内容正文:
光现象
知识点1
夯基础
知识精讲
三种光现象的辨识
易错警示
1.月亮本身不发光,它反射的是太阳光,所以月亮不是光源。
2.光线不是真实存在的,采用了理想模型法。
1.光源:能够自行发光的物体叫作光源。如:太阳、发光的灯柱、萤火虫等。
2.光线:用来表示光传播路径和方向的带有箭头的直线。
3.光速:光不仅可以在空气、水、玻璃等透明介质中传播,也可以在真空中传播。光速用字母c表示。c≈① m/s=② km/s。
光在各种介质中的传播速度:v空气>v水>v玻璃。
4.光年:光在真空中传播一年所经过的距离,是长度单位。
3×105
3×108
项目 光的直线传播 光的反射 光的折射
定义 光在③_______________
沿直线传播 光遇到物体的表面会发生反射。我们能够看见不发光的物体,是因为物体反射的光进入了人眼 光从一种介质斜射入另一种介质中时,传播方向会发生偏折的现象
传播方向 不变 改变 改变(垂直入射时方向不变)
实例 影子、日(月)食、皮影戏、小孔成像、林间光束、激光准直等 倒影、杯弓蛇影、镜花水月等 海市蜃楼、池水变浅、在水中“折断”的铅笔等
同种均匀介质中
5.三种光现象的辨识
1.(人教教材图片改编)《墨经》中最早记载了小孔成像的现象。在一个空罐底部打一个小孔,再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐口上,就制成了一个小孔成像的实验装置,如图所示,将蜡烛的烛焰对着小孔,塑料膜上会呈现烛焰 (选填“正立”或“倒立”)的 (选填“实”或“虚”)像,若只将小圆孔改为三角形小孔,则像的形状 (选填“改变”或“不变”)。
不变
实
倒立
基础小练
2.(人教教材图片改编)如图所示,将一枚硬币放在茶碗的底部,起初茶碗看起来是空的,当你慢慢向茶碗中倒水时,就会发现碗中原来还藏着一枚硬币,此现象是由光的 形成的。人眼看到的硬币比真实硬币的位置要 (选填“高”或“低”)一些。
高
折射
项目 图示 三线共面 两线分居 两角关系 光路特点
光的
反射 反射光线(或折射光线)、入射光线与法线在
④ _ 反射光线(或折射光线)、入射光线分居法线
⑤_______ 反射角⑥ 入射 角,反射角随入射角的增大而
⑦ _ 光路可逆
光的
折射 当光从空气斜射入水中或其他介质中时,空气中的角始终是“大角”(垂直入射时方向不变)
增大
等于
两侧
同一平面内
知识点2
光的反射定律和折射规律
项目 图示 不同点 共同点 实例
镜面
反射 反射面是光滑的,平行光束反射后仍为平行光束 每条光线反射时,都遵循⑧ _
;光路都是⑨ 的 黑板反光,看不清黑板上的字等
漫反射 反射面凹凸不平,平行光束反射后射向四面八方 电影幕布用的是粗布,从各个方向都可以看到幕布上的影像等
可逆
射定律
光的反
知识点3
镜面反射和漫反射
(人教教材习题改编)雨后的夜晚,月亮非常明亮,路上出现了一个个小水坑。我们走在路上时,如果我们迎着月光走, 处应该是水坑;如果我们背着月光走, 处应该是水坑。(均选填“亮”或“暗”)
暗
亮
基础小练
虚
垂直
等于
等于
平面镜成像
反射
知识点4
3.应用
(1)成像:梳妆镜、穿衣镜等。
(2)改变光路:潜望镜、医生用来检查牙齿的口镜等。
1.原理:光的⑩ 。
2.成像特点(如图所示)
(1)等大:像的大小⑪ 物体的大小。
(2)等距:像到平面镜的距离⑫ 物体到平面镜的距离。
(3)垂直:像和物体的连线与平面镜⑬ 。
(4)虚像:所成的像为⑭ 像。
(人教教材图片改编)如图所示,在检查视力时,视力表和镜子(平面镜)分别挂在房间的两面墙上,被测者观察镜子里的像,此时视力表在平面镜中的像与被测者的眼睛相距5 m,则被测者眼睛距离身后的视力表的距离L为 m。若她站起来靠近平面镜,视力表在镜子里的像将
(选填“变大”“变小”或“不变”)。
不变
0.6
基础小练
反射
绿
光的色散
折射
知识点5
1.定义:太阳光是白光,它通过棱镜⑮ 被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光。
2.光的三原色:红、 ⑯ 、蓝。
3.物体的颜色:不透明物体的颜色由它⑰ 的色光决定;透明物体的颜色由透过它的色光决定。
4.看不见的光
分类 红外线 紫外线
定义 光谱红端之外的辐射叫作红外线 光谱紫端之外看不见的光叫作紫外线
特点 热效应、穿透能力强 荧光效应、杀毒灭菌、促进发育等
应用 遥控器、红外线夜视仪等 验钞机、灭菌灯等
(传统文化)我国唐朝的张志和在《玄贞子》中记载了著名的“人工虹”实验:“背日喷乎水,成虹霓之状”,这是光的 现象,说明太阳光是一种 (选填“单色光”或“复色光”)。
复色光
色散
基础小练
提素养
核心实验
实验1
探究光的反射定律(2022年版课标要求学生必做实验)
1.实验装置图
传播路径
反射面
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实验1
实验2
2.实验注意事项
(1)纸板与镜面的放置要求:纸板应与镜面垂直放置。
(2)让光束紧贴纸板射向O点:在纸板上能显示光路。
(3)实验在较暗的环境中进行:使实验现象更加明显。
3.主要实验操作
(1)验证“三线共面”的操作:实验时,绕ON向后折转纸板F或将纸板EF向后倾斜,观察纸板F上是否显示反射光。
(2)验证光路可逆的操作:将激光沿BO方向射向O点,观察反射光是否沿着 方向射出。
OA
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实验1
实验2
4.实验结论
(1)反射光线、入射光线和法线在 内。
(2)反射光线、入射光线分别位于 两侧。
(3)反射角 入射角。
5.交流与反思
多次改变入射角进行实验的目的:探究反射角与入射角的大小关系,使实验结论具有普遍性。
等于
法线
同一平面
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实验1
实验2
例1在“探究光的反射定律”时,进行如下实验过程。
提出问题、猜想与假设
小明用平面镜将室外的太阳光反射进入教室,调整平面镜的摆放角度,发现太阳光进入教室的角度和位置随之发生变化。那么光反射时遵循什么规律呢?
针对训练
基础设问
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实验1
实验2
(1)将表面 (选填“光滑”或“粗糙”)的纸板竖直立在水平放置的平面镜上,纸板上的直线ON应 于平面镜。
(2)实验时,让入射光沿EO方向射向O点,在纸板B上可以看到反射光OF,若将纸板B绕ON向后折转,在纸板B上 (选填“能”或“不能”)观察到反射光,这说明反射光线、入射光线与法线 (选填“在”或“不在”)同一平面内。
在
不能
垂直
设计方案、收集证据
小明和实验小组的同学用如图甲所示的装置,做“探究光的反射定律”的实验。
粗糙
甲
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实验1
实验2
得出结论、作出解释
(4)改正错误的数据,分析可知:光反射时, 。
(5)实验中,让入射光EO远离法线ON,反射角会 (选填“变大”或“变小”)。
变大
(3)小明多次实验,得到的实验数据如表所示,其中有一组数据测错了,这组数据是第 次实验的,原因可能是_________________________
。
反射角等于入射角
夹角当成反射角
将反射光线与平面镜的
2
实验序号 1 2 3 4
入射角 20° 30° 45° 60°
反射角 20° 60° 45° 60°
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实验1
实验2
交流合作、评估反思
(6)实验结束后,小明和同组的小刚都想从镜子中看到对方的眼睛,而不想让对方看到自己的眼睛,结果他俩谁都没有做到,你认为没有做到的原因是 。
在反射现象中,光路是可逆的
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实验1
实验2
①为了验证这一猜想,接下来应进行的操作是
。
②如果观察到 的现象,则能初步验证折射光线与入射光线在同一平面内。
光屏B上没有折射光线
(7)(横向实验拓展——光的折射)(设计性实验)探究完“光的反射定律”,小明想利用如图乙所示的装置“探究光的折射特点”,小明类比“光反射时,反射光线与入射光线在同一平面内”,那么光折射时,是否也有“折射光线与入射光线在同一平面内”的规律呢?(光屏可绕NN'折转)
将光屏B沿NN '向后折转一定角度
乙
能力设问
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实验1
实验2
2.实验方法:等效替代法。
3.实验注意事项
(1)本实验应该在较暗的环境中进行,目的是使实验现象更明显。
(2)玻璃板要与水平面垂直放置,目的是确保 _
。
完全重合
1.实验装置
蜡烛B与蜡烛A的像
实验2
探究平面镜成像的特点(2022年版课标要求学生必做实验)
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实验1
实验2
4.实验结论
(1)平面镜成像的大小与物体的大小 。
(2)像和物体到平面镜的距离 。
(3)像和物体的连线与平面镜 。
(4)平面镜成 像。
虚
垂直
相等
相等
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实验1
实验2
例2 在“探究平面镜成像”的特点时,进行如下实验过程。
提出问题、猜想与假设
小明照镜子时发现,当他逐渐远离镜子时,会感觉镜中的“自己”越来越小。实际的情况是这样吗?
基础设问
针对训练
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实验1
实验2
(1)现有厚度分别为5 mm和2 mm的两块玻璃板,应选择 mm 厚的玻璃板做实验。
(2)小明在竖直放置的玻璃板前点燃蜡烛A,再将完全相同且__________
(选填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动,人眼应该在蜡烛 (选填“A”或“B”)一侧观察,直到看上去蜡烛B跟
(选填“蜡烛A”或“蜡烛A的像”)完全重合。
蜡烛A的像
A
未点燃
设计方案、收集证据
小明利用如图甲所示的装置探究平面镜成像的特点。
2
甲
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实验1
实验2
乙
得出结论、作出解释
(3)移动点燃的蜡烛A至不同位置A1、A2、A3,在白纸上记录了像与物体对应点的位置,并对白纸上的信息进行处理,如图乙所示。由此可得出结论:像与物体到平面镜的距离 ,且它们的连线与镜面 。
垂直
相等
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实验1
实验2
交流合作、评估反思
(4)为验证通过玻璃板所成的像是实像还是虚像,小明移去图甲中的蜡烛B,并在其所在位置垂直放置一个光屏,眼睛应该在 (选填“蜡烛A”或者“光屏”)一侧观察光屏上蜡烛A的像。
(5)为了让左侧的同学也能够看清楚蜡烛A的像,小明只将图甲中的玻璃板向左平移,则蜡烛A的像的位置 (选填“向右移动”“向左移动”或“不变”)。
(6)实验中无论蜡烛B在玻璃板后的白纸上怎样移动,都无法让它与蜡烛A的像完全重合,其原因可能是 。
玻璃板没有竖直放置
不变
光屏
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实验1
实验2
(7)(装置改进)实验完成后,老师又提出了利用方格纸和棋子进行实验,与实验装置图甲相比,其优点是 (写出一条即可)。在较暗的环境中实验时,发现棋子的像较暗,不易辨识,解决的方法是 (选填“照亮棋子的像”或“照亮棋子”)。
照亮棋子
成像更稳定(合理即可)
能力设问
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实验1
实验2
1.(2023·凉山10题2分)在地球上观看日出时能看到地平线以下的太阳。下列现象与此原理相同的是( )
A.茂密树荫下圆形的光斑
B.汽车后视镜中的像
C.海市蜃楼
D.用潜望镜看到海面上的物体
光现象的辨识
C
明考向
四川真题
命题点1
2.(2023·攀枝花5题3分)如图所示的四种情景,属于光的反射现象的是( )
B
3.(2023·绵阳11题3分)如图所示是一束光以一定角度从空气射到水面某点后,在水中和空气中的径迹。若这束光沿水中径迹从水中射到水面同一点,光路图可能是( )
光的反射与折射
A
命题点2
A B C D
A.β>i>r
B.β>i=r
C.i>β=r
D.i=r>β
4.(2022·绵阳6题3分)一束光射向一块等腰直角三角形的透明介质,在斜边发生反射和折射,其光路如图所示。三个角i、r、β的大小关系是( )
B
5.(2023·绵阳18题4分)如图甲所示,塔式太阳能电站把地面上多个平面镜反射的太阳光会聚到塔顶,从而利用太阳能发电。如图乙所示,某塔式太阳能电站的一块平面镜在塔的东边,下午某时刻,从西向东的太阳光以与水平方向成70°角射向这块平面镜,反射光线与水平方向成30°角,则反射角的度数是 ,平面镜与水平方向的夹角度数是 。
40 °
20 °
命题点3
光现象作图
方法指导
1.光的反射作图步骤
2.光的折射作图步骤
3.画平面镜位置作图步骤
第一步:根据反射光线和入射光线确定法线的位置。
第二步:过入(反)射点作法线及其垂线(即平面镜的位置)。
第三步:用短斜线表示平面镜的背面。
6.【2024·成都A卷21(1)题2分】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)
如答图所示。
7.【2023·攀枝花22(1)题2分】某同学利用半圆形玻璃砖和量角器探究光的反射和折射规律,玻璃砖和量角器按如图所示放置,圆心重合在O点。入射光线AO沿图示位置从玻璃砖内射向玻璃砖和空气的分界面MN。请在图中画出入射光线AO的反射光线和折射光线。
如答图所示。
8.【2022·成都A卷21(1)题2分】“圭表”是我国古代先进的天文观测仪器,根据“表”在“圭”面上影长的变化就能知道时节的更替。元代天文学家郭守敬改进和创新了“圭表”(如图甲),图乙是其示意图。他在“表”上方加一根架空的横梁,在“圭”面上放置一个可移动的景符(有小孔的铜片)。他利用改进后的“圭表”,精确推算出了二十四节气和一回归年天数。请根据以上资料在图乙中画出横梁通过景符的小孔在“圭”面上所成的影像,并标明两条光线的传播方向。
如答图所示。
9.(2024·凉山14题2分)下列关于“探究平面镜成像的特点”实验中描述正确的是( )
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
平面镜成像的特点
C
命题点4
10.(2024·成都A卷15题4分)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,水中的“灯影”是由光的 形成的;若锦江水面上涨,水中“灯影”到水面的距离变 。
小
反射
(1)选用 (选填“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 (选填“甲”或“乙”)侧观察蜡烛A所成的像。
(3)当蜡烛A远离反射面时,其像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
不变
甲
11.(2024·凉山45题3分)用如图所示的器材“探究平面镜成像”的特点,在此实验中:
透明玻璃板
$$