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(共13张PPT)
第3节　平面镜成像
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一、平面镜成像的特点
阅读教材,完成下列问题:
请同学们用平面镜观察自己的脸,思考下列问题:
(1)脸在镜子的前方,像成在镜子的________(选填“前”或“后”)方。
(2)当你远离或面镜时,像到镜面的距离________(选填“变化”或“不变化”)。
(3)当你远离或面镜时,像的大小________ (选填“变化”或“不变化”)。
(4)在镜后用一光屏承接,________(选填“能”或“不能”)接到脸的像。
后
变化
不变化
不能
二、平面镜成虚像的原理
阅读教材,完成下列问题:
平面镜成像的原理是________________。
三、平面镜的应用
阅读教材,完成下列问题:
平面镜成像的应用有______________、______________。(举例说明)
光的反射
检查牙齿的口镜
潜望镜
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一、平面镜成像的特点
平面镜所成的像是虚像,平面镜所成像的大小与物体的大小相等,像和物到平面镜的距离相等,像和物的连线与镜面垂直。
平面镜所成的像与物关于镜面对称。
跟踪练习1右图是探究平面镜成像特点的实验装置图,下列关于实验的说法正确的是(　　)
A.实验中的平面镜用玻璃板代替,目的是使蜡烛a的像更清晰
B.实验使用相同的蜡烛a、b,目的是比较像与物的大小
C.将光屏放到点燃的蜡烛a的像的位置,光屏能承接到像
D.改变点燃蜡烛a的位置多次实验,这样可以减小实验误差
B
解析:使用平面镜时,只能成像,而不能透光,不容易确定像的位置,用玻璃板时,既能成像,又能透光,便于确定出像的位置,没有平面镜成像清晰,故A错误。为了比较蜡烛的像与蜡烛的大小关系,所用的两支蜡烛a和b是完全相同的,故B正确。因为光屏只能承接到实像,不能承接到虚像,所以将光屏放到点燃的蜡烛a的像的位置,光屏不能承接到烛焰的像,从而说明平面镜成的像是虚像,故C错误。探究平面镜成像特点的实验中进行多次实验的目的是避免实验的偶然性,得出普遍规律,故D错误。
二、怎样理解平面镜成像的原理
平面镜成像原理分析,如图所示。
点光源S发出的一部分射向平面镜的光线,经平面镜反射后进入眼睛,引起视觉。我们感觉光好像是从图中的S'发出的,而实际上S'并不存在,因此我们把S'叫作S的虚像。
跟踪练面镜前有一点光源S,如图所示,作一条从光源S射出的光线,使它经平面镜反射后,恰好经过A点。图中的数字符号表示的是确定光源S射出的光线时作图的先后次序,其中作图过程正确的是(　　)
C
解析:①先通过平面镜作出发光点S的对称点S'即为S的像,连接S'A交平面镜于点O;②OA为反射光线;③连接SO,得到入射光线,如图所示。故选C。
【点拨】 本题考查利用平面镜成像特点和原理来完成光路。一定要注意像与物关于镜面是对称的。先根据平面镜成像的特点作出S的像;再根据平面镜成像原理可知,反射光线所有的反向延长线都会过S的像;连接像点与A点,则与平面镜的交点为入射点,再完成光路即可。
三、平面镜的应用
平面镜的应用:(1)可以成像;(2)可以改变光的传播方向。
跟踪练习3如图甲所示,检查视力时,视力表放在被测者头部的后上方,下列关于如图乙所示的视力表上的字母“E”在平面镜中像的选项中,正确的是
(　　)
甲
乙
B
解析:物体在平面镜中成虚像,像与物大小相等,像与物关于镜面对称,题图乙中“E”的像开口向右,则在平面镜中看到的字母“E”开口向左,故A、C、D错误,B正确。
【点拨】 本题考查学生对平面镜成像特点的掌握程度并会分析实际问题。根据平面镜成像特点进行判断:物体在平面镜中成虚像,像与物大小相等,像与物的连线与镜面垂直,像与物到平面镜的距离相等;像和物关于镜面对称。
