内容正文:
第一单元 声、光、热
一轮考点复习
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第2课时 光的直线传播 光的反射
基础知识
归类探究
限时集训
目录
1. 光的直线传播
(1)能够 自行发光 的物体叫光源,分为自然光源和人造光源。
(2)光沿直线传播的条件是光在 同种均匀 介质中传播或在真空中传播,在同种不均匀介质中传播时方向会发生 偏折 。
(3)光沿直线传播的现象有小孔成像、影子的形成、日食、月食、激光准直等。
(4)光在真空中的传播速度c= 3×108 m/s,光在其他介质中的传播速度都比在真空中的传播速度慢。
自行发光
同种均匀
偏折
3×108
基 础 知 识
说 明:(1)月亮不是光源。
(2)小孔成像:成倒立的实像,像的大小跟物体到小孔及光屏到小孔的距离有关,像的形状跟物体相似,与小孔的形状无关。
(3)光年是长度单位。
(4)光是一种电磁波,光可以传递能量和信息。
(5)海市蜃楼、星光闪烁是因为光在不均匀的空气中发生折射形成的。
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2. 光的反射
(1)光射到两种介质的交界面时,在界面处有一部分 被反射 回原介质中的现象称为光的反射。
(2)光发生反射时,遵循光的反射定律:反射光线与入射光线以及法线在 同一 平面内(三线共面);反射光线和入射光线分居法线两侧(法线居中);反射角 等于 入射角(两角相等)。
(3)光的反射分为 镜面 反射和 漫 反射,二者都遵循光的反射定律。反射面的光滑与凹凸不平是产生这两种反射的原因。漫反射能使我们从 不同 方向看到本身不发光的物体。
(4)当光垂直射向镜面时,入射角等于 0° ,反射角等于 0° ,光的传播方向改变 180° 。
(5)光发生反射时,光路可逆。
被反射
同一
等于
镜面
漫
不同
0°
0°
180°
说 明:(1)光射到两种介质的交界面时,不但能发生反射还能发生折射。
(2)不能表述为“入射角等于反射角”,因为先有入射后有反射,在反射现象中光路是可逆的。
(3)外层空间是黑暗的,因为那里缺少灰尘来反射光。
(4)人眼能看到物体,是因为物体发出(或反射)的光进入人眼,不是人眼发出光看到物体。
(5)光线并不是真实存在的,其引入了理想模型,作图时光线用实线且必须画上箭头。
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3. 平面镜成像的特点
(1)原理: 光的反射 。
(2)平面镜所成的像是 正立 、 等大 的 虚 像,像和物体的大小 相等 ,像和物体到镜面的距离 相等 ,像和物体的连线 垂直 于镜面,即像与物体关于镜面 对称 。当人走进平面镜时,人的像大小 不变 。
(3)平面镜的作用:一是可以 成像 ,如穿衣镜;二是可以改变 光路 ,如潜望镜。
说 明:当我们靠近平面镜时,觉得自己在平面镜中的像变大了,这是由于视角的缘故,而像的大小不变。
光的反射
正立
等大
虚
相等
相等
垂直
对称
不变
成像
光路
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4. 实像与虚像
类型 实像 虚像
形成 实际光线会聚而成 实际光线的反向延长线相交而成
承接 能 用光屏承接 不能 用光屏承接
画法 用 实 线表示 用 虚 线表示
观察 可用眼睛观察,可用相机拍摄
能
不能
实
虚
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[2024·内江]安装电梯时,安装工人常常在电梯井底放置一台激光垂准仪,射出一道竖直激光,使电梯轨道与它平行,就能保证轨道又正又直,其利用了( A )
A. 光的直线传播
B. 光的反射
C. 光的折射
D. 光的色散
A
归 类 探 究
类型之一 知道光的直线传播
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【变式1】 [2024·南充]川北皮影,又称“影子戏”或“灯影戏”,是一项具有丰富历史和深厚文化底蕴的国家级非物质文化遗产。它是用灯光将受皮影的操纵者(拦门匠)操作的人物或物件表演的影投射到屏幕上,如图甲所示。图乙①②③④现象中与川北皮影成像原理相同的是( C )
A. ①图:海市蜃楼
B. ②图:南充清辉阁倒影
C. ③图:手影游戏
D. ④图:鱼的实际位置在看到的“鱼”的上方
C
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[2024·自贡]如图所示的光现象中,属于光的反射形成的是( B )
A. 手在屏幕上形成的手影 B. 桥在水中形成的倒影
C. 放大镜把字放大 D. 勺柄好像在水面处折断
B
类型之二 理解光的反射
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【变式2】 [2023·重庆]如图所示的光现象中,由于光的反射形成的是( A )
A
A.水中的倒影 B.墙上的手影
C.太阳光色散 D.“折断”的铅笔
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雨后的夜晚,当你迎着月光行走在有积水的路上,为了避开水洼,应走“较暗”的地面。这是因为光在( B )
A. 地面发生镜面反射
B. 地面发生漫反射
C. 水面发生漫反射
D. 水面不发生反射
【点悟】 感觉亮暗是看进入眼睛的光的多少,不要误以为镜面反射就一定亮,漫反射就一定暗。教室里不同位置上的同学都能看到黑板上的粉笔字,这也是光发生漫反射的缘故。
B
类型之三 辨别镜面反射和漫反射
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小红同学在做“探究平面镜成像”的实验时,将一块玻璃板竖直放在水平台上,再取两支完全相同的蜡烛A和B,点燃玻璃板前的蜡烛A,进行观察,如图所示,请完成问题。
(1)实验应选择在 较暗 (填“较暗”或“较亮”)的环境中进行。
(2)小红选择玻璃板代替镜子进行实验的目的是 能准确找到像的位置(或透光、成像) ,且用 茶色 (填“无色”或“茶色”)玻璃较好。
(3)所用刻度尺的作用是便于比较像与物 到玻璃板的距离 关系。
(4)选取两支完全相同的蜡烛是为了比较像与物的 大小 关系。
较暗
能准确找到像的位置(或透光、成像)
茶色
到玻璃板的距离
大小
类型之四 探究平面镜成像特点
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(5)移去后面的蜡烛B,并在其所在位置上放一光屏,则光屏上 不能 (填“能”或“不能”)承接到蜡烛烛焰的 虚 (填“实”或“虚”)像。
(6)小红将蜡烛逐渐远离玻璃板时,它的像的大小将 不变 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(7)若小红做实验时,像和物始终不能重合,其原因是 玻璃板没有竖直放置 。
(8)仔细观察会发现有两个几乎重叠的像,这是由于 玻璃板有厚度 。
【点悟】 在“探究平面镜成像”的实验中,为了能准确找到像的位置,我们用玻璃板代替镜子进行实验;为了比较像与物体的位置关系,应用刻度尺测量物、像到玻璃板的距离;为了比较像与物体的大小关系,我们选取两支完全相同的蜡烛进行比较。物体在平面镜中成的是正立、等大的虚像,故不能用光屏承接,且物体的位置改变时,像的大小不变。
不能
虚
不变
玻璃板没有竖直放置
玻璃板有厚度
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【变式3】 [2024·凉山州]下列关于“探究平面镜成像的特点”实验中描述正确的是( C )
A. 该实验应在明亮的环境中进行
B. 当物体远离平面镜时,镜中的像变小
C. 像与物到平面镜的距离相等
D. 平面镜成正立、等大的实像
C
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[2023·宜宾](多选)小强同学用如图甲所示的实验装置探究光反射时的规律,并将数据依次记录在表格中。实验后他想让与地平线成60°的太阳光竖直向下照亮井底,他把平面镜按如图乙放置。对此探究,下列说法正确的是( CD )
次数 1 2 3 4 5
∠i 0° 20° 30° 40° 60°
∠r 0° 20° 30° 40° 60°
CD
A. 图甲中表示反射角的是∠i
B. 实验时的反射光线是绕O点逆时针转动的
C. 实验说明反射角等于入射角
D. 图乙中平面镜与地平线的夹角θ为75°
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[预测变形][2023·潍坊]如图所示为某同学外出游玩时用手机拍到的场景,场景中有瞪羚在岸边的影子和水中的倒影。下列分析正确的是( B )
A. 瞪羚的影子是光的反射形成的
B. 瞪羚的影子是光的直线传播形成的
C. 瞪羚的倒影是光的折射形成的
D. 瞪羚的倒影是光的直线传播形成的
B
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[2024·德阳]某实验小组利用如图所示的实验装置探究平面镜成像的特点,S'为烛焰上S点的像点,请在图中画出人眼看到像点S'的一条光路。
【答案】 如答图所示。
答图
答图
类型之五 平面镜作图
【解析】人眼能看到蜡烛的虚像,是因为S点发出的光,经平面镜反射后,有反射光线进入眼睛,人眼便在反射光线的方向延长线上看到蜡烛的虚像。
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【变式4】 [2023·湖北]“仙女飞天”魔术表演中,位于P点的观众看到云雾中曼舞的仙女A',实质是挡板后的演员A在平面镜中的虚像,如图所示。请作出平面镜的位置,并完成P点观众看到仙女的光路图。
【答案】 如答图所示。
答图
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1. [2024·宜宾]如图所示是2024年4月9日发生日全食的情景。产生这一现象的原因是( D )
A. 光的反射
B. 光的色散
C. 光的折射
D. 光的直线传播
2. [2023·南充]成语中蕴含了丰富的光学知识。下列说法正确的是( D )
A. “杯弓蛇影”,杯中的“弓”是光的折射形成的
B. “鱼翔浅底”,看到的鱼是实像
C. “皓月千里”,皎洁的月亮是光源
D. “一叶障目”是光沿直线传播形成的
D
D
限 时 集 训
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3. [2024·德阳]下列关于光学知识说法正确的是( B )
A. 影子是由于光的反射形成的
B. 用放大镜看字时,字变大是由于光的折射形成的
C. 自行车的尾灯“发光”是由于光的直线传播形成的
D. 光的色散现象是由于光的反射形成的
4. [2024·遂宁]“举杯邀明月,对影成三人”是李白在《月下独酌》中的佳句,对于李白月下独酌这一场景,下列描述正确的是( B )
A. “明月”是光源
B. 月光下李白的“孤影”是由于光沿直线传播形成的
C. 酒杯中的“明月”是由于光的折射形成的
D. “明月”在李白的视网膜上成虚像
B
B
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5. 如图所示,有一平面镜与水平面成45°角倾斜放置,有一小球位于平面镜的左侧,为使小球在镜中的像竖直向上运动,应使小球( C )
A. 竖直向上运动 B. 竖直向下运动
C. 水平向左运动 D. 水平向右运动
C
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6. [2024·广安]“以铜为镜,可以正衣冠”,我们的祖先很早就会利用磨光的铜镜来观察自己的像。下列现象与铜镜成像原理相同的是( B )
A. 水膜中的像 B. 水中的倒影
C. 手影游戏 D. 天空中的彩虹
B
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7. [2022·临沂]早在两千多年前,我国古代思想家墨子就在《墨经》中论述了小孔成像等光学现象。下列光现象,与小孔成像原理相同的是( A )
A
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8. [2024·成都]夜幕降临,横跨成都锦江两岸的安顺廊桥灯火璀璨,桨声灯影里,夜色让人陶然而醉……正所谓“锦江灯月遥相近,烟火市井三千年”。如图所示,水中“灯影”是由于光的 反射 形成的;若锦江水面上涨,水中“灯影”到水面的距离变 小 。
反射
小
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9. [2022·凉山州]用如图所示的器材“探究平面镜成像的特点”,在此实验中:
10. [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 60 °,若入射角增大10°,则入射光线和反射光线夹角为 140 °。远远望去,一只小鸟在平静的水面上飞翔,若它距水面6m,它的像距水面的距离是 6 m,当它向水面俯冲的过程中,像的大小 不变 (填“变大”“变小”或“不变”)。
透明玻璃板
甲
不变
60
140
6
不变
(1)选用 透明玻璃板 (填“平面镜”或“透明玻璃板”)的目的是便于确定像的位置。
(2)实验时,应在 甲 (填“甲”或“乙”)侧观察蜡烛A所成的像。
(3)当蜡烛A远离反射面时,其成像的大小 不变 (填“变大”“变小”或“不变”)。
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【答案】 如答图所示。
答图
11. [2023·广元]如图所示,从S点向平面镜发出一条光线,经平面镜反射后,反射光线到达光屏上的P点。请你作出此过程的光路图(保留作图痕迹)。
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12. [2024·泸州]如图甲所示是随嫦娥六号一起发射的角反射器的示意图,其三个反射面相互垂直,其中两个反射面如图乙所示,一束光只在这两个反射面发生了反射,请在图乙中画出这束光反射的光路图(保留作图痕迹)。
【答案】 如答图所示。
答图
【解析】过入射点垂直反射面作出法线,再根据反射角等于入射角作出反射光线,注意反射光线到达下面的反射面再次进行反射,而且最后的反射光线与原入射光线平行,法线用要用虚线。
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13. [2024·自贡]如图所示,S'是某一发光点S在平面镜里的像,Q是S发出的一束光经平面镜反射后经过的一点,请在图中找到S的位置,并完成光路图。
【答案】 如答图所示。
答图
答图
【解析】作出像点S'的物点S,即为发光点S的位置;连接QS',与镜面的交点为入射点O,连接SO,为入射光线,则OQ为反射光线。
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14. 如图所示,空气中一束光经过S点斜射向竖直放置的平面镜,经平面镜反射后射向一块玻璃砖的上表面,并穿过玻璃砖从下表面射出,请在图中画出该光路图(不考虑玻璃砖的反射)。
【答案】 如答图所示。
答图
答图
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15. [2024·成都]如图甲所示,小孟利用一面小镜子隔墙看到院里的小猫要偷吃鱼。如图乙所示,AO表示来自小猫的入射光线,O点为入射点,B点为小孟眼睛所在位置。请在图乙中完成作图:
(1)画出反射光线OB。
(2)根据光的反射定律画出镜面。(镜面用 表示,保留作图痕迹)
【答案】 如答图所示。
答图
【解析】根据题意,先将OB连线得到反射光线,即进入小孟眼中的光线;然后画出入射光线与反射光线的角平分线,即法线;最后过O点作出法线的垂线段,即镜面所在位置。
答图
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