資源簡介

中考總復習：光現象（提高）
【考綱要求】
1、理解光沿直線傳播的條件及其應用，知道光在真空中的傳播速度；
2、掌握光的反射規律及其應用，知道鏡面反射和漫反射；
3、平面鏡成像的特點和原因，知道實像和虛像的概念；
4、掌握光的折射規律，理解其應用；
5、知道光的色散的相關內容；
6、認識紅外線及其作用，認識紫外線及其作用。
【知識網絡】
【知識點梳理】
考點一、基本概念
1、光的直線傳播：
（1）光在同一種均勻介質中是沿直線傳播的。
（2）光的傳播速度：真空或空氣中c=3×108m/s。水中為真空中的3/4，玻璃中為真空中的2/3。
2、光的反射：
（1）光從一種介質射向另一種介質表面時，一部分光被反射回原來介質的現象叫光的反射
（2）“一點”、“二角”、三線”：O為入射點；i和r分別是入射角和反射角，AO、NO、OB分別是入射光線、法線和反射光線。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（3）鏡面反射：平滑的表面對光線的反射叫鏡面反射。
（4）漫反射：粗糙的表面對光線的反射叫漫反射。鏡面反射和漫反射都遵循反射定律。
（5）平面鏡成像的原理：平面鏡所成的像是物體發出（或反射）的光線射到鏡面上發生反射，由反射光線的反向延長線在鏡后相交而形成的，如圖所示S為光點，S’為像。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（6）球面鏡：凹面鏡對光線起會聚作用；凸面鏡對光線起發散作用。
3、光的折射：
（1）光從一種介質斜射入另一種介質時，傳播方向發生偏折，這種現象叫光的折射。
（2）如下圖所示，O為入射點；i和r分別是入射角和折射角；AO、MN、OB分別是入射光線、法線和折射光線。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（3）色散現象說明：①白光不是單色的，而是由各種單色光組成的復色光；②不同的單色光通過棱鏡時，偏折的程度是不同的，紅光偏折的程度最小，紫光偏折的程度最大。
4、物體的顏色：透明物體的顏色由通過它的色光決定；不透明物體的顏色由它反射的色光決定。
5、紅外線和紫外線的特點及應用：紅外線特點：熱作用強
；應用：紅外線夜視儀、步槍的瞄準器、電視遙控器；紫外線特點：生理作用強，能殺菌；
作用：紫外線燈滅菌、防偽標志
要點詮釋：
1、光的折射與光的反射一樣都是發生在兩種介質的交界處，只是反射光返回原介質中，傳播方向發生改變；而折射光則進入到另一種介質中，由于光在兩種不同的介質里傳播速度不同，故在兩種介質的交界處傳播方向發生變化，這就是光的折射。在兩種介質的交界處，既發生折射，同時也發生反射。
2、白光照到三棱鏡上，從三棱鏡射出的光分解為各種顏色的光。這一現象的產生，是因為光線由空氣進入三棱鏡后，發生了光的折射，由于不同色光的偏折程度不同，紅光偏折程度最小，紫光偏折程度最大。
3、在反射和折射現象中光路是可逆的。
考點二、基本的規律、特點
1、光的反射規律：
（1）反射光線和入射光線、法線在同一平面內；
（2）反射光線和入射光線分居法線兩側；
（3）反射角等于入射角。
2、平面鏡成像特點：
(1)像和物體的大小相等；
(2)像和物體的對應點的連線跟鏡面垂直；
(3)像和物體到鏡面的距離相等；
(4)像和物體的左右相反；
(5)像是虛像，只能用眼睛觀察到，不能用光屏去呈接。
3、光的折射規律：
（1）折射光線、入射光線和法線在同一平面內；
（2）折射光線和入射光線分居在法線的兩側；
