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专题三光现象综合复习★中考命题热点★本专题的内容主要包括光的直线传播、光的反射定律、平面镜成像、光的折射及其规律。其中光的反射是物理中的重要规律，是平面镜成像的基础；光的折射是常见的光现象，理解其规律是后面学习透镜的基础。纵观北京这几年的中考试题，光的反射、光的折射和平面镜成像作图，以及相关现象的解释是中考考察的重点。试题形式主要以填空题、选择题、作图题和实验探究题表现出来。★解题方法和技巧★1.在分析各种光现象时，要抓住问题的主要主要方面——介质，光在同种均匀介质中沿直线传播，方向不变。光现象有影子的形成、日食、月食、小孔成像；光在不同介质或者不均匀介质中光路变化为折射现象；在同一种均匀介质中，光路发生变化的现象称为光的折射。2.在利用光的反射规律和折射规律作图时，要特别重视法线的作用，过入射点正确作出法线（虚线），根据反射角等于入射角作出反射光线，再根据反射光线、法线、入射光线在同一平面上来确定反射光线；根据光的折射规律，在空气中的角比在水中（或玻璃）大来大致画出折射光线。3.解题时注意两条规律：（1）入射角增大，反射角、折射角都随着增大，但是不成正比例；（2）当光垂直照射向两种介质的界面时，“三线合一”，即入射光线、法线、反射光线重合，反射角和入射角都等于0°。4.平面镜成像的特点：（1）像与物大小相等；（2）像与物对应点的连线跟镜面垂直；（3）像与物到镜面距离相等；（4）像与物左右相反；（5）像是虚像（virtualimage）。5.理想化模型及其作图法为了更形象、更简单地描述和研究光现象及其规律，物理学采用理想化模型的方法，用光线来表示光的传播路线，用作图法解决光学问题，作图法就是根据题设条件，灵活运用有关物理概念和规律，通过作图法求解未知量的方法。因此，必须注意作图的规范性，掌握光线和光线的反向延长线、实像和虚像等画法的规定，逐步学会这种研究问题的方法。利用对称法作图就是根据平面镜成像的对称性完成光路。平面镜成像的特点可以简记为：正立、等大、对称、虚像。利用对称法可以方便的解决四种类型的的平面镜作图题：（1）确定虚像的位置；（2）确定光照范围或者观察范围；（3）确定光路；（4）确定发光点的位置。在作图过程中我们会发现，对称法作图的核心是平面镜成像的规律，从根本上讲是反射定律的应用。★知识梳理★1.光线光源发出的光，通过均匀的介质时，沿直线进行，叫做光的直线传播。代表光前进方向的直线，称为“光线”。“光线”在几何光学作图中起着重要作用，在光的直线传播、反射与折射以及研究透镜成像中，都是必不可少且要反复运用的基本方法。值得注意的是，光线不是实际存在的实物，而是在研究光的行进过程中细窄光束的抽象。2.光的传播（1）光在均匀介质中是沿直线传播的。（2）光在真空中的传播速度最大，是3×108m/s。3.光的反射定律光的反射定律是指光在反射时所遵循的规律。理解光的反射定律要弄清一点、二角、三线的含义。光的反射定律可以简记为：“同平面，居两侧，角相等，路可逆”。4.漫反射5.镜面反射6.平面镜成像的特点（1）像与物大小相等；（2）像与物对应点的连线跟镜面垂直；（3）像与物到镜面距离相等；（4）像与物左右相反；（5）像是虚像（virtualimage）。从数学对称的角度来看，平面镜成像的以上五个特点可归结为一句话：物体和像关于镜面是对称的。平面镜成像的这5个特点，每一点可以单独考查，亦可以几项综合考察。7.实像与虚像从物体发出（或反射）的光线，经过光学仪器后可以形成和物体形状相似的实像或虚像。实像是指从物体发出的或反射的光线，经过光学仪器后实际的光线在空间相交所成的像，是由实际光线会聚而成的明亮区域，是真实存在的，既可以用眼睛观察到，又可以显示在光屏上。如物体经过小孔所成的像，就是物体发出或反射的光线沿直线通过小孔传播到光屏上形成的倒立的实像。如图5-1所示。虚像是从物体发出的或反射的光线经过光学仪器后，实际光线没有会聚而是变得发散，这些发散光线的反向延长线相交而形成的像，人们根据光沿直线传播的经验逆着光传播方向寻找和判断光从何处射过来，觉得这些发散光线是从它们的反向延长线的交点发出的。