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文檔簡(jiǎn)介
專題02光現(xiàn)象(講義)(解析版)
考點(diǎn)一光的直線傳播...........................................................................4
?夯基?必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理,
?提升?必考題型切納飛
考向01光的直線傳播及應(yīng)用.................................................................7
考向02小孔成像...........................................................................7
考點(diǎn)二光的反射...............................................................................9
?夯基?必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理C
一提升?必考題型歸納
12
考向o1
光的反射現(xiàn)象及應(yīng)用................................................................12
考向o2
利用光的反射定律作圖............................................................13
考向o3
探究光的反射規(guī)律.................................................................14
考向O4
鏡面反射與漫反射.................................................................15
考點(diǎn)三平面鏡成像............................................................................16
?夯基?必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理
16
提升?必考題型歸納
考向o1
平面鏡成像特點(diǎn)....................................................................19
考向o2
平面鏡成像作圖...................................................................20
考向o3
平面鏡在生活中的應(yīng)用............................................................21
考向O4
探究平面鏡成像特點(diǎn)..............................................................22
考點(diǎn)四光的折射..............................................................................23
?夯基?必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理23
?提升?必考題型歸納好
考向01光的折射現(xiàn)象及其應(yīng)用(三種光現(xiàn)象辨析)..........................................26
考向02光的折射作圖.....................................................................26
考向03探究光的折射規(guī)律................................................................27
考點(diǎn)五光的色散..............................................................................29
?夯基?必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理9Q
?提升?必考題型歸納31
考向01光的色散及其色散現(xiàn)象.............................................................31
考向02三原色與物體的顏色...............................................................32
考向03紅外線、紫外線及其應(yīng)用...........................................................32
、課標(biāo)考點(diǎn)分析
考點(diǎn)內(nèi)容課標(biāo)要求命題預(yù)測(cè)
屬于??紵狳c(diǎn),主要考查考生對(duì)光的直線傳播的認(rèn)識(shí)??疾轭}型常
光的直線傳通過(guò)實(shí)驗(yàn),探究光在同種均見(jiàn)的有選擇題、填空題,有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)作圖題。主要命題點(diǎn)有:光
播勻介質(zhì)中是沿直線傳播的的直線傳播條件、生活中常見(jiàn)光的直線傳播的現(xiàn)象、小孔成像、利
用光的直線傳播作圖等
光的反射是最重要的光的傳播規(guī)律,也是??紵狳c(diǎn),在光現(xiàn)象類型
通過(guò)探究,了解光的反射規(guī)的辨析中,屬于??純?nèi)容??疾轭}型較多,有:選擇題、填空題、
光的反射律。了解什么是鏡面反射和作圖題和實(shí)驗(yàn)探究題。命題點(diǎn)主要集中在:生活中光的反射現(xiàn)象、
漫反射光的反射規(guī)律、利用光的反射作圖、探究光的反射規(guī)律、鏡面反射
和漫反射等
平面鏡成像屬于常考熱點(diǎn),也是光現(xiàn)象考題中考點(diǎn)集中的內(nèi)容,對(duì)
通過(guò)實(shí)驗(yàn),探究平面鏡成像
平面鏡成像考查的題型主要有:填空題、實(shí)驗(yàn)探究題、作圖題,有
平面鏡成像時(shí)像與物的關(guān)系,了解平面
時(shí)也會(huì)出現(xiàn)選擇題。命題點(diǎn)主要有:平面鏡成像規(guī)律及應(yīng)用、利用
鏡成像的特點(diǎn)及應(yīng)用
平面鏡成像規(guī)律作圖、探究平面鏡成像規(guī)律等
光的折射是一種重要的光現(xiàn)象,所以在考卷中,出現(xiàn)光的折射的考
通過(guò)探究,了解光的折射規(guī)題也很多。其考查題型主要是選擇題、填空題、作圖題,有時(shí)也會(huì)
光的折射
律。認(rèn)識(shí)生活中的折射現(xiàn)象出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)探究題。命題點(diǎn)有:光的折射及應(yīng)用、生活中常見(jiàn)的光的
