1.4 光的反射与折射-讲义-2026-2027学年科学浙教版八年级上册

八年级上册 第一章 对环境的察觉 1.4 光的反射与折射 知识点一、光的反射（包含平面镜成像） 1. 光的反射：光射到物体表面上时，有一部分光会被物体表面反射回来的现象；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入了我们的眼睛 2. 光的反射定律： (1) 概念：一点、二角、三线 ①一点：入射光线与界面的交点 ②二角： 入射角：入射光线与法线所成的角 反射角：反射光线与法线所成的角 ③三线： 入射光线：射向界面的光线 反射光线：被界面反射回原介质的光线 法线：从入射点引出的一条垂直于界面的直线（作图时用虚线） 【注】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. 探究光的反射定律 提出问题 生活中我们发现，当光从某一方向射向平面镜时，可以通过转动平面镜来改变反射光的方向。那么，入射光线与反射光线有什么关系呢？ 实验器材 一块平面镜、激光手电筒、刻度尺、不同颜色的笔、量角器、一张可绕中间折转的白色硬纸板（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）。 实验步骤 (1)如图甲所示，把平面镜放在水平桌面上，再把白色硬纸板 ENF 竖直地立在平面镜上，纸板上的直线 ON 垂直于镜面，右侧纸板 F 可绕直线 ON 折转；（注：纸板必须与平面镜垂直，否则得不到正确的实验结论面） (2)①先使纸板 E 和 F 处在同一平面内，让一束光贴着纸板沿某一角度射到 O 点，经过平面镜的反射，沿着另一个方向射出，观察反射光线的方向，在硬纸板上用红笔描出入射光和反射光的径迹； ②改变光束的入射方向，多做几次实验，换用不同颜色的笔记录每次光的径迹； （注：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。） (3) 如图乙所示，将纸板 F 绕 ON 前后转动，观察在纸板上还能不能看到反射光线； (4) 取下纸板，用量角器量出入射角、反射角，并将测量结果记录在下表中： 实验次数 入射角 α 反射角 β ① 60∘ 60∘ ② 45∘ 45∘ ③ 30∘ 30∘ 分析与论证 （1）当纸板 E 和 F 在同一平面时，能观察到反射光线，且入射光线和反射光线分居法线两侧，反射光线的方向随着入射光线方向的改变而改变。 （2）通过分析表中的数据可知，反射角等于入射角，反射角随入射角的减小而减小。 （3）把纸板 F 绕 ON 前后转动，纸板 F 上将看不到反射光线，说明反射光线、入射光线与法线在同一个平面内。 探究结论（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。 两线分居：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。 (2) 反射定律：★【必背】三线共面、两线分居、两角相等、光路可逆 ①光发生反射时，入射光线、反射光线、法线在同一平面内； ②反射光线和入射光线分居法线的两侧； ③反射角等于入射角； ④光路具有可逆性：入射光逆着原反射光方向射到平面镜上，反射光恰沿着原入射光方向射出 注意： ①光线垂直射入时，入射光线、反射光线、法线三线重合，反射角和入射角都为0°。 ②反射角等于入射角（易错：不能说“入射角等于反射角”）。 3. 镜面反射和漫反射 　　　　　 (1) 镜面反射：一束平行光射到光滑的反射面时，反射光是平行的，只有在一个方向能看到。 如：黑板反光、水面反光、后视镜、化装镜等；（平行光射入 平行光射出） (2) 漫反射：一束平行光射到粗糙的反射面时，反射光会向着各个方向，能在各个方向看到。 如：电影屏幕、植物、墙壁、衣服等；（平行光射入 四面八方射出） (3) 无论镜面反射还是漫反射，都遵循光的反射定律。 经典题型一：光的反射 1．关于光的反射，下列说法不正确的是（　　） A．入射角增大，反射角随之减小 B．在光的反射现象中，光路是可逆的 C．反射光线与入射光线分别位于法线两侧 D．反射光线、入射光线和法线均在同一平面内 【答案】A 【解析】 A．在反射现象中，反射角等于入射角，入射角增大，反射角随之增大，故A错误，符合题意； B．在光的反射现象中，若光线沿反射光线射入，会从原来的入射光线射出，说明光路是可逆的，故B正确，不符合题意；C．在反射现象中，法线过入射点，且垂直于镜面，反射光线与入射光线分别位于法线两侧，故C正确，不符合题意；D．在反射现象中，反射光线、入射光线和法线均在同一平面内，故D正确，不符合题意。 3．为了让如图所示的反射光线经平面镜射中墙上的目标，在激光笔不动的情况下，可将平面镜（　　） A．水平向左慢慢移动 B．水平向右慢慢移动 C．竖直向上慢慢移动 D．竖直向下慢慢移动 【答案】C 【解析】 A.将平面镜水平向左移动一段距离，入射光线不变，则反射光线也不会改变，所以反射光线不能射中墙上的目标，故A不合题意；B.将平面镜水平向右移动一段距离，入射光线不变，则反射光线也不会改变，所以反射光线不能射中墙上的目标，故B不合题意；C.将平面镜竖直向上移动一段距离，则入射光线方向不变，入射点向右移动，则反射光线也向右移动，光斑会向上移动，反射光线能射中墙上的目标，故C符合题意；D.将平面镜竖直向下移动一段距离，则入射光线方向不变，入射点向左边移动，则反射光线也向左移动，光斑会向下移动，反射光线不能射中墙上的目标，故D不合题意。 4．如图是小科探究光的反射定律的相关实验过程，其中 M 为水平放置的平面镜，E、F 为可以绕 ON 折转的纸板。下列叙述正确的是（　　） 　　　 A．图甲中∠AOP 是入射角 B．图甲中如果光线沿 BO 射入，可以沿 OA 射出 C．图乙中若将 F 板绕 ON 向后转，反射光线会消失 D．图甲中将入射光线沿 E 所在平面绕 O 点顺时针旋转，反射光线也随之顺时针旋转 【答案】B 【解析】 A．根据图片可知，ON为法线，AO为入射光线，则∠AON为入射角，故A错误； B．根据图片可知，AO为入射光线，OB为反射光线。根据光路的可逆性可知，图甲中如果光线沿 BO 射入，可以沿OA射出，故B正确； C．若将 F 板绕 ON 向后转，则左右纸板不在同一平面上，则将不能看到反射光线，但是它并没有消失，故C错误； D．图甲中，将入射光线沿 E 所在平面绕 O 点顺时针旋转，此时入射角减小。根据反射角等于入射角可知，此时反射角也减小，那么反射光线随逆时针方向旋转，故D错误。 5.如图所示是一束光由空气进入某透明物质时，在界面上发生的反射和折射的光路，则下列判断正确的是（　　 ） A．AO可能是入射光线 B．OB可能是折射光线 C．OC必定是反射光线 D．BO必定是入射光线 【详解】（1）假设AO是入射光线，若OB为反射光线，OC为折射光线，折射光线与法线重合，不可能；若OC为反射光线，OB为折射光线，折射光线与入射光线在法线同侧，不可能； （2）假设B0是入射光线，若OA为反射光线，OC为折射光线，折射光线与法线重合，不可能；若OC为反射光线，OA为折射光线，折射光线与入射光线在法线同侧，不可能； （3）假设C0是入射光线，若OB为反射光线，OA为折射光线，折射角小于入射角，可能；若OA为反射光线，OB为折射光线，折射角小于入射角，可能； 可见，CO一定是入射光线，OA、OB可能是反射光线也可能是折射光线。故ACD错、B正确。 故选：B。 6．如图所示是一种液面升降监测装置原理图。点光源S发出的一束激光与水平液面成40°角射向平静的液面，入射光线与反射光线的夹角为　 　；光经液面反射后射到液面上方水平标尺上的点，当液面下降时，光点将　 　（填“向左”“向右”或“不会”）移动。 【答案】（1）100°；（2）向右 【解析】（1）根据题意可知，入射光线与水面的夹角为40°，则入射角为90°-40°=50°。根据“反射角等于入射角”可知，反射角也为50°，则入射光线与反射光线的夹角为50°+50°=100°。 （2）当液面下降时，入射点向右移动，则反射光线也向右移动，因此反射光斑将向右移动。 7．为了探究光反射时的规律，小江进行了如图所示的实验。 （1）实验时，他将一块平面镜平放在水平桌面上，再把一张白色硬纸板（可沿竖直线ON折转），用激光笔将一束光贴着纸板射到平面镜上的O点，用直尺和笔描出光线的传播路径。实验中白色硬纸板的作用是　 　； （2）为了研究反射角与入射角之间的关系，实验时应进行的操作是　 　； A.沿ON前后转动板E B.沿ON前后转动板F C.改变光线OF与ON的夹角 D.改变光线EO与ON的夹角 （3）为了探究完整的反射规律，还需要用到的器材是　 　； （4）如果让光沿FO方向入射，反射光将沿OE方向射出。这表明　 　。 【答案】①显示光路，②验证反射光线与入射光线及法线在同一平面内；D；量角器；在反射现象中，光路是可逆的 【解析】 （1）硬纸板F的主要作用是：①显示光路，②验证反射光线与入射光线及法线在同一平面内。 （2）要探究光的反射规律，先让一束光贴着纸板沿某一个角度射到O点，然后改变光束的入射方向，再量出入射角和反射角的度数，即可发现反射角和入射角关系，故D符合题意，ABC不符合题意。 故答案为：D。 （3）实验中需要获得入射角和反射角的大小，因此还需要的测量工具是量角器。 （4）如果让光线逆着OF的方向射向镜面，这时的入射角为原来的反射角，反射角等于入射角，所以会发现光线原路返回，光路是可逆的。 知识点二、平面镜成像 1. 平面镜：表面光滑平面的镜子（水面、湖面等像镜子的都可算平面镜成像）平面镜的作用：改变光路、成像。 2. 平面镜成像的原理：光的反射 (1) 蜡烛发出的光经镜面反射进入眼中，感觉反射的光线好像是从虚像的位置发射出来的 (2) 虚像：实际光线的反向延长线相交而成。 (3) 虚像实际并不存在，画虚像时，反射光线的反向延长线一定要用虚线。 (4) 虚像只能用眼睛观察，不能在光屏上呈现（虚像不能被光屏承接）。 3. ★【重点实验】探究平面镜成像的实验： 等效替代法 A蜡烛：点燃 B蜡烛：与A形状，大小一致，但未点燃，代替像 (1) 玻璃板代替平面镜做实验：便于找到并确定像的位置； 不用平面镜的原因：平面镜不透光，无法观察到平面镜后面的物体。 (2)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，厚玻璃板会重影 (3)对蜡烛A和B的要求是形状大小相同：为了比较像和物的大小关系。 (4)方格纸上进行该实验，发现实验效果更好：便于直接判断物体和像之间的位置关系。 (5)实验中，无论怎样调节后面的蜡烛，都不能与蜡烛的像重合（或找不到像），可能原因是平板玻璃与桌面不垂直（成像在空中，光屏的位置承接不到）。 (6) 确定成的是虚像：把光屏放到像的位置上，观察到光屏上没有蜡烛的像。 (7)重复进行多次实验，是为了寻找普遍规律。 【注】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： 为了便于观察像，用玻璃板代替平面镜。 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。 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。 4. 平面镜成像的特点：轴对称 特点 概述 等大 像和物体的大小相等 等距 像和物体到镜面的距离相等 垂直 像和物体的连线与镜面垂直 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 左右反向 像和物体左右是相反的 注意：平面镜中所成像的大小只和物的大小有关，和物到镜面的距离没有关系。 (1) 用反射定律作图：先画从发光点S发出的一条任意的入射光线，用反射定律作出它的反射光线，再用同样的方法作出另一条反射光线，最后作出两条反射光线反向延长线的交点S＇，即点S的像。（或先画对称点S＇，连接S＇和眼睛，交于平面镜点A，SA就是入射光线） 5.球面镜 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 焦点 反向延长线的交点，虚焦点 经凹面镜反射后会聚的交点，实焦点 实例 街头拐弯处的反光镜、汽车观后镜等 太阳灶、手电筒反射镜、汽车前灯等 共同点 都遵循光的反射定律且符合光路的可逆性 经典题型二：平面镜 1. 如图，小猫看到了镜中的“自己”，这是利用了（　　） A．光的直线传播 B．光的反射 C．光的折射 D．光的色散 【详解】【详解】小猫看到了镜中的“自己”是平面镜成像，由光的反射形成的，故B符合题意，ACD不符合题意，故选B。 2. 如图所示是人眼通过平面镜看到蜡烛成像的光路图，下列说法错误的是（　　） A．蜡烛的像是光的反射形成的 B．蜡烛燃烧变短，像也会变短 C．把平面镜竖直上移，像会上移 D．蜡烛的像是与物体等大的虚像 【解答】解：A、平面镜成像遵循光的反射规律，故A正确； B、蜡烛燃烧变短，像也会变短，像与物体等大，也会变短，故B正确； C．把平面镜竖直上移，对称面的位置不变，像不会上移，故C错误； D．像与物关于平面镜对称，蜡烛的像是与物体等大的虚像，故D正确。故选：C。 3. 如图甲是汽车抬头显示（汽车平视显示）系统，简化后的成像原理如图乙，它能使显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃成像在司机正前方，方便安全驾驶。行车时，若要使挡风玻璃上成的像调低，需将显示器（　　 ） A．左端垫高 B．右端垫高 C．水平靠近挡风玻璃 D．水平远离挡风玻璃 【详解】根据平面镜成像特点，因为像到平面镜的距离随着物体到镜面的距离减小而减小，当发现挡风玻璃所成的像过高，不便于观察，这时就需要将显示器沿水平方向靠近挡风玻璃。故C符合题意，而ABD不符合题意。故选C。 4. 如图所示是探究平面镜成像特点的实验装置。为了保证实验效果，应注意哪些细节（　　） ①该实验应选用较薄的玻璃板 ②该实验应在较明亮的环境下进行 ③蜡烛A和蜡烛B大小一致 ④玻璃板应和坐标纸垂直 A．①② B．①③④ C．③④ D．①②③④ 【答案】B 【解析】①该实验应选用较薄的玻璃板，这样在前后两个表面上形成的像的距离较小，更容易找到像的位置，故①正确；②该实验应在较暗的环境中进行，这样点燃的蜡烛会显得更加明亮，因此成的像会更加清晰，故②错误；③蜡烛A和蜡烛B大小一致，这样蜡烛B才能和蜡烛A的像完全重合，从而验证物体和像的大小关系，故③正确；④玻璃板应和坐标纸垂直，从而能够在坐标线上找到像和物体的位置，从而验证物像连线垂直，故④正确。 5. 用玻璃板作为平面镜，使蜡烛的像成在装满水的烧杯中，就能观察到“蜡烛在水中燃烧”（如图甲）。若蜡烛的像位置如图乙所示，要使像移到烧杯中，仅移动玻璃板，则移动的方向应是（　　） A．① B．② C．③ D．④ 【答案】C 【解析】根据平面镜成像特点可知，像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离，由图乙可知，要使像移到烧杯中，则要增大像与平面镜的距离，故要增大蜡烛到平面镜的距离，由于仅移动玻璃板，因此可把玻璃板向烧杯一侧移动，即移动的方向应是③。故C符合题意，ABD不符合题意。 6. 检查视力时，人与视力表的距离要求为5m，由于医务室房间太小，然后在对面墙上正对着视力表挂一大平面镜，视力表到镜子的距离为3m，检查视力时（　　） A．人应面对镜而坐，人与镜的距离为2m B．人应面对镜而坐，人与镜的距离为2.5m C．人应面对视力表而坐，人与视力表的距离为2m D．人应面对视力表而坐，人与视力表的距离为3m 【答案】A 【解析】由题意知道，视力表离平面镜为3m，根据平面镜的成像特点，像与物到镜面的距离相等，可知视力表的像离镜子也是3m，所以人应面对平面镜而坐，人离镜子2m，视力表的像离人距离为 3m+2m＝5m。分析过程示意图如下： 7. 如图是生活中常见的两种窗户，甲图窗户可在直线轨道上左右平移，乙图窗户可绕固定轴转动，如果你站在窗户前，能通过玻璃看到你的像，若将甲图窗户左右平移打开，则你在P窗户中的像将 （选填“随”、“不随”）窗平移；你若将乙图Q窗户从关闭状态向外打开到90°，则窗框上的A点与A点在Q窗中的像之间距离将 （选填“变大”、“变小”或“不变”），同时A点的像移动轨迹是 。 A.折线；B.圆心角为90°圆弧线；C.圆心角为180°圆弧线；D.圆心角为360°圆弧线。 【解答】解：将甲图窗户左右平移打开，平面镜成像时像和物体关于平面镜对称，则你在P窗户中的像将不随窗户移动； 若将乙图Q窗户从关闭状态向外打开到90°，像远离物体，距离变大，A点的像移动轨迹是圆心角为180°圆弧线，故选C。 故答案为：不随；变大；C。 8. 如图甲所示，医生在为患有近视眼的小红同学检查视力，小红观看的是平面镜中视力表的像，她离视力表像的距离应是 m，同时小红看到她的电子表在平面镜中成的像为乙图，它的实际时间是 。当小红检查完视力后慢慢靠近平面镜，她自己在平面镜中的像的大小 。（选填“变大”“变小”或“不变”） 【解答】解： （1）视力表与镜距离为2.5m，视力表的像离镜距离也为2.5m，即视力表与它的像的距离为2.5m+2.5m＝5m，又由于人在视力表前0.4m，所以人离视力表的像的距离为5m﹣0.4m＝4.6m，即小红离视力表的像距离为4.6m；当小红检查完视力后慢慢靠近平面镜，她自己在平面镜中的像不变； （2）小红在平面镜中看到电子表成的像如图所示，它的实际时间和像关于平面镜对称，所以时间为12：05。 故答案为：4.6；12：05；不变。 9. 如图是“探究平面镜成像特点”的实验装置。 (1)为保障实验效果，应该选择 ___________（填“平面镜”“厚玻璃板”或“薄玻璃板”）进行实验。 (2)此实验中选择两支相同的蜡烛是为了___________。 (3)移开蜡烛B，在其原来位置放一光屏，光屏上无法呈现蜡烛的像，说明平面镜成的是________像。 (4)移动蜡烛A进行多次试验，目的是___________。 【详解】(1)因为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面，会出现两个像/重影，会影响实验的效果，所以应选用薄玻璃板。 (2)为了比较像和物体的大小关系，需要选择两支相同的蜡烛。 (3)光屏只能接收实像，不能接收虚像，移开蜡烛B，在其原来位置放一光屏，光屏上无法星现蜡烛的像，说明平面镜成的是虚像；(4)一次实验得出的结论不具有普遍性，移动蜡烛A进行多次实验，研究像与物体到镜面距离的普遍规律，避免实验结论的偶然性。 经典题型四：平面镜作图 10. 请在图中画出物体在平面镜中所成的像。 【详解】分别作出物体AB端点A、B关于平面镜的对称点A＇、B＇用虚线连接A＇、B＇即为AB在平面镜中的像，如下图所示： 11. 如图所示，图左侧是小明和家长一起在平静的湖边观赏十五的月亮所看到情景。图右侧S点代表月亮A点代表人的眼睛，利用平面镜成像的特点，画出从月亮射出的一束光，经水面反射后进入人眼的光路图。 【解答】解：平静的湖面相当于平面镜，作出点S关于湖面的对称点S′，即为月亮S在湖面中的像，连接S′A与镜面交于O点，即为入射点（反射点），连接SO就得到入射光线，AO即为反射光线，如下图所示： 12. 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点看到新鞋A点在平面镜中所成像的光路图。 【解答】解：在平面镜的另一侧作出新鞋的点A的对称点A′，即为A在平面镜中的像； 连接像点与眼睛B点与镜面相交于一点O，即为入射点，连接AO、OB，则AO是入射光线，OB为反射光线，如图所示： 13. 已知： 　 第（1）题图 第（2）题图 第（3）题图 （1）点光源A和它发出的两条光线对应的反射光线，请在下左图中画出此平面镜的位置并完成光路图。 （2）发光点S射出的光线经平面框内画出平面镜反射后能否通过A点，作图说明。 （3）S是一个发光点，S′是它在平面镜中成的像，SA是S发出的光线。请作出平面镜的位置和SA经平面镜反射后的光线。（保留作图痕迹） 【解答】解：将两条反射光线反向延长，交点为点光源的像点A′，根据平面镜成像的特点：像与物关于平面镜对称，则平面镜MN在AA′的垂直平分线上，分别连接A与两条反射光线与平面镜的交点，即为其入射光线，如图所示： 【解答】解： 做出S在平面镜中的像S′，连接S′A，与平面镜交于O，连接SO得出入射光线，连接OA得出反射光线，如图所示，可见经平面镜反射后的反射光线能通过A点． 【解答】解：连接SS′，做出SS′的中垂线，即为镜面；延长SA交镜面于点O，连接S′O并延长到B，得到SA的反射光线，如下图所示： 知识点三、★★★★★【重难点】光的折射 1. 光的折射：光从一种介质斜射到另一种介质时，光的传播方向会发生偏折的现象。 （注意：当光垂直入射到界面时，传播方向不变） 一点 入射点O 两角 入射角α：入射光线与法线的夹角 折射角β：折射光线与法线的夹角 三线 法线NN＇：经过入射点O并垂直于介质分界面的直线入射光线AO 折射光线OC 2. 