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光的反射1光的直线传播2光在真空中的传播速度3光的反射定律，会完成反射光路图4平面镜成像及其特点【呈现形式】常以填空题、选择题、作图题、实验题的形式出现，例如：对反射定律的实验验证可以通过实验题的形式进行考查。对反射现象和反射光路可以通过作图题进行考查。平面镜的成像的特点可以通过实验或选择题的形式进行考查。【知识结构】一、光的产生：光源二、光的直线传播：1.光源发出的光不仅在真空、空气中是沿直线传播，在任何一种透明物质里传播的路线也是直的。但是光从一种物质进入另一种物质，它的传播方向通常会改变。因此，严格地说：“同一种均匀介质”是光直线传播的条件。小孔成像、影的形成，日食和月食等等现象都是光的直线传播的例证。1条件：在同一种均匀介质中沿直线传播2现象：（1）小孔成像；（2）影子的形成；（3）日、月食的形成；（4）三点一线。3(2)光和声音不同，可以在真空中传播。光在真空中传播的速度最大，真空中的光速：c3108 m/s。 在不同介质中传播的速度不同。密度越大光速越 小 4、光在空气中1s内传播的距离相当于绕地球7.5圈，光从月球传到地球只需1.3s。5、影、日食都是光沿直线传播产生的现象；三、光的反射光射到物体表面上的时候，一部分光会被物体表面反射回去，这种现象叫光的反射。1光的反射定律：反射光线与入射光线和法线在同一平面内；反射光线和入射光线分居法线两侧；反射角等于入射角。即“三线共面，两角相等，法线居中。”关于角的关系，尤其注意是反射角等于入射角，而不是入射角等于反射角，这是常出现的一种错误。注意要理解“三线两角”的概念：“三线”是指入射光线、反射光线和法线(实际并不存在)“三线”不仅“共面”，且反射光线和入射光线分居法线两侧，因此与任一条入射光线对应的反射光线只有一条，而以某一角度入射到表面上某一点的入射光线有无数条“两角”是指反射角和入射角注意因果关系，只能说“反射角等于入射角”，而不能说成“入射角等于反射角”光线垂直射到物体表面时，入射角和反射角都等于0，这时反射光线、入射光线和法线重合，反射光线的方向和入射光线的方向相反在光的反射现象中，光路是可逆的 (3)无论发生镜面反射还是漫反射，每一条光线都遵守光的反射定律人们能从不同方向看到本身不发光的物体，是因为光在这些物体的表面上发生了漫反射，而玻璃黑板用久了会“反光”是因为发生了镜面反射的缘故2 光的反射类型：（1）镜面反射；（2）漫反射。虽然光射到任何表面上都会发生反射，但不同的表面对光的反射不一样。平滑的表面如镜面，抛光的金属面，平静的水面等。平行的入射光线，经反射后，会沿着同一方向反射出去，即反射光线也保持平行。因此，在这一方向上的反射光就强，而其他方向上没有反射光，这种反射叫镜面反射。如果表面粗糙不平，则反射光线不平行，而射向各个方向，这种反射叫漫反射。一般物体的表面都是粗糙不平的，人们便能从不同的方向看到这些本身不发光的物体。就是光发生了漫反射的缘故。发生漫反射或镜面反射时都遵守光的反射定律。光在反射时光路是可逆的；即如果使光沿着反射光线的方向射到反射面上，根据反射定律，这时反射光一定会沿着原来入射光线方向射出去，这就是说，在反射时光路是可逆的。 3 平面镜成像特点：（1）平面镜所成的像为正立的虚像；（2）像和物到镜面的距离相等（3）像和物大小相等；（3）像和物的连线跟镜面垂直。4. 平面镜成像原理：（1）平面镜对光要发生反射。（2）人眼确定物体的位置是根据光的直线传播。（3）虚像：由光的反向延长线形成，不能显示在光屏上。5 、平面镜的应用：（1）改变或控制光路；（2）成像；（3）即改变光路又成像。