第4章 光现象

这是一份第4章 光现象，共60页。PPT课件主要包含了平行光束，四面八方，光的反射，例4题图，不显示，例1题图，寻找普遍规律等内容，欢迎下载使用。
考点一 光的直线传播
1. 光源(1)定义：能够发光的物体都叫做光源.月亮①______(选填“是”或“不是”)光源.(2)举例：太阳、萤火虫、LED灯等.2. 光线：用来表示光传播的径迹和方向的带有②____的③____线.
3. 光的直线传播 (1)条件：光在④__________介质中沿直线传播.(2)举例：影子的形成、日(月)食的形成、小孔成像等.4. 光的传播速度光不仅可以在空气、水等物质中传播，还可以在真空中传播.真空中的光速是宇宙间最快的速度，在物理学中用字母c表示，c＝⑤_______m/s＝⑥_______ km/s.【温馨提示】光年是指光在一年内传播的距离，是长度单位，不是时间单位.
1.只要在同种介质中，光就沿直线传播 （ ×）理由：2.光在真空中的传播速度为3.0×105km/s （ √）理由：
在同种均匀介质中，光沿直线传播
1. 定义：光射到物体表面时，有一部分会被物体表面①______回来，这种现象叫做光的反射.2. 光的反射定律
（1）三线共面：在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在①________________.（2）两线分居：反射光线、入射光线分别位于法线②______.（3）两角相等：反射角③______入射角.如图所示.3.光路的特性：在反射现象中，光路是______的.
1.原理：光的① ______.2.特点：（1）平面镜所成像的大小与物体的大小② ______；（2）像和物体到平面镜的距离③ ______；（3）像和物体的连线与镜面④ ______；（4）平面镜成⑤ ______.也可表述为：平面镜所成的像与物体关于镜面⑥ ______.3.举例：穿衣镜、潜望镜
1.物体靠近平面镜时，所成的像______.（选填“变大”“变小”或“不变”）2.平面镜所成的像______（选填“能”或“不能”）用光屏承接，理由是________________________.
定义：光从一种介质斜射入另一种介质中时，传播方向会发生①_____，这种现象叫做光的折射.2. 光的折射特点：a.光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，折射角②_____入射角.b.当入射角增大时，折射角③_____.c.当光从空气垂直射入水中或其他介质中时，传播方向④______.
3.光路的特性：在折射现象中，光路⑤______.4.生活中的折射现象：水杯中的筷子看起来折断了、池水变浅、叉鱼时应叉到鱼位置的下方、海市蜃楼等.
1.色散：太阳光是白光，它通过棱镜后被分解成①___________________________七种颜色的光，这种现象叫做光的色散.这说明，白光是由各种色光混合而成的.2.光的三原色：②______、③______、④______.
(RJ八上P73图4.2-1)
2.陶瓷碗底部放有一枚硬币，在某一位置时碗看起来是空的（如图甲）；往碗中慢慢倒入一些水后，在同一位置又能够看见硬币（如图乙），这是______现象.
（RJ八上P83图4.4-5）
3.街口的“转弯镜”可以扩大视野，它是一种_____面镜，对光有______作用.（2013临沂6改编）
（RJ八上P79图4.3-6）
4.汽车前灯的反光装置相当于___面镜，有了它，射出的光接近于平行光，说明其对光具有______作用.（2014曲靖1改编）
（RJ八上P79图4.3-7）
5.有经验的渔民都知道，只有瞄准鱼的______才能叉到鱼，说明人眼看到鱼再水中的位置比实际位置______（选填“高”或“低”），这是光的______现象引起的.（人教教材改编）
（RJ八上P82图4.4-4）
6.如图所示是海市蜃楼的形成原因，光在传播过程中发生弯折，从而使地平线下的岛屿能够被看见，这是光的______现象.（人教教材改编）
（RJ八上P83图4.4-6）
命题点1 光现象的辨识及其解释
1. (2016长沙17题3分)下列图中所示的现象中，由于光的反射形成的是( )
A.墙上的 手影
B.杯中“折断” 的筷子
C.水中的 塔影
D.露珠下被放 大的草叶
【解析】墙上的手影属于影子，是光的直线传播形成的，A错误；杯中筷子“折断”是因为水面下筷子反射的光从水中到空气中发生了折射，属于折射现象，B错误；水中的塔影是平面镜成像，属于光的反射，C正确；露珠相当于凸透镜，看到放大的草叶是凸透镜成像，属于光的折射，D错误．故选C.
