第10讲 光的折射和色散 辅导讲义 2024-2025学年人教版物理八年级上学期

第10讲_光的折射和色散 辅导讲义（学生版） 主讲内容 光的折射 光的色散 第10讲_光的折射和色散 [学生版] 课程目标 1．掌握探究光的折射实验 2．能够辨析生活中的折射与反射现象 3．了解光的色散现象，并知道两种看不见的光的特点 知识图谱 课堂引入 你知道小猫身上七彩的光是怎么形成的吗？ 光的折射 知识精讲 一．光的折射 1．光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质或者在不均匀介质中传播时，传播方向会发生偏折，这种现象就叫做光的折射。光的折射遵循折射规律。 2．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）“分居”：折射光线和入射光线分居在法线两侧； （3）角度关系：光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线偏折，入射角大于折射角；光从其他介质斜射入空气中时，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角；且折射角随着入射角的增大而增大。 O 折射光线   水     法线 入射光线 入射角 折射角 空气 3．光路可逆：如果有一道光沿上图水中按折射光线向空气中照射，那么这道光会按上图的入射光线发生折射，也就是光路可以互相逆转。 二．人眼受骗现象 1．海市蜃楼；看见落到地平线下的太阳； 2． 斜插在水中的筷子在水中部分看起来向上弯；水中鱼的位置看起来比实际的高一些；叉鱼的时候瞄准鱼的下方；池水变“浅”了； 3．人们利用光的折射制成了三棱镜、放大镜、望远镜、显微镜、照相机、投影仪、近视眼镜、老花镜等。 光的折射实验 例题 1 (2024北京市海淀区期末考试)[多选题] （多选）一束单色光从空气斜射入水中的情境如图所示。下列说法正确的是（　　） A.∠NOB是反射角，∠NOC是折射角 B.∠AOM一定小于∠NOC C.OB是反射光，OC是折射光 D.若光沿CO入射，将沿OA和OB射出 2 (2024北京市东城区期末考试) 兴趣小组的同学们探究“光从空气斜射入水和油时，哪种液体对光的偏折本领较大”（入射角相同时，折射角越小，偏折本领越大）。小明提出如下实验方案：先让一束单色光从空气直接斜射入透明的空水槽中，记录下此时光斑位置（如图甲所示）；接着倒入水，记录对应的光斑位置；倒掉水后再倒入油，记录光斑位置，通过分析就可得到实验结论。经讨论，同学们认为这一方案是可行的，于是进行了探究实验。 （1）要实现探究目标，他们应选择图乙中的图________（选填字母序号）进行实验。 （2）同学们正确操作并多次实验后，发现每次记录的容器底部三个光斑的位置均在入射点O的正下方左侧，且从左向右依次是在空气、水、油中的光斑。经分析可知：光从空气斜射入水和油时，________对光的偏折本领较大，理由是：________（可借助光路图辅助说明）。 3 (2022北京市朝阳区期末考试) 小阳用图所示的实验装置探究光的折射特点，他让一束光从空气中以不同角度射入水中，将入射角与折射角记录在表中． （1）图所示的实验中的入射角是________度； （2）当光从空气垂直射入到水中时，光的传播方向________（选填“改变”或“不变”），理由是________； （3）当光从空气射入水中的入射角为70°时，折射角________40°（选填“大于”、“等于”或“小于”）． 入射角/° 0 30 40 50 折射角/° 0 25 33 40 空气射入水中 4 (2023北京市怀柔区期末考试) 如图所示的装置，小聪同学利用光具盘探究“光从空气斜射入玻璃中时，折射角随入射角变化的关系”，实验中，光具盘除了能读出入射角和折射角大小外，还具有显示光路的作用，小聪经过多次实验后记录了如表数据： 入射角α 15° 30° 45° 60° 折射角β 10.5° 20.7° 30° 37.8° （1）分析表格中的数据，你能得出的实验结论（写出一条即可）：________； （2）当光以35°的入射角从空气射入玻璃中时，其折射角________（选填“大于”、“小于”或“等于”）； （3）当光以的入射角从玻璃射入空气中时，其折射角等于________。 5 (2023河北省石家庄市期末考试)[复合题] 小明想研究“看到的水中物体的位置是否和观察者的位置有关”，他选择了一块涂有白漆的铁板、水槽、红色和蓝色的两块圆形小磁铁等器材进行实验。小明把红色磁铁吸在铁板上，然后将铁板竖直放入水中后，站在水槽旁进行观察。 (1) 如图甲所示，他看到红色磁铁的像为，请在图甲中画出人眼看到的大致光路图。 (2) 为了确定红色磁铁的像的位置，小明进行了以下操作： ①将蓝色磁铁吸在水面上方的铁板上（如图乙所示），可观察到磁铁在水中的像，该像的位置与观察者的位置________（选填“有关”或“无关”）。 ②保持观察者位置不变，移动，直至观察到的像与________（选填“”或“”）重合。鉴于本实验的目的，下一步应该进行的操作是________。 随练 6 (2023北京市景山学校朝阳学校期中考试)[多选题] 光从空气射向透明玻璃时，通常会同时发生反射和折射现象。下列说法中正确的是（　　） A.反射光线、折射光线与入射光线和法线都在同一平面内 B.当入射角增大时，反射角和折射角都会增大 C.在反射现象和折射现象中，光路都是可逆的 D.光束垂直射向透明玻璃时，反射角和折射角都是90° 7 (2023河北省石家庄市八十九中期末考试) 如图是光在空气和水的界面发生反射和折射的光路图，。图中的入射光线是________；反射角大小是________；折射光线在________（填“水”或“空气”）中。 8 (2023山东省泰安市期中考试)[复合题] 某同学探究光的折射实验，让光从空气射入水。通过实验还得到如表数据，分析表中数据，可得出结论： 入射角 反射角 折射角 (1) 光从空气斜射到水面时，将同时发生________和________现象。 (2) 光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的增大而________，且折射角________（均选填“大于”“等于”或“小于”）入射角。 (3) 小明同学想继续探究“光从空气斜射入水和油时，哪种液体对光的偏折本领较大”。提出如下实验方案：先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中，记录下光斑位置（如甲图所示）；接着分别倒入水和油，记录对应的光斑位置，再通过分析就可得到实验结论。经讨论，同学们认为这一方案是可行的，于是进行了探究实验： ①要实现探究目的，他们应选择图乙中的（选填字母序号）________两图示实验。 ②实验时，同学们在水槽底部贴上一把自制纸质刻度尺，这样做的目的是为了便于确定折射光线的位置，直接读出斑点移动的距离。某小组同学正确实验后，所记录的三次光斑的相对位置如图丙所示，经分析可知：光从空气斜射入水和油时，________对光的偏折本领较大。 光的折射作图 例题 9 (2023北京市西城区中考二模) 如图所示，将标有等距的36个小格的圆形硬塑料板ENFM竖直放置在玻璃水槽中，让水面刚好与塑料板上的直线EF重合。用激光笔贴着硬塑料板射出一束光沿AO方向射向水面，同时发生反射和折射现象。其中，________（选填“反射”或“折射”）光线会沿着OB方向射出；反射角为________度。 10 (2023北京市朝阳区期末考试) 如图所示，一束光射入杯中，在杯底形成光斑。逐渐往杯中加水，则观察到的光斑将会（　　） A.向右移动 B.向左移动 C.向上移动 D.原位不动 11 (2023北京市东城区期末考试) 图中，正确表示了光从空气进入玻璃中的光路图是（　　） A. B. C. D. 12 (2023江苏省苏州市期末考试) 如图，AO是一条入射光线，画出AO射到水面后对应的反射光线和大致的折射光线。 随练 13 (2019全国章节测试卷) 如图所示，在平静的湖面上方有一盏路灯，潜水员在水下E处看到了路灯的像，图中A、B两点________（选填“A”或“B”）是像所在的位置，路灯的像是________（选填“实像”或“虚像”）．在图中画出水下E处的潜水员看到路灯的光路图． 14 (2023山东省泰安市文星中学期中考试) 如图，人眼在A点，看到水中S点所成的像在S′位置，请作出由S点发出的光进入人眼的光路图。 15 (2023江苏省无锡市江南中学期末考试) 海洋公园内，北极熊站立在方形透明水族箱内，头在水面上、身体在水面下。水族箱外的游客居然看到了北极熊“身首异处”的奇异场景，如图所示，游客看到熊身体的光路图是（　　） A. B. C. D. 生活中的折射现象辨析 例题 16 (2023北京市丰台区中考二模) 如图所示的光现象中由于光的折射形成的是（　　） A. 日晷上呈现指针的影子 B. 故宫角楼在水中的倒影 C. 宇航员透过水球成像 D. 皮影在幕布上形成影子 17 (2024北京市怀柔区期末考试)[多选题] （多选）如图所示，关于光现象及其解释，下列描述正确的是（　　） A.甲图中是漫反射现象，不遵循光的反射定律 B.乙图中“立竿见影”现象是由光的直线传播形成的 C.丙图中平静水面上的倒影是光的反射现象 D.丁图中“折断的铅笔”是光的折射现象 18 (2020北京市人大附其他) 在一个干枯的井底正中央P点趴着一只背蛙，井上一只狗，青蛙恰好看不到狗．它能看到的视野范围如图所示．天降大雨时井中全部灌满水，若青蛙和狗都保持原来位置不动，下面说法不正确的是（　　） A.发生了光的折射，青蛙可以看到狗 B.发生了光的折射，青蛙的视野范围变大 C.发生了光的折射，狗不一定能看到青蛙 D.发生了光的折射，狗一定能看到青蛙 19 (2023江苏省无锡市锡山高级中学实验学校期末考试) 诗句“大漠孤烟直，长河落日圆”展现了一幅美丽的画卷。其实诗人观察到的落日并非太阳的实际位置（如图所示），而是太阳光经过不均匀的大气层发生了________现象所成的________（选填“实”或“虚”）像，太阳实际在图中________（选填“甲”或“乙”）位置。（大气层位置越高空气越稀薄） 随练 20 (2024北京市石景山区期末考试) 如图所示的现象中，主要由于光的折射形成的是（　　） A. B. C. D. 21 (2020北京市人大附其他)[多选题] 下列现象中，属于光的折射现象的是（　　） A.站在游泳池边的人看到游泳池中的水很浅 B.清晨，我们看到地平线上刚刚升起的太阳 C.汽车在倒车时，司机利用后视镜观察年后的景物 D.护士用水银体温计为病人测量体温后观察体温计的示数 22 (2023江苏省苏州市期末考试) 古诗词中很多名句蕴含着丰富的物理知识，下列诗句从物理学的角度解释正确的是（　　） A.潭清疑水浅，荷动知鱼散——“水浅”是由于光的折射造成的 B.大漠孤烟直，长河落日圆——诗人看到的“落日”是光经过大气发生反射而成的像 C.绿树荫浓夏日长，楼台倒影入池塘——“阴浓”是光的色散形成的 D.床前明月光，疑是地上霜——“明月光”说明月亮是天然光源 23 (2023山东省泰安市文星中学期中考试) 小明在平静的湖边看到“云在水中飘，鱼在水中游”，对于这一有趣现象的形成，下列说法正确的是（　　） A.云和鱼都是由光的反射形成的 B.云是虚像，鱼是实像 C.云和鱼都是由光的折射形成的 D.云和鱼都虚像 全反射 例题 24 (2021北京市通州区期末考试) 请阅读《全反射与光导纤维》并回答问题。 全反射与光导纤维 1870年的一天，英国物理学家丁达尔，他做了一个简单的实验：在装满水的木桶上钻个孔，然后用灯从桶上边把水照亮。结果使观众们大吃一惊。人们看到，发光的水从水桶的小孔里流了出来，水流弯曲，光线也跟着弯曲，光居然被弯弯曲曲的水俘获了。 人们曾经发现，光能沿着从酒桶中喷出的细酒流传输；人们还发现，光能顺着弯曲的玻璃棒光纤前进。 这是为什么呢？难道光线不再直进了吗？这些现象引起了丁达尔的注意，经过他的研究，发现光从水中射向空气，当入射角增大时，折射角也增大，但折射角先增大到90°，此时，折射光线消失，只剩下反射光，这种现象称为全反射现象。刚好发生全反射时的入射角叫做临界角。只有入射角大于或等于临界角时，才会发生全反射现象。由于光从水中射向空气中时，光在水流中发生了多次全反射，表面上看，好像光在水流中弯曲前进。 后来人们制造出一种透明度很高、直径1～100μm的玻璃丝——玻璃纤维。当光线以合适的角度射入玻璃纤维时，光就沿着弯弯曲曲的玻璃纤维前进。由于这种纤维能够用来传输光线，所以称它为光导纤维。 光导纤维在现代技术中有着广泛的应用，一根直径不到1.3cm的由32根光纤组成的光缆，能容纳50万对用户同时通话，或者同时传送5000个频道的电视节目。另外，光纤还具有不受电磁干扰、保密性强、耐腐蚀、柔软易铺设、原料充足和成本低廉等特点。 除通信领域外，光纤还有许多其他的应用。例如，“传能光纤”可以传递高功率的激光能量，广泛应用于激光加工机、激光手术刀等；“传像光纤”的光纤束可用来传递图像，用于医学上的肠镜、胃镜检查和海关、机场等的安全监控等。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）一束光从水中斜射入空气中时，入射角________折射角；（选填“大于”或“小于”） （2）丁达尔实验中“水流弯曲，光线也跟着弯曲”，其原因是光在水中发生了________； （3）“当光线以合适的角度射入玻璃纤维时，光就沿着弯弯曲曲的玻璃纤维前进。”这个合适的角度满足的条件是：________； （4）请利用光能沿着弯曲玻璃纤维前进的特点，设计一个应用于生活中的工具。 25 [复合题] 阅读《光的全反射》，回答： 光的全反射 　　如图1所示，当光线从玻璃斜射入空气里的时候，一部分光会进入空气里发生折射，此时折射角β大于入射角α。若入射角增大时，折射角也随之增大，当入射角增大到某值时（小于90°），折射角会增大到90°。若继续增大入射角，此时空气中没有折射光射出，光线全部反射回玻璃，这种现象叫做光的全反射。折射角等于90°时的入射角称为临界角。当光从水或玻璃射入空气时，只要入射角大于临界角，光就会发生全反射。 　　海面上出现的海市蜃楼奇景如图2所示，就是因为光的在空气层中多次折射和全反射而形成的自然景观，在夏季，白昼海水温度比较低，所以在海面上方的空气出现下冷上暖的现象．由于空气的热胀冷缩，因此空气层下密上疏。景物的光线先由密的空气层逐渐折射进入稀的空气层，并在上层发生了全反射，光线又折回到下层密的气层中来，经过这样弯曲的线路，最后投入人的眼中，由于人的视觉总是感到物像是来自直线方向的，因此看到的“景物”比实物抬高了许多。 　　人们利用光的全反射的现象制成了光缆，用于通信等方面。光在均匀透明的玻璃棒中传播，即可在弯曲的玻璃棒的光滑内壁上，借助于接连不断地全反射，可以将光从一端传导到另一端，即使棒的截面直径很小，甚至到微米数量级，传导的效果也不变，这种导光的细玻璃丝称为光导纤维如图3所示。 　　光导纤维束已成为一种新的光学基本元件，在光通信、光学窥视及光学特殊照明等方面有重要的应用，荣获2009年诺贝尔物理学奖的华裔科学家高锟在此方面贡献突出，被世界誉为“光纤通讯之父”。 请根据上述材料，回答下列问题： (1) 光发生全反射时，入射角________临界角。（选填“大于”“等于”或“小于”） (2) 海市蜃楼情景中，人眼看到的空中的“景物”是________像。（选填“实”或“虚”） (3) 请你写出光纤的一些具体的应用________________________。 26 (2020北京市日坛中学､日坛实验期中考试) 请阅读下面短文，回答问题． 当光从空气斜射入水中（玻璃）时，在交界面上会同时发生发射和折射，如图甲，此时折射角β小于入射角α，当入射角增大时，折射角随之增大，但入射角总是大于折射角，该现象形成的原因是不同介质对光的折射能力强弱不同，相对于空气，水（玻璃）对光的折射能力更强，根据光路可逆原理，如图乙所示，当光线从水（玻璃）斜射入空气里时，折射角β大于入射角α，入射角增大时，折射角随之增大，当入射角增大到某值时（小于90°），时角会增大到90°，若继续增大入射角，此时空气中没有折射光射出，光线全部反射回水（玻璃），如图丙，这种现象叫做光的全反射，折射角等于90°时的入射角称为临界角．当光从水或玻璃射入空气时，只要入射角大于等于临界角，光就会发生全反射． 人们利用光的全反射的现象制成了光缆，用于通信等方面．光在均匀透明的玻璃棒中传播即可在弯曲的玻璃棒的光滑内壁上，借助于接连不断地全反射，可以将光从一端传导到为光导到另一端，即使棒的截面直径很小，甚至到微数量级，传导的效果也不变，这种导光的细玻璃丝称为光导纤维如图所示．光导纤维已成为一种新的光学基本元件，在光通信，光学窥视及光学特殊照明等方面有重要的应用，荣获2009年诺贝尔物理学奖的华裔科学家高锟在此方面贡献突出，被世界誉为“光纤通讯之父” 请根据上述材料，回答下列问题： （1）当光从空气垂直射入水中时，入射角为________度 （2）当光从空气斜射入水中时，________（选填“会”或“不会”）发生全反射 （3）当光发生全反射时，入射角________临界角（选填“大于等于”、“小于等于”或“等于”） （4）根据你对全反射现象的理解，对比空气和玻璃，则光导纤维中，________（选填“外套”或“内芯”）对光的偏折能力强 随练 27 阅读下面材料，并回答材料下面的问题。 光纤是光导纤维的简写，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。前香港中文大学校长高锟和George A. Hockham首先提出光纤可以用于通讯传输的设想，高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖。 光导纤维是由纯度极高的石英玻璃（主要成分是二氧化硅）拉制而成的（如图甲所示），粗细大致与人的头发相当，有的直径只有几微米。光纤通信的原理是利用光的全反射现象。当光从玻璃中射向空气时，折射角会大于入射角，并且随着入射角的增大，折射光线越来越暗，反射光线能量越来越强，当入射角大于某一角度时，折射光线消失，全部光线都反射回玻璃中，这就是光的全反射现象。表面上看，光好像在玻璃中弯曲前进（如图乙）。 一根光纤的潜在带宽可达20THz。采用这样的带宽，只需一秒钟左右，即可将人类古今中外全部文字资料传送完毕。诺贝尔奖评委会这样描述：“光流动在细小如线的玻璃丝中，它携带着各种信息数据向每一个方向传递，文本、音乐、图片和视频因此能在瞬间传遍全球。” （1）计算机通过光纤接入互联网，光纤的作用是（ ）。 A．输电 B．通信 C．导热 D．照明 （2）光纤是利用光波在光导纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。光波_________电磁波（选填“属于”或“不属于”），光在真空中的传播速度为__________m/s。 （3）根据文中全反射的定义，请你判断：当光从空气射入水中，逐渐增大入射角时， __________发生全反射（选填“会”或“不会”）。 28 (2019北京市海淀区交大附、清华附中学中考其他模拟) 阅读《光的全反射》，回答下题： 光的全反射 如图所示，当光线从玻璃斜射入空气里的时候，一部分光会进入空气里发生折射，此时折射角β大于入射角α。若入射角增大时，折射角也随之增大，当入射角增大到某值时（小于90°），折射角会增大到90°．若继续增大入射角，此时空气中没有折射光射出，光线全部反射回玻璃，这种现象叫做光的全反射。折射角等于90°时的入射角称为，临界角。当光从水或玻璃射入空气时，只要入射角大于临界角，光就会发生全反射。 海面上出现的海市蜃楼奇景如图所示，就是因为光的在空气层中多次折射和全反射而形成的自然景观。在夏季，白昼海水温度比较低，所以在海面上方的空气出现下冷上暖的现象。由于空气的热胀冷缩，因此空气层下密上疏。景物的光线先由密的空气层逐渐折射进入稀的空气层，并在上层发生了全反射，光线又折回到下层密的气层中来，经过这样弯曲的线路，最后投入人的眼中。由于人的视觉总是感到物像是来自直线方向的，因此看到的“景物”比实物抬高了许多。 人们利用光的全反射的现象制成了光缆，用于通信等方面。光在均匀透明的玻璃棒中传播，即可在弯曲的玻璃棒的光滑内壁上，借助于接连不断地全反射，可以将光从一端传导到另一端，即使棒的截面直径很小，甚至到微米数量级，传导的效果也不变，这种导光的细玻璃丝称为光导纤维如图所示。 光导纤维束已成为一种新的光学基本元件，在光通信、光学窥视及光学特殊照明等方面有重要的应用。荣获2009年诺贝尔物理学奖的华裔科学家高锟在此方面贡献突出，被世界誉为“光纤通讯之父”。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）光发生全反射时，入射角________临界角（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 （2）海市蜃楼情景中，人眼看到的空中的“景物”是________像（选填“实”或“虚”）。 光的色散 知识精讲 一．光的色散 1．光的色散 太阳光经三棱镜折射后，在白屏上出现从上到下红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫依次排列的色光带，这种现象叫做光的色散。三棱镜的色散实验使白光成了红橙黄绿蓝靛紫。 该实验证明了：太阳光是一种色光。 太阳光 白屏 紫 红 2．色光的混合和颜料的混合 （1）色光的三原色：红、绿、蓝，等比例混合后为白色； （2）颜料的三原色：品红、黄、青，等比例混合后为黑色。 3．物体的颜色 （1）透明物体的颜色是由它透过的色光决定的。 （2）不透明体的颜色是由它反射的色光决定的。白色的不透明体反射各种色光；黑色的不透明体吸收各种色光。 4．光谱 太阳光通过棱镜时分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫几种不同颜色的光，这七种颜色按这个顺序排列起来就是光谱。 二．看不见的光 1．红外线：位于红光之外，人眼看不到。 一切物体都在不停地辐射红外线，温度越高，辐射的红外线越多。物体辐射红外线的同时，也在吸收红外线。 红外线的重要特性：①热作用强；②红外线穿透云雾的能力较强；③红外线具有可见光一样的特征，沿着直线传播，被物体反射。应用于加热物品、取暖、摇控、探测、夜视。 2．紫外线：在光谱中位于紫光之外，人眼看不见。 紫外线的重要特征是：①化学作用强；②紫外线的生理作用强，能杀菌、促进人体合成维生素D、照射过量的紫外线对人体有害；③利用紫外线的荧光效应可以用来进行防伪，鉴别古画等。 炽热物体发出的光中都有紫外线；地球上的天然紫外线来自于太阳光，大气层上部的臭氧层阻挡了大量的紫外线进入地球表面。 白光是由色光组成的 例题 29 (2023北京市海淀区中考二模) 下列说法正确的是（　　） A.光在发生漫反射时，反射角不等于入射角 B.光是电磁波，在真空中的传播速度为 C.人离平面镜越近，人在平面镜中所成的像就越大 D.一束太阳光可以通过三棱镜“分解”为不同颜色的光 30 (2024北京市海淀区中考二模) 我国很多诗句蕴含着丰富的物理知识，下列解释正确的是（　　） A.“潭清疑水浅”，“水浅”是由于光的反射形成的 B.“雨霁彩虹卧”，“彩虹”是一种光的色散现象 C.“绿树阴浓夏日长”，绿树下的影子是由于光的折射形成的 D.“池水映明月”，池水中的明月是月亮的实像 31 (2019全国章节测试卷) 通过如图所示的实验探究，我们对太阳光有了更多的了解： （1）太阳光通过三棱镜会分解成彩色光带，这一现象叫做光的________现象，这说明太阳光是由________组成的． （2）光屏上A、B是光带边缘的色光，则A为________光； （3）用温度计测试A色光外侧发现温度计示数升高较为明显，实验表明A色光外侧存在一种不可见光叫________． 32 (2023北京市怀柔区期末考试) 三棱镜是一种重要的光学元件，小丽研究光通过三棱镜时的传播路线，她用红光以一定入射角度射到三棱镜上，光路图如图①所示。改变入射角的度数，光路图分别如图②和③所示。 （1）小丽发现，红光经过三棱镜两次折射后，向三棱镜的________（选填“顶角”或“底面”）偏折。这个规律对于其他的单色光成立吗？小丽选用其他不同的单色光重复上述实验，发现了同样的规律； （2）指导老师提示小丽，可以把凸透镜看成是由两部三棱镜组成的，如图④所示。小丽经过分析得出结论：单色光经过三棱镜两次折射后，也向底面方向偏折，进而理解了凸透镜对光具有________作用的光学原理。 33 (2022北京市海淀区期末考试) 阅读《美丽的虹和霓》，回答问题。 美丽的虹和霓 太阳发出的光经三棱镜折射后，可以形成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光组成的光带，这是光的色散现象，如图1甲所示。这一色散现象说明太阳发出的白光是由不同色光组成的。自然界大部分彩色的光都可以通过红、绿、蓝三种颜色的光按不同比例混合而成，所以这三种色光又被称为光的“三原色”。 自然界中的虹与霓是太阳光发出的白光射入空中的小水珠，经折射和反射后又自水珠射出发生的色散现象，地面上的人看到的出射光呈红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光依次排列的圆弧形彩色光带，如图1乙所示。虹和霓出现在和太阳相对的方向上，它们常常同时出现，但霓的亮度比虹要暗淡一些。 如图2甲是入射光通过小水珠发生折射和反射的光路图。虹是太阳光由大量小水珠的上部射入，经折射—反射—折射后，从小水珠下部射出时产生的，由于紫光的偏折更显著，所以逆着光的传播方向看去，太阳光通大量小水珠的折射—反射—折射后，形成彩色光带的内圈为紫色、外圈为红色。霓是太阳光由大量小水珠的下部射入，折射—反射—反射—折射后，从小水珠射出时产生的，由于紫光的偏折更著，所以逆着光的传播方向看去，太阳光通过大量小水朱的折射—反射—反射—折射后，形成彩色光带的内圈为红色、外圈为紫色。根据上述材料，回答下列问题： （1）雨后天空出现彩虹，这表明太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等不同色光组成的，其中红、绿、 三种颜色的光被称为光的“三原色”； （2）图2甲中，\(\angle 1\)和\(\angle 2\)两个角的关系是：\(\angle 2\) \(\angle 1\)（填“大于”“小于”或“等于”）； （3）图2乙、丙两图中，图 是霓形成的原理图（填“乙”或“丙”）。 随练 34 (2024北京市海淀区期末考试) 关于光的各种现象中，下列说法正确的是（　　） A.壮观的天文现象日全食，是阳光在大气中的折射导致的 B.从不同的位置都能看到黑板上的字，是镜面反射的结果 C.阳光通过棱镜分解成各种颜色的光，说明白光是由多种色光组成的 D.阳光通过茂密的树叶缝隙在地面形成“亮斑”，说明光发生了折射 35 (2024北京市石景山区期末考试)[多选题] （多选）关于图所示光学现象的描述或解释，下列说法中正确的是（　　） A.图甲：牙医利用平面镜观察牙齿的背面，应用了光的折射原理 B.图乙：圭表通过表的影子变化进行计时，应用了光的直线传播的原理 C.图丙：太阳光经三棱镜后可以产生彩色光带，说明白光是由各种色光混合而成 D.图丁：阳光照射到建筑物的玻璃幕墙时造成“光污染”是由于光的漫反射形成 36 (2019全国章节测试卷) 如图所示，一束阳光通过棱镜后的光路如图，在后面的白色光屏上，我们可以看到一条彩色光带，由________________七色光组成，人们把这种现象叫做光的________．同时可以发现三棱镜对不同的色光折射程度不同．其中对________光的折射较小，对________光的折射最大．这一现象说明太阳光是一种________． 37 (2022北京市门头沟区中考二模) 阅读材料，回答问题 光谱学的发展与应用 在牛顿之前，人们对太阳光的颜色及彩虹的成因争论不休。与此同时，大量新的分歧及新的光学现象陆续产生。直到牛顿做出了著名的色散实验——牛顿的三棱镜分解太阳光实验——谜底才得以解开。1666年，牛顿布置了一个房间作为暗室，只在窗板上开一个圆形小孔，让太阳光射入，在小孔后面放一块三棱镜，立刻在后面的墙上形成一条由红、橙、黄、绿、蓝、青、紫七种颜色排开的彩色光带。牛顿查找资料，发现当时对这一现象的解释是：白色的光通过三棱镜后之所以变成依次排列的各色光，并不是白光有复杂成分，而是白光与棱镜相互作用的结果。而牛顿又通过让单色光通过三棱镜后颜色并不发生改变，及利用光路可逆让七种单色通过三棱镜复原为白光的实验，不但驳斥了色散是白光与棱镜相互作用的结果，也证明了白光是一种由多种单色光构成的复色光这一事实。 那色散形成的原因是什么呢？这就需要知道光是什么，光就是电磁波，颜色的本质就是光的频率，由于复色光中拥有各种不同频率的光，而这些光在介质中传播又表现出不同的折射率。因此，当复色光在通过具有不同几何外形的介质传播之后，不同频率的光线会因折射率的不同导致出射角不同而发生色散现象，投映出连续的或不连续的彩色光带。而光带就是不同频率大小的光依次排列的单色光图案，也被称为光学频谱，简称光谱。 牛顿的色散实验，可算是最早的光谱研究了，其后渥拉斯顿和夫琅和费都先后独立地观察到了光谱线。1814～1815年之间，夫琅和费公布了太阳光谱中的许多条暗线，称为夫琅和费暗线。随着科学家们对光谱不断深入的研究，光谱学也逐渐成为光学的一个重要分支学科。实用光谱学是由基尔霍夫与本生在19世纪60年代发展起来的；由于每种原子都有其独特的光谱，犹如人们的“指纹”一样各不相同，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成。这种方法叫做光谱分析。这种方法具有极高的灵敏度和准确度。某种元素在物质中的含量达10－10（10的负10次方）克，就可以从光谱中发现它的特征谱线，因而能够把它检查出来，后来人们还利用这种方法发现了几种当时还未知的元素，并且证明了太阳里也存在着多种已知的元素。光谱分析在科学技术中有广泛的应用。例如，在检查半导体材料硅和锗是不是达到了高纯度的要求时，就要用到光谱分析。相信随着科学技术的发展，光谱学也将在越来越多的领域发挥重要的作用。 （1）牛顿的色散实验说明白光是由________组成； （2）请简述利用光谱可以检验物体所含元素种类的原理________。 物体的颜色 例题 38 (2020北京市清华附其他) 如图是英国某科研人员研发的一种神奇材料——“超级黑”．这种材料能吸收99.8％的光线，当光照射到超黑表面时，它里面的碳纳米管阵列会把光子“困”在其中，直至被完全吸收，所有立体物质涂上它后，看上去都像是二维平面图，犹如黑洞一般．下列说法正确的是（　　） A.该材料只能吸收可见光 B.该材料是黑色的，能反射所有的色光 C.人看不见立体物体是因为没有了反射光线 D.该材料只能吸收红外线 39 (2023江苏省苏州市期中考试) 如图将红、________、绿三种色光照在白纸上，中间相互重叠区域会出现白色；春日，花红柳绿，花呈红色是因为花________（吸收／反射）了红色光；红光在真空中的传播速度________（大于／等于／小于）。 40 (2024江苏省无锡市期末考试) 如图用红色激光笔照射外层无色透明、内层绿色透明的双层气球，观察到绿色气球爆破。说明红光 （选填“可以”或“不可以”）穿过无色透明气球，绿色气球爆破说明光可以传递 。 随练 41 (2023江苏省苏州市期末考试) 夜晚的扬子公园，悬挂在高处的灯筒在地面上投射出红花绿叶的美丽图案。灯筒结构如图所示：不透明外壳内有一白炽灯，灯筒底部为带有彩色图案的玻璃。若将灯筒内白炽灯更换为绿色光源，灯筒将在地面上投射出（　　） A.红花黑叶 B.黑花绿叶 C.红花绿叶 D.黑花黑叶 42 (2023江苏省无锡市省锡中实验学校期中考试) 在“人面桃花相映红”这句诗中，用光学知识解释桃花红的原因是（　　） A.桃花自己能发出红光 B.桃花反射红光 C.桃花吸收红光 D.以上说法都不对 43 (2023江苏省苏州市期中考试) 如图所示，舞台上演员在灯光照射区域（A区、B区、C区）翩翩起舞，下列对舞蹈演员影子区域呈现的颜色说法正确的是（　　） A.都为黑色 B.都为红色 C.都为绿色 D.有红色、黑色、绿色 看不见的光 例题 44 下列关于红外线和紫外线在生活中的应用的说法中，正确的是（　　） A.电视遥控器是靠紫外线来实现对电视机遥控的 B.红外线、紫外线都能穿过所有物体 C.红外线、紫外线和可见光不一样，遇到障碍物不能发生反射现象 D.钞票上隐藏的荧光标记在紫外线的照射下会显现出来 45 验钞机发出的“光”能使钞票上的荧光物质发光；家用电器的遥控器发出的“光”，能用来控制电风扇、电视机、空调等。对于它们发出的“光”，下列说法中正确的是（　　） A.遥控器和验钞机发出的“光”相同 B.验钞机发出的“光”可用来杀灭细菌 C.验钞机发出的“光”具有热效应 D.遥控器发出的“光”具有荧光效应 46 (2020北京市丰台区中考一模) 请阅读《红外线与红外测温仪》并回答问题。 红外线与红外测温仪 2020年春节前夕，一场突如其来的新冠肺炎疫情打破了往日生活的平静。为了尽快控制疫情蔓延，全国上下团结一致众志成城，经过各方努力，国内的新冠肺炎疫情得到了有效控制。在各种防控措施中，体温筛查是疫情检测的第一关，而红外测温仪在其中发挥着重要的作用。那么红外测温仪是如何工作的？为此我们先要了解红外线的有关知识。 红外线是一种不可见光，它与微波、可见光、x射线一样都是电磁波大家族中的一员，其波长范围是760nm~1mm，介于红光和微波之间。由于分子的无规则运动，在自然界中，一切温度高于绝对零度(-273.15℃)的物体，其表面在不断的向周围空间辐射红外线。而且，物体的温度越高，辐射出来的红外线能量就会越强。红外测温仪就是基于物体辐射红外线能量大小与物体表面温度的对应关系，来测定物体表面温度的。 如图所示，是生活中常见的红外测温仪的外观和工作结构示意图。红外测温仪一般由光学系统、光电探测器、信号放大及处理器、显示部分构成。光学系统能够会聚被测物体辐射的红外线，光电探测器将接收到的红外信号转变为电信号，电信号再经过放大和计算处理转变为温度值显示出来。 虽然红外测温仪在使用上方便快捷，但若使用不当也会出现较大的数值偏差。例如，强烈的阳光照射、不正确的测量角度和距离、大气中的水蒸气和灰尘对红外线的吸收作用等，都会对红外测温仪的测量结果产生影响。因此，红外测温仪测量的数据仅用于初步筛查，不能作为医学诊断数据。一旦发现体温偏高者，还应使用测量精度较高，稳定性较好的玻璃体温计进行复查和确认。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）红外线是一种_______（选填“电磁波”或“声波”）。 （2）0℃的冰________（选填“能”或“不能”）向外界辐射红外线。 （3）红外测温仪中的光学系统对红外线有_______作用（选填“会聚”或“发散”）。 （4）为了尽量减小红外测温仪测量数值的偏差，请你提出一个合理的建议：______。 47 (2021北京市东城区期末考试) 科普阅读题 红外线的发现 　　1666年，人们发现太阳光（白光）是由各种颜色的光复合而成的。同时，牛顿做出了单色光在性质上比白色光更简单的著名结论，并使用分光棱镜把太阳光（白光）分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各色单色光。 　　1800年，英国物理学家F.W.赫胥尔从热的观点来研究各种色光时，发现了红外线。他在研究各种色光的热量时，有意地把暗室的唯一的窗户用暗板堵住，并在板上开了一个矩形孔，孔内装一个分光棱镜。当太阳光通过棱镜时，便被分解为彩色光带。赫胥尔用温度计去测量不同颜色光带处的温度。 　　为了与环境温度进行比较，赫胥尔在彩色光带附近放几支作为比较用的温度计来测定周围环境温度。实验中他偶然发现一个奇怪的现象：放在红光光带外侧的一支温度计，比室内其他位置的温度都高。经过反复试验，这个热量最多的高温区，总是位于彩色光带最边缘处红光光带的外侧。于是他宣布太阳发出的辐射中除可见光线外，还有一种人眼看不见的“热线”，这种看不见的“热线”位于红色光带外侧，叫做红外线。 　　经过后来科学家的继续研究发现红外线是一种电磁波，具有与无线电波及可见光一样的本质。实验表明，只要是温度高于绝对零度的物体，总是要或多或少地辐射出红外线来。红外线的发现是人类对自然认识的一次飞跃，对研究、利用和发展红外技术领域开辟了一条全新的广阔道路。红外线在通讯、探测、军事等方面有广泛的用途，如红外线测距仪、红外制导导弹等。 阅读短文，回答下列问题。 （1）红外线在空气中的传播速度约为________m/s。红外线测距仪就是利用红外线的传播来工作的，它会对准某一目标，发出一束红外线，经目标反射后红外线返回仪器时又被探测到。仪器测得红外线往返时间为2.8×10－7s，这时目标与仪器之间的距离是________m。 （2）下列关于红外线说法中正确的是________。 A．红外线的传播不需要介质 B．医院病房主要利用红外线的热效应进行杀菌消毒的 C．只有高温物体才能辐射出红外线 （3）请列举出生活中红外线还有哪些应用？（至少写出一个，文中提到的除外） ________________________________________________________________。 随练 48 (2023江苏省苏州市期中考试) 人眼看不到的光在生活中有许多应用。下列说法正确的是（　　） A.遥控器控制电视机利用了红外线 B.体检时拍X光片利用了紫外线 C.“测温枪”可发出红外线来测量体温 D.因为紫外线可使荧光物质发光，所以医院用紫外灭菌灯消毒 49 (2023江苏省无锡市省锡中实验学校期中考试) 公厕节水装置又叫做厕所节水器，传统的冲洗方法是长流水，日耗水量较大，消耗严重。安装了远红外节水器以后，当有人用厕时远红外传感器接收到人体信号，即对便池自行冲洗7秒，当用厕人使用完毕离开，再自动冲洗7秒，以保证节水和卫生。下列不可见光的应用与此原理相同的是（　　） A.电视机遥控器 B.使钞票上的荧光物质发光，用于防伪 C.医院手术室、病房里的杀菌消毒灯 D.医用B超仪检查身体 50 （多选）在如图所示的四个实例中，利用紫外线工作的是（　　） A.人体热谱图 B.倒车雷达 C.验钞机 D.医用杀菌灯 51 (2020北京市清华附其他) 请阅读《红外线与红外测温仪》并回答问题． 红外线与红外测温仪 2020年春节前夕，一场突如其来的新冠肺炎疫情打破了往日生活的平静．为了尽快控制疫情蔓延，全国上下团结一致众志成城，经过各方努力，国内的新冠肺炎疫情得到了有效控制．在各种防控措施中，体温筛查是疫情检测的第一关，而红外测温仪在其中发挥着重要的作用．那么红外测温仪是如何工作的？为此我们先要了解红外线的有关知识． 红外线是一种不可见光，它与微波、可见光、X射线一样都是电磁波大家族中的一员，其波长范围是760nm～1mm，介于红光和微波之间．由于分子的无规则运动，在自然界中，一切温度高于绝对零度（－273.15℃）的物体，其表面在不断的向周围空间辐射红外线．而且，物体的温度越高，辐射出来的红外线能量就会越强．红外测温仪就是基于物体辐射红外线能量大小与物体表面温度的对应关系，来测定物体表面温度的． 如图所示，是生活中常见的红外测温仪的外观和工作结构示意图．红外测温仪一般由光学系统、光电探测器、信号放大及处理器、显示部分构成．光学系统能够会聚被测物体辐射的红外线，光电探测器将接收到的红外信号转变为电信号，电信号再经过放大和计算处理转变为温度值显示出来． 虽然红外测温仪在使用上方便快捷，但若使用不当也会出现较大的数值偏差．例如，强烈的阳光照射、不正确的测量角度和距离、大气中的水蒸气和灰尘对红外线的吸收作用等，都会对红外测温仪的测量结果产生影响．因此，红外测温仪测量的数据仅用于初步筛查，不能作为医学诊断数据．一旦发现体温偏高者，还应使用测量精度较高，稳定性较好的玻璃体温计进行复查和确认． 请根据上述材料，回答下列问题： （1）红外线是一种________（选填“电磁波”或“声波”）． （2）0℃的冰________（选填“能”或“不能”）向外界辐射红外线． （3）红外测温仪中的光学系统对红外线有________作用（选填“会聚”或“发散”）． （4）为了尽量减小红外测温仪测量数值的偏差，请你提出一个合理的建议：________． 课堂小结 1、光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质，或光在不均匀介质中传播时，传播方向会发生偏折； 2、光的折射特点： （1）折射光线、入射光线和法线在同一平面内 （2）折射光线和入射光线分居在法线两侧； （3）空气中的角较大； 3、光的色散：太阳光经三棱镜折射后，会形成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光； 4、看不见的光：红外线和紫外线。 拓展 52 (2024北京市朝阳区期末考试) 如图甲所示，起初茶碗看起来是空的，但当你慢慢往茶碗中倒水时，就会发现碗中还藏着一枚硬币，如图乙所示。关于上述现象的解释，下列说法正确的是（　　） A.起初看不到硬币是由于人眼发出的光未射到硬币上 B.后来看到了硬币是由于人眼发出的光射到了硬币上 C.后来看到的硬币是由于光的反射形成的虚像 D.后来看到了硬币是由于硬币反射的光在水面处发生了偏折 53 (2020江苏省南京市期末考试) 如图所示，OA、OB和OC是射到空气和玻璃界面上的入射光线、反射光线和折射光线三条光线，则 是空气和玻璃的交界面，界面的右侧为 （选填“空气”或“玻璃”），入射角为 度，折射角为 度。 54 (2024北京市西城区期末考试) 如图所示的光现象中，由于光的折射形成的是（　　） A.在地球上观察到的月食 B.十七孔桥在水中的“倒影” C.透过露珠看到的“花朵” D.通过后视镜观察车后的路况 55 (2023北京市中考真题) 一束单色光从空气斜射入水中的情境如图所示。下列说法正确的是（　　） A.BO是入射光，OA是反射光 B.AO是入射光，OC是折射光 C.∠AOM是入射角，∠BON是反射角 D.光若沿CO入射，将沿OA和OB射出 56 (2020北京市人大附其他) 小刚和小红一同完成了如下实验：把一枚硬币放在一个没有盛水的杯子底部，然后把杯子放在水平桌面上，小刚注视着硬币慢慢向远处移动，到眼睛刚好看不到硬币时停止移动．小刚保持头部不动，此时小红缓缓地向杯中倒水，倒着、倒着，小刚又重新看到杯底的硬币．要用作图的方法来解释这个实验现象，图中的4幅光路图中，能对上述实验现象做出正确解释的是（　　） A. B. C. D. 57 (2019北京市海淀区十一学校月考卷) 当光从空气斜射入水中（玻璃）时，在交界面上会同时发生反射和折射，如图1甲，此时折射角β小于入射角α，当入射角增大时，折射角随之增大，但入射角总是大于折射角，该现象形成的原因是不同介质对光的折射能力强弱不同，相对于空气，水（玻璃）对光的折射能力更强，根据光路可逆原理，如图1乙所示，当光线从水（玻璃）斜射入空气里时，折射角β大于入射角α，入射角增大时，折射角随之增大。当入射角增大到某值时（小于90°），折射角会增大到90°，若继续增大入射角，此时空气中没有折射光射出，光线全部反射回水（玻璃），如图1丙，这种现象叫做光的全反射，折射角等于90°时的入射角称为临界角。当光从水或玻璃射入空气时，只要入射角大于等于临界角，光就会发生全反射。 人们利用光的全反射的现象制成了光缆，用于通信等方面。光在均匀透明的玻璃棒中传播，即可在弯曲的玻璃棒的光滑内壁上，借助于接连不断地全反射，可以将光从一端传导到另一端，即使棒的截面直径很小，甚至到微数量级，传导的效果也不变，这种导光的细玻璃丝称为光导纤维如图2所示。光导纤维已成为一种新的光学基本元件，在光通信，光学窥视及光学特殊照明等方面有重要的应用。荣获2009年诺贝尔物理学奖的华裔科学家高锟在此方面贡献突出，被世界誉为“光纤通讯之父”。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）当光从空气斜射入水中时，________（选填“会”或“不会”）发生全反射。 （2）光发生全反射时，入射角________临界角（选填“大于等于”、“小于等于”）。 （3）根据你对全反射现象的理解，对比空气和玻璃，则光导纤维中，________（选填“外套”或“内芯”）对光的偏折能力强。 58 红外线和紫外线都是人眼看不到的光，下列说法正确的是（　　） A.红外线和紫外线的传播一定需要介质 B.红外线能使荧光材料发光 C.医院经常使用红外线灯灭菌消毒 D.电视机遥控器是利用红外线工作的 59 (2022北京市通州区期末考试) 阅读下面短文，并回答题： 虹霓小史 雨后初霁，我们常常会看见天上出现美丽的七色彩虹，这给人们带来了许多美好的遐想．我国早在殷代甲骨文里就有关于虹的记载，当时把虹字形象地写成“＝”，那时的人们认为彩虹是女娲补天炼五色石，五色石发出的彩光．到了唐代，人们对彩虹有了比较科学的解释．唐初孔颖达（574—648）在《礼记注疏•月令》中写道：“若云薄漏日，日照雨漏则虹生．”这里已粗略地揭示了彩虹的成因．在欧洲，英国科学家罗吉尔•埔想（1214～1292）最早指出彩虹是由太阳光照射空中的雨滴，发生反射和折射现象而形成的．笛卡尔在1637年用玻璃球注入水来进行实验，得出水对光的折射指数，并能准确计算出彩虹的角度，但无法解释彩虹的七彩颜色．后来牛顿用玻璃棱镜把太阳光散射成彩色光之后，关于彩虹形成的光学原理全部被揭示了出来． 当空气中富集了大量的水汽，也就是水的小液滴时，太阳光以较小的角度照射到小水滴上，就会形成彩虹，天空中有时会出现两道彩虹，较明显的那一道是主虹，叫作“虹”，暗一些的是副虹，叫作“霓”，如图1所示． 当光折射进入水滴后，有一部分会直接穿过，另一部分光在水滴的另一侧内表面发生反射，从入射面再折射出来．白光在发生折射时，由于各种色光的折射率不同，会分散成七种不同颜色的光，它们呈半圆形，在空中很漂亮地排列起来，形成虹．常见的虹色带分明，主要呈现七种颜色，红的排在最外面，接下来分别是橙、黄、绿、青、蓝、紫． 当光进入水滴后，经过水滴内壁的两次反射，再从折射面折射出来，形成霓（见图2乙）．霓的色带半圆紫的排在最外面，接下来分别是蓝、青、绿、黄、橙、红，这与虹的色带刚好相反．由于霓比虹反射多一次，光线的强度较弱，所以有时也只能看到虹，看不到霓． （1）根据文中对虹和霓的描述可知，图1中标记“________”（选填“1”或“2”）的那道彩虹称为“霓”． （2）白光经水珠折射之后，会分解为不同颜色的光，主要是因为________不同． （3）从图2中可以分析出：要想看到彩虹，观察者必须要________（选填“面”或“背”）对着太阳．所以，我们看到黄昏时的彩虹，它总是出现在________（选填“东”或“西”）方的天空上． 1 高小思的专属讲义 . 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第10讲_光的折射和色散 辅导讲义（解析版） 主讲内容 光的折射 光的色散 第10讲_光的折射和色散 [解析版] 课程目标 1．掌握探究光的折射实验 2．能够辨析生活中的折射与反射现象 3．了解光的色散现象，并知道两种看不见的光的特点 知识图谱 课堂引入 你知道小猫身上七彩的光是怎么形成的吗？ 光的折射 知识精讲 一．光的折射 1．光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质或者在不均匀介质中传播时，传播方向会发生偏折，这种现象就叫做光的折射。光的折射遵循折射规律。 2．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）“分居”：折射光线和入射光线分居在法线两侧； （3）角度关系：光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线偏折，入射角大于折射角；光从其他介质斜射入空气中时，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角；且折射角随着入射角的增大而增大。 O 折射光线   水     法线 入射光线 入射角 折射角 空气 3．光路可逆：如果有一道光沿上图水中按折射光线向空气中照射，那么这道光会按上图的入射光线发生折射，也就是光路可以互相逆转。 二．人眼受骗现象 1．海市蜃楼；看见落到地平线下的太阳； 2． 斜插在水中的筷子在水中部分看起来向上弯；水中鱼的位置看起来比实际的高一些；叉鱼的时候瞄准鱼的下方；池水变“浅”了； 3．人们利用光的折射制成了三棱镜、放大镜、望远镜、显微镜、照相机、投影仪、近视眼镜、老花镜等。 光的折射实验 例题 1 (2024北京市海淀区期末考试)[多选题] （多选）一束单色光从空气斜射入水中的情境如图所示。下列说法正确的是（　　） A.∠NOB是反射角，∠NOC是折射角 B.∠AOM一定小于∠NOC C.OB是反射光，OC是折射光 D.若光沿CO入射，将沿OA和OB射出 2 (2024北京市东城区期末考试) 兴趣小组的同学们探究“光从空气斜射入水和油时，哪种液体对光的偏折本领较大”（入射角相同时，折射角越小，偏折本领越大）。小明提出如下实验方案：先让一束单色光从空气直接斜射入透明的空水槽中，记录下此时光斑位置（如图甲所示）；接着倒入水，记录对应的光斑位置；倒掉水后再倒入油，记录光斑位置，通过分析就可得到实验结论。经讨论，同学们认为这一方案是可行的，于是进行了探究实验。 （1）要实现探究目标，他们应选择图乙中的图________（选填字母序号）进行实验。 （2）同学们正确操作并多次实验后，发现每次记录的容器底部三个光斑的位置均在入射点O的正下方左侧，且从左向右依次是在空气、水、油中的光斑。经分析可知：光从空气斜射入水和油时，________对光的偏折本领较大，理由是：________（可借助光路图辅助说明）。 3 (2022北京市朝阳区期末考试) 小阳用图所示的实验装置探究光的折射特点，他让一束光从空气中以不同角度射入水中，将入射角与折射角记录在表中． （1）图所示的实验中的入射角是________度； （2）当光从空气垂直射入到水中时，光的传播方向________（选填“改变”或“不变”），理由是________； （3）当光从空气射入水中的入射角为70°时，折射角________40°（选填“大于”、“等于”或“小于”）． 入射角/° 0 30 40 50 折射角/° 0 25 33 40 空气射入水中 4 (2023北京市怀柔区期末考试) 如图所示的装置，小聪同学利用光具盘探究“光从空气斜射入玻璃中时，折射角随入射角变化的关系”，实验中，光具盘除了能读出入射角和折射角大小外，还具有显示光路的作用，小聪经过多次实验后记录了如表数据： 入射角α 15° 30° 45° 60° 折射角β 10.5° 20.7° 30° 37.8° （1）分析表格中的数据，你能得出的实验结论（写出一条即可）：________； （2）当光以35°的入射角从空气射入玻璃中时，其折射角________（选填“大于”、“小于”或“等于”）； （3）当光以的入射角从玻璃射入空气中时，其折射角等于________。 5 (2023河北省石家庄市期末考试)[复合题] 小明想研究“看到的水中物体的位置是否和观察者的位置有关”，他选择了一块涂有白漆的铁板、水槽、红色和蓝色的两块圆形小磁铁等器材进行实验。小明把红色磁铁吸在铁板上，然后将铁板竖直放入水中后，站在水槽旁进行观察。 (1) 如图甲所示，他看到红色磁铁的像为，请在图甲中画出人眼看到的大致光路图。 (2) 为了确定红色磁铁的像的位置，小明进行了以下操作： ①将蓝色磁铁吸在水面上方的铁板上（如图乙所示），可观察到磁铁在水中的像，该像的位置与观察者的位置________（选填“有关”或“无关”）。 ②保持观察者位置不变，移动，直至观察到的像与________（选填“”或“”）重合。鉴于本实验的目的，下一步应该进行的操作是________。 随练 6 (2023北京市景山学校朝阳学校期中考试)[多选题] 光从空气射向透明玻璃时，通常会同时发生反射和折射现象。下列说法中正确的是（　　） A.反射光线、折射光线与入射光线和法线都在同一平面内 B.当入射角增大时，反射角和折射角都会增大 C.在反射现象和折射现象中，光路都是可逆的 D.光束垂直射向透明玻璃时，反射角和折射角都是90° 7 (2023河北省石家庄市八十九中期末考试) 如图是光在空气和水的界面发生反射和折射的光路图，。图中的入射光线是________；反射角大小是________；折射光线在________（填“水”或“空气”）中。 8 (2023山东省泰安市期中考试)[复合题] 某同学探究光的折射实验，让光从空气射入水。通过实验还得到如表数据，分析表中数据，可得出结论： 入射角 反射角 折射角 (1) 光从空气斜射到水面时，将同时发生________和________现象。 (2) 光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的增大而________，且折射角________（均选填“大于”“等于”或“小于”）入射角。 (3) 小明同学想继续探究“光从空气斜射入水和油时，哪种液体对光的偏折本领较大”。提出如下实验方案：先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中，记录下光斑位置（如甲图所示）；接着分别倒入水和油，记录对应的光斑位置，再通过分析就可得到实验结论。经讨论，同学们认为这一方案是可行的，于是进行了探究实验： ①要实现探究目的，他们应选择图乙中的（选填字母序号）________两图示实验。 ②实验时，同学们在水槽底部贴上一把自制纸质刻度尺，这样做的目的是为了便于确定折射光线的位置，直接读出斑点移动的距离。某小组同学正确实验后，所记录的三次光斑的相对位置如图丙所示，经分析可知：光从空气斜射入水和油时，________对光的偏折本领较大。 光的折射作图 例题 9 (2023北京市西城区中考二模) 如图所示，将标有等距的36个小格的圆形硬塑料板ENFM竖直放置在玻璃水槽中，让水面刚好与塑料板上的直线EF重合。用激光笔贴着硬塑料板射出一束光沿AO方向射向水面，同时发生反射和折射现象。其中，________（选填“反射”或“折射”）光线会沿着OB方向射出；反射角为________度。 10 (2023北京市朝阳区期末考试) 如图所示，一束光射入杯中，在杯底形成光斑。逐渐往杯中加水，则观察到的光斑将会（　　） A.向右移动 B.向左移动 C.向上移动 D.原位不动 11 (2023北京市东城区期末考试) 图中，正确表示了光从空气进入玻璃中的光路图是（　　） A. B. C. D. 12 (2023江苏省苏州市期末考试) 如图，AO是一条入射光线，画出AO射到水面后对应的反射光线和大致的折射光线。 随练 13 (2019全国章节测试卷) 如图所示，在平静的湖面上方有一盏路灯，潜水员在水下E处看到了路灯的像，图中A、B两点________（选填“A”或“B”）是像所在的位置，路灯的像是________（选填“实像”或“虚像”）．在图中画出水下E处的潜水员看到路灯的光路图． 14 (2023山东省泰安市文星中学期中考试) 如图，人眼在A点，看到水中S点所成的像在S′位置，请作出由S点发出的光进入人眼的光路图。 15 (2023江苏省无锡市江南中学期末考试) 海洋公园内，北极熊站立在方形透明水族箱内，头在水面上、身体在水面下。水族箱外的游客居然看到了北极熊“身首异处”的奇异场景，如图所示，游客看到熊身体的光路图是（　　） A. B. C. D. 生活中的折射现象辨析 例题 16 (2023北京市丰台区中考二模) 如图所示的光现象中由于光的折射形成的是（　　） A. 日晷上呈现指针的影子 B. 故宫角楼在水中的倒影 C. 宇航员透过水球成像 D. 皮影在幕布上形成影子 17 (2024北京市怀柔区期末考试)[多选题] （多选）如图所示，关于光现象及其解释，下列描述正确的是（　　） A.甲图中是漫反射现象，不遵循光的反射定律 B.乙图中“立竿见影”现象是由光的直线传播形成的 C.丙图中平静水面上的倒影是光的反射现象 D.丁图中“折断的铅笔”是光的折射现象 18 (2020北京市人大附其他) 在一个干枯的井底正中央P点趴着一只背蛙，井上一只狗，青蛙恰好看不到狗．它能看到的视野范围如图所示．天降大雨时井中全部灌满水，若青蛙和狗都保持原来位置不动，下面说法不正确的是（　　） A.发生了光的折射，青蛙可以看到狗 B.发生了光的折射，青蛙的视野范围变大 C.发生了光的折射，狗不一定能看到青蛙 D.发生了光的折射，狗一定能看到青蛙 19 (2023江苏省无锡市锡山高级中学实验学校期末考试) 诗句“大漠孤烟直，长河落日圆”展现了一幅美丽的画卷。其实诗人观察到的落日并非太阳的实际位置（如图所示），而是太阳光经过不均匀的大气层发生了________现象所成的________（选填“实”或“虚”）像，太阳实际在图中________（选填“甲”或“乙”）位置。（大气层位置越高空气越稀薄） 随练 20 (2024北京市石景山区期末考试) 如图所示的现象中，主要由于光的折射形成的是（　　） A. B. C. D. 21 (2020北京市人大附其他)[多选题] 下列现象中，属于光的折射现象的是（　　） A.站在游泳池边的人看到游泳池中的水很浅 B.清晨，我们看到地平线上刚刚升起的太阳 C.汽车在倒车时，司机利用后视镜观察年后的景物 D.护士用水银体温计为病人测量体温后观察体温计的示数 22 (2023江苏省苏州市期末考试) 古诗词中很多名句蕴含着丰富的物理知识，下列诗句从物理学的角度解释正确的是（　　） A.潭清疑水浅，荷动知鱼散——“水浅”是由于光的折射造成的 B.大漠孤烟直，长河落日圆——诗人看到的“落日”是光经过大气发生反射而成的像 C.绿树荫浓夏日长，楼台倒影入池塘——“阴浓”是光的色散形成的 D.床前明月光，疑是地上霜——“明月光”说明月亮是天然光源 23 (2023山东省泰安市文星中学期中考试) 小明在平静的湖边看到“云在水中飘，鱼在水中游”，对于这一有趣现象的形成，下列说法正确的是（　　） A.云和鱼都是由光的反射形成的 B.云是虚像，鱼是实像 C.云和鱼都是由光的折射形成的 D.云和鱼都虚像 全反射 例题 24 (2021北京市通州区期末考试) 请阅读《全反射与光导纤维》并回答问题。 全反射与光导纤维 1870年的一天，英国物理学家丁达尔，他做了一个简单的实验：在装满水的木桶上钻个孔，然后用灯从桶上边把水照亮。结果使观众们大吃一惊。人们看到，发光的水从水桶的小孔里流了出来，水流弯曲，光线也跟着弯曲，光居然被弯弯曲曲的水俘获了。 人们曾经发现，光能沿着从酒桶中喷出的细酒流传输；人们还发现，光能顺着弯曲的玻璃棒光纤前进。 这是为什么呢？难道光线不再直进了吗？这些现象引起了丁达尔的注意，经过他的研究，发现光从水中射向空气，当入射角增大时，折射角也增大，但折射角先增大到90°，此时，折射光线消失，只剩下反射光，这种现象称为全反射现象。刚好发生全反射时的入射角叫做临界角。只有入射角大于或等于临界角时，才会发生全反射现象。由于光从水中射向空气中时，光在水流中发生了多次全反射，表面上看，好像光在水流中弯曲前进。 后来人们制造出一种透明度很高、直径1～100μm的玻璃丝——玻璃纤维。当光线以合适的角度射入玻璃纤维时，光就沿着弯弯曲曲的玻璃纤维前进。由于这种纤维能够用来传输光线，所以称它为光导纤维。 光导纤维在现代技术中有着广泛的应用，一根直径不到1.3cm的由32根光纤组成的光缆，能容纳50万对用户同时通话，或者同时传送5000个频道的电视节目。另外，光纤还具有不受电磁干扰、保密性强、耐腐蚀、柔软易铺设、原料充足和成本低廉等特点。 除通信领域外，光纤还有许多其他的应用。例如，“传能光纤”可以传递高功率的激光能量，广泛应用于激光加工机、激光手术刀等；“传像光纤”的光纤束可用来传递图像，用于医学上的肠镜、胃镜检查和海关、机场等的安全监控等。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）一束光从水中斜射入空气中时，入射角________折射角；（选填“大于”或“小于”） （2）丁达尔实验中“水流弯曲，光线也跟着弯曲”，其原因是光在水中发生了________； （3）“当光线以合适的角度射入玻璃纤维时，光就沿着弯弯曲曲的玻璃纤维前进。”这个合适的角度满足的条件是：________； （4）请利用光能沿着弯曲玻璃纤维前进的特点，设计一个应用于生活中的工具。 25 [复合题] 阅读《光的全反射》，回答： 光的全反射 　　如图1所示，当光线从玻璃斜射入空气里的时候，一部分光会进入空气里发生折射，此时折射角β大于入射角α。若入射角增大时，折射角也随之增大，当入射角增大到某值时（小于90°），折射角会增大到90°。若继续增大入射角，此时空气中没有折射光射出，光线全部反射回玻璃，这种现象叫做光的全反射。折射角等于90°时的入射角称为临界角。当光从水或玻璃射入空气时，只要入射角大于临界角，光就会发生全反射。 　　海面上出现的海市蜃楼奇景如图2所示，就是因为光的在空气层中多次折射和全反射而形成的自然景观，在夏季，白昼海水温度比较低，所以在海面上方的空气出现下冷上暖的现象．由于空气的热胀冷缩，因此空气层下密上疏。景物的光线先由密的空气层逐渐折射进入稀的空气层，并在上层发生了全反射，光线又折回到下层密的气层中来，经过这样弯曲的线路，最后投入人的眼中，由于人的视觉总是感到物像是来自直线方向的，因此看到的“景物”比实物抬高了许多。 　　人们利用光的全反射的现象制成了光缆，用于通信等方面。光在均匀透明的玻璃棒中传播，即可在弯曲的玻璃棒的光滑内壁上，借助于接连不断地全反射，可以将光从一端传导到另一端，即使棒的截面直径很小，甚至到微米数量级，传导的效果也不变，这种导光的细玻璃丝称为光导纤维如图3所示。 　　光导纤维束已成为一种新的光学基本元件，在光通信、光学窥视及光学特殊照明等方面有重要的应用，荣获2009年诺贝尔物理学奖的华裔科学家高锟在此方面贡献突出，被世界誉为“光纤通讯之父”。 请根据上述材料，回答下列问题： (1) 光发生全反射时，入射角________临界角。（选填“大于”“等于”或“小于”） (2) 海市蜃楼情景中，人眼看到的空中的“景物”是________像。（选填“实”或“虚”） (3) 请你写出光纤的一些具体的应用________________________。 26 (2020北京市日坛中学､日坛实验期中考试) 请阅读下面短文，回答问题． 当光从空气斜射入水中（玻璃）时，在交界面上会同时发生发射和折射，如图甲，此时折射角β小于入射角α，当入射角增大时，折射角随之增大，但入射角总是大于折射角，该现象形成的原因是不同介质对光的折射能力强弱不同，相对于空气，水（玻璃）对光的折射能力更强，根据光路可逆原理，如图乙所示，当光线从水（玻璃）斜射入空气里时，折射角β大于入射角α，入射角增大时，折射角随之增大，当入射角增大到某值时（小于90°），时角会增大到90°，若继续增大入射角，此时空气中没有折射光射出，光线全部反射回水（玻璃），如图丙，这种现象叫做光的全反射，折射角等于90°时的入射角称为临界角．当光从水或玻璃射入空气时，只要入射角大于等于临界角，光就会发生全反射． 人们利用光的全反射的现象制成了光缆，用于通信等方面．光在均匀透明的玻璃棒中传播即可在弯曲的玻璃棒的光滑内壁上，借助于接连不断地全反射，可以将光从一端传导到为光导到另一端，即使棒的截面直径很小，甚至到微数量级，传导的效果也不变，这种导光的细玻璃丝称为光导纤维如图所示．光导纤维已成为一种新的光学基本元件，在光通信，光学窥视及光学特殊照明等方面有重要的应用，荣获2009年诺贝尔物理学奖的华裔科学家高锟在此方面贡献突出，被世界誉为“光纤通讯之父” 请根据上述材料，回答下列问题： （1）当光从空气垂直射入水中时，入射角为________度 （2）当光从空气斜射入水中时，________（选填“会”或“不会”）发生全反射 （3）当光发生全反射时，入射角________临界角（选填“大于等于”、“小于等于”或“等于”） （4）根据你对全反射现象的理解，对比空气和玻璃，则光导纤维中，________（选填“外套”或“内芯”）对光的偏折能力强 随练 27 阅读下面材料，并回答材料下面的问题。 光纤是光导纤维的简写，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。前香港中文大学校长高锟和George A. Hockham首先提出光纤可以用于通讯传输的设想，高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖。 光导纤维是由纯度极高的石英玻璃（主要成分是二氧化硅）拉制而成的（如图甲所示），粗细大致与人的头发相当，有的直径只有几微米。光纤通信的原理是利用光的全反射现象。当光从玻璃中射向空气时，折射角会大于入射角，并且随着入射角的增大，折射光线越来越暗，反射光线能量越来越强，当入射角大于某一角度时，折射光线消失，全部光线都反射回玻璃中，这就是光的全反射现象。表面上看，光好像在玻璃中弯曲前进（如图乙）。 一根光纤的潜在带宽可达20THz。采用这样的带宽，只需一秒钟左右，即可将人类古今中外全部文字资料传送完毕。诺贝尔奖评委会这样描述：“光流动在细小如线的玻璃丝中，它携带着各种信息数据向每一个方向传递，文本、音乐、图片和视频因此能在瞬间传遍全球。” （1）计算机通过光纤接入互联网，光纤的作用是（ ）。 A．输电 B．通信 C．导热 D．照明 （2）光纤是利用光波在光导纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。光波_________电磁波（选填“属于”或“不属于”），光在真空中的传播速度为__________m/s。 （3）根据文中全反射的定义，请你判断：当光从空气射入水中，逐渐增大入射角时， __________发生全反射（选填“会”或“不会”）。 28 (2019北京市海淀区交大附、清华附中学中考其他模拟) 阅读《光的全反射》，回答下题： 光的全反射 如图所示，当光线从玻璃斜射入空气里的时候，一部分光会进入空气里发生折射，此时折射角β大于入射角α。若入射角增大时，折射角也随之增大，当入射角增大到某值时（小于90°），折射角会增大到90°．若继续增大入射角，此时空气中没有折射光射出，光线全部反射回玻璃，这种现象叫做光的全反射。折射角等于90°时的入射角称为，临界角。当光从水或玻璃射入空气时，只要入射角大于临界角，光就会发生全反射。 海面上出现的海市蜃楼奇景如图所示，就是因为光的在空气层中多次折射和全反射而形成的自然景观。在夏季，白昼海水温度比较低，所以在海面上方的空气出现下冷上暖的现象。由于空气的热胀冷缩，因此空气层下密上疏。景物的光线先由密的空气层逐渐折射进入稀的空气层，并在上层发生了全反射，光线又折回到下层密的气层中来，经过这样弯曲的线路，最后投入人的眼中。由于人的视觉总是感到物像是来自直线方向的，因此看到的“景物”比实物抬高了许多。 人们利用光的全反射的现象制成了光缆，用于通信等方面。光在均匀透明的玻璃棒中传播，即可在弯曲的玻璃棒的光滑内壁上，借助于接连不断地全反射，可以将光从一端传导到另一端，即使棒的截面直径很小，甚至到微米数量级，传导的效果也不变，这种导光的细玻璃丝称为光导纤维如图所示。 光导纤维束已成为一种新的光学基本元件，在光通信、光学窥视及光学特殊照明等方面有重要的应用。荣获2009年诺贝尔物理学奖的华裔科学家高锟在此方面贡献突出，被世界誉为“光纤通讯之父”。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）光发生全反射时，入射角________临界角（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 （2）海市蜃楼情景中，人眼看到的空中的“景物”是________像（选填“实”或“虚”）。 光的色散 知识精讲 一．光的色散 1．光的色散 太阳光经三棱镜折射后，在白屏上出现从上到下红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫依次排列的色光带，这种现象叫做光的色散。三棱镜的色散实验使白光成了红橙黄绿蓝靛紫。 该实验证明了：太阳光是一种色光。 太阳光 白屏 紫 红 2．色光的混合和颜料的混合 （1）色光的三原色：红、绿、蓝，等比例混合后为白色； （2）颜料的三原色：品红、黄、青，等比例混合后为黑色。 3．物体的颜色 （1）透明物体的颜色是由它透过的色光决定的。 （2）不透明体的颜色是由它反射的色光决定的。白色的不透明体反射各种色光；黑色的不透明体吸收各种色光。 4．光谱 太阳光通过棱镜时分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫几种不同颜色的光，这七种颜色按这个顺序排列起来就是光谱。 二．看不见的光 1．红外线：位于红光之外，人眼看不到。 一切物体都在不停地辐射红外线，温度越高，辐射的红外线越多。物体辐射红外线的同时，也在吸收红外线。 红外线的重要特性：①热作用强；②红外线穿透云雾的能力较强；③红外线具有可见光一样的特征，沿着直线传播，被物体反射。应用于加热物品、取暖、摇控、探测、夜视。 2．紫外线：在光谱中位于紫光之外，人眼看不见。 紫外线的重要特征是：①化学作用强；②紫外线的生理作用强，能杀菌、促进人体合成维生素D、照射过量的紫外线对人体有害；③利用紫外线的荧光效应可以用来进行防伪，鉴别古画等。 炽热物体发出的光中都有紫外线；地球上的天然紫外线来自于太阳光，大气层上部的臭氧层阻挡了大量的紫外线进入地球表面。 白光是由色光组成的 例题 29 (2023北京市海淀区中考二模) 下列说法正确的是（　　） A.光在发生漫反射时，反射角不等于入射角 B.光是电磁波，在真空中的传播速度为 C.人离平面镜越近，人在平面镜中所成的像就越大 D.一束太阳光可以通过三棱镜“分解”为不同颜色的光 30 (2024北京市海淀区中考二模) 我国很多诗句蕴含着丰富的物理知识，下列解释正确的是（　　） A.“潭清疑水浅”，“水浅”是由于光的反射形成的 B.“雨霁彩虹卧”，“彩虹”是一种光的色散现象 C.“绿树阴浓夏日长”，绿树下的影子是由于光的折射形成的 D.“池水映明月”，池水中的明月是月亮的实像 31 (2019全国章节测试卷) 通过如图所示的实验探究，我们对太阳光有了更多的了解： （1）太阳光通过三棱镜会分解成彩色光带，这一现象叫做光的________现象，这说明太阳光是由________组成的． （2）光屏上A、B是光带边缘的色光，则A为________光； （3）用温度计测试A色光外侧发现温度计示数升高较为明显，实验表明A色光外侧存在一种不可见光叫________． 32 (2023北京市怀柔区期末考试) 三棱镜是一种重要的光学元件，小丽研究光通过三棱镜时的传播路线，她用红光以一定入射角度射到三棱镜上，光路图如图①所示。改变入射角的度数，光路图分别如图②和③所示。 （1）小丽发现，红光经过三棱镜两次折射后，向三棱镜的________（选填“顶角”或“底面”）偏折。这个规律对于其他的单色光成立吗？小丽选用其他不同的单色光重复上述实验，发现了同样的规律； （2）指导老师提示小丽，可以把凸透镜看成是由两部三棱镜组成的，如图④所示。小丽经过分析得出结论：单色光经过三棱镜两次折射后，也向底面方向偏折，进而理解了凸透镜对光具有________作用的光学原理。 33 (2022北京市海淀区期末考试) 阅读《美丽的虹和霓》，回答问题。 美丽的虹和霓 太阳发出的光经三棱镜折射后，可以形成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光组成的光带，这是光的色散现象，如图1甲所示。这一色散现象说明太阳发出的白光是由不同色光组成的。自然界大部分彩色的光都可以通过红、绿、蓝三种颜色的光按不同比例混合而成，所以这三种色光又被称为光的“三原色”。 自然界中的虹与霓是太阳光发出的白光射入空中的小水珠，经折射和反射后又自水珠射出发生的色散现象，地面上的人看到的出射光呈红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光依次排列的圆弧形彩色光带，如图1乙所示。虹和霓出现在和太阳相对的方向上，它们常常同时出现，但霓的亮度比虹要暗淡一些。 如图2甲是入射光通过小水珠发生折射和反射的光路图。虹是太阳光由大量小水珠的上部射入，经折射—反射—折射后，从小水珠下部射出时产生的，由于紫光的偏折更显著，所以逆着光的传播方向看去，太阳光通大量小水珠的折射—反射—折射后，形成彩色光带的内圈为紫色、外圈为红色。霓是太阳光由大量小水珠的下部射入，折射—反射—反射—折射后，从小水珠射出时产生的，由于紫光的偏折更著，所以逆着光的传播方向看去，太阳光通过大量小水朱的折射—反射—反射—折射后，形成彩色光带的内圈为红色、外圈为紫色。根据上述材料，回答下列问题： （1）雨后天空出现彩虹，这表明太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等不同色光组成的，其中红、绿、 三种颜色的光被称为光的“三原色”； （2）图2甲中，\(\angle 1\)和\(\angle 2\)两个角的关系是：\(\angle 2\) \(\angle 1\)（填“大于”“小于”或“等于”）； （3）图2乙、丙两图中，图 是霓形成的原理图（填“乙”或“丙”）。 随练 34 (2024北京市海淀区期末考试) 关于光的各种现象中，下列说法正确的是（　　） A.壮观的天文现象日全食，是阳光在大气中的折射导致的 B.从不同的位置都能看到黑板上的字，是镜面反射的结果 C.阳光通过棱镜分解成各种颜色的光，说明白光是由多种色光组成的 D.阳光通过茂密的树叶缝隙在地面形成“亮斑”，说明光发生了折射 35 (2024北京市石景山区期末考试)[多选题] （多选）关于图所示光学现象的描述或解释，下列说法中正确的是（　　） A.图甲：牙医利用平面镜观察牙齿的背面，应用了光的折射原理 B.图乙：圭表通过表的影子变化进行计时，应用了光的直线传播的原理 C.图丙：太阳光经三棱镜后可以产生彩色光带，说明白光是由各种色光混合而成 D.图丁：阳光照射到建筑物的玻璃幕墙时造成“光污染”是由于光的漫反射形成 36 (2019全国章节测试卷) 如图所示，一束阳光通过棱镜后的光路如图，在后面的白色光屏上，我们可以看到一条彩色光带，由________________七色光组成，人们把这种现象叫做光的________．同时可以发现三棱镜对不同的色光折射程度不同．其中对________光的折射较小，对________光的折射最大．这一现象说明太阳光是一种________． 37 (2022北京市门头沟区中考二模) 阅读材料，回答问题 光谱学的发展与应用 在牛顿之前，人们对太阳光的颜色及彩虹的成因争论不休。与此同时，大量新的分歧及新的光学现象陆续产生。直到牛顿做出了著名的色散实验——牛顿的三棱镜分解太阳光实验——谜底才得以解开。1666年，牛顿布置了一个房间作为暗室，只在窗板上开一个圆形小孔，让太阳光射入，在小孔后面放一块三棱镜，立刻在后面的墙上形成一条由红、橙、黄、绿、蓝、青、紫七种颜色排开的彩色光带。牛顿查找资料，发现当时对这一现象的解释是：白色的光通过三棱镜后之所以变成依次排列的各色光，并不是白光有复杂成分，而是白光与棱镜相互作用的结果。而牛顿又通过让单色光通过三棱镜后颜色并不发生改变，及利用光路可逆让七种单色通过三棱镜复原为白光的实验，不但驳斥了色散是白光与棱镜相互作用的结果，也证明了白光是一种由多种单色光构成的复色光这一事实。 那色散形成的原因是什么呢？这就需要知道光是什么，光就是电磁波，颜色的本质就是光的频率，由于复色光中拥有各种不同频率的光，而这些光在介质中传播又表现出不同的折射率。因此，当复色光在通过具有不同几何外形的介质传播之后，不同频率的光线会因折射率的不同导致出射角不同而发生色散现象，投映出连续的或不连续的彩色光带。而光带就是不同频率大小的光依次排列的单色光图案，也被称为光学频谱，简称光谱。 牛顿的色散实验，可算是最早的光谱研究了，其后渥拉斯顿和夫琅和费都先后独立地观察到了光谱线。1814～1815年之间，夫琅和费公布了太阳光谱中的许多条暗线，称为夫琅和费暗线。随着科学家们对光谱不断深入的研究，光谱学也逐渐成为光学的一个重要分支学科。实用光谱学是由基尔霍夫与本生在19世纪60年代发展起来的；由于每种原子都有其独特的光谱，犹如人们的“指纹”一样各不相同，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成。这种方法叫做光谱分析。这种方法具有极高的灵敏度和准确度。某种元素在物质中的含量达10－10（10的负10次方）克，就可以从光谱中发现它的特征谱线，因而能够把它检查出来，后来人们还利用这种方法发现了几种当时还未知的元素，并且证明了太阳里也存在着多种已知的元素。光谱分析在科学技术中有广泛的应用。例如，在检查半导体材料硅和锗是不是达到了高纯度的要求时，就要用到光谱分析。相信随着科学技术的发展，光谱学也将在越来越多的领域发挥重要的作用。 （1）牛顿的色散实验说明白光是由________组成； （2）请简述利用光谱可以检验物体所含元素种类的原理________。 物体的颜色 例题 38 (2020北京市清华附其他) 如图是英国某科研人员研发的一种神奇材料——“超级黑”．这种材料能吸收99.8％的光线，当光照射到超黑表面时，它里面的碳纳米管阵列会把光子“困”在其中，直至被完全吸收，所有立体物质涂上它后，看上去都像是二维平面图，犹如黑洞一般．下列说法正确的是（　　） A.该材料只能吸收可见光 B.该材料是黑色的，能反射所有的色光 C.人看不见立体物体是因为没有了反射光线 D.该材料只能吸收红外线 39 (2023江苏省苏州市期中考试) 如图将红、________、绿三种色光照在白纸上，中间相互重叠区域会出现白色；春日，花红柳绿，花呈红色是因为花________（吸收／反射）了红色光；红光在真空中的传播速度________（大于／等于／小于）。 40 (2024江苏省无锡市期末考试) 如图用红色激光笔照射外层无色透明、内层绿色透明的双层气球，观察到绿色气球爆破。说明红光 （选填“可以”或“不可以”）穿过无色透明气球，绿色气球爆破说明光可以传递 。 随练 41 (2023江苏省苏州市期末考试) 夜晚的扬子公园，悬挂在高处的灯筒在地面上投射出红花绿叶的美丽图案。灯筒结构如图所示：不透明外壳内有一白炽灯，灯筒底部为带有彩色图案的玻璃。若将灯筒内白炽灯更换为绿色光源，灯筒将在地面上投射出（　　） A.红花黑叶 B.黑花绿叶 C.红花绿叶 D.黑花黑叶 42 (2023江苏省无锡市省锡中实验学校期中考试) 在“人面桃花相映红”这句诗中，用光学知识解释桃花红的原因是（　　） A.桃花自己能发出红光 B.桃花反射红光 C.桃花吸收红光 D.以上说法都不对 43 (2023江苏省苏州市期中考试) 如图所示，舞台上演员在灯光照射区域（A区、B区、C区）翩翩起舞，下列对舞蹈演员影子区域呈现的颜色说法正确的是（　　） A.都为黑色 B.都为红色 C.都为绿色 D.有红色、黑色、绿色 看不见的光 例题 44 下列关于红外线和紫外线在生活中的应用的说法中，正确的是（　　） A.电视遥控器是靠紫外线来实现对电视机遥控的 B.红外线、紫外线都能穿过所有物体 C.红外线、紫外线和可见光不一样，遇到障碍物不能发生反射现象 D.钞票上隐藏的荧光标记在紫外线的照射下会显现出来 45 验钞机发出的“光”能使钞票上的荧光物质发光；家用电器的遥控器发出的“光”，能用来控制电风扇、电视机、空调等。对于它们发出的“光”，下列说法中正确的是（　　） A.遥控器和验钞机发出的“光”相同 B.验钞机发出的“光”可用来杀灭细菌 C.验钞机发出的“光”具有热效应 D.遥控器发出的“光”具有荧光效应 46 (2020北京市丰台区中考一模) 请阅读《红外线与红外测温仪》并回答问题。 红外线与红外测温仪 2020年春节前夕，一场突如其来的新冠肺炎疫情打破了往日生活的平静。为了尽快控制疫情蔓延，全国上下团结一致众志成城，经过各方努力，国内的新冠肺炎疫情得到了有效控制。在各种防控措施中，体温筛查是疫情检测的第一关，而红外测温仪在其中发挥着重要的作用。那么红外测温仪是如何工作的？为此我们先要了解红外线的有关知识。 红外线是一种不可见光，它与微波、可见光、x射线一样都是电磁波大家族中的一员，其波长范围是760nm~1mm，介于红光和微波之间。由于分子的无规则运动，在自然界中，一切温度高于绝对零度(-273.15℃)的物体，其表面在不断的向周围空间辐射红外线。而且，物体的温度越高，辐射出来的红外线能量就会越强。红外测温仪就是基于物体辐射红外线能量大小与物体表面温度的对应关系，来测定物体表面温度的。 如图所示，是生活中常见的红外测温仪的外观和工作结构示意图。红外测温仪一般由光学系统、光电探测器、信号放大及处理器、显示部分构成。光学系统能够会聚被测物体辐射的红外线，光电探测器将接收到的红外信号转变为电信号，电信号再经过放大和计算处理转变为温度值显示出来。 虽然红外测温仪在使用上方便快捷，但若使用不当也会出现较大的数值偏差。例如，强烈的阳光照射、不正确的测量角度和距离、大气中的水蒸气和灰尘对红外线的吸收作用等，都会对红外测温仪的测量结果产生影响。因此，红外测温仪测量的数据仅用于初步筛查，不能作为医学诊断数据。一旦发现体温偏高者，还应使用测量精度较高，稳定性较好的玻璃体温计进行复查和确认。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）红外线是一种_______（选填“电磁波”或“声波”）。 （2）0℃的冰________（选填“能”或“不能”）向外界辐射红外线。 （3）红外测温仪中的光学系统对红外线有_______作用（选填“会聚”或“发散”）。 （4）为了尽量减小红外测温仪测量数值的偏差，请你提出一个合理的建议：______。 47 (2021北京市东城区期末考试) 科普阅读题 红外线的发现 　　1666年，人们发现太阳光（白光）是由各种颜色的光复合而成的。同时，牛顿做出了单色光在性质上比白色光更简单的著名结论，并使用分光棱镜把太阳光（白光）分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各色单色光。 　　1800年，英国物理学家F.W.赫胥尔从热的观点来研究各种色光时，发现了红外线。他在研究各种色光的热量时，有意地把暗室的唯一的窗户用暗板堵住，并在板上开了一个矩形孔，孔内装一个分光棱镜。当太阳光通过棱镜时，便被分解为彩色光带。赫胥尔用温度计去测量不同颜色光带处的温度。 　　为了与环境温度进行比较，赫胥尔在彩色光带附近放几支作为比较用的温度计来测定周围环境温度。实验中他偶然发现一个奇怪的现象：放在红光光带外侧的一支温度计，比室内其他位置的温度都高。经过反复试验，这个热量最多的高温区，总是位于彩色光带最边缘处红光光带的外侧。于是他宣布太阳发出的辐射中除可见光线外，还有一种人眼看不见的“热线”，这种看不见的“热线”位于红色光带外侧，叫做红外线。 　　经过后来科学家的继续研究发现红外线是一种电磁波，具有与无线电波及可见光一样的本质。实验表明，只要是温度高于绝对零度的物体，总是要或多或少地辐射出红外线来。红外线的发现是人类对自然认识的一次飞跃，对研究、利用和发展红外技术领域开辟了一条全新的广阔道路。红外线在通讯、探测、军事等方面有广泛的用途，如红外线测距仪、红外制导导弹等。 阅读短文，回答下列问题。 （1）红外线在空气中的传播速度约为________m/s。红外线测距仪就是利用红外线的传播来工作的，它会对准某一目标，发出一束红外线，经目标反射后红外线返回仪器时又被探测到。仪器测得红外线往返时间为2.8×10－7s，这时目标与仪器之间的距离是________m。 （2）下列关于红外线说法中正确的是________。 A．红外线的传播不需要介质 B．医院病房主要利用红外线的热效应进行杀菌消毒的 C．只有高温物体才能辐射出红外线 （3）请列举出生活中红外线还有哪些应用？（至少写出一个，文中提到的除外） ________________________________________________________________。 随练 48 (2023江苏省苏州市期中考试) 人眼看不到的光在生活中有许多应用。下列说法正确的是（　　） A.遥控器控制电视机利用了红外线 B.体检时拍X光片利用了紫外线 C.“测温枪”可发出红外线来测量体温 D.因为紫外线可使荧光物质发光，所以医院用紫外灭菌灯消毒 49 (2023江苏省无锡市省锡中实验学校期中考试) 公厕节水装置又叫做厕所节水器，传统的冲洗方法是长流水，日耗水量较大，消耗严重。安装了远红外节水器以后，当有人用厕时远红外传感器接收到人体信号，即对便池自行冲洗7秒，当用厕人使用完毕离开，再自动冲洗7秒，以保证节水和卫生。下列不可见光的应用与此原理相同的是（　　） A.电视机遥控器 B.使钞票上的荧光物质发光，用于防伪 C.医院手术室、病房里的杀菌消毒灯 D.医用B超仪检查身体 50 （多选）在如图所示的四个实例中，利用紫外线工作的是（　　） A.人体热谱图 B.倒车雷达 C.验钞机 D.医用杀菌灯 51 (2020北京市清华附其他) 请阅读《红外线与红外测温仪》并回答问题． 红外线与红外测温仪 2020年春节前夕，一场突如其来的新冠肺炎疫情打破了往日生活的平静．为了尽快控制疫情蔓延，全国上下团结一致众志成城，经过各方努力，国内的新冠肺炎疫情得到了有效控制．在各种防控措施中，体温筛查是疫情检测的第一关，而红外测温仪在其中发挥着重要的作用．那么红外测温仪是如何工作的？为此我们先要了解红外线的有关知识． 红外线是一种不可见光，它与微波、可见光、X射线一样都是电磁波大家族中的一员，其波长范围是760nm～1mm，介于红光和微波之间．由于分子的无规则运动，在自然界中，一切温度高于绝对零度（－273.15℃）的物体，其表面在不断的向周围空间辐射红外线．而且，物体的温度越高，辐射出来的红外线能量就会越强．红外测温仪就是基于物体辐射红外线能量大小与物体表面温度的对应关系，来测定物体表面温度的． 如图所示，是生活中常见的红外测温仪的外观和工作结构示意图．红外测温仪一般由光学系统、光电探测器、信号放大及处理器、显示部分构成．光学系统能够会聚被测物体辐射的红外线，光电探测器将接收到的红外信号转变为电信号，电信号再经过放大和计算处理转变为温度值显示出来． 虽然红外测温仪在使用上方便快捷，但若使用不当也会出现较大的数值偏差．例如，强烈的阳光照射、不正确的测量角度和距离、大气中的水蒸气和灰尘对红外线的吸收作用等，都会对红外测温仪的测量结果产生影响．因此，红外测温仪测量的数据仅用于初步筛查，不能作为医学诊断数据．一旦发现体温偏高者，还应使用测量精度较高，稳定性较好的玻璃体温计进行复查和确认． 请根据上述材料，回答下列问题： （1）红外线是一种________（选填“电磁波”或“声波”）． （2）0℃的冰________（选填“能”或“不能”）向外界辐射红外线． （3）红外测温仪中的光学系统对红外线有________作用（选填“会聚”或“发散”）． （4）为了尽量减小红外测温仪测量数值的偏差，请你提出一个合理的建议：________． 课堂小结 1、光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质，或光在不均匀介质中传播时，传播方向会发生偏折； 2、光的折射特点： （1）折射光线、入射光线和法线在同一平面内 （2）折射光线和入射光线分居在法线两侧； （3）空气中的角较大； 3、光的色散：太阳光经三棱镜折射后，会形成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光； 4、看不见的光：红外线和紫外线。 拓展 52 (2024北京市朝阳区期末考试) 如图甲所示，起初茶碗看起来是空的，但当你慢慢往茶碗中倒水时，就会发现碗中还藏着一枚硬币，如图乙所示。关于上述现象的解释，下列说法正确的是（　　） A.起初看不到硬币是由于人眼发出的光未射到硬币上 B.后来看到了硬币是由于人眼发出的光射到了硬币上 C.后来看到的硬币是由于光的反射形成的虚像 D.后来看到了硬币是由于硬币反射的光在水面处发生了偏折 53 (2020江苏省南京市期末考试) 如图所示，OA、OB和OC是射到空气和玻璃界面上的入射光线、反射光线和折射光线三条光线，则 是空气和玻璃的交界面，界面的右侧为 （选填“空气”或“玻璃”），入射角为 度，折射角为 度。 54 (2024北京市西城区期末考试) 如图所示的光现象中，由于光的折射形成的是（　　） A.在地球上观察到的月食 B.十七孔桥在水中的“倒影” C.透过露珠看到的“花朵” D.通过后视镜观察车后的路况 55 (2023北京市中考真题) 一束单色光从空气斜射入水中的情境如图所示。下列说法正确的是（　　） A.BO是入射光，OA是反射光 B.AO是入射光，OC是折射光 C.∠AOM是入射角，∠BON是反射角 D.光若沿CO入射，将沿OA和OB射出 56 (2020北京市人大附其他) 小刚和小红一同完成了如下实验：把一枚硬币放在一个没有盛水的杯子底部，然后把杯子放在水平桌面上，小刚注视着硬币慢慢向远处移动，到眼睛刚好看不到硬币时停止移动．小刚保持头部不动，此时小红缓缓地向杯中倒水，倒着、倒着，小刚又重新看到杯底的硬币．要用作图的方法来解释这个实验现象，图中的4幅光路图中，能对上述实验现象做出正确解释的是（　　） A. B. C. D. 57 (2019北京市海淀区十一学校月考卷) 当光从空气斜射入水中（玻璃）时，在交界面上会同时发生反射和折射，如图1甲，此时折射角β小于入射角α，当入射角增大时，折射角随之增大，但入射角总是大于折射角，该现象形成的原因是不同介质对光的折射能力强弱不同，相对于空气，水（玻璃）对光的折射能力更强，根据光路可逆原理，如图1乙所示，当光线从水（玻璃）斜射入空气里时，折射角β大于入射角α，入射角增大时，折射角随之增大。当入射角增大到某值时（小于90°），折射角会增大到90°，若继续增大入射角，此时空气中没有折射光射出，光线全部反射回水（玻璃），如图1丙，这种现象叫做光的全反射，折射角等于90°时的入射角称为临界角。当光从水或玻璃射入空气时，只要入射角大于等于临界角，光就会发生全反射。 人们利用光的全反射的现象制成了光缆，用于通信等方面。光在均匀透明的玻璃棒中传播，即可在弯曲的玻璃棒的光滑内壁上，借助于接连不断地全反射，可以将光从一端传导到另一端，即使棒的截面直径很小，甚至到微数量级，传导的效果也不变，这种导光的细玻璃丝称为光导纤维如图2所示。光导纤维已成为一种新的光学基本元件，在光通信，光学窥视及光学特殊照明等方面有重要的应用。荣获2009年诺贝尔物理学奖的华裔科学家高锟在此方面贡献突出，被世界誉为“光纤通讯之父”。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）当光从空气斜射入水中时，________（选填“会”或“不会”）发生全反射。 （2）光发生全反射时，入射角________临界角（选填“大于等于”、“小于等于”）。 （3）根据你对全反射现象的理解，对比空气和玻璃，则光导纤维中，________（选填“外套”或“内芯”）对光的偏折能力强。 58 红外线和紫外线都是人眼看不到的光，下列说法正确的是（　　） A.红外线和紫外线的传播一定需要介质 B.红外线能使荧光材料发光 C.医院经常使用红外线灯灭菌消毒 D.电视机遥控器是利用红外线工作的 59 (2022北京市通州区期末考试) 阅读下面短文，并回答题： 虹霓小史 雨后初霁，我们常常会看见天上出现美丽的七色彩虹，这给人们带来了许多美好的遐想．我国早在殷代甲骨文里就有关于虹的记载，当时把虹字形象地写成“＝”，那时的人们认为彩虹是女娲补天炼五色石，五色石发出的彩光．到了唐代，人们对彩虹有了比较科学的解释．唐初孔颖达（574—648）在《礼记注疏•月令》中写道：“若云薄漏日，日照雨漏则虹生．”这里已粗略地揭示了彩虹的成因．在欧洲，英国科学家罗吉尔•埔想（1214～1292）最早指出彩虹是由太阳光照射空中的雨滴，发生反射和折射现象而形成的．笛卡尔在1637年用玻璃球注入水来进行实验，得出水对光的折射指数，并能准确计算出彩虹的角度，但无法解释彩虹的七彩颜色．后来牛顿用玻璃棱镜把太阳光散射成彩色光之后，关于彩虹形成的光学原理全部被揭示了出来． 当空气中富集了大量的水汽，也就是水的小液滴时，太阳光以较小的角度照射到小水滴上，就会形成彩虹，天空中有时会出现两道彩虹，较明显的那一道是主虹，叫作“虹”，暗一些的是副虹，叫作“霓”，如图1所示． 当光折射进入水滴后，有一部分会直接穿过，另一部分光在水滴的另一侧内表面发生反射，从入射面再折射出来．白光在发生折射时，由于各种色光的折射率不同，会分散成七种不同颜色的光，它们呈半圆形，在空中很漂亮地排列起来，形成虹．常见的虹色带分明，主要呈现七种颜色，红的排在最外面，接下来分别是橙、黄、绿、青、蓝、紫． 当光进入水滴后，经过水滴内壁的两次反射，再从折射面折射出来，形成霓（见图2乙）．霓的色带半圆紫的排在最外面，接下来分别是蓝、青、绿、黄、橙、红，这与虹的色带刚好相反．由于霓比虹反射多一次，光线的强度较弱，所以有时也只能看到虹，看不到霓． （1）根据文中对虹和霓的描述可知，图1中标记“________”（选填“1”或“2”）的那道彩虹称为“霓”． （2）白光经水珠折射之后，会分解为不同颜色的光，主要是因为________不同． （3）从图2中可以分析出：要想看到彩虹，观察者必须要________（选填“面”或“背”）对着太阳．所以，我们看到黄昏时的彩虹，它总是出现在________（选填“东”或“西”）方的天空上． 答案解析 课程目标 课堂引入 光的折射 光的折射实验 例题 1 (2024北京市海淀区期末考试)[多选题] 【答案】 B C 【解析】 、根据反射定律，在没有光传播方向的情况下，反射光线与入射光线应该关于法线对称，过入射点作垂直于界面的垂线即为法线，如图所示： ； 根据反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，折射光线与入射光线分居法线两侧，光由空气斜射入其它透明介质时，折射角小于入射角，可知：为入射光线、为反射光线，为折射光线，则是入射角，是反射角，是折射角，故错误，正确； 、根据光从空气斜射水，折射角小于入射角，则，因而其余角一定小于，故正确； 、根据光路是可逆的可知，光若沿入射，将沿射出，但反射光线在水中，不是，故错误。 故选：。 2 (2024北京市东城区期末考试) 【答案】 （1）A，C （2）油；由实验结果可知，油中光斑的位置更远离空气中的光斑位置，入射角相同时，光在油中的折射角小于水中的折射角，说明油对光的偏折本领较大 【解析】 （1）根据控制变量法的思想，要探究水和油对光的偏折本领大小，必须控制入射角和液面的高度相同，只改变光线传播的介质，因此符合条件的有A、C两图； （2）由实验结果可知，油中光斑的位置更远离空气中的光斑位置，入射角相同时，光在油中的折射角小于水中的折射角，说明油对光的偏折本领较大。 3 (2022北京市朝阳区期末考试) 【答案】 （1）50 （2）不变；见解析 （3）大于 【解析】 （1）由图可知∠EON＝90°，从E到N被分成了9格，入射角是入射光线与法线的夹角，所以入射角∠AON＝50°． （2）当光从空气垂直射入到水中时，此时入射光线与法线重合，入射角为0，由题中表格可知，折射角为0，并不会发生光线的偏折，故折射光线也与法线重合．所以当光从空气垂直射入到水中时，光的传播方向不改变． （3）由表中数据可以得出结论：当入射角增大时，折射角也随之增大．当入射角等于50°时，折射角等于40°．所以当光从空气射入水中的入射角增大到70°时，折射角大于40°． 4 (2023北京市怀柔区期末考试) 【答案】 （1）当光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角 （2）小于 （3） 【解析】 （1）由表格数据可知，当光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角； （2）由表格数据可知，当光由空气斜射入玻璃中时，随着入射角的增大，折射角也增大，当入射角等于时折射角为，当入射角等于时折射角为，所以当入射角等于35°时折射角小于； （3）根据光路的可逆性，当光由玻璃射入空气时，入射角小于折射角，且当入射角等于时，折射角为。 5 (2023河北省石家庄市期末考试)[复合题] 【答案】(1) (2) 无关；；改变观察者的位置，看二者是否依然重合 【解析】(1) 由题可知，像在处，在像的下面，先连接眼睛、两点，与水面交于一点，则这个点为入射点；连接与入射点，标上箭头为入射光线，如图所示： (2) ①将蓝色磁铁吸在水面上方的铁板上，可观察到磁铁在水中的像，这是由于光的反射形成的虚像，此时平静的水面相当于平面镜；该像的位置与观察者的位置无关； ②为了确定红色磁铁的像的位置，移动磁铁，当观察到的像与重合时，磁铁像的位置就是像的位置，这用到了等效替代法；本实验探究看到物体的位置是否和观察者的位置有关，所以下一步改变观察者的位置，看的像与是否重合。 随练 6 (2023北京市景山学校朝阳学校期中考试)[多选题] 【答案】 A B C 【解析】 A、根据光的反射定律和光的折射规律可知，反射光线、折射光线与入射光线和法线都在同一平面内，故A正确； B、光从空气射向透明玻璃时，随着入射角的增大，反射角和折射角都会增大，故B正确； C、在光的反射现象和折射现象中，光路都是可逆的，故C正确； D、光束垂直射向透明玻璃时，折射光线、反射光线都与法线重合，则折射角和反射角都为0°，故D错误。 7 (2023河北省石家庄市八十九中期末考试) 【答案】 ；；空气 【解析】 由图可知，，所以，而与时相等的，根据反射角等于入射角，所以为法线，为界面，而折射光线和入射光线分别位于法线两侧，则一定为折射光线，为入射光线，为反射光线。 由图可知，折射角要大于入射角，因当光线从水中斜射入空气时，折射角大于入射角。 所以这束光线是由水进入空气。即分界面的右侧是空气。 8 (2023山东省泰安市期中考试)[复合题] 【答案】(1) 反射 (2) 增大 (3) B、D 【解析】(1) 光从空气斜射到水面时，将同时发生反射和折射现象。 (2) 由表中数据可知，光从空气斜射到水面时，当入射角不断增大时，折射角也随之增大，故折射角随入射角的变化关系是：折射角随入射角的增大而增大，且折射角小于入射角。 (3) ①根据控制变量法的思想，要探究水和油对光的偏折本领大小，必须控制入射角和液面的高度相同，只改变光线传播的介质，因此符合条件的有、两图； ②根据记录，油中光斑的位置距离空气比较远，因此油对光线的偏折程度大，对光的偏折本领较大。 光的折射作图 例题 9 (2023北京市西城区中考二模) 【答案】 折射；50 【解析】 由图可知，OB与入射光线AO分居法线MN两侧，且分居界面EF两侧，故OB为折射光线； 圆周角为360度，分为等距的36个小格，每给小格10度，由图可知，反射角为∠NOC，有5个小格，为50度。 10 (2023北京市朝阳区期末考试) 【答案】 A 【解析】 光从空气斜射入水中时，会发生折射，折射角小于入射角，逐渐往杯中加水，如图所示： 可见，当水增多时，水面升高，入射光线的方向不变，法线仍然与水面垂直，则入射角不变，折射角也不变，但光斑会向右移动。 11 (2023北京市东城区期末考试) 【答案】 C 【解析】 A、光从空气斜射入玻璃中，折射角应小于入射角，而图中折射角却大于入射角，故本选项错误。 B、折射光线与入射光线在法线的同侧了，所以画法错误，不符合题意。 C、光从空气斜射入玻璃中，折射角小于入射角。故本选项正确。符合题意。 D、光从空气斜射入玻璃，光的传播方向没有变，故本选项错误，不符合题意。 12 (2023江苏省苏州市期末考试) 【答案】 【解析】 过入射点O作垂直于界面的法线，根据反射光线、入射光线以及法线在同一平面内，反射角等于入射角，在法线左侧的水中画出反射光线； 根据折射光线、入射光线以及法线在同一平面内，折射角大于入射角，在法线左侧的空气中画出折射光线，如图所示； 随练 13 (2019全国章节测试卷) 【答案】 B；虚像； 【解析】 潜水员在水下看河岸上的路灯时，是路灯发出的光从空气斜射入水中，光发生折射时，折射角小于入射角，光线靠近法线，潜水员看到是的比实际位置变高了的路灯的虚像，所以图中B点是像所在的位置，路灯的像是虚像； 连接EB，EB与界面的交点即为入射点O，OE就是折射光线，连接AO，AO就是入射光线，即可完成水下E处的人看到路灯A的光路图，如图所示： 14 (2023山东省泰安市文星中学期中考试) 【答案】 【解析】 直接连接，与水面的交点即为入射点，连接画出入射光线，连接画出折射光线，即为如图所示： 15 (2023江苏省无锡市江南中学期末考试) 【答案】 A 【解析】 游客看到熊身体是熊反射的光线从水中斜射入空气中时发生折射，折射角大于入射角，人逆着折射光线看，看到的是熊的虚像。故A正确、BCD错误。 生活中的折射现象辨析 例题 16 (2023北京市丰台区中考二模) 【答案】 C 【解析】 A、日晷面上呈现晷针的影子是由光的直线传播形成的，故A错误； B、故宫角楼在水中形成“倒影”影，属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故B错误； C、宇航员透过水球成像，属于凸透镜成像，是由于光的折射形成的，故C正确； D、皮影在幕布上形成影子是由光的直线传播形成的，故D错误。 故选：C。 17 (2024北京市怀柔区期末考试)[多选题] 【答案】 B C D 【解析】 A、镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律，故A错误； B、由于光的直线传播，被物体挡住后，物体后面就会呈现出阴影区域，就是影子，所以“立竿见影”现象是由光的直线传播形成的，故B正确； C、平静水面上的倒影，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故C正确； D、水中铅笔反射的光从水中斜射入空气中时，发生折射，所以感觉铅笔折断了，这是光的折射形成的，故D正确。 18 (2020北京市人大附其他) 【答案】 C 【解析】 暂无解析 19 (2023江苏省无锡市锡山高级中学实验学校期末考试) 【答案】 折射；虚；乙 【解析】 太阳落山时，太阳的实际位置在地平线下面，但太阳光经过不均匀的大气层时发生了折射，通过折射我们看见了太阳的虚像（即观察到的落日），此时，太阳的实际位置在图中的乙位置。 随练 20 (2024北京市石景山区期末考试) 【答案】 B 【解析】 、幕布上呈现人偶的剪影，是由于光的直线传播形成的，故不合题意； 、筷子在水面处“弯折”，是光从水下斜射入空气中时，折射光线远离法线，人眼逆着光线看去，看到的是水下部分变浅的虚像，所以好像筷了“弯折”了，故符合题意； 、桥在水中形成倒影是平面镜成像，是由光的反射形成的，故不合题意； 、太阳在树荫下形成光斑是小孔成像现象，是由于光的直线传播形成的，故不合题意。 故选：。 21 (2020北京市人大附其他)[多选题] 【答案】 A B D 【解析】 暂无解析 22 (2023江苏省苏州市期末考试) 【答案】 A 【解析】 A．“潭清疑水浅”中“水浅”是水底看起来比较浅，这是由于光的折射形成的，看水底是逆着光的传播方向看的，即逆着折射光线看，由于错觉，我们始终认为光是沿直线传播的，所以看到的位置比实际位置浅，故A正确； B．“大漠孤烟直，长河落日圆”中，“落日”是由于大气分布不均匀，下部空气密度大，上部空气密度小，落日发出的光在不均匀的空气中传播时发生折射，折射光线不断向下偏折，我们逆着折射光线看去所看到的落日位置比实际位置高，我们看到的“落日”是由于光的折射而形成的太阳的虚像，故B错误； C．“绿树荫浓夏日长，楼台倒影入池塘”中“阴浓”是树木的影子，由于光的直线传播，光射到不透明物体上，在不透明物体后面形成影子，故C错误； D．月亮是反射的太阳的光，月亮不是光源，故D错误。 23 (2023山东省泰安市文星中学期中考试) 【答案】 D 【解析】 当光遇到水面时会发生反射，此时水面相当于一平面镜，所以看见水中的“云”是由光的反射现象形成的虚像； 鱼生活在水里，鱼反射的光线由水中斜射入空气时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线的方向看去，就会觉得鱼变高了，所以看到了鱼的虚像，云是光的反射形成的，鱼是光的折射形成的。 综上分析可知，选项ABC错误、D正确。 全反射 例题 24 (2021北京市通州区期末考试) 【答案】 （1）小于 （2）多次全反射 （3）大于或等于临界角 （4）细小弯曲管道内的照明灯 【解析】 暂无解析 25 [复合题] 【答案】(1) 大于 (2) 虚 (3) 手术时用的内窥镜 【解析】(1) 由材料“当光从水或玻璃射入空气时，只要入射角大于临界角，光就会发生全反射”可知，光发生全反射时，入射角大于临界角。 (2) 海市蜃楼是光在不均匀的大气中传播形成的光的折射现象，看到比物体实际位置高些的虚像。 (3) 手术时用的内窥镜利用了光纤。 26 (2020北京市日坛中学､日坛实验期中考试) 【答案】 （1）0 （2）不会 （3）大于等于 （4）内芯 【解析】 暂无解析 随练 27 【答案】 （1）B；（2）属于；；（3）不会 【解析】 （1）计算机通过光纤接入互联网，光纤的作用是通讯；（2）光波属于电磁波，光在真空中的传播速度是；（3）光的全反射应该发生在当从光密介质到光疏介质中入射时才会发生，就空气和水相比，水是光密介质，因此当光从空气射入水中时，不会发生全反射。 28 (2019北京市海淀区交大附、清华附中学中考其他模拟) 【答案】 （1）大于 （2）虚 【解析】 暂无解析 光的色散 白光是由色光组成的 例题 29 (2023北京市海淀区中考二模) 【答案】 D 【解析】 A、光在发生漫反射时遵循光的反射定律，反射角等于入射角，故A错误； B、光是电磁波，在真空中的传播速度为，故B错误； C、平面镜成像时，像与物大小始终相等，人离平面镜变近，人在平面镜中所成的像大小不变，故C错误； D、一束太阳光可以通过三棱镜“分解”为不同颜色的光，叫做光的色散现象，故D正确。 故选：D。 30 (2024北京市海淀区中考二模) 【答案】 B 【解析】 、“潭清疑水浅”，“水浅”是由于光的折射形成的，故错误； 、“雨霁彩虹卧”，“彩虹”是一种光的色散现象，故正确； 、“绿树阴浓夏日长”，绿树下的影子是由于光的直线传播形成的，故错误； 、“池水映明月”，池水中的明月属于平面镜成像，是由光的反射形成的月亮的虚像，故错误。 故选：。 31 (2019全国章节测试卷) 【答案】 （1）色散；七种色光 （2）红 （3）红外线 【解析】 （1）阳光经过三棱镜的折射后，被分散成：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，这种现象叫光的色散；说明了太阳光是由七种色光组成； （2）光屏上A、B是光带边缘的色光，A为红光，B为紫光； （3）用温度计测试A色光外侧发现温度计示数升高较为明显，实验表明A色光外侧存在一种不可见光叫红外线． 32 (2023北京市怀柔区期末考试) 【答案】 （1）底面 （2）会聚 【解析】 （1）由图1、图2、图3分析可知，红光都向底面偏折； （2）凸透镜可以看成是由两部三棱镜组成的，两个三棱镜底边重合，当光线传播到凸透镜上，光线会向偏折，即起到会聚作用。 33 (2022北京市海淀区期末考试) 【答案】 蓝 【解析】 （1）在各种色光中，被称为三原色光的是红、绿、蓝。 （2）由图2甲图可知，入射光线射入小水珠时发生折射，折射光线向右下方偏折，延长入射光线可知，小于。 （3）由材料可知，虹是太阳光由大量小水珠的上部射入，经折射—反射—折射后，从小水珠下部射出时产生的，图2乙图符合虹的形成原理；霓是太阳光由大量小水珠的下部射入，折射—反射—反射—折射后，从小水珠射出时产生的，图2丙图符合霓的形成原理。 随练 34 (2024北京市海淀区期末考试) 【答案】 C 【解析】 、日全食现象是光的直线传播形成的，故错误； 、从不同的位置都能看到黑板上的字，是漫反射的结果，故错误； 、阳光通过三棱镜后发生光的色散现象，太阳光分解为七种单色光，说明白光是由各种色光组成，故正确； 、阳光通过茂密的树叶缝隙在地面形成“亮斑”，是由于光的直线传播形成的小孔成像现象，光斑是太阳的实像，故错误。 故选：。 35 (2024北京市石景山区期末考试)[多选题] 【答案】 B C 【解析】 、牙医利用平面镜观察牙齿的背面，应用了光的反射原理，故错误； 、日晷仪通过晷针影子的变化进行计时，应用了光的直线传播的原理，故正确； 、太阳光经三棱镜后可以产生彩色光带，说明白光是由各种色光混合而成，故正确； 、阳光照射到建筑物的玻璃幕墙时会造成“光污染”是由于光的镜面反射形成的，故错误。 故选：。 36 (2019全国章节测试卷) 【答案】 红橙黄绿蓝靛紫；色散；红；紫；复色光 【解析】 太阳光经过三棱镜分散成七种色光，这种现象是光的色散．在光屏上看到红橙黄绿蓝靛紫七种色光的色带． 太阳光能分解成七种色光，说明太阳光是复色光，不是单色光． 由光谱得，三棱镜对七种色光偏折从小到大的是红橙黄绿蓝靛紫． 37 (2022北京市门头沟区中考二模) 【答案】 （1）多种单色光 （2）每种原子都有其独特的光谱，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成 【解析】 （1）从材料中牛顿通过让单色光通过三棱镜后颜色并不发生改变，及利用光路可逆让七种单色通过三棱镜复原为白光的实验，不但驳斥了色散是白光与棱镜相互作用的结果，也证明了白光是一种由多种单色光构成的复色光这一事实，牛顿的色散实验说明白光是由多种单色光构成的复色光。 （2）从材料中可知，检验物体所含元素种类的原理是由于每种原子都有其独特的光谱，犹如人们的“指纹”一样各不相同，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成。 物体的颜色 例题 38 (2020北京市清华附其他) 【答案】 C 【解析】 暂无解析 39 (2023江苏省苏州市期中考试) 【答案】 蓝；反射；等于 【解析】 色光的三原色为红、绿、蓝。 不透明物体的颜色由它反射的色光决定，花呈红色，是因为花反射的红光进入人眼。 光在真空中的传播速度均为。 40 (2024江苏省无锡市期末考试) 【答案】 可以 能量 【解析】 用红色激光笔照射外层是无色透明内层是绿色透明的双层气球，无色透明气球不会爆破，说明红光可以穿过无色透明气球；而绿色透明气球只能透过绿光，会吸收红光，红光使得绿色气球内的气体的温度升高，体积膨胀，最后绿色气球爆破，说明光可以传递能量。 随练 41 (2023江苏省苏州市期末考试) 【答案】 B 【解析】 由题意可知灯筒底部的玻璃图案是红花绿叶，白炽灯发出的是七种色光混合而成白光，照射到红色的花上只透过红光，照射到绿色的叶上只透过绿光，所以会出现红花绿叶的图案。当白炽灯更换为绿色光源时，照射到红色的花上会被吸收，所以能看到黑色的花；照射到绿叶上时，绿色光透过，所以叶仍是绿色，故B。 42 (2023江苏省无锡市省锡中实验学校期中考试) 【答案】 B 【解析】 花是不透明的物体，桃花呈现红色是由于它可以反射红光，故ACD错误，B正确。 43 (2023江苏省苏州市期中考试) 【答案】 D 【解析】 红色射灯照射区域呈现红色，绿色射灯照射区域呈现绿色，红色射灯和绿色射灯重叠照射到影子上，该区域没有反射光，呈现黑色，故ABC错误，D正确。 看不见的光 例题 44 【答案】 D 【解析】 紫外线可以使荧光物质发光。 45 【答案】 B 【解析】 暂无解析 46 (2020北京市丰台区中考一模) 【答案】 （1）电磁波 （2）能 （3）会聚 （4）使用红外测温仪测量物体温度时避免强烈的阳光照射（其它合理答案均可给分） 【解析】 暂无解析 47 (2021北京市东城区期末考试) 【答案】 （1）3×108；42 （2）A （3）电视遥控器（其他实例合理的，均可相应得分） 【解析】 （1）红外线的传播速度等于电磁波的速度，即约为； 红外线到某地的时间为。 根据可得，目标与仪器之间的距离： ； （2）红外线属于电磁波，电磁波的传播不需要介质，故正确； 医院病房主要利用紫外线的热效应进行杀菌消毒的，故错误； 一切物体均在辐射红外线，高温物体和低温物体都能辐射出红外线，故错误； （3）根据红外线的热作用比较强制成热谱仪、红外线夜视仪、红外线体温计等；根据红外线可以进行遥控制成电视、空调遥控器等。 故答案为：（1）；42；（2）；（3）制成电视、空调遥控器。 随练 48 (2023江苏省苏州市期中考试) 【答案】 A 【解析】 A、遥控器控制电视机利用了红外线工作的，故A正确； B、体检时拍X光片，X射线不属于紫外线，故B错误； C、测温枪是利用物体发出的红外线来测量体温的，故C错误； D、因为紫外线具有化学效应，能杀菌，所以医院用其制成灭菌灯消毒，故D错误。 49 (2023江苏省无锡市省锡中实验学校期中考试) 【答案】 A 【解析】 当有人用厕时，远红外传感器接收到人体信号、即对便池自动冲洗7秒，是利用了红外线。 A、电视机遥控器利用红外线工作，故A符合题意； B、辨别钞票的真伪，是紫外线使荧光物质发光，故B不合题意； C、医院手术室、病房里的杀菌消毒灯发出紫外线，故C不合题意； D、医用超仪检查身体，利用了超声波传递信息，故D不合题意。 50 【答案】 C D 【解析】 A、红外线热作用强，一切物质不停地辐射红外线，人体也会发出红外线，可以用红外线探测人体，故A错误； B、倒车雷达是利用超声波工作的，故B错误； C、紫外线有荧光效应，使荧光物质发出荧光，可以做成验钞机，检验钱的真伪，故C正确； D、紫外线可以杀菌，故可以用来制作医用杀菌灯，故D正确。 51 (2020北京市清华附其他) 【答案】 （1）电磁波 （2）能 （3）会聚 （4）不要在强光下进行实验 【解析】 暂无解析 课堂小结 拓展 52 (2024北京市朝阳区期末考试) 【答案】 D 【解析】 暂无解析 53 (2020江苏省南京市期末考试) 【答案】 MM′ 玻璃 30 60 【解析】 由于反射光线与入射光线关于法线对称，故\(\mathrm{N}\mathrm{N}′\)是法线，\(\mathrm{M}\mathrm{M}′\)是界面，则CO是入射光线，OB是反射光线，OA是折射光线，入射角为\(90°−60°＝30°\)，折射角为60度，由于光从玻璃中斜射入空气中时，折射角大于入射角，故界面\(\mathrm{M}\mathrm{M}′\)左边是空气，右边是玻璃。 故答案为：MM′；玻璃；30；60。 54 (2024北京市西城区期末考试) 【答案】 C 【解析】 A、月食是光的直线传播，故A错误； B、倒影是光的反射现象，故B错误； C、透过露珠看到的“花朵”是光的折射现象，故C正确； D、通过后视镜观察车后的路况是光的反射现象，故D错误。 55 (2023北京市中考真题) 【答案】 B 【解析】 ABC、根据反射定律，在没有光传播方向的情况下，反射光线与入射光线应该关于法线对称，过入射点O作垂直于界面的垂线即为法线PQ，如图所示： ； 根据反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，折射光线与入射光线分居法线两侧，光由空气斜射入其它透明介质时，折射角小于入射角，可知：AO为入射光线、OB为反射光线，OC为折射光线，则∠AOP是入射角，∠BOP是反射角，∠COQ是折射角，故AC错误，B正确； D、根据光路是可逆的可知，光若沿CO入射，将沿OA射出，故D错误。 故选：B。 56 (2020北京市人大附其他) 【答案】 B 【解析】 暂无解析 57 (2019北京市海淀区十一学校月考卷) 【答案】 （1）不会 （2）大于等于 （3）内芯 【解析】 暂无解析 58 【答案】 D 【解析】 暂无解析 59 (2022北京市通州区期末考试) 【答案】 （1）1 （2）各种色光的折射率 （3）背；东 【解析】 （1）[1]根据图1可知，1处较暗一些，2处较亮一些，所以图1中标记“1”的那道彩虹称为“霓”． （2）[2]由材料可知，白光在发生折射时，由于各种色光的折射率不同，会分散成七种不同颜色的光． （3）[3][4]由于彩虹的形成要经过两次折射和一次（或两次）反射形成的，所以只有背对太阳才能看到；黄昏时，太阳在西方，所以彩虹会出现在东方． 1 高小思的专属讲义 . 学科网（北京）股份有限公司 $$