专题02 光现象(寒假复习讲义)八年级物理新教材苏科版
2026-01-08
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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 | 寒暑假-寒假 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 12.80 MB |
| 发布时间 | 2026-01-08 |
| 更新时间 | 2026-01-08 |
| 作者 | 断弦物理 |
| 品牌系列 | 上好课·寒假轻松学 |
| 审核时间 | 2026-01-06 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55812605.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
内容导航
考点聚焦:核心考点+中考考点,有的放矢
重点速记:知识点和关键点梳理,查漏补缺
难点强化:难点内容标注与讲解,能力提升
复习提升:真题感知+提升专练,全面突破
核心考点聚焦
1.光的产生:光源(能自行发光的物体,分天然光源和人造光源)。
2.光的传播:在同种均匀介质中沿直线传播;实例(影子、小孔成像、日食月食);无需介质,真空中可传播。
3.光速:真空中c=3×10⁸m/s;不同介质中速度不同,v真空>v空气>v水>v玻璃。
4.光的反射:定义(光射到物体表面被反射回原介质);反射定律(三线共面、两线分居、反射角=入射角);分类(镜面反射和漫反射,均遵循定律)。
5.平面镜成像:特点(正立、等大、等距、虚像,像与物关于镜面对称);原理(光的反射);应用(穿衣镜、潜望镜)。
6.光的色散:太阳光通过三棱镜分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫;色光三原色(红、绿、蓝);物体颜色(透明物体由透过色光决定,不透明物体由反射色光决定)。
中考考点聚焦
知识点内容
考试年份
光的直线传播
2023-徐州-中考真题
光的反射定律
2024-南京-中考真题
平面镜成像特点
2022-无锡-中考真题
光的色散
2022-扬州-中考真题
漫反射
2022-盐城-中考真题
一、光的色彩
1. 光源:本身能发光的物体叫作 。
2. 分类:光源分为 光源和 光源。
3. 天(自)然光源:太阳、萤火虫、水母等;
4. 人造光源:点燃的蜡烛、发光的电灯等。
5. 光的色散现象:一束白光(太阳光)通过三棱镜偏折后照到白屏上,被分解成七种色光,在白屏上形成一条彩色的光带,颜色从上至下依次是 说明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 ,
6. 光的三原色; 、 、 叫作光的三原(基)色。
7. 色光的混合:将红、绿、蓝三种色光按不同比例混合,能产生任何一种其他颜色的光,而自身却无法用其他的色光混合得到。
8. 物体的颜色:我们所看到的物体的颜色,是由它 的色光决定的。当白光照在物体上时,一部分光被物体反射,一部分光被物体吸收。比如白光照射在红色的图片上时,红色的部分反射 光而吸收 色光,因此我们看到这部分为红色。
9. 不透明物体的颜色:是由它 的光的颜色决定的,不透明物体只透过与自身颜色相同的色光,吸收其他色光;
二、光的直线传播
1.光沿直线传播的条件:光在 沿直线传播。
2.光在真空中的传播速度:约为 。
3.常见的光的直线传播现象:日食(月亮在中间)、月食、人的影子、小孔成像(如树荫下的光斑)。
① 日食:当月球转到地球和太阳之间,并且在同一直线上时, 就挡住了射向 的太阳光,形成日食。
② 月食:当地球转到月球和太阳之间,并且在同一直线上时, 就挡住了射向 的太阳光,形成月食;
③ 小孔成像:烛焰上部发出的光线,由于光的直线传播,通过小孔后,射到了下部;烛焰下部发出的光线,由于光的直线传播,通过小孔后,射到了上部,就形成了相对于烛焰 的像。
④ 激光准直(挖隧道定向);整队集合;射击瞄准;
⑤ 坐井观天(要求会作有水、无水时青蛙视野的光路图);一叶障目;
⑥ 影子的形成:光在传播过程中,遇到不透明的物体,在物体的后面形成黑色区域即影子。
4.实验:小孔成像的深度探究
① 明暗:d1越小;d2越小;小孔的直径越大,成像越亮;
② 大小:h2=(d2/d1)h1
d1不变;d2越大,成像 ;
d2不变,d1越小,成像 。
③ 清晰度:小孔直径越小,成像越清晰。
注:
① 小孔成像只有孔径足够小的时才会成物体倒立的实像,像的形状与物体相同,与孔形状 。
② 如果孔太大,就不成像了,在光屏上留下的是跟孔形状相同的光斑,而不是物体的像(大孔其实可以成像,但要收到清晰像需要很大的距离,孔越大像越不清晰,孔大到一定程度成的像就很难分辨了,且生成距离很远)。
三、平面镜
1.平面镜成像利用的是光的反射。成像规律是:(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)
2.平面镜成像的实验中需要注意:
① 选两只同样大小的蜡烛是研究 ;刻度尺用来探究 。
② 选用玻璃板的好处是可以观察到玻璃板的另一侧,便于 ;
③ 玻璃的两面都能反射光,能成两个像,所以要选薄玻璃板;
④ 如果玻璃板没有放正,所成的像不在水平面上,所以无论怎样移动另一支蜡烛都不能与像重合。
⑤ 实验中用玻璃板代替平面镜的目的是 ;用两支完全相同蜡烛的目的是 。
3.虚像是指射入眼睛的光线,其 的集合点形成的像,如上图所示;虚像能用眼睛直接观看,但不能用光屏 ;实像既可以用光屏承接,也可以用眼睛直接观看。
实 像
虚 像
形成的原因
实际光线会聚形成
反射或折射光线的反向延长线相交形成
能否用光屏承接
能
不能
能否用眼睛看见
能
能
成像实例
凸透镜(当物距大于一倍焦距时)
照相机、投影仪、人眼成像、小孔成像
凹透镜、凸透镜(当物距小于一倍焦距时)
放大镜、平面镜成像、水中倒影、光的折射
4.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。
5.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,常用作汽车观后镜来扩大视野。
6.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,常用作太阳灶、探照灯等。
四、光的反射
1.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光的反射。
2.光的反射定律:
① 入射光线、反射光线、法线同在同一个平面内( );
② 反射光线、入射光线分别位于法线的两侧( );
③ 反射角等于入射角( )
3.光反射时,若光逆着原来反射光线的方向照射到反射面上,则反射光线逆着原来的入射光线照射出去。这说明,光路是 。
4.反射面是光滑平面,光线平行反射的叫 ;如镜子、平静的水面等;镜面反射遵循光的反射定律。
5.照射在粗糙表面上的光向各个方向反射的现象叫 。当一束平行的入射光线射到粗糙的表面时,表面会把光线向着四面八方反射,所以入射线虽然互相平行,由于各点的方向不同,造成反射光线向不同的方向无规则地反射,这种反射称之为“漫反射”。很多物体,如植物、墙壁、衣服等,其表面粗看起来似乎是平滑,但用放大镜仔细观察,就会看到其表面是凹凸不平的,所以本来是平行的太阳光被这些表面反射后,弥漫地射向不同方向。
6.镜面反射和漫反射都遵循光的 ;当平行光照射时,镜面反射的反射光仍然是平行,而漫反射的反射光线是发散的,向各个方向都有。
方法技巧1 单色光与复色光
三原色光混合出的新色光与光的色散分解出的色光是不一样的。光的色散分解出的色光是单色光,而三原色光混合出的新色光只是在人的视觉上同时接收到多个三原色光而感受到的新色光。例如,红色光和绿色光混合出黄色光,该黄色光并非真正的黄色单色光,只是红色和绿色光同时进入人眼,人的视觉系统感受到的颜色是黄色,实际上,红色光还是红色光,绿色光还是绿色光。真正的光色光穿过三棱镜不会发生色散,而红色光和绿色光混合出的黄色光穿过三棱镜会发生色散,分解为红色光和绿色光。我们可以通过这种方式对单色光与复色光进行区分
方法技巧2 小孔成像仪(小孔成像照相机)
小孔成像仪利用光在均匀介质中沿直线传播的特点,将外部的像成在了内部的光屏上。为便于观察研究,应将上图的A端蒙上半透明纸,原因是A端较暗,便于观察成像。实验中小孔最好对着明亮的地方进行观察,因为物体越亮,成像越清晰
由于小孔成像成倒立的实像,所以说成像如果在光屏中的位置偏上,要将整个装置向下平移才能使像成在光屏中央。
方法技巧3 小孔成像作图
作图技巧:两点确定一条直线
①找到物体的上下两个顶点和小孔,连接两顶点和小孔延长与光屏相交出对应的像点
②如果是由物体和像确定小孔的位置,将物和像的上下两个顶点的对应点连线,两条线的交点就是小孔的位置。
注意:小孔成像中所作的所有线都是实线
方法技巧4 平面镜中的多次成像