5. (2015邵阳1题2分)如图所示，我看不见“美景”的原因是（ ）
A. 光的直线传播B. 光的反射C. 光的折射D. 光的色散
【解析】光在同一种均匀介质中是沿直线传播的，当美景被物体挡住后，被景物反射的光就无法进入人的眼睛．故选A.
7. (双选)(2016株洲13题3分)如图是一根直树枝斜插在湖水中的一张照片，下列分析正确的是 （ ）
A. OB是树枝反射形成的像B. OB是树枝折射形成的像C. OC是树枝在水中的部分D. OC是树枝折射形成的像
【解析】树枝斜插在湖水中时，插入部分由于光的折射会使得看上去向上偏折，OC就是树枝折射形成的像；仍然露在水面以上的树枝会在水中形成倒影OB，倒影的实质就是光的反射形成的虚像．综合以上分析，AD两项是正确的．故选AD.
命题点2 平面镜成像特点及应用（含实验）
1. (2015郴州4题2分)人站在竖直放置的穿衣镜前4 m处，若人向镜移动1 m，则此过程中像的大小变化及移动后人离像的距离为 ( )A. 变大 6 m B. 变大 5 mC. 不变 6 m D. 不变 8 m
【解析】平面镜成像中，像和物的大小相等，像和物到镜面的距离相等．若人向镜移动1 m，则人和像到镜面的距离均为3 m，人离像的距离为6 m．故选C.
2. (2015益阳5题3分)如图表示小丑在平面镜中成像的情况，其中正确的是 ( )
【解析】平面镜成的像与物体等大，又关于镜面对称，所以人成的像看起来是左右相反的．因此A、C选项中像与物体左右相同，是错误的；B选项中物像不对称，即对应点连线与镜面不垂直，是错误的；D选项中物像对称、等大，对应点的连线与镜面垂直，是正确的．故选D.
4. (2016郴州9题2分)如图所示，在探究平面镜成像的特点实验时，小明同学没有把薄玻璃板竖直放置．在水平桌面上，无论如何移动蜡烛B，发现 ( )
A. 蜡烛A的像总是与蜡烛B完全重合B. 蜡烛A的像总偏向蜡烛B的上方C. 蜡烛A的像总偏向蜡烛B的下方D. 蜡烛A的像与蜡烛B总在同一水平面上
【解析】如答图所示，根据像和物关于平面镜对称的特点，作出蜡烛A的烛焰关于平面镜的对称点，即为蜡烛像的位置，可知蜡烛A的像与蜡烛B的像不在同一水平面上，蜡烛A的像与蜡烛B不重合，蜡烛A的像总偏向蜡烛B的上方，故ACD错误，B正确．故选B.
5. (2016衡阳25题5分)如图是探究平面镜成像特点的实验装置图．
(1)实验室提供了厚薄不同的两块玻璃板，你应选择______(选填“厚”或“薄”)玻璃板进行实验；
【解析】 (1)因为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面，会出现两个像，会影响实验的效果，所以应选用薄玻璃板．
(2)在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的______(选填“前侧”或“后侧”)观察，直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，这种确定像与物大小关系的方法是__________(选填“控制变量法”或“等效替代法”)；
【解析】 (2)两只蜡烛大小相同，这是利用等效替代法证明了像与物的大小关系．
(3)实验时，将蜡烛A逐渐远离玻璃板时，它的像的大小________(选填“变大”“变小”或“不变”)；
(4)移去蜡烛B，在其原来位置上放置一块光屏，光屏上________(选填“能”或“不能”)呈现蜡烛的像．
【解析】 (3)平面镜成像的特点是物像等大，将蜡烛向靠近镜面的方向移动，像的大小不变．
【解析】 (4)因为光屏只能接收实像，不能接收虚像，所以，在蜡烛像的位置放一个光屏，光屏上无法呈现蜡烛的像，从而说明了平面镜所成的像是虚像．
命题点3 光学作图题
类型1 光的反射作图
1. (2016邵阳28题2分)如图，OB是反射光线，ON是法线，请作出它的入射光线AO.
