初二物理-光的传播

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第五章光现象

第一节光的传播

一、学习要求

1．知道光源、光线的含义及光线的表示方法。 2．知道光在均匀介质中沿直线传播。

3．能根据光的直线传播规律解释影子的形成、日食、月食的形成。

4．知道光在真空中的传播速度；光在其它介质中的传播速度小于真空中的速度。二、思维训练想一想

1．“光在均匀介质中是沿直线传播的”，请你举例说明光的这种性质，并具体解释这一现象是如何形成的。

2．排队时，如果你看到自己前面的一位同学挡住了前面所有的人，队就排直了，这是为什么?

试一试

3．在灯光下用两只手做成一定的造型，可以在墙上出现一些动物的影子，如图5－1所示。请你实际做一做，并分析产生这种现象的原因。

图5－1

练一练

4．光在______________________________中是沿直线传播的。 5．影子的形成证明了光______________________________的性质。

6．为了检查一块木板的棱是否直，可以闭住一只眼睛，用另一只眼睛沿棱的长度方向看去，如图5－2所示，这是利用了__________________。

图5－2

7．光在____________中传播的速度最大，这个速度是____________m/s。

8．太阳光传到地球约需要500s，地球到太阳的距离约为____________km。月球和地球相距380000km，太阳光从月球反射到地球需要的时间约为______s。

9．下列物体属于光源的是( )

A．能够反光的镜子 B．点燃的火炬 C．点亮的手电筒 D．空中的月亮 10．下列现象中能反映光的直线传播的是( ) A．发生雷电时，先看到闪电而后才能听到雷声 B．阳光下地面上出现的人影 C．日食和月食的形成

D．看不见大墙后面的物体

11．打雷时，雷声和闪电是同时发生的，但我们总是先看见闪电，后听到雷声，这是由于( )

A．光的传播不需要时间 B．光速比声速小 C．光速比声速大 D．人的听觉和视觉不协调 12．在画光的传播方向时，用一条带______的______来表示。三、问题探究

《墨子》这本书中记载了我国古代用针孔成像的光学实验，如图5－3所示，人们通常把这种现象称为“小孔成像”。请你动手制作一个“针孔照相机”(即小孔成像装置)，来实际观察这一现象。如图5－4所示，将易拉罐的上部剪去，蒙上半透明的纸，在罐的底部中央扎一个小孔。将小孔对着明亮的物体，如蜡烛、电灯等，就会在半透明的纸上看到物体的“像”。请你根据本节所学习的知识，分析“小孔成像”的道理。

图5－3 图5－4

第二节光的反射

一、学习要求

1．知道光的反射概念。

2．能举例说明光的反射现象。

3．理解入射光线、入射点、法线、入射角、反射光线、反射角等名词的含义。 4．记住并理解光的反射定律。

5．知道镜面反射和漫反射的概念，知道它们都遵循光的反射定律。 6．知道在光的反射现象中，光路是可逆的。 7．会用作图法解答简单的光的反射问题。二、思维训练想一想

1．我们为什么从各个方向都能看见教室里黑板上的字迹?

2．研究光的反射定律的实验装置如图5－5所示，甲图中在F屏上可以看到反射光线，而乙图中在F屏上看不到反射光线，这一实际现象说明了什么?

图5－5

练一练

3．当光照射到两种介质的界面时，其中一部分光被界面反射，这种现象称为______。 4．一条光线入射到镜面上的一点，该点称为______点，通过这一点垂直于镜面的直线称为______。入射角是指______与______的夹角，反射角是指______与______的夹角。

5．入射光线与镜面夹角为15°，则反射角为______度；当入射角减少15°时，则反射角为______度。

6．反射光线与入射光线的夹角是60°，则入射角是______度，反射角是______度，入射光线与反射面的夹角是______度。

7．光线在镜面发生反射，反射光线与入射光线垂直，则( ) A．入射角为45° B．入射角为90° C．反射角为45° D．入射光线与镜面垂直

8．如图5－6所示，是光线被镜面反射的光路图，其中EF表示______，AO表示______,OB表示______，ON表示______，入射角是______，反射角是______。

图5－6

9．如图5－7所示，是光线AO照到镜面后发生反射的光路图。若光沿BO方向入射到镜面上，则反射光线将沿______方向射出，这种现象表明在光的反射现象中，光路是______的。

图5－7

10．关于光的反射，下列说法中错误的是( ) A．反射光线跟入射光线和法线在同一平面内 B．反射光线和入射光线分居在法线的两侧 C．入射角等于反射角

D．入射角增大，反射角也同样增大

11．一束平行光射到物体______的表面上发生镜面反射，其反射光向______。一束平行

光射到物体______的表面上发生漫反射，反射光射向______。

12．阳光与水平面成30°角斜向下照射，欲用一平面镜使反射后的阳光竖直向下传播照射到井中，则平面镜与水平面的夹角应为______度。

13．如图5－8所示，入射光线与平面镜夹角为25°，要想使反射光线与入射光线的夹角变为120°，则平面镜应绕过O点且垂直于纸面的轴沿______时针(选填“顺”或“逆”)转过______度。

