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第四章　光现象
章末总结
一、思维导图
二、专题整合
专题一：光现象的识别
专题概述：本章中的光现象主要有：（1）光的直线传播，光在同种均匀介质中传播，光路不变；（2）光的反射，光在传播到不同介质时，在分界面上改变传播方向又返回到原来介质，遵守光的反射定律；（3）光的折射，光在不同介质或不均匀介质中传播，光路发生变化，遵守光的折射规律。光的反射定律是理解平面镜成像的基础，是物理学中的重要规律;光的折射是常见现象，理解其规律是后面学习透镜的基础。分析近几年中考试题知，光的直线传播、反射、折射现象的辨析及解释是中考考查的重点。
【例1】下列光现象的利用中，属于光的反射的是（　　）
A．用拐角镜观察路况
B．用圆形鱼缸放大金鱼
C．用日晷的影子计时
D．用手影摆出动物造型
专题二：光现象的作图
专题概述：本章光学作图主要是光路图或成像示意图。（1）光路作图可分为反射光路和折射光路两种，前者要掌握光的反射定律及平面镜成像规律，后者要区分清楚光从一种介质进入另一种介质时折射角比入射角大还是小。（2）成像作图主要是根据平面镜成像规律，即像与物关于镜面对称，反射光线的反向延长线过像点等知识作图。注意：光的反向延长线应画成虚线。
【例2】水中的一条折射光线a的光路如图所示，请在下图中画出入射光线的大致位置和对应的反射光线。
专题三：像的识别
专题概述：本章中不同的光现象成像主要有：（1）由光的直线传播原理形成的小孔成像，特点为倒立的实像，例如针孔照相机、太阳在树林中形成的光斑等;（2）由光的反射原理形成的平面镜成像，特点为以平面镜为对称轴的虚像，例如水中倒影、平面镜成的像等;（3）由光的折射原理形成的像，特点为总比实物位置偏高的虚像，例如池水"变浅"、海市蜃楼等。
【例3】（2016秋?江南区校级月考）如图所示的几个现象中，成实像的是（　　）
A．平面镜成像
B．眼睛“受骗”
C．海市蜃楼
D．小孔成像
专题四：模型法
专题概述：建立理想模型是指：人们在观察和实验的基础上运用抽象思维能力，忽略次要因素和过程，只考虑起决定作用的主要因素和过程，把研究对象形式化、纯粹化，使人们透过现象从本质认识和处理问题。
【例4】物理学中用一条带箭头的直线表示光的传播路径和方向，并将这条带箭头的直线称为光线，这种研究方法叫建立模型法，下面关于光和光线的说法中正确的是（　　）
A．光和光线都是真实存在的
B．光和光线都不是真实存在的
C．光是真实存在的，而光线不是真实存在的
D．光不是真实存在的，而光线是真实存在的
专题五：替代法
专题概述∶替代法是指在效果等同的前提下，把抽象、复杂的物理过程或现象变成形象、简单的过程或现象来研究处理问题的方法。如在“研究平面镜成像特点”的实验中，通过移动薄玻璃板后与板前蜡烛A相同的蜡烛B的位置，就可以找到A所成像的位置，再通过蜡烛
A
与蜡烛
B之间关系的探究，就可知道平面镜成像的特点了。
【例5】孙悦同学在探究平面镜成像特点时，是按如下实验步骤进行的：
a．将点燃的蜡烛放在竖直放置的玻璃板前，如图所示
b．将光屏放到像的位置，不透过玻璃板，直接观察光屏上有无像
c．将另一支完全一样的蜡烛点燃放到像的位置，观察像与蜡烛的大小关系
d．用直尺测量出蜡烛和像到玻璃板的距离
请你针对孙悦同学的实验回答下列问题：
孙悦同学的实验操作中有一处明显错误，请你指出来并说明正确做法。
错误：　“
”　。
正确做法：　“
”　。
专题六：实验专题
专题概述：本章的实验探究题主要有实验操作环节和技巧、实验结论、小实验或课外实验等类型。实验操作环节和技巧重在掌握规则，凸显实验现象，侧重对实验方法的理解和应用，从而考查灵活应用知识的能力;实验结论归纳应仔细分析实验过程，弄清实验环节的提示作用和因果关系，善于众实验现象或数据中归纳出具有普遍性的结论;小实验或课外实验通常取材方便，操作简单适用，应对器材进行认真的比较、筛选，让实验效果尽量明显、有效、准确。
