专题02 光现象【6知识点+6考点+训练】--【点击中考】备战2025年中考物理一轮复习重难点讲与练
2024-12-12
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普通
内容正文:
明天成功的您定会感谢今天辛苦奋斗的自己
题02 光现象(解析版)
特别说明:
典例主要是2024年的中考真题,变式是最新的全国各地名校的模拟题,课后作业真题训练,全部来自于2024年的中考真题。
知识点以挖空的形式设计,便于学生提前预习,考点通过方法总结,知识加工,便于学生理解和记忆。
声现象
知识梳理
考点必备
真题训练
光的直线传播
光的直线传播及其应用(1典例+3变式)
真题16道
光的反射
光的反射定律(1典例+3变式)
平面镜成像
平面镜成像及其特点(1典例+3变式)
光的折射
光的折射(1典例+3变式)
光的色散
光的色散(1典例+3变式)
看不见的光
红外线和紫外线(1典例+3变式)
1. 了解光沿直线传播的条件;了解镜面反射和漫反射的差别;了解红外线和紫外线的特点及应用;
2. 理解光的反射定律和光的折射定律,能分析生活中是物理现象;
3. 掌握光的反射和平面镜成像的特点;
4.了解物体的颜色,区分光的三原色和颜料三基色的差别,能正确判断生活中的色散现象;
知识点1:光的直线传播
1. 光源:能够________的物体叫光源.按获取方式可将光源分成_______光源和__________光源
2. 规律:光在____________介质中沿直线传播
3. 现象:小孔成像:成倒立的实像,影子、日食、月食都属于光的直线传播形成的。
4. 应用:激光准直、站队看齐、射击瞄准等
5. 光速:光在真空中的传播速度c=______m/s,光在不同的介质中的传播速度一般不同
【提示】
(1)月亮不是光源.
(2)小孔成像时像的形状与成像物体相似,与小孔的形状无关.
(3)光年是长度(距离)单位.
【答案】发光 天然 人造 同种均匀 3.0×108
知识点2:光的反射
1. 光的反射定律
(1)定义:光射到物体表面被__________回原介质中的现象
(2)探究光的反射定律
①光屏的作用:显示光的_______________________
②如何验证三线是否共面:将反射光所在的一半光屏向后折,观察能否看到反射光线
③当光线逆着原来的反射光线射到反射面时,必会逆着原来的入射方向反射出去,说明反射时光路是________ 的;
(3)反射定律
①反射光线与入射光线、法线在__________内;②反射光线和入射光线分居________两侧;③反射角_________入射角;
【提示】
(1)入射角(反射角)是入射光线(反射光线)与法线的夹角.
(2)当光线垂直入射时,传播方向反向,入射角和反射角等于0 度.
(3)由于先有入射,后有反射,应表述为“反射角等于入射角”,相反表述不符合逻辑关系.
2. 两种反射
漫反射
镜面反射
条件
反射面_______
反射面________
图示
反射特点
入射光线平行,反射光线向着_________
入射光线平行,反射光线___________
视觉特征
能从各个方向___________
只能在反射光的方向上看到物体,且物体看起来明亮、刺眼
能否成像
不能成像
能成像
相同点
都遵循光的反射定律
【答案】1.反射 传播路径 可逆 同一平面 法线 等于 2.凹凸不平 平整光滑 不同的方向 仍然平行 看到物体
知识点3:平面镜成像
1. 平面镜成像
(1)成像原理
如图所示,光源S向四处发光,一些光经过平面镜________后进入了人的眼睛,引起视觉,我们感到光好像是从图中S′处射来的.S′就是S在平面镜中虚像
(2)探究过程
①实验中用玻璃板代替平面镜的目的是__________________;
②用薄玻璃板的原因是厚玻璃板会出现_____个像;
③玻璃板要与水平面,否则找不到像;
④用两支完全相同蜡烛的目的是_________________________________
(3)成像特点
平面镜成的像是虚像,像和物体大小_______,平面镜所成的像和物体到镜面的距离_________,像和物体的连线与镜面__________
【提示】
当我们靠近平面镜时,觉得自己在镜中的像变大了,这是由于眼睛看像的视角变大的缘故,而像的大小不变.
2.实像与虚像
实像
虚像
形成
实际光线会聚
实际光线反向延长线会聚
承接
_______光屏承接
________用光屏承接
画法
用____线表示
用_____线表示
观察
可以用眼睛观察,可以用相机拍摄
【答案】1.反射 便于找到像的位置 两 垂直 便于比较像与物的大小关系 相等 相等垂直 2.能用 不能 实虚
知识点4:光的折射
1. 定义:
光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生的________现象叫光的折射现象
2. 折射规律:
(1) 折射光线与入射光线、法线在_______内——三线共面
(2) 折射光线和入射光线分居________两侧——两线分居
(3) 当光线由空气斜射入水中时,入射角________折射角;入射角增大,折射角也_____
(4) 当光线垂直入射时,传播方向_________
(5) 在光的折射现象中,光路是的_________
3. 折射现象
池底变浅、海市蜃楼等 如:从池底A点来的光线在水面处发生折射,折射角_______入射角,眼睛逆着折射光线看去,感觉光是从A′点射来的,A′点就是A点的变_______(填“高”或“低”)的虚像
【提示】光线发生折射时,在介质表面处,光线还会发生反射.
【答案】偏折 同一平面 法线 大于 增大 不变 可逆 大于 高
知识点5:光的色散
1. 光的色散:
太阳光被分解成 红 、橙、黄、 绿 、蓝 、靛、紫等各种色光的现象叫光的色散
2. 实验结论
色散现象说明:(1)白光是由________混合而成的,白光______单色光;(2)不同色光通过棱镜时偏折程度不同,红光偏折程度最小,紫光偏折程度最大
3. 三原色
色光的三原色:____、绿、蓝
颜料的三原色:红、____、蓝
4. 物体的颜色
透明体的颜色是由它______的色光决定的;不透明体的颜色是由它______的色光决定的;白色物体反射______色光,黑色物体________所有色光
【答案】各种色光 不是 红 黄 透过 反射 所有 吸收
知识点6:看不见的光
1. 光谱:太阳通过棱镜分解成红橙黄绿青靛紫七种不同颜色的光,这七种色光按顺序排列起来就是光谱.
2. 红外线
(1)定义:我们把红光之外的辐射叫做红外线.
(2)红外线的特点:热作用强;穿透云雾的能力比较强.
(3)应用
①根据热效应:医用红外热像仪、红外温度计、红外夜视仪、红外线加热.
②根据穿透性强:遥控器、红外远程遥感.
3. 紫外线
(1)定义:光谱中紫光外侧的不可见光叫做紫外线.
(2)紫外线的特点及应用:
①能杀死微生物,用来灭菌在医院里经常用紫外线杀菌;
②紫外线可以使荧光物质发光,鉴别钞票的真假;
③紫外线有利于人体合成维生素D,促进钙的吸收
【提示】
(1)一切物体都在不停地向外辐射______.
(2)物体的温度升高时,它向外辐射的红外线就会_______.
【答案】红外线 增加
考点一 光的直线传播及其应用
1. 光只有在同种均匀透明介质中才会沿直线传播;在不同的介质中,光的传播速度一般不同;
2. 光沿直线传播的应用:影子的形成、日食、月食、小孔成像、激光准直、瞄准射击;
3. 小孔成像的特点:
(1) 小孔成像所成的像是由实际光线会聚而成,因此是实像;
(2) 像的大小取决于光屏到小孔的距离和物体到小孔的距离的关系;
(3) 小孔成像所成的像与孔的形状无关,但与孔的大小有关。
【典例1】(2024·内蒙古呼和浩特·中考真题)光,给人类带来光明。下列生活中的光现象,属于光的直线传播的是( )
A.手影 B.水中倒影
C.直筷变弯 D.雨后彩虹
【答案】A
【详解】A.手影是由于光沿直线传播形成的影子,故A符合题意;
B.水中倒影属于平面镜成像现象,是由于光的反射形成的,故B不符合题意;
C.筷子在水中看起来变弯,是由于光从水中斜射入空气中时发生了偏折,即发生了折射现象,故C不符合题意;
D.雨后彩虹是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的,白光经水珠折射以后,分成各种彩色光,这种现象叫做光的色散现象,所以说雨后的天空出现彩虹是由光的折射形成的,故D不符合题意。
故选A。
【变式1-1】(2024·陕西咸阳·一模)如图所示的光现象中,与小孔成像原理相同的是( )
A.日晷计时 B.海市蜃楼
C.雨后彩虹 D.湖中倒影
【答案】A
【详解】小孔成像原理是光的直线传播形成的;
A.日晷计时是光沿直线传播的应用,故A符合题意;
B.海市蜃楼是光的折射形成的,故B不符合题意;
C.雨后彩虹是光的折射形成的,故C不符合题意;
D.湖中倒影是光的反射形成的,故D不符合题意。
故选A。
【变式1-2】(2024·新疆昌吉·模拟预测)下列现象中与日食形成原理相同的是( )
A.小孔成像 B.海市蜃楼 C.镜花水月 D.杯弓蛇影
【答案】A
【详解】日食形成的原因是由于光在同一种均匀介质中沿直线传播;
A.小孔成像是由于光的直线传播形成的,故A符合题意;
B.海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象,是由于空气的密度不均匀而引起的,故B不符合题意;
CD.镜花水月,杯弓蛇影属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故CD不符合题意。
故选A。
【变式1-3】(2024·山西晋中·三模)小明按照下图顺序自制了一个“投影灯笼”。首先,折叠剪纸,按照自己的想法剪出图案;随后,把剪好的图纸围起来,用胶带粘贴固定形状,再剪两个圆作封底和封顶;最后把灯放在其中,在黑暗中打开灯笼中的灯,就能看到投影的图案了。这个“投影灯笼”投影出美丽的图案用到的光学原理是( )
A.光沿直线传播 B.光的折射 C.光的反射 D.凸透镜成像
【答案】A
【详解】“投影灯笼”主要是利用光源投射光线,通过剪纸或图案的遮挡,形成投影效果。当灯笼被点亮时,光源发出的光线会穿过灯笼上的图案,形成特定的光影效果,投射到周围的墙面上或其他物体上,其用到的光学原理是光沿直线传播,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
考点二 光的反射定律
1. 光的反射定律
(1)三线共面:入射光线(AO)、反射光线(OB)、法线(NO)在同一平面内;
(2)两线分居:反射光线和入射光线分居在法线两侧;
(3)两角相等:反射角等于入射角.
