版块4 光现象 专题4-1 光学三大现象辨析 （学生版） 初中物理尖子生自主招生培优讲义83讲

专题4-1 光学三大现象辨析 知识·解读 一、光的直线传播 光源 能够发光的物体叫光源。按获取方式可将光源分成天然光源和人造光源 规律 光在同种均匀介质中沿直线传播 现象 小孔成像：成倒立的实像 影子、日食、月食 应用 激光准直、站队看齐、射击瞄准等 光速 光在真空中的传播速度＝30×108m/s。光在不同的介质中的传播速度不同 注意：①判断物体是否是光源，不是看它是否发光，而是看其“本身”是否能够发光。 ②影子不是像，它是光射不到的一个阴暗区。 ②在小孔成像中，物体通过小孔成一个倒立的实像，像的形状只跟物体的形状相似，与孔的 形状无关。 二、光的反射 1、光的反射现象 (1)定义：光从一种物质射到另一种物质的表面时，有一部分光返回到原来物质中传播的现象叫做 光的反射。 (2)说明：我们能够看见不发光的物体，就是因为物体发射的光进入了我们的眼睛。 2、光的反射定律 (1)光的发射定律：在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在同一平面内，反射光线、入射 光线分居法线两侧，反射角等于入射角。 (2)说明：①法线不是光线，是反射光线与入射光线夹角的角平分线。 ②当入射光线垂直射向镜面时，反射光线垂直返回，入射角、反射角均为0°。 ②光路的可逆性：在反射现象中，光路是可逆的。 三、光的折射 1、光的折射 (1)定义：光从一种介质斜射入另一种介质时传播方向发生改变的现象叫光的折射。 (2)光的折射规律：①折射光线、入射光线和法线在同一平面内；②折射光线和入射光线分居在法 线的两侧；③当光从空气斜射入水或其他介质时，折射光线靠近法线，折射角小于入射角；当 光从水或其他介质斜射入空气中时，折射光线远离法线，折射角大于入射角。 第 1 页 / 共 8 页 (3)光路的可逆性：在折射现象中，光路是可逆的。 (4)说明：当光从光速大的介质斜射入光速小的介质时，折射角小于入射角。 (5)注意：光从一种介质垂直射入另一种介质时，光的传播方向不改变，此时，入射角为0°，折射 角为0°，这是折射现象的一种特殊情况。 2、生活中的折射现象 (1)现象：①池水看起来比实际的浅；②筷子在水中的“折射”现象； ③海市蜃楼；④叉鱼时对准看到鱼的下方。 (2)说明：分析光的折射现象时，可以根据光的折射规律，通过作图的方式直观、形象地说明问题， 但在分析时，一定要搞清光的传播方向，即光线从什么介质斜射入什么介质中；再利用相应的 折射规律作图分析。 总结：在分析各种光现象时，要抓住关键问题——介质。 （1）光在同种均匀介质中沿直线传播，光路不变； （2）在不同介质或不均匀介质中发生的光路变化的现象是光的折射； （3）在同一种均匀介质中，光路发生变化的现象为光的反射。 典例·解读 类型一：光源 例1、下列的物体中属于光源的是( ) 、生活使用的镜子 B、月亮 、尚未点燃的蜡烛 D、太阳 【答】D． 【解析】所谓的光源是指能够自身发光的物体，镜子本身不能发光，不是光源；月亮是反射的太阳光， 不是光源；蜡烛未点燃，不能发光，亦不是光源；太阳是能够自身发光的，因而是光源。 例2、(多选)生活中许多物体可以发光，下列物体不属于光源的是( ) 、水母 B、萤火虫 、月亮 D、霓虹灯 【答】D． 【解析】水母和萤火虫自身能够发光是光源，不符合题意；发光的霓虹灯是人造光源，霓虹灯不发光 的时候，不是光源，符合题意，月亮是反射的太阳光，在晚上才比较亮，不是光源；符合题意． 类型二：三大光现象辨析 例3、下列所示的现象中，属于光的直线传播的是( ) 第 2 页 / 共 8 页 铅笔好像被水面“折断” B 雨后天空中出现彩虹 人在墙上形成的影子 D 景物在水中形成倒影 【答】． 