图本章知识地图 + 山西中考考情
本章知识结构（一张图看懂）：
声 ┬─ 产生：物体振动（音叉溅水花、摸喉咙发麻）
├─ 传播：需要介质，真空不能传声；v固>v液>v气，15℃空气 340 m/s
├─ 三特性：音调(频率) ｜ 响度(振幅) ｜ 音色(材料结构)
└─ 噪声控制：声源处 / 传播过程中 / 人耳处
光 ┬─ 直线传播：影子、小孔成像、日食月食（真空中 c=3×10⁸ m/s）
├─ 反射定律：三线共面、两线分居、反射角=入射角 → 平面镜成像（等大等距垂直虚像）
├─ 折射：筷子变弯、池水变浅 → 色散（彩虹）
└─ 凸透镜成像：u>2f 照相机 ｜ f<u<2f 投影仪 ｜ u<f 放大镜
贯穿思想：光学的所有现象，本质都是"光走直线""碰到界面会反射/折射"这两条规律在不同场景下的表现。
山西近 5 年怎么考（2021–2025）
| 考点 | 出现频率 | 题型与分值 | 难度 |
|---|
| 三特性辨析（音调/响度/音色） | 每年必考 | 选择 3 分 | ★★（最易混） |
| 光现象识别（直线/反射/折射） | 每年必考 | 选择 3 分 | ★★ |
| 平面镜成像特点 | 高频 | 选择/填空 3 分 | ★★ |
| 凸透镜成像规律 + 实验 | 每年必考 | 实验探究 5–8 分 | ★★★（重点难点） |
| 声的产生与传播、噪声控制 | 中频 | 选择 3 分 | ★（送分） |
| 光的色散、折射现象 | 中频 | 选择/填空 3 分 | ★★ |
给中等生的话：声光这一章，8 分里有 6 分是"对号入座"题——给你一个生活现象，问它属于哪种光/声现象。这类题不需要计算，只需要你把"现象→原理"的对应关系背熟、想透。真正要动脑的是凸透镜成像实验（约 5 分），我们后面会用表格和光路图把它讲到你闭着眼都能写出来。别害怕，这章是整个物理里最容易拿满分的一章。
1声现象（产生、传播、三特性、噪声）
知识点 1.1 声音是怎么产生的——振动
讲透本源：把正在发声的音叉插进平静的水盆，水面会溅起水花——这不是魔法，是音叉在快速来回振动，把振动传给了水。你说话时用手摸喉咙，能感到麻麻的，那是声带在振动。敲鼓时鼓面在振动，拨动琴弦时弦在振动。
结论：一切声音都是由物体振动产生的；振动停止，发声也停止。
注意：振动停了只是不再产生新声音，已经发出去的声音还在空气里继续传播（比如对着山谷喊一声，嘴停了回声才来）。
想一想：蝈蝈是靠什么发声的？（翅膀摩擦振动）人吹笛子时，是笛子本身在振动，还是笛管里的空气柱在振动？（空气柱）
采分点：题目问"声音是怎么产生的"，标准答案一句话：物体的振动。任何物体（固体、液体、气体）都能振动发声——笛子靠空气柱、海水拍岸靠水、管乐器靠空气柱。
知识点 1.2 声音的传播——为什么月球上要用无线电
讲透本源：声音是靠"介质分子一个推一个"传过去的。你说话，声带振动推空气分子，空气分子再推旁边的分子，像排队传皮球一样，一直推到对方耳朵里。
真空里什么分子都没有，皮球没人传，所以声音传不过去。月球上没有空气，两个宇航员面对面说话也听不见，必须靠无线电（电磁波不需要介质）。
介质传声的快慢：固体 > 液体 > 气体。因为固体分子排得最密，传得最快。15 ℃ 空气中声速约 340 m/s（要背）。
v空气(15℃) ≈ 340 m/s；v固 > v液 > v气；真空不能传声。
对比：光在真空中最快 c = 3×10⁸ m/s，光可以在真空中传播，声音不行——这是声光最容易混的点。
想一想：把耳朵贴在铁轨上，能更早听到远处火车的声音，为什么？（铁轨是固体，比空气传声快）为什么打雷时先看到闪电后听到雷声？（光速远大于声速）
经典错误：把"340 m/s"和"3×10⁸ m/s"搞混。340 m/s 是声速，3×10⁸ m/s 是光速。考试写反直接扣分。
知识点 1.3 声音三特性——本章最易混点
讲透本源：音调、响度、音色，描述的是三件完全不同的事，用生活场景想最清楚：
| 特性 | 由什么决定 | 生活说法 | 典型例子 |
|---|
| 音调 | 频率（每秒振动多少次，单位 Hz） | "声音高/低""歌太高唱不上去" | 女高音音调高；按不同笛孔改变空气柱长度→音调变 |
| 响度 | 振幅（振动的幅度）+ 距声源远近 | "声音大/小""大声点" | 用力敲鼓响度大；喇叭离近了响 |
| 音色 | 发声体的材料、结构 | "这是谁的声音""什么乐器" | 闻其声知其人；钢琴和小提琴同个音也能分辨 |
频率 f：物体每秒振动的次数，单位赫兹（Hz）。人耳听觉范围 20–20000 Hz；低于 20 Hz 叫次声波，高于 20000 Hz 叫超声波。
想一想：① 往暖水瓶灌开水，为什么越灌声音越"尖"？（振动的是水面上方空气柱，水越满空气柱越短→频率越高→音调越高）② "引吭高歌"的"高"和"这首歌太高"的"高"是一个意思吗？（不是！前者响度大，后者音调高）
【例 1.1】用大小不同的力先后敲击同一个音叉，两次声音主要不同的是（ ）
A. 音调 B. 响度 C. 音色 D. 声速
解："大小不同的力"→改变音叉振动的振幅→决定响度。同一音叉频率不变（音调不变）、材料不变（音色不变）、同地声速不变。答案 B。
【变式 1.1】（2024 山西中考改编）堵住或松开塑料管上不同的孔能发出不同声音，这主要是为了改变声音的（ ）
A. 响度 B. 音调 C. 音色 D. 声速
解：堵不同孔→改变管内振动空气柱长度→改变频率→改变音调。答案 B。
中等生最容易犯的错：看到"高""低"就选音调。错！先问自己：题目说的是"声音大/小"还是"声音尖/粗"？"大声点"是响度，"唱不上去"是音调。一个字之差，答案完全不同。
知识点 1.4 噪声的控制——三条路
讲透本源：声音从产生到被你听到，走了三步：声源振动 → 空气传播 → 耳朵接收。那么控制噪声也就能从这三步下手：
① 声源处减弱：摩托车装消声器、城市禁鸣喇叭、机器加减振垫；
② 传播过程中减弱：道路两旁植树、装隔音墙、关窗户；
③ 人耳处减弱：戴耳塞、耳罩。
采分点：给一个措施，问属于哪条路。"植树/隔音墙"永远是传播过程中；"消声器/禁鸣"是声源处；"戴耳塞"是人耳处。
2光的直线传播与反射
知识点 2.1 光的直线传播——影子和小孔成像
讲透本源：光在同种均匀介质里沿直线走。遇到不透明物体，光绕不过去，后面就留下黑影——这就是影子。
小孔成像：树下圆形的光斑，是太阳通过树叶缝隙（小孔）成的倒立实像。孔必须足够小，像才清晰；像的形状跟光源（太阳）一样，跟孔的形状无关——所以不管树叶缝是方的圆的，光斑都是圆的。
光速：真空中 c = 3×10⁸ m/s = 3×10⁵ km/s。光可以在真空中传播，这是它和声音最大的区别。
典型现象：影子、小孔成像（倒立实像）、日食月食、排队看齐、激光准直、"立竿见影"。
想一想：日食是谁挡住了谁？（月球在地球和太阳之间，挡住太阳光）月食呢？（地球在月亮和太阳之间，挡住照向月亮的光）
知识点 2.2 光的反射定律——为什么反射角等于入射角
讲透本源：光射到镜面会被弹回来，就像皮球砸到地上弹起一样。为了精确描述，我们在入射点作一条垂直镜面的虚线，叫法线：
反射定律三线：
① 反射光线、入射光线、法线在同一平面内；
② 反射光线和入射光线分居法线两侧；
③ 反射角 = 入射角（两角都是与法线的夹角，不是与镜面的夹角！）。
想一想：入射光线与镜面成 30°，入射角是多少？（不是 30°！入射角是与法线的夹角，法线与镜面垂直 90°，所以入射角 = 90°−30° = 60°，反射角也是 60°）
经典错误：把"与镜面的夹角"当成入射角。记住：入射角、反射角，永远是光线与法线的夹角。题目给你"与镜面成 30°"，一定要画个 90° 减去。
采分点：反射分镜面反射（光滑镜面，平行光平行反射）和漫反射（粗糙表面，光向四面八方反射）。我们能从各个方向看到黑板上的字，是漫反射。两种反射都遵守反射定律。
知识点 2.3 平面镜成像——为什么用玻璃板不用平面镜做实验
讲透本源：你照镜子时，镜里有个"你"，这个像有四个特点：
① 正立；② 等大（像与物大小完全相同，和距离无关）；
③ 等距（像到镜面距离 = 物到镜面距离）；
④ 垂直（像与物连线垂直于镜面）；成的是虚像（不是实际光线会聚，不能用光屏承接）。
为什么实验用玻璃板不用平面镜？平面镜背面镀了银，你只能看到像，看不到镜子后面——没法把另一支蜡烛放到"像的位置"去比大小。玻璃板半透明，既能看到前面蜡烛的像，又能透过玻璃板看到后面的蜡烛，方便你把后面蜡烛和像重合，从而确定像的位置、比较像物大小。
为什么选两支完全相同的蜡烛？就是为了让后面那支和前面蜡烛的像重合，直接说明"像和物等大"。
想一想：身高 1.6 m 的人站在镜前 2 m，像高多少？像到他本人多远？他后退 1 m，像变多大？（像高仍 1.6 m；像到他 4 m；后退后像高不变——视觉上觉得变小是透视错觉，实际等大）
命题人最爱设的陷阱："物体离镜子越远，像越小。"错！平面镜成的像永远和物体等大，你觉得小只是眼睛的透视错觉。用刻度尺量，像和物一样大。
【例 2.1】人站在竖直平面镜前 2 m 处，像到镜面____m；人向镜靠近 0.5 m，像到人____m，像大小____。
解：像物等距，像到镜 = 物到镜 = 2 m；靠近后人距镜 1.5 m，像距镜也 1.5 m，像到人 = 1.5+1.5 = 3 m；像大小不变（始终等于人高）。
【变式 2.1】湖水深 3 m，一只小鸟距水面 8 m 飞过，它在水中的像距水面____m。
解：水面相当于平面镜，像距水面 = 物距水面 = 8 m。水深 3 m 是干扰项——像距看的是物到镜面（水面）的距离，跟水多深无关。
3光的折射与色散
知识点 3.1 光的折射——筷子为什么变弯
讲透本源：光从一种介质斜射入另一种介质时，在界面上会拐弯——这就是折射。
把筷子斜插进水里，水中那段看起来向上"弯"了：因为水中筷子反射的光从水斜射入空气时发生折射、远离法线，人眼逆着折射光看去，觉得筷子的位置比实际高。
池水变浅、水中鱼的位置变浅、海市蜃楼、放在水杯里的铅笔错位——全是折射。
折射规律：光从空气斜射入水/玻璃时，折射角 < 入射角（靠近法线）；光从水/玻璃斜射入空气时，折射角 > 入射角（远离法线）。垂直入射时不拐弯，折射角=入射角=0°。
想一想：有经验的渔民叉鱼时，要往看到鱼的哪个方向叉？（看到的是鱼的虚像、比实际位置高，所以要往看到鱼的下方叉）
知识点 3.2 光的色散——彩虹怎么来的
讲透本源：牛顿用三棱镜把太阳光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光——说明白光不是单色光，是由七种色光混合而成的。雨后空中悬浮着很多小水滴，每个小水滴就像一个三棱镜，把阳光色散成七彩，就是彩虹。
三原色：红、绿、蓝（光的三原色，按不同比例混合出各种颜色）。
采分点：色散说明"白光是复色光"；彩虹是光的折射（色散）现象，不是反射。红外线热效应强（遥控器、取暖）；紫外线能杀菌、使荧光物质发光（验钞）。
4凸透镜成像规律（本章重点难点）
这一节是山西中考实验题的常客，约 5–8 分。别怕，我们用表格 + 光路 + 口诀把它讲透。
知识点 4.1 基本概念：主光轴、焦点、焦距
凸透镜中间厚、边缘薄，对光有会聚作用。平行于主光轴的光经凸透镜后会聚在一点，叫焦点 F；焦点到光心的距离叫焦距 f。物距 u 是物体到透镜的距离，像距 v 是像到透镜的距离。
粗测焦距：凸透镜正对太阳光，上下移动透镜直到地面出现最小最亮的光斑，光斑到透镜距离就是 f。
知识点 4.2 三条成像规律——一张表背下来
| 物距 u | 像的性质 | 像距 v | 应用 |
|---|
| u > 2f | 倒立、缩小、实像 | f < v < 2f | 照相机 |
| u = 2f | 倒立、等大、实像 | v = 2f | 测焦距 |
| f < u < 2f | 倒立、放大、实像 | v > 2f | 投影仪/幻灯机 |
| u = f | 不成像（平行光） | — | 探照灯 |
| u < f | 正立、放大、虚像 | |v| > u | 放大镜 |
口诀（背熟）：
一倍焦距分虚实（u>f 实像，u<f 虚像）；
二倍焦距分大小（u>2f 缩小，u<2f 放大）；
实像倒立、虚像正立；
物近像远像变大（成实像时，物体靠近透镜，像远离透镜、像变大）。
讲透本源：为什么实像倒立、虚像正立？实像是实际光线穿过透镜后会聚在光屏上形成的——光线穿过透镜中心交叉过去，所以像和物体上下颠倒、左右相反。虚像是光线经透镜发散后，眼睛逆着发散光看去、感觉光从镜后某点发出——这个"像"不能落在光屏上，看到的是正立放大的。
【例 4.1】凸透镜对准太阳光，距透镜 10 cm 处得到最小最亮光斑。物体放在透镜前 15 cm 处，光屏上得到（ ）
A. 倒立缩小实像 B. 倒立放大实像 C. 正立放大虚像 D. 正立缩小虚像
解：最小最亮光斑即焦点 → f = 10 cm。u = 15 cm，满足 f < 15 < 2f = 20，所以成倒立、放大、实像（投影仪）。答案 B。
【变式 4.1】f = 10 cm，物体放在 25 cm 处，成____、____的____像，应用是____。
u = 25 > 2f = 20，成倒立、缩小、实像，应用是照相机。
【变式 4.2】实验中光屏上已成清晰的像，若用不透明纸遮住透镜上半部分，像会怎样？
像仍然完整（物体每一点发出的光仍有下半部分透镜折射会聚成像），只是透过的光少了一半，像变暗——不会变成半个像。
知识点 4.3 实验题采分点（2025 山西刚考过）
- 先调节烛焰、凸透镜、光屏三者中心在同一高度——目的：使像成在光屏中央。
- 光屏上找不到像，先看 u 是否小于 f（成虚像，光屏承接不到）。
- 蜡烛燃烧变短，像会向上移（过光心光线不偏，烛焰低了像就高）——要把光屏向上调，或透镜向下调。
- 物体远离透镜（物远）→ 像靠近透镜（像近）→ 像变小；物体靠近透镜（物近）→ 像远 → 像变大。
经典错误：说"凸透镜成的像都是实像"。错！u<f 时成正立放大虚像（放大镜）。也不能说"实像都是放大的"——u>2f 是缩小实像。
真山西中考真题精讲（近 5 年精选）
2023 山西中考光现象识别（选择 3 分）
一只白鹤静立在平静的水中，在岸边可以看到白鹤的两个"影"——影子和倒影。下列分析正确的是（ ）
A. 白鹤的影子是由于光的直线传播形成的
B. 白鹤的倒影是由于光的直线传播形成的
C. 影子和倒影都是实像
D. 倒影是光的折射形成的
解析：影子是光直线传播被鸟挡住形成的（A 对）；倒影是平面镜成像、是光的反射形成的虚像（B、D 错）；影子不是像，倒影是虚像（C 错）。答案 A。
2024 山西中考光现象判断（选择 3 分）
下列关于光现象的说法符合事实的是（ ）
A. 池水看起来比实际浅，是因为光射入水中时发生折射
B. 岸边的树在水中的倒影，是由于光沿直线传播形成的
C. 近视眼需要戴凸透镜矫正
D. 白光通过三棱镜不能分解
解析：池水变浅是折射（A 对）；倒影是反射（B 错）；近视戴凹透镜（C 错）；三棱镜能把白光色散（D 错）。答案 A。
2025 山西中考光现象思维导图（选择 3 分）
小亮梳理光现象知识时画了思维导图，"光的反射"这一分支缺一个实例。下列能补充的是（ ）
A. 水中倒影 B. 海市蜃楼 C. 小孔成像 D. 立竿见影
解析：水中倒影＝平面镜成像＝反射（A 对）；海市蜃楼是折射（B 错）；小孔成像、立竿见影是直线传播（C、D 错）。答案 A。
2024 山西中考声现象（选择 3 分）
堵住或松开塑料管上不同的孔能发出不同声音。下列正确的是（ ）
A. 琴声不是由振动产生的
B. 声速为 3×10⁸ m/s
C. 堵不同孔改变声音的音调
D. 加热主要提高声音的响度
解析：一切声音由振动产生（A 错）；3×10⁸ m/s 是光速不是声速（B 错）；堵孔改变空气柱长度→改变音调（C 对）；加热不是为了改变响度（D 错）。答案 C。
2025 山西中考凸透镜成像实验（实验探究 5 分）
探究凸透镜成像规律，焦距 f = 10 cm。
(1) 实验前先调节烛焰、透镜、光屏三者中心在同一高度，目的是使像成在____；
(2) 物体放在距透镜 15 cm 处，光屏上成倒立、____的实像，生活中____就是利用这一原理；
(3) 蜡烛向远离透镜方向移动，光屏应向____（选填"靠近"或"远离"）透镜方向移动，像变____。
答案：(1) 光屏中央；(2) 放大，投影仪（幻灯机）；(3) 靠近，小（物远像近像变小）。
技做题技巧专题
技巧 ①：声现象选择题——一句话判断三特性
读题时圈出关键词："高/低/尖/粗"→音调；"大/小/响/轻"→响度；"谁的声音/什么乐器/闻其声知其人"→音色。圈完关键词再选，别凭感觉。
技巧 ②：光现象识别——"倒影反射、影子直线、入水折射"九字诀
看到"倒影/平面镜/水中镜花水月"→反射；看到"影子/小孔成像/日食/立竿见影/排队"→直线传播；看到"筷子变弯/池水变浅/海市蜃楼/彩虹/透镜"→折射。九字诀一念，答案就出来了。
技巧 ③：凸透镜成像——先写 f，再标三档
拿到题先把 f 写在草稿纸，标出 f 点和 2f 点，然后看 u 落在哪一档：左边 u>2f（照相机）、中间 f<u<2f（投影仪）、右边 u<f（放大镜）。不要在脑子里硬背，画一条数轴立刻清楚。
技巧 ④：平面镜成像"人退像不变"
只要题目问"人远离镜子像怎么变"，立刻答大小不变；问"像到镜面距离"，永远等于物到镜面距离；问"像到人距离"，等于物到镜面距离 ×2。水深、镜子大小都是干扰项，别管。
经验级总结：声光这章丢分，80% 是这三个坑：①把"高"一律当音调；②反射角入射角忘了是跟法线算；③以为物体离镜远像变小。考试前把这三句念一遍，白捡 3 分。
练分层练习（盖住答案先做）
基础必须全对（6 题）
1. 声音在下列哪种环境中不能传播？（ ）A. 水中 B. 钢铁中 C. 真空中 D. 空气中
2. 光在真空中速度是____m/s；15 ℃ 空气中声速是____m/s。
3. "闻其声知其人"是根据声音的____判断的；"震耳欲聋"描述声音的____大；"女高音"描述声音的____高。
4. 下列属于光的直线传播的是（ ）A. 水中倒影 B. 小孔成像 C. 海市蜃楼 D. 雨后彩虹
5. 入射光线与镜面夹角为 40°，则入射角为____°，反射角为____°。
6. 人站在平面镜前 1.5 m，像到镜面距离是____m，像到人距离是____m。
提高中档题主战场（4 题）
7. f = 10 cm 的凸透镜，物体放在距透镜 30 cm 处，成倒立、____的____像，应用是____。
8. 用放大镜看报纸，报纸到透镜的距离应____（选填"大于"或"小于"）焦距，此时成____立、____的____像。
9. 道路两旁植树是在____处减弱噪声；摩托车装消声器是在____处减弱噪声。
10. 解释：为什么有经验的渔民叉鱼时，要往看到鱼的下方叉？
冲刺冲高分（2 题）
11. 在探究平面镜成像实验中：(1) 为什么用玻璃板代替平面镜？(2) 为什么选两支完全相同的蜡烛？(3) 若玻璃板没放竖直（前倾），像会怎样？
12. f = 10 cm 的凸透镜固定在光具座 50 cm 刻线处，蜡烛放在 35 cm 刻线处。(1) 此时物距是多少？成什么像？(2) 保持透镜不动，蜡烛移到 20 cm 刻线处，光屏应向哪移动、像怎么变？
答练习答案与详解
1. C。真空没有介质，不能传声。
2. 3×10⁸；340。别写反！
3. 音色；响度；音调。"闻其声"是辨认人→音色；"震耳欲聋"是声音大→响度；"女高音"是声音高→音调。
4. B。小孔成像是直线传播；倒影是反射；海市蜃楼、彩虹是折射。
5. 50°；50°。入射角是与法线夹角 = 90°−40° = 50°；反射角 = 入射角 = 50°。
6. 1.5 m；3 m。像距镜面 = 物距镜面 = 1.5 m；像到人 = 1.5+1.5 = 3 m。
7. 缩小；实；照相机。u=30 > 2f=20，成倒立缩小实像。
8. 小于；正立；放大；虚。放大镜原理 u<f。
9. 传播过程中；声源处。
10.水中鱼反射的光从水斜射入空气时发生折射、远离法线，人眼逆着折射光看到的是鱼的虚像，位置比实际位置偏高，所以要往看到鱼的下方叉才能叉到真鱼。
11.(1) 玻璃板半透明，既能看到前面蜡烛的像，又能透过它看到后面的蜡烛，便于确定像的位置；(2) 便于比较像与物的大小关系（后面蜡烛和像重合说明等大）；(3) 玻璃板前倾时，像会偏高、偏前，后面蜡烛无法与像完全重合。
12.(1) 物距 u = 50−35 = 15 cm，f=10，f<15<2f=20，成倒立、放大、实像（投影仪）；(2) 蜡烛移到 20 cm 刻线处，u = 50−20 = 30 cm > 2f，物距变大→像距变小、像变小，光屏应靠近透镜移动（向 50 cm 方向），像变小。
结本章总结 + 自检问题清单
全章要点（背下来）：
① 声音由振动产生，需要介质传播，真空不能传声；15℃空气 340 m/s；
② 三特性：音调看频率、响度看振幅、音色看材料结构；
③ 噪声控制三条路：声源处、传播过程中、人耳处；
④ 光直线传播实例：影子、小孔成像、日食月食；光速 3×10⁸ m/s；
⑤ 反射定律：反射角=入射角（都是与法线夹角）；
⑥ 平面镜成像：正立、等大、等距、垂直、虚像；实验用玻璃板是为了确定像位置；
⑦ 折射：筷子变弯、池水变浅、渔民叉鱼往下方；色散：彩虹，白光由七色光组成；
⑧ 凸透镜：u>2f 照相机、f<u<2f 投影仪、u<f 放大镜；一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。
合上书写一遍——能答上才算真会
- 为什么发声的音叉插进水里会溅水花？这说明声音是怎么产生的？
- 月球上两个宇航员面对面为什么必须用无线电？
- 音调、响度、音色分别由什么决定？各举一个生活例子。
- 入射光线与镜面成 30°，入射角和反射角各是多少？
- 人远离平面镜时，像的大小变不变？为什么？
- 探究平面镜成像实验，为什么用玻璃板不用平面镜？为什么选两支相同蜡烛？
- 池水为什么看起来变浅？渔民叉鱼为什么要往看到鱼的下方叉？
- 凸透镜 f=10 cm，u=8/15/25 cm 各成什么像？应用是什么？
- 实像和虚像最本质的区别是什么？为什么实像都是倒立的？
- 实验中遮住透镜一半，像会变成半个吗？实际怎么变？