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第四章 光现象
第一节：光的直线传播
要研究光现象，首先要看看哪些物体能够发光，是谁给我们带来了光明 。
思考：找找生活中能够发光的物体~~
①日月星辰， ②电影赤壁中关羽利用铜镜反射光杀敌，
③星际大战中神灵武士的“光剑”， ④甄嬛传里甄嬛头上闪闪发光的头饰，
上述物体有什么共同点？他们是不是光源呢？
光源：定义： 的物体叫光源。
如：太阳及其他恒星、萤火虫；篝火、蜡烛、油灯、电灯；
月亮和所有行星、玻璃幕墙、电影银幕、宝石等本身不会发光，不是光源。
典型例题：
1、试判断下列哪一组都是光源（ ）
电池和萤火虫 B、电池和烛焰
C、萤火虫和月球 D、萤火虫和烛焰
2、下列物体都属于光源的一项是(　B　)
A、太阳、镜子、灯笼鱼 B、萤火虫、水母、太阳 C、恒星、钻石、蜡烛 D、火把、萤火虫、月亮
1、介质：空气、水和玻璃等透明物质叫做光的传播介质。
现象：①有雾的天气可以看到透过树丛的光束是直的→光在 中以 传播
②在盛水的玻璃水槽内滴几滴牛奶，用激光笔将一束光射到水中，观察光在水中的传播径迹--直线
→光在 中以 传播
③用激光笔垂直照射到均匀玻璃砖中，可以看到玻璃中竖直的光线。
→光在 中以 传播
总结规律：
光沿直线传播的条件：
在 中传播；
能传播光的介质必须是 的；
光可以在 中传播（如太阳光能通过真空和大气层传播到地球表面）。
2、光线：为了形象表示光的传播，我们可以沿光的传播路线画一条直线，并在直线上画上箭头表示光的传播方向，这种表示光的传播方向的直线叫光线。物理研究方法：____________________。（通过模型来揭示原型的形态、特征和本质的物理研究方法。）光线实际上是不存在的。
3、应用及现象：
① 激光准直
②影子的形成：光在传播过程中，遇到不透明的物体，在物体的后面形成黑色区域即影子。
月食、日食
④小孔成像：小孔成像实验早在《墨经》中就有记载小孔成像成倒立的实像，其像的形状与孔的形状无关。
补充：实像和虚像
①实像是由实际光线相交而成的像；虚像不是由实际光线相交而成，而是由实际光线的反向延长线相交而成。
②实像既能显示在光屏上，又可以用眼睛看到；虚像不能显示在光屏上，只能用眼睛看到。
③实像总是倒立的，虚像总是正立的。
典型例题：
1、下列说法中错误的是(　　　)
A．光总是沿直线传播的 B．影子是光沿直线传播形成的
C．太阳光穿过大气层射向地面过程中会发生弯曲 D．小孔成像说明光在空气中沿直线传播
2、早在战国时期，我国古代著名教育家、思想家墨子就已研究小孔成像的现象，也用蜡烛作为光源，在木板上钻一个小孔，发现光线透过小孔在墙壁上形成一个倒立的像。下列说法正确的是(　　　)
A．小孔成像现象能说明光沿直线传播
B．木板上的小孔一定是圆形的
C．保持蜡烛和墙的位置不变，将木板向靠近墙的方向移动，蜡烛在墙上的像变大
D．蜡烛在墙上形成的像是虚像
3、科学家设想，人类将有可能移居月球，如果能实现，在月球的人能看到(　B　)
A．月食现象 B．日食现象 C．日食和月食 D．看不到日食和月食现象
4、如图所示，用步枪进行瞄准练习时，当眼睛看到瞄准点、准星、缺口三者重合时，就认为三者在同一条直线上，这是根据 的道理。
5、如上右图所示，纸板M中心处有一小孔，发光体AB正对小孔，N是光屏，虚线为光屏的竖直中线，请在图中画出发光体AB在光屏上所成像的光路图。
1．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＝2.99792×108m/s，我们在计算中，真空中的光速取为c＝3×108m/s= km/s。
2．光在空气中的速度十分接近光在真空中的速度，也可以视为3×108m/s，水中的光速约为真空中光速的，玻璃中的光速约为真空中光速的。 →V空 V液 V固
拓展：由于光的速度比声的速度快得多，雷雨时，打雷和闪电是同时发生的，但是我们总是先看到闪电，后听到雷声。
3．光年不是时间单位，而是长度单位。光在一年内传播的距离。估算一下，一光年是多远？
