内容正文:
第一单元 声、物态、光
第2课时 光现象
教材梳理 夯实基础
考向探究 培养能力
实验突破 提升素养
考点一
光的色散
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 。
2.光的三原色: 。
红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫
牛顿
红、绿、蓝
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2
1. 如图2-1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,可以在纸上看到彩色的光带,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2-1
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手术室、病房用紫外线灯来灭菌; ②紫外线能使
物质发光(验钞机)
热
荧光
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考点三
光的直线传播
光源 本身发光的物体叫光源。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
不是
径迹
方向
同种均匀
3×108
3×105
长度
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2. 如图2-2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。
基础配练
图2-2
[答案]如图所示
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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. 如图2-3所示,字母“F”通过平面镜成像。在平面镜中所成的像是图2-4中的( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
基础配练
图2-3
图2-4
C
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考点五
光的反射定律
图示
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
光滑
平行
粗糙
各个方向
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(续表)
类型 镜面反射 漫反射
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
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。
点拨
光的反射
可逆
漫
镜面
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4. 如图2-5所示,一本物理书掉到了地上,小红从不同的位置都能看到它。下列对于这一现象的解释正确的是( )
A.光在直线传播过程中,光路是可逆的
B.光在书表面发生了漫反射
C.光在书表面发生了镜面反射
D.物理书是光源,它发出的光射入了人眼
基础配练
图2-5
B
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教材图解
1.如图2-6所示是课本上有趣的小实验。其中杆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2-6
光的直线传播
不能
长
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2.凹面镜与凸面镜相比, 的聚光效果更好。如图2-7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情况而发生意外,该镜子应是一个 (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2-7
凹面镜
凸面镜
扩大
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例 1 (2024盐城响水二模)让一束太阳光通过三棱镜后被分解成各种颜色的光,如果用一个 (选填“白屏”或“黑屏”)来承接,会形成一条彩色光带,这种现象说明太阳光是由 组成的,在彩色光带外侧有两种看不见的光,用其中一种光照射钞票,可以使钞票的荧光物质发光,这种光叫 (选填“红外线”或“紫外线”)。
考向一
光的色散
白屏
各种色光
紫外线
考向探究 培养能力
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15
例 2 (2024苏州)如图2-8甲所示,AB之间是太阳光经三棱镜色散后在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,测得温度T随时间t变化的图像如图乙所示。则曲线①对应光线的特点是
,曲线②对应的是 线。
图2-8
使荧光物质发光(或消毒杀菌)
红外
考向探究 培养能力
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例 3 (2024常州模拟)2023年12月1日起,执行新的《食用农产品市场销售质量安全监督管理办法》,市场全面禁用生鲜灯.某超市的切片西瓜原来用红色光照射,现在统一用白光照射。在白光照射下,呈现绿皮、黑籽、红瓤的切片西瓜,原来在红色光照射下,呈现 ( )
A.黑皮、红籽、红瓤 B.绿皮、黑籽、红瓤
C.黑皮、黑籽、红瓤 D.黑皮、黑籽、黑瓤
C
考向探究 培养能力
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例 4 (2024扬州)如图2-9所示现象中属于光的直线传播的是 ( )
考向二
光的直线传播
图2-9
A
考向探究 培养能力
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例 5 (2024连云港)下列事例中属于光的反射现象的是 ( )
A.雨后天空中出现的彩虹
B.建筑物在平静水面上形成的倒影
C.插入水中的筷子看起来“弯折”
D.太阳光通过三棱镜后被分解成各种色光
考向三
光的反射
B
考向探究 培养能力
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例 6 (2023连云港)一束光与水平面成30°角斜射到平静的水面上,则反射角为 °,若入射角增大10°,则反射光线和入射光线的夹角为 °。一只小鸟在平静的水面上飞翔,若它距水面6 m,则它的像到水面的距离是
m,在它向水面俯冲的过程中,像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
60
140
6
不变
考向探究 培养能力
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例 7 (2024淮安)小明早晨起床后,站在竖直的平面镜前整理着装,镜中所成的像是 (选填“实”或“虚”)像;在他远离平面镜的过程中,镜中像的大小 。
考向四
平面镜成像
虚
不变
考向探究 培养能力
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例 8 (2024扬州)如图2-10所示,夜晚,小华通过可左右推拉的竖直窗户玻璃观察发光吊灯的像和自己的像。增大吊灯的亮度,观察到吊灯的像更
。小华靠近玻璃窗观察,她的像的大小 ,她与像之间的距离 。向右推动玻璃窗,吊灯像的位置 。(后3空填变化情况)
图2-10
清晰
不变
变小
不变
考向探究 培养能力
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例 9 (2024无锡)在图2-11中作出物体ABC通过平面镜所成的像。
图2-11
[答案]如图所示
考向探究 培养能力
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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
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实验突破 提升素养
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24
实验梳理
实验
内容 探究平面镜成像的特点
实验
装置
实验突破 提升素养
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(续表)
命
题
点 ①用玻璃板替代平面镜的目的: 。
②选用两支完全相同的蜡烛的目的: 。
③实验中无论怎样移动蜡烛,都无法使像与物完全重合的原因:
。
④平面镜成虚像的判断:
。
⑤用“F”形LED灯代替蜡烛的好处:
。
便于确定像的位置
便于比较像与物的大小关系
玻璃板没有与桌面垂直
将光屏放在像的位置,直接观察光屏上是否有像呈现
光源稳定,便于比较像左右正倒
实验突破 提升素养
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(续表)
命
题
点 ⑥本实验方法: 。
⑦平面镜成像特点:像和物体的大小 ;像和物体到平面镜的距离 ;像和物体的连线与镜面 ;平面镜成 像
等效替代法
相等
相等
垂直
虚
实验突破 提升素养
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例 1 (2024江西)某同学的爷爷跟着电视节目学习太极拳时,因教练面向观众授课,爷爷总是把左右动作做反。在该同学的建议下,爷爷向后转身,面对墙上镜中的电视画面学习,有效地矫正了动作。为了帮助爷爷明白其中的道理,他利用如图2-12所示的装置分享“探究平面镜成像特点”的实验过程。
图2-12
实验突破 提升素养
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【证据】
(1)将方格纸平铺在水平桌面上,用镀膜玻璃板作为平面镜 放置在方格纸上。
(2)将一枚棋子作为物放在镜前两格处,取另一枚棋子在镜后移动,直到它与物的像完全重合,从而确定像的位置,记录此时像与物到镜面的格数。
(3)改变物到镜面的格数,进行多次实验;
根据像与物到镜面的格数关系,判断像
与物到镜面的 关系。
垂直
距离
图2-12
实验突破 提升素养
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(4)请你在虚线框内设计记录上述实验数据的表格(表一):
表一
[答案]如表格所示
实验次数 棋子到平面镜
的距离/cm 像到平面镜的
距离/cm
1
2
3
实验突破 提升素养
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(5)图2-13为两枚叠放的棋子,将其放在镜前,取数量适当的棋子叠放在镜后并移动位置,直到与镜前棋子的像完全重合,记录此时镜前与镜后棋子的数量。
图2-13
实验突破 提升素养
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(6)改变叠放的棋子数量,进行多次实验,记录结果如表二所示:
表二
实验次数 平面镜前棋子的数量/枚 平面镜后棋子的数量/枚
1 2 2
2 3 3
3 4 4
实验突破 提升素养
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【解释】
(1)根据表二,每次实验镜后棋子与镜前棋子的数量 ,且与镜前棋子的像完全重合,可得结论:像与物的大小相等。
(2)借助方格纸可发现,像和物的连线与镜面 。
【交流】分享完上述实验过程后,根据“像与物关于镜面对称”的特点,该同学与爷爷面对面玩起了“照镜子”的游戏。该同学扮演物举起左手,爷爷扮演镜中的像应举起 手。通过实验和游戏,爷爷明白了用镜子矫正动作的原因。
相同
垂直
右
实验突破 提升素养
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(1)[情境迁移]小柯和爸爸在家通过厨房与客厅间玻璃门(如图2-14a所示)验证平面镜成像的某些规律。
实验步骤如下(如图b所示):①小柯将一只鞋放在客厅的适当位置,并开客厅灯;爸爸将另一只鞋放在厨房的适当位置,并熄厨房灯。②移动 (选填“客厅”或“厨房”) 中的鞋,使像与鞋完全重合。③测量两只鞋到玻璃门的距离。小柯应选择图 (选填“c”或“d”)中的两只鞋进行实验。
图2-14
· 实验拓展
客厅
c
实验突破 提升素养
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(2)[迁移应用]汽车抬头显示(如图2-15Ⅰ所示)简称HUD,是利用平面镜成像原理(如图Ⅱ所示),将显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方。驾驶员不必低头,就可以看到车速、油耗、导航等信息,确保驾驶舒适安全。
①挡风玻璃所成的是 (选填“实”或“虚”)像。
②若驾驶员发现成像过高(如图Ⅱ所示),不便于观察,为了使成像变低,他需要将显示器沿水平方向 (选填“向左”或“向右”)移动。
图2-15
虚
向左
实验突破 提升素养
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③为了使挡风玻璃所成的像到人眼的距离达2 m以上,甚至更远,以避免观察数据时眼睛的疲劳,下列做法可行的是 。(填字母)
A.将字体变大
B.将挡风玻璃做得更薄
C.让显示器内容通过多次反射成像
C
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突破二
探究光的反射规律
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实验突破 提升素养
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实验梳理
实验
内容 探究光的反射规律
实验
装置
实验突破 提升素养
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(续表)
命
题
点 ①可折转的硬纸板的作用:a. ; b.
。
②纸板与平面镜应该垂直放置的原因:若不垂直放置,则反射光线
(选填“能”或“不能”)在纸板上呈现。
③多次改变入射角的大小进行实验的目的:
。
④光路可逆的验证:
。
显示光路
探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内
不能
多次实验,寻找普遍规律,避免偶然性
将激光沿着FO方向射入,观察到反射光线沿着OE方向射出
实验突破 提升素养
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(续表)
命
题
点 ⑤实验时从不同方向都能观察到光线的原因:
。
⑥实验结论:
光在粗糙纸板上发生了漫反射
反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线、入射光线分别位于法线两侧,反射角等于入射角
实验突破 提升素养
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例 2 在“探究光的反射规律”实验中,为了确定反射光线和入射光线的位置关系,准备的实验器材有:可旋转的光屏(如图2-16甲所示,光屏的A、B两部分均可绕轴ON旋转)、平面镜和激光电筒。如图乙所示,将光屏垂直放在水平放置的平面镜上,让激光电筒发出的光沿光屏A入射到O点。
图2-16
实验突破 提升素养
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(1)实验中还需要的测量器材是 。
(2)实验中,为了观察到完整的光路,光屏B需旋转到图乙中的位置 (选填“1”“2”或“3”)。
图2-16
量角器
2
实验突破 提升素养
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(3)[数据分析]一组同学利用调整好的实验器材,选择入射角分别为70°、45°、30°的三条光线进行实验,结果得到如下表所示的数据。
经检查,三次实验中各角度的测量值都是准确的,但得到的结论与光的反射定律不相符,其原因可能是
。
实验次数 入射角 反射角
1 70° 20°
2 45° 45°
3 30° 60°
反射角测量错误,测量的是反射光线与镜面的夹角
实验突破 提升素养
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(4)另一组同学在实验过程中将光屏倾斜放置,如图丙所示,此时在光屏B上
(选填“能”或“不能”)看到反射光。
(5)如图丁所示,以ON为轴,把光屏B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、入射光线和法线在 。小明想:当把光屏B向后折,反射光还存在吗?请设计一种验证方法:
。
图2-16
不能
同一平面内
将光屏B沿中间剪开,把光屏B的上半部分向后折,发现在光屏B的上部看不到反射光,下部能看到反射光
实验突破 提升素养
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(6)[物理与生活]自行车尾灯是由许多角反射器组成的反光装置,角反射器是由互相垂直的反光面组成的。当汽车的灯光照在尾灯上时,司机看到尾灯特别亮,原因是
。
· 实验拓展
由于角反射器是由互相垂直的反光面组成的,当汽车的灯光照在尾灯上时,经过两次反射后,光线将平行于入射光线,反射进入司机眼中,使司机看到尾灯特别亮
实验突破 提升素养
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(7)[迁移应用]光热电站利用追日镜将太阳光反射到吸热塔用于发电。图2-17为上午某时刻的光路图,根据上述实验结论推断,随着太阳的运动,追日镜应沿 时针方向旋转,使反射光线射向吸热塔。
图2-17
逆
实验突破 提升素养
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