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第4讲光现象2013~2015年初中学业水平考试试题统计与命题解读考点聚焦考纲要求云南省近三年考题统计命题角度年份/卷别/题号/分值题型光的直线传播探究并了解光的传播及其应用2015曲靖,1,3分2015昆明,3,3分选择光的各种现象的辨别光的反射通过实验,探究并了解光的反射定律———考点聚焦考纲要求云南省近三年考题统计命题角度年份/卷别/题号/分值题型平面镜成像通过实验,探究平面镜成像时像与物的关系,知道平面镜成像的特点和应用2014昆明,13,2分2014曲靖,19(2),2分2014云南,21,7分2013云南,3,3分选择填空作图实验平面镜成像特点、光的反射规律、平面镜成像的特点、探究平面镜成像的特点考点聚焦考纲要求云南省近三年考题统计命题角度年份/卷别/题号/分值题型光的折射通过观察和实验,探究并了解光的折射现象及特点2015昆明,18(1),2分2013云南,19(2),3分作图光的折射作图光的色散通过观察和实验,了解白光的组成和不同色光混合的现象2014云南,14,2分2013云南,3,3分2013云南,11,2分选择填空光速、光的色散、色光的混合、光的折射现象考点1考点2考点3考点4考点5考点1光的直线传播1.光源:能够自行发光的物体叫作光源。例如太阳、恒星、点燃的蜡烛、开亮的电灯、闪电、萤火虫等。按获取方式可将光源分成天然光源和人造光源。2.条件:光在同种均匀介质中沿直线传播。3.事例:影子的形成、日食、月食、小孔成像。4.应用:站队看齐;射击瞄准;木工判断木板是否刨平;激光测距;激光准直;针孔照相。5.光速:真空中光速约为3.0×108m/s,相当于每秒绕地球赤道转七圈半。v气体v液体v固体。6.光年:光在1年内传播的距离。考点1考点2考点3考点4考点5【提示】(1)光在不同的介质或同种不均匀的介质中,不一定沿直线传播。如光在不均匀大气中的传播路线就是弯曲的。(2)光客观存在,而光线是为了表示光而假设的一种物理模型,就像磁感线是为了表示磁场而假设的一种物理模型一样,光线和磁感线现实中都不存在。(3)为了清晰地观察到光束在不同介质中的传播路径,研究光的直线传播实验需要在弱光线的环境下实验。(4)显示光路的方法:在空气中喷水雾、点燃香烟或蚊香,在液体中滴入几滴牛奶(或杂质)。考点1考点2考点3考点4考点5考点2光的反射1.光射到两种介质的交界面时,在界面处被反射回原介质中的现象叫作光的反射现象。2.光的反射定律(1)内容:①反射光线与入射光线、法线在同一平面内——三线共面;②反射光线和入射光线分居法线两侧——两线分居;③反射角等于入射角——两角相等。(2)图示:考点1考点2考点3考点4考点5(3)理解:①光的反射现象中,一条入射光线只有一条对应的反射光线。②当光线垂直入射时,入射角等于0度,反射角也等于0度。③入射角增大,反射角增大。④在光的反射中,光路是可逆的。【提示】(1)入射角(反射角)是入射光线(反射光线)与法线之间的夹角,而不是入射光线(反射光线)与反射面之间的夹角。(2)发生光的反射时,先入射,后反射,入射是“因”,反射是“果”,因此,表述光的反射定律时,应先说“反射光线”和“反射角”。(3)光学作图时,一定要注意以下三个问题:①线的虚实;②角的大小;③箭头的方向。考点1考点2考点3考点4考点53.两种反射(1)光的反射包括镜面反射和漫反射。(2)漫反射和镜面反射的认识:漫反射镜面反射条件反射面凹凸不平反射面平整光滑图示反射特点入射光线平行,反射光线向着不同的方向入射光线平行,反射光线仍然平行考点1考点2考点3考点4考点5漫反射镜面反射视觉特征能从各个方向看到物体只能在反射光的方向上看到物体,且物体看起来明亮、刺眼能否成像不能成像能成像相同点漫反射和镜面反射都遵循光的反射定律【提示】(1)我们能看到光源,是因为物体发出的光进入了眼睛;我们能看到本身不发光的物体,是因为物体反射的光进入了眼睛。(2)生产生活中常常利用镜面反射来精确控制光的传播方向。考点1考点2考点3考点4考点5考点3平面镜成像1.探究平面镜成像特点的实验(1)用玻璃板代替平面镜的原因:玻璃板既能反射光,又能透过光,这样既可以成像,又可以透过玻璃板看到另一侧的蜡烛。(2)用的两支蜡烛完全相同的原因:方便比较像和物体的大小关系。(3)让未点燃的蜡烛与虚像完全重合的原因:用未点燃的蜡烛替代虚像。(4)未点燃的蜡烛不能与虚像完全重合的原因:玻璃板与桌面不垂直。(5)用烛焰作为研究对象的原因:烛焰明亮,成像清晰,易于观察。(6)在暗室中进行实验的原因:环境较暗,像相对就明亮些。(7)在虚像处放置光屏的原因:判断所成像的虚实。考点1考点2考点3考点4考点5(8)方格纸(或刻度尺)的用途:更好地比较像和物体到平面镜的距离。(9)观察到玻璃板另一侧有两个距离很近的虚像的原因:玻璃板太厚,前后两个侧面各成了一个像。所以选择薄玻璃板进行实验。(10)多次重复实验的目的:更好地发现普遍性规律。【提示】替代法:实验时,在保证实验效果相同的前提下,将陌生的、复杂的、难处理的问题用熟悉的、简单的、容易处理的问题替代的方法。上述实验中,用玻璃板替代平面镜、用蜡烛替代虚像,都是替代法的利用。考点1考点2考点3考点4考点52.平面镜成像特点和原理平面镜成像(1)像是虚像;(2)像与物体的形状、大小完全相同;(3)像点与相应的物点连线垂直于镜面;(4)像与物到镜面的距离相等(物体与它在平面镜中所成的像相对于镜面是对称的)虚像的本质物体上任意点的虚像是由这个点发出的光线经过平面镜反射后,反射光线反向延长线的交点考点1考点2考点3考点4考点5平面镜成像的作图(1)利用平面镜成像的特点(物体与它在平面镜中所成的像相对于镜面是对称的)作图。注意:物和像点的连线用虚线,与镜面垂直处画上垂足符号;像是虚像,用虚线作出。(2)利用平面镜成像原理作图。先作出发光点S的任意两条入射光线SA、SB;根据光的反射定律,作出两条入射光线的反射光线AC、BD(要借助法线);作出两条反射光线的反向延长线,二者的交点S'就是物点S的像点考点1考点2考点3考点4考点53.实像与虚像实像虚像形成实际光线会聚实际光线反向延长线会聚承接能用光屏不能用光屏承接画法用实线表示用虚线表示观察可以用眼睛观察,可以用相机拍摄考点1考点2考点3考点4考点5【提示】(1)平面镜成像时,物体和像关于平面镜成轴对称图形。(2)当我们靠近平面镜时,会感觉到自己在平面镜中的像越来越大,这是由于这一过程中像的视角变大的缘故,实际上像的大小并没有发生变化。(3)“镜中钟表”的读数方法:方法一:在纸的反面根据指针位置直接读数。方法二:实际时间=12h-镜中时间。方法三:在钟面上逆向标数后,再根据新数字读数。方法四:以12和6的连线为对称轴,画出时针和分针的像再读数。考点1考点2考点3考点4考点54.平面镜、凸面镜和凹面镜比较平面镜凸面镜凹面镜简称凸镜凹镜反射面平面球面外表面球面内表面对光的作用定向改变光的传播方向发散会聚图示考点1考点2考点3考点4考点5平面镜凸面镜凹面镜应用①成像:照镜子。②改变光的传播方向:潜望镜。③扩大视觉空间:借助平面镜在狭窄的房间里检查视力观后镜——利用凸面镜扩大视觉范围太阳灶——利用凹面镜会聚光线考点1考点2考点3考点4考点5考点4光的折射1.定义:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折的现象叫光的折射现象。2.光的折射规律:(1)内容:①折射光线与入射光线、法线在同一平面内——三线共面;②折射光线和入射光线分居法线两侧——两线分居;③当光线由空气斜射入水中时,入射角大于折射角;入射角增大,折射角也增大;当光线垂直入射时,光的传播方向不变。(2)图示:考点1考点2考点3考点4考点5(3)理解:①当光线垂直入射时,入射角等于0度,折射角也等于0度。②在光的折射现象中,光路是可逆的。3.光的折射现象:池底变浅。(1)原理:从池底A点射来的光线在水面处发生折射,折射角大于入射角,眼睛逆着折射光线看去,感觉光是从A'点射来的,A'点就是A点的变高(选填“高”或“低”)的虚像。(2)规律:在折射成像现象中,折射光线、入射点和像点在同一直线上。这一规律经常用来进行相关的作图。考点1考点2考点3考点4考点5特别提醒(1)发生光的折射的原因是光在不同介质中传播速度不同。(2)光线发生折射时,在介质表面处,光线还会发生反射。考点1考点2考点3考点4考点5考点5光的色散1.光的色散英国物理学家牛顿通过实验使太阳光分解,在承接的白屏上形成一条彩色光带,颜色依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,这种现象叫光的色散,表明白光不是单一颜色的光,而是由各种色光混合而成的。2.色光的三原色考点1考点2考点3考点4考点53.看不见的光(1)红外线及应用光谱上红光以外的部分叫红外线,主要特性是热效应显著,主要应用有:红外线测温仪、红外线夜视仪、红外线烤箱、红外线遥控等。(2)紫外线及应用光谱上紫光以外的部分叫紫外线,主要特性:化学作用强,易使底片感光;生理作用强,能杀菌;具有荧光效应,可以进行防伪。考法1考法2考法3考法4考法1三种光现象的辨析光的直线传播、反射、折射会形成不同的光现象,中考常会考查:辨认某一现象的形成是由于光的哪一个传播规律形成的,以选择题为主要题型。例1(2015四川资阳)下列有关光现象的四个情境中属于光的折射的是()考法1考法2考法3考法4解析:蜡烛在镜中的像属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故A不符合题意;街道拐角处扩大视野应用的是凸面镜,属于光的反射,故B不符合题意;铅笔好像“断”了,是由于光的折射形成的,故C符合题意;手影是由于光的直线传播形成的,故D不符合题意。答案:C考法1考法2考法3考法4方法点拨(1)光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播,产生的现象有小孔成像、激光准直、影子的形成、日食和月食等;(2)光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象,例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的;(3)光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质进入另一种介质时,就会出现光的折射现象,例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼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平面镜成像特点平面镜成像特点的实验探究命题,主要从实验操作过程、物理方法、成像原理、作图等方面考查。例2(2015山东泰安)如图所示,A、B是镜前一点光源S发出的光线经平面镜M反射后的两条反射光线,请在图中标出点光源S和像点S'的位置,并完成反射光路图。考法1考法2考法3考法4解析:第一种作法:先将两条反射光线反向延长交于一点S'即为像的位置,再通过平面镜作出S'的对称点S,即为发光点的位置,并连接S与两个反射点画出入射光线,如图所示:第二种作法:分别过反射点垂直镜面作出法线,画出两条入射光线,两条入射光线的交点S即为发光点的位置,再通过平面镜作出S的对称点S',即为像的位置,如图所示:答案:见解析考法1考法2考法3考法4方法点拨本题有两种作法:第一种作法:根据反射光线反向延长后过像点,作出反光点的像点S',再根据平面镜成像的特点:像与物关于平面镜对称作出发光点S的位置,补出入射光线。第二种作法:根据光的反射定律:反射光线、入射光线、法线在同一个平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,作出两条反射光线的入射光线,交点即为发光点的位置。考法1考法2考法3考法4考法3光的折射规律主要考查对光的折射规律的理解,要熟练掌握光的折射规律的内容,搞清折射角与入射角的关系。例3如图所示,水槽里装有纯净水,一束红色激光从空气中以入射角i射到水面上的O点。设入射光的强度为100%,用光传感器采集水槽底部折射光斑的光强和光屏上收集到的反射光斑的光强。考法1考法2考法3考法4(入射光100%)i=60°i=45°i=30°i=20°反射光约70%约45%约30%A折射光约30%约55%约70%约75%(1)观察表中数据规律,A处应填。光从空气中射入水中,同时发生反射和折射,随着入射角i