4、声、光传播的比较
现象 特点 传播速度
光的传播 在 介质中传播 在透明介质中比在真空中传播速度 ，在真空中传播 ，为C=
在真空中传播（“能”、“不能”）
声的传播 在 、 、 中传播 一般情况下，在固体中传播比在液体中 ，在液体中比在气体中 ，V声（15℃空气中）=
在真空中 传播
典型例题：
1、设光在真空中的传播速度为v1，在水中的传播速度为v2，在普通玻璃中的传播速度为v3，它们之间的大小关系是(　A　)
A．v1>v2>v3 B．v1>v2=v3 C．v12、在运动会上的百米赛跑时，终点线上的计时员为了计时准确，在记时时应(　B　)
A．听到发令枪声同时按下跑表 B．看到发令枪散发的白烟同时按下跑表
C．听到枪声或看到白烟都可以按下跑表 D．无法确定
3、太阳发出的光到达地球需要500s，地球与太阳间的距离为 1.5×108 km。
4、已知光的传播速度是3×108m/s，从地球向月球发出一束激光信号，经过约2.54秒收到了从月球反射回来的信号，则月球到地球的距离约(　A　)
A．3.81×108m B．7.62×108m C．2.6×108m D．8×108m
（选择题）：
1、在晴朗的天气时，树荫下的地面上常看到一些明亮的圆形小光斑，这是（ ）
A、太阳的像 B、太阳的影子 C、树叶的缝隙 D、树叶的影子
2、 下列不是光沿直线传播的例子的是（ ）
A、看不到不透明体后的物体B、日食和月食 C、太阳落到地平线下还能看见D、人的身影早晚长，中午短
3、人沿着街道走向街灯，再从街灯下走远，则他的影子长短变化的是（ ）
A、变长 B、先变长再变短 C、变短 D、先变短再变长
4、下列物体属于光源的是（ ）
A、反射阳光的平面镜 B、月亮
C、放电影时所看到的银幕 D、收看电视时看到的电视机屏幕
5、下列说法中正确的是(　C　)
A．太阳、月亮、星星都是光源 B．光总是沿直线传播的
C．月食的形成说明光在同种均匀介质中沿直线传播 D．小孔成像的实验中，孔越大，像就越大
6、大伟同学在课外按如图所示的装置做小孔成像实验。如果易拉罐底部有一个很小的三角形小孔，则他在半透明纸上看到的像是(　B　)
A．烛焰的正立像　　B．烛焰的倒立像
C．三角形光斑 D．圆形光斑
7、如图所示,枯井中的青蛙位于井底O点“坐井观天”,青蛙通过井口观察范围正确的光路图是（ ）
（填空题）：
1、下雨打雷时为什么先看到闪电，然后才听到雷声呢？喜庆节日放“响炮礼花”的时候，先看到礼花，还是先听到响声呢？你知道原因吗？
比较光速与声速的大小：光速 声速，光在真空或空气中的传播速度： 。
2、2019年12月26日11时到15时之间，我国全境都能看到不同遮盖率的日偏食现象。能够解释日偏食现象的是光的 传播理论。如图所示，位于地球上A区域的人看到的是日 食，位于B区域的人看到的是日 食。
3、排纵队时，如果你看到自己前面的一位同学挡住了所有的人，队就排直了，这可以用 光沿直线传播 来解释；雷雨时，先看到闪电，后听到雷声，是由于 在空气中光速大于声速的缘故 。
4、在白炽灯的灯光下，用手做出各种姿势，在墙上就会形成手影，如图所示。如果使灯光位置不变，手的位置向远离白炽灯的方向移动时，墙上的手影将 变小 (选填“变大” “变小”或“不变”)。
5、俗话说“坐井观天，所见甚小”，为了说明井底之蛙观察井外范围的大小与井深的关系，甲、乙同学都用画示意图的方法来比较说明，他们所画的图分别如图甲、乙所示。请你回答问题：
(1)在图中，他们所画的图 甲 正确。
(2)根据他们所运用的方法，你在评价他们的示意图画得是否正确时，主要是看(　B　)
A．画图是否认真 B．图中是否全面正确地反映了应该控制的变量
C．画图时所运用的物理知识是否正确
(3)请你对“坐井观天，所见甚小”进行解释。
6、如图所示的漫画说的是一个成语，你知道这个成语吗 这个成语是_______，说明了一个原理，是______________。
（作图题）
1、室内一盏电灯通过墙上的两个小洞,射出两条细小光束(如图所示),请根据光束的方向确定室内电灯的位置。