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专项训练一　光现象作图
一、光的反射作图
1.如图所示,AO是射向平面镜的一条入射光线,请根据反射定律作出反射光线OB。
解析:画出法线,在法线右侧根据反射角等于入射角画出反射光线即可。
2.如图所示,小明想要在A点放置一块平面镜让此时的太阳光反射到盆中花上的B点。请在图中把光路补充完整,并画出平面镜。
解析:连接AB,可得反射光线,然后作出入射光线和反射光线夹角的角平分线,即为法线;再作一条线段与法线垂直,该线段的位置即为平面镜的位置。
3.如图所示,画出入射光线并标出入射角的大小。
解析:过O点画出法线,根据图中反射光线与镜面成30°,则反射角大小是90°-30°=60°;根据反射角等于入射角,入射角大小为60°;因而画出与法线成60°的入射关系。
二、平面镜成像作图
4.请根据平面镜成像的特点,作出像A'B'对应的物体AB。
解析:先作出像点A'、B'关于平面镜的对称点A、B,用实线连接A、B即为物体AB。
5.如图所示,女孩到鞋店去买鞋,她站在镜子MN前看自己穿着新鞋的效果。画出女孩眼睛B点看到新鞋A点在平面镜中所成像的光路图。
解析:根据平面镜的特点在平面镜的另一侧作出新鞋的点A的对称点A',即为其在平面镜中的像;连接像点与眼睛B点与镜面相交于一点O,即为入射点,连接AO、OB,则AO是入射光线,OB为反射光线。
6.如图所示,发光点S在平面镜MN中的像为S1,当平面镜转过一定角度后,它的像为S2,请你利用平面镜成像特点,画出转动后平面镜的大致位置。
解析:过平面镜作S1的对称点,即为点光源S的位置;连接SS2,画出其垂直平分线,即转动后平面镜的位置。
7.物体AB和它在平面镜中所成的像A'B'如图所示,请在图中画出平面镜,保留作图痕迹。
解析:平面镜所成的像和物体是以镜面为对称轴的轴对称图形,连接AA'、BB',作这两条线段的垂直平分线,即平面镜的位置。
三、光的折射作图
8.光从空气斜射入玻璃砖中,在图中画出光通过玻璃砖的折射光线。
解析:先画出法线,当光从空气斜射入玻璃时,折射光线和入射光线分居法线的两侧,折射角小于入射角;当光从玻璃斜射入空气时,折射光线和入射光线分居法线的两侧,折射角大于入射角。
9.在防溺水教育活动中,老师告诉学生,池塘里水的实际深度比看起来要深,不能贸然下水游泳。下图是解释这一现象的情境,A处有一物体,A'是岸边儿童看到该物体的像。请作出过O点的入射光线,并标出入射角。
解析:连接AO可得入射光线,过入射点O垂直水面画出法线,入射光线与法线的夹角为入射角。
10.如图所示,试画出光通过三棱镜时两次折射的大致光路,并画出相应的法线。
解析:先垂直于界面作出法线,光从空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角,所以折射光线要靠近法线;光从玻璃斜射入空气中时,折射角大于入射角,此时折射光线要远离法线。
11.如图所示,小羽家墙角有一鱼缸,盛了一部分水,小羽用激光笔从A点射向水面,在缸底C点和墙上B点照出两个光斑,请帮小羽完成激光笔射出的光形成光斑的光路图。
解析:由题知,在鱼缸底部C点和墙上B点发现两个光斑,这两个光斑分别是由光的折射和光的反射形成的。先作出激光笔在A点关于水面的对称点A',即像点;因为反射光线的反向延长线一定过像点,所以再连接像点A'和B点,连线与水面的交点O为入射点,则OB为反射光线,再连接AO,即为入射光线;最后连接OC为折射光线。
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第1节　光的直线传播
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一、光的直线传播
阅读教材,完成下列问题:
1.像太阳、水母等能够________的物体是光源。
2.月亮________(选填“是”或“不是”)光源。
