第4节 光的反射和折射讲义-2025-2026学年浙教版八年级上册科学

第4节 光的反射和折射 知识点一 光的反射 1.反射 与声音遇到障碍物会反射一样，光射到水面、桌面或其他物体的表面时也会发生反射。我们能够看见不发光的物体，是因为从物体表面反射的光进人了我们的眼睛。 激光束的路径可用右图来表示。图中0点为入射点，经过入射点0并垂直于反射面的直线ON叫作法线。 AO为入射光线，OB为反射光线，入射光线AO与法线ON的夹角∠i叫作入射角，反射光线OB与法线ON的夹角∠r叫作反射角。 那么，反射光射出的方向有什么规律？ 【总结】AO：入射光线 BO：反射光线 ON：法线 EF：界面 ∠i：入射角 ∠r：反射角 【探索活动】 实验操作 1.把一平面镜M放在水平桌面上，再把一块硬纸板竖直的放在平面镜上，纸板由可以绕ON折转的EF两块板组成。直板上的直线ON垂直于镜面。 2.使EF两板面处于同一平面内，让一束光贴着纸板沿着某一角度射到O点，经过平面镜反射,经沿着另一个方向射出,在纸板上用红色笔描出入射光和反射光的径迹。 3.改变光速的入射方向，重做几次实验。换用其他颜色的笔描出入射光和反射光的径迹。 4.将F板绕ON前后转动，在F板上还能看到反射光吗？这一现象说明了什么？ 5.曲线硬纸板,用量角器量出入射角和反射角计入在表中。 6.若使入射光线逆着原反射光线的方向射到平面镜上，此时的反射光线会怎样？ 记录表 第1次 第2次 第3次 入射角 反射角 实验现象 将F板绕ON前后转动，在F板上看不到反射光。（说明光反射时，反射光线与入射光线、法线在同一平面上。） 若使入射光线逆着原反射光线的方向射到平面镜上，此时的反射光线恰巧沿着原入射光线方向射出。 实验结论 “三线共面”：光反射时，反射光线与入射光线、法线在同一平面上； “分居两侧”：反射光线和入射光线分居法线两侧； “两角相等”：反射角等于入射角。（不能说入射角等于反射角） “光路可逆”’：光路是可逆的。 【注意】 Ⅰ.实验中，纸板的作用是：显示光的传播路径，验证反射光线、入射光线和法线在同一平面内，显示反射角随入射角的变化情况。 Ⅱ.改变光速的入射方向，重做几次实验。为了避免实验的偶然性，得到普遍规律。 Ш.实验要在比较暗的环境中进行，便于观察。 2. 反射定律： 【口诀：同平面，居两侧，角相等，路可逆】 “三线共面”：光反射时，反射光线与入射光线、法线在同一平面上； “分居两侧”：反射光线和入射光线分居法线两侧； “两角相等”：反射角等于入射角。 3. 光路是可逆的【注意】 （1）只能说反射角等于入射角，不能说入射角等于反射角。 （2）当入射光线垂直射到平面镜上时，法线和入射光线重合，这时入射角为0度，反射光线沿原路返回。 （3）我们看到物体的亮和暗，并不是由反射光的强弱决定的，而是由入射人眼的光的多少决定的。 我们能看到物体，是因为有光从物体射入我们的眼睛，而不是光从我们的眼睛射到物体上。 若使入射光逆着原反射光的方向射到平面镜上，此时的反射光会怎样？动手做一做。如果得到的反射光恰巧是逆着原入射光方向射出，这就说明一个重要的原理一光路具有可逆性 当我们从平面镜里看见别人的眼睛时，别人也可以从平面镜里看见我们的眼睛。是这样吗？请试一试。思考与讨论： 一束太阳光斜射到平面镜的表面，在平面镜的另一侧可看到耀眼的亮光；如果太阳光斜射到粗糙的白纸表面，那么无论从哪个方向观察，都看不到耀眼的亮光。这是什么原因？ 4. 光的反射类型：镜面反射和漫反射。 两者都遵循光的反射定律。 镜面反射：指若反射面比较光滑，当平行入射的光线射到这个反射面时，仍会平行地向一个方向反射出来，这种反射就属于镜面反射。 漫反射：是投射在粗糙表面上的光向各个方向反射的现象。这种反射的光称为漫射光。 很多物体，如植物、墙壁、衣服等，其表面粗看起来似乎是平滑，但用放大镜仔细观察，就会看到其表面是凹凸不平的，所以本来是平行的太阳光被这些表面反射后，弥漫地射向不同方向。漫反射使我们能从不同的方向看到本身不发光的物体。 知识点二 平面镜 1、 平面镜 我们平时使用的镜子的表面是平的，叫作平面镜。利用平面镜可以看到镜子里有一个跟你一样的“人”，镜子里的那个“人”就是你的像。 【探究实践】 操 作 现象 结论 实验1 在桌面上铺一张白纸，将一块玻璃板竖立在纸上，在纸上记下玻璃板的位置，选取两支大小相同的蜡烛。把一支蜡烛点燃，放在玻璃板的前面，看一看玻璃板后面有没有蜡烛的像。 玻璃板后面有没有蜡烛的像 平面镜成的是虚像 实验2 再拿另一只没有点燃的蜡烛，竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它跟前面那支蜡烛的像完全重合为止。这个位置就是点燃的蜡烛所成像的位置。用笔在纸上记下这两个位置。实验中你观察到蜡烛的像和蜡烛的大小是否相同。 未点燃的蜡烛和点燃蜡烛的像完全重合。 像和物体大小相等 实验3 移动点燃的蜡烛到另一个位置，重做上面的实验。用直线把每次实验中的蜡烛和它的线的位置连接起来，用刻度图测量它们到玻璃板的距离，并加以比较。将实验数据记录在表中。 每组数据中，像与物到平面镜的距离相等。 像与物到平面镜的距离相等 实验表与图 蜡烛到平面镜的距离 蜡烛的像到平面镜的距离 第1次 10 10 第2次 15 15 第3次 20 20 第4次 25 25 平面镜成像实验中的注意事项： （1）用玻璃板而不用平面镜的原因：玻璃板既能成像，又可以透光，能看到玻璃板后面的蜡烛，便于确定像的位置。 （2）使用两根完全相同的蜡烛做实验是为了：便于比较像与物的大小关系。 （3）实验要在比较暗的环境中进行是为了：成像清晰。 （4）怎样确定像的虚实：用白纸做光屏放在像的位置上，白纸上承接不到蜡烛A的像，这说明平面镜所成的像是虚像。 （5）怎样确定像的位置：移动玻璃板后面的蜡烛B，使蜡烛B与蜡烛A的像重合，蜡烛B所在的位置就是蜡烛A的像的位置。 （6）无论怎样移动蜡烛B，都不能与蜡烛A的像重合是因为：玻璃板与桌面不垂直。 （7）移动蜡烛A的位置多次实验是为了：避免实验结论的偶然性，得到普遍规律。 （8）透过玻璃板能看到两个像是因为：玻璃板有厚度，前后两个表面均能反射成像。 （9）刻度尺的作用是：测量像与物到镜面的距离。 （10）白纸的作用是：记录蜡烛、玻璃板和像的位置，便于确定像与物的位置关系。 （11）怎样处理白纸上的信息：连接像与物的对应点，判断像与物的连线与镜面是否垂直，测量像与物到镜面的距离并进行比较。 （12）使用方格纸比白纸更好，可以直接在方格纸上判断像与物的位置关系。 2、实像与虚像的区别 实像：是实际光线会聚而成的，可以用光屏接到，当然也能用眼看到。 虚像：不是由实际光线会聚成的，而是实际光线反向延长线相交而成的，只能用眼看到，不能用光屏接收。 3、平面镜成像特点：（等大，正立，像与物左右相反，虚像） ①像与物体的大小相等，左右方向相反，像正立，为虚像； ②像与物体关于平面镜对称：即像到平面镜的距离与物体到平面镜的 距离相等，像与物对应点的连线与镜面垂直。 【注】平面镜：表面是光滑平面的镜子。 平面镜成像原理：光的反射定律。 4、平面镜的应用：改变光路、成像、扩大视野。如常用于日常生活梳装和装饰的镜子，军事潜艇上利用双平面镜制成潜望镜（如下图）。 潜望镜所成像的特点：上下左右都不颠倒。 5、平面镜成像作图法： （1）需要用实线的情况：实际光学、实像等。 需要用虚线的情况： ①辅助线：如实际光线的反向延长线；画平面镜成像时做物象的连线。 ②虚像、法线、主光轴等。 根据平面镜成像特点或成像规律作图： 根据平面镜成像原理或反射定律作图： 知识点三 光的折射 2、 光的折射： 【探索活动】 操作（控制变量法） 现象 结论 实验1 1.让一束光从空气斜射到水中，观察这束光的路径。光进入水中后，其传播方向会发生变化吗？向哪个方向偏折？ 会，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角。 “空气中的角大”：光从空气斜射入水或其它透明介质时，折射光线向法线靠拢，折射角小于入射角。 入射角增大时，折射角也增大。 光垂直射到水或玻璃表面时传播方向不变。 实验2 2.让光以不同角度从空气斜射到水中，观察光的路径，能得出什么结论？让光垂直射向水面，进入水中的光的路径又是怎样的？ 当入射角增大时，折射角也增大，反之亦然。 实验3 3.把水换成玻璃砖，如图2-57重新做这个实验。 当入射角增大时，折射角也增大，反之亦然。 1. 光的折射：光从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生改变的现象。还有一种情况，光在同一种不均匀的物质中传播，方向也会改变，也是光的折射。 2. 光的折射定律 “三线共面”：入射光线、折射光线、法线在同一平面内； “分居两侧”：折射光线和入射光线分别位于法线两侧； “空气中的角大”：光从空气斜射入水或其它透明介质时，折射光线向法线靠拢，折射角小于入射角；由光路可逆性可知，当光从水或其它透明介质射入空气中时，折射光线将偏离法线，折射角大于入射角。 入射角增大时，折射角也增大。光垂直射到水或玻璃表面时传播方向不变。 “光路可逆”：光路是可逆的。 3. 光的折射成像： 如图2-58所示，从空气中看水、玻璃等透明介质中的物体，你会感到物体的位置比实际位置高一些。这是光的折射形成的变“浅”了的虚像。具体例子有：海市蜃楼、“筷子上折”、“池水变浅”、“像下叉鱼”。 知识点四 光的色散 牛顿的三棱镜实验：让太阳光穿过一条狭缝，射到三棱镜上，从棱镜另一侧的白纸屏上可以看到一条彩色的光带，彩色光带中的颜色是按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列的，从而发现了光的色散现象。 太阳光是白光。太阳光通过三棱镜后被分解成各种颜色的光。这种现象叫作光的色散。白光是由多种色光混合而成的。 三棱镜把太阳光分解成不同颜色的光，它们按照一定的顺序排列，形成太阳的可见光谱（如图1.4-20） 【注意】白光的色散表明：①白光不是单色光。 ②不同的单色光通过棱镜时偏折的程度不同。 实践活动 实验操作 在盛有水的脸盆里斜着放一面镜子，然后试着把太阳光反射到纸上，不断的调整镜子的角度，直至在 某一个角度上你可以观察到太阳七色的光。 这是因为光在水中的折射能把太阳光分解成七种颜色的光，再通过镜子反射出去的缘故。 人 人 2、单色光、复色光 （1）单色光：我们把不能再分解的光叫单色光，如红、橙、黄、绿光等。 【注】：因为自然界红、绿、蓝三种颜色是无法用其它颜色混合而成的，而其他颜色可以通过 红、绿、蓝光的适当混合而得到的，因此红、绿、蓝三种颜色被称为光的“三原色”。 （2）复色光：由单色光混合而成的光叫复色光。白光就是复色光。 知识点五 看不见的光 不可见光：我们的肉眼看不见的光叫不可见光，常用的有红外线和紫外线 来源 特点及应用 图示 红外线 太阳的热主要是通过红外线的形式传送到地球上的，自然界的所有物体都在不停的向外辐射红外线。 家用电器的遥控器发出的就是红外线。 在光的色散实验中，如果将温度计放在彩色光带的红光外侧时，温度计的示数会上升更快 （1）热效应强：物体的温度越高，辐射的红外线就越强。 应用：加热物体，如取暖、烘烤；红外线探测器、红外线照相机、红外线夜视仪等都是利用红外线的强弱来识别不同温度的物体。 （2） 穿透云雾的能力强：遥控勘测，如寻找水源、监测森林火灾，军事用途。 （3） 某些动物（如响尾蛇）是靠红外线来捕食的，响尾蛇在眼和鼻之间有热的灵敏感受器，可用来测定周围动物的准确位置而捕获猎物。人们模仿响尾蛇制成了一种红外制导导弹，导弹上的红外装置可以引导导弹自主追踪热的目标，对其进行有效攻击。 紫外线 自然界中的紫外线主要来源于太阳。 （1） 荧光效应：使物体上的荧光物质发光，以辨真伪。 （2） 生理作用：应用紫外线灯灭菌，帮助人体合成维生素D。 （3） 化学作用：紫外线摄影。 题型一 光的反射 例1.有一光电控制液面高度的仪器，是通过光束在液面上的反射光打到光电屏（将光信号转化为电信号进行处理）上来显示液面高度。如图所示，与液面夹角为45°的光束经液面反射后在光屏上形成光点S1，一段时间后光点由S1移到S2时，且S1S2的距离为4cm，则该液面　 　 （选填“上升”或“下降”）的高度为 　　 cm。 【答案】下降；2。 【解析】解：由于入射光线是不变的，且光在水面上发生的是镜面反射，所以，当水面发生变化时，反射光线的方向与原来的反射光线是平行的，如图所示， 反射到光电屏上的光点从S1点移向S2点，则说明该液面是下降的； 根据平行四边形的知识可知OB＝S1S2＝4cm， 由于入射光线与液面的夹角始终为45°，则反射角＝入射角＝45°，所以∠OO′B＝90°， 可知ΔO′CO为等腰直角三角形， 过O′作AB的垂线，则由几何知识可得OC＝O′COB4cm＝2cm，即液面下降的高度为2cm。 例2.在“探究光的反射规律”的实验中，如图所示，平面镜 M 放在水平桌面上，E、F 是两块粘接起来的硬纸板，垂直于镜面且可绕 ON 转动． （1）如图a，当 E、F 在同一平面上时，让入射光线 AO 沿纸板 E 射向镜面，在 F 上可看到反射光线OB，测出入射角和反射角的大小，便立即得出实验结论：反射角等于入射角．你认为这样得出结论 (填“合理”或“不合理”)，原因是 （2）若将一束光贴着纸板 F 沿 BO 射到 O 点，光将沿图中的 方向射出，因为在光的反射现象中光路是 的． 如图 b，以法线 ON 为轴线，把纸板 F 向后缓慢旋转，在 F 上 (填“能”或“不能”)看到反射光线 OB，这样做的目的是为了 【答案】（1）分居法线；（2）在同一平面内；（3）反射角等于入射角；（4）可逆。 【解答】解：（1）使光线按照不同角度沿纸板射向镜面O点，反射光线和入射光线始终分居法线两侧； （2）使光线沿纸板射向镜面O点，然后把硬纸板NOF向前折或向后折是为了确定反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内； （3）分别量出入射角和反射角的度数，可以发现：反射角始终等于入射角； （4）如果将光源沿FO射入一条入射光线，会观察到反射光线会沿OE的方向射出，这说明了在反射现象中光路具有可逆性。 例3.雨后天晴的夜晚，人在月光下行走，如图所示，为了不踩到地上的积水，甲同学迎着月光走，应走　　（选填“亮”或“暗”）处，因为若迎着月光走，月光射到水面上时，在水面发生的是　 　（选填“镜面反射”或“漫反射”）；乙同学背着月光走，应走　 　（选填“亮”或“暗”）处。 【答案】暗；镜面反射；亮 【解析】解：（1）当迎着月光走时，地面发亮处有水；因为迎着月光走，月光射到水面上时，水面发生的是镜面反射，反射光几乎全部射入人的眼睛，而地面发生的漫反射，只有很少的光进入人的眼睛，所以此时水面亮，人应走暗处。 （2）背着月光走时，地面发暗处有水；因为背着月光走，虽然水面发生的仍然是镜面反射，但是此时的反射光没有射入人的眼睛；而地面对光发生漫反射，反射光线射向不同的方向，故有光线射入人的眼睛，则此时地面较亮，所以地上暗处部分是水，人应走亮处。 题型二 平面镜 例1.小科在如图甲所示的电梯中，他通过面前电梯内的镜子看到身后电梯显示屏中显示的数字，如图乙所示，请根据以上信息分析下列说法错误的是（　　）【答案】B A．小科通过镜子看到的数字图像是光反射形成的虚像 B．小科通过镜子看到的数字图像在镜子上 C．小科所乘电梯正在上行，将要到达二楼 D．如果他想把看到的图像拍摄下来，拍摄时，平面镜中的像应该距离小科手机镜头两倍焦距以外 【解析】解：A、根据平面镜成像特点可知，镜子上所成的像是光的反射形成的虚像，故A正确； B、小科通过镜子看到的数字图像属于光的反射，图像在反射光线的反向延长线的会聚点，不在镜子上， C、根据平面镜成像特点，像和物关于镜面对称，可知，图像中的“5”与“2”对称，所以小科所乘电梯正在上行，将要到达二楼，故C正确； D、手机镜头的成像原理与照相机相同，所以，用手机拍照时，手机与图像之间的距离应在手机镜头的两倍焦距以外，此时成倒立缩小的实像，故D正确。 例2.如图，在研究平面镜成像实验中： （1）用透明玻璃板代替平面镜的目的是为了能确定像的 　 　 。如果有1mm厚和2mm厚的两块玻璃板，应选择 　　 mm厚的玻璃板做实验，原因是　 　。 （2）取两只相同蜡烛的目的是为了能比较像与物的 　 　 。 （3）实验过程中，如果在平面上无论怎样移动蜡烛B，都无法与蜡烛A的像完全重合，原因可能是 　 　 。 （4）如果当蜡烛B与蜡烛A的像完全重合后，再移去蜡烛B，在蜡烛B的原来位置上放一光屏，光屏上 　 　 （选填“能”或“不能”）承接到蜡烛A的像。 （5）若将玻璃板向左倾斜，如图丙所示，观察到蜡烛A的像的大致位置在图中的 （选填“①”或“②”）处。 （6）实验中，看到点燃的蜡烛通过玻璃板成两个像，其中距离观察者较远的像较　 　（填“亮”或“暗”），远处的像是来自于蜡烛的入射光经过玻璃板　 　 。 A．一次反射、一次折射形成的 B．两次反射、一次折射形成的 C．一次反射、两次折射形成的 D．两次反射、两次折射形成的 【答案】（1）位置；1；薄玻璃板两个面所成的像基本重合，便于确定像的位置；（2）大小是否相等；（3）玻璃板没有和平面垂直；（4）不能。（5）② （6）暗： C 【解析】解：（1）用透明玻璃板代替平面镜的目的是为了能确定像的位置；如果有1mm厚和2mm厚的两块玻璃板，应选择1mm厚的玻璃板做实验，原因是薄玻璃板两个面所成的像基本重合，便于确定像的位置； （2）取两只相同蜡烛的目的是为了能比较像与物的大小是否相等； （3）实验过程中，如果在平面上无论怎样移动蜡烛B，都无法与蜡烛A的像完全重合，原因可能是玻璃板没有和平面垂直； （4）如果当蜡烛B与蜡烛A的像完全重合后，再移去蜡烛B，在蜡烛B的原来位置上放一光屏，光屏上不能承接到蜡烛A的像。 例3.在测视力时，眼要与视力表相距5m，由于空间的限制需借助平面镜，若视力表与平面镜相距3m，则被测人离平面镜的距离应为　　m。小丽经测试后为近视，她想佩戴隐形眼镜，她所佩的超薄隐形眼镜的中心厚度只有0.05mm，那么该超薄镜片的边缘厚度　 　0.05mm（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 【答案】2；大于。 【解答】解：视力表距平面镜3m，视力表在平面镜中所成的像距离平面镜为3m，已知眼睛与视力表应相距5m远，则人距平面镜应为5m﹣3m＝2m。视眼患者戴的是凹透镜，凹透镜的四周的厚度要比中间的厚度厚，故这种超薄镜片的边缘厚度大于0.05mm。 例4.被誉为“中国天眼”的500米口径射电望远镜（FAST）如图所示，迄今已发现一百多颗脉冲星，为人类探索宇宙奥秘提供科技支持。工程首席设计师南仁东被誉为“中国天眼之父”，下列对“中国天眼”的相关物理知识的描述，正确的是（　　） 【答案】：C A.“中国天眼”的作用相当于人眼，成倒立、放大的实像 B．“中国天眼”相当于凸透镜，成倒立、放大的实像 C．“中国天眼”相当于一个巨大的凹面镜，对光线有会聚作用 D．“中国天眼”相当于一个巨大的凹面镜，对光线有发散作用 【解析】解：被誉为“中国天眼"的射电望远镜，其形状相当于一个凹面镜，是利用凹面镜对光具有会聚作用的特点来会聚光线的。故C正确 例5.如图甲是一种安装在酒店里的双面镜子，一面是普通平面镜，另一面是凹面镜，凹面镜可以观察到放大的像。图乙、丙分别是人站在镜面前相同位置时，使用不同镜面所成的像，则下列有关说法正确的是 （ B ） A． 使用图丙所示镜面时，光不遵守反射定律 B．使用图乙所示镜面时，能在镜中成一个等大的虚像 C．使用图丙所示镜面时，光发生了漫反射 D．使用图乙所示镜面时，当人远离镜面，镜中所成的像会逐渐变小 【解析】解：A、由图可知，丙成放大的像，因此是凹面镜，其光线遵守光的反射定律，故A错误； B、由图可知，乙成正立、等大的虚像，因此是平面镜，其成像特点是成一个正立、等大的虚像，故B正确； C、图丙是凹面镜，光在其表面发生的是镜面反射，故C错误; D、图乙是平面镜，当人远离镜面，镜中所成的像大小不变，故D错误。 例6.如图，P为平放的平面镜上方的一块挡板，BA、DC为挡板左侧一点光源S发出的光经平面镜反射后的两条反射光线，试作出点光源S的位置。 【答案】 【解析】解：先将两条反射光线反向延长交于一点S′，在通过平面镜作出S′的对称点S，即为发光点的位置，并联接S与两个反射点画出入射光线，如图所示： 例7.如图所示，AB、CD是光源S发出的光线经平面镜MM'反射后的两条反射光线，请找到光源S的位置并作出两条反射光线AB、CD的入射光线。 【答案】 【解析】解：先将两条反射光线反向延长交于一点S′即为像的位置，再通过平面镜作出S′的对称点S，即为光源S的位置，并连接S与两个反射点画出两条入射光线，如图所示： 题型三 光的折射 例1.如图所示，光在玻璃和空气的界面CD同时发生了反射和折射，以下说法正确的是（ ）【答案】D A．入射角为60°，折射角为30°，界面右侧是空气 B．入射角为60°，折射角为30°，界面右侧是玻璃 C．入射角为30°，折射角为45°，界面左侧是空气 D．