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【名师解读】八年级物理第五章第一节《光的直线传播》精品导学学案(北师大版)
【基础知识精讲】
1.光源:能够本身发光的物体叫做光源,光源又分为自然光源和人造光源.最重要的自然光源是太阳,还有其它的自然光源如闪电、萤火虫发出的光,“磷火”.人造光源是人类在生活生产过程中制造出来的光源,如火把、蜡烛、电灯等.
2.光的直线传播条件:在同一种介质中;该介质均匀透明、因此可以说光在同一均匀介质中沿直线传播.如果介质不均匀,光在同一种介质中光的传播方向也会发生弯曲;在两种介质分界面处光的传播会发生偏折.
3.光线是人们用来表示光的传播路线和方向的直线,直线表示光传播路线,箭头表示光传播方向,它是人们研究光现象的一种方法.光线是实际光的理想化模型,所以不存在,不仅它无粗细可言,而且如同几何学中的直线一样,有相交但不互相干扰的特性.
4.影:光在传播过程中遇到不透光的物体时,在物体后面光不能直接照射到的区域所形成的跟物体相似的黑暗部分称为影.日常生活中的日食,月食和小孔成像等都可以用光的直线传播规律来解释.最早验证光沿直线传播的是我国墨家学派的代表人物墨翟和他的学生做的小孔成像实验.
5.光速,光在真空中的速度最大,用符号“c”表示,c=3×108m/s.光在其它介质中传播速度都比在真空中小.光在空气中传播速度十分接近光在真空中的传播速度,也可以认为是3×108m/s,光在水中的传播速度是c,在玻璃中的传播速度c.光速比声速大得多.
6.光年是长度的单位,其意义是光在一年时间内所走的路程,不是时间单位.
【重点难点解析】
重点:光在同一种均匀介质中沿直线传播;光在真空中的传播速度.
难点:光在同一种均匀介质中沿直线传播,并能用来解释影的形成、日食和月食等现象;比较在空气中的光速和声速的大小,并能解释有关现象.
典型例析如下:
例1 关于光的传播,下列说法正确的是( )
A.光总是沿直线传播的
B.光只是在真空中才能沿直线传播
C.光在同种介质中传播路线是直的
D.光在均匀介质中沿直线传播
解析:D.光沿直线传播条件为:①在同一介质中;②该介质均匀透明.这两个条件必须同时满足,才可以得出光是沿直线传播的结论.
例2 光在真空中的传播速度是 m/s,一卫星距离地球约3.6×104km,一束光从卫星到地球约需 s.
解析:3×108,0.12.已知光在真空中的传播速度是3×108m/s,光从通讯卫星射到地球的传播速度可认为3×105km/s,由运动公式:t=
例3 打雷时,总是先看见闪电,后听到雷声,这是因为:( )
A.打雷时先发出闪电后发出雷声
B.闪电和雷声同时发生,但光速比声速快得多
C.闪电和雷声同时传出,但人耳反应较慢
D.上述理由都不对
解析:雷鸣闪电在同一时刻发生,由于闪电发出的光在空气中传播速度比雷声在空气中传播速度大得多,因此总是先看见闪电后听到雷声,选B
【难题巧解点拨】
例1 在纸上剪一个很小的三角形,让太阳光垂直照射在三角形上,那么地面上形成的光斑( )
A.是三角形,它是太阳的影 B.是圆形,它是太阳的虚像
C.是圆形的,它是太阳的实像 D.是三角形,它是太阳的实像
解析:C.该题是一个小孔成像的实验,由于光沿直线传播,放光斑形状与太阳一样是圆的.又因为光斑是实际光线会聚而成的,所以是太阳的实像.小孔成像的“小”字相对于孔和物的距离及孔和屏的距离而言.小孔不管什么形状都能成倒立的实像.
【课本难题解答】
例 你能不能想出一个办法来估测雷电的地方离你有多远?(教材P66想想议议)
解析:声音在空气中传播速度为340m/s,光速为3×108m/s,由于光的传播速度远远大于声音的,它通过很长的路程所用时间相当短,因此当我们看到闪电时,可以认为打雷同时发生,此时开始记时,到听到雷声为止声音在这段时间内通过的路程相当于是打雷的地方离我们的距离.
方法:当看到某处闪电时便利用秒表开始记时,待听到雷声时停止记时,秒表上记录时间为t,再利用声速,根据s=vt进行计算,即可求出打雷的地方离我们多远.
【命题趋势分析】
由于中考逐年注重应用物理知识考查,因此利用光的直线传播来解释日常生活中常见的光现象和有关光速计算问题也是今后考试命题热点.
【典型热点考题】
例1 射击瞄准要让标尺、准星和目标这“三点”成一线,发射枪弹时才能击中目标.这是利用__________的性质.
解析:光沿直线传播.目标发出的光在近地面均匀的空气中经准星和缺口进入人眼,说明枪的瞄准系统对准了目标.人们长期生活在均匀的空气中,光沿直线传播已形成经验,木工、泥工等技工常利用这种经验刨木板、砌墙等.
例2 甲、乙两位同学进行百米赛跑,甲的裁判员看到发令枪的烟开始计时,乙的裁判员听到发令枪开始计时,结果测得甲、乙两同学的百米时间一样,实际上,甲和乙相比较______的百米速度较快.
解析:甲.由于声音在空气中传播速度比光慢,枪声传来需要一段时间,所花时间,t=.题中,甲的裁判员是发令枪的烟焰计时,枪发人跑.因为3×108m/s>>声速340m/s,计时准确;乙裁判员听到枪声才计时,运动员已先跑了0.29s,而结果测得甲、乙两同学百米赛跑时间一样,实际上甲运动员比乙运动员百米赛跑时间少0.29s,甲的速度快.
【同步达纲练习】
一、选择题(每空5分,共50分)
1.太阳、月亮、烛焰、电视机荧光屏中属光源的是( )
A.太阳、月亮 B.太阳、烛焰
C.月亮、荧光屏 D.四个都是
2.从地面向月球发射激光信号,经2.7s收到从月球返回的信号.那么,地球和月球之间的距离是( )
A.8.1×108km B.8.1×105km
C.4.05×105km D.4.05×108km
3.打雷时,人们总是先看到闪电,后听到雷声,这是因为( )
A.打雷时总是先发出闪电后发出雷声
B.闪电和雷声同时发生,只是光速远大于声速
C.闪电和雷声同时传到,但光刺激强烈,人耳反应迟钝
D.以上理由都不对
4.在下列现象中不能用光在均匀介质中沿直线传播的道理来解释的是( )
A.水中倒影 B.日食和月食的形成
C.影子的形成 D.看不到不透明物体后面的东西
5.如下图所示,有个过路人,经过一盏路灯时,灯光照射人所形成的影子的长度变化是( )
A.先变长后变短 B.先变短后变长
C.逐渐变长 D.逐渐变短
6.一棵树在阳光照射下观察它投在地面上的影子的长短,从早晨到晚间的变化情况是( )
A.先变长后变短 B.先变短后变长
C.逐渐变短 D.逐渐变长
7.太阳光垂直照射到一个很小的正方形孔上,则在地面上产生的光点形状是( )
A.圆形的 B.正方形的
C不规则的 D.条形的
8.在开运动会时,请你做终点记时员,你是看发令员的枪冒烟开始记时,还是听到枪声开始记时?( )
A看到枪冒烟,因为烟雾看得清
B.听到枪声,因为枪声听得清
C.看到枪冒烟,因为光速比声速大得多
D.看到枪冒烟,因为光的传播不需时间
9.一位在北京剧场里看演出的观众,坐在离演奏者不太远的地方,另一位在上海的居民坐在家里的电视机前看同一场演出.上海与北京相距1460km,他们两人若想同时听到演奏声,北京观众必须坐在离演奏者约( )
A.30m B.17m C.1.655m D.无法知道
10.下列说法正确的是( )
A.光在透明介质中沿直线传播
B.光的传播速度是3×105km/s
C.影子的形成说明光在均匀介质里是沿直线传播的
D.早晨,我们在海边看到日出,这是光的直线传播现象
二、填空题(每空3分,共30分)
11.光线指的是一条带 的直线,表示光的传播 和 .
12.从远处光源射来的光可以近似看作是 光.如从太阳射来的光就是 光.
13.小孔成像是由于光在同一种介质里 形成的.光在真空中的传播速度是 米/秒.
14.在阳光下电线杆在地面上的影长为5.4m,这时一位身高1.6m的学生直立时在地面上的影长为1.2m,那么电线杆的高度是 m.
15.黑夜里手电筒射出的光,在空中通过的路线是直的,这个现象表明光在______介质中是直线传播的.但是,如果光从一种介质射入另一种介质时,它的传播方向 .
三、作图与计算题(每题10分,共20分)
16.如图所示,在地面上竖直竖立一长杆AB,图中带箭头的线是一束照到地面的太阳光,请作出长杆AB在地面上的影子.
17.小孔成像盒的小孔与毛玻璃屏的距离是0.1m,对着前方高10m的楼房时,在屏上看到楼房的倒立像,像高0.02m.请估算人与楼房的距离.
【素质优化训练】
1.在阳光照射下,一位身高1.5m的人直立时影长2m,若此时电线杆影长14m,则电线杆的高度为 m.
2.一点光源离一不透明的直径为10cm的圆形板的中心距离是10cm,在与圆扳平行的距离10cm的白屏上,将得到一面积 cm2的圆形影子.
【生活实际运用】
1.在天高气爽的秋夜,为什么星光总是闪烁不定的.
2.某校学生利用太阳光测量教学楼的高度,他们将一根lm长的竹杆插在操场上,测得影长2m,同时测得教学接影长22m.根据这些数据求出教学楼的高度.
【知识验证实验】
夏天,在太阳光下电线杆有影子,而电线没有影子,这是什么原因?
【知识探究学习】
这部分知识主要掌握三点:1是利用光的直线传播解释一些实际现象,解这些问题时注意人眼是不发光的,而是物体发出的光或反射的光射入人的眼中,解有些光的直线传播问题时还要画出光路图来分析.2是光在不均匀介质中一般不是沿直线传播的.3是往往会与声速联系,比较光速与声速的大小.
参考答案:
【同步达纲练习】
一、1-5.B C B A B 6-10.B A C C C
二、11.箭头 路径 方向 12.平行 平行 13.沿直线传播 3×108 14.7.2 15.同种均匀 一般会改变
三、16.如图,A’B即AB的影子. 17.50m
【素质优化训练】
1.10.5m 2.314
【生活实际运用】
1.提示:星光通过不均匀的大气时会变弯曲,而大气是在运动变化着的,它的均匀程度随时在变化.
2.竹杆长用l杆表示,l杆=1米,影长用l杆影表示 l杆影=2米 楼房长用l楼表示,楼房影长用l影楼表示 l楼影=22米
∴ 楼=
【知识验证实验】
太阳是个大光源,相当于多个光源,把细电线的周围都照亮,使电线显不出本影,而电杆比电线粗得多,在太阳光下形成了本影,所以在阳光下能看到电线杆的影子,看不见细电线的影子.
