1.4光的反射和折射 讲义-2025-2026学年浙教版八年级上册科学

第二讲：光的反射和折射 知识整理1：光的反射 1. 光的反射：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。 反射基本概念：一点、三线、两角 【重点】 ：光线、法线不是真实存在的，而是为了研究方便假想出的模型，这种通过模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法。 2. 光的反射定律 ：在反射现象中，反射光线和入射光线、法线在同一平面内。 ：反射光线和入射光线分居在法线的两侧。 ：反射角等于入射角。 【实验注意事项】 ① 白色硬纸板（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） ② 纸板必须与平面镜 ，否则得不到正确的实验结论面 ③ 改变光束的入射方向，是为了得出 ，避免实验的 。也可对每次的光路进行编号，避免混淆。 ④ 入射光线与反射光线有方向，用字母表示时，应沿光传播的方向叙述字母。如入射光线 AO，反射光线 OB。 ⑤ 入（反）射角是入（反）射光线与法线的夹角，不能认为是光线与反射面的夹角 ⑥ 实验应在光线较 的室内进行实验，便于观察。 3. 光路的可逆性 在反射现象中，光路具有可逆性。若使入射光逆着原反射光的方向射到平面镜上，其反射光恰能逆着原入射光方向射出。例如，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。 4. 镜面反射和漫反射 辨析比较：镜面反射与漫反射的异同 5. 光污染 （1）光污染：现代社会，光照的不合理使用带来的一种可怕的灾难。 白亮污染：在太阳光照射下，城市里玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石等镜面反射的眩光。 人工白昼：夜幕降临后，强光束直冲云霄，亮度过大的夜景照明，使得夜晚如同白昼。 彩光污染：娱乐场所的旋转灯、荧光灯以及闪烁的彩色光源。 （2）危害：导致能源浪费。 影响人们的工作和生活。破坏生态环境，影响动物的自然生活规律，使其昼夜不分。破坏植物的生长节律，影响植物休眠等。 典型例题一：光的反射 【例1】如图所示，是探究 “光的反射定律” 的装置。下列说法正确的是（ ） A. 观察每次入射光线与反射光线的位置，可说明它们分居法线两侧 B. 入射角为0∘时，看不到反射光线，说明此时不存在反射现象 C. 多次改变入射角的大小进行实验是为了求平均值，减小实验误差 D. 纸板 B 向后翻折后，反射光线消失，是因为此时没有反射光线 【例2】在雨过天晴、明月当空的夜晚，为了不踩到地上的积水，下列判断正确的是（ ） A. 迎着月光走，地上暗处是水；背着月光走，地上亮处是水 B. 迎着月光走，地上亮处是水；背着月光走，地上暗处是水 C. 迎着月光走或背着月光走，都是地上亮处是水 D. 迎着月光走或背着月光走，都是地上暗处是水 【例3】一束平行光射到平面镜上，如果入射光的方向保持不变，转动平面镜，使入射角增大 10°，则反射光线跟入射光线恰成直角，平面镜转动前的入射角是 （ ） A.10° B.35° C.45° D.55° 【例4】如图所示，太阳光跟水平方向成 40°角，要使反射光照亮竖直井内的水面， 应把平面镜放在跟水平方向成________角的位置。（在图中画出平面镜的位置， 保留作图痕迹） 知识整理2：平面镜成像 1.探究平面镜成像特点： 【实验细节】实验应选用较薄的玻璃板。因为玻璃板的前、后两表面可以各成一个像，当玻璃板较厚时，两个像有较大错位，难以确定像的位置。实验中，玻璃板要竖直立在水平桌面上。若玻璃板没有竖直放置，则未点燃的蜡烛和点燃的蜡烛的像将不能完全重合。 【科学方法】等效替代法： 等效替代法是在保证某种效果相同的前提下，将实际的、复杂的问题和过程转化为等效的、简单的、易于研究的问题和过程的处理方法。本实验中等效替代法的应用： ①为了便于观察像，用玻璃板代替平面镜。 ②为了比较像与物的大小关系，用一支外形相同但未点燃的蜡烛代替像。 ③为了确定像的位置，用一支外形相同但未点燃的蜡烛代替像。 2.平面镜成像的原理：光的反射 在平面镜前面点燃一支蜡烛，平面镜后面并没有点燃的蜡烛，但我们却看到平面镜后面好像有点燃的蜡烛，这是因为蜡烛火焰向四处发光，一部分光经过平面镜反射后进入我们的眼睛，使我们产生视觉，我们感到这些光好像是从蜡烛的像上发出的，而实际上像并没有发出光，这样的像称为虚像（由反射光线的反向延长线相交而成，并不是真实存在的，不能有光屏承接）。 3.平面镜成像的特点：像与物相对平面镜具有对称性。 ① ：像和物体的大小相等。 ② ：像和物体到镜面的距离相等。 ③ ：像和物体的连线与镜面垂直。 ④正立虚像：在镜中所成的像是正立的虚像，只能用眼睛观察到，不能用光屏去承接。 ⑤左右反向：像和物体左右是相反的。 【重点】光学作图：确定像点 原理 光的反射定律 平面镜成像特点 步骤 ①从光点 S 引出两条光线， ②射到平面镜上； ③作两条入射光线的法线； 根据反射角等于入射角，作反射光线，将反射光线反向延长，反向延长线的交点即为光点 S 的像点 S'。 ①过光点 S 作平面镜的垂线（像与物的连线跟镜面垂直） ②取点 S'，让点 S' 到镜面的距离等于光点 S 到镜面的距离（像与物到镜面的距离相等）； ③标出像点 S'（像与物大小相等） 示意图 ◆拓展培优：凸面镜和凹面镜 分类 凸面镜 凹面镜 光路 作用 对光有发散作用 对光有会聚作用 实例 街头拐弯处的反光镜、汽车的后视镜等 太阳灶、手电筒反射镜、医生观察耳道所用的镜子等 共同点 都遵循光的反射定律且符合光路的可逆性 典型例题二：平面镜成像 【例1】在研究 “平面镜成像特点” 实验中，某兴趣小组用薄玻璃板、两支完全相同的蜡烛、刻度尺、白纸等进行实验，如图所示。 (1) 实验时，将点燃的蜡烛 A 放在玻璃板前，移去后面未点燃的蜡烛 B，并在其所在位置上放一光屏，则光屏上_________（选填 “能” 或 “不能”）观察到蜡烛的像，说明平面镜成的是_________（选填 “实” 或 “虚”）像。 (2) 在寻找蜡烛 A 的像的位置时，眼睛应在蜡烛_________（选填 “A” 或 “B”）这一侧观察。 (3) 将玻璃板向蜡烛 A 移近 2cm，则蜡烛 B 应从原来位置向玻璃板移动_________cm 才能与蜡烛 A 的像再次完全重合。 (4) 小组中有一位同学将玻璃板和蜡烛放在方格纸上进行该实验，发现实验效果更好。请你对这位同学的做法做出评价：____________________________________。（答出其中一个优点即可） 【例2】如图所示，是小明同学自制的潜望镜，利用它能在隐蔽处观察到外面的情况。当它正对甲处的 “F” 光源时，人眼在乙处观察到的像是 （ ） 【例3】检查视力的时候，视力表放在被测者的后上方，被测者识别对面墙上镜子里的像，如图所示。视力表在镜中成的是_________像，像与被测者相距_________m。若视力表全长为 0.8 m，则视力表在镜中的像的长度为_________m。 【例4】如图所示，已知点光源 S 发出的两束光经平面镜 M 反射后，反射光分别经过 A、B 两点，请在图中标出点光源 S 的位置，并完成反射光路图。 易错警示：注意平面镜成像是虚像，作图时只有入射光线与反射光线用实线画，辅助线和法线均用虚线来画。 知识整理3：光的折射 1.光的折射现象：光从介质（如空气） 射入另一种介质（如水中）时，其传播方向会发生偏折，这种现象叫作光的折射。 2. 与光的折射有关的基本概念：一点、三线、两角 3.探究光的折射规律 （1） ：光在发生折射时，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的两侧。 （3） ：光从空气斜射入其他介质时，折射角 入射角；光从其他介质斜射入空气时，折射角 入射角。 （4）垂直不变：光垂直于介质分界面入射时，传播方向不改变。 （5）光路可逆：在折射现象中，光路是可逆的。 4.生活中光的折射现象 海市 蜃楼 夏天，海面附近空气温度较低，密度较大，来自地平线以下远处物体的光，传播时由于不同高度空气的疏密不同而向地面多次弯曲后进入我们的眼中，形成“蜃景”现象。 “错位”的奥秘 来自筷子 S 点的光，由水中斜射向杯外时发生折射，折射光的反向延长线会交于S'点，这样看起来就好像筷子错位了一样。 叉鱼的诀窍 人们看到的是水中的鱼的虚像（由折射光线的反向延长线相交而成），它比鱼的真实位置浅，所以要瞄准“鱼”的下方才能叉到鱼。 “潭清疑水浅”是光的折射形成的。 “变高”的奥秘 光从空气进入水中时发生折射，水中的人看到的是岸上树的虚像，它比树的真实位置高。 ◆辨析比较：光的反射与光的折射 光的反射 光的折射 不同点 发生条件 可以在任何物体的表面发生 在不同介质的分界面或同种不均匀介质中发生 角度大小关系 反射角始终等于入射角 折射角与入射角不相等 光垂直入射时的方向 反射光线与入射光线方向相反 折射光线与入射光线方向相同 相同点 三线共面，法线居中，光路可逆，反射角和折射角都随入射角的增大（减小）而增大（减小），所成的像都是虚像。 知识整理4：色散 1.探究光的色散 （1）颜色排序： 、 、 、 、 、 、 （2）探究结论：①太阳光是 。②白光是由多种色光混合而成的。 ③太阳光射入、射出三棱镜发生折射，被分解成各种颜色的光，这种现象叫作光的色散。 【重点】光的色散实质是光的 。 2.色光的三原色：红、绿、蓝叫作色光的三原色（图甲）。 颜料的三原色：品红、黄、青（图乙） 知识整理5：看不见的光 1.红外线 (1) 定义：在可见光谱的红端以外存在着一种人眼看不见的光，叫作红外线。 (2) 来源：太阳的热主要是通过红外线的形式辐射到地球上的。自然界的所有物体都在不停地向外辐射红外线。物体的温度越高，辐射的红外线就越强。 (3) 特点及应用 ①热效应强：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。 ②穿透云雾的能力强：遥感勘测，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。→人们模仿响尾蛇制成了一种红外制导导弹 2.紫外线 (1) 定义：在可见光谱的紫端以外存在着一种人眼看不见的光，叫作紫外线。 (2) 来源：自然界中的紫外线主要来源于太阳。 (3) 特点及应用 ① 效应：使荧光物质发光，从而使我们看到它，如用紫外线验钞。 ②生理作用：医用紫外线灯灭菌、帮助人体合成维生素 D。 ③化学作用：紫外线摄影。 【课外拓展】科学与生活 （1）红外线烤箱利用红外线加热食物或烘干物品，加热快，效率高. （2）在距地面 20 - 25 km 的大气中，集中了地球上大多数的臭氧，形成臭氧层。臭氧层吸收了来自太阳的大部分紫外线，使地球上的生物免受大量紫外线的照射. （3）照射适量的紫外线，有助于人体健康，但照射过量的紫外线，会使人皮肤变黑或灼伤，诱发皮肤癌。 典型例题三：光的折射 【例1】如图是游客在公园观赏金鱼的场景。游客能看到水中的金鱼是因为眼睛接收到了金鱼反射的光。