第02讲 光现象(举一反三·讲义)(全国通用)2026年中考物理一轮复习
2026-01-05
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摘要:
该初中物理讲义聚焦光现象中考核心考点,系统覆盖光的直线传播、反射、平面镜成像、折射、色散五大模块,每个考点包含必备知识、典例解析、变式训练及易错辨析,构建“基础-应用-突破”的知识网络。通过考点精讲梳理规律、拓展学习分析四大陷阱、巩固提升精选15道真题,形成“梳理-指导-训练”闭环,助力学生突破难点。
亮点在于融合科学探究与科学思维,如“探究平面镜成像特点”实验用等效替代法确定像的位置,培养科学探究能力;“影与像辨析”等陷阱分析强化模型建构。设基础、提升、挑战三级练习与即时反馈,确保高效复习,教师可据此精准把控节奏,有效提升学生应考能力。
内容正文:
第02讲 光现象
本讲要点
01 考点精讲(5大核心考点)
考点01 光的直线传播(必备知识+1例+2变式+易错易混辨析)
考点02 光的反射(必备知识+1例+2变式+易错易混辨析)
考点03 平面镜成像(必备知识+1例+2变式+易错易混辨析)
考点04 光的折射(必备知识+1例+2变式)
考点05 光的色散(必备知识+1例+2变式+易错易混辨析)
02 拓展学习(光现象常考的四个陷阱分析)
03 巩固提升(精选15道题)
考点01 光的直线传播
1、光源:正在发光的物体叫 ,光源可分为 和 。
2、光速:光在真空中的传播速度是。
3、光年:光年是指光在1年中的 ,1光年9.46×1015m。
4、光线:为了表示光的传播情况,我们通常用一条 表示光的传播 ,这样的直线叫光线。
5、光的直线传播条件:光在 沿直线传播。
(1)光能在 中传播。
(2)光在两种均匀介质的接触面上是要发生折射的,此时光就不是直线传播了。
6、与光的直线传播有关的现象
(1)影子:光在传播过程中,遇到不透明的物体,会使物体后面光不能到达的区域形成一个阴暗区域,即物体的 。
(2)日食和月食
①月食:当地球处于月球和太阳之间时, ,由于光沿直线传播,我们能看到月食。
②日食:当月球运行到太阳和地球之间时,由于光沿直线传播, ,我们看到了日食。
(3)小孔成像:用给一个带有小孔的板遮挡在光屏与蜡烛之间,光屏上就会形成烛焰倒立的像,我们把这样的现象叫小孔成像。
7、光直线传播的应用由于光的直线传播,在开凿隧道时,工人们可以用激光束引导掘进机,使掘进机沿直线前进,保证隧道方向不会出现偏差;士兵瞄准射击;站队时队列排直等。 像“井底之蛙”、“一叶障目不见泰山”也都是可以用光的直线传播进行解释的。
【例1】(2025·江苏淮安·中考真题)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 。
【变式1-1】(2025·四川广安·中考真题)对下列诗词中涉及的物理现象解释正确的是( )
A.“起舞弄清影,何似在人间”中“影”的形成是光沿直线传播
B.“举头望明月,低头思故乡”中的“明月”是光源
C.“露从今夜白,月是故乡明”中“露”的形成是熔化现象
D.“月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠”中“霜”的形成是凝固现象
【变式1-2】(2025·江苏盐城·中考真题)日晷是古人利用太阳投射影子测定时间的装置,由晷面和晷针组成,晷针指向北极星。
(1)制作:在A4纸上画出标有刻度的半圆,折叠成如图所示的晷面,使晷面与竖直面的夹角和当地纬度相同。将一根吸管从圆孔O处垂直插入晷面,即为 。
(2)调试:将日晷朝北放置,在12点整的时候微调晷面,使晷针的 与12点刻度线重合。
(3)校验:在图中晷面刻度线上标出下午3点整的位置,待到下午3点整的时候检验其准确性。
【易错易混辨析】
1、有些物体本身并不发光,由于它们能够反射太阳光或其他光源发出的光,好像也在发光,但它们不是光源,比如月亮,我们看到的月光不是月亮自身发出来的,是月球反射的太阳光,所以月亮不是光源。而人造光源一定要是正在发光的物体。
2、解题时要注意光传播的条件,这是解题的关键。“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。
3、模型思维是一种重要的科学思维,光线是初中物理中的重要模型,光线实际上不存在,存在的是光。
4、小孔成像中像的形状取决于物体的形状,和小孔的形状无关;成像的大小与光屏到小孔的距离,物到小孔的距离等有关。
5、“光年”不是时间单位,不要被“年”字所误导。
考点02 光的反射
1、光的反射现象:光在传播的过程中,遇到两种介质交界面(或物体表面)时,有一部分光 原来的介质中的现象叫做 。
2、实验:探究光反射时的规律
实验猜想
(1)光的反射光线、入射光线与镜面的夹角相等。
(2)反射光线和入射光线关于法线是对称的。
实验器材
平面镜一块、红色激光笔、直尺、不同颜色的笔、量角器、一张可绕中线折转的白色硬纸片(显示光路)。
进行实验与收集证据
(1)如图甲所示,把平面镜放在水平桌面上,再将白色硬纸板竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON垂直于镜面,右侧纸板NOF可绕直线ON旋转。
(2)先将纸板EON和纸板NOF处在同一平面内,然后使入射光贴着纸板沿某一角度射向O点,观察反射光的方向。在硬纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。
(3)改变光束的入射角度,进行多次实验(寻找普遍规律),换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。
(4)取下纸板,用量角器分别测量ON两侧的入射角和反射角的大小,并将数据记录在表格中。
(5)如图乙所示,将纸板NOF向前或向后折转,在纸板上观察反射光的径迹。
实验次数
入射角
反射角
1
60°
60°
2
45°
45°
3
30°
30°
…
分析论证
(1)当纸板EON和NOF在同一平面内时,能观察到反射光的径迹,且入射光、反射光分居发现两侧,反射光线的方向随着入射光线方向的改变而改变。
(2)分析表中的数据可知,反射角等于入射角。反射角随着入射角的减小而减小。
(3)把纸板NOF向前折或向后折时,观察不到反射光的径迹,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
归纳总结
光的反射定律,在光的反射现象中:入射光线、反射光线、法线同在同一个平面内(共面);反射光线、入射光线分别位于法线的两侧(分居);反射角等于入射角(等角)。
实验注意事项
(1)应在光线 的室内进行实验,以便于观察实验现象。
(2)实验时,纸板必须与平面镜 ,否则在纸板上看不到反射光。
(3)实验过程中严禁将激光对着人眼,以防灼伤眼睛。
(4)通过镜面对入射光的反射作用,可以看出镜子有改变光路的作用。
(5)本实验时一个归纳性实验,改变入射光的方向多次实验的目的是为了得到多组实验数据,从而得出普遍规律, 。
3、根据光的反射规律作光路图的方法是
(1)由入射光线和反射面确定 ,入射点一般用字母0表示。
(2)由入射点和反射面确定 ,法线用虚线画出。
(3)由入射光线和法线确定 ,入射角一般用字母∠i、∠a或∠1表示。
(4)根据光的反射定律确定 ,反射角一般用字母∠γ、∠β或∠2表示。
(5)由法线和反射角确定反射光线,光线用实线画出,注意入射光线和反射光线的箭头方向。
4、镜面反射和漫反射:反射面是光滑平面,光线平行反射的叫 ;反射面是粗糙表面,光向各个方向反射的反射叫 。镜面反射和漫反射都遵循光的 。
5、光路的可逆性:光反射时,光路是 。
【例2】(2025·辽宁·中考真题)某小组探究在光的反射现象中反射角和入射角的关系。
(1)注意:为了避免伤害眼睛,使用激光笔时,禁止 ;
(2)把一块平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板 地立在平面镜上,纸板上的直线ON垂直于镜面,使一束光贴着纸板沿某一角度射到O点,经平面镜反射,沿另一个方向射出,在纸板上用笔描出入射光和 的径迹,并标出入射角i和反射角r,如图所示;
(3)改变光束入射的角度,多做几次实验,换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。取下纸板,用 测量∠i和∠r的度数,将数据记录在下表中。
数据序号
1
2
3
4
5
…
∠i
30°
40°
50°
60°
70°
…
∠r
30°
40°
50°
60°
70°
…
分析表中数据,得出结论:在反射现象中,反射角 入射角。
【变式2-1】(2025·广东·中考真题)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NOF沿ON向后翻折,在纸板上 (选填“能”或“不能”)看到反射光。
