1、初中应用物理知识竞赛辅导讲座（二）光现象【知识要点解读】1. 光的直线传播。光只有在同一种均匀介质中才是沿直线传播的。若介质不均匀，即使在同一种介质中，光的传播方向也会发生改变。光在真空中的传播速度为 3108m/s，光在其他介质中的传播速度都小于在真空中的传播速度为 3108m/s，2. 光在两种介质的界面上一般会发生反射和折射，光的反射遵循反射定律，光的折射遵循折射定律。在光的反射现象和折射现象中，光路是可逆的。来源:学科网 ZXXK3. 平面镜：平面镜是利用光的反射来控制光路和成像的光学器件。平面镜成像的特点：4.光的色散：白光( 复色光)通过三棱镜后会分成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色
2、光，这说明白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光组成。在红光之外，有一种人眼看不见的光线，叫做红外线。红外线的主要特征是热效应，利用红外线可加热物体和实现遥感、遥控。在紫光之外，有一种人眼看不见的光线，叫做紫外线。红外线的主要特征是化学作用，具有荧光效应，具有杀菌消毒作用，适量的紫外线照射有助于人体合成维生素 D，过量的紫外线照射可引起皮肤癌。5. 物体的颜色。透明体的颜色是由透过的色光决定的，不透明体的颜色是由它反射的色光决定的。6. 光的折射定律：折射光线跟入射光线和界面的法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居法线两侧。同一束光在空气中传播时光线与法线的夹角大于在介质中传播时光线与法线
3、的夹角。【竞赛知识拓展】初中应用物理知识竞赛关于光现象拓展的知识点主要有：7. 影。影是自光源发出并与投影物体表面相切的光线在背光面的后方围成的区域。发光面较小的光源在投影物体后形成的光线完全不能到达的区域称为本影；发光面较大的光源在投影物体后形成的只有部分光线照射的区域称为半影。8. 日食和月食。人位于月球的本影区域内可看到日全食，位于月球的半影区域内可看到日偏食，位于月球的本影的延伸区域内（称为为本影）可看到日环食。因此，地球上不同区域的人可同时看到日全食和日偏食，或同时看到日环食和日偏食。当地球的本影部分将月球的反光面遮住（即月球一部分进入地球的本影区）可看到月偏食，当地球的本影全部将月
4、球的反光面遮住（即月球全部进入地球的本影区）可看到月全食。9. 光在两种介质的界面上一般会发生反射和折射，光的反射遵循反射定律，光的折射遵循折射定律。在光的反射现象和折射现象中，光路是可逆的。9.平面镜。 （1）平面镜 只能改变光束的传播方向，不改变光束性质。即入射光束分别为平行、发散、会聚光束，经平面镜反射后仍然分别是平行、发散、会聚光束，且发散和会聚的程度相同。（2）光线入射方向保持不变时，平面镜绕在镜表面的轴转过 角，反射光线转过 2 角。（3）平面镜成像作图可以根据反射定律作图，也可根据平面镜成像的对称性直接作图。（4）平面镜的视场。通过平面镜看虚像的情况就像通过与平面镜等大的“窗口”
5、看窗外物体一样，其观察范围( 视场) 为眼睛在平面镜中的像点与平面镜的边缘连线所限定的范围。要看到物体在平面镜中的像，可先根据像与物关于平面镜镜面对称作出物体的像，再由物体像的两端点与镜面边界的连线的延长线确定可看到该物的视场区，如图所示。A 点发出的光线在平面镜两端点的反射光线所夹的范围为看到 A 点的视场范围，B 点发出的光线在平面镜两端点的反射光线所夹的范围为看到 B 点的视场范围，两区域的公共部分为看到 AB 完整像的范围。【经典竞赛题分析】D /64米 2【答案】C来源:学科网 ZXXKD加速向右移动，但速度始终小于水面上升速度【解析】：在水面匀速上升过程中，入射角不变，由折射定律可
