内容正文:
教材梳理 夯实基础
考向探究 培养能力
第一单元 声、物态、光
第4课时 光现象
实验突破 提升素养
考点一
光的色散 物体的颜色
1.光的色散
让一束太阳光(太阳光是复色光)通过三棱镜时,光在玻璃和空气两种介质的分界面上发生折射,可以分解为 七种色光,这种现象叫光的色散。最早通过实验研究光的色散现象的是英国物理学家 。
红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫
牛顿
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2
2.物体的颜色
(1)光的三原色: 。
(2)我们看到的不透明物体的颜色是由 颜色决定的,透明物体的颜色是由 的色光颜色决定的。
红、绿、蓝
物体反射的色光
透过物体
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1. 如图4-1所示,在水槽中斜插一块平面镜,让太阳光斜射到平面镜上,适当调整平面镜的位置和角度,可以在墙壁上看到彩色的光带,这是光的
现象,说明太阳光是 (选填“单色光”或“复色光”)。
基础配练
图4-1
色散
复色光
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考点二
人眼看不见的光
项目 特性 应用
红外线 有 效应(可以让物体的温度升高)、穿透云雾能力强等 ①诊断疾病;②红外线夜视仪;③红外线还可以用来进行机器控制(遥控器)
紫外线 荧光效应、消毒杀菌、促进人体对钙的吸收等 ①适当的紫外线照射有助于人体合成维生素D;②手术室、病房用紫外线灯来灭菌;③紫外线能使 物质发光(验钞机)
热
荧光
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2. (2024武威)如图4-2所示是小强在纸杯上蒙上一层塑料膜做小孔成像实验的情境,请在图中作出烛焰(用AB表示)在塑料膜上成的像(用A'B'表示)及光路图。
图4-2
基础配练
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解:如图所示
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考点三
光的直线传播
光源 的物体叫光源。月亮 (选填“是”或“不是”)光源
光线 用来表示光传播的 和 的带箭头的直线。它是建立的物理模型,运用了理想模型法
规律 光在 透明介质中沿直线传播
现象 ①影子:日食、月食;
②小孔成像:成倒立的实像,像的形状与小孔的形状无关
光速 光在真空中的传播速度c= m/s= km/s。
光年是 单位
本身发光
不是
径迹
方向
同种均匀
3×108
3×105
长度
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考点四
平面镜成像
原理
成像
特点 等大:平面镜所成像的大小与物体的大小 。
等距:像与物体到平面镜的距离 。
垂直:像与物体的连线与镜面 。
虚像:平面镜成 像
作用 ①成像,如梳妆镜,餐馆、发屋、商品展台里用来增大视觉空间的平面镜等。
②改变光的传播方向,如潜望镜等
光的反射
相等
相等
垂直
虚
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3. 凹面镜与凸面镜相比, 的聚光效果更好。如图4-3所示,街旁路口的转弯处立着一面大镜子,防止行驶的汽车因看不见对面的情况而发生意外,这面镜子应是一个 (选填“平面镜”“凸面镜”或“凹面镜”),该镜子能 (选填“扩大”或“缩小”)视野。
图4-3
凹面镜
凸面镜
扩大
基础配练
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各种“镜”:凹面镜对光线有会聚作用,凸面镜对光线有发散作用,它们都能成像且都遵循光的反射定律。
点拔
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考点五
光的反射定律
反射
规律
①反射光线、入射光线和法线都在 (三线共面);②反射光线、入射光线分居在法线 (两线分居);③反射角 入射角(两角相等)
同一平面内
两侧
等于
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(续表)
类型 镜面反射 漫反射
图示
不同点 反射面是 的,平行光束反射后仍是 的 反射面是 的,平行光束反射后射向
共同点 每条光线都遵循 定律,并且光路是 的
应用 人能从不同方向看到物体是因为光在物体表面发生了 反射,黑板反光是因为光在黑板表面发生了 反射
光滑
平行
粗糙
各个方向
光的反射
可逆
漫
镜面
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1.如图4-4所示,一束太阳光通过三棱镜后,在白色的光屏上看到了七种色光,这种现象叫光的 ,这说明太阳光是 (选填“单色”或“复色”)光。
教材图解
图4-4
色散
复色
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2.如图4-5所示是课本上有趣的小实验。其中竿的影子形成的原因是
,该同学 (选填“能”或“不能”)将杆的影子踩在脚底下。图中杆在早晨时的影子比在中午时的影子要 (选填“长”或“短”)。
图4-5
不能
长
光的
直线传播
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3.如图4-6所示,制作潜望镜时,用一个长方形硬纸制作成镜筒,两块平面镜分别安装在镜筒的上下两端,两块平面镜互相 ,都与水平方向成45度角,制作完成后,就能通过潜望镜看到物体 (选填“倒立”或“正立”)的 像。
图4-6
平行
正立
虚
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例 1(2024苏州改编)如图4-7甲所示,AB之间是太阳光经三棱镜色散后在光屏上得到的彩色光带。将电子温度传感器分别放在A、B两点外侧,根据测得的数据绘制的温度随时间变化的图像如图乙所示。曲线①对应的光线是 ,其特点是 ;曲线②对应的光线是 。
考向一
光的色散和物体的颜色
图4-7
紫外线
使荧光物质发光、消毒杀菌
红外线
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17
例 2(2023苏州)“霜叶红于二月花”,秋天的枫叶呈现红色是因为它 ( )
A.反射了红光 B.吸收了红光
C.反射了红、绿、蓝光 D.吸收了红、绿、蓝光
A
考向探究 培养能力
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例 3(2024徐州二模)条形码通常由黑色和白色的平行线条组成,这些线条的排列和间距代表了特定的信息。当条形码扫描器照射它时,黑条纹将光
(选填“反射”或“吸收”),白条纹将光 (选填“反射”或“吸收”),再通过电脑解码就可以获取相关信息。如果条形码贴歪一些,将 (选填“影响”或“不影响”)信息的读取。
吸收
反射
不影响
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例 4(2023镇江)《墨经》中最早记载了小孔成像现象,该现象由光的
形成。如图4-8所示为书中绘制的示意图,要让室内墙壁上的像看得更清楚,房间的亮度应较 。当室外的人靠近小孔时,他在墙壁上所成像的大小将变 。
考向二
光的直线传播
图4-8
直线
传播
暗
大
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例 5(2024连云港)小明身高1.7 m,距离平面镜3 m,他在平面镜中的像高是
m,像到平面镜的距离是 m。当他向平面镜缓慢走近时,他在平面镜中像的大小 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
考向三
平面镜成像
1.7
3
不变
考向探究 培养能力
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例 6(2023徐州)如图4-9所示,在探究平面镜成像的特点时,应将茶色玻璃板
放置在水平桌面上。在玻璃板前放一个棋子A,可以看到它在玻璃板后成的像,将另一个相同的棋子B放在玻璃板后,使它与
重合,记下两个棋子的位置,两个位置之间的连线与玻璃板 。
图4-9
竖直
棋子A的像
垂直
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例 7(2023徐州二模)五一假期,妈妈带小丽到云龙公园游玩,小丽来到湖边看到了自己的倒影,倒影是小丽的 (选填“影子”“实像”或“虚像”),这是光的 现象;若阳光斜射到湖面,与湖面夹角为60°,则入射角是 。
考向四
光的反射
虚像
反射
30°
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例 8(2024盐城)“嫦娥六号”搭载的意大利激光角反射器,为月面探测提供服务,通过反射激光进行精准测量定位。图4-10中光现象与其原理相同的是 ( )
图4-10
D
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突破一
探究平面镜成像的特点
如果视频无法正常播放,可以在实验视频文件夹中打开原视频
温馨提示|
实验突破 提升素养
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25
【实验设计】
1.实验原理: 。
2.选择 (选填“明亮”或“较暗”)的环境的目的:使实验现象更加明显。
3.用玻璃板代替平面镜的好处:玻璃板透明,便于 。
4.选择薄玻璃板的原因:减小重影对实验现象的影响。
光的反射
较暗
确定像的位置
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【实验现象】
5.平面镜成像的特点:平面镜所成的像是 ,像与物到镜面的距离
;像与物的大小 ;物、像连线与镜面 。即像与物关于镜面 。
6.验证平面镜成虚像的方法:将光屏放在所成像的位置,不通过玻璃板直接观察光屏上是否成像。
【交流与反思】
7.选用完全相同的棋子是为了便于确定像的位置、比较像与物的大小关系。
虚像
相等
相等
垂直
对称
实验突破 提升素养
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例 1为完成“探究平面镜成像特点”实验,小芳选择了如图4-11所示的实验装置。
(1)玻璃板应 放置在水平桌面上。
(2)如果有5 mm厚和2 mm厚的两块玻璃板,应选择 mm厚的玻璃板做实验较合适。
图4-11
竖直(或垂直)
2
实验突破 提升素养
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(3)实验时,小芳应该在蜡烛 (选填“A”或“B”)的一侧观察蜡烛A的像,并移动 (选填“点燃的蜡烛B”或“未点燃的蜡烛B”),使它与蜡烛A的像完全重合,从而确定 的位置。为了探究平面镜所成的是实像还是虚像,小芳用光屏代替蜡烛B,她 (选填“能”或“不能”)用光屏接收到蜡烛A的像,由此说明平面镜成的像是 像。
图4-11
A
未点燃的蜡烛B
像
不能
虚
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(4)当把蜡烛A靠近玻璃板时,蜡烛A在玻璃板上所成像的大小将 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
(5)仅将玻璃板由图中甲位置水平向右平移至乙位置时,蜡烛A的成像情况是 。(填选项前字母)
A.蜡烛A成像仍在蜡烛B处
B.蜡烛A成像在蜡烛B处右侧
C.蜡烛A无法通过玻璃板成像
不变
A
图4-11
实验突破 提升素养
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(6)为得到像和物左右之间的关系,应选用图4-12中的棋子 (选填“a”“b”或“c”)进行实验。
图4-12
a
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(7)应用:如图4-13所示,船员通过船舱驾驶台上的窗户观察前方航道的情况。该窗户玻璃不是竖直的,而是向前倾斜。请从光学角度分析这样设计的目的:
。
图4-13
根据平面镜成像特点可知,窗户玻璃向前倾斜,船内物体的像落在船的斜
下方,不会影响驾驶员的视线
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突破二
探究光的反射定律
如果视频无法正常播放,可以在实验视频文件夹中打开原视频
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实验突破 提升素养
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【实验设计】
1.粗糙硬纸板的作用:
①让光线贴着纸板入射是为了显示光的传播路径;
②折转纸板是为了探究反射光线、法线与入射光线是否在 ;
③粗糙的硬纸板可以使光在纸板表面发生 。
2.纸板与平面镜的放置要求:纸板与平面镜应垂直放置,若不垂直则在纸板上看不到反射光线。
3.量角器的作用:测量反射角和入射角的大小。
4.实验在较暗的环境下进行的目的:减少其他光线对实验的影响,使实验现象更明显。
同一平面内
漫反射
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【实验现象】
5.“三线共面”的判断方法:旋转反射光线所在的纸板,纸板上反射光线消失。
6.光反射时,反射角和入射角的大小关系: ,反射角随入射角的增大而增大。
7.将激光笔逆着原反射光线方向射入,反射光线逆着原入射光线方向射出,说明光路是 。
【交流与反思】
8.反射角与入射角不相等的原因:可能将入射光线与平面镜的夹角当成入射角,或将反射光线与平面镜的夹角当成反射角。
反射角等于入射角
可逆的
实验突破 提升素养
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例 2“探究光的反射规律”的实验装置如图4-14所示,平面镜放在水平桌面上,标有刻度(图中未画出)的白色纸板ABCD能绕垂直于CD的ON轴翻折,在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。
(1)实验前,应将纸板 放置于平面镜上。移动激光笔,使入射光线绕入射点O沿逆时针方向转动,可观察到反射光线沿 时针方向转动。
图4-14
垂直
顺
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(2)移动激光笔,使入射角为45°,测得反射角也为45°,由此就得出“光反射时,反射角等于入射角”这一结论。你认为有何不妥之处?
。
一次实验得到的结
论具有偶然性
图4-14
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(3)如图4-15所示,将纸板右半部分绕ON向后翻折任意角度,发现纸板上无反射光线,此现象说明了: 。
图4-15
反射光线、入射光线和法线在同一平面内
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(4)若将纸板(连同激光笔)绕CD向后倾斜,此时反射光线 。(填字母)
A.仍呈现在纸板上
B.被纸板挡住
C.在纸板前方
(5)若入射光线绕O点顺时针旋转,将观察到反射光线在平面镜中所成的像绕O点 时针旋转。
C
顺
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$$