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) 两线分居：折射光线和入射光线分别位于法线的两侧。 (3) ★空气中角大：光从空气斜射入水或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，折射角＜入射角；当入射角增大时，折射角也随之增大。（空气中对应角度大） (4) 垂直不变：垂直射入界面，传播方向不变，三线重合，折射角＝入射角＝0°。 (5) 光路可逆：在光的折射现象中，光路是可逆的 【注意】 无论是入射角还是折射角，空气中的角较大；光在角大的介质中传播得更快。 3. 利用光的折射规律解释生活中的一些现象： 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。 太阳未升至地平线就看见日出 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。 厚玻璃中钢笔错位 光从玻璃进入空气中时发生偏折。 4.光的反射和折射的异同点 光的反射 光的折射 同 发生条件 在任何物体的表面发生 不同介质分界面或同种不均匀介质中 角度大小关系 反射角＝入射角 折射角与入射角一般不相等 异 垂直入射时方向 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 同 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 5.利用水流模拟演示光纤原理 目标 会利用水流模拟演示光在光纤中的传播 器材 矿泉水瓶，吸管，激光笔等 过程 内容 图示 现象 步骤1 在矿泉水瓶侧壁打一小孔，插入一小段吸管，接口处用热熔胶或橡皮泥密封；然后，在瓶内装满水，盖上瓶盖，放置于浅水槽内，如图甲所示 步骤2 如图乙所示，在较暗的环境中，让激光笔照射到吸管对侧位置，使光恰能穿过吸管，在吸管一侧的光屏（手掌）处形成光斑 光垂直照射矿泉水瓶侧壁，光沿直线传播 步骤3 如图丙所示，在较暗的环境中，打开矿泉水瓶的瓶盖，让水从吸管流出，水弯曲地流出，观察激光笔发出光的传播路径，以及红色光斑的位置变化 光沿着水流弯曲传播 结论 (1) 图丙中，光线会全部反射回水中。 (2)①利用绿光进行实验，在较暗的环境中可以更清晰。②光从水流斜射入空气中，会发生全反射现象 经典题型四：光的折射 1. 如图所示现象中，不是由光的折射形成的是（　　） A．潭清疑水浅 B．利用太阳灶烧水 C．海市蜃楼 D．光的色散 【答案】B 【解析】 AD、潭清疑水浅和光的色散都是光的折射造成的，故AD不符合题意；B、太阳灶是凹面镜，故利用太阳灶烧水是光的反射现象，故B符合题意；C、海市蜃楼是由于光线在不均匀的大气中传播，光线发生弯折，产生的折射现象造成的，故C不符合题意。 2. 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 【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。 3. 如图为从上方看水、玻璃等透明介质中物体的光路图，其中正确的是（　　 ） A． B． C． D. 【详解】光从一种介质斜射入另一介质时，传播方向会发生改变，这种现象叫做光的折射；水、玻璃等透明介质中的物体反射的光线从水、玻璃等透明介质中斜射到空气中发生折射，折射光线远离法线，向水面偏折，人眼逆着折射光线看去，看到的是水中物体的像，人看到水中物体的像比实际物体的位置要高一些，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。 4. 一条鱼（用“·”表示）在一个大型水族箱的A处，水族箱外的小虞（P处）看到鱼的像A'（用“·”表示），下列光路图正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】 A．人能看到水中的鱼A，是因为鱼反射的光由水进入空气，再射入人的眼睛，图中光由人眼射向鱼，故A错误；BCD．光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角，则折射光线远离法线，人逆着折射光线沿直线看到的是鱼A的像A'，故B正确，CD错误。 5. 如图所示，射水鱼发现水面上的小昆虫后，从口中快速喷出一束水柱，将昆虫击落。图中能表示射水鱼观察到小昆虫的光路是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】射水鱼能看到小昆虫，是小昆虫身上的光线斜射向水中，在水面处发生折射，折射光线进入射水鱼的眼中，而入射光线由空气斜射向水中，折射角小于入射角，故ABD不符合题意，C符合题意。 6. 如图所示，水池的宽度为L，在水池右侧距离池底高度H处有一激光束，水池内无水时恰好在水池的左下角产生一个光斑。已知L＝H，现向水池内注水，水面匀速上升，则光斑（　　） A．匀速向右移动，且移动速度大于水面上升的速度B．匀速向右移动，且移动速度小于水面上升的速度 C．减速向右移动，但速度始终大于水面上升的速度D．加速向右移动，但速度始终小于水面上升的速度 【解答】解：光由空气斜射进入水中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角，所以光斑是由光的折射形成的。当水面上升时，折射光路的变化如图：可见，水面.上升，折射点右移，光斑右移。水面上升的距离h与光斑移动的距离s成正比：s＝h（1﹣tana） （其中a为折射角）所以当水面匀速上升，光斑必然匀速移动，而不是变速运动。因为L＝H，所以激光与水面成45°角入射，所以由图可知，光斑再怎么移也不可能和法线重合，所以速度比水面上升的速度小。故ACD错误，B正确。故选：B。 7. 小科同学学习了“光的折射”后，查阅资料发现：当光线以同一角度从空气斜射入水中时，水中的偏折程度与水的温度有关：水的温度越高，光线的偏折程度越大。为验证这一理论，小科开展以下探究。 ①将带有一条狭缝的黑纸贴在玻璃水槽的一侧，在水槽底部放一张白纸ABCD记录亮线的位置。在白纸上标注狭缝的位置为O。将一束平行光线以一定角度α从狭缝射入时会在水槽壁上留下一条亮线，在白纸上标注亮线位置为E。 ②在水槽中加入适量20℃的水，在白纸上标注亮线位置为M，撤去光线，清空水槽。 ③ ，重复实验，在白纸上标注亮线的位置为N。 ④实验结束后，取出水槽底部白纸ABCD，分别将水温20℃、60℃时测得的亮线位置标记汇总，如图乙所示。请回答下列问题： （1）小科的设计方案中通过比较 比较光线的偏折程度。 （2）请将步骤③补充完整： 。 （3）实验中小明发现亮线位置过于靠近，不便观察，请写出一种能改进这一不足的方法 。 【解答】解：（1）通过比较亮线的位置比较光线的偏折程度； （2）由④分别将水温20℃、60℃时测得的亮线位置标记汇总可知，步骤③为：在水槽中加入与步骤②等量的60℃的水；（3）增加水量可以改变亮线的位置。 故答案为：在水槽中加入与步骤②等量的60℃的水；（1）亮线的位置；（2）在水槽中加入与步骤②等量的60℃的水；（3）增加水量。 8. 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，小科提出如下实验方案：先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中，记录下水槽底部光斑位置（如图甲所示）；接着分别倒入水和油，记录对应的光斑位置，图乙是小科的实验过程。 （1）水槽中的水位从图A位置到图B位置的过程中，光斑的位置向 移动。 （2）要实现探究目的，他们应选择图乙中的 （填字母序号）两图示实验。 （3）小科同学正确实验后，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。 【解答】解：（1）水槽中的水位从图A位置到图B位置的过程中，水位上升，入射点向右移，故光斑的位置向右移动；（2）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B.D两图；（3）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。故答案为：（1）右；（2）B、D；（3）油。 经典题型五：光的折射作图 1. 如图B点是小鱼在水中的实际位置，水面上方C点的人眼看到小鱼在水中的像位于B'处，以小鱼鱼嘴B点代表小鱼，请画出人眼看到小鱼的光路图。 【答案】 【解析】光从水中斜射入空气中时折射角大于入射角，当折射光线射入人眼时，人凭光沿直线传播的感觉，认为小鱼B在折射光线的反向延长线上的B'处，人看到的是小鱼B的虚像； 由题可知，像在B'处，小鱼B在像B'的下面，眼睛在C处；先连接C、B'两点，与水面交于O点，则O为入射点；连接BO，标上箭头为入射光线，则OA为折射光线，并标上箭头。 2. 完成光线由空气进入玻璃砖和玻璃三棱镜两次折射的光路图。 解：第一次折射：先过入射点O垂直玻璃砖上表面作出法线，再在玻璃砖内部法线的另一侧作出折射光线，注意折射角小于入射角，如图所示：第二次折射：先过O′点垂直玻璃砖下表面作出法线，再在玻璃砖的下侧空气中作出折射光线，注意折射角大于入射角，如图所示： 3. 小罗在湖边看到了奇怪的现象：水中的鱼的附近有只小鸟，如下左图所示，A点是小罗眼睛所在的位置，B′点是看到的小鸟的虚像位置，C′点是看到的鱼的虚像位置。请在图中画出： （1）小鸟的实际位置B； （2）从鱼射入小罗眼中的入射光线和折射光线。 第3题图 第4题图 第5题图 4. 某校新建成一个喷游水池，在池底的中央安装了一只射灯。池内无水时，射灯发出的一束光照在池壁上，在S点形成一个亮斑，如上中图所示。现往池内注水，水面升至a位置时，站在池旁的人看到亮斑的位置在P点；如果水面上升至b位置时，人看到亮斑的位置在Q点，请作图并说明P点，Q点所在的位置。 5. 插入水中的筷子，在水中的部分看起来向上弯折，如上右图所示，人眼在C点处看到筷子B点的像在位置B′点。请画出B点的一条光线经水面折射后过C点的光路 3.解：（1）找出小鸟的像关于水面的对称点，便为小鸟的实际位置． （2）连接AC′，与水面相交于O，则OA为折射光线，光线从水中斜射入空气中，折射角大于入射角．所以需通过O点做出法线，然后做出入射光线． 故答案为： 4.解：（1）往池内注水，水面升至a位置时，发生折射，根据折射定律，P点如下图所示： （2）水面上升至b位置时，光线先在水池壁反射，再折射出水面，根据反射定律和折射定律，Q点如下图所示： 5.