内容正文:
专题03 光的世界
【清单01】光的传播
一、光是怎样传播的
1.光源:能自行发光的物体叫作光源
2.光线:为表示光的传播情况,我们通常用一条带箭头的直线表示光传播的径迹和方向。这样的直线叫作光线。光在同种介质中沿直线传播。
二、光传播的速度
1.光在真空中传播的速度是宇宙中最快的速度,为c =2.997 92×108 m/s。光在各种介质中的速度都比在真空中的小。在空气中光的速度与真空中的光速差不多;光在水中的速度大约是真空中光速的 3/4 ;光在玻璃中的速度大约是真空中光速的 2/3 。
【清单02】光的反射定律
一、光的反射定律
1.光的反射定律:反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线、入射光线分别位于法线两侧,反射角等于入射角。
一、镜面反射和漫反射
1.镜面反射:平面镜很光滑,一束平行光射在平面镜上,反射光束仍然是平行的,这种反射叫作镜面反射。
2.漫反射:白纸看上去虽然很平,但是实际上却有许多细微的凹凸,它把来自光源的光向四面八方反射,这种反射叫作漫反射。
【清单03】平面镜成像
一、平面镜
1.平面镜:平静的水面、平板玻璃、平滑的金属面,都可以看作平面镜。
2.平面镜所成的像是虚像,像与物体的大小相等,像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离。
【清单04】光的折射
1、 光的折射:
1.光的折射:当光从一种介质斜射入另一种介质时,光路发生偏折,这种现象叫作光的折射。
二、光的折射特点
1、折射角:折射光线与法线的夹角,叫作折射角。
2.光的折射特点:折射光线与入射光线、法线在同一平面内,折射光线和入射光线分居法线的两侧,光从空气斜射入玻璃或其他介质中时,折射光线靠近法线偏折,折射角小于入射角,当光线垂直射向介质时,传播方向不改变。
【清单05】科学探究:凸透镜的成像
1、 认识透镜
1.凸透镜:中间厚、边缘薄的透镜,叫作凸透镜。如老花镜、照相机的镜头、望远镜的物镜。
2.凹透镜:中间薄、边缘厚的透镜,叫作凹透镜。如近视眼镜就是凹透镜。
3.焦点:射到地面的太阳光可视为平行光,让凸透镜正对着太阳,通过透镜的太阳光可以聚集在一点上
,这个点是凸透镜的。
4.焦距:焦点到凸透镜中心的距离叫作焦距。
5.光从空气射向透镜时,凸透镜对光有汇聚作用,凹透镜对光有发散作用
【清单06】走进彩色世界
1、 光的色散
1、光的色散:白色的太阳光是由多种色光混合而成的。白光被分解成多种色光的现象叫作光的色散。这些色光排列成的光带叫作光谱。
2、光的三原色:红、绿、蓝三个选项,分别调整它们的数值,就可以组合出你想要的色彩,这三种颜色叫作色光的三原色。
【考点题型一】光沿直线传播的条件
【例1】(24-25八年级上·四川成都·期末)关于光的传播,下列说法正确的是( )
A.光不能在真空中传播 B.光在水中一定沿直线传播
C.光不能传递信息 D.影戏利用了光沿直线传播
【答案】D
【详解】A.光的传播不需要介质,能在真空中传播,故A错误;
B.虽然光在同种均匀介质中(如空气、真空或静止的水)是沿直线传播的,但当介质不均匀时(如流动的水或含有杂质的水),光的传播路径可能会发生改变,不再沿直线传播。故B错误;
C.光不仅可以传递能量,还可以传递信息。例如,在光纤通信中,光被用来在光纤中传递信息。故C错误;
D.影子的形成是由于光在同种均匀介质中沿直线传播,当遇到不透明的物体时,光被物体阻挡,无法继续传播到物体的后方,从而在物体后方形成一个暗区,即影子,影戏利用了光沿直线传播,故D正确。
故选D。
【变式1】(23-24八年级上·贵州贵阳·期末)隧道工程中常用激光效准隧道是否弯曲,这是利用了 原理。
【答案】光沿直线传播