金鱼反射的光进入人眼的路径是 （ ） 【例2】 “赤橙黄绿青蓝紫，谁持彩练当空舞” 是一代伟人毛泽东有关彩虹的诗句。彩虹是光的________现象。 【例3】绿色植物需要利用太阳光进行光合作用，太阳光照射到绿色植物表面时，绿光将被植物______（选填 “吸收” 或 “反射”）。 【例4】有关红外线和紫外线的相关知识，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.一切物体都在不停地向外辐射紫外线，物体温度越高，辐射的紫外线越强 C.自然界中的紫外线主要来源于太阳 D.臭氧层吸收了大部分来自太阳的紫外线 【例5】如图所示是一束光在空气和玻璃两种介质的分界面上发生了反射现象和折射现象，则________是法线，折射角为_________度，分界面的_________（选填 “上”“下”“左” 或 “右”）侧是空气。 【例6】我国的古诗词文化有几千年的灿烂历史，很多名句中蕴含丰富的科学知识。“绿树阴浓夏日长，楼台倒影入池塘” 中，“阴浓” 是指树阴浓密，这是光的________形成的；“大漠孤烟直，长河落日圆”，诗人看到的 “落日” 是光的________形成的；“举杯邀明月，对影成三人” 中，通过酒看到的月亮是光的________形成的。（均选填 “直线传播”“反射” 或 “折射”） 【例7】平静水面上方的小鸟和水中的小鱼某时刻的实际位置如图所示，水面上侧方 C 点的人眼恰好看到它们在水中的像重合，以小鸟眼睛 A 点代表小鸟，以小鱼眼睛 B 点代表小鱼，请画出图中小鸟在水中像的位置以及人眼看到小鸟和小鱼的光路图。（保留作图痕迹） 【课堂练习】 1. 反光板是摄影常用器材，其一侧表面涂有光滑的反光涂层，可以反射光，另一侧无反光涂层，通常为黑色（如图）。下列反光板摆放方式能使拍摄对象的面部更亮的是 （ ） A. B. C. D. 2. 非洲地区的人民会用装满水的矿泉水瓶制作 “光导照明灯”（如图），其结构主要包括采光部、导光部及漫射部。为了将更多的太阳光导入屋内并照射向各个方向，以下方案中照明效果最好的是（ ） A. B. C. D. 3. 一束光线射到平面镜上，当入射角增大 20° 时，入射光线与反射光线恰好垂直，则原来的入射角是 （ ） A. 15° B. 25° C. 30° D. 35° 4. 电动车的反光镜是用来观察车后情况的平面镜，在某次行驶前，小明发现在左侧反光镜中看不到自己所开车的车身，为确保行驶安全，左侧反光镜的镜面应该 （ ） A. 向外旋转 B. 向内旋转 C. 向下旋转 D. 向上旋转 5. HUD 抬头显示系统（如图甲）的作用是把时速、导航等重要的行车信息，投影到驾驶员前面的挡风玻璃上（如图乙）。下列说法正确的是 （ ） 第6题图 甲 乙 A. 为避免产生重影，可增大挡风玻璃的厚度 B. 挡风玻璃上所成的像是一个正立、等大的虚像 C. 夜间行车，为不影响驾驶，应该打开车内照明灯 D. 为降低像的高度，可将显示器沿水平方向远离挡风玻璃 6. 如图，水平地面上竖立一平面镜 MN，人直立在平面镜前观察自己在平面镜中的像，已知此时他看不见自己的脚在平面镜中的像。为了能观察到自己的脚在平面镜中的像，他应该（ ） ①将脚抬起一些 ②让自己蹲下一些 ③让自己后退一些 ④将平面镜向上移动一些 A. ①② B. ①④ C. ②④ D. ③④ 7. 如图是一只水鸟在水面捕鱼时的场景。以下说法正确的是（ ） A. 鸟的影子是由光的反射形成 B. 鸟看到的鱼是由光的折射形成的 C. 鸟的倒影是由光的直线传播形成 D. 鸟看到的鱼，比鱼所在的实际位置要深 8. 在研究光现象的实验时，小明在玻璃杯中放入一根木棒，从侧面观察到如图所示现象，当他向杯中倒入一定量水后，从同样的角度观察这根木棒时，最符合实际情况的是 （ ） A. B. C. D. 9. 如图所示，是一束激光射向长方体玻璃砖后出现多束光线的情景，则下列说法正确的是 （ ） A. 图中光束 b 是入射光线 B. 图中光束 c 是反射光线 C. 若图中光束 a 顺时针转动，则 d 也顺时针转动 D. 若图中光束 a 顺时针转动，则 b 也顺时针转动 10. 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 【课后巩固】 1. 如图所示，若要使激光笔发出的激光经平面镜反射后能射中墙上的目标，下列操作可行的是（ ） A. 激光笔向右平移远离墙壁 B. 入射点不变减小入射角 C. 平面镜水平向下移动 D. 平面镜水平向左移动 第1题图 第2题图 2. 如图所示，平面镜 OM 与 ON 的夹角为 θ，一条平行于平面镜 ON 入射的光线经过两个平面镜的多次反射后，能够沿着原来的光路返回。则两平面镜之间的夹角不可能是（ ） A. 1° B. 2° C. 3° D. 4° 3. 如图所示，一平面镜放在圆筒的中心 O 处，平面镜正对筒壁上一个点光源 S，点光源发出一细光束垂直射向平面镜，此时入射角为 度，平面镜从图示位置开始沿箭头方向绕圆筒中心轴 O 匀速转动。在转动 30° 角时，照射到筒壁上的反射光斑转过的角度为_________度。 4. 如图甲所示，魔术师将空箱的正面朝向观众，将一枚硬币投入箱子后，观众发现硬币凭空消失了。实质上，魔术箱的内部构造如图乙所示，正面是透明的箱子底部贴有黑白相间的方格纸，镜子与底面成 45 度角放置，且反射面在前侧。则图甲中 A、B 两个黑方块的大小关系为 A_________（填 “大于”“等于” 或 “小于”）B，投进去的硬币_________ （填 “能” 或 “不能”）在镜子上成像。 第4题图 第5题图 5. 