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【名师解读】八年级物理第五章第五节《物体的颜色》精品导学学案(北师大版)B
学习目标:知道光的色散现象,知道透明物体和不透明物体的颜色各是由什么决定的。了解色光的混合和颜料的混合。
学习重点:光的色散现象,知道透明物体和不透明物体的颜色各是由什么决定的。
学习过程:
1、 思考问题
“不经历风雨,怎能见彩虹”,想一想,彩虹出现在什么时候?是由哪些颜色组成的?
2、 学习新课
1、 光的色散
(1) 拿出一个三棱镜,认真观察一下,三棱镜的边缘和中间有什么不同?它们对光的折射程度一样吗?
(2) 让太阳光通过三棱镜,调整角度,就会在白色墙壁上出现彩色光带,自己做做试试吧。
(3) 观察光带都是由哪些颜色组成的?对照光带说出各种颜色的名称。
(4) 总结一下: 叫光的色散现象。光的色散现象表明: ,是由 组成的。
2、 物体的颜色
(1)让经三棱镜折射后的光带通过红色玻璃片,观察白屏上只出现 颜色,其他颜色的光都被吸收了。让光带通过绿色玻璃片,观察白屏上只出现 颜色,通过蓝色玻璃片,观察白屏上只出现 颜色,其他颜色的光都被吸收了。
(2)总结一下:透明物体的颜色是由 决定的。允许所有颜色的光通过的物体,看上去是无色透明的。
(3)小练习:在白炽灯的外壁上涂一层薄薄的透明的红色物质,当白炽灯发光时,发现光是 色的,这表明 。
(4)小实验:用红光照射在太阳光下呈白色的物体,物体呈现 色,
照射在太阳光下呈红色的物体,物体呈现 色,照射在太阳光下呈蓝色的物体,物体呈现 色,照射在太阳光下呈黑色的物体,物体呈现 色,
(5)总结一下:不透明物体的颜色是由 决定的。
(6)小练习:李明同学上身穿白衬衣,下身穿蓝裤子,走进蓝色灯照射的房间内,我们会看到他上衣是 色的,裤子是 色的。
☆ 3、科学窗
(1)色光的组合三原色是 ,彩色电视机屏幕上丰富多彩的画面,就是由三原色的光叠合而成的。
(2)颜料的三原色是 。这三种颜料按一定的比例混合就能调出各种不同的颜色来。
(3)做一做:彩色陀螺 人造彩虹(参考课本P75)
3、 本节回顾:
本节课我们学习了色散现象和物体的颜色,思考:
1、 叫色散现象。它表明
2、 透明物体的颜色是由 决定的,不透明物体的颜色是由
决定的。
4、 练一练:
1、在无其他光源的情况下,如果舞台追光灯发出绿色光照射到穿白上衣、红裙子的女演员身上,则观众看到她( )
A全身呈绿色 B上衣呈绿色,裙子呈红色 C上衣呈绿色,裙子呈紫色 D上衣呈绿色,裙子呈黑色
2、在“人面桃花相映红”这句诗中,用所学知识解释“桃花红”的原因是( )
A桃花自己能发出红光联 B桃花吸收红光
C桃花反射红光 D以上说法都不对
3、太阳光通过三棱镜后,被分解成 七种颜色的光,这种现象叫光的 ,它说明白光是由多种色光混合成的。
4、戴红色镜片的眼镜看白纸,白纸变成了红色,这是由于( )
A白纸反射的红光通过镜片时,被染上了红色。B白纸能反射红色的光
C通过红色镜片看一切颜色的物体都是红色的
D红色镜片只能透过白纸反射光中的红光
5、 叫色散现象。 它表明
6、透明物体的颜色是由 决定的,不透明物体的颜色是由
决定的。
四、课堂小结
1、学生小结知识点
2、小结学习方法:
五、课后反思:你还知道物体颜色的哪些方面的知识?
你还想知道物体颜色方面的哪些知识
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【名师解读】八年级物理第五章 《光现象》单元复习精品导学学案(北师大版)
重点难点提示
1.知识结构
2.知识要点
(1)发光的物体叫做光源:光在均匀介质中沿直线传播;用几何图线表“光线”可以形象地表示光的传播情况。
(2)光在不同介质中传播速度不同,光在真空中的传播速度为.
①水中的光速.
(记住这两个速度)
②玻璃中的光速.
(3)光在1年内传播的距离为1光年.
(4)白光由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色混合而成.
(5)红、绿、蓝为三原色.
(6)光射到物体表面上时会发生反射现象,图2—1为光的反射现象中有关的基本概念.
(7)光的反射规律:反射光线、入射光线、法线在同一平面内,反射光线、入射光线位于法线两侧,反射角等于入射角.
(8)平面镜的成像特点:平面镜成的是虚像,像和物体大小相等,像和物体连线与镜面垂直,像到镜面的距离等于物体到镜面的距离.(注意这个垂直关系)
(9)球面镜:凸面镜使平行光束发散,凹面镜使平行光束会聚.
(10)光从一种介质斜射入另一种介质时传播方向发生变化的现象叫做光的折射现象.图2-2是光从空气射入水中的情况.
(11)光从空气斜射入玻璃、水中时,折射角小于入射角;光从玻璃或水中斜射入空气时,折射角大于入射角.(记住光的折射规律!)
(12)红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫几种不同颜色的光按此顺序排列起来就是光谱.
(13)在光谱的红光之外,有一种看不见的光叫红外线;在光谱的紫光之外,也有一种看不见的光叫紫外线.
3.考点
(1)光在均匀介质中沿直线传播、光在真空中的传播速度.
(2)光的反射规律、生活中光的反射现象.
(3)平面镜成像特点及作图.
(4)光的颜色.
(5)光的折射现象和反射现象的区别.
(6)光的折射规律.
(7)日常生活中的光现象.
例题分析
[例1]下列物体中属于光源的是( )
A.晴空夜晚的月亮 B.书桌上点亮的台灯
C.点亮的蜡烛 D.大衣柜的镜子
思路分析
发光的物体是光源,月亮和镜子都不能发光,但可以反射光.
答:B、C (明确光源的条件)
[例2]为什么睁开两只眼睛比闭上一只眼睛穿针准
思路分析
由于光在同种介质里沿直线传播,人们是靠两只眼睛来确定物体位置的.同一个物体同时被两只眼睛看到,说明物体恰好在进入眼睛的两条光线的交点上.而两条直线相交时,交点是唯一的.因此,只有睁开双眼才能确定针孔的位置,穿针才比较容易.(这是光沿直线传播的应用)
立体镜和立体电影的立体效果正是利用了这个原理.
答:如图2—3
[例3]图2-4中S是一个光源,AB是不透明的物体,L是竖直光屏,试画出A在光屏上形成的影子范围.
思路分析
光在均匀介质中沿直线传播,光源S可以向各个方向发光,只找两条特殊的光线,用直线连接光源与AB的边缘交于L上C、D两点.C、D两点之间的距离是光源S发出的光不能到达的区域.从而形成影子.
答:见图2-5
(用光沿直线传播分析是关键)
[例4]雷雨天气里,为什么总是先看见闪电而后听到雷声呢 请举出你见过的类似现象.
思路分析
人们看到闪电是光现象,听到雷声是声现象.其实,雷、电是同时发生的,但是由于光的传播速度约,声音的传播速度是340m/s,因此,它们传到地面上所用的时间自然不同,这就是先见闪电、后闻雷声的原因.(会将知识与生活中现象联系起来)
节日的夜晚,常常是先看到腾空而起的礼花开放,后听到施放的礼花炮声.运动场上,发令员的身后有一块黑色的屏,发令员把发令枪举在黑屏前,发令时,记时员是看屏前发令枪的火光开始记时的,这也是由于光的速度远远大于声音的速度.
答:这些现象都说明光速与声速是不同的.
[例5]请你利用光的反射规律,画出射到反射面MM'的入射光线AO如图2-6(A)的反射光线来.
思路分析
根据光的反射定律,应该首先找出法线的位置,然后利用几何作图手段画出符合要求的反射光线.本题有两种解题方法.
解:过入射点O作镜面MM'的垂线NO即为MM'的法线.以O为圆心,任意长度为半径做弧,如图2-6分别与AO、NO交于C、D.(这是光的反射规律标准作图方法)
以O为圆心、DC为半径再做弧,两弧交于E.
连接O、E,即做出反射光线OB,如图2-6(B).
[例6]通过作图表示一束太阳光沿与水平面成45°射到水平地面上.
(注意平行光和一般光线的区别)
思路分析
用光线表示光的传播情况,太阳光可以看成是平行光.先画出水平面:再沿与水平成45°角画出入射光线AB;最后画一组平行AB的光线.
答:见图2-7 (记住光线中一定要)
点评 光线并非实际存在的线,而是一种形象表示的几何输助线.在作图时,实际光线用实线,表示传播线段中间.传播方向相同的光称为“平行光”,平行光是光作用的重要特殊光线.
[例7]图2-8是光在平面上发生反射的情况,图中法线、反射角和入射角分别是__________、________和__________。
思路分析
垂直于反射面、过入射点的直线是法线,以法线为标准,反射光线、入射光线跟法线的夹角分别是反射角和入射角,法线用虚线表示,反射角和入射角均为反射光线和入射光线与法线的夹角.且这两角相等.(区别:入射角和光线与镜面的夹角)
答:ON;30°;30°
[例8]入射光线与反射面的夹角是45°,反射光线与入射光线的夹角是__________________。
思路分析
以法线为标准,法线与反射面垂直,入射角是45°.根据光的反射规律反射角等于入射角,因此反射光线与入射光线的夹角是90°.光的反射规律可以简单的记为“三线共面、两线分居、两角相等”,在分析问题时要注意已知角和其他角的几何关系.
答:90° (这是分析问题的关键)
[例9]一条与水平地面成60°角的入射光线如图2-9,若使它的反射光线与地面平行,应该怎样放置平面反射镜
思路分析
从题目的条件可知,入射光线与反射光线的夹角应是60°或120°,法线是入射光线与反射光线所成夹角的平分线.法线的位置一经确定镜面的位置就可以找到了.
解:过O点做反射光线OB.图2-10,使∠AOB=120°,O为入射点.做∠AOB的平分线ON,ON为法线.由于法线与镜面垂直,因此过O点作ON的垂线MM',MM'就是平面镜的位置.
经分析可知:(想一想:平面镜还可以怎样放置仍可将“光线”水平射出
∠AOB=180°-60°=120°
∴∠BOM'=90°-60°=30°
答:平面镜与水平面成30°角.
点评 题中只要“水平”射出,所以此题的图应有两种.一种水平向右,另一种水平向左.平面镜与水平面成30°角也不是唯一的答案.第二种图如图2-11所示.
[例10]一条光线沿与反射面成30°角的方向射到反射面上,如图2—12所示,如果反射面逆时针转过10°,反射角将变为___________.
思路分析
比较反射面转动前后入射角的变化情况.反射面未转动前入射角为60°;转动后入射角减小了10°变为50°;根据光的反射规律,反射角等于入射角,应为50°.(在转动过程中法线始终与“面”垂直)
答:50°
[例11]湖边的树木在平静水面上的“倒影”是像还是影
思路分析
平静的湖水水面是一面很理想的平面镜.镜中的“倒影”实际上是湖边树木的虚像.
