第四章 光现象(单元复习)(新教材)-2024-2025学年八年级物理上册提前学通关讲义(人教版2024)
2024-07-10
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内容正文:
第四章 光现象
知识清单
一、光的直线传播:
1.光源:正在 的物体。
2.光的传播特点:光在 介质中沿直线传播。
3.光速:光在真空中的传播速度约为c= m/s;光在其它介质中传播的速度:
(填“>”“<”或“=”)。
4.应用: 、 、射击瞄准、激光引导开凿隧道、队列排直、日食、月食等。
二、光的反射:
1.光的反射现象:光在许多物体的 都会发生反射;
2.光的反射定律:反射光线、入射光线和法线在同一 ;反射光线和入射光线分别位于 两侧;反射角 射角。在光的反射现象中,光路是 的。
3.分类:
(1)镜面反射: ;
(2)漫反射: 。
三、平面镜成像:
1.成像原理: ;
2.成像性质: ;
3.成像特点:正立,等大,等距,物、像连线与镜面 ;
4.应用:
(1) ;
(2)改变光路。
5.球面镜:
(1)原理:利用 ;
(2)凸面镜:
①作用:对光线有 作用;
②应用:如汽车的 ,街头路口的反光镜。
(3)凹面镜:
①作用:对光线有 作用;
②应用:如汽车前照灯的反光装置、太阳灶等。
四、光的折射:
1.光的折射现象:
光从一种介质 入另一种介质中时,传播方向发生 的现象。
2.光的折射规律:
折射光线、入射光线和法线在同一平面内;折射光线和入射光线分别居法线两侧,光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射角 入射角。在光的折射现象中,光路是可逆的。
3.与折射有关的现象:海市蜃楼、沙漠蜃景;水中的筷子“折断”;水中观鸟鸟变 ,岸上看鱼鱼变 ; 看到日出(填“提前”或“延后”);钢笔“错位”等。
五、光的色散:
1.白光通过三棱镜后被分解成 色光的现象;
2.色光的三原色: 、 、
3.看不见的光: 和 。
专题突破
专题一.识别光现象
(一)解读:
1.光的直线传播、反射、折射、色散现象是常见的光现象,中考或借图片或从诗词展示相关现象,要求辩析,加强对上述光学规律和现象的理解与识记,则容易解答.
2.光的直线传播、光的反射、光的折射(色散)是光学中的三种光现象,对三种光现象的辨析如下:
光现象
光的直线传播
光的反射
光的折射
发生的位置
光在同种均匀介质中
光在两种介质分界面上改变传播方向,又返回原来的介质中
光从一种介质斜射入另一种介质中,传播方向一般会发生偏折
遵循的规律
光在同种均匀介质中沿直线传播
光的反射定律
光的折射规律
成像
小孔成像:倒立的实像,像的大小取决于物体到小孔的距离与光屏到小孔的距离
平面镜成像:正立、等大的虚像,像与物关于镜面对称
成虚像时,像的位置偏离物体的实际位置
举例
小孔成像、日食与月食的形成、射击时“三点一线”、激光准直等
生活中的平面镜成像、水中的倒影等
池水变浅、物体错位、水面折枝、海市蜃楼、彩虹等
(二)典例突破
例1.(2024·陕西·中考真题)中国古诗词不仅文字优美、意境高远,还蕴含着丰富的科学知识。下列四幅图与诗句“掬水月在手,弄花香满衣”涉及的光现象相同的是( )
A.日晷计时 B.楼台倒影
C.筷子弯折 D.林间光斑
例2.(2024·安徽·中考真题)下列现象中由于光的反射形成的是( )
A.水面倒影 B.树下光斑
C.墙上留影 D.杯中“折”笔
例3.(2023·湖南湘潭·中考真题)下列现象能说明光沿直线传播的是( )
A. 天边彩虹 B.海市蜃楼
C. 铅笔“折断” D.小孔成像
例4.(2023·山东枣庄·中考真题)如图所示的光现象中,与小孔成像原理相同的是( )
A. 树荫下的圆形光斑 B. 水中桥的倒影
C. 水中“弯折”的筷子 D. 雨后的彩虹
例5.(2023·黑龙江牡丹江·中考真题)下列现象由光的折射形成的是( )
A. 手影 B. 对镜画脸谱
C. 铅笔“折断” D. 日食
专题二、平面镜成像的特点
(一)专题解读:
1.平面镜成像特点是本章的重点,中考的热点,考查方式有选择题、填空题、作图题,甚至探究题,只要坚持平面镜成像的四个特点,则容易解题。
2.平面镜成像的原理:平面镜所成的像是物体发出(反射出)的光射到平面镜上发生反射后进入人眼,人会感觉这些光好像是从反射光线的反向延长线在镜后相交所形成的“物体”发出的,这个“物体”就是物体在平面镜中的像。
3.平面镜成像的特点:
(1)像和物体的大小相等;
(2)像和物体的对应点连线与镜面垂直;
(3)像与物体到镜面的距离相等;
(4)像与物体的左右是相反的;
(5)像是虚像,只能用眼睛观察到,而不能用光屏承接。
4.实验中应注意的问题:
(1)在用玻璃板代替平面镜的目的是:便于找到并确定蜡烛像的位置;
(2)使用两只完全一样的蜡烛是为了:比较像与物体的大小;
(3)刻度尺的作用是便于比较像与物到玻璃板的距离的关系。
(4)两支蜡烛都是点燃的吗? 只点燃一支;
(5)眼睛应该在玻璃板的那一侧观察?点燃蜡烛的这一侧。
(6)实验时,如果通过玻璃板能看到同一个蜡烛有两个像,则是因为玻璃板太厚,玻璃板的前后两个表面各形成一个像。因此实验时尽量选用薄玻璃板。
(二)典例突破:
例6.(2024·四川成都·中考真题)夜幕降临,横跨成都锦江两岸的安顺廊桥灯火璀璨,桨声灯影里,夜色让人陶然而醉,正所谓“锦江灯月遥相近,烟火市井三千年”。如图,水中“灯影”是由于光的 形成的;若锦江水面上涨,水中“灯影”到水面的距离变 。
