专题四
光现象
【知识点回顾】
1、光源:能发光的物体叫做光源。
光源可分为天然光源(水母、太阳),人造光源(灯泡、火把);月亮不是光源
2、光在同种均匀介质中沿直线传播;
光的直线传播的应用:
(1)小孔成像:像的形状与小孔的形状无关,像是倒立的实像(树阴下的光斑是太阳的像)
(2)取得直线:激光准直(挖隧道定向);整队集合;射击瞄准;
(3)限制视线:坐井观天、一叶障目;
(4)影的形成:影子;日食、月食(要求会作图)
3、光线:常用一条带有箭头的直线表示光的径迹和方向;
4、所有的光路都是可逆的,包括直线传播、反射、折射等。
一、光速
1、真空中光速是宇宙中最快的速度;c=3×108m/s;
2、光年:是光在一年中传播的距离,光年是长度单位;
声音在固体中传播得最快,液体中次之,气体中最慢,真空中不传播;
光在真空中传播的最快,空气中次之,透明液体、固体中最慢(二者刚好相反)。光速远远大于声速(如先看见闪电再听见雷声;在跑100m时,声音传播时间不能忽略不计,但光传播时间可忽略不计)。
二、光的反射
1、当光射到物体表面时,被反射回来的现象叫做光的反射。
2、我们看见不发光的物体是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。
3、反射定律:在反射现象中,反射光线、入射光线、法线都在同一个平面内;反射光线、入射光线分居法线两侧;反射角等于入射角。
5、光路图(要求会作):
(1)、确定入(反)射点:入射光线和反射面或反射光线和反射面或入射光线和反射光线的交点即为入射(反射)点
(2)、根据法线和反射面垂直,作出法线。
(3)、根据反射角等于入射角,画出入射光线或反射光线
6、两种反射:镜面反射和漫反射。
(1)镜面反射:平行光射到光滑的反射面上时,反射光仍然被平行的反射出去;
(2)漫反射:平行光射到粗糙的反射面上,光线各个方向反射出去;
(3)镜面反射和漫反射的相同点:都是反射现象,都遵守反射定律;不同点是:反射面不同(一光滑,一粗糙),一个方向的入射光,镜面反射的反射光只射向一个方向(刺眼);而漫反射射向四面八方;(下雨天向光走走暗处,背光走要走亮处,因为积水发生镜面反射,地面发生漫反射,电影屏幕粗糙、黑板要粗糙是利用漫反射把光射向四处,黑板上“反光”是发生了镜面反射)
三、平面镜成像
1、平面镜成像特点:像是虚像,像和物关于镜面对称(轴对称图形)。像和物的大小相等,像和物对应点的连线和镜面垂直,到镜面距离相等;像和物上下相同,左右相反(镜中像的左手是人的右手,物体远离或靠近镜面像的大小不变,像也要随着远离或靠近镜面相同距离)。
2、水中倒影的形成的原因:平静的水面就好像一个平面镜,它可以成像(水中月、镜中花);
物离水面多高,像离水面就是多远,与水的深度无关。
3、平面镜成虚像的原因:物体射到平面镜上的光经平面镜反射后的反射光线没有会聚而是发散的,这些光线的反向延长线(画线时用虚线)相交成的像,不能呈现在光屏上,只能通过人眼观察到,故称为虚像(不是由实际光线会聚而成)
注意:进入眼睛的光并非来自像点,而是反射光。要求能用平面镜成像的规律(像、物关于镜面对称)和平面镜成像的原理(同一物点发出的光线经反射后,反射光的反向延长线交于像点)作光路图(作出物、像、反射光线和入射光线);
四、凸面镜和凹面镜
1、以球外表面为反射面叫凸面镜,以球内表面为反射面的叫凹面镜;
2、凸面镜对光有发散作用,可增大视野(汽车上的观后镜);
凹面镜对光有会聚作用(太阳灶,利用光路可逆制作电筒)
五、光的折射
1、光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折。
2、光在同种不均匀的介质中传播时,光的传播方向也会发生偏折。
3、折射角:折射光线和法线间的夹角。
六、光的折射定律
1、在光的折射中,三线共面,法线居中。
2、在空气中的角度最大,在水中的角度次之,在玻璃中的角度最小。(利用光在不同介质中的速度大小来判断)
3、垂直入射时,折射角和入射角都等于0°,光的传播方向不改变
4、折射角随入射角的增大而增大
5、当光射到两介质的分界面时,反射、折射同时发生
七、光的折射现象及其应用
1、生活中与光的折射有关的例子:
(1)水中的鱼的位置看起来比实际位置高一些(鱼实际在看到位置的后下方);
(2)由于光的折射,池水看起来比实际的浅一些;
(3)水中的人看岸上的景物的位置比实际位置高些;
(4)透过厚玻璃看钢笔,笔杆好像错位了;
(5)斜放在水中的筷子好像向上弯折了;(要求会作光路图)
八、光的色散:
1、太阳光通过三棱镜后,依次被分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色,这种现象叫色散;
2、白光是由各种色光混合而成的复色光;
3、天边的彩虹是光的色散现象;
4、色光的三原色是:红、绿、蓝;其它色光可由这三种色光混合而成,白光是三种色光混合而成的;世界上没有黑光;
九、看不见的光
1、红外线:红外线位于红光之外,人眼看不见;红外线的主要性能是热作用强(加热);一切物体都能发射红外线,温度越高辐射的红外线越多;电视遥控器用红外线来传递信息。
2、紫外线:在光谱上位于紫光之外,人眼看不见;紫外线的主要特性是化学作用强;(消毒、杀菌)紫外线的生理作用,促进人体合成维生素D从而吸收钙元素(小孩多晒太阳),荧光作用(验钞)
【例题精析】
例1.(2020?海南)如图所示,站在太阳下的人身后的影子形成的原因是( )
A.光的反射
B.光的折射
C.光的色散
D.光沿直线传播
例2.(2020?吉林)2020年6月21日,我国迎来一次天象奇观﹣﹣“金边日食”。日食的形成原因是( )
A.光的直线传播
B.光的反射
C.光的折射
D.光的色散
例3.(2020?枣庄)如图所示的四种现象中,由光的反射形成的是( )
A.透过树丛的光束
B.雨后的彩虹
C.水中的倒影
D.海市蜃楼
例4.(2020?南京)检查视力的时候,视力表放在被测者头部的后上方,被测者识别对面墙上镜子里的像(如图所示)。视力表在镜中的像与被测者相距( )
A.2.1m
B.2.5m
C.4.6m
D.5m
例5.(2019?内江)光从玻璃射向空气中,在玻璃与空气的交界面上发生折射和反射,以下符合实际情况的是( )
A.