由于虚像不是实际光线会聚而成的，实际并不存在。因此，虚像只能用眼睛观察到，而不能在光屏上呈现出来，反射光线在镜前发散，反射光线的反向延长线在镜后相交形成的虚像。如图5-2所示。★重难点突破★〖经典例题1〗如图5-2甲所示，S’为点光源S在平面镜MN中的像，SA为光源S发出的一条光线，请画出平面镜MN，并完成光线SA的光路。精析：本题关键是根据平面镜成像的对称性，即像与物体的连线与平面镜垂直，像与物体到镜面的距离相等，连接SS’并作其中垂线就是平面镜的位置（如图5-2乙所示），其他问题则迎刃而解。答案如图5-2乙所示。〖经典例题2〗一平面镜与水平桌面成45°角，一小球以1m/s的速度沿桌面向平面镜匀速滚去（如图5-3所示），则小球在平面镜里的像（）A．以1m/s的速度做竖直向上运动；B．以1m/s的速度做竖直向下运动；C．以2m/s的速度做竖直向上运动；D．以2m/s的速度做竖直向下运动。精析：解题关键是判断小球在平面镜中的像是怎样运动的。如图5-3乙所示，设小球从桌面A滚动到B，根据平面镜成像特点，分别作出小球在平面镜中的像A’和B’，可以知道A’和B’位于竖直方向，且有A’B’＝AB。所以小球在镜中的像以1m/s的速度做竖直向下的运动，选项B正确。★重难点突破★二、平面镜成像的原理如图5-4所示，镜前烛焰上的点S射向平面镜的光线，经平面镜反射后进入眼睛，看起来就觉得这些光线好像是从它们在镜后延长线的交点S′射出来的。人们会感觉像S′出真有一个光源一样，如图5-4所示。S′就是S在镜中的像，但是镜子后面实际上并没有这个发出光线的点，所以叫为虚像。物体上每个点在镜子里都有一个像点，所有像点就组成整个物体的虚像。★重难点突破★三、实像和虚像从物体发出（或反射）的光线，经过光学仪器后可以形成和物体形状相似的实像或虚像。实像是指从物体发出的或反射的光线，经过光学仪器后实际的光线在空间相交所成的像，是由实际光线会聚而成的明亮区域，是真实存在的，既可以用眼睛观察到，又可以显示在光屏上。如物体经过小孔所成的像，就是物体发出或反射的光线沿直线通过小孔传播到光屏上形成的倒立的实像。如图5-4所示。虚像是从物体发出的或反射的光线经过光学仪器后，实际光线没有会聚而是变得发散，这些发散光线的反向延长线相交而形成的像，人们根据光沿直线传播的经验逆着光传播方向寻找和判断光从何处射过来，觉得这些发散光线是从它们的反向延长线的交点发出的。由于虚像不是实际光线会聚而成的，实际并不存在。因此，虚像只能用眼睛观察到，而不能在光屏上呈现出来，反射光线在镜前发散，反射光线的反向延长线在镜后相交形成的虚像。如图5-6所示。★重难点突破★四。平面镜的应用（1）利用平面镜可以改变光的传播方向，起到控制光路的作用。如制作潜望镜；在挖井、挖掘山洞时，用平面镜将太阳光反射到作业区照明；修建体育场馆和高大建筑物时，利用平面镜把太阳光反射到室内改善光照条件。（2）利用平面镜来成像：如制作各种镜子，商场和家庭装修时，利用平面镜成像增强宽敞明亮的空间效果。（3）利用平面镜反射光来使微小形变放大，以便观察。1.画光线利用反射规律，根据入射光线画反射光线或根据反射光线确定入射光线是基础性题目。〖经典例题3〗如图5-7所示，AO是入射光线，MN为平面镜，在图5-7中正确画出反射光线。解析：这是由入射光线作反射光线的题目，既是中考考查的基础知识，也是非常典型的一类题目。根据反射定律中的反射角等于入射角。我们注意要先做出法线，然后根据入射角确定反射角，准确做出反射光线。具体画法如图5-8所示。2.作物体的像给出物体和平面镜，作出平面镜内物体的像。〖经典例题4〗如图5-9所示，物体AB上的B点在平面镜里所成的像在B’点，在图中画出平面镜的位置和物体AB在平面镜中的像A’B’。解析：根据平面镜成像的规律，物体和平面镜内的像是关于镜面对称的。所以，平面镜所在的直线是物体和像的对应点连线的垂直平分线。连接BB’，做出BB’的垂直平分线就是平面镜所在的位置，再根据平面镜位置和成像特点确定点A的像，连接A’B’即为物体的像，结果如图5-10所示。3.确定反射面或平面镜利用光的反射规律和光线关系确定反射面，以及平面镜成像的图例中，确定平面镜的位置。〖经典例题5〗小明用平面镜将一束太阳光反射到竖井中，如图5-11所示。请在图上作出平面镜的位置，并标出镜面与水平面夹角的度数。解析：根据光的反射定律中反射角等于入射角可知，反射光线和入射光线的夹角是120°，则反射角和入射角分别是60°，由此可确定出法线，再作出法线的垂线，即平面镜所在的位置。具体做法如图5-12所示。4.确定光源或物体位置平面镜成像的原理是光的反射，可以根据这个原理在平面镜和反射光路中确定光源或物体的位置。〖经典例题6〗有一光源S在平面镜前，经平面镜的两束反射光如图5-13所示，请你根据平面镜成像的特点确定光源位置，并完成光路图。解析：光源发出的光，被镜面反射后，我们可看成是由物体的像发出的，利用此特点可以很方便的找到光源。反向延长两条反射光线，其交点为光源的像，然后利用平面镜的成像特点，确定光源位置，完成反射光路，具体作法如图5-14所示。一、光的折射1、定义：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化；这种现象叫光的折射现象。2、光的折射定律：⑴折射光线，入射光线和法线在同一平面内。⑵折射光线和入射光线分居与法线两侧。⑶光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角，属于近法线折射。光从水中或其他介质斜射入空气中时，折射角大于入射角，属于远法线折射。光从空气垂直射入（或其他介质射出），折射角=入射角=0度。3、在折射时光路是可逆的。4、应用：从空气看水中的物体，或从水中看空气中的物体看到的是物体的虚像，看到的位置比实际位置高练习：池水看起来比实际的浅是因为光从水中斜射向空气中时发生折射，折射角大于入射角。☆蓝天白云在湖中形成倒影，水中鱼儿在“云中”自由穿行。这里我们看到的水中的白云是由光的反射而形成的虚像，看到的鱼儿是由是由光的折射而形成的虚像。第四节光的折射一、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，这种现象叫做光的折射。光的折射可分为两种情况：（1）光线斜射时，传播方向发生偏折；（2）光线垂直射向两种物质的界面时，传播方向不变，按原方向传播。二、光的折射规律1、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，这就是光的折射规律。在折射现象中，光路是可逆的。2、斜射（1）当光从空气斜射入玻璃、水等介质中时，折射光线向法线方向偏折。（2）光从水、玻璃等介质斜射入空气中时，折射光线向界面方向偏折。即斜射时，不论空气中的光线是入射光线还是折射光线，总是空气中的角度偏大。折射光线与法线的夹角叫做折射角。（3）垂直入射当光线垂直射向两个介质的分界面时，光线的传播方向不变，入射光线、折射光线均与法线重合。（4）光的折射规律与光的反射规律的区别：光的传播规律中，入射光线和反射光线在界面的同侧，光的传播速度不变；光的折射规律中，入射光线和反射光线分别在介质分界面得两侧，光的传播速度发生改变。（5）法线的重要地位：它具有双重身份，（1）它是两种介质分界面得垂线；（2）它是作图中画出反射光线和折射光线的参照标准。三、用光的折射规律解释光的折射现象课本中列举了四个光的折射现象的例子，现利用光的折射规律等光学知识逐一进行分析说明。（1）鱼儿在清澈的水里面游动，可以看得很清楚，然而，沿着你看见鱼的方向去叉它，却叉不到。有经验的渔民都知道，只有瞄准鱼的下方才能把鱼叉到。如图所示，根据光的折射规律，水中鱼漫反射出的两条光线斜射到介质分界面处发生偏折，折射光线偏向水和空气的分界面，人从折射光线传来的方向看，由于人眼习惯于光沿直线传播，从折射光线反向延长线上看到了鱼在水中的虚像，像在鱼的上方。所以有经验的渔民和学过光的折射规律的人，都知道