人教版第四章 光现象综合与测试学案
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科目、教材版本:物理
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本次课题和教学目标:
光现象
教学重点、难点:
光路图的作法
光的折射
教学内容及过程、设计意图等:
知识回顾
光的传播
光现象:包括光的直线传播、光的反射和光的折射。
光源:能够发光的物体叫做光源。
光源按形成原因分,可以分为自然光源和人造光源。
月亮不是光源,月亮本身不发光,只是反射太阳的光。
光的直线传播:光在真空中或均匀介质中是沿直线传播的,光的传播不需要介质。
光沿直线传播的现象:小孔成像(见图2-1)、井底之蛙、影子、日食、月食、一叶障目。
光速:
真空中的光速通常取c=3×108m/s=3×105km/s。
真空中的光速是宇宙间最快的速度。
光年:光年等于光在1年内传播的距离。
光的反射
反射:光在两种物质的交界面处会发生反射。
我们能够看见不发光的物体,是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。
光的反射定律:在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在同一个平面内;反射光线、入射光线分居法线两侧;反射角等于入射角(简记为:三线共面、两线分居、两角相等)。
如图2-3,垂直于镜面的直线ON叫做法线;入射光线与法线的夹角i叫做入射角;反射光线与法线的夹角r叫做反射角。
光的反射的两种类型:漫反射和镜面反射。
漫反射:凹凸不平的表面把光线向着四面八方反射,这种反射叫做漫反射。
我们能从各个角度看到一个不发光的物体,是因为光在该物体表面发生漫反射。
镜面反射:光滑镜面的反射叫做镜面反射。
如果想在平面镜内看到全身像,镜子高度至少为身高的一半。
平面镜成像
平面镜:反射面是光滑平面的镜子叫做平面镜。图2-4
平面镜的作用:① 成像; ② 改变光的传播方向。
平面镜成像的特点:
平面镜中的像是虚像;
像和物体的大小相等;
物点到对应像点的连线与镜面垂直,且到镜面的距离相等;
像与物是对称的。
平面镜成像的原理:光的反射。
凸面镜和凹面镜(见下图2-6)
凸面镜:用球面外表面作反射面的面镜叫凸面镜。
凸面镜对光的作用:凸面镜使平行光束发散。
凸面镜的应用:汽车的后视镜、街头拐角的反光镜。
O
M
M'
图2-7
N
N'
凹面镜:用球面内表面作反射面的面镜叫凹面镜。
凹面镜对光的作用:凹面镜使平行光束会聚。
凹面镜的应用:手电筒的反光装置、太阳灶、反射式望远镜。
凸面镜 凹面镜 在反射现象中,光路是可逆的
O
S
S'
图2-8
A
P
平面镜成像作图方法:
(1)如图2-7,过M点作平面镜的垂线,交平面镜于O点;
(2)在另一侧截取M'O=OM,M'点即为M的像点;
(3)仿照前两步,完成N点的像点,然后用虚线连接M'N'。
绘图之后要注意垂直、等距标记,还要注意虚像要画成虚线。
已知光源、平面镜和反射光线经过的点,作光路图的方法:
(1)如图2-8,先用上面提到的方法作出光源S的像点S'点;
(2)连接S'A,交平面镜于P,则PA为反射光线;
(3)连接SP,SP为入射光线。
绘图之后要注意垂直、等距标记和表示光路的箭头,还要注意哪一段画成实线,哪一段画成虚线。
该作法的原理:所有反射光线的反向延长线交于像点。
光的折射
折射:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折,这种现象叫做光的折射(图2-9)。
当发生折射现象时,一定也发生了反射现象。
当光线垂直射向两种物质的界面时,传播方向不变。
光的折射规律:
在折射现象中,折射光线、入射光线和法线都在同一个平面内;
光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射光线向法线方向偏折(折射角<入射角);
