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第五章 光的反射
(一) 二.重、难点
1.光在均匀介质中沿直线传播及光在真空中的传播速度;
2.用光的直线传播的知识解释一些相关的现象;
3.理解并掌握光的反射定律,知道镜面反射与漫反射的区别,理解它们形成的原因;
4.应用反射定律和镜面反射、漫反射的知识解释一些简单问题和相关的现象 三.知识点分析
(一)光源能发光的物体——具有光能(将其它形式的能转化为光能的物体)
(二)光的传播
1.光在同一种均匀透明物质中沿直线传播
2.光线表示光的传播方向的带箭头的直线
3.光的直线传播原理应用
(1)人眼对物体位置的确定;
(2)影当光照在不透明的物体上时,一部分光被物体挡住,在其后面形成光达不到的阴暗区;
(3)日食、月食
①日食月球在地面上形成影区,人在影区内看太阳
②月食地球在月球上形成影区,人在地球上看月亮
4.小孔成像
(1)实像由实际光线形成,能显示在光屏上
(2)成像规律成倒立的实像,像的大小与物、孔、屏的位置有关
(三)光的传播速度光在真空中的传播速度最快,
(四)光的反射
1.光的反射定律
(1)概念入射点光线射到镜面上的点;法线过入射点与镜面垂直的直线(虚线);入射角入射光线与法线的夹角;反射角反射光线与法线的夹角
2.定律内容反射光线与入射光线、法线在同一平面内;反射光线与入射光线分居在法线两侧;反射角等于入射角
3.光线反射时,光路是可逆的
(五)镜面反射和漫反射内容见如下表格类别效果原因共性镜面反射使平行的入射光沿同一方向反射出去反射面光滑每条光线都遵守光的反射定律漫反射使平行的入射光反射向各个方向反射面粗糙 【典型例题】[例1]要使人看得见物体,必须( )A.物体本身是光源;B.只有太阳下才能看得见物体;C.物体发出的光或反射的光能进入人的眼睛;D.物体和眼睛需要在同一条直线上分析人要想看得见物体必须有光线射入人的眼睛才能引起人的视觉光线可以从光源直接发出,也可以由本身不发光的物体被光线照射后反射,人可以直接观察到物体,但也可以通过平面镜的反射来观察物体,所以物体和人眼不一定在同一条直线上解答正确选项C说明本题主要考察人类能够看到物体的条件,即有光从物体射向人眼这个光线可以是物体自己发出的,也可以是反射其它物体的光;可以是直接射入人眼,也可以是经过平面镜反射后进入人眼因此,同学们在学习的时候要注意随时进行知识的归纳总结[例2]如图所示,AB为发光体,CD是不透明的遮挡物,EF为光屏,试用作图法确定屏上最暗部分的范围分析由于光在同一种均匀介质中沿直线传播,在传播过程中若遇到不透明的物体,则在物体的后面形成光照不到的黑暗区即影区解答从发光体的上、下端点A和B向遮挡物CD分别作两个发散光束AC、AD;BC、BD这两个光束被CD挡住,在CD右侧形成两个影区,这两个影区的重叠部分GH是光屏上最暗的部分,如图所示说明本题主要考察同学们本影区和半影区的知识,本影区是光线完全照射不到的地方,如图中的GH;半影区是有一部分光线照射不到的地方,如图中的EG和HF两个区域[例3]某同学晚饭后沿路边散步,在路灯下向前步行了4m,发现影长为2m,若该同学身高
1.60m,求路灯的高分析根据光的直线传播规律,人在路灯下行走,在地面上会形成人影,根据相似比关系,可求出路灯的高解答如图所示,设CD为该同学身高,AB为路灯的高度,ED为影长根据相似三角形比例关系有即路灯高
4.8m说明本题考察同学们光的直线传播的应用及利用几何图形解决物理问题的能力,正确解题的关键是能否把题目中所叙述的物理情景正确的转化为几何图形因此,在解物理题时能够根据题目画出示意图是非常重要的,大家在平时做题时要注意进行训练[例4]如图所示,地面上有一点光源S,发出的光沿竖直方向射向与地面平行高度为3m的平面镜上,如果用这束光照亮距光源3m远的地面上的A点,应将平面镜绕入射点转过 角解析本题是有关镜面旋转的习题解此类题时应画出镜子旋转前后的光路图,再利用反射定律及几何知识进行分析,作图分析是求解光路问题的重要方法答案镜子旋转以前,反射光线OS与入射光线SO的夹角为,平面镜转动使反射光线射向A,OA与入射光线SO的夹角变为,入射光线与反射光线的夹角改变为,平面镜转过说明几何光学部分的题目,尤其是涉及到计算的题目,大多都与平面几何中的边、角知识有关因此,大家在学习这部分知识时要注意几何知识的复习[例5]如图所示,相邻两室,一明一暗在两屋之间的墙壁上有一平面镜M,且角AOC等于角BOC,甲、乙两人分别站在A、B两点,面向平面镜张望,则( )A.甲可看到乙,乙看不到甲;B.甲、乙互相都可以看见;C.甲看不到乙,乙可看到甲;D.甲看不到乙,乙也看不到甲解析本题通过光的反射定律和光源的联系来分析甲乙两人都不是光源,本身不发光,只能反射外界射到他们身上的光甲在明亮的室内,有外来的光线射到他的身上;他的身体又能将这些光线反射出去,被甲反射的一部分光线射到平面镜M上,又被平面镜反射由于角AOC等于角BOC,所以从甲身上射向平面镜M的光线会沿OB方向反射,而乙处在B点,所以乙能看到甲乙在暗室里,外界没有光线射到他的身体表面,他本身又不能发光,因此没有从乙发出的光线射向平面镜M答案正确选项为C说明解对本题的关键在于仔细审题,注意到相邻两室为一明一暗这个条件,而不能简单的根据光路可逆原理认为是B选项正确[例6]雨后晴朗的夜晚为了不踩到地上的积水,下面判断中正确的是( )A.迎着月光走地上发亮处是水,背着月光走地上暗处是水;B.迎着月光走地上发暗处是水,背着月光走地上亮处是水;C.迎着月光走或背着月光走,都应是地上发亮处是水;D.迎着月光走或背着月光走,都应是地上暗处是水分析此题主要考查镜面反射和漫反射的知识,首先我们可分析出光射到水面上为镜面反射,射到地上为漫反射当我们迎着月光走时,镜面发射的光正好射到我们的眼睛,所以看到的亮处是水而当我们背着月光走时,镜面反射的光完全不能进入人眼,此时进入眼睛的只有地上漫反射的光,所以看到的暗处是水解答正确选项为A说明这是一道光学知识与实际生活紧密联系的题目,除了有清晰的物理知识外,还应有丰富的生活经验因此,在日常的活动中注意观察是学好物理这门课的关键 【模拟试题】(答题时间30分钟)一.填空题
1.晴天在树荫下的地面上有很多圆形的光斑,这是太阳的________,其成像原理为______
2.下午某时刻身高为
1.6米学生的影长为40厘米,同一时刻水泥柱的影长为5米,则水泥柱的高度为________米
3.人通过墙上的小孔观察外面的景物,眼离小孔越近,看到的范围越________,这是由于光的________形成的
4.如图1所示,两块平面镜相交成60°角,一束射到平面镜MQ上的光线AO经过两平面镜反射后与OA重合,但方向相反,则OA与平面镜MQ的夹角α是________ 图1
5.直径为d的不透明圆片位于直径为d的圆形面光源和墙壁之间两圆片与墙壁平行,两圆心连线与墙壁垂直,并且到墙壁的距离分别为2d和d,圆片在墙壁上形成本影的直径是_______,形成半影的直径是_______
6.如图2,长为L的平面镜竖直地立在水平地面上,在镜与竖直墙壁之间的地面上有一点光源S,S到墙面、镜面距离相等,S发出的光经镜面反射后照射到对面墙壁上,反射光照亮墙面的高度为_______,若用纸将镜面上半部挡住,经镜面反射到对面墙壁上的光能照亮的竖直高度为_______图
27.如图3所示,平面镜M和N互相垂直放置并相交于O,一束光线入射到M镜,反射后又射向N镜,最后从N镜射出,现两镜保持垂直而同时绕O转动一个小角度α,入射光方向不变,则从M镜反射出的光线,其传播方向变化的角度为_______,从N镜反射出的光线与原反射光线相比,其传播方向变化的角度为_______图
38.平行光线射到电影银幕上发生了______反射,此时每一条光线在反射时 (填“遵守”或“不遵守”)光的反射定律
9.光线垂直射到平面镜时,反射角是_____度,当入射光线位置不变,平面镜沿顺时针转动40°角时,反射角是_____度,入射光线与反射光线的夹角是____度 二.选择题
1.晚上在田地里走动,因为白天下雨,地面低凹处有积水,为了不致踩在水里,我们根据月光,应作出的正确判断是( )A.迎着月光走,地面上发亮处有水B.迎着月光走,地面上暗处有水C.背着月光走时,地面上发亮处有水D.背着月光走时,地面上暗处有水
2.太阳光与水平方向成30°角射向水平地面,用一块平面镜使太阳光变为沿水平方向射出,则这块平面镜与水平地面的夹角可以是( )A.15° B.30° C.60° D.75°
3.甲、乙两人通过同一平面镜看对方,下面说法中正确的是( )A.根据光路可逆原理,在甲看到对方的同时,乙也一定看到了甲B.根据光路可逆原理,甲看到了乙的全身像,乙也看到甲的全身像C.根据光路可逆原理,甲看到了乙的半身像,乙也看到了甲的半身像D.甲看到了乙的全身像,乙可能没有看到甲的全身像
4.关于光的反射,下列说法中错误的是( )A.镜面反射遵守光的反射定律; B.黑板上的“反光”是镜面反射的缘故; C.在漫反射中,每一条光线不一定遵守光的反射定律D.在漫反射中,入射的平行光经反射后不再是平行光
5.以下几种光现象的产生,不属于光沿直线传播的是( )A.小孔成像 B.影子C.海市蜃楼 D.日食 三.作图题作出下列各图的入射光线(或反射光线、镜面)并标出入射角、反射角 【试题答案】一.