3.我们在生活中经常可以看到:夜晚汽车前灯射出的光束是直的,电影放映机射向银幕的光束也是直的。通过这些现象我们可以猜想光在空气中是沿________传播的。
发光
不是
直线
二、光的传播速度
阅读教材,完成下列问题:
1.在雷雨交加的夜晚,先看到闪电后听到雷声,这是因为______________。
2.光________(选填“能”或“不能”)在真空中传播。
3.光在不同介质中的速度________(选填“相同”或“不同”)。
光比声音传播得快
能
不同
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一、光的直线传播
1.光源:能够自行发光,且正在发光的物体。光源分为自然光源和人造光源。
2.光的直线传播:光在同种均匀物质中沿直线传播。
3.光线:
为了表示光的传播情况,我们通常用一条带有箭头的直线表示一束光传播的径迹和方向,这样的直线叫作光线。光线不是真实存在的。
【知识拓展】 模型法
在研究比较抽象的物理问题时,根据它的一些特征把它形象地表示出来,用一些具体的图形或模型来代替它,这样人们在研究它时就更具体化了。在研究光的传播时将其表示为光线就是模型法。
4.光的直线传播实例:
(1)小孔成像;(2)影子的形成;(3)日食和月食的形成;(4)激光引导掘进方向;
(5)排队看齐;(6)射击瞄准;(7)立竿见影。
跟踪练习1小明在学习“光的传播”时,看到实验过程如下:①用激光笔射向水中,观察到光是一条直线(如图所示);②用漏斗从容器底向水中缓慢注入浓盐水,观察到光发生了弯曲;③经搅拌后,观察到光又变直。该实验目的是得到(　　)
A.光在水中沿直线传播
B.光在盐水中沿直线传播
C.光在任何液体中都可以传播
D.光在同种均匀介质中沿直线传播
D
解析:从①中我们发现光在水中沿直线传播;而②中的光不再沿直线传播,不同于①的是介质不再均匀;③现象中的光又沿直线传播,是由于经搅拌后,介质又变得均匀;故可以得出,光在同一种均匀介质中才沿直线传播。故A、B、C错误,D正确。
二、光的传播速度
1.光速:光在真空中传播的速度为c=3.0×108 m/s。光在真空中的传播速度最大,光在空气中的传播速度非常接近c,光在水中的传播速度约为 ,光在玻璃中的传播速度约为 。
2.光年:常用于天文学中,是一个非常大的距离单位,它等于光在真空中传播1年所经过的距离,1光年=9.46×1012 km。
跟踪练习2光和声音从空气中进入水中时,它们的传播速度(　　)
A.光速变大,声速变小 B.都变小
C.都变大 D.光速变小,声速变大
D
解析:光在不同介质中传播速度不同,光在真空中传播速度最大,光在空气中的速度略小一些,在水中的传播速度更小,在固体中传播速度最小,所以光从空气传到水中,速度变小了;声音在不同介质中的传播速度不同,一般来说,声音在固体中的速度最大,其次是液体,在气体中的传播速度最慢。所以,声音从空气传到水中,速度变大了。故选D。
【点拨】 知道声音、光的传播条件和速度大小关系是解决本题的关键。
光的传播不需要介质,光在真空中传播速度最大,在不同介质中传播速度不同;声音的传播靠介质,固体、液体、气体都可作为传播声音的介质,在不同介质中声音的传播速度是不同的。
本课结束(共19张PPT)
第4节　光的折射
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一、光的折射
阅读教材,完成下列问题:
1.在碗中倒入适量的水,斜插入一根直筷子,你观察到的现象是________。
2.光由一种介质斜射入___________时,传播方向会发生___________,这种现象叫作光的折射。
二、生活中的折射现象
阅读教材,完成下列问题:
1.我们都知道,有经验的渔民只有瞄准鱼的下方才能把鱼叉到,这是因为_________________________。
2.海面上出现海市蜃楼奇观,海市蜃楼产生的原因是________。
筷子发生了弯折