当有两面平面镜出现时,若物体位于两平面镜的角平分线上,则物体成像个数n=(360°/平面镜夹角)-1,若不能整除则成无数个像。其本质是平面镜成的像可以在另一面镜子中再次成像
方法技巧5 平面镜的作图
(1)平面镜的画法:
(2)作图规则:
物体轮廓画实线,虚像轮廓画虚线,辅助连接线画虚线,有垂直关系的线段交叉点要画出直角符号。
(3)作图思路:
对称法:根据平面镜的成像特点,像和物关于镜面对称,找出物体上端点关于平面镜的对称点。
(4)作图步骤:
如图所示,MN表示平面镜,要求做出物体AB的在平面镜中的像A′B′。
①过A点作镜面MN的垂线AO(垂足为O)并延长至A′点,使OA=OA′,A′点就是A点的像;
②同理,可以作出物上其他各点的像(如B点的像B′点);
③然后用虚线连接A'B'。
方法技巧6 光的反射作图
(一)已知光源S、平面镜和反射光线经过的点A,作光路图的方法(将军饮马法)
(1)作图规则:
光线画实线,辅助连接线、光线的反向延长线画虚线,有垂直关系的线段交叉点要画出直角符号。
(2)作图思路:
①由像和物关于平面镜对称可确定像点;
②由反射光线的反向延长线经过像点可确定反射光线;
③由反射光线和平面镜的焦点可确定入射点;
④由入射点和光源可确定入射光线。
(3)作图步骤:
①先用对称法作出光源S的像点S'点;
②由于A点在反射光线上,像点在反射光线的反向延长线上,故用线连接S'A,交平面镜于O,O点即为入射点,AO为反射光线,用实线画出,S'O为反射光线的反向延长线,用虚线画出;
③用实线连接SO,SO为入射光线,标上所有光线的方向。
注意:将军饮马法不必做出法线
(二)已知入射光线和反射光线画出平面镜的作图方法
(1)作图思路:
因为法线和平面镜垂直,所以确定平面镜方向实际上就是确定法线的方向,由光的反射定律可知,法线是入射光线和反射光线夹角的平分线,故先做出入射光线和反射光线夹角的平分线,再根据入射点确定平面镜的方向。
(2)作图步骤:
①用虚线作入射光线和反射光线夹角的平分线,该平分线就是平面镜的法线。
②过入射点用实线做法线的垂线,该垂线就是平面镜反射面位置,画上垂直符号和阴影。
方法技巧7 光的反射中的角度问题
入射光线不变,镜面旋转θ度,法线也旋转θ度,从而入射角减小(或增大)θ度,反射角也随之减小(或增大)θ度,反射光线相对于入射光线旋转2θ度。
真题感知
1.(2022·江苏宿迁·中考真题)周末,小科一家到瓯江边游玩。妈妈拍照时,小科正在欣赏美景:对岸树木的倒影、水中的鱼“影”…,此时地面上留下了他的身影。关于“影”的形成原理,下列说法不正确的是( )
A.妈妈的摄“影”光的折射 B.树木的倒“影”光的反射
C.水中的鱼“影”光的反射 D.小科的身“影”光的直线传播
2.(2022·江苏无锡·一模)如图是张瑞同学(AB表示)站在平面镜前,CD是她在平面镜中的像,下列说法正确的是( )
A.当她远离平面镜时,她的像会变小
B.平面镜虽然没到地面,但是她也能看到自己的脚
C.如果在平面镜和像之间放一不透明的木板,她就看不到自己的像
D.如果是晚上照镜子,要想看清自己的像,一定要用手电筒对准镜子照
3.(2023·江苏泰州·一模)古诗词是中华民族文化的瑰宝,我们在欣赏的时候,经常发现与物理知识息息相关。下列说法中正确的是( )
A.“以铜为镜,可以正衣冠”,镜子的工作原理是光的直线传播
B.“明月几时有,把酒问青天”中的“明月”是光源
C.“安得五彩虹,驾车作长桥”,彩虹的形成原理是光的反射
D.“一道残阳铺水中,半江瑟瑟半江红”,“残阳铺水中”是由于光的反射形成的
4.(2025·江苏无锡·一模)如图所示,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,视力表在镜中的像与被测者的距离是5m。则下列说法正确的是( )
A.图示“?”应为2.5
B.镜子里的像是光的折射形成的虚像
C.当该同学走近镜子时,她自己在镜子里的像变大
D.若被测者看到“E”的像开口向上,则视力表上的该“E”开口向上
5.(2022·江苏苏州·期末)如图是我国自主研发的世界上最大口径的射电望远镜,被誉为中国的“天眼”。它由许多个反射面组成,其外形相当于 (凸面镜/凹面镜),它对光有 (会聚/发散)作用,“天眼”其实不是“看”,而是主要用以接收天体射电波段的辐射,它的观察范围超过了137亿光年,光年是表示 (选填“距离”或“时间”)的单位。
6.(2024·江苏淮安·一模)如图所示,一只小鸟站在水中,它看到自己在水中的像是由于光的 形成的。它看到自己的腿在水中的部分是 (填“变长”或“变短”)了。若小鸟的高度是0.8m,头部和对应水中像的距离是1.2m,那么水的深度为 m。
7.(2025·江苏扬州·三模)小文在参观科技馆的时候发现了一个3D全息投影展示台(如图甲)。围绕展台可以从前后左右四个角度观察汽车的外形,其原理是利用四个反射面反射液晶电视上的图像。小文利用平板电脑(相当于展台的液晶电视),反射面选用4片茶色透明三角形塑料片等器材,制作了一个3D全息投影展示台,如图乙。
(1)制作三维图片时,若希望出现图乙中的立体F像,则平板电脑屏幕1区图形应设计成图丙中的 。
(2)尝试投影后发现立体F像成像位置太高,这时他应调整平板电脑上四个图像 (填“远离”或“靠近”)平板电脑屏幕中心O点;小文认为制作更大的反射面可以使立体的像更大,这样的做法是 (填“正确”或“错误”)的。
8.(2022·江苏盐城·中考真题)古埃及学者埃拉托色尼发现,利用同一时刻在不同地点影子的长度不同可以估测出地球周长。取一根直杆,将其竖直立在地球上的A点,由于光的 形成了杆的影子,记录直杆在正午时刻影子的长度,算出太阳光与直杆的夹角α1,同样可以测出此时B点太阳光与直杆的夹角α2,A、B是同一经度上的两个城市(如图甲),它们的距离为L,可以估算出地球的周长大约为 。实验中需要测出直杆的长度,测量结果如图乙所示,其读数为 。
9.(22-23八年级上·安徽六安·月考)根据平面镜成像的特点,在图中画出物体AB在平面镜MN中所成的像。
10.(2022·江苏常州·一模)如图所示,根据入射光线和反射光线,在图甲中正确的位置作出平面镜并标出反射角的大小。
11.(2025·江苏苏州·一模)小华进行“探究光的反射定律”实验,步骤如下:
①把白纸放在水平桌面上
②在白纸上画一条直线
③将平面镜的一侧与直线重合,并垂直立在纸面上
④让红、绿两束激光射向平面镜的同一点O,如图甲所示,其中红色激光垂直平面镜入射
⑤在白纸上用笔描绘出光路。记录的结果如图乙所示。
(1)将激光贴着白纸射向镜面,能从不同方向观察到白纸上光的传播路径,是因为光在白纸上发生了 反射;
实验序号
1
2
3
4
(2)改变绿光的入射角度,多次测量反射角记录在表格中。根据表格中数据可以得出 ,实验中多次测量的目的是 ;
(3)小华没有找到红光的反射光束,她认为当光垂直平面镜入射时,不存在反射光,你认为她的观点正确吗? ;
小明的实验装置如图丙所示,他先用加湿器使整个玻璃罩内充满水雾,将平面镜放在一个能转动的水平圆台上,用固定的红色激光笔发出一束垂直射向平面镜的光NO,然后用另一支绿色激光笔向O点发出一束光AO,经平面镜反射后沿OB方向射出。
①实验中,用加湿器使整个玻璃罩内充满水雾的目的是 (显示光路/降低温度),红色激光NO的作用是代表 ;
②缓慢转动圆台到某一特定角度时,可以看到三束光相互重合,说明在光的反射现象中,反射光线、入射光线、法线 。
12.(2025·江苏苏州·二模)图甲中,“插槽”可插入不同光学元件,“内筒”固定,“外筒”可左右横向移动,外筒上的“半透明薄膜”可作光屏。图乙中光学元件分别是①凸透镜、②平面镜、③钻有小孔的遮光板。点燃蜡烛进行实验:
(1)在图甲插槽中插入某光学元件后,同学们在A处观察,左右移动外筒,像的大小不变,说明插入的是 (选填“①”、“②”或者“③”);
(2)在图甲插槽插入光学元件①,恰能在半透明薄膜上看到烛焰清晰的像,该像是 (选填“放大”或者“缩小”)的像;为了能在半透明薄膜上看到更大的像,应将蜡烛 (选填“靠近”或者“远离”)插槽方向移动,并同时调节半透明薄膜的位置;
(3)当插入某光学元件后,在薄膜上看到了清晰的倒立的像,向左移动外筒,像始终清晰,则插入的光学元件是 (选填“①”、“②”或者“③”),此过程中像的亮度将 (选填“变亮”、“变暗”或者“不变”)。
提升专练
1.如图所示,红色透明气球内部还套有一只绿色不透明气球,用红色激光照射透明的红色、不透明绿色两个气球时,下列说法正确的是( )
A.红色透明气球会爆破
B.绿色不透明气球不会爆破
C.两个气球都会爆破
D.把绿色不透明气球换成绿色透明气球,不影响实验结果
2.如图所示,商场柜台旁放有一面直立的平面镜,小超沿直 AD 行走,直线 AD 与平面镜平行,B、C 为由平面镜底边两端点向 AD 所作垂线的交点,则他能由平面镜中观察到自己像的路段是( )
A.整个 AD 段 B.只有 AC 段 C.只有 BC 段 D.只有 BD 段
3.如图,竖直直平面镜与直线平行,人眼位于点,其中均为直线上的点,长为3m,,,点光源在直线上且在点以下的某区域内自由移动(图中未画出),此人恰好都能通过平面镜看见的像,则点光源移动的最大长度是( )
