专题02光现象(讲义)(原卷版).docx
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1、专题02光现象(讲义)(解析版)目录1DQ(23考点一光的直蔺S二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二4跳必备基砒知识梳理4画二点/Ia超归辆I考向01光的直线传播及应用7考向02小孔成像7考点二光的反射9夯必必备基础知识梳理提升必考题型日纳12 3 4 Oooo 向向向向 考考帮考光的反射现象及应用. 利用光的反射定律作图 探究光的反射规律. 镜面反射与漫反射.121213141512 3 4 Oooo 向向向向 考考考考161919202122考点三平面镜成像夯基必备基础知识梳理平面镜成像特点平面镜成像作图平面镜在生活中的应用探究平面镜成像特点考点四光的折射23分居必备基础
2、知识梳理M提升必号题型IJl纳9考向Ol光的折射现象及其应用(三种光现象辨析)26考向02光的折射作图26考向03探究光的折射规律27考点五光的色散29分基必备基础知识梳理9qk提升必考题型IJl纳q考向Ol光的色散及其色散现象31考向02三原色与物体的颜色32考向03红外线、紫外线及其应用32一、课标考点分析考点内容课标要求命题预测光的直线传播通过实验,探究光在同种均匀介质中是沿直线传播的属于常考热点,主要考查考生对光的直线传播的认识。考查题型常见的有选择题、填空题,有时也会出现作图题。主要命题点有:光的直线传播条件、生活中常见光的直线传播的现象、小孔成像、利用光的直线传播作图等光的反射通过
3、探究,了解光的反射规律。了解什么是镜面反射和漫反射光的反射是最重要的光的传播规律,也是常考热点,在光现象类型的辨析中,属于常考内容。考查题型较多,有:选择题、填空题、作图题和实验探究题。命题点主要集中在:生活中光的反射现象、光的反射规律、利用光的反射作图、探究光的反射规律、镜而反射和漫反射等平面镜成像通过实验,探究平面镜成像时像与物的关系,了解平面镜成像的特点及应用平面镜成像属于常考热点,也是光现象考题中考点集中的内容,对平面镜成像考查的题型主要有:填空题、实验探究题、作图题,有时也会出现选择题。命题点主要有:平面镜成像规律及应用、利用平面镜成像规律作图、探究平面镜成像规律等光的折射通过探究,
4、了解光的折射规律。认识生活中的折射现象光的折射是一种重要的光现象,所以在考卷中,出现光的折射的考题也很多。其考查题型主要是选择题、填空题、作图题,有时也会出现实验探究题。命题点有:光的折射及应用、生活中常见的光的折射现象、光的折射作图等光的色散通过观察和实验(光的色散),知道白光是由色光组成的光的色散是光的折射发生的光现象,所以在考查光的折射时,会出现对光的色散的考查,其常见题型主要是选择题和填空题。对光的色散命题点有:认识光的色散、生活中光的色散现象、复色光与单色光(三原色)等红外线、紫外线了解红外线、紫外线的简单应用了解红外线和紫外线的特点和应用是考查此知识点的主要考查方向,考题主要有选择
5、题和填空题两利L命题点有:红外线和紫外线在生活中的应用等二、考情分析光现象是中考必考内容。由于试卷结构和分值的不同,本部分的考题一般在1-2道题,分值一般在2-5分之间;考题题型根据其出现的概率分别是:选择题、填空题、实验题和作图题等。以上考点作为常考内容,在备考过程中应作为主要备考方向加以重视,但也不能忽视一些冷门考点,如镜面反射与漫反射、光路可逆、实像与虚像(难点)、红外线与紫外线、物体的颜色等。本部分内容较为简单。在备考中,应以分辨各类光现象,认识其规律为主要方向,加强对其规律的理解:同时,这些光现象大都是通过实验探究过程得到的,所以对各类光现象中的实验探究应掌握其实验方法、实验设计、实
6、验过程和实验结论。通过努力备考,相信同学们一定会取得较好的成绩。光的色散:通过棱镜后被分解成各种颜色的光光的三原色:红、绿、物体的颜。4蠹卜j看不见的光:红外线和紫外线/Z原理:光的反空成像特点:等大、等距、垂直、虚像平面镜的应用:穿衣镜蒙;平面镜一,成像球面镜:凸面镜和凹面电探究平面镜成像的特电/./现象:影子、光的直:日(月)食等/线传播J、光的传播速度:、真空中c=3xl*ms光的反射现象T中倒影看Z光的反射定律:三线,/共面、两线分居、反射光的角等于入射角、光路可逆反射镜面反射和漫反射、探究光反射时的特点光的折射现象:彩虹等_/兔的折射定律:三线共面光的两线分居、折射角随入W折射卜-角
7、而改变、丸感可逆探究光折射时的特点光源:能够发光的物体考点一光的直线传播夯基必备县础知识梳理一、光源1 .光源人们之所以能看到各种事物,是因为有光进入人的眼睛。这些光都是能带给我们光明的“光源”发出的或通过其他途径传播过来的。但是,所有的光都是有“光源”的。自身能够发光的物体叫O光源分为自然光源和人造光源。2 .光源的判断判断物体是不是光源,关键是物体自身能否发光。有些物体看起来好像在发光,实际上是反射了其他光源发出的光,所以这些物体不是光源;如镜子、月亮、宝石、电影的屏幕等。二、光的直线传播1 .光是怎样传播的(1)实验观察:光在空气、水、玻璃中的传播路径。【实验器材】激光笔、烧杯、水箱、水
8、、玻璃砖等。【进行实验】一、探究光在空气中的传播路径:在夜晚,用能发出带有颜色的激光笔射向天空,如图甲所示。看到激光笔发出的光在空气中沿直线传播。二、探究光在水中的传播路径:在盛水的水箱中,让激光笔沿不同方向垂直水箱侧面射出光,观察光在水中的传播路径,如图乙所示。看到光在水中沿直线传播。三、探究光在玻璃中的传播路径:让激光笔发出的光从玻璃砖的侧面垂直射入玻璃豉,观察光在玻璃破中的传播路径,如图丙所示。看到光在玻璃中沿直线传播。【探究归纳】光在空气、水、玻璃等透明物质中均是沿直线传播的。(2)探究光沿直线传播的条件在桌上放一个大的透明水槽,配有四杯等量但浓度不同的糖水,每杯糖水中都添加少量牛奶(
9、为了清晰地显示光路),将它们按浓度从大到小的顺序排列,依次倒入水槽,水槽内的液体就变成了从上到下浓度逐渐增大的非均匀水溶液;如图甲所示,将一束光从透明水槽侧面垂直射入非均匀浓度的糖水溶液中,观察到激光的传播路径在浓度不均匀的糖水溶液中会向下弯曲;如图乙所示,用玻璃棒搅拌糖水溶液时,使其浓度变得均匀,再将激光射向糖水溶液中,观察到激光在均匀浓度的糖水溶液中的传播路径是直的。【分析论证】光垂宜射入浓度不均匀的糖水溶液中时,光的传播路径发生了弯曲;在均匀浓度的糖水溶液中,光的传播路径是直的。【实验结论】光在同种均匀介质中沿直线传播。(3)光可以在真空中传播,太阳光能通过太空和大气层传播到地球表面,说
10、明光可以在真空中传播。2 .光线(1)定义:为了表示光的传播情况,我们通常用一条带有箭头的直线表示光的传播径迹和方向(如图甲所示),这样的直线叫光线。(2)画法:光线是带箭头的直线,箭头表示光的。画光路图时,光线要用表示,且标上箭头。图乙和图丙分别表示平行光和点光源发出的光。3 .与光的直线传播有关的现象(1)影子:光在传播过程中,遇到不透明的物体,会使物体后面光不能到达的区域形成一个阴暗区域,即物体的影子;如图甲。(2)日食和月食月食:当地球处于月球和太阳之间时,地球挡住了射向月球的光,由于光沿直线传播,我们能看到月食。如图乙所示。日食:当月球运行到太阳和地球之间时,由于光沿直线传播,月球就
11、挡住了太阳射向地球的光,我们看到了日食。如图乙所示。(3)小孔成像:如图所示甲,用给一个带有小孔的板遮挡在光屏与蜡烛之间,光屏上就会形成烛焰倒立的像,我们把这样的现象叫小孔成像。左右移动中间的板,光屏上的像的大小也会随之发生变化。像距 I物即I甲乙.由于光沿直线传播,来自烛焰上方的光通过小孔后就射到了光屏的下部,来自烛焰下方的光通过小孔后就射向了上部。这样,光屏上就出现了烛焰倒立的像。像的大小与物(蜡烛)的大小以及光屏所在位置有关。其大小关系为:W=与。ObL1易错(1)小孔成像的条件:小孔必须足够小,但并不是越小越好,孔太小会影响像的亮度;(2)小孔成像时,像的形状取决于物体的形状,与小孔形
12、状无关;(3)小孔逐渐变大,光屏上的像会逐渐变模糊;当小孔增大到一定程度时,在光屏上只能看到与小孔形状相同的光斑。【现象辨析】影子和小孔成像的异同现象相同点不同点影子形成原因都是光沿直线传播影子是光照射不到的区域,影子的形成不一定和物体的形状相同,而且影子是黑喑的小孔成像通过小孔成的像是光实际照射到的区域,像的形状和物体的形状相同,而且像是亮的4.光的直线传播的应用由于光的直线传播,在开凿隧道时,工人们可以用激光束引导掘进机,使掘进机沿直线前进,保证隧道方向不会出现偏差;士兵瞄准射击;站队时队列排直等。激光准直瞄准射击队列排直像“井底之蛙”、“一叶障目不见泰山”也都是可以用光的直线传播进行解释
13、的。三、光的传播速度1.光在真空中的传播速度光不仅可以在空气、水等物质中传播,而且可以在真空中传播。光在真空中的传播速度很大,在物理学中用C表示,c=2.99792IOWs0通常情况下,真空中的光速可以近似为:c=3108ms2.光在其他介质中的传播速度光在空气中的传播速度近似等于光在真空中的传播速度c,也可以近似为c=3X10s光在水中的传播速度约为2c;光在玻璃中的传播速度近约为三c。43k提升必考题型切纳考向Ol光的直线传播及应用方法技光的直线传播是光现象基础,所有光现象都是在光的直线传播基础上展开的,没有光的直线传播就没有光现象的理论结构。光的直线传播是常考热点,有关考题主要集中在光的
14、直线传播的认识和光的直线传播的例子上。生活中利用光的直线传播的例子很多,尤其是劳动人民在生产和人类活动中,总结出了许多利用光的直线传播的现象,如:小孔成像、影子的形成、树林中的光斑、日食、月食等都是光的直线传播的例子。加强对此方面知识的积累,会有助于解答此类问题。光的直线传播作为一个考题不多,常见的是作为一个知识点出现,并与其他光现象知识点或其他知识点结合组成一个题目。【例1】(2023云南)图所示的“手影”游戏中,影子的形成原因是()。A.光的反射B.光沿直线传播C.光的折射D.光的色散【变式1-1(2023江西)如图所示,圭表是中国古代重要的天文仪器,圭表通过测量正午日影长度来推测二十四节
15、气,日影是光的形成的。为了提高其测量精度,天文学家使用铅垂线来确保“表”垂直于水平放置的“圭”。铅垂线是利用了重力的方向总是O冬至时太阳高度QQ夏金时太阳高度【变式1-2】晴朗的天气,小刚到森林中去游玩,他看到地面出现大小不一的圆形光斑,他认为()oA.圆斑是太阳的影子B.圆斑是太阳的实像C.圆斑是太阳的虚像D.圆斑是树叶的影子【变式1-3如图所示是一个放置于宁波某地水平地面上的简易计时模型,圭杆垂直底盘。下列描述错误的是()。A.杆影的形成是由于光在均匀介质中沿直线传播;B. 一天内,杆影移动是由地球公转造成的;C. 一天内,正午的杆影最短;D.该模型依据杆影的方位计时D. 02小孔成像方法
16、技巧小孔成像是光的直线传播形成的最典型的光现象。在解答此类问题时,应注意:小孔成像时,像不但左右颠倒,而且上下也颠倒;像的形状与小孔的形状无关,由物体的形状决定。【例2】(2023天津)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;唐代诗句“潭清疑水浅”描绘了潭水清澈,让人感觉水变浅了,这是由于光的造成的。【变式2-1】在一个烈日炎炎的午后陈老师走在随州街头,看到地面上树荫里有许多圆形光斑,抬头看看树叶间刺眼的阳光,想到这树荫下藏着物理学的秘密,便拍下两张照片(如图)。经估测树荫下一个清晰光斑的直径约为7cm,这束阳光从约
17、7m高处的树叶间照射下来。我们常说太阳光经过约8分钟来到地球(太阳和地球之间的距离按1.5X10%计算),粗略计算太阳的直径最接近()。A.1.510mB.1.510lC.510D.510,【变式2-2】早在两千多年前,我国古代思想家墨子就在墨经中论述了小孔成像等光学现象,下列光现象与小孔成像原理相同的是()。考点二光的反射夯期必备届础知识梳理一、光的反射1.光的反射现象:光从一种介质射向另一种介质的表面时,会有一部分光在介质表面反射回原介质中,这种传播现象叫o2 .看到物体的原因我们能看到太阳、明亮的日光灯等光源,是因为光源发出的光进入我们的眼睛,产生了视觉。同时,我们也能看到本身不发光的物
18、体,如书、平面镜、月亮等,是因为这些物体反射的光进入了我们的眼睛,产生视觉。3 .光的反射的基本概念:一点、两角、三线入射点光的入射点,用字母“0”表示FTl入射光线入射到反射面上的光线,如图中的光线EO入射光线SA7反射光我法线经过入射点0并垂直于反射面的直线,它是条辅助线,通常用虚线7反射光线入射光线射到反射而上后,被反射面反射的光线,如图中的光线OFZV两角入射角入射光线与法线的夹角,如图中的Ni反射角反射光线与法线的夹角,如图中的Nr二、光的反射定律1.实验:探究光反射时的规律实验猜想(I)光的反射光线、入射光线与镜面的夹角相等;(2)反射光线和入射光线关于法线是对称的实验器材平面镜一
19、块、红色激光笔、直尺、不同颜色的笔、量角器、一张可绕中线折转的白色硬纸片(显示光路)进行实验与收集证据(1)如图甲所示,把平面镜放在水平桌面上,再将白色硬纸板竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON垂直于镜面,右侧纸板NOF可绕直线ON旋转:(2)先将纸板EON和纸板NOF处在同一平面内,然后使入射光贴着纸板沿某一角度射向0点,观察反射光的方向。在硬纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹:(3)改变光束的入射角度,进行多次实验(寻找普遍规律),换用不同颜色的笔记录每次光的径迹;(4)取下纸板,用量角器分别测量ON两侧的入射角和反射角的大小,并将数据记录在表格中;(5)如图乙所示,将纸板NOF向
20、前或向后折转,在纸板上观察反射光的径迹。甲乙分析论证归纳总结(光的反 射定律)实验次数入射角反射角160602454533030。(1)当纸板E0和NOF在同一平面内时,能观察到反射光的径迹,且入射光、反射光分居发现两侧,反射光线的方向随着入射光线方向的改变而改变;(2)分析表中的数据可知,反射角等于入射角。反射角随着入射角的减小而减小;(3)把纸板NOF向前折或向后折时,观察不到反射光的径迹,说明反射光线、入射光线和法线在同平面 内在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在同一平面内;反射光线、入射光线分别位于法线两侧;反 射角等于入射角2.实验注意事项(1)应在光线较暗的室内进行实验,以便
21、于观察实验现象;(2)实验时,纸板必须与平面镜垂直,否则在纸板上看不到反射光;(3)实验过程中严禁将激光对着人眼,以防灼伤眼睛;(4)通过镜面对入射光的反射作用,可以看出镜子有改变光路的作用;(5)本实验时一个归纳性实验,改变入射光的方向多次实验的目的是为了得到多组实验数据,从而得出普遍规律,避免实验结论的偶然性。易错纸板在实验中的三个作用:(1)显示光的传播路径;(2)验证反射光线、入射光线和法线在同一平面内,具体操作是将纸板NoF向前或向后折转,使其和纸板EoN不在同一平面内,观察有无反射光的径迹;(3)记录光路。具体操作是在纸板上画出入射光和反射光的径迹,以分析反射角随入射角的变化而变化
22、情况。3.对光的反射定律的理解(1)每条入射光线,有且只有一条反射光线与之相对应;(2)反射现象发生时,先由入射光,后有反射光。反射光是随着入射光的改变而改变的,所以叙述光的反射定律时,不能把“反射角等于入射角”说成“入射角等于反射角”;(3)在光的反射现象中,入射光线靠近法线时,入射角减小,反射角也随之减小;入射光线远离法线时,入射角增大,反射光线随之远离法线,反射角也增大;(4)当光垂直镜面入射时,入射角为零,反射角也为零,反射光线与入射光线在同一直线上,方向相反,并不是没有发生现象。三、光路的可逆性1 .光路的可逆性在探究光的反射规律实验中,如果让光逆着反射光的方向射到平面镜上,它被反射
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