章末复习
一、光的传播
1.光源:能______________的物体叫做光源。
2.光的直线传播:光在________介质中沿直线传播。
3.光速:光在真空中的传播速度c≈____________;光在空气中的传播速度约等于光在真空中的传播速度,光在其他介质中的传播速度都要比光在真空中的传播速度________。
二、光的反射
4.光的反射:光射到两种介质的交界面上,在界面处一部分光反射回________的介质中继续传播的现象叫做光的反射。人们能够看到本身不发光的物体,就是因为这些物体________的光进入了人眼。
5.光的反射定律
反射光线与入射光线以及法线在____________内;反射光线和入射光线分居________的两侧;反射角________入射角。
6.镜面反射:类似____________的反射。当入射光平行时,反射光也是________的。
7.漫反射:光射到____________的物体表面上发生的反射。当入射光平行时,反射光杂乱无章,射向____________。漫反射不是“乱反射”,漫反射和镜面反射一样,也________(选填“遵循”或“不遵循”)光的反射定律。
8.反射光路的可逆性:在光的反射现象中,光路是______的。
三、平面镜成像
9.平面镜成像的特点
(1)平面镜所成的像是________像。
(2)像与物体的大小________。
(3)像与物体到平面镜的距离________。
(4)像与物体对应点的连线________于平面镜。即像与物关于镜面________。
10.平面镜成像原理
如图示,平面镜的成像原理是光的反射。
四、光的折射
11.光的折射:当光从一种介质________另一种介质时,光路发生________,叫光的折射现象。在光的折射现象中,光路是________的。
12.折射成像:物体反射或发出的光从空气进入水中时,在水中的人看到的是物体的________像,像是折射光线反向延长线的交点;像的位置比物体的实际位置偏______。
五、透镜成像及应用
13.凸透镜和凹透镜
(1)透镜种类:中间厚、边缘薄的透镜叫做________, 中间薄、边缘厚的透镜叫做____________。
(2)焦点:让凸透镜正对着太阳,通过凸透镜的太阳光可以________在一点上,这个点是凸透镜的焦点。
(3)焦距:________到______________的距离叫做焦距。
14.凸透镜和凹透镜对光的作用
(1)凸透镜对光有________作用,但是并不一定使光会聚到焦点或某一点,而是指光线通过凸透镜折射后,折射光线比原来的入射光线更________主光轴。
(2)凹透镜对光有________作用,是指光线通过凹透镜折射后,折射光线相对于入射光线更______主光轴。
15.凸透镜的成像规律
物体到凸透镜的距离u u>2f u=2f f像的情况 正倒 倒立 ①______ 倒立 不成像 正立
大小 ②______ 等大 ③______ 放大
虚实 实像 实像 实像 ④______
像到凸透镜的距离v fu
应用 ⑦______ 确定焦距 投影仪 放大镜
16.凸透镜成像规律的应用
(1)照相机
①原理:当物体在镜头的________________时,通过光的折射,在胶片上形成一个______________像。镜头相当于一个____________,胶片相当于________。
②调节:物距减小时,像变______,像距变______。
(2)幻灯机(或投影仪)
①原理:当把幻灯片(或投影片)放在镜头的__________________________时,在屏幕上形成一个____________________像。
②调节:物距减小时,像变______,像距变______。为了使屏幕上的像是正立的,幻灯片(或投影片)应______放。
(3)放大镜
①原理:当把物体放在凸透镜的______________时,成__________________像。
②调节:物距减小时,像会变________,像距变________。
六、眼睛与眼镜
17.近视眼和远视眼
(1)近视眼
①成因:晶状体变厚,折光能力________,来自远处某点的光会聚在视网膜前,如图所示。
②矫正办法:利用__________使射向眼睛的光线发散,如图乙所示。