A. B. C. D.
4.如图所示是小明探究“看”到自己的声音的实验。把两个纸杯底部用细棉线连接起来,固定其中一个纸杯,在纸杯口上蒙上胶膜,膜上粘一片小平面镜,拉紧棉线,将激光笔发出的光照射在平面镜上,小明对另一纸杯说话(不接触纸杯),会看到墙上反射的光点在晃动,形成光斑。则下列说法正确的是( )
A.在月球上做该实验也能看到光点的晃动
B.光点晃动时,光从小镜子射向墙壁不再沿直线传播
C.若说话声越大,光点晃动幅度越大
D.说话声音越尖,光点晃动幅度越大
5.如图是”探究平面镜成像的特点”的情景,下面关于探究过程中所涉及的问题分析( )
①为了使烛焰的像更清晰,应选择较暗的环境进行实验
②为了比较物、像大小,应将两支蜡烛都点燃
③当蜡烛距平面镜时,像距离蜡烛
④只要把光屏放在恰当的位置,就能承接到蜡烛的像
A.只有①③正确 B.只有②④正确
C.只有①②正确 D.只有②③正确
6.如图所示,平面镜M与N的夹角为θ,一条平行于平面ON的光线经过两个平面镜的多次反射后,能够沿着原来的光路回,则两平面镜之间的夹角θ不可能是( )
A.4o B.3o C.2o D.1o
7.利用直立杆的影子可以辨别方向,此现象可以用光的 来解释。让杆立于O点,在正午前后将杆顶的影子每间隔15分钟分别记下,如图甲所示,并画出其轨迹,若轨迹上有上午某时刻的A和下午某时刻的B点,如图乙,且,则指向为 东/南/西/北,若C点离O点最近,则指向 东/南/西/北。
8.小灵探究“平面镜成像的特点”时,当蜡烛A向玻璃板靠近时,像的大小 。为了让左侧的同学也能够看清蜡烛A的像,小滨只将玻璃板绕底边向蜡烛B一侧翻转,在此过程中蜡烛A的像大小变化情况是 ,蜡烛A顶端与其像之间的距离变化情况是 。
9.如图所示,入射光线AO经水平放置的平面镜反射后,射到竖直墙壁上的B点。OB与镜面的夹角为50°,则入射角为 °;当入射光线AO绕O点逆时针转动到的位置(与AO的夹角为20°),通过改变平面镜的方向,仍能保持反射光线OB方向不变。则这时的入射角为 °,平面镜绕O点 时针(选填“顺”或“逆”)转过的角度为 °。(注:转动角度必须小于90°)
10.如图所示以固定光源发出一束与水平面构成45°角的光照在液面上,光经过液面反射后在光屏上形成一个光斑S1,若光斑由S1向右移动了1m移到S2时,则液面 (选填“上升”或“下降”)了 m。
11.大约两千四百年前,我国的学者墨翟和他的学生做了世界上第一个小孔成像的实验,解释了小孔成像的原因;在制作“小孔成像观察仪”的活动中,小明同学将圆筒插入易拉罐中制成如图的仪器(圆筒能在易拉罐中前后移动)。
(1)圆筒的 (A/B)端是用半透明塑料薄膜制成的光屏;
(2)开始实验时,眼睛从光屏一侧看过去,无论怎样调节易拉罐与蜡烛之间的距离,屏上都看不到烛焰的像,而只能看到一片光亮,最有可能的是: ;
A.小孔扎成了三角形 B.小孔扎成了正方形 C.小孔太大 D.小孔太小
(3)图乙中,保持易拉罐和圆筒位置不变,应将蜡烛向 移动(左/右),可以使得屏上的像变大;
(4)小明到室外研究小孔成像,正午时,在地上铺一张白纸,将刻有边长为2cm等边三角形孔的纸板正对着太阳,当纸板逐渐远离白纸时,白纸上光斑的形状 (由圆形变成三角形/由三角形变成圆形),同时光斑的亮度 (增强/不变/减弱);
(5)保持纸板与白纸的距离不变,用另一卡片覆盖在三角形孔上向左移动(如图丙),当看到光斑是圆形时,继续用卡片遮挡,减小通光孔的大小,白纸上光斑大小将 (变大/不变/变小),光斑亮度 (增强/不变/减弱);
(6)小明进一步实验,分别测出烛焰的高度h1,烛焰到小孔的距离x1,像的高度h2,像到小孔的距离x2,测得多组数据后发现,它们之间满足关系:,树荫下的圆形光斑就是太阳通过树叶中间的小孔在地面上成的像,小明从网上查到太阳到地面的距离约为m,一个直径为3.5cm的光斑到它对应的小孔间距为375cm,则太阳的直径约为 m。
12.如图甲所示是小祎同学探究“光的反射规律”的实验装置。平面镜M平放在水平桌面上,白色硬纸板倾斜放在平面镜上。
(1)寻找入射光和反射光:为了让同组同学在各个角度都能看到纸板上的光路,小祎选择一个 (选填“光滑”或“粗糙”)的纸板,保持入射光贴着纸板沿AO方向射向镜面,将纸板慢慢转至 位置就能使入射光线和反射光线同时呈现在白纸板上;
(2)由于缺少量角器,接着他利用刻度尺在白纸板上作了一条平行于平面镜的直线AF,A、B、C、D、E、F、N是直线与各入射光线、反射光线、法线的交点(图丙),测量发现:,,,这样的发现 (能/不能)得到“反射角等于入射角”的结论;
(3)在探究得到光的反射规律后,小祎想到自行车的尾灯(图丁)本身并不发光,但是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,以引起汽车驾驶员的注意。经了解它是由许多角反射器组成的反光装置,则该角反射器是由______;
A.一个平面镜组成
B.二个相互垂直的平面镜组成
C.三个相互垂直的平面镜组成
(4)小祎为了更直观地观察实验现象,用如图所示改进装置探究光的反射规律,他将下面装置放在一个能转动的水平圆台上,用固定放置的红色激光笔发出一束垂直射向平面镜的光ON,然后用另一个绿色激光笔向O点发出一束光BO,经平面镜反射后沿OA方向射出。当缓慢转动圆台到某一特定角度时,可以看到 现象时,说明在光的反射现象中,反射光线、入射光线、法线 。
13.项目化学习——探秘华夏之“光”
【项目缘起】暑期期间,小明随爸爸妈妈一起到北京故宫博物馆旅游,对太和殿前的“日晷”惊叹不已。小明回到海安后,开始对“日晷”进行研究。
【项目调查】日晷是我国古代利用日影测定时刻的一种计时仪器,它由“晷面”和“晷针”组成,“晷针”与“晷面”相垂直,其中赤道式日晷“晷面”与赤道面平行(如图甲)。地球自转过程中,太阳在相同的时间内转过的角度相同,所以把晷面设计成平行于赤道,根据太阳光照在日晷上时,晷针的影子在晷面上变化规律来等间距划分刻度,从而实现计时功能。
【项目实施】小明用水平木板模拟晷面,用铅笔模拟晷针,制成了一个“简易日晷”(如图乙),水平放置在自家的阳台地面上。为了对该日晷进行刻度标注,某一天,小明在太阳光下每隔2h记录铅笔影子顶端的位置,影子顶端随时间的变化轨迹如图丙所示,其中OA是最短的影子。
【项目分析】
(1)中午,小明在记录铅笔顶端的位置时,发现木板有点发烫,说明光具有 ;
(2)下列诗句中描述的物理规律与日晷原理相同的是___________;
A.潭面无风镜未磨 B.潭清疑水浅
C.瀑水喷成虹 D.绿树荫浓夏日长
(3)图丙中,最短的影子O-A所指方向大致为 方;实验中记录的影子转动方向是 (选填“顺”或“逆”)时针,影子的长度变化情况是 ;
(4)小明在标注时间刻度时发现,相等时间内影子转过的角度不同,刻度是不均匀的。小明对实验进行了反思,发现这是由于 原因造成的;小明再查找资料获知海安纬度约为32°,然后对实验方案进行了调整,重新进行了实验,画出了如图丁所示的刻度,根据图示影子所在位置,可知此时大约是 点;如果要使测量更精确些,你的做法是 ;
【项目建议】
(5)你觉得小明制作的“简易日晷”在计时方面存在的不足是 。
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专题02 光现象
内容导航
考点聚焦:核心考点+中考考点,有的放矢
重点速记:知识点和关键点梳理,查漏补缺
难点强化:难点内容标注与讲解,能力提升
复习提升:真题感知+提升专练,全面突破
核心考点聚焦
1.光的产生:光源(能自行发光的物体,分天然光源和人造光源)。
2.光的传播:在同种均匀介质中沿直线传播;实例(影子、小孔成像、日食月食);无需介质,真空中可传播。
3.光速:真空中c=3×10⁸m/s;不同介质中速度不同,v真空>v空气>v水>v玻璃。
4.光的反射:定义(光射到物体表面被反射回原介质);反射定律(三线共面、两线分居、反射角=入射角);分类(镜面反射和漫反射,均遵循定律)。
5.平面镜成像:特点(正立、等大、等距、虚像,像与物关于镜面对称);原理(光的反射);应用(穿衣镜、潜望镜)。
