资源描述
光和眼睛核心素养提升 本章核心素养提升知|识|框|架重|点|突|破一、两个概念1光源：能够_发光的物体叫做光源。2光线：描述光的传播_和_。二、三种传播方式1光的直线传播：光在_物质中沿直线传播。如：_、_等。2光的反射：光在两种介质分界面上_方向又_原来介质中的现象。3光的折射：光由_介质进入_介质时传播方向发生改变的现象。三、三条特殊光线(1)过光心的光线经透镜后传播方向_；(2)平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后经过_；经凹透镜折射后向外发散，但其反向延长线经过_；(3)经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后_于主光轴；射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后_于主光轴。四、七个重点实验(一)三个演示实验图解结论或注意事项光在_物质中沿直线传播由于光_，通过小孔后成倒立的实像白光是由_七种色光组成(二)四个探究实验1探究光的反射规律(1)实验目的：_。(2)实验设计：在平面镜上竖直放置一块附有量角器的白色光屏，光屏由可转折的两块板组成。用量角器测量_和_；白色光屏可_；由可转折的两块板组成，可_。(3)实验结论：光反射时，反射光线、入射光线和法线三者在_平面内；反射光线和入射光线分别位于_两侧；_角等于_角。2探究平面镜成像特点(1)实验目的：_。(2)实验设计：将一块玻璃板竖直地架在一把直尺的上面，使用玻璃板便于_；架在直尺上可测量_；取两段等长的蜡烛，可_，这种方法是_。(3)实验结论：像与物到镜面的距离_；像与物的大小_；像与物关于镜面_；平面镜所成的像_呈现在光屏上，是_像。3光的折射规律(1)实验目的：_。(2)实验设计：将水槽的后面紧贴一块硬纸板，可_；让光线_射入空气和水的分界面，比较折射角和入射角的大小；把水槽换成玻璃砖，重复实验，是为了使_。(3)实验结论：光折射时，折射光线、入射光线、法线在同一平面内；折射角和入射角位于_两侧；当光从空气斜射入水中或玻璃中时，折射光线向法线偏折，折射角_入射角。入射角增大时，折射角也_。光垂直射到水中或玻璃中时，在水或玻璃中的传播方向_。4凸透镜成像规律(1)实验目的：_。(2)实验设计：将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，从而使三者在_；光具座上附有标尺，便于测量_；调节凸透镜和光屏的高度，使他们的中心和蜡烛火焰的中心大致在同一高度，目的是使_。(3)实验结论：凸透镜成像的规律。物距u像的特点物像位置像距v倒正大小虚实u2f异侧倒立缩小实像fv2fu2f异侧倒立等大实像v2ffu2fuf不能成像射出平行光/uu物理研究方法该方法在本章的应用模型法为了形象地描述光的传播情况，人们引入了光线的概念，使对光现象的描述及其规律的研究形象化、具体化等效替代法探究平面镜成像的特点时，一是用玻璃板代替平面镜，二是将另一支未点燃的蜡烛放在点燃的蜡烛所在的像的位置，使之完全重合，来确定像的位置，即利用未点燃的蜡烛替代点燃蜡烛的像,夯基专训易错概念辨析)判断下列说法的正误，并对错误的说法分析指正。()1.太阳、月亮和星星都是光源。分析指正：_。()2.光总是沿直线传播。分析指正：_。()3.夜晚在广场上能看到激光束说明光线就是真实存在的。分析指正：_。()4.“光年”是一个时间单位。分析指正：_。()5.我们能够看到物体，是因为人眼发出的光线到达了物体上。分析指正：_。()6.入射角是指入射光线与镜面的夹角，所以当入射光线与镜面垂直时，入射角为90。分析指正：_。()7.镜面反射一定遵循光的反射定律，但发生漫反射时有的光线不一定遵循光的反射定律。分析指正：_。()8.当站在平面镜前的人远离镜面时，镜中的像逐渐变小。分析指正：_。()9.