2、如图，小孔前有一物体AB，请画出AB经过小孔成像的光路图,并在光屏MN上标出AB所成像A'B′。
（实验题）
1、学习了光学知识后，爱动脑筋的小桐和小朵想自己探究小孔成像观象。
如图所示，她们给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔，再用两片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。分别将小孔对着烛焰和灯丝，可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像。
分析比较甲、乙两图，可以得出 。
分析比较甲、丙两图，又可以得出 。
（3）通过实验，可以看到烛焰和灯丝在塑料膜上成的都是________ （选填“正立”或“倒立”）的实像，说明小孔成像的原理是________。
（4）树荫下的圆形光斑就是______通过树叶间的小孔在地面上所成的实像。
2、如图所示为“小孔成像”的示意图:
（1）该现象可以用______________来解释；
（2）小孔位置固定，将蜡烛和光屏位置对调，与原来的像相比，光屏上的像_______(填“变大”、“不变”或“变小”)。
第二节：光的反射
1、光的反射 光遇到任何物体的表面都会发生反射。
我们能看见发光的物体（如：太阳、电灯），是因为物体 进入我们的眼睛；
我们能看见不发光的物体（如：课本、黑板），是因为物体 进入我们的眼睛。
定义： 的现象叫光的反射。
2、认识基本概念：一点（入射点）、三线（入射光线、反射光线、法线）、两角（入射角、反射角）
一点 光的入射点，用字母“ ”表示
两角 入射角 入射光线与 的夹角，用i表示
反射角 反射光线与 的夹角，用r表示
三线 入射光线 射到反射面的光线，如图
法线 通过入射点O且垂直于镜面的直线，它是一条辅助线，通常用虚线表示，如图中 即为法线
反射光线 入射光线射到反射面后，被反射面反射后的光线，如图
典型例题：
1、如图所示的四种现象中，属于光的反射现象的是 ( )
2、有关光的反射，下列说法正确的是（ ）
只有射到光滑的物体表面上，才能发生反射 B、只有射到透明的物体表面上，才能发生反射
C、光射到任何物体的表面上都能发生反射 D、以上说法都不对
3、一束光线从空气垂直射到玻璃面上，以下说法正确的是（ ）
A、不会发生光的反射 B、入射角是0°
C、入射角是90° D、入射角大于0°而小于90°
4、要使人能看到物体，必须（ ）
A、物体本身是光源 B、只有在太阳光下才能看到
C、物体发出的光或反射的光进入人的眼睛 D、物体和眼睛需在同一直线上
5、有关光的反射，说法正确的是（ ）
A、只有光射到表面光滑的物体表面上，才能发生反射 B、只有光射到表面光滑的物体表面上，才能发生反射
C、光射到任何的物体表面上都能能发生反射 D、以上说法都不对
2
提出问题：光在射向介质表面时将发生反射，改变入射光线的方向，反射光线也随着改变，那么光在反射时是否有一个特定的规律呢？
猜想假设：反射光线与入射光线在法线两侧，但不在同一平面内；反射角小于入射角
反射光线与入射光线在法线两侧，且不在同一平面内；反射角等于入射角
反射光线与入射光线在法线同侧，但不在同一平面内；反射角小于入射角
实验探究：
实验器材：平面镜、可对折的硬纸板、激光灯、量角器、不同颜色的笔
实验步骤和现象：
①如图甲所示，把一个 放在水平桌面上，再把一张纸板ENF 立在平面镜上，纸板上的直线ON 于镜面。
②让一束光 纸板沿某一个角度射到O点，经过平面镜的反射，沿另一个方向射出，在纸板上用笔描出入射光线AO和反射光线OB的径迹。
③改变 ，重做两次。换用另外一种颜色的笔，记录光的径迹。
④取下纸板，用 测量出 和 ，并填入表格。
⑤如图乙所示，把纸板NOF 将观察不到反射光线。
⑥分析归纳，得出结论。
实验结论：（三线共面、法线居中、两角相等）
在反射现象中，反射光线、入射光线和法线在 ；反射光线和入射光线分居在 两侧； 等于 。（注意：表述时必须“反射”在前）