【解析】题图中法线已经给出，根据反射角等于入射角．在法线左侧画出入射光线即可，如答图所示．
4. (2016娄底17题2分)小明的妈妈喜欢在家中养花，小明想让室外太阳光照射到盆中花上的B处，如下图，请你在图中把光路补充完整，并过A点画出放置的平面镜．
【解析】首先连接BA，即为通过B点的反射光线，然后，作反射光线和入射光线的角平分线，即为法线，再作与法线垂直的直线，即为平面镜．
7. (2014邵阳27题2分)如图，一束光线从玻璃砖中垂直玻璃面射入空气中，请画出该光线在空气中的传播路径和方向．
类型2 光的折射作图
【解析】光线从一种介质垂直射到另一种介质时，传播方向不变．将光线延长并标上箭头，如答图所示．
8. [2016湘潭19(2)题2分]画出光线AO斜射入水中时的折射光线．
【解析】因光从空气中斜射于水或其他透明物质中时，折射光线靠拢法线，折射角小于入射角．
类型4 平面镜成像作图
14. (2014怀化30题3分)如图所示，利用平面镜成像特点画出物体AB在平面镜MN中所成的像．
【作图步骤】 (1)过A点作镜面的垂线，用虚线，标垂足；(2)用直尺量出A到平面镜的距离，在镜面另一侧量取相同的距离的点记做A′，即A点的像；(3)用同样的方法作出B的像B′；(4)连接A′B′即为AB的像，标箭头．
15. (2015邵阳27题2分)如图所示是人照镜子时的情景，请利用平面镜成像的特点在图中作出平面镜的位置．
【作图步骤】连接人和像上任意三个点与其对应点，作三条连线的垂直平分线，即为平面镜的位置，如答图所示.
16. (2014永州29题3分)如图所示，a、b是镜前一点光源S发出的光线经平面镜反射后的两条反射光线，请在图中根据反射光线a、b画出点光源S的位置．
【解析】 第一种作法：先将两条反射光线反向延长交于一点S′，再通过平面镜作出S′的对称点S，即为发光点的位置，并连接S与两个反射点画出入射光线，如答图1所示：
【解析】第二种作法：分别过反射点垂直镜面作出法线，画出两条入射光线，两条入射光线的交点S即为发光点的位置，如答图2所示：
类型1 光现象辨识及其解释
例1 (1)判断下列实例各属于哪种光现象．①水中倒影；②太阳下的人影；③杯弓蛇影；④立竿见影；⑤日食；⑥小孔成像；⑦平面镜成像；⑧激光准直；⑨海市蜃楼；⑩水中筷子变折；⑪树荫下太阳的光斑；⑫雨后彩虹．属于光的直线传播现象的是：____________；属于光的反射现象的是：________；属于光的折射现象的是：________；
(2)学习和生活中常用到下列光学器具：①显微镜；②穿衣镜；③潜望镜；④老花镜；⑤汽车观后镜；⑥近视镜；⑦望远镜；⑧放大镜．其中利用光的反射定律制成的是________；利用光的折射定律制成的是________________．
类型2 平面镜成像特点及应用
例2 (2016宜昌)“小荷才露尖尖角，早有蜻蜓立上头”，现有一蜻蜓立于距水面0.6 m处的荷尖上．池中水深2 m，则蜻蜓在水中的像距水面 ( )
A. 2 m B. 1.4 m C. 0.6 m D. 2.6 m
【解析】蜻蜓在水中成的像是平面镜成像的结果，根据平面镜成像的规律可知，像与物到镜面(水面)的距离相等．故选C.
