1.4.3 光的反射和折射—光的折射、光的色散与看不见的光（举一反三·讲义）科学新教材浙教版八年级上册

本初中科学讲义聚焦光的折射、色散与看不见的光核心知识点，先系统梳理光的折射定义、规律及生活现象解释，再通过牛顿色散实验引出白光组成与物体颜色原理，最后延伸至红外线、紫外线的特点及应用，形成递进式学习支架。 资料通过反射与折射对比表格构建科学观念，设计折射实验探究题培养探究实践能力，结合海市蜃楼、彩虹等生活实例强化科学思维。课后分层作业（10基础+9强化题）助力学生查漏补缺，课中辅助教师高效授课，提升教学效果。

1.4.3 光的反射和折射—光的折射、光的色散与看不见的光 【新教材浙教版】 【知识框架+知识精讲（3个知识归纳）+课后作业（10基础9强化题）】 模块二 知识精讲 知识归纳 【知识点1 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） 分类 内容 一点 入射点O 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 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 2.光的折射规律 图1：空气斜射入水，折射光线靠近法线； 图2：光从水中水斜射入空气，折射光线远离法线； 图3：光线垂直空气、水分界面入射，传播方向不变； (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别位于法线的两侧。 (3)大角气（空气中对应角度大）：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。（同增同减，ρ小角大） (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，一般都是空气中的角更大；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： (1)从河岸上看水中的物体比实际浅（叉鱼要叉下方），从水中看河岸上的树比实际高。 (2)海市蜃楼是光在不均匀的物质中传播时发生折射。 (3)厚玻璃中钢笔错位。 【总结归纳】光的反射vs光的折射对比 对比维度 光的反射 光的折射 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 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 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 【例1】现今，一些大厦用许多大块的平板镀膜玻璃做外墙(俗称“玻璃幕墙”)。这种墙既能反射光线也能透过光线。下列选项中，能真实反映光通过“玻璃幕墙”进入室内传播途径的是（ ） 【变式1-1】新华社发布白鹭和水中倒影、影子同框的照片，有网友评论这是诗中“对影成三人”的景象，对两个“影”形成原理叙述正确的是（ ） A.影子：光的折射 B.影子：光的反射 C.倒影：光的折射 D.倒影：光的反射 【变式1-2】在空碗的底部放有一枚硬币，人移动到某一位置时看不见硬币(图1)，向碗中倒入一些水后，又能看见硬币了(图2)。 (1)刚好看不到硬币的原因是由于____造成的。 (2)所看到的水中硬币是一个位置变____(填“浅”或“深”)的虚像。 (3)能正确反映再次看到硬币的光路是____。 (4)日常生活中还有许多现象与本实验现象产生的原因相同，例如：当太阳还在地平线以下时，人们就可以看到太阳。请结合以下信息以及所学知识解释该现象。 资料1：光在不均匀的物质中传播时会向密度较大的物质弯折。 资料2：随着海拔的升高，大气密度逐渐降低。 【变式1-3】某同学在做探究光的折射实验，如图所示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，通过实验还得到如表所示数据： (1)在探究中，该同学在清水中滴入几滴牛奶并搅匀，在水面上方的空气中熏了一些烟雾，上述做法是为了____________________。 (2)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______入射角，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②总结出了光的折射规律。 (3)你认为该同学通过上述探究实验得出光的折射规律的过程是否存在不足：________(填“是”或“否”)。请简要说明理由：__________________________________________________。 【知识点2 光的色散（实质是光的折射）】 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）。 光的色散例子：雨后彩虹。 