(共62张PPT)
第一部分 教材知识巩固
第二单元 声、光、热学
第十讲 光现象
考点1
光的直线传播
1.光源:能够________的物体叫作光源,如太阳、萤火虫、发光的电灯等。
特别提醒:月亮不是光源。
发光
2.光线:用一条带箭头的直线表示光的传播路径和方向。光线的引入利用了理想模型法,光线并不是真实存在的。
3.光的直线传播:光在____________介质中沿直线传播。小孔成像、影子、日(月)食的形成原理都是________________。
4.光的传播
(1)传播介质:光不仅可以在空气、水等物质中传播,还可以在真空中传播,光波是一种电磁波。
(2)传播速度:光在不同介质中传播的速度不同,在真空中的传播速度最快,约为____________m/s。
5.光年:表示光在真空中传播一年的距离,在天文学中是用来表示________的单位。
同种均匀
光的直线传播
3×108
长度
1.[人教“想想做做”改编题]如图所示,在空易拉罐底部中央戳一个小孔,将易拉罐的顶部剪去后,蒙上一层半透明的塑料薄膜,用它观察蜡烛时,在塑料薄膜上能看到蜡烛________(选填“倒立”或“正立”)的______(选填“实”或“虚”)像,像形成的原理是光的____________。若将易拉罐向蜡烛靠近,则薄膜上的像将________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
倒立
实
直线传播
变大
考点2
光的反射
2022年版课程标准:探究并了解光的反射定律。
1.定义:光射到物体表面时,有一部分被物体表面________回来的现象。
反射
2.光的反射定律:
(1)反射光线、入射光线和法线在______________(三线共面)。
(2)反射光线和入射光线分别位于________两侧(两线分居)。
(3)反射角________入射角(两角相等)。
(4)在光的反射现象中,光路是________的。
特别提醒:当光线垂直入射时,传播方向反向,入射角和反射角都等于0°;由于先有入射,后有反射,故表述为“反射角等于入射角”,相反的表述不符合逻辑。
同一平面内
法线
等于
可逆
3.镜面反射和漫反射
反射类型 镜面反射 漫反射
光路图
不同点 反射面平滑,平行光束反射后仍为平行光束 反射面粗糙,平行光束反射后射向四面八方
共同点 都①________(选填“遵循”或“不遵循”)光的反射定律 眼睛感受及 实例(选填 合适序号) ②____________ ③____________
a.从各个角度都能看清物体;b.玻璃幕墙造成的光污染;c.迎着反射光看很刺眼,俗话说“反光”;d.电影院的幕布 遵循
b、c
a、d
2.[人教“练习与应用”改编题]雨后的夜晚,当你行走在有积水的路上,为了避让水洼,背着月光走时,应走较______(选填“暗”或“亮”)的地方,月光照到地面上发生______反射。
亮
漫
3.[人教图片、教科“物理在线”改编题]如图甲所示,甘肃敦煌的熔盐塔式光热电站利用了定日镜对太阳光的________(选填“折射”或“反射”)来达到聚热效果。如图乙所示是科创小组设计的一个光热电站的模型,一束太阳光照射到定日镜上,发生反射,为了使反射光照到塔顶吸热器上的A点处,定日镜应______(选填“顺”或“逆”)时针旋转一定角度。
甲
乙
反射
逆
考点3
平面镜成像
2022年版课程标准:探究并了解平面镜成像时像与物的关系。知道平面镜成像的特点及应用。
1.成像原理:____________。
光的反射
2.成像特点
(1)平面镜所成像的大小与物体的大小________;像和物体到平面镜的距离________;像和物的连线与镜面________。总结:平面镜所成的像与物体关于镜面________。
(2)平面镜成______像。
特别提醒:实像为实际光线会聚而成,如小孔成像、照相机成像、投影仪成像等;虚像为光线的反向延长线相交而成,如水中“鱼”、放大镜成像等。
相等
相等
垂直
对称
虚
3.应用:舞蹈演员利用平面镜观察和矫正自己的姿势;牙医用来诊断病情的反光镜等。
4.[人教“练习与应用”改编题]检查视力的时候,视力表往往放在被测者头部的后上方,被测者识别对面墙上镜子里的像,要求被测者与视力表像的距离是5 m。小明同学按要求进行视力测量,他应距平面镜_____m,他在平面镜里看到的视力表是由于光的________形成的______(选填“实”或“虚”)像。当人面镜时,镜中视力表的像的大小将_______。视力表中开口指向纸外的“E”,在平面镜中成的像开口指向纸_____。与不用平面镜的方法相比,这样安排的好处是____________。
2.2
反射
虚
不变
外
节约空间
考点4
凸面镜和凹面镜
1.凸面镜:对光有________作用,起到扩大视野的作用,如汽车后视镜、道路拐角处的反光镜等。
2.凹面镜:对光有________作用,起到会聚光的作用,如太阳灶等。
发散
会聚
考点5
光的折射
2022年版课程标准:通过实验,了解光的折射现象及其特点。
1.定义:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生________的现象叫作光的折射。
2.折射规律:
偏折
(1)折射光线与入射光线、法线在______________(三线共面)。
(2)折射光线和入射光线分居________两侧(两线分居)。
(3)光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射光线向________方向偏折,折射角________入射角。当入射角增大时,折射角________(发生折射时空气中的角大)。
(4)在光的折射现象中,光路是________的。
特别提醒:当光从空气垂直射入水中或其他介质中时,传播方向不变。
同一平面内
法线
法线
小于
增大
可逆
3.折射现象:从水中看岸上的物体“变高”了;水中的筷子“向上弯折”等。
5.[人教“问题”改编题]如图所示,起初茶碗看起来是空的,但当你慢慢向碗中倒水时,就会发现碗中原来还藏着一枚硬币,这是光的________现象,看到的硬币是________(选填“实物”或“虚像”),此像的位置比硬币实际位置______(选填“高”或“低”)。倒入水之前没看见硬币,是因为________________________________。
折射
虚像
高
光在同种均匀介质中沿直线传播
考点6
光的色散
2022年版课程标准:通过实验,了解白光的组成和不同色光混合的现象。
1.光的色散:太阳光经过棱镜________后,可以分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的现象。光的色散表明太阳光(白光)是由多种色光混合而成的。彩虹是光的________现象。
2.光的三原色:______________。
3.物体的颜色:透明物体的颜色由它________的色光决定;不透明物体的颜色由它________的色光决定。
折射
色散
红、绿、蓝
透过
反射
4.看不见的光
分类 红外线 紫外线
定义 在光谱的①________外侧存在能使物体发热的不可见光 在光谱的②________外侧存在的不可见光
特性 ③______作用强 化学效应强
应用 检测病情、红外线夜视仪、遥控、遥感、烘箱、烤炉等 使荧光物质发光、合成维生素D、杀死微生物治病等
红光
紫光
热
6.[人教图片改编题]光的色散说明太阳光是一种复色光,棱镜对不同色光的偏折程度不同,从而将各种单色光分开,如图所示。棱镜对______光的偏折程度大,对______光的偏折程度小。
紫
红
重难点1
光现象辨识
例1 下列现象中属于光的直线传播的是__________________;属于光的反射现象的是____________;属于光的折射现象的是_____________。
a.日(月)食;b.影子的形成;c.镜中花;d.杯弓蛇影;e.凿壁借光;f.小孔成像;g.眼睛成像;h.看到地平线以下的太阳;i.阳光透过树叶在地面形成光斑;j.池水变“浅”;k.水中的蓝天白云
a、b、e、f、i
c、d、k
g、h、j
重难点2
光现象作图
【作图规范】
1.作图时必须使用直尺、量角器等工具规范作图。
2.光线要带箭头,入射光线指向界面,反射光线和折射光线背离界面。光线画一条直线。
3.实际光线、实像用实线;实际光线的反向延长线、法线及虚像用虚线。
4.法线与界面垂直,要标注垂直符号。
5.入射角、反射角、折射角的大小关系应符合光的反射定律、折射特点。
例2 作入射(或反射)光线 如图所示,一条光线与平面镜成30°角入射,完成光路,并标出反射角的大小。
【作图步骤】确定入射点→作法线(垂直于反射面)→根据“反射角等于入射角”作图。
例3 作入射(或折射)光线 如图所示,某喷水池的池底安装有一只射灯,射灯射出一束光在水面发生折射,请在图中画出这束光的折射光线的大致位置。
【作图步骤】确定入射点→作法线(垂直于折射面)→根据角的大小关系作图(“空气角大”)。
例4 画平面镜 如图所示,小刚想要利用一块平面镜使此时的太阳光竖直射入井中,请你通过作图标出平面镜的位置,并标出反射角的度数。
【作图步骤】确定入射点→作法线(入射光线和反射光线的角平分线)→作平面镜(垂直于法线)。
例5 根据平面镜成像特点作图 根据平面镜成像特点,在图中画出物体AB在平面镜MN中所成的像A'B'(保留作图痕迹)。
【作图步骤】利用平面镜的成像特点——物体在平面镜中成的像与物体关于镜面对称(等大、等距、垂直),像为虚像作图。
例6 根据平面镜成像原理作图 如图所示,A、B是镜前一点光源S发出的光线经平面镜MN反射后的两条反射光线,请在图中画出点光源S的位置。
【作图步骤】根据反射光线的反向延长线过物体关于平面镜的对称点(光路图法)。
实验1
探究光反射时的规律
1.实验器材:激光笔、平面镜、可折转的纸板、__________、直尺、铅笔。
量角器
2. 实验操作
(1)实验前,将平面镜放在水平桌面上,再将纸板________放置于平面镜上。
(2)验证“三线共面”的方法:如图甲所示,让光线EO紧贴纸板沿某一角度射向O点,观察到光线EO经平面镜反射,沿OF方向射出。再将右侧纸板沿ON向后折如图乙所示,观察到右侧纸板上________反射光线,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(3)验证“两角相等”的方法:多次改变________________,观察并描绘光的径迹,量出入射角i和反射角r,比较r和i的大小。
(4)验证光路可逆的方法:让激光沿着FO方向射入,观察反射光的传播方向。
垂直
没有
入射角的大小
3. 实验结论:在光的反射现象中,反射光线、入射光线和法线在______________;反射光线、入射光线分居法线两侧;反射角________入射角;光路________。
4.实验改进:将硬纸板换成带角度刻线的硬纸板,可以_______________
_________________,使实验更简便。
同一平面内
等于
可逆
直接读出入射角和反射角的度数
例1 如图1所示是小昭“探究光反射时的规律”的装置图,纸板AB是用两块白色硬纸板连接起来的平面,可以沿ON轴线翻折。
图1
图2
(1)小昭把平面镜放在水平桌面上,再把纸板AB竖直立在平面镜上,使纸板上的直线ON垂直于镜面,ON可视为________。使一束光贴着纸板沿某一角度射到O点,光在纸板上发生______(选填“镜面”或“漫”)反射,故呈现径迹的硬纸板表面应尽可能________(选填“光滑”或“粗糙”)。光经平面镜反射,沿另一个方向射出。
(2)改变光束入射的角度,多做几次,换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。取下纸板,用量角器测量ON两侧的∠i和∠r,是为了___________ _____________________;多次实验的目的是________________。当入射光EO与平面镜夹角为50°时,反射角为__________。
法线
漫
粗糙
比较反射角与入射角的大小关系
得到普遍规律
40°
(3)入射角i和反射角r的大小记录如表。比较r和i,可以得出结论:光反射时,____________________。
次数 1 2 3 4 5 6
入射角i 15° 30° 45° 60° 70° 80°
反射角r 15° 30° 45° 60° 70° 80°
(4)如果让光束沿着图1中FO的方向射向镜面,它被反射后将沿着________射出(用图甲中的字母表示)。
(5)在图2中,将纸板B沿PQ剪开,把纸板B的上半部分向后折。实验时在纸板B上观察到__________________________________________的现象,表明反射光线、入射光线和法线都在同一平面内。
反射角等于入射角
OE
下半部分有反射光线,上半部分无反射光线
拓展设问:
(6)若使一束光线垂直入射到平面镜上,若入射光线方向不变,平面镜绕入射点顺时针方向转20°,则反射光线______(选填“顺”或“逆”)时针方向转__________。
(7)多次实验,在纸板上画出入射光线和对应的反射光线后,发现没有量角器,为了得出反射角等于入射角这一结论,你的操作是___________ ___________________________________________________________________________。
顺
40°
将纸板沿法线对折,看反射光线与入射光线是否重合,若能重合,则可证明反射角等于入射角
(8)实验过程中,进行下列哪项操作后,在纸板上仍可以看到反射光 ______(单选)
A.如图3甲所示,将纸板的右半部分向后翻折
B.如图3乙所示,将纸板与入射光束一起以ON为轴旋转
C.如图3丙所示,将纸板与入射光束一起以CD为轴向后倾倒
B
(9)接下来老师进行了如下演示,先用加湿器使整个教室充满雾气,将平面镜放在一能转动的水平圆台上,在柱M上固定一红色激光笔,使其发出的光垂直射向平面镜上的O点,其作用是为了显示法线的位置,然后打开固定在柱N上的绿色激光笔,使绿色激光射向O点,出现了如图4所示的情景,为了证明反射光线、入射光线和法线在同一平面内,接下来老师缓慢转动圆台,当我们观察到__________________________________________ (填写支持该结论的现象)会得出结论。
图4
入射绿光、入射红光和反射绿光看起来重合
实验2
探究平面镜成像的特点
1.实验器材:玻璃板、白纸、两支____________的蜡烛、火柴、铅笔、__________。
2.实验方法:____________法。用未点燃的蜡烛代替点燃的蜡烛,比较像与物的大小关系。
完全相同
刻度尺
等效替代
3.实验操作
(1)将一张白纸铺在水平桌面上,用记号笔在白纸中间画一条合适的直线,将玻璃板________放置在纸面的直线上。
(2)将点燃的蜡烛A置于玻璃板前,然后将__________(选填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动,直到蜡烛B看上去与蜡烛A的像____________。记录蜡烛A、B的位置。
(3)移动点燃的蜡烛,多做几次实验。
(4)辨别成像是实像还是虚像的方法:移去蜡烛B,将光屏放在蜡烛B的位置,直接观察光屏看是否能看到像。
垂直
未点燃
完全重合
4.实验结论:像与物体的大小________,像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离________,像和物体的连线与镜面________。综上,像与物体关于平面镜对称。物体通过平面镜所成的像是______像。
5.实验改进:用方格纸代替白纸探究平面镜成像的特点,优点是________________________________________。
相等
相等
垂直
虚
可以直接比较像与物到镜面的距离关系
例2 为完成“探究平面镜成像特点”实验,小芳选择了如图甲所示的实验装置。
甲
乙
丙
(1)为了更好地完成实验,最好选用________(选填“无色”或“茶色”)玻璃板,用玻璃板代替平面镜的目的是____________________。
(2)为了便于观察像,从环境亮度考虑,应在________(选填“较暗”或“较亮”)的环境中进行实验。
茶色
便于确定像的位置
较暗
(3)实验中小芳同学从点燃的蜡烛一侧透过玻璃板看到像有重影,改善重影问题的方法是______________,实验中选取同样大小的蜡烛A、B是为了____________________________。
(4)实验时点燃蜡烛A,此时应在蜡烛______(选填“A”或“B”)一侧观察蜡烛A的像,所成的像是光射到玻璃板发生________形成的。
(5)(2025·苏州节选)小芳多次改变A的位置,重复上述实验。在探究像到镜面距离l2与物到镜面距离l1的关系时,下列测量方法中,正确的是__________。
用薄玻璃板
便于比较像和物的大小关系
A
反射
方法2
(6)小芳用笔在白纸上记下了蜡烛和像对应点的位置(如图乙),用刻度尺测量出它们到直线的距离,实验数据记录如表所示:
实验序号 1 2 3
A到玻璃板的距离/cm 3.00 5.00 8.00
B到玻璃板的距离/cm 3.00 5.00 8.00
蜡烛的像与蜡烛的大小关系 相等 相等 相等
分析表中数据,可以得到结论:平面镜所成像的大小与物体的大小________,像与物体到平面镜的距离________。
相等
相等
(7)把图乙中的白纸沿着玻璃板的位置对折,观察到像与物的对应点完全重合,说明像与物关于平面镜________。
(8)为了观察平面镜所成像的虚实,用光屏代替蜡烛B,应按照图丙中______(选填“①”“②”“③”或“④”)的方式观察光屏,发现光屏上________(选填“有”或“没有”)蜡烛的像,说明平面镜成的是________。
对称
③
没有
虚像
拓展设问:
(9)实验中,小芳正在观察蜡烛A的像,小青用物理书挡在玻璃板的后面,那么小芳______(选填“能”或“不能”)看到蜡烛A的像。
(10)根据“像与物关于镜面对称”的特点,小芳与爷爷面对面玩起了“照镜子”的游戏。小芳扮演物举起左手,爷爷扮演镜中的像应举起______手。
能
右
命题点1
光现象辨识及应用
1.(2025·湖南)如图,农户在果树下铺上银色地膜,使果实能接收到更多的光照,促进果实着色,提高品质。这主要利用了银色地膜对光的( )
A.反射
B.折射
C.色散
D.直线传播
A
2.(2025·长沙)《墨经》中记载了小孔成像的实验。其成像原理如图所示,这是利用了光的( )
A.直线传播 B.反射
C.折射 D.色散
A
3.(2023·娄底)许多优美的诗词是对生活和自然现象的生动描述,也与物理知识有着紧密联系。下列诗词中涉及的物理知识正确的是( )
A.“一石击破水中天”,“天”是由光的折射形成的虚像
B.“映日荷花别样红”,“荷花”呈红色是由于它能吸收红光
C.“水皆缥碧,千丈见底,游鱼细石,直视无碍”,“游鱼细石”是由光的折射形成的虚像
D.“起舞弄清影,何似在人间”,“影”是由光的反射形成的虚像
C
4.(2022·怀化)2022年4月18日,怀化出现了“日晕”奇观,它是由于气温低,云中的水滴变成六棱柱状的小冰晶,此过程发生了________(填物态变化名称),太阳光穿过云层即在小冰晶上发生________(选填“折射”“反射”或“光沿直线传播”),看上去在太阳的周围出现一个圆圈,由内而外呈光谱色,这就是“日晕”。
凝固
折射
5.(2024·齐齐哈尔)夏日的午后,阳光明媚。同学们在校园内的浓密树阴下乘凉时,看到地面上的圆形光斑如图所示,这是由光的____________形成的;同学们从不同方向都能看到宣传板上的安全警示信息,这是因为光在宣传板上发生了______(选填“镜面”或“漫”)反射。
直线传播
漫
命题点2
平面镜成像的特点及应用
6.(2021·岳阳)如图是用墨水成像观看日食的情景。在容器中装上黑墨水放在太阳下,通过水面可看到太阳的像。关于成像原理和成像特点,正确的是( )
A.平静的水面可以看做是平面镜
B.这个像是光的折射形成的
C.这个像是实像
D.这个像比太阳小
A
7.(2022·益阳)如图所示,人站在竖直放置的平面镜前,下列判断正确的是( )
A.人面镜时,他的像变大
B.人与平面镜的距离增大时,他与像的距离变小
C.平面镜垂直纸面向里移动,他的像位置不变
D.平面镜的上端向人倾斜,他的像位置不变
C
8.(2023·湘潭)如图所示,白鹭平行于水面飞行,距水面2 m。水中的“白鹭”是______(选填“实”或“虚”)像,它距空中的白鹭______m。
虚
4
命题点3
光的色散及其应用
9.(2021·常德)为有效防控疫情,体温检测已成常态,在人员密集的医院、车站、机场等地方都安装有“门式人体测温仪”,如图所示,人通过门时就可检测出人的体温状况,这是利用__________来工作的,它属于一种____________(选填“可见光”或“不可见光”)。
红外线
不可见光
命题点4
光现象作图
10.(2024·湖南)请画出图中入射光线AO从空气斜射入湖水中大致方向的折射光线。
11.(2025·长沙)傍晚时分,在水面平静的池塘边,小湘尝试用激光笔从A点去照亮池塘对面树上的一个果子(B点),发现可以用两种不同的方式实现。请在图中画出这两种方式的光路图(保留作图痕迹)。
命题点5
探究光反射时的规律
12.(2021·衡阳)如图所示,是陈涛同学探究光的反射规律的实验。他进行了下面的操作:
甲
乙
丙
丁
(1)如图甲,让一束光贴着纸板沿某一个角度射到O点,经平面镜的反射,沿另一个方向射出,在纸上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。改变光束的入射角度,多做几次,取下纸板,用量角器测量ON两侧的∠i和∠r,得到的结论是反射角________(选填“大于”“等于”或“小于”)入射角。
(2)如图乙,纸板ENF是用两块纸板连接起来的,把半面纸板NOF向前折或向后折,这时在NOF上看不到反射光线,说明反射光线、入射光线与法线______(选填“在”或“不在”)同一平面内。
(3)使入射光线逐渐靠近法线ON,可观察到反射光线________(选填“靠近”或“远离”)法线。
等于
在
靠近
(4)如果让光线逆着OF的方向射向镜面,会发现反射光线沿着OE方向射出,这表明:在光的反射现象中,________________。
(5)陈涛同学还想用图丙和图丁模拟镜面反射与漫反射,照图丙那样,把几根细针垂直扎入一张硬纸板中,表示法线,当入射光线平行射到各入射点时,反射光线将平行射出。随后将纸板随意弯折,如图丁所示,这时会看到“法线”不再平行,当入射光线平行射到各入射点上时,反射光线__________(选填“平行”或“不平行”),根据你所学的知识判断,漫反射________(选填“遵循”或“不遵循”)光的反射定律。
光路是可逆的
不平行
遵循
命题点6
探究平面镜成像的特点
13.(2023·常德)如图甲所示是“探究平面镜成像特点”实验的装置,把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面,再拿另一支外形相同的蜡烛B竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去跟蜡烛A的像完全重合,在白纸上记下A和B的位置。移动蜡烛A,重复做多次实验。
(1)选用玻璃板代替平面镜,主要是为了________________。
(2)实验中两支蜡烛要完全一样,目的是________________________。
(3)当蜡烛A远离玻璃板时,它的像的大小将________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)将蜡烛A竖直放在水平桌面上,点燃蜡烛观察发现:玻璃板中蜡烛A的像偏低且倾斜。你认为在图乙所示的①、②、③三幅图中,______图是产生以上实验现象的原因。
确定像的位置
比较像与物的大小关系
不变
③