内容正文:
第一单元 声和光-课时2 光现象
知识导图
核心观点
考点1 光的直线传播
光源
正在发光的物体,如太阳、燃烧的蜡烛、发光的电灯等,称为光源。月亮、钻石本身不能发光,不是光源
光的直
线传播
①条件:光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播
②现象:影子、日食、月食、小孔成像、林间地上圆形的光斑等
③应用:手影表演、皮影戏、瞄准射击、激光准直等
光速
光在不同介质中传播的速度不同,在真空中的传播速度最快,约为
提分指南
影子和小孔所成的像
影子
小孔所成的像
共同点
①都是由光的直线传播形成的;②都可以用肉眼观察到,都可以用光屏承接
不同点
影子是光实际照射不到的区域,是暗影,不是像
小孔所成的像是光实际照射到的区域,是物体的像
易失分点
1.光线实际上并不存在,光线的引入利用了理想模型法。
2.小孔只有足够小时才能成像,像的形状与小孔的形状无关,所成像一定是倒立的实像。
(1)像距大于物距时,成倒立、放大的实像;(2)像距等于物距时,成倒立、等大的实像;(3)像距小于物距时,成倒立、缩小的实像。
3.光年是一个长度单位,常用来度量宇宙天体间的距离。
中考这样考
1.张继的《枫桥夜泊》描绘了枫桥附近的夜景。“月”不是光源,“火”是光源。(均选填“是”或“不是”)
2.[2025内蒙古中考] 楼间距过小会影响采光。如图,楼房上的影子形成的原因是( A )
A.光沿直线传播 B.光发生了反射
C.光发生了折射 D.光发生了色散
考点2 光的反射和折射
1.光的反射和折射对比
定义
示意图
光的反射定律/折射规律
光的反射
当光射到物体表面时,被物体表面反射的现象
共面:反射光线、入射光线和法线都在同一平面
异侧:反射光线、入射光
线分居法线两侧
等角:反射角等于入射角
光的折射
光从一种物质斜射入另一种物质时,传播方向通常会发生偏折
①共面:折射光线与入射光线、法线都在同一平面
②异侧:折射光线和入射光线分别位于法线两侧
③角的大小关系:折射角随入射角的增大而增大,随入射角减小而减小
2.光的两种反射类型
镜面反射
漫反射
图示
不同点
反射面是光滑的平面,平行光束反射后仍然平行
反射面粗糙不平,平行光束反射后射向各个方向
共同点
都遵循光的反射定律
实例
平静的水面反光、玻璃幕墙引起的光污染、雨后地面积水反光
从各个方向都能看清黑板上的字、电影幕布
提分指南
1.光照射到不透明物体表面时,只发生反射;光斜射到透明物体的表面时,同时发生反射和折射。
2.在发生光的折射时,空气中光线与法线的夹角一定大于其他介质中光线与法线的夹角。
3.可以说折射角随入射角的增大而增大,或因为入射角增大,所以折射角也增大,但不可以反过来说(主从或因果关系要分清)。
4.光在同种不均匀介质中也可以发生折射,例如海市蜃楼、看到已经落到地平线以下的太阳等。
易失分点
1.不管是镜面反射,还是漫反射,都遵循光的反射定律。
2.入射角和反射角都是光线与法线的夹角,不是光线与反射面的夹角。
3.当光线垂直反射面入射时,入射角为 ,反射角也为 。
中考这样考
1.如图,向右匀速行驶的动车桌面上有杯水,一束光斜射到水面上,保持入射光方向不变,动车减速时( C )
A.入射角不变,折射角不变
B.入射角变小,折射角变小
C.入射角变大,折射角变大
D.入射角变大,折射角变小
2.[2025福建中考22题] 在图中,画出入射光线的反射光线和折射光线的大致位置。
3.[2023福建中考4题] 下列光现象与图中廊桥倒影形成的原理相同的是( A )
A.镜花水月 B.小孔成像 C.海市蜃楼 D.立竿见影
4.[2023福建中考22题] 光从空气斜射入玻璃中,请在图中画出反射光线和折射光线的大致位置。
考点3 平面镜成像
原理
光的反射
成像特点
①虚像:所成的像为虚像
②等大:像和物的大小相等
③等距:像和物到平面镜的距离相等
④垂直:像和物的连线与镜面垂直
⑤对称:像和物关于平面镜对称
应用
穿衣镜、潜望镜
易失分点
1.平面镜成像的大小取决于物体的大小,与物体到平面镜的距离无关。
2.实像和虚像的区分:(1)实像是实际光线的交点,可用光屏承接;(2)虚像是实际光线的反向延长线的交点,不能用光屏承接,只能通过肉眼观察。
3.凸面镜对光有发散作用,起到扩大视野的作用,如汽车的后视镜、公路转弯处的反光镜等。凹面镜对光有会聚作用,如太阳灶、汽车大灯的反光碗等。
中考这样考
1.[2025成都中考] 解锁城市灯火,感受巴蜀风情。今年“五一”假期,成都 “锦江花月夜”主题活动中, 高的巨型花灯“花花”浮在水面上,如图所示。下列说法正确的是( C )
A.人们看到水面上的“花花”,是因为光发生了镜面反射
B.水中的鱼看到水面上的“花花”,是因为光沿直线传播
C.“花花”在水中的倒影,是光的反射形成的虚像
D.“花花”在水中倒影的高度大于
2.[2025陕西中考] 如图所示,请根据平面镜成像特点,画出物体 在平面镜中
所成的像 。
考点4 光的色散
光的色散
将太阳光(白光)分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的现象
色光混合及物体颜色
①光的混合:由三棱镜分解的七色光再通过另一个三棱镜后,七色光又复合成了白光
②光的三原色:红、绿、蓝
③物体的颜色:透明物体的颜色,由它透过的光的颜色决定,如蓝色玻璃只能透过蓝色光,无色透明物体可以透过所有色光;不透明物体的颜色,由它反射的光的颜色决定,如红色不透明物体只反射红色光,白色不透明物体反射所有色光,黑色不透明物体吸收所有色光
看不见的光
红外线
特点:热效应强,穿透云雾的能力比较强
应用:遥控器、红外线夜视仪、红外线照相机、红外线测温仪等
紫外线
特点:能杀死微生物、使荧光物质发光
应用:医用灭菌灯、验钞机、治疗皮肤病等
中考这样考
1.[2025泸州中考] 唐朝时成书的《玄贞子》记载了著名的人工彩虹实验:“背日喷乎水,成霓虹之状。”下列与人工彩虹实验原理相同的是( D )
A.小孔成像 B.日晷计时 C.水面倒影 D.海市蜃楼
实验
实验1 探究光的反射定律 (课标要求必做)
【实验思路】
【实验器材】
平面镜、激光笔、可折叠光屏(硬纸板)、量角器、刻度尺、铅笔等。
【实验装置】
如图所示。
【实验步骤】
1.将平面镜放在水平桌面上,将可折叠光屏竖直立在平面镜上,使光屏与平面镜垂直;
2.将激光笔射出的光沿光屏投射到平面镜上,观察反射光线与入射光线是否在法线的两侧;
3.将显示有反射光线的半个光屏向后折转一定角度,观察该光屏(硬纸板)上是否还有反射光线;
4.在光屏上用笔描出入射光线与反射光线(确定光路的方法),用量角器测出入射角、反射角的大小并记录在表格中。改变入射角的大小,重复实验。(避免偶然性,寻找普遍规律)
【实验结论】
光反射时,反射光线、入射光线与法线在同一平面内;反射光线和入射光线分别位于法线两侧;反射角等于入射角。
【交流反思】
如果记录的反射角和入射角的度数不相等,可能原因:①错将入射光线与镜面的夹角当成入射角;②错将反射光线与镜面的夹角当成反射角。
一题通关
例1 用如图甲所示装置探究光的反射定律,白色硬纸板能沿 折转。
基础设问
(1)实验开始前,将平面镜置于水平桌面,如图乙所示。激光笔的光束射向平面镜上 点,在平面镜上方喷水雾,从前向后观察,可在镜面上方看到2条光束。
(2)能从不同方向观察到光的传播路径,是因为光发生了漫反射。
(3)实验时,将纸板竖直放置在平面镜上,让入射光贴着纸板沿 射向平面镜上的 点,观察反射光的方向。
(4)正确操作实验,并在纸板上记录每次光的径迹,取下纸板,接下来进行的操作是测量入射角和对应反射角的大小,将数据记录在表格中,并比较反射角与入射角的大小关系。
(5)为了得到反射角与入射角大小关系的普遍规律,应当多次改变入射角的大小,测量反射角和入射角的角度并进行比较。
(6)将实验数据记录于表1,分析表中数据得出结论:①反射光线、入射光线分别位于法线两侧;②反射角等于入射角。
表1
序号
入射光线相对法线的位置
反射光线相对法线的位置
入射角𝑖
反射角𝑟
1
左
右
2
左
右
45°
3
左
右
60°
60°
4
右
左
60°
60°
表2
实验次数
1
2
3
4
5
6
入射角
60°
50°
40°
20°
0°
反射角
60°
50°
40°
60°
20°
0°
提升设问
(7)小东分析数据认为:光反射时,入射角等于反射角。你认为他的结论错误。
(8)某同学的实验数据如表2所示,其中有一组数据测错了,这组数据是第4次实验的,原因可能是将反射光线与平面镜的夹角当成了反射角。
(9)将一束光贴着纸板沿射到点,光沿图甲中的 方向射出,说明光反射时,光路是可逆的。
(10)纸板右侧没有沿 折转时,能观察到反射光,折转后,观察不到反射光。说明光反射时,反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(11)在实验过程中,若将纸板倾斜,如图丙所示,让光线仍贴着纸板 沿某一角度射向点,此时入射光线、 在(选填“在”或“不在”)同一平面内, 反射光线、入射光线和 __不在(选填“在”或“不在”)同一平面内,在纸板 上不能(选填“能”或“不能”)看到反射光线。
(12)实验时若使入射光线逐渐靠近法线 ,则可观察到反射光线会靠近(选填“靠近”或“远离”)法线,此过程中反射角逐渐减少。
(13)实验中,光在平面镜上发生的是镜面(选填“镜面”或“漫”)反射。
(14)使一束光贴着纸板沿某一角度入射到点,在纸板 上没有观察到反射光线,原因可能是纸板与不在同一平面上(或纸板没有与平面镜垂直)。
拓展设问
(15)图甲中,使用可绕 折转的纸板的目的是①显示光路;②探究反射光线与入射光线及法线是否在同一平面内。
(16)在图丁中,将纸板沿剪开,把纸板 的上半部分向后折。实验时在纸板 上观察到下半部分有反射光线,上半部分无反射光线(或上半部分无反射光线,或只有下半部分有反射光线均可)的现象,表明反射光线、入射光线和法线都在同一平面内。
(17)光热电站利用追日镜将太阳光反射到吸热塔用于发电。图戊为上午某时刻的光路图,根据上述实验结论推断,随着太阳的运动,追日镜应沿逆时针方向旋转,使反射光射向吸热塔。
实验2 探究平面镜成像的特点 (课标要求必做)
【实验思路】
【实验装置】
如图所示。
【实验步骤】
1.将白纸平铺在水平桌面上,玻璃板垂直架在纸上,在玻璃板的一侧立一支点燃的蜡烛,在同侧观察玻璃板中蜡烛的像。
2.再把光屏放到像的位置,直接(不透过玻璃板)观察光屏上有无蜡烛的像。
3.把另一支形状相同且未点燃的蜡烛放到像的位置并与像重合(未点燃的蜡烛看起来也有了烛焰),由此比较点燃蜡烛的像的大小、正倒与蜡烛本身是否一致。
4.在纸上描出蜡烛、玻璃板和蜡烛的像的位置,并用直线连接蜡烛和蜡烛的像所在的位置,量出直线与玻璃板的夹角,用刻度尺分别量出蜡烛和像到玻璃板的距离。
5.改变点燃的蜡烛的位置,重复实验。
【实验结论】
物体通过平面镜所成的像是正立的虚像。像与物体的大小相同,像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等,像与物体的连线与平面镜垂直,即像与物体关于平面镜对称。
一题通关
例2 用图甲装置探究平面镜成像的特点。
基础设问
(1)实验中用透明玻璃板替代平面镜的优点是便于确定像的位置。
(2)为了便于观察,实验最好在较黑暗(选填“较明亮”或“较黑暗”)的环境中进行。
(3)将玻璃板竖直放置在铺有白纸的水平桌面上,将蜡烛1放在 位置,然后拿一支与蜡烛1完全相同且未点燃(选填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛2在玻璃板后面移动,直到看上去蜡烛2跟蜡烛1的像完全重合时,将蜡烛2此时的位置记为 。
(4)再将光屏放在 位置,发现无论如何移动光屏,光屏上都承接不到像,由此可知平面镜成的像是虚像。
(5)改变蜡烛1的位置,重复步骤(3),可得像与物位置的对应关系如图乙,可知平面镜成像时,像与物关于镜面对称。
(6)将图乙中处的蜡烛沿向玻璃板方向移动 ,此时像与物之间的距离是____ ,像的大小的变化情况是不变。
提升设问
(7)实验时,若发现无论如何移动蜡烛2,蜡烛2都无法与蜡烛1的像重合,原因可能是玻璃板没有与纸面垂直。
(8)实验中,用一张白纸挡在玻璃板和像之间,还能观察到蜡烛的像吗?
能。
(9)实验中从蜡烛1一侧透过玻璃板看到像有“重影”,其原因可能是玻璃板的前后表面都发生了光的反射。改善“重影”问题的办法是换用薄玻璃板。
(10)若有厚度相同的茶色玻璃板和无色玻璃板可供选择,则应选用茶色玻璃板,优点是观察到的像更清晰。
(11)选用两支完全相同的蜡烛,这里用到的是等效替代法(填实验方法)。
拓展设问
(12)若只做了一次实验后就要下结论,这种做法正确吗?为什么?不正确。因为仅凭一次实验数据得出的结论具有偶然性。
(13)若将玻璃板和蜡烛下面的白纸换成方格纸或垫上一把刻度尺进行实验,这种做法的优点是方便比较像与物到平面镜的距离关系。
(14)用棋子代替蜡烛进行实验,但怎么也看不清楚棋子的像,请你给出一个解决这个问题的办法:用灯光照亮棋子。
(15)[2025福建中考] 利用茶色薄玻璃板制作如图丙的“临摹神器”,可在白纸上临摹手机画面。如图丁,当手机屏幕与白纸的夹角为 ,若要使手机画面通过玻璃板所成像的位置在白纸上,玻璃板与桌面的夹角 应为50 ,临摹时要在①(选填“①”或“②”)位置观察。
课后训练
基础巩固
1.[2025长沙中考] 《墨经》中记载了小孔成像的实验。其成
像原理如图所示,这是利用了光的( )
A.直线传播 B.反射 C.折射 D.色散
2.[2025云南中考] 如图所示,倒影的形成原因是( )
A.光沿直线传播 B.光的反射
C.光的折射 D.光的色散
3.[2025广西中考] 唐朝诗人李白在《渡荆门送别》诗中有“云生结海楼”的
写景名句,其中“海楼”指海市蜃楼,其产生的主要原因是( )
A.小孔成像 B.光的折射 C.平面镜成像 D.凹面镜成像
4.[2025苏州中考] 如图所示是苏州园林中的景象,由光的折射形成的是( )
5.[2025广东中考] 如图所示,探究光的反射定律实验中,入射角为____度;增大入射角,则反射角______;将纸板 沿 向后翻折,在纸板上______(选填“能”或“不能”)看到反射光。
6.[2025南充中考] 研学活动中,图1是某同学在参观博物馆时,通过玻璃橱窗看到了自己的影子,这是由光的______形成的;图2是她走出博物馆后,看到天空出现的彩虹,这是光的______现象。
能力提升
7.[2025巴中中考] 家用小汽车的后视镜是用来观察车后情况的。在某次行驶时,发现左侧后视镜中只能看到左侧车身,看不见车后马路上的情况,为确保行驶安全,左侧后视镜的镜面应该( )
8.如图所示是小红检查视力时的情景。小红看到的平面镜中的视力表是_______(选填“虚像”或“实像”),视力表在镜中的像到人眼的距离为___ ;如果小红走近平面镜,视力表在平面镜中的像将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
9.[2025河南中考] 如图是“探究平面镜成像的特点”的实验装置。
(1)为了便于观察实验现象,应选择在较____(选填“亮”或“暗”)的环境中进行实验。
(2)实验时,将玻璃板竖立在铺有纸的水平桌面上,把点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面,将外形相同但未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动,人眼在玻璃板的______(选填“前面”或“后面”)观察,直至蜡烛B和A的像完全重合,这说明像和物的______相等。
(3)在纸上分别标记蜡烛A和像的位置,用刻度尺分别测出蜡烛和像到_________的距离,通过分析初步得出结论。
10.新考法 思维导图构建 [2025山西中考] 小亮在梳理光现象知识时绘制了如下思维导图,其中一个分支的实例内容有缺失。下列选项能正确补充的是( )
A.水中倒影 B.海市蜃楼 C.小孔成像 D.立竿见影
11.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 灯,在屏幕上看到一个清晰的鸡蛋影像,再打开 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_____________________。
课后训练参考答案
1、 A
2、 B
3、 B
4、 B
5、 40 增大 不能
6、 反射 色散
7、 A
8、 虚像 5 不变
9、 暗 前面 大小 玻璃板
10、 A
11、 光的直线传播 “鸡雏”的遮光性更强
1
学科网(北京)股份有限公司
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