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第四章光现象一、光的直线传播及光的反射一、光的直线传播及光的反射1.1.光的直线传播光的直线传播: :(1)(1)条件条件: :光在光在_中沿直线传播。中沿直线传播。(2)(2)光线光线: :用来表示光的传播径迹和方向的带用来表示光的传播径迹和方向的带_的直线。的直线。(3)(3)光速光速: :光在不同介质中传播的速度光在不同介质中传播的速度_,_,在真空中的在真空中的传播速度最快传播速度最快, ,即即c=_c=_。同种均匀介质同种均匀介质箭头箭头不同不同3 310108 8m/sm/s2.2.光的反射光的反射: :(1)(1)光的反射定律。光的反射定律。共面共面: :反射光线、入射光线和法线都在反射光线、入射光线和法线都在_。异侧异侧: :反射光线、入射光线分居反射光线、入射光线分居_两侧。两侧。等角等角:_:_角等于角等于_角。角。(2)(2)可逆性可逆性: :在光的反射现象中在光的反射现象中, ,光路光路_。同一个平面内同一个平面内法线法线反射反射入射入射可逆可逆(3)(3)反射种类。反射种类。种类种类项目项目镜面反射镜面反射漫反射漫反射不同点不同点反射面是反射面是_的平面的平面, ,平行平行光束反射后仍为光束反射后仍为_反射面反射面_,_,平行光束平行光束反射后射向反射后射向_共同点共同点每条光线反射时每条光线反射时, ,都遵守都遵守_定律定律 光滑光滑平行光平行光凸凹不平凸凹不平各个方向各个方向光的反射光的反射二、平面镜成像二、平面镜成像1.1.平面镜成像特点平面镜成像特点: :(1)(1)虚实虚实: :成的像为成的像为_。(2)(2)等大等大: :像和物的大小像和物的大小_。(3)(3)等距等距: :像和物到平面镜的距离像和物到平面镜的距离_。(4)(4)垂直垂直: :像和物的连线与像和物的连线与_垂直。垂直。(5)(5)对称对称: :像和物关于平面镜像和物关于平面镜_。虚像虚像相等相等相等相等镜面镜面对称对称2.2.平面镜的应用平面镜的应用: :(1)(1)潜望镜潜望镜: :由两块由两块_组成。组成。(2)(2)塔式太阳能发电塔式太阳能发电: :利用平面镜利用平面镜_将太阳光会聚。将太阳光会聚。平面镜平面镜反射反射三、光的折射三、光的折射1.1.几个概念几个概念: :_入射光线入射光线入射角入射角折射光线折射光线折射角折射角2.2.光的折射规律光的折射规律: :(1)(1)共面共面: :折射光线、入射光线和法线在折射光线、入射光线和法线在_内。内。(2)(2)异侧异侧: :折射光线、入射光线分别位于折射光线、入射光线分别位于_两侧。两侧。(3)(3)角不等。角不等。定性定性: :空气空气 水、玻璃等其他透明介质。水、玻璃等其他透明介质。变性变性: :折射角随着入射角的增大而折射角随着入射角的增大而_。(4)(4)当光从空气垂直射入水中或其他介质中时当光从空气垂直射入水中或其他介质中时, ,传播方向传播方向_。3.3.可逆性可逆性: :在光的反射和折射现象中在光的反射和折射现象中, ,光路都是光路都是_的。的。同一平面同一平面法线法线增大增大不变不变可逆可逆四、光的色散四、光的色散1.1.光的色散光的色散: :将太阳光将太阳光( (白光白光) )分解为分解为_七种色光的现七种色光的现象。象。2.2.色光的三原色色光的三原色:_:_。3.3.看不见的光看不见的光: :(1)(1)红外线红外线: :温度越高温度越高, ,辐射的红外线辐射的红外线_,_,即热作用越强。即热作用越强。(2)(2)紫外线紫外线: :灭菌、杀死微生物、使荧光物质灭菌、杀死微生物、使荧光物质_。红橙黄绿蓝靛紫红橙黄绿蓝靛紫红、绿、蓝红、绿、蓝越强越强发光发光【读【读练练】1.1.【辨一辨【辨一辨】光现象综合光现象综合甲图是光的甲图是光的_的应用的应用; ;乙图是光的乙图是光的_现象的应用现象的应用; ;丙图是光的丙图是光的_现象现象; ;丁图是光的丁图是光的_现象的应用。现象的应用。直线传播直线传播反射反射色散色散折射折射2.2.【填一填【填一填】平面镜成像的应用平面镜成像的应用检查视力时检查视力时, ,人与视力表之间的距离应为人与视力表之间的距离应为5 m5 m。现因屋子太小而使用。现因屋子太小而使用了一个平面镜了一个平面镜, ,视力表到平面镜的距离为视力表到平面镜的距离为3 m,3 m,那么人到镜子的距离应那么人到镜子的距离应为为_m_m。1 13.3.【画一画【画一画】光的反射光线光的反射光线一束光射到平面镜上一束光射到平面镜上, ,画出反射光线。画出反射光线。答案答案: :4.4.【画一画【画一画】光的折射光的折射从水面上看到水中的从水面上看到水中的“鱼鱼”, ,如图甲。是由于光的如图甲。是由于光的_形成的虚形成的虚像。试确定鱼大致的实际位置像。