图5－8

14．平面镜M1与M2的夹角为60°，如图5－9所示。一束光线斜射到M1上，经两平面镜反射后的光线与入射光重合，但方向相反，则入射光与平面镜M1夹角?为______度。

图5－9

15．光线垂直入射到镜面上，则反射角是______度，若入射光线不动，将镜面旋转20°(如图5－10所示)，则反射光线旋转了______度。

图5－10

16．如图5－11所示，一束太阳光照射到平面镜上，经平面镜反射后，能看到耀眼亮光的位置是( )

A．a处 B．b处 D．d处试一试

17．在图5－12中，根据入射光线或反射光线，画出相应的反射光线或入射光线。

图5－11

C．c处

图5－12

18．在图5－13中，根据入射光线和反射光线，画出反射面的位置。

图5－13

19．图5－14中画出了经平面镜反射的两条光线，请根据光的反射定律，用作图法在图中确定发出这两条光线的发光点S的位置。

图5－14

20．由点光源S发出的一束入射光AB射在镜面上，如图5－15所示。图中CD是由S发出的另一束入射光的反射光，请在图中画出点光源S的位置。

图5－15

三、问题探究

1．如图5－16所示，OM和ON是两个垂直放置的平面镜，光线l1经过镜面OM反射的光线l2又被镜面ON第二次反射，形成反射光线l3，试证明光线l3的传播方向与光线l1的传播方向正好相反，即证明l3与l1平行。

图5－16

2．如图5－17所示，两个平面镜之间的夹角为35°，一束光线依次被两个平面镜反射，问第二次反射后的光线与入射光线的夹角多大。

图5－17

第三节探究平面镜成像的特点

一、学习要求

1．理解平面镜成像的特点。 2．知道虚像的含义。

3．会根据平面镜成像特点用作图法画出物体经平面镜所成的像。 4．知道两类球面镜及对光的会聚、发散作用。 5．了解球面镜的简单应用。二、思维训练想一想

1．平面镜成的像为什么是虚像?

2．一个人高1.7m，眼睛到头顶的距离为12cm。此人站在竖直放置的平面镜前1m处，他要在镜中看到自己的全身像，则镜子的上下长度最少应为多长?镜子应挂在多高处?(即镜子的下端离地面多高?)

3．研究平面镜成像的实验中应选择两只大小、形状都相同的蜡烛，这是为什么? 练一练

4．平面镜成像的特点是：像与物的大小、形状______，它们的连线与镜面______，它们到镜面的距离______。物体在平面镜中成的像是______像。(选填“实”或“虚”)

5．某人站在平面镜前2m处，人和像相距______m。若人向平面镜走近0.5m，人和像的距离变为______m。

6．人走向平面镜时，下列判断正确的是( ) A．像与人的运动方向相同 B．像与人的运动方向相反 C．像与人的距离越来越大 D．像与人的距离越来越小 7．下列说法中正确的是( ) A．树在水中的倒影是树的影子 B．树在水中的倒影是树的虚象

C．物体通过小孔成的像是物体的影子 D．小孔成像是一种光的直线传播现象

8．一面镜子挂在墙上，人眼睛的位置在图5－18中的A处。现有甲、乙、丙三个物体放在镜子前面，则人眼通过镜子能看到的物体是( )

图5－18

A．只有甲 B．只有乙 C．甲和乙 D．乙和丙

9．如图5－19所示，能够正确反映物体在平面镜中成像情况的是( )

图5－19

10．探究平面镜成像特点的实验，如图5—20所示，在这个实验中( )

图5—20

A．玻璃板后的那支蜡烛应该比点燃的那支蜡烛小 B．若把点燃的那支蜡烛移近玻璃板，像变大 C．若换用更大的玻璃板，像变大 D．需要使用测量长度的工具

11．小明从平面镜里看到镜子对面电子钟示数的像，如图5—21所示，这时的时刻应是( )

图5－21

A．21∶10 B．10∶21 C．10∶51 D．12∶01

12．在距离平面镜6cm处，与镜面平行放置一根蜡烛，这时蜡烛在镜中的像距离镜面为______cm。若把平面镜移动到原来蜡烛所成像的位置，像移动了______cm。

13．某水池的水面与池边几乎相平，池中水的深度为2m，一位站在水池边上的身高为1.6m的人，他的头顶在水中的像与池底距离为______m。

14．用笔尖接触平面镜，如果笔尖的像距离笔尖6mm，则镜子的玻璃的厚度为______mm。

15．图5－22中画出了物体AB在平面镜中所成虚象的两个位置，其中正确的是______。(用文字表示)