6、知折射角 r 不变。设光斑移动距离 x，光斑与法线之间距离 y，水面上升高度 h，则有tanr=y/h，tan i=(y+x)/h，联立解得 x=h(tanitanr)。显然，当水面匀速上升时，光斑匀速向右移动；由于 tani1，tani tanr1，所以光斑移动速度小于水面上升速度，选项 A 正确。【答案】A【名师点评】此题考查光的折射及其相关数学知识的应用与运算。【竞赛实战训练】一选择题1（2008株洲物理竞赛题）验钞机发出的“光”能使钞票上的荧光物质发光；家用电器的遥控器发出的“光”，能用来控制电风扇、电视机、空调器等。对于它们发出的“光”，下列说法中正确的是（ ）A验钞机和遥控器发出的
7、“光”都是紫外线B验钞机和遥控器发出的 “光”都是红外线C验钞机发出的“光” 是紫外线，遥控器发出的 “光”是红外线D 验钞机发出的“光” 是红外线，遥控器发出的“光”是紫外线3.（ 2007 株洲物理竞赛题）电视机的开启关闭及频道选择可以通过遥控器实现. 遥控器用来控制电视机的是A.红光 B.红外线 C.紫光 D.紫外线3.答案： B 解析：红外线可以用来遥控，遥控器用来控制电视机的是红外线。4.（ 2002 年全国初中应用物理知识竞赛题）小明的写字台上有一盏台灯。晚上在灯前学习时，铺在台面上的玻璃“发出”刺眼的亮光，影响阅读。在下面的解决方案中，最简单、效果最好的是A把台灯换成吊灯B 把台
8、灯放在正前方C把台灯移到左臂外侧D把台灯移到右臂外侧6. （2007 株洲物理竞赛题）成语“白纸黑字”喻指证据确凿，不容抵赖和否认。从物理学角度看 A. 黑字比白纸反射光的本领强B. 白纸和黑字分别发出不同颜色的光进入眼睛C. 白纸和黑字分别反射出白光和黑光进入眼睛D. 白纸反射出白光进入眼睛 ,而黑字不反光来源: 学&科&网 Z&X&X&K8. 答案：A 解析：经过两个平面镜的反射，所成的像同实际物体上下、左右关系都是一致的，选项 A 正确。9 （江苏第 11 界初中物理竞赛题）一个演员在舞台上演出当舞台上方的红色追光灯照射到她时，观众看到她一身艳丽的红色服装；当灯光操作 员改用绿色追光灯照
9、射她时，观众看到她的上装为绿色而 裙子为黑色那么，这位演员服装的实际颜色是( )A上装和裙子都是红色B上装和裙子都是绿色c上装为绿色，裙子为黑色D上装为白色，裙子为红色10. （2009 上海初中应用物理知识竞赛）细心的小明注意到这样一个现象：如果打开窗户，直接看远处的高架电线，电线呈规则的下弯弧形；而如果隔着窗玻璃看，电线虽然整体上也呈弧形，但电线上的不同部位有明显的不规则弯曲，当轻微摆动头部让视线移动时，电线上的不规则弯曲情景也在移动。产生这种现象的主要原因是（ ）A玻璃上不同部位对光的吸收程度不同 B玻璃上不同部位的透光程度不同C玻璃上不同部位的厚度不同 D玻璃上不同部位对光的反射不同1
10、2. （ 2002年全国初中应用物理知识竞赛题）小明在听讲座时，想把银幕上用投影仪投影的彩色幻灯片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D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13（ 2007 年湖州竞赛题）有茶色玻璃的汽车内的人能看到车外的人，而在车外的人不容易看到车内的人，对这种现象的解释正确的是（1）车外射入的光线要被茶色玻璃吸收一部分，车内的人受到较弱的光照射；（2）车外人反射到茶色玻璃上的光
