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在光的世界里
第四章 在光的世界里(复习)
(一)、光源
1、光源:
能自行发光的物体叫光源。
光源的三种分类①、冷光源(水母、节能灯),热光源(火把、太阳); ②、天然光源(水母、太阳),人造光源(灯泡、火把) ③、生物光源(水母、斧头鱼),非生物光源(太阳、灯泡)
练习:
1.(2015•巴中模拟)生活中许多物体可以发光,下列物体不属于光源的是( )
A.水母B.萤火虫C.月亮D.霓虹灯
2.(2015春•灌云县校级月考)下列物体中属于光源的是( )
A.洁白的雪B.璀璨的宝石C.昏暗的烛焰D.明亮的镜子
(二)、光的转播
1、光在同种、均匀介质中沿直线传播; 2、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(求会作有水、无水时青蛙视野的光路图);一叶障目;
(4)影的形成:
影子;日食、月食(要求知道日食时月球在中间;月食时地球在中间)
3、光线:
常用一条带有箭头的直线表示光的径迹和方向;
4、真空中光速是宇宙中最快的速度;真空中光速
。
光在水中的速度约为
c,光在玻璃中的速度约为
c;
注:
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100m赛跑时声音传播的时间不能忽略不计,但光传播的时间可忽略不计)。
5、光年是长度单位,是指光在一年内通过的路程。
1光年
练习:
1.(2015•桂林)如图所示是手影游戏,关于影子的形成原因,分析正确的是( )
A.是光的反射形成B.是光的折射形成
C.是光的色散形成D.是光的直线传播形成
2.(2015•雅安)如图所示,在下列光现象中,说法正确的是( )
A.
日食是光的直线传播形成的
B.
黑板右端反光是由于光的漫反射形成的
C.
雨后彩虹是由于光的反射而形成的
D.
照相机形成的像是倒立、缩小的虚像
3.(2015秋•固原校级期中)为了描述光的传播情况,通常可以用一条带箭头的 表示光的传播 和 .光线不是客观存在的,它是人们建立的一种 模型.(选填“理想”或“猜想”)
4.(2015•陆丰市模拟)打雷时雷声和闪电是同时发生的,但我们总是先看见闪电,后听到雷声,原因是光在空气中的传播速度 声音在空气中的传播速度(选填“小于”、“大于”或“等于”);雷声是由空气 产生的;当人看见闪电3s后听到雷声,则人与闪电处的距离大约为 m.
(1)丽丽在湖边树荫下乘凉,发现地面上有很多圆形光斑,这是由于光的 形成的太阳的像.
(三)、光的反射
1、当光射到物体表面时,有一部份光会被物体反射回来,这种现象叫做光的反射。
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。
(简称:
三线共面、两线分居、两角相等。
)
(1)、法线:
过光的入射点所作的与反射面垂直的直线(用虚线表示);
(2)入射角:
入射光线与法线的夹角;反射角:
反射光线与法线间的夹角。
(入射光线与镜面成θ角,入射角为90°-θ,反射角为90°-θ)
(3)反射角总是随入射角的变化而变化而变化,因而只能说反射角等于入射角,不能说成入射角等于反射角。
(镜面旋转θ,反射光旋转2θ)
(4)垂直入射时,入射角为0度,反射角亦等于0度。
4、反射现象中,光路是可逆的(互看双眼)
5、利用光的反射定律画一般的光路图(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,反射光将沿各个方向反射出去;
(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)
练习:
1.(2015•宿迁)下列现象是由于光的反射形成的是( )
A.
日食B.
水中倒影
C.
小孔成像D.
“折断”的铅笔
2.(2015•潍坊)小明同学在家中用两个平面镜和纸筒制作了一个简易潜望镜,如图所示,他把该潜望镜放到窗户下观察窗外的物体,则观察到的物体的像是( )
A.正立的虚像B.倒立的虚像C.正立的实像D.倒立的实像
3.(2015•黑河)在“探究光的反射规律”的实验中,如图所示,平面镜M放在水平桌面上,E、F是两块粘接起来的硬纸板,垂直于镜面且可绕ON转动.
(1)如图(a),当E、F在同一平面上时,让入射光线AO沿纸板E射向镜面,在F上可看到反射光线OB,测出入射角和反射角的大小,便立即得出实验结论:
反射角等于入射角.你认为这样得出结论 (选填“合理”或“不合理”),原因是 .
(2)若将一束光贴着纸板F沿BO射到O点,光将沿图中的 方向射出,因为在光的反射现象中光路是 的.
(3)如图(b),以法线ON为轴线,把纸板F向后缓慢旋转,在F上 (选填“能”或“不能”)看到反射光线OB,这样做的目的是为了 .
(四)、平面镜成像的特点
1、平面镜成像特点:
①像和物体的大小相等②像和物体到镜面的距离相等 ③像和物对应点的连线和镜面垂直④像和物左右相反⑤像是虚像研究平面镜成像的特点时注意:
①玻璃板代替平面镜原因:
便于确定像的位置。
②选两只大小一样蜡烛的原因:
为了比较像和物的大小。
2、平面镜成虚像的原因:
平面镜所成的像不是实际光线会聚而成,而是反射光线的反向延 长线会聚而成。
(所以作图时像应该用虚线表示) 3、平面镜的作用:
①成像;②改变光路。
4、平面镜成像的两种作图方法:
光的反射定律、平面镜成像特点。
①、以球的外表面为反射面叫凸面镜,以球的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)
练习:
1.(2015•盘锦)关于平面镜成像下列说法正确的是( )
A.平面镜所成像的大小与平面镜的大小有关
B.平面镜所成的像是虚像
C.平面镜所成的像是由光的折射形成的
D.人向平面镜靠近0.2m,像将远离平面镜0.2m
2.小华站在挂在墙上的大穿衣镜前,距穿衣镜1m的位置看自己在镜中的像整理服饰,则她与她的像之间的距离是 m;若她后退几步,镜中像的大小 (选填“变大”、“变小”或“不变”).
(2015•兰州)如图所示,一块平面镜置于O处,恰能使光线AO被平面镜反射后照亮墙壁上的B点,试用作图的方法确定平面镜的位置.
3.(2015•日照)如图所示,检査视力的时候,视力表挂在小明后方的墙上,小明观察到镜中的“视力表”距自己 m
4.(2015•茂名)画出图中人眼通过平面镜M看到桌底下球的光路.
5.(2015秋•姜堰市期中)按要求作图:
(1)如图1所示,小明同学正在做小孔成像的实验.请在图中作出蜡烛AB的像A′B′
(2)如图2所示,根据平面镜成像的特点,画出物体AB在平面镜中所成的像A′B′.
(3)在图3中画出入射光线AO的反射光线,并标出反射角大小.
6.(2015•泉州)小丽利用如图1所示的装置探究“平面镜成像时像与物的关系”的实验.
(1)如果有5mm和2mm厚的两块玻璃板,应选择 mm厚的玻璃板做实验就合适.实验中用两段相同的蜡烛是为了比较像与物 的关系.
(2)在实验过程中,小丽移动蜡烛B,使它与蜡烛A的像完全重合,确定了 的位置,为了研究平面镜所成的是实像还是虚像,小丽用光屏代替蜡烛B,她 (选填“能”或“不能”)用光屏接收到蜡烛A的像,由此说明平面镜成的像是 像.
(3)如果玻璃板没有竖直放置,如图2所示,在实验过程中会出现的现象是 .
(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、光在同种介质中传播,当介质不均匀时,光的传播方向亦会发生变化。
3、折射角:
折射光线和法线间的夹角。
光的折射定律
1、在光的折射中,三线共面,法线居中。
2、光从空气斜射入水或其他介质时,折射光线向法线方向偏折;光从水或其它介质斜射入空气中时,折射光线远离法线(要求会画折射光线、入射光线的光路图)
3、斜射时,总是空气中的角大;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
6、光的折射中光路可逆。
7.、光垂直入射到界面时,入射角、反射角、折射角都是0度。
光的折射现象及其应用
1、生活中与光的折射有关的例子:
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);由于光的折射,池水看起来比实际的浅一些;水中的人看 岸上的景物的位置比实际位置高些;夏天看到天上的星斗的位置比星斗实际位置高 些;透过厚玻璃看钢笔,笔杆好像错位了;斜放在水中的筷子好像向上弯折了;(要 求会作光路图)
2、人们利用光的折射看见水中物体的像是虚像(折射光线反向延长线的交点)
练习:
1.(2015•厦门)由于视觉原因,用鱼叉刺向水里的鱼往往难于成功.图中能正确解释刺不到鱼的光路图是( )
A.
B.
C.
D.
2.(2015•天津)射击瞄准时应做到“三点一线”,是运用了光的 ;游泳池注水后,看上去好像变浅了,是由于光的 形成的.
3.(2015•恩施州)小海在家中做“研究光的传播”实验,在玻璃缸中盛上请水,沿缸壁轻轻注入浓糖水,从侧壁水平照射激光,看到缸内光的路线如图所示,这属于光的 (选填“反射”、“折射”或“色散”)现象.当搅拌缸中的水后,现察到光的路线呈直线,说明先沿直线传播的条件是 .
4.(2015•张家界)如图所示为一束光从空气斜射到某液面上,与液面的夹角为30°,且反射光与折射光相互垂直,则反射角是 ,折射角是 .
5.(2015•南昌)如图所示,是光在空气和玻璃之间发生折射的光路图,从图中可以看出,空气在界面的 侧,折射角的大小是 ,此过程中还有部分发生了反射,反射角的大小是 .
6.(2015•泸州)如图所示,当光从水中斜射入空气中时,在分界面同时发生反射和折射,反射角 入射角,折射角 入射角(以上两空选填“大于”、“等于”或“小于”),当入射角增大到一定程度时,折射角会先到达90°,入射角继续增大时,便没有了 (选填“反射光线”或“折射光线”),光纤通信就是利用了此原理来减少光在传播过程中的能量损失.
7.(2015•黄冈)潭清疑水浅,安全记心间,如图,A是水池底某点,请作出光线AO的折射光线以及人从岸上看到A的像A′
8.(2015•常熟市模拟)如图所示为光在空气和玻璃间传播的情况,由图可知,入射光线是 ,折射角是 ,玻璃在 侧.
(六)、凸透镜成像
1、凸透镜、中间厚、边缘薄的透镜,如:
远视镜片,照相机的镜头、投影仪的镜头、
放大镜等等;
2、凹透镜、中间薄、边缘厚的透镜,如:
近视镜片; 基本概念:
1、主光轴:
过透镜两个球面球心的直线,用CC/表示; 2、光心:
同常位于透镜的几何中心;用“O”表示。
3、焦点:
平行于凸透镜主光轴的光线经透镜后会聚于主光轴上的点叫焦点;用“F”表示。
4、焦距:
焦点到光心的距离焦距用“f”表示。
如下图:
注意:
凸透镜和凹透镜都各有两个焦点,凸透镜的焦点是实焦点,凹透镜的焦点是虚焦点; 粗略测量凸透镜焦距的方法:
使凸透镜正对太阳光(太阳光是平行光,使太阳光平行 于凸透镜的主光轴),下面放一张白纸,调节凸透镜到白纸的距离,直到白纸上光斑最 小、最亮为止,然后用刻度尺量出凸透镜到白纸上光斑中心的距离就是凸透镜的焦距。
三条特殊光线(要求会画):
1、过光心的光线经透镜后传播方向不改变,如下图:
2、平行于主光轴的光线,经凸透镜后经过焦点;经凹透镜后向外发散,但其反向延长线必过焦点(所以凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光有发散作用)如下图:
3、经过凸透镜焦点的光线经凸透镜后平行于主光轴;射向异侧焦点的光线经凹透镜后平行于主光轴;如下图:
4.、探究凸透镜的成像规律:
器材:
凸透镜、光屏、蜡烛、光具座(带刻度尺)
5、注意事项:
“三心共线”:
蜡烛的焰心、透镜的光心、光屏的中心在同一直线上;又叫“三 心等高”
6、凸透镜成像的规律(要求熟记、并理解):
练习:
1.(2015•娄底)用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距,并“探究凸透镜成像规律”,当蜡烛、透镜、光屏位置如图乙时,在光屏上可成清晰的像.下列说法正确的是( )
A.凸透镜的焦距是30cm
B.图乙中烛焰成的是倒立放大的像
C.照相机成像特点与图乙中所成像的特点相同
D.保持凸透镜、光屏位置不变,将蜡烛远离凸透镜,烛焰仍可在光屏上成清晰的像
2.(2015•济宁)小夏用如图中的凸透镜探究成像规律,在如图的四个实验情景中,能够在光屏上得到清晰像的是( )
A.
B.
C.
D.
3.(2015•南京)将一个凸透镜正对太阳,在距凸透镜20cm处得到一个最小、最亮的光斑.将一个物体放在此透镜前40cm处,则可在凸透镜的另一侧得到一个( )
A.倒立、放大的实像B.倒立、缩小的实像
C.倒立、等大的实像D.正立、放大的虚像
4.如图所示,已知一条入射光线过凸透镜的光心O,一条经过凸透镜折射后的光线与主光轴平行,请分别画出它们对应的出射光线和入射光线.
5.(2015•广东)请在图中画出光线AO的折射光线和BC的入射光线.
6.(2015•乳源县校级一模)在下列方框中各画一个合适的透镜,并确定其位置.
(7)神奇的眼睛
练习:
1.(2015•泉州)如图是某人眼睛看物体时的成像示意图,用他的眼睛类型及矫正需要选用的透镜分别是( )
A.近视眼、凸透镜B.近视眼、凹透镜
C.远视眼、凸透镜D.远视眼、凹透镜
2.(2015•莆田)下列四种光学仪器中,与人的眼球形成像原理相同的是( )
A.照相机B.投影仪C.放大镜D.显微镜
3.(2015•河南模拟)如图甲的两种光学元件都与我们的生活密切相关,例如:
(1)我们每个人的眼球中有一个凸形的晶状体,它的光学作用与 (选填“A”或B;)相同,使外界的物体能通过它在视网膜上成像.
(2)有的同学由于平时没有注意用眼卫生,造成近视而戴上了近视眼镜,近视眼镜的镜片实际上就是 (选填“A”或“B“).
4.(2014•赤壁市一模)请你在图中方框内填入能矫正视力的透镜.
5.小明用薄膜充水后制成水透镜模拟眼球中的晶状体,来比较正常眼、近视眼和远视眼的
焦距大小.把甲看作是正常眼,实验中测得甲的焦距为10cm,再将甲分别挤压成乙图、丙图的形状,并分别测量焦距,如图1所示.
(1)测得焦距小于10cm的是图 ,模拟近视眼的是图 .
(2)目前很多近视患者戴隐形眼镜来矫正视力.隐形眼镜是一种直接贴在角膜表面的超薄镜片,可随着眼球运动,其中心厚度只有0.05mm,此镜片对光线有 作用(选填“会聚”或“发散”).
(3)检查视力时,视力表放在被测者头部的后上方,被测者识别对面墙上平面镜里的像.图2中视力表在平面镜中的像与被测者相距 m,请在图3中准确画出被测者眼睛通过平面镜看到自己右脚上P点的光路图.
(八)光的色散
练习:
1.(2015•黄埔区模拟)光的色散说明白光是一种复色光,棱镜对不同色光的偏折程度不同,其中对红光的偏折程度最小,对紫光的偏折程度最大.图中能正确表示白光通过三棱镜发生色散的是( )
A.
B.
C.
D.
2.(2015•通州区二模)如图所示的现象中,属于光的色散现象的是( )
A.
放大镜把字放大B.
钢勺在水面“折断”
C.
喷泉上方出现彩色光带D.
景物在水中形成“倒影”
3.(2015•常德)关于光现象,下列说法正确的是( )
A.月食是光的由于光的折射形成的
B.光从空气射入水中后传播速度会变大
C.物体通过平面镜能成正立、等大的实像
D.太阳光是白色的,白光是由各种色光混合而成的
4.(2015•朝阳区模拟)如图所示的现象中,属于光的色散现象的是( )
A.
水中倒影B.
日食形成
C.
雨后天空中出现彩虹D.
铅笔好像在水面处“折断”
5.(2015秋•泰州校级期中)如图所示,将一束太阳光投射到玻璃三棱镜上,在棱镜后侧的白色光屏上,察到不同颜色的光.
(1)此现象叫做光的 .此现象是英国物理学家 发现的.
(2)此实验说明白光 (填“是”或“不是”)单色光.
(3)小明将温度计的玻璃泡放在A处,发现温度计的示数上升较快.说明A处有一种看不见光.请写出它在生活中的应用 .(一种即可)
(4)小华想证明C处也有一种看不见光,那么她应该把 放到C处.(填“温度计”、“1元硬币”或“100元纸币”)
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