如图所示，画出代表新鞋的 A 点在平面镜中的像 A' 和女孩眼睛 B 点看到 A' 的光路图。 6. 如图所示，某房间水平地面上有一点光源 S，地面上放有一边长为 L 且不透光的正方体物块，物块与点光源 S 的水平距离为 L，并且正好挡住了房间内某同学的视线。该同学只好通过安装在天花板上的平面镜来观察光源的像，则平面镜离地面的高度不得低于_________。 第6题图 第7题图 7. 如图所示是 “自制彩虹” 活动，针对本活动下列说法错误的是（ ） A. 该实验在晴天完成现象更明显 B. 喷水时人应该面对太阳而站 C. 彩虹的形成是光的色散现象 D. 太阳光是复色光 8. 如图所示，把由同种玻璃制作的厚度为 d 的立方体 A 和半径为 d 的半球体 B 分别放在水平桌面的报纸上，且让半球的凸面向上。小明用激光笔分别从不同方向射向 A 和 B 的中心 5 次，他得到的这 5 次光路如图甲所示。如果他从正上方竖直向下分别观察 A、B 中心处报纸上的文字，如图乙所示，小明看到 A 中的字与报纸上字的实际位置相比__________，看到 B 中的字与报纸上字的实际位置相比__________（均填 “偏高” 或 “一样高”）。 甲 乙 9. 小华同学用激光笔照射水面，在水槽壁上出现两个红点 A 和 B。 （1）A 是激光经水面__________（填 “反射” 或 “折射”）后形成的红点； （2）若保持入射点 O 的位置不变，欲使 A 点下移至 A’，应使入射光线 MO 绕着点 O 沿__________（填 “顺时针” 或 “逆时针”）方向转动； （3）若保持入射光线不变，欲使 B 点上移至 B’，应使水面__________（填 “上升” 或 “下降”）。 10. 在天宫课堂中，航天员王亚平将空气注入水球，形成的气泡球与水球的球心都在 O 点。一束光线从空气射入水球的光路如图所示，其中球心 O 与入射点 O₁的连线为法线。则进入气泡球的折射光线可能为 （ ） A. ① B. ② C. ③ D. ④ 1 / 72 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二讲：光的反射和折射 知识整理1：光的反射 1. 光的反射：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。 反射基本概念：一点、三线、两角 【重点】模型法：光线、法线不是真实存在的，而是为了研究方便假想出的模型，这种通过模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法叫模型法。 2. 光的反射定律 三线共面：在反射现象中，反射光线和入射光线、法线在同一平面内。 法线居中：反射光线和入射光线分居在法线的两侧。 两角相等：反射角等于入射角。 【实验注意事项】 ① 白色硬纸板（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） ② 纸板必须与平面镜垂直，否则得不到正确的实验结论面 ③ 改变光束的入射方向，是为了得出普遍规律，避免实验的偶然性。也可对每次的光路进行编号，避免混淆。 ④ 入射光线与反射光线有方向，用字母表示时，应沿光传播的方向叙述字母。如入射光线 AO，反射光线 OB。 ⑤ 入（反）射角是入（反）射光线与法线的夹角，不能认为是光线与反射面的夹角 ⑥ 实验应在光线较暗的室内进行实验，便于观察。 3. 光路的可逆性 在反射现象中，光路具有可逆性。若使入射光逆着原反射光的方向射到平面镜上，其反射光恰能逆着原入射光方向射出。例如，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。 4. 镜面反射和漫反射 辨析比较：镜面反射与漫反射的异同 5. 光污染 （1）光污染：现代社会，光照的不合理使用带来的一种可怕的灾难。 白亮污染：在太阳光照射下，城市里玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石等镜面反射的眩光。 人工白昼：夜幕降临后，强光束直冲云霄，亮度过大的夜景照明，使得夜晚如同白昼。 彩光污染：娱乐场所的旋转灯、荧光灯以及闪烁的彩色光源。 （2）危害：导致能源浪费。 影响人们的工作和生活。破坏生态环境，影响动物的自然生活规律，使其昼夜不分。破坏植物的生长节律，影响植物休眠等。 典型例题一：光的反射 【例1】如图所示，是探究 “光的反射定律” 的装置。下列说法正确的是（ A ） A. 观察每次入射光线与反射光线的位置，可说明它们分居法线两侧 B. 入射角为0∘时，看不到反射光线，说明此时不存在反射现象 C. 多次改变入射角的大小进行实验是为了求平均值，减小实验误差 D. 纸板 B 向后翻折后，反射光线消失，是因为此时没有反射光线 【解析】A. 观察每次入射光线与反射光线的位置，可说明它们分居法线两侧。（√） B. 入射角为 0° 时，看不到反射光线，说明此时不存在反射现象。（×） C. 多次改变入射角的大小进行实验是为了求平均值，减小实验误差。（×） D. 纸板 B 向后翻折后，反射光线消失，是因为此时没有反射光线。（×） 【例2】在雨过天晴、明月当空的夜晚，为了不踩到地上的积水，下列判断正确的是（ B ） A. 迎着月光走，地上暗处是水；背着月光走，地上亮处是水 B. 迎着月光走，地上亮处是水；背着月光走，地上暗处是水 C. 迎着月光走或背着月光走，都是地上亮处是水 D. 