第二讲 光现象.docx

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第二讲光现象

第二讲光现象

考试内容及要求：

1．能举例说明光在同一种均匀介质中沿直线传播，并能运用这一知识对有关的自然现象进行解释。

2．知道光在真空中的传播速度为3.0×108m/s。

3．能举例说明什么是光的反射现象。

4．能举例说明什么是漫反射和镜面反射现象。

5．能对探究“光的反射定律”实验过程作出正确的说明，以及得出正确的结论等；能运用光的反射定律解释简单的光的反射现象，并能正确作出光的反射现象光路图。

6．能对研究“平面镜成像的特点”实验过程作出正确的说明，以及得出正确的结论等；知道平面镜成像的特点。

7．能举例说明什么是光的折射现象。

8．能对探究“光的折射定律”实验过程作出正确的说明，以及得出正确的结论等；能定性描述光的折射定律的基本内容；能大致作出光的折射现象光路图，并能运用这一知识对常见的生活、自然现象进行分析。

9．知道光的色散现象和红外线、紫外线，并知道它们的简单应用。

中考物理：

“顺口溜”巧记物理知识

发光物体叫光源，描述路径有光线;直线传播有条件，同种介质需均匀。

　　影子小孔日月食，还有激光能准直;向右看齐听口令，三点一线能命中。

　　月亮本不是光源，长度单位有光年;传光最快数真空，8分能飞到月宫。

　　光线原以直线过，遇到界面成反射;一面两角和三线，法线老是在中间。

　　三线本来就共面，两角又以相等见;入射角变反射角，光路可逆互相看。

　　反射类型有两种，成像反射靠镜面;学生坐在各角落，看字全凭漫反射。

　　若是个别有“反光”，那是镜面帮倒忙。

　　镜面反射成虚像，像物同大都一样，物远像远没影响，连线垂直镜中央。

　　还有凸面凹面镜，反光作用不一样;凹面镜能会聚光，来把灯碗灶台当。

观后镜使光发散，扩大视野任车转。

　　不管凸透凹透镜，都有一定折射性;经过光心不变向，会聚发散要分清。

　　平行光束穿透镜，通过焦点是一定;折射光线可逆行，焦点出发必平行。

　　显微镜来是组合，两个镜片无分别;只是大小不一样，焦距位置要适当。

　　物镜实像且放大，目镜虚像再放大;望远镜来看得清，全靠两片凸透镜。

　　物镜实像来缩小，目镜虚像又放大;为啥感觉像变大，全靠视角来变化。

画反射光路图：

　　作图首先画法线，反入夹角平分线，垂直法线立界面。

光线方向要标全

画折射光路：

　　空射水玻折向法，水玻射空偏离法。

海市蜃楼是折射，观察虚像位偏高。

知识梳理

一、光的直线传播

1．能够发光的物体叫做______。

如________为人造光源，______为天然光源。

2．光的直线传播条件：

光在__________介质中是沿_______传播的。

能说明光沿直线传播的现象有_____________、___________、______________等。

注：

小孔成像是由于光的直线传播而形成的倒立的实像，像的大小与物体和光屏到小孔的距离有关，当物距大于像距，成缩小的像；当物距等于像距时，成等大的像；当物距小于像距时，成放大的像。

与小孔的形状无关。

3．光速：

光在不同介质中的传播速度______，在______中传播速度最大，为_______________。

注：

光速比声速快得多，且不需要介质，光在固体、液体、气体中的传播速度依次递增（与声速相反）。

二、光的反射

4．光的反射：

光射到某种物质的表面时有一部分光会反射回到原物质中，这种现象叫做光的反射。

5．反射的种类

镜面反射

漫反射

特点

射到物面为平整光滑的反射面上的平行光反射后仍然平行

射到物面为凹凸不平的反射面上的平行光反射后向着不同的方向传播

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

漫反射能使我们从不同的方向看到物体

相同点

镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律

6.如图所示光路图，三线、两角、一点、一面，∠r＝∠i。

反射定律：

反射光线、入射光线和法线在______________内，且反射光线、入射光线分居在法线_______，______角等于______角。

三、平面镜成像

7．平面镜作用：

_____________和________。

8．平面镜成像原理：

物体发出（或反射）的光线射到镜面上发生反射，由反射光线的反向延长线在镜后相交而形成的。

9．平面镜成像的特点是：

像与物大小_____；像与物到镜面距离______，它们连线与镜面______，即物像关于镜面对称，平面镜成的是____像。

简记为：

等大、对称、虚像。

注：

实像是实际光线在空间相交所成的像；虚像是实际光线的反向延长线相交一点而成的像。

四、光的折射

10．光的折射：

光从一种介质斜射入另一种介质中时传播方向发生偏折，这种现象叫做___________。

11．光的折射规律：

发生折射时，折射光线、入射光线、法线在同一平面内，且______光线与______光线分居______两侧；光从空气斜射入水或其他介质时，折射角______入射角。

