暑假补习初中物理第三讲光现象（提高）知识讲解.

中考总复习：光现象（提高）

【考纲要求】

1、理解光沿直线传播的条件及其应用，知道光在真空中的传播速度；

2、掌握光的反射规律及其应用，知道镜面反射和漫反射；

3、平面镜成像的特点和原因，知道实像和虚像的概念；

4、掌握光的折射规律，理解其应用；

5、知道光的色散的相关内容；

6、认识红外线及其作用，认识紫外线及其作用。

【知识网络】

【知识点梳理】

考点一、基本概念

1、光的直线传播：

（1）光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。

（2）光的传播速度：真空或空气中c=3×108m/s。水中为真空中的3/4，玻璃中为真空中的2/3。

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光的反射

（2）“一点”、“二角”、三线”：O为入射点；i和r分别是入射角和反射角，AO、NO、OB分别是入射光线、法线和反射光线。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

（3）镜面反射：平滑的表面对光线的反射叫镜面反射。

（4）漫反射：粗糙的表面对光线的反射叫漫反射。镜面反射和漫反射都遵循反射定律。

（5）平面镜成像的原理：平面镜所成的像是物体发出（或反射）的光线射到镜面上发生反射，由反射光线的反向延长线在镜后相交而形成的，如图所示S为光点，S’为像。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

（6）球面镜：凹面镜对光线起会聚作用；凸面镜对光线起发散作用。

3、光的折射：

（1）光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫光的折射。

（2）如下图所示，O为入射点；i和r分别是入射角和折射角；AO、MN、OB分别是入射光线、法线和折射光线。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

（3）色散现象说明：①白光不是单色的，而是由各种单色光组成的复色光；②不同的单色光通过棱镜时，偏折的程度是不同的，红光偏折的程度最小，紫光偏折的程度最大。

4、物体的颜色：透明物体的颜色由通过它的色光决定；不透明物体的颜色由它反射的色光决定。

5、红外线和紫外线的特点及应用：红外线特点：热作用强；应用：红外线夜视仪、步枪的瞄准器、电视遥控器；紫外线特点：生理作用强，能杀菌；作用：紫外线灯灭菌、防伪标志

要点诠释：

1、光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处，只是反射光返回原介质中，传播方向发生改变；而折射光则进入到另一种介质中，由于光在两种不同的介质里传播速度不同，故在两种介质的交界处传播方向发生变化，这就是光的折射。在两种介质的交界处，既发生折射，同时也发生反射。

2、白光照到三棱镜上，从三棱镜射出的光分解为各种颜色的光。这一现象的产生，是因为光线由空气进入三棱镜后，发生了光的折射，由于不同色光的偏折程度不同，红光偏折程度最小，紫光偏折程度最大。

3、在反射和折射现象中光路是可逆的。

考点二、基本的规律、特点

1、光的反射规律：

（1）反射光线和入射光线、法线在同一平面内；

（2）反射光线和入射光线分居法线两侧；

（3）反射角等于入射角。

2、平面镜成像特点：

(1)像和物体的大小相等；

(2)像和物体的对应点的连线跟镜面垂直；

(3)像和物体到镜面的距离相等；

(4)像和物体的左右相反；

(5)像是虚像，只能用眼睛观察到，不能用光屏去呈接。

3、光的折射规律：

（1）折射光线、入射光线和法线在同一平面内；

（2）折射光线和入射光线分居在法线的两侧；

（3）当光从空气斜射入其他透明介质中时，折射角小于入射角；当光从透明介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。

考点三、实验探究

1、光的反射实验步骤：

（1）把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面，如图甲所示：

（2）在纸板上画出两条入射光线，用激光笔沿入射光线射入，找到对应的反射光线。

（3）观察两组反射光线和入射光线，猜想反射光线和入射光线的位置关系：

a、反射光线、入射光线和镜面的夹角相等；

b、反射光线和入射光线关于法线对称。

（4）把纸板NOF向前折或向后折如图乙，观察还能看到反射光线吗？

（6）取下纸板，用量角器测量角i和r。

2、平面镜成像实验步骤：

（1）将纸对折，在对折处画一条直线段，把平板玻璃（作为平面镜）竖立在对折线上；

（2）在白纸的一方任意位置放点燃的蜡烛，用笔记下蜡烛的位置，观察玻璃后面的像；

（3）用手在玻璃后面摸一摸是否有蜡烛存在，再拿一张白纸在像的位置附近移动，观察白纸上是否有蜡烛的像；

（4）拿另一支蜡烛（未点燃）放在玻璃后像的位置处，移动这支蜡烛，再左右移动头部，从不同位置看上去蜡烛和像完全重合；

（5）改变蜡烛的位置，重复再做一遍。

要点诠释：

1、光的反射：（1）把纸板NOF向前折或向后折，观察不到反射光线，证明三线共面；（2）通过测量比较入射角和反射角的大小，可以证明反射角等于入射角，反射光线和入射光线关于法线对称；并且对称还意味着分居法线两侧。

2、平面镜成像：（1）实验中利用玻璃板代替平面镜是为了确定像的位置；（2）试验中平面镜要和桌面垂直，否则怎么移动蜡烛都不能和像完全重合；（3）试验中如果用的玻璃板太厚就会看到两个像，这是由于玻璃板的两个面上都发生反射形成的；（4）实验用两个完全相同的蜡烛，是为了比较像的大小和物体的大小。（5）用一张白纸（光屏）放到玻璃板后面，白纸上（光屏）看不到蜡烛的像，证明成的像是虚像。

【典型例题】

类型一、三种光现象的识别

1、如图所示的四种现象中，由光的直线传播形成的是（　　）

【思路点拨】根据光在同种均匀介质中是沿直线传播的；在日常生活中的现象和应用有，激光准直、小孔成像和影子的形成。

【答案】D

【解析】海市蜃楼，属于光的折射现象；水面“折”枝是光的折射形成的，属于光的折射现象；水中倒影是平面镜成像，属于光的反射现象；手影是由于光的直线传播形成的。

【点评】本题考查了光的直线传播、光的反射、光的折射的应用，区分三种光现象要联系现实生活中的例子。

举一反三：

【变式】下列现象中，属于光的反射现象的是（　　）

A.小孔成像 B.我们能从不同方向看到银幕上的像

C.雨后的彩虹 D.游泳池内水的深度看起来比实际的浅

【答案】B

类型二、光的反射

2、两平面镜OM1、OM2之间夹角为θ，入射光跟平面镜OM2平行，经两个镜面两次反射后，出射光跟OM1平行，如图所示，那么此θ角应为（　　）

A．30° B．45° C．60° D．75°

【思路点拨】根据反射角等于入射角，从而反射光线与镜面的夹角和入射光线与镜面的夹角也是相等，

又因入射光线和出射光线分别与两镜面平行，可以结合几何中角的关系定律，来推导θ角的度数。

【答案】C

【解析】因为入射光跟平面镜OM2平行，出射光跟OM1平行，如图所示，

AB∥OM2，CD∥OM1，则∠1=θ，∠4=θ

根据光的反射定律，反射角等于入射角，所以反射光线和平面镜的夹角等于入射光线和平面镜的夹角

即：∠2=∠1=θ，∠3=∠4=θ，

所以△BOC为等边三角形，所以θ=60°

【点评】题目考察了光的反射规律。解题时结合三角形的知识。

举一反三：

【变式】入射光线与平面镜的夹角为60°，则反射角为 °；若入射角增大10°，反射角将增大 °。

【答案】30°；10°

类型三、平面镜成像

3、把一个高0.8m的平面镜竖直放置，一个身高1.6m的人以2m/s的速度沿垂直于平面镜的方向走近，那么他在镜中的像（　　）

A.高度为1.6m，以2m/s的速度靠近平面镜 B.高度变大，以2m/s的速度远离平面镜

C.高度为0.8m，以2m/s的速度靠近平面镜 D.高度变大，以4m/s的速度远离平面镜

【思路点拨】根据平面镜成像的特点：像与物体大小相等，像距等于物距，物像对称，进行分析即可得出答案。在走近平面镜的过程中，由于视角变大所以感觉上像变大了，实际像和物大小相等。

【答案】A

【解析】因为平面镜成像的特点是像与物体大小相等，此人身高1.6m，所以他在镜中的像高也是1.6m。

由平面镜成像的特点可知他以2m/s的速度在垂直平面镜的方向上走近平面镜时，他在平面镜中的像也以2m/s的速度在垂直平面镜的方向上走近平面镜，所以选项A正确。

【点评】题目考察了平面镜成像的特点，平面镜成像现象中，不论视觉上感觉像变大还是变小，事实上像的大小都没变，总与物体大小相同。

举一反三：

【变式】教学楼的走廊里挂着一块平面镜，当同学们走近镜子时，他们在镜中像的大小 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；同学间可以通过镜子互相看到对方，表明了反射时光路是

的；有时阳光射进来，部分同学看到镜子里很“刺眼”，这是因为镜子发生了 。同学们穿的校服看起来是蓝色的，是因为校服 蓝光。

【答案】不变 可逆 镜面反射 反射

类型四、光的折射

4、手电筒发出的光垂直地照射到一个空的烧杯的底部。光线投射到烧杯底部的光圈如图中虚线所示，把水倒入烧杯中，烧杯注满水时，烧杯底部的光圈会变化为图中的（　　）

【思路点拨】根据光的折射定律：光从空气斜射入其它透明介质时，折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，折射光线靠近法线偏折，折射角小于入射角。通过最左边和最右边的两条折射光线我们可以想象出光圈的变化。

【答案】B

【解析】当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，下图为最左边和最右边折射光线的光路（注意黑色光线表示没有折射时的光线，红色表示折射后的光线）：

从图中可以看出，折射光线在原来光线的内侧，由此可以联想周围光线都是如此，故B图为正确图形。

【点评】本题考查光的折射定律的内容，属于光学作图的基本考查，关键是需要具备一定的空间思维能力。

举一反三：

【变式】（天津）如图，枯井中的青蛙位于井底O点“坐井观天”，下图中青蛙通过井口观察范围正确的是（　　）

【答案】B

类型四、作图与实验探究

5、如图是人眼看见A物体在平面镜中的像A′的示意图，请确定物体A的位置并画出入射光线。

【思路点拨】（1）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A。（2）入射光线是从A点发出的，连接A点和入射点O做出入射光线。

【答案与解析】根据平面镜成像特点，作像A′关于平面镜的对称点A，连接AO画上箭头，AO即为入射光线。如图所示：

【点评】题目考查了利用平面镜成像特点作图时，实际上就是作对称图，注意垂直符号和虚线。

6、某同学在探究“平面镜成像的特点”的实验中，选用了两只同样的蜡烛，玻璃板等器材。

（1）实验时，取一支点燃的蜡烛A作为研究对象，另一支蜡烛B的作用是

；某同学发现看到蜡烛A的像不清晰，于是他将蜡烛B也点燃，用来增加像的亮度．他这样做

（填“能”或“不能”）使看到的像更清晰。

（2）请在下图中画出一条眼睛能看到蜡烛S点的像S′的光路图。

【思路点拨】实验中用两支完全相同的蜡烛、玻璃板是为了确定像的位置以及比较像的大小；在较暗的环境中，蜡烛A的光线经过玻璃板的反射进入人眼，人眼更容易感觉到，所以点燃蜡烛B周围更亮影响成像清晰度。根据平面镜成像，反射光线的反向延长线过像点作图。

【答案】（1）确定像的位置和比较像的大小 不能（2）如下图所示

【解析】（1）在实验中，用一支相同的蜡烛放在玻璃板的另一侧，是为了确定像的位置和比较像的大小。

若将另一侧的蜡烛点燃，结果使得玻璃后面太亮，更不容易发生反射，所以像会更不清晰。

（2）s′是s点的像，看到s′是因为看到了由s点发出的光线，经平面发射后的反射光线。如图所示

【点评】此题主要考查了平面镜成像实验，要掌握实验中确定像的位置和大小的方法，此题巧妙的运用了转化法。

【变式】（小丽在水平桌面上用薄透明玻璃板和两支完全相同的蜡烛A、B，探究平面镜成像的特点。

（1）在实验中小丽视线正对薄透明玻璃板，看到蜡烛A的“像”，马上把蜡烛B放在所看到“像”的位置，并在白纸上记录实验情况如图所示。其中MN是玻璃板的位置，a是点燃的蜡烛A所在位置，b是蜡烛B所在位置。小丽根据实验记录发现“像与物到镜面的距离不相等”。出现这种现象的原因是________。

A．薄透明玻璃板与水平桌面不垂直 B．找像时没有从多个方向观察

C．实验过程中没有使用平面镜 D．实验过程中没有点燃蜡烛B

（2）在老师的帮助下，小丽解决了实验中存在的问题后继续实验。她经过多次实验并记录了实验数据如下表。由此可以得到的实验结论是：________。

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）像与物到镜面的距离相等

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