（3）當光從空氣斜射入其他透明介質中時，折射角小于入射角；當光從透明介質斜射入空氣中時，折射角大于入射角。
考點三、實驗探究
1、光的反射實驗步驟：
（1）把一個平面鏡放在水平桌面上，再把一張紙板ENF豎直地立在平面鏡上，紙板上的直線ON垂直于鏡面，如圖甲所示：
（2）在紙板上畫出兩條入射光線，用激光筆沿入射光線射入，找到對應的反射光線。
（3）觀察兩組反射光線和入射光線，猜想反射光線和入射光線的位置關系：
a、反射光線、入射光線和鏡面的夾角相等；
b、反射光線和入射光線關于法線對稱。
（4）把紙板NOF向前折或向后折如圖乙，觀察還能看到反射光線嗎？
（6）取下紙板，用量角器測量角i和r。
2、平面鏡成像實驗步驟：
（1）將紙對折，在對折處畫一條直線段，把平板玻璃（作為平面鏡）豎立在對折線上；
（2）在白紙的一方任意位置放點燃的蠟燭，用筆記下蠟燭的位置，觀察玻璃后面的像；
（3）用手在玻璃后面摸一摸是否有蠟燭存在，再拿一張白紙在像的位置附近移動，觀察白紙上是否有蠟燭的像；
（4）拿另一支蠟燭（未點燃）放在玻璃后像的位置處，移動這支蠟燭，再左右移動頭部，從不同位置看上去蠟燭和像完全重合；
（5）改變蠟燭的位置，重復再做一遍。
要點詮釋：
1、光的反射：（1）把紙板NOF向前折或向后折，觀察不到反射光線，證明三線共面；（2）通過測量比較入射角和反射角的大小，可以證明反射角等于入射角，反射光線和入射光線關于法線對稱；并且對稱還意味著分居法線兩側。
2、平面鏡成像：（1）實驗中利用玻璃板代替平面鏡是為了確定像的位置；（2）試驗中平面鏡要和桌面垂直，否則怎么移動蠟燭都不能和像完全重合；（3）試驗中如果用的玻璃板太厚就會看到兩個像，這是由于玻璃板的兩個面上都發生反射形成的；（4）實驗用兩個完全相同的蠟燭，是為了比較像的大小和物體的大小。（5）用一張白紙（光屏）放到玻璃板后面，白紙上（光屏）看不到蠟燭的像，證明成的像是虛像。
【典型例題】
類型一、三種光現象的識別
1、如圖所示的四種現象中，由光的直線傳播形成的是（　　）
【思路點撥】根據光在同種均勻介質中是沿直線傳播的；在日常生活中的現象和應用有，激光準直、小孔成像和影子的形成。
【答案】D
【解析】海市蜃樓，屬于光的折射現象；水面“折”枝是光的折射形成的，屬于光的折射現象；水中倒影是平面鏡成像，屬于光的反射現象；手影是由于光的直線傳播形成的。
【點評】本題考查了光的直線傳播、光的反射、光的折射的應用，區分三種光現象要聯系現實生活中的例子。
舉一反三：
【變式】下列現象中，屬于光的反射現象的是（　　）
A.小孔成像
B.我們能從不同方向看到銀幕上的像
C.雨后的彩虹
D.游泳池內水的深度看起來比實際的淺
【答案】B
類型二、光的反射
2、兩平面鏡OM1、OM2之間夾角為θ，入射光跟平面鏡OM2平行，經兩個鏡面兩次反射后，出射光跟OM1平行，如圖所示，那么此θ角應為（　　）
A．30°
B．45°
C．60°
D．75°
【思路點撥】根據反射角等于入射角，從而反射光線與鏡面的夾角和入射光線與鏡面的夾角也是相等，
又因入射光線和出射光線分別與兩鏡面平行，可以結合幾何中角的關系定律，來推導θ角的度數。
【答案】C
【解析】因為入射光跟平面鏡OM2平行，出射光跟OM1平行，如圖所示，
AB∥OM2，CD∥OM1，則∠1=θ，∠4=θ
根據光的反射定律，反射角等于入射角，所以反射光線和平面鏡的夾角等于入射光線和平面鏡的夾角
即：∠2=∠1=θ，∠3=∠4=θ，
所以△BOC為等邊三角形，所以θ=60°
【點評】題目考察了光的反射規律。解題時結合三角形的知識。
舉一反三：
【變式】入射光線與平面鏡的夾角為60°，則反射角為
°；若入射角增大10°，反射角將增大
°。
【答案】30°；10°
類型三、平面鏡成像
3、把一個高0.8m的平面鏡豎直放置，一個身高1.6m的人以2m/s的速度沿垂直于平面鏡的方向走近，那么他在鏡中的像（　　）
A.高度為1.6m，以2m/s的速度面鏡
B.高度變大，以2m/s的速度遠離平面鏡
C.高度為0.8m，以2m/s的速度面鏡
D.高度變大，以4m/s的速度遠離平面鏡
【思路點撥】根據平面鏡成像的特點：像與物體大小相等，像距等于物距，物像對稱，進行分析即可得出答案。在面鏡的過程中，由于視角變大所以感覺上像變大了，實際像和物大小相等。
【答案】A
【解析】因為平面鏡成像的特點是像與物體大小相等，此人身高1.6m，所以他在鏡中的像高也是1.6m。
由平面鏡成像的特點可知他以2m/s的速度在垂直平面鏡的方向上面鏡時，他在平面鏡中的像也以2m/s的速度在垂直平面鏡的方向上面鏡，所以選項A正確。
【點評】題目考察了平面鏡成像的特點，平面鏡成像現象中，不論視覺上感覺像變大還是變小，事實上像的大小都沒變，總與物體大小相同。
舉一反三：
【變式】教學樓的走廊里掛著一塊平面鏡，當同學們走近鏡子時，他們在鏡中像的大小
（選填“變大”、“變小”或“不變”）；同學間可以通過鏡子互相看到對方，表明了反射時光路是
的；有時陽光射進來，部分同學看到鏡子里很“刺眼”，這是因為鏡子發生了
。同學們穿的校服看起來是藍色的，是因為校服
藍光。
【答案】不變
可逆
鏡面反射
反射
類型四、光的折射
4、手電筒發出的光垂直地照射到一個空的燒杯的底部。光線投射到燒杯底部的光圈如圖中虛線所示，把水倒入燒杯中，燒杯注滿水時，燒杯底部的光圈會變化為圖中的（　　）
【思路點撥】根據光的折射定律：光從空氣斜射入其它透明介質時，折射光線、入射光線和法線在同一平面內，折射光線、入射光線分居法線兩側，折射光線靠近法線偏折，折射角小于入射角。通過最左邊和最右邊的兩條折射光線我們可以想象出光圈的變化。
【答案】B
【解析】當光從空氣斜射入水中時，折射角小于入射角，下圖為最左邊和最右邊折射光線的光路（注意黑色光線表示沒有折射時的光線，紅色表示折射后的光線）：
從圖中可以看出，折射光線在原來光線的內側，由此可以聯想周圍光線都是如此，故B圖為正確圖形。
【點評】本題考查光的折射定律的內容，屬于光學作圖的基本考查，關鍵是需要具備一定的空間思維能力。
舉一反三：
【變式】如圖，枯井中的青蛙位于井底O點“坐井觀天”，下圖中青蛙通過井口觀察范圍正確的是（　　）
【答案】B
類型四、作圖與實驗探究
5、如圖是人眼看見A物體在平面鏡中的像A′的示意圖，請確定物體A的位置并畫出入射光線。
【思路點撥】（1）根據平面鏡成像的特點：像與物關于平面鏡對稱作出發光點A。（2）入射光線是從A點發出的，連接A點和入射點O做出入射光線。
【答案與解析】根據平面鏡成像特點，作像A′關于平面鏡的對稱點A，連接AO畫上箭頭，AO即為入射光線。如圖所示：
【點評】題目考查了利用平面鏡成像特點作圖時，實際上就是作對稱圖，注意垂直符號和虛線。
6、某同學在探究“平面鏡成像的特點”的實驗中，選用了兩只同樣的蠟燭，玻璃板等器材。
（1）實驗時，取一支點燃的蠟燭A作為研究對象，另一支蠟燭B的作用是
；某同學發現看到蠟燭A的像不清晰，于是他將蠟燭B也點燃，用來增加像的亮度．他這樣做
（填“能”或“不能”）使看到的像更清晰。
（2）請在下圖中畫出一條眼睛能看到蠟燭S點的像S′的光路圖。
【思路點撥】實驗中用兩支完全相同的蠟燭、玻璃板是為了確定像的位置以及比較像的大小；在較暗的環境中，蠟燭A的光線經過玻璃板的反射進入人眼，人眼更容易感覺到，所以點燃蠟燭B周圍更亮影響成像清晰度。根據平面鏡成像，反射光線的反向延長線過像點作圖。