折射現(xiàn)象、光的折射作圖等
光的色散是光的折射發(fā)生的光現(xiàn)象,所以在考查光的折射時(shí),會(huì)出
通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)(光的色
現(xiàn)對(duì)光的色散的考查,其常見(jiàn)題型主要是選擇題和填空題。對(duì)光的
光的色散散),知道白光是由色光組
色散命題點(diǎn)有:認(rèn)識(shí)光的色散、生活中光的色散現(xiàn)象、復(fù)色光與單
成的
色光(三原色)等
了解紅外線和紫外線的特點(diǎn)和應(yīng)用是考查此知識(shí)點(diǎn)的主要考查方
紅外線、紫外了解紅外線、紫外線的簡(jiǎn)單
向,考題主要有選擇題和填空題兩種。命題點(diǎn)有:紅外線和紫外線
線應(yīng)用
在生活中的應(yīng)用等
二、考情分析
《光現(xiàn)象》是中考必考內(nèi)容。由于試卷結(jié)構(gòu)和分值的不同,本部分的考題一般在「2道題,分值一般
在2-5分之間;考題題型根據(jù)其出現(xiàn)的概率分別是:選擇題、填空題、實(shí)驗(yàn)題和作圖題等。
以上考點(diǎn)作為??純?nèi)容,在備考過(guò)程中應(yīng)作為主要備考方向加以重視,但也不能忽視一些冷門考點(diǎn),
如鏡面反射與漫反射、光路可逆、實(shí)像與虛像(難點(diǎn))、紅外線與紫外線、物體的顏色等。
本部分內(nèi)容較為簡(jiǎn)單。在備考中,應(yīng)以分辨各類光現(xiàn)象,認(rèn)識(shí)其規(guī)律為主要方向,加強(qiáng)對(duì)其規(guī)律的理
解;同時(shí),這些光現(xiàn)象大都是通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程得到的,所以對(duì)各類光現(xiàn)象中的實(shí)驗(yàn)探究應(yīng)掌握其實(shí)驗(yàn)方
法、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)結(jié)論。通過(guò)努力備考,相信同學(xué)們一定會(huì)取得較好的成績(jī)。
光源:能夠發(fā)光的物體
現(xiàn)象:影子、
光的色散:通過(guò)棱鏡后
光的直日(月)食等
被分解成各種顏色的光
線傳播光的傳播速度:
光的三原色:紅、綠、藍(lán)真空中c=3xI0*m/s
光的
物體的顏色
色散光的反射現(xiàn)象:水中倒影穹
看不見(jiàn)的光:紅外線和紫外線
光的反射定律:三線
共面、兩線分居、反射
光的角等于入射角、光路可逆
光現(xiàn)象
原理:光的反射反射鏡面反射和漫反射
成像特點(diǎn):等大、、
探究光反射時(shí)的特點(diǎn)
等距、垂直、虛像
光的折射現(xiàn)象:彩虹等
平面鏡的應(yīng)用:穿衣鏡等平面鏡
成像7
光的折射定律:三線共面
球面鏡:凸面鏡和凹面鏡
光的兩線分居、折射角隨入4
角而改變、光路可逆
探究平面鏡成像的特點(diǎn)折射
探究光折射時(shí)的特點(diǎn)
考點(diǎn)一光的直線傳播
■夯基-必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理
一、光源
1.光源
人們之所以能看到各種事物,是因?yàn)橛泄膺M(jìn)入人的眼睛。這些光都是能帶給我們光明的“光源”發(fā)出
的或通過(guò)其他途徑傳播過(guò)來(lái)的。但是,所有的光都是有“光源”的。
自身能夠發(fā)光的物體叫。光源分為自然光源和人造光源。
2.光源的判斷
判斷物體是不是光源,關(guān)鍵是物體自身能否發(fā)光。有些物體看起來(lái)好像在發(fā)光,實(shí)際上是反射了其他
光源發(fā)出的光,所以這些物體不是光源;如鏡子、月亮、寶石、電影的屏幕等。
二、光的直線傳播
1.光是怎樣傳播的
(1)實(shí)驗(yàn)觀察:光在空氣、水、玻璃中的傳播路徑。
【實(shí)驗(yàn)器材】激光筆、燒杯、水箱、水、玻璃磚等。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
一、探究光在空氣中的傳播路徑:在夜晚,用能發(fā)出帶有顏色的激光筆射向天空,如圖甲所示??吹?/p>
激光筆發(fā)出的光在空氣中沿直線傳播。
二、探究光在水中的傳播路徑:在盛水的水箱中,讓激光筆沿不同方向垂直水箱側(cè)面射出光,觀察光
在水中的傳播路徑,如圖乙所示??吹焦庠谒醒刂本€傳播。
三、探究光在玻璃中的傳播路徑:讓激光筆發(fā)出的光從玻璃磚的側(cè)面垂直射入玻璃磚,觀察光在玻璃
磚中的傳播路徑,如圖丙所示。看到光在玻璃中沿直線傳播。
【探究歸納】光在空氣、水、玻璃等透明物質(zhì)中均是沿直線傳播的。
(2)探究光沿直線傳播的條件
①在桌上放一個(gè)大的透明水槽,配有四杯等量但濃度不同的糖水,每杯糖水中都添加少量牛奶(為了
清晰地顯示光路),將它們按濃度從大到小的順序排列,依次倒入水槽,水槽內(nèi)的液體就變成了從上到下
濃度逐漸增大的非均勻水溶液;
②如圖甲所示,將一束光從透明水槽側(cè)面垂直射入非均勻濃度的糖水溶液中,觀察到激光的傳播路徑
在濃度不均勻的糖水溶液中會(huì)向下彎曲;
甲乙
③如圖乙所示,用玻璃棒攪拌糖水溶液時(shí),使其濃度變得均勻,再將激光射向糖水溶液中,觀察到激
光在均勻濃度的糖水溶液中的傳播路徑是直的。
【分析論證】光垂直射入濃度不均勻的糖水溶液中時(shí),光的傳播路徑發(fā)生了彎曲;在均勻濃度的糖水
溶液中,光的傳播路徑是直的。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。
(3)光可以在真空中傳播:太陽(yáng)光能通過(guò)太空和大氣層傳播到地球表面,說(shuō)明光可以在真空中傳播。
2.光線
(1)定義:為了表示光的傳播情況,我們通常用一條帶有箭頭的直線表示光的傳播徑跡和方向(如圖
甲所示),這樣的直線叫光線。
甲乙
(2)畫法:光線是帶箭頭的直線,箭頭表示光的o畫光路圖時(shí),光線要用表示,且標(biāo)
上箭頭。圖乙和圖丙分別表示平行光和點(diǎn)光源發(fā)出的光。
3.與光的直線傳播有關(guān)的現(xiàn)象
(1)影子:光在傳播過(guò)程中,遇到不透明的物體,會(huì)使物體后面光不能到達(dá)的區(qū)域形成一個(gè)陰暗區(qū)域,
即物體的影子;如圖甲。
(2)日食和月食
①月食:當(dāng)?shù)厍蛱幱谠虑蚝吞?yáng)之間時(shí),地球擋住了射向月球的光,由于光沿直線傳播,我們能看到
月食。如圖乙所示。
②日食:當(dāng)月球運(yùn)行到太陽(yáng)和地球之間時(shí),由于光沿直線傳播,月球就擋住了太陽(yáng)射向地球的光,我
們看到了日食。如圖乙所示。
(3)小孔成像:如圖所示甲,用給一個(gè)帶有小孔的板遮擋在光屏與蠟燭之間,光屏上就會(huì)形成燭焰倒
立的像,我們把這樣的現(xiàn)象叫小孔成像。左右移動(dòng)中間的板,光屏上的像的大小也會(huì)隨之發(fā)生變化。
小孔成像
甲乙.
