光学22.docx
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光学22
第三节平面镜成像
【典例剖析】
例1:
平面镜成像的大小决定于()
A.平面镜的大小B.物体离平面镜的距离
C.物体本身的大小D.与以上三种因素都有关系
思路导航:
平面镜成像的特点之一:
像与物体大小相同,故平面镜所成像的大小仅决定于物体本身的大小,与平面镜的大小及物距、像距的大小均无关.
答案:
C学法指津:
平面镜成像的特点:
(1)物体在平面镜中所成的像是虚像;
(2)像和物体的大小相等;(3)物点到对应像点的连线与镜面垂直;(4)物和对应像点到镜面的距离相等;(5)像与物左右互换.
练习:
1.一人身高1.8m,站在水池旁边,已知池水深2m,水面离岸的高度为1.5m,则他在水中的像高为();他头顶的像到水面的距离为()
A.1.8mB.2mC.3.3mD.3.5m
例2:
图2-3-1所示是四位同学画出的物体abc在平面镜中的像.其中正确
思路导航:
观察或者测量物体abc的三个端点a、b、c在平面镜中所成的像a′、b′、c′.看它们是否分别满足平面镜的成像特点,同时注意虚像要用虚线表示.答案:
C
学法指津:
解答这类题目的知识依据是平面镜的成像特点.
练习:
2.根据平面镜成像的规律,画出图2-3-2中物体AB在镜中的虚像A′B′.
例3:
白天在室内照镜子,如果门窗朝南开,为了较清晰地看到自己的面容,镜子的反射面应()
A.朝南B.朝北C.朝东D.朝西
思路导航:
为了较清楚地看到自己的面容,应使镜中的像亮度增加,根据平面镜成像的原理,镜中的像是物体漫反射的光经过平面镜反射形成的.为了增强像的亮度,应增加镜前物体的亮度(即有较多的光线射向人脸).根据本题题意,窗户朝南开,只有人脸向南才能有较多的光线射向人脸,人脸向南,镜子的正面只有朝北才行.
答案:
B学法指津:
进入物理情景,分析物理过程,利用物理知识解决实际问题是解物理问题的常见思路.清晰→亮度高→光线强→面部朝门窗→镜面朝北.
练习:
3.小轿车前的挡风玻璃不竖直安装的主要原因是()
A.避免噪声B.尽可能避免因为平面镜成像而造成不安全因素
C.为了造型美观D.防止挡风玻璃震碎
例4:
从平面镜中看到一台石英钟指针的位置如图2-3-3所示,此刻石英钟的实际读数是()
A.2:
25B.2:
35C.9:
25D.9:
35
思路导航:
根据平面镜成像的特点,像与物上下不颠倒,只是左右互换即可求解.
答案:
C学法指津:
方法一:
把图翻过来,从纸的背面看图,此时的读数就是时钟的正常时间值;方法二:
用12:
00减去所看到的数值,即为时钟的正常时间值,若用12:
00减去所看到数值差为负数时,则换用24:
00来减.
练习:
4.从对面平面镜中看到电子钟的显示如图2-3-4所示,如果回头直接看时钟,它的显示应为()
A.20:
15B.21:
05
C.21:
15D.20:
05
【实验探究】
例题:
测大树高度.请你设计一个方案:
用一个平面镜和一个皮卷尺测量出一棵大树的高度,要求画图说明,并写出树高的计算公式.
思路导航:
用皮卷尺直接测量大树的高度不现实,而我们可以利用树顶漫反射的光线经水平放置的平面镜反射后射入人眼,用相似三角形对应边成比例,用易测出的量导出不易测出的量.
答案:
测量步骤:
(1)先用卷尺测出人眼到地面的高度;
(2)把一块平面镜放在水平地面上如图2-3-5所示,用卷尺测出镜子到大树的距离BO;(3)人在地面上后退或前进适当距离,直到从镜子中刚好看到树顶的像为止,记下人的位置D,测出人到镜子的距离OD.
计算公式:
树高
学法指津:
本题主要应用了光的反射、光的直线传播、平面镜成像、光的漫反射和相应的几何知识,综合性较强.
【知识回顾】
【物理趣谈】魔镜之谜
上海博物馆里陈列着一个奇怪的青铜古镜,它是西汉时期制造的.这面用青铜铸造的圆镜,正面异常光滑,可以照人,背面有一些精细的花纹,并刻有“见日之光天下大明”八个字.
当你把它的正面放在阳光下照时,它不像一般镜子那样,只在墙上反射出一个明亮的圆面,而是将镜背面的花纹、字样也反射到墙上.好像光线可以透过青铜镜,达到镜背面似的.青铜明明是不透明的,可在阳光下看见的古镜好像变得透明了,这是多么反常啊!
因此人们把它叫做“魔镜”.“魔镜”为什么会出现这种奇怪的现象呢?
科学家们经过各种研究,发现镜子的正面看起来很平滑,其实有微小的起伏图案.因此案与镜背图案一一对应.当光照在镜面上产生反射时,反射光线就按镜面上起伏的图案映在墙上了,看起来好像是镜背面的图案和字样.
【智能冲浪】一.基础训练:
1.平面镜所成的像叫______,像与物体到平面镜的距离______,像和物对应点连线与镜面______,像与物体大小______.
2.球面镜分__________和__________两种.
3.人站在竖直放置的平面镜前3m处,他在镜中的像距离平面镜________m,人若以0.5m/s的速度向平面镜靠近,则像相对于人的速度为________m/s.
4.凹面镜对光有________作用,例如_________________,就是利用这个原理制成的;凸面镜对光有________作用,例如_________________,就是利用这个原理制成的.
5.“桂林山水甲天下”,漓江两岸秀美的山峰在平静的水面清晰地映出“倒影”,它是( )
A.山的影子B.山的实像C.山的倒立的虚像D.山的正立的虚像
二.能力训练:
6.太阳的体积约为地球的一百多万倍,太阳离地球的距离约为1亿5千万千米.地面上有一深9千米的湖,则太阳在湖中所成的像离湖面____________千米.像的大小______实际太阳的大小.(选填“大于”、“小于”或“等于”)
7.钢笔尖垂直接触一厚为2毫米的大平面镜,则笔尖所成的像到笔尖的距离为.
8.镜面与水平桌面的夹角为450,现有一小球沿水平桌面向镜面匀速滚来,则它在镜中所成的像的运动方向是.
9.平面镜成的像_________在光屏上显示出来(填“能”或“不能”),平面镜成像是物体反射的光或物体发出的光射到平面镜时发生了_________的结果.
10.凸面镜使平行光束_________,凹面镜使平行光束_________.汽车的后视镜是_________面镜,利用它可以_________司机的视野.
11.太阳灶是用_________制成的,它可以使照在表面的太阳光_________在一点,凹面镜的面积越大会聚的太阳光就越_________,温度也就越_________,利用它不仅可以烧水、煮饭,还可以发电、冶炼,所以它是既节约燃料又不_________的环保型能源.
12.手电筒的反光装置相当于_________面镜,它可以使小电珠发出的光,变成_________光射出去.
13.观察到某汽车号码在平面镜里的像为“10-18”,则该汽车的号码是()
A.10-18B.18-10C.81-01D.01-18
14.一个身高1.80米的人,要在平面镜里看到自己的全身像,那么平面镜的长度至少应为()
A.1.80米B.0.90米C.0.60米D.0.45米
15.在一些狭小的房间的墙壁上挂上几面大镜子,可以形成空间增大的感觉,这主要是利用了平面镜能够()
A.使物像距离是物镜距离的两倍B.改变光路的性质
C.使房间内更明亮D.能成实像
16.在正常情况下,人的眼睛离书本的距离为25cm时,看的清楚,不容易疲劳,这个距离叫明视距离.人刮胡子时应( )
A.使平面镜到眼的距离为25cmB.使平面镜到眼的距离为50cm
C.使平面镜到眼的距离为12.5cm
D.因为像的大小不变,所以平面镜到眼的距离远近都一样
17.小明做研究平面镜成像的实验时,先将蜡烛放在平面镜前50cm处,他记下了像的位置,然后,他将平面镜向蜡烛移动了10cm,则第二次成像的位置与第一次成像的位置比较( )
A.向平面镜移动了10cmB.向平面镜移动了20cm
C.远离了平面镜10cmD.远离了平面镜20cm
18.检查视力时,眼睛与视力表的距离应保持5m远.若把视力表挂在人正后方的墙上,人通过平面镜观察视力表,当视力表与平面镜的距离为3m时,被测人应位于( )A.距前方平面镜1mB.距背后视力表1m
C.距前方平面镜3mD.距背后视力表2m
19.将下列光学元件与相应的面镜用线连起来
手电筒反射镜
大型反射式望远镜
汽车观后镜
探照灯
潜望镜
马路拐弯处观察镜
20.下图2-3-6是某同学作的光路图,他只画了一条入射光线和另一条反射光线,请你帮他画出发光点S和像点S′.
21.在图2-3-7中画出发光点S经过A点的所有光线.
《平面镜成像》练习3
1.物体在平面镜里所成的像是___(“虚”或“实”)像,像的大小跟物的大小___,像和物的直线跟镜面____,像和物到镜面的距离____.
2.一人在一竖直放置的平面镜前2m处,则他在镜中的像离他____m,若他沿着与平面镜平行的方向以1m/s的速度运动了3s,则运动中,像相对于人的速度是____,运动结束时像与人相距____m.
3.铅笔尖垂直接触玻璃镜面,笔尖的像到笔尖间的距离为4毫米,由此可估算出镜子玻璃的厚度约为__毫米.
4.在平面镜前放一支铅笔,如果要使铅笔与它的像垂直,铅笔应该和镜面成
__度,当铅笔跟平面镜成α角,笔和像之间的夹角应为___度.
5.下图“T”形经平面镜所成的像,其中正确的是()
6.一人从平面镜中看到对面墙上钟的像如下图所示,则实际时间为( ) A.3:
40 B.4:
20 C.8:
20 D.9:
40
6题图
7题图
7、(92南京题)在图2中,S’为发光点S在平面镜中的像点,在图中画出平面镜的位置.
8、(95广西)某发光点S发出的两条光线经平面镜反射后分别沿O1A和O2B方向射出,根据平面镜成像规律,在图中画出发光点S的位置.
9.作图:
(1)作出下图甲中物体AB在平面镜中的像
(2)图乙中S为镜前一发光点,发出的光经镜面反射后有一条经过A点,试作出这条光线.
8题图
9题图
10.检查视力时,眼与视力表要相距5m远,如图所示,若视力表距平面镜3m,人离平面镜的距离应是()A.1m B.2m C.3m D.4m
10题图
11题图
11.某同学在做平面镜成像特点实验时,将一块玻璃板竖直架在一直尺的上面,再取两段等长的蜡烛A和B,一前一后竖放在直尺上,点燃玻璃板前的蜡烛A,用眼睛进行观察,如图所示。
在此实验中:
(1)直尺的作用是便于比较物与像_____关系;
(2)两段等长的蜡烛是为了比较物与像的_____关系;
(3)移去蜡烛B,并在其所在位置上放一光屏,则光屏上_____接收到蜡烛A的烛焰的像(填“能”或“不能”),这说明平面镜成的是______像。
12.在互相垂直的两个平面镜之间有一烛焰,则烛焰在两个平面镜所成的虚像有几个( ) A.2个 B.3个 C.4个 D.无穷多个
13.在两个平行放置的平面镜之间有一发光点,则发光点在两个平面镜中所成的虚像有几个( ) A.2个 B.3个 C.4个 D.无穷多个
14.宇航员在太空举目四望,看到的天空背景()
A.特别明亮 B.一片黑暗C.呈灰白色 D.呈蔚蓝色
第三节平面镜成像
※※¤平面镜的符号为:
“
”这个符号在光的反射这节内容就使用了.因为平面镜只一面反射,所以不反射的那面画上“阴影”,表示不发生反射.
1.平面镜成像的特点
平面镜所成的像是虚像,像与物体的大小相同,像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等,像与物体相对于平面镜对称。
(平面镜所成像与物体始终等大,这一特点要记住)
2.根据平面镜成像的特点作图:
例如
3、根据平面镜成像的原理作图:
例如
4、平面镜的应用
(1)利用平面镜成像:
如照镜子,商店里墙上的平面镜。
(2)用平面镜改变光路:
如香港汇丰银行大楼上的平面镜阵列,人防工程路口的平面镜。
(3)用平面镜既改变光路,又要看它成的像:
牙科医生用的小平面镜、潜望镜。
潜望镜下面例2图
5.凸面镜和凹面镜
射到凸面镜上的平行光线,经凸镜反射后变得发散,凸面镜对光线有发散作用.
射到凹面镜上的平行光线,经凹镜反射后能会聚于一点,凹面镜对光线有会聚作用.
【例1】身高1.7m的人,站立在竖直悬挂的平面镜前2m处,镜中的像到人的距离是________,像的高度是________,当人后退1m,像的大小是________,像到人的距离是________.
解析:
因平面镜成的像与物总是以镜面为对称,像的大小与物到镜面的距离无关.本题的答案是:
4m,1.7m,1.7m,6m.
点拨:
掌握平面镜成像规律是解本题的关键.
【例2】如图所示,一台钟的钟面上无数字,只有刻度线.如图,是从平面镜内看到钟面上的指针位置,此时的实际时刻是________.
解析:
作中间两个刻度的连线,以该直线为对称轴,分别以轴对称作出分针和时针的实际位置。
实际时刻是3点40分。
点拨:
平面镜成像与物左右相反,中线位置不变。
【例3】某只昆虫沿着竖直悬挂的镜面爬行,速度为v,镜中的像相对于镜面的速度是________,当昆虫以v垂直于镜面方向爬行时,镜中的像相对于昆虫的速度是________.
点拨:
平面镜成的像与物总是以镜面为轴对称的.所以应填V和2V。
同步练习4
一.填空题:
(每空2分,共38分)
1.如图所示,MM′是反射面,AO是________,OB是________.
1题图8题图
2.光在两种物质________上改变传播方向,并且________物质中,这种现象叫做光的反射,反射光的速度________(填“变大”、“变小”或“不变”).
3.黑板反光使学生看不清字,是由于光射到黑板上发生了的________缘故.人们能从各个方向看到本身不发光的物体,是由于光射到物体上发生了________的缘故.
4.光线垂直照到水面上,入射角是________反射角是________.
5.人站在岸边看到水中的“白云”,实质是白云的________像,反射面是________.
6.一身高1.73m的同学,站在竖直放置的平面镜前2m处,那么他在镜中像的高度是________;当他后退0.5m,像离他本人的距离是________,像的高度是________.
7.要使一支铅笔跟它在平面镜中的像垂直,这支铅笔跟平面镜的夹角应为________.
8.如图所示,某同学在做“平面镜成像特点”实验时,将一块玻璃板竖直架在一把直尺上面,再取两段等长的蜡烛A和B一前一后竖直放在直尺上,点燃玻璃板前蜡烛A,用眼睛进行观察,并移动玻璃板后的蜡烛B,使它与A在玻璃板内的像重合,蜡烛B好像被点燃了,在此实验中:
(1)尺的作用是便于比较物与像________的关系。
(2)两段等长的蜡烛是为了比较物与像的________关系。
(3)若移去蜡烛B,并在其所在位置上放一光屏,则光屏上________(填“能”或“不能”)接收到蜡烛的像,这说明平面镜成的是________像。
二.选择题(每题3分,共18分)
9.一束光线射到平面镜上,当入射角增大15°时,入射光线与反射光线恰成直角,原来的入射角应是[]
A.30°B.45°C.15°D.60°
10.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),让手电筒的光正对着平面镜照射。
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
11.关于光路可逆性原理下列说法正确的是[]
A.只有在光的直线传播过程中遵守B.只有在镜面反射中遵守
C.漫反射不遵D.光的直线传播、镜面反射、漫反射都遵循光路可逆性原理
12.人以1.5m/s的速度沿平直的河堤上行走,他在平静的河水中的“倒影”相对于人的速度是[]
A.0B.1.5m/sC.3m/sD.0.75m/s
13.决定物在平面镜中成像大小的因素是[]
A.物到镜的距离B.镜的高度C.镜的宽度D.物的大小
14.如图所示,能正确表示物在平面镜成像的图是[]
15.如图所示,S为一点光源,分别做出SO、SA、SB的反射光线。
15题图16题图
16.做出图中反射光线和入射光线的反射面位置。
17.完成图中各光路图。
19.如图所示,根据光的反射性质作出物体S在镜中的像。
18.太阳光线与水平方向成30°,要使光线垂直照射在竖直墙壁上,应怎样放置平面镜。
练习5
1.一平面镜与水平桌面成45°角固定在水平桌面如图所示,一小球以1m/s的速度沿桌面向平面镜匀速滚去,则小球在平面镜里的像
A.以1m/s的速度,做竖直向上的运动
B.以1m/s的速度,做竖直向下的运动
C.以2m/s的速度,做竖直向上的运动
D.以2m/s的速度,做竖直向下的运动
2.下列说法中正确的是
A.汽车的车头灯是用平面镜B.汽车的观后镜是用凸面镜
C.太阳灶用的是凸面镜
D.牙科医生用来观察患者不易看到的部位的镜是用凹面镜
3.关于平面镜成像,下列说法正确的是
A.比平面镜大的物体,不能在镜中成完整的像
B.平面镜所成的像一定是虚像
C.在平面镜后面的物体,会遮挡平面镜成像
D.平面镜成的像可能是虚像,也可能是实像
4.太阳光与水平方向成40°角,要使太阳光经平面镜反射,反射光沿水平方向传播,则平面镜与水平方向所成的角度(锐角)是
A.20°或40°B.40°或70°C.20°或70°D.只能20°
5.一束光线垂直入射到平面镜上,要想使反射光线从原来位置偏转60°,可采用下列哪种方法
A.将平面镜顺时针转60°B.将平面镜顺时针转30°
C.将入射光线远离法线偏转30°D.将入射光线远离法线偏转60°
6.座钟钟面正对平面镜,在镜里见到的指针位置如图所示,则座钟实际指的时刻是
A.10点45分B.1点15分C.7点15分D.7点45分
7.儿童乐园里的哈哈镜表面呈波浪形,使人像变形,会人发笑,那么
A.表面凸的部分把人像拉长了B.表面凸的部分把人像变短长
C.表面凹的部分把人像拉长了D.表面凹的部分把人像变短了
8.如图所示,点光源S发出的哪一条光线经平面镜反射后经过A点?
8题图
9.身高1.70m的人站在竖直放置的平面镜前,要想看到自己的全身像,平面镜最少应多长,对平面镜的悬挂有何要求.
10.如图所示,两个相互垂直的平面镜,一条光线射入,试完成光路图.证明射出光线与射入光线平行,方向相反.
第四节光的折射
【典例剖析】
例1:
图2-4-1中哪个图正确地表示了光从空气射入玻璃中的情况?
思路导航:
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.
答案:
C
学法指津:
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,这时的折射角大于入射角.
练习:
1.如图2-4-2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,________是折射光线,________是入射角,________是折射角,_________是水.
例2:
如图2-4-3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()
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2-4-3左所示,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形光斑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.答案:
B
学法指津:
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.
练习:
2.如图2-4-4所示,容器部有一探照灯S,它发出一束光线投射到木板MN上,在B点形成一个光斑,如向容器中注水,光斑B将移向()
A.B的下方B.B的上方C.B的左边D.B的右边
例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
思路导航:
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以后看不见了.答案:
C
学法指津:
解本题的关键在于明确毛玻璃和普通玻璃的区别,以及它们对光的反射和折射有什么特点.
练习:
3.在河边看到水中有鱼,其位置比鱼的实际深度()
A.偏深B.偏浅C.深浅一样D.无法判断
你做对了吗?
【实验探究】例题:
老师在课堂上做了光从空气中斜射入水中发生折射的实验.小华想知道,光从水中斜射入空气中的实验现象是怎样的,于是他找到了如下器材进行实验:
他取了一个装满水的透明水槽,在水槽内竖立一个白色塑料板,在塑料板上画一条线与水面垂直当作法线,法线与水面的交点作为光线的入射点.为了看清光在水中的传播路线,他在水中滴入一些牛奶使水略显混浊.关灯后,小华用激光手电筒在水中靠近白板的位置上使激光平行白板射向水面,在入射点发生折射.小华发现空气中的折射光线很难看清楚,于是他就点燃几支蚊香放在水面附近,不一会空气中烟雾缭绕,他重复上述实验时便在空气中看到了清晰的光线.小华一边实验一边描绘着实验现象的草图.他把水面画成实线,把法线画成虚线,入射光线和折射光线是现场描的,但没有及时标上箭头.
(1)图2-4-5是小华描绘的三张图,图的方向放乱了,请你帮他在三个图上分别标上箭头,并注明哪一边是水,哪一边是空气.
(2)你知道小华在水中加牛奶和在空气中点蚊香的原因吗?
思路导航:
解决此题始终要牢记光的折射规律,然后利用光的折射规律结合题目的具体情况来求解.答案:
(1)
(2)让光线在空气和水中都发生漫反射,便于实验中观察光的传播路径.
学法指津:
该题题目中很多关键词语的描述都隐含着物理知识,而这些关键词语往往对我们的思路起一个很强的引导作用,同学们在读题时要多体会.
【知识回顾】
【物理趣谈】
雪是白的吗?
雪是由透明无色的冰晶组成的,但是,它在人的眼中为什么是白色的呢?
捣碎了的冰屑和玻璃看上去也是白色的,这和雪是白色的道理是
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