拓展：
（1）由步骤⑤可知三线在同一平面内，该验证过程用到的物理研究方法是 法。
（2）光的反射过程中光路是可逆的。
典型例题：
1、入射光线与平面镜的夹角是30°，转动平面镜，使入射角减小15°，则反射光线与入射光线间的夹角与转动前相比（ ）
A、减小15° B、减小60° C、减小30° D、减小45°
2、反射光线与反射面的夹角为35°，转动反射面，使反射角增大5°，则入射光线与反射光线的夹角变为（ ）
A、70° B、80° C、110° D、120°
3、甲从一面镜子中能看到乙的眼睛，那么乙从这面镜子中（ ）
一定能看到甲的眼睛 B、一定看不到甲的眼睛
C、可能看见，也可能看不到甲的眼睛 D、镜子的位置不同，结果也不同
4、根据图所给出的条件，分别画出反射光线、入射光线，平面镜的位置，并标出入射角．
5、光的反射定律实验：
器材 可对折的硬纸板、_________、_________。
步骤 （1）将_________放置于水平桌面上，并竖立一张可对折的硬纸板。 （2）当E,F在同一平面上时，让入射光线AO沿纸板E射向镜面，在F上可看到反射光线OB，把半面纸板F向前或向后折， （能，不能）看到反射光线，再用 量出_________和__________，比较两角的关系。
结论 （1）反射光线与入射光线及法线ON 在 ； （2）反射光线与入射光线 ； （3）__________________。 （4）__________________。
1、一束平行光照射到镜面上后，会被平行地反射，这种反射叫做镜面反射。
应用：迎着太阳看平静的水面，特别亮；黑板“反光”等，都是因为发生了镜面反射。
2、凹凸不平的表面会把平行的入射光线向着四面八方反射，这种反射叫做漫反射。
应用：电影银幕用粗布；能从各个方向看到本身不发光的物体，是由于光射到物体上发生漫反射的缘故。
镜面反射和漫反射的异同
项目 概念 相同点 不同点 图例 实例
镜面反射 一束平行光照射到镜面上后，会被平行地反射，这种反射叫做镜面反射。 遵循光的反射定律 反射平面光滑；平行光照射时，反射光仍平行 黑板“反光”；平静的水面反光等
漫反射 凹凸不平的表面会把平行的入射光线向着四面八方反射，这种反射叫做漫反射。 遵循光的反射定律 反射面凹凸不平；平行光照射时，反射光不平行 电影银幕用粗布；能从各个方向看到本身不发光的物体等
典型例题：
1、 (多选)下列选项中能对光发生镜面反射的是
A、平滑的玻璃表面 B、平静的湖面 C、电镀金属板 D、家用的镜子
2、黑板上同一个字，有的座位上的同学看得清楚，而有的座位上同学看不清楚，其原因是（　　）
A、教室光线亮度不够 　　 B、黑板产生镜面反射造成的看不清楚
C、黑板漫反射造成的看不清楚 　 　 D、以上说法都不对
3、雨过天晴的夜晚，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，地上暗处是水；背着月光走，地上亮处是水
B．迎着月光走，地上亮处是水；背着月光走，地上暗处是水
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
4、白亮污染是都市较为普遍的一种光污染，建筑物的玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石、铝合金板等都能再白天将强烈的太阳光反射到路面上和居民的居室里，给道路交通安全和居民的工作与休息带来很大影响。形成白亮污染的主要原因是由于光的（ ）
A.镜面反射 B.漫反射 C.直线传播 D.以上都不是
问题解决：
1、城市里的高楼大厦上安装玻璃幕墙，太阳光照上去会发生 反射，反射光刺眼，造成“光污染”；而普通的水泥墙面比较粗糙，光在上面发生 反射，不会造成光污染。
2、上课用的投影屏幕十分 （填“光滑”或“粗糙”），光射到屏幕上发生 反射，使各个方向的同学都能够看到屏幕上的内容；阳光照到湖面上，波光粼粼，这是光的_______现象；这两种现象都遵守光的_______规律。
1、甲、乙两条光线射到界面并被反射，由图可知甲、乙两条光线的反射角分别是（ ）
A、90° 60° B、90° 30° C、0° 60° D、0° 30°
2、一条入射光线，其入射角是600，若入射角减少了200，则反射光线与入射光线的夹角应为（ ）
A.1200 B.600 C.900 D.800
3、甲从一面镜子中能看见乙的眼睛，那么乙从这面镜子中（ ）
A. 一定见到甲的眼睛 B. 一定见不到甲的眼睛
C. 可能见到，也可能见不到甲的眼睛 D. 镜子的位置不同，结果也不同
4、一束光线斜射到平面镜上，当入射光线与镜面间的夹角逐渐增大时，则（ ）
A. 入射角逐渐减小，反射角逐渐减小. B. 入射角逐渐增大，反射角逐渐增大.
C. 入射角逐渐增大，反射角逐渐减小. D. 入射角逐渐减小，反射角逐渐
5、雨后的夜晚，当你迎着月光行走在有积水的路上，为了避让水洼，应走“较暗”的地面．这是因为光在（　　）
A. 地面发生镜面反射 B. 地面发生漫反射
C. 水面发生漫反射 D. 水面不发生反射
6、皮鞋上擦过油后,还要用鞋刷或软布反复擦几下,越擦越亮,这是由于( )
A. 反复擦可增加漫反射效果 B. 反复擦可使鞋油充填皮革凹坑,增加表面光滑程度，增加镜面反射效果
C. 鞋油的颜色好，所以越擦越亮 D. 鞋油比皮革亮，所以越擦越亮
7、下列现象中属于光的反射现象的是（　　）
A. 潜水员在水中看到鱼儿在游动 B. 阳光下人的影子
C. 池水看起比实际的浅了 D. 用镜子“晃”人的脸
8、位于我市市中心的五里湖因水清可鉴，湖水“水清可鉴”是由于光可以在水面发生________（选题“镜面”或“漫”）反射，能形成物体的________（选题“实像”或“虚像”）． 平面镜成像是物体反射的光或物体发出的光射到平面镜时发生了________的结果。春日的镜湖公园分外妖娆，鸟语花香、绿柳成荫．从物理学的角度分析，“柳荫”是由于光的________形成的。
9、在“探究光的反射规律”的实验中，如图所示，平面镜M放在平板上，E、F是两块粘接起来的硬纸板，可绕垂直镜面的接缝ON转动．
（1）如图，当E、F在同一平面上时，让入射光线AO沿纸板E射向镜面，在F上可看到反射光线OB，测出入射角和反射角的大小都是45°，于是实验小组的同学得出结论：入射角的大小等于反射角的大小，你认为他们的结论有什么问题吗？
①________；②________．
（2）若将AO向ON靠近，则OB________（靠近/远离）ON．
（3）实验小组的同学想要验证反射光线与入射光线和法线在同一平面内，接下来他们应该如何去做？________．
10、如图所示，把一可沿ON折叠的白色硬纸板放置在平面镜上，使一束光紧贴硬纸板射向镜面上的O点，在纸板上描出入射光线AO和反射光线OB，并测出反射角和入射角.改变光的入射角度，重复上述实验步骤.
（1）该实验探究的问题是（ ）
A. 光能否发生反射？ B. 光线是否沿直线？
C. 光是否只能在镜面上反射 D. 反射光线的位置有什么规律？
（2）硬纸板放在平面镜上时，要保持与镜面________.
（3）将ON右侧纸板向后折，就看不到反射光线，这说明________.
（4）实验时，若测得入射角为50°，此时反射角度数为________.若增大入射角，反射角将________.（选填“变大”、“变小”或在“不变“）；
（5）当让光线沿看BO的方向射向镜面，会发现反射光线沿着OA方向射出，这表明________.
11、(2020 安徽省)图中MN为平面镜，OB为入射光线AO的反射光线。请在图中画出光线AO并标出入射角的度数。
12、(2020 南宁市)请在图中作出入射光线AO并标出入射角
13、太阳光以与水平地面成300角的方向射到井口。为使光能照亮井底，请在图中作出平面镜。

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