第一部分第二講 光現(xiàn)象—2021屆中考物理總復習考點講義

1、第二講光現(xiàn)象1.通過實驗,探究并了解光的反射定律,探究并了解光的折射現(xiàn)象及其特點。2.通過實驗,探究平面鏡成像時像與物的關系,知道平面鏡成像的特點及應用。3.通過實驗,了解白光的組成和不同色光混合的現(xiàn)象。八年真題再現(xiàn)(學用見p3)命題點1生活中的光現(xiàn)象不?？?.(2016安徽第2題)生活中的一些光現(xiàn)象:陽光下樹的影子;水面波光粼粼;交警身上穿的警用背心在燈光照射下很亮;站在岸邊能看到水里的魚。其中能用光的反射知識解釋的是(填序號)。命題點2光的反射作圖不常考2.(2020安徽第3題)圖中mn為平面鏡,ob為入射光線ao的反射光線。請在圖中畫出光線ao并標出入射角的度數(shù)。答案:如圖所示命題點3平

2、面鏡成像作圖不?？?.(2018安徽第3題)一棵小樹生長在水塘中,圖中用帶箭頭的線段ab表示小樹露出水面的部分。請在圖中畫出ab通過水面反射所成的像ab。答案:如圖所示命題點4根據(jù)光的可逆性作圖不?？?.(2019安徽第10題)光從空氣斜射到水面時,一部分光射進水中,另一部分光返回空氣中,其光路如圖甲所示。現(xiàn)在讓光逆著折射光線的方向從水中斜射到與空氣的分界面,請在圖乙中畫出相應的折射光線和反射光線。答案:如圖所示命題點5光的折射?？?.(2017安徽第19題)如圖所示的實驗裝置,可以用來研究光從水中斜射到與空氣的分界面時所發(fā)生的光現(xiàn)象。(1)使入射角i在一定范圍內(nèi)由小變大,會發(fā)現(xiàn)折射角變大(填

3、寫變化規(guī)律),且折射角總是大于相應的入射角。(2)當入射角i增大到某一值時,折射角會達到最大值,該最大值是90。(3)若繼續(xù)增大入射角i,將會發(fā)現(xiàn)不再有折射光線,而只存在反射光線。6.(2015安徽第18題)某實驗小組在探究光的折射規(guī)律時,讓一束光從空氣斜射入玻璃水槽內(nèi)的水中,看到如圖所示的現(xiàn)象:(1)請在圖中分別作出入射角(用字母i表示)和折射角(用字母r表示)。答案:如圖所示(2)為了探究光從空氣斜射入水中時折射角和入射角的關系,以下方案中正確的是c(選填“a”“b”或“c”)。a.只測量圖中的入射角和折射角,分析并得出結論b.保持入射角不變,進行多次實驗,測量入射角和每次實驗的折射角,分

4、析并得出結論c.改變?nèi)肷浣?進行多次實驗,測量每次實驗的入射角和折射角,分析并得出結論名師考點精講(學用見p4)類型1光現(xiàn)象的識別典例1(2020淮北濉溪一模)如圖所示的四種現(xiàn)象,與海市蜃樓成因相同的是(b)【解析】海市蜃樓是光在不均勻介質(zhì)中發(fā)生折射形成的。鑿壁借光說明光沿直線傳播,a項不符合題意;水中折筷是光發(fā)生折射形成的,b項符合題意;手影游戲中的影子是由光的直線傳播形成的,c項不符合題意;水中的倒影是由光的反射形成的,d項不符合題意。典例2(2020山東青島)我國有著燦爛的詩詞文化,很多詩詞中蘊含著物理知識。下列說法正確的是(c)a.“池水映明月”,水中有明月是光的折射現(xiàn)象b.“潭清疑水

5、淺”,水變淺是光的直線傳播現(xiàn)象c.“日影化為虹”,彩虹的形成是光的色散現(xiàn)象d.“起舞弄清影”,影子的形成是光的反射現(xiàn)象【解析】“池水映明月”是光的反射現(xiàn)象,a項錯誤;“潭清疑水淺”是光的折射現(xiàn)象,b項錯誤;“起舞弄清影”,影子的形成是光的直線傳播現(xiàn)象,d項錯誤。幾種光現(xiàn)象的識別光現(xiàn)象傳播介質(zhì)傳播方向現(xiàn)象特點舉例光的直線傳播同種均勻物質(zhì)不變沿直線傳播影子的形成、小孔成像光的反射同種均勻物質(zhì)改變改變光路、反射成像倒影、潛望鏡光的折射兩種物質(zhì)(或同種不均勻物質(zhì))斜射時傳播方向改變改變光路、折射成像海市蜃樓、池水看起來變“淺”類型2光的反射作圖典例3如圖所示,光線ab入射到平面鏡s1上,作出經(jīng)平面鏡s