解：在图中B′点是B点的像，光由B点发出，经水面射入空气中时发生折射，折射角大于入射角而射入C点。B′就在折射光线的反向延长线上。答案如图： 知识点四、 光的色散 1.牛顿光的色散实验： 让太阳光穿过一条狭缝（目的是限制光路，只保留一束光射到三棱镜上）射到三棱镜上，从三棱镜另一侧的白纸屏上看到一条 红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫 的光带； 2.现象：从三棱镜出来的光线都向下偏折，红光的偏折程度最小，紫光的偏折程度最大。 3.光的色散实验表明：白光是由 红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫 七种单色光混合而成的；且不同的光通过三棱镜时偏折的程度不同 单色光：不能再分解的光；复色光：由单色光混合而成的光，如白光（太阳光是其中的一种）。 4.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。 5.光的三原色：红、绿、蓝。 【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。 6.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。 7.物体颜色： (1) 不透明物体的颜色由该不透明物体反射色光的颜色决定。（其他色光被吸收） (2) 透明物体的颜色由它透过色光的颜色决定。（其他色光被吸收） 注意：①白色物体能反射所有色光；②黑色物体能吸收所有色光。 8.不同色光在空气中传播速度是相同的；不同色光在真空中传播速度是相同的。 知识点五、看不见的光（红外线、紫外线） 1.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。 2.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 3.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)。 4.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 5.★拓展：光是一种电磁波，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X/γ射线。 经典题型六：光的色散 1. 下列说法不合理的是（　　 ） A．额温枪是通过检测人体发出的紫外线从而快速测量体温 B．学生不在校期间可用紫外线对教室进行定期杀菌消毒 C．白光经过三棱镜发生色散后，呈现出红橙黄绿蓝靛紫七种单色 D．臭氧层能吸收太阳光中的紫外线，从而保护地球上的生命 【详解】A.额温枪是通过检测人体发出的红外线从而快速测量体温，故A错误； B.紫外线具有消毒杀菌作用，学生不在校期间可用紫外线对教室进行定期杀菌消毒，故B正确； C.白光经过三棱镜发生色散后，呈现出红橙黄绿蓝靛紫七种单色光，是光的色散现象，故C正确； D.臭氧层能吸收太阳光中的紫外线，能保护地球上的生命，故D正确。故选：A。 2. 1666年，牛顿将太阳光射到三棱镜上，从棱镜另一侧的白纸屏上可以看到一条由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫组成的彩色光带，下列说法不正确的是（　　 ） A．①太阳光是复色光，②和③是单色光 B．②→③顺序依次是从红光到紫光 C．电视机发出的光组成与太阳光相同 D．这个现象产生的原理是光的色散 【详解】ABD、如图为牛顿所做的光的色散实验，根据光的色散可知，太阳光是由七中单色光混合而成，且三棱镜对红光的偏折能力最小，对紫光的偏折能力最大，因此从上到下彩色光带依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，ABD正确，故ABD不符合题意; C.彩色电视机画面上的颜色是由光的三原色红、绿、蓝三种色光混合而成，与太阳光不相同，C错误，故C符合题意；故选C。 3. 小科把大半盆清水放在日光下，再把一块平面镜斜放在盆底，如下图所示。日光射进水中，在左边的光屏上出现了彩色光带。小科的一些认识中正确的有（　　） ①此现象中，日光经过了两次折射 ②光屏上的彩色光带从上（B点）到下（C点）按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫排列的 ③水对日光中各种色光的折射能力不同──对红色光折射率最大，对紫色光折射率最小 ④随着水面的上升，彩色光带BC会逐渐变长 A．只有①②③ B．只有②③④ C．只有①②④ D．全部 【解答】解：①由图可知，光从空气斜射入水中时，发生第一次折射；经平面镜反射后的光，再射出水面时，发生第二次折射，因此，此现象中，日光经过了两次折射，故①正确； ②③在七种色光中，红光折射能力最弱，折射率最小，紫光折射能力最强，折射率最大，因此，光屏上的彩色光带从上（B点）到下（C点）按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫排列，故②正确，③错误； ④随着水面的上升，光线在水面的入射点和平面镜上的入射点都会发生移动，进而使折射后的光线在不屏上的入射点也发生改变，使彩色光带BC会逐渐变长，故④正确。 综上所述，正确的是①②④。故选：C。 4. 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 【解答】解：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； AB、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的下方，故AB错误； CD、如果将光屏向右平移，紫色光会落在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，故C正确，D错误。故选：C。 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范围内观察到了不同颜色的光，则（　　） A．A处应是紫光 B．只有AB之间有光 C．将照相底片放到AB范围B的外侧，底片不会感光 D．将温度计放到AB范围A的外侧会看到温度上升很快 【解答】解：（1）由于不同颜色的光的波长不同，通过三棱镜的折射程度不同，所以白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带，因此A处为红光，B处为紫光；故错误 （2）红外线和紫外线都属于不可见光，A的外侧是红外线，温度计放到这个地方，温度计的示数会明显升高；故B错误，D正确； （3）B的外侧是紫外线，将涂有荧光物质纸条放到这个地方，荧光物质会发光，故C错误。故选：D。 6. 如图所示的实验中，下列现象错误的是（　　） A．白光经过三棱镜后向三棱镜底边的方向偏折 B．白光经三棱镜后发生了色散现象 C．白光经三棱镜后红光的偏折程度最大 D．把一支温度计放在红光外侧，可以观察到温度计示数明显上升 【答案】C 【解析】A、由图知道，通过隙缝的白光经三棱镜后向三棱镜底边方向的偏折，故A正确，不符合题意； BC、太阳光通过三棱镜发生了色散现象，在光屏上呈现红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的彩色光带，红光的折射程度最小，紫光的折射程度最大，故B正确，不符合题意，C错误，不符合题意；D、红光的外侧是红外线，将温度计放到红光外侧，会看到温度上升，故D正确，不符合题意。 7. 如图表示太阳光经三棱镜折射的色散实验，图中①②分别表示红外线和紫外线所在区域。下列说法不正确的是（　　） A．太阳光是由多种色光混合而成的复色光 B．太阳光经三棱镜折射后，紫光的偏折程度小于红光 C．①区域的光具有热效应 D．②区域的光无法用肉眼观察 【答案】B 【解析】 A．根据图片可知，太阳光经过三棱镜后，被分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫多种色光，即太阳光为复色光，故A正确不符合题意； B．太阳光经三棱镜折射后，紫光的偏折程度大于红光，故B错误符合题意； C．①区域在红光以外，应该是红外线，具有热效应，故C正确不符合题意； D．②区域在紫光以外，应该是紫外线，肉眼看不到，故D正确不符合题意。 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范围内观察到了不同颜色的光。 (1)AB范围内是阳光的___________（填“红外线”、“可见光”或“紫外线”）部分； (2)经三棱镜不能再色散的光叫做___________光； (3)将温度计放到___________（填“A”或“B”）处的外侧，会看到温度上升较快。 【答案】(1)可见光； (2)单色； (3)A 【详解】(1)AB范围内是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七种颜色的色光，属于阳光的可见光部分。 (2)太阳光是复色光，可以色散，而经三棱镜不能再色散的光叫做单色光。 (3)红光的外侧是红外线，具有较强的热效应，将温度计放到A处红光的外侧，会看到温度上升较快。 1.4 强化训练 1. “中国诗词大会”节目一度热播。下列与诗句有关的光学知识说法正确的是（　　 ） A．“床前明月光，疑是地上霜”——月亮是光源 B．“欲穷千里目，更上一层楼”——光的直线传播 C．“浮光跃金，静影沉壁”——光的折射 D．“潭清疑水浅，荷动知鱼散”——光的漫反射 【详解】A.本身能发光的物体叫光源，月亮是靠反射太阳光而“发光”，月亮不是光源，故A错误；B.“欲穷千里目，更上一层楼”，站得高看得远，这是光的直线传播，故B正确；C.浮光跃金，静影沉璧”，是光在水面发生的反射现象，故C错误； D.“疑水浅”是因为光线从水中射入空气时，光线的传播方向发生改变所形成的现象，属于光的折射现象，故D错误。故选B。 2. 下列关于光现象的说法正确的是（　　 ） A．将红橙黄绿蓝靛紫七种单色光按一定比例混合后就是阳光 B．光是一种电磁波，不能在真空中传播 C．光在空气中传播速度接近3.0×105m/s D．