迎着月光走或背着月光走，都是地上暗处是水 【例3】一束平行光射到平面镜上，如果入射光的方向保持不变，转动平面镜，使入射角增大 10°，则反射光线跟入射光线恰成直角，平面镜转动前的入射角是 （ B ） A.10° B.35° C.45° D.55° 【例4】如图所示，太阳光跟水平方向成 40°角，要使反射光照亮竖直井内的水面， 应把平面镜放在跟水平方向成________角的位置。（在图中画出平面镜的位置， 保留作图痕迹） 答案：65° 知识整理2：平面镜成像 1.探究平面镜成像特点： 【实验细节】实验应选用较薄的玻璃板。因为玻璃板的前、后两表面可以各成一个像，当玻璃板较厚时，两个像有较大错位，难以确定像的位置。实验中，玻璃板要竖直立在水平桌面上。若玻璃板没有竖直放置，则未点燃的蜡烛和点燃的蜡烛的像将不能完全重合。 【科学方法】等效替代法： 等效替代法是在保证某种效果相同的前提下，将实际的、复杂的问题和过程转化为等效的、简单的、易于研究的问题和过程的处理方法。本实验中等效替代法的应用： ①为了便于观察像，用玻璃板代替平面镜。 ②为了比较像与物的大小关系，用一支外形相同但未点燃的蜡烛代替像。 ③为了确定像的位置，用一支外形相同但未点燃的蜡烛代替像。 2.平面镜成像的原理：光的反射 在平面镜前面点燃一支蜡烛，平面镜后面并没有点燃的蜡烛，但我们却看到平面镜后面好像有点燃的蜡烛，这是因为蜡烛火焰向四处发光，一部分光经过平面镜反射后进入我们的眼睛，使我们产生视觉，我们感到这些光好像是从蜡烛的像上发出的，而实际上像并没有发出光，这样的像称为虚像（由反射光线的反向延长线相交而成，并不是真实存在的，不能有光屏承接）。 3.平面镜成像的特点：像与物相对平面镜具有对称性。 ①等大：像和物体的大小相等。 ②等距：像和物体到镜面的距离相等。 ③垂直：像和物体的连线与镜面垂直。 ④正立虚像：在镜中所成的像是正立的虚像，只能用眼睛观察到，不能用光屏去承接。 ⑤左右反向：像和物体左右是相反的。 【重点】光学作图：确定像点 原理 光的反射定律 平面镜成像特点 步骤 ①从光点 S 引出两条光线， ②射到平面镜上； ③作两条入射光线的法线； 根据反射角等于入射角，作反射光线，将反射光线反向延长，反向延长线的交点即为光点 S 的像点 S'。 ①过光点 S 作平面镜的垂线（像与物的连线跟镜面垂直） ②取点 S'，让点 S' 到镜面的距离等于光点 S 到镜面的距离（像与物到镜面的距离相等）； ③标出像点 S'（像与物大小相等） 示意图 ◆拓展培优：凸面镜和凹面镜 分类 凸面镜 凹面镜 光路 作用 对光有发散作用 对光有会聚作用 实例 街头拐弯处的反光镜、汽车的后视镜等 太阳灶、手电筒反射镜、医生观察耳道所用的镜子等 共同点 都遵循光的反射定律且符合光路的可逆性 典型例题二：平面镜成像 【例1】在研究 “平面镜成像特点” 实验中，某兴趣小组用薄玻璃板、两支完全相同的蜡烛、刻度尺、白纸等进行实验，如图所示。 (1) 实验时，将点燃的蜡烛 A 放在玻璃板前，移去后面未点燃的蜡烛 B，并在其所在位置上放一光屏，则光屏上_________（选填 “能” 或 “不能”）观察到蜡烛的像，说明平面镜成的是_________（选填 “实” 或 “虚”）像。 (2) 在寻找蜡烛 A 的像的位置时，眼睛应在蜡烛_________（选填 “A” 或 “B”）这一侧观察。 (3) 将玻璃板向蜡烛 A 移近 2cm，则蜡烛 B 应从原来位置向玻璃板移动_________cm 才能与蜡烛 A 的像再次完全重合。 (4) 小组中有一位同学将玻璃板和蜡烛放在方格纸上进行该实验，发现实验效果更好。请你对这位同学的做法做出评价：____________________________________。（答出其中一个优点即可） 答案：(1) 不能 虚 (2)A (3)4 (4) 可以直接在方格纸上判断像和物体之间的位置关系 【例2】如图所示，是小明同学自制的潜望镜，利用它能在隐蔽处观察到外面的情况。当它正对甲处的 “F” 光源时，人眼在乙处观察到的像是 （ A ） 答案： 【例3】检查视力的时候，视力表放在被测者的后上方，被测者识别对面墙上镜子里的像，如图所示。视力表在镜中成的是_________像，像与被测者相距_________m。若视力表全长为 0.8 m，则视力表在镜中的像的长度为_________m。 答案：虚 5 0.8 【例4】如图所示，已知点光源 S 发出的两束光经平面镜 M 反射后，反射光分别经过 A、B 两点，请在图中标出点光源 S 的位置，并完成反射光路图。 解析：解法一：（平面镜成像特点作图） 解法二：（光的反射定律作图） 易错警示：混淆光线虚、实而致错 注意平面镜成像是虚像，作图时只有入射光线与反射光线用实线画，辅助线和法线均用虚线来画。 知识整理3：光的折射 1.光的折射现象：光从介质（如空气）斜射入另一种介质（如水中）时，其传播方向会发生偏折，这种现象叫作光的折射。 2. 与光的折射有关的基本概念：一点、三线、两角 3.探究光的折射规律 （1）三线共面：光在发生折射时，折射光线、入射光线和法线在同一平面内。 （2）法线居中：折射光线和入射光线分居在法线的两侧。 （3）空中角大：光从空气斜射入其他介质时，折射角小于入射角；光从其他介质斜射入空气时，折射角大于入射角。 （4）垂直不变：光垂直于介质分界面入射时，传播方向不改变。 （5）光路可逆：在折射现象中，光路是可逆的。 4.生活中光的折射现象 海市 蜃楼 夏天，海面附近空气温度较低，密度较大，来自地平线以下远处物体的光，传播时由于不同高度空气的疏密不同而向地面多次弯曲后进入我们的眼中，形成“蜃景”现象。 “错位”的奥秘 来自筷子 S 点的光，由水中斜射向杯外时发生折射，折射光的反向延长线会交于S'点，这样看起来就好像筷子错位了一样。 