中考物理 第四章 光现象讲义

1、第四章光现象一、光的直线传播1.光的直线传播:(1)光源:_发光的物体。月亮和所有行星都_(选填“是”或“不是”)光源。能够不是(2)条件:光在_中沿直线传播。(3)光线:用来表示光的传播径迹和方向的带_的直线(模型法)。(4)举例:影子的形成、日食和月食的形成、_成像、激光_。 同种均匀介质箭头小孔准直2.光速:(1)传播:光可以在空气、水、玻璃等介质中传播,也可以在真空中传播。(2)大小:光在不同介质中传播速度_,真空中的光速c=_m/s=_km/s;光在水中的速度约为 c,在玻璃中的速度约为 c。不同31083105(3)光年:光在1年的时间中所传播的距离。光年是_单位。长度二、光的反射

2、反射角反射光线1.光的反射定律:(1)共面:反射光线、入射光线和法线都在_。(2)异侧:反射光线、入射光线分居_两侧。(3)等角:_角等于_角。2.光路的可逆性:在光的反射现象中,光路_。同一个平面内法线反射入射可逆3.反射种类:种类项目镜面反射漫反射图示 种类项目镜面反射漫反射不同点反射面是_的平面,平行光束反射后仍为_反射面_,平行光束反射后射向_共同点每条光线反射时,都遵守_定律实例水面倒影、人在镜中的像、黑板反光、光污染可以从不同的方向看到不发光的物体光滑平行光凸凹不平各个方向光的反射三、平面镜成像1.平面镜成像特点:(1)虚实:成的像为_。(2)等大:像和物的大小_。(3)等距:像和

3、物到平面镜的距离_。(4)垂直:像和物的连线与_垂直。(5)对称:像和物关于平面镜_。虚像相等相等镜面对称2.平面镜的应用:(1)穿衣镜、医生用来检查牙齿的小镜子。(2)潜望镜:由两块_组成。(3)塔式太阳能发电:利用平面镜_将太阳光会聚。平面镜反射3.凸面镜和凹面镜:凸面镜凹面镜特点对光线有_作用,起到扩大视野的作用对光线有_作用,起到会聚光的作用应用汽车后视镜,路口的反光镜等太阳灶,汽车前灯的反光装置等发散会聚四、光的折射1.光的折射规律:(1)共面:折射光线、入射光线和法线在_内。(2)异侧:折射光线、入射光线分别位于_两侧。同一平面法线(3)角不等。定性:空气 水、玻璃等其他透明介质。

4、变性:折射角随着入射角的增大而_。(4)当光从空气垂直射入水中或其他介质中时,传播方向_。 增大不变2.可逆性:在光的折射现象中,光路_。3.生活中的折射现象:水中筷子看起来折断了、池水变浅、叉鱼时应瞄准鱼的下方、海市蜃楼等。可逆五、光的色散1.光的色散:太阳光(白光)通过棱镜后被分解为_七种色光的现象。2.色光的三原色:_。红橙黄绿蓝靛紫红、绿、蓝3.看不见的光:红外线紫外线特性热效应、穿透云雾能力强荧光效应、杀毒灭菌、促进发育等应用诊断疾病、遥控、红外线夜视仪杀死微生物、灭菌、验钞机【教材图解诊断自测】1.如图所示,小孔成像是由光的_形成的,所成的像是_。直线传播实像2.如图所示,检查视力

5、时,人与视力表之间的距离应为5m。现因屋子太小而使用了一个平面镜,视力表到平面镜的距离为3m,那么人到镜子的距离应为_m。23.如图所示,街口的“转弯镜”可以扩大视野,它是一个_,对光有_作用。凸面镜发散4.如图所示,有经验的渔民都知道,只有瞄准鱼的_才能叉到鱼,说明人眼看到鱼在水中的位置比实际的位置浅,这是由于光的_现象引起的。下方折射5.如图所示,这种现象是光的_,产生这一现象的原因是白光中包含的不同颜色的光通过三棱镜发生_(选填“反射”或“折射”)时的偏折程度不同。色散折射考点1 光现象辨析1.光现象的比较:2.生活中“影”的辨别:(1)“影子”:光照射在不透明的物体上所形成的阴影区域,

