14 光学复习Word下载.docx

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光的色散．

专题：

光的传播和反射、平面镜成像；

光的折射、光的色散．

分析：

在分析几个实例时，要注意区分是光的直线传播、光的反射还是光的折射．

光在自然界中存在三种光现象：

光在同种均匀物质中沿直线传播，在日常生活中，激光准直、小孔成像和影子的形成等都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的；

当光照射到物体界面上时，有一部分光被反射回来发生反射现象，例如：

平面镜成像、水中倒影等；

当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向的会偏折，发生折射现象，如：

看水里的鱼比实际位置浅等．

解答：

解：

A、阳光透过树叶间的缝隙射到地面上，形成圆形光斑，是由于光的直线传播，成的是实像，故错误；

B、游泳池注水后，看上去好像变浅了是由于光的折射产生的，故错误；

C、在平静的湖面上可以看到蓝天白云是由于光的反射形成的，故错误；

D、太阳光经过三棱镜后可以产生彩色光带是光的色散现象；

正确；

故选D．

【例3】★

（2014•广西）下列四种现象中，由光的直线传播形成的是（　　）

大象在水中的倒影

太阳光经三棱镜后分解成各种色光

钢勺在水面处“折断”

墙上的手影

光在均匀介质中直线传播．

光的传播和反射、平面镜成像．

（1）光在同种均匀物质中沿直线传播，在日常生活中，激光准直、小孔成像和影子的形成等都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的；

（2）当光照射到物体界面上时，有一部分光被反射回来，例如：

（3）当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向的会偏折，发生折射现象，如：

A、大象在水中倒影，是水面成像，属于光的反射现象；

B、太阳光三棱镜分解各种色光，是光的色散现象，属于光的折射；

C、钢勺在水面处“折断”，是光的折射现象；

D、墙上的手影，是光的直线传播形成的．

【例4】★★★

（2014•北京）实验桌上有如图所示的实验装置（其中的透明玻璃为平面镜），还提供了一把刻度尺和相同大小的中国象棋棋子18个，9个为红色，9个为绿色．小军计划用这些器材探究“物体在平面镜中所成像的大小与物体大小的关系”．

小军的主要实验步骤如下：

①将两个叠放的红棋子作为物体放在平面镜前面的白纸上，在平面镜后面改变两个叠放的绿棋子的位置，使得从不同角度观察，两个绿棋子与物体的像均完全重合，并记录实验数据．

②改变物体（两个叠放的红棋子）到平面镜的距离，在平面镜后面改变两个叠放的绿棋子的位置，使得从不同角度观察，两个绿棋子与物体的像均完全重合，并记录实验数据．

③再改变四次物体（两个叠放的红棋子）到平面镜的距离，仿照步骤②，做四次实验．

请根据以上叙述回答下列问题：

（1）小军计划探究的问题中的自变量是_________；

（2）根据以上实验步骤可知，小军实际探究的是物体在平面镜中所成像的大小与____________________的关系；

（3）针对小军计划探究的问题，在实验步骤②中，应改变_____________．

平面镜成像的特点、原理、现象及其实验方案．

探究型实验综合题．

研究平面镜成像特点的实验中，两枚棋子大小相同，后面的两枚棋子又和前面两枚棋子的像完全重合，这样后面这两枚棋子的位置就是前面两枚棋子的像的位置，同时证明了像与物大小相同．