B.
C.
D.
例6.(2018?山西)暑假小明去五台山旅游,站在清澈的湖边,望向平静的水面,看到“云在水中飘,鱼在云上游,鱼戏白塔绿树间”。这些景象中距离水面最远的是( )
A.白塔倒影
B.游动的鱼
C.白云倒影
D.绿树倒影
例7.(2018?长春)下列现象中,由于光的反射形成的是( )
A.筷子在水中“折断”
B.看到物理书
C.透过放大镜看指纹
D.看到水中的鱼
例8.(2020?徐州)根据平面镜成像特点,在图中画出物体AB在平面镜中所成的像A′B′。
例9.(2020?大连)如图所示,一束光从空气斜射到玻璃的表面,请画出进入玻璃的折射光线。
例10.(2019?长春)如图甲所示是“探究平面镜成像的特点”的实验装置。
(1)取两支完全相同的蜡烛,是为了探究像与物的
关系。
(2)将点燃的蜡烛A放在玻璃板前,移动玻璃板后的蜡烛B直至与蜡烛A的像完全重合,记录蜡烛A、蜡烛B的位置。改变蜡烛A的位置,重复上述实验,实验记录如图乙所示。蜡烛A位于2位置时的像在
点,蜡烛A由2位置移到3位置,像的大小
(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)人看到蜡烛的像是由于反射光进入人眼。请在图内中画出与反射光线对应的入射光线。
【巩固提高】
一.选择题(共16小题)
1.人们看到的下列现象中,由于光的折射形成的是( )
A.水中的“白云”
B.路边的树荫
C.水中的游鱼
D.水中树的倒影
2.下列光现象中,由光的直线传播形成的是( )
A.海市蜃楼
B.小孔成像
C.黑板反光
D.斜插入水中的筷子“弯折”
3.以下现象中与“镜中花”原理相同的是( )
A.远视眼镜成的像
B.雨后的彩虹
C.湖面上的倒影
D.林荫树下的光斑
4.老师指导爱米在舞蹈室镜子前跳舞,爱米看到自己在镜中的“舞姿”美妙,同时和镜中的老师相视而笑。关于这个过程说法错误的是( )
A.在反射中光路是可逆的
B.镜里“舞姿”是光的反射形成的
C.爱米离镜越远,镜中的“爱米”就越小
D.镜里“舞姿”和爱米舞姿是关于平面镜对称的
5.有一光电控制液面高度的仪器,它是通过一束入射光线经液面反射在光电屏上得到的光斑位置来判断液面高低的。如图光路中,入射光线与液面的夹角为40°,当液面升高时,反射角( )
A.保持40°不变
B.保持50°不变
C.逐渐增大
D.逐渐减小
6.下列语句中涉及的光现象与“水中月”形成原因相同的是( )
A.海市蜃楼
B.凿壁偷光
C.风雨之后见彩虹
D.对镜帖花黄
7.如图所示,在水中A处有一条鱼,但岸上的人却看到这条鱼在B处,在图所示的四幅光路图中,能正确说明产生这一现象原因的光路图是( )
A.
B.
C.
D.
8.下列古诗句中都蕴含着的光学现象,属于光的折射的是( )
A.床前明月光,疑是地上霜
B.溪边照影行,天在清溪底
C.举杯邀明月,对影成三人
D.潭清疑水浅,荷动知鱼散
9.如图所示的四种现象中,属于光的直线传播的是( )
A.
汽车上的“后视镜”
B.
树在水中的倒影
C.
沙漠中的“海市蜃楼”
D.