6、 平面镜成像作图：（1）由平面镜成像特点作图；（2）求经过某点的反射光线的作图；步骤：由成像规律确定像的位置；连接像点和题目中规定的某点（注意：镜后虚线，镜前实线；实际光线要标箭头）补齐对应的入射光线和法线。（3）确定观察平面镜成像的范围。步骤：由成像规律确定像的位置；由物向镜两端引入射光线（射向镜面所有光线的边界）；补齐对应的法线和入射光线。3.平面镜成像是由光的反射形成的。物体上某点S发出的光束(见图1)，经镜面反射后进入人们的眼睛，人就觉得发光点好像在镜子后面S处。这一点S就是物体上某一点S的像。这个像是由发散发光线的反向延长线相交的一点，看起来光线好像从这一点发出，而实际上不存在这样一个点，这点就是物点的虚像。平面镜成像可采用两种方法得到像的位置。一是利用光路图，按照反射定律具体作出像的位置如图2所示；二是利用平面镜成像规律直接作出像的位置：即平面镜里成虚像，像跟物体大小相等，像和物体对镜面互相对称，即它们的连线跟镜面垂直，它们到镜面的距离相等，如图3所示。4.利用平面镜改变光的传播方向一般有以下几种： (1)光垂直入射平面镜上，其反射光线逆原来的入射光线射出，光线的传播方向改变180(如图4所示)(2)入射角为45的光线入射平面镜，反射光线也以45的反射角射出，光的传播方向改变90，利用这一性质可制作潜望镜。(如图5所示)(3)两个平面镜相交成直角，光线以任意角度射向一个平面镜时，反射光线与入射光成平行而方向相反，光的传播方向改变180(如图6所示)(4)入射光线不变，当镜面绕轴转动 角时，反射光线转动2角(如图7所示)。（二）球面镜：反射面是球面的一部分1. 凹镜：反射面是球面的内表面。（1）凹镜能把射向它的平行光会聚在一点，这一点叫做它的焦点。注：每条光线仍遵守反射定律（2）应用：利用凹镜聚光；利用凹镜得到平行光。2. 凸镜：反射面是球面的外表面。（1）凸镜对光线起发散作用，平行光线经凸镜反射后，反射光的反向延长线的交点叫做它的虚焦点。（2）应用：凸镜成正立、缩小虚像；凸镜可以扩大视野。典型例题】例1人在平面镜MN中能看到物体AB的像，如图所示，至少把平面镜MN上的哪一部分遮住，人就看不见物体的像了？请在图中画出来。分析：本题中人眼能够看到物体AB的像是因为物体的光经平面镜反射后射到人眼。因此只要确定射入人眼的那部分反射光线，则这部分反射光线所利用的平面镜的部分也就知道了。解答：（1）作出AB在镜中的像；（2）连接AC、BC交平面镜MN于E、D两点；（3）如图所示，DE即为所求作的范围。说明：解此类题的方法一般是先用对称法确定虚像的位置，再根据虚像的成因确定射入人眼睛的反射光线，进而确定所求的范围。例2 如图所示，两个平面镜成一定角度放置，在镜前放一个点光源S，点光源S通过两个平面镜分别成虚像S1、S2。画出在两个平面镜前同时看到S在两平面镜内像S1、S2的范围。分析：S点发出的光有无数条射到平面镜上后被平面镜反射，若人的眼睛在反射光线的传播路径上，人眼就会看见S点的像，其中最远的两条反射光线即为由镜子边缘M、N或N、K反射的光线，人眼在这两条反射光线所夹的区域内能同时看到S点的像。解答：（1）先用对称法作出S点在MN、NK中的虚像S1、S2；（2）连接S1M、S1N、S2N、S2K并延长；（3）如图所示画箭头部分所夹区域即为所求的范围。说明：本题主要考察同学们确定平面镜成像观察范围的知识，解决这类题目只需要连接像点和平面镜的边缘，得到两条临界的反射光线，它们之间所夹的区域即为能观察到成像的范围。对于像本题这样有两个平面镜或两个平面镜以上的问题，只需要找到它们的公共区域即可。例3 在贯通东南西北的大道的十字路口的西南角，竖立一面平面镜，观察者在镜中看到一辆汽车向东行驶至路口转弯，后向南行驶，则该汽车实际行驶路线应是怎样的？分析：本题观察者在镜中观察到的是汽车的像的运动情况，应根据对称法确定出汽车真正行驶的路线。