4光现象

初中应用物理知识竞赛专题讲座4

专题四光现象

【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3×108m/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3×108m/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。

3.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：

①虚像。虚像是指光线的反向延长线的交点所成的像，虚像可以看到，但光屏无法接收到；虚像不是真实存在的。

②像与物等大。平面镜所成的虚像与物大小相等，与平面镜的大小和物体离平面镜的距离无关。

③像与物到平面镜的距离相等。

④像与物关于平面镜镜面对称。像与物关于平面镜镜面对称是指以平面镜为轴折叠时，像与物完全重合。

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。紫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，n=sini/sinr。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α角，反射光线转过2α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”

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】

典例1.（2016上海市第30届初中物理竞赛初赛试题）身高1.5m的小明沿直线匀速运动，路灯在行进线路的正上方，某时刻人影的长度为0.6m；前进4m后，影长变为1.4m，则路灯的高度可能为

A．9m B．7.5m C．6m D．4.5m

【参考答案】AD

典例2. （2014上海市初中物理竞赛初赛试题）如图10所示，两平面镜OA和

OB夹角为α，入射光线平行于OB镜且在两镜面间经12次反射后不再与镜面相

遇。则两镜面之间的夹角α可能为（）

图10 A．13° B．14° C．15° D．16°

【参照答案】．C

【名师点评】此题考查平面镜改变光线方向。

典例3．（2009上海初中应用物理知识竞赛）如图所示，P 是一个光屏，屏上有直径为5厘米

的圆孔。 Q 是一块平面镜，与屏平行放置且相距10厘米。O1、O2 是过圆孔中心O垂直于Q的

直线，已知P和Q都足够大，现在直线O1O2上光屏P左侧5

厘米处放置一点光源S，则平面镜上的反射光在屏上形成

的亮斑面积为（）

A． 3π/320米2

B．π/100米2

C． 3π/200米2

D．π/64米2

【参照答案】．C

【名师点评】此题考查平面镜成像及其相关数学知识的应用与运算。

典例4. （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，水池内无水时恰好在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（）

A．匀速向右移动，且移动速度小于水面上升速度

B．匀速向右移动，且移动速度大于水面上升速度

C．减速向右移动，但速度始终大于水面上升速度

D．加速向右移动，但速度始终小于水面上升速度

【参照答案】．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．（2014上海市初中物理竞赛初赛试题）日食、月食是我们在地球上通过肉眼能直接观测到的天文现象，如果定义月球的半径为1，则地球的半径约为3.7，太阳的半径约为400，地、月距离约为220，地、日距离约为8.6×104 ，参考上述数据可以判断，我们在地球上看