专题09 光现象(讲义)-【上好课】2025年中考物理一轮复习讲练测(北京专用)
2025-01-06
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精品
内容正文:
专题09 光现象(1~6分)
01考情透视·目标导航
02知识导图·思维引航
03考点突破·考法探究
考点一 光的直线传播
考点二 光的反射
实验01 探究光的反射规律
考点三 平面镜成像
实验02 探究平面镜成像特点
考点四 光的折射
实验03 探究光的折射规律
考点五 光的色散
04题型精研·考向洞悉
题型一 光的直线传播
►考向01 光源
►考向02 光沿直线传播的条件及现象
题型二 光的反射
►考向01 光的反射现象
►考向02 光的反射定律
►考向03 光的反射作图
题型三 平面镜成像
►考向01 平面镜成像的特点及规律
►考向02 探究平面镜成像特点
题型四 光的折射
►考向01 光的折射规律的应用
►考向02 三种光现象辨析
05分层训练·巩固提升
基础巩固
能力提升
考点要求
课标要求
考查频次或分值
命题预测
光的直线传播
· 通过实验,探究光在同种均匀介质中是沿直线传播的
· 1 ~ 6分
《光现象》是中考必考内容。常见考题类型是选择题、填空题、实验探究题,有时也会出现以作图题形式出现的科普阅读题。考查的命题点有:光的直线传播条件、生活中常见光的直线传播的现象、小孔成像、利用光的直线传播作图、生活中光的反射现象、光的反射规律、利用光的反射作图、探究光的反射规律、镜面反射和漫反射、平面镜成像规律及应用、光的折射及应用等。
光的反射
· 通过探究,了解光的反射规律。了解什么是镜面反射和漫反射
平面镜成像
· 通过实验,探究平面镜成像时像与物的关系,了解平面镜成像的特点及应用
光的折射
· 通过探究,了解光的折射规律。认识生活中的折射现象
光的色散
· 通过观察和实验(光的色散),知道白光是由色光组成的
考点一 光的直线传播
一、光源
1、光源:自身能够发光的物体叫光源。光源分为自然光源和人造光源。
2、光源的判断
判断物体是不是光源,关键是物体自身能否发光。有些物体看起来好像在发光,实际上是反射了其他光源发出的光,所以这些物体不是光源;如镜子、月亮、宝石、电影的屏幕等。
二、光的直线传播
1、光是怎样传播的
(1)实验观察:光在空气、水、玻璃中的传播路径。
【实验器材】激光笔、烧杯、水箱、水、玻璃砖等。
【进行实验】
一、探究光在空气中的传播路径:在夜晚,用能发出带有颜色的激光笔射向天空,如图甲所示。看到激光笔发出的光在空气中沿直线传播。
二、探究光在水中的传播路径:在盛水的水箱中,让激光笔沿不同方向垂直水箱侧面射出光,观察光在水中的传播路径,如图乙所示。看到光在水中沿直线传播。
三、探究光在玻璃中的传播路径:让激光笔发出的光从玻璃砖的侧面垂直射入玻璃砖,观察光在玻璃砖中的传播路径,如图丙所示。看到光在玻璃中沿直线传播。
【探究归纳】光在空气、水、玻璃等透明物质中均是沿直线传播的。
(2)探究光沿直线传播的条件
①在桌上放一个大的透明水槽,配有四杯等量但浓度不同的糖水,每杯糖水中都添加少量牛奶(为了清晰地显示光路),将它们按浓度从大到小的顺序排列,依次倒入水槽,水槽内的液体就变成了从上到下浓度逐渐增大的非均匀水溶液;
②如图甲所示,将一束光从透明水槽侧面垂直射入非均匀浓度的糖水溶液中,观察到激光的传播路径在浓度不均匀的糖水溶液中会向下弯曲;
③如图乙所示,用玻璃棒搅拌糖水溶液时,使其浓度变得均匀,再将激光射向糖水溶液中,观察到激光在均匀浓度的糖水溶液中的传播路径是直的。
【分析论证】光垂直射入浓度不均匀的糖水溶液中时,光的传播路径发生了弯曲;在均匀浓度的糖水溶液中,光的传播路径是直的。
【实验结论】光在同种均匀介质中沿直线传播。
(3)光可以在真空中传播:太阳光能通过太空和大气层传播到地球表面,说明光可以在真空中传播。
2、光线
(1)定义:为了表示光的传播情况,我们通常用一条带有箭头的直线表示光的传播径迹和方向(如图甲所示),这样的直线叫光线。
(2)画法:光线是带箭头的直线,箭头表示光的传播方向。画光路图时,光线要用实线表示,且标上箭头。图乙和图丙分别表示平行光和点光源发出的光。
3、与光的直线传播有关的现象
(1)影子:光在传播过程中,遇到不透明的物体,会使物体后面光不能到达的区域形成一个阴暗区域,即物体的影子;
(2)日食和月食
①月食:当地球处于月球和太阳之间时,地球挡住了射向月球的光,由于光沿直线传播,我们能看到月食。
②日食:当月球运行到太阳和地球之间时,由于光沿直线传播,月球就挡住了太阳射向地球的光,我们看到了日食。
(3)小孔成像:如图所示甲,用给一个带有小孔的板遮挡在光屏与蜡烛之间,光屏上就会形成烛焰倒立的像,我们把这样的现象叫小孔成像。左右移动中间的板,光屏上的像的大小也会随之发生变化。
三、光的传播速度
1、光在真空中的传播速度
光不仅可以在空气、水等物质中传播,而且可以在真空中传播。光在真空中的传播速度很大,在物理学中用c表示,c=2.99792×108m/s。通常情况下,真空中的光速可以近似为:c=3×108m/s。
2、光在其他介质中的传播速度
光在空气中的传播速度近似等于光在真空中的传播速度c,也可以近似为c=3×108m/s。光在水中的传播速度约为;光在玻璃中的传播速度近约为。
影子和小孔成像的异同
现象
相同点
不同点
影子
形成原因都是光沿直线传播
影子是光照射不到的区域,影子的形成不一定和物体的形状相同,而且影子是黑暗的
小孔成像
通过小孔成的像是光实际照射到的区域,像的形状和物体的形状相同,而且像是亮的
1.[2023·北京·一模]如图所示的光现象中,由于光的直线传播形成的是( )
A.鸟巢在水中形成“倒影” B.日晷上呈现针的影子
C.放大镜把字“放大” D.笔好像在水面处“折断”
考点二 光的反射
一、光的反射
1、光的反射现象
光从一种介质射向另一种介质的表面时,会有一部分光在介质表面反射回原介质中,这种传播现象叫光的反射。
2、看到物体的原因
我们能看到太阳、明亮的日光灯等光源,是因为光源发出的光进入我们的眼睛,产生了视觉。同时,我们也能看到本身不发光的物体,是因为这些物体反射的光进入了我们的眼睛,产生视觉。
3、光的反射的基本概念:一点、两角、三线
一点
入射点
光的入射点,用字母“O”表示
三线
入射光线
入射到反射面上的光线,如图中的光线EO
法线
经过入射点O并垂直于反射面的直线,它是一条辅助线,通常用虚线表示,如图中的ON
反射光线
入射光线射到反射面上后,被反射面反射的光线,如图中的光线OF
两角
入射角
入射光线与法线的夹角,如图中的∠i
反射角
反射光线与法线的夹角,如图中的∠r
二、光的反射定律
1、内容:在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在同一平面内;反射光线、入射光线分别位于法线两侧;反射角等于入射角。
2、对光的反射定律的理解
(1)发生反射现象时,是先有入射光线,后有反射光线。所以不能把“反射角等于入射角”说成“入射角等于反射角”。
(2)光线垂直镜面入射时,入射角为0°,反射光线沿原路返回,反射角也为0°,光的传播方向改变180°,并不是没有发生反射。
三、光路的可逆性
1、光路的可逆性
在探究光的反射规律实验中,如果让光逆着反射光的方向射到平面镜上,它被反射后就会逆着原来的入射光的方向射出。这表明,在反射现象中,光路是可逆的。如图所示。
2、生活中的光路可逆现象
生活中有很多现象可以说明光路的可逆性。例如,如果你在一块平面镜中看到了一位同学的眼睛,那么,这位同学也一定可以通过这面镜子看到你的眼睛。
四、镜面反射和漫反射
1、镜面反射
(1)镜面反射:一束平行光照射到镜面上后,会被平行地反射。平静的水面、抛光的金属面、各种镜面的反射都是镜面反射。
(2)现象:迎着太阳看平静的水面,特别亮;背着太阳看水面很暗;黑板“反光” 等。
2、漫反射
(1)漫反射:凹凸不平的表面会把平行的入射光向着四面八方反射。
(2)现象:我们能从各个方向看到本身不发光的物体,是由于光照射到物体上发生了漫反射。
(1)我们能从不同方向看到书上的字,是因为光在纸面上发生了漫反射;
(2)物体发出或反射的光浸入人眼越多,人眼就会感觉该物体越亮。所以,当发生镜面反射时,如果反射光正好进入人眼,人就会感觉镜面特别亮;
(3)无论镜面反射还是漫反射,都遵循观点反射定律。
实验01 探究光的反射规律
【实验猜想】1、光的反射光线、入射光线与镜面的夹角相等;2、反射光线和入射光线关于法线是对称的。
【实验步骤】1、如图甲所示,把平面镜放在水平桌面上,再将白色硬纸板竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON垂直于镜面,右侧纸板NOF可绕直线ON旋转;
2、先将纸板EON和纸板NOF处在同一平面内,然后使入射光贴着纸板沿某一角度射向O点,观察反射光的方向。在硬纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹;
3、改变光束的入射角度,进行多次实验(寻找普遍规律),换用不同颜色的笔记录每次光的径迹;
4、取下纸板,用量角器分别测量ON两侧的入射角和反射角的大小,并将数据记录在表格中;
5、如图乙所示,将纸板NOF向前或向后折转,在纸板上观察反射光的径迹。
实验次数
入射角
反射角
1
60°
60°
2
45°
45°
3
30°
30°
…
【分析论证】1、当纸板EON和NOF在同一平面内时,能观察到反射光的径迹,且入射光、反射光分居发现两侧,反射光线的方向随着入射光线方向的改变而改变;2、分析表中的数据可知,反射角等于入射角。反射角随着入射角的减小而减小;3、把纸板NOF向前折或向后折时,观察不到反射光的径迹,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
【实验结论】在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在同一平面内;反射光线、入射光线分别位于法线两侧;反射角等于入射角。
【实验注意事项】(1)应在光线较暗的室内进行实验,以便于观察实验现象;
(2)实验时,纸板必须与平面镜垂直,否则在纸板上看不到反射光;
(3)实验过程中严禁将激光对着人眼,以防灼伤眼睛;
(4)通过镜面对入射光的反射作用,可以看出镜子有改变光路的作用;
(5)本实验时一个归纳性实验,改变入射光的方向多次实验的目的是为了得到多组实验数据,从而得出普遍规律,避免实验结论的偶然性。
1.[2024·北京·中考真题]如图所示的光现象,由于光的折射形成的是( )
A.故宫角楼在水中的“侧影”
B.树在地面上的“树影”
C.花在透镜下的“放大像”
D.月亮在水中的“像”
2.[2023·北京·中考真题]一束单色光从空气斜射入水中的情境如图所示。下列说法正确的是( )
A.BO是入射光,OA是反射光
B.AO是入射光,OC是折射光
C.∠AOM是入射角,∠BON是反射角
D.光若沿CO入射,将沿OA和OB射出
考点三 平面镜成像
一、平面镜成像
1、平面镜成像
平面镜所成像的大小与物体的大小相等,像和物体到平面镜的距离相等,像和物的连线与镜面垂直。即平面镜所成的像与物体关于镜面对称。
2、平面镜成虚像
(1)平面镜成像原理:光的反射。
(2)平面镜成虚像
如图所示,从光源点S处射来的一部分光经平面镜反射后进入眼睛,引起视觉,眼睛感到光好像是从S'点处射来的,我们就看到了物体在平面镜中的像点S' 。镜子后面并没有发光点S',故S'是虚像。
3、平面镜的应用
应用分类
示例
成像
照镜子
舞蹈演员纠正自己的舞姿
改变光路
太阳能电站
潜望镜
扩大视觉空间
墙上装平面镜,感觉空间更大
利用平面镜在较小空间内完成视力检查
二、凸面镜和凹面镜
1、球面镜:如果镜子的反射面是球面的一部分,这样的镜子叫球面镜。球面镜分为凸面镜和凹面镜。
2、凸面镜
(1)概念:用球面的外表面作反射面的镜子叫凸面镜。
(2)特点:凸面镜对光有发散作用,平行光射到凸面镜上,反射后成为发散光,如图所示。
(3)应用:使用凸面镜能起到扩大视野的作用,所以汽车的后视镜和道路转弯处的反射镜都是凸面镜。
3、凹面镜
(1)概念:用球面的内表面作反射面的镜子叫凹面镜。
(2)特点:凹面镜对光有会聚作用,平行光射到凹面镜上,反射后会聚到一点,如图所示。
(3)应用
①使用凹面镜对光的会聚作用的有:太阳灶、奥运圣火采集器等。
②由光路可逆原理可知,由一点发出的光经凹面镜反射后可成为平行光,这一特点的常见应用有:探照灯、各种机动车的前灯、医用头灯等。
实验02 探究平面镜成像特点
【实验猜想】平面镜所成的像的大小可能与物体的大小相等,像到平面镜的距离可能物体到平面镜的距离相等。
【实验步骤】(1)在水平桌面上铺一张白纸,纸上竖立一块薄的玻璃板作为平面镜,在纸上沿着玻璃板画一条直线,这条直线代表玻璃板的位置;
(2)如图所示,把一只点燃的蜡烛放在玻璃板的前面,透过玻璃板进行观察,可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一只外形完全相同的蜡烛(未点燃),竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟前面的蜡烛的像完全重合。这个位置就是前面那个蜡烛的像的位置;
(3)在纸上记录下两支蜡烛的位置,并注意观察蜡烛的大小和它的像的大小是否相同;
(4)移动点燃的蜡烛,重做实验;
(5)用直线把两次实验中的蜡烛和它的像在纸上的位置连接起来,用量角器测量蜡烛和像连线与镜面的夹角;
(6)用刻度尺分别测量蜡烛和像到玻璃板的距离,将测得的数据记录在表格中
【分析论证】(1)未点燃的蜡烛可以与点燃的蜡烛的像完全重合,说明蜡烛的像的大小与蜡烛大小相等;
(2)由实验数据可知,蜡烛和它的像的连线与镜面垂直,蜡烛的像到平面镜的距离与蜡烛到平面镜的距离相等。
【实验结论】平面镜成像的特点:平面镜所成像的大小与物体大小相等,像和物体到平面镜的距离相等,像和物体的连线与平面镜垂直,即平面镜所成的像与物体关于平面镜对称。
【实验注意事项】(1)为了使观察到的像更为清晰,实验最好在较暗的环境中进行;
(2)实验中用玻璃板代替平面镜,目的是便于观察和确定像的位置,并比较物像的大小关系,原因是玻璃板既能反射光又能透过光,即透过玻璃板能看到未点燃的蜡烛,也能看到点燃的蜡烛所成的像;
(3)实验应选用较薄的玻璃板。因为玻璃板的前后表面可以各成一个像,当玻璃板较厚时,两个像有较大的错位,难以确定像的位置;
(4)实验中,玻璃板要竖直立在水平桌面上。若玻璃板没有竖直放置,则未点燃的蜡烛和点燃的蜡烛将不能完全重合;
(5)实验中,使用两支完全相同的蜡烛,目的是比较像与物体的大小关系;
(6)用点燃的蜡烛做实验的优点是所成的像比较亮,便于观察;
(7)白纸用于标注玻璃板的位置、蜡烛以及蜡烛的像的位置,刻度尺用于测量蜡烛以及蜡烛的像到玻璃板的距离;
(8)改变蜡烛与玻璃板的距离进行多次实验,是为了寻找普遍规律。
对实像和虚像的理解
成因
特点
实例
实像
实际光线会聚所成的像
既可以用眼睛直接观察,又可以用光屏承接
小孔成像
虚像
不是实际光线会聚而成的,而是由实际光线的反向延长线相交形成的
只能用眼睛直接观察,不能用光屏承接
平面镜成像、水中倒影、水中的鱼
1.[2024·北京·中考真题]某同学利用如图所示的装置及完全相同的电子蜡烛A、B等器材,探究物体在平面镜中成像时像距与物距是否有关。其中薄透明玻璃板与水平纸面垂直。主要实验步骤如下:
(1)将点亮的A放在玻璃板前,用刻度尺测量 ;将未点亮的B放在玻璃板后,不断调整B的位置,直到从各个角度观察B与A的像 ,用刻度尺测量B到玻璃板的距离。将实验数据记录在表格中;
(2)改变 ,仿照步骤(1)再做1次实验,将实验数据记录在表格中。
考点四 光的折射
一、光的折射
1、光的折射现象
(1)光的折射:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折的现象。
(2)发生折射的条件
①光从一种介质斜射入另一种介质。若垂直入射,则传播方向不发生改变。
②光在同种不均匀介质中传播时,也会发生折射现象。如太阳光穿过大气层时传播方向会发生改变。
(3)光从一种透明介质进入另一种透明介质时,在分界面上,一部分光发生折射,同时还有一部分光发生反射返回到原介质中,即反射和折射现象同时发生。
2、光的折射规律
(1)基本概念:“一点、一面、三线、两角”
一点
入射点
入射光与分界面的交点
一面
分界面
两种介质的分界面,如图所示的NN'
三线
入射光线
入射到两种介质表面的光线AO
法线
过入射点且垂直于两种介质分界面的直线NN'
折射光线
进入另一种介质的光线OC
两角
入射角
入射光线与法线的夹角
折射角
折射光线与法线的夹角
(2)光的折射规律内容
①光从空气斜射入水或其它介质时,折射光线向法线方向偏折,折射角小于入射角;当入射角增大时,折射角也增大;当入射角减小时,折射角也减小。光从空气垂直射入水(或其它介质)中时,传播方向不变。
②折射时光路可逆。
二、生活中的折射现象
海市蜃楼
夏天,海面附近空气温度较低,密度较大,来自地平线以下远处的物体的光,传播时由于不同高度空气的密度不同而向地面多次弯曲后进入我们的眼中,形成“蜃景”的现象
“错位”的奥秘
来自水面以下的笔上物点的光,从水中射向空气反生折射,折射角大于入射角,我们眼睛看到的光好像是从直线传播方向发出的,这样看起来就好像笔错位了
叉鱼的诀窍
因为人们看到的是水中的鱼的虚像,它比鱼的实际位置浅,所以要瞄准看到的“鱼”的下方才能叉到鱼
“变高”的奥秘
因为光从空气进入水中时发生折射,所以水中的人看到的是岸上的树的虚像,它比树的真实位置要高
实验03 探究光的折射规律
【提出问题】让一束光从空气斜射入水中,传播方向是否发生偏折?向哪个方向偏折?
【实验器材】激光笔、水槽、标有角度的圆盘等。
【进行实验】利用如图所示的实验装置进行实验。
(1)让一束光从空气斜射入水中,观察折射光线、入射光线和法线之间的位置关系,比较折射角和入射角的大小关系,并描画出光束在空气和水中的传播路径;
(2)改变入射角大小,观察折射角的变化情况;
(3)让一束光垂直射入水中,观察折射情况;
(4)让一束光逆着原折射光的方向从水中斜射入空气中,观察折射情况。
【实验现象】
(1)光从空气斜射入水中时,,可观察到折射光线、入射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分居于法线两侧,折射光线向法线方向偏折,折射角小于入射角;
(2)改变入射角的大小,发现折射角的大小也随之改变,并且入射角增大时,折射角也增大;
(3)光从空气垂直射入水中时,其传播方向不变;
(4)让光逆着原折射方向从水中斜射入空气中时,进入空气中的折射光线逆着原入射光线的方向射出。
【实验结论】
(1)当光从空气斜射入水中(或其他介质)时,折射光线向法线方向偏折,折射角小于入射角;当入射角增大时,折射角也随之增大;
(2)当光线从水或其他介质斜射入空气中时,折射光线远离法线,折射角大于入射角;
(3)当光从空气垂直射入水中或其他介质中时,其传播方向不变;
(4)在光的折射现象中,光路是可逆的。
1.[2022·北京·中考真题]图所示的光现象中,由于光的折射形成的是( )
A.日晷上呈现针的影子 B.景物在镜中成像
C.鸟巢在水中形成倒影 D.筷子好像在水面处弯折
考点五 光的色散
一、光的色散
1、概念
太阳光(白光)经三棱镜后,被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七种颜色的光,这种现象叫光的色散。
2、光发生色散的实质
光发生色散的实质是光的折射。不同颜色的光经三棱镜后,折射程度不同,其中红光偏折程度最小,紫光偏折程度最大。
3、生活中的色散现象
雨后天空悬浮着大量细小的水珠,太阳光照射到这些小水珠上,经反射和折射后发生色散现象,形成绚丽的彩虹。
二、三原色
1、色光的三原色
(1)太阳可以分解为七种单色光,但实际上大自然中的色彩远比这七种颜色更丰富,这是因为单色光按照不同比例混合后会产生各种不同颜色的光;
(2)大量实验发现,把红、绿、蓝三种色光按照不同比例混合,就可以产生各种颜色的光,而红、绿、蓝三种色光都不能由其他颜色的光混合而成,因此人们把红、绿、蓝叫做色光的三原色。
2、色光混合的应用
色光的混合在科学技术中有着广泛的应用,彩色电视机呈现的丰富的色彩就是由三原色混合而成的。彩色电视机的荧光屏上有着很多微小的发光点,分别能够发出红、绿、蓝三种色光,通过电路控制三种色光的强弱,就可混合处绚丽多彩的色彩。如果用放大镜观察正在播放节目的电视机屏幕,就能在屏幕上看到红、绿、蓝三种颜色的光点。
三、看不见的光
1、红外线
(1)概念:让一束白光通过三棱镜发生色散形成光谱,若将非常灵敏的温度计分别放到色散后不同颜色的光处,都能检测到温度的上升。如果把温度计放在红外以外的地方,温度也会上升,说明红外以外也有能量辐射,只不过人眼看不见。我们把红光之外的辐射叫红外线。一切物体都在不断地辐射红外线,物体的温度越高,辐射出的红外线越强。
(2)特性及应用
特性
应用
工作原理
热作用强
红外线烤箱、用红外线烘干汽车表面的喷漆、浴室暖灯释放红外线、红外线理疗仪等
各种物体吸收了红外线后温度都会上升
穿透云雾能力强
红外线高空摄像机
利用灵敏的红外线探测器接收物体发出的红外线,再用电子仪器对接收到的信息进行处理,就可以显示出被测物体的形状和特征
抗干扰能力强
红外线遥控器
电视机、空调等家用电器的遥控器前端有一个发光二极管,按下不同的键时,发光二极管可以发出不同的红外脉冲,以实现对电视机、空调器的控制
一切物体都在不停辐射红外线,温度越高辐射越强
红外线测温仪、红外线夜视仪、红外感应灯、红外自动门、卫生洁具的自动控制等
人体可以发出红外线,可以通过红外线感应装置进行体温测量以及实现自动控制
2、紫外线
(1)概念:在光谱紫端以外,还有一种看不见的光,叫做紫外线。
(2)特性及应用
特性
应用
化学作用
紫外线可以照相机的胶片感光,因而可利用紫外线进行摄影
生理作用
适当的紫外线照射有助于人体合成维生素D,对骨骼的生长和身体健康都有好处;紫外线能杀死微生物,可用紫外线灯霉菌、治疗皮肤病等
荧光作用
在紫外线照射下荧光物质会发光,可用于鉴别纸币、古字画及商标的真伪等
(3)紫外线的危害
①过量的紫外线能伤害人的皮肤,轻则使皮肤粗糙,重则诱发皮肤癌。电焊的弧光中有强烈的紫外线,因此电焊工人在工作时必须穿好防护服,戴好防护面罩;
②太阳光是天然紫外线的来源。太阳光中有大量的紫外线,如果这些紫外线全部到达地面,地球上的生物将不能生存。但太阳光中的紫外线大部分没能到达地面,这是因为大气层上部的臭氧层有能吸收太阳光中的紫外线的特性,大部分紫外线都被臭氧层吸收了,保护地球生物不受到紫外线的伤害,因而保护地球臭氧层具有重要的意义。
(1)红外线与红光、紫外线与紫光都是不同的,红外线和紫外线是看不见的光,而红光、紫光是可见光;
(2)红外线、紫外线也是光,也遵循光的传播规律。在均匀同种介质中,红外线、紫外线也是沿直线传播的;若遇到反射面,也会发生反射,且反射时都遵循光的反射定律。
1.[2024·北京东城·二模](多选)下列说法中正确的是( )
A.漫反射遵循光的反射定律 B.电磁波在真空中传播的速度为340m/s
C.配戴凹透镜可以矫正远视眼 D.彩色电视机画面的色彩由三原色光混合而成
题型一 光的直线传播
►考向01 光源
1.(2024·北京模拟)如图,是一张大厦的照片,关于下列说法正确的是( )
A.照相机的镜头对光线有发散作用 B.照相机成倒立放大的虚像
C.水中的像是光的反射造成的 D.在太阳下的大楼是光源
►考向02 光沿直线传播的条件及现象
2.(2024·北京石景山·一模)图所示的光现象,由于光的折射形成的是( )
A.手在墙上的手影
B.日食的形成
C.筷子好像在水面处弯折
D.鸟巢在水中形成的倒影
3.(24-25九年级上·北京顺义·期中)如图所示的四种现象中,由于光的直线传播形成的是( )
A.筷子在水面处弯折 B.从汽车后视镜中看到车辆
C.景物在水中形成倒影 D.日晷面上出现晷针的影子
题型二 光的反射
►考向01 光的反射现象
4.(2023·北京·中考真题)如图所示的光现象,由于光的反射形成的是( )
A. 桥在水中形成倒影
B. 墙上呈现人的影子
C. 筷子好像在水面处弯折
D. 放大镜把字放大
5.(2024·北京西城·二模)如图所示的光现象,由于光的反射形成的是( )
A.阳光通过三棱镜发出色散 B.墙上呈现人的手影
C.故宫角楼在水中形成倒影 D.铅笔好像在水面处折断
6.(2024·北京朝阳·二模)如图所示的光现象中,由于光的反射形成的是( )
A.墙上呈现人的影子
B.桥在水中形成倒影
C.放大镜把文字放大
D.白光穿过三棱镜色散
►考向02 光的反射定律
7.(2024·北京大兴·二模)小兴探究光的反射规律时,把一个平面镜放在水平桌面上,在平面镜上竖直放置一块白纸板,ON与镜面垂直。他用激光笔发出的光束紧贴着白纸板沿EO方向照射到平面镜上,发现反射光沿OF方向射出,记录下反射角∠FON和入射角∠EON的值。接着他多次转动激光笔,改变入射光的方向后仍使光在O处发生反射 。
8.(2024·北京西城·二模)小刚利用如图所示的装置进行探究光的反射定律的实验,他先将纸板B以ON为轴转动到与纸板A同一平面,使激光笔发出的光束贴着纸板A沿EO的方向照射到平面镜的O点,在纸板B上观察到反射光OF。
(1)小刚想探究反射角与入射角是否相等。他在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹,改变 ,做多次实验,记录每次入射光和反射光的径迹,取下纸板AB,用量角器测量 ,并记录实验数据。
(2)小刚使入射光逆着原来反射光的方向射向镜面O点,做多次实验,均观察到反射光逆着原来入射光的方向射出。实验现象说明: 。
►考向03 光的反射作图
9.(2023·北京大兴·一模)如图所示,MM′为平面镜,AO为入射光线,ON为法线,入射角∠AON等于30°。已知∠NOB等于30°,∠NOC等于60°,则入射光线AO的反射光线将沿着 (选填“OB”或“OC”)方向射出。
题型三 平面镜成像
►考向01 平面镜成像的特点及规律
10.(2022·北京·中考真题)小京利用如图所示的装置及相同高度的蜡烛等器材探究平玻璃板面镜成像特点,其中玻璃板和蜡烛竖直放置在水平桌面上,蜡烛的高度为6cm,蜡烛与玻璃板之间的距离为10cm。蜡烛通过玻璃板所成的像是 像(选填“实”或“虚”),像的高度为 cm,像到玻璃板的距离为 cm。
11.(2023·北京顺义·二模)小明身高为1.7m,他站立在平面镜前1m处时,在平面镜中所成像的高度为h1,像到平面镜的距离为s1;小明站立在平面镜前2m处时,在平面镜中所成像的高度为h2,像到平面镜的距离为s2。下列判断正确的是( )
A.h2<h1 B.h2=h1 C.s2<s1 D.s2=s1
►考向02 探究平面镜成像特点
12.(2024·北京·二模)小红为探究平面镜成像的特点,她在水平桌面上铺上白纸,用支架将玻璃板立在白纸上,再取来两支相同的蜡烛A和B,如图所示。
(1)小红在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动,人眼在蜡烛 (选填“A”或“B”)侧观察,直到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。
(2)移动蜡烛A使它靠近玻璃板,此过程中A在玻璃板中所成像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)小红移去蜡烛B,在原来B的位置放置一块光屏,则在光屏上 (选填“能”或“不能”)接收到蜡烛A的像。
13.(2024·北京房山·二模)如图所示是“探究平面镜成像时,像距与物距的关系”的实验装置。实验时用透明薄玻璃板替代平面镜。
(1)将一张白纸平铺在水平桌面上,再将玻璃板 放置在白纸上。
(2)将蜡烛A放在玻璃板前面,将蜡烛B放在玻璃板后面适当位置,从各个方向观察到其与蜡烛A的像完全重合。用刻度尺测量此时的物距u和像距v,记录在实验数据表格中。
(3) ,用刻度尺测出此时的物距u和像距v,记录在实验数据表格中。
(4)经过多次探究得到下表格中实验数据。分析实验数据可得结论,平面镜成像时, 。
u/cm
5.50
8.10
10.20
12.00
15.10
16.20
v/cm
5.50
8.10
10.20
12.00
15.10
16.20
14.(2024·北京海淀·二模)小明探究物体在平面镜中所成像的大小与物体到平面镜的距离是否有关,他选取了薄平板透明玻璃、完全相同的短蜡烛甲和乙、完全相同的长蜡烛丙和丁、刻度尺等器材。主要的实验步骤如下:
①如图所示,利用支架将透明玻璃垂直于水平纸面放置,将蜡烛甲放在玻璃前的A点处,将蜡烛乙放在玻璃后的适当位置,从玻璃前面多个角度观察到其与蜡烛甲的像完全重合;
②将蜡烛丙放在玻璃前的B点处,将蜡烛丁放在玻璃后的适当位置,从玻璃前面多个角度观察到其与蜡烛丙的像完全重合。
请根据以上叙述,回答下列问题:
(1)小明的探究过程中存在的问题是: ;
(2)为了完成探究任务,小明应采取的改进措施是: 。
题型四 光的折射
►考向01 光的折射规律的应用
15.(2022·北京·中考真题)图所示的光现象中,由于光的折射形成的是( )
A.日晷上呈现针的影子 B.景物在镜中成像
C.鸟巢在水中形成倒影 D.筷子好像在水面处弯折
16.(2024·北京房山·二模)图所示是光由空气斜射入玻璃时发生折射的光路图,一束光沿AO方向斜射到空气和玻璃交界面PQ上的O点,并沿着OB方向射出,MN是法线。下列说法正确的是( )
A.∠AOP是入射角
B.∠NOB是折射角
C.若入射角增大,折射角会减小
D.若光沿着BO方向入射,不会沿着OA方向射出
►考向02 三种光现象辨析
17.(2024·北京海淀·二模)我国很多诗句蕴含着丰富的物理知识,下列解释正确的是( )
A.“潭清疑水浅”,“水浅”是由于光的反射形成的
B.“雨霁彩虹卧”,“彩虹”是一种光的色散现象
C.“绿树阴浓夏日长”,绿树下的影子是由于光的折射形成的
D.“池水映明月”,池水中的明月是月亮的实像
18.(2024·北京大兴·二模)图所示的光现象中,由光的折射形成的是( )
A.鸟巢在水中形成倒影 B.树荫下地面上的光斑
C.日晷上呈现指针的影子 D.铅笔在水面处“弯折
19.(2024·北京顺义·一模)图所示的光现象中,由于光的反射形成的是( )
A.放大镜把字放大
B.筷子好像在水面处弯折
C.日晷上呈现晷针影子
D.景物在水中形成倒影
基础巩固
1.关于光现象,下列说法正确的是( )
A.光在同种介质中沿直线传播 B.光从空气垂直射入水中时,入射角等于
C.自行车尾灯的工作原理是光的折射 D.放大镜的工作原理是光的反射
2.我国东汉时期杰出的天文学家张衡的《灵宪》中说“月光生于日之所照”,意思是:月亮的光辉来自太阳的照射。下列有关月亮和月光的说法中,正确的是( )
A.月亮是自然光源
B.月光的形成是光的折射现象
C.太阳光照射在月球表面上,发生的是镜面反射
D.光从太阳传播到月球比从月球传播到地球所用的时间长
3.如图所示,阳光下一本物理教材掉到地上,小明和小红从不同的位置都能看到它。以下说法正确的是( )
A.阳光在教材上发生镜面反射,反射光线向各个不同方向射出
B.小明和小红眼睛发出的光都射在书本上
C.阳光在教材上发生漫反射,且满足反射角等于入射角
D.物理教材是光源,它发出的光射入小明和小红的眼睛
4.如图所示的光现象中,由于光的反射形成的是( )
A.国家大剧院的倒影
B.墙上的手影
C.阳光穿过树林
D.日晷上呈现指针的影子
5.图所示的四种现象中,属于光的直线传播的是( )
A.廊桥在水面出现“倒影” B.玻璃砖后的笔杆“错位”
C.射击瞄准要“三点一线” D.通过凸面镜观察路况
6.一束光从一种介质斜射入另一种介质中时的传播路径,如图所示。EF是两种介质的交界面,NM为法线。下列说法错误的是( )
A.一定是入射角
B.若两种介质是水和空气,那么EF的上方是空气
C.若光束沿CO方向射向EF,则反射光和折射光传播的路径分别与OA和OB重合
D.若光束沿AO方向射向EF,则反射光与折射光都会在NM的右侧
7.将发出白光的手电筒用红色玻璃纸蒙上,手电筒发出的光变为红色,这说明透明物体的颜色是由它所能 的色光的颜色决定;白光照射绿色树叶时,树叶是绿色,因此,不透明物体的颜色由它 色光的颜色决定。
8.艾英同学在“探究平面镜成像特点”的实验时,所用的实验器材有带底座的玻璃板、白纸、笔、火柴、光屏、刻度尺、两支外形相同大小相等的蜡烛A和B。
(1)选用玻璃板代替平面镜,主要是为了 ;
(2)在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛B竖直在玻璃板后面移动,人眼一直在玻璃板的前侧观察,直至蜡烛B与蜡烛A的像 ;
(3)移去蜡烛B,在其原来位置上放一块光屏,光屏上无法呈现蜡烛的像,说明成的像是 (选填“虚”或“实”)像;
(4)当蜡烛A向玻璃板靠近时,像的大小 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
9.小阳将如图所示的实验装置放在水平台面上,其中圆柱形烟雾室可以通过旋转底座水平转动,可调节的激光笔M发出的绿光始终斜射向O点,并发生反射,激光笔N发出的红光始终过平面镜上的O点与平面镜垂直。
(1)实验中可以观察到下图所示的现象。为了说明在反射现象中,反射光线、入射光线和法线在同一平面内,小阳的进一步操作及观察到的现象分别是: ;
(2)为了得到反射光线与入射光线准确的位置关系,小阳利用下图所示的实验装置,不断调整激光器的位置,将入射角与反射角记录在下表中;
度
0
15
30
45
60
75
度
0
15
30
45
60
75
分析表格中的数据,归纳得出: 。
能力提升
10.下列说法正确的是( )
A.光在发生漫反射时,反射角不等于入射角
B.光在真空中的传播速度为
C.人离平面镜越近,人在平面镜中所成的像就越大
D.一束太阳光可以通过三棱镜“分解”为不同颜色的光
11.2021年4月17日“月掩火星”现身天宇。“月掩火星”实际上是地球、月亮和火星三者在一条直线上而出现的视觉现象。下列光现象中,与“月掩火星”奇观成因相同的是( )
A.小孔成像
B.凸面镜扩大视角
C.雨后彩虹
D.水中“倒影”
12.早在战国时期,我国古代著名教育家、思想家墨子就曾研究并记录了小孔成像的现象。如图所示,他用蜡烛作为光源,在木板上钻了一个小孔,发现光线透过小孔在墙壁上形成一个倒立的像。下列说法正确的是( )
A.蜡烛在墙上形成的像是正立的
B.小孔所成像的形状与发光物体的形状有关,与小孔的形状有关
C.当小孔和光屏的位置不变时,物体远离小孔时,像变小
D.当物体和光屏的位置不变时,向右移动小孔,像变小
13.小春同学去眼镜店配眼镜,商家采用了如图所示方法给她检查视力,请根据图中的数据找出正确选项( )
A.视力表的像距离平面镜5 m
B.小春距离她自己的像5 m
C.视力表的像距离小春4m
D.小春的像距离视力表的像1 m
14.(多选)如图所示,关于光现象及其解释,下列描述正确的是( )
A.甲图中是漫反射现象,不遵循光的反射定律
B.乙图中“立竿见影”现象是由光的直线传播形成的
C.丙图中平静水面上的倒影是光的反射现象
D.丁图中“折断的铅笔”是光的折射现象
15.(多选)关于如图所示光学现象的描述或解释,下列说法中正确的是( )
A.图甲:牙医利用平面镜观察牙齿的背面,应用了光的折射原理
B.图乙:圭表通过表的影子变化进行计时,应用了光的直线传播的原理
C.图丙:太阳光经三棱镜后可以产生彩色光带,说明白光是由各种色光混合而成
D.图丁:阳光照射到建筑物的玻璃幕墙时造成“光污染”是由于光的漫反射形成
16.小强利用如图甲所示的装置及两支相同的蜡烛等器材进行实验探究,其中平板透明玻璃与水平纸面垂直。
(1)实验室提供了厚薄不同的两块玻璃板,小强应该选择 (选填“厚”或“薄”)玻璃板进行实验。
(2)小强将蜡烛1竖立在玻璃板前白纸上的A点处,然后他拿蜡烛2竖立在玻璃板后面移动,同时在玻璃板前透过玻璃板左右观察,直至看到蜡烛2与蜡烛1的像 ,这时,蜡烛2的位置就是 的位置。
(3)小强继续实验,他将蜡烛1移至玻璃板前白纸上的B点处,使其到玻璃板的距离增大了2cm,通过实验,他发现蜡烛1的像 (选填“靠近”或“远离”)玻璃板 cm,像的大小 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)完成实验后,小强将一枚硬币放在玻璃板前,能看到它在玻璃板后的像在a的位置,如图乙所示。若将玻璃板相对于白纸水平向右移动3cm,该硬币的像相对于白纸的位置 ___________(填序号)。
A.不变
B.向右移动3cm
C.向右移动6cm
17.利用如图甲所示装置探究光的反射定律,用激光笔1发出的光束AO作为入射光线,用激光笔2发出垂直于镜面射向入射点O的光束作为法线,如图乙所示。AO与ON形成的夹角i是入射角,OB与ON形成的夹角r是反射角。请回答下列问题:
(1)多次改变入射光的方向,测量和,实验数据如表所示,由此可得:在光的反射现象中,多次测量的目的是 。
(2)在反射光线一侧,单眼观察到 ,说明本次反射中,反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
18.请阅读《仰仪》并回答问题。
仰仪
我国古代在设计和制造天文测量仪器方面贡献巨大,如图所示,“仰仪”就是其中之一、它是我国元代天文学家郭守敬设计制造,因其形状像一口仰放着的大锅而得名,现位于河南省登封市观星台。仰仪主体为直径约3米的铜质半球面,球面上规则地刻画着坐标网,用来测量或标定天体的位置。仪唇(半球面的边缘)上均匀地刻画出24条线,用来测定时辰和天体的方位。仪唇上面刻有一圈水槽,通过向其中注水来校正锅口水平。在锅口上沿的正南方安装着两根十字交叉的铜竿,分别沿正南北、正东西方向放置,古人称之为缩竿。其中指向南北方向的缩竿一直延伸到锅口中心,它的北端装有一块中心开有小孔、可以旋转的小方板,称为璇玑板,小孔正好对准半球的中心。当太阳光照射到仰仪上时,转动璇玑板使中心小孔对向太阳,一部分阳光会通过小孔在铜质半球面上形成一个明亮的圆点(亮点),这个亮点就是太阳的像。仰仪半球面的坐标网与天球坐标网,东西反向,并且以南极替代北极。仰仪是一种采用直接投影法的天文观测仪器,可以观测日食和月食。因此,仰仪被称为“日食观测工具的鼻祖”。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)向仰仪上仪唇水槽中注水的目的是 ;
(2)阳光会通过小孔在铜质半球面上形成一个明亮的圆点(亮点),这个亮点就是太阳的 像(选填“虚”或“实”);
(3)如图所示的现象中,与“直接投影法”工作原理相同的是
A. 山在水中的倒影 B. 烛焰通过小孔成的像
C. 水面上“折断”的筷子D。 在墙上投出的手影
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专题09 光现象(1~6分)
01考情透视·目标导航
02知识导图·思维引航
03考点突破·考法探究
考点一 光的直线传播
考点二 光的反射
实验01 探究光的反射规律
考点三 平面镜成像
实验02 探究平面镜成像特点
考点四 光的折射
实验03 探究光的折射规律
考点五 光的色散
04题型精研·考向洞悉
题型一 光的直线传播
►考向01 光源
►考向02 光沿直线传播的条件及现象
题型二 光的反射
►考向01 光的反射现象
►考向02 光的反射定律
►考向03 光的反射作图
题型三 平面镜成像
►考向01 平面镜成像的特点及规律
►考向02 探究平面镜成像特点
题型四 光的折射
►考向01 光的折射规律的应用
►考向02 三种光现象辨析
05分层训练·巩固提升
基础巩固
能力提升
考点要求
课标要求
考查频次或分值
命题预测
光的直线传播
· 通过实验,探究光在同种均匀介质中是沿直线传播的
· 1 ~ 6分
《光现象》是中考必考内容。常见考题类型是选择题、填空题、实验探究题,有时也会出现以作图题形式出现的科普阅读题。考查的命题点有:光的直线传播条件、生活中常见光的直线传播的现象、小孔成像、利用光的直线传播作图、生活中光的反射现象、光的反射规律、利用光的反射作图、探究光的反射规律、镜面反射和漫反射、平面镜成像规律及应用、光的折射及应用等。
光的反射
· 通过探究,了解光的反射规律。了解什么是镜面反射和漫反射
平面镜成像
· 通过实验,探究平面镜成像时像与物的关系,了解平面镜成像的特点及应用
光的折射
· 通过探究,了解光的折射规律。认识生活中的折射现象
光的色散
· 通过观察和实验(光的色散),知道白光是由色光组成的
考点一 光的直线传播
一、光源
1、光源:自身能够发光的物体叫光源。光源分为自然光源和人造光源。
2、光源的判断
判断物体是不是光源,关键是物体自身能否发光。有些物体看起来好像在发光,实际上是反射了其他光源发出的光,所以这些物体不是光源;如镜子、月亮、宝石、电影的屏幕等。
二、光的直线传播
1、光是怎样传播的
(1)实验观察:光在空气、水、玻璃中的传播路径。
【实验器材】激光笔、烧杯、水箱、水、玻璃砖等。
【进行实验】
一、探究光在空气中的传播路径:在夜晚,用能发出带有颜色的激光笔射向天空,如图甲所示。看到激光笔发出的光在空气中沿直线传播。
二、探究光在水中的传播路径:在盛水的水箱中,让激光笔沿不同方向垂直水箱侧面射出光,观察光在水中的传播路径,如图乙所示。看到光在水中沿直线传播。
三、探究光在玻璃中的传播路径:让激光笔发出的光从玻璃砖的侧面垂直射入玻璃砖,观察光在玻璃砖中的传播路径,如图丙所示。看到光在玻璃中沿直线传播。
【探究归纳】光在空气、水、玻璃等透明物质中均是沿直线传播的。
(2)探究光沿直线传播的条件
①在桌上放一个大的透明水槽,配有四杯等量但浓度不同的糖水,每杯糖水中都添加少量牛奶(为了清晰地显示光路),将它们按浓度从大到小的顺序排列,依次倒入水槽,水槽内的液体就变成了从上到下浓度逐渐增大的非均匀水溶液;
②如图甲所示,将一束光从透明水槽侧面垂直射入非均匀浓度的糖水溶液中,观察到激光的传播路径在浓度不均匀的糖水溶液中会向下弯曲;
③如图乙所示,用玻璃棒搅拌糖水溶液时,使其浓度变得均匀,再将激光射向糖水溶液中,观察到激光在均匀浓度的糖水溶液中的传播路径是直的。
【分析论证】光垂直射入浓度不均匀的糖水溶液中时,光的传播路径发生了弯曲;在均匀浓度的糖水溶液中,光的传播路径是直的。
【实验结论】光在同种均匀介质中沿直线传播。
(3)光可以在真空中传播:太阳光能通过太空和大气层传播到地球表面,说明光可以在真空中传播。
2、光线
(1)定义:为了表示光的传播情况,我们通常用一条带有箭头的直线表示光的传播径迹和方向(如图甲所示),这样的直线叫光线。
(2)画法:光线是带箭头的直线,箭头表示光的传播方向。画光路图时,光线要用实线表示,且标上箭头。图乙和图丙分别表示平行光和点光源发出的光。
3、与光的直线传播有关的现象
(1)影子:光在传播过程中,遇到不透明的物体,会使物体后面光不能到达的区域形成一个阴暗区域,即物体的影子;
(2)日食和月食
①月食:当地球处于月球和太阳之间时,地球挡住了射向月球的光,由于光沿直线传播,我们能看到月食。
②日食:当月球运行到太阳和地球之间时,由于光沿直线传播,月球就挡住了太阳射向地球的光,我们看到了日食。
(3)小孔成像:如图所示甲,用给一个带有小孔的板遮挡在光屏与蜡烛之间,光屏上就会形成烛焰倒立的像,我们把这样的现象叫小孔成像。左右移动中间的板,光屏上的像的大小也会随之发生变化。
三、光的传播速度
1、光在真空中的传播速度
光不仅可以在空气、水等物质中传播,而且可以在真空中传播。光在真空中的传播速度很大,在物理学中用c表示,c=2.99792×108m/s。通常情况下,真空中的光速可以近似为:c=3×108m/s。
2、光在其他介质中的传播速度
光在空气中的传播速度近似等于光在真空中的传播速度c,也可以近似为c=3×108m/s。光在水中的传播速度约为;光在玻璃中的传播速度近约为。
影子和小孔成像的异同
现象
相同点
不同点
影子
形成原因都是光沿直线传播
影子是光照射不到的区域,影子的形成不一定和物体的形状相同,而且影子是黑暗的
小孔成像
通过小孔成的像是光实际照射到的区域,像的形状和物体的形状相同,而且像是亮的
1.[2023·北京·一模]如图所示的光现象中,由于光的直线传播形成的是( )
A.鸟巢在水中形成“倒影” B.日晷上呈现针的影子
C.放大镜把字“放大” D.笔好像在水面处“折断”
【答案】B
【解析】A.鸟巢在水中形成“倒影”属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故A不符合题意;
B.影子是由于光的直线传播在不透明物体背光一侧形成的暗区域,日晷上呈现针的影子是由于光的直线传播形成的,故B符合题意;
C.放大镜把字“反大”是凸透镜成像,是由于光的折射形成的,故C不符合题意;
D.笔好像在水面处“折断”是由于光的折射形成的虚像,故D不符合题意。
故选B。
考点二 光的反射
一、光的反射
1、光的反射现象
光从一种介质射向另一种介质的表面时,会有一部分光在介质表面反射回原介质中,这种传播现象叫光的反射。
2、看到物体的原因
我们能看到太阳、明亮的日光灯等光源,是因为光源发出的光进入我们的眼睛,产生了视觉。同时,我们也能看到本身不发光的物体,是因为这些物体反射的光进入了我们的眼睛,产生视觉。
3、光的反射的基本概念:一点、两角、三线
一点
入射点
光的入射点,用字母“O”表示
三线
入射光线
入射到反射面上的光线,如图中的光线EO
法线
经过入射点O并垂直于反射面的直线,它是一条辅助线,通常用虚线表示,如图中的ON
反射光线
入射光线射到反射面上后,被反射面反射的光线,如图中的光线OF
两角
入射角
入射光线与法线的夹角,如图中的∠i
反射角
反射光线与法线的夹角,如图中的∠r
二、光的反射定律
1、内容:在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在同一平面内;反射光线、入射光线分别位于法线两侧;反射角等于入射角。
2、对光的反射定律的理解
(1)发生反射现象时,是先有入射光线,后有反射光线。所以不能把“反射角等于入射角”说成“入射角等于反射角”。
(2)光线垂直镜面入射时,入射角为0°,反射光线沿原路返回,反射角也为0°,光的传播方向改变180°,并不是没有发生反射。
三、光路的可逆性
1、光路的可逆性
在探究光的反射规律实验中,如果让光逆着反射光的方向射到平面镜上,它被反射后就会逆着原来的入射光的方向射出。这表明,在反射现象中,光路是可逆的。如图所示。
2、生活中的光路可逆现象
生活中有很多现象可以说明光路的可逆性。例如,如果你在一块平面镜中看到了一位同学的眼睛,那么,这位同学也一定可以通过这面镜子看到你的眼睛。
四、镜面反射和漫反射
1、镜面反射
(1)镜面反射:一束平行光照射到镜面上后,会被平行地反射。平静的水面、抛光的金属面、各种镜面的反射都是镜面反射。
(2)现象:迎着太阳看平静的水面,特别亮;背着太阳看水面很暗;黑板“反光” 等。
2、漫反射
(1)漫反射:凹凸不平的表面会把平行的入射光向着四面八方反射。
(2)现象:我们能从各个方向看到本身不发光的物体,是由于光照射到物体上发生了漫反射。
(1)我们能从不同方向看到书上的字,是因为光在纸面上发生了漫反射;
(2)物体发出或反射的光浸入人眼越多,人眼就会感觉该物体越亮。所以,当发生镜面反射时,如果反射光正好进入人眼,人就会感觉镜面特别亮;
(3)无论镜面反射还是漫反射,都遵循观点反射定律。
实验01 探究光的反射规律
【实验猜想】1、光的反射光线、入射光线与镜面的夹角相等;2、反射光线和入射光线关于法线是对称的。
【实验步骤】1、如图甲所示,把平面镜放在水平桌面上,再将白色硬纸板竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON垂直于镜面,右侧纸板NOF可绕直线ON旋转;
2、先将纸板EON和纸板NOF处在同一平面内,然后使入射光贴着纸板沿某一角度射向O点,观察反射光的方向。在硬纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹;
3、改变光束的入射角度,进行多次实验(寻找普遍规律),换用不同颜色的笔记录每次光的径迹;
4、取下纸板,用量角器分别测量ON两侧的入射角和反射角的大小,并将数据记录在表格中;
5、如图乙所示,将纸板NOF向前或向后折转,在纸板上观察反射光的径迹。
实验次数
入射角
反射角
1
60°
60°
2
45°
45°
3
30°
30°
…
【分析论证】1、当纸板EON和NOF在同一平面内时,能观察到反射光的径迹,且入射光、反射光分居发现两侧,反射光线的方向随着入射光线方向的改变而改变;2、分析表中的数据可知,反射角等于入射角。反射角随着入射角的减小而减小;3、把纸板NOF向前折或向后折时,观察不到反射光的径迹,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
【实验结论】在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在同一平面内;反射光线、入射光线分别位于法线两侧;反射角等于入射角。
【实验注意事项】(1)应在光线较暗的室内进行实验,以便于观察实验现象;
(2)实验时,纸板必须与平面镜垂直,否则在纸板上看不到反射光;
(3)实验过程中严禁将激光对着人眼,以防灼伤眼睛;
(4)通过镜面对入射光的反射作用,可以看出镜子有改变光路的作用;
(5)本实验时一个归纳性实验,改变入射光的方向多次实验的目的是为了得到多组实验数据,从而得出普遍规律,避免实验结论的偶然性。
1.[2024·北京·中考真题]如图所示的光现象,由于光的折射形成的是( )
A.故宫角楼在水中的“侧影”
B.树在地面上的“树影”
C.花在透镜下的“放大像”
D.月亮在水中的“像”
【答案】C
【解析】A.水面相当于平面镜,故宫角楼在水中的“侧影”相当于平面镜成像,是由于光的反射形成的虚像,故A不符合题意;
B.光沿直线传播时遇到不透明的物体会在其后形成暗区,即影子。树在地面上的“树影”是光沿直线传播现象,故B不符合题意;
C.花朵用放大镜观察,观察到花朵放大的“虚像”属于凸透镜成像,是由光的折射形成的,故C符合题意;
D.水面相当于平面镜,月亮在水中的“像”属于平面镜成像,是光的反射形成的虚像,故D不符合题意。
故选C。
2.[2023·北京·中考真题]一束单色光从空气斜射入水中的情境如图所示。下列说法正确的是( )
A.BO是入射光,OA是反射光
B.AO是入射光,OC是折射光
C.∠AOM是入射角,∠BON是反射角
D.光若沿CO入射,将沿OA和OB射出
【答案】B
【解析】ABC.如图:过点O作法线PQ,由于反射时反射光线和入射光线位于法线两侧;折射时折射光线和入射光线也位于法线两侧,所以图中AO是入射光线、OB是反射光线、OC是折射光线。∠AOP是入射角,∠BOP是反射角,故B正确,AC错误;
D.折射时光路是可逆的,所以光若沿CO入射,将沿OA射出,故D错误。
故选B。
考点三 平面镜成像
一、平面镜成像
1、平面镜成像
平面镜所成像的大小与物体的大小相等,像和物体到平面镜的距离相等,像和物的连线与镜面垂直。即平面镜所成的像与物体关于镜面对称。
2、平面镜成虚像
(1)平面镜成像原理:光的反射。
(2)平面镜成虚像
如图所示,从光源点S处射来的一部分光经平面镜反射后进入眼睛,引起视觉,眼睛感到光好像是从S'点处射来的,我们就看到了物体在平面镜中的像点S' 。镜子后面并没有发光点S',故S'是虚像。
3、平面镜的应用
应用分类
示例
成像
照镜子
舞蹈演员纠正自己的舞姿
改变光路
太阳能电站
潜望镜
扩大视觉空间
墙上装平面镜,感觉空间更大
利用平面镜在较小空间内完成视力检查
二、凸面镜和凹面镜
1、球面镜:如果镜子的反射面是球面的一部分,这样的镜子叫球面镜。球面镜分为凸面镜和凹面镜。
2、凸面镜
(1)概念:用球面的外表面作反射面的镜子叫凸面镜。
(2)特点:凸面镜对光有发散作用,平行光射到凸面镜上,反射后成为发散光,如图所示。
(3)应用:使用凸面镜能起到扩大视野的作用,所以汽车的后视镜和道路转弯处的反射镜都是凸面镜。
3、凹面镜
(1)概念:用球面的内表面作反射面的镜子叫凹面镜。
(2)特点:凹面镜对光有会聚作用,平行光射到凹面镜上,反射后会聚到一点,如图所示。
(3)应用
①使用凹面镜对光的会聚作用的有:太阳灶、奥运圣火采集器等。
②由光路可逆原理可知,由一点发出的光经凹面镜反射后可成为平行光,这一特点的常见应用有:探照灯、各种机动车的前灯、医用头灯等。
实验02 探究平面镜成像特点
【实验猜想】平面镜所成的像的大小可能与物体的大小相等,像到平面镜的距离可能物体到平面镜的距离相等。
【实验步骤】(1)在水平桌面上铺一张白纸,纸上竖立一块薄的玻璃板作为平面镜,在纸上沿着玻璃板画一条直线,这条直线代表玻璃板的位置;
(2)如图所示,把一只点燃的蜡烛放在玻璃板的前面,透过玻璃板进行观察,可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一只外形完全相同的蜡烛(未点燃),竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟前面的蜡烛的像完全重合。这个位置就是前面那个蜡烛的像的位置;
(3)在纸上记录下两支蜡烛的位置,并注意观察蜡烛的大小和它的像的大小是否相同;
(4)移动点燃的蜡烛,重做实验;
(5)用直线把两次实验中的蜡烛和它的像在纸上的位置连接起来,用量角器测量蜡烛和像连线与镜面的夹角;
(6)用刻度尺分别测量蜡烛和像到玻璃板的距离,将测得的数据记录在表格中
【分析论证】(1)未点燃的蜡烛可以与点燃的蜡烛的像完全重合,说明蜡烛的像的大小与蜡烛大小相等;
(2)由实验数据可知,蜡烛和它的像的连线与镜面垂直,蜡烛的像到平面镜的距离与蜡烛到平面镜的距离相等。
【实验结论】平面镜成像的特点:平面镜所成像的大小与物体大小相等,像和物体到平面镜的距离相等,像和物体的连线与平面镜垂直,即平面镜所成的像与物体关于平面镜对称。
【实验注意事项】(1)为了使观察到的像更为清晰,实验最好在较暗的环境中进行;
(2)实验中用玻璃板代替平面镜,目的是便于观察和确定像的位置,并比较物像的大小关系,原因是玻璃板既能反射光又能透过光,即透过玻璃板能看到未点燃的蜡烛,也能看到点燃的蜡烛所成的像;
(3)实验应选用较薄的玻璃板。因为玻璃板的前后表面可以各成一个像,当玻璃板较厚时,两个像有较大的错位,难以确定像的位置;
(4)实验中,玻璃板要竖直立在水平桌面上。若玻璃板没有竖直放置,则未点燃的蜡烛和点燃的蜡烛将不能完全重合;
(5)实验中,使用两支完全相同的蜡烛,目的是比较像与物体的大小关系;
(6)用点燃的蜡烛做实验的优点是所成的像比较亮,便于观察;
(7)白纸用于标注玻璃板的位置、蜡烛以及蜡烛的像的位置,刻度尺用于测量蜡烛以及蜡烛的像到玻璃板的距离;
(8)改变蜡烛与玻璃板的距离进行多次实验,是为了寻找普遍规律。
对实像和虚像的理解
成因
特点
实例
实像
实际光线会聚所成的像
既可以用眼睛直接观察,又可以用光屏承接
小孔成像
虚像
不是实际光线会聚而成的,而是由实际光线的反向延长线相交形成的
只能用眼睛直接观察,不能用光屏承接
平面镜成像、水中倒影、水中的鱼
1.[2024·北京·中考真题]某同学利用如图所示的装置及完全相同的电子蜡烛A、B等器材,探究物体在平面镜中成像时像距与物距是否有关。其中薄透明玻璃板与水平纸面垂直。主要实验步骤如下:
(1)将点亮的A放在玻璃板前,用刻度尺测量 ;将未点亮的B放在玻璃板后,不断调整B的位置,直到从各个角度观察B与A的像 ,用刻度尺测量B到玻璃板的距离。将实验数据记录在表格中;
(2)改变 ,仿照步骤(1)再做1次实验,将实验数据记录在表格中。
【答案】(1) A到玻璃板的距离 完全重合 (2)A的位置
【解析】(1)[1]探究物体在平面镜中成像时像距与物距是否有关,需要测量蜡烛A到玻璃板的距离,用刻度尺测量B到玻璃板的距离。
[2]将未点亮的B放在玻璃板后,不断调整B的位置,直到从各个角度观察B与A的像完全重合,此时物体B可以替代蜡烛A的像。
(2)改变蜡烛A的位置,仿照步骤(1)再做1次实验,将实验数据记录在表格中,需要多次实验,寻找普遍规律。
考点四 光的折射
一、光的折射
1、光的折射现象
(1)光的折射:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折的现象。
(2)发生折射的条件
①光从一种介质斜射入另一种介质。若垂直入射,则传播方向不发生改变。
②光在同种不均匀介质中传播时,也会发生折射现象。如太阳光穿过大气层时传播方向会发生改变。
(3)光从一种透明介质进入另一种透明介质时,在分界面上,一部分光发生折射,同时还有一部分光发生反射返回到原介质中,即反射和折射现象同时发生。
2、光的折射规律
(1)基本概念:“一点、一面、三线、两角”
一点
入射点
入射光与分界面的交点
一面
分界面
两种介质的分界面,如图所示的NN'
三线
入射光线
入射到两种介质表面的光线AO
法线
过入射点且垂直于两种介质分界面的直线NN'
折射光线
进入另一种介质的光线OC
两角
入射角
入射光线与法线的夹角
折射角
折射光线与法线的夹角
(2)光的折射规律内容
①光从空气斜射入水或其它介质时,折射光线向法线方向偏折,折射角小于入射角;当入射角增大时,折射角也增大;当入射角减小时,折射角也减小。光从空气垂直射入水(或其它介质)中时,传播方向不变。
②折射时光路可逆。
二、生活中的折射现象
海市蜃楼
夏天,海面附近空气温度较低,密度较大,来自地平线以下远处的物体的光,传播时由于不同高度空气的密度不同而向地面多次弯曲后进入我们的眼中,形成“蜃景”的现象
“错位”的奥秘
来自水面以下的笔上物点的光,从水中射向空气反生折射,折射角大于入射角,我们眼睛看到的光好像是从直线传播方向发出的,这样看起来就好像笔错位了
叉鱼的诀窍
因为人们看到的是水中的鱼的虚像,它比鱼的实际位置浅,所以要瞄准看到的“鱼”的下方才能叉到鱼
“变高”的奥秘
因为光从空气进入水中时发生折射,所以水中的人看到的是岸上的树的虚像,它比树的真实位置要高
实验03 探究光的折射规律
【提出问题】让一束光从空气斜射入水中,传播方向是否发生偏折?向哪个方向偏折?
【实验器材】激光笔、水槽、标有角度的圆盘等。
【进行实验】利用如图所示的实验装置进行实验。
(1)让一束光从空气斜射入水中,观察折射光线、入射光线和法线之间的位置关系,比较折射角和入射角的大小关系,并描画出光束在空气和水中的传播路径;
(2)改变入射角大小,观察折射角的变化情况;
(3)让一束光垂直射入水中,观察折射情况;
(4)让一束光逆着原折射光的方向从水中斜射入空气中,观察折射情况。
【实验现象】
(1)光从空气斜射入水中时,,可观察到折射光线、入射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分居于法线两侧,折射光线向法线方向偏折,折射角小于入射角;
(2)改变入射角的大小,发现折射角的大小也随之改变,并且入射角增大时,折射角也增大;
(3)光从空气垂直射入水中时,其传播方向不变;
(4)让光逆着原折射方向从水中斜射入空气中时,进入空气中的折射光线逆着原入射光线的方向射出。
【实验结论】
(1)当光从空气斜射入水中(或其他介质)时,折射光线向法线方向偏折,折射角小于入射角;当入射角增大时,折射角也随之增大;
(2)当光线从水或其他介质斜射入空气中时,折射光线远离法线,折射角大于入射角;
(3)当光从空气垂直射入水中或其他介质中时,其传播方向不变;
(4)在光的折射现象中,光路是可逆的。
1.[2022·北京·中考真题]图所示的光现象中,由于光的折射形成的是( )
A.日晷上呈现针的影子 B.景物在镜中成像
C.鸟巢在水中形成倒影 D.筷子好像在水面处弯折
【答案】D
【解析】A.影子的形成是由于光的直线传播,故A不符合题意;
B.景物在镜子中成的像是由于光的反射,故B不符合题意;
C.鸟巢在水中形成的倒影是由于光的反射,故C不符合题意;
D.筷子看起来弯折,是由于光从水中进入到空气中时,发生了折射,故D符合题意。
故选D。
考点五 光的色散
一、光的色散
1、概念
太阳光(白光)经三棱镜后,被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七种颜色的光,这种现象叫光的色散。
2、光发生色散的实质
光发生色散的实质是光的折射。不同颜色的光经三棱镜后,折射程度不同,其中红光偏折程度最小,紫光偏折程度最大。
3、生活中的色散现象
雨后天空悬浮着大量细小的水珠,太阳光照射到这些小水珠上,经反射和折射后发生色散现象,形成绚丽的彩虹。
二、三原色
1、色光的三原色
(1)太阳可以分解为七种单色光,但实际上大自然中的色彩远比这七种颜色更丰富,这是因为单色光按照不同比例混合后会产生各种不同颜色的光;
(2)大量实验发现,把红、绿、蓝三种色光按照不同比例混合,就可以产生各种颜色的光,而红、绿、蓝三种色光都不能由其他颜色的光混合而成,因此人们把红、绿、蓝叫做色光的三原色。
2、色光混合的应用
色光的混合在科学技术中有着广泛的应用,彩色电视机呈现的丰富的色彩就是由三原色混合而成的。彩色电视机的荧光屏上有着很多微小的发光点,分别能够发出红、绿、蓝三种色光,通过电路控制三种色光的强弱,就可混合处绚丽多彩的色彩。如果用放大镜观察正在播放节目的电视机屏幕,就能在屏幕上看到红、绿、蓝三种颜色的光点。
三、看不见的光
1、红外线
(1)概念:让一束白光通过三棱镜发生色散形成光谱,若将非常灵敏的温度计分别放到色散后不同颜色的光处,都能检测到温度的上升。如果把温度计放在红外以外的地方,温度也会上升,说明红外以外也有能量辐射,只不过人眼看不见。我们把红光之外的辐射叫红外线。一切物体都在不断地辐射红外线,物体的温度越高,辐射出的红外线越强。
(2)特性及应用
特性
应用
工作原理
热作用强
红外线烤箱、用红外线烘干汽车表面的喷漆、浴室暖灯释放红外线、红外线理疗仪等
各种物体吸收了红外线后温度都会上升
穿透云雾能力强
红外线高空摄像机
利用灵敏的红外线探测器接收物体发出的红外线,再用电子仪器对接收到的信息进行处理,就可以显示出被测物体的形状和特征
抗干扰能力强
红外线遥控器
电视机、空调等家用电器的遥控器前端有一个发光二极管,按下不同的键时,发光二极管可以发出不同的红外脉冲,以实现对电视机、空调器的控制
一切物体都在不停辐射红外线,温度越高辐射越强
红外线测温仪、红外线夜视仪、红外感应灯、红外自动门、卫生洁具的自动控制等
人体可以发出红外线,可以通过红外线感应装置进行体温测量以及实现自动控制
2、紫外线
(1)概念:在光谱紫端以外,还有一种看不见的光,叫做紫外线。
(2)特性及应用
特性
应用
化学作用
紫外线可以照相机的胶片感光,因而可利用紫外线进行摄影
生理作用
适当的紫外线照射有助于人体合成维生素D,对骨骼的生长和身体健康都有好处;紫外线能杀死微生物,可用紫外线灯霉菌、治疗皮肤病等
荧光作用
在紫外线照射下荧光物质会发光,可用于鉴别纸币、古字画及商标的真伪等
(3)紫外线的危害
①过量的紫外线能伤害人的皮肤,轻则使皮肤粗糙,重则诱发皮肤癌。电焊的弧光中有强烈的紫外线,因此电焊工人在工作时必须穿好防护服,戴好防护面罩;
②太阳光是天然紫外线的来源。太阳光中有大量的紫外线,如果这些紫外线全部到达地面,地球上的生物将不能生存。但太阳光中的紫外线大部分没能到达地面,这是因为大气层上部的臭氧层有能吸收太阳光中的紫外线的特性,大部分紫外线都被臭氧层吸收了,保护地球生物不受到紫外线的伤害,因而保护地球臭氧层具有重要的意义。
(1)红外线与红光、紫外线与紫光都是不同的,红外线和紫外线是看不见的光,而红光、紫光是可见光;
(2)红外线、紫外线也是光,也遵循光的传播规律。在均匀同种介质中,红外线、紫外线也是沿直线传播的;若遇到反射面,也会发生反射,且反射时都遵循光的反射定律。
1.[2024·北京东城·二模](多选)下列说法中正确的是( )
A.漫反射遵循光的反射定律 B.电磁波在真空中传播的速度为340m/s
C.配戴凹透镜可以矫正远视眼 D.彩色电视机画面的色彩由三原色光混合而成
【答案】AD
【解析】A.漫反射和镜面反射都遵循光的反射定律,故A正确;
B.电磁波在真空中传播的速度为3×108m/s,故B错误;
C.远视眼晶状体较薄,折光能力较弱,成像在视网膜的后方,需要配戴凸透镜进行矫正,故C错误;
D.三原色为红、绿、蓝,彩色电视机画面的色彩由三原色光混合而成,故D正确。
故选AD。
题型一 光的直线传播
►考向01 光源
1.(2024·北京模拟)如图,是一张大厦的照片,关于下列说法正确的是( )
A.照相机的镜头对光线有发散作用 B.照相机成倒立放大的虚像
C.水中的像是光的反射造成的 D.在太阳下的大楼是光源
【答案】C
【解析】A.照相机的镜头是凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用,故A错误;
B.使用照相机时,物距大于二倍焦距,所以成倒立缩小的实像,故B错误;
C.水中的像是平面镜成像现象,是光的反射造成的,故C正确;
D.光源能自己发光,大楼反射太阳光,大楼自己不会发光,所以大楼不是光源,故D错误。
故选C。
►考向02 光沿直线传播的条件及现象
2.(2024·北京石景山·一模)图所示的光现象,由于光的折射形成的是( )
A.手在墙上的手影
B.日食的形成
C.筷子好像在水面处弯折
D.鸟巢在水中形成的倒影
【答案】C
【解析】A.手在墙上的手影的成像原理是光的直线传播,故A不符合题意;
B.日食的形成的原理是光的直线传播,故B不符合题意;
C.筷子好像在水面处弯折,成像原理是光的折射,故C符合题意;
D.鸟巢在水中形成的倒影,属于平面镜成像,原理是光的反射,故D不符合题意。
故选C。
3.(24-25九年级上·北京顺义·期中)如图所示的四种现象中,由于光的直线传播形成的是( )
A.筷子在水面处弯折 B.从汽车后视镜中看到车辆
C.景物在水中形成倒影 D.日晷面上出现晷针的影子
【答案】D
【解析】A.筷子在水面处弯折是水中筷子反射的光斜射入空气中,发生折射,传播方向发生了偏折,远离法线,折射角大于入射角,所以看到筷子在水中的部分变浅,此时看到的像是筷子的虚像,故A不符合题意;
B.汽车后视镜是凸面镜,从汽车后视镜中看到车辆属于光的反射现象,故B不符合题意;
C.景物在水中形成倒影属于平面镜成像,是光的反射形成的,故C不符合题意;
D.日晷面上出现晷针的影子,是光的直线传播形成的,故D符合题意。
故选D。
题型二 光的反射
►考向01 光的反射现象
4.(2023·北京·中考真题)如图所示的光现象,由于光的反射形成的是( )
A. 桥在水中形成倒影
B. 墙上呈现人的影子
C. 筷子好像在水面处弯折
D. 放大镜把字放大
【答案】A
【解析】A.桥在水中形成倒影,属于平面镜成像现象,是由光的反射形成的,故A符合题意;
B.墙上呈现人的影子,是由于光的直线传播形成的,故B不符合题意;
C.筷子好像在水面处弯折,是由于光的折射形成的,故C不符合题意;
D.放大镜是凸透镜,凸透镜成像成像是由光的折射形成的,故D不符合题意。
故选A。
5.(2024·北京西城·二模)如图所示的光现象,由于光的反射形成的是( )
A.阳光通过三棱镜发出色散 B.墙上呈现人的手影
C.故宫角楼在水中形成倒影 D.铅笔好像在水面处折断
【答案】C
【解析】A.白光通过三棱镜形成彩色的光带,属于光的色散现象,原理是光的折射,故A不符合题意;
B.墙上呈现人的手影是光沿着直线传播时遇到不透明的手在其后形成的影子,故B不符合题意;
C.故宫角楼在水中形成倒影是由于光的反射形成的虚像,故C符合题意;
D.从水中铅笔上反射的光从水中斜射入空气中时,发生折射,折射光线远离法线,当人逆着折射光线的方向看时,看到的是铅笔的虚像,比实际位置偏高,所以感觉折断了,属于光的折射,故D不符合题意。
故选C。
6.(2024·北京朝阳·二模)如图所示的光现象中,由于光的反射形成的是( )
A.墙上呈现人的影子
B.桥在水中形成倒影
C.放大镜把文字放大
D.白光穿过三棱镜色散
【答案】B
【解析】A.墙上呈现人的影子是由光的直线传播形成的,故A不符合题意;
B.桥在水中形成倒影是平面镜成像现象,是光的反射形成的,故B符合题意;
CD.放大镜把文字放大、白光穿过三棱镜色散都是光的折射现象,故CD不符合题意。
故选B。
►考向02 光的反射定律
7.(2024·北京大兴·二模)小兴探究光的反射规律时,把一个平面镜放在水平桌面上,在平面镜上竖直放置一块白纸板,ON与镜面垂直。他用激光笔发出的光束紧贴着白纸板沿EO方向照射到平面镜上,发现反射光沿OF方向射出,记录下反射角∠FON和入射角∠EON的值。接着他多次转动激光笔,改变入射光的方向后仍使光在O处发生反射 。
【答案】光在发生反射时,反射角的大小与入射角的大小有什么关系
【解析】如图,为显示光路,小兴为得出普遍性规律,故再次改变入射光线的方向;入射光线与法线的夹角为入射角,取下纸板,即为入射角,记下数据。
8.(2024·北京西城·二模)小刚利用如图所示的装置进行探究光的反射定律的实验,他先将纸板B以ON为轴转动到与纸板A同一平面,使激光笔发出的光束贴着纸板A沿EO的方向照射到平面镜的O点,在纸板B上观察到反射光OF。
(1)小刚想探究反射角与入射角是否相等。他在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹,改变 ,做多次实验,记录每次入射光和反射光的径迹,取下纸板AB,用量角器测量 ,并记录实验数据。
(2)小刚使入射光逆着原来反射光的方向射向镜面O点,做多次实验,均观察到反射光逆着原来入射光的方向射出。实验现象说明: 。
【答案】光束入射的角度 ∠EON和∠NOF 在反射现象中光路可逆
【解析】(1)[1]为了从多次反射现象中归纳光的反射的规律,应改变入射角进行多次实验。
[2]为了探究反射角与入射角是否相等,需要测出每次实验中反射角,入射角的大小,进行比较。
(2)[3]使激光笔发出的光束贴着纸板A沿EO的方向照射到平面镜的O点,反射光沿OF方向射出;多次实验中使入射光沿FO射到平面镜的O点,均会沿OE方向射出,说明在反射现象中光路是可逆的。
►考向03 光的反射作图
9.(2023·北京大兴·一模)如图所示,MM′为平面镜,AO为入射光线,ON为法线,入射角∠AON等于30°。已知∠NOB等于30°,∠NOC等于60°,则入射光线AO的反射光线将沿着 (选填“OB”或“OC”)方向射出。
【答案】OB
【解析】根据光的反射定律可知,反射光线与入射光线分居法线的两侧,反射角等于入射角,所以入射光线AO的反射光线将沿着OB方向射出。
题型三 平面镜成像
►考向01 平面镜成像的特点及规律
10.(2022·北京·中考真题)小京利用如图所示的装置及相同高度的蜡烛等器材探究平玻璃板面镜成像特点,其中玻璃板和蜡烛竖直放置在水平桌面上,蜡烛的高度为6cm,蜡烛与玻璃板之间的距离为10cm。蜡烛通过玻璃板所成的像是 像(选填“实”或“虚”),像的高度为 cm,像到玻璃板的距离为 cm。
【答案】虚 6 10
【解析】[1][2][3]由平面镜所成特点可知,平面镜所成像是虚像,像与实物等大,像距等于物距,所以蜡烛通过玻璃板所成的像是虚像;蜡烛的高度为6cm,所以像的高度也为6cm;蜡烛与玻璃板之间的距离为10cm,所以像到玻璃板的距离也为10cm。
11.(2023·北京顺义·二模)小明身高为1.7m,他站立在平面镜前1m处时,在平面镜中所成像的高度为h1,像到平面镜的距离为s1;小明站立在平面镜前2m处时,在平面镜中所成像的高度为h2,像到平面镜的距离为s2。下列判断正确的是( )
A.h2<h1 B.h2=h1 C.s2<s1 D.s2=s1
【答案】B
【解析】AB.根据平面镜成像特点可知,不论物离镜远还是近,像与物大小都相同,当小明远离镜子水平向右从站立在平面镜前1m处移动到站立在平面镜前2m处时,小明像的高度是不变的,即h₁=h₂,故A错误,B正确;
CD.由平面镜成的像特点可知,平面镜成的像到镜的距离与物到镜的距离相等,所以小明离镜1m,小明像离镜也应是1m;小明离镜2m,小明像离镜也应是2m,故s1<s2。故CD错误。
故选B。
►考向02 探究平面镜成像特点
12.(2024·北京·二模)小红为探究平面镜成像的特点,她在水平桌面上铺上白纸,用支架将玻璃板立在白纸上,再取来两支相同的蜡烛A和B,如图所示。
(1)小红在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动,人眼在蜡烛 (选填“A”或“B”)侧观察,直到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。
(2)移动蜡烛A使它靠近玻璃板,此过程中A在玻璃板中所成像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)小红移去蜡烛B,在原来B的位置放置一块光屏,则在光屏上 (选填“能”或“不能”)接收到蜡烛A的像。
【答案】A 不变 不能
【解析】(1)[1]平面镜成的像是由光的反射形成的,A蜡烛发出的光线经玻璃板反射后,被人眼接收,才能看到像,故实验中在寻找蜡烛A像的位置时,眼睛应该在蜡烛A这一侧观察。
(2)[2]由于平面镜所成的像是正立、等大的虚像,故蜡烛A到镜面的距离虽然改变,但A的大小不变,所以像的大小也不变。
(3)[3]因为平面镜所成的像是虚像,不会出现在光屏上,所以,移去蜡烛B,在其原来位置上放置一块光屏,光屏上无法呈现蜡烛的像。
13.(2024·北京房山·二模)如图所示是“探究平面镜成像时,像距与物距的关系”的实验装置。实验时用透明薄玻璃板替代平面镜。
(1)将一张白纸平铺在水平桌面上,再将玻璃板 放置在白纸上。
(2)将蜡烛A放在玻璃板前面,将蜡烛B放在玻璃板后面适当位置,从各个方向观察到其与蜡烛A的像完全重合。用刻度尺测量此时的物距u和像距v,记录在实验数据表格中。
(3) ,用刻度尺测出此时的物距u和像距v,记录在实验数据表格中。
(4)经过多次探究得到下表格中实验数据。分析实验数据可得结论,平面镜成像时, 。
u/cm
5.50
8.10
10.20
12.00
15.10
16.20
v/cm
5.50
8.10
10.20
12.00
15.10
16.20
【答案】垂直 改变蜡烛A到玻璃板的距离,将蜡烛B放在玻璃板后面适当位置,从各个方向观察到其与蜡烛A的像完全重合 像距等于物距
【解析】(1)[1] 将玻璃板垂直放置在白纸上,使像成在玻璃板的另一侧的桌面上,当在桌面上移动物体B时,能使它与A的像完全重合。
(3)[2]为了获得普遍性规律,应改变物距进行多次实验,即:改变蜡烛A到玻璃板的距离,将蜡烛B放在玻璃板后面适当位置,从各个方向观察到其与蜡烛A的像完全重合。
(4)[3]由表格中数据可知:平面镜成像时,像距等于物距。
14.(2024·北京海淀·二模)小明探究物体在平面镜中所成像的大小与物体到平面镜的距离是否有关,他选取了薄平板透明玻璃、完全相同的短蜡烛甲和乙、完全相同的长蜡烛丙和丁、刻度尺等器材。主要的实验步骤如下:
①如图所示,利用支架将透明玻璃垂直于水平纸面放置,将蜡烛甲放在玻璃前的A点处,将蜡烛乙放在玻璃后的适当位置,从玻璃前面多个角度观察到其与蜡烛甲的像完全重合;
②将蜡烛丙放在玻璃前的B点处,将蜡烛丁放在玻璃后的适当位置,从玻璃前面多个角度观察到其与蜡烛丙的像完全重合。
请根据以上叙述,回答下列问题:
(1)小明的探究过程中存在的问题是: ;
(2)为了完成探究任务,小明应采取的改进措施是: 。
【答案】没有控制物体的大小不变 见解析
【解析】(1)[1]小明在实验中,将蜡烛丙放在玻璃前的B点处,改变了蜡烛到镜面的距离,但由于丙和丁蜡烛与甲、乙蜡烛的长度不同,没有控制蜡烛的长度不变,不满足控制变量法的要求。
(2)[2]根据控制变量法要求,要控制蜡烛的长度相同,只改变蜡烛到平面镜的距离。因此在步骤②中将蜡烛甲放在玻璃前的B点处,将蜡烛乙放在玻璃后的适当位置,从多个角度观察到其与蜡烛甲的像完全重合。
题型四 光的折射
►考向01 光的折射规律的应用
15.(2022·北京·中考真题)图所示的光现象中,由于光的折射形成的是( )
A.日晷上呈现针的影子 B.景物在镜中成像
C.鸟巢在水中形成倒影 D.筷子好像在水面处弯折
【答案】D
【解析】A.影子的形成是由于光的直线传播,故A不符合题意;
B.景物在镜子中成的像是由于光的反射,故B不符合题意;
C.鸟巢在水中形成的倒影是由于光的反射,故C不符合题意;
D.筷子看起来弯折,是由于光从水中进入到空气中时,发生了折射,故D符合题意。
故选D。
16.(2024·北京房山·二模)图所示是光由空气斜射入玻璃时发生折射的光路图,一束光沿AO方向斜射到空气和玻璃交界面PQ上的O点,并沿着OB方向射出,MN是法线。下列说法正确的是( )
A.∠AOP是入射角
B.∠NOB是折射角
C.若入射角增大,折射角会减小
D.若光沿着BO方向入射,不会沿着OA方向射出
【答案】B
【解析】A.∠AOP是入射光线与界面的夹角,不是入射角,故A错误;
B.∠NOB是折射光线与法线的夹角,是折射角,故B正确;
C.根据折射规律,若入射角增大,折射角会增大,故C错误;
D.光的折射过程中,光路是可逆的,若光沿着BO方向入射,会沿着OA方向射出,故D错误。
故选B。
►考向02 三种光现象辨析
17.(2024·北京海淀·二模)我国很多诗句蕴含着丰富的物理知识,下列解释正确的是( )
A.“潭清疑水浅”,“水浅”是由于光的反射形成的
B.“雨霁彩虹卧”,“彩虹”是一种光的色散现象
C.“绿树阴浓夏日长”,绿树下的影子是由于光的折射形成的
D.“池水映明月”,池水中的明月是月亮的实像
【答案】B
【解析】A.“潭清疑水浅”中“水浅”是水底看起来比较浅,这是由于光的折射形成的,看水底是逆着光的传播方向看的,即逆着折射光线看,由于错觉,我们始终认为光是沿直线传播的,所以看到的位置比实际位置浅,故A错误;
B.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,所以说彩虹是由光的折射形成的;故B正确;
C.“绿树阴浓夏日长,楼台倒影入池塘”中“阴浓”即绿树下的影子,由于光的直线传播,光射到不透明物体上,在不透明物体后面形成影子,故C错误;
D.“池水映明月”,是平面镜成像现象,池水中的明月是由于光的反射形成的月亮的虚像。故D错误。
故选B。
18.(2024·北京大兴·二模)图所示的光现象中,由光的折射形成的是( )
A.鸟巢在水中形成倒影 B.树荫下地面上的光斑
C.日晷上呈现指针的影子 D.铅笔在水面处“弯折
【答案】D
【解析】A.鸟巢在水中的倒影,属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故A不符合题意;
B.树荫下地面上的光斑属于小孔成像,是由于光沿直线传播形成的,故B不符合题意;
C.日晷指针形成的影子,是由光的直线传播形成的,故C不符合题意;
D.铅笔看起来弯折,是由于光从水中进入到空气中时,发生了折射,故D符合题意。
故选D。
19.(2024·北京顺义·一模)图所示的光现象中,由于光的反射形成的是( )
A.放大镜把字放大
B.筷子好像在水面处弯折
C.日晷上呈现晷针影子
D.景物在水中形成倒影
【答案】D
【解析】A.放大镜把字放大,属于凸透镜成像,是由于光的折射形成的,故A不符合题意;
B.从水中筷子上反射的光从水中斜射入空气中时,发生折射,折射光线远离法线,当人逆着折射光线的方向看时,看到的是筷子的虚像,比实际位置偏高,所以感觉折断了,故B不符合题意;
C.日晷面上呈现晷针的影子,是由光的直线传播形成的,故C不符合题意;
D.景物在水中形成倒影,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故D符合题意。
故选D。
基础巩固
1.关于光现象,下列说法正确的是( )
A.光在同种介质中沿直线传播 B.光从空气垂直射入水中时,入射角等于
C.自行车尾灯的工作原理是光的折射 D.放大镜的工作原理是光的反射
【答案】A
【解析】A.由光的直线传播条件可知,光在同种均匀介质中沿直线传播,传播方向不会发生改变,故A正确;
B.光从空气垂直射入水中时,光线的传播方向不变,入射光线与法线之间的夹角为0°,所以入射角等于0°,故B错误;
C.自行车尾灯是由互为直角的一些小平面镜组成的,后面的汽车灯光照在它上面,入射光经过2次反射,光线就反射回来,工作原理是光的反射,故C错误;
D.放大镜成正立放大的虚像,是光的折射形成的,故D错误。
故选A。
2.我国东汉时期杰出的天文学家张衡的《灵宪》中说“月光生于日之所照”,意思是:月亮的光辉来自太阳的照射。下列有关月亮和月光的说法中,正确的是( )
A.月亮是自然光源
B.月光的形成是光的折射现象
C.太阳光照射在月球表面上,发生的是镜面反射
D.光从太阳传播到月球比从月球传播到地球所用的时间长
【答案】D
【解析】AB.能够发光的物体是光源,月亮自身不能发光,不是光源,但月亮会反射太阳光,故AB错误;
C.月球表面凹凸不平,太阳光照射在月球表面上,发生的是漫反射,故C错误;
D.太阳到月球的距离远远大于月球到地球的距离,根据可知,当光速一定时,距离远的用的时间长,故D正确。
故选D。
3.如图所示,阳光下一本物理教材掉到地上,小明和小红从不同的位置都能看到它。以下说法正确的是( )
A.阳光在教材上发生镜面反射,反射光线向各个不同方向射出
B.小明和小红眼睛发出的光都射在书本上
C.阳光在教材上发生漫反射,且满足反射角等于入射角
D.物理教材是光源,它发出的光射入小明和小红的眼睛
【答案】C
【解析】AC.教材的表面凹凸不平,光照在上面发生漫反射,反射光线是向着四面八方的,所以小明和小红从不同的位置都能看到教材,在光的反射现象中,反射角等于入射角,故A错误,C正确;
BD.小明和小红眼睛以及物理教材本身不会发光,故不是光源,之所以能看见教材,是因为教材反射的光线进入人眼,故BD错误。
故选C。
4.如图所示的光现象中,由于光的反射形成的是( )
A.国家大剧院的倒影
B.墙上的手影
C.阳光穿过树林
D.日晷上呈现指针的影子
【答案】A
【解析】A.国家大剧院在水中形成的倒影,是平面镜成像,属于光的反射现象,故A符合题意;
B.墙上的手影是由光的直线传播形成的,故B不符合题意;
C.阳光穿过树林是由光的直线传播形成的,故C不符合题意;
D.日晷面上呈现晷针的影子是光的直线传播形成的,故D不符合题意。
故选A。
5.图所示的四种现象中,属于光的直线传播的是( )
A.廊桥在水面出现“倒影” B.玻璃砖后的笔杆“错位”
C.射击瞄准要“三点一线” D.通过凸面镜观察路况
【答案】C
【解析】A.廊桥在水面出现“倒影”是光的反射形成的,故A不符合题意;
B.玻璃砖后的笔杆“错位”是光的折射形成的,故B不符合题意;
C.射击瞄准要“三点一线”是利用光的直线传播,故C符合题意;
D.通过凸面镜观察路况是利用光的反射,扩大视野,故D不符合题意。
故选C。
6.一束光从一种介质斜射入另一种介质中时的传播路径,如图所示。EF是两种介质的交界面,NM为法线。下列说法错误的是( )
A.一定是入射角
B.若两种介质是水和空气,那么EF的上方是空气
C.若光束沿CO方向射向EF,则反射光和折射光传播的路径分别与OA和OB重合
D.若光束沿AO方向射向EF,则反射光与折射光都会在NM的右侧
【答案】C
【解析】A.EF是两种介质的交界面,NM为法线,EF下方为折射光线,而折射光线和入射光线分别位于法线两侧,则OC一定为折射光线,BO为入射光线,OA为反射光线,所以∠3一定是入射角,故A正确,不符合题意;
B.若两种介质是水和空气,根据图中折射角小于入射角,则光从空气斜射入水中,那么EF的上方是空气,故B正确,不符合题意;
C.根据光路具有可逆性,光束沿CO方向射向EF,则折射光传播的路径和OB重合,但反射光线在界面下方,故C错误,符合题意;
D.若光束沿AO方向射向EF,根据反射定律与折射规律,则反射光与折射光都会在NM的右侧,故D正确,不符合题意。
故选C。
7.将发出白光的手电筒用红色玻璃纸蒙上,手电筒发出的光变为红色,这说明透明物体的颜色是由它所能 的色光的颜色决定;白光照射绿色树叶时,树叶是绿色,因此,不透明物体的颜色由它 色光的颜色决定。
【答案】透过 反射
【解析】[1]由于透明物体的颜色是由它透过的色光决定的,所以将发出白光的手电筒用红色玻璃纸蒙上,手电筒发出的光变为红色。
[2]由于不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的,所以白光照射绿色树叶时,树叶是绿色。
8.艾英同学在“探究平面镜成像特点”的实验时,所用的实验器材有带底座的玻璃板、白纸、笔、火柴、光屏、刻度尺、两支外形相同大小相等的蜡烛A和B。
(1)选用玻璃板代替平面镜,主要是为了 ;
(2)在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛B竖直在玻璃板后面移动,人眼一直在玻璃板的前侧观察,直至蜡烛B与蜡烛A的像 ;
(3)移去蜡烛B,在其原来位置上放一块光屏,光屏上无法呈现蜡烛的像,说明成的像是 (选填“虚”或“实”)像;
(4)当蜡烛A向玻璃板靠近时,像的大小 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1)便于确定像的位置 (2)完全重合 (3)虚 (4)不变
【解析】(1)玻璃板既可以成像,又能看见后面的物体,便于确定像的位置,故实验中用玻璃板代替平面镜。
(2)为了比较像与物的大小关系,应选择两根相同的蜡烛A和B,若蜡烛B与蜡烛A的像能够重合,说明像与物的大小相等。
(3)光屏只能承接实像,不能承接虚像;实验中无法用白纸承接到像,说明平面镜成的是虚像。
(4)平面镜所成的像与物大小相等;当蜡烛A向玻璃板靠近时,由于物不变,所以像的大小不变。
9.小阳将如图所示的实验装置放在水平台面上,其中圆柱形烟雾室可以通过旋转底座水平转动,可调节的激光笔M发出的绿光始终斜射向O点,并发生反射,激光笔N发出的红光始终过平面镜上的O点与平面镜垂直。
(1)实验中可以观察到下图所示的现象。为了说明在反射现象中,反射光线、入射光线和法线在同一平面内,小阳的进一步操作及观察到的现象分别是: ;
(2)为了得到反射光线与入射光线准确的位置关系,小阳利用下图所示的实验装置,不断调整激光器的位置,将入射角与反射角记录在下表中;
度
0
15
30
45
60
75
度
0
15
30
45
60
75
分析表格中的数据,归纳得出: 。
【答案】(1)见详解 (2)见详解
【解析】(1)整个圆柱形烟雾室充满雾气,这样能显示出光的传播路径,为了证明反射光线,入射光线和法线在同一平面内,接下来沿水平方向缓慢转动圆台,直到看到绿光和红光看起来重合,由此得出结论反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(2)根据表格中的数据可知,反射角随着入射角的增加而增加,且大小相等,故在光的反射中,反射角等于入射角。
能力提升
10.下列说法正确的是( )
A.光在发生漫反射时,反射角不等于入射角
B.光在真空中的传播速度为
C.人离平面镜越近,人在平面镜中所成的像就越大
D.一束太阳光可以通过三棱镜“分解”为不同颜色的光
【答案】D
【解析】A.所有反射均遵循反射定律,反射角等于入射角,故A错误;
B.光在真空的传播速度为,故B错误;
C.在平面镜成像中像的大小等于物体的大小,无论人靠近还是远离平面镜,像大小不变,故C错误;
D.太阳光通过三棱镜后,会产生光的色散,成为七种不同颜色的光,故D正确。
故选D 。
11.2021年4月17日“月掩火星”现身天宇。“月掩火星”实际上是地球、月亮和火星三者在一条直线上而出现的视觉现象。下列光现象中,与“月掩火星”奇观成因相同的是( )
A.小孔成像
B.凸面镜扩大视角
C.雨后彩虹
D.水中“倒影”
【答案】A
【解析】“月掩火星”实际上是地球、月亮和火星三者在一条直线上而出现的视觉现象,即“月掩火星”是由于光沿直线传播形成的;
A.小孔成像是光的直线传播形成的,故A符合题意;
B.凸面镜扩大视角是凸面镜成像现象,是光的反射形成的,故B不符合题意;
C.雨后彩虹,是光的色散现象,是光的折射形成的,故C不符合题意;
D.水中“倒影”属于平面镜成像现象,平面镜成像是光的反射形成的,故D不符合题意。
故选A。
12.早在战国时期,我国古代著名教育家、思想家墨子就曾研究并记录了小孔成像的现象。如图所示,他用蜡烛作为光源,在木板上钻了一个小孔,发现光线透过小孔在墙壁上形成一个倒立的像。下列说法正确的是( )
A.蜡烛在墙上形成的像是正立的
B.小孔所成像的形状与发光物体的形状有关,与小孔的形状有关
C.当小孔和光屏的位置不变时,物体远离小孔时,像变小
D.当物体和光屏的位置不变时,向右移动小孔,像变小
【答案】C
【解析】A.小孔成像成的是倒立的实像,是由于光沿直线传播形成的,故A错误;
B.小孔所成像的形状与发光物体的形状有关,与小孔的形状无关,故B错误;
CD.小孔成像现象中,像的大小与小孔到物体和光屏的距离有关。根据光沿直线传播,当小孔和光屏的位置不变时,物体远离小孔时,像变小;当物体和光屏的位置不变时,向右移动小孔,像变大,故C正确,D错误。
故选C。
13.小春同学去眼镜店配眼镜,商家采用了如图所示方法给她检查视力,请根据图中的数据找出正确选项( )
A.视力表的像距离平面镜5 m
B.小春距离她自己的像5 m
C.视力表的像距离小春4m
D.小春的像距离视力表的像1 m
【答案】D
【解析】A.平面镜成像特点是人和像关于镜面对称,所以,视力表和视力表的像相对于平面镜对称,由图知道,视力表距离平面镜3m,则视力表的像距离平面镜也是3m,故A错误;
B.由图知道,小春距离平面镜为2m,则她的像距离平面镜也为2m,则小春距离她的像为
故B错误;
C.由图知道,视力表的像到镜面的距离为3m,人到镜面的距离为2m,故视力表的像距离小春
故C错误;
D.由图知道,人的像到镜面的距离为2m,视力表的像到镜面的距离为3m,小春的像距离视力表的像
故D正确。
故选D。
14.(多选)如图所示,关于光现象及其解释,下列描述正确的是( )
A.甲图中是漫反射现象,不遵循光的反射定律
B.乙图中“立竿见影”现象是由光的直线传播形成的
C.丙图中平静水面上的倒影是光的反射现象
D.丁图中“折断的铅笔”是光的折射现象
【答案】BCD
【解析】A.镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律,故A错误;
B.影子是光照不到的地方形成的阴暗区域,“立竿见影”现象是由光的直线传播形成的,故B正确;
C.平静水面上的倒影属于平面镜成像,是光的反射现象,故C正确;
D.“折断的铅笔”是光从水中射向空气发生偏折形成的,是光的折射现象,故D正确。
故选BCD。
15.(多选)关于如图所示光学现象的描述或解释,下列说法中正确的是( )
A.图甲:牙医利用平面镜观察牙齿的背面,应用了光的折射原理
B.图乙:圭表通过表的影子变化进行计时,应用了光的直线传播的原理
C.图丙:太阳光经三棱镜后可以产生彩色光带,说明白光是由各种色光混合而成
D.图丁:阳光照射到建筑物的玻璃幕墙时造成“光污染”是由于光的漫反射形成
【答案】BC
【解析】A.牙医利用平面镜观察牙齿的背面,应用了平面镜成像,属于光的反射现象,故A错误;
B.影子是光线经过不透明物体时被遮挡形成的,圭表通过表的影子变化进行计时,应用了光的直线传播的原理,故B正确;
C.太阳光是复色光,经三棱镜后可以产生彩色光带,属于光的色散现象,说明白光是由各种色光混合而成,故C正确;
D.平行光照射到玻璃幕墙上也会平行射出,属于镜面反射,故阳光照射到建筑物的玻璃幕墙时造成“光污染”是由于光的镜面反射形成,故D错误。
故选BC。
16.小强利用如图甲所示的装置及两支相同的蜡烛等器材进行实验探究,其中平板透明玻璃与水平纸面垂直。
(1)实验室提供了厚薄不同的两块玻璃板,小强应该选择 (选填“厚”或“薄”)玻璃板进行实验。
(2)小强将蜡烛1竖立在玻璃板前白纸上的A点处,然后他拿蜡烛2竖立在玻璃板后面移动,同时在玻璃板前透过玻璃板左右观察,直至看到蜡烛2与蜡烛1的像 ,这时,蜡烛2的位置就是 的位置。
(3)小强继续实验,他将蜡烛1移至玻璃板前白纸上的B点处,使其到玻璃板的距离增大了2cm,通过实验,他发现蜡烛1的像 (选填“靠近”或“远离”)玻璃板 cm,像的大小 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)完成实验后,小强将一枚硬币放在玻璃板前,能看到它在玻璃板后的像在a的位置,如图乙所示。若将玻璃板相对于白纸水平向右移动3cm,该硬币的像相对于白纸的位置 ___________(填序号)。
A.不变
B.向右移动3cm
C.向右移动6cm
【答案】(1)薄 (2) 完全重合 像 (3) 远离 2 不变 (4)A
【解析】(1)因为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面,会出现距离较大的两个像,薄玻璃板两个面成像较近,几乎重合,所以应选用薄玻璃板。
(2)[1]一边移动蜡烛2,眼睛一边在蜡烛1(A处)一侧透过玻璃板观察,当蜡烛2与蜡烛1的像完全重合时便停止移动蜡烛2。
[2]则蜡烛2的位置即为蜡烛1的像的位置。
(3)[1][2]物像到平面镜距离相等,所以蜡烛1远离平面镜时,蜡烛1的像也远离平面镜,由题知物距增大了2cm,则像距也增大2cm。
[3]因为物像的大小始终相等,所以蜡烛1远离平面镜时,像的大小不变。
(4)平面镜成像时像与物关于镜面对称,玻璃板水平向右移动,硬币没有移动,则硬币在玻璃板中的像的位置不随玻璃板变化。故选A。
17.利用如图甲所示装置探究光的反射定律,用激光笔1发出的光束AO作为入射光线,用激光笔2发出垂直于镜面射向入射点O的光束作为法线,如图乙所示。AO与ON形成的夹角i是入射角,OB与ON形成的夹角r是反射角。请回答下列问题:
(1)多次改变入射光的方向,测量和,实验数据如表所示,由此可得:在光的反射现象中,多次测量的目的是 。
(2)在反射光线一侧,单眼观察到 ,说明本次反射中,反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
【答案】(1)避免偶然性,使实验结论更具普遍性 (2)反射光线、入射光线和法线三线重合
【解析】(1)通过多次改变入射光的方向,测量对应反射角,可以验证反射角是否始终等于入射角,多次测量目的是为了避免偶然性,寻找普遍规律,使实验结论更具有可靠性和普遍性。
(2)在反射光线一侧,单眼观察到入射光线、根据光的直线传播原理可知,当看到反射光线、入射光线和法线三线重合时,这就证明了反射光线、入射光线和法线是在同一平面内的。
18.请阅读《仰仪》并回答问题。
仰仪
我国古代在设计和制造天文测量仪器方面贡献巨大,如图所示,“仰仪”就是其中之一、它是我国元代天文学家郭守敬设计制造,因其形状像一口仰放着的大锅而得名,现位于河南省登封市观星台。仰仪主体为直径约3米的铜质半球面,球面上规则地刻画着坐标网,用来测量或标定天体的位置。仪唇(半球面的边缘)上均匀地刻画出24条线,用来测定时辰和天体的方位。仪唇上面刻有一圈水槽,通过向其中注水来校正锅口水平。在锅口上沿的正南方安装着两根十字交叉的铜竿,分别沿正南北、正东西方向放置,古人称之为缩竿。其中指向南北方向的缩竿一直延伸到锅口中心,它的北端装有一块中心开有小孔、可以旋转的小方板,称为璇玑板,小孔正好对准半球的中心。当太阳光照射到仰仪上时,转动璇玑板使中心小孔对向太阳,一部分阳光会通过小孔在铜质半球面上形成一个明亮的圆点(亮点),这个亮点就是太阳的像。仰仪半球面的坐标网与天球坐标网,东西反向,并且以南极替代北极。仰仪是一种采用直接投影法的天文观测仪器,可以观测日食和月食。因此,仰仪被称为“日食观测工具的鼻祖”。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)向仰仪上仪唇水槽中注水的目的是 ;
(2)阳光会通过小孔在铜质半球面上形成一个明亮的圆点(亮点),这个亮点就是太阳的 像(选填“虚”或“实”);
(3)如图所示的现象中,与“直接投影法”工作原理相同的是
A. 山在水中的倒影 B. 烛焰通过小孔成的像
C. 水面上“折断”的筷子D。 在墙上投出的手影
【答案】校正锅口水平 实 BD
【解析】(1)[1]阅读短文可知,仪唇上面刻有一圈水槽,通过向其中注水来校正锅口水平。
(2)[2]阳光会通过小孔在铜质半球面上形成一个明亮的圆点可以在光屏上截柱,所以成的是太阳的实像。
(3)[3]直接投影法利用的是光沿直线传播的原理。
A.山在水中的倒影 利用光的反射,故A不符合题意;
B.烛焰通过小孔成的像利用的是光沿直线传播的原理,故B符合题意;
C.水面上“折断”的筷子利用光的折射原理,故C不符合题意;
D.在墙上投出的手影利用的是光沿直线传播的原理,故D符合题意。
故选BD。
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