解答：汽车实际行驶的路线是向南行驶至交叉口后向东行驶。说明：本题涉及了一种咱们常见的交通指示镜，在高速公路的路口处我们经常会看到类似的装置，这是一道与实际联系比较紧密的题目，也是中考中的一个热点。在光学部分中与实际生活相联系的题目基本上都离不开成像问题，因此，我们应该熟练掌握各种实像、虚像的成像规律、在实际生活中的应用及像与影的区别等知识。例4 一发光点，放在相互垂直的平面镜前时我们能看到几个像？解析：根据平面镜成像特点，如图所示，S在M1中成像S1，S在平面镜M2中成像S2，S发出的光线斜射到M1后，其中一部分反射光又射到M2上，发生第二次反射。那么，第二次反射的光线好像是从S3发出的，即S点在两个互相垂直的平面镜中可成三个虚像。因为S点发出的光线射到这两个平面镜上后最多只能发生两次反射。答案：利用对称法作图，分别找出S点在平面镜M1、M2中所成的虚像S1、S2，同理确定出第三个虚像S3的位置。说明：本题要求同学们要熟练掌握平面镜成像规律、原理和光的反射定律，而且还和实验现象紧密联系。大家在学习的时候要注意观察实验，学会分析实验结论。例5 MO和NO两平面镜互相垂直，S为光源，如图所示，请画出经两个镜面两次反射，最后通过A点的那条光线的光路图。解析：本题要求同学们灵活掌握光的反射定律及平面镜成虚像的原理，即反射光线的反向延长线相交成虚像。若使最后的反射光线通过A点，应须先确定S点在平面镜中所成的虚像S1、S2，方可将问题解决。答案：如图所示，先作出光源S在平面镜MO中所成的虚像S1。因S1在NO镜面的“前方”，仍可由NO镜再第二次成像S2。因为二次反射的光线要通过A点，所以S2、A应在一条直线上，与NO镜相交于O2， S1、O2在一条直线上，相交MO镜面于O1，于是SO1为第一条入射光线，O1O2为第一次反射光线，O2A为第二次反射光线，即为所求光线。说明：解决这类让反射光线过某点的题目基本思路就是找到像点，连接像点和该点的直线在镜前部分即为所求的反射光线。像本题这样有两个或两个以上镜面的情况，注意光的多次反射和形成的多个像点就可以了。例6 一条小河，竖直的堤岸高出水面0.75m，一位身高1.5m的同学站在离岸3m的地方恰好从水中看到河对岸电杆的顶部的像，已知电杆高4.5m，距离河岸3m，求水面宽度。分析：本题是利用几何光学测物距的典型例题。在解此类问题时应依据的物理原理有：平面镜成像特点、眼睛看到物体在平面镜中所成虚像的原理等。应用到的数学知识是：相似三角形对应边成比例。解答：如图所示AB为电杆,A为杆顶的像，河面宽度为MN，DE为站在岸边的同学。由题意可知：BC=NF=0.75m，AB=4.5m， BM=NE=3m，DE=1.5m，AC=CA=0.75+4.5=5.25m在NFO和DEN中有：DE/EN=NF/OF，1.5/3=0.75/OF，OF=1.5（m）在NFO和ACO中有： NF/OF=CA/CO，0.75/1.5=5.25/CO，CO=10.5（m）GO=COBM=10.53=7.5（m）MN=GO+OF=7.5+1.5=9（m） 说明：这是一道学科间的综合题，这类题目也是中考的一个大热点。与几何光学这部分知识联系比较紧密的是数学中的几何问题，所以，在学习这部分内容时要特别注意几何知识的复习。另外，准确合理的画出本题的草图也是解题的关键。同学们在平时的训练中要注意培养自己把物理情景表示在草图上的能力。【模拟试题】（答题时间：40分钟）一. 填空题：1. 汽车头灯碗是个_面镜，汽车驾驶室外的观后镜是_面镜。2. 平面镜M固定不动，当物体以2米/秒的速度向平面镜移动，其像相对于平面镜的速度是_；若物体不动，平面镜向物体以2米/秒的速度移动，则像相对于物体的速度是_。3. 如图1所示，两块平面镜成60角放置，在其镜前有一物点A，经过两平面镜反射总共能生成_个像。4. 生物显微镜的截物台下装有一个_镜，以便使光能会聚到被观察的物体上。5. 身高为1.8米的运动员直立在水平地面上，眼睛距头顶的距离为8厘米，如果他想从竖直挂在墙上的平面镜里看到自己的脚，这面镜子的底边离地面的高度不得超过_米。6. 如图2所示，平面镜M和铅笔都竖直在桌面上。若平面镜沿箭头方向转60，那么铅笔在镜中的像转过的角度是_。7. 物体在平面镜里成_像，像和物体大小_。当物体逐渐远离平面镜时，它的像将（填“不变”、“变小”、“变大”）8. 下面两图都是时钟在平面镜中成的像，它们的实际时间是甲：；乙：。甲乙二. 选择题：1. 如图3所示，S1和S2是两个小灯泡，M是平面镜，下列说法中正确的是（）A. S1和S2都能经平面镜形成虚像B. S1不在平面镜的正前方，不能经平面镜成像C. S2距平面镜较远，它经平面镜所成的像较小D. 平面镜越大，S1和S2经平面镜所成像间的距离越大2. 下面关于实像和虚像的说法中正确的是（）A. 虚像和实像都能通过眼睛观察到，但虚像不能成在屏上而实像能成在光屏上B. 虚像一定是人的幻觉，实际上并没有光线进入人的眼睛C. 只有实像才能用照像机拍摄，而虚像照相机拍摄不下来D. 实像才能用眼睛观察到，虚像不能用眼睛观察到3. 如图所示的是某同学画的潜望镜的示意图。使用这样的潜望镜看物体AB的像是（）A. 放大倒立的实像B. 缩小倒立的实像C. 等大正立的虚像D. 等大倒立的虚像4. 一人通过平静的湖，看到水中有一片云彩，这云彩是（）A. 光的反射形成的虚像B. 光的反射形成的实像C. 光的折射形成的虚像D. 光的折射形成的实像5. 物体AB及其在平面镜中所成的像AB如图所示，其中正确的是（）6. 如图，一平面镜竖直放置，一小物体S以a点为圆心，0.5米长为半径沿顺时针作圆周运动，已知a点到平面镜距离为2米，则S的像的旋转方向与运动过程中物、像间的最大距离分别为（）A. 逆时针旋转、5米B. 顺时针旋转、5米C. 逆时针旋转、4米D. 顺时针旋转、4米三. 作图题：1. 有一束光通过A点射到镜面，反射后过B点，请画出入射光线和反射光线2. 图中S为发光点，从它发出的两条光线经平面镜反射后的两条反射光线分别与虚线a、b重合，根据平面镜成像规律在图中画出平面镜，并找出S在平面镜里的像S。试题答案】一. 1. 凹、凸；2. 2米/秒、4米/秒；3. 5；4. 凹；5. 0.86；6. 120；7. 虚、相等、不变；8. 3:40、12:05；二.、1. A2. A3. D4.A5. C6.A三. 1.2.【方法提示】1应用光的直线传播解释有关现象该类问题的解释掌握三点（1）光在均匀介质中沿直线传播；（2）光在传播过程中遇到了什么物体；（3）说明出现什么现象和结果。例如：影子的形成。由于光在均匀介质中是沿直线传播的，因而当光在传播中遇到不透明的物体时，正对准物体传播的光就会被挡住，在物体背光的一侧产生了与物体相似的暗区，这就是影子。【例题1】不能用光的直线传播来解释的物理现象是 A“一叶障目，不见泰山”B.太阳光穿过大气层射向地面过程中发生弯曲C.检查一块木头是否直，可闭上一只眼睛，用另一只眼睛沿棱的长度方向看过去D日食、月食的形成【解析】因为阳光的直线传播是有条件的，只有在同一种均匀介质中传播时，光才沿直线传播，而大气层并不均匀，靠近地球表面的大气层密度较大，越往高空越稀薄，因此光的传播过程中会发生弯折，像天上星星会眨眼；早晨，当太阳还在地平线以下时，我们就看见了它；夏日的晴天，站在马路边看到路上行驶的汽车飘忽不定等现象，都是由于空气密度在不断地变化，而引起光的传播方向不断变化而造成的，所以选项B不是光的直线传播现象。此题正确答案是B。