【解析】、铅笔好像被水面“折断”---光的折射形成的；B、雨后天空中出现彩虹---光的色散形成的 雨后，空中有很多的小水珠，这些小水珠相当于一个个小的三棱镜，光经三棱镜会被分解 成7 种颜色的光，即发生光的色散；、人在墙上形成的影子---光的直线传播形成的； D、 景物在水中形成倒影---光的反射 例4、（多选）如图所示的四种现象中，由于光的反射形成的是( ) 、竹的倒影 B、水面“折”枝 、手影 D、 镜中花 【答】D． 【解析】、竹子在水中的倒影是平面镜成像，其实质是光的反射，符合题意； B、树枝在水面折断是由于光从水中进入空气中发生了折射，折射光线进入人眼，人眼逆着 光线看去，所看到的是树枝的虚像，像比物体的位置高，属于光的折射，故本选项不符 合题意； 、手影是影子，是利用了光在同一均匀介质中沿直线传播的道理．故本选项不符合题意； D、镜中花是平面镜成像，其实质是光的反射，符合题意． 例5、小翠同学漫步在风光旖旎的雾江平湖湖畔，同时看到了水中的矫健雄鹰和欢快鱼群，她看到 水中的雄鹰是由于光的_________形成的，水中的鱼群是由于光的________形成的。 【答】反射；折射． 【解析】本题考查光的反射和折射现象。水中的“雄鹰”是雄鹰在水中形成的像，即平面镜成像，故 看到水中的“雄鹰”是由光的反射形成的与物体等大的虚像。因为鱼是在水中的实际物体，是由于光 线从水中通过空气折射进入了人的眼睛，我们看到水中的鱼是鱼的虚像，是由光的折射形成的。 例6、把微小放大以利于观察，这是物理学中一种重要的方法．如图是一种显示微小形变的装置． 为激光笔，B、是平面镜，P 为台面，未放重物时，激光束反射在屏上的光斑为 第 3 页 / 共 8 页 点D，当把重物M 放在台面P 上时，台面将发生微小形变，以下说法正确的是 （ ） 、平面镜B 上的入射角变小，光斑向D 点的左侧移动 B、平面镜B 上的入射角变小，光斑向D 点的右侧移动 、平面镜B 上的入射角变大，光斑向D 点的右侧移动 D、平面镜B 上的入射角变大，光斑向D 点的左侧移动 【答】． 【解析】P 桌面上放重物M 后，镜子受到弹力作用而向下凹，平面镜B 上的入射角变大，根据镜面反 射的特点知反射的光线偏向右方，即光斑向D 点的右侧移动 培优·训练 一、选择题 1、在太阳光下，人们在树荫下乘凉，树荫的形成是由于（ ） ．光的直线传播 B．光的漫反射 ．光的折射 D．光的镜面反射 2、下列物体中，属于光源的是（ ） 镜子 B 萤火虫 月亮 D 猫的眼睛 3、下列光现象,由于光的反射形成的是( ) 铅笔在水面处“折断” B 人在阳光下形成影子 放大镜把字放大 D 豹子在水中形成倒影 4、下列光现象中,由于光的折射引起的是( ) 小孔成像 B 水中树影 日食月食 D 海市蜃楼 5、现在，轿车已进入寻常百姓家，设想你是一位驾驶员，在夜间行车时不但需要前车灯有良好的 照明，还要会合理判断灯光的照射情况，若前方出现弯道时，灯光照射路面的情况是（ ） 照射情况不变 B 灯光由路中移到路侧 灯光离开路面 D 照射距离变短 6、2012 年5 月21 日清晨，我国大部分地区都出现了日环食．如图所示，是发生日环 食的景观，能用来解释形成日环食现象的规律是（ ） 光的直线传播 B 光的折射 光的反射 D 光的色散 7、如图所示，关于国庆70 周年大阅兵的场景，下列说法正确的是（ ） 第 4 页 / 共 8 页 、迎风招展的军旗呈现红色，是因为军旗折射了红光 B、整个队列整齐划一，观众是通过光沿直线传播来判断 、士兵帽子上的军徽熠熠发光，是因为军徽是光源 D、当士兵靠近一个平面镜后，他在平面镜中的像会变大 8、如图所示,女孩用一种可以隐身的斗篷遮住身体的下部,人站在女孩的前面,却看到了 斗篷后面的景物,而被斗篷遮住的身体部分“消失”了。