第5讲 光的折射、光的色散-2025-2026学年八年级上册科学重点专题提优讲义（浙教版2024）

八年级科学上册重点专题提优讲义 第1章 对环境的察觉 第5讲 光的折射、光的色散 总体构架 光的折射现象 光的折射规律 生活中的折射现象 光的色散 分析包含反射和折射的光路图 探究光的折射规律 探究全反射的规律 探究物体颜色的决定因素 探究不可见光的应用 识别光现象 光的折射规律的应用 光现象分析 红外线、紫外线的应用 一、光的折射 1.定义：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折的现象。 （1）光从一种透明介质斜射入另一种透明介质时，在两种介质的分界面上，一部分射入另一种透明介质，一部分反射回当前透明介质。 （2）光在同种不均匀的介质中传播时，也会发生折射，太阳光在大气中传播路径是弯曲的就是这个原因（如图）。 【深度理解】（1）当光从一种介质垂直射入另一种介质时，传播方向不发生偏折，如图所示。 （2）光的折射包括两个方面：不同介质中的折射现象和同种介质中的折射现象。 2.原因：光在不同介质中传播速度不同。 【例1】观察水边风景照片，总会发现“倒影”部分比景物本身暗一些，这是由于（ ） A. 冲洗照片质量有问题 B. 光线被反射掉一部分 C. 眼睛的一种习惯性感觉 D. 入射到水面的光线有一部分折射入水中 【特别提示】物体看起来暗是因为进入人眼的光线少，物体看起来亮是因为进入人眼的光线多。 解题秘方：画出光路图（如图），结合“倒影”的形成原因进行分析。 【解析】由“倒影”形成光路图可知，从景物射到水面上的光一部分发生反射，使我们看到“倒影”，还有一部分发生折射，使反射光线比相应的入射光线少，导致“倒影”比景物本身暗。 【答案】D 【温故知新】景物在水中的倒影与地上的影子形成原因不同：前者是光的反射现象，后者是光的直线传播现象。 二、光的折射规律 1.光的折射中的基本概念 一点 入射点O 入射光线与界面的交点 一面 界面 两种物质的交界面 二角 入射角 i 入射光线与法线的夹角 折射角r 折射光线与法线的夹角 三线 法线NN′ 过入射点与界面垂直的直线(用虚线表示) 入射光线AO 投射到界面的光线 折射光线OB 进入另一种介质的光线 2.探究光的折射规律 (1)提出问题 ①折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内？ ②折射角和入射角大小有什么关系？ (2)设计与进行实验 实验装置如图所示，在玻璃水槽中竖直放置的塑料板由E 和F 两个半圆形塑料板(带刻度)组成，其竖直方向的直径MN 为两半圆的分界线，其中塑料板F可绕直径MN 在水平面内前后折转。 ①用激光笔紧贴塑料板照射。 ②使一束光贴着塑料板E 沿某一个角度从空气中射到界面上的O 点；同时，把塑料板F 向前或向后折，看什么时候能在塑料板F 上看到折射光。 ③在②的基础上，当塑料板F 上同时出现入射光和折射光时，读出入射角和折射角的度数；多次改变入射光照射的角度，读出入射角和折射角的度数，并把数据记录在表格中。 ④旋转激光笔至水面下方，使光贴着塑料板E 沿某一个角度射向界面上的O 点；移动塑料板F，当F 上出现折射光时，记录入射角和折射角的度数；多次改变入射光照射的角度，读出入射角和折射角的度数，并把数据记录在表格中。 (4)分析现象和数据，得出实验结论。 ①折射规律 ②光路可逆验证 如果让光线逆着折射光线的方向从水或其他介质射入空气中，光线是否沿原入射光线射出呢？ 演示：先让光由空气射入水中，记下入射光线、入射点、折射光线的位置；再让光线逆着折射光线方向射入，观察光线是否逆着原入射光线方向射出。 结论：在折射现象中，光路可逆。激光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角。 ③垂直入射验证 演示：让光垂直射向水面，观察一下进入水中的光线沿什么方向？ 结论：当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变。 3.光的折射规律 （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）光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角，当入射角增大时，折射角也增大。光从水中或其他介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。 （4）光从空气垂直射入水（或其他介质）中时，传播方向不变。 （5）折射时光路可逆。 【科学思维】知识迁移法：利用新旧知识间的联系，进行新旧知识对照，由旧知识去思考、领会新知识，或者用研究旧知识的方法去研究新知识，从而学会学习的方法。 【深度理解】（1）叙述光的折射规律时，应先说折射，再说入射。 （2）折射角随入射角的增大而增大，但不成正比。 （3）当垂直入射时，折射光线、入射光线、法线重合，折射角、入射角都为 0° 。 【特别提示】折射光线和入射光线不是在同一种物质里传播，而反射光线和入射光线在同一种物质里传播；折射角不等于入射角，而反射角等于入射角。 【速记口诀】折射内容真不少，类比反射易记牢。 三线共面法线中，折入两线两边找。 光从空气斜入水，入射角大折角小。 光从水中斜入气，折射角大入角小。 【例2】如图所示，光线 AO 从空气射到玻璃表面，请在图中画出反射光线 OB 和进入玻璃的折射光线 OC。 答图 解题秘方：利用光的反射定律和折射规律作图。 【解析】先画法线，再根据反射角等于入射角的规律画出反射光线、光从空气斜射入玻璃中折射角小于入射角的规律画出折射光线。 【答案】如图所示。 【特别提示】法线既是界面的垂线，又是作图时画入射角、反射角和折射角的参照标准。 【方法点拨】（1）光的折射现象中，“角度”与“光速”之间的关系：在光速大的介质中，光与法线之间的夹角（可能是入射角，也可能是折射角）大。 （2）光的折射作图的方法：一定：确定折射角和入射角的大小关系；二画：根据光的传播方向和角度的大小关系，画出法线和光线；三标：给光线标上箭头。 三、生活中的折射现象 1.两类典型的折射成像现象图示 现象 在空气中看水中景物 在水中看空气中景物 图示 如图所示，从池底S点发出的光线，由水进入空气时，在水面上会发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼逆着折射光线的方向看去，觉得这些光线好像是从它们反向延长线交点S′发出来的。S′就是S的虚像，S′比S离水面的距离近。所以，人看上去有水的池底好像变浅了。 空气中景物反射的光线斜射到水面上，在水面发生折射，折射光线向下偏折，折射光线进入水中的人的眼睛中，人眼逆着这些折射光线看去，就好像是这些折射光线的反向延长线的交点发出的，景物位置比实际位置要高。 结论 看到的是水中景物变高的虚像 看到的是空中景物变高的虚像 延伸 池水看起来比实际浅 潜水员看到天上的飞鸟比实际高 【规律提炼】由折射成像光路图知，折射成像时，折射光线上的一点 A、入射点 O 和像点 S′在同一直线上，这一规律经常用来进行相关的作图。 2.应用：从一种介质看另一种介质中的物体，看到的都不是物体本身，而是由于光的折射形成的像。 （1）硬币升高：放在杯底刚好看不见的硬币，加上水又会看得见。你能尝试解释其中原理吗？ 在未加水之前的硬币S点，射入人眼的这部分光，被杯的边沿挡住如图甲所示，射向其他方向的光线，也没有射进人的眼睛，所以，人眼看不见硬币；当水加到一定程度时，S点从水射入空气时，在水面发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼。如图乙所示，人可以看见硬币，其实，人看到的只是硬币的虚像。 （2）渔夫叉鱼：从水面上斜看水中的游鱼，看到的是鱼的虚像，这是因为发生了光的折射，虚像的位置比实际位置高一些。 如何用鱼叉叉到鱼呢？瞄准鱼的下方。 （3）大气的折射：地球周围的大气层密度是不均匀的，越到高空越稀薄，太阳升起时太阳光穿过大气层时要发生折射。因此，早晨我们看到初升的太阳是在它实际位置的上方，是太阳的虚像。 【例3】如图所示，小阳在公园湖面上玩水上滚球的游戏，人处于充满空气的薄壁透明塑料圆球里，他发现水下 A 处有一条鱼，设小阳的眼睛在 B 处，圆球的球心在 O 点。请你作出小阳观察到鱼的光路图及确定鱼的实际大致位置。 答图 【特别提示】A处看到的不是真正的鱼，而是鱼的虚像，真正的鱼在虚像的下方。 解题秘方：已知像点 A、折射光线上的一点 B，要完成光路，关键是确定入射点 O′。 【解析】先根据虚像 A、入射点 O′、折射光线上的一点 B（眼睛）在一条直线上的规律确定入射点 O′，再根据真正的鱼 A′在虚像 A 下面确定真正鱼的位置 A′，最后连接 A′O′、O′B，即可得到入射光线和折射光线。 【答案】如图所示。 【方法点拨】光的反射和折射成像现象中，像点、入射点、反射（或折射）光线上的一点，在同一直线上，这一规律常用来确定光学作图时的入射点。 【易错警示】如图所示的作图是错误的，原因是标错了箭头方向。切记，产生视觉时，光总是射向人眼。 【例4】如图所示，潜水员的眼睛在水面以下A 处，观察岸上的物体。图中的两个点B1 和B2 分别是物、像的位置，请在图中作出潜水员观察物体的光路图。 答图 四、光的色散 1.分解太阳光的实验 实验体验：如图所示，让一束太阳光照射到三棱镜上，观察置于三棱镜后的光屏，光屏上呈现出红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的颜色光带。 实验现象：太阳光可以分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫色光。 如图所示，太阳光经过左边三棱镜分解为彩色光，所有的彩色光经过右边三棱镜，又变成白光，即各种色光混合还原为白光。 实验结论：太阳光是由多种色光混合而成的，太阳光可以分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫色光。 2. 光的色散 （1）概念：太阳光被分解成各种颜色光的现象；白光是由多种色光混合而成的。 （2）成因：色散是光发生折射的结果，是由不同颜色的光通过三棱镜折射的程度不同引起的。 （3）现象：彩虹属于光的色散现象，是太阳光通过空气中的小水珠发生折射、反射产生的现象。 【拓展延伸】太阳光通过三棱镜时，不同色光向三棱镜底边的偏折程度不同，紫光向底边偏折的程度最大，红光向底边偏折的程度最小，导致彩色光带的出现。 彩虹的形成:雨后的天空悬浮有大量的细小水珠，太阳光照射到这些小水珠上时，它被分解成绚丽的七色光。因此，有时我们能看见太阳光和小水珠建造起的彩虹。彩虹是太阳光传播中被空气中的水滴色散而产生的。 【科学思维】逆向思维：太阳光可以分解成从红到紫的多种色光，逆向推理红到紫的多种色光混合也可以是白光(太阳光)，这种方法也称逆向思维。 【例5】如图所示，一束红光经三棱镜折射后，在光屏上a点处形成一个红色光斑。现保持入射光位置、方向及三棱镜位置不变，仅将红光改为紫光， 以下说法正确的是( ) A. 保持光屏位置不变，紫色光斑仍在a 点处 B. 保持光屏位置不变，紫色光斑在a 点上方 C. 将光屏向左平移，紫色光斑仍可落在a 点处 D. 将光屏向右平移，紫色光斑仍可落在a 点处 【解析】不同色光通过三棱镜的偏折能力不同，紫光的偏折能力比红光要强；在本实验中，保持入射光位置及方向不变，仅将红光改为紫光，则紫光偏折能力强，其光斑会在a 点下方；如果将光屏向右平移，紫色光斑会落在a 点更偏下的位置，相反，如果将光屏向左平移，紫色光斑则向上移动，仍可落在a 点处。 【答案】C 3.色光的混合 （1）光的三原色：红、绿、蓝。 红、绿、蓝三种色光按不同的比例混合，能产生任何一种其他颜色的光，而它们自身却无法用其他色光混合而成。 【特别提示】红、绿、蓝光只有等比例混合才是白光。 （2）色光混合的应用 彩色电视机和电脑屏幕等都是通过红、绿、蓝三原色混合出各种各样的色彩。 【关联思考】太阳光是由多种色光混合而成的，这里的“多种色光”最少可以是哪几种光？ 关联结果：红、绿、蓝三种色光可以混合成白光，即最少是这三种色光。 【例6】20 世纪中叶科学家发明了红光LED 和绿光LED，为与这两种LED 组合，产生白色LED 光源，日本科学家又探寻到一种LED，它是( ) A. 紫光LED B. 黄光LED C. 蓝光LED D. 橙光LED 解题秘方：可根据三原色光的混合规律解答。 【解析】为了产生白色LED 光源，还需要蓝光LED，因为红光、绿光和蓝光等比例混合可以得到白光。 【答案】C 【拓展延伸】三原色光的混合规律：红光+ 绿光= 黄光，红光+ 蓝光= 品红光，绿光+ 蓝光= 青光，红光+ 绿光+ 蓝光=白光。 4.看不见的光 （1）把光按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列起来就是太阳的可见光谱。 （2）光谱的红端以外，有一种看不见的光，叫作红外线。 ①一切物体都在不停地向外辐射红外线。 ②物体温度越高，辐射的红外线越强。 ③物体在辐射红外线的同时，也在吸收红外线。 （3）红外线的特点及应用。 ①具有热效应：制成浴室暖灯。 ②穿透云雾能力强：红外线遥感。 红外线测温仪 红外线夜视仪 红外线遥感 红外线加热 （4）光谱的紫端以外，有一种看不见的光，叫作紫外线。 ①高温物体(如太阳、弧光灯和其他炽热物体等)发出的光中有紫外线，汞等气体放电发出的光中也含有紫外线。 ②大气层中的臭氧层对紫外线有吸收作用(如图所示)。 （5）紫外线的特点及应用 a.生理作用强，能杀菌，但强度过高对身体有害。 b.适当的紫外线照射可以促进人体合成维生素D，加强对钙的吸收。 c.使荧光物质发光，可用于鉴别古字画和人民币防伪。 d.紫外线化学作用强，很容易使照相机底片感光。 【归纳掌握】 概念 特征 应用 红外线 红端之外的辐射 一切物体都在不停地辐射红外线，物体的温度越高，辐射的红外线越多，红外线热作用越强 诊断病情，拍摄“热谱图”；制成红外线夜视仪、红外线遥控器、红外线烤箱等 紫外线 紫端之外的辐射 化学作用强 有助于人体合成维生素D,促进身体对钙的吸收；常用紫外线灯来灭菌；紫外线能使荧光物质发光，可以用来制成验钞机等 【例6】如图 是用测温枪检测体温的情景。测温枪的学名是“红外线测温仪”或者“红外线辐射测温仪”。它的原理是被动吸收目标的红外辐射能量，从而获得物体温度数值。 下列与红外线测温仪有关的说法正确的是( ) A. 红外线通过肉眼可观察到 B. 红外线是声波的一种 C. 红外线测温仪是通过测温枪发出红外线来测体温的 D. 红外线测温仪测体温说明红外线能传递能 【解析】红外线属于不可见光，人肉眼是不可以直接观察到红外线的，故A 错误；红外线不属于声波，故B 错误；红外线测温仪是通过对物体自身辐射的红外能量来测量的，准确地测定物体表面温度的仪器，故C 错误；红外线测温仪是通过对物体自身辐射的红外能量来测量的，由此说明红外线能传递能量，故D 正确。 【答案】D 【特别提示】不把电视遥控器对准电视，也能遥控电视，这是因为红外线发生了反射。红外线、紫外线的传播特点同可见光一样，也能直线传播、反射和折射。 1.分析包含反射和折射的光路图 【例1】一束光在空气与某透明物质的界面处发生了反射和折射现象，其光路如图所示。则界面上方为______（填“空气”或“透明物质”）；反射角 =________。 答图 【解析】先画出法线，再根据光的传播方向给光线画上箭头，如图所示，由图知反射角等于入射角，均为 90° - 50° = 40°，折射角为 90° - 70° = 20°，折射角小于入射角，由光的折射规律知，光是由空气斜射入透明物质的，即界面上方是空气。 【答案】空气；40° 【特别提示】光在空气中传播速度比在透明物质中大，故光在空气中的入射角（或折射角）大。 【方法点拨】分析包含反射和折射的复杂光路图时，首先应确定界面和法线，再给光线标上箭头，确定入射角、反射角、折射角，最后根据光的折射和反射规律解题。 2.探究光的折射规律 【例2】根据课堂上的演示实验，我们总结出了“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”的结论。某同学利用水槽、光源、光屏做了几次实验，结果如图所示。根据该同学的探究结果，可总结出： （1）比较图 A、B、C、D 可得：折射光线和入射光线在法线的__________（填“同侧”或“两侧”）。 （2）比较图 A、B、C 可得：光从空气斜射入水中折射角__________入射角，并且折射角随入射角增大而__________（填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）比较图 C、D 可得：______________________________。 （4）图 E 说明：__________________________________。 【解析】用对比法进行分析。对比 A、B、C 三幅图可以看出，折射光线和入射光线分居在法线的两侧，入射角增大，折射角也随着增大。对比 C、D 两图可发现，两图的光路恰好相反，表明折射光路是可逆的。 【答案】（1）两侧 （2）小于；增大 （3）折射光路具有可逆性 （4）当光垂直射向透明介质时，光的传播方向不变 【实验技巧】实验中，可向水中加墨水或牛奶，利用漫反射（光在墨水或牛奶颗粒的表面发生的是漫反射）使眼睛在水的侧面也能观察到光路。 【特别提示】（1）探究光的折射规律时应分两种情况，一种是让光从空气斜射入水或玻璃等透明介质中，另一种是让光从水或玻璃等透明介质斜射入空气中。根据每种实验的现象和数据分别总结出光的折射规律。 （2）在探究光的折射规律时，需换用多种介质进行多次测量，这样才能使实验结论更具有普遍性。 3.探究全反射的规律 【例3】如图所示的实验装置，可以用来研究光从水中斜射到与空气的分界面时所发生的光现象。 （1）使入射角i在一定范围内由小变大，会发现折射角r__________（填写变化规律），且折射角总是大于相应的入射角； （2）当入射角i增大到某一值时，折射角r会达到最大值，该最大值是__________； （3）若继续增大入射角i，将会发现不再有__________光线，而只存在__________光线。 【解析】由光的折射规律可知，光由水中斜射入空气中，入射角i在一定范围内增大，会发现折射角r增大，且折射角总是大于相应的入射角；当入射角i增大到某一值时，折射角r会达到最大值，该最大值是90°。若继续增大入射角i，将会发现不再有折射光线，光线全部进入水中，只存在反射光线，这就是全反射现象。 【答案】（1）由小变大 （2）90° （3）折射；反射 【特别提示】发生全反射的条件：一是光从光速慢的介质斜射入光速快的介质——折射角大于入射角；二是入射角大到一定的程度。 全反射的应用：激光在光纤中全反射，将信息传递到远方，如图所示。 4. 探究物体颜色的决定因素 【例4】如图所示，一束白光经三棱镜折射后，在光屏上自上而下形成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带，则： （1）这种现象叫光的____________。 （2）这个现象说明白光____________（填“单色”或“复色”）光。 （3）若在光屏上铺红纸，则光屏呈现____________色。 （4）若将光屏换作绿玻璃，将只有____________光能透过玻璃。 【解析】若在光屏上铺红纸，由于红纸只能反射红光，故光屏呈现红色；若将光屏换作绿玻璃，由于透明体只透过与本身颜色相同的色光，故绿玻璃只能透过绿光。 【答案】（1）色散 （2）复色 （3）红 （4）绿 【特别提示】在教室的设计中，用到不少的光学知识，例如： ①为了保护同学们的视力，教室的窗玻璃要用无色玻璃，目的是让它能透过所有色光。 ②教室的墙面要涂成白色，目的是让墙面能反射所有色光。 ③黑板大多是黑色的，目的是让黑板吸收所有色光，而白色粉笔写出的字几乎能反射所有色光，使我们能更清楚地看清黑板上的字。 5.探究不可见光的应用 【例5】钞票的某些位置用荧光物质印上了标记，在紫外线下识别这些标记，是一种有效的防伪措施。某同学在较暗的环境中做了下列三次实验。 （1）如图甲所示，他用紫外线灯照射面值为 100 元的钞票，看到“100”字样发光，这表明紫外线能使___________发光。 （2）如图乙所示，他用紫外线灯照射一块透明玻璃，调整透明玻璃的位置和角度，看到钞票上的“100”字样再次发光，这表明紫外线能被透明玻璃___________。 （3）如图丙所示，他把这块透明玻璃放在紫外线灯和钞票之间，让紫外线灯正对玻璃照射，在另一侧无论怎样移动钞票，“100”字样都不发光，他做这次实验是为了探究___________。 【解析】（1）钞票上有“100”字样的荧光物质，在紫外线的照射下，它可以发光；（2）紫外线也是光，它在传播时也遵循光的反射定律；（3）已知紫外线能使荧光物质发光，但当用玻璃挡住紫外线的传播路径时，另一侧的荧光物质不发光，这说明紫外线不能透过玻璃，这是为了探究紫外线能否透过玻璃。 【答案】（1）荧光物质 （2）反射 （3）紫外线能否透过玻璃 【方法点评】归纳实验结论时要紧扣现象和条件。乙图的操作，条件是紫外线射向玻璃，隐含条件是玻璃可能将紫外线反射，现象是钞票上“100”的字样发光，综合现象与条件可归纳得出“紫外线能被透明玻璃反射”。丙图操作的分析方法同乙图的分析方法。 本专题在中考中的主要考点是光的折射现象、光的折射规律、光的色散现象、色光的混合现象和看不见的光及其应用，一般以考查概念和规律的理解与识记的选择题、填空题和作图题为主，难度一般。 考法1：识别光现象 【例1】[黔西南州中考]如图所示四种现象中，由光的直线传播形成的是（ ） A. 镜中的花朵 B. 小孔成像 C. 水中“断”笔 D. 仙鹤的倒影 【试题评析】试题以常见的光现象为情景，要求分析其形成的原因。现象分析是中考中最常见的一种题型，如之前的声现象分析、光现象分析。 【解析】小孔成像——光在空气中传播；镜中的花朵、仙鹤的倒影——光在空气中传播，遇到镜面或水面发生反射；水中“断”笔——光在不同介质中传播是光的折射现象。 【答案】B 【方法点拨】识别光现象的两种方法： （1）识记，根据平时的积累判断某种光现象的产生原因。如，根据识记知“海市蜃楼”、“星星眨眼”是光的折射现象。 （2）分析每种光现象中光的传播路径，结合定义判断其形成原因，如例1的解析。 考法2：光的折射规律的应用 【例2】[上海中考]光从空气倾斜射入玻璃中，入射角为60°，折射角可能为（ ） A. 0° B. 35° C. 60° D. 90° 【试题评析】试题考查光的折射规律中的折射角和入射角的大小关系，可利用“角度”与“光速”之间的关系解答。 【解析】光从空气倾斜射入玻璃中，光在空气中传播速度比玻璃中大，故光在空气中的入射角大，在玻璃中的折射角小，但不可能为零。 【答案】B 考法3：光现象分析 【例3】[鄂州中考改编]2017 年 5 月 16 日，2 万辆 ofo 共享单车（如图所示）投放鄂州，极大地便利了鄂州市民的出行。使用者用手机扫车牌上的二维码，获取验证码后自动开锁即可使用。关于单车的使用过程，下列说法正确的是（ ） A. 车牌上的二维码是光源 B. 二维码上白色部分反射白光，黑色部分吸收光 C. 自行车尾灯是利用光的折射原理来工作的 D. 自行车在地上的影子是光的反射现象 【试题评析】试题以自行车构件为载体，挖掘其中包含的各种光现象，要求分析其物理原理。 【解析】车牌上的二维码不能发光，不是光源；二维码上白色部分反射白光（即所有的光），黑色部分吸收所有的光；自行车尾灯是利用光的反射原理来工作的；自行车在地上的影子是光的直线传播现象。 【答案】B 考法4：红外线的应用 【例4】[常州中考] 绝大多数鱼类的体温与周围水温相同，然而，生活在海水中的月鱼，其体温比周围水温高。