1、1、光的传播:光在均匀介质中是沿直线传播的。2、光的传播速度:真空中的光速是宇宙中最快的速度,C=2.99792458108m/s,计算中取C=3108m/s。(在水中速度是真空中的3/4,在玻璃中的速度是真空中的2/3) 3、光年:(距离单位)光在1年内传播的距离。1光年=9.46081012km。1、光线:为了表示光的传播方向,我们用一根带箭头的直线表示光的径迹和方向,这样的直线叫光线。2、光年:3、光沿直线传播的应用及现象:激光束引导掘进机沿直线前进、排队看齐、影子、小孔成像等。四、平面镜成像:1、平面镜成像的特点:(1)成的像是正立的虚像;(2)像和物的大小相等;(3)像和物的连线与镜
2、面垂直,像和物到镜面的距离相等。2、平面镜的应用:(1)利用平面镜来整理仪容,矫正舞姿,牙医借助平面镜观察牙齿的背面。(2)利用平面镜扩大视觉空间;(3)两块平面镜可组成简易的潜望镜;(4)光污染。1、平面镜所成的像与物是以镜面为轴的对称图形。2、实像与虚像的区别:实像是实际光线会聚而成的,可以用屏接到,当然也能用眼看到,都是倒立的。虚像不是由实际光线会聚成的,而是实际光线的反射光线或折射光线的反向延长线相交而成的,只能用眼看到,不能用屏接收,都是正立的。五、光的反射 1、反射:光射到物体表面时,有一部分会被物体表面反射回来,这种现象叫做光的反射。2、光的反射定律:(1)反射光线、入射光线和法
3、线在同一个平面内;(2)反射光线、入射光线分居在法线的两侧;(3)反射角等于入射角;3、镜面反射:当平行光射到平面镜上时,反射光仍是平行光,这种反射叫镜面反射。(如:平静的水面、抛光的金属面、平面镜)4、漫反射:平行光照到由凹凸不平的表面,反射光就会杂乱无章地射向不同的方向,这种反射叫做漫反射。(我们能从不同角度看到本身不发光的物体,是因为光在物体的表面发生漫反射) 。5、球面镜:(1)凸面镜:对光线起发散作用。(应用:机动车后视镜、街头拐弯处的反光镜)(2)凹面镜:对光线起会聚作用,平行光射向凹面镜会会聚于焦点;焦点发出的光平行射出。太阳灶、手电筒反射面、天文望远镜) 1、当光线垂直入射时,
4、光沿原路返回。2、镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律。3、反射现象中光路是可逆的。【典型例题】例1.下列光现象解释正确的是()A.小孔成像是因为光沿直线传播 B.日食和月食是由于光的反射引起的C.高楼大厦的玻璃幕墙造成的光污染是由于光的漫反射引起的D.屏幕用白色是因为白色吸收各种色光【答案】A【解析】小孔成像是由光的直线传播形成的,故A正确;日食与月食是由光的直线传播形成的,不是光的反射引起的,故B错误;高楼大厦的玻璃幕墙造成的光污染是由于光的镜面反射引起的,故C错误;屏幕用白色是因为白色能反射各种色光,故D错误。例2.下列有关光现象的说法中,正确的是()A小孔成像是由于光沿直线传播形成的B岸
5、边景物在水中形成倒影,属于光的折射现象 C斜插入水中的筷子好像在水面处折断,属于光的反射现象 D能从不同方向看见不发光的物体,是因为光在其表面发生了镜面反射例3.在日常生活中,下列哪些仪器在工作时应用到紫外线()A.雅安地震中用到的生命探测仪 B.电视机的遥控器C.百货超市前台的验钞机 D.步枪的夜视仪【答案】C【解析】雅安地震中,救援人员使用的红外生命探测仪和音频生命探测仪,与紫外线无关,不符合题意;电视机的遥控器是利用红外线可以进行遥控来工作的,与紫外线无关,不符合题意;验钞机是利用紫外线能使荧光物质发光来工作的,符合题意;步枪的夜视仪利用了红外线,与紫外线无关,不符合题意。例4.家相关部
6、门对于H7N9禽流感病毒仍在进行详细分析检测,不过对于禽流感病毒的一些敏感特性,相关部门表示,高温及 (选填“红外线”“紫外线”)都很容易将其杀死。验钞机是根据它的 特点制成的。【答案与解析】紫外线;能使荧光物质发光例5.如图所示,用手电筒对着平面镜中的像照射时,观察到的像比原来亮多了,其原因是( ) A光射到像上,所以会变亮 B光反射到物上,物变亮,所以像也变亮 C镜子比原来亮,所以像也变亮 D有光照射,更便于观察,所以觉得像变亮了【答案】B【解析】因为当手电筒对着像照射时,反射光线刚好射到物体上,使物体反射出去的光线增多,因此物体变亮,像随之也变亮。例6.当夜幕降临之后,如果我们想在室内通
7、过玻璃门窗看清室外的景物,常常是关掉室内的灯,而在室外看室内的景物时,则不必如此。这是为什么?【答案】当有强光和弱光同时进入人的眼睛时,人感觉到的是强光。当室内亮灯时,屋内光线较亮,室内物体反射光线射到玻璃上成像,人看到的是屋内物体所成的像。当关掉灯之后,室内较暗,室外景物反射的光可以通过玻璃折射入人眼,因此看室外景物要关掉室内的灯。在室外看室内景物时,室内亮灯,室内物体反射的光线可以通过玻璃折射入人的眼睛,因此不必关灯。例7.魔术是深受同学们喜爱的节目,其中包含着许多科学原理。图甲是某同学自制的一只魔术箱,表演时他将开口的方形空箱面展示给观众,把纸币从空箱顶端的投币口投入,结果纸币“不翼而飞
8、”。原来魔术箱中有一块平面镜(如图乙),它与箱底的夹角为 度,使观众觉得箱子里没有东西。观众不能看见平面镜后面的纸币是因为光具有 性质。【答案】45;直线传播的【解析】从甲图观察口看到的是方格子,而从乙图中可以看出,观察口正前方没有方格纸,因此它是利用平面镜成像得到的,像刚好成在观察口的正前面,因此镜面与箱底的夹角为45度;而观众不能看见平面镜后面的纸币是因为光具有直线传播的性质。例8.小明身高1.7m,站在竖直放置的平面镜前lm处,他在镜中的像高是 m,他到像的距离是 m。若将一块木板放在平面镜前,如图所示,请画图说明他能否通过平面镜看到自己的脚尖。【答案与解析】(1)根据平面镜成像的特点,
9、像和物体形状大小相同,所以身高1.7m的小明同学她在镜中的像高仍然为1.7m;(2)由平面镜成像的特点知,当人到镜面的距离为1m时,像到镜面的距离也为1m,则人到像的距离是1m+1m=2m。(3)如图所示,A、C、B分别表示人的头顶、眼睛和脚的位置。EF为平面镜位置,由平面镜成像特点可确定ACB为ACB的像,因为OC=OC,所以OC=1/2 CC,EO=1/2 AC,FO=1/2 BC,EF=1/2 AB=1/2 AB。EF为平面镜的最小长度,AB为人的身高,这就是镜的长应为人身高的一半。所放位置如图所示,镜的上端E点应在人的头顶和眼睛之间距离的中点位置的高度,即想通过悬挂在竖直墙上的平面镜可
10、以看到自己的全身像(或脚尖),采用长度等于身高一半的镜片,但应悬挂到适当的高度即可。例9.一人正对竖直平面镜站立,人的脸宽为20cm,两眼的距离为10cm,欲使自己无论闭上左眼还是右眼,都能用另一只眼睛从镜中看到自己的整个脸,则镜子的宽度至少为 cm。【答案】15【解析】如图所示,人的脸宽为AB等于20cm,两眼为C、D,CD=10cm,如果用左眼看完整的像需用PR之间的平面镜,如果用右眼看完整的像需用QS之间的平面镜,所以无论闭上左眼或右眼都能看到完整的像需用PS之间的平面镜因PS是梯形CDBA的中位线,则,因。CD=10cm,所以例10.为了探究平面镜成像特点,将一块厚度为0.5厘米的玻璃
11、板(P、Q两个平面都可以作为平面镜使用)竖直架在水平台板上面,再取两根完全相同的蜡烛分别竖直置于玻璃板两侧,点燃玻璃板前的蜡烛A,进行实验,(1)在实验中,小柯透过玻璃板看到了蜡烛A的2个清晰的像,分别位于A和A处,如图所示。其中A处的像是蜡烛A通过玻璃板的 (填“P”或“Q”)平面成像得到的。(2)小柯按照图中的测量方法,改变蜡烛A的位置,认真测量并记录了一组数据:然后得出像距小于物距的结论,你认为他的测量方法错误在于像距测量错误, 。【答案】(1)P;(2)像距测量错误,忽略了玻璃板的厚度【解析】(1)根据物体在平面镜中成像,物像到平面镜的距离相等,通过测量,可以得到A和A到平面镜P面的距
12、离是相等的,所以A是蜡烛A通过玻璃板P面成像得到的.(2)如图,小柯测量时把像A到玻璃板Q面的距离作为像距,像距测量错误,忽略了玻璃板的厚度.例11.小丽为小明表演了一个“水火相融”的小魔术。她先用一块透明的薄玻璃板,将桌子分割成甲、乙两个区域后,用一块不透明的挡板将乙区域分割成两部分。小丽在甲区域内放置了一个盛满水的烧杯,且里面浸没着一支蜡烛A,并在乙区域挡板后的指定位置放置蜡烛B。准备就绪后,小丽请小明坐在乙区域一侧的某点P(如图所示),并迅速将乙区域已准备好的蜡烛B点燃,在小丽一只手麻利地在小明眼前绕过的同时,另一只手悄悄地将挡板拉开一个缝隙MN。当小明沿着小丽的手指望向蜡烛A时,奇迹出
13、现了:蜡烛A竟然在水中燃烧了!(1)请根据光学知识判定:小丽是怎样选取和放置蜡烛的?【选取蜡烛】使蜡烛A、B满足 的条件;【确定位置】在蜡烛A的位置确定后,不借助刻度尺如何确定蜡烛B的位置? ;(2)请你依据所学的光学知识解释,小丽悄悄地将挡板拉开的目的。 。(1)完全相同 点燃蜡烛B,并调节B的位置,使蜡烛B的像与蜡烛A完全重合;(2)让蜡烛B发出的光线通过缝隙MN射到玻璃板上,使其反射光线进入小明的眼睛,使小明看到了与蜡烛A重合的B的像【复习训练】一、选择1. 下列不能说明光是沿直线传播的是( )A激光准直打隧道 B夏日浓密树荫下可见圆形的光斑C阳光穿越整个大气层 D日食、月食2.电影院放
14、映电影过程中涉及到很多光学知识,下列说法正确的是()A.光射到银幕上发生了镜面反射 B.银幕上的像是正立放大的虚像C.从放映机射向银幕的光是沿直线传播的 D.白色的银幕可以吸收所有的色光3. 会聚光束经过一平面镜反射后()A变成平行光束 B变成发散光束 C仍是会聚光束 D以上情况都有可能4. 如图所示,在“探究平面镜成像特点”的实验中,下列说法正确的是()A为了便于观察,该实验最好在较暗的环境中进行BB如果将蜡烛A向玻璃板靠近,像的大小会变大 C移去后面的蜡烛B,并在原位置上放一光屏,发现光屏上能成正立的像 D保持A、B两支蜡烛的位置不变,多次改变玻璃板的位置,发现B始终能与A的像重合5.如图
15、,一束光垂直入射到平面镜,反射光线经过的点是()A.甲 B.乙 C.丙 D.丁6. 白天室内的人觉得光线明亮,而室外的人观看建筑物时总觉得窗口是黑洞洞的,这是因为()A窗玻璃的透明度不高 B窗玻璃把入射光反射出去 C进入房间的光线经多次反射很少从窗口射出 D房间内和房间外的人对光的感受能力有差异7.下列说法中不正确的是()A紫外线的颜色是淡蓝色 B紫外线、红外线都是不可见光 C太阳光中既有紫外线又有红外线 D雾灯的颜色用黄光8.(多选)透过蓝色玻璃观察,结果是( )A黄色物体,呈现绿色 B白色物体,呈现蓝色C红色物体,呈现黑色 D任何物体,都呈现蓝色二、填空9. 蜡烛焰、太阳、月亮、钻石、乌黑
16、发亮的头发、篝火中,不是光源的是 。10. 反射光线跟入射光线、法线在 ,反射光线跟入射光线分居在 ,反射角_入射角。11.生活中经常提到的“影,与我们所学到的光学知识有关。例如,水中倒影和立竿见影中的“影”,前者是由 形成的,后者是由 形成的。12.某人站在离湖岸边6m的C处,刚好能看见湖对岸的一棵树HG在水中的完整的像,如果眼距地面的高度为1.5m,湖两岸均高出湖水面1m,湖宽40m,则该树HG的高度为 m。13. 在几年前美英联军对伊拉克作战中,美英军人在夜间都佩戴红外线夜视镜,在漆黑的夜晚也能发现敌方红外线夜视镜是根据夜间人体的温度比周围草木或建筑物的温度 ,人体辐射的 比它们的强的原
17、理制成的。14.一束太阳光通过三棱镜折射后,被分解成七种颜色的光,在白色光屏上形成一条七彩光带,如图所示,这个现象叫光的 。如果将白色光屏换成红色光屏,我们将 (选填“能”或“不能”)看到七彩光带。三、作图题15.如图所示,已知一束光的一条边缘光线a的传播光路,请根据光的反射定律作出另一条边缘光线b的传播光路,并在虚线框内画出相应的光学元件。16. 如图所示,S点为平面镜前跳棋子的位置,S点为跳棋子的像的位置,P为人眼的位置,请在图中完成人眼在P点看到两个跳棋子的光路图。17.2012年5月21日清晨,我国东南沿海部分地区出现了“日环食”奇景。图甲是厦门天文爱好者拍摄的一张日环食照片。请在图乙
18、中画出,人在其中能观察到日环食的阴影区,并在该影区内写入字母“HS”。18.如图所示,AO是AO在平面镜中成的像,请你大致作出平面镜的位置。四、实验探究题19. 寒冷的冬天来到了,一夜大雪过后,清晨阳光灿烂,小明在厚厚的雪地上用雪堆成了一个小雪人,他用煤块做成了雪人的眼睛,用胡萝卜做成了雪人的鼻子,给雪人披上了黄色的围巾下午,小明发现雪人眼睛周围的雪已经化了很多,而其他地方的雪没有太大的变化,为什么同样吸收太阳光却会出现如此不一样的现象?小明感到非常奇怪,你能为小明解释一下可能的原因是什么?20.为了探究平面镜成镜时,像到平面镜的距离与物到平面镜的距离的关系,现将泡沫塑料板放在水平桌面上,再将
19、白纸平放并固定在泡沫塑料板上,在白纸中间测一条直线,把一块带支架的平面镜(不透明)沿直线位置,使平面镜底边与直线重合,且使平面镜垂直于纸面,如图所示,请你在图所示装置的基础上,利用一把刻度尺和一盒大头针设计一个实验,证明:平面镜成像时,像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离,请写出实验步骤,画出实验数据记录表。(1)在镜子前面任意点O点垂直插一大头针,然后在任意点A也垂直插上一大头针,调整视角使得人只用一只眼睛看A,但看不到镜中大头针O的像,保持人眼的位置不变,在A点和人眼之间在插一大头针A,使得人眼只能看到大头针A,看不到A及O;(2)用同样的方法,标志出B及B点,移开镜子,用直尺连接AA及B
20、B,并延长使相交于O点即为像的位置用直尺测量O到平面镜距离为u1,测量O到平面镜距离为v1,并将数据计入表格(3)仿照步骤1,依次再做5次实验,分别得到5组O到平面镜距离、5组O到平面镜距离,并将数据计入表格。1.【答案】C2.【答案】C3.【答案】C【解析】原光束是会聚光束,我们取光束两边各一条光线,作出它们各自的反射光线,如图所示,由图可知,反射光线还是会聚的。4.【答案】A【解析】在比较明亮的环境中,很多物体都在射出光线,干扰人的视线,在较黑暗的环境中,蜡烛是最亮的,蜡烛射向平面镜的光线最多,反射光线最多,进入人眼的光线最多,感觉蜡烛的像最亮。故A选项正确;平面镜成像大小跟物体大小有关,
21、与物体到平面镜的距离无关,蜡烛A向玻璃板靠近,像的大小不会变化。因为光屏只能接收实像,不能接收虚像,所以移去后面的蜡烛B,并在原位置上放一光屏,不能发现光屏上能成正立的像,故C选项错误;如果多次改变玻璃板的位置,玻璃板前后移动,则像距物距不相等,所以会发现B始终不能与A的像完全重合,故D选项说法错误。5.【答案】C【解析】当光线垂直射到一平面镜上时,反射光线按原路返回,则其反射光线经过丙点,如图所示:6.【答案】C【解析】当光照在墙壁上时,发生漫反射,进入人眼的光线多,看起来很亮。而室外的人观看建筑物时,进入房间的光线经多次反射很少从窗口射出,从屋里反射出来的光太少了,在外面的人接收到屋里反射
22、出来的光就太少了,所以总觉得窗口是黑洞洞的。7.【答案】A【解析】紫外线是无色的,是看不见的光线,通常伴随着紫光出现,A符合题意;紫外线和红外线都是看不见的光线。B不符合题意;太阳光是复色光,包含红橙黄绿蓝靛紫七种色光,和看不见的红外线和紫外线,C不符合题意;红光不容易被散射,但是人眼对黄光和绿光的敏感程度较大,绿光是安全通行,所以采用黄光做雾灯,D不符合题意。8.【答案】BC【解析】蓝色玻璃只能透过蓝光。白色物体可以反射蓝光,所以透过蓝色玻璃看白色物体,白色物体是蓝色的;如果透过蓝色玻璃看红色物体,红色物体只反射红光,红光透不过蓝色玻璃,所以没有光线进入人眼,人看到的红色物体是黑色的。9.【
23、答案】月亮;钻石;乌黑发亮的头发10.【答案】同一平面内;法线两侧;等于11.【答案】光的反射;光在同种均匀介质中沿直线传播【解析】水中的“倒影”属于平面镜成像现象,是由光的反射形成的。“立竿见影”是由于光沿直线传播,照射到不透明的竿上而形成的影子。12.【答案】8【解析】首先作出G、H两点关于水面的对称点、,即GH的虚像;然后把人眼和连接起来作出反射光线,如图所示:根据相似三角形知识:RtAOHRtBOA,所以,而从题可知,即:;又因为:RtAOHRtDBC,而从题可知,CD=1.5m,BC=6m,即:;由式可得:OA=4AH;把式代入式可得:;解得:而,即该树HG的高度为8m。13.【答案
24、】高;热量【解析】由于人体温度比周围草木或建筑物的温度高,所以人体发出的红外线也比它们强。14.【答案】色散;不能【解析】当太阳光经过三棱镜后,会分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光,这是光的色散现象;白屏可以反射任何色光,所以我们能看到七彩光带,如果换成红屏,红屏只反射红光,吸收其他颜色的光,所以看不到七彩光带。15.【答案与解析】(1)画出入射光线和反射光线夹角的角平分线,可得法线O1N1,再做法线的垂线,可得平面镜的位置;(2)延长第二条入射光线,与平面镜的交点即入射点O2,过O1画出法线O2N2,根据反射角等于入射角画出反射光线,如图所示:16.【答案与解析】连接PS,与平面镜交
25、于一点A,连接SA,AP即为入射光线和反射光线,这是人眼在P点看到S的光路图;连接SP即为人眼在P点看到S的光路图,答案见下图:17.【答案与解析】(1)日食是由于月球挡住了太阳照向地球的光,太阳发出的光照不到我们的眼睛,我们就看到太阳是黑色的,这是光的直线传播造成的;(2)日环食是日食的一种,发生时太阳的中心部分黑暗,边缘仍然明亮,形成光环,这是因为月球在太阳和地球之间,但是距离地球较远,不能完全遮住太阳而形成的。答案如下图所示:18.【答案与解析】平面镜所成的像和物体是以镜面为对称轴的轴对称图形,连接AA,OO,做这两条线段的垂直平分线即可。如图:四、简答与实验探究19.【答案与解析】因为
26、黑色表面的物体比白色表面的物体吸收太阳辐射的本领强。用煤块做成了雪人的眼睛,煤块是黑色的,吸热本领强,所以雪人眼睛周围的雪已经化了很多,而其他地方的雪没有太大的变化。20.【答案与解析】(1)在镜子前面任意点O点垂直插一大头针,然后在任意点A也垂直插上一大头针。(2)调整视角使得人只用一只眼睛看A,但看不到镜中大头针O的像,保持人眼的位置不变,在A点和人眼之间再插一大头针A,使得人眼只能看到大头针A, 看不到A及O。(3)在镜前物体的左侧,仿照步骤2,标志出B及B点。(4)移开镜子,用直尺连接A A 及BB,并延长使相交于O点即为像的位置.(5)用直尺测量O到平面镜距离为u1,测量O到平面镜距离为v1,并将数据计入表格。(6)改变O的位置,仿照步骤14依次再做5次实验,并将数据计入表格。表格实验次数123456u/cmv/cm