图5－22

16．水池中的水深4m，月光照射到地球上所需的时间约为1.28s，月球到地球的距离是______m，当月光垂直照射到水面时，月球在水池中的像到月球的距离是______m。

17．凸面镜对光线有______作用，凹面镜对光线有______作用。

18．汽车的观后镜可以起到扩大观察视野的作用，这种镜子是______镜。

19．如图5－23所示，水平桌面上竖直放置一平面镜，欲使镜面前小球滚动方向与镜中小球像移动方向垂直，那么镜面前小球滚动方向与镜面的夹角是( )

图5－23

A．90° B．60° C．45° D．30°

20．一个平面镜与水平桌面成45°角放置，如图5－24所示，一小球以1m/s的速度沿桌面向平面镜运动，则小球在平面镜中的像相对桌面的运动速度大小是______m/s，运动方向是______。

图5－24

试一试

21．根据平面镜成像的特点，在图5－25中画出物体在平面镜中成的像。

图5－25

三、问题探究

1．镜子与水平面成某一角度放置时，一个小球在镜子前从高处自由下落，可看到镜子里小球的像沿水平方向运动，问镜子与水平面的夹角多大?

2．人站在竖直挂着的平面镜的正前方，以1m/s的速度靠近平面镜，则像相对于人的速度大小是______m/s。

3．如图5－26所示，物体AB位于潜望镜前，人通过潜望镜所看到的是物体AB经过潜望镜中两个平面镜反射后所成的像，请你根据平面镜成像特点，画出人眼所看到的像的位置。

图5－26

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第四节光的折射

一、学习要求

1．知道光的折射概念。

2．能举例说明光的折射现象。 3．知道光的折射规律。

4．知道在光的折射现象中，光路是可逆的。二、思维训练想一想

1．如图5－27所示，一束光斜射入容器中，在容器底部形成一光斑，这时向容器中慢慢加水，则光斑的位置是否改变?如果改变，向什么方向移动?为什么会产生这种现象?

图5－27

练一练

2．光斜射向水面时，进入水中的光线改变了传播的方向，这种现象称为光的______。 3．一束光线从空气斜射到玻璃中，在界面处发生了反射和折射，如图5－28所示，则入射光线是______，反射角是______度，折射角是______度。

图5－28

4．游泳池中的水看起来比实际的浅些，这是光的______现象。

5．一束光从玻璃斜射入空气中，入射光线跟界面的夹角是60°，则( ) A．反射角应为60° B．折射角应为30° C．折射角大于30° D．折射角小于30°

6．一束光线射到水面上，如图5－29所示，请在图中画出该束光在水中继续传播的大致方向。

图5－29

7．如图5－30所示，人眼在A处看见河里B处有一条鱼。若从A处射出一束光，要使光能照射到鱼，请在图中画出光的大致传播光路。

图5－30

8．某同学站在湖边看见水中的鱼在树枝的倒影中游动，则下列说法中正确的是( ) A．人看见的鱼是光的折射形成的像 B．人看见的鱼是光的反射形成的像

C．人看见的水中树的倒影是光的折射形成的像 D．人看见的水中树的倒影是光的反射形成的像

9．如图5－31所示，为光在空气、玻璃的界面处发生折射的光路图。MN为界面，以下介质标号为玻璃的是( )

图5－31

A．①③ B．②③ C．①④ D．②④

10．光线从空气射入水中，当入射角为45°时，折射角为?1；当入射角为60°，折射角为?2，则下列表示角度大小的关系式中正确的是( )

A．?1＞?2 B．?2＞60° C．?2＞?1 D．?1＜45° 11．下列关于光现象的说法中正确的是( ) A．光发生漫反射时，不遵守光的反射定律

B．太阳光进入地球大气层后，其传播路径可能发生弯曲 C．光从空气斜射入水中时，折射角大于入射角

D．平面镜可以成像，也可以用来控制光的传播路径

12．如图5－32所示，A′点是物点A在水平放置的平面镜中的像，在物点A不动的情况下，要使它所成的像在B′位置，平面镜放置正确的是( )

图5－32

13．如图5－33所示，一束光从空气射入玻璃中，请你在图中标出入射光线和折射光线的方向，并在Ⅰ、Ⅱ下面的括号中写出介质的名称。

图5－33

14．图5－34为一束光从空气斜射入玻璃的光路，在图中画出空气与玻璃的界面。

图5－34

15．一束光线从空气斜射入水中，被水平放置在水中的平面镜AB反射，最后返回到空气中，如图5－35所示。请在图中画出被平面镜反射的光线和在水面处的折射光线。

图5－35

三、问题探究

1．知识背景：光从一种介质斜射入另一种介质，改变传播方向的原因是光在这两种介质中的传播速度不同。传播速度越小，光在这种介质中的折射角就越小。

据此，请你在图5－36中画出光从水进入玻璃后的大致传播方向。

图5－36

2．知识背景：当光从玻璃斜射入空气时，折射角大于入射角，当入射角增大到某一个角度时，折射角等于90°，此时的入射角叫做临界角。当入射角大于临界角时，没有折射光，只有反射光，即发生全反射。