试确定鱼大致的实际位置A,A,并在图乙中画出看见的鱼的位并在图乙中画出看见的鱼的位置置A A点的光路图。点的光路图。答案答案: :折射折射考点考点1 1光现象的辨析光现象的辨析【示范题【示范题1 1】(2015(2015邵阳中考邵阳中考) )如图如图, ,我看不见我看不见“美景美景”的原因是的原因是 ( () )A.A.光的直线传播光的直线传播B.B.光的反射光的反射C.C.光的折射光的折射 D.D.光的色散光的色散【解题关键【解题关键】解答本题抓住以下关键解答本题抓住以下关键: :关键关键1:1:明确光的三现象产生的条件。明确光的三现象产生的条件。关键关键2:2:明确光的三现象中传播方向是否改变。明确光的三现象中传播方向是否改变。关键关键3:3:明确光的三现象各自在生活中的典型实例。明确光的三现象各自在生活中的典型实例。【解析【解析】选选A A。本题考查光现象的辨析。由题图。本题考查光现象的辨析。由题图, ,“我我”由于在障碍由于在障碍物的后边物的后边, ,障碍物另一侧景物射来的光障碍物另一侧景物射来的光, ,不能射入不能射入“我我”的眼中的眼中, ,故看故看不见另一侧的美景。这是光的直线传播不见另一侧的美景。这是光的直线传播, ,故选故选A A。【示范题【示范题2 2】(2014(2014常德中考常德中考) )夏季夏季, ,当你在河岸边漫步时当你在河岸边漫步时, ,有时会有时会看到看到“鱼在云中游鱼在云中游”的美景。你看到的鱼是由于光的的美景。你看到的鱼是由于光的形成形成的像的像, ,水中的云是由于光的水中的云是由于光的形成的像。形成的像。【解题探究【解题探究】解答本题时思考以下问题解答本题时思考以下问题: :(1)(1)看到水中的鱼看到水中的鱼, ,是光线从哪种介质射入哪种介质是光线从哪种介质射入哪种介质? ?(2)(2)水中的水中的“云云”是如何形成的是如何形成的? ?提示提示: :(1)(1)光从水中射入空气中。光从水中射入空气中。(2)(2)平静的水面发生镜面反射成像。平静的水面发生镜面反射成像。【解析【解析】本题考查光的反射和折射现象及其应用。鱼反射的光线由本题考查光的反射和折射现象及其应用。鱼反射的光线由水中进入空气时水中进入空气时, ,在水面上发生折射在水面上发生折射, ,折射角大于入射角折射角大于入射角, ,折射光线进折射光线进入人眼入人眼, ,人眼逆着折射光线的方向看去人眼逆着折射光线的方向看去, ,就会看到变浅的鱼的虚像。就会看到变浅的鱼的虚像。当光遇到水面时会发生反射当光遇到水面时会发生反射, ,此时水面相当于一平面镜此时水面相当于一平面镜, ,白云就是通白云就是通过水面成的虚像。过水面成的虚像。答案答案: :折射反射折射反射【备选例题【备选例题】(2014(2014威海中考威海中考) )如图所示的光现象中如图所示的光现象中, ,可用光的反可用光的反射原理解释的是射原理解释的是( () )【解析【解析】选选C C。本题考查光现象的辨析。手影的形成是因为光沿直线。本题考查光现象的辨析。手影的形成是因为光沿直线传播传播; ;水中水中“折笔折笔”是光的折射现象是光的折射现象; ;湖面湖面“月影月影”是光的反射现象是光的反射现象; ;树荫下的树荫下的“光斑光斑”是小孔成像是小孔成像, ,是由光沿直线传播形成的。故选是由光沿直线传播形成的。故选C C。【知识拓展【知识拓展】色散的原因色散的原因光的折射光的折射太阳光斜射到三棱镜上太阳光斜射到三棱镜上, ,七种色光的入射角相等七种色光的入射角相等, ,但由于不同色光的但由于不同色光的折射程度不同即折射角不相等折射程度不同即折射角不相等, ,经过两次折射后经过两次折射后, ,七种色光分别沿不七种色光分别沿不同的方向传播同的方向传播, ,七种色光被分开七种色光被分开, ,我们就看到了七种不同颜色的光我们就看到了七种不同颜色的光, ,这就是光的色散。这就是光的色散。考点考点2 2光学规律及应用光学规律及应用1.1.光的反射定律和折射规律比较光的反射定律和折射规律比较: :反射定律反射定律折射规律折射规律相同点相同点(1)(1)三线共面三线共面; ;(2)(2)两线分居法线两侧两线分居法线两侧; ;(3)(3)反反( (折折) )射角都随入射角的增大而增大射角都随入射角的增大而增大; ;(4)(4)光路可逆光路可逆; ;(5)(5)光垂直射到透明介质表面光垂直射到透明介质表面, ,折射角折射角= =反射角反射角= =入射角入射角=0=0不同点不同点 反射角等于入射角反射角等于入射角折射角不等于入射角折射角不等于入射角, ,且在空气且在空气中的角总大于在其他介质中的角中的角总大于在其他介质中的角2.2.平面镜成像的规律及应用平面镜成像的规律及应用: :(1)(1)成像特点成像特点: :像、物关于镜面对称像、物关于镜面对称, ,即像、物等大即像、物等大, ,等距等距, ,连线垂直于镜面。连线垂直于镜面。(2)(2)应用应用: :改变光的传播方向改变光的传播方向, ,如潜望镜等。如潜望镜等。利用平面镜成像、增加空间感利用平面镜成像、增加空间感, ,如检查牙齿、穿衣镜等。如检查牙齿、穿衣镜等。【示范题【示范题3 3】(2014(2014邵阳中考邵阳中考) )今年今年“六一六一”儿童节儿童节,“,“心得乐心得乐”面面对面爱心捐助活动在我市城南公园举行对面爱心捐助活动在我市城南公园举行, ,杨杨收到了爱心人士捐赠杨杨收到了爱心人士捐赠的新衣服。当杨杨穿着新衣服走近穿衣镜时的新衣服。当杨杨穿着新衣服走近穿衣镜时, ,他在穿衣镜中的像将他在穿衣镜中的像将 ( () )A.A.逐渐变大逐渐变大 B.B.逐渐变小逐渐变小C.C.大小不变大小不变 D.D.远离穿衣镜远离穿衣镜【解题关键【解题关键】解答本题抓住以下关键解答本题抓住以下关键: :关键关键1:1:平面镜成等大的像。平面镜成等大的像。关键关键2:2:物与像总是相对于镜面对称。物与像总是相对于镜面对称。【解析【解析】选选C C。本题考查平面镜成像的特点。平面镜成正立、等大。本题考查平面镜成像的特点。平面镜成正立、等大的虚像的虚像, ,物距等于像距物距等于像距, ,当杨杨靠近平面镜时当杨杨靠近平面镜时, ,他的像大小不变他的像大小不变, ,也靠也靠近平面镜。故选近平面镜。故选C C。【示范题【示范题4 4】(2015(2015张家界中考张家界中考) )如图所示为一束光从空气斜射到如图所示为一束光从空气斜射到某液面上某液面上, ,与液面的夹角为与液面的夹角为3030, ,且反射光与折射光相互垂直且反射光与折射光相互垂直, ,则反则反射角是射角是, ,折射角是折射角是。【解题探究【解题探究】解答本题时思考以下问题解答本题时思考以下问题: :(1)(1)已知角是不是入射角已知角是不是入射角? ?入射角是多少度入射角是多少度? ?(2)(2)反射角是反射光线与谁的夹角反射角是反射光线与谁的夹角? ?(3)(3)折射角是折射光线与谁的夹角折射角是折射光线与谁的夹角? ?提示提示: :(1)(1)不是不是,90,90-30-30=60=60;(2);(2)与法线的夹角与法线的夹角; ;(3)(3)与法线的夹角。与法线的夹角。【解析【解析】本题考查光的反射定律和折射规律的应用。由图可知本题考查光的反射定律和折射规律的应用。由图可知, ,入射入射角为角为9090-30-30=60=60, ,由光的反射定律知反射角等于入射角由光的反射定律知反射角等于入射角, ,则反射则反射角等于角等于6060; ;反射光线与液面的夹角为反射光线与液面的夹角为3030, ,反射光与折射光相互垂反射光与折射光相互垂直直, ,其夹角为其夹角为9090, ,则折射光线与液面的夹角为则折射光线与液面的夹角为9090-30-30=60=60, ,所所以折射角为以折射角为3030。答案答案: :60603030【备选例题【备选例题】1.(20141.(2014嘉兴中考嘉兴中考) )如图所示为一倾斜的平面镜如图所示为一倾斜的平面镜, ,当你当你走向平面镜时走向平面镜时, ,下列描述符合事实的是下列描述符合事实的是( () )A.A.镜中的像变大镜中的像变大B.B.通过平面镜观察到的视野变大通过平面镜观察到的视野变大C.C.镜中的像将远离你镜中的像将远离你D.D.像与你的连线与镜面不垂直像与你的连线与镜面不垂直【解析【解析】选选B B。你在平面镜中的像的大小与你等大。你在平面镜中的像的大小与你等大, ,当你走向镜子时当你走向镜子时, ,镜中的像的大小不变镜中的像的大小不变, ,故故A A错误错误; ;当你走向平面镜时当你走向平面镜时, ,你的视觉近大远你的视觉近大远小小, ,通过平面镜观察到的视野变大通过平面镜观察到的视野变大, ,你看到的像更清晰你看到的像更清晰, ,故故B B正确正确; ;当你当你走向平面镜时走向平面镜时, ,距镜子的距离减小距镜子的距离减小, ,镜中的像将靠近你镜中的像将靠近你, ,故故C C错误错误; ;当你当你走向平面镜时走向平面镜时, ,像与你的连线与镜面仍然垂直像与你的连线与镜面仍然垂直, ,故故D D错误。故选错误。故选B B。2.(20132.(2013荆门中考荆门中考) )某人站在离湖岸边某人站在离湖岸边6 m6 m的的C C处处, ,刚好能看见湖对刚好能看见湖对岸的一棵树岸的一棵树HGHG在水中的完整的像在水中的完整的像, ,如果眼距地面的高度为如果眼距地面的高度为1.5 m,1.5 m,湖湖两岸均高出湖水面两岸均高出湖水面1 m,1 m,湖宽湖宽40 m,40 m,则该树则该树HGHG的高度为的高度为m m。【解析【解析】本题综合考查平面镜成像和光的反射。本题综合考查平面镜成像和光的反射。根据题意作出人看湖对岸树根据题意作出人看湖对岸树HGHG的光路图如图所示的光路图如图所示: :由图可知由图可知ABCABCBOE,BOE,OD=ED-EO=40m-4 m=36 mOD=ED-EO=40m-4 m=36 m。HDOHDOBEO,BEO,有有 HD=9BE=9 m,GH=GH=HD-DG=8 mHD=9BE=9 m,GH=GH=HD-DG=8 m。答案答案: :8 8ACBCBC BE6 m 1 m,OE4 m,BEOEAC1.5 mH DDO9,BEEO考点考点3 3利用光的反射和折射规律作图利用光的反射和折射规律作图1.1.已知入射光线已知入射光线, ,作反射或折射光线作反射或折射光线: :特别提醒特别提醒: :根据光路可逆性根据光路可逆性, ,已知反射或折射光线已知反射或折射光线, ,可以按照上述规律可以按照上述规律作入射光线。作入射光线。2.2.利用平面镜成像特点画像利用平面镜成像特点画像: :(1)(1)利用平面镜成像特点作图。利用平面镜成像特点作图。(2)(2)利用光的反射规律作图。利用光的反射规律作图。3.3.作图的注意事项作图的注意事项: :(1)(1)作图时必须用直尺、铅笔、圆规。作图时必须用直尺、铅笔、圆规。(2)(2)线的虚实线的虚实: :实际光线用实线实际光线用实线, ,虚像、法线、光线的反向延长线虚像、法线、光线的反向延长线以及辅助线都用虚线表示。以及辅助线都用虚线表示。(3)(3)光线要标箭头光线要标箭头, ,且光线与光线之间不能断开。且光线与光线之间不能断开。(4)(4)像物连线与镜面垂直像物连线与镜面垂直, ,且要标注垂直符号。且要标注垂直符号。(5)(5)反射光线的反向延长线必经过像点反射光线的反向延长线必经过像点, ,故其交点即为像点。故其交点即为像点。【示范题【示范题5 5】(2014(2014邵阳中考邵阳中考) )如图如图, ,一束光线从玻璃砖中垂直玻璃一束光线从玻璃砖中垂直玻璃面射入空气中面射入空气中, ,请画出该光线在空气中的传播路径和方向。请画出该光线在空气中的传播路径和方向。【解题关键【解题关键】解答本题应抓住以下关键解答本题应抓住以下关键: :(1)(1)明确反射点及反射光线的位置。明确反射点及反射光线的位置。(2)(2)明确反射角等于入射角。明确反射角等于入射角。(3)(3)明确折射角与入射角的大小关系。明确折射角与入射角的大小关系。【解析【解析】本题考查光的折射规律的作图本题考查光的折射规律的作图, ,由图可知光线从玻璃中垂直由图可知光线从玻璃中垂直玻璃面射入空气中时玻璃面射入空气中时, ,传播方向不变传播方向不变, ,沿原直线传播。沿原直线传播。答案答案: :如图所示如图所示【示范题【示范题6 6】(2015(2015邵阳中考邵阳中考) )如图是人照镜子时的情景如图是人照镜子时的情景, ,请利用平请利用平面镜成像的特点在图中作出平面镜的位置。面镜成像的特点在图中作出平面镜的位置。【解题关键【解题关键】解答本题抓住以下关键解答本题抓住以下关键: :平面镜的位置在物与像连线的垂直平分线上。平面镜的位置在物与像连线的垂直平分线上。【解析【解析】本题考查平面镜成像特点的作图。平面镜成像的特点本题考查平面镜成像特点的作图。平面镜成像的特点: :物像物像关于平面镜对称关于平面镜对称, ,故可任取物体上一个点故可任取物体上一个点, ,并在像上找出对应的像点并在像上找出对应的像点, ,连接两点得一条线段连接两点得一条线段, ,再作线段的垂直平分线再作线段的垂直平分线, ,即为平面镜的位置。即为平面镜的位置。答案答案: :如图所示如图所示【示范题【示范题7 7】(2015(2015娄底中考娄底中考) )一条光线斜射到水面发生反射和折一条光线斜射到水面发生反射和折射射, ,这条光线经水面折射后的光线如图所示。请在图中画出它的入这条光线经水面折射后的光线如图所示。请在图中画出它的入射光线和反射光线的大致方向。射光线和反射光线的大致方向。【解析【解析】本题考查光的反射和折射的作图。折射光线、反射光线本题考查光的反射和折射的作图。折射光线、反射光线与入射光线分居在法线两侧与入射光线分居在法线两侧; ;根据光从空气射入水中根据光从空气射入水中, ,折射角小于折射角小于入射角入射角, ,画出入射光线画出入射光线; ;根据反射角等于入射角根据反射角等于入射角, ,画出反射光线。画出反射光线。答案答案: :主题一主题一探究光的反射定律探究光的反射定律【实验关键【实验关键】(1)(1)放放: :将平面镜放在水平面上将平面镜放在水平面上, ,将可折转的纸板将可折转的纸板_地立在平面镜上。地立在平面镜上。(2)(2)验证线的位置关系。验证线的位置关系。思路思路: :不断改变入射光线的位置不断改变入射光线的位置, ,观察反射光线的变化。观察反射光线的变化。竖直竖直(3)(3)验证角的关系。验证角的关系。思路思路: :多次改变入射角的大小多次改变入射角的大小, ,分别测量反射角的大小。分别测量反射角的大小。(4)(4)验证线的共面关系。验证线的共面关系。思路思路: :把纸板把纸板NOFNOF向前折或向后折向前折或向后折, ,在纸板上在纸板上_看到反射光。看到反射光。不能不能【要点探究【要点探究】(1)(1)实验中实验中, ,可折转的纸板的作用是什么可折转的纸板的作用是什么? ?提示提示: :显示光的传播路径显示光的传播路径; ;验证反射光线和入射光线、法线在同一平面内验证反射光线和入射光线、法线在同一平面内; ;显示反射角随入射角的变化情况。显示反射角随入射角的变化情况。(2)(2)当将光线沿反射光线入射到镜面时当将光线沿反射光线入射到镜面时, ,可看到反射光线沿原来的可看到反射光线沿原来的入射光线入射光线, ,这说明了什么这说明了什么? ?提示提示: :光发生反射时光发生反射时, ,光路是可逆的。光路是可逆的。(3)(3)在实验中在实验中, ,为什么多次改变入射角为什么多次改变入射角? ?提示提示: :避免实验结论的特殊性和偶然性避免实验结论的特殊性和偶然性; ;验证反射角和入射角的关系。验证反射角和入射角的关系。【失分盲点【失分盲点】反射光线的位置是由入射光线决定的反射光线的位置是由入射光线决定的, ,所以反射角的所以反射角的大小是由入射角的大小决定的大小是由入射角的大小决定的, ,二者存在因果关系二者存在因果关系, ,叙述时要先说叙述时要先说“反射角反射角”, ,后说后说“入射角入射角”, ,而不能说而不能说“入射角等于反射角入射角等于反射角”。【示范案例【示范案例】(2015(2015武汉中考武汉中考) )为了探究光反射时的规律为了探究光反射时的规律, ,某同学将一个平面某同学将一个平面镜放在水平桌面上镜放在水平桌面上, ,再把纸板再把纸板ENFENF放置在平面镜上放置在平面镜上, ,如图甲所示。如图甲所示。(1)(1)使一束光贴着纸板使一束光贴着纸板EONEON沿某一角度入射到沿某一角度入射到O O点点, ,纸板纸板FONFON上没有观上没有观察到反射光察到反射光, ,原因可能是原因可能是_。(2)(2)正确操作实验正确操作实验, ,并在纸板上记录每次光的径迹并在纸板上记录每次光的径迹, ,如图乙所示。取如图乙所示。取下纸板下纸板, ,接下来进行的操作是接下来进行的操作是_, ,将数据记录在表格中将数据记录在表格中, ,并比较并比较_。(3)(3)纸板纸板ENFENF是用两块纸板连接而成的是用两块纸板连接而成的, ,这样做的目的是这样做的目的是 _。【解析【解析】本题考查探究光反射时的规律。本题考查探究光反射时的规律。(1)(1)纸板上没有观察到反射纸板上没有观察到反射光线光线, ,原因可能是纸板原因可能是纸板FONFON与纸板与纸板EONEON不在同一平面内或纸板没有垂不在同一平面内或纸板没有垂直于平面镜直于平面镜;(2);(2)取下纸板后取下纸板后, ,接下来的操作是接下来的操作是: :测量每组光线与法线测量每组光线与法线夹角夹角, ,记录数据并比较对应反射角与入射角的大小关系记录数据并比较对应反射角与入射角的大小关系;(3);(3)纸板纸板ENFENF是用两块纸板连接是用两块纸板连接, ,方便弯折并验证入射光线与反射光线是否在同一方便弯折并验证入射光线与反射光线是否在同一平面内。平面内。答案答案: :(1)(1)纸板纸板FONFON与纸板与纸板EONEON不在同一平面内不在同一平面内( (或纸板没垂直于平面或纸板没垂直于平面镜镜) )(2)(2)测量每组光线与法线夹角对应反射角与入射角的大小关测量每组光线与法线夹角对应反射角与入射角的大小关系系(3)(3)方便弯折并验证入射光线与反射光线是否在同一平面内方便弯折并验证入射光线与反射光线是否在同一平面内主题二主题二探究平面镜成像的特点探究平面镜成像的特点【实验方法【实验方法】_法。法。【实验关键【实验关键】等效替代等效替代(1)(1)放放: :在桌面上在桌面上, ,铺一张大纸并在其上铺一张大纸并在其上_一块玻璃板。把一支一块玻璃板。把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面点燃的蜡烛放在玻璃板的前面, ,透过玻璃板看后面的像。透过玻璃板看后面的像。(2)(2)探究像和物大小的关系探究像和物大小的关系: :拿另一支拿另一支_不点燃的蜡烛不点燃的蜡烛, ,在在玻璃板后面移动玻璃板后面移动, ,直到和像直到和像_。竖立竖立完全相同完全相同完全重合完全重合(3)(3)探究物、像到镜面距离的关系探究物、像到镜面距离的关系: :用直线把物、像的位置连起来用直线把物、像的位置连起来, ,并用并用_分别测量它们到玻璃板的距离分别测量它们到玻璃板的距离, ,并记录数据。并记录数据。(4)(4)探究垂直的关系探究垂直的关系: :将物、像用线连接将物、像用线连接, ,连线与玻璃板连线与玻璃板_。(5)(5)实验在实验在_的环境中较好。的环境中较好。