光从水或其他介质中斜射入空气中时,折射光线向界面方向偏折(折射角>入射角)。
在折射现象中,光路是可逆的。
在光的折射现象中,入射角增大,折射角也随之增大。
在光的折射现象中,介质的密度越小,光速越大,与法线形成的角越大。
折射的现象:
① 从岸上向水中看,水好像很浅,沿着看见鱼的方向叉,却叉不到;从水中看岸上的东西,好像变高了。
② 筷子在水中好像“折”了。
③ 海市蜃楼
④ 彩虹
N
水
空气
O
水
空气
O
N
图2-9
入射角
折射角
折射角
入射角
图2-10
N
N'
空气
水
N
N'
空气
水
从岸边看水中鱼N的光路图(图2-10):
图中的N点是鱼所在的真正位置,N'点是我们看到的鱼,从图中可以得知,我们看到的鱼比实际位置高。
光的色散
光的色散:光的色散属于光的折射现象。
1666年,英国物理学家牛顿用玻璃三棱镜使太阳光发生了色散(图2-11)。
太阳光通过棱镜后,被分解成各种颜色的光,用一个白屏来承接,在白屏上就形成一条颜色依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的彩带。
色光的三原色:红、绿、蓝。
物体的颜色:
透明物体的颜色由通过它的色光来决定。
不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。
如果一个物体能反射所有色光,则该物体呈现白色。
如果一个物体能吸收所有色光,则该物体呈现黑色。
如果一个物体能透过所有色光,则该物体是无色透明的。
看不见的光
红外线:在光谱上红光以外的部分叫做红外线。
红外线有以下三个特性:
(1)红外线的主要特性是热作用力强。
(2)红外线穿透云雾的能力比较强。
(3)红外线可以用来进行遥控。
红外线的应用:用红外线加热物体、红外线烤箱、红外线取暖、用红外线诊断病情、红外线夜视仪、红外线烘干汽车表面的喷漆、全自动感应水龙头、电视的遥控器等。
紫外线:在光谱上紫光以外的部分叫做紫外线。
紫外线有以下特征:
(1)紫外线的主要特征是化学作用强,很容易使照相底片感光。
(2)紫外线的生理作用强,能杀菌。
(3)紫外线具有荧光效应,能使荧光物质发光。
(4)适当的紫外线可以帮助人们促进合成维生素D,促进钙的吸收。
紫外线过度照射会损害身体健康,不要用眼睛直视紫外光,不要照射过量的紫外线。
紫外线的应用:验钞机、紫外线杀菌、紫外线鉴别古字画、晒粮食等。
经典例题
1.有一暗室的南边窗上有一小孔,室外被阳光照亮的白色汽车在窗外的路面上自东向西驶过,这时在正对小孔的室内墙上可看到的是( )
A.汽车正立的像,并自东向西移动 B.汽车正立的像,并自西向东移动
汽车倒立的像,并自西向东移动 D.汽车倒立的像,并自东向西移动
2.在纸上剪一个很小的“△”形空,让太阳光垂直照射到“△”形孔上,那么地面上形成的光斑是( )
A.“▽”形的 B.圆形的 C.“△”形 D.无法确定
【分析】因为是很小的孔,所以当太阳光照射时会形成太阳的像即小孔成像,又因为太阳是圆形的,所以,地面上的光斑也是圆形的,而小孔成像是利用光沿直线传播形成的.
3.成语“白纸黑字”喻指证据确凿,不容抵赖。从物理学角度看( )
A.白纸和黑字分别发出不同颜色的光进入人的眼睛;
B.白纸和黑字分别反射出白光和黑光进入人的眼睛;
C.白纸反射出白光进入人的眼睛,而黑字不反光;
D.黑字比白纸反射光的本领强.
4.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,如图所示,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
白纸比较暗,它发生了漫反射
5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,若从镜中看到小球的像是竖直向上运动的,那么平面镜与桌面的夹角(指有小球一侧的角)应为( )
A、45°; B、60°; C、90°; D、135°.
