专题04 光现象（方法与技巧）（解析版）

专题04 光现象 一．人走近平面镜时，人眼为何会感觉像“变大”？ 【疑难诠释】无论人走近或远离平面镜时，像的大小总是与物体大小相等，因此像的大小始终是不变的。 站在平面镜前的人，向平面镜走近时，人们往往以为像“变大”了，是视角的原因，视角大感觉看到的物 体就大，如图所示，当同一物体B 由远及近靠近眼睛时，因视角变大（β＞α），在视膜上成的像也变大， 所以眼睛会以为物体变大了。其实物体大小一直没有改变。这跟人看远处驶近的汽车感觉相似，这辆车的 大小始终不变，但人以为汽车远小近大，驶近的汽车“变大”了。 【典例剖析】人们照镜子时，总是走近平面镜去看，其原因是走近时 ( )． ．平面镜所成的像会变大，人看到的像也会变大 B．平面镜所成的像大小不变，人看到的像更清晰 ．平面镜所成的像大小不变，人看到的像大小也不变 D．只有走近平面镜时，人才能看到自己的全身 【答】B 【解析】 根据平面镜成像的特点：当人靠近镜面时，所成的像离平面镜也靠近，所成的像和人大小相等不会变化。 人在平面镜中的像的大小与人等大，当人走近镜子时，他距镜子的距离减小，人看到的像更清晰，但是像 的大小不变。． 故选B。 二．平面镜为何成的是虚像？ 【疑难诠释】如图所示镜前烛焰上的点S1发出的光线，经平面镜反射后到达人眼睛，但眼睛是根据光是沿 直线传播的经验来确定物体位置的，所以觉得光线好像是从平面镜后S2点发出的，实际上镜后并没有点燃 的蜡烛，像点S2是反射光线反向延长线的交点组成的虚像点，不能在光屏呈现出来，所以物体在平面镜中 成的像是虚像。 【典例剖析】下面四幅图片选自我们的物理课本，下列说法正确的是（ ） ． 图是一束光在密度不均匀糖水中的径迹，说明光在不均匀的介质中沿直线传播 B． 图是潜望镜的光路图，潜望镜利用凸透镜改变光的传播方向 ． 图是平面镜成虚像的光路图，平面镜成的虚像是反射光线的反向延长线相交而成 D． 图是小猫叉鱼的图片，小猫看到的鱼比实际位置深一些 【答】 【解析】 ．光只有在同种均匀介质中才沿直线传播，光在密度不均匀的糖水中的传播径迹是弯曲的，故错误； B．因为潜望镜是由平面镜制成的，所以潜望镜的原理是利用平面镜改变光的传播方向，故B 错误； ．平面镜成像的实质是物体发出的光被平面镜反射后，反射光线的反向延长线相交而成，所以形成的像称 为虚像，故正确； D．小猫看到的水中的鱼，是由光的折射形成的虚像，虚像在折射光线的反向延长线上，则小猫看到“水 中的鱼”的位置比实际位置浅一些，故D 错误。 故选。 三．插入水中的筷子，为何看上去好像变弯了或折断了？ 【疑难诠释】如图3 甲所示，从碗底S 点发出的光线，由水进入空气时，在水面上会发生折射，折射角大 于人射角，折射光线进入人眼，人眼逆着折射光线的方向看去，觉得这些光线好像是从它们反向延长线交 点S’发出来的。S’就是S 的虚像，S’比S 与水面的距离近。所以，插入水中的筷子看上去好像变弯了或折 断了。反之，若从水中看岸上的物体，看到的虚像位置比实际位置偏高，如图4-3 乙所示。 【典例剖析】下面哪一种现象属于光的反射现象？（ ） ．小孔成像 B．平静的湖面上看到桥的倒影 ．水池中的水看上去比实际的浅 D．斜插在盛水的玻璃杯中的筷子看上去好像在水面折断了 【答】B 【解析】 ．小孔成像属于光沿直线传播现象，故不符合题意； B．平静的水面相当于平面镜，桥在水中的倒影是平面镜成像现象，属于光的反射，故B 符合题意； ．水池中的水看上去比实际的浅，是光的折射现象，故不符合题意； D．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D 不符合题意。 故选B。 四．实像和虚像有何不同？ 【方法技巧】物体经过光学元件反射或者折射后即可能成实像，也可能成虚像。而实像和虚像的区别是什 么呢？ （1）成像原理不同：从物体发出的光线经光学器件反射或折射后，由实际光线会聚而成的像为实像，如 小孔成像；由实际光线的反向延长相交形成的像叫虚像，如平面镜成像。 （2）成像性质上的区别：实像都是倒立的，虚像都是正立的。 （3）光屏承接上的区别：实像既能被眼睛看到，又能被光屏接收到，虚像只能被眼睛看到，不能被光屏 收到。 【典例剖析】根据学过的光学知识解释下面生活中常见的现象。“海市蜃楼”是一种与光学有关的自然现 象，如图甲所示是海面上形成“海市蜃楼”的图解。 