另一种介质
改变
看到的鱼并非实际的鱼
光的折射
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一、光的折射
光的折射规律:
1.三线共面:折射光线、入射光线和法线都在同一平面内。
2.两线分居:折射光线、入射光线分居法线两侧。
3.两角关系:
(1)光从空气斜射入水或其他介质中时,折射角小于入射角。
(2)光从水等介质斜射入空气中时,折射角大于入射角。
(3)入射角增大时,折射角会随之增大。
(4)光从空气垂直射入水中或其他介质中时,传播方向不变。
4.在折射现象中,光路是可逆的。
跟踪练习1小明利用右图所示装置探究光的折射规律,其中竖直放置的光屏可以绕轴NN'折转。实验时,让激光笔发射的一束激光沿着光屏E面斜射到水面O点。下列说法错误的是(　　)
A.光从空气斜射入水中,入射角增大时,折射角也随之增大
B.多次改变入射角的大小进行实验,是为了求平均值减小实验误差
C.将光屏F面向后折转一定角度,则在光屏F面上不能看到折射光线
D.为了更清晰地观察空气和水中的光路,可在空气中喷些烟雾,水里滴些牛奶
B
解析:光从空气斜射入水中,折射角随入射角的增大而增大,故A正确。多次改变入射角的大小进行实验是为了避免实验的偶然性,得到普遍规律,故B错误。折射光线和入射光线在同一平面内,当F面向后折转一定的角度后,则F面和E面不在同一平面内,所以在F面上不能看到折射光线,故C正确。在光进入水中的传播路径上,射向牛奶小颗粒的光发生漫反射进入人眼,人就可以借助这个光看到光在水中的传播路径,故D正确。
二、生活中的折射现象
池水变浅、海市蜃楼、水中的筷子变弯折、渔民叉鱼时要对准鱼的下方才能叉到鱼等。
跟踪练习2下面是小明观察到的几个现象,属于光的折射现象的是(　　)
C
解析:凉亭在水中的倒影,属于光的反射现象,故A不符合题意。树荫下形成圆形光斑是小孔成像,是由光的直线传播形成的,故B不符合题意。筷子好像在水面处向上弯折,属于光的折射现象,故C符合题意。阳光下鸽子的影子,是由光的直线传播形成的,故D不符合题意。
第5节　光的色散
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一、色散
阅读教材,完成下列问题:
如图所示,让一束白光照射到三棱镜上。从三棱镜射出的光分解成_____、_____、_____、_____、_____、_____、_____七种颜色的光。
红
橙
黄
绿
蓝
靛
紫
二、色光的混合
阅读教材,完成下列问题:
如图所示,电视机的屏幕能显示各种颜色,用放大镜近距离观察电视屏幕,发现电视画面的颜色是由________、________、________三种颜色合成的。
红
绿
蓝
三、看不见的光
阅读教材,完成下列问题:
1.电视机遥控器前端有个二极管,它能发出________(选填“红外线”或“紫外线”)。
2.在医院的手术室、病房里,常用________(选填“红外线”或“紫外线”)来灭菌。
红外线
紫外线
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一、色散
1.太阳光经三棱镜折射后在白屏上依次得到红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色彩带。
2.白光是由各种色光混合而成的。
3.光的色散的原理:光的折射。不同颜色的光通过三棱镜的偏折程度不同。红光偏折最小,紫光偏折最大,如图所示。
跟踪练习1如图所示,让一束太阳光照射三棱镜,射出的光照到竖直放置的白屏上,屏上标出的三个区域,①区域是红光外侧,②区域是可见的有色光带,③区域是紫光外侧。研究此现象,下列说法不正确的是(　　)
A.此现象为光的色散现象,表明太阳光是由七种色光混合而成的
B.不同色光通过三棱镜的偏折程度不同
C.日晕现象的形成就是光的色散现象
D.红光偏折能力比紫光强
D