练习1 (2016临沂)关于平面镜成像，下列说法错误的是 ( ) A. 平面镜成的像是虚像 B. 平面镜成像原理是光的反射 C. 物体越靠近平面镜，像越大 D. 像与物体关于平面镜对称
【解析】平面镜成像的特点是，物体在平面镜里成的是虚像，像和物大小相同，像和物到镜面的距离相等，它们的连线与镜面垂直，也可以说，像与物关于镜面对称，故A、D正确，不符合题意；平面镜成像的原理是光的反射，故B正确，不符合题意；平面镜成像的大小是由物体的大小决定的，物体越靠近平面镜，物体的大小不变，则像的大小不变，感觉到像变大，是人的视角造成的，故C错误，符合题意．故选C.
例3 (2016上海)在图中，根据给出的入射光线AO画出反射光线OB，并标出反射角的度数．
【解析】过入射点O作法线，根据反射角等于入射角，在法线右侧画出反射光线，反射光线与法线之间的夹角为反射角，度数等于入射角为50°.
光的反射作图步骤①找点：入射光线或反射光线与反射面的交点，即为入(反)射点；②作法线：根据法线和反射面垂直，过交点作出法线；③画光线：根据反射角等于入射角作出所求光线．
考向2 光的折射作图
例4 (2016遵义)如图是一条从玻璃斜射入空气的光线，请在图中画出对应的反射光线和大致的折射光线，并标出反射角的大小．
【解析】过入射点作界面的垂线，标垂足，此时入射角为90°– 40°=50°，由反射定律可知反射角等于入射角等于50°，根据反射角和入射角相等作出反射光线即可，当光线从玻璃斜射入空气时，折射角变大，依此作出折射光线即可．
例5 (2016聊城)如图所示，一束光射向一块玻璃砖，并穿过玻璃砖．画出这束光进入玻璃和离开玻璃后的光线(注意标出法线)．
【解析】光线从O点斜射入玻璃中发生折射现象，折射光线向靠近法线方向偏折，折射角小于入射角；光线从玻璃砖斜射进入空气，折射光线应该远离法线偏折，折射角大于入射角，折射光线与玻璃砖上表面的入射光线平行，如答图所示．
光的折射作图步骤①找点：入射光线或折射光线与介质面的交点；②作法线：过交点作法线；③画光线：不管是入射角还是折射角总是空气这边的角大．
例6 (2016威海)如图所示，A′B′是物体AB在平面镜中所成的像，根据平面镜成像的特点，在图中画出平面镜(保留作图痕迹)．
平面镜成像特点作图(1)画物体关于平面镜成的像①选物体上的特殊点，作此点关于平面镜的对称点；②用虚线连接特殊点的对称点，即为物体在平面镜中的像．(2)画平面镜的位置①选出物体上的特殊点，找出像上对称的点；②用虚线连接特殊点和对称点；③作关于②中虚线的垂直平分线，即为平面镜的位置．
例7 (2016宜宾)如图所示，S′为发光点S在平面镜MN中所成的像，S发出的一条光线经平面镜反射后经过P点，请在图中作出发光点S的位置，并作出经过P点的反射光线及相应的入射光线．(保留作图痕迹)
【解析】作出像点S′的对称点，即为发光点S，连接PS′，与镜面的交点为入射点O，再连接SO，画上箭头，SO为入射光线，OP为反射光线．
例8 如图所示，A、B是镜前一点光源S发出的光线经平面镜反射后的两条反射光线，请在图中根据反射光线A、B画出点光源S和像点S′的位置．
平面镜成像原理作图(1)已知光源①找光源关于平面镜的像点(如图甲)；②找特殊点，并连接像点与特殊点(如图乙)；③补全光路图(如图丙)．
(2)已知平面镜及两条反射光线，确定发光点①确定像点：将两条反射光线反向延长，相交的位置为发光点的像点(如图甲)；②确定发光点：作像点关于镜面的对称点即为发光点的位置(如图乙)；③连接发光点与入射点，画出入射光线完成光路图(如图丙)．
1. 实验器材(平面镜、可折转的硬纸板、直尺、量角器、铅笔、激光笔)2. 硬纸板的作用(显示光路、验证三线共面)3. 纸板与平面镜应①________放置4. 光线位置的确定(在两纸板的光线上描两点，再连接并标上方向)