地上的“树影”
10.下列现象中属于光的折射的是( )
A.观察水中的鱼
B.阳光下树的影子
C.看到黑板上的字
D.蓝天在湖中的倒影
11.南溪湿地公园坐落于长春的南部,为美丽的长春又增添了一处风景。下列人们游园时所看到的现象中,由于光的折射形成的是( )
A.水中的“白云”
B.路边的树荫
C.水中的游鱼
D.水中树的倒影
12.如图所示是一辆挂有“扫黑除恶”条幅的宣传车,下列说法正确的是( )
A.看见条幅的字是因为光发生了漫反射
B.看见条幅是红色的,其原因是条幅发出的是红外线
C.宣传车行驶时,机器发出的轰鸣声是超声波
D.司机觉得路边的树后退是以地面为参照物
13.如图所示的现象中,能用光的反射解释的是( )
A.树荫下圆形光斑
B.露珠下的叶脉
C.海市蜃楼
D.水中倒影
14.关于平面镜成像特点及其实验探究,下列说法正确的是( )
A.物体距平面镜越近所成的像越大
B.用光屏可以呈现虚像
C.多次实验是为了避免实验结果的偶然性
D.平面镜所成像的大小与平面镜大小有关
15.下列现象中,属于光的折射现象的是( )
A.日偏食的形成
B.池水中的鱼看起来“变浅”了
C.汽车“后视镜”中的景物
D.白云在水中的倒影
16.小红面向穿衣镜站在镜前0.5m处,镜中的像与她相距( )
A.0.25m
B.0.5m
C.1m
D.2m
二.作图题(共3小题)
17.如图所示,画出图中的反射光线,并标出反射角的大小。
18.如图所示,一束光线斜射向一块玻璃砖的侧面。请画出光线进入玻璃砖的折射光线和从玻璃砖的另一侧面射出时的折射光线。
19.如图,S是点光源,画出入射光线SO的反射光线以及在水中大致的折射光线。
三.计算题(共1小题)
20.如图a为学校升旗时的旗杆,小朱同学借助一块平面镜就测出旗杆大致高度,如图b,先把一小块平面镜m水平放置在你和旗杆间水平地面上的适当位置O点,当你从平面镜中恰能看到旗杆A点的像A',测出这时平面镜和你及旗杆间的水平距离l和L,再测出你的眼距地面的高度(近似为身高)h,根据平面镜成像的特点,即可算出旗杆的高度。
(1)请在b图中作出人眼从平面镜中观察到旗杆A点的像的光路图。
(2)请推导旗杆高度Hh。
四.综合能力题(共2小题)
21.在研究“平面镜成像特点”的实验中,选取完全相同的蜡烛A和B,高为7cm,如图所示,在竖直的玻璃板前10cm处放一支点燃的蜡烛A,烛焰高2cm。
(1)最好选用
玻璃板(选填“厚”、“薄”)进行实验。
(2)用玻璃板代替平面镜进行实验的目的是
。
(3)所用刻度尺作用是便于比较
。
(4)选取A、B两支相同的蜡烛是为了比较
。
(5)在利用蜡烛B确定出蜡烛A成像的位置后,移去蜡烛B,并在其所在位置上放一光屏,光屏上
(填“能”或“不能”)得到蜡烛A的像,则平面镜所成的像是
像。(选填“实”、“虚”)
(6)根据平面镜成像的特点可判断,身高1.7m的人,站在镜前5m处,他在镜中所成的像到平面镜的距离是
m;当他远离平面镜时,像的大小
(选填“变大”、“变小”、“不变”)。
22.如图所示,在研究平面镜成像实验中
(1)用透明玻璃板代替平面镜的目的是为了能确定像的位置,取两只相同蜡烛的目的是为了能比较像与物的
关系
(2)当蜡烛B与蜡烛A的像完仝重合后,再移去蜡烛B,在蜡烛B的原来位置上放一光屏,光屏上
承接到蜡烛A的像;将光屏向玻璃板方向移动,直到贴到玻璃板上,此时蜡烛A
(均选填“能”或“不能”)在玻璃板上成像。
(3)移去光屏,将蜡烛A向远离玻璃板方向移动,则在玻璃板上所成像的大小将
。
(4)请在图乙中画出物体AB在平面镜中所成的像。
五.解答题(共1小题)
23.如图玻璃板P竖直固定在水平桌面上,把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前适当位置,这时可以看到它存玻璃板后的像B。
(1)只点燃蜡烛A,移动蜡烛B与A的像完全重合,在B蜡烛的烛焰上放一根火柴,火柴
(选填“能”或“不能”)被点燃,说明平面镜成的是
。如果以5cm/s的速度。匀速将A蜡烛远离玻璃板2s时,B错烛应远离玻璃板
cm,才能与A的像完全重合。
(2)下列关于蜡烛的像的描述中,符合实际的一项是
①改变錯烛到玻璃板的距离,像的大小不同
②用大小不同的玻璃板实验,像的大小不同
③沿不同方向观察蜡烛的像,像的位置不同
④若在P、B间放一块纸板,仍可以看到像。专题四
光现象
【知识点回顾】
1、光源:能发光的物体叫做光源。
光源可分为天然光源(水母、太阳),人造光源(灯泡、火把);月亮不是光源
2、光在同种均匀介质中沿直线传播;
光的直线传播的应用:
(1)小孔成像:像的形状与小孔的形状无关,像是倒立的实像(树阴下的光斑是太阳的像)
(2)取得直线:激光准直(挖隧道定向);整队集合;射击瞄准;
(3)限制视线:坐井观天、一叶障目;
(4)影的形成:影子;日食、月食(要求会作图)
3、光线:常用一条带有箭头的直线表示光的径迹和方向;
4、所有的光路都是可逆的,包括直线传播、反射、折射等。
一、光速
1、真空中光速是宇宙中最快的速度;c=3×108m/s;
2、光年:是光在一年中传播的距离,光年是长度单位;
声音在固体中传播得最快,液体中次之,气体中最慢,真空中不传播;
光在真空中传播的最快,空气中次之,透明液体、固体中最慢(二者刚好相反)。光速远远大于声速(如先看见闪电再听见雷声;在跑100m时,声音传播时间不能忽略不计,但光传播时间可忽略不计)。
二、光的反射
1、当光射到物体表面时,被反射回来的现象叫做光的反射。
2、我们看见不发光的物体是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。
3、反射定律:在反射现象中,反射光线、入射光线、法线都在同一个平面内;反射光线、入射光线分居法线两侧;反射角等于入射角。
5、光路图(要求会作):
(1)、确定入(反)射点:入射光线和反射面或反射光线和反射面或入射光线和反射光线的交点即为入射(反射)点
(2)、根据法线和反射面垂直,作出法线。
(3)、根据反射角等于入射角,画出入射光线或反射光线
