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1、模塊二 光學 專題一光現(xiàn)象 考點一光源、光的直線傳播近8年我省中考均沒有考查此部分內容,但歷年考試說明對此部分內容都有明確要求,要記住光在真空中傳播的速度,能說明光的直線傳播并能解釋有關現(xiàn)象。1.光源:能夠發(fā)光的物體叫做光源。2.光的直線傳播(1)條件:光在同種均勻介質中沿直線傳播。(2)光線:為了表示光的傳播情況,我們通常用一條帶有箭頭的直線表示光傳播的徑跡和方向。這樣的直線叫做光線。(3)現(xiàn)象:影子、日食、月食、小孔成像等。(4)應用:中國古代的日晷儀、激光準直等?？键c一 考點二 考點三 考點四考點五 考點一 考點二 考點三 考點四考點五 影子與小孔成像的區(qū)別影子與小孔成像雖然都是由于光的

2、直線傳播形成的,但兩者本質不同:小孔所成的像是光會聚而成的,而影子不是像,影子是光不能到達的區(qū)域,如日食、月食?？键c一 考點二 考點三 考點四考點五 3.光速(1)光在不同介質中的速度不同,一般來說,在透明介質中v氣v液v固。(2)真空中的光速:光在真空中的傳播速度約為3.0108m/s。愛因斯坦指出,光速是自然界的極限速度。1.光與聲音不同,光可以在真空中傳播,而聲音不能在真空中傳播。2.光年是長度單位,1光年指的是光以在真空中的速度在1年時間內所通過的距離?？键c一 考點二 考點三 考點四考點五 典例1如圖所示的四種現(xiàn)象,和月食的形成原因相同的是 ()【解析】月食是由于光沿直線傳播形成的。山

3、的“倒影”是光的反射現(xiàn)象;手影游戲是利用光的直線傳播在手的一側形成一個不透明的區(qū)域,即手的影子;汽車觀后鏡利用了光的反射;水中“折筆”是光的折射現(xiàn)象?！敬鸢浮緽考點一 考點二 考點三 考點四考點五 1.太陽光通過樹葉間的空隙照射在地面上形成圓形光斑,這些圓形光斑是 (D)A.樹葉的影子B.樹葉的實像C.太陽的虛像D.太陽的實像【解析】樹蔭下的地面上出現(xiàn)的圓形光斑由光會聚而成,是太陽光通過濃密樹葉中的小孔所形成的太陽的實像,利用了光的直線傳播,D項正確。考點一 考點二 考點三 考點四考點五 2.(2017福建)戰(zhàn)國時期,墨經(jīng)中記載了影子的形成、平面鏡的反射等光學問題。下圖中的光學現(xiàn)象與影子的形成

4、原理相同的是 (B)考點一 考點二 考點三 考點四考點五 【解析】影子是由于光沿直線傳播形成的;湖中倒影是平面鏡成像,屬于光的反射現(xiàn)象;日食是光的直線傳播現(xiàn)象;海市蜃樓屬于光的折射現(xiàn)象;雨后天空出現(xiàn)彩虹,是由于太陽光照到空氣中的小水滴上被分解為絢麗的七色光,屬于光的折射現(xiàn)象,綜上所述,B項正確?？键c一 考點二 考點三 考點四考點五 考點二光的反射我省中考在2016年第2題考查了反射現(xiàn)象的辨析,2013年第22題結合幾何關系考查了光的反射定律?？荚囌f明要求能運用光的反射定律解釋簡單的光的反射現(xiàn)象,并能作出正確的光的反射光路圖?？键c一 考點二 考點三 考點四考點五 1.定義:當光射到物體表面上時,

5、有一部分光會被物體表面反射回去,這種現(xiàn)象叫做光的反射。2.基本概念(1)入射光線與反射光線:圖中AO是入射光線,OB是反射光線。(2)法線:垂直于分界面,即圖中的ON。( 3)入射角:入射光線與法線的夾角,即圖中的AON。(4)反射角:反射光線與法線的夾角,即圖中的NOB?？键c一 考點二 考點三 考點四考點五 3.光的反射定律(1)三線位置關系:在反射現(xiàn)象中,反射光線、入射光線和法線都在同一平面內;反射光線、入射光線分別位于法線兩側。(2)兩角關系:反射角等于入射角。(3)光路特點:在反射現(xiàn)象中,光路可逆?？键c一 考點二 考點三 考點四考點五 (4)鏡面反射和漫反射 考點一 考點二 考點三 考