【例6】小夏探究光的折射规律，将一束光从空气斜射入水中发生折射，实验数据如表：
实验序号
1
2
3
4
5
入射角i
15°
30°
45°
60°
75°
折射角r
11°
22°
32°
40°
46°
（1）分析数据，可以得到结论：光从空气斜射入水中时，折射角
入射角；当入射角逐渐减小时，折射角逐渐
。
（2）让光从水斜射向空气，入射角选用表中的折射角的度数，折射角恰好等于表中相应的入射角的度数，说明光路是
的。
（3）让光从水射向空气，不断增大入射角，折射角也随之增大，其中先接近90°的是
。由此猜想：继续增大入射角，可能出现的现象是
。
【例7】（2020?海淀区校级三模）小芯利用图所示的装置及两只完全相同的蜡烛P、Q等器材探究平面镜成像的特点。
（1）为了能够在白纸上确定像的位置，实验时需要使透明玻璃板与纸面
。
（2）为了研究像距与物距是否有关，小芯做了下面的实验：
①将蜡烛P放在玻璃板前A位置；
②将蜡烛Q置于玻璃板后方，调节它的位置，并在玻璃板前面透过玻璃板从不同角度观察，使其都能与蜡烛P的像完全重合；
③将蜡烛P移至玻璃板前B位置，并调节玻璃板后方蜡烛Q到适当的位置，发现在玻璃板前面透过玻璃板从不同角度观察，玻璃板后方的蜡烛仍能与P的像完全重合。
小芯的上述实验步骤中存在的问题是：
。
（3）随着蜡烛的不断燃烧，蜡烛所成像的高度将
（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【例8】艾英同学在“探究平面镜成像特点”的实验时，所用的实验器材有带底座的玻璃板、白纸、笔、火柴、光屏、刻度尺、两支外形相同的蜡烛A和B.
（1）此实验应在
（填“较暗”或“较亮”）的环境进行。
（2）选用玻璃板代替平面镜，主要是为了
。
（3）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿
（填“点燃”或“未点燃”）的蜡烛B竖直在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的前侧观察，直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。
（4）当蜡烛A向玻璃板靠近时，像的大小
（填“变大”、“变小”或“不变”）。
（5）移去蜡烛B，在其原来位置上放置一块光屏，光屏上无法呈现蜡烛的像，这说明平面镜成的是
（填“虚”或“实”）像。
（6）为了让右边的同学也能够看清蜡烛的像，艾英只将玻璃板向右平移，则蜡烛像的位置
（填“向右移动”、“向左移动”或“不变”）。
（7）若在实验中无论怎样移动蜡烛B也无法与蜡烛A的像完全重合，原因可能是
。
专题七：中考典型例题专题
专题概述：本章中考主要考查光沿直线传播现象、光速的计算、光的反射定律及通过计算或作图求反射角和入射角，利用反射定律解释日常生活中的现象。本章中考的热点是探究平面镜成像规律及由平面镜成像的特点和原理作光路图。另外经常考查生产和生活中光沿直线传播现象、光的反射现象、光的折射现象，以及对这些现象的解释。这部分内容考查的主要题型有选择题、填空题、作图题、说明题、计算题和探究题等，试题难度以中等为主。
【例9】（2020?莱芜区）“一枚金指环温柔了夏至‘金指环’作‘聘礼’，‘夏至’牵手‘日环食’”﹣﹣﹣这是《济南时报》报道2020年6月21日下午日环食的新闻标题．这次日食在我国境内都能看到，四川、江西、福建等地可见日环食，如图是济南网友拍摄的日食照片。形成这一天文奇现的物理学原理是（　　）
A．光的直线传播
B．光的反射
C．光的折射
D．光的色散
【例10】（2020?徐州）自行车尾灯能将照射过来的光原方向反射回去，下列光路中正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
【例11】（2020?阜新）小明站在池水旁观赏游鱼，恰好看见一架飞机飞过，分别用A代表小明的眼睛、B代表看到的鱼、C代表看到的飞机，请画出小明看见鱼和飞机的光路图，并用“D”大致标出鱼在池水里的实际位置。（保留必要的作图痕迹）
【例12】（2020?益阳）在探究“平面镜成像的特点”时：
（1）在玻璃板前放置一支蜡烛，为了观察像的位置，实验者要在玻璃板的
（“前面”、“后面”或“任何位置”）进行观察；
（2）当蜡烛远离玻璃板时，所成像的大小
。（“变大”、“变小”或“不变”）；
（3）当玻璃板放置的位置如图所示时，蜡烛的像可能是图中的
（“A”、“B”或“C”）
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精品试卷·第
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页
（共
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第四章　光现象
章末总结
一、思维导图
二、专题整合
专题一：光现象的识别
专题概述：本章中的光现象主要有：（1）光的直线传播，光在同种均匀介质中传播，光路不变；（2）光的反射，光在传播到不同介质时，在分界面上改变传播方向又返回到原来介质，遵守光的反射定律；（3）光的折射，光在不同介质或不均匀介质中传播，光路发生变化，遵守光的折射规律。光的反射定律是理解平面镜成像的基础，是物理学中的重要规律;光的折射是常见现象，理解其规律是后面学习透镜的基础。分析近几年中考试题知，光的直线传播、反射、折射现象的辨析及解释是中考考查的重点。
【例1】下列光现象的利用中，属于光的反射的是（　　）
A．用拐角镜观察路况
B．用圆形鱼缸放大金鱼
C．用日晷的影子计时
D．用手影摆出动物造型
【答案】A
【解答】解：A、用拐角镜观察路况，凸面镜可以扩大视野，属于光的反射现象，故A符合题意；
B、此时鱼缸相当于放大镜，成的是鱼放大的虚像，其实质是光的折射，故B不符合题意；
C、用日晷的影子计时是利用光的直线传播，故C不符合题意；
D、用手影摆出动物造型是利用光的直线传播，故D不符合题意。
专题二：光现象的作图
专题概述：本章光学作图主要是光路图或成像示意图。（1）光路作图可分为反射光路和折射光路两种，前者要掌握光的反射定律及平面镜成像规律，后者要区分清楚光从一种介质进入另一种介质时折射角比入射角大还是小。（2）成像作图主要是根据平面镜成像规律，即像与物关于镜面对称，反射光线的反向延长线过像点等知识作图。注意：光的反向延长线应画成虚线。
【例2】水中的一条折射光线a的光路如图所示，请在下图中画出入射光线的大致位置和对应的反射光线。
【答案】
专题三：像的识别
专题概述：本章中不同的光现象成像主要有：（1）由光的直线传播原理形成的小孔成像，特点为倒立的实像，例如针孔照相机、太阳在树林中形成的光斑等;（2）由光的反射原理形成的平面镜成像，特点为以平面镜为对称轴的虚像，例如水中倒影、平面镜成的像等;（3）由光的折射原理形成的像，特点为总比实物位置偏高的虚像，例如池水"变浅"、海市蜃楼等。
【例3】（2016秋?江南区校级月考）如图所示的几个现象中，成实像的是（　　）
A．平面镜成像
B．眼睛“受骗”
C．海市蜃楼
D．小孔成像
【答案】D
【解答】解：A、平面镜成的是正立、等大的虚像，不符合题意。
