第3讲 光的传播光的反射与平面镜成像

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第3讲 光的传播光的反射与平面镜成像
Ⅰ考生必背：基础知识
必记1：光的传播
l．在同一种均匀介质中光是沿直线传播的。光线是一条带有箭头的表示光的径迹和方向的直线。
2．光速：在真空或空气中的光速是3．0×10 m／s。
必记2：光的反射
3．在光的反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一个平面内；反射光线、入射光线分居法线的两侧；反射角等于入射角。
4．在光的反射现象中光路是可逆的。反射现象分镜面反射和漫反射。
必记3：平面镜成像21世纪教育网
5．物体经平面镜所成的像是虚像；像和物体大小相等；像和物体到平面镜的距离相等。
Ⅱ考生必会：考点
一、基本考点
考点1：光的传播(重点) 21世纪教育网
1．光源：能够发光的物体叫光源。光源分天然光源和人造光源，例如，太阳就是天然光源，电灯就是人造光源。注意：月亮不是光源，人们看到的月光是月亮反射的太阳光。
2．光的传播：光在真空或同一种均匀的介质中是沿直线传播的。
3．光线：带有箭头表示光的传播径迹(路径)和方向的直线叫光线。注意：光线并不是客观存在的，只是为了形象地描述光的传播径迹和方向而人为引入的一种物理模型。
4．光速：(1)真空中的光速是宇宙间最快的速度。在物理学中用c表示：c一3．0×10 m／s。(2)光在空气中的速度接近光在真空中的速度，一般情况下，认为它们相等，即=c=3．0×10 m／s。
5．光年：光年是一个长度单位，即光在一年的时间里传播的距离。1光年≈9．46×10km。
【例1】2009年7月22日上午8时左右，将发生本世纪最重要的一次日全食。如果天气晴好，中国是全球最佳观测地。日食现象可以用我们学过的光的________道理解释。
解：直线传播 点拨：日食现象是由光的直线传播形成的。
三易点警示灯：光的传播与声音传播的区别(易误点) 21世纪教育网
详释：(1)光能在真空中传播，传播时不需要介质，声音不能在真空中传播，传播时需要介质。(2)光在真空中的传播速度为3．0×10 m／s(光在空气中的传播速度也近似为该值)，声音在空气中传播速度为340 m／s。(3)在同种均匀介质中光沿直线传播，声音能向四周传播。
考点2：光的反射(重难点、热点)
考点归纳与拔高：
1．光的反射现象：光射到物体表面时，被物体表面反射回去的现象叫光的反射现象。我们能看见不发光的物体，就是因为物体表面能够反射光的缘故。光射到任何物体的表面时，都会发生反射现象。
2．同学们在复习时要注意理解并掌握有关光的反射现象的基本概念，即入射点(反射点)、反射面、入射光线、反射光线、法线、反射角、入射角。特别要注意入射角与反射角的区别。21世纪教育网
3．光的反射定律：(1)反射光线、入射光线、法线在同一个平面内。(2)反射光线和入射光线分居在法线的两侧。(3)反射角等于入射角。
4．在光的反射现象中，反射角的大小是由入射角的大小决定的，所以不能说入射角等于反射角。
5．光路的可逆性是光学中的重要内容，望同学们在复习时注意理解并掌握。
6．镜面反射和漫反射的异同：相同点：都是光的反射现象；都遵循光的反射定律。不同点：镜面反射的反射面平滑，漫反射的反射面粗糙；若入射光线是均匀平行光线，则发生镜面反射时，反射光线只向一个方向，而发生漫反射时，反射光线向各个方向。
【例2】小明同学用如图1—3—1所示的装置，研究光的反射规律，其中有一个可折转的光屏，光屏在实验中的作用是：(写出两条)
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图1—3—1
(1)___________________________________________________
(2)___________________________________________________
解：(1)显示光的传播路径；(2)探究入射光线、反射光线、法线是否共面
点拨：在探究光的反射规律实验中，“可折转”光屏的设计非常精妙，使实验的操作性更强，更简便。在学习中我们也要有这种理念，对实验器材进行创新性设计，培养创新能力。
三易点警示灯：对入射角与反射角的理解(易误点) 21世纪教育网
详释：在光的反射现象中，入射角是入射光线与法线间的夹角，反射角是反射光线与法线间的夹角。有些同学在学习中，由于对此认识不深刻，而误认为入射角是入射光线与反射面间的夹角，反射角是反射光线与反射面间的夹角。希望同学们在复习时注意加深对入射角及反射角的理解。
考点3：实验探究：平面镜成像的特点(实验考点、学科内综合考点)
1．实验中要用玻璃板代替平面镜的原因是：玻璃有反光性，点燃的蜡烛可以通过玻璃成像；玻璃又有透光性，透过玻璃可以看到另一支蜡烛，从而能确定像的位置。
2．实验中要用两支相同的蜡烛，是为了比较物体在平面镜中所成像的大小与物体大小的关系。
3．实验中要将点燃的蜡烛放在不同的位置，进行多次实验，目的是为了避免实验时的偶然性，使实验结论准确可靠。
4．实验中应注意，玻璃板一定要与桌面垂直。
5．实验结论：物体在平面镜中所成的像是虚像；像与物体大小相等；像到镜面的距离与物体到镜面的距离相等；像与物体的连线跟镜面垂直，即物、像关于镜面对称。
【例3】图1—3—2是利用透明玻璃板探究平面镜成像特点的实验示意图，下列说法正确的是( )
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1—3—2
A．像的大小与蜡烛到玻璃板的距离有关
B．蜡烛远离玻璃板过程中，蜡烛的像始终与蜡烛等大
C．把光屏放在玻璃板后像所在的位置，像会成在光屏上
D．用玻璃板代替平面镜是为了能在玻璃板后成一实像
解：B 点拨：平面镜成像中像与物等大，像的大小与物到镜面的距离无关，且像与物关于镜面对称，故A、C错误，B正确；平面镜所成的像为虚像，故D错误。
三易点警示灯：决定平面镜所成像大小的因素(易误点)
详释：有些同学误认为物体在平面镜中所成像的大小与物体到平面镜的距离有关，物体离平面镜越近，物体在平面镜中的像越大，反之物体在乎面镜中的像越小。实际上，物体在平面镜中所成像的大小只与物体本身大小有关，与物体到平面镜的距离无关，与平面镜的大小无关。至于人面镜时，看上去自己在平面镜中的像变大，那是因为人面镜时，人在镜中的像也面镜，镜中的像对人眼的视角(物体的两个端点与人眼连线的夹角叫视角，物体对眼的视角越大，人感觉物体越大)变大的缘故。
考点4：球面镜(难点) 21世纪教育网
1．反射面是球面的一部分的镜子叫球面镜。
2．凹面镜：用球面的内表面作反射面的球面镜叫凹面镜。
凹面镜能将射向它的平行光线会聚于一点，该点叫凹面镜的焦点，用字母“F”表示，即凹面镜对光线有会聚作用。利用凹面镜可制成太阳灶、手电筒的反光装置等。
3．凸面镜：用球面的外表面作反射面的球面镜叫凸面镜。凸面镜将射向它的平行光线发散，即凸面镜对光线有发散作用。凸面镜能扩大视野，所以汽车观后镜及街头拐弯处的反光镜都是凸面镜。
【例4】图1—3—3为采集奥运圣火的画面。圣火采集器是一个凹面镜，太阳光经凹面镜__________后会聚，使置于凹面镜__________上的火炬点燃。
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解：反射；焦点 点拨：所有的“面镜”发生的都是光的反射，凹面镜能把平行光会聚于一点即焦点，焦点的温度很高，能够点燃燃料。
二、综合运用考点21世纪教育网
考点5：平面镜成像作图(学科内综合考点)
1．平面镜成像作图是光学作图中的重要内容，也是中考中常见的作图题之一，有关平面镜成像作图的题目有以下几种：(1)已知物体和平面镜的位置，确定像的位置。(2)已知平面镜和发光点及反射光线上某一点的位置，确定入射光线与反射光线的位置。(3)已知物体和像的位置，确定平面镜的位置。(4)已知平面镜及两条反射光线的位置，确定发光点的位置。
2．平面镜成像作图涉及的知识有：(1)光的直线传播。(2)光的反射定律。(3)平面镜成像特点。
3．平面镜成像作图时应注意：(1)光线不要忘记画箭头。(2)光线的反向延长线要画成虚线。(3)像用虚线画。
【例5】一束光线A0以与水面成30度的角斜射到水面。试在图1—3—4中画出光线A0经过水面后的光路图。
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图1—3—4
解：如图l—3—5所示。
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图1—3—5
点拨：作光路图时要注意：
(1)法线NN′垂直于水面；
(2)30度是入射光线与水面的夹角，而不是入射角；
(3)光从空气斜射入水中，折射角小于入射角。
三、实际应用考点
考点6：平面镜的应用
考点归纳与拔高：
1．平面镜在日常生活及生产中有着重要的应用，例如人们每天都要用平面镜检查一下自己的衣着；测视力时利用平面镜可以节省空间；装饰时利用平面镜可扩大视野；精密电工仪表利用平面镜增强读数的准确性；潜水艇潜入水下时，利用平面镜制成的潜望镜观察水面上的情况。
2．本考点在中考中常结合平面镜的实际应用考查平面镜的成像特点，常见的题型有填空题、选择题、阅读理解题。
【例6】在检查视力时，医生让小王观察前方平面镜中的视力表来确定视力。实际上，视力表在小王的后方，他在镜中看到的是视力表_____立、等大的虚像。若小王的眼睛到虚像的距离为5 m，眼睛到平面镜的距离为2．3 m，则他的眼睛到实际的视力表的距离为_____m。
解：正；0.4 点拨：物体在平面镜中成的是正立、等大的虚像，像与物体关于镜面对称，即像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离。故他的眼睛到实际的视力表的距离为5 m-2．3 m-2．3 m=0．4 m。
Ⅲ 考生必知：课标新题型
课标新型题一：探究题
【例1】图1—3—6是探究平面镜成像特点的实验装置，A为玻璃板，B为点燃的蜡烛，C是和B完全相同但未点燃的蜡烛。21世纪教育网
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图1—3—6
(1)用玻璃板代替平面镜，主要是利用玻璃板透明的特点，便于__________ 。
(2)如果有3 mm厚和2 mm厚的两块玻璃板，应选择_____mm厚的玻璃板做实验。
(3)当把C移到B的像所在的位置时，无论怎样沿水平桌面移动蜡烛C都不能使C与B的像完全重合，最有可能的原因是____________________。
(4)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 为什么
解：(1)观察像的位置
(3)玻璃板没有放正
(4)不合理；一两次不代表普遍规律，存在偶然性。
点拨：(2)题，由于玻璃板的两面都会发生光的反射，因此会出现两个像，但玻璃很薄的时候，两个像的位置差异很小，区分不出来，因此应选择较薄的玻璃进行实验。(3)题，若玻璃板没有放正，不垂直于桌面，由于像与物关于镜面对称，因此所成的像就会悬在半空中，放在桌面上的蜡烛即使大小相等也无法重合。(4)题，实验中寻找的是普遍规律，因此要采用控制变量法，分别改变蜡烛的前后左右的位置、改变蜡烛的大小等，多次实验。一两次不能代表普遍情况。
课标新型题二：阅读理解题
【例2】阅读短文，回答下列问题。
寻找“往日之光”
在科幻小说《往日之光》中，作者鲍勃·肖幻想了一种慢透光玻璃，讲述了一段美丽动人的故事。
“想象有一种玻璃，光在这种玻璃中运动的速度极慢，通过半厘米厚需要l0年，比蜗牛的速度还慢得多。当一块慢透光玻璃制出来时，望上去总是一片漆黑，因为还没有光穿过它。把这种玻璃放在风景秀丽的林中、湖边，带着这些美丽的景致的光陷入慢透光玻璃中，10年也出不来。把在这种地方放了l0年的玻璃镶在城市住宅的窗户上，那么，在下一个10年的过程中，这个窗子外面便仿佛呈现出林中湖泊的美景。各种动物无声的前来饮水，空中百鸟飞翔，日夜在交替，季节在变化。身居闹市，犹如别墅。”
这确实是一个有意思的幻想，但关键是要降住飞驰的光。科学技术发展到今天，部分科幻已经开始变成现实。
(1)本文作者进行科学幻想的依据是什么
答：____________________________________________________________________
(2)在生活和学习中你一定也有许多奇思妙想吧，简要写出一种想象及其依据。
解：(1)光在不同的介质中传播的速度不同 (2)常温下制成超导体；依据是超导材料与温度有关。
点拨：对于奇思妙想可根据所学知识进行合理、科学的想象即可。
Ⅳ 考生必试：中考题 (197)
1．如图1-3—7所示的四种现象中，由于光的直线传播形成的是( )
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图1-3-7
2．对下列几种光现象的解释不正确的是( )
A．“湖光映彩霞”——光的反射现象
B．“潭清疑水浅”——光的折射现象
C． 皮影利用了平面镜成像的原理
D．“风吹草低见牛羊”——光的直线传播21世纪教育网
3．小明利用平板玻璃、两段完全相同的蜡烛等器材探究平面镜成像的特点。
(1)选用玻璃板的目的是__________________。
(2)选取两段完全相同的蜡烛的目的是_____________________________。
4．阳光下，微风吹拂的河面，波光粼粼，这里蕴含着光的___________现象。
5．晶晶站在平面镜前，看到镜中自己的像，这是由于光的________形成的，当她走近镜子时，镜中的像将_________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
Ⅳ 考生必试：中考题 (197)
一、选择题
1．2008年春节晚会中有一精彩的“手影戏”——《逗趣》。两位演员用手分别表演了动物、人物的各种形态。活灵活现的手影(图1—3-8)，让观众大开眼界。手影的形成是由于( )
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图1—3—8
A．光的直线传播
B．光的折射
C．光的反射
D．凸透镜成像
2．下列现象中，属于光的反射的是( )
A．立竿见影
B．在河岸上能看到水中游动的鱼
C．树木在水中形成倒影
D．阳光照射浓密的树叶时，在地面上出现光斑
3．利用平面镜可以( )
A．成缩小的像
B．改变光的传播方向
C．成倒立的虚像
D．成正立的实像
4．在一些街道拐角处，由于建筑物挡住了汽车司机和行人的视线，于是在路边适当地方安装一块大镜子，这镜子应是( )
A．平面镜
B．凸面镜
C．凹面镜
D．哈哈镜
二、填空题
5．事实表明，光在不同的介质中传播速度不同，光在______中的传播速度最大，其值为_____ m／s。21世纪教育网
6．小丽和小兰同学在明处照同一面镜子，小丽通过镜子看到了小兰的眼睛，小兰______(填“能”或“不能”)通过镜子看到小丽的眼睛，这种现象可以运用______(填“光的直线传播”或“光的反射定律”)解释，这种现象同时还说明了反射光路具有______ 。
7．一只小鸟在平静的湖面上飞过，当小鸟距水面4 m时，小鸟在湖面的“倒影”是______(填“实”或“虚”)像，它是由于光的形成的，该“倒影”距小鸟______m。
三、作图题
8．两平面镜相互垂直，入射光线如图l—3—9所示，请依次画出经两个平面镜反射后的光线。
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图1—3—9
9．作出图l—3—10中物体通过平面镜所成的像。
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图1—3—lO
四、课标新型题
10．如图1—3—11是探究平面镜成像特点的实验装置。
(1)实验中要求蜡烛1和蜡烛2____________________________。
(2)用玻璃板代替平面镜的好处是____________________________。
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图1—3—11
参考答案：
Ⅳ．l．C点拔：A、D是由光的反射形成的，B是由光的折射形成的。
2．C点拨：皮影利用了光的直线传播。
3．(1)便于观察和确定像的位置；21世纪教育网
(2)便于比较像与物的大小关系21世纪教育网
点拨：认真做好“探究平面镜成像的特点”实验，此题便可迎刃而解。
4．反射点拨：注意光的反射与折射的区别与联系。
5．反射；不变点拨：平面镜成像应用的是光的反射，平面镜所成的像与物体大小相等。
V．一、1．A点拨：手影属于影子，是光在传播过程中照射不到的区域，这是由光的直线传播形成的。
2．C点拨：A、D是光的直线传播形成的；B是光的折射现象；
C是光的反射现象，故C正确。
3．B
4．B
二、5．真空；3．0×10
6．能；光的反射定律；可逆性
7．虚；反射；8
三、8．解：如答图l—3-1所示。
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点拨：先画出法线，然后根据光的反射定律，反射光线和入射光线分别位于法线的两侧，反射角等于入射角，可作出反射光线，从而完成光路图。
9．解：如答图l—3—2所示。
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四、l0．(1)等大(或等长、或一样大等) (2)便于找到蜡烛的像
点拨：在做平面镜成像的实验时，应采用替代法，即取两支等大的蜡烛，分别置于玻璃板两侧，将未点燃的一支在点燃蜡烛的另一侧来回移动，直到观察到未点燃的蜡烛也似被点 燃，此时记下两支蜡烛的位置，用刻度尺测量，而后对多次实验数据分析，得出结论，所以用玻璃板代替平面镜是利用了玻璃的透光性，便于找到蜡烛的像。
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