内容正文:
光现象
【2022年版课标要求】
1. 探究并了解光的反射定律。通过实验,了解光的折射现象及其特点。
2. 探究并了解平面镜成像时像与物的关系。知道平面镜成像的特点
及应用。
3. 通过实验,了解白光的组成和不同色光混合的现象。
思维导图·理脉络
知识精讲·夯基础
知识点1
光源、光线、光速
1. 光源:正在发光的物体叫光源。如太阳、点燃的蜡烛、发光的电灯、
发光
的萤火虫等。
2. 光线:物理学中用一条带箭头的直线表示光的传播路径和① 。
光线② (选填“是”或“不是”)真实存在的。
方向
不是
易错警示
1. 月亮、钻石本身不能发光,不是光源。
2. 光年是长度单位。
物理实验方法——理想模型法:用理想化的方法将实际中的事物进行简
化,得到一系列的物理模型,例如光线、磁感线等的引入。
3. 光的传播速度
(1)光在不同介质中传播的速度不同,在真空中的传播速度最大,约为
③ m/s。
(2)光在各种介质中的传播速度:v空气>v水>v玻璃。
3×108
知识点2
三种光现象的辨识
光现象 定义 传播特点
光的直
线传播 光在空气、水、玻璃等透
明、均匀物质中沿直线传
播,光在真空中也是沿直
线传播的 传播方向:④
不变
光现象 定义 传播特点
光的
反射 当光射到物体表面时,被物体表面反射的现象叫光的反射 a.传播方向:改变。
b.光的反射定律
三线共面:反射光线、入射
光线与法线在⑤ 平面内。
两线分居:反射光线和入射光线分别位于
⑥ 的两侧。
两角关系:反射角⑦ 入射角。
可逆性:让光逆着原反射光的方向射入,反射光将逆着原入射光的方向射出,这种现象称为光路可逆。在光的反射现象中,光路是⑧ 的
同一
法线
等于
可逆
光现象 定义 传播特点
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,这种现象叫光的折射 a.传播方向:改变(垂直射入时,方向⑨ )。
b.光的折射规律
三线共面:折射光线、入射光线与法线在
⑩ 平面内。
两线分居:折射光线和入射光线分别位于
⑪ 的两侧。
两角关系:折射角随入射角的增大而增大,随入射角的减小而减小。光从空气斜射入水或玻璃等透明物质时,折射角
⑫ 入射角。
可逆性:折射时光路⑬ .
不变
同一
法线
小于
可逆
北师大教材知识点补充——全反射:光从玻璃(或水)斜射入空气中时,在
交界面上也同时发生反射和折射,但折射角总大于入射角。这样,在入
射角增大的过程中,折射角会先达到90°。入射角继续增大时,便没有
折射而只有反射了,如图所示。这种现象叫全反射。光从酒精、石英等
其他介质射向空气中时也会发生全反射现象。光导纤维是利用全反射原
理制成的。
即时小练
1. (2025·海南4题3分)下列实例中,利用光的直线传播的是( A )
A. 激光准直 B. 削冰取火 C. 光纤通信 D. 对镜整装
A
2. (2022·海南8题3分)下列物品利用光的反射定律成像的是( D )
A. 显微镜 B. 照相机 C. 老花镜 D. “拐弯镜”
D
3. (北师大、沪科教材图片改编)如图所示,将一枚硬币放在杯子的底
部,起初杯子看起来是空的,当慢慢向杯子中倒水时,就会发现杯中原
来还藏着一枚硬币,此现象是由光的 造成的。人眼看到的硬币
比真实硬币的位置要 (选填“高”或“低”)一些。
第3题图
折射
高
4. 唐代卢仝《月蚀诗》:“烂银盘从海底出,出来照我草屋东。”诗句
中描述的“烂银盘”是月亮在海水中的 (选填“实”或“虚”)像,
是由光的 形成的。
虚
反射
5. (生活实践)小明在房间中安装了一块太阳能电池板给家里供电。当太
阳位于电池板背面时,利用一块平面镜将太阳光反射到太阳能电池板
上。若某时刻太阳光与平面镜的夹角为60°(如图所示),一束太阳光经镜
面反射后照射到电池板上P点,入射角的大小为 ;若平面镜竖直
上移,则反射角将 (选填“变大”“变小”或“不变”);若平面
镜水平左移,该束太阳光将照射到P点 (选填“上方”或“下
方”)。
30 °
不变
上方
第5题图
知识点3
镜面反射和漫反射
项目 图示 不同点 共同点 实例
镜面反
射
反射面是光滑
的,平行光束反
射后仍为平行光
束 每条光线反射
时,都遵循
⑭
;光路
都是⑮ 的 平面镜成像、
地面积水反
光、水中的倒
影、波光粼
