第八章光现象.doc

第八章 光现象
第一节 光的直线传播
8.1.1 ★下面不是光源的是
A.点燃的蜡烛 B.点亮的电灯
C.发光的萤火虫 D.发光的月亮
解析：本身能够发光的物体才是光源，有的物体本身不发光,是靠反射别的物体的光才看上去发光，就不是光源，如月亮.故选D.
8.1.2 ★★从太阳发出的光到达地球所需要的时间是500 s，则太阳距离地球多远？
解析：光在真空或者空气中的速度是3×108 m/s，太阳光从发出到地球所用的时间是500 s，那么要求的距离=3×108 m/s×500 s=1.5×1011 m.
8.1.3 ★★在练习射击时，要“三点一线”才能射得准，即枪上标尺缺口、枪上的准星和射击目标要重合，这是根据_________.
解析：射击当然要击中目标，枪上标尺缺口和位置之间连线即为枪膛方向也就是子弹射击的方向，若再和目标对准，子弹即可射中，这是根据光的直线传播原理.
答案：光的直线传播原理.
图8.1-1
8.1.4 ★★★某人身高1.7 m，为了测试路灯的高度，他从路灯正下方沿平直公路以1 m/s的速度匀速走开，某时刻他的影子长为1.3 m.再经过2 s，他的影子长为1.8 m，路灯距地面的高度是多少？
解析：如图 SEF =vt =2 m
△ABD∽△GED,= ①
△ABC∽△HFC,= ②
解①②得AB=8.5 m
答案：8.5 m
8.1.5 ★下列现象中，不能说明光是沿直线传播的是（ ）
A.早晨，太阳还在地平线以下时，我们就看见了它
B.在有雾的天气里，看到从汽车头灯射出的光束
C.在挖掘隧道时，激光束引导掘进机掘进
D.电影院中放映机的光束射向银幕
解析：早晨，当太阳还在地平线以下时，我们能看见它，原因是光线在不均匀的介质里发生了偏折，所以，这个现象不能说明光是沿直线传播的，其他选项的事实都是光直线传播的实例，因此，应选A。
8.1.6 ★★为什么“小孔成像”,而大孔却不能成像？
解析：以点燃的蜡烛为例。烛光火焰上的每一点都可以看成是一个发光点，每一个发光点发出的光向四面八方传播，从某个发光点a射出的光照到小孔上，只有通过小孔处的一束光继续向前传播，射到屏上形成了一个小光班a’。屏上其他区域见不到a点射来的光。烛光火焰上的每一个点都在屏上相应形成光斑，就合成了烛焰形状，但方位相互倒置，这就是“小孔成像”。当孔较大时，每点射出的光都有一片光亮互相叠加起来就形成了孔的正式成立的亮斑，当孔的形状为圆形时，亮斑为圆形；当孔的形状为方形时，亮斑也是方形，就不是光源的像了。
8.1.7 ★★★甲、乙两位同学进行百米赛跑，两位裁判在终点分别为其计时，甲的裁判员看到发令枪冒烟开始计时，乙的裁判员听到发令枪响开始计时，结果测得两同学的百米时间相同，实际上两人谁跑的快？
解析：光和声音在空气中的传播速度不同．枪声在起跑点发出传到终点裁判员处需的时间是 t= = =0.29s,也就是说，当乙同学先跑了0.29s，乙的裁判员才开始计时，这样计时方式使运动员的成绩提高了0.29s；甲的裁判员看到枪冒烟计时，光速为3.0×108m/s，由起跑点传播时间是t= = =0.3×10-6s，这么短的时间可忽略不计，因此甲的裁判计时较为准确；可见实际上甲运动员比乙运动员百米赛跑的时间少了0.29s，甲的速度较快．
这也正是比赛时裁判依发令员的信号员的烟为准，而不是以听到枪声为准的原因．
8.1.8 ★★★如何应用光在均匀介质中沿直线传播的规律解释影子的形成？
解析：光在传播过程中，遇到不透明的物体，在物体后面便有一个光不能到达的黑暗区域，这就是影子．如果光不沿直线传播，遇到不透明的物体，将会有一部分光绕过物体到达物体的背后，从而就不会有影子．因此，影子的形成也充分证明了光在均匀介质中是沿直线传播的．

第二节 光的反射
8.2.1 ★人能够看到物体，是因为( )
A.物体一定是光源
B.人眼发出的光射到物体上
C.物体反射或发出的光进入人的眼睛
D.物体和眼睛在同一条直线上
解析：人能够看见物体，因为从物体射来的光进入人眼，引起视觉的缘故，而光的来源一是物体本身是光源，二是物体反射别的光源的光，故选C.
8.2.2 ★★同学们看不到黑板反光部分的字，这是为什么？怎样避免这种情况？
解析：这是因为黑板上的反光部分发生镜面反射，光线强度比粉笔字漫反射的光线要强些.让“反光”部分粗糙，这样就可以发生漫反射，减弱反光部分的反射光，同学们就能从不同方向看清粉笔字反射来的光，也就能看清楚字了.
8.2.3 ★★下列说法正确的是( )
A.反射光线和入射光线不可能在一条直线上
B.漫反射的每条光线都不遵循反射规律
C.在反射时光路是可逆的
D.反射光线的速度小于入射光线的速度
解析：漫反射的每条光线都遵循反射规律.在反射时光路是可逆的，反射光线的速度等于入射光线的速度，当垂直入射时反射光线、入射光线在同一直线上，故选C.
答案：C
8.2.4 ★★雨后天晴的夜晚，为了不踩到地上的积水，下列判断正确的是( )
A.迎着月光走，地上暗处是积水
B.迎着月光走，地上明亮处是积水
C.背着月光走，地上明亮处是积水
D.迎着月光走，背着月光走，地上暗处都是积水
解析：迎着月光走时，月光照射到水面，发生镜面反射，反射光线进入人眼，人感觉很亮；背着月光走时，月光照射到水面，发生镜面反射，反射光线没有进入人眼，人感觉很暗.故选B.
答案：B
8.2.5 ★★白天在室内照镜子（窗户朝东开），为了能清晰看到自己的面容，镜子的反射面应( )
A.朝东 B.朝西 C.朝北 D.朝南
解析：能清晰地看见自己面容的像，此时光线正好照射人的脸上，然后反射到镜面上，也就是脸朝东，镜子应背对着光.如果镜子正对着光，那么将会发生镜面反射，就看不到镜子中清晰的面容了，因而镜子的反射面朝西，故选B.
答案：B
8.2.6★★在图4-2中画
出入射光线AO的反射光线，
图8.2-1
标出反射角和它的大小。
解析：在图8.2-1中，入射光线与反射面的夹角为45°，过入射点O作法线ON，根据反射定律，在法线的另一侧作∠NOB=∠AON=45°，则OB即为所求的反射光线，∠NOB为所求的反射角。
答案：如图8.2-2所示。
8.2.7 ★★★一只座钟的钟面正对平面镜，在镜里见到的钟面指针情况如图8.2-3所示，则该座钟实际指的时刻是多少？
解析：平面镜成像的对称性使平面镜成像总是“上下一致，前后对应，左右互换”，像与物左右互换了，再把它换回来即可。
图8.2-3
答案：九点二十分。
8.2.8 ★★一人站在平面镜前，当他向平面镜走近时，他在平面镜中的像的情况是( )
A.像变大，像与人的距离变小
B.像变小，像与人的距离变大
C.像的大小不变，像与人的距离变小
D.像的大小不变，像与人的距离也不变
解析：根据平面镜成像的特点：不论物到镜面的距离为多少，像与物总是大小相等，且像到镜面的距离等于物到镜面的距离。当人向平面镜走近时，像的大小总是与人相等，不会变化，但人到镜面的距离变小时，像到镜面的距离也变小，所以像与人的距离变小。
答案：C
8.2.9 ★★★ 当入射光线垂直射到镜面时，若保持入射方向不变，要使入射线与反射线成60°角，镜面应转动多少度？
　　解析：当入射光线垂直入射到镜面上时，反射光线与入射光线及法线重合，反射角、入射角均为0°.若要使入射光线与反射光线成60°角，根据反射角等于入射角，将入射线与反射线的夹角平分，角的平分线即为法线，反射角与入射角均为30°，由此可说明镜面转过30°.如图8.2-4所示，镜面顺时针和逆时针转动的结果是一样的.
图8.2-4
　　此题中若不画图很难说清角度的问题，画出图则一目了然，画图可以帮助我们理清思路，这也是研究问题常借助的一种方法.
　　8.2.10 ★★★ 一束阳光与水平面成40°角,要使其反射光沿水水平方向射出,则平面镜与水平方向的夹角是多少?
图8.2-5

