专题02 光现象(期中复习讲义)八年级物理上学期新教材苏科版
2025-11-13
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理苏科版八年级上册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第二章 光现象 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 光现象 |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.26 MB |
| 发布时间 | 2025-11-13 |
| 更新时间 | 2025-11-13 |
| 作者 | 无忧居士 |
| 品牌系列 | 上好课·考点大串讲 |
| 审核时间 | 2025-09-15 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53920330.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题02 光现象(期中复习讲义)
核心考点
复习目标
考情规律
光源及其分类
①会判别光源
②能分辨光源的种类
①基础考点,常出现在选择题、填空题
②基础考点,会出现在选择题、填空题
光的色散
①能识别光的色散现象
②会比较不同色光通过三棱镜的偏折程度
①基础考点,会出现在选择题
②易错点,会出现在选择题、填空题
透明体的颜色
知道透明体通过与自身颜色相同的色光,吸收与自身颜色不同的色光
高频考点,会出现在选择题、填空题
光的三原色
①知道光的三原色:红、绿、蓝
②能表述光的三原色应用的实例
①基础考点,常出现在选择题、填空题
②基础考点,常出现在选择题、填空题
光能
①知道光具有能量
②能表述光能利用的三条路径
①基础考点,常出现在选择题、填空题
②基础考点,常出现在选择题、填空题
光沿直线传播的现象与条件
①能辨别光的直线传播现象
②知道光沿直线传播的条件
①基础必考点,常出现在选择题、填空题
②基础考点,常出现在选择题、填空题
光的直线传播应用
能应用光的直线传播解释影子、日食、月食和小孔成像等实例
高频考点,常出现在选择题、填空题
光沿直线传播的作图
能利用光的直线传播完成影子、人眼观察或点光源照亮范围、小孔成像等情景作图
基础必考点,常出现在作图题、填空题
光速
①知道光在真空中传播速度最大,3×108m/s
②知道空气、水和玻璃中光速的大小关系
①基础必考点,常出现在填空题、实验题
②易错点,常会出现在填空题、实验题
探究平面镜成像特点
①能表述玻璃板、等大棋子、方格纸的目的
②能表述实验操作的注意点
①基础必考点,常出现在填空题、实验题
②易错点,常会出现在填空题、实验题
平面镜成像特点的应用
①能判别像的大小、位置和虚实
②能解释日常生活平面镜成像的现象
①基础必考点,常出现在选择题、填空题
②高频考点,常会出现在选择题、填空题
平面镜成像作图
①能根据已知条件作出像、或物、或镜面位置
②能作图人眼观察像的光路图
①基础必考点,常出现在作图题
②高频考点,常会出现在作图题、填空题
平面镜成像的实质
知道需要时所有反射光线反向延长的交点
易错点,常会出现在填空题、作图题
光的反射现象
能辨别光的反射现象
基础考点,常出现在选择题、填空题
探究光的反射定律
①能表述实验纸板、量角器的目的
②能表述实验操作的注意点
①基础必考点,常出现在填空题、实验题
②易错点,常会出现在填空题、实验题
光的反射定律应用
①能判别反射光线的位置、反射角和入射角的大小变化
②能应用反射光路可逆解释现象
①基础必考点,常出现在选择题、填空题
②高频考点,常会出现在选择题、填空题
运用光的反射定律作图
能根据已知条件作出反射光线、或入射光线、或镜面位置
基础必考点,常出现在作图题
镜面反射与漫反射
①能辨别镜面反射与漫反射
②能解释镜面反射与漫反射现象
①基础考点,常出现在选择题、填空题
②易错点,常会出现在选择题、填空题
知识点01 光源及其分类
本身发光的物体叫做光源。
示例:太阳、萤火虫、发光水母、火把、烛焰、电灯等
光源可分为:天然光源、人造光源
示例:太阳、萤火虫、发光水母是天然光源,而火把、烛焰、电灯是人造光源。
易错点:皎洁的月亮、光芒四射的钻石学生错误认为光源,它们自身不能发光。
知识点02 光的色散
太阳光通过三棱镜后,依次被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色,这种现象叫色散(由英国物理学家牛顿发现)。
示例:彩虹、日晕等。
光的色散的发生的原因:不同颜色的光穿过三棱镜时的偏折角度不同,红色光偏折程度最小,紫色光偏折程度最大。
易错点:学生易错误认为紫光始终位于彩色光带的下方,需要注意太阳光通过三棱镜,彩色光带始终向棱镜的底边偏折,紫光偏折程度最大。
光的色散现象表明白光(太阳光)是由各种色光混合而成的复色光拓展:
单色光:不能再分解的色光称为单色光,光的色散分解出的七色光都是单色光;
复色光:由多种单色光混合而成的光称为复色光。
知识点03 透明体颜色
透明体的颜色由它透过的色光决定(什么颜色的透明体透过什么颜色的光,吸收其他颜色的光)。
示例:红玻璃只能通过红光,其它色光被吸收,所以太阳光通过红玻璃后,射入人眼的只有红光,人见到的就是红玻璃。
易错点:当没有光进入人眼的时候,我们感受到的是黑色。故我们看到的黑色的物体不是反射了黑色光,而是吸收了所有光或反射的光没有进入人眼造成的,世界上没有黑色光。
知识点04 光的三原色
光的三原色是:红、绿、蓝;其它色光可由这三种色光按照不同比例混合而成,三原色光本身是不能用其他的色光混合而成的。等量的红、绿、蓝三种色光可以混合出白光。
示例:电视机屏幕、手机显示屏是由若干个像素点组成的,每个像素点都由红、绿、蓝三色发光点组成,这些发光点在电路的控制下发出不同强度的三原色光,从而产生不同的色彩。。
知识点05 光能
光具有能量,这种能量叫作光能
示例:太阳能电池板可以把光能转化为电能,植物的光合作用可以把光能转化为化学能,太阳能热水器可以把光能转化为内(热)能。
知识点06 光的直线传播
光在同种均匀介质中沿直线传播。条件是:同种、均匀介质。
示例:光在均匀空气、水和玻璃中中是沿直线传播的
知识点07 光线
为了研究的方便,常用一条带有箭头的直线表示光的径迹和方向
光线是一种物理模型,光是存在,光线是不存在
示例:点光源与平行光源
知识点08 光的直线传播现象
影子:由于光在均匀空气中沿直线传播,当光传播途中遇到障碍物会阻挡光继续向前传播,从而在障碍物的后方产生一个光无法到达的暗区域,该区域即为影子。
示例:
本影与半影:当有两个及两个以上的光源时,每个光源发出的光被物体阻挡时,都会形成各自的影子,影子中没有任何光线到达的区域称为本影,影子中有其他光源光线到达的区域称为半影。
示例:
日食:当月球运行到太阳与地球之间且三者在同一条直线上时,当地球上部分地区进入月球本影区后,太阳光完全被月球阻挡,人们处在本影区将看不到太阳的整个表面,称为日全食;半影区有部分太阳光可以达到,人们处在半影区可以看到太阳的一侧表面,称为日偏食。
示例:
月食:当地球运行到太阳与月球之间且三者在同一条直线上时,月球将进入地球的本影区,人们可以看到月全食,当三者不完全在同一条直线时,人们可以看到月偏食。
示例:
小孔成像:用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物体之间,屏幕上就会形成物体的倒像。小孔成像是实际光线会聚在光屏上形成的像,可以用光屏承接,所以称为实像。像与物的大小关系:与物距、像距有关。
示例:
物距大于像距,成缩小的像,像距减小,像变小
物距小于像距,成放大的像,物距减小,像变大
知识点09 光的直线传播的应用
在日常生活、生产活动中,人们利用光的直线传播实现多点一线,利用影子计时、表演等,解释光的直线传播现象,理解相关成语。
示例:具体应用:排队、射击、日晷、激光准直等;典型成语:坐井观天、立竿见影、一叶障目、管中窥豹。
知识点10 光速
光的传播不需要介质,因此可以在真空中传播。光在真空中的速度约为3×108m/s,真空中光速是宇宙中目前已知的最快速度。
示例:光在空气中传播速度比真空中略小,近似认为等于3×108m/s,光在水中的速度约为真空中的,光在玻璃中的速度约为真空中的。
知识点11 探究平面镜成像特点的实验
实验环境与实验器材选择:
(1)实验应在较暗的环境下进行,减小其他光线对实验的影响。
(2) 使用玻璃板代替平面镜的原因:因为玻璃板既能反光又能透光,便于确定像的位置。
(3)使用薄玻璃板的原因:防止烛焰在玻璃板的前后两个面反射成像,出现重影。
(4)使用茶色玻璃板的原因:明亮的像的火焰更明显,使成像更清晰。
(5)刻度尺的作用:测量物与像到平面镜的距离。
(6)两根蜡烛大小必须完全相同的原因:
①便于确定像的位置 ②比较物与像的大小关系。
实验操作:
(1)在水平桌面的纸上竖立一块玻璃板,作为平面镜。在纸上记下平面镜的位置。
若玻璃板没有与桌面垂直放置导致的结果:水平桌面移动镜后蜡烛,无法和蜡烛的像重合。
(2)点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面,没有点燃的大小完全相同的蜡烛B,竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它与蜡烛A的像完全重合。这个位置就是蜡烛A的像的位置。
点燃蜡烛是因为烛焰的像更明亮,蜡烛B,与蜡烛A的像完全重合,说明像和物的大小相等。
(3)移去蜡烛B,并在其所在位置上竖直放一白纸(光屏)。从侧面直接观察白纸(光屏),白纸(光屏)上不能接收到蜡烛A的烛焰的像。
判断像的虚实时,必须直接观察光屏,若透过玻璃板观察,蜡烛A经玻璃反射的光射入人眼,人眼能见到此时所成的虚像,而非成在光屏上的实像。
(4)需要进行多次实验,目的是避免实验的偶然性。
知识点12 平面镜成像特点
平面镜所成的像是像和物体的大小相等、像和物到平面镜的距离相等、像与物的连线和平面镜垂直的虚像。
即平面镜中的像像与物关于平面镜对称。
示例:物体在水中的倒影,即物体在水面所成的像与物体关于水面对称。
易错点:当物体与镜面平行时,像和物上下相同,左右相反,学生经常会搞反。
示例:镜中人的左手是人的右手,看镜子中的钟的时间要看纸张的反面。
易错点:物体远离、靠近镜面时,像与物的距离发生改变,造成人视角的改变,人们感觉像的大小变化了,实质像的大小不变。
示例:人走向平面镜,人在平面镜中所成像与人的距离不断减小,人观察自己像的视角不断增大,感觉人在平面镜中所成像不断增大,实际人的像始终与人大小相等,即平面镜成的像的大小与物体到平面镜的距离无关,也与平面镜的大小无关,只与物体的大小有关。像和物体相对于平面镜的运动速度是相等的
知识点13 平面镜成像的应用与危害
利用平面镜成像
示例:舞蹈房内利用平面镜观察并矫正舞蹈姿势和动作,商铺利用平面镜扩大视觉空间。
利用平面镜改变光路
示例:潜在水下的潜水艇上利用潜望镜可以观察水面情况。
平面镜会造成光污染
示例:建筑物的玻璃幕墙反射的刺眼光芒。
知识点14 平面镜成像作图
根据已知条件,利用平面镜成像特点,作出物体在平面镜中的像、或物体、或镜面的位置。
注意:1.从物体向镜面作垂线,要用虚线,且需要标出垂足;
2.平面镜中的像是虚像,必须用虚线。
示例:运动的物体在平面镜中成的像和物体的运动轨迹是关于平面镜对称的。
知识点15 平面镜成像的实质
物体射到平面镜上的光经平面镜反射后的反射光线,所有反射光线反向延长线的交点,就是物体的像。
平面镜成像不是实际光线会聚形成的,不能呈现在光屏上,只能通过人眼观察到,故称为虚像。
示例:烛焰上的S点射到镜面的光线,经镜面反射后,反射光线的反向延长线均经过虚像点S/。
。
知识点16 光的反射现象
当光射到物体表面时,有一部份光会被物体反射回来,这种现象叫做光的反射。所以物体在平面镜中所成的像比物体本身暗一些。
示例:物体在平静水面的倒影比物体自身暗。
我们看见不发光的物体是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。
示例:日常生活中的桌椅、衣物、学习用品等物体都不是光源,当光照射到这些物体上面,光会被反射,反射光射入人眼,人就看到了这些物体。
知识点17 光的反射基本概念
入射点:光线射到镜面上的点,通常用“O”表示
法线:过光的入射点所作的与反射面垂直的直线,通常用“ON”表示
入射光线:射到反射面上的光线
反射光线:被反射面反射后的光线
入射角:入射光线与法线的夹角
反射角:反射光线与法线间的夹角
示例:
知识点18 探究光的反射定律
实验器材:
白纸板的作用:由于白纸表面粗糙,光沿纸板传播时,有部分光反射到各个方向,从而显示光路。
实验操作:
平面镜放在水平桌面上,纸板竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON垂直于镜面
示例:如图所示,当白纸板不垂直于平面镜时,入射光线既处在纸板的平面内,又处在垂直于平面镜的虚线平面内,当光线反射时,将沿着虚线平面射出,故在纸板上看不到反射光线。
要进行多次实验,目的是避免实验的偶然性
实验现象:
用激光笔将一束光贴着纸板沿着某一个角度射到O点,经平面镜的反射,沿另一个方向射出,在纸板上出现了入射光线和反射光线的径迹。把纸板右半边向前或向后折,反射光线的径迹消失。
示例:
说明反射光线与入射光线、法线在同一平面内。
实验现象:
将ON两侧纸板在同一平面内,记录入射光和反射光的径迹。再改变光束的入射方向,多做几次。
示例:
说明反射光线与入射光线分居法线两侧。
用量角器测量相应的反射角和入射角,比较大小,得出反射角等于入射角。
注意:入射角与反射角之间存在因果关系,反射角总是随入射角的变化而变化而变化,因而只能说反射角等于入射角,不能说成入射角等于反射角。
实验现象:
如果让光从之前记录的某次反射光线径迹逆着反射光线的方向射到镜面,那么,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。
示例:
实验结论:光反射时,反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线、入射光线分居在法线两侧,反射角等于入射角。
知识点19 光的反射定律应用
根据已知条件,利用光的反射定律,判断反射角的大小、反射光线的位置、或入射角的大小、入射光线的位置。
示例:入射光线跟法线的夹角是50°,则反射光线与入射光线的夹角是______;若入射角增大10°,则反射光线与入射光线夹角增大______。
知识点20 光的反射定律作图
根据已知条件,利用光的反射定律,作出反射光线、或入射光线、或镜面位置。
注意:1.法线为辅助线,必须用虚线
2.光线有箭头,必须沿光的传播方向标注
示例:画出图中入射光线AO的反射光线,并标出反射角大小。
知识点21 镜面反射与漫反射
镜面反射:平行光射到光滑的反射面上时,反射光仍然被平行的反射出去
漫反射:平行光射到粗糙的反射面上,反射光将沿各个方向反射出去
相同点:
都是反射现象,都遵守反射定律
不同点:
反射面不同(一光滑,一粗糙),一个方向的入射光,镜面反射的反射光只射向一个方向(刺眼);而漫反射射向四面八方
示例:下雨天的夜晚,向光走要走暗处,背光走要走亮处。因为积水表面发生镜面反射,无水地面发生漫反射,向着光,积水处反射较多光线进入人眼,无水处较少光线进入人眼,人们会觉得积水处更亮;背着光,积水处无反射光线进入人眼,无水处较少光线进入人眼,人们会觉得无水处更亮。
电影屏幕要粗糙、黑板要粗糙是利用漫反射把光反射到四处。
黑板上“反光”是在该处发生了镜面反射。
知识点22 凸面镜
用球面外表面作反射面的面镜叫凸面镜
凸面镜对光的作用:凸面镜对光有发散作用
示例: 汽车后视镜、转角镜:将更广范围内的景物发出的光线通过凸面镜反射到观察者的眼中,可以扩大视野
知识点23 凹面镜
用球面内表面作反射面的面镜叫凹面镜
凹面镜对光的作用:凹面镜对光有会聚作用
示例:手电筒的反光装置:将灯泡置于手电筒反光碗的焦点上时,灯泡发出的光经反射后以近似平行光的形式射出
太阳灶:将烧水壶置于太阳灶反光碗的焦点上时,太阳光经反射后会聚于烧水壶处加热水壶
题型一 光源的辨别
易|错|点|拨
光源是指自身能发光的物体。生活中人眼感觉有些物体光芒耀眼,如钻石、玻璃幕墙等,当人眼在其折射或反射光路上,人就会觉得它很亮,实际上这些物体自身不能发光,它们都不是光源。
【典例1】(2024秋•宿城区期中)下列物体不属于光源的是( )
A.月亮 B.发光的萤火虫
C.酒精灯的火焰 D.太阳
【答案】A
【解答】解:A、月亮是地球的一颗卫星,它本身不能发光,它只是反射了太阳光,不是光源,故A正确。
B、萤火虫自身能够发光,是光源,故B错误。
C、酒精灯的火焰能发光,是光源,故C错误。
D、太阳是光源,故D错误。
故选:A。
【变式1】(2024秋•江阴市期中)生活中许多物体可以发光,下列物体中属于光源的一组是( )
A.太阳、月亮、工作的台灯
B.闪电、镜子、发光的水母
C.太阳、烛焰、波光粼粼的水面
D.火焰、工作的手电筒、发光的萤火虫
【变式2】(2023秋•南京期中)如图所示的物体中属于光源的是( )
A.皎洁的月亮 B.闪亮的手机屏幕
C.正在放映的电影银幕 D.平静的水面
题型二 判断光的色散中的色光
易|错|点|拨
太阳光通过三棱镜,出射光将向棱镜的底面偏折,不同色光的偏折程度不同,其中紫光偏折程度最大,红光偏折程度最小。在判断色光的种类时,无需死记色光的位置,按照色光的偏折程度即可判断。
【典例1】(2023秋•新吴区期中)光的色散说明白光是一种复色光,棱镜对不同色光的偏折程度不同,其中对红光的偏折程度最小,对紫光的偏折程度最大。图中能正确表示白光通过三棱镜发生色散的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解答】解:棱镜对不同色光的偏折程度不同,其中对红光的偏折程度最小,对紫光的偏折程度最大;所以白光经三棱镜后,光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带,红光在最上面,紫光在最下方。
故选:B。
【变式1】(2023秋•兴化市期中)如图所示,太阳光通过三棱镜后,在白纸上获得了一条彩色的光带,这种现象叫做 ______________________,根据此实验现象可知,太阳光是由 ______________________ 的,最早研究该现象的是英国物理学家 ___________ 。在示意图中,彩色光带中的红光靠近光带的 ___________ 处(填“A”或“B”),因为这种色光通过玻璃时的偏折程度较 ___________ (选填“大”“小”)。
【变式2】(2023秋•苏州期中)一束太阳光通过三棱镜折射后被分解,在光屏上的AB范围内形成一条七彩光带,如图所示。
(1)该实验说明了太阳光是______________________ (单色光/复色光),首先研究光的色散现象的是英国物理学家 ___________ ,如果此时在光屏上贴一张绿纸,则光屏上呈现___________色。
(2)AB彩光带中,A为___________色光;偏折程度最大的是 ___________色光。
题型三 日食与月食
解|题|技|巧
当太阳、地球、月球三者在同一直线时,如果月球在太阳、地球之间,则地球上一定区域的人能见到日食。若太阳光完全被遮挡,则是日全食;若太阳的一侧部分被遮挡,则是日偏食;若太阳的中间部分光被遮挡,则是日环食。同样月全食是指月球处在地球的影子中,太阳光照射不到月球上,月偏食是指月球部分处在地球的影子中。
【典例1】(2024秋•启东市期中)我们常能观测到奇妙的天文现象,对月球处于下列不同位置时说法正确的是( )
A.Ⅰ区月全食 B.Ⅱ区月偏食
C.Ⅲ区月全食 D.Ⅳ位置日偏食
【答案】A
【解答】解:从图示中可看出,月球在Ⅰ区时,太阳直射过来的光被地球反射回去了,故此时会发生月全食。
故选:A。
【变式1】(2024秋•滨海县期中)如图为日环食照片,根据日环食现象可以推测出( )
A.月球的形状 B.月球的大小
C.地球的形状 D.地球的大小
【变式2】(2024秋•姑苏区校级期中)当太阳光被月球挡住的时候,在地球上的人可能看不到太阳,这就是日食,如图所示,当人随地球一起运动到 ___________ 区域内会看见日偏食,在 ___________区域内会看到日环食。那月食形成时,___________ 挡住了太阳光。(前两空均在“A”“B”“C”“D”四个区域内选填)
题型四 影子作图
答|题|模|板
影子是光在同种均匀介质中沿直线传播,遇到不透明的物体,在物体后面留下的阴暗区域。因此在作图时需注意:一是找出最边缘的光线,即光源与不透明物体顶端的连线,或底面上影子的端点与物体顶端的连线;二是光线用实线,且必须沿光的传播方向,标出箭头。
【典例1】(2024秋•昆山市期中)夜晚路灯下站着小明和大明两人,地上留下了他们的影子如图所示,请通过作图确定路灯灯泡S的位置。
【变式1】(2024秋•姜堰区期中)如图所示,在路灯(A点表示)的照射下,地面上出现了树木BC的影子BC',请画图确定点C'的位置。
【变式2】(2023秋•通州区期中)如图所示,S为固定光源,MN为竖直墙面,小明手拿一乒乓球,开始时球与光源S等高,松手后球竖直下落,墙面上球的影子也随之而动,请通过作图确定:当影子刚好到达墙角N点时,乒乓球的位置在哪里(用字母标记),完成相应光路图。
题型五 小孔成像作图
易|错|点|拨
小孔成像属于光的直线传播现象,作图时需注意:一是光线以物体端点与小孔中点为准,画出物体两端照射到光屏上的具体位置;二是光线是实线,不可用虚线,且两条光线必须标出箭头;三是小孔成像是实像,像应用实线,并根据物体的形状对像进行标注,比如在像的相应位置上加箭头。
【典例1】(2023秋•江都区期中)如图所示,小孔前有一位于MN所在直线的物体AB(AB是发光物),经小孔后在光屏上所成的像为A'B',请在图中画出物体AB及对应的光路图。
【答案】
【解答】解:过A′点和小孔画出一条光线交MN于A,再过B′点和小孔画出一条光线交MN于B,如下图所示:
【变式1】(2023秋•无锡期中)在图中的光屏M上画出蜡烛AB经小孔所成的像A'B'。
【变式2】(2024秋•玄武区校级期中)如图所示,是一个蜡烛AB和一个小孔成像装置,请在左图半透明纸上画出蜡烛AB的像A'B'。
题型六 探究平面镜成像特点
答|题|模|板
探究平面镜成像实验中,玻璃板替代平面镜的目的是便于确定像的位置,选用较薄的玻璃板是为了避免玻璃量表面成像对实验的影响;选用相同两个物体时为了便于比较像与物的大小关系;在实验中镜面与水平桌面垂直,目的是在水平桌面上移动镜后物体,能使该物体与镜前物体的像重合;判断像的虚实时,人眼直接观察光屏,发现光屏上没有像,说明是虚像。
【典例1】(2024秋•无锡校级期中)为了探究平面镜成像特点,小明准备了图甲所示的实验器材并进行实验,以下说法中错误的是( )
A.为了便于找到像的位置,实验时应该选择器材G
B.为了比较像与物的大小关系,应选BC两支蜡烛
C.坐在任意位置的同学都可以看到蜡烛在平面镜中的像
D.从平面镜中看到墙上钟的像如图乙所示,这时的时间是10:35
【答案】C
【解答】解:A、用透明的玻璃板代替平面镜,虽然成像不太清晰,但是在物体一侧能看到物体的像,同时还能看到代替物体的另一个物体,便于确定像的位置。因此实验时,小明应选G作为平面镜。故A正确;
B、实验中选择相同的BC两个蜡烛,其中一支点燃,是为了便于比较物像大小关系,故B正确;
C、根据平面镜成像的原理,知道是由于光的反射形成的,我们看到了像是因为看到了由镜面反射的反射光线,而像就在反射光线的反向延长线上,坐在任意位置的同学不能都看到蜡烛在平面镜中的像。故C错误;
D、根据镜面对称的性质,在平面镜中的像与现实中的事物恰好左右颠倒,且关于镜面对称,分析可得:图中显示的时间10:35.故D正确。
故选:C。
【变式1】(2023秋•邗江区校级期中)如图所示,在“探究平面镜成像特点”的实验中,小华在玻璃板前放置了一支蜡烛A,并将其点燃,将另一支与蜡烛A大小相同的蜡烛B放于玻璃板后方,移动蜡烛B直到在玻璃板前看起来蜡烛B与蜡烛A的像重合。下列有关说法正确的是( )
A.若将玻璃板竖直向上移动,蜡烛A的像也将向上移动
B.为了让蜡烛A的像更清晰,实验应在较明亮的环境中进行
C.在蜡烛B的位置放一光屏,可以在光屏上看到蜡烛A的像
D.若按图中乙的方式摆放玻璃板,蜡烛A所成的像偏低且倾斜
【变式2】(20024秋•宿迁期中)如图所示是“探究平面镜成像特点”的实验装置。
(1)现有3mm和5mm两种厚度的茶色玻璃板,为了实验效果更好,应该选择 ___________ mm玻璃板,用玻璃板代替平面镜进行实验的目的是 _________________________________ 。
(2)选取完全相同的蜡烛A和B,是为了 _________________________________ ;点燃蜡烛A,透过玻璃板观察到蜡烛A的像,把与A完全相同的蜡烛B放在像的位置观察到蜡烛B与像完全重合,说明像与物___________ 。
(3)移开蜡烛B,在其原来B位置放一光屏,在光屏上 ___________(能或不能)接收到蜡烛的像,说明平面镜成的是___________像。
(4)为了便于观察,此实验的周围环境最好能 ________________ (暗一点/亮一点),如果在玻璃板后面水平桌面上无论怎样移动蜡烛B都不能和A的像重合,可能因为 ____________________________ 。
题型七 平面镜成像特点
解|题|技|巧
解答平面镜成像特点的相关问题,要抓住以下几点:一是平面镜成像时光的反射形成的,要能观察到像,一定要有反射光线射入人眼;二是物体在平面镜成像中所成像关于镜面对称,像的大小与物体的大小有关,与其它因素无关。
【典例1】(2025春•滨湖区期中)如图所示,是小明在学习平面镜成像的知识时用手机拍摄到的“蜡烛在水杯中燃烧”现象,该现象中各装置及仪器位置的俯视图设计正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解答】解:要形成“蜡烛在水杯中燃烧”的现象,其实是利用平面镜成像原理,让蜡烛通过平面镜所成的像位于水杯的位置,看起来就像蜡烛在水杯中燃烧,此时蜡烛和玻璃杯应位于玻璃板两侧,且到玻璃板的距离相等,平面镜成像的原理是光的反射,所以手机应该在蜡烛一侧,故ABC错误、D正确。
故选:D。
【变式1】(2024秋•广陵区期中)2024年8月6日,在巴黎奥运会跳水女子比赛中,中国选手全红婵在亚运会上以425.60分夺得女子10m跳台冠军。如图所示,决赛时,全红婵站立在跳台上,跳台台面距离水面10m。若水池深度为5m,则此时全红婵在水中的像到水面的距离为( )
A.20m B.15m C.10m D.5m
【变式2】(2024秋•无锡校级期中)2024年8月6日,在巴黎奥运会跳水女子比赛中,中国选手全红婵在亚运会上以425.60分夺得女子10m跳台冠军。如图所示,全红婵跳下去保持抱腿姿势的过程中,全红婵在水中的像( )
A.实像,且像与水面的距离变小
B.虚像,且像的大小不变
C.实像,且像与水面的距离变大
D.虚像,且像逐渐变大
题型八 视力表的相关问题
易|错|点|拨
解决视力表的问题就是利用平面镜成像特点:像与物到镜面的距离相等,在解答距离问题时,一定要画图,标出已知量和待求量,找出两者之间的关系;在解答像的朝向问题是,抓住像与物的朝向上下相同,左右相反。
【典例1】(2024春•工业园区校级期中)测量视力时,利用平面镜成像特点可以节省空间。如图所示,让被测者面对镜子背对视力表,此人从镜子中看到视力表的像到他自己像的距离是( )
A.1m B.3m C.4m D.5m
【答案】A
【解答】解:根据题意画成示意图如下:
人与镜距离2m,人与视力表距离1m,平面镜成的像与物到镜面距离相等,所以视力表的像到他自己像的距离也是1m。
故选:A。
【变式1】(2024秋•沭阳县期中)检查视力的时候,视力表往往放在被测者头部的后上方,被测者识别对面墙上镜子里的像,要求被测者与视力表像的距离是5m。如图是小明同学在一次测量视力时的情景,关于这次视力测量的说法中( )
①视力表中开口向上的“E”,在平面镜中成的像开口向上
②视力表中开口指向纸外的“E”,在平面镜中成的像开口指向纸内
③小明同学按要求进行视力测量,则L的大小应该是0.6m
④小明同学按要求进行视力测量,则L的大小应该是0.3m
A.只有①④正确 B.只有①③正确
C.只有②③正确 D.只有②④正确
【变式2】(2024秋•玄武区期中)检查视力的时候,视力表往往放在被测者头部的后上方,被测者识别对面墙上镜子里的像,要求被测者与视力表像的距离是5m。如图是小宁同学在一次测量视力时的情景,则视力表中开口向上的”,在平面镜中成的像开口向 ___________ ,小宁同学按要求进行视力测量,则L的大小应该是 ___________ m。
题型九 钟表的像
解|题|技|巧
钟表在平面镜中所成像的判断,一定要抓住平面镜所成的像与物关于镜面对称。在解题时要关注钟表所在的平面与平面镜的位置关系,当钟表与平面镜镜面平行时,所成像与物是“上下相同、左右相反”;当钟表与平面镜镜面垂直时,所成像与物是“左右相同、上下相反”。
【典例1】(2024秋•无锡期中)小明在洗手间照镜子,从镜子里看到身后挂在墙上的电子钟的显示如图所示,如果回头直接看钟,它的显示为( )
A.20:15 B.21:05 C.21:15 D.20:05
【答案】B
【解答】解:由图分析可得题中所给的“20:15”与“21:05”成轴对称,这时的时间应是21:05。
故选:B。
【变式1】(2024秋•金坛区期中)如图所示,是小明从对面墙上的平面镜中看到的身后时钟的像,此时的实际时刻是( )
A.7时20分 B.4时20分 C.7时40分 D.4时40分
【变式2】(2024秋•淮安期中)如图是某时刻丹丹家放在水平玻璃茶几上的台式电子时钟显示的时间,若从玻璃茶几的台板中看,时间应该是( )
A. B. C. D.
题型十 平面镜的应用
解|题|技|巧
平面镜在日常生活有着广泛的应用,大致分两类:一是平面镜成像,平面镜成像的实质是反射光反向延长线的交点,由此可知人要想见到平面镜中的像,必须有反射光射入人眼。二是改变光路,如角反射器、潜望镜等
【典例1】(2024秋•锡山区校级期中)如图所示,甲、乙两人分别站立于一面矮墙的两边,若要在天花板上固定一平面镜使两人在图示位置彼此都能看到对方的全身,则所需的最小平面镜的位置应为( )
A.ae B.bc C.bd D.cd
【答案】C
【解答】解:
如图所示,甲、乙两人在平面镜里成的像的位置,分别过乙的像的头顶和脚底分别作两条直线到甲的眼睛,过甲的像的头顶和脚底分别作两条直线到乙的眼睛(这两条直线就可以确定出所需最小平面镜的位置),由这四条直线与墙的交点即可确定出所需最小平面镜的位置应为bd。
故选:C。
【变式1】(2024秋•兴化市期中)如图所示,学校门厅有一块直立的镜子,小明沿直线AD行走,AD与平面镜平行,B、C为镜底两角向AD所作垂线的垂足,则小明能在平面镜中看见自己像的路段是( )
A.AB和CD B.只有AC C.只有BC D.只有CD
【变式2】(2024秋•镇江期中)如图所示,魔术箱顶部的中央有一条窄缝。使激光笔产生的激光束从左侧的小孔射入,从右侧小孔射出。将一块遮光板从顶部的窄缝插入箱中,它并没有挡住激光束的传播。若魔术箱内只使用了平面镜,根据这一现象,下列猜想合理的是( )
A.光在魔术箱内空气中不沿直线传播
B.箱内只有二块平面镜
C.箱内至少有三块平面镜
D.箱内至少有四块平面镜
题型十一 平面镜成像的作图
答|题|模|板
平面镜成像作图的步骤:1.标注物体的端点;2.从端点向镜面作垂线(用虚线),标注垂足,且延长至相等,标注所作端点像的符号;3.重复前面的步骤,作出所有端点的像;4.按照物体形状,用虚线连接各端点的像,并依据物体的特征,在像的相应位置标注箭头。而作镜面位置则需先连接相遇物的连线,再作连线的重垂线,该位置就是镜面所在位置。
【典例1】(2024秋•沭阳县期中)图中MN表示平静的水面,AB表示岸边的一棵树,请画出树在水中所成的像。
【答案】
【解答】解:先作出端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′,用虚线连接A′、B′即为物体AB的像,如图所示:
【变式1】(2025春•玄武区校级期中)如图所示,A、B两点是放在平面镜MM'前完全相同的两支蜡烛的位置。小明在平面镜前某个方向看去,两支蜡烛的像正好重叠。请用作图法确定小明眼睛的大致位置C点,并完成光路。
【变式2】(2022秋•工业园区校级期中)如图所示,A'B'是物体AB在平面镜中所成的像,根据平面镜成像的特点在图中画出平面镜(保留作图痕迹)。
题型十二 根据平面镜成像的实质作图
解|题|技|巧
平面镜成像的实质是物体射到镜面所有反射光线反向延长线的交点,即人眼观察到反射光都好像是从镜后的虚像点射出。因此解决此类问题时,首先作出被观察物体在镜中的像,然后连接像与观察点,找出入射点。注意:镜后部分为延长线,应是虚线。最后完成入射光线,并标注入射光和反射光的箭头。此作图不需作法线。
【典例1】(2024秋•高邮市期中)如图中,牙医借助平面镜观察牙齿的背面,请在图乙中画出能反映此过程的光路图。
【答案】
【解答】解:先作出牙齿A关于平面镜的对称点A′,即像的位置,连接像A′和眼睛B与平面镜交于O点,即为入射点,连接AO为入射光线,OB为反射光线,如图所示:
【变式1】(2024秋•宝应县期中)S′是发光点S在平面镜中的像,A点是发光点S经平面镜反射后经过的一点。请你根据平面镜成像的特点,用作图法确定发光点S的位置,并完成经A点的光路图。
【变式2】(2024秋•金坛区校级期中)请在图中画出戴帽小丑用眼B看到自己的帽尖A在平面镜中所成像的光路图(保留作图痕迹)。
题型十三 探究光的反射定律
解|题|技|巧
探究光的反射定律实验中,纸板的作用是呈现光路的,且纸板可分成两部分,入射光和反射光分别呈现在两纸板上,当纸板与镜面垂直放置时,两纸板间的折线就是法线位置。当纸板未垂直于镜面时,此时纸板间的折线就不是法线位置。法线的作用就是确定反射光所在的位置,由入射光线与法线确定反射光线所在平面及具体位置。
【典例1】(2024秋•淮安期中)如图所示,小海同学在“探究光的反射规律”实验时,利用红、绿、蓝三种色光的激光笔进行实验,他将位于同一平面内的白色纸板A、B立在平面镜上。下列说法中正确的是( )
A.②号光线为蓝色
B.红光的入射角为90°
C.利用该装置进行实验时,纸板不需要垂直于平面镜放置
D.将纸板B沿红光所在直线向后折,无法观察到反射光线,表明反射现象消失
【答案】A
【解答】解:A.在光的反射中,反射光线和入射光线分居法线的两侧,反射角等于入射角,因此②号光线的颜色为蓝色,故A正确;
B.红光垂直照射在平面镜上,入射角是0℃,故B错误;
C.因为当纸板与平面镜不垂直时,法线无法在纸板上画出来,就不能够探究入射光线、反射光线和法线的关系,只有垂直放置时,三条线才会都体现出来,因此纸板必须垂直放置,故C错误;
D.当纸板F转过一定的角度后,两块纸板不在同一平面上,所以在纸板F上就无法呈现出反射光线了,但反射光线没有消失,故D错误。
故选:A。
【变式1】(2023秋•邗江区期中)小童在探究“光的反射定律”时,让一束光线贴着纸板沿EO方向入射,但纸板并未与平面镜垂直(如图所示),他 ___________ (选填“能”或“不能”)在纸板B上看到反射光线,此时的反射光线、入射光线及法线 ___________ (选填“仍在”或“不在”)同一平面内。
【变式2】(2024秋•靖江市期中)小红用图1所示装置探究光的反射定律。平面镜置于水平底座中心。激光笔可沿弧形轨道移动,且保持激光始终射向平面镜上的O点。
(1)为了在不同方向都能观察到光的传播路径,可以利用光的___________(漫/镜面)反射原理,在平面镜上方喷些 ___________ ;
(2)多次改变激光笔在轨道上的位置,小红调整视角,均能观察到反射光OB挡住入射光AO的现象。如图2所示,将长方形纸板与AO、OB所在平面重合,其底边PQ紧贴平面镜,在纸板上即可显示出入射光和反射光。多次测量纸板和平面镜的夹角。
①上述实验中测得的夹角均为90°,则反射光线、入射光线所在平面和平面镜相互 ___________;
②在纸板上过O点作出底边PQ的垂线ON,则 ON与镜面 ___________,可知ON为法线。由①、②可得:反射光线、入射光线和法线在______________________ 内。
(3)改变入射光的方向,依次记录实验数据如表格所示,分析实验数据可知:入射光线AO逐渐 远离 (选填“靠近”或“远离”)法线ON;∠NOB与∠AON的大小 相等 。
实验次数
∠AOP
∠POB
1
90°
90°
2
65°
115°
3
42°
138°
4
18°
162°
题型十四 光的反射定律应用
易|错|点|拨
运用光的反射定律解决问题时,一定要弄清楚反射光线和入射光线,明确反射角、入射角,不能错把光线与镜面的夹角当成反射角、入射角。当光线转动、或镜面转动,一定要标清变化后的反射角、或入射角,这样才能正确解答。
【典例1】(2024秋•泰州校级期中)如图所示,某日午后太阳发出的一条光线AO,照射到一块平面镜上,反射光线沿水平方向OB射出,并在东侧的墙面形成一个光点P,光线AO与OB的夹角为120°。下列说法正确的是( )
A.入射角为30°
B.反射光线与平面镜的夹角为60°
C.若平面镜绕O逆时针转过10°,反射角会减小20°
D.当太阳向西下落时,照射在墙壁上的光点P向下移动
【答案】D
【解答】解:A、入射角为入射光线与法线间的夹角,此时入射光线与反射光线间的夹角为120°,反射角等于入射角,故入射角为60°,故A错误;
B、反射角为60°,反射光线与平面镜的夹角为30°,故B错误;
C、若平面镜绕O逆时针转过10°,法线转动10°,入射角减小10°,反射角会减小10°,故C错误;
D、当太阳向西下落时,光线AO向西移动,靠近平面镜,入射角增大,反射角也增大,反射线也靠近平面镜,照射在墙壁上的光点P向下移动,故D正确;
故选:D。
【变式1】(2024秋•宿城区期中)有一束光以垂直于镜面的方向入射到平面镜上,入射角大小为 0 °。当镜面绕入射点转动25°角,则反射角大小为 ___________ °,反射光转动了___________ °。
【变式2】(2024秋•高邮市期中)如图所示,一束光与平面镜成30°角从O点射入,则反射角为 ___________ ;当光线AO绕O点顺时针转动30°角时,入射光线与反射光线的夹角为 ___________ 夹角;接着平面镜绕O点逆时针转动10度角,反射光线一共转过___________ 角。
题型十五 光的反射作图
答|题|模|版
运用光的反射定律作图,关键在于明确入射角或反射角,法线是反射光线与入射光线夹角的平分线,同时法线过入射点,且垂直于镜面。因此已知反射面和入射光(或反射光)时,先作法线(过入射点垂直于反射面),再根据光的反射定律,作出所求作光线;在已知反射光线和入射光线求作反射面,先做法线(两条光线夹角的平分线),再作出反射面
【典例1】(2024秋•玄武区期中)如图所示,请根据反射光线画出入射光线并标出入射角的大小。
【答案】
【解答】解:经过入射点作出法线,因为反射光线与镜面的夹角是50°,所以反射角为90°﹣50°=40°.根据反射角与入射角相等作出入射光线并标出入射角的度数,如图所示:
【变式1】(2023秋•盐城期中)如图所示入射光线与水平面成30°角,要使反射光线竖直照射到矿井中,在图中画出平面镜的位置并标出反射角度数。
【变式2】(2025•江阴市二模)被称为“超级镜子发电站”的敦煌,电站内的1.2万多面定日镜以同心圆状围绕着260米高的吸热塔,这些定日平面镜把太阳光反射后会聚到吸热塔,其中某束光的传播路径如图丙,在图中画出定日平面镜的位置,并标出反射角。
题型十六 镜面反射与漫反射
解|题|技|巧
镜面反射与漫反射,反射光与入射光之间均遵循光的反射定律,造成反射现象不同的原因是反射面粗糙不平,当反射面平整光滑,造成反射光射向同一方向,在反射光路上的人,感觉反射光线很强,不在反射光路上,则是暗的;而发生漫反射时,反射光是杂乱无章的,在各个方向均有光射入人眼。
【典例1】(2024秋•金坛区期中)教室内的黑板用久后变光滑的部分容易发生镜面反射,使部分位置处的学生看不清黑板上的粉笔字。如图所示,当太阳光按照图中情形射入时,最有可能看不清粉笔字的位置是( )
A.甲学生 B.乙学生 C.丙学生 D.丁学生
【答案】A
【解答】解:能从不同方向看到本身不发光的物体,是因为光在物体表面上发生了漫反射,反射光线射向各个方向的缘故。黑板“反光”是因为黑板发生了镜面反射,黑板反射的光线比粉笔字反射的光线强,使人无法看清黑板上的字;
根据图象可知,当光线射入时,根据光的反射定律可知,反射光线会向甲的方向射出,所以甲处看到的是明亮的光线,所以看不清黑板上的字;乙、丙、丁看不到光滑处发生镜面反射时的光线,故A符合题意。
故选:A。
【变式1】(2024秋•天宁区校级期中)在雨后晴朗的夜晚,走路时为防止脚踩到地上的水,下列判断正确的是( )
A.迎着月光走,地上暗处是水;背着月光走,地上发亮处是水
B.迎着月光走,地上发亮处是水;背着月光走,地上暗处是水
C.迎着或背着月光走,都应是地上发亮处是水
D.迎着或背着月光走,都应是地上发暗处是水
【变式2】(2024秋•盐城期中)夜晚,为了安全,自行车装有本身不发光的车尾灯,如图,它其实是许多个角反射器,能将车后各个不同方向射来的光再原方向反射回去,为了达到这个效果每个角反射器需要 3 (1/2/3)个镜面相互垂直组成,此时,在车尾灯上发生的是 ___________ (漫/镜面)反射,该车尾灯 ___________ (是/不是)光源。
期中基础通关练(测试时间:10分钟)
1.(2024秋•滨海县期中)如图是光的三原色色光照射在白墙壁上的示意图,图中区域1、区域2的色光分别是( )
A.黄、白 B.绿、白 C.黄、黑 D.绿、黑
2.(2024秋•东台市期中)如图所示,是物理兴趣小组在新城校区科技节上展示的自制针孔照相机。在外套筒的一端蒙上带孔的黑纸(图甲),在内套筒(略小)的一端蒙上塑料薄膜当光屏(图乙),把内套筒装入外套筒中(图丙)。
(1)使用针孔照相机时,小孔对着______________________(明亮的室外/较暗的室内),把内套筒靠近小孔,看到的像 ___________(变大/不变/变小)。
(2)如图丁,晴天正午的树荫下,可以看到地面上有一些光斑,有些光斑形状不规则,有些光斑是圆形的。较小的圆形光斑相比形状不规则的光斑 ___________ (偏暗/偏亮)。
3.(2024秋•东台市期中)兔斯基站在平面镜前3m处,它的像到镜子的距离为___________ m;然后它向镜子靠近了0.5m,则它的像到它的距离为___________ m,现将一块和镜面一样大的木板放在镜子后面1m处,如图所示,这时她___________ (选填“能”或“不能”)在镜中看到自己的像。
4.(2024秋•建湖县期中)根据要求作图,如图所示,在图中作出三角形ABC在平面镜中所成的像A'B'C'。
5.(2024秋•东台市期中)小任和小泓一起“探究光的反射定律”。
(1)如图甲所示,小泓使一束光贴着纸板A入射到O点,小任从不同方向都能在纸板B上看到反射光,是因为光在纸板B上发生了___________ 反射。(2)如图甲所示,若在探究的过程中,将入射角增大5°,则光线OF将___________ (选填“靠近”或“远离”)法线。
(3)在图乙中,小泓将纸板B沿PQ剪开,把纸板B的上半部分向后折。实验时在纸板B的上半部分___________(选填“能”或“不能”)看到反射光线,在纸板B的下半部分___________ (选填“能”或“不能”)看到反射光线,表明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(4)在图甲中,如果让光沿着FO的方向射向平面镜,会看到反射光沿着___________方向射出。这表明,在反射现象中,光路是___________ 的。
期中综合拓展练(测试时间:15分钟)
1.(2025•镇江)下列现象中,可用“光的反射”解释的是( )
A.拱桥的倒影 B.缩小的玩偶
C.夜空激光束 D.树下的光斑
2.(2025•徐州)“小时不识月,呼作白玉盘。”儿童看到月光皎洁,是因为( )
A.月亮是光源 B.月亮反射太阳光
C.月亮折射太阳光 D.太阳光的色散
3.(2025•淮安)如图所示是兴趣小组在趣味物理晚会上展示的“奇妙透视现象”,先打开A灯,在屏幕上看到一个清晰的鸡蛋影像,再打开B灯,鸡蛋的影像明亮了许多,同时可以看到鸡蛋影像内部有一个更为清晰的鸡雏影像。该现象利用的光学原理是____________________________________________ ,鸡雏影像比鸡蛋影像清晰的原因是____________________________________________________________ 。
4.(2025•常州)眼睛看向平面镜MN看到像点S',请在图中画出物点S以及该现象对应的光路图。
5.(2025•无锡)探究平面镜成像的特点;器材有:茶色薄玻璃板,白纸、三个相同的火炬形棋子,刻度尺、黑色水笔、白卡片。
(1)将白纸平铺在水平桌面上,用水笔在白纸上画出两条相互垂直的细直线MN和PQ,交于O点。如图甲所示,将茶色玻璃板的底部贴住MN放置,透过玻璃板,观察到OP在平面镜中所成的像OP′在OQ的正上方,此时需要____________________________________________ 。直至观察到 _______________________________________________________ ,表明玻璃板与白纸面垂直,固定好玻璃板。
(2)在直线OP上放置棋子A,在玻璃板后方放置白卡片并移动,发现不能在白卡片上观察到棋子的像,表明平面镜所成的像是___________像,换用另一个相同的棋子B,在玻璃板后移动,直至它与棋子A在平面镜中所成的像完全重合,表明平面镜所成的像和物大小___________ 。
(3)经观察,A的像在直线OQ上,为了确定像的位置,如图乙所示,将棋子B、C放置在白纸上,移动棋子B、C,使棋子C遮挡住棋子A的像和棋子B,在白纸上标记B、C的位置,连接CB,____________________________________________ ,该点即为棋子A的像A′的位置。用刻度尺测得A到平面镜的距离为9.20cm,将刻度尺的“0”刻度线与MN对齐,测出像A′到平面镜的距离,如图丙所示,像距为___________ cm。多次改变棋子A的位置,重复以上操作,将测得的数据记录在表中,分析数据可知:_____________________________________________________________________________。
实验序号
①
②
③
物到平面镜的距离/cm
9.20
5.10
12.40
像到平面镜的距离/cm
9.20
5.10
12.40
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专题02 光现象(期中复习讲义)
核心考点
复习目标
考情规律
光源及其分类
①会判别光源
②能分辨光源的种类
①基础考点,常出现在选择题、填空题
②基础考点,会出现在选择题、填空题
光的色散
①能识别光的色散现象
②会比较不同色光通过三棱镜的偏折程度
①基础考点,会出现在选择题
②易错点,会出现在选择题、填空题
透明体的颜色
知道透明体通过与自身颜色相同的色光,吸收与自身颜色不同的色光
高频考点,会出现在选择题、填空题
光的三原色
①知道光的三原色:红、绿、蓝
②能表述光的三原色应用的实例
①基础考点,常出现在选择题、填空题
②基础考点,常出现在选择题、填空题
光能
①知道光具有能量
②能表述光能利用的三条路径
①基础考点,常出现在选择题、填空题
②基础考点,常出现在选择题、填空题
光沿直线传播的现象与条件
①能辨别光的直线传播现象
②知道光沿直线传播的条件
①基础必考点,常出现在选择题、填空题
②基础考点,常出现在选择题、填空题
光的直线传播应用
能应用光的直线传播解释影子、日食、月食和小孔成像等实例
高频考点,常出现在选择题、填空题
光沿直线传播的作图
能利用光的直线传播完成影子、人眼观察或点光源照亮范围、小孔成像等情景作图
基础必考点,常出现在作图题、填空题
光速
①知道光在真空中传播速度最大,3×108m/s
②知道空气、水和玻璃中光速的大小关系
①基础必考点,常出现在填空题、实验题
②易错点,常会出现在填空题、实验题
探究平面镜成像特点
①能表述玻璃板、等大棋子、方格纸的目的
②能表述实验操作的注意点
①基础必考点,常出现在填空题、实验题
②易错点,常会出现在填空题、实验题
平面镜成像特点的应用
①能判别像的大小、位置和虚实
②能解释日常生活平面镜成像的现象
①基础必考点,常出现在选择题、填空题
②高频考点,常会出现在选择题、填空题
平面镜成像作图
①能根据已知条件作出像、或物、或镜面位置
②能作图人眼观察像的光路图
①基础必考点,常出现在作图题
②高频考点,常会出现在作图题、填空题
平面镜成像的实质
知道需要时所有反射光线反向延长的交点
易错点,常会出现在填空题、作图题
光的反射现象
能辨别光的反射现象
基础考点,常出现在选择题、填空题
探究光的反射定律
①能表述实验纸板、量角器的目的
②能表述实验操作的注意点
①基础必考点,常出现在填空题、实验题
②易错点,常会出现在填空题、实验题
光的反射定律应用
①能判别反射光线的位置、反射角和入射角的大小变化
②能应用反射光路可逆解释现象
①基础必考点,常出现在选择题、填空题
②高频考点,常会出现在选择题、填空题
运用光的反射定律作图
能根据已知条件作出反射光线、或入射光线、或镜面位置
基础必考点,常出现在作图题
镜面反射与漫反射
①能辨别镜面反射与漫反射
②能解释镜面反射与漫反射现象
①基础考点,常出现在选择题、填空题
②易错点,常会出现在选择题、填空题
知识点01 光源及其分类
本身发光的物体叫做光源。
示例:太阳、萤火虫、发光水母、火把、烛焰、电灯等
光源可分为:天然光源、人造光源
示例:太阳、萤火虫、发光水母是天然光源,而火把、烛焰、电灯是人造光源。
易错点:皎洁的月亮、光芒四射的钻石学生错误认为光源,它们自身不能发光。
知识点02 光的色散
太阳光通过三棱镜后,依次被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色,这种现象叫色散(由英国物理学家牛顿发现)。
示例:彩虹、日晕等。
光的色散的发生的原因:不同颜色的光穿过三棱镜时的偏折角度不同,红色光偏折程度最小,紫色光偏折程度最大。
易错点:学生易错误认为紫光始终位于彩色光带的下方,需要注意太阳光通过三棱镜,彩色光带始终向棱镜的底边偏折,紫光偏折程度最大。
光的色散现象表明白光(太阳光)是由各种色光混合而成的复色光拓展:
单色光:不能再分解的色光称为单色光,光的色散分解出的七色光都是单色光;
复色光:由多种单色光混合而成的光称为复色光。
知识点03 透明体颜色
透明体的颜色由它透过的色光决定(什么颜色的透明体透过什么颜色的光,吸收其他颜色的光)。
示例:红玻璃只能通过红光,其它色光被吸收,所以太阳光通过红玻璃后,射入人眼的只有红光,人见到的就是红玻璃。
易错点:当没有光进入人眼的时候,我们感受到的是黑色。故我们看到的黑色的物体不是反射了黑色光,而是吸收了所有光或反射的光没有进入人眼造成的,世界上没有黑色光。
知识点04 光的三原色
光的三原色是:红、绿、蓝;其它色光可由这三种色光按照不同比例混合而成,三原色光本身是不能用其他的色光混合而成的。等量的红、绿、蓝三种色光可以混合出白光。
示例:电视机屏幕、手机显示屏是由若干个像素点组成的,每个像素点都由红、绿、蓝三色发光点组成,这些发光点在电路的控制下发出不同强度的三原色光,从而产生不同的色彩。。
知识点05 光能
光具有能量,这种能量叫作光能
示例:太阳能电池板可以把光能转化为电能,植物的光合作用可以把光能转化为化学能,太阳能热水器可以把光能转化为内(热)能。
知识点06 光的直线传播
光在同种均匀介质中沿直线传播。条件是:同种、均匀介质。
示例:光在均匀空气、水和玻璃中中是沿直线传播的
知识点07 光线
为了研究的方便,常用一条带有箭头的直线表示光的径迹和方向
光线是一种物理模型,光是存在,光线是不存在
示例:点光源与平行光源
知识点08 光的直线传播现象
影子:由于光在均匀空气中沿直线传播,当光传播途中遇到障碍物会阻挡光继续向前传播,从而在障碍物的后方产生一个光无法到达的暗区域,该区域即为影子。
示例:
本影与半影:当有两个及两个以上的光源时,每个光源发出的光被物体阻挡时,都会形成各自的影子,影子中没有任何光线到达的区域称为本影,影子中有其他光源光线到达的区域称为半影。
示例:
日食:当月球运行到太阳与地球之间且三者在同一条直线上时,当地球上部分地区进入月球本影区后,太阳光完全被月球阻挡,人们处在本影区将看不到太阳的整个表面,称为日全食;半影区有部分太阳光可以达到,人们处在半影区可以看到太阳的一侧表面,称为日偏食。
示例:
月食:当地球运行到太阳与月球之间且三者在同一条直线上时,月球将进入地球的本影区,人们可以看到月全食,当三者不完全在同一条直线时,人们可以看到月偏食。
示例:
小孔成像:用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物体之间,屏幕上就会形成物体的倒像。小孔成像是实际光线会聚在光屏上形成的像,可以用光屏承接,所以称为实像。像与物的大小关系:与物距、像距有关。
示例:
物距大于像距,成缩小的像,像距减小,像变小
物距小于像距,成放大的像,物距减小,像变大
知识点09 光的直线传播的应用
在日常生活、生产活动中,人们利用光的直线传播实现多点一线,利用影子计时、表演等,解释光的直线传播现象,理解相关成语。
示例:具体应用:排队、射击、日晷、激光准直等;典型成语:坐井观天、立竿见影、一叶障目、管中窥豹。
知识点10 光速
光的传播不需要介质,因此可以在真空中传播。光在真空中的速度约为3×108m/s,真空中光速是宇宙中目前已知的最快速度。
示例:光在空气中传播速度比真空中略小,近似认为等于3×108m/s,光在水中的速度约为真空中的,光在玻璃中的速度约为真空中的。
知识点11 探究平面镜成像特点的实验
实验环境与实验器材选择:
(1)实验应在较暗的环境下进行,减小其他光线对实验的影响。
(2) 使用玻璃板代替平面镜的原因:因为玻璃板既能反光又能透光,便于确定像的位置。
(3)使用薄玻璃板的原因:防止烛焰在玻璃板的前后两个面反射成像,出现重影。
(4)使用茶色玻璃板的原因:明亮的像的火焰更明显,使成像更清晰。
(5)刻度尺的作用:测量物与像到平面镜的距离。
(6)两根蜡烛大小必须完全相同的原因:
①便于确定像的位置 ②比较物与像的大小关系。
实验操作:
(1)在水平桌面的纸上竖立一块玻璃板,作为平面镜。在纸上记下平面镜的位置。
若玻璃板没有与桌面垂直放置导致的结果:水平桌面移动镜后蜡烛,无法和蜡烛的像重合。
(2)点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面,没有点燃的大小完全相同的蜡烛B,竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它与蜡烛A的像完全重合。这个位置就是蜡烛A的像的位置。
点燃蜡烛是因为烛焰的像更明亮,蜡烛B,与蜡烛A的像完全重合,说明像和物的大小相等。
(3)移去蜡烛B,并在其所在位置上竖直放一白纸(光屏)。从侧面直接观察白纸(光屏),白纸(光屏)上不能接收到蜡烛A的烛焰的像。
判断像的虚实时,必须直接观察光屏,若透过玻璃板观察,蜡烛A经玻璃反射的光射入人眼,人眼能见到此时所成的虚像,而非成在光屏上的实像。
(4)需要进行多次实验,目的是避免实验的偶然性。
知识点12 平面镜成像特点
平面镜所成的像是像和物体的大小相等、像和物到平面镜的距离相等、像与物的连线和平面镜垂直的虚像。
即平面镜中的像像与物关于平面镜对称。
示例:物体在水中的倒影,即物体在水面所成的像与物体关于水面对称。
易错点:当物体与镜面平行时,像和物上下相同,左右相反,学生经常会搞反。
示例:镜中人的左手是人的右手,看镜子中的钟的时间要看纸张的反面。
易错点:物体远离、靠近镜面时,像与物的距离发生改变,造成人视角的改变,人们感觉像的大小变化了,实质像的大小不变。
示例:人走向平面镜,人在平面镜中所成像与人的距离不断减小,人观察自己像的视角不断增大,感觉人在平面镜中所成像不断增大,实际人的像始终与人大小相等,即平面镜成的像的大小与物体到平面镜的距离无关,也与平面镜的大小无关,只与物体的大小有关。像和物体相对于平面镜的运动速度是相等的
知识点13 平面镜成像的应用与危害
利用平面镜成像
示例:舞蹈房内利用平面镜观察并矫正舞蹈姿势和动作,商铺利用平面镜扩大视觉空间。
利用平面镜改变光路
示例:潜在水下的潜水艇上利用潜望镜可以观察水面情况。
平面镜会造成光污染
示例:建筑物的玻璃幕墙反射的刺眼光芒。
知识点14 平面镜成像作图
根据已知条件,利用平面镜成像特点,作出物体在平面镜中的像、或物体、或镜面的位置。
注意:1.从物体向镜面作垂线,要用虚线,且需要标出垂足;
2.平面镜中的像是虚像,必须用虚线。
示例:运动的物体在平面镜中成的像和物体的运动轨迹是关于平面镜对称的。
知识点15 平面镜成像的实质
物体射到平面镜上的光经平面镜反射后的反射光线,所有反射光线反向延长线的交点,就是物体的像。
平面镜成像不是实际光线会聚形成的,不能呈现在光屏上,只能通过人眼观察到,故称为虚像。
示例:烛焰上的S点射到镜面的光线,经镜面反射后,反射光线的反向延长线均经过虚像点S/。
。
知识点16 光的反射现象
当光射到物体表面时,有一部份光会被物体反射回来,这种现象叫做光的反射。所以物体在平面镜中所成的像比物体本身暗一些。
示例:物体在平静水面的倒影比物体自身暗。
我们看见不发光的物体是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。
示例:日常生活中的桌椅、衣物、学习用品等物体都不是光源,当光照射到这些物体上面,光会被反射,反射光射入人眼,人就看到了这些物体。
知识点17 光的反射基本概念
入射点:光线射到镜面上的点,通常用“O”表示
法线:过光的入射点所作的与反射面垂直的直线,通常用“ON”表示
入射光线:射到反射面上的光线
反射光线:被反射面反射后的光线
入射角:入射光线与法线的夹角
反射角:反射光线与法线间的夹角
示例:
知识点18 探究光的反射定律
实验器材:
白纸板的作用:由于白纸表面粗糙,光沿纸板传播时,有部分光反射到各个方向,从而显示光路。
实验操作:
平面镜放在水平桌面上,纸板竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON垂直于镜面
示例:如图所示,当白纸板不垂直于平面镜时,入射光线既处在纸板的平面内,又处在垂直于平面镜的虚线平面内,当光线反射时,将沿着虚线平面射出,故在纸板上看不到反射光线。
要进行多次实验,目的是避免实验的偶然性
实验现象:
用激光笔将一束光贴着纸板沿着某一个角度射到O点,经平面镜的反射,沿另一个方向射出,在纸板上出现了入射光线和反射光线的径迹。把纸板右半边向前或向后折,反射光线的径迹消失。
示例:
说明反射光线与入射光线、法线在同一平面内。
实验现象:
将ON两侧纸板在同一平面内,记录入射光和反射光的径迹。再改变光束的入射方向,多做几次。
示例:
说明反射光线与入射光线分居法线两侧。
用量角器测量相应的反射角和入射角,比较大小,得出反射角等于入射角。
注意:入射角与反射角之间存在因果关系,反射角总是随入射角的变化而变化而变化,因而只能说反射角等于入射角,不能说成入射角等于反射角。
实验现象:
如果让光从之前记录的某次反射光线径迹逆着反射光线的方向射到镜面,那么,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。
示例:
实验结论:光反射时,反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线、入射光线分居在法线两侧,反射角等于入射角。
知识点19 光的反射定律应用
根据已知条件,利用光的反射定律,判断反射角的大小、反射光线的位置、或入射角的大小、入射光线的位置。
示例:入射光线跟法线的夹角是50°,则反射光线与入射光线的夹角是______;若入射角增大10°,则反射光线与入射光线夹角增大______。
知识点20 光的反射定律作图
根据已知条件,利用光的反射定律,作出反射光线、或入射光线、或镜面位置。
注意:1.法线为辅助线,必须用虚线
2.光线有箭头,必须沿光的传播方向标注
示例:画出图中入射光线AO的反射光线,并标出反射角大小。
知识点21 镜面反射与漫反射
镜面反射:平行光射到光滑的反射面上时,反射光仍然被平行的反射出去
漫反射:平行光射到粗糙的反射面上,反射光将沿各个方向反射出去
相同点:
都是反射现象,都遵守反射定律
不同点:
反射面不同(一光滑,一粗糙),一个方向的入射光,镜面反射的反射光只射向一个方向(刺眼);而漫反射射向四面八方
示例:下雨天的夜晚,向光走要走暗处,背光走要走亮处。因为积水表面发生镜面反射,无水地面发生漫反射,向着光,积水处反射较多光线进入人眼,无水处较少光线进入人眼,人们会觉得积水处更亮;背着光,积水处无反射光线进入人眼,无水处较少光线进入人眼,人们会觉得无水处更亮。
电影屏幕要粗糙、黑板要粗糙是利用漫反射把光反射到四处。
黑板上“反光”是在该处发生了镜面反射。
知识点22 凸面镜
用球面外表面作反射面的面镜叫凸面镜
凸面镜对光的作用:凸面镜对光有发散作用
示例: 汽车后视镜、转角镜:将更广范围内的景物发出的光线通过凸面镜反射到观察者的眼中,可以扩大视野
知识点23 凹面镜
用球面内表面作反射面的面镜叫凹面镜
凹面镜对光的作用:凹面镜对光有会聚作用
示例:手电筒的反光装置:将灯泡置于手电筒反光碗的焦点上时,灯泡发出的光经反射后以近似平行光的形式射出
太阳灶:将烧水壶置于太阳灶反光碗的焦点上时,太阳光经反射后会聚于烧水壶处加热水壶
题型一 光源的辨别
易|错|点|拨
光源是指自身能发光的物体。生活中人眼感觉有些物体光芒耀眼,如钻石、玻璃幕墙等,当人眼在其折射或反射光路上,人就会觉得它很亮,实际上这些物体自身不能发光,它们都不是光源。
【典例1】(2024秋•宿城区期中)下列物体不属于光源的是( )
A.月亮 B.发光的萤火虫
C.酒精灯的火焰 D.太阳
【答案】A
【解答】解:A、月亮是地球的一颗卫星,它本身不能发光,它只是反射了太阳光,不是光源,故A正确。
B、萤火虫自身能够发光,是光源,故B错误。
C、酒精灯的火焰能发光,是光源,故C错误。
D、太阳是光源,故D错误。
故选:A。
【变式1】(2024秋•江阴市期中)生活中许多物体可以发光,下列物体中属于光源的一组是( )
A.太阳、月亮、工作的台灯
B.闪电、镜子、发光的水母
C.太阳、烛焰、波光粼粼的水面
D.火焰、工作的手电筒、发光的萤火虫
【答案】D
【解答】解:A、太阳、月亮、工作的台灯中,月亮自身不能发光,不是光源,故A错误;
B、闪电、镜子、发光的水母,镜子自身不发光,不是光源,故B错误;
C、太阳、工作的手电筒、波光粼粼的水面,波光粼粼的水面自身不能发光,不是光源,故C错误;
D、火焰、灯光、发光的萤火虫,自身都能发光,都是光源,故D正确。
故选:D。
【变式2】(2023秋•南京期中)如图所示的物体中属于光源的是( )
A.皎洁的月亮 B.闪亮的手机屏幕
C.正在放映的电影银幕 D.平静的水面
【答案】B
【解答】解:A、月亮自身不能发光,不是光源,故A错误;
B、闪亮的手机屏幕自身能发光,是光源,故B正确;
C、正在放映的电影银幕自身不能发光,不是光源,故C错误;
D、平静的水面自身不能发光,不是光源,故D错误。
故选:B。
题型二 判断光的色散中的色光
易|错|点|拨
太阳光通过三棱镜,出射光将向棱镜的底面偏折,不同色光的偏折程度不同,其中紫光偏折程度最大,红光偏折程度最小。在判断色光的种类时,无需死记色光的位置,按照色光的偏折程度即可判断。
【典例1】(2023秋•新吴区期中)光的色散说明白光是一种复色光,棱镜对不同色光的偏折程度不同,其中对红光的偏折程度最小,对紫光的偏折程度最大。图中能正确表示白光通过三棱镜发生色散的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解答】解:棱镜对不同色光的偏折程度不同,其中对红光的偏折程度最小,对紫光的偏折程度最大;所以白光经三棱镜后,光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带,红光在最上面,紫光在最下方。
故选:B。
【变式1】(2023秋•兴化市期中)如图所示,太阳光通过三棱镜后,在白纸上获得了一条彩色的光带,这种现象叫做 光的色散 ,根据此实验现象可知,太阳光是由 七种色光组合成 的,最早研究该现象的是英国物理学家 牛顿 。在示意图中,彩色光带中的红光靠近光带的 A 处(填“A”或“B”),因为这种色光通过玻璃时的偏折程度较 小 (选填“大”“小”)。
【答案】光的色散;七种色光组合成;牛顿;A;小。
【解答】解:(1)太阳光经三棱镜后发生色散,在光屏上可观察到彩色光带,依次呈现红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七种颜色的色光;
(1)最早研究该现象的是英国物理学家牛顿;由于图中三棱镜是反着放的,所以从下到上,光屏上依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫这七种色光,因为红光通过玻璃时的折射程度较小,所以光屏上A处为红光。
故答案为:光的色散;七种色光组合成;牛顿;A;小。
【变式2】(2023秋•苏州期中)一束太阳光通过三棱镜折射后被分解,在光屏上的AB范围内形成一条七彩光带,如图所示。
(1)该实验说明了太阳光是 复色光 (单色光/复色光),首先研究光的色散现象的是英国物理学家 牛顿 ,如果此时在光屏上贴一张绿纸,则光屏上呈现 绿 色。
(2)AB彩光带中,A为 红 色光;偏折程度最大的是 紫 色光。
【答案】(1)复色光;牛顿;绿;(2)红;紫。
【解答】解:当太阳光经过三棱镜后,会分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光,这是光的色散现象;最早通过实验研究这一现象的是英国物理学家牛顿。通过该实验也说明了太阳光是复色光,是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光复合而成的。
若在光屏上贴一张绿纸,绿纸只能反射绿光,吸收其它各种色光,所以我们看到光屏上是绿色的。
白色的太阳光射向三棱镜时,由于不同颜色的光通过三棱镜后折射程度不同,会发生光的色散现象,图中光屏从A到B依次呈现红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的色光,其中红光的偏折程度最小,紫光的偏折程度最大。
故答案为:(1)复色光;牛顿;绿;(2)红;紫。
题型三 日食与月食
解|题|技|巧
当太阳、地球、月球三者在同一直线时,如果月球在太阳、地球之间,则地球上一定区域的人能见到日食。若太阳光完全被遮挡,则是日全食;若太阳的一侧部分被遮挡,则是日偏食;若太阳的中间部分光被遮挡,则是日环食。同样月全食是指月球处在地球的影子中,太阳光照射不到月球上,月偏食是指月球部分处在地球的影子中。
【典例1】(2024秋•启东市期中)我们常能观测到奇妙的天文现象,对月球处于下列不同位置时说法正确的是( )
A.Ⅰ区月全食 B.Ⅱ区月偏食
C.Ⅲ区月全食 D.Ⅳ位置日偏食
【答案】A
【解答】解:从图示中可看出,月球在Ⅰ区时,太阳直射过来的光被地球反射回去了,故此时会发生月全食。
故选:A。
【变式1】(2024秋•滨海县期中)如图为日环食照片,根据日环食现象可以推测出( )
A.月球的形状 B.月球的大小
C.地球的形状 D.地球的大小
【答案】A
【解答】解:日环食的形成是月亮转到地球与太阳之间时,挡住了太阳射向地球的光线,根据日环食的照片,可以推测出月球的形状为圆形,故A正确。
故选:A。
【变式2】(2024秋•姑苏区校级期中)当太阳光被月球挡住的时候,在地球上的人可能看不到太阳,这就是日食,如图所示,当人随地球一起运动到 A、C 区域内会看见日偏食,在 D 区域内会看到日环食。那月食形成时, 地球 挡住了太阳光。(前两空均在“A”“B”“C”“D”四个区域内选填)
【答案】A、C;D;地球。
【解答】解:光在均匀介质或真空中沿直线传播,所以日食的形成是因为太阳光杯月亮挡住了,由图可知,当人随地球一起运动到A、C区域时,只能看到部分太阳光,会看到日偏食,而当人随地球一起运动到D区域时,会看到太阳边缘发出的光,会看到日环食。
由光沿直线传播的特点可知,月食的形成是因为地球运动到了太阳和月亮之间,地球挡住了太阳照射到月球上的光,而月球本身不发光,只能反射太阳光,所以当地球运动到太阳和月亮之间挡住了太阳光时,会形成月食。
故答案为:A、C;D;地球。
题型四 影子作图
答|题|模|板
影子是光在同种均匀介质中沿直线传播,遇到不透明的物体,在物体后面留下的阴暗区域。因此在作图时需注意:一是找出最边缘的光线,即光源与不透明物体顶端的连线,或底面上影子的端点与物体顶端的连线;二是光线用实线,且必须沿光的传播方向,标出箭头。
【典例1】(2024秋•昆山市期中)夜晚路灯下站着小明和大明两人,地上留下了他们的影子如图所示,请通过作图确定路灯灯泡S的位置。
【答案】。
【解答】解:
将小明和大明的顶端和影子的顶端连接并延长可交于一点S,根据光的直线传播原理确定光源S的位置,如图所示:
。
【变式1】(2024秋•姜堰区期中)如图所示,在路灯(A点表示)的照射下,地面上出现了树木BC的影子BC',请画图确定点C'的位置。
【答案】
【解答】解:因为光在同种均匀介质中是沿直线传播的,当光照射到小树BC上时,光线被遮挡,在小树的后面形成影子。如图所示,连接AC并延长到水平面,与水平面交于C'点,如图所示:
【变式2】(2023秋•通州区期中)如图所示,S为固定光源,MN为竖直墙面,小明手拿一乒乓球,开始时球与光源S等高,松手后球竖直下落,墙面上球的影子也随之而动,请通过作图确定:当影子刚好到达墙角N点时,乒乓球的位置在哪里(用字母标记),完成相应光路图。
【答案】
【解答】解:小明手拿一乒乓球,开始时球与光源S等高,松手后球竖直下落,墙面上球的影子也随之而动,当影子刚好到达墙角N点时,根据光的直线传播可知,影子、乒乓球、S在同一条直线上,此时乒乓球的位置在P点,如图所示:
题型五 小孔成像作图
易|错|点|拨
小孔成像属于光的直线传播现象,作图时需注意:一是光线以物体端点与小孔中点为准,画出物体两端照射到光屏上的具体位置;二是光线是实线,不可用虚线,且两条光线必须标出箭头;三是小孔成像是实像,像应用实线,并根据物体的形状对像进行标注,比如在像的相应位置上加箭头。
【典例1】(2023秋•江都区期中)如图所示,小孔前有一位于MN所在直线的物体AB(AB是发光物),经小孔后在光屏上所成的像为A'B',请在图中画出物体AB及对应的光路图。
【答案】
【解答】解:过A′点和小孔画出一条光线交MN于A,再过B′点和小孔画出一条光线交MN于B,如下图所示:
【变式1】(2023秋•无锡期中)在图中的光屏M上画出蜡烛AB经小孔所成的像A'B'。
【答案】
【解答】解:过A点和小孔O画出一条光线交光屏于A′,再过B点和小孔O画出一条光线交光屏于B′,即AB的像为A′B′.如下图所示:
【变式2】(2024秋•玄武区校级期中)如图所示,是一个蜡烛AB和一个小孔成像装置,请在左图半透明纸上画出蜡烛AB的像A'B'。
【答案】
【解答】解:根据光沿直线传播的原理,作出蜡烛AB通过小孔所成的像A′B′,如图所示。
答:如图。
题型六 探究平面镜成像特点
答|题|模|板
探究平面镜成像实验中,玻璃板替代平面镜的目的是便于确定像的位置,选用较薄的玻璃板是为了避免玻璃量表面成像对实验的影响;选用相同两个物体时为了便于比较像与物的大小关系;在实验中镜面与水平桌面垂直,目的是在水平桌面上移动镜后物体,能使该物体与镜前物体的像重合;判断像的虚实时,人眼直接观察光屏,发现光屏上没有像,说明是虚像。
【典例1】(2024秋•无锡校级期中)为了探究平面镜成像特点,小明准备了图甲所示的实验器材并进行实验,以下说法中错误的是( )
A.为了便于找到像的位置,实验时应该选择器材G
B.为了比较像与物的大小关系,应选BC两支蜡烛
C.坐在任意位置的同学都可以看到蜡烛在平面镜中的像
D.从平面镜中看到墙上钟的像如图乙所示,这时的时间是10:35
【答案】C
【解答】解:A、用透明的玻璃板代替平面镜,虽然成像不太清晰,但是在物体一侧能看到物体的像,同时还能看到代替物体的另一个物体,便于确定像的位置。因此实验时,小明应选G作为平面镜。故A正确;
B、实验中选择相同的BC两个蜡烛,其中一支点燃,是为了便于比较物像大小关系,故B正确;
C、根据平面镜成像的原理,知道是由于光的反射形成的,我们看到了像是因为看到了由镜面反射的反射光线,而像就在反射光线的反向延长线上,坐在任意位置的同学不能都看到蜡烛在平面镜中的像。故C错误;
D、根据镜面对称的性质,在平面镜中的像与现实中的事物恰好左右颠倒,且关于镜面对称,分析可得:图中显示的时间10:35.故D正确。
故选:C。
【变式1】(2023秋•邗江区校级期中)如图所示,在“探究平面镜成像特点”的实验中,小华在玻璃板前放置了一支蜡烛A,并将其点燃,将另一支与蜡烛A大小相同的蜡烛B放于玻璃板后方,移动蜡烛B直到在玻璃板前看起来蜡烛B与蜡烛A的像重合。下列有关说法正确的是( )
A.若将玻璃板竖直向上移动,蜡烛A的像也将向上移动
B.为了让蜡烛A的像更清晰,实验应在较明亮的环境中进行
C.在蜡烛B的位置放一光屏,可以在光屏上看到蜡烛A的像
D.若按图中乙的方式摆放玻璃板,蜡烛A所成的像偏低且倾斜
【答案】D
【解答】解:A、由于物像连线与镜面垂直,所以只将玻璃板上移,而蜡烛不变,则蜡烛的像的位置也不变,故A错误;
B、在比较明亮的环境中,很多物体都在射出光线,干扰人的视线,在较黑暗的环境中,蜡烛是最亮的,蜡烛射向平面镜的光线最多,反射光线最多,进入人眼的光线最多,感觉蜡烛的像最亮。所以在比较黑暗的环境中进行实验,故B错误;
C、因为光屏只能接收实像,不能接收虚像,所以移去后面的蜡烛B,并在原位置上放一光屏,不能发现光屏上能成正立的像,故C错误;
D、蜡烛A的关于平面镜的对称点可知,按图中乙的方式摆放玻璃板,蜡烛A所成的像偏低且倾斜,故D正确。
故选:D。
【变式2】(20024秋•宿迁期中)如图所示是“探究平面镜成像特点”的实验装置。
(1)现有3mm和5mm两种厚度的茶色玻璃板,为了实验效果更好,应该选择 3 mm玻璃板,用玻璃板代替平面镜进行实验的目的是 便于透过玻璃板确定像的位置 。
(2)选取完全相同的蜡烛A和B,是为了 比较像和物体的大小 ;点燃蜡烛A,透过玻璃板观察到蜡烛A的像,把与A完全相同的蜡烛B放在像的位置观察到蜡烛B与像完全重合,说明像与物 大小相等 。
(3)移开蜡烛B,在其原来B位置放一光屏,在光屏上 不能 (能或不能)接收到蜡烛的像,说明平面镜成的是 虚 像。
(4)为了便于观察,此实验的周围环境最好能 暗一点 (暗一点/亮一点),如果在玻璃板后面水平桌面上无论怎样移动蜡烛B都不能和A的像重合,可能因为 玻璃板没与桌面垂直 。
【答案】(1)3;便于透过玻璃板确定像的位置;(2)比较像和物体的大小;大小相等;(3)不能;虚;(4)暗一点;玻璃板没与桌面垂直。
【解答】解:(1)因为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面,会出现两个像,影响到实验效果,所以应选用3 mm厚的薄玻璃板实验效果会更好。
透明的玻璃板,既可以成像,也可以透过玻璃板观察到玻璃板的另一侧,用玻璃板代替平面镜的目的是便于确定像的位置。
(2)由于平面镜所成的像与物体的大小是相等的,实验时采用两个完全相同的蜡烛,是为了比较物像大小的关系。
点燃蜡烛 A,透过玻璃板观察到蜡烛 A 的像,把与 A 完全相同的蜡烛 B 放在像的位置观察到蜡烛 B 与像完全重合,说明像与物等大。
(3)移开蜡烛 B,在其原来位置放一光屏,在光屏上接收不到蜡烛的像,因为光屏只能接收实像,不能接收虚像,说明平面镜成的是虚像。
(4)点燃蜡烛,烛焰的像在明亮的环境中对比度较小,成像不太清晰;烛焰所成的像在黑暗环境中对比度大,成像更清晰。
如果玻璃板没有放正,蜡烛的像与蜡烛不在同一水平面上,所以蜡烛成的像不与蜡烛重合,所以有可能找不到像。
故答案为:(1)3;便于透过玻璃板确定像的位置;(2)比较像和物体的大小;大小相等;(3)不能;虚;(4)暗一点;玻璃板没与桌面垂直。
题型七 平面镜成像特点
解|题|技|巧
解答平面镜成像特点的相关问题,要抓住以下几点:一是平面镜成像时光的反射形成的,要能观察到像,一定要有反射光线射入人眼;二是物体在平面镜成像中所成像关于镜面对称,像的大小与物体的大小有关,与其它因素无关。
【典例1】(2025春•滨湖区期中)如图所示,是小明在学习平面镜成像的知识时用手机拍摄到的“蜡烛在水杯中燃烧”现象,该现象中各装置及仪器位置的俯视图设计正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解答】解:要形成“蜡烛在水杯中燃烧”的现象,其实是利用平面镜成像原理,让蜡烛通过平面镜所成的像位于水杯的位置,看起来就像蜡烛在水杯中燃烧,此时蜡烛和玻璃杯应位于玻璃板两侧,且到玻璃板的距离相等,平面镜成像的原理是光的反射,所以手机应该在蜡烛一侧,故ABC错误、D正确。
故选:D。
【变式1】(2024秋•广陵区期中)2024年8月6日,在巴黎奥运会跳水女子比赛中,中国选手全红婵在亚运会上以425.60分夺得女子10m跳台冠军。如图所示,决赛时,全红婵站立在跳台上,跳台台面距离水面10m。若水池深度为5m,则此时全红婵在水中的像到水面的距离为( )
A.20m B.15m C.10m D.5m
【答案】C
【解答】解:平静的水面相当于平面镜,根据平面镜成像特点可知,像与物到平面镜的距离相等,跳台台面距离水面10m,可知此时全红婵在水中的像到水面的距离为10m。
故选:C。
【变式2】(2024秋•无锡校级期中)2024年8月6日,在巴黎奥运会跳水女子比赛中,中国选手全红婵在亚运会上以425.60分夺得女子10m跳台冠军。如图所示,全红婵跳下去保持抱腿姿势的过程中,全红婵在水中的像( )
A.实像,且像与水面的距离变小
B.虚像,且像的大小不变
C.实像,且像与水面的距离变大
D.虚像,且像逐渐变大
【答案】B
【解答】解:平面镜成的像是虚像,全红婵在水中的像是虚像,全红婵在跳台上跳下去的过程中,人和水面的距离变小,像与物体到平面镜的距离相等,像与水面的距离变小,像和物体大小相等,所以像的大小不变。
故选:B。
题型八 视力表的相关问题
易|错|点|拨
解决视力表的问题就是利用平面镜成像特点:像与物到镜面的距离相等,在解答距离问题时,一定要画图,标出已知量和待求量,找出两者之间的关系;在解答像的朝向问题是,抓住像与物的朝向上下相同,左右相反。
【典例1】(2024春•工业园区校级期中)测量视力时,利用平面镜成像特点可以节省空间。如图所示,让被测者面对镜子背对视力表,此人从镜子中看到视力表的像到他自己像的距离是( )
A.1m B.3m C.4m D.5m
【答案】A
【解答】解:根据题意画成示意图如下:
人与镜距离2m,人与视力表距离1m,平面镜成的像与物到镜面距离相等,所以视力表的像到他自己像的距离也是1m。
故选:A。
【变式1】(2024秋•沭阳县期中)检查视力的时候,视力表往往放在被测者头部的后上方,被测者识别对面墙上镜子里的像,要求被测者与视力表像的距离是5m。如图是小明同学在一次测量视力时的情景,关于这次视力测量的说法中( )
①视力表中开口向上的“E”,在平面镜中成的像开口向上
②视力表中开口指向纸外的“E”,在平面镜中成的像开口指向纸内
③小明同学按要求进行视力测量,则L的大小应该是0.6m
④小明同学按要求进行视力测量,则L的大小应该是0.3m
A.只有①④正确 B.只有①③正确
C.只有②③正确 D.只有②④正确
【答案】B
【解答】解:①②平面镜所成像是正立、等大的虚像,物像相对于平面镜对称,所以视力表中开口向上的“E”,在平面镜中成的像开口也向上,视力表中开口向左的“E”,在平面镜中成的像开口向右;故①正确,②错误;
③④要求被测者与视力表像的距离是5m,由图知,小明到平面镜距离2.2m,所以视力表的像到平面镜距离为5m﹣2.2m=2.8m,由平面镜成像特点,像与物体到平面镜距离相等可知,视力表到平面镜距离也为2.8m,则L的大小应该是L=2.8m﹣2.2m=0.6m,故③正确,④错误。
综上所述,只有①③正确。
故选:B。
【变式2】(2024秋•玄武区期中)检查视力的时候,视力表往往放在被测者头部的后上方,被测者识别对面墙上镜子里的像,要求被测者与视力表像的距离是5m。如图是小宁同学在一次测量视力时的情景,则视力表中开口向上的”,在平面镜中成的像开口向 上 ,小宁同学按要求进行视力测量,则L的大小应该是 0.6 m。
【答案】上;0.6。
【解答】解:(1)平面镜所成像是正立、等大的虚像,物像相对于平面镜对称,视力表中开口向上的“”在平面镜中成的像开口也向上;
(2)要求被测者与视力表像的距离是5m,由图知,小宁到平面镜距离2.2m,
所以视力表的像到平面镜距离为5m﹣2.2m=2.8m,视力表到平面镜距离也为2.8m,
L的大小应该是2.8m﹣2.2m=0.6m。
故答案为:上;0.6。
题型九 钟表的像
解|题|技|巧
钟表在平面镜中所成像的判断,一定要抓住平面镜所成的像与物关于镜面对称。在解题时要关注钟表所在的平面与平面镜的位置关系,当钟表与平面镜镜面平行时,所成像与物是“上下相同、左右相反”;当钟表与平面镜镜面垂直时,所成像与物是“左右相同、上下相反”。
【典例1】(2024秋•无锡期中)小明在洗手间照镜子,从镜子里看到身后挂在墙上的电子钟的显示如图所示,如果回头直接看钟,它的显示为( )
A.20:15 B.21:05 C.21:15 D.20:05
【答案】B
【解答】解:由图分析可得题中所给的“20:15”与“21:05”成轴对称,这时的时间应是21:05。
故选:B。
【变式1】(2024秋•金坛区期中)如图所示,是小明从对面墙上的平面镜中看到的身后时钟的像,此时的实际时刻是( )
A.7时20分 B.4时20分 C.7时40分 D.4时40分
【答案】D
【解答】解:平面镜成像时,像与成像物体关于平面镜对称,根据图示可知,此时的时间为7:20,所以像显示的时间为4:40。
故选:D。
【变式2】(2024秋•淮安期中)如图是某时刻丹丹家放在水平玻璃茶几上的台式电子时钟显示的时间,若从玻璃茶几的台板中看,时间应该是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解答】解:当从水平玻璃茶几的台板中看,上下会颠倒,则看到的时间为15:21,故D正确,ABC错误。
故选:D。
题型十 平面镜的应用
解|题|技|巧
平面镜在日常生活有着广泛的应用,大致分两类:一是平面镜成像,平面镜成像的实质是反射光反向延长线的交点,由此可知人要想见到平面镜中的像,必须有反射光射入人眼。二是改变光路,如角反射器、潜望镜等
【典例1】(2024秋•锡山区校级期中)如图所示,甲、乙两人分别站立于一面矮墙的两边,若要在天花板上固定一平面镜使两人在图示位置彼此都能看到对方的全身,则所需的最小平面镜的位置应为( )
A.ae B.bc C.bd D.cd
【答案】C
【解答】解:
如图所示,甲、乙两人在平面镜里成的像的位置,分别过乙的像的头顶和脚底分别作两条直线到甲的眼睛,过甲的像的头顶和脚底分别作两条直线到乙的眼睛(这两条直线就可以确定出所需最小平面镜的位置),由这四条直线与墙的交点即可确定出所需最小平面镜的位置应为bd。
故选:C。
【变式1】(2024秋•兴化市期中)如图所示,学校门厅有一块直立的镜子,小明沿直线AD行走,AD与平面镜平行,B、C为镜底两角向AD所作垂线的垂足,则小明能在平面镜中看见自己像的路段是( )
A.AB和CD B.只有AC C.只有BC D.只有CD
【答案】C
【解答】解:平面镜成像的原理是光的反射,要从平面镜中观察到自己像,则他反射的光线经平面镜反射后反射光线一定要进入他的眼睛;
由图结合光的反射定律可知,他在AB段或CD段行走时,反射光线会在法线的另一侧,即平面镜反射的光线不会进入他的眼睛,则他不能从平面镜中观察到自己像(即能成像但无法观察到);而他在BC段行走时,他“发出”的光线(实际是他反射的光线)经平面镜反射后反射光线会进入他的眼睛,则他能从平面镜中观察到自己像,故ABD错误,C正确。
故选:C。
【变式2】(2024秋•镇江期中)如图所示,魔术箱顶部的中央有一条窄缝。使激光笔产生的激光束从左侧的小孔射入,从右侧小孔射出。将一块遮光板从顶部的窄缝插入箱中,它并没有挡住激光束的传播。若魔术箱内只使用了平面镜,根据这一现象,下列猜想合理的是( )
A.光在魔术箱内空气中不沿直线传播
B.箱内只有二块平面镜
C.箱内至少有三块平面镜
D.箱内至少有四块平面镜
【答案】C
【解答】解:A.光在魔术箱内空气中沿直线传播,故A不符合题意;
BCD.遮光板从顶部的窄缝插入箱中后,激光束从左侧的小孔射入、从右侧小孔射出时光线的方向没有发生改变,其实是三块平面镜的反射,如下图所示:
综上分析可知,BD不合题意,C符合题意。
故选:C。
题型十一 平面镜成像的作图
答|题|模|板
平面镜成像作图的步骤:1.标注物体的端点;2.从端点向镜面作垂线(用虚线),标注垂足,且延长至相等,标注所作端点像的符号;3.重复前面的步骤,作出所有端点的像;4.按照物体形状,用虚线连接各端点的像,并依据物体的特征,在像的相应位置标注箭头。而作镜面位置则需先连接相遇物的连线,再作连线的重垂线,该位置就是镜面所在位置。
【典例1】(2024秋•沭阳县期中)图中MN表示平静的水面,AB表示岸边的一棵树,请画出树在水中所成的像。
【答案】
【解答】解:先作出端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′,用虚线连接A′、B′即为物体AB的像,如图所示:
【变式1】(2025春•玄武区校级期中)如图所示,A、B两点是放在平面镜MM'前完全相同的两支蜡烛的位置。小明在平面镜前某个方向看去,两支蜡烛的像正好重叠。请用作图法确定小明眼睛的大致位置C点,并完成光路。
【答案】
【解答】解:根据像与物关于平面镜对称的特点分别作出A、B的对称点,即A、B的像;连接BA并延长,与平面镜的交点为O,O点即为入射点;连接B′A′,并延长,则OC即进入眼的光线,如图所示:
【变式2】(2022秋•工业园区校级期中)如图所示,A'B'是物体AB在平面镜中所成的像,根据平面镜成像的特点在图中画出平面镜(保留作图痕迹)。
【答案】
【解答】解:平面镜所成的像和物体是以镜面为对称轴的轴对称图形,连接AA′,BB′,作这两条线段的垂直平分线MN,即平面镜的位置。如图所示:
题型十二 根据平面镜成像的实质作图
解|题|技|巧
平面镜成像的实质是物体射到镜面所有反射光线反向延长线的交点,即人眼观察到反射光都好像是从镜后的虚像点射出。因此解决此类问题时,首先作出被观察物体在镜中的像,然后连接像与观察点,找出入射点。注意:镜后部分为延长线,应是虚线。最后完成入射光线,并标注入射光和反射光的箭头。此作图不需作法线。
【典例1】(2024秋•高邮市期中)如图中,牙医借助平面镜观察牙齿的背面,请在图乙中画出能反映此过程的光路图。
【答案】
【解答】解:先作出牙齿A关于平面镜的对称点A′,即像的位置,连接像A′和眼睛B与平面镜交于O点,即为入射点,连接AO为入射光线,OB为反射光线,如图所示:
【变式1】(2024秋•宝应县期中)S′是发光点S在平面镜中的像,A点是发光点S经平面镜反射后经过的一点。请你根据平面镜成像的特点,用作图法确定发光点S的位置,并完成经A点的光路图。
【答案】
【解答】解:根据平面镜成像的特点可知,物与像关于镜面对称,首先作出像点S′的物点S,连接AS′(用虚线),与镜面的交点为入射点O,连接SO画出入射光线,连接OA并延长可得反射光线(用实线)。如图所示:
【变式2】(2024秋•金坛区校级期中)请在图中画出戴帽小丑用眼B看到自己的帽尖A在平面镜中所成像的光路图(保留作图痕迹)。
【答案】
【解答】解:先通过平面镜作出帽尖A的对称点A′,即为A的像;连接A′B交平面镜于点O,连接AO即为入射光线,OB为反射光线;如图所示:
题型十三 探究光的反射定律
解|题|技|巧
探究光的反射定律实验中,纸板的作用是呈现光路的,且纸板可分成两部分,入射光和反射光分别呈现在两纸板上,当纸板与镜面垂直放置时,两纸板间的折线就是法线位置。当纸板未垂直于镜面时,此时纸板间的折线就不是法线位置。法线的作用就是确定反射光所在的位置,由入射光线与法线确定反射光线所在平面及具体位置。
【典例1】(2024秋•淮安期中)如图所示,小海同学在“探究光的反射规律”实验时,利用红、绿、蓝三种色光的激光笔进行实验,他将位于同一平面内的白色纸板A、B立在平面镜上。下列说法中正确的是( )
A.②号光线为蓝色
B.红光的入射角为90°
C.利用该装置进行实验时,纸板不需要垂直于平面镜放置
D.将纸板B沿红光所在直线向后折,无法观察到反射光线,表明反射现象消失
【答案】A
【解答】解:A.在光的反射中,反射光线和入射光线分居法线的两侧,反射角等于入射角,因此②号光线的颜色为蓝色,故A正确;
B.红光垂直照射在平面镜上,入射角是0℃,故B错误;
C.因为当纸板与平面镜不垂直时,法线无法在纸板上画出来,就不能够探究入射光线、反射光线和法线的关系,只有垂直放置时,三条线才会都体现出来,因此纸板必须垂直放置,故C错误;
D.当纸板F转过一定的角度后,两块纸板不在同一平面上,所以在纸板F上就无法呈现出反射光线了,但反射光线没有消失,故D错误。
故选:A。
【变式1】(2023秋•邗江区期中)小童在探究“光的反射定律”时,让一束光线贴着纸板沿EO方向入射,但纸板并未与平面镜垂直(如图所示),他 不能 (选填“能”或“不能”)在纸板B上看到反射光线,此时的反射光线、入射光线及法线 仍在 (选填“仍在”或“不在”)同一平面内。
【答案】不能;仍在。
【解答】解:如果实验中硬纸板放得没有与平面镜垂直,稍有倾斜,则当入射光贴着硬纸板射向镜面上的O点后,法线将会不在硬纸板上,所以在硬纸板上不能看到反射光线,但此时反射光线、入射光线与法线仍在同一平面内。
故答案为:不能;仍在。
【变式2】(2024秋•靖江市期中)小红用图1所示装置探究光的反射定律。平面镜置于水平底座中心。激光笔可沿弧形轨道移动,且保持激光始终射向平面镜上的O点。
(1)为了在不同方向都能观察到光的传播路径,可以利用光的 漫 (漫/镜面)反射原理,在平面镜上方喷些 烟雾 ;
(2)多次改变激光笔在轨道上的位置,小红调整视角,均能观察到反射光OB挡住入射光AO的现象。如图2所示,将长方形纸板与AO、OB所在平面重合,其底边PQ紧贴平面镜,在纸板上即可显示出入射光和反射光。多次测量纸板和平面镜的夹角。
①上述实验中测得的夹角均为90°,则反射光线、入射光线所在平面和平面镜相互 垂直 ;
②在纸板上过O点作出底边PQ的垂线ON,则 ON与镜面 垂直 ,可知ON为法线。由①、②可得:反射光线、入射光线和法线在 同一平面 内。
(3)改变入射光的方向,依次记录实验数据如表格所示,分析实验数据可知:入射光线AO逐渐 远离 (选填“靠近”或“远离”)法线ON;∠NOB与∠AON的大小 相等 。
实验次数
∠AOP
∠POB
1
90°
90°
2
65°
115°
3
42°
138°
4
18°
162°
【答案】(1)漫;烟雾;(2)①垂直;②垂直;同一平面;(3)远离;相等。
【解答】解:(1)为了在不同方向都能观察到光的传播路径,应在平面镜上方喷些烟雾,这是利用了光照在烟雾上会发生漫反射,可以通过烟雾显示光路;
(2)①将长方形纸板与AO、OB所在平面重合,多次测量纸板和平面镜的夹角均为 90°,则反射光线、入射光线所在平面和平面镜相互垂直;
②在纸板上过O点作出底边PQ的垂线ON,则ON是法线,与镜面垂直,在光的反射中,反射光线、入射光线和法线都在同一平面内;
(3)根据表中实验数据可知,入射光线与镜面的夹角∠AOP逐渐变小,入射光线AO与法线ON的夹角即入射角逐渐变大,因此入射光线AO逐渐远离法线ON;表中实验数据可知,反射角∠NOB与入射角∠AON的大小相等。
故答案为:(1)漫;烟雾;(2)①垂直;②垂直;同一平面;(3)远离;相等。
题型十四 光的反射定律应用
易|错|点|拨
运用光的反射定律解决问题时,一定要弄清楚反射光线和入射光线,明确反射角、入射角,不能错把光线与镜面的夹角当成反射角、入射角。当光线转动、或镜面转动,一定要标清变化后的反射角、或入射角,这样才能正确解答。
【典例1】(2024秋•泰州校级期中)如图所示,某日午后太阳发出的一条光线AO,照射到一块平面镜上,反射光线沿水平方向OB射出,并在东侧的墙面形成一个光点P,光线AO与OB的夹角为120°。下列说法正确的是( )
A.入射角为30°
B.反射光线与平面镜的夹角为60°
C.若平面镜绕O逆时针转过10°,反射角会减小20°
D.当太阳向西下落时,照射在墙壁上的光点P向下移动
【答案】D
【解答】解:A、入射角为入射光线与法线间的夹角,此时入射光线与反射光线间的夹角为120°,反射角等于入射角,故入射角为60°,故A错误;
B、反射角为60°,反射光线与平面镜的夹角为30°,故B错误;
C、若平面镜绕O逆时针转过10°,法线转动10°,入射角减小10°,反射角会减小10°,故C错误;
D、当太阳向西下落时,光线AO向西移动,靠近平面镜,入射角增大,反射角也增大,反射线也靠近平面镜,照射在墙壁上的光点P向下移动,故D正确;
故选:D。
【变式1】(2024秋•宿城区期中)有一束光以垂直于镜面的方向入射到平面镜上,入射角大小为 0 °。当镜面绕入射点转动25°角,则反射角大小为 25 °,反射光转动了 50 °。
【答案】0;25;50。
【解答】解:
当光线垂直入射到平面镜上时,反射光线、入射光线和法线重合,因为入射角是入射光线与法线的夹角,入射角为0°,反射角等于入射角,则反射角也是0°;
如果入射光线的方向不变,当镜面绕入射点转动25°角,法线转过25°,则入射角为25°,根据光的反射定律可知:反射角也为25°,则反射光线转动了50°。
故答案为:0;25;50。
【变式2】(2024秋•高邮市期中)如图所示,一束光与平面镜成30°角从O点射入,则反射角为 60° ;当光线AO绕O点顺时针转动30°角时,入射光线与反射光线的夹角为 60° 夹角;接着平面镜绕O点逆时针转动10度角,反射光线一共转过 20° 角。
【答案】60°;60°;20°
【解答】解:因为入射光线与平面镜的夹角是30°,所以入射角为90°﹣30°=60°,根据光的反射定律,反射角等于入射角,反射角也为60°;
当光线AO绕O点顺时针转动30°角时,则入射光线向法线靠近30°,反射光线也向法线靠近30°,即反射光线逆时针转动30°,此时入射角减小30°,入射角为60°﹣30°=30°,根据光的反射定律,反射角等于入射角,反射角也为30°,则入射光线与反射光线的夹角为30°+30°=60°,此时反射光线与镜面的夹角为60°;
接着平面镜绕O点逆时针转动10°角,入射光线方向保持不变,此时入射角改变10°,反射角也改变10°,所以反射光线改变了20°。
故答案为:60°;60°;20°。
题型十五 光的反射作图
答|题|模|版
运用光的反射定律作图,关键在于明确入射角或反射角,法线是反射光线与入射光线夹角的平分线,同时法线过入射点,且垂直于镜面。因此已知反射面和入射光(或反射光)时,先作法线(过入射点垂直于反射面),再根据光的反射定律,作出所求作光线;在已知反射光线和入射光线求作反射面,先做法线(两条光线夹角的平分线),再作出反射面
【典例1】(2024秋•玄武区期中)如图所示,请根据反射光线画出入射光线并标出入射角的大小。
【答案】
【解答】解:经过入射点作出法线,因为反射光线与镜面的夹角是50°,所以反射角为90°﹣50°=40°.根据反射角与入射角相等作出入射光线并标出入射角的度数,如图所示:
【变式1】(2023秋•盐城期中)如图所示入射光线与水平面成30°角,要使反射光线竖直照射到矿井中,在图中画出平面镜的位置并标出反射角度数。
【答案】
【解答】解:由于反射光线竖直射入井内,过入射点O(入射光线与水平直线的交点)竖直向下作出反射光线OB;然后作∠AOB的角平分线即为法线(ON);因平面镜与法线垂直,则据此可画出平面镜的位置。
由图知:反射光线和入射光线的夹角∠AOB=30°+90°=120°;
则反射角∠BON∠AOB120°=60°,如图所示:
【变式2】(2025•江阴市二模)被称为“超级镜子发电站”的敦煌,电站内的1.2万多面定日镜以同心圆状围绕着260米高的吸热塔,这些定日平面镜把太阳光反射后会聚到吸热塔,其中某束光的传播路径如图丙,在图中画出定日平面镜的位置,并标出反射角。
【答案】
【解答】解:由图可知,入射光线和反射光线的夹角为180°﹣64°﹣36°=80°,则入射角为40°,
根据光的反射定律可知,反射角等于入射角,也等于40°,用虚线作出入射光线和反射光线的夹角的角平分线即为法线,过入射点作法线的垂线即为镜面的位置,如下图所示:
。
题型十六 镜面反射与漫反射
解|题|技|巧
镜面反射与漫反射,反射光与入射光之间均遵循光的反射定律,造成反射现象不同的原因是反射面粗糙不平,当反射面平整光滑,造成反射光射向同一方向,在反射光路上的人,感觉反射光线很强,不在反射光路上,则是暗的;而发生漫反射时,反射光是杂乱无章的,在各个方向均有光射入人眼。
【典例1】(2024秋•金坛区期中)教室内的黑板用久后变光滑的部分容易发生镜面反射,使部分位置处的学生看不清黑板上的粉笔字。如图所示,当太阳光按照图中情形射入时,最有可能看不清粉笔字的位置是( )
A.甲学生 B.乙学生 C.丙学生 D.丁学生
【答案】A
【解答】解:能从不同方向看到本身不发光的物体,是因为光在物体表面上发生了漫反射,反射光线射向各个方向的缘故。黑板“反光”是因为黑板发生了镜面反射,黑板反射的光线比粉笔字反射的光线强,使人无法看清黑板上的字;
根据图象可知,当光线射入时,根据光的反射定律可知,反射光线会向甲的方向射出,所以甲处看到的是明亮的光线,所以看不清黑板上的字;乙、丙、丁看不到光滑处发生镜面反射时的光线,故A符合题意。
故选:A。
【变式1】(2024秋•天宁区校级期中)在雨后晴朗的夜晚,走路时为防止脚踩到地上的水,下列判断正确的是( )
A.迎着月光走,地上暗处是水;背着月光走,地上发亮处是水
B.迎着月光走,地上发亮处是水;背着月光走,地上暗处是水
C.迎着或背着月光走,都应是地上发亮处是水
D.迎着或背着月光走,都应是地上发暗处是水
【答案】B
【解答】解:平静的水面,能发生镜面反射,地面凹凸不平,地面发生漫反射。
如图,迎着月光走,月光经水面发生镜面反射,进入人的眼睛反射光线多,人感觉水洼亮;地面发生漫反射,有很少的光线进入人的眼睛,人感觉地面黑。
如图,背着月光走,月光经水面发生镜面反射,没有反射光线进入人的眼睛,人感觉水洼暗;地面发生漫反射,有少量的光线反射进入人的眼睛,人感觉地面亮。
故选:B。
【变式2】(2024秋•盐城期中)夜晚,为了安全,自行车装有本身不发光的车尾灯,如图,它其实是许多个角反射器,能将车后各个不同方向射来的光再原方向反射回去,为了达到这个效果每个角反射器需要 3 (1/2/3)个镜面相互垂直组成,此时,在车尾灯上发生的是 镜面 (漫/镜面)反射,该车尾灯 不是 (是/不是)光源。
【答案】3;镜面;不是
【解答】解:自行车的尾灯本身并不发光,因为夜晚当汽车的灯光无论从哪个方向照在它上面时,它都能将光反射回去,所以它是由3个相互垂直的平面镜组成的装置,最后的反射光线与原入射光线平行,能引起司机的注意,即每个角反射器需要3个镜面相互垂直组成。
在光滑的表面发生的是镜面反射,每个角反射器需要由镜面组成,表面光滑,所以在车尾灯上发生的是镜面反射。
该车尾灯是反射光,自身不会发光,所以不是光源。
故答案为:3;镜面;不是。
期中基础通关练(测试时间:10分钟)
1.(2024秋•滨海县期中)如图是光的三原色色光照射在白墙壁上的示意图,图中区域1、区域2的色光分别是( )
A.黄、白 B.绿、白 C.黄、黑 D.绿、黑
【答案】B
【解答】解:光的三原色是红、绿、蓝,光的三原色能合成白光,所以图中区域1和区域2应标的颜色分别是绿色和白色,故B正确。
故选:B。
2.(2024秋•东台市期中)如图所示,是物理兴趣小组在新城校区科技节上展示的自制针孔照相机。在外套筒的一端蒙上带孔的黑纸(图甲),在内套筒(略小)的一端蒙上塑料薄膜当光屏(图乙),把内套筒装入外套筒中(图丙)。
(1)使用针孔照相机时,小孔对着 明亮的室外 (明亮的室外/较暗的室内),把内套筒靠近小孔,看到的像 变小 (变大/不变/变小)。
(2)如图丁,晴天正午的树荫下,可以看到地面上有一些光斑,有些光斑形状不规则,有些光斑是圆形的。较小的圆形光斑相比形状不规则的光斑 偏暗 (偏暗/偏亮)。
【答案】(1)明亮的室外;变小;(2)偏暗。
【解答】解:(1)使用针孔照相机时,小孔应该对着明亮的室外,因为室外光线充足,可以作为小孔成像的光源;
当把内套筒靠近小孔时,实际上是在减小像距,根据小孔成像的原理,当物距不变、像距减小时,像会变小,因此,把内套筒靠近小孔后,看到的像会变小;
(2)光在同种均匀介质中沿直线传播,当树叶间隙较大时,透过的光比较多,在地面上形成形状不规则的大光斑,此时光斑较亮;而圆形的小光斑属于小孔成像,说明树叶间隙较小,则透过的光较少,此时光斑较暗;
由此可知,较小的圆形光斑相比形状不规则的光斑会偏暗。
故答案为:(1)明亮的室外;变小;(2)偏暗。
3.(2024秋•东台市期中)兔斯基站在平面镜前3m处,它的像到镜子的距离为 3 m;然后它向镜子靠近了0.5m,则它的像到它的距离为 5 m,现将一块和镜面一样大的木板放在镜子后面1m处,如图所示,这时她 能 (选填“能”或“不能”)在镜中看到自己的像。
【答案】3;5;能
【解答】解:(1)由平面镜成像的特点知,当兔斯基到镜面的距离为3m时,像到镜面的距离也为3m,
(2)若兔斯基向平面镜靠近0.5m,则她与镜面的距离是3m﹣0.5m=2.5m,则它和像的距离是2.5m+2.5m=5m;
(3)由于成的像是虚像,在镜面后放置物体是不影响成像的,故在镜后放一物体并不妨碍光的反射,同时也不会妨碍成像,所以这时兔斯基仍能在镜中看到自己的像。
故答案为:3;5;能。
4.(2024秋•建湖县期中)根据要求作图,如图所示,在图中作出三角形ABC在平面镜中所成的像A'B'C'。
【答案】
【解答】解:①作A点关于镜面的对称点A′;(做对称点留下的作图痕迹是对应点的虚线连线和垂直符号)
②作B点关于镜面的对称点B′;
③作C点关于镜面的对称点C′;
④用虚线连接A′B′,B′C′,A′C′,则△A′B′C′就是△ABC在平面镜MN中所成的像。
如下图所示:
5.(2024秋•东台市期中)小任和小泓一起“探究光的反射定律”。
(1)如图甲所示,小泓使一束光贴着纸板A入射到O点,小任从不同方向都能在纸板B上看到反射光,是因为光在纸板B上发生了 漫 反射。(2)如图甲所示,若在探究的过程中,将入射角增大5°,则光线OF将 远离 (选填“靠近”或“远离”)法线。
(3)在图乙中,小泓将纸板B沿PQ剪开,把纸板B的上半部分向后折。实验时在纸板B的上半部分 不能 (选填“能”或“不能”)看到反射光线,在纸板B的下半部分 能 (选填“能”或“不能”)看到反射光线,表明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(4)在图甲中,如果让光沿着FO的方向射向平面镜,会看到反射光沿着 OE 方向射出。这表明,在反射现象中,光路是 可逆 的。
【答案】(1)漫;(2)远离;(3)不能;能;(4)OE;可逆
【解答】解:(1)在不同方向都能看到光的传播路径,是由于光在光屏上发生了漫反射而进入我们的眼里;
(2)根据反射定律的内容可得,反射角等于入射角,将入射角增大5°,则入射光线远离法线,反射角也随之增大,故反射光线也将远离法线;
(3)光在反射时,反射光线、入射光线、法线在同一平面内,将纸板B的上半部分向后折,如图乙所示,发现在纸板B的上部会看不到反射光线,在纸板B的下半部分能看到反射光线,此实验现象说明反射光线、入射光线和法线在同一平面;
(4)在图甲中,如果让光线逆着OF的方向射向镜面,会看到反射光线沿着OE方向射出,这表明光反射时,光路是可逆的。
故答案为:(1)漫;(2)远离;(3)不能;能;(4)OE;可逆。
期中综合拓展练(测试时间:15分钟)
1.(2025•镇江)下列现象中,可用“光的反射”解释的是( )
A.拱桥的倒影 B.缩小的玩偶
C.夜空激光束 D.树下的光斑
【答案】A
【解答】解:A、拱桥的倒影是由于光的反射形成的虚像,故A符合题意;
B、缩小的玩偶是光的折射形成的虚像,故B不符合题意;
CD、夜空激光束,树下的光斑是由于光的直线传播形成的,故CD不符合题意。
故选:A。
2.(2025•徐州)“小时不识月,呼作白玉盘。”儿童看到月光皎洁,是因为( )
A.月亮是光源 B.月亮反射太阳光
C.月亮折射太阳光 D.太阳光的色散
【答案】B
【解答】解:A、光源是自身能够发光的物体,而月亮本身不能发光,因此月亮不是光源。故A错误。
B、月亮本身不发光,但能反射太阳的光,儿童看到的月光实际是月亮反射的太阳光。故B正确。
C、月光的形成是月亮对太阳光的反射,而非折射(折射是光从一种介质进入另一种介质时的传播方向改变)。故C错误。
D、太阳光的色散是太阳光通过棱镜等分解为七色光的现象,与月光皎洁的成因无关。故D错误。
故选:B。
3.(2025•淮安)如图所示是兴趣小组在趣味物理晚会上展示的“奇妙透视现象”,先打开A灯,在屏幕上看到一个清晰的鸡蛋影像,再打开B灯,鸡蛋的影像明亮了许多,同时可以看到鸡蛋影像内部有一个更为清晰的鸡雏影像。该现象利用的光学原理是 光在同种均匀物质中沿直线传播 ,鸡雏影像比鸡蛋影像清晰的原因是 鸡雏在屏幕上的影像叠加到鸡蛋在屏幕上的影像之上,明暗对比比较明显 。
【答案】光在同种均匀物质中沿直线传播;鸡雏在屏幕上的影像叠加到鸡蛋在屏幕上的影像之上,明暗对比比较明显。
【解答】解:先打开A灯,在屏幕上看到一个清晰的鸡蛋影像,这是光在同种均匀物质中沿直线传播形成的现象;
鸡雏在屏幕上的影像叠加到鸡蛋在屏幕上的影像之上,明暗对比比较明显,因此鸡雏影像比鸡蛋影像清晰。
故答案为:光在同种均匀物质中沿直线传播;鸡雏在屏幕上的影像叠加到鸡蛋在屏幕上的影像之上,明暗对比比较明显。
4.(2025•常州)眼睛看向平面镜MN看到像点S',请在图中画出物点S以及该现象对应的光路图。
【答案】
【解答】解:平面镜成像时,像与物关于平面镜对称,据此过S′点向平面镜作垂线,并延长至等长,得到发光点S,连接S′和眼睛A与平面镜相交于一点O,为反射后能进入人眼光线的入射点,连接SO、OA分别为入射光线和反射光线,如图所示:
5.(2025•无锡)探究平面镜成像的特点;器材有:茶色薄玻璃板,白纸、三个相同的火炬形棋子,刻度尺、黑色水笔、白卡片。
(1)将白纸平铺在水平桌面上,用水笔在白纸上画出两条相互垂直的细直线MN和PQ,交于O点。如图甲所示,将茶色玻璃板的底部贴住MN放置,透过玻璃板,观察到OP在平面镜中所成的像OP′在OQ的正上方,此时需要 调节玻璃板的位置(或倾斜程度) 。直至观察到 OP与它在玻璃板中所成的像OP'关于MN对称(或像与物的连线与MN垂直) ,表明玻璃板与白纸面垂直,固定好玻璃板。
(2)在直线OP上放置棋子A,在玻璃板后方放置白卡片并移动,发现不能在白卡片上观察到棋子的像,表明平面镜所成的像是 虚 像,换用另一个相同的棋子B,在玻璃板后移动,直至它与棋子A在平面镜中所成的像完全重合,表明平面镜所成的像和物大小 相等 。
(3)经观察,A的像在直线OQ上,为了确定像的位置,如图乙所示,将棋子B、C放置在白纸上,移动棋子B、C,使棋子C遮挡住棋子A的像和棋子B,在白纸上标记B、C的位置,连接CB, 延长CB与OQ相交于点A' ,该点即为棋子A的像A′的位置。用刻度尺测得A到平面镜的距离为9.20cm,将刻度尺的“0”刻度线与MN对齐,测出像A′到平面镜的距离,如图丙所示,像距为 9.20 cm。多次改变棋子A的位置,重复以上操作,将测得的数据记录在表中,分析数据可知: 平面镜所成的像与物到平面镜的距离相等 。
实验序号
①
②
③
物到平面镜的距离/cm
9.20
5.10
12.40
像到平面镜的距离/cm
9.20
5.10
12.40
【答案】(1)调节玻璃板的位置(或倾斜程度);OP与它在玻璃板中所成的像OP'关于MN对称(或像与物的连线与MN垂直;(2)虚;相等;(3)延长CB与OQ相交于点A';9.20;平面镜所成的像与物到平面镜的距离相等;9.20。
【解答】解:(1)将白纸平铺在水平桌面上,用水笔在白纸上画出两条相互垂直的细直线MN和PQ,交于O点。如图甲所示,将茶色玻璃板的底部贴住MN放置,透过玻璃板,观察到OP在平面镜中所成的像OP′在OQ的正上方,此时需要调节玻璃板的位置(或倾斜程度),直至观察到OP与它在玻璃板中所成的像OP'关于MN对称(或像与物的连线与MN垂直),表明玻璃板与白纸面垂直,固定好玻璃板;
(2)在直线OP上放置棋子A,在玻璃板后方放置白卡片并移动,发现不能在白卡片上观察到棋子的像,表明平面镜所成的像是虚像;换用另一个相同的棋子B,在玻璃板后移动,直至它与棋子A在平面镜中所成的像完全重合,表明平面镜所成的像和物大小相等;
(3)连接CB,延长CB与直线OQ的交点,该点即为棋子A的像A′的位置。因为根据光的直线传播原理,当棋子C遮挡住棋子A的像和棋子B时,说明从棋子A的像点发出的光线经直线传播被棋子C挡住,所以延长CB与OQ的交点就是像的位置;
用刻度尺测量像距时,如图丙所示,刻度尺的分度值为1mm,读数为9.20cm;
根据表中数据可知,平面镜所成的像与物到平面镜的距离相等。
故答案为:(1)调节玻璃板的位置(或倾斜程度);OP与它在玻璃板中所成的像OP'关于MN对称(或像与物的连线与MN垂直;(2)虚;相等;(3)延长CB与OQ相交于点A';9.20;平面镜所成的像与物到平面镜的距离相等;9.20。
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