6.光的色散:太阳光通过三棱镜分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫;色光三原色(红、绿、蓝);物体颜色(透明物体由透过色光决定,不透明物体由反射色光决定)。
中考考点聚焦
知识点内容
考试年份
光的直线传播
2023-徐州-中考真题
光的反射定律
2024-南京-中考真题
平面镜成像特点
2022-无锡-中考真题
光的色散
2022-扬州-中考真题
漫反射
2022-盐城-中考真题
一、光的色彩
1. 光源:本身能发光的物体叫作 光源 。
2. 分类:光源分为 天然 光源和 人造 光源。
3. 天(自)然光源:太阳、萤火虫、水母等;
4. 人造光源:点燃的蜡烛、发光的电灯等。
5. 光的色散现象:一束白光(太阳光)通过三棱镜偏折后照到白屏上,被分解成七种色光,在白屏上形成一条彩色的光带,颜色从上至下依次是 红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫说明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,
6. 光的三原色; 红 、 绿 、 蓝 叫作光的三原(基)色。
7. 色光的混合:将红、绿、蓝三种色光按不同比例混合,能产生任何一种其他颜色的光,而自身却无法用其他的色光混合得到。
8. 物体的颜色:我们所看到的物体的颜色,是由它 反射 的色光决定的。当白光照在物体上时,一部分光被物体反射,一部分光被物体吸收。比如白光照射在红色的图片上时,红色的部分反射 红色 光而吸收 其他 色光,因此我们看到这部分为红色。
9. 不透明物体的颜色:是由它 透过 的光的颜色决定的,不透明物体只透过与自身颜色相同的色光,吸收其他色光;
二、光的直线传播
1.光沿直线传播的条件:光在同种均匀介质中沿直线传播。
2.光在真空中的传播速度:约为3x108m/s。
3.常见的光的直线传播现象:日食(月亮在中间)、月食、人的影子、小孔成像(如树荫下的光斑)。
① 日食:当月球转到地球和太阳之间,并且在同一直线上时,月球就挡住了射向地球的太阳光,形成日食。
② 月食:当地球转到月球和太阳之间,并且在同一直线上时,地球就挡住了射向月球的太阳光,形成月食;
③ 小孔成像:烛焰上部发出的光线,由于光的直线传播,通过小孔后,射到了下部;烛焰下部发出的光线,由于光的直线传播,通过小孔后,射到了上部,就形成了相对于烛焰倒立的像。
④ 激光准直(挖隧道定向);整队集合;射击瞄准;
⑤ 坐井观天(要求会作有水、无水时青蛙视野的光路图);一叶障目;
⑥ 影子的形成:光在传播过程中,遇到不透明的物体,在物体的后面形成黑色区域即影子。
4.实验:小孔成像的深度探究
① 明暗:d1越小;d2越小;小孔的直径越大,成像越亮;
② 大小:h2=(d2/d1)h1
d1不变;d2越大,成像越大;
d2不变,d1越小,成像越大。
③ 清晰度:小孔直径越小,成像越清晰。
注:
① 小孔成像只有孔径足够小的时才会成物体倒立的实像,像的形状与物体相同,与孔形状无关。
② 如果孔太大,就不成像了,在光屏上留下的是跟孔形状相同的光斑,而不是物体的像(大孔其实可以成像,但要收到清晰像需要很大的距离,孔越大像越不清晰,孔大到一定程度成的像就很难分辨了,且生成距离很远)。
三、平面镜
1.平面镜成像利用的是光的反射。成像规律是:(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)
2.平面镜成像的实验中需要注意:
① 选两只同样大小的蜡烛是研究像、物大小关系 ;刻度尺用来探究像、物到镜面的距离关系。
② 选用玻璃板的好处是可以观察到玻璃板的另一侧,便于确定像的位置;
③ 玻璃的两面都能反射光,能成两个像,所以要选薄玻璃板;
④ 如果玻璃板没有放正,所成的像不在水平面上,所以无论怎样移动另一支蜡烛都不能与像重合。
⑤ 实验中用玻璃板代替平面镜的目的是便于确定像的位置;用两支完全相同蜡烛的目的是便于比较像与物的大小。
3.虚像是指射入眼睛的光线,其反向延长线的集合点形成的像,如上图所示;虚像能用眼睛直接观看,但不能用光屏接收;实像既可以用光屏承接,也可以用眼睛直接观看。
实 像
虚 像
形成的原因
实际光线会聚形成
反射或折射光线的反向延长线相交形成
能否用光屏承接
能
不能
能否用眼睛看见
能
能
成像实例
凸透镜(当物距大于一倍焦距时)
照相机、投影仪、人眼成像、小孔成像
凹透镜、凸透镜(当物距小于一倍焦距时)
放大镜、平面镜成像、水中倒影、光的折射
4.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。
5.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,常用作汽车观后镜来扩大视野。
6.利用球面的内表面作反射面的面镜叫做凹面镜;凹面镜对光有会聚作用,常用作太阳灶、探照灯等。
四、光的反射
1.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.光的反射定律:
① 入射光线、反射光线、法线同在同一个平面内(共面);
② 反射光线、入射光线分别位于法线的两侧(分居);
③ 反射角等于入射角(等角)
3.光反射时,若光逆着原来反射光线的方向照射到反射面上,则反射光线逆着原来的入射光线照射出去。这说明,光路是可逆的。
4.反射面是光滑平面,光线平行反射的叫镜面反射;如镜子、平静的水面等;镜面反射遵循光的反射定律。
5.照射在粗糙表面上的光向各个方向反射的现象叫漫反射。当一束平行的入射光线射到粗糙的表面时,表面会把光线向着四面八方反射,所以入射线虽然互相平行,由于各点的方向不同,造成反射光线向不同的方向无规则地反射,这种反射称之为“漫反射”。很多物体,如植物、墙壁、衣服等,其表面粗看起来似乎是平滑,但用放大镜仔细观察,就会看到其表面是凹凸不平的,所以本来是平行的太阳光被这些表面反射后,弥漫地射向不同方向。
6.镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律;当平行光照射时,镜面反射的反射光仍然是平行,而漫反射的反射光线是发散的,向各个方向都有。
方法技巧1 单色光与复色光
三原色光混合出的新色光与光的色散分解出的色光是不一样的。光的色散分解出的色光是单色光,而三原色光混合出的新色光只是在人的视觉上同时接收到多个三原色光而感受到的新色光。例如,红色光和绿色光混合出黄色光,该黄色光并非真正的黄色单色光,只是红色和绿色光同时进入人眼,人的视觉系统感受到的颜色是黄色,实际上,红色光还是红色光,绿色光还是绿色光。真正的光色光穿过三棱镜不会发生色散,而红色光和绿色光混合出的黄色光穿过三棱镜会发生色散,分解为红色光和绿色光。我们可以通过这种方式对单色光与复色光进行区分
方法技巧2 小孔成像仪(小孔成像照相机)
小孔成像仪利用光在均匀介质中沿直线传播的特点,将外部的像成在了内部的光屏上。为便于观察研究,应将上图的A端蒙上半透明纸,原因是A端较暗,便于观察成像。实验中小孔最好对着明亮的地方进行观察,因为物体越亮,成像越清晰
由于小孔成像成倒立的实像,所以说成像如果在光屏中的位置偏上,要将整个装置向下平移才能使像成在光屏中央。
方法技巧3 小孔成像作图
作图技巧:两点确定一条直线
①找到物体的上下两个顶点和小孔,连接两顶点和小孔延长与光屏相交出对应的像点
②如果是由物体和像确定小孔的位置,将物和像的上下两个顶点的对应点连线,两条线的交点就是小孔的位置。
注意:小孔成像中所作的所有线都是实线
方法技巧4 平面镜中的多次成像
当有两面平面镜出现时,若物体位于两平面镜的角平分线上,则物体成像个数n=(360°/平面镜夹角)-1,若不能整除则成无数个像。其本质是平面镜成的像可以在另一面镜子中再次成像
方法技巧5 平面镜的作图
(1)平面镜的画法:
(2)作图规则:
物体轮廓画实线,虚像轮廓画虚线,辅助连接线画虚线,有垂直关系的线段交叉点要画出直角符号。
