内容正文:
第二讲 光现象
知识·要点梳理
01
光源 能够 的物体叫作光源,如:太阳、萤火虫、发光的电灯等。月亮 (选填“是”或“不是”)光源
光线 用来表示光传播的径迹和方向的带箭头的直线
注意:光线是 (选填“存在”或“不存在”)的(模型法)
光速 光在真空中的速度近似取c= m/s,光在不同的介质中传播的速度不同 c空>c水>c玻 c水≈c,c玻≈c
注意 光年是长度单位,等于光在1年内传播的距离
3×108
不存在
不是
发光
知识点1
知识点1
光 光速
1.(教科版八上P65图4-1-5改编)《墨经》中最早记载了小孔成像现象,该现象由于光的 形成。如图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,他在墙壁上所成的像的大小将变 。
大
暗
直线传播
光现象 定义 实例
光的
直线
传播 光在 介质中沿直线传播 现象:影子、日(月)食、小孔成像等;应用:激光准直、射击三点一线等
光的
反射 光射到物体表面时,有一部分会被物体表面反射回来 现象:水面倒影、平面镜成像等;应用:潜望镜、自行车尾灯、汽车后视镜等
光的
折射 光从一种介质斜射入另一种介质中时,传播方向发生 的现象(斜射时方向改变,垂直入射时方向不变) 现象:雨后彩虹、筷子在水中“折断”、潭清疑水浅等;应用:照相机、眼镜、投影仪、放大镜、显微镜、望远镜等
改变
同种均匀
知识点2
知识点2
光现象识别
2.(教科版八上P72图4-2-11改编)自行车的尾灯里面没有灯泡,夜晚,当有灯光照射它时却好像闪闪发亮,如图。原因是自行车尾灯是由许多相互
的小平面镜组成,当光照向车尾灯的时候,发生 次反射,沿原方向反射回去。转弯处为提醒“不速之客”,一定要提前按响铃铛,说明声音可以传递 。
信息
两
垂直
知识点3
知识点3
光的反射定律和折射规律
类型 光的反射 光的折射
图示
类型 光的反射 光的折射
定
律
或
特
点 三线
共面 反射光线、入射光线和法线都在______________ 折射光线、入射光线和法线都在
______________
两线
分居 反射光线、入射光线分别位于 两侧 折射光线、入射光线分别位于
两侧
两角
关系 反射角 入射角;入射角增大时,反射角
_______
注意:不能说成入射角等于反射角 光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射角 入射角;光从水或其他介质斜射入空气中时,折射角
入射角;当入射角增大时,折射角也_______
巧记:空气角大,即位于空气中的角大
相同点 在反射和折射现象中,光路_______
增大
大于
小于
法线
同一平面内
可逆
增大
等于
法线
同一平面内
续表
知识点3
(1)船在水中的倒影是由于光的 形成的。
(2)小明想要叉到鱼,应瞄准鱼的 (选填“上方”或“下方”),说明人眼看到鱼在水中的位置比实际位置要 (选填“深”或“浅”),这是由光的 现象引起的。
折射
浅
下方
3.(人教八上P82图4.4-4改编)如图所示是小明和爷爷到湖中叉鱼的情景。
反射
4.(人教八上P76T3改编)如图所示,小明想用一块平面镜使与水平面成30°角的太阳光竖直射入井中,则反射角为 ,此时镜面与水平面夹角为 。
60°
60°
5.(人教八上P84T4改编)一束光射入杯中,在杯底形成光斑。逐渐往杯中加水,则观察到的光斑将会向右移动。在加水的过程中,入射角 ,折射角 。(均选填“变大”“不变”或“变小”)
不变
不变
类型 镜面反射 漫反射
图示
共同点 均遵循光的 定律
不同点 反射面光滑,平行光束反射后仍为平行光束 反射面凹凸不平,平行光束反射后
________________
视觉
特点 反光、刺眼 能从不同方向看到不发光的物体
实例 镜面、水面、玻璃幕墙 不同位置的观众都能看到电影银幕上的画面
射向四面八方
反射
知识点4
知识点4
镜面反射和漫反射
6.(人教八上P73图4.2-1改编)如图所示,小红看到掉在地上的课本,这是由于太阳光照射到课本上时发生了 (选填“漫”或“镜面”)反射现象。发生这种反射时,反射角 (选填“大于”“小于”或“等于”)入射角。
等于
漫
原理 光的反射
特点 (1)像与物体关于镜面对称
①像的大小与物体的大小 ;②像和物体到平面镜的距离 ;③像和物体的连线与镜面 ;
(2)虚像:平面镜成的是光屏接收不到的像,称为 像
总结:轴对称、虚像
应用 (1)成像:梳妆镜、舞蹈房大平面镜;
(2)改变光路:潜望镜、医生检查牙齿的小镜子;
(3)增大视觉空间:客厅、商场的墙壁上装有大的平面镜
实像
与虚像 实
像 由实际光线会聚形成的像,光屏 (选填“能”或“不能”)承接到所成的像
虚
像 由光的反向延长线相交形成的像,光屏 (选填“能”或“不能”)承接到所成的像
不能
能
虚
垂直
相等
相等
知识点5
平面镜成像
知识点5
7.(人教八上P80T1改编)小明站在厚度忽略不计的穿衣镜前1.5 m处,他在镜中的像是一个与他 (选填“等大”“放大”或“缩小”)的 (选填“虚”或“实”)像,像与他之间的距离是 m。当他由远及近走向平面镜的过程中,像到镜面的距离 ,像的大小 (后两空均选填“变大”“不变”或“变小”)。
不变
变小
3
虚
等大
8.(人教八上P80图4.3-10改编)如图所示,物体AB放置在平面镜MN前。请根据平面镜成像的特点画出物体AB在平面镜MN中所成的像,并保留作图痕迹。
光的
色散 太阳光(白光)经过三棱镜后可以分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的现象
现象 雨后彩虹、肥皂泡的彩色条纹等
光的
三原色 把 叫作色光的三原色(彩色电视机画面上的丰富色彩就是由三原色光混合而成的)
看不见
的光 分类 红外线 紫外线
特性 热效应强 使荧光物质发光、能杀死微生物、合成维生素D等
应用 红外线夜视仪、红外遥控、热谱图等 验钞机、灭菌灯等
红、绿、蓝
知识点6
光的色散(实质是光的折射)
知识点6
9.(教科版八上P96图4-8-6改编)17世纪,科学家牛顿发现了太阳光的色散现象。让一束太阳光照射到三棱镜上,由于三棱镜对各种单色光的________ (选填“反射”或“折射”)程度不同而被“分解”成各种色光;几种色光也可以混合成另外颜色的光,如图所示的光的三原色示意图中,区域1处应为_____ 色光,区域2的应为 色光。
绿
白
折射
实验·专项通关
02
甲 乙
【主要实验器材及其作用】
1.纸板:显示 ,利用可翻折的纸板探究反射光线、入射光线和法线是否在 。
2.量角器:测量反射角和入射角,探究 关系。
反射角和入射角的大小
同一平面内
[基础考法]
【实验装置】
光的传播路径
探究光的反射定律
实验1
实验1
实验1
【设计与进行实验】
1.如图甲所示,把一个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,使一束光贴着纸板沿某一个角度射到O点,在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。改变光束入射的角度,多做几次,取下纸板,用量角器测量ON两侧的∠i和∠r,将数据记录在下表中。实验中,从不同方向都能在纸板F部分上看到反射光,是因为光在纸板F部分上发生了 反射。
漫
垂直
∠i 30° 45° 60°
∠r 30° 45° 60°
实验1
甲 乙
2.如图乙,把纸板F部分向前或向后翻折,则在纸板F部分上 (选填“能”或“不能”)看到反射光,此时反射光线、入射光线和法线 (选填“在”或“不在”)同一平面内。
3.若光沿FO入射,经平面镜反射后沿OE射出。
这表明,在光的反射现象中,光路是 的。
【实验结论】
在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在 ;反射光线、入射光线分别位于法线 侧;反射角 入射角。在反射现象中,光路是 的。
可逆
等于
两
同一平面内
可逆
在
不能
实验1
[能力提升]
【交流与反思】
1.使用可以旋转的硬纸板,其目的是 ;___________________
。
2.改变入射光的方向,再测几组入射角和反射角,这样做的目的是
。
多次实验,得到普遍规律(或避免偶然性)
射光线及法线在同一平面内
验证反射光线与入
呈现光路
实验1
3.做实验时,当纸板E、F两部分在同一平面上时,让入射光线EO沿纸板E部分射向镜面,在纸板F部分上没有发现反射光线,其原因可能是________
,此时反射光线与入射光线 (选填“在”或“不在”)同一平面内;经调整后,在F上可看到反射光线OF,并用量角器测量入射角和反射角的大小,便立即得出实验结论反射角等于入射角,你认为这样
(选填“合理”或“不合理”),原因是_________________________
。
4.实验前,应将纸板 放置于平面镜上。一束光EO贴着纸板E部分绕入射点O沿逆时针方向转动,可观察到反射光束OF沿 时针方向转动。
顺
垂直
论不具有普遍性
实验次数太少,使得出的结
不合理
在
没有竖直放置
硬纸板
(1)如图甲所示,反射角的大小为 °。
将一束光贴着纸板沿EO方向射向O点,在纸板A、B上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。
50
[核心素养]
【问题讨论】
实验1
实验1
A.如图乙所示,将纸板的右半部分向后翻折
B.如图丙所示,将纸板与入射光线一起以ON为轴旋转
C.如图丁所示,将纸板与入射光线一起以CD为轴向后倾倒
(2)实验过程中,进行下列哪项操作后,在纸板上仍可以看到反射光线?____ (单选)
B
实验1
甲 乙
【例】 (2024·西华县模拟)在“探究光的反射规律”的实验中,设计了如下实验,平面镜M平放在桌面上,E、F是粘在一起的硬纸板,F可绕ON转动。
(1)如图甲所示,硬纸板E、F应 立
在水平平面镜M上。
(2)如图甲所示,当E、F在同一平面上,入射光AO
沿硬纸板E射向镜面。若此时入射角为70°,则硬
纸板F上可看到反射光OB与镜面的夹角为 °。若将AO沿纸板E绕入射点O逆时针转动,可看到反射光线OB (选填“顺时针”或“逆时针”)转动。
(3)如图乙所示,把硬纸板F向后折转时,在硬纸板F上看不到反射光,说明反射光线、入射光线和法线在 。
(4)在甲图中若光线沿BO入射,则光线经镜面后沿OA射出,这说明了在反射现象中,光路是 的。
可逆
同一平面内
顺时针
20
垂直
实验2
探究平面镜成像特点
实验2
[基础考法]
【实验装置】
【主要实验器材及其作用】
1.薄玻璃板:①便于确定像的 ;②减小由于前后两个面形成______ 个像的干扰。
2.两支等长蜡烛:探究像和物的 关系。
3.刻度尺:探究像和物到镜面的 关系。
距离
大小
两
位置
实验2
【设计与进行实验】
1.如图所示,将白纸平铺在水平桌面上,用支架把玻璃板架在白纸上,并让玻璃板与纸面 。
2.将两支相同的蜡烛A和B分别竖放在玻璃板前后,点燃蜡烛 (选填“A”或“B”),并移动蜡烛B,此时眼睛在玻璃板前观察,直至与蜡烛A的像重合。这说明平面镜所成的像与物体的大小 。
相等
A
垂直
4.将与蜡烛A的像重合的蜡烛B拿走,并在它的位置处竖放一个光屏。 (选填“透过玻璃板”或“直接”)看光屏,光屏上的“蜡烛B”却消失了。这说明玻璃板成 (选填“虚”或“实”)像。
虚
3.移动点燃的蜡烛,重做实验。用直线把每次实验中蜡烛和它的像在纸上的位置连起来,并用刻度尺分别测量它们到玻璃板的距离,将数据记录在下表中。
直接
次数 蜡烛到平面镜的距离/cm 蜡烛的像到平面镜的距离/cm 蜡烛的像与蜡烛的大小关系
1 12 12 相同
2 8 8 相同
3 5 5 相同
实验2
实验2
【实验结论】
平面镜所成的像是光屏接收不到的像,为 像;像的大小与物体的大小 ;像和物体到平面镜的距离 ;像和物体的连线与镜面
,即平面镜所成的像与物体关于镜面 。
对称
垂直
相等
相等
虚
实验2
[能力提升]
【交流与反思】
1.实验应选择在较 的环境下进行;选用玻璃板代替平面镜,主要是为了 。
2.实验中把蜡烛A远离玻璃板,像和蜡烛之间的距离将 ,像的大小
。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
3.小明发现“人离平面镜越近,人在镜中的像越大”,为了纠正这一错误认知,小明做了如下实验。多次改变蜡烛A的位置时,需确保 (选填“左右”或“前后”)位置不同。
前后
不变
变大
便于确定像的位置和大小
暗
实验2
4.在寻找蜡烛A的像的位置时,某同学无论怎样调节蜡烛B,发现都不能与蜡烛A的像重合,发生这种现象的原因可能是_________________________
。
5.实验中有同学从蜡烛一侧透过玻璃板看到像有“重影”,其原因可能是玻璃板的前后表面都发生了光的 射。改善“重影”问题的办法是
。
用薄玻璃板
反
放置
玻璃板没垂直于水平桌面
实验2
[核心素养]
【问题讨论】
(原创)如图所示,如果将竖立的玻璃板沿虚线水平向右移动一段距离,则蜡烛A的像相对于桌面 (选填“向左”“向右”或“不发生”)移动;如果将玻璃板上端前倾,蜡烛A的像将向 (选填“上”或“下”)移动;如果将竖立的玻璃板沿ab顺时针转动,蜡烛A的像的位置将 (选填“不变”或“改变”);如果将竖立的玻璃板沿中线分成左右两部分,并把右边的部分沿图中虚线向右移动,则通过左右两部分玻璃板成的像 (选填“会”或“不会”)重合。
会
改变
上
不发生
实验2
【例】 (2024·信阳一模)如图所示,这是小冬学习小组所用的“探究平面镜成像的特点”实验装置。
(1)器材选择:应选择厚度为5 mm的___________________
(选填“普通无色玻璃板”或“能透光的镀膜绿色玻
璃板”)进行实验,目的是很快确定像的位置,从而减小测量像距的误差。
(2)设计的实验步骤:
A.在水平桌面上平铺一张A4白纸,并在白纸的中间用刻度尺画一条直线,纸上竖立一块玻璃板作为平面镜,切记一定要让玻璃板能很好反光成像的一面的下边沿着所画的直线放置。
玻璃板
能透光的镀膜绿色
实验2
B.把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面,可以看到它在玻璃板后面的像,再拿一支外形相同、 (选填“已点燃”或“不点燃”)的蜡烛,竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟前面那支蜡烛在镜中的像完全重合,在纸上沿两个蜡烛底部画圈即记下像和物的位置。
C.移动点燃的蜡烛,按照上一步的要求进行操作。
D.用直线把每次实验中的像和物在纸上的位置连起来,然后用__________ 分别量出它们到玻璃板的距离,并将数据记录在表格中。
E.整理器材,完成实验报告。
(3)此实验中用到的两个蜡烛可以用别的两个完全相同的物体如“矿泉水的瓶盖”替代吗?并说出替代的优点?
“矿泉水的瓶盖”可以替代蜡烛,会更有安全性
刻度尺
不点燃
思维·考点突破
03
考点1
考点1
作光的反射光路图(河南中考常考知识点)
【典例1】 (2024·驻马店二模)“杯弓蛇影”实际就是光的反射,请在图中画出箭头A点在平面镜中的像,并画出眼睛B通过平面镜“看见”A点的光路图。
本题考法 辅助线要用虚线;学会用数学对称思想。
解题思路 平面镜成的像是 像,像和物体关于平面镜 。根据物像连线与镜面垂直,物、像到平面镜的距离 ,作出A点的像,A点的像是反射光线的反向延长线 形成的,必然有反射光线进入人的眼睛,反射光线经过 和 ,两者的连线确定入射点,画出入射光线。
像点
眼睛
会聚
相等
对称
虚
(2024·梁园区一模)2023年5月20日至31日是第23个全国科普活动周,学校举办的科技节展品中,小亮制作的光电液位仪吸引了同学们的目光,它的工作原理是通过入射光束照射到液面上时发生反射,光线反射到光电屏(将光信号转化为电信号进行处理)上从而显示液面的高度,请在图中画出当光屏上的光点由S2移到S1时液面的位置。
考点2
考点2
作光的折射光路图
【典例2】 (2024·洛阳一模)洛洛用所学的物理知识给同学们讲解防溺水常识,劝告同学们不要私自下水游泳,因为看起来很浅的水池实际会很深。如图中A是水池底的一点,B为人眼看到的该点的位置,请帮洛洛画出造成此现象的光路图。
本题考法 当光从空气斜射入水、玻璃等透明介质中时,折射角小于入射角;当光从水、玻璃等透明介质斜射入空气中时,折射角大于入射角(口诀:“空角大”)。在眼睛看来光是沿直线传播的。
解题思路 水中物体 的光斜射入空气中时,发生折射,折射角
入射角,折射光线 法线,折射光线进入人的眼睛,人认为光沿直线传播,人看到的物体是折射光反向延长线相交形成的 像,比物体的实际位置 ,所以人看到的是变浅了的物体的 像。B点为物体的像的位置,A点为物体的实际位置,物体的像是人眼逆着折射光线看到的,所以连接人眼和点B与水面的交点O即为 点;连接A和入射点O即为入射光线,入射点O和人眼的连线即为 光线。
折射
入射
虚
高
虚
远离
大于
反射
(2024·郑州模拟)如图所示,水池边有一路灯S,路灯上方有一平面镜MN,PQ为路面,S发出的光经MN反射后能射入水中。请判断光能照亮水池底的最左侧A点(无需作图),然后通过作图确定光能照亮水池底的最右侧B点。
考点3
光现象的识别
考点3
【典例3】 (2024·项城市模拟)如图所示的光现象,与海市蜃楼的原理相同的是( )
A.水中的倒影 B.小孔成像
C.“折断”的铅笔 D.日食
C
本题考法 光的直线传播、光的反射、光的折射的理解,在学习过程中要善于利用所学知识解释有关现象。
解题思路 光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时,就会出现 现象,例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼等;光线传播到两种介质的表面上时会发生 现象,例如水面上出现岸上物体的倒影、
平面镜成像、玻璃等;光在同一均匀介质中 ,例如小孔成像、影子的形成、日食和月食现象等。
沿直线传播
光的反射
光的折射
(2024·河南模拟)唐诗宋词璀璨夺目,博大精深。宋朝大文学家苏轼创作的《水调歌头·明月几时有》围绕中秋明月展开想象和思考,把人世间的悲欢离合纳入对宇宙人生的哲理性追寻。词中还蕴含着丰富的光学知识,下列说法正确的是( )
A.“明月几时有?把酒问青天”,酒中明月倒影是光的折射
B.“起舞弄清影,何似在人间”,影子的形成是由于光沿直线传播
C.“人有悲欢离合,月有阴晴圆缺”,阴晴圆缺的月亮是自然光源
D.“但愿人长久,千里共婵娟”,共赏的天上明月是平面镜所成的像
B
04
真题·明晰命题
1.(2024·周口模拟)如图所示是春节后小敏在上海东方明珠游玩时拍摄的一张照片,下列说法正确的是( )
A.电视塔的倒影是实像——光的反射
B.看到水中游动的鱼是虚像——光的折射
C.电视塔的倒影是影子——光的直线传播
D.电视塔的倒影是虚像——光的折射
光现象识别
B
命题点1
2.(2022·河南)如图是某戏曲演员在平面镜前化妆的情景。请在图中画出演员头饰中弧线AB段在平面镜中的像,并画出演员通过平面镜看见头饰上A点的光路图。
命题点2 光现象作图
3.(2021·河南)如图甲为开封铁塔及其倒影的美景。请在图乙中画出光从塔尖经水面反射进入人眼的光路图,其中A点表示水中“塔尖”的位置。
甲 乙
4.(2024·河南)如图,观光水池中,一束红光沿AO方向从水射入空气,折射光线为OA'。若另一束红光沿BO方向从水射入空气,请大致画出入射光线BO的折射光线,并标出对应的折射角r。
甲 乙
命题点3 探究光的反射规律
5.(2024·河南)如图甲,在探究光的反射规律的实验中,把平面镜放在水平桌面上,纸板ENF竖直立在镜面上,ON垂直于镜面。
(1)让一束光贴着纸板沿多个角度射到O点,在
纸板上记录每次的光路。记录时,为了区分
每次的光路,可采用的方法是_____________
。
(2)取下纸板,用量角器测量每次的入射角和 ,并记录下来。
反射角
的笔画线将其描画下来
用不同颜色
甲 乙
(3)在图甲实验的基础上,以ON为轴,把纸板NOF向后折,在纸板上看不到反射光,如图乙所示,这表明:在反射现象中,反射光线、入射光线和法线在
。小明想:当纸板折到图乙位置时,反射光还存在吗?请设计一种验证方法:________________________________________________
。
在纸板F的上部看不到反射光线,下部能看到反射光线
将纸板F沿中间剪开,把纸板F的上半部分向后折,发现
同一平面内
甲 乙
命题点4 探究平面镜成像规律
6.(2024·新蔡县模拟)某兴趣小组用如图甲所示的器材“探究平面镜成像的特点”。实验中蜡烛放在水平面上,玻璃板竖直放置。请回答下列问题:
(1)用透明玻璃板代替平面镜的目的是
,应选择 (选填
“薄”或“厚”)玻璃板进行实验。
(2)将点燃的蜡烛A放在玻璃板前5 cm处,小丽沿垂直板面方向将A以5 cm/s的速度远离玻璃板,2 s后放稳,则未点燃的蜡烛B与A相距 cm才能与A的像完全重合。
30
薄
便于确定像的位置
甲 乙
(3)将光屏放到像的位置,光屏上 (选填“能”或“不能”)承接到像。
(4)若玻璃板上端向左倾斜(如图乙),蜡烛A在玻璃板中成像的位置会
(选填“偏高”或“偏低”)。
偏高
不能
(1)让光线贴着光具盘照射,是为了 。
(2)分析表格中的数据可知:光从空气斜射入玻璃中时,折射角 入射角;当入射角增大时,折射角将 。
(3)当光以30°的入射角从玻璃射入空气中时,其折射角是 。
45°
增大
小于
7.(2023·尉氏县一模)如图所示是小武探究“光的折射规律”的实验情景。他将两块半圆形玻璃砖吸附在金属光具盘上,用激光笔照射,让光线贴着光具盘从空气斜射入玻璃砖中,多次改变入射角度并记录数据如表格所示:
显示光从空气斜射入玻璃砖中时的光路
命题点5 探究光的折射特点
入射角α 30° 45° 60°
折射角β 21° 30° 38°
$$