【详解】激光和普通光一样都是在同一均匀介质中沿直线传播的,而且激光比较集中,不容易发散,利用激光的直线传播,可以引导掘进机直线开凿,保证隧道方向不出偏差。
【考点题型二】光在不同介质中传播的速度
【例2】(23-24八年级上·四川南充·期中)光在真空中的传播速度是 m/s,当光从空气射入玻璃后其传播速度将 (选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】
变小
【详解】[1]光在真空中的传播速度是物理学中的基本常数,其数值。
[2]光在不同介质中的传播速度是不同的,光在真空中传播速度最快,在其他介质中的传播速度都比在真空中慢。玻璃是一种介质,当光从空气(光在空气中的传播速度近似等于在真空中的速度)射入玻璃后,其传播速度将变小。
【变式2】(23-24八年级上·山东青岛·阶段练习)从地面向月球发射一束激光,经过2.56s的时间,地面接收到经过月球反射后的光线,试求地月距离。
【答案】3.84×108m
【详解】激光从地球到达月球的时间为
地球到月球的距离为
【考点题型三】光的反射定律
【例3】(2025·云南玉溪·二模)根据如图中给出的入射光线AO及法线画出其反射光线。
【答案】
【详解】过入射点O作出法线,根据反射角等于入射角,在同一平面内法线的另一侧画出反射光线OB,如图所示:
【变式3】入射光线垂直射到平面镜上,入射光线与反射光线夹角是 度,如果保持入射光线的方向不变,把镜面转过15°,这时,反射光线与入射光线的夹角是 度。
【答案】 0 30
【详解】[1]入射光线垂直射到平面镜上时,入射角为0°,根据光的反射定律,反射角等于入射角,所以反射角也为0°,则入射光线与反射光线夹角是0°。
[2]保持入射光线的方向不变,把镜面转过15°,则入射角变为15°,反射角也变为15°,这时反射光线与入射光线的夹角是15°+15°=30°
【考点题型四】平面镜成像的特点及规律
【例4】(24-25八年级上·湖北武汉·期中)如图,检查视力的时候,视力表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。视力表在镜中所成的像是 立的 像,视力表在镜中的像与被测者的距离是 m,当人靠近平面镜时,人在镜中的像大小 。(填“变大”“变小”“不变”)
【答案】 正 虚 5 不变
【详解】[1][2]根据平面镜成像特点可知,视力表在镜中所成的像与视力表关于平面镜对称,因此视力表在镜中所成的像是正立等大的虚像。
[3]根据平面镜成像特点可知,视力表在镜中所成的像到平面镜的距离与视力表到平面镜的距离相等,由图可知为s1=s=2.7m
而被测者到平面镜的距离为
则视力表在镜中的像与被测者的距离是
[4]根据平面镜成像特点可知,像与物大小相等,因为人靠近平面镜时,人的大小不变,所以人在镜中的像大小也不变。
【变式4】(2025·黑龙江齐齐哈尔·模拟预测)小明用如图1所示器材探究平面镜成像的特点,其中蜡烛A、B完全相同。
(1)平面镜成像的原理是光的 现象。
(2)有3mm厚和1.5mm厚的玻璃板各一块,则应选择 mm厚的玻璃板做实验。
(3)实验中用玻璃板代替平面镜的目的是便于 。
(4)如图2所示,小明用直线把蜡烛A和它的像A'的位置连起来,用刻度尺测量出它们到玻璃板的距离是相等的,于是,他得出结论:像与物到镜面的距离相等。这样做 (填“合理”或“不合理”),理由是 。
(5)实验中小明发现蜡烛A的像不清晰,于是他将蜡烛B也点燃,用来增加像的亮度,这样 (填“能”或“不能”)使看到的像更清晰。
(6)如图3所示,若在一面竖立着的平面镜左方水平放置一个九格的棋盘,从甲处观察,乙处的“馬”在平面镜中的像在 (填“P”“R”“S”或“Q”)点。
【答案】(1)反射
(2)1.5
(3)确定像的位置
(4) 不合理 只做一次实验,结论具有偶然性
(5)不能
(6)P
【详解】(1)平面镜成像的原理是光照射到平面镜上发生反射,反射光线的反向延长线相交形成虚像,所以是光的反射现象。
(2)在探究平面镜成像特点实验中,玻璃板越薄,两个反射面所成的像距离越近,对实验的影响越小,所以应选择1.5mm厚的玻璃板。
(3)平面镜是不透明的,无法看到后面的物体,而玻璃板是透明的,既能反射光成像,又能透光看到玻璃板后面的蜡烛,所以用玻璃板代替平面镜便于确定像的位置。
(4)[1][2]只进行一次实验就得出像与物到镜面的距离相等的结论是不合理的,因为一次实验得到的结论具有偶然性,不能代表普遍规律,应该多次实验。
(5)若将蜡烛B也点燃,会使玻璃板后面环境变亮,蜡烛A的像会更不清晰,因为此时透过玻璃板看到的主要是蜡烛B的光,而不是蜡烛A的像了,所以不能使看到的像更清晰。
(6)根据平面镜成像特点,像与物关于镜面对称,乙处的“馬”在平面镜中的像与乙处关于平面镜对称,所以在P点。
【考点题型五】光的折射
【例5】(2025·贵州·中考真题)如图所示,是实验小组在“探究光的折射特点”的实验中拍下的一张照片。照片显示的是激光笔发出的光经空气和矩形玻璃砖传播时所呈现的光路。现根据这张照片,来探究下列问题:
(1)如果AB为入射光,BE就是 光,BC就是 光;
(2)如果以ABC段光路来探究折射特点,还需要作辅助线,请在答题卡对应图中画出辅助线;
(3)照片中未标注光的传播方向,请根据照片中的光路判断光是从A端入射,还是D端入射? ;理由是: 。
【答案】(1) 反射 折射
(2)
(3) 从A端入射 见解析
【详解】(1)[1][2]光射向两种介质分界面时,会同时发生反射和折射,且反射光和入射光在同种介质中,所以BE就是反射光,BC就是折射光。
(2)要探究折射特点,需要作出法线。方法是:过入射点与玻璃砖上表面垂直作直线,就是法线,如图所示:
(3)[1][2]若光线从D端入射,DC为入射光,射向玻璃砖下表面时会发生反射和折射,实际没有发生反射;其折射光CB射向玻璃砖上表面时,发生折射,但不会出现光线BE。所以光是从A端入射。
【变式5】(24-25八年级上·河南许昌·期末)某小组选用了图甲中光源、水、水槽、可折转的光屏(带刻度)等器材,用于完成探究“光从空气射入水中时的折射规律”。
(1)使用可折转的光屏,是为了观察折射光线和入射光线是否 。
(2)图甲中,光从空气射入水中,入射点为O点,则入射角是∠ (选填“∠DOF”或“∠COE”)。
(3)光从空气射入水中,不断改变入射角,读出刻度盘上对应的折射角,其中1和1′、2和2'…4和4'分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。由此可见,光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而 ,且折射角 入射角;当光从空气垂直射入水中时,折射角 入射角(后两空选填“大于”“等于”或“小于”)。
(4)若让光线沿1′、2'…和4'入射,发现折射光线恰好与其对应的入射光线重合,这一现象说明:在折射现象中, 。
【答案】(1)在同一平面内
(2)∠COE
(3) 增大 小于 等于
(4)光路可逆
【详解】(1)将光屏的右半部分向前后翻折,就不会看到折射光线,只有当整个光屏为一平面时,才能够看到折射光线,说明折射光线、入射光线、法线共面。这说明使用可折转的光屏,是为了观察折射光线和入射光线、法线是否在同一平面内。
(2)图甲中,光从空气射入水中,入射点为O点,CD为法线,入射角是入射光线与法线的夹角,则入射角为∠COE,折射角是折射光线与法线的夹角,则折射角是∠DOF。
(3)[1][2][3]由图丙可以看出,当入射角增大时,折射角也随着增大;即:光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而增大,随入射角的减小而减小,且折射角小于入射角。当光从空气垂直射到水面时,传播方向不变,此时入射角等于0度,折射角等于0度,则折射角等于入射角。
(4)根据折射光线和入射光线的位置互换进行实验,观察折射光线与原来入射光线重合,可知光路是可逆的。
【考点题型六】光在空气中和介质中传播的光路图
【例6】(2025·广东茂名·二模)如图所示,岸上的人看池底的A点是在点的位置,请你作出人在岸上看A点的光路。
【答案】
【详解】根据光从水中斜射入空气中时,折射光线远离法线偏折,折射角大于入射角,连接AO,则AO是入射光线,OB是折射光线,如图所示
【变式6】(24-25九年级下·河南周口·期中)如图所示,水槽底部有一点光源S,紧贴水槽右壁竖直固定一平面镜。S发出的一束光经水面折射照射在镜面上,又经平面镜反射后通过P点。请画出该光束从S点到 P 点的光路图。
【答案】
【解析】【小题1】先根据光的反射定律画出反射光线AP对应的入射光线,再将此入射光线与水面的交点和S点连接,即为光源发出的光线,即完成光路图,如图所示:
【考点题型七】凸透镜成像
【例7】(2025·广东深圳·二模)水透镜可以通过注水和抽水改变自身厚薄程度,小福用它来模拟眼睛成像。图中,烛焰在光屏上成一个倒立、 (选填“放大”“等大”或“缩小”)、清晰的实像,此时水透镜的焦点为F点,请把图中经水透镜折射后的光线补充完整 。将蜡烛左移,保持水透镜和光屏的位置不变,要使光屏上仍成清晰的像,水透镜应 (选填“注水”或“抽水”)。
【答案】 缩小 抽水
【详解】[1]由图可知,此时物距大于像距,根据凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立缩小的实像。
[2]平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,如图所示:
[3]若将点燃的蜡烛向左移动,物距增大,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小,此时像成在光屏的左侧,要使光屏上重新得到清晰的像,应对水透镜抽水,抽水后,水透镜折光能力变小,焦距变大,像往右移动,成在光屏上。
【变式7】智能手机扫码功能可快速获取信息,手机摄像头相当于 (选填“凸透镜”或“凹透镜”);二维码通过摄像头在手机中所成的是 (选填“实”或“虚”)像。图乙,蜡烛恰好在光屏上成清晰的像,此时光屏上可观察到倒立 (选填“放大”或“缩小”)的 (选填“实”或“虚”)像,生活中的应用是 (选填“投影仪”或“照相机”)。
【答案】 凸透镜 实 放大 实 投影仪
【详解】[1]凸透镜对光线有会聚作用,能使物体成像在感光元件(类似光屏)上,所以手机摄像头相当于凸透镜。
[2]二维码通过摄像头成像时,二维码到摄像头的距离(物距)大于一倍焦距、小于二倍焦距,此时凸透镜成倒立、放大的实像。
[3][4]图中蜡烛到透镜的距离(物距)小于光屏到透镜的距离(像距),且光屏能承接像,则物距在 “一倍焦距到二倍焦距之间”。 此时凸透镜成倒立、放大的实像(实像能在光屏上呈现)。
[5]生活中,投影仪就是利用 “物距在一倍焦距到二倍焦距之间,成倒立、放大实像” 的规律工作的。
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专题03 光的世界
【清单01】光的传播
一、光是怎样传播的
1.光源:能自行 的物体叫作光源
2.光线:为表示光的 情况,我们通常用一条带箭头的直线表示光传播的 和 。这样的直线叫作光线。光在 介质中沿 传播。
二、光传播的速度
1.光在真空中传播的速度是宇宙中最 的速度,为c =2.997 92×108 m/s。光在各种介质中的速度都比在真空中的 。在空气中光的速度与真空中的光速差不多;光在水中的速度大约是真空中光速的 ;光在玻璃中的速度大约是真空中光速的 。
【清单02】光的反射定律
一、光的反射定律
1.光的反射定律:反射光线、入射光线和法线在 平面内,反射光线、入射光线分别位于法线 ,反射角 入射角。
一、镜面反射和漫反射
1.镜面反射:平面镜很光滑,一束平行光射在平面镜上,反射光束仍然是 的,这种反射叫作镜面反射。
2.漫反射:白纸看上去虽然很平,但是实际上却有许多细微的凹凸,它把来自光源的光向四面八方反射,这种反射叫作 。
【清单03】平面镜成像
一、平面镜
1.平面镜:平静的水面、平板玻璃、平滑的金属面,都可以看作平面镜。
2.平面镜所成的像是 ,像与物体的大小 ,像到平面镜的距离 物体到平面镜的距离。
【清单04】光的折射
1、 光的折射:
1.光的折射:当光从一种介质斜射入另一种介质时,光路发生 ,这种现象叫作光的折射。
二、光的折射特点
1、折射角:折射光线与法线的 ,叫作折射角。
2.光的折射特点:折射光线与入射光线、法线在 平面内,折射光线和入射光线分居法线的 ,光从空气斜射入玻璃或其他介质中时,折射光线靠近法线 ,折射角 入射角,当光线 射向介质时,传播方向 。
【清单05】科学探究:凸透镜的成像
1、 认识透镜
1.凸透镜:中间 、边缘 的透镜,叫作凸透镜。如老花镜、照相机的镜头、望远镜的物镜。
2.凹透镜:中间 、边缘 的透镜,叫作凹透镜。如近视眼镜就是凹透镜。
3.焦点:射到地面的太阳光可视为平行光,让凸透镜正对着太阳,通过透镜的太阳光可以 在一点上
,这个 是凸透镜的。
4.焦距: 到凸透镜 的距离叫作焦距。
5.光从空气射向透镜时,凸透镜对光有 作用,凹透镜对光有 作用
【清单06】走进彩色世界
1、 光的色散
1、光的色散:白色的太阳光是由多种色光混合而成的。白光被 成多种色光的现象叫作光的色散。这些色光排列成的光带叫作光谱。
2、光的三原色: 、 、 三个选项,分别调整它们的数值,就可以组合出你想要的色彩,这三种颜色叫作色光的三原色。
【考点题型一】光沿直线传播的条件
【例1】(24-25八年级上·四川成都·期末)关于光的传播,下列说法正确的是( )
A.光不能在真空中传播 B.光在水中一定沿直线传播
C.光不能传递信息 D.影戏利用了光沿直线传播
【变式1】(23-24八年级上·贵州贵阳·期末)隧道工程中常用激光效准隧道是否弯曲,这是利用了 原理。
【考点题型二】光在不同介质中传播的速度
【例2】(23-24八年级上·四川南充·期中)光在真空中的传播速度是 m/s,当光从空气射入玻璃后其传播速度将 (选填“变大”“变小”或“不变”)
【变式2】(23-24八年级上·山东青岛·阶段练习)从地面向月球发射一束激光,经过2.56s的时间,地面接收到经过月球反射后的光线,试求地月距离。
【考点题型三】光的反射定律
【例3】(2025·云南玉溪·二模)根据如图中给出的入射光线AO及法线画出其反射光线。
【变式3】入射光线垂直射到平面镜上,入射光线与反射光线夹角是 度,如果保持入射光线的方向不变,把镜面转过15°,这时,反射光线与入射光线的夹角是 度。
【考点题型四】平面镜成像的特点及规律
【例4】(24-25八年级上·湖北武汉·期中)如图,检查视力的时候,视力表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。视力表在镜中所成的像是 立的 像,视力表在镜中的像与被测者的距离是 m,当人靠近平面镜时,人在镜中的像大小 。(填“变大”“变小”“不变”)
【变式4】(2025·黑龙江齐齐哈尔·模拟预测)小明用如图1所示器材探究平面镜成像的特点,其中蜡烛A、B完全相同。
(1)平面镜成像的原理是光的 现象。
(2)有3mm厚和1.5mm厚的玻璃板各一块,则应选择 mm厚的玻璃板做实验。
(3)实验中用玻璃板代替平面镜的目的是便于 。
(4)如图2所示,小明用直线把蜡烛A和它的像A'的位置连起来,用刻度尺测量出它们到玻璃板的距离是相等的,于是,他得出结论:像与物到镜面的距离相等。这样做 (填“合理”或“不合理”),理由是 。
(5)实验中小明发现蜡烛A的像不清晰,于是他将蜡烛B也点燃,用来增加像的亮度,这样 (填“能”或“不能”)使看到的像更清晰。
(6)如图3所示,若在一面竖立着的平面镜左方水平放置一个九格的棋盘,从甲处观察,乙处的“馬”在平面镜中的像在 (填“P”“R”“S”或“Q”)点。
【考点题型五】光的折射
【例5】(2025·贵州·中考真题)如图所示,是实验小组在“探究光的折射特点”的实验中拍下的一张照片。照片显示的是激光笔发出的光经空气和矩形玻璃砖传播时所呈现的光路。现根据这张照片,来探究下列问题:
(1)如果AB为入射光,BE就是 光,BC就是 光;
(2)如果以ABC段光路来探究折射特点,还需要作辅助线,请在答题卡对应图中画出辅助线;
(3)照片中未标注光的传播方向,请根据照片中的光路判断光是从A端入射,还是D端入射? ;理由是: 。
【变式5】(24-25八年级上·河南许昌·期末)某小组选用了图甲中光源、水、水槽、可折转的光屏(带刻度)等器材,用于完成探究“光从空气射入水中时的折射规律”。
(1)使用可折转的光屏,是为了观察折射光线和入射光线是否 。
(2)图甲中,光从空气射入水中,入射点为O点,则入射角是∠ (选填“∠DOF”或“∠COE”)。
(3)光从空气射入水中,不断改变入射角,读出刻度盘上对应的折射角,其中1和1′、2和2'…4和4'分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。由此可见,光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而 ,且折射角 入射角;当光从空气垂直射入水中时,折射角 入射角(后两空选填“大于”“等于”或“小于”)。
(4)若让光线沿1′、2'…和4'入射,发现折射光线恰好与其对应的入射光线重合,这一现象说明:在折射现象中, 。
【考点题型六】光在空气中和介质中传播的光路图
【例6】(2025·广东茂名·二模)如图所示,岸上的人看池底的A点是在点的位置,请你作出人在岸上看A点的光路。
【变式6】(24-25九年级下·河南周口·期中)如图所示,水槽底部有一点光源S,紧贴水槽右壁竖直固定一平面镜。S发出的一束光经水面折射照射在镜面上,又经平面镜反射后通过P点。请画出该光束从S点到 P 点的光路图。
【考点题型七】凸透镜成像
【例7】(2025·广东深圳·二模)水透镜可以通过注水和抽水改变自身厚薄程度,小福用它来模拟眼睛成像。图中,烛焰在光屏上成一个倒立、 (选填“放大”“等大”或“缩小”)、清晰的实像,此时水透镜的焦点为F点,请把图中经水透镜折射后的光线补充完整 。将蜡烛左移,保持水透镜和光屏的位置不变,要使光屏上仍成清晰的像,水透镜应 (选填“注水”或“抽水”)。
【变式7】智能手机扫码功能可快速获取信息,手机摄像头相当于 (选填“凸透镜”或“凹透镜”);二维码通过摄像头在手机中所成的是 (选填“实”或“虚”)像。图乙,蜡烛恰好在光屏上成清晰的像,此时光屏上可观察到倒立 (选填“放大”或“缩小”)的 (选填“实”或“虚”)像,生活中的应用是 (选填“投影仪”或“照相机”)。
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