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《光现象》全章复习与巩固（提高）责编：雒文丽【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：光在同种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、是镜面反射还是漫反射都遵循光的反射定律。3、反射现象中光路是可逆的。点三、平面镜成像：1、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）2、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。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。【典型例题】类型一、基础知识的综合应用1.（2015•十堰校级模拟）生活中常见到各种光现象，其中属于光的反射现象的是（）A．透过树丛的光B．海市蜃楼C．手影D．水中倒影【答案】D【解析】A、透过树丛的光是由于光沿直线传播形成的，不符合题意；B、海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象，是由于空气的密度不均匀而引起的，不符合题意；C、手影光是沿直线传播形成的，不符合题意；D、水中的“倒影”，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，符合题意；故选D。【总结升华】此题主要考查了光的直线传播、光的折射、光的反射现象；光的直线传播是光在同一均匀介质中的传播，光的反射是光照射到物体表面又返回的现象，光的折射是由于光从一种介质斜射入另一种介质或在不均匀介质中传播时，传播方向发生变化的现象；它们之间有本质的区别，要注意区分。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.（2016•沈丘县二模）如图所示是中国国家大剧院的秀丽全景。国家大剧院外部为钢结构，壳体呈半椭球形，水上高度约为46m，地下最深处为﹣32.5m，国家大剧院在水中的倒影清晰可见，这是由于现象形成的，倒影与国家大剧院构成一个浑然天成的“金蛋”，这个“金蛋”的总高度应为m。【思路点拨】倒影属于平面镜成像，平面镜成像是光的反射原理。根据“金蛋”的水上高度约为46m，利用平面镜成像特点可求得这个“金蛋”的总高度。【答案】光的反射；92【解析】平静的水面相当于一面镜子，平面镜成像是由于光的反射；因为“金蛋”的水上高度约为46m，由平面镜成像特点可知，这个46m正好是“金蛋”的一半高度，所以这个“金蛋”的总高度应46m+46m=92m。【总结升华】此题考查光的反射现象和平面镜成像特点的应用。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】（2014秋•揭西县期末）在茶杯里放一枚硬币，慢慢地向杯中注水，保持眼睛和杯子的位置不变，眼睛看到的硬币的位置是（）A．逐渐降低B．逐渐升高C．先升后降D．不升不降【答案与解析】慢慢向杯中注水后，硬币反射的光斜射到水面上发生折射，折射光线远离法线进入空气；我们看硬币是逆着光的传播方向看的，即逆着折射光线看，由于错觉，我们始终认为光是沿直线传播的，所以看到硬币的位置比实际位置浅，我们看到的是硬币的虚像，随着水面位置不断升高，我们看到的硬币位置不断升高；故选B。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