6、两种反射:镜面反射和漫反射。
(1)镜面反射:平行光射到光滑的反射面上时,反射光仍然被平行的反射出去;
(2)漫反射:平行光射到粗糙的反射面上,光线各个方向反射出去;
(3)镜面反射和漫反射的相同点:都是反射现象,都遵守反射定律;不同点是:反射面不同(一光滑,一粗糙),一个方向的入射光,镜面反射的反射光只射向一个方向(刺眼);而漫反射射向四面八方;(下雨天向光走走暗处,背光走要走亮处,因为积水发生镜面反射,地面发生漫反射,电影屏幕粗糙、黑板要粗糙是利用漫反射把光射向四处,黑板上“反光”是发生了镜面反射)
三、平面镜成像
1、平面镜成像特点:像是虚像,像和物关于镜面对称(轴对称图形)。像和物的大小相等,像和物对应点的连线和镜面垂直,到镜面距离相等;像和物上下相同,左右相反(镜中像的左手是人的右手,物体远离或靠近镜面像的大小不变,像也要随着远离或靠近镜面相同距离)。
2、水中倒影的形成的原因:平静的水面就好像一个平面镜,它可以成像(水中月、镜中花);
物离水面多高,像离水面就是多远,与水的深度无关。
3、平面镜成虚像的原因:物体射到平面镜上的光经平面镜反射后的反射光线没有会聚而是发散的,这些光线的反向延长线(画线时用虚线)相交成的像,不能呈现在光屏上,只能通过人眼观察到,故称为虚像(不是由实际光线会聚而成)
注意:进入眼睛的光并非来自像点,而是反射光。要求能用平面镜成像的规律(像、物关于镜面对称)和平面镜成像的原理(同一物点发出的光线经反射后,反射光的反向延长线交于像点)作光路图(作出物、像、反射光线和入射光线);
四、凸面镜和凹面镜
1、以球外表面为反射面叫凸面镜,以球内表面为反射面的叫凹面镜;
2、凸面镜对光有发散作用,可增大视野(汽车上的观后镜);
凹面镜对光有会聚作用(太阳灶,利用光路可逆制作电筒)
五、光的折射
1、光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折。
2、光在同种不均匀的介质中传播时,光的传播方向也会发生偏折。
3、折射角:折射光线和法线间的夹角。
六、光的折射定律
1、在光的折射中,三线共面,法线居中。
2、在空气中的角度最大,在水中的角度次之,在玻璃中的角度最小。(利用光在不同介质中的速度大小来判断)
3、垂直入射时,折射角和入射角都等于0°,光的传播方向不改变
4、折射角随入射角的增大而增大
5、当光射到两介质的分界面时,反射、折射同时发生
七、光的折射现象及其应用
1、生活中与光的折射有关的例子:
(1)水中的鱼的位置看起来比实际位置高一些(鱼实际在看到位置的后下方);
(2)由于光的折射,池水看起来比实际的浅一些;
(3)水中的人看岸上的景物的位置比实际位置高些;
(4)透过厚玻璃看钢笔,笔杆好像错位了;
(5)斜放在水中的筷子好像向上弯折了;(要求会作光路图)
八、光的色散:
1、太阳光通过三棱镜后,依次被分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色,这种现象叫色散;
2、白光是由各种色光混合而成的复色光;
3、天边的彩虹是光的色散现象;
4、色光的三原色是:红、绿、蓝;其它色光可由这三种色光混合而成,白光是三种色光混合而成的;世界上没有黑光;
九、看不见的光
1、红外线:红外线位于红光之外,人眼看不见;红外线的主要性能是热作用强(加热);一切物体都能发射红外线,温度越高辐射的红外线越多;电视遥控器用红外线来传递信息。
2、紫外线:在光谱上位于紫光之外,人眼看不见;紫外线的主要特性是化学作用强;(消毒、杀菌)紫外线的生理作用,促进人体合成维生素D从而吸收钙元素(小孩多晒太阳),荧光作用(验钞)
【例题精析】
例1.(2020?海南)如图所示,站在太阳下的人身后的影子形成的原因是( )
A.光的反射
B.光的折射
C.光的色散
D.光沿直线传播
【解答】解:光在同一种均匀介质中是沿直线传播的,沿直线传播的光被人的身体挡住,身体后面光照不到的黑暗区域,就是人身后的影子,故ABC错误,D正确。
故选:D。
例2.(2020?吉林)2020年6月21日,我国迎来一次天象奇观﹣﹣“金边日食”。日食的形成原因是( )
A.光的直线传播
B.光的反射
C.光的折射
D.光的色散
【解答】解:当太阳、月球、地球位于同一直线上,月球处于太阳与地球之间时,沿直线传播的太阳光被不透明的月球挡住,在月球的后面阳光照不到的地球上,形成影,在地球上看不到太阳,便形成日食。故A正确,BCD错误。
故选:A。
例3.(2020?枣庄)如图所示的四种现象中,由光的反射形成的是( )
A.透过树丛的光束
B.雨后的彩虹
C.水中的倒影
D.海市蜃楼
【解答】解:
A、透过树丛的光束是直的,表明光在空气中沿直线传播的,故A不符合题意;
B、雨过天晴时,常在天空出现彩虹,这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的,白光经水珠折射以后,分成各种彩色光,这种现象叫做光的色散现象,所以说雨后的天空出现彩虹是由光的色散形成的,故B不符合题意。
C、平静水面上景物的倒影,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故C符合题意。
D、海市蜃楼是光在不均匀的空气中传播时发生折射形成的,故D不符合题意。
故选:C。
例4.(2020?南京)检查视力的时候,视力表放在被测者头部的后上方,被测者识别对面墙上镜子里的像(如图所示)。视力表在镜中的像与被测者相距( )
A.2.1m
B.2.5m
C.4.6m
D.5m
【解答】解:由图示可知,视力表与平面镜之间的距离为2.5m,被测者与视力表之间的距离为0.4m,
根据平面镜成像特点,物体与像到镜面的距离相等,可得视力表在镜中的像与视力表之间的距离为2.5m+2.5m=5m,
则视力表在镜中的像与被测者相距5m﹣0.4m=4.6m。
故选:C。
例5.(2019?内江)光从玻璃射向空气中,在玻璃与空气的交界面上发生折射和反射,以下符合实际情况的是( )
A.
