光現(xiàn)象

易錯(cuò)清單

1.影和像

影在不同詞語中的含義不同. 如:“陰影”或“影子”指光線被擋住后的陰暗區(qū)域,是由于光的直線傳播造成的;“倒影”一般指由于光反射形成的虛像,如樹在水中的倒影;“電影”、“投影”、“攝影”等屏幕上的畫面是通過凸透鏡所成的實(shí)像.

像分為實(shí)像和虛像. 物體通過透鏡可能成實(shí)像,也可能成虛像. 成實(shí)像和虛像的區(qū)別是:①成像原理不同. 物體發(fā)出的光線經(jīng)光學(xué)器件會(huì)聚而成像為實(shí)像;物體發(fā)出的光線經(jīng)光學(xué)器件后發(fā)散,反向延長(zhǎng)相交形成的像叫虛像.②成像性質(zhì)上的區(qū)別. 實(shí)像是倒立的,虛像是正立的.③接收方法上的區(qū)別. 實(shí)像既能被眼睛看到,又能被光屏接收到;虛像只能被眼睛看到,不能被光屏接收到. 另外,平面鏡所成的像為虛像,小孔所成的像是實(shí)像.

2.近視眼和遠(yuǎn)視眼的形成及矯正區(qū)別

(1)近視眼的形成及矯正:近視眼是晶狀體太厚,折光能力太強(qiáng),或者眼球的前后方向上太長(zhǎng),因此,來自遠(yuǎn)處某點(diǎn)的光會(huì)聚在視網(wǎng)膜前,使人的眼睛看不清遠(yuǎn)處的物體,只能看清近處的物體. 矯正方法是在眼前放一個(gè)凹透鏡.

(2)遠(yuǎn)視眼的形成及矯正:遠(yuǎn)視眼是晶狀體太薄,折光能力太弱,或者眼球在前后方向上太短,因此,來自近處某點(diǎn)的光還沒有會(huì)聚成一點(diǎn)就到達(dá)視網(wǎng)膜了,在視網(wǎng)膜上形成一個(gè)光斑. 矯正方法是在眼睛前放一個(gè)凸透鏡.

3.比較色光混合與顏料混合的不同現(xiàn)象

(1)色光的三原色和顏料的三原色.

①色光的三原色:紅、綠、藍(lán)三種色光混合能產(chǎn)生各種色彩,因此把紅、綠、藍(lán)三種色光叫做光的三原色.

②顏料的三原色:紅、黃、藍(lán)三種顏料混合可以調(diào)出不同的顏色,因此把紅、黃、藍(lán)叫做顏料的三原色.

(2)透明物體的顏色和不透明物體的顏色.

①透明物體的顏色是由該物體透過的色光決定的.

②不透明物體的顏色是由該物體反射的色光決定的.

名師點(diǎn)撥

知識(shí)點(diǎn):透鏡中的三條特殊光線

凸透鏡和凹透鏡的三條特殊光線圖示及說明:

【例】　完成下列三條特殊光線的光路圖:

【解析】①凸透鏡中入射光線平行于主光軸,則折射光線過焦點(diǎn).

②凸透鏡中折射光線過焦點(diǎn).則入射光線平行于主光軸.

③平行于主光軸的光線經(jīng)凹透鏡折射后折射光線反向延長(zhǎng)通過焦點(diǎn).

④指向另一側(cè)焦點(diǎn)的光線經(jīng)凹透鏡折射后折射光線平行于主光軸射出.

⑤不管是凸透鏡還是凹透鏡,過光心的光線其傳播方向不變.

【答案】

提分策略

【趨勢(shì)總覽】

從近三年的各地中考來看,對(duì)本部分的考查呈現(xiàn)如下趨勢(shì):

1. 光學(xué)部分的常見題型有填空題、選擇題、作圖題和實(shí)驗(yàn)題.