小孔成像和平面镜成像中，像与物对比均为左右相反、上下相反。分析指正：_。()10.光从一种介质进入另一种介质，传播方向一定会发生偏折。分析指正：_。()11.在光的折射规律中，入射光线和折射光线分居在法线两侧，入射光线、折射光线和法线在同一平面内，折射角小于入射角。分析指正：_。()12.光线经凸透镜会聚后交于一点，这个点就是焦点。分析指正：_。()13.因为凸透镜对光线具有会聚作用，凹透镜对光线具有发散作用，因此经过凸透镜折射后的光线为会聚光线，经过凹透镜折射后的光线为发散光线。分析指正：_。()14.“探究凸透镜成像的规律”实验中，首先需要调节烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心在同一直线上。分析指正：_()15.所有正立的像都是虚像，所有倒立的像都是实像。分析指正：_()16.物体经凸透镜成的所有放大的像都是虚像，所有缩小的像都是实像。分析指正：_。()17.凸透镜成像时，物体靠近凸透镜，则像远离凸透镜，此时像变大。分析指正：_。()18.矫正近视眼应该戴凸透镜，矫正远视眼应该戴凹透镜。分析指正：_。()19.显微镜的物镜和目镜均成放大的像，望远镜的物镜和目镜均成缩小的像。分析指正：_。,提能专训重点考点剖析)考点一生活中的光现象识别此考点考查各种光现象的区分，命题者往往将光的直线传播、光的反射、光的折射以及色散现象放在一起，利用图片或文字的形式一次性展示，要求从中找出符合题目要求的一项。解题的关键是分析光的传播路径，再根据光线经过的介质作出正确的判断，是中考命题的热点。例1 如图3T1所示的光现象中，与小孔成像的原理相同的是()图3T1考点专训见本章中考链接(三)考点1考点二光学计算光学计算主要考查光的反射规律，光的折射规律，平面镜成像特点以及凸透镜成像规律。间接考查入射角、反射角、折射角的定义，光的反射规律中反射角等于入射角，平面镜成像时像与物关于镜面对称，根据凸透镜成像特点确定物距、像距或焦距等。例2 如图3T2所示为光在空气和玻璃间传播的情况，由图可知，入射光线是_，反射角是_，折射角是_，玻璃在_侧。图3T2例3 物体放在凸透镜前，到凸透镜的距离是16 cm，若此时光屏上得到放大的像，则所用的透镜的焦距可能是()A4 cm B8 cm C12 cm D18 cm考点专训见本章中考链接(三)考点2考点三光学作图此考点主要考查光的反射规律、光的折射规律、平面镜成像特点以及透镜的三条特殊光线。熟悉光的反射和折射规律，明确物与像关于平面镜对称以及三条特殊光线的特点是解决这类题的关键，是中考命题的常考点。例4 xx盘锦如图3T3所示，将一个发光小球S放在平面镜前，眼睛在P处看到平面镜中也有一个同样的“小球”。请作出一条眼睛看到该“小球”的光路。图3T3例5 xx孝感请在图3T4甲中画出入射光线经凸透镜折射后的光线，在图乙中画出折射光线对应的入射光线。图3T4考点专训见本章中考链接(三)考点3考点四光学仪器的应用本考点主要考查平面镜和凸透镜的应用，习题往往是结合生活实际考查平面镜成像特点，以及凸透镜成像性质在生活中的不同应用。例6 透镜在我们的生活、学习中应用广泛。下列说法正确的是()A投影仪能使物体在屏幕上成正立、放大的虚像B照相时，被照者应站在镜头二倍焦距以内C近视眼镜利用了凹透镜对光的发散作用D借助放大镜看地图时，地图到放大镜的距离应大于一倍焦距考点专训见本章中考链接(三)考点4,实验专训重点实验突破)实验一探究光的反射规律例7 在探究“光反射时的规律”实验中，某小组实验步骤如下：A让一束红光贴着硬纸板沿着某一角度射到O点，经平面镜反射，沿着另一方向射出，在纸板上用笔描出入射光线EO和反射光线OF的径迹。改变入射角，重做两次，换用另一种颜色的笔，记录光的径迹(如图3T5甲所示)。B把纸板NOF向前折或向后折，观察反射光线(如图乙所示)。C把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张硬纸板竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面，如图甲所示。D取下硬纸板，用量角器测量ON两侧的和。图3T5(1)上述实验步骤，正确顺序是_。(2)该实验中硬纸板显示出：反射光线与入射光线分居_两侧。(3)该实验中硬纸板NOF向前折或向后折是为了探究反射光线、入射光线和法线_。(4)由实验步骤D可以得到的规律是_。【变式延伸】结合上例探究以下问题：(1)在图3T5甲中，如果将光线沿着FO射向平面镜时，你还会发现的规律是：在光的反射中光路是_。(2)在图3T5甲中让一束红光贴着硬纸板沿着某一角度射到O点，要使入射光线和反射光线同时在纸板上出现，硬纸板与平面镜的位置关系是_(选填“一定垂直”“一定不垂直”或“可以垂直也可以不垂直”)。(3)如图3T5乙所示，以ON为轴线，把纸板F向前或向后转折，在纸板F上看不到反射光线。若需观察反射光线，请你用另一种方式将它显示出来；若不存在，请说明理由。_。【开放探究】xx泰州节选探究光的反射定律时，老师进行了如下演示，先用加湿器使整个教室充满雾气，将平面镜放在一能转动的水平圆台上，在柱M上固定一红色激光笔，使其发出的光垂直射向平面镜上的O点，其作用是为了显示_的位置，然后打开固定在柱N上的绿色激光笔，使绿色激光射向O点，出现了如图3T6所示的情景，老师水平方向缓慢转动圆台，当我们观察到_时，可判断反射光线、入射光线和法线在同一平面内。图3T6考点专训见本章中考链接(三)考点5实验二探究平面镜成像特点例8 xx营口改编婷婷用如图3T7甲所示的装置探究“平面镜成像特点”：(2)她选取了两支相同的蜡烛是为了比较_。图3T7(3)如果实验中发现蜡烛B始终不能与蜡烛A的像重合，原因是_。(4)她用白纸记录的蜡烛和它所成的像的位置，并用_去测量，结果如图乙所示；分析图中信息，可得出平面镜成像的特点；像与物到平面镜的距离_；像与物的连线与平面镜_。【变式延伸】结合上例探究以下问题：(1)婷婷寻找蜡烛A的像的位置时，眼睛应在蜡烛_(选填“A”或“B”)这一侧观察。(2)将一张白卡片竖直放置在蜡烛B所在的位置，直接观察白卡片。支持平面镜成的是虚像的实验现象是_。(3)用木板紧贴玻璃板背面，挡住玻璃板后的光，人眼在玻璃板前_(选填“能”或“不能”)看见蜡烛A的像。考点专训见本章中考链接(三)考点5实验三探究光的折射规律例9 在探究光的折射规律实验中，某小组将光从空气分别射入水和玻璃中，并记录了如下数据：空气中的入射角i0304560水中的折射角r0223240玻璃中的折射角0172430分析表中数据，可以得到一些规律：(1)当光从一种介质垂直射到另一种介质时，光的传播方向_(选填“改变”或“不变”)。(2)光从空气斜射入其他介质时，折射角随着入射角的增大而_(选填“增大”或“减小”)；分析表中数据猜想，光从空气射入水中时，折射角_(选填“可能”或“不可能”)达到90。(3)当光线以32入射角从水中射向空气时，折射角等于_，依据是_。【变式延伸】结合上例探究以下问题：(1)如果光从水或者玻璃中射入空气中时，折射角_(选填“可能”或“不可能”)达到90。(2)根据表中数据分析，用塑料薄膜和水制成一个“水凸透镜”，与外观尺寸相同的玻璃凸透镜相比，“水凸透镜”的焦距更_(选填“大”或“小”)。考点专训见本章中考链接(三)考点5实验四探究凸透镜成像规律例10 如图3T8所示，小明在探究凸透镜成像规律的实验中：图3T8(1)将凸透镜安装在光具座上，用平行光作光源，移动光屏，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑，如图甲所示，则该凸透镜的焦距为_cm。(2)先将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛，调整烛焰、透镜和光屏的中心在同一水平直线上，这样做的目的是_。(3)小明首先把蜡烛放在较远处，仔细调整光屏的位置，使烛焰在光屏上成_的实像。记录像的大小和正倒，测出_和_。(4)多次移动蜡烛，每次只向透镜移近几厘米，重复以上操作，小明发现，在蜡烛与透镜逐渐接近的过程中，光屏上的像_(选填“逐渐变大”“逐渐变小”或“不变”)。(5)当蜡烛距离透镜很近时，无论怎样移动光屏都找不到像了，小明撤去光屏，从_(选填“光屏一侧”或“蜡烛一侧”)向透镜方向看去，可以观察到蜡烛的像。【变式延伸】结合上例探究以下问题：(1)保持蜡烛、凸透镜、光屏位置不变，小华用不透光的纸板遮住凸透镜上半部分，则在光屏上观察到的像是_(选填选项前的字母)。A烛焰的上半部分，亮度变暗B烛焰的下半部分，亮度变暗C完整的烛焰，亮度变暗D完整的烛焰，亮度不变(2)当蜡烛燃烧一段时间后会变短，烛焰的像会往_偏离光屏中心。(3)在光屏上得到清晰的像后，该同学把他的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上烛焰的像变模糊了，在不改变凸透镜和光屏位置的情况下，若想在光屏上再一次得到烛焰清晰的_像，他应该将蜡烛向_(选填“左”或“右”)移动。【开放探究】实验桌上有高度不同的发光物体A和B，焦距为10 cm的凸透镜1个，刻度尺、光具座和光屏各一个。请你利用提供的器材，设计实验证明：凸透镜成实像时，像的高度与物体的高度有关。将实验步骤补充完整。(1)将焦距为10 cm的凸透镜固定在光具座中央，将发光物体A、光屏分别放在凸透镜两侧。调节发光物体A、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心在_。(2)用刻度尺测出_的高度，并记录在表格中。(3)将发光物体A放在光具座上距凸透镜30 cm处，移动光屏，在光屏上得到发光物体A清晰的像，用刻度尺测量_的高度，并记录在表格中。(4)将发光物体B放在光具座上距凸透镜30 cm处，移动光屏，在光屏上得到发光物体B清晰的像，用刻度尺分别测量_及其_的高度，并记录在表格中。表格：物体AB物体高度/cm像的高度/cm考点专训见本章中考链接(三)考点5详解详析【科学知识梳理】重点突破一、1.自行2.路径方向二、1.同种均匀影子的形成日食2改变传播返回3.一种另一种三、(1)不改变(2)焦点焦点(3)平行平行四、(一)同种均匀直线传播红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫(二)1.(1)探究反射光线与入射光线的关系(2)入射角反射角显示光的传播路径验证入射光线、反射光线和法线在同一平面内(3)同一法线反射入射2(1)探究镜中的像与镜前的物体有什么关系(2)找到像的位置物体和像到平面镜的距离验证像与物的大小关系等效替代法(3)相等相等对称不能虚3(1)探究折射光线与入射光线的关系(2)显示光的路径斜实验结论具有普遍性(3)法线小于增大不变4(1)凸透镜成像情况与什么因素有关(2)同一直线上物距和像距像完整呈现在光屏中央【科学应用举例】 1，太阳能够自身发光，属于光源；月亮是反射太阳发出的光，不属于光源；并不是所有星星都是光源2，光只有在同种均匀介质中才是沿直线传播的3，夜晚在广场上看到的激光束是光在空气中遇到尘埃发生漫反射进入我们的眼睛，而光线是为了描述光的传播路径及方向而引入的理想化的模型，故光线不真实存在4，光年是一个距离单位，它等于光在1年内传播的距离5，我们能够看到物体，是因为物体发出的光或反射的光线进入到了我们的眼睛6，入射角是指入射光线和法线之间的夹角，当入射光线与镜面垂直时，入射角为07，不管镜面反射还是漫反射都遵循光的反射定律8，平面镜成正立、等大的虚像，人远离平面镜时镜中的像大小不变，只是人眼的视角改变，误认为镜中的像变小了9，小孔成像中，像与物对比左右相反、上下相反，而平面镜成像中，像与物对比仅左右相反10，光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生改变，但当光垂直入射时，传播路径并不会发生改变11，在光的折射规律中，入射光线和折射光线分居法线两侧，入射光线、折射光线和法线在同一平面内，但是只有光从空气中斜射入水或其他介质中时，折射角才小于入射角，反之，如果光从水或其他介质中斜射入空气中时，折射角大于入射角12，只有平行于主光轴的光线经凸透镜折射后交于一点，这一点才是凸透镜的焦点13，凸透镜对光线的会聚作用，表示经过凸透镜折射后的光线与入射光线相比变得会聚了，但经过凸透镜折射后的光线不一定是会聚光线，也可以是发散光线；同理，凹透镜对光线的发散作用，表示经过凹透镜折射后的光线与入射光线相比变得发散了，但经过凹透镜折射后的光线不一定是发散光线，也可以是会聚光线14，“探究凸透镜成像的规律”实验中，首先应调节烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心在同一高度上，而不是在同一直线上1516，物体在凸透镜的二倍焦距以外成倒立、缩小的实像，在一倍焦距以外，二倍焦距以内时成倒立、放大的实像，在一倍焦距以内成正立、放大的虚像，故放大的像有可能是实像也可能是虚像17，凸透镜成实像时，物体靠近凸透镜，则像远离凸透镜，此时像变大；但是成虚像时就不同了18，矫正近视眼应该戴凹透镜，矫正远视眼应该戴凸透镜19，显微镜的物镜和目镜均成放大的像，而望远镜的物镜成缩小的像，目镜成放大的像提能专训例1D解析 小孔成像是光的直线传播形成的。钢笔“错位”，是光在玻璃和空气两种介质中传播发生改变，属于光的折射现象，不符合题意；茶杯在镜中的“倒影”，是平面镜成像，属于光的反射现象，不符合题意；水中筷子“变弯”，是光从水中射向空气中时发生的折射现象，不符合题意；屏幕上的“手影”，是光的直线传播现象，符合题意。例2CO6030MN右解析 因为入射光线和反射光线在同一平面内，并且反射角等于入射角，从图中可以看出，MN左侧的两条光线OC、OA与OP的夹角相等，因此MN为界面，OP为法线CO、AO中应是反射光线和入射光线，而入射光线和折射光线分居法线的两侧，故CO是入射光线，OA是反射光线，OB是折射光线，由于COM30，所以入射角为COP903060，反射角等于入射角等于60，折射角QOB30，可知折射角小于入射角，所以是从空气斜射入玻璃中，玻璃在MN右侧。例3C解析 物体到凸透镜的距离是16 cm，即物距为u16 cm，在光屏上得到放大的像一定是实像，所以物距大于一倍焦距小于二倍焦距，f16 cm2f，则8 cmf16 cm，所以，焦距可能为12 cm。例4如图所示例5如图所示例6C解析 投影仪是应用物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，凸透镜成倒立、放大的实像工作的，A错误；照相机是应用物距大于二倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像工作的，所以被照者应站在凸透镜的二倍焦距以外，B错误；近视眼镜利用了凹透镜对光的发散作用，可使光线延迟会聚，C正确；借助放大镜看地图时，地图到放大镜的距离应小于一倍焦距，此时成正立、放大的虚像，D错误。实验专训例7(1)CADB(2)法线(3)是否在同一平面内(4)反射角等于入射角变式延伸(1)是可逆的(2)一定垂直(3)在硬纸板附近点蚊香，制造烟雾(或撒粉笔灰等)开放探究法线红绿光看起来重合时解析 加湿器使整个教室充满雾气，这样能显示出光的传播路径；法线与平面镜是垂直的，红色激光笔发出的光垂直射向平面镜上的O点，可以显示法线的位置；沿水平方向缓慢转动圆台，当我们观察到红绿光看起来重合时，可以根据光的传播路径来判断三线是否在同一平面内。例8(1)像的位置(2)像与物体的大小关系(3)玻璃板和水平桌面不垂直(4)刻度尺相等垂直解析 (1)使用平面镜时，只能成像，而不能透光，不容易确定像的位置，使用透明玻璃板既能成像，又能透光，便于确定像的位置。(2)为了验证像与物的大小关系，所以实验中选用了两支相同的蜡烛。(3)用另一支完全相同的蜡烛B在玻璃板后的纸面上来回移动，发现无法让它与蜡烛A的像完全重合，可能是因为玻璃板和桌面没有垂直放置。(4)用刻度尺测量长度，分析图乙中信息可得出平面镜的成像特点：像和物到平面镜的距离相等；像和物的连线与平面镜垂直。变式延伸(1)A(2)白纸上不会出现像(3)能解析 (1)由于平面镜成的是虚像，所以在寻找蜡烛A的像的位置时，人眼应在蜡烛A这一侧观察，使蜡烛B与蜡烛A在玻璃板中所成的像完全重合；(2)此实验中的白纸相当于光屏，光屏只能承接实像，不能承接虚像，蜡烛的像不会出现在白纸上，这说明平面镜成的像是虚像；(3)平面镜成的像是由于光的反射形成的，蜡烛发出的光线经玻璃板反射，被人眼接收，才能看到像，所以用木板紧贴玻璃板背面，挡住玻璃板后的光，人眼在玻璃板前能看见蜡烛A的像。例9(1)不变(2)增大不可能(3)45在光的折射现象中，光路是可逆的解析 (1)当空气中的入射角i为0时，水中的折射角r和玻璃中的折射角都为0，故当光从一种介质垂直射到另一种介质时，传播方向不变；(2)由表格中的数据可知：当空气中的入射角i逐渐增大时，折射角也随之增大；但折射角始终小于入射角，故光从空气射入其他介质时，折射角不可能达到90；(3)光的折射中，光路是可逆的，由表格可知，当光线以32入射角从水中射向空气时，则折射角是45。变式延伸(1)可能(2)大解析 (1)由表格中的数据和光路可逆可知：当水或者玻璃中的入射角逐渐增大时，空气中折射角也随之增大；但折射角始终大于入射角，故光从水或者玻璃中射入空气中时，折射角可能达到90；(2)由表格可知，入射角为45时，光射入玻璃时折射角为24，光射入水中时折射角为32，玻璃对光的偏折能力更强。所以两个外形完全一样的水凸透镜和玻璃凸透镜，玻璃凸透镜的焦距应更短，“水凸透镜”的焦距更大。例10(1)10.0(2)使像成在光屏的中央(3)清晰物距像距(4)逐渐变大(5)光屏一侧解析 (1)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚在主光轴上一点，这一点是凸透镜的焦点；焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是：f40.0 cm30.0 cm10.0 cm；(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰中心大致在同一高度，其目的是使像成在光屏的中央；(3)小明首先把蜡烛放在较远处，仔细调整光屏的位置，当烛焰在光屏上成清晰的实像时，记录像的大小和正倒，测出物距和像距；(4)多次移动蜡烛，每次只向透镜移近几厘米，凸透镜成实像时，物近像远像变大，所以在蜡烛与透镜逐渐接近的过程中，光屏上的像逐渐变大；(5)当蜡烛距离透镜很近时，无论怎样移动光屏都找不到像了，此时uf，成正立、放大的虚像，物像同侧，应从光屏一侧向透镜方向看去，可以观察到蜡烛的像。变式延伸(1)C(2)上(3)实左解析 (1)凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，当将透镜的上半部分挡住后，整个物体发出的光虽有一部分被挡住，但总会有一部分光通过下半部分凸透镜而会聚成像，因此，像与原来相同，还是完整的像；只是由于折射出的光线与原来相比减少了一半，亮度会减弱；(2)蜡烛变短了，光屏上的像会向上移动；(3)近视眼镜是凹透镜，对光有发散作用，使光线延迟会聚；在不改变凸透镜和光屏位置的情况下，若想在光屏上再一次得到烛焰清晰的实像，他应该将蜡烛向左移动，增大物距像才能成在光屏上。开放探究(1)同一高度(2)发光物体A(3)像(4)发光物体B像
展开阅读全文