粼、镜花水月
等
光的反射
定律
可逆
项目 图示 不同点 共同点 实例
漫反射
反射面粗糙,平
行光束反射后射
向四面八方 每条光线反射
时,都遵循
⑭
;光路
都是⑮ 的 从各个方向都
能看到黑板上
的字、电影幕
布等
光的反射
定律
可逆
即时小练
小红能看到地面上的书,是因为书 (选填“发出”或“反射”)的
光进入了小红的眼睛,另一位同学在另一个方向也能看到地面上的书,
是因为光照射到书上时发生了 (选填“镜面反射”或“漫反
射”)。
反射
漫反射
知识点4
平面镜成像特点
1. 原理:光的⑯ 。
2. 成像特点
反射
(1)等大:像与物体的大小⑰ 。
(2)等距:像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离⑱ 。
(3)垂直:像与物体的连线与平面镜⑲ ,即像与物体关于平面镜
对称。
(4)虚像:物体通过平面镜所成的像是⑳ (选填“正立”或“倒
立”)的虚像。
相等
相等
垂直
正立
物理实验方法——等效替代法:等效是指不同的物理现象、模型、过程
等在物理意义、作用效果或物理规律方面是相同的,它们之间可以相互
替代,而保证结论不变。
3. 球面镜
类型 凸面镜 凹面镜
原理图
性质 对光有㉑ 作用,起到扩
大视野的作用 对光有㉒ 作用
应用 汽车后视镜、路口反光镜等 手电筒、探照灯、太阳灶的
反光装置等
发散
会聚
即时小练
(沪科、北师大教材图片改编)铜镜形态美观,镜的背面图纹华丽、铭文丰
富,是我国古代青铜艺术文化遗产中的瑰宝,如图所示。当人由远及近
走向铜镜的过程中,像到镜面的距离 ,像的大小 。(均
选填“变大”“变小”或“不变”)
变小
不变
知识点5
光的色散
1. 光的色散:太阳光通过三棱镜后被分解为不同颜色的光,在光屏上形
成一条彩色光带,这种现象在物理学中称为光的色散。白光可分解为
红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光。可见,白光是由各种色光
混合而成的。
2. 光的三原色:红、绿、蓝。
3. 物体的颜色:当白光照射到透明物体上时,有些颜色的光能穿过透明
物体,而其他颜色的光被该物体吸收了,物体呈现的是所穿过的光的颜
色。当白光照射到不透明物体上时,有些颜色的光会被反射,而其他颜
色的光被吸收了,物体就呈现出被反射的光的颜色。
4. 看不见的光
项目 特征 应用
红外线 热效应、穿透能力强 红外线夜视仪、红外线可以用来遥控
紫外线 能使荧光物质发光、灭菌等 利用紫外线使照片底片感光、验钞机、灭菌灯
即时小练
1. (2024·海南12题4分)收割机以3 m/s的速度在田地里匀速直线行驶720
m,所用时间是 s;黄澄澄的稻谷颜色是由它 (选填“反
射”或“透过”)的色光决定的。
240
反射
2. (传统文化)宋代蔡卞在《毛诗名物解》中提到:“今以水潠日,自侧
视之,则晕为虹霓”,此句描述了一种“人工造虹”的方法。彩虹的形
成属于光的 现象。
色散
重点难点·提能力
重难点
光现象作图
类型1 光的反射、折射作图
例1
【2022·海南18(1)题2分】请在图中画出入射光线相应的反射光线。
如答图所示。
例2
(2025·吉林)如图所示,请画出折射光线的大致位置。
如答图所示。
例3
(2024·广安)如图所示,请画出这束光从三棱镜斜面射出的折射光线的大致方向。
如答图所示。
例4
【2025·海南18(2)题2分】根据平面镜成像的特点,画出图中A点在平面镜中所成的像。
如答图所示。
类型2 平面镜成像作图
例5
(2025·乐山)如图甲所示,塔式太阳能电站是把许多平面镜按照一定的规律排列起来,把太阳光反射后会聚到同一位置。请根据图乙中的光路,画出平面镜的位置并标出入射角(平面镜用“ ”表示,入射角用“i”表示)。
如答图所示。
方法指导
1. 光的反射、折射作图步骤
2. 平面镜成像作图
(1)根据平面镜成像特点作图
注:用虚线连接特殊点与其对称点,并标注垂足;物体为实线,虚像、
像物连线的辅助线用虚线。
(2)根据光的反射定律作图
核心实验·提素养
实验1
探究光的反射定律(2022年版课标要求学生必做实验)
例1
在探究“光的反射定律”时,进行如下实验过程。
问题 我们用小镜子可把室外的阳光照射到室内,这是为什么呢?