2. 分析近幾年中考試題,考點(diǎn)主要分布在以下幾方面:光的直線傳播、光的反射、光的折射、凸透鏡成像規(guī)律和光的顏色等;一般重點(diǎn)考查光的反射、平面鏡成像及透鏡成像方面的知識(shí).

3. 與生活相關(guān)的試題,考查光的直線傳播、光的反射現(xiàn)象、折射現(xiàn)象等問題;作圖題一般考查光的反射、平面鏡成像和光通過透鏡的光路圖;實(shí)驗(yàn)題一般考查探究平面鏡成像和探究凸透鏡成像.

2015年的中考命題方向預(yù)測(cè):重視對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的考查;考查區(qū)分各種基本光現(xiàn)象;重視考查光學(xué)作圖題;重視考查實(shí)驗(yàn)探究題.

【錦囊妙計(jì)】

1.理解光沿直線傳播的條件

光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播.

介質(zhì)是指光可以在其中傳播的透明物質(zhì). 理解均勻介質(zhì)是指兩點(diǎn):一是同一種介質(zhì);二是這種介質(zhì)的密度均勻.

2.認(rèn)識(shí)光的傳播速度

光在真空中的傳播速度是3.0×108m/s.光在真空中的速度是最大的,光在不同的介質(zhì)中傳播速度不一定相同. 光在空氣中傳播比在真空中傳播稍慢一點(diǎn),通常情況,光在空氣中的傳播速度也可認(rèn)為是3.0×108m/s.光在玻璃中的傳播速度是真空中的,在水中是真空中的.

3.正確理解光的反射定律

理解反射定律從兩點(diǎn)著手:(1)反射光線跟入射光線、法線在同一平面內(nèi),反射光線、入射光線分居在法線兩側(cè).(2)反射角等于入射角,可記作:“兩角相等,三線共面,法(線)居中間”.

可見對(duì)于一條確定的入射光線,反射光線是唯一的. 因此反射現(xiàn)象中光路是可逆的.

4.正確理解光的折射規(guī)律

(1)光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí),它的傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象叫光的折射.

(2)折射光線跟入射光線和法線在同一平面內(nèi),折射光線和入射光線分居法線兩側(cè).

(3)光從空氣斜射入水或別的透明物質(zhì)時(shí),折射角小于入射角;光從水或別的透明物質(zhì)斜射入空氣時(shí),折射角大于入射角.

對(duì)上述規(guī)律有以下幾點(diǎn)要注意:

①入射角是入射光線與法線的夾角,不是和界面的夾角;同樣,折射角是折射光線與法線的夾角,也不是和界面的夾角.

②光射向兩種透明物質(zhì)的分界面時(shí),將同時(shí)發(fā)生光的反射和折射. 反射光線遵循光的反射定律,折射光線遵循光的折射規(guī)律.

③光垂直射向兩種透明物質(zhì)分界面時(shí),通過分界面后的光傳播方向不變,這時(shí)光線的入射角、反射角、折射角均為零度.

④如果增大或減小入射角,折射角就隨著增大或減小;光從透明物質(zhì)射入空氣時(shí),如果入射角增大到某一角度時(shí),入射光線就會(huì)全部被反射,這時(shí)沒有折射光線,這種現(xiàn)象叫全反射.

⑤折射現(xiàn)象的光路是可逆的.

【典例】　周末,同學(xué)們組織起來到森林公園參加野外考察活動(dòng)時(shí),發(fā)現(xiàn)了一顆高聳入云的銀杏古樹,向?qū)дf:“這可是這片原始森林里最高的樹!”同學(xué)們立即產(chǎn)生了濃厚的興趣,有人建議測(cè)量一下樹的高度,同學(xué)們正在為怎樣測(cè)量一籌莫展時(shí),物理老師建議:“同學(xué)們,動(dòng)動(dòng)腦筋,利用你們隨身帶的卷尺和一小塊平面鏡就能達(dá)到比較精確的測(cè)出這棵大樹的高度!”

(1)在圖中畫出示意圖表示同學(xué)們的測(cè)量方法,并簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)步驟.

(2)用字母表示需要測(cè)得的物理量,并寫出計(jì)算大樹高度的表達(dá)式.

【解析】　本題可利用平面鏡成像特點(diǎn)測(cè)量,方法見下圖所示.

測(cè)量步驟:①將平面鏡放在水平地面上,人沿著樹根A與平面鏡B之間的直線,眼睛看到地面上的平面鏡前后位置的移動(dòng),人在鏡中恰能看到樹梢D的像D'時(shí),記下此時(shí)人在地面上的位置.C. ②用卷尺量出A、B間的距離a,B、C間的距離b,人眼離地面的高度h.

計(jì)算方法:因?yàn)椤鰽BD'∽△CBE,所以有AD'∶CE=AB∶CB,即H∶h=a∶b,則有:樹高H的表達(dá)式為H=h.

方法總結(jié):在解答物理問題時(shí),經(jīng)常要用到數(shù)學(xué)知識(shí),因此數(shù)理結(jié)合是解答物理問題的重要方法.

5.怎樣記住凸透鏡成像的初步規(guī)律

有四種方法可供采用:

(1)利用凸透鏡的應(yīng)用加以記憶. 照相機(jī)、幻燈機(jī)和放大鏡都是利用凸透鏡成像規(guī)律制成的,弄清了這些儀器的原理就記住了凸透鏡成像的規(guī)律.

(2)列表將像距、像的情況和應(yīng)用填入表格內(nèi).

(3)口訣記憶.

(4)作圖記憶. 通過三條特殊光線,在頭腦中作圖可以清楚地理解成像規(guī)律.

透鏡中有三條特殊光路:其一是過中心的光線不改變傳播方向;其二是平行于主光軸的光線經(jīng)折射后過焦點(diǎn),對(duì)凹透鏡來說,它的焦點(diǎn)是虛焦點(diǎn),是折射光線的反向延長(zhǎng)線過焦點(diǎn);其三是過焦點(diǎn)的光線經(jīng)折射后與主光軸平行. 對(duì)凹透鏡是虛焦點(diǎn),是入射光的正向延長(zhǎng)線過焦點(diǎn),三條光線如圖所示.

6.凸透鏡對(duì)光線的會(huì)聚作用和凹透鏡對(duì)光線的發(fā)散作用

凸透鏡對(duì)光起會(huì)聚作用,是否經(jīng)過凸透鏡的光線一定要聚集在一點(diǎn),才可稱會(huì)聚?

把點(diǎn)光源放在凸透鏡的焦點(diǎn)上,它發(fā)出的光線經(jīng)凸透鏡后,折射光線平行于主軸,并沒有相交成一點(diǎn),這是否可以認(rèn)為凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用呢?如圖甲,我們將入射光線FA、FC延長(zhǎng),即圖中的AA'和CC'與經(jīng)凸透鏡折射的光線AB、CD比較. 顯然折射光線是相互“靠近”而會(huì)聚了.

在圖乙中光線AB、CD入射到凹透鏡上,將入射光線AB、CD延長(zhǎng),如圖中虛線BP和DP.折射光線BE和DE'與入射光線的方向BP、DP相比較,它們相互“遠(yuǎn)離”了,這表明凹透鏡對(duì)光起了發(fā)散作用.

由此可見,透鏡對(duì)光是會(huì)聚還是發(fā)散,不是看折射光線是否相交,而是體現(xiàn)在它們使光線較入射光線相互“靠近”了還是“遠(yuǎn)離”了.

7.光的反射畫圖步驟

(1)先確定入射點(diǎn)O.

(2)通過入射點(diǎn)O,作法線ON,注意要用虛線.

(3)據(jù)光的反射定律作反射光線,注意不要忘了表示方向的箭頭.

注意:確定了反射平面后要先畫法線,使法線在入射點(diǎn)上垂直于反射面,之后再確定入射或反射光線.