【变式2-2】(2025·青海西宁·中考真题)漫反射能够让我们从各个方向看到物体,请在下图中规范画出漫反射光路图AO光线的反射光线。
【易错易混辨析】
1、漫反射和镜面反射一样,每条光线均遵循反射定律;平行光束经漫反射后不再是平行光束;由漫反射形成的物体亮度,一般视光源强度和反射面性质而定。
2、每条入射光线,有且只有一条反射光线与之相对应。
3、反射现象发生时,先由入射光,后有反射光。反射光是随着入射光的改变而改变的,所以叙述光的反射定律时,不能把“反射角等于入射角”说成“入射角等于反射角”。
4、当光垂直镜面入射时,入射角为零,反射角也为零,反射光线与入射光线在同一直线上,方向相反,并不是没有发生现象。
考点03 平面镜成像
1、探究平面镜成像的特点
提出问题
平面镜成像时,像的位置、大小跟物体的位置、大小有什么关系
猜想与假设
平面镜所成的像的大小可能与物体的大小相等,像到平面镜的距离可能物体到平面镜的距离相等
实验器材
薄玻璃板一块、支架、笔一只、两支相同的蜡烛、刻度尺、白纸等
设计并进行实验
(1)在水平桌面上铺一张白纸,纸上竖立一块薄的玻璃板作为平面镜,在纸上沿着玻璃板画一条直线,这条直线代表玻璃板的位置。
(2)如图所示,把一只点燃的蜡烛放在玻璃板的前面,透过玻璃板进行观察,可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一只外形完全相同的蜡烛(未点燃),竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟前面的蜡烛的像完全重合。这个位置就是前面那个蜡烛的像的位置。
(3)在纸上记录下两支蜡烛的位置,并注意观察蜡烛的大小和它的像的大小是否相同。
(4)移动点燃的蜡烛,重做实验。
(5)用直线把两次实验中的蜡烛和它的像在纸上的位置连接起来,用量角器测量蜡烛和像连线与镜面的夹角。
(6)用刻度尺分别测量蜡烛和像到玻璃板的距离,将测得的数据记录在表格中。
实验数据
记录
次数
蜡烛到平面镜的距离
蜡烛的像到平面镜的距离/cm
蜡烛的像与蜡烛的大小关系
蜡烛的像与蜡烛的连线与镜面位置的关系
1
10
10
等大
垂直
2
15
15
等大
垂直
3
20
20
等大
垂直
4
25
25
等大
垂直
分析与论证
(1)未点燃的蜡烛可以与点燃的蜡烛的像完全重合,说明蜡烛的像的大小与蜡烛大小相等。
(2)由实验数据可知,蜡烛和它的像的连线与镜面垂直,蜡烛的像到平面镜的距离与蜡烛到平面镜的距离相等。
探究归纳
平面镜成像的特点:像与物大小 ;像到镜的距离与物到镜的距离 ;像与物的对应点的连线与镜面 ;像与物左右位置 ;平面镜所成的像是 (实像、虚像)。
实验注意事项
(1)为了使观察到的像更为清晰,实验最好在 中进行;
(2)实验中用玻璃板代替平面镜,目的是便于 ,并比较 ,原因是玻璃板既能反射光又能透过光,即透过玻璃板能看到未点燃的蜡烛,也能看到点燃的蜡烛所成的像;
(3)实验应选用 的玻璃板。因为玻璃板的前后表面可以各成一个像,当玻璃板较厚时,两个像有较大的错位,难以确定像的位置;
(4)实验中,玻璃板要竖直立在水平桌面上。若玻璃板没有竖直放置,则未点燃的蜡烛和点燃的蜡烛将 ;
(5)实验中,使用两支完全相同的蜡烛,目的是比较 ;
(6)用点燃的蜡烛做实验的优点是所成的像比较亮, ;
(7)白纸用于标注玻璃板的位置、蜡烛以及蜡烛的像的位置,刻度尺用于测量蜡烛以及蜡烛的像到玻璃板的距离;
(8)改变蜡烛与玻璃板的距离进行多次实验,是为了 。
2、平面镜成像作图的方法
(1)利用平面镜成像的特点。
(2)利用高度反射。
(3)利用光路的可逆性。
3、平面镜和球面镜:利用光的反射现象,反射面为 的叫平面镜,反射面为 一部分的叫球面镜。
(1)利用球面的外表面作反射面的面镜叫做 ;凸面镜对光有 作用。
(2)利用球面的内表面作反射面的面镜叫做 ;凹面镜对光有 作用。
4、平面镜成像的应用:利用平面镜成像、改变光路、扩大视野空间等。
【例3】(2025·山东滨州·中考真题)某小组在做探究光的反射实验。
(1)在“探究光反射时的规律”实验中:
①先把平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON 于镜面,如图甲所示。
②实验时,使一束光EO与平面镜夹角为40°射到O点,经平面镜反射,沿另一个方向射出,此时,反射角大小为 。
③如图乙所示,把纸板NOF绕ON向后折,在纸板上看不到反射光。这表明:在反射现象中,反射光线、入射光线和法线在 内。
(2)在“探究平面镜成像的特点”实验中:
①用玻璃板代替平面镜是为了便于确定像的 。
②如图丙所示,把点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合,说明平面镜所成的像与物体大小相等,这种研究方法是物理学中常用的 (选填“控制变量法”或“等效替代法”)。
③将光屏放在蜡烛A的像的位置,直接观察光屏,光屏上没有呈现蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是 。
【变式3-1】(2025·山东日照·中考真题)如图甲所示,牙科医生用一个带杆的小圆镜给病人检查。图乙中的C点为牙齿B在镜中成像的位置,请画出医生在A点通过平面镜看到这颗牙齿的光路图。
【变式3-2】(2025·西藏·中考真题)某学校教学楼安装了“仪容镜”,方便师生整理仪容仪表。某同学想知道物体在平面镜中成像的特点,到实验室做了如下探究:
(1)为了便于确定像的大小和位置,应选用 代替平面镜。
(2)他选用两支完全相同的蜡烛,点燃一支竖立固定在“平面镜”的前面,移动后面未点燃的蜡烛,直到看上去它跟前面蜡烛的像 ,记录它们的位置及像的虚实。移动点燃的蜡烛,再做几次实验,收集实验数据如表所示。
次数
蜡烛到平面镜的距离/cm
蜡烛的像到平面镜的距离/cm
蜡烛的像与蜡烛的大小关系
像的虚实
1
5.0
5.0
相等
虚像
2
8.0
8.0
相等
虚像
3
10.0
10.0
相等
虚像
(3)他分析成像的特点,利用数学知识总结出:平面镜所成的像与物体关于镜面 。
(4)利用平面镜成像特点还能解决什么问题?请你举出一个实例: 。
【易错易混辨析】
1、在作图时,光线和界面用实线表示,法线和反向延长线用虚线表示。
2、凸面镜和凹面镜的应用思路主要基于它们对光线不同的作用效果:凸面镜通过发散光线来扩大视野或产生变形效果,而凹面镜则通过会聚光线来实现集中照明或观察远距离物体。这两种镜子在日常生活和科学领域中都有广泛的应用。
考点04 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,光在另一种介质中传播方向发生改变的现象叫光的折射。
(1)入射光线射入另一种介质时的交点(O),叫入射点。
(2)入射光线与法线夹角(α)叫 。
(3)折射光线与法线的夹角(γ)叫 。
2、光的折射规律
(1)在折射现象中,折射光线、入射光线、法线在 平面内。
(2)折射光线和入射光线 在法线的两侧。
(3)当光从空气斜射入水等其他透明物质时,折射角 入射角;当光从水或其它透明物质斜射入空气时,折射角 入射角。
(4)光从一种介质 射入另一种介质时,其传播方向 。
3、光的折射现象及其应用:池水水底变浅、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。
【例4】(2025·山东日照·中考真题)某同学在碗中放一枚硬币,慢慢蹲下,当低至某一观察位置时,就看不到硬币了,如图甲所示。然后慢慢往碗中倒水,在同一观察位置就又能看到碗中的硬币了,如图乙所示。这是光的 现象,后来看到的是硬币的 (选填“实”或“虚”)像。
【变式4-1】(2025·西藏·中考真题)中国古诗词蕴含着丰富的科学知识。“潭清疑水浅”是指清澈的潭水看起来变浅了,下列哪个光现象与其原理相同( )
A.倒影 B.筷子在水中“折断”
C.手影 D.小孔成像
【变式4-2】(2025·四川资阳·中考真题)如图所示,一束光线从容器中的水里A点面向空气斜射,在容器壁上的B点形成一个亮斑,另一部分光线经水面反射后照亮容器底部的C点。请确定入射点O,作出入射光线AO、折射光线OB、反射光线OC。
【易错易混辨析】
光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处,只是反射光返回原介质中,传播方向发生改变;而折射光则进入到另一种介质中,由于光在两种不同的介质里传播速度不同,故在两种介质的交界处传播方向发生变化,这就是光的折射。在两种介质的交界处,既发生折射,同时也发生反射。
考点05 光的色散
1、光的色散:太阳光通过三棱镜后,被分解成各种单一颜色的光,这种现象叫 。
(1)不同颜色的光通过三棱镜时偏折程度 ,红光偏折最小,紫光偏折 ,偏折由小到大依次为 。
(2)生活中的色散现象:彩虹、泼向空中的水变得五颜六色、阳光下肥皂泡变成彩色等。
2、光的三原色:把红、绿、蓝三种色光按不同比例混合可产生各种颜色的光, 也叫光的三原色。
