九年级物理专题：光学知识精讲

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1、九年级物理专题：光学【本讲主要内容】专题：光学【知识掌握】【知识点精析】一、光沿直线传播的条件是什么？光的传播速度是多少？光在均匀介质中沿直线传播。介质是指光可以在其中通过的传播的透明物质，均匀介质是指两点：一是：同一种介质。二是这种介质的密度均匀，不含有杂质。光在真空中传播速度是3.0m/s。光在空气中传播比在真空中传播稍慢一点，在水中每秒传播的距离约是真空中的3/4。总之，光在不同的介质中传播速度不一定相同。通常情况，光在空气中的传播速度也是3.0m/s。二、正确理解光的反射定律光的反射定律可包括两点：1、反射光线跟入射光线、法线在同一平面内；反射光线跟入射光线分居在法线两侧。可记作：“三

2、线共面，法（线）居中间。”2、反射角等于入射角。 可见对于一条确定的入射光线、反射光线是唯一的。在学习光的反射定律时要明确以下几点：（1）反射角、入射角都是指各自的光线与法线的夹角，切不可把它们与镜面的夹角，当成入射角和反射角。（2）入射光线靠拢法线，入射角减小，根据光的反射定律反射角也减小，反射光线也靠近法线。当入射光线垂直射在平面镜上，法线与入射光线重合，这时入射角为0，反射光线沿原路返回。反射角也是0，学生易错认为是90。（3）在光的反射中，光路是可逆的。这就是说，若沿原来的反射光线的方向入射到镜面上，反射光线将沿原来入射光线的方向射出。三、平面镜成像的特点平面镜成像的特点是：物体在平面

3、镜中成的是虚像，像跟物体的大小相等；像和物体到平面镜的距离相等。即：像与物关于镜面对称 。什么是虚像呢？以发光点为例，它射出的光线经镜子反射（或折射）后，反射（或折射）光线进入人眼，人眼根据光沿直线传播的经验，以为光从镜后的某一点射出。这个实际上并不存在的点，叫做发光点的虚像。虚像不能用光屏承接，可用人眼观察到，它是“实际”光线反向延长线相交而得到的点。站在平面镜前的人，向平面镜走近时，他的像会不会变化呢？根据平面镜成像的特点：他的像始终与物体大小相等，是不会改变的。但人们往往以为像“变大”了，这跟人看远处驶近的汽车感觉相似，这辆车的大小始终不变，但人以为汽车远小近大，驶近的汽车“变大”了。这

4、是因为视角越大，在人的视网膜上成的像就越大，人就会感到物体也越大。四、什么是光的折射现象？如何正确理解折射规律？光从一种介质射入另一种介质时，它的传播方向发生改变的现象叫光的折射。折射规律包含下述两点：1、折射光线跟入射光线和法线在同一平面内，折射光线跟入射光线分居法线两侧。2、光从空气斜射入水或别的透明物质里时，折射角小于入射角；光从水或别的透明物质斜射入空气里时，折射角大于入射角。对上述规律有几点注意：（1）入射角是入射光线与法线的夹角，不是和界面的夹角。同样，折射角是折射光线与法线的夹角，也不是和界面的夹角。（2）光线射向两种透明物质分界面时，将同时发生光的反射和折射。反射光线遵循光的反

5、射定律，折射光线遵循光的折射规律。（3）光垂直射向两种透明物质界面时，通过分界面后光的传播方向不变，这时光线的入射角、反射角、折射角均为0。（4）光从空气射入透明介质时，如果增大或减小入射角，折射角就随着增大或减小。光从透明介质射入空气时，如果增大或减小入射角，折射角也随着增大或减小；但如果增大到某一角度时，入射光线会发生全部反射现象，这时没有折射光线。（5）折射现象的光路是可逆的。五、怎样记住凸透镜成像的初步规律：有三种方法可供采用1、口诀记忆：凸透镜成像规律可以简要归纳成下面三句话：一倍焦距内外分虚实（即物体在一倍焦距以内成虚像，一倍焦距以外为实像）；二倍焦距内外分大小（即物距小于二倍焦距