入射角为30°，折射角为45°，界面左侧是玻璃 【解析】已知CD是界面,过入射点作出法线,则由图可知,∠AOC=60°,则∠BOD=60°,所以入射角为90°−60°=30°而∠COE=45°,则折射角为90°−45°=45°； 因折射角大于入射角，所以CD的右边是空气，左边是玻璃。故D正确，ACB错误。 例2.把一根竹筷插入水中，所见到的现象是图中的（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：如图，当筷子斜插入水中时，筷子的水下部分反射的光经水面折射后，会远离法线看起来就像向上弯折一样；符合条件的是C图。 因为筷子在水中会发生偏折，显然选项A是错误的； 而根据光的折射定律：折射光线与入射光线分居法线两侧，则选项BD是错误的， 故选：C。 例3.如图所示是一束光线经过空气和玻璃界面后的情况，请判断下列说法中正确的是（　　） A．入射光线是NO B．折射角为50度 C．界面处只发生光的折射 D．分界线BD右侧为玻璃 【答案】D 【解答】解：根据图片可知，∠AOE=∠AON，根据光的反射定律可知，它们为入射角和反射角，AC为法线，则OM肯定就是折射光线； A、根据“折射光线和入射光线分居法线两侧”可知，EO为入射光线，ON为反射光线，故A错误； B、折射角为折射光线与法线之间的夹角，折射角为∠MOC=90°-50°=40°，故B错误； C、光在界面上同时发生了折射和反射，故C错误； D、入射角∠AON=60°，大于折射角，则界面左侧为空气，右侧为玻璃，故D正确。 故选：D。 例4.在探究“光从空气斜射入水和油时，哪种液体对光的偏折本领较大”的实验中，小明提出如下实验方案：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）要实现探究目标，他们应选择图中的 　 　 （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 　 　 。 （3）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。 （4）光从空气斜射入水和油时，如果折射角相同，则入射角较大的是 　 　 （选填“水”或“油”）。 【答案】（1）B、D；（2）记录光斑的位置以便比较折射光线的偏折角度；（3）油；（4）油。 【解析】解：（1）为便于比较水和油对光的偏折本领，实验中因控制光的入射点、入射角度、液面的高度相同。比较图A、B、C、D可得，图B、D符合要求。 （2）折射角不易测量。在水槽底部贴上刻度尺，就可以通过光斑在自制纸质刻度尺的位置来大致描述出折射光，从而比较二者对光的折射能力。 （3）由图丙可知，在入射点、入射角度相同的情况下，油中的光斑更靠右，则油对光的偏折能力更强。 （4）在光的折射现象中，折射角随着入射角的增大而增大，随着入射角的减小而减小。若在保证入射点不变的情况下改变射入油中时的入射角度，使油中的光斑也落在水中光斑相同的位置，则折射角变大了，由此我们可以推断出入射角变大了，所以可得光从空气斜射入水和油时，如果折射角相同，则入射角较大的是油。 题型四 光的色散 例1.太阳光通过三棱镜色散后，再通过蓝色的玻璃片，则屏上的颜色为( ) 【答案】C A．白色 B．蓝色 C．黑色 D．七色中缺蓝色 【解析】解：太阳光是复色光，是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光复合而成的。蓝色的玻璃片只能让蓝色的光通过，此时蓝色光射在红色屏上，由于红色屏只能反射红光，故光屏上的颜色为黑色。 例2.下列色光混合后的颜色正确的是 ( ) 【答案】C A.红色和绿色混合，得到黄色 B.蓝色和红色混合，得到黄色 C.绿色和黄色混合，得到橙色 D.绿色和蓝色混合，得到白色 【解析】解：A、红色和绿色混合，得到黄色。故A错误。B、蓝色和红色混合，得到紫色。故B错误。 C、绿色和黄色混合，得到橙色。故C正确。 D、黑光不存在。绿色和蓝色得到靛色。故D错误。 例3.下列现象中，属于光的色散的是( ) 【答案】C A.霓虹灯的灯光五颜六色 B.彩色电视机的画面五彩缤纷 C.色彩丰富的水彩画 D.雨后天空出现的彩虹 【解析】解：A、红色和绿色混合，得到黄色。故A错误。 B、蓝色和红色混合，得到紫色。故B错误。 C、绿色和黄色混合，得到橙色。故C正确。 D、黑光不存在。绿色和蓝色得到靛色。故D错误。 题型五 不可见光 例1.国家卫健委发布的《新型冠状病毒感染的肺炎公众防护指南》中提出：紫外线可灭活病毒。有关红外线和紫外线相关知识，下列说法错误的是（　　） 【答案】B A．太阳的热主要是通过红外线的形式传送到地球上的 B．红外线制导导弹可以对任何温度的目标进行追踪 C．自然界中的紫外线主要来自于太阳 D．臭氧层吸收了大部分来自太阳的紫外线 【解析】解：A、太阳的热主要是由红外线来传递的，故A正确； B、红外线制导装置可以引导导弹追踪热的目标（温度较高），当物体的温度较低时，其辐射的红外线较少，则此时不能用红外线制导导弹对目标进行追踪，故B错误； C、天然紫外线的重要来源是太阳光，故C正确； D、太阳辐射的紫外线主要是被臭氧层吸收了，故D正确； 例2.小科同学在饭店门口看到一种自动门，当有人靠近时，门会实现自动开闭。小科同学对此产生了浓厚的兴趣，他很想知道门是如何实现自动控制的，为此他反复做了几次实验：当他轻轻地靠近自动门时，门自动打开；当把一个足球滚向自动门时，门自动打开；当把一面底部装有滚珠的无色透明大玻璃板，直立着滑向自动门时，门不打开。小科根据几次实验的结果，对自动门的自控原理提出了以下几种猜想，你认为其中最合理的猜想是（　　） 【答案】D。 A．自动门“听”到来者的声音时，通过声控装置实现自动开闭 B．自动门探测到靠近的物体发射出的红外线，通过光控装置实现自动开闭 C．靠近门的物体通过空气能产生一种压力传给自动门，实现自动开闭 D．自动门本身能发射出一种红外线信号，当此种信号被靠近的物体反射时，就会实现自动开闭 【解析】解：A、玻璃板滑向门时，也会有声音的发生，但门并没有打开说明不是利用声控装置，故A错误； B、玻璃板也会辐射出红外线，但门没有打开说明不是探测物体发射出的红外线，来实现自动开闭的，故B错误； C、玻璃板也可以通过空气给自动门一个压力，但玻璃板滑向自动门时，自动门并没有打开说明不是利用空气压力来实现自动开闭的，故C错误； D、若是自动门发射红外线，红外线经过玻璃会穿透过去，反射回来的是非常少的，但足球和人反射回来的红外线是比较多的，因为红外线是不能穿透足球和人，自动门就可以探测反射回来的红外线来实现自动开闭，故D正确。 例3.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 　　 。 【答案】（1）荧光物质；（2）反射；（3）紫外线能否透过玻璃。 【解析】解：（1）钞票上的100字样上有荧光物质，在紫外线的照射下，它可以发光； （2）紫外线是一种不可见光，它在传播时也遵循光的反射定律； （3）通过上面的探究可知紫外线荧光物质发光，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，说明紫外线不能透过玻璃，因此这是为了探究紫外线能否透过玻璃； 题型六 光的折射作图 例1.一束光线从空气中斜射入玻璃三棱镜，经过两次折射后从OP射出，请画出完整光路。 例2.（1）如图一，一束光线从三棱镜的AB边射入，从BC边射出。请画出完整光路图。 （2）图二中OA'是入射光线AO的折射光线，请在图中画出入射光线BO的折射光线OB'的大致位置。 （3）图三中一束光线从空气中斜射入玻璃砖，请画出进入玻璃的折射光线。 例3.如图所示，河里C处有一条小鱼，人眼在A处看见该鱼的位置为B处，请你画出眼睛位于A处看见河里小鱼的光路图。 【答案】 【解析】解：连接眼睛A和鱼的像B，与分界面有一个交点O，即为折射点，过折射点做法线，根据光从水斜射入空气中，折射角大于入射角画出入射光线的位置，连接CO即为入射光线 1 学科网（北京）股份有限公司 强化训练 【基础强化】 1.小明在夜游公园时看见月亮在湖中的倒影，如图能正确反映他看到水中“月亮”的光路图的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解答】解：由月亮射到水面上的光线，经水面发生反射，反射光线进入人眼，人眼会逆着反射光线看到月亮的像，即水中“明月”，故选项D正确、ABC错误。 故选：D。 2.当一束光斜射入平面镜，与平面镜所成的夹角为20°，则反射角为（　　） A．20° B．40° C．70° D．140° 【答案】C 【解答】解：因为入射光线与平面镜的夹角是20°，所以入射角为90°-20°=70°，根据光的反射定律，反射角等于入射角，反射角也为70°。 故选：C。 3．黑暗的房间里有两盏电灯，只有一盏灯点亮，但人能看到未点亮的灯泡。下列图中，能正确，反映出“人能看到未点亮灯泡”的光路图的是（　　）【答案】D A．B．C．D． 【解析】没有点亮的灯泡不是光源，不能自己发光，它反射另一支发光灯泡的光线，然后射到我们的眼睛，我们则看到它的存在，故D正确。 4．如图所示，是水族馆鱼缸中表演美人鱼的潜水员和在边上观看表演的小蛟和小川，他们分别通过鱼缸观察对方的像的部分光路图（忽略玻璃厚度）。以下说法正确的是（　　） A．MN上侧表示空气，下侧表示水 B．潜水员和小川看到的小蛟的像分别是实像、虚像 C．潜水员看到小蛟的像是由光的反射形成的 D．小川观察到潜水员的像的光路中，折射光线是OC 【答案】D 【解答】解：A、由图可知，OB、OC与MN的夹角相等，OA与MN的夹角小于前面两个夹角，故MN是法线，PQ是界面，且PQ的左侧是水，右侧是空气，故A错误； BC、潜水员从水中看到小蛟时，光从空气进入水中，发生折射，看到是虚像，是光的折射形成的； 小川从空气中直接看到小蛟，是实物，故BC错误； D、小川观察潜水员时，光由水中斜射入空气中，AO是入射光线，OC是折射光线，故D正确。 故选：D。 5．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（　　）【答案】A A．将温度计放到AB范围A处的外侧，会看到温度上升 B．A处应是紫光 C．只有AB之间有光 D．