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期中复习:光学（一）【复习指导】本周复习几何光学的初步知识：几何光学用几何的方法研究光路、光的传播规律及其应用。学习的重点是：光的反射定律、光的折射实验结论，透镜对光的作用和凸透镜成像的初步规律。在几何光学中，用光路图可以直观、形象地表示光在介质中的传播路径。学会画光路图，用作图的方法研究光的反射和折射现象，是常用的重要的基本的方法，也是学好几何光学的的基础。1、归纳、整理、使知识结构化、系统化通过归纳、整理，使零散的知识形成一个整体，便于知识的记忆和运用。还可以从另外角度整理知识，例如：（1）光的传播特性：光在均匀介质中沿直线传播；光在两种介质的介面会发生反射和折射；光的反射定律；镜面反射和漫反射；光的折射的实验结论；光路的可逆性。（2）光学器件对光的作用：平面镜可以改变光路，但对光既不会聚也不发散；凸透镜对光起会聚作用，凹透镜对光起发散作用。（3）成像知识：小孔成像是光的直线传播形成的；平面镜成像是光的反射形成的；凸透镜成像是光的折射形成的；平面镜成像的特点；凸透镜成像的规律及其应用。2、培养知识迁移能力和逆向思维能力许多光现象是可逆的和对称的。例如：光的反射和折射现象中，光路是可逆的，平面镜成像中的物与像，反射现象中的入射角与反射角都是对称的等等。通过对比和类比，加深对概念、规律的理解，培养逆向思维的能力和思维的灵活性，在处理问题时，能够多角度地观察、处理问题。【例题分析】例1图1中S是一个光源，A是不透明的物体，L是竖直墙面，试画出A在墙面上形成的影子范围。 图1 图2分析：光在均匀介质中沿直线传播，用直线连接光源与A的边缘交于L上B、C两点。B、C两点之间是光源S发出的光不能到达的区域，即影子的范围。答案：如图2 B、C间的区域就是影子的范围。例2下列四个选项中能对光发生镜面反射的是（ ）A平滑的玻璃表面 B电镀金属板C平静的湖面 D家用的镜子分析：物体表面对光的反射分为“镜面反射”和“漫反射”两种，平行光射到物体表面时，如果反射光仍然是平行光，则光在物体表面发生的是镜面反射；如果反射光向各个方向，则光在物体表面发生的是漫反射。答案：A、B、C、D例3、某人向竖直放置的平面镜过去，他的像将（ ）A逐渐变大 B大小不变 C逐渐变小 D先变大后变小分析：平面镜成的像跟物体大小相等，虽然物体到平面镜的距离在变化，但像和物的大小将保持不变，物体离平面镜越远，人感觉到物体的像越小，但这并非物体的像“小”，而是由于人的直觉经验是“近大远小”，同一物体离我们越近，我们感觉它越小。例4、图3为光从空气斜射向水中的情况，其中_是空气和水的交界面，_是入射光线，_是折射光线。图3分析：光从空气斜射入水中，会同时发生反射和折射。法线是研究反射和折射的标准，图中PQ和MN两条直线相互垂直，有一条是空气与水的交界面，而另一条是法线；根据光的反射定律和折射规律，反射光线、入射光线、法线、折射光线在同一平面上，反射光线与折射光线位于法线的同侧且分别位于两种介质交界面的两侧，假设入射光线，再用“反射角等于入射角和折射角小于入射角”验证一下，“假设”是否正确。答案：PQ、CO、OB。说明：（1）这是一个反射定律和折射规律同时运用的问题，在光的折射和折射现象中，法线是研究问题的标准，法线与两种介质交界面相互垂直的关系非常主要。光从空气斜射到玻璃或水的介质交界面上时，反射现象和折射现象会同时发生。（2）“假设”是研究问题的一个重要方法，做出假设后一定要用概念、规律（或实验）验证“假设”的正确性。例5图4中正确表示了光通过透镜的是（ ）A甲图 B乙图 C丙图 D丁图 甲 乙 丙 丁图4分析：根据凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用，观察入射前和出射后光的变化情况，光通过甲图中的凸透镜变得比原来会聚了，正确；光通过乙图中的凹透镜变得比原来会聚了，错误；光通过丙图中的凸透镜变得比原来发散了，错误；光通过丁图中的凹透镜变得比原来发散了，正确。