解析:太阳光是白光,它通过三棱镜后被分解成各种颜色的光,这种现象叫光的色散,光的色散表明太阳光是由七种颜色的光混合而成的,故A正确。不同颜色的光通过三棱镜的偏折程度不同,可见光中红光最弱,紫光最强,故B正确,D错误。日晕这种现象形成的主要原因是阳光发生了色散,分散成七种颜色的光,是一种光现象,故C正确。
二、看不见的光
1.光谱上红光以外的区域有红外线,紫光以外的区域有紫外线,它们都是人眼看不见的光。
2.红外线的应用:
(1)红外线夜视仪;(2)红外线遥感。
3.紫外线的应用:
(1)杀菌;(2)防伪;(3)有助于人体合成维生素D。
4.紫外线的危害:过量的紫外线照射对人体十分有害,轻则使皮肤粗糙,重则引起皮肤癌。
跟踪练习2为了方便同学们检测体温,每个班级的医药箱里都配有“额温枪”。“额温枪”测量体温时是接收人体辐射的(　　)
A.红外线 B.紫外线
C.超声波 D.次声波
A
解析:“额温枪”属于红外线测温仪的一种,主要通过传感器接收人体发射出来的红外辐射的能量来测定体温,故A正确,B、C、D错误。
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第2节　光的反射
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一、光的反射定律
阅读教材,完成下列问题:
1.我们能看到发光的物体(也就是________),是因为有光进入眼睛。而我们能看见不发光的物体,是因为物体________的光进入了我们的眼睛。
2.如图所示,光射到物体________时,有一部分光会被物体表面________回来,这种现象叫作光的反射。
光源
反射
表面
反射
二、镜面反射和漫反射
阅读教材,完成下列问题:
1.阳光照射到镜面上,迎着反射光的方向看镜面明亮刺眼,这是因光滑的镜面发生________反射。
2.阳光照射到砖头、瓦砾上,无论从哪个方向,都不会感到刺眼,这是为什么
镜面
砖头、瓦砾表面粗糙,发生漫反射。
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一、光的反射定律
1.与“光的反射”相关的几个名词如图所示。
【巧记】 三线共面、法线居中、两角相等。
【注意】 反射光线是随着入射光线的改变而改变的,所以叙述反射定律内容时必须先说反射,后说入射,即不能把“反射角等于入射角”说成“入射角等于反射角”。
3.在反射现象中,光路是可逆的。
2.光的反射定律。
(1)反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(2)反射光线和入射光线分别位于法线两侧。
(3)反射角等于入射角。
跟踪练习1右图为探究光的反射定律的实验装置。平面镜水平放置,白色纸板竖直地立在镜面上。入射光AO紧贴纸板射向镜面,纸板上能看到反射光OB(图中未画出)。O为入射点,ON为法线。下列说法正确的有(　　)
①仅将右侧纸板向后旋转,OB将不存在
②仅将平面镜在水平面内绕O旋转,OB的位置改变
③保持AO的位置不变,将整个装置绕EF旋转,纸板仍垂直于镜面,OB的位置改变
④保持AO的位置不变,将整个装置水平向右平移,纸板仍垂直于镜面,OB的位置不变
A.①③ B.③④ C.②③④ D.②④
B
解析:①仅将右侧纸板向后旋转,因两纸板不在同一平面内,故反射光不能看到,但反射光OB仍存在,故①错误;②仅将平面镜在水平面内绕O旋转,入射点不变,法线位置不变,入射角大小不变,因反射角等于入射角,故OB的位置不改变,故②错误;③保持AO的位置不变,将整个装置绕EF旋转,纸板仍垂直于镜面,法线位置改变了,入射角改变,因反射角等于入射角,故OB的位置改变,故③正确;④保持AO的位置不变,将整个装置水平向右平移,根据法线的定义,法线的位置没有改变,入射角没有改变,反射角大小没有改变,OB的位置不变,故④正确。故选B。
跟踪练习2如图所示,上午8:00太阳光照射到平面镜上,入射光线AO与平面镜的夹角为30°。请在图中作出此时入射光线AO的反射光线,并在图中标出反射角的大小。