例7.(2024·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)小萌站在竖直放置的穿衣镜前2m处,她在镜中的像与她的距离为 m。小萌靠近穿衣镜的过程中,她在镜中的像大小将 (选填“变小”、“不变”或“变大”)。
例8.(2024·重庆·中考真题)如图所示,利用两根相同的荧光棒来探究平面镜成像的特点。
(1)实验中应选用 (选填“薄”或“厚”)玻璃板替代平面镜;
(2)将玻璃板 放置在铺有白纸的水平桌面上,在玻璃板前放置荧光棒A,在玻璃板后面移动另一根荧光棒B,发现B与A的像完全重合,说明像与物的 相等。
例9.(2024·山东临沂·中考真题)小明在某购物中心前,可以看到玻璃幕墙中自己的像,进入购物中心后,又可以透过玻璃幕墙看到外面的街景。心存疑惑的小明通过查阅资料得知,该商店的玻璃幕墙使用了一种具有单面透视作用的镀膜玻璃。他用一块5mm厚的镀膜玻璃和两支相同的中性笔等器材探究镀膜玻璃成像的特点。
(1)如图甲所示,让玻璃板的镀膜面向前并把玻璃板竖直放在水平桌面的白纸上,让中性笔A的笔尖紧贴在玻璃板前,在玻璃板后面无论怎么移动中性笔B,都不能让B与A的像完全重合,原因是 。
(2)如图乙所示,让中性笔A离开玻璃板一小段距离,在玻璃板后移动中性笔B,直至B与A的像完全重合,这样做既可以 ,又可以比较像与物体的大小关系.将光屏放在中性笔B的位置,光屏上 (选填“能”或“不能”)承接到中性笔A的像。
(3)让中性笔A远离玻璃板时,中性笔B应 (选填“远离”或“靠近”)玻璃板,才能与中性笔A的像完全重合。
专题三.光学作图
(一)专题解读:
光学作图的几种模型:
(1)光的直线传播模型,如有关日食、月食或影子的作图;
(2)光的反射模型,作图时注意作法线和保证反射角等于入射角;
(3)平面镜成像的特点模型,相当于作对称图形;
(4)光的折射规律模型,作图时应注意光在不同介质中角的大小关系;
(5)平面镜成像原理和折射成像原理模型,确定入射点是作图的关键。
(二)典例突破:
例10.(23-24八年级下·黑龙江哈尔滨·开学考试)作出眼睛在A′点通过小窗能看到的物体AB的范围。
例11.(23-24八年级上·江苏泰州·期末)根据要求完成下列作图。如图,根据两人的影子,画出光路图找到点光源S的位置。
例12.(2024·四川泸州·中考真题)如图甲是随嫦娥六号一起发射的角反射器的示意图,其三个反射面相互垂直,其中两个反射面如图乙所示,一束光只在这两个反射面发生了反射,请在图乙中画出这束光反射的光路图(保留作图痕迹)。
例13.(2024·四川自贡·中考真题)如图,是某一发光点S在平面镜里的像,Q是S发出的一束光经平面镜反射后经过的一点,请在图中找到S的位置,并完成光路图(保留作图痕迹)。
例14..(2023·福建·中考真题)如图所示,光从空气斜射入玻璃,请在图中画出反射光线和折射光线的大致位置。
例15.(2024·江苏盐城·中考真题)如图所示,为人眼看到A的像,补全来自A点进入人眼的光路图。
专题四.光的反射和折射实验
(一)专题解读:
1.光的反射实验中应注重的几个问题:
(1)光屏在实验中的作用:①显示光的传播路径;②验证反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(2)实验中,将光屏折转一定角度,是为了验证反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(3)本实验是一个归纳性实验,做多次实验的目的是分析数据归纳得出结论,使实验结论更具普遍性。
2.在探究光的折射规律时可以迁移联想到运用探究反射规律的一些研究恩路和实验器材;由反射时光路是可逆的迁移想到折射时光路也是可逆的。
(二)典例突破
例16.(2024·山东滨州·中考真题)某小组在探究光的反射的实验中
(1)在“探究光反射时的规律”实验中,
①把平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON 于镜面,如图甲所示。
②实验时,使一束光EO与平面镜夹角为射到O点,经平面镜反射,沿另一个方向射出,此时,反射角大小为 。
③如图乙所示,把纸板NOF绕ON向后折,在纸板上看不到反射光。这表明:在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在 内。
(2)在“探究平面镜成像的特点”实验中,
①用玻璃板代替平面镜是为了便于确定像的 。
②如图丙所示,把点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合,说明平面镜所成的像与物体大小相等,这种研究方法是物理学中常用的 (选填“控制变量法”或“等效替代法”)。
③将光屏放在蜡烛A的像的位置,直接观察光屏,光屏上没有呈现蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是 。
例17.(2024·陕西榆林·二模)如图是小宇“探究光的反射与折射规律”的实验装置。通过多次实验得到下表数据:
入射角
0°
15°
30°
45°
60°
反射角
0°
15°
30°
45°
60°
折射角
0°
11°
22°
32°
40°