3、物体得颜色
(1)透明物体的颜色是由它透过的色光决定的;它能透过什么颜色的光就呈什么颜色。
(2)不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的,比如红光照在黑色的物体上应该呈现黑色。
4、红外线:在光谱中波长自760nm至400μm的电磁波称为 ,红外线是不可见光线。
红外线作用:①有热效应;②穿透云雾的能力强;③治疗作用。
5、紫外线:电磁波谱中波长从0.01~0.40微米的辐射总称,属于不可见光。
紫外线应用:
化学:涂料固化,颜料固化,光刻
生物学:紫外线灭菌法,促进植物生长,诱杀蚊虫
仪器分析:矿石,药物,食品分析
应用:人体保健照射,诱杀害虫,油烟氧化,光触酶(二氧化钛)
【例5】(2025·山东淄博·中考真题)许多优美的诗词蕴含着丰富的物理知识,对下列诗词中的物理现象解释正确的是( )
A.楼台倒影入池塘——“倒影”是光的折射形成的虚像
B.绿树阴浓夏日长——“阴浓”是光的反射形成的实像
C.桃红又是一年春——“桃红”是因为桃花吸收红色光
D.谁持彩练当空舞——“彩练”是光的色散形成的
【变式5-1】(2025·重庆·中考真题)下列关于白居易的《暮江吟》中描述的光现象解释正确的是( )
A.一道残阳铺水中——水中的“夕阳”是由光的折射形成的
B.半江瑟瑟半江红——江面呈现出红色是江面反射红光的原因
C.可怜九月初三夜——九月初三夜空的弯月是自然界中的光源
D.露似珍珠月似弓——露珠特别明亮是白光发生了色散的原因
【变式5-2】(2025·上海·中考真题)万里无云的晴天时,我们看到天空是蓝色的,现已知以下信息:
①光是一种电磁波,不同色光的频率如下表所示:
红色
橙色
黄色
绿色
青色
蓝色
紫色
384-482THz
482-503THz
503-520THz
520-610THz
620-659THz
610-659 THz
659-769 THz
②光的频率越高,经氮气、氧气分子散射的程度越大,向各个方向发散;
③太阳光在空气中主要通过氮气、氧气分子散射;
④“靛”是蓝紫或深蓝,晴天时,相较于紫色光,人眼更容易感受到蓝色光。
(1)频率为450THz的光 (选填“属于”、“不属于”)三原色光;
(2)结合以上信息,请解释“晴天时,人看天空为什么是蓝色的”。
。
【易错易混辨析】
白色和无色的意义不同,白色物体是不透明物体,无色物体是透明物体,白色物体能反射各种色光,无色物体能透过各种色光。
【光现象常考的四个陷阱分析】
陷阱一:混淆平面镜成像特点与“近大远小"的视觉现象
人们在观察物体时,却有“近大远小”的视觉体验同一个物体,人离它越远就会感觉物体越小,但实际上物体本身的大小并没有改变,只是人们观察视角发生了变化,从而影响了观察结果,因此,平面镜所成的像与人观察到的像是两个不同的概念。
平面镜成像的特点:“等大、等距、垂直、虚像”。
陷阱二:影与像、实像与虚像的概念辨析。
影是光在沿直线传播的过程中遇到不透明的物体时,光线被物体挡住无法穿透物体,在物体后面形成的与物体轮廓相似的黑暗区域,如日食、月食,晚上斜射灯光下的人影,手影,皮影戏等;
像是物体发出(或反射)的光线,经过光的直线传播、光的反射或折射后的光线会聚(或光线的反向延长线相交)而形成的、与原物相似的图形,该图形明亮、有细节、有层次,如小孔成像、平面镜成像等。
实像是实际光线会聚而形成的,可以用眼看到,也可以用光屏承接到,如小孔成像所成的像是倒立的实像。
虚像是由实际光线的反向延长线相交而成的,只能用眼看到,不能用光屏承接,如平面镜所成的像是正立的虚像.
陷阱三:声、光传播的条件及传播速度混淆。
光在同种均匀介质中是沿直线传播的,如果介质不均匀,光将不再沿直线传播,会发生弯曲,【误区】(只要是在同种介质中,光的传播路径就是直的)。光可以在真空中传播,不需要介质;声音传播需要介质,不能在真空中传播,光在真空中的传播速度为3x108m/s(在空气中近似为3x108m/s),而声音在空气中的传播速度约为340 m/s。
陷阱四:平面镜成像原理理解不透导致作图错误。
在光学作图题中,实际的光线用带箭头的实线表示,作图的痕迹则应该用虚线表示;由于平面镜所成的像是虚像,虚像也应该用虚线画;法线作为研究问题的辅助线,也要画成虚线,部分同学在作图时不能分清楚什么情况下画实线,什么时候画虚线.
1.(2025·内蒙古·中考真题)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.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
2.(2025·湖南·中考真题)如图,农户在果树下铺上银色地膜,使果实能接收到更多的光照,促进果实着色,提高品质。这主要利用了银色地膜对光的( )
A.反射 B.折射 C.色散 D.直线传播
3.(2025·江苏连云港·中考真题)下列事例中属于光的反射现象的是( )
A.雨后天空中出现的彩虹
B.建筑物在平静水面上形成的倒影
C.插入水中的筷子看起来“弯折”了
D.太阳光通过三棱镜后被分解成各种色光
4.(2025·山东滨州·中考真题)诗词是中国古代文化宝库中的一颗璀璨明珠,许多诗句中蕴含着丰富的物理知识。“绿树阴浓夏日长,楼台倒影入池塘”中,“楼台倒影”蕴含着的光现象是( )
A.光的直线传播 B.光的反射
C.光的折射 D.光的色散
5.(2025·青海西宁·中考真题)青海旅游资源丰富,小西旅游时,看到了一幅幅美丽的画卷,下列现象中说法正确的是( )
A.青海湖“湟鱼洄游”时,小西看到水中的鱼比实际浅是光的反射形成的
B.茶卡盐湖“天空之境”,小西看见水中的蓝天白云是光的折射形成的
C.互助“北龙山”薄雾的清晨,透过树丛的光束是直的说明光在空气中沿直线传播
D.大柴旦“翡翠湖”景区紫外线强,用眼睛可以直接观察到紫外线
6.(2025·四川绵阳·中考真题)在光线强烈的户外使用手机时,用户常因屏幕反光,看得到屏幕上自己脸部的像,看不清屏幕本身显示的内容,所以常在屏幕上贴表面粗糙的防反光膜。下列分析正确的是( )
A.光照射到防反光膜上不再遵循反射定律
B.脸部的像与用户脸部关于屏幕对称
C.脸部的像比用户的脸部小
D.脸部的像到屏幕的距离比用户脸部到屏幕的距离更近
7.(2025·山东济宁·中考真题)如图是与光现象有关的四个实验,下列说法错误的是( )
A.图甲所示现象表明:光在不均匀介质中的传播方向会发生改变
B.图乙中折转纸板NOF,可验证反射光线、入射光线与法线是否在同一平面内
C.图丙是探究光从空气斜射入玻璃时的折射规律的光路
D.图丁中,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ圆形区域分别为红光、绿光和蓝光,则Ⅳ区域为白光
8.(2025·宁夏·中考真题)小华站在竖立的穿衣镜前1m处,他的像到镜面的距离是 m。当他远离穿衣镜时,他在镜中的像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。小华在镜中看到了妈妈的眼睛,妈妈 (选填“能”或“不能”)通过这面镜子看到小华的眼睛,这是因为在光的反射现象中光路是 。
9.(2025·四川南充·中考真题)研学活动中,图1是某同学在参观博物馆时,通过玻璃橱窗看到自己的影子,这是由光的 形成的;图2是走出博物馆后,看到天空出现的彩虹,这是光的 现象。
10.(2025·上海·中考真题)万里无云的晴天时,我们看到天空是蓝色的,现已知以下信息:
①光是一种电磁波,不同色光的频率如下表所示:
红色
橙色
黄色
绿色
青色
蓝色
紫色
384-482THz
482-503THz
503-520THz
520-610THz
620-659THz
610-659THz
659-769THz
②光的频率越高,经氮气、氧气分子散射的程度越大,向各个方向发散。
③太阳光在空气中主要通过氮气、氧气分子散射。
④“靛”是蓝紫或深蓝,晴天时,相较于紫色光,人眼更容易感受到蓝色光。
(1)频率为450THz的光 (选填“属于”或“不属于”)三原色光。
(2)结合以上信息,请解释“晴天时,人看天空为什么是蓝色的?”。
11.(2025·宁夏·中考真题)如图所示,一束光从空气斜射入水中,请画出折射光线的大致方向。
12.(2025·湖南长沙·中考真题)傍晚时分,在水面平静的池塘边,小湘尝试用激光笔从A点去照亮池塘对面树上的一个果子(B点),发现可以用两种不同的方式实现。请在图中画出这两种方式的光路图(保留作图痕迹)。
13.(2025·湖北·中考真题)如图甲为校园摄影展中小芳的作品,太阳在湖中的倒影“镶嵌”在湖边的路灯中。为解释通过路灯的空隙看到太阳的像,请在图乙中画一条太阳光经水面反射到人眼的光路。(保留作图痕迹)
14.(2025·四川绵阳·中考真题)在“探究光折射时的特点”实验中,让一束光线从空气以不同的角度斜射入水中,测量多组入射角i和折射角r的数据,记录在表中:
入射角i
30°
45°
60°
75°
折射角r
22°
32°
40°
?
(1)分析发现,折射角r小于入射角i,说明当光从空气斜射入水中时,折射光线 (选填“偏向”或“偏离”)法线;
(2)根据表格数据推测:当入射角i等于75°时,折射角r 55°;(选填“大于”“等于”或“小于”)
(3)若让光线以32°入射角从水中射向空气,光线会在水面发生反射和折射,反射光线与折射光线之间的夹角为 °。
15.(2025·江苏无锡·中考真题)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。用刻度尺测出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
▲
5.10
12.40
1 / 2
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第02讲 光现象
本讲要点
01 考点精讲(5大核心考点)
考点01 光的直线传播(必备知识+1例+2变式+易错易混辨析)
考点02 光的反射(必备知识+1例+2变式+易错易混辨析)
考点03 平面镜成像(必备知识+1例+2变式+易错易混辨析)
考点04 光的折射(必备知识+1例+2变式)
考点05 光的色散(必备知识+1例+2变式+易错易混辨析)
02 拓展学习(光现象常考的四个陷阱分析)
03 巩固提升(精选15道题)
考点01 光的直线传播
1、光源:正在发光的物体叫光源,光源可分为自然光源和人造光源。
2、光速:光在真空中的传播速度是。
3、光年:光年是指光在1年中的传播距离,1光年9.46×1015m。
4、光线:为了表示光的传播情况,我们通常用一条带有箭头的直线表示光的传播径迹和方向,这样的直线叫光线。
5、光的直线传播条件:光在同一种均匀介质中沿直线传播。
(1)光能在固体、液体、气体中传播。
(2)光在两种均匀介质的接触面上是要发生折射的,此时光就不是直线传播了。
6、与光的直线传播有关的现象
(1)影子:光在传播过程中,遇到不透明的物体,会使物体后面光不能到达的区域形成一个阴暗区域,即物体的影子。
(2)日食和月食
①月食:当地球处于月球和太阳之间时,地球挡住了射向月球的光,由于光沿直线传播,我们能看到月食。
②日食:当月球运行到太阳和地球之间时,由于光沿直线传播,月球就挡住了太阳射向地球的光,我们看到了日食。
(3)小孔成像:用给一个带有小孔的板遮挡在光屏与蜡烛之间,光屏上就会形成烛焰倒立的像,我们把这样的现象叫小孔成像。
7、光直线传播的应用由于光的直线传播,在开凿隧道时,工人们可以用激光束引导掘进机,使掘进机沿直线前进,保证隧道方向不会出现偏差;士兵瞄准射击;站队时队列排直等。 像“井底之蛙”、“一叶障目不见泰山”也都是可以用光的直线传播进行解释的。
【例1】(2025·江苏淮安·中考真题)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 。
【答案】 光的直线传播 鸡雏对光的阻挡作用更明显(或鸡雏的遮光性更好)
【详解】[1]该现象利用的光学原理是光的直线传播。因为光在同种均匀介质中沿直线传播,A灯发出的光照射到鸡蛋上,鸡蛋阻挡了部分光线,从而在屏幕上形成鸡蛋的影像;B灯发出的光照射到鸡雏(假设鸡雏在鸡蛋内部或相关位置)上,鸡雏阻挡光线,形成更清晰的鸡雏影像,这都是光沿直线传播的体现。
[2]鸡雏影像比鸡蛋影像清晰的原因是鸡雏对光的阻挡作用更明显(或鸡雏的遮光性更好)。当打开B灯时,鸡雏能更有效地阻挡光线,使得形成的影像与周围的亮度对比更强烈,所以看起来更为清晰。
【变式1-1】(2025·四川广安·中考真题)对下列诗词中涉及的物理现象解释正确的是( )
A.“起舞弄清影,何似在人间”中“影”的形成是光沿直线传播
B.“举头望明月,低头思故乡”中的“明月”是光源
C.“露从今夜白,月是故乡明”中“露”的形成是熔化现象
D.“月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠”中“霜”的形成是凝固现象
【答案】A
【详解】A.“起舞弄清影”中的“影”指的是月光下词人自己的清朗身影。光在均匀介质中沿直线传播,当光遇到不透明物体时,在物体的后方形成一个暗区,这就是影子,故A正确;
B.“明月”本身不会发光,它是反射的太阳的光,因此“明月”不是光源,故B错误;
C.“露”是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,故C错误;
D.“霜”是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的小冰晶,故D错误。
故选A。
【变式1-2】(2025·江苏盐城·中考真题)日晷是古人利用太阳投射影子测定时间的装置,由晷面和晷针组成,晷针指向北极星。
(1)制作:在A4纸上画出标有刻度的半圆,折叠成如图所示的晷面,使晷面与竖直面的夹角和当地纬度相同。将一根吸管从圆孔O处垂直插入晷面,即为 。
(2)调试:将日晷朝北放置,在12点整的时候微调晷面,使晷针的 与12点刻度线重合。
(3)校验:在图中晷面刻度线上标出下午3点整的位置,待到下午3点整的时候检验其准确性。
【答案】(1)晷针
(2)影子
(3)
【详解】(1)此处应填晷针,因为晷针是日晷中用于投射影子、指向北极星的部件,吸管垂直插入晷面起到晷针的作用。
(2)日晷制作原理就是光的直线传播,看的是晷针的影子指向的位置,调试时,12点整要让晷针的影子与12点刻度线重合,日晷是通过影子的位置来测定时间的,这样才能为后续看时间提供基准。
(3)下午3点位置的标注:图中晷面是半圆,12在中间,左右两侧为6(分别代表上午6点和下午6点方向)。从12点(正午)到下午3点,太阳移动使得晷针影子向右侧移动,由于12点到下午6点间隔6小时,均匀分布在右侧半圆,所以下午3点的位置应在“12”刻度线与右侧“6”刻度线的正中间,这样下午3点时,晷针影子会落在该标注处,具体如图所示:
【易错易混辨析】
1、有些物体本身并不发光,由于它们能够反射太阳光或其他光源发出的光,好像也在发光,但它们不是光源,比如月亮,我们看到的月光不是月亮自身发出来的,是月球反射的太阳光,所以月亮不是光源。而人造光源一定要是正在发光的物体。
2、解题时要注意光传播的条件,这是解题的关键。“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。
3、模型思维是一种重要的科学思维,光线是初中物理中的重要模型,光线实际上不存在,存在的是光。
4、小孔成像中像的形状取决于物体的形状,和小孔的形状无关;成像的大小与光屏到小孔的距离,物到小孔的距离等有关。
5、“光年”不是时间单位,不要被“年”字所误导。
考点02 光的反射
1、光的反射现象:光在传播的过程中,遇到两种介质交界面(或物体表面)时,有一部分光返回原来的介质中的现象叫做光的反射。
2、实验:探究光反射时的规律
实验猜想
(1)光的反射光线、入射光线与镜面的夹角相等。
(2)反射光线和入射光线关于法线是对称的。
实验器材
平面镜一块、红色激光笔、直尺、不同颜色的笔、量角器、一张可绕中线折转的白色硬纸片(显示光路)。
进行实验与收集证据
(1)如图甲所示,把平面镜放在水平桌面上,再将白色硬纸板竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON垂直于镜面,右侧纸板NOF可绕直线ON旋转。
(2)先将纸板EON和纸板NOF处在同一平面内,然后使入射光贴着纸板沿某一角度射向O点,观察反射光的方向。在硬纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。
(3)改变光束的入射角度,进行多次实验(寻找普遍规律),换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。
(4)取下纸板,用量角器分别测量ON两侧的入射角和反射角的大小,并将数据记录在表格中。
(5)如图乙所示,将纸板NOF向前或向后折转,在纸板上观察反射光的径迹。
实验次数
入射角
反射角
1
60°
60°
2
45°
45°
3
30°
30°
…
分析论证
(1)当纸板EON和NOF在同一平面内时,能观察到反射光的径迹,且入射光、反射光分居发现两侧,反射光线的方向随着入射光线方向的改变而改变。
(2)分析表中的数据可知,反射角等于入射角。反射角随着入射角的减小而减小。
(3)把纸板NOF向前折或向后折时,观察不到反射光的径迹,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
归纳总结
光的反射定律,在光的反射现象中:入射光线、反射光线、法线同在同一个平面内(共面);反射光线、入射光线分别位于法线的两侧(分居);反射角等于入射角(等角)。
实验注意事项