将照相底片放到AB范围B处的外侧，底片不会感光 【解析】解：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、紫等七种颜色的色光，因此A处为红光，AB之间为可见光，AB的外侧是不可见光； A的外侧是红外线，红外线具有热效应，它位于红色光的外面，所以温度计放应放在A处的外侧示数会上升； B处的外侧是紫外线，由于紫外线会使底片感光，而紫光外侧为紫外线，因此将底片放在紫光外侧。则底片会感光；综上所述，A正确，BCD错误。 6．首钢滑雪大跳台在北京冬奥会期间承担了单板和自由式滑雪大跳台等比赛项目，它的设计理念源自中国敦煌壁画中传统的飞天造型。从侧面看去犹如一只灵动的“水晶鞋”。如图所示，在平静的水面，首钢滑雪大跳台和它的倒影相映成趣，关于这个倒影的说法正确的是（　　）【答案】A A．倒影的形成是由于光的直线传播 B．倒影是由于光的反射形成的实像 C．倒影看起来较暗是由于光的折射 D．彩色图片的形成是由于光的色散 【解答】解：平静的水面相当于平面镜，看到的倒影是由光的反射形成的虚像； 由于一部分光线照射到水面上时射入了水中，使得反射的光线变少，所以倒影看起来较暗； 彩色图片的形成是由于不同颜色的物体反射的光线形成的，不是光的色散现象； 综上所述，C正确。 7．受变色龙的启发，研究人员研发了一种具有变色效应的新材料，该材料处于拉伸状态时为蓝色，压缩状态时为红色。则该材料（　　）【答案】A A．在拉伸状态时吸收蓝色光 B．在拉伸状态时反射蓝色光 C．在压缩状态时吸收红色光 D．在压缩状态时反射蓝色光 【解答】解：（1）在拉伸状态时为蓝色，说明这种材料拉伸状态下只反射蓝色光，吸收其他色光，故A错误， （2）压缩状态时为红色，说明种材料压缩状态下只反射红色光，吸收其他色光，故C、D错误。 8．某同学去森林公园游玩时，看见阳光透过树叶的缝隙在地面上形成圆形光斑，爸爸告诉他光沿　 　 （选填“直线”或“非直线”）传播形成的太阳　 　 （选填“倒立”或“正立”）的像。走出森林公园，该同学让一束太阳光通过三棱镜后形成一条彩色光带，这种神奇的现象称为光的　 　 ，在彩色光带外侧有两种看不见的光，其中一种光可以用于杀菌，这种光是就是　 　 （选填“红外线”或“紫外线”）。 【答案】：直线；倒立；色散；紫外线。 【解析】解：大树上的树叶很多，树叶与树叶之间会形成很多小的缝隙，由于光在同种均匀介质中沿直线传播，经过树叶间的缝隙，在地上形成光斑，是小孔成像现象，所以在地面上形成的光斑是太阳的像，形状和太阳一样，而且是倒立的实像。 太阳光经过三棱镜折射后，可以分散成七种颜色的光，分别是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，是光的色散现象。 在彩色光带外侧有两种看不见的光，其中一种光可以用于杀菌，这种看不见的光在紫色光带的外侧，称作紫外线。 9．如图所示，一束光在空气和玻璃两种介质的界面上同时发生反射和折射(图中入射光线、反射光线和折射光线的方向均未标出)，其中折射光线是_____ (用字母表示)，反射角等于_______ 度，折射角等于________度。 【答案】OF 30 45 【解析】由图可知,∠BOE=60°,所以∠COE=90°−60°=30°，而∠COF=30°，根据反射角等于入射角，所以CD为法线，AB为界面，而折射光线和入射光线分别位于法线两侧，则OG一定为折射光线，EO为入射光线，OF为反射光线。由图可知, 反射角为∠COF=30°，折射角为：∠GOD=45°. 10. 根据下图回答问题: A图，响尾蛇导弹是靠跟踪敌机尾部高温气流辐射的 ，对其进行有效功击; B图，验钞机是利用了紫外线能使 物质发光的原理工作的; C图，电视遥控器不对准接收窗口，对着墙壁也能对电视的遥控，这是 现象; D图，用放大镜观察正在播放节目的彩电屏幕，看到小区域中三原色 【答案】：红外线；荧光；反射； 【解析】解：A、响尾蛇在眼和鼻孔之间具有颊窝，是热能的灵敏感受器，可用来测知周围动物辐射的红外线，进行捕捉猎物。 B、验钞机能发出紫外线，钞票上涂有荧光物质，荧光物质只有在紫外线照射时，才发光。 C、电视机遥控器发出的光是红外线，可以遥控电视机，遥控器对看墙壁也能实现对电视的遥控，是因为反射光线进入了红外线接收窗。 11.小明喝水时，偶然发现透过水面看不见玻璃水杯外侧的手指，他感到很惊奇：玻璃和水都是透明物质，为什么光却不能透过呢？小明决定找出原因，下面是小明的探究过程： 根据光经过的路径，首先想到了这种现象与光的折射有关，为此他根据光从水中射向空气的光路进行了推测，如图1，光从水中射向空气时，折射角大于入射角，当入射角逐渐增大时，折射角也逐渐增大，那么，当入射角增大到某一值时，会不会…… 光斑 激光笔 光屏 水 ? 水 空气 （1）小明的推测是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿； （2）小明为了验证自己的推测，进行了如图2所示的实验，实验过程中逐渐增大激光笔射向水面的入射角的角度，当增大到某一角度时，小明观察到＿＿＿＿＿＿，证实了自己的推测． （3）当光从空气射向水中时，也会出现“看不见”的现象吗？说出你的观点并解释：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿． 【答案】折射光线消失 光斑消失 不会，光从空气中斜射入水中时，折射角始终小于入射角。 12．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：_______，且折射角________（填“大于”、“等于”或“小于”）入射角。实验中如果继续增大入射角，则________（填“折射光线”或“反射光线”）会先消失。当光从空气垂直射到水面时，折射角等于零。该同学根据上述实验中的发现和结论总结出了光的折射特点。 （2） 请你对该同学通过上述探究实验得出光的折射特点的过程作出评价。是否存在不足？答：__________（填“是”或“否”）；请简要说明理由：______________________________________。 【答案】反射 折射 折射角随入射角的增大而增大 小于 折射光线 是 探究过程不具有普遍性，还应该做其他多种透明介质之间的折射实验 【解析】(1)①由图知道，光从空气斜射到水面时，将同时发生反射和折射现象； ②分析表中数据知道，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；实验中如果继续增大入射角，则折射光线会先消失； (2)该实验存在不足，结论具有偶然性；探究过程不具有普遍性，还应该做其他多种透明介质之间的折射实验，使得出的结论更具有普遍性。 【素养提升】 1、如图所示，一只烧杯中装有半杯水，放在水平木板 AB上，一束光线竖直向下照在水面上。现在B端下方垫一个小木块C，使木板倾斜一个小的角度则此时（ ）【答案】C A.反射光线顺时针方向旋转 B.反射光线逆时针方向旋转 C.折射光线的方向不变 D.折射光线逆时针方向旋转 【解析】在B端下方垫一个小木块C，使木板倾斜一个小的角度，但水面总是水平的，所以入射光线与水面垂直，故反射光线和折射光线的方向都不变。 2、有一束光线与平面镜的夹角为60°，当入射光线绕O点逆时针方向转过20°平面镜不动，然后入射光线不动平面镜M绕O点顺时针方向转过15°，则此过程中反射光线共转过（ ）【答案】C A. 30° B. 40° C. 50° D. 60° 【解析】有一束光线与平面镜的夹角为60°，则入射角为90°-60°=30°；根据光的反射定律可知反射角也为30°，则反射光线与入射光线的夹角也为60°， 当入射光线绕O点逆时针方向转过20°平面镜不动，反射光线会随着入射光线顺时针转动20°； 入射光线不动平面镜M绕O点顺时针方向转过15°，则入射角增大15°，反射角增大15°，反射光线与入射光线的夹角增大30°，因为入射光线不动，所以反射光线顺时针偏转了30°， 则此过程中反射光线共转过20°+30°=50°， 3、如图是潜望镜的工作原理图。若现有一军舰位于S点处，则潜水艇中的人通过潜望镜看到的军舰的位置在图中的（　　）【答案】B A.点A B. 点 B C. 点C D. 点D 【答案】 【解析】如图，根据物体在平面镜中成像，物像到平面镜的距离相等，军舰在平面镜MM'中成像，像在S′处，军舰的像又在平面镜NN'中成像，像在B处。 4、如图，在水平桌面上放一面平面镜，将激光笔发出的光束射到平面镜上，光反射后墙上出现了亮点A。若要使反射光在墙上的亮点下移，下列操作中，不可行的是（ ）【答案】A A. 镜子向右平移一段距离 B.镜子的左侧拾高些 C. 逆时针转动激光笔 D. 向右平行移动激光笔 【解析】由图可知，目标在原来反射光线的下方； A、若镜子向右平移一段距离，入射光线不变，则反射光线也不会改变，不能射中目标，故A符合题意； B、若左侧底部适当垫高，入射角变大，根据反射角等于入射角可知，反射角也随之变大，则光斑会向下移动，能射中目标，故B不符合题意； C、逆时针转动激光笔，入射角变大，根据反射角等于入射角可知，反射角也随之变大，则光斑会向下移动，能射中目标，故C不符合题意； D、向右平行移动激光笔，则入射光线右移，反射光线也会向右一定，光斑会向下移动，能射中目标，故D不符合题意。 5、“小科学家”比赛中，有一项目是“反弹击物”（如图），要求参赛者将皮球射到平面镜上，经平面镜反弹击中目标区内的物体。参赛者在发射区沿哪一方向射球，最有可能击中目标（　　）【答案】D A．沿OA方向 B．沿OB方向 C．沿OC方向 D．沿OD方向 【解析】如图，分别过入射点E、F、G、H、作法线，可得入射角，由光的反射定律可知反射角等于入射角，然后作出各个反射角，即可得反射光线，由作图可知，只有过入射点E的反射光线经过目标区，其它点的反射光线不经过目标区；所以参赛者在发射区沿OD方向射球，最有可能击中目标。故选：D。 6、如图，将一束光垂直于镜面照射，下列说法正确的是 （ ）【答案】A A. 反射角为0° B. 入射角为90° C. 垂直照射不会发生反射现象 D. 若入射光顺时针转5°，则反射光也顺时针转5° 【解析】AB、当光线垂直入射到平面镜上时，反射光线、入射光线和法线重合，因为入射角是入射光线与法线的夹角，入射角为0°，反射角等于入射角，则反射角也是0°，故A正确，B错误； C、垂直照射还是非垂直照射都会发生反射现象，故C错误； D、入射光顺时针转5°，则入射角为5°，所以反射角也为5°，则反射光线是逆时针方向转了5°，故D错误。 7、晚上，在桌面上铺一张白纸，把一块小平面镜平放在纸上，让手电筒的光正对着平面镜照射，如图所示，从侧面看去，是（ ）【答案】C A. 白纸和平面镜都较亮 B. 白纸和平面镜都较暗 C. 白纸被照亮而平面镜较暗 D. 平面镜被照亮而白纸较暗 【解析】（1）光线垂直照射到白纸上，白纸表面是粗糙的，发生漫反射，反射光线射向四面八方，从侧面看时，有光线进入人眼，所以人眼感觉白纸是亮的； （2）当手电筒的光正对着平面镜照射时，平面镜发生镜面反射，反射光线垂直反射，从侧面看时，几乎没有光线进入人眼，则人眼感觉平面镜是暗的。 8、在检查视力的时候，视力表放在被测者头部的后上方，如图所示，这种检查视力的方法，视力表的像与人眼的距离为（ ）【答案】B A. 2.9 m B. 4.6 m C. 5.0 m D. 5.4 m 【解析】根据平面镜成像特点可知物体和像关于平面镜对称，视力表距平面镜2.5m,像距平面镜2.5m；人距平面镜2.5m-0.4m=2.1m,则视力表的像与人眼的距离相当于 2.5m+2.1m=4.6m。 9、如图所示，水平桌面上斜放着一个平面镜M，桌面上的小球按图示方向滚动。要使小球在平面镜中所成的像沿竖直方向下落，则镜面与桌面间的夹角a应为（ ） A. 90° B. 60° C. 45° D. 30° 【答案】C 【解析】解：根据题意，小球水平向右运动，小球的像竖直向下运动，所以小球到达A点时，像也到达A点，所以平面镜应过水平方向和竖直方向的交点A； 根据题意，当小球在图示中的B点时，像点在竖直方向的C点，平面镜过BC连线的中点D； 平面镜一定在AD连线上，其中： ∵BD=CD，AD⊥BC， ∴AD是∠BAC的角平分线， 又∵∠BAC=90°， ∴∠BAD=45°，如图所示： 所以题干中的夹角α=45°。 10、如图甲是“探究光的反射规律”的实验装置，其中ABCD是白色硬纸板制成的光屏，并能沿ON折转，ON垂直于CD。 （1）实验时，将光屏________放置在平面镜上，让一束光紧贴光屏射向镜面上的O点，可在光屏上看到反射光，如图甲：将光屏右半部分向后折转任意角度，光屏上都看不到反射光，如图乙，说明反射光线、入射光线与法线在________________。 （2）某同学的实验数据如上表，其中有一组数据测错了，这组数据是第______次实验的，原因可能是将反射光线与___________的夹角当成反射角。 实验次数 1 2 3 4 5 6 入射角 60° 50° 40° 30° 20° 0° 反射角 60° 50° 40° 60° 20° 0° 【答案】见试题解答内容 【解答】解： （1）实验时，将光屏垂直放置在平面镜上，让一束光紧贴光屏射向镜面上的O点，可在光屏上看到反射光，如图甲；将光屏右半部分向后折转任意角度，光屏上都看不到反射光，如图乙。说明反射光线、入射光线与法线在同一平面内； （2）根据反射定律，反射角等于入射角，反射角是反射线与法线的夹角，入射角是入射线与法线的夹角，其中有一组数据测错了，这组数据是第4次实验的，原因可能是将反射光线与平面镜的夹角当成反射角； （3）如果将光线沿着BO射向平面镜时，会发现折射光线沿OA方向射出，这表明光反射时，光路是可逆的。 故答案为：（1）垂直；同一平面内；（2）4；平面镜。 11.在探究“平面镜成像的特点”实验中。 （1）在实验中必须选用玻璃板而不能用平面镜，原因是__________________________。 （2）小张无论怎样调节后面的蜡烛，都不能与蜡烛的像重合，请你推测可能的原因是___________________________________________________。 （3）如图丙所示，将玻璃板与水平桌面成45°角固定在水平桌面上，让蜡烛A沿着桌面向右做直线运动，将看到蜡烛A在玻璃板后的像_______________（选填“水平向右”“水平向左”、“竖直向上”或“竖直向下）。 （4）物理实验中经常需要多次测量，下列实验中与本实验多次测量的目的相同的是________（选填字母）。 A.“探究光的反射定律”时，多次改变入射角的大小，进行测量； B.“用刻度尺测长度”时，多次测量被测物体的长度。 C.伏安法测电阻，通过滑动变阻器改变电流，多次测量求电阻大小。 D.研究电流与电压关系时，通过滑动变阻器改变电流，多次测量。 【答案】（1）确定像的位置；（2）玻璃板与桌面未垂直；（3）竖直向下；（4）AD。 【解答】解： （1）用透明的玻璃板代替平面镜在物体一侧能看到物体的像，同时还能看到代替物体的另一个物体，便于准确确定像的位置； （2）玻璃板没有竖直放置A蜡烛所成的像可能偏高或偏低，这样B蜡烛与A蜡烛的像就无法重合了； （3）如图所示：当蜡烛A沿着桌面向右做直线运动时，根据物像相对于境面对称的性质，蜡烛A在平面镜中的像做竖直向下运动； （4）本实验中多次测量的目的是寻找普遍规律， A.“探究光的反射定律”时，多次改变入射角度，进行测量，目的是寻找普遍规律； B.“用刻度尺测长度”时，需要多次测量被测物体的长度，目的是减小误差； C.伏安法测电阻，通过滑动变阻器改变电流，多次测量求电阻大小，目的是减小误差； D.研究电流与电压关系时，通过滑动变阻器改变电流，多次测量，目的是寻找普遍规律。 故选：AD。 故答案为：（1）确定像的位置；（2）玻璃板与桌面未垂直；（3）竖直向下；（4）AD。 12、如图所示，在探究光的反射规律实验中，平面镜放在水平桌面上，纸板ENF竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面，如图所示，使一束光贴着纸板沿EO入射，经平面镜反射后沿OF射出。 （1）上述实验中硬纸板的作用是 ； （2）为了探究完整的反射规律，还需要用到的器材是  ； （3）在纸板前从不同方向都可以看到纸板上入射光EO的径迹，这是因为光在纸板上发生了  反射； （4）多次改变入射角的大小进行实验，可以得出结论： ； （5）如果让光沿FO方向入射，反射光将沿OE方向射出.这表明，在反射现象中，光路是  的。 （6）多次改变入射光的方向，总能在纸板上观察到反射光的径迹，由此小明得出结论：在反射现象中，反射光线，入射光线和法线都在同一平面内。小明得出结论的过程是否合理？ ，说明理由： 。 【答案】（1）显示光路；（2）量角器；（3）漫；（4）等于；（5）可逆；（6）不合理；没有将纸板F向前或向后折转看是否出现反射光线。 【解析】（1）本实验中硬纸板的主要作用是显示光路； （2）为了探究光的反射规律，需要测量反射角、入射角的大小，故需要用到量角器； （3）在不同方向都可以看到纸板上入射光EO的径迹，这是因为光在纸板上发生了漫反射的缘故； （4）多次改变入射角的大小进行实验，可以得出结论：反射角等于入射角； （5）如果让光沿FO方向入射，反射光将沿OE方向射出，可知将反射光线改为入射光线，光路图照样成立，这表明：在光的反射现象中，光路是可逆的； （6）不合理，实验中要探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内，应将纸板F向前或向后折转，再次观察纸板上是否还能看到反射光线。 13、在体检时晶晶发现检查视力时用到了平面镜成像的知识，于是她利用图甲所示的装置探究平面镜成像的规律，图中A、B是两只外形相同的蜡烛。 （1）在实验时为了保证实验效果，室内光线应 （选填“较暗”或“较亮”）；选择玻璃板实验的目的是方便确定  ； （2）点燃A蜡烛，小心地移动B蜡烛，直到与A蜡烛的像 与B蜡烛完全重合为止，这说明像与物的大小相等，这种确定像与物大小关系的方法是  （选填“控制变量法”、“等效替代法”或“科学推理法”）； （3）为证实上述有关成像特点是否可靠，你认为接下来的操作应该是  ； A.保持A、B两支蜡烛的位置不变，多次改变玻璃板的位置进行观察 B.保持玻璃板位置不变，多次改变A蜡烛的位置，并移动蜡烛B，进行观察 （4）如图乙所示，晶晶将玻璃板与水平桌面成45°角固定在水平桌面上，让蜡烛A沿着桌面向右做直线运动，将看到蜡烛A在玻璃板后的像  （选填“水平向右”、“水平向左”、“竖直向上”或“竖直向下”）； （5）在实验过程中，如果把玻璃板沿CD水平向右移动，可以观察到像相对于蜡烛A  移动（选填“向右”、“向左”或“不”）。 【答案】（1）较暗；像的位置；（2）与B蜡烛完全重合；等效替代法；（3）B；（4）竖直向下；（5）不。 【解析】（1）为了保证实验效果，应选择较暗的室内环境，周围暗了蜡烛A点燃时在玻璃板所成的像才能比较清晰； 选择玻璃板是因为除了能成像还可以透过玻璃板清楚的看到放在后面的B蜡烛，便于确定像的位置； （2）点燃A蜡烛，小心地移动B蜡烛，直到与A蜡烛的像完全重合为止，这时发现像与物大小相等。实验时，用和A完全相同的蜡烛B和蜡烛A的像进行比较，是用蜡烛B代替蜡烛A，这种方法是等效替代法； （3）一次实验不具备代表性，应采取同样的实验方案多做几次，避免实验现象的偶然性，保证结论具有普遍性，所以应采取B操作； （4）玻璃板与水平桌面成45°角固定在水平桌面上，根据平面镜的成像特点可知，像与物关于平面镜对称，因此，此时像在平面镜另一侧蜡烛A的上方，当蜡烛A向右移动时离平面镜越来越近，则蜡烛A的像将竖直向下运动，也离平面镜越来越近； （5）把玻璃板沿CD水平向右移动，蜡烛A和平面镜之间的距离不变，根据物像到平面镜的距离相等，A的像和平面镜之间的距离也不变，所以他发现镜中的像相对于A不移动。 14、作图：（1）如图所示，由点光源S发出的光经平面镜反射后，其反射光线经过P点。请完成光路图。 【答案】 （2）自行车的尾部安装一种塑料制成的反光镜，夜间骑车时，在车灯照射下，能把光线按原来方向返回。反光镜结构如图所示，两平面镜相互垂直，当一条光线AB入射到其中一平面镜，作出所有反射光线的光路图。 【答案】 （3）当一束光线经过水面反射后在“光电屏”上形成一个亮斑 A 点，如图所示，由于水位上升或下降使光电屏上的光点A 移到 B，请画出水面新位置，并完成光路图 【答案】 （4）画出图甲中人眼通过平面镜 M 看到桌底下球的光路。 【答案】 （5）如图所示，女孩到鞋店去买鞋，她站在镜子 MN 前着自己穿着新鞋的效果。 ①画出代表新鞋的A 点在平面镜中的像 A'。②画出女孩眼睛 B 点看到新鞋A 点在平面镜中所成像的光路图。 【答案】 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第4节 光的反射和折射 知识点一 光的反射 1.反射 与声音遇到障碍物会反射一样，光射到水面、桌面或其他物体的表面时也会发生反射。我们能够看见不发光的物体，是因为从物体表面反射的光进人了我们的眼睛。 激光束的路径可用右图来表示。图中0点为入射点，经过入射点0并垂直于反射面的直线ON叫作法线。 