1.像、小孔成像;
2.20;
3.大、直线传播;
4.30°;
5.d、3d;
6.3L、
1.5L ;
7.2α、;0°
8.漫、遵守;
9.
0、
40、80二.
1.AD
2.AD
3.D
4.C
5.C 三. 第五章 光的反射
(二) 二.重、难点
1.平面镜成像特点;
2.平面镜成像原理和虚像的概念;
3.球面镜的分类;
4.凹面镜、凸面镜的特点及应用 三.知识点分析
(一)平面镜反射面是平的镜子
1.平面镜成像原理
(1)平面镜对光要发生反射
(2)人眼确定物体的位置是根据光的直线传播
(3)虚像由光的反向延长线形成,不能显示在光屏上
2.平面镜成像规律
(1)平面镜成的像是正立的虚像;
(2)像与物的大小相等;
(3)像与物到镜面的距离相等
3.平面镜的应用
(1)改变或控制光路;
(2)成像;
(3)即改变光路又成像
4.平面镜成像作图
(1)由平面镜成像特点作图;
(2)求经过某点的反射光线的作图;步骤
①由成像规律确定像的位置;
②连接像点和题目中规定的某点(注意镜后虚线,镜前实线;实际光线要标箭头)
③补齐对应的入射光线和法线
(3)确定观察平面镜成像的范围步骤
①由成像规律确定像的位置;
②由物向镜两端引入射光线(射向镜面所有光线的边界);
③补齐对应的法线和入射光线
(二)球面镜反射面是球面的一部分
1.凹镜反射面是球面的内表面
(1)凹镜能把射向它的平行光会聚在一点,这一点叫做它的焦点注每条光线仍遵守反射定律
(2)应用
①利用凹镜聚光;
②利用凹镜得到平行光
2.凸镜反射面是球面的外表面
(1)凸镜对光线起发散作用,平行光线经凸镜反射后,反射光的反向延长线的交点叫做它的虚焦点
(2)应用
①凸镜成正立、缩小虚像;
②凸镜可以扩大视野 【典型例题】[例1]人在平面镜MN中能看到物体AB的像,如图所示,至少把平面镜MN上的哪一部分遮住,人就看不见物体的像了?请在图中画出来 分析本题中人眼能够看到物体AB的像是因为物体的光经平面镜反射后射到人眼因此只要确定射入人眼的那部分反射光线,则这部分反射光线所利用的平面镜的部分也就知道了 解答
(1)作出AB在镜中的像;
(2)连接A’C、B’C交平面镜MN于E、D两点;
(3)如图所示,DE即为所求作的范围说明解此类题的方法一般是先用对称法确定虚像的位置,再根据虚像的成因确定射入人眼睛的反射光线,进而确定所求的范围[例2]如图所示,两个平面镜成一定角度放置,在镜前放一个点光源S,点光源S通过两个平面镜分别成虚像S
1、S2画出在两个平面镜前同时看到S在两平面镜内像S
1、S2的范围分析S点发出的光有无数条射到平面镜上后被平面镜反射,若人的眼睛在反射光线的传播路径上,人眼就会看见S点的像,其中最远的两条反射光线即为由镜子边缘M、N或N、K反射的光线,人眼在这两条反射光线所夹的区域内能同时看到S点的像解答
(1)先用对称法作出S点在MN、NK中的虚像S
1、S2;
(2)连接S1M、S1N、S2N、S2K并延长;
(3)如图所示画箭头部分所夹区域即为所求的范围 说明本题主要考察同学们确定平面镜成像观察范围的知识,解决这类题目只需要连接像点和平面镜的边缘,得到两条临界的反射光线,它们之间所夹的区域即为能观察到成像的范围对于像本题这样有两个平面镜或两个平面镜以上的问题,只需要找到它们的公共区域即可[例3]在贯通东南西北的大道的十字路口的西南角,竖立一面平面镜,观察者在镜中看到一辆汽车向东行驶至路口转弯,后向南行驶,则该汽车实际行驶路线应是怎样的?分析本题观察者在镜中观察到的是汽车的像的运动情况,应根据对称法确定出汽车真正行驶的路线解答汽车实际行驶的路线是向南行驶至交叉口后向东行驶说明本题涉及了一种咱们常见的交通指示镜,在高速公路的路口处我们经常会看到类似的装置,这是一道与实际联系比较紧密的题目,也是中考中的一个热点在光学部分中与实际生活相联系的题目基本上都离不开成像问题,因此,我们应该熟练掌握各种实像、虚像的成像规律、在实际生活中的应用及像与影的区别等知识[例4]一发光点,放在相互垂直的平面镜前时我们能看到几个像? 解析根据平面镜成像特点,如图所示,S在M1中成像S1,S在平面镜M2中成像S2,S发出的光线斜射到M1后,其中一部分反射光又射到M2上,发生第二次反射那么,第二次反射的光线好像是从S3发出的,即S点在两个互相垂直的平面镜中可成三个虚像因为S点发出的光线射到这两个平面镜上后最多只能发生两次反射 答案利用对称法作图,分别找出S点在平面镜M
1、M2中所成的虚像S
1、S2,同理确定出第三个虚像S3的位置说明本题要求同学们要熟练掌握平面镜成像规律、原理和光的反射定律,而且还和实验现象紧密联系大家在学习的时候要注意观察实验,学会分析实验结论[例5]MO和NO两平面镜互相垂直,S为光源,如图所示,请画出经两个镜面两次反射,最后通过A点的那条光线的光路图解析本题要求同学们灵活掌握光的反射定律及平面镜成虚像的原理,即反射光线的反向延长线相交成虚像若使最后的反射光线通过A点,应须先确定S点在平面镜中所成的虚像S
1、S2,方可将问题解决答案如图所示,先作出光源S在平面镜MO中所成的虚像S1因S1在NO镜面的“前方”,仍可由NO镜再第二次成像S2因为二次反射的光线要通过A点,所以S
2、A应在一条直线上,与NO镜相交于O2,S
1、O2在一条直线上,相交MO镜面于O1,于是SO1为第一条入射光线,O1O2为第一次反射光线,O2A为第二次反射光线,即为所求光线 说明解决这类让反射光线过某点的题目基本思路就是找到像点,连接像点和该点的直线在镜前部分即为所求的反射光线像本题这样有两个或两个以上镜面的情况,注意光的多次反射和形成的多个像点就可以了[例6]一条小河,竖直的堤岸高出水面
0.75m,一位身高
1.5m的同学站在离岸3m的地方恰好从水中看到河对岸电杆的顶部的像,已知电杆高
4.5m,距离河岸3m,求水面宽度分析本题是利用几何光学测物距的典型例题在解此类问题时应依据的物理原理有平面镜成像特点、眼睛看到物体在平面镜中所成虚像的原理等应用到的数学知识是相似三角形对应边成比例 解答如图所示AB为电杆A’为杆顶的像,河面宽度为MN,DE为站在岸边的同学由题意可知BC=NF=
0.75m,AB=
4.5m,BM=NE=3m,DE=
1.5m,AC=CA’=
0.75+
4.5=
5.25m 在△NFO和△DEN中有DE/EN=NF/OF,
1.5/3=
0.75/OF,OF=
1.5(m)在△NFO和△A’CO中有NF/OF=CA’/CO,
0.75/
1.5=
5.25/CO,CO=
10.5(m)GO=CO—BM=
10.5—3=
7.5(m) MN=GO+OF=
7.5+
1.5=9(m)说明这是一道学科间的综合题,这类题目也是中考的一个大热点与几何光学这部分知识联系比较紧密的是数学中的几何问题,所以,在学习这部分内容时要特别注意几何知识的复习另外,准确合理的画出本题的草图也是解题的关键同学们在平时的训练中要注意培养自己把物理情景表示在草图上的能力 【模拟试题】(答题时间40分钟)一.填空题
1.汽车头灯碗是个________面镜,汽车驾驶室外的观后镜是________面镜
2.平面镜M固定不动,当物体以2米/秒的速度向平面镜移动,其像相对于平面镜的速度是______;若物体不动,平面镜向物体以2米/秒的速度移动,则像相对于物体的速度是______
3.如图1所示,两块平面镜成60°角放置,在其镜前有一物点A,经过两平面镜反射总共能生成________个像
4.生物显微镜的截物台下装有一个________镜,以便使光能会聚到被观察的物体上
5.身高为
1.8米的运动员直立在水平地面上,眼睛距头顶的距离为8厘米,如果他想从竖直挂在墙上的平面镜里看到自己的脚,这面镜子的底边离地面的高度不得超过________米
6.如图2所示,平面镜M和铅笔都竖直在桌面上若平面镜沿箭头方向转60°,那么铅笔在镜中的像转过的角度是________
7.物体在平面镜里成______像,像和物体大小______当物体逐渐远离平面镜时,它的像将 (填“不变”、“变小”、“变大”)
8.下面两图都是时钟在平面镜中成的像,它们的实际时间是甲 ;乙 甲 乙 二.选择题
1.如图3所示,S1和S2是两个小灯泡,M是平面镜,下列说法中正确的是( )A.S1和S2都能经平面镜形成虚像B.S1不在平面镜的正前方,不能经平面镜成像C.S2距平面镜较远,它经平面镜所成的像较小D.平面镜越大,S1和S2经平面镜所成像间的距离越大
2.下面关于实像和虚像的说法中正确的是( )A.虚像和实像都能通过眼睛观察到,但虚像不能成在屏上而实像能成在光屏上B.虚像一定是人的幻觉,实际上并没有光线进入人的眼睛C.只有实像才能用照像机拍摄,而虚像照相机拍摄不下来D.实像才能用眼睛观察到,虚像不能用眼睛观察到
3.如图所示的是某同学画的潜望镜的示意图使用这样的潜望镜看物体AB的像是( )A.放大倒立的实像 B.缩小倒立的实像C.等大正立的虚像 D.等大倒立的虚像
4.一人通过平静的湖,看到水中有一片云彩,这云彩是( )A.光的反射形成的虚像 B.光的反射形成的实像C.光的折射形成的虚像 D.光的折射形成的实像
5.物体AB及其在平面镜中所成的像A’B’如图所示,其中正确的是( )
6.如图,一平面镜竖直放置,一小物体S以a点为圆心,
0.5米长为半径沿顺时针作圆周运动,已知a点到平面镜距离为2米,则S的像的旋转方向与运动过程中物、像间的最大距离分别为( )A.逆时针旋转、5米 B.顺时针旋转、5米 C.逆时针旋转、4米 D.顺时针旋转、4米 三.作图题
1.有一束光通过A点射到镜面,反射后过B点,请画出入射光线和反射光线
2.图中S为发光点,从它发出的两条光线经平面镜反射后的两条反射光线分别与虚线a、b重合,根据平面镜成像规律在图中画出平面镜,并找出S在平面镜里的像S 【试题答案】一.
1.凹、凸;
2.2米/秒、4米/秒;
3.5;
4.凹;
5.
0.86;
6.120°;
7.虚、相等、不变;
8.3:
40、12:05; 二.
1.A
2.A
3.D
4.A
5.C
6.A 三.
1.
2.第六章 光的折射
(一) 二.重、难点
1.理解并掌握光的折射规律,知道光在折射现象中路可逆;
2.折射现象的解释,画出折射的光路图;
3.凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用;
4.凸透镜的焦点、焦距和主光轴、光心 三.知识点分析
(一)折射现象
1.光由一种介质进入另一种介质,传播方向发生改变的现象叫折射现象,折射光线与法线的夹角叫折射角
2.折射规律
(1)光从空气斜射入水或其它介质中时,折射光线、入射光线和法线在同一平面内,折射光线与入射光线分居在法线的两侧,折射角小于入射角;
(2)当入射角增大(减小)时,折射角也随之增大(减小);
(3)两点结论a.当光由空气射向其它介质时,折射光线靠近法线偏折;当光由其它介质射入空气时,折射光线远离法线偏折;b.折射现象中,光路是可逆的
3.折射成像
(1)光通过两种介质要发生折射;
(2)人眼判断物体位置要根据光的直线传播原理
(二)透镜折射面是两个球面的透明体
1.透镜的种类
(1)凸透镜中间厚边缘薄
(2)凹透镜中间薄边缘厚
2.透镜对光的作用
(1)凸透镜使光线会聚,又叫会聚透镜
(2)凹透镜使光线发散,又叫发散透镜
3.透镜的几个概念
(1)薄透镜厚度远小于球半径;
(2)主光轴过两个球面球心的直线(点划线);
(3)光心透镜的中心;
(4)焦点a.平行于主光轴的光线通过凸透镜后会聚于主光轴上一点,这点叫做凸透镜的焦点;b.平行于主轴的光线通过凹透镜后发散的折射光线的反向延长线交主光轴于一点,这点叫做凹透镜的虚焦点c.透镜两侧共有两个焦点
(5)焦距焦点到光心的距离a.若透镜的两个球面对称,则两侧焦距相等;b.焦距越小,透镜的会聚(发散)本领越大
4.三条近轴光线 入射光线(延长线)折射光线(反向延长线)1平行于主光轴过焦点2过焦点平行于主光轴3过光心直线传播 【典型例题】[例1]如图所示,光线从空气射入某液体中,入射角为45○,折射角为30○,光线射到液体底部水平放置的平面镜上反射回来,最后光线又回到空气中,这时折射角多大?分析本题是反射定律及折射规律的综合应用,解决这类题的关键是确定好界面和法线,并灵活运用所学规律解决问题解答作出如下图所示的光路图,光线入射到平面镜上时的反射角为30○,根据光路可逆可知,这时的折射角为45○说明本题除了综合应用了反射知识和折射知识以外,还运用了光路可逆和几何知识应用上述知识,我们不难看出答案中的光路图是一个轴对称图形,则由对称知识我们很容易得出最终回到空气中的折射角为45○[例2]一杯中盛有水,眼睛正好看到杯底的A点,如图所示水抽去后,眼睛还在原处,可看到容器壁的最低处在哪一点?此现象说明了什么问题?分析这道题是光的折射现象和光的直线传播规律的应用,发生折射现象时光路发生了改变解答如图所示,先连接眼睛至容器口延长交水面于O点,再连接AO根据光的折射规律,AO为入射光线,OB为折射光线抽去水后,根据光的直线传播原理,眼睛可看到的最低点为A’,A’在A的上方,如下图所示 说明在本题所述的现象中,光从水斜射入空气改变了光的传播方向,发生折射现象射入人眼的光线发生了偏折,但人眼总是沿着直线看物体的因此,杯中盛水时,人眼看到杯底A点的位置实际在A’处这也就是我们通常情况下看水中的物体比其实际位置要浅的原因同样的,若在水中看岸上的物体,则所看到的位置比实际情况要高[例3]如图所示,光从水中斜射入空气中时,折射光线应是图中的哪一条?分析本题考察的知识点是“光的折射规律”故解答此类问题的首要前提是知道光的折射规律内容,其次能从题给条件中分辨出入射光线(或折射光线)和界面,第三要分清入射角和折射角对此类判断、选择以及有关的作图题,我们可以用以下口诀帮助做题“光从空气射界面,折射靠近法线偏;若从他质入空气,折射远离法线偏;垂直入射光不变”解答根据光的折射规律,光从水斜射入空气,折射光线远离法线,折射角大于入射角故过入射点作出界面的法线,即可得出正确答案为光线
(4)说明这道题目主要是考同学们在折射现象中光线的偏折方向在初中阶段,我们涉及到的折射现象都是发生在空气和另外一种介质中的我们不难得出结论光从空气射入其它介质时,入射角大于折射角;当光从其它介质射入空气中时,入射角小于折射角由此,我们很容易概括出总是空气中角大的结论[例4]把毛玻璃放在书上,看不清下面的字;如果在毛玻璃的表面抹一层水,它就变得透明了,为什么?解析本题应用了玻璃砖的折射特点即一束光线斜射入平行玻璃砖后,出射光线和原来的入射光线平行答案毛玻璃表面粗糙不平,使折射光线射向各个方向,所以看不清书上的字在表面抹一层水,水将粗糙面填平,使光线的折射如同平行砖折射一样规则,这样书上的字就清晰可见了说明用我们所学的几何知识很容易证明,一束光线斜射入平行玻璃砖后,出射光线与入射光线平行;当一束光线射向三棱镜时,出射光线向底面偏折这两个结论是我们今后做题时经常用到的[例5]在图中的适当位置填上适当的光学元件解析甲、乙两图的入射光线相同,均为平行光甲图光线通过方框,应判断方框内为透镜,乙图射出的仍为平行光线,且在同种物质中传播,其方框内为平面镜,甲图表面上给人有发散的感觉,但注意a、b的箭头方向和a’、b’的箭头方向,可见它们是会聚后再发散的,故甲图应为凸透镜答案说明解决此类问题应从以下几个方面考虑
(1)先将对应的入射光线与出射光线延长至相交得到光路;
(2)根据光学器件对光路的控制作用来确定是面镜还是透镜;
(3)如果是面镜,先画法线,再确定镜面的位置;
(4)如果是透镜,根据它的三种特殊光路或看它们对光线起会聚作用还是发散作用来判断是凸透镜还是凹透镜 【模拟试题】(答题时间45分钟)一.填空题
1.光从一种物质进入另一种透明物质时,它的传播方向会改变,这种现象叫做________
2.如图1中,OA、OB和OC是射到空气和玻璃界面上的入射线、反射线和折射线三条光线,则______是法线,反射角为_____度,折射角为_____度界面的______边是玻璃图
13.如图2所示,从位于空气中的点光源S发出的光线射到水面上,照亮的水中的P点PO1S,PO2S,PO3S的三条图线中的传播,正确的是______ 图
24.孩子在湖边观鱼(图3),这条鱼实际在C点处,但孩子看见鱼是在D点处则小孩这样看的结果是因为从水下发射的光发生了_________,所看的是鱼的______像,(填实像或虚像),光是从____________________(空气中射到水中或水中射到空气中),鱼的反射光线折射时______(靠近或偏离)法线,小孩看到鱼的水平距离比实际距离________,小孩看到鱼的深度比鱼所在的实际深度______,由于折射使孩子感到好像鱼的真实位置________(改变了或没改变)图
35.对光线产生发散作用的镜子有______和______能对光线的传播产生会聚作用的镜子有______和______
6.早晨阳光射到地球上,看到太阳在远方的地平线上,阳光在这时____(是或不是)直线传播的,因此,看到太阳的所在位置______(高于或低于)太阳的实际位置,这种现象是由于阳光通过了大气层时发生了向________而出现的 二.选择题
1.我们能从不同方向看到不发光物体的原因是( )A.发生了镜面反射 B.发生了漫反射C.发生了折射 D.因为光是直线传播的
2.插入水中的筷子,水里部分从水面斜着看起来是( )A.向上曲折 B.向下曲折C.没有变化 D.与水对光线的反射有关,难以确定
3.光从空气射入水中,当入射角变化时,则( )A.反射角和折射角都发生变化 B.反射角和折射角都不变C.反射角发生变化,折射角不变 D.折射角变化,反射角始终不变
4.在下列现象中,哪个属于光的折射现象( )A.司机从观后镜中观看车后的情况 B.白光通过三棱镜后出现七色光C.在河边可以看到树的倒影 D.物体通过凸透镜可产生像
5.对光线起会聚作用的镜是( )A.平面镜 B.凸面镜 C.凹透镜 D.凸透镜
6.关于光的折射错误说法是( )A.折射光线一定在法线和入射光线所确定的平面内B.入射线和法线与折射线不一定在一个平面内C.入射角总大于折射角D.光线从空气斜射入玻璃时,入射角大于折射角
7.同学在学习“眼球折光系统”一节时,制作了一个眼球模型,如图所示模型中的凸透镜相当于晶状体,烧瓶的后壁相当于视网膜,烧瓶里放有一种透明液体,表示玻璃体,则图示表示的眼球模型和应采取的矫正措施分别是( )A.远视眼模型,用凸透镜矫正 B.近视眼模型,用凹透镜矫正C.近视眼模型,用凸透镜矫正 D.远视眼模型,用凹透镜矫正 三.判断题
1.光由空气射入水中时,折射角有可能等于入射角( )
2.实像只能用光屏看到,虚像不能用光屏看到( )
3.岸上看到水中的鱼是虚像( ) 四.作图题
1.如图4中未知的入射线、反射线、折射线或反射面的位置图4 五.问答题
1.像和虚像都可以在光屏上显示出来吗?为什么?
2.一光源前放一凸透镜,怎样放置在凸透镜前会出现平行光? 【试题答案】一.
1.光的折射;
2.XX’、
30、
60、右;
3.PO3S;
4.折射、虚、水中射到空气中、偏离、远、浅、改变了;
5.凹透镜、凸面镜、凸透镜、凹面镜;
6.不是、高于、下偏折 二.
1.B
2.A
3.A
4.BD
5.D
6.B、C
7.B 三.
1.对;
2.错;
3.对 四. 五.
1.实像可以显示在光屏上,虚像不能显示在光屏上因为实像是由真实光线会聚成的,有光照射到光屏上;而虚像不是由实际光线会聚成的,它只是实际光线延长线的交点,没有光射到光屏上
2.将光源放在该凸透镜的焦点上,则根据凸透镜三条近轴光线的特点,出射光线为平行光 第六章光的折射
(二) 二.重、难点
1.理解凸透镜成放大、缩小的实像和放大的虚像的条件以及这些像的特点;
2.能根据所给的条件判断凸透镜成像情况;
3.知道照相机、幻灯机和放大镜的原理 三.知识点分析
(一)凸透镜成像规律
1.当物体在2倍焦距以外时,在凸透镜另一侧
1、2倍焦距之间成倒立缩小的实像
(1)当物体靠近透镜时,像远离透镜,像变大;
(2)应用照相机镜头凸透镜;胶卷光屏
2.当物体在
1、2倍焦距之间时,在凸透镜另一侧2倍焦距以外成倒立放大的实像
(1)当物体靠近透镜时,像远离透镜,像变大;
(2)应用幻灯机幻灯片物;镜头凸透镜;屏幕光屏
3.当物体在1倍焦距以内时,在凸透镜同一侧成正立放大的虚像
(1)当物体靠近凸透镜时,像靠近凸透镜,像变小;
(2)应用放大镜
(二)总结物距(u)像的性质像距(v)位置应用构造倒或正放大或缩小实像或虚像∞ 极小光斑像与物异侧测f 倒立缩小实像2fvf像与物异侧照相机镜头凸透镜胶卷光屏u=2f倒立等大实像v=2f像与物异侧测f 倒立放大实像像与物异侧幻灯机幻灯片物镜头凸透镜银幕光屏 ∞ 平行光源测f 正立放大虚像 像与物同侧放大镜
1.当物体在2倍焦距以外时,物体移动的速度大于像移动的速度;当物体在
1、2倍焦距之间时,物体移动的速度小于像移动的速度
2.在物体由无穷远逐渐靠近凸透镜的过程中,物和像之间的距离先变小,后变大;在物体距凸透镜为2倍焦距时,它们之间的距离最小,为4倍焦距 【典型例题】[例1]做凸透镜成像实验,当蜡烛距透镜15厘米时,在光屏上成放大的像,则下列说法中错误的是( )A.蜡烛距凸透镜40厘米时,一定成缩小的实像B.蜡烛距凸透镜20厘米时,一定成放大的实像C.蜡烛距凸透镜18厘米时,可能成放大的实像D.蜡烛距凸透镜6厘米时,一定成放大的虚像分析能在光屏上呈现的像是实像,凸透镜成放大实像的条件是2fuf,由上式解得ufu/2,由题给条件u=15cm得15cmf
7.5cm即题中凸透镜的焦距可取15厘米至
7.5厘米之间的任何数值(不含15厘米和
7.5厘米)将题给的可供选择的四个答案中物距和透镜的焦距相比较,应用凸透镜的成像特点,可以判断答案A、C、D是正确的解答错误选项是B说明凸透镜成像的题目是初中光学中数量最多、难度最大的一类题目,在初中光学中占有重要的地位,这类题目考察的知识点是凸透镜的成像规律,熟练掌握凸透镜成各种像的条件是解答这类题目的前提,而凸透镜所成像的性质的变化,取决于物距与焦距关系的变化,因此,解答这类题目首先要确定凸透镜的焦距(或焦距的变化范围),然后比较物距和焦距的大小,根据物距与焦距的大小关系和凸透镜的成像规律,对这类题目给出正确解答[例2]如图所示,在薄板上挖一小孔,正好放入一凸透镜,在距凸透镜L/2处有一点光源S,在距凸透镜L处的光屏上得到一与孔等大的光斑,该凸透镜的焦距是多少? 分析首先应该明确光斑不是像,它是在光屏上被照亮的区域若S点恰好在焦点上,由S点射向凸透镜的两个端点的光线折射后为平行于主光轴的光线,在光屏上得到一与孔等大的光斑,若S点恰好在2f处,则其实像点也必成在凸透镜另一侧2f处;而该实像点是由实际的折射光线相交的点形成的,在光屏上也就形成了与孔等大的光斑解答该凸透镜的焦距可能是L/2,也可能是L/4说明正确解决本题的关键是想到光斑的形成可能是平行光打在光屏上形成的,也可能是会聚光束或发散光束打在光屏上形成的,把问题考虑全面[例3]农民在塑料棚中种蔬菜,雨过天晴后须将塑料棚上的积水放掉,为什么?分析塑料棚上的积水如同于凸透镜,这对光线有会聚作用解答塑料棚上有积水时会形成一水凸透镜,太阳光透过水凸透镜会聚于一点,这一点温度很高,会烧焦蔬菜或引起火灾,所以要将积水放掉说明这是一道与实际生产联系非常紧密的题目,也是近年来中考涉及的热门解决这类题目要靠平时的积累,因此,要学好物理这门课,我们平时就要多看、多想,特别要留意那些和我们所学物理知识有联系的现象[例4]某同学拍毕业合影后,想拍一张单身像摄影师应采取的方法是( )A.使照相机靠近同学,同时镜头往后缩,离胶片近些B.使照相机靠近同学,同时镜头往前伸,离胶片远些C.使照相机远离同学,同时镜头往后缩,离胶片近些D.使照相机远离同学,同时镜头往前伸,离胶片远些解析照相机镜头相当于一凸透镜,镜头后是暗箱,胶片装在暗箱底部,胶片相当于光屏;当拍完合影后,在拍单身像,像变大,成像时要使像变大,物距应减小,同时增大像距,即拉长暗箱或使镜头前伸答案本题正确选项为B说明解决有关照相机、幻灯机和放大镜应用的问题都离不开凸透镜成像规律而掌握这些规律的最好方法就是画图,因此,同学们在课下应反复画物体在凸透镜不同位置的成像光路图,在这个基础上熟练掌握知识点分析中所列的表格,再做这种问题就得心应手了[例5]正在发光的灯泡灯丝通过凸透镜在另一侧光屏上成缩小倒立实像当把光屏向光心靠近一小段距离后,只适当移动透镜,光屏上可能成( )A.等大倒立实像 B.放大倒立实像C.更小一些的倒立缩小实像 D.更大一些的倒立缩小实像解析光屏上能成缩小倒立实像时,物像之间的距离一定大于4f,物像之间的距离等于4f时,成等大倒立实像因此,当光屏移动后到物像的距离若正好等于4f时,适当调节透镜可得一等大倒立实像;若光屏移动后物像之间的距离仍大于4f有两种情况
(1)适当移动凸透镜后,物体距凸透镜在
1、2倍焦距之间处,则此时在光屏上成一放大倒立实像;
(2)适当移动凸透镜后,物体仍在凸透镜2倍焦距以外,只不过比移动前距离近些,则此时成一更大一些的倒立缩小实像答案正确的选项为A、B、D说明解决本题的关键仍是熟练掌握凸透镜成像的知识,特别是有关“当物、像之间的距离大于4f时二次成像”的知识,即当物、像之间的距离大于4f时,物体和光屏不动,只适当移动透镜,在光屏上可成倒立放大和倒立缩小两次像[例6]如图所示,F是凸透镜的焦点,从主光轴上的a、b两点发出的两条互相平行的光线射向凸透镜,经折射后在另一侧的光路是( ) A.a的折射光线和主光轴相交,b的折射光线和主光轴不相交B.a的折射光线和主光轴不相交,b的折射光线和主光轴相交C.两条折射光线都能和主光轴相交,b的交点离凸透镜较远D.两条折射光线都不和主光轴相交分析本题注重考查大家的审题能力和分析问题解决问题的能力通过观察题图可以看出a点处于凸透镜焦点以内,它所成的像为虚像,该虚像应位于a点的左侧,是由a的折射光线的反向延长线相交而成的所以a的折射光线不会与主光轴相交而b点位于凸透镜的焦点以外,它所成的像为实像,并且在凸透镜另一侧的主光轴上,是由b的折射光线会聚而成而b的折射光线必经过该像点,所以b的折射光线与主光轴相交解答正确选项为B说明题目中所给的两条光线并不是咱们所熟知的三条近轴光线之一,因此我们不知道它们的光路但我们可以把这个问题转化为我们已知的透镜成像问题来考虑,便不难得出结果了把未知问题转化为已知问题是我们解决物理问题的一种常用方法 【模拟试题】(答题时间40分钟)一.填空题
1.小孔成像是由于____________,平面镜成像的原因是由于光的__________凸透镜成像的原因是由于光的_______,影子的形成是由于光的_________,日食、月食产生的原因是由于光的_________,平静的水面映出岸上树木的的倒影是由于光的_______,用放大镜观察物体,看到的像是由于光的_________
2.照相机利用了_____镜成___________的原理,使用时应使镜头到底片的距离在 _________的范围内
3.一物体放在透镜前某处,光屏上产生一与物体大小相同的像,则透镜为_____镜,所成的像是______,如果把物体向镜前移动原来距离的一半以上,所产生的像是______
4.在凸透镜的成像过程中,当物体从无穷远处向透镜2倍焦距移动时,物体所形成的像将在镜面后朝________处移动,其大小将______
5.在“观察凸透镜成像”的实验中,当蜡烛从二倍焦距以外的远处向二倍焦距处移动的过程中,像距将 ,像的大小将 二.选择题
1.使用光学元件几种应用中,正确的是( )A.穿衣镜产生的是放大的虚像B.汽车观后镜所观察到的是正立缩小的像C.物体在照像机前面的任何位置都能拍照D.照相机、幻灯机使用的光学元件都是凸透镜
2.在凸透镜的成像现象中( )A.凡是实像必是倒立的 B.凡是虚像总是正立的C.凡是放大像必是虚像 D.凡是缩小的像必是实像
3.用照相机给某人拍完半身像后,改拍全身像,应( )A.缩短镜头与人的距离,同时增大镜头与底片间的距离B.增大镜头与人的距离,同时减小镜头与底片间的距离C.只需要增大照相机与人间的距离D.只需要减小照相机与人的距离
4.关于放大镜、幻灯机、照相机的使用,有下列说法,其中正确的说法是( )A.应该把被观察的物体放在放大镜焦点以内B.应该将幻灯片放在幻灯机镜头的焦点以内C.应该将幻灯片放在幻灯机镜头的焦点和2倍焦距之间D.应将被拍照物体放在照相机镜头的2倍距离以外
5.在下列情况中,不能成实像的是( )A.物体距凸透镜2倍焦距以外B.物体距凸透镜1倍焦距以外C.物体在凸透镜1倍焦距以内D.物体在凸透镜焦点外侧,且小于2倍焦距的地方
6.用照相机拍照,先拍一张近处的人象,当再拍一张远处的风景时,应该( )A.使镜头和底片的距离不变,只需照相机向前移动B.使镜头和底片的距离不变,只需照相机向后移动C.照相机位置不变,只要把镜头和底片的距离加大D.照相机位置不变,只要把镜头和底片的距离变小
7.在研究凸透镜成像的实验中,当蜡烛到凸透镜的距离是20厘米时,在凸透镜另一侧的光屏上得到一个放大的像,则下列判断正确的是( )A.该凸透镜的焦距是20厘米B.该凸透镜可作为放大镜使用C.当蜡烛到凸透镜的距离是40厘米时,光屏上可得到缩小的像D.当蜡烛到凸透镜的距离是10厘米时,在光屏上得不到像
8.放幻灯时,想在银幕上得到一个放大的“F”字母,那么幻灯片正确的插法应选用下图中的哪一种( ) 三.问答题要看清蚂蚁一样的细字,手边没有放大镜怎么办? 【试题答案】一.
1.光的直线传播、反射、折射、直线传播、直线传播、反射、折射;
2.凸透镜、倒立缩小实像、1,2倍焦距之间;
3.凸透镜、倒立等大实像、同侧放大虚像;
4.远离凸透镜、变大;
5.变大、变大二.
1.BD
2.ABD
3.B
4.ACD
5.C
6.D
7.BCD
8.B 三.把一张透明的塑料纸铺在桌面上,用筷子在塑料纸上滴一水珠(直径约为5mm)自制一放大镜,双手平拿塑料纸,透过水珠就可以看到放大的字 第三章 声现象 二.重、难点
1.声音的发生和传播及回声测距离
2.乐音的三个特征及频率的概念
3.噪声的来源及其危害和减弱噪声的途径 三.知识点分析
(一)声音的发生和传播
1.一切正在发声的物体都在振动,振动停止,发声也停止
2.一切传播声音的物质简称介质,声音靠介质传播固体、液体、气体都可以充当介质真空不能传声
3.不同介质传播声音的速度不同,声音在固体中传播最快,在气体中传播最慢同种介质传播声音的速度还与温度有关,温度越高,传播速度越大
4.回声声音的反射
(1)听到回声的条件从发声到听到回声的时间间隔在
0.1秒以上
(2)应用
①t≤
0.1s,回声加强原声
②t﹥
0.1s,回声测距离
(二)音调、响度和音色
1.音调声音的高低
(1)频率物体在1秒钟内振动的次数振动越快,频率越大
(2)音调跟发声体振动的频率有关频率越大,音调越高
2.响度声音的大小或强弱
(1)振幅物体振动,偏离原来位置的最大距离
(2)响度跟发声体的振幅有关,振幅越大,响度越大
(3)响度还跟发声体的远近有关,距离越远,响度越小
3.音色
(1)音调、响度、音色是乐音的三要素
(2)音色是由发声体本身决定的,又叫音品
(三)噪声的危害和控制
1.噪声
(1)物理学角度
(2)环境保护角度
2.噪声等级分贝
3.噪声的危害影响人们工作,学习,休息和身体健康
4.怎样减弱噪声
(1)在声源处减弱;
(2)在传播过程中减弱;
(3)在人耳处减弱 【典型例题】[例1]一根琴弦两端固定如图中M、N所示 在P点使琴弦连续振动 用手指分别按压A、B、C、D四点时 按压________点 琴弦发声的音调较高. 分析
(1)琴弦发声的音调与其振动频率有关,频率越大,音调越高
(2)琴弦振动的频率与其长度有关,长度越短,频率越大
(3)图中在固定N点的情况下,DN长度最短解答D点说明对于在实际情况中判定物体发声音调的高低是有一定难度的我们只需要掌握住在一般情况下,同种材料、结构类似的物体几何尺寸越小,振动越快再结合有关的声学知识,并和题目中的情况进行对照,就可以得出正确结论了[例2]一般来说,影院、剧院的四周墙壁都做成凸凹不平像蜂窝壮似的,这是为了( )A.减弱声波的反射;B.增强声波的反射;C.增强声音的响度;D.仅仅是为了装饰分析声音从声源出发后是朝各个方向发出的,在传播过程中呈放射状在遇到障碍物被放射回来继续传播时仍然具有这个特性因此,当声音射向凸凹不平的墙壁后,朝各个方向的反射波都有,且分布比较均匀在平行于墙壁的方向上,可能会出现很多朝相反方向传播的声音,会互相抵消掉一部分,从而减少大厅内回声的影响解答正确选项为A说明同学们在学习了物理知识后,在日常生活中应多留心,多观察哪些现象与物理学有关,并尝试着进行解释[例3]甲把耳朵贴在长铁管的一段,乙在铁管的另一端敲一下,甲听到两次响声如果铁管长为L,铁和空气传播声音的速度分别为v1和v2,求两次响声相隔的时间分析这类题是求声音在不同介质通过相同距离的时间差的问题根据题意,声音在空气中通过的时间,在铁管中通过的时间,则两次响声间隔的时间 为解答已知L、v
1、v2求t解 答两次响声间隔的时间为说明这一类声音在两种不同的介质中传播或是声和光在同一种介质中传播,在两个速度、距离和时间间隔这四个物理量中已知三个求一个的题目非常常见只要抓住以上方法便可顺利求出结果[例4]一列火车以72千米/小时的速度驶向前方崖壁下的隧道口距崖壁720米时 火车鸣笛 司机鸣笛后经过多少秒钟听到回声声速为340米/秒?分析汽车从鸣笛开始到听见回声为止,车所走过的距离与声音所走过的距离之和是鸣笛处到崖壁距离S的2倍即解答已知=72千米/小时=20米/秒;=340米/秒;S=720米求t解 720米=20米/秒×t+340米/秒×t t=4秒 答司机鸣笛后4秒钟听到回声方法提炼根据同样道理,可求出听到回声处与崖壁间的距离为[例5]在不同的介质中,声音的传播速度不同请你设计一个实验,测量声音在空气中的传播速度解析我们测量速度只有一个公式,然而声速很大,传播所需时间极短,不易测得因而,我们采用较精确的数字式秒表和较长的距离答案实验原理实验器材米制卷尺、发令抢、数字式秒表、温度计(三人一组)实验方法和步骤
(1)选择一块合适的室外场地,记下室外空气的温度
(2)量出100米的直线距离(或更长一些)
(3)让一名同学持枪站在100米的一端另两名同学带秒表站在另一端,其中一名同学为观察员,注视着发令抢,另一名同学为听声员,被对着发令员负责听声
(4)发令员鸣枪,观察员在看到发令抢冒出的烟雾的同时按下秒表开始计时当听声员听到枪声时立即喊“停”同时观察员停止计时此时从秒表上读出的时间t就是声音在空气中传播100米路程所用的时间
(5)重复上述步骤3至5次(交换角色),并检查记录时间差别大吗?
(6)用公式v=S/t算出每次测得的声速,求出平均值,得出结论说明实验设计类题目是当前中考的热门题目,解决这类题目的第一步,就是要明确题目给了我们一个什么问题(或实验目的)在明确目的之后,确定实验原理是设计实验的基础或出发点选择器材、安排方法及步骤应遵循方便、易行、准确等原则,同时还要注意有减小误差的步骤或措施 【模拟试题】(答题时间40分钟)一.填空题
1.声音靠 传播声音在钢铁中比水中传播速度 ,声音在空气中的速度大约是 米/秒
2.人耳要将回声与原声区分开,必须满足:传入人耳的原声与回声时间相差 秒以上,人距障碍物不得小于 米
3.人说话、唱歌时的发声,靠的是 的振动,婉转的鸟鸣声,靠的是 的振动,清脆的蟋蟀叫声,靠的是 发出的振动
4.登上月球的宇航员,靠 交谈,说明
5.利用回声测定海底的深度,需要先知道 ,需要测出 ,然后利用公式 计算海水深度
6.某同学对着一山崖高喊一声,2秒后听到回声,该同学距山崖有 米
7.人们彼此交谈的语声,是靠 传播的
8.小提琴发出的声音是由弦的________产生的,通过________介质传入我们的耳朵
9.一人在窗前用望远镜观察到远处建筑架上工人以每秒1次的频率敲打钢钉, 他听到打击声恰好与看到击锤的动作一致,当工人停止击锤后, 他又听到了2次锤击声工人离观察者的距离约为_______米(设声速V=340米/秒)
10.声音在25℃的海水中传播速度是1531米/秒,测海底深度时,用秒表测出听到回声经历了4秒(设海水上、下温度相同) 则此处海底深度为________米 二.选择题
1.下列关于声音现象的说法中,正确的是( )A.有物体振动,人就一定能听到声音; B.有声音产生,就一定有物体在振动;C.振动停止以后,声音要慢慢消失; D.只要我们对着高墙喊话,就一定能听到回声
2.用两个金属盒或塑料瓶盖,中间串上一根塑料绳,做成一个土电话,这是利用了( )A.回声; B.空气传声;C.固体传声快; D.气体传声快
3.声音在空气、水、枯木、钢中传播,速度最快的是( )A.空气; B.水;C.枯木; D.钢
4.自来水工人甲在一根很长的已供水的自来水管的一端敲一下水管,工人乙在水管的另一端贴近管壁,可听到( )A.一次敲击声; B.两次敲击声;C.三次敲击声; D.无数次敲击声
5.关于声音的传播速度,下列说法中正确的是( )A.在金属中比在液体中传播得快 B.在液体中比在空气中传播得快C.在真空中传播得最快 D.一样快
6.在一根长铁管的一端敲一下 这根铁管在另一端能先后听到两下响声( )A.后一下响声是前一下响声的回声 B.前一下响声是通过铁传播过来的C.后一下响声是通过空气传播过来的 D.以上说法都不对
7.拉胡琴时 左手手指按弦 右手拉弓 当左手位置不变时 下列情况中发声音调较高的是( )A.食指按下时 B.小指按下时 C.中指按下时 D.无名指按下时
8.拿两只相同的玻璃杯 一只装水 一只是空的 用一把小勺敲击它们 哪个发声时 空气柱振动的频率小( )A.空杯 B.盛水杯 C.一样 D.无法比较 三.计算题
1.某一运动会上100米赛跑时,记时裁判员听到发令枪响后才按表记时,问裁判员给运动员少记了多少秒钟
2.一汽车以20米/秒的速度向一山崖开进,途中鸣了一声笛,2秒钟后听到山崖传来回声,当司机听到回声时,汽车离山崖还有多远(声速为340米/秒)【试题答案】一.
1.介质;大于;340
2.
0.1;17
3.声带;气管和支气管交界处鸣膜;左右翅摩擦
4.无线电;真空不能传声
5.声音在海水中的传播速度;声音在海水中传播的时间;H=vt/
26.340
7.空气
8.振动;空气
9.680
10.3062 二.
1.B
2.C
3.D
4.B
5.AB
6.BC
7.B
8.B 三.
1.已知S=100m,v=340m/S 求t解t=S/v=100m/340m/S=
0.29S答裁判员给运动员少记了
0.29秒
2.已知求S解 答当司机听到回声时,车离山崖还有320米 寒假专题——光学 二.重、难点
1.有关光沿直线传播的概念和应用
2.光的反射定律和平面镜成像规律的作图及应用
3.光的折射定律及透镜的作图和应用
4.凸透镜成像规律及其应用 三.知识点分析
(一)光的反射
1.正确理解光源、光线及光速等概念及光沿直线传播的应用
2.光的反射定律的理解、作图及镜面反射和漫反射的应用
3.平面镜成像的特点及作图
(二)光的折射
1.光的折射定律的内容、作图、应用及其与光的反射定律的异同
(1)相同点
①折射光线和反射光线都位于入射光线和法线决定的平面内
②折射光线和反射光线均分居法线的两侧
③当入射角变化时,折射角和反射角都随之变化
④在折射和反射现象中,光路都是可逆的
(2)不同点
①反射光线与对应的入射光线在同种介质中;折射光线与对应的入射光线在两种不同介质中,位于界面的两侧
②反射角等于入射角;但折射角一般不等于入射角,并且当光从空气斜射入其他介质中时,折射角小于入射角,而光从其他介质斜射入空气中时,折射角大于入射角
2.透镜的分类、对光线的作用及三条特殊光线
3.凸透镜成像规律及其应用 【典型例题】[例1]如图所示,入射光线与平面镜的夹角是30°,如果保持入射光线不动,使平面镜绕入射点O逆时针转动10°角时,则反射光线和入射光线的夹角是( )A.增加20° B.增加10° C.减小20° D.减小10°分析当平面镜没有转动时,入射角为60°,反射角也是60°,反射光线与入射光线的夹角是120°当平面镜逆时针转动10°时,入射光线与平面镜的夹角为40°,那么入射角就是50°,反射角也是50°,此时反射光线与入射光线的夹角就是100°,与平面镜转动前相比较减少20°解答选项C正确说明解决这个问题,也可以应用结论“入射光线不动,平面镜绕入射点转过θ角时,反射光线转动2θ角”也就是说,在本题中,平面镜绕入射点O逆时针转动10°角时,反射光线逆时针转动20°,即与入射光线的夹角减小20°[例2]身高
1.80m,眼睛距头顶
0.08m的人站在竖直放置的平面镜前,他要想看到自己脚的像,平面镜悬挂时最多离地面多高分析如图所示,A、C、B分别表示人的头顶、眼睛和脚的位置,GH为地面的位置,EF为平面镜位置人若想看到自己的脚,则要求人脚B射出的光线经平面镜反射后可以达到眼睛C点,由此我们可以作出光路如下图所示由平面镜成像特点可确定为ACB的像从图中很容易证明△B′OF∽△B′CB,因为FB=FB,所以,对应边,即人要想在镜中看到自己的脚,镜子悬挂时距地面的高度至少是人眼到人脚高度的一半 解答人要想看到自己脚的像,平面镜悬挂时最多离地面
0.86m高说明按照本题的思路,我们经过进一步的分析,还可以得出“人要想在平面镜中看到自己的全身像,平面镜的长度至少是人身高的一半”的结论[例3]在“研究凸透镜成像”的实验中发现,物距等于6厘米时成正立的像,物距等于9厘米时成倒立的像,那么,下列判断一定正确的是( )A.物距为8厘米时,成放大的实像 B.物距为12厘米时,成放大的实像C.物距为16厘米时,成缩小的实像 D.物距为18厘米时,成等大的实像分析本题是关于凸透镜成像规律的应用问题依题意,厘米时,成正立的像,可以判断此像是虚像,即,也就是说厘米当厘米时,成倒立的像,可以判断此像是实像,根据凸透镜成像特点,有所以,当物距为8厘米时,不一定能成放大的实像,故选项A是错误的又因为厘米,所以当物距为12厘米时,能成放大的实像,故选项B是正确的因为,所以所以,当物距为16厘米时,不一定成缩小的实像,还可能成放大的实像故选项C也是错误的 当物距为18厘米时,不可能成等大的实像,故选项D也是错误的解答选项B正确说明在考查凸透镜成像规律的题目中,很大一部分都要求我们先根据规律解不等式,再根据结论进行判断在解决这类问题中,我们要注意不等式通常都同时具有上限和下限,因此要把问题考虑全面,不要造成丢解[例4]把一只点燃的蜡烛立于凸透镜的一侧,在另一侧屏上可以得到烛焰的像,如果用黑纸遮住凸透镜的下半部,屏上还能得到烛焰的像吗?解析本题要根据凸透镜成像的原理来分析物体上的每个点都向凸透镜的整个表面发射无数条光线,其中只要有一部分通过凸透镜就能形成像,即使凸透镜缺损一块或被遮住一部分仍能形成物体完整的像,而不会使像受到破坏,或只使物体的一部分成像烛焰通过凸透镜在光屏上产生实像,是烛焰上的各点射向凸透镜的光,经凸透镜折射后会聚成各自的像点,无数像点便组成了整个烛焰的像从烛焰的每个点射向凸透镜的光线有无数,这些光线无论是射到凸透镜上哪一部分的,经过凸透镜后都会会聚在相应的像点,即使凸透镜下半部被黑纸遮住,射到它上半部分上的光线经过凸透镜折射后仍能会聚成像,只不过由于通过透镜的光线减少了,所以成的像会暗一些答案用黑纸遮住凸透镜的下半部,屏上仍旧能够得到烛焰的像,只不过会暗一些说明在凸透镜成像的问题中,像的大小与形状只与物体的形状和物距、像距有关,与透镜是否完整以及是否完全透光无关[例5]现代摄影机、摄像机所用的光学镜头都是可变焦距的,那么当物距改变时,不改变镜头到“屏”的距离,仍可获得清晰的像如果拍摄时对象远离镜头而去,则镜头焦距应该( )A.变小 B.变大 C.先变小后变大 D.先变大后变小解析因为拍摄对象远离镜头而去,说明物距在变大,像将变小,像距也将变小对一般不能变焦的摄影机或摄像机来说,只有改变镜头到“屏”之间的距离,使之变小,即暗箱缩短才能得到清晰的像但是对于变焦距摄影机和摄像机而言,若不改变镜头到“屏”的距离,只有将焦距变大才能使清晰的像成在“屏”上应选B答案正确选项为B说明对于照相机的问题,我们比较习惯于镜头的焦距不变,而通过改变物距和像距来改变它们和焦距的关系来达到拍摄近景和远景及大像和小像的目的而本题所叙述的情境是在像距不变的情况下来调节镜头的焦距来达到改变像距和焦距的关系的目的,但实质是一样的,同学们只要熟练掌握住凸透镜的成像规律就可以了[例6]老花镜的“度数”等于它的焦距(以米为单位)的倒数乘100请设计一个测老花镜度数的最简单的方法要求写出所用器材、操作步骤和计算公式分析由题设条件,我们得到信息要想知道老花镜的度数,只要测出它的焦距就可以了而由我们平时学习的知识,大家都知道老花镜的镜片是凸透镜,而测凸透镜焦距最简单的方法就是用它来会聚太阳光了,因此,器材只需要一把刻度尺就可以了解答
(1)器材刻度尺
(2)步骤
①晴天把镜片放在阳光直射处,使太阳光与镜片垂直;
②调整镜片与地面间的距离,使地面上光点最小、最亮;
③用刻度尺测量镜片到地面的距离,并以米为单位记录用f表示
(3)计算公式说明本题是一道考查大家通过题目叙述获取以前未知信息能力的题目,这是近年来中考当中比较热门的一种题型,但一般并不难做,同学们只要找到它和我们已经学过的哪些知识有联系就可以了 【模拟试题】(答题时间40分钟)一.填空题
1.光线垂直入射到平面镜上时,反射光线和入射光线的夹角为____若入射光线的方向不变,平面镜转动10°角时,则反射光线与入射光线的夹角是_____
2.要使反射光线与入射光线的夹角为直角,则入射光线与平面镜的夹角应为_____
3.有M
1、M
2、M3三块透镜,在做研究凸透镜成像的实验时,保持烛焰到凸透镜的位置不变,先用凸透镜M1做实验时,得到的是正立、放大的虚像,换用M2做实验时,得到的是倒立、放大的实像,而换成M3做实验时,得到的是倒立、缩小的实像,那么三块凸透镜的焦距f
1、f
2、f3大小的排列顺序是
4.在研究“凸透镜成像规律”的实验中,调节光具座上的蜡烛、光屏和透镜三者的中心在同一条直线上,且透镜居中,如果无论怎样移动光屏,总不能在光屏上呈现清晰的像,其原因是 ;如果把透镜和光屏固定,无论怎样移动蜡烛,在屏上总得不到蜡烛清晰的像,其原因是 ;如果把蜡烛和光屏固定,无论怎样移动透镜,在光屏上总得不到清晰的像,其原因是
5.用普通的照相机拍摄不同的景物时要调节镜头,使底片上得到清晰的像,摄影术语称为“调焦”,其实这种操作并不是改变镜头的焦距,而是 ;为了控制暴光量,一是利用 控制进入镜头光的多少,或者是用 控制暴光时间
6.农村挖井的村民为了借阳光照明,当阳光与水平面成30°角时,平面镜应和水平面成 角,反射光才能竖直射向井底 二.选择题
1.甲、乙两人在灯光下照同一个镜子甲在镜中能看到乙的眼睛,那么,以下说法中正确的是( )A.乙也一定能看到甲的眼睛 B.乙只能看到甲的眼睛 C.乙不可能看到甲的眼睛 D.乙不可能看到甲的全身
2.下列几种说法中正确的是( )A.入射光垂直射到平面镜上,反射角为90° B.人离平面镜越远,镜中的像也就越小C.小孔成像和平面镜成像的道理是相同的D.一束平行光,入射到平面镜上,反射光线是平行的,如果入射到球面镜上时,则反 射光线就不再平行了
3.检查视力时,人与视力表之间的距离应该为5米,现在由于房间太小,所以在视力表对面的墙上挂一平面镜,且视力表到平面镜的距离为3米检查视力时,人面对平面镜而坐,去看平面镜中视力表的像,则人与平面镜的距离应该是( )A.5米 B.3米 C.8米 D.2米
4.蜡烛放在凸透镜的
1.5倍焦距的地方,当它向离透镜3倍焦距的地方移动时,它的像( )A.先成放大的像后成缩小的像 B.先缩小后放大 C.逐渐变大 D.逐渐变小
5.一长方体玻璃砖内有一凸形气泡,一束平行光垂直射向玻璃砖的侧面,通过玻璃砖后,光线将会( )A.仍然平行 B.会聚 C.发散 D.无法确定
6.一物体放在凸透镜的主轴上距透镜光心1倍焦距处,物体沿主轴移动到4倍焦距处,则物体和它所成的像之间的距离( )A.一直是变大的 B.一直是减小的 C.先变小后变大 D.先变大后变小 三.问答题
1.晚上,在桌上铺一白布,把一块小平面镜镜面朝上平放在白布上,让手电筒的光正对着平面镜照射,从侧面看去,白布被照亮,而平面镜却比较暗,为什么?
2.照集体像时,发现有人没有进入镜头,应该如何调节照相机? 【试题答案】一.
1.0°;20°
2.45°
3.
4.物体在透镜焦点以内,所成的像是虚像;透镜和光屏的距离小于焦距;蜡烛和光屏的距离小于4倍焦距
5.根据物距调节像距;光圈;快门
6.60° 二.
1.A
2.D
3.D
4.AD
5.C
6.C 三.
1.因为镜面很光滑,垂直入射到镜面的光被垂直反射回去,射到其他方向的光极少,从侧面看去,基本上没有光线射入眼中,所以,平面镜看起来比较暗而白布的表面比较粗糙,入射到白布上的光发生了漫反射而不是镜面反射,反射光线能射到各个方向,所以从侧面看到白布比较亮
2.要使人全部进入镜头,就应使所成的像再变小些,可以作两个调整
(1)增大物距被照人不动时,使照相机后移
(2)减小像距,可缩短暗箱长度。