(1)应在光线较暗的室内进行实验,以便于观察实验现象。
(2)实验时,纸板必须与平面镜垂直,否则在纸板上看不到反射光。
(3)实验过程中严禁将激光对着人眼,以防灼伤眼睛。
(4)通过镜面对入射光的反射作用,可以看出镜子有改变光路的作用。
(5)本实验时一个归纳性实验,改变入射光的方向多次实验的目的是为了得到多组实验数据,从而得出普遍规律,避免实验结论的偶然性。
3、根据光的反射规律作光路图的方法是
(1)由入射光线和反射面确定入射点,入射点一般用字母0表示。
(2)由入射点和反射面确定法线,法线用虚线画出。
(3)由入射光线和法线确定入射角,入射角一般用字母∠i、∠a或∠1表示。
(4)根据光的反射定律确定反射角,反射角一般用字母∠γ、∠β或∠2表示。
(5)由法线和反射角确定反射光线,光线用实线画出,注意入射光线和反射光线的箭头方向。
4、镜面反射和漫反射:反射面是光滑平面,光线平行反射的叫镜面反射;反射面是粗糙表面,光向各个方向反射的反射叫漫反射。镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律。
5、光路的可逆性:光反射时,光路是可逆的。
【例2】(2025·辽宁·中考真题)某小组探究在光的反射现象中反射角和入射角的关系。
(1)注意:为了避免伤害眼睛,使用激光笔时,禁止 ;
(2)把一块平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板 地立在平面镜上,纸板上的直线ON垂直于镜面,使一束光贴着纸板沿某一角度射到O点,经平面镜反射,沿另一个方向射出,在纸板上用笔描出入射光和 的径迹,并标出入射角i和反射角r,如图所示;
(3)改变光束入射的角度,多做几次实验,换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。取下纸板,用 测量∠i和∠r的度数,将数据记录在下表中。
数据序号
1
2
3
4
5
…
∠i
30°
40°
50°
60°
70°
…
∠r
30°
40°
50°
60°
70°
…
分析表中数据,得出结论:在反射现象中,反射角 入射角。
【答案】(1)激光射入眼睛(或直射眼睛、照射眼睛)
(2) 垂直 反射光
(3) 量角器 等于
【详解】(1)激光是一种高能量的光,为了避免伤害眼睛,使用时应禁止照射眼睛。
(2)[1][2]入射角是入射光线与法线的夹角,反射角是反射光线与法线的夹角,法线垂直于镜面。为探究光的反射现象中反射角和入射角的关系,应确保反射光线、入射光线、法线在同一平面内,因此要让纸板垂直于镜面放置。为了便于比较反射角与入射角的大小,需在纸板上用笔描出入射光和反射光的径迹,并标出入射角i和反射角r。
(3)[1]通过量角器可以测量入射角和反射角的度数,获取实验数据。
[2]由表中数据可知,每组数据反射角都和入射角相等,由此得出结论:在反射现象中,反射角等于入射角。
【变式2-1】(2025·广东·中考真题)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NOF沿ON向后翻折,在纸板上 (选填“能”或“不能”)看到反射光。
【答案】 40 增大 不能
【详解】[1]入射角是入射光线与法线的夹角,则入射角为40°。
[2]光的反射现象中,反射角随入射角的变化而变化,当增大入射角,则反射角会增大。
[3]光的反射现象中,反射光线与入射光线在同一平面内,因此将纸板NOF沿ON向后翻折,在纸板上不能看到反射光。
【变式2-2】(2025·青海西宁·中考真题)漫反射能够让我们从各个方向看到物体,请在下图中规范画出漫反射光路图AO光线的反射光线。
【答案】
【详解】漫反射也遵从g光的反射定律,可以将入射点O所在的位置看作是小平面镜,作出该小平面镜的法线,根据反射角等于入射角,作出反射光线,作图如下:
【易错易混辨析】
1、漫反射和镜面反射一样,每条光线均遵循反射定律;平行光束经漫反射后不再是平行光束;由漫反射形成的物体亮度,一般视光源强度和反射面性质而定。
2、每条入射光线,有且只有一条反射光线与之相对应。
3、反射现象发生时,先由入射光,后有反射光。反射光是随着入射光的改变而改变的,所以叙述光的反射定律时,不能把“反射角等于入射角”说成“入射角等于反射角”。
4、当光垂直镜面入射时,入射角为零,反射角也为零,反射光线与入射光线在同一直线上,方向相反,并不是没有发生现象。
考点03 平面镜成像
1、探究平面镜成像的特点
提出问题
平面镜成像时,像的位置、大小跟物体的位置、大小有什么关系
猜想与假设
平面镜所成的像的大小可能与物体的大小相等,像到平面镜的距离可能物体到平面镜的距离相等
实验器材
薄玻璃板一块、支架、笔一只、两支相同的蜡烛、刻度尺、白纸等
设计并进行实验
(1)在水平桌面上铺一张白纸,纸上竖立一块薄的玻璃板作为平面镜,在纸上沿着玻璃板画一条直线,这条直线代表玻璃板的位置。
(2)如图所示,把一只点燃的蜡烛放在玻璃板的前面,透过玻璃板进行观察,可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一只外形完全相同的蜡烛(未点燃),竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟前面的蜡烛的像完全重合。这个位置就是前面那个蜡烛的像的位置。
(3)在纸上记录下两支蜡烛的位置,并注意观察蜡烛的大小和它的像的大小是否相同。
(4)移动点燃的蜡烛,重做实验。
(5)用直线把两次实验中的蜡烛和它的像在纸上的位置连接起来,用量角器测量蜡烛和像连线与镜面的夹角。
(6)用刻度尺分别测量蜡烛和像到玻璃板的距离,将测得的数据记录在表格中。
实验数据
记录
次数
蜡烛到平面镜的距离
蜡烛的像到平面镜的距离/cm
蜡烛的像与蜡烛的大小关系
蜡烛的像与蜡烛的连线与镜面位置的关系
1
10
10
等大
垂直
2
15
15
等大
垂直
3
20
20
等大
垂直
4
25
25
等大
垂直
分析与论证
(1)未点燃的蜡烛可以与点燃的蜡烛的像完全重合,说明蜡烛的像的大小与蜡烛大小相等。
(2)由实验数据可知,蜡烛和它的像的连线与镜面垂直,蜡烛的像到平面镜的距离与蜡烛到平面镜的距离相等。
探究归纳
平面镜成像的特点:像与物大小相等;像到镜的距离与物到镜的距离相等;像与物的对应点的连线与镜面垂直;像与物左右位置颠倒;平面镜所成的像是虚像(实像、虚像)。
实验注意事项
(1)为了使观察到的像更为清晰,实验最好在较暗的环境中进行;
(2)实验中用玻璃板代替平面镜,目的是便于观察和确定像的位置,并比较物像的大小关系,原因是玻璃板既能反射光又能透过光,即透过玻璃板能看到未点燃的蜡烛,也能看到点燃的蜡烛所成的像;
(3)实验应选用较薄的玻璃板。因为玻璃板的前后表面可以各成一个像,当玻璃板较厚时,两个像有较大的错位,难以确定像的位置;
(4)实验中,玻璃板要竖直立在水平桌面上。若玻璃板没有竖直放置,则未点燃的蜡烛和点燃的蜡烛将不能完全重合;
(5)实验中,使用两支完全相同的蜡烛,目的是比较像与物体的大小关系;
(6)用点燃的蜡烛做实验的优点是所成的像比较亮,便于观察;
(7)白纸用于标注玻璃板的位置、蜡烛以及蜡烛的像的位置,刻度尺用于测量蜡烛以及蜡烛的像到玻璃板的距离;
(8)改变蜡烛与玻璃板的距离进行多次实验,是为了寻找普遍规律。
2、平面镜成像作图的方法
(1)利用平面镜成像的特点。
(2)利用高度反射。
(3)利用光路的可逆性。
3、平面镜和球面镜:利用光的反射现象,反射面为平面的叫平面镜,反射面为球面一部分的叫球面镜。
(1)利用球面的外表面作反射面的面镜叫做凸面镜;凸面镜对光有发散作用。
(2)利用球面的内表面作反射面的面镜叫做凹面镜;凹面镜对光有汇聚作用。
4、平面镜成像的应用:利用平面镜成像、改变光路、扩大视野空间等。
【例3】(2025·山东滨州·中考真题)某小组在做探究光的反射实验。
(1)在“探究光反射时的规律”实验中:
①先把平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON 于镜面,如图甲所示。
②实验时,使一束光EO与平面镜夹角为40°射到O点,经平面镜反射,沿另一个方向射出,此时,反射角大小为 。
③如图乙所示,把纸板NOF绕ON向后折,在纸板上看不到反射光。这表明:在反射现象中,反射光线、入射光线和法线在 内。
(2)在“探究平面镜成像的特点”实验中:
①用玻璃板代替平面镜是为了便于确定像的 。
②如图丙所示,把点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合,说明平面镜所成的像与物体大小相等,这种研究方法是物理学中常用的 (选填“控制变量法”或“等效替代法”)。
③将光屏放在蜡烛A的像的位置,直接观察光屏,光屏上没有呈现蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是 。
【答案】(1) 垂直 50° 同一平面
(2) 位置 等效替代法 虚像
【详解】(1)[1]由题意知,纸板ENF竖直立在平面镜上,此时直线ON作为法线垂直于镜面。
[2]入射角为入射光线与法线的夹角,入射光与平面镜夹角为40°,因此入射角为50°,根据光的反射定律,此时反射角等于入射角都等于50°。
[3]把纸板NOF绕ON向后折,此时纸板左半部分和右半部分不在同一平面内,在纸板上看不到反射光,即表明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(2)[1]玻璃板既能反射光又能透光,所以相比平面镜更便于确定像的位置。
[2]实验中,拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合,用蜡烛B代替蜡烛A与蜡烛A的像作比较,这是等效替代法的应用。
[3]虚像无法呈现在光屏上,因此将光屏放在蜡烛A的像的位置,直接观察光屏,光屏上没有呈现蜡烛A的像,说明平面镜成的像是虚像。
【变式3-1】(2025·山东日照·中考真题)如图甲所示,牙科医生用一个带杆的小圆镜给病人检查。图乙中的C点为牙齿B在镜中成像的位置,请画出医生在A点通过平面镜看到这颗牙齿的光路图。
【答案】
【详解】根据平面镜成像的特点可知,牙齿B通过平面镜成的像(C点)与牙齿B点关于平面镜对称,人通过平面镜看到虚像时,像在反射光线的反向延长线上。故先做C关于平面镜的对称点B,再连接CA交平面镜为O点,即入射点,连接BO即得入射光线,作图如下:
【变式3-2】(2025·西藏·中考真题)某学校教学楼安装了“仪容镜”,方便师生整理仪容仪表。某同学想知道物体在平面镜中成像的特点,到实验室做了如下探究:
(1)为了便于确定像的大小和位置,应选用 代替平面镜。
(2)他选用两支完全相同的蜡烛,点燃一支竖立固定在“平面镜”的前面,移动后面未点燃的蜡烛,直到看上去它跟前面蜡烛的像 ,记录它们的位置及像的虚实。移动点燃的蜡烛,再做几次实验,收集实验数据如表所示。
次数
蜡烛到平面镜的距离/cm
蜡烛的像到平面镜的距离/cm
蜡烛的像与蜡烛的大小关系
像的虚实
1
5.0
5.0
相等
虚像
2
8.0
8.0
相等
虚像
3
10.0
10.0
相等
虚像
(3)他分析成像的特点,利用数学知识总结出:平面镜所成的像与物体关于镜面 。
(4)利用平面镜成像特点还能解决什么问题?请你举出一个实例: 。
【答案】(1)玻璃板
(2)完全重合
(3)对称
(4)舞蹈演员利用平面镜观察和矫正自己的姿势
【详解】(1)在探究平面镜成像特点的实验中,为了便于确定像的大小和位置,应选用玻璃板代替平面镜。因为玻璃板是透明的,既能反射成像,又能透过玻璃板看到后面的蜡烛,从而便于确定像的位置。
(2)选用两支完全相同的蜡烛,点燃一支竖立固定在“平面镜”,即玻璃板的前面,移动后面未点燃的蜡烛,直到看上去它跟前面蜡烛的像完全重合。这样做的目的是为了比较像与物的大小关系,当未点燃的蜡烛与点燃蜡烛的像完全重合时,说明像与物大小相等。
(3)分析表格中的数据,蜡烛到平面镜的距离和蜡烛的像到平面镜的距离相等,连线与镜面垂直,且像与物大小相等,利用数学知识总结出:平面镜所成的像与物体关于镜面对称。
(4)利用平面镜成像特点能解决很多问题,例如舞蹈演员利用平面镜观察和矫正自己的姿势。因为平面镜成像能让演员看到自己的像,从而根据像来调整动作,使姿势更标准。
【易错易混辨析】
1、在作图时,光线和界面用实线表示,法线和反向延长线用虚线表示。
2、凸面镜和凹面镜的应用思路主要基于它们对光线不同的作用效果:凸面镜通过发散光线来扩大视野或产生变形效果,而凹面镜则通过会聚光线来实现集中照明或观察远距离物体。这两种镜子在日常生活和科学领域中都有广泛的应用。
考点04 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,光在另一种介质中传播方向发生改变的现象叫光的折射。
(1)入射光线射入另一种介质时的交点(O),叫入射点。
(2)入射光线与法线夹角(α)叫入射角。
(3)折射光线与法线的夹角(γ)叫折射角。
2、光的折射规律
(1)在折射现象中,折射光线、入射光线、法线在同一平面内。
(2)折射光线和入射光线分居在法线的两侧。
(3)当光从空气斜射入水等其他透明物质时,折射角小于入射角;当光从水或其它透明物质斜射入空气时,折射角大于入射角。
(4)光从一种介质垂直射入另一种介质时,其传播方向不改变。
3、光的折射现象及其应用:池水水底变浅、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。
【例4】(2025·山东日照·中考真题)某同学在碗中放一枚硬币,慢慢蹲下,当低至某一观察位置时,就看不到硬币了,如图甲所示。然后慢慢往碗中倒水,在同一观察位置就又能看到碗中的硬币了,如图乙所示。这是光的 现象,后来看到的是硬币的 (选填“实”或“虚”)像。
【答案】 折射 虚
【详解】[1][2]加水后,硬币反射的光从水中斜射入空气时发生折射,折射角大于入射角,折射光线偏离法线,折射光进入了眼睛,人逆着折射光线的方向看到硬币的像,眼睛看到的实际上是升高了的硬币的虚像,如图所示:
【变式4-1】(2025·西藏·中考真题)中国古诗词蕴含着丰富的科学知识。“潭清疑水浅”是指清澈的潭水看起来变浅了,下列哪个光现象与其原理相同( )
A.倒影 B.筷子在水中“折断”
C.手影 D.小孔成像
【答案】B
【详解】“潭清疑水浅”是指清澈的潭水看起来变浅了,是光从水中斜射到空气中,是光的折射现象;
A.倒影是平面镜成像现象,是光的反射形成的,故A不符合题意;
B.筷子在水中“折断”是光从水中斜射到空气中,是光的折射现象,故B符合题意;
CD.手影和小孔成像的原理都是光的直线传播形成的,故CD不符合题意。
故选B。
【变式4-2】(2025·四川资阳·中考真题)如图所示,一束光线从容器中的水里A点面向空气斜射,在容器壁上的B点形成一个亮斑,另一部分光线经水面反射后照亮容器底部的C点。请确定入射点O,作出入射光线AO、折射光线OB、反射光线OC。
【答案】
【详解】作出A关于水面的像点A',连接A'C与水面交点即为入射点O,依次作出入射光线AO、折射光线OB、反射光线OC,如图所示:
【易错易混辨析】
光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处,只是反射光返回原介质中,传播方向发生改变;而折射光则进入到另一种介质中,由于光在两种不同的介质里传播速度不同,故在两种介质的交界处传播方向发生变化,这就是光的折射。在两种介质的交界处,既发生折射,同时也发生反射。
考点05 光的色散
1、光的色散:太阳光通过三棱镜后,被分解成各种单一颜色的光,这种现象叫光的色散。
(1)不同颜色的光通过三棱镜时偏折程度不同,红光偏折最小,紫光偏折最大,偏折由小到大依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
(2)生活中的色散现象:彩虹、泼向空中的水变得五颜六色、阳光下肥皂泡变成彩色等。
2、光的三原色:把红、绿、蓝三种色光按不同比例混合可产生各种颜色的光,红、绿、蓝也叫光的三原色。
3、物体得颜色
(1)透明物体的颜色是由它透过的色光决定的;它能透过什么颜色的光就呈什么颜色。
(2)不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的,比如红光照在黑色的物体上应该呈现黑色。
4、红外线:在光谱中波长自760nm至400μm的电磁波称为红外线,红外线是不可见光线。
红外线作用:①有热效应;②穿透云雾的能力强;③治疗作用。
5、紫外线:电磁波谱中波长从0.01~0.40微米的辐射总称,属于不可见光。
紫外线应用:
化学:涂料固化,颜料固化,光刻
生物学:紫外线灭菌法,促进植物生长,诱杀蚊虫
仪器分析:矿石,药物,食品分析
应用:人体保健照射,诱杀害虫,油烟氧化,光触酶(二氧化钛)
【例5】(2025·山东淄博·中考真题)许多优美的诗词蕴含着丰富的物理知识,对下列诗词中的物理现象解释正确的是( )
A.楼台倒影入池塘——“倒影”是光的折射形成的虚像
B.绿树阴浓夏日长——“阴浓”是光的反射形成的实像
C.桃红又是一年春——“桃红”是因为桃花吸收红色光
D.谁持彩练当空舞——“彩练”是光的色散形成的
【答案】D
【详解】A.“楼台倒影入池塘” 的 “倒影”类似平面镜成像,是光的反射形成的虚像,而非折射,故A错误;
B.“绿树阴浓夏日长” 的 “阴浓” 是光的直线传播形成的影子,不是反射形成的实像,故B错误;
C.不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的,“桃红” 是因为桃花反射红色光,而非吸收,故C错误;
D.“谁持彩练当空舞” 的 “彩练” 指彩虹,是光的色散现象,是太阳光通过水滴折射、反射后分解成多种色光形成的。故D正确。
故选D。
【变式5-1】(2025·重庆·中考真题)下列关于白居易的《暮江吟》中描述的光现象解释正确的是( )
A.一道残阳铺水中——水中的“夕阳”是由光的折射形成的
B.半江瑟瑟半江红——江面呈现出红色是江面反射红光的原因
C.可怜九月初三夜——九月初三夜空的弯月是自然界中的光源
D.露似珍珠月似弓——露珠特别明亮是白光发生了色散的原因
【答案】B
【详解】A.水中的“夕阳”属于平面镜成像,是由于光的反射所形成的虚像,故A错误;
B.人眼看到不透明物体的颜色是物体所反射的光的颜色,人看江面时,江面相当于不透明物体,其呈现出红色是江面反射红光所导致的,故B正确;
C.月亮的光是反射太阳发出的光,月亮本身不会发光,因此月亮不是自然界中的光源,故C错误;
D.露珠特别明亮是因为露珠表面光滑,发生了镜面反射,将大部分光线反射进入人眼,故D错误。
故选B。
【变式5-2】(2025·上海·中考真题)万里无云的晴天时,我们看到天空是蓝色的,现已知以下信息:
①光是一种电磁波,不同色光的频率如下表所示:
红色
橙色
黄色
绿色
青色
蓝色
紫色
384-482THz
482-503THz
503-520THz
520-610THz
620-659THz
610-659 THz
659-769 THz
②光的频率越高,经氮气、氧气分子散射的程度越大,向各个方向发散;
③太阳光在空气中主要通过氮气、氧气分子散射;
④“靛”是蓝紫或深蓝,晴天时,相较于紫色光,人眼更容易感受到蓝色光。
(1)频率为450THz的光 (选填“属于”、“不属于”)三原色光;
(2)结合以上信息,请解释“晴天时,人看天空为什么是蓝色的”。
。
【答案】(1)属于
(2)见解析
【详解】(1)光的三原色是红、绿、蓝。由题中所给不同色光频率表可知,红色光频率范围是 384~ 482THz,绿色光频率范围是 520~610THz,蓝色光频率范围是 610~ 659THz,450THz 的光属于红色光,属于三原色光。
(2)太阳光在空气中主要通过氮气、氧气分子散射,光的频率越高,散射程度越大。蓝光和紫光频率高,易被散射。但相较于紫光,人眼更容易感受到蓝光,所以晴天时,散射的蓝光进入人眼,人看到天空是蓝色的。
【易错易混辨析】
白色和无色的意义不同,白色物体是不透明物体,无色物体是透明物体,白色物体能反射各种色光,无色物体能透过各种色光。
【光现象常考的四个陷阱分析】
陷阱一:混淆平面镜成像特点与“近大远小"的视觉现象
人们在观察物体时,却有“近大远小”的视觉体验同一个物体,人离它越远就会感觉物体越小,但实际上物体本身的大小并没有改变,只是人们观察视角发生了变化,从而影响了观察结果,因此,平面镜所成的像与人观察到的像是两个不同的概念。
平面镜成像的特点:“等大、等距、垂直、虚像”。
陷阱二:影与像、实像与虚像的概念辨析。
影是光在沿直线传播的过程中遇到不透明的物体时,光线被物体挡住无法穿透物体,在物体后面形成的与物体轮廓相似的黑暗区域,如日食、月食,晚上斜射灯光下的人影,手影,皮影戏等;
像是物体发出(或反射)的光线,经过光的直线传播、光的反射或折射后的光线会聚(或光线的反向延长线相交)而形成的、与原物相似的图形,该图形明亮、有细节、有层次,如小孔成像、平面镜成像等。
实像是实际光线会聚而形成的,可以用眼看到,也可以用光屏承接到,如小孔成像所成的像是倒立的实像。
虚像是由实际光线的反向延长线相交而成的,只能用眼看到,不能用光屏承接,如平面镜所成的像是正立的虚像.
陷阱三:声、光传播的条件及传播速度混淆。
光在同种均匀介质中是沿直线传播的,如果介质不均匀,光将不再沿直线传播,会发生弯曲,【误区】(只要是在同种介质中,光的传播路径就是直的)。光可以在真空中传播,不需要介质;声音传播需要介质,不能在真空中传播,光在真空中的传播速度为3x108m/s(在空气中近似为3x108m/s),而声音在空气中的传播速度约为340 m/s。
陷阱四:平面镜成像原理理解不透导致作图错误。
在光学作图题中,实际的光线用带箭头的实线表示,作图的痕迹则应该用虚线表示;由于平面镜所成的像是虚像,虚像也应该用虚线画;法线作为研究问题的辅助线,也要画成虚线,部分同学在作图时不能分清楚什么情况下画实线,什么时候画虚线.
1.(2025·内蒙古·中考真题)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.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
【答案】A
【详解】楼房上的影子是太阳光被不透明的楼房阻挡后,在后方形成了影子,是因为光在均匀介质中沿直线传播,故A符合题意;BCD不符合题意。
故选A。
2.(2025·湖南·中考真题)如图,农户在果树下铺上银色地膜,使果实能接收到更多的光照,促进果实着色,提高品质。这主要利用了银色地膜对光的( )
A.反射 B.折射 C.色散 D.直线传播
【答案】A
【详解】银色地膜可以反射各种颜色的光,太阳光属于复色光,银色地膜将阳光反射到果实背光面,增强光照,从而促进果实着色。A符合题意,BCD不符合题意。
故选 A。
3.(2025·江苏连云港·中考真题)下列事例中属于光的反射现象的是( )
A.雨后天空中出现的彩虹
B.建筑物在平静水面上形成的倒影
C.插入水中的筷子看起来“弯折”了
D.太阳光通过三棱镜后被分解成各种色光
【答案】B
【详解】A.雨后天空中出现的彩虹是光的色散,故A不符合题意;
B.建筑物在平静水面下形成了倒影,类似于平面镜成像,是由光的反射形成的,故B符合题意;
C.插入水中的筷子看起来“弯折”,是由于筷子反射的光线经水面折射进入人的眼睛,人眼逆着进入人眼的光线看到的是靠上的虚像,故C不符合题意;
D.太阳光通过三棱镜后被分解成各种色光是光的色散现象,属于光的折射,故D不符合题意。
故选B。
4.(2025·山东滨州·中考真题)诗词是中国古代文化宝库中的一颗璀璨明珠,许多诗句中蕴含着丰富的物理知识。“绿树阴浓夏日长,楼台倒影入池塘”中,“楼台倒影”蕴含着的光现象是( )
A.光的直线传播 B.光的反射
C.光的折射 D.光的色散
【答案】B
【详解】平静的水面相当于平面镜,“楼台倒影”是水面成的对称的像,而平面镜成像的原理是光的反射。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5.(2025·青海西宁·中考真题)青海旅游资源丰富,小西旅游时,看到了一幅幅美丽的画卷,下列现象中说法正确的是( )
A.青海湖“湟鱼洄游”时,小西看到水中的鱼比实际浅是光的反射形成的
B.茶卡盐湖“天空之境”,小西看见水中的蓝天白云是光的折射形成的
C.互助“北龙山”薄雾的清晨,透过树丛的光束是直的说明光在空气中沿直线传播
D.大柴旦“翡翠湖”景区紫外线强,用眼睛可以直接观察到紫外线
【答案】C
【详解】A.我们看到水中的鱼比实际位置要浅,是由于光从水中进入空气中时发生折射,而不是反射,故A错误;
B.在水面看到的蓝天白云是光的反射形成的平面镜成像现象,故B错误;
C.薄雾的清晨,透过树丛的光束是直的这说明光在同种均匀的空气中沿直线传播,故C正确;
D.紫外线是不可见光,用眼睛不可以直接观察到,故D错误。
故选C。
6.(2025·四川绵阳·中考真题)在光线强烈的户外使用手机时,用户常因屏幕反光,看得到屏幕上自己脸部的像,看不清屏幕本身显示的内容,所以常在屏幕上贴表面粗糙的防反光膜。下列分析正确的是( )
A.光照射到防反光膜上不再遵循反射定律
B.脸部的像与用户脸部关于屏幕对称
C.脸部的像比用户的脸部小
D.脸部的像到屏幕的距离比用户脸部到屏幕的距离更近
【答案】B
【详解】A.光的反射定律是指反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。无论是镜面反射还是漫反射,每一条光线都遵循光的反射定律。 屏幕上贴的表面粗糙的防反光膜发生的是漫反射,光照射到防反光膜上同样遵循反射定律,故A错误;
B.屏幕可看作平面镜,根据平面镜成像的特点:平面镜所成的像与物体关于镜面对称。 当人面对屏幕时,屏幕相当于平面镜,脸部在屏幕中成像,脸部的像与用户脸部关于屏幕对称,故B正确;
C.平面镜成像的特点之一是像与物大小相等。 因此脸部在屏幕中所成的像与用户脸部大小是相等的,而不是脸部的像比用户的脸部小,故C错误;
D.平面镜成像的特点还包括像与物到平面镜的距离相等。 所以脸部的像到屏幕的距离与用户脸部到屏幕的距离是相等的,而不是脸部的像到屏幕的距离比用户脸部到屏幕的距离更近,故D错误。
故选B。
7.(2025·山东济宁·中考真题)如图是与光现象有关的四个实验,下列说法错误的是( )
A.图甲所示现象表明:光在不均匀介质中的传播方向会发生改变
B.图乙中折转纸板NOF,可验证反射光线、入射光线与法线是否在同一平面内
C.图丙是探究光从空气斜射入玻璃时的折射规律的光路
D.图丁中,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ圆形区域分别为红光、绿光和蓝光,则Ⅳ区域为白光
【答案】C
【详解】A.光在同种且均匀介质中沿直线传播,甲图中盐水的密度不均匀,此时光的传播路径发生改变,说明光在不均匀介质中的传播方向会发生改变,故A正确,不符合题意;
B.图乙中折转纸板NOF,此时两部分纸板不在同一平面内,通过观察在两个纸板上能否观察到入射光线、反射光线,可以验证反射光线、入射光线与法线是否在同一平面内,故B正确,不符合题意;
C.光的折射现象中,光在介质中传播速度越快,在介质中的角越大,已知光在空气中传播的速度大于在玻璃中传播的速度,丙图中光线在介质1中斜射入介质2中,且折射角大于入射角,因此介质1中是玻璃,介质2是空气,即光线是从玻璃斜射入空气中,故C错误,符合题意;
D.光的三原色是红、绿、蓝,因此Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ圆形区域分别为红光、绿光和蓝光,当红、绿、蓝三种色光等比混合时,会得到白色光,即Ⅳ区域为白光,故D正确,不符合题意。
故选C。
8.(2025·宁夏·中考真题)小华站在竖立的穿衣镜前1m处,他的像到镜面的距离是 m。当他远离穿衣镜时,他在镜中的像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。小华在镜中看到了妈妈的眼睛,妈妈 (选填“能”或“不能”)通过这面镜子看到小华的眼睛,这是因为在光的反射现象中光路是 。
【答案】 1 不变 能 可逆的
【详解】[1]平面镜成像时,像与物到平面镜的距离相等,小华站在穿衣镜前1m处,所以他的像到镜面的距离是1m。
[2]平面镜成像时,像与物大小相等,当他远离穿衣镜时,由于物体大小不变,所以他在镜中的像的大小不变。
[3][4]在光的反射现象中,光路是可逆的,小华在镜中看到了妈妈的眼睛,妈妈也能通过这面镜子看到小华的眼睛。
9.(2025·四川南充·中考真题)研学活动中,图1是某同学在参观博物馆时,通过玻璃橱窗看到自己的影子,这是由光的 形成的;图2是走出博物馆后,看到天空出现的彩虹,这是光的 现象。
【答案】 反射 色散
【详解】[1]通过玻璃橱窗看到自己的影子,这是平面镜成像,其原理是光的反射。
[2]天空出现的彩虹是光照射到小水滴上被分解为绚丽的七色光,是光的色散现象,其原理是光的折射。
10.(2025·上海·中考真题)万里无云的晴天时,我们看到天空是蓝色的,现已知以下信息:
①光是一种电磁波,不同色光的频率如下表所示:
红色
橙色
黄色
绿色
青色
蓝色
紫色
384-482THz
482-503THz
503-520THz
520-610THz
620-659THz
610-659THz
659-769THz
②光的频率越高,经氮气、氧气分子散射的程度越大,向各个方向发散。
③太阳光在空气中主要通过氮气、氧气分子散射。
④“靛”是蓝紫或深蓝,晴天时,相较于紫色光,人眼更容易感受到蓝色光。
(1)频率为450THz的光 (选填“属于”或“不属于”)三原色光。
(2)结合以上信息,请解释“晴天时,人看天空为什么是蓝色的?”。
【答案】(1)属于
(2)见详解
【详解】(1)三原色光通常指红、绿、蓝三种色光。根据表格,红色光频率范围是384-482THz,绿色光频率范围是520-610THz,蓝色光频率范围是610-659THz。频率为450THz的光,其频率在红色光的频率范围内,而红、绿、蓝是三原色光,所以该光属于三原色光。
(2)太阳光在空气中主要通过氮气、氧气分子散射,光的频率越高,散射程度越大。蓝光和紫光频率高,易被散射。但相较于紫光,人眼更容易感受到蓝光,所以晴天时,散射的蓝光进入人眼,人看到天空是蓝色的。
11.(2025·宁夏·中考真题)如图所示,一束光从空气斜射入水中,请画出折射光线的大致方向。
【答案】
【详解】首先过入射点O作垂直于空气和水的界面的法线(用虚线表示)。根据光的折射定律:光从空气斜射入水中时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角。据此从O点出发,在水中画一条带箭头的光线,使其向法线偏折,且折射角小于入射角,画出折射光线的大致方向,标注垂足。如图所示:
12.(2025·湖南长沙·中考真题)傍晚时分,在水面平静的池塘边,小湘尝试用激光笔从A点去照亮池塘对面树上的一个果子(B点),发现可以用两种不同的方式实现。请在图中画出这两种方式的光路图(保留作图痕迹)。
【答案】
【详解】用激光笔从A点去照亮池塘对面树上的一个果子(B点),利用光的直线传播原理,连接AB两点,还可以利用光的反射原理,通过水面作出点B的对称点B′,连接AB′交水面于点O,连接AO、OB,AO为入射光线,OB为反射光线,如下图所示:
13.(2025·湖北·中考真题)如图甲为校园摄影展中小芳的作品,太阳在湖中的倒影“镶嵌”在湖边的路灯中。为解释通过路灯的空隙看到太阳的像,请在图乙中画一条太阳光经水面反射到人眼的光路。(保留作图痕迹)
【答案】
【详解】太阳在湖中的倒影“镶嵌”在湖边的路灯中的A点,即太阳光经湖面反射后经过A点进入人眼。连接A点和人眼并反向延长至水面的交点为入射点O, 过入射点O作法线,根据反射角等于入射角作出对应的入射光线。如图所示:
14.(2025·四川绵阳·中考真题)在“探究光折射时的特点”实验中,让一束光线从空气以不同的角度斜射入水中,测量多组入射角i和折射角r的数据,记录在表中:
入射角i
30°
45°
60°
75°
折射角r
22°
32°
40°
?
(1)分析发现,折射角r小于入射角i,说明当光从空气斜射入水中时,折射光线 (选填“偏向”或“偏离”)法线;
(2)根据表格数据推测:当入射角i等于75°时,折射角r 55°;(选填“大于”“等于”或“小于”)
(3)若让光线以32°入射角从水中射向空气,光线会在水面发生反射和折射,反射光线与折射光线之间的夹角为 °。
【答案】(1)偏向
(2)小于
(3)103°
【详解】(1)当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,故折射光线偏向法线。
(2)根据表中数据推测得,入射角每增加,折射角的差值便减小,据此,入射角为时折射角为
(3)若让光线以入射角从水中射向空气中,发生折射时,根据光路可逆,由表可知折射角为,折射光线与水面的夹角为;在水面发生反射时,根据反射角等于入射角可知反射角为,反射光线与水面的夹角为,则反射光线与折射光线的夹角为。
15.(2025·江苏无锡·中考真题)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。用刻度尺测出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
▲
5.10
12.40
【答案】(1) 调整玻璃板的倾斜程度 OP与其在平面镜中所成的像OP′处在一条直线上
(2) 虚 相等
(3) 延长CB与直线PQ交于一点 9.20 平面镜所成的像与物到平面镜的距离相等
【详解】(1)[1][2]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,说明玻璃板没有与水平桌面垂直,此时需要调整玻璃板的倾斜程度,直至观察到OP与其在平面镜中所成的像OP′处在一条直线上,表明OP与玻璃板镜面成,则玻璃板与白纸面垂直,固定好玻璃板。
(2)[1]实像能用光屏承接,虚像不能。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。
[2]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,根据等效替代法可知,平面镜所成的像和物大小相等。
(3)[1]连接CB,延长CB与直线OQ交于一点,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的像点发出的光线沿直线传播被棋子C挡住,所以延长CB与直线OQ的交点即为棋子A的像A′的位置。
[2]如图丙所示,刻度尺分度值为1mm,读数为9.20cm,则像距为9.20cm。
[3]分析表中数据可知,物到平面镜的距离和像到平面镜的距离始终相等,可得:平面镜所成的像与物到平面镜的距离相等。
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