6、如“立竿见影”、皮影、手影、日食、月食等。(2)“倒影”:光滑的镜面反射形成的虚像,如“水中月”、水中倒影等。3.实像与虚像的区别:项目成因像的正、倒能否被光屏承接举例实像实际光线的交点倒立能小孔成像虚像实际光线反向延长线的交点正立不能平面镜成像、水中的鱼、玻璃板下面的字【典例1】(2017北京中考)如图所示的光现象中,由于光的反射形成的是()【精讲精析】选A。本题考查光现象的辨析。塔在水中形成“倒影”,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,A符合题意;影子的形成说明光是沿直线传播的,由于光的直线传播,被物体挡住后,物体后面就会呈现出阴影区域,就是影子,故B与题意不符;用放大镜看文字时,文字变

7、大了,属于凸透镜成像,是由于光的折射形成的,故C与题意不符;水中笔上反射的光从水中斜射入空气中时,发生折射,折射光线远离法线,当人逆着折射光线的方向看时,看到的是笔的虚像,比实际位置偏高,所以感觉折断了,故D与题意不符;故选A。【典例2】(2016自贡中考)李白的诗句“举杯邀明月,对影成三人”诗句中的三个人,除他自己外,另外的两个人,一个是由于光的_形成的影子,另一个是由酒面_形成的像。【精讲精析】解答本题需明确以下关键点:关键点1:“举杯邀明月,对影成三人”中的一人是饮酒者本人,另外两“人”是饮酒者形成的影和像。关键点2:其中一“人”是人在地面上形成的影子,它是沿直线传播的光被不透明的人挡住

8、,在人后面的地面上光照不到的地方形成影,即地面上的“人”。关键点3:另一“人”是杯中的“人”,酒面是一个平面镜,人在这个平面镜中成像,即平面镜成像,它是由光的反射形成的。答案:直线传播反射【备选例题】(2016北京中考)如图所示的光现象中,由于光的折射形成的是()A.赵州桥在水中形成“倒影”B.手在墙上形成“手影”C.筷子好像在水面处向上弯折D.景物在凸面镜中成像【精讲精析】选C。本题考查了光现象的分类。“倒影”属于平面镜成像,也属于光的反射;“手影”属于光沿直线传播;“筷子好像在水面处向上弯折”属于光的折射;“景物在凸面镜中成像”属于光的反射。【知识拓展】色散的原因光的折射太阳光斜射到三棱镜

9、上,七种色光的入射角相等,但由于不同色光的折射程度不同即折射角不相等,经过两次折射后,七种色光分别沿不同的方向传播,七种色光被分开,我们就看到了七种不同颜色的光,这就是光的色散。考点2 光学规律及应用1.光的反射定律和折射规律比较:反射定律折射规律相同点(1)三线共面。(2)两线分居法线两侧。(3)反(折)射角都随入射角的增大而增大。(4)光路可逆。(5)光垂直射到透明介质表面,折射角=反射角=入射角=0反射定律折射规律不同点反射角等于入射角折射角不等于入射角,且在空气中的角总大于在其他介质中的角2.平面镜成像的规律及应用:(1)成像特点:像、物关于镜面对称,即像、物等大,等距,连线垂直于镜面

10、。(2)应用。改变光的传播方向,如潜望镜等。利用平面镜成像、增加空间感,如检查牙齿、穿衣镜等。【规避失分点】(1)由远处向平面镜靠近的过程中看到自己的像越来越大,是因为离平面镜越近,人的视角越大,感到平面镜中的像越大,实际上像的大小并没有改变。(2)平面镜成像时,平面镜是像和物的对称面,而不是对称轴。【典例3】(2017呼和浩特中考)哈素海是呼和浩特市一处著名的旅游景点。深秋时节一群南归的鸿雁飞翔在清澈见底而且平静的湖面上,如图所示。当某只鸿雁距水面120 m时,这只鸿雁的倒影与它的距离为_m,该倒影是_(选填“实”或“虚”)像,它是由于光的_(选填“折射”“反射”或“直线传播”)形成的;当鸿

11、雁缓缓地向更高、更远的南方飞去时,它在水中像的大小将_(选填“变大”“变小”或“不变”)【精讲精析】本题考查平面镜成像的特点及其应用。解答本题应掌握以下关键点:关键点1:明确平面镜成的像是虚像,平面镜的成像原理是光的反射;关键点2:明确平面镜成像时,物像关于镜面对称;关键点3:明确鸿雁距水面120 m,像到水面的距离也是120 m,所以这只鸿雁的倒影与它的距离为120 m+ 120 m=240 m;关键点4:明确平面镜成等大的虚像。所以不管鸿雁距水面的距离远还是近,像始终和物体等大,因此当鸿雁缓缓地向更高、更远的南方飞去时,它在水中像的大小不变。答案:240虚反射不变【典例4】(2017南京中

