第1课时 光的传播、光的反射、平面镜成像、光的折射
1.光沿直线传播
(1)光在 介质中沿直线传播,光在真空中的速度约为 m/s。
(2)光沿直线传播现象及其应用:排队、影子、小孔成像(实像)、激光准直、日食、月食等。
2.光的反射
(1)基本概念:如图所示是光的反射光路图,入射光线是 ,反射光线是 ,ON是 ,反射角是 ,入射角是 。
(2)反射定律: 、 和 在同一平面内;反射光线、入射光线分别位于法线 ;反射角 入射角。
(3)两种反射: 和 。它们都 光的反射定律。
(4)平面镜成像特点:①平面镜所成的像是正立的 (画成虚线);②像与物的大小 ;③像与物到平面镜的距离 ,像与物对应点连线与镜面 。
(5)光在反射时,光路是可逆的。
3.光的折射
(1)折射特点:① 光线与 光线、 在同一平面内;② 光线和 光线分居法线两侧;③光从空气斜射入玻璃或其他介质中时,折射光线靠近法线偏折,折射角 入射角(折射角随入射角的增大而增大);④当光线 射向介质表面时,传播方向不改变。
(2)光在折射时,光路是可逆的。
1.下列与小孔成像原理相同的是( )
A.平静湖边,倒影可见
B.山间小溪,清澈见底
C.林荫树下,光斑点点
D.雨过天晴,彩虹出现
2.下列各词语中的“影”,其成像及成因解释正确的是( )
A.毕业合影——成实像,光的直线传播
B.水中倒影——成虚像,光的反射
C.手影——成虚像,光的折射
D.皮影戏——成实像,光的反射
3.如图所示是探究平面镜成像特点实验装置图,下列关于该实验的说法正确的是( )
A.为了方便观察到像,实验应该在明亮的地方进行
B.如果玻璃板与纸面不垂直,A的像将无法与蜡烛B重合
C.为了准确找到像的位置,后面的蜡烛B也要点燃
D.将蜡烛A远离玻璃板,所成的像会变小
4.一束光线垂直入射到平面镜上,要想使反射光线从原来位置偏转60°,可采取的办法是( )
A.将平面镜顺时针旋转60°
B.将平面镜顺时针旋转30°
C.将入射光线远离法线偏转30°
D.将入射光线远离法线偏转15°
5.如图所示,一束激光斜射进盛水的圆柱形敞口容器,观察到容器底部有一个光斑O,有可能使光斑向左移动的操作是( )
A.保持水面高度不变,向右平移激光笔
B.保持激光入射角度不变,使水面上升
C.保持激光入射角度不变,使水面下降
D.保持水面高度和入射点不变,增大入射角
6.若一个30cm高的物体距平面镜3m,那么这个物体的像距离平面镜 ,像的高度是 ;若物体向平面镜移动 1m,则物像间的距离是 。
7.小明站在岸边看到水中的“鱼”是由于光的 (填“折射”或“反射”)形成的 (填“虚”或“实”)像。根据光路可逆原理,在鱼的视觉中,看到岸边的人的身高比人的实际身高要 (填“高”或“矮”)。
8.如图所示,水中有一盏灯,它发出的其中一条光线AO在进入空气界面时发生了反射和折射。请在图中准确画出AO的反射光线,标出反射角r,并大致画出它的折射光线。
9.如图所示,A同学通过平面镜可以看到隔墙的B同学,图中A、B同学用黑点代表,请在图中画出A看到B的光路图。(保留作图过程)
10.小明进行初识光的折射现象和探究光的折射特点实验。
(1)如图甲所示,小明将一束激光射至P点,形成一个光斑,向水槽内慢慢注水,水槽底部光斑的位置将 (填“向左移动”“向右移动”或“不动”),这说明光从空气斜射入水中时,传播方向 (填“会”或“不会”)发生偏折。
(2)如图乙所示,将纸板右半部分绕NN'向后翻转任意角度,发现纸板上无折射光束呈现。此现象说明: ;此时纸板上看不到折射光线,下列说法正确的是 。
A.没有折射光线
B.有折射光线但不易看见
(3)如图丙所示,小明将光沿着AO方向射向水面上的O点,光在水中沿着OB方向射出,调整激光笔,使入射光逐步偏离法线,折射光也逐步偏离法线,说明光从空气斜射入水中时,入射角增大,折射角随之 (填“增大”“减小”或“不变”)。当光沿着NO方向射入时会沿ON'方向射出,此时折射角为 °。
(4)如图丙所示,他将光沿着BO方向射向空气时,光在空气中沿着OA方向射出,说明折射光路具有 性。
(5)如图丙所示,如果光线沿着BO方向射向空气,并逐步增大入射角的度数时(入射点的位置不变),折射光线 消失,而 (填“一定”或“不可能”)发生反射现象。