有的同学认为:平面镜成正立的像,而倒影是“倒立”的,这怎么能说是平面镜所成的虚像呢 显然这里是对成像规律的理解不深刻造成的问题.平面镜成像的关键是物像对称.(明确影和像的区别方法)
解:图2-13中岸上的树和水中的像对于水面MM'确实对称,只要按水面的线折叠,物与像就会彼此吻合.那么如何理解“正立”二字呢 所谓“正立”是对称的一种解释,是指与镜面平行而立的物体,成的像也与镜面平行而立,头、尾均互相对应的.如果在图2—13的树上找一条与MM'平行的线AB,则虚像上也必有一条线A'B',可以看出A'B'也平行于MM',而且线段的走向与AB的线段走向一致.这就是“正立”的具体含义.因此在理解问题时,一定要抓住问题的实质内容.
[例12]一辆卡车的车箱正后方有一块较大的平面镜,能够看到车后的物体,当卡车以速度v行驶在笔直的公路上,可以看到平面镜内路旁大树的像相对地面的运动情况是( )
A.以速度v向后退 B.以速度v向前运动
C.以速度2v向后退 D.以速度2v向前运动
思路分析
卡车以速度v行驶时,平面镜相对于树的速度为v,运动方向与卡车一样向前.而树在平面镜中的像相对于平面镜的速度也是v,其运动方向也向前.但是树在平面镜中的像相对于树的速度是2v,方向是向前的. (明确物、像和镜的速度是相对谁的 )
答:D
[例13]在水平路面上,某人向竖直放置的平面镜走去,他距自己像的距离将( )
A.逐渐变大 B.大小不变 C.逐渐变小 D.先变大后变小
思路分析
平面镜成的像跟物体大小相等,虽然物体到平面镜的距离在变化,像和物的大小将保持不变.物体离平面镜越近,物体的像距平面镜也越近,所以他和像的距离越来越小.
答:C
[例14]下面说法正确的是( )
A.三原色色光混合后为白色
B.三原色颜料混合后为白色
C.电视画面的颜色是由红、绿、蓝三种色条合成的
D.电视画面的颜色是由红、黄、青三种色条合成的
思路分析
白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色光混合而成的.通过实验人们已经知道红、绿、蓝三色光混合能产生各种色彩.所以又把这三种色光叫三原色.这三种色光混合后为白色.而且彩色电视机的画面的颜色就是由三原色光混合而成的.因此选项A、C正确.
答:A、C (注意:分清色光三原色和颜料三原色的区别)
[例15]下面说法正确的是( )
A.汽车的后视镜是凹面镜
B.在街头丁字口拐弯处的反光镜是凸面镜
C.手电筒的反光装置相当于凸面镜
D.凸面镜和凹面镜对光线的作用遵守光的反射规律
思路分析
凸面镜和凹面镜都属于球面镜,光线经过这两种面镜的镜面都要发生反射,其反射光线和入射光线的关系都要遵守光的反射规律.如图2-14所示,其中C是球面的球心. (注意:A、B、D三条光线的路径)
在实际生活中这两种镜的应用很多.题中所说汽车的后视镜应为凸面镜;拐弯处的反光镜是凸面镜;手电筒的反光装置应是凹面镜.因此B、D选项正确. (注意球面镜的实际应用)
答:B、D
[例16]下列现象中不属于光的折射现象的是( )
A.小孔成像
B.通过平面镜看到自己的像
C.影子的形成
D.站在岸上看见水中的鱼
思路分析
光从一种介质斜射入另一种介质时,在两种介质交界面上发生光的折射现象.小孔成像和影子的形成都属于光在均匀介质中沿直线传播的现象;通过平面镜看到自己的像属于光的反射现象;水中的鱼反射的光射入空气时,在水和空气的交界面上发生折射现象.
答:A、B、C (区别:直线传播、反射、折射三种现象的应用)
[例17]图2-15中光线从空气通过厚玻璃板时折射的光路图,其中正确的是( )
思路分析
光在斜入射到平行的玻璃方砖时,光线从空气折射进入玻璃时,折射角小于入射角,根据几何关系,这个折射角与光从玻璃折射进入空气时的入射角又相等,所以说光发生第二次折射时的折射角又等于第一次折射时的入射角. 因此第一次折射时的入射光线应与第二次时的折射光线平行,即向下平移,因此选B正确.(光在此传播过程中发生两次折射)
答:B
[例18]一束光垂直射到水和空气的交界面上,折射角___________入射角,(填“大于”、“小于”或“等于”)为____________度.
思路分析
入射光线跟法线的夹角是入射角,折射光线跟法线的夹角是折射角.光垂直射到两种介质交界面上时折射光线和入射光线跟法线的夹角均为0°,光线射到介质交界面上的点叫做入射点,垂直于两种介质交界面且过入射点的直线是法线.折射角和入射角都是以法线为标准定义的. (这是两个角都为0°的原因) (记住这种特殊的折射现象)
答:0
[例19]一束光从水中斜射入空气,如果折射角不断变大,则入射角一定( )
A.保持不变 B.逐渐变大 C.逐渐变小 D.无法断定
思路分析
根据光的折射规律,当光从水中斜射入空气时,折射角大于入射角;当入射角一定时,折射角是一个确定的角度.折射角随入射角变大而变大.反之,如果发现折射角变大,入射角也一定在变大.
答:B (注意:入射角、反射角、折射角是同时变化的)
点评 若光从空气斜射到水或玻璃中时,折射角应小于入射角;但变化关系应是相同的.
[例20]为什么在水面上看到插入水中的筷子好像是向上“折断的”
思路分析
用光的折射规律解释筷子“折断”的现象.图2—16中AB是斜插在水中的筷子,观察者在水面上,可以看到A端的光线从水中射向空气的两条光线AO和AO'.这两条光线进入空气后,折射角大于入射角,它们各自远离法线.折射光线分别为OC和O'C'.它们的反向延长线将交于A'点。因此观察者在水面上可以看到A点的像A'.从图中可以看出,A'的位置在A的正上方.连接A'D,观察者便看到水中筷子的虚像是向上偏折的.
答:如图2-16所示. (这是“折断”的原因.)
[例21]图2—17所示的是光在空气和某种介质的交界面上发生反射和折射的光路(但是未完成),请你根据图中所画的线、角关系判断出媒质界面、法线、入射光线、反射光线和折射光线、入射角、反射角和折射角.
思路分析 (注意以法线为切入点进行分析)
判断以上各物理量的主要依据是反射规律和折射规律.从两个规律可知,反射光线与折射光线应在法线的同侧.从图2—17分析可知,不管PQ、MN谁是法线,OB都应是反射光线.从∠1—∠6可以看出,∠2=∠3,∠4≠∠5,因此AO应该是入射光线.这样,法线就应该是MN.而OC就是折射光线.又由于∠6>∠2,因此PQ是界面,而界面的左侧为某种介质,右侧是空气.∠2是入射角,∠3是反射角,∠6是折射角.
答:界面为PQ,法线为MN,入射光线AO,反射光线OB,折射光线OC,入射角为∠2,反射角为∠3,折射角为∠6.
点评 这是一个反射规律和折射规律同时运用的问题,在光的反射和折射现象中,法线是研究问题的标准,法线与反射面、两种介质交界面相互垂直的关系非常重要.光从空气斜射到与玻璃或水介质交界面上时,反射现象和折射现象会同时发生.
[例22]人在河边看到河底的石块,人看到的是石块的_______像(填“实”或“虚”),像的位置比石块的实际位置_____些.(填“高”或“低”)
思路分析
光从水射到与空气的交界面上时发生折射,选择从石块上一点A射到水面上的两条光线图2-18,每一条光线都会发生折射,由于这两条光线的入射角不同,折射角也不相同.这两条光线射入人的眼睛,使人感觉到光是从水下点发出的.所以,人看到的是石块的虚像且像的位置比实际位置要高一些。
答:虚像;高 (这是虚像产生的原因)
点评 水面以上的光射入水中,射到水下物体上时发生反射,反射光又从水下射到水面并且在水面处发生折射.这就是为什么人能够看到水下物体的原因.人的直觉经验是光总是沿直线传播的,因此总感觉看到的物体在眼睛的前方.由于光在水面发生折射,人看到的是水中物体的虚像.
[例23]“海市蜃楼”的景象是怎样形成的
思路分析 这是“现象”产生的原因
夏天,海面上方的空气在强烈阳光的照射下比海水的温度高,空气热胀冷缩,上层的空气比底层的空气稀疏.来自地平线以外远处的物体的光线,本来不能传播到人的眼中,但是有一些射向空中的光线,由于不同高度空气的疏密不同而发生弯曲,这样逆着光线望去,就看见远处的物体.
答:实例如图2-19所示
[例24]下面说法正确的是( )
A.红外线和紫外线都是可看见的光
B.红外线和紫外线都是不可看见的光
C.紫外线灯的光是淡蓝色的
D.紫外线和红外线都可以合成人体中的维生素D
思路分析 (注意红外线和紫外线在光谱中的位置)
在红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫这些光中,若按此顺序排列就是光谱。在这种光谱中,红光之外是红外线,紫光之外是紫外线,人的眼睛都看不见.在人类生活中这两种光线都是必不可少的.利用红外线可以对人体疾病做出诊断;利用紫外线有助于人体合成维生素D。因此选B正确.
答:B
课内例题解析
[例1](课本第41页4题)自行车尾灯的结构如图2-20所示.夜晚,用手电筒照射尾灯,看看它的反光效果。试着在图中画出反射光线来.
思路分析
尾灯是由若干个两个互相垂直的平面镜构成的,通过图2-21可以说明入射光线AB和反射光线CD是平行的.ON和O'N'分别为和的法线.由光的反射规律可得∠1=∠2,因为ON和O'N'互相垂直,所以∠3=90°-∠2,由反射规律得∠4=∠3=90°-∠2,所以∠5=∠1,且ON与镜平行,所以AB与CD平行. (将手电筒光认为是平行光)
根据上述分析,尾灯的反射光线应用入射光线是平行的.
答:如图2-22所示
[例2](课本第48页3题)把一支铅笔斜插入盛水的玻璃杯里,看上去铅笔好像在水面上折断了,解释这种观象。
答:(1)光从水中进入空气,传播方向发生改变;
(2)由于折射,看起来水底变浅;
(3)看起来,浸在水中的铅笔底部上浮.在空气与水面交界处折断.
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【名师解读】八年级物理第五章第四节《光的折射》精品导学学案(北师大版)
【基础知识精讲】
1.光的折射现象:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向一般会发生变化的现象.
2.光的折射规律:
(1)光从空气斜射入水或其他透明介质中时,折射光线与入射光线、法线在同一平面上.即三线共面
(2)折射光线、入射光线分居在法线两侧
(3)折射角小于入射角,入射角增大时,折射角也随之增大
(4)当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变
(5)如果让光线逆着折射光线的方向从水或其他介质射入空气中,可以看到:进入空气中的折射光线将逆着原来的入射光线方向射出.所以说,折射中光路也是可逆的,这里的折射角大于入射角.
怎样记住到底折射角大于入射角,还是入射角大于折射角呢?
记住:无论光从空气斜射入水或其他介质中,或光从水或其他介质斜射入空气中,在空气中的角是大角.