【注意】入射光线不能写成,字母顺序应与光线的方向一致;同样反射光线的字母顺序只能是。
2. 镜面发射和漫反射的区别及联系
(1)镜面反射的反射面是光滑的,而漫反射的反射面是粗糙的;
(2)镜面反射只能在某一个方向观察到,而漫反射可以在各个方向观察到;
(3)镜面反射和漫反射都属于光的反射,因此它们都遵守光的反射定律。
3. 规范作图要求:
(1)作图必须用直尺、圆规、铅笔;
(2)光线用实线,且要画箭头表示光的传播方向;法线画虚线;
(3)标出反射角r和入射角i;
(4)作光的反射光路图时,应先在入射点作出法线,然后根据反射角与入射角关系作出光线。
【典例2】(2024·江苏徐州·中考真题)如图甲所示,在探究光的反射规律实验中,平面镜水平放置,白色纸板竖直地立在平面镜上。将激光笔发出的一束激光紧贴纸板射向镜面上的O点。
(1)在纸板上能看到激光路径,是因为激光在纸板表面发生 反射;
(2)图甲中,激光与平面镜成40°角入射,则反射角为 ;
(3)纸板上可以同时看到入射光线和反射光线,说明它们和法线在 内;
(4)如图乙所示,纸板绕CD轴向后转动一定角度,再将激光紧贴纸板射向镜面上的O点,此时纸板上看不到反射光线,保持平面镜和入射光线位置不变,要在纸板上同时显示入射光线和反射光线,应怎样调整纸板? 。
【答案】(1)漫 (2)50° (3)同一平面 (4)调整纸板与入射光线在同一平面且垂直于水平桌面
【详解】(1)纸板比较粗糙,在纸板上能看到激光路径,是因为激光在纸板表面发生漫反射。
(2)入射光线与法线的夹角为入射角,由图可知,入射角为
在光的反射现象中,反射角等于入射角,则反射角为
(3)纸板上可以同时看到入射光线和反射光线,说明它们和法线在同一平面内。
(4)纸板绕CD轴向后转动一定角度,再将激光紧贴纸板射向镜面上的O点,此时纸板上看不到反射光线,说明反射光线、入射光线和法线不在同一平面内;由于反射光线、入射光线和法线在同一平面内,法线的位置没有改变,始终垂直平面镜,保持平面镜和入射光线位置不变,则要在纸板上同时显示入射光线和反射光线,应调整纸板与入射光线在同一平面且垂直于水平桌面,直到能看到反射光线,使反射光线和入射光线在同一平面内。
【变式2-1】(2024·云南·模拟预测)如图所示,在“探究光的反射规律”的实验中:
(1)实验前,应将纸板 放置于平面镜上,让一束光贴着纸板射到O点,经平面镜的反射,如图甲所示,此时反射角为 度;
(2)移动激光笔,使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动,可观察到反射光束 时针方向转动;
(3)将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度,发现纸板上 (选填“能”或“不能”)观察到反射光线;如图乙所示,旋转光屏E到位置1时,也同时需要旋转光屏F到位置 才能观察到完整光路,通过以上操作过程可知,要观察完整的光路,光屏E、F两部分旋转后要处于 ;
(4)若让另一束光沿BO方向射向平面镜,反射光将沿OA方向射出。说明 ;
(5)同学还想用图中的丙和丁模拟镜面反射与漫反射。照图丙那样,把几根细针垂直插入一张硬纸板中,表示法线,反射光线将平行射出。随后将纸板随意弯折,如图丁所示,这时会看到“法线”不再平行,当入射光线平行射到各入射点上时,反射光线 (选填“平行”或“不平行”)。
【答案】(1) 垂直 40 (2)顺 (3) 不能 3 同一平面
(4)在反射现象中,光路是可逆的 (5)不平行
【详解】(1)[1][2]实验时,为了探究入射光线和反射光线,应把纸板ENF与平面镜垂直放置;由图甲可知,入射光线与反射面的夹角是50°,则入射角为
因为反射角等于入射角,所以此时反射角为40度。
(2)移动激光笔,使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动,入射角增大,根据反射角等于入射角,反射角也增大,即反射光线将会顺时针转动。
(3)[1][2][3]将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度,此时纸板左右两部分不在同一平面,发现纸板上不能观察到反射光线;如图乙所示,旋转光屏E到位置1时,也同时需要旋转光屏F到位置3才能观察到完整光路,通过以上操作过程可知,要观察完整的光路,光屏E、F两部分旋转后要处于同一平面。
(4)让另一束光沿BO方向射向平面镜,反射光将沿OA方向射出,光线的传播路径与原来恰好相反,说明在反射现象中,光路是可逆的。
(5)由图丁得,入射面不在同一平面上,当入射光线平行射到各入射点上时,反射光线不平行。
【变式2-2】(2024·安徽阜阳·二模)在“探究光的反射定律”实验中,器材有:激光笔、可折转光屏和平面镜.
(1)如图甲所示,让入射光沿左半屏射到O点,若想观察反射光,需将右半屏向 (选填“前”或“后”)折转;
(2)保持入射点不变,多次改变入射光的方向,在光屏上记录每次实验的光路如图乙所示,根据光屏上的信息可得出反射角和入射角的关系是:
【答案】(1)前
(2)反射角等于入射角
【详解】(1)如图甲所示,要使光屏上呈现反射光,需将右半屏向前折转,使右半屏与左半屏在同一平面内。
(2)多次改变入射光的方向,在光屏上记录每次实验的光路如图乙所示,入射角改变,反射角跟着改变,且大小相等,得出的角度关系是:反射角等于入射角。
【变式2-3】(2024·河北·模拟预测)一束光照射到平面镜上,反射光线与入射光线夹角为130°,则反射角为 ,人迎着反射光的方向可以看到刺眼的光,而在其它方向却看不到反射光,这是由于发生了 (选填“镜面反射”或“漫反射”)。
【答案】 65° 镜面反射
【详解】[1]入射角为入射光线与法线的夹角,反射角为反射光线与法线的夹角,且反射角等于入射角,已知反射光线与入射光线夹角为130°,则反射角为65°。
[2]光线射向平面镜,经平面镜反射后,平行射出,正好反射到有的人眼睛上,觉得很刺眼,这种反射是镜面反射。此时人迎着反射光的方向可以看到刺眼的光,而在其它方向却看不到反射光。
考点三 平面镜成像及其特点
1. 平面镜成像的特点:
(1) 大小相等:像和物体的大小相等;
(2) 线面垂直:像和物体的对应点连线跟平面镜垂直;
(3) 距离相等:像和物体到镜面的距离相等;
(4)左右相反:像和物体的左右是相反的;
(5)像为虚像.
2. 探究平面镜成像特点实验中的注意事项:
(1)用玻璃板代替平面镜的目的是便于找到像的位置;
(2)在玻璃板的同一侧,该同学通过玻璃板看到了同一个蜡烛的两个像,产生这种现象的原因是玻璃板的两个表面同时反射,每个表面成一个像;
(3)用两个大小相同的蜡烛目的是便于比较像和物大小;
(4)使用刻度尺或坐标纸的目的是便于比较像距和物距.