基础设问
证据 实验小组的同学用如图甲所示的装置,做“探究光的反射定律”
的实验。
(1)应该选用白色且 (选填“粗糙”或“光滑”)的硬纸板,光在硬
纸板上发生 反射。如图甲所示,先将平面镜放在水平桌面上,再
将纸板AB 放在平面镜上。
(2)为了使光线更加明显,实验应在 (选填“较亮”或“较暗”)的
环境下进行。
粗糙
漫
垂直
较暗
(3)让一束光沿EO方向射向镜面的O点,反射光沿OF方向射出,测出反射
角和入射角的大小,若将纸板B向后偏折一定角度,在纸板B上
(选填“能”或“不能”)观察到反射光。
不能
(4)小明测得的实验数据如表所示,其中有一组数据测错了,这组数据是
第 次实验的,原因可能是
。
实验序号 1 2 3 4
入射角 20° 30° 45° 60°
反射角 20° 60° 45° 60°
2
误将反射光线和平面镜的夹角当成了反
射角
解释
(5)①改正错误数据,分析表格数据,可初步得出结论:
。
②分析(3)中的实验现象可知,反射光线、入射光线与法线 (选填
“在”或“不在”)同一平面内。
③实验中,让入射光EO远离法线ON,会看到反射光OF (选填
“靠近”或“远离”)法线,反射角会 (选填“变大”或“变
小”)。
反射角等于入
射角(合理即可)
在
远离
变大
交流
(6)同组的小刚在做实验时,仅凭一组实验数据得出了反射角和入射角大
小相等的结论,你认为小刚的做法是否合理,并说明原因:
。
不合理,
一次实验得出的结论具有偶然性
能力设问
(7)(装置创新)同组的小丽将硬纸板更换成标有角度的半圆形硬纸板进行实
验,如图乙所示,这样做的优点是
(写出一条即可) 。
可以直接读出反射角和入射角的大小
(合理即可)
常考命题点梳理
1. 主要实验器材及作用
(1)量角器:测量入射角、反射角的大小。
(2)可翻折的硬纸板:显示光的传播路径;验证反射光线、入射光线和法
线是否在同一平面内。
(3)平面镜:作为光的反射面。
2. 实验过程
(1)探究反射角与入射角的大小关系:多次改变入射角的大小,分别测量
入射角和反射角的大小并进行比较。
(2)探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内:将显示反射光
路的半边硬纸板向后或向前折转一定的角度,观察硬纸板上是否仍有
反射光。
(3)验证光路的可逆性:将一束光逆着原来反射光的方向射入O点,观察纸
板上的反射光是否与原来的入射光重合。
3. 实验操作及注意事项
(1)光路的确定:让光贴着纸板传播,用铅笔在纸板上描出反射光线和入
射光线的路径。
(2)纸板与平面镜的放置要求:纸板与平面镜需垂直放置,否则反射光虽
然存在,但在纸板上将无法观察到反射光。
4. 实验结论
(1)反射光线、入射光线和法线都在同一平面内。
(2)反射光线、入射光线分别位于法线两侧。
(3)反射角等于入射角。
(4)在光的反射现象中,光路可逆。
实验2
探究平面镜成像的特点(2022年版课标要求学生必做实验)
例2
(2023·海南19题改编)在探究“平面镜成像的特点”时,进行如下实验过程。
基础设问
问题
小海照镜子时发现,当他逐渐远离镜子时,会感觉镜中的“自己”越来
越小,实际情况是这样吗?
证据
以下是小海设计的实验方案,实验装置如图甲所示。
甲
(1)将一张白纸平铺在水平桌面上,玻璃板竖直放置在纸上。将蜡烛A点燃
后竖立在玻璃板前面,透过玻璃板观察其在玻璃板另一侧的像。用玻璃
板替代平面镜是为了便于观察像的 。现有厚度分别为5 mm和2
mm的两块玻璃板,应选择厚度为 mm的玻璃板做实验。
位置
2
(2)将与蜡烛A完全相同、未点燃的蜡烛B放到玻璃板后面与蜡烛A的像重
合。小海多次移动蜡烛A重复实验,并在白纸上记录了蜡烛A、蜡烛B和
玻璃板的位置,如图乙所示。用刻度尺分别测量出蜡烛A、B到玻璃板的
距离,数据如表所示。
乙
实验
序号 蜡烛A到平面
镜的距离/cm 蜡烛A的像到
平面镜的距离/cm 蜡烛A的像与蜡
烛A的大小关系
1 16 16 相等
2 12 12 相等
3 8 8 相等
解释
(3)实验中,蜡烛A靠近玻璃板时,蜡烛B需 (选填“靠近”或“远
离”)玻璃板,蜡烛B才能与蜡烛A的像重合。
(4)结合现象和数据表明:平面镜所成像的大小与物体的大小 ,
像和物体到平面镜的距离 ,像和物体的连线与镜面 ,
物体靠近平面镜时像的大小 。
(5)小海撤去蜡烛B,在像的位置放一个光屏,发现光屏上并没有承接到蜡
烛A的像,说明平面镜所成的像是 像。
靠近
相等
相等
垂直
不变
虚
交流
(6)将玻璃板绕底边向蜡烛A的一侧倾斜,如图丙所示,倾斜过程中蜡烛A
的像大小 ,蜡烛A的像应是 (选填“A1”“A2”或“A3”)。
丙
不变
A1
能力设问
(7)(优化方案)实验完成后老师又提出了利用方格纸和棋子进行实验的方
案,与实验装置图甲中的器材相比其优点是
(写出一条即可)。在较暗的环境中实验时,发现棋子的像较
暗,不易辨识,解决方法是用手电筒照亮 (选填“棋子的像”或
“棋子”)。
可以直接读出物距和像距
(合理即可)
棋子
(8)(生活实践)小海在家用穿衣镜和铅笔观察像和物关于平面镜对称的现
象,当他将笔尖紧贴镜面时,发现笔尖的像与笔尖之间有一段距离,说
明穿衣镜 (选填“靠近”或“远离”)铅笔的一侧是反射面。
远离
常考命题点梳理
1. 实验原理:光的反射。
2. 实验过程
(1)玻璃板要与白纸垂直放置,确保蜡烛B与蜡烛A的像能够完全重合。
(2)点燃蜡烛A,移动未点燃的蜡烛B,直至与蜡烛A的像完全重合,记录
下蜡烛A、B的位置。
(3)多次改变蜡烛A的位置进行实验。
(4)移走蜡烛B,将光屏置于该位置,光屏上不能承接到蜡烛A的像。
3. 实验方法:等效替代法。
4. 实验注意事项
(1)本实验应该在较暗的环境中进行,目的是使实验现象更明显。
(2)观察像时眼睛应与点燃的蜡烛同侧,透过玻璃板观察。
(3)若无论怎样移动蜡烛B,都无法让蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,
其原因可能是玻璃板与白纸没有垂直放置或实验持续时间过长,蜡烛
A燃烧变短。
5. 实验结论
(1)平面镜所成像的大小与物体的大小相等。
(2)像和物体到平面镜的距离相等。
(3)像和物体的连线与平面镜垂直。
(4)平面镜成虚像。
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