为了得出普遍规律，要换用不同大小的棋子再次实验．

（1）小军计划用这些器材探究“物体在平面镜中所成像的大小与物体大小的关系”．

故小军计划探究的问题中的自变量是物体大小；

（2）根据以上实验步骤可知，小军改变物体（两个叠放的红棋子）到平面镜的距离再次试验，所以实际探究的是物体在平面镜中所成像的大小与物体到平面镜的距离的关系；

（3）针对小军计划探究的问题，在实验步骤②中，应改变物体大小；

故答案为：

（1）物体大小；

（2）物体到平面镜的距离；

（3）物体大小．

【例5】★★★★

晚上，在桌面上铺一张白纸，把一块小平面镜平放在纸上，让手电筒的光正对着平面镜照射，如图所示，从侧面看去，是（　　）

白纸和平面镜都较亮

白纸和平面镜都较暗

白纸被照亮而平面镜较暗

平面镜被照亮而白纸较暗

镜面反射和漫反射的异同点．

比较思想．

（1）人看物体的条件：

物体发出的光线或反射的光线进入人的眼睛．

（2）平行光线射向平滑的反射面，反射光线平行射出；

平行光线射向粗糙的反射面，反射光线射向四面八方．

如图，当手电筒垂直照射白纸和平面镜，平面镜发生镜面反射，反射光线垂直反射，从侧面看时，几乎没有光线进入人眼，人眼感觉平面镜是暗的；

光线垂直照射到白纸上，白纸表面是粗糙的，发生漫反射，反射光线射向四面八方，从侧面看时，有光线进入人眼，人眼感觉白纸是亮的．

故选C．

【例6】★★

对日常生活中光现象的认识，观点正确的是（　　）

红外夜视仪利用紫外线工作

平面镜成正立等大的实像

近视眼配戴凸透镜矫正视力

照相机的镜头都相当于凸透镜

红外线；

平面镜成像的特点、原理、现象及其实验方案；

凸透镜成像的应用；

近视眼的成因与矫正办法．

光的折射、光的色散；

透镜及其应用．

（1）利用红外线可以制成红外线夜视仪、遥控器等；

（2）平面镜成的是正立、等大的虚像；

（3）近视眼看物体时，像成在视网膜的前方，所以应该佩戴凹透镜来矫正视力；

（4）物体在凸透镜的二倍焦距以外时，成倒立、缩小的实像，照相机就是根据此原理制成的．

A、红外夜视仪利用红外线工作的，故A错误；

B、平面镜成正立等大的虚像，故B错误；

C、近视眼配戴凹透镜矫正视力，故C错误；

D、照相机的镜头相当于凸透镜，正确．

【例7】★★★

如图为挂钟在平面镜中的像，此时的时间是（　　）

1：

55

2：

05

11：

10

10：

平面镜的应用．

应用题；

眼睛在平面镜中看到钟表的像，钟表的实际时间可以有四种方法进行判断：

（1）把试卷翻过来对着光看，看到钟表的实际情况．

（2）根据平面镜成像特点作图找到钟表的实际情况．

（3）12：

00﹣平面镜中看到的时间=钟表的实际时间．

（4）从12：

00开始，逆时针按照1、2、3、4…12，读出实际时间．

（1）把试卷翻过来，可以看到钟表的实际时间是10：

05．

（2）根据平面镜成像特点作图，根据对称性作出物体的位置．如图．读出钟表上正确的时间是10：

（3）钟表在平面镜中成像，平面镜内的时间是1：

55，12：

00﹣1：

55=10：

05，所以钟表上正确的时间是10：

00开始，逆时针按照1、2、3、4…12读出实际时间是10：

【例8】★★★★

（2013•宁波）如图所示，水槽的右壁竖直放着一面平面镜．无水时，射灯从S点发出的光经平面镜反射后，左壁上会出现一个光点P．往水槽内加水，当水面处于a，b，c，d四个位置时，左壁上分别出现Pa，Pb，Pc，Pd四个光点（不考虑水面对光的反射）．则四个光点在左壁上的排列从下往上依次为（　　）

Pa，Pb，Pc，Pd

Pd，Pc，Pb，Pa

Pc，Pd，Pa，Pb

Pb，Pa，Pd，Pc

光的折射现象及其应用．

根据光的折射定律和光的反射定律分别作出往水槽内加水，当水面处于a，b，c，d四个位置时，左壁上分别出现Pa，Pb，Pc，Pd四个光点即可做出选择．

往水槽内加水，当水面处于a时，光线经水面发生折射，此时折射角大于入射角，当折射光线射到右壁上，再发生反射，射到左壁的Pa点上，同理，当水面处于b时，光线经水面发生折射，此时折射角大于入射角，当折射光线射到右壁上，再发生反射，射到左壁的Pb点上，当光c、d两点时，先发生反射，再发生折射，射到左壁的Pc，Pd上，如下图所示：

故选A．

【例9】★★★★

在没有任何其他光照的情况下，舞台追光灯发出的红光照在穿绿上衣、白裙子的演员身上，观众看到（　　）

全身呈红色

上衣呈绿色，裙子呈红色

上衣呈紫色，裙子呈红色

上衣呈黑色，裙子呈红色

物体的颜色．

不透明物体的颜色是由它反射的色光所决定的，不透明物体只反射与它颜色相同的色光，吸收与它颜色不同的色光；

白色物体可以反射所有颜色的光，不吸收任何颜色的光．

舞台追光灯发出的是红光，绿上衣只能反射绿光，不能反射红光，红光照在绿上衣上被吸收，观众看到上衣是黑色的．白裙子能够反射红光，反射的红光进入观众的眼中，观众看到裙子就是红色的．

