:A.太阳光经过三棱镜折射后可以分散成七种颜色的光,分别是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,这就是光的色散现象,所以不符合题意;
B.钢笔错位是因为光从一种透明介质进入另一种透明介质时,光路的方向发生改变而形成的,故属于光的折射现,所以不符合题意;
C.小孔成像是由光沿直线传播形成的倒立的实像,所以不符合题意;
D.水中的倒影,属于平面镜成像,是由光的反射形成的,所以符合题意。
答案:D。
2.2012年5月21日,美丽的日环食像一个金环挂在我国东南沿海的上空,如图,下列所述现象中与日环食的光学成因相同的是( )
A.拱桥倒影 B.海市蜃楼幻影 C.立竿见影 D.毕业合影
解析:A.拱桥倒影,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的现象,不合题意;
B.海市蜃楼幻影,是光的折射现象,不合题意;
C.立竿见影,是光的直线传播,符合题意;
D.毕业合影,属于凸透镜成像,是光的折射现象,不合题意。
答案:C。
3.如图枯井中的青蛙位于井底O点“坐井观天”,青蛙通过井口观察范围正确的光路图是( )
解析:图中O点是青蛙的位置,将O点与井口左边的端点相连成一直线,将O点与井口右边的端点相连成一直线,然后在直线上标出箭头,即得到两条射向青蛙眼睛的光线,这两条光线就决定了青蛙的观察范围。
A图是正确的;
B图中光的传播方向标错了;
C图中光线发生了偏折,因为光是沿直线传播的,所以C图也不正确;
D图中不仅光线发生了偏折,而且光的传播方向也标错了,所以D图也不正确。
答案:A。
4.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,发现左侧反光镜中看到是车后的树梢和天空,却看不见路面的情况。为确保行驶安全,左侧反光镜的镜面应该( )www.21-cn-jy.com
解析:发现左侧反光镜中看到的是车后的树梢和天空,说明树梢的反射光线经平面镜反射后进入眼睛,路面射向平面镜的光线经反射后射向了上面,因此需将反光镜向下旋转。
答案:C。
5.小科的写字台上有一盏台灯。晚上在灯前学习的时候,铺在台面上的玻璃“发出”刺眼的亮光,影响阅读。在下面的解决方法中,最简单、效果最好的是( )
A.把台灯换为吊灯 B.把台灯放到正前方
C.把台灯移到左臂外侧 D.把台灯移到右臂外侧
解析:小科晚上学习的时候,铺在写字台面上的玻璃“发出”刺眼的亮光,实际上这些刺眼的亮光并非玻璃本身发出的,而是玻璃表面反射台灯发出的光所致。这些光之所以刺眼,是由于人感受到的反射光太强,一般这是由于台灯可能正好在人的正前方,从而有较强的反射光朝人反射。可见如将台灯移至人的侧旁,即可避免出现这种现象。而对于通常以右手写字的人来说,则应将台灯移至其左臂外侧最好(因为如果台灯在右臂外侧时,则在写字时右手的影子会落在人正前方的台面上,影响看书和写字)。如小科用左手写字,则本题答案应是C。
答案:C。
6.有经验的渔民使用钢叉捕鱼时,钢叉要对准看到的“鱼”的下方叉,因为实际的鱼在看到的“鱼”的下方。如下所示的四幅图中,能正确反映渔民看到“鱼”的光路图是( )
解析:水中鱼反射出的光,在水面处发生了折射,光有水斜射入空气时发生折射,折射角大于入射角,人认为光是沿直线传播的,所以逆着折射光线看上去,看到的A′是变浅的鱼的虚像。所以有经验的渔民应该用鱼叉瞄准看到鱼的下方位置,才能将鱼叉到;如图所示:
由此可知,C、D选项光的传播方向错误,B选项,折射角小于入射角,错误,只有A选项正确。
答案:A。
7.小科在平静的湖边看到“云在水中飘,鱼在水中游”,对于这一有趣现象的形成,下列说法正确的是( )
A.云和鱼都是虚像 B.云是虚像,鱼是实像
C.云和鱼都是由光的反射形成的 D.云和鱼都是由光的折射形成的
解析:(1)当光遇到水面时会发生反射,此时水面相当于一平面镜,所以看见水中的“云”是由光的反射现象形成的虚像;
(2)鱼生活在水里,鱼反射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,就会觉得鱼变高了,所以看到了鱼的虚像。
答案:A。
8.从水下向水面看,看到一条鱼及其所成的像,如图所示,可以判断( )
A.a是b鱼通过光的反射成的虚像