B.
C.
D.
【解答】解:A、图中描述的是光从玻璃斜射入空气中的情境,反射光线的方向错误,不符合反射定律;折射角小于入射角,不符合折射定律,故A图不正确。
B、图中描述的是光从玻璃斜射入空气中的情境,反射光线的方向错误,不符合反射定律;折射角大于入射角,符合折射定律,故B图不正确。
C、图中描述的是光从玻璃斜射入空气中的情境,反射角等于入射角,符合反射定律;折射角等于入射角,不符合折射定律,故C图不正确。
D、图中描述的是光从玻璃斜射入空气中的情境,反射角等于入射角,符合反射定律;折射角大于入射角,符合折射定律,故D图正确。
故选:D。
例6.(2018?山西)暑假小明去五台山旅游,站在清澈的湖边,望向平静的水面,看到“云在水中飘,鱼在云上游,鱼戏白塔绿树间”。这些景象中距离水面最远的是( )
A.白塔倒影
B.游动的鱼
C.白云倒影
D.绿树倒影
【解答】解:
水中的云、白塔、绿树都属于平面镜成像,是由光的反射形成的与物体等大的虚像;看到水中的鱼,是由于光的折射形成的,从上面看时,会感到鱼的位置比实际位置高一些,是鱼的虚像;
根据平面镜成像特点可知,物距等于像距,云到水面的距离最远,故云的像到水面的距离较大,故C正确;
白塔、绿树都靠近水面,与水面的距离较小,故所成的像到水面距离较小,故ABD错误。
故选:C。
7.(2018?长春)下列现象中,由于光的反射形成的是( )
A.筷子在水中“折断”
B.看到物理书
C.透过放大镜看指纹
D.看到水中的鱼
【解答】解:A、从水中筷子上反射的光从水中斜射入空气中时,发生折射,折射光线远离法线,当人逆着折射光线的方向看时,看到的是筷子的虚像,比实际位置偏高,所以感觉折断了,故与题意不符;
B、我们能看到本身不发光的物理课本,是因为它反射的光进入了我们的眼睛,符合题意;
C、用放大镜看指纹时,指纹变大了,属于凸透镜成像,是由于光的折射形成的,故与题意不符;
D、在岸上看到水中的鱼,由于光从水中斜射入空气中时发生折射,我们看到的是鱼的虚像,故与题意不符。
故选:B。
例8.(2020?徐州)根据平面镜成像特点,在图中画出物体AB在平面镜中所成的像A′B′。
【解答】解:分别作出物体AB端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′,用虚线连接A′、B′即为AB在平面镜中的像。如图:
例9.(2020?大连)如图所示,一束光从空气斜射到玻璃的表面,请画出进入玻璃的折射光线。
【解答】解:题中已经作出法线,当光从空气斜射入玻璃等透明介质中时,折射角小于入射角,所以,在法线右侧的玻璃中作出折射光线,折射光线向法线靠近。如图所示:
例10.(2019?长春)如图甲所示是“探究平面镜成像的特点”的实验装置。
(1)取两支完全相同的蜡烛,是为了探究像与物的 大小 关系。
(2)将点燃的蜡烛A放在玻璃板前,移动玻璃板后的蜡烛B直至与蜡烛A的像完全重合,记录蜡烛A、蜡烛B的位置。改变蜡烛A的位置,重复上述实验,实验记录如图乙所示。蜡烛A位于2位置时的像在 c 点,蜡烛A由2位置移到3位置,像的大小 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)人看到蜡烛的像是由于反射光进入人眼。请在图内中画出与反射光线对应的入射光线。
【解答】解:(1)两只蜡烛大小相同,后面的蜡烛又和前面蜡烛的像完全重合,这样就证明了像与物大小相同,所以两只蜡烛等长是为了比较像与物大小关系用的。
(2)根据平面镜成像特点可知,像与物关于镜面对称、像与物等大。
所以蜡烛A位于2位置时的像在c点,蜡烛A由2位置移到3位置,像的大小不变。
(3)过反射点垂直于镜面作出法线,然后根据反射角等于入射角,在法线下侧画出入射光线即可,如下图所示;
故答案为:(1)大小;
(2)c;不变;(3)见解答图。
【巩固提高】
一.选择题(共16小题)
1.人们看到的下列现象中,由于光的折射形成的是( )
A.水中的“白云”
B.路边的树荫
C.水中的游鱼
D.水中树的倒影
【解答】解:A、水中的“白云”与平面镜成像的原理相同,属于光的反射现象;故A错误;
B、路边的树荫是由于光的直线传播形成的,故B错误;
C、鱼生活在水里,鱼反射的光线由水中进入空气时,在水面上发生折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼会逆着折射光线的方向看去,就会觉得鱼变高了,所以看到了鱼的虚像,故C正确;
