资源描述
模块二光学专题一光现象中考真题再现( 学用见P7 )探究规律对接中考命题点1生活中的光现象( 不常考 )1.( 2016安徽第2题 )生活中的一些光现象:阳光下树的影子;水面波光粼粼;交警身上穿的警用背心在灯光照射下很亮;站在岸边能看到水里的鱼。其中能用光的反射知识解释的是( 填序号 )。命题点2平面镜成像作图( 不常考 )2.( 2018安徽第3题 )一棵小树生长在水塘中,图中用带箭头的线段AB表示小树露出水面的部分。请在图中画出AB通过水面反射所成的像AB。【答案】如图所示命题点3光的折射( 常考 )3.( 2017安徽第19题 )如图所示的实验装置,可以用来研究光从水中斜射到与空气的分界面时所发生的光现象。( 1 )使入射角i在一定范围内由小变大,会发现折射角变大( 填写变化规律 ),且折射角总是大于相应的入射角。( 2 )当入射角i增大到某一值时,折射角会达到最大值,该最大值是90。( 3 )若继续增大入射角i,将会发现不再有折射光线,而只存在反射光线。4.( 2015安徽第18题 )某实验小组在探究光的折射规律时,让一束光从空气斜射入玻璃水槽内的水中,看到如图所示的现象:( 1 )请在图中分别作出入射角( 用字母i表示 )和折射角( 用字母r表示 )。【答案】如图所示( 2 )为了探究光从空气斜射入水中时折射角和入射角的关系,以下方案中正确的是C( 选填“A”“B”或“C” )。A.只测量图中的入射角和折射角,分析并得出结论B.保持入射角不变,进行多次实验,测量入射角和每次实验的折射角,分析并得出结论C.改变入射角,进行多次实验,测量每次实验的入射角和折射角,分析并得出结论命题点4由光路的可逆性作图( 不常考 )5.( 2019安徽第10题 )光从空气斜射到水面时,一部分光射进水中,另一部分光返回空气中,其光路如图甲所示。现在让光逆着折射光线的方向从水中斜射到与空气的分界面,请在图乙中画出相应的折射光线和反射光线。【答案】如图所示名师考点精讲( 学用见P712 )学思结合高效突破考点一光源、光的直线传播1.光源:能够发光的物体叫做光源。2.光的直线传播( 1 )条件:光在同种均匀介质中沿直线传播。( 2 )光线:为了表示光的传播情况,我们通常用一条带有箭头的直线表示光传播的径迹和方向。这样的直线叫做光线。( 3 )现象:影子、日食、月食、小孔成像等。( 4 )应用:中国古代的日晷仪、激光准直等。( 1 )光源和光线初中物理中,光源常见的两种理想模型:点光源和平行光源。光线不是实际存在的实物,而是在研究光的行进过程中对细窄光束的抽象,是假想出来的,它是人们研究光现象的一种方法,即建立物理模型的方法。( 2 )影子与小孔成像的区别影子与小孔成像虽然都是由于光的直线传播形成的,但两者本质不同:小孔所成的像是光会聚而成的,而影子不是像,影子是光不能到达的区域,如日食、月食。3.光速( 1 )光在不同介质中的传播速度不同,一般来说,在透明介质中:v气v液v固。( 2 )真空中的光速:光在真空中的传播速度约为3.0108m/s。爱因斯坦指出,光速是自然界的极限速度。典例1( 2019山东聊城 )如图所示的光现象中,由光沿直线传播形成的是( )【解析】灯下手影,是利用光沿直线播形成的现象,A项正确;水中倒影属于平面镜成像,是光的反射现象,B项错误;海市蜃楼、雨后彩虹,是利用光的折射形成的现象,C、D项错误。【答案】 A针对训练1.( 2019合肥包河区二模 )如图,在2019年中央电视台春节联欢晚会上的武术表演少林魂中,演员们排列整整齐齐:“行是行,列是列”。如果同一列的演员,后面的人只能看到前面的人,说明队伍就排列成了一条直线。下列成语中也包含了此原理的( C )A.镜花水月B.鱼翔浅底C.立竿见影D.杯弓蛇影2.( 2019四川内江 )关于光现象,下列说法正确的是( C )A.