(1)多次实验表明:在光的反射过程中,反射角 (选填“大于”“小于”或“等于”)入射角;当光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而 (选填“增大”“减小”或“不变”);
(2)小宇让一束光沿着图中BO方向入射向水面时,发现光线沿着OA方向折射进入空气,这表明:光的折射现象中,光路是 的;
(3)小宇接着又完成了光从空气斜射进玻璃和从玻璃斜射入空气的实验,他这样进行多次实验的目的是为了 。
当堂检测:
1.(23-24八年级上·湖北恩施·期末)下列有关声与光的说法中正确的是( )
A.“声”和“光”总是沿直线传播
B.百米赛道的终点计时员以听到发令枪声开始计时会提高运动员的成绩
C.光年是天文学上使用的时间单位
D.“蟋蟀鸣叫”说明蟋蟀是声源;“金光闪闪”说明金子是光源
2.(2024·山东潍坊·三模)“月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠。姑苏城外寒山寺,夜半钟声到客船。”这首《枫桥夜泊》是唐代诗人张继描绘了枫桥附近的夜景,如图所示。下列说法正确的是( )
A.“月”和“渔火”都属于光源 B.“霜”是水蒸气遇冷凝华后形成的
C.以“月”为参照物,停泊的“船”是静止的 D.“船”离“寺”越近,听到“钟声”的音调越高
3.(2023·山西·中考真题)一只白鹤静立在平静的水中,在岸边可以看到白鹤的两个“影”——影子和倒影,如图所示。下列分析正确的是( )
A.白鹤的影子是由于光的直线传播形成的 B.白鹤的倒影是由于光的折射形成的
C.白鹤飞离水面时,它的倒影会变小 D.白鹤在水中的倒影是实像
4.(2023·四川甘孜·中考真题)木格措是川西著名的高山湖泊之一,一年四季景色宜人。图是小茗同学暑期在木格措旅行时拍摄的照片,下列说法正确的是( )
A.湖水呈蓝色是因为湖水发出了蓝色光 B.湖水看起来变浅是因为光沿直线传播
C.水中山的倒影是通过光的折射形成的 D.水中山的倒影是山在水中形成的虚像
5.(2024·广东广州·中考真题)如图,光导纤维在传递信息时,光从内芯的一端传输到另一端,其原理应用了光的( )
A.折射 B.反射 C.色散 D.直线传播
6.(2024·内蒙古包头·中考真题)美丽的自然风光令人赏心悦目。如图,层峦叠嶂倒映水中,倒影的形成蕴含的光学规律是( )
A.光的直线传播 B.光的反射 C.光的折射 D.光的色散
7.(2024·黑龙江绥化·中考真题)下列现象中,属于光的反射现象的是( )
A.水中倒影 B.海市蜃楼 C.小孔成像 D.雨后的彩虹
8.(2023·四川广元·中考真题)阳光照射下,嘉陵江畔树影婆娑、游鱼戏水。其中地面上树影间的光斑是由光的 形成的,游人看到的水中的鱼是光的折射形成的 像(选填“虚”或“实”)。
9.(2023·四川甘孜·中考真题)身高1.6m的小东同学站在竖直放置的平面镜前2m处,他的像距离平面镜 m;如果他远离平面镜,像的大小将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
10.(2023·江苏泰州·中考真题)如图所示,请作出物体AB在平面镜MN中所成的像。
11.(2024·湖南·中考真题)请画出图中入射光线AO从空气斜射入湖水中大致方向的折射光线。
12.(2024·湖南·中考真题)小明在探究“平面镜成像的特点”时,有以下操作:
(1)如图甲所示,将一张白纸平铺在水平桌面上,并将一块薄玻璃板竖立在白纸中间位置,沿着玻璃板在纸上画一条直线,代表 的位置;
(2)如图乙所示,此时蜡烛2与蜡烛1的像已完全重合。接下来使蜡烛1向远离玻璃板方向移动到某一位置,蜡烛2应向 玻璃板方向移动,才能与蜡烛1的像再次重合;
(3)三次实验物和像的位置记录如图丙所示。他在探究像和物的连线与平面镜的位置关系时,用直线连接图丙中物点A与像点 ,完成三次连线后找到了规律。
13.(23-24九年级下·山东枣庄·期中)小聪首先用如图甲、乙的装置探究“光的反射定律”。平面镜水平放置,附有量角器的白纸板由E、F两部分构成,始终竖直立在平面镜上,可以绕ON翻折。
(1)如图甲,E、F在同一平面上,改变入射光的方向,多测几组入射角∠i和反射角∠r,分析比较二者大小关系可得出结论: (用字母符号表示);
(2)若光沿BO入射,经M反射后沿OA射出。这表明:在光的反射现象中,光路是 的;
(3)如图乙,把F向前或向后翻折,则在F上 (选填“能”或“不能”)看到反射光,这说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内;
(4)探究完光的反射规律后,小聪紧接着又利用如图丙所示的实验装置探究平面镜成像的特点。
①选择玻璃板代替平面镜的目的是便于确定 的位置;
②将与A完全相同、未点燃的蜡烛B放到玻璃板后面与像重合,比较像与蜡烛的大小关系。这里采用的科学方法是 ;
③如图所示的光现象中,其成因与平面镜成像原理相同的是( )
A.“弯折”的筷子 B.水中倒影
C.海市蜃楼 D.雨后彩虹
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第四章 光现象
知识清单
一、光的直线传播:
1.光源:正在 的物体。
2.光的传播特点:光在 介质中沿直线传播。
3.光速:光在真空中的传播速度约为c= m/s;光在其它介质中传播的速度:
(填“>”“<”或“=”)。
4.应用: 、 、射击瞄准、激光引导开凿隧道、队列排直、日食、月食等。
二、光的反射:
1.光的反射现象:光在许多物体的 都会发生反射;
2.光的反射定律:反射光线、入射光线和法线在同一 ;反射光线和入射光线分别位于 两侧;反射角 射角。在光的反射现象中,光路是 的。
3.分类:
(1)镜面反射: ;
(2)漫反射: 。
三、平面镜成像:
1.成像原理: ;
2.成像性质: ;
3.成像特点:正立,等大,等距,物、像连线与镜面 ;
4.应用:
(1) ;
(2)改变光路。
5.球面镜:
(1)原理:利用 ;
(2)凸面镜:
①作用:对光线有 作用;
②应用:如汽车的 ,街头路口的反光镜。
(3)凹面镜:
①作用:对光线有 作用;
②应用:如汽车前照灯的反光装置、太阳灶等。
四、光的折射:
1.光的折射现象:
光从一种介质 入另一种介质中时,传播方向发生 的现象。
2.光的折射规律:
折射光线、入射光线和法线在同一平面内;折射光线和入射光线分别居法线两侧,光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射角 入射角。在光的折射现象中,光路是可逆的。
3.与折射有关的现象:海市蜃楼、沙漠蜃景;水中的筷子“折断”;水中观鸟鸟变 ,岸上看鱼鱼变 ; 看到日出(填“提前”或“延后”);钢笔“错位”等。
五、光的色散:
1.白光通过三棱镜后被分解成 色光的现象;
2.色光的三原色: 、 、
3.看不见的光: 和 。
参考答案
一、1.发光;2.真空或同种均匀。3.3×108;>;>;>。4.小孔成像;影的形成。
二、1.表面。2.平面内;法线;等于;可逆。3.(1)光线射到平滑的物体表面上发生的反射;(2)光线射到粗糙不平的物体表面上发生的反射。
三、1.光的反射。2.虚像。3.垂直。4.成像。5.(1)光的反射;(2)①发散;②后视镜。(3)①会聚。
四、1.斜射;偏折。2.小于。3.高;浅;提前。
五、1.七种。2.红、绿、蓝;3.红外线;紫外线。
专题突破
专题一.识别光现象
(一)解读:
1.光的直线传播、反射、折射、色散现象是常见的光现象,中考或借图片或从诗词展示相关现象,要求辩析,加强对上述光学规律和现象的理解与识记,则容易解答.
2.光的直线传播、光的反射、光的折射(色散)是光学中的三种光现象,对三种光现象的辨析如下:
光现象
光的直线传播
光的反射
光的折射
发生的位置
光在同种均匀介质中
光在两种介质分界面上改变传播方向,又返回原来的介质中
光从一种介质斜射入另一种介质中,传播方向一般会发生偏折
遵循的规律
光在同种均匀介质中沿直线传播
光的反射定律
光的折射规律
成像
小孔成像:倒立的实像,像的大小取决于物体到小孔的距离与光屏到小孔的距离
平面镜成像:正立、等大的虚像,像与物关于镜面对称
成虚像时,像的位置偏离物体的实际位置
举例
小孔成像、日食与月食的形成、射击时“三点一线”、激光准直等
生活中的平面镜成像、水中的倒影等
池水变浅、物体错位、水面折枝、海市蜃楼、彩虹等
(二)典例突破
例1.(2024·陕西·中考真题)中国古诗词不仅文字优美、意境高远,还蕴含着丰富的科学知识。下列四幅图与诗句“掬水月在手,弄花香满衣”涉及的光现象相同的是( )
A.日晷计时 B.楼台倒影
C.筷子弯折 D.林间光斑
【答案】B
【解析】“掬水月在手,弄花香满衣”中月在手是平面镜成像,是由光的反射形成的。
A.日晷计时,是利用光的直线传播形成的,故A不符合题意;
B.楼台倒影,属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故B符合题意;
C.筷子弯折,是光从水中斜射入空气中时,发生折射形成的,故C不符合题意;
D.林间光斑,是光沿直线传播形成的,故D不符合题意。
故选B。
例2.(2024·安徽·中考真题)下列现象中由于光的反射形成的是( )
A.水面倒影 B.树下光斑
C.墙上留影 D.杯中“折”笔
【答案】A
【解析】A.平静水面上的倒影,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故A符合题意;
B.阳光透过密密的树丛在地面上形成一个个圆形的光斑,属于小孔成像现象,这是光的直线传播形成的,故B不符合题意;
C.墙上留影是由光的直线传播形成的,故C不符合题意;
D.杯中折笔是光由水中斜射入空气中时发生了偏折,由光的折射形成的,故D不符合题意。
故选A。
例3.(2023·湖南湘潭·中考真题)下列现象能说明光沿直线传播的是( )
A. 天边彩虹 B.海市蜃楼
C. 铅笔“折断” D.小孔成像
【答案】D
【解析】A.天边彩虹是光的色散现象,由光的折射形成的,故A不符合题意;
B.海市蜃楼是光的折射形成的虚像,故B不符合题意;
C.铅笔“折断”是由光的折射形成的,故C不符合题意;
D.小孔成像是由光的直线传播形成的倒立的实像,故D符合题意。
故选D。
例4.(2023·山东枣庄·中考真题)如图所示的光现象中,与小孔成像原理相同的是( )
A. 树荫下的圆形光斑 B. 水中桥的倒影
C. 水中“弯折”的筷子 D. 雨后的彩虹
【答案】A
【解析】小孔成像原理是光沿直线传播。
A.树荫下的圆形光斑是光沿直线传播形成的,与小孔成像的原理相同,故A符合题意;
B.水中桥的倒影是光的反射,与小孔成像的原理不相同,故B不符合题意;
C.水中“弯折”的筷子是光的折射形成的,与小孔成像的原理不相同,故C不符合题意;
D.雨后的彩虹是光的散射形成的,与小孔成像的原理不相同,故D不符合题意。
故选A。
例5.(2023·黑龙江牡丹江·中考真题)下列现象由光的折射形成的是( )
A. 手影 B. 对镜画脸谱
C. 铅笔“折断” D. 日食
【答案】C
【解析】AD.影子的形成、日食、月食都是光遇到不透明的物体后无法穿过物体继续传播形成的,属于直线传播形成的,故A、D不符合题意;
B.对着镜子画脸谱,属于平面镜成像,是光的反射原理,故B不符合题意;
C.水中的“断笔”是笔反射的光从水中斜射入空气中时,传播方向发生改变,人眼逆着折射光线看去,看到笔“被折断”,属于光的折射,故C符合题意。
故选C。
专题二、平面镜成像的特点
(一)专题解读:
1.平面镜成像特点是本章的重点,中考的热点,考查方式有选择题、填空题、作图题,甚至探究题,只要坚持平面镜成像的四个特点,则容易解题。
2.平面镜成像的原理:平面镜所成的像是物体发出(反射出)的光射到平面镜上发生反射后进入人眼,人会感觉这些光好像是从反射光线的反向延长线在镜后相交所形成的“物体”发出的,这个“物体”就是物体在平面镜中的像。
3.平面镜成像的特点:
(1)像和物体的大小相等;
(2)像和物体的对应点连线与镜面垂直;
(3)像与物体到镜面的距离相等;
(4)像与物体的左右是相反的;
(5)像是虚像,只能用眼睛观察到,而不能用光屏承接。
4.实验中应注意的问题:
(1)在用玻璃板代替平面镜的目的是:便于找到并确定蜡烛像的位置;
(2)使用两只完全一样的蜡烛是为了:比较像与物体的大小;
(3)刻度尺的作用是便于比较像与物到玻璃板的距离的关系。
(4)两支蜡烛都是点燃的吗? 只点燃一支;
(5)眼睛应该在玻璃板的那一侧观察?点燃蜡烛的这一侧。
(6)实验时,如果通过玻璃板能看到同一个蜡烛有两个像,则是因为玻璃板太厚,玻璃板的前后两个表面各形成一个像。因此实验时尽量选用薄玻璃板。
(二)典例突破:
例6.(2024·四川成都·中考真题)夜幕降临,横跨成都锦江两岸的安顺廊桥灯火璀璨,桨声灯影里,夜色让人陶然而醉,正所谓“锦江灯月遥相近,烟火市井三千年”。如图,水中“灯影”是由于光的 形成的;若锦江水面上涨,水中“灯影”到水面的距离变 。
【答案】 反射 小
【解析】[1]水中“灯影”是平面镜成像现象,是因为光照射到水面上发生光的反射形成的。
[2]若锦江水面上涨,则灯距离水面的距离减小,即物距减小,由平面镜成像规律可知,像距等于物距,所以像距变小,故水中“灯影”到水面的距离变小。
例7.(2024·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)小萌站在竖直放置的穿衣镜前2m处,她在镜中的像与她的距离为 m。小萌靠近穿衣镜的过程中,她在镜中的像大小将 (选填“变小”、“不变”或“变大”)。
【答案】 4 不变
【解析】[1]根据平面镜成像的特点,像与物到镜面的距离相等,小萌站在竖直放置的平面镜前2m处,则像距镜面也为2m,则镜中的像与人的距离为
2m+2m=4m[2]平面镜所成的像与物体是等大的,当人逐渐靠近平面镜时,视觉上感觉像在变大,但实际上像的大小并没有变。所以他在平面镜中像的大小不变。
例8.(2024·重庆·中考真题)如图所示,利用两根相同的荧光棒来探究平面镜成像的特点。
(1)实验中应选用 (选填“薄”或“厚”)玻璃板替代平面镜;
(2)将玻璃板 放置在铺有白纸的水平桌面上,在玻璃板前放置荧光棒A,在玻璃板后面移动另一根荧光棒B,发现B与A的像完全重合,说明像与物的 相等。
【答案】 薄 垂直 大小
【解析】(1)[1]实验中,玻璃板的两个面都会成像,这会对实验现象造成一定的干扰,因此为了保证实验效果应选择较薄的玻璃板。
(2)[2][3]如图所示,将玻璃板垂直放置在水平白纸上,把点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面,能看到它在玻璃板后面的像。再拿一支与A完全相同的蜡烛B,用蜡烛B替代蜡烛A的像,将蜡烛B竖立着在玻璃板后面移动,直至与A的像完全重合,此现象说明平面镜所成的像的大小与物体的大小相等。
例9.(2024·山东临沂·中考真题)小明在某购物中心前,可以看到玻璃幕墙中自己的像,进入购物中心后,又可以透过玻璃幕墙看到外面的街景。心存疑惑的小明通过查阅资料得知,该商店的玻璃幕墙使用了一种具有单面透视作用的镀膜玻璃。他用一块5mm厚的镀膜玻璃和两支相同的中性笔等器材探究镀膜玻璃成像的特点。
(1)如图甲所示,让玻璃板的镀膜面向前并把玻璃板竖直放在水平桌面的白纸上,让中性笔A的笔尖紧贴在玻璃板前,在玻璃板后面无论怎么移动中性笔B,都不能让B与A的像完全重合,原因是 。
(2)如图乙所示,让中性笔A离开玻璃板一小段距离,在玻璃板后移动中性笔B,直至B与A的像完全重合,这样做既可以 ,又可以比较像与物体的大小关系.将光屏放在中性笔B的位置,光屏上 (选填“能”或“不能”)承接到中性笔A的像。
(3)让中性笔A远离玻璃板时,中性笔B应 (选填“远离”或“靠近”)玻璃板,才能与中性笔A的像完全重合。
【答案】 玻璃板的厚度影响 确定中性笔A的像的位置 不能 远离
【解析】(1)[1]中性笔A的笔尖紧贴在玻璃板前,由于玻璃板的镀膜面向前,反射面在前,这样中性笔A的笔尖到镜面的距离为0,由于玻璃有厚度,后面的像成在玻璃内,所以后面的中性笔B不能与A的像完全重合。
(2)[2][3]实验时让中性笔A离开玻璃板一小段距离,这样中性笔A的像成在玻璃后面,可以确定中性笔A的像的位置了。因为平面镜成的是虚像,所以光屏放在中性笔B的位置上,光屏上不能承接到中性笔A的像。
(3)[4]平面镜成像时,物像到平面镜的距离相等,让中性笔A远离玻璃板时,中性笔B应远离玻璃板,才能与中性笔A的像完全重合。
专题三.光学作图
(一)专题解读:
光学作图的几种模型:
(1)光的直线传播模型,如有关日食、月食或影子的作图;
(2)光的反射模型,作图时注意作法线和保证反射角等于入射角;
(3)平面镜成像的特点模型,相当于作对称图形;
(4)光的折射规律模型,作图时应注意光在不同介质中角的大小关系;
(5)平面镜成像原理和折射成像原理模型,确定入射点是作图的关键。
(二)典例突破:
例10.(23-24八年级下·黑龙江哈尔滨·开学考试)作出眼睛在A′点通过小窗能看到的物体AB的范围。
【答案】
【解析】由于在光在同种均匀介质中是沿直线传播的,所以由点A′和小孔的上边缘可以确定看到的物体的最上面的部分,由点A′和小孔的下边缘可以确定看到的物体的最下面的部分,两者结合,两条光线之间的部分就是人眼看到的物体AB的范围,如图所示:
例11.(23-24八年级上·江苏泰州·期末)根据要求完成下列作图。如图,根据两人的影子,画出光路图找到点光源S的位置。
【答案】
【解析】将两人影子的顶端和两人头顶连接并延长可交于一点S,点S就是光源的位置,如图所示
例12.(2024·四川泸州·中考真题)如图甲是随嫦娥六号一起发射的角反射器的示意图,其三个反射面相互垂直,其中两个反射面如图乙所示,一束光只在这两个反射面发生了反射,请在图乙中画出这束光反射的光路图(保留作图痕迹)。
【答案】
【解析】先过第一次入射点垂直镜面作出法线,再根据反射角等于入射角画出反射光线;反射光线到达第二个反射面,同理先作法线,再作反射光线,注意第二次反射的反射光线与第一次反射的入射光线平行,如图所示:
例13.(2024·四川自贡·中考真题)如图,是某一发光点S在平面镜里的像,Q是S发出的一束光经平面镜反射后经过的一点,请在图中找到S的位置,并完成光路图(保留作图痕迹)。
【答案】
【解析】作出像点S'关于镜面的对称点S即为发光点;连接QS',与镜面的交点为入射点O,连接SO即为入射光线,则OQ为反射光线。如图:
例14..(2023·福建·中考真题)如图所示,光从空气斜射入玻璃,请在图中画出反射光线和折射光线的大致位置。
【答案】
【解析】首先过入射点垂直于界面作出法线,然后在空气中法线的另一侧作出反射光线,注意反射角等于入射角;再在玻璃中法线的另一侧作出折射光线,注意折射角小于入射角,如下图
例15.(2024·江苏盐城·中考真题)如图所示,为人眼看到A的像,补全来自A点进入人眼的光路图。
【答案】
【解析】A到O为入射光线,O到人眼为折射光线,如图所示:
专题四.光的反射和折射实验
(一)专题解读:
1.光的反射实验中应注重的几个问题:
(1)光屏在实验中的作用:①显示光的传播路径;②验证反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(2)实验中,将光屏折转一定角度,是为了验证反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(3)本实验是一个归纳性实验,做多次实验的目的是分析数据归纳得出结论,使实验结论更具普遍性。
2.在探究光的折射规律时可以迁移联想到运用探究反射规律的一些研究恩路和实验器材;由反射时光路是可逆的迁移想到折射时光路也是可逆的。
(二)典例突破
例16.(2024·山东滨州·中考真题)某小组在探究光的反射的实验中
(1)在“探究光反射时的规律”实验中,
①把平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON 于镜面,如图甲所示。
②实验时,使一束光EO与平面镜夹角为射到O点,经平面镜反射,沿另一个方向射出,此时,反射角大小为 。
③如图乙所示,把纸板NOF绕ON向后折,在纸板上看不到反射光。这表明:在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在 内。
(2)在“探究平面镜成像的特点”实验中,
①用玻璃板代替平面镜是为了便于确定像的 。
②如图丙所示,把点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合,说明平面镜所成的像与物体大小相等,这种研究方法是物理学中常用的 (选填“控制变量法”或“等效替代法”)。
③将光屏放在蜡烛A的像的位置,直接观察光屏,光屏上没有呈现蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是 。
【答案】 垂直 50° 同一平面 位置 等效替代法 虚像
【解析】(1)[1]纸板ENF竖直立在平面镜上,此时直线ON作为法线垂直于镜面。
[2]入射光与平面镜夹角为40°,根据光的反射定律,此时反射角等于入射角都等于50°。
[3]把纸板NOF绕ON向后折,反射光没办法在纸板上看到,即表明反射光线、入射光线和法线三线共面。
(2)[4]玻璃板既能反射光又能透光,所以相比平面镜更便于确定像的位置。
[5]物理学中,用易观察或者易测量的物体来代替不易观察不易测量的研究对象的方法就是等效替代法。
[6]虚像无法呈现在光屏上,所以平面镜成的像是虚像。
例17.(2024·陕西榆林·二模)如图是小宇“探究光的反射与折射规律”的实验装置。通过多次实验得到下表数据:
入射角
0°
15°
30°
45°
60°
反射角
0°
15°
30°
45°
60°
折射角
0°
11°
22°
32°
40°
(1)多次实验表明:在光的反射过程中,反射角 (选填“大于”“小于”或“等于”)入射角;当光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而 (选填“增大”“减小”或“不变”);
(2)小宇让一束光沿着图中BO方向入射向水面时,发现光线沿着OA方向折射进入空气,这表明:光的折射现象中,光路是 的;
(3)小宇接着又完成了光从空气斜射进玻璃和从玻璃斜射入空气的实验,他这样进行多次实验的目的是为了 。
【答案】 等于 增大 可逆 使结论具有普遍规律,防止实验的偶然性
【解析】(1)[1]由表格中的数据可知,在光的反射现象中,反射角始终等于入射角。
[2]当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,随着入射角的增大,折射角也在增大。
(2)[3]让一束光沿着图中BO方向入射向水面时,发现光线沿着OA方向折射进入空气,因为在光的折射现象中,光路是可逆的。
(3)[4]换用不同的介质多次实验的目的是避免偶然性,使实验结论更具有普遍性。
当堂检测:
1.(23-24八年级上·湖北恩施·期末)下列有关声与光的说法中正确的是( )
A.“声”和“光”总是沿直线传播
B.百米赛道的终点计时员以听到发令枪声开始计时会提高运动员的成绩
C.光年是天文学上使用的时间单位
D.“蟋蟀鸣叫”说明蟋蟀是声源;“金光闪闪”说明金子是光源
【答案】B
【解析】A.声以波的形式自声源向周围传播,不是沿直线传播的。故A错误;
B.因为发令枪声传到终点时需要一定的时间,听到枪声开始计时时,时间的测量值小于运动员所用的真实时间,故能提高运动员的运动成绩。故B正确;
C.光年指光在一年时间内通过的距离,是长度的单位。故C错误;
D.金子自己不能发光,是将射向自己的光反射出去,人们看上去觉得金光闪闪。故D错误。
故选B。
2.(2024·山东潍坊·三模)“月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠。姑苏城外寒山寺,夜半钟声到客船。”这首《枫桥夜泊》是唐代诗人张继描绘了枫桥附近的夜景,如图所示。下列说法正确的是( )
A.“月”和“渔火”都属于光源 B.“霜”是水蒸气遇冷凝华后形成的
C.以“月”为参照物,停泊的“船”是静止的 D.“船”离“寺”越近,听到“钟声”的音调越高
【答案】B
【解析】A.“月”自身不能发光,是反射太阳的光,不属于光源;“渔火”自身能发光,属于光源,故A错误;
B.“霜”是空气中的水蒸气遇冷形成的小冰晶,属于凝华现象,故B正确;
C.由运动的相对性可知,以“月”为参照物时,停泊的“船”相对于“月”的位置在发生变化,是运动的,故C错误;
D.“船”离“寺”越近,听到“钟声”的响度越大,故D错误。
故选B。
3.(2023·山西·中考真题)一只白鹤静立在平静的水中,在岸边可以看到白鹤的两个“影”——影子和倒影,如图所示。下列分析正确的是( )
A.白鹤的影子是由于光的直线传播形成的 B.白鹤的倒影是由于光的折射形成的
C.白鹤飞离水面时,它的倒影会变小 D.白鹤在水中的倒影是实像
【答案】A
【解析】A.影子的形成是光的直线传播现象,故A正确;
BD.白鹤在水中的倒影是由光的反射形成的虚像,故BD错误;
C.白鹤在水中的倒影属于平面镜成像,像和物体大小相等,白鹤的大小不变,像的大小不变,即它的倒影不变,故C错误。
故选A。
4.(2023·四川甘孜·中考真题)木格措是川西著名的高山湖泊之一,一年四季景色宜人。图是小茗同学暑期在木格措旅行时拍摄的照片,下列说法正确的是( )
A.湖水呈蓝色是因为湖水发出了蓝色光 B.湖水看起来变浅是因为光沿直线传播
C.水中山的倒影是通过光的折射形成的 D.水中山的倒影是山在水中形成的虚像
【答案】D
【解析】A.湖水呈蓝色,是因为太阳光射到水上时,由于水对红、黄色光进行选择吸收,而对蓝、紫色光进行强烈散射、反射,因而水看起来呈蓝色,故A错误;
B.湖水看起来变浅,是因为湖底反射的光线由水中进入空气时发生折射,折射光线偏离法线造成的,故B错误;
CD.水中山的倒影,是平面镜成像,是通过光的反射形成的,故C错误,D正确。
故选D。
5.(2024·广东广州·中考真题)如图,光导纤维在传递信息时,光从内芯的一端传输到另一端,其原理应用了光的( )
A.折射 B.反射 C.色散 D.直线传播
【答案】B
【解析】如题图所示,光是不断的经光纤壁反射向前传播,即光的传输利用了光的反射,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
6.(2024·内蒙古包头·中考真题)美丽的自然风光令人赏心悦目。如图,层峦叠嶂倒映水中,倒影的形成蕴含的光学规律是( )
A.光的直线传播 B.光的反射 C.光的折射 D.光的色散
【答案】B
【解析】平静的水面相当于平面镜,水中的倒影属于平面镜成像,是光的反射形成的虚像,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
7.(2024·黑龙江绥化·中考真题)下列现象中,属于光的反射现象的是( )
A.水中倒影 B.海市蜃楼 C.小孔成像 D.雨后的彩虹
【答案】A
【解析】A.倒影是光的反射形成,故A符合题意;
B.海市蜃楼是光的折射,故B不符合题意;
C.小孔成像是光沿直线传播形成的,故C不符合题意;
D.雨后彩虹是光的色散也是光的折射,故D不符合题意。
故选A。
8.(2023·四川广元·中考真题)阳光照射下,嘉陵江畔树影婆娑、游鱼戏水。其中地面上树影间的光斑是由光的 形成的,游人看到的水中的鱼是光的折射形成的 像(选填“虚”或“实”)。
【答案】 直线传播 虚
【解析】[1]地面上树影间的光斑是小孔成像,是由于光的直线传播形成的。
[2]游人看到的水中的鱼,水中鱼反射出的光,在水面处发生了折射,折射光线向远离法线的方向偏折,看到的是变浅的鱼的虚像。
9.(2023·四川甘孜·中考真题)身高1.6m的小东同学站在竖直放置的平面镜前2m处,他的像距离平面镜 m;如果他远离平面镜,像的大小将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 2 不变
【解析】[1]根据平面镜成像特点,像和物到镜面距离相等,小东同学站在竖直放置的平面镜前2m处,则小东同学在平面镜中的像到镜面的距离也是2m。
[2]根据平面镜成像特点,像和物等大,所以如果他远离平面镜,像的大小不变。
10.(2023·江苏泰州·中考真题)如图所示,请作出物体AB在平面镜MN中所成的像。
【答案】
【解析】
分别作出物体AB端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′,用虚线连接A′、B′,即为AB在平面镜中的像。如图所示:
11.(2024·湖南·中考真题)请画出图中入射光线AO从空气斜射入湖水中大致方向的折射光线。
【答案】
【解析】根据光的折射规律,当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,折射光线靠近法线偏折,如图所示:
12.(2024·湖南·中考真题)小明在探究“平面镜成像的特点”时,有以下操作:
(1)如图甲所示,将一张白纸平铺在水平桌面上,并将一块薄玻璃板竖立在白纸中间位置,沿着玻璃板在纸上画一条直线,代表 的位置;
(2)如图乙所示,此时蜡烛2与蜡烛1的像已完全重合。接下来使蜡烛1向远离玻璃板方向移动到某一位置,蜡烛2应向 玻璃板方向移动,才能与蜡烛1的像再次重合;
(3)三次实验物和像的位置记录如图丙所示。他在探究像和物的连线与平面镜的位置关系时,用直线连接图丙中物点A与像点 ,完成三次连线后找到了规律。
【答案】 平面镜 远离 B
【解析】(1)[1]沿着玻璃板在纸上画一条直线,代表平面镜的位置。
(2)[2]平面镜成的像与物体大小是相等的且关于镜面对称,所以蜡烛1向远离玻璃板方向移动时,蜡烛2也应向远离玻璃板方向移动。
(3)[3]像和物的连线与平面镜的位置关系应该为垂直,物点A对应的像点应该为B,所以应该用直线连接图丙中物点A与像点B。
13.(23-24九年级下·山东枣庄·期中)小聪首先用如图甲、乙的装置探究“光的反射定律”。平面镜水平放置,附有量角器的白纸板由E、F两部分构成,始终竖直立在平面镜上,可以绕ON翻折。
(1)如图甲,E、F在同一平面上,改变入射光的方向,多测几组入射角∠i和反射角∠r,分析比较二者大小关系可得出结论: (用字母符号表示);
(2)若光沿BO入射,经M反射后沿OA射出。这表明:在光的反射现象中,光路是 的;
(3)如图乙,把F向前或向后翻折,则在F上 (选填“能”或“不能”)看到反射光,这说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内;
(4)探究完光的反射规律后,小聪紧接着又利用如图丙所示的实验装置探究平面镜成像的特点。
①选择玻璃板代替平面镜的目的是便于确定 的位置;
②将与A完全相同、未点燃的蜡烛B放到玻璃板后面与像重合,比较像与蜡烛的大小关系。这里采用的科学方法是 ;
③如图所示的光现象中,其成因与平面镜成像原理相同的是( )
A.“弯折”的筷子 B.水中倒影
C.海市蜃楼 D.雨后彩虹
【答案】 ∠r=∠i 可逆 不能 像 等效替代法 B
【解析】(1)[1]根据光的反射定律可知,反射角等于入射角,所以量角器上显示入射角和反射角的大小,可得出
∠r=∠i
(2)[2]若光沿BO入射,这时的入射角为原来的反射角,这时的反射角为原来的入射角,所以光线经M反射后沿OA射出。这表明在光的反射现象中,光路是可逆的。
(3)[3]如图乙,把F向前或向后翻折,此时E、F不在同一平面上,则在F上不能看到反射光,这说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(4)①[4]玻璃板可以透光,也可以成像,玻璃板代替平面镜可以确定像的位置。
②[5]把与蜡烛A相同的蜡烛B放到玻璃板后,并移动直至蜡烛B与蜡烛A的像A'完全重合,这种确定像与物大小的方法是等效替代法。
③[6]平面镜成像是光的反射形成的。
A.“弯折”的筷子是水中筷子反射的光斜入空气中发生折射形成的,故A不符合题意;
B.水中倒影属于平面镜成像,是光的反射形成的,故B符合题意;
C.海市蜃楼是光在不均匀的空气中发生折射形成的,故C不符合题意;
D.雨后彩虹是太阳光经过小水珠组成的三棱镜分解成七种颜色的光,属于光的折射现象,故D不符合题意。
故选B。
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