中复人教版物理第3讲光现象.docx
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中复人教版物理第3讲光现象
第三讲光现象
1.备考双基梳理：
（1）课标点击：
光现象
新课标
旧课标
课标要求
（1）通过实验，探究并了解光的反射定律，探究并了解光的折射现象及其特点。
（2）通过实验，探究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。
（1）通过实验，探究光在同种均匀介质中的传播特点。
探究并了解光的反射和折射的规律。
（2）通过实验，探究平面镜成像时像与物的关系。
（3）通过观察和实验，知道白光是由色光组成的。
比较色光混合与颜料混合的不同现象。
新课标解读
学生能够通过实验“探究”出光的反射定律和光的折射现象，并“了解”光的反射定律和折射现象及其特点，运用光的反射定律和折射现象解释简单的生活现象；关于平面镜成像的学习过程，要求通过学生自己的实验探究来学习，会应用平面镜成像的特点解决现实生活中的一些问题。
并明确实验中应注意的问题，注意模型法的应用。
通过实验让学生认识光的色散现象，并了解白光的组成和不同色光混合的现象。
知道白光是由各种色光组成的，了解红外线、紫外线的简单应用。
（2）基础回顾：
2．核心考点精讲
（1）重难点突破
1．光的反射和折射对比
光的反射
光的折射
光的图示
共同点
反射光线（或折射光线）与入射光线、法线在同一平面内，反射光线（或折射光线）和入射光线分居于法线的两侧。
入射角增大时，反射角（或折射角）也随着增大。
光在反射（或折射）时，光路是可逆的。
总结：
三线共面，法线居中。
作图方法
在利用光的反射规律和折射规律作图时，要特别重视法线的作用，过入射点正确作出法线（虚线），根据反射角等于入射角作出反射光线，再根据反射光线、法线、入射光线在同一平面上来确定反射光线；根据光的折射规律，在空气中的角比在水中（或玻璃）大来大致画出折射光线。
角度不同
反射角等于入射角
光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角。
光从水中或其他介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。
光垂直射向介质表面时，传播方向不改变。
总结：
在光的折射现象中总有“空气中总是大角”。
即不论空气中的角是入射角还是折射角，总要比其他介质中的角要大（垂直入射除外）。
介质不同
反射光线和入射光线在同种介质中
折射光线和入射光线分别在不同种介质中
生活应用
平面镜成像
海市蜃楼、斜插入水中的筷子在水下部分看起来向上弯折等
2．光的发射的种类
镜面反射
漫反射
特点
射到平滑表面上的平行光经反射后仍然是平行光
射到凹凸不平表面上的平行光经反射后射向不同方向
条件
反射面光滑
反射面凹凸不平
光路图
能否成像
可成虚像
不能成像
应用
平静的水面、平面镜、反光的黑板
漫反射使我们从不同方向看到物体
相同点
都遵守光的反射定律
3．平面镜成像
平面镜成像原理
如图5-4所示，镜前烛焰上的点S射向平面镜的光线，经平面镜反射后进入眼睛，看起来就觉得这些光线好像是从它们在镜后延长线的交点S′射出来的。
人们会感觉像S′出真有一个光源一样，如图5-4所示。
S′就是S在镜中的像，但是镜子后面实际上并没有这个发出光线的点，所以叫为虚像。
物体上每个点在镜子里都有一个像点，所有像点就组成整个物体的虚像。
平面镜成像的特点
（1）像与物体的形状、大小完全相等；
（2）像与物对应点的连线跟镜面垂直；（3）像与物到镜面距离相等；（4）像与物左右相反；（5）像是虚像。
从数学对称的角度来看，物体和像关于镜面是对称的。
平面镜成像的作图
为了更形象、简单地描述和研究光现象及其规律，物理学采用理想化模型的方法，用光线来表示光的传播路线，用作图法解决光学问题。
作图法就是根据题目所给的条件，灵活运用有关物理概念和规律，通过作图求解未知量的方法．因此必须注意作图的规范性，掌握光线、光线的反向延长线，实像、虚像等画法的规定，逐步学会这种研究问题的方法．
利用对称法作图就是根据平面镜成像的对称性完成光路．平面镜成像的特点是：
物体在平面镜中所成的像是虚像．像和物体的大小相等，它们的连线垂直于镜面，它们到镜面的距离相等．简记为：
正立、等大、对称，虚像．利用对称法可以方便的解决四种类型的平面镜作图题：
（1）确定虚像的位置；
（2）确定观察范围或光照范围，（3）确定光路；（4）确定发光点的位置．在作图过程中，我们可以发现，对称法的核心是平面镜成像的规律，从根本上讲是光的反射定律的应用．
例（2014天门）如图14所示为水位测量仪的示意图，从A点发出一束方向不变的光线，经水面反射后，在固定光屏PQ上形成一个光斑，光斑的位置随水位的变化而发生变化。
当水面在CD时，屏上的光斑移到了B点。
请根据平面镜成像的特点作出光路图（保留作图痕迹）。
分析：
先作出A点关于平面镜的对称点A′，A′是A在平面镜中的像点，连接A′B交镜面于O点，则光线OA为反射光线，连接AO，光线AO为入射光线。
在这里用到了一个重要结论：
反射光线的反向延长线经过像点。
4．探究实验
实验装置
实验解读
实例强化
学生进行实验时，注意以下几点：
①实验中使用的光屏必须有角度刻度线，光屏能够绕法线转折，以便观察反射光线与入射光线的共面现象；②激光笔发出的光一定要照射在镜面与中缝的交点上；③研究反射角与入射角的关系时，要多次改变入射角的大小，多测几组对应数据，不能仅根据一、两组数据得出结论。
实验注意事项：
使用的两只蜡烛形状、大小要相同；
使用玻璃板而不是用平面镜；
实验时，要让后面的蜡烛与前面蜡烛的像重合；
实验时，可让手指放在前面蜡烛的像的火焰上，通过手指没有被灼伤，来验证所成的像是虚像；
为了便于观察，该实验最好在较暗的环境中进行。
见典例3
（2）易错点透析：
光线是人们为了表征光的传播而引进的一个抽象工具，它是一个理想模型，而不是真实存在。
画光路图时，光线一定要用实线且画箭头。
光的直线传播一定是同种均匀介质中，如果介质不均匀，即使在同种介质中也不会直线传播。
光的传播无需介质，不同介质中光速不同。
对反射定律的理解：
由入射光线决定反射光线，叙述时要“反”字当头。
发生反射的条件：
两种介质的交界处；发生处：
入射点；结果：
返回原介质中。
反射角随入射角的增大而增大，减小而减小，当入射角为零时，反射角也变为零度。
实像与虚像的区别：
实像是实际光线会聚而成的，可以用屏接到，当然也能用眼看到。
虚像不是由实际光线会聚成的，而是实际光线反向延长线相交而成的，只能用眼看到，不能用屏接收。
从空气看水中的物体，或从水中看空气中的物体看到的是物体的虚像，看到的位置比实际位置高。
画图中的实线和虚线：
（1）实际光线用实线画，加箭头表示光线的行进方向。
（2）反向延长线不是实际光线，所以用虚线画，不加箭头。
（3）实像用实线画，虚像用虚线画，都要加箭头表示像的正倒。
（4）法线等辅助线要用虚线画。
3．命题思路探究
命题点一光的直线传播现象的判断
命题解读依据初中物理新课标的要求，命题要立足于考查对“双基”知识的认识和理解，立足于考查学生应用知识解决实际问题的能力。
通过日常生活中的现象考查学生对光的反射、光的折射以及光的直线传播的理解，是近几年中考考点之一．因此，我们在平时要注意区分各个现象的形成原因，找出它们实质上的不同，并学会用所学知识解释有关的物理现象．
典例1（2014•宜宾）2014年5月21日清晨，我同大部分地区都出现了日环食．如图所示，是发生日环食的景观，能用来解释形成日环食现象的规律是（）
A．光的直线传播
B．光的折射
C．光的反射
D．光的色散
【解析】
此题考查光的直线传播原理解释现象，影子、日月食、小孔成像都是用光的直线传播原理解释的．太阳发出的光在沿直线传播过程中，遇到不透明的月亮，挡住了阳光，地球上的人看不见太阳光，此时形成日食．如果地球把射向月亮的太阳光给挡住了，地球上的人看不到月亮了，此时形成月食.在本题中，由于光沿直线传播，太阳射出的光线被月球挡住了，太阳光射不到地球上，所以地球上的人们看不到太阳．这样就形成了日食．因此，本题答案故选A．
【答案】
本题答案故选A．
命题点二光的反射及其作图
命题解读光现象是生活中最常见的现象，在中考的考查中也有着非常重要的位置。
学生通过实验，探究并了解光的反射定律及其特点，是新课标对光的反射定律的要求。
在中考中，这部分知识涉及到的考点通常以选择题、填空题或作图题的形式出现，重点是对光的反射定律的应用，以计算反射时的角度大小和利用光的反射定律进行作图。
典例2（2014•济宁）如图所示，小聪通过一平面镜看到小猫要偷吃小鱼。
图中画出了入射光线和反射光线，但未标出光的传播方向。
请你在图中用箭头标出小聪看到小猫偷鱼吃时的光的传播方向，并根据光的反射规律画出平面镜。
解析：
人眼看到物体是因为有光线进入了人的眼睛。
题中小聪看到小猫是由小猫反射的光线经平面镜反射后进入人的眼睛，所以猫和平面镜间的光线是入射光线，平面镜和人之间的光线是反射光线，画出由反射光线和入射光线组成的夹角的角平分线就是法线，平面镜的位置与法线相垂直。
答案：
如下图所示
命题点三平面镜成像特点及其探究过程
命题解读平面镜成像特点试题考查主要有以下四类：
（1）考查研究平面镜成像的实验方法；
（2）考查平面镜成像的特点；（3）考查运用平面镜成像的特点解释有关现象和应用；（4）考查通过建模将实验问题抽象成平面镜原理来解决。
其立意方向由考查知识转向考查能力。
典例3（2014•南昌）如图所示，在“探究平面镜成像特点”的实验中，下列说法正确的是（）
A．为了便于观察，该实验最好在较暗的环境中进行
B．如果将蜡烛A向玻璃板靠近，像的大小会变大
C．移去后面的蜡烛B，并在原位置上放一光屏，发现光屏上能成正立的像
D．保持A、B两支蜡烛的位置不变，多次改变玻璃板的位置，发现B始终能与A的像重合
【解析】
此题以选择题的形式考查平面镜成像实验中需要注意的事项，这既是平时经常强调的地方，又是中考中经常涉及到的地方，要求深入理解，熟练掌握。
在比较明亮的环境中，很多物体都在射出光线，干扰人的视线，在较黑暗的环境中，蜡烛是最亮的，蜡烛射向平面镜的光线最多，反射光线最多，进入人眼的光线最多，感觉蜡烛的像最亮．所以最好在比较黑暗的环境中进行实验，故A选项正确．
由于平面镜成像大小跟物体大小有关，与物体到平面镜的距离无关，蜡烛A向玻璃板靠近，像的大小不会变化．故选项B错误．
因为光屏只能接收实像，不能接收虚像，所以移去后面的蜡烛B，并在原位置上放一光屏，不能发现光屏上能成正立的像．故选项C错误．
如果多次改变玻璃板的位置，玻璃板前后移动，则像距物距不相等，所以会发现B始终不能与A的像完全重合，故选项D说法错误．
因此，本题答案选A．
【答案】
本题答案选A．
命题点四光的折射及其作图
命题解读在中考中，该考点主要考查能够根据光的折射规律大致作出光的折射光路图，并能运用这一知识对常见的生活、自然现象进行初步分析。
这部分知识涉及到的考题通常以选择题、作图题或信息给予题的形式出现，重点是对光的折射规律的应用。
典例4（2014•苏州市）如图所示，AO为入射光线，O为入射点，MN是法线。
根据光的折射特点在图中画出折射光线，并用字γ母表示折射角
【解析】
此题考查了对折射光线的画法，关键是记熟光的折射定律，搞清折射角与入射角的关系．要解决此题，需要掌握光的折射规律：
折射光线与入射光线和法线在同一平面内；折射光线与入射光线分居法线两侧；当光从空气斜射入水（或其它透明介质）中时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角．当光从水（或其它透明介质）中斜射入空气时，折射光线远离法线，折射角大于入射角．
因此，首先画出法线，然后根据折射规律画出折射光线．光从水斜射入空气中时，所以折射角大于入射角．答案如右图所示。
命题点五光的色散
命题解读新课程标准要求学生通过实验让学生认识光的色散现象，并了解白光的组成和不同色光混合的现象。
知道白光是由各种色光组成的。
该考点在中考中命题概率约为5％，命题主要以简单的填空题和选择题为主，分值在2分左右。
典例5（2010•烟台）如图甲所示，让一束太阳光通过棱镜射到白屏上，在光屏上就形成一条彩色光带，其颜色自上而下依次是________________颜色的光．若在白屏上贴一张红纸（图乙），则光屏上就出现________________．
【解析】
本题考查我们对于光的色散的认识，以及物体的颜色，是一道光学的综合题．太阳光是复色光，照在三棱镜上就会发生光的色散，形成依次为：
红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的光谱；由于红纸只能反射红光，吸收其它各种色光，所以我们看到光屏上红光照射的地方是红色的，其余的地方是黑色的．
故本题答案为：
红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫；红色、黑色．
4．优化考题集训：
小题精练
1．（2014•嘉兴）今年6与6日，天空再次上演了金星凌日的奇观，即从地球上看去，有一小黑点在太阳表面缓慢移动。
（1）金星凌日现象可以用_______________原理来解释。
（2）如图为太阳及八大行星示意图。
据图分析，你认为在地球上除了可以看到金星凌日外，还能看到__________凌日现象。
2．（2014•滨州）许多建筑采用玻璃进行外墙装潢，这在美化城市的同时却造成了光污染，造成这种污染的主要原因是阳光在玻璃表面发生了______________反射。
3．（2014•咸宁）香城泉都，万国咸宁，缓缓穿城而过的温泉河是一道靓丽的风景线。
各式现代建筑依河矗立，充满时代气息，如图所示。
建筑物在河中的“倒影”是由光的__________所形成的虚像，这些“倒影”看起来比建筑物本身“暗”一些，主要是因为有一部分光发生__________进入了水中．
4．（2014•四川泸州）如右图所示是一种液面升降监测装置原理图。
点光源S发出的一束激光与水平液面成50°角射向平静的液面，入射光线与反射光线的夹角为_________；光经过液面反射后射到液面上方水平标尺上的S′点，当液面下降时，光点S′将_________（选填“向左”、“向右”或“不会”）移动。
5．（2014•河南）一束太阳光通过三棱镜折射后，被分解成七种颜色的光，在白色光屏上形成一条七彩光带，如图所示，这个现象叫光的_________．如果将白色光屏换成红色光屏，我们将_________（选填“能”或“不能”）看到七彩光带．
6．（2014•哈尔滨）如图是同学们在家庭实验室中的一些小制作，它们成的像是由于光的直线传播形成的是（）
A．针孔照相机——在半透明纸上承接到景物的像
B．潜望镜——在水面下观察到水面上物体的像
C．昆虫观察箱——可同时观察到昆虫的背面和下面的像
D．自制照相机——在半透明纸上承接到远处树木的像
7．（2014•恩施州）在做“研究光的反射实验”时，如图所示，将一束光沿MO射向镜面，则反射光的方向是（）
A．OAB．OBC．OCD．OD
8．（2014•齐齐哈尔）教室内用来放映投影片的银幕，表面是白色且粗糙的，其目的是（）
A．不反射光B．能折射光C．发生漫反射D．发生镜面发射
9．（2014•成都）图1所示的四种现象中，属于光的反射现象的是（）
10．中华人民共和国第七届农民运动会，将于2014年9月16日至9月22日，在河南省南阳市举办。
如图1所示，农运会的吉祥物“牛牛”在平面镜前欣赏自己的全身像，此时它所看到的全身像应是中的（）
11．（2014•大连）下列光路图中，正确表示了光从空气进入水中的是（）
12．（2014•苏州）下列光现象中，由于光的折射而形成的是（）
13．（2014•广东）广告公司在拍摄水果广告时，为了追求某种艺术效果，在暗室里用红光照射装在白色瓷盘中的红色苹果及黄色香蕉。
站在旁边的摄影师将看到（）
A．苹果呈黑色，瓷盘呈白色，香蕉呈黑色
B．苹果呈红色，瓷盘呈黑色，香蕉呈黑色
C．苹果呈黑色，瓷盘呈红色，香蕉呈红色
D．苹果呈红色，瓷盘呈红色，香蕉呈黑色
大题冲关
14．（2014•包头）如图所示，a、b是在水中的物点发出的光经水面折射后的两条光线，用A、B分别表示该物点（或像点）和它的像点（或该物点）
（1）其中A表示______________________．
（2）完成该物点的成像光路图．
15．（2014•荆州）“猴子望月”的故事家喻户晓，小猴子看见水中月亮之后惊呼“月亮掉水里了”，惹得众猴子争相捞月．如图所示，小猴子的眼睛用点A表示，小猴子看见的水中月亮，用点B表示，请你画出小猴子看见水中月亮的光路图，要求画出真实的位置（用点C表示），并保留必要的作图痕迹．
16．（2014•桂林）如图甲所示，是小明在水平桌面上探究“平面镜成像的特点”时的实验装置．
（1）在实验中用平板玻璃代替平面镜，主要是利用玻璃透明的特点，便于____________；如果有3mm厚和2mm厚的两块玻璃板，应选择_________mm厚的玻璃板做实验．
（2）在竖立的玻璃板前A处放一支点燃的蜡烛，可以看到玻璃板后面出现蜡烛的像．小明拿另一支大小相同的蜡烛在玻璃板后面移动，当蜡烛移动到A′处时，可以看到它跟像完全重合．由此可以得出的结论是_________．
（3）如果玻璃板放置得不够竖直，将对实验产生的影响是：
_________．
（4）经过三次实验，记录的像与物对应的位置如图乙所示．为了得到更多的实验结论，接下来小明应该进行的操作是：
____________________________________．
参考答案
小题精练
1．
（1）光的直线传播
（2）水星
2．镜面
3．反射折射
4．80°向右
5．色散不能
6．A7．B8．C9．C10．B11．A12．C13．D
大题冲关
14．
（1）像点
（2）答案见图示
15．答案见图示
16．
（1）观察并确定像的位置；2．
（2）像和物大小相等
（3）后面的蜡烛无法和像重合．
（4）将对应的像点和物点相连，判断连线是否和镜面垂直，测出像距和物距并进行比较．
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