光现象复习讲解教师版.docx

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光现象复习讲解教师版

光现象（复习讲解）

【学习目标】

1．知道光的直线传播的条件、现象、应用；

2．知道光的反射定律，能利用光的反射定律解决有关问题；

3．了解平面镜成像的特点、像的性质，能利用平面镜成像特点作图；

4．知道光的折射规律，能利用光的折射规律解决有关问题，解释一些现象；

5．理解光的反射和光的折射中，光路的可逆性；

6．了解光的色散，知道物体的颜色。

【知识网络】

【要点梳理】

【要点一】光的直线传播

1、光的传播：

在均匀介质中沿直线传播。

（影子、日食、小孔成像等）

2、光的传播速度：

真空中的光速是宇宙中最快的速度，c=2.99792×108m/s，计算中取c=3×108m/s。

（光在水中的速度是真空中的3/4，在玻璃中的速度是真空中的2/3）

【要点诠释】

1、光线：

为了表示光的传播方向，我们用一根带箭头的直线表示光的径迹和方向，这样的直线叫光线。

2、光年：

（距离单位）光在1年内传播的距离。

1光年=9.4608×1012km。

【要点二】光的反射

1、光的反射：

光射到介质的表面，被反射回原介质的现象。

2、光的反射定律：

（1）在光的反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一个平面内；

（2）反射光线、入射光线分居在法线的两侧；

（3）反射角等于入射角；

3、镜面反射：

入射光线平行，反射光线也平行，其他方向没有反射光。

（如：

平静的水面、抛光的金属面、平面镜）

4、漫反射：

由于物体的表面凹凸不平，凹凸不平的表面会把光线向四面八方反射。

（我们能从不同角度看到本身不发光的物体，是因为光在物体的表面发生漫反射）

【要点诠释】

1、当光线垂直入射时，光沿原路返回。

2、镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律。

3、反射现象中光路是可逆的。

【要点三】平面镜成像：

1、平面镜成像的特点：

（1）成的像是正立的虚像；　　　　　　　　　

（2）像和物的大小相等；　

（3）像和物的连线与镜面垂直，像和物到镜面的距离相等。

2、平面镜对光线的作用：

（1）成像；　

（2）改变光的传播方向。

（对光线既不会聚也不发散，只改变光线的传播方向）

3、平面镜的应用：

（1）水中的倒影；　

（2）平面镜成像；　（3）潜望镜。

4、球面镜：

（1）凸面镜：

对光线起发散作用。

（应用：

机动车后视镜、街头拐弯处的反光镜）

（2）凹面镜：

对光线起会聚作用，平行光射向凹面镜会会聚于焦点；焦点发出的光平行射出。

（应用：

太阳灶、手电筒反射面、天文望远镜）

【要点诠释】

1、平面镜所成的像与物是以镜面为轴的对称图形。

2、实像与虚像的区别：

实像是实际光线会聚而成的，可以用屏接到，当然也能用眼看到，都是倒立的。

虚像不是由实际光线会聚成的，而是实际光线的反射光线或折射光线的反向延长线相交而成的，只能用眼看到，不能用屏接收，都是正立的。

【要点四】光的折射

1、光的折射：

光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫光的折射。

2、光的折射规律：

折射光线与入射光线、法线在同一平面上，折射光线和入射光线分居法线两侧。

光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角（折射光线向法线偏折）；光从水或其他介质斜射入空气时，折射角大于入射角；入射角增大时，折射角也随着增大；当光线垂直射向介质表面时，传播方向不变。

【要点诠释】

1、光的折射与光的反射都是发生在两种介质的交界处，反射光返回原介质中，而折射光则进入到另一种介质中，由于光在两种不同的介质里传播速度不同，故在两种介质的交界处传播方向发生变化，这就是光的折射。

2、在两种介质的交界处，既能发生折射，同时也能发生反射。

3、光的折射规律分三点：

（1）三线一面；　

（2）两线分居；

（3）两角关系分三种情况：

①入射光线垂直界面入射时，折射角等于入射角等于0°；

②光从空气斜射入水等介质中时，折射角小于入射角；

③光从水等介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。

4、在光的折射中光路是可逆的。

【要点五】光的色散

1、色散：

牛顿用三棱镜把太阳光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的现象。

（雨后彩虹是光的色散现象）

2、色光的三原色：

红、绿、蓝。

（三种色光按不同比例混合可以产生各种颜色的光）

3、物体的颜色：

（1）透明物体的颜色是由通过的色光决定，通过什么色光，呈现什么颜色。

（2）不透明的物体的颜色是由它反射的色光决定的，反射什么颜色的光，呈现什么颜色。

【基础典型例题】

【类型一】基础知识的综合应用

1．下列现象中，由于光的折射形成的是（　　）

【答案】C

【解析】立竿见影是影子，影子是光沿直线传播形成的，A不符合题意；拱桥在水面的倒影，是平面镜成像现象，属于光的反射，B不符合题意；水中的树枝好像折断了，属于光的折射现象，C符合题意；日食，是由当月亮位于地球和太阳的中间时，太阳射向地球的光线被月亮挡住了而形成的，其成因是光的直线传播，D不合题意。

【总结升华】此题主要考查身边常见的光现象，对于生活中的由于光的直线传播、光的反射和折射形成的现象应当了解和掌握，属于基础题。

【举一反三】

【变式】如图所示现象中，由于光的直线传播形成的是（　　）

【答案】A

2．下列有关光现象的说法，正确的是（　　）

A．岸边景物在水中的倒影是光折射形成的

B．电影幕布选用粗糙的布料，目的是让光发生漫反射

C．路边电线杆在地面上的影子是光反射形成的

D．红色的牡丹花由于只吸收红光，反射其它色光，所以它看起来是红色的

【答案】B

【解析】平静的水面上有岸边景物的倒影，是由于岸边景物在水面上成的像，是平面镜成像，属于光的反射现象，故A错；放映电影的银幕用粗糙的幕布，为了使光射到粗糙的幕布上时发生漫反射，以便观众从各个方向都能看到银幕上的像，故B正确；影子是光的直线传播形成的，故C错；红色物体吸收其它所有颜色的光只反射红光，红光反射到我们眼睛，所以我们看到牡丹花是红色的，故D错。

【总结升华】题目考查了光的反射、光的直线传播、物体的颜色，考查内容比较多，但是题目难度不大。

【举一反三】

【变式】下列说法中正确的是（）

A.我们看到平面镜中的像，是像发出的光线进入了人眼的缘故

B.平面镜所成的虚像，实际上是发光物体发出的光线或物体反射出的光线，经平面镜反射后，反射光线反向延长线的交点

C.我们看到树木在水中的倒影，实际上是与平面镜成像的道理相同

D.站在平面镜前的人逐渐远离平面镜时，他的像逐渐变小

【答案】BC

【类型二】光的反射与平面镜成像

3.如图所示，小明站在竖直玻璃板前2m处，他看到玻璃板后自己的像是像（选填“实”或“虚”），假如在玻璃板后1m处放上一个与玻璃板等大的黑色挡板，该同学（选填“能”或“不能”）再次看到玻璃板后自己的像。

【答案】虚；能

【解析】图中玻璃板替代了平面镜，因为平面镜所成的像是虚像，所以小明看到玻璃板后自己的像是虚像。

因为平面镜成像是由于光的反射形成的，不是实际光线形成，镜面后方是没有实际光线的，成的虚像，所以在玻璃板后1m处放上一个与玻璃板等大的黑色挡板，该同学仍能再次看到玻璃板后自己的像。

【总结升华】题目考查了平面镜成像的特点和平面镜成像原理。

【举一反三】

【变式】小明将手指紧贴在镜面上时，发现镜中手指的像距手指为8cm，那么平面镜的厚度为cm。

【答案】4

【类型三】光的折射作图

4．如图所示，光沿CO射向半圆形玻璃砖的圆心O，请在图中作出光线分别透过平直界面AOB和圆弧形界面AMB时的光路图。

【答案与解析】光线从空气斜射入玻璃砖时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角，据此作出第一条折射光线；折射光线从玻璃砖射入空气中时，由于此光线是由圆心O射出，当经过第二个折射面时，正好与该入射点处的切线垂直，因此第二次折射光线的传播方向不变，如图所示：

【总结升华】此题主要考查光的折射定律，关于光斜射入两种不同介质的分界面处时，分清折射角和入射角的大小，是解答此题的关键所在，还要注意当光线垂直射向两种介质的界面上时，传播方向不改变。

【举一反三】

【变式】如图所示，一束光从直角三角形玻璃砖AB面垂直射入，并从玻璃砖AC面射出。

请画出该过程的光路图。

【答案与解析】光从空气垂直入射到玻璃界面上，传播方向不变，当光从玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角，折射光线将远离法线。

在作图时，注意先做出法线。

故答案为：

【类型四】综合应用

5．一点光源S经平面镜M成象于S′，人眼位于P点可以观察到S′，今在S、M间放一不太大的遮光板N，如图所示，则（　　）

A．S不能在M中成象S′B．人眼观察到的象S′的亮度不变

C．人眼不能观察到象S′D．人眼观察到的象S′的亮度变暗

【答案】B

【解析】在S、M之间放一不太大的遮光板N，点光源S发的光仍能射到镜面上，只是比不放遮光板N要少，因此S仍能在平面镜M中成像。

因人眼在P点，放不放遮光板，经镜面反射进入人眼的光线不变，故人眼观察到像的亮度将不变。

【总结升华】题目考查了光的反射与平面镜成像的特点。

物体发出的光，只要能到达平面镜，就能在平面镜中成像，像与物的连线与镜面垂直，像到镜面的距离和物到平面镜的距离相等。

要确定能看到像的位置，哪里有反射光线，哪里就能看到像。

【类型五】实验探究

6．如图所示是小明同学探究反射定律的实验装置。

平面镜M平放在平板上，白色硬纸板竖立在镜面上，硬纸板是由E、F两块粘接起来的，其中F可绕接缝ON转动。

（1）探究过程中，你认为最为困难也最为关键的是什么？

（2）硬纸板F的主要作用是什么？

【答案与解析】

（1）在探究过程中，比较困难的是观察与记录反射光线与入射光线的位置；

（2）硬纸板F的主要作用是：

①呈现反射光线，②验证反射光线与入射光线及法线在同一平面内。

【总结升华】本实验主要研究的是两角关系和三线关系，比较难操作的是确定入射光线和反射光线的位置；从实验需要观察光的传播路径和探究入射光线、反射光线和法线的关系进行分析。

【举一反三】

【变式】小明用如图所示的实验装置，探究反射光线与入射光线是否在同一平面内，应进行的操作是（　　）

A．沿ON向后转动板AB．沿ON向后转动板B

C．改变入射光线与ON的夹角D．改变反射光线与ON的夹角

【答案】B

【提高典型例题】

【类型一】基础知识的综合应用

1．如图所示的四种现象中，属于光的反射现象的是（　　）

【答案】C

【解析】白光通过三棱镜，由于七色光的折射率不同，因此通过三棱镜将其分解为七种颜色的色光，属于折射现象，A选项不符合题意；从水中铅笔上反射的光从水中斜射入空气中时，发生折射，折射光线远离法线，当人逆着折射光线的方向看时，看到的是铅笔的虚像，比实际位置偏高，所以感觉折断了，B选项不符合题意；水面上山的“倒影”，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，C符合题意；手影是影子，影子的形成说明光是沿直线传播的，由于光的直线传播，被物体挡住后，物体后面就会呈现出阴影区域，就是影子，D选项不符合题意。