6、1、s2反射后的光線。答案:如圖所示【解析】過入射點作垂直于鏡面的法線,根據(jù)反射角等于入射角畫出反射光線;然后過第二個入射點再作法線,仍然根據(jù)反射角等于入射角畫出反射光線。類型3根據(jù)平面鏡成像特點完成光路典例4(2020湖北恩施州)有一工作間,人在b處要想看到外間a處的花盆,需要在某處安裝一塊平面鏡。請把平面鏡c畫到合適的位置,并完成由b看到a的光路(只需在圖中畫出一條光的完整路徑)。答案:如圖所示【解析】過水平框畫出點a的對稱點a,即為a在平面鏡中的像,連接ba,其與水平框交于o點,即為入射點,連接ao,ao為入射光線,ob為反射光線,平面鏡c移到o位置即可。根據(jù)平面鏡成像特點完成光路的步驟

7、(1)找像:根據(jù)物像對稱畫出點光源(或其他點)在平面鏡中的像。(2)確定入射點:連接像點與反射光線要經(jīng)過的點,連線與平面鏡的交點就是入射點。(3)完成光路:連接點光源(或其他點)與入射點,這就是入射光線;把入射點與光線要經(jīng)過的點連接起來(用實線),這就是反射光線。最后在光線上標上箭頭,表示光的傳播方向。類型4光的折射作圖典例5如圖所示,a是水池底某點,請大致作出光線ao的折射光線以及人從岸上看到a點的像a。答案:如圖所示【解析】先過折射點作垂直于界面的法線,再在法線的另一側畫出折射光線,折射角大于入射角,將兩條折射光線反向延長,其交點即為人所看到的a點的像a。光折射作圖的步驟(1)確定點:確定

8、入射點,即入射光線或折射光線與界面的交點,用o表示。(2)作法線:法線與界面垂直,過入射點作界面的垂線,即為法線,用虛線表示。(3)畫光線:光從空氣斜射入其他透明物質(zhì)中時,折射角小于入射角;光從其他透明物質(zhì)斜射入空氣中時,折射角大于入射角。根據(jù)角度關系畫出折射光線,折射光線用實線表示,并標上箭頭,表示光的傳播方向。實驗突破(學用見p58)實驗一探究光反射時的規(guī)律1.實驗裝置:如圖所示。2.實驗器材:帶有量角器且可折轉的光屏、激光筆、平面鏡等。3.實驗操作(1)為研究三線的空間位置關系,讓入射光線沿著a屏射到o點,多次轉動b屏,觀察b屏在什么位置時,才能在b屏上找到反射光線。(2)為研究反射角與

9、入射角的關系,要多次改變?nèi)肷涔饩€的方向,尋找反射光線的位置,實驗中每次都要記錄入射角和反射角的大小。4.實驗討論(1)為了順利進行實驗,光屏表面應較粗糙。(2)實驗數(shù)據(jù)中反射角與入射角不等的原因:誤把入射光線或反射光線與平面鏡的夾角當作入射角或反射角。(3)從光屏前的不同位置能夠看到光的傳播路徑的原因:光在光屏上發(fā)生了漫反射。針對訓練1.在“探究光的反射規(guī)律”實驗中,平面鏡水平放置,白色紙板豎直立在平面鏡上,紙板由e、f兩部分組成,可繞豎直接縫on翻轉,如圖所示。基礎設問(1)移動激光筆,使入射光束繞入射點o沿逆時針方向轉動,可觀察到反射光束沿順時針方向轉動。(2)實驗中白色紙板的作用是顯示光

10、的傳播路徑。(3)實驗中從白色紙板前不同位置都能看到光的傳播路徑的原因:光在白色紙板上發(fā)生漫反射。(4)如果入射角為20,則反射角的大小是20。(5)移動激光筆,使入射角為45,測得反射角也為45,由此就得出“光反射時,反射角等于入射角”的結論。你認為有何不妥之處?一次實驗得到的結論具有偶然性。(6)將紙板右半部分繞on向后翻轉任意角度,發(fā)現(xiàn)紙板上均無反射光束呈現(xiàn),此現(xiàn)象說明反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)。(7)在實驗過程中,若將紙板傾斜(即紙板與平面鏡不垂直),讓光線仍貼著紙板沿ao方向射向鏡面,此時反射光線與入射光線在(選填“在”或“不在”)同一平面內(nèi),紙板上不能(選填“能”或“不能

