光学
光的传播
(1)光在 中沿直线传播。
(2)光的传播 介质。(需要/不需要)
(3)光在 中传播最快,速度为
(4)我们常用一条带 的直线表示光的传播 和 ,这样的线叫做 。它 真实存在的。
(5)光年: 单位,指光在一年里传播的 ,约等于9.46×1012千米。
实验1:小孔成像
(1)观察阳光穿过多种形状的较大的小孔形成的光斑是什么形状,这说明什么?
答:小孔较大时,在太阳光照射下,光斑形状与小孔的形状相同。
(2)阳光穿过多种形状较小的小孔形成的光斑是什么形状,这说明什么?
答:当硬纸片上的小孔很小时,在太阳光照射下,光斑都呈圆形,与小孔的形状无关。
小孔成像特点:上下、左右倒立的实像,屏幕越远,像越大,物体越远,像越小
【针对练习】
1.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( )
A.? B.? C.? D.?
2. 小明同学在课外用易拉罐做成如图所示的装置做小孔成像实验,如果易拉罐底部有一个很小的三角形小 孔,则他在半透明纸上看到的像是( )
A.烛焰的正立像 B.烛焰的倒立像
C.三角形光斑 D.圆形光斑
3.晴天,常常在茂密的树荫下看到一个个圆形的小亮斑,这些小亮斑是由于光的直线传播形成的,这些小亮斑是太阳的像。
(1)那么当太阳光垂直照在一个极小的三角形的孔上时,它在地面上产生的亮斑形状是( A )
A.三角形 B.倒三角形 C.圆形 D.正方形
(2)如图7所示的是日偏食的情况,月球遮住了太阳一部分,使之成月牙形。此时透过茂密的树叶孔
隙,在地面上形成的亮斑是( A )
A.月牙形 B.圆形 C.树叶形 D.小孔形
4.阅读下列材料,回答问题。(制作针孔照相机)
在较暗的屋子里,把一支点燃的蜡烛放在一块半透明的塑料薄膜前面,在它们之间放一块钻有小孔的纸板。由于光沿直线传播,塑料薄膜上就出现烛焰的倒立的像(如图所示),这种现象叫做小孔成像。利用小孔成像可以制作针孔照相机。早在公元前4世纪成书的《墨经》中就记载了小孔成像的实验。
请回答:
(1)小孔成像现象用到的物理知识是: ;
(2)小孔成像所得到像和手影所形成的影子是一回事吗? ;
(3)针孔照相机已经做好了,即光屏的位置和小孔的位置固定。照相机离烛焰越近,它成的像越 。
5.小东与几位同学做手影游戏时发现,手影大小经常在改变,影子的大小与哪些因素有关?
他猜想:影子的大小可能与光源到物体的距离有关。
他们借助如图所示的实验装置来探究影子的高度与光源到物体距离的关系。
实验中,把手电筒由近及远先后放在距离黑板擦的不同位置,保持其他因素不变,分别测量影子在墙面上的高度,记录数据如下表:
手电筒到黑板擦距离L/厘米 20 30 40 50 60 70
黑板擦影子高度H/厘米 20 17 14.5 13.5 13 12.6
(1)分析数据发现:若保持其他因素不变,当手电筒由近处逐渐远离黑板擦,影子的高度随之 。
(2)为了进一步发现其中的规律,他们根据数据绘制了影子高度H随手电筒到黑板擦距离L变化的图像,由图可知,当手电筒到黑板擦的距离L=35厘米时,影子的高度H大致是 厘米。
(3)当手电筒距黑板擦较远时,观察图像的变化趋势发现,影子变小得 (填”快”或”慢”);当手电筒距黑板擦足够远时,影子的大小将 。
二、 光的反射平面镜
(一)光的反射
1.光的反射定律:在反射现象中:入射光线、反射光线和法线在 ;反射光线和入射光线分居 两侧;反射角 于入射角。
2.在反射现象中,光路具有 。
3.反射类型:反射可分为 反射和 反射。
项 目 不同点 相同点
反射面 光线特点 实 例
镜面反射 平整光滑 若入射光线平行,则反射光线平行 黑板反光 都遵守光的反射定律
漫反射 粗糙不平 反射光线杂乱散漫 从四面八方看到同物一体
(二) 平面镜成像
1.平面镜成像原理: 。
2.特点:(1)像与物体大小 ;(2)像与物体到平面镜的距离 ;(3)像与物体相对平面镜具有 ;(4)平面镜所成的像是 像。