注意：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。 4.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。 【例2】如图所示，小江在暗室中将红色和蓝色透明玻璃部分重叠放置，在玻璃的右侧放白纸。让一束白光照射到玻璃片上，则（ ） A.A区域为黑色 B.B区域为黑色 C.C区域为黑色 D.B区域为紫色 【变式2】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 【知识点3 看不见的光】 1. 红外线：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。 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。 红外线特点及应用：①热效应的应用：加热物体，如取暖、烘烤；红外线夜视仪； ②穿透云雾能力强：遥感勘测，如寻找水源、监测森林火灾、军事用途、红外遥感、红外望远镜、红外线探测器。 2. 紫外线：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。 紫外线特点及应用：①荧光效应：验钞机； ②生理作用：杀菌消毒（能杀死微生物）；医用紫外线灯灭菌、帮助人体合成维生素D；照射适量紫外线，有助于健康，但照射过量的紫外线，会使皮肤变黑或灼伤皮肤，诱发皮肤癌。 3.臭氧层对保护地球上的生命以及调节地球的气候都具有极为重要的作用，它吸收大部分来自太阳的紫外线，使地球上的生物免受大量紫外线的照射。 ★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。 【例1】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作____________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。 【变式3】下列说法不合理的是（ ） A.按下遥控器时，我们看见遥控器上发出的红光就是红外线 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、紫七种单色光 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 模块三 课后作业 基础巩固 1.小舟在公园湖中看到水中的石头，下图能正确反映他看到水中“石头”的光路图是（ ） 2.有一束光从空气中斜射入平静的水面时，若入射角为，则折射角为（ ） A. B. C. D. 3.如图所示，一密闭激光发射器从水槽侧壁射出一束激光，激光沿直线射到水槽底部O点，形成一个光斑。向水槽中缓慢注入水，发现水槽底部光斑会移动。继续沿水槽壁缓慢注水，当水面与N点相平时，水槽底部光斑移动到O点的哪侧（ ） A.O点左侧 B.O点右侧 C.仍在O点 D.都有可能 4.如图为自动感应水龙头，使用时只需把手伸到水龙头的下方，就会自动出水。这是因为人体能辐射出（ ） A.紫外线 B.红外线 C.红光 D.紫光 5.同学们在杭州宋城研学时欣赏了《宋城千古情》表演，表演时女演员穿绿色衣服，用红光照射绿衣服时，我们看到绿衣服的颜色是（ ） A.黑色 B.红色 C.绿色 D.白色 6.下面所做的探究活动与结论不匹配的是（ ） 探究活动 结论 A 太阳光经过三棱镜分解成彩色光带 太阳光不是单色光，它是由多种色光混合而成的 B 让太阳光透过红色透明塑料薄膜，照到白纸上，在白纸上看到红色 红色透明塑料薄膜反射了红光 C 将温度计放在彩色光带的红光外侧时，温度计示数会上升 红外线具有热效应 D 将红、绿、蓝三种色光混合，能产生各种色彩 红、绿、蓝是光的三原色 7.太阳光穿过地球大气层时会发生折射。如果没有这层大气，会出现（ ） A.日出会提前，日落会延迟 B.日出和日落都会提前 C.日出会延迟，日落会提前 D.日出和日落都会延迟 8.在天宫课堂中，航天员将空气注入水球，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与入射点的连线为法线，则进入气泡球的折射光线可能为（ ） 9.《康熙几暇格物篇》中记载：“置钱碗底，远视若无，及盛满水时，则钱随水光而显现矣。”如图所示，把铜钱放在碗底B处后加适量水，从A处恰好看到铜钱的像在E处，用激光笔从A点向____(用图中字母表示)处照射，可照亮铜钱。加满水，从A处看到像的位置将____(填“变高”“变低”或“不变”)。 10.探究光的折射规律时，使用如下器材：两支能发绿光的激光笔（带有固定吸盘）、有机玻璃球壳制成的透明容器（上部正中央开有一孔）、牛奶、适量的水和圆形底座转盘，将器材组装为如图所示的实验装置，并将该装置置于水平桌面上。请回答问题： （1）实验时将水注入容器中，再滴入牛奶并搅拌均匀，目的是使激光照射到液体中时能够呈现出_________。接着打开位于透明容器上部正中央的激光笔 A 并使绿光垂直照射到 O 点，该束绿光充当法线，但此时无法看见液面上方的光束，为解决这一问题，你将采取的办法是___________________________。 （2）打开右侧的激光笔 B，此时可以观察到光从空气斜射入水中的过程中，光在两种介质的_________上发生折射。随后再沿透明容器的外表面顺时针移动右侧激光笔 B，可以观察到折射光逐渐远离法线，由此可以得出的结论是_____________________________________ ____________________________________。 （3）慢慢转动底座转盘，直至观察到____________________________________的现象时，即可说明光在发生折射时，折射光线、入射光线和法线在同一平面内。 强化提升 11.蓝蓝的天上白云飘，站在湖边的小明看到清澈的水中鱼儿在云中游动，下列说法正确的是（ ） A.看到的水中的鱼是实像 B.看到的水中的云是实像 C.看到的水中的云是由于光的折射形成的 D.看到的水中的鱼是由于光的折射形成的 12.清澈见底的池水看起来比实际的浅，为了安全不要贸然下水。池水变“浅”的原因是（ ） A.光的折射 B.平面镜成像 C.光的反射 D.光的直线传播 13.下列关于白居易的《暮江吟》中描述的现象解释正确的是（ ） A.一道残阳铺水中——水中的“夕阳”是由于光的折射形成的 B.半江瑟瑟半江红——江面呈现出红色是江面反射红光的原因 C.可怜九月初三夜——九月初三夜空的弯月是自然界中的光源 D.露似真珠月似弓——露珠特别明亮是白光发生了色散的原因 14.一束光从空气中斜射向玻璃砖并穿过射出，其光路如图所示，关于四个角的大小关系正确的是（ ） A. α₁>γ₁ B. α₂>γ₂ C. α₁=α₂ D. γ₁=γ₂ 15.如图所示是两个并排且深度相同的水池，一个装水，另一个未装水。在两池的中央各竖立着一根长度相同且比池深略高的标杆，当阳光斜照时就会在池底形成标杆的影子。下列说法中正确的是（ ） A.未装水的池中标杆影子较长 B.装水的池中标杆影子较长 C.装水的池中标杆没有影子 D.两池中标杆影子长度相同 16.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 17.海市蜃楼“海市蜃楼”是一种与光学有关的自然现象，图1、图2是夏天炎热路面上形成此现象的图解。 资料1：光在不均匀物质中传播时会发生弯折。 资料2：一般情况下，光从密度较大的介质斜射入密度较小的介质时，会偏离法线而改变传播方向。 资料3：夏天，酷热的路面使得路面上方空气的温度升高，越靠近路面的空气越热，密度越小。 (1)图1中，你看到的是____________(填“虚”或“实”)像。 (2)对图1成因的解释：近路面空气比路面上方空气温度高，密度小，远处物体射出的光进入密度不断变小的空气时，发生连续折射，折射角会逐渐________，进入人的眼睛，而人总以为光是沿直线传播的，所以在人的前方会出现“海市蜃楼”现象；图3是海面上出现的“海市蜃楼”现象，据图1的成因可推断近海面处空气的密度较________。 18.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(图1)；接着分别倒入水和油，记录对应的光斑位置，图2是小科的实验过程。 (1)水槽中的水位从图2A位置到图2B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2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3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。 19.太阳发出的可见光、红外线等光线具有能量，照射到物体上，部分被吸收转化为热能(其中红外线尤其显著)。许多车主为了隔热给汽车玻璃贴上太阳膜。某兴趣小组对市场5种品牌太阳膜的隔热性能进行如下探究。 ①如图所示，在暗室中将一侧贴有品牌太阳膜的玻璃板竖直放在水平桌面上，在距离玻璃板左侧20cm放置一个红外线灯，玻璃板右侧放置一个光能风车(光能风车的风叶在红外线照射下，会转动)； ②打开红外线灯，观察并记录30s内光能风车转动的圈数； ③改变红外线灯的位置，使之距离玻璃板的距离分别为40cm、60cm、80cm，重复步骤②； ④在玻璃板上依次更换其他4种品牌的太阳膜，重复上述实验。 (1)本实验需要的测量工具有____________________________。(写出两种) (2)透过太阳膜的红外线的强弱无法用肉眼直接观察，本实验通过________来反映红外线的强弱。 (3)为了使本实验的结果更可靠，需要控制哪些变量相同进行实验？________________ ________________。