【答案】（1）確定像的位置和比較像的大小
不能（2）如下圖所示
【解析】（1）在實驗中，用一支相同的蠟燭放在玻璃板的另一側，是為了確定像的位置和比較像的大小。
若將另一側的蠟燭點燃，結果使得玻璃后面太亮，更不容易發生反射，所以像會更不清晰。
（2）s′是s點的像，看到s′是因為看到了由s點發出的光線，經平面發射后的反射光線。如圖所示
【點評】此題主要考查了平面鏡成像實驗，要掌握實驗中確定像的位置和大小的方法，此題巧妙的運用了轉化法。
【變式】（小麗在水平桌面上用薄透明玻璃板和兩支完全相同的蠟燭A、B，探究平面鏡成像的特點。
（1）在實驗中小麗視線正對薄透明玻璃板，看到蠟燭A的“像”，馬上把蠟燭B放在所看到“像”的位置，并在白紙上記錄實驗情況如圖所示。其中MN是玻璃板的位置，a是點燃的蠟燭A所在位置，b是蠟燭B所在位置。小麗根據實驗記錄發現“像與物到鏡面的距離不相等”。出現這種現象的原因是________。
A．薄透明玻璃板與水平桌面不垂直
B．找像時沒有從多個方向觀察
C．實驗過程中沒有使用平面鏡
D．實驗過程中沒有點燃蠟燭B
（2）在老師的幫助下，小麗解決了實驗中存在的問題后繼續實驗。她經過多次實驗并記錄了實驗數據如下表。由此可以得到的實驗結論是：________。
物距/cm
2.8
3.8
4.5
6.3
6.5
像距/cm
2.8
3.2
3.8
4.5
6.3
6.5
【答案】（1）AB（2）像與物到鏡面的距離相等
【鞏固練習】
一、選擇題
1.（多選）關于下圖所示的各種情景，下列說法中正確的是（　　）
A．甲圖中：從各個方向都能看到投影屏幕上的景物，是由于光在屏幕表面發生了鏡面反射
B．乙圖中：一束陽光經過三棱鏡折射后會發生色散，這說明白光是由各種色光組成的
C．丙圖中：用潛望鏡可進行較隱蔽的觀察，潛望鏡是利用光的反射現象制成的
D．丁圖中：建筑物的玻璃外墻有時很刺眼，是由于光在玻璃墻表面發生了漫反射
2.下列物理現象中，有一個形成的原因與其他不同的是（　　）
A.早上人們能看到位于地平線之下的太陽
B.人在河邊看到水中游動的魚比實際位置要高些
C.人在湖邊看到的自己在水中的倒影
D.斜插在水中的筷子看上去好像折斷了
3.在星光燦爛的夜晚仰望天空，會看到繁星閃爍，像是頑皮的孩子在不時眨著眼，造成這種現象的原因是（　　）
A．星星的發光是斷斷續續的
B．被其它星體瞬間遮擋的結果
C．星光被地球大氣層折射的結果
D．以上都不對
4.如圖所示是某同學畫出的潛望鏡的示意圖，使用這樣的潛望鏡看到的物體AB的像是（　　）
A．放大的倒立的實像
B．縮小的倒立的實像
C．等大的倒立的實像
D．等大的倒立的虛像
5.下列說法正確的是（　　）
A．光照在物體上時，物體的顏色由照射光的顏色決定
B．實驗表明，色光的混合規律與顏料的混合規律相同
C．電視機的遙控器可以發出不同的紅外線，來實現電視機的遙控
D．任何情況下，紫外線的照射對人體都是有利的
6.如圖所示，鏡前豎直插兩根大頭針a和b，觀察a和b的像重疊在一起的情形，其眼睛應放在（　　）
A．通過a、b的直線上
B．通過a、b像的直線上
C．通過a垂直于鏡面的直線上
D．通過b垂直于鏡面的直線上
7.以平面鏡MO和NO為兩個側面的一個黑盒子里有一個點光源S，黑盒子的另一側面EN上開有一個小孔P，如圖所示。一位觀察者在盒外沿與EN平行的方向走過時，通過P孔能幾次被S所發出的光照射到（　　）
A．1次
B．2次
C．3次
D．4次
8.一束光從空氣斜射向水中，圖所示能正確反映光的折射和反射路徑的是（　　）
9.（多選）關于光現象，下列說法錯誤的是（　　）
A．用磨砂玻璃做教室的黑板是為了克服漫反射
B．看到池子里的水深比實際的淺是由于光的折射所致
C．雨后天空出現彩虹是由于光的反射形成的
D．光的色散現象說明彩色光是由白光組成的
二、填空題
10.小孔成像是利用了光在同種均勻介質中沿_______傳播的原理，光在真空中的速度是3×108m/s。太陽光從太陽傳到地球上，大約要用8
min
20
s，則太陽到地球的距離為_______m。
11.能夠從不同的方向看到一些本身不發光的物體，是因為光在這些物體表面發生_______的緣故，這時每一條反射光線都_______反射定律。
12.如圖所示，一束光在空氣和玻璃兩種介質的界面上同時發生反射和折射(圖中入射光線、反射光線和折射光線的方向均未標出)，其中折射光線是________(用字母表示)，反射角等于________°。
13.如圖所示是一臺驗鈔機，它工作時，鈔票上的熒光物質在一種看不見的光的照射下會發光，這種看不見的光是
。（選填“紅外線”或“紫外線”）
三、實驗探究題
14.如圖所示，平面鏡OM斜放在水平桌面上。(1)請畫出小球A在平面鏡OM中所成的像；(2)若將平面鏡沿順時針方向旋轉90°至OM′位置，請畫出這個過程中小球A在平面鏡中的像移動的軌跡．
15.
如圖所示，夏天的一個傍晚，有一個小孩站在池塘邊看到了水中有一輪彎彎的月亮。請你運用光學知識作圖說明這個小孩為什么能看到水中的明月。(保留作圖的痕跡)
16.孫悅同學在探究平面鏡成像特點時，是按如下實驗步驟進行的：
a.將點燃的蠟燭放在豎直放置的玻璃板前，如圖所示；
b.將光屏放到像的位置，不透過玻璃板，直接觀察光屏上有無像；
c.將另一支完全一樣的蠟燭點燃放到像的位置，觀察像與蠟燭的大小關系；
d.用直尺測量出蠟燭和像到玻璃板的距離．
請你針對孫悅同學的實驗回答下列問題：
(1)孫悅同學為什么選用玻璃板而不選用平面鏡?
(2)孫悅同學的實驗操作中有一處明顯錯誤，請你指出來并說明正確做法。
【答案與解析】
一、選擇題
1.【答案】BC
【解析】甲圖中：從各個方向都能看到投影屏幕上的景物，是由于光在屏幕表面發生了漫反射，故A錯誤；乙圖中：一束陽光經過三棱鏡折射后會發生色散，這說明白光是由各種色光組成的，故B正確；丙圖中：用潛望鏡可進行較隱蔽的觀察，潛望鏡是利用光的反射現象制成的，故C正確；丁圖中：建筑物的玻璃外墻有時很刺眼，是由于光在玻璃墻表面發生了鏡面反射，故D錯誤。
2.【答案】C
【解析】早晨看到太陽從地平線剛剛升起時，實際上它還處在地平線的下方，這種現象是由于光的折射造成的；我們看到的水中的魚，是由光的折射形成的虛像，在折射光線的反向延長線上，由于折射光線向水面偏折，折射光線相對于入射光線位置升高了，所以看到的水中的魚的位置比實際位置高，這種現象是由于光的折射造成的；水中形成美麗的倒影是平面鏡成像，利用了光的反射；光從水斜射入空氣時發生折射，折射光線向水面偏折，使筷子看起來“折斷”了，是光的折射。
3.【答案】C
【解析】星光絕大部分是宇宙中的恒星發射出來的光，恒星的發光是持續不斷的，星光傳播到地球表面前，除了要通過浩瀚的宇宙真空區域，還要穿過包圍著地球的大氣層，星光從真空進入大氣層時，要產生反射和折射，我們在地面所看到的星光是經過大氣層折射后的那部分光。當星光穿過不同密度的空氣層時也要發生折射，一般說來，空氣相對于地面不是靜止的，總是在流動，隨著空氣的流動，在觀察者注視的區域內，空氣的密度會時大時小，因此穿過該區域的星光被折射，會有所不同，于是，折射光線就會不停的顫動、搖擺。
4.【答案】D
【解析】經過平面鏡成的像與物是等大的，B處發出的光線經過兩次反射后傳入人的眼睛，看到的在上方；A處發出的光線經過兩次反射后傳入人的眼睛，看到的在下方；所以使用這樣的潛望鏡看到的物體AB的像是倒立的等大的虛像。
5.【答案】C
【解析】透明物體的顏色是由它透過的色光決定的；不透明物體的顏色是由它反射的色光決定；色光的混合規律與顏料的混合規律不相同，色光的三原色混合成白色，顏料的三原色混合成黑色；紅外線可以實現紅外遙控，電視機的遙控器可以發出不同的紅外線，來實現電視機的遙控；適當照射紫外線對人體有利，過量的紫外線照射對人體有害。
6.【答案】B
【解析】當a、b兩大頭針反射的光線在同一條直線上時，它們在平面鏡中的像點也在同一條直線上，所以人眼應在以ba為入射光線的反射光線方向觀察大頭針，如下圖所示：所以眼睛應在通過a、b像的直線上觀察大頭針。
7.【答案】D
【解析】S發出的光線，從小孔P射出，有以下四種情況：（1）由點光源S發出的光線直接從小孔P射出，如圖1；（2）由S發出，經過平面鏡MO反射后，直接通過小孔P的光線，如圖2；（3）由S發出，經過平面鏡NO反射后，直接通過小孔P的光線，如圖3；（4）由S發出，經過平面鏡NO反射后再經過平面鏡NO反射通過P的光線，如圖4。
8.【答案】C
【解析】光從空氣斜射入水中時，反射角等于入射角，而圖中反射角不等于入射角，故A不正確；光從空氣斜射入水中，折射角小于入射角，而圖中折射角大于入射角，故B不正確；C符合光的反射定律和折射定律，C選項正確；光從空氣斜射入水中時，要同時發生反射和折射現象，而圖中沒有反射現象，故D不正確。
9.【答案】AC
【解析】用磨砂的玻璃做教室的黑板是為了克服鏡面反射，利用了漫反射，A選項說法錯誤，符合題意；看到池子里的水比實際的淺，是由于光的折射造成的，B選項說法正確，不符合題意；雨后天空出現彩虹是由于光的色散形成的，C選項說法錯誤，符合題意；光的色散現象說明白光是由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色組成的，D選項說法錯誤，符合題意。
二、填空題
10．【答案】直線；1.5×1011
11.【答案】漫反射；遵守
12.【答案】OG；30
【解析】反射和折射同時發生。根據反射角等于入射角，觀察圖可知∠EOC和∠FOC一定為入射角和反射角，則CD為法線，又因為折射光線與入射光線，反射光線與入射光線都分居于法線兩側，所以可知EO為入射光線，OF為反射光線，OG為折射光線。
13.【答案】紫外線
14.【答案】如圖所示：
【解析】根據平面鏡成像特點，作A點關于平面鏡的對稱點A′即為A的像點。分別作平面鏡轉動過程中與A點相對應的幾個關鍵像點A′，再用平滑曲線連接即為像點的運動軌跡。
15.【答案】如圖所示：
16.【答案】(1)為了能看到玻璃板后面的物體，從而比較物與像的位置及大小關系。(2)c錯，在玻璃板前放一支點燃的蠟燭，而在玻璃板后面應該放一支沒有點燃的蠟燭。
【解析】對于這個實驗要注意實驗的設計與操作的方法。平面鏡成像的特點是等大、等距、對稱、虛像。為了探究這個問題應該注意要用玻璃板來做，這樣我們就既能通過光的反射看到平面鏡所成的像，又能透過玻璃板看到后面的蠟燭，從而比較像與物的大小，通過測量兩個距離，從而找出物到平面鏡的距離與像到平面鏡的距離之間的關系。我們通過觀察放在玻璃板后面的光屏上是否有像從而知道像的性質，即是實像還是虛像。

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