透镜对光的“会聚”作用和“发散”作用并非只是针对平行于主轴的平行光而言，“会聚”作用应理解为出射光线比入射光线会聚了一些；如图5。“发散”作用应理解为为出射光线比入射光线发散了一些。图5答案：A、D。例6、物体放在距凸透镜前15cm的位置上时，在另一侧的光屏上能够得到放大的倒立的像，透镜的焦距可能是（ ）A7.5cm B10cm C30cm D20cm分析：物体通过透镜成放大倒立实像的条件是物体在透镜的焦点到2倍焦点之间，因此f15cm2f，由此可以算出15cmf7.5cm，在选项中找出满足条件的选项即可。答案：B。例7、判断：一束光射到凸透镜上时，出射光一定会聚到透镜的焦点上（ ）分析：只有平行于主轴的光射到凸透镜上时，出射光会聚于焦点；并非所有光射到凸透镜上时出射光都会聚到焦点。处理透镜对光的作用问题时，首先要注意到两种透镜对光的作用，然后再根据实际情况分析问题。答案：X【同步达纲练习】1下列说法中正确的是（ ）A光总是沿直线传播的。B太阳光射不到影子里，因为光的传播路径是直的。C太阳和月亮都是光源。D小孔成像实验中，小孔越大成的像越清晰。2我们能从各个方向看到公园里盛开的鲜花，这是由于光在鲜花表面（ ）A发生镜面反射 B发生漫反射 C被吸收 D发光3入射光线与平面镜夹角是30，转动平面镜，使入射角减小15，则反射光线与入射光线间的夹角与转动前相比（ ）A减小15 B减小60 C减小30 D减小454某人从竖直放置的平面镜前以1m/s的速度垂直镜面向远离平面镜的方向走去，若以他的像为参照物，人的速度是（ ）A2m/s B1m/s C0.5m/s D无法确定5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的方向相垂直，那么镜面前小球滚动方向与镜成的夹角是（ ）A90 B60 C45 D306游泳时，从水下看池边电线杆的高度要比电线杆实际高度_一些。7蜡烛到光屏的距离是40cm保持不变，若要在光屏上得到与物等大的蜡烛像应该选择（ ）A焦距大于20cm的凸透镜 B焦距等于20cm的凸透镜。C焦距大于10cm的凸透镜 D焦距等于10cm的凸透镜8把一张透明的塑料纸铺在桌面上，用筷子在塑料纸上滴一个水珠，（直径5mm）双手拿着塑料纸靠近报纸，透过水珠看到报纸上的字，看到的字是（ ）A倒立，放大的实像 B正立、放大的虚像C正立、放大的实像 D正立、等大的虚像图69如图6，人眼在A处看见河里B处有一条鱼，若从A处射出一束激光，要使激光能射到鱼的身上，则激光应向哪一点射出（ ）AB点 BB点上方 CB点下方 DB点左方或右方。10某同学想用焦距为10cm的凸透镜看邮票上的字，则凸透镜与邮票之间的距离应（ ）A大于10cm B小于10cm C等于10cm D以上说法都不对11远在公元前2世纪，我国就有人用冰磨成凸透镜对着太阳取火，这是利用了凸透镜对光的_作用。参考答案【同步达纲练习】1B（光的直线传播是有条件的，只有在均匀介质中光才沿直线传播；能够发光的物体叫光源，月亮本身不能发光，所以不见光源，小孔成像实验中，小孔越大成的像越不清晰。）2B3C（转动平面镜使入射角减小15，那法线向入射光线靠近15，反射光线就会向入射光线移30）4A（人和像相对平面镜是对称的，人以1m/s靠近平面镜，像也以1m/s靠近平面镜，人和像相向运动，相对运动速度是2m/s）5.C（如图7所示，实线箭头为小球滚动方向，虚线箭头为像的滚动方向）图76高（如图8所示，电线杆顶A发出的光线经水面折射进入人眼，人眼逆着折射光线看到A的像A比A的位置高）图87D（凸透镜成等大像的条件是物体到凸透镜的距离是2倍焦距，像到凸透镜的距离也是2倍焦距，那么此时物与光屏的距离就是4倍焦距。4倍焦距是40cm，那么焦距就是10cm）8.B（水珠相当于凸透镜，作放大镜作用，成放大、正立虚像）9A（人眼在A点看到