AO为入射光线，OB为反射光线，入射光线AO与法线ON的夹角∠i叫作入射角，反射光线OB与法线ON的夹角∠r叫作反射角。 那么，反射光射出的方向有什么规律？ 【总结】AO：入射光线 BO：反射光线 ON：法线 EF：界面 ∠i：入射角 ∠r：反射角 【探索活动】 实验操作 1.把一平面镜M放在水平桌面上，再把一块硬纸板竖直的放在平面镜上，纸板由可以绕ON折转的EF两块板组成。直板上的直线ON垂直于镜面。 2.使EF两板面处于同一平面内，让一束光贴着纸板沿着某一角度射到O点，经过平面镜反射,经沿着另一个方向射出,在纸板上用红色笔描出入射光和反射光的径迹。 3.改变光速的入射方向，重做几次实验。换用其他颜色的笔描出入射光和反射光的径迹。 4.将F板绕ON前后转动，在F板上还能看到反射光吗？这一现象说明了什么？ 5.曲线硬纸板,用量角器量出入射角和反射角计入在表中。 6.若使入射光线逆着原反射光线的方向射到平面镜上，此时的反射光线会怎样？ 记录表 第1次 第2次 第3次 入射角 反射角 实验现象 将F板绕ON前后转动，在F板上看不到反射光。（说明光反射时，反射光线与入射光线、法线在同一平面上。） 若使入射光线逆着原反射光线的方向射到平面镜上，此时的反射光线恰巧沿着原入射光线方向射出。 实验结论 “三线共面”：光反射时，反射光线与入射光线、法线在同一平面上； “分居两侧”：反射光线和入射光线分居法线两侧； “两角相等”：反射角等于入射角。（不能说入射角等于反射角） “光路可逆”’：光路是可逆的。 【注意】 Ⅰ.实验中，纸板的作用是：显示光的传播路径，验证反射光线、入射光线和法线在同一平面内，显示反射角随入射角的变化情况。 Ⅱ.改变光速的入射方向，重做几次实验。为了避免实验的偶然性，得到普遍规律。Ш.实验要在比较暗的环境中进行，便于观察。 2. 反射定律： 【口诀：同平面，居两侧，角相等，路可逆】 “三线共面”：光反射时，反射光线与入射光线、法线在同一平面上； “分居两侧”：反射光线和入射光线分居法线两侧； “两角相等”：反射角等于入射角。 3. 光路是可逆的【注意】 （1）只能说反射角等于入射角，不能说入射角等于反射角。 （2）当入射光线垂直射到平面镜上时，法线和入射光线重合，这时入射角为0度，反射光线沿原路返回。（3）我们看到物体的亮和暗，并不是由反射光的强弱决定的，而是由入射人眼的光的多少决定的。 我们能看到物体，是因为有光从物体射入我们的眼睛，而不是光从我们的眼睛射到物体上。 若使入射光逆着原反射光的方向射到平面镜上，此时的反射光会怎样？动手做一做。如果得到的反射光恰巧是逆着原入射光方向射出，这就说明一个重要的原理一光路具有可逆性 当我们从平面镜里看见别人的眼睛时，别人也可以从平面镜里看见我们的眼睛。是这样吗？请试一试。思考与讨论： 一束太阳光斜射到平面镜的表面，在平面镜的另一侧可看到耀眼的亮光；如果太阳光斜射到粗糙的白纸表面，那么无论从哪个方向观察，都看不到耀眼的亮光。这是什么原因？ 4. 光的反射类型：镜面反射和漫反射。 两者都遵循光的反射定律。 镜面反射：指若反射面比较光滑，当平行入射的光线射到这个反射面时，仍会平行地向一个方向反射出来，这种反射就属于镜面反射。 漫反射：是投射在粗糙表面上的光向各个方向反射的现象。这种反射的光称为漫射光。 很多物体，如植物、墙壁、衣服等，其表面粗看起来似乎是平滑，但用放大镜仔细观察，就会看到其表面是凹凸不平的，所以本来是平行的太阳光被这些表面反射后，弥漫地射向不同方向。漫反射使我们能从不同的方向看到本身不发光的物体。 知识点二 平面镜 1、 平面镜 我们平时使用的镜子的表面是平的，叫作平面镜。利用平面镜可以看到镜子里有一个跟你一样的“人”，镜子里的那个“人”就是你的像。 【探究实践】 操 作 现象 结论 实验1 在桌面上铺一张白纸，将一块玻璃板竖立在纸上，在纸上记下玻璃板的位置，选取两支大小相同的蜡烛。把一支蜡烛点燃，放在玻璃板的前面，看一看玻璃板后面有没有蜡烛的像。 玻璃板后面有没有蜡烛的像 平面镜成的是虚像 实验2 再拿另一只没有点燃的蜡烛，竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它跟前面那支蜡烛的像完全重合为止。这个位置就是点燃的蜡烛所成像的位置。用笔在纸上记下这两个位置。实验中你观察到蜡烛的像和蜡烛的大小是否相同。 未点燃的蜡烛和点燃蜡烛的像完全重合。 像和物体大小相等 实验3 移动点燃的蜡烛到另一个位置，重做上面的实验。用直线把每次实验中的蜡烛和它的线的位置连接起来，用刻度图测量它们到玻璃板的距离，并加以比较。将实验数据记录在表中。 每组数据中，像与物到平面镜的距离相等。 像与物到平面镜的距离相等 实验表与图 蜡烛到平面镜的距离 蜡烛的像到平面镜的距离 第1次 10 10 第2次 15 15 第3次 20 20 第4次 25 25 平面镜成像实验中的注意事项： （1）用玻璃板而不用平面镜的原因：玻璃板既能成像，又可以透光，能看到玻璃板后面的蜡烛，便于确定像的位置。 （2）使用两根完全相同的蜡烛做实验是为了：便于比较像与物的大小关系。 （3）实验要在比较暗的环境中进行是为了：成像清晰。 （4）怎样确定像的虚实：用白纸做光屏放在像的位置上，白纸上承接不到蜡烛A的像，这说明平面镜所成的像是虚像。 （5）怎样确定像的位置：移动玻璃板后面的蜡烛B，使蜡烛B与蜡烛A的像重合，蜡烛B所在的位置就是蜡烛A的像的位置。 （6）无论怎样移动蜡烛B，都不能与蜡烛A的像重合是因为：玻璃板与桌面不垂直。 （7）移动蜡烛A的位置多次实验是为了：避免实验结论的偶然性，得到普遍规律。 （8）透过玻璃板能看到两个像是因为：玻璃板有厚度，前后两个表面均能反射成像。 （9）刻度尺的作用是：测量像与物到镜面的距离。 （10）白纸的作用是：记录蜡烛、玻璃板和像的位置，便于确定像与物的位置关系。 （11）怎样处理白纸上的信息：连接像与物的对应点，判断像与物的连线与镜面是否垂直，测量像与物到镜面的距离并进行比较。 （12）使用方格纸比白纸更好，可以直接在方格纸上判断像与物的位置关系。 2、实像与虚像的区别 实像：是实际光线会聚而成的，可以用光屏接到，当然也能用眼看到。 虚像：不是由实际光线会聚成的，而是实际光线反向延长线相交而成的，只能用眼看到，不能用光屏接收。 3、平面镜成像特点：（等大，正立，像与物左右相反，虚像） ①像与物体的大小相等，左右方向相反，像正立，为虚像； ②像与物体关于平面镜对称：即像到平面镜的距离与物体到平面镜的 距离相等，像与物对应点的连线与镜面垂直。 【注】平面镜：表面是光滑平面的镜子。 平面镜成像原理：光的反射定律。 4、平面镜的应用：改变光路、成像、扩大视野。如常用于日常生活梳装和装饰的镜子，军事潜艇上利用双平面镜制成潜望镜（如下图）。 潜望镜所成像的特点：上下左右都不颠倒。 5、平面镜成像作图法： （1）需要用实线的情况：实际光学、实像等。 需要用虚线的情况： ①辅助线：如实际光线的反向延长线；画平面镜成像时做物象的连线。 ②虚像、法线、主光轴等。 根据平面镜成像特点或成像规律作图： 根据平面镜成像原理或反射定律作图： 知识点三 光的折射 2、 光的折射： 【探索活动】 操作（控制变量法） 现象 结论 实验1 1.让一束光从空气斜射到水中，观察这束光的路径。光进入水中后，其传播方向会发生变化吗？向哪个方向偏折？ 会，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角。 “空气中的角大”：光从空气斜射入水或其它透明介质时，折射光线向法线靠拢，折射角小于入射角。 入射角增大时，折射角也增大。 光垂直射到水或玻璃表面时传播方向不变。 实验2 2.让光以不同角度从空气斜射到水中，观察光的路径，能得出什么结论？让光垂直射向水面，进入水中的光的路径又是怎样的？ 当入射角增大时，折射角也增大，反之亦然。 实验3 3.把水换成玻璃砖，如图2-57重新做这个实验。 当入射角增大时，折射角也增大，反之亦然。 1. 光的折射：光从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生改变的现象。还有一种情况，光在同一种不均匀的物质中传播，方向也会改变，也是光的折射。 2. 光的折射定律 “三线共面”：入射光线、折射光线、法线在同一平面内； “分居两侧”：折射光线和入射光线分别位于法线两侧； “空气中的角大”：光从空气斜射入水或其它透明介质时，折射光线向法线靠拢，折射角小于入射角；由光路可逆性可知，当光从水或其它透明介质射入空气中时，折射光线将偏离法线，折射角大于入射角。 入射角增大时，折射角也增大。光垂直射到水或玻璃表面时传播方向不变。 “光路可逆”：光路是可逆的。 3. 光的折射成像： 如图2-58所示，从空气中看水、玻璃等透明介质中的物体，你会感到物体的位置比实际位置高一些。这是光的折射形成的变“浅”了的虚像。具体例子有：海市蜃楼、“筷子上折”、“池水变浅”、“像下叉鱼”。 知识点四 光的色散 牛顿的三棱镜实验：让太阳光穿过一条狭缝，射到三棱镜上，从棱镜另一侧的白纸屏上可以看到一条彩色的光带，彩色光带中的颜色是按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列的，从而发现了光的色散现象。 太阳光是白光。太阳光通过三棱镜后被分解成各种颜色的光。这种现象叫作光的色散。白光是由多种色光混合而成的。 三棱镜把太阳光分解成不同颜色的光，它们按照一定的顺序排列，形成太阳的可见光谱（如图1.4-20） 【注意】白光的色散表明：①白光不是单色光。 ②不同的单色光通过棱镜时偏折的程度不同。 实践活动 实验操作 在盛有水的脸盆里斜着放一面镜子，然后试着把太阳光反射到纸上，不断的调整镜子的角度，直至在 某一个角度上你可以观察到太阳七色的光。 这是因为光在水中的折射能把太阳光分解成七种颜色的光，再通过镜子反射出去的缘故。 人 人 2、单色光、复色光 （1）单色光：我们把不能再分解的光叫单色光，如红、橙、黄、绿光等。 【注】：因为自然界红、绿、蓝三种颜色是无法用其它颜色混合而成的，而其他颜色可以通过 红、绿、蓝光的适当混合而得到的，因此红、绿、蓝三种颜色被称为光的“三原色”。 （2）复色光：由单色光混合而成的光叫复色光。白光就是复色光。 知识点五 看不见的光 不可见光：我们的肉眼看不见的光叫不可见光，常用的有红外线和紫外线 来源 特点及应用 图示 红外线 太阳的热主要是通过红外线的形式传送到地球上的，自然界的所有物体都在不停的向外辐射红外线。 家用电器的遥控器发出的就是红外线。 