3.平面镜的用途:(1) ;(2)改变光的 。
【针对练习】
1.如图,若要让反射光线射中目标,在激光笔不动的情况下,可将平面镜( )
第1题图 第2题图
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
2.如图所示为一倾斜的平面镜,当你走向平面镜时,下列描述符合事实的是( )
A.镜中的像变大 B.通过平面镜观察到的视野变大
C.镜中的像将远离你 D.像与你的连线与镜面不垂直
3.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
4.把两块厚度不计且足够大的平面镜OM、ON垂直粘合在一起,并竖立在地面上,俯视图如下。当小科站立在某个位置时,他通过平面镜所成像的个数为m,看到自己完整像的个数为n。下列对小科在不同位置时,m、n值的分析,不符合实际的是( )
第4题图 第5题图
A.在a点或c点时m=1,n=0 B.在b点或d点时,m=1,n=l
C. 在c点时,m=2,n=2 D.在f点时m=0,n=0
5.如图T4-3所示为玩具鸟在平面镜中的成像示意图。下列能改变像的位置的是( )
A.竖直上移玩具鸟 B.竖直下移平面镜 C.人向平面镜靠近 D.像与镜间放一木板
6.雨后晴朗的夜晚为了不踩到地面的积水,下列判断中正确的是(??? )
A.?迎着月光走,地上发亮处是水;背着月光走,地上暗处是水 (第7题图)
B.?迎着月光走,地上暗处是水;背着月光走,地上发亮处是水
C.?无论迎着月光走还是背着月光走,地上发亮处都应是水
D.?无论迎着月光走还是背着月光走,地上暗处都应是水
7.如图所示,落地平面镜高0.8米。身高1.5米的姚安美同学站在镜前却看不到自己全身的像,她回想起科学课上所学知识就 (选填“适当后退一段距离”或“适当把镜子升高一段距离”),当她看到了自己全身像时,此像的大小与她本人相比应该 (选填“大”、“小”或“一样大”)
8.如图所示是一种液面升降监测装置原理图.电光源S发出的一束激光与水平液面成50°角射向平静的液面,入射光线与反射光线的夹角为 ;光经液面反射后射到页面上方水平标尺上的S′点,当液面下降时,光点S′将 (选填“向左”、“向右”或“不会”)。
9.为了研究影子长度与哪些因素有关,某科学兴趣小组的同学做了如图实验:在水平地面上竖直固定一根长杆,长杆上装有一个可以上下移动的点光源A,再在地面上竖立一根短木条(短木条始终低于点光源A)。
(1)保持短木条的长度和位置不变,该同学将点光源A从图示位置逐渐向上移动,测得数据如下表:
点光源的高度H/cm 20 30 40 50 60
影子长度L/cm 30 15 10 7.5 6
该科学兴趣小组同学做此实验,想要验证的假设是 。
(2)分析上述实验数据还可得出:在点光源逐渐上移过程中,若点光源高度的增加量相同,则影子长度L的变化量 (选填“增大”、“减小”或“不变”)
(3)图中S可表示点光源到短木条放置距离,如果要研究影子长度L与点光源到短木条的距离S的关系,应如何操作 。
10.如图是探究“平面镜成像特点”的实验。
(1)实验探究的步骤正确的顺序是 。[来源:学科网ZXXK]
A.移动点燃的蜡烛到另一位置,重做上面的实验,在纸上记录物与像的位置B、B';C、C'。
B.拿另一支没有点燃的蜡烛,竖立着在玻璃板后面移动,直到它与前面的蜡烛的像完全重合。在纸上记下该蜡烛的位置A'。
C.在水平桌面上铺一张白纸,将一块玻璃板竖立在纸上,在纸上记下玻璃板的位置。
D.选取两支大小相同的蜡烛,把一支蜡烛点燃放在玻璃板的前面,看到玻璃板后面有蜡烛的像时,在纸上记下蜡烛的位置A。
(2)步骤A的实验目的是 ;
(3)图乙是物、像的位置实验记录,请你利用测量工具对乙图的实验记录作出处理并得到相应规律 。
11.小明利用如图所示的实验装置,进行“探究光的反射规律”的实验。
实验次数 入射角 反射角
1 300 300
2 500 500
3 600 600
(1)使光线以不同角度入射进行实验,测量结果如表所示。小明得出:在反射现象中,反射角 入射角。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
(2)将一束光贴着纸板A沿EO射入O点,若将纸板B向前或向后折,这一时刻在纸板B上 ?看到反射光线。(选填“能”或“不能”)(3)若将一束光贴着纸板B沿FO射到O点,光将沿图中的OE方向射出,说明在光的反射中光路具有 。
三、折射和凸透镜
(一) 光的折射
1.光从一种介质 到另一种介质时,传播方向会发生 ,这种现象叫做光的折射。
2.光的折射定律
(1)折射光线跟入射光线和法线在 ;
(2)折射光线和入射光线分居 ;
(3)光从空气斜射入水或玻璃中时,折射光线向法线偏折,折射角 入射角;
(4)光从水或玻璃斜射入空气中时,折射角 入射角;
(5)入射角增大时,折射角也 ;
(6)光垂直于界面入射时,折射光线与入射光线在 ;
(7)在光的折射现象中,光路也具有 。
3.海市蜃楼、池底变浅、筷子在水中向上弯折等都是与光的 有关的现象。
(二) 透 镜
1.透镜分为两类:中间厚,边缘薄的叫 ,对光有 作用;中间薄,边缘厚的叫 ,对光有 作用。
2.凸透镜能使平行于主光轴的光会聚于一点,这一点叫做凸透镜的 ,它到凸透镜光心的距离叫做 。
(三) 凸透镜成像规律
1.在做“研究凸透镜成像规律”的实验时,应在光具座上依次放置 、 和 ,并调节它们的高度,使烛焰中心、凸透镜光心、光屏中心在 ,目的是 。21·cn·jy·com
(四) 人眼球的作用
1.眼球的折光系统
(1)眼球的折光系统由角膜、房水、晶状体和玻璃体组成,其作用相当于 ,其中起主要作用的是 ,视网膜相当于 。因为观察的物体在二倍焦距以外,所以在视网膜上成 、 的 像。
【针对练习】
AB是物体,A’B’是经过凸透镜所成的像,CC’是主光轴。在上图中画出凸透镜位置并标出透镜右焦点F。
2.完成图示的光路图,平面镜过焦点。
3.如图所示,小阳在公园水面上玩水上滚球的游戏,人处于充足空气的薄壁透明塑料圆球里,他发现水下A处有一条金鱼,设小阳的眼睛在B处,圆球的球心在O点.请你作出小阳观察到金鱼的光路图及确定金鱼实际的大致位置。
4.某校新建成一个喷水池,在池底中央安装了一只射灯。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。现往池内注水,水面升至a位置时,站在池旁的人看到亮斑的位置在P点;如果水面升至b位置时,人看到亮斑的位置在Q点,则( ????)
A.?P点在S点的下方,Q点和S点重合???????????????????????B.?P点在S点的上方,Q点在S点的下方
C.?P点在S点的上方,Q点在S点的上方????????????????????D.?P点在S点的下方,Q点在S点的上方
5.如图,有一个圆柱体PQ,放在凸透镜前图示位置,它所成的像的形状是( )
A.??????????????B.?????????????C.??????????????????D.?
6.某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了物体到凸透镜的距离u跟像到凸透镜的
距离v之间关系的图象,如图所示,下列判断正确的是( )
?该凸透镜的焦距是20cm B.?当u=15cm时,光屏上不能成像
C.?当u=25cm时成缩小的像,照相机就是根据这一原理制成的
D.?把物体从距凸透镜11cm处移动到30cm处的过程中,像逐渐变大
7.在光具座下做“研究凸透镜成像”的实验。保持蜡烛和透镜位置不变,点燃蜡烛,并调节光屏位置,
直到光屏上出现清晰的蜡烛像。则在光屏上观察到的像是(凸透镜焦距为10厘米)(??? )
A.?????????????????B.?????????????????????????????C.?????????????????????????????D.?