资料1：光从一种物质斜射入另一种物质时，传播方向会发生改变，而人的视觉总是感到物像是来自直线 的。 资料2：一般情况，光从密度较大的介质斜射入密度较小的介质会偏离法线而改变传播方向，如图乙所示。 资料3：海面上的下层空气温度低，在一定的高度内，高度越高温度越高，导致空气的密度不同。 回答以下问题： （1）“海市蜃楼”现象中，游客看到的是虚像还是实像？ （2）请根据以上提供的资料和所学知识对“海市蜃楼”现象做出初步的解释。 【答】(1)虚像；(2)见解析 【解析】 (1)海市蜃楼是光的折射形成的虚像。 (2)光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质进入另一种介质时，就会出现光的折射现象；海市蜃楼是 光在沿直线方向传播时，在密度不均匀的空气层中，经过折射造成的结果；人的眼睛逆着入射光线看，看 到的是景物的虚像。 五．如何识别光现象？ 【方法技巧】熟记日常生活中常见的光现象。透过光现象，揭示本质，即明确各种光现象的成因是解决问 题的关键。如水中的“倒影”是由于平面镜成像（光的反射）形成的；“立竿见影”是由于光的直线传播 形成的；“潭清疑水浅”、“海市蜃楼”“插入水中的筷子看起来弯折”是由于光的折射形成的。 【典例剖析】关于超市里的光现象，下列说法正确的是（ ） ．灯光下的绿叶蔬菜看上去绿油油的，是因为蔬菜吸收了绿光 B．打开紫外灯消毒，能看见淡蓝色的紫外线 ．红外探头是通过人体辐射的红外线来识别体温高的顾客 D．多盏灯光的照射下，地面上几乎看不见人的影子，是因为光绕过了人体传播 【答】 【解析】 ．蔬菜看上去绿油油的，是因为反射了绿光，而不是吸收了绿光，故错误； B．人眼看不到紫外线，看到紫外灯发出淡蓝色光为普通的可见光，故B 错误； ．红外线有热效应，可以用红外探头通过人体辐射的红外线识别体温的高低，故正确； D．光在密度均匀的空气中沿直线传播，因此“光绕过了人体传播”错误，故D 错误。 故选。 六．光的反射和光的折射光路图作图要点有哪些？ 【方法技巧】（1）角度大小要明晰：光的反射作图时，一定要明晰题干中的已知角度是入射角（或反射 角）还是入射（或反射）光线和镜面的夹角，若告诉的是光线与镜面的夹角，必须先求出入射角或反射角 （用900减去光线与镜面的夹角）；光的折射作图时，一定要明晰光是从哪种介质斜射入哪种介质，从而 准确判断入射角和折射角的大小关系（空气中的角总是大角）。 （2）光线虚实要分明：入射光线、反射光线、折射光线画实线，法线及光线的延长线用虚线。 （3）光传播方向要标清：用箭头表示光的传播方向，且将箭头画在线段的中间位置。 【典例剖析】B、D 是由发光点S 发出并经平面镜反射的两条光线。根据光的反射原理作图，在图中画出光 源S 及它的光路图。 ( ) 【答】 【解析】 作出B、D 的反向延长线，得交点 ，再作出 关于平面镜的对称点S，S 即为发光点，如图所示： 。 七．平面镜成像作图要领有哪些？ 【方法技巧】（1）像点是反射光线的反向延长线的交点（即：反射光线的反向延长线过像点）。物点发 出任两条入射光线对应的两条反射光线的反向延长线的交点，既得像点的位置。 （2）物像到平面镜距离相等、物像连线与镜面垂直。 （3）虚像、物像连线用虚线表示，垂线标垂直符号。 【典例剖析】 1．试用平面镜成像的作图方法在图上作出入射光线S 的反射光线。 【答】 【解析】 先作S 点关于平面镜的对称点S′，再连接S′并延长，为S 的反射光线，并标出反射光线传播方向，如下图 2．如图所示，画出物体B 在平面镜中的像。 【答】 【解析】 平面镜成像特点是：像和物大小相等，像和物的连线与平面镜垂直，像和物到平面镜的距离相等，平面镜 所成的像是虚像。先画点的像：从点向平面镜作垂线，并延长至点′，使、′到平面镜的距离相等，用同样 的方法作出B、的像B′、′，用虚线连接′、B′、′就是物体B 的像。如图所示： 3．如图所示，小刚想要利用一块平面镜使此时的太阳光竖直射入井中，请你通过作图标出平面镜的位置， 并称出反射角的度数。 【答】 【解析】 根据题意，先画出竖直向下的反射光线，根据光的反射定律，画出法线即反射光线与反射光线的夹角的角 平分线，过入射点作法线的垂线即平面镜所在位置，如图，当入射光线与水平面的夹角为30°时，反射光 线与反射光线的夹角为 根据光的反射定律，反射角等于入射角，则反射角为 如图所示