解析:首先作出法线,已知入射光线与镜面的夹角是30°,所以入射角为90°-30°=60°。根据反射角等于入射角,在法线左侧作出反射光线,反射角也为60°。
二、镜面反射和漫反射
1.镜面反射和漫反射:一束平行光照射到镜面上后,会被平行地反射,这种反射叫作镜面反射。粗糙的表面会把平行的入射光向着四面八方反射,这种反射叫作漫反射。
2.镜面反射和漫反射的比较。
分类 不同点 相同点
反射面 平行光入射 现象举例 镜面反射 光滑 反射光仍平行,只能在一个方向上看到反射光 黑板太光滑时,看不清上面的字 都遵循光的反射定律
漫反射 凹凸不平 反射光射向各个方向,能在各个方向上看到反射光 看银幕上的电影 3.生活中的镜面反射和漫反射。
(1)镜面反射:光在平静的水面、玻璃、抛光的金属面、平面镜等光滑物体表面发生镜面反射。
(2)漫反射:生活中我们看到的光在大部分物体表面发生的都是漫反射,如桌椅、书本、电影银幕、黑板、花草、动物等。我们可以从不同方向看到这些物体,正是因为光发生了漫反射。
跟踪练习3晚自习,小明和小亮在实验室探究光的反射现象,他们把一个小平面镜粘在白纸上,将白纸贴在黑板上,两人面对黑板保持适当距离站立,小明站在左侧用手电筒照射白纸板和平面镜,结果站在黑板正前方的小亮发现白纸看上去很亮,镜子看上去很暗。此时小亮想看见镜子比白纸亮,小亮的下列做法可行的是(　　)
A.向自己左边平移一定距离 B.向自己右边平移一定距离
C.向自己后边平移一定距离 D.请小明将手电筒光调亮一些
B
解析:白纸较粗糙,光发生的是漫反射,有较多的光进入小亮的眼睛,所以白纸看起来较亮;而平面镜表面发生的是镜面反射,几乎没有光进入小亮的眼睛,所以镜子看起来很暗。此时小亮想看见镜子比白纸亮,应将眼睛移到镜面所反射的光线的路径上,由此可知,小亮应向自己右边平移一定距离。故选B。
【点拨】 本题考查了利用镜面反射和漫反射来解释生活中的现象,并加以利用。
平行光射向平而光滑的反射面,反射光平行射出,这种反射是镜面反射;平行光射向凹凸不平的反射面,反射光射向四面八方,这种反射是漫反射。据此分析。
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本章 梳理延伸
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本章知识梳理
专题归纳复习
探究学习活动
本章知识梳理
专题归纳复习
专题归纳一 探究光的反射定律的实验
1.验证三线共面:沿折板中轴折转光屏,观察是否还能看见反射光。
2.验证分居:观察反射光、入射光是否在中轴两侧。
3.验证等角:通过量角器或带有刻度的折板光屏测量。
4.通过镜面对入射光的反射作用,可以得出平面镜有改变光路的作用。
甲
乙
5.本实验是一个归纳性实验,改变入射光的方向多次实验的目的是得到多组实验数据,从而得出普遍规律,避免实验结论的偶然性。
6.纸板在实验中的三个作用:
(1)显示光的传播路径。
(2)验证反射光线、入射光线和法线在同一平面内,具体操作是将纸板NOF向前或向后折转,使其和纸板EON不在同一平面内,观察有无反射光的径迹。
(3)记录光路。具体操作是在纸板上画出入射光和反射光的径迹,以分析反射角随入射角的变化而变化的情况。
7.观察光路是否可逆:沿原反射光路径逆向照射平面镜,观察反射光。
8.当光垂直于镜面入射时,入射角为零,此时有反射光线,但反射角也为零,反射光线与入射光线在一条直线上。
典型分析1在探究光反射的规律时,小李进行了图甲所示的实验。
甲
(1)实验前,应将纸板________放置于平面镜上,移动激光笔,让光束贴着纸板入射,目的是________________________。
(2)使用可以旋转的硬纸板,目的是探究________________。
(3)使入射光束绕入射点O沿逆时针转动,可观察到反射光束沿________时针方向转动。
垂直