下面能正确解释这种现象的光 路图是（ ） B D 9、如下短句或词语涉及到的知识与光的直线传播无关的是（ ） 、立竿见影 B、一叶障目 、鱼翔浅底 D、三点对一线 10、如图所示的四种现象中，属于光的折射现象的是（ ） 水中的倒影 B 透过树叶间的阳光 水中弯折的铅笔 D 物体的影子 11、“影”是生活中常见的光现象，如幻灯机射到屏幕上的“投影”、湖岸景色在水中形成的“倒 影”、做光学游戏的“手影”、留下美好记忆照片的“摄影”等，如图，它们与物理知识对应关系 正确的是（ ） 、投影﹣凸透镜成像 B、倒影﹣光的折射 、手影﹣平面镜成像 D、摄影﹣ 光的反射 12、下列成语所描述的情景中，属于光的折射现象的是（ ） 、镜花水月 B、海市蜃楼 、坐井观天 D、立竿见影 13、下列光现象，说法正确的是（ ） 、太阳光通过三棱镜形成彩色光带是光的反射现象 B、小明靠近平面镜的过程中，他在镜中所成的像逐渐变大 、人在岸边看到水中的鱼比鱼在水中的实际位置浅 D、太阳通过树叶小孔所成的像是倒立、缩小的虚像 14、如图所示，水池的宽度为L，在水池右侧距离池底高度处有一激光束，水池内无水时恰好在水 第 5 页 / 共 8 页 池的左下角产生一个光斑．已知L=，现向水池内注水，水面匀速上升，则光斑（ ） 、匀速向右移动，且移动速度小于水面上升的速度 B、匀速向右移动，且移动速度大于水面上升的速度 、减速向右移动，但速度始终大于水面上升的速度 D、加速向右移动，但速度始终小于水面上升的速度 15、当月球运动到太阳和地球之间时，月球就会挡住太阳射向地球的光，当月球后面的黑影正好落 到地球上时，就会发生神奇的日食奇观。如图所示，、b、、d 位置的人在该时刻可以看到日食 现象的是( ) ．只有 B．只有、b ．只有、d D．都可以看到 第15 题图 第16 题图 16、我国建成全球规模最大熔盐塔式光热电站，如图是利用大规模阵列抛物镜面收集太阳能的工作 原理图。下列关于太阳光传播的说法错误的是( ) ．在定日镜面上发生反射 B．在定日镜面上发生折射 ．经过定日镜后沿直线传播 D．经过定日镜后传播速度不变 17、若要使图中的反射光线射中墙壁上的目标，在激光笔不动的情况下，可将平面镜( ) ．水平向左移动 B．水平向右移动 ．竖直向上移动 D．竖直向下移动 第17 题图 第18 题图 第20 题图 18、宠物狗狗正前方竖立着一面镜子，它正在欣赏镜中的自己(如图所示)，假设狗狗不动，把平面 镜沿M 截成两半，并分别向两侧平移一段距离(两块镜面仍然在原镜面平面内)，则狗狗的头部 通过左、右两面镜子( ) 都不能成像 B 各成半个像，合起来成一个完整的像 都成完整的像，且两个像在不同位置 D 都成完整的像，且两个像在同一位置 19、学校大门旁竖直放置了一块平面镜，小张同学逐渐靠近平面镜的过程中，下列说法正确的是( ) ．小张的像逐渐变大 B．小张想通过平面镜看完自己的全身像，则平面镜的高度至少为整个身高的一半 第 6 页 / 共 8 页 ．小张在平面镜中看见了小王，则小王在平面镜中看不见小张 D．小张在平面镜中所成的像是实像 20、(双选)如图所示，平面镜和长为10 m 的细铅笔均竖直放置在水平桌面上，铅笔与平面镜之间 的距离为15 m 则( ) 向上移动平面镜，铅笔的像保持不变 B 为使铅笔在平面镜中成完整的像，平面镜应至少高10 m 铅笔和平面镜均绕底部转至虚线位置时，铅笔与它的像平行 D 铅笔和平面镜均水平向右移动10 m，铅笔像的位置不变 二、填空题 1、小华去森林探险，看见阳光透过树叶的缝隙在地上留下圆形光斑，光斑的成像原理是_________ _______（填光学原理）。