初二物理-光的传播

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M 1与M 2的夹角为60°，如图5－9所示。一束光线斜射到M 1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M 1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l 1经过镜面OM 反射的光线l 2又被镜面ON 第二次反射，形成反射光线l 3，试证明光线l 3的传播方向与光线l 1的传播方向正好相反，即证明l 3与l 1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γ1；当入射角为60°，折射角为γ2，则下列表示角度大小的关系式中正确的是( )

A ．γ1＞γ2 B ．γ2＞60°

C ．γ2＞γ1 D ．γ1＜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l 1与l 3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。

4．相同，垂直，相等，虚 5．4，3 6．B 、D 7．B 、D 8．C 9．A 10．D 11．C 12．6，12 13．0. 4 14. 3 15．乙 16．3. 84×108，7. 68×108 17．发散，会聚 18．凸面 19．C 20．1，竖直向下 21．见图答8所示

图答8

问题探究

1．有两种情况：一是镜子与水平面成45°放置时，小球的像向着远离镜面的方向运动；二是镜子与水平面成135°放置时，小球的像向着靠近镜面的方向运动。

2．2 3．人看到的像的位置是图答9中的A ″B ″。

图答9

第四节 光的折射

思维训练

1．光斑的位置将发生改变，光斑向左移动。产生这种现象的原因是光在水面产生了折射，改变了方向，向左偏折。如图答10所示，当水面在A 处时，光斑在甲位置，当水面上升至B 处时，光斑在乙位置。可见在注水过程中，随着水面的升高，入射点向左移动，光斑也向左移动。

图答10

2．折射 3．BO ，50，20 4．折射 5．C 6．见图答11 7．见图答12 8．A 、D 9．B

10．C 、D 11．B 、D 12．A 13．Ⅰ(空气) ，Ⅱ(玻璃) ，图略 14．见图答13 15．见图答14

图答11 图答12

图答13 图答14

问题探究

1．光在水(或玻璃) 中的传播速度比在空气中小，因而光从空气斜射入水(或玻璃) 时折射角小于入射角。由于光在玻璃中的传播速度比在水中小，因此可知光从水斜射入玻璃时折射角应小于入射角，如图答15所示。

图答15

2．光垂直射到玻璃三棱镜的表面时，进入玻璃的光不改变方向，射到斜面时的入射角为45°，该角度大于玻璃的临界角，因此发生全反射，并从三棱镜的底面射出，如图答16所示。

图答16

第五节 光的颜色

思维训练

1．天空出现的彩虹说明了阳光(即白光) 是由各种色光组成的。

2．略 3．复色，单色，复色 4．透射，反射 5．黄色，其它颜色，红色，其它颜色 6．红，其它，黄，绿色以外的其它颜色 7．A 8．黄，黑