专题04 光现象-2022年中考物理一轮复习考点方法大突破`学案

专题04 光现象

本专题中考考点及要求（“▲”表示该标准要求属于评价水平这一层次）

规律总结1：利用光的传播规律解决问题思路

1．光沿直线传播：光在同种透明介质中沿直线传播。生活中的现象有影子、日食、月食和小孔成像等。

2．光速：真空中的光速约为 3×108 m/s。

①光的传播不需要介质，即光可以在真空中传播。

②光的传播速度跟介质的种类有关， 光在真空中速度最大，在气体、液体、固体中都可以传播。 

③天文学中，光在一年内传播的距离叫光年，所以光年是长度的单位。

规律总结2：光的反射现象及其规律

1．光的反射定义：光射在物体表面时，被反射回来的现象．叫做光的反射。

2．光的反射规律：

(1)反射光线、入射光线和法线都在同一平面内。

(2)反射光线和入射光线分居法线两侧。

(3)反射角等于入射角。

(4)光路是可逆的。

3．镜面反射和漫反射的异同点

规律总结3：平面镜成像特点

1.探究平面镜成像特点的实验

(1)实验器材： 玻璃板、刻度尺、大小相同的两根蜡烛等．

①利用玻璃的透光性， 目的是方便找到像的位置．

②用刻度尺能比较像和物体到平面镜的距离关系．

③用大小相同的蜡烛能够比较像和物体的大小关系．

2.平面镜成像原理

①像和物到镜面的距离相等；

②像和物的大小相同；

③像和物的连线与镜面垂直；

④物在平面镜里成的是正立、等大的虚像；

⑤像和物“左右相反”．

注意：物体在平面镜中所成像的大小只跟物体本身的大小有关，跟物体到平面镜的距离无关．平面镜成的像一定要画成虚线．实像和虚像的区别见下列表格。

规律总结4：对光的折射规律的把握

1．光的折射是指光从一种介质斜射入另一种介质中时，它的传播方向发生偏折的现象。

2．光的折射规律

（1）折射光线、入射光线和法线都在同一平面内。

(2)折射光线和入射光线分居法线两侧。

（3）光从空气斜射入其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，即折射角小于入射角(如图甲所示）；光从其他介质斜射入空气时，折射光线向远离法线的方向偏折，即折射角大于入射角(如图乙所示）。

(4)光路是可逆的。

注意：折射角是折射光线与法线的夹角，不要误认为是折射光线和界面的夹角．

规律总结5：作光路图方法

1.作入射光线或者反射光线或者法线以及标出反射面，需要用光的反射定律解决；

2.画出物体在平面镜中的像或者确定物以及画出平面镜，需要用平面镜成像原理；

3.画出折射光线、入射光线以及法线等需要用光的折射规律。

注意：画光线要用箭头表示光的传播方向，没有箭头正确标出光的传播方向的光路图是错误的。

物体在平面镜中成的像需要用虚线画，用实线则错误。

知识点一：光的直线传播

1.光源。能够自行发光的物体叫光源。

2.光沿直线传播的条件。光在均匀介质中是沿直线传播的。

3.光速。光在真空中速度为 3×10m/s；光在空气中传播速度约等于真空中的速度。

4.用 光的直线传播可解释影子的形成、小孔成像、日食等。

【例题1】（2021哈尔滨）下列有关中国古代文明中涉及的物理知识，说法正确的是（　　）

A.大小不同的编钟发声，音调相同

B.钻木取火时木头内能不变

C.小孔成像是光的直线传播现象

D.使用辘轳提水可以省功

【例题2】（2020黑龙江龙东农垦森工）如图所示现象中，属于光的直线传播形成的是（　　）

A．井底之蛙   B．空中彩虹   C．水中倒影   D．古代女子照铜镜

考点二：光的反射

1.光从一种介质射向另一种介质表面时，一部分光被反射回原来介质的现象叫做光的反射。

2.光的反射定律

（1）共面：反射光线、入射光线和法线在 同一平面内。

（2）异侧：反射光线和入射光线分别位于 法线 的两侧。

（3）等角： 反射角 等于 入射角 。

3.光的反射类型

（1）镜面反射：射到物体表面上的平行反射后 反射光线仍然是平行的 。

（2）漫反射：射到物体表面上的平行反射后 反射光线不再平行，而是射向各个方向 。

4.可逆性：在反射现象中，光路是 可逆   的。

【例题3】（2021江苏扬州）下列光现象中，由于光的反射形成的是（　　）

A. 皮影            B. 笔在水面处“折断”C. 水中的“倒影” D. 三棱镜分解白光

【例题4】（2021广西贵港）探究光的反射规律的实验装置如图甲所示，平面镜的上方垂直放置一块附有量角器的白色光屏，它由可以绕ON折转的E、F两块板组成。

（1）让一束光沿着E板从A点射到镜面的O点，由于光在E板发生_______反射（选填“镜面”或“漫”），从光屏前不同方向都可以看到E板上光线AO的径迹。

（2）让一束光沿着E板从A点射到镜面O点，将纸板沿ON向后折，此时在NOF面上看不到反射光线，如图乙所示。此实验现象说明光反射时，_______；

（3）实验中，观察到入射角为45°时，反射角也为45°，由此就得出“光反射时，反射角等于入射角”结论。你认为有何不妥之处?_______。

【例题5】（2019上海）在图中根据给出的入射光线AO画出反射光线OB。

考点三：平面镜成像

1.平面镜成像的原理是 光的反射 。

2.平面镜成像的特点

（1）虚实：成的像为虚像。 

（2）大小：像和物的大小相等。

（3）距离：像和物到平面镜的距离相等 。

（4）对称：像和物关于平面镜对称。

【例题6】 （2021齐齐哈尔）小明上学前站在穿衣镜前1m处整理仪表，他与镜中自己像的距离是______ m。当小明向后退了50cm时，镜中所成像的大小______ 选填“变大”、“不变”或“变小”。

【例题7】 (2021甘肃威武)如图所示，A是烛焰上的一点，B是人眼的位置，请画出A点发出的一条光线经平面镜反射后经过B点的光路图。 

【例题8】（2020四川甘孜州）站在平面镜前2 m处的小明，在平面镜中所成的像是正立的、等大的、________ 像（选填“实”或“虚"），其像到平面镜的距离为___________m。

【例题9】（2019内蒙古通辽）菜同学为了探究“平面镜成像时，像与物到平面镜的距离的关系”，所用的实验器材有：单面镀膜的玻璃板、支架、两个相同的跳棋、白纸和刻度尺。实验装置如图（甲）所示。

（1）在白纸上画一条直线，将玻璃板竖直立在白纸上，使玻璃板　　那一面的下边线与直线重合（选填“有膜”或“无膜”）。

（2）用镀膜玻璃板和跳棋做实验，实验环境有：①几乎无光的实验室，②有阳光的实验窒，在　　中进行实验效果好（选填“①”或“②”）。

（3）在同样的实验环境下，用镀膜玻璃板实验比用普通玻璃板实验成像更清楚，主要原因是：　    　。

（4）在白纸上沿跳棋A和B的边缘画圆，测出物距u和像距v的值如下表：

①如图（乙）所示，第1次实验测量的物距是A的右端到直线的距离，则像距v1＝　　cm。

②该同学发现三次实验的像距都比物距略大一些，原因是：　　（只有一个正确选项，将正确选项的字母填在横线上）

A．刻度尺测量像距时存在误差         B．玻璃板有一定厚度

C．物和像的标记点不对应             D．玻璃板没有竖直放置

考点四：光的折射

1. 光的折射定律

（1）共面：折射光线、入射光线和法线在同一平面 内。

（2）异侧：折射光线、入射光线分别位于 法线 的两侧。

（3）角不相等。

①定性：分空气射入其他透明介质和从其它透明介质中射入空气两种情况。

②变性：折射角随着入射角的增大而 增大 。

2.可逆性：在折射现象中，光路是 可逆 的。

【例题10】（2021广东省）小明给弟弟变了个魔术，他将装有一枚硬币的杯子放在弟弟面前，如图所示，弟弟在A处看不到硬币，这是因为光沿______ 传播。小明向杯中缓缓注水后，弟弟能看到硬币了，这是由光的______ 产生的现象，弟弟看到的是硬币的______ 选填“实”或“虚”像。

【例题11】（2019湖南省邵阳）如图所示，一束光从水中斜射到空气中，请画出折射光线的大致方向。

考点五：光的色散  物体的颜色

1.太阳光穿过三棱镜后，被分散成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光，这种现象叫做光的 色散 。

2.光的三基色是红、蓝、绿；颜料的三原色是红、黄、蓝 。

3.透明体的颜色由 它透过的色光 决定，不透明体的颜色由 它反射的色光 决定。

4.光谱：把 红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫这几种不同颜色的光按这个顺序排列起来，就是光谱。

5.人眼看不见的光：在红光之外是 红外线 ，在紫光之外是 紫外线 。

【例题12】（2020江苏连云港）如图所示，让一束白光经过三棱镜，在三棱镜后放置一凸透镜将光屏放在B处时，观察到色光的颜色是______，光屏先后在A、C两处时，观察到的现象有何不同：______。

《光现象》单元综合素养精准达标模拟检测试卷

（答题时间90分钟，试卷满分100分）

一、选择题（本大题有10道小题，每小题3分，共计30分）

1.（2021齐齐哈尔）下列现象中属于光沿直线传播的是

A.左侧的黑板反光
B.日食的形成
C.叶脉通过露珠成放大的像
D.雨后天空出现彩虹

2.（2021青海）2021年5月26日，我国部分地区第一次也是今年唯一能看到“超级红月”和“月全食”这一天文景象。下列关于“月全食”的说法正确的是（　　）

A. 月球挡住太阳光形成的

B. 地球挡住太阳光形成的

C. 月球表面反射太阳光形成的

D. 太阳光经大气层折射后形成的

3. （2021河北）下列光现象与物理知识对应正确的是（　　）

A. 在平静的湖面看到蓝天白云——光的直线传播

B. 游泳池注水后看上去好像变浅了——光的反射

C. 日出时，看到在地平线以下的太阳——光的折射

D. 阳光透过树叶间的缝隙射到地面上，形成圆形光斑——光的反射

4.（2021江苏泰州）下列现象中，由于光的反射形成的是（　　）

A. 泰州大桥在水中的“倒影” B. 日食

C. 雨后天空出现的彩虹 D. 池水变“浅”

5．（2021内蒙古通辽）下列现象中与“杯弓蛇影”原理相同的是（　　）

A．露珠下的“叶脉”B．水中“倒影” C．空中“彩虹”      D．日环食

6.（2021黑牡鸡朝鲜族）如图所示，一束激光AO由空气斜射入玻璃砖，折射后从另一侧面射出，其出射点可能是图中的（   ）

A. M点 B. N点

C. P点 D. Q点

7.（2020湖南常德）关于光现象，下列说法中不正确的是（　　）

A. 开凿隧道时用激光束引导掘进机，利用了光的直线传播

B. 漫反射不遵守光的反射定律

C. 自行车尾灯是靠光的反射来引起后方车辆司机注意的

D. 雨后出现彩虹是光的色散现象

8.（2020四川乐山市）下列光现象中，由光的直线传播形成的是（　　）

A. 电视塔在水中的倒影

B. 演员对着镜子画脸谱

C. 水中的筷子发生“折断”

D. 日偏食的形成

9.（2020四川甘孜州）生活现象中蕴含了丰富的光学知识，下列说法正确的是（　　）

A. “池水映明月”是由于光的折射形成的

B. “立竿见影”是光沿直线传播形成的

C. “潭清疑水浅”是由于光的反射形成的

D. “一叶障目”是光的折射造成的

10．（2020四川遂宁）遂宁的清晨风景如画，涪江上薄雾缥缈，当太阳升起，薄雾散去，江岸大树拖着长长的影子，几只白鹭从江面轻快地掠过，水下的沙石清晰可见对这些场景的形成解释不正确的是（　　）

A．“薄雾”的形成是水蒸气的液化现象，“薄雾散去”是水的汽化现象 

B．大树的影子是光的直线传播形成的 

C．看见水下的“沙石”是光发生折射形成的实像 

D．白鹭飞翔时，翅膀上方空气流速大于下方，使上方的压强小于下方，从而形成升力

二、填空题（每空1分，共计21分）

1.（2021哈尔滨）如图所示，桥在水中形成的“倒影”是______（选填“虚”或“实”）像，这个像是光的_______（选填“反射”或“折射”）形成的。

2．（2021四川绵阳）如图所示，装有水的长方体水槽水平放置，固定在左壁上的激光笔发出的一束红光射到水面上的O点，红光与水面夹角是45°，反射光射到右壁上的A点，折射光射到右壁上的B点，则A点到水面的距离 　　（选填“大于”“小于”或“等于”）B点到水面的距离；往水槽内注水，水面上升2cm，此时反射光射到右壁上的C点，则A、C之间的距离是 　　cm。（点A、B、C未在图中标出）

3.现有（1）小孔成像；（2）立竿见影；（3）海市蜃楼；（4）水中倒影四个光现象。其中能用光的直线传播规律解释的是__________（填序号）。请你再举出一个光的直线传播现象的实例_____________。

4.（2020四川成都）小王走向正前方的玻璃窗，想看看美丽的夜景，却发现玻璃窗里有个“自己”迎面走来，这是光的____________(选填“直线传播”、“反射”或“折射”)现象。同时她发现，房内电灯通过玻璃成的像与她本人的距离___________。

5.（2020天津）小芳同学站在穿衣镜前lm处，镜中的像与她相距_____m．当她远离穿衣镜时，像的大小_____（选填“变大”“变小”或“不变”）．

6．（2020黑龙江龙东农垦森工）为了消杀新冠病毒，工作人员在教室喷洒酒精后，同学们进入教室闻到刺鼻的酒精味，这是　   　现象；同学们用测温枪测体温，利用　   　（“红外线”、“紫外线”、“可见光”）的热效应。

7.（2019山东菏泽）小明探究“光的折射规律”时，做了两个实验，如图所示。对比两图，你有什么发现？_________。根据这两幅图，请你提出一个有探究价值的问题：_________。

8.（2022河南模拟）小华去森林探险，看见阳光透过树叶的缝隙在地上留下圆形光斑，光斑的成像原理

是　　（填光学原理）。同时看见树林边溪水中的“蓝天白云”，这是　　（填光学原理）在水中所成的虚像。小华想利用平面镜将太阳光束反射进一个水平山洞（如图所示），则他应将平面镜与水平地面成　　夹角放置。

9. （2020辽宁抚顺）如图所示是一款自带投影功能的手机，我们看到的彩色投影画面是由红、______、蓝三种色光混合而成。充电宝给手机充电时，充电宝相当于电路中的______（填“电源”或“用电器”）。

10. （2020辽宁阜新）牙医给病人检查牙齿用的是______镜。汽车的后视镜是______镜。

三、作图题（每小题2分，共计10分） 

1.（2021江苏南京）图甲中，牙医借助平面镜观察牙齿的背面。请在图乙中画出能反映此过程的光路图。

2.（2021江苏扬州）如图乙，作出物体AB在平面镜中的像；

3. （2021贵州黔东南州）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。

4.（2022云南模拟）如图所示，射向平面镜的一束光AO经镜面反射后沿水平方向OB射出图中，ON是∠AOB的角平分线，请在图中作出平面镜放置的位置并标出入射角α。

5.（2021沈阳模拟）如图所示，S是点光源，作出入射光线SO的反射光线和大致的折射光线．

四、实验探究题（本道大题有4个小题，共计25分）

1.（6分） （2021长春）在“探究光反射时的规律”的实验中：

（1）如图甲所示，使一束光贴着纸板E入射到O点，观察反射光。实验中，从不同方向都能在纸板F上看到反射光，是因为光在纸板F上发生了______反射；

（2）多次改变入射光的方向，用量角器测量入射角和反射角，记录在表格中，分析数据得出：在反射现象中，反射角______入射角；

（3）将纸板F按照图乙所示的方式偏折，则在纸板F上看不到反射光，说明在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在______。

2．（8分）（2021内蒙古通辽）如图是“探究平面镜成像时像与物的关系”的装置。在水平桌面上铺一张白纸，将玻璃板竖立在白纸上，把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，一支完全相同，但不点燃的蜡烛B放在玻璃板后面移动，直到看上去它与蜡烛A的像完全重合。移动点燃的蜡烛，多做几次实验。

（1）实验时，选择玻璃板代替平面镜进行实验的原因是 　        　。

（2）在寻找蜡烛A的像的位置时，某同学无论怎样调节蜡烛B，发现都不能与蜡烛A的像重合，发生这种现象的原因可能是 　     　。

（3）实验中把蜡烛A远离玻璃板看到的像会远离，像的大小 　　（填“变大”“变小”或“不变”）。

（4）若要确认平面镜所成像是虚像还是实像，进一步操作是 　                  　。

3. （5分）（2021贵州安顺）在探究“光的反射规律”的实验中，为了确定反射光线和入射光线的位置关系，实验器材有:可旋转的光屏（如图甲所示，光屏的A、B两部分均可绕轴ON旋转）、平面镜和激光电筒。如图乙所示，将光屏立放在水平放置的镜面上，让激光电筒发出的光沿光屏A入射到O点。

（1）实验中，光屏A是用来呈现_______光线的，为了观察到完整的光路，光屏B需旋转到图乙中的位置_______（填序号）；

（2）旋转光屏A到位置1时，也同时需要旋转光屏B到位置3才能观察到完整光路，通过以上操作过程可知，要观察完整的光路，光屏A、B两部分旋转后要处于________；

（3）记录多次实验光路，进一步研究发现反射光线和入射光线关于转轴ON对称，这条过入射点并_______于镜面的直线ON叫做________，根据这条线便可以确定反射光线和入射光线的位置关系。

4．（6分）（2019贵州贵阳）光从空气斜射入水和玻璃时都会发生折射现象，但是水和玻璃的折射情况会相同吗？为了探究这个问题，小华选择了光屏、透明玻璃砖、水槽、激光电筒等器材进行实验。他在光屏上画出互相垂直的NN'和MM'两条线段并相交于O点，如图甲所示。

（1）小华将玻璃砖的一个表面与MM'齐平放置，让激光电筒发出的光线从A点到O点入射，他看到了如图乙所示的光路（AO、OC为同一直线），你认为出现光线OC是因为________所致，鉴于本实验的目的，此时最应该记录的两条光线是________________。

（2）接下来他要观察光从空气中进入水中的情况，他将光屏竖直放入水槽中，（使线段MM'水平）并向水槽中慢慢注水至水面与MM'齐平，入射光线应该从A点向O点射入，这是为了保证_______________，其实本实验小华还考虑了入射光线所在一侧的________相同。

（3）小华最终在光屏上记录下了如丙所示的光路图（OE为水中的折射光线），通过分析光路，你认为玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是________。

（4）若用激光以相同的入射角分别从玻璃和水中斜射入空气中，则________射出的折射光线更远离法线。

五、综合素养题（本题3道小题，共14分）

1.（4分）如图，A、B两地相距4km，MN是与AB连线平行的一条小河的河岸，AB到河岸的垂直距离为3km，小军要从A处走到河岸取水然后送到B处，他先沿着垂直于河岸的方向到D点取水，再沿直线DB到B处。若小军的速度大小恒为5km/h，不考虑取水停留的时间。

（1）求小军完成这次取水和送水任务所需的时间。

（2）为了找到一条最短的路线（即从A到河岸和从河岸到B的总路程最短），可以将MN看成一个平面镜，从A点作出一条光线经MN反射后恰能通过B点，请你证明入射点O即为最短路线的取水点。

2．（6分）（2021北京）请阅读《华夏之光—圭表》并回答问题：

华夏之光——圭表

我国古代的天文观测一直居于世界领先地位，天文学家们发明了许多先进的天文观测仪器，其中圭表就是典型的代表。圭表（如图1所示）包括圭和表两部分，正南北方向平放的尺，叫作圭，直立在平地上的标竿或石柱、叫作表，圭和表相互垂直。

战国以前的天文学家已丝能够利用水面来校正圭，使其水平，使用铅垂线来校正表，使其与圭相互垂直。

依据圭表正午时表影长度的变化，就能推算出二十四节气，依据表影长短的周期性变化，就能确定一回归年的天数，由于日光散射和漫反射的影响，早期圭表的表影边缘模糊不清，影响了测量表影长度的精度。

为了解决上述问题，元代天文学家郭守敬采取理论与实践相结合的科学方法，对圭表进行了一系列政进与创新。他将表的高度增加，并且在表顶加一根架空的横梁，使表高变为传统表高的五倍。这样，测量时，把传统的确定表影端的位置变为确定梁影中心的位置、提高了测量影长的精度。

郭守敬又利用小孔成像的原理，发明了景符，利用景符可以在圭面上形成太阳和梁的清晰像（如图2所示），这样就可以精确的测量表的影长了。这些措施成功解决了圭表发明以来，测影时“虚景之中考求真实”的困难。

以圭表为代表的我国古代的科技成果，像一颗颗璀璨的明珠，闪耀着智慧的光芒，激励着我们攀登新的科技高峰。

请根据上述材料，回答下列问题：

（1）请写出我国古代天文学家保证圭和表相互垂直的措施，并解释为什么这种措施可以保证圭和表是相互垂直的。

（2）郭守敬的改进与创新措施解决了早期圭表的什么问题？

（3）除了圭表，请你再列举一个我国古代天文观测仪器。

3.（4分）阅读与理解题

红灯停，绿灯行

红灯停，绿灯行，这是人所共知的，能否将红绿灯的作用互换一下呢？我们平时见到的太阳光是白光，它是由红、橙、绿、蓝、靛、紫等色光组成的，白光叫复色光，各种颜色的光叫单色光．单色光的颜色是由频率决定的，红光频率最低，波长最长；紫光频率最高，波长最短．光在空气中传播时，会遇到大气分子、水蒸气微粒以及尘埃微粒等障碍物．当光照射到这些微小的障碍物上，障碍物会将光波的一部分能量散射出去，而另一部分能量将穿过障碍物继续向前传播，光散射的强度与光波波长有关，波长越短，被散射出去的能量越多，穿过的能量越少，在相同条件下，红、橙光穿过的能量多，蓝、绿光被散射出去的能量多，早晚我们看见太阳时，见到的主要是太阳光中穿透厚厚大气层的红光、橙光，所以朝阳、落日是红色的．晴朗的天空，见到的主要是阳光中被大气散射的蓝、绿光，所以天空呈蓝色．

    正因为红光在空气中散射最弱，穿透能力强，可以传到较远的地方，使车辆和行人在远处就能发现，及早做好准备，所以用红灯表示停止和危险信号．雾天行车，车上要开黄色警示灯，也是这个道理．可见红绿灯的作用是不能互换的．

阅读上文，回答下列问题：

（1）请你概括指出光散射遵循的规律．

（2）试着运用上文提到的知识解释大海为什么是蓝色的？