(2)远视眼
①成因:晶状体变薄,折光能力________,来自近处物体的光还没有会聚就到达视网膜了,如图所示。
②矫正方法:利用__________使射向眼睛的光线会聚,如图乙所示。
七、彩色世界
18.光的色散
(1)定义:白光被分解成____________的现象叫做光的色散。
(2)色散现象说明:白光是由各种色光混合而成的,白光是________光。
19.光的三原色:______、______、______。
光的反射定律与光的折射规律
项目 光的反射定律 光的折射规律
三线共面 反射光线与入射光线、法线在同一平面内 折射光线与入射光线、法线在同一平面内
法线居中 反射光线与入射光线分居法线的两侧 折射光线和入射光线分居法线的两侧
两角关系 ________等于________ 光从空气斜射入其他介质中时,折射角小于入射角;光从其他介质斜射入空气中时,折射角________入射角
命题点1 影子的形成
如图示,光在传播过程中遇到不透明物体时,在不透明物体背后光无法到达的地方便形成了影子,可见影子的形成原因是__________________。
命题点2 镜面反射和漫反射
如图示,一束平行光照射在光滑镜面上发生的是________反射,反射光是________的;光照射到粗糙平面上发生的是________反射,这时虽然反射光线杂乱无章,但是每一条反射光线都遵循光的反射定律。
命题点3 光的折射现象
如图示,插入水中的铅笔看上去好像在水面处折断了,这是光从________中斜射入________时发生折射造成的,看到的水中的“铅笔”是铅笔的________像。
命题点4 近视眼和远视眼
如图所示,__________眼看远处物体时成像在视网膜的________方,应戴________透镜矫正;如图乙所示,________眼看近处物体时成像在视网膜的________方,应戴________透镜矫正。
实验一 探究光的反射规律
(1)将一块平面镜放在水平桌面上,再把一张可绕接缝ON折转的硬纸板竖直放在平面镜上,如图所示,让一束光线AO贴着纸板E射到平面镜上,在纸板F上会看到反射光线OB;将纸板F向后折,此时在纸板F上看不到反射光线,如图乙所示。此现象说明________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)改变入射角的大小做三次实验后将测得的数据记录在下表中,根据数据得出结论:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
次数 入射角 反射角
1 20° 20°
2 40° 40°
3 60° 60°
(3)在图甲中,如果让光线逆着OB的方向射到平面镜上,会看到反射光线沿着OA方向射出,此现象说明:光反射时,光路是__________。
(4)如图丙所示,另一同学把一束光贴着纸板E射到O点,但纸板E、F并未与平面镜垂直,他________(选填“能”或“不能”)在纸板F上看到反射光线,此时反射光线与入射光线________(选填“在”或“不在”)同一平面内。
实验二 探究平面镜成像特点
1.实验器材:玻璃板、两支相同的蜡烛、白纸、刻度尺、铅笔。
2.实验步骤
(1)如图示,在水平桌面上铺一张白纸,纸上竖立一块透明玻璃板。把蜡烛A点燃放在玻璃板的前面,在玻璃板前面观察蜡烛A经玻璃板反射所成的像。
(2)再拿另一支外形相同但未点燃的蜡烛B放在玻璃板后面移动,直到看上去跟蜡烛A的像完全重合。
(3)用铅笔在白纸上标出蜡烛和像的位置。
(4)改变蜡烛A到平面镜的距离,再做几次实验。
(5)移走玻璃板和蜡烛,把每次蜡烛A和对应像的位置连线,观察连线和平面镜位置之间的关系,并测出蜡烛A和像到平面镜的距离。
次数 物距/cm 像距/cm
1
2
3
3.实验结论:平面镜所成的像与物大小________;像与物到镜面的距离________;像与物的连线与镜面________。
4.交流与评估
(1)实验时采用两支完全相同的蜡烛,其目的是_______________________________