B.a是b鱼通过光的折射成的虚像
C.b是a鱼通过光的反射成的虚像
D.b是a鱼通过光的折射成的虚像
解析:由题意可知,从水下向水面看人在水下,鱼也在水下,所以是在同一介质中,因此可判断为反射,不是折射,故BD不正确。此时是水面相当于镜面成像,而人在水下,鱼也应该在水下,所以下面的b应该是鱼,而上面的a应该是鱼通过光的反射成的虚像,故A正确、C不正确。2-1-c-n-j-y
答案:A。
9.如图所示,光在玻璃和空气的界面CD,同时发生了反射和折射,以下说法正确的是( )
A.入射角为40°,左边是空气 B.入射角为50°,右边是空气
C.折射角为20°,右边是玻璃 D.折射角为70°,左边是玻璃
解析:(1)已知CD是界面,则由图可知,∠AOC=40°,则∠BOD=40°,所以入射角为90°-40°=50°,而∠COE=70°,则折射角为90°-70°=20°,因折射角小于入射角,所以CD的左边是空气,右边是玻璃。
(2)根据折射光线和入射光线分别位于法线两侧,则OE一定为折射光线,BO为入射光线,OA为反射光线。
综上所述,故只有选项C正确。
答案:C。
10.如图所示,相邻两室,一明一暗,在两屋之间有一平面镜M,甲、乙两人分别站在A、B两点,面向平面镜张望,如果∠AOC=∠BOC,则( )
A.甲看到乙,乙看不到甲 B.甲、乙相互都可以看到
C.甲看不到乙,乙看不到甲 D.甲看不到乙,乙可看到甲
解析:甲乙两人不是光源,本身不能发光,只能反射外界射到他们身上的光。甲在明亮的室内,有外来的光线射到他的身上,他的身体表面又能将这些光线反射出去。被甲反射的一部分光线射到平面镜M上,又会被平面镜反射。由于∠AOC=∠BOC,所以从甲身上射向平面镜M的光线会沿OB方向反射,而乙处在B点,故乙能接收到来自甲的光线,即看到了甲。乙在暗室中,外界没有光线射到他的身体表面,他本身又不能发光,因此不会有从乙射出的光,照射到平面镜M上,更不会进入到甲的眼镜,所以甲不能看到乙。
答案:D。
11.如图所示,平面镜竖直放置在水平面上,一支直立的铅笔从平面镜前40cm处,以5cm/s的水平速度垂直向平面镜匀速靠近,下列说法正确的是( )
A.铅笔在平面镜中所成的像逐渐变大
B.经过2s,铅笔与它的像之间的距离变为20cm
C.铅笔的像相对于平面镜的速度为10cm/s
D.若平面镜顺时针转至图中虚线位置,铅笔的像将与铅笔垂直
12.学校新建成一个喷水池,在池底的中央安装一只射灯。经过连续几天观察,小科同学发现:池内无水时,射灯发出的一束光照在池壁上,在S点形成一个亮斑,如图所示;池内水面升至a位置时,他在池旁看到亮斑的位置在P点;水面升至b位置时,他看到亮斑的位置在Q点。则( )
A.P点在S点的下方 B.P点在S点的上方
C.Q点在S点的下方 D.Q点在S点处
解析:(1)往池内注水,水面升至a位置时,发生折射,根据折射定律,P点如下图所示:
(2)水面上升至b位置时,光线先在水池壁反射,再折射出水面,根据反射定律和折射定律,Q点如下图所示:【来源:21cnj*y.co*m】
通过画图可知:P点在S点的下方,Q点在S点的上方。
答案:A。
13.如图所示,平面镜M正以120度每秒速度绕垂直于纸面的轴O匀速转动,AB为一段圆心在O点的圆弧形屏幕,其所对圆心角∠AOB=60°,有一束来自频闪光源的平行光束通过狭缝S射向平面镜M上的O点,已知光源每秒内闪动12次,屏AB上1s内最多可能出现的光斑次数为( )
A.1次 B.3次 C.6次 D.12次
解析:根据平面镜成像特点及光的反射定律可知,当平面镜以ω转动时,反射光线转动的角速度为2ω。已知平面镜M绕垂直于纸面的轴O以每秒转120°的速度顺时针匀速转动,张角∠AOB为60°,则平面镜转过30°,由ω=可得平面镜转动的周期T=6s,平面镜转过30°对应AB上的光点转过60°,所需时间为=0.5s,光源每秒闪12次,0.5s内将闪6次,屏幕AB上每秒内出现的光斑次数是3次。
答案:B。
14.如图所示,有一束光斜射入盛水的容器中,在容器底形成一个光斑,保持入射光路不变,慢慢放出容器中的水,则容器底的光斑将( )
A.向右移动 B.保持不动 C.向左移动 D.无法确定
解析:当水位在a时,一束光线斜射入盛水的容器中,由光的折射定律可知,在容器底部形成一个光斑在P点,当打开阀门,容器里的水逐渐流出的过程中,但入射点逐渐降低到b时,由光的折射定律可知,在容器底部形成的光斑在P′点,所以在水逐渐流出的过程中,光斑将向左移动,如图所示:
答案:C。
15.如图所示,一平面镜放在圆筒的中心处,平面镜正对筒壁上的一点光源S,点光源S发出一细光束垂直射向平面镜。平面镜从图示的位置开始绕圆筒的中心轴O匀速转动,在转动60°时,点光源在平面镜中所成的像在镜中转过的角度为θ1,照射到筒壁上的反射光转过的角度为θ2,则( )
A.θ1=120°,θ2=120° B.θ1=30°,θ2=60°
C.θ1=60°,θ2=120° D.θ1=60°,θ2=60°
解析:开始时,像的位置与反射光线方向如图所示:
平面镜转动60°后,像的位置与反射光线方向如图所示:
比较上下两图可知,像在镜中转过的角度为θ1=∠AOB=2×60°=120°;
像点转过的角度θ2=∠COD=∠AOB=120°。
答案:A。
二、填空题(本大题共有12小题,每空1分,作图3分,共46分)
16.请你填写下列语句涉及的物理知识:
(1)海市蜃楼_______________________;
(2)立竿见影_______________________;
(3)猴子捞月亮_______________________。
解析:(1)海市蜃楼是由于光的折射形成的;
(2)立竿见影是由于光的直线传播形成的;
(3)猴子捞月亮属于光的反射现象。
答案:(1)光的折射;(2)光的直线传播;(3)光的反射。
17.星期天,小科约小甬逛公园。在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)阳光下,小科看见自己在地面上留下了影子,可以用光的___________知识来解释。看见公园中红色的花朵,是因为花朵________(填“反射”或“吸收”)红色光的缘故。
(2)来到湖边,小甬看见湖水中的鱼在蓝天白云间游弋。看见的鱼是光的________形成的像,看见的蓝天白云是光的________形成的像。21教育名师原创作品
(3)若湖中的水深1m,则白云形成的像到水面的距离________1m。(填“大于”、“小于”或“等于”)
18.如图所示的日晷是通过观察直杆在阳光下影子的方位和长短来确定时间的,其中影子的形成可以用光的___________来解释;课堂上,教室里各个位置的同学都能看到黑板上的字,这因为光在黑板上发生______(选填“漫”或“镜面”)反射的缘故。
解析:(1)影子的形成可以用光的直线传播来解释;
(2)漫反射由于反射面粗糙,反射光线向着四面八方。因此课堂上,教室里各个位置的同学都能看到黑板上的字,这因为光在黑板上发生漫反射的缘故。
答案:直线传播;漫。
19.小科同学在家里的一间黑暗房子里做了有关光反射的探究实验,他首先在桌子上放了一张试卷大小的白纸然后再在纸上面放了一块小平面镜,最后他打开手电筒正对平面镜。请你和小科同学一起在旁边观察所发生的现象,结果发现了以下现象:
(1)镜子是______(填“亮”或“暗”)的理由是____________________________________。
(2)白纸是______(填“亮”或“暗”)的理由是____________________________________。
解析:(1)让手电筒的光正对着平面镜照射,在平面镜上会发生镜面反射,所以光线会集中在竖直方向,所以从侧面看到的平面镜是暗的;
(2)白纸发生漫反射,而漫反射的光有一部分进入人眼,所以白纸比镜子亮。
答案:(1)暗;镜子发生了镜面反射;(2)亮;白纸发生了漫反射。
20.10月15日,学校组织体检时,医生让小科同学观察前方平面镜中的视力表来检查视力,视力表在小科同学的后方2.5m处,小科坐在镜前1.5m处,他在镜中看到的是视力表的一个________(倒正情况)、________(大小情况)______(虚实情况)像。此时医生检查的是小科距镜中视力表_______m的视力情况,小科为了看清平面镜中视力表下面几排字母的像,他向平面镜走去。在他走向平面镜的过程中,他所看到镜中自己的像将________,他与镜中的像的距离将________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