常温下，光在水中比在玻璃中传播得快 【详解】A、将红橙黄绿蓝靛紫七种单色光按一定比例混合后可以得到白光，而阳光包括了红外线、紫外线等多种射线，白色不一定是阳光，故A错误；B.光是一种电磁波，可以在透明物质中传播，也可以在真空中传播，故B错误； C.光在空气中传播速度接近真空中速度，大约为3.0×108m/s，故C错误； D.常温下，光在水中传播速度相当于真空中四分之三，在玻璃中传播速度大约为真空中三分之二，故光在水中比在玻璃中传播得快，故D正确。故选D。 3. 雨后的夜晚，走在有积水的路上。当迎着月光时，为了避让水洼，不要走地面上较亮的地方。下列光路中，能正确体现该情况下光的传播路线的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：如图，迎着月光走，月光经积水水面发生镜面反射，即水洼发生镜面反射，进入人的眼睛反射光线多，人感觉水洼处亮；而地面发生漫反射，有很少的光线进入人的眼睛，人感觉地面黑，所以为了避让水洼，应走“较暗”的地面，故ABD错误，C正确。 故选：C。 4. 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。 5. 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。 6. 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。 7. 一个人站在竖直的平面镜前以2m/s的速度离开平面镜，在2s内人和像之间的距离改变了（　　） A．2m B．4m C．8m D．16m 【答案】C 【解答】解： 根据像与物到镜面的距离相等可知像与物的运动速度是相等的，人以2m/s的速度离开平面镜，像也以2m/s的速度离开平面镜。 在4s内人离开镜子的距离增加了：s=vt=2m/s×2s=4m；同理像离镜子的距离也增加了4m。 故人和像之间的距离增加了4m+4m=8m。 故选：C。 8. 如图所示，小宁同学在“探究光的反射规律”时，将位于同一平面内的白色纸板A、B立在平面镜上，利用红、绿、蓝三种颜色的激光进行实验。下列说法中正确的是（　　） A．红光的反射光线与入射光线重合，反射角为90° B．进行该实验的白纸越光滑越有利于光的反射 C．要研究光路是否可逆，可用激光沿②号方向射入，看反射光线是否沿蓝光射出 D．将纸板B沿红光所在直线向后折，无法观察到反射光线，说明反射现象消失 【解答】解：A、光线垂直射到镜面上，入射光线与法线重合，所以入射光线与法线的夹角等于0°，所以入射角为0°，故A错误。 B、为了看清楚纸板上的光路，纸板的表面应是较粗糙的，光线射在上面发生了漫反射，反射光线射向各个方向，无论从哪个角度看，都能看得清楚，故B错误； C、让光线从反射光线方向射入，会发现光线从入射光线方向射出，这说明在反射现象中光路是可逆的，故C正确； D、纸板NOF沿NO边向后折时看不到反射光线，因为反射光线、入射光线与法线在同一平面内，这时在F面上不能看到反射光线，但反射光线仍然存在，故D错误。 故选：C。 9. 如图所示，在“探究平面镜成像规律”时，固定蜡烛甲，为确定其像的位置，下列操作正确的是（　　） A．移动丙靠近乙 B．移动丙远离乙 C．移动乙靠近丙 D．移动乙远离丙 【解答】解：“探究平面镜成像规律”时，由图可知，为了确定其像的位置，需要将丙靠近乙，当丙与乙完全重合时，丙的位置就是像的位置。故选：A。 10. 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 【详解】A.采用是太阳光的色散，晴天阳光明亮，该实验在晴天完成现象更明显，故A正确，不符合题意；B.根据图中，人背对着阳光，喷水时可以看见彩虹，故B错误，符合题意；CD.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，不符合题意。故选B。 11. 如图所示，甲、乙为两种反射类型的模式图，下列关于它们说法正确的是（　　） A．新黑板从各个方向能看清字，其原理如图甲所示 B．新黑板从各个方向能看清字，其原理仍遵循光的反射定律 C．用久的黑板会出现反光，其原理如图乙所示 D．用久的黑板会出现反光，其原理不再遵循光的反射定律 【答案】B 【解析】镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律，图甲为镜面反射，图乙为漫反射。【解答】AB、新黑板从各个方向能看清字是发生了漫反射，原理仍遵循光的反射定律，其原理如图乙所示，故A错误，B正确；CD、黑板的某些部位由于反复摩擦，使其表面变得光滑，发生了镜面反射，造成了黑板反光现象，镜面反射和漫反射都遵循反射定律，其原理如图甲所示，故CD错误。 12. 小金把筷子插入水杯中，发现筷子好像在水面处折断了，于是他利用激光笔等实验器材展开了探究； 小金通过实验得出下表四组数据： 次数 1 2 3 4 入射角（度） 0 20 40 60 折射角（度） 0 15 35 55 根据数据可知，当光从空气垂直射入水中时，则折射角　 　入射角（选填“大于”、“等于”或“小于”）；当入射角增大时，折射角　 　（选填“增大”、“不变”或“减小”），因此我们可以发现，筷子在水中看着会往　 　偏（选填“上”或“下”）。 【答案】等于；增大；上 【解析】由于入射光线与法线的夹角为入射角，当光从空气垂直射入水中时，入射角为0度，由表中数据可知，折射角也为0度，所以折射角等于入射角。由表中数据可知，入射角由0度逐渐增大到60度时，折射角由0度逐渐增大到55度，所以当入射角增大时，折射角增大。我们看到水中的筷子，是筷子反射的太阳光，从水中斜射到空气中，由于水中的入射角小于空气中的折射角，所以我们看到筷子在水中会往上偏。 13. （1）太阳的热主要以　 　（填“红外线”或“紫外线”）的形式传送到地球上。太阳光经过三棱镜后，被分解成各种色光。将三种色光适当混合能产生其他任何色光，这三种色光分别是红光、　 　和蓝光。 （2）在②区域中我们看到彩色光带这是　 　现象。 （3）下列应用中：①遥控器：②验钞机；③激光准直器；属于③区域光线应用的是　 　。（填序号） 【答案】红外线；绿光；色散；② 【解析】 （1）①太阳的热主要是以红外线形式传播的。 ②色光的三原色为红、绿、蓝。 （2）②区域会看到不同颜色的彩色光带，这是色散现象。 （3）根据图片可知，③在紫光外侧，应该为紫外线。遥控器是应用的红外线传递信息；验钞机应用的是紫外线可使银光物质发光的特点；激光准直应用的是红外线。则属于③区域光线应用的是② 14. 如图是“探究平面镜成像的特点”实验； （1）选择材料时，利用玻璃板代替平面镜，是为了　 　； （2）实验时，若蜡烛以0.01m/s的速度向玻璃板靠近，此过程中蜡烛在玻璃板中的像相对蜡烛的速度是　 　m/s，像的大小　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】确定像的位置；0.02；不变 【解析】（1）由于可以透过玻璃板看到玻璃板后面的操作，所以为了确定成的像的位置，实验中采用透明的玻璃板来代替平面镜。（2）由于平面镜所成的像是与物体等大的虚像，且像距等于物距，所以若蜡烛A以0.01m/s的速度靠近玻璃板，则它的像靠近玻璃板的速度也是0.01m/s，则蜡烛在玻璃板中的像相对蜡烛的速度是0.02m/s，且像的大小不变。 15. 探究平面镜成像特点时，在竖立的玻璃板前放一支点燃的蜡烛A，发现玻璃板的后面出现蜡烛的像。再取等大点燃的蜡烛B放在玻璃板后面，如图甲所示。 （1）操作中的不妥之处是　 　。 （2）纠正不妥之处后，边移动蜡烛B边观察，观察时眼睛应该与蜡烛　 　（选填“A”或“B”）同侧，直到B与A的像完全重合。上述操作目的是确认　 　。 A.像的大小 B.像的位置 C.像的虚实 （3）若将玻璃板换成平面镜，为确定像的位置，利用大头针开展了如下尝试： ​ ①在平面镜前适当位置插上大头针作为物体S； ②在S的右侧，单眼观察S的像S'，移动大头针P1使之刚好能挡住像S'即固定P1；重复上述操作，固定大头针P2使之刚好能挡住P1和像S'； ③在S的左侧，仿照第②步分别在纸上插上大头针P3和P4； ④　 　，即确定像的位置。 【答案】（1）取等大点燃的蜡烛B放在玻璃板后面 （2）A；A、B （3）延长P4P3和延长P2P1直线的交点 【解析】 （1） 操作中的不妥之处是：取等大点燃的蜡烛B放在玻璃板后面，因为蜡烛B不用点燃； （2）根据题意可知，蜡烛A的反射光线与A在同一侧，因此观察时眼睛应该与蜡烛A在同侧。 当蜡烛B与蜡烛A的像完全重合时，蜡烛B的位置就是像的位置，且说明像和物体大小相等，故选AB。 （3） ④根据实验操作，在S的右侧，单眼观察S的像S'，移动大头针P1使之刚好能挡住像S'即固定P1，故可知，S的像S'在P2P1的延长线上；重复上述操作，固定大头针P2使之刚好能挡住P1和像S'，S的像S'在P4P3的延长线上，故延长P4P3和延长P2P1直线的交点，即确定像的位置。 16. 为了探究光反射时的规律，小李同学利用平面镜、可绕ON折转的纸板、量角器和激光笔进行如图的实验。 （1）把一个平面镜放在水平桌面上，再把纸板立在平面镜上，纸板上的直线ON与镜面保持 。 （2）为了探究反射角与入射角的关系，实验时应进行的操作是 。 A.沿ON前后转动纸板E B.沿ON前后转动纸板F C.改变光束OB与ON的夹角 D.改变光束AO与ON的夹角 （3）若将纸板倾斜，如图乙所示，让光束仍贴着纸板沿AO方向射到镜面，此时反射光 呈现在（选填“能”或“不能”）纸板上。 【解答】解：（1）把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张可以绕ON翻折的纸板竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面；（2）探究光的反射规律，多次改变入射角大小并测量对应的反射角，是为了寻找普遍规律，即改变光束AO与ON的夹角，故选：D；（3）由题意得，当显示入射光线、反射光线与法线在同一平面上时，入射光线、反射光线都能同时看见；若将纸板倾斜，此时入射光和法线所在平面不在纸板上，因而在纸板上看不到反射光，说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。故答案为：（1）垂直；（2）D；（3）不能。 17. 用图甲、乙的实验装置探究光的反射规律：平面镜放在水平桌面上，E、F是两块粘接起来的硬纸板，F板可绕法线ON转动。 （1）实验时，硬纸板E、F应与平面镜摆放有什么要求？答： 。 （2）如图乙，将硬纸板F沿PQ剪开，并把F的上半部分向后折转，请说出现象及其所能论证的观点？答： 。 （3）小杭想利用该平面镜继续研究平面镜成像的特点，你认为是否可行，并说明理由。答： 。 【解答】解：（1）反射光线、入射光线、法线在同一平面内，要使入射光和其反射光的径迹同时在纸板上出现，纸板应与平面镜相互垂直，才能使入射光和其反射光的径迹同时在纸板上出现； （2）如图乙所示，将纸板F沿PQ剪开，把纸板F的上半部分向后折转，此时在纸板F上不能观察到反射光线上半部分，这现象说明了，光在反射时，反射光线、入射光线和法线在同一平面内； （3）平面镜不能透光，不容易确定像的位置，因此不能用平面镜研究平面镜成像的特点。 故答案为：（1）硬纸板E、F应与平面镜相互垂直；（2）在纸板F上不能观察到反射光线上半部分，这现象说明了，光在反射时，反射光线、入射光线和法线在同一平面内；（3）不行，平面镜不能透光，不容易确定像的位置。 第 1 页 共 15 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $八年级上册 第一章 对环境的察觉 1.4 光的反射与折射 知识点一、光的反射（包含平面镜成像） 1. 光的反射：光射到物体表面上时，有一部分光会被物体表面反射回来的现象；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入了我们的眼睛 2. 光的反射定律： (1) 概念：一点、二角、三线 ①一点：入射光线与界面的交点 ②二角： 入射角：入射光线与法线所成的角 反射角：反射光线与法线所成的角 ③三线： 入射光线：射向界面的光线 反射光线：被界面反射回原介质的光线 法线：从入射点引出的一条垂直于界面的直线（作图时用虚线） 【注】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. 探究光的反射定律 提出问题 生活中我们发现，当光从某一方向射向平面镜时，可以通过转动平面镜来改变反射光的方向。那么，入射光线与反射光线有什么关系呢？ 实验器材 一块平面镜、激光手电筒、刻度尺、不同颜色的笔、量角器、一张可绕中间折转的白色硬纸板（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）。 实验步骤 (1)如图甲所示，把平面镜放在水平桌面上，再把白色硬纸板 ENF 竖直地立在平面镜上，纸板上的直线 ON 垂直于镜面，右侧纸板 F 可绕直线 ON 折转；（注：纸板必须与平面镜垂直，否则得不到正确的实验结论面） (2)①先使纸板 E 和 F 处在同一平面内，让一束光贴着纸板沿某一角度射到 O 点，经过平面镜的反射，沿着另一个方向射出，观察反射光线的方向，在硬纸板上用红笔描出入射光和反射光的径迹； ②改变光束的入射方向，多做几次实验，换用不同颜色的笔记录每次光的径迹； （注：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。） (3) 如图乙所示，将纸板 F 绕 ON 前后转动，观察在纸板上还能不能看到反射光线； (4) 取下纸板，用量角器量出入射角、反射角，并将测量结果记录在下表中： 实验次数 入射角 α 反射角 β ① 60∘ 60∘ ② 45∘ 45∘ ③ 30∘ 30∘ 分析与论证 （1）当纸板 E 和 F 在同一平面时，能观察到反射光线，且入射光线和反射光线分居法线两侧，反射光线的方向随着入射光线方向的改变而改变。 （2）通过分析表中的数据可知，反射角等于入射角，反射角随入射角的减小而减小。 （3）把纸板 F 绕 ON 前后转动，纸板 F 上将看不到反射光线，说明反射光线、入射光线与法线在同一个平面内。 探究结论（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。 两线分居：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。 (2) 反射定律：★【必背】三线共面、两线分居、两角相等、光路可逆 ①光发生反射时，入射光线、反射光线、法线在同一平面内； ②反射光线和入射光线分居法线的两侧； ③反射角等于入射角； ④光路具有可逆性：入射光逆着原反射光方向射到平面镜上，反射光恰沿着原入射光方向射出 注意： ①光线垂直射入时，入射光线、反射光线、法线三线重合，反射角和入射角都为0°。 ②反射角等于入射角（易错：不能说“入射角等于反射角”）。 3. 镜面反射和漫反射 　　　　　 (1) 镜面反射：一束平行光射到光滑的反射面时，反射光是平行的，只有在一个方向能看到。 如：黑板反光、水面反光、后视镜、化装镜等；（平行光射入 平行光射出） (2) 漫反射：一束平行光射到粗糙的反射面时，反射光会向着各个方向，能在各个方向看到。 如：电影屏幕、植物、墙壁、衣服等；（平行光射入 四面八方射出） (3) 无论镜面反射还是漫反射，都遵循光的反射定律。 经典题型一：光的反射 1．关于光的反射，下列说法不正确的是（　　） A．入射角增大，反射角随之减小 B．在光的反射现象中，光路是可逆的 C．反射光线与入射光线分别位于法线两侧 D．反射光线、入射光线和法线均在同一平面内 2．为了让如图所示的反射光线经平面镜射中墙上的目标，在激光笔不动的情况下，可将平面镜（　　） A． 水平向左慢慢移动 B．水平向右慢慢移动 C．竖直向上慢慢移动 D．竖直向下慢慢移动 3．如图是小科探究光的反射定律的相关实验过程，其中 M 为水平放置的平面镜，E、F 为可以绕 ON 折转的纸板。下列叙述正确的是（　　） 　　　 A．图甲中∠AOP 是入射角 B．图甲中如果光线沿 BO 射入，可以沿 OA 射出 C．图乙中若将 F 板绕 ON 向后转，反射光线会消失 D．图甲中将入射光线沿 E 所在平面绕 O 点顺时针旋转，反射光线也随之顺时针旋转 4.如图所示是一束光由空气进入某透明物质时，在界面上发生的反射和折射的光路，则下列判断正确的是（　　 ） A．AO可能是入射光线 B．OB可能是折射光线 C．OC必定是反射光线 D．BO必定是入射光线 5．如图所示是一种液面升降监测装置原理图。点光源S发出的一束激光与水平液面成40°角射向平静的液面，入射光线与反射光线的夹角为　 　；光经液面反射后射到液面上方水平标尺上的点，当液面下降时，光点将　 　（填“向左”“向右”或“不会”）移动。 6．为了探究光反射时的规律，小江进行了如图所示的实验。 （1）实验时，他将一块平面镜平放在水平桌面上，再把一张白色硬纸板（可沿竖直线ON折转），用激光笔将一束光贴着纸板射到平面镜上的O点，用直尺和笔描出光线的传播路径。实验中白色硬纸板的作用是　 　； （2）为了研究反射角与入射角之间的关系，实验时应进行的操作是　 　； A.沿ON前后转动板E B.沿ON前后转动板F C.改变光线OF与ON的夹角 D.改变光线EO与ON的夹角 （3）为了探究完整的反射规律，还需要用到的器材是　 　； （4）如果让光沿FO方向入射，反射光将沿OE方向射出。这表明　 　。 知识点二、平面镜成像 1. 平面镜：表面光滑平面的镜子（水面、湖面等像镜子的都可算平面镜成像）平面镜的作用：改变光路、成像。 2. 平面镜成像的原理：光的反射 (1) 蜡烛发出的光经镜面反射进入眼中，感觉反射的光线好像是从虚像的位置发射出来的 (2) 虚像：实际光线的反向延长线相交而成。 (3) 虚像实际并不存在，画虚像时，反射光线的反向延长线一定要用虚线。 (4) 虚像只能用眼睛观察，不能在光屏上呈现（虚像不能被光屏承接）。 3. ★【重点实验】探究平面镜成像的实验： 等效替代法 A蜡烛：点燃 B蜡烛：与A形状，大小一致，但未点燃，代替像 (1) 玻璃板代替平面镜做实验：便于找到并确定像的位置； 不用平面镜的原因：平面镜不透光，无法观察到平面镜后面的物体。 (2)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，厚玻璃板会重影 (3)对蜡烛A和B的要求是形状大小相同：为了比较像和物的大小关系。 (4)方格纸上进行该实验，发现实验效果更好：便于直接判断物体和像之间的位置关系。 (5)实验中，无论怎样调节后面的蜡烛，都不能与蜡烛的像重合（或找不到像），可能原因是平板玻璃与桌面不垂直（成像在空中，光屏的位置承接不到）。 (6) 确定成的是虚像：把光屏放到像的位置上，观察到光屏上没有蜡烛的像。 (7)重复进行多次实验，是为了寻找普遍规律。 【注】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： 为了便于观察像，用玻璃板代替平面镜。 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。 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。 4. 平面镜成像的特点：轴对称 特点 概述 等大 像和物体的大小相等 等距 像和物体到镜面的距离相等 垂直 像和物体的连线与镜面垂直 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 左右反向 像和物体左右是相反的 注意：平面镜中所成像的大小只和物的大小有关，和物到镜面的距离没有关系。 (1) 用反射定律作图：先画从发光点S发出的一条任意的入射光线，用反射定律作出它的反射光线，再用同样的方法作出另一条反射光线，最后作出两条反射光线反向延长线的交点S＇，即点S的像。（或先画对称点S＇，连接S＇和眼睛，交于平面镜点A，SA就是入射光线） 5.球面镜 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 焦点 反向延长线的交点，虚焦点 经凹面镜反射后会聚的交点，实焦点 实例 街头拐弯处的反光镜、汽车观后镜等 太阳灶、手电筒反射镜、汽车前灯等 共同点 都遵循光的反射定律且符合光路的可逆性 经典题型二：平面镜 1. 如图，小猫看到了镜中的“自己”，这是利用了（　　） A．光的直线传播 B．光的反射 C．光的折射 D．光的色散 2. 如图所示是人眼通过平面镜看到蜡烛成像的光路图，下列说法错误的是（　　） A．蜡烛的像是光的反射形成的 B．蜡烛燃烧变短，像也会变短 C．把平面镜竖直上移，像会上移 D．蜡烛的像是与物体等大的虚像 3. 如图甲是汽车抬头显示（汽车平视显示）系统，简化后的成像原理如图乙，它能使显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃成像在司机正前方，方便安全驾驶。行车时，若要使挡风玻璃上成的像调低，需将显示器（　　 ） A．左端垫高 B．右端垫高 C．水平靠近挡风玻璃 D．水平远离挡风玻璃 4. 如图所示是探究平面镜成像特点的实验装置。为了保证实验效果，应注意哪些细节（　　） ①该实验应选用较薄的玻璃板 ②该实验应在较明亮的环境下进行 ③蜡烛A和蜡烛B大小一致 ④玻璃板应和坐标纸垂直 A．①② B．①③④ C．③④ D．①②③④ 5. 用玻璃板作为平面镜，使蜡烛的像成在装满水的烧杯中，就能观察到“蜡烛在水中燃烧”（如图甲）。若蜡烛的像位置如图乙所示，要使像移到烧杯中，仅移动玻璃板，则移动的方向应是（　　） A．① B．② C．③ D．④ 6. 检查视力时，人与视力表的距离要求为5m，由于医务室房间太小，然后在对面墙上正对着视力表挂一大平面镜，视力表到镜子的距离为3m，检查视力时（　　） A．人应面对镜而坐，人与镜的距离为2m B．人应面对镜而坐，人与镜的距离为2.5m C．人应面对视力表而坐，人与视力表的距离为2m D．人应面对视力表而坐，人与视力表的距离为3m 7. 如图是生活中常见的两种窗户，甲图窗户可在直线轨道上左右平移，乙图窗户可绕固定轴转动，如果你站在窗户前，能通过玻璃看到你的像，若将甲图窗户左右平移打开，则你在P窗户中的像将 （选填“随”、“不随”）窗平移；你若将乙图Q窗户从关闭状态向外打开到90°，则窗框上的A点与A点在Q窗中的像之间距离将 （选填“变大”、“变小”或“不变”），同时A点的像移动轨迹是 。 A.折线；B.圆心角为90°圆弧线；C.圆心角为180°圆弧线；D.圆心角为360°圆弧线。 8. 如图甲所示，医生在为患有近视眼的小红同学检查视力，小红观看的是平面镜中视力表的像，她离视力表像的距离应是 m，同时小红看到她的电子表在平面镜中成的像为乙图，它的实际时间是 。当小红检查完视力后慢慢靠近平面镜，她自己在平面镜中的像的大小 。（选填“变大”“变小”或“不变”） 9. 如图是“探究平面镜成像特点”的实验装置。 (1)为保障实验效果，应该选择 ___________（填“平面镜”“厚玻璃板”或“薄玻璃板”）进行实验。 (2)此实验中选择两支相同的蜡烛是为了___________。 (3)移开蜡烛B，在其原来位置放一光屏，光屏上无法呈现蜡烛的像，说明平面镜成的是________像。 (4)移动蜡烛A进行多次试验，目的是___________。 经典题型四：平面镜作图 10. 请在图中画出物体在平面镜中所成的像。 11. 如图所示，图左侧是小明和家长一起在平静的湖边观赏十五的月亮所看到情景。图右侧S点代表月亮A点代表人的眼睛，利用平面镜成像的特点，画出从月亮射出的一束光，经水面反射后进入人眼的光路图。 12. 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点看到新鞋A点在平面镜中所成像的光路图。 13. 已知： 　 第（1）题图 第（2）题图 第（3）题图 （1）点光源A和它发出的两条光线对应的反射光线，请在下左图中画出此平面镜的位置并完成光路图。 （2）发光点S射出的光线经平面框内画出平面镜反射后能否通过A点，作图说明。 （3）S是一个发光点，S′是它在平面镜中成的像，SA是S发出的光线。请作出平面镜的位置和SA经平面镜反射后的光线。（保留作图痕迹） 知识点三、★★★★★【重难点】光的折射 1. 光的折射：光从一种介质斜射到另一种介质时，光的传播方向会发生偏折的现象。 （注意：当光垂直入射到界面时，传播方向不变） 一点 入射点O 两角 入射角α：入射光线与法线的夹角 折射角β：折射光线与法线的夹角 三线 法线NN＇：经过入射点O并垂直于介质分界面的直线入射光线AO 折射光线OC 2. 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) 两线分居：折射光线和入射光线分别位于法线的两侧。 (3) ★空气中角大：光从空气斜射入水或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，折射角＜入射角；当入射角增大时，折射角也随之增大。（空气中对应角度大） (4) 垂直不变：垂直射入界面，传播方向不变，三线重合，折射角＝入射角＝0°。 (5) 光路可逆：在光的折射现象中，光路是可逆的 【注意】 无论是入射角还是折射角，空气中的角较大；光在角大的介质中传播得更快。 3. 利用光的折射规律解释生活中的一些现象： 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。 太阳未升至地平线就看见日出 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。 厚玻璃中钢笔错位 光从玻璃进入空气中时发生偏折。 4.光的反射和折射的异同点 光的反射 光的折射 同 发生条件 在任何物体的表面发生 不同介质分界面或同种不均匀介质中 角度大小关系 反射角＝入射角 折射角与入射角一般不相等 异 垂直入射时方向 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 同 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 5.利用水流模拟演示光纤原理 目标 会利用水流模拟演示光在光纤中的传播 器材 矿泉水瓶，吸管，激光笔等 过程 内容 图示 现象 步骤1 在矿泉水瓶侧壁打一小孔，插入一小段吸管，接口处用热熔胶或橡皮泥密封；然后，在瓶内装满水，盖上瓶盖，放置于浅水槽内，如图甲所示 步骤2 如图乙所示，在较暗的环境中，让激光笔照射到吸管对侧位置，使光恰能穿过吸管，在吸管一侧的光屏（手掌）处形成光斑 光垂直照射矿泉水瓶侧壁，光沿直线传播 步骤3 如图丙所示，在较暗的环境中，打开矿泉水瓶的瓶盖，让水从吸管流出，水弯曲地流出，观察激光笔发出光的传播路径，以及红色光斑的位置变化 光沿着水流弯曲传播 结论 (1) 图丙中，光线会全部反射回水中。 (2)①利用绿光进行实验，在较暗的环境中可以更清晰。②光从水流斜射入空气中，会发生全反射现象 经典题型四：光的折射 1. 如图所示现象中，不是由光的折射形成的是（　　） A．潭清疑水浅 B．利用太阳灶烧水 C．海市蜃楼 D．光的色散 2. 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 3. 如图为从上方看水、玻璃等透明介质中物体的光路图，其中正确的是（　　 ） A． B． C． D. 4. 一条鱼（用“·”表示）在一个大型水族箱的A处，水族箱外的小虞（P处）看到鱼的像A'（用“·”表示），下列光路图正确的是（　　） A． B． C． D． 5. 如图所示，射水鱼发现水面上的小昆虫后，从口中快速喷出一束水柱，将昆虫击落。图中能表示射水鱼观察到小昆虫的光路是（　　） A． B． C． D． 6. 如图所示，水池的宽度为L，在水池右侧距离池底高度H处有一激光束，水池内无水时恰好在水池的左下角产生一个光斑。已知L＝H，现向水池内注水，水面匀速上升，则光斑（　　） A．匀速向右移动，且移动速度大于水面上升的速度B．匀速向右移动，且移动速度小于水面上升的速度 C．减速向右移动，但速度始终大于水面上升的速度D．加速向右移动，但速度始终小于水面上升的速度 7. 小科同学学习了“光的折射”后，查阅资料发现：当光线以同一角度从空气斜射入水中时，水中的偏折程度与水的温度有关：水的温度越高，光线的偏折程度越大。为验证这一理论，小科开展以下探究。 ①将带有一条狭缝的黑纸贴在玻璃水槽的一侧，在水槽底部放一张白纸ABCD记录亮线的位置。在白纸上标注狭缝的位置为O。将一束平行光线以一定角度α从狭缝射入时会在水槽壁上留下一条亮线，在白纸上标注亮线位置为E。 ②在水槽中加入适量20℃的水，在白纸上标注亮线位置为M，撤去光线，清空水槽。 ③ ，重复实验，在白纸上标注亮线的位置为N。 ④实验结束后，取出水槽底部白纸ABCD，分别将水温20℃、60℃时测得的亮线位置标记汇总，如图乙所示。请回答下列问题：（1）小科的设计方案中通过比较 比较光线的偏折程度。 （2）请将步骤③补充完整： 。 （3）实验中小明发现亮线位置过于靠近，不便观察，请写出一种能改进这一不足的方法 。 8. 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，小科提出如下实验方案：先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中，记录下水槽底部光斑位置（如图甲所示）；接着分别倒入水和油，记录对应的光斑位置，图乙是小科的实验过程。 （1）水槽中的水位从图A位置到图B位置的过程中，光斑的位置向 移动。 （2）要实现探究目的，他们应选择图乙中的 （填字母序号）两图示实验。 （3）小科同学正确实验后，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。 经典题型五：光的折射作图 1. 如图B点是小鱼在水中的实际位置，水面上方C点的人眼看到小鱼在水中的像位于B'处，以小鱼鱼嘴B点代表小鱼，请画出人眼看到小鱼的光路图。 2. 完成光线由空气进入玻璃砖和玻璃三棱镜两次折射的光路图。 3. 小罗在湖边看到了奇怪的现象：水中的鱼的附近有只小鸟，如下左图所示，A点是小罗眼睛所在的位置，B′点是看到的小鸟的虚像位置，C′点是看到的鱼的虚像位置。请在图中画出： （1）小鸟的实际位置B； （2）从鱼射入小罗眼中的入射光线和折射光线。 第3题图 第4题图 第5题图 4. 某校新建成一个喷游水池，在池底的中央安装了一只射灯。池内无水时，射灯发出的一束光照在池壁上，在S点形成一个亮斑，如上中图所示。现往池内注水，水面升至a位置时，站在池旁的人看到亮斑的位置在P点；如果水面上升至b位置时，人看到亮斑的位置在Q点，请作图并说明P点，Q点所在的位置。 5. 插入水中的筷子，在水中的部分看起来向上弯折，如上右图所示，人眼在C点处看到筷子B点的像在位置B′点。请画出B点的一条光线经水面折射后过C点的光路 知识点四、 光的色散 1.牛顿光的色散实验： 让太阳光穿过一条狭缝（目的是限制光路，只保留一束光射到三棱镜上）射到三棱镜上，从三棱镜另一侧的白纸屏上看到一条 红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫 的光带； 2.现象：从三棱镜出来的光线都向下偏折，红光的偏折程度最小，紫光的偏折程度最大。 3.光的色散实验表明：白光是由 红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫 七种单色光混合而成的；且不同的光通过三棱镜时偏折的程度不同 单色光：不能再分解的光；复色光：由单色光混合而成的光，如白光（太阳光是其中的一种）。 4.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。 5.光的三原色：红、绿、蓝。 【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。 6.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。 7.物体颜色： (1) 不透明物体的颜色由该不透明物体反射色光的颜色决定。（其他色光被吸收） (2) 透明物体的颜色由它透过色光的颜色决定。（其他色光被吸收） 注意：①白色物体能反射所有色光；②黑色物体能吸收所有色光。 8.不同色光在空气中传播速度是相同的；不同色光在真空中传播速度是相同的。 知识点五、看不见的光（红外线、紫外线） 1.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。 2.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 3.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)。 4.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 5.★拓展：光是一种电磁波，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X/γ射线。 经典题型六：光的色散 1. 下列说法不合理的是（　　 ） A．额温枪是通过检测人体发出的紫外线从而快速测量体温 B．学生不在校期间可用紫外线对教室进行定期杀菌消毒 C．白光经过三棱镜发生色散后，呈现出红橙黄绿蓝靛紫七种单色 D．臭氧层能吸收太阳光中的紫外线，从而保护地球上的生命 2. 1666年，牛顿将太阳光射到三棱镜上，从棱镜另一侧的白纸屏上可以看到一条由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫组成的彩色光带，下列说法不正确的是（　　 ） A．①太阳光是复色光，②和③是单色光 B．②→③顺序依次是从红光到紫光 C．电视机发出的光组成与太阳光相同 D．这个现象产生的原理是光的色散 3. 小科把大半盆清水放在日光下，再把一块平面镜斜放在盆底，如下图所示。日光射进水中，在左边的光屏上出现了彩色光带。小科的一些认识中正确的有（　　） ①此现象中，日光经过了两次折射 ②光屏上的彩色光带从上（B点）到下（C点）按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫排列的 ③水对日光中各种色光的折射能力不同──对红色光折射率最大，对紫色光折射率最小 ④随着水面的上升，彩色光带BC会逐渐变长 A．只有①②③ B．只有②③④ C．只有①②④ D．全部 4. 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 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范围内观察到了不同颜色的光，则（　　） A．A处应是紫光 B．只有AB之间有光 C．将照相底片放到AB范围B的外侧，底片不会感光 D．将温度计放到AB范围A的外侧会看到温度上升很快 6. 如图所示的实验中，下列现象错误的是（　　） A．白光经过三棱镜后向三棱镜底边的方向偏折 B．白光经三棱镜后发生了色散现象 C．白光经三棱镜后红光的偏折程度最大 D．把一支温度计放在红光外侧，可以观察到温度计示数明显上升 7. 如图表示太阳光经三棱镜折射的色散实验，图中①②分别表示红外线和紫外线所在区域。下列说法不正确的是（　　） A．太阳光是由多种色光混合而成的复色光 B．太阳光经三棱镜折射后，紫光的偏折程度小于红光 C．①区域的光具有热效应 D．②区域的光无法用肉眼观察 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范围内观察到了不同颜色的光。 (1)AB范围内是阳光的___________（填“红外线”、“可见光”或“紫外线”）部分； (2)经三棱镜不能再色散的光叫做___________光； (3)将温度计放到___________（填“A”或“B”）处的外侧，会看到温度上升较快。 1.4 强化训练 1. “中国诗词大会”节目一度热播。下列与诗句有关的光学知识说法正确的是（　　 ） A．“床前明月光，疑是地上霜”——月亮是光源 B．“欲穷千里目，更上一层楼”——光的直线传播 C．“浮光跃金，静影沉壁”——光的折射 D．“潭清疑水浅，荷动知鱼散”——光的漫反射 2. 下列关于光现象的说法正确的是（　　 ） A．将红橙黄绿蓝靛紫七种单色光按一定比例混合后就是阳光 B．光是一种电磁波，不能在真空中传播 C．光在空气中传播速度接近3.0×105m/s D．常温下，光在水中比在玻璃中传播得快 3. 雨后的夜晚，走在有积水的路上。当迎着月光时，为了避让水洼，不要走地面上较亮的地方。下列光路中，能正确体现该情况下光的传播路线的是（　　） A． B． C． D． 4. 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． 5. 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° 6. 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 7. 一个人站在竖直的平面镜前以2m/s的速度离开平面镜，在2s内人和像之间的距离改变了（　　） A．2m B．4m C．8m D．16m 8. 如图所示，小宁同学在“探究光的反射规律”时，将位于同一平面内的白色纸板A、B立在平面镜上，利用红、绿、蓝三种颜色的激光进行实验。下列说法中正确的是（　　） A．红光的反射光线与入射光线重合，反射角为90° B．进行该实验的白纸越光滑越有利于光的反射 C．要研究光路是否可逆，可用激光沿②号方向射入，看反射光线是否沿蓝光射出 D．将纸板B沿红光所在直线向后折，无法观察到反射光线，说明反射现象消失 9. 如图所示，在“探究平面镜成像规律”时，固定蜡烛甲，为确定其像的位置，下列操作正确的是（　　） A．移动丙靠近乙 B．移动丙远离乙 C．移动乙靠近丙 D．移动乙远离丙 10. 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 11. 如图所示，甲、乙为两种反射类型的模式图，下列关于它们说法正确的是（　　） A．新黑板从各个方向能看清字，其原理如图甲所示 B．新黑板从各个方向能看清字，其原理仍遵循光的反射定律 C．用久的黑板会出现反光，其原理如图乙所示 D．用久的黑板会出现反光，其原理不再遵循光的反射定律 12. 小金把筷子插入水杯中，发现筷子好像在水面处折断了，于是他利用激光笔等实验器材展开了探究； 小金通过实验得出下表四组数据： 次数 1 2 3 4 入射角（度） 0 20 40 60 折射角（度） 0 15 35 55 根据数据可知，当光从空气垂直射入水中时，则折射角　 　入射角（选填“大于”、“等于”或“小于”）；当入射角增大时，折射角　 　（选填“增大”、“不变”或“减小”），因此我们可以发现，筷子在水中看着会往　 　偏（选填“上”或“下”）。 13. （1）太阳的热主要以　 　（填“红外线”或“紫外线”）的形式传送到地球上。太阳光经过三棱镜后，被分解成各种色光。将三种色光适当混合能产生其他任何色光，这三种色光分别是红光、　 　和蓝光。 （2）在②区域中我们看到彩色光带这是　 　现象。 （3）下列应用中：①遥控器：②验钞机；③激光准直器；属于③区域光线应用的是　 　。（填序号） 14. 如图是“探究平面镜成像的特点”实验； （1）选择材料时，利用玻璃板代替平面镜，是为了　 　； （2）实验时，若蜡烛以0.01m/s的速度向玻璃板靠近，此过程中蜡烛在玻璃板中的像相对蜡烛的速度是　 　m/s，像的大小　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 15. 探究平面镜成像特点时，在竖立的玻璃板前放一支点燃的蜡烛A，发现玻璃板的后面出现蜡烛的像。再取等大点燃的蜡烛B放在玻璃板后面，如图甲所示。 （1）操作中的不妥之处是　 　。 （2）纠正不妥之处后，边移动蜡烛B边观察，观察时眼睛应该与蜡烛　 　（选填“A”或“B”）同侧，直到B与A的像完全重合。上述操作目的是确认　 　。 A.像的大小 B.像的位置 C.像的虚实 （3）若将玻璃板换成平面镜，为确定像的位置，利用大头针开展了如下尝试： ​ ①在平面镜前适当位置插上大头针作为物体S； ②在S的右侧，单眼观察S的像S'，移动大头针P1使之刚好能挡住像S'即固定P1；重复上述操作，固定大头针P2使之刚好能挡住P1和像S'； ③在S的左侧，仿照第②步分别在纸上插上大头针P3和P4； ④　 　，即确定像的位置。 16. 为了探究光反射时的规律，小李同学利用平面镜、可绕ON折转的纸板、量角器和激光笔进行如图的实验。 （1）把一个平面镜放在水平桌面上，再把纸板立在平面镜上，纸板上的直线ON与镜面保持 。 （2）为了探究反射角与入射角的关系，实验时应进行的操作是 。 A.沿ON前后转动纸板E B.沿ON前后转动纸板F C.改变光束OB与ON的夹角 D.改变光束AO与ON的夹角 （3）若将纸板倾斜，如图乙所示，让光束仍贴着纸板沿AO方向射到镜面，此时反射光 呈现在（选填“能”或“不能”）纸板上。 17. 用图甲、乙的实验装置探究光的反射规律：平面镜放在水平桌面上，E、F是两块粘接起来的硬纸板，F板可绕法线ON转动。 （1）实验时，硬纸板E、F应与平面镜摆放有什么要求？答： 。 （2）如图乙，将硬纸板F沿PQ剪开，并把F的上半部分向后折转，请说出现象及其所能论证的观点？答： 。 （3）小杭想利用该平面镜继续研究平面镜成像的特点，你认为是否可行，并说明理由。答： 。 第 1 页 共 15 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $