2022年九年级物理辅导讲义与练习:专题02 光现象(学生版+解析版).docx
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1、专题专题 02 02 光现象(讲义)光现象(讲义) 一、知识梳理一、知识梳理 一、光的直线传播、小孔成像一、光的直线传播、小孔成像 1.正在发光的物体叫光源,光源可分为自然光源和人造光源 。 2.光在均匀介质中沿直线传播;光在真空中的传播速度是smC/103 8 ,而在空气 中传播速度接近于在真空中的传播速度,也认为是smC/103 8 ,光在水中的传播速度 约为smC/1025. 24/3 8 ,在玻璃中的传播速度约smC/1023/2 8 为。 3.光年是指光在 1 年中的传播距离,1 光年 9.4610 15m。 4.小孔成像是光的直线传播的例证。如图,物体发出的光通过小孔投射到后面的屏
2、上, 形成左右相反、上下倒置的实像。这就是小孔成像。 5.小孔成像的规律是:当像距大于物距时,所成的像是放大的(放大、缩小) ;当像距 小于物距时,所成的像是缩小的(放大、缩小) 。 二、光的反射二、光的反射 1.如图,光在传播的过程中,遇到两种介质交界面(或物体表面)时,有一部分光返回 原来的介质中的现象叫做光的反射。 2.光的反射定律:在光的反射现象中,(1)入射光线、反射光线、法线同在同一个平 面内(共面);(2)反射光线、入射光线分别位于法线的两侧(分居);(3)反射角等于 入射角(等角)。 3.光反射时,若光逆着原来反射光线的方向照射到反射面上,则反射光线逆着原来的入 射光线照射出去
3、。这说明,光路是可逆的。 4.反射面是光滑平面,光线平行反射的叫镜面反射;如镜子、平静的水面等;镜面反射 遵循光的反射定律。 5.照射在粗糙表面上的光向各个方向反射的现象叫漫反射。 当一束平行的入射光线射到 粗糙的表面时,表面会把光线向着四面八方反射,所以入射线虽然互相平行,由于各点的法 线方向不同,造成反射光线向不同的方向无规则地反射,这种反射称之为“漫反射” 。很多 物体,如植物、墙壁、衣服等,其表面粗看起来似乎是平滑,但用放大镜仔细观察,就会看 到其表面是凹凸不平的, 所以本来是平行的太阳光被这些表面反射后, 弥漫地射向不同方向。 6.镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律; 当平行光照射时
4、, 镜面反射的反射光仍然是 平行,而漫反射的反射光线是发散的,向各个方向都有。 三、平面镜成像三、平面镜成像 1. 平面镜成像利用的是光的反射。成像规律是:(1)像与物大小相等;(2)像到镜 的距离与物到镜的距离相等;(3)像与物的对应点的连线与镜面垂直;(4)像与物相对平 面镜对称;(5)平面镜所成的像是虚像(实像、虚像)。具体总结就是十个字:等大、等 距、垂直、对称、虚像。如图。 2.虚像是指射入眼睛的光线,其反向延长线的集合点形成的像,如上图所示;虚像能用 眼睛直接观看,但不能用光屏接收;实像既可以用光屏承接,也可以用眼睛直接观看。 3.利用光的反射现象,反射面为平面的叫平面镜,反射面为
5、球面一部分的叫球面镜。 4.利用球面的外表面作反射面的面镜叫做凸面镜; 凸面镜对光有发散作用, 常用作汽车 观后镜来扩大视野。 5.利用球面的内表面作反射面的面镜叫做凹面镜; 凹面镜对光有汇聚作用, 常用作太阳 灶、探照灯等。 四、光的折射四、光的折射 1.当光从一种介质斜射入另一种介质时, 光在另一种介质中传播方向发生改变的现象叫 光的折射。 2.光的折射发生在两种介质的交界面上, 但光线在每种介质内是直线传播的。 光从一种 介质垂直射入另一种介质时,其传播方向不改变(改变、不改变) 。 3.如图,入射光线射入另一种介质时的交点(O) ,叫入射点;入射光线 AO 与法线 NN 夹角()叫入射
6、角;折射光线 OC 与法线 NN的夹角()叫折射角。 4.光的折射定律: 1) 在折射现象中, 折射光线、 入射光线、 法线在同一平面内 (共面) ; 2)折射光线和入射光线分居在法线的两侧(分居) ;3)当光从空气斜射入水等其他透明物质 (玻璃、水晶等)时,折射角小于(大于、小于或等于)入射角;当光从水或其它透明物质 斜射入空气时,折射角大于(大于、小于或等于)入射角(不等角,在空气中的角大) 。 5.在生活中,我们常见的折射现象很多,如:看清澈的池水,池水水底变浅;在岸上看 到的鱼接近于水面; 透过玻璃砖看物体发生了错位; 水杯中的筷子好像弯折了;“海市蜃楼” 现象等等都是光的折射现象。
7、五、光的色散五、光的色散 1.太阳光通过三棱镜后,被分解成各种单一颜色的光,这种现象叫光的色散。如图。 2.不同颜色的光通过三棱镜时偏折程度不同,红光偏折最小,紫光偏折最大,偏折由小 到大依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。 3.生活中的色散现象:如雨后的彩虹、泼向空中的水变得五颜六色、在阳光下肥皂泡变 成彩色等等都是光的色散实例,其原因是太阳光被空气中的水滴色散形成的。 4.太阳光由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色组成,它是复色光。 5.把红、绿、蓝三种色光按不同比例混合可产生各种颜色的光,这个现象叫做色光的混 合(彩色电视机的彩色画面的形成) 。红、绿、蓝也叫光的三原色。 二、重点与难点二
8、、重点与难点 重点一:光的直线传播重点一:光的直线传播 光在同种均匀介质中沿直线传播, 通常简称光的直线传播。 光的直线传播是光现象基础, 所有光现象都是在光的直线传播基础上展开的, 没有光的直线传播就没有光现象的理论结构。 光的直线传播性质, 在我国古代天文历法中得到了广泛的应用。 我们的祖先制造了圭表和日 晷,测量日影的长短和方位,以确定时间、冬至点、夏至点;在天文仪器上安装窥管,以观 察天象,测量恒星的位置等。 重点二:平面镜成重点二:平面镜成像像 声音以波的形式传播,声音的传播需要有介质;没有介质,即便物体振动,我们也听不 到声音。 这是声音能不能传播出去和我们能听到声音所必须满足的条
9、件。 为了考查学生对此 知识点的理解,经常会出现太空中宇航员与地面通话,用真空罩罩住发声体,电磁波的传播 与声波的传播等考题。对这些问题加以理解和关注,对解答此类问题大有益处。 对声速的考查也曾出现,但考查此知识点的考题较少,出现的频率也不是太高。作为知 识点需要考生注意以下几个问题: (1)什么是声速,声速在不同介质中传播速度不同; (2) 在 15 时,空气中的声速是 340m/s; (3)利用回声可以测距。 难点一:光的折射难点一:光的折射 1.光从一种介质斜射入另一种介质时, 并不会按照原来的直线传播; 其传播方向发生改 变,从而使光线在不同介质的交界处发生偏折。这种现象我们叫做光的折
10、射。 光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处(两种光学现象都发生), 只是反 射光返回原介质中,而折射光线则进入到另一种介质中。 2.由于光在两种不同的物质里传播速度不同, 故在两种介质的交界处传播方向发生变化, 这就是光的折射。在折射现象中,光路是可逆的。 3.注意:在两种介质的分界处,不仅会发生折射,也发生反射,例如在水中,部分光线 会反射回去,部分光线会进入水中。反射光线光速与入射光线相同,折射光线光速与入射光 线不相同。 (1)折射光线和入射光线分居法线两侧(法线居中,与界面垂直); (2)折射光线、入射光线、法线在同一平面内(三线两点一面); (3)当光线从空气斜射入其它介
11、质时, 角的性质: 折射角(折射率大的一方)小于入射角; (4)当光线从其他介质斜射入空气时,折射角大于入射角; (5)在相同的条件下,折射角随入射角的增大(减小)而增大(减小); (6)光从空气斜射入水中或其他介质时(真空除外,因为在真空中光不能发生偏折),折 射光线向法线方向偏折,折射角小于入射角; (8)光从空气垂直射入水中或其他介质时,传播方向不变。 难点二:物体的颜色难点二:物体的颜色 1.不透明的物体的颜色取决于它反射的色光: 它反射与自己颜色相同的色光, 吸收与自 己不同的色光。如红色的物体只反射红色光,而吸收其它所有的色光,只见红色;如只有蓝 色光照在不透明物体身上,无红色反射
12、,唯一的蓝色又被吸收,所以就成了黑色。 2.透明物体的颜色取决于透过它的色光: 它允许与自己颜色相同的色光透过, 吸收与自 己不同的色光。如红色的透明物体只允许红色光透过,而吸收其它所有的色光,只见红色; 如只有蓝色光照在透明物体身上,无红色透过,唯一的蓝色又被吸收,所以就成了黑色。 三、考查方向三、考查方向 1.1.光的直线传播光的直线传播 对光的直线传播的考查主要集中在对光的直线传播的认识和光的直线传播的例子上。 小 孔成像、影子的形成、树林中的光斑、日食、月食、激光准直、三点一线、一叶障目、队列 对齐等都是光的直线传播的应用和实例。 典例一:典例一: (20202020龙东)龙东)如图所
13、示现象中,属于光的直线传播形成的是( ) 。 【答案】A。 【解析】A井底之蛙是光沿直线传播形成的,故 A 正确; B空中的彩虹属于光的折射现象,故 B 错; C水中的倒影是光的反射现象,故 C 错; D古代女子照铜镜属于光的反射现象,故 D 错;故选 A。 典例二:典例二: (20202020安顺)安顺)6 月 21 日,在我省大部分地区都有幸看到“日食”这一天文景 观。 “日食”是由于太阳光沿 传播的过程中被月球遮挡形成的。 【答案】直线。 【解析】由于光沿直线传播,月亮在地球和太阳之间,太阳光被月球挡着而照射不到地 球,我们在地球上就看不见或只能看见部分太阳,这就是日食。 故答案为:直线
14、。 2.2.光的反射光的反射 主要考查光的反射现象、 反射定律和光的反射在生活中的应用 (水中倒影、 平面镜成像、 玻璃幕墙产生的光污染、人所观察到的现象、物体的颜色等) 、漫反射现象以及漫反射和镜 面反射的异同。 典例三: (典例三: (20202020哈尔滨)哈尔滨)下列关于甲、乙两图中现象的说法,正确的是( ) 。 A甲图能用“光的折射规律”解释; B甲图说明利用小孔只能成等大的像; C甲图和乙图中的现象都是由光的折射形成的; D解释乙图中的情景用到了“光的反射定律” 【答案】D。 【解析】A、甲图小孔成像是光的直线传播形成的,不能用“光的折射规律”解释,故 A 错误; B、小孔成像能成
15、等大的像,也可能是放大或缩小的像,故 B 错误; C、甲图小孔成像是光的直线传播形成的,乙图中桥在水中的倒影是由光的反射形成, 故 C 错误; D、 解释乙图中的桥在水中的倒影的现象用到了 “光的反射定律” , 故 D 正确。 故选: D。 典例四: (典例四: (20202020十堰)下十堰)下列光学现象中,属于光的反射的是( ) 。 A. 手影; B. 海市蜃楼; C. 有趣的倒影;D. 露珠下的叶脉“变粗” 【答案】C。 【解析】手影是光沿直线传播形成的,海市蜃楼是光的折射形成的,湖面上的倒影是平 面镜成像,平面镜成像原理是光的反射,露珠下的叶脉“变粗” ,露珠相当于放大镜,原理 是光的
16、折射,C 符合题意,ABD 不符合题意,故选 C。 3.3.平面镜成像平面镜成像 主要考查方向平面镜成像规律、面镜的应用。平面镜成像与生活实际相结合,利用平面 镜成像特点解释生活中的现象等问题,主要考查内容以平面镜成像规律居多。所以,这里应 该深刻理解平面镜成像规律:等大、等距、垂直、对称和虚像。 典例五: (典例五: (20202020哈尔滨)哈尔滨) “照镜子,正衣冠” 。小红站在平面镜前 0.3m 处,她的像离 她 m。利用自制简易潜望镜可以观察到高处的物体是利用了平面镜可以 。 【答案】0.6;改变光路。 【解析】 因平面镜成像时物距与像距相等, 小红站在平面镜前0.3m处, 此时物距
17、为0.3m, 则像距也为 0.3m,她的像离她 0.6m; 简易潜望镜就是由两块平面镜组成,主要是利用了平面镜可以改变光路。 故答案为:0.6;改变光路。 典例六: (典例六: (20202020绥化)绥化)小明站在穿衣镜前 3m 处,以 1m/s 的速度匀速靠近穿衣镜,下 列说法正确的是( ) 。 A穿衣镜中小明的像逐渐变小; B以穿衣镜为参照物小明总是静止的; C穿衣镜中小明的像是虚像; D2s 后小明走的距离是 1m 【答案】C。 【解析】A、平面镜所成的像是与物体等大的,故 A 错误; B、小明站在穿衣镜前 3m 处,以 1m/s 的速度匀速靠近穿衣镜,以穿衣镜为参照物小明 与平面镜之
18、间有位置的变化,小明是运动的,故 B 错误; C、平面镜所成的像是与物体等大的虚像,故 C 正确; D、2s 后小明走的距离:svt1m/s2s2m,故 D 错误;故选:C。 4.4.光的折射光的折射 主要考查内容有光的折射现象、光的折射定律、折射现象在生活中的应用。在生活中, 我们常见的折射现象很多, 如: 看清澈的池水, 池水水底变浅; 在岸上看到的鱼接近于水面; 透过玻璃砖看物体发生了错位;水杯中的筷子好像弯折了; “海市蜃楼”现象等等都是光的 折射现象。 典例七: (典例七: (20202020恩施)恩施)一盏探照灯的灯光射向水池,如图所示,在没有水的池底C处 形成一个光斑。在逐步注水
19、的过程中,B处的人看到池底的光斑会( ) 。 A. 在原地不动 B. 先向左移再向右移 C. 向左移动 D. 向右移动 【答案】D。 【解析】当逐步注水的过程中,随着水位的上升,入射点逐渐向右移,根据光的折射规 律,折射光线靠近法线偏折,池底的光斑也向右移动,B处的人看到池底的光斑仍然向右移 动。故选 D。 典例八: (典例八: (20202020衡阳)衡阳)下列光现象与海市蜃楼形成原理相同的是( ) 。 A潜望镜; B 瞄准鱼的下方才能叉到色; C 手影 ; D有趣的倒影 【答案】B。 【解析】海市蜃楼是由光在不均匀的大气中传播时,发生折射形成的; A、潜望镜利用的是平面镜成像,属于光的反射
20、现象,故 A 错误; B、水中鱼的位置看起来比实际位置高属于光的折射现象,所以瞄准鱼的下方才能叉到 鱼,故 B 正确; C、手影的成因是光的直线传播,故 C 错误; D、水中的倒影是因为平静的水面就像一面镜子,是平面镜成像,属于一种光的反射现 象,故 D 错误。故选:B。 5.5.光的色散光的色散 考查主要集中在光的色散现象判断、 生活中的色散现象。 但也应该注意物体的颜色和三 原色等知识点。生活中的色散现象:如雨后的彩虹、泼向空中的水变得五颜六色、在阳光下 肥皂泡变成彩色等等都是光的色散实例,其原因是太阳光被空气中的水滴色散形成的。 典例九: (典例九: (20202020营口)营口)下列说
21、法中正确的是( ) 。 A. 近视眼镜对光线有会聚作用; B. 反射光线、入射光线和法线在同一平面内; C. 一束太阳光可以通过三棱镜分解为三种色光; D. 镜面反射遵循光的反射定律,漫反射不遵循光的反射定律 【答案】B。 【解析】A近视眼镜是凹透镜,对光线有发散作用,故 A 项错误; B光在传播到不同物质时,会在介质表面发生光的反射现象,光的反射过程中反射光 线、入射光线和法线在同一平面内,故 B 项正确; C一束太阳光可以通过三棱镜分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等各种色光,故 C 项错误; D镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律,故 D 项错误。故选 B。 典例十: (典例十: (2020
22、2020扬州)扬州)唐代高骈的诗句“绿树浓阴夏日长,楼台倒影入池塘。 ”中蕴 含着一些物理知识:看到“绿树”是树叶 (填“反射” 、 “折射”或“吸收” )绿光; “倒影”是正立、 (填“放大” 、 “缩小”或“等大” )的 像。 【答案】反射;等大;虚。 【解析】 (1)不透明物体只能反射与其颜色相同的色光,吸收与其颜色不同的色光。因 此,我们看到树叶之所以呈现绿色,是因为它们反射绿光的缘故; (2)楼台倒影是平面镜成像现象,是光的反射形成的,倒影是正立、等大的虚像。 故答案为:反射;等大;虚。 6.6.光现象作图光现象作图 作图以光现象规律作图居多,如根据光现象规律画出入射光线、反射光线、
23、折射光线; 平面镜成像规律作图等。 典例十一: (典例十一: (20202020哈尔滨)哈尔滨)光从空气斜射向玻璃,发生反射和折射。请完成光路。并 标出反射角的度数。 【解析】由图可知,入射角为 40,在光的反射中,反射角等于入射角,故反射角也 为 40;根据反射角等于入射角,在法线左侧的空气中作出反射光线;反射角为反射光线 与法线的夹角,大小为 40; 光从空气斜射入其它介质时,折射角小于入射角,在法线左侧的空气中作出折射光线。 如图所示: 典例十二: (典例十二: (20202020安顺)安顺)如图所示,一束光线从水中斜射向空气,请画出折射光线的 大致位置。 【解析】根据光从水中斜射入空气
24、中,折射角大于入射角画出折射光线。如图所示: 。 典例十三: (典例十三: (20202020宿迁)宿迁)作出图中物体 AB 在平面镜中的像 AB。 【解析】作 A 点关于镜面的对称点 A; (做对称点留下的作图痕迹是对应点的虚线 连线和垂直符号) 作 B 点关于镜面的对称点 B; 用虚线连接 AB,AB就是 AB 在平面镜中的像。如图所示: 7.7.光现象实验探究光现象实验探究 本章实验探究以验证平面镜成像规律和光的反射定律为主。 典例十四: (典例十四: (20202020福建)福建)用如图所示装置探究光的反射定律,白色硬纸板 EF 垂直于 平面镜放置,能沿ON折转,ON垂直于平面镜。 1
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