由于光沿直線傳播,來(lái)自燭焰上方的光通過(guò)小孔后就射到了光屏的下部,來(lái)自燭焰下方的光通過(guò)小孔
后就射向了上部。這樣,光屏上就出現(xiàn)了燭焰倒立的像。
像的大小與物(蠟燭)的大小以及光屏所在位置有關(guān)。其大小關(guān)系為:第=¥。
ab人
(1)小孔成像的條件:小孔必須足夠小,但并不是越小越好,孔太小會(huì)影響像的亮度;
(2)小孔成像時(shí),像的形狀取決于物體的形狀,與小孔形狀無(wú)關(guān);
(3)小孔逐漸變大,光屏上的像會(huì)逐漸變模糊;當(dāng)小孔增大到一定程度時(shí),在光屏上只能看到
與小孔形狀相同的光斑。
【現(xiàn)象辨析】影子和小孔成像的異同
現(xiàn)象相同點(diǎn)不同點(diǎn)
影子是光照射不到的區(qū)域,影子的形成不一定和物體的形狀
影子
相同,而且影子是黑暗的
形成原因都是光沿直線傳播
通過(guò)小孔成的像是光實(shí)際照射到的區(qū)域,像的形狀和物體的
小孔成像
形狀相同,而且像是亮的
4.光的直線傳播的應(yīng)用
由于光的直線傳播,在開(kāi)鑿隧道時(shí),工人們可以用激光束引導(dǎo)掘進(jìn)機(jī),使掘進(jìn)機(jī)沿直線前進(jìn),保證隧
道方向不會(huì)出現(xiàn)偏差;士兵瞄準(zhǔn)射擊;站隊(duì)時(shí)隊(duì)列排直等。
像“井底之蛙”、“一葉障目不見(jiàn)泰山”也都是可以用光的直線傳播進(jìn)行解釋的。
三、光的傳播速度
1.光在真空中的傳播速度
光不僅可以在空氣、水等物質(zhì)中傳播,而且可以在真空中傳播。光在真空中的傳播速度很大,在物理
學(xué)中用c表示,c=2.99792xl0m/so通常情況下,真空中的光速可以近似為:c=3xl08m/s=
2.光在其他介質(zhì)中的傳播速度
光在空氣中的傳播速度近似等于光在真空中的傳播速度c,也可以近似為c'XlO'm/s。光在水中的傳播
速度約為二c;光在玻璃中的傳播速度近約為2c。
43
■提升-必考題型歸納
考向01光的直線傳播及應(yīng)用
方法技巧
光的直線傳播是光現(xiàn)象基礎(chǔ),所有光現(xiàn)象都是在光的直線傳播基礎(chǔ)上展開(kāi)的,沒(méi)有光的直線傳
播就沒(méi)有光現(xiàn)象的理論結(jié)構(gòu)。
光的直線傳播是常考熱點(diǎn),有關(guān)考題主要集中在光的直線傳播的認(rèn)識(shí)和光的直線傳播的例子上。
生活中利用光的直線傳播的例子很多,尤其是勞動(dòng)人民在生產(chǎn)和人類活動(dòng)中,總結(jié)出了許多利用光
的直線傳播的現(xiàn)象,如:小孔成像、影子的形成、樹(shù)林中的光斑、日食、月食等都是光的直線傳播
的例子。加強(qiáng)對(duì)此方面知識(shí)的積累,會(huì)有助于解答此類問(wèn)題。
光的直線傳播作為一個(gè)考題不多,常見(jiàn)的是作為一個(gè)知識(shí)點(diǎn)出現(xiàn),并與其他光現(xiàn)象知識(shí)點(diǎn)或其
他知識(shí)點(diǎn)結(jié)合組成一個(gè)題目。
[例1](2023?云南)圖所示的“手影”游戲中,影子的形成原因是()。
A.光的反射B.光沿直線傳播C.光的折射D.光的色散
【變式1-1](2023?江西)如圖所示,圭表是中國(guó)古代重要的天文儀器,圭表通過(guò)測(cè)量正午日影長(zhǎng)度
來(lái)推測(cè)二十四節(jié)氣,日影是光的形成的。為了提高其測(cè)量精度,天文學(xué)家使用鉛垂線來(lái)確?!氨怼?/p>
垂直于水平放置的“圭”。鉛垂線是利用了重力的方向總是o
冬至?xí)r太陽(yáng)高度QQ夏至?xí)r太陽(yáng)高度
【變式「2】晴朗的天氣,小剛到森林中去游玩,他看到地面出現(xiàn)大小不一的圓形光斑,他認(rèn)為()。
A.圓斑是太陽(yáng)的影子B.圓斑是太陽(yáng)的實(shí)像C.圓斑是太陽(yáng)的虛像D.圓斑是樹(shù)葉的影子
【變式「3】如圖所示是一個(gè)放置于寧波某地水平地面上的簡(jiǎn)易計(jì)時(shí)模型,圭桿垂直底盤。下列描述錯(cuò)
誤的是()。
A.桿影的形成是由于光在均勻介質(zhì)中沿直線傳播;
B.一天內(nèi),桿影移動(dòng)是由地球公轉(zhuǎn)造成的;
C.一天內(nèi),正午的桿影最短;
D.該模型依據(jù)桿影的方位計(jì)時(shí)
考向02小孔成像
方法技巧
小孔成像是光的直線傳播形成的最典型的光現(xiàn)象。
在解答此類問(wèn)題時(shí),應(yīng)注意:小孔成像時(shí),像不但左右顛倒,而且上下也顛倒;像的形狀與小
孔的形狀無(wú)關(guān),由物體的形狀決定。
【例2】(2023?天津)中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化蘊(yùn)含著豐富的物理知識(shí)。《墨經(jīng)》中記載了世界上最早的“小
孔成像”實(shí)驗(yàn)(如圖所示),小孔成像是由于光的形成的;唐代詩(shī)句“潭清疑水淺”描繪了潭水清