6.如下图所示,一束光线斜射入容器中,在P处形成一光斑,在向容器里逐渐加满水的过程中光斑将( )
A.向左移动后静止 B.向右移动后静止
C.先向左移动再向右移动 D.仍在原来位置
7.下列现象中属于光的折射现象的是( )
A.路灯下、地面上出现人的影子 B.水池底看起来比实际浅
平静的水面映出桥的“倒影” D.白天、浓密的树荫下出现很多圆形光斑
7.小明在听讲座时,想把投影在银幕上的彩色图像用照相机拍摄下来。由于会场比较暗,他使用了闪光灯,这样拍摄出来的照片( )
A、反而看不清投影到银幕上的图像,倒是把银幕上的一些污渍拍出来了
B、色彩鲜艳,比不用闪光灯清楚多了
C、色彩被闪掉了,拍到的仅有黑色的字和线条
与不用闪光灯时效果一样,因为拍摄的是银幕上的像,而不是实际的景物
8.在太阳光下我们能看到鲜艳的黄色的花是因为( )
A、花能发出黄色的光 B、花能反射太阳光中的黄色光
C、花能发出白色的光 D、花能吸收太阳光中的黄色光
9.光的色散说明白光是一种复色光,棱镜对不同色光的偏折程度不同,其中对红光的偏折程度最小,对紫光的偏折程度最大.下图中能正确表示白光通过三棱镜发生色散的是 ( )
10.下列关于不可见光的应用的论述中,错误的是( )
A.电视机的遥控器发出的是红外线
B.红外夜视仪能感应红外线
C.我们看见验钞机发出紫色的光,那就是紫外线
D.臭氧层能大大的吸收太阳光中的紫外线,保护地球上的生命
11.小明站在游泳池边A 处,看到路灯B 在池水中的像与他看到的池中一条鱼在C 点重合,用光学作图法确定路灯B 的位置和鱼的大致位置。
12.如图所示,S是一个发光点,S′是它通过平面镜所成的像,SA是S发出的一条光线。请在图中画出平面镜的位置和SA经平面镜反射后的光线。
13.验钞机是利用荧光物质在_______线的照射下能够发光的原理制成的;家中的电视遥控器是靠_______线来实现对电视机的控制的.
紫外 红外
14.在进行“光的反射定律”的探究实验中,小明设计了如下图所示的实验,平面镜M平放在桌面上,E、F是粘在一起的两块硬纸板,F可绕垂直于镜面的接缝ON转动.
(1)如图甲,当E、F在同一平面上,让入射光线AO沿E射向镜面,在纸板F上可看到反射光线OB,此时∠BON ∠AON(选填“大于”、“等于”或“小于”).若将AO向ON靠近,则OB向 靠近;若光线沿BO入射,则经镜面反射后光线沿OA射出,这说明了在光的反射中,光路是 的.
(2)在图乙中,把纸板F向前或向后折叠,则在纸板F上都 (能/不能)看到反射光线,说明反射光线、与入射光线和法线应在 .
(3)改变入射光线的方向,再观测几组入射角和反射角,这样做的目的是为了
15.通过图13的探究,我们对太阳光有了更多的了解.
(1)太阳光通过三棱镜后,在光屏上呈现彩色光带,这说明 ;光屏上A、B是光带边缘的色光,则A为_______光.
(2)用温度计测试不同光的热效应时,为使它的示数变化更明显,可以 ;实验表明, 外线的热效应最显著.