D、水中树的倒影与平面镜成像的原理相同,属于光的反射现象,故D错误。
故选:C。
2.下列光现象中,由光的直线传播形成的是( )
A.海市蜃楼
B.小孔成像
C.黑板反光
D.斜插入水中的筷子“弯折”
【解答】解:A、奇妙的“海市蜃楼”景观,是由于光的折射形成的。故A不符合题意;
B、小孔成像是由于光的直线传播形成的。故B符合题意;
C、黑板反光是由于光的反射形成的。故C不符合题意;
D、斜插入水中的筷子弯折了,是由于光线在水面处发生折射的缘故。故D不符合题意。
故选:B。
3.以下现象中与“镜中花”原理相同的是( )
A.远视眼镜成的像
B.雨后的彩虹
C.湖面上的倒影
D.林荫树下的光斑
【解答】解:镜中花属于平面镜成像,是由光的反射形成的;
A、远视眼镜成的像属于凸透镜成像,是由光的折射形成的,故A错误;
B、雨过天晴,天空出现美丽的彩虹,是光的色散现象,即光的折射,故B错误;
C、湖面上的倒影,属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故C正确;
D、林萌树下的点点光斑,是太阳通过小孔形成的实像,是由于光的直线传播形成的,故D错误。
故选:C。
4.老师指导爱米在舞蹈室镜子前跳舞,爱米看到自己在镜中的“舞姿”美妙,同时和镜中的老师相视而笑。关于这个过程说法错误的是( )
A.在反射中光路是可逆的
B.镜里“舞姿”是光的反射形成的
C.爱米离镜越远,镜中的“爱米”就越小
D.镜里“舞姿”和爱米舞姿是关于平面镜对称的
【解答】解:A、反射时,光路是可逆的;因此爱米和镜中的老师相视而笑,故A正确;
B、平面镜成像原理是光的反射,即爱米镜里“舞姿”是光的反射形成的,故B正确;
C、根据平面镜成像的特点可知,镜中的“爱米”在镜中的像大小不会改变,故C错误;
D、平面镜成像时物像关于平面镜是对称的,所以镜里“舞姿”和爱米舞姿关于平面镜对称,故D正确。
故选:C。
5.有一光电控制液面高度的仪器,它是通过一束入射光线经液面反射在光电屏上得到的光斑位置来判断液面高低的。如图光路中,入射光线与液面的夹角为40°,当液面升高时,反射角( )
A.保持40°不变
B.保持50°不变
C.逐渐增大
D.逐渐减小
【解答】解:
入射光线与液面的夹角为40°,则入射角为90°﹣40°=50°,由光的反射定律可知,反射角也为50°;
当液面升高时,液面仍然是水平的,所以入射角不变,反射角也不变,所以反射角不变,即保持50°不变,如图所示,
故B正确,ACD错误。
。
故选:B。
6.下列语句中涉及的光现象与“水中月”形成原因相同的是( )
A.海市蜃楼
B.凿壁偷光
C.风雨之后见彩虹
D.对镜帖花黄
【解答】解:“水中月”属于平面镜成像,是利用光的反射形成的。
A、海市蜃楼是由于光的折射造成的,故不符合题意;
B、凿壁偷光是由于光的直线传播形成的,故不符合题意;
C、风雨之后见彩虹是光的色散现象,属于光的折射,故不符合题意;
D、对镜帖花黄属于平面镜成像,是利用光的反射,故与“水中月”形成原因相同,符合题意。
故选:D。
7.如图所示,在水中A处有一条鱼,但岸上的人却看到这条鱼在B处,在图所示的四幅光路图中,能正确说明产生这一现象原因的光路图是( )
A.
B.
C.
D.
【解答】解:A、光由空气射入水中,不符合题意;
B、折射角小于入射角,光路图错误;
C、光从空气射入水中,不符合题意;
D、光由空气斜射入水中,折射角大于入射角,光路图正确;
故选:D。
8.下列古诗句中都蕴含着的光学现象,属于光的折射的是( )
A.床前明月光,疑是地上霜
B.溪边照影行,天在清溪底
C.举杯邀明月,对影成三人
D.潭清疑水浅,荷动知鱼散
【解答】解:A、“床前明月光,疑是地上霜”看到明月光是由光的直线传播形成的,故A错误;
B、“溪边照影行,天在清溪底”,是倒影,属于平面镜成像,是光的反射现象,故B错误;
C、“举杯邀明月,对影成三人”通过酒看到月亮是光的反射形成的,故C错误;
D、“潭清疑水浅,荷动知鱼散”看到水底和水中的鱼是光的折射现象,故D正确。
故选:D。
9.如图所示的四种现象中,属于光的直线传播的是( )
A.
汽车上的“后视镜”
B.
树在水中的倒影
C.
沙漠中的“海市蜃楼”
D.
