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第四章 光现象
01思维导图02考点速记
【考点1光的直线传播】
1.光源:
(1)定义:能够自行发光的物体叫光源。
(2)分类:自然光源,如太阳、萤火虫;人造光源,如篝火、蜡烛、油灯、
电灯。特别注意:月亮本身不会发光,它不是光源。
2.光的直线传播:
(1)光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。早晨,看到刚从地平线升起的太
阳的位置比实际位置高,该现象说明:光在非均匀介质中不是沿直线传播的。
(2)光线:用有箭头的直线表示光传播的径迹和方向。是一种理想模型,由一
小束光抽象而建立的理想物理模型。建立理想模型是物理的常用方法之一。
(3)光直线传播的应用:激光准直;影子的形成是由于光在传播过程中,遇到
不透明的物体,在物体的后面形成黑色区域即影子;日食月食的形成是由于当
地球在中间时可形成日食/月食;小孔成像:小孔成像实验早在《墨经》中就有
记载小孔成像成倒立的实像,其像的形状与孔的形状无关。
(4)光速:光在真空中速度 c=3×108m/s=3×105km/s;光在空气中速度约为
3×108m/s。光在水中速度为真空中光速的 3/4,在玻璃中速度为真空中速度的
2/3 。
(5)光年:指光在1年中的传播距离,是距离单位,不是时间单位,也不是速
度单位。
【考点2光的反射】
1.光的反射:光从一种介质射向另一种介质表面时,一部分光被反射回原来介
质的现象。
2.反射定律:三线共面,两线分居,两角相等,光路可逆。即反射光线与入射
光线、法线在同一平面上,反射光线和入射光线分居于法线的两侧,反射角等
于入射角。光的反射过程中光路是可逆的。
3.光的反射分类:镜面反射和漫反射。
(1)镜面反射:射到物面上的平行光反射后仍然平行。
镜面反射条件:反射面平滑。镜面反射应用:迎着太阳看平静水面特别刺眼、黑板“反光”等。
(2)漫反射:射到物体上的平行光反射后向着不同的方向,但每条光线遵守光
的反射定律。
漫反射条件:反射面凹凸不平。
漫反射应用:能从不同方向看到本身不发光的物体,是光射到物体上发生
漫
反射的缘故。
(3)特别注意:无论镜面反射还是漫反射都遵循反射定律。
【考点3平面镜成像】
1.像:人照镜子会在镜子里看到另外一个“人”,这个人就是像。
2.实像和虚像:
(1)实像:实际光线会聚点所成的像。
(2)虚像:实际光线反向延长线的会聚点所成的像。
(3)特别注意:虚像能用眼睛直接观看,但不能用光屏接收;实像既可以用光
屏承接,也可以用眼睛直接观看。
3.平面镜成像特点:等大、等距、垂直、对称、虚像。
(1)像与物大小相等;
(2)像到镜的距离与物到镜的距离相等;
(3)像与物的对应点的连线与镜面垂直;
(4)像与物左右位置颠倒;
(5)平面镜所成的像是虚像(实像、虚像)。
4.平面镜成像原理及作用:光的反射定律;成像、改变光路。
5.球面镜:凸面镜与凹面镜
(1)凸面镜:利用球面的外表面作反射面的面镜叫做凸面镜;凸面镜对光有发
散作用,常用作汽车观后镜来扩大视野。
(2)凹面镜:利用球面的内表面作反射面的面镜叫做凹面镜;凹面镜对光有汇
聚作用,常用作太阳灶和探照灯。
【考点4光的折射】
1.定义:光从一种介质射入另一种介质时,传播方向发生了偏折的现象。
2.折射定律:三线共面,两线分居,两角不相等(空气中的大,光路可逆)。即
折射光线与入射光线、法线在同一平面上,折射光线和入射光线分居于法线的两侧。当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,折射角也增大。当光从空气垂直射入水中
或其他介
质中时,传播方向不变,反射角等于入射角。光的反射过程中光路是可逆的。
3.生活中的折射现象:水变浅了、筷子在水中“折”了、海市蜃楼、彩虹等。
【考点5光的色散】
1.色散:太阳是白光,它入射、射出棱镜会发生折射,被分解成各种颜色的
光。
2.色散现象:彩虹、在阳光下肥皂泡变成彩色等。
3.色光的三原色:红、绿、蓝,其他色光都是由这三种色光混合而成。
4.看不见的光:红外线、此外线。
03素养提升
一、易错点辨析 光现象常考易错分析
辨析一:三种光现象的区分
(1)光在同种、透明、均匀介质中沿直线传播。
(2)当光遇到两种介质分界面时,若是不透明界面,光会返回原介质中发生反
射。
(3)当光斜射到透明界面上,一部分光会返回到原介质中发生反射,一部分光
会射入另一种介质中发生折射。
辨析二:平面镜成像特点与人视觉观察到的像“近大远小”的区分
1.平面镜成像的特点:“等大、等距、垂直、虚像”。
2.人们在观察物体时,却有“近大远小”的视觉体验,同一个物体,人离它越
远就会感觉物体越小,但实际上物体本身的大小并没有改变,只是人们观察视
角发生了变化,从而影响了观察结果,因此,平面镜所成的像与人观察到的像
是两个不同的概念。
辨析三:影与像、实像与虚像的概念
1.影:是光在沿直线传播的过程中遇到不透明的物体时,光线被物体挡住无法
穿透物体,在物体后面形成的与物体轮廓相似的黑暗区域,如日食、月食,晚
上斜射灯光下的人影,手影,皮影戏等。2.像:是物体发出(或反射)的光线,经过光的直线传播、光的反射或折射后
的光线会聚(或光线的反向延长线相交)而形成的、与原物相似的图形,该图
形明亮、有细节、有层次,如小孔成像、平面镜成像等。
3.实像:是实际光线会聚而形成的,可以用眼看到,也可以用光屏承接到,如
小孔成像所成的像是倒立的实像。
4.虚像:是由实际光线的反向延长线相交而成的,只能用眼看到,不能用光屏
承接,如平面镜所成的像是正立的虚像。
辨析四:声、光传播的条件及传播速度
1.光在同种均匀介质中是沿直线传播的,如果介质不均匀,光将不再沿直线传
播,会发生弯曲,通常会误解为“只要是在同种介质中,光的传播路径就是直
的”。
2.光可以在真空中传播,不需要介质;声音传播需要介质,不能在真空中传播,
光在真空中的传播速度为 3×108m/s(在空气中近似为3×108m/s),而声音在
空气中的传播速度约为340m/s。
辨析五:平面镜成像原理理解不透导致作图差错
在光学作图题中,实际的光线用带箭头的实线表示,作图的痕迹则应该用虚线
表示;由于平面镜所成的像是虚像,虚像也应该用虚线画;法线作为研究问题
的辅助线,也要画成虚线,部分同学在作图时不能分清楚什么情况下画实线,
什么时候画虚线。
二、典例精讲
【例题1】(24-25八年级上·全国·课后作业)人在路灯下行走,影子落在地面,并具有靠
近路灯时影子 、远离路灯时影子 的特点。(以上两空均填“长”或
“短”或“不变”)
【例题2】(2024·福建宁德·一模)立竿测影是中国古代天文学观测天体位置、划分节气
等不可缺少的方法之一,立竿的影子由于光的 而形成。太阳到地球的距离大约是
,太阳发出的光要经过 s才能到达地球。(光速 )
【例题3】(23-24八年级上·四川凉山·阶段练习)关于光的反射,下列说法正确的是(
)A.当光线垂直于平面镜入射时,入射角是90°
B.入射光线靠近法线时,反射光线也靠近法线
C.入射角增大5°时,反射光线与入射光线的夹角也增大5°
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
【例题4】(23-24八年级上·全国·课后作业)小海用如图所示的实验装置探究平面镜成像
特点:
(1)以下是小海设计的实验方案,请帮他把设计理由填写完整;
①将一张白纸平铺在桌面上,玻璃板竖直放置在纸上。将蜡烛A点燃后竖立在玻璃板前面,
透过玻璃板观察其另一侧的像。用玻璃板替代平面镜是便于观察像的 ;
②将与A完全相同、未点燃的蜡烛B放到玻璃板后面与像重合,比较像与蜡烛的大小关系。
这里采用的探究方法是 (选填“等效替代法”或“控制变量法”);
③在白纸上描出蜡烛A、B和玻璃板的位置,用刻度尺量出蜡烛A、B到玻璃板的距离。
(2)实验中,蜡烛A靠近玻璃板时,蜡烛B需 玻璃板(选填“靠近”或“远
离”),才能与像重合;
(3)实验证明,平面镜成像的特点: (写出一点即可)。
【例题5】(22-23八年级上·山东枣庄·期末)在探究凸透镜成像规律的实验中,将蜡烛放
在凸透镜前适当位置,调节光屏位置得到清晰的像。如图所示,把眼镜片放在烛焰与凸透
镜之间,屏上的像变得模糊,将光屏向凸透镜适当靠近,光屏上又得到清晰的像,则该镜
片( )
A.是凸透镜 B.是凹透镜
C.是平面镜 D.是凹面镜【例题6】(2024·黑龙江大庆·中考真题)以下光的反射、折射的光路图,正确的是(
)
A. B.
C. D.
【例题7】(2024·广东汕尾·二模)如图所示,一束光线AO斜射到水面上,请画出对应
的折射光线和反射光线。
【例题8】(24-25八年级上·全国·课后作业)唐代的孔颗达在《礼记•月令》一书中写道:
“云薄溜日,日照雨滴则虹生”,这里雨虹的产生是光的 现象,科学家
首先研究了这一现象,他让一束太阳光通过 ,光屏上出现彩色的光带,表明太
阳光是由 混合而成的。
三、素养提升
【强化1】(2024·山东菏泽·三模)中华优秀传统文化蕴含着丰富的物理知识。《墨经》
中记载了世界上最早的“小孔成像”实验(如图所示),小孔成像是由于光的 形成
的。【强化2】(22-23八年级上·四川广元·期中)光在真空中的传播速度是 m/s。
为了实现我国的探月计划,向月球发射的激光到达月球并返回到地面的时间共需2.56s,则
地球和月球间的距离是 m。打雷时,总是先看到闪电,后听到雷声,这是由于
的缘故。
【强化3】(24-25八年级上·全国·假期作业)雨后的夜晚,当你迎着月光行走在有积水的
路上,为了避让水洼,应走 (选填“较暗”或“较亮”)的地面,这是因为
。
A.地面发生镜面反射
B.地面发生漫反射
C.水面发生漫反射
D.水面不发生反射
【强化4】(2023·山东德州·中考真题)某小组的同学用如图甲所示器材完成了“探究平
面镜成像的特点”的实验。
(1)实验中用薄玻璃板代替平面镜目的是:便于确定像的 ;
(2)实验中应选择与蜡烛①外形相同且 (选填“已点燃”或“未点燃”)的蜡烛②,
移动蜡烛②发现其恰好能与蜡烛①的像完全重合,说明像与物 ;
(3)将蜡烛①远离玻璃板,像的大小将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)如图乙,将玻璃板倾斜,蜡烛①的像将 (选填“仍然”或“不再”)与蜡烛①
关于镜面对称。
【强化5】(23-24八年级上·山东德州·期末)为帮助司机扩大观察车后方视野,汽车后视
镜应设计一块 (选填“平面镜”“凸面镜”或“凹面镜”)镜;“天眼”是在
我国贵州省建成的世界上最大的天文望远镜(如图所示),它的反射面属于
(选填“平面镜”“凸面镜”或“凹面镜”)。【强化6】(2022·山东德州·中考真题)如图所示,AO是射向玻璃砖的光线,CD是离开
玻璃砖的光线。下列说法正确的是( )
A.光线AO射向界面MN时只发生折射
B.光线AO在玻璃砖中的传播路径远离法线
C.光线从A到D的传播过程是光的直线传播
D.光线若沿DC方向射向界面PQ最终将沿OA方向射出
【强化7】(19-20八年级上·全国·课后作业)如图所示,一束与平面镜成30°角的光入射
到平面镜上,请根据光的反射定律,画出反射光线并标出反射角的度数。
【强化8】(2024·江苏泰州·模拟预测)小明去武夷山旅行观看了《印象大红袍》演出,
舞台上的舞者的衣服随着舞台灯光的变换,时而变成绿色,时而变成红色,美轮美奂。小
明立刻判断舞者的衣服在阳光下应该呈( )
A.红色 B.绿色 C.白色 D.黑色
04单元小结
一、考点考向
1.光的直线传播
(1)光源分类:自然光源、人造光源。特别注意:月亮本身不会发光,它不是光源。
(2)光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。
(3)光线:由一小束光抽象而建立的理想物理模型。
(4)光速:光在真空中速度 c=3×108m/s=3×105km/s;光在空气中速度约为
3×108m/s。光在水中速度为真空中光速的 3/4,在玻璃中速度为真空中速度的
2/3 。
(5)光年:指光在1年中的传播距离,是距离单位,不是时间单位,也不是速
度单位。
2.光的反射
(1)光的反射:光从一种介质射向另一种介质表面时,一部分光被反射回原来
介质的现象。
(2)反射定律:三线共面,两线分居,两角相等,光路可逆。即反射光线与入
射光线、法线在同一平面上,反射光线和入射光线分居于法线的两侧,反射角
等于入射角。光的反射过程中光路是可逆的。
(3)光的反射分类:镜面反射和漫反射。无论镜面反射还是漫反射都遵循反射
定律。
3.平面镜成像
(1)实像和虚像的区分:实像是实际光线会聚点所成的像;虚像是实际光线反
向延长线的会聚点所成的像。虚像能用眼睛直接观看,但不能用光屏接收;实
像既可以用光屏承接,也可以用眼睛直接观看。
(2)平面镜成像特点:等大、等距、垂直、对称、虚像。
(3)球面镜:凸面镜是利用球面的外表面作反射面的面镜,对光有发散作用,
常用作汽车观后镜来扩大视野。凹面镜是利用球面的内表面作反射面的面镜,
凹面镜对光有汇聚作用,常用作太阳灶和探照灯。
4.光的折射
(1)光的折射:光从一种介质射入另一种介质时,传播方向发生了偏折的现象。
(2)折射定律:三线共面,两线分居,两角不相等(空气中的大,光路可逆)。
即折射光线与入射光线、法线在同一平面上,折射光线和入射光线分居于法线
的两侧。当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,折射角也增大。当光从空气垂直射入水中或其他介质中时,传播方向不变,反射角等于入射角。光的反射过程中光路
是可逆的。
5.光的色散
(1)色散:太阳是白光,它入射、射出棱镜会发生折射,被分解成各种颜色的
光。
(2)色散现象:彩虹、在阳光下肥皂泡变成彩色等。
(3)色光的三原色:红、绿、蓝,其他色光都是由这三种色光混合而成。
(4)看不见的光:红外线、此外线。
二、常考题型
(1)选择题:常考热点主要集中在光传播的条件及传播速度以及光的反射和折
射以及色散。
(2)实验题:常考热点主要集中在探究平面镜成像的特点。
(3)作图题:常考热点主要集中在广德反射和折射以及平面镜成像的作图等。