6、，成放大的像，焦点除外；物距大于二倍焦距成缩小的像）；实像总是异侧倒立的，虚像总是同侧正立的。2、对凸透镜的应用加以记忆。照相机，幻灯机和放大镜都是利用凸透镜成像规律制成的。弄清这些仪器的原理就记住了凸透镜成像的规律。3、列表将物距、像的情况和应用填入表格内，见下表。正确区分实像和虚像物体通过透镜可能成实像，也可能成虚像。而实像和虚像的区别是什么呢？（1）成像原理不同，物体发出的光线经光学器件会聚而成的像为实像，经光学器件后光线发散，反向延长相交形成的像叫虚像。（2）成像性质上的区别，实像是倒立的，虚像是正立的。（3）接收方法上的区别：实像既能被眼睛看到，又能被光屏接收到，虚像只能被眼睛看到，

7、不能被光屏接收到。六、如何理解凸透镜对光起会聚作用？凹透镜对光起发散作用？如图1所示，把点光源放在凸透镜的焦点上，它发出的光线经凸透镜折射后，折射光线平行于主轴，并没有相交成一点，这是否可认为凸透镜对光线有会聚作用呢。如图，我们将入射光线FA、FC延长，即图中的AA和CC与经凸透镜折射的光线AB、CD比较。显然折射光线是相互“靠近”而相会了。所以不能错误地认为经过凸透镜的光线一定要聚集一点才可称为会聚。同理，光线入射到凹透镜上，折射光线与入射光线的方向相比较，它们相应“远离”了，它表明凹透镜对光起了发散作用，由此可见，透镜对光是会聚还是发散，不是看折射光线是否相交而是体现在它们使光线相互“靠近

8、”了还是“远离”了。【解题方法指导】例题1. 夏季晴天时树林中的地面上会出现许多圆形的光斑，这是 的像，形成的原因是 。排纵队时“向前看齐”，即：看见自己前面的同学挡住了本队前面的所有人，队伍就排直了，这是根据 的原理。分析与解：由于光在同种均匀介质中是沿直线传播的，夏季树林中的树叶之间会有许多的小缝隙，即小孔，当太阳光从小孔中射出时，就会在地面上形成太阳的像，即小孔成像。排纵队时“向前看齐”，看见自己前面的同学挡住了本队前面的所有人，队伍就排直了，这是利用了光在同种均匀介质中沿直线传播的原理。答案：太阳 光在同种均匀介质中沿直线传播 光在同种均匀介质中沿直线传播例题2. 发生雷电时，总是先看

9、到闪电，后听到雷声，这是为什么？小红同学从看到远方闪电开始计时，经过4s听到雷声，如果已知声音在空气中的传播速度为340m/s，求打雷处距小红的距离。分析与解：闪电和雷声是同时产生的，但我们总是先看到闪电再听到雷声，这是因为光传播的速度比声音传播的速度快，由于光速远大于声音传播的速度，因此光在此传播的时间可忽略不计。根据公式可知：S=vt=340m/s4s=1360m。答案：因为光传播的速度比声音传播的速度快 1360m提示：由于光速很大，同声音比较时，往往忽略不计，这也是处理问题的一种常用的方法。例题3. 如图2甲所示，入射光线与平面镜之间的夹角是30o，则入射角是 ；若入射光线不动，将平面

10、镜竖直放置时，如图2乙所示，则反射光线与入射光线之间的夹角是 。分析与解：入射角是指入射光线与法线的夹角，图2甲中，入射光线与平面镜之间的夹角是30o，则反射角入射角60o。入射光线不动，将平面镜竖直放置时，如图2乙所示，则反射角入射角30o，反射光线与入射光线之间的夹角为60o。答案：60o 60o【考点突破】【考点指要】近几年中考试题对这部分的考查，基本以综合性不高的选择题、填空题和常规实验题出现，侧重基础知识的考查，分值一般在10分左右；达到“理解”层次的考点只有一个，即：光的反射定律。除加强基础知识的理解和记忆外，对作图能力要求较高，希望同学们在平时复习中养成作图必规范的好习惯。【典型

11、例题分析】例题4. 小军同学站在穿衣镜前1m处，他在镜中的像到镜面的距离是 m；当他向镜面前进0.5m后，小军和他的像之间的距离是 m。分析与解：平面镜成像特点：物体在平面镜里成的是虚像；像和物体的大小相等且正立，它们的连线跟镜面垂直，它们到镜面的距离相等。当物体与镜面之间的距离改变时，物体的像与物体之间的距离也随之改变。小军同学站在穿衣镜前1m处，他在镜中的像和他本人到镜面的距离相等，因此他在镜中的像到镜面的距离也是1m。当小军向镜面前进0.5m后，小军的像也向镜面前进0.5m， 小军和他的像之间的距离是1m。答案：1m 1m提示：解决平面镜成像问题，要紧紧抓住平面镜成像的特点，像和物关于镜

12、面是对称的。例题5. 某物体放在离凸透镜中心50cm处，所成的像是一个缩小的、倒立的实像，则该凸透镜的焦距可能是（ ）A. 50cm B. 40cm C. 30cm D. 20cm分析与解：本题描述的是凸透镜成像的一种现象，所用的成像规律是：当物体到凸透镜的距离大于2倍焦距时，在透镜另一侧的光屏上可以得到一个倒立、缩小的实像。把这条规律放到本题中就可以逆向分析，从而得出凸透镜焦距的取值范围。由此判断出50cm这个距离大于2倍焦距，即：50cm2f，解得f25cm。由此可以判断出题目所给出的四个选项中只有20cm满足条件。答案：D提示：此类型题目考查的是简单的凸透镜成像规律的应用，根据凸透镜成像

13、规律的特点，按照逆向思维的方法，就可得到所需要的焦距取值范围，本题还要特别注意数学学科简单不等式的解法，才可以得到正确的答案。例题6. 幻灯机的幻灯片和透镜的距离大约在1530厘米之间变动，为了能在屏上得到放大的实像，现有焦距为fA=6厘米，fB=15厘米，fC=30厘米的三个透镜，选哪个透镜最合适？分析与解：根据凸透镜成像规律，当fu2f时，能成倒立放大的实像，幻灯机中，15厘米u30厘米，所以应选fB=15厘米的凸透镜最适宜。【综合测试】一、选择题：下列各小题均有四个选项，其中只有一个符合题意1. 关于光的传播，下列说法不正确的是（ ）A. 光在真空中传播速度最大B. 光在同种均匀物质中传

14、播的路线是直的C. 光射到一切物体表面都会发生反射D. 光的传播路线总是直的2. 电影院里的白色银幕对光产生（ ）A. 镜面反射 B. 漫反射C. 折射 D. 以上都有可能3. 下列光学元件对光起会聚作用的是（ ）A. 平面镜 B. 凸透镜 C. 凹透镜 D. 潜望镜4. 下列现象属于光的反射的是（ ）A. 小孔成像B. 阳光下立竿见影C. 人在河边看到河水的深度比实际的浅D. 人在河边看到岸边的树在水中的倒影5. 如图所示的四种现象中，由于光的直线传播形成的是 （ ）6. 一个人向远离平面镜的方向移动，则他在镜中的像的大小 （ ）A. 逐渐变大 B. 逐渐变小 C. 保持不变 D. 无法确定

15、7. 在体检测视力时，眼与视力表应相距5m。由于空间 限 制，需借助平面镜测试，若视力表与平面镜相距3m，如图所示。则被测人离平面镜的距离应为（ ）A. 1m B. 2m C. 3m D. 2.5m8. 放映幻灯片时，银幕上得到的是幻灯片景物的（ ）A. 正立放大的实像 B. 倒立放大的实像C. 正立放大的虚像 D. 倒立缩小的实像9. 用一个焦距是15cm的凸透镜作放大镜使用，想看清邮票上的图案，凸透镜到邮票之间的距离应当是（ ）A. 小于15cm B. 大于30cmC. 等于15cm D. 在15cm与30cm之间10. 将蜡烛放在离凸透镜30cm的地方，在透镜另一侧的光屏上可以得到烛焰的

16、放大的像，则（ ）A. 凸透镜的焦距可能是50cm B. 凸透镜的焦距可能是20cmC. 凸透镜的焦距可能是15cm D. 凸透镜的焦距可能是10cm11. 光射到镜面上，入射光线与反射光线的夹角为120o，若使反射光线与入射光线的夹角变为100o，下列可行的方法是（ ）A. 镜面不动，入射光线向镜面旋转10oB. 镜面不动，入射光线远离镜面旋转20oC. 入射光线不动，镜面顺时针旋转20oD. 入射光线不动，镜面逆时针方向旋转10o12. 关于凸透镜成像，下列说法正确的是（ ）A. 虚像有正立的也有倒立的，实像都是倒立的B. 虚像一定是放大的，实像一定是缩小的C. 像和物分别在透镜两侧的是实

17、像，像和物在透镜同侧的是虚像D. 物距大于焦距生成的是放大实像，物距小于焦距生成的是放大虚像二、选择题：下列各小题均有四个选项，其中至少有一个符合题意13. 一个雨后的晚上，天刚放晴，地面虽已干，但仍留有不少水潭，为了不致踩在水潭里，下面的判断正确的是（ ）A. 迎着月光走时，地面上发亮处是水潭B. 迎着月光走时，地面上暗处是水潭C. 背着月光走时，地面上发亮处是水潭D. 背着月光走时，地面上暗处是水潭三、填空题14. 光在真空中的传播速度为 m/s。15. 影子的形成说明光在均匀介质中是 传播的。16. 反射光线与入射光线的夹角是80o，反射角是 。17. 人站在平面镜前1m处，人与像的距离

18、是 m。18. 经过凸透镜焦点的入射光线，经凸透镜折射后，折射光线 主轴。19. 将物体放在距离凸透镜2倍焦距以外位置上，在透镜另一侧的光屏上出现倒立的实像，这一现象应用于 。20.将物体放在焦点以内，将看到 立，放大的 像，这一现象的应用是 。21. 在观察凸透镜成像规律的实验中，能用光屏承接的像是 像，不能用光屏承接的是 像。四、作图与实验题22. 在图中补画出光路中的反射光线或入射光线。23. 在图中，根据入射光线和反射光线，画出平面镜。24. 在图中，根据入射光线和出射光线，在方框内填入一个适当类型的透镜。25. 如图所示，在桌子上竖直放一块玻璃板作为平面镜，把一支点燃的蜡烛放在玻璃板

19、前，就可以看到玻璃板后面出现的蜡烛的像。（1）要利用这个装置验证像与物体大小是否相等，其方法是；（2）要验证像与物到镜面的距离是否相等，其方法是。26. 在“观察凸透镜成像”的实验中，某同学为比较甲、乙、丙三个凸透镜焦距的大小，他让凸透镜和烛焰的距离保持15cm不变，烛焰通过三个凸透镜成像情况如下表所示，请在图中画出甲、乙、丙三个凸透镜焦点的大致位置。像的位置倒正大小虚实甲倒立放大实像乙正立放大虚像丙倒立缩小实像27. 在研究“凸透镜成像”的实验中。（所用凸透镜上标有f=15cm字样）（1）所用的器材除了凸透镜、蜡烛、火柴，还有 和 ；（2）实验时把凸透镜、蜡烛、光屏放置好后，点燃蜡烛，调整蜡

20、烛、凸透镜、光屏的高度，使它们的中心大致在同一 ；（3）若将物体放在距离凸透镜20cm处时，会成 像；（4）若将物体放在距离凸透镜35cm处时，会成 像；（5）若将物体放在距离凸透镜10cm处时，会成 像.要求（3）（5）指出像的放大或缩小、正立或倒立、虚或实【综合测试答案】一、选择题：下列各小题均有四个选项，其中只有一个符合题意1. D 2. B 3. B 4. D 5. C 6. C7. B 8. B 9. A 10. B 11. D 12. C二、选择题：下列各小题均有四个选项，其中至少有一个符合题意13. A D三、填空题14. 310815. 沿直线16. 40o17. 218. 平行于19. 照相机20. 正 虚 放大镜21. 实 虚四、作图与实验题2224 略25. 把一支相同的蜡烛放在平面镜后成像的位置，观察是否能重合，若重合则验证像与物体大小是相等的；测量像与物到平面镜的距离，进行比较26. 略27.（1）光聚座 光屏（2）高度（3）倒立放大实（4）倒立缩小实（5）正立放大虚