在纸板上呈现光路
反射光线、入射光线与法线是否在同一平面上
顺
(4)若将一束光贴着纸板F沿BO射向O点,光将沿图中OA的方向射出,说明______________________________。
(5)下表是小李通过实验测得的数据,分析数据可得到的结论是在反射现象中________________________;要使结论具有普遍性,接下来应进行的操作是________________,多次实验。
乙
实验次数 入射角 反射角
1 30° 30°
在光的反射中,光路是可逆的
反射角等于入射角
改变入射角度
解析:(1)在光的反射现象中,法线与平面镜垂直,所以我们需要把纸板垂直放置于平面镜上,这样我们才能将NO当作法线。让光束贴着纸板入射,因纸板是粗糙的,所以光会在纸板上发生漫反射,使得各个方向的同学都可以观察到光路,有利于我们观察实验现象。
(2)使用可以旋转的硬纸板,通过旋转纸板F判断三者是否处于同一平面。
(3)在光的反射现象中,反射光线与入射光线关于法线对称,所以使入射光束绕入射点O沿逆时针转动,可观察到反射光束沿顺时针方向转动。
(4)将一束光贴着纸板F沿BO射向O点,光将沿图中OA的方向射出,说明在光的反射现象中,光路是可逆的。
(5)由表中数据可以看出,反射角等于入射角。但是只有一组数据,得出的结论不具有普遍性。为使结论更加普遍,我们应改变入射角度,记录多组数据,然后进行分析。
专题归纳二 探究平面镜成像规律的实验
1.选用两支完全相同的蜡烛:便于确定像与物的大小关系。
2.选用玻璃板而不选平面镜的原因:便于确定像的位置。
3.选薄的玻璃板:玻璃板的前后两个表面都会成像,玻璃板较薄时所成的像几乎重合,便于测量像距;通过玻璃板观察到两个像,原因可能是玻璃板太厚,前后两个面各成一个像。
4.玻璃板要与水平桌面垂直放置,确保成像在水平桌面上;蜡烛B始终不能与像重合,原因可能是玻璃板没有垂直于白纸放置。
5.要在较暗的环境中进行实验,使实验现象更明显。
6.判断像的大小和位置的方法:移动玻璃板后的蜡烛B,使其与蜡烛A的像完全重合,蜡烛B的位置和大小就是蜡烛A的像的位置和大小。
7.改变蜡烛A的位置,多次实验的目的:使实验结论具有普遍性。
8.观察像时眼睛的位置:
(1)探究像与物的大小关系时,眼睛应该从点燃蜡烛的同侧透过玻璃板观察。
(2)探究像的虚实时,眼睛应该从光屏的同侧直接观察光屏。
典型分析2如图所示,小明看到国家大剧院和它的倒影相映成趣,宛如一个巨大的蛋壳。于是他找来一些器材和同学们一起探究平面镜成像特点,所用的实验器材有玻璃板、支架、两支完全相同的蜡烛、刻度尺等。
(1)为了便于观察,该实验最好在________(选填“较亮”或“较暗”)的环境中进行;用玻璃板代替平面镜,利用了玻璃板透明的特点,便于确定________的位置。
较暗
像
(2)如图乙所示,将玻璃板垂直于水平桌面放置,将点燃的蜡烛A放在玻璃板前,小明拿未点燃的蜡烛B在玻璃板后移动,按照图中方式______(选填“①”或“②”)观察,发现蜡烛B可以与蜡烛A的像完全重合,多次改变蜡烛A到玻璃板的距离,移动玻璃板后的蜡烛B,发现B总能与A的像完全重合,说明平面镜成像的大小与物体到镜面的距离________(选填“有关”或“无关”)。
①
无关
(3)移去蜡烛B并在其位置上放一光屏,发现光屏上不能接收到蜡烛A的像,这表明平面镜所成的像是________(选填“虚”或“实”)像。
(4)本实验多次改变蜡烛A的位置,得到多组数据的目的是____(选填序号)。
A.多次测量取平均值减小误差
B.避免实验的偶然性,得到普遍规律
(5)如图丙所示,在实验过程中,如果把玻璃板沿CD方向向右移动,可以观察到像________(选填“向右”“向左”或“不”)移动。
虚
B
不
解析:(1)在比较明亮的环境中,很多物体都在反射光,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,进入人眼的光线最多,感觉蜡烛的像最亮,所以最好在较黑暗的环境中进行实验;