刻度尺刻度尺垂直垂直较暗较暗【要点探究【要点探究】(1)(1)在实验中在实验中, ,为什么用玻璃板代替平面镜为什么用玻璃板代替平面镜? ?提示提示: :玻璃板不但能反射成像玻璃板不但能反射成像, ,而且透明而且透明, ,便于确定像的位置。便于确定像的位置。(2)(2)为什么要使玻璃板与桌面垂直为什么要使玻璃板与桌面垂直? ?提示提示: :使像和物在同一水平高度使像和物在同一水平高度, ,便于确定像的位置便于确定像的位置, ,便于比较便于比较像和物的关系。像和物的关系。(3)(3)实验中为什么要用两支完全相同的蜡烛实验中为什么要用两支完全相同的蜡烛? ?提示提示: :确定像和物的大小关系。确定像和物的大小关系。(4)(4)实验中观察到蜡烛在玻璃板后面会有两个几乎重叠的像实验中观察到蜡烛在玻璃板后面会有两个几乎重叠的像, ,为什么为什么? ?如何克服这种现象如何克服这种现象? ?提示提示: :这是由于玻璃板较厚造成的。玻璃板的前后两个表面都会成像这是由于玻璃板较厚造成的。玻璃板的前后两个表面都会成像, ,故能看到两个像。玻璃板越薄故能看到两个像。玻璃板越薄, ,两个像的位置就越接近两个像的位置就越接近, ,所以所以, ,实验时实验时选用较薄的玻璃板选用较薄的玻璃板, ,尽量使两个像尽量使两个像“重合重合”。【示范案例【示范案例】(2015(2015株洲中考株洲中考) )如图如图, ,玻璃板玻璃板P P竖直固定在水平桌面上竖直固定在水平桌面上, ,把一支点把一支点燃的蜡烛燃的蜡烛A A放在玻璃板左侧适当位置放在玻璃板左侧适当位置, ,这时这时, ,可以看到它在玻璃板右可以看到它在玻璃板右侧的像侧的像B B。(1)(1)要确定蜡烛的像的位置要确定蜡烛的像的位置, ,需要进行的实验操作是需要进行的实验操作是: :取一支相同的取一支相同的但不点燃的蜡烛在玻璃板右侧但不点燃的蜡烛在玻璃板右侧, ,直至与蜡烛的像完全重直至与蜡烛的像完全重合合, ,并并蜡烛的位置。蜡烛的位置。(2)(2)下列关于蜡烛的像的描述中下列关于蜡烛的像的描述中, ,符合实际的一项是符合实际的一项是。改变蜡烛到玻璃板的距离改变蜡烛到玻璃板的距离, ,像的大小不同像的大小不同用大小不同的玻璃板实验用大小不同的玻璃板实验, ,像的大小不同像的大小不同沿不同方向观察蜡烛的像沿不同方向观察蜡烛的像, ,像的位置不同像的位置不同若在若在P P、B B间放一块纸板间放一块纸板, ,仍可以看到像仍可以看到像(3)(3)请根据平面镜成像特点请根据平面镜成像特点, ,在图中作出在图中作出“眼睛通过玻璃板看眼睛通过玻璃板看到烛焰顶端到烛焰顶端”的光路图。的光路图。【解析【解析】本题考查探究平面镜成像特点。本题考查探究平面镜成像特点。(1)(1)点燃蜡烛点燃蜡烛A,A,小心地在玻小心地在玻璃板右侧移动不点燃的蜡烛璃板右侧移动不点燃的蜡烛, ,直到与蜡烛直到与蜡烛A A的像完全重合为止的像完全重合为止, ,并记下并记下蜡烛的位置蜡烛的位置, ,这样做的目的既确定了像的位置又验证了物像大小相等。这样做的目的既确定了像的位置又验证了物像大小相等。(2)(2)根据平面镜成像原理可知根据平面镜成像原理可知, ,平面镜成的像与物等大平面镜成的像与物等大, ,与物距和平面与物距和平面镜大小无关镜大小无关, ,所以所以不正确不正确; ;平面镜成的像与物关于平面镜对称平面镜成的像与物关于平面镜对称, ,物物的位置固定的位置固定, ,像的位置就不变像的位置就不变, ,沿不同方向观察蜡烛的像沿不同方向观察蜡烛的像, ,像的位置相像的位置相同同, ,所以所以不正确不正确; ;物体在平面镜中成虚像物体在平面镜中成虚像, ,是光的反向延长线相交形是光的反向延长线相交形成的成的, ,在玻璃板后并没有实际光线在玻璃板后并没有实际光线, ,所以若在所以若在P P、B B间放一块纸板间放一块纸板, ,仍可仍可以看到像。故以看到像。故正确。正确。(3)(3)用虚线连接眼睛和烛焰虚像顶端用虚线连接眼睛和烛焰虚像顶端, ,找与平面镜的交点找与平面镜的交点, ,即入射点即入射点, ,用实线连接烛焰顶端和入射点、眼睛和入射点即可。用实线连接烛焰顶端和入射点、眼睛和入射点即可。答案答案: :(1)(1)移动记下移动记下(2)(2)(3)(3)如图所示如图所示【拓展探究【拓展探究】结合结合【示范案例【示范案例】探究以下问题探究以下问题: :(1)(1)为了使像看起来更清晰为了使像看起来更清晰, ,实验最好在实验最好在( (选填选填“较亮较亮”或或“较暗较暗”) )的环境中进行。的环境中进行。(2)(2)在蜡烛在蜡烛B B的的“烛焰烛焰”上放一根火柴上放一根火柴, ,火柴火柴( (选填选填“可能可能”或或“不可能不可能”) )被点燃。被点燃。【解析【解析】(1)(1)平面镜成像是利用光的反射平面镜成像是利用光的反射, ,即镜前物体发出的光经过即镜前物体发出的光经过镜面反射形成的虚像镜面反射形成的虚像, ,故为了使像更清晰故为了使像更清晰, ,最好在较暗的环境中进行最好在较暗的环境中进行实验。实验。(2)(2)蜡烛蜡烛B B是平面镜成的像是平面镜成的像, ,故在蜡烛故在蜡烛B B的的“烛焰烛焰”上放一根火上放一根火柴柴, ,火柴不可能被点燃。火柴不可能被点燃。答案答案: :(1)(1)较暗较暗(2)(2)不可能不可能【备选例题【备选例题】1.(20141.(2014永州中考永州中考) )小燕多次乘车了解到夜间开汽车小燕多次乘车了解到夜间开汽车, ,若车内亮灯若车内亮灯, ,车内物体会在前面的挡风玻璃上成清晰的像车内物体会在前面的挡风玻璃上成清晰的像, ,干扰司机干扰司机的视线的视线, ,影响行车安全。为今后安全行车影响行车安全。为今后安全行车, ,小燕根据生活中透明平板小燕根据生活中透明平板玻璃所成像玻璃所成像“明明”“”“暗暗”不同的多种情况做以下探究不同的多种情况做以下探究: :【提出问题【提出问题】物体在透明平板玻璃中成像的物体在透明平板玻璃中成像的“明明”“”“暗暗”程度与哪程度与哪些因素有关些因素有关? ?【进行猜想【进行猜想】猜想猜想1:1:透明平板玻璃成像的透明平板玻璃成像的“明明”“”“暗暗”程度可能与物体离光源的程度可能与物体离光源的距离有关距离有关; ;猜想猜想2:2:透明平板玻璃成像的透明平板玻璃成像的“明明”“”“暗暗”程度可能与光源的强度有程度可能与光源的强度有关关; ;猜想猜想3:3:透明平板玻璃成像的透明平板玻璃成像的“明明”“”“暗暗”程度可能与物体的颜色有程度可能与物体的颜色有关。关。【进行实验【进行实验, ,收集数据收集数据】实验一实验一: :如图所示如图所示, ,在水平桌面上竖直固定一块透明平板玻璃在水平桌面上竖直固定一块透明平板玻璃, ,同一物同一物体固定在离透明平板玻璃体固定在离透明平板玻璃0.5m0.5m的的A A点点, ,在桌面的在桌面的C C点先后用不同功率点先后用不同功率的灯照亮的灯照亮A A点处的物体点处的物体, ,观察同一物体不同光照下在透明平板玻璃中观察同一物体不同光照下在透明平板玻璃中所成像的所成像的“明明”“”“暗暗”程度。各次实验人的眼睛都在同一位置从右程度。各次实验人的眼睛都在同一位置从右向左观察物体在透明玻璃板中的像。结果记入下表。向左观察物体在透明玻璃板中的像。结果记入下表。灯的功率灯的功率/W/W物体和灯的距离物体和灯的距离/m/m像的明暗程度像的明暗程度5 51 1暗暗25251 1较暗较暗40401 1亮亮实验二实验二: :同一物体位置固定在同一物体位置固定在A A点不动点不动, ,用同一盏用同一盏5 5瓦的灯先后在桌面瓦的灯先后在桌面B B、C C、D D三点照亮三点照亮A A处的同一物体处的同一物体, ,同一位置观察同一物体在透明平同一位置观察同一物体在透明平板玻璃板玻璃( (仍固定不变仍固定不变) )中成像的中成像的“明明”“”“暗暗”程度。结果记入下表。程度。结果记入下表。灯的功率灯的功率/W/W物体和灯的距离物体和灯的距离/m/m像的明暗程度像的明暗程度5 50.50.5明明5 51.01.0较明较明5 51.51.5暗暗(1)(1)小燕是用实验一来探究猜想小燕是用实验一来探究猜想( (选填选填“1”“2”1”“2”或或“3”);3”);(2)(2)分析实验二的实验数据及结果可得结论分析实验二的实验数据及结果可得结论: :物体与灯的物体与灯的越越小小, ,物体所成的像越亮。物体所成的像越亮。(3)(3)你认为物体在透明平板玻璃中所成像的你认为物体在透明平板玻璃中所成像的“明明”“”“暗暗”程度还与程度还与有关有关( (至少写一个因素至少写一个因素),),你说的因素在小燕上述两个实验你说的因素在小燕上述两个实验中中控制该变量控制该变量( (选填选填“没有没有”或或“已经已经”) )。(4)(4)小燕猜想小燕猜想1 1和猜想和猜想2 2还可归纳为物体成像的还可归纳为物体成像的“明明”“”“暗暗”程度与物程度与物体的体的有关。有关。(5)(5)小燕猜想小燕猜想3 3中的中的“物体的颜色物体的颜色”这个变量在实验一和实验二中是这个变量在实验一和实验二中是通过使用通过使用来进行控制的。来进行控制的。(6)(6)请你就光现象根据光学知识请你就光现象根据光学知识, ,对司机提出一条有利于安全行驶的对司机提出一条有利于安全行驶的建议建议: : _ _。【解析【解析】(1)(1)当研究物体的照亮程度与灯泡功率有关时当研究物体的照亮程度与灯泡功率有关时, ,应该控制其应该控制其他因素不变他因素不变, ,改变灯泡的功率改变灯泡的功率, ,观察物体同一位置被照亮的程度观察物体同一位置被照亮的程度, ,所以所以小燕是用实验一来探究猜想小燕是用实验一来探究猜想2 2。(2)(2)分析实验二的实验数据及结果可得结论分析实验二的实验数据及结果可得结论: :物体与灯的距离越远物体与灯的距离越远, ,物物体越暗体越暗, ,所以物体的照亮程度可能还与距灯泡的距离有关。