3.理解光的折射规律,从下面三种情况分析记忆(如图所示),且要分清“三线”位置,“两角”关系.
光在不均匀的大气中传播路线发生了弯曲,是折射现象.
4.解释光的折射现象
(1)水中筷子看起来折断了;
(2)池水看起来变浅了.
【重点难点解析】
1.光折射的初步规律是本节的重点,回答、解释日常生活中光折射所产生的现象是本节的难点,根据光折射规律和已学过的知识正确地作出示意图是回答有关问题的关键.
2.解答有关折射成像问题时要注意三点:一是要作射入人眼的光线,眼睛本身不发光,不要将箭头画成由眼向外的方向;二是两条以上光线的反向延长线相交处是虚像的位置,一条延长线确定不了位置;三是折射所成虚像只是人根据光沿直线传播经验的一种判断,实物的真实位置需要弄准.人在岸上看水中的物体或在水中看岸上的物体,虚像位置均比实物高而稍向后移.
例1 一束光线在空气和玻璃两种介质界面上发生了反射和折射,如下图在图中标出入射光线、反射光线、折射光线的方向,并判断入射角、反射角、折射角大小及玻璃在界面的哪一方?
分析:首先要确定界面的位置.可能是界面的有两条直线(AB或CD).究竟哪一条直线为界面,用光的反射定律来判断.根据反射角等于入射角可知,反射光线、入射光线相对法线是对称的,从图中可看出,EO的FO相对CD对称,与CD夹角都为30°.因此AB为界面,则CD为法线,而EO和FO其中一条为入射光线,另一条为反射光线.
其次通过折射光线确定入射光线,在界面AB另一侧CG肯定为折射光线,根据光的折射规律,折射光线跟入射光线分居在法线两侧,可知EO为入射光线,那么FO为反射光线.
最后通过折射角和入射角大小关系,根据光的折射规律确定介质的位置,从上图可知,入射角为∠COE=30°,折射角为∠DOG=70°,由于折射角大于入射角,光线应是从别的透明介质斜射到空气中,因此玻璃应在界面AB的左侧,而界面右侧为空气.见图所示.
解答:光线如下图示,入射角为30°,反射角为30°,折射角为70°,玻璃在界面AB左侧.
例2 如下左图所示,一束光线斜射入容器中,并在容器底处形成一光斑,这时往容器中逐渐加水,则光斑的位置将( ). (1999年贵州省贵阳市中试题)
A.慢慢向右移动 B.慢慢向左移动
C.慢慢向水面移动 D.仍在原来位置不动
分析:如左下图所示,光线在空气中沿直线传播.往容器中逐渐加水时,光线便由空气斜射入水中,会发生折射现象,且折射角要小于入射角,当水加至右下图中的AB处时,入射点为O,过O点的光线经水折射后在容器底取成光斑O’,可见光斑向左移.继续加水至A’B’,画出折射光线形成的光斑O″.光斑逐渐向左移,由此可知选项(A)、(C)和(D)都是错误的.
解答:正确选项为(B).
说明:根据光的折射规律画图分析光的折射现象是解答此类题目的关键.画图时一定要清楚光是从什么介质斜射入什么介质.
【难题巧解点拨】
例1 在碗底放一枚硬币,把碗移动到眼睛刚好看不到的硬币的地方,保持眼睛和碗位置不变,请一位同学向碗里加水,这时眼睛又能看到硬币了.试画出眼睛看到硬币的成像示意图.
解析:这类题目的一般方法是先从物体中取一代表点(设为A)其次从A点发出两条入射光线,第三根据光的折射规律画两条折射光线,最后把两条折射光线反向延长.其交点就是A的像(设为A’).学生按这种思路作图时往往会出现以下几种错误:①折射光线没射入人眼;②两条折射光线反向延长线的交点位置不当;③两条折射光线容易画平行.
如果改变一下作图的顺序,学生不仅画得对,而且画得好
第一步:确定像,在物体A的上方适当位置选一点A’作为A的像.
第二步:画折射光线,从A’点向眼睛作两条光线,水下部分画虚线.
第三步:画入射光线,过A点向两个折射点C、D作连线.右上图所示.
【课本难题解答】
1.【想想议议】插入水中的筷子,在水中的部分看起来向上弯折了,你能利用下图说明道理吗?
答:这是光的折射的缘故.如下图所示,从筷子下端B点射出的光线由水里斜射入空气中时,在水面处发生了折射,折射光线远离法线,进入人眼的折射光线像是从B’点沿直线射出的,B’是B的虚像.筷子浸在水中的其他部分情况也是这样,因此我们看到的筷子向上弯折了.
2.练习:
下图中哪个图正确地表示了光从空气射入玻璃中的情况?
答:C(提示:光线斜射进入另一介质时,必会发生折射现象,光线传播方向会改变,所以D图是错误的,折射光线和入射光线分居法线两侧,可见B图是错的,光线由空气斜射进入其他介质时,折射角小于入射角,A图也是错的,只有C图符合光的折射规律.)
【命题趋势分析】
本节重点考察的内容有:1.能识别和判断折射现象;2.根据折射规律确定入射角、折射角,会画折射时的光路图;3.能联系实际,解释光的折射现象,会画折射成像光路图.
【典型热点考题】
例1 在左下图中,一束光线斜射到平行厚玻璃板的上表面,画出这束光线经过玻璃板折射后从它的下表面射出的光路图.(大连中考题)
解析:光在玻璃板上表面发生折射,因为是从空气射入玻璃中,折射角小于入射角,折射光线靠拢法线,接着它又在玻璃下表面发生折射,这是光从玻璃射入空气中,折射角大于入射角,折射光线远离法线,作出光路图(如右下图)所示,根据光路的可逆性可知出射光线的方向不变,但侧移了一段距离D,并且玻璃越厚,侧移距离D就越大.
例2 下列现象中,属于光的折射现象的是( ).
A.斜插入水中的筷子,从水面上看,水下部分向上弯折了
B.从平面镜中看见自己的像
C.在太阳光照射下,树木出现了影子
D.平静的水面映出岸上的景物(1999年北京市中考试题)
分析:如下图所示,插入水中的筷子,从B点发出的光,从水中射入空气时发生了折射,折射角大于入射角,人的眼睛逆着折射光线看去,水下部分的筷子向上弯折了,这属于光的折射现象;从平面镜中看见自己的像,平静的水面映出岸上的景物都属于光的反射;在太阳光照射下,树木出现了影子,属于光的直线传播,因此选项B、C、D都不属于光的折射现象.
解答:正确选项是A.
说明:解答此类题目时应注意区分以下几点:1.影子的形成是发生在同一种均匀介质中;2.镜中的像或水中的“倒影”看起来好像跟镜子和水有关,实际上光线只是在镜面或水面反射时改变了传播方向,又回到了空气中;3.光发生折射时,传播方向一般会发生改变,且光从一种介质中进入到了另一种介质中.
例3 光线从空气射入水中,当入射角为45°时,折射角为r1,当入射角为60°时,折射角为r2,下列表示角度大小关系的不等式中,哪个正确?( )
A.r1>r2 B.r2>60° C.r2>r1 D.r1>45°
分析:本题考查光的折射规律,光线从空气射入水中,折射角应小于入射角,所以当入射角为45°时,折射角应小于45°,选项D中r1>45°是错误的,同理,当入射角为60°时,折射角应小于60°,选项B中r2>60°是错误的.当入射角增大时,折射角也随着增大,所以选项A错误,只有选项C是正确的.
解答:C.
【同步达纲练习】
一、选择题(每题5分,共45分)
1.下列关于光的折射现象的叙述中,正确的是( )
A.光从一种介质射入另一种介质时,传播方向一定改变
B.当光从空气射入水中时,折射角一定小于入射角
C.当光从水射入空气中时,折射角一定大于入射角
D在光的折射现象中,折射角有可能等于入射角
2.下图中哪个图正确地表示了光从水射入空气中的情况?( )
3一光线射到一两面平行的玻璃砖时,通过玻璃砖的光路图正确的是( )
4.两只相同的脸盆,一只是空的,另一只装满水,我们从脸盆的斜上方观察,脸盆深度较深的是( )
A.装满水的脸盆 B.空脸盆 C.两只脸盆深度相同 D.无法判断
5.某同学在清澈的水池岸边,看到水底的石头是( )
A.变浅了的石头的实像 B.变浅了的石头的虚像
C.变深了的石头的虚像 D.变深了的石头的实像
6.潜入游泳池中的运动员仰头看游泳馆天花板上的灯,他看到灯的位置( )
A.比实际位置高 B.比实际位置低
C.和实际位置一样高 D.无法判断
7.一束光从某种透明物质斜射向空气,如下图所示,一部分光反射,一部分光折射,则折射光线跟反射光线的夹角是( )
A.小于50° B.在50°和100°之间
C.在100°与140°之间 D.大于140°
8.如下图所示,一束光线在物质Ⅰ和物质Ⅱ的界面上发生反射和折射,若光在物质Ⅰ中的传播速度为v1,在物质Ⅱ中的传播速度为v2 ,则根据图中的观察可以判断( )
A.v1>v2 B.v1<v2
C.v1=v2 D.v1和v2的大小无法判断
9.人看到的水中的物体是物体的虚像,它的位置比物体的实际位置要高些,这是因为( )
A.从物体上射向水面的光发生折射时,折射角大于入射角;
B.从物体上射向水面的光发生反射时,反射光线的反向延长线在物体上方;
C.从物体上射向水面的光发生拆射时,折射角小于入射角;
D.从眼睛发出的光线射到水面上发生折射时,折射角大于入射角;
二、填空题(每空2分,共34分)
10.光在两种透明物质的分界面上发生折射的规律是: 、 和
在同一平面内; 和 分居法线的两侧;当光线由空气(或者真空)斜射入水(或者其他透明物质)中时,它的折射角 于入射角;若光线由水(或者其他透明物质)斜射入空气(或者真空)中时,它的折射角 于入射角.
11.一根直筷子,一段斜插入水中,你看到筷子变 ,这是由于________的缘故.
12.一束光线从空气斜射向界面MN上,入射光线与界面夹角30°,反射光线与折射光线恰好垂直,则入射角是 ,折射角是 .
13.光在不均匀的空气中的传播路径是 的,这实际上是光的________现象.
14.将一块玻璃砖压在书上,透过玻璃砖看书中的字,眼睛看到的是字的_________像,像的位置比率的实际位置 了,这是由于从 射向_______的光线在玻璃界面处发生折射的缘故.
三、简答题(9分)
15.给你一把鱼叉请你叉鱼,当你看到水中的鱼时,你必须向鱼的哪个地方叉去,才能刺中鱼?
四、作图题(12分)
16.画出下图中光线AO过O点以后的折射光线的大约方向.
【素质优化训练】
1.请画草图说明池水看起来为什么比实际的浅?
2.下图表示一条光线从空气射入玻璃三棱镜的情况,请在图中完成光路图.
3晴朗夜晚,观看夜空中的星座,看到的是星座的 ,看到的比实际的离地面 些.(填“近”或“远”)
【生活实际运用】
1.旭日东升和夕阳西下时,我们所看到的太阳为什么是椭园形的?
2透过圆鱼缸的玻璃看去,圆鱼缸里的金鱼变肥大了.试解释这一现象.
3.仔细观察刻度尺上刻度的疏密程度,然后把它插入装水的玻璃杯中,从侧面看尺子在水中的部分,尺子的粗细和刻度的疏密情况变化是 ,发生这种变化的原因是 .从杯口向下看尺子在水中的部分,尺子的粗细和刻度的疏密情况变化是 .,发生这种变化的原因是 .
【知识验证实验】
在贵州省的黄果树瀑布,几十米落差的水冲下,溅起层层水雾,晴天可以看到美的彩虹.你能不能不到黄果树去,而自己设法制造出一道彩虹,说说你的设想.
【知识探究学习】
解答有关折射成像问题时要注意以下几点:一是要作射入人眼的光线,人的眼睛本身并不发光,不要将箭头画成由眼向外的方向;二是二条以上光线的反向延长线相交处是虚像的位置,一条延长线无法确定位置;三是折射所成虚像只是人根据光沿直线传播经验的一种判断,实物的真实位置需要找准,这也就是渔人叉鱼时应判断鱼的像比鱼高且稍向后移.
参考答案:
【同步达织练习】
一、1-5.D A C B B 6-9.A B A A
二、10.折射光线 入射光线 法线 折射光线 入射光线 小 大 11.弯 光的折射12.60° 30° 13.弯 折射 14.虚 升高 玻璃 空气
三、15.提示:人眼看见的是鱼的虚像,鱼的位置比虚像的位置低一些,因此叉鱼时,应朝虚像略低一点的地方叉去。
四、16.提示:空气中的角是大角
【素质优化训练】
1.见图(右上)所示
2.见下图所示
3.虚像 远
【生活实际运用】
1.提示:大气越是近地面处越稠密。这样造成太阳上下两端的光以不同的偏折情况穿过大气层,射到地面。使人看起来太阳在上下方向变短,成为椭圆形。
2.提示:这是金鱼反射的光由水中射向空气中时,在界面玻璃壁处发生折射的缘故。成像情况如下图所示。由图可知,金鱼AB的像A’B’要长一些。同理,金鱼身上与AB平行的所有的线段所成的像都比对应物体上的线段要长,观察者看到的“金鱼”比实际金鱼大一些,即金鱼“变肥大了”。
3.从侧面看,尺子变粗了;这是因为杯的侧壁和其中的水在水平方向上相当于一个凸透镜,起到放大作用。(注意,在竖直方向上,尺子的长度没有发生变化);从杯口往下看,尺子粗细不变,但尺子变短了,因而刻度变密了;这是光的折射现象,即视深变小造成的。
【知识验证实验】
可以自己设计一道彩虹,具体的作法是:背对着太阳喷出细密的水雾,通过水雾可以观察到人造彩虹.
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【名师解读】八年级物理第五章第三节《探究平面镜成像的特点》精品导学学案(北师大版)A
一.学习内容:
平面镜成像
二. 重、难点:
1. 平面镜成像特点;
2. 平面镜成像原理和虚像的概念;
3. 球面镜的分类;
4. 凹面镜、凸面镜的特点及应用。
三. 知识点分析
(一)平面镜:反射面是平的镜子。
1. 平面镜成像原理:
(1)平面镜对光要发生反射。
(2)人眼确定物体的位置是根据光的直线传播。
(3)虚像:由光的反向延长线形成,不能显示在光屏上。
2. 平面镜成像规律:
(1)平面镜成的像是正立的虚像;
(2)像与物的大小相等;
(3)像与物到镜面的距离相等。
3. 平面镜的应用:
(1)改变或控制光路;
(2)成像;
(3)即改变光路又成像。
4. 平面镜成像作图:
(1)由平面镜成像特点作图;
(2)求经过某点的反射光线的作图;
步骤:
①由成像规律确定像的位置;
②连接像点和题目中规定的某点(注意:镜后虚线,镜前实线;实际光线要标箭头)
③补齐对应的入射光线和法线。
(3)确定观察平面镜成像的范围。
步骤:
①由成像规律确定像的位置;
②由物向镜两端引入射光线(射向镜面所有光线的边界);
③补齐对应的法线和入射光线。
(二)球面镜:反射面是球面的一部分
1. 凹镜:反射面是球面的内表面。
(1)凹镜能把射向它的平行光会聚在一点,这一点叫做它的焦点。
注:每条光线仍遵守反射定律
(2)应用:
①利用凹镜聚光;
②利用凹镜得到平行光。
2. 凸镜:反射面是球面的外表面。
(1)凸镜对光线起发散作用,平行光线经凸镜反射后,反射光的反向延长线的交点叫做它的虚焦点。
(2)应用:
①凸镜成正立、缩小虚像;
②凸镜可以扩大视野。
【典型例题】
[例1]人在平面镜MN中能看到物体AB的像,如图所示,至少把平面镜MN上的哪一部分遮住,人就看不见物体的像了?请在图中画出来。
分析:本题中人眼能够看到物体AB的像是因为物体的光经平面镜反射后射到人眼。因此只要确定射入人眼的那部分反射光线,则这部分反射光线所利用的平面镜的部分也就知道了。
解答:
(1)作出AB在镜中的像;
(2)连接A’C、B’C交平面镜MN于E、D两点;
(3)如图所示,DE即为所求作的范围。
说明:解此类题的方法一般是先用对称法确定虚像的位置,再根据虚像的成因确定射入人眼睛的反射光线,进而确定所求的范围。
[例2] 如图所示,两个平面镜成一定角度放置,在镜前放一个点光源S,点光源S通过两个平面镜分别成虚像S1、S2。画出在两个平面镜前同时看到S在两平面镜内像S1、S2的范围。
分析:S点发出的光有无数条射到平面镜上后被平面镜反射,若人的眼睛在反射光线的传播路径上,人眼就会看见S点的像,其中最远的两条反射光线即为由镜子边缘M、N或N、K反射的光线,人眼在这两条反射光线所夹的区域内能同时看到S点的像。
解答:
(1)先用对称法作出S点在MN、NK中的虚像S1、S2;
(2)连接S1M、S1N、S2N、S2K并延长;
(3)如图所示画箭头部分所夹区域即为所求的范围。
说明:本题主要考察同学们确定平面镜成像观察范围的知识,解决这类题目只需要连接像点和平面镜的边缘,得到两条临界的反射光线,它们之间所夹的区域即为能观察到成像的范围。对于像本题这样有两个平面镜或两个平面镜以上的问题,只需要找到它们的公共区域即可。
[例3] 在贯通东南西北的大道的十字路口的西南角,竖立一面平面镜,观察者在镜中看到一辆汽车向东行驶至路口转弯,后向南行驶,则该汽车实际行驶路线应是怎样的?
分析:本题观察者在镜中观察到的是汽车的像的运动情况,应根据对称法确定出汽车真正行驶的路线。
解答:汽车实际行驶的路线是向南行驶至交叉口后向东行驶。
说明:本题涉及了一种咱们常见的交通指示镜,在高速公路的路口处我们经常会看到类似的装置,这是一道与实际联系比较紧密的题目,也是中考中的一个热点。在光学部分中与实际生活相联系的题目基本上都离不开成像问题,因此,我们应该熟练掌握各种实像、虚像的成像规律、在实际生活中的应用及像与影的区别等知识。
[例4] 一发光点,放在相互垂直的平面镜前时我们能看到几个像?
解析:根据平面镜成像特点,如图所示,S在M1中成像S1,S在平面镜M2中成像S2,S发出的光线斜射到M1后,其中一部分反射光又射到M2上,发生第二次反射。那么,第二次反射的光线好像是从S3发出的,即S点在两个互相垂直的平面镜中可成三个虚像。因为S点发出的光线射到这两个平面镜上后最多只能发生两次反射。
答案:利用对称法作图,分别找出S点在平面镜M1、M2中所成的虚像S1、S2,同理确定出第三个虚像S3的位置。
说明:本题要求同学们要熟练掌握平面镜成像规律、原理和光的反射定律,而且还和实验现象紧密联系。大家在学习的时候要注意观察实验,学会分析实验结论。
[例5] MO和NO两平面镜互相垂直,S为光源,如图所示,请画出经两个镜面两次反射,最后通过A点的那条光线的光路图。
解析:本题要求同学们灵活掌握光的反射定律及平面镜成虚像的原理,即反射光线的反向延长线相交成虚像。若使最后的反射光线通过A点,应须先确定S点在平面镜中所成的虚像S1、S2,方可将问题解决。
答案:如图所示,先作出光源S在平面镜MO中所成的虚像S1。因S1在NO镜面的“前方”,仍可由NO镜再第二次成像S2。因为二次反射的光线要通过A点,所以S2、A应在一条直线上,与NO镜相交于O2, S1、O2在一条直线上,相交MO镜面于O1,于是SO1为第一条入射光线,O1O2为第一次反射光线,O2A为第二次反射光线,即为所求光线。
说明:解决这类让反射光线过某点的题目基本思路就是找到像点,连接像点和该点的直线在镜前部分即为所求的反射光线。像本题这样有两个或两个以上镜面的情况,注意光的多次反射和形成的多个像点就可以了。
[例6] 一条小河,竖直的堤岸高出水面0.75m,一位身高1.5m的同学站在离岸3m的地方恰好从水中看到河对岸电杆的顶部的像,已知电杆高4.5m,距离河岸3m,求水面宽度。
分析:本题是利用几何光学测物距的典型例题。在解此类问题时应依据的物理原理有:平面镜成像特点、眼睛看到物体在平面镜中所成虚像的原理等。应用到的数学知识是:相似三角形对应边成比例。
解答:如图所示AB为电杆,A’为杆顶的像,河面宽度为MN,DE为站在岸边的同学。由题意可知:BC=NF=0.75m,AB=4.5m, BM=NE=3m,DE=1.5m,AC=CA’=0.75+4.5=5.25m在△NFO和△DEN中有:DE/EN=NF/OF,1.5/3=0.75/OF,OF=1.5(m)
在△NFO和△A’CO中有: NF/OF=CA’/CO,0.75/1.5=5.25/CO,CO=10.5(m)
GO=CO—BM=10.5—3=7.5(m)MN=GO+OF=7.5+1.5=9(m)
说明:这是一道学科间的综合题,这类题目也是中考的一个大热点。与几何光学这部分知识联系比较紧密的是数学中的几何问题,所以,在学习这部分内容时要特别注意几何知识的复习。另外,准确合理的画出本题的草图也是解题的关键。同学们在平时的训练中要注意培养自己把物理情景表示在草图上的能力。
(答题时间:40分钟)
一. 填空题:
1. 汽车头灯碗是个________面镜,汽车驾驶室外的观后镜是________面镜。
2. 平面镜M固定不动,当物体以2米/秒的速度向平面镜移动,其像相对于平面镜的速度是______;若物体不动,平面镜向物体以2米/秒的速度移动,则像相对于物体的速度是______。
3. 如图1所示,两块平面镜成60°角放置,在其镜前有一物点A,经过两平面镜反射总共能生成________个像。
4. 生物显微镜的截物台下装有一个________镜,以便使光能会聚到被观察的物体上。
5. 身高为1.8米的运动员直立在水平地面上,眼睛距头顶的距离为8厘米,如果他想从竖直挂在墙上的平面镜里看到自己的脚,这面镜子的底边离地面的高度不得超过________米。
6. 如图2所示,平面镜M和铅笔都竖直在桌面上。若平面镜沿箭头方向转60°,那么铅笔在镜中的像转过的角度是________。
7. 物体在平面镜里成______像,像和物体大小______。当物体逐渐远离平面镜时,它的像将(填“不变”、“变小”、“变大”)
8. 下面两图都是时钟在平面镜中成的像,它们的实际时间是甲:;乙:。
甲 乙
二. 选择题:
1. 如图3所示,S1和S2是两个小灯泡,M是平面镜,下列说法中正确的是( )
A. S1和S2都能经平面镜形成虚像
B. S1不在平面镜的正前方,不能经平面镜成像
C. S2距平面镜较远,它经平面镜所成的像较小
D. 平面镜越大,S1和S2经平面镜所成像间的距离越大
2. 下面关于实像和虚像的说法中正确的是( )
A. 虚像和实像都能通过眼睛观察到,但虚像不能成在屏上而实像能成在光屏上
B. 虚像一定是人的幻觉,实际上并没有光线进入人的眼睛
C. 只有实像才能用照像机拍摄,而虚像照相机拍摄不下来
D. 实像才能用眼睛观察到,虚像不能用眼睛观察到
3. 如图所示的是某同学画的潜望镜的示意图。使用这样的潜望镜看物体AB的像是( )
A. 放大倒立的实像 B. 缩小倒立的实像
C. 等大正立的虚像 D. 等大倒立的虚像
4. 一人通过平静的湖,看到水中有一片云彩,这云彩是( )
A. 光的反射形成的虚像 B. 光的反射形成的实像
C. 光的折射形成的虚像 D. 光的折射形成的实像
5. 物体AB及其在平面镜中所成的像A’B’如图所示,其中正确的是( )
6. 如图,一平面镜竖直放置,一小物体S以a点为圆心,0.5米长为半径沿顺时针作圆周运动,已知a点到平面镜距离为2米,则S的像的旋转方向与运动过程中物、像间的最大距离分别为( )
A. 逆时针旋转、5米 B. 顺时针旋转、5米
C. 逆时针旋转、4米 D. 顺时针旋转、4米
三. 作图题:
1. 有一束光通过A点射到镜面,反射后过B点,请画出入射光线和反射光线
2. 图中S为发光点,从它发出的两条光线经平面镜反射后的两条反射光线分别与虚线a、b重合,根据平面镜成像规律在图中画出平面镜,并找出S在平面镜里的像S'。
一.