使用透明的玻璃板,可以观察到玻璃板的另一侧蜡烛的像,因此便于确定像的位置。
(2)由于平面镜成像的原理是光的反射,所以应该在①处观察,直到蜡烛B可以与蜡烛A的像完全重合;
多次改变蜡烛A到玻璃板面的距离,移动玻璃板后的蜡烛B,发现B总能与A的像完全重合,说明平面镜成像的大小与物体到玻璃板面的距离无关。
(3)移去蜡烛B并在其位置上放一光屏,发现光屏上不能接收到蜡烛A的像,这表明平面镜所成的像是虚像。
(4)根据一次实验得出的结论有偶然性,本实验多次改变蜡烛A的位置,得到多组数据的目的是避免实验的偶然性,得到普遍规律,故选B。
(5)玻璃板沿CD移动时,蜡烛A的物距不变,像距也不变,像和物体位置关于玻璃板对称,像还在原来位置,所以像相对于蜡烛A不动。
专题归纳三 光现象的应用
三种典型的光现象
光现象 定义 传播介质 传播方向 举例
光的直 线传播 光在同种均匀介质中沿直线传播 同种均 匀介质 不变 ①一叶障目;②坐井观天;
③影子;④日食;⑤激光准直
光的反射 光射到物体表面被反射回去的现象 同种介质 改变 ①镜花水月;②看见不发光的物体;③汽车后视镜;④自行车尾灯
光的折射 光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生偏折的现象 同种密度不 均匀的介质 或两种介质 垂直时不变; 斜射时改变 ①海市蜃楼;②潭清疑水浅;③铅笔水中“折断”;④凸透镜成像(下一章学习)
典型分析3(2023·四川眉山中考)皮影戏是一种民间戏剧,已成为国家非物质文化遗产,用灯光照射兽皮或纸板做成的“人物”,屏幕上便出现影子。下列现象中,与皮影戏原理相同的是(　　)
C
解析:皮影戏原理是光的直线传播。倒影的原理是光的反射,故A错误。空中的彩虹和“弯折”的筷子的原理是光的折射,故B、D错误。古代的日晷的原理是光的直线传播,故C正确。
探究学习活动
典型分析4阅读短文,回答问题:
激光是20世纪的重大发明,被称为“最快的刀”“最准的尺”和“最奇异的光”。激光单色性好,是一种颜色单纯的光,激光器发出的光通过三棱镜后不会被分解成不同颜色的光。激光具有很强的能量,能在直径几百纳米的范围内产生几百万摄氏度的高温。在工业上,激光刀可以切割坚硬的材料,对切割部位进行局部照射几秒钟便能切割好。激光刀还是外科医生的好帮手,用它做手术没有丝毫机械撞击,而且又快又精准,大大减轻了病人的痛苦。激光的方向性强,测距精度高,科学家可以利用激光测出月球和地球的距离,在月球上安放激光反射器,从地球向月球发射一束激光,激光反射器可将激光原路反射回地球,来回所用的时间是2.56 s。
(1)激光________(选填“一定”“一定不”或“可能”)是白光。
(2)激光刀在切割坚硬的物体时,物体所发生的物态变化是______________ (答一种即可),此过程需要________热量。
(3)月球与地球间的距离是___________km。
(4)我们学过的光线是物理学中的一种模型,在建立这个模型时,我们考虑了光的______________等主要因素,忽略了光的___________等次要因素。
一定不
熔化(或升华)
吸收
3.84×105
传播路径和方向
亮度和颜色
解析:(1)因为白光通过三棱镜后会被分成不同颜色的光,激光是一种颜色单纯的光,激光器发出的光通过三棱镜后不会被分成不同颜色的光,所以激光一定不是白光。
(2)激光刀在切割坚硬或柔软的材料时,材料所发生的物态变化可能是熔化(或升华),熔化(或升华)都需要吸收热量。
(3)由 可得,光由地球传到月球再回到地球的总路程
s=vt=3×108 m/s×2.56 s= 7.68×108 m,
地月间的距离为
(4)光线是物理学中的一种模型,在建立这个模型时,我们考虑了光的传播路径和方向等主要因素,忽略了光的亮度和颜色等次要因素。
本课结束

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