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第4講光現(xiàn)象 2013 2015年初中學(xué)業(yè)水平考試試題統(tǒng)計與命題解讀 考點1 考點2 考點3 考點4 考點5 考點1光的直線傳播1 光源 能夠自行發(fā)光的物體叫作光源 例如太陽 恒星 點燃的蠟燭 開亮的電燈 閃電 螢火蟲等 按獲取方式可將光源分成天然光源和人造光源 2 條件 光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播 3 事例 影子的形成 日食 月食 小孔成像 4 應(yīng)用 站隊看齊 射擊瞄準 木工判斷木板是否刨平 激光測距 激光準直 針孔照相 5 光速 真空中光速約為3 0 108m s 相當于每秒繞地球赤道轉(zhuǎn)七圈半 v氣體 v液體 v固體 6 光年 光在1年內(nèi)傳播的距離 考點1 考點2 考點3 考點4 考點5 提示 1 光在不同的介質(zhì)或同種不均勻的介質(zhì)中 不一定沿直線傳播 如光在不均勻大氣中的傳播路線就是彎曲的 2 光客觀存在 而光線是為了表示光而假設(shè)的一種物理模型 就像磁感線是為了表示磁場而假設(shè)的一種物理模型一樣 光線和磁感線現(xiàn)實中都不存在 3 為了清晰地觀察到光束在不同介質(zhì)中的傳播路徑 研究光的直線傳播實驗需要在弱光線的環(huán)境下實驗 4 顯示光路的方法 在空氣中噴水霧 點燃香煙或蚊香 在液體中滴入幾滴牛奶 或雜質(zhì) 考點1 考點2 考點3 考點4 考點5 考點2光的反射1 光射到兩種介質(zhì)的交界面時 在界面處被反射回原介質(zhì)中的現(xiàn)象叫作光的反射現(xiàn)象 2 光的反射定律 1 內(nèi)容 反射光線與入射光線 法線在同一平面內(nèi) 三線共面 反射光線和入射光線分居法線兩側(cè) 兩線分居 反射角等于入射角 兩角相等 2 圖示 考點1 考點2 考點3 考點4 考點5 3 理解 光的反射現(xiàn)象中 一條入射光線只有一條對應(yīng)的反射光線 當光線垂直入射時 入射角等于0度 反射角也等于0度 入射角增大 反射角增大 在光的反射中 光路是可逆的 提示 1 入射角 反射角 是入射光線 反射光線 與法線之間的夾角 而不是入射光線 反射光線 與反射面之間的夾角 2 發(fā)生光的反射時 先入射 后反射 入射是 因 反射是 果 因此 表述光的反射定律時 應(yīng)先說 反射光線 和 反射角 3 光學(xué)作圖時 一定要注意以下三個問題 線的虛實 角的大小 箭頭的方向 考點1 考點2 考點3 考點4 考點5 3 兩種反射 1 光的反射包括鏡面反射和漫反射 2 漫反射和鏡面反射的認識 考點1 考點2 考點3 考點4 考點5 提示 1 我們能看到光源 是因為物體發(fā)出的光進入了眼睛 我們能看到本身不發(fā)光的物體 是因為物體反射的光進入了眼睛 2 生產(chǎn)生活中常常利用鏡面反射來精確控制光的傳播方向 考點1 考點2 考點3 考點4 考點5 考點3平面鏡成像1 探究平面鏡成像特點的實驗 1 用玻璃板代替平面鏡的原因 玻璃板既能反射光 又能透過光 這樣既可以成像 又可以透過玻璃板看到另一側(cè)的蠟燭 2 用的兩支蠟燭完全相同的原因 方便比較像和物體的大小關(guān)系 3 讓未點燃的蠟燭與虛像完全重合的原因 用未點燃的蠟燭替代虛像 4 未點燃的蠟燭不能與虛像完全重合的原因 玻璃板與桌面不垂直 5 用燭焰作為研究對象的原因 燭焰明亮 成像清晰 易于觀察 6 在暗室中進行實驗的原因 環(huán)境較暗 像相對就明亮些 7 在虛像處放置光屏的原因 判斷所成像的虛實 考點1 考點2 考點3 考點4 考點5 8 方格紙 或刻度尺 的用途 更好地比較像和物體到平面鏡的距離 9 觀察到玻璃板另一側(cè)有兩個距離很近的虛像的原因 玻璃板太厚 前后兩個側(cè)面各成了一個像 所以選擇薄玻璃板進行實驗 10 多次重復(fù)實驗的目的 更好地發(fā)現(xiàn)普遍性規(guī)律 提示 替代法 實驗時 在保證實驗效果相同的前提下 將陌生的 復(fù)雜的 難處理的問題用熟悉的 簡單的 容易處理的問題替代的方法 上述實驗中 用玻璃板替代平面鏡 用蠟燭替代虛像 都是替代法的利用 考點1 考點2 考點3 考點4 考點5 2 平面鏡成像特點和原理 考點1 考點2 考點3 考點4 考點5 考點1 考點2 考點3 考點4 考點5 3 實像與虛像 考點1 考點2 考點3 考點4 考點5 提示 1 平面鏡成像時 物體和像關(guān)于平面鏡成軸對稱圖形 2 當我們靠近平面鏡時 會感覺到自己在平面鏡中的像越來越大 這是由于這一過程中像的視角變大的緣故 實際上像的大小并沒有發(fā)生變化 3 鏡中鐘表 的讀數(shù)方法 方法一 在紙的反面根據(jù)指針位置直接讀數(shù) 方法二 實際時間 12h 鏡中時間 方法三 在鐘面上逆向標數(shù)后 再根據(jù)新數(shù)字讀數(shù) 方法四 以12和6的連線為對稱軸 畫出時針和分針的像再讀數(shù) 考點1 考點2 考點3 考點4 考點5 4 平面鏡 凸面鏡和凹面鏡比較 考點1 考點2 考點3 考點4 考點5 考點1 考點2 考點3 考點4 考點5 考點4光的折射1 定義 光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時 傳播方向發(fā)生偏折的現(xiàn)象叫光的折射現(xiàn)象 2 光的折射規(guī)律 1 內(nèi)容 折射光線與入射光線 法線在同一平面內(nèi) 三線共面 折射光線和入射光線分居法線兩側(cè) 兩線分居 當光線由空氣斜射入水中時 入射角大于折射角 入射角增大 折射角也增大 當光線垂直入射時 光的傳播方向不變 2 圖示 考點1 考點2 考點3 考點4 考點5 3 理解 當光線垂直入射時 入射角等于0度 折射角也等于0度 在光的折射現(xiàn)象中 光路是可逆的 3 光的折射現(xiàn)象 池底變淺 1 原理 從池底A點射來的光線在水面處發(fā)生折射 折射角大于入射角 眼睛逆著折射光線看去 感覺光是從A 點射來的 A 點就是A點的變高 選填 高 或 低 的虛像 2 規(guī)律 在折射成像現(xiàn)象中 折射光線 入射點和像點在同一直線上 這一規(guī)律經(jīng)常用來進行相關(guān)的作圖 考點1 考點2 考點3 考點4 考點5 特別提醒 1 發(fā)生光的折射的原因是光在不同介質(zhì)中傳播速度不同 2 光線發(fā)生折射時 在介質(zhì)表面處 光線還會發(fā)生反射 考點1 考點2 考點3 考點4 考點5 考點5光的色散1 光的色散英國物理學(xué)家牛頓通過實驗使太陽光分解 在承接的白屏上形成一條彩色光帶 顏色依次是紅 橙 黃 綠 藍 靛 紫 這種現(xiàn)象叫光的色散 表明白光不是單一顏色的光 而是由各種色光混合而成的 2 色光的三原色 考點1 考點2 考點3 考點4 考點5 3 看不見的光 1 紅外線及應(yīng)用光譜上紅光以外的部分叫紅外線 主要特性是熱效應(yīng)顯著 主要應(yīng)用有 紅外線測溫儀 紅外線夜視儀 紅外線烤箱 紅外線遙控等 2 紫外線及應(yīng)用光譜上紫光以外的部分叫紫外線 主要特性 化學(xué)作用強 易使底片感光 生理作用強 能殺菌 具有熒光效應(yīng) 可以進行防偽 考法1 考法2 考法3 考法4 考法1三種光現(xiàn)象的辨析光的直線傳播 反射 折射會形成不同的光現(xiàn)象 中考常會考查 辨認某一現(xiàn)象的形成是由于光的哪一個傳播規(guī)律形成的 以選擇題為主要題型 例1 2015四川資陽 下列有關(guān)光現(xiàn)象的四個情境中屬于光的折射的是 考法1 考法2 考法3 考法4 解析 蠟燭在鏡中的像屬于平面鏡成像 是由于光的反射形成的 故A不符合題意 街道拐角處擴大視野應(yīng)用的是凸面鏡 屬于光的反射 故B不符合題意 鉛筆好像 斷 了 是由于光的折射形成的 故C符合題意 手影是由于光的直線傳播形成的 故D不符合題意 答案 C 考法1 考法2 考法3 考法4 方法點撥 1 光在同種 均勻 透明介質(zhì)中沿直線傳播 產(chǎn)生的現(xiàn)象有小孔成像 激光準直 影子的形成 日食和月食等 2 光線傳播到兩種介質(zhì)的表面上時會發(fā)生光的反射現(xiàn)象 例如水面上出現(xiàn)岸上物體的倒影 平面鏡成像 玻璃等光滑物體反光都是光的反射形成的 3 光線在同種不均勻介質(zhì)中傳播或者從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時 就會出現(xiàn)光的折射現(xiàn)象 例如水池底變淺 水中筷子變彎 海市蜃樓等都是光的折射形成的 考法1 考法2 考法3 考法4 考法2平面鏡成像特點平面鏡成像特點的實驗探究命題 主要從實驗操作過程 物理方法 成像原理 作圖等方面考查 例2 2015山東泰安 如圖所示 A B是鏡前一點光源S發(fā)出的光線經(jīng)平面鏡M反射后的兩條反射光線 請在圖中標出點光源S和像點S 的位置 并完成反射光路圖 考法1 考法2 考法3 考法4 解析 第一種作法 先將兩條反射光線反向延長交于一點S 即為像的位置 再通過平面鏡作出S 的對稱點S 即為發(fā)光點的位置 并連接S與兩個反射點畫出入射光線 如圖所示 第二種作法 分別過反射點垂直鏡面作出法線 畫出兩條入射光線 兩條入射光線的交點S即為發(fā)光點的位置 再通過平面鏡作出S的對稱點S 即為像的位置 如圖所示 答案 見解析 考法1 考法2 考法3 考法4 方法點撥本題有兩種作法 第一種作法 根據(jù)反射光線反向延長后過像點 作出反光點的像點S 再根據(jù)平面鏡成像的特點 像與物關(guān)于平面鏡對稱作出發(fā)光點S的位置 補出入射光線 第二種作法 根據(jù)光的反射定律 反射光線 入射光線 法線在同一個平面內(nèi) 反射光線與入射光線分居法線兩側(cè) 反射角等于入射角 作出兩條反射光線的入射光線 交點即為發(fā)光點的位置 考法1 考法2 考法3 考法4 考法3光的折射規(guī)律主要考查對光的折射規(guī)律的理解 要熟練掌握光的折射規(guī)律的內(nèi)容 搞清折射角與入射角的關(guān)系 例3如圖所示 水槽里裝有純凈水 一束紅色激光從空氣中以入射角i射到水面上的O點 設(shè)入射光的強度為100 用光傳感器采集水槽底部折射光斑的光強和光屏上收集到的反射光斑的光強 考法1 考法2 考法3 考法4 1 觀察表中數(shù)據(jù)規(guī)律 A處應(yīng)填 光從空氣中射入水中 同時發(fā)生反射和折射 隨著入射角i由小變大 2 向純凈水里加些粉塵 攪拌均勻重復(fù)上述實驗 反射光的數(shù)據(jù)變化不大 但從折射光斑處采集到的數(shù)據(jù)大幅下降 是因為 解析 1 根據(jù)題表中的數(shù)據(jù)可知 反射光和折射光強度的和為約100 因此A處為約25 光從空氣中射入水中 同時發(fā)生反射和折射 隨著入射角i由小變大 反射光變強 折射光減弱 2 向純凈水里加些粉塵 則光在折射途中被懸浮顆粒物反射或吸收掉了一些光 所以折射光斑處采集到的數(shù)據(jù)大幅下降 答案 1 約25 反射光變強 折射光減弱 2 光在折射途中被懸浮顆粒物反射或吸收掉了一些光 考法1 考法2 考法3 考法4 方法點撥光傳播到兩種物質(zhì)的分界面上時 反射和折射同時發(fā)生 反射遵循反射定律 三線共面 異側(cè)等角 折射的角度變化由光所在的介質(zhì)決定 也就是說 只要發(fā)生折射 在空氣中的那個角較大 空氣角度大 考法1 考法2 考法3 考法4 考法4與光現(xiàn)象有關(guān)的作圖考查重點包括 根據(jù)光的直線傳播 折射和反射規(guī)律作圖 平面鏡成像作圖 水中物體光路模型 根據(jù)實際問題作出光路圖等 例4將一平面鏡斜放在裝有水的水槽中 有一束光線垂直射向水面 如圖所示 請畫出這束光線在水中行進最后射出水面的光路圖 考法1 考法2 考法3 考法4 解析 先畫出光線垂直射入水中 此時光線方向不變 接著畫光在平面鏡上的反射 先畫法線 然后反射光線和入射光線分居法線的兩側(cè) 反射角等于入射角 最后畫光從水中射入空氣中 先畫法線 然后入射光線和折射光線分居法線的兩側(cè) 且折射角大于入射角 答案 如圖所示 方法點撥 作圖時線條的虛實要分清 在平面鏡成像的作圖中 法線 光線的反向延長線 像都用虛線畫出 光線 鏡面 成像的物體都用實線畫出 注意箭頭的方向 入射光線的箭頭指向反射面 或折射面 反射光線或折射光線的箭頭背離反射面 或折射面 一 探究光的反射現(xiàn)象1 根據(jù)實驗要求選擇器材 平面鏡 可折轉(zhuǎn)的光屏 激光電筒 量角器等 2 實驗操作過程 如圖甲所示 將一平面鏡M平放在水平桌面上 將附有量角器的白色光屏 由可繞ON折轉(zhuǎn)的E F兩塊板組成 垂直于鏡面放置 用激光器發(fā)出的光沿圖甲中的入射光位置射向平面鏡M 并固定激光器 然后觀察反射光線是否在紙板F上 再轉(zhuǎn)動紙板F 觀察紙板F上還有沒有反射光線 然后再改變?nèi)肷浣?通過測量入射角和反射角的大小 找出角度的關(guān)系 最后研究光路可逆性 從以上實驗探究中 你能得出光在發(fā)生反射時遵循反射光線 入射光線 法線在同一平面上 反射光線 入射光線分居法線兩側(cè) 反射角等于入射角的規(guī)律即反射定律 例1 2015江蘇揚州 如圖所示 在探究光的反射定律時 將平面鏡放在水平桌面上 再把一個可以沿ON向前 向后折的紙板垂直放置在平面鏡上 1 讓一束紅光貼著紙板沿AO射到O點 為了便于測量和探究 需要在紙板上記錄的是 將紙板的右半邊沿著ON向后折去 則在折過去的紙板上 選填 能 或 不能 看到反射光線 2 為了得到反射角等于入射角的規(guī)律 應(yīng)當 解析 1 為了便于測量和研究 需要把反射光線的傳播路徑記錄在紙板上 可以用量角器代替紙板 這樣就可以直接讀出反射角和入射角的大小 進行比較 法線在紙板上 法線與鏡面垂直 入射光線 法線 反射光線在同一平面內(nèi) 如果將紙板的右半邊沿著ON向后折去 入射光沿紙板照射后 反射光線不在紙板上 則我們在紙板上看不到反射光線 2 只進行一次實驗 根據(jù)一次測量就得出實驗結(jié)論 實驗結(jié)論不具有普遍性 為了得出普遍結(jié)論 使結(jié)論符合客觀事實 應(yīng)改變?nèi)肷浣谴笮?進行多次實驗 進行多次測量 答案 1 反射光線的傳播路徑不能 2 改變?nèi)肷浣谴笮?進行多次實驗 進行多次測量方法點撥在光的反射實驗中 最主要考查的是實驗過程再現(xiàn) 要求根據(jù)實驗現(xiàn)象得出實驗結(jié)論 并準確表述 設(shè)計實驗中要注意在較暗的環(huán)境中進行 器材的組裝及各器材的作用也需要明白 二 探究平面鏡成像特點1 實驗器材平面鏡 蠟燭 刻度尺 火柴2 實驗過程 1 平面鏡所成的像的大小與物體的大小相等的探究 將一塊玻璃板豎直架在一把刻度尺的上面 取兩段等長的蠟燭A和B一前一后豎放在刻度尺上 點燃玻璃板前的蠟燭A 并移動玻璃板后的蠟燭B 使它與蠟燭A在玻璃板里的像重合 換用不同的蠟燭 但要保證A和B大小相同 重做上面的實驗 并比較它們的大小 2 像到平面鏡的距離與物體到平面鏡的距離相等的判斷方法 由刻度尺分別讀出玻璃板到蠟燭A 以及玻璃板到蠟燭B的距離 改變蠟燭A的位置 重做上面的實驗 讀出每次實驗中兩支蠟燭到玻璃板的距離 并比較它們的大小 3 平面鏡所成的像可能是虛像 移去蠟燭B 并在其所在的位置上放一光屏 觀察光屏是否有蠟燭A的像 不能用光屏連接 3 實驗結(jié)論平面鏡成像特點 1 成的像是正立的虛像 2 像和物的大小相同 3 像和物的連線與鏡面垂直 像和物到鏡的距離相等 可記憶為 等大 對稱 正立 虛像 例2 2015江蘇蘇州 利用如圖裝置探究平面鏡成像特點 1 實驗時應(yīng)選 選填 較厚 或 較薄 的玻璃板代替平面鏡豎立在水平桌面上 2 在玻璃板前放置棋子A 將完全相同的棋子B放在玻璃板后并移動 人眼一直在玻璃板的前側(cè)觀察 直至B與A的像完全重合 由此可得結(jié)論 3 為了探究平面鏡成像的虛實情況 將一張白卡片豎直放在B所在的位置 應(yīng)在玻璃板 選填 前 或 后 側(cè)觀察白卡片上是否有A的像 4 改變A的位置 重復(fù) 2 中步驟并分別測出A和B到玻璃板的距離 記錄在下表中 分析表中數(shù)據(jù) 可以得到結(jié)論 解析 1 玻璃板越薄 兩個反射面所在的像距離越近 這樣可以使確定的像的位置更加準確 厚玻璃板會形成兩個像 會影響對實驗結(jié)果的判斷 2 在玻璃板前放置棋子A 將完全相同的棋子B放在玻璃板后并移動 人眼一直在玻璃板的前側(cè)觀察 直至B與A的像完全重合 這樣做的目的既確定了像的位置又驗證了物像大小相等 3 在玻璃板前面能看到蠟燭和蠟燭在平面鏡中的像 在玻璃板后面不能看到蠟燭在平面鏡中的像 所以在玻璃板后面觀察光屏上是否有像 4 由表中物距和像距的數(shù)值可知 像到平面鏡的距離與物體到平面鏡的距離相等 答案 1 較薄 2 像與物的大小相等 3 后 4 像與物體到平面鏡的距離相等 方法點撥平面鏡成像實驗考查中 最常規(guī)的考試就是考查課本中實驗過程 涉及實驗過程中的器材 環(huán)境要求 裝置的組裝等內(nèi)容 選擇材料時要注意選透明的薄玻璃 這樣便于確定像的位置和觀察比較像與物體的大小關(guān)系 也不容易形成兩個像而無法確定像 環(huán)境要較暗 所有光學(xué)實驗盡可能在較暗的環(huán)境中進行 玻璃板的放置要與紙面垂直 否則無法比較像與物體的大小 在實驗中對某方面要求大家進行評估 判斷實驗的設(shè)計的合理性 實驗操作有沒有什么失誤 測量結(jié)果是否合理等