6、點四考點五 典例2(2017安慶四中模擬)如圖所示,關于光的反射,下列說法正確的是 ()A.圖中入射角與反射角均為15B.當入射光線與反射面垂直,則反射光線也與反射面垂直,此時入射角與反射角均為90C.不改變入射光線的方向,只在豎直平面內繞O點逆時針轉動反射面,則入射角減小,反射角增大D.入射光線AO繞法線做逆時針轉動,則反射光線OB也會繞法線做逆時針轉動【解析】入射角是指入射光線與法線的夾角,由幾何關系可知,入射角為75,根據(jù)光的反射定律可知,反射角為75;當入射光線與反射面垂直時,入射角與反射角均為0;不改變入射光線的方向,在豎直平面內繞O點逆時針轉動反射面,入射角與反射角均會減小;反射光

7、線與入射光線關于法線對稱,入射光線AO繞法線做逆時針轉動,則反射光線OB也會繞法線做逆時針轉動?！敬鸢浮緿考點一 考點二 考點三 考點四考點五 【變式拓展】典例2中,若入射光線AO與反射光線OB的夾角為120,則反射角為多少?【答案】60考點一 考點二 考點三 考點四考點五 考點一 考點二 考點三 考點四考點五 3.(2017成都)如圖所示,入射光線與鏡面成30,請按照要求作圖:畫出反射光線;標出反射角?？键c一 考點二 考點三 考點四考點五 全反射:當光從光密介質射入光疏介質時,同時發(fā)生折射和反射(例如光從水中射向空氣),如果入射角逐漸增大,折射光線離法線會越來越遠,而且越來越弱,反射光卻越來

8、越強。當入射角增大到某一角度,使折射角達到90時,折射光線完全消失,只剩下反射光線,這種現(xiàn)象叫做全反射(如圖所示)?？键c一 考點二 考點三 考點四考點五 4.下列關于全反射的說法錯誤的是 (B)A.全反射遵循光的反射定律B.全反射不遵循光的反射定律C.光從玻璃中進入空氣中可能會發(fā)生全反射D.光從空氣中進入玻璃中不會發(fā)生全反射【解析】全反射仍屬于光的反射現(xiàn)象,所以全反射遵循光的反射規(guī)律,B項錯誤?？键c一 考點二 考點三 考點四考點五 考點三平面鏡成像 近8年我省中考在2013年第22題、2011年第6題均考查了平面鏡成像的特點?？荚囌f明中明確要求能對探究“平面鏡成像的特點”實驗過程做出正確的說明

9、,并能得出正確的結論等?？键c一 考點二 考點三 考點四考點五 1.原理:光的反射 平面鏡所成的像是物體發(fā)出(或反射)的光射到鏡面上發(fā)生反射,由反射光線的反向延長線相交而形成的,如圖所示。2.平面鏡成像的特點(1)平面鏡所成像的大小與物體的大小相等(與物體到鏡面的距離無關,與平面鏡的大小無關)。(2)像和物體到平面鏡的距離相等。(3)像和物體的連線與鏡面垂直。(4)像與物體的左右是相反的。(5)平面鏡所成的像是虛像?？键c一 考點二 考點三 考點四考點五 3.應用(1)成像:如生活中的穿衣鏡,商場和家庭裝飾時利用平面鏡成像增強寬大明亮的空間效果。(2)改變光路:如潛望鏡。(3)利用平面鏡對光的反射

10、可將微小形變量放大。4.凸面鏡和凹面鏡 考點一 考點二 考點三 考點四考點五 虛像與實像虛像是由光線的反向延長線相交而形成的,是不能呈現(xiàn)在光屏上的,因此平面鏡所成的像是虛像,能被人眼看到,但光不是從虛像進入人眼,而是物體發(fā)出的光經(jīng)平面鏡反射后進入人眼的;實像是由實際光線會聚而成,是可以呈現(xiàn)在光屏上的,如小孔成像。考點一 考點二 考點三 考點四考點五 典例3下列各圖能正確表示小明同學在平面鏡里所成的像是 ( )【解析】平面鏡所成的像和物體的形狀、大小相同;像和物體各對應點的連線與平面鏡垂直;像和物體各對應點到平面鏡的距離相等且像與物左右相反?！敬鸢浮緿考點一 考點二 考點三 考點四考點五 5.(