(写出一点即可) 第 6 页 共 12 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 1.4.3 光的反射和折射—光的折射、光的色散与看不见的光 【新教材浙教版】 【知识框架+知识精讲（3个知识归纳）+课后作业（10基础9强化题）】 模块二 知识精讲 知识归纳 【知识点1 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） 分类 内容 一点 入射点O 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 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 2.光的折射规律 图1：空气斜射入水，折射光线靠近法线； 图2：光从水中水斜射入空气，折射光线远离法线； 图3：光线垂直空气、水分界面入射，传播方向不变； (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别位于法线的两侧。 (3)大角气（空气中对应角度大）：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。（同增同减，ρ小角大） (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，一般都是空气中的角更大；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： (1)从河岸上看水中的物体比实际浅（叉鱼要叉下方），从水中看河岸上的树比实际高。 (2)海市蜃楼是光在不均匀的物质中传播时发生折射。 (3)厚玻璃中钢笔错位。 【总结归纳】光的反射vs光的折射对比 对比维度 光的反射 光的折射 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 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 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 【例1】现今，一些大厦用许多大块的平板镀膜玻璃做外墙(俗称“玻璃幕墙”)。这种墙既能反射光线也能透过光线。下列选项中，能真实反映光通过“玻璃幕墙”进入室内传播途径的是（ ） 【答案】B 【解析】当光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角，当光从玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角，光通过玻璃幕墙进入室内，经历了两次折射，第一次是从空气斜射入玻璃中，折射光线向靠近法线方向偏折；第二次是从玻璃斜射入空气中，折射光线向远离法线方向偏折。故选B。 【变式1-1】新华社发布白鹭和水中倒影、影子同框的照片，有网友评论这是诗中“对影成三人”的景象，对两个“影”形成原理叙述正确的是（ ） A.影子：光的折射 B.影子：光的反射 C.倒影：光的折射 D.倒影：光的反射 【答案】D 【解析】AB、影子是光的直线传播形成的，故AB错误；CD、平静的水面相当于平面镜，倒影是平面镜成像现象，成的是等大的、正立的虚像，故D正确，C错误。 【变式1-2】在空碗的底部放有一枚硬币，人移动到某一位置时看不见硬币(图1)，向碗中倒入一些水后，又能看见硬币了(图2)。 (1)刚好看不到硬币的原因是由于____造成的。 (2)所看到的水中硬币是一个位置变____(填“浅”或“深”)的虚像。 (3)能正确反映再次看到硬币的光路是____。 (4)日常生活中还有许多现象与本实验现象产生的原因相同，例如：当太阳还在地平线以下时，人们就可以看到太阳。请结合以下信息以及所学知识解释该现象。 资料1：光在不均匀的物质中传播时会向密度较大的物质弯折。 资料2：随着海拔的升高，大气密度逐渐降低。 【答案】(1)光在同种均匀介质中是沿直线传播 (2)浅 (3)D (4)太阳光进入大气层时，由于海拔的升高，大气密度逐渐降低。光会向地面偏折。进入人眼睛的这些光线的反向延长线汇聚成太阳的虚像，位于地平线的上方。 【解析】(1)硬币反射出的光线被空碗侧壁挡住，人看不见硬币了，这是光在同种均匀介质中沿直线传播的缘故。(2)水里物体反射的光进入空气时，发生折射，折射角大于入射角，逆着光线看去，像的位置变高了即位置变浅。(3)硬币反射的光在水面发生折射，折射光线进入我们的眼睛，且空气中的折射角大于水中的入射角，故选D。(4)结合所给材料以及光的折射现象进行分析。由于海拔的升高，大气密度逐渐降低。光会向地面偏折，人眼接收到折射光线的反向延长线汇聚成太阳的虚像位于地平线的上方。 