解析:视力表的前方有平面镜,视力表在平面镜成正立、等大的虚像。小科看到的视力表的像。看到是正立、等大的像。21*cnjy*com
视力表在小科同学的后方2.5m处,小科坐在镜前1.5m处,此时视力表距离镜面为2.5m+1.5m=4m,则视力表的像到镜面的距离为4m,则,小科距镜中视力表4m+1.5m=5.5m;
由平面镜成像特点物像大小相等可知,小科走向平面镜的过程中,他与自己的像的距离将变小,他的像的大小将不变。
答案:正立;等大;虚;5.5;不变;变小。
21.小孩在湖边观鱼,看到鱼的深度比鱼所在的实际深度_______(填“浅”或“深”)。小孩看到这样的结果是因为从水下发射的光发生了折射,所看的是鱼的______像(填“实像”或“虚像”),光是从________射向________,鱼反射的光线折射时________(“靠近”或“偏离”)法线。
解析:鱼反射的光由水斜射入空气时,在水面上发生折射,折射角大于入射角,折射光线远离法线,折射光线向水面偏折,人眼逆着折射光线的方向看去,看到鱼比实际距离的实际位置浅一些,是鱼的虚像。
答案:浅;虚;水中;空气;偏离。
22.如图所示,一束激光沿________射到空水槽底部O点,形成一个光斑。向水槽中注入适量水后,水槽底部光斑移动到O点的______(左/右)侧。继续沿水槽壁缓慢注水,在此过程中,入射角________(“增大”、“不变”、“减小”),折射角________(“增大”、“不变”、“减小”)。
解析:(1)水槽内没有注水时,光沿直线传播,照射到O点;
(2)当向水槽内注入适量的水后,光从空气斜射入水中发生折射,折射角小于入射角,因此光线移动到O点左侧;继续沿水槽壁缓慢注水,折射光线逐渐向左偏折,但是入射角不变,折射角和反射角的大小也不变。
答案:直线;左;不变;不变。
23.魔术是深受同学们喜爱的节目,其中包含着许多的科学原理。如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),它与箱底的夹角应该为______度,使观众觉得箱子里没有东西。如果要投入一张100元纸币,使观众能看见两张100元纸币,则投币口应开在______的位置(填“上”或“下”或“侧面”)。
解析:(1)从甲图观察口看到正前方是方格子,整体好象是一个空箱子,而从乙图中看出观察口正前方没有方格纸,有一个倾斜平面镜,所以甲图中的空箱子是利用平面镜成像得到的,因此镜面与箱底的夹角为45度;把纸币从空箱顶端的投币口投入,实际上纸币在平面镜后面。
(2)如果要投入一张100元纸币,使观众能看见两张100元纸币,一张是真实的,一张是人民币的像,所以人民币要放在箱子底面和平面镜之间,投币口可以在下面设置。
答案:45;下。
24.如图所示,小科将一枚硬币放在碗的底部,眼睛在A处恰好看不到它。
(1)小科看不到硬币,这是因为________________________;
(2)将平面镜放到碗边适当的位置,小科在A处通过平面镜看到了硬币,这是由于光的______形成的_____像;
(3)沿碗壁缓缓向碗中加水,小科在A处也能看到硬币,这是由于光从______斜射入______中发生______形成的_____像。
解析:(1)小明看不到硬币,是由于碗的边缘部分挡住了来自硬币的光线,光线进入不到眼镜,所以眼镜看不到硬币,这说明了光在均匀介质中是沿直线传播的;
(2)将平面镜放到碗边适当的位置,小明在A处通过平面镜看到了硬币,这是由于光的反射形成的虚像;
(3)当沿碗壁缓缓向碗中加水时,来自硬币的光线会从水中斜射入空气中从而发生折射,当折射光线进入人眼时,人眼逆着折射光线看去,看到的便是由于光的折射而形成的虚像(虚像的位置比物体的实际位置偏高),所以小明在A处也能看到硬币的虚像,这是利用了光的折射现象。
答案:(1)光是沿直线传播的;(2)反射;虚;(3)水中;空气;折射;虚。
25.射水鱼通过向树枝上的昆虫射水,使昆虫落入水中成为它的食物,如图所示.水中的射水鱼看见的昆虫,是_____像(选填“实”或“虚”),如果它想要射到昆虫,就应偏向所看到的昆虫的_______(选填“下方”或“上方”)射水。
解析:空中昆虫反射的光斜射入水中时,发生折射,折射角小于入射角,折射光线进入鱼的眼睛,鱼认为光沿直线传播,鱼看到的昆虫是折射光线反向延长线相交形成的虚像,比昆虫的实际位置高,所以鱼看到的是变高了的昆虫的虚像。所以,鱼向树枝上的昆虫射水,就应偏向所看到的昆虫的下方射。