叉鱼的诀窍 人们看到的是水中的鱼的虚像（由折射光线的反向延长线相交而成），它比鱼的真实位置浅，所以要瞄准“鱼”的下方才能叉到鱼。 “潭清疑水浅”是光的折射形成的。 “变高”的奥秘 光从空气进入水中时发生折射，水中的人看到的是岸上树的虚像，它比树的真实位置高。 ◆辨析比较：光的反射与光的折射 光的反射 光的折射 不同点 发生条件 可以在任何物体的表面发生 在不同介质的分界面或同种不均匀介质中发生 角度大小关系 反射角始终等于入射角 折射角与入射角不相等 光垂直入射时的方向 反射光线与入射光线方向相反 折射光线与入射光线方向相同 相同点 三线共面，法线居中，光路可逆，反射角和折射角都随入射角的增大（减小）而增大（减小），所成的像都是虚像。 知识整理4：色散 1.探究光的色散 （1）颜色排序：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫 （2）探究结论：①太阳光是白光。②白光是由多种色光混合而成的。 ③太阳光射入、射出三棱镜发生折射，被分解成各种颜色的光，这种现象叫作光的色散。 【重点】光的色散实质是光的折射。 2.色光的三原色：红、绿、蓝叫作色光的三原色（图甲）。 颜料的三原色：品红、黄、青（图乙） 知识整理5：看不见的光 1.红外线 (1) 定义：在可见光谱的红端以外存在着一种人眼看不见的光，叫作红外线。 (2) 来源：太阳的热主要是通过红外线的形式辐射到地球上的。自然界的所有物体都在不停地向外辐射红外线。物体的温度越高，辐射的红外线就越强。 (3) 特点及应用 ①热效应强：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。 ②穿透云雾的能力强：遥感勘测，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。→人们模仿响尾蛇制成了一种红外制导导弹 2.紫外线 (1) 定义：在可见光谱的紫端以外存在着一种人眼看不见的光，叫作紫外线。 (2) 来源：自然界中的紫外线主要来源于太阳。 (3) 特点及应用 ①荧光效应：使荧光物质发光，从而使我们看到它，如用紫外线验钞。 ②生理作用：医用紫外线灯灭菌、帮助人体合成维生素 D。 ③化学作用：紫外线摄影。 【课外拓展】科学与生活 （1）红外线烤箱利用红外线加热食物或烘干物品，加热快，效率高. （2）在距地面 20 - 25 km 的大气中，集中了地球上大多数的臭氧，形成臭氧层。臭氧层吸收了来自太阳的大部分紫外线，使地球上的生物免受大量紫外线的照射. （3）照射适量的紫外线，有助于人体健康，但照射过量的紫外线，会使人皮肤变黑或灼伤，诱发皮肤癌。 典型例题三：光的折射 【例1】如图是游客在公园观赏金鱼的场景。游客能看到水中的金鱼是因为眼睛接收到了金鱼反射的光。金鱼反射的光进入人眼的路径是 （ A ） 【例2】 “赤橙黄绿青蓝紫，谁持彩练当空舞” 是一代伟人毛泽东有关彩虹的诗句。彩虹是光的________现象。答案：色散 【例3】绿色植物需要利用太阳光进行光合作用，太阳光照射到绿色植物表面时，绿光将被植物______（选填 “吸收” 或 “反射”）。 答案：反射 【例4】有关红外线和紫外线的相关知识，下列说法错误的是 （ 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.一切物体都在不停地向外辐射紫外线，物体温度越高，辐射的紫外线越强 C.自然界中的紫外线主要来源于太阳 D.臭氧层吸收了大部分来自太阳的紫外线 【例5】如图所示是一束光在空气和玻璃两种介质的分界面上发生了反射现象和折射现象，则________是法线，折射角为_________度，分界面的_________（选填 “上”“下”“左” 或 “右”）侧是空气。 答案：BF 60 左 【例6】我国的古诗词文化有几千年的灿烂历史，很多名句中蕴含丰富的科学知识。“绿树阴浓夏日长，楼台倒影入池塘” 中，“阴浓” 是指树阴浓密，这是光的________形成的；“大漠孤烟直，长河落日圆”，诗人看到的 “落日” 是光的________形成的；“举杯邀明月，对影成三人” 中，通过酒看到的月亮是光的________形成的。（均选填 “直线传播”“反射” 或 “折射”） 答案：直线传播 折射 反射 【例7】平静水面上方的小鸟和水中的小鱼某时刻的实际位置如图所示，水面上侧方 C 点的人眼恰好看到它们在水中的像重合，以小鸟眼睛 A 点代表小鸟，以小鱼眼睛 B 点代表小鱼，请画出图中小鸟在水中像的位置以及人眼看到小鸟和小鱼的光路图。（保留作图痕迹） 答案：如解析图所示。 【课堂练习】 1. 反光板是摄影常用器材，其一侧表面涂有光滑的反光涂层，可以反射光，另一侧无反光涂层，通常为黑色（如图）。下列反光板摆放方式能使拍摄对象的面部更亮的是 （ A ） A. B. C. D. 【解析】要想通过反光板将太阳光反射到脸部，必须把涂有光滑的反光涂层的一面对准太阳，故 BD 错误；根据光的反射定律，反射角等于入射角，因而太阳光不能正对着反射面，否则太阳光会 “原路返回”，故 A 正确，C 错误。故选 A。 2. 非洲地区的人民会用装满水的矿泉水瓶制作 “光导照明灯”（如图），其结构主要包括采光部、导光部及漫射部。为了将更多的太阳光导入屋内并照射向各个方向，以下方案中照明效果最好的是（ C ） A. B. C. D. 【解析】导光部透明可以让光线以较好地反射光线，漫射部不透明且光滑透明，粗糙有利于光线发生漫反射，将更多的太阳光导入盒内并照射到盒底。故选 C。 3. 一束光线射到平面镜上，当入射角增大 20° 时，入射光线与反射光线恰好垂直，则原来的入射角是 （ B ） A. 15° B. 25° C. 30° D. 35° 4. 电动车的反光镜是用来观察车后情况的平面镜，在某次行驶前，小明发现在左侧反光镜中看不到自己所开车的车身，为确保行驶安全，左侧反光镜的镜面应该 （ B ） A. 向外旋转 B. 向内旋转 C. 向下旋转 D. 向上旋转 【解析】小明发现在左侧反光镜中看不到自己所开车的车身，说明车身的反射光线经平面镜反射后未进入小明的眼睛，因此要想看到车身应将左侧反光镜的镜面向内旋转。故选 B。 5. HUD 抬头显示系统（如图甲）的作用是把时速、导航等重要的行车信息，投影到驾驶员前面的挡风玻璃上（如图乙）。下列说法正确的是 （ B ） 甲 乙 A. 为避免产生重影，可增大挡风玻璃的厚度 B. 挡风玻璃上所成的像是一个正立、等大的虚像 C. 夜间行车，为不影响驾驶，应该打开车内照明灯 D. 为降低像的高度，可将显示器沿水平方向远离挡风玻璃 【解析】平面镜成像中，前后两个表面都会发生反射，产生两个虚像，平面镜越厚，两个像距离越远，会出现重影的干扰，故 A 错误；根据平面镜成像规律可知，挡风玻璃上成正立、等大的虚像，故 B 正确；夜间行车，为不影响驾驶，应该打开车外的照明灯，故 C 错误；平面镜成像中物与像关于平面镜对称，将显示器沿水平方向远离挡风玻璃，像的高度会升高，故 D 错误。故选 B。 6. 如图，水平地面上竖立一平面镜 MN，人直立在平面镜前观察自己在平面镜中的像，已知此时他看不见自己的脚在平面镜中的像。为了能观察到自己的脚在平面镜中的像，他应该（ C ） ①将脚抬起一些 ②让自己蹲下一些 ③让自己后退一些 ④将平面镜向上移动一些 A. ①② B. ①④ C. ②④ D. ③④ 【解析】如图，作出从 A 点射到平面镜的最上端的光线，根据光的反射定律及题意可知，反射光线没有进入人的眼睛，在眼睛的下方，所以为了能使人观察到自己的脚在平面镜中的像，他应该让自己蹲下一些，或将平面镜向上移动一些，故②④说法正确。将脚抬起一些，反射角会减小，人仍然看不到自己的脚在平面镜中的像；让自己后退一些，视角减小，同样看不到，故①③说法错误。故选 C。 7. 如图是一只水鸟在水面捕鱼时的场景。以下说法正确的是（ B ） A. 鸟的影子是由光的反射形成 B. 鸟看到的鱼是由光的折射形成的 C. 鸟的倒影是由光的直线传播形成 D. 鸟看到的鱼，比鱼所在的实际位置要深 【解析】鸟的影子是由光的直线传播形成的，故 A 错误；鸟看到的鱼是由鱼身上反射的光线，经水面折射形成的比实际位置要浅的虚像，故 B 正确，D 错误；鸟的倒影属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故 C 错误。故选 B。 8. 在研究光现象的实验时，小明在玻璃杯中放入一根木棒，从侧面观察到如图所示现象，当他向杯中倒入一定量水后，从同样的角度观察这根木棒时，最符合实际情况的是 （ A ） A. B. C. D. 【解析】当小明向杯中倒入一定量水后，从侧面观察木棒，根据光的折射可知，水面处的木棒会发生 “错位”，故选 A。 9. 如图所示，是一束激光射向长方体玻璃砖后出现多束光线的情景，则下列说法正确的是 （ D ） A. 图中光束 b 是入射光线 B. 图中光束 c 是反射光线 C. 若图中光束 a 顺时针转动，则 d 也顺时针转动 D. 若图中光束 a 顺时针转动，则 b 也顺时针转动 【解析】因为反射光线、折射光线和入射光线在法线的两侧，所以由题图知道，a 是入射光线，d 是反射光线，b、c 为折射光线，故 AB 错误；光束 a 顺时针转动，入射角减小，而反射角和折射角随入射角的减小而减小，则反射角和折射角也减小，所以光束 d 逆时针转动，光束 b 顺时针转动，故 C 错误，D 正确。故选 D。 10. 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（ C ） 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】不同色光经三棱镜折射时的偏折能力不同，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，则其光斑会落在 a 点下方，故 AB 错误；如果将光屏向右平移，紫色光斑会落在比 a 点更偏下的位置，相反，如果将光屏向左平移，紫色光斑会向上移动，仍可落在 a 点处，故 C 正确，D 错误。故选 C。 【课后巩固】 1. 如图所示，若要使激光笔发出的激光经平面镜反射后能射中墙上的目标，下列操作可行的是（ C ） A. 激光笔向右平移远离墙壁 B. 入射点不变减小入射角 C. 平面镜水平向下移动 D. 平面镜水平向左移动 2. 如图所示，平面镜 OM 与 ON 的夹角为 θ，一条平行于平面镜 ON 入射的光线经过两个平面镜的多次反射后，能够沿着原来的光路返回。则两平面镜之间的夹角不可能是（ D ） A. 1° B. 2° C. 3° D. 4° 【解析】根据光的反射定律，画出光的反射光路图如图所示，由图知：因为第一条入射光线平行于下面的平面镜，所以第一条入射光线与上面平面镜的夹角为 ，光线第一次反射的入射角为 ；结合几何知识可知：第二次入射时的入射角为 ；第三次的入射角为 ；以此类推，则第 次的入射角为 。要想光线沿原来光路返回需要光线某次反射的入射角为零，所以有，解得：，由于为自然数，所以 不能等于 。故选D。 3. 如图所示，一平面镜放在圆筒的中心 O 处，平面镜正对筒壁上一个点光源 S，点光源发出一细光束垂直射向平面镜，此时入射角为 度，平面镜从图示位置开始沿箭头方向绕圆筒中心轴 O 匀速转动。