11、”)看到反射光線。(8)如果讓光線逆著ob方向射向鏡面,會發(fā)現(xiàn)反射光線總會沿著oa方向射出,這表明反射時光路是可逆的。能力設問(9)保持紙板豎直立在平面鏡上,小蘭使光束貼著紙板以不同角度射向平面鏡的o點,觀測入射光、反射光與on的夾角。該同學探究的問題是光在發(fā)生反射時,反射角與入射角的關系。(10)在圖中,若將紙板(連同激光筆)繞cd向后傾斜,此時反射光束b。a.仍在紙板上呈現(xiàn)b.在紙板前方c.被紙板擋住(11)讓光線垂直照射到平面鏡上,反射光線、入射光線和法線“三線合一”,此時反射角為0,入射角為0。(12)課后,某同學利用同一套實驗器材,選擇入射角分別為15、30、45的三條光線進行實驗,

12、結果得到了不同的數(shù)據(jù),如表所示。經(jīng)檢查,三次實驗中各角度的測量值都是準確的,但總結的規(guī)律卻與反射定律相違背。你認為其中的原因應該是將反射光線與反射面(或鏡面)的夾角作為反射角。實驗次數(shù)入射角反射角115752306034545實驗二探究平面鏡成像的特點1.實驗裝置:如圖所示。2.實驗器材:兩支相同的蠟燭、一塊玻璃板、玻璃板支架、一張白紙、一個光屏、一把刻度尺及一盒火柴等。3.實驗操作(1)玻璃板應垂直白紙放置。(2)將蠟燭a點燃,放在玻璃板的一側,用另一支未點燃的蠟燭b在另一側移動,直至蠟燭b看起來也像點燃了,此時蠟燭b所在的位置就是蠟燭a的像的位置,同時也說明蠟燭b與蠟燭a的像的大小是相等的

13、;改變蠟燭a的位置,重復上述操作。(3)要探究像的虛實,可用光屏在像所在的那一側去接收像。4.實驗討論(1)未點燃的蠟燭始終不能與像重合,原因是玻璃板沒與水平面垂直放置。(2)通過玻璃板觀察到兩個像,原因是玻璃板太厚,前后兩個面各成一個像。(3)用棋子代替蠟燭進行實驗,感覺到像太暗,實驗時用手電筒照亮棋子可解決該問題。(4)利用方格紙代替白紙的目的:省去測量物距和像距的步驟,使實驗簡化。(5)像距和物距不相等的原因:蠟燭沒有與像完全重合;沒有選準反射面;沒有從像和物的對應點測量它們到反射面的距離;刻度尺讀數(shù)時沒有估讀等。針對訓練2.如圖甲所示是“探究平面鏡成像特點”的實驗裝置?；A設問(1)實

14、驗時,不采用平面鏡而采用透明玻璃板,不僅能觀察到蠟燭的像,也便于確定像的位置。(2)如果有2 mm厚和1 mm厚的兩塊玻璃板,應選擇1mm厚的玻璃板做實驗。此實驗應在較暗(選填“較暗”或“較亮”)環(huán)境下進行。(3)實驗中點燃蠟燭a的目的是使蠟燭a成像更清晰。(4)把一支點燃的蠟燭a豎直立在玻璃板前面,再拿一支外形完全相同的不點燃(選填“點燃”或“不點燃”)的蠟燭b豎直立在玻璃板后面移動,直到看上去它跟蠟燭a的像完全重合。這樣做是為了比較像與物的大小關系,這種研究問題的方法是等效替代法(選填“控制變量法”或“等效替代法”)。(5)觀察像時會發(fā)現(xiàn)兩個幾乎重疊的像,這是玻璃板的兩個反射面成像造成的。

15、(6)平面鏡成像的原理是光的反射。(7)實驗時,在紙上除了記錄a和b的位置外,還應記錄下玻璃板的位置。(8)實驗中刻度尺的作用是便于比較物體與像的距離關系。(9)若在實驗中無論怎樣移動蠟燭b,也無法與蠟燭a的像完全重合,原因可能是玻璃板與桌面不垂直。(10)把一塊不透明的擋光板放在玻璃板的后面、像的前面,發(fā)現(xiàn)蠟燭a在鏡中的像b(填字母)。a.被擋板全部擋住,看不到像b.擋板擋不住,還是完整的像c.被擋板擋住,只成一半的像d.蠟燭a的像成在了擋板上能力設問(11)改變蠟燭a到平面鏡的距離,所成像的大小將不變,從實驗中觀察到的b與a的像能始終重合現(xiàn)象證明了這一特點。(12)實驗結束后,小明無意間從

16、平面鏡中看到墻上的電子鐘的像如圖乙所示,這時的時間是10:35。(13)如圖丙所示,玻璃板原來沿直線bc豎直放置,若實驗中將玻璃板沿順時針方向轉過一定角度(90)后,蠟燭a成的像移動到點a1處,已知圖中方格均為邊長相等的正方形,則=45。(14)如圖丁所示,將玻璃板與水平桌面成45角固定在水平桌面上,讓蠟燭a沿著桌面向右做直線運動,將看到蠟燭a在玻璃板后的像會c運動。a.水平向右b.水平向左c.豎直向下d.豎直向上(15)記錄的像a、b、c與物a、b、c對應的位置如圖戊所示。為了得到更多的實驗結論,接下來小明應該進行的操作是連接對應的像點和物點,判斷連線是否和鏡面垂直(或測出像點和物點到玻璃板