(3)作图思路:
对称法:根据平面镜的成像特点,像和物关于镜面对称,找出物体上端点关于平面镜的对称点。
(4)作图步骤:
如图所示,MN表示平面镜,要求做出物体AB的在平面镜中的像A′B′。
①过A点作镜面MN的垂线AO(垂足为O)并延长至A′点,使OA=OA′,A′点就是A点的像;
②同理,可以作出物上其他各点的像(如B点的像B′点);
③然后用虚线连接A'B'。
方法技巧6 光的反射作图
(一)已知光源S、平面镜和反射光线经过的点A,作光路图的方法(将军饮马法)
(1)作图规则:
光线画实线,辅助连接线、光线的反向延长线画虚线,有垂直关系的线段交叉点要画出直角符号。
(2)作图思路:
①由像和物关于平面镜对称可确定像点;
②由反射光线的反向延长线经过像点可确定反射光线;
③由反射光线和平面镜的焦点可确定入射点;
④由入射点和光源可确定入射光线。
(3)作图步骤:
①先用对称法作出光源S的像点S'点;
②由于A点在反射光线上,像点在反射光线的反向延长线上,故用线连接S'A,交平面镜于O,O点即为入射点,AO为反射光线,用实线画出,S'O为反射光线的反向延长线,用虚线画出;
③用实线连接SO,SO为入射光线,标上所有光线的方向。
注意:将军饮马法不必做出法线
(二)已知入射光线和反射光线画出平面镜的作图方法
(1)作图思路:
因为法线和平面镜垂直,所以确定平面镜方向实际上就是确定法线的方向,由光的反射定律可知,法线是入射光线和反射光线夹角的平分线,故先做出入射光线和反射光线夹角的平分线,再根据入射点确定平面镜的方向。
(2)作图步骤:
①用虚线作入射光线和反射光线夹角的平分线,该平分线就是平面镜的法线。
②过入射点用实线做法线的垂线,该垂线就是平面镜反射面位置,画上垂直符号和阴影。
方法技巧7 光的反射中的角度问题
入射光线不变,镜面旋转θ度,法线也旋转θ度,从而入射角减小(或增大)θ度,反射角也随之减小(或增大)θ度,反射光线相对于入射光线旋转2θ度。
真题感知
1.(2022·江苏宿迁·中考真题)周末,小科一家到瓯江边游玩。妈妈拍照时,小科正在欣赏美景:对岸树木的倒影、水中的鱼“影”…,此时地面上留下了他的身影。关于“影”的形成原理,下列说法不正确的是( )
A.妈妈的摄“影”光的折射 B.树木的倒“影”光的反射
C.水中的鱼“影”光的反射 D.小科的身“影”光的直线传播
【答案】C
【详解】A.妈妈拍照时,镜头是凸透镜,光经过凸透镜是光的折射,故A正确,A不符合题意;
B.水面相当于平面镜,在水面上形成的树木的倒影是光的反射,故B正确,B不符合题意;
C.观看水中的鱼,光线从水中射入空气中,是光的折射,故C错误,C符合题意;
D.小科的影子是光传播过程中遇到不透明物体(小影),在光达不到的区域会形成影子,是光的直线传播,故D正确,D不符合题意。
故选C。
2.(2022·江苏无锡·一模)如图是张瑞同学(AB表示)站在平面镜前,CD是她在平面镜中的像,下列说法正确的是( )
A.当她远离平面镜时,她的像会变小
B.平面镜虽然没到地面,但是她也能看到自己的脚
C.如果在平面镜和像之间放一不透明的木板,她就看不到自己的像
D.如果是晚上照镜子,要想看清自己的像,一定要用手电筒对准镜子照
【答案】B
【详解】A.因为物体在平面镜中成的像和物体大小相等,所以当她远离平面镜时,她在平面镜中所成像的大小不变。故A错误;
B.如图所示:
从脚处反射出的光线,射到平面镜上,经平面镜反射后能进入人的眼睛,所以虽然平面镜没到地面,她也能看到自己的脚,故B正确;
C.因为平面镜成像是由于光的反射形成的,看到的虚像是反射光线的反向延长光线会聚成的,镜面后方是没有实际光线的,所以如果在平面镜和像之间放一不透明的木板,她仍能看到自己的像,故C错误;
D.平面镜成像原理是光的反射,物体越亮像越清晰,故如果是晚上照镜子,要想看清自己的像,一定要用手电筒对准自己照。故D错误。
故选B。
3.(2023·江苏泰州·一模)古诗词是中华民族文化的瑰宝,我们在欣赏的时候,经常发现与物理知识息息相关。下列说法中正确的是( )
A.“以铜为镜,可以正衣冠”,镜子的工作原理是光的直线传播
B.“明月几时有,把酒问青天”中的“明月”是光源
C.“安得五彩虹,驾车作长桥”,彩虹的形成原理是光的反射
D.“一道残阳铺水中,半江瑟瑟半江红”,“残阳铺水中”是由于光的反射形成的
【答案】D
【详解】A.“以铜为镜,可以正衣冠”,铜镜相当于平面镜,属于光的反射,故A错误;
B.自身能发光的物体称为光源,月亮自身不能发光,靠反射太阳光,所以月亮不是光源,故B错误;
C.“安得五彩虹,驾天作长桥”句中的“彩虹”是由于光透过空中的小水滴,折射后发生光的色散形成的,故C错误;
D.“一道残阳铺水中,半江瑟瑟半江红”,半江红是水面反射阳光形成的,因此属于光的反射现象,故D正确。
故选D。
4.(2025·江苏无锡·一模)如图所示,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,视力表在镜中的像与被测者的距离是5m。则下列说法正确的是( )
A.图示“?”应为2.5
B.镜子里的像是光的折射形成的虚像
C.当该同学走近镜子时,她自己在镜子里的像变大
D.若被测者看到“E”的像开口向上,则视力表上的该“E”开口向上
【答案】D
【详解】A.由题意可知,视力表在镜中的像与被测者的距离是5m,人和视力表的距离是0.4m,则人和平面镜中的像的距离是5m-0.4m=4.6m
人和像关于平面镜对称,且人和像到平面镜的距离相等,则人到平面镜的距离是
所以图中“?”应为2.3m+0.4m=2.7m,故A错误;
B.平面镜成像的原理是光的反射,形成的是虚像,故B错误;
C.平面镜成像时,像和物的大小相等,所以该同学走近镜子时,该同学的像的大小不会变化,始终和该同学等大,故C错误;
D.平面镜成像像和物关于镜面对称,故若被测者看到“E”的像开口向上,则视力表上的该“E”开口向上,故D正确。
故选D。
5.(2022·江苏苏州·期末)如图是我国自主研发的世界上最大口径的射电望远镜,被誉为中国的“天眼”。它由许多个反射面组成,其外形相当于 (凸面镜/凹面镜),它对光有 (会聚/发散)作用,“天眼”其实不是“看”,而是主要用以接收天体射电波段的辐射,它的观察范围超过了137亿光年,光年是表示 (选填“距离”或“时间”)的单位。
【答案】 凹面镜 会聚 距离
【详解】[1][2]由图可知,“天眼”相当于一个巨大凹面镜,凹面镜对光有会聚的作用,可以反射光线,能使光线会聚在中心公共焦点处。
[3]光年是指光在一年内传播的距离,是距离单位。
6.(2024·江苏淮安·一模)如图所示,一只小鸟站在水中,它看到自己在水中的像是由于光的 形成的。它看到自己的腿在水中的部分是 (填“变长”或“变短”)了。若小鸟的高度是0.8m,头部和对应水中像的距离是1.2m,那么水的深度为 m。
【答案】 反射 变短 0.2
【详解】[1]鸟看见水中的像,是平面镜成像形成的,原理是光的反射。
[2]鸟的一部分腿在水中,水中腿的反射光线,从水中进入空气中发生折射现象,进入鸟的眼睛,看见时会觉得变短。
[3]根据平面镜成像特点可知,平面镜成的像和物体到平面镜的距离相等,可以得到鸟的头到水面的距离,为头部和对应水中像的距离1.2m的一半,即0.6m,鸟在水面上的高度为0.6m,鸟高0.8m,鸟腿在水中的高度为0.2m,也就是水的深度。
7.(2025·江苏扬州·三模)小文在参观科技馆的时候发现了一个3D全息投影展示台(如图甲)。围绕展台可以从前后左右四个角度观察汽车的外形,其原理是利用四个反射面反射液晶电视上的图像。小文利用平板电脑(相当于展台的液晶电视),反射面选用4片茶色透明三角形塑料片等器材,制作了一个3D全息投影展示台,如图乙。
(1)制作三维图片时,若希望出现图乙中的立体F像,则平板电脑屏幕1区图形应设计成图丙中的 。
(2)尝试投影后发现立体F像成像位置太高,这时他应调整平板电脑上四个图像 (填“远离”或“靠近”)平板电脑屏幕中心O点;小文认为制作更大的反射面可以使立体的像更大,这样的做法是 (填“正确”或“错误”)的。
【答案】(1)B
(2) 靠近 错误
【详解】(1)由平面镜成像特点可知,像与物关于平面镜对称,所以希望出现图乙中的立体F像,图乙中 1 区的图像经反射面成像后形成立体像的一部分,因此1区图形应与立体像关于反射面对称,对应图丙中的B。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
(2)[1]尝试投影后发现立体F像成像位置太高,要把像下移,由于像与物关于平面镜对称,所以这时应将物体靠近反射面,即调整平板电脑上的四个图像靠近反射面。
[2]根据平面镜成像特点,立体像的大小由图像本身的大小决定,增大反射面不会改变像的大小,因此该做法是错误的。
8.(2022·江苏盐城·中考真题)古埃及学者埃拉托色尼发现,利用同一时刻在不同地点影子的长度不同可以估测出地球周长。取一根直杆,将其竖直立在地球上的A点,由于光的 形成了杆的影子,记录直杆在正午时刻影子的长度,算出太阳光与直杆的夹角α1,同样可以测出此时B点太阳光与直杆的夹角α2,A、B是同一经度上的两个城市(如图甲),它们的距离为L,可以估算出地球的周长大约为 。实验中需要测出直杆的长度,测量结果如图乙所示,其读数为 。
【答案】 直线传播 50.00cm
【详解】[1]光在同一种均匀介质中是沿直线传播的,当光射到不透明的杆上,由于杆挡住了一部分光线,在光照不到的地方就形成了杆的影子。
[2]因为A、B是同一经度上的两个城市,所以A、B两点所对的圆心角
α=α2﹣α1
由题意可知,圆心角α所对应的弧长为L,则每1度所对应的弧长是,则360度所对应的弧长,即地球的周长为
[3]由图乙知刻度尺的分度值为1mm,直杆的长度为50.00cm。
9.(22-23八年级上·安徽六安·月考)根据平面镜成像的特点,在图中画出物体AB在平面镜MN中所成的像。
【答案】
【详解】平面镜成像时像与物关于平面镜对称,所以先作出端点A、B关于平面镜的对称点、,用虚线连接、,即为物AB在平面镜中所成的像,如图所示:
10.(2022·江苏常州·一模)如图所示,根据入射光线和反射光线,在图甲中正确的位置作出平面镜并标出反射角的大小。
【答案】
【详解】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
则反射角
如图所示
11.(2025·江苏苏州·一模)小华进行“探究光的反射定律”实验,步骤如下:
①把白纸放在水平桌面上
②在白纸上画一条直线
③将平面镜的一侧与直线重合,并垂直立在纸面上
④让红、绿两束激光射向平面镜的同一点O,如图甲所示,其中红色激光垂直平面镜入射
⑤在白纸上用笔描绘出光路。记录的结果如图乙所示。
(1)将激光贴着白纸射向镜面,能从不同方向观察到白纸上光的传播路径,是因为光在白纸上发生了 反射;
实验序号
1
2
3
4
(2)改变绿光的入射角度,多次测量反射角记录在表格中。根据表格中数据可以得出 ,实验中多次测量的目的是 ;
(3)小华没有找到红光的反射光束,她认为当光垂直平面镜入射时,不存在反射光,你认为她的观点正确吗? ;
小明的实验装置如图丙所示,他先用加湿器使整个玻璃罩内充满水雾,将平面镜放在一个能转动的水平圆台上,用固定的红色激光笔发出一束垂直射向平面镜的光NO,然后用另一支绿色激光笔向O点发出一束光AO,经平面镜反射后沿OB方向射出。
①实验中,用加湿器使整个玻璃罩内充满水雾的目的是 (显示光路/降低温度),红色激光NO的作用是代表 ;
②缓慢转动圆台到某一特定角度时,可以看到三束光相互重合,说明在光的反射现象中,反射光线、入射光线、法线 。
【答案】(1)漫
(2) 在反射现象中,反射角等于入射角 寻找普遍规律
(3) 错误 显示光路 法线 在同一平面内
【详解】(1)实验时,从硬纸板前不同方向都可以看到纸板上光的径迹,是由于纸板反射的光射向各个方向,即光在纸板上发生了漫反射。
(2)[1]分析表格数据可知,在反射现象中,反射角的大小始终等于入射角的大小。
[2]实验中,多次改变入射角的大小,测量反射角的大小,其目的是寻找普遍规律,使实验结论更具普遍性。
(3)[1]当光垂直平面镜入射时,入射角为0,反射角也为0,即入射光线与反射光线重合,故看不到反射光线,不是不存在反射光线,故她的观点是错误的。
[2]玻璃罩内充满水雾,则入射光线及反射光线的传播路径都能显示出来,即充满水雾的目的是为了显示光路。
[3]利用红色激光比较明显,容易观察到,其发出的光线相当于法线。
[4]缓慢转动圆台,反射光线随着入射光线的变化而变化,当入射光线与法线重合,反射光线也与法线重合,这说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
12.(2025·江苏苏州·二模)图甲中,“插槽”可插入不同光学元件,“内筒”固定,“外筒”可左右横向移动,外筒上的“半透明薄膜”可作光屏。图乙中光学元件分别是①凸透镜、②平面镜、③钻有小孔的遮光板。点燃蜡烛进行实验:
(1)在图甲插槽中插入某光学元件后,同学们在A处观察,左右移动外筒,像的大小不变,说明插入的是 (选填“①”、“②”或者“③”);
(2)在图甲插槽插入光学元件①,恰能在半透明薄膜上看到烛焰清晰的像,该像是 (选填“放大”或者“缩小”)的像;为了能在半透明薄膜上看到更大的像,应将蜡烛 (选填“靠近”或者“远离”)插槽方向移动,并同时调节半透明薄膜的位置;
(3)当插入某光学元件后,在薄膜上看到了清晰的倒立的像,向左移动外筒,像始终清晰,则插入的光学元件是 (选填“①”、“②”或者“③”),此过程中像的亮度将 (选填“变亮”、“变暗”或者“不变”)。
【答案】(1)②
(2) 放大 靠近
(3) ③ 变亮
【详解】(1)平面镜成正立、等大的虚像。同学们在A处能观察到像,且左右移动外筒,像的大小不变,说明该像为平面镜所成的虚像,插入的是平面镜②。
(2)[1]由甲图可知,烛焰到凸透镜的距离小于凸透镜到半透明薄膜的距离,即,此时成的像为倒立、放大的实像。
[2]为了能在半透明薄膜上看到更大的像,说明成的像是实像,且在移动烛焰的过程中,让像变大,根据凸透镜成像规律:“成实像时,物近像远像变大”可知,只要让烛焰靠近凸透镜,同时让半透明薄膜远离凸透镜,就可以实现上述要求。
(3)[1]薄膜上看到了清晰的倒立的像,说明成的是实像,向左移动外筒,像始终清晰,说明只改变像距,像的清晰程度不会发生改变,说明这是小孔成像现象,则插入的光学元件是钻有小孔的遮光板,故选③。
[2]向左移动外筒,成的像将会变小,则相同的面积上会聚的光变多,故成的像会变亮。
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1.如图所示,红色透明气球内部还套有一只绿色不透明气球,用红色激光照射透明的红色、不透明绿色两个气球时,下列说法正确的是( )
A.红色透明气球会爆破
B.绿色不透明气球不会爆破
C.两个气球都会爆破
D.把绿色不透明气球换成绿色透明气球,不影响实验结果
【答案】D
【详解】AC.红色透明气球能透过红光,不会因红光照射爆破,故AC错误;
B.绿色不透明气球吸收红光,使内部空气受热膨胀爆破,故B错误;
D.把绿色不透明气球换成绿色透明气球,绿色透明气球透过绿光、吸收红光,仍会爆破,实验结果不改变,故D正确。
故选D。
2.如图所示,商场柜台旁放有一面直立的平面镜,小超沿直 AD 行走,直线 AD 与平面镜平行,B、C 为由平面镜底边两端点向 AD 所作垂线的交点,则他能由平面镜中观察到自己像的路段是( )
A.整个 AD 段 B.只有 AC 段 C.只有 BC 段 D.只有 BD 段
【答案】C
【详解】平面镜成像的原理是光的反射,人眼逆着反射光线看到像,要想从平面镜经中看到像,需要他反射的太阳光经过平面镜反射后,反射光线一定要进入他的眼睛。当他走AB段或者CD段时,反射光线在法线的右侧,不会进入人眼,故看不到像,而在BC段时,他反射的太阳光经过平面镜反射后,反射光线进入人眼,可以看到像,故综上所述,C符合题意;ABD不符合题意。
故选C。
3.如图,竖直直平面镜与直线平行,人眼位于点,其中均为直线上的点,长为3m,,,点光源在直线上且在点以下的某区域内自由移动(图中未画出),此人恰好都能通过平面镜看见的像,则点光源移动的最大长度是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】如图,以E点为原点建立平面直角坐标系,则各点位置如图所示,连接MP、NP,根据光的反射定律,作出MP的入射光线AM,作出NP的入射光线BN,则AB即为点光源移动的范围,则点光源移动的最大长度为
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
4.如图所示是小明探究“看”到自己的声音的实验。把两个纸杯底部用细棉线连接起来,固定其中一个纸杯,在纸杯口上蒙上胶膜,膜上粘一片小平面镜,拉紧棉线,将激光笔发出的光照射在平面镜上,小明对另一纸杯说话(不接触纸杯),会看到墙上反射的光点在晃动,形成光斑。则下列说法正确的是( )
A.在月球上做该实验也能看到光点的晃动
B.光点晃动时,光从小镜子射向墙壁不再沿直线传播
C.若说话声越大,光点晃动幅度越大
D.说话声音越尖,光点晃动幅度越大
【答案】C
【详解】A.声音传播需要介质(如空气、固体等)。在月球表面是真空环境,没有空气,声音无法通过空气传播。虽然小明说话的声音可能通过棉线(固体)传导,但声音要从嘴传到纸杯,必须通过介质(空气)。在月球上,如果小明在真空中说话,声音无法传播到纸杯。即使棉线能传声(固体可以传声),但人说话的声音首先得在空气中传播到纸杯口,否则无法引起振动。所以,在月球上,没有空气,声音无法传递到纸杯,胶膜不会振动,光点也不会晃动,故A错误;
B.光的传播路径始终遵循光的直线传播规律(在均匀介质中)。小镜子虽然在振动,但光仍然是沿直线传播的,故B错误;
C.声音越大,表示振幅越大,声波能量越大,引起纸杯底部胶膜的振动幅度也越大。胶膜振动带动小镜子振动幅度增大,反射光点在墙上的晃动幅度也会增大,故C正确;
D.“声音越尖”指的是音调高,即频率高。频率高不代表振幅大。振幅决定响度,频率决定音调。声音尖(高音)不一定响,也可能很轻,故D错误。
故选 C。
5.如图是”探究平面镜成像的特点”的情景,下面关于探究过程中所涉及的问题分析( )
①为了使烛焰的像更清晰,应选择较暗的环境进行实验
②为了比较物、像大小,应将两支蜡烛都点燃
③当蜡烛距平面镜时,像距离蜡烛
④只要把光屏放在恰当的位置,就能承接到蜡烛的像
A.只有①③正确 B.只有②④正确
C.只有①②正确 D.只有②③正确
【答案】A
【详解】①蜡烛是点燃的,它的像也是比较亮的,如果环境较暗,与环境对比大,观察得比较清晰。故①正确;
②B点燃后,它比A的像还要亮,无法观察到二者是否完全重合。故②错误;
③平面镜成像时,像距与物距相等,如果蜡烛距镜子0.1m,它的像距镜子也是0.1m,像物相距0.2m。故③错正确;
④蜡烛通过平面镜成的是虚像,是不能在光屏上承接到的。故④错误。
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6.如图所示,平面镜M与N的夹角为θ,一条平行于平面ON的光线经过两个平面镜的多次反射后,能够沿着原来的光路回,则两平面镜之间的夹角θ不可能是( )
A.4o B.3o C.2o D.1o
【答案】A
【详解】由光的反射规律可知,反射角等于入射角,画出光的反射光路图,如图所示:
根据数学知识可知,光线平行于平面ON,入射光线与镜面OM的夹角为θ,由图可知,光线第一次反射的入射角为90°-θ,则∠OCD=θ,入射光线和反射光线的夹角为180°-2θ,由数学知识可知∠NDC=2θ,则第二次入射时的入射角为90°-2θ。同理,第三次的入射角为90°-3θ,第n次的入射角为90°-nθ。要想沿原来光路返回,则光线某次反射的入射角为零,所以有
90°-nθ=0
解得
由于n为自然数,所以90°是θ的整数倍,故A错误,符合题意, BCD正确,不符合题意。
故选A。
7.利用直立杆的影子可以辨别方向,此现象可以用光的 来解释。让杆立于O点,在正午前后将杆顶的影子每间隔15分钟分别记下,如图甲所示,并画出其轨迹,若轨迹上有上午某时刻的A和下午某时刻的B点,如图乙,且,则指向为 东/南/西/北,若C点离O点最近,则指向 东/南/西/北。
【答案】 直线传播 东 北
【详解】[1]直立杆挡住太阳射向地面的光,在地面上形成黑影,所以直立杆的影子可以辨别方向,利用的是光的直线传播。
[2]上午物体的影子在物体的西面,下午物体的影子在物体的东面,所以指向为东。
[3]OC是最短的影子,说明此时阳光与地面夹角最大,这是正午,又由于正午时太阳在正南方,所以影子在正北方,即指向北。
8.小灵探究“平面镜成像的特点”时,当蜡烛A向玻璃板靠近时,像的大小 。为了让左侧的同学也能够看清蜡烛A的像,小滨只将玻璃板绕底边向蜡烛B一侧翻转,在此过程中蜡烛A的像大小变化情况是 ,蜡烛A顶端与其像之间的距离变化情况是 。
【答案】 不变 不变 先变大后变小
【详解】[1][2]平面镜成的像与物大小相同,和物到镜的距离无关,当蜡烛A向玻璃板靠近时,像的大小不变;将玻璃板绕底边向蜡烛B一侧翻转,在此过程中,蜡烛A的像大小不变。
[3]平面镜成像像与物关于镜面是对称的,因此在将玻璃板绕底边向蜡烛B一侧翻转的过程中,蜡烛A顶端与其像之间的距离先变大后变小。
9.如图所示,入射光线AO经水平放置的平面镜反射后,射到竖直墙壁上的B点。OB与镜面的夹角为50°,则入射角为 °;当入射光线AO绕O点逆时针转动到的位置(与AO的夹角为20°),通过改变平面镜的方向,仍能保持反射光线OB方向不变。则这时的入射角为 °,平面镜绕O点 时针(选填“顺”或“逆”)转过的角度为 °。(注:转动角度必须小于90°)
【答案】 40 50 逆 10
【详解】[1]由题意可知,OB与镜面的夹角为50°,则OB与法线的夹角是40°,由于反射光线与法线的夹角为反射角,则反射角为40°,由于光的反射中,反射角等于入射角,所以入射角也为40°。
[2]反射光线OB方向不变,若AO逆时针转动到的位置,则反射光线和入射光线的夹角将变大20°,即反射光线和入射光线的夹角为40°+40°+20°=100°
由于光的反射中,反射角等于入射角,则此时的入射角为50°。
[3][4]原来平面镜与OB的夹角为50°,现在,OB不动,反射角变为50°,则OB与镜面的夹角为40°,平面镜应该逆时针转动10°。
10.如图所示以固定光源发出一束与水平面构成45°角的光照在液面上,光经过液面反射后在光屏上形成一个光斑S1,若光斑由S1向右移动了1m移到S2时,则液面 (选填“上升”或“下降”)了 m。
【答案】 下降 0.5
【详解】[1][2]由于入射光线的方向不变,且光在液面上发生的是镜面反射,故当液面高度发生变化时,反射光线的方向与原来的反射光线是平行的,如下图所示:
由图可知,当光斑由S1向右移动移到S2时,则表明液面从AB下降到CD;若光斑由S1向右移动了1m移到S2时,如上图所示,由题意和平行四边形知识可得
入射光线与水平面成45°角,则可知△EOO'为直角三角形,所以由几何知识可得
则说明水位下降了0.5m。
11.大约两千四百年前,我国的学者墨翟和他的学生做了世界上第一个小孔成像的实验,解释了小孔成像的原因;在制作“小孔成像观察仪”的活动中,小明同学将圆筒插入易拉罐中制成如图的仪器(圆筒能在易拉罐中前后移动)。
(1)圆筒的 (A/B)端是用半透明塑料薄膜制成的光屏;
(2)开始实验时,眼睛从光屏一侧看过去,无论怎样调节易拉罐与蜡烛之间的距离,屏上都看不到烛焰的像,而只能看到一片光亮,最有可能的是: ;
A.小孔扎成了三角形 B.小孔扎成了正方形 C.小孔太大 D.小孔太小
(3)图乙中,保持易拉罐和圆筒位置不变,应将蜡烛向 移动(左/右),可以使得屏上的像变大;
(4)小明到室外研究小孔成像,正午时,在地上铺一张白纸,将刻有边长为2cm等边三角形孔的纸板正对着太阳,当纸板逐渐远离白纸时,白纸上光斑的形状 (由圆形变成三角形/由三角形变成圆形),同时光斑的亮度 (增强/不变/减弱);
(5)保持纸板与白纸的距离不变,用另一卡片覆盖在三角形孔上向左移动(如图丙),当看到光斑是圆形时,继续用卡片遮挡,减小通光孔的大小,白纸上光斑大小将 (变大/不变/变小),光斑亮度 (增强/不变/减弱);
(6)小明进一步实验,分别测出烛焰的高度h1,烛焰到小孔的距离x1,像的高度h2,像到小孔的距离x2,测得多组数据后发现,它们之间满足关系:,树荫下的圆形光斑就是太阳通过树叶中间的小孔在地面上成的像,小明从网上查到太阳到地面的距离约为m,一个直径为3.5cm的光斑到它对应的小孔间距为375cm,则太阳的直径约为 m。
【答案】 A C 右 由三角形变成圆形 减弱 不变 减弱 1.4×109
【详解】(1)[1] 为了更清楚地观察像,通常选择较亮的物体作为观察对象,同时需要将光屏放在较暗的环境中,使像更清晰,所以为了成的像更清晰,便于观察,半透明的薄纸应该放在圆筒的前端,即A端。
(2)[2] 看到一片光亮,有可能是小孔太大,如果蜡烛上所有点发出的光都通过这个大孔,则在光屏上就不会有一个确定的像点,在光屏上看到的就是一片光亮。
(3)[3]小孔所成像的大小与物距、像距有关,当像距不变时,物距越小。所成的像越大,因此要想使屏上的像变大,应向右移动蜡烛。
(4)[4][5]将开有三角形空的纸板距离白纸越近,孔就相对而言越大,白纸上的光斑越呈现孔的形状,相反距离白纸越远,孔就相对越小,光斑就呈现圆形,这是小孔所成太阳的像。因此,当纸板逐渐远离白纸时,光斑就由三角形变为圆形,同时,所成的像越来越大,而进入小孔的光相同,因此光斑亮度会减弱。
(5)[6] [7]小孔成像的大小与小孔的大小无关,因此,减小通光孔的大小,像的大小不变,但由于进入小孔的光变少,所以,像的亮度减弱。
(6)[8] 太阳到地面的距离粗略可看作物距x1,光斑的直径可看作像高h2,光斑到小孔的距离可看作像距x2,则有
解得太阳的直径
h1=1.4×109m
12.如图甲所示是小祎同学探究“光的反射规律”的实验装置。平面镜M平放在水平桌面上,白色硬纸板倾斜放在平面镜上。
(1)寻找入射光和反射光:为了让同组同学在各个角度都能看到纸板上的光路,小祎选择一个 (选填“光滑”或“粗糙”)的纸板,保持入射光贴着纸板沿AO方向射向镜面,将纸板慢慢转至 位置就能使入射光线和反射光线同时呈现在白纸板上;
(2)由于缺少量角器,接着他利用刻度尺在白纸板上作了一条平行于平面镜的直线AF,A、B、C、D、E、F、N是直线与各入射光线、反射光线、法线的交点(图丙),测量发现:,,,这样的发现 (能/不能)得到“反射角等于入射角”的结论;
(3)在探究得到光的反射规律后,小祎想到自行车的尾灯(图丁)本身并不发光,但是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,以引起汽车驾驶员的注意。经了解它是由许多角反射器组成的反光装置,则该角反射器是由______;
A.一个平面镜组成
B.二个相互垂直的平面镜组成
C.三个相互垂直的平面镜组成
(4)小祎为了更直观地观察实验现象,用如图所示改进装置探究光的反射规律,他将下面装置放在一个能转动的水平圆台上,用固定放置的红色激光笔发出一束垂直射向平面镜的光ON,然后用另一个绿色激光笔向O点发出一束光BO,经平面镜反射后沿OA方向射出。当缓慢转动圆台到某一特定角度时,可以看到 现象时,说明在光的反射现象中,反射光线、入射光线、法线 。
【答案】(1) 粗糙 与镜面垂直
(2)能
(3)C
(4) 见解析 在同一平面内
【详解】(1)[1]选择粗糙的纸板进行实验,则光在纸板上的反射是漫反射,反射光线向各个方向传播,同学在各个角度才能看到光路。
[2]当纸板转到与镜面垂直的位置时,则反射光线和入射光线都在纸板所在的平面上,能同时观察到反射光线和入射光线。
(2)由AB=EF,BC=DE,CN=ND,利用全等三角形知识可得,∠NOA=∠NOF、∠NOB=∠NOE,∠NOC=∠NOD,即反射角等于入射角。所以,这样的发现能得到“反射角等于入射角”的结论。
(3)两个互成直角的平面镜放在一起,如图所示
当光线AO射到平面镜1上时,发生第一次反射,反射光线BO作为入射光线又射到反射镜2上,发生第二次反射,最终反射光线O′C沿原路返回;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,因此该角反射器由三个相互垂直的平面镜组成,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(4)[1][2]沿水平方向缓慢转动圆台,当我们从侧面观察到入射绿光、入射红光和反射绿光看起来重合时(即只能观察到一条光线时),可根据光的传播路径来判断反射光线,入射光线和法线在同一平面内。
13.项目化学习——探秘华夏之“光”
【项目缘起】暑期期间,小明随爸爸妈妈一起到北京故宫博物馆旅游,对太和殿前的“日晷”惊叹不已。小明回到海安后,开始对“日晷”进行研究。
【项目调查】日晷是我国古代利用日影测定时刻的一种计时仪器,它由“晷面”和“晷针”组成,“晷针”与“晷面”相垂直,其中赤道式日晷“晷面”与赤道面平行(如图甲)。地球自转过程中,太阳在相同的时间内转过的角度相同,所以把晷面设计成平行于赤道,根据太阳光照在日晷上时,晷针的影子在晷面上变化规律来等间距划分刻度,从而实现计时功能。
【项目实施】小明用水平木板模拟晷面,用铅笔模拟晷针,制成了一个“简易日晷”(如图乙),水平放置在自家的阳台地面上。为了对该日晷进行刻度标注,某一天,小明在太阳光下每隔2h记录铅笔影子顶端的位置,影子顶端随时间的变化轨迹如图丙所示,其中OA是最短的影子。
【项目分析】
(1)中午,小明在记录铅笔顶端的位置时,发现木板有点发烫,说明光具有 ;
(2)下列诗句中描述的物理规律与日晷原理相同的是___________;
A.潭面无风镜未磨 B.潭清疑水浅
C.瀑水喷成虹 D.绿树荫浓夏日长
(3)图丙中,最短的影子O-A所指方向大致为 方;实验中记录的影子转动方向是 (选填“顺”或“逆”)时针,影子的长度变化情况是 ;
(4)小明在标注时间刻度时发现,相等时间内影子转过的角度不同,刻度是不均匀的。小明对实验进行了反思,发现这是由于 原因造成的;小明再查找资料获知海安纬度约为32°,然后对实验方案进行了调整,重新进行了实验,画出了如图丁所示的刻度,根据图示影子所在位置,可知此时大约是 点;如果要使测量更精确些,你的做法是 ;
【项目建议】
(5)你觉得小明制作的“简易日晷”在计时方面存在的不足是 。
【答案】(1)能量
(2)D
(3) 北 顺 先变短后变长
(4) 晷面(木板)未与赤道平行或晷针(铅笔)未与赤道垂直 10 分成更多的等份
(5)阴雨天(晚上)无法计时
【详解】(1)光是复合光,其中的红外线有热效应,经过太阳光的照射,笔尖发烫说明光具有能量。
(2)A.潭面无风镜未磨,是平面镜成像,属于光的反射,故A不符合题意;
B.潭清疑水浅,属于光的折射,故B不符合题意;
C.瀑水喷成虹,属于光的色散,故C不符合题意;
D.绿树荫浓夏日长,属于光的直线传播,故D符合题意。
故选D。
(3)[1]一天中影子最短时是正午,此时影子指向正北,北半球,太阳在正南,晷针影子在正北。
[2]太阳东升西落,影子是从西→北→东,实验中记录的影子转动方向是顺时针。
[3]影长变化:早晨长、正午最短、傍晚长,所以影子的长度变化情况是先变短后变长。
(4)[1]小明用水平木板模拟晷面,但真正的赤道式日晷的晷面是平行于赤道面的(倾斜的),这样影子的移动才是均匀的。所以刻度不均匀的原因是:晷面(木板)未与赤道平行或晷针(铅笔)未与赤道垂直。
如果要使测量更精确些,可以分成更多的等份。
[2]图丁是调整后的,影子在晷针的北侧,图中影子在9点和12点之间,大约在10点多位置,所以大约是10点。
[3]如果要使测量更精确些,可以分成更多的等份。
(5)简易日晷存在的不足是阴雨天(晚上)无法计时。
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