在转动 30° 角时，照射到筒壁上的反射光斑转过的角度为_________度。 【答案】0 60 【解析】平面镜正对筒壁上一个点光源 ，点光源发出一细光束垂直射向平面镜，此时入射光线和反射光线、法线三线合一，入射角为0度；如乙图所示，平面镜旋转 ，相当于入射角增大 ，因为原先入射角为 （如甲图），则入射光线和反射光线的夹角为 ，则照射到筒壁上的反射光斑转过的角度为。 4. 如图甲所示，魔术师将空箱的正面朝向观众，将一枚硬币投入箱子后，观众发现硬币凭空消失了。实质上，魔术箱的内部构造如图乙所示，正面是透明的箱子底部贴有黑白相间的方格纸，镜子与底面成 45 度角放置，且反射面在前侧。则图甲中 A、B 两个黑方块的大小关系为 A_________（填 “大于”“等于” 或 “小于”）B，投进去的硬币_________ （填 “能” 或 “不能”）在镜子上成像。 【答案】等于 不能 【解析】魔术箱中镜子与底面成 45 度角放置，观众看到的后壁的黑方块是底板的黑方块在平面镜中成的像，平面镜成像时，物像大小相等，故两个方块大小相等；由于镜子反射面在前侧，投进去的硬币在镜子的后方，不能成像。 5. 如图所示，画出代表新鞋的 A 点在平面镜中的像 A' 和女孩眼睛 B 点看到 A' 的光路图。 【解析】在平面镜的另一侧作出点 A 关于镜面的对称点 A'，A' 即为 A 在平面镜中的像；连接像点 A' 与眼睛 B 点与镜面相交于一点 O，点 O 即为入射点，连接 AO、OB，则 AO 是入射光线，OB 为反射光线。 6. 如图所示，某房间水平地面上有一点光源 S，地面上放有一边长为 L 且不透光的正方体物块，物块与点光源 S 的水平距离为 L，并且正好挡住了房间内某同学的视线。该同学只好通过安装在天花板上的平面镜来观察光源的像，则平面镜离地面的高度不得低于_________。 【答案】 【解析】连接 与正方体的左顶点并延长，连接该同学的眼睛所在位置与正方体的右顶点并延长，交平面镜于一点，正方体物块的边长为，，已知 、为等腰直角三角形，所以 也为等腰直角三角形，由，可得， ，则 。 关键点拨：知道点光源发出的光经平面镜反射后，反射光线的反向延长线过像点，然后根据几何知识求得 是解答此题的关键。 7. 如图所示是 “自制彩虹” 活动，针对本活动下列说法错误的是（ B ） A. 该实验在晴天完成现象更明显 B. 喷水时人应该面对太阳而站 C. 彩虹的形成是光的色散现象 D. 太阳光是复色光 【解析】“自制彩虹” 利用的是太阳光的色散现象，晴天阳光明亮，该实验在晴天完成现象更明显，故 A 正确；为使阳光穿过水珠形成的彩虹比背景光亮，且为了避免阳光直射眼睛，喷水时应背着对太阳，故 B 错误；彩虹的形成是光的色散现象，说明太阳光是由多种色光混合成的复色光，故 CD 正确。 8. 如图所示，把由同种玻璃制作的厚度为 d 的立方体 A 和半径为 d 的半球体 B 分别放在水平桌面的报纸上，且让半球的凸面向上。小明用激光笔分别从不同方向射向 A 和 B 的中心 5 次，他得到的这 5 次光路如图甲所示。如果他从正上方竖直向下分别观察 A、B 中心处报纸上的文字，如图乙所示，小明看到 A 中的字与报纸上字的实际位置相比__________，看到 B 中的字与报纸上字的实际位置相比__________（均填 “偏高” 或 “一样高”）。 甲 乙 【答案】偏高 一样高 【解析】当人眼通过 B 的最高点竖直向下看的时候，报纸上的字反射的光线在半球体表面处不偏折，如图 2，即看到 B 中的字与报纸上字的实际位置一样高；当报纸上的字反射的光斜射到立方体上表面时光线发生偏折，像比物高，如图 1 所示，会看到 A 中的字比报纸上字的实际位置高。 9. 小华同学用激光笔照射水面，在水槽壁上出现两个红点 A 和 B。 （1）A 是激光经水面__________（填 “反射” 或 “折射”）后形成的红点； （2）若保持入射点 O 的位置不变，欲使 A 点下移至 A’，应使入射光线 MO 绕着点 O 沿__________（填 “顺时针” 或 “逆时针”）方向转动； （3）若保持入射光线不变，欲使 B 点上移至 B’，应使水面__________（填 “上升” 或 “下降”）。 【答案】(1) 反射 (2) 顺时针 (3) 下降 【解析】(1) 光由空气斜射入水面会同时发生反射和折射，由于 A 点在空气中，故红点 A 是激光经水面反射形成的。(2) 入射点 O 的位置不变，由 A 下降到 A' 知，反射角增大，根据光的反射定律可知，入射光线应绕着点 O 沿顺时针方向转动。(3) 入射光线不变，当水面下降时，入射点会左移，B 点会上移。 10. 在天宫课堂中，航天员王亚平将空气注入水球，形成的气泡球与水球的球心都在 O 点。一束光线从空气射入水球的光路如图所示，其中球心 O 与入射点 O₁的连线为法线。则进入气泡球的折射光线可能为 （ A ） A. ① B. ② C. ③ D. ④ 【解析】 如图所示，连接O2与 O，即为第二次折射的法线；光从水中斜射入空气中，会发生偏折，而光线②的传播方向不变，故 B 不符合题意；光从水中斜射入空气中，折射角大于入射角，光线③的折射角小于入射角，故 C 不符合题意；根据折射光线与入射光线分居法线两侧，光线④和入射光线在法线同侧，故 D 不符合题意；综上所述，只有光线①满足折射光线与入射光线分居法线两侧，且折射角大于入射角，故 A 符合题意。故选 A。 1 / 72 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $