初中物理竞赛辅导—光热声(教师使用).doc

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1、竞赛辅导讲义——光、热、声（教师使用）一、知识要点知识点分项细目(一)光：1．光的直线传播，光速2．光的反射及反射定律，光的折射及规律3．影和像、日食、月食、小孔成像、平面镜成像凸、凹透镜成像，照相机、放映机、放大镜等(二)热：1．热膨胀和水的反常膨胀，温度与温度计2．热传递的方式，物态变化，分子运动论的要点，内能3．改变内能的两种方式，比热，热量的计算，热平衡方程，热功光量(三)声：1．声音的发生和传播2．音调、响度和音色二、例题与练习[例1]处在赤道上某地的人在月落4h后，还能看到一颗绕赤道平面轨道运行的人造卫星在其正上方，试求这颗卫星距地

2、面高度最小约多少?(地球半径R=6.4X106m)分析与解答：忽略大气对光的折射，光沿直线传播。能看到卫星，则卫星上必须有太阳的反射光线进入观察者的眼中，作出示意图如下：图中A点处刚日落，地球自转4h，原A点转至A’点，由圆的知识可得：α=×360°=60°(1)又：cosα=(2)由（1）、（2）两式得:h=R（-1）≈6.4×106（m）[练习1]太阳和月亮位于如图所示的位置，请你根据光的直线传播规律，在图中画出当地球上的人分别处于什么空间区域时，可以看到月全食、日偏食和日环食?分析与解答：如图所示1区——日全食2区——日偏食3区——日环食

3、[例2]水平桌面上放置一平面镜，镜面与桌面成45°角，一个小球以V匀速沿桌面向镜滚去，如图所示，问镜中小球的像将如何运动?分析与解答：根据平面镜成像规律可知，物像等大，物像对称。小球沿桌面向镜主动的任一时刻，物像关系都符合此规律。故小球的像将竖直向下运动。[练习2]只要你稍微注意一下就会发现，除了大型客车外，绝大多数汽车的前窗都是倾斜的，你能从光学的原理解释这一情况吗?分析与解答：当汽车和前窗玻璃倾斜装置时，车内乘客经过玻璃反射成人像在车的前上方，而路上行人是不可能出现在上方空中的，这样就将车内乘客的像与路上的行人分离开来，司机就不会出现错误，

4、尤其在夜间开车，车内开灯，造成外暗内亮的时候，大型客车较大，前窗离地面要比小汽车高得多，即使前窗玻璃竖直装，像是与窗同高的，而路上行人不可能出现在这个高度，则不会混淆。[例3]一般人脸宽（包括两耳）约18cm，两眼的光心相距约7cm，两眼光心离头顶和下巴分别为10cm和13cm．当平面镜竖直放置时，则至少要用多大的平面镜（矩形），才能看到自己脸的全部？分析与解答：先求镜宽（如图）设Ａ１、Ａ２为两耳，Ｂ１、Ｂ２为两眼．因为Ａ１Ｂ１ＭＮ及Ａ２Ｂ２ＭＮ均为平行四边形，即，所以镜宽＝（18－7）／2cm＝5.5cm再求镜长（如图2）设人脸长，眼在Ｂ处，

5、因为像长＝，所以镜长＝／2＝／2＝（10＋13）／2cm＝115cm[练习3]如图所示，水平地面上有一障碍物ABCD，较大的平面镜MN在某一高度上水平放置，试用作图法求出眼睛位于O点从平面镜中所能看到的障碍物后方地面的范围。如果想在原处看到更大范围的地面，水平放置的镜子的高度该怎样改变？分析：若直做此题目，我们只能确定边缘光线FAO的入射光线HF，而另两条光线GBE和EO却无法确定。通过平面镜看到某部分地面，表明这部分地面上每一点发出的光线中有一些经平面镜反射后到达眼睛即O点。则由光路可逆性原理可知，若在O点放置点光源，它发出的光线经平面镜反射

6、后将到达地面上这部分范围。解答:将O点看成是一个发光点。作O点在平面镜中的像O‘，连接OA交MN于F，连接O’F交地面于H；连接O‘B交MN于E，交地面于G。连接OE。标上箭头，光线传播方向如图所示。入射光线为HF、GE；反射光线为FO、EO。图中GH所围区域就是眼睛位于O点从平面镜MN中所能看到障碍物后方地面的范围。假定水平放置的镜子的高度降低至与障碍AB面接触，眼睛就看不到障碍物后面的地面，因此，如果想在原处看到更大范围的地面，水平放置的镜子在高度该增高（即向上平移）。光路可逆原理是光学知识中的基本原理，用“光路可逆原理”解答一些复杂的光学

7、问题，显得相当简捷明快。[例4]在水平地面上有一点光源S，光源正上方有一平面镜MN，S到MN中点0的距离为2m，且平面镜MN与竖直方向成22．5°角，(如图)若光斑照在离点光源5m处的墙上，那么光斑离地面的距离为多少?分析与解答：利用平面镜成像规律，找出像点S’，连接S’和入射点的直线交墙壁于A点，交地面于C点，由图可知：故△OSC为等腰直角三角形，则有：SC=SO=2m所以BC=BS+SC=5m+2m=7m又因为故△ABC也是等腰直角三角形所以AB=BC=7m即光斑在墙上离地面高7m[练习4]人立于河边看对岸的一株树AB在水中的像，当人离开河

8、岸后退超过6m就不能看到整个树的像。已知人高EF＝1．5m，河两岸都高出水面1m，河宽40m，如图所示，求树高?分析与解答：如图所示，直角△COB’、