已知玻璃的临界角约为42°，如图5－37所示，是一束光垂直射到等腰玻璃三棱镜的情况，请你在图中画出该光束继续传播的情况。

图5－37

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第五节物体的颜色

一、学习要求

1．知道白光是由色光组成的，光的色散现象说明了这一点。 2．知道物体的颜色是由它能透过的色光或反射的色光决定的。

3．知道光的三基色原理：各种色光都是由红、绿、蓝三种色光按不同比例混合而成的。 4．知道颜料的三原色：红、黄、蓝是三种基本颜色，各种颜色的颜料都是由它们按不同比例混合而成的。

二、思维训练想一想

1．雨后的天空有时会出现美丽的彩虹，这是阳光穿过云层产生的色散现象，这一现象能说明什么?

试一试

2．将一个平面镜斜放在水盆中，并将它们放在室内阳光能够照射到的地方，观察阳光射入水中再经过平面镜反射后照到墙上的“人造彩虹”。

练一练

3．能够发生色散的光叫做______光，不能发生色散的光叫做______光。白光属于______

光。

4．透明物体的颜色是由______光的颜色决定的，不透明物体的颜色是由______光的颜色决定的。

5．日光照射在我国的国旗上，黄色的五角星反射______光，吸收______光；红色部分反射______光，吸收______光。

6．十字路口的交通指示灯有红、黄、绿三种颜色，每个灯箱里按装的都是白炽灯，只是它们各自的灯罩玻璃颜色不同。其中红灯的玻璃通过______色光，吸收______色光，而黄灯的玻璃通过______色光，绿灯玻璃吸收______色光。

7．黑色灯心绒布对光的作用是( ) A．吸收各种色光 B．反射各种色光 C．反射黑色光 D．反射白色光

8．图5－38是颜料三原色示意图，图中区域1应是______色，区域2应是______色。

图5－38

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参考答案

第五章光现象

第一节光的传播

思维训练

1．人站在阳光下，地面上出现了人的影子，说明光在均匀介质中是沿直线传播的。因为阳光是沿直线传播的，所以照射不到人后面的地面，才出现了影子。

2．因为光线在均匀介质中是沿直线传播的，所以队伍排直了，其他同学才会被自己前面的一位同学挡住。

3．影子的产生原因是光在均匀介质中沿直线传播。

4．均匀介质 5．在均匀介质中沿直线传播 6．光在均匀介质中沿直线传播的性质 7．真空，3×108 8．1.5×108，1.27 9．B、C 10．B、C、D 11．C 12．箭头，直线

问题探究

物体的表面是由许许多多的物点组成的，每个物点都发出(或反射出)无数条光束，其中能通过小孔的光束在光屏上就形成一个和物点相对应的小光斑。这些光斑的分布与物体上各物点的分布相一致，就形成了由光斑组成的“像”，这就是小孔成像的道理。

第二节光的反射

思维训练

1．黑板的表面是粗糙的，光照射到黑板上发生漫反射，反射光射向四面八方，因此可以从各个方向看到黑板上的字迹。

2．甲图中的F屏和E屏在一个平面内，能看到反射光线，乙图中的F屏和E屏不在一个平面内，看不到反射光线，说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。

3．光的反射 4．入射，法线，入射光线，法线，反射光线，法线 5．75，60 6．30，30，60 7．A、C 8．镜面，入射光线，反射光线，法线，AON，BON 9．OA，可逆 10．C 11．光滑，相同方向，粗糙，不同方向 12．60 13．逆，5 14．30 15．0，40 16．B 17．见图答3所示 18．见图答4所示 19．见图答5所示20．见图答6所示

图答3 图答4

图答5 图答6

问题探究

1．提示：如图答7所示，欲证明l1与l3平行，只要证明∠1＋∠2＝180°即可。

图答7

2．70°

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第三节探究平面镜成像的特点

思维训练

1．因为我们所看到的像，是物体发出的光经过反射进入我们眼睛的，并不是“像”发出的光，所以平面镜成的像是虚像。

2．镜子的上下长度最少是0.85米，镜子的下端离地面0.79米。

3．两支蜡烛的大小一样，才能使放在玻璃后面的那支蜡烛与点燃蜡烛成的像重合，从而说明平面镜成的像与物体等大。