11.如图所示,十字路口东北角楼房上镶着面对正西南方向的平面大玻璃,一辆小车向东行驶到十字路口并向南转弯,则小车在平面镜中的行驶方向是( )
A.向东行驶向北转弯
B.向南行驶向西转弯
C.向北行驶向东转弯
D.向南行驶向东转弯
12.在探究光的折射规律时,从水面上方看水中的物体变浅了,为了确定水中物体所成像的位置,某学习小组进行了如下探究。
(1)把一个小灯泡a放在水中某处,观察灯泡所成像的位置;
(2)将另一个相同的小灯泡b放在水面上方,调整其位置,使它的像与灯泡a的像重合;
(3)灯泡b到水面的距离为h1(如图所示),灯泡a的像到水面的距离为h2;
(4)测量时,如果直接将刻度尺竖直插入水中,使看到的零刻度线与灯泡a的像重合,刻度尺在水面处的示数为h3。
则作出的判断正确的是( )
A.h1<h2
B.h1>h2
C.h3表示灯泡a的深度
D.h3表示灯泡a的像的深度
13.如图所示为水位测量仪的示意图。A点与光屏PQ在同一水平面上,从A点发出的一束与水平面成45°角、方向不变的激光,经水面反射后,在光屏上的B点处形成一个光斑,光斑位置随水位变化而发生变化。
(1)A点与光屏在水中所成的像是 (填“虚”或“实”)像。
(2)A点与水面相距2m,则A点与它在水中的像A'之间的距离为 m。
(3)若光斑B向右移动了1.5m,说明水位 (填“上升”或“下降”)了 m。
参考答案
【知识回顾】
1.(1)同种均匀 3×108m/s 2.(1)AO OB 法线 ∠3 ∠2 (2)反射光线 入射光线 法线 两侧 等于 (3)镜面反射 漫反射 遵循 (4)虚像 相等 相等 垂直
3.(1)折射 入射 法线 折射 入射 小于
垂直
【分层训练】
1.C 2.B 3.B 4.B 5.B 6.3m 30cm 4m 7.折射 虚 高 8.略 9.略 10.(1)向左移动 会 (2)折射光线、入射光线和法线在同一平面内 B (3)增大 0 (4)可逆 (5)会 一定 11.D 12.C 13.(1)虚 (2)4 (3)下降 0.75第2课时 凸透镜成像、眼睛的矫正、光的色散
1.凸透镜成像
(1)透镜的三条特殊光线
(2)凸透镜对光线有 作用;凹透镜对光线有 作用。
(3)凸透镜成像规律:
物距u 像距v 成像性质 应用 像与物的位置关系
u>2f f<v<2f 倒立、缩小、 实像 照相机 异侧
u=2f v=2f 倒立、等大、 实像 测焦距 异侧
f< u<2f v>2f 倒立、放大、 实像 幻灯机、投影仪、放映机 异侧
u=f 不成像 变平行光
物距u 像距v 成像性质 应用 像与物的位置关系
u<f v>u 正立、放大、 虚像 放大镜 同侧
(4)变化规律:①成实像时,物近像 像变 ;
②成虚像时,物 像近像变 。
2.眼睛和眼镜
近视眼成像在视网膜前面,戴 镜矫正。
远视眼成像在视网膜后面,戴 镜矫正。
3.光的色散
(1)白光通过三棱镜被分解为七种色光的现象叫作光的色散。
(2)色光的三原色为 、 和 。
1.将一个凸透镜正对太阳,可在距凸透镜20cm处得到一个最小、最亮的光斑。若将一个物体放在此透镜前10cm处,则可以观察到物体成( )
A.放大的虚像 B.缩小的实像
C.缩小的虚像 D.放大的实像
2.装有适量水的烧瓶和点燃的蜡烛放在水平桌面上,当蜡烛和烧瓶位置如图所示时,在墙壁上出现了烛焰清晰的像,则像是( )
A.倒立、缩小的 B.倒立、放大的
C.正立、放大的 D.正立、等大的
3.某物体放在凸透镜前12cm处,光屏放在凸透镜后20cm处,光屏上呈现出清晰的像,则该凸透镜的焦距可能是( )
A.5cm B.7.5cm
C.13.5cm D.15cm
4.某班同学在探究凸透镜成像规律的实验中,记录并绘制了像距v跟物距u之间关系的图像,如图所示。下列判断正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是16cm
B.当u=10cm时,在光屏上能得到一个缩小的像
C.当u=22cm时,成放大的像,投影仪就是根据这一原理制成的
D.把物体从距凸透镜15cm处移动到30cm处的过程中,像逐渐变小