11、2017湖南益陽)如圖所示,一把透明塑料尺子放在平面鏡前一定距離處,則尺子在平面鏡中所成的像是下圖中的 (A)【解析】根據(jù)平面鏡成像的特點可知,尺子在平面鏡中成的像是正立、等大的虛像,像與尺子關于鏡面對稱,B、D項錯誤;平面鏡所成像的大小與平面鏡的大小無關,A項正確,C項錯誤?？键c一 考點二 考點三 考點四考點五 考點四光的折射 從近8年我省中考來看,考查光的折射頻率較高,例如2017年第19題考查了光從光密介質射入光疏介質的折射規(guī)律的實驗探究,2015年第18題考查了探究光的折射定律的實驗過程,2012年第6題考查了利用光的折射定律的結論求折射角的大小。1.定義:光從一種介質斜射入另一種介質

12、中時,傳播方向發(fā)生偏折的現(xiàn)象?？键c一 考點二 考點三 考點四考點五 2.基本概念 ( 1)入射光線與折射光線:圖中AO是入射光線,OC是折射光線。(2)法線:垂直于分界面,即圖中的NN。(3)入射角:入射光線與法線的夾角,即圖中的AON。(4)折射角:折射光線與法線的夾角,即圖中的NOC?？键c一 考點二 考點三 考點四考點五 3.光的折射定律(1)三線位置關系:折射光線、入射光線和法線在同一平面內,折射光線與入射光線位于法線的兩側。 ( 2)兩角關系:光從空氣斜射入水中或其他介質中時,折射光線向法線方向偏折,折射角小于入射角。當入射角增大時,折射角也增大。當光從空氣垂直射入水中或其他介質中時,

13、傳播方向不變。如圖,此時可認為入射角、折射角均為0。(3)光路特點:在折射現(xiàn)象中,光路可逆。考點一 考點二 考點三 考點四考點五 4.光的折射現(xiàn)象(1)現(xiàn)象:如海市蜃樓、水中筷子變彎、星星眨眼、人看到水中的魚比實際位置要淺等。(2)折射成像的解釋(如圖):考點一 考點二 考點三 考點四考點五 1.一般在發(fā)生光的折射時,同時會發(fā)生光的反射;在發(fā)生光的反射現(xiàn)象中,未必會發(fā)生光的折射。2.人眼看到物體是由于物體發(fā)出的光或反射的光進入人眼,而不是人眼發(fā)出的光射到物體上。考點一 考點二 考點三 考點四考點五 典例4如圖所示,光在玻璃和空氣的界面同時發(fā)生了反射和折射,以下說法正確的是 ()A.折射角為45

14、,CD左側是玻璃B.折射角為45,CD右側是玻璃C.入射角為30,CD左側是空氣D.入射角為60,MN上側是空氣考點一 考點二 考點三 考點四考點五 【解析】由題意可知CD是界面,由折射規(guī)律可知,光從空氣斜射入玻璃中,折射角小于入射角,由光路的可逆性可知,光從玻璃斜射入空氣中,折射角大于入射角。【答案】A【方法指導】在既有折射又有反射的光路中,首要一點是要找出界面和法線,然后再運用相關規(guī)律分析作答。考點一 考點二 考點三 考點四考點五 6.下列圖示的光現(xiàn)象中,屬于光的折射形成的是 (B)考點一 考點二 考點三 考點四考點五 【解析】水中景物的倒影屬于平面鏡成像,是光的反射形成的;雨后彩虹是光的

15、色散現(xiàn)象,是光的折射形成的;光斑是由于光沿直線傳播形成的;通過后視鏡看到車后的景物是利用光的反射而成的虛像,綜上所述,B項正確。考點一 考點二 考點三 考點四考點五 7.如圖所示,一口井裝滿水,在井底正中央趴著一只青蛙。若青蛙的眼睛用P點表示,則青蛙此時觀察井外事物范圍的光路圖正確的是 (D)【解析】光線照到水面會發(fā)生折射現(xiàn)象,折射角小于入射角,因此井底之蛙看到的視野范圍比沒水時更大,D項正確?？键c一 考點二 考點三 考點四考點五 初高中知識銜接 考點一 考點二 考點三 考點四考點五 8.若某一介質的折射率較大,那么 (B)A.光由空氣斜射入該介質時的折射角較大B.光由空氣斜射入該介質時的折射

16、角較小C.光在該介質中的傳播速度較大D.光在該介質中的傳播速度不變考點一 考點二 考點三 考點四考點五 考點五光的色散近年來,我省中考未考查此部分內容,考試說明中對此不做要求,但應知道光的色散是由光的折射形成的。1.色散太陽光是白光,它通過棱鏡后被分解成各種顏色的光,這種現(xiàn)象叫光的色散。2.色光的混合人們發(fā)現(xiàn),把紅、綠、藍三種色光按不同比例混合后,可以產(chǎn)生各種顏色的光,因此把紅、綠、藍叫做色光的三原色?？键c一 考點二 考點三 考點四考點五 9.(2017阜陽15中模擬)下圖所示的四種現(xiàn)象中,屬于光的色散現(xiàn)象的是 (A)【解析】天空中的彩虹是光的色散現(xiàn)象;平面鏡中的像是由光的反射形成的;人影是由

17、光的直線傳播形成的;“彎折”的筷子是由光的折射形成的,綜上所述,A項正確。實驗一:探究光反射時的規(guī)律 低頻考點,考試說明要求能對探究光的反射定律實驗過程做出正確的說明,并得出正確的結論。預測2018年中考有較大可能以實驗題的形式考查本部分內容。命題點:1.紙板的作用(顯示光路)2.紙板與鏡面的放置要求(紙板與鏡面垂直)3.光線位置的確定(在紙板的光線上描兩點,連接并標上方向)4.反射角與入射角的關系(反射角與入射角相等,反射角隨入射角的增大而增大)5.如何探究“三線共面”(將其中一邊紙板向前或向后偏折,觀察紙板上是否能再次看到光線)6.光路可逆(將光線逆著反射光線射入,觀察反射光線是否與原入射

18、光線重合)7.多次改變入射光線路徑的目的(使得出的結論具有普遍性)8.實驗結論(光的反射規(guī)律)1.實驗裝置:如圖,A、B分別是可以繞ON轉動的帶有量角器的光屏,將其垂直置于作為反射面的平面鏡上,另準備一激光器。2.實驗操作(1)為研究三線的空間位置關系,讓入射光線沿著A屏射到O點,多次轉動B屏,觀察B屏在什么位置時,才能在B屏上找到反射光線。(2)為研究反射角與入射角的關系,要多次改變入射光線的方向,尋找反射光線的位置,實驗中每次都要記下入射角和反射角的大小。3.實驗現(xiàn)象(1)能從光屏上看到光的路徑是因為光在光屏上發(fā)生了漫反射。(2)當A、B屏不在同一平面上時,讓入射光線沿著A屏射到O點,在B

19、屏上不能找到反射光線,此時反射光線、入射光線在同一平面內。1.(2017長沙)小天用圖示裝置探究“光的反射定律”,請在下列空格中填寫適當?shù)膬热?( 1)圖甲中反射角是44度。(2)圖甲中當入射角變大時,反射光束偏離(選填“偏離”或“靠攏”)法線。(3)如圖乙所示,將紙板NOF向后折,在紙板NOF上不能(選填“能”或“不能”)看到反射光束,這說明了反射光線、入射光線和法線在同一平面內。實驗二:探究平面鏡成像的特點 低頻考點,考試說明要求能對探究平面鏡成像的特點實驗過程做出正確的說明,并得出正確的結論。預測2018年中考有可能以實驗題的形式考查本實驗。命題點:1.實驗方法(比較法、等效替代法)2.

20、選擇較暗的環(huán)境(易于觀察實驗現(xiàn)象)3.玻璃板代替平面鏡的好處(便于確定像的位置)4.選擇薄玻璃板(由于厚玻璃板前后兩個表面所成的像會形成比較明顯的重影)5.選用兩支完全相同的蠟燭(便于比較物像的大小關系)6.玻璃板與桌面為何要垂直(易于找到像的位置)7.如何探究像的虛實(虛像不能用光屏接收)8.平面鏡成像特點1.實驗裝置:一塊透明的玻璃板(當平面鏡用)、兩支等大的蠟燭、用來固定玻璃板的支架。2.實驗操作(1)玻璃板應垂直白紙放置。(2)蠟燭A點燃放在玻璃板的一側,用另一支蠟燭B在另一側移動,直至另一支蠟燭B看起來也像點燃了,此時蠟燭B所在的位置就是蠟燭A的像的位置,同時也說明蠟燭B與蠟燭A的像

21、的大小是相等的;改變蠟燭A的位置,重復上述操作。(3)要探究像的虛實,可用光屏在像所在的那一側去接收像。( 1)在實驗中用透明的玻璃板代替平面鏡,主要是利用玻璃透明的特點,便于確定像的位置。(2)在豎立的玻璃板前放一支點燃的蠟燭M,可以看到玻璃板后面出現(xiàn)蠟燭的像。小芳拿另一支大小相同的蠟燭N在玻璃板后面移動,此時她應在M側透過玻璃板(選填“M側透過玻璃板”或“N側不透過玻璃板”)觀察蠟燭N能否和蠟燭M的像完全重合。(3)小芳想探究平面鏡所成的像是否是虛像,她將光屏放在像的位置,請你寫出接下來的觀察方法:不透過玻璃板,直接觀察光屏上是否能呈現(xiàn)蠟燭的像。(4)細心的小芳觀察蠟燭M的像時,看到在像的

22、后面還有一個較模糊、與像有部分重疊的像,出現(xiàn)兩個像的原因是玻璃板太厚。2.(2017合肥瑤海區(qū)三模)如圖是小芳同學探究“平面鏡成像的特點”的實驗裝置。實驗三:探究光折射時的特點 考試說明要求能對探究光的折射定律實驗過程做出正確的說明并得出正確結論。我省中考在2017年第19題、2015年第18題考查了本部分內容。預測2018年以填空題形式考查的可能性較大。命題點:1.折射光線和入射光線與法線的位置關系2.折射角與入射角的大小關系3.分析數(shù)據(jù)找規(guī)律2.實驗操作(1)讓激光斜射入空氣和水的分界面,為研究三線的空間位置關系,多次轉動右屏,觀察兩屏在什么位置時才能在右屏上找到折射光線。(2)為研究折射

23、角與入射角的關系,要多次改變入射光線的方向,尋找折射光線的位置,每次實驗時都要記下入射角和折射角的大小。(3)讓激光從水中斜射入空氣中,觀察入射角和折射角的變化。3.實驗現(xiàn)象(1)能從光屏上看到光的路徑是因為光在光屏上發(fā)生了漫反射。(2)當左、右屏不在同一平面上時,讓入射光線沿著左屏射到O點,在右屏上不能找到折射光線,此時折射光線、入射光線在同一平面內。1.實驗裝置 3.小麗同學要探究光從空氣射入不同介質中發(fā)生折射時的規(guī)律,她將光從空氣射入水、玻璃后發(fā)生折射的實驗數(shù)據(jù)記錄在下表中。(1)比較第一行數(shù)據(jù),可得出的結論是光垂直界面入射時不發(fā)生折射。(2)比較第二列或第三列與第一列的數(shù)據(jù)變化,可得到

24、的結論是光從空氣斜射入同一種介質時,入射角增大,折射角也增大。(3)橫向比較表中各個數(shù)據(jù),以及光在不同介質中的傳播速度,可初步得出的結論是當光以相同的入射角從空氣射入不同介質中時,折射角的大小與光在介質中的速度有關,具體關系是入射角相同時,介質中的光速越大,折射角越大。命題點1:光的反射1.(2016安徽第2題)生活中的一些光現(xiàn)象:陽光下樹的影子;水面波光粼粼;交警身上穿的警用背心在燈光照射下很亮;站在岸邊能看到水里的魚。其中能用光的反射知識解釋的是(填序號)?！窘馕觥勘绢}考查光現(xiàn)象的辨析。陽光下樹的影子是光沿直線傳播形成的;水面波光粼粼,是光照射到水面發(fā)生了反射,屬于光的反射現(xiàn)象;交警身上穿

