中考物理一轮复习单元复习讲练考专题10 光现象 单元知识点讲解与典型题解析(解析版)
展开新课标对单元考点要求
1.探究并了解光的反射定律。通过实验,了解光的折射现象及其特点。
2.探究并了解平面镜成像时像与物的关系。知道平面镜成像的特点及应用。
3.通过实验,了解白光的组成和不同色光混合的现象。
单元知识思维导图
单元考点知识讲解
考点1:光的直线传播
1.光源。能够自行发光的物体叫光源。
2.光沿直线传播的条件。光在均匀介质中是沿直线传播的。
3.光速。光在真空中速度为 3×10 SKIPIF 1 < 0 m/s;光在空气中传播速度约等于真空中的速度。
4.用光的直线传播可解释影子的形成、小孔成像、日食等。
考点2:光的反射
1.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叫做光的反射。
2.光的反射定律
(1)共面:反射光线、入射光线和法线在 同一平面内。
(2)异侧:反射光线和入射光线分别位于 法线 的两侧。
(3)等角: 反射角 等于 入射角 。
3.光的反射类型
(1)镜面反射:射到物体表面上的平行反射后 反射光线仍然是平行的 。
(2)漫反射:射到物体表面上的平行反射后 反射光线不再平行,而是射向各个方向 。
4.可逆性:在反射现象中,光路是可逆的。
考点3:平面镜成像
1.平面镜成像的原理是 光的反射 。
2.平面镜成像的特点
(1)虚实:成的像为虚像。
(2)大小:像和物的大小相等。
(3)距离:像和物到平面镜的距离相等 。
(4)对称:像和物关于平面镜对称。
考点4:光的折射
1. 光的折射规律
(1)共面:折射光线、入射光线和法线在同一平面 内。
(2)异侧:折射光线、入射光线分别位于 法线 的两侧。
(3)角不相等。
①定性:分空气射入其他透明介质和从其它透明介质中射入空气两种情况。
②变性:折射角随着入射角的增大而 增大 。
2.可逆性:在折射现象中,光路是 可逆 的。
考点5:光的色散 物体的颜色
1.太阳光穿过三棱镜后,被分散成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光,这种现象叫做光的 色散 。
2.光的三基色是红、蓝、绿;颜料的三原色是红、黄、蓝 。
3.透明体的颜色由 它透过的色光 决定,不透明体的颜色由 它反射的色光 决定。
4.光谱:把 红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫这几种不同颜色的光按这个顺序排列起来,就是光谱。
5.人眼看不见的光:在红光之外是 红外线 ,在紫光之外是 紫外线 。
单元考点解题规律总结
1.镜面反射和漫反射的异同点
2.平面镜成像特点
1.探究平面镜成像特点的实验
(1)实验器材: 玻璃板、刻度尺、大小相同的两根蜡烛等.
①利用玻璃的透光性, 目的是方便找到像的位置.
②用刻度尺能比较像和物体到平面镜的距离关系.
③用大小相同的蜡烛能够比较像和物体的大小关系.
2.平面镜成像原理
①像和物到镜面的距离相等;
②像和物的大小相同;
③像和物的连线与镜面垂直;
④物在平面镜里成的是正立、等大的虚像;
⑤像和物“左右相反”.
注意:物体在平面镜中所成像的大小只跟物体本身的大小有关,跟物体到平面镜的距离无关.平面镜成的像一定要画成虚线.实像和虚像的区别见下列表格。
3.对光的折射规律的把握
1.光的折射是指光从一种介质斜射入另一种介质中时,它的传播方向发生偏折的现象。
2.光的折射规律
(1)折射光线、入射光线和法线都在同一平面内。
(2)折射光线和入射光线分居法线两侧。
(3)光从空气斜射入其他介质中时,折射光线向法线方向偏折,即折射角小于入射角(如图甲所示);光从其他介质斜射入空气时,折射光线向远离法线的方向偏折,即折射角大于入射角(如图乙所示)。
(4)光路是可逆的。
注意:折射角是折射光线与法线的夹角,不要误认为是折射光线和界面的夹角.
4.作光路图方法
1.作入射光线或者反射光线或者法线以及标出反射面,需要用光的反射定律解决;
2.画出物体在平面镜中的像或者确定物以及画出平面镜,需要用平面镜成像原理;
3.画出折射光线、入射光线以及法线等需要用光的折射规律。
注意:画光线要用箭头表示光的传播方向,没有箭头正确标出光的传播方向的光路图是错误的。
物体在平面镜中成的像需要用虚线画,用实线则错误。
单元对点例题解析
考点1:光的直线传播
【例题1】(2022江苏常州)2022年北京冬奥会期间,北京皮影艺术剧院紧扣冬奥题材,精彩呈现皮影戏《寻找雪姑娘》,如图所示。下列情境中,与皮影戏原理相同的是( )
A. 雨后彩虹B. 树荫下光斑
C. 水中倒影D. 筷子弯折
【答案】B
【解析】A.皮影戏原理是光的直线传播形成的,而雨后彩虹是光的色散现象,故A不符合题意;
B.树荫下的光斑是光的直线传播形成的,与皮影戏的原理一样,故B符合题意;
C.水中倒影,平面镜成像,是光的反射现象,与皮影戏原理不同,故C不符合题意;
D.筷子弯折,是光的折射现象,与皮影戏的原理不同,故D不符合题意。故选B。
【例题2】(2022广西河池)如图所示的光学现象是由光的直线传播形成的是( )
A B.
C. D.
【答案】A
【解析】A.图中所示的光学现象是小孔成像,小孔成像是利用光的直线传播原理形成的倒立的实像,故A符合题意;
B.图中所示的光学现象是利用凸透镜矫正远视眼,是光的折射现象,故B不符合题意;
C.白光通过三棱镜被分解成七种色光,是光的色散现象,属于光的折射,故C不符合题意;
D.平行光线射到凹凸不平的物体表面发生漫反射,是光的反射现象,故D不符合题意。
故选A。
【例题3】(2022江苏扬州)请你补全关于“像”的知识结构图。
_______、________、_______。
【答案】 直线传播 凸透镜 倒立实像
【解析】凸透镜成像是由光的折射形成的,根据凸透镜成像的规律,当物距大于二倍焦距时,成倒立缩小的实像,当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时,成倒立放大的实像,故当物距大于一倍焦距时成倒立的实像;小孔成像是利用光在同种均匀介质中沿直线传播形成的倒立的实像。故小孔成像和凸透镜成像的相同点是都可以成倒立的实像。
考点2:光的反射
【例题4】(2022湖南岳阳)下列成语所描绘的光现象中,由于光的反射形成的是( )
A. 立竿见影B. 凿壁偷光C. 镜花水月D. 坐井观天
【答案】C
【解析】AB.立竿见影、凿壁偷光是光沿直线传播的应用,故AB不符合题意;
C.镜花水月,水中的月亮是,由于光的反射形成的虚像,故C符合题意;
D.坐井观天,当井中无水时原理是光沿直线传播,当井中有水时,原理是光的折射,故D不符合题意。故选C。
【例题5】(2022湖北荆州)“万里长江,美在荆江”。长江实施禁捕以来,生态得到明显改善。游客乘坐游船到达荆州,看见江岸边高楼林立,荆州长江大桥倒映在平静的江面,水下的鱼儿跃出水面。下列说法正确的是( )
A. 看不见高楼后面的景色,说明光不能在固体中传播
B. 长江大桥的倒影是由于光的反射产生的
C. 水面下鱼儿的像在鱼儿的下方
D. 看见跃出水面的鱼儿是由于光的折射
【答案】B
【解析】A.看不见高楼后面的景色,说明光沿直线传播,光可以在部分固体中传播,比如透明的固体,故A错误;
B.长江大桥的倒影相当于平面镜成像,是由于光的反射产生的,故B正确;
C.根据光的折射可知,水中的鱼的像比鱼的实际位置高,即水面下鱼儿的像在鱼儿的上方,故C错误;
D.能够看见空中的鱼儿,是由于光的反射,鱼儿反射的光进入人眼,故D错误。故选B。
【例题6】(2022河北省)雨过天晴,地面上会出现建筑物的影子,影子是由于___________形成的。通过地面上一层薄薄的积水还可以看到建筑物的像,如图所示,像的大小与建筑物的大小___________。一些建筑物外部采用了玻璃幕墙作为装饰,强光照射到玻璃幕墙时会发生___________反射,造成“光污染”。
【答案】 光在同种均匀介质中沿直线传播 相等 镜面
【解析】影子是由于光传播过程中遇到不透明障碍物,在光达不到的区域形成的阴影,是光的直线传播形成的。
地面上一层薄薄的积水可以看成平面镜,还可以看到建筑物的像,实际上是通过平面镜(水面)成的像,由平面镜成像特点可知,平面镜成的像与建筑物的大小始终相等。
一些建筑物外部采用了玻璃幕墙作为装饰,当强烈的太阳光照射到这些光滑的表面时,就会发生镜面反射,反射光线非常集中,炫目的光干扰人们的正常生活,造成光污染。
【例题7】(2022广西桂林)请画出图中入射光线对应的反射光线。
【答案】如图所示。
【解析】如图所示,入射角为60º,根据光的反射定律,反射角等于入射角,画出反射光线。
【例题8】(2021广西贵港)探究光的反射规律的实验装置如图甲所示,平面镜的上方垂直放置一块附有量角器的白色光屏,它由可以绕ON折转的E、F两块板组成。
(1)让一束光沿着E板从A点射到镜面的O点,由于光在E板发生_______反射(选填“镜面”或“漫”),从光屏前不同方向都可以看到E板上光线AO的径迹。
(2)让一束光沿着E板从A点射到镜面O点,将纸板沿ON向后折,此时在NOF面上看不到反射光线,如图乙所示。此实验现象说明光反射时,_______;
(3)实验中,观察到入射角为45°时,反射角也为45°,由此就得出“光反射时,反射角等于入射角”结论。你认为有何不妥之处?_______。
【答案】 (1)漫
(2)入射光线、法线、反射光线三线在同一个平面内
(3)没有多次实验得到普遍规律
【解析】在探究光的反射规律的时候,光在纸光屏的后表面发生了漫反射,用来显示光路,但硬纸板需要与平面镜垂直才能与光线接触;光发生反射时,通过折转光屏的方式可以判断,反射光线、入射光线和法线在同一平面内;光发生反射时,反射光线与法线的夹角为反射角,入射光线与法线的夹角为入射角,改变入射角的大小关系,探究入射角和反射角的大小关系,使实验结论更有说服力。
(1)由于从各个方向都能看到光,故由于光在E板发生漫反射。
(2)将纸板沿ON向后折,此时在NOF面上看不到反射光线,不在同一平面内就看不到反射光线,说明入射光线、法线、反射光线三线在同一个平面内。
(3)仅仅一次无法得出结论,因为没有多次实验得到普遍规律。
考点3:平面镜成像
【例题9】(2022江苏无锡)如图所示,小红正在做“探究平面镜成像的特点”实验,棋子A、B完全相同关于该实验,下列说法中错误的是( )
A. 选用茶色玻璃板便于确定像的位置 B. 茶色玻璃板应竖直放置在方格纸上
C. 若B能与A的像完全重合,说明像与物等大D. 在B位置放上光屏能接收到A的像
【答案】D
【解析】A.因为玻璃板是透明的,所以能在观察到A像的同时,还可以透过玻璃清楚的看到放在后面B,便于确定像的位置,故A正确,不符合题意;
B.茶色玻璃板应竖直放置在方格纸上,因为玻璃板如果不垂直桌面,则像和物体不在同一水平面上,找像的位置时,像与棋子不能重合,故B正确,不符合题意;
C.两个完全相同棋子,大小相同,后面的棋子又和前面棋子的像完全重合,这样就证明了像与物大小相同,故C正确,不符合题意;
D.验证像的虚实时,将光屏放在像的位置上,眼睛从B处直接观察光屏,通过看到光屏上没有像的现象,可知平面镜所成的像是虚像,故D错误,符合题意。故选D。
【例题10】(2022湖南株洲)检查视力时,视力表放在被测者头部的后上方,如图甲所示,则视力表上如图乙所示的字母在平面镜中的像正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】物体在平面镜中成虚像,像物大小相等,与物关于镜面对称,左右互换。如图乙“E”的像开口向右,则在平面镜中看到的字母“E”开口向左,大小不变。故ACD错误,B正确。故选B。
【例题11】(2022黑龙江牡鸡)如图所示,小船在水中形成的“倒影”是________像,它是由光的________(折射/反射)形成的。
【答案】 虚 反射
【解析】倒影是平面镜成像,是由光的反射形成的,平面镜成像的特点是:物体在平面镜中成的是正立等大的虚像。小船在水中的倒影就属于平面镜成像。
【例题12】(2022河南)图是某戏曲演员在平面镜前化妆的情景。请在图中画出演员头饰中弧线AB段在平面镜中的像,并画出演员通过平面镜看见头饰上A点的光路图。
【答案】
【解析】根据平面镜成像规律可知,像和物关于平面镜对称,画出弧线AB关于平面镜的对称图即AB的像;A点的光线经过平面镜反射进入演员的眼睛。
【例题13】 (2022湖南湘潭)如图所示,在表演“浇不灭的蜡烛”的魔术时,把玻璃板竖立在水平桌面上,玻璃板前竖放一根蜡烛,玻璃板后有一玻璃杯,点燃蜡烛,透过玻璃板看到“蜡烛在杯中燃烧”,向杯中逐渐加水,透过玻璃板,会看到“杯中燃烧的蜡烛没有被水浇灭”。
(1)该魔术主要利用了_______(选填“平面镜”或“凸透镜”)成像的原理。在较_______(选填“明”或“暗”)的环境中表演,现象更明显;
(2)杯中的“蜡烛”是实际蜡烛形成的_______(选填“正”或“倒”)立的_______(选填“虚”或“实”)像,与实际蜡烛大小_______(选填“相等”或“不相等”)。
【答案】 平面镜 暗 正 虚 相等
【解析】(1)魔术中的玻璃板相当于平面镜,所以该魔术主要利用了平面镜成像的原理。
蜡烛点燃时比较亮,在较暗的环境中,烛焰和环境的对比度比较大,烛焰的像会更清晰。
(2)物体在平面镜中成的像是正立的虚像,物像大小相等,像的大小跟物体大小有关,跟物体到平面镜的距离无关,蜡烛通过玻璃板成正立等大的虚像。
考点4:光的折射
【例题14】(2022湖南邵阳)小凯学习完《光现象》之后,兴致勃勃地回家给妹妹表演了一个小魔术。他先让妹妹站定,在她面前摆一只“空碗”(如图甲所示),然后缓慢地往碗里倒水,成功地给妹妹“变”出了一枚硬币(如图乙所示)。魔术的成功是利用了( )
A. 光的反射 B. 光的折射 C. 光的直线传播 D. 光的色散
【答案】B
【解析】当碗里没水的时候,硬币反射的光被碗壁挡住了,所以在一定位置看不见;当碗中倒入水后,硬币反射的光在水面发生折射,当折射光线进入人眼时,人眼逆着折射光线看去,看到的便是由于光的折射而形成的虚像,虚像的位置比物体的实际位置偏高,所以就能看见硬币了,这是利用了光的折射,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
【例题15】(2022广西玉林)宋代大诗人苏轼在《登州海市》的诗中描述过海市蜃楼的奇观。如图所示,这种现象形成的主要原因是由于光的( )
A. 会聚B. 折射C. 发散D. 反射
【答案】B
【解析】海市蜃楼是光经过不均匀的大气层时,发生光的折射形成的,故ACD不符合题意,B符合题意。
【例题16】(2022吉林省)请在图中画出折射光线;
【答案】如图所示。
【解析】首先过入射点做出法线,由于光从空气斜射入玻璃中,所以,折射角小于入射角,即折射光线靠近法线,故光路大致如图。
【例题17】(2022广州)如图,一条光线垂直界面AC进入玻璃砖后,在界面AB上只发生反射,在图中画出该光线经界面AB反射和从界面BC离开玻璃砖后的光线。
【答案】如图所示
【解析】光线由空气垂直射入玻璃时,传播方向不改变,此光线射向AB界面时,发生了全反射,据光的反射定律,作AB的垂线,即法线。因为玻璃砖是一个底角为45度的等腰三角形,AB为底边,那么垂直于腰AC入射的光线与AB的夹角为45度。所以射向AB的光线的入射角为45度。在光的反射现象中,反射角等于入射角,作出反射光线。反射角为45度,此反射光线与AB的夹角也为45度,所以是垂直射向BC,则此反射光线由玻璃射出时,传播方向不改变。
考点5:光的色散 物体的颜色
【例题18】(2022江苏无锡)我国唐朝的张志和在《玄贞子》中记载了著名的“人工虹”实验:“背日喷乎水,成虹宽之状”,这是光的________现象,进一步的研究表明,将红、________、蓝三种色光按照不同比例混合,能产生任何一种其它颜色的光。
【答案】 色散 绿
【解析】彩虹的形成原因就是光的色散,当喷出水后,空气中有大量的小水滴,太阳光照在这些小水滴上,被分解成七种色光。
红、绿、蓝三种色光按照不同比例混合,能产生其他任何颜色,这三种色光就是光的三原色,但是这三种颜色的光不能用其他颜色的光混合而成。
【例题19】如图所示,让一束白光经过三棱镜,在三棱镜后放置一凸透镜将光屏放在B处时,观察到色光的颜色是______,光屏先后在A、C两处时,观察到的现象有何不同:______。
【答案】(1) 白色 (2) 光屏上彩色光带顺序相反
【解析】(1)白光被三棱镜分解成七种颜色的色光,七种颜色的色光经过凸透镜在B处复合成白光。
(2)由图可知,A处上方的光经过B点到达C处的下方,A处下方的光经过B点到达C处的上方,在A、C两处,光屏上彩色光带顺序相反。
分类
不同点
相同点
反射面特点
反射光方向
常见现象
镜面反射
光滑平面
反射光线仍然平行,只能在一个方向看到反射光
黑板反光,水面、玻璃面刺眼
严格遵守光
的反射规律
漫反射
凹凸不平
反射光向各个方向,各个方向都能看到
从各个方向都能看到黑板上的字
分类
形成原因
验证
实例
实像
由实际光线会聚而成
实像可以在光屏上成像
小孔成像、照相机、投影仪
虚像
由光线的反向延长线相交而成
虚像不能在光屏上成像,只可以通过眼睛看到
平面镜成像、水中的倒影
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