12、考)如图所示,小明将一枚硬币放在碗底,眼睛在A处恰好看不到它。沿碗壁缓缓向碗中加水,小明在A处又能看到“硬币”。这是因为光从_斜射入_中时发生了_现象。世纪金榜导学号59944040【精讲精析】如图所示,本题考查对折射规律的应用。关键点1:硬币上B点的光是从水中斜射入空气而进入眼睛的,在A处又能看到“硬币”;关键点2:光在水面处发生折射,折射光线远离法线,人逆着折射光线看过去,感觉光线好像是来自硬币上方B点;关键点3:硬币在水中的其他各点情形也是如此,所以我们又会看到水中的硬币了。答案:水空气折射【备选例题】1.(2016凉山州中考)小明身高为1.5 m,站立在平面镜前2 m处,他以0.1 m

13、/s的速度远离平面镜,2秒后,他的像到他的距离和像的大小变化描述正确的是()A.1.5 m,像变大 B.2 m,像变小C.3.6 m,像不变 D.4.4 m,像不变【精讲精析】选D。解答本题需明确以下关键点:关键点1:平面镜所成的像和物体各对应点到平面镜间距离相等,所以,由小明到平面镜的距离为2 m可得镜中所成的像与平面镜之间的距离为2 m,则他的像与他之间的距离为2 m2=4 m。关键点2:当他以0.1 m/s的速度远离平面镜运动2 s时,根据速度公式的变形式s=vt可得,他远离平面镜的距离为s=0.1 m/s2 s=0.2 m,此时他与平面镜之间的距离为0.2 m+2 m=2.2 m,所以

14、他的像到平面镜的距离为2.2 m。此时他的像到他的距离为2.2 m+ 2.2 m=4.4 m。关键点3:平面镜所成的像和物体形状、大小相同,所以像的大小将不会改变。2.(2016厦门中考)康熙几暇格物篇中记载:“置钱碗底,远视若无,及盛满水时,则钱随水光而显现矣。”如图所示,把铜钱放在碗底B处后加适量水,从A处恰好看到铜钱的像在E处,用激光笔从A点向_(用图中字母表示)处照射,可照亮铜钱。加满水,从A处看到像的位置将_(选填“变高”“变低”或“不变”)。【精讲精析】本题考查对光的折射规律的应用。关键点1:从A点看到像在E处,说明铜钱反射的自然光入射到水面发生折射过A点。关键点2:折射光路是可逆

15、的,从A点看到像在E处,对E照射即可照亮铜钱B。关键点3:加满水后水面高度变高,光线从B斜射到界面上时随着水面的升高,其折射光线的反向延长线会聚点升高,则像的位置变高。答案:E变高考点3 光现象作图1.已知入射光线,作反射光线或折射光线:特别提醒:根据光路可逆性,已知反射或折射光线,可以按照上述规律作入射光线。2.利用平面镜成像特点画像:(1)利用平面镜成像特点作图。(2)利用光的反射规律作图。【规避失分点】(1)分清线的虚实:实际光线(入射光线、反射光线和折射光线)用实线,虚像、法线、光线的反向延长线以及辅助线都用虚线表示。(2)光线要标箭头,且光线与光线之间不能断开。(3)像物连线与镜面垂

16、直,且要标注垂直符号。(4)反射光线的反向延长线必经过像点,故其交点即为像点。【典例5】(2017黔西南州中考)如图所示,一束光线从空气斜射到水面时发生反射和折射,OB为反射光线,请作出入射光线、法线和大致的折射光线(在图上标明三条光线的名称)。【精讲精析】本题考查光的反射和折射。首先画出法线,根据反射角等于入射角在法线右侧向反射点画出入射光线;根据光的折射规律,折射角小于入射角,在法线左侧的水中从O点画出折射光线。答案: 【典例6】(2017宜昌中考)竖起的墙面上有一块平面镜MN,小女孩站在平面镜前,她的脚前有一枚硬币(如图中点A所示),请你利用平面镜成像的特点画出小女孩看到硬币的像的光路图