为证实这一点，可对水中月鱼进行拍照，应选用的器材是（ ） A. 红外照相机 B. 可见光照相机 C. 紫外线成像仪 D. 超声波成像仪 【试题评析】试题以自然生物为载体，考查红外线的应用。 【解析】一切物体都在不停地向外辐射红外线，且温度越高的物体辐射越强，故利用红外照相机可拍温度比环境高的月鱼。 【答案】A 【延伸拓展】红外辐射温度计的工作原理是：通过检测物体辐射的红外线的能量，推知物体的辐射温度。 1. 下列光现象中，由于光的折射引起的是（ ） A. 水中倒影 B. 海市蜃楼 C. 小孔成像 D. 日食的形成 【答案】B 【解析】试题给出不同的光现象，要求分析其形成原因。小孔成像和日食的形成是由于光的直线传播引起的，水中倒影是由于光的反射形成的。 2.如图所示，在炎热的夏天，公路远处似乎有水，水中还有汽车、电杆等物体的倒影，但当车行驶至该处时，水却消失了，这其实就是公路上的“海市蜃楼”现象，该现象形成的原因是（ ） A. 光线在空气中沿直线传播进入人的眼睛 B. 光线在空气中发生了折射进入人的眼睛 C. 光线在路面中发生了反射进入人的眼睛 D. 光线通过空气中水滴折射进入人的眼睛 【答案】B 【解析】试题考查对光现象成因的了解，可联系 “海市蜃楼” 的形成原因解答。在炎热的夏天的公路上方的空气厚薄不均匀，光的传播方向发生了弯曲，从而形成了题中所述的类似于 “海市蜃楼” 的现象。 3.如图，小强在水中练习潜水，则能正确反映岸上教练看到水下小强的光路图是（ ） 【答案】D 【解析】试题考查运用光的折射规律判断折射光路图的正误，注意光的传播方向不可弄错。岸上教练看到水下小强，光线是由水里发出的，故光线的传播方向应该是从水里射向空气，且当光由水斜射入空气中时，折射光线与入射光线分居法线两侧，故 A、C 错误；根据光的折射规律可知，当光由水斜射入空气中时，折射角大于入射角，故 B 错误，D 正确。 4.如图，小明站在白云湖边看到小鱼在水中游动，同时发现有一只“鸟”在水中飞翔，似乎在模仿水面上方另一只鸟的飞翔动作。以下说法正确的是（ ） A. 小明看到的鱼是光的反射形成的虚像 B. 小明看到的鱼是光的折射形成的实像 C. 水中的“鸟”到水面的距离小于空中的鸟到水面的距离 D. 如果此时下雨，水面折皱，水中的“鸟”和鱼都“不见了”，但光的反射和折射规律不会改变，只是不能形成清晰的像 【答案】D 【解析】试题将反射成像和折射成像综合在一起，要求对像的成因及特点进行判断。鱼儿在水中，我们看到水中的鱼是由于光线从水中通过空气折射进入了人的眼睛，其实看到的是鱼的虚像，故 A、B 错误；水面相当于平面镜，由平面镜成像特点知水中的 “鸟” 到水面的距离等于空中鸟到水面的距离，故 C 错误；如果此时下雨，水面折皱，将发生漫反射和漫折射，不能成像，所以水中的 “鸟” 和鱼都 “不见了”，但光的反射和折射规律不会改变。 5. 将一长方形玻璃砖沿对角线切开，并分开一段距离放置，如图所示。四条光线沿图示位置入射，能得到右边出射光线的只可能是（　　） A．光线a B．光线b C．光线c D．光线d 【答案】C 【解析】已知出射光线与最右边玻璃面垂直，因此入射光线方向与出射光线方向相同；然后根据光从空气斜射入玻璃时，入射角大于折射角画出入射光线，再利用光从玻璃斜射入空气时，折射角小于入射角画出入射光线；因为∠2=∠1，所以∠4=∠3，因此在左侧玻璃中的光线与最左侧玻璃面垂直，故最左侧的入射光线垂直于左侧的玻璃面；如下图所示： 显然最左侧的入射光线与最左侧的玻璃面垂直，并且在b光线的下方，故入射光线的方向只可能是c。 故选：C。 6.下列现象中属于光的色散现象的是（ ） A. 透过树丛的光束 B. 平面镜中蜡烛的像 C. 用钢叉叉水中的鱼 D. 透过三棱镜的太阳光 【答案】D 【解析】试题考查对常见的光现象成因的认识。透过树丛的光束是光沿直线传播形成的；平面镜中蜡烛的像，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的；水中的鱼反射的光从水中斜射入空气中时，发生折射，折射光线远离法线，当人逆着折射光线的方向看时，看到的是鱼的虚像，比实际位置偏高，所以用钢叉叉水中的鱼时应向下叉，这是光的折射现象；当太阳光经过三棱镜后，会分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光，这是光的色散现象。 7.关于光的色散实验，以下说法不正确的是 （　　） A．白光通过棱镜后，传播方向发生改变 B．色散现象表明，白光是复色光 C．单色光通过棱镜时，传播方向不会发生改变 D．单色光通过棱镜时，不会发生色散 【答案】C 【解析】A、白光通过三棱镜后分解成为七色光，属于光的色散现象，传播方向发生改变，故A正确；B、太阳光是复色光，而七种色光混合后成为白光，色散现象表明白光是由多种色光组成的，故B正确；C、单色光通过三棱镜时，不会产生色散现象，但是会发生折射，故传播方向发生改变，故C错误；D、白光通过三棱镜后分解成为七色光，单色光通过三棱镜时，不会产生色散现象，故D正确。 8.如图所示，将一束太阳光投射到玻璃三棱镜上，在棱镜后侧光屏上的 AB 范围内观察到不同颜色的光，则（ ） A. A 处应是紫光 B. 只有 AB 之间有光 C. 将温度计放到 AB 范围 A 处的外侧，会看到温度上升 D. 将照片底片放到 AB 范围 B 处的外侧，底片不会感光 【答案】C 【解析】试题考查太阳光通过三棱镜色散后光带的分布规律，以及红外线和紫外线的特点。太阳光经三棱镜后发生色散，图中位置从 A 到 B 依次呈现红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的色光，因此 A 处为红光，AB 之间为可见光，AB 的外侧是不可见光，故 A、B 错误；A 的外侧是红外线，红外线具有热效应，所以温度计放在 A 处的外侧示数会上升，故 C 正确；B 处的外侧是紫外线，由于紫外线化学作用强，因此将底片放在紫光外侧，则底片会感光，故 D 错误。 9.“浴霸”是家庭淋浴间的常用装置，下列关于“浴霸”说法中正确的是（ ） A. 装有红外线灯泡，主要用于照明和杀菌消毒 B. 装有紫外线灯泡，主要用于照明和杀菌消毒 C. 装有红外线灯泡，主要用于取暖和照明 D. 装有紫外线灯泡，主要用于取暖和照明 【答案】C 【解析】试题考查红外线的特点及其应用，识记是解题的基本方法。红外线的热作用强，具有杀菌作用的是紫外线，可见 “浴霸” 装有红外线灯泡，主要用于取暖和照明。 10.一位演员在舞台上，她的上身服装是白色的，下身裙装是红色的，当舞台灯光师打开绿色追光灯照射她时，你看到舞台上这位演员的服装颜色是（ ） A. 上装是白色，裙装是红色 B. 上装、裙装都是绿色 C. 上装是绿色，裙装是黑色 D. 上装、裙装都是黑色 【答案】C 【解析】试题考查不同颜色的不发光体在非太阳光照射下呈现的颜色。当舞台灯光为绿色时，上身的白色服装只能反射绿光，观众看演员上身服装就为绿色；红色裙装只能反射红光，照射来的绿光被它吸收，没有光从裙装上反射出来，就没有光进入观众的眼睛，观众则感觉裙装为黑色。 11.夏天人们常穿浅色衣服，而冬天人们常穿深色衣服，这是为了（ ） A. 在夏天能吸收太阳更多的光和热 B. 在冬天能少吸收太阳的光和热 C. 在夏天能少吸收太阳的光和热 D. 在冬天能少散失身体的热量 【答案】C 【解析】试题考查不同颜色的不发光体对不同颜色的色光的反射和吸收的规律。浅色的衣服反射光的本领较强，照在浅色衣服上的光，大部分被反射，使人觉得凉快，故 A 错误，C 正确；深色的衣服吸收光的本领较强，照在深色衣服上的光，大部分被吸收，使人觉得暖和，故 B、D 错误。 12.为了对秸秆焚烧进行有效的监控和治理 , 相关部门通过卫星遥感技术进行观测以及时发现焚烧源 。卫星监测焚烧源的主要依据是（　　） A．对焚烧源进行拍照，从照片上直接看到焚烧源 B．监测焚烧源产生的烟雾，从烟雾的多少来确定焚烧源 C．监测焚烧源的颜色，从遥感照片的颜色来确定焚烧源 D．监测焚烧源的温度，通过捕捉高温物体发出的红外线来确定焚烧源 【答案】D 【解析】因为卫星距地面的距离非常远，因此，无法通过照片直接看清焚烧源、烟雾，也不能通过颜色来准确判断焚烧源。由于温度不同的物体发出的红外线的强弱不同，卫星遥感是通过监测焚烧源的温度，利用感知高温物体发出的红外线工作的。 13.空气投影和交互技术的发明是显示技术上的一个里程碑，它可以在气流形成的墙上投影出具有交互功能的图像。此技术类似于海市蜃楼的原理，利用了光的__________将图像投射在水蒸气上，由于分子振动不均衡，可以形成层次和立体感很强的图像，该图像为__________ （填“虚像”或“实像”）。 【答案】折射；实像 【解析】试题以高新技术中光学知识的应用为情景，要求分析像的成因及虚实。海市蜃楼是光在密度不均匀的空气中折射造成的；图像能被水蒸气（相当于光屏）呈现，故是实像。 14.古诗中有“大漠孤烟直，长河落日圆”的壮美诗句，诗人看到的落日并非太阳的实际位置，而是光线经过不均匀的大气层时发生了__________而形成的像，太阳的实际位置在图中的__________（填“甲”或“乙”） 。若没有大气层，则日出时间将__________（填“提前”或“推迟”） ，白天时间将__________（填“短”或“长”） 。 【答案】折射；乙；推迟；短 【解析】试题以 “图文” 的形式考查对人眼看到太阳这一现象所包含的物理知识的了解，并由此展开相应的推理。由于大气分布不均匀，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到的落日位置 (虚像) 比实际太阳位置高，所以太阳实际在图中的乙位置。若没有大气层，光在真空中沿直线传播，太阳在地平线以下，处在地球上的人就看不到太阳，则看到日出时间将推迟，看到日落时间将提前，白天时间将变短。 15.准东—皖南特高压输电线路上，一座座铁塔矗立在沿线的大地上，在阳光的照射下，铁塔在地面上的影子清晰可见。影子是由于光的__________形成的，从日出到日落，铁塔在地面上的影子在缓慢__________（填“顺”或“逆”）时针转动。输电线路跨越河流时，从平静的水面上看到的“铁塔”是由于光的__________（填“反射”或“折射”）形成的，河水中的鱼看到的“铁塔”高度比铁塔的实际高度 __________（填“高”或“低”）。 【答案】直线传播；顺；反射；高 【解析】试题融合了光的直线传播、反射和折射现象，要求分析每种现象的产生原因，具有较高的综合性。 16.雨过天晴，有时天空会出现美丽的彩虹，来自太阳的白光，通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的。白光经过水珠折射以后，分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光。因此彩虹的上边缘可能是红色，这种现象叫光的__________现象。 【答案】色散 【解析】试题考查彩虹的形成原理 —— 光的色散现象。 17.实验台上放置一块较厚的玻璃砖，如图所示。现有一束激光斜射至玻璃砖表面，请你画出玻璃砖上表面反射光线和折射光线光路图，注意用虚线标出入法线。 答图 【答案】如答图。 【解析】考查运用光的反射定律和光的折射规律进行作图的能力。 18.图中的A、B两架飞机，一架是实际飞机，一架是从潜水艇上观察到的该飞机的像，作出潜水艇上官兵看到飞机的光路图。 答图 【答案】如答图。 【解析】考查光的折射规律和光的折射成像原理进行作图的能力。看到的飞机的位置比飞机的实际位置高，因此 B 是实际飞机，A 是飞机的像，飞机的像 A 在折射光线的反向延长线上。连接飞机的像 A 与观察口，连线与水平面的交点是入射点，由此作图。 19.某同学在做探究光的折射特点实验，如图是光从空气射入水中时的光路，实验中发现，入射光线、折射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧，通过实验还得到如下表数据： 入射角α 0° 15° 30° 45° 60° 反射角β 0° 15° 30° 45° 60° 折射角γ 0° 11.3° 22.1° 35.4° 40.9° （1）分析表中数据，可得出结论： 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，折射角随入射角的变化关系是：折射角随入射角的增大而__________（填“增大”“不变”或“减小”），且折射角__________（填“大于”“等于”或“小于”）入射角。当光从空气垂直射到水面时，折射角大小等于__________ 度。 （2）若用激光沿CO方向从水中射入空气，激光在空气中传播的光路是__________ （填“OA”或“OB”）；激光经过水面反射时的反射角大小等于 __________（填“α”“β”或“γ” ）。 【答案】(1)①反射；折射 ②增大；小于；零 (2) OA；γ 【解析】（1）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。 当光从空气垂直射到水面时，传播方向不改变，此时入射光线、折射光线与法线重合，则折射角等于零度。 （2）在光的折射现象中光路是可逆的，若用激光沿CO方向从水中射入空气，则激光在空气中的光路是OA，光从水中斜射入空气中，反射角等于入射角，所以反射角大小等于γ。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！20 学科网（北京）股份有限公司 $$ 八年级科学上册重点专题提优讲义 第1章 对环境的察觉 第5讲 光的折射、光的色散 总体构架 光的折射现象 光的折射规律 生活中的折射现象 光的色散 分析包含反射和折射的光路图 探究光的折射规律 探究全反射的规律 探究物体颜色的决定因素 探究不可见光的应用 识别光现象 光的折射规律的应用 光现象分析 红外线、紫外线的应用 一、光的折射 1.定义：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折的现象。 （1）光从一种透明介质斜射入另一种透明介质时，在两种介质的分界面上，一部分射入另一种透明介质，一部分反射回当前透明介质。 （2）光在同种不均匀的介质中传播时，也会发生折射，太阳光在大气中传播路径是弯曲的就是这个原因（如图）。 【深度理解】（1）当光从一种介质垂直射入另一种介质时，传播方向不发生偏折，如图所示。 （2）光的折射包括两个方面：不同介质中的折射现象和同种介质中的折射现象。 2.原因：光在不同介质中传播速度不同。 【例1】观察水边风景照片，总会发现“倒影”部分比景物本身暗一些，这是由于（ ） A. 冲洗照片质量有问题 B. 光线被反射掉一部分 C. 眼睛的一种习惯性感觉 D. 入射到水面的光线有一部分折射入水中 【特别提示】物体看起来暗是因为进入人眼的光线少，物体看起来亮是因为进入人眼的光线多。 【温故知新】景物在水中的倒影与地上的影子形成原因不同：前者是光的反射现象，后者是光的直线传播现象。 二、光的折射规律 1.光的折射中的基本概念 一点 入射点O 入射光线与界面的交点 一面 界面 两种物质的交界面 二角 入射角 i 入射光线与法线的夹角 折射角r 折射光线与法线的夹角 三线 法线NN′ 过入射点与界面垂直的直线(用虚线表示) 入射光线AO 投射到界面的光线 折射光线OB 进入另一种介质的光线 2.探究光的折射规律 (1)提出问题 ①折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内？ ②折射角和入射角大小有什么关系？ (2)设计与进行实验 实验装置如图所示，在玻璃水槽中竖直放置的塑料板由E 和F 两个半圆形塑料板(带刻度)组成，其竖直方向的直径MN 为两半圆的分界线，其中塑料板F可绕直径MN 在水平面内前后折转。 ①用激光笔紧贴塑料板照射。 ②使一束光贴着塑料板E 沿某一个角度从空气中射到界面上的O 点；同时，把塑料板F 向前或向后折，看什么时候能在塑料板F 上看到折射光。 ③在②的基础上，当塑料板F 上同时出现入射光和折射光时，读出入射角和折射角的度数；多次改变入射光照射的角度，读出入射角和折射角的度数，并把数据记录在表格中。 ④旋转激光笔至水面下方，使光贴着塑料板E 沿某一个角度射向界面上的O 点；移动塑料板F，当F 上出现折射光时，记录入射角和折射角的度数；多次改变入射光照射的角度，读出入射角和折射角的度数，并把数据记录在表格中。 (4)分析现象和数据，得出实验结论。 ①折射规律 ②光路可逆验证 如果让光线逆着折射光线的方向从水或其他介质射入空气中，光线是否沿原入射光线射出呢？ 演示：先让光由空气射入水中，记下入射光线、入射点、折射光线的位置；再让光线逆着折射光线方向射入，观察光线是否逆着原入射光线方向射出。 结论：在折射现象中，光路可逆。激光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角。 ③垂直入射验证 演示：让光垂直射向水面，观察一下进入水中的光线沿什么方向？ 结论：当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变。 3.光的折射规律 （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）光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角，当入射角增大时，折射角也增大。光从水中或其他介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。 （4）光从空气垂直射入水（或其他介质）中时，传播方向不变。 （5）折射时光路可逆。 【科学思维】知识迁移法：利用新旧知识间的联系，进行新旧知识对照，由旧知识去思考、领会新知识，或者用研究旧知识的方法去研究新知识，从而学会学习的方法。 【深度理解】（1）叙述光的折射规律时，应先说折射，再说入射。 （2）折射角随入射角的增大而增大，但不成正比。 （3）当垂直入射时，折射光线、入射光线、法线重合，折射角、入射角都为 0° 。 【特别提示】折射光线和入射光线不是在同一种物质里传播，而反射光线和入射光线在同一种物质里传播；折射角不等于入射角，而反射角等于入射角。 【速记口诀】折射内容真不少，类比反射易记牢。 三线共面法线中，折入两线两边找。 光从空气斜入水，入射角大折角小。 光从水中斜入气，折射角大入角小。 【例2】如图所示，光线 AO 从空气射到玻璃表面，请在图中画出反射光线 OB 和进入玻璃的折射光线 OC。 【特别提示】法线既是界面的垂线，又是作图时画入射角、反射角和折射角的参照标准。 【方法点拨】（1）光的折射现象中，“角度”与“光速”之间的关系：在光速大的介质中，光与法线之间的夹角（可能是入射角，也可能是折射角）大。 （2）光的折射作图的方法：一定：确定折射角和入射角的大小关系；二画：根据光的传播方向和角度的大小关系，画出法线和光线；三标：给光线标上箭头。 三、生活中的折射现象 1.两类典型的折射成像现象图示 现象 在空气中看水中景物 在水中看空气中景物 图示 如图所示，从池底S点发出的光线，由水进入空气时，在水面上会发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼逆着折射光线的方向看去，觉得这些光线好像是从它们反向延长线交点S′发出来的。S′就是S的虚像，S′比S离水面的距离近。所以，人看上去有水的池底好像变浅了。 空气中景物反射的光线斜射到水面上，在水面发生折射，折射光线向下偏折，折射光线进入水中的人的眼睛中，人眼逆着这些折射光线看去，就好像是这些折射光线的反向延长线的交点发出的，景物位置比实际位置要高。 结论 看到的是水中景物变高的虚像 看到的是空中景物变高的虚像 延伸 池水看起来比实际浅 潜水员看到天上的飞鸟比实际高 【规律提炼】由折射成像光路图知，折射成像时，折射光线上的一点 A、入射点 O 和像点 S′在同一直线上，这一规律经常用来进行相关的作图。 2.应用：从一种介质看另一种介质中的物体，看到的都不是物体本身，而是由于光的折射形成的像。 （1）硬币升高：放在杯底刚好看不见的硬币，加上水又会看得见。你能尝试解释其中原理吗？ 在未加水之前的硬币S点，射入人眼的这部分光，被杯的边沿挡住如图甲所示，射向其他方向的光线，也没有射进人的眼睛，所以，人眼看不见硬币；当水加到一定程度时，S点从水射入空气时，在水面发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼。如图乙所示，人可以看见硬币，其实，人看到的只是硬币的虚像。 （2）渔夫叉鱼：从水面上斜看水中的游鱼，看到的是鱼的虚像，这是因为发生了光的折射，虚像的位置比实际位置高一些。 如何用鱼叉叉到鱼呢？瞄准鱼的下方。 （3）大气的折射：地球周围的大气层密度是不均匀的，越到高空越稀薄，太阳升起时太阳光穿过大气层时要发生折射。因此，早晨我们看到初升的太阳是在它实际位置的上方，是太阳的虚像。 【例3】如图所示，小阳在公园湖面上玩水上滚球的游戏，人处于充满空气的薄壁透明塑料圆球里，他发现水下 A 处有一条鱼，设小阳的眼睛在 B 处，圆球的球心在 O 点。请你作出小阳观察到鱼的光路图及确定鱼的实际大致位置。 【特别提示】A处看到的不是真正的鱼，而是鱼的虚像，真正的鱼在虚像的下方。 【方法点拨】光的反射和折射成像现象中，像点、入射点、反射（或折射）光线上的一点，在同一直线上，这一规律常用来确定光学作图时的入射点。 【易错警示】如图所示的作图是错误的，原因是标错了箭头方向。切记，产生视觉时，光总是射向人眼。 【例4】如图所示，潜水员的眼睛在水面以下A 处，观察岸上的物体。图中的两个点B1 和B2 分别是物、像的位置，请在图中作出潜水员观察物体的光路图。 四、光的色散 1.分解太阳光的实验 实验体验：如图所示，让一束太阳光照射到三棱镜上，观察置于三棱镜后的光屏，光屏上呈现出红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的颜色光带。 实验现象：太阳光可以分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫色光。 如图所示，太阳光经过左边三棱镜分解为彩色光，所有的彩色光经过右边三棱镜，又变成白光，即各种色光混合还原为白光。 实验结论：太阳光是由多种色光混合而成的，太阳光可以分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫色光。 2. 光的色散 （1）概念：太阳光被分解成各种颜色光的现象；白光是由多种色光混合而成的。 （2）成因：色散是光发生折射的结果，是由不同颜色的光通过三棱镜折射的程度不同引起的。 （3）现象：彩虹属于光的色散现象，是太阳光通过空气中的小水珠发生折射、反射产生的现象。 【拓展延伸】太阳光通过三棱镜时，不同色光向三棱镜底边的偏折程度不同，紫光向底边偏折的程度最大，红光向底边偏折的程度最小，导致彩色光带的出现。 彩虹的形成:雨后的天空悬浮有大量的细小水珠，太阳光照射到这些小水珠上时，它被分解成绚丽的七色光。因此，有时我们能看见太阳光和小水珠建造起的彩虹。彩虹是太阳光传播中被空气中的水滴色散而产生的。 【科学思维】逆向思维：太阳光可以分解成从红到紫的多种色光，逆向推理红到紫的多种色光混合也可以是白光(太阳光)，这种方法也称逆向思维。 【例5】如图所示，一束红光经三棱镜折射后，在光屏上a点处形成一个红色光斑。现保持入射光位置、方向及三棱镜位置不变，仅将红光改为紫光， 以下说法正确的是( ) A. 保持光屏位置不变，紫色光斑仍在a 点处 B. 保持光屏位置不变，紫色光斑在a 点上方 C. 