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1、第 2 課時光現(xiàn)象 考點知識聚焦光的直線傳播 光在、的介質(zhì)中沿直線傳播用一條帶有箭頭的直線表示光傳播的徑跡和方向,這樣的直線叫作光線。光線是建立的物理模型,它實際上并不存在同種 均勻考點一光的直線傳播 考點知識聚焦現(xiàn)象及應(yīng)用 示例 解釋 同例光在傳播過程中遇到不透明物體,在物體后面光因沿而不能到達的區(qū)域?qū)a(chǎn)生影子 日食、月食等由于,通過小孔后燭焰成倒立的實像,小孔成像的形狀只與物體的形狀有關(guān) 樹蔭下的光斑等由于,開鑿隧道時用激光束引導(dǎo)掘進 機前進 射擊瞄準(zhǔn)、激光準(zhǔn)直等直線傳播光沿直線傳播光沿直線傳播 考點知識聚焦光速 真空中的光速是宇宙中最大的速度,c=m /s=km /s;光在不同介質(zhì)中的傳
2、播速度不同。光年是指光在一年內(nèi)傳播的距離,它是長度單位3108 3105 考點知識聚焦定義 光在傳播過程中遇到物體表面時部分光改變傳播方向又返回到原來介質(zhì)中的現(xiàn)象,叫光的反射光路圖 AO OB考點二光的反射 ON 相等 65 考點知識聚焦鏡面反射與漫反 射 遵循 考點知識聚焦現(xiàn)象解釋 漫 漫 鏡面 考點知識聚焦成像光路圖考點三平面鏡成像 對稱 考點知識聚焦成像原理 反射 虛 不能 考點知識聚焦應(yīng)用 潛望鏡、穿衣鏡、醫(yī)生檢查口腔的小鏡子等補充 我們將凸面鏡和凹面鏡統(tǒng)稱為球面鏡。凸面鏡對光線有發(fā)散作用,能起到擴大視野的作用,如汽車的后視鏡、街頭路口的反光鏡等都是利用凸面鏡原理制成的;凹面鏡對光線具
3、有會聚作用,如太陽灶就是利用凹面鏡原理制成的 考點知識聚焦定義光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時,傳播方向發(fā)生了偏折,這種現(xiàn)象叫作光的折射光路圖考點四光的折射 小于 大于 不變等于 0 考點知識聚焦現(xiàn)象分析 魚反射的光線經(jīng)過水面折射進入人眼,而人眼總認(rèn)為光沿直線傳播,這就使人在折射光線的反向延長 線上看到一個升高的虛像 鋼筆反射的光線經(jīng)過玻璃磚折射進入人眼,而人眼總認(rèn)為光沿直線傳播,這就使人在折射光線的反向延長線上看到一個“錯位”的虛像 筷子在水中部分反射的光線經(jīng)過水面折射進入人眼,而人眼總認(rèn)為光沿直線傳播,這就使人在折射光線的反向延長線上看到一個“彎折”的虛像 考點知識聚焦考點五初高銜接知識點
4、考點知識聚焦 考點知識聚焦 熱點考向探究探究一光現(xiàn)象辨識及解釋 【變式1】圖2-3是豐子愷的一幅畫,畫中配詩“臨水種桃知有意,一株當(dāng)作兩株看”,其中呈現(xiàn)的光學(xué)現(xiàn)象是()A.光的直線傳播B.光的反射C.光的折射D.光的色散熱點考向探究B【變式2】 2018包河區(qū)一模如圖2-4所示,北京時間2018年1月31日,我國絕大部分地區(qū)迎來一次千載難逢的天文奇觀“月全食”。下列所述現(xiàn)象中與“月全食”的光學(xué)成因相同的是 ()A.立竿見影 B.拱橋倒影 C.畢業(yè)合影 D.海市蜃樓幻影A 例2 2018銅陵一模某人站在木架上,眼睛P正下方的地面上有一點光源S,眼睛到地面的高度為3m ,現(xiàn)在人面前2m 處豎直立一
5、塊平面鏡MN,如圖2-5所示。根據(jù)平面鏡成像特點,作出點光源S發(fā)出的光經(jīng)平面鏡反射到達人眼的光路圖,并求出點光源S發(fā)出的光經(jīng)平面鏡反射到達人眼所走過的路程為m 。熱點考向探究探究二光現(xiàn)象作圖與計算 5 熱點考向探究 【變式1】如圖2-6所示,OA是光從水中射入空氣中時的一條反射光線,若OA與水平界面的夾角為60,且OA與折射光線垂直,則入射角的大小為;折射光線與法線的夾角大小為。熱點考向探究【變式2】2018定遠(yuǎn)縣一模某一點光源S發(fā)出的兩條光線經(jīng)平面鏡反射后的光線如圖2-7所示,試用平面鏡成像的點確定S的位置,并完成光路圖。 30 60 熱點考向探究【變式3】2018瑤海區(qū)一模面鏡不是使光線透
6、過,而是使光反射回去,反射光線遵循反射定律,圖2-8甲中是凹面鏡,它將平行于主光軸入射的光線會聚在焦點F上,這是因為表面每個點的法線方向不同,光線以不同的角度反射,根據(jù)光路可逆性,凹面鏡不僅可以使平行光線會聚于焦點,還能使過焦點的光線反射成平行于主光軸的光,請根據(jù)以上敘述,在圖乙中畫出H0的成像光路圖。 答案 如圖所示 例3 2018銅陵一模小朱同學(xué)借助一塊平面鏡測量學(xué)校旗桿的大致高度,如圖2-9所示,他先把一小塊平面鏡M水平放置在自己和旗桿間水平地面上的適當(dāng)位置O處,當(dāng)他從平面鏡中恰能看到旗桿A點的像A時,測出平面鏡到自己及旗桿間的水平距離l和L,然后小朱測出自己的眼距地面的高度h(近似為身
7、高),根據(jù)平面鏡成像的特點,即可算出旗桿的高度。(1)請在圖中作出人眼從平面鏡中觀察到旗桿頂端A點的像的光路圖。熱點考向探究探究三光現(xiàn)象推導(dǎo)與證明 答案(1)如圖所示 熱點考向探究 例4光的反射在現(xiàn)實生活中有很多應(yīng)用,如圖2-10所示,小明拿兩面鏡子MM1和MM2,使它們互成90,來探究自行車尾燈的光學(xué)原理。(1)請在圖中畫出入射光線AO1在兩面鏡子MM1和MM2上的反射光線O1O2和O2B。(保留作圖痕跡)熱點考向探究 答案(1)如圖所示 熱點考向探究(2)利用幾何知識證明:入射光線AO1與反射光線O2B相互平行。(寫出必要的物理依據(jù)) 熱點考向探究 熱點考向探究 熱點考向探究 熱點考向探究
8、(2)證明:出射光線CD與入射光線AB相平行。 例5下表為1621年荷蘭科學(xué)家涅爾通過實驗得出的一組光從空氣進入玻璃中的數(shù)據(jù)。根據(jù)涅爾的數(shù)據(jù),我們可以得出結(jié)論:反射角入射角;光從空氣斜射入玻璃時折射角入射角,且當(dāng)入射角逐漸增大時,折射角逐漸;入射角與折射角的比值一個定值,入射角的正弦與折射角的正弦之比一個定值。(后兩空選填“是”或“不是”)熱點考向探究 等于探究四銜接折射率與全反射小于增大不是是 例6 如圖2-13所示,當(dāng)光從水中斜射氣中時,在界面處同時發(fā)生反射和折射現(xiàn)象,逐漸增大入射角,當(dāng)入射角增大到一定程度時,(入空選填“反射角”或“折射角”)會先達到90,入射角繼續(xù)增大時,便沒有了(選填
9、“反射光線”或“折射光線”)。光纖通信就是利用了此原理來減少光在傳播過程中的能量損失的。熱點考向探究 折射角折射光線 熱點考向探究1.732平行 熱點考向探究解析光在水中的傳播速度為空氣中傳播速度的,光在玻璃中的傳播速度為空氣中傳播速度的。當(dāng)光從空氣中斜射入水中時,折射光線偏向法線;當(dāng)光線從空氣中斜射入玻璃中時,折射光線也偏向法線。所以光由傳播速度大的介質(zhì)斜射入傳播速度小的介質(zhì)時,折射光線向法線偏折,即由傳播速度大的水中斜射入傳播速度小的玻璃中時折射光線偏向法線。 偏向當(dāng)光從傳播速度大的介質(zhì)斜射向傳播速度小的介質(zhì)中時折射光線偏向法線 熱點考向探究突破1探究光反射時的規(guī)律【考點歸納】紙板的作用:
10、顯示光的傳播路徑。紙板與鏡面要垂直放置,否則不能在紙板上看到反射光線。實驗時讓入射光貼著紙板入射,這是為了顯示入射光線;從不同位置都能看到光的傳播路徑,是因為光在紙板上發(fā)生了漫反射。光路的確定:在紙板的光線上取兩點,連接兩點并標(biāo)出方向。旋轉(zhuǎn)反射光線所在的紙板,反射光線消失,其目的是驗證反射光線、入射光線和法線是否在同一平面上。 改變?nèi)肷浣堑拇笮?進行多次實驗,目的是使實驗結(jié)論具有普遍性。將激光筆逆著原反射光線射入,反射光線逆著原入射光線射出,說明光路是可逆的。實驗突破 熱點考向探究 粗糙 垂直使光束貼著紙板射向O點 在紙板的光線上取兩點,連接兩點并標(biāo)出方向反射角和入射角 (3)以O(shè)N為軸旋轉(zhuǎn)紙
11、板F,觀察紙板F上能否出現(xiàn)反射光,設(shè)計意圖是。(4)在探究反射角和入射角之間的關(guān)系時,三次改變?nèi)肷浣堑拇笮?實驗所測數(shù)據(jù)記錄如下表,小明根據(jù)表中數(shù)據(jù)得出的結(jié)論和其他同學(xué)的結(jié)論并不一致。請你根據(jù)表中的數(shù)據(jù)分析小明實驗中出現(xiàn)錯誤的原因可是。(5)如果讓光線逆著OB的方向射向鏡面,會發(fā)現(xiàn)反射光線沿著OA方向射出,這表明。(6)接下來老師進行了如下演示:先用加濕器使整個教室充滿霧氣,將平面鏡放在一能轉(zhuǎn)動的水平圓臺上,在柱M上固定一紅色激光筆,使其發(fā)出的光垂直射向平面鏡上的O點,其作用是顯示的位置,然后打開固定在柱N上的綠色激光筆,使綠色激光射向O點,出現(xiàn)了如圖乙所示的情景,老師沿水平方向緩緩轉(zhuǎn)動圓臺,
12、當(dāng)我們觀察到時,可判斷反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)。熱點考向探究驗證反射光線、入射光線和法線是否在同一平面上把反射光線與鏡面的夾角記作反射角了(或把入射光線與鏡面的夾角記作入射角了)光發(fā)生反射時,光路是可逆的法線 反射的綠光擋住紅光和入射的綠光 熱點考向探究突破2探究平面鏡成像特點【考點歸納】選擇較暗環(huán)境的目的:使實驗現(xiàn)象更加明顯。用玻璃板代替平面鏡的好處:玻璃板透明,在看到蠟燭A的像的同時也能看到蠟燭B,便于確定像的位置。選擇薄玻璃板的原因:厚玻璃板前后表面都會反射成像,會造成重影。玻璃板應(yīng)與水平桌面垂直放置,否則桌面上玻璃板后的物不能與像完全重合。若玻璃板與水平桌面不垂直,則:a.
13、玻璃板向遠(yuǎn)離蠟燭方向傾斜時,像向下移;b.玻璃板向靠近蠟燭方向傾斜時,像向上移。取兩段相同的蠟燭是為了確定像與物的大小關(guān)系,應(yīng)用的是等效替代法?？潭瘸叩淖饔?測量物和像到玻璃板的距離。(距離不相等的可能原因:蠟燭B和像沒有完全重合、玻璃板 有厚度、測量長度存在誤差) 熱點考向探究眼觀察像的位置時眼與成像物體在同側(cè)。將一張紙放在像的位置上,在玻璃板后面觀察紙,將不能觀察到像,說明平面鏡成的像是虛像。平面鏡成像的特點:平面鏡所成的像是虛像;像與物到鏡面的距離相等,像與物的大小相等,物、像連線與鏡面垂直,即像與物關(guān)于鏡面對稱。改變蠟燭到平面鏡的距離,多次實驗的目的:使實驗結(jié)論具有普遍性。 熱點考向探
14、究例2 2017濱州 小濱用如圖2-16所示裝置進行了“探究平面鏡成像特點”的實驗。(1)他應(yīng)選取兩支外形(選填“相同”或“不同”)的蠟燭進行實驗。 (2)小濱選擇用玻璃板代替平面鏡進行實驗的目的是。 (1)解析用蠟燭B替代蠟燭A與蠟燭A的像進行比較,要求兩支蠟燭要完全相同,這是等效替代的思想。相同便于確定像的位置 (2)解析玻璃板透明,在看到蠟燭A的像的同時也能看到蠟燭B,便于確定像的位置。 熱點考向探究(3)在探究實驗的過程中,他把蠟燭A放在距玻璃板30cm處,則蠟燭A在玻璃板中所成的像到蠟燭A的距離是cm;當(dāng)蠟燭A遠(yuǎn)離玻璃板時,它的像的大小將(選填“變大”“變小”或“不變”)。 (4)在
15、玻璃板后放一光屏,無論怎樣移動光屏,都不能接收到蠟燭的像,說明。 (5)實驗過程中,小濱仔細(xì)觀察,發(fā)現(xiàn)蠟燭的像有重影,請你幫小濱分析產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因: , 。 (3)解析像與物到鏡面的距離相等,所以物、像之間距離為60 cm,平面鏡成的像與物等大,所以像的大小不變。60 不變 所成像是虛像玻璃板太厚,其前后兩個面都可以發(fā)生反射,出現(xiàn)兩個像 (4)解析玻璃板透明,在看到蠟燭A的像的同時也能看到蠟燭B,便于確定像的位置。 熱點考向探究【實驗拓展】(6)蠟燭能在平面鏡中成像的原理是 。 (7)為了使像看起來更清晰,實驗最好在(選填“較亮”或“較暗”)的環(huán)境中進行,進行實驗時蠟燭B應(yīng)(選填“點燃”或
16、“不點燃”)。 (8)為了完成實驗,本實驗還需要的一個測量儀器是。 (9)如果玻璃板沒有放正,將對實驗產(chǎn)生什么影響? 。若要檢驗玻璃板的放置是否符合要求,你的方法是 ， 在 實驗中若玻璃板向右傾斜,如圖2-17所示,觀察到蠟燭的像的大致位置在圖中的(選填“D”或“E”)處。光的反射較暗不點燃 刻度尺桌面上的蠟燭B不能與像完全重合用三角板兩直角邊分別靠在玻璃板與桌面上觀察兩直角邊是否與玻璃板和桌面的表面完全貼合,完全貼合則說明玻璃板與桌面垂直,否則不垂直D 熱點考向探究(10)在探究平面鏡成像特點的過程中,小濱把如圖2-18所示四個模型分別面對玻璃板直立在桌面上,用于探究像與物左右位置的關(guān)系,其
17、中能夠達到實驗?zāi)康牡氖恰?(10)解析由題圖可知,四個模型分別為“C”“A”“T”“V”,從模型上看,只有“C”左右不對稱,而“A”“T”“V”左右對稱,所以當(dāng)小濱把四個模型分別面對玻璃板直立在桌面上時,用模型“A”“T”“V”不能達到實驗?zāi)康?只有“C”左右不對稱,能夠達到實驗?zāi)康?。A 熱點考向探究(11)做完“探究平面鏡成像特點”的實驗后,小濱展開了聯(lián)想:為什么小轎車的擋風(fēng)玻璃是傾斜的?請你幫他解釋一下: ,。車內(nèi)景物被照亮?xí)r,通過傾斜的前擋風(fēng)玻璃所成的像在駕駛員前面的斜上方,可以避免干擾司機的視線,可保證夜間行車的安全 熱點考向探究突破3探究光的折射規(guī)律【考點歸納】實驗中可觀察到折射光線
18、、入射光線與法線在同一平面內(nèi),折射光線和入射光線分別位于法線的兩側(cè)。如圖2-19所示,當(dāng)光從空氣中斜射入水中時,折射角小于入射角;當(dāng)光從水中斜射入空氣中時,折射角大于入射角。改變?nèi)肷浣堑拇笮?當(dāng)入射角增大時,折射角將變大;當(dāng)入射角減小時,折射角將變小;若讓光線垂直射向水面,則傳播方向不變。 把水槽換成玻璃磚重做上述實驗,這樣得出的結(jié)論更具有普遍性。 熱點考向探究例2 某同學(xué)做“探究光的折射特點”的實驗,如圖2-20所示是光從空氣射入水中時的光路。實驗發(fā)現(xiàn),折射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi),折射光線和入射光線分別位于法線的兩側(cè)。通過實驗還得到如下數(shù)據(jù):(1)分析表中數(shù)據(jù),可得出結(jié)論:光從空氣
19、斜射到水面時,將同時發(fā)生和現(xiàn)象。 光從空氣斜射到水面時,折射角隨入射角的增大而,且折射角(選填“大于”“等于”或 “小于”)入射角。 反射折射增大 小于 【實驗拓展】(4)根據(jù)光路可逆原理,當(dāng)光從水中斜射入空氣中時,入射角為11,折射角是。(5)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中常用超聲波擊碎人體內(nèi)的結(jié)石,超聲波從空氣中斜射入人體后也類似光一樣要發(fā)生折射,如圖2-21所示,超聲波進入人體擊碎結(jié)石時,入射點應(yīng)在O點的(選填“左側(cè)”或“右側(cè)”)。熱點考向探究(2)當(dāng)光從空氣垂直射到水面時,折射角等于。 (3)你認(rèn)為該同學(xué)通過上述探究實驗得出光的折射特點的過程是否存在不足?答:(選填“是”或“否”);請簡要說明理由: 。0
20、是探究過程不完整,還應(yīng)該做其他多種透明介質(zhì)之間的折射實驗,尋找普遍規(guī)律15 右側(cè) 1. 2018安徽12題3分如圖2-22所示的光路圖中錯誤的是 ()中考真題回顧考點一光現(xiàn)象辨識 C 2. 2016安徽2題2分 生活中的一些光現(xiàn)象:陽光下樹的影子;水面波光粼粼;交警身上穿的警用背心在燈光照射下很亮;站在岸邊能看到水里的魚。其中能用光的反射知識解釋的是。(填序號) 中考真題回顧 解析 陽光下樹的影子是光沿直線傳播形成的,不合題意。水面波光粼粼,是光射到水面發(fā)生了反射,符合題意。交警身上穿的警用背心在燈光照射下很亮,是光發(fā)生反射形成的,符合題意。站在岸邊能看到水里的魚,是光經(jīng)過水面時發(fā)生折射形成的
21、魚的虛像,不合題意。故能用光的反射知識解釋的是。 2018安徽3題2分 一棵小樹生長在水塘中,圖2-23中用帶箭頭的線段AB表示小樹露出水面的部分。請在圖中畫出AB通過水面反射所成的像AB。中考真題回顧考點二光現(xiàn)象作圖 答案 如圖所示解析先根據(jù)像與物關(guān)于水面對稱,作出端點A在水面中的像點A,端點B與其在水面中的像點B重合,用虛線連接A、B,即為物體AB在水面中所成的像。 1. 2012安徽6題4分 一束光從空氣斜射到某液面上發(fā)生反射和折射,入射光線與液面成30角,如圖2-24所示,反射光線與折射光線的夾角為83,則反射角的大小為,折射角的大小為。 中考真題回顧考點三光學(xué)角度計算與推導(dǎo)證明 37
22、60 2. 2011安徽6題2分 如圖2-25所示,水平地面上斜放著一個平面鏡,有一玩具車向鏡面開去,要使玩具車通過平面鏡所成的像沿豎直方向向下運動,則鏡面與地面的夾角應(yīng)該等于。 中考真題回顧 解析小車的運動軌跡為水平直線,像的軌跡為豎直直線,平面鏡應(yīng)在水平直線和豎直直線的對稱軸上,故平面鏡與水平方向(即地面)的夾角為45。45 3. 2013安徽2題6分如圖2-26所示,A、B兩地相距4km ,MN是與AB連線平行的一條小河的河岸,AB到河岸的垂直距離為3km ,小軍要從A處走到河岸取水然后送到B處,他先沿著垂直于河岸的方向到D點取水,再沿直線DB到B處。若小軍的速度大小恒為5km /h,不
23、考慮取水停留的時間。(1)求小軍完成這次取水和送水任務(wù)所需的時間。(2)為了找到一條最短路線(即從A到河岸和從河岸到B的總路程最短),可以將MN看成一個平面鏡,從A點作出一條光線經(jīng)MN反射后恰能通過B點,請你證明入射點O即為最短路線的取水點。中考真題回顧 3. 2013安徽2題6分如圖2-26所示,A、B兩地相距4km ,MN是與AB連線平行的一條小河的河岸,AB到河岸的垂直距離為3km ,小軍要從A處走到河岸取水然后送到B處,他先沿著垂直于河岸的方向到D點取水,再沿直線DB到B處。若小軍的速度大小恒為5km /h,不考慮取水停留的時間。(1)求小軍完成這次取水和送水任務(wù)所需的時間。中考真題回
24、顧 3. 2013安徽2題6分如圖2-26所示,A、B兩地相距4km ,MN是與AB連線平行的一條小河的河岸,AB到河岸的垂直距離為3km ,小軍要從A處走到河岸取水然后送到B處,他先沿著垂直于河岸的方向到D點取水,再沿直線DB到B處。若小軍的速度大小恒為5km /h,不考慮取水停留的時間。(1)求小軍完成這次取水和送水任務(wù)所需的時間。(2)為了找到一條最短路線(即從A到河岸和從河岸到B的總路程最短),可以將MN看成一個平面鏡,從A點作出一條光線經(jīng)MN反射后恰能通過B點,請你證明入射點O即為最短路線的取水點。中考真題回顧 1. 2015安徽18題6分某實驗小組在“探究光的折射規(guī)律”時,讓一束光
25、從空氣斜射入玻璃水槽內(nèi)的水中,看到如圖2-27所示的現(xiàn)象:(1)請在圖中分別作出入射角(用字母i表示)和折射角(用字母r表示)。中考真題回顧考點四光的折射實驗探究 答案 （1）如圖所示 (2)為了探究光從空氣斜射入水中時折射角和入射角的關(guān)系,以下方案中正確的是()A.只測量圖中的入射角和折射角,分析并得出結(jié)論B.保持入射角不變,進行多次實驗,測量入射角和每次實驗的折射角,分析并得出結(jié)論C.改變?nèi)肷浣?進行多次實驗,測量每次實驗的入射角和折射角,分析并得出結(jié)論 中考真題回顧C 2. 2017安徽19題8分如圖2-28所示的實驗裝置,可以用來研究光從水中斜射到與空氣的界面時所發(fā)生的光現(xiàn)象。(1)使入射角i在一定范圍內(nèi)由小變大,會發(fā)現(xiàn)折射角r(填寫變化規(guī)律),且折射角總是大于相應(yīng)的入射角。(2)當(dāng)入射角i增大到某一值時,折射角r會達到最大值,該最大值是。(3)若繼續(xù)增大入射角i,將會發(fā)現(xiàn)不再有光線,而只存在光線。中考真題回顧 由小變大90 折射反射
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