【变式1-3】某同学在做探究光的折射实验，如图所示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，通过实验还得到如表所示数据： (1)在探究中，该同学在清水中滴入几滴牛奶并搅匀，在水面上方的空气中熏了一些烟雾，上述做法是为了____________________。 (2)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______入射角，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②总结出了光的折射规律。 (3)你认为该同学通过上述探究实验得出光的折射规律的过程是否存在不足：________(填“是”或“否”)。请简要说明理由：__________________________________________________。 【答案】(1)更好地显示光路 (2)①反射 折射 ②折射角随入射角的增大而增大 一直小于 (3)是 没有换用其他透明介质做此实验 【解析】(1)在清水中滴入几滴牛奶并搅匀，并在水面上方的空气中熏了一些烟雾，这些做法可以反射光，是为了更好的显示光路。(2)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：折射角随入射角的增大而增大，且折射角一直小于入射角。当光从空气垂直射到水面时，折射角等于零。(3)探究过程不完整，还应该换用其他透明介质再做此实验，这样得出的结论将更具有普遍性。 【知识点2 光的色散（实质是光的折射）】 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）。 光的色散例子：雨后彩虹。 注意：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。 4.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。 【例2】如图所示，小江在暗室中将红色和蓝色透明玻璃部分重叠放置，在玻璃的右侧放白纸。让一束白光照射到玻璃片上，则（ ） A.A区域为黑色 B.B区域为黑色 C.C区域为黑色 D.B区域为紫色 【答案】B 【解析】红色透明玻璃只能让太阳光中的红光通过，所以区域为红色；蓝色透明玻璃只能让太阳光中的蓝光通过，所以区域为蓝色；在区域的左侧，两色玻璃重叠，但红光无法透过第二层的蓝色玻璃，没有色光透过两块重叠的玻璃，所以区域为黑色，故A、C、D错误，B正确。故选B。 【变式2】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】通过狭缝的阳光经三棱镜后向三棱镜底边的方向偏折，故A正确；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，三棱镜对红光的折射程度最低，故B正确，C错误；红光外侧是红外线，具有热效应，所以温度计的示数明显上升，故D正确。故选C。 【中高考趋势】光的色散现象表明，在相同介质中，不同波长的单色光因折射率差异，其折射角也会不同，关于这部分内容将在高中阶段进一步学习。 【知识点3 看不见的光】 1. 红外线：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。 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。 红外线特点及应用：①热效应的应用：加热物体，如取暖、烘烤；红外线夜视仪； ②穿透云雾能力强：遥感勘测，如寻找水源、监测森林火灾、军事用途、红外遥感、红外望远镜、红外线探测器。 2. 紫外线：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。 紫外线特点及应用：①荧光效应：验钞机； ②生理作用：杀菌消毒（能杀死微生物）；医用紫外线灯灭菌、帮助人体合成维生素D；照射适量紫外线，有助于健康，但照射过量的紫外线，会使皮肤变黑或灼伤皮肤，诱发皮肤癌。 3.臭氧层对保护地球上的生命以及调节地球的气候都具有极为重要的作用，它吸收大部分来自太阳的紫外线，使地球上的生物免受大量紫外线的照射。 ★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。 【例1】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作____________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) 【解析】（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。 【变式3】下列说法不合理的是（ ） A.按下遥控器时，我们看见遥控器上发出的红光就是红外线 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、紫七种单色光 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 【答案】A 【解析】按下遥控器时，是靠红外线遥控电视，而红外线是不可见光，A错误，符合题意；紫外线具有消毒灭菌的作用，学生不在校期间可用紫外线对教室进行定期杀菌消毒，B正确，不符合题意；白光是由7种单色光混合而成的，因此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，C正确，不符合题意；臭氧层能吸收太阳光中的紫外线，因此可以对地球上的生命起到保护作用，D正确，不符合题意。故选A。 模块三 课后作业 基础巩固 1.小舟在公园湖中看到水中的石头，下图能正确反映他看到水中“石头”的光路图是（ ） 【答案】A 【解析】水中石头反射的光线由水中斜射入空气时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线看到了石头的像，则A正确、BCD错误。 2.有一束光从空气中斜射入平静的水面时，若入射角为，则折射角为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】由光的折射规律可知：光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，由于入射角等于60°，所以折射角小于60°；又因为当光线是斜射入的，所以折射角不能为0°，故B正确。 3.如图所示，一密闭激光发射器从水槽侧壁射出一束激光，激光沿直线射到水槽底部O点，形成一个光斑。向水槽中缓慢注入水，发现水槽底部光斑会移动。继续沿水槽壁缓慢注水，当水面与N点相平时，水槽底部光斑移动到O点的哪侧（ ） A.O点左侧 B.O点右侧 C.仍在O点 D.都有可能 【答案】C 【解析】当向水槽内注入适量的水后，光从空气斜射入水中发生折射，折射角小于入射角，因此光线移动到点左侧，继续沿水槽壁缓慢注水，当水面与点相平时，由于光在同一种均匀介质中是沿直线传播的，所以水槽底部光斑仍在点。故选C。 4.如图为自动感应水龙头，使用时只需把手伸到水龙头的下方，就会自动出水。这是因为人体能辐射出（ ） A.紫外线 B.红外线 C.红光 D.紫光 【答案】B 【解析】自动感应龙头接收到人体辐射的红外线后，会自动打开水阀出水，故B正确，ACD错误。 5.同学们在杭州宋城研学时欣赏了《宋城千古情》表演，表演时女演员穿绿色衣服，用红光照射绿衣服时，我们看到绿衣服的颜色是（ ） A.黑色 B.红色 C.绿色 D.白色 【答案】A 【解析】表演时女演员穿绿色衣服，绿色的衣服只能反射绿光（不透明物体的颜色由其反射的色光决定），用红光照射时，红光被吸收，所以看到的衣服呈黑色。故选A。 6.下面所做的探究活动与结论不匹配的是（ ） 探究活动 结论 A 太阳光经过三棱镜分解成彩色光带 太阳光不是单色光，它是由多种色光混合而成的 B 让太阳光透过红色透明塑料薄膜，照到白纸上，在白纸上看到红色 红色透明塑料薄膜反射了红光 C 将温度计放在彩色光带的红光外侧时，温度计示数会上升 红外线具有热效应 D 将红、绿、蓝三种色光混合，能产生各种色彩 红、绿、蓝是光的三原色 【答案】B 【解析】通过光的色散实验可知，太阳光是由多种色光混合而成的，故A的结论与探究是相匹配的，故A不符合题意；光照射到红色透明塑料薄膜上时，红光透过，其他颜色的光被吸收，则B的结论与探究是不匹配的，故B符合题意；将温度计放在彩色光带的红光外侧，温度计示数上升，说明红外线具有热效应，其结论与探究相匹配，故C不符合题意；通过探究得出红、绿、蓝是光的三原色，则结论与探究相匹配，故D不符合题意。故选B。 7.太阳光穿过地球大气层时会发生折射。如果没有这层大气，会出现（ ） A.日出会提前，日落会延迟 B.日出和日落都会提前 C.日出会延迟，日落会提前 D.日出和日落都会延迟 【答案】C 【解析】由于大气层的存在太阳光会发生折射，我们会看到地平线以下的太阳，则有大气层时，我们会早看到日出，晚看到日落；如果没有这层大气，则会晚看到日出，早看到日落，即日出会延迟，日落会提前，故C正确，A、B、D错误。故选C。 8.在天宫课堂中，航天员将空气注入水球，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与入射点的连线为法线，则进入气泡球的折射光线可能为（ ） 【答案】A 【解析】当光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角，即折射光线远离法线偏折，如图所示，分析可知，进入气泡球内的折射光线应该为①。故选A。 9.《康熙几暇格物篇》中记载：“置钱碗底，远视若无，及盛满水时，则钱随水光而显现矣。”如图所示，把铜钱放在碗底B处后加适量水，从A处恰好看到铜钱的像在E处，用激光笔从A点向____(用图中字母表示)处照射，可照亮铜钱。加满水，从A处看到像的位置将____(填“变高”“变低”或“不变”)。 