由此题可以看出：（1）人要想看见物体，必须有光线射入人的眼睛，才能引起视觉。（2）月食、日食的形成是光沿直线传播的重要现象。2有关反射面的转动当反射面绕入射点转动时，注意法线也随着转动，且法线转过的角度同界面转过的角度相同，法线始终与界面垂直，弄清该关系，是解决此类问题的关键。【例题2】如图1所示，光线与镜面成300角投射到镜面上，反射角与入射角夹角为多大？若把镜面旋转10，入射光线不变，这时反射光线与入射光线的夹角又为多大？【解析】如图2所示，先作法线，确定入射角为60，根据反射定律，反射角等于入射角，则反射光线与入射光线的夹角为二倍的入射角，等于120。当镜面发生旋转时，由于题目没有制定旋转方向，因此可能有两种转动方法：顺时针或逆时针。如图3所示，若镜面顺时针转10，则法线也顺时针转10，使入射角增大10，为70；故两线夹角为140；此时反射光线转动的角度为21020。若镜面逆时针旋转10，同理可知入射角将减少10，两线夹角为100。由此题看出：在入射光线方向不变时，转动镜面，若镜面转过角，则法线转过角，反射光线将变化2角，反射光线与入射光线的夹角将增大或减小2。3判断平面镜的成像图是否正确（1）观察各像点是否用虚线连接。因成的是虚像，应当用虚线表示；（2）连接对应的物点与像点，观察它们的连线是否与镜面垂直，物、像点到镜面的距离是否相等。4依据平面镜成像的特点作图问题（1）类型：已知物和镜画像；已知像和镜画物；已知物和像画镜（2）注意：物用实线，像及物像连线用虚线，镜面要打斜线。（3）具体作法：根据反射定律作图：从物点任意画两条光线射向平面镜，根据反射定律作其反射光线，两条反射光线的反向延长线的焦点，即为虚像点。根据平面镜成像特点作图（对称性）这里重点介绍利用对称法作光路图，就是根据平面镜成像的对称性完成光路。平面镜成像的特点是物体在平面镜中所成的像是虚像，像和物体的大小相等，它们的连线垂直于镜面，它们到镜面的距离相等；简记为：正立、等大、对称、虚像。利用对称法可以方便地解决四种类型的平面镜作图题：（1）确定虚像的位置；（2）确定观察范围或光照范围；（3）确定光路；（4）确定发光点的位置。在作图过程中，我们可以发现，对称法的核心是平面镜的成像规律，从根本上讲是光的反射定律的应用。【例题3】如图4所示，请画出这位同学在平面镜中看到足球的光路（只画一条光线即可）【解析】首先根据平面镜成像的对称法确定足球的虚像位置。可过足球（球心O）向平面镜镜作一垂线，使像与物体对于平面镜是等距的。由于人眼感觉光好像是从足球的虚像O/上射来的，故连接人眼P与虚像O/，交平面镜于一点A，其实A点即为入射点，AP即为反射光线，因此AP要画成实线并带箭头（而O/A不是实际光线，要画成虚线）。最后连接OA即为入射光线。由此看来这位同学能看见足球是由于从足球上“发出”的光经过平面镜反射后射入人眼。 此题首先利用对称法找到虚线，然后根据平面镜成像原理确定了光路。属于对称法解题的第一种和第三种类型。【对应训练】1下列物体中，都是光源的一组是 A.太阳、月亮 B.月亮、恒星 C.太阳、点燃的蜡烛 D.闪光的水晶、开亮的电灯2.下列现象中不属于光的直线传播的是 A.海市蜃楼 B.小孔成像 C.手影游戏 D.穿过森林的阳光 3一束光线垂直射到平面镜上，则入射角为 ，反射光线与平面镜的夹角为 ，若平面镜沿顺时针方向转动30度，则反射光线与入射光线夹角为 .4.一竖直水井深10m，月球到地球间的距离是3.8105m,则月亮在井中的像离水面 m.在猴子捞月的故事中,猴子始终捞不到月亮,原来是因为 .5.人向竖直放置的平面镜走近的过程中，下列说法中正确的是A.人在镜中的像越来越大，人从镜中观察到的范围越来越大B.人在镜中的像大小不变，人从镜中观察到的范围越来越小C.人在镜中的像越来越大，人从镜中观察到的范围越来越小D.人在镜中的像大小不变，人从镜中观察到的范围越来越大6.如图1所示，请作出三角形的像7.如图2所示中，作出S点发出的一条入射光，经反射面反射后经过P点 8.小明从平面镜里看到镜子对面的电子钟示数的像如图3所示，这时的时刻应该是多少？请简述的判断方法，并请动手试一下. 9. 检查视力时人与视力表的距离应为5m。现在由于屋子太小，前后两面墙间的距离只有3m.请你想办法，使得能在这间屋子里进行视力检测.请画出示意图，并写出计算依据. 【参考答案】 1C 2.A 3. 09060 4. 3.8105 5.D 6.略 7.略 8. 10:51 9.略 【赛题选讲】 例1发生日偏食的时候，我们在大树下的地面上看到阳光透过树叶照在地面上的亮 斑，其形状是( ) A圆形的 B月牙形 C树叶形状D各种形状 解析 本题考的是光的直线传播中，d,：fL成像的应用解题关键是抓住小孑L成像的规律所成的是倒立的实像，且像与物相似由于发生日偏食，那么照在树上的所有阳光只是太阳的一部分产生的，其形状是月牙形，经树叶与树叶之间的小孑L后，成一与月牙形太阳相似的像，而与小孑L形状无关，所以地面上的亮斑是月牙形的，故选B 例2 有两块平面镜 垂直放置着，如图51所示，镜前有一个物体5，从不同的位置观察，在两平面镜中可以看到该物体的像 的个数是( ) A1个B2个C3个D4个 解析本题是平面镜组合的问题，主要考查平面镜成像的特点，抓住物、像关于平面镜对称这一规律物体经水平平面镜成虚像5，经竖直平面镜成虚像5，虚物5，经竖直放置平面镜成虚像S3，虚物52经水平平面镜成虚像54，但53与5重合，所以可以看到的像为3个 【题型及解法归类】 1光的传播过程中的光路问题光在同一种均匀介质中是沿直线传播的，根据这一规律，画出光路图，由几何知识求解这类问题 例3可视为点光源的灯s距地面高度为H高为h的人在路灯下的水平路面上以速度匀速行走，那么，人的头在地面上的影的移动速度为 解析如图52 所示，人从位置以速度行至位置B时，人的头在地面上 的影就从C移到D，若人行走的时间为t，人的头在地上的影匀速运动的速度为 ，据题意有：AB=CD =vt，CD=v t， 由 SEC SOC有：又 = = ，由以上两式可得 2平面镜成像特点的应用问题 这类问题主要根据平面镜成像时，物、像 关于平面镜对称若物与镜间距离变化时，像与平面镜的距离也随着变化，可用运动学规律 辅助求解 例4如图53所示，人的眼睛在什么范围内能看到镜 前发光点S在镜中的像S?若s向平面镜靠近，范围变大 还是变小?若物点以大小为V的速度垂直平面镜向上远离，则像相对于物的速度大小为多少? 分析和解先根据对称性画出物体s在平面镜中的像s，再画出边界光线的入射光线SM和SN，及其反射光线MA和NB，则在MA和NB所示范围内都能看到s点的像s由以 上可以判断，s向平面镜靠近时，所求范围变大若S垂直向上以速度V远离平面镜，则像 也以大小为V的速度远离平面镜，所以像相对于物的速度大小为2V 【巩固练习】 1试证明，当平面镜绕轴线转r角时，反射光线要转过2r角，入射光线保持不变 2有一架激光放射器，朝着月球发出信号，在 2.7S后，它接收到从月球返回的信号，从这个实验测出地球到月球的距离是多少? 3下面说法中正确的是( ) A一块比人小的平面镜，能看到人全身像，可见平面镜成的像比物要小 B物体不动，把竖直放置的平面镜向上移，则平面镜成的像也比物体要小 C我们照镜子时，平面镜中总是得到一个正立的虚像，而平静的水面映出的景物都是 倒立的，因此后者不属于平面镜成像范畴 D一根棒与它在平面镜内的像相互垂直，则棒与镜之间的夹角为45。 4在水平桌面上立一块平面镜，让一个小球沿桌面朝着镜面方向滚动若从镜中看到小