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1、八年级物理光学的初步知识北师大版【同步教育信息】一. 本周教学内容：光学的初步知识学习方法指导：本章复习光学的初步知识。光学是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。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，用作图法研究光的反射现象，是常用的、重要的、基本的方法，也是学好光学的基础。 1. 进行归纳、整理，使知识结构化、系统化。例如： 2. 还可以从另外的角度整理知识，例如：（1）光的传播特性： 光在均匀介质中沿直线传播；光的反射定律； 镜面反射和漫反射；光的可逆性。（2）光学器件对光线的作用：平面镜可以改变光路，但对光即不会聚，也不发散；
2、凸面镜对光线有发散作用；凹面镜对光线有会聚作用。（3）成像知识：小孔成像是直线传播形成的，平面镜是光的反射形成的，平面镜成像及其应用。（）物体的颜色透明物体的颜色是由它能透过的色光决定的不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的4 3. 养成规范作图的习惯几何光学有很多做图题，画光路图时，要养成规范作图的习惯。凡是实际光线都要画实线，并且要在光线上画出箭头表示光线传播的方向；反射光线的反向延长线要画虚线，并且不可以画箭头，因为它不是实际光线；法线要画虚线，以区别所画的光线，画反射角等于入射角时，要用几何作图法或量角器。知识点：（一）光源、光线和光束宇宙间的物体不论其大小与种类，其中能自行发光的物体
3、我们称之为光源。在研究光现象时，我们常常根据光源的大小将光源分为点光源和面光源。当发光物体的大小远远小于它到观察者的距离时，可以把它看成一个发光点，称为点光源。那些不能作为一个发光点来看待的光源，则称为面光源。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 9 页 - - - - - - - - - 在描述与研究光的传播时，可以用一条带箭头的直线表示光的行进方向，这样的直线称为光线，它可以表示沿箭头方向传播的极细的一束光。对于光线的概念，我们应该认识到(1) 光线的概念是
4、人为引入的，是对实际存在的一束极细的光的抽象。(2) 光线是为研究光的传播而建立的一种物理模型，从而才能用几何的方法来描述和研究光的传播规律。（二）光沿直线传播的条件，光在均匀介质中沿直线传播我们有这样的经验，盛夏的中午，有时能看到远处沥清路面很明亮，好象上面有一层水似的。这是由于越接近路面空气越热，密度越小，造成路面附近空气密度不均匀，因而光不再沿直线传播所形成的。目前教科书表述为“光在均匀介质中沿直线传播”，其含义是如果不在同种介质中，已经谈不到均匀，必然不满足均匀这一条。（三）光的传播速度目前世界公认的真空中的光速c=299,792,485米/ 秒。在通常的计算中我们取真空中光速为 c=
5、3.0 108米/ 秒，光在其它介质中的速度比在真空中的速度小。（四）光的反射定律光发生反射现象时，遵循光的反射定律，即(1) 反射光线和入射光线与法线在同一平面内，反射光线和入射光线分别位于法线两侧。(2) 反射角等于入射角。（五）成像知识 1. 小孔成像是光的直线传播形成的。 2. 光的反射分为：镜面反射与漫反射。它们都遵循光的反射定律。正是由于漫反射，我们才有可能看到本身不发光的物体。 3. 平面镜成像特点：平面镜所成像的大小和物体大小相等。像到平面镜的距离与物到平面镜的距离相等。像的左右与物的左右关系是相反的。像的上下与物的上下关系是相同的。像与物到镜面的连线与镜面垂直。物体在平面镜中
6、所成的像是虚像。 4. 球面镜分为凸面镜和凹面镜。凸面镜对光线有发散作用；凹面镜对光线有会聚作用。【典型例题】例 1. 不能用光的直线传播来解释的物理现象是( ) A. 日食和月食 B. 影子的形成 C. 小孔成像 D. 发生雷电时，先看到闪电后听到雷声分析： 太阳、月球、地球运行到同一直线时，由于光是沿直线传播的，当月球挡住了太阳射向地球的光，便产生了日食现象；当地球挡住了太阳光时，就发生了月食现象，影子的形成是由于光沿直线传播时遇到不透明的物体而留下的阴影区域；小孔成像也是由于光沿直线传播，蜡烛的光通过小孔后在屏上形成倒立的烛焰像，因此A、B 、 C选项均能用光的直线传播来解释。D是说明光
7、在空气中的传播速度比声音传播的速度快，不能用光的直线传播来解释。此题的正确选项是D。例 2. 光在真空中的传播速度是_m/s 。一通讯卫星距离地球约3104km，一束光从卫星射向地球约需_s。分析： 光在真空中的传播的速度为3.0 108m/s，光从通讯卫星射到地球的传播速度可认为是 3.0 105km/s，由速度公式可得t=S/v=3 104km/3.0 105km/s=0.1s 。知道光在真空中的传播速度，会正确应用运动的速度公式计算时间是解答此类题目的关键。例 3. 如图所示，入射光线AO与镜面的夹角为20则反射光线与入射光线之间的夹角是名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - -
8、- - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 9 页 - - - - - - - - - ( ) O 2020O 7070分析： 根据题意画出反射光线入射角为入射光线与法线的夹角。由于法线垂直于镜面，则入射角为90 20=70，反射角等于入射角为70，反射光线与入射光线的夹角为140此题的关键是知道入射角是指入射光线与法线的夹角而不是与镜面的夹角，然后根据光的反射定律中的等角关系进行求解。例 4. 某同学在做平面镜成像特点实验时，将一块玻璃板竖直架在一直尺的上面，再取两段等长的蜡烛A和 B一前一后放在直尺上，点燃玻璃板
9、前的蜡烛A，用眼睛进行观察。在此实验中：（1）直尺的作用是便于比较物与像_ 关系；（2）两段等长的蜡烛是为了比较物与像_关系；（3）移去蜡烛B，并在其所在位置上放一光屏，则光屏上_接收到蜡烛A的烛焰的像 ( 填“能”或“不能”) ，这说明平面镜成的是_像。分析： 在观察平面镜成像的特点的实验中，利用直尺可以量出两支蜡烛到玻璃板的距离，从而比较它们的远近，得出像与物到镜面的距离相等的关系。取两段等长的蜡烛做实验是为了比较物和像的大小。把蜡烛B换成光屏后，由于玻璃板后没有实际光线会聚点，因而屏上没有像，从而用实验证明了平面镜所成的是虚像。答案： （1）到平面镜的距离之间的（2）大小之间的（3）不能
10、，虚例 5. 晚上，在桌上铺一张白纸，把一块小平面镜放在纸上(镜面朝上 ) ，让手电筒的光正对着平面镜照射，从侧面看去( ) A. 镜子比较亮，它发生了镜面反射 B. 镜子比较暗，它发生了镜面反射 C. 白纸比较亮，它发生了镜面反射 D. 白纸比较暗，它发生了漫反射名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 9 页 - - - - - - - - - 分析： 在该实验中，因为平面镜的镜面很光滑，垂直入射到镜面的光被垂直反射回去，射到其他方向的光很少，因此从侧面看去，基
11、本上没有光线射入眼中，镜面看起来比较暗，所以 A是错误的，选项B正确。又因为白纸表面比较粗糙，入射到白纸上的光发生了漫反射而不是镜面反射，反射光线能射到各个方向，所以从侧面看到白纸比较亮，所以选C、D也是错误的。正确选项为B 。正确区分镜面反射和漫反射是解答此题的关键。例 6. 图所示是从平面镜中看到一钟表时针和分针位置，此时的实际时刻是( ) A. 8时 20 分 B. 4时 20 分 C. 3时 40 分 D. 8时 40 分，分析： 此题产生错解的原因是不懂得通过平面镜观察到的是钟面的虚像，此像与钟是以镜面对称的，因而左右是颠倒的。即像的左边是物的右边，原来时针是顺时针旋转的，像中的指针
12、变为逆时针旋转了，所以钟面所指的真正时间为3 时 40 分所以正确选项为C。例 7. 关于光的反射定律，下列说法正确的是（） A. 光的反射定律，只在射向光滑的平面时成立 B. 光在水面上发生反射时，光的反射定律不成立 C. 光在漫反射时，不遵守光的反射定律 D. 光在所有的物体表面上反射时，都遵守光的反射定律分析： 产生错解的原因是不理解光在任何物体表面上反射时，都严格遵循光的反射定律。光在光滑平面上产生镜面反射，在粗糙表面产生漫反射，每条光线都遵守光的反射定律。因此选项A、C是错误的。光射到水面上时，部分光反射到空气中，仍遵守光的反射定律继续传播，所以B也是错误的。正确选项是D。例 8.
13、太阳光线与水平地面成60o角照射在竖直矿井口，欲使太阳光线竖直反射到井下，那么所用的平面镜应与地面成多大角度？名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 9 页 - - - - - - - - - 解析： 反射光线竖直向下，它与水平地面成90o，而入射光线与地面成60o角，所以入射光线与反射光线的夹角为150 o角。则入射角为75 o。法线与镜面的夹角为90 o角，入射光线与镜面的夹角为90 o75 o =15 o，所以平面镜与地面的夹角为15 o60 o75 o例
14、9. 为什么平面镜中所成的像是虚像？分析： 在做平面镜成像特点的实验中，镜前烛焰上的点S发出的光线，经平面镜反射后到达人的眼睛，但眼睛是根据光是沿直线传播的经验来确定物体位置的，所以觉得光线好像是从平面镜后的S1点发出的，实际上镜后并没有点燃的蜡烛，像点S1是反射光线反向延长线的交点组成的虚像点，所以物体在平面镜中成的是虚像。例 10. 检查视力时，眼睛与视力表应相距5 米远 . 若人通过平面镜观察视力表，当视力表与平面镜相距2 米时，则人与平面镜的距离为多远？解析： 物体与相应的像到平面镜的距离相等，当视力表与平面镜相距2 米时，视力表的像距离平面镜就为2 米。而眼睛与视力表应相距5 米远时
15、，人到平面镜的距离为5 米 2米=3 米。【模拟试题】一. 填空题 1. 光的反射定律：反射光线跟入射光线、法线在；反射光线和入射光线分居在；反射角入射角 . 2. 下列物体：太阳、月亮、蜡烛焰、钻石、波光粼粼的水面、乌黑发亮的头发、篝火中，不是光源的是 . 3. 打靶时要求三点一线，即缺口、准星、靶心在同一直线上，这样子弹才容易命中目标，这是利用了光在均匀介质里的原理 . 4. 一束光线垂直入射到镜面上，则反射角为，入射角为，入射光线与反射光线的夹角是 . 若将镜面转动后，入射光线与镜面的夹角是300，则入射光线与反射光线的夹角是 . 5. 在电影院里，各座位上的人都能看清银幕上的画面，这是
16、因为光在银幕上_. 6. 一束光线垂直射到平面镜上. 若不改变入射光线的方向，将镜面转过25角，则反射光线改变的角度是 . 7. 在一个脸盆的水面上，能看到月亮的像，这是由于而形成的；月亮的像距水面的距离月亮到水面的距离. （填“大于”、“小于”或“等于”） 8. 睛天在树荫下的地面上有很多园形的光斑，这是太阳的_，其成像原理为_。 9. 汽车头灯碗是个_面镜，汽车驾驶室外的观后镜是_面镜。 10. 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_。 11. 人通过墙上的小孔观察外
17、面的影物，眼离小孔越近，看到的范围越_，这是由于光的 _形成的。 12. 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。 13. 当月球运行到太阳和地球之间的适当位置时，就会出现日食。如图3 所示，在 A和 B处的人们看到的是日_食，且 A和 B处看到的太阳的形象的差别是_。在 C处看到的是日_食，在高处D处的人们看到的是日_食。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 9 页 - - - - - - - - - 14. 舞蹈演员上身穿白衣服，下
18、面穿绿裤子。当剧场舞台上用红光灯照射到这个演员身上时，剧场观众看到演员上身的衣服是_色，下身的裤子是_色。 15. 光在 _介质中是沿 _传播的，光年是_的单位。 16. 光在真空中的传播速度为：_km/s ，光在其它介质中的速度_这个速度。（大于、小于、等于） 17. 日食的形成是因为_，发生日食时，是_的影子落在 _上。 18. 如图 BO叫_；ON叫 _； BON 叫_。 19. 光的反射定律的内容是：_ ； _ ；_ 。二. 选择题： 20. 不能用光的直线传播来解释的物理现象是（） A. 日食和月食 B. 影子的形成 C. 小孔成像 D. 发生雷电时，先看到闪电后听到雷声 21. 要
19、使眼睛看到物体，则（） A. 这个物体必须是光源 B. 这个物体一定在发光 C. 肯定有光由物体进入人眼 D. 物体肯定在反射太阳光 22. 下列说法正确的是（） A. 光线照射到书籍、衣服上时，将发生漫反射 B. 当入射光线平行时，镜面反射后的光线将彼此平行 C. 当入射光线平行时，漫反射后的光线将彼此不平行 D. 镜面反射遵守光的反射定律，漫反射不遵守光的反射定律 23. 物体在平面镜中所成的像的大小，取决于（） A. 镜面的大小 B. 观察者的位置 C. 物体的大小 D. 物体与镜面间的距离 24. 小明检查视力时，眼睛和视力表应相距5 米，现将视力表挂在平面镜前2 米处，小明从平面镜中
20、看视力表上的符号，则小明离平面镜的距离应是（） A. 2米 B. 3米 C. 2.5米 D. 5米 25. 身高 1.5 米的人站在平面镜前1 米处，下列说法正确的是（） A. 当他走近平面镜时，镜中的像变大 B. 像与他的距离是2.5 米 C. 像与镜的距离是1 米 D. 他在镜中成的是正立、等大、虚像名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 9 页 - - - - - - - - - 26. 太阳光与水平方向成30角射向水平地面，用一块平面镜使太阳光变为沿水平方
21、向射出，则这块平面镜与水平地面的夹角可以是：( ) A.15 B.30 C.60 D.75 27. 下列现象不能说明光的直线传播的是：（） A. 日食 B. 小孔成像 C. 影子 D. 先闪电后打雷 28. 一棵树在阳光照射下，它的影子从早晨到晚上变化情况是：（） A. 先变长后变短 B. 先变短后变长 C. 逐渐变短 D. 逐渐变长 29. 一束光线垂直射到物体表面，则反射角为：（） A. 0 B. 45 C. 90 D. 180 30. 关于镜面反射和漫反射说法正确的是：（） A. 镜面反射遵守反射定律，而漫反射不遵守 B. 镜面反射不遵守反射定律，而漫反射遵守 C. 镜面反射和漫反射都不
22、遵守反射定律 D. 镜面反射和漫反射都遵守反射定律 31. 一束光与镜面成30，则入射光线和反射光线的夹角为：（） A. 60 B. 30 C. 120 D. 90 32. 黑板表面都要做得比较粗糙，主要原因是：（） A. 便于用粉笔写字 B. 不使黑板发生反射 C. 使黑板形成漫反射 D. 便于黑板刷擦字迹 33. 我们面对平面镜逐渐靠近时，则像将：（） A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 先变小后变大 34. 在平静的水面上有树的倒影，那是树的：（） A. 实像 B. 虚像 C. 影子 D. 实物 35. 关于平面镜成像的说法错误的是：（） A. 人在平面镜中成的是虚像 B. 物体在
23、平面镜中成的是实像 C. 物、像大小相等 D. 物、像到镜的距离相等 36. 下列不属于光的反射的是：（） A. 平静的水面上出现树的倒影 B. 阳光下树的影子 C. 从玻璃中看到自己的像 D. 用潜望镜观看战壕外的物体三. 作图题 37. 在图 3 中画出反射光线，并标出反射角和入射角。O 35图 3 38. 要使入射光线与反射光线垂直，请画出镜面的位置。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 9 页 - - - - - - - - - 图 4 39.利用平面镜
24、成像特点画出物体的像 40. 一束平行光线AO与水平面夹角为20，要使其反射光线竖直射向井底，用作图的方法画出平面镜的位置，并算出平面镜与水平面的夹角。四. 计算 41 .一束激光从地球射向月球上的反射器经过反向器反射后，激光返回发射器，所需时间为 2.54s ，那么月球到地球的距离是多少？名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 9 页 - - - - - - - - - 试题答案一. 填空 1. 同一平面内，法线两侧，等于 2. 月亮、钻石、波光粼粼的水面、乌黑
25、发亮的头发 3. 沿直线传播 4. 0， 0， 0 120 5. 发生了漫反射 6. 50 7. 光的反射，等于 8. 像，小孔成像 9. 凹，凸 10. 2米/ 秒， 4 米/ 秒 11. 大，直线传播 12. 凹 13. 偏， A处看到偏食上部亮，B处看到偏食下部亮，环，全 14. 红，黑 15. 均匀，直线，时间 16. 3.0 105，小于 17. 光的直线传播，月亮，地球 18. 反射光线，法线，反射角19. 略二. 选择 20. D 21. C 22. ABC 23. C 24. B 25. CD 26. AD 27. D 28.B 29. A 30. D 31. C 32. C 33. C 34. B 35. B 36. B 三. 作图略四. 计算略名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 9 页 - - - - - - - - -