【答案】变高 【解析】据题意可知，把铜钱放在碗底处后加适量水，从处恰好看到铜钱的像在处；根据光路的可逆性可得，用激光笔从点向处射出光束时，光线会原路返回，即可把铜钱照亮。根据光的折射规律可知，看到的铜钱是因为光的折射而形成的变高的虚像；加满水后，由于入射点升高，如图所示，人眼逆着射来的光线看去，看到像的位置将变高。 10.探究光的折射规律时，使用如下器材：两支能发绿光的激光笔（带有固定吸盘）、有机玻璃球壳制成的透明容器（上部正中央开有一孔）、牛奶、适量的水和圆形底座转盘，将器材组装为如图所示的实验装置，并将该装置置于水平桌面上。请回答问题： （1）实验时将水注入容器中，再滴入牛奶并搅拌均匀，目的是使激光照射到液体中时能够呈现出_________。接着打开位于透明容器上部正中央的激光笔 A 并使绿光垂直照射到 O 点，该束绿光充当法线，但此时无法看见液面上方的光束，为解决这一问题，你将采取的办法是___________________________。 （2）打开右侧的激光笔 B，此时可以观察到光从空气斜射入水中的过程中，光在两种介质的_________上发生折射。随后再沿透明容器的外表面顺时针移动右侧激光笔 B，可以观察到折射光逐渐远离法线，由此可以得出的结论是_____________________________________ ____________________________________。 （3）慢慢转动底座转盘，直至观察到____________________________________的现象时，即可说明光在发生折射时，折射光线、入射光线和法线在同一平面内。 【答案】（1） 明显的光路 在透明容器的液面上方喷水雾 (合理即可) （2） 分界面 光在发生折射时，折射角随入射角的改变而改变，入射角增大，折射角也增大 （3） 激光笔 B 发出的光被激光笔 A 发出的光挡住 【解析】（1） 实验时将水注入容器中，再滴入牛奶并搅拌均匀，目的是使激光照射到液体中时能够呈现出明显的光路。接着打开位于透明容器上部正中央的激光笔 A 并使绿光垂直照射到 O 点，该束绿光充当法线，但此时无法看见液面上方的光束，为解决这一问题，可以采取的办法是在透明容器的液面上方喷水雾 (合理即可)。（2） 打开右侧的激光笔 B，观察到光从空气斜射入水中的过程中，光在两种介质的分界面上发生折射。沿透明容器的外表面顺时针移动右侧激光笔 B，观察到折射光线逐渐远离法线，由此可以得出的结论是光在发生折射时，折射角随入射角的改变而改变，入射角增大，折射角也增大。（3） 慢慢转动底座转盘，直至观察到激光笔 B 发出的光被激光笔 A 发出的光挡住，即看不见激光笔 B 发出的光，说明光在发生折射时，折射光线、入射光线和法线在同一平面内。 强化提升 11.蓝蓝的天上白云飘，站在湖边的小明看到清澈的水中鱼儿在云中游动，下列说法正确的是（ ） A.看到的水中的鱼是实像 B.看到的水中的云是实像 C.看到的水中的云是由于光的折射形成的 D.看到的水中的鱼是由于光的折射形成的 【答案】D 【解析】当光遇到水面时会发生反射，此时水面相当于一个平面镜，所以看见水中的“云”是由光的反射现象形成的云的虚像；鱼生活在水里，鱼反射的光线由水中斜射入空气时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼逆着折射光线的方向看去，就会觉得鱼变高了，所以看到了鱼的虚像，故D正确，A、B、C错误。故选D。 12.清澈见底的池水看起来比实际的浅，为了安全不要贸然下水。池水变“浅”的原因是（ ） A.光的折射 B.平面镜成像 C.光的反射 D.光的直线传播 【答案】A 【解析】池底反射的光线从水中斜射到空气中发生折射，折射光线远离法线，所以人眼逆着折射光线的方向看去，看到的池底的像比池底的实际位置浅。故选A。 13.下列关于白居易的《暮江吟》中描述的现象解释正确的是（ ） A.一道残阳铺水中——水中的“夕阳”是由于光的折射形成的 B.半江瑟瑟半江红——江面呈现出红色是江面反射红光的原因 C.可怜九月初三夜——九月初三夜空的弯月是自然界中的光源 D.露似真珠月似弓——露珠特别明亮是白光发生了色散的原因 【答案】B 【解析】水中的“夕阳”是由于光的反射所形成的虚像，故A错误；人眼看到不透明物体的颜色是物体所反射的光的颜色，人看江面时，江面相当于不透明物体，其呈现出红色是江面反射红光所导致的，故B正确；月亮的光是反射太阳发出的光，月亮本身不会发光，因此月亮不是自然界中的光源，故C错误；露珠特别明亮是因为露珠表面光滑，发生了镜面反射，将大部分光线反射进入人眼中，故D错误。故选B。 14.一束光从空气中斜射向玻璃砖并穿过射出，其光路如图所示，关于四个角的大小关系正确的是（ ） A. α₁>γ₁ B. α₂>γ₂ C. α₁=α₂ D. γ₁=γ₂ 【答案】A 【解析】光线从空气中斜射入玻璃砖中，入射角大于折射角，则 ，故A正确；光线从玻璃砖中斜射入空气中，入射角小于折射角，则 ，故B错误；因两条法线是平行的，则由几何知识可知，所以， ，故C、D错误。 15.如图所示是两个并排且深度相同的水池，一个装水，另一个未装水。在两池的中央各竖立着一根长度相同且比池深略高的标杆，当阳光斜照时就会在池底形成标杆的影子。下列说法中正确的是（ ） A.未装水的池中标杆影子较长 B.装水的池中标杆影子较长 C.装水的池中标杆没有影子 D.两池中标杆影子长度相同 【答案】A 【解析】在没有装水的情况下，由于光沿直线传播，在杆的后方会形成影子，但是对于装水的情况来说，从标杆的顶端射过的光线到达水面处会发生折射，由于在水中的折射角小于入射角，即折射光线比原来的光线(沿直线传播的情况)更靠近标杆，故此时影子的长度会变短。故选A。 16.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 【答案】D 【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。 17.海市蜃楼“海市蜃楼”是一种与光学有关的自然现象，图1、图2是夏天炎热路面上形成此现象的图解。 资料1：光在不均匀物质中传播时会发生弯折。 资料2：一般情况下，光从密度较大的介质斜射入密度较小的介质时，会偏离法线而改变传播方向。 资料3：夏天，酷热的路面使得路面上方空气的温度升高，越靠近路面的空气越热，密度越小。 (1)图1中，你看到的是____________(填“虚”或“实”)像。 (2)对图1成因的解释：近路面空气比路面上方空气温度高，密度小，远处物体射出的光进入密度不断变小的空气时，发生连续折射，折射角会逐渐________，进入人的眼睛，而人总以为光是沿直线传播的，所以在人的前方会出现“海市蜃楼”现象；图3是海面上出现的“海市蜃楼”现象，据图1的成因可推断近海面处空气的密度较________。 【答案】(1)虚 (2)变大 大 【解析】(1)在题图1中，小汽车所成的像是由于折射光线的反向延长线相交所形成的，并不是真实的光线相交形成的，因此所成的像是虚像。(2)对题图1成因的解释：近路面空气比路面上方空气温度高，密度小，远处物体射出的光进入密度不断变小的空气时，发生连续折射，折射角会逐渐变大，进入人的眼睛，而人总以为光是沿直线传播的，所以人的前方会出现“海市蜃楼”现象，题图3是海面上出现的海市蜃楼的现象，由题图1可以推断出，它的成因是海面处空气的密度较大。 18.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(图1)；接着分别倒入水和油，记录对应的光斑位置，图2是小科的实验过程。 (1)水槽中的水位从图2A位置到图2B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2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3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。 【答案】(1)右 (2)B、D (3)油 【解析】(1)水槽中的水位从题图2A位置到题图2B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。 19.太阳发出的可见光、红外线等光线具有能量，照射到物体上，部分被吸收转化为热能(其中红外线尤其显著)。许多车主为了隔热给汽车玻璃贴上太阳膜。某兴趣小组对市场5种品牌太阳膜的隔热性能进行如下探究。 ①如图所示，在暗室中将一侧贴有品牌太阳膜的玻璃板竖直放在水平桌面上，在距离玻璃板左侧20cm放置一个红外线灯，玻璃板右侧放置一个光能风车(光能风车的风叶在红外线照射下，会转动)； ②打开红外线灯，观察并记录30s内光能风车转动的圈数； ③改变红外线灯的位置，使之距离玻璃板的距离分别为40cm、60cm、80cm，重复步骤②； ④在玻璃板上依次更换其他4种品牌的太阳膜，重复上述实验。 (1)本实验需要的测量工具有____________________________。(写出两种) (2)透过太阳膜的红外线的强弱无法用肉眼直接观察，本实验通过________来反映红外线的强弱。 (3)为了使本实验的结果更可靠，需要控制哪些变量相同进行实验？________________ ________________。(写出一点即可) 【答案】(1)刻度尺、秒表 (2)光能风车风叶的转动快慢 (3)红外线灯照射的角度 【解析】(1)根据步骤②可知，打开红外线灯，观察并记录时间要用到秒表。根据步骤③可知，改变红外线灯的位置，使之距离玻璃板的距离不同要用到刻度尺。(2)本实验用光能风车的风叶转动快慢来反映红外线的强弱，即实验中运用到了转换法。(3)为了使本实验的结果更可靠，需要控制红外线灯照射的角度相同。 第 1 页 共 17 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $