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三、平面镜成像
5 分钟训练 (预习类训练，可用于课前)
1.一个人站在平面镜前，当他向平面镜走近时，则（ ）
A.像变大，像与人间的距离也变大
B.像变小，像与人间的距离也变小
C.像大小不变，像与人间的距离也不变
D.像大小不变，像与人间的距离变小
思路解析：平面镜成像的特点是：像是与物体等大、正立的虚像，像到平面镜的距离与物到平面镜的距离相等，且分居在镜的两侧。
答案：D
2.球面镜有__________镜和__________镜两种。__________镜对光线有会聚作用，__________镜对光线有发散作用。
思路解析：除了平面镜外，生活中也常见到凸面镜和凹面镜，它们通称球面镜。凸面镜对光线有发散作用，凹面镜对光线有会聚作用。
答案：凸面 凹面 凹面 凸面
3.关于平面镜成像，下列叙述正确的是（ ）
A.镜面越大，像就越大
B.物体离平面镜越近，像就越大
C.物体越大，像也越大
D.平面镜倾斜一些放置，像变大
思路解析：物体在平面镜内成的是和物体大小相等的虚像。像的大小只取决于物体的大小，与镜面大小、镜面的放置情况以及物体到镜面的距离无关，故选C。
答案：C
10 分钟训练 (强化类训练，可用于课中)
1.医生检查病人耳道时，常使用一个凹面镜，这样可以使 （ ）
A.耳道在凹面镜中成一虚像
B.耳道在凹面镜中成一实像
C.耳道在凹面镜中成一放大的实像
D.较多的光线反射进去照亮耳道
思路解析：医生检查病人耳道时，常使用一个凹面镜，这是利用凹面镜对光具有会聚作用，以使较多的光线能进入耳道，将耳道照亮。
答案：D
2.“桂林山水甲天下”，漓江的青山在平静的水面上清晰地映出“倒影”，则“倒影”是（ ）
A.青山的影子
B.青山的实像
C.青山倒立的虚像
D.青山正立的虚像
思路解析：漓江的水面相当于平面镜，根据平面镜成像的特点，山脚离水较近，所以像离水面也近；山顶离水面较远，所以像离水面也远。人站在岸上看到的就是山的倒影。
答案：C
3.池中水的深度是2 m，月球到地球的距离是3.8×105 km,则月球在池中的像到水面的距离是（ ）
A.3.8×105 km+2 m
B.2 m
C.4 m
D.3.8×105 km
思路解析：根据平面镜成像的特点，像与物到镜等距。此题的关键是要搞清楚镜面应指水面而不是池底面。
答案：D
4.如图2-3-1所示是从平面镜中看到的一钟表的时针和分针位置，则此时的实际时刻是（ ）
图2-3-1
A.8 h 20 min B.4 h 20 min
C.3 h 40 min D.8 h 40 min
思路解析：根据平面镜成像规律，镜中的钟面与实际钟面相互对称，上下一致，左右颠倒，要得到实际时间，只要把左右互换就可以了。可以通过纸的背面透光读数，也可按图读出时间为3 h 40 min，因正反读数之和为12 h，则钟的实际时间为12 h-3 h 40 min＝8 h 20 min。还可用对称法通过钟面的中心作一条竖直线，把它当成平面镜成像的对称轴，找出对应的位置。
答案：A
5.如图2-3-2所示，将一块玻璃板竖直架在一把直尺的上面，再取两支等长的蜡烛A和B，分别竖放在玻璃板前后的直尺上，点燃玻璃板前的蜡烛A，移动玻璃板后的蜡烛B，并按照图示那样观察，当蜡烛B移到蜡烛A在玻璃板里的像的位置时，蜡烛B好像也被点燃了。
图2-3-2
(1)由直尺分别读出玻璃板到物(蜡烛A)以及玻璃板到像(蜡烛B)的距离u和v，得到的结果是v__________u。(填“>”“＝”或“<”)
(2)移走蜡烛B，并在其所在位置放一光屏，这时观察者直接观察光屏，看不到蜡烛A的像，由此可知平面镜所成的像是__________。
思路解析：由平面镜成像特点可知v＝u，因虚像是反射光线的反向延长线会聚而成的，所以不能用光屏接收。
答案：（1）＝ （2）虚像
6.(经典回放)如图2-3-3所示，树上停着一只乌鸦，地上有几个小虫，乌鸦从树上的P点飞下来吃地上的哪一个小虫，再飞到对面的篱笆墙上的Q点，它飞行的路程最短 请你根据学过的光学知识设计一条飞行线路。
图2-3-3
思路解析：以地面为界面作出P的对称点P′，连接P′Q，与界面相交于一点，哪只虫子在该点处就吃哪只虫子。依据的物理知识是平面镜成像规律和光的直线传播规律。
答案：如图所示
7.(经典回放)如图2-3-4所示，请画出这名同学在平面镜中看到足球的光路(只画一条光线即可)。
图2-3-4
思路解析：这名同学看到镜中“足球”说明必有一束反射光线进入该同学眼睛，由平面镜成像原理可知，该反射光线的反向延长线必过球的虚像，由此可见，应先根据平面镜成像特点确定足球在镜中的虚像，再连接虚像点和眼睛，交镜面于O点，即入射点，连接足球入射点O，最后画上箭头表示光的传播方向。
答案：如图所示
快乐时光
慈善家
上课的时候，我问学生的志愿，结果不外乎将来立志要做一位工程师、科学家、医生等等。只有一位学生说他将来做慈善家。我听了，马上对这位学生刮目相看。于是我问他为什么？他答道：“老师，您想，要是没有几个钱，能不能做一位慈善家？”
30分钟训练 (巩固类训练，可用于课后)
1.在我国古代名著《红楼梦》中有一段“刘姥姥照镜子”的故事，《红楼梦》的作者是我国__________代的__________。刘姥姥看见镜中的自己感到惊奇害怕是因为她不了解__________造成的；照镜子应用的物理规律是__________。
答案：清 曹雪芹 平面镜成像的道理 光的反射规律
2.有些精密的电学仪表的指针后面，常常附有一块平面镜。在读仪表时，要求眼睛正对着指针，在图2-3-5的图例中，符合读数要求的是（ ）
图2-3-5
思路解析：在读数时，如果从正前看指针位置，看见指针和指针在镜子里的像重合，这样就能保证视线与刻度尺垂直。
答案：A
3.(2010江苏徐州课改区模拟)光明是人们祈求的，但有时光也会损害人的视觉和身心健康，成为光污染。下列现象中会造成光污染的是（ ）
A.汽车车窗玻璃上贴太阳膜
B.城市建筑大面积安装玻璃幕墙
C.晚上学习时用护眼台灯
D.用塑料薄膜建造温室大棚
思路解析：光污染会损害人的视觉和身心健康。A项汽车车窗玻璃上贴太阳膜对人视觉不会引起损害，C项护眼灯是保护人的视力，D项温室大棚是利用光的辐射。故选B。
答案：B
4.儿童乐园里的哈哈镜面是波浪形，使人像变形，令人发笑，那么（ ）
A.表面凸的部分是把人像拉长了
B.表面凸的部分是把人像变短了
C.表面凹的部分是把人像拉长了
D.表面凹的部分是把人像变短了
思路解析：哈哈镜面是波浪形，相当于一个个凸面镜和凹面镜，凸面镜成正立缩小的虚像，即把人像变短了，故选项B正确。人站在哈哈镜前面时，一般来说在凹面镜的焦点以内，根据凹面镜成像特点，此时成正立放大的虚像，即把人像拉长了，故选项C正确。
答案：BC
5.(2010河南模拟)如图2-3-6所示，猴子看见月亮在井中，就要去捞，结果什么也没捞到。关于水中月亮离水面的远近，以下说法正确的是 （ ）
图2-3-6
A.月亮就在水的表面上
B.井有多深，月亮就有多深
C.和天上月亮到水面的距离相等
D.和猴子的眼睛到水面的距离相等
思路解析：猴子看见的是月亮在水中的像，水面相当于平面镜，所以根据平面镜成像特点可知水中月亮和天上的月亮到水面的距离相等。
答案：C
6.(2010辽宁实验区模拟)在“研究平面镜成像特点”时，某同学利用一块玻璃代替平面镜，图2-3-7是这位同学做完实验后在白纸上留下的记录，其中MN是他实验时画出的玻璃板的位置，A、B是两次实验中点燃的蜡烛所在的位置，A′、B′分别是他找到的蜡烛的像的位置。
图2-3-7
（1）用玻璃板代替平面镜的目的是______________________________。
（2）根据该同学在白纸上留下的实验记录，能否得出”像和物到镜面的距离相等”的结论？为什么？
（3）在玻璃板的同一侧，该同学通过玻璃板看到了同一个蜡烛的两个像，产生这种现象的原因是什么？
答案：（1）便于找到并画出像的位置（2）不能，因为进行了两次实验一次相等，另一次不相等。（3）玻璃的两个表面同时发生反射，每个表面成一个像。
7.某发光点发出许多光线，经平面镜反射后，其中两条反射光线如图2-3-8所示，你能根据这两条反射光线找出发光点的位置吗
图2-3-8
思路解析：根据光的反射定律画入射光线。首先通过反射光线与镜面的交点作出镜面的法线，再根据”反射角等于入射角”画出入射光线，两条入射光线的交点S就是发光点的位置。
答案：如图所示
8.如图2-3-9所示，AB为平面镜，S为发光点，已知从S发出的一条光线经平面镜反射后通过P点，你能把通过P点的反射光线画出来，并画出与之对应的入射光线吗
图2-3-9
思路解析：根据平面镜成像规律，首先找出发光点S在镜中的像S′，连接S′P，即可得到反射光线OP，连接SO，就是入射光线。
答案：如图所示
9.如图2-3-10所示，水平地面上有一障碍物ABCD，较大的平面镜MN在某一高度上水平放置，试用作图法求出眼睛位于O点从平面镜中所能看到的障碍物后方地面的范围.如果想在原处看到更大范围的地面，水平放置的镜子的高度应该怎样调整
图2-3-10
思路解析：通过平面镜看到部分地面，表明这部分地面发出的光线中有一些经平面镜反射后到达眼睛，即O点，则由光路可逆可知，若在O点放置点光源，它发出的光线经平面镜反射后，将到达地面上这部分范围。
答案：将O点看成一个发光点，作O点在平面镜中的像O′，连接OA，交MN于F，连接O′F，交地面于H，连接O′B，交MN于E，交地面于G，连接OE，标上箭头表示光的传播方向，如图所示，图中GH所围区域就是眼睛位于O点从平面镜MN中所能看到的障碍物后方地面的范围。假定水平放置的镜子的高度降低，与障碍物AB接触，则眼睛看不到障碍物后面的地面，因此，如果想在原处看到更大范围的地面，水平放置的镜子的高度应增大(即向上移)。
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四、光的折射
5 分钟训练 (预习类训练，可用于课前)
1.光从空气斜射入水中时，折射角__________入射角（填”大于”或”小于”）；若使入射光线远离法线，则折射角将__________。
思路解析：光从空气斜射入水，折射角小于入射角；使入射光线偏离法线，入射角增大，相应折射角也应该增大。
答案：小于 增大
2.(2010安徽芜湖模拟)古诗词中有许多描述光学现象的诗句，如“潭清疑水浅”说的就是光的现象，“池水映明月”说的就是光的__________现象。
思路解析：“潭清疑水浅”的意思是说清澈的潭水看上去好像变浅了，实际看到的是潭底的虚像，这是由光的折射形成的。“池水映明月”是说晚上可以从池水中看到明亮的月亮，是平面镜成像，实质是光的反射形成的。
答案：折射 反射
3.如图2-4-1所示，光在空气和水的分界面上发生反射和折射现象，其中__________是法线，是界面，__________是入射光线，__________是反射光线，__________是折射光线，__________是入射角，__________是折射角，__________是水。
图2-4-1
思路解析：题中光在空气和水的界面上同时发生反射和折射，根据光的反射规律，我们可以先确定两个相等角，找出这两个相等角，也就找到了反射角和入射角，法线和界面也就确定了，因此确定两个相等角是解题的关键。图中∠4和∠5相等，所以它们一个是入射角，一个是反射角，那么MM′一定是法线，NN′一定是界面。再根据光的反射和折射规律，反射光线、折射光线都和入射光线分居在法线两侧，那么单独在法线MM′一侧的光线CO必是入射光线，所以OB就是反射光线，OA就是折射光线，则∠ 5为入射角，∠ 4为反射角，∠1为折射角.因为∠1小于∠ 5，即折射角小于入射角，所以左边是水，右边是空气。
答案：MM′NN′CO OB OA ∠5 ∠1 左边
10 分钟训练 (强化类训练，可用于课中)
1.下列现象中，属于光的折射现象的是（ ）
A.人站在河边能看见水中的鱼
B.人站在河边能看见自己在水中的像
C.用潜望镜观看远处的景物
D.小孔成像
思路解析：人站在岸边能看到水中的鱼是光的折射现象，而看到自己的像是平面镜成像，属于光的反射现象，用潜望镜看远处的景物也是利用平面镜的反射，小孔成像是由于光的直线传播。
答案：A
2.若入射角大于折射角，则光可能是（ ）
A.从水中斜射入空气中
B.从空气中斜射入水中
C.从水中垂直射向空气中
D.从空气中垂直射向水中
思路解析：只有光从一种介质射入另一种介质中时，光线才会产生偏折；光从一种介质垂直射入另一种介质时，光的传播方向不变。而光从空气斜射入其他介质时，入射角大于折射角。
答案：B
3.(2010江苏连云港模拟)在如图2-4-2所示的四种情景中，属于光的折射现象的是（ ）
图2-4-2
思路解析：A项应用了光的直线传播，B、D项利用了光的反射，只有C属于光的折射现象。
答案：C
4.(2010福建莆田模拟)如图2-4-3，能正确表示光从空气进入水中的光路是（ ）
图2-4-3
思路解析：根据光的折射规律来判断。
答案：C
5.人看到水池里的月亮和鱼的像，它们的形成分别是哪种现象（ ）
A.都是折射现象
B.都是反射现象
C.前者是折射现象，后者是反射现象
D.前者是折射现象，后者是折射现象
思路解析：“水池中的月亮”是由于光的反射而产生的平面镜成像现象。“鱼的像”是光的折射而产生的虚像。
答案：D
6.(2010广西南宁课改区模拟)图2-4-4是一束从空气斜射向玻璃的光线，入射角为60°，请在图中标出入射角的位置，并画出折射光线(大致方向)。
图2-4-4 图2-4-5 图2-4-6
答案：见下图
7.(2010贵州贵阳实验区模拟)如图2-4-5所示，请你画出光线AO从空气中斜射入玻璃中的光路图。
思路解析：根据光的折射定律，AO与BC应该是平等的。
答案：如图所示
8.如图2-4-6所示，有一条光线从空气斜射到玻璃，入射角是60°，入射光线、反射光线、折射光线在图中用带箭头的线表示，O是入射点，已知OB、OC是垂直的，AO、OC间夹角是150°，请在图中画出法线和空气、玻璃的分界面，标出折射角的大小。
思路解析：根据三条光线的传播方向，首先可以判断AO一定是入射光线。已知入射角为60°，则可以确定OC一定不是反射光线，否则入射角为=75°，与题中入射角为60°相矛盾。故OB是反射光线，则OC是折射光线。确定了三条光线的名称后，作OB、OA夹角的平分线为法线，与法线垂直的平面为空气、玻璃的分界面。作BO的延长线，由于OB、OC垂直可求出折射角的大小为90°-60°=30°。
答案：如图所示
9.鱼儿在清澈的水里游来游去，我们沿着看到的鱼的方向去叉它，叉不到，而有经验的渔民对准鱼的下方去叉，却能叉到鱼。这是为什么
思路解析：我们看到的水中的游鱼，不是鱼的实际位置，而是鱼在水中经光的折射而产生的变浅的虚像。如图所示，我们取鱼上一点A作为研究对象，它发出的许多光线射到水和空气的界面上，根据光的折射规律，折射光线偏离法线方向射出，一束折射光线进入人眼，人再逆着折射光线的方向去看，感觉到光好像是从A′点射过来的，实际上A′点是A点经光的折射形成的虚像点，比实际位置偏高。同理，整条鱼由这样许许多多的点组成，就形成了整条鱼比实际位置偏高的虚像。
答案：我们看到的水中的游鱼是鱼反射的光在水面处发生折射而形成的一个比实际位置偏高的虚像，所以沿着看到的鱼(即鱼的虚像)的方向是叉不到鱼的，有经验的渔民对准鱼的下方才能叉到真正的鱼。
10.(经典回放)如图2-4-7所示的两架敌机，一架是实际飞机，另一架是在潜水艇上观察到的该飞机的像，请用光的作图法确定哪架是实际飞机。
图2-4-7 图2-4-8
思路解析：飞机射向水面的一部分光进入水中发生折射，且折射角小于入射角，当折射光线射入潜水员眼中时，他就会逆着折射光线看去，看到由折射光线反向延长线会聚而成的变高的虚像，因此两架敌机中下面的一架是实际飞机。由以上分析可知，折射光线一定在观察口和上面那架飞机的连线上。确定了折射光线，就确定了入射点，连接下面的飞机和入射点就是入射光线。
答案：如图所示，先连接观察口和上面的飞机，交界面于点O，再连接下面飞机和O点，即为入射光线。
11.如图2-4-8所示，一束光射向一块三棱镜，画出这束光进入玻璃和离开玻璃后的径迹(注
意标出法线)。
思路解析：此题要求运用光的折射规律完成完整的光路图。光由空气进入玻璃，折射角小于入射角，因此折射光线应向法线靠拢；再次折射时，光由玻璃进入空气，折射角大于入射角，因此折射光线远离法线射出。
答案：如图所示
快乐时光
校 规
小明第一天上学，老师对学生们说：“我们的校规是：团结，紧张，严肃，活泼。”老师请同学解释一下。小明举手了，他说：“考试时要团结，发卷时紧张，收卷时严肃，放学了活泼。”
30分钟训练 (巩固类训练，可用于课后)
1.(2010北京模拟)下列实例中，属于光的折射现象的是（ ）
A.斜插在水中的筷子“变弯”了
B.湖边垂柳在湖面形成美丽的倒影
C.人在路灯下行走，地面上会出现人的影子
D.阳光穿透茂密的树叶间隙，在地面形成圆形光斑
答案：A
2.“君到姑苏见，人家尽枕河”，站在岸边的人通过平静的水面看到“姑苏人家”在水中的倒影。该“倒影”是（ ）
A.光的反射所成的虚像 B.光的折射所成的虚像
C.光的反射所成的实像 D.光的折射所成的实像
思路解析：水中“倒影”是水面起了平面镜的作用，由于光的反射，通过水面看到岸上景物的虚像。
答案：A
3.物体被毛玻璃遮住后就看不见了，其原因是物体（ ）
A.射向毛玻璃的光在毛玻璃表面被全部反射了
B.射向毛玻璃的光一部分被毛玻璃反射，另一部分被吸收了
C.射向毛玻璃的光在毛玻璃表面发生了漫反射和折射
D.毛玻璃是不透光的
思路解析：物体射向毛玻璃的光在毛玻璃表面一部分被反射回去，另一部分经毛玻璃折射出来，但由于毛玻璃表面粗糙不平，使反射光发生漫反射，使折射光的方向散乱，所以物体被毛玻璃遮住后看不见了。
答案：C
4.(2010山东滨州模拟)日常生活和自然界中有许多光现象，以下现象与物理知识的对应关系错误的是（ ）
A.日食和月食——光的直线传播
B.景物在水中的倒影——平面镜成像
C.雨后彩虹——光的反射
D.夏天，柏油路面上远远望去好像有一层水——光的折射
思路解析：雨后的彩虹是由于光的折射使白光色散产生的，故C选项是错误的。
答案：C
5.在星光灿烂的夜晚，仰望天空，会看到繁星在夜空中闪烁，好像顽皮的孩子在不时地眨着眼睛，形成这种现象的原因是（ ）
A.星光被其他星体瞬间遮挡的结果 B.星星发光是断断续续的
C.星光被大气层反射的结果 D.星光被大气层折射的结果
思路解析：来自星体的光进入大气层时，由于大气层不同位置疏密程度不同，光在其中传播时发生折射，又因为空气不断流动，导致不同位置的空气密度不断变化，使折射光线的方向发生变化，在变化的过程中折射光线进入人眼，人就看到星星，偏离人眼，人就看不到星星，因此看上去时好像孩子在不时地眨眼睛。
答案：D
6.如图2-4-9中所示的军事观察孔，图中的虚线表示空气孔的观察范围，现在在孔中嵌入玻璃砖后，观察的范围将（ ）
图2-4-9
A.变大 B.变小 C.不变 D.无法确定
思路解析：光从空气斜射入玻璃，发生折射，根据折射规律，折射角小于入射角。如图所示，所以观察的范围变大。
答案：A
7.(经典回放)如图2-4-10所示，在杯中A处有一发光点，发出一束光，在杯壁B处形成一光斑，当向杯中加水时，下列说法正确的是 （ ）
图2-4-10
A.水面至CD处时，光斑仍在B处
B.水面至CD处时，光斑移至B处的下方
C.水面至EF处时，光斑仍在B处
D.水面至EF处时，光斑移至B处的上方
思路解析：加水前，光沿直线传播射向B点。加水后，水面在B点以下时，A发出的光射入空气时要发生折射，折射光线偏离法线向下偏折，光斑落在B点的下方；当水面升至B点以上时，光只在水这种介质中传播，传播路线仍为直线，光斑仍落在B点。
答案：BC
8.一张在湖边拍摄的照片如图2-4-11所示，因为湖水平静，岸上景物与湖中倒影在照片上十分相似。下列几种方法中，不能用来区别真实景物与它在湖中倒影的方法是（ ）
图2-4-11
A.倒影比真实景物略暗一些
B.倒影比真实景物的清晰度略差一些
C.倒影中人物排列的左右位置与拍照时的真实位置相反
D.倒影中人物的身高比真实人物略大一些
思路解析：湖里的倒影可看成是平面镜成像而成的。由于光在反射和折射时，一部分入射光会被水吸收，因此看到的倒影比真实景物略暗一些；所照倒影的照片比真实景物的清晰度也略差一些。同时根据平面镜成像的特点还可知，所成的倒影与真实景物比较是大小相等、左右倒置的虚像，但倒影中人物的身高比真实人物略大一些，不是平静湖面造成的，而是冲洗照片时的结果。
答案：D
9.小敏学习了“光的折射”后，想知道光进入不同介质时，弯曲程度是否相同(折射角是否相等)，如不同，弯曲程度与什么因素有关。
老师帮她设计了下面的实验：
用一厚玻璃缸盛一定量的水，让一激光手电筒射出的光束从空气中斜射入水中，从水中再进入玻璃，然后再进入空气中，其光路图如图2-4-12所示。小敏还上网查出了一些介质的其他参数，如下表：
图2-4-12
物质 空气 水 玻璃 植物油
密度（kg/m3） 1.29 1000
3×105 2.25×108 2×108
(1)分析光路图，你能得出什么结论
(2)分析表中数据猜想：①玻璃的密度比水的密度___________；②光在植物油中的传播速度比在水中的传播速度___________。
(3)你能得出折射角的变化规律吗
思路解析：由图可以看出，光进入不同的介质时弯曲程度不同。从表中参数可知，介质密度越大，光速越小，由此可见，玻璃的密度一定大于水的密度。因为植物油的密度小于水的密度，可见光在其中传播的速度一定比在水中传播速度大。光由空气进入水，再进入玻璃，介质的密度不断增大，而折射角却逐渐减小，说明光由密度小的物质斜射入密度大的物质中时，折射角小于入射角。
答案：(1)光线进入不同介质中弯曲程度不同。
(2)大 大
(3)光由密度小的物质斜射入密度大的物质中时，折射角小于入射角。
10.(经典回放)如图2-4-13所示，人眼在A处看见河里B处有一白色鹅卵石，若从A处用激光手电筒发出的激光束能照射到白色鹅卵石上，请画出从A处射出的激光束照射到白色鹅卵石上的光路图。
图2-4-13
思路解析：在A处看见河里B处的鹅卵石，是因为鹅卵石发出的光线在水面处发生折射，折射光线射进人的眼睛的缘故，光路图如图所示.由于折射现象中光路是可逆的，从A处射出的激光束要照到B处的鹅卵石上，激光束必须沿原来(如图)折射光线的反方向射出，这样进入水中的折射光束就会沿OB方向照到鹅卵石上。
答案：如图
11.(2010山东烟台模拟 )
海市蜃楼和海滋同现蓬莱
5月7日在我市蓬莱海域上空出现了极为罕见的海市蜃楼和海滋奇观。两种幻景同现为历史首次，有约10万市民和游客有幸目睹了这一奇观。由于不明白产生这种奇观的科学原因，古人认为是蜃（蛟龙）所吐之气形成的。实际上，海市蜃楼和海滋都是光学现象，只不过前者是来之万里之外的异地景色，而后者多是本地景色。
我们知道，通常情况下，空气的密度随高度的增加而减小。当光线穿过不同高度的空气层时，会引起折射现象，但这种折射在我们日常生活中已经习惯了，所以不觉得有什么异常。可是当空气层温度变化发生反常时，由于空气是热的不良导体，温度的显著变化会引起空气层密度发生显著差异，从而导致与通常不同的折射和全反射，这就会产生海市蜃楼。空气密度差异情况不同，海市蜃楼的形式也不同，最常见的为上现蜃景（2-4-14）和下现蜃景（2-4-15）。无论哪种蜃景都出现在炎热无风的天气，如果大风刮起，这些景色就会消失的无影无踪。
2-4-14 图2-4-15
阅读上文，回答下列问题：
（1）概括指出海市蜃楼是一种什么光学现象。
（2）文中提到”空气密度差异情况不同，海市蜃楼的形式也不同”。请你选择文中两种形式的一种来说明空气密度的变化情况及原因。
答案：（1）海市蜃楼是光的折射和全反射现象。
（2）上现蜃景：通常空气的密度随高度的增大而减小，又由于水的比热较大，在同样受热的情况下海水温度较低，那么靠近海面的空气温度也低。再由于空气是热的不良导体，因而会出现空气层温度下面低上面高的现象而且差别很大，导致空气密度下面大上面小而且差异显著。（3分）下现蜃景：通常空气的密度随高度的增大而减小，可是在沙漠地区由于泥沙的比热小，在同样受热的情况下升温快，那么靠近沙漠的空气温度高。又由于空气是热的不良导体，因而会出现空气层温度下面高上面低的现象，导致空气密度下面小上面大。
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五、光的色散
5 分钟训练 (预习类训练，可用于课前)
1.太阳光通过三棱镜后，不但改变了光的___________，而且分解成___________、___________、___________、___________、___________、___________、___________七种颜色的光，这种现象叫做___________。
答案：传播方向 红 橙 黄 绿 蓝 靛 紫 光的色散
2.仔细观察光的色散实验，图2-5-1中的光路示意图中正确的是（ ）
图2-5-1
思路解析：光在三棱镜的表面主要发生两次折射，如图所示。
答案：A
10 分钟训练 (强化类训练，可用于课中)
1.有些透明物体能让各种色光全部透过，它们便再现为___________色，如空气、洁净的水等；不透明物体有的几乎能使各种色光全部反射，那它就呈现___________色；有的物体几乎不能反射任何色光，各种色光几乎都被它吸收掉，那它就呈现___________色。
思路解析：对物体表现颜色的原理深刻理解是解答此类问题的关键。能让所有色光都透过的物体是无色的；反射某种颜色的物体就呈现某种颜色，例如反射红光的物体显红色；而能将所有色光都反射的物体是白色的；能吸收所有色光的物体是黑色的。
答案：无 白 黑
2.下面关于颜色的说法中正确的是（ ）
A.白光通过三棱镜后在白纸屏上形成一条彩色光带，这一现象叫光的色散
B.透明体的颜色是由它透过的色光决定的，不透明体的颜色是由它反射的色光决定的
C.色光的三原色为红、黄、蓝
D.颜料的三原色混合后为白色
思路解析：白光通过三棱镜可以发生色散，分解成七种颜色的色光，选项A正确.透明体的颜色决定于它透过的光，不透明体的颜色决定于它反射的光，选项B正确。色光的三原色为红、绿、蓝，混合后为白色，颜料的三原色为红、黄、蓝，混合后为黑色，所以C和D错误。
答案：AB
3.宇航员乘坐宇宙飞船到达太空时，看到天空的颜色为（ ）
A.白色 B.灰色 C.蓝色 D.黑色
思路解析：太空中物质非常稀薄，几乎相当于真空，没有物质能够反射光线进入宇航员的眼睛，因此他看到的天空颜色应该为黑色。
答案：D
4.在没有任何其他光照的情况下，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.上衣呈绿色，裙子不变色
C.上衣呈绿色，裙子呈黑色 D.上衣呈白色，裙子呈黑色
思路解析：物体表面的颜色是由它反射的色光决定的。白色物体能反射各种色光，舞台追光灯发出的绿光照在白上衣上时，白上衣反射绿光，故观众看到演员的上衣呈绿色。红色物体只反射红光，其他颜色光被它吸收，当绿光照在红裙子上时，绿光被吸收，观众看到演员的裙子呈黑色。
答案：C
快乐光时
足球与爸爸
托比的爸爸给托比买了一个小足球，他把它带到学校去，玩得挺开心。
老师过来了，摸着托比的头说：“托比，你已是一个小学生了，不再是幼儿园里的孩子，要懂得关心同学。把你的球借给那个没有爸爸的可怜的小男孩，好吗？”
托比犹豫了一会儿，说“我能不能不借给他足球而借给他爸爸呢？”
30分钟训练 (巩固类训练，可用于课后)
1.眼睛看见书上的字，是因为（ ）
A.白纸和黑字分别发出白光和黑光进入人眼
B.白纸和黑字分别反射白光和黑光进入人眼
C.白光照在书上，白纸反射白光，黑字不反光
D.眼睛发出的光照在书上
思路解析：白纸反射所有色光而显白色，黑字吸收所有色光，因此人能看到白纸上的黑字。
答案：C
2.我们看到大海平静时，海水呈蓝色，其主要原因是（ ）
A.海水里含有盐分
B.蔚蓝色天空照映的结果
C.太阳光经漫反射产生的效果
D.日光中其他色光多被海水吸收，人眼看到的主要是海水反射的蓝光
思路解析：不同物质对各种色光的反射能力是不同的，海水主要反射蓝色光，所以我们看到的平静的大海呈蓝色。
答案：D
3.2010年春节晚会上，一群聋哑青年用精美绝伦的舞蹈“千手观音”给人以美的享受。
（1）观众看不见领舞者邰丽华身后的其他演员，这是因为____________。
（2）电视观众看到莲花座上的千手观音身披绚丽霞光，这些光是由____________、____________、____________三原色依不同的比例混合而成的。
答案：（1）光的直线传播（2）红 绿 蓝
4.一个爱研究的园艺家想，植物的叶子多数呈现绿色，可能是植物喜爱绿色的缘故，于是他将温室的房顶和四周都安上了绿色玻璃，只让阳光中和叶子颜色相同的绿光照射植物，他认为这样必将使植物生长得更快，产量更高。可是园艺家失败了，这是由于他不懂得物体的颜色构成所致。不透明体的颜色是由它反射的色光决定的，叶子是绿色的，说明植物反射的是绿光，也就说明绿光恰恰是对植物生长无用的，只给植物照绿光，植物就会因缺少所需的其他色光而生长缓慢，甚至枯萎。
请回答：(1)绿色植物喜欢什么颜色的光
(2)红花会反射什么颜色的光 它喜欢什么颜色的光
(3)上文中提到“不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的”，文章中有没有提到或暗示透明物体的颜色是由什么决定的 如果有，请在文章中标出来，并概括出有关结论。
思路解析：由于绿色植物反射绿光，吸收其他色光，植物才得以正常生长，所以绿色植物喜欢除绿色以外的其他色光。有色植物反射与它相同的色光，吸收与它不同的色光，即它喜欢与自身不同的色光。
答案：(1)除绿色外的其他色光。
(2)反射红颜色的光，喜欢红色外的其他色光。
(3)文章中提到“于是他将温室的房顶和四周都安上了绿色玻璃，只让阳光中和叶子颜色相同的绿光照射植物”，说明透明体的颜色是由它透过的色光决定的。
5.“不经历风雨，怎能见彩虹，没有人能随随便便成功！”曾让许多歌迷唱得如痴如醉，你见过彩虹吗？它是怎样形成的？
答案：彩虹就是太阳光被悬在空中的许许多多的小水珠色散而形成的彩色光带，从外向内的颜色依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光，通常出现在雨后放晴之时。
6.在商店里买布，特别是花布，为了看准颜色，要把布拿到阳光下观察，而不是在日光灯下看，这是为什么？
答案：因为太阳光中的色光最全，而且各种色光的强度也比较均匀，太阳光照在花布上，反射出的色光就是花布上的各种颜色。而日光灯的色光不全，偏重靛、紫光，所以不管什么颜色，在日光灯下都带有一点灰暗的色调。
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二、光的反射
5 分钟训练 (预习类训练，可用于课前)
1.(2010辽宁沈阳模拟)如图2-2-1所示，灯罩可使灯泡射向上方的光向着下方照射，这里应用了光的__________，地面上出现了桌子的影子，这是由于光的__________形成的。
图2-2-1 图2-2-2
思路解析：灯罩可以将电灯向上射出的光反射到下方，增加了灯的亮度。影子是由光的直线传播形成的。
答案：反射 直线传播
2.如图2-2-2所示，表示光在物体表面反射的情况，图中__________表示反射面，__________表示入射光线，__________是入射点，__________是反射光线，__________是法线，是入射角，__________是反射角。
思路解析：物体的表面是反射面，反射面通常用实线表示，在后面画上一些短斜线表示反斜面；入射光线是射向反射面的，其箭头指向反射面；用字母表示入射光线时，应根据光的传播方向，按箭头指向的顺序说或写（如本题图中入射光线只能写成BO，表示光的传播方向是由B→O，而不能写成OB）；反射光线的箭头应背离反射面；入射点是入射光线与反射面的交点，通常用字母O表示；法线是经过入射点O而垂直于反射面的直线，是为定义入射角和反射角（及后面将要学的折射角）而引入的一条辅助线，通常用虚线表示；入射角和反射角都是光线与法线的夹角。
答案：MM′ BO O OA ON ∠3（或∠BON） ∠2（或∠ NOA）
10 分钟训练 (强化类训练，可用于课中)
1.甲、乙两人在灯光下照同一面镜子，甲在镜中能看到乙的眼睛，那么以下说法正确的是 （ ）
A.乙也一定能看到甲的眼睛
B.乙只能看到甲的眼睛
C.乙不可能看到甲的眼睛
D.乙不可能看到甲的全身
思路解析：光路可逆是指如果让光逆着反射光线的方向射到镜面，那么它被反射后就会逆着原来的入射光线的方向射出。甲在镜中能看到乙的眼睛，是由于乙的眼睛反射的光线射向镜面后，反射光线进入甲的眼睛，根据光路可逆性可知，甲反射的光线射向镜面反射后一定会进入乙的眼睛，所以乙一定能看到甲的眼睛。乙能否看到甲的全身，与镜子的面积以及甲、乙距镜面的距离有关。
答案：A
2.(2010湖北十堰课改区模拟)五一节天气晴朗，小丽和妈妈一起郊游，当他们从树阴下走过时，妈妈看到地面上有一些圆形的小光斑，问小丽这是怎么回事 小丽答道：______________。小丽为站在吊桥上的妈妈照相时，发现水中也有一个”妈妈”，小丽知道那是妈妈在水中成的像，你知道这个像的性质吗 答：_____________。
思路解析：圆形小光斑形成的原因是光在同一种均匀介质中沿直线传播造成的，妈妈在水中成的像，由于水面相当于平面镜，根据平面镜成像特点可知像是与妈妈等大的虚像。
答案：太阳经过树叶间小孔所成的实像 等大的虚像
3.(2010广西柳州课改区模拟)如图2-2-3所示是观察平面镜成像的装置。在竖立的玻璃板前面放一支点燃的蜡烛，可以看到玻璃板后面出现蜡烛的像。另外拿一支相同的蜡烛在玻璃板后面移动，直到看上去它跟像完全重合。这一实验步骤可以观察比较蜡烛和它成的像的__________，同时还可以确定__________。
图2-2-3
思路解析：本题是平面镜成像特点的探究过程，由题中的蜡烛和像完全重合，说明它们之间像的大小关系，同时还可以确定蜡烛和像与玻璃板之间的位置关系。
答案：大小 位置
4.一束阳光与水平面成40°角，如图224所示。要使其反射光沿水平方向射出，则平面镜的位置方法是__________________________________________________。
图2-2-4
思路解析：如图所示，与水平方向成40°角的入射光线沿水平方向反射的情况有两种。首先要根据题意，画出光路，并确定平面镜的位置。作图方法：要确定平面镜的位置就要找到法线，法线是反射光线与入射光线夹角的平分线。以甲图为例，反射光线与入射光线的夹角为40°，法线与反射光线（即水平方向）的夹角为20°，确定法线后，与法线垂直且过入射点的平面就是平面镜的位置，所以镜面与水平方向的夹角α=90°-20°=70°；图乙中反射光线与入射光线的夹角为180°-40°=140°，反射光线（即水平方向）与镜面的夹角为β=90°-=20°。
答案：要使光线水平向左射出则镜面与水平方向的夹角为70°放置；要使光线水平向右射出则镜面应与水平方向成20°角放置。
5.用i表示入射角，r表示反射角，MN表示界面，则图2-2-5中的光路图正确的是（ ）
图2-2-5
思路解析：入射角指的是入射光线与法线的夹角，反射角是指反射光线与法线的夹角，题图中正确的是B和D。
答案：BD
6.如图2-2-6所示的反射过程示意图。MO与NO两镜面的夹角为120°，有一光线射向MO镜面，且与镜的夹角为40°，则θ角的大小为（ ）
图2-2-6
A.10° B.20° C.30° D.40°
思路解析：如图所示，根据光的反射规律，推理得到∠1=40°；根据三角形内角和定理得到∠2=180°-120°-40°=20°，由此得出θ=∠2=20°。
答案：B
7.新学期小明班搬到一间新教室。但是上课时小明却感到黑板因”反光”而刺眼。请你想个办法解决这个问题并说明理由。
思路解析：首先找出黑板”反光”的理由是由于镜面反射造成的，感到刺眼说明小明正在处在反射光线的方向。解决问题的方法：可以改变反射面，可以改变小明的位置。
答案：办法是：将黑板反光部分用砂纸打磨，理由是：黑板经打磨变粗糙后，变镜面反射为漫反射。
快乐时光
悖论问题
我正与同学讨论一悖论问题：村里唯一的理发师每月一定要给自己不理发的人理发，问理发师的头谁理？真难！若是理发师自己理发，就是给自己理发的人理发，若是理发师自己不理发，就是不给自己不理发的人理发，好深奥啊！讨论半天毫无结果。后排同学钱某插过来一句话：”这还不简单，理发师秃头呗！”
30分钟训练 (巩固类训练，可用于课后)
1.一束光射到平面镜上，当入射光线与镜面的夹角逐渐增大时，则（ ）
A.入射角逐渐增大，反射角也逐渐增大
B.入射角逐渐减小，反射角逐渐增大
C.入射角逐渐减小，反射角也逐渐减小
D.入射角逐渐增大，反射角逐渐减小
思路解析：入射角是入射光线与法线的夹角，当入射光线与镜面的夹角增大时，入射角减小，根据光的反射定律可知，反射角也随着减小。
答案：C
2.雨后天晴的夜晚，为了不踩到地面上的积水，下列说法正确的是（ ）
A.迎着月光走，地上暗处是水，背着月光走，地上发亮处是水
B.迎着月光走，地上发亮处是水，背着月光走，地上暗处是水
C.迎着月光走或背着月光走，都应是地上发亮处是水
D.迎着月光走或背着月光走，都应是地上的暗处是水
思路解析：水面相当于平面镜，当人迎着月光走时，月光照在水面上发生镜面反射，这时射入人眼的光线的强度比地面发生漫反射进入人眼的光线强度要强，所以看上去水面是亮的。背着月光走时，月光照在水面上发生镜面反射的光线不能射入人的眼睛，地面发生漫反射的光线进入人眼，所以看上去水面较暗，地面较亮。
答案：B
3.小明的书桌上铺有一块玻璃板，晚上小明在台灯下学习的时候，桌面上的玻璃会”发出”刺眼的亮光，为了保护眼睛，采用最简单、效果最好的方法是（ ）
A.把台灯换为吊灯
B.把台灯放在正前面
C.换一个功率小一点的灯泡
D.把台灯移到左臂外侧
思路解析：台灯发出的光经玻璃板发生镜面反射，反射光线朝向某一方向。若把台灯放在人的正前方，反射光线恰好射入人眼。若把台灯换为吊灯或移到右臂外侧，由于光的直线传播，会在书本上留下影子。只有把台灯移到左臂外侧，反射光线朝向右方，这时既不刺眼，也不会阻挡光线，故应选D。
答案：D
4.(2010江苏南通模拟)下列各成语所反映的情景，能用光的反射知识解释的是（ ）
A.凿壁偷光 B.一叶障目 C.镜花水月 D.形影相随
思路解析：选项ABD属于光的直线传播，C项镜花水月指的是镜中花、水中月，属于平面镜成像，而平面镜是利用光的反射成像的，故选C。
答案：C
5.(2010浙江宁波模拟)关于光的反射，图2-2-7所示光路图正确的是（ ）
图2-2-7
思路解析：根据光的反射定律可知反射角等于入射角，故选项D错误。由题意可知，入射光线的箭头指向镜面，反射光线的箭头远离镜面而去，故A和B均错误。正确选项是C。
答案：C
6.为使太阳能照亮井底的水桶，你能想出最简单的方法吗？若太阳光与水平面成60°角（图
2-2-8）。请通过作图说明你的具体办法。
图2-2-8
思路解析：由题意知反射光线OB是竖直向下的，则∠AOB=60°+90°=150°，故反射角=入射角==75°。所以∠AOM=90°-75°=15°，镜面与水平面夹角=60°+15°=75°。
答案：在井口处放一平面镜，平面镜位置如图所示。镜面与水平面夹角75°
7.(2010海南海口区模拟)在2010年的气象日，《海口报刊》刊登了一则气象资料：“由于空气污染的影响，地球上的阳光越来越少。与20世纪50年代相比，如今达到地表的太阳光平均减少了10%左右……”请你依据光的传播知识分析，影响地表日照的原因可能是利用光的____________________________________。
答案：空气中的污染物（尘埃）将太阳光向各个方向反射。
8.(2010重庆北碚实验区模拟)在探究反射规律时，老师把一块平面镜CD竖立在讲台上，坐在B点的甲同学通过平面镜看到了坐在A点的乙同学（图2-2-9）。在这一现象中，光线的反射角是（ ）
图2-2-9
A.∠1 B.∠2
C.∠3 D.∠4
思路解析：B点的甲同学通过平面镜看到乙同学，是由于乙同学反射发出的光线，经镜面反射后，反射光线进入了甲同学的眼睛，所以图中的OB为反射光线，则OB与法线N′N的夹角∠2是反射角。
答案：B
9.(2010佛山模拟，3)如图2-2-10所示，”汾红”牌台灯有一个灯罩，它的内表面做得很光滑，其作用是将光尽量集中到需要照射的地方，它运用到的物理知识有（ ）
图2-2-10
A.光的反射且反射角等于入射角
B.光的反射且反射角大于入射角
C.光的反射且反射角小于入射角
D.光的反射且光路是不可逆的
思路解析：本题考查考生对光的反射定律的理解。
台灯灯罩反射灯光集中到需要照射的地方，这运用到了光的反射定律，必然会有反射角等于入射角。这种传播方向的改变发生在两种介质的界面上，光的传播速度也没有改变。
答案：A
10.小明想通过竖直井道把太阳光引到地铁车站的M点，请你帮他解决这一问题。你需要什么器材 请在图2-2-11中画出光路图。
图2-2-11
思路解析：由题意可知，把太阳光引到地铁车站的M点需改变光的传播方向，可联想到利用平面镜解决这一问题。由入射光线和车站的位置可知必须用两块平面镜来改变光路，首先要确定反射光线的位置，再利用光的反射定律找出平面镜的位置。
答案：如图所示
11.城市中有一种像水晶宫一样的建筑物，虽是玻璃结构，但看不见里面的人员活动，只见周围的景色映在墙上，给人一种美的享受，住在楼里面的人向外看，这堵”墙”却不见了，楼外景色又与楼内景物融为一体，空间变得无限开阔。你能讲一讲这是什么道理吗
思路解析：这种玻璃“墙”是“镜面玻璃”构成的，镜面玻璃是用真空镀膜或化学处理的方法，在玻璃上镀上一层很薄的金属薄膜或金属氧化物薄膜，使它具有镜子和玻璃的两种特性：从迎光的一面看去，它具有镜子的特性，能反射光，照出外界景物；从背光一面看去，它则保持了玻璃的特性，可以让部分光线通过，由于大部分光被反射了，进入室内的光线很少，致使室内景物反光较弱，外面看不清室内的人和景物。
答案：因为这种玻璃幕墙将太阳光的大部分发射回去，使进入楼内的光线较少，室内景物反射的光线经玻璃射出的很少，所以外面看不清室内的人和物。
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第二章 光现象
一、光的传播
5 分钟训练 (预习类训练，可用于课前)
1.发生雷电时，我们总是先看到闪电，后听到雷声。这是因为_________,真空中的光速是宇宙间最快的速度，为_________米/秒,光在其他各种介质中的速度都比在真空中的_________。
思路解析：声音在空气中的传播速度是340 m/s，光的传播速度要比声音快得多，在真空中为每秒30万千米，在空气中的速度和真空中差不多。光在真空中的速度是宇宙中最快的速度。
答案：光的传播速度比声音快 3×108 小
2.能够_________的物体叫做光源，光源可分为天然光源和_________光源。
思路解析：本身能够发光的物体叫光源，光源分为天然光源和人造光源。太阳是天然光源，电灯是人造光源。
答案：发光 人造
3.迄今为止人类制造出来的最常用的人造光源是_________，它是美国发明大王_________在1878年发明的。
思路解析：1878年美国发明大王爱迪生发明的电灯是目前人类利用最广泛的人造光源。
答案：电灯 爱迪生
4.光在同种均匀介质中是沿_________传播的。工程师们常用激光束引导掘进机，使掘进机沿_________前进，就是利用了激光的准直性。
思路解析：光在同种均匀介质中沿直线传播，激光具有很好的方向性，且激光不易发散，所以经常利用激光束引导方向。
答案：直线 直线
10 分钟训练 (强化类训练，可用于课中)
1.下列都是光源的一组是（ ）
A.电池和萤火虫 B.电池和烛焰
C.月亮和萤火虫 D.萤火虫和烛焰
思路解析：光源是指本身能够发光的物体，光源分为自然光源和人造光源。萤火虫尾部会发光，是自然光源；烛焰是人造光源；月亮看上去”发光”，但它本身不发光，它能反射太阳光，所以月亮不是光源；电池不发光，所以不是光源.
答案：D
2.下列说法错误的是（ ）
A.光在同种均匀介质中是沿直线传播的
B.太阳光射不到影子里，是因为光的传播路线是直的
C.太阳和月亮都是光源
D.光在真空中的传播速度约为3×108 m/s
思路解析：宇宙中的恒星能够发光，是光源，月亮不是恒星，本身不发光。月亮把夜色照亮是因为它反射了太阳的光。
答案：C
3.关于光速，下列说法不正确的是（ ）
A.光的传播速度总是3.0×108 m／s
B.光的传播速度最大值为3.0×l08 m／s
C.光年是长度单位
D.光年是天文学上表示距离的单位
思路解析：光在不同介质中传播速度不同，在真空中传播速度最快，约为3.0×108 m／s，所以选项A错误，选项B正确。光年是指光在一年中走过的距离，它是一个长度单位，天文学上星体间的间距很大，用千米表示数字太大，通常用光年作为天文学表示距离的单位，所以选项C和D均正确。
答案：A
4.光在空气、水、玻璃中传播的速度大小，按由小到大的顺序排列为（ ）
A.空气、水、玻璃 B.玻璃、水、空气
C.水、空气、玻璃 D.水、玻璃、空气
思路解析：光在真空中的传播速度最快，是宇宙间的最快的速度，光在空气中的速度大约与真空中的速度相等；光在水中的速度约为真空中光速的;光在玻璃中的速度约为真空中光速的。
答案：B
5.(2010北京海淀模拟)同学们排成一路纵队，如果每个人都只能看到自己前面的一位同学，队就排直了，这利用了光_________传播的规律。
思路解析：同学们排列纵队，是在同一种均匀物质(空气)中排直，显然利用光沿直线传播的规律。
答案：沿直线
6.(2010吉林模拟)“举杯邀明月，对影成三人”，这里的三”人”其中的一”人”是由于光的直线传播形成的_________。
答案：影子
7.图2-1-1是日食的形成。它是因为光的_________传播形成的。当人随地球运动到_________区时会看到日全食，运动到_________区时会看到日偏食，运动到_________区时会看到日环食。
图2-1-1
思路解析：看到日全食的位置应是太阳光全部被月球挡住的位置；看到日偏食是太阳的某一侧被月球挡住的另一侧的光不被月球挡住而能被观察者看到的位置；太阳中央部分的光被月球挡住，观察者无法看到，太阳的边缘部分的光则均不被月球挡住，可被观察者看到，则此区域可见到日环食。D区域，太阳光不受任何阻挡。
答案：直线 B A C
8.汽车的前灯为什么安装在车头的下部，而不安在顶部
思路解析：因为光沿直线传播，在不透明物体的后面留下影子，高度一定的物体，光源越高，影子越短，光源越低，影子越长。车灯安在下部，使路面物体的影子变长，便于司机及早发现障碍物，提前处理情况。
人生不是一种享乐，而是一桩十分沉重的工作。——列夫·托尔斯泰答案：夜间行车时，司机为看清前面的路面情况，用灯光照射前方路面，如果路面一片光亮，表明路面平坦，如果看到许多黑影，就说明路面坎坷不平。障碍物高度一定，如果车灯安在车头下部，障碍物的影子较长，便于司机观察路面情况，及早作出判断。
快乐时光
太阳和月亮哪个更重要
老师：黎明同学，你认为太阳和月亮哪个更重要？
黎明：月亮更重要。
老师：为什么呢？
黎明：月亮能给黑夜带来光明，而太阳好像没什么用，总是在大白天出来。
30分钟训练 (巩固类训练，可用于课后)
1.(2010湖南湘潭模拟)下列物体属于光源的是（ ）
A.放电影时所看到的银幕
B.看电视时看到的电视画面
C.月亮
D.猫的眼睛
思路解析：能够发光的物体叫光源，分析题中四个选项，月亮只是反射太阳光，不是自身发光；放电影时看的也是银幕的反射光，而银幕本身是不会发光的；猫的眼睛也不发光，所以它们都不是光源。只有电视机的屏是电子枪发射的电子打到荧光屏上，使屏上的荧光物质发光，所以电视机屏幕是光源，故本题应选B。
答案：B
2.有一名学生举了四个例子，说明光沿直线传播，其中一个是不能说明光是沿直线传播的，这个例子是（ ）
A.小孔成像
B.影子
C.太阳落到地平线下还能看见
D.看不见不透明物体后面的东西
思路解析：用光在均匀介质中沿直线传播的知识可以解释很多现象，如小孔成像，影子的形成，看不见不透明物体后面的东西，这些都是光的直线传播的结果。光的直线传播是有条件的，必须在”均匀”介质中，因为大气层各层面空气疏密不均匀，光在其中传播时发生弯曲，弯向地面，所以太阳落到地平线下还能看见。
答案：C
3.下列说法中正确的是（ ）
A.光在介质中总是沿直线传播的
B.光的传播速度是3×108 m/s
C.我们之所以看到物体，是因为眼睛射出的光照到物体上，引起视觉效果
D.我们之所以看到物体，是因为有光射入眼中，引起视觉效果
思路解析：光在同一种均匀介质中才沿直线传播，故A错。光在不同介质中传播速度是不同的，只有在真空中才是3×108 m/s，故B错。人的眼睛不是光源，本身不发光，人能够看到物体，是因为物体发出的光或反射的光射入人眼，从而引起视觉的，故C错，D对。
答案：D
4.如图2-1-2所示是发生日偏食的境况，月球把太阳遮住了一半，此时透过茂密的树叶，在树下地面上形成的亮斑是（ ）
图2-1-2
A.月牙形的 B.圆形的 C.树叶形的 D.小孔的形状
思路解析：发生日偏食时，太阳被月亮遮住了一部分，剩余的部分是月牙形的，故其通过小孔所成的实像也应是月牙形的。
答案：A
5.“立竿见影”这个成语表明光在空气中是沿_________传播的。已知太阳光线与地面间的夹角为45°，竿高2.5 m，则竿在地面上的影长是_________m。
思路解析：当太阳光线与地面的夹角为45°时，竿、光线和影长构成了等腰直角三角形。根据在等腰直角三角形中，两直角边相等的定理可知影子的长度等于竿高，为2.5 m。这是一道物理与数学的结合题。
答案：直线 2.5
6.人若通过墙上的小孔观察外面的景物，为了使看到的范围大一些，应该采取的措施是_________，其中应用的物理知识是__________________。
思路解析：墙外面的景物射出的光，沿直线穿过小孔进入人眼，人才能看到它。如图所示，由眼睛向小孔的边缘作两条直线，两直线间的阴影部分，能被人看到，由此可知，要想人看到的范围大些，眼睛离小孔就要近些。
答案：眼睛离小孔近些 光的直线传播
7.(经典回放)太阳能热水器是把太阳能转变成内能的装置。为了有效利用太阳能，某研究性学习小组对”吸收太阳能与表面颜色之间的关系”进行了实验研究，在黑色塑料袋和白色透明塑料袋内装入相同质量的水，插入温度计后系好，放在阳光下曝晒，每隔相同的时间，读出温度计的示数，数据记录如下表：
塑料袋 水的质量m/(kg) 初温t0(℃) 温度t1(℃) 温度t2(℃) 温度t3（℃） …
黑色 1.0 15.0 22.3 27.8 31.5 …
白色透明 1.0 15.0 16.0 17.8 19.0 …
(1)他们在实验中采用的科学的研究方法是__________。
(2)由以上研究可知，太阳能热水器的集热管表面颜色以__________色为宜。
思路解析：在研究过程中，两塑料袋内装入相同质量的水，放在同样环境下，隔相同时间读数，说明该实验采用了控制变量法。由表中数据可知，随着时间的延长，在相同的时间内，黑色塑料袋内的水升高的温度比白色塑料袋的水温高得多，由此可见，用黑色作为集热管表面颜色为宜。
答案：（1）控制变量法（2）黑
8.用步枪射击时的瞄准要领叫做“三点一线”，也就是瞄准时要使瞄准点、准星尖和标尺上的缺口中心看上去重合。这个要领利用了什么规律 请加以解释。
思路解析：”三点一线”的要领利用了光在同一种均匀介质中传播的路线是直的这一规律。只有瞄准点、准星尖、标尺的缺口在一条直线上时，从瞄准点射到我们眼里的光才会被准星挡住。
9.我们学习了光的直线传播规律，在晴朗的日子里，你能用现有知识测一棵大树的高度吗 动手试一试。
思路解析：根据题中所给的条件，结合已学的光的直线传播知识，可联想到阳光以相同角度掠过人的头顶和大树梢，便可在地面上形成”影子”，用刻度尺可测出”人”和”影子”的长度，即可利用图示的相似三角形的知识求出大树的高度。
答案：用卷尺量出自己的身高A′B′和影长B′C′，再测出大树AB的影长BC。
因为△ ABC∽ △A′B′C′,所以=,
所以AB=，这就是大树高度的表达式。
10.为了探究同一个物体影子的大小与什么有关，小明利用器材：两个相同的飞机模型、手电筒、白墙进行实验，如图2-1-3你认为小明应该怎样进行探究呢？你会找到什么规律呢？
图2-1-3
思路解析：如图所示。被照物体AB与墙CD位置固定时，光源S1离物体AB比光源S2离物体AB近些。由于光的直线传播，光源S1与AB在墙上形成的影子要大些。
答案：方法是：当两飞机和白墙保持相同距离时，比较两手电筒到飞机不同距离时的影子的大小（其他方法也可）。规律是：当屏幕位置固定时，被照物体离光源越近，影子越大；离光源越远，影子越小。
11.电视台把无线电信号传送到高空中的通信卫星上，卫星再把信号传到地面上其他地区，这样就实现了卫星电视传播。在调试过程中，电视台本身也要接收卫星传回的信号，并和演播室里用电缆传来的信号进行比较，这时发现，卫星传来的画面上，人物动作的变化总比电缆传来的画面上相应的变化发生得晚一些。
（1）解释产生这种时间延迟的原因。
（2）已知通信卫星的高度大约是36 000 km，无线电信号传播的速度与光速相同，估算画面延迟的时间。
思路解析：因为卫星和地面之间的距离比演播室和接收机之间的距离大得多，电视信号由地面传到卫星再返回地面，需要较长的时间，所以出现画面延迟现象。因为通信卫星的高度约为36 000 km，故电视信号由地面传到卫星再返回演播室通过的距离为2×36 000 km＝72 000 km。已知无线电信号传播速度v=c＝3.0×108 m／s＝3.0×105 km／s，信号由接收机传到演播室需要的时间极短，可忽略不计，则延迟时间为
t==0.24 s。
答案：（1）卫星和地面间的距离比演播室和接收机间的距离大得多，电视信号由地面传到卫星再返回地面需要较长时间，所以出现画面延迟现象。
（2）延迟时间约为0.24 s。
12.民间有个美丽的传说，即牛郎织女的故事。据天文学测量，牛郎星和织女星相距为160万亿千米，那么牛郎眨眨眼，织女要隔多长时间才能看到
思路解析：本题涉及天体间距问题，要用到天体间距常用的物理量——光年。
1光年＝3.0×105 km／s×(365×24×3 600) s＝9.46×1012 km。
已知：s1=160万亿千米=1.6×1014 km，
s2=9.46×1012 km/年。
求：t。
解：t==≈17。
答案：17年
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六、看不见的光
5 分钟训练 (预习类训练，可用于课前)
1. ____________线和____________线都属于看不见的光，靠近红色光的是____________线，靠近紫色光的是线。
答案：红外 紫外 红外 紫外
2.红外线是一种看不见的光，通过红外线的照射，可以使物体的温度____________；任何物体都可以辐射红外线，温度越高的物体辐射的红外线也____________。
思路解析：红外线的一个重要特性就是热作用强。一切物体都向外辐射红外线，温度越高的物体辐射的红外线越多。
答案：升高 越多
3.下列关于紫外线的说法正确的是（ ）
A.医院里和食品加工厂以及一些公共场合经常利用紫外线进行杀菌
B.紫外线对人体没有好处
C.利用紫外线摄像头可以在没有可见光的情况下摄影
D.一切物体发出的光中都有紫外线
思路解析：紫外线的主要特性是化学作用强，易使照相底片感光，因此利用紫外线摄像头可以在没有可见光的情况下摄影；紫外线生理作用强，在医院里经常用紫外线灯杀菌；少量照射紫外线可促进维生素D的合成，有助于人体对钙的吸收，对人体健康和骨骼生长非常有利；高温物体发出的光都有紫外线，低温物体发出的光几乎没有紫外线。
答案：AC
10 分钟训练 (强化类训练，可用于课中)
1.判断题
(1)太阳光中包含引起人的视觉的可见光，还包含人眼看不见的光。（ ）
(2)一切物体都在不停地辐射红外线。（ ）
(3)红外线最显著的作用是热作用。（ ）
(4)利用红外线可进行遥感。（ ）
(5)红外线是浅红色的，而紫外线是淡紫色的。（ ）
(6)紫外线有助于人体对钙的吸收。（ ）
(7)太阳光是天然紫外线的最重要来源。（ ）
(8)医院的手术室经常用紫外线灭菌。（ ）
(9)人们照射紫外线越多越好。（ ）
(10)臭氧层可吸收阳光中的紫外线。（ ）
思路解析：太阳光通过三棱镜后分解成七色光，是可见光，在红光和紫光的外侧还分别有看不见的光，即红外线和紫外线。一切物体都在不停地辐射红外线，温度越高的物体辐射的红外线越多。红外线的显著特点是热作用强，所以红外线烤箱等利用红外线来加热。利用红外线可以进行遥控，例如电视机的遥控器发出红外线来实现遥控。红外线和紫外线都是看不见的光，因此它们没有颜色。紫外线的特性之一是生理作用强，可用来杀菌。适当照射紫外线对人体健康有益，有助于人体合成维生素D，维生素D能促进身体对钙的吸收，对于骨骼生长和身体健康的许多方面都有好处。太阳光是天然紫外线的重要来源。阳光中的紫外线大部分被大气层上部的臭氧层吸收，不能到达地面。过量照射紫外线对人体有害，轻则皮肤粗糙，重则引起皮肤癌。
答案：(1)√ (2)√ (3)√ (4)√ (5)× (6)√ (7)√ (8)√ (9)× (10)√
2.冬天在商店里购买的红外线烤火炉，看起来发出淡红色的光，这是因为（ ）
A.红外线本身就是一种淡红色的光
B.烤火炉的电热丝的温度超过标准，因此在发出红外线的同时还发出少量红色的光，红外线本身是看不见的，看见的淡红色的光不是红外线
C.红外线中有一部分是看得见的，有一部分是看不见的，看得见的那一部分只能是淡红色
D.以上说法都是错误的
思路解析：红外线是看不见的光，当然看不见它是否有颜色。烤火炉发出的淡红色的光，是因为它在发出红外线的同时，也发出少量红色的光。
答案：B
3.医院里杀菌用的紫外线灯看起来发出淡紫色的光，其原因是（ ）
A.其实那盏灯并不是紫外线灯，因为紫外线本身是看不见的
B.灯管在发出紫外线的同时，还发出少量的蓝光和紫光
C.该灯管发出的紫外线与太阳发出的紫外线不同，前者是淡紫色，后者是看不见的
D.以上说法都不对
思路解析：紫外线灯看起来是淡蓝色的，那是因为除了紫外线外，它还发出少量蓝光和紫光。无论是太阳发出还是灯管发出的紫外线都是看不见的。
答案：B
4.下列说法正确的是（ ）
A.日光灯发出的光中也含有紫外线
B.利用不同物质在紫外线照射下会发出不同颜色的荧光的特点，可以鉴别古画
C.利用红外遥感技术可以勘测地球，寻找水源，监视森林火灾，估测大面积农作物的长势和收成，预报风暴和寒潮等
D.一切物体都在不停地辐射红外线，也在吸收红外线，物体的温度越高，辐射出的红外线越多
思路解析：日光灯发出的光近似于白光，也含有紫外线，A正确。由红外线的作用、紫外线的作用和特点可知，选项B、C、D也正确。
答案：ABCD
快乐时光
毕业考试
侦探学校举行毕业考试，有一个问题是：“公路上有一辆汽车飞驰，没有开灯。突然之间，有一个穿黑衣服的醉鬼走到路中间。这时没有路灯，也没有月亮。眼看那个人就要被汽车撞倒，但汽车忽然刹住了，是什么原因？”
有人答：“因为醉鬼的眼睛发光。”还有人答：“因为醉鬼大声叫喊。”
都不对。正确的答案是：当时是白天。
30分钟训练 (巩固类训练，可用于课后)
1.太阳光谱包括____________和____________。白光通过三棱镜后发生____________，在白屏上形成一条彩色光带，颜色依次是红____________、____________、____________、____________、____________、紫，红端之外是____________，紫端之外是____________，二者都有能量辐射。
思路解析：太阳的能量以光的形式辐射到地球。棱镜可以把太阳光分解成七种不同颜色的光，在红光和紫光之外还有看不见的能量辐射，即有看不见的红外线和紫外线。
答案：可见光 不可见光 色散 橙 黄 绿 蓝 靛 红外线 紫外线
2.指挥交通的信号灯使用____________、____________、____________三种颜色。大雾的天气，司机往往打开____________色的灯。
思路解析：因为波长较长的红、黄、绿光不容易被空气散射，在空气中可以传播较长的距离，所以被选为交通指示灯。雾灯用的是黄光也跟散射有关。
答案：红 黄 绿 黄
3.在SARS病毒肆意侵害人类的时候，各单位、住户除了用84消毒液喷洒和用过氧乙酸熏蒸预防外，还常见到用____________灯来灭菌。另外，各科研部门在与“非典”的斗争中研制出了多种快速 (不超过0.5 s)测量体温的仪器，这是利用____________来测温的。
思路解析：紫外线具有杀菌的作用，而红外线热作用较强，物体吸收了红外线温度迅速升高，所以“非典”时期用紫外线灯来灭菌，利用红外线来测体温。
答案：紫外线 红外线
4.下列有关红外线的说法中正确的是（ ）
A.用红外线拍出的“热谱图”有助于对疾病作出诊断
B.在步枪的瞄准器上安装夜视仪，在夜间能捕捉到敌人
C.在医院手术室、病房里，常可以看到用红外灯来灭菌
D.红外线可以用来对仪器设置进行遥控
思路解析：在医院，用的是紫外线灯来灭菌。
答案：ABD
5.(2010吉林模拟)“神舟”五号飞船飞行过程中，由多个地面测控站和四艘“远望”号远洋航天测量船组成了测控网，通过发射和接收一种波，对飞船进行跟踪、测量与控制，这种波是（ ）
A.红外线 B.微波 C.超声波 D.γ射线
思路解析：因为远洋测量船对飞船进行跟踪、测量与控制采用的是天地通信系统，该系统采用波长约为10 cm的短波，红外线波长为770 cm~106cm，紫外线波长约为5 cm～400 cm，γ射线波长更短，而超声波波长远大于10 cm，只有波长范围大约为10 m～10-2m的才符合要求，故这种波只能是微波，即选B。
答案：B
6.对家庭和商场进行调查，看看哪些器具应用了红外线。
思路解析：由于红外线的热作用强，各种物体吸收热量温度升高，由此研制出一系列加热设备，如远红外烤箱，浴室取暖灯，远红外电热器，远红外保暖内衣等。由于红外线具有遥感作用，研制出全自动水龙头，自动干手机等。
7.分别列举应用红外线和紫外线的三个实例。
思路解析：红外线和紫外线在生产和生活以及军事等领域都有广泛应用。
答案：红外线的应用：(1)利用红外遥感技术可对地球进行勘测，寻找水源，监视森林火灾，估测大面积农作物的长势和收成等。
(2)红外线热作用强，可用来加热物品，例如红外烤箱，浴室暖灯。
(3)红外夜视仪可以用在步枪的瞄准器上。
紫外线的应用：
(1)紫外线灯杀菌。
(2)验钞机，利用紫外线防伪。
(3)可用紫外线摄影。
8.搜集短文中的有用信息，解答文后提出的问题。
光是天然紫外线的最重要来源，如果太阳辐射的紫外线全部到达地面，地球上的植物、动物和人类都不可能生存。地球的周围包围着厚厚的大气层，在大气层的上部，距地面20～50 km的高空有一层叫做臭氧的物质，它能大量吸收太阳辐射来的对生命有害的紫外线，是地球上的生物得以生存和进化的重要条件。由于电冰箱内长期使用氟利昂，当电冰箱损坏后，其中的氟利昂就将散失到大气中，破坏臭氧层，对地球的生态环境构成威胁。为了保护人类生存的环境，1987年在世界范围内签署了限量生产和使用这类物质的《蒙特利尔议定书》。现在已经研制出氟利昂的代用品。我国在1991年签署了《蒙特利尔议定书》，并于2002年停止生产氟利昂。
(1)天然紫外线的最重要来源是____________。
(2)阳光中的紫外线大部分被____________吸收。
A.大气层 B.臭氧层 C.地面 D.地表的动植物
(3)你知道形成臭氧层空洞的主要原因是什么吗
(4)世界人民在保护人类的生存环境(指保护臭氧层)方面做了哪些工作 进展如何
(5)你还有哪些好的保护臭氧层的方法
思路解析：由短文可以看出，太阳光是天然紫外线的重要来源。在地球周围大气层的上部，距地面20～50 km的高空有一层叫做臭氧的物质，它能大量吸收太阳辐射来的对生命有害的紫外线。由于电冰箱内长期使用氟利昂，当氟利昂散失到大气中时，破坏臭氧层形成臭氧层空洞。为了保护人类生存的环境，1987年，在世界范围内签署了限量生产和使用这类物质的《蒙特利尔议定书》。现在已经研制出氟利昂的代用品。
答案：(1)太阳光(2)B(3)电冰箱中的氟利昂(4)1987年，在世界范围内签署了限量生产和使用氟利昂这类物质的《蒙特利尔议定书》。现在已经研制出氟利昂的代用品。（5）略
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