1. 凹、凸;
2. 2米/秒、4米/秒;
3. 5;
4. 凹;
5. 0.86;
6. 120°;
7. 虚、相等、不变;
8. 3:40、12:05;
二.
1. A 2. A 3. D 4.A 5. C 6.A
三.
1.
2.
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【名师解读】八年级物理第五章第三节《探究平面镜成像的特点》精品导学学案(北师大版)B
【基础知识精讲】
1.平面镜成像特点:(1)平面镜所成的像是虚像,实物在镜前,虚像在镜后.(2)像与物等大且正立,虚像和实物所在的位置的连线与镜面垂直,到镜面的距离是相等的.
2.实像与虚像
实像指从物体发出的光线,经过光具后实际的光线相交所成的像,是由真实的光点,会聚而成的且与原物相似的图样.实像可以在光屏上呈现出来,能用底片感光.
虚像是从物体发出的光线经过光具后,实际光线没有会聚而是发散的光线,是这些发散光线的方向延长线的交点聚焦而成的像.虚像不能在光屏呈现出来,也不能使底片感光.无论实像还是虚像,人眼都能够观察到.
3.平面镜的成像原理
如上图示镜前烛焰上的点S发出的光线,经平面镜反射后到达人眼睛,但眼睛是根据光是沿直线传播的经验来确定物体位置的,所以觉得光线好像是从平面镜后S1点发出的,实际上镜后并没有点燃的蜡烛,像点S1是反射光线反向延长线的交点组成的虚像点,所以物体在平面镜中成的像是虚像.
4.平面镜的应用
①利用平面镜成橡如梳妆镜,练功房中的镜子
②用平面镜改变光的传播方向起到控制光路的作用,如制作潜望镜.
【重点难点解析】
本节中平面镜成像特点是重点,要知道平面镜成等大、等距、正立、虚像、物像连线与镜面垂直.根据光的反射定律和平面镜成像的特点画出光路图是本节知识的难点.典型例题如下.
例1 判断下图,正确的平面镜成像图是( )
解析:C.判断平面镜成像图是否正确,可按以下步骤进行.①观察各像点之间是否用虚线连接,平面镜所成的像是虚像,应当用虚线表示、②确定物体上的几个点及它们对应的像点位置.③连接对应的物点和像点,观察它们的连线是否与镜面垂直,比较物、像点到镜面距离是否相等.通过以上分析故C符合要求.
例2 如下左图所示,MN是一平面镜,S是镜前的一点光源.试根据作图确定人眼能观察到点光源S经平面镜所成的像的范围.
解析:人眼能看到物体的原因是物体发出的(或反射的)光线进入人眼.因此要确定能观察到光源S经平面镜成的像S’的范围,实际上是要确定S发出的光经平面镜MN反射后反射光线的范围.具体步骤如下:①根据物、像关于平面镜对称的原理,找出S经平面镜MN反射所成的像S’.②作入射光线SN及SM.③根据从光源S发出的光线经平面镜反射后的反射光线的反向延长线必定通过S’的原理,画出对应的两条反射光线NB和MA,如上右图所示,则图中阴影部分即为人眼能看到S的像S’的范围.
例3 铅笔尖垂直接触一平面镜的镜面.笔尖的像与笔尖间的距离约为4毫米,由此可估算出镜子玻璃的厚度约为( )
A.4mm B.2mm C.8mm D.1mm
解析:镜子主要是依靠玻璃表面镀的银层作为反射面的笔尖接触镜面时,它离反射面的距离就是玻璃的厚度,即为物、像间距的一半,由此可以估算出镜子厚度约为
【难题巧解点拨】
例1 如下图所示是一时钟在平面镜中的像,那么此刻的实际时间是:( )
A.1点20分 B.11点20分
C.10点20分 D.10点40分
解析:钟和平面镜中的像对称,要对本题作出判断,可利用逆向思维法,只要把纸反过来,从背面看一下就可以得出结论D.
例2 如果在月球上架设一台望远镜来观察地球,则关于地球“缺损”现象的说法中,正确的是( )
A.有“缺损”周期为24小时 B.有“缺损”周期为30天
C.有‘缺损”周期为365天 D.不可能有“缺损”现象
解析:B“缺损”是指如月亮似的,有月圆、月缺周而复始.如果以月球为参照物,那么地球将围着月球转了,因而一定像月球一样有圆,有缺的现象发生.
【课本难题解答】
岸边的房屋和树木等在水中的像看上去都是倒立的,为什么?
解析:因为平静的水面类似于平面镜,岸边的房屋和树木在水中的像相当于平面镜成像,也是虚像.它们看上去是倒立的,是由平面镜成像的特点造成的.岸边的房屋和树木在水边,树木和房屋的下端离水面较近,它们在水面上所成的像离水面也近一些,而树梢和房屋顶部离水面较远,它们在水面上所成的像也离水面较远,人站在岸边看它们所成的像就是倒立的.
【典型热点考题】
例1 如下图所示,平面镜与水平面成a角在水平面上放有一小球A,它经平面镜成的像为A’,当平面镜沿水平面平移靠近小球A时,小球的像A’运动方向如何?
解析:平面镜成像的特点是像与物关于平面镜对称,由位置对称有像与物的连线与平面镜垂直,当平面镜平移时,过A点且垂直于平面镜的直线不变,则像A’只能在这条直线上移动,因此像A’沿AA’连线向A靠近.
例2 由点光源S发出的一束入射光线AB射在镜面MN上,如左下图所示,图中CD是由S发出的另一束入射光线的反射光线,请在图中画出点光源S的位置.
解析:正确作图方法如下:1.画出垂直于镜面过B点的法线BE;2.根据光的反射定律画出反射光线BF;3.把反射光线BF和CD反向延长并交于S’点,交点S’就是点光源S的虚像;4.根据平面镜成像特点,像与物和平面镜对称,即可画出点光源S的位置,如左上图所示.
例3 一束阳光与水平地面成30°角,要使这束光线水平地反射出去,应该怎样放置平面镜?
解析:由于光的反射定律,找到入射光线和反射光线的夹角的平分线就可以确定法线,而与法线相垂直的平面就是平面镜的位置了.但水平反射光线,可以从左、右两个方向反射,因而出现了两种,最有效的办法是画出光路图。要使该束阳光水平地反射出去,平面镜可以分别与水平地面成15°和75°角放置.
【同步达纲练习】
一、选择题(每题5分,共25分)
1.一个人站在平面镜前并缓慢地向平面镜靠近.关于他在平面镜中所成像的情况应该是( )
A.像面镜,而且变得越来越大
B.像面镜,而且变得越来越小
C.像面镜,而且大小不变
D.人和像之间的距离保持不变,而且像的大小也不变
2.下列说法中正确的是( )
A.我们看到平面镜中的像,是像发出的光线进入了人眼的缘故
B.在平面镜后放物体会遮挡平面镜内的虚像
C.比平面镜大的物体不能在平面镜内成完整的像
D.站在平面镜前的人逐渐远离平面镜时,他的像大小不变
3.身高1.8米的人站在水深1米的清水池岸上,那么,此人在水中“倒影”的高度是( )
A.1米 B.1.8米 C.28米 D.0.8米
4.两块相交的平面镜M1和M2,有一束平行于M1的光线射到M2镜面上,经两块平面镜反射后光线平行于M2射出,则M1和M2两镜面的夹角是( )
A.90° B.60° C.45° D.30°
5.一个点光源通过平面镜成像,如右图所示,设光源不动,平面镜以速度v沿OS方向向光源匀速平移,镜面跟OS方向之间成30°角,则光源的像S’(图中未画出)的运动应是( )
A.以速率v平行于OS向右运动
B.以速率v垂直于OS向下运动
C.以速率沿S’S连线方向向S运动
D.以速率v沿S’S连线方向向S运动
二、填空题(每空3分,共42分)
6.物体在平面镜中成的是 像,像和物体的大小 ,它们的连线跟镜面 ,它们到镜面的距离 .
7.共同学的身高1.70m,站在1.2m高的平面镜前,离平面镜1.5m处,则他的像高______m,他的像到镜面的距离 m.
8.一个人立于平面镜前0.5m,身后2.5m处是房门,人看到镜中房门的像离人________m,当人以lm/s向远离平面镜方向运动2s后,人看到的房门像离人 m,人在镜中的像以 m/s速度向 方向运动.
9.小王通过平面镜看到小李的脸,那么小李 看到小王的脸(填“也能”或“不能”),这是因为 的道理.
10.水平桌面上有一乒乓球,桌边有一块平面镜,当乒乓球向平面镜移动时,它的像沿竖直方向移动,则平面镜镜面与水平桌面夹角应是 .
11.如下图所示,在平面镜的上方有一物体A,当镜面绕物与镜面接触点转动40°时,物体A的像转 角
三、作图题(每题11分,共33分)
12.在左下图中,a、b是由点光源S发出经平面镜反射后的两条光线,在图中画出点光源S的位置.
13.一个身高1.8米的学生要从平面镜中看到自己的全身像,平面镜的高度至少应多少米?若眼睛离头顶10厘米,镜应挂在多高的位置?画图说明
14.有两个互相平行的平面镜P和Q,当入射光线跟P镜成60°角入射时,如右上图所示试证明经两镜的两次反射后,射出的光线与原来的入射光线恰好互相平行
【素质优化训练】
1.站在平面镜前4m的人,沿着与平面镜的镜面垂直的方向匀速走向平面镜.若此人行走的速度为0.5m/s,经过2秒钟,则人对自己虚像的速度和人与自己虚像的距离分别是( )
A.0.4m/s,7m B.0.25m/s,5m
C.1m/s,6m D.2m/s,8m
2.平面镜M前放一线状物体AB如下左图所示。用作图的方法,求出在平面镜前什么范围能看到AB物体在平面镜中完整的像.
3.用光路图表示出人眼e从镜中能观察到那部分杆像的长度(用N’P’表示),如右上图.
【生活实际运用】
1.家庭和商店中常装饰一些大的平面镜,其作用是什么?它利用的是什么光学原理?
2.马路边有个水塘,夜间隔塘观察路灯在水塘中成的像,常看到一根根光柱而不是路
灯泡清晰的像.为什么会产生这样的现象?
【知识验证实验】
夜间行驶的卡车,驾驶室内不允许开灯,这是为什么?
【知识探究学习】
在水深6m的平静湖面上方,有一支小鸟在离湖面10m高处飞行,小鸟与它的像相距多远?
解此题往往很多同学把反射面判断不清,认为湖底是反射面,还有人错误认为湖水深6m,像最多只能成在6m深的水中,像与湖面距离不能超过湖水深度.要正确解答此类问题必须正确掌握平面镜的成像特点,以湖面为镜面,像与物是与境面对称的,物距镜面10m,成的像距镜面也应10m,小鸟与它的像的距离为20m.
参考答案:
【同步达钢训练】
一、1—5 C D B B D 二、6.虚 相等 垂直 相等 7.1.70 1.5 8.3.5 5.5 1,远离平面镜 9.也能 光路可逆 10.45° 11.80°
三、12.
13.
A为人头 E为人眼 BE为170cm
所为相似原理 OD=85cm OC=5cm
∴ 镜子至少90cm,镜子应挂距头5cm处.
14.
【素质优化训练】
1.C
2.
范围为B′M和A′N所夹
【生活实际运用】
1.物体在平面镜中所成的像在镜后,距镜的距离与物体到镜的距离相等,使人觉得空间增大了一倍.2.选择一个有较宽水面的池塘,观察地水另一侧的灯光,并观察水面,你会发现这种现象的产生与清风吹拂水面泛起涟漪有关.
【知识验证实验】
夜间公路上很暗,如果驾驶室内共灯,驾驶室被照亮,车前的玻璃就相当于一个平面镜,司机只能通过车前的玻璃看到车内的物,无法透过玻璃看到车外路面的情况,容易引发交通事故.
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【名师解读】八年级物理第五章第五节《物体的颜色》精品导学学案(北师大版)A
【学习目标】
1. 知道白光是由色光组成的。知道色光混合与颜料混合发生不同的现象。
2. 经历把太阳光分解为各种色光的实验过程。探究颜料混合与色光混合的区别。
3. 在观察分解太阳光,进行颜料混合、色光混合的实验中,产生探索未知物理知识的欲望与兴趣,并解决问题的喜悦心情。
【学习重难点】
重点:探究光的色散并得出结论。
难点:知道光的“三基色”和颜料的“三原色”,并知道其他的色光和颜料由“三基色”和“三原色”混合而成。
【学习器材】
三棱镜、白色的光屏、带狭缝的的挡光板
【学习过程】
一、学前准备:
1、光的色散实验
①、实验探究:研究光的色散
在17世纪以前,人们一直认为白色是单纯的颜色,直到伟大的物理学家牛顿做了光的色散实验,才揭开了光的颜色的秘密,我们看下面的实验:(课本P60图4-31和图4-32)
②、太阳光通过三棱镜后,被分解成各种颜色的光,在白屏上就形成了一条彩色的光带(颜色依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫),彩色带再通过第二个三棱镜后,又汇成一束白光。这说明,白光是由各种色光混合而成的。
这个现象的产生表明:第一,白光不是单色的,而是由各种单色光组成的混合光;第二,不同的单色光通过棱镜时偏折的程度是不同的。实验中红光偏折的程度最小,紫光偏折的程度最大。
2、光的混合
①三基色。
②彩色电视画面上的各色光条。
③不同的色光混合后呈不同色光的基本规律如图:
3、颜料的混合
①、三原色
②、不同色彩的颜料混合后的基本变化规律如图:
4、色光的三基色与颜料的三原色的不同点
①色光的三基色与颜料的三原色不同。
色光的三基色:红、绿、蓝
颜料的三原色:红、黄、蓝
②它们的混合规律也不同。色光的三原色混合后为白色,颜料的三原色混合后为黑色。
③它们的混合原理不同,色光的混合原理是:两种色光混合后使眼睛感觉到产生了另一种色光。颜料的混合原理是:两种颜料混合色是它们都能反射的色光,其余的色光都被这两种颜料吸收掉了。
5、物体的颜色
透明物体的颜色是由它透过的色光决定的,只透过红色光的玻璃,我们看到它是红色的,只透过绿色光的玻璃我们看到它是绿的。不透明物体的颜色是由他反射的色光决定的,白色物体是因为它反射所有射到物体上的色光,黑色物体将吸收所有射到物体上的色光,我们看到物体的颜色是红色的,是因为它只反射红色的光。因此,绿光射到红色的衣服上,我们将看到衣服是黑色的。
二、课堂交流与达标导学:
(一)交流预习情况:
1.展示预习成果:交流你的思考和疑惑(含实验情况)。
2.讨论:通过预习,你想了解学习哪些知识:______________________
_____________________________________________________________
(二)知识深化探究:
1.光的色散:牛顿
(1)定义:白光通过三棱镜后,被分解为_____、 _____、_____、_____、____、_____、_______7种色光.
(2)说明:
①白光不是_____光,而是_____光。
②不同单色光通过棱镜时,偏折程度_____。
(____光最小,____光最大)
2.物体的颜色:
(1)透明物体的颜色:是由它__________的色光决定。
注:________色物体几乎让各种色光都通过。
(2)不透明物体的颜色:是由它_________的色光决定。
注:①X颜色的物体只反射_________光,其它色光被吸收.
② ________色的物体可反射各种色光,________色的物体可吸收各种色光。
[例1]戴蓝色镜片的人看红纸是____________色的。
[例2]绿光灯照射到穿白上衣、红裙子的演员身上,观众看到她的上衣是______色,裙子是__________色.
3.光的“三基色”:
为________、________、_______,混合可得不同色光。
4.颜料的“三原色”:
为_________、________、________,混合可得不同颜料。
三、课堂达标检测:
1.白光通过棱镜后,能够分解成________________________________七种色光,这七种色光通过棱镜后又会聚成________光,这表明白光就是由这七种色光 ________而成的。
2.色光的三基色是________________,混合后为_______;颜料的三原色是______________,混合后为________。
3.观察两只手电筒分别射出的红光与蓝光在白墙上重叠部分的颜色是_______________。
4.雨后的天空是浮有大量的细小水珠,太阳光照射到这些小水珠上时,它被分解成绚丽的七色光,这就是我们看到的光的“鹊桥”—— ________________。
5.不同的色彩搭配,不仅给人美感,而且使人产生联想。如:黄、橙、红属于______________,让人想到火与太阳;绿、蓝、紫属于________________,让人想到草地、水等。冷暖色的对比与协调,能产生美妙、生动的色感。
6.用放大镜观看彩色电视机荧光屏上的白色区域,会发现它是由________种颜色的亮点或亮条组成的。
7.戴蓝色眼镜的人看白纸是________色的,看蓝布是________色的,看红纸是________色的。
8.晚上,绿光照射到绿纸上,看到纸是_____色的;红光照射到绿纸上时,看到纸是_____色的;白光照射到绿纸上,看到纸是_____色的。
9.绿色植物是不喜欢_____色光,因为它把_____光反射出来而吸收其他的色光。
10.白色的物体在红光的电灯下看到是_____色的,在黄色电灯下看到是_____色的。因白色物体能_________________________
四、我的收获和疑惑:
1.收获(知识结构):
2.疑惑:
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
五、拓展与延伸(课后探究):
1.在暗室中工作时,为了防止胶卷或洗相纸曝光,室内光源只能使用红色灯泡,我们在暗室内看到一张绿纸的颜色为 ( )
A.黑色 B.红色 C.紫色
2.为什么白色墙壁的房间里比黑色墙壁的房间里要亮些
3.在没有任何其他光照射的情况下,舞台追光灯发出的绿光照在穿白上衣、红裙子的演员身上,观众看到她( )
A.全身呈绿色 B.上身呈绿色,裙子呈紫色
C.上身呈绿色,裙子呈黑色 D.上身呈绿色,裙子不变色
4.画图画时需要绿色颜料,而手头恰好缺少绿色颜料,现在只好用其他颜料来混合调制。说出你调制的方法和道理。
5.你能否在舞台灯具上设置三种颜色变换亮着的灯泡,使穿白衣服的演员穿的衣服变蓝、变红、变黄,说明你这样选用灯泡的道理。
6.电影、幻灯机的银幕都是用白色的粗布做的,为什么不用其他颜色的布?
7.无云的天空为什么呈现蓝色 太阳为什么在清晨和黄昏时呈红色?而在中午则呈白色
答:这是光的散射所致,大气中的微粒尘埃或大气密度起伏变化都会引起大气的光学性质不均匀,对光产生散射。当太阳光进入大气尘时,被散射的紫光和蓝光,较多,而其他的色光较弱,而人的眼睛对蓝光比对紫光是敏感,因此我们看到的天空是蓝色的。清晨和黄昏时分,太阳光沿地平线方向横穿大气层,在大气层中通过的距离长,蓝光被散射,到达人们眼里的是红色,因此太阳呈红色。中午,太阳光垂直穿过大气层,在大气层中通过的距离短,各种色光散射都较少,太阳发出的是耀眼的白色光。
【教(学)后记】
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【名师解读】八年级物理第五章第二节《光的反射》精品导学学案(北师大版)
【基础知识精讲】
光射到两种介质的交界面时,在界面处被反射回原介质中的现象称为光的反射现象,所有的物体表面都反射光,人们能够看到不发光的物体,就是因为被它们反射的光射入了眼睛.
1.光的反射定律
反射光线与入射光线、法线在同一个平面上;反射光线和入射光线分居法线的两侧;反射角等于入射角.入射光线与法线的夹角叫入射角∠i;反射光线与法线的夹角叫反射角∠r,反射时光路是可逆的.
2.镜面反射和漫反射
物体对光的反射分镜面反射和漫反射两类.漫反射使我们从不同方向都能看到物体,镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律.
镜面反射与漫反射比较如下:
现 象 共同点 不同点 结 果
镜面反射 都遵守光的反射定律 镜面光滑 平行光反射后仍然平行
漫反射 反射面有许多微小凸凹不平 平行光反射后向着不同方向
【重点难点解析】
重点:①什么是光的反射;②掌握光的反射定律,会画反射光路图;③知道镜面反射和漫反射
难点:①理解光的反射定律,能应用反射定律解决一些简单的问题②能根据镜面反射和漫反射来解释一些简单现象
典型例题如下:
例1 光的反射定律的叙述下列说法正确的是( )
A.入射光线和反射光线分居法线两侧,且入射角等于反射角
B.入射光线位于反射光线和法线决定的平面内,且入射角等于反射角
C.反射光线位于入射光线和法线所决定的平面内、反射光线和入射光线分居法线的两侧,且反射角等于入射角
D.入射角等于反射角
解析:C.此题在于理解光的反射定律内容,反射定律阐述了“三线、两角”的关系即法线、入射光线、反射光线,反射角与入射角的关系,而A、B、D选项都是颠倒了因果,所以不正确;有了入射光线才有反射现象,反射光线随入射光线变化而变化,反射角也随入射角变化而变化,故选C.
例2 如下左图所示,光线AO以20°的入射角射到平面镜MP上,现将平面镜左边向上,右边向下顺时针转动5°后(下右图),反射光线与入射光线之间的夹角为( )
A.25° B.50° C.15° D.30°
解析:B.本题为对光的反射定律的应用.本题关键为法线总与反射面相垂直,入射光线相对于水平面而言是不动的,让平面镜左边朝上,右边朝下顺时针转动5°,法线自然也跟着转动5°入射角也增大到25°,而反射角等于入射角.所以反射角也增大到25°,而反射光与入射光线夹角等于反射角与入射角之和,所以他们夹角为50°.
例3 晚上,在桌上铺一张白纸,把一块小平面镜放在纸上(镜面朝上),让手电筒的光对着平面镜照射,如下图所示,从侧面看去( )
A.镜子比较亮,它发生了镜面反射
B.镜子比较暗,它发生了镜面反射
C.白纸比较亮,它发生了镜面反射
D.白纸比较暗,它发生了漫反射
解析:B.因为平面镜的镜面很光滑,垂直入射到镜面的光被垂直反射回去,射到其他方向很少,因此从侧面看去,基本上没有光线射入眼中,镜面看起来很暗,所以B正确,又因为白纸表面比较粗糙,入射到白纸上的光发生了漫反射而不是镜面反射,反射光线能射到各个方向所以从侧面看白纸比较亮,C、D选择错误.
【难题巧解点拨】
例1 如下左图所示,AB为平面镜,MN为水平放置在平面镜上方的遮光板,S为一发光点,请问人眼能在平面镜中看到发光点S吗?若能,请画出眼睛能在平面镜中看到发光点S的范围.
解析:此题初看具有迷惑性,会误认为遮光板挡住了,发光点S,人眼不能通过平面镜看到它.实际上根据光的反射定律分别画出发光点S射向平面镜的入射光线,SO和SA及SO'和SB的反射光线,即为眼睛所能看到发光点S的范围,阴影部分为在镜中看到发光点S的可视范围(如右上图)
例2 如左下图,两块平面镜相互成60°角,一束光线AO射到其中一块平面镜MN上,要使最后的反射光线跟AO重合,但方向相反,则光线AO跟平面镜MN的夹角θ为多大?
解析:AO光线经MN平面镜反射后会射到NP平面镜上,再由NP平面镜反射回到MN平面镜,只有使射到NP平面镜上的光线又沿原路回到O点,这样光线最后才能逆着AO方向射出,因此,入射到NP平面镜上的光线只能是垂直入射.如右上图所示,根据光的反射定律分析光路,θ=90 -60°=30°,光线AO跟平面镜MN的夹角为30°
【课本难题解答】
1.光线与镜面成30°角射在平面镜上(下图)入射角多大?试画出反射光线,标出入射角和反射角.
解析:由于入射光线与镜面的夹角为30°,可知入射角为60°,根据光的反射定律有反射角等于入射角,所以反射角也为60°.作法如下:①过入射点O点作NO垂直于镜面,则ON为法线;用虚线表示,则入射角为60°,②过O点作反射光线,使反射光线与法线的夹角为60°,画箭头表示反射光线的方向,并标明反射角60°,入射角60°.
【典型热点考题】
例1 如下图所示,入射光线与平面镜镜面夹角为25°,要想使反射光线与入射光线之间夹角变为120°,则平面镜应绕过O轴沿 时针(填“顺”或“逆”)转过 .
解析:逆、5°.首先作出垂直于镜面法线,则原入射角为90°-25°=65°,反射光线与入射光线夹角为130°.要想使反射光线与入射光线的夹角为120°,应使入射角由65°变为60°,故应将平面镜沿逆时针方向转动5°,法线也随之逆时针转动5°,此时,入射角减少5°,根据光的反射定律中的“反射角等于入射角”可得,反射角也减少5°,反射光线与入射光线的夹角就减少了10°.
例2 如下图所示,一束太阳光射到平面镜上,经平面镜反射后,我们能看到耀眼亮光的位置在( )
A.a处 B.b处 C.c处 D.d处
解析:B.本题考查应用光的反射定律作光路图.画给定入射光线的反射光线,应遵循反射定律,画图步骤如下:①过入射点O画界面垂线恰过a点,即法线ON,②确定入射角∠AOa,③在法线另一侧画出满足反射角等于入射角条件的反射光线,反射光线恰好过b点.所以能看到耀眼亮光位置为b处.
例3 黑板上同一个字,有的座位上的同学看得清楚,而有的座位上同学看不清楚,其原因是( )
A.教室光线亮度不够 B.黑板产生镜面反射造成的看不清楚
C.黑板漫反射造成的看不清楚 D.以上说法都不对
解析:B.光的反射分镜面反射和漫反射.有的座位上的同学看得清楚,说明教室内的光线亮度足够,所以A错误.光线经黑板发生漫反射后学生应从各个不同角度都能看到同一个字,故C选项错误;在黑板的局部发生镜面反射时,特别在这个字处若发生镜面反射时,反射光线所对的座位上的同学就看不清楚这个字了,故选项B正确.
【同步达纲练习】
一、选择题(每题5分,共45分)
1.关于光的反射定律,某同学的叙述如下,其中错误的是( )
A.反射光线跟入射光线和法线在同一平面上
B.反射光线跟入射光线分居在法线的两侧
C.入射角等于反射角
D.入射角为θ,反射角也为θ
2.下列说法中正确的是( )
A.反射光线和入射光线不可能在同一直线上
B.发生漫反射时就不遵守反射定律了
C.发生反射时光路是可逆的
D.反射光的速度小于入射光的速度
3.下列说法中错误的是( )
A.在光的反射现象中,若入射光线靠近法线,反射光线也靠近法线
B.光线垂直镜面入射时,反射角是90°
C.通过平面镜,甲同学能看到乙同学,那么乙也能通过平面镜看到甲
D.镜面反射遵守反射定律,漫反射也遵守反射定律
4.若一束平行光垂直射到一平面镜上,这时反射光和入射光的夹角是( )
A.0° B.90° C.45° D.180°
5.若反射光线与入射光线的夹角是80°,则入射光线和镜面的夹角是( )
A.40° B.50° C.80° D.130°
6.入射光线与平面镜的夹角是55°,保持入射光线不动,绕入射点转动面镜,使入射角增大10°,则反射光线跟入射光线的夹角是( )
A.50° B.70° C.90° D.130°
7.如左下图所示,入射光线与平面镜MN的夹角是30°,如果保持入射光线不动,使平面镜绕入射点逆时针转动10°,则反射光线跟入射光线的夹角( )
A.增大20° B.增大10° C.减小20° D.减小10°
8.如中上图所示,两平面镜A和B相交成角a,若入射光线跟B镜面平行,经镜面反射后,射出的光线与A平行,则角a为( )
A.30° B.60° C.45° D.90°
9.如右上图所示,两块平面镜相交成60°,一束光线AO射到平面镜M上,要使最后反射回去的光线与AO重合,但方向与AO相反,那么光线AO与平面镜M的夹角应是( )
A.15° B.30° C.45° D.60°
二、作图题(每1题6分,第2题5分,共11分)
10.在下图中,根据题中给出的条件,画出入射光线、反射光线或平面镜的位置.
11.太阳光线与水平面成30°角,若要用镜子将太阳光线反射到竖直的深井里,镜面应与水平成多大角度?请在下图中画出其光路图.
三、境空题(每空5.5分,共44分)
12.入射光线垂直射到平面镜上时,反射角是 如果把镜面转动30°角,这时反射光线跟入射光线的夹角是 .
13.我国有一部古书《淮南万毕术》,书中记有这样一段文字:“取大镜高悬,置水盆于其下,则见四邻……”这是利用 原理来观察周围景物,且类似于__________的装置.
14.光的反射有 反射和 反射.两种反射都遵守 定律.
【素质优化训练】
1.太阳光与水平地面成50°角入射,要使太阳光沿检查井照亮下水道,如下图所示,在井口处应怎样放置平面镜.
2.太阳光与水平方向成60°角射向平面镜,若使反射光线沿水平方向射出,求平面镜与水平方向夹角
【生活实际运用】
1.铁板做成的公益广告牌上用油漆画上图案和文字.人们从广告牌前经过时却看不清上面的内容,只感到有刺眼的光照来,这是何故?
2.请你设计一种自行车“尾灯”,当光照射在它上面时,它能将光按原方向反射回去.这样使夜行的机动车辆能看清公路上的自行车.
【知识验证实验】
雨后晴朗的夜晚,地面低凹处还有积水,为了不踩到地面的积水,怎样判断才正确?
【知识探究学习】
正确掌握光的反射定律是解本节问题的关键,对定律可以从“共面”、“分居”、“相等”几个方面去理解,“共面”是指反射光线、入射光线和法线在同一平面上,“分居”是指反射光线和入射光线分居法线两侧.“相等”指反射角等于入射角.
解题中还应注意不论是镜面反射还是漫反射都遵循光的反射定律,不能错误认为只有镜面反射遵守反射定律,漫反射也遵守反射定律.
参考答案:
【同步达纲练习】
一、1-5.C C B A B 6-9.C C B B
二、10,11
三、12.0° 60° 13.平面镜成像 潜望镜 14.镜面 漫 光的反射
【素质优化训练】
1.平面镜应与水平面成70°角放置. 2.平面镜的放法有两种:一种是镜面与水平方向成30°角,一种是与水平方向成60°角.
【生活实际运用】
1.广告牌如果太光滑,太阳光照在它上面,就易产生镜面反射.当人逆着反射光看广告牌时,由于光照太强,分辨不出它上面的字迹,图案和底色.
2.自行车“尾灯”本身不发光,设计反射式尾灯是为了让车后的灯光照在它上面发生反射而被人观察到。将反射面设计成互成90°角度的组合面可以使先按原路反射回去.
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