17、的距離進行比較)。實驗三探究光折射時的特點1.實驗裝置2.實驗器材:激光筆、水槽、可折轉光屏、量角器等。3.實驗操作(1)讓激光斜射入空氣和水的分界面,為研究三線的空間位置關系,多次轉動右屏,觀察兩屏在什么位置時才能在右屏上找到折射光線。(2)為研究折射角與入射角的關系,要多次改變?nèi)肷涔饩€的方向,尋找折射光線的位置,每次實驗時都要記錄入射角和折射角的大小。(3)讓激光從水中斜射入空氣中,觀察入射角和折射角的變化。4.實驗討論(1)發(fā)生折射時,反射總會伴隨著發(fā)生。(2)顯示光在水中傳播的方法:在水中加牛奶或面粉,或用茶水代替水;選擇較暗的環(huán)境進行實驗。(3)光線垂直界面入射時,傳播方向不改變,此

18、時折射光線、入射光線和法線“三線合一”,折射角、入射角都等于0。針對訓練3.如圖甲是“探究光的折射規(guī)律”的實驗裝置。基礎設問(1)探究中,在清水中滴入幾滴牛奶并攪拌,在水面上方的空氣中熏了點煙霧,這是為了顯示光路。(2)光從空氣斜射到水面時,將同時發(fā)生光的反射和折射現(xiàn)象。(3)實驗中發(fā)現(xiàn),折射光線、入射光線和法線在同一(選填“同一”或“不同”)平面內(nèi)。(4)按圖示實驗,一束光射入杯中,會在杯底形成光斑。保持入射光束的方向不變,逐漸往杯中加水,觀察到杯底的光斑向左(選填“左”或“右”)移動。(5)光從空氣斜射入水中時,折射角始終小于(選填“小于”“大于”或“等于”)入射角。(6)當光垂直射到水中

19、時,折射角為0。此時,光的傳播速度將減小(選填“減小”“增大”或“不變”),傳播方向?qū)⒉蛔?選填“改變”或“不變”)。(7)實驗數(shù)據(jù)如表:實驗序號12345入射角i1530456075折射角r1122324046分析數(shù)據(jù),可以得到結論:當入射角逐漸減小時,折射角逐漸減小;讓光從水斜射向空氣,入射角選用表中的折射角的度數(shù),折射角恰好等于表中相應的入射角的度數(shù),說明光路是可逆的。有人認為,根據(jù)上述實驗中的發(fā)現(xiàn)和結論就能總結出光的折射特點。這樣是否存在不足?請簡要說明理由:存在不足,因為探究過程不完整,還應該做其他多種透明介質(zhì)之間的折射實驗。(8)小明接著又完成了光從空氣斜射入玻璃和從玻璃斜射入空氣

20、的實驗,當光從玻璃斜射入空氣中時,折射角大于入射角,他這樣進行多次實驗的目的是為了尋找普遍規(guī)律。能力設問(9)如圖乙是光在幾種不同介質(zhì)中發(fā)生折射的光路,表中是光在幾種不同介質(zhì)中的傳播速度。介質(zhì)水玻璃冰空氣光速/(ms-1)2.251082.01082.31083.0108綜合分析表中的數(shù)據(jù)和圖中的光路圖可以得出的結論:當光從傳播速度大的介質(zhì)斜射入傳播速度小的介質(zhì)中時,折射角小于(選填“大于”“小于”或“等于”)入射角。(10)讓光從水射向空氣,不斷增大入射角,折射角也隨之增大,其中先接近90的是折射角。由此猜想:繼續(xù)增大入射角,可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是全反射。分析表中數(shù)據(jù)猜想,光從空氣射入其他介質(zhì)時,

21、折射角不可能(選填“可能”或“不可能”)達到90?？諝庵械娜肷浣莍0304560水中的折射角r0223240玻璃中的折射角0172430知識拓展(學用見p8)1.全反射:當光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時,同時發(fā)生折射和反射(例如,光從水中射向空氣),如果入射角逐漸增大,折射光線離法線會越來越遠,而且越來越弱,反射光線卻越來越強。當入射角增大到某一角度,使折射角達到90時,折射光線完全消失,只剩下反射光線,這種現(xiàn)象叫做全反射(如圖所示)。2.折射率(1)定義:光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時,入射角的正弦值與折射角的正弦值之比。它是反映介質(zhì)本身的光學性質(zhì)的物理量。(2)定義式:n=sin 1sin 2。(3)與光速的關系:當c為真空中的光速,v為介質(zhì)中的光速時,則折射率n