25、的警用背心在燈光照射下很亮,也是光發(fā)生反射現(xiàn)象形成的;站在岸邊能看到水里的魚,是光經(jīng)過水面時發(fā)生折射形成的魚的虛像,是光的折射現(xiàn)象,所以屬于反射現(xiàn)象的是。2.(2013安徽第22(2)題)為了找到一條最短路線(即從A到河岸和從河岸到B的總路程最短),可以將MN看成一個平面鏡,從A點作出一條光線經(jīng)MN反射后恰能通過B點,請你證明入射點O即為最短路線的取水點。解:因為反射光線的反向延長線過像點,所以先作出A的像點C,依據(jù)平面鏡成像的特點,物像關于MN對稱分布,因此AO=COAO+BO=CO+BO=BC任意選擇一個其他的取水點記作E點,那么取水路線就是AE+BE,根據(jù)物像對稱,有AE=CE,根據(jù)三角

26、形兩邊之和大于第三邊,路徑AE+BE=CE+BEBC,所以BC路徑最短,即入射點O為最短路線取水點。3.(2012安徽第6題)一束光從空氣斜射到某液面上發(fā)生反射和折射,入射光線與液面成30角(如圖),反射光線與折射光線的夾角為83,則反射角的大小為60,折射角的大小為37?！窘馕觥勘绢}考查光的反射定律、光的折射規(guī)律。如圖,設入射角為,折射角為,則DOB=AOD=,由題意知,入射光線與液面成30角,則=90-30=60,折射角=180-60-83=37。命題點2:平面鏡成像4.(2011安徽第6題)如圖所示,水平地面上斜放一個平面鏡,有一玩具車向鏡面開去,要使玩具車通過平面鏡所成的像沿豎直方向向

27、下運動,則鏡面與地面的夾角應該等于45?！窘馕觥勘绢}考查平面鏡成像的特點及平面鏡成像的相關作圖。小車的運動軌跡為水平直線,像的軌跡為豎直直線,平面鏡應在水平直線和豎直直線的對稱軸上,所以平面鏡與水平方向的夾角為45。 ( 1)使入射角i在一定范圍內由小變大,會發(fā)現(xiàn)折射角變大(填寫變化規(guī)律),且折射角總是大于相應的入射角。(2)當入射角i增大到某一值時,折射角會達到最大值,該最大值是90。(3)若繼續(xù)增大入射角i,將會發(fā)現(xiàn)不再有折射光線,而只存在反射光線?！窘馕觥勘绢}考查光的折射和反射。(1)由光的折射規(guī)律可知,使入射角i在一定范圍內由小變大,會發(fā)現(xiàn)折射角變大,且折射角總是大于相應的入射角。(2

28、)當入射角i增大到某一值時,折射角會達到最大值,該最大值是90。(3)若繼續(xù)增大入射角i,將會發(fā)現(xiàn)不再有折射光線,而只存在反射光線。命題點3:光的折射5.(2017安徽第19題)如圖所示的實驗裝置,可以用來研究光從水中斜射到與空氣的分界面時所發(fā)生的光現(xiàn)象。6.(2015安徽第18題)某實驗小組在探究光的折射規(guī)律時,讓一束光從空氣斜射入玻璃水槽內的水中,看到如圖所示的現(xiàn)象: ( 1)請在圖中分別作出入射角(用字母i表示)和折射角(用字母r表示)?！敬鸢浮?如圖所示 ( 2)為了探究光從空氣斜射入水中時折射角和入射角的關系,以下方案中正確的是C(選填“A”“B”或“C”)。A.只測量圖中的入射角和折射角,分析并得出結論B.保持入射角不變,進行多次實驗,測量入射角和每次實驗的折射角,分析并得出結論C.改變入射角,進行多次實驗,測量每次實驗的入射角和折射角,分析并得出結論【解析】本題考查光的反射與折射。(1)過入射點作垂直界面的垂線即為法線,入射光線與法線的夾角為入射角,折射光線與法線的夾角為折射角。(2)為了探究光從空氣斜射入水中時折射角和入射角的關系,A項只有一組數(shù)據(jù),結論具有偶然性,B項雖然多次測量,但保持入射角不變,數(shù)據(jù)仍單一,為使結論具有普遍性,避免偶然性的方法是改變入射角,進行多次實驗,測量每次實驗的入射角和折射角,分析并得出結論,C項正確。