课堂练习:
1.如图所示,用自制针孔照相机观察烛焰,有以下四句说法
a.薄膜上出现烛焰的像是倒立的
b.薄膜上烛焰的像可能是缩小的也可能是放大的
c.保持小孔和烛焰的距离不变,向后拉动内筒,增加筒长,烛焰的像变大
d.保持小孔和烛焰的距离不变,向前推动内筒,烛焰的像更明亮
对于这四句说法,其中正确的是( )
abcd B.acd C.ab D.cd
2.若把正在收看的电视机放在真空玻璃罩内,我们会发现( )
A.图像和声音一样正常 B.图像和声音同时消失
可以听到声音,但看不到图像 D.可以看到图像但听不到声音
3.有一光电控制液面高度的仪器,通过光束在液面上的反射光线打到光电屏上来显示液面高度,光路图如图所示.当光屏上的光点由S1移到S2时,表示液面( )
A.上升确 B.下降 C.不变 D.先上升后下降
4.一束阳光与水平面成50°角入射到地面上.若要使反射光线沿水平方向射出,则平面镜与水平面的夹角( )
A. 一定为25° B.一定为65°
可能为25° D.可能为50°
5如图所示,水平桌面上斜放着一个平面镜,桌面上有一个小球向镜面滚去。要使平面镜中小球的像沿竖直方向下落,则镜面与桌面间的夹角α应为( )
A.30° B.45° C.60° D.90°
6.蓝天上飘着白云,平静清澈的池塘中鱼自由游动。人向池塘中看去,好像鱼在白云中游动,关于人看到的鱼和白云,下列说法正确的是( )
A.鱼是实物,白云是光反射形成的虚像
B.鱼是实物,白云是光折射形成的虚像
C.鱼是光反射形成的虚像,白云是光折射形成的虚像
鱼是光折射形成的虚像,白云是光反射形成的虚像
7.图中,容器底有一探照灯S发出一束光线投射到MN木板上,在B点形成一光斑,当向容器中注水时,光斑B将移向( )
A.B的上方 B.B的下方
C.B的左边 D.B的右边
8.在没有其他光照的情况下,舞台追舞灯发出的红光照在穿白色上衣、蓝色裙子的演员身上,观众看到她( )
A.上衣呈白色,裙子呈蓝色 B.上衣、裙子都呈红色
C.上衣呈红色,裙子呈黑色 D.上衣、裙子都呈黑色
白上衣能反射所有的色光,红光照上就反射红光,呈现红颜色;蓝裙子只能反射蓝光,红光照上不反射,呈现为黑色.
9.下列说法中错误的是( )
A.透明物体的颜色是由它透过的色光决定的;
B.不透明物体的颜色是由反射色光决定的;
C.白色物体能反射所有的色光;
D.黑色物体能反射所有的色光.
10.我们经常可以看到自动水龙头和自动烘手机,我们只需把手伸到水龙头或烘手机的下方,水龙头或烘手机就启动工作。它们都是利用人体能辐射出哪种射线的特征( )
A、紫外线; B、可见光; C、红外线; D、以上都不是。
11.如图一束水平光线射向两面夹角为45°的平面镜上,被这两面平面镜反射,请画出这束光线经这两面平面镜反射的完整光路图。
12.如图所示是探究“平面镜成像的特点”的情景:竖立的薄透明玻璃板下方放一张白纸,再准备A、B两支大小、外形完全一样的蜡烛,然后把点燃的蜡烛A立在玻璃板前,又把蜡烛B放在玻璃板后面,以A蜡烛为成像物体.
(1)该实验选择两个相同的蜡烛A和B,是为了比较像与物的 关系.
(2)该实验采用透明薄玻璃板代替日常使用的平面镜,能在观察到A蜡烛像的同时,也能观察到 ,从而确定 ,此时成像的清晰度比日常使用的平面镜 (选填“好一些”或“差一些”).
(3)将蜡烛B在玻璃板后的纸面上来回移动,发现无法让它与蜡烛A的像完全重合,你分析出现这种情况的原因可能是 .
(4)解决以上问题后,蜡烛B与蜡烛A的像能够完全重合,此时若将蜡烛A靠近玻璃板时,则像将 (选填“靠近’或“远离”)玻璃板移动,像的大小 (选填“变大”、“变小”或“不变”).
(5)实验中,当蜡烛B与蜡烛A的像完全重合时,撤去蜡烛B,并在原蜡烛B的位置放一与玻璃板平行的光屏,则光屏上 (选填“能”或“不能”)显示蜡烛A的像,说明物体通过平面镜所成的像是 像.
(6)如图是某实验小组的同学经过三次实验后,在白纸上记录的像与物对应点的位置.他们接着就连接像与物的对应点,判断连线与镜面是否 ,再分别测量 的距离,判断像与物是否关于平面镜对称.
13.某同学离平面镜4米,像和他之间的距离是________,当他以1米/秒的速度向平面镜走近时,那么像的移动速度是________,这时平面镜中像的大小将________,而他看到的像大小是________。
14.如图所示,S为光源,它发出的一条入射光线射到竖直放置的平面镜上发生反射,进入水中又折射.请作出S在平面镜中所成的像S′以及该光线在平面镜上的反射光线和进入水中的折射光线的大致方向.