当光从水或其他透明介质斜射入空气中时，折射角______入射角。

当入射角增大，折射角也______，垂直界面入射时，传播方向______，在折射现象中光路是____________。

五、光的色散　看不见的光

12．光的色散：

太阳光经过三棱镜后被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光，这种现象叫做___________。

把光按这个顺序排列起来就是_____，因此太阳光（白光）为____色光。

13．红光、绿光、蓝光是不可再分的三种色光，它们按不同比例可以产生各种色光，把红、绿、蓝叫做色光的_________。

14．红外线：

光谱中在红光以外的看不见的光称为________，一切物体都在不停地辐射红外线，物体的_____越高，辐射的红外线越多，红外线的热作用越强。

15．紫外线：

光谱中______以外的看不见的光叫紫外线，紫外线的作用是_____________、__________________。

生活中既要合理利用紫外线，又要防止紫外线给我们带来的危害。

真题体验

1．（2013，烟台）生活中经常提到的“影”与我们所学到的光学知识有关。

例如水中倒影的“影”和立竿见影的“影”，前者是由__________形成的，后者是由______________形成的。

2．（2014，齐齐哈尔）身高1.68m的小颖站在竖直放置的平面镜前2m处，她在镜中的像高为_____m，她以0.5m/s的速度靠近平面镜，像相对于她的速度为____m/s。

3．（2013，南充）电视机遥控器可以发出不同的__________来实现电视机的遥控；适当的_________照射有助于人体合成维生素D。

（均选填“红外线”或“紫外线”）

4．（2012，安徽）一束光从空气斜射到某液面上发生反射和折射，入射光线与液面成30°角（如图），反射光线与折射光线的夹角为83°，则反射角的大小为______，折射角的大小为_____。

5．（2014，临沂）关于光的反射，下列说法正确的是（）

A．入射光线与反射面的夹角为15°时，反射角也为15°

B．入射角增大5°时，反射光线与入射光线的夹角也增大5°

C．入射光线靠近法线时，反射光线也靠近法线

D．镜面反射遵守光的反射定律，漫反射不遵守光的反射定律

6．（2012，天津）如图中，光从空气斜射入玻璃的光路图正确的是（）

7．（2013，柳州）画出图中入射光线AO的反射光线。

8．（2013，东营）根据平面镜成像的特点，在图中画出物体AB在平面镜MM′中的像A′B′。

9．（2014，南宁）如图所示是探究平面镜成像特点的实验装置图。

（1）实验器材有：

带底座的玻璃板、白纸、笔、光屏各一，两支外形相同的蜡烛A和B。

还缺少的器材是___________。

选用玻璃板代替平面镜，主要是为了便于确定像的______。

（2）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的_____（选填“前”或“后”）观察，直至它与蜡烛A的像完全重合。

这种确定像与物大小关系的方法是________________（选填“控制变量法”或“等效替代法”）。

（3）移去蜡烛B，在其原来位置上放置一块光屏，光屏上无法呈现蜡烛的像，这说明平面镜成的是____像。

（4）当蜡烛A向玻璃板靠近，蜡烛A的像_______（选填“变大”“不变”或“变小”）。

10．（2013，苏州）某同学在做探究“光的折射特点”实验，下图是光从空气射入水中时的光路。

实验中发现，入射光线、折射光线和法线是在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧。

通过实验还得到如下数据：

入射角α

0°

15°

30°

45°

60°

反射角β

0°

15°

30°

45°

60°

折射角γ

0°

11°

22.1°

35.4°

40.9°

（1）分析表中数据，可得出结论：

①光从空气斜射到水面时，将同时发生______和______现象；

②光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的变化___________________________________，且折射角______（选填“大于”、“等于”或“小于”）入射角。

当光从空气垂直射到水面时，折射角等于零。

（2）请你对该同学通过上述探究实验得出光的折射特点的过程作出评价。

是否存在不足？

答：

_____（选填“是”或“否”）；请简要说明理由：

________________________________________________________。

10．（云南2013年）11．我国是世界上电视用户最多的国家，彩色电视机屏幕上各种艳丽色彩是由红、、蓝三种色光通过适当的比例混合得到的。

11．（云南2014年）14．太阳光在真空中的传播速度是m/s。

太阳光通过三棱镜后被分解成七种颜色的光的现象叫做光的　　。

12．（云南2013年）19.

（2）请画出图7中入射光线AO对应的大致折射光线。

（云南2014年）19．

（2）请在图2中的虚线框内画出能矫正该眼睛视力的透镜。

（云南2015年）19.（l）图9中OA‘是入射光线AO的折射光线，请在图中画出入射光线BO的折射光线OB＇的大致位置。

考点透析

考点1、光的传播

【例1】（2013，山西）下列词语中涉及的光现象与“小孔成像”形成原因相同的是（　　）

A．凿壁偷光　　　　　B．海市蜃楼

C．猴子捞月D．杯弓蛇影

【解析】小孔成像是光的直线传播形成的，A选项中的“凿壁偷光”是光的直线传播，B选项中的海市蜃楼是光的折射形成的，C选项中的猴子捞月中的月亮是平面镜成像（光的反射）形成的，D选项中的蛇影是墙上的弓通过杯中液面形成的虚像，其实质是光的反射，故与小孔成像形成原因相同的是A选项。

【答案】

【变式题1】2012年5月21日清晨，我国东南沿海部分地区出现了“日环食”奇景。

图甲是厦门天文爱好者拍摄的一张日环食照片。

请在图乙中画出，人在其中能观察到日环食的阴影区，并在该影区内写入字母“HS”。

（云南2015年）2015年5月9日，中国人民解放军三军仪仗队应邀到俄罗斯红场参加纪念苏联卫国战争暨世界反法西斯战争胜利70周年阅兵，彰显国威、军威。

仪仗队整齐列队时利用了光的（）

A.直线传播B.反射C．折射D.色散

考点2、光的反射

【例2】（杭州中考）自行车的尾部安装一种塑料制成的反光镜，夜间骑车时，在车灯照射下，能把光线按原来方向返回。

反光镜结构如图甲所示，两平面镜相互垂直，当一条光线AB入射到其中一平面镜。

（1）作出所有反射光线的光路图。

（2）证明经过两次反射后的反射光线会逆向射回。

【解析】

（1）先找入射点作出法线，然后根据光的反射定律反射角等于入射角作出反射光线；

（2）要证明两次反射后的光线会逆向射回，只需证明∠ABC＋∠BCD＝180°即可，根据两平面镜垂直很容易得证。

【答案】

（1）光路图如图乙所示。

（2）证明：

因为两平面镜垂直，所以BE⊥CE，又因为BG、CF为两平面镜光线入射点的法线，所以BG⊥BE，CF⊥CE，所以BG⊥CF，∠2＋∠3＝90°，∠2＝∠1，∠4＝∠3，∠1＋∠2＋∠3＋∠4＝180°。

同旁内角互补，则出射光线和入射光线平行，方向相反。

【变式题2】请在图中标出人眼通过平面镜看到A点时的光的传播方向。

考点3、平面镜成像特点

【例3】（2014，吉林）如图甲所示，根据平面镜成像的特点，画出物体MN的像M′N′。

【解析】根据平面镜成像特点，像与物关于镜面对称，所以先作出M、N关于镜面的对称点M′、N′，然后将M′、N′用虚线连接起来即可得到物体MN在平面镜中的像M′N′。

【变式题3】如图所示，A′O′是AO在平面镜中成的像，请你大致作出平面镜的位置。

（云南2013年）照镜子时，你会在镜里看到另外一个“你”，镜里的这个“你”就是你的像。

下列关于这个像的说法正确的是（）

A．镜里的像是虚像B．像的大小与镜的大小有关

C．镜里的像是光的折射形成的D．人向镜靠近0.2m，像将远离镜0.2m

考点4、光的折射

【例4】（2014，辽阳）一条光线射到水面后发生反射和折射，反射光线OA如图所示，请画出入射光线和折射光线的大致方向。

【解析】根据光的反射定律，先过O点作垂直于分界面的垂线即为法线，根据反射角等于入射角，作出入射光线；再根据光的折射规律，空气中的角总为大，画出空气中的折射角，即画出了折射光线。

注意光线要画上箭头表示光的传播方向。

【规律总结】不论光线是从空气斜射入其他介质，还是从其他介质斜射入空气，空气中的“角”总是大于其他介质中的“角”。

【变式题4】如图所示，水面上方有一发光点A1，水中另有一发光点A2，人在空气中看到A2在水中的位置就是A1在水中的像的位置。

请画出：

（1）A1发出的光经水面反射进入人眼的光路图。

（2）A2发出的光进入人眼的光路图。

（云南2013年）雨后的天空，常常出现彩虹，这属于光的现象。

（云南2014年）炎热的夏天开车行驶在公路上，常觉得公路远处似乎有水，水中还有汽车、电杆等物体的倒影，但当车行驶至该处时，水却消失了。

出现这种现象是因为光的（　　）

　A．漫反射B．镜面反射C．折射D．直线传播

实验探究

一、探究光的反射定律和折射规律

1．光屏在实验中所起的作用有三条：

一是显示光的传播路径；二是观察反射（折射）光线、入射光线和法线是否在同一平面内；三是显示反射（折射）角随入射角的变化情况。

2．做多次实验的目的都是为了使实验结论更具有普遍性。

二、探究平面镜成像特点

1．用玻璃板代替平面镜便于确定像的位置。

2．用两支相同的蜡烛便于比较像和物的大小。

3．用厚玻璃板实验时会看到两支烛焰的像，是因为玻璃板的前后两个表面会各成一个虚像，这两个虚像的距离就是玻璃板的厚度。

4．玻璃板放置时要与水平面垂直，否则无论怎样移动蜡烛都不能使蜡烛与像重合。

【例】（2014，芜湖预测题）如图是利用透明玻璃板探究平面镜成像特点的实验示意图，下列说法正确的是（　　）

A．像的大小与蜡烛到玻璃板的距离有关

B．蜡烛远离玻璃板过程中，蜡烛的像始终与蜡烛等大

C．把光屏放在玻璃板后面像所在的位置，像会成在光屏上

D．用玻璃板代替平面镜是为了能在玻璃板后成一实像

【解析】物体在平面镜中成的是正立的虚像，像与物的大小相等，A选项错误；B选项正确；虚像不能成在光屏上，C选项错误；用玻璃板代替平面镜是因为玻璃板透光，便于找到像的位置，D选项错误。

（云南2014年）如图1是“探究平面镜成像特点”

的实验装置。

（1）除图1所示的实验仪器外，还需用到的

测量工具是　　。

（2）实验时，玻璃板要与纸面　　放置。

沿玻璃板画一条直线MN代表　　的位

置，然后把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前

面，可以看到蜡烛在玻璃板后面所成的像。

这个像是由于光的　　形成的。

（3）图2是某小组同学用白纸记录的蜡烛和它所成的像的位置关系。

分析图中信息可得出平面镜成像的特点：

像和物到平面镜的距离　　；像和物的连线与平面镜　　。

有同学将白纸沿直线MN对折后发现蜡烛的位置和它的像的位置重合，所以平面镜成像的特点又可表述为：

平面镜成的像与物体关于镜面　　。

（云南2015年）如图8所示，物体A在平面镜中所成的像为A´，A到0点的距离为L。

将镜面OM绕O点转过900至OM´，A´的移动轨迹是形。

方法、技巧、易错

一、方法技巧

1．反射光线与折射光线的判断方法

在同时有反射、折射的光路图中，以法线为基准，哪一侧只有一条光线，则此线就是入射光线；以界面为基准，哪一侧只有一条光线，则此线就是折射光线。

2．折射现象中物体像的位置的分析判断

无论是在水下观察水上的物体，还是在水上观察水下的物体，由于光的折射特点，我们观察到的物体像的位置都比物体原来的位置有所上移，也就是平时我们所说的变高了。

二、常见易错现象

①容易忽视光沿直线传播的条件（同种均匀介质）；②画光线时容易忘记带箭头或箭头方向画错（光的传播方向用箭头表示；同时还要注意实线与虚线的区别：

实像光线画实线，法线、光的反向延长线画虚线）；③不会作物体经平面镜所成像（作图时最好能利用像和物体关于镜面对称，注意实线和虚线）；④认为平面镜成像远小近大（平面镜成像大小不变，只是视角远小近大）；⑤容易将光的折射现象和光的直线传播及光的反射形成的现象混淆（光的直线传播和光的反射在同一种介质中，光的折射要经过两种介质）；⑥容易忽视入射光线、反射光线和折射光线的位置（应先在入射点作法线（虚线），然后根据反射角和入射角相等的关系或折射角与入射角（空气中的角总是大）的关系作出光线。

【例】（2012，黄冈）如图甲所示，暗室内有一盛水的水槽，水槽上方一激光束入射到平面镜（图中未画出）上的O点，光束经平面镜反射后照射到水槽中的B点，请画出平面镜，并作出光从O点传播到B点的光路图。

【解析】由题可知，激光束经平面镜反射后反射光线在水面处发生折射，折射角小于入射角，所以反射光线入射到水面的入射点应在OB连线与水面交点和B到水面垂线的垂足之间，确定好入射到水面的入射点后，可先画出反射光线，根据光的反射规律，再画反射光线与入射光线夹角的角平分即为法线，过入射点O作法线的垂线即平面镜的位置，最后连接水面入射点与B点，并标出光的传播方向。

【答案】如图乙所示

【方法归纳】光的反射和折射作图的一般步骤为：

①由入射光线（反射光线或折射光线）与面的交点确定入（或折）射点；

②过入（或折）射点作界面的垂线，即法线（用虚线）；

③由“三线共面”确定反射光线（入射光线或折射光线）所在的平面；

④由“两角相等”确定反射（或入射）光线的位置，由“两角不等”确定折射光线（或入射光线）的位置，并用实线画出最后标出光线的传播方向。