【例10】★★★

（2014•玉林）某同学利用如图所示的器材做实验．先用焦距为l0cm的透镜甲进行实验，在光屏上得到清晰缩小的实像．接下来他改用焦距为20cm的透镜乙继续实验，若不改变发光体和凸透镜的位置，要在光屏上成清晰的像，调节光屏的方法及光屏上像的变化情况正确的是（　　）

光屏靠近透镜移动，像变大

光屏靠近透镜移动，像变小

光屏远离透镜移动，像变大

光屏远离透镜移动，像变小

凸透镜成像的应用．

首先根据题意“先用焦距为10cm的透镜甲进行实验，在屛上得到清晰缩小的实像”可确定物距与焦距的关系，然后再根据凸透镜成实像时，物距与像距的关系来确定调节光屏的方法．

由“先用焦距为10cm的透镜甲进行实验，在屛上得到清晰缩小的实像”可知，此时u＞2f；

当改用焦距为20cm的透镜乙继续实验，不改变发光体和凸透镜的位置，则相当于减小了物距，因此需增大像距，即要在光屏上成清晰的像，光屏应向远离透镜的方向移动，像变大．

【例11】★★

（2014•通辽）在探究凸透镜成像规律的实验中，当烛焰、凸透镜、光屏处于如图位置时，恰能在光屏上得到一个清晰的像．利用这一成像原理可以制成（　　）

投影仪

照相机

放大镜

潜望镜

当u＞2f时，成倒立、缩小的实像．照相机就是根据这个原理制成的．

由图知，物距大于像距，所以此时成倒立、缩小的实像，照相机都是根据这个原理制成的．

故选B．

【例12】★★★

（2014•东营）全国中学生体质健康调研表明：

中学生近视发生率急剧上升，且低龄化，甲、乙两眼睛的成像示意图如图，下列判断正确的是（　　）

甲是近视眼，应配戴凸透镜制成的眼镜矫正

甲是近视眼，应配戴凹透镜制成的眼镜矫正

乙是近视眼，应配戴凸透镜制成的眼镜矫正

乙是近视眼，应配戴凹透镜制成的眼镜矫正

根据近视眼的成因及矫正分析．

近视眼是由于像成在了视网膜的前方，近视要用凹透镜来矫正．

【例13】★★★★

（2014•资阳模拟）某同学在做透镜成像的实验时，将一支点燃的蜡烛放在距离透镜20cm的地方，当它向透镜移动时，其倒立的像移动速度大于蜡烛移动速度，则可判断此透镜（　　）

是凸透镜，焦距为20cm

是凸透镜，焦距可能为15cm

是凹透镜，焦距为20cm

是凹透镜，焦距可能为15cm

凸透镜成像规律及其探究实验．

（1）凸透镜可以成倒立的像，也可以成正立的像．凹透镜成正立的像．

（2）凸透镜成像时，当物体在凸透镜的二倍焦距以外时，物体移动速度大于像的移动速度；

当物体在凸透镜一倍焦距和二倍焦距之间时，物体移动速度小于像的移动速度．

根据物距和焦距的关系，判断凸透镜的焦距取值范围．

（1）蜡烛经透镜成倒立的像，说明此透镜一定是凸透镜．

（2）蜡烛放在距离透镜20cm的地方，当它向透镜移动时，其倒立的像移动速度大于蜡烛移动速度，说明蜡烛在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，所以2f＞20cm＞f，所以20cm＞f＞10cm．

【例14】★★★

某同学将点燃的蜡烛放在距透镜25cm处时，在光屏上得到一个缩小的像；

当蜡烛距透镜16cm时，在光屏上得到一个放大的像．这个凸透镜的焦距可能是（　　）

20cm

15cm

10cm

5cm

应用题．

根据凸透镜成像特点，建立不等式后求解．当u＜f时，成正立放大的虚像；

当f＜u＜2f时成倒立放大的实像，当u＞2f时，成倒立缩小的实像．

由题意“蜡烛放在距凸透镜25cm处时，在光屏上得到一个缩小的像”得：

25cm＞2f；

由“当蜡烛距透镜16cm时，在光屏上得到一个放大的像”得2f＞16cm＞f，

所以

解得8cm＜f＜12.5cm，

所以选项中满足题意的只有一个10cm．

【拓展题】

下列有关光学现象的说法中，不正确的是（　　）

物体经过一个凸透镜所成的实像是倒立的

光照到穿衣镜的镜面上和镜框上发生的反射都遵循光的反射定律

我们看到的海市蜃楼现象是由于光在均匀介质中沿直线传播形成的

人站在竖直放置的平面镜前1m处，镜中的像到平面镜的距离也是1m

凸透镜成像规律及其探究实验；

镜面反射；

漫反射；

解析：

A、凸透镜成的实像都是倒立的．不符合题意．

B、光照到穿衣镜的镜面上发生镜面反射，光照到镜框上发生漫反射，镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律．不符合题意．

C、光在均匀介质中沿直线传播，空气的不均匀造成光的传播路线发生改变，形成海市蜃楼．符合题意．

D、物体在平面镜中成虚像，物像到平面镜的距离是相等的．人站在竖直放置的平面镜前1m处，镜中的像到平面镜的距离也是1m．不符合题意．

（2014•包头）同学们利用玻璃板，两只完全相同的蜡烛a、b，水平桌面等器材进行“探究平面镜成像特点”的实验．

（1）他们发现实验桌上放有2mm厚的玻璃板A，5mm厚的玻璃板B．为了减小误差，实验时，应选择_______玻璃板作为实验器材．

（2）如图所示，把点燃的蜡烛a放置在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像，如果将蜡烛a远离玻璃板移动，它所成像的大小将________．

（3）在某次实验中，把蜡烛a放到玻璃板前，在玻璃板后的桌面上无论怎样移动蜡烛b，都无法让它与蜡烛a的像完全重合，其原因可能是_____________________________．

（1）A；

（2）不变；

（3）玻璃板和桌面没有垂直放置

（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，影响到实验效果，所以应选用薄玻璃板，用2mm厚的．

（2）平面镜成像大小跟物体大小有关，与物体到平面镜的距离无关，将蜡烛a远离玻璃板移动，像的大小不会变化．

（3）用另一个完全相同的蜡烛B在玻璃板后的纸面上来回移动，发现无法让它与蜡烛A的像完全重合，可能是因为玻璃板和桌面没有垂直放置．

（2013•阜新）小丽同学把一个凸透镜正对着太阳光，在距离凸透镜20cm处得到一个最小最亮的光斑．若她用此来观察地图上较小的字，则凸透镜到地图的距离应（　　）

小于20cm

大于20cm小于40cm

等于40cm

大于40cm

A

主光轴、光心、焦点和焦距．

把一个凸透镜正对着太阳光，平行的太阳光平行于主光轴，经凸透镜折射后会聚在主光轴上最小最亮的点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是20cm，用做放大镜使用时，物距小于焦距20cm．

为了比较甲、乙两个凸透镜焦距的大小，小明先后用这两个凸透镜做成像实验．他使烛焰、透镜和光屏三者的中心在同一水平直线上，且使两个凸透镜与光屏间的距离均为20cm．实验时发现：

烛焰经凸透镜甲折射后在光屏上所成的是一个清晰缩小的像，烛焰经凸透镜乙折射后在光屏上所成的是一个清晰放大的像．由此可以判断：

凸透镜_______的焦距较大．

甲

由题意知，v=20cm．

烛焰经凸透镜甲折射后在光屏上所成的是一个清晰缩小的像，所以此时物距大于2f，而像距处于f和2f之间．

所以f＜20cm＜2f，所以10cm＜f＜20cm．

而烛焰经凸透镜乙折射后在光屏上所成的是一个清晰放大的像，所以物距处于f和2f之间，像距大于2f．

所以20cm＞2f，所以f＜10cm．所以凸透镜甲的焦距较大．

甲．

如图所示，一点光源位于凸透镜的主轴上，凸透镜位置固定．当点光源位于A点时，它的像在B点；

当点光源位于B点时，它的像在C点．则凸透镜位于（　　）

A的左侧

AB之间

BC之间

C的右侧

A、如图1，当凸透镜在A的左侧时，当物体在A点时，物距小于焦距，像在B点．当物体在B点时，物距小于像距，像在C点，两次成的虚像，物距都小于像距，并且物距增大，像距也增大．符合题意．

B、如图2，当凸透镜在AB之间时，物像在凸透镜的两侧成实像，如果物体在A点，像在B点，根据光路是可逆的，物体在B点，像一定在A点．不符合题意．

C、如图3，当凸透镜在BC之间时，当物体放在A点，像在B点，物像在凸透镜的同侧成虚像，物距大于像距．不符合题意．

D、如图4，当凸透镜在C点右侧时，当物体放在A点，像在B点，物像在凸透镜的同侧成虚像，物距大于像距．当物体放在B点，像在C点，物像在凸透镜的同侧成虚像，物距大于像距．不符合题意．