8. 有一圆柱形敞口容器,从其左侧某一高度处斜射一束激光,在容器底部产生一个光斑O,如图T4-12所示。下列操作使光斑向左移动的是 ( )
第8题图 第9题图
A.保持水面高度不变,使激光笔向右平移 B.保持激光射入角度不变,使水面上升
C.保持激光射入角度不变,使水面下降 D.保持水面高度和入射点不变,使激光入射角增大
9. 小华在研究凸透镜成像规律时,将平行光正对凸透镜照射,另一侧的光屏移动到距凸透镜10厘米处时,得到一个最小、最亮的光斑。接着把光源换成蜡烛,调整好相关器材的高度,将凸透镜固定在光具座中央50厘米刻度线处,移动蜡烛到光具座的左端并点燃,再移动光屏至如图T4-14所示位置时,在光屏中央得到一个清晰的像。保持凸透镜位置不变,通过移动蜡烛及光屏的位置,下列成像情况符合实际的是 ( )
A.若蜡烛放置在10厘米刻度线处,移动光屏,在光屏上都不能呈清晰的像
B.若蜡烛放置在30厘米刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈清晰缩小的像
C.若蜡烛放置在35厘米刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈清晰放大的像
D.若蜡烛放置在45厘米刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈清晰放大的像
10.在探究凸透镜成像规律的实验中,当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时,烛焰在光屏上呈现一个清晰的像,则下列说法不正确的是( )
A.?凸透镜的焦距可能是12cm
B.?只将透镜向左移动,人眼在光屏和透镜之间,通过透镜可以观察到正立放大的虚像
C.?只将透镜向右移动,光屏上可以出现缩小的像
D.?若在透镜和蜡烛之间放一近视镜片,光屏适当左移可再次出现清晰的像
11.如图所示,一碗底B处放一硬币,然后加适量水,从A处恰好能看到硬币的像于E处,若用激光笔从A点向________(选填“C或B或E或D”)处照射,可以刚好照射到硬币,若继续加水至满,则从A处看到的硬币的像将________(选填“变高”或“变低”或“不变”)
(第12题图)
12.阅读文字材料,完成后面的问题:
透镜的焦距f的长短标志着折光本领的大小,焦距越短,折光本领越大。通常把透镜焦距的倒数叫做透镜的焦度,用Φ表示,即Φ=1/f。如果某透镜的焦距是0.5m,它的焦度就是:Φ=1/0.5m=2m-1.平时说的眼镜片的度数,就是镜片的透镜焦度乘100的值。例如,400度远视镜片的透镜角度是4m-1,它的焦距是0.25m。
注意:凸透镜(远视镜片)的度数是正数,凹透镜(近视镜片)的度数是负数。
(1)如图所示是小明的眼睛看物体时的成像情况,则他的眼病及需要用来矫正的透镜分别是( )
A、近视 凸透镜 B、近视 凹透镜 C、远视 凸透镜 D、远视 凹透镜
(2)若他所戴眼镜镜片的焦距为0.2m,则该镜片的焦度为 m-1,度数为 度。
13. 小金在实验室利用光具座探究凸透镜成像的规律。
(1)当小金将三个元件移动到图示位置时,光屏上出现了清晰的像。请你根据此现象回答下列问题:光屏上像的性质为 ,并推算出焦距为 cm。?
(2)保持蜡烛和凸透镜位置不变,小金换了个凸透镜继续实验,并使透镜光心、蜡烛焰心和光屏中心三者高度相同,但在透镜右侧无论怎样移动光屏都无法在光屏上成像(光具座足够长),请你帮助小金分析产生此现象的原因? 。?
14、 实验室利用光具座研究凸透镜成像的规律。当三个元件移动到图T4-13所示位置时,光屏上出现了清晰的像。回答下列问题:
(1)光屏上的像的性质为 。?
(2)关于本实验中得到的像在生活中的应用,举一个例子: 。?
(3)从图中读出物距为 cm,并推算出焦距为 (填字母)。?
A.f<15 cm B.15 cm30 cm
(4)如果保持蜡烛与凸透镜的位置不变,撤去光屏,是否仍然成像? 。
15.在探究光的折射特点的实验中。
为了清楚地看到光在空气或水中传播的路径,可在水面上方喷些烟雾并在水中滴几点牛奶,其中利用的物理原理是 。
在进行实验过程中,提醒大家不要将激光束射向人眼,激光会对眼睛造成伤害,严重时会导致失明!这个提醒说明光具有 。
在实验中,光从空气射向水中时,折射角小于入射角,如图a所示。小明同学想若让光从水中射向空气,折射角是否还是小于入射角?实验结果如图b所示。图示实验a与b,说明光路具有 。
如图b所示,光从水中射向空气时,折射角大于入射角,当入射角逐渐增大时,折射角也逐渐增大(如图c,d所示),那么,当入射角增大到某一值时,可能会出现什么现象呢?说出你的观点并解释: 。
(5)小明为了验证自己的推测,设计如图所示的实验,实验过程中逐渐增大激光笔射向水面的入射角的角度,当增大到某一角度时,小明观察到 ,证实了自己的推测。