实验一 探究光反射时的规律
5. “三线共面”的判断方法[将反射光线一侧的纸板翻转，观察纸板上是否显示光线，若②________(选填“显示”或“不显示”)光线，说明三线共面]6. 反射角和入射角的大小关系7. 光的反射过程中，光路是③________的8. 角度测量(角度是对应的光线与法线的夹角，不是光线与反射面的夹角)9. 实验数据分析(根据表格数据总结实验结论)10. 实验中多次测量的目的(寻求实验的普遍规律)
实验结论：反射光线、入射光线和法线在同一平面内；反射光线和入射光线分居法线两侧；反射角等于入射角．
例1 (2016聊城)为了“探究光反射时的规律”，实验小组的同学选用了平面镜、纸板、激光器和几种不同颜色的笔，依据教材设计了如图所示的实验．
(1)实验中还需要的器材是________．【解析】 (1)为了测量入射角和反射角的大小，还需要的测量工具是量角器(2)实验中为了使光线能在纸板上显示出来，方便实验研究，你该采取的操作是________．A. 向纸板喷烟或雾B. 使光束垂直纸板射到O点C. 使光束贴着纸板射到O点【解析】 (2)实验中为了使光线能在纸板上显示出来，要使激光紧贴纸板面入射
(3)改变光束入射的角度，多做几次，换用不同颜色的笔记录每次光的径迹．取下纸板，测量ON两侧的∠i和∠r，将数据记录在上表中，根据数据得出的结论是________________．【解析】 (3)根据表格中记录的实验数据可知，反射角等于入射角(4)若将一束光贴着纸板沿FO方向射到O点，光将沿图中的OE方向射出，因为在反射现象中，____________．【解析】 (4)当光逆着原来的反射光线入射时，反射光线也逆着原来的入射光线反射出去，这说明在反射现象中光路是可逆的
(5)如果纸板没有与平面镜垂直放置，当光贴着纸板沿EO入射时，________(选填“能”或“不能”)在纸板上看到反射光．(6)实验时，测得入射角为45°，则反射角度数为_____；若入射角变大，反射角将_____ (选填“变大”“变小”或“不变”).(7)以法线ON为轴线，将纸板的右边绕ON向后折去，将光线沿EO入射，______ (选填“能”或“不能”)在纸板上看到反射光．(8)实验中多次改变入射角的大小去测反射角大小的目的是______________．
实验二 探究平面镜成像的特点
1. 为使实验现象更明显应选择的实验环境(较暗的环境)2. 用玻璃板代替平面镜的原因(便于确定①____的位置)3. 选择薄玻璃板(避免出现重影)4. 选择两支完全相同的蜡烛的原因(比较物像的大小)5. 眼睛观察的位置(与蜡烛②________(选填“同侧”或“异侧”)6. 无论如何移动蜡烛B都不能与蜡烛A重合的原因(玻璃板没有垂直放置)
7. 像距和物距的关系(相等)8. 平面镜成像为虚像9. 改变蜡烛的位置，观察像的大小变化(将蜡烛靠近或远离平面镜，像的大小③________)10. 平面镜成像特点的应用12. 多次实验的目的(④______________)实验结论：平面镜成像的特点：(1)物像等大；(2)物距等于像距；(3)物像关于平面镜对称；(4)像和物体的连线与平面镜垂直；(5)平面镜成虚像．
实验结论：平面镜成像的特点：(1)物像等大；(2)物距等于像距；(3)物像关于平面镜对称；(4)像和物体的连线与平面镜垂直；(5)平面镜成虚像．
例2 (2015湘潭)利用如图所示的装置探究平面镜成像的特点，其中A和B是两支完全相同的蜡烛．
(1)将点燃的蜡烛A竖直放置在玻璃板的前面，能看到玻璃板后A的像，然后将蜡烛B放在玻璃板后面移动，发现B恰能与A的像重合，说明像与物的大小______(选填“相等”或“不相等”)．