答案:虚;下方。
26.古诗中有“大漠孤烟直,长河落日圆”的壮美诗句,诗人观察到的落日并非太阳的实际位置,而是光线经过不均匀大气时发生了_______而形成的______像(填“虚”或“实”),太阳实际在图中的______位置(填“甲”或“乙”)
解析:由于大气分布不均匀,下部空气密度大,上部空气密度小,落日发出的光在不均匀的空气中传播时发生折射,折射光线不断向下偏折,我们逆着折射光线看去所看到的落日位置比实际位置高,太阳实际在图中的乙位置,我们看到的“落日”是由于光的折射而形成的太阳的虚像。
答案:折射;虚;乙。
27.如图所示,水平上方有一发光点A1,水中另有一发光点A2,人在空气中看到A1在水中像的位置就是A2在水中的位置。请画出:①A1发出的光经水面反射进入人眼的光路图;②A2发出的光进入人眼的光路图。(保留作图痕迹)
解析:①根据平面镜成像的特点作出A1关于水面的像点A1′,连接A1′与人眼,交于水面一点O,过O点垂直水面作出法线,A1到O为入射光线,O到人眼为反射光线,如图所示;
②A2到O为入射光线,O到人眼为折射光线,如图所示:
答案:见解析。
三、实验探究题(本大题共有3小题,每空2分,共24分)
28.某实验小组在探究光的折射规律时,将光从空气射人玻璃中,测得数据如表所示.分析表中的数据,可得到的探究结论是:2·1·c·n·j·y
空气中的入射角i
0°
5°
20°
35°
50°
65°
80°
玻璃中的折射角r
0°
3.5°
14°
24°
33°
40°
44.5°
结论一:_______________________________________________;
结论二:_______________________________________________.
解析:由表格中的数据得到:
①光由空气垂直射入其他透明介质,不发生折射现象;
②折射角随入射角的增大而增大;
③光从空气斜射入其他透明介质,折射角小于入射角。
答案:(1)光由空气垂直射入其他透明介质,不发生折射现象;
(2)光从空气斜射入其他透明介质,折射角小于入射角。
29.利用如图装置,进行探究“光的反射规律”实验:
(1)将一束光贴着纸板A沿EO射到O点,增大入射角i会观察到反射角r________(填“变大”或“变小”或“不变”),若将纸板B向前或向后折,此时在纸板B上________(填“能”或“不能”)看到反射光线,说明反射光线和入射光线_______________。
(2)将入射光线EO向法线靠近时,看到反射光线OF________(“靠近”或“远离”)法线。
(3)将纸板A、B置于同一平面后,若将一束光贴着纸板B沿FO射到O点,反射光将沿图中的OE方向射出,说明光在反射时,光路是________的。
30.如图是小科同学探究“平面镜成像的特点”实验装置。
(1)在实验中用透明的玻璃板代替平面镜,主要是利用玻璃透明的特点,便于________________。 21*cnjy*com
(2)在竖立的玻璃板前放一支点燃的蜡烛M,可以看到玻璃板后面出现蜡烛的像。小科拿另一支大小相同的蜡烛N在玻璃板后面移动,直到它跟蜡烛M的像完全重合。由此可以得出的结论是________________。
(3)实验时,小科同学应在_______(填“M”或“N”)侧观察蜡烛M经玻璃板所成的像。
(4)细心的小科透过玻璃观察蜡烛M的像时,看到在像的后面还有一个较模糊、与像有部分重叠的像,出现两个像的原因是________________________________________。
(5)经过三次实验,记录的像A′、B′、C′与物A、B、C对应的位置如图乙所示。为了得到更多的实验结论,接下来小科应该进行的操作是:____________________。
解析:(1)用玻璃板代替平面镜,便于确定像的位置,确定出像的位置,才能比较像和物的大小。
(2)未点燃的蜡烛与点燃的蜡烛的像完全重合,可知蜡烛和他成的像大小相等。
(3)因为平面镜所成的像是虚像,在玻璃板前蜡烛M这一侧不同的位置观察才能看到蜡烛的像。
(4)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,所以通过玻璃板该同学看到了同一个蜡烛的两个像。