B、人看到水中的鱼是由于光线从水中通过折射进入空气，再进入人的眼睛的，因此是光的折射现象形成的虚像。由于折射角大于入射角，人逆着折射光线方向所看到鱼的像故比实际位置浅，不符合题意；
C、海市蜃楼是由于空气的密度不均匀，由光的折射产生的虚像；不符合题意；
D、小孔成像成倒立的、有放大的，也有等大的，也有缩小的实像。符合题意。
专题四：模型法
专题概述：建立理想模型是指：人们在观察和实验的基础上运用抽象思维能力，忽略次要因素和过程，只考虑起决定作用的主要因素和过程，把研究对象形式化、纯粹化，使人们透过现象从本质认识和处理问题。
【例4】物理学中用一条带箭头的直线表示光的传播路径和方向，并将这条带箭头的直线称为光线，这种研究方法叫建立模型法，下面关于光和光线的说法中正确的是（　　）
A．光和光线都是真实存在的
B．光和光线都不是真实存在的
C．光是真实存在的，而光线不是真实存在的
D．光不是真实存在的，而光线是真实存在的
【答案】C
【解答】解：
物理学中用一条带箭头的直线表示光的传播路径和方向，这种带箭头的直线称为光线；
光是实际存在的，而实际上光线并不存在，是为了研究问题方便而构建的模型，这种研究问题的方法称为模型法，故C正确。
专题五：替代法
专题概述∶替代法是指在效果等同的前提下，把抽象、复杂的物理过程或现象变成形象、简单的过程或现象来研究处理问题的方法。如在“研究平面镜成像特点”的实验中，通过移动薄玻璃板后与板前蜡烛A相同的蜡烛B的位置，就可以找到A所成像的位置，再通过蜡烛
A
与蜡烛
B之间关系的探究，就可知道平面镜成像的特点了。
【例5】孙悦同学在探究平面镜成像特点时，是按如下实验步骤进行的：
a．将点燃的蜡烛放在竖直放置的玻璃板前，如图所示
b．将光屏放到像的位置，不透过玻璃板，直接观察光屏上有无像
c．将另一支完全一样的蜡烛点燃放到像的位置，观察像与蜡烛的大小关系
d．用直尺测量出蜡烛和像到玻璃板的距离
请你针对孙悦同学的实验回答下列问题：
孙悦同学的实验操作中有一处明显错误，请你指出来并说明正确做法。
错误：　“
”　。
正确做法：　“
”　。
【答案】“将另一支完全一样的蜡烛点燃”；“将另一支完全一样的蜡烛放到像的位置，观察像与蜡烛的大小关系”
【解答】解：如果将另一支完全一样的蜡烛点燃放到像的位置，那么该蜡烛也会通过玻璃板在原来的一侧成像，很难观察像与蜡烛的大小关系。
所以这种做法错误，正确的做法是将另一支完全一样的蜡烛不点燃放到像的位置，观察像与蜡烛的大小关系。
专题六：实验专题
专题概述：本章的实验探究题主要有实验操作环节和技巧、实验结论、小实验或课外实验等类型。实验操作环节和技巧重在掌握规则，凸显实验现象，侧重对实验方法的理解和应用，从而考查灵活应用知识的能力;实验结论归纳应仔细分析实验过程，弄清实验环节的提示作用和因果关系，善于众实验现象或数据中归纳出具有普遍性的结论;小实验或课外实验通常取材方便，操作简单适用，应对器材进行认真的比较、筛选，让实验效果尽量明显、有效、准确。
【例6】小夏探究光的折射规律，将一束光从空气斜射入水中发生折射，实验数据如表：
实验序号
1
2
3
4
5
入射角i
15°
30°
45°
60°
75°
折射角r
11°
22°
32°
40°
46°
（1）分析数据，可以得到结论：光从空气斜射入水中时，折射角
入射角；当入射角逐渐减小时，折射角逐渐
。
（2）让光从水斜射向空气，入射角选用表中的折射角的度数，折射角恰好等于表中相应的入射角的度数，说明光路是
的。
（3）让光从水射向空气，不断增大入射角，折射角也随之增大，其中先接近90°的是
。由此猜想：继续增大入射角，可能出现的现象是
。
【答案】（1）小于；减小；（2）可逆；（3）折射角；全反射。
【解答】解（1）据表格数据可知，光从空气斜射入水中时折射角小于入射角；
据光的折射规律的特点分析可知，不管是从哪种介质斜射向哪种介质，入射角发生改变，折射角也会发生改变，即入射角变大，折射角也会变大，入射角变小，折射角也会变小；
（2）让光从水斜射向空气，入射角大小等于光从空气斜射入水中时折射角大小，根据实验结果可以说明在光的折射现象中光路是可逆的。
（3）当入射角增大到某值时（小于90°），折射角会增大到90°．因此不断增大入射角，折射角也随之增大，其中先接近90°的是
折射角。若继续增大入射角，光线全部反射回玻璃，这种现象叫做光的全反射。
【例7】（2020?海淀区校级三模）小芯利用图所示的装置及两只完全相同的蜡烛P、Q等器材探究平面镜成像的特点。
（1）为了能够在白纸上确定像的位置，实验时需要使透明玻璃板与纸面
。
（2）为了研究像距与物距是否有关，小芯做了下面的实验：
①将蜡烛P放在玻璃板前A位置；
②将蜡烛Q置于玻璃板后方，调节它的位置，并在玻璃板前面透过玻璃板从不同角度观察，使其都能与蜡烛P的像完全重合；
③将蜡烛P移至玻璃板前B位置，并调节玻璃板后方蜡烛Q到适当的位置，发现在玻璃板前面透过玻璃板从不同角度观察，玻璃板后方的蜡烛仍能与P的像完全重合。
小芯的上述实验步骤中存在的问题是：
。
（3）随着蜡烛的不断燃烧，蜡烛所成像的高度将
（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】（1）垂直；（2）没有测量物距与像距；（3）变小。
【解答】解：（1）如果玻璃板不竖直，后面的蜡烛与前面蜡烛的像不在同一高度上，怎样操作都不会重合的，因此也就无法比较像与物的大小关系，所以为了能够在白纸上确定像的位置，实验时需要使透明薄玻璃板与纸面垂直；
（2）为了研究像距与物距是否有关，首先把蜡烛放在A处进行实验；然后再将蜡烛放在不同物距的位置进行实验，并应在玻璃板后面的蜡烛和玻璃板前面的蜡烛的像完全重合时分别测量出物距与像距，进行比较；
（3）根据物像大小相等，蜡烛所成像的高度等于蜡烛的高度，随着蜡烛不断燃烧，蜡烛所成像的高度与蜡烛高度相同，将变小。
【例8】艾英同学在“探究平面镜成像特点”的实验时，所用的实验器材有带底座的玻璃板、白纸、笔、火柴、光屏、刻度尺、两支外形相同的蜡烛A和B.
（1）此实验应在
（填“较暗”或“较亮”）的环境进行。
（2）选用玻璃板代替平面镜，主要是为了
。
（3）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿
（填“点燃”或“未点燃”）的蜡烛B竖直在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的前侧观察，直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。
（4）当蜡烛A向玻璃板靠近时，像的大小
（填“变大”、“变小”或“不变”）。
（5）移去蜡烛B，在其原来位置上放置一块光屏，光屏上无法呈现蜡烛的像，这说明平面镜成的是
（填“虚”或“实”）像。
（6）为了让右边的同学也能够看清蜡烛的像，艾英只将玻璃板向右平移，则蜡烛像的位置
（填“向右移动”、“向左移动”或“不变”）。
（7）若在实验中无论怎样移动蜡烛B也无法与蜡烛A的像完全重合，原因可能是
。
【答案】（1）较暗；（2）便于确定像的位置；（3）未点燃；（4）不变；（5）虚；（6）不变；（7）玻璃板与桌面不垂直。
【解答】解：（1）平面镜成像时，环境越黑暗，物体和环境的对比度越大，物体越亮，物体在平面镜中成像越清晰。此实验应在较暗环境进行。
（2）在探究“平面镜成像的特点”实验中，使用透明的玻璃板，可以观察到玻璃板的另一侧，并且能够成像，这样便于确定像的位置；
（3）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B竖直在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的前侧（A侧）观察，直至它与蜡烛A的像完全重合；
（4）当蜡烛A向玻璃板靠近，蜡烛A的大小不变，由平面镜成像特点可知，蜡烛A的像大小不变。
（5）实像能用光屏承接，虚像不能用光屏承接，当移去蜡烛B，在原位置放一光屏，光屏上看不到蜡烛A的像，说明平面镜成的是虚像。
（6）为了让右边的同学也能够看清蜡烛的像，艾英只将玻璃板向右平移，在向右移动的过程中，由于物像到平面镜的距离相等，所以蜡烛像的位置不变。
（7）玻璃板竖直放在水平桌面上，像在水平桌面上，玻璃板没有竖直放置时，像会偏上或偏下，所以如果无论怎样移动蜡烛都无法与像重合，则原因玻璃板没有竖直放置。
专题七：中考典型例题专题
专题概述：本章中考主要考查光沿直线传播现象、光速的计算、光的反射定律及通过计算或作图求反射角和入射角，利用反射定律解释日常生活中的现象。本章中考的热点是探究平面镜成像规律及由平面镜成像的特点和原理作光路图。另外经常考查生产和生活中光沿直线传播现象、光的反射现象、光的折射现象，以及对这些现象的解释。这部分内容考查的主要题型有选择题、填空题、作图题、说明题、计算题和探究题等，试题难度以中等为主。
【例9】（2020?莱芜区）“一枚金指环温柔了夏至‘金指环’作‘聘礼’，‘夏至’牵手‘日环食’”﹣﹣﹣这是《济南时报》报道2020年6月21日下午日环食的新闻标题．这次日食在我国境内都能看到，四川、江西、福建等地可见日环食，如图是济南网友拍摄的日食照片。形成这一天文奇现的物理学原理是（　　）
A．光的直线传播
B．光的反射
C．光的折射
D．光的色散
【答案】A
【解答】解：日食是由于月球挡住了太阳照向地球的光，太阳发出的光照不到我们的眼睛，我们就看到太阳是黑色的，这是光的直线传播造成的。
【例10】（2020?徐州）自行车尾灯能将照射过来的光原方向反射回去，下列光路中正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【解答】解：过反射点作垂直于反射面的法线，根据反射角等于入射角画出反射光线；然后过二次反射点作法线，仍然根据反射角等于入射角画出反射光线的方向，二次反射光线与原来的入射光线平行，即将射来的光逆向射回。故A正确，BCD错误。
【例11】（2020?阜新）小明站在池水旁观赏游鱼，恰好看见一架飞机飞过，分别用A代表小明的眼睛、B代表看到的鱼、C代表看到的飞机，请画出小明看见鱼和飞机的光路图，并用“D”大致标出鱼在池水里的实际位置。（保留必要的作图痕迹）
【答案】
【例12】（2020?益阳）在探究“平面镜成像的特点”时：
（1）在玻璃板前放置一支蜡烛，为了观察像的位置，实验者要在玻璃板的
（“前面”、“后面”或“任何位置”）进行观察；
（2）当蜡烛远离玻璃板时，所成像的大小
。（“变大”、“变小”或“不变”）；
（3）当玻璃板放置的位置如图所示时，蜡烛的像可能是图中的
（“A”、“B”或“C”）
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）眼睛在蜡烛A侧观察，即前面，能看到蜡烛A、蜡烛A的像、代替蜡烛A的蜡烛B．当移动蜡烛B，直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合时，即可确定像的位置。
（2）因为平面镜所成的像始终与物体等大，因此将蜡烛A远离玻璃板时，所成像的大小不变，仍与物体等大。
（3）像与物关于平面镜对称，当玻璃板放置的位置如图所示时，蜡烛的像可能是图中的C。
故答案为：（1）前面；（2）不变；（3）C。
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