5.人们在市场购物付款时用手机在不同的方向都可以扫到二维码,这是因为光照到二维码上发生了 现象,二维码通过手机所成的像是 像。要使所成的像变大,应使手机 (填“靠近”或“远离”)二维码。
6.我国唐朝的张志和在《玄真子》中记载了著名的“人工虹”实验:“背日喷乎水,成虹霓之状。”这里记载的“人工虹”是太阳光经过小水珠发生的 现象。如图所示,一束太阳光经过三棱镜也会发生此现象,光屏上会出现 种色光,最下方是 色光。
7.请完成下图中的光路。
8.如图所示,某兴趣小组利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成凸透镜,并利用液体透镜探究凸透镜成像规律。下列分析不正确的是( )
A.按照图甲测出水凸透镜的焦距,如果将该水透镜放在图乙所示位置,光屏上恰能成倒立、放大的实像
B.若在图乙中蜡烛和透镜间放一近视眼镜,要再次成清晰的像,需将光屏向左移动
C.若保持图乙中透镜位置不变,将蜡烛向右移动3cm,要在光屏上得到清晰的像,光屏向右移动的距离应大于3cm
D.如图甲所示,在透镜中继续注入少许水,发现焦点位置左移,这一现象说明:凸透镜的凸出程度越大,焦距越小
9.使用光学仪器时常常需要调节,下列措施中正确的是( )
A.用放大镜看地图时,为了放得大些,应将放大镜与地图之间的距离调大些
B.照相机对着某人照相时,胶片上恰好呈现清晰的全身像,如果要拍出清晰的半身像,只要将照相机向他移动适当的距离
C.摄影记者采访一会议,先给大会主席台拍了一个特写镜头,为了拍摄主席台全景,他后退了好几步,然后将照相机暗箱长度调长了一些
D.如果幻灯机银幕上呈现的清晰画面太小,那么,应将幻灯机往后移动一定距离,同时将幻灯片与镜头之间的距离调长一些
10.天文爱好者可以用开普勒望远镜来观察行星和月球,这种望远镜的目镜和物镜都是 镜。当被观察到的物体在物镜的两倍焦距以外时,物体成一个 (填“放大”或“缩小”)的 (填“实”或“虚”)像,然后这个像再经过目镜 (填“放大”或“缩小”),观察者就能看清楚较远处的物体,这就是望远镜。通过这种望远镜所看到的物体是 (填“倒立”或“正立”)的。
11.某物理兴趣小组利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成凹、凸形状可改变的水透镜,并利用水透镜探究透镜成像,如图所示。
c
(1)图甲中,从形状上可以判别此时的水透镜是 (填“凹”或“凸”)透镜。研究小组对水透镜中继续注入少许水,发现焦点左移,抽出少许水后,焦点右移;并测得了水透镜的多个焦距值。这一现象说明水透镜的凸出程度越大,水透镜的焦距越 (填“大”或“小”)。
(2)保持蜡烛和水透镜的位置不变,利用图甲装置测量水透镜的焦距,并在图乙中进行透镜成像实验,获得多组数据如下:
实验次数 焦距f/cm 像距v/cm /m-1 /m-1
1 15.0 60.0 6.7 1.7
2 12.0 30.0 8.3 3.3
3 20.0 10.0 5.0
4 8.0 13.0 12.5 7.7
5 5.0 6.7 20.0 15.0
分析表中数据可得,第3次实验时水透镜的焦距是 cm。
(3)当蜡烛靠近凸透镜时,烛焰的像将落在光屏的 (填“前”或“后”)方。
①若用此实验模拟人眼的调节功能,重新在光屏上得到清晰的像,应该进行的操作是换焦距 (填“更大”或“更小”)的凸透镜。
②若用此实验模拟视力的矫正,可保持光屏位置不动,在原凸透镜前再加一个 (填“近视眼镜”或“远视眼镜”),就能重新在光屏上得到清晰的像。
(4)某班同学在探究凸透镜成像规律的实验中,记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图像,如图丙所示,现把物体放在距凸透镜24cm处,此时所成像的性质与 (填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)相同。
参考答案
【知识回顾】
1.(2)会聚 发散 (4)远 大 近 小 2.凹透 凸透 3.红 绿 蓝
【分层训练】
1.A 2.A 3.B 4.D 5.漫反射 倒立、缩小的实 靠近 6.色散 七 紫 7.略
8.B 9.A 10.凸透 缩小 实 放大 倒立
11.(1)凸 小 (2)10 (3)后 ①更小 ②远视眼镜 (4)照相机