将光屏向左平移，紫色光斑仍可落在a 点处 D. 将光屏向右平移，紫色光斑仍可落在a 点处 3.色光的混合 （1）光的三原色：红、绿、蓝。 红、绿、蓝三种色光按不同的比例混合，能产生任何一种其他颜色的光，而它们自身却无法用其他色光混合而成。 【特别提示】红、绿、蓝光只有等比例混合才是白光。 （2）色光混合的应用 彩色电视机和电脑屏幕等都是通过红、绿、蓝三原色混合出各种各样的色彩。 【关联思考】太阳光是由多种色光混合而成的，这里的“多种色光”最少可以是哪几种光？ 关联结果：红、绿、蓝三种色光可以混合成白光，即最少是这三种色光。 【例6】20 世纪中叶科学家发明了红光LED 和绿光LED，为与这两种LED 组合，产生白色LED 光源，日本科学家又探寻到一种LED，它是( ) A. 紫光LED B. 黄光LED C. 蓝光LED D. 橙光LED 【拓展延伸】三原色光的混合规律：红光+ 绿光= 黄光，红光+ 蓝光= 品红光，绿光+ 蓝光= 青光，红光+ 绿光+ 蓝光=白光。 4.看不见的光 （1）把光按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列起来就是太阳的可见光谱。 （2）光谱的红端以外，有一种看不见的光，叫作红外线。 ①一切物体都在不停地向外辐射红外线。 ②物体温度越高，辐射的红外线越强。 ③物体在辐射红外线的同时，也在吸收红外线。 （3）红外线的特点及应用。 ①具有热效应：制成浴室暖灯。 ②穿透云雾能力强：红外线遥感。 红外线测温仪 红外线夜视仪 红外线遥感 红外线加热 （4）光谱的紫端以外，有一种看不见的光，叫作紫外线。 ①高温物体(如太阳、弧光灯和其他炽热物体等)发出的光中有紫外线，汞等气体放电发出的光中也含有紫外线。 ②大气层中的臭氧层对紫外线有吸收作用(如图所示)。 （5）紫外线的特点及应用 a.生理作用强，能杀菌，但强度过高对身体有害。 b.适当的紫外线照射可以促进人体合成维生素D，加强对钙的吸收。 c.使荧光物质发光，可用于鉴别古字画和人民币防伪。 d.紫外线化学作用强，很容易使照相机底片感光。 【归纳掌握】 概念 特征 应用 红外线 红端之外的辐射 一切物体都在不停地辐射红外线，物体的温度越高，辐射的红外线越多，红外线热作用越强 诊断病情，拍摄“热谱图”；制成红外线夜视仪、红外线遥控器、红外线烤箱等 紫外线 紫端之外的辐射 化学作用强 有助于人体合成维生素D,促进身体对钙的吸收；常用紫外线灯来灭菌；紫外线能使荧光物质发光，可以用来制成验钞机等 【例6】如图 是用测温枪检测体温的情景。测温枪的学名是“红外线测温仪”或者“红外线辐射测温仪”。它的原理是被动吸收目标的红外辐射能量，从而获得物体温度数值。 下列与红外线测温仪有关的说法正确的是( ) A. 红外线通过肉眼可观察到 B. 红外线是声波的一种 C. 红外线测温仪是通过测温枪发出红外线来测体温的 D. 红外线测温仪测体温说明红外线能传递能 【特别提示】不把电视遥控器对准电视，也能遥控电视，这是因为红外线发生了反射。红外线、紫外线的传播特点同可见光一样，也能直线传播、反射和折射。 1.分析包含反射和折射的光路图 【例1】一束光在空气与某透明物质的界面处发生了反射和折射现象，其光路如图所示。则界面上方为______（填“空气”或“透明物质”）；反射角 =________。 【特别提示】光在空气中传播速度比在透明物质中大，故光在空气中的入射角（或折射角）大。 【方法点拨】分析包含反射和折射的复杂光路图时，首先应确定界面和法线，再给光线标上箭头，确定入射角、反射角、折射角，最后根据光的折射和反射规律解题。 2.探究光的折射规律 【例2】根据课堂上的演示实验，我们总结出了“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”的结论。某同学利用水槽、光源、光屏做了几次实验，结果如图所示。根据该同学的探究结果，可总结出： （1）比较图 A、B、C、D 可得：折射光线和入射光线在法线的__________（填“同侧”或“两侧”）。 （2）比较图 A、B、C 可得：光从空气斜射入水中折射角__________入射角，并且折射角随入射角增大而__________（填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）比较图 C、D 可得：______________________________。 （4）图 E 说明：__________________________________。 【实验技巧】实验中，可向水中加墨水或牛奶，利用漫反射（光在墨水或牛奶颗粒的表面发生的是漫反射）使眼睛在水的侧面也能观察到光路。 【特别提示】（1）探究光的折射规律时应分两种情况，一种是让光从空气斜射入水或玻璃等透明介质中，另一种是让光从水或玻璃等透明介质斜射入空气中。根据每种实验的现象和数据分别总结出光的折射规律。 （2）在探究光的折射规律时，需换用多种介质进行多次测量，这样才能使实验结论更具有普遍性。 3.探究全反射的规律 【例3】如图所示的实验装置，可以用来研究光从水中斜射到与空气的分界面时所发生的光现象。 （1）使入射角i在一定范围内由小变大，会发现折射角r__________（填写变化规律），且折射角总是大于相应的入射角； （2）当入射角i增大到某一值时，折射角r会达到最大值，该最大值是__________； （3）若继续增大入射角i，将会发现不再有__________光线，而只存在__________光线。 【特别提示】发生全反射的条件：一是光从光速慢的介质斜射入光速快的介质——折射角大于入射角；二是入射角大到一定的程度。 全反射的应用：激光在光纤中全反射，将信息传递到远方，如图所示。 4. 探究物体颜色的决定因素 【例4】如图所示，一束白光经三棱镜折射后，在光屏上自上而下形成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带，则： （1）这种现象叫光的____________。 （2）这个现象说明白光____________（填“单色”或“复色”）光。 （3）若在光屏上铺红纸，则光屏呈现____________色。 （4）若将光屏换作绿玻璃，将只有____________光能透过玻璃。 【特别提示】在教室的设计中，用到不少的光学知识，例如： ①为了保护同学们的视力，教室的窗玻璃要用无色玻璃，目的是让它能透过所有色光。 ②教室的墙面要涂成白色，目的是让墙面能反射所有色光。 ③黑板大多是黑色的，目的是让黑板吸收所有色光，而白色粉笔写出的字几乎能反射所有色光，使我们能更清楚地看清黑板上的字。 5.探究不可见光的应用 【例5】钞票的某些位置用荧光物质印上了标记，在紫外线下识别这些标记，是一种有效的防伪措施。某同学在较暗的环境中做了下列三次实验。 （1）如图甲所示，他用紫外线灯照射面值为 100 元的钞票，看到“100”字样发光，这表明紫外线能使___________发光。 （2）如图乙所示，他用紫外线灯照射一块透明玻璃，调整透明玻璃的位置和角度，看到钞票上的“100”字样再次发光，这表明紫外线能被透明玻璃___________。 （3）如图丙所示，他把这块透明玻璃放在紫外线灯和钞票之间，让紫外线灯正对玻璃照射，在另一侧无论怎样移动钞票，“100”字样都不发光，他做这次实验是为了探究___________。 【方法点评】归纳实验结论时要紧扣现象和条件。乙图的操作，条件是紫外线射向玻璃，隐含条件是玻璃可能将紫外线反射，现象是钞票上“100”的字样发光，综合现象与条件可归纳得出“紫外线能被透明玻璃反射”。丙图操作的分析方法同乙图的分析方法。 本专题在中考中的主要考点是光的折射现象、光的折射规律、光的色散现象、色光的混合现象和看不见的光及其应用，一般以考查概念和规律的理解与识记的选择题、填空题和作图题为主，难度一般。 考法1：识别光现象 【例1】[黔西南州中考]如图所示四种现象中，由光的直线传播形成的是（ ） A. 镜中的花朵 B. 小孔成像 C. 水中“断”笔 D. 仙鹤的倒影 【方法点拨】识别光现象的两种方法： （1）识记，根据平时的积累判断某种光现象的产生原因。如，根据识记知“海市蜃楼”、“星星眨眼”是光的折射现象。 （2）分析每种光现象中光的传播路径，结合定义判断其形成原因，如例1的解析。 考法2：光的折射规律的应用 【例2】[上海中考]光从空气倾斜射入玻璃中，入射角为60°，折射角可能为（ ） A. 0° B. 35° C. 60° D. 90° 考法3：光现象分析 【例3】[鄂州中考改编]2017 年 5 月 16 日，2 万辆 ofo 共享单车（如图所示）投放鄂州，极大地便利了鄂州市民的出行。使用者用手机扫车牌上的二维码，获取验证码后自动开锁即可使用。关于单车的使用过程，下列说法正确的是（ ） A. 车牌上的二维码是光源 B. 二维码上白色部分反射白光，黑色部分吸收光 C. 自行车尾灯是利用光的折射原理来工作的 D. 自行车在地上的影子是光的反射现象 考法4：红外线的应用 【例4】[常州中考] 绝大多数鱼类的体温与周围水温相同，然而，生活在海水中的月鱼，其体温比周围水温高。为证实这一点，可对水中月鱼进行拍照，应选用的器材是（ ） A. 红外照相机 B. 可见光照相机 C. 紫外线成像仪 D. 超声波成像仪 【延伸拓展】红外辐射温度计的工作原理是：通过检测物体辐射的红外线的能量，推知物体的辐射温度。 1. 下列光现象中，由于光的折射引起的是（ ） A. 水中倒影 B. 海市蜃楼 C. 小孔成像 D. 日食的形成 2.如图所示，在炎热的夏天，公路远处似乎有水，水中还有汽车、电杆等物体的倒影，但当车行驶至该处时，水却消失了，这其实就是公路上的“海市蜃楼”现象，该现象形成的原因是（ ） A. 光线在空气中沿直线传播进入人的眼睛 B. 光线在空气中发生了折射进入人的眼睛 C. 光线在路面中发生了反射进入人的眼睛 D. 光线通过空气中水滴折射进入人的眼睛 3.如图，小强在水中练习潜水，则能正确反映岸上教练看到水下小强的光路图是（ ） 4.如图，小明站在白云湖边看到小鱼在水中游动，同时发现有一只“鸟”在水中飞翔，似乎在模仿水面上方另一只鸟的飞翔动作。以下说法正确的是（ ） A. 小明看到的鱼是光的反射形成的虚像 B. 小明看到的鱼是光的折射形成的实像 C. 水中的“鸟”到水面的距离小于空中的鸟到水面的距离 D. 如果此时下雨，水面折皱，水中的“鸟”和鱼都“不见了”，但光的反射和折射规律不会改变，只是不能形成清晰的像 5. 将一长方形玻璃砖沿对角线切开，并分开一段距离放置，如图所示。四条光线沿图示位置入射，能得到右边出射光线的只可能是（　　） A．光线a B．光线b C．光线c D．光线d 6.下列现象中属于光的色散现象的是（ ） A. 透过树丛的光束 B. 平面镜中蜡烛的像 C. 用钢叉叉水中的鱼 D. 透过三棱镜的太阳光 7.关于光的色散实验，以下说法不正确的是 （　　） A．白光通过棱镜后，传播方向发生改变 B．色散现象表明，白光是复色光 C．单色光通过棱镜时，传播方向不会发生改变 D．单色光通过棱镜时，不会发生色散 8.如图所示，将一束太阳光投射到玻璃三棱镜上，在棱镜后侧光屏上的 AB 范围内观察到不同颜色的光，则（ ） A. A 处应是紫光 B. 只有 AB 之间有光 C. 将温度计放到 AB 范围 A 处的外侧，会看到温度上升 D. 将照片底片放到 AB 范围 B 处的外侧，底片不会感光 9.“浴霸”是家庭淋浴间的常用装置，下列关于“浴霸”说法中正确的是（ ） A. 装有红外线灯泡，主要用于照明和杀菌消毒 B. 装有紫外线灯泡，主要用于照明和杀菌消毒 C. 装有红外线灯泡，主要用于取暖和照明 D. 装有紫外线灯泡，主要用于取暖和照明 10.一位演员在舞台上，她的上身服装是白色的，下身裙装是红色的，当舞台灯光师打开绿色追光灯照射她时，你看到舞台上这位演员的服装颜色是（ ） A. 上装是白色，裙装是红色 B. 上装、裙装都是绿色 C. 上装是绿色，裙装是黑色 D. 上装、裙装都是黑色 11.夏天人们常穿浅色衣服，而冬天人们常穿深色衣服，这是为了（ ） A. 在夏天能吸收太阳更多的光和热 B. 在冬天能少吸收太阳的光和热 C. 在夏天能少吸收太阳的光和热 D. 在冬天能少散失身体的热量 12.为了对秸秆焚烧进行有效的监控和治理 , 相关部门通过卫星遥感技术进行观测以及时发现焚烧源 。卫星监测焚烧源的主要依据是（　　） A．对焚烧源进行拍照，从照片上直接看到焚烧源 B．监测焚烧源产生的烟雾，从烟雾的多少来确定焚烧源 C．监测焚烧源的颜色，从遥感照片的颜色来确定焚烧源 D．监测焚烧源的温度，通过捕捉高温物体发出的红外线来确定焚烧源 13.空气投影和交互技术的发明是显示技术上的一个里程碑，它可以在气流形成的墙上投影出具有交互功能的图像。此技术类似于海市蜃楼的原理，利用了光的__________将图像投射在水蒸气上，由于分子振动不均衡，可以形成层次和立体感很强的图像，该图像为__________ （填“虚像”或“实像”）。 14.古诗中有“大漠孤烟直，长河落日圆”的壮美诗句，诗人看到的落日并非太阳的实际位置，而是光线经过不均匀的大气层时发生了__________而形成的像，太阳的实际位置在图中的__________（填“甲”或“乙”） 。若没有大气层，则日出时间将__________（填“提前”或“推迟”） ，白天时间将__________（填“短”或“长”） 。 15.准东—皖南特高压输电线路上，一座座铁塔矗立在沿线的大地上，在阳光的照射下，铁塔在地面上的影子清晰可见。影子是由于光的__________形成的，从日出到日落，铁塔在地面上的影子在缓慢__________（填“顺”或“逆”）时针转动。输电线路跨越河流时，从平静的水面上看到的“铁塔”是由于光的__________（填“反射”或“折射”）形成的，河水中的鱼看到的“铁塔”高度比铁塔的实际高度 __________（填“高”或“低”）。 16.雨过天晴，有时天空会出现美丽的彩虹，来自太阳的白光，通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的。白光经过水珠折射以后，分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光。因此彩虹的上边缘可能是红色，这种现象叫光的__________现象。 17.实验台上放置一块较厚的玻璃砖，如图所示。现有一束激光斜射至玻璃砖表面，请你画出玻璃砖上表面反射光线和折射光线光路图，注意用虚线标出入法线。 18.图中的A、B两架飞机，一架是实际飞机，一架是从潜水艇上观察到的该飞机的像，作出潜水艇上官兵看到飞机的光路图。 19.某同学在做探究光的折射特点实验，如图是光从空气射入水中时的光路，实验中发现，入射光线、折射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧，通过实验还得到如下表数据： 入射角α 0° 15° 30° 45° 60° 反射角β 0° 15° 30° 45° 60° 折射角γ 0° 11.3° 22.1° 35.4° 40.9° （1）分析表中数据，可得出结论： 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，折射角随入射角的变化关系是：折射角随入射角的增大而__________（填“增大”“不变”或“减小”），且折射角__________（填“大于”“等于”或“小于”）入射角。当光从空气垂直射到水面时，折射角大小等于__________ 度。 （2）若用激光沿CO方向从水中射入空气，激光在空气中传播的光路是__________ （填“OA”或“OB”）；激光经过水面反射时的反射角大小等于 __________（填“α”“β”或“γ” ）。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！21 学科网（北京）股份有限公司 $$