11、比车内人反射到茶色玻璃上的光强；（3）车内比车外暗，车内人的瞳孔张开得比车外大。A只有（1） （2 ） B只有（1） （3 ） C只有（） （） D （）（） （）13.答案： A 解析：车外射入的光线要被茶色玻璃吸收一部分，车内的人受到较弱的光照射，使在车外的人不容易看到车内的人；车外人反射到茶色玻璃上的光比车内人反射到茶色玻璃上的光强，使在车外的人不容易看到车内的人；能否看到主要是射入人眼反射光的强度，人的瞳孔张开得大小与能否看到无关。所以正确选项为A。14.（2007 年湖州竞赛题）假设地球表面不存在大气层，那么人们观察到的日出时刻 与实际存在大气层的情况相比 A将延后 B将提前 C不变
12、 D在某些地区将提 前，在另一些地区将延后14.答案： A 解析：由于大气的折射，我们观察到的日出时刻实际上太阳还处于地平线以下，所以假设地球表面不存在大气层，那么人们观察到的日出时刻与实际存在大气层的情况相比将延后，选项A正确。15.（2007 年湖州竞赛题）刘文同学发现浙北大酒店的大门是一种自动门，当有人靠近时，门会实现自动开闭。刘文同学对此产生了浓厚的兴趣，他很想知道自动门是如何实现自动控制的，为此他反复做了几次实验：当他轻轻地靠近自动门时，门自动打开，当把一个足球滚向自动门时，门自动打开，当把一面底部装有滚珠的无色透明大玻璃板直立着滑向自动门时，门不打开，刘文同学根据探究结果，对自动门
13、的自控原理提出了以下几种猜想，你认为最合理的是（ ）A自动门听到来者的声音时通过声控装置实现自动开闭B自动门探测到靠近的物体发射出的红外线，通过光控装置实现自动开闭C自动门本身能发出红外线信号，当此信号被靠近的物体反射时，就实现自动开闭D靠近门的物体通过空气能产生一种压力传给自动门，实现自动开闭17 （ 2008 全国初中应用物理知识竞赛）光在同种均匀介质中是沿直线传播的，小红一直不明白：在光纤通信中，光信号是怎样经过漫长而又曲折的线路，从一端传到另一端的呢?后来通过“探究光纤怎样传输光信号 ”的活动中，她终于明白了：光信号在光纤中（ ）A是靠光纤壁不断地反射而向前传播B就像电流沿弯曲导线那样
14、传播C就像水流沿弯曲水管流动那样传播D是靠光纤壁不断地折射而向前传播17答案：A 解析：光信号在光纤中是靠光纤壁不断地反射而向前传播的，选项 A 正确。18 答案： A 解析：设两平面镜之间的夹角为 ，光线经过平面镜OM反射，光线方向改变2 ， 经过平面镜ON反射，光线方向改变180-2(90-2 )=4，假设经过 n次反射，沿着原来的光路返回。则有6 n=180，解得=180/6n，即 =30，15，10 ，5 。即两平面镜之间的夹角不可能是 20。C 3/200米 2D /64米 219.答案： C 解析：关于平面镜作出光屏 P的像，连接点光源S和圆孔边缘与光屏P的像相交，设两交点之间的距
15、离为2R，由相似三角形知识可得5/5=25/2R，解得 R=12.5cm=0.125m。反以R为半径的圆面积为R2=25/16m2.。平面镜上的反射光在屏上形成的亮斑面积为S= R2-r2=3/200 m2，选项C 正确。20. （2009 年上海竞赛题）如图所示，水池的宽度为 L，在水池右侧距离池底高度 H 处有一激光束，水池内无水时恰好中水池的左下角产生一个光斑。已知L=H。现向水池内注水，水面匀速上升，则光斑（ ）tanr=y/h，tan i=(y+x)/h，联立解得 x=h(tanitanr)。显然，当水面匀速上升时，光斑匀速向右移动；由于 tani1，tani tanr1，所以光斑移
16、动速度小于水面上升速度。A与原先的出射光线CD平行B与原先的出射光线CD 重合C与原先的出射光线CD之间的夹角为2 D与原先的出射光线CD 之间的夹角为 21.答案： B 解析：只要两平面镜的夹角不变，同时绕垂直纸面过O点的轴转过一个较小的角度 ，而入射光线不变，经过平面镜的两次反射后的出射光线将与原先的出射光线CD重合，选项B正确。二非选择题1 （ 2008株洲物理竞赛题）晴天，在茂密的树林下面，阳光透过树叶的缝隙，会在地上留下许多圆形的光斑，这是由于 的原理。如果是在发生日偏 食的短暂时间里，则地上的光斑 是圆形的光斑（填“仍然”或“不再” ） 。1答案：光的直线传播（或小孔成像） 、不再
17、 解析：阳光透过树叶的缝隙在地上留下许多圆形的光斑实质是太阳通过小孔在地面成像，原理是光的直线传播。3（2008 全国初中应用物理知识竞赛）为什么汽车前灯的玻璃灯罩要用有经反射镜反射后形成近似平行光向前射去通过灯罩上的这些小棱镜折射后分散到需要的各个方向上，使光柔和地照亮汽车前进的道路、路边的景物及路标和里程碑，从而确保行车安全。同时可以增加玻瑞罩的机械强度使其更坚实。4 （ 2007 株洲初中 应用物理知识竞赛）小马在探究光的折射规律时做了如图 6 所示的实验 ，右表中是她测出的数据，根据实验现象和表中数据，她得出了如下结论：光从空气斜射入其他介质中时，折射光线靠近法线，折射角 r小于就推广
18、到其它介质。5. （ 2007 株洲初中应用物理知识竞赛）图 7 是一张在湖边拍摄的照片。因为湖水平静，岸上景物与湖中倒影在照片上十分相似。你可以使用哪些方法来正确区分真实景物与它在湖中的倒影？ 5答案方法 1：景物射向水面的光除了一部分被反射，其余被水折射和吸收，故倒影比景物暗淡，可以通过比较明暗来辨别景物与倒影。方法 2：由于水的透明程度比空气低，故倒影较景物模糊，可以通过比较清晰度来辨别景物与倒影。方法 3：平静的水面相当于平面镜，由于平面镜成像时“左” “右”相反，可以通过比较倒影中景物（如房屋）排列的左右位 置与拍照时的真实位置来辨图 7别景物与倒影。说明：以上三种方法任意答出两种即
19、可。6（2007 全国初中应用物理知识竞赛）图 9 是李阳把刻度尺直立在玻璃镜面上拍得的一张照片，请根据照片 上的信息，估算一下玻璃镜的厚度，并说明估之间的距离等于镜厚的 2 倍根据该距离的大小，就可估侧镜子的厚度。7.（ 2008 河南初中应用物理知识竞赛）如图所示，ABC 为一直角三角形玻璃砖的横截面。一束光线垂直于 AB 入射，在 AC 面上同时发生反射和折射，请画出这束光线在 AC 面上的反射光线和折射光线。用 ETFE 材料，质地轻巧，透光性好，跟玻璃相比，它可以透进更多的阳光和空气。 “水立方”的外膜用什么颜色更能节能呢?设计者要考虑 “水立方”馆内光线和夏天的室温。设计者做了几组
20、实验。实验一：对透明物体和不透明物体的颜色由什么决定进行了如下的探究。先后用不同 颜色的膜对着不同颜色的光进行观察得到的结果如表一所示。表一：透明物体的颜色照射光的颜色 绿色 红色 红色 绿色 白光膜的颜色 绿色 红色 蓝色 红色 黄色观察到的颜色 绿色 红色 黑色 黑色 黄色由表一可以得出：透明物体的颜色是由 决定的；实验二：用不同的颜色膜材料 ETFE 做大棚实验.来源:Z*xx*k.Com大棚外膜的颜色 蓝色 无色 紫色一天中棚外的最高温度3636 36一天中棚内的最高温度3850 30光的通过量 9098来源:Z#xx#k.Com50综合上述信息，你认为膜的颜色用 色更好。8.答案：透过的色光 蓝 解析：考虑“水立方”馆内光线尽可能好，由于是游泳池，夏天的最高室温要与人的体温相当，大棚外膜的颜色用 蓝色可使一天中棚内的最高温度达到 38，光的通过量达到 90，因此膜的颜色用蓝色更好。