课后练习:
1.下列说法中:①“坐井观天,所见甚少”隐含光的直线传播原理;②光年是一个非常大的时间单位;③平静湖面上的“倒影”说明平面镜成“与像等大正立的虚像”;④“余音绕梁”指的是声音的回声现象,⑤老农卖西瓜时用手拍拍就知道好坏是利用了声传递能量.以上物理知识解释( )
A.①②③④⑤都正确 B.①③④⑤正确,②错误
C.①③④正确,②⑤错误 D.①②③正确,④⑤错误
2.阳光灿烂的日子,行走在绿树成荫的街道上,常常见到地面上有一些圆形的光斑,这些光斑是( )
A.树叶的实像 B.树叶的虚线 C.太阳的实像 D.太阳的虚像
3.入射光线和平面镜的夹角为60°,转动平面镜,使入射角减小15°,反射光线与入射光线间的夹角和原来相比较,将( )
A. 减小90° B. 减小30°
C. 减小45° D. 减小15°
4.图2是潜望镜的结构示意图,通过这样的潜望镜看到物体AB的像是( )
A. 倒立等大的虚像 B. 正立等大的虚像
C. 倒立放大的实像 D. 正立缩小的实像
5.秋高气爽的夜晚,当我们仰望天空时会觉得星光在闪烁不定,这主要是因为( )
A、星光在运动 ;
B、地球在绕太阳公转;
C、地球自转;
大气的密度分布不稳定,星光经过大气层后,折射的方向随大气密度的变化而变化.
6.光线从水中射入空气,反射光线O(A)与水面之间的夹角为60°。关于入射角α、折射光线与水面之间的夹角的说法正确的是 ( )
A α=30°,β<60° B α=60°,β>60°
C α=30°,β>60° D α=60°,β<60°
7.2015年5月9日我国多地出现日晕奇观,图为日晕的景象,在5000m的高空,水蒸气遇冷形成小冰晶,太阳光照射小冰晶后,分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光,这样太阳周围就出现一个巨大的彩色光环,称为“光晕”.下列说法正确的是( )
A.水蒸气遇冷形成小冰晶是凝固现象
B.水蒸气遇冷形成小冰晶需要吸热
C.太阳光照射小冰晶后通过反射分解为七色光
D.太阳光照射小冰晶后分解为七色光是光的色散现象
8.下列说法正确的是( )
A. 光照在物体上时,物体的颜色由照射光的颜色决定;
B. 实验表明,色光的混合规律与颜料的混合规律相同;
C. 电视机的遥控器可以发出不同的红外线,来实现对电视机的遥控;
D. 任何情况下,紫外线的照射对人体都是有利的;
9.天地万物、五光十色,关于光,下列说法错误的是( )
A.太阳光是由多种色光组成的
B.可通过三棱镜使太阳光发生色散
C.人民币的防伪利用了紫外线的荧光作用
D.白光是单色光
10.验钞机能检验人民币的真伪,它的原理是利用 使荧光物质发光.卫星能对各地秸杆燃烧情况进行监控,其原理是利用温度越高,辐射的 越强,人们 (填“能”或“不能”)直接用眼睛观察这种光.
11.在图中的方框内填入合适的光学元件,并完成光路图:
12.如图所示,发光点S在平面镜MN中的像为S1,当平面镜转过一定角度后,它的像为S2,请你利用平面镜成像特点,画出转动后平面镜的大致位置.
学生完成情况:
教师评定:
1、学生上册作业评价:○好 ○较好 ○一般 ○差
2、学生本次上课情况评价:○好 ○较好 ○一般 ○差
需要家长以及学管配合:
教学反思:
实际上课时间:
教研组长:
初中物理9.1 压强导学案: 这是一份初中物理9.1 压强导学案,共10页。学案主要包含了学习目标,学习重点,学习难点,自主预习,合作探究,猜想和假设,设计实验,进行实验与收集证据等内容,欢迎下载使用。
初中物理三 学生实验:探究——平面镜成像的特点导学案: 这是一份初中物理三 学生实验:探究——平面镜成像的特点导学案,共3页。学案主要包含了学生实验等内容,欢迎下载使用。
光现象复习学案: 这是一份光现象复习学案,共3页。