摘要:
该初中物理知识清单系统梳理了“声现象”与“光现象”两大核心单元,涵盖声音的产生与传播、特性及应用,以及光的直线传播、反射、折射、成像和色散等完整知识体系,构建了从基础概念到实验探究再到实际应用的阶梯式学习支架。
清单通过分类归纳、分级标注和关联对比等方式呈现知识脉络,如将“声速影响因素”设为二级重点并配以生活实例说明,强化学生的物理观念;在“平面镜成像实验”中设置“等量替代法”研究方法提示,提升科学思维能力;特别设计“易错点警示卡”和“口诀记忆表”,例如“三线共面”口诀帮助学生快速掌握光的反射定律,同时提供“小孔成像原理图”和“凸透镜成像规律表”作为可视化工具,既方便学生自主复习巩固,又助力教师精准定位教学难点,实现高效教学与深度学习的统一。
内容正文:
专题02 声现象和光现象
【清单01】声音的产生与传播
一、声音的产生与声源
1、声音的产生:声音是由物体振动产生的。固体、液体、气体振动都可以发声。自然界中凡是发声的物体都在振动,振动停止,发声也停止。
特别提醒:“振动停止,发声也停止”不能叙述为“振动停止,声音也消失”,因为振动停止,只是不再发声,而原来发出的声音仍会继续存在并传播。
2、声源:物理学中把正在发声的物体叫做声源。
特别提醒
(1)声源是指具体的发声部位,如人在说话时的声源不能说是人,应该说是声带。
(2)易混的声源:蝉叫的声源是腹膜;笛子等管乐器的声源是空气柱;向暖瓶中灌水的声源是空气柱;气球爆炸的声源是气球周围的空气。
二、声音的传播
1、介质:能够传播声音的物质叫做介质,气体、液体、固体都是介质。
特别提醒
(1)声音靠介质传播,一切固体、液体、气体都可以作为传声的介质。
(2)真空不能传声:登月的宇航员无法直接交谈的现象都说明真空不能传声。
2、声音的传播形式:声是以声波的形式向外传播的。
特别提醒:声音在介质中以声波的形式传播:声波类似水波,只是人眼看不到。
三、声速 回声
1、声速:声音在每秒内传播的距离叫声速,单位m/s,读作米每秒。15℃时空气中的声速是340m/s,平常我们讲的声速,指的就是此值。
特别提醒
(1)340m/s的条件是15℃的空气中,温度和介质不同时其数值也不同。
(2)光速比声速大,所以先看到闪电,后听到雷声;百米赛跑时听枪声计时比看枪烟计时晚0.294s。
2、影响声速的因素:介质的种类和温度。
(1)介质的种类:一般情况下v固>v液>v气。
(2)温度:同种介质,温度越高,声速越大。
特别提醒
(1)声音在真空中不能传播,速度为0。
(2)声音在传播过程中向声速小的方向偏折,白天地表附近温度高,声速大,高空温度低,声速小,声音向上偏折;黑夜地表附近温度低,声速小,高空温度高,声速大,声音沿地表传播,所以白天不如黑夜声音传播距离远。
3、声音在不同介质中的速度的不同:同一声源,距离相等的位置可能听到多次声音,如长水管一端敲击一次,另一端听到多次声音。
特别提醒
(1)装有水(液体)的长水管一端敲击一次,另一端听到三次声音,第一次由铁传播,第二次由水传播,第三次由空气传播。
(2)没有水(液体)的长水管一端敲击一次,另一端听到两次声音,第一次由铁传播,第二次由空气传播。
(3)敲击水管能听三次声音的条件:首先注意管子要“长”,其次注意管内要有水(或者气体液体)。
(4)注意听到的多次声音是不同介质传播的,并不是回声。
4、回声:声音在传播过程中,遇到障碍物被反射回来,再传入人的耳朵,人听到反射回来的声音叫回声。
特别提醒
(1)当声投射到距离声源有一段距离的大面积上时,声能的一部分被吸收,而另一部分声能要反射回来,如果听者听到由声源直接发来的声和由反射回来的声的时间间隔超过0.1秒,它就能分辨出两个声音这种反射回来的声叫“回声”。
(2)当回声比原声晚0.1s以上,能分辨出回声,当回声比原声晚不到0.1s,分辨不出回声,此时回声对原声起加强作用。
(3)回声测距需要知道的物理量是声音在这种介质中的传播速度v,需要测出的物理量收到回声的时间t。
例如:探测海底某处的深度,向海底垂直发射超声波,需要知道的物理量是声音在海水的传播速度v,需要测出的物理量收到回声的时间t,然后根据s=vt计算发声体到障碍物的距离(路程包括往返,所以要乘以)。
四、实验探究声音是怎样产生的
1、实验器材:音叉、小锤、铁架台、水、细线、乒乓球。
2、实验步骤:
(1)将音叉固定在铁架台上。
(2)用小锤敲击音叉,观察音叉的振动情况。
(3)将乒乓球用细线悬挂在音叉旁,用小锤敲击音叉,观察乒乓球的运动情况。
(4)将音叉放入水中,用小锤敲击音叉,观察水面的振动情况。
3、实验现象
(1)用小锤敲击音叉时,可以看到音叉在振动。
(2)将乒乓球用细线悬挂在音叉旁,用小锤敲击音叉时,可以看到乒乓球被弹开。
(3)将音叉放入水中,用小锤敲击音叉时,可以看到水面出现波纹。
4、实验结论:声音是由物体振动产生的,振动停止,声音也停止。声音可以在空气和水中传播。
【清单02】声音的特性
一、响度
1、响度定义:物理学中,把声音的强弱叫做响度。响度又叫做音量。
2、振幅:物体振动的幅度叫做振幅。即物体在振动时偏离原来位置的最大距离。
3、影响响度的因素:声源的振幅和人到声源的距离。
特别提醒
(1)响度与振幅有关,振幅越大响度越大,振幅越小响度越小。
(2)响度与到声源的距离有关,距离越大,听到的声音越小;与声音分散的范围有关,越分散,听到的声音越小。
(3)响度特点:响度大,听起来震耳欲聋,响度小,听起来轻声细语。
特别提醒
1、音调定义:物理学中用音调表示声音的高低。
2、频率:每秒内振动的次数叫频率,用f表示,用来描述物体振动的快慢。频率的单位是赫兹,简称赫,符号为Hz。
3、音调与频率的关系:音调与发声体振动的频率有关。频率高,音调就高,听起来尖细;频率低,音调就低,听起来低沉。
特别提醒
(1)音调主要由声音的频率决定,同时也与声音强度有关;对一定强度的纯音,音调随频率的升降而升降;对一定频率的纯音、低频纯音的音调随声强增加而下降,高频纯音的音调却随强度增加而上升。
特别提醒
1、音色定义:反映声音的品质与特色。
2、影响因素:音色是由发声体的材料和结构决定的。
3、特点:通过其分辨不同发声体发出的声音。
特别提醒
(1)音色反映了每个物体特有的声音品质。如:用不同的乐器演奏同一乐曲时,它们的波形不同。
(2)声音的三个特征:音调、响度和音色,称为声音的三个特征。
(3)音色是区别声音的重要标志;区别声音就是靠音色;辨别熟人的声音、辨别乐器的声音靠的都是音色。
二、实验探究音调和频率的关系
1、实验目的:探究音调和频率的关系
2、实验材料:钢尺
3、实验步骤
(1)将钢尺的一端固定在桌子上,另一端悬空。
(2)用手指轻轻拨动钢尺,使其振动发声。
(3)改变拨动钢尺的力度,再次观察钢尺振动的频率和发出声音的音调的变化。
4、实验现象
(1)当拨动钢尺的力度增大时,钢尺振动的频率也会增大,发出的声音音调会升高。
(2)当拨动钢尺的力度减小时,钢尺振动的频率也会减小,发出的声音音调会降低。
5、实验结论:音调和频率之间存在着密切的关系,频率越高,音调越高。通过改变钢尺振动的频率,可以改变钢尺发出的声音的音调。
三、实验探究声音的响度与振幅的关系
1、实验目的:探究声音的响度与什么因素有关
2、实验材料:音叉、小锤、乒乓球、铁架台、系有细线的乒乓球
3、实验步骤
(1)将系有细线的乒乓球轻触正在发声的音叉,观察乒乓球被弹开的幅度。
(2)用小锤敲击音叉,使音叉发出不同响度的声音,再次观察乒乓球被弹开的幅度。
4、实验现象
(1)当音叉发出较小响度的声音时,乒乓球被弹开的幅度较小。
(2)当音叉发出较大响度的声音时,乒乓球被弹开的幅度较大。
5、实验结论:声音的响度与发声体的振幅有关,振幅越大,响度越大。
【清单03】次声与超声
一、超声波
1、超声波的定义:把频率高于20000 Hz的声音叫做超声波。
2、超声波的特点:方向性好;穿透力强;易于获得较集中的声能。
3、超声波的应用:超声波能传递信息和能量,其应用有探伤、测厚、测距、医学诊断和成像等。
(1)回声定位:超声波碰到障碍物会反射回来,根据回声到来的方位和时间,可以确定目标的位置和距离。
(2)声呐:向水中发射各种形式的声信号,碰到需要定位的目标时产生反射波,接收反射波并进行信号分析;处理,除掉干扰,从而显示出目标所在的方位和距离。
(3)B超:观察母体内的胎儿。
(4)超声波去除结石。
特别提醒
(1)超声波的波长比可闻声波波长短得多,它基本上沿直线传播。
(2)超声波的穿透能力很强,能穿透几米厚的金属。
(3)超声波在液体中传播时,可使液体内部产生相当大的液压冲击。
(4)超声波可以用来制造各种乳胶,颗粒极细,而且均匀。
二、次声波
1、次声波的定义:把频率低于20Hz的声音叫做次声。
2、次声的特点:没有什么障碍物能阻挡它;传播过程中很难被介质吸收,能量损耗少。
3、次声的危害:
(1)能使机器设备破裂、飞机解体、建筑物遭到破坏。
(2)破坏人的平衡器官的功能,会产生恶心,晕眩、旋转感等症状,严重的会造成内脏出血破裂,危及生命。
(3)采取的措施:尽量防止次声的产生;尽量远离次声源。
4、次声的应用
(1)利用它的破坏性,如制成次声武器。
(2)制造次声驱蚊器,用于防止蚊虫叮咬。
特别提醒
(1)次声波又称亚声波,它是一种频率低于人的可听声波频率范围的声波;次声波的频率范围大致为10-4Hz~20Hz。
(2)次声波的传播距离较远;地震、台风、核爆炸、火箭起飞都能产生次声波。
【清单04】乐音与噪声
一、噪声
1、噪声的定义
(1)从物理学角度看,物体杂乱无章的不规则振动产生的声音,称为噪声。
(2)从环境保护角度来说,一切干扰人们休息、学习和工作的声音,都称为噪声。
特别提醒
(1)噪声的波形:不规则波纹
(2)音乐的波形:规则波纹
2、噪声的来源:包括工业噪声、施工噪声、社会噪声、交通运输噪声等。
特别提醒
(1)工业噪声:纺织厂、印刷厂、机械车间的噪声。
(2)施工噪声:筑路、盖楼、打桩等。
(3)社会噪声:家庭噪声、娱乐场所、商店、集贸市场的喧哗声。
(4)交通运输噪声:各种交通工具的喇叭声、汽笛声、刹车声、排气声、机械运转声等。
二、噪声的强弱等级和危害
1、噪声的强弱:以分贝为单位来表示声音强度的强弱,用dB表示。
2、噪声的危害:
(1)心理效应:使人烦躁、精力不集中,妨碍睡眠和休息。
(2)生理效应:耳聋、头疼、消化不良、视觉模糊等。严重时会使人神志不清、休克乃至死亡。
(3)物理效应:高强度噪声能损坏建筑物。
特别提醒
噪声的等级:
0dB 人刚能听到的最微弱的声音
30-40dB 较为理想的安静环境
70dB 会干扰谈话,影响工作
90dB以上 听力会受到严重影响 产生疾病
150dB 鼓膜会破裂出血失去听力
三、噪声的控制
1、从噪声的产生处减弱噪声--消声。(声源处控制噪音产生)
2、在传播过程中,用真空玻璃等办法来隔断声波的传播--隔声。(传播过程中阻隔噪音传播)
3、在人耳处减弱噪声,用戴上耳塞--隔声。(噪声的接收处控制或减弱噪声)
4、噪声的控制例子
(1)从噪声的产生处防治噪声:噪声大的机器或换用噪声小的设备,或架一些消声装置;如:在声源处加防护罩、在内然机或摩托车排气管处加消声器。
(2)从噪声的传播过程中防治噪声:用隔音或吸音材料把噪声声源与外界隔离开;如:在马路和住宅间设立屏障或植树造林。
(3)从噪声的接收处防治噪声:戴防噪声耳塞、耳罩、防声头盔,或用手指塞住耳朵等。
【清单05】光的传播
一、光源
1、光源定义:宇宙间的物体有的是发光的有的是不发光的,我们把能发光的物体叫光源。
2、根据产生形式,光源可分为自然光源和人造光源。
(1)自然光源:如天上的恒星、闪电、夏夜在草丛中闪烁的萤火虫、深海中游戈的烛光鱼等。
(2)人造光源:如室内照明用的白炽灯、建筑物上的霓虹灯、发光的二极管等。
3、根据形态可分为点光源、线光源、面光源。
特别提醒:人眼能看到东西是由于光进入人的眼睛,不能发光的物体能被我们看到的是靠反射光源照到其表面的光进入我们眼睛。
二、光的直线传播
1、光在同一种均匀的介质中沿直线传播。
“同一均匀介质”是光沿直线传播的条件。仅是“同一介质”不能保证光沿直线传播。例如:地球周围的大气就是不均匀的,离地面越高,空气越稀薄,从大气层外射到地面的光就会发生弯曲。早晨,当太阳还在地平线下时,我们就看见了它,是因为不均匀的大气使光线变弯了。
2、光线:为了表示光的传播方向,我们用一根带箭头的直线表示光的径迹和方向,这样的直线叫光线。 光线是人们为了表征光的传播而引进的一个抽象工具,它是一个理想模型,而不是真实存在的。
讲解光线时用的模型法-------通过模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法称为模型法;模型法借助于与原型相似的物质模型或抽象反映原型本质的思想模型,间接地研究客体原形的性质和规律。
三、光的直线传播的现象和应用
1、常见的光直线传播现象:立竿见影、日食、月食、小孔成像等。
2、光沿直线传播的应用
(1)利用激光准直引导掘进机直线前进。
(2)排队时看齐。
(3)射击瞄准,瞄准点、准星、缺口三点一线。
特别提醒
(1)影子:光在传播过程中,遇到不透明的物体,在不透明的物体后面,光照射不到,形成了黑暗的部分就是物体的影子。
(2)日食:发生日食时,太阳、月球、地球在同一条直线上,月球在中间,在地球上月球本影里的人看不到太阳的整个发光表面,这就是日食。
(3)月食:发生月食时,太阳、地球、月球同在一条直线上,地球在中间,地球上夜晚的人会看见月食。
3、小孔成像
(1)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立的像,我们把这样的现象叫小孔成像。
(2)成像特点:倒立、实像。
(3)成像大小:小孔成像的大小与物体到小孔的距离,光屏到小孔的距离有关。
(4)小孔成像的形状与小孔的形状无关。如:树荫下的光斑,是太阳的像。
四、光的传播速度用
1、光的传播速度:真空中的光速是宇宙中最快的速度,c=2.99792×108m/s,光在空气中的速度接近真空中的速度,计算中取c=3×108m/s。水中是真空的3/4,玻璃中是真空的2/3。
2、光年:光在1年内传播的距离。光年是长度单位,用来描述宇宙中天体间的距离。1光年=9.4608×1012km。
特别提醒:光年是长度单位,而不是时间单位,用来计量光在宇宙真空中沿直线传播一年时间的距离,该距离大约是9.46兆千米。光年一般用于天文学中,是用来量长度很长的距离。
【清单06】光的反射
一、光的反射
1、定义:光射到物体表面时,有一部分光会被物体表面反射回来,这种现象叫做光的反射。
2、基本要素:一点两角三线。
一点:入射点:光线射到镜面上的点,用“O”表示。
两角:入射角:入射光线与法线的夹角,如图所示“α”。
反射角:反射光线与法线的夹角,如图所示“β”。
三线:法线:过入射点,并垂直于镜面的直线, 用虚线表示如图ON。
入射光线:射到反射面上的光线,如图AO。
反射光线:被反射面反射后的光线,如图中的OB。
3、光的反射定律:光反射时,反射光线与入射光线、法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居法线的两侧,反射角等于入射角。
特别提醒:
(1)由入射光线决定反射光线,叙述时要先叙述入射光线如何变化,再叙述反射光线如何变化。
(2)反射角随入射角的增大而增大,减小而减小,当垂直入射时,入射角等于反射角,皆为0度。
二、镜面反射和漫反射
1、镜面反射:当平行光射到平面镜上时,反射光仍是平行的,这种反射叫做镜面反射。
2、漫反射:平行光照到凹凸不平的表面上,反射光就会杂乱无章地射向不同的方向,这种反射叫做漫反射。
3、相同点:都是反射现象,都遵守反射定律。
4、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。
5、漫反射在生活中的应用
(1)我们能从不同的方向看清银幕上的图象,是因为射到银幕上的光发生了漫反射的缘故。
(2)各种用来接收光学系统所成实像的屏幕,均应采用漫反射率高的反射面做成。
(3)人们依靠漫反射现象才能从不同方向看到物体。
6、有关生活中的镜面反射应用
(1)晚上台灯放的位置不对会反射出刺眼的光影响学习。
(2)雨后的晚上迎着月光走时,地面上发亮处是水潭。
三、探究光的反射定律
1、实验目的:探究光的反射规律。
2、实验器材:平面镜、激光笔、带刻度的硬纸光屏、支架、夹子。
(1)平面镜:反射面。
(2)激光笔:发出光(光学)。
(3)带刻度的硬纸光屏:便于读数。
3、实验步骤
步骤①按要求组装器材。将平面镜水平放置,然后把一块标有刻度的白色硬纸板竖直放置在平面镜上。
步骤②用激光笔射出一束激光,用笔记下入射光线和反射光线的位置,并在刻度光屏上读出入射角和反射角的度数,记录在表格中。
步骤③重复实验两次。改变入射光的方向,多测几组入射角和发射角,并将数据填入表格。
步骤④将光屏向前或向后折,观察反射光线;
步骤⑤整理器材。
4、实验结论
(1)在反射现象中,入射光线、反射光线、法线 在同一平面内。
(2)入射光线和反射光线分居法线两侧。
(3)反射角等于入射角。
特别提醒
(1)多次改变入射角大小并进行多次实验的目的:保证实验结论具有普遍性。
(2)用带箭头的直线表示光的传播路径和方向应用的研究方法是理想模型法。
(3)硬纸板应选择 粗糙 (填“光滑”或“粗糙”)的,优点是在纸板前不同方位都能看到光的传播径迹。
(4)如果让光线逆着反射光线的方向射向镜面,会发现反射光线沿着入射光线方向射出,这表明:在反射现象中,光路是可逆的。
【清单07】平面镜成像
一、平面镜
1、平面镜:平静的水面、建筑物外面的玻璃幕墙、舞蹈练功房里的大镜子等都可以看成平面镜,通过平面镜能够观察到物体的像。
(1)实像:把能够呈现在光屏上的像叫做实像。
(2)虚像:把不能呈现在光屏上的,只能用眼睛观察到的像叫做虚像。
2、 平面镜成像特点
(1)像与物大小相等。
(2)像到镜的距离与物到镜的距离相等。
(3)像与物的对应点的连线与镜面垂直。
(4)像与物左右位置颠倒。
(5)平面镜所成的像是虚像(实像、虚像)。
二、平面镜的应用
1、平面镜的应用
(1)利用平面镜成像(穿衣镜)。
(2)改变光路(海底潜望镜)。
(3)扩大视野空间(商店装饰)。
2、平面镜成像作图
如图OA,OA′为某一发光点S发出的光线经平面镜MN反射后的两条反射光线,作出这两条反射光线的入射光线,并确定发光点S的位置。
(1)先将两条反射光线反向延长,交点为S′。
(2)再根据平面镜成像的特点作出像点S′对应的发光点S。
(3)最后连接SO、SO′为两条反射光线的入射光线。(注意反向延长线、辅助线用虚线)如图所示。
特别提醒:作图时
(1)发光点经平面镜反射后的光线的反向延长线都经过虚像点。
(2)发光点位置连线和像的位置连线垂直于镜面。
(3)平面镜后面的所有线都是用虚线画。
(4)法线用虚线一般标垂直。
(5)光线别忘加箭头。
三、探究平面镜成像时像与物的关系
1、平面镜成像原理:光的反射。
2、实验器材:两支完全一样的蜡烛、一块玻璃板、一个光屏、火柴、刻度尺。
(1)两支完全一样的蜡烛:比较成像与物的大小关系。
(2)玻璃板:替代平面镜,既能看见物体成像,又能看对面蜡烛,不能用平面镜代替。
(3)光屏:承接成像。
(4)火柴:点燃蜡烛。
(5)刻度尺:测量物距和相距。
3、实验步骤
步骤①将玻璃板垂直置于桌面,在玻璃板的一 侧立一支点燃的蜡烛,透过玻璃板观察其另一侧面的蜡烛的像。
步骤②将光屏放在像的位置,不透过玻璃板,直接观察光屏上有无像。
步骤③将相同的未点燃的蜡烛放在像的位置,观察像与蜡烛的大小关系。
步骤④移到蜡烛的位置,观察其像的大小有无变化。
步骤⑤量出蜡烛和像到玻璃板的距离。
4、实验结论:平面镜成像特点
(1)像与物大小相等。
(2)像到镜的距离与物到镜的距离相等。
(3)像与物的对应点的连线与镜面垂直。
(4)像与物左右位置颠倒。
(5)平面镜所成的像是虚像。
总结:等大、等距、垂直、对称、虚像。
特别提醒
(1)实验最好在较暗的环境下进行该实验,以便于观察蜡烛A的像。
(2)选用透明的玻璃板代替平面镜,目的是便于确定像的位置。
(3)在玻璃板的前面放一支点燃的蜡烛A,还要在玻璃板的后面放一支没有点燃的蜡烛B,此操作目的是确定像的位置和比较像与物体的大小。
(4)实验中,如果把蜡烛A远离平面镜,看到的像会远离平面镜。
(5)通过多次实验,发现未点燃的蜡烛B与点燃的蜡错烛A的像完全重合,得出“平面镜所成像的大小与物体的大小相同”的结论。这种确定像像和物大小关系的研究方法是等量替代法。
【清单08】光的折射与透镜
一、光的折射现象
1、当光从一种介质斜射入另一种介质时,光在另一种介质中传播方向发生改变的现象叫光的折射。
2、光的折射发生在两种介质的交界面上,但光线在每种介质内是直线传播的。光从一种介质垂直射入另一种介质时,其传播方向不改变(改变、不改变)。
3、入射光线射入另一种介质时的交点(O),叫入射点;入射光线与法线夹角(α)叫入射角;折射光线与法线的夹角(γ)叫折射角。
4、在生活中,我们常见的折射现象很多,如:看清澈的池水,池水水底变浅;在岸上看到的鱼接近于水面;透过玻璃砖看物体发生了错位;水杯中的筷子好像弯折了;“海市蜃楼”现象等等都是光的折射现象。
特别提醒
1、光能射入某种介质,则这种介质一定是透明的。否则光只会被反射。
2、在两种介质的交界面上,如果是透明的介质交界面会发生两种光现象:折射和反射。如果介质不是透明的,比如钢板等等,就只会发生“反射”。
3、光的折射传播方向一般会发生变化,但特殊情况下,光垂直入射时,传播方向将不变化,也就是说,折射不一定都“折”!
4、在光的折射中角的变化规律:折射角随着入射角的增大而增大,减小而减小。
5、在光的折射过程中,光路是可逆的。
二、透镜
1、透镜是用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件,透镜是根据光的折射现象制成的。
2、透镜与面镜区别:面镜利用光的反射现象成像,透镜利用光的折射现象成像;透镜成像遵循光的折射定律,面镜成像遵循光的反射定律。
3、透镜分类:透镜分为凸透镜和凹透镜。
(1)凸透镜:中间厚、边缘薄的透镜(远视镜镜片,照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等)。
(2)凹透镜:中间薄、边缘厚的透镜(近视镜等)。
4、凹透镜与凸透镜的辨别
(1)触摸法:用手摸,凸透镜:中间厚两边薄,凹透镜:中间薄两边厚。
(2)成像法;放在书上的字上,放大是凸透镜,缩小是凹透镜。
(3)太阳聚焦法:把透镜放在阳光下,再放一张白纸在透镜下,若能在纸上找到一个很亮的点(焦点)即为凸透镜,否则为凹透镜。
三、探究光的折射特点
1、实验目的:探究光的折射特点。
2、实验器材: 激光笔、水槽、一个可折转的光屏、一块玻璃砖、刻度尺、量角器、支架等。
(1)玻璃砖(或水): 发生光的折射。
(2)激光笔:发出光(光学)。
(3)可折转的光屏:探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面。
3、实验步骤
步骤①如图所示,让光从空气进入水中,观察折射光线、入射光线、法线之间的位置关系。
步骤②比较折射角与入射角的大小。
步骤③改变入射角的大小,观察折射角的变化情况。
步骤④换用玻璃砖,将上面的实验过程重复一次。
步骤⑤让光从水中斜射到空气中,观察入射角和折射角的变化。
4、实验结论
(1) 三线共面:折射光线与入射光线、法线在同一平面上。
(2) 两线异侧;折射光线和入射光线分居于法线的两侧。
(3) 角不等:折射角不等于入射角(空气中角大)
A.光从空气斜射入水或其他介质中时,折射角小于入射角,属于近法线折射。
B.光从水中或其他介质斜射入空气中时,折射角大于入射角,属于远法线折射。
四、主光轴、光心、焦距和焦点
1、透镜光路基本概念:图(1)是透镜光路示意图。
2、过透镜两个球面球心的直线叫主光轴(主轴),用“CC”表示,透镜的几何中心叫光心,用“O”表示。
a.凸透镜光路
b.凹透镜光路
图(1) 透镜光路示意图
3、平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于主光轴上一点,这点叫凸透镜焦点,用“F”表示,如图(2)a所示;平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后发散,其反向延长线会交于一点,这是凹透镜的焦点(虚焦点),如图(2)b所示。
a.凸透镜光路概念
b.凹透镜光路概念
图(2)透镜光路概念
4、焦点到光心的距离焦距,焦距用“f”表示,图(1)中就是“OF”之间的距离。凸透镜和凹透镜都各有两个焦点,凸透镜的焦点是实焦点,凹透镜的焦点是虚焦点。
5、物体到光心的距离叫物距,用“u”表示;像到光心的距离叫像距,用“v”表示。
五、透镜对光的作用
1、凸透镜有会聚光线作用,所以凸透镜也叫会聚透镜。凸透镜分为双凸、平凸和凹凸(或正弯月形)等形式,凸透镜有会聚作用故又称聚光透镜,较厚的凸透镜则有望远、会聚等作用,这与透镜的厚度有关。
2、凹透镜有发散光线作用,所以凹透镜也叫发散透镜。凹透镜对光有发散作用.平行光线通过凹球面透镜发生偏折后,光线发散,成为发散光线,不可能形成实性焦点,沿着散开光线的反向延长线,在投射光线的同一侧交于F点,形成的是一虚焦点(凹透镜有两个虚焦点)。
六、透镜的光路图
1、透镜的三条特殊光线
(1)过光心的光线,经透镜折射后传播方向不改变,如图所示。
过光心的光线
(2)平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后经过另一侧焦点;经凹透镜折射后向外发散,但其反向延长线过同侧焦点,如图所示。
图平行于主轴的光线
(3)经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴;射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴,如图所示。
过焦点的光线
特别提醒
1、凹透镜对光线有发散作用,会聚光线经过凹透镜折射后,一定变得比折射前发散。
(1)还可能是会聚光束,但是会聚程度明显减弱。
(2)可能变成平行光线,这是折射前射向凹透镜焦点的光线,是一种特殊情况。
(3)可能变成发散光束,这种情况下凹透镜对光线的发散能力很强。
2、凸透镜对光线有会聚作用,会聚光线经过凸透镜折射后,一定变得比折射前会聚。
(1)凸透镜的焦点是实际光线会聚而成的点,故该点是实焦点;凸透镜在镜的两侧各有一实焦点。
(2)所有平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后都可以会聚到一点,即焦点。
(3)根据光路的可逆性,点光源放在焦点上时,通过凸透镜的光线一定平行于主光轴。
【清单09】凸透镜成像的规律
一、凸透镜成像规律及应用
1、凸透镜成像规律:如图是常见凸透镜成像规律光路图
成像条件物距(u)
成像的性质
像距(v)
应用
u﹥2f
倒立、缩小的实像
f﹤v﹤2f
照相机(图a)
u=2f
倒立、等大的实像
v=2f
图d
f﹤u﹤2f
倒立、放大的实像
v﹥2f
投影仪(图b)
u=f
不成像
射出的是平行光线
0﹤u﹤f
正立、放大的虚像
v﹥f
放大镜(图c)
a. u﹥2f
b. f﹤u﹤2f
c.0﹤u﹤f
d.u=2f
凸透镜成像规律需要牢记,同学们可以自己总结其规律。也可以背下下面口诀:“物大焦,
倒立实,物越大,像越小;物小焦,正立虚;物为焦,不成像”。这里的“物”指物距,“像”指像距,“焦”指焦距。
2、凹透镜成像规律:如图所示,凹透镜始终成缩小、正立的虚像。
特别提醒
(1)实像是由实际光线会聚而成,在光屏上可呈现,可用眼睛直接看,所有光线必过像点。
(2)虚像不能在光屏上呈现,但能用眼睛看,由光线的反向延长线会聚而成。
(3)虚像,物、像同侧;实像,物、像异侧。
二、探究凸透镜成像规律实验
1、实验目的:探究凸透镜成像特点与规律。
2、实验器材:凸透镜、光具座、蜡烛、光屏、火柴。
3、器材作用
(1)凸透镜:实验主体。
(2)光具座:固定光屏、蜡烛与凸透镜在同一直线上。
(3)蜡烛:光源(物体)。
(4)火柴:点燃蜡烛。
(5)光屏:承接成像。
4、实验步骤
步骤①共轴调节,把蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上。点燃蜡烛,调整蜡烛、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。
步骤②把蜡烛放在较远处,使,移动光屏,直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。观察这个像是倒立的还是正立的,是放大的还是缩小。测量像距和物距。
步骤③把蜡烛移向凸透镜,让蜡烛到凸透镜的距离等于,移动光屏,直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。测量像距和物距。
步骤④把蜡烛再靠近凸透镜,让蜡烛到凸透镜的距离在,移动光屏,直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。测量像距和物距。步骤⑤把蜡烛继续靠近凸透镜,让蜡烛在凸透镜的焦点上,移动光屏,看是否能够成像。
步骤⑥把蜡烛移动到凸透镜的焦点以内,移动光屏,看在光屏上还能否成像。
步骤⑦记录数据。
步骤⑧整理实验器材。
特别提醒
1、实验环境要在较暗的环境中进行实验的目的:使实验现象更明显。
2、确定凸透镜焦距的方法
(1)平行光聚焦法: 用平行于凸透镜主光轴的光(或太阳光)垂直照射凸透镜,当光屏上承接到最小最亮的光斑时,该光斑到凸透镜光心的距离为焦距。
(2)2倍焦距法: 当光屏上承接到倒立、等大的实像时,此时物距或像距的1/2为凸透镜的焦距。
【清单10】光的色散
一、光的色散
1、定义: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。
2、发现色散的科学家:英国物理学家牛顿发现。
3、说明:光的色散实验说明,白光是由各种色光混合而成的。
4、生活中的实例:天边的彩虹。
二、色光的混合
1、单色光:不能再分解的色光叫做单色光。
2、复色光:由单色光混合成的光叫做复色光。
3、光的三原色:红、绿、蓝三种色光,是无法用其他色光混合而成的,被称为光的三原色。
特别提醒
(1)透明物体的颜色由透过的色光决定,比如红色玻璃,只有红色光能通过他,其他色光都被他吸收掉了,所以显示红色,特殊情况,如果某物体能通过所有色光,则没有颜色,为透明,比如水。
(2)不透明物体的颜色由反射的色光决定,比如紫色的木板,只能反射紫色光,其他色光都被木板吸收掉了;特殊:如果物体能反射所有色光,显示白色,如果物体能吸收所有色光,那就不再有光反射入人眼,所以显示为黑色。
【考点题型一】声音产生的原因
【例1】(2024秋•桓台县期中)下列与声现象有关的几个实验中,不能说明声音产生原因的是( )
A.用手按住正在发声的琴弦时,琴声会消失
B.将正在发声的音叉轻轻插入水里,看到水花飞溅
C.边说话,边用手摸颈前喉头部分,感觉喉头振动
D.把正在发声的收音机密封在塑料袋里,再放入水中,仍能听到收音机发出的声音
【答案】D
【解答】解:
A.用手按住正在发声的琴弦时,琴声会消失,说明声音是由物体振动产生的,故A不符合题意;
B.将正在发声的音叉轻轻插入水里,看到水花飞溅,说明声音是由物体振动产生的,故B不符合题意;
C.边说话,边用手摸颈前喉头部分,感觉喉头振动,说明声音是由物体振动产生的,故C不符合题意;
D.把正在发声的收音机密封在塑料袋里,再放入水中,仍能听到收音机发出的声音,说明声音的传播需要介质,故D符合题意;
故选:D。
【变式1】(2024秋•任城区期中)如图所示,将一个正在发声的音叉移近悬挂的乒乓球,当两者轻轻接触时,可观察到乒乓球被音叉反复弹开较大的幅度。这表明 声音是由物体振动产生的 。如果音叉不发声,小球 不会 (选填“会”或“不会”)被音叉反复弹开较大的幅度。
【答案】声音是由物体振动产生的;不会。
【解答】解:将一个正在发声的音叉移近悬挂的乒乓球,当两者轻轻接触时,可观察到乒乓球被音叉反复弹开较大的幅度。这表明声音是由物体振动产生的。如果音叉不发声,小球不会被音叉反复弹开较大的幅度。
故答案为:声音是由物体振动产生的;不会。
【考点题型二】音调、响度、音色的比较
【例2】(2024秋•金乡县期中)每年的3月3日,既是世界听力日,也是全国爱耳日。关于人耳听音:①听歌时,调节音量;②隔着墙能分辨熟悉的声音。分析这两种声现象,其声音特性,下列判断正确的是( )
A.响度与音调 B.音色与音速 C.响度与音色 D.音调与音速
【答案】C
【解答】听歌时,调节音量大小是指声音的响度。
不同人发出声音主要是音色不同,所以分辨出熟悉人的声音是依据音色不同。
故选:C。
【变式2】(2024秋•乳山市期中)在使用导航系统时,我们可以设置不同明星的声音来为我们导航,这里的声音大多都是通过AI合成的,AI合成的声音主要是模拟了明星声音的 音色 ,我们还可以通过调节音量键来改变声音的 响度 ,使其更好地为我们服务。(两空均填声音的特性)
【答案】音色;响度。
【解答】解:不同人的声带结构不同,发出声音的音色不同,AI合成的声音主要是模拟了明星声音的音色;
通过调节音量键可以改变声源的振幅,从而改变声音的响度。
故答案为:音色;响度。
【考点题型三】声与信息
【例3】(2024秋•乳山市期中)中华文化博大精深,很多诗句中蕴含着科学知识。下列分析中正确的是( )
A.“不敢高声语,恐惊天上人”——“高”是指声音的音调高
B.“姑苏城外寒山寺,夜半钟声到客船”——人们是通过响度辨别出钟声的
C.“忽闻水上琵琶声,主人忘归客不发”——琵琶声是由于空气振动产生的
D.“柴门闻犬吠,风雪夜归人”——说明声音可以传递信息
【答案】D
【解答】解:A、“不敢高声语,恐惊天上人”——“高”是指声音的响度大,故A错误;
B、“姑苏城外寒山寺,夜半钟声到客船”——不同的发声体音色不同,人们是通过音色辨别出钟声的,故B错误;
C、“忽闻水上琵琶声,主人忘归客不发”——琵琶声是由于弦的振动产生的,故C错误;
D、“柴门闻犬吠,风雪夜归人”——说明声音可以传递信息,故D正确。
故选:D。
【变式3】(2024春•单县期中)下列有关同学们在音乐的伴奏下做课间操锻炼时的说法中,正确的是( )
A.同学们按音乐的节奏跑操,说明声音可以传递能量
B.课间操音乐声是由空气振动产生的
C.课间操音乐声是通过空气传到人耳的
D.调大音乐声的音量可以改变音乐的音色
【答案】C
【解答】解:A.同学们按音乐的节奏跑操,说明声音可以传递信息,故A错误;
B.声音由物体的振动产生,课间操音乐声是由发声体(扬声器或喇叭)振动产生的,故B错误;
C.声音的传播需要介质,固体、液体、气体都可以传声,课间操音乐声是通过空气传到人耳的,故C正确;
D.音色是指声音的特点和品质,反映声音的品质与特色,响度指的是声音的大小,调大音乐声的音量可以改变音乐的响度,故D错误。
故选:C。
【考点题型四】声与能量
【例4】(2024秋•成武县期中)铁路工人敲击铁轨可知道是否有松动的螺栓是利用了声音传递 信息 ;当人们在雪山中大声说话时有可能诱发雪崩,这是因为声音能传递 能量 。
【答案】信息;能量。
【解答】解:声音可以传递信息,也可以传递能量;铁路工人敲击铁轨可知道是否有松动的螺栓是利用了声音传递信息,不同的声音传递了螺栓是否松动的信息;当人们在雪山中大声说话时有可能诱发雪崩,这是因为声音能传递能量,声音的能量通过空气传递给雪山,引起部分雪的振动,从而引发雪崩。
故答案为:信息;能量。
【变式4】(2024秋•郓城县期中)写出下列情境对应的物理知识。
(1)钓鱼时,河岸上的脚步声会把鱼吓跑 声音可以在水中传播 ;
(2)利用超声波粉碎人体内的结石 声音可以传递能量 。
【答案】(1)声音可以在水中传播;(2)声音可以传递能量
【解答】解:(1)因声音可以在水中传播,所以钓鱼时河岸上的脚步声会把鱼吓跑;
(2)因为声音可以传递能量,所以利用超声波粉碎人体内的结石。
故答案为:(1)声音可以在水中传播;(2)声音可以传递能量。
【考点题型五】减弱噪声的途径
【例5】(2024秋•德城区期中)如图所示的情景中,关于声现象的描述和分析,正确的是( )
A.发声的音叉使小球弹起,表明发声的音叉在振动
B.抽出罩内空气,闹铃声减弱,表明真空可以传声
C.摩托车上装有消声器是为了在行驶过程中阻断噪声的传播
D.弹奏古筝时,手在不同位置按弦,目的是改变发出声音的响度
【答案】A
【解答】解:A、发声的音叉使小球弹起,表明发声的音叉在振动,故A正确;
B、抽出罩内空气,闹铃声减弱,推理可得出真空不能传声,故B错误;
C、摩托车上装有消声器是为了在声源处防止噪声的产生,故C错误;
D、弹奏古筝时,手在不同位置按弦,弦振动部分的长度发生改变,声音的音调会发生变化,故D错误。
故选:A。
【变式5】(2024秋•商河县期中)为了防治噪声污染,保障公众健康,中华人民共和国第十三届全国人民代表大会常务委员会第三十二次会议通过了《中华人民共和国噪声污染防治法》,自2022年6月5日起施行.如图为学校附近常见的控制噪声标志,下列控制噪声的措施与图示方法原理相同的是( )
A.工人戴上防噪声耳罩 B.道路两旁设置隔音板
C.上课时关闭教室门窗 D.观看演出时手机调为静音
【答案】D
【解答】解:禁鸣喇叭就是在声源处减弱噪声;
A、工人戴上防噪声耳罩,是在人耳处减弱噪声,故A不符合题意;
B、在道路旁设置隔声板,是在传播过程中减弱噪声,故B不符合题意;
C、上课时关闭教室的门窗,是在传播过程中减弱噪声,故C不符合题意;
D、观看演出时手机调为静音是在声源处减弱噪声,故D符合题意。
故选:D。
【考点题型六】光沿直线传播的应用
【例6】(2024秋•宁乡市期中)我国2000多年前的《墨经》就记载有小孔成像实验。如图所示,是同学们制作的小孔成像仪,下列说法正确的是( )
A.小孔成像像的形状与小孔的形状有关
B.小孔成像成的一定是倒立、缩小的虚像
C.影子的形成原理与小孔成像的原理相同
D.小孔成像仪上的孔开得越大,像就越小
【答案】C
【解答】解:A.小孔形状不同,但是像的形状相同,小孔成像与小孔的形状无关,故A错误;
B.小孔成像成的一定是倒立的实像,故B错误;
C.影子和小孔成像都是光的直线传播形成的,故C正确;
D.小孔成像像的大小与孔的大小无关,其他条件相同时,孔越大,像越模糊,故D错误。
故选:C。
【变式6】(2024秋•淳化县期中)国庆放假,天气晴朗、阳光明媚,小明同学去农村的奶奶家,发现奶奶家的牛棚顶漏了一个三角形的小洞,阳光透射进来,在地上形成一个光斑,该光斑是 圆形的 (选填“圆形的”“三角形的”或“不规则的”),该光斑实际是太阳的 像 (选填“影子”或“像”),是由于光 直线传播 形成的。
【答案】圆形的;像;直线传播。
【解答】解:太阳光经过小孔会在地面上形成光斑,即太阳的像,是小孔成像现象,由光的直线传播形成;小孔成像时,对孔的要求是要尽量的小,与小孔的形状无关,所以太阳的像是圆形的。
由于太阳的像在地面上,即太阳的像是可以承接的像,所以太阳的像是实像。
故答案为:圆形的;像;直线传播。
【考点题型七】光的反射现象
【例7】(2024秋•微山县期中)如图是塔式热发电系统的一项关键技术。发电站安装有许多定日镜(即平面镜),每一个定日镜都由自动跟踪太阳光装置控制,以便准确的将太阳光反射后会聚到高塔顶部的接收器上。下列光现象中与定日镜工作原理相同的是( )
A.水中倒影 B.日晷仪
C.海市蜃楼 D.筷子弯折
【答案】A
【解答】解:定日镜,将光反射到接收器上,应用的是光的反射定律。
A.水中倒影属于平面镜成像,是光的反射形成的,故A正确;
B.日晷仪利用光的直线传播工作,故B错误;
C.海市蜃楼是光在不均匀的大气中发生偏折形成的,光的折射现象,故C错误;
D.筷子弯折是光从水中斜射向空气中时发生偏折形成的,光的折射现象,故D错误。
故选:A。
【变式7】(2024秋•沂水县期中)如图是塔式热发电系统的一项关键技术。发电站安装有许多定日镜(即平面镜),每一个定日镜都由自动跟踪太阳光装置控制,以便准确的将太阳光反射后会聚到高塔顶部的接收器上。下列光现象中与定日镜工作原理相同的是( )
A.水中倒影 B.雨后彩虹 C.沙漠蜃景 D.小孔成像
【答案】A
【解答】解:定日镜工作,利用的光的反射;
A、水中的倒影是平面镜成像,属于光的反射,故A正确;
B、雨后彩虹,是由于太阳光照到空气中的小水滴上,被分解为绚丽的七色光,即光的色散,是由于光的折射形成的,故B错误;
C、沙漠蜃景是由于光的折射形成的,故C错误;
D、小孔成像是由于光沿直线传播,故D错误。
故选:A。
【考点题型八】利用光的反射作图
【例8】(2024秋•平原县期中)如图所示,小明想要利用一块平面镜使此时的太阳光竖直射入井中。请你通过作图标出平面镜的位置,并标出反射角的度数。
【答案】解:由于反射光线竖直射入井内,过入射点O竖直向下做出反射光线OB;然后作∠AOB的角平分线即为法线(ON)。
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8】(2024秋•潍城区期中)如图甲所示是牙医借助平面镜观察患者牙齿背面时的情景,请在图乙中画出牙医通过平面镜观察到患者牙齿的光路图。
【答案】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:
【考点题型九】探究平面镜成像的特点
【例9】(2024秋•汶上县期中)某同学在“探究平面镜成像特点”的实验中,取两支相同的蜡烛A和B。点燃蜡烛,观察玻璃板后的像,如图1所示:
(1)平面镜成像的原理是 光的反射 ;
(2)沿水平桌面移动蜡烛B前应先点燃蜡烛A,但无论怎样移动B,始终不能与蜡烛A的像完全重合,造成这种情况的原因是 玻璃板没有垂直水平桌面放置 ;
(3)改正后,再次移动蜡烛B直到与蜡烛A的像完全重合为止,这样做的目的既确定了像的位置又验证了 像和物大小相等 ;
(4)移去蜡烛B,并在其所在位置上放一光屏,则光屏 不能 (填“能”或“不能”)承接到蜡烛A的烛焰的像;
(5)测量视力时,利用平面镜成像特点可以节省空间。如图2所示,让被测者面对着镜子背对视力表,此人看到视力表的像离她的距离是 5 m。
【答案】(1)光的反射;(2)玻璃板没有垂直水平桌面放置;(3)像和物大小相等;(4)不能;(5)5。
【解答】解:(1)平面镜成像的原理是光的反射,即光线射到平面镜上,然后反射,人沿着反射光线看去,就看到了经平面镜形成物体的像。
(2)在实验中,沿水平桌面移动蜡烛B前应先点燃蜡烛A。但无论怎样移动B,始终不能与蜡烛A的像完全重合,造成这种情况的原因是玻璃板没有与桌面垂直。如果玻璃板与桌面不垂直,那么蜡烛A的像就会与玻璃板有一个夹角,导致蜡烛B无法与像完全重合。
(3)再次移动蜡烛B直到与蜡烛A的像完全重合为止。这样做的目的既确定了像的位置(因为蜡烛B与像重合时,蜡烛B的位置就是像的位置),又验证了像与物体的大小相等(因为蜡烛A和蜡烛B是完全相同的,如果它们能完全重合,就说明像与物体的大小相等)。
(4)移去蜡烛B,并在其所在位置上放一光屏,则光屏不能承接到蜡烛A的烛焰的像。这是因为平面镜成的是虚像,虚像不是由实际光线会聚而成的,所以不能用光屏承接。
(5)测量视力时,利用平面镜成像特点可以节省空间。如图2所示,平面镜距视力表3m远,根据平面镜的成像特点,像与物到镜面的距离相等,可知视力表的像离镜面
也是3m,人离镜面2m,所以视力表的像离人距离为5m。
故答案为:(1)光的反射;(2)玻璃板没有垂直水平桌面放置;(3)像和物大小相等;(4)不能;(5)5。
【变式9】(2024秋•东明县期中)周日,小明将玻璃窗向外推的过程中,观察到室内物体在玻璃中所成像的位置发生变化,如图甲所示。于是他利用两支大小完全相同的蜡烛A和B、茶色透明薄玻璃板、刻度尺等器材,进行了以下探究。
(1)图乙中,将玻璃板 垂直 放置在水平桌面的白纸上,点燃的蜡烛A放在玻璃板前侧, 未点燃 (填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B(图中未画出)放在玻璃板后侧;
(2)人眼在玻璃板前侧观察,移动蜡烛B直至与A的像 完全重合 ,并记下蜡烛A和B的位置,用刻度尺分别测量像和物到镜面的距离,记录数据如表,得到的结论是 像与物到镜面的距离相等 ;
实验序号
1
2
3
4
物到玻璃板的距离/cm
8.00
10.00
12.00
14.00
像到玻璃板的距离/cm
8.00
9.99
12.00
14.01
(3)保持乙图中点燃的蜡烛在A点位置以及BC边不动,将玻璃板绕BC缓慢顺时针转,如图丙所示。玻璃板转到BD1位置时,像在 A2 (选填“A1”、“A2”或“A3”)点位置。
【答案】(1)垂直;未点燃;(2)完全重合;像与物到镜面的距离相等;(3)A2。
【解答】解:(1)探究平面镜成像特点的实验中,应将玻璃板竖直放置在水平桌面上,把点燃的蜡烛A放在玻璃板前侧,用未点燃的蜡烛B放在玻璃板后侧。
(2)人眼在玻璃板前侧观察,需要移动蜡烛B,直至其与A的像完全重合。这一步是实验的关键,因为只有当B与A的像完全重合时,才能说明像与物的大小是相等的。
根据表格中的数据,可以得出以下结论:像与物到镜面的距离是相等的。这是因为在四次实验中,物到玻璃板的距离与像到玻璃板的距离都几乎相等(考虑到测量误差),从而验证了平面镜成像的这一特点。
(3)由图丙可知,当玻璃板转动到BD1位置时,根据像与物关于平面镜对称的特点可知像的位置在点A2。
故答案为:(1)垂直;未点燃;(2)完全重合;像与物到镜面的距离相等;(3)A2。
【考点题型十】平面镜成像的特点与规律
【例10】(2024秋•槐荫区期中)小刚用一块较厚的玻璃板M来探究平面镜成像特点,如图所示,图中像A1与像A2是一次实验中同时看到的两个像,它们的大小 相等 (选填“A1较大”、“A2较大”或“相等”);小刚按照图中的测量方法,测得u=4.2cm,v=3.9cm,则他所用的玻璃板厚度为 0.3 cm。
【答案】相等;0.3。
【解答】解:平面镜成像时,像的大小与物体的大小相同,u=4.2cm,v=3.9cm,由于像到镜面的距离等于物体到镜面的距离,所以玻璃板的厚度为4.2cm﹣3.9cm=0.3cm。
故答案为:相等;0.3。
【变式10】(2024秋•兖州区校级期中)小龙站在地铁站台上:透过玻璃制成的屏蔽门,可以看到自己在玻璃门中所成的像,已知小龙身高1.8m,此时小龙和玻璃门之间的距离为5m,当小龙向前走了2m。像到小龙的距离为 6 m,地铁到站后,玻璃屏蔽门在同一平面内向两侧平移打开,则此时像的位置 不变 (选填“不变”或“改变”)。
【答案】6;不变。
【解答】解:小龙和玻璃门之间的距离为5m,小龙向前走了2m,则小龙到玻璃屏蔽门的距离为5m﹣2m=3m,
根据平面镜成像特点可知,像到玻璃屏蔽门的距离也为3m,
则像到小龙的距离为3m+3m=6m;
由于平面镜所成的像与物体关于镜面对称,所以玻璃屏蔽门在同一平面内向两侧平移打开,人的位置不变,所以此时像的位置也不变。
故答案为:6;不变。
【考点题型十一】光的折射现象
【例11】(2024秋•东明县期中)如图所示,小梦在一只空碗中放一枚硬币,后退到某处时眼睛刚好看不到它。此时另一位同学沿碗壁慢慢向碗中倒入一定量的水,小梦再次看到硬币。可以解释小梦再次看到硬币的光路图是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解答】解:当我们用眼睛看到水中的硬币,是因为硬币反射的光进入到了我们的眼睛的缘故;根据光的折射定律的内容知道,光从水斜射入空气中时,折射光线向远离法线方向偏折,折射角大于入射角,且光线是从硬币上发出的,故只有B图正确。
故选:B。
【变式11】(2024秋•文登区期中)小明在岸边透过水面看见河底一白色“鹅卵石”,他看到的“鹅卵石”是由光的 折射 形成的虚像,若小明用激光手电对准看到的“鹅卵石”照射,则手电发出的光 能 (选填“能”或“不能”)照射到河底真实的鹅卵石上。
【答案】折射;能。
【解答】解:鹅卵石反射的光从水中射向空气中,在经过水面时,发生了折射,折射光线远离法线,折射角大于入射角,小明逆着折射光看到的是鹅卵石的虚像“鹅卵石”,因此这是由光的折射形成的。
在光的折射现象中,光路是可逆的,若小明用激光手电对准看到的“鹅卵石”照射,则手电发出的光能照射到河底真实的鹅卵石上。
故答案为:折射;能。
【考点题型十二】光折射的光路图
【例12】(2024秋•东明县期中)如图所示,在图中,根据给出的入射光线,画出相应的折射光线并标出折射角。
【答案】解:根据折射光线与入射光线分居法线两侧,在法线左侧的水中斜向下作出折射光线,光在空气中的角度要大于在水中的角度,折射角是折射光线跟法线的夹角,由此画出图。
【变式12】(2024秋•烟台期中)一束光线从空气斜射入水中,在水面发生反射和折射,已知反射光线OA如图所示,请在图中画出它的入射光线和大致的折射光线。
【答案】光线OA是反射光线,过反射点作垂直于界面的法线,根据反射角等于入射角,在法线左侧的空气中画出入射光线;
光线从空气斜射入水中,折射角小于入射角,入射光线和折射光线分居法线的两侧,如图所示。
【考点题型十三】光的色散及其现象
【例13】(2024秋•沂南县期中)下列关于图中所示光学现象的描述或解释正确的是( )
A.图甲中,小孔成像是倒立的虚像
B.图乙中,彩虹是光的反射所形成的色散现象
C.图丙中,白光通过三棱镜会分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光
D.图丁中,漫反射的光线杂乱无章不遵循光的反射定律
【答案】C
【解答】解: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、彩虹是光的色散现象,是由光的折射形成的,故B错误;
C、白光通过三棱镜会分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光,是光的色散现象,是光的折射现象,故C正确;
D、漫反射也遵循光的反射定律。故D错误。
故选:C。
【变式13】(2024秋•嘉祥县期中)如图甲,人和小鸟“比翼齐飞”,以人为参照物,小鸟是 静止 (选填“静止”或“运动”);如图乙,天空中的彩虹,实质上是光的 色散 现象。
【答案】静止;色散
【解答】解:人和小鸟“比翼齐飞”,是指人和小鸟的相对位置没有发生改变,所以以人为参照物,小鸟是静止的。
天空出现彩虹,这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。
故答案为:静止;色散。
【考点题型十四】物体的颜色
【例14】(2024春•临淄区期中)电影银幕用粗糙的白布,是因为光在粗糙白布上发生 漫 反射,且白色能 反射 (选填“吸收”或“反射”)所有颜色的光,可以使各处的观众看到的像更逼真。
【答案】漫;反射。
【解答】解:放映电影的银幕常用粗糙的白布做成,粗糙的银幕凹凸不平,光在白布上发生漫反射,使反射光线射向各个方向,使各处的观众都能看到画面;
白色能反射所有色光,使观众能看到正常颜色的画面。
故答案为:漫;反射。
【变式14】(2024秋•济宁期中)如图所示是考试中贴在试卷答题卡上用来识别考生信息的条形码,当条形码扫描器照射它时,黑条纹 吸收 (填“反射”或“吸收”,下空同)光,白条纹 反射 光,再通过电脑解码就可以获取考生相关信息;将红、 绿 、蓝三种色光按照不同比例混合,能产生任何一种其他颜色的光。
【答案】吸收;反射;绿。
【解答】解:当条形码扫描器照射它时,黑条纹将光吸收,白条纹将光反射,再通过电脑解码就可以获取考生相关信息。
色光的三原色是红、绿、蓝,将红、绿、蓝三种色光按照不同比例混合,能产生任何一种其他颜色的光。
故答案为:吸收;反射;绿。
【考点题型十五】探究凸透镜成像的规律
【例15】(2024春•肥城市期中)小明将凸透镜正对太阳光,在透镜下方,平行于透镜放一张纸,测出透镜与白纸间距s与对应的白纸被烤焦的时间t的关系,如图乙,当蜡烛、凸透镜、光屏位置如图丙所示时,光屏上恰好呈现烛焰清晰的像。下列说法中( )
①该透镜的焦距f为10cm
②丙图中,遮住凸透镜的部分区域,则光屏上烛焰的像不再完整
③丙图中,将蜡烛移至45cm刻度处,向右移动光屏,能得到倒立、放大的实像
④丙图中蜡烛、凸透镜、光屏位置不动,用焦距8cm凸透镜替换该透镜,向左移动光屏可再次成清晰的像
A.只有①②正确 B.只有②③④正确
C.只有①③④正确 D.只有①④正确
【答案】D
【解答】解:①.由乙图可知,当s=10cm时白纸被烤焦的时间最短,即当s=10cm时光线会聚的最集中,则该透镜的焦距f=10cm,故①正确;
②.丙图中,遮住凸透镜的部分区域,折射的光线将减少,像仍然完整,故②错误;
③.丙图中,将蜡烛移至45cm刻度处,此时物距为5cm,u<f,凸透镜成正立、放大的虚像,虚像无法用光屏承接,故③错误;
④.丙图中蜡烛、凸透镜、光屏位置不动,用焦距8cm凸透镜替换该透镜,透镜对光的会聚能力变强,像距变小,需要向左移动光屏才可再次成清晰的像,故④正确;
综上所述,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选:D。
【变式15】(2024秋•钢城区校级期中)如图所示,是“探究凸透镜成像的规律”的实验装置,已知使用的凸透镜的焦距为10cm。
(1)实验时,要将 烛焰 (选填“蜡烛”或“烛焰”)、凸透镜、光屏三者的中心调到同一 高度 ;
(2)如图所示,光屏上承接到清晰的实像,像距为 15.0 cm, 照相机 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这个成像原理制成的。
(3)保持透镜位置不动,将蜡烛向右移动10cm,光屏移动到 80.0 cm的刻度线处,光屏上再次得到清晰的像。
【答案】(1)烛焰;高度;(2)15.0;照相机;(3)80.0。
【解答】(1)在实验中,为了使像能成在光屏的中心,便于观察,所以应调整烛焰、凸透镜和光屏的高度,使它们的中心大致在同一高度,根据光通过凸透镜光心的方向不变,此时像成在光屏的中央。
(2)由图可知,光具座上的刻度尺分度值为1cm,光屏所在的位置为75.0cm,凸透镜所在的位置为60.0cm,所以像距为v=75.0cm﹣60.0cm=15.0cm,此时物距为30.0cm,大于二倍焦距,成倒立缩小的实像,照相机就是利用这个成像原理制成的。
(3)将蜡烛向右移动10cm,移至40.0cm刻度线处,此时物距为u=60.0cm﹣40.0cm=20.0cm=2f,物体在二倍焦距时,成倒立等大的实像,此时物距和像距相等,因此像距为v'=2f=20.0cm,即光屏需要移到80.0cm的刻度线处。
故答案为:(1)烛焰;高度;(2)15.0;照相机;(3)80.0。
【考点题型十六】凸透镜成像规律的应用
【例16】(2024秋•莒南县期中)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,当蜡烛、凸透镜、光屏放置的位置如图所示时,烛焰在光屏上成清晰的倒立、等大的像。下列说法中( )
①该凸透镜的焦距为20cm
②将蜡烛放在d点时成像规律与投影仪成像原理相同
③将蜡烛由b点移至a点时,移动光屏,可在光屏上成更小的像
④将蜡烛放在c点,移动光屏,可在光屏上成倒立、放大的像
A.只有①③正确 B.只有④正确
C.只有②④正确 D.只有③④正确
【答案】D
【解答】解:①由图可知,u=v=20cm,根据u=v=2f,成倒立、等大的实像,即2f=20cm,因此该凸透镜为f=10cm,故①错误;
②将蜡烛放在d点,此时物距u=50cm﹣45cm=5cm<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜,故②错误;
③将蜡烛由b点移至a点,此时物距增大,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,移动光屏,可在光屏上成更小的像,故③正确;
④将蜡烛放在c点,此时物距2f>u=50cm﹣35cm=15cm>f,成倒立、放大的实像,故④正确。
故选:D。
【变式16】(2024秋•荣成市期中)如图所示,小李通过透镜看到了提示牌上“关灯”两字正立、放大的 虚 (选填“实”或“虚”)像,该透镜是一个 凸透镜 (选填“凹透镜”或“凸透镜”),如果想让看到的字再变大点,应让透镜 远离 (选填“靠近”或“远离”)字。
【答案】虚;凸透镜;远离。
【解答】解:由图可知,小李看到的是正立、放大的像。由凸透镜成像规律可知,当物体在凸透镜焦点以内时,成正立、放大的虚像,利用此原理制成了放大镜。
凸透镜成正立、放大的虚像时,物体越靠近焦点,所成的虚像越大,所以如果想让看到的字再变大点,应让凸透镜远离字。
故答案为:虚;凸透镜;远离。
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专题02 声现象和光现象
【清单01】声音的产生与传播
一、声音的产生与声源
1、声音的产生:声音是由物体 产生的。 振动都可以发声。自然界中凡是发声的物体都在振动,振动停止,发声也停止。
特别提醒:“振动停止,发声也停止”不能叙述为“振动停止,声音也消失”,因为振动停止,只是不再发声,而原来发出的声音仍会继续存在并传播。
2、声源:物理学中把 的物体叫做声源。
特别提醒
(1)声源是指具体的发声部位,如人在说话时的声源不能说是人,应该说是声带。
(2)易混的声源:蝉叫的声源是腹膜;笛子等管乐器的声源是空气柱;向暖瓶中灌水的声源是空气柱;气球爆炸的声源是气球周围的空气。
二、声音的传播
1、介质:能够传播声音的物质叫做介质, 都是介质。
特别提醒
(1)声音靠介质传播,一切 都可以作为传声的介质。
(2) 不能传声:登月的宇航员无法直接交谈的现象都说明 不能传声。
2、声音的传播形式:声是以 的形式向外传播的。
特别提醒:声音在介质中以声波的形式传播:声波类似水波,只是人眼看不到。
三、声速 回声
1、声速:声音在每秒内传播的距离叫声速,单位m/s,读作米每秒。15℃时空气中的声速是 m/s,平常我们讲的声速,指的就是此值。
特别提醒
(1) m/s的条件是15℃的空气中,温度和介质不同时其数值也不同。
(2)光速比声速 ,所以先看到闪电,后听到雷声;百米赛跑时听枪声计时比看枪烟计时晚0.294s。
2、影响声速的因素:介质的种类和温度。
(1)介质的种类:一般情况下v固>v液>v气。
(2)温度:同种介质,温度越高,声速越大。
特别提醒
(1)声音在 中不能传播,速度为0。
(2)声音在传播过程中向声速小的方向偏折,白天地表附近温度高,声速大,高空温度低,声速小,声音向上偏折;黑夜地表附近温度低,声速小,高空温度高,声速大,声音沿地表传播,所以白天不如黑夜声音传播距离远。
3、声音在不同介质中的速度的不同:同一声源,距离相等的位置可能听到多次声音,如长水管一端敲击一次,另一端听到多次声音。
特别提醒
(1)装有水(液体)的长水管一端敲击一次,另一端听到 声音,第一次由铁传播,第二次由水传播,第三次由空气传播。
(2)没有水(液体)的长水管一端敲击一次,另一端听到 声音,第一次由铁传播,第二次由空气传播。
(3)敲击水管能听三次声音的条件:首先注意管子要“长”,其次注意管内要有水(或者气体液体)。
(4)注意听到的多次声音是不同介质传播的,并不是回声。
4、回声:声音在传播过程中,遇到障碍物被 回来,再传入人的耳朵,人听到 回来的声音叫回声。
特别提醒
(1)当声投射到距离声源有一段距离的大面积上时,声能的一部分被吸收,而另一部分声能要反射回来,如果听者听到由声源直接发来的声和由反射回来的声的时间间隔超过 秒,它就能分辨出两个声音这种反射回来的声叫“回声”。
(2)当回声比原声晚 s以上,能分辨出回声,当回声比原声晚不到 s,分辨不出回声,此时回声对原声起加强作用。
(3)回声测距需要知道的物理量是声音在这种介质中的传播速度v,需要测出的物理量收到回声的时间t。
例如:探测海底某处的深度,向海底垂直发射超声波,需要知道的物理量是声音在海水的传播速度v,需要测出的物理量收到回声的时间t,然后根据s=vt计算发声体到障碍物的距离(路程包括往返,所以要乘以)。
四、实验探究声音是怎样产生的
1、实验器材:音叉、小锤、铁架台、水、细线、乒乓球。
2、实验步骤:
(1)将音叉固定在铁架台上。
(2)用小锤敲击音叉,观察音叉的振动情况。
(3)将乒乓球用细线悬挂在音叉旁,用小锤敲击音叉,观察乒乓球的运动情况。
(4)将音叉放入水中,用小锤敲击音叉,观察水面的振动情况。
3、实验现象
(1)用小锤敲击音叉时,可以看到音叉在振动。
(2)将乒乓球用细线悬挂在音叉旁,用小锤敲击音叉时,可以看到乒乓球被弹开。
(3)将音叉放入水中,用小锤敲击音叉时,可以看到水面出现波纹。
4、实验结论:声音是由物体振动产生的,振动停止,声音也停止。声音可以在空气和水中传播。
【清单02】声音的特性
一、响度
1、响度定义:物理学中,把声音的 叫做响度。响度又叫做音量。
2、振幅:物体 叫做振幅。即物体在振动时偏离原来位置的最大距离。
3、影响响度的因素:声源的 和 。
特别提醒
(1)响度与振幅有关,振幅越大响度 ,振幅越小响度 。
(2)响度与到声源的距离有关,距离 ,听到的声音 ;与声音分散的范围有关,越分散,听到的声音 。
(3)响度特点:响度 ,听起来震耳欲聋,响度 ,听起来轻声细语。
特别提醒
1、音调定义:物理学中用音调表示 。
2、频率:每秒内 叫频率,用f表示,用来描述物体振动的快慢。频率的单位是 ,简称 ,符号为 。
3、音调与频率的关系:音调与发声体振动的频率有关。频率 ,音调就 ,听起来尖细;频率 ,音调就 ,听起来低沉。
特别提醒
(1)音调主要由声音的 决定,同时也与声音强度有关;对一定强度的纯音,音调随频率的升降而升降;对一定频率的纯音、低频纯音的音调随声强增加而下降,高频纯音的音调却随强度增加而上升。
特别提醒
1、音色定义:反映声音的 。
2、影响因素:音色是由发声体的材料和结构决定的。
3、特点:通过其分辨不同发声体发出的声音。
特别提醒
(1)音色反映了每个物体特有的声音品质。如:用不同的乐器演奏同一乐曲时,它们的波形不同。
(2)声音的三个特征: ,称为声音的三个特征。
(3)音色是区别声音的重要标志;区别声音就是靠音色;辨别熟人的声音、辨别乐器的声音靠的都是音色。
二、实验探究音调和频率的关系
1、实验目的:探究音调和频率的关系
2、实验材料:钢尺
3、实验步骤
(1)将钢尺的一端固定在桌子上,另一端悬空。
(2)用手指轻轻拨动钢尺,使其振动发声。
(3)改变拨动钢尺的力度,再次观察钢尺振动的频率和发出声音的音调的变化。
4、实验现象
(1)当拨动钢尺的力度增大时,钢尺振动的频率也会增大,发出的声音音调会升高。
(2)当拨动钢尺的力度减小时,钢尺振动的频率也会减小,发出的声音音调会降低。
5、实验结论:音调和频率之间存在着密切的关系,频率越高,音调越高。通过改变钢尺振动的频率,可以改变钢尺发出的声音的音调。
三、实验探究声音的响度与振幅的关系
1、实验目的:探究声音的响度与什么因素有关
2、实验材料:音叉、小锤、乒乓球、铁架台、系有细线的乒乓球
3、实验步骤
(1)将系有细线的乒乓球轻触正在发声的音叉,观察乒乓球被弹开的幅度。
(2)用小锤敲击音叉,使音叉发出不同响度的声音,再次观察乒乓球被弹开的幅度。
4、实验现象
(1)当音叉发出较小响度的声音时,乒乓球被弹开的幅度较小。
(2)当音叉发出较大响度的声音时,乒乓球被弹开的幅度较大。
5、实验结论:声音的响度与发声体的振幅有关,振幅越大,响度越大。
【清单03】次声与超声
一、超声波
1、超声波的定义:把频率 Hz的声音叫做超声波。
2、超声波的特点:方向性好;穿透力强;易于获得较集中的声能。
3、超声波的应用:超声波能传递信息和能量,其应用有探伤、测厚、测距、医学诊断和成像等。
(1)回声定位:超声波碰到障碍物会反射回来,根据回声到来的方位和时间,可以确定目标的位置和距离。
(2)声呐:向水中发射各种形式的声信号,碰到需要定位的目标时产生反射波,接收反射波并进行信号分析;处理,除掉干扰,从而显示出目标所在的方位和距离。
(3)B超:观察母体内的胎儿。
(4)超声波去除结石。
特别提醒
(1)超声波的波长比可闻声波波长短得多,它基本上沿直线传播。
(2)超声波的穿透能力很强,能穿透几米厚的金属。
(3)超声波在液体中传播时,可使液体内部产生相当大的液压冲击。
(4)超声波可以用来制造各种乳胶,颗粒极细,而且均匀。
二、次声波
1、次声波的定义:把频率 的声音叫做次声。
2、次声的特点:没有什么障碍物能阻挡它;传播过程中很难被介质吸收,能量损耗少。
3、次声的危害:
(1)能使机器设备破裂、飞机解体、建筑物遭到破坏。
(2)破坏人的平衡器官的功能,会产生恶心,晕眩、旋转感等症状,严重的会造成内脏出血破裂,危及生命。
(3)采取的措施:尽量防止次声的产生;尽量远离次声源。
4、次声的应用
(1)利用它的破坏性,如制成次声武器。
(2)制造次声驱蚊器,用于防止蚊虫叮咬。
特别提醒
(1)次声波又称亚声波,它是一种频率低于人的可听声波频率范围的声波;次声波的频率范围大致为10-4Hz~20Hz。
(2)次声波的传播距离较远;地震、台风、核爆炸、火箭起飞都能产生次声波。
【清单04】乐音与噪声
一、噪声
1、噪声的定义
(1)从物理学角度看,物体杂乱无章的 产生的声音,称为噪声。
(2)从环境保护角度来说,一切干扰人们 的声音,都称为噪声。
特别提醒
(1)噪声的波形:不规则波纹
(2)音乐的波形:规则波纹
2、噪声的来源:包括工业噪声、施工噪声、社会噪声、交通运输噪声等。
特别提醒
(1)工业噪声:纺织厂、印刷厂、机械车间的噪声。
(2)施工噪声:筑路、盖楼、打桩等。
(3)社会噪声:家庭噪声、娱乐场所、商店、集贸市场的喧哗声。
(4)交通运输噪声:各种交通工具的喇叭声、汽笛声、刹车声、排气声、机械运转声等。
二、噪声的强弱等级和危害
1、噪声的强弱:以分贝为单位来表示声音强度的强弱,用 表示。
2、噪声的危害:
(1)心理效应:使人烦躁、精力不集中,妨碍睡眠和休息。
(2)生理效应:耳聋、头疼、消化不良、视觉模糊等。严重时会使人神志不清、休克乃至死亡。
(3)物理效应:高强度噪声能损坏建筑物。
特别提醒
噪声的等级:
0dB 人刚能听到的最微弱的声音
30-40dB 较为理想的安静环境
70dB 会干扰谈话,影响工作
90dB以上 听力会受到严重影响 产生疾病
150dB 鼓膜会破裂出血失去听力
三、噪声的控制
1、从噪声的 减弱噪声--消声。(声源处控制噪音产生)
2、在 中,用真空玻璃等办法来隔断声波的传播--隔声。(传播过程中阻隔噪音传播)
3、在 处减弱噪声,用戴上耳塞--隔声。(噪声的接收处控制或减弱噪声)
4、噪声的控制例子
(1)从噪声的产生处防治噪声:噪声大的机器或换用噪声小的设备,或架一些消声装置;如:在声源处加防护罩、在内然机或摩托车排气管处加消声器。
(2)从噪声的传播过程中防治噪声:用隔音或吸音材料把噪声声源与外界隔离开;如:在马路和住宅间设立屏障或植树造林。
(3)从噪声的接收处防治噪声:戴防噪声耳塞、耳罩、防声头盔,或用手指塞住耳朵等。
【清单05】光的传播
一、光源
1、光源定义:宇宙间的物体有的是发光的有的是不发光的,我们把 的物体叫光源。
2、根据产生形式,光源可分为 和 。
(1)自然光源:如天上的恒星、闪电、夏夜在草丛中闪烁的萤火虫、深海中游戈的烛光鱼等。
(2)人造光源:如室内照明用的白炽灯、建筑物上的霓虹灯、发光的二极管等。
3、根据形态可分为点光源、线光源、面光源。
特别提醒:人眼能看到东西是由于光进入人的眼睛,不能发光的物体能被我们看到的是靠 光源照到其表面的光进入我们眼睛。
二、光的直线传播
1、光在 的介质中沿直线传播。
“同一均匀介质”是光沿直线传播的条件。仅是“同一介质”不能保证光沿直线传播。例如:地球周围的大气就是不均匀的,离地面越高,空气越稀薄,从大气层外射到地面的光就会发生弯曲。早晨,当太阳还在地平线下时,我们就看见了它,是因为不均匀的大气使光线变弯了。
2、光线:为了表示光的传播方向,我们用一根 的直线表示光的径迹和方向,这样的直线叫光线。 光线是人们为了表征光的传播而引进的一个抽象工具,它是一个 ,而 真实存在的。
讲解光线时用的模型法-------通过模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法称为模型法;模型法借助于与原型相似的物质模型或抽象反映原型本质的思想模型,间接地研究客体原形的性质和规律。
三、光的直线传播的现象和应用
1、常见的光直线传播现象:立竿见影、日食、月食、小孔成像等。
2、光沿直线传播的应用
(1)利用激光准直引导掘进机直线前进。
(2)排队时看齐。
(3)射击瞄准,瞄准点、准星、缺口三点一线。
特别提醒
(1)影子:光在传播过程中,遇到 的物体,在不透明的物体后面,光照射不到,形成了黑暗的部分就是物体的影子。
(2)日食:发生日食时,太阳、月球、地球在同一条直线上, 在中间,在地球上月球本影里的人看不到太阳的整个发光表面,这就是日食。
(3)月食:发生月食时,太阳、地球、月球同在一条直线上, 在中间,地球上夜晚的人会看见月食。
3、小孔成像
(1)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 ,我们把这样的现象叫小孔成像。
(2)成像特点:倒立、实像。
(3)成像大小:小孔成像的大小与物体到小孔的距离,光屏到小孔的距离有关。
(4)小孔成像的形状与小孔的形状 。如:树荫下的光斑,是太阳的像。
四、光的传播速度用
1、光的传播速度:真空中的光速是宇宙中最快的速度,c=2.99792×108m/s,光在空气中的速度接近真空中的速度,计算中取c=3×108m/s。水中是真空的3/4,玻璃中是真空的2/3。
2、光年:光在1年内传播的距离。光年是 单位,用来描述宇宙中天体间的距离。1光年=9.4608×1012km。
特别提醒:光年是 单位,而不是时间单位,用来计量光在宇宙真空中沿直线传播一年时间的距离,该距离大约是9.46兆千米。光年一般用于天文学中,是用来量长度很长的距离。
【清单06】光的反射
一、光的反射
1、定义:光射到物体表面时,有一部分光会被物体表面反射回来,这种现象叫做 。
2、基本要素:一点两角三线。
一点:入射点:光线射到镜面上的点,用“O”表示。
两角:入射角:入射光线与法线的夹角,如图所示“α”。
反射角:反射光线与法线的夹角,如图所示“β”。
三线:法线:过入射点,并垂直于镜面的直线, 用虚线表示如图ON。
入射光线:射到反射面上的光线,如图AO。
反射光线:被反射面反射后的光线,如图中的OB。
3、光的反射定律:光反射时,反射光线与入射光线、法线在 内,反射光线和入射光线 法线的两侧,反射角 入射角。
特别提醒:
(1)由入射光线决定反射光线,叙述时要先叙述入射光线如何变化,再叙述反射光线如何变化。
(2)反射角随入射角的增大而增大,减小而减小,当 入射时,入射角等于反射角,皆为0度。
二、镜面反射和漫反射
1、镜面反射:当平行光射到平面镜上时,反射光仍是平行的,这种反射叫做 。
2、漫反射:平行光照到凹凸不平的表面上,反射光就会杂乱无章地射向不同的方向,这种反射叫做 。
3、相同点:都是反射现象,都遵守反射定律。
4、不同点:反射面不同(一光滑,一粗糙),一个方向的入射光, 的反射光只射向一个方向(刺眼),而 射向四面八方。
5、漫反射在生活中的应用
(1)我们能从不同的方向看清银幕上的图象,是因为射到银幕上的光发生了 的缘故。
(2)各种用来接收光学系统所成实像的屏幕,均应采用漫反射率高的反射面做成。
(3)人们依靠漫反射现象才能从 方向看到物体。
6、有关生活中的镜面反射应用
(1)晚上台灯放的位置不对会反射出刺眼的光影响学习。
(2)雨后的晚上迎着月光走时,地面上 是水潭。
三、探究光的反射定律
1、实验目的:探究光的反射规律。
2、实验器材:平面镜、激光笔、带刻度的硬纸光屏、支架、夹子。
(1)平面镜:反射面。
(2)激光笔:发出光(光学)。
(3)带刻度的硬纸光屏:便于读数。
3、实验步骤
步骤①按要求组装器材。将平面镜水平放置,然后把一块标有刻度的白色硬纸板竖直放置在平面镜上。
步骤②用激光笔射出一束激光,用笔记下入射光线和反射光线的位置,并在刻度光屏上读出入射角和反射角的度数,记录在表格中。
步骤③重复实验两次。改变入射光的方向,多测几组入射角和发射角,并将数据填入表格。
步骤④将光屏向前或向后折,观察反射光线;
步骤⑤整理器材。
4、实验结论
(1)在反射现象中,入射光线、反射光线、法线 在同一平面内。
(2)入射光线和反射光线分居法线两侧。
(3)反射角等于入射角。
特别提醒
(1)多次改变入射角大小并进行多次实验的目的:保证实验结论具有普遍性。
(2)用带箭头的直线表示光的传播路径和方向应用的研究方法是理想模型法。
(3)硬纸板应选择 粗糙 (填“光滑”或“粗糙”)的,优点是在纸板前不同方位都能看到光的传播径迹。
(4)如果让光线逆着反射光线的方向射向镜面,会发现反射光线沿着入射光线方向射出,这表明:在反射现象中,光路是可逆的。
【清单07】平面镜成像
一、平面镜
1、平面镜:平静的水面、建筑物外面的玻璃幕墙、舞蹈练功房里的大镜子等都可以看成平面镜,通过平面镜能够观察到物体的像。
(1)实像:把 呈现在光屏上的像叫做实像。
(2)虚像:把 呈现在光屏上的,只能用眼睛观察到的像叫做虚像。
2、 平面镜成像特点
(1)像与物大小 。
(2)像到镜的距离与物到镜的距离 。
(3)像与物的对应点的连线与镜面 。
(4)像与物左右位置 。
(5)平面镜所成的像是 (实像、虚像)。
二、平面镜的应用
1、平面镜的应用
(1)利用平面镜成像(穿衣镜)。
(2)改变光路(海底潜望镜)。
(3)扩大视野空间(商店装饰)。
2、平面镜成像作图
如图OA,OA′为某一发光点S发出的光线经平面镜MN反射后的两条反射光线,作出这两条反射光线的入射光线,并确定发光点S的位置。
(1)先将两条反射光线反向延长,交点为S′。
(2)再根据平面镜成像的特点作出像点S′对应的发光点S。
(3)最后连接SO、SO′为两条反射光线的入射光线。(注意反向延长线、辅助线用虚线)如图所示。
特别提醒:作图时
(1)发光点经平面镜反射后的光线的反向延长线都经过虚像点。
(2)发光点位置连线和像的位置连线垂直于镜面。
(3)平面镜后面的所有线都是用虚线画。
(4)法线用虚线一般标垂直。
(5)光线别忘加箭头。
三、探究平面镜成像时像与物的关系
1、平面镜成像原理:光的反射。
2、实验器材:两支完全一样的蜡烛、一块玻璃板、一个光屏、火柴、刻度尺。
(1)两支完全一样的蜡烛:比较成像与物的大小关系。
(2)玻璃板:替代平面镜,既能看见物体成像,又能看对面蜡烛,不能用平面镜代替。
(3)光屏:承接成像。
(4)火柴:点燃蜡烛。
(5)刻度尺:测量物距和相距。
3、实验步骤
步骤①将玻璃板垂直置于桌面,在玻璃板的一 侧立一支点燃的蜡烛,透过玻璃板观察其另一侧面的蜡烛的像。
步骤②将光屏放在像的位置,不透过玻璃板,直接观察光屏上有无像。
步骤③将相同的未点燃的蜡烛放在像的位置,观察像与蜡烛的大小关系。
步骤④移到蜡烛的位置,观察其像的大小有无变化。
步骤⑤量出蜡烛和像到玻璃板的距离。
4、实验结论:平面镜成像特点
(1)像与物大小相等。
(2)像到镜的距离与物到镜的距离相等。
(3)像与物的对应点的连线与镜面垂直。
(4)像与物左右位置颠倒。
(5)平面镜所成的像是虚像。
总结:等大、等距、垂直、对称、虚像。
特别提醒
(1)实验最好在较暗的环境下进行该实验,以便于观察蜡烛A的像。
(2)选用透明的玻璃板代替平面镜,目的是便于确定像的位置。
(3)在玻璃板的前面放一支点燃的蜡烛A,还要在玻璃板的后面放一支没有点燃的蜡烛B,此操作目的是确定像的位置和比较像与物体的大小。
(4)实验中,如果把蜡烛A远离平面镜,看到的像会远离平面镜。
(5)通过多次实验,发现未点燃的蜡烛B与点燃的蜡错烛A的像完全重合,得出“平面镜所成像的大小与物体的大小相同”的结论。这种确定像像和物大小关系的研究方法是等量替代法。
【清单08】光的折射与透镜
一、光的折射现象
1、当光从一种介质斜射入另一种介质时,光在另一种介质中传播方向发生 的现象叫光的折射。
2、光的折射发生在两种介质的交界面上,但光线在每种介质内是直线传播的。光从一种介质 射入另一种介质时,其传播方向不改变(改变、不改变)。
3、入射光线射入另一种介质时的交点(O),叫入射点;入射光线与法线夹角(α)叫 ;折射光线与法线的夹角(γ)叫 。
4、在生活中,我们常见的折射现象很多,如:看清澈的池水,池水水底变浅;在岸上看到的鱼接近于水面;透过玻璃砖看物体发生了错位;水杯中的筷子好像弯折了;“海市蜃楼”现象等等都是光的折射现象。
特别提醒
1、光能射入某种介质,则这种介质一定是 的。否则光只会被反射。
2、在两种介质的交界面上,如果是透明的介质交界面会发生两种光现象: 和 。如果介质不是透明的,比如钢板等等,就只会发生“反射”。
3、光的折射传播方向一般会发生变化,但特殊情况下,光 入射时,传播方向将 ,也就是说,折射 都“折”!
4、在光的折射中角的变化规律:折射角随着入射角的增大而增大,减小而减小。
5、在光的折射过程中,光路是 的。
二、透镜
1、透镜是用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件,透镜是根据光的 制成的。
2、透镜与面镜区别:面镜利用光的 成像,透镜利用光的 成像;透镜成像遵循光的折射定律,面镜成像遵循光的反射定律。
3、透镜分类:透镜分为凸透镜和凹透镜。
(1)凸透镜:中间厚、边缘薄的透镜(远视镜镜片,照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等)。
(2)凹透镜:中间薄、边缘厚的透镜(近视镜等)。
4、凹透镜与凸透镜的辨别
(1)触摸法:用手摸,凸透镜:中间厚两边薄,凹透镜:中间薄两边厚。
(2)成像法;放在书上的字上,放大是凸透镜,缩小是凹透镜。
(3)太阳聚焦法:把透镜放在阳光下,再放一张白纸在透镜下,若能在纸上找到一个很亮的点(焦点)即为凸透镜,否则为凹透镜。
三、探究光的折射特点
1、实验目的:探究光的折射特点。
2、实验器材: 激光笔、水槽、一个可折转的光屏、一块玻璃砖、刻度尺、量角器、支架等。
(1)玻璃砖(或水): 发生光的折射。
(2)激光笔:发出光(光学)。
(3)可折转的光屏:探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面。
3、实验步骤
步骤①如图所示,让光从空气进入水中,观察折射光线、入射光线、法线之间的位置关系。
步骤②比较折射角与入射角的大小。
步骤③改变入射角的大小,观察折射角的变化情况。
步骤④换用玻璃砖,将上面的实验过程重复一次。
步骤⑤让光从水中斜射到空气中,观察入射角和折射角的变化。
4、实验结论
(1) 三线共面:折射光线与入射光线、法线在同一平面上。
(2) 两线异侧;折射光线和入射光线分居于法线的两侧。
(3) 角不等:折射角不等于入射角(空气中角大)
A.光从空气斜射入水或其他介质中时,折射角小于入射角,属于近法线折射。
B.光从水中或其他介质斜射入空气中时,折射角大于入射角,属于远法线折射。
四、主光轴、光心、焦距和焦点
1、透镜光路基本概念:图(1)是透镜光路示意图。
2、过透镜两个球面球心的直线叫 (主轴),用“CC”表示,透镜的几何中心叫光心,用“O”表示。
a.凸透镜光路
b.凹透镜光路
图(1) 透镜光路示意图
3、平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后 主光轴上一点,这点叫凸透镜焦点,用“F”表示,如图(2)a所示;平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后发散,其 会交于一点,这是凹透镜的焦点(虚焦点),如图(2)b所示。
a.凸透镜光路概念
b.凹透镜光路概念
图(2)透镜光路概念
4、焦点到光心的距离 ,焦距用“f”表示,图(1)中就是“OF”之间的距离。凸透镜和凹透镜都各有两个焦点,凸透镜的焦点是实焦点,凹透镜的焦点是虚焦点。
5、物体到光心的距离叫 ,用“u”表示;像到光心的距离叫 ,用“v”表示。
五、透镜对光的作用
1、凸透镜有 光线作用,所以凸透镜也叫 。凸透镜分为双凸、平凸和凹凸(或正弯月形)等形式,凸透镜有会聚作用故又称聚光透镜,较厚的凸透镜则有望远、会聚等作用,这与透镜的厚度有关。
2、凹透镜有 光线作用,所以凹透镜也叫 。凹透镜对光有发散作用.平行光线通过凹球面透镜发生偏折后,光线发散,成为发散光线,不可能形成实性焦点,沿着散开光线的反向延长线,在投射光线的同一侧交于F点,形成的是一虚焦点(凹透镜有两个虚焦点)。
六、透镜的光路图
1、透镜的三条特殊光线
(1)过光心的光线,经透镜折射后传播方向 ,如图所示。
过光心的光线
(2)平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后经过另一侧 ;经凹透镜折射后向外发散,但其反向延长线过 ,如图所示。
图平行于主轴的光线
(3)经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于 ;射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于 ,如图所示。
过焦点的光线
特别提醒
1、凹透镜对光线有发散作用,会聚光线经过凹透镜折射后,一定变得比折射前 。
(1)还可能是会聚光束,但是会聚程度明显减弱。
(2)可能变成平行光线,这是折射前射向凹透镜焦点的光线,是一种特殊情况。
(3)可能变成发散光束,这种情况下凹透镜对光线的发散能力很强。
2、凸透镜对光线有会聚作用,会聚光线经过凸透镜折射后,一定变得比折射前 。
(1)凸透镜的焦点是实际光线会聚而成的点,故该点是实焦点;凸透镜在镜的两侧各有一实焦点。
(2)所有平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后都可以会聚到一点,即焦点。
(3)根据光路的可逆性,点光源放在焦点上时,通过凸透镜的光线一定平行于主光轴。
【清单09】凸透镜成像的规律
一、凸透镜成像规律及应用
1、凸透镜成像规律:如图是常见凸透镜成像规律光路图
成像条件物距(u)
成像的性质
像距(v)
应用
u﹥2f
倒立、缩小的实像
照相机(图a)
u=2f
倒立、等大的实像
图d
f﹤u﹤2f
倒立、放大的实像
投影仪(图b)
u=f
不成像
射出的是平行光线
0﹤u﹤f
正立、放大的虚像
放大镜(图c)
a. u﹥2f
b. f﹤u﹤2f
c.0﹤u﹤f
d.u=2f
凸透镜成像规律需要牢记,同学们可以自己总结其规律。也可以背下下面口诀:“物大焦,
倒立实,物越大,像越小;物小焦,正立虚;物为焦,不成像”。这里的“物”指物距,“像”指像距,“焦”指焦距。
2、凹透镜成像规律:如图所示,凹透镜始终成缩小、正立的虚像。
特别提醒
(1)实像是由实际 而成,在光屏上可呈现,可用眼睛直接看,所有光线必过 。
(2)虚像不能在光屏上 ,但能用眼睛看,由光线的 会聚而成。
(3)虚像,物、像同侧;实像,物、像异侧。
二、探究凸透镜成像规律实验
1、实验目的:探究凸透镜成像特点与规律。
2、实验器材:凸透镜、光具座、蜡烛、光屏、火柴。
3、器材作用
(1)凸透镜:实验主体。
(2)光具座:固定光屏、蜡烛与凸透镜在同一直线上。
(3)蜡烛:光源(物体)。
(4)火柴:点燃蜡烛。
(5)光屏:承接成像。
4、实验步骤
步骤①共轴调节,把蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上。点燃蜡烛,调整蜡烛、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。
步骤②把蜡烛放在较远处,使,移动光屏,直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。观察这个像是倒立的还是正立的,是放大的还是缩小。测量像距和物距。
步骤③把蜡烛移向凸透镜,让蜡烛到凸透镜的距离等于,移动光屏,直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。测量像距和物距。
步骤④把蜡烛再靠近凸透镜,让蜡烛到凸透镜的距离在,移动光屏,直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。测量像距和物距。步骤⑤把蜡烛继续靠近凸透镜,让蜡烛在凸透镜的焦点上,移动光屏,看是否能够成像。
步骤⑥把蜡烛移动到凸透镜的焦点以内,移动光屏,看在光屏上还能否成像。
步骤⑦记录数据。
步骤⑧整理实验器材。
特别提醒
1、实验环境要在较暗的环境中进行实验的目的:使实验现象更明显。
2、确定凸透镜焦距的方法
(1)平行光聚焦法: 用平行于凸透镜主光轴的光(或太阳光)垂直照射凸透镜,当光屏上承接到最小最亮的光斑时,该光斑到凸透镜光心的距离为焦距。
(2)2倍焦距法: 当光屏上承接到倒立、等大的实像时,此时物距或像距的1/2为凸透镜的焦距。
【清单10】光的色散
一、光的色散
1、定义:太阳光通过三棱镜后,依次被分解成 七种颜色,这种现象叫色散。
2、发现色散的科学家:英国物理学家 发现。
3、说明:光的色散实验说明,白光是由各种色光混合而成的。
4、生活中的实例:天边的彩虹。
二、色光的混合
1、单色光: 再分解的色光叫做单色光。
2、复色光:由单色光 的光叫做复色光。
3、光的三原色: 三种色光,是无法用其他色光混合而成的,被称为光的三原色。
特别提醒
(1)透明物体的颜色由透过的色光决定,比如红色玻璃,只有 能通过他,其他色光都被他吸收掉了,所以显示红色,特殊情况,如果某物体能通过所有色光,则没有颜色,为透明,比如水。
(2)不透明物体的颜色由反射的色光决定,比如紫色的木板,只能反射 ,其他色光都被木板吸收掉了;特殊:如果物体能反射所有色光,显示白色,如果物体能吸收所有色光,那就不再有光反射入人眼,所以显示为黑色。
【考点题型一】声音产生的原因
【例1】(2024秋•桓台县期中)下列与声现象有关的几个实验中,不能说明声音产生原因的是( )
A.用手按住正在发声的琴弦时,琴声会消失
B.将正在发声的音叉轻轻插入水里,看到水花飞溅
C.边说话,边用手摸颈前喉头部分,感觉喉头振动
D.把正在发声的收音机密封在塑料袋里,再放入水中,仍能听到收音机发出的声音
【变式1】(2024秋•任城区期中)如图所示,将一个正在发声的音叉移近悬挂的乒乓球,当两者轻轻接触时,可观察到乒乓球被音叉反复弹开较大的幅度。这表明 。如果音叉不发声,小球 (选填“会”或“不会”)被音叉反复弹开较大的幅度。
【考点题型二】音调、响度、音色的比较
【例2】(2024秋•金乡县期中)每年的3月3日,既是世界听力日,也是全国爱耳日。关于人耳听音:①听歌时,调节音量;②隔着墙能分辨熟悉的声音。分析这两种声现象,其声音特性,下列判断正确的是( )
A.响度与音调 B.音色与音速 C.响度与音色 D.音调与音速
【变式2】(2024秋•乳山市期中)在使用导航系统时,我们可以设置不同明星的声音来为我们导航,这里的声音大多都是通过AI合成的,AI合成的声音主要是模拟了明星声音的 ,我们还可以通过调节音量键来改变声音的 ,使其更好地为我们服务。(两空均填声音的特性)
【考点题型三】声与信息
【例3】(2024秋•乳山市期中)中华文化博大精深,很多诗句中蕴含着科学知识。下列分析中正确的是( )
A.“不敢高声语,恐惊天上人”——“高”是指声音的音调高
B.“姑苏城外寒山寺,夜半钟声到客船”——人们是通过响度辨别出钟声的
C.“忽闻水上琵琶声,主人忘归客不发”——琵琶声是由于空气振动产生的
D.“柴门闻犬吠,风雪夜归人”——说明声音可以传递信息
【变式3】(2024春•单县期中)下列有关同学们在音乐的伴奏下做课间操锻炼时的说法中,正确的是( )
A.同学们按音乐的节奏跑操,说明声音可以传递能量
B.课间操音乐声是由空气振动产生的
C.课间操音乐声是通过空气传到人耳的
D.调大音乐声的音量可以改变音乐的音色
【考点题型四】声与能量
【例4】(2024秋•成武县期中)铁路工人敲击铁轨可知道是否有松动的螺栓是利用了声音传递 ;当人们在雪山中大声说话时有可能诱发雪崩,这是因为声音能传递 。
【变式4】(2024秋•郓城县期中)写出下列情境对应的物理知识。
(1)钓鱼时,河岸上的脚步声会把鱼吓跑 ;
(2)利用超声波粉碎人体内的结石 。
【考点题型五】减弱噪声的途径
【例5】(2024秋•德城区期中)如图所示的情景中,关于声现象的描述和分析,正确的是( )
A.发声的音叉使小球弹起,表明发声的音叉在振动
B.抽出罩内空气,闹铃声减弱,表明真空可以传声
C.摩托车上装有消声器是为了在行驶过程中阻断噪声的传播
D.弹奏古筝时,手在不同位置按弦,目的是改变发出声音的响度
【变式5】(2024秋•商河县期中)为了防治噪声污染,保障公众健康,中华人民共和国第十三届全国人民代表大会常务委员会第三十二次会议通过了《中华人民共和国噪声污染防治法》,自2022年6月5日起施行.如图为学校附近常见的控制噪声标志,下列控制噪声的措施与图示方法原理相同的是( )
A.工人戴上防噪声耳罩 B.道路两旁设置隔音板
C.上课时关闭教室门窗 D.观看演出时手机调为静音
【考点题型六】光沿直线传播的应用
【例6】(2024秋•宁乡市期中)我国2000多年前的《墨经》就记载有小孔成像实验。如图所示,是同学们制作的小孔成像仪,下列说法正确的是( )
A.小孔成像像的形状与小孔的形状有关 B.小孔成像成的一定是倒立、缩小的虚像
C.影子的形成原理与小孔成像的原理相同 D.小孔成像仪上的孔开得越大,像就越小
【变式6】(2024秋•淳化县期中)国庆放假,天气晴朗、阳光明媚,小明同学去农村的奶奶家,发现奶奶家的牛棚顶漏了一个三角形的小洞,阳光透射进来,在地上形成一个光斑,该光斑是 (选填“圆形的”“三角形的”或“不规则的”),该光斑实际是太阳的 (选填“影子”或“像”),是由于光
形成的。
【考点题型七】光的反射现象
【例7】(2024秋•微山县期中)如图是塔式热发电系统的一项关键技术。发电站安装有许多定日镜(即平面镜),每一个定日镜都由自动跟踪太阳光装置控制,以便准确的将太阳光反射后会聚到高塔顶部的接收器上。下列光现象中与定日镜工作原理相同的是( )
A.水中倒影 B.日晷仪
C.海市蜃楼 D.筷子弯折
【变式7】(2024秋•沂水县期中)如图是塔式热发电系统的一项关键技术。发电站安装有许多定日镜(即平面镜),每一个定日镜都由自动跟踪太阳光装置控制,以便准确的将太阳光反射后会聚到高塔顶部的接收器上。下列光现象中与定日镜工作原理相同的是( )
A.水中倒影 B.雨后彩虹 C.沙漠蜃景 D.小孔成像
【考点题型八】利用光的反射作图
【例8】(2024秋•平原县期中)如图所示,小明想要利用一块平面镜使此时的太阳光竖直射入井中。请你通过作图标出平面镜的位置,并标出反射角的度数。
【变式8】(2024秋•潍城区期中)如图甲所示是牙医借助平面镜观察患者牙齿背面时的情景,请在图乙中画出牙医通过平面镜观察到患者牙齿的光路图。
【考点题型九】探究平面镜成像的特点
【例9】(2024秋•汶上县期中)某同学在“探究平面镜成像特点”的实验中,取两支相同的蜡烛A和B。点燃蜡烛,观察玻璃板后的像,如图1所示:
(1)平面镜成像的原理是 ;
(2)沿水平桌面移动蜡烛B前应先点燃蜡烛A,但无论怎样移动B,始终不能与蜡烛A的像完全重合,造成这种情况的原因是 ;
(3)改正后,再次移动蜡烛B直到与蜡烛A的像完全重合为止,这样做的目的既确定了像的位置又验证了 ;
(4)移去蜡烛B,并在其所在位置上放一光屏,则光屏 (填“能”或“不能”)承接到蜡烛A的烛焰的像;
(5)测量视力时,利用平面镜成像特点可以节省空间。如图2所示,让被测者面对着镜子背对视力表,此人看到视力表的像离她的距离是 m。
【变式9】(2024秋•东明县期中)周日,小明将玻璃窗向外推的过程中,观察到室内物体在玻璃中所成像的位置发生变化,如图甲所示。于是他利用两支大小完全相同的蜡烛A和B、茶色透明薄玻璃板、刻度尺等器材,进行了以下探究。
(1)图乙中,将玻璃板 放置在水平桌面的白纸上,点燃的蜡烛A放在玻璃板前侧, (填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B(图中未画出)放在玻璃板后侧;
(2)人眼在玻璃板前侧观察,移动蜡烛B直至与A的像 ,并记下蜡烛A和B的位置,用刻度尺分别测量像和物到镜面的距离,记录数据如表,得到的结论是 ;
实验序号
1
2
3
4
物到玻璃板的距离/cm
8.00
10.00
12.00
14.00
像到玻璃板的距离/cm
8.00
9.99
12.00
14.01
(3)保持乙图中点燃的蜡烛在A点位置以及BC边不动,将玻璃板绕BC缓慢顺时针转,如图丙所示。玻璃板转到BD1位置时,像在 (选填“A1”、“A2”或“A3”)点位置。
【考点题型十】平面镜成像的特点与规律
【例10】(2024秋•槐荫区期中)小刚用一块较厚的玻璃板M来探究平面镜成像特点,如图所示,图中像A1与像A2是一次实验中同时看到的两个像,它们的大小 (选填“A1较大”、“A2较大”或“相等”);小刚按照图中的测量方法,测得u=4.2cm,v=3.9cm,则他所用的玻璃板厚度为 cm。
【变式10】(2024秋•兖州区校级期中)小龙站在地铁站台上:透过玻璃制成的屏蔽门,可以看到自己在玻璃门中所成的像,已知小龙身高1.8m,此时小龙和玻璃门之间的距离为5m,当小龙向前走了2m。像到小龙的距离为 m,地铁到站后,玻璃屏蔽门在同一平面内向两侧平移打开,则此时像的位置 (选填“不变”或“改变”)。
【考点题型十一】光的折射现象
【例11】(2024秋•东明县期中)如图所示,小梦在一只空碗中放一枚硬币,后退到某处时眼睛刚好看不到它。此时另一位同学沿碗壁慢慢向碗中倒入一定量的水,小梦再次看到硬币。可以解释小梦再次看到硬币的光路图是( )
A. B. C. D.
【变式11】(2024秋•文登区期中)小明在岸边透过水面看见河底一白色“鹅卵石”,他看到的“鹅卵石”是由光的 形成的虚像,若小明用激光手电对准看到的“鹅卵石”照射,则手电发出的光 (选填“能”或“不能”)照射到河底真实的鹅卵石上。
【考点题型十二】光折射的光路图
【例12】(2024秋•东明县期中)如图所示,在图中,根据给出的入射光线,画出相应的折射光线并标出折射角。
【变式12】(2024秋•烟台期中)一束光线从空气斜射入水中,在水面发生反射和折射,已知反射光线OA如图所示,请在图中画出它的入射光线和大致的折射光线。
【考点题型十三】光的色散及其现象
【例13】(2024秋•沂南县期中)下列关于图中所示光学现象的描述或解释正确的是( )
A.图甲中,小孔成像是倒立的虚像
B.图乙中,彩虹是光的反射所形成的色散现象
C.图丙中,白光通过三棱镜会分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光
D.图丁中,漫反射的光线杂乱无章不遵循光的反射定律
【变式13】(2024秋•嘉祥县期中)如图甲,人和小鸟“比翼齐飞”,以人为参照物,小鸟是 (选填“静止”或“运动”);如图乙,天空中的彩虹,实质上是光的 现象。
【考点题型十四】物体的颜色
【例14】(2024春•临淄区期中)电影银幕用粗糙的白布,是因为光在粗糙白布上发生 反射,且白色能 (选填“吸收”或“反射”)所有颜色的光,可以使各处的观众看到的像更逼真。
【变式14】(2024秋•济宁期中)如图所示是考试中贴在试卷答题卡上用来识别考生信息的条形码,当条形码扫描器照射它时,黑条纹 (填“反射”或“吸收”,下空同)光,白条纹 光,再通过电脑解码就可以获取考生相关信息;将红、 、蓝三种色光按照不同比例混合,能产生任何一种其他颜色的光。
【考点题型十五】探究凸透镜成像的规律
【例15】(2024春•肥城市期中)小明将凸透镜正对太阳光,在透镜下方,平行于透镜放一张纸,测出透镜与白纸间距s与对应的白纸被烤焦的时间t的关系,如图乙,当蜡烛、凸透镜、光屏位置如图丙所示时,光屏上恰好呈现烛焰清晰的像。下列说法中( )
①该透镜的焦距f为10cm
②丙图中,遮住凸透镜的部分区域,则光屏上烛焰的像不再完整
③丙图中,将蜡烛移至45cm刻度处,向右移动光屏,能得到倒立、放大的实像
④丙图中蜡烛、凸透镜、光屏位置不动,用焦距8cm凸透镜替换该透镜,向左移动光屏可再次成清晰的像
A.只有①②正确 B.只有②③④正确 C.只有①③④正确 D.只有①④正确
【变式15】(2024秋•钢城区校级期中)如图所示,是“探究凸透镜成像的规律”的实验装置,已知使用的凸透镜的焦距为10cm。
(1)实验时,要将 (选填“蜡烛”或“烛焰”)、凸透镜、光屏三者的中心调到同一 ;
(2)如图所示,光屏上承接到清晰的实像,像距为 cm, (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这个成像原理制成的。
(3)保持透镜位置不动,将蜡烛向右移动10cm,光屏移动到 cm的刻度线处,光屏上再次得到清晰的像。
【考点题型十六】凸透镜成像规律的应用
【例16】(2024秋•莒南县期中)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,当蜡烛、凸透镜、光屏放置的位置如图所示时,烛焰在光屏上成清晰的倒立、等大的像。下列说法中( )
①该凸透镜的焦距为20cm
②将蜡烛放在d点时成像规律与投影仪成像原理相同
③将蜡烛由b点移至a点时,移动光屏,可在光屏上成更小的像
④将蜡烛放在c点,移动光屏,可在光屏上成倒立、放大的像
A.只有①③正确 B.只有④正确 C.只有②④正确 D.只有③④正确
【变式16】(2024秋•荣成市期中)如图所示,小李通过透镜看到了提示牌上“关灯”两字正立、放大的
(选填“实”或“虚”)像,该透镜是一个 (选填“凹透镜”或“凸透镜”),如果想让看到的字再变大点,应让透镜 (选填“靠近”或“远离”)字。
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