2024年中考物理复习《光现象》

中考光学复习 光的色彩、颜色 光源 光源的定义 自身能够发光的物体叫做光源。按照来源，可将光源划分为天然光源和人造光源。如太阳及其它恒星、水母、灯笼鱼、萤火虫等即为天然光源；火把、点燃的蜡烛、发光的电灯等则是人造光源。有些物体本身并不发光，但由于它们能够反射太阳光或其它光源发出的光，好像它们也在发光一样，这类物体并不是光源，如月亮、行星、镜子、钻石、金子、正在放映电影的银幕等。 自然光源 人造光源 不是光源 光源的判断 判断物体是不是光源的关键是看物体能否自身发光，不发光的物体一定不是光源，看起来发光的物体不一定就是光源。 光的色散 1. 光的色散 17世纪以前，人们一直认为白色是最单纯的颜色。直到1666年，英国物理学家牛顿（Isaac Newton）用玻璃三棱镜分解了太阳光，这才揭开了光的颜色之谜。太阳光可以分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光，这种现象叫作光的色散。太阳光发生色散时，红光偏折角度最小，紫光偏折角度最大。光的色散现象表明：太阳光是由多种色光混合而成的复色光。 色光的混合 如果把七种色光混合，是不是又变为白色光呢？牛顿在三棱镜的后面再放一个相反的三棱镜，将分解得到的各种色光再通过后方的三棱镜后发现，又还原为白光。进一步证实了白光是由多种色光混合而成的。 色散后的各种色光可以混合还原成白光。那么，只将两种不同的色光混合，能否得到一种新的色光呢？如图，将红、绿、蓝中任意两种色照射到白纸上，相互重叠的区域是什么颜色呢？实验结果如下表。 光的三原色 实验研究表明，将红、绿、蓝三种色光按不同比例混合，能产生任何一种其他颜色的光，而自身却无法用其他色光混合得到。因此我们将红、绿、蓝叫作光的三原色。彩色电视机和计算机显示器能呈现彩色图像，就是运用了三原色光混合的原理。在屏幕上排列着许多由红、绿、蓝组合而成的发光点，这些发光点在电路的控制下发出不同强度的三原色光，从而产生不同的色彩。用放大镜观察会发现屏幕上只有红、绿、蓝三种发光色条。 ①红+绿=黄 ②绿+蓝=青（靛） ③红+蓝=品红 ④红+绿+蓝=白 物体的颜色 当光照射到物体表面时，一部分光被物体反射，一部分光被物体吸收，如果物体是透明的，还有一部分光透过物体，不同物体对不同颜色的光的反射、吸收和透过的情况不同，因此呈现不同的色彩。透明物体的颜色由它透过的色光决定，如果能透过所有的色光，物体是无色透明的；不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的，白色的物体反射所有色光，黑色的物体吸收了所有色光。 光具有能量 光不仅使周围变得明亮、变得温暖，还能使胶卷感光‥‥‥所以，光具有能量，这种能叫光能。通过某种方式，光能可以转化为电能、内能、化学能。 反射式太阳能发电站 太阳能汽车 太阳能热水器 人眼看不见的光 1. 可见光谱 人眼能感觉到的光称为可见光，人眼无法察觉的光称为不可见光。三棱镜可以把太阳光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫几种不同颜色的光，把它们按这个顺序排列起来，就是可见光谱。 红外线 1. 红外线的发现 英国科学家赫歇尔在1800年研究光谱中各种色光的热效应时，把温度计移到光谱的红光区域的外侧，结果温度上升得很快，说明那里有看不见的射线射到温度计上，于是发现了红外线。【定义】在色散光带红光外侧存在能使物体发热的不可见光叫作红外线 。红外线的热效应比较显著。 红外线的特性 （1）红外线具有热效应，能使被照射的物体发热。太阳的热主要就是通过红外线辐射的形式传送到地球的；物体能吸收红外线，也能向外辐射红外线（物体的温度越高，辐射的红外线越多，热学中的“热传递”实际上就是物体发射红外线） （2）红外线透过烟雾的性能好。 红外线的应用 紫外线 1. 紫外线的发现 德国化学家里特1801年在光谱的紫光区域外侧放置了一张照相底片，结果底片感光了，于是发现了紫外线。 紫外线的特性 （1）荧光效应。能使荧光物质发光。 （2）化学作用。紫外线可使相机胶卷感光。 （3）生理作用。能杀死微生物，用来灭菌消毒，紫外线还可以促进人体维生素D的合成。 紫外线的应用 紫外线的危害与预防 过量的紫外线对人体有害，轻则使皮肤粗糙和变黑，重则引起皮肤发生病变。预防紫外线最好的办法就是外出时戴上墨镜、遮阳伞或者宽檐帽，避免在阳光直射的地方久待，阳光直射紫外线强的时间段减少外出，眼睛不要对着太阳看，在下雪天尤其注意。 红外线与紫外线的区别与联系 共同点 不同点 应用 红外线 都是不可见光 存在于 红光外侧 所有物体都能 对外辐射红外线 ①具有热效应； ②穿透烟雾能力强 红外探测器； 红外照相机； 红外夜视仪…… 紫外线 存在于 紫光外侧 自然界中主要紫外线来源是太阳光，高温物体如弧光灯等也有紫外线辐射。 ①荧光效应； ②化学作用； ③生理作用。 验钞机； 紫外灭菌灯等 光的直线传播 1. 光在同种均匀介质中沿直线传播 1. 光沿直线传播的条件 同种介质 光沿直线传播有两个条件 介质均匀 光线 物理方法之【模型法】——为了研究问题方便，抓住复杂事物的主要因素，摒弃次要因素，合理近似的反应所研究事物的本质特征，对实际问题进行理想化处理。这种研究方法叫做理想模型法。 由于光在同种均匀介质中沿直线传播，所以我们通常用一条带有箭头的直线表示光的传播路径和方向，这就是光线。实际上，光线本身是不存在的，当阳光照在身上的时候，我们并不能看见一根根带箭头的直线。我们只是为了更方便地研究光的传播情况，所以引入了这样一种模型。 【例题1】 “井底之蛙”常用来形容“目光短浅”。如图所示，画出井底之蛙的视野的大致范围。 【例题2】如图所示，作出人在什么范围内能看到窗外一棵树的全部。（用阴影线表示人所在的范围） 光的直线传播现象及应用 1. 光的直线传播现象 （1）影子的形成 影子的形成影子由于光在空气中沿直线传播形成的，当光在传播过程中，遇到不透光的物体时，就在不透光的物后面形成了一个光不能到达的黑暗区域，就形成了影子。 影子的形成 手影 皮影戏 （2）日食的形成 日食的形成原因：当月球转到太阳与地球之间，并且在同一直线上时，挡住了射向地球的太阳光，由于光沿直线传播出现日食。 如下图，地球在B处观察到的是日全食，C处观察到的是日环食，A处观察到的是日偏食。 （3）月食的形成 月食的形成：当地球转到太阳与月球之间，并且在同一直线上时，挡住了射向月球的太阳光，由于光沿直线传播出现月食。 如下图，在B处月球完全处于地球的本影区，观察到的是月全食，C处月亮只进入了地球的半影区，就会发生所谓的“半影月食”，在A处月球的某一部分被地球本影遮住，这时会出现月偏食。 光在同种均匀介质中沿直线传播的应用 激光准直 由于激光沿直线传播，在开拙隧道时，工人们可以用激光束引导掘进机，使掘进机沿直线前进，保证隧道方向不出偏差。 射击瞄准 射击瞄准要领：“三点一线”才能射得准，即枪上标尺的缺口、枪上的准星和射击目标要在一条直线上。 排队看齐 体育课上，“向右看齐”也是利用了光的直线传播规律。如果大家都站在一条直线上，那么在向右看齐时，你就只能看到你旁边同学的脑袋。如果你看到很多同学的脑袋，说明队伍站歪了。 小孔成像 1. 小孔成像的原因 烛焰上部的光线，由于光的直线传播，通过小孔后，射到了下部；烛焰下部的光线，由于光的直线传播，通过小孔后，射到了上部；通过小孔后，形成了蜡烛倒立的像。 小孔成像的特点 小孔成的是倒立的实像；像的大小跟物距（物体到小孔的距离）和像距（像到小孔的距离）有关；像的形状与物体的形状相同，与小孔的形状无关；蜡烛顺时针转动，所成的像在屏上也顺时针转动。 小孔成像的现象——树下的圆形光斑（实质是太阳经小孔所成的像） 光速 1. 光的传播需要时间 实验表明，光的传播也需要时间。在不同介质中光的传播速度不同，在真空中传播速度最大，约为。如果一个人以光速绕地球飞行，他在1秒的时间内能绕地球转7.5圈。太阳发出的光约8分钟能够达到地球，也就是我们每天看到的太阳是8分钟之前的太阳。如果一辆1000km/h的赛车不停地跑，要经过17年才能从地球达到太阳。 光在不同介质中的传播速度 介质 光 速 真空 C≈3×108m/s 空气 略小于c 水 约为3c/4 玻璃 约为2c/3 光速的应用——激光测距仪 知道了光速后，人们利用光制造出能测量远距离的“尺”——激光测距仪。激光测距仪工作时，向目标发射脉冲激光束，并接受由目标反射回来的激光，从而测出激光往返所经过的时间，进而计算出目标与激光测距仪之间的距离。目前，人们测得月亮与地球间的平均距离为384401km。 比较光的传播与声音的传播 声音 光 真空不传声 光在真空中传播最快 15℃空气中声速340m/s 空气中光速近似3×108m/s 声音在空气中传播最慢 光在空气中比在其他透明介质中传播的快 声音传播需要介质 光的传播不需要介质 平面镜 1. 平面镜成像特点 1. 平面镜的定义 表面平整光滑且能够成像的物体叫作平面镜，平静的水面、抛光的金属表面、玻璃板等都相当于平面镜。 平面镜成像实验 小彤同学“探究平面镜成像的特点”的实验情景。如下图所示。 （1）除了图甲画出的器材外，实验中还需要的测量工具是___________；实验时小彤用玻璃板代替平面镜，原因是玻璃板透光，便于_________________________________； （2）用玻璃板代替平面镜做实验时，会看到两个不重合的像，分别是玻璃板前、后两个面反射形成的，为消除此现象可选用_____（填“厚”或“薄”）一些的玻璃板代替平面镜。玻璃板不仅可以成像，还便于确定像的_______。为了便于比较像与物的大小关系，蜡烛A、B应选择外形__________（填“相同”或“不相同”）的； （3） 小彤将白纸平铺在水平桌面上，将所选玻璃板__________（选填“垂直”或“平行”）于桌面放在白纸中央，沿玻璃板在白纸上画一条直线代表__________的位置； （4）本实验运用的探究方法是__________________； （5）将点燃的蜡烛A竖立在玻璃板的前面，将______（填“点燃”或“未点燃”）的蜡烛B竖立在玻璃板后面并移动，人眼应从蜡烛______（选填“A”或“B”）一侧透过玻璃板观察，直到看上去蜡烛B跟蜡烛A的像_________，在白纸上记录两支蜡烛的位置； （6）在______（填“较暗”或“较亮”）的环境中进行实验，效果更好； （7）标记蜡烛A、B的位置，测得蜡烛B到玻璃板的距离_________（填“小于”“等于”或“大于”）蜡烛A到玻璃板的距离； （8）当蜡烛A远离玻璃板时，像的大小_________（填“变小”“不变”或“变大”）； （9）进一步实验观察发现，蜡烛A和蜡烛B的对应点的连线与玻璃板_________； （10）实验中为了让右座的同学也能够看清蜡烛的像，小强将玻璃板沿玻璃板位置向右平移，蜡烛A的像的位置______（选填“向右移动”“向左移动”或“不变”）； （11）同组小明在实验中，蜡烛B在玻璃板后的纸面上无论怎样移动，都无法让它与蜡烛A的像完全重合，原因可能是_________________________________________； （12）将光屏竖立在像的位置（与玻璃板平行），光屏上无法呈现蜡烛A的像，说明平面镜所成的像是______（填“虚”或“实”）像； （13）实验结束后，小强整理器材时将乙图的白纸沿玻璃板位置对折后，用一枚细针分别在A1、A2、A3处扎眼，打开白纸，发现B1、B2、B3处也有了针眼，由此可知，平面镜所成像与物的位置关系是：_______________________。 平面镜成像实验注意要点 （1）实验方法 ①用玻璃板代替平面镜，既能成像，又便于透过玻璃板找到像的位置。（等效替代法） ②用未点燃的相同大小的蜡烛替代点燃蜡烛的像，可以比较像和物体的大小。（等效替代法） ③多次测量，避免偶然性，使结论具有普遍性。 （2）实验器材：薄玻璃板、支架、两个完全相同的蜡烛、白纸、刻度尺。 ①使用刻度尺为了比较确定像与物体到平面镜的距离的关系。 ②白纸板作用相当于光屏，探究成的是虚像（能被人看见，但不能在屏幕上呈现的像叫作虚像）还是实像。 （3）实验反思 ①为便于观察，该实验最好在较黑暗环境中进行。 ②实验中玻璃板要竖直放置，否则，玻璃板后面的蜡烛与前面蜡烛的像不能重合。 ③为防止玻璃板前后两个面各自反射成像，应选用薄的玻璃板。 平面镜成像特点 （1）像与物大小相等； （2）像与物到镜面的距离相等； （3）像与物的连线与镜面垂直； （4）所成的像是正立的虚像。 平面镜成像的作图 1、请根据平面镜成像的特点，画出物体AB在平面镜中所成的像。 第1题图 第2题图 第3题图 2、物体AB所成的像如图所示，请根据平面镜成像特点作出物体AB的位置。 3、如图所示，A＇O＇是AO在平面镜中的像，请根据平面镜成像特点在图中画出平面镜的位置，保留作图痕迹。 平面镜成像作图的注意事项 1、作图痕迹要保留 2、辅助线用虚线画 3、虚像也用虚线画 4、垂直符号要标明 平面镜成像的应用 1. 利用平面镜成像 演员对着镜子画脸谱 舞蹈演员看练功效果 超市用平面镜扩大视觉空间 牙医观察口腔内情况 改变光的传播方向 平面镜成像的危害 现代生活中平面镜的使用越来越多，但若使用不当，就可能带来麻烦，甚至造成光污染。 玻璃幕墙会造成光污染 夜间行车时，车里的景物通过挡 风玻璃成像会干扰驾驶员的视线 光的反射 1. 光的反射定律 1. 人看到物体的原理 自身能够发光的物体，是由于物体发出的光射入人的眼睛，形成视觉；本身不能发光的物体，是由于物体表面能够使光发生反射，反射光线射入人的眼睛，形成视觉。 1. 光的反射（reflection） 光遇到物体表面时，有一部分光会被物体表面反射回来，这种现象叫作光的反射。光遇到任何物体的表面都会发生反射，从而使我们能看到本身不发光的物体。 光的反射定律实验 如图甲、乙为某实验小组“探究光的反射规律”的实验装置，平面镜M放在水平桌面上，E、F是两块粘接起来的硬纸板，而且F板可绕ON转动。 （1）使用可以旋转的硬纸板，其目的是________________________________________________； （2）如图乙所示，使纸板与水平桌面上的平面镜______； （3）本实验还需用到的测量器材是__________； （4）将入射光线AO向ON靠近时，看到反射光线OB______（填“靠近”或“远离”）ON； （5）使一束光贴着纸板E沿AO射到O点，经平面镜反射后，沿另一方向射出，∠AON是______（填“入射”或“反射”）角； （6）如表是实验中记录的数据： 实验次数 1 2 3 4 入射角 30° 40° 45° 60° 反射角 30° 40° 45° 30° 分析实验数据可知：在反射现象中，反射角______（填“大于”“等于”或“小于”）入射角。反射角随入射角的增大而______； （7）表格中的第4次数据与结论相差较大，原因可能是______________________________，正确数据应该是______； （8）若将一束光贴着纸板F沿BO射向O点，光将沿图中______方向射出，说明在光的反射现象中，光路是______的。若将纸板F向后折转一定角度，纸板上______（选填“能”或“不能”）观察到反射光线，说明________________________________________________； （9）某同学在实验时，让入射光线AO沿纸板E射向平面镜，然后转动纸板F，并使其与纸板E在同一平面内，但在F上没有发现反射光线，其原因可能是______； （10）实验中，若将纸板EF（连同激光笔）整体向后倾斜，此时反射光束______。 A.仍在纸板上呈现 B.被纸板挡住 C.在纸板前方 光的反射定律 光反射时，反射光线、入射光线、和法线在同一平面内（三线共面）；反射光线和入射光线分居法线的两侧（两线分居）；反射角等于入射角（两角相等）。 规律延伸：当光线垂直入射时，它将被垂直反射出去；光反射时，光路是可逆的（光路可逆）。 【例题】判断下列光路图及其描述是否正确。 光的反射作图 1、自行车尾灯可有效避免夜间交通事故的发生，它由多组“直角反射器”组成，其中一组“直角反射器”如图所示，一束光射向平面镜S1，请在图中画出经过S1、S2两个平面镜反射后的光路图。 第1题图 第2题图 第3题图 2、如图所示，根据反射光线OB的方向，请在图中画出入射光线AO， 并标出入射角。 3、如图所示，小明想要利用一块平面镜使此时的太阳光竖直射入井中。请你通过作图画出反射光线，并标出平面镜的位置。 光的反射定律作图要点： （1）作图必须用直尺； （2）光线用实线且要画箭头表示光的传播方向； （3）法线画虚线并标上垂直符号； （4）反射面的背面画斜线。 平面镜成像的原理——光的反射 我们看到物体是因为物体发出或反射的光射入眼睛。平面镜将光源S的光反射进了人的眼睛里，引起视觉。由于人的眼睛是根据光线直进的经验来判断物体位置的，人会感觉这些光好像是从进入人眼光线的反向延长线的交点S ′处发出的。 S ′就是S在平面镜中的虚像。由于平面镜后并不存在光源S ′ ，进入眼睛的光并非来自S ′ ，所以把S ′叫做虚像。 【例题1】S′是发光点S在平面镜中的像，A点是发光点S经平面镜反射后经过的一点。请你根据平面镜成像的特点，用作图法确定发光点S的位置，并完成经A点的光路图。     第1题图 第2题图 【例题2】已知光源点A、镜面及眼睛点B，AB之间有墙相隔，光线由光源经镜面向眼睛反射。请作出反射光线和入射光线。 【例题3】如图所示，A、B是镜前一点光源S发出的光线经平面镜M反射后的两条反射光线，请在图中标出点光源S和像点 的位置，并完成光路图（保留作图痕迹）。 第3题图 第4题图 【例题4】如图， A为暗室中的点光源， B为不透光薄板， B与上方水平放置的平面镜左边缘对齐，请画出B薄板右侧水平地面被光照亮的区域左右边界的光路图（只考虑直接经平面镜到达地面光线）。 镜面反射与漫反射 1. 光的反射类型 光射到任何物体的表面时都能发生反射现象，根据反射面的不同性质，光的反射分为两种类型。 镜面反射 漫反射 概念 一束平行光照射到镜面上后，会被平行地反射。 凹凸不平的表面会把平行的入射光线向着四面八方反射。 光路图 反射面 平整光滑 粗糙不平 人的感觉 迎着反射光看很刺眼，常说反光；其他方位看不见，或不明显。 各个方向都能看清 举例 黑板反光，物体在平静水面中的像等 从不同角度看到不发光物体 共同点 镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律 镜面反射与漫反射的特点 只有在镜面反射的反射光线区域内看才是亮的，否则人眼没接收到反射光线，看上去就是黑的；而漫反射的反射光线向四面八方传播，所以在任意方向都可见，但亮度不高。漫反射使我们从不同角度看到了本身不发光的物体。若同一时间发生镜面和漫反射，在我们看来，发生镜面反射的范围更亮更刺眼，发生漫反射的范围则要暗些。 【例题1】在暗室桌面上铺一张白纸，白纸上放一块平面镜，用手电筒垂直照射平面镜，从侧面看上去，哪个物体比较亮？ 【例题2】雨后晴朗的夜晚，为了不踩到地上的积水，人们根据生活经验判断：迎着月光走，地上发亮的是水；背着月光走，地上发暗的是水。请你依据所学光的反射知识进行解释。 凹面镜和凸面镜 平面镜的镜面是平的，而有些镜子的表面是曲面，如凹面镜和凸面镜。 如图所示，凸面镜的表面是凸起的，当光线射到凸面镜后，反射光线要向外发散开来，对光线有发散的作用。与平面镜相比，凸面镜能扩大视野。汽车的后视镜、道路拐弯处的反光镜（如下图所示）都是凸面镜。在山区道路的拐弯处设置凸面镜，有利于避免交通事故的发生。 凹面镜的表面是凹进去的，当平行光线射到凹面镜后，光会聚于一点（叫焦点），凹面镜对光线有会聚作用。利用凹面镜对光的会聚作用，可使光的能量集中。手电筒中的反光罩、太阳灶、点燃奥运会圣火的装置（如图所示）都是凹面镜。 光的反射的应用 自行车尾灯由许多直角形的反射器组成，当汽车的灯光从任何方向射向它时，它都能使光线沿与原光线相反的方向反射回去，以便引起司机的注意。 潜望镜利用两个与水平面成45°夹角，且互相平行的平面镜对光的反射，使海底的人可以看到海面的情况。 光纤是光导纤维的简写，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，光纤利用光的反射传输信息。 学科网（北京）股份有限公司 $$