章末复习
核心要点突破
一、光的直线传播和光的色散
1.光在 中是沿直线传播的。光沿直线传播可以解释影、 、 、小孔成像等光现象。队列站直、栽树成行、射击瞄准、激光引导挖掘隧道等是人们利用光沿直线传播知识的常见实例。
2.光的传播速度:光在 中传播的速度最大,通常取c= m/s;光在不同介质中传播的快慢是 的;光年是天文学上常用的 单位。
3.一束太阳光穿过狭缝,射到三棱镜上,从三棱镜另一侧的白纸屏上可以看到一条彩色的光带,这个现象称为光的色散。这条彩色光带的颜色是按 、 、 、 、 、 、 的顺序排列的。
4.光的“三基色”: 、 、 。
二、光的反射
1.光的反射:光在两种介质分界面上改变 又返回原来介质中的现象,叫做光的反射。反射光线和入射光线处在 (选填“同一种”或“两种”)介质中。你从平面镜里看见别人的眼睛,别人从平面镜里也能看见你的眼睛,这说明在反射现象中,光路是 的。
2.光的反射定律:光反射时,反射光线、入射光线和法线三者在 平面内,反射光线和入射光线分别位于 两侧,反射角 入射角。
3.射到物体表面上的平行光反射后仍然平行,这种反射叫做 ;射到物体表面上的平行光向各个方向反射,这种反射叫做 。二者都 (选填“遵循”或“不遵循”)光的反射定律。
三、平面镜成像
1.平面镜成像特点:像与物到镜面的距离 ,像与物的大小 ,像与物关于镜面 ,平面镜所成的像是 像。虚像与实像的区别: 。
2.平面镜的应用
(1) ,比如图投影仪上的平面镜。
(2) ,比如图穿衣镜、梳妆镜等。
3.凸面镜对光线有 作用,凸面镜成缩小的像,观察范围更广;凹面镜对光线有
作用。汽车后视镜和道路拐角处安装的交通安全镜是 镜,耳道窥视镜是
镜。
四、光的折射
1.光的折射:光由一种介质进入另一种介质时 发生改变的现象,叫做光的折射。折射光线和入射光线处在 (选填“同一种”或“两种”)介质中。在折射现象中,光路是
的。
2.光的折射规律:光折射时,折射光线、入射光线、法线三者在 ;折射光线和入射光线分别位于 两侧。光从空气斜向射到水或玻璃表面时,折射光线向法线 ,折射角 入射角。当入射角增大时,折射角也 。光垂直射到水或玻璃的表面时,在水或玻璃中的传播方向 。
五、透镜
1.透镜有两类,中间比边缘 的叫做凸透镜,中间比边缘 的叫做凹透镜。透镜的中心叫做 ,凡是经过这一点的光都 (选填“改变”或“不改变”)传播方向;通过光心和球面球心的直线叫做透镜的 。
2.凸透镜对光有 作用;平行于主光轴的入射光经凸透镜折射后 在主光轴上一点,这一点叫做凸透镜的 ,用字母F表示;凹透镜对光有 作用,平行光经过凹透镜折射后将成为 光线,将发散光线反向延长后相交于一点,这一点叫做凹透镜的 。从焦点到光心的距离叫做 ,用字母f表示。
六、凸透镜成像规律及应用
1.凸透镜成像规律
物距u 像的性质 像的位置 像距v
正倒 大小 虚实 与物同侧 或异侧
u>2f 立 像 侧
u=2f 立 像 侧
fu=f 不成像
u2.放大镜:将凸透镜当成放大镜使用时,应将被观察的物体放在凸透镜的 ,对着凸透镜观察,可以看到物体 、 的虚像。通常选用焦距比较 的凸透镜作为放大镜。
3.眼睛的视物原理:眼睛中的晶状体相当于 ,视网膜相当于 ,二倍焦距以外的物体经晶状体成 、 的 像于视网膜上。
4.近视眼与远视眼:形成近视眼的原因是晶状体太厚,折光能力太强,或眼球前后方向上太长,成像于视网膜 ,应用对光有 作用的 透镜制成的近视眼镜来矫正;形成远视眼的原因是晶状体太薄,折光能力太弱,或眼球前后方向上太短,成像于视网膜 ,应用 透镜制成的远视眼镜来矫正。
5.照相机:照相机的镜头相当于 ,感光胶片(或感光元件)相当于 ,它是利用物距大于二倍焦距时,凸透镜能成 、 的 像的原理制成的。
6.显微镜:主要由物镜和目镜组成,载物台上装载的被观察的物体通过物镜成一个 、
的实像,该实像刚好处于目镜的一倍焦距以内,通过目镜成一个 、
的虚像。
7.望远镜:主要由物镜和目镜组成,物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成 、
的实像,目镜相当于一个 镜,用来把这个实像放大。
教材知识纵横
1.光的反射类型
分类 不同点 相同点
反射面特点 平行光入射, 反射光方向 常见现象
镜面 反射 平滑 向着同一个方向 黑板“反光” 都遵循 光的反 射定律
漫反射 粗糙不平 各个方向都有 从各方向看见本身不发光的物体
2.实像和虚像的区别
分类 形成原因 能否呈现在光屏上 实例
实像 由实际光线会聚而成 能 小孔成像
虚像 由反射或折射光线的反向延长线相交而成 不能 水中倒影
教材图片解读
命题点1 光的直线传播
如图示是有趣的“手影”表演场景,这是由于光沿 的过程中,光照得到的区域比较亮;遇到不透明的物体,在物体后面光不能到达的区域比较 ,于是便产生了影。
命题点2 光的色散现象
如图示,一束太阳光通过三棱镜折射后,被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光,在白色光屏上形成一条七彩光带,这个现象叫 ;其中最上面光带的颜色是 色。
命题点3 光的反射定律
如图示, 光线(OB)、 光线(AO)和 线(ON)在同一平面内;
光线(OB)与 光线(AO)分别位于 线(ON)两侧; 角β等于
角α;在反射现象中,光路是 的。
命题点4 镜面反射与漫反射
如图示,平行光射向平滑的表面,反射光 射出;平行光射向粗糙不平的表面,反射光射向 。无论是镜面反射还是漫反射,均遵循光的反射定律。
命题点5 光的折射现象
如图所示,一束光从水槽左侧某一高度斜射到水面,在水槽底部出现一个光斑,这束激光在水面发生偏折,折射角 入射角;若保持光束不动,逐渐向水槽中加水,则水面上升,入射点向 移动,折射角 ,光斑向 移动。叉鱼时,把钢叉投向所看到的鱼的下方(如图图乙所示),这是因为从鱼身上反射出的光在水面上发生了 射进入人的眼里,且折射角 入射角,折射光线远离法线。人逆着折射光线看到的其实是鱼变
(选填“深”或“浅”)了的 (选填“实”或“虚”)像。
命题点6 视力及其矫正
如图示,近视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太 ,使远处物体射来的光线会聚在视网膜的 面,因此可以戴用 透镜制成的眼镜,先对远处射来的光线适当发散,再经过晶状体成像在视网膜上;远视眼的晶状体较薄,会聚能力较 ,看近处的物体时,将像成在视网膜的 面,远视眼应戴用 透镜制成的眼镜进行矫正。
重点实验再现
实验一 探究光的反射规律
1.实验器材:平面镜、激光笔、可沿中缝折叠的附有量角器的白色光屏。
2.实验步骤
(1)如图示,让激光笔的入射光沿着光屏左侧的E板射到镜面的O点。
(2)转动光屏右侧的F板,找到反射光。
(3)观察并测量入射角分别为30°、45°、60°时的反射角,并记录在下表中。
入射角α 30° 45° 60°
反射角β
3.实验结论:光反射时,反射光线、入射光线和法线三者在 平面内,反射光线和入射光线分别位于 两侧。反射角 入射角。
4.评估与交流
(1)当入射光线 平面镜入射时,反射光线与入射光线重合;当入射光线远离法线时,反射光线 法线。
(2)实验中转动白色光屏的右侧的目的是 。
实验二 探究平面镜成像规律
1.实验器材:玻璃板、两支相同的蜡烛、支架、直尺、火柴等。
2.实验步骤
(1)如图示,将一块玻璃板竖直架在一把直尺上,再取两支相同的蜡烛A、B分别竖放在玻璃板两侧的直尺上。
(2)点燃玻璃板前的蜡烛A,并移动玻璃板后的蜡烛B,使它与蜡烛A的像 。
(3)用直尺分别量出物(蜡烛A)到玻璃板、像(蜡烛B)到玻璃板的距离,即物距AO、像距BO,填入下表中。
序号 物距/cm 像距/cm
1
2
3
(4)观察并研究像与物的大小有怎样的关系。
(5)把蜡烛A沿直尺前后移动,同时调整玻璃板后蜡烛B的位置,每次都使它像被点燃一样,观察像的大小有无变化。
(6)移走蜡烛B,将一张纸(光屏)放在像的位置上,观察纸上能否呈现像。
3.实验结论:像与物到镜面的距离 ;像与物的大小 ;像与物关于镜面 ;平面镜所成的像 (选填“能”或“不能”)呈现在光屏上。
4.评估与交流
(1)实验中选择两支完全相同的蜡烛的目的是 。
(2)选择蜡烛做实验的优点是 ,缺点是 。
(3)无论怎样移动玻璃板后面的蜡烛B,都无法与蜡烛A的像重合,原因可能是
(填写一种原因即可)。
(4)实验中应选择 (选填“薄”或“厚”)玻璃板,原因是 ;
选择玻璃板而不用平面镜的原因是 ;应选择在 (选填“较亮”或“较暗”)的地方进行实验。
实验三 探究凸透镜成像规律
1.实验器材:光具座、凸透镜、蜡烛、火柴、光屏等。
2.实验步骤
(1)了解凸透镜的焦距,如图果不知道焦距,可以利用平行光源测量该凸透镜的焦距。
(2)如图示,按照从左到右的顺序在光具座上依次放置蜡烛、凸透镜和光屏。点燃蜡烛,调节凸透镜和光屏的高度,使它们的中心跟烛焰的中心大致在同一高度上。
(3)移动蜡烛到某处,然后调节光屏的位置,在光屏上分别找到缩小或放大的清晰的烛焰像,记下成像时的物距u,将探究情况记录在下表中。
物距u跟 焦距f的关系 像的 大小 像的 正倒 像的 虚实
3.实验结论
(1)当u>f时,在凸透镜的另一侧形成 立的实像;当u>2f时,像的大小比物体 ;当f(2)当u4.评估与交流
(1)点燃蜡烛,调节凸透镜和光屏的高度,使它们的中心跟烛焰的中心大致在同一高度上的目的是 。
(2)实验过程中无论怎样移动光屏,都找不到像的原因可能是 。
(3)将凸透镜水平遮挡一半,对所成的像的影响是 。
中考真题链接
类型一 识别生活中的各种光现象
1.[2020·深圳] 2020年6月21日上演了日环食的重磅天象。如图所示,下列与“影”相关的现象所涉及的原理和日环食形成原理相同的是 ( )
类型二 光的反射定律
2.[2020·天水] “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,使入射光绕入射点O沿逆时针方向转动,可观察到反射光沿 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,发现纸板上无反射光呈现,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 (填字母)。
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,结果他俩谁都没能做到,你认为没能做到的原因是 。
类型三 平面镜成像特点
3.[2020·临沂]小明洗漱时感觉离镜子越近,镜中的像越大,这与课本中描述的平面镜的成像特点不相符。于是,他用带支架的玻璃板、两支完全相同的蜡烛、刻度尺、白纸、光屏、火柴、铅笔等实验器材进行了探究。
(1)实验探究应在 (选填“较暗”或“较亮”)的环境中进行。
(2)用玻璃板代替平面镜,既能成像又便于确定 。
(3)点燃玻璃板前的蜡烛A,将蜡烛B放在玻璃板后并移动至适当位置,蜡烛B能与蜡烛A的像完全重合,如图所示,多次改变蜡烛A到玻璃板的距离,相应移动蜡烛B后总能与A的像完全重合,这说明平面镜成像的大小与物体到镜面的距离 (选填“有关”或“无关”)。
(4)小明继续探究平面镜成像的其他特点,他将光屏放在蜡烛B的位置,光屏承接不到蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是 像。
类型四 光的折射规律
4.[2020·牡丹江]如图所示的光现象中,由于光的折射形成的是 ( )
类型五 光学作图
5.[2020·潍坊]如图所示,在清水池底水平放置一平面镜,一束光射向水面的A点,经水的折射和平面镜反射后射向水面的B点,请作出该过程的光路图。
6.[2020·淮安模拟]如图所示,发光点A发出的一束光经平面镜反射后射向凸透镜,经凸透镜折射的光通过主光轴上的二倍焦距处(图中P点为二倍焦距处)。请你画出:
(1)发光点A发出的光线。
(2)经平面镜反射的光线。
(3)经透镜折射的光线。
类型六 凸透镜成像规律及应用
7.[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二倍焦距
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
8.[2020·威海]小明用同一光源做了下列几个光学实验,请回答下列问题:
(1)实验1:在探究凸镜成像规律的实验中,发现像成在光屏的上方,如图所示,要使像成在光屏中央,应向 (选填“上”或“下”)调节凸透镜,调好后,发现光屏上的像与光源等大,则凸透镜的焦距为 cm。
(2)实验2:如图果利用实验1的装置,光源位置不变,取下凸透镜,在原透镜位置正确放置带小孔的光板,若还想承接与光源等大的像,光屏应该 (选填“左移”“右移”或“不动”),此时成的像与实验1成的像相比 (选填“较亮”“较暗”或“一样亮”)。
(3)实验3:如图果利用实验1的装置,光源及光屏位置不变,取下凸透镜,在原透镜位置正确放置一块薄玻璃板(不考虑玻璃板厚度),在光源一侧透过玻璃板观察, (选填“能”或“不能”)在光屏位置看到像;此时成的像与实验1成的像在 (选填“正倒”“大小”或“完整度”)方面有区别。
【核心要点突破】
一、1.同一种均匀介质 日食 月食
2.真空 3.0×108 不同 距离
3.红 橙 黄 绿 蓝 靛 紫
4.红 绿 蓝
二、1.传播方向 同一种 可逆
2.同一 法线 等于
3.镜面反射 漫反射 遵循
三、1.相等 相等 对称 虚 虚像不能呈现在光屏上,实像可以呈现在光屏上
2.(1)改变光路 (2)平面镜成像
3.发散 会聚 凸面 凹面
四、1.传播方向 两种 可逆
2.同一平面内 法线 偏折 小于 增大 不改变
五、1.厚 薄 光心 不改变 主光轴
2.会聚 会聚 焦点 发散 发散 虚焦点 焦距
六、1.倒 缩小 实 异 f倒 等大 实 异 v=2f =
倒 放大 实 异 v>2f >
正 放大 虚 同 >
2.焦点以内 正立 放大 短
3.凸透镜 光屏 倒立 缩小 实
4.前 发散 凹 后 凸
5.凸透镜 光屏 倒立 缩小 实
6.倒立 放大 正立 放大
7.倒立 缩小 放大
【教材图片解读】
命题点1 直线传播 暗
命题点2 光的色散 红
命题点3 反射 入射 法 反射 入射 法
反射 入射 可逆
命题点4 平行 各个方向
命题点5 小于 左 不变 左 折 大于
浅 虚
命题点6 强 前 凹 弱 后 凸
【重点实验再现】
实验一 3.同一 法线 等于
4.(1)垂直于 远离
(2)探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内
实验二 2.(2)重合3.相等 相等 对称 不能
4.(1)便于比较像与物的大小关系
(2)成像清晰,便于观察 时间稍长点燃的蜡烛会变短,玻璃板后面的蜡烛无法与像重合
(3)玻璃板与桌面不垂直(或玻璃板没有竖直放置)
(4)薄 使用厚玻璃板,会出现两个错位的蜡烛的像,即“重影”,影响实验效果,用薄玻璃板能有效地减弱“重影”对实验的影响
便于确定像的位置 较暗
实验三 3.(1)倒 小 大 (2)同 正 虚
4.(1)使像成在光屏的中央
(2)①蜡烛在焦点以内;②蜡烛在焦点上;③烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度上;④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距,成像在很远的地方,光具座上的光屏无法移到该位置
(3)像仅变暗一些,仍是完整的像
【中考真题链接】
1.A 日环食是由于光的直线传播形成的。
手影是光沿直线传播时被手挡住形成的,故A符合题意;
水中倒影是岸上的物体反射的光经水面反射后形成的,即平面镜成像,故B不符合题意;
幻灯机投影,利用的是凸透镜成像,属于光的折射,故C不符合题意;
杯弓蛇影是弓反射的光经过水面的反射进入人的眼中,所以说是由于光的反射形成的,故D不符合题意。
2.(1)垂直 顺
(2)一次实验得到的结论具有偶然性
(3)反射光线、入射光线和法线在同一平面内
(4)C (5)光反射时,光路是可逆的
(1)白色纸板ABCD应垂直放置于平面镜上,这样反射光才可以在硬纸板上呈现;移动激光笔,使入射光绕入射点O沿逆时针方向转动,则入射角增大,反射角也增大,则反射光线会远离法线,即反射光将会顺时针转动。
(2)因为一次实验具有很大的偶然性,所以不能只由一组数据就得出结论,应改变入射角的度数进行多次实验。
(3)如图图乙所示,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呈现。此现象说明了反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(4)在图甲中,若将纸板(连同激光笔)绕CD向后倾斜,而法线始终垂直于平面镜,则反射光线、入射光线、法线所在的平面也垂直于平面镜,所以可知反射光在纸板前方。
(5)因为反射时,光路是可逆的,所以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是做不到的。
3.(1)较暗 (2)像的位置
(3)无关 (4)虚
4.C
5.如图图所示
6.如图图所示
过凸透镜左侧二倍焦距处的入射光线,经凸透镜折射后折射光线通过另一侧二倍焦距处,而该入射光线是经平面镜反射后的反射光线,故先根据平面镜成像的特点(像与物关于平面镜对称)画出A的像A',再根据反射光线好像是从虚像上发出的、并且过凸透镜左侧二倍焦距处,连接A'P可得入射点(反射点)B,连接BP并延长可得反射光线、连接AB可得入射光线;而经平面镜反射后的反射光线BP过凸透镜左侧二倍焦距处,经凸透镜折射后折射光线通过另一侧二倍焦距处。
7.B 根据投影仪成像的原理可知,手机到透镜的距离应大于一倍焦距,小于二倍焦距,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,白墙上的画面仍然完整,只是亮度变暗,故C错误;
发生漫反射的物体从不同角度都能看到,因此从各个角度都能清楚地看到白墙上的像,是因为白墙对照射到其上面的光产生漫反射,故D错误。
8.(1)下 10.0 (2)不动 较暗
(3)能 正倒
(2)小孔成像时,要想光屏上承接与光源等大的像,则物距应该等于像距;光源位置不变,取下凸透镜,在原透镜位置正确放置带小孔的光板,即光屏应该保持不动。实验1是凸透镜成像,其原理是光的折射,将光线会聚;实验2是小孔成像,其原理是光在同一种均匀介质中沿直线传播,成像光线没有实验1的多,所以成的像与实验1成的像相比较暗一些。
(3)光源及光屏位置不变,取下凸透镜,在原透镜位置正确放置一块薄玻璃板,探究的是平面镜成像特点的实验,平面镜成的像是虚像,只能在光源一侧透过玻璃板观察才能看得到;实验1中成的是倒立、等大的实像,平面镜成的是正立、等大的虚像,所以它们在正倒、虚实方面有
区别。