【解析】 (1)因蜡烛B恰与蜡烛A的像重合，这说明像和物的大小相等
(2)如图所示，分别测出蜡烛A、B到玻璃板的距离u和v，改变蜡烛A到玻璃板的距离，多次实验并记录数据．根据上表中的数据得出：像距________物距(选填“大于”“等于”或“小于”)．
【解析】 (2)从实验表格中的数据可知，每次实验时，物距与像距的大小是一样的，故像距等于物距
(3)将蜡烛B取走，在B的原位置竖放一块光屏，光屏上不能呈现A的像，说明平面镜所成的像是_____像(选填“虚”或“实”)．
【解析】 (3)原来在镜中我们可以看到蜡烛A的像，但在像的位置放上光屏后就看不到像了，这是因为蜡烛A发出的光经镜面反射后没有实际光线到达光屏，故所成的像属于虚像
(4)本实验采用玻璃板代替平面镜，是因为玻璃板前面既能看到A的像，又能看到玻璃板后面的蜡烛B，便于确定像的________(选填“位置”或“虚实”)．
【解析】 (4)玻璃板透明，通过玻璃板可以看到蜡烛A的像，这样可以确定像的具体位置
(5)为了使像显得更加明亮，实验环境的光线应相对______(选填“亮”或“暗”)．
【解析】 (5)在比较亮的环境中，很多物体都会反射光，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，进入人眼的光线也最多，感觉蜡烛的像最亮
(6)根据平面镜成像的特点可判断，身高1.7 m的人，站在镜前5 m处，他在镜子中所成的像到平面镜的距离是____m；当他远离平面镜时，像的大小______(选填“变大”“变小”或“不变”)．(7)请根据平面镜成像特点，在图中作出“眼睛通过玻璃板看到烛焰顶端”的光路图．
(8)重复操作实验多次，记录的数据显示像与物大小相等，则实验表明，像与物体关于镜面________(选填“对称”或“不对称”)．
实验三 探究光折射时的特点
1. 为使水中光线更明显的操作(在水中加牛奶，选择黑暗的环境)2. 折射光线和入射光线与法线的位置关系(入射光线和折射光线分居法线两侧)3. 折射角与入射角的大小比较(详见实验结论)
4. 折射角的变化(折射角随着入射角的增大而增大，减小而减小)5. 在光的折射过程中，光路是可逆的6. 多次实验的目的(寻求实验的普遍规律)7. 实验数据分析实验结论：(1)光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角；(2)折射角随着入射角的增大而增大；(3)当光从空气垂直射入水中或其他介质中时，传播方向不变．
例3 (2016云南)某小组选用了图甲中光源、水、水槽、可折转的光屏(带刻度)等器材，用于完成探究“光从空气射入水中时的折射规律”．
(1)使用可折转的光屏，是为了观察折射光线和入射光线是否____________．
【解析】 (1)当整个光屏为一平面时，我们能够看到反射光线，使用可折转的光屏，可将反射光线的一侧光屏进行折转，可用来探究反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内
(2)光从空气射入水中，入射点为O点，不断改变入射角，读出刻度盘上对应的折射角，将实验结果画在图丙中，其中1和1′、2和2′…4和4′分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置．由此可得出，光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而________，且折射角________(选填“大于”“等于”或“小于”)入射角；当光从空气垂直射入水中时，折射角等于_____度．