8.掌握4種解答物理問題的方法

(1)作圖法:在解答光的直線傳播、光的反射、平面鏡成像、光的折射等問題時(shí),必要時(shí)要作出規(guī)范、嚴(yán)格的光路圖,然后進(jìn)行解答.

(2)理想模型法:例如在研究光的傳播時(shí)引入了“光線”這個(gè)理想概念,從而使抽象的物理概念的理解變得具體化.

(3)等效替代法:例如在研究平面鏡成像規(guī)律時(shí),用一根與鏡前蠟燭完全相同的蠟燭來確定像的大小與位置,從而巧妙的解決了虛像無法用光屏接收的問題.

(4)數(shù)理結(jié)合法:在研究光的反射、平面鏡成像時(shí),結(jié)合畫出的光路圖,要靈活運(yùn)用數(shù)學(xué)中的數(shù)學(xué)知識(shí),例如:平行中的邊角關(guān)系、三角形的全等與相似等進(jìn)行解答.

專項(xiàng)訓(xùn)練

一、 選擇題

1. (2014·福建泉州·模擬三)日晷儀是古代人們可用來計(jì)時(shí)的一種工具,通過觀察直桿在太陽下的影子所在的位置就可知道時(shí)間,如圖所示.日晷儀計(jì)時(shí)利用了光的(　　).

A. 反射

B. 折射

C. 色散

D. 直線傳播

2. (2014·湖北武漢·模擬三)我國(guó)經(jīng)常提到的像:①小孔成像?、谄矫骁R成像?、鄯糯箸R成像?、茈娪捌聊簧系南瘛、萜囉^后鏡中的像,其中(　　).

A. 屬于實(shí)像的是①②③

B. 屬于虛像的是②③④

C. 由于反射而成的像是②⑤

D. 由于折射而成的像是①③④

3. (2014·湖北咸寧·模擬六)在“探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)”中,將蠟燭置于透鏡前30cm處時(shí),在另一側(cè)的光屏上得到了一個(gè)倒立、放大清晰的像,現(xiàn)保持透鏡位置不動(dòng),將蠟燭和光屏的位置對(duì)調(diào),則光屏上(　　).

A. 無法成像

B. 呈現(xiàn)正立、放大的像

C. 呈現(xiàn)倒立、放大的像

D. 呈現(xiàn)倒立、縮小的像

4. (2013·甘肅蘭州)如圖所示的四種現(xiàn)象中,屬于光的折射現(xiàn)象的是(　　).

5. (2013·遼寧沈陽·模擬)以下現(xiàn)象,反映了光的色散現(xiàn)象的是(　　).

A. 雨后天空,弧狀光帶 B. 岸邊樹木,水中倒立

C. 水中鉛筆,水面折斷 D. 井底之蛙,所見甚小

二、 填空題

6. (2014·四川眉山·模擬)如左下圖所示,一束光經(jīng)過一個(gè)透鏡后會(huì)聚于主光軸上的點(diǎn)A,取掉透鏡后,光會(huì)聚于B點(diǎn),則該透鏡起到(填“會(huì)聚”或“發(fā)散”)作用,是透鏡.

7. (2014·江蘇鎮(zhèn)江·模擬)如右上圖所示,在鑒定文物時(shí),考古學(xué)家常用放大鏡觀察文物的細(xì)微部分,這時(shí)他看到的是、的虛像.如果在文物上有兩條裂紋,其夾角是5°.要想看到的像更大些,應(yīng)該將放大鏡離裂紋稍微些.若放大鏡的放大倍數(shù)是10倍,則他看到的角度是度.

8. (2014·沈陽·模擬))如圖是研究光的折射規(guī)律的實(shí)驗(yàn)原理圖;下表中記錄了不同的入射角和對(duì)應(yīng)的折射角的實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù).

(1)請(qǐng)你結(jié)合圖,以光從空氣進(jìn)入到玻璃中的情況為例,分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(光從空氣進(jìn)入其他透明介質(zhì)中也可得到具有相同規(guī)律的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)),對(duì)光從空氣進(jìn)入其他透明介質(zhì)中的折射規(guī)律加以總結(jié)(補(bǔ)充完整).

a. 折射光線跟入射光線和法線在同一平面內(nèi),并且分別位于法線兩側(cè).

b. .

(2)請(qǐng)定量比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),把你新的發(fā)現(xiàn)寫在下面:

.

9. (2013·山東臨沂·模擬)我們都聽過猴子撈月亮的故事,故事中小猴子在水中撈不到月亮,這是因?yàn)樗械脑铝潦枪獾男纬傻奶撓?

10. (2013·江蘇蘇州·模擬)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,反射光線與折射光線的夾角為90°,則反射角的大小為,折射角的大小為.

三、 作圖與實(shí)驗(yàn)題

11. (2014·四川廣安·模擬四)某興趣小組做探究平面鏡成像特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn).

(1)在實(shí)驗(yàn)中用玻璃板代替平面鏡,主要是利用玻璃透明的特點(diǎn),便于.如圖所示,實(shí)驗(yàn)時(shí)將玻璃板豎直架在一刻度尺的上面,并保持玻璃板與刻度尺垂直.刻度尺的作用是為了便于比較.

(2)小明發(fā)現(xiàn)在玻璃板的后面出現(xiàn)蠟燭A的像,當(dāng)他再取完全相同的蠟燭B放在像處,發(fā)現(xiàn)蠟燭B與蠟燭A的像完全重合.用刻度尺分別測(cè)出物距和像距,發(fā)現(xiàn)兩者相等,于是他便歸納出:“平面鏡成像時(shí),像距與物距相等”的結(jié)論.請(qǐng)你指出該過程中的疏漏之處是:.

(3)對(duì)著玻璃板既可看到前面蠟燭在玻璃板后所成的像,同時(shí)又可看到放在玻璃板后的蠟燭.前者是光的形成的像,后者是光的形成的像.(均填“折射”或“反射”)

(4)實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)平面鏡內(nèi)蠟燭所成的像比較暗,看不清楚.要使像看得更清楚,你的做法是:.

12. (2014·江蘇鎮(zhèn)江·模擬)請(qǐng)畫出圖中折射光線對(duì)應(yīng)的入射光線.

13. (2014·湖北宣恩·模擬)小明用薄膜充水后制成水透鏡模擬眼球中的晶狀體,來比較正常眼、近視眼和遠(yuǎn)視眼的焦距大小.實(shí)驗(yàn)中測(cè)得甲圖焦距為10cm,再將甲分別擠壓成乙圖、丙圖的形狀,并分別測(cè)量焦距,如圖所示.

(1)測(cè)得焦距小于10cm的是圖,模擬近視眼的是圖.

(2)在同一位置,用甲、乙、丙透鏡分別對(duì)著遠(yuǎn)處的某一物體,移動(dòng)光屏得到清晰的像,其中像距較大的是圖.

(3)目前很多近視患者戴隱形眼鏡來矯正視力.隱形眼鏡是一種直接貼在角膜表面的超薄鏡片,可隨著眼球運(yùn)動(dòng),其中心厚度只有0.05mm,則此鏡片的邊緣厚度(填“小于”“等于”或“大于”)0.05mm,此鏡片對(duì)光有(填“會(huì)聚”或“發(fā)散”) 作用.

參考答案與解析

1.D

2.C[解析]①小孔成像是由光的直線傳播形成的實(shí)像.②平面鏡成像是由光的反射形成的虛像.③放大鏡成像屬于凸透鏡成像,是由光的折射形成的虛像.④電影銀幕上的像,屬于凸透鏡成像,是由光的折射形成的實(shí)像.⑤汽車觀后鏡中的像,觀后鏡是凸面鏡,所以它成的像是由光的反射形成的虛像.其中,屬于實(shí)像的是①④;屬于虛像的是②③⑤;由于反射而成的像是②⑤;由于折射而成的像是③④.故選C.