所以物体的照亮程度可能还与距灯泡的距离有关。(3)(3)物体在透明平板玻璃中所成像的物体在透明平板玻璃中所成像的“明明”“”“暗暗”程度还与物体的明程度还与物体的明暗有关暗有关; ;由于都是运用了同一物体由于都是运用了同一物体, ,此因素在小燕上述两个实验中已此因素在小燕上述两个实验中已经控制该变量。经控制该变量。(4)(4)小燕猜想小燕猜想1 1和猜想和猜想2 2还可归纳为物体成像的还可归纳为物体成像的“明明”“”“暗暗”程度与物程度与物体的明暗有关。体的明暗有关。(5)“(5)“物体的颜色物体的颜色”这个变量在实验一和实验二中是通过使用同一灯这个变量在实验一和实验二中是通过使用同一灯来进行控制的。来进行控制的。(6)(6)夜间驾驶室外的光线是比较暗的夜间驾驶室外的光线是比较暗的, ,若打开驾驶室内的灯若打开驾驶室内的灯, ,驾驶室内驾驶室内物体的光线是比较强的物体的光线是比较强的, ,就可以通过前挡风玻璃在车前形成一个虚像就可以通过前挡风玻璃在车前形成一个虚像( (平面镜成像平面镜成像),),干扰司机的视线干扰司机的视线, ,不安全。不安全。答案答案: :(1)2(1)2(2)(2)距离距离(3)(3)物体的明暗已经物体的明暗已经(4)(4)明暗明暗(5)(5)同一灯同一灯(6)(6)夜间行车时夜间行车时, ,车内不要开灯车内不要开灯2.(20142.(2014梅州中考梅州中考) )如图所示如图所示, ,小丽同学在进行小丽同学在进行“探究平面镜成像探究平面镜成像特点特点”的实验时的实验时, ,将玻璃板竖直在水平桌面上将玻璃板竖直在水平桌面上, ,再取两段相同的蜡烛再取两段相同的蜡烛A A和和B B竖直地放于玻璃板前后竖直地放于玻璃板前后, ,点燃玻璃板前的蜡烛点燃玻璃板前的蜡烛A,A,移动蜡烛移动蜡烛B,B,直直到看上去蜡烛到看上去蜡烛B B与蜡烛与蜡烛A A的像完全重合。在此实验中的像完全重合。在此实验中: :(1)(1)如果有如果有5mm5mm厚和厚和2mm2mm厚的两块玻璃板厚的两块玻璃板, ,应选择应选择mmmm厚的玻璃板厚的玻璃板做实验做实验, ,用两段相同的蜡烛是为了比较像与物用两段相同的蜡烛是为了比较像与物的关系。的关系。(2)(2)小丽将光屏放在蜡烛小丽将光屏放在蜡烛B B的位置上的位置上, ,发现光屏上发现光屏上( (选填选填“能能”或或“不能不能”) )承接到蜡烛承接到蜡烛A A的像的像, ,这是因为这是因为_。(3)(3)如果玻璃板没有竖直放置如果玻璃板没有竖直放置( (如图乙所示如图乙所示),),在实验过程中会出现在实验过程中会出现的情况是的情况是_。【解析【解析】本题考查平面镜成像的特点、原理、现象及其实验方案。本题考查平面镜成像的特点、原理、现象及其实验方案。(1)(1)当玻璃板越薄当玻璃板越薄, ,两个反射面成像距离越近两个反射面成像距离越近, ,可以近似看成一个可以近似看成一个像像, ,使实验简单化使实验简单化, ,所以选择所以选择2mm2mm厚的玻璃板。厚的玻璃板。实验时采用两个完实验时采用两个完全相同的蜡烛全相同的蜡烛, ,一支蜡烛放在玻璃板的前面并点燃一支蜡烛放在玻璃板的前面并点燃, ,另一支放在玻璃另一支放在玻璃板的后面板的后面, ,当玻璃板后面的蜡烛和玻璃板前面的蜡烛的像重合时可以当玻璃板后面的蜡烛和玻璃板前面的蜡烛的像重合时可以比较物像大小关系。比较物像大小关系。(2)(2)平面镜成像实验时平面镜成像实验时, ,把光屏放在像的位置把光屏放在像的位置, ,发现光屏上并没有像发现光屏上并没有像, ,说明平面镜成的像是虚像。说明平面镜成的像是虚像。(3)(3)平面镜所成的平面镜所成的像和物体关于平面镜对称像和物体关于平面镜对称, ,如果玻璃板没有放正如果玻璃板没有放正, ,则蜡烛的像与蜡烛则蜡烛的像与蜡烛不在同一水平面上不在同一水平面上, ,所以蜡烛成的像不会与蜡烛重合所以蜡烛成的像不会与蜡烛重合, ,所以会找不到所以会找不到像。像。答案答案: :(1)2(1)2大小大小(2)(2)不能平面镜所成的像是虚像不能平面镜所成的像是虚像(3)(3)蜡烛蜡烛B B与蜡烛与蜡烛A A的像不能重合的像不能重合【方法平台【方法平台】等效替代法在实验探究中的应用等效替代法在实验探究中的应用在在研究某一个物理现象和规律时研究某一个物理现象和规律时, ,因受实验本身的特殊限制或实验器因受实验本身的特殊限制或实验器材等限制材等限制, ,不可以或很难直接揭示物理本质不可以或很难直接揭示物理本质, ,而采取与之相似或有共而采取与之相似或有共同特征的等效现象来替代的方法同特征的等效现象来替代的方法, ,此法的准则只有一条此法的准则只有一条, ,就是保证效就是保证效果相同。果相同。
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