澈,讓人感覺(jué)水變淺了,這是由于光的造成的。
【變式2-1】在一個(gè)烈日炎炎的午后陳老師走在隨州街頭,看到地面上樹(shù)蔭里有許多圓形光斑,抬頭看
看樹(shù)葉間刺眼的陽(yáng)光,想到這樹(shù)蔭下藏著物理學(xué)的秘密,便拍下兩張照片(如圖)。經(jīng)估測(cè)樹(shù)蔭下一個(gè)清
晰光斑的直徑約為7cm,這束陽(yáng)光從約7m高處的樹(shù)葉間照射下來(lái)。我們常說(shuō)太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)約8分鐘來(lái)到地球
(太陽(yáng)和地球之間的距離按1.5X10%計(jì)算),粗略計(jì)算太陽(yáng)的直徑最接近()。
【變式2-2】早在兩千多年前,我國(guó)古代思想家墨子就在《墨經(jīng)》中論述了小孔成像等光學(xué)現(xiàn)象,下列
光現(xiàn)象與小孔成像原理相同的是()。
A.地面的人影B.水中的倒影;
空中的彩虹D.放大的文字
考點(diǎn)二光的反射
夯基?必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理
一、光的反射
1.光的反射現(xiàn)象:光從一種介質(zhì)射向另一種介質(zhì)的表面時(shí),會(huì)有一部分光在介質(zhì)表面反射回原介質(zhì)中,
這種傳播現(xiàn)象叫O
2.看到物體的原因
我們能看到太陽(yáng)、明亮的日光燈等光源,是因?yàn)楣庠窗l(fā)出的光進(jìn)入我們的眼睛,產(chǎn)生了視覺(jué)。同時(shí),
我們也能看到本身不發(fā)光的物體,如書、平面鏡、月亮等,是因?yàn)檫@些物體反射的光進(jìn)入了我們的眼睛,
產(chǎn)生視覺(jué)。
3.光的反射的基本概念:一點(diǎn)、兩角、三線
~■點(diǎn)入射點(diǎn)光的入射點(diǎn),用字母“0”表示
入射光線入射到反射面上的光線,如圖中的光線E0
入射光線反射光坡
三線法線經(jīng)過(guò)入射點(diǎn)。并垂直于反射面的直線,它是一條輔助線,通常用虛線
7
反射光線入射光線射到反射面上后,被反射面反射的光線,如圖中的光線0FZ
入射角入射光線與法線的夾角,如圖中的Ni
兩角
反射角反射光線與法線的夾角,如圖中的Nr
二、光的反射定律
1.實(shí)驗(yàn):探究光反射時(shí)的規(guī)律
(1)光的反射光線、入射光線與鏡面的夾角相等;
實(shí)驗(yàn)猜想
(2)反射光線和入射光線關(guān)于法線是對(duì)稱的
實(shí)驗(yàn)器材平面鏡一塊、紅色激光筆、直尺、不同顏色的筆、量角器、一張可繞中線折轉(zhuǎn)的白色硬紙片(顯示光路)
(1)如圖甲所示,把平面鏡放在水平桌面上,再將白色硬紙板豎直地立在平面鏡上,紙板上的直線0N垂
直于鏡面,右側(cè)紙板NOF可繞直線0N旋轉(zhuǎn);
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
(2)先將紙板EON和紙板NOF處在同一平面內(nèi),然后使入射光貼著紙板沿某一角度射向。點(diǎn),觀察反射光的
與收集證
方向。在硬紙板上用筆描出入射光E0和反射光0F的徑跡;
據(jù)
(3)改變光束的入射角度,進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)(尋找普遍規(guī)律),換用不同顏色的筆記錄每次光的徑跡;
(4)取下紙板,用量角器分別測(cè)量0N兩側(cè)的入射角和反射角的大小,并將數(shù)據(jù)記錄在表格中;
(5)如圖乙所示,將紙板NOF向前或向后折轉(zhuǎn),在紙板上觀察反射光的徑跡。
甲乙
實(shí)驗(yàn)次數(shù)入射角反射角
160°60°
245°45°
330°30°
(1)當(dāng)紙板EON和NOF在同一平面內(nèi)時(shí),能觀察到反射光的徑跡,且入射光、反射光分居發(fā)現(xiàn)兩側(cè),反射
光線的方向隨著入射光線方向的改變而改變;
分析論證(2)分析表中的數(shù)據(jù)可知,反射角等于入射角。反射角隨著入射角的減小而減小;
(3)把紙板NOF向前折或向后折時(shí),觀察不到反射光的徑跡,說(shuō)明反射光線、入射光線和法線在同一平面
內(nèi)
歸納總結(jié)
在反射現(xiàn)象中,反射光線、入射光線和法線都在同一平面內(nèi);反射光線、入射光線分別位于法線兩側(cè);反
(光的反
射角等于入射角
射定律)
2.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)
(1)應(yīng)在光線較暗的室內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),以便于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象;