在光的色散实验中，如果将温度计放在彩色光带的红光外侧时，温度计的示数会上升更快 （1）热效应强：物体的温度越高，辐射的红外线就越强。 应用：加热物体，如取暖、烘烤；红外线探测器、红外线照相机、红外线夜视仪等都是利用红外线的强弱来识别不同温度的物体。 （2） 穿透云雾的能力强：遥控勘测，如寻找水源、监测森林火灾，军事用途。 （3） 某些动物（如响尾蛇）是靠红外线来捕食的，响尾蛇在眼和鼻之间有热的灵敏感受器，可用来测定周围动物的准确位置而捕获猎物。人们模仿响尾蛇制成了一种红外制导导弹，导弹上的红外装置可以引导导弹自主追踪热的目标，对其进行有效攻击。 紫外线 自然界中的紫外线主要来源于太阳。 （1） 荧光效应：使物体上的荧光物质发光，以辨真伪。 （2） 生理作用：应用紫外线灯灭菌，帮助人体合成维生素D。 （3） 化学作用：紫外线摄影。 题型一 光的反射 例1.有一光电控制液面高度的仪器，是通过光束在液面上的反射光打到光电屏（将光信号转化为电信号进行处理）上来显示液面高度。如图所示，与液面夹角为45°的光束经液面反射后在光屏上形成光点S1，一段时间后光点由S1移到S2时，且S1S2的距离为4cm，则该液面　 　 （选填“上升”或“下降”）的高度为 　　 cm。 例2.在“探究光的反射规律”的实验中，如图所示，平面镜 M 放在水平桌面上，E、F 是两块粘接起来的硬纸板，垂直于镜面且可绕 ON 转动． （1）如图a，当 E、F 在同一平面上时，让入射光线 AO 沿纸板 E 射向镜面，在 F 上可看到反射光线OB，测出入射角和反射角的大小，便立即得出实验结论：反射角等于入射角．你认为这样得出结论 (填“合理”或“不合理”)，原因是 （2）若将一束光贴着纸板 F 沿 BO 射到 O 点，光将沿图中的 方向射出，因为在光的反射现象中光路是 的． 如图 b，以法线 ON 为轴线，把纸板 F 向后缓慢旋转，在 F 上 (填“能”或“不能”)看到反射光线 OB，这样做的目的是为了 例3.雨后天晴的夜晚，人在月光下行走，如图所示，为了不踩到地上的积水，甲同学迎着月光走，应走　　（选填“亮”或“暗”）处，因为若迎着月光走，月光射到水面上时，在水面发生的是　 　（选填“镜面反射”或“漫反射”）；乙同学背着月光走，应走　 　（选填“亮”或“暗”）处。 题型二 平面镜 例1.小科在如图甲所示的电梯中，他通过面前电梯内的镜子看到身后电梯显示屏中显示的数字，如图乙所示，请根据以上信息分析下列说法错误的是（　　） A．小科通过镜子看到的数字图像是光反射形成的虚像 B．小科通过镜子看到的数字图像在镜子上 C．小科所乘电梯正在上行，将要到达二楼 D．如果他想把看到的图像拍摄下来，拍摄时，平面镜中的像应该距离小科手机镜头两倍焦距以外 例2.如图，在研究平面镜成像实验中： （1）用透明玻璃板代替平面镜的目的是为了能确定像的 　 　 。如果有1mm厚和2mm厚的两块玻璃板，应选择 　　 mm厚的玻璃板做实验，原因是　 　。 （2）取两只相同蜡烛的目的是为了能比较像与物的 　 　 。 （3）实验过程中，如果在平面上无论怎样移动蜡烛B，都无法与蜡烛A的像完全重合，原因可能是 　 　 。 （4）如果当蜡烛B与蜡烛A的像完全重合后，再移去蜡烛B，在蜡烛B的原来位置上放一光屏，光屏上 　 　 （选填“能”或“不能”）承接到蜡烛A的像。 （5）若将玻璃板向左倾斜，如图丙所示，观察到蜡烛A的像的大致位置在图中的 （选填“①”或“②”）处。 （6）实验中，看到点燃的蜡烛通过玻璃板成两个像，其中距离观察者较远的像较　 　（填“亮”或“暗”），远处的像是来自于蜡烛的入射光经过玻璃板　 　 。 A．一次反射、一次折射形成的 B．两次反射、一次折射形成的 C．一次反射、两次折射形成的 D．两次反射、两次折射形成的 例3.在测视力时，眼要与视力表相距5m，由于空间的限制需借助平面镜，若视力表与平面镜相距3m，则被测人离平面镜的距离应为　　m。小丽经测试后为近视，她想佩戴隐形眼镜，她所佩的超薄隐形眼镜的中心厚度只有0.05mm，那么该超薄镜片的边缘厚度　 　0.05mm（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 例4.被誉为“中国天眼”的500米口径射电望远镜（FAST）如图所示，迄今已发现一百多颗脉冲星，为人类探索宇宙奥秘提供科技支持。工程首席设计师南仁东被誉为“中国天眼之父”，下列对“中国天眼”的相关物理知识的描述，正确的是（　　） A.“中国天眼”的作用相当于人眼，成倒立、放大的实像 B．“中国天眼”相当于凸透镜，成倒立、放大的实像 C．“中国天眼”相当于一个巨大的凹面镜，对光线有会聚作用 D．“中国天眼”相当于一个巨大的凹面镜，对光线有发散作用 例5.如图甲是一种安装在酒店里的双面镜子，一面是普通平面镜，另一面是凹面镜，凹面镜可以观察到放大的像。图乙、丙分别是人站在镜面前相同位置时，使用不同镜面所成的像，则下列有关说法正确的是 （ ） A． 使用图丙所示镜面时，光不遵守反射定律 B．使用图乙所示镜面时，能在镜中成一个等大的虚像 C．使用图丙所示镜面时，光发生了漫反射 D．使用图乙所示镜面时，当人远离镜面，镜中所成的像会逐渐变小 例6.如图，P为平放的平面镜上方的一块挡板，BA、DC为挡板左侧一点光源S发出的光经平面镜反射后的两条反射光线，试作出点光源S的位置。 例7.如图所示，AB、CD是光源S发出的光线经平面镜MM'反射后的两条反射光线，请找到光源S的位置并作出两条反射光线AB、CD的入射光线。 题型三 光的折射 例1.如图所示，光在玻璃和空气的界面CD同时发生了反射和折射，以下说法正确的是（ ） A．入射角为60°，折射角为30°，界面右侧是空气 B．入射角为60°，折射角为30°，界面右侧是玻璃 C．入射角为30°，折射角为45°，界面左侧是空气 D．入射角为30°，折射角为45°，界面左侧是玻璃 例2.把一根竹筷插入水中，所见到的现象是图中的（　　） A． B． C． D． 例3.如图所示是一束光线经过空气和玻璃界面后的情况，请判断下列说法中正确的是（　　） A．入射光线是NO B．折射角为50度 C．界面处只发生光的折射 D．分界线BD右侧为玻璃 例4.在探究“光从空气斜射入水和油时，哪种液体对光的偏折本领较大”的实验中，小明提出如下实验方案：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）要实现探究目标，他们应选择图中的 　 　 （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 　 　 。 （3）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。 （4）光从空气斜射入水和油时，如果折射角相同，则入射角较大的是 　 　 （选填“水”或“油”）。 题型四 光的色散 例1.太阳光通过三棱镜色散后，再通过蓝色的玻璃片，则屏上的颜色为( ) A．白色 B．蓝色 C．黑色 D．七色中缺蓝色 例2.下列色光混合后的颜色正确的是 ( ) A.红色和绿色混合，得到黄色 B.蓝色和红色混合，得到黄色 C.绿色和黄色混合，得到橙色 D.绿色和蓝色混合，得到白色 例3.下列现象中，属于光的色散的是( ) A.霓虹灯的灯光五颜六色 B.彩色电视机的画面五彩缤纷 C.色彩丰富的水彩画 D.雨后天空出现的彩虹 题型五 不可见光 例1.国家卫健委发布的《新型冠状病毒感染的肺炎公众防护指南》中提出：紫外线可灭活病毒。有关红外线和紫外线相关知识，下列说法错误的是（　　） A．太阳的热主要是通过红外线的形式传送到地球上的 B．红外线制导导弹可以对任何温度的目标进行追踪 C．自然界中的紫外线主要来自于太阳 D．臭氧层吸收了大部分来自太阳的紫外线 例2.小科同学在饭店门口看到一种自动门，当有人靠近时，门会实现自动开闭。小科同学对此产生了浓厚的兴趣，他很想知道门是如何实现自动控制的，为此他反复做了几次实验：当他轻轻地靠近自动门时，门自动打开；当把一个足球滚向自动门时，门自动打开；当把一面底部装有滚珠的无色透明大玻璃板，直立着滑向自动门时，门不打开。小科根据几次实验的结果，对自动门的自控原理提出了以下几种猜想，你认为其中最合理的猜想是（　　） A．自动门“听”到来者的声音时，通过声控装置实现自动开闭 B．自动门探测到靠近的物体发射出的红外线，通过光控装置实现自动开闭 C．靠近门的物体通过空气能产生一种压力传给自动门，实现自动开闭 D．自动门本身能发射出一种红外线信号，当此种信号被靠近的物体反射时，就会实现自动开闭 例3.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 　　 。 题型六 光的折射作图 例1.一束光线从空气中斜射入玻璃三棱镜，经过两次折射后从OP射出，请画出完整光路。 例2.（1）如图一，一束光线从三棱镜的AB边射入，从BC边射出。请画出完整光路图。 （2）图二中OA'是入射光线AO的折射光线，请在图中画出入射光线BO的折射光线OB'的大致位置。 （3）图三中一束光线从空气中斜射入玻璃砖，请画出进入玻璃的折射光线。 例3.如图所示，河里C处有一条小鱼，人眼在A处看见该鱼的位置为B处，请你画出眼睛位于A处看见河里小鱼的光路图。 1 学科网（北京）股份有限公司 强化训练 【基础强化】 1.小明在夜游公园时看见月亮在湖中的倒影，如图能正确反映他看到水中“月亮”的光路图的是（　　） A． B． C． D． 2.当一束光斜射入平面镜，与平面镜所成的夹角为20°，则反射角为（　　） A．20° B．40° C．70° D．140° 3．黑暗的房间里有两盏电灯，只有一盏灯点亮，但人能看到未点亮的灯泡。下列图中，能正确，反映出“人能看到未点亮灯泡”的光路图的是（　　） A．B．C．D． 4．如图所示，是水族馆鱼缸中表演美人鱼的潜水员和在边上观看表演的小蛟和小川，他们分别通过鱼缸观察对方的像的部分光路图（忽略玻璃厚度）。以下说法正确的是（　　） A．MN上侧表示空气，下侧表示水 B．潜水员和小川看到的小蛟的像分别是实像、虚像 C．潜水员看到小蛟的像是由光的反射形成的 D．小川观察到潜水员的像的光路中，折射光线是OC 5．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．将温度计放到AB范围A处的外侧，会看到温度上升 B．A处应是紫光 C．只有AB之间有光 D．将照相底片放到AB范围B处的外侧，底片不会感光 6．首钢滑雪大跳台在北京冬奥会期间承担了单板和自由式滑雪大跳台等比赛项目，它的设计理念源自中国敦煌壁画中传统的飞天造型。从侧面看去犹如一只灵动的“水晶鞋”。如图所示，在平静的水面，首钢滑雪大跳台和它的倒影相映成趣，关于这个倒影的说法正确的是（　　） A．倒影的形成是由于光的直线传播 B．倒影是由于光的反射形成的实像 C．倒影看起来较暗是由于光的折射 D．彩色图片的形成是由于光的色散 7．受变色龙的启发，研究人员研发了一种具有变色效应的新材料，该材料处于拉伸状态时为蓝色，压缩状态时为红色。则该材料（　　） A．在拉伸状态时吸收蓝色光 B．在拉伸状态时反射蓝色光 C．在压缩状态时吸收红色光 D．在压缩状态时反射蓝色光 8．某同学去森林公园游玩时，看见阳光透过树叶的缝隙在地面上形成圆形光斑，爸爸告诉他光沿　 　 （选填“直线”或“非直线”）传播形成的太阳　 　 （选填“倒立”或“正立”）的像。走出森林公园，该同学让一束太阳光通过三棱镜后形成一条彩色光带，这种神奇的现象称为光的　 　 ，在彩色光带外侧有两种看不见的光，其中一种光可以用于杀菌，这种光是就是　 　 （选填“红外线”或“紫外线”）。 9．如图所示，一束光在空气和玻璃两种介质的界面上同时发生反射和折射(图中入射光线、反射光线和折射光线的方向均未标出)，其中折射光线是_____ (用字母表示)，反射角等于_______ 度，折射角等于________度。 10. 根据下图回答问题: A图，响尾蛇导弹是靠跟踪敌机尾部高温气流辐射的 ，对其进行有效功击; B图，验钞机是利用了紫外线能使 物质发光的原理工作的; C图，电视遥控器不对准接收窗口，对着墙壁也能对电视的遥控，这是 现象; D图，用放大镜观察正在播放节目的彩电屏幕，看到小区域中三原色 11.小明喝水时，偶然发现透过水面看不见玻璃水杯外侧的手指，他感到很惊奇：玻璃和水都是透明物质，为什么光却不能透过呢？小明决定找出原因，下面是小明的探究过程： 根据光经过的路径，首先想到了这种现象与光的折射有关，为此他根据光从水中射向空气的光路进行了推测，如图1，光从水中射向空气时，折射角大于入射角，当入射角逐渐增大时，折射角也逐渐增大，那么，当入射角增大到某一值时，会不会…… 光斑 激光笔 光屏 水 ? 水 空气 （1）小明的推测是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿； （2）小明为了验证自己的推测，进行了如图2所示的实验，实验过程中逐渐增大激光笔射向水面的入射角的角度，当增大到某一角度时，小明观察到＿＿＿＿＿＿，证实了自己的推测． （3）当光从空气射向水中时，也会出现“看不见”的现象吗？说出你的观点并解释：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿． 12．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：_______，且折射角________（填“大于”、“等于”或“小于”）入射角。实验中如果继续增大入射角，则________（填“折射光线”或“反射光线”）会先消失。当光从空气垂直射到水面时，折射角等于零。该同学根据上述实验中的发现和结论总结出了光的折射特点。 （2） 请你对该同学通过上述探究实验得出光的折射特点的过程作出评价。是否存在不足？答：__________（填“是”或“否”）；请简要说明理由：______________________________________。 【素养提升】 1、如图所示，一只烧杯中装有半杯水，放在水平木板 AB上，一束光线竖直向下照在水面上。现在B端下方垫一个小木块C，使木板倾斜一个小的角度则此时（ ） A.反射光线顺时针方向旋转 B.反射光线逆时针方向旋转 C.折射光线的方向不变 D.折射光线逆时针方向旋转 2、有一束光线与平面镜的夹角为60°，当入射光线绕O点逆时针方向转过20°平面镜不动，然后入射光线不动平面镜M绕O点顺时针方向转过15°，则此过程中反射光线共转过（ ） A.30° B. 40° C. 50° D. 60° 3、如图是潜望镜的工作原理图。若现有一军舰位于S点处，则潜水艇中的人通过潜望镜看到的军舰的位置在图中的（　　） A.点A B. 点 B C. 点C D. 点D4、如图，在水平桌面上放一面平面镜，将激光笔发出的光束射到平面镜上，光反射后墙上出现了亮点A。若要使反射光在墙上的亮点下移，下列操作中，不可行的是（ ） A. 镜子向右平移一段距离 B.镜子的左侧拾高些 C. 逆时针转动激光笔 D. 向右平行移动激光笔 5、“小科学家”比赛中，有一项目是“反弹击物”（如图），要求参赛者将皮球射到平面镜上，经平面镜反弹击中目标区内的物体。参赛者在发射区沿哪一方向射球，最有可能击中目标（　　） A．沿OA方向 B．沿OB方向 C．沿OC方向 D．沿OD方向 6、如图，将一束光垂直于镜面照射，下列说法正确的是 （ ） A. 反射角为0° B. 入射角为90° C. 垂直照射不会发生反射现象 D. 若入射光顺时针转5°，则反射光也顺时针转5° 7、晚上，在桌面上铺一张白纸，把一块小平面镜平放在纸上，让手电筒的光正对着平面镜照射，如图所示，从侧面看去，是（ ） A. 白纸和平面镜都较亮 B. 白纸和平面镜都较暗 C. 白纸被照亮而平面镜较暗 D. 平面镜被照亮而白纸较暗 8、在检查视力的时候，视力表放在被测者头部的后上方，如图所示，这种检查视力的方法，视力表的像与人眼的距离为（ ） A. 2.9 m B. 4.6 m C. 5.0 m D. 5.4 m 9、如图所示，水平桌面上斜放着一个平面镜M，桌面上的小球按图示方向滚动。要使小球在平面镜中所成的像沿竖直方向下落，则镜面与桌面间的夹角a应为（ ） A. 90° B. 60° C. 45° D. 30° 10、如图甲是“探究光的反射规律”的实验装置，其中ABCD是白色硬纸板制成的光屏，并能沿ON折转，ON垂直于CD。 （1）实验时，将光屏________放置在平面镜上，让一束光紧贴光屏射向镜面上的O点，可在光屏上看到反射光，如图甲：将光屏右半部分向后折转任意角度，光屏上都看不到反射光，如图乙，说明反射光线、入射光线与法线在________________。 （2）某同学的实验数据如上表，其中有一组数据测错了，这组数据是第______次实验的，原因可能是将反射光线与___________的夹角当成反射角。 实验次数 1 2 3 4 5 6 入射角 60° 50° 40° 30° 20° 0° 反射角 60° 50° 40° 60° 20° 0° 11.在探究“平面镜成像的特点”实验中。 （1）在实验中必须选用玻璃板而不能用平面镜，原因是__________________________。 （2）小张无论怎样调节后面的蜡烛，都不能与蜡烛的像重合，请你推测可能的原因是___________________________________________________。 （3）如图丙所示，将玻璃板与水平桌面成45°角固定在水平桌面上，让蜡烛A沿着桌面向右做直线运动，将看到蜡烛A在玻璃板后的像_______________（选填“水平向右”“水平向左”、“竖直向上”或“竖直向下）。 （4）物理实验中经常需要多次测量，下列实验中与本实验多次测量的目的相同的是________（选填字母）。 A.“探究光的反射定律”时，多次改变入射角的大小，进行测量； B.“用刻度尺测长度”时，多次测量被测物体的长度。 C.伏安法测电阻，通过滑动变阻器改变电流，多次测量求电阻大小。 D.研究电流与电压关系时，通过滑动变阻器改变电流，多次测量。 12、如图所示，在探究光的反射规律实验中，平面镜放在水平桌面上，纸板ENF竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面，如图所示，使一束光贴着纸板沿EO入射，经平面镜反射后沿OF射出。 （1）上述实验中硬纸板的作用是 ； （2）为了探究完整的反射规律，还需要用到的器材是  ； （3）在纸板前从不同方向都可以看到纸板上入射光EO的径迹，这是因为光在纸板上发生了  反射； （4）多次改变入射角的大小进行实验，可以得出结论： ； （5）如果让光沿FO方向入射，反射光将沿OE方向射出.这表明，在反射现象中，光路是  的。 （6）多次改变入射光的方向，总能在纸板上观察到反射光的径迹，由此小明得出结论：在反射现象中，反射光线，入射光线和法线都在同一平面内。小明得出结论的过程是否合理？ ，说明理由： 。 13、在体检时晶晶发现检查视力时用到了平面镜成像的知识，于是她利用图甲所示的装置探究平面镜成像的规律，图中A、B是两只外形相同的蜡烛。 （1）在实验时为了保证实验效果，室内光线应 （选填“较暗”或“较亮”）；选择玻璃板实验的目的是方便确定  ； （2）点燃A蜡烛，小心地移动B蜡烛，直到与A蜡烛的像 与B蜡烛完全重合为止，这说明像与物的大小相等，这种确定像与物大小关系的方法是  （选填“控制变量法”、“等效替代法”或“科学推理法”）； （3）为证实上述有关成像特点是否可靠，你认为接下来的操作应该是  ； A.保持A、B两支蜡烛的位置不变，多次改变玻璃板的位置进行观察 B.保持玻璃板位置不变，多次改变A蜡烛的位置，并移动蜡烛B，进行观察 （4）如图乙所示，晶晶将玻璃板与水平桌面成45°角固定在水平桌面上，让蜡烛A沿着桌面向右做直线运动，将看到蜡烛A在玻璃板后的像  （选填“水平向右”、“水平向左”、“竖直向上”或“竖直向下”）； （5）在实验过程中，如果把玻璃板沿CD水平向右移动，可以观察到像相对于蜡烛A  移动（选填“向右”、“向左”或“不”）。 14、作图：（1）如图所示，由点光源S发出的光经平面镜反射后，其反射光线经过P点。请完成光路图。 （2）自行车的尾部安装一种塑料制成的反光镜，夜间骑车时，在车灯照射下，能把光线按原来方向返回。反光镜结构如图所示，两平面镜相互垂直，当一条光线AB入射到其中一平面镜，作出所有反射光线的光路图。 （3）当一束光线经过水面反射后在“光电屏”上形成一个亮斑 A 点，如图所示，由于水位上升或下降使光电屏上的光点A 移到 B，请画出水面新位置，并完成光路图 （4）画出图甲中人眼通过平面镜 M 看到桌底下球的光路。 （5）如图所示，女孩到鞋店去买鞋，她站在镜子 MN 前着自己穿着新鞋的效果。 ①画出代表新鞋的A 点在平面镜中的像 A'。②画出女孩眼睛 B 点看到新鞋A 点在平面镜中所成像的光路图。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$