地上的“树影”
【解答】解:A、汽车上的“后视镜”是凸面镜,利用了光的反射,不符合题意;
B、树在水中的倒影,水面成像,属于光的反射,不符合题意;
C、“海市蜃楼”是光在不均匀的空气中传播,发生的折射现象,不符合题意;
D、地面上出现树的影子,是光的直线传播形成的,符合题意。
故选:D。
10.下列现象中属于光的折射的是( )
A.观察水中的鱼
B.阳光下树的影子
C.看到黑板上的字
D.蓝天在湖中的倒影
【解答】解:A、站在岸边能看到水里的鱼,是光经过水面时发生折射形成的鱼的虚像。故A正确;
B、阳光下树的影子,是光沿直线传播形成的。故B错误;
C、全班同学都能看到黑板上的字,是由于黑板表面做的很粗糙,光线射到上面能发生漫反射。故C错误;
D、蓝天在湖中形成倒影,属于平面镜成像,是光的反射。故D错误。
故选:A。
11.南溪湿地公园坐落于长春的南部,为美丽的长春又增添了一处风景。下列人们游园时所看到的现象中,由于光的折射形成的是( )
A.水中的“白云”
B.路边的树荫
C.水中的游鱼
D.水中树的倒影
【解答】解:A、水中的“白云”属于光的反射现象;故A错误;
B、路边的树荫是由于光的直线传播形成的,故B错误;
C、水中的游鱼是由于光的折射形成的,故C正确;
D、水中树的倒影,属于光的反射现象,故D错误。
故选:C。
12.如图所示是一辆挂有“扫黑除恶”条幅的宣传车,下列说法正确的是( )
A.看见条幅的字是因为光发生了漫反射
B.看见条幅是红色的,其原因是条幅发出的是红外线
C.宣传车行驶时,机器发出的轰鸣声是超声波
D.司机觉得路边的树后退是以地面为参照物
【解答】解:
A、从不同的方向上看见条幅的字是因为光发生了漫反射,故A正确;
B、人看不到红外线,看见条幅是红色的,是因为条幅反射了红光,故B错误;
C、人能听到机器的轰鸣声,该声音不是超声波,因为人听不到超声波,故C错误;
D、树和地面之间没有位置的变化,故树是静止的,司机看到树向后退,是以车为参照物,故D错误。
故选:A。
13.如图所示的现象中,能用光的反射解释的是( )
A.树荫下圆形光斑
B.露珠下的叶脉
C.海市蜃楼
D.水中倒影
【解答】解:A、树荫下圆形光斑,属于小孔成像,是光沿直线传播形成的,不符合题意。
B、露珠相当于凸透镜,露珠下的叶脉被放大,因此属于光的折射现象,不符合题意。
C、海市蜃楼是由于光的折射形成的,不符合题意。
D、平静的水面相当于平面镜,水中成像是平面镜成像现象,故属于光的反射,符合题意。
故选:D。
14.关于平面镜成像特点及其实验探究,下列说法正确的是( )
A.物体距平面镜越近所成的像越大
B.用光屏可以呈现虚像
C.多次实验是为了避免实验结果的偶然性
D.平面镜所成像的大小与平面镜大小有关
【解答】解:
A、根据平面镜成像特点可知物体和像大小相同,与物体到平面镜的距离无关,故A错误。
B、光屏能承接实像,虚像不能承接在光屏上,故B错误。
C、在探究平面镜成像特点实验中,多次实验是为了避免实验结果的偶然性,故C正确。
D、平面镜所成像的大小与成像物体大小相等,与平面镜大小无关,故D错误。
故选:C。
15.下列现象中,属于光的折射现象的是( )
A.日偏食的形成
B.池水中的鱼看起来“变浅”了
C.汽车“后视镜”中的景物
D.白云在水中的倒影
【解答】解:A、日偏食是光的直线传播形成的现象,故A不符合题意;
B、池底的光线由水中进入空气时,在水面处发生折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼会逆着折射光线的方向看去,就会觉得池底变浅了,故B符合题意;
C、汽车“后视镜”是凸面镜,汽车“后视镜”中的景物是由光的反射形成的,故C不符合题意;
D、白云在水中的倒影是平面镜成像,是由于光的反射形成的,故D不符合题意。
故选:B。
16.小红面向穿衣镜站在镜前0.5m处,镜中的像与她相距( )
A.0.25m
B.0.5m
C.1m
D.2m
【解答】解:小红面向穿衣镜站在镜前0.5m处,根据物像到平面镜的距离相等,所以小红的像到平面镜的距离也是0.5m,则镜中的像与她相距0.5m+0.5m=1m;
故选:C。
二.作图题(共3小题)
17.如图所示,画出图中的反射光线,并标出反射角的大小。
【解答】解:题目已经做出法线,入射光线与镜面的夹角是60°,所以入射角为90°﹣60°=30°.根据反射光线和入射光线分居在法线的两侧;反射角等于入射角在法线左侧做出反射光线,如图所示:
18.如图所示,一束光线斜射向一块玻璃砖的侧面。请画出光线进入玻璃砖的折射光线和从玻璃砖的另一侧面射出时的折射光线。
【解答】解:
图中已经给出了一条法线,根据“光从空气斜射入玻璃时,折射角小于入射角”作出玻璃砖中的折射光线;
过玻璃砖右侧的折射点作出法线,根据“光从玻璃斜射入空气时,折射角大于入射角”作出空气中的折射光线;
如图所示:。
19.如图,S是点光源,画出入射光线SO的反射光线以及在水中大致的折射光线。
【解答】解:
根据反射角等于入射角在法线右侧的空气中画出反射光线;
光由空气斜射入水中时,折射角小于入射角,由此在法线右侧的水中画出折射光线。如图所示:
三.计算题(共1小题)
20.如图a为学校升旗时的旗杆,小朱同学借助一块平面镜就测出旗杆大致高度,如图b,先把一小块平面镜m水平放置在你和旗杆间水平地面上的适当位置O点,当你从平面镜中恰能看到旗杆A点的像A',测出这时平面镜和你及旗杆间的水平距离l和L,再测出你的眼距地面的高度(近似为身高)h,根据平面镜成像的特点,即可算出旗杆的高度。
(1)请在b图中作出人眼从平面镜中观察到旗杆A点的像的光路图。
(2)请推导旗杆高度Hh。
【解答】解:
(1)反射光线的延长线一定过像点,所以先作出A的像点A',连接CA',与平面镜的交点E为入射点,连接入射点E与C点连线为反射光线,再连接A也入射点E连线为入射光线,如图所示:
。
(2)由图知,Rt△ABE∽Rt△CDE,
所以,即:,
所以Hh。
答:(1)见上图;(2)推导过程见上。
四.综合能力题(共2小题)
21.在研究“平面镜成像特点”的实验中,选取完全相同的蜡烛A和B,高为7cm,如图所示,在竖直的玻璃板前10cm处放一支点燃的蜡烛A,烛焰高2cm。
(1)最好选用 薄 玻璃板(选填“厚”、“薄”)进行实验。
(2)用玻璃板代替平面镜进行实验的目的是 便于确定像的位置 。
(3)所用刻度尺作用是便于比较 像距和物体的关系 。
(4)选取A、B两支相同的蜡烛是为了比较 像与物体的大小关系 。
(5)在利用蜡烛B确定出蜡烛A成像的位置后,移去蜡烛B,并在其所在位置上放一光屏,光屏上 不能 (填“能”或“不能”)得到蜡烛A的像,则平面镜所成的像是 虚 像。(选填“实”、“虚”)
(6)根据平面镜成像的特点可判断,身高1.7m的人,站在镜前5m处,他在镜中所成的像到平面镜的距离是 5 m;当他远离平面镜时,像的大小 不变 (选填“变大”、“变小”、“不变”)。
【解答】解:
(1)玻璃板越薄,两个反射面所成的像距离越近,这样可以更准确地确定像的位置,厚玻璃板会形成两个像,会影响对实验结果的判断;
(2)实验时选择透明的玻璃板,能同时观察到A的像和蜡烛B,便于确定像的位置;
(3)所用刻度尺的作用是能够测量物距和像距,便于比较像与物到平面镜的距离关系;
(4)两只蜡烛大小相同,后面的蜡烛又和前面蜡烛的像完全重合,这样就证明了像与物大小相同,所以两只蜡烛等长是为了比较像与物大小关系用的;
(5)因为光屏只能接收实像,不能接受虚像,光屏不能接收到蜡烛A的烛焰的像,所以说明平面镜成的像是虚像;
(6)由平面镜成的像特点可知,平面镜成的像是正立等大的虚像,因为平面镜成的像到镜的距离与物到镜的距离相等,所以人离镜5m,像离镜也应是5m;又因为不论物离镜远还是近,像与物大小都相同,当人远离镜子时,像的大小是不变的。
故答案为:(1)薄;(2)便于确定像的位置;(3)像距和物体的关系;(4)像与物体的大小关系;(5)不能;虚;(6)5;不变。
22.如图所示,在研究平面镜成像实验中
(1)用透明玻璃板代替平面镜的目的是为了能确定像的位置,取两只相同蜡烛的目的是为了能比较像与物的 大小 关系
(2)当蜡烛B与蜡烛A的像完仝重合后,再移去蜡烛B,在蜡烛B的原来位置上放一光屏,光屏上 不能 承接到蜡烛A的像;将光屏向玻璃板方向移动,直到贴到玻璃板上,此时蜡烛A 能 (均选填“能”或“不能”)在玻璃板上成像。
(3)移去光屏,将蜡烛A向远离玻璃板方向移动,则在玻璃板上所成像的大小将 不变 。
(4)请在图乙中画出物体AB在平面镜中所成的像。
【解答】解:(1)选用大小相同的两个蜡烛,是为了用蜡烛B代替蜡烛A,来比较物像的大小。
(2)光屏能接收到实像,但接收不到虚像,因为平面镜成的是虚像,所以移去蜡烛B,在蜡烛B的原来位置上放一光屏,光屏上不能承接到蜡烛A的像。
将光屏向玻璃板方向移动,直至贴到玻璃板上,此时蜡烛A
能在玻璃板上成像。
(3)移去光屏,将蜡烛A向远离玻璃板方向移动,根据物与像大小相等,跟距离无关,则在玻璃板上所成的像的大小将不变。
(4)分别作出物体AB端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′,用虚线连接A′、B′即为AB在平面镜中的像。如图:
故答案为:(1)大小;(2)不能;能;(3)不变;(4)见解答图。
五.解答题(共1小题)
23.如图玻璃板P竖直固定在水平桌面上,把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前适当位置,这时可以看到它存玻璃板后的像B。
(1)只点燃蜡烛A,移动蜡烛B与A的像完全重合,在B蜡烛的烛焰上放一根火柴,火柴 不能 (选填“能”或“不能”)被点燃,说明平面镜成的是 虚像 。如果以5cm/s的速度。匀速将A蜡烛远离玻璃板2s时,B错烛应远离玻璃板 10 cm,才能与A的像完全重合。
(2)下列关于蜡烛的像的描述中,符合实际的一项是 ④
①改变錯烛到玻璃板的距离,像的大小不同
②用大小不同的玻璃板实验,像的大小不同
③沿不同方向观察蜡烛的像,像的位置不同
④若在P、B间放一块纸板,仍可以看到像。
【解答】解:(1)将火柴放在B蜡烛的“烛焰”上,火柴不能被点燃,说明平面镜成的像是虚像;
蜡烛远离玻璃板2s时,根据v可得离玻璃板的距离为s=5cm/s×2s=10cm;
由于虚像到镜面的距离与蜡烛到镜面的距离相等,所以B蜡烛应远离玻璃板10cm,才可能与A的像完全重合。
(2)①蜡烛在玻璃板中成的像与实物等大,与蜡烛到玻璃板的距离无关,该选项说法不正确;
②蜡烛在玻璃板中成的像与实物等大,与玻璃板大小无关,该选项说法不正确;
③平面镜所成的像关于镜面对称,沿不同方向观察蜡烛的像,像的位置相同,该选项说法不正确;
④蜡烛在玻璃板中成的是虚像,在P、B间放一块纸板,仍可以看到像,该选项说法正确。
故应选④。
故答案为:(1)不能;虚像;10;(2)④。