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),紙板必須與平面鏡垂直,否則在紙板上看不到反射光;
(3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中嚴(yán)禁將激光對(duì)著人眼,以防灼傷眼睛;
(4)通過(guò)鏡面對(duì)入射光的反射作用,可以看出鏡子有改變光路的作用;
(5)本實(shí)驗(yàn)時(shí)一個(gè)歸納性實(shí)驗(yàn),改變?nèi)肷涔獾姆较蚨啻螌?shí)驗(yàn)的目的是為了得到多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),從而得
出普遍規(guī)律,避免實(shí)驗(yàn)結(jié)論的偶然性。
易混易錯(cuò)紙板在實(shí)驗(yàn)中的三個(gè)作用:
(1)顯示光的傳播路徑;
(2)驗(yàn)證反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi),具體操作是將紙板NOF向前或向后折轉(zhuǎn),
使其和紙板EON不在同一平面內(nèi),觀察有無(wú)反射光的徑跡;
(3)記錄光路。具體操作是在紙板上畫出入射光和反射光的徑跡,以分析反射角隨入射角的變
化而變化情況。
3.對(duì)光的反射定律的理解
(1)每條入射光線,有且只有一條反射光線與之相對(duì)應(yīng);
(2)反射現(xiàn)象發(fā)生時(shí),先由入射光,后有反射光。反射光是隨著入射光的改變而改變的,所以敘述光
的反射定律時(shí),不能把“反射角等于入射角”說(shuō)成“入射角等于反射角”;
(3)在光的反射現(xiàn)象中,入射光線靠近法線時(shí),入射角減小,反射角也隨之減??;入射光線遠(yuǎn)離法線
時(shí),入射角增大,反射光線隨之遠(yuǎn)離法線,反射角也增大;
(4)當(dāng)光垂直鏡面入射時(shí),入射角為零,反射角也為零,反射光線與入射光線在同一直線上,方向相
反,并不是沒(méi)有發(fā)生現(xiàn)象。
三、光路的可逆性
1.光路的可逆性
在探究光的反射規(guī)律實(shí)驗(yàn)中,如果讓光逆著反射光的方向射到平面鏡上,它被反射后就會(huì)逆著原來(lái)的
入射光的方向射出。這表明,在反射現(xiàn)象中,光路是可逆的。如圖所示。
2.生活中的光路可逆現(xiàn)象
生活中有很多現(xiàn)象可以說(shuō)明光路的可逆性。例如,如果你在一塊平面鏡中看到了一位同學(xué)的眼睛,那
么,這位同學(xué)也一定可以通過(guò)這面鏡子看到你的眼睛。
四、利用光的反射定律作圖
1.作圖要求
所有實(shí)際傳播的光(無(wú)論是反射光還是入射光)都要畫成實(shí)線,并用箭頭表示它的傳播方向;法線用
虛線,要垂直于反射面。
2.作圖方法
類型作圖方法
,4
兌______
,77777771/7777/////
如圖所示,先過(guò)入射點(diǎn)0作出法線,再根據(jù)光的反射定律(反
已知反射面、入射光線做反射光線
射角等于入射角),作出反射光線,標(biāo)上箭頭
■如圖所示,先過(guò)入射點(diǎn)作出法線,再根據(jù)
光的反射定律(反射角等于入射角)畫出
對(duì)應(yīng)的入射光線,標(biāo)上箭頭
已知反射面、反射光線作入射光線
如圖所示,先作入射光線和反射光線夾
、?.
角的角平分線,此線的位置即為法線的
/
位置。過(guò)入射光線與反射光線的交點(diǎn)
已知入射光線和反射光線,畫出平面鏡的位置
(入射點(diǎn))作垂直于法線的一條直線,該直線的位置即為平面
鏡的位置
五、鏡面反射和漫反射
1.鏡面反射和漫反射
當(dāng)一束平行光照射到平面鏡上時(shí),在平面鏡上發(fā)生光的反射,反射光也平行射出,這種發(fā)生叫鏡面反
射;當(dāng)一束平行光照射的凹凸不平的表面時(shí),反射光會(huì)朝四面八方射出,這種反射叫漫反射。如圖所示。
鏡面反射漫反射
易混易錯(cuò)
(1)我們能從不同方向看到書上的字,是因?yàn)楣庠诩埫嫔习l(fā)生了漫反射;
(2)物體發(fā)出或反射的光浸入人眼越多,人眼就會(huì)感覺(jué)該物體越亮。所以,當(dāng)發(fā)生鏡面反射時(shí),
如果反射光正好進(jìn)入人眼,人就會(huì)感覺(jué)鏡面特別亮;
(3)無(wú)論鏡面反射還是漫反射,都遵循觀點(diǎn)反射定律。
2.生活中的反射現(xiàn)象
(1)生活中,大部分物體表面反射的都是漫反射,因而才使我們能夠從不同方向看清物體。比如,教
室黑板用的毛玻璃、投影儀屏幕用的是粗布,其表面反射的都是漫反射,從而使各個(gè)方向的人都能字跡或
影像;
(2)當(dāng)強(qiáng)烈的太陽(yáng)光照射到高樓大廈的玻璃幕墻、磨光的大理石墻面時(shí),這些光滑的表面就會(huì)發(fā)生鏡
面反射,炫目的反射光會(huì)干擾人們的正常生活,造成“光污染”;
(3)水中倒影是最典型的光的反射現(xiàn)象;還有“猴子撈月”、“照鏡子”等也都是由光的反射引起的。
■k提升-必考題型歸納
考向01光的反射現(xiàn)象及應(yīng)用
方法技巧
(1)生活中,由光的反射引起的光現(xiàn)象最典型的有:水中倒影、平面鏡成像、能看清不是光源
的物體等。
(2)考試中還會(huì)出現(xiàn)入射光不動(dòng),平面鏡沿某一方向旋轉(zhuǎn)一定角度,判斷入射角和反射角的變
化規(guī)律等。
【例1】如圖,世界首條跨海高鐵一一泉州灣跨海大橋合龍成功。大橋與倒影形成的一幅壯美畫面,橋
在水中的倒影是光的形成的(選填“虛”或“實(shí)”)像。
【變式「1】(2023?濰坊)如圖為某同學(xué)外出游玩時(shí)用手機(jī)拍到的場(chǎng)景,場(chǎng)景中有瞪羚在岸邊的影子
和水中的倒影。下列分析正確的是()O
A.瞪羚的影子是光的反射形成的B.瞪羚的影子是光的直線傳播形成的
C.瞪羚的倒影是光的折射形成的D.瞪羚的倒影是光的直線傳播形成的
【變式1-2](2023?自貢)小王同學(xué)在家里將一個(gè)平面鏡放在水平桌面上,再把一張可沿3折疊的硬
白紙板硼豎直的立在平面鏡上,以此來(lái)探究光的反射規(guī)律。通過(guò)測(cè)量他發(fā)現(xiàn)此時(shí)入射光線與平面鏡成50°
夾角,如圖所示,貝I]()。
A.反射光線與鏡面的夾角是40°;
B.入射角增大10°,反射光線與入射光線的夾角增大20°;
C.將紙板M乃向后折疊,則反射光線會(huì)消失;
D.光在紙板上發(fā)生了鏡面反射
考向02利用光的反射定律作圖
方法技巧
(1)已知反射面和入射光線(反射光線)作反射光線(入射光線):入射角是入射光線與法線
夾角,不是入射光線與鏡面的夾角;反射角是反射光線與法線的夾角,不是反射光線與鏡面的夾角。
法線要畫成虛線。
(2)已知入射光線和反射光線確定平面鏡的位置:法線位置時(shí)入射光線和反射光線夾角的角平
分線位置,平面鏡與法線垂直,故只要確定入射點(diǎn)法線位置即可確定平面鏡的位置。
【例2】(2023?貴州)如圖所示,點(diǎn)光源S發(fā)出的一條光線射到平面鏡MN的。點(diǎn),請(qǐng)?jiān)趫D中作出這
條入射光線的反射光線。
【變式2-1](2023?荷澤)室內(nèi)有一吸頂燈S,人從平面鏡版中能夠看到吸頂燈。請(qǐng)?jiān)趫D中畫出人眼/
經(jīng)平面鏡場(chǎng)看到吸頂燈的完整光路圖。
【變式2-2](2023?廣元)如圖所示。從S點(diǎn)向平面鏡發(fā)出一條光線,經(jīng)平面鏡反射后,反射光線到
達(dá)光屏上的戶點(diǎn)。請(qǐng)你作出此過(guò)程的光路圖(保留作圖痕跡)。
光解
7
S.-T
7777777777777777777777777777平面鏡
【變式2-3](2023?上海)在圖中,根據(jù)給出的反射光線四畫出入射光線/〃,并標(biāo)出入射角的大小。
O
考向03探究光的反射規(guī)律
【例3】(2023?貴州)在“探究光的反射定律”實(shí)驗(yàn)中,器材有:激光筆、可折轉(zhuǎn)光屏、平面鏡和噴
霧器。
(1)將平面鏡置于水平桌面,如圖甲所示。激光筆的光束射向平面鏡上。點(diǎn),在平面鏡上方噴水霧,
從前向后觀察,可在鏡面上方看到條光束。
(2)將折轉(zhuǎn)光屏垂直于平面鏡放置,讓入射光沿左半屏射到。點(diǎn),如圖乙所示。要呈現(xiàn)反射光,需將
右半屏向(選填"前”或“后”)折轉(zhuǎn)。
(3)保持入射點(diǎn)不變,多次改變?nèi)肷浞较?,在光屏上記錄每次?shí)驗(yàn)的光路、bb'和cc',如圖丙
所示。為了研究反射光線和入射光線的位置關(guān)系,發(fā)現(xiàn)左、右半屏相對(duì)應(yīng)的光線關(guān)于轉(zhuǎn)軸對(duì)稱,可將此對(duì)
稱軸視為。同時(shí)根據(jù)光屏上的倍息可得結(jié)論,反射角與入射角的大小o
【變式3-1](2023?齊齊哈爾)小明利用如圖裝置探究光反射時(shí)的規(guī)律。
(1)如圖1所示,實(shí)驗(yàn)時(shí),把一個(gè)平面鏡放在水平桌面上,再把白色紙板ENF(右側(cè)可繞ON翻折)豎
直地立在平面鏡上,紙板上的直線ON應(yīng)___________于鏡面。使一束光貼著紙板沿某一角度射到。點(diǎn),光在
紙板上發(fā)生___________(選填“鏡面”或“漫”)反射,呈現(xiàn)徑跡。光經(jīng)平面鏡反射,沿另一個(gè)方向射出;
(2)改變光束入射的角度,多做幾次,換用不同顏色的筆記錄每次光的徑跡。取下紙板,用量角器測(cè)
量ON兩側(cè)的Ni和zr,是為了;根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論可知:當(dāng)入射光E0與平面鏡夾角為50。時(shí),反射角
為;
(3)讓光沿圖1中F0方向照射到鏡面,它會(huì)沿著0E方向射出。這表明:在光的反射現(xiàn)象中,光路是
___________的。
(4)如圖2所示,把紙板ENF右側(cè)繞0N向前折或向后折,在右側(cè)紙板上看不到反射光。這表明:在反
射現(xiàn)象中,反射光線、入射光線和法線都在___________內(nèi)。
【變式3-2](2023?潛江、天門、仙桃)用如圖的裝置探究“光的反射定律”。平面鏡〃水平放置,
附有量角器的白紙板由£、尸兩部分構(gòu)成,始終豎直立在〃上,可以繞胡翻折;
(1)如圖甲,E、雁同一平面上,讓入射光//寸向鏡面,量角器上顯示入射角和反射角的大小,可得
出NrN?.(選填“>”或“=”);
(2)改變?nèi)肷涔獾姆较?,再測(cè)幾組入射角和反射角,這樣做的目的是;
(3)若光沿及火射,經(jīng)娠射后沿勿射出。這表明,在光的反射現(xiàn)象中,光路是的;
(4)如圖乙,把胸前或向后翻折,則在吐________(選填“能”或“不能”)看到反射光,這說(shuō)明
反射光線,入射光線和法線在________o
考向04鏡面反射與漫反射
方法技巧
(1)鏡面反射是因?yàn)榉瓷涿媸枪饣砻嫘纬傻模肷涔馐瞧叫泄鈺r(shí),反射光也是平行光;
(2)漫反射是因?yàn)榉瓷涿媸歉叩筒黄降拇植诒砻妫幢闳肷涔馐瞧叫泄?,反射光也不?huì)是平行
光,反射光會(huì)向各個(gè)方向出射,所以,人站在不同角度也能看見(jiàn)反射光;
(3)鏡面反射和漫反射都遵循光的反射規(guī)律;
(4)人眼感覺(jué)到物體的亮暗是由物體入射人眼的光的多少?zèng)Q定的。射入人眼的光越多,人感覺(jué)
物體越亮;入射人眼的光越少,人感覺(jué)物體越暗。
【例4】如圖所示是實(shí)驗(yàn)室中的毛玻璃片,一面磨砂,一面平滑。為了分辨這兩個(gè)面,下列方法中不可
行的是()。
A.用手去觸摸,粗糙的一面是磨砂面;
B.用激光筆照射表面,反射后可在光屏上成一個(gè)亮點(diǎn)的一面是平滑面;
C.壓力相同時(shí),與同一水平桌面之間滑動(dòng)摩擦力較大的一面是磨砂面;
D.透過(guò)毛玻璃片看不清遠(yuǎn)處物體,朝向眼睛的一面是平滑面
【變式4-1】某校九年級(jí)的一名學(xué)生下晚自習(xí)后在騎自行車回家途中,迎面遇到一輛燈光非常刺眼的車
輛。為了安全,他應(yīng)該()。
A.迎著燈光繼續(xù)行駛B.閉眼緩慢行駛C.停下車靠邊避讓D.用手遮擋燈光行駛
【變式4-2]雨過(guò)天晴,地面上會(huì)出現(xiàn)建筑物的影子,影子是由于形成的。通過(guò)地面上一
層薄薄的積水還可以看到建筑物的像,如圖所示,像的大小與建筑物的大小。一些建筑物外部
采用了玻璃幕墻作為裝飾,強(qiáng)光照射到玻璃幕墻時(shí)會(huì)發(fā)生___________反射,造成“光污染”。
考點(diǎn)三平面鏡成像
■夯基-必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理
一、探究平面鏡成像
1.什么是像
當(dāng)你照鏡子時(shí)可以看見(jiàn)自己的“像”,鏡子里的自己就是自己經(jīng)過(guò)平面鏡所成的像。平靜的水面上物
體的倒影,也是物體通過(guò)水面這面鏡子所成的像。這個(gè)像不同于影子,它能反映物體的面貌。
2.探究平面鏡成像的特點(diǎn)
提出問(wèn)題平面鏡成像時(shí),像的位置、大小跟物體的位置、大小有什么關(guān)系
猜想與假設(shè)平面鏡所成的像的大小可能與物體的大小相等,像到平面鏡的距離可能物體到平面鏡的距離相等
實(shí)驗(yàn)器材薄玻璃板一塊、支架、筆一只、兩支相同的蠟燭、刻度尺、白紙等
(1)在水平桌面上鋪一張白紙,紙上豎立一塊薄的玻璃板作為平面鏡,在紙上沿著玻璃板畫一條直線,
這條直線代表玻璃板的位置;
(2)如圖所示,把一只點(diǎn)燃的蠟燭放在玻璃板的前面,透過(guò)玻璃板進(jìn)行觀察,B£
設(shè)計(jì)并進(jìn)行
可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一只外形完全相同的蠟燭(未點(diǎn)燃),/j
實(shí)驗(yàn)
豎立著在玻璃板后面移動(dòng),直到看上去它跟前面的蠟燭的像完全重合。這個(gè)
位置就是前面那個(gè)蠟燭的像的位置;
(3)在紙上記錄下兩支蠟燭的位置,并注意觀察蠟燭的大小和它的像的大小是否相同;
(4)移動(dòng)點(diǎn)燃的蠟燭,重做實(shí)驗(yàn);
(5)用直線把兩次實(shí)驗(yàn)中的蠟燭和它的像在紙上的位置連接起來(lái),用量角器測(cè)量蠟燭和像連線與鏡面
的夾角;
(6)用刻度尺分別測(cè)量蠟燭和像到玻璃板的距離,將測(cè)得的數(shù)據(jù)記錄在表格中
次數(shù)蠟燭到平面鏡的蠟燭的像到平面鏡的蠟燭的像與蠟燭的大蠟燭的像與蠟燭的連線
距離距離/cm小關(guān)系與鏡面位置的關(guān)系
11010等大垂直
21515等大垂直
32020等大垂直
42525等大垂直
(1)未點(diǎn)燃的蠟燭可以與點(diǎn)燃的蠟燭的像完全重合,說(shuō)明蠟燭的像的大小與蠟燭大小相等;
分析與論證二)由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,蠟燭和它的像的連線與鏡面垂直,蠟燭的像到平面鏡的距離與蠟燭到平面鏡的
距離相等
探究歸納―平面鏡成像的特點(diǎn):平面鏡所成像的大小與物體大小相等,像和物體到平面鏡的距離相等,像和物體的
連線與平面鏡垂直,即平面鏡所成的像與物體關(guān)于平面鏡對(duì)稱
特別提醒:
(1)為了使觀察到的像更為清晰,實(shí)驗(yàn)最好在較暗的環(huán)境中進(jìn)行;
(2)實(shí)驗(yàn)中用玻璃板代替平面鏡,目的是便于觀察和確定像的位置,并比較物像的大小關(guān)系,原因是
玻璃板既能反射光又能透過(guò)光,即透過(guò)玻璃板能看到未點(diǎn)燃的蠟燭,也能看到點(diǎn)燃的蠟燭所成的像;
(3)實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用較薄的玻璃板。因?yàn)椴AО宓那昂蟊砻婵梢愿鞒梢粋€(gè)像,當(dāng)玻璃板較厚時(shí),兩個(gè)像有
較大的錯(cuò)位,難以確定像的位置;
(4)實(shí)驗(yàn)中,玻璃板要豎直立在水平桌面上。若玻璃板沒(méi)有豎直放置,則未點(diǎn)燃的蠟燭和點(diǎn)燃的蠟燭
將不能完全重合;
(5)實(shí)驗(yàn)中,使用兩支完全相同的蠟燭,目的是比較像與物體的大小關(guān)系;
(6)用點(diǎn)燃的蠟燭做實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是所成的像比較亮,便于觀察;
(7)白紙用于標(biāo)注玻璃板的位置、蠟燭以及蠟燭的像的位置,刻度尺用于測(cè)量蠟燭以及蠟燭的像到玻
璃板的距離;
(8)改變蠟燭與玻璃板的距離進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),是為了尋找普遍規(guī)律。
二、平面鏡成虛像
1.平面鏡成虛像:在探究平面鏡成像特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)中,在平面鏡前放一支點(diǎn)燃的蠟燭,在鏡子中會(huì)出現(xiàn)
一個(gè)正立蠟燭的像,但將光屏放在平面鏡后蠟燭像的位置時(shí),光屏上卻沒(méi)有出現(xiàn)蠟燭的像,可見(jiàn)平面鏡所
成的像是不存在的,是—。
2.對(duì)實(shí)像和虛像的理解
成因特點(diǎn)實(shí)例
實(shí)像實(shí)際光線會(huì)聚所成的像既可以用眼睛直接觀察,又可小孔成像
以用光屏承接
不是實(shí)際光線會(huì)聚而成的,而是由實(shí)際只能用眼睛直接觀察,不能用平面鏡成像、水中倒影、水中
虛像
光線的反向延長(zhǎng)線相交形成的光屏承接的魚
3.平面鏡成像作圖
作平面鏡成的像主要有兩種方法:一是根據(jù)平面鏡成像原理(光的反射定律)作圖;二是根據(jù)平面鏡
成像特點(diǎn)作圖(對(duì)稱法)。如圖所示,S為平面鏡前的一個(gè)點(diǎn)光源,我們可以作出它的像S'。
(1)根據(jù)平面鏡成像原理(光的反射定律)作圖
從S射向平面鏡的所有光線,經(jīng)平面鏡反射后,反射光線的反向延長(zhǎng)線都會(huì)交于點(diǎn)S',所以在作圖時(shí),
只要任選兩條從點(diǎn)光源S發(fā)出射向平面鏡的入射光線,作出其反射光線的反向延長(zhǎng)線,就可以確定像s'。作
圖步驟如下:
①?gòu)狞c(diǎn)光源s任意引兩條光線射到平面鏡上;
②分別作出兩條入射光線的法線;
③根據(jù)光的反射定律分別作出兩條入射光線的反射光線;
④分別作兩條反射光線的反向延長(zhǎng)線,它們的交點(diǎn)s'即為點(diǎn)光源S的像。
(2)根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)作圖(對(duì)稱法)
作出物體AB關(guān)于平面鏡的對(duì)稱點(diǎn)A'B',連接B'A'即為物體AB的像。具體步驟如下:
①分別過(guò)A、B兩點(diǎn)作平面鏡的垂線(像與物的連線與平面鏡垂直);
②分別取A'、B',使A'、B'到平面鏡的距離等于A、B到平面鏡的距離(像與物到平面鏡的距離相等);
③連接A'、B'并且箭頭方向不變,A'B'即為物體AB的像。
易易錯(cuò)作圖時(shí)要注意以下幾點(diǎn):
(1)平面鏡非反射面要畫上短斜線;
(2)實(shí)際光線要畫成實(shí)線,并用箭頭表示光的傳播方向,反向延長(zhǎng)線要畫成虛線;實(shí)物用實(shí)線
表示,虛像用虛線表示;法線用虛線表示;
(3)實(shí)物和虛像要標(biāo)注上對(duì)應(yīng)的字母,并用上下標(biāo)區(qū)分。
三、平面鏡的應(yīng)用
四、凸面鏡和凹面鏡
1.球面鏡:如果鏡子的反射面是球面的一部分,這樣的鏡子叫球面鏡。球面鏡分為凸面鏡和凹面鏡。
2.凸面鏡
(1)概念:用球面的外表面作反射面的鏡子叫凸面鏡。
(2)特點(diǎn):凸面鏡對(duì)光有發(fā)散作用,平行光射到凸面鏡上,反射后成為發(fā)散光,如圖所示。
(3)應(yīng)用:使用凸面鏡能起到擴(kuò)大視野的作用
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