【典例3】(2024·广东东莞·二模)艳阳下的湖畔树影婆娑,水中的鹅卵石清晰可见,湖面上的小鸟上下翻飞 形成的,游人看到水中的鹅卵石是光的 形成的(以上两空均选填“折射”或“反射”);小鸟从水面飞上树梢,它在水中所成的像到水面距离的大小变化情况是 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 反射 折射 变大
【详解】[1]平静的湖面相当于一个平面镜,倒影属于平面镜成像现象。
[2]游人看到水中的鹅卵石是虚像,是由光的折射形成的。
[3]小鸟从水面飞上树梢,由于平面镜成像时,所以小鸟在水中所成的像到水面的距离变大。
【变式3-1】(2024·上海宝山·一模)测量视力时,视力表放在被测者后方,被测者识别对面墙上镜子里的像,如图所示。小红看到镜中视力表的像与视力表相比 (选填“偏大”“偏小”或“一样大”),该像到小红的距离为 m;若她向左移动1m,则该像到小红的距离为 m。
【答案】 一样大 5.5 4.5
【详解】[1]由平面镜成像特点知道,像与物体的大小相同知道,所以,镜中视力表的像与视力表是一样大的。
[2]视力表距离平面镜3m,因为像距等于物距,可知视力表的像距离平面镜也为3m,视力表的像到小红的距离为
[3]已知小红原来距离平面镜2.5m,若她向左移动1m,则小红距离平面镜的距离为
2.5m-1m=1.5m
镜中视力表的像到小红的距离为
3m+1.5m=4.5m
【变式3-2】(2024·江苏镇江·一模)如图所示,小明站在平面镜正前方的①位置,他在镜中成的是 (选填“实”或“虚”)像;小明垂直镜面移动 80cm到②位置,他与像的距离改变 cm;将一个点光源放置在②位置与放置在①位置比较,经平面镜反射的光覆盖的区域会 。
【答案】 虚 160 变小
【详解】[1]根据平面镜成像可知,他在镜中成的是虚像。
[2]根据平面镜成像中,物距与像距相等可知,当小明垂直镜面移动 80cm,像也会移动 80cm,则他与像的距离改变了
[3]平面镜可以改变光的传播方向,将一个点光源放置在2位置与放置在1位置比较,经平面镜反射的光 覆盖的区域会变小。
【变式3-3】(2024·山东淄博·中考真题)小明将只有一面开口的魔箱面向同学,把纸币从顶部的投币口放入(图甲),纸币竟不翼而飞。打开魔箱,原来里面有一块镜子(图乙),下列说法正确的是( )
A.魔箱中的镜子是凸透镜 B.看到的魔箱中的竖直方格是实像
C.镜子与水平面的夹角为 D.魔箱的成像原理是光的反射
【答案】D
【详解】A.魔箱中的镜子是平面镜,故A错误;
BD.成像原理是光的反射,成的是正立的虚像,故B错误;D正确;
C.魔箱中的方格是水平放置的,通过平面镜看到方格的像是竖直的,根据像与物关于平面镜对称可知,镜子与水平面的夹角为,C错误。
故选D。
考点四 光的折射
1. 光的折射规律
(1)三线共面:光折射时,折射光线、入射光线、法线在同一平面内.
(2)两线分居:折射光线和入射光线分别位于法线两侧.
(3)两角不等:光从空气斜射到玻璃、水或其他介质表面时,折射光线偏向法线,折射角小于入射角;光从其他介质斜射入空气中,折射角>入射角.
(4)入射角增大,折射角也增大.
(5)光垂直射入介质时,传播方向不发生改变.
(6)在折射中光路是可逆的.
2. 常见的折射现象:水中的筷子变弯了、渔民叉鱼(水中鱼的实际位置比看上去要深)、池水变浅、海市蜃楼等
【典例4】(2024·江苏徐州·中考真题)从岸上看,会觉得水池的深度比它的实际深度浅,主要是由于( )
A.光的直线传播 B.光的折射 C.光的反射 D.光的色散
【答案】B
【详解】从岸上看河水的深度比它的实际深度要浅,其原因是光从水中射向空气中时发生了折射,且折射角大于入射角所致。
故选B。
【变式4-1】(2024·甘肃武威·二模)下列光现象中,由于光的折射引起的是( )
A.水中倒影 B.小孔成像 C.手影成的像 D.海市蜃楼
【答案】D
【详解】A.水中倒影,它是由光的反射形成的,故A不符合题意;
BC.小孔成像和手影成的像都是由光的直线传播形成的,故BC不符合题意;
D.海市蜃楼,光在不均匀介质中发生了折射形成的,故D符合题意。
故选D。
【变式4-2】(2024·山东德州·二模)如图所示的光现象中,由光的折射形成的是( )
A.甲图,古人用日晷测量时间 B.乙图,手影游戏
C.丙图,钢笔“错位” D.丁图,山的倒影
【答案】C
【详解】A.古人用日晷测量时间,是利用由于光的直线传播形成的影子,故A不符合题意;
B.手影游戏,是由于光的直线传播在手背光一侧形成的暗区域,故B不符合题意;
C.钢笔“错位”,是由于光的折射形成的虚像,故C符合题意;
D.山的倒影属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故D不符合题意。
故选C。
【变式4-3】(2024·湖北襄阳·一模)我国的成语故事,生动、形象,寓意深刻。下列成语属于光的折射现象的是( )
A.坐井观天 B.杯弓蛇影 C.海市蜃楼 D.一叶障目
【答案】C
【详解】A.坐井观天指在井中看到的天空只有井口那么大,这是光的直线传播造成的,故A不符合题意;
B.杯弓蛇影是指弓在水中成像,属于平面镜成像,是光的反射造成的,故B不符合题意;
C.海市蜃楼是光在不均匀的大气中传播形成的光的折射现象,故C符合题意;
D.一叶障目由于光沿直线传播形成的,故D不符合题意。
故选C。
考点五 光的色散
1. 光的色散现象表面:
(1) 白光是由七种色光混合而成的;
(2) 不同的颜色的单色光通过三棱镜的偏折程度不同,红色光的偏折最小,紫色光的偏折最大;
2. 应用:三棱镜成像;雨后的彩虹(外侧是红色,内侧是紫色);
【典例5】(2024·江苏镇江·中考真题)诗句“香炉初上日,瀑水喷成虹”描述了如图所示的情景:太阳刚升起时,从瀑布溅起的水雾中可看到彩虹。此现象属于( )
A.光的直线传播 B.光的色散 C.光的反射 D.小孔成像
【答案】B
【详解】当太阳刚升起时,阳光照射到瀑布溅起的水雾上,被水雾中的小水滴分散成了七种颜色的光,随后我们可以从水雾中看到彩虹,这是光的色散现象。
故选B。
【变式5-1】(2024·江苏苏州·二模)下列关于光现象的描述中,正确的是( )
A.海市蜃楼是由光的反射形成的 B.水面成像是因为光的折射
C.雨过天晴后出现的彩虹是光的色散现象 D.日食、月食现象可以用光的漫反射来解释
【答案】C
【详解】A.海市蜃楼是光的折射形成的,故A不符合题意;
B.水面成像是因为光的反射,故B不符合题意;
C.彩虹是光的色散形成的,属于光的折射,故C符合题意;
D.日食和月食是由光的直线传播形成的,故D不符合题意。
故选C。
【变式5-2】(2024·山东济宁·二模)图是有关光现象的四种情景,其中描述错误的是( )
A.甲图中蜡烛略微靠近小孔,光屏上倒立放大的实像会略微变大
B.乙图中用手电筒照射白墙上的小镜子,人在手电筒的位置看,墙是亮的镜子是暗的
C.丙图中太阳光经三棱镜折射后,在竖直白屏上从上到下的光带颜色依次是红橙黄绿蓝靛紫
D.丁图中是近视眼的成像情况,应该配戴凹透镜进行校正
【答案】D
【详解】A.将蜡烛靠近小孔,物距减小,根据光的直线传播可知,像距变大,此时光屏上的像会变得大一点,故A正确,不符合题意;
B.如图中用手电筒照射白墙上的小镜子,由于小镜子发生镜面反射,而白墙发生漫反射,所以人在手电筒的位置看,墙是亮的镜子是暗的,故B正确,不符合题意;
C.各种色光的偏折能力由弱到强依次为红橙黄绿蓝靛紫,所以图中太阳光经三棱镜折射后,在竖直白屏上从上到下的光带颜色依次是红橙黄绿蓝靛紫,故C正确,不符合题意;
D.图中像成在视网膜后方,是远视眼的成像情况,应该配戴凸透镜进行矫正,故D错误,符合题意。
故选D。
【变式5-3】(2024·吉林长春·模拟预测)近年来人们利用雾炮车专门治理雾霾。其喷雾功能能有效降低空气中的PM2.5的含量。下列有关雾炮车的现象说法正确的是( )
A.汽车后的拖地铁链是为了将产生的静电及时导走
B.洒在地上的水在蒸发过程中能起到一定的升温作用
C.雾炮车在匀速前进喷雾的过程中,其对地面压强始终不变
D.喷雾后在阳光的照耀下出现了彩虹,彩虹的出现是光的色散现象
【答案】AD
【详解】A.汽车后的拖地铁链是导体,铁链能将摩擦产生的静电及时导走,故A正确;
B.地面上的水会蒸发吸收热量,起到降温效果,同时可以抑尘,故B错误;
C.雾炮车在匀速前进喷雾的过程中,炮雾车的质量变小,重力变小,其对地面的压力减小,受力面积不变,根据可知,其对地面的压强变小,故C错误;
D.雾炮车喷雾时后方常会出现彩虹,是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的,白光经水珠折射以后,分解成各种单色光,这种现象叫做光的色散现象,故D正确。
故选AD。
考点六 红外线和紫外线
1. 红外线和紫外线的区分
(1) 红外线和紫外线都属于不可见光,肉眼无法看见;
(2) 红外线应用:热成像;加热、遥控等;
(3) 紫外线应用:杀菌;验钞辨别真伪;促进钙的吸收;人体合成维生素D;
【典例6】(2024·江苏徐州·三模)嫦娥五号“月面起飞”载入史册,“旗开月表”振奋人心,“采撷月壤”荣誉归来,航天工作者对航天器实行这一系列指令操作依靠的是( )
A.超声波 B.电磁波 C.次声波 D.红外线
【答案】B
【详解】由于电磁波能在真空中传播,传播速度快,传播范围广,所以航天工作者对航天器实行这一系列指令操作,传递信息传递依靠的是电磁波,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式6-1】(2024·青海·一模)2008年5月12日14时28分,四川汶川发生8.0级强烈地震,地震导致数万人伤亡,众多房屋倒塌。下列和地震有关的说法正确的是( )
A.许多动物可以感觉到地震前的超声波,而人却感觉不到
B.地震导致许多地方发生山体滑坡,但下滑时山体的重力势能不变
C.救援使用的挖掘机有两个很大的履带,目的是为了增大对地面的压强
D.救援人员使用的红外生命探测仪是利用了红外线的热效应
【答案】D
【详解】A.地震发出的是次声波,动物可以听到,而人的听力频率范围大于次声波的频率,故A错误;
B.山体下滑时,山体的重力势能减小,故B错误;
C.挖掘机的履带面积较大,可以减小对地面的压强,故C错误;
D.红外生命探测仪是利用了红外线的热效应,故D正确。
故选D。
【变式6-2】(2024·山东日照·中考真题)小明用红外线烤箱为爷爷奶奶烤了香喷喷的面包。在烘焙的过程中,发现很多现象都与他学习的物理知识相关。以下解释正确的是( )
A.红外线烤箱发射的红外线是一种可见光
B.闻到面包的香味,说明香气分子在不停地做无规则的运动
C.面包夹的手柄上刻有很多花纹,主要是为了使用时增大摩擦力
D.热腾腾的面包内能增加,是通过烤箱对面包做功实现的
【答案】BC
【详解】A.根据光的分类可知,红外线是不可见光,故A错误;
B.闻到面包的香味,是由于香气分子进入了人的鼻子,这说明香气分子在不停地做无规则的运动,故B正确;
C.面包夹的手柄上刻有很多花纹,主要是为了使用时增大接触面的粗糙成都,增大摩擦力,故C正确;
D.由于存在温度差,热腾腾的面包内能增加,是通过烤箱对面包热传递实现的,故D错误。
故选BC。
【变式6-3】(2024·新疆昌吉·模拟预测)天然紫外线的重要来源是 ,地球周围大气层上部的臭氧层可吸收 ,使得阳光中的紫外线大部分不能到达地面,这样就防止人类受过量的紫外线照射。一块玻璃只能透过蓝色光,则玻璃是 色的;有一种治疗近视眼的手术,采用激光对角膜进行处理,使晶状体和角膜构成的透镜对光的偏折能力变得 些(选填“强”或“弱”)。
【答案】 太阳 紫外线 蓝 弱
【详解】[1]位于红光外侧的是红外线,位于紫光外侧的是紫外线,它们都属于不可见光,地球上的天然紫外线主要来源于太阳光。
[2]适当的紫外线照射对地球上的生物没有太大的伤害,但过量的紫外线会使人体皮肤粗糙,甚至患上皮肤癌。正是由于大气层中的臭氧层能够吸收大部分的紫外线,才得以保护地球上生物受到紫外线的伤害。
[3]由透明物体的颜色由透过的色光决定可知,一块玻璃只能透过蓝色光,则玻璃是蓝色的。
[4]近视眼是像成在视网膜前,原因是晶状体过厚或眼睛的前后距离过长,若是晶状体过厚,可以对晶状体和角膜构成的透镜进行手术,使其变薄,对光的偏折能力变弱,使成的像后移,直到移到视网膜上。
一、单选题
1.(2024·江苏淮安·中考真题)下列现象中,由光的反射形成的是( )
A.小孔成像 B.水中倒影
C.海市蜃楼 D.雨后彩虹
【答案】B
【详解】A.小孔成像是由于光沿直线传播形成的,故A不符合题意;
B.水中倒影,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故B符合题意;
C.海市蜃楼是光在密度不均匀的空气层中,经过折射造成的结果,故C不符合题意;
D.雨过天晴时,常在天空出现彩虹,这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的,白光经水珠折射以后,分成各种彩色光,这种现象叫做光的色散现象,故D不符合题意。
故选B。
2.(2024·山东东营·中考真题)东营黄河入海口景区,一只东方白鹳(如图)站在平静的水中,下列分析正确的是( )
A.白鹳的倒影是由于光的反射形成的
B.白鹳飞离水面时,它的倒影会变小
C.白鹳倒影的形成跟皮影戏的原理相同
D.白鹳身上的白色羽毛能吸收各种色光
【答案】A
【详解】AC.平静的水面相当于平面镜,白鹳的倒影是平面镜成像的现象,是由于光的反射形成的,皮影戏的原理是光的直线传播,故A正确,C错误;
B.平面镜所成的像与物体大小相等,白鹳飞离水面时,大小不变,则它的倒影大小不变,故B错误;
D.白色羽毛能反射各种色光,故D错误。
故选A。
3.(2024·四川巴中·中考真题)诗文“水皆缥碧,千丈见底,游鱼细石,直视无碍”对自然现象进行了生动的描述,其中看到水中的“游鱼”比实际位置浅,这是( )
A.光沿直线传播现象 B.光的反射现象
C.光的折射现象 D.光的色散现象
【答案】C
【详解】根据题意知道,看到水中的“游鱼”比实际位置浅,这是因为水中鱼反射出的光从水中进入空气中时发生折射,折射光线向远离法线的方向偏折,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4.(2024·山东泰安·中考真题)下列光现象由光的反射形成的是( )
A.手影游戏 B.水中倒影
C.筷子“弯折” D.光的色散
【答案】B
【详解】A.手影游戏是光的直线传播形成的,故A不符合题意;
B.水中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”是水中筷子反射的光斜射入空气中发生折射形成的,故C不符合题意;
D.光的色散属于光的折射现象,故D不符合题意。
故选B。
5.(2024·江苏南通·中考真题)南通濠河水位缓慢上涨时,河面上方的“和平桥”在水中所成的像是( )
A.实像,像的大小不变 B.实像,像的大小变大
C.虚像,像的大小不变 D.虚像,像的大小变大
【答案】C
【详解】“和平桥”在水中所成的像属于平面镜成像,是由光的反射形成的虚像,平面镜所成的像和物体大小相等,南通濠河水位缓慢上涨时,河面上方的“和平桥”在水中所成的像的大小不变,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
6.(2024·山东威海·中考真题)渔舟唱晚,夕阳西下,天际间出现了红色的“火烧云”,如图所示。下列说法错误的是( )
A.云被“染”成红色,说明太阳可以发出红光
B.能够看到阳光,说明光可以在空气中传播
C.看不到船的倒影,说明光在水面没有发生反射
D.能够直视夕阳而不“刺眼”,因为人眼接收的光能较少
【答案】C
【详解】A.云被“染”成红色是云反射了太阳放出的红光,故A正确,不符合题意;
B.能够看到阳光,说明光由光源传播到了眼睛,所以,说明光可以在空气中传播,故B正确,不符合题意;
C.平静的说明相当于是镜面,由平面镜成像知道,所以船能在水中形成倒影,看不到船的倒影,是在水面发生反射的光没有传播到眼睛处,故C错误,符合题意;
D.能够直视夕阳而不“刺眼”,是光的强度小 ,人眼接收的光能较少,故D正确,不符合题意。
故选C。
7.(2024·山东临沂·中考真题)2024年4月26日05时04分,神舟十七号航天员乘组打开“家门”,欢迎神舟十八号航天员乘组入驻“天宫”,并拍下“全家福”(如图)向全国人民报平安。“全家福”传回地面利用的是( )
A.电磁波 B.超声波 C.次声波 D.红外线
【答案】A
【详解】电磁波可以在真空中传播,可以传递信息,超声波、次声波不能在真空中传播;红外线波长太长,远距离传输容易造成信息失真;因此神舟十八号航天员乘组入驻“天宫”,并拍下“全家福”向全国人民报平安,“全家福”传回地面利用的是电磁波传回地面的,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
8.(2024·山东聊城·中考真题)关于光学知识在生活中的应用,下列说法正确的是( )
A.甲图,光导纤维用于医用内窥镜,利用了光的多次折射传输图像信息
B.乙图,街头路口安装凸面镜,利用了光的反射扩大视野
C.丙图,凸透镜对光有会聚作用,可以用来矫正近视眼
D.丁图,物体温度升高时辐射的紫外线会增强,可以利用紫外线拍摄热谱图
【答案】B
【详解】A.甲图,光导纤维用于医用内窥镜,利用了光的反射传输图像信息,故A错误;
B.乙图,街头路口安装凸面镜,利用了光的反射工作的,可以扩大视野,故B正确;
C.丙图,凸透镜对光有会聚作用,可以用来矫正远视眼,使光线提前会聚,在视网膜前成像,故C错误;
D.丁图,物体温度升高时辐射的红外线会增强,可以利用红外线拍摄热谱图,故D错误。
故选B。
9.(2024·内蒙古·中考真题)如图所示的光现象中,与“日食”形成原理相同的是( )
A.水中倒影 B.手影游戏 C.筷子“弯折” D.雨后彩虹
【答案】B
【详解】日食是一种天文现象,发生时地球、月球和太阳三者正好位于同一直线上。在地球上,只有月球的影子投射到地球表面时,才能看到日食。因此日食是由光的直线传播形成的。
A.水中倒影,属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故A不符合题意;
B.手影是手的影子,影子是由于光的直线传播而形成的。当光源发出的光射在不透明的道具上时,会在其背后形成影子。故B符合题意;
C.筷子反射的光从水中斜射入空气时,在水与空气的交界面上发生折射,进入空气中的折射光线向水面偏折,折射角大于入射角,而我们认为光是沿直线传播的,我们看到的筷子位置在折射光线的反向延长线上,像的位置比实际位置偏高,看起来筷子向上弯折筷子在水中变弯是由于光的折射形成的,故C不符合题意;
D.雨过天晴时,常在天空出现彩虹,这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的,白光经水珠折射以后,分成各种彩色光,这种现象叫做光的色散,是由于光的折射形成的,故D不符合题意。
故选B。
二、填空题
10.(2024·山东德州·中考真题)如图为德州广场标志性的建筑物“世纪风”,它在水中的倒影是由于光的 现象形成的 (选填“实像”或“虚像”)。
【答案】 反射 虚像
【详解】[1][2]平静的水面相当于平面镜,水中的倒影是平面镜所成的像,是由光的反射形成的虚像。
11.(2024·内蒙古·中考真题)用图甲中的器材探究平面镜成像的特点时,发现不方便得到像和物左右之间的关系,为解决这一问题,应选用图乙中的 (选填“a”“b”或“c”)形状物体进行实验,分析可得像与物关于镜面 。
【答案】 c 对称
【详解】[1]图乙中,c物体左右不对称,a、b物体左右对称,用对称的a、b物体研究平面镜成像时,不容易识别像和物体的左右之间的关系,因此应选c形状物体探究平面镜成像的特点。
[2]由平面镜成像的特点可知:像与物体的大小相同、像与物体的连线与镜面垂直、像与物体到平面镜的距离相等。即平面镜成像时,像与物体关于镜面对称。
12.(2024·内蒙古呼和浩特·中考真题)(1)如图所示,左图是玉伟同学自制的一个昆虫观察罐,盖子是一个透明的光学镜头。通过盖子可以看到罐底的小昆虫成一个正立、放大的像,则盖子相当于 (选填“凸透镜”或“凹透镜”),盖子到罐底的距离 (选填“大于”、“小于”或“等于”)焦距,当昆虫靠近瓶盖,则看上去昆虫 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)如右图所示,一束光从水中斜射入空气,请大致画出其折射光线(画出法线)。
【答案】(1) 凸透镜 小于 变小
(2)
【详解】(1)[1][2][3]根据凸透镜成像规律可知,当物体在凸透镜焦点以内时,成正立、放大的虚像,所以盖子相当于凸透镜,盖子到罐底的距离小于焦距;当物体越靠近凸透镜时,距离焦点越远,所成的像越小。
(2)当光从水中斜射入空气中时,折射光线远离法线,折射角大于入射角,如图所示:
13.(2024·山东济宁·中考真题)用一块平面镜将室外的阳光照射到室内,这是光的 现象;如图所示,把一块平面镜斜插在水中,将装置放在从窗口射入的阳光下,让镜面对着阳光,在对面的白色墙壁上看到一个彩色的光斑,说明白光是由 混合而成的。
【答案】 反射 多种色光
【详解】[1]阳光照射到平面镜上,由于平面镜的反射,改变了传播方向而照射到室内。
[2]白色的阳光射向斜插在水中的平面镜然后射出,发生反射和折射,被分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光,说明白光是由这七种色光混合而成的。
三、实验题
14.(2024·内蒙古呼和浩特·中考真题)小时候,赫仑同学常常听姥爷说,“照镜子要离镜子近些,离镜子远了,镜子里的像就变小啦”。当他学完光学后,回去给姥爷演示了如下实验。为让实验更准确,请完成下列问题:
(1)如图所示,将白纸平铺在水平桌面上,用支架把 (选填“薄”或“厚”)玻璃板竖直地架立于白纸上;
(2)将两个完全相同的跳棋棋子A和B分别立于玻璃板前后,并移动B直至与A的像重合,测量并记录相关数据。多次改变A的前后位置,重复以上实验。他多次实验的目的是 (选填“得到普遍规律”或“减小实验误差”);
(3)分析相关数据,发现平面镜所成的像是虚像,像与实物等大,像距等于物距。“照镜子要离镜子近些,离镜子远了,镜子里的像就变小啦”,这种说法是 (选填“正确”或“错误”)的。
【答案】(1)薄
(2)得到普遍规律
(3)错误
【详解】(1)为了便于确定像的位置,实验时用薄玻璃板来代替平面镜进行实验,若玻璃板太厚,前后两个面都能成像,会对实验造成干扰。
(2)通过一次实验就得出的结论具有偶然性,所以要多次改变A的前后位置,重复实验,得到普遍规律。
(3)分析相关数据,发现平面镜所成的像是虚像,像与实物等大,所以像的大小与物体距离平面镜的距离远近无关,所以“照镜子要离镜子近些,离镜子远了,镜子里的像就变小啦”的说法是错误的。
15.(2024·江苏镇江·中考真题)小红用图1所示装置探究光的反射定律。平面镜置于水平底座中心。激光笔可沿弧形轨道移动,且保持激光始终射向平面镜上的O点。
实验次数
1
2
3
4
图3
(1)为了在不同方向都能观察到光的传播路径,应在平面镜上方喷些 ;
(2)多次改变激光笔在轨道上的位置,小红调整视角,均能观察到反射光OB挡住入射光AO的现象。如图2所示,将长方形纸板与AO、OB所在平面重合,其底边PQ紧贴平面镜,在纸板上即可显示出入射光和反射光。多次测量纸板和平面镜的夹角。
①上述实验中测得的夹角均为,则反射光线、入射光线所在平面和平面镜相互 ;
②在纸板上过O点作出底边PQ的垂线ON,则ON与镜面 ,可知ON为法线。由①、②可得:反射光线、入射光线和法线在 内。
(3)改变入射光的方向,依次记录实验数据如图3所示,分析实验数据可知:入射光线AO逐渐 (选填“靠近”或“远离”)法线ON;与的大小 。
【答案】(1)烟雾 (2) 垂直 垂直 同一平面 (3) 远离 相等
【详解】(1)在平面镜上方喷些烟雾,光线发生漫反射,可以在不同方向都能观察到光的传播路径。
(2)①[1]纸板和平面镜的夹角的夹角均为,在纸板上可以观察到反射光线、入射光线,说明反射光线、入射光线在纸板所在的平面上,则反射光线、入射光线所在平面和平面镜是垂直关系。
②[2]在纸板上过O点作出底边PQ的垂线ON,垂线ON是法线,ON与镜面垂直。
[3]由①、②的实验现象可知,反射光线、入射光线、法线都在纸板所在的平面上,可以得到结论:反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(3)[1]如图3所示,逐渐变小,说明入射光线AO靠近平面镜,远离法线ON。
[2]如图3所示,∠AOP与∠POB的补角∠BOQ相等,则∠AOP的余角与∠BOQ的余角相等,即与是大小相等,它们分别是反射角和入射角,可知,反射角等于入射角。
16.(2024·江苏常州·中考真题)小华探究“平面镜成像特点”。
(1)实验装置如图甲所示,为顺利完成实验,MN应选择 (透明玻璃板/平面镜),并将其 放置在水平桌面上;
(2)将点燃的蜡烛A放置在MN前面,将外形相同、没有点燃的蜡烛B在MN后面移动,直至与A的像完全重合,重合现象说明 。此时,蜡烛B所处的位置即为像的位置;
(3)改变蜡烛A的位置,重复步骤(2),可得三组像与物的位置,如图乙所示,由此可知平面镜成像时, ;
(4)为判断平面镜成像的虚实,用光屏替代蜡烛B,然后 (直接/隔着MN)观察光屏上有无像,根据实验现象可得平面镜所成的像是 像。
【答案】 透明玻璃板 竖直 像与物大小相等 见解析 直接 虚
【详解】(1)[1]在探究平面镜成像特点的实验中,为了方便确定像的位置,应用透明玻璃板代替平面镜,因为玻璃板是透明的,直接通过玻璃板既可观察到成像情况,又可以看到玻璃板后面的蜡烛B,便于确定像的位置。
[2]透明玻璃板应竖直放置在水平桌面上,以确保物体和像都在水平桌面上。
(2)[3]蜡烛B与A外形相同,B与A的像完全重合,说明B与A的像大小相等,则A的像与A大小相等,所以在平面镜成像中,像与物的大小相等。
(3)[4]图乙中,测量每组对应的A及其像与镜面距离,可得:在平面镜成像时,像与物体到镜面的距离相等。
(4)[5]平面镜成像是光的反射形成的,隔着MN观察时,有反射光线进入眼睛,仍能观察到像,所以应直接观察光屏上有无像。
[6]实像是实际光线会聚而成的,在光屏上能呈现,虚像不是实际光线会聚而成的,不能在光屏上呈现,直接在光屏上观察不能看到平面镜所成的像,说明平面镜所成的像是虚像。
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题02 光现象(原卷版)
特别说明:
典例主要是2024年的中考真题,变式是最新的全国各地名校的模拟题,课后作业真题训练,全部来自于2024年的中考真题。
知识点以挖空的形式设计,便于学生提前预习,考点通过方法总结,知识加工,便于学生理解和记忆。
声现象
知识梳理
考点必备
真题训练
光的直线传播
光的直线传播及其应用(1典例+3变式)
真题16道
光的反射
光的反射定律(1典例+3变式)
平面镜成像
平面镜成像及其特点(1典例+3变式)
光的折射
光的折射(1典例+3变式)
光的色散
光的色散(1典例+3变式)
看不见的光
红外线和紫外线(1典例+3变式)
1. 了解光沿直线传播的条件;了解镜面反射和漫反射的差别;了解红外线和紫外线的特点及应用;
2. 理解光的反射定律和光的折射定律,能分析生活中是物理现象;
3. 掌握光的反射和平面镜成像的特点;
4.了解物体的颜色,区分光的三原色和颜料三基色的差别,能正确判断生活中的色散现象;
知识点1:光的直线传播
1. 光源:能够________的物体叫光源.按获取方式可将光源分成_______光源和__________光源
2. 规律:光在____________介质中沿直线传播
3. 现象:小孔成像:成倒立的实像,影子、日食、月食都属于光的直线传播形成的。
4. 应用:激光准直、站队看齐、射击瞄准等
5. 光速:光在真空中的传播速度c=______m/s,光在不同的介质中的传播速度一般不同
【提示】
(1)月亮不是光源.
(2)小孔成像时像的形状与成像物体相似,与小孔的形状无关.
(3)光年是长度(距离)单位.
知识点2:光的反射
1. 光的反射定律
(1)定义:光射到物体表面被__________回原介质中的现象
(2)探究光的反射定律
①光屏的作用:显示光的_______________________
②如何验证三线是否共面:将反射光所在的一半光屏向后折,观察能否看到反射光线
③当光线逆着原来的反射光线射到反射面时,必会逆着原来的入射方向反射出去,说明反射时光路是________ 的;
(3)反射定律
①反射光线与入射光线、法线在__________内;②反射光线和入射光线分居________两侧;③反射角_________入射角;
【提示】
(1)入射角(反射角)是入射光线(反射光线)与法线的夹角.
(2)当光线垂直入射时,传播方向反向,入射角和反射角等于0 度.
(3)由于先有入射,后有反射,应表述为“反射角等于入射角”,相反表述不符合逻辑关系.
2. 两种反射
漫反射
镜面反射
条件
反射面_______
反射面________
图示
反射特点
入射光线平行,反射光线向着_________
入射光线平行,反射光线___________
视觉特征
能从各个方向___________
只能在反射光的方向上看到物体,且物体看起来明亮、刺眼
能否成像
不能成像
能成像
相同点
都遵循光的反射定律
知识点3:平面镜成像
1. 平面镜成像
(1)成像原理
如图所示,光源S向四处发光,一些光经过平面镜________后进入了人的眼睛,引起视觉,我们感到光好像是从图中S′处射来的.S′就是S在平面镜中虚像
(2)探究过程
①实验中用玻璃板代替平面镜的目的是__________________;
②用薄玻璃板的原因是厚玻璃板会出现_____个像;
③玻璃板要与水平面,否则找不到像;
④用两支完全相同蜡烛的目的是_________________________________
(3)成像特点
平面镜成的像是虚像,像和物体大小_______,平面镜所成的像和物体到镜面的距离_________,像和物体的连线与镜面__________
【提示】
当我们靠近平面镜时,觉得自己在镜中的像变大了,这是由于眼睛看像的视角变大的缘故,而像的大小不变.
2.实像与虚像
实像
虚像
形成
实际光线会聚
实际光线反向延长线会聚
承接
_______光屏承接
________用光屏承接
画法
用____线表示
用_____线表示
观察
可以用眼睛观察,可以用相机拍摄
知识点4:光的折射
1. 定义:
光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生的________现象叫光的折射现象
2. 折射规律:
(1) 折射光线与入射光线、法线在_______内——三线共面
(2) 折射光线和入射光线分居________两侧——两线分居
(3) 当光线由空气斜射入水中时,入射角________折射角;入射角增大,折射角也_____
(4) 当光线垂直入射时,传播方向_________
(5) 在光的折射现象中,光路是的_________
3. 折射现象
池底变浅、海市蜃楼等 如:从池底A点来的光线在水面处发生折射,折射角_______入射角,眼睛逆着折射光线看去,感觉光是从A′点射来的,A′点就是A点的变_______(填“高”或“低”)的虚像
【提示】光线发生折射时,在介质表面处,光线还会发生反射.
知识点5:光的色散
1. 光的色散:
太阳光被分解成 红 、橙、黄、 绿 、蓝 、靛、紫等各种色光的现象叫光的色散
2. 实验结论
色散现象说明:(1)白光是由________混合而成的,白光______单色光;(2)不同色光通过棱镜时偏折程度不同,红光偏折程度最小,紫光偏折程度最大
3. 三原色
色光的三原色:____、绿、蓝
颜料的三原色:红、____、蓝
4. 物体的颜色
透明体的颜色是由它______的色光决定的;不透明体的颜色是由它______的色光决定的;白色物体反射______色光,黑色物体________所有色光
知识点6:看不见的光
1. 光谱:太阳通过棱镜分解成红橙黄绿青靛紫七种不同颜色的光,这七种色光按顺序排列起来就是光谱.
2. 红外线
(1)定义:我们把红光之外的辐射叫做红外线.
(2)红外线的特点:热作用强;穿透云雾的能力比较强.
(3)应用
①根据热效应:医用红外热像仪、红外温度计、红外夜视仪、红外线加热.
②根据穿透性强:遥控器、红外远程遥感.
3. 紫外线
(1)定义:光谱中紫光外侧的不可见光叫做紫外线.
(2)紫外线的特点及应用:
①能杀死微生物,用来灭菌在医院里经常用紫外线杀菌;
②紫外线可以使荧光物质发光,鉴别钞票的真假;
③紫外线有利于人体合成维生素D,促进钙的吸收
【提示】
(1)一切物体都在不停地向外辐射______.
(2)物体的温度升高时,它向外辐射的红外线就会_______.
考点一 光的直线传播及其应用
1. 光只有在同种均匀透明介质中才会沿直线传播;在不同的介质中,光的传播速度一般不同;
2. 光沿直线传播的应用:影子的形成、日食、月食、小孔成像、激光准直、瞄准射击;
3. 小孔成像的特点:
(1) 小孔成像所成的像是由实际光线会聚而成,因此是实像;
(2) 像的大小取决于光屏到小孔的距离和物体到小孔的距离的关系;
(3) 小孔成像所成的像与孔的形状无关,但与孔的大小有关。
【典例1】(2024·内蒙古呼和浩特·中考真题)光,给人类带来光明。下列生活中的光现象,属于光的直线传播的是( )
A.手影 B.水中倒影
C.直筷变弯 D.雨后彩虹
【变式1-1】(2024·陕西咸阳·一模)如图所示的光现象中,与小孔成像原理相同的是( )
A.日晷计时 B.海市蜃楼
C.雨后彩虹 D.湖中倒影
【变式1-2】(2024·新疆昌吉·模拟预测)下列现象中与日食形成原理相同的是( )
A.小孔成像 B.海市蜃楼 C.镜花水月 D.杯弓蛇影
【变式1-3】(2024·山西晋中·三模)小明按照下图顺序自制了一个“投影灯笼”。首先,折叠剪纸,按照自己的想法剪出图案;随后,把剪好的图纸围起来,用胶带粘贴固定形状,再剪两个圆作封底和封顶;最后把灯放在其中,在黑暗中打开灯笼中的灯,就能看到投影的图案了。这个“投影灯笼”投影出美丽的图案用到的光学原理是( )
A.光沿直线传播 B.光的折射 C.光的反射 D.凸透镜成像
考点二 光的反射定律
1. 光的反射定律
(1)三线共面:入射光线(AO)、反射光线(OB)、法线(NO)在同一平面内;
(2)两线分居:反射光线和入射光线分居在法线两侧;
(3)两角相等:反射角等于入射角.
【注意】入射光线不能写成,字母顺序应与光线的方向一致;同样反射光线的字母顺序只能是。
2. 镜面发射和漫反射的区别及联系
(1)镜面反射的反射面是光滑的,而漫反射的反射面是粗糙的;
(2)镜面反射只能在某一个方向观察到,而漫反射可以在各个方向观察到;
(3)镜面反射和漫反射都属于光的反射,因此它们都遵守光的反射定律。
3. 规范作图要求:
(1)作图必须用直尺、圆规、铅笔;
(2)光线用实线,且要画箭头表示光的传播方向;法线画虚线;
(3)标出反射角r和入射角i;
(4)作光的反射光路图时,应先在入射点作出法线,然后根据反射角与入射角关系作出光线。
【典例2】(2024·江苏徐州·中考真题)如图甲所示,在探究光的反射规律实验中,平面镜水平放置,白色纸板竖直地立在平面镜上。将激光笔发出的一束激光紧贴纸板射向镜面上的O点。
(1)在纸板上能看到激光路径,是因为激光在纸板表面发生 反射;
(2)图甲中,激光与平面镜成40°角入射,则反射角为 ;
(3)纸板上可以同时看到入射光线和反射光线,说明它们和法线在 内;
(4)如图乙所示,纸板绕CD轴向后转动一定角度,再将激光紧贴纸板射向镜面上的O点,此时纸板上看不到反射光线,保持平面镜和入射光线位置不变,要在纸板上同时显示入射光线和反射光线,应怎样调整纸板? 。
【变式2-1】(2024·云南·模拟预测)如图所示,在“探究光的反射规律”的实验中:
(1)实验前,应将纸板 放置于平面镜上,让一束光贴着纸板射到O点,经平面镜的反射,如图甲所示,此时反射角为 度;
(2)移动激光笔,使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动,可观察到反射光束 时针方向转动;
(3)将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度,发现纸板上 (选填“能”或“不能”)观察到反射光线;如图乙所示,旋转光屏E到位置1时,也同时需要旋转光屏F到位置 才能观察到完整光路,通过以上操作过程可知,要观察完整的光路,光屏E、F两部分旋转后要处于 ;
(4)若让另一束光沿BO方向射向平面镜,反射光将沿OA方向射出。说明 ;
(5)同学还想用图中的丙和丁模拟镜面反射与漫反射。照图丙那样,把几根细针垂直插入一张硬纸板中,表示法线,反射光线将平行射出。随后将纸板随意弯折,如图丁所示,这时会看到“法线”不再平行,当入射光线平行射到各入射点上时,反射光线 (选填“平行”或“不平行”)。
【变式2-2】(2024·安徽阜阳·二模)在“探究光的反射定律”实验中,器材有:激光笔、可折转光屏和平面镜.
(1)如图甲所示,让入射光沿左半屏射到O点,若想观察反射光,需将右半屏向 (选填“前”或“后”)折转;
(2)保持入射点不变,多次改变入射光的方向,在光屏上记录每次实验的光路如图乙所示,根据光屏上的信息可得出反射角和入射角的关系是:
【变式2-3】(2024·河北·模拟预测)一束光照射到平面镜上,反射光线与入射光线夹角为130°,则反射角为 ,人迎着反射光的方向可以看到刺眼的光,而在其它方向却看不到反射光,这是由于发生了 (选填“镜面反射”或“漫反射”)。
考点三 平面镜成像及其特点
1. 平面镜成像的特点:
(1) 大小相等:像和物体的大小相等;
(2) 线面垂直:像和物体的对应点连线跟平面镜垂直;
(3) 距离相等:像和物体到镜面的距离相等;
(4)左右相反:像和物体的左右是相反的;
(5)像为虚像.
2. 探究平面镜成像特点实验中的注意事项:
(1)用玻璃板代替平面镜的目的是便于找到像的位置;
(2)在玻璃板的同一侧,该同学通过玻璃板看到了同一个蜡烛的两个像,产生这种现象的原因是玻璃板的两个表面同时反射,每个表面成一个像;
(3)用两个大小相同的蜡烛目的是便于比较像和物大小;
(4)使用刻度尺或坐标纸的目的是便于比较像距和物距.
【典例3】(2024·广东东莞·二模)艳阳下的湖畔树影婆娑,水中的鹅卵石清晰可见,湖面上的小鸟上下翻飞 形成的,游人看到水中的鹅卵石是光的 形成的(以上两空均选填“折射”或“反射”);小鸟从水面飞上树梢,它在水中所成的像到水面距离的大小变化情况是 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【变式3-1】(2024·上海宝山·一模)测量视力时,视力表放在被测者后方,被测者识别对面墙上镜子里的像,如图所示。小红看到镜中视力表的像与视力表相比 (选填“偏大”“偏小”或“一样大”),该像到小红的距离为 m;若她向左移动1m,则该像到小红的距离为 m。
【变式3-2】(2024·江苏镇江·一模)如图所示,小明站在平面镜正前方的①位置,他在镜中成的是 (选填“实”或“虚”)像;小明垂直镜面移动 80cm到②位置,他与像的距离改变 cm;将一个点光源放置在②位置与放置在①位置比较,经平面镜反射的光覆盖的区域会 。
【变式3-3】(2024·山东淄博·中考真题)小明将只有一面开口的魔箱面向同学,把纸币从顶部的投币口放入(图甲),纸币竟不翼而飞。打开魔箱,原来里面有一块镜子(图乙),下列说法正确的是( )
A.魔箱中的镜子是凸透镜 B.看到的魔箱中的竖直方格是实像
C.镜子与水平面的夹角为 D.魔箱的成像原理是光的反射
考点四 光的折射
1. 光的折射规律
(1)三线共面:光折射时,折射光线、入射光线、法线在同一平面内.
(2)两线分居:折射光线和入射光线分别位于法线两侧.
(3)两角不等:光从空气斜射到玻璃、水或其他介质表面时,折射光线偏向法线,折射角小于入射角;光从其他介质斜射入空气中,折射角>入射角.
(4)入射角增大,折射角也增大.
(5)光垂直射入介质时,传播方向不发生改变.
(6)在折射中光路是可逆的.
2. 常见的折射现象:水中的筷子变弯了、渔民叉鱼(水中鱼的实际位置比看上去要深)、池水变浅、海市蜃楼等
【典例4】(2024·江苏徐州·中考真题)从岸上看,会觉得水池的深度比它的实际深度浅,主要是由于( )
A.光的直线传播 B.光的折射 C.光的反射 D.光的色散
【变式4-1】(2024·甘肃武威·二模)下列光现象中,由于光的折射引起的是( )
A.水中倒影 B.小孔成像 C.手影成的像 D.海市蜃楼
【变式4-2】(2024·山东德州·二模)如图所示的光现象中,由光的折射形成的是( )
A.甲图,古人用日晷测量时间 B.乙图,手影游戏
C.丙图,钢笔“错位” D.丁图,山的倒影
【变式4-3】(2024·湖北襄阳·一模)我国的成语故事,生动、形象,寓意深刻。下列成语属于光的折射现象的是( )
A.坐井观天 B.杯弓蛇影 C.海市蜃楼 D.一叶障目
考点五 光的色散
1. 光的色散现象表面:
(1) 白光是由七种色光混合而成的;
(2) 不同的颜色的单色光通过三棱镜的偏折程度不同,红色光的偏折最小,紫色光的偏折最大;
2. 应用:三棱镜成像;雨后的彩虹(外侧是红色,内侧是紫色);
【典例5】(2024·江苏镇江·中考真题)诗句“香炉初上日,瀑水喷成虹”描述了如图所示的情景:太阳刚升起时,从瀑布溅起的水雾中可看到彩虹。此现象属于( )
A.光的直线传播 B.光的色散 C.光的反射 D.小孔成像
【变式5-1】(2024·江苏苏州·二模)下列关于光现象的描述中,正确的是( )
A.海市蜃楼是由光的反射形成的 B.水面成像是因为光的折射
C.雨过天晴后出现的彩虹是光的色散现象 D.日食、月食现象可以用光的漫反射来解释
【变式5-2】(2024·山东济宁·二模)图是有关光现象的四种情景,其中描述错误的是( )
A.甲图中蜡烛略微靠近小孔,光屏上倒立放大的实像会略微变大
B.乙图中用手电筒照射白墙上的小镜子,人在手电筒的位置看,墙是亮的镜子是暗的
C.丙图中太阳光经三棱镜折射后,在竖直白屏上从上到下的光带颜色依次是红橙黄绿蓝靛紫
D.丁图中是近视眼的成像情况,应该配戴凹透镜进行校正
【变式5-3】(多选)(2024·吉林长春·模拟预测)近年来人们利用雾炮车专门治理雾霾。其喷雾功能能有效降低空气中的PM2.5的含量。下列有关雾炮车的现象说法正确的是( )
A.汽车后的拖地铁链是为了将产生的静电及时导走
B.洒在地上的水在蒸发过程中能起到一定的升温作用
C.雾炮车在匀速前进喷雾的过程中,其对地面压强始终不变
D.喷雾后在阳光的照耀下出现了彩虹,彩虹的出现是光的色散现象
考点六 红外线和紫外线
1. 红外线和紫外线的区分
(1) 红外线和紫外线都属于不可见光,肉眼无法看见;
(2) 红外线应用:热成像;加热、遥控等;
(3) 紫外线应用:杀菌;验钞辨别真伪;促进钙的吸收;人体合成维生素D;
【典例6】(2024·江苏徐州·三模)嫦娥五号“月面起飞”载入史册,“旗开月表”振奋人心,“采撷月壤”荣誉归来,航天工作者对航天器实行这一系列指令操作依靠的是( )
A.超声波 B.电磁波 C.次声波 D.红外线
【变式6-1】(2024·青海·一模)2008年5月12日14时28分,四川汶川发生8.0级强烈地震,地震导致数万人伤亡,众多房屋倒塌。下列和地震有关的说法正确的是( )
A.许多动物可以感觉到地震前的超声波,而人却感觉不到
B.地震导致许多地方发生山体滑坡,但下滑时山体的重力势能不变
C.救援使用的挖掘机有两个很大的履带,目的是为了增大对地面的压强
D.救援人员使用的红外生命探测仪是利用了红外线的热效应
【变式6-2】(多选)(2024·山东日照·中考真题)小明用红外线烤箱为爷爷奶奶烤了香喷喷的面包。在烘焙的过程中,发现很多现象都与他学习的物理知识相关。以下解释正确的是( )
A.红外线烤箱发射的红外线是一种可见光
B.闻到面包的香味,说明香气分子在不停地做无规则的运动
C.面包夹的手柄上刻有很多花纹,主要是为了使用时增大摩擦力
D.热腾腾的面包内能增加,是通过烤箱对面包做功实现的
【变式6-3】(2024·新疆昌吉·模拟预测)天然紫外线的重要来源是 ,地球周围大气层上部的臭氧层可吸收 ,使得阳光中的紫外线大部分不能到达地面,这样就防止人类受过量的紫外线照射。一块玻璃只能透过蓝色光,则玻璃是 色的;有一种治疗近视眼的手术,采用激光对角膜进行处理,使晶状体和角膜构成的透镜对光的偏折能力变得 些(选填“强”或“弱”)。
一、单选题
1.(2024·江苏淮安·中考真题)下列现象中,由光的反射形成的是( )
A.小孔成像 B.水中倒影
C.海市蜃楼 D.雨后彩虹
2.(2024·山东东营·中考真题)东营黄河入海口景区,一只东方白鹳(如图)站在平静的水中,下列分析正确的是( )
A.白鹳的倒影是由于光的反射形成的
B.白鹳飞离水面时,它的倒影会变小
C.白鹳倒影的形成跟皮影戏的原理相同
D.白鹳身上的白色羽毛能吸收各种色光
3.(2024·四川巴中·中考真题)诗文“水皆缥碧,千丈见底,游鱼细石,直视无碍”对自然现象进行了生动的描述,其中看到水中的“游鱼”比实际位置浅,这是( )
A.光沿直线传播现象 B.光的反射现象
C.光的折射现象 D.光的色散现象
4.(2024·山东泰安·中考真题)下列光现象由光的反射形成的是( )
A.手影游戏 B.水中倒影
C.筷子“弯折” D.光的色散
5.(2024·江苏南通·中考真题)南通濠河水位缓慢上涨时,河面上方的“和平桥”在水中所成的像是( )
A.实像,像的大小不变 B.实像,像的大小变大
C.虚像,像的大小不变 D.虚像,像的大小变大
6.(2024·山东威海·中考真题)渔舟唱晚,夕阳西下,天际间出现了红色的“火烧云”,如图所示。下列说法错误的是( )
A.云被“染”成红色,说明太阳可以发出红光
B.能够看到阳光,说明光可以在空气中传播
C.看不到船的倒影,说明光在水面没有发生反射
D.能够直视夕阳而不“刺眼”,因为人眼接收的光能较少
7.(2024·山东临沂·中考真题)2024年4月26日05时04分,神舟十七号航天员乘组打开“家门”,欢迎神舟十八号航天员乘组入驻“天宫”,并拍下“全家福”(如图)向全国人民报平安。“全家福”传回地面利用的是( )
A.电磁波 B.超声波 C.次声波 D.红外线
8.(2024·山东聊城·中考真题)关于光学知识在生活中的应用,下列说法正确的是( )
A.甲图,光导纤维用于医用内窥镜,利用了光的多次折射传输图像信息
B.乙图,街头路口安装凸面镜,利用了光的反射扩大视野
C.丙图,凸透镜对光有会聚作用,可以用来矫正近视眼
D.丁图,物体温度升高时辐射的紫外线会增强,可以利用紫外线拍摄热谱图
9.(2024·内蒙古·中考真题)如图所示的光现象中,与“日食”形成原理相同的是( )
A. 水中倒影 B.手影游戏C.筷子“弯折” D.雨后彩虹
二、填空题
10.(2024·山东德州·中考真题)如图为德州广场标志性的建筑物“世纪风”,它在水中的倒影是由于光的 现象形成的 (选填“实像”或“虚像”)。
11.(2024·内蒙古·中考真题)用图甲中的器材探究平面镜成像的特点时,发现不方便得到像和物左右之间的关系,为解决这一问题,应选用图乙中的 (选填“a”“b”或“c”)形状物体进行实验,分析可得像与物关于镜面 。
12.(2024·内蒙古呼和浩特·中考真题)(1)如图所示,左图是玉伟同学自制的一个昆虫观察罐,盖子是一个透明的光学镜头。通过盖子可以看到罐底的小昆虫成一个正立、放大的像,则盖子相当于 (选填“凸透镜”或“凹透镜”),盖子到罐底的距离 (选填“大于”、“小于”或“等于”)焦距,当昆虫靠近瓶盖,则看上去昆虫 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)如右图所示,一束光从水中斜射入空气,请大致画出其折射光线(画出法线)。
13.(2024·山东济宁·中考真题)用一块平面镜将室外的阳光照射到室内,这是光的 现象;如图所示,把一块平面镜斜插在水中,将装置放在从窗口射入的阳光下,让镜面对着阳光,在对面的白色墙壁上看到一个彩色的光斑,说明白光是由 混合而成的。
三、实验题
14.(2024·内蒙古呼和浩特·中考真题)小时候,赫仑同学常常听姥爷说,“照镜子要离镜子近些,离镜子远了,镜子里的像就变小啦”。当他学完光学后,回去给姥爷演示了如下实验。为让实验更准确,请完成下列问题:
(1)如图所示,将白纸平铺在水平桌面上,用支架把 (选填“薄”或“厚”)玻璃板竖直地架立于白纸上;
(2)将两个完全相同的跳棋棋子A和B分别立于玻璃板前后,并移动B直至与A的像重合,测量并记录相关数据。多次改变A的前后位置,重复以上实验。他多次实验的目的是 (选填“得到普遍规律”或“减小实验误差”);
(3)分析相关数据,发现平面镜所成的像是虚像,像与实物等大,像距等于物距。“照镜子要离镜子近些,离镜子远了,镜子里的像就变小啦”,这种说法是 (选填“正确”或“错误”)的。
15.(2024·江苏镇江·中考真题)小红用图1所示装置探究光的反射定律。平面镜置于水平底座中心。激光笔可沿弧形轨道移动,且保持激光始终射向平面镜上的O点。
实验次数
1
2
3
4
图3
(1)为了在不同方向都能观察到光的传播路径,应在平面镜上方喷些 ;
(2)多次改变激光笔在轨道上的位置,小红调整视角,均能观察到反射光OB挡住入射光AO的现象。如图2所示,将长方形纸板与AO、OB所在平面重合,其底边PQ紧贴平面镜,在纸板上即可显示出入射光和反射光。多次测量纸板和平面镜的夹角。
①上述实验中测得的夹角均为,则反射光线、入射光线所在平面和平面镜相互 ;
②在纸板上过O点作出底边PQ的垂线ON,则ON与镜面 ,可知ON为法线。由①、②可得:反射光线、入射光线和法线在 内。
(3)改变入射光的方向,依次记录实验数据如图3所示,分析实验数据可知:入射光线AO逐渐 (选填“靠近”或“远离”)法线ON;与的大小 。
16.(2024·江苏常州·中考真题)小华探究“平面镜成像特点”。
(1)实验装置如图甲所示,为顺利完成实验,MN应选择 (透明玻璃板/平面镜),并将其 放置在水平桌面上;
(2)将点燃的蜡烛A放置在MN前面,将外形相同、没有点燃的蜡烛B在MN后面移动,直至与A的像完全重合,重合现象说明 。此时,蜡烛B所处的位置即为像的位置;
(3)改变蜡烛A的位置,重复步骤(2),可得三组像与物的位置,如图乙所示,由此可知平面镜成像时, ;
(4)为判断平面镜成像的虚实,用光屏替代蜡烛B,然后 (直接/隔着MN)观察光屏上有无像,根据实验现象可得平面镜所成的像是 像。
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