图8.2-6

　　解析：与水平方向成40°角的入射光线沿水平方向反射有两种情况，如图8.2-5.首先根据题意画出光路图，并在图中画出平面镜的位置.作图方法：要确定平面镜位置，就需要找到法线，法线应是反射光线和入射光线夹角的角平分线.在甲图中，反射与入射光线夹角为40°,法线应与反射光线（水平面）夹角为20°，有了法线，与法线垂直而且过入射点的平面便是平面镜的位置.如图8.2-6（甲）所示.；另一种情况,如图8.2-6 (乙)所示.
图8.2-7
8.2.11 ★★★在暗室的桌面上铺一张白纸，把一块小平面镜平放在纸上（镜面朝上），让手电筒正对平面镜照射，如图8.2-7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
D.白纸比较暗，它发生了镜面反射
解析：光线垂直射到平面镜上会发生镜面反射，使光线垂直平面镜返回，从侧面看不到反射光线，所以看上去平面镜比较暗。白纸表面比较粗糙，光线射到线上会发生漫反射，从侧面也能看到漫反射的光线，所以白纸看上去比较亮，选项B正确。
8.2.12 ★★下列现象中，属于光的反射现象的是（ ）
A.立竿见影 B.小孔成像 C.水中的“月亮” D.海市蜃楼
解析：立竿见影和小孔成像都是光的直线传播现象，海市蜃楼是光的折射现象，而水中的“月亮”类似于平面镜成像，是光的反射形成的，因此，选项C正确。
8.2.13 ★下列现象中，属于光的折射现象的是（ ）
A.司机从汽车观后镜中看到车后的景物
B.插在水中的筷子，看上去好像折断了
C.人站在湖边看到自己在水中的像
D.日食的形成
解析：从汽车观后镜看车后景物是凸面镜成像，属于光的反射现象；人站在湖边看到自己在水中的像类似于平面镜成像，是光的反射现象；日食是因为光的直线传播形成的；而插在水中的筷子看上去好像折断是典型的光的折射现象。选项B正确，
8.2.14 ★★河岸边的树木和房屋等在水中的像看上去都是倒立的,这是为什么？
解析：平静的水面就好像是一个平面镜,它可以成像；对实物的每一点来说,它在水中所成的像点都与物点“等距”；树木和房屋上的各点与水面距离不同,越接近水面的点,所成的像距离水面也越近,各点组成的像从水面上看就是倒的了.
8.2.15 ★★根据反射规律,在图8.2-8甲中画出
发光点S在平面镜中所成的像.
解析：
a.从发光点引出两条光线,射到平面镜上；
b.作两条入射光线的法线； 甲 图8.2-8 乙
c.根据反射规律,反射角等于入射角,作反射光线；
d.作反射光线的反向延长线,交点S1就是发光点S的像点.如图8.2-8乙所示.
8.2.16 ★★★为什么除大型的客车外，绝大多数汽车的前窗都是倾斜的？
解析：因为当汽车的前窗玻璃倾斜时，车内的人经玻璃反射后所成的像就在车的前上方，而路上的行人是不可能出现在汽车的前上方的，这样就将车内人成的像与路上的行人分离出来，司机就不会出现错觉。大型客车又大又高，前窗离地面要比普通汽车要高。即使前窗竖直装，车内人成的像是与窗等高的，而路上行人不可能出现在这个高度，所以司机也不会将乘客在窗外的像与路上的行人混淆。
图8.2-10
8.2.17 ★★如图8.2-9所示，S′是发光点S在平面镜M中所成虚像点的位置，要使S的虚像点落到S’’处，要适当地移动平面镜M，请画出M移动后的位置。
图8.2-9

解析：先由S′和平面镜的开始位置利用对称性找出发光点S，再根据平面镜成像时，发光点S与对应像点S’’的连线垂直于平面镜的特点画出平面镜的新位置。如图8.2-10所示。
8.2.18★★在平面镜成像的实验中,你是根据什么现象来判断出像与物体的大小是相等的？
解析：取两枝大小、形状完全一样的蜡烛,一枝点燃放在玻璃板前充当物体,没有点燃的放在玻璃板后面适当的位置,发现它与镜前的像完全重合,就好像没有点燃的蜡烛在发光一样,这一现象说明像与物体的大小相等.
8.2.19★★★理发店中经常有两个很大的平面镜平行放置,这样做有什么好处？如果你站在这两个平面镜之间,猜猜看会看到多少自己的像？你能分析出其中的道理吗？
解析：两块平面镜平行相对放置,顾客面对前面的镜子,可以看到自己头部后面在另一块平面镜中的像,从而观察理发效果.
人站在这两个平面镜之间,可以成无数个像,这是因为光被多次反射的缘故.
8.2.20 ★★有一种自行车尾灯设计得很巧妙，当后面汽车的灯光从任何方向射到尾灯时，它都能把光线“反向射回”。如图8.2-11所示，是四种尾灯的剖面图，其中用于反光的镜面具有不同的形状，能产生上述效果的镜面是（ ）
图8.2-11

A B C D

解析：图中的四种反光镜面都能反射光线，且都遵循反射规律。由图知，A是平面镜，只能把垂直入射的光线“反向射回”，不符合题意。C是凹面镜，而凹面镜对光线起会聚作用，不能把入射光“反向射回”，不符合题意。D是凸面镜，凸面镜对光线起发散作用，也不能把入射光“反向射回”，也不符合题意。B是由互相垂直的小平面镜组合而成的，入射光通过它的两次反射后能“反向射回”，所以B符合题意，故选B。
8.2.21 ★★在没有任何其他光照的情况下，舞台的追光灯发出的绿光照在穿白上衣，红裙子的女演员身上，观众看到她（ ）
A.全身呈绿色 B.上衣呈绿色，裙子呈现红色
C.上衣呈绿色，裙子呈紫色 D.上衣呈绿色，裙子呈现黑色
解析：不透明体的颜色是由它反射的色光决定的，白上衣能反射所有颜色的光，所以绿光照射时呈绿色。红裙子只能反射红光，绿光射到红裙子上会被吸收，所以红裙子在绿光照射下呈黑色。选项D正确。
图8.2-12
8.2.22★★★★如图8.2-12甲所示，底面积为1m2的圆柱形容器内装满水，一光束沿A0射向水面，方向保持不变，反射光线在水平光屏EF上形成光点Q。打开水阀K，水流出，水位下降，光点在光屏上移动，当光点移动了20cm时，容器中的水流出了 kg。
解析：要求水流出了多少，需要先计算出水位下降了多少。
由图2.6-7乙可知，光线A0射到水面后反射到Q点，入射角和反射角都为45º，当水面下降时，A0方向不变，入射点随水面下降而从0点移到0′点，此时的入射角和反射角仍然都为45º，反射光线则射到屏上的Q′点。
根据几何关系，QQ′∥OP，OQ∥0′Q′，所以OP=QQ′=20cm
△OO′P是等腰三角形，所以O′M=OP=10cm
即光斑在EF上向右移动20cm时，水面将下降10cm。
容器中流出的水的质量m=
图8.2-13
2.6-8
8.2.23★★★如图8.2-13所示，在桌面上竖直立着一块玻璃板，把一支点燃的蜡烛放在玻璃板面前，可以看到玻璃板后面出现蜡烛的像。要想研究玻璃板成像的特点，关键问题是设法确定像的位置，仔细想想，实验时的具体做法是 。我们这样确定像的位置，凭借的是视觉效果的相同，因而可以说是采用了 的科学方法。
解析：可以另外拿一支相同的蜡烛在玻璃板后面移动，直到它看上去跟像完全重合，此时它的位置就是像的位置。
这是采用了“等效替换法”。
8.2.24 ★★如图8.2-14甲所示，树上停着一只乌鸦，地上有几只小虫，那么，乌鸦从树上的P点飞下来吃地上的一只小虫再飞到对面篱笆墙上的Q点，要使它飞行的路程最短，请你根据学过的光学知识为它设计一条飞行线路，在图2.5-9甲中做出示意图,你所依据的物理知识是 。

图8.2-14
解析：把乌鸦的飞行路线等效于光线，地面相当于平面镜，P点就是光源，Q点是反射光线要经过的点。光总是沿距离最短的路线传播，按平面镜成像作图即可画出乌鸦飞行的最短路线，如图8.2-14乙所示。
所依据的物理知识是：光的反射定律或平面镜成像规律。
8.2.25 ★★下列事实中属于紫外线应用的有（ ）
A．验钞机上，看到百元人民币中有荧光物质发光
B．红外线望远镜能在漆黑夜晚看清远处的人
C．新型体温计能隔着一段距离测量人的体温
D．利用遥控器对电视机进行遥控
解析：红外线望远镜是利用夜晚人与周围温度不同，发出的红外线也不同来看清人的；新型体温计是根据不同体温的人辐射出的红外线不同来测量体温的；遥控器是通过对电视机发射红外线来遥控电视机的。验钞机检验人民币是利用紫外线能使荧光物质发光的原理工作的，所以，选项A正确。
8.2.26 ★ 当人远离平面镜时，他在镜中的像将(   )
　　　A.变大；           B.变小              C.不变；  D.无法判断
　　解析:由平面镜成像特点可知，人在镜中像的大小与物体相等.当人远离平面镜时，他镜中像的大小并没有发生变化.本题正确答案是选项C.
人的眼睛所看到的物体的大小，取决于视角的大小.人在镜中所成的像大小虽然不变，但当人离平面镜越来越远时，所成的像距离眼睛就越远，视角就越小，在视网膜上所成的像

图8.2-15

越小，人就会看到自己的像越来越小.如图8.2-15所示.要注意不应将人的这种视觉与平面镜成像的特点相混淆.
　　8.2.27 ★★ 某人站在穿衣镜前1m处，他以1m/s的速度远离镜面，经过0.5s，像到人的距离是_________m.
　　解析：平面镜成像中的几个距离（物距、像距、物像间距）容易混乱.能画出示意图的一定要画图，画出图来有助于理解题意.本题示意图见8.2-16所示，人原来在A处后至B处，像由A';处至B';处.根据路程公式可求出人走的距离S= vt = 1m/s×0.5s=0.5m,因此AB,A'B'间距离为0.5m,此时像到人的距离应是BB'间的距离，由图可知距离为3m.
图8.2-16
　　8.2.28 ★★★ 根据平面镜成像特点确定AB在平面镜中的像.
　　解析：根据平面镜成像物点：（1）像与物形状、大小完全相同，是正立的.（2）像与相应的物点的连线跟镜面垂直，像与物到镜面的距离相等.（3）物体通过平面镜所成的像是虚像.
　　具体步骤如下：（如图8.2-17所示）
（1）首先经过物点A、B向镜面MN引垂线（用虚线），
并画出垂直符号.
图8.2-17
　　（2）找到A、B对于MN的轴对称点A'、B'.
　　（3）把A'、B'用虚线连接起来，这便是物AB的像.
　　8.2.29 ★★★ 如图8.2-18所示，S为平面镜MN前一点光源，A为平面镜前一点，在图中画出S发出的光线中一条入射光线，其反射光线正好经过A点.
图8.2-20

图8.2-19

　　解析：首先根据平面镜成像特点找出S的像点S′，然后连接S′A，与平面镜MN的交点O即为入射点.再连接SO，即为入射光线，正确答案如图8.2-19所示.

第三节 光的折射

图8.3-1
图8.3-2
8.3.1 ★如图8.3-1所示，人眼在A处看见河里B处有一白鹅卵石，若从A处用激光手电筒的激光束能照到白色鹅卵石上，请画出从A处射出的激光束射到白色鹅卵石上的光路图。

解析：根据光折射规律可知，人眼看到的白色鹅卵石，实际上是真实鹅卵石在B处所成的虚像，B处是射入眼睛的光线反向延长后到达的位置。因此，根据光路可逆性，可将激光束直接对着B处照射，发出的光线经水折射后就会射向鹅卵石的实际位置，如图8.3-2所示。
8.3.2 ★在图8.3-3中分别标出入射光线、折射光线、法线、入射角、折射角.
解析：如图8.3-3所示,OA为入射光线,NN′为法线,∠AON为入射角,∠N′OB为折射角.

图8.3-3 图8.3-4
8.3.3 ★★如图8.3-4所示是光从玻璃斜射入空气时入射光的光路情况.请你在图中画出该入射光的折射光线的大概位置.
解析：据折射规律,入射光的折射光线如图8.3-4所示.
8.3.4 ★★早晨买油条时,在炸油条的小摊前隔着油烟会看到大树的树干在摇摆,这是什么原因？
解析：油烟是不均匀的,并且在不断变化着,光通过油烟发生折射,折射光线将射向各个方向,这样看起来大树的树干在摇摆.
8.3.5 ★★潜入游泳池中的运动员抬头看天花板上的吊灯,他看到的吊灯的情况是( )
A.比实际位置高一些 B.比实际位置低一些
C.和实际位置一样高 D.由潜水员潜入水中的深度决定
分析：天花板反射来的光线射向水面,在水面处发生折射,折射光线靠近法线,当逆着折射光线的方向看时,天花板的位置变高了.
答案：A
8.3.6 ★★在星光灿烂的夜晚,仰望天空,会看到繁星在夜空中闪烁,像顽皮的孩子在不停地眨着眼睛,造成这种现象的原因是( )
A.星星发光时是断断续续的
B.星光被其他星体瞬间遮挡的结果
C.星光被大气层反射的结果
D.大气层不均匀,星光的折射方向不停地发生改变的结果
解析：大气层是不均匀的,并且在不断变化着,光通过大气层发生折射,折射光线将射向各个方向,这样看起来星星像顽皮的孩子在不停地眨眼睛.
答案：D
8.3.7 ★★如图8.3-5中,OA、OB和OC是射到空气和玻璃界面上的入射线、反射线和折射线三条光线,则_______是法线,反射角为_______度,折射角为_______度.界面的_______边是玻璃.

图8.3-5 图8.3-6
解析：此题是光的反射和折射规律的综合运用,根据“相邻等角夹法线”,从图中可以知道法线是 XX′.根据反射角、折射角的定义可以知道反射角是30°,折射角是60°.由于折射角大于入射角,所以界面的右面是玻璃.
答案：XX′ 30° 60° 右
8.3.8 ★★如图8.3-6所示,从位于空气中的点光源S发出的光线射到水面上,照亮了水中的P点.则关于PO1S,PO2S,PO3S三条图线中的传播情况,正确的是_______.
解析：当光从空气斜射入水中时,折射角应小于入射角,过O1点作法线可知,折射角大于入射角,故PO1S是错误的, PO2S没有发生偏折也是错误的,同理过O3作法线,可以知道折射角小于入射角,故 PO3S是正确的.
答案：PO3S
8.3.9 ★★许多同学在家中擦玻璃时都会发现一个有趣的现象：原本不透明的毛玻璃用湿抹布擦过以后上面有一层水后却可以把室内的景物看得清清楚楚的.你知道这是为什么吗？请简单解释一下.
解析：毛玻璃表面粗糙,使折射光线没有规律,所以看不清楚；擦湿后,水将凹处填平表面光滑,光线折射就有了规律.
8.3.10 ★★如图8.3-7所示，一束光线在水与空气的界面上发生了折射，四个光路图中正确的是哪个？

图8.3-7

解析：由光的折射规律可知，折射光线与入射光线应分居在法线的两侧，故A图不正确；光从空气射入到水中时，折射角应小于入射角，故B图不正确；当光从水中射入到空气中时，折射角大于入射角，故D图不正确。
答案： C。
8.3.11 ★★ 一条光线斜射向平的玻璃表面，入射光线跟玻璃表面的夹角为40°，折射光线和反射光线的夹角为90°，则折射角的大小是_____．
解析  如图所示，因为入射光线跟玻璃表面的夹角为40°，所以入射角为90°- 40°= 50°．根据光的反射定律可知
反射角等于入射角，所以反射角也为50°，反射光线跟玻璃
表面的夹角为90°- 50°= 40°．又因为反射光线和折射
光线之间的夹角为90°，所以折射光线和玻璃表面之间的
图8.3-8
夹角为90°- 40°= 50°，又因法线与玻璃表面之间的夹角
为90°，所以折射角为90°- 50°= 40°，即折射角为40°．
　　答案:40°
　 8.3.12 ★★★ 一束光线在空气和玻璃两种介质界面上发生了反射和折射，如图8.3-9所示，在图中标出入射光线、反射光线、折射光线的方向，并判断入射角、反射角、 折射角大小及玻璃在界面的哪一方？
    解析:首先要确定界面的位置．可能是界面的有两条直线AB或CD．究竟哪一条直线为界面，用光的反射定律来判断．根据反射角等于入射角，反射光线和入射光线分居法线两侧，由图可以看出EO和FO相对于CD对称，与CD夹角都为30°．因此AB为界面，则CD为法线，而EO和FO其中一条为入射光线，另一条为反射光线．
    其次通过折射光线确定入射光线，在界面AB另一侧OC肯图8.3-9
定为折射光线，根据光的折射规律，折射光线跟入射光线分居在法线两侧，可知EO为入射光线，那么OF为反射光线．
    最后通过折射角和入射角大小关系，根据光的折射规律确定介质的位置．从图可知入射角为 ，折射角为 ，由折射角大于入射角，光线应是从别的透明物质斜射入到空气中．因此，玻璃应在界面AB的左侧，而界面AB右侧为空气．
　　答案:如图8.3-10所示，入射角为30°，反射角为30°，折射角为70°，玻璃在界面AB左侧．
图8.3-10

　　8.3.13 ★★★ 碗中盛上水后，碗底看上去像是上升了，这是为什么？
    解析:人眼能看到物体是由于物体发出或反射、折射的光到达眼睛而引起视觉．光线由于反射或折射而改变方向时，眼睛仍觉得光线是沿直线传来的，看到的是物体的虚像而不是物体本身．眼睛看到水中的物体（例如水中的鱼、水草、池底）的深度会变浅，都是由于从物体发出的光在水面上发生折射造成的．眼睛看到碗底，是因为从碗底射出的光进入了眼睛．碗中盛水后，从碗底的一点A射出的光在水面上发生折射， 如图8.3-11所示，进入眼睛的是折射光线，眼睛逆着折射光线看去，觉得光线好像是从它们反向延长线的交点A′发出的，所以眼睛看到的A′是碗底上的A点在水中的虚像．由于虚像A′在A的上面，离水面较近，所以碗底看上去像是上升了．
　　答案:碗中盛水后，从碗底射出的光在水面发生折射，如图8.3-11所示，眼睛逆着折射光线去看，觉得光线好像来自折射光线反向延长线的交点．由于折射光线反向延长线的交点在碗底上面，离水面较近，所以眼睛看到碗底升高，好像在水中上升了．
图8.3-11

第四节 透镜及其应用

8.4.1 ★如图8.4-1所示的光路图中，正确的是( )
图8.4-1

解析：从凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用来思考。
答案：A、C
8.4.2 ★把一枝点燃的蜡烛放在离凸透镜20cm的地方，在另一侧距凸透镜34cm的光屏上可以得到烛焰放大、倒立的像，这个凸透镜的焦距可能是( )
A.8cm B.15cm C.18cm D.20cm
解析：依题意，烛焰在光屏上产生倒立、放大的实像，这说明蜡烛一定位于凸透镜的两倍焦距和焦点之间，即f<u<2f，而u =20cm，所以10cm<f<20cm，由成像规律可知，当f<u<2f时，像到透镜的距离即像距应大于两倍焦距，即v>2f，而题中v =34cm，则f<17cm，综上所述得10cm<f<17cm。

图8.4-2
答案:B
8.4.3 ★下列关于透镜的说法正确的是( )
A.ab是凸透镜
B.ac是凹透镜
C.ac是凸透镜,bd是凹透镜
D.a是凸透镜,bcd是凹透镜
解析：从结构上看,只要中间厚、边缘薄的透镜就叫做凸透镜；只要中间薄、边缘厚的透镜就叫做凹透镜,故选A.
答案：A
8.4.4 ★★如图8.4-3所示的光路图,正确的是( )

图8.4-3
解析：凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点,这个点叫焦点.根据光路可逆,放在焦点的光,经凸透镜后变成平行光.B图中光线应该变得会聚,C、D图中光线应该变得发散,故正确答案是A.
答案：A
8.4.5 ★下列关于透镜的说法中错误的是( )
A.凸透镜是中间厚、边缘薄的透镜
B.凹透镜可以将平行光发散
C.凸透镜可以将平行光会聚于一点
D.凸透镜摔成两半,其中任何一块都会失去会聚作用
解析：凸透镜摔成两半,其中任何一块都不会失去会聚作用,故选D.
答案：D
8.4.6★关于凸透镜成的像下列说法正确的是( )
A.一定是正立、放大的虚像 B.可能是倒立、放大的虚像
C.可能是倒立、缩小的实像 D.可能是正立、缩小的实像
解析：凸透镜成像有两种,一种是实像,一种是虚像.如果成实像,可能是放大的,可能是等大的,也可能是缩小的.但是所有的实像都是倒立的.若成的是虚像,则一定是正立、放大的.所以应该选C.
8.4.7 ★小王在看地图时,有一个细小的地方总是看不清楚,他将地图放在玻璃板的下方,在玻璃板上滴一滴水,于是看清楚了.这是为什么？
解析：小王在玻璃板上滴上一滴水,水能够透过光,并且水滴是中间厚、边缘薄.实际上是自制了一个凸透镜,当这个凸透镜靠近地图时,它就起到了放大镜的作用,透过这个放大镜看到了一个正立、放大的虚像,所以他清楚地看清了地图上细小的地方.
8.4.8★下列现象中,所成的像是实像的是( )
A.镜中花 B.平静的水面上出现岸边景物的倒影
C.放映幻灯时银幕上的画面 D.放大镜观察书上的字
解析：镜中花,平静的水面上出现岸边景物的倒影是由于光的反射,成的像是虚像；用放大镜观察书上的字,是利用光的折射,成的像是虚像；只有放映幻灯片时银幕上的画面是实像,故选C.
答案：C
8.4.9 ★★ 如图所示的方框中各有一个透镜，图中画出了光线通过透镜前后的传播方向，请在方框中填入适当的透镜．
图8.4-4

解析  解答这类题目关键是搞清楚光线经过框内的透镜后，传播方向发生了什么变化，是变得会聚了，还是变得发散了．这里的会聚和发散都是相对于原来的入射光线来说的．在图A中，入射光线是平行光束，经透镜折射后，主轴上方光线向上远离主轴偏折，主轴下方的光线向下远离，即折射光线发散，说明这个透镜有发散作用应为凹透镜．在图B中，入射光是平行光束，经透镜折射后，主轴上方光线向下方偏折，主轴下方光线向上偏折，即折射光线会聚，说明这个透镜有会聚作用应为凸透镜．在图C中，入射光束为会聚光束，经过透镜折射后成了平行光束，即折射光线变得发散了，所以框中应填凹透镜．在图D中，入射光为发散光束，经过透镜折射后变成了会聚光束，所以框中应填凸透镜．
答案  方框中应填透镜如图8.4-5所示．

图8.4-5

8.4.10 ★★★  有一副眼镜，如何能知道它是凸透镜还是凹透镜？如果知道了凸透镜，又如何能估测出它的焦距？
解析  凸透镜与凹透镜对光的作用不同，成像情况也不同．凸透镜能使光线会聚，有实焦点，能成实像；凹透镜能使光线发散，没有实焦点，也不能成实像．利用它们的这些性质，就可以通过简便的方法来区分它们，例如把它们对着太阳光或者远处的电灯丝，看它们能否把光线会聚．
答案:如果把眼镜对着远处的电灯丝，在光屏上能得到灯丝倒立、缩小的实像，眼镜就是凸透镜，如果在光屏上得不到灯丝的像，这个眼镜就是凹透镜．
由于灯丝离眼镜较远，从灯丝射到眼镜的光线可以认为是平行光线，这时灯丝像的位置即为焦点，光屏到眼镜的距离就大约等于眼镜的焦距，因此，测量出眼镜到光屏的距离即可估测出眼镜的焦距．
8.4.11 ★★完成下列图8.4-6所示的光路图

图8.4-6

解析：根据三条特殊光线，可以作出折射光线如图8.4-7所示．
图8.4-7

点拨：焦点的意义就是能使跟主轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，所以平行主轴的光线折射后过焦点，因光路可逆，过焦点的光线折射后平行于主轴射出，经过透镜中心的光线折射后方向不改变．

图8.4-8

图8.4-9
8.4.12 ★★  如图8.4-8怕示表示了光线通过透镜前后的传播方向．在方框中画上适当类型的透镜．
解析：本题中进入黑箱的光是过焦点的发散光，而由黑箱射出的光却是平行光，相比较，光通过透镜后发生了会聚现象，这正是凸透镜的特征；故由此判知，黑箱中的器件是凸透镜．要想准确地定出凸透镜的位置，可将入射光线与折射光线分别向框内延长，相应的光线相交之点即凸透镜的准确位置．
答案:如图8.4-9所示
点拨：本例是光学黑箱题，方框就是黑箱，内有未知的光学器件，黑就是未知，须经分析以后才确定，所以叫黑箱．此题已经指明框中的光学器件是透镜，只需辨明是哪种透镜就行了．
解答光学黑箱问题，要注意两点：一是对光学器件的特征有清楚的理解和记忆；二是要根据已给的条件作合理的推理．此外，如果要求画出图示，画图必须是规范的，准确的．
8.4.13 ★★ 在图8.4-10中已经画出了经过凹透镜上的折射光线．试画出入射到凹透镜的光线．

图8.4-12
图8.4-11
图8.4-10

解析：凹透镜对光有发散作用，它的二个焦点是虚焦点，这里需要注意,判明使用哪个焦点画图，是解答本题的关键．为此，只须用“光路可逆”的道理来思考，把已画出的折射光当作入射光，画它的折射光，便知折射光线的反向延长线应是过右侧的焦点，如图8.4-11所示,然后再把表示光的传播方向的箭头都倒过来，就是本题答案．
答案:入射到凹透镜上的入射光如图8.4-12所示．
8.4.14 ★下列说法中正确的是( )
A.只有平面镜才能成像 B.凸透镜只能会聚光,但是不能成像
C.凸透镜不可以成倒立缩小的像 D.凸透镜也可以成正立、放大的像
解析：平面镜和凸透镜都能成像,凸透镜可以成倒立放大、等大、缩小的实像,也可以成正立放大的虚像.故选D.
答案：D
8.4.15★★下列说法中正确的是( )
A.老花镜实质是一对凸透镜
B.照相机的镜头相当于一个凹透镜
C.在马路拐弯处,常常安装一个大型的凸透镜
D.漫反射是散漫的反射,它不遵从反射定律
解析：照相机的镜头相当于一个凸透镜,在马路拐弯处,常常安装一个大型的凸面镜,而不是凸透镜,漫反射也遵从反射定律,老花镜实质是一对凸透镜,故选A.
答案：A
8.4.16 ★★拍照时,照相机胶片上得到被照景物的像是( )
A.倒立、放大的像 B.倒立、缩小的像
C.正立、放大的像 D.正立、缩小的像
解析：拍照时,照相