3.D[解析] 某物體放在凸透鏡前15cm處時(shí),在另一側(cè)的光屏上得到了物體倒立、縮小的實(shí)像,u>2f,所以15cm>2f,所以f<7.5cm,所以凸透鏡的焦距可能是5cm.故選D.

4.C5.A

6. 發(fā)散凹[解析] 放上透鏡的會(huì)聚點(diǎn)A要比不放透鏡的會(huì)聚點(diǎn)B更要遠(yuǎn)離透鏡,由此可知,該透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用;所以該透鏡是發(fā)散透鏡即凹透鏡.

7. 正立放大遠(yuǎn)5[解析]放大鏡成的是正立、放大的虛像.如圖所示,在鑒定文物時(shí),考古學(xué)家常用放大鏡觀察文物的細(xì)微部分,這時(shí)他看到的是正立、放大的虛像.如果在文物上有兩條裂紋,其夾角是5°.在成虛像時(shí),物距變大,像距變大,像變大.要想看到的像更大些,應(yīng)該將放大鏡離裂紋稍微遠(yuǎn)些.若放大鏡的放大倍數(shù)是10倍,則他看到的角度還是5度.

8.(1)b. 入射角增大,折射角也增大;但折射角總是小于入射角(2)入射角較小時(shí),入射角i與折射角γ近似成正比關(guān)系;當(dāng)入射角較大時(shí),正比關(guān)系不再成立

[解析](1)b表格中入射角i從10°逐漸增大到80°,折射角γ隨之從6.7°逐漸增大到40.6°,而且對(duì)應(yīng)的折射角總是小于入射角.故答案為:入射角增大,折射角也增大;但折射角總是小于入射角.

(2)從表格中數(shù)據(jù)還可以看出:

入射角為10°.折射角為6.7°;

入射角為20°,折射角為13.3°=2×6.7°-0.1°;

入射角為30°.折射角為19.6°=3×6.7°-0.5°;

入射角為40°.折射角為25.2°=4×6.7°-1.6°;

入射角為50°.折射角為30.7°=5×6.7°-2.8°;

可見,入射角較小時(shí),入射角增大幾倍,折射角近似增大幾倍;入射角增大的倍數(shù)較大時(shí),這種關(guān)系不再成立.故答案為:入射角較小時(shí),入射角i與折射角γ近似成正比關(guān)系;當(dāng)入射角較大時(shí),正比關(guān)系不再成立.

9. 反射

10.60°30°

11.(1)確定像的位置像距和物距的大小關(guān)系(2)沒有換不同位置再測(cè)幾組數(shù)據(jù),所得結(jié)論具有偶然性(3)反射折射(4)在光線較暗的環(huán)境中做實(shí)驗(yàn)

12. 如圖所示

13.(1)乙乙(2)丙(3)大于發(fā)散[解析](1)因凸透鏡的凸度越大,焦距越小,所以實(shí)驗(yàn)中測(cè)得甲圖焦距為10cm,再將甲分別擠壓成乙圖、丙圖的形狀,并分別測(cè)量焦距,由圖可以看出,乙圖的凸度比丙圖大,則測(cè)得焦距小于10cm的是圖乙;因?yàn)橐业慕咕啾缺慕咕嘈?所以會(huì)聚能力強(qiáng),因此乙模擬的是近視眼.

(2)由圖可知,甲、乙、丙透鏡中焦距最大的是丙,用甲、乙、丙透鏡分別對(duì)著遠(yuǎn)處的某一物體,相對(duì)而言,丙透鏡的物距最小,根據(jù)凸透鏡成實(shí)像時(shí),物距減小,像距增大,像增大.可知其中像距較大的是丙圖.

(3)近視眼患者戴的是凹透鏡,凹透鏡的四周的厚度要比中間的厚度厚,故這種超薄鏡片的邊緣厚度大于0.05mm.此鏡片對(duì)光有發(fā)散作用.

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