同时看见树林边溪水中的“蓝天白云”，这是__________（填光学原 理）在水中所成的虚像。小华想利用平面镜将太阳光束反射进一个水平山洞（如图所示），则 他应将平面镜与水平地面成__________夹角放置。 第1 题图 第2 题图 2、有一光电控制液面高度的仪器，它是通过光束在液面上的反射光线射到光电屏上的光斑的位置 来判断液面高低的。如图所示，一束光与液面的夹角为40°，则反射角的大小是_____；当入射 光方向不变时，光电屏上的光斑S 向左移动时，说明液面在_____（选填“上升”或“下降”）。 这时光的反射角是_____。 3、我国古代传记《列子·汤问》中记载了一则孔子东游，遇到两个小孩辩论太阳远近的故事。一个 小孩根据太阳早晨大、中午小得出早晨距离近、中午距离远的结论，另一个小孩则根据早晨温 度低、中午温度高得出早晨距离远、中午距离近的结论。 (1)早晨太阳看起来大，除了人的视觉方面的原因外，还有一个重要原因是早晨太阳光斜射进入 不均匀的大气层时，________效果特别明显，因此造成了早晨的太阳看上去比较大。中午太阳 光直射进入大气层，因此看起来小一些。 (2)为了探究早晨日出照射时温度低而中午温度高的原因，小明准备了一个小手电筒和一块光屏 模仿太阳和地面。当手电从侧面斜射到光屏上时，光屏上光斑很大，但较暗；当保持手电筒到 光屏距离不变，垂直射到光屏上时，光斑小但很亮。光斑明暗我们用光强表示，光斑越亮光强 越大。由此可知，早晨温度低、中午温度高的原因是_____________________________________ ________________。 4、 (1)在制作小孔成像观察仪活动中，需要把制作好的圆筒插入易拉罐中，如图甲，圆筒的_____ 第 7 页 / 共 8 页 _(选填“”或“B”)端是用半透明薄纸制成的光屏。用制成的小孔成像观察仪观察景物时，在半 透明薄纸上看到的是________(选填“正立”或“倒立”)的________(选填“实像”或“虚像”)。 (2)如图乙，在一块硬纸板上挖一边长为10 mm 的正方形的“孔”。把这块挖有方孔的纸板正 对太阳光，当纸板和地面相距较近时，在地面上能观察到__________(选填“正方形”“圆形” 或“三角形”)亮斑，适当增加与地面间的距离，亮斑________(选填“变大”“变小”或“不 变”)，亮斑的亮度________(选填“变亮”“变暗”或“不变”)。再增大纸板与地面间的距离， 最后你会发现在地面上能看到________(选填“正方形”“圆形”或“三角形”)亮斑，此时再 适当增加与地面间的距离，亮斑大小________(选填“变大”“变小”或“不变”)，亮斑的亮 度________(选填“变亮”“变暗”或“不变”)。 第4 题图 第5 题图 5、某校科学兴趣小组利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成凹、凸形状可改变的 水透镜，并利用水透镜探究“透镜成像”，如图所示。 (1)图甲中，从形状上可以判断此时的水透镜是________ (选填“凹”或“凸”)透镜。兴趣小组 对水透镜中继续注入少许水，发现焦点左移，抽出少许水后，焦点右移；并测得了水透镜的多 个焦距值。这一现象说明水透镜的凸出程度越大，水透镜的焦距越________ (选填“大”或 “小”)。 (2)若图乙光屏上能得到清晰的烛焰的像，某同学把自己的眼镜给图乙所示的水透镜“戴上”(如 图丙)。当从水透镜中抽出适量的水后，他发现烛焰的像再次变得清晰，由此判断该同学戴的是 _________ (选填“近视”或“远视”)眼镜。 第 8 页 / 共 8 页