17、。世纪金榜导学号59944041【精讲精析】解答本题明确以下关键点:关键点1:明确平面镜成像时,物像关于镜面对称;关键点2:明确硬币A反射的光线经平面镜反射后,进入了人眼,人看到了硬币A在平面镜中的虚像;关键点3:作出点A关于平面镜的对称点A,然后连接A和小女孩的眼睛,连线与平面镜的交点为入射点,连接AO即为入射光线,O和小女孩眼睛的连线即为反射光线,并标出光的传播方向。答案:如图所示【典例7】(2016宜宾中考)如图所示,S为发光点S在平面镜MN中所成的像,S发出的一条光线经平面镜反射后经过P点,请在图中作出发光点S的位置,并作出经过P点的反射光线及相应的入射光线(保留作图痕迹)。【精讲精析

18、】关键点1:根据平面镜成像时,像与物关于平面镜对称,作出S关于平面镜的对称点S,即为发光点的位置;关键点2:所有反射光线的反向延长线都过像点,故连接PS即为反射光线的位置,与平面镜MN的交点为入射点;关键点3:连接S与入射点即得入射光线;关键点4:入射光线和反射光线用实线且标箭头,反射光线的反向延长线和辅助线用虚线表示。答案:如图所示主题一探究光反射时的规律【实验关键】 (1)放:将平面镜放在水平桌面上,将可折转的纸板竖直地立在平面镜上。(2)验证线的位置关系。思路:不断改变入射光线的位置,观察反射光线的变化。(3)验证角的关系。思路:多次改变入射角的大小,分别测量反射角的大小。(4)验证线的

19、共面关系。思路:把纸板NOF向前折或向后折,在纸板上_看到反射光。 不能【要点探究】(1)实验中,可折转的纸板的作用是什么?提示:显示光的传播路径;验证反射光线和入射光线、法线在同一平面内;显示反射角随入射角的变化情况。(2)激光笔紧贴纸板照射的目的是什么?提示:便于在纸板上准确地显示光路。(3)实验时,纸板为什么要竖直地立在平面镜上?提示:为了便于在纸板上找到反射光线,探究光的反射规律。 (4)在实验中,为什么多次改变入射角?提示:使实验结论具有普遍性。(5)当将光线沿反射光线入射到镜面时,可看到反射光线沿原来的入射光线射出,这说明了什么?提示:光发生反射时,光路是可逆的。【失分盲点】反射光

20、线的位置是由入射光线决定的,所以反射角的大小是由入射角的大小决定的,二者存在因果关系,叙述时要先说“反射角”,后说“入射角”,而不能说“入射角等于反射角”。【示范案例】(2017新疆中考)为了“探究光反射时的规律”,实验小组的同学选用了平面镜、纸板、激光器、量角器和几种不同颜色的笔,依据教材设计了如图所示的实验。世纪金榜导学号59944042次数ir170702454533030(1)让入射光沿EO方向射向镜面,在纸板NOF上可看到反射光OF,若将纸板NOF向后折,将_(选填“能”或“不能”)观察到反射光,这说明反射光线、入射光线应在_。(2)改变光束入射的角度,多做几次,换用不同颜色的笔记录

21、每次光的径迹。取下纸板,测量ON两侧的i和r,将数据记录在表格中,根据数据得出的结论是_。(3)若将一束光贴着纸板沿FO方向射到O点,光会沿图中的OE方向射出,这说明在反射现象中_。 【解析】(1)以法线ON为轴线,把纸板NOF向后缓慢旋转,则在纸板NOF上不能看到反射光线,说明反射光线、入射光线和法线应在同一平面内。(2)由表中数据可知,多次改变入射光线的方向,反射角始终等于入射角。(3)如果让光线沿着FO的方向射向镜面,这时的入射角为原来的反射角,根据光的反射定律,反射角等于入射角,这时的反射角为原来的入射角,所以会发现反射光线沿OE射出,也就是在反射现象中,光路是可逆的。答案:(1)不能

22、同一平面内(2)反射角等于入射角(3)光路是可逆的【延伸探究】结合【示范案例】思考以下问题: (1)实验时,从纸板前不同的方向都能看到光的径迹,这是因为光在纸板上发生了_反射。(2)正确操作实验,并在纸板上记录每次光的径迹,如图所示。取下纸板,接下来进行的操作是_,将数据记录在表格中,并比较_。(3)如果纸板未与平面镜垂直,_(选填“能”或“不能”)在纸板上看到反射光线。 【解析】(1)纸板表面粗糙,当有光在表面经过时,发生漫反射,故从纸板前不同的方向都能看到光的径迹。(2)取下纸板后,接下来的操作是测量每组光线与法线夹角,记录数据并比较对应反射角与入射角的大小关系。(3)入射光线与反射光线处

23、在同一平面内,当纸板未与平面镜垂直时,不能在纸板上看到反射光线。答案:(1)漫(2)测量每组光线与法线的夹角对应反射角与入射角的大小关系(3)不能 【备选例题】(2016云南中考)某小组选用了如图甲中光源、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)光从空气射入水中,入射点为O点,不断改变入射角,读出刻度盘上对应的折射角,将实验结果画在图丙中,其中1和1、2和24和4分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。由此可得出,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_(选填“

24、大于”“等于”或“小于”)入射角;当光从空气垂直射入水中时,折射角等于_度。【精讲精析】本题考查光的折射规律的探究。(1)如果在没有折转的光屏上,能看到入射光线的同时也能看到折射光线,折转后,在光屏上只看到了入射光线,而看不到折射光线了,这说明折射光线和入射光线在同一平面内。(2)从丙图中可以看出,随着入射角的增大,折射角也会增大,但是每种情况下的折射角都小于对应的入射角;当光垂直射入水中时,折射光线与法线重合,所以折射光线与法线间的夹角为0,即折射角为0度。答案:(1)在同一平面内(2)增大小于0主题二探究平面镜成像的特点【实验方法】_法。等效替代【实验关键】 (1)放:在桌面上,铺一张大纸

25、并在其上_一块玻璃板。把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面,透过玻璃板看后面的像。(2)探究像和物大小的关系:拿另一支_不点燃的蜡烛,在玻璃板后面移动,直到和像_。竖立完全相同完全重合(3)探究物、像到镜面距离的关系:用直线把物、像的位置连起来,并用_分别测量它们到玻璃板的距离,并记录数据。(4)探究垂直的关系:将物、像用线连接,连线与玻璃板_。(5)实验在_的环境中较好。 刻度尺垂直较暗【要点探究】(1)实验时,铺白纸的作用是什么?提示:便于确定像的位置。(2)在实验中,为什么用玻璃板代替平面镜且使用薄玻璃板?提示:玻璃板不但能反射成像,而且透明,便于确定像的位置,使用薄玻璃板,可以防止有重影,

26、太厚的玻璃板的前后表面都会成像,产生重影。(3)为什么要使玻璃板与桌面垂直?提示:使像和物在同一水平高度,便于确定像的位置,便于比较像和物的关系。(4)实验中为什么要用两支完全相同的蜡烛?提示:确定像和物的大小关系。 (5)实验中观察到蜡烛在玻璃板后面会有两个几乎重叠的像,为什么?如何克服这种现象?提示:这是由于玻璃板较厚造成的。玻璃板的前后两个表面都会成像,故能看到两个像。玻璃板越薄,两个像的位置就越接近,所以,实验时选用较薄的玻璃板,尽量使两个像“重合”。(6)如何在实验中增加像的亮度?提示:实验环境光线调暗;增加所成像物体的亮度。(7)实验中,有白纸和方格纸,如何选择?提示:选用方格纸。

27、使用方格纸可以直接确定物距与像距,不需要测量。 (8)如何判断像的虚实?提示:看像能否呈现在光屏上,能则为实像,否则为虚像。【示范案例】(2017武汉中考)某同学利用如图所示的实验装置探究平面镜成像的特点。世纪金榜导学号59944043(1)在水平桌面上铺一张白纸,纸上竖立一块透明玻璃板。把蜡烛A点燃放在玻璃板的前面,该同学应在玻璃板_(选填“前面”或“后面”)观察蜡烛A经玻璃板_(选填“反射”或“折射”)所成的像。(2)再拿一支外形相同但_的蜡烛B放在玻璃板后面移动,直到看上去跟蜡烛A的像_。(3)该同学体会到用玻璃板代替平面镜,成像虽没有平面镜清晰,但能观察到蜡烛_(选填“A”或“B”),便于确定像的位置。 【解析】本题考查平面镜成像特点的实验探究。(1)平面镜成像是由于光线的反射而形成的虚像,不是实际光线会聚而成,所以只能在镜面的前面看到。(2)判断像的位置,实验中采用一支和点燃的蜡烛A同样的未点燃的蜡烛B,在玻璃板后面移动,若B和A的像完全重合,则看上去,