光总是沿直线传播B.光在空气和水中的传播速度相同C.影子是由光的直线传播形成的D.小孔成像是光的反射形成的考点二光的反射1.定义:当光射到物体表面上时,有一部分光会被物体表面反射回去,这种现象叫做光的反射。2.基本概念( 1 )入射光线与反射光线:图中AO是入射光线,OB是反射光线。( 2 )法线:垂直于分界面,即图中的ON。( 3 )入射角:入射光线与法线的夹角,即图中的AON。( 4 )反射角:反射光线与法线的夹角,即图中的NOB。3.光的反射定律( 1 )三线位置关系:在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在同一平面内;反射光线、入射光线分别位于法线两侧。( 2 )两角关系:反射角等于入射角。( 3 )光路特点:在反射现象中,光路可逆。( 4 )镜面反射和漫反射镜面反射漫反射特点射到物面上的平行光反射后的反射光线也平行射到物面上的平行光反射后的反射光线不平行光路条件反射面平滑反射面粗糙实例平面镜成像能从不同方向看到本身不发光的物体是由于光在物体表面发生了漫反射共同点都遵循光的反射定律典例2如图所示,当太阳光垂直于水平面照射时,要使太阳光水平射入涵洞中,则平面镜M与水平线的夹角应该等于。【解析】如图所示,由光的反射规律知,2=1,且=3,而3=90-2,所以=90-1,太阳光垂直于水平面照射,反射光线水平向左射入涵洞中,所以反射光线与入射光线之间的夹角为90,入射角为45,即1=45,所以=45。【答案】 45【类型突破】常见反射光路图作法1.已知入射光线、反射面,作反射光线,如图。2.已知反射光线、反射面,作入射光线,思路与上相同。3.已知入射光线、反射光线,作反射面,如图。典例3探究“光的反射现象”,减小入射光线与平面镜的夹角,则反射角将( 选填“增大”或“减小” );小敏和小华通过同一平面镜彼此看到了对方的眼睛,这说明在光的反射现象中光路是的。【解析】在探究“光的反射现象”时,减小入射光线与平面镜的夹角,会使入射角增大,而在光的反射现象中,反射角等于入射角,反射角同样会增大;小敏和小华通过同一平面镜彼此看到了对方的眼睛,这说明在反射现象中光路是可逆的。【答案】增大可逆针对训练3.( 2019天津 )光与镜面成30角射在平面镜上,反射角是( B )A.30B.60C.70D.904.( 2019江苏无锡 )若要使图中的反射光线射中墙壁上的目标,在激光笔不动的情况下,可将平面镜( C )A.水平向左移动B.水平向右移动C.竖直向上移动D.竖直向下移动初高中知识衔接全反射:当光从光密介质射入光疏介质时,同时发生折射和反射( 例如,光从水中射向空气 ),如果入射角逐渐增大,折射光线离法线会越来越远,而且越来越弱,反射光却越来越强。当入射角增大到某一角度,使折射角达到90时,折射光线完全消失,只剩下反射光线,这种现象叫做全反射( 如图所示 )。针对训练5.下列关于全反射的说法中,错误的是( D )A.水中的气泡看起来格外明亮,是由于全反射造成的B.使用光导纤维来传输图像信号,利用了全反射的原理C.当光从玻璃向空气中入射时,并不一定会产生全反射现象D.水中的筷子看起来向上折了,可以用全反射的原理来解释【解析】水中的气泡看起来格外明亮,是因为光从光密介质射向光疏介质,当入射角大于或等于临界角时,出现全反射现象,A项正确;使用光导纤维来传输图像信号,利用了全反射的原理,B项正确;光从玻璃向空气中入射时,当入射角大于或等于临界角,才会产生全反射现象,C项正确;水中的筷子看起来向上折了,可以用折射的原理来解释,D项错误。考点三平面镜成像1.原理:光的反射平面镜所成的像是物体发出( 或反射 )的光射到镜面上发生反射,由反射光线的反向延长线相交而形成的,如图所示。2.平面镜成像的特点( 1 )平面镜所成像的大小与物体的大小相等( 与物体到镜面的距离无关,与平面镜的大小无关 )。( 2 )像和物体到平面镜的距离相等。( 3 )像和物体的连线与镜面垂直。( 4 )像与物体是左右相反的。( 5 )平面镜所成的像是虚像。3.应用( 1 )成像:如生活中的穿衣镜,商场和家庭装饰时利用平面镜成像增强宽大明亮的空间效果。( 2 )改变光路:如潜望镜。( 3 )利用平面镜对光的反射可将微小形变量放大。4.凸面镜和凹面镜凸面镜凹面镜图示特点对光有发散作用,起到扩大视野的作用对光有会聚作用,起到会聚光的作用应用汽车后视镜、路口的反光镜太阳灶、汽车前灯的反光装置( 1 )虚像与实像虚像是由光线的反向延长线相交而形成的,是不能呈现在光屏上的,因此平面镜所成的像是虚像,能被人眼看到,但光不是从虚像进入人眼,而是物体发出的光经平面镜反射后进入人眼的;实像是由实际光线会聚而成的,是可以呈现在光屏上的,如小孔成像。( 2 )平面镜成像作图时实际光线用实线,即反射光线和入射光线用实线,其余的线用虚线。典例4( 2019广西贵港 )一只鸽子在平静湖面上空飞过时,在湖面上形成鸽子的“倒影”,“倒影”是( 选填“光的直线传播”“光的反射”或“光的折射” )形成的,当鸽子往高处飞,该“倒影”的大小( 选填“变大”“变小”或“不变” )。【解析】平静的湖面相当于平面镜,鸽子在湖面上的“倒影”实质是鸽子在湖中的虚像,这个虚像是由光的反射现象形成的;根据平面镜的成像特点,像与物大小相等,所以当鸽子往高处飞时,“倒影”的大小不会改变。【答案】光的反射不变典例5( 2019湖北随州 )宠物狗狗正前方竖立着一面镜子,它正在欣赏镜中的自己( 如图所示 ),假设狗狗不动,把平面镜沿MN截成两半,并分别向两侧平移一段距离( 两块镜面仍然在原镜面平面内 ),则狗狗的头部通过左、右两面镜子( )A.都不能成像B.各成半个像,合起来成一个完整的像C.都成完整的像,且两个像在不同位置D.都成完整的像,且两个像在同一位置【解析】平面镜所成的像和物体形状、大小相同,与平面镜的大小无关,半个平面镜仍能成完整的像,A、B项错误;平面镜左、右两部分都能成完整的像,像与宠物狗关于镜面对称,所以两个像在同一位置,D项正确。【答案】 D针对训练6.( 2019四川自贡 )平面镜成像特点及其应用中有以下说法:平面镜所成的是等大的虚像;医生为病人检查牙齿时,放在口腔中的内窥镜是平面镜;为了扩大视野,在道路弯道处安装一块大的平面镜;探究平面镜成像特点时通常选用较薄的透明玻璃板进行实验。对这些说法,判断正确的是( D )A.都正确B.正确,错误C.正确,错误D.正确,错误7.( 2019四川南充 )如图,在舞蹈室的墙面上装有一块平面镜,王老师用一激光笔从S点照向镜面,在地面上P点看到一光斑,请用平面镜成像特点完成光路图。【答案】如图所示考点四光的折射1.定义:光从一种介质斜射入另一种介质中时,传播方向发生偏折的现象。2.基本概念( 1 )入射光线与折射光线:图中AO是入射光线,OC是折射光线。( 2 )法线:垂直于分界面,即图中的NN。( 3 )入射角:入射光线与法线的夹角,即图中的AON。( 4 )折射角:折射光线与法线的夹角,即图中的NOC。3.光的折射定律( 1 )三线位置关系:折射光线、入射光线和法线在同一平面内,折射光线与入射光线位于法线的两侧。( 2 )两角关系:光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射光线向法线方向偏折,折射角小于入射角。当入射角增大时,折射角增大。当光从空气垂直射入水中或其他介质中时,传播方向不变。如图,此时可认为入射角、折射角均为0。( 3 )光路特点:在折射现象中,光路可逆。4.光的折射现象( 1 )现象:如海市蜃楼、水中筷子变弯、人看到水中的鱼比实际位置要浅等。( 2 )折射成像的解释( 如图 )1.一般在发生光的折射时,同时会发生光的反射;在发生光的反射现象中,未必会发生光的折射。2.人眼看到物体是由于物体发出的光或反射的光进入人眼,而不是人眼发出的光射到物体上。典例6如图所示,光在玻璃和空气的界面MN同时发生了反射和折射,根据相关知识可知,此时的折射角大小为。【解析】已知MN是界面,折射光线和入射光线分别位于界面的两侧,则OC一定为折射光线,BO为入射光线,OA为反射光线,则由题图可知,折射角为90-40=50。【答案】 50【方法指导】在既有折射又有反射的光路中,首要一点是要找出界面和法线,然后再运用相关规律分析作答。典例7能正确反映水中的筷子看起来向上偏折的光路是( )【解析】水中的筷子看起来向上偏折,是光线从水中射入空气,B、D项,都是光从空气射向水里的光路图,错误;当光从水中射入空气时,在水与空气的交界面上发生折射,进入空气中的折射光线向水面偏折,远离法线,折射角大于入射角,而我们认为光是沿直线传播的,我们看到的筷子位置在折射光线的反向延长线上,从而位置比实际位置偏高,看起来筷子向上弯折。综上所述,C项正确。【答案】 C针对训练8.人在B处观察到一个彩色玻璃球沉在水池底A处,如图所示。B处用激光笔射到玻璃球上,则激光应对着( A )A.A点B.A点的上方些C.A点的下方些D.A点的左侧9.( 2019芜湖模拟 )如图所示,S为点光源,从S发出的一条光线射到两种物质的分界面上,同时发生反射和折射,其中反射光线过A点,折射光线过B点,请画出相应的入射光线、反射光线和折射光线。【答案】如图所示初高中知识衔接折射率1.定义:光从真空射入某种介质发生折射时,入射角的正弦与折射角的正弦之比。它是反映介质本身的光学性质的物理量。2.定义式:n=sin1sin2。3.与光速的关系:当c为真空中的光速,v为介质中的光速时,n=cv,式中c=3.0108 m/s,n总大于1,故光在介质中的传播速度必小于在真空中的传播速度。针对训练10.若某一介质的折射率较大,那么( B )A.光由空气斜射入该介质时的折射角较大B.光由空气斜射入该介质时的折射角较小C.光在该介质中的传播速度较大D.光在该介质中的传播速度不变【解析】由sin1sin2=n,且n1,可得sin 2=1nsin 1,则折射率越大,光从空气斜射入介质时的折射角越小,A项错误,B项正确;又因为n=cv,则介质的折射率越大,光在该介质中的传播速度越小,C、D项错误。考点五光的色散1.色散太阳光是白光,它通过棱镜后被分解成各种颜色的光,这种现象叫光的色散。2.色光的混合人们发现,把红、绿、蓝三种色光按不同比例混合后,可以产生各种颜色的光,因此把红、绿、蓝叫做色光的三原色。针对训练11.如图所示,一束太阳光经过三棱镜到达白纸做的光屏上,光屏上A、B间出现了彩色光带,A处为红光,B处为紫光,若用红色的纸做光屏,那么只能在光屏上A( 选填“A”或“B” )处附近看到这部分呈红色。12.( 2019湖南益阳 )如图所示,一束太阳光通过三棱镜后,下列说法正确的是( C )A.光仍按原来方向传播B.光将向斜上方偏转C.在光屏上呈现各种色光D.光屏上只呈现红、绿、蓝三种色光重难题型探究( 学用见P12 )思维拓展素养提升类型一思想方法型1.小明通过阅读课本了解到小孔会成上下颠倒、左右相反的像,为了验证这个说法,他准备制作一个LED屏作为物体进行研究,下列关于LED屏制作形状的选择最适合的是( D )【解析】L形状的光源,上下颠倒、左右颠倒后,形状和原来都是不一样的,所以能明显地表现出小孔成像的特征,D项正确。2.如图,水平桌面上有一块圆形玻璃转盘,距转盘2 m高处有一盏灯成像在其中,在用手转动转盘时,下列说法正确的是( B )A.所成的像是由于光的折射形成的B.像的位置保持不变C.像随转盘一起转动,并形成一个环形光带D.成像情况与转盘的转速有关【解析】由平面镜成像特点知,像是由于光的反射形成的,像与物关于平面镜对称,由于玻璃转盘转动时,玻璃板所在的平面没有改变,像的位置保持不变,成像情况与灯距玻璃转盘的高度有关,与转盘转速无关,B项正确。3.( 2019杭州 )太阳光穿过地球大气层时会发生折射。如果没有这层大气,会出现( C )A.日出会提前,日落会延迟B.日出和日落都会提前C.日出会延迟,日落会提前D.日出和日落都会延迟【解析】日出时由于大气层的折射,太阳在地平线以下,地球上的人就可以看见日出现象了;日落时,太阳落在地平线以下,地球上的人还可以看见太阳的像。类型二解题规律型4.如图所示是一个自制的针孔照相机,它的成像原理是光沿直线传播,使用该照相机给小雪照相,保持小雪及照相机的位置不变,若想使所成的像大一些,你的操作是把内筒远离小孔。5.( 2019江苏镇江 )如图所示,平面镜和长为10 cm的细铅笔均竖直放置在水平桌面上,铅笔与平面镜之间的距离为15 cm。则( C )A.向上移动平面镜,铅笔的像也向上移动B.为使铅笔在平面镜中成完整的像,平面镜应至少高10 cmC.铅笔和平面镜均绕底部转至虚线位置时,铅笔与它的像平行D.铅笔和平面镜均水平向右移动10 cm,铅笔像的位置不变【解析】根据题意,向上移动平面镜,铅笔的像不会随着平面镜向上移动,而处于原来的位置不动,A项错误;为了使铅笔在平面镜中成完整的像,平面镜至少是物体高度的一半,B项错误;铅笔和平面镜均水平向右移动10 cm,铅笔像的位置也向右移动10 cm,D项错误。类型三知识迁移型6.( 2019合肥巢湖模拟 )超声碎石已广泛应用于医疗上,超声波斜射入人体后类似光一样发生折射,实验表明:超声波由空气斜射入人体时,折射角大于入射角。如图所示,进行超声碎石时,超声波进入人体时,其入射点应在O点的左侧( 选填“O点的左侧”“O点的右侧”或“O点上” )。7.( 2019贵阳 )如图所示是一条光线从透明玻璃砖的一面,垂直入射的光线,玻璃砖的截面为等腰三角形,顶角为120,请结合几何知识画出这条光线经玻璃砖从另外两个面射出的光路图。【答案】如图所示( 学用见P1314 )实验一:探究光反射时的规律1.实验装置:如图,A、B分别是可以绕ON转动的带有量角器的光屏,将其垂直置于作为反射面的平面镜上,另准备一激光器。2.实验操作( 1 )为研究三线的空间位置关系,让入射光线沿着A屏射到O点,多次转动B屏,观察B屏在什么位置时,才能在B屏上找到反射光线。( 2 )为研究反射角与入射角的关系,要多次改变入射光线的方向,寻找反射光线的位置,实验中每次都要记下入射角和反射角的大小。3.实验现象( 1 )能从光屏上看到光的路径是因为光在光屏上发生了漫反射。( 2 )当A、B屏不在同一平面上时,让入射光线沿着A屏射到O点,在B屏上不能找到反射光线,此时反射光线、入射光线在同一平面内。针对训练1.“探究光的反射规律”的实验装置如图甲所示,平面镜放在水平桌面上,标有刻度( 图中未画出 )的白色纸板ABCD,能绕垂直于CD的ON轴翻转,在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。( 1 )实验前,应将纸板竖直( 或垂直 )放置于平面镜上,移动激光笔,使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动,可观察到反射光束沿顺时针方向转动。( 2 )移动激光笔,使入射角为45,测得反射角也为45。由此就得出“光反射时,反射角等于入射角”的结论。你认为有何不妥之处?一次实验得到的结论具有偶然性。( 3 )如图乙所示,将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度,发现纸板上均无反射光束呈现。此现象说明了反射光线、入射光线和法线在同一平面内。( 4 )在图甲中,若将纸板( 连同激光笔 )绕CD向后倾斜,此时反射光束C。A.仍在纸板上呈现B.被纸板挡住C.在纸板前方实验二:探究平面镜成像的特点1.实验装置:一块透明的玻璃板( 当平面镜用 )、两支等大的蜡烛、用来固定玻璃板的支架。2.实验操作( 1 )玻璃板应垂直白纸放置。( 2 )蜡烛A点燃放在玻璃板的一侧,用另一支蜡烛B在另一侧移动,直至另一支蜡烛B看起来也像点燃了,此时蜡烛B所在的位置就是蜡烛A的像的位置,同时也说明蜡烛B与蜡烛A的像的大小是相等的;改变蜡烛A的位置,重复上述操作。( 3 )要探究像的虚实,可用光屏在像所在的那一侧去接收像。针对训练2.( 2019江苏盐城 )小明做“探究平面镜成像特点”的实验时,将玻璃板竖直立在水平桌面上,在白纸上画出表示玻璃板前后两表面的位置MM和NN。( 1 )如图所示,用刻度尺测量玻璃板的厚度,其读数为0.30cm。( 2 )在玻璃板前放棋子A,观察到棋子在玻璃板中有两个像,一个较亮、另一个较暗。较亮的像是光线经MM( 选填“MM”或“NN” )面反射形成的。( 3 )为验证“像是虚像”的猜想,小明将一张白卡片放在像的位置,直接( 选填“直接”或“透过玻璃板” )观察卡片上有无棋子A的像。( 4 )将棋子B( 图中未画出 )放到玻璃板后,使它与较亮的像重合,并测量棋子A的右端到MM的距离lA和棋子B的左端到NN的距离lB。实验数据记录在下表中。次数1234lA/cm5.407.159.8012.50lB/cm5.206.969.6112.32分析数据可得:像到反射面的距离大于( 选填“小于”或“大于” )物到反射面的距离。( 5 )实验中,像与物到反射面的距离存在差值,小明对此很感兴趣。他想探究影响这一差值大小的因素。请帮小明提出一条有价值且可探究的问题:像与物到反射面距离存在差值与玻璃板的厚度有什么关系。实验三:探究光折射时的特点1.实验装置2.实验操作( 1 )让激光斜射入空气和水的分界面,为研究三线的空间位置关系,多次转动右屏,观察两屏在什么位置时才能在右屏上找到折射光线。( 2 )为研究折射角与入射角的关系,要多次改变入射光线的方向,寻找折射光线的位置,每次实验时都要记下入射角和折射角的大小。( 3 )让激光从水中斜射入空气中,观察入射角和折射角的变化。3.实验现象( 1 )能从光屏上看到光的路径是因为光在光屏上发生了漫反射。( 2 )当左、右屏不在同一平面上时,让入射光线沿着左屏射到O点,在右屏上不能找到折射光线,此时折射光线、入射光线在同一平面内。针对训练3.( 2019江苏泰州 )在“初识光的折射现象”和“探究光的折射特点”实验中:( 1 )如图甲,小明将一束激光射至P点,形成一个光斑,向水槽内慢慢注水,水槽底部光斑的位置将向左移动( 选填“向左移动”“向右移动”或“不动” ),这说明光从空气斜射入水中时,传播方向会( 选填“会”或“不会” )发生偏折。实验中光在空气中的传播路径并不清晰,为解决此问题,他在水面上方喷了一些烟雾( 或水雾,合理即可 )。( 2 )如图乙,小明继续探究“光从空气射入水中时的折射特点”,他使用可折转的光屏,是为了研究折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内;如图丙,他将光沿着AO方向射向水面上的O点,光在水中沿着OB方向射出,调整激光笔使入射光逐步偏向法线,折射光也逐步偏向法线,说明光从空气斜射入水中时,入射角减小,折射角随之减小( 选填“增大”“减小”或“不变” )。当光沿着NO方向射入时会沿ON方向射出,此时折射角为0度。23
展开阅读全文