【总结升华】题目主要考察了常见的光现象，光的直线传播、光的反射、光的折射。

光的直线传播形成的现象包括：

小孔成像，影子的形成，日、月食的形成等；光遇到物体表面会发生反射：

平面镜成像就是光的反射形成的；光从一种介质斜射入另一种介质时，光的传播方向会发生偏折：

钢笔错位、筷子变折、海市蜃楼。

【举一反三】

【变式】下列有关光现象的说法中，正确的是（　　）

A．小孔成像是由于光沿直线传播形成的

B．岸边景物在水中形成倒影，属于光的折射现象

C．斜插入水中的筷子好像在水面处折断，属于光的反射现象

D．能从不同方向看见不发光的物体，是因为光在其表面发生了镜面反射

【答案】A

【类型二】光的反射与平面镜成像

2．如图所示，用手电筒对着平面镜中的像照射时，观察到的像比原来亮多了，其原因是（）

A．光射到像上，所以会变亮B．光反射到物上，物变亮，所以像也变亮

C．镜子比原来亮，所以像也变亮D．有光照射，更便于观察，所以觉得像变亮了

【答案】B

【解析】因为当手电筒对着像照射时，反射光线刚好射到物体上，使物体反射出去的光线增多，因此物体变亮，像随之也变亮。

【总结升华】题目考查了光的反射和平面镜成像。

空间的亮、暗与像的亮暗无关，只有物体变亮，物体才能反射更多的光线，使像变亮。

【举一反三】

【变式】当夜幕降临之后，如果我们想在室内通过玻璃门窗看清室外的景物，常常是关掉室内的灯，而在室外看室内的景物时，则不必如此。

这是为什么？

【答案】当有强光和弱光同时进入人的眼睛时，人感觉到的是强光。

当室内亮灯时，屋内光线较亮，室内物体反射光线射到玻璃上成像，人看到的是屋内物体所成的像。

当关掉灯之后，室内较暗，室外景物反射的光可以通过玻璃折射入人眼，因此看室外景物要关掉室内的灯。

在室外看室内景物时，室内亮灯，室内物体反射的光线可以通过玻璃折射入人的眼睛，因此不必关灯。

3．魔术是深受同学们喜爱的节目，其中包含着许多科学原理。

图甲是某同学自制的一只魔术箱，表演时他将开口的方形空箱面展示给观众，把纸币从空箱顶端的投币口投入，结果纸币“不翼而飞”。

原来魔术箱中有一块平面镜（如图乙），它与箱底的夹角为度，使观众觉得箱子里没有东西。

观众不能看见平面镜后面的纸币是因为光具有性质。

【答案】45；直线传播的

【解析】从甲图观察口看到的是方格子，而从乙图中可以看出，观察口正前方没有方格纸，因此它是利用平面镜成像得到的，像刚好成在观察口的正前面，因此镜面与箱底的夹角为45度；而观众不能看见平面镜后面的纸币是因为光具有直线传播的性质。

【总结升华】题目设置了新颖的情境，考查了平面镜成像的特点，以及光沿直线传播的应用。

【类型三】综合应用与创新

4．小明身高1.7m，站在竖直放置的平面镜前lm处，他在镜中的像高是m，他到像的距离是m。

若将一块木板放在平面镜前，如图所示，请画图说明他能否通过平面镜看到自己的脚尖。

【答案与解析】

（1）根据平面镜成像的特点，像和物体形状大小相同，所以身高1.7m的小明同学她在镜中的像高仍然为1.7m；

（2）由平面镜成像的特点知，当人到镜面的距离为1m时，像到镜面的距离也为1m，则人到像的距离是1m+1m=2m。

（3）如图所示，A、C、B分别表示人的头顶、眼睛和脚的位置。

EF为平面镜位置，由平面镜成像特点可确定A′C′B′为ACB的像，因为OC=OC′，所以OC=1/2CC′，EO=1/2A′C′，FO=1/2B′C′，EF=1/2A′B′=1/2AB。

EF为平面镜的最小长度，AB为人的身高，这就是镜的长应为人身高的一半。

所放位置如图所示，镜的上端E点应在人的头顶和眼睛之间距离的中点位置的高度，即想通过悬挂在竖直墙上的平面镜可以看到自己的全身像（或脚尖），采用长度等于身高一半的镜片，但应悬挂到适当的高度即可。

【总结升华】本题主要考查的是平面镜的成像特点及其应用。

在确定眼睛看到的某一范围时，最关键的问题是作出被看到范围的边缘光线，用到所学的反射定律、平面镜成像特点、反射光线反向延长过像点等知识去解。

【举一反三】

【变式】小云同学用一只新买的激光笔照射水平水面，在竖直白墙上出现了两个红色亮点A和B，如图所示，现保持入射点O的位置不变，欲使光点A下移至A′处，应使入射光线MO绕着点O沿方向转动（填“顺时针”或“逆时针”）；现保持入射点O的位置不变，欲使光点B下移至B′处，应使入射光线MO绕着点O沿方向转动（填“顺时针”或“逆时针”）。

【答案与解析】当光从空气斜射到水面时，同时会发生反射和折射现象，反射角等于入射角，折射角小于入射角。

现保持入射点O的位置不变，欲使光点A下移至A′处，根据反射角等于入射角，则应使入射光线绕着O点沿顺时针方向转动。

（图中蓝色光线标注）。

B点是光的折射后找到墙面上的，根据光的折射定律，现保持入射点O的位置不变，欲使光点B下移至B′处，则入射光线由OM变为OC，折射光线由OB变为OB′，所以应使入射光线MO绕着点O沿逆时针方向转动。

5．如图是两个并排而且深度相同的水池，一个装水，另一个未装水，在两池的中央各竖立着一只长度相同而且比池深略高的标杆。

当阳光斜照时就会在池底形成杆的影子，下列说法正确的是（　　）

A．装水的池中标杆影子较长B．未装水的池中标杆影子较长

C．两池中标杆影子长度相同D．装水的池中标杆没有影子

【答案】B

【解析】该题中，对于没有装水的情况下，据光是沿直线传播的，故在杆的后方会形成影子；但是对于装水的情况来说，从杆的顶端射过的光线到达水面处会发生折射，由于在水中的折射角小于入射角，即折射光线比原来的光线（沿直线传播的情况）更靠近杆，故此时影子的长度会变小。

【总结升华】光从一种透明介质中斜射向另一种透明介质时，其传播方向会发生改变，这就是光的折射；在发生光的折射时，一般是在光速大的介质中的角大，故据此分析即可判断。

【举一反三】

【变式】如图所示，一束光线斜射入容器中并在容器底部形成一光斑，这时往容器中逐渐加水，则光斑的位置（）

A.慢慢向右移动B.慢慢向左移动C.慢慢向水面移动D.仍在原来位置不动

【答案与解析】当向容器中加水时，光从空气斜射入水中，由光的折射规律可知，光会靠近法线，因此光传播到容器底时会向左移动如下图所示：

故B选项正确。

【类型五】实验探究

6．为了探究平面镜成像特点，将一块厚度为0.5厘米的玻璃板（P、Q两个平面都可以作为平面镜使用）竖直架在水平台板上面，再取两根完全相同的蜡烛分别竖直置于玻璃板两侧，点燃玻璃板前的蜡烛A，进行实验。

（1）在实验中，小柯透过玻璃板看到了蜡烛A的2个清晰的像，分别位于A′和A″处，如图所示。

其中A′处的像是蜡烛A通过玻璃板的（填“P”或“Q”）平面成像得到的。

（2）小柯按照图中的测量方法，改变蜡烛A的位置，认真测量并记录了一组数据：

然后得出像距小于物距的结论，你认为他的测量方法错误在于像距测量错误，。

【答案】

（1）P；

（2）像距测量错误，忽略了玻璃板的厚度

【解析】

（1）根据物体在平面镜中成像，物像到平面镜的距离相等，通过测量，可以得到A和A'到平面镜P面的距离是相等的，所以A'是蜡烛A通过玻璃板P面成像得到的。

（2）如图，小柯测量时把像A'到玻璃板Q面的距离作为像距，像距测量错误，忽略了玻璃板的厚度。

【总结升华】题目考查了在探究平面镜成像特点时，需要注意的问题。

如果实验时，采用厚玻璃板会出现两个像，是因为玻璃板的两个面都起反射作用，都能成像。

为了出现两个像，实验时尽量采用较薄的玻璃板。

【举一反三】

【变式】小丽为小明表演了一个“水火相融”的小魔术．她先用一块透明的薄玻璃板，将桌子分割成甲、乙两个区域后，用一块不透明的挡板将乙区域分割成两部分。

小丽在甲区域内放置了一个盛满水的烧杯，且里面浸没着一支蜡烛A，并在乙区域挡板后的指定位置放置蜡烛B。

准备就绪后，小丽请小明坐在乙区域一侧的某点P（如图所示），并迅速将乙区域已准备号的蜡烛B点燃，在小丽一只手麻利地在小明眼前绕过的同时，另一只手悄悄地将挡板拉开一个缝隙MN。

当小明沿着小丽的手指望向蜡烛A时，奇迹出现了：

蜡烛A竟然在水中燃烧了！

（1）请根据光学知识判定：

小丽是怎样选取和放置蜡烛的？

【选取蜡烛】使蜡烛A、B满足的条件；

【确定位置】在蜡烛A的位置确定后，不借助刻度尺如何确定蜡烛B的位置？

_________________________；

（2）请你依据所学的光学知识解释，小丽悄悄地将挡板拉开的目的。

________________________________。

【答案】

（1）完全相同；点燃蜡烛B，并调节B的位置，使蜡烛B的像与蜡烛A完全重合

（2）让蜡烛B发出的光线通过缝隙MN射到玻璃板上，使其反射光线进入小明的眼睛，使小明看到了与蜡烛A重合的B的像