________________________________________________________________________。
(2)实验中用玻璃板不用平面镜的原因:___________________________________
________________________________________________________________________。
(3)如何验证平面镜成的像是虚像?________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
实验三 探究光的折射规律
1.实验器材:激光光源、玻璃砖、直尺、量角器。
2.实验步骤
(1)如图所示,将一束光从空气射入玻璃,观察进入玻璃中的折射光线,同入射光线相比,是靠近法线还是偏离法线,测出入射角和折射角,将数据记录在表格中。
(2)改变入射光线的方向,再进行几次实验,观察当入射光线改变时,折射光线如何变化,折射角如何变化。测出每次的入射角和折射角,将数据记录在表格中。
3.实验记录
次数 入射角 折射角
1
2
3
4.实验结论
(1)折射光线与入射光线、法线________________,折射光线和入射光线分居法线的两侧。
(2)当光从空气斜射入玻璃时,折射光线_____________________________________
法线偏折,折射角________入射角。
(3)当入射角增大时,折射角________。
(4)当光线垂直射向介质表面时,传播方向________。
5.交流与评估
(1)当光从玻璃斜射入空气中时,折射光线________法线偏折,折射角________入射角。
(2)进行多次实验的目的:_________________________________________________。
实验四 探究凸透镜成像的规律
1.实验器材:光具座、凸透镜、光屏、蜡烛、火柴。
2.实验步骤
(1)如图所示,将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,凸透镜始终固定在光具座中间的位置,调节烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心在同一高度。
(2)将蜡烛移到凸透镜2倍焦距以外的位置,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,移动光屏成一个清晰的像,观察像的性质和像的位置,并记录到表格中。
(3)将蜡烛移到凸透镜的2倍焦距处,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,移动光屏成一个清晰的像,观察像的性质和像的位置,并记录到表格中。
(4)将蜡烛移到凸透镜的1倍焦距和2倍焦距之间,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,移动光屏成一个清晰的像,观察像的性质和像的位置,并记录到表格中。
(5)将蜡烛移到凸透镜的1倍焦距处,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,移动光屏看能否找到像。若看不到像,从光屏那一侧透过透镜观察,看能否看到像,并记录到表格中。
(6)将蜡烛移到凸透镜1倍焦距以内的位置,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,移动光屏看能否找到像。若看不到像,从光屏一侧透过透镜观察,看能否看到像,并记录到表格中。
3.实验记录
物距/cm 像的性质 像距/cm
4.实验结论:物距大于2倍焦距时成__________像,物距等于2倍焦距时成______________像,物距在1倍焦距和2倍焦距之间时成________________像,物距等于1倍焦距时________,物距小于1倍焦距时成______________像。
5.交流与评估
(1)1倍焦距处是成______像和______像的分界点,2倍焦距处是成________像和________像的分界点。
(2)实验中光屏上找不到像的原因是_______________________________________
________________________________________________________________________。
(3)将凸透镜竖直或者水平遮挡一半,对所成的像的影响是___________________________。
(4)如果像处于光屏的下方,可以将光屏向________移动,或者将凸透镜向________移动。
类型一 生活中的光现象
1.[2020·天水]中国的诗词歌赋蕴含着丰富的光学知识,下列说法正确的是( )
A.“明月几时有?把酒问青天”,举起酒杯,酒中出现的明月的倒影是由光的折射形成的
B.“起舞弄清影,何似在人间”,影子的形成是由光的直线传播形成的
C.“人有悲欢离合,月有阴晴圆缺”,阴晴圆缺的月亮是自然光源
D.“但愿人长久,千里共婵娟”,共赏的天上明月是平面镜所成的像
2.[2020·常德]关于光现象,下列说法中不正确的是( )
A.开凿隧道时用激光束引导掘进机,利用了光的直线传播
B.漫反射不遵守光的反射定律
C.自行车尾灯是靠光的反射来引起后方车辆司机注意的
D.雨后出现彩虹是光的色散现象
类型二 实验探究
3.[2020·甘南州]探究“光的反射规律”的实验装置如图甲所示,平面镜放在水平桌面上,标有刻度(图中未画出)的白色纸板ABCD能绕垂直于CD的ON轴翻转,在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。
(1)实验前,应将纸板________放置在平面镜上;移动激光笔,使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动,可观察到反射光束沿________时针方向转动。
(2)移动激光笔,使入射角为45°,测得反射角也为45°,由此就得出“光反射时,反射角等于入射角”的结论你认为有何不妥之处?_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)如图乙所示,将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度,发现纸板上均无反射光束呈现,此现象说明了:________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)在图甲中,若将纸板(连同激光笔)绕CD向后倾斜,此时反射光束________(选填字母符号)。
A.仍在纸板上呈现
B.被纸板挡住
C.在纸板前方
(5)实验结束后,同组的小明和小刚都想从镜子中看到对方的眼睛,而不想让对方看到自己的眼睛,结果他俩谁都没有做到,你认为没有做到的原因是_____________________。
4.[2020·丹东]如图甲所示是探究“平面镜成像特点”的实验,图乙是白纸上记录的像与物的位置关系。
(1)实验时为了便于在桌面上确定像的位置,玻璃板必须________放置在水平桌面上。
(2)当将蜡烛放在A1点时,可在A1′位置放置光屏来验证平面镜所成像是________像。
(3)当把蜡烛放在A2点时,在A2′位置观察到了它的像。若在A2′和玻璃板之间放一个与玻璃板等大的黑色不透明纸板,从玻璃板前方________(选填“仍能”或“不能”)观察到蜡烛的像,说明平面镜成的像是由光的________形成的。
(4)将蜡烛放在A3点完成实验后,将玻璃板前的蜡烛沿A3′A3直线向远离玻璃板方向移动2 cm,此时像与蜡烛之间的距离为________cm,像的大小________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
5.[2020·鞍山]在“探究凸透镜成像规律”的实验中,将凸透镜固定在光具座上50 cm刻度线处不动,移动蜡烛和光屏至如图所示的位置时,在光屏上得到烛焰清晰的像。
(1)该凸透镜的焦距为________cm。
(2)将蜡烛移到10 cm刻度线处,烛焰所成的像是________(选填“放大”“缩小”或“等大”)的,生活中的________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)利用了该原理工作。
(3)在烛焰和凸透镜之间放一眼镜的镜片,发现光屏上的像由清晰变模糊了。将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离后,光屏上再次呈现清晰的像,则该眼镜的镜片是________(选填“凸透镜”或“凹透镜”),可用于矫正________(选填“近视眼”或“远视眼”)。
(4)蜡烛随着燃烧而变短,为了使像仍能成在光屏中央,这时需要________(选填“向上”或“向下”)移动光屏。
6.[2020·南充]某学习小组探究“凸透镜成像的规律”,进行了如下操作:
(1)安装并调节烛焰、透镜和光屏,使它们三者中心大致在______________。
(2)通过探究,记录并绘制了物距u与像距v之间的关系图像,如图所示,则该凸透镜的焦距是________cm。
(3)当蜡烛放在如图所示位置时,调节光屏,可在光屏上得到一个倒立、________的实像,生活中的________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这样的成像原理工作的。
(4)若将透镜的上半部分用不透明的纸板挡住,则光屏上________(选填“能”或“不能”)成完整的像。
(5)在图中,调节光屏得到清晰的像,小明又借来物理老师的眼镜将其放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上原本清晰的像变模糊了,向右移动光屏,光屏上的像又变清晰,说明老师戴的是________(选填“近视”或“远视”)眼镜。
类型三 生活中的透镜
7.[2020·泰州]如图所示是学校测温棚里的红外线测温仪,它既能测温,也能摄像,其镜头相当于凸透镜,它正常工作时所成像的性质是( )
A.正立、放大的虚像 B.倒立、缩小的实像
C.倒立、放大的实像 D.正立、缩小的实像
8.[2020·鄂州]如图所示是小强用手机、透镜和纸盒自制的简易投影仪,能将手机上的画面放大投射到白色墙上。下列说法正确的是( )
A.手机屏幕到透镜的距离应大于透镜的2倍焦距
B.白色墙上呈现的是手机画面倒立、放大的实像
C.若用不透明的硬纸板遮住透镜的一部分,白色墙上的画面将不再完整
D.从各个角度都能清楚地看到白色墙上的像,是因为墙对光发生了镜面反射
9.[2020·十堰]如图所示是张老师利用手机直播网课的情景。手机的镜头相当于________,当手机取景框内只看到电子白板时,为了让同学们同时看到两边黑板上板书的文字,手机应该________(选填“远离”或“靠近”)黑板,黑板上文字所成的像是________(选填“放大”或“缩小”)的像。
类型四 光学作图
10.[2020·阜新]小明站在池水旁观赏游鱼,恰好看见一架飞机飞过,分别用A代表小明的眼睛、B代表看到的鱼、C代表看到的飞机,如图所示,请画出小明看见鱼和飞机的光路图,并用“D”大致标出鱼在池水里的实际位置。(保留必要的作图痕迹)
11.[2020·丹东]如图所示,凹透镜与凸透镜的主光轴平行且凸透镜的主光轴与水面重合,凹透镜的虚焦点为F1,凸透镜的焦点为F2,一条光线经凹透镜(该光线的延长线过凹透镜的虚焦点F1)折射后射向凸透镜,又经凸透镜折射后最终射入水中,请画出此过程的光路图。
答案
【核心要点突破】
1.自行发光 2.同种均匀
3.3×108 m/s 小
4.原来 反射 5.同一平面 法线 等于
6.光滑镜面 平行
7.粗糙不平 四面八方 遵循
8.可逆
9.(1)虚 (2)相等 (3)相等 (4)垂直 对称
11.进入 偏折 可逆 12.虚 高
13.(1)凸透镜 凹透镜 (2)聚集
(3)焦点 凸透镜中心
14.(1)会聚 靠近 (2)发散 远离
15.①倒立 ②缩小 ③放大 ④虚像 ⑤v=2f
⑥v>2f ⑦照相机
16.(1)①2倍焦距以外 倒立、缩小的实 凸透镜
光屏 ②大 大
(2)①1倍焦距与2倍焦距之间 倒立、放大的实
②大 大 倒
(3)①1倍焦距以内 正立、放大的虚 ②小 小
17.(1)①变强 ②凹透镜
(2)①变弱 ②凸透镜
18.(1)多种色光 (2)复色
19.红 绿 蓝
【教材知识纵横】
反射角 入射角 大于
【教材图片解读】
命题点1 光沿直线传播
命题点2 镜面 平行 漫
命题点3 水 空气 虚
命题点4 近视 前 凹 远视 后 凸
【重点实验再现】
实验一 (1)反射光线、入射光线和法线在同一平面内
(2)光反射时,反射角等于入射角
(3)可逆的 (4)不能 在
实验二 3.相等 相等 垂直
4.(1)便于比较像与物的大小关系
(2)玻璃板既能成像又能透光,便于确定像的位置
(3)在像的位置放一光屏,光屏上不能承接到像,说明平面镜成的像是虚像
实验三
4.(1)在同一平面内
(2)靠近 小于
(3)增大 (4)不改变
5.(1)远离 大于
(2)使得到的结论具有普遍性
实验四
4.倒立、缩小的实 倒立、等大的实
倒立、放大的实 不成像 正立、放大的虚
5.(1)实 虚 放大 缩小
(2)烛焰、透镜、光屏三者中心没在同一高度(或物距小于焦距或物距等于焦距或物距略大于焦距成像在很远处)
(3)像会变暗一些
(4)下 上
【中考真题链接】
1.B 酒中出现的明月的倒影是由光的反射形成的,A错误;影子是由光的直线传播形成的,B正确;月亮不是光源,它是反射了太阳的光从而看上去很亮,C错误;太阳光照射在月球的表面并发生了漫反射,这使我们可以看到月球,D错误。
2.B 开凿隧道时用激光束引导掘进机,使掘进机沿直线前进,利用了光沿直线传播,故A正确;镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律,故B错误;自行车的尾灯是由互成直角的小平面镜组成的,将后方汽车射来的光再沿原路反射回去,从而引起后方车辆司机的注意,故C正确;雨后,空气中有大量小水滴,太阳光经这些水滴折射后可分解成七种色光,形成彩虹,这就是光的色散现象,故D正确。
3.(1)垂直 顺
(2)一次实验得到的结论具有偶然性
(3)光发生反射时,反射光线、入射光线和法线在同一平面内
(4)C
(5)反射时,光路是可逆的
4.(1)竖直 (2)虚
(3)仍能 反射 (4)10 不变
5.(1)15.0 (2)缩小 照相机
(3)凸透镜 远视眼 (4)向上
(1)根据图可知,u=50.0 cm-20.0 cm=30.0 cm,v=80.0 cm-50.0 cm=30.0 cm,此时光屏上出现烛焰清晰的像,所以f=15.0 cm。
(2)把蜡烛移到10 cm刻度线处,物距为40 cm,大于2倍焦距,物距大于2倍焦距时成倒立、缩小的实像,像距在1倍焦距和2倍焦距之间,生活中照相机就是依据此原理制成的。
(3)在烛焰和凸透镜之间放一眼镜的镜片,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离后,光屏上再次呈现清晰的像,说明该镜片把光线会聚了,凸透镜对光有会聚作用,凸透镜可以矫正远视眼。
(4)蜡烛在燃烧中不断缩短,向下移动,光屏上的像向上移动,要使像能够成在光屏中央,需要将光屏向上移动一些。
6.(1)同一高度 (2)5 (3)缩小 照相机
(4)能 (5)近视
7.B 摄像机的镜头与照相机的镜头类似,应用的规律是u>2f,凸透镜成倒立、缩小的实像。
8.B 根据投影仪成像的原理可知,手机到透镜的距离应大于1倍焦距,小于2倍焦距,故A错误;投影仪成的像是倒立、放大的实像,故B正确;若用不透明的硬纸板遮住透镜的一部分,白色墙上的画面仍然完整,只是亮度变暗,故C错误;从各个角度都能清楚地看到白色墙上的像,是因为墙对照射到其上面的光发生了漫反射,故D错误。
9.凸透镜 远离 缩小 手机的镜头相当于一个凸透镜,物体通过它可以成倒立、缩小的实像,故黑板上文字所成的像是缩小的;为了让同学们同时看到两边黑板上板书的文字,应该让像变小一些,则手机要远离黑板,增大物距。
10.如图所示
C点是飞机,A点是人眼,人眼看到飞机即飞机反射的光直接进入人眼,故连接AC,并标上箭头,箭头指向人眼;人能看到水中的鱼,是因为鱼反射的光经水面折射后进入人眼,人眼看到的鱼是鱼的虚像,虚像在鱼的实际位置的上方,因此鱼的实际位置D点在B点的下方,所以先连接AB,AB与水面的交点O为折射点,然后连接AO即为折射光线,并标上箭头,箭头指向A点。
11.如图所示
对准凹透镜的虚焦点F1入射的光线(即延长线过虚焦点F1),经凹透镜折射后,折射光线平行于主光轴;平行于凸透镜主光轴入射的光线,经凸透镜折射后,折射光线经过凸透镜的焦点F2;当光从空气斜射入水中时,在水和空气的界面处发生折射,折射角小于入射角。