第三章 光的世界（复习讲义）物理新教材沪科版八年级全一册

第三章 光的世界 复习要点 1．理解光源的概念，知道光在同种均匀介质中沿直线传播，能解释影子、小孔成像、日食、月食等现象，记住真空中的光速。 2．理解光的反射定律，能区分镜面反射和漫反射，知道光路可逆性，能规范绘制反射光路图。 3．掌握平面镜成像的特点，理解平面镜成像实验的原理与操作要点，能解释生活中的平面镜成像现象，了解曲面镜的应用。 4．理解光的折射规律，能解释生活中的折射现象，能绘制折射光路图，知道折射光路可逆。 5．了解光的色散现象，知道白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成，掌握光的三原色。 6．了解物体颜色的决定因素，能区分透明物体和不透明物体的颜色成因。 7．能区分光的直线传播、反射、折射、色散四种光现象，能结合生活实例进行现象辨析。 8．掌握光学实验的基本探究方法，包括光的反射定律、平面镜成像实验的操作与误差分析。 9．能规范绘制各类光路图，包括反射、平面镜成像、折射光路作图。 复习重难点 重点：光的直线传播现象辨析；光的反射定律；平面镜成像特点及实验探究；光的折射规律；光的色散现象。 难点：光路图的规范绘制；平面镜成像实验的设计与误差分析；四类光现象的辨析与区分；折射成像的位置判断。 要点 光的直线传播 一、光源 能够发光的物体叫作光源。光源有天然光源和人造光源两类。 二、光的直线传播 1．光的直线传播：光在同种均匀介质中沿直线传播。 2．光线 （1）概念：通常用一条带有箭头的直线表示一束光传播的径迹和方向，这样的直线叫作光线。 （2）研究方法：物理模型法。这种通过模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法称为“模型法”。光线实际上是不存在的，人们是为了方便研究光的传播路径而引入的一种物理模型。 3．光直线传播的一些现象 （1）影子：光在传播过程中，遇到不透明的物体，在物体背面形成的阴暗区叫影子。 （2）日食、月食的形成 日食是地球上的人看太阳，由于光是沿直线传播的，太阳光被月球挡住了（图甲）。月食是地球上的人看月球，由于光是沿直线传播的，太阳光被地球挡住了（图乙）。 甲 乙 当月球运行到太阳和地球中间时，太阳光被月球挡住，月球的黑影落在地球上，就形成了日食。而当地球运行到太阳和月球中间时，太阳光被不透明的地球挡住，地球的影落在月球上，就形成了月食。 （3）小孔成像 ①小孔成像原理：小孔成像的原理是光的直线传播。如图所示，烛焰上部的光线，由于光的直线传播，通过小孔后，射到了下部；同理，烛焰下部的光线通过小孔后，射到了上部。 ②小孔成像特点：小孔成倒立的大小不确定的实像，上下颠倒、左右相反。像的大小与物体到小孔的距离以及光屏到小孔的距离有关。像的形状与物体的形状相同，与小孔的形状无关。 4．光直线传播的应用 利用激光引导掘进方向；射击瞄准时的“三点一线”；站队列时，队列是否整齐的判断等。 三、光的传播速度 1．光在真空中的传播速度 光在真空中的传播速度最快，通常情况下，真空中光速近似取c＝3.0×108m/s。 2．光在其他介质中的速度 （1）光在空气中的传播速度接近光在真空中的传播速度，可以认为等于c。 （2）光在水中的传播速度约为,在玻璃中的传播速度约为。  3．光年 “光年”是长度的单位，它等于光在1年内传播的距离。 1光年＝3×108m/s（365×24×3600）s＝9.4608×1015m＝9.4608×1012km 特别提醒 1．判断光源别踩坑：月亮、投影幕布靠反光发亮，不是光源，只有自身能发光的物体才算光源。 2．光只有在同种均匀介质里才沿直线传播，画光路图时，别忘了给直线标上指向传播方向的箭头。 3．小孔成像成的是倒立的实像，像的形状与小孔形状无关，只与物体形状有关；影子是光被挡住形成的暗区，不是像。 要点速测 1．下列关于光的说法中正确的是（    ） A．光的传播都需要介质 B．光线是真实存在的带箭头的直线 C．光在同一种均匀介质中沿直线传播 D．光的传播速度是 【答案】C 【解析】A．光可以真空或透明介质中传播，故A错误； B．光线是为研究光现象假想出来的，并不是真实存在的，用带箭头的直线表示光线运用了模型法，故B错误； C．光可以真空或透明介质中传播，光在同一种均匀介质中沿直线传播，故C正确； D．光在真空或空气中传播速度最快，接近，在水或玻璃等介质中速度比真空中速度要慢一些，故D错误。 故选C。 2．日偏食是一种常见的天文现象，指的是当月球运行到地球与太阳之间时，地球的一部分被月球的半影覆盖，导致太阳的一部分被挡住。在这种情况下，地球上的观察者会看到太阳的一部分被月球挡住，形成日偏食。日偏食发生时，小明同学在白纸上打了很多小孔，用手显示小孔后面的成像情况，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．日偏食发生时太阳、月球和地球三者必须处在一条直线上，且地球上的观察者必须在月球的半影区内 B．日偏食是光的直线传播形成的，手上的太阳是光的折射形成的 C．手上的亮斑，与小孔的形状相同，是小孔的影子，不是太阳的像 D．手上的亮斑是太阳倒立的虚像 【答案】A 【解析】A．由题意知，日偏食是一种常见的天文现象，指的是当月球运行到地球与太阳之间时，地球的一部分被月球的半影覆盖，导致太阳的一部分被挡住，在这种情况下，地球上的观察者会看到太阳的一部分被月球挡住，根据光的直线传播可知，日偏食发生时太阳、月球和地球三者必须处在一条直线上，且地球上的观察者必须在月球的半影区内，故A正确； BCD．由题意可知，日偏食是光的直线传播形成的，根据小孔成像可知，手上的亮斑与小孔形状无关，是太阳倒立的实像，也是由于光的直线传播形成的，故BCD错误。 故选A。 要点光的反射 一、光的反射 1．光的反射现象：光从一种介质射到另一种介质的表面时，会有一部分光返回到原介质中，这种传播现象叫作光的反射。我们能够看见不发光的物体，就是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。 2．描述光反射的有关概念：一点、两角、三线 一点 入射点 入射点O，入射光在反射面上的投射点 三线 入射光线 入射光线AO，投射到反射面的光线 法线 法线ON，过入射点与反射面垂直的直线 反射光线 反射光线OB，经反射面反射出的光线 两角 入射角 入射光线与法线之间的夹角 反射角 反射光线与法线之间的夹角 二、光的反射定律 1．实验：探究光的反射定律 【进行实验】 （1）如图1所示，把一个平面镜放在水平桌面上， 再把一张白色硬纸板竖直地立在平面镜上（ON垂直于镜面）。 图1 图2 图3 （2）让激光束贴着硬纸板沿某一角度射到O点，经平面镜反射，沿另一个方向射出，在硬纸板上用铅笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。 （3）改变入射光EO跟法线之间的夹角，重做两次实验，均用铅笔描出入射光和对应的反射光的径迹。 （4）把右侧纸板NOF向前或向后折转某一角度（如图2所示），仍使激光束贴着硬纸板射到O点，观察是否还能在右侧的纸板上看到反射光线。 （5）如图3所示，让激光笔发出的光逆着原来的反射光射向镜面时，这时的反射光将沿着什么方向射出？ 【收集证据】 （1）记录表一 次数 ∠i ∠r 1 30° 30° 2 45° 45° 3 35° 35° （2）入射光和对应的反射光的径迹 （3）记录表二 纸板的位置 是否看到反射光 纸板 NOF 向前折 看不见 两纸板在同一平面内 看见 纸板 NOF 向后折 看不见 【分析与论证】 ①分析反射角和入射角的大小可得出：反射角等于入射角。 ②分析反射光线、入射光线和法线的位置关系：可看到两半块纸板在一个平面内时有反射光线，右半部分向前折或向后折，观察不到反射光线。说明：反射光线、入射光线和法线在同一平面内。 ③多次改变入射光线的路径，分别沿AO、BO、CO的方向射到平面镜，记录对应反射光线的路径分别为OA'、OB'、OC'。会发现：反射光线和入射光线分别位于法线的两侧。 ④将光线逆着反射光线的方向射入，观察到新的反射光的传播路径与原来的入射光线重合。表明光路可逆。 【实验结论】在反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一平面内；反射光线和入射光线分别位于法线两侧；反射角等于入射角。在反射现象中，光路可逆。 2．光的反射定律 （1）内容：在反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一平面内；反射光线、入射光线分别位于法线两侧；反射角等于入射角。 （2）对光的反射定律的理解： ①对应关系：每一条反射光线对应着一条入射光线。 ②因果关系：反射现象发生时，先有入射光线，后有反射光线。反射光线是随着入射光线的改变而改变的，所以不能把“反射角等于入射角”说成“入射角等于反射角”。 ③变化规律：反射光线随入射光线的改变而改变，入射光线“靠近”或“远离”法线，反射光线也相应地“靠近”或“远离”法线，即反射角随入射角的增大而增大，随入射角的减小而减小。 ④特殊情况：光线垂直镜面入射时，入射角为0°，反射光线沿原路返回，反射角也为0°，光的传播方向改变了180°，并不是没有发生反射。 （3）在反射现象中，光路是可逆的。 三、镜面反射和漫反射 1．镜面反射 （1）概念：一束平行光照射到镜面上后，会被平行地反射，这种反射叫作镜面反射。平静的水面、抛光的金属面、各种镜面的反射都是镜面反射。 （2）现象：迎着太阳看平静的水面，特别亮；背着太阳看平静的水面，很暗；黑板“反光”会“晃眼”等。 2．漫反射 凹凸不平的表面会把一束平行光向着四面八方反射，这种反射叫作漫反射。我们能从各个方向看到本身不发光的物体，是由于光照射到物体上发生了漫反射。 3．生活中的反射现象 （1）漫反射现象：生活中，大部分物体表面发生的反射都是漫反射，因而才使我们能够从不同方向看清物体。例如，教室黑板用的毛玻璃、投影仪屏幕用的是粗布，其表面发生的都是漫反射，从而使各个方向的人都能看清字迹或影像。 （2）镜面反射现象：例如，“水中倒影”、“猴子捞月”、“照镜子”等。 （3）“光污染”：当强烈的太阳光照射到高楼大厦的玻璃幕墙、磨光的大理石墙面时，这些光滑的表面就会发生镜面反射，炫目的反射光会干扰人们的正常生活，造成“光污染”。 特别提醒 1．牢记“三线共面、两线分居、两角相等”，表述时一定要说“反射角等于入射角”。 2．法线是辅助线，作图记得用虚线，别忘标垂直符号。 3．漫反射让我们能从各个方向看清黑板，镜面反射容易造成反光刺眼。 4．入射角和反射角都是光线与法线的夹角，不是与镜面的夹角；入射光线垂直镜面时，入射角为0°，反射角也为0°。 要点速测 3．一条入射光线跟平面镜的夹角是30°，则反射角是_____，若要使反射光线与入射光线垂直，则入射角应为_____，如入射角增大10°，则反射光线与入射光线的夹角增大_____。 【答案】 60° 45° 20° 【解析】[1]入射光线跟平面镜的夹角是30°，法线垂直于平面镜，反射光线与入射光线分居法线两侧，则入射光线与法线的夹角为60°，即入射角为60°，根据光的反射规律，可知反射角等于入射角，即反射角也等于60°。 [2]要使反射光线与入射光线垂直，即入射光线与反射光线夹角为90°，根据反射角等于入射角可知入射角应为45°。 [3]入射角增大10°，则反射角也10°，所以反射光线与入射光线的夹角增大20°。 4．关于镜面反射和漫反射，下列说法正确的是（　　） A．镜面反射的光一定是平行的 B．电影银幕对光的反射是镜面反射 C．漫反射的光线射向四面八方，不遵循光的反射定律 D．黑板用久了会“反光”，是因为光线射到黑板发生了镜面反射 【答案】D 【解析】A．镜面反射的光不一定是平行的，只有平行的光入射到镜面上，反射出去后才是平行的，故A错误； B．电影银幕表面粗糙，我们可以在不同的角度接收到银幕反射进入人眼的光，所以我们可以在多个方向看到电影银幕上图像，银幕对光的反射是漫反射，故B错误； C．无论是镜面反射还是漫反射，都是光的反射现象，都遵循光的反射定律，故C错误； D．用久了的黑板表面会变光滑，光线射到黑板上会发生镜面反射，使某些方向反射光线较强，看不清黑板上的字，故D正确。 故选D。 要点平面镜成像特点及实验 一、平面镜成像的特点 平面镜所成的像为虚像，其大小与物体的大小相等，像和物体到平面镜的距离相等，像和物体的连线与镜面垂直。 根据数学对称知识，平面镜成像的规律也可表述为：平面镜所成的像为虚像，像与物体关于镜面对称。 二、平面镜成虚像 1．平面镜成虚像 如图所示，从光源点S处射来的光经平面镜反射后进入眼睛，引起视觉，由于有光沿直线传播的经验，人会感觉这些光好像是从进入人眼光线的反向延长线的交点S ′处发出的。镜子后面并没有发光点S'，S ′就是S在平面镜中的虚像。虚像S'与物体S关于镜面对称。 2．平面镜成像的原理：光的反射。 3．实像和虚像 （1）实像：由实际光线会聚而成的像叫实像。实像可用光屏承接，也可以用眼睛直接观察。例如小孔成的像。 （2）虚像：不是实际光线会聚而成，是实际光线的反向延长线相交而成。虚像只能用眼睛观察，不能用光屏承接。例如平面镜成的像。 三、平面镜成像作图的两种方法 1．利用平面镜的成像原理作图。如图所示，步骤如下： ①从发光点S引出两条光线，照射到平面镜上； ②作两条入射光线的法线； ③根据光的反射定律，作两条入射光线的反射光线； ④作反射光线的反向延长线，交点S'即为发光点S的像点。 利用平面镜的成像原理作图 用对称法作图 2．用对称法作图。如图所示，步骤如下： ①过S点作平面镜的垂线（像与物的连线跟镜面垂直），用虚线； ②取S '点，让S '到镜面的距离等于S到镜面的距离（像到镜面的距离与物到镜面的距离相等）； ③用虚线画出像点S '（像与物大小相等）。 四、平面镜的应用 1．利用平面镜成像。如练功房内，演员利用平面镜可以矫正自己的舞姿；家庭用的穿衣镜；医生用来检查牙齿的小镜子等。 2．利用平面镜改变光的传播方向 如潜水艇用的潜望镜、显微镜、投影仪中的平面镜等，都利用到了平面镜能改变光路的特点：修建体育馆和高大建筑物时，利用平面镜把太阳光反射到室内，改善光照条件等。 3．利用平面镜来扩大视觉空间。理论上，在一个房间内安装一个尺寸合适的平面镜，能使人感觉到空间增大了一倍。 五、凸面镜和凹面镜 1．凸面镜 反射面是凸面的镜子叫凸面镜。凸面镜对光有发散作用，常用来扩大视野。例如，汽车的后视镜、街头路口的反光镜。 凸面镜对光的发散 凹面镜对光的会聚 2．凹面镜 反射面是凹面的镜子叫凹面镜。凹面镜对光有会聚作用。例如，太阳灶、手电筒反光镜、医生检查耳朵用的医用反光镜都运用了凹面镜对光的会聚作用。 六、探究平面镜成像的特点 【实验思路】 用一块玻璃板作为平面镜，把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一支外形相同但未点燃的蜡烛，在玻璃板后面移动，直到看上去它的位置与像的位置重合。这个位置就是前面那支蜡烛的像的位置。 确定了像的位置，再比较像跟物体的位置和大小的关系，这样就可以得到平面镜成像的特点了。 【实验过程】 （1）如图所示，在桌面上铺一张纸，纸上竖立一块玻璃板。沿着玻璃板在纸上画一条直线，代表平面镜的位置。将点燃的蜡烛放置在玻璃板前，通过移动未点燃的蜡烛，找到点燃蜡烛的像的位置，在纸上标记蜡烛和像的位置。测量蜡烛和像到平面镜的距离，记录在下表中。 （2）移动点燃的蜡烛，多做几次实验。实验时注意观察点燃蜡烛的像的大小是否随蜡烛位置的改变而变化。 （3）换用长度不同的蜡烛，再做几次实验。实验时注意观察蜡烛像的大小和蜡烛的大小是否相同。 实验数据记录表格： 次数 蜡烛到平面镜 的距离/cm 像到平面镜 的距离/cm 1 2 3 ┈ 【分析论证】 ①A与B是完全相同的两根蜡烛，直到从玻璃板前面看到蜡烛B好像在点燃着一样，即B与A的像完全重合。分析像与物的大小关系，归纳结论：平面镜所成像的大小与物体的大小相等。 ②用铅笔在白纸上画出平面镜以及蜡烛A和蜡烛B的位置，用刻度尺画直线把两支蜡烛的位置连接起来，量出两支蜡烛到玻璃板的距离。发现像和物体到平面镜的距离相等。 ③用量角器测量物与像的连线与镜面之间的夹角，发现像与物的连线与镜面垂直。 ④移去镜后的蜡烛，在此位置放一张白卡片，发现白卡片上没有像，表明该像是虚像。 【实验结论】平面镜成像的特点：平面镜所成的像为虚像，其大小与物体的大小相等，像和物体到平面镜的距离相等，像和物体的连线与镜面垂直。 根据数学对称知识，平面镜成像规律也可表述为：平面镜所成的像为虚像，像与物体关于镜面对称。 特别提醒 做平面镜成像实验要选薄的茶色玻璃板，且务必竖直立在桌面，这样才能让后面的蜡烛和像完全重合。记得在较暗环境中操作，成像会更清晰，也别忘了用相同蜡烛来验证像与物大小相等。 平面镜成像中，像的大小始终与物体相等，与物体到平面镜的距离无关；人靠近镜子感觉像变大，是视角变大的视觉效果，像的实际大小不变。 要点速测 5．如图是“探究平面镜成像特点”的实验装置，实验器材有：带底座的玻璃板、白纸、笔、火柴、光屏各一个，两支外形相同的蜡烛A和B。 （1）实验还缺少的器材是 ________，选用玻璃板代替平面镜，主要是为了便于确定像的 _______； （2）如果有5mm厚和2mm厚的两块玻璃板，应选择 _____mm厚的玻璃板做实验，用两段相同的蜡烛是为了比较像与物的 _______关系； （3）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的前侧观察，直到蜡烛B与像_______，这种确定像与物大小关系的方法是 __________（选填“控制变量法”或“等效替代法”）； （4）移去蜡烛B，在其原来位置上放置一块光屏，光屏上无法呈现蜡烛的像，说明平面镜成的像是_____像； （5）若图乙中猫的头部位置保持不变，把镜子沿MN截成两半，其中的一半平行向后移一段距离_____。 A．都不能成像 B．各成半个像，合起来成一个完整的像 C．都成完整的像，且两个像在同一位置 D．都成完整的像，且两个像在不同位置 【答案】 刻度尺 位置 2 大小 重合 等效替代法 虚 D 【解析】（1）[1]为了探究平面镜成像特点，应用刻度尺测量像与物到镜面的距离。 [2]透明的玻璃板，可以成像，也可以透光，能观察到玻璃板的另一侧，也能观察到与像作比较的蜡烛B，可以确定像的位置。 （2）[3]当玻璃板越薄，两个反射面成像距离越近，不容易出现两个像，而厚的玻璃板会出现两个像，则实验中应选择2mm厚的玻璃板做实验. [4]用两段相同的蜡烛，一根用于成像，一根用于与像作比较，通过等效法比较像与物的大小。 （3）[5]平面镜成像是光的反射现象，在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的前侧观察，直到蜡烛B与像重合。 [6]蜡烛A与蜡烛B等大，蜡烛B与像重合，说明蜡烛B与像等大，通过等效替代法得，像与物大小相等。 （4）[7]平面镜成的像是虚像，虚像无法在光屏上呈现。 （5）[8]平面镜成的像与物体大小相等，与平面镜大小无关，且像与物关于平面镜对称，因此把镜子沿MN截成两半，其中的一半平行向后移一段距离后，两个部分的平面镜都能成完整的像，且两个像在不同位置，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 6．身高1.7m的小勇站在竖直放置的平面镜前2m处，在镜中看到自己完整的像，则他的像高是_______m，镜中的像距离他________m，他低头又看到了地上自己的影子，他的影子是由于________形成的。若她以0.5m/s的速度向平面镜靠近，则像相对于人的速度为________m/s。 【答案】 1.7 4 光的直线传播 1 【解析】[1]根据平面镜成像特点，像与物体的大小相同，故像的高度与小勇自身的身高一样，为1.7m。 [2]根据平面镜成像特点，人到镜面的距离与像到镜面距离一样，故像到镜面距离为2m，所以可知小勇到像的距离为2m+2m=4m [3]影子是光沿直线传播形成的，当光遇到不透明的物体时，会在物体的后面形成一个黑暗的区域，即影子。 [4]当小勇以0.5m/s的速度向平面镜靠近，则影子也是以0.5m/s的速度向平面镜靠近，影子和人的运动速度是相反的，故像相对于人的速度为0.5m/s+0.5m/s=1m/s 要点 光的折射 一、光的折射概念 光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折的现象叫作光的折射。 二、光的折射规律 1．描述光的折射中的基本概念 （1）入射光线：从光源射向两透明介质分界面的光线； （2）折射光线：从入射点射向另一介质的光线； （3）法线：过入射点垂直于两分界面的虚线； （4）入射点：入射光线与两介质分界面的交点； （5）入射角：入射光线与法线之间的夹角； （6）折射角：折射光线与法线之间的夹角。 简称“一点”（入射点）、“一面”（分界面）、“二角”（入射角和折射角）、“三线”（入射光线、折射光线和法线）。 2．光的折射特点 （1）折射光线、入射光线和法线在同一平面内； （2）折射光线和入射光线分居法线的两侧； （3）光从空气斜射入水或其它介质时，折射角小于入射角；当入射角增大时，折射角也增大。光从水或其它介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。 （4）光从空气垂直射入水（或其它介质）中时，传播方向不变。 （5）折射时光路可逆。 三、生活中的折射现象 1．从岸上看水中的物体，“池水变浅”；位置“变高” 如图甲所示，从池底A点反射出的光线经折射后射入人眼，因为光从水中斜射入空气中，折射角大于入射角，所以折射光线远离法线，人眼逆着折射光线看，感觉光好像是从S点发出的，S点就是人看到的A的虚像，它比实际位置偏高。 甲 在岸边看水里的物体 乙 在水中看岸上的物体 2．从水中看岸上的物体“变高” 例如水中的人看岸上的树或建筑物“变高”。如图乙所示，从昆虫上点A射出的光线经折射后射入水中的人眼，因为光由空气中斜射入水中，折射角小于入射角，所以折射光线靠拢法线，人眼逆着折射光线看，感觉光好像是从A′点发出的，A′点就是人看到的昆虫的虚像，它比昆虫的实际位置偏高。 四、探究光折射时的特点 【实验过程】 （1）如图甲所示，让一束光从空气以不同的角度射入水中，观察光束在空气和水中的径迹，并比较折射角和入射角的大小。将数据记入表格中。 （2）让光逆着折射光的方向从水射入空气中，观察光束在空气中的径迹。 【收集证据】实验数据记录表格： 实验次数 入射角 折射角 1 0∘ 0∘ 2 20∘ 15∘ 3 40∘ 29∘ 4 60∘ 40∘ 【分析论证】 （1）一束光从空气以不同的角度射入水中，光束在空气和水中的径迹如图所示，其中1和1'、2和2'……4和4'分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。由此可以得出：当入射角增大时，折射角也增大；且折射角小于入射角。 （2）当光从空气垂直射入水中时，传播方向不变。 （3）如果让光逆着折射光的方向从水或玻璃射入空气中，可以看到，进入空气中的折射光逆着原来入射光的方向射出。也就是说，在折射现象中，光路可逆。 【实验结论】经过精确的实验，得出光的折射特点： 光从空气斜射入水中或玻璃中时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角。当入射角增大时，折射角也增大。当光从空气垂直射入水中或玻璃中时，传播方向不变。 在折射现象中，光路可逆。 特别提醒 斜射透明介质时传播方向才偏折，垂直入射方向不变。牢记“空气中角大”，折射光路可逆。池水变浅、筷子弯折都是折射虚像，位置比实物偏高，下水戏水要注意安全。 发生折射的同时一定发生反射；我们看到水中的物体是物体的虚像，是光的折射形成的，像的位置比实际位置偏高。 要点速测 7．下列词句中属于光的直线传播现象的是_________；属于光的反射现象的是_________；属于光的折射现象的是_________（选填数字号码）。 ①立竿见影；②镜花水月；③坐井观天；④海市蜃楼；⑤凿壁偷光；⑥水中捞月；⑦感觉池底变浅；⑧猪八戒照镜子，里外不是人。 【答案】 ①③⑤ ②⑥⑧ ④⑦ 【解析】光的直线传播现象是光在同种均匀介质中沿直线传播，遇到不透明物体、或在受限视野、小孔透光场景下会形成对应现象：①立竿见影：杆子挡住沿直线传播的光，在后方形成影子，③坐井观天：因为光沿直线传播，井底的青蛙只能看到沿直线进入井口的狭小范围的天空，⑤凿壁偷光：墙壁上凿出的小孔让沿直线传播的光线从邻室透过来； 光的反射现象是光照射到物体表面时返回原介质成像的现象：②镜花水月：镜子里的花、水面的月亮都是镜面/水面反射形成的虚像，⑥水中捞月：水中的月亮是水面反射月光形成的虚像，⑧猪八戒照镜子：镜子成像属于典型的平面镜光的反射现象； 光的折射现象是光从一种介质斜射入另一种介质，或在密度不均匀的介质中传播时，传播方向发生偏折的现象：④海市蜃楼：光线在密度不均匀的空气中传播时不断偏折，属于光的折射形成的虚像，⑦感觉池底变浅：池底反射的光从水中斜射入空气时发生偏折，人眼逆着折射光看过去，会误以为池底位置变高了，是光的折射现象。 8．一束光从空气斜射入水中，当入射角为 时，则 折射角可能为（　　） A．0° B． C．45° D． 【答案】B 【解析】当光从空气中斜射入水中时，折射光线会靠近法线，折射角变小，小于入射角，即折射角小于45°，只有当光线垂直射入时，入射角等于折射角，都为0°，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 要点 光的色散 一、光的色散 1．光的色散概念 太阳光是白光，它射入、射出棱镜会发生折射，被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等各种颜色的光，这种现象叫作光的色散。彩虹就是太阳光在传播过程中遇到空气中的水滴，经反射、折射后产生的现象。 2．单色光与复色光 （1）不能分解的光叫作单色光，如红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。 （2）由几种单色光混合而成的光叫作复色光，太阳光是复色光，由七种颜色的光复合而成。 3．光发生色散的实质 光发生色散的实质是光的折射现象。不同颜色的光经三棱镜后，偏折（折射）程度不同，其中红光偏折程度最小，紫光偏折程度最大；所以白光经三棱镜后，在光屏由上到下呈现为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。 二、色光的混合 1．光的三原色 把红、绿、蓝叫作色光的三原色。红、绿、蓝三种色光按不同的比例混合可以产生各种不同的色光，红、绿、蓝三种色光按等比例混合可以产生白光，但是自然界中的红、绿、蓝三种颜色的光却无法用其他颜色的光混合。 2．色光的混合 （1）色光的混合 红、绿、蓝三种色光中，只要适当调配红、绿、蓝三种色光的比例，就可以产生各种颜色的光。例如，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。 （2）我们看到的电视机、计算机显示器或手机屏幕上的丰富色彩就是由三原色光混合而成的。 三、看不见的光 1．可见光谱：三棱镜把太阳光分解成不同颜色的光，它们按照红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列，形成太阳的可见光谱。 2．红外线 （1）在可见光谱的红端之外的辐射叫作红外线。 （2）红外线的特性与应用 ①一切物体都在不停地向外辐射红外线；物体的温度越高，辐射的红外线越强；物体在辐射红外线的同时也在吸收红外线。利用红外线拍摄“热谱图”；红外线夜视仪；红外线遥控等。 ②红外线的主要特性是热作用强。在工业上，常利用红外线来加热和烘烤物品。 ③红外线穿透云雾的能力比较强。可进行远距离或高空摄影；红外遥感技术等。 3．紫外线 （1）在可见光谱的紫端以外，还有一种看不见的光，叫作紫外线。 （2）紫外线的特性与应用 ①紫外线能杀死微生物。在医院的手术室、病房里，常用紫外线灯来灭菌。 ②紫外线的荧光效应强。在紫外线照射下荧光物质会发出不同颜色的荧光，可用于鉴别古画或钞票的真伪。 ③太阳光里有很多紫外线，人体接受适量的紫外线照射，能增进身体健康。但过多、过强的紫外线照射，会伤害人的眼睛和皮肤。 特别提醒 1．‌白光通过三棱镜会分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光，彩虹就是自然界的色散现象。 2．记住红光偏折程度最小，紫光偏折程度最大。 3．实验时要注意调整狭缝宽度，才能看清清晰的彩色光带。 4.光的三原色是红、绿、蓝，注意与颜料的三原色（红、黄、蓝）区分开。。 要点速测 9．下列现象中属于光的色散现象的是（　　） A．黑板“反光” B．水中的月亮 C．雨后天空的彩虹 D．小孔成像 【答案】C 【解析】A．黑板“反光”是镜面反射现象，故A不符合题意。 B．水中的月亮是光的反射现象，故B不符合题意。 C．彩虹是光的色散现象，故C符合题意。 D．小孔成像是光沿直线传播的现象，故D不符合题意。 故选C。 10．（多选）1666年，英国物理学家牛顿用玻璃三棱镜分解了太阳光，这才揭示了光的颜色之谜。如图太阳光被分解后，在白屏上就形成一条彩色的光带，颜色依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。牛顿的实验说明了（　　） A．太阳光是由各种色光混合而成的 B．不同色光通过三棱镜的偏折程度不同 C．光由空气射入玻璃中，传播方向发生了偏折 D．在七种色光中，红、黄、绿构成了光的三原色 【答案】ABC 【解析】太阳光被分解后，在白屏上就形成一条彩色的光带，颜色依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，说明太阳光是复色光，是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光复合而成的，光由空气射入玻璃中，传播方向发生了偏折，不同色光通过三棱镜的偏折程度不同，其中红光偏折程度最小，紫光偏折程度最大，在七种色光中，色光的三原色是红、绿、蓝。故ABC符合题意，D不符合题意。 故选ABC。 难点光现象的本质辨析（直线传播、反射、折射、色散） 核心难点：生活中各类光现象的成因容易混淆，无法准确区分影子、倒影、折射成像、色散现象的光学本质。 方法透析：分类判断法，从光的传播路径和介质变化入手区分： 1．光的直线传播：光在同种均匀介质中沿直线传播，未穿过介质分界面，传播方向无偏折。 典型实例：影子的形成、日食与月食、小孔成像、激光准直、坐井观天。 2．光的反射：光遇到两种介质的分界面后，返回原介质中传播，介质种类不变，传播方向改变。 典型实例：平面镜成像、水中倒影、黑板反光、漫反射成像。 3．光的折射：光从一种介质穿过分界面进入另一种介质，传播方向发生偏折。 典型实例：池水变浅、水中筷子“弯折”、海市蜃楼、透镜成像。 4．光的色散：白光通过三棱镜或水珠分解为七色光，本质是不同色光的折射程度不同，属于光的折射的特例。 典型实例：雨后彩虹、三棱镜分光。 快速判断技巧：看光是否穿过介质分界面、是否返回原介质。返回原介质是反射，穿过且偏折是折射，直线前进无界面偏折是直线传播。 ▌例1 下列是一些日常生活和自然界中的光现象：①日食和月食②水中倒影③小孔成像④黑板“反光”⑤杯弓蛇影⑥投影仪⑦远视镜⑧水中筷子“断了”⑨水下运动员看岸上的人⑩海市蜃楼。由于光的直线传播形成的是________；由于光的反射形成的是________；属于折射成像的是________。（选填序号） 【答案】 ①③ ②④⑤ ⑥⑦⑧⑨⑩ 【解析】[1][2][3]①日食和月食分别为地球和月亮挡住了太阳光，都是由光的直线传播形成的； ②水中倒影是平面镜成像，是光的反射形成的； ③小孔成像是光在同种均匀的介质中沿直线形成的倒立的实像，属于光的直线传播现象； ④黑板“反光”是镜面反射，是反射现象； ⑤杯弓蛇影是平面镜成像，是光的反射形成的； ⑥投影仪是利用凸透镜成倒立、放大的实像，是光的折射现象； ⑦远视镜是凸透镜，凸透镜能使光会聚，是光的折射现象； ⑧水中筷子“断了”是光线从水中斜射入空气中，在水面发生了折射形成的，属于光的折射现象； ⑨水下运动员看岸上的人，由于光线从空气中斜射入水中时在水面发生了折射，看到人的位置比实际位置高，是光的折射现象； ⑩海市蜃楼是光在不均匀介质中传播方向发生偏折，属于光的折射现象。 所以由于光的直线传播形成的是①③。由于光的反射形成的是②④⑤。属于折射成像的是⑥⑦⑧⑨⑩ ▌例2 小明在吃烤肉串时，偶然发现了一个现象：通过烤炉上方看对面的人，感觉对面的人好像在晃动。小明根据学过的知识进行分析：火炉上方的空气被加热后，其疏密程度在不断发生变化，光进入这种不均匀的热空气会发生______，因此看起来感觉对面的人在晃动，此时看见的人是______（选填“实像”或“虚像”）。下列现象属于光的折射的是______（均选填序号）；①立竿见影和日偏食；②水中倒影；③小孔成像和手影；④镜中花，水中月；⑤凸透镜成像；⑥雨后彩虹；⑦池水变浅。 【答案】 折射 虚像 ⑤⑥⑦ 【解析】[1]火炉上方的空气疏密不均，光进入这种不均匀介质时会发生折射，导致看到的人看起来在晃动。 [2]该现象中，人像是由折射光线的反向延长线会聚形成的，并非实际光线会聚而成，因此属于虚像。 [3]①立竿见影和日偏食、③小孔成像和手影 ，属于光的直线传播 ；②水中倒影、④镜中花，水中月 ，属于光的反射； ⑤凸透镜成像、⑥雨后彩虹、⑦池水变浅 ，属于光的折射。故⑤⑥⑦符合题意。 故选⑤⑥⑦。 难点光路图的规范绘制 核心难点：法线、光线的线型混淆，角度画错，平面镜成像虚像不规范，折射光线偏折方向画反。 方法透析： 1．反射光路图 作图步骤：先过入射点作垂直于界面的法线（虚线，标注垂直符号）；再根据反射角等于入射角，在法线另一侧画出反射光线（实线，带箭头表示传播方向）。 易错提醒：入射角、反射角均为光线与法线的夹角，而非与界面的夹角。 2．平面镜成像作图 对称法（推荐）：分别作出物体两个端点关于镜面的对称点（虚像点，用虚线表示），用虚线连接两个对称点，即为物体的虚像。 规范要求：虚像、辅助线、对称连线均用虚线；物像连线与镜面垂直，标注垂直符号。 3．折射光路图 作图步骤：过入射点作界面的法线（虚线）；判断介质疏密，确定折射角与入射角的大小关系：光从空气斜射入水/玻璃时，折射角小于入射角，折射光线向法线偏折；光从水/玻璃斜射入空气时，折射角大于入射角，折射光线远离法线。 特殊情况：光垂直界面入射时，传播方向不变，直接画直线传播。 ▌例1 下列关于光的反射的说法正确的是_____________ A．反射光线跟入射光线和法线在同一平面上 B．反射光线跟入射光线分居在法线的两侧 C．反射角等于入射角 D．垂直入射时，入射角为90°，反射角也为90° E．如图所示，反射光线与镜面的夹角是50° F．入射角增大10°，反射光线与入射光线的夹角增大20° G．入射光线靠近法线时，反射光线远离法线 H．光的反射现象中光路不可逆 【答案】ABCEF 【解析】ABC．由光的反射定律可知，反射光线、入射光线、法线在同一平面内，反射光线跟入射光线分居在法线的两侧，反射角等于入射角，故ABC正确； D．光垂直入射时，入射角为0°，反射角等于入射角，反射角也为0°，故D错误； E．由图可知，入射光线与平面镜的夹角是50°，入射角是90°-50°=40° 反射角等于入射角，反射角是40°，反射光线与镜面的夹角是90°-40°=50° 故E正确； F．当入射角增大10°，根据光的反射定律，反射角等于入射角，反射角也增大10°，反射光线与入射光线的夹角增大20°，故F正确； G．入射光线靠近法线时，入射角减小，反射角等于入射角，反射角也减小，反射光线靠近法线，故G错误； H．由光的反射定律可知，在光的反射现象中光路是可逆的，故H错误。 故选ABCEF。 ▌例2 （1）如图所示，已知入射光线，画出反射光线，并标出反射角及大小； （2）画出光从水射向空气时的反射光线和折射光线的大致偏折方向； （3）如图所示，请利用平面镜成像的特点在图中作出AB物体在平面镜中的像，保留作图痕迹。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】（1）根据光的反射定律，反射角等于入射角，图中入射角为60°，因此反射角也为60°，反射光线与入射光线分居法线两侧，以O为端点，在法线左侧画出带箭头的反射光线。 （2）光从水斜射入空气时，同时发生反射和折射，先在入射点处作出垂直于水和空气分界面的虚线即法线；反射光线在水中，与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，标注箭头指向水中； 折射光线在空气中，与入射光线分居法线两侧，折射角大于入射角，标注箭头指向空气。 （3）平面镜成像的特点是像与物关于镜面对称，像为虚像；分别作A、B关于平面镜的对称点、，用虚线连接 ，即得到物体AB的虚像。 难点平面镜成像实验的探究与误差分析 核心难点：对实验中玻璃板、蜡烛的操作目的理解模糊，无法分析实验误差来源，不知道“像与物无法重合”的原因。 方法透析： 1．实验设计原理 用玻璃板代替平面镜：利用玻璃板透光的特点，便于确定像的位置； 选用两支完全相同的蜡烛：通过等效替代法，便于比较像与物的大小关系； 玻璃板竖直放置：保证像与蜡烛在同一水平面，使像与物能够完全重合； 光屏放在像的位置：验证平面镜成虚像——虚像不能呈现在光屏上。 2．常见误差与改进方案 重影干扰：玻璃板太厚，前后两个表面各成一个像→选用薄玻璃板； 像物无法重合：玻璃板未与桌面垂直→调整玻璃板竖直放置； 距离测量偏差：未考虑玻璃板自身厚度→测量物距、像距时以玻璃板前反射面为准。 ▌例1 艾英同学在“探究平面镜成像特点”的实验时。所用的实验器材有带底座的玻璃板、白纸、笔、火柴、光屏、刻度尺，两支外形相同的蜡烛A和B。 （1）用透明玻璃板代替平面镜是为了便于确定像的_________，用玻璃板代替平面镜实验时，为了保证实验效果，应选用_________（选填“厚”或“薄”）一些的玻璃板； （2）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿_________（填“点燃”或“未点燃”）的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的前侧观察，直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。这种确定像与物大小的方法是_________（填“控制变量法”或“等效替代法”）； （3）当蜡烛A远离玻璃板时，它的像的大小会_________（选填“变小”“不变”或“变大”），移去蜡烛B，在其原来位置上放置一块光屏，光屏上无法呈现蜡烛的像，这说明平面镜成的是_________（填“虚”或“实”）像； （4）为了让右座的同学也能够看清蜡烛的像，艾英只将玻璃板向右平移，则蜡烛像的位置_________（填“向右移动”“向左移动”或“不变”）。 【答案】（1）位置 薄；（2）未点燃 等效替代法；（3）不变 虚；（4）不变 【解析】（1）[1]因为玻璃板是透明的，所以能在观察到A蜡烛像的同时，还可以透过玻璃清楚的看到放在后面B蜡烛，便于确定像的位置。 [2]蜡烛经玻璃板前后两个面反射成两个像，如果玻璃板较厚，两个虚像离的远，无法准确确定蜡烛虚像的位置，为了保证实验效果，应选择薄玻璃板进行实验。 （2）[1][2]在玻璃板前点燃蜡烛A，然后拿未点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动，若后面的蜡烛点燃，会冲淡成像光线，使成像不清晰；人眼在玻璃板的前侧观察，直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，此时蜡烛B代替了蜡烛A与A的像进行比较，这种确定像与物大小的方法叫等效替代法。 （3）[1]平面镜成像中，物与像大小相等，与物体到平面镜的距离无关，故当蜡烛A远离玻璃板时，像的大小不变。 [2]光屏上无法呈现蜡烛的像，实像可以被光屏承接，虚像不能被光屏承接，所以，平面镜成的是虚像。 （4）平面镜所成的像和物关于平面镜对称，将玻璃板向右平移，玻璃板所在的平面不变，且蜡烛的位置不变，故蜡烛像的位置不变。 ▌例2 在“探究平面镜成像的特点”实验中（如图）。 （1）实验室提供平面镜、茶色玻璃板和透明玻璃板，应选___________作为平面镜，这样做的目的是为了便于___________； （2）小丁选择两只大小外形完全一样的蜡烛是为了比较___________； （3）小丁在竖立的玻璃板前点燃蜡烛，拿未点燃的另一只蜡烛在玻璃板后面竖直移动，人眼一直在玻璃板的___________（选填“前”或“后”）方观察，直至未点燃的蜡烛与已点燃蜡烛的像完全重合，这种确定像与物大小关系的方法叫___________法； （4）细心的小丁透过玻璃观察蜡烛的像时，看到在像的后面还有一个较模糊与像有部分重叠的像，出现两个像的原因是___________，此时成两个像的物距分别是蜡烛到玻璃板前后两个面的距离，若玻璃板厚度为3mm，则两个像的中心距离为___________mm； （5）如图，小丁把四个模型分别面对玻璃板直立在桌面上，用于研究像与物左右位置的关系，其中能够达到实验目的的是___________； （6）小丁在实验过程中，如果在水平桌面上无论怎样移动镜后的蜡烛，都无法与镜前蜡烛的像完全重合，其原因可能是___________。 【答案】茶色玻璃板 确定像的位置 像与物的大小关系 前 等效替代 玻璃板有厚度 6 C 玻璃板与桌面不垂直 【解析】（1）[1][2]透明玻璃板比较透明，透过的光多，反射的光少，蜡烛成像不够清晰；茶色玻璃比较暗，透过的光少，反射的光多，蜡烛成像更清晰。所以应选茶色玻璃板，这样做的目的是为了便于确定像的位置。 （2）[3]该实验选择两只大小外形完全一样的蜡烛是为了便于比较像与物的大小关系。 （3）[4][5]平面镜成的像是虚像，应在平面镜前观察，比较像与物的大小关系，运用了等效替代法。 （4）[6][7]由于像是由光的反射形成的，而普通玻璃的两面都能反射光，能成两个像，所以通过玻璃板该同学看到了同一个蜡烛的两个像；根据物与像到反射面的距离相等，平面镜的前后两面所成的像之间的距离为平面镜厚度的2倍，玻璃板厚度为3mm，则两个像的中心距离为6mm。 （5）[8]由图可知，四个模型分别为A、T、C、V，从模型上看，只有C左右不同，而A、T、V 左右相同，所以当小明研究像与物左右位置的关系，把四个模型分别面对玻璃板直立在桌面上，用模型A、T、V不能达到实验目的，只有C左右不同，能够达到实验目的，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 （6）[9]玻璃板竖直放在水平桌面上，像在水平桌面上，玻璃板没有竖直放置时，像会偏上或偏下，所以如果无论怎样移动蜡烛都无法与像重合，原因可能是玻璃板没有与桌面垂直放置。 难点折射成像的位置判断与现象解释 核心难点：不同介质间折射角与入射角的大小关系记混，水中物体虚像的位置判断出错，光路偏折方向画反。 方法透析： 1．折射角大小判断口诀：疏大密小 光从光疏介质（空气）斜射入光密介质（水、玻璃），折射角小于入射角，折射光线向法线偏折； 光从光密介质斜射入光疏介质，折射角大于入射角，折射光线远离法线。 2．虚像位置规律 无论是从空气中看水中的物体，还是从水中看空气中的物体，看到的虚像位置都比实际物体位置偏高（更靠近观察者一侧）。 典型应用：池水看起来比实际浅、水中筷子向上弯折、叉鱼时要瞄准看到的鱼的下方。 ▌例1 潜水爱好者在水下潜泳时，看见岸边人的位置（　　） A．比实际位置偏高 B．与实际位置一样 C．比实际位置偏低 D．无法判断 【答案】A 【解析】潜水爱好者在水下潜泳时，看见岸边人，是人反射的光线从空气斜射入水中时在水面发生折射，折射角小于入射角，折射光线进入潜水爱好者眼中，人逆着折射光线沿直线看到了物体的虚像，比实际位置偏高，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 ▌例2 站在平静的池塘旁，可看到岸边大树的倒影和水中游的鱼，前者是光的______现象，后者是光的______现象.如图所示，渔夫在叉水中的鱼时，看到的是鱼的______（选填“实像”或“虚像”），看到的鱼比实际的鱼要______（选填“浅”或“深”），所以渔夫叉鱼应瞄准看到的鱼的______（选填“方向”、“上方”或“下方”）才能叉到鱼，若渔夫想要用手电筒将水中鱼照亮，他将用手电筒照向看到的鱼的______（选填“方向”、“上方”或“下方”）。 【答案】 反射 折射 虚像 浅 下方 方向 【解析】[1]岸边大树的倒影是平面镜成像，是利用了光的反射原理，即倒影是光的反射现象。 [2]由于光从空气斜射入水中时会发生折射，所以水中游的鱼是光折射后产生的像。 [3] 光的反射和光的折射成的像都是虚像，不可用光屏承接，所以渔夫看到水中的鱼也是虚像。 [4][5]由于光的折射，会使水中的物体看起来变浅，所以看到的鱼的高度比实际鱼的位置要高，所以，应该瞄准看到的鱼的下方才能叉到鱼。 [6]因在折射现象中光路是可逆的，所以，若爷爷用手电筒去照亮鱼，应直接对准所看到的鱼照射，即应对准鱼的像S′照射，才能照亮鱼，即他将用手电筒照向看到的鱼的方向。 考点光现象的辨析 ▌例1 我国的语言文字丰富多彩，下列成语所描述的光现象与其成因对应正确的是（　　） A．“镜花水月”——光的折射 B．“一叶障目”——光的反射 C．“立竿见影”——光的直线传播 D．“海市蜃楼”——光的折射 【答案】CD 【解析】A．“镜花水月”属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故A错误； B．“一叶障目”是由于光的直线传播而使叶子挡住了射入人眼的光线，故B错误； C．“立竿见影”是由于光的直线传播而形成了影子，故C正确； D．“海市蜃楼”是由于光在不均匀的大气中传播时发生折射而形成的，故D正确。 故选CD。 解题要点 快速区分四类光现象的核心依据： ①光的直线传播：光在同种均匀介质中沿直线传播，未穿过介质分界面，传播方向无偏折； ②光的反射：光遇到分界面后返回原介质，传播方向改变但介质种类不变； ③光的折射：光穿过分界面进入另一种介质，传播方向发生偏折； ④光的色散：本质是不同色光折射程度不同，属于光的折射的特例。 ▌迁移练1-1近年来，我市生态环境持续改善，湿地水清岸绿、林间百鸟欢鸣，成为市民休闲打卡的好去处。下列关于湿地周边观察到的现象，对应的光学原理判断正确的是（　　） A．岸边的人看到水中游动的小鱼比实际位置偏浅，是光的直线传播现象 B．岸边的垂柳在水中形成优美的倒影，是光的折射现象 C．阳光穿过树叶缝隙，在地面形成圆形光斑，是光的反射现象 D．雨后天空中出现彩虹，是光的色散现象 【答案】D 【解析】A．岸边的人看到水中游动的小鱼比实际位置偏浅，是由于光从水中斜射入空气时发生折射，折射角大于入射角，导致虚像位置比实际位置浅。这是光的折射现象，而非直线传播，故A错误； B．垂柳在水中的倒影，是光的反射现象，平静的水面相当于平面镜，倒影是平面镜成像，由光的反射形成，并非光的折射，故B错误； C．阳光穿过树叶缝隙形成圆形光斑，是光的直线传播现象，小孔成像，光斑是太阳的实像，并非光的反射，故C错误； D．雨后天空出现彩虹，是光的色散现象，太阳光通过雨滴发生折射、反射后分解成多种色光，故D正确。 故选 D。 ▌迁移练1-2（多选）下列关于光学知识的叙述正确的是（　　） A．光在同种均匀介质中沿直线传播 B．光在真空中的传播速度约为340m/s C．光的色散就是将白光分解成红、绿、蓝三种色光的现象 D．烛焰通过小孔在光屏上成倒立的实像，且像的形状与小孔的形状无关 【答案】AD 【解析】A．由光学知识可知，光在同种均匀介质中沿直线传播，故A正确； B．光在真空中的传播速度约为，故B错误； C．光的色散就是将白光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的现象，故C错误； D．小孔成像是由于光的直线传播所形成的倒立的实像，烛焰通过小孔在光屏上成倒立的实像，像的形状与小孔形状无关，故D正确。 故选AD。 考点光的反射定律与角度计算 ▌例2平面镜在生活中有很多的应用。 （1）如图所示，检查视力时，视力表在镜中的像与被测者相距______m，将视力表远离平面镜，所成的像将________（选填A“变大”、B“变小”或C“不变”）。若被测者看到“E”的像开口向上，则视力表上的该“E”开口向______； （2）一只小鸟在离湖面10m的上空飞行，若湖深为5m，则小鸟在湖里所成的像与它的距离是______，它在湖里所成的像是______（选填A“虚”或B“实”）像； （3）一束光线与镜面的夹角成50°射到平面镜上，则反射光线与入射光线的夹角为__________度；若光线垂直镜面入射，此时入射角大小为______度，反射光线相对于入射光线方向改变______度。 【答案】（1）5 不变 上；（2）20m 虚；（3）80 0 180 【解析】（1）[1]平面镜距视力表2.7m，根据物像到平面镜的距离相等可知，视力表的像到平面镜的距离也是2.7m，被测者与平面镜的距离是 视力表在镜中的像与被测者相距为 [2]由平面镜成像特点可知，镜子中视力表是视力表的等大、虚像，将视力表远离平面镜，所成的像将不变。 [3]平面镜所成的像和物关于镜面对称，故若被测者看到“E”的像开口向上，则视力表上的该“E”开口向上。 （2）[1][2]当小鸟距水面10m时，根据平面镜成像特点，它的像与湖面的距离是10m。所成的像与它的距离是20m。平面镜所成的像是由光的反射形成的虚像。 （3）[1]一束光线与镜面的夹角成50°射到平面镜上，则入射角为 根据光的反射定律，反射角等于入射角，所以反射角也为40°，则反射光线与入射光线的夹角为 [2][3]若光线垂直镜面入射，此时入射光线与法线重合，入射角大小为0°，此时反射光线原路返回，则反射光线相对于入射光线方向改变180°。 解题要点 反射角度计算三步走： ①定基准：先找法线（垂直于反射面），所有角度都以法线为计算基准； ②算角度：入射角 = 90°－入射光线与镜面的夹角，反射角 = 入射角； ③看变化：入射角变化多少，反射角同步变化多少；反射光线与入射光线的总夹角变化量，是入射角变化量的2倍。 ▌迁移练2-1如图所示，是探究光的反射定律的实验。小王同学将一块平面镜放在水平桌面上，再把一块白色纸板A竖直放置在平面镜上，纸板A右半部分可以绕NO转动，让一束光贴着纸板A射向O点，下列说法正确的是（　　） A．光在纸板上发生了漫反射，不遵循反射定律 B．当入射光垂直于平面镜入射时，入射角为90° C．入射角增大10°，反射光线与入射光线的夹角增大20° D．图乙中，将纸板沿NO折转后，反射光也不存在了 【答案】C 【解析】A．光在纸板上发生了漫反射，而漫反射和镜面反射都遵循光的反射定律，故A错误； B．当入射光垂直于平面镜入射时，入射光线与法线重合，根据入射角的定义（入射光线与法线的夹角），此时入射角为0°，故B错误； C．因为反射角等于入射角，当入射角增大10°时，反射角也增大10°，那么反射光线与入射光线的夹角会增大20°，故C正确； D．图乙中，将纸板沿NO折转后，反射光线仍然存在，只是不在纸板所在平面了，故D错误。 故选C。 ▌迁移练2-2如题图所示，雨后的夜晚，路上有些积水，甲、乙两同学在较暗的月光下相向而行，两位同学看到的现象是（　　） A．水面对月光发生的是漫反射 B．地面对月光发生的是镜面反射 C．甲看到水面比路面亮，乙看到水面比路面暗 D．甲看到水面比路面暗，乙看到水面比路面亮 【答案】C 【解析】A．水面是光滑的，水面对月光发生的是镜面反射，故A不符合题意； B．地面是粗糙，地面对月光发生的是漫反射，故B不符合题意； CD．甲同学迎着月光走，月光照射到水面上，发生镜面反射，反射光线进入人眼，比较刺眼，照在路面发生漫反射，少量的光线进入人眼，比较暗，故甲看到水面比路面亮，乙同学是背着月光，当月光照射到水面上，发生镜面反射，反射光线不会进入人眼，照在路面发生漫反射，少量的光线进入人眼，故水面比较暗，路面比较亮，故C符合题意；D不符合题意。 故选C。 考点平面镜成像特点与实验探究 ▌例3在探究平面镜成像特点实验中。 （1）装置如图甲所示。现有茶色玻璃板和透明玻璃板，实验时应选择___________来代替平面镜，实验时，选择两支相同的蜡烛，是为了比较像与物体的___________；测量两支蜡烛到玻璃板的距离，是为了比较像与物体到平面镜的距离是否___________； （2）下列有关该实验的说法中，正确的是___________； A．为了便于观察，该实验最好在较暗的环境中进行 B．如果将蜡烛A向玻璃板靠近，蜡烛A的像会变大 C．移去蜡烛B，并在原蜡烛B的位置放一光屏，发现光屏上能得到蜡烛的像 D．移动蜡烛A进行多次实验，目的是多次测量取平均值减小误差 （3）在实验中如果把玻璃板向右倾斜，如图乙所示，观察到蜡烛像的大致位置在图中的________（填“1”或“2”）处； （4）同桌的小华用“字母F”代替蜡烛进行实验，那么“字母F”在玻璃板中的像是___________。 A．    B．     C．    D． 【答案】茶色玻璃板 大小关系 相等 A 1 C 【解析】（1）[1][2][3]茶色玻璃板对光的反射能力比透明玻璃板强，用茶色玻璃板成的像比较明亮清晰；选用两支相同的蜡烛，是为了比较像和物的大小关系；测量像和物到玻璃板的距离，是为了研究像和物到平面镜的距离是否相等。 （2）[4]A．在较暗的环境中，点燃的蜡烛成的像与环境的亮暗有明显的差别，易于观察，故A正确； B．平面镜成的像与物体等大，如果将蜡烛A向玻璃板靠近，蜡烛A的像大小不会改变，故B错误； C．平面镜成的像是虚像，不会在光屏上呈现出来，故C错误； D．移动蜡烛A进行多次实验，是为了研究像距与物距的关系，使结论具有普遍性，故D错误。 故选A。 （3）[5]因为平面镜成像时，像与物关于平面镜对称，故此时像应该在1位置。 （4）[6]平面镜所成的像与物关于镜面对称，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 解题要点 平面镜成像实验核心考点梳理： ①实验方法：等效替代法——玻璃板替代平面镜（确定像的位置）；相同蜡烛替代像（比较像物大小）； ②成像本质：等大、等距、垂直、虚像，像的大小与物距无关，始终与物体等大； ③误差分析：厚玻璃板→重影干扰；玻璃板不竖直→像物无法重合。 ▌迁移练3-1小明同学身高1.6m，他站在平面镜前3m处，他到平面镜里自己像的距离为______m，他的像高_______m；若他向镜面前进0.5m，则他与镜子中的像相距_________m。 【答案】 6 1.6 5 【解析】[1][2]根据平面镜成像原理，物到镜面的距离等于像到镜面的距离，且像高等于物高。小明到镜面距离为3m，因此像到镜面距离也为3m，故小明到像的距离为 小明身高1.6m，因此像高也为1.6m。 [3] 小明向镜面前进0.5m后，他到镜面距离变为 像到镜面距离也为2.5m，故他与像的距离为 ▌迁移练3-2关于平面镜、凸面镜和凹面镜，其说法错误的是（　　） A．探照灯的反光装置大多是凸面镜 B．平面镜既可以成像，又可以改变光路 C．道路拐弯处的反光镜大多是凸面镜，可以扩大视野 D．太阳炉是利用凹面镜工作的，大的太阳炉甚至可以用来熔化金属 【答案】A 【解析】A．探照灯的反光装置大多是凹面镜，将光源放在凹面镜的焦点上，通过反射得到平行光，故A错误，符合题意； B．平面镜可以使光发生反射，既可以成像，又可以改变光路，故B正确，不符合题意； C．凸面镜对光有发散作用，道路拐弯处的反光镜大多是凸面镜，可以扩大视野，故C正确，不符合题意； D．太阳炉是利用凹面镜工作的，大的太阳炉将太阳光会聚在焦点处，温度很高，甚至可以用来熔化金属，故D正确，不符合题意。 故选A。 考点光的折射规律与现象解释 ▌例4站在河岸上的人看见水中的鱼，下列说法正确的是（　　） A．人看到的是鱼的虚像，比鱼的实际位置深 B．这是光的折射现象，人沿着折射光线的反向延长线看到了虚像 C．这是光的反射现象，人沿着反射光线的反向延长线看到了虚像 D．人看到的是鱼的实像，比鱼的实际位置浅 【答案】B 【解析】AD．人看到的是鱼的虚像，比鱼的实际位置浅，故AD 错误； BC．这是光的折射现象，人沿着折射光线的反向延长线看到了虚像，故B正确，C错误。 故选B。 解题要点 折射成像问题分析技巧： ①明确光路方向：光从被观察物体射出，射向观察者的眼睛； ②判断偏折方向：光从水/玻璃进入空气，折射角大于入射角，光线远离法线； ③定位虚像：人眼逆着折射光线直线延长，虚像位置比实际物体更靠近观察者（偏高/偏浅）。 ▌迁移练4-1探究光折射时折射角与入射角的关系，如图所示，使一束光从甲介质斜射入乙介质，测量并记录入射角和折射角大小；改变光束射向点的角度，进行多次实验，数据如下表所示： 实验次数 1 2 3 4 入射角 折射角 15.1° （1）光从甲介质斜射入乙介质发生折射时，折射角___________入射角；折射角随着入射角的增大而___________。 （2）做完第4次实验后，同学们又使一束光从乙介质中以的入射角射入甲介质，测得折射角恰好为，这说明在折射现象中，___________。 （3）从实验数据可以推断，甲、乙两种介质可能分别是：___________（填选项）。 A．空气、玻璃 B．空气、水 C．玻璃、空气 【答案】（1）大于 增大；（2）光路可逆；（3）C 【解析】（1）[1][2]由表格数据可知，光从甲斜射入乙时，每一组折射角都大于入射角；并且入射角逐渐增大时，折射角也随之增大，因此折射角随入射角的增大而增大。 （2）光从甲射入乙的折射方向，反向逆着折射光入射，最终折射光沿原来入射光的方向射出，说明在折射现象中，光路是可逆的。 （3）光从其他介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。由表可知，光从甲射入乙时折射角始终大于入射角，说明甲是其他介质，乙是空气，故C符合题意，AB不符合题意。 故选C。 ▌迁移练4-2下列光学现象中与“海市蜃楼”的形成原因不同的是（　　） A．用放大镜看地图 B．柳树在河面的倒影 C．池水看起来“变浅” D．插入水中的筷子看上去好像折断了 【答案】B 【解析】“海市蜃楼”是由光的折射形成的； A．用放大镜看地图，属于凸透镜成像，是由光的折射形成的，故A不符合题意； B．柳树在河面的倒影，属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故B符合题意； C．池水看起来“变浅”，是由光的折射形成的，故C不符合题意； D．插入水中的筷子看上去好像折断了，是由光的折射形成的，故D不符合题意。 故选B。 考点光的色散与物体的颜色 ▌例5关于光的色散现象，下列说法正确的是（     ） A．光的色散是光的反射形成的 B．白光是由红、绿、蓝三种色光混合而成的 C．彩虹的形成是光的色散现象 D．色散现象说明白光是单色光 【答案】C 【解析】A．光的色散是不同色光折射程度不同，经折射后分解为多种色光，是光的折射形成的，故A错误； B．白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光混合而成的，红、绿、蓝是色光的三原色，故B错误； C．彩虹是太阳光通过空气中的小水滴发生折射，分解为七种色光，属于光的色散现象，故C正确； D．色散现象将白光分解为多种色光，说明白光是由多种色光混合而成的复色光，故D错误。 故选C。 解题要点 色散与物体颜色速记： ①白光七色红橙黄绿蓝靛紫，色散本质是折射； ②光的三原色红绿蓝，颜料三原色红黄蓝； ③透明透啥色显啥色，不透明反啥色显啥色。 ▌迁移练5-1一幅美术作品，当用红光照射时，看到纸呈红色，图案呈黑色；若用蓝光照射，纸和图案都呈蓝色。那么，在太阳光下，纸和图案的颜色分别是（     ） A．白色，蓝色 B．蓝色，蓝色 C．红色，蓝色 D．白色，红色 【答案】A 【解析】红光照射纸呈红色（纸能反射红光），蓝光照射纸呈蓝色（纸能反射蓝光），说明纸可以反射所有色光，因此纸在太阳光下是白色； 红光照射图案呈黑色（图案吸收红光，不反射红光），蓝光照射图案呈蓝色（图案反射蓝光），说明图案只反射蓝光，因此图案在太阳光下是蓝色。 故选A。 ▌迁移练5-2彩色电视机呈现出的各种颜色都是由三种基本色光混合而成的，这三种色光是（　　） A．红、黄、蓝 B．红、蓝、绿 C．黄、绿、红 D．黄、蓝、紫 【答案】B 【解析】彩色电视机荧光屏上呈现各种颜色，都是有三种基本色光混合而成的，这三种基本色光是红、绿、蓝，故ACD错误，B正确。 故选B。 基础达标 1．国庆期间，某高楼举办灯光秀，为市民游客带来一场场精彩震撼的视觉盛宴。下列说法错误的是（     ） A．五光十色的灯光是光的色散现象 B．灯光秀的色彩是由红、绿、蓝三种色光混合而成的 C．正在发光的LED灯泡是光源 D．当红色灯光照在白色衣服上时，衣服会反射红光 【答案】A 【解析】A．五光十色的灯光是由不同色光混合或不同光源发出的，并非白光分解为多种色光的色散现象，故A错误； B．光的三原色为红、绿、蓝，灯光秀色彩由这三种色光混合而成，故B正确； C．正在发光的LED灯泡自身能发光，是光源，故C正确； D．白色物体反射所有色光，红光照在白色衣服上时衣服反射红光，故D正确。 本题选择错误的，故选A。 2．关于光和声的传播，下列说法正确的是（     ） A．声音能在真空中传播 B．光比声音传播速度慢 C．光在真空中的传播速度是 D．光一定沿直线传播 【答案】C 【解析】A．声音的传播需要介质，声音不能在真空中传播，故A错误； B．光在空气中的传播速度约为，声音在空气中的传播速度约为340m/s，光的传播速度比声音的传播速度快得多，故B错误； C．光在真空中的传播速度为，故C正确； D．光仅在同种均匀介质中沿直线传播，故D错误。 故选C。 3．如图所示是光的三原色色光照射在白墙壁上的示意图，图中区域、区域的色光分别是（     ） A．黄、白 B．绿、白 C．黄、黑 D．绿、黑 【答案】B 【解析】光的三原色是红、绿、蓝，图中已有红、蓝，故区域1为绿光； 红、绿、蓝三色光混合后为白光，故三圆重叠的区域2为白光，故B符合题意；ACD不符合题意。 故选B。 4．巴黎奥运会跳水女子比赛中，中国选手全红婵夺得女子10米跳台冠军。全红婵跳下去保持抱腿姿势的过程中，全红婵在水中的像（     ） A．实像，且像与水面的距离变小 B．实像，且像与水面的距离变大 C．虚像，且像逐渐变大 D．虚像，且像的大小不变 【答案】D 【解析】全红婵在水中的像类似于平面镜成像，平面镜成像中，像为虚像，且像与物大小相等，像与物到平面镜的距离相等，因此该过程中像的大小不变；全红婵跳下去保持抱腿姿势的过程中，物距变小，像距变小，则像与水面的距离变小，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 5．如图所示，一束太阳光通过三棱镜射到光屏上。光屏上形成一条彩色的光带，这是______________现象。光带范围为，位于光屏点处的色光颜色为______________（选填“红”或“紫”）色。英国物理学家______________利用______________镜分解了太阳光，揭开了光的颜色之谜。 【答案】 光的色散 紫 牛顿 三棱 【解析】不同色光通过三棱镜时偏折程度不同，紫光偏折程度最大，a点处色光偏折程度更大，故为紫色；其余为识记类内容，解析略。 6．如图所示，过入射点O且垂直于分界面的直线 NN' 称为_________。AO是_________，OB是_________；入射光线与法线的夹角α称为_________，折射光线与法线的夹角γ称为_________。 【答案】 法线 入射光线 折射光线 入射角 折射角 【解析】略 7．如图（a）所示，眼睛从A处移到B处的过程中都能看到硬币，再稍向后移（如移到C处），碗壁挡住了来自硬币的光，因而看不到硬币。如图（b）所示，加水后来自硬币P的光PO从水射向空气，由于折射角_________入射角，折射光OC得以进入眼睛，因而能再次看到硬币。 【答案】大于 【解析】由光的折射规律可知，光从水斜射入空气时，折射角大于入射角。 8．小华在湖边散步时，在湖面上看到了“鱼在云中游”的景象（如图）。湖面上云的倒影是由于光的_______ 形成的。小华看到鱼所处的位置不是鱼真实所处的位置，这是因为光在水面发生了_______ 。（均选填“直线传播”“反射”或“折射”） 【答案】 反射 折射 【解析】湖面上云的倒影属于平面镜成像，是由于光的反射形成的。 看见河水中的鱼，是鱼反射的光从水中斜射入空气中发生折射，折射光线远离法线，人眼逆着折射光线看，看到的是鱼的虚像，虚像位置比实际位置浅，故小华看到鱼所处的位置不是鱼真实所处的位置。 9．在“探究光的反射规律”的实验中，小丽设计了如图甲所示的实验，平面镜放在水平桌面上，纸板可绕转动。 （1）小丽先将平面镜平放在水平桌面上，再把白色硬纸板竖立放在平面镜上，一束光贴着纸板入射到平面镜上，光路如图甲所示，则反射角为______________°； （2）为了探究反射角与入射角大小的关系，应进行的操作是______________； A．改变入射角的大小 B．改变纸板与平面镜之间的夹角 （3）选用的是白色硬纸板，白色硬纸板的作用是______________； （4）为了进一步确定反射光线的位置，小丽同学把硬纸板B沿PQ剪开，将硬纸板的上半部分向后折转一定的角度如图乙，发现在硬纸板B的__________半部分看不到反射光线，此实验现象说明反射光线、入射光线和法线______________（选填“在”“不在”）同一平面； （5）完成实验后，小丽同学将光线沿着FO射入，是为了验证在光的反射现象中，__________。 【答案】（1）40；（2）A；（3）显示光路；（4）上 在；（5）光路是可逆的 【解析】（1）由图甲可知，入射光线EO与法线ON的夹角为40°，即入射角为40°。根据光的反射定律，反射角等于入射角，因此反射角为40°。 （2）探究反射角与入射角大小的关系，需要改变入射角并多次测量对应的反射角，比较两者的大小关系，因此应改变入射角的大小。纸板应保持与平面镜垂直，改变纸板与平面镜之间的夹角会破坏实验条件。 （3）白色硬纸板能使照射在其上的光发生漫反射，便于从不同方向观察光的传播路径，从而显示光路。 （4）将硬纸板B沿PQ剪开并把上半部分向后折转后，上半部分与原来的光路平面不再重合，因此在硬纸板B的上半部分看不到反射光线；由此说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。 （5）将光线沿FO方向射入，若反射光线沿OE方向返回，说明光能够沿原来的光路反向传播，从而验证光的反射现象中光路是可逆的。 10．小明通过实验探究平面镜成像的特点。 （1）实验中，他在水平桌面的白纸上竖立一块玻璃板作为平面镜，利用玻璃板目的是：____________________________。 （2）在玻璃板前放一支点燃的蜡烛A，可以看到玻璃板后面蜡烛的像，如图所示。小明拿另一支______________的蜡烛B，在玻璃板后面移动，直到它看上去与蜡烛A的像______________。 （3）移去蜡烛B，在其位置上放置一块光屏，光屏上______________（选填“能”“不能”）呈现蜡烛的像，这表明物体通过平面镜所成的像是______________。 （4）当蜡烛A向玻璃板靠近时，像的大小______________（选填“变大”“变小”“不变”）。 【答案】（1）便于确定像的位置；（2）相同 重合；（3）不能 虚像；（4）不变 【解析】（1）透明的玻璃板，既可以成像，又透光，可以观察到玻璃板的另一侧，便于确定像的位置。 （2）本实验用到了等效替代法，为了探究像与物的大小、以及位置关系，拿另一支外形相同但未点燃的蜡烛B，竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛A的像重合，此时蜡烛B所在位置就是蜡烛A像的位置 （3）虚像不能用光屏承接，在像的位置上放置一块光屏，光屏上不能呈现蜡烛的像，平面镜所成的像是虚像。 （4）平面镜成像时，像与物大小相等，因此当蜡烛A向玻璃板靠近时，像的大小保持不变。 11．在“探究光从玻璃斜射入空气的折射规律”的实验中，小东借助激光笔、半圆形玻璃块和带刻度的光具盘完成了实验，观察到如图所示的1、2、3三条光束，并在光具盘上用笔描出了对应的光路。 （1）图中的折射角大小为___________； （2）根据实验现象初步发现，光从玻璃斜射入空气时，折射角_______（选填“>”、“=”或“<”）入射角； （3）现在要探究光的折射现象中光路是否可逆，具体的操作是________，如果看到_______现象，就可证明光路是可逆的。 【答案】（1）80°；（2）>；（3）让入射光沿光路2射入 折射光从光路1射出 【解析】（1）由图可知，光束1是入射光，光束3是反射光，光束2是折射光。光束1和3中间所夹的直线为法线，折射光线与法线的夹角为折射角，则折射角为80°。 （2）由图可知，入射角为40°，折射角为80°，因此折射角大于入射角。 （3）要探究光的折射现象中光路是否可逆，则只需让入射光沿折射光（光路2）入射到玻璃砖，若看到折射光沿光路1射出，就能说明折射现象中光路是可逆的。 12．请根据平面镜成像的特点画出物体AB通过平面镜成的像。（保留作图痕迹） 【答案】 【解析】平面镜成像时，像与物体关于镜面对称，故先作出端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′，再用虚线连接A′、B′，即为物AB在平面镜中所成的像，据此作图。 13．请在图中画出光从空气斜射入玻璃发生折射后折射光线的大致方向。 【答案】 【解析】依据光的折射规律：当光从空气斜射入玻璃时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角。据此在玻璃中画出折射光线，如图所示。 14．如图所示，请通过画光路图，作出青蛙能看到的井外的最大范围，保留作图痕迹。 【答案】 【解析】光在同种均匀介质中沿直线传播，井壁是不透明的，只有井外的光线能沿直线穿过井口边缘，直接射入青蛙眼睛的区域，青蛙才能观察到。分别连接青蛙位置与井口的左边缘点、右边缘点，沿从井外指向青蛙的方向，在两条连线上标注箭头表示光的传播方向，这两条光线之间的井外区域，就是青蛙能看到的最大范围。据此作图。 能力进阶 15．工作人员在景区调试灯光布置，如图所示，一块平面镜水平放置在支架上，一束与水平方向成60°角的光射向平面镜，现要使反射光竖直向上照射，平面镜应绕入射点（     ） A．顺时针转动15° B．逆时针转动15° C．顺时针转动75° D．逆时针转动105° 【答案】B 【解析】如图所示，平面镜水平放置时，入射光和水平的夹角为60°；要使反射光竖直向上照射，则入射角和反射角的夹角变为30°，入射角和反射角相等，入射角为15°，则此时入射光线和镜面的夹角为 平面镜应绕入射点逆时针旋转 故选B。 16．市面上有一种化妆镜由两面镜子组成，甲镜子是平面镜；乙镜子是凹面镜，可成放大的像。关于这种化妆镜，以下说法正确的是（     ） A．乙镜子和汽车前灯的反光装置是同种类型 B．乙镜子和汽车后视镜是同种类型 C．甲镜子成虚像，乙镜子成实像 D．靠近甲镜子观察细节，是为了使像变大 【答案】A 【解析】A．汽车前灯的反光装置是凹面镜，利用凹面镜对光线的会聚作用，将灯泡发出的光反射后变成平行光，照亮前方道路；化妆镜中的乙镜子是凹面镜，二者是同种类型，故A正确； B．汽车后视镜通常是凸面镜，目的是通过其对光线的发散作用，扩大驾驶员的视野范围，看到更大区域的后方情况；化妆镜中的乙镜子是凹面镜，二者类型不同，故B错误； C．甲镜子是平面镜，平面镜成正立、等大的虚像；乙作为化妆凹面镜使用时，是利用物距小于焦距时成正立、放大的虚像，故C错误； D．平面镜成正立、等大的虚像，靠近甲镜子观察细节时，像的大小不变，故D错误。 故选A。 17．如图甲为手机防窥膜结构图，采用了超细百叶窗光学技术。贴在手机屏幕上的效果（如图乙），其原理类似百叶窗，只能透过一定角度的光线，两侧之所以看不清屏幕内容，其原理是光的________；此防窥膜贴在手机屏幕上，但不能防止正上方的窥视；为了让防窥效果更好（可视范围减小），可以适当地________（选填“增大”或“减小”）超细百叶窗的间距。 【答案】 直线传播 减小 【解析】两侧之所以看不清屏幕内容，是由于光的直线传播，屏幕发出的光线被百叶窗挡住，不能传递到两侧； 由光的直线传播可知，减小超细百叶窗的间距，可使透过的光线角度范围减小，即可视范围减小，防窥效果更好。 18．如图所示，找一个空的易拉罐，用钉子在易拉罐底部的中央敲一个小孔，将易拉罐的顶部剪去，蒙上一层塑料薄膜，这样就制成了一个针孔照相机。将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置，观察并研究成像的特点： （1）蜡烛在塑料薄膜上所成的像是___________（选填“正立”或“倒立”）的实像，这是利用了光的___________原理。 （2）如果易拉罐底部小孔是三角形，则它在塑料薄膜上看到的像是（     ）（选填字母）。 A．三角形光斑 B．圆形光斑 C．蜡烛的形状 （3）将蜡烛远离小孔，则它在塑料薄膜上的像将___________（选填“变大”“变小”“不变”）。 （4）如果小孔变大，它在薄膜上所成的像将变得___________（选填“清晰”或“模糊”）。 【答案】（1）倒立 直线传播；（2）C；（3）变小；（4）模糊 【解析】（1）针孔照相机的成像本质是小孔成像，利用的是光的直线传播，蜡烛上方的光线穿过小孔后会投射到薄膜下方，蜡烛下方的光线穿过小孔后会投射到薄膜上方，因此成倒立的实像。 （2）小孔成像的特点是像的形状由光源的形状决定，和小孔自身的形状无关，因此三角形小孔成的像依然是蜡烛的形状。故选C。 （3）小孔成像的像的大小和物距有关：当像距（小孔到塑料薄膜的距离）不变时，蜡烛远离小孔、物距增大，像会变小。 （4）如果小孔变大，蜡烛不同位置发出的光穿过大孔后会在薄膜上形成多个重叠的像，原本清晰的像就会变得模糊。 19．小阳将图甲所示的实验装置放在水平台面上，其中圆柱状烟雾室可以随水平底座旋转，可调节的激光器发出的入射光束AO始终斜射向平面镜上的O点，反射光束OB，光束NO始终过O点与平面镜垂直。 （1）让圆柱状烟室内充满烟雾，目的是______________。 （2）实验中，多次改变入射光AO的位置，通过调整观察的角度，总能看到三条光束_______的现象时，可归纳得出：在光的反射现象中，反射光线、入射光线和法线在_______平面内。 （3）为了探究反射角与入射角的大小关系，应该进行的操作是_____________，多次实验。此项操作，属于科学探究中的_____。 A．问题    B．证据    C．解释    D．交流 （4）如图丙所示，这是上午某个定日镜的反射情况，为了使太阳光反射到接收器中，随着太阳的运动，该定日镜应该逐渐向_____（选填“顺”或“逆”）时针方向转动。 【答案】（1）显示出光的传播路径；（2）重合 同一；（3）改变入射角的大小 B；（4）逆 【解析】（1）在探究光的反射规律实验中，让圆柱状烟雾室内充满烟雾，是因为烟雾颗粒可以对光进行散射，从而显示出光的传播路径，便于观察实验现象。 （2）实验中多次改变入射光AO的位置，通过调整观察角度，总能看到光束OB遮挡住光束AO和光束NO，即三条光束重合的现象，可归纳得出：在光的反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一平面内。 （3）为了探究反射角与入射角的大小关系，不能只测一组数据，应该进行的操作是改变入射光线的角度（即改变入射角），测量对应的反射角，进行多次实验。这一过程是为了获取实验数据来支持结论，属于科学探究中的“证据”环节，故B正确； （4）上午太阳逐渐向西运动，根据光的反射定律，要使太阳光反射到接收器中，反射光线需随太阳运动而调整，定日镜应逐渐向逆时针方向转动，以改变入射角，使反射光线能到达接收器。 20．根据视力检测标准，受测人需要与“E”型视力检测表相隔一定的距离才能进行检测，因受场地限制，医生用如图所示的方法为王红同学检查视力，“E”型视力表与平面镜相距3m，王红与视力表相距1m并且观看的是平面镜中“E”型视力表的像。如果王红如图所示位置站起来以0.6m/s的速度朝平面镜的方向走了3秒后，她距离“E”型视力表的像是多远？ 【答案】3.2m 【解析】初始时王红到平面镜的距离为 王红3s内行走的路程为 行走后王红到平面镜的距离为 由平面镜成像特点可知，视力表的像到平面镜的距离为 ，则王红到视力表像的距离为 21．用激光器向一个星球发射激光信号，8s后接收到从该球返回的信号，光速。问： （1）该星球距离地球有多少千米？ （2）如果一辆赛车以600km/h的速度不停地跑，需要经过多少小时才能跑完这段路程？ 【答案】（1）；（2）2000h 【解析】（1）激光往返总时间为8s，单程传播时间为总时间的一半，单程时间 由得，星球到地球的距离 （2）由得，赛车行驶时间 22．作图题 （1）如图，物体AB放在平面镜前，请作出物体AB在平面镜中所成的像。 （2）口腔是人体的重要组成部分，口腔健康是全身健康的基础。如图甲所示，牙医利用内窥镜（小平面镜）观察牙齿的情况，请在图乙中画出能反映人眼通过内窥镜观察牙齿的光路图。 （3）如图所示是光源S发出的两条光线经平面镜反射后的两条反射光线，请利用平面镜成像特点确定光源位置，并完成光路图。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】（1）平面镜成像特点是像与物体关于镜面对称。作图时，先分别过物体端点A、B作关于镜面的对称点（即像点）A'、B'，最后用虚线连接A'B'，即为物体AB在平面镜中所成的像。 （2）先通过平面镜作出牙齿A的对称点A'，即为牙齿A的像；连接A'B交平面镜于点O，连接AO即为入射光线，OB为反射光线。 （3）画出两条反射光线反向延长线，交点为S′即物体在平面镜中的像，再作出S′关于平面镜的对称点S，S即为光源位置。再用实线分别连接S和两条反射光线在镜面上的入射点，标注指向入射点的箭头，这两条就是对应的入射光线。 23．秋风染红叶，鱼儿树影游，远处一叶舟，缓缓划桨来。 （1）以游动的鱼为参照物，岸边的树是________（选填“运动”或“静止”）的，从清晨到下午，树的倒影的大小________（选填“变化”或“不变”）。一片落叶从距离水面6m高的树上缓缓飘落，经12s落到水面上，落叶相对于水中倒影运动的平均速度是______m/s； （2）一束光斜射到平静的水面如图所示，已知入射光线与水面的夹角为30°，请画出反射光线，并标出反射角及其度数； （3）我们看到水中树影是由于光的________（选填“直线传播”“反射”或“折射”）形成的________（选填“实”或“虚”）像。请根据平面镜成像特点，在图中画出树枝在平静水面中所成的像；______ （4）我们看见水中的鱼是由于光的________（选填“直线传播”“反射”或“折射”）形成的 _____ （选填“实”或“虚”）像。能正确解释“岸边的人看到水中鱼”的光路图是( ) A． B． C． D． 【答案】（1）运动 不变 1；（2）；（3）反射 虚 ；（4）折射 虚 B 【解析】（1）以游动的鱼为参照物，岸边的树相对鱼的位置发生改变，因此岸边的树是运动的。 树的倒影是平面镜成像，由平面镜成像特点可知，像与物体大小相等，树大小不变，因此倒影大小不变。 落叶初始距水面6m，倒影在水面下距水面也为6m，落叶落到水面时，落叶和它的倒影的相对运动总路程为 落叶相对于水中倒影运动的平均速度 （2）入射光线与水面夹角为30∘，因此入射角为，根据反射定律，反射角等于入射角，反射角为，在法线另一侧画出反射光线，标注反射角即可。 （3）水中树影是树经水面（平面镜）成像，原理是光的反射，平面镜成虚像。 平面镜成的像与物体关于镜面对称，分别作A、B关于水面MN的对称点、，用虚线连接，即为所求的像。 （4）看到水中的鱼，是鱼反射的光从水斜射入空气时发生折射，人眼逆着折射光线看到的是鱼的虚像。 光路需满足，传播方向从水到空气，折射角大于入射角，即折射光线远离法线，故选B。 24．青海省德令哈市的10兆瓦塔式熔盐储能光热电站是由中控太阳能公司自主研发的新型太阳能光热发电站。请根据你所学知识回答下列问题： （1）光热发电以熔盐吸热塔为核心，四周围绕了大规模的定日镜，形似“追光向日葵”（图甲），该装置利用了光的________原理收集太阳能； （2）图甲中，在炙热的阳光下一些定日镜看上去特别明亮，一些则比较暗，但是地面上的砂石看上去明暗基本相同，这是由于砂石表面发生的是________（选填“镜面反射”或“漫反射”）； （3）小光想制作一个光热电站的模型，他用激光笔模拟一束太阳光，并将一面平面镜作为定日镜，发现反射光线未能照射到中心塔模型上。于是他将一块纸板垂直于平面镜放置（如图丙所示），并且让光沿AO方向射向镜面上的O点，他所用到的纸板应该较________（选填“光滑”或“粗糙”），为了让光线照射到中心塔的模型上，应该将模型放置在图中________（选填“A”“B”或“C”）位置上，这是利用光的反射定律中的________结论； （4）激光照射到了中心塔模型上，但是位置偏下，以下可行的调整方式有________。 A．将中心塔远离平面镜 B．将中心塔靠近平面镜 C．增大入射角 D．减小入射角 【答案】（1）反射；（2）漫反射；（3）粗糙 B 反射光线、入射光线和法线在同一平面内；（4）AD 【解析】（1）定日镜为平面镜，通过光的反射改变太阳光的传播方向，将光能集中到吸热塔，利用了光的反射原理。 （2）砂石表面粗糙，光在其表面发生漫反射，反射光线向各个方向均匀射出，因此从不同角度观察明暗基本一致。 （3）粗糙的纸板会发生漫反射，能从不同方向显示光的传播路径； 根据光的反射定律，反射光线、入射光线和法线在同一平面内，因此反射光线在纸板所在平面，需将模型放在B位置才能被反射光照射到。 （4）A．反射光线方向不变时，塔远离平面镜，水平距离增大，光斑在塔上的竖直高度升高，可改善位置偏下的问题，故A正确； B．塔靠近平面镜，水平距离减小，光斑高度降低，位置更偏下，故B错误； C．增大入射角，反射角同步增大，反射光线与镜面的夹角减小，仰角变小，光斑高度降低，故C错误； D．减小入射角，反射角同步减小，反射光线与镜面的夹角增大，仰角变大，光斑高度升高，故D正确。 故选AD。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三章 光的世界 复习要点 1．理解光源的概念，知道光在同种均匀介质中沿直线传播，能解释影子、小孔成像、日食、月食等现象，记住真空中的光速。 2．理解光的反射定律，能区分镜面反射和漫反射，知道光路可逆性，能规范绘制反射光路图。 3．掌握平面镜成像的特点，理解平面镜成像实验的原理与操作要点，能解释生活中的平面镜成像现象，了解曲面镜的应用。 4．理解光的折射规律，能解释生活中的折射现象，能绘制折射光路图，知道折射光路可逆。 5．了解光的色散现象，知道白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成，掌握光的三原色。 6．了解物体颜色的决定因素，能区分透明物体和不透明物体的颜色成因。 7．能区分光的直线传播、反射、折射、色散四种光现象，能结合生活实例进行现象辨析。 8．掌握光学实验的基本探究方法，包括光的反射定律、平面镜成像实验的操作与误差分析。 9．能规范绘制各类光路图，包括反射、平面镜成像、折射光路作图。 复习重难点 重点：光的直线传播现象辨析；光的反射定律；平面镜成像特点及实验探究；光的折射规律；光的色散现象。 难点：光路图的规范绘制；平面镜成像实验的设计与误差分析；四类光现象的辨析与区分；折射成像的位置判断。 要点 光的直线传播 一、光源 能够发光的物体叫作光源。光源有天然光源和人造光源两类。 二、光的直线传播 1．光的直线传播：光在__________________中沿直线传播。 2．光线 （1）概念：通常用一条带有箭头的直线表示一束光传播的______和______，这样的直线叫作光线。 （2）研究方法：物理模型法。这种通过模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法称为“模型法”。光线实际上是不存在的，人们是为了方便研究光的传播路径而引入的一种物理模型。 3．光直线传播的一些现象 （1）影子：光在传播过程中，遇到不透明的物体，在物体背面形成的阴暗区叫影子。 （2）日食、月食的形成 日食是地球上的人看太阳，由于光是沿直线传播的，太阳光被月球挡住了（图甲）。月食是地球上的人看月球，由于光是沿直线传播的，太阳光被地球挡住了（图乙）。 甲 乙 当月球运行到太阳和地球中间时，太阳光被月球挡住，月球的黑影落在地球上，就形成了______食。而当地球运行到太阳和月球中间时，太阳光被不透明的地球挡住，地球的影落在月球上，就形成了______食。 （3）小孔成像 ①小孔成像原理：小孔成像的原理是光的____________。如图所示，烛焰上部的光线，由于光的直线传播，通过小孔后，射到了______部；同理，烛焰下部的光线通过小孔后，射到了______部。 ②小孔成像特点：小孔成倒立的大小不确定的实像，上下颠倒、左右相反。像的大小与______到小孔的距离以及光屏到小孔的距离有关。像的形状与______的形状相同，与小孔的形状无关。 4．光直线传播的应用 利用激光引导掘进方向；射击瞄准时的“三点一线”；站队列时，队列是否整齐的判断等。 三、光的传播速度 1．光在真空中的传播速度 光在真空中的传播速度最快，通常情况下，真空中光速近似取c＝____________。 2．光在其他介质中的速度 （1）光在空气中的传播速度接近光在真空中的传播速度，可以认为等于c。 （2）光在水中的传播速度约为，在玻璃中的传播速度约为。  3．光年 “光年”是______的单位，它等于光在1年内传播的距离。 1光年＝3×108m/s（365×24×3600）s＝9.4608×1015m＝9.4608×1012km 特别提醒 1．判断光源别踩坑：月亮、投影幕布靠反光发亮，不是光源，只有自身能发光的物体才算光源。 2．光只有在同种均匀介质里才沿直线传播，画光路图时，别忘了给直线标上指向传播方向的箭头。 3．小孔成像成的是倒立的实像，像的形状与小孔形状无关，只与物体形状有关；影子是光被挡住形成的暗区，不是像。 要点速测 1．下列关于光的说法中正确的是（    ） A．光的传播都需要介质 B．光线是真实存在的带箭头的直线 C．光在同一种均匀介质中沿直线传播 D．光的传播速度是 2．日偏食是一种常见的天文现象，指的是当月球运行到地球与太阳之间时，地球的一部分被月球的半影覆盖，导致太阳的一部分被挡住。在这种情况下，地球上的观察者会看到太阳的一部分被月球挡住，形成日偏食。日偏食发生时，小明同学在白纸上打了很多小孔，用手显示小孔后面的成像情况，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．日偏食发生时太阳、月球和地球三者必须处在一条直线上，且地球上的观察者必须在月球的半影区内 B．日偏食是光的直线传播形成的，手上的太阳是光的折射形成的 C．手上的亮斑，与小孔的形状相同，是小孔的影子，不是太阳的像 D．手上的亮斑是太阳倒立的虚像 要点光的反射 一、光的反射 1．光的反射现象：光从一种介质射到另一种介质的表面时，会有一部分光返回到原介质中，这种传播现象叫作光的反射。我们能够看见不发光的物体，就是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。 2．描述光反射的有关概念：一点、两角、三线 一点 入射点 入射点O，入射光在反射面上的投射点 三线 入射光线 入射光线AO，投射到反射面的光线 法线 法线ON，过入射点与反射面______的直线 反射光线 反射光线OB，经反射面反射出的光线 两角 入射角 入射光线与______之间的夹角 反射角 ______光线与法线之间的夹角 二、光的反射定律 1．实验：探究光的反射定律 【进行实验】 （1）如图1所示，把一个平面镜放在水平桌面上， 再把一张白色硬纸板竖直地立在平面镜上（ON垂直于镜面）。 图1 图2 图3 （2）让激光束贴着硬纸板沿某一角度射到O点，经平面镜反射，沿另一个方向射出，在硬纸板上用铅笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。 （3）改变入射光EO跟法线之间的夹角，重做两次实验，均用铅笔描出入射光和对应的反射光的径迹。 （4）把右侧纸板NOF向前或向后折转某一角度（如图2所示），仍使激光束贴着硬纸板射到O点，观察是否还能在右侧的纸板上看到反射光线。 （5）如图3所示，让激光笔发出的光逆着原来的反射光射向镜面时，这时的反射光将沿着什么方向射出？ 【收集证据】 （1）记录表一 次数 ∠i ∠r 1 30° 30° 2 45° 45° 3 35° 35° （2）入射光和对应的反射光的径迹 （3）记录表二 纸板的位置 是否看到反射光 纸板 NOF 向前折 看不见 两纸板在同一平面内 看见 纸板 NOF 向后折 看不见 【分析与论证】 ①分析反射角和入射角的大小可得出：反射角______入射角。 ②分析反射光线、入射光线和法线的位置关系：可看到两半块纸板在一个平面内时有反射光线，右半部分向前折或向后折，观察不到反射光线。说明：反射光线、入射光线和法线在____________内。 ③多次改变入射光线的路径，分别沿AO、BO、CO的方向射到平面镜，记录对应反射光线的路径分别为OA'、OB'、OC'。会发现：反射光线和入射光线分别位于法线的______侧。 ④将光线逆着反射光线的方向射入，观察到新的反射光的传播路径与原来的入射光线重合。表明光路______。 【实验结论】在反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一平面内；反射光线和入射光线分别位于法线两侧；反射角等于入射角。在反射现象中，光路可逆。 2．光的反射定律 （1）内容：在反射现象中，反射光线、入射光线和法线在____________内；反射光线、入射光线分别位于______两侧；反射角______入射角。 （2）对光的反射定律的理解： ①对应关系：每一条反射光线对应着一条入射光线。 ②因果关系：反射现象发生时，先有入射光线，后有反射光线。反射光线是随着入射光线的改变而改变的，所以不能把“反射角等于入射角”说成“入射角等于反射角”。 ③变化规律：反射光线随入射光线的改变而改变，入射光线“靠近”或“远离”法线，反射光线也相应地“靠近”或“远离”法线，即反射角随入射角的增大而增大，随入射角的减小而减小。 ④特殊情况：光线垂直镜面入射时，入射角为______，反射光线沿原路返回，反射角也为______，光的传播方向改变了______，并不是没有发生反射。 （3）在反射现象中，光路是______的。 三、镜面反射和漫反射 1．镜面反射 （1）概念：一束平行光照射到镜面上后，会被______地反射，这种反射叫作镜面反射。平静的水面、抛光的金属面、各种镜面的反射都是镜面反射。 （2）现象：迎着太阳看平静的水面，特别亮；背着太阳看平静的水面，很暗；黑板“反光”会“晃眼”等。 2．漫反射 凹凸不平的表面会把一束平行光向着____________反射，这种反射叫作漫反射。我们能从各个方向看到本身不发光的物体，是由于光照射到物体上发生了______反射。 3．生活中的反射现象 （1）漫反射现象：生活中，大部分物体表面发生的反射都是漫反射，因而才使我们能够从不同方向看清物体。例如，教室黑板用的毛玻璃、投影仪屏幕用的是粗布，其表面发生的都是漫反射，从而使各个方向的人都能看清字迹或影像。 （2）镜面反射现象：例如，“水中倒影”、“猴子捞月”、“照镜子”等。 （3）“光污染”：当强烈的太阳光照射到高楼大厦的玻璃幕墙、磨光的大理石墙面时，这些光滑的表面就会发生镜面反射，炫目的反射光会干扰人们的正常生活，造成“光污染”。 特别提醒 1．牢记“三线共面、两线分居、两角相等”，表述时一定要说“反射角等于入射角”。 2．法线是辅助线，作图记得用虚线，别忘标垂直符号。 3．漫反射让我们能从各个方向看清黑板，镜面反射容易造成反光刺眼。 4．入射角和反射角都是光线与法线的夹角，不是与镜面的夹角；入射光线垂直镜面时，入射角为0°，反射角也为0°。 要点速测 3．一条入射光线跟平面镜的夹角是30°，则反射角是_____，若要使反射光线与入射光线垂直，则入射角应为_____，如入射角增大10°，则反射光线与入射光线的夹角增大_____。 4．关于镜面反射和漫反射，下列说法正确的是（　　） A．镜面反射的光一定是平行的 B．电影银幕对光的反射是镜面反射 C．漫反射的光线射向四面八方，不遵循光的反射定律 D．黑板用久了会“反光”，是因为光线射到黑板发生了镜面反射 要点平面镜成像特点及实验 一、平面镜成像的特点 平面镜所成的像为______像，其大小与物体的大小______，像和物体到平面镜的距离______，像和物体的连线与镜面______。 根据数学对称知识，平面镜成像的规律也可表述为：平面镜所成的像为虚像，像与物体关于镜面______。 二、平面镜成虚像 1．平面镜成虚像 如图所示，从光源点S处射来的光经平面镜反射后进入眼睛，引起视觉，由于有光沿直线传播的经验，人会感觉这些光好像是从进入人眼光线的反向延长线的交点S ′处发出的。镜子后面并没有发光点S'，S ′就是S在平面镜中的虚像。虚像S'与物体S关于镜面对称。 2．平面镜成像的原理：光的反射。 3．实像和虚像 （1）实像：由______光线会聚而成的像叫实像。实像可用______承接，也可以用眼睛直接观察。例如小孔成的像。 （2）虚像：不是实际光线会聚而成，是实际光线的____________线相交而成。虚像只能用眼睛观察，不能用______承接。例如平面镜成的像。 三、平面镜成像作图的两种方法 1．利用平面镜的成像原理作图。如图所示，步骤如下： ①从发光点S引出两条光线，照射到平面镜上； ②作两条入射光线的法线； ③根据光的反射定律，作两条入射光线的反射光线； ④作反射光线的反向延长线，交点S'即为发光点S的像点。 利用平面镜的成像原理作图 用对称法作图 2．用对称法作图。如图所示，步骤如下： ①过S点作平面镜的垂线（像与物的连线跟镜面垂直），用虚线； ②取S '点，让S '到镜面的距离等于S到镜面的距离（像到镜面的距离与物到镜面的距离相等）； ③用虚线画出像点S '（像与物大小相等）。 四、平面镜的应用 1．利用平面镜成像。如练功房内，演员利用平面镜可以矫正自己的舞姿；家庭用的穿衣镜；医生用来检查牙齿的小镜子等。 2．利用平面镜改变光的传播方向 如潜水艇用的潜望镜、显微镜、投影仪中的平面镜等，都利用到了平面镜能改变光路的特点：修建体育馆和高大建筑物时，利用平面镜把太阳光反射到室内，改善光照条件等。 3．利用平面镜来扩大视觉空间。理论上，在一个房间内安装一个尺寸合适的平面镜，能使人感觉到空间增大了一倍。 五、凸面镜和凹面镜 1．凸面镜 反射面是凸面的镜子叫凸面镜。凸面镜对光有______作用，常用来扩大视野。例如，汽车的后视镜、街头路口的反光镜。 凸面镜对光的发散 凹面镜对光的会聚 2．凹面镜 反射面是凹面的镜子叫凹面镜。凹面镜对光有______作用。例如，太阳灶、手电筒反光镜、医生检查耳朵用的医用反光镜都运用了凹面镜对光的会聚作用。 六、探究平面镜成像的特点 【实验思路】 用一块______作为平面镜，把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一支外形相同但未点燃的蜡烛，在玻璃板后面移动，直到看上去它的位置与像的位置______。这个位置就是前面那支蜡烛的像的位置。 确定了像的位置，再比较像跟物体的______和______的关系，这样就可以得到平面镜成像的特点了。 【实验过程】 （1）如图所示，在桌面上铺一张纸，纸上竖立一块玻璃板。沿着玻璃板在纸上画一条直线，代表平面镜的位置。将点燃的蜡烛放置在玻璃板前，通过移动未点燃的蜡烛，找到点燃蜡烛的像的位置，在纸上标记蜡烛和像的位置。测量蜡烛和像到平面镜的距离，记录在下表中。 （2）移动点燃的蜡烛，多做几次实验。实验时注意观察点燃蜡烛的像的大小是否随蜡烛位置的改变而变化。 （3）换用长度不同的蜡烛，再做几次实验。实验时注意观察蜡烛像的大小和蜡烛的大小是否相同。 实验数据记录表格： 次数 蜡烛到平面镜 的距离/cm 像到平面镜 的距离/cm 1 2 3 ┈ 【分析论证】 ①A与B是完全相同的两根蜡烛，直到从玻璃板前面看到蜡烛B好像在点燃着一样，即B与A的像完全重合。分析像与物的大小关系，归纳结论：平面镜所成像的大小与物体的大小______。 ②用铅笔在白纸上画出平面镜以及蜡烛A和蜡烛B的位置，用刻度尺画直线把两支蜡烛的位置连接起来，量出两支蜡烛到玻璃板的距离。发现像和物体到平面镜的距离______。 ③用量角器测量物与像的连线与镜面之间的夹角，发现像与物的连线与镜面______。 ④移去镜后的蜡烛，在此位置放一张白卡片，发现白卡片上没有像，表明该像是______像。 【实验结论】平面镜成像的特点：平面镜所成的像为虚像，其大小与物体的大小相等，像和物体到平面镜的距离相等，像和物体的连线与镜面垂直。 根据数学对称知识，平面镜成像规律也可表述为：平面镜所成的像为虚像，像与物体关于镜面______。 特别提醒 做平面镜成像实验要选薄的茶色玻璃板，且务必竖直立在桌面，这样才能让后面的蜡烛和像完全重合。记得在较暗环境中操作，成像会更清晰，也别忘了用相同蜡烛来验证像与物大小相等。 平面镜成像中，像的大小始终与物体相等，与物体到平面镜的距离无关；人靠近镜子感觉像变大，是视角变大的视觉效果，像的实际大小不变。 要点速测 5．如图是“探究平面镜成像特点”的实验装置，实验器材有：带底座的玻璃板、白纸、笔、火柴、光屏各一个，两支外形相同的蜡烛A和B。 （1）实验还缺少的器材是 ________，选用玻璃板代替平面镜，主要是为了便于确定像的 _______； （2）如果有5mm厚和2mm厚的两块玻璃板，应选择 _____mm厚的玻璃板做实验，用两段相同的蜡烛是为了比较像与物的 _______关系； （3）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的前侧观察，直到蜡烛B与像_______，这种确定像与物大小关系的方法是 __________（选填“控制变量法”或“等效替代法”）； （4）移去蜡烛B，在其原来位置上放置一块光屏，光屏上无法呈现蜡烛的像，说明平面镜成的像是_____像； （5）若图乙中猫的头部位置保持不变，把镜子沿MN截成两半，其中的一半平行向后移一段距离_____。 A．都不能成像 B．各成半个像，合起来成一个完整的像 C．都成完整的像，且两个像在同一位置 D．都成完整的像，且两个像在不同位置 6．身高1.7m的小勇站在竖直放置的平面镜前2m处，在镜中看到自己完整的像，则他的像高是_______m，镜中的像距离他________m，他低头又看到了地上自己的影子，他的影子是由于________形成的。若她以0.5m/s的速度向平面镜靠近，则像相对于人的速度为________m/s。 要点 光的折射 一、光的折射概念 光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生______的现象叫作光的折射。 二、光的折射规律 1．描述光的折射中的基本概念 （1）入射光线：从光源射向两透明介质分界面的光线； （2）折射光线：从入射点射向另一介质的光线； （3）法线：过入射点垂直于两分界面的虚线； （4）入射点：入射光线与两介质分界面的交点； （5）入射角：入射光线与法线之间的夹角； （6）折射角：折射光线与法线之间的夹角。 简称“一点”（入射点）、“一面”（分界面）、“二角”（入射角和折射角）、“三线”（入射光线、折射光线和法线）。 2．光的折射特点 （1）折射光线、入射光线和法线在____________内； （2）折射光线和入射光线分居法线的______侧； （3）光从空气斜射入水或其它介质时，折射角______入射角；当入射角增大时，折射角也增大。光从水或其它介质斜射入空气中时，折射角______入射角。 （4）光从空气垂直射入水（或其它介质）中时，传播方向______。 （5）折射时光路______。 三、生活中的折射现象 1．从岸上看水中的物体，“池水变浅”；位置“变高” 如图甲所示，从池底A点反射出的光线经折射后射入人眼，因为光从水中斜射入空气中，折射角大于入射角，所以折射光线远离法线，人眼逆着折射光线看，感觉光好像是从S点发出的，S点就是人看到的A的虚像，它比实际位置偏______。 甲 在岸边看水里的物体 乙 在水中看岸上的物体 2．从水中看岸上的物体“变高” 例如水中的人看岸上的树或建筑物“变高”。如图乙所示，从昆虫上点A射出的光线经折射后射入水中的人眼，因为光由空气中斜射入水中，折射角小于入射角，所以折射光线靠拢法线，人眼逆着折射光线看，感觉光好像是从A′点发出的，A′点就是人看到的昆虫的虚像，它比昆虫的实际位置偏______。 四、探究光折射时的特点 【实验过程】 （1）如图甲所示，让一束光从空气以不同的角度射入水中，观察光束在空气和水中的径迹，并比较折射角和入射角的大小。将数据记入表格中。 （2）让光逆着折射光的方向从水射入空气中，观察光束在空气中的径迹。 【收集证据】实验数据记录表格： 实验次数 入射角 折射角 1 0∘ 0∘ 2 20∘ 15∘ 3 40∘ 29∘ 4 60∘ 40∘ 【分析论证】 （1）一束光从空气以不同的角度射入水中，光束在空气和水中的径迹如图所示，其中1和1'、2和2'……4和4'分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。由此可以得出：当入射角增大时，折射角也______；且折射角______入射角。 （2）当光从空气垂直射入水中时，传播方向______。 （3）如果让光逆着折射光的方向从水或玻璃射入空气中，可以看到，进入空气中的折射光逆着原来入射光的方向射出。也就是说，在折射现象中，光路可逆。 【实验结论】经过精确的实验，得出光的折射特点： 光从空气斜射入水中或玻璃中时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角。当入射角增大时，折射角也增大。当光从空气垂直射入水中或玻璃中时，传播方向不变。 在折射现象中，光路可逆。 特别提醒 斜射透明介质时传播方向才偏折，垂直入射方向不变。牢记“空气中角大”，折射光路可逆。池水变浅、筷子弯折都是折射虚像，位置比实物偏高，下水戏水要注意安全。 发生折射的同时一定发生反射；我们看到水中的物体是物体的虚像，是光的折射形成的，像的位置比实际位置偏高。 要点速测 7．下列词句中属于光的直线传播现象的是_________；属于光的反射现象的是_________；属于光的折射现象的是_________（选填数字号码）。 ①立竿见影；②镜花水月；③坐井观天；④海市蜃楼；⑤凿壁偷光；⑥水中捞月；⑦感觉池底变浅；⑧猪八戒照镜子，里外不是人。 8．一束光从空气斜射入水中，当入射角为 时，则 折射角可能为（　　） A．0° B． C．45° D． 要点 光的色散 一、光的色散 1．光的色散概念 太阳光是白光，它射入、射出棱镜会发生折射，被分解成________________________等各种颜色的光，这种现象叫作光的色散。彩虹就是太阳光在传播过程中遇到空气中的水滴，经反射、折射后产生的现象。 2．单色光与复色光 （1）不能分解的光叫作______光，如红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。 （2）由几种单色光混合而成的光叫作______光，太阳光是______光，由七种颜色的光复合而成。 3．光发生色散的实质 光发生色散的实质是光的______现象。不同颜色的光经三棱镜后，偏折（折射）程度不同，其中______光偏折程度最小，______光偏折程度最大；所以白光经三棱镜后，在光屏由上到下呈现为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。 二、色光的混合 1．光的三原色 把______、______、______叫作色光的三原色。红、绿、蓝三种色光按不同的比例混合可以产生各种不同的色光，红、绿、蓝三种色光按等比例混合可以产生______光，但是自然界中的红、绿、蓝三种颜色的光却无法用其他颜色的光混合。 2．色光的混合 （1）色光的混合 红、绿、蓝三种色光中，只要适当调配红、绿、蓝三种色光的比例，就可以产生各种颜色的光。例如，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。 （2）我们看到的电视机、计算机显示器或手机屏幕上的丰富色彩就是由______光混合而成的。 三、看不见的光 1．可见光谱：三棱镜把太阳光分解成不同颜色的光，它们按照红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列，形成太阳的可见光谱。 2．红外线 （1）在可见光谱的红端之外的辐射叫作______线。 （2）红外线的特性与应用 ①一切物体都在不停地向外辐射______；物体的温度越高，辐射的红外线越______；物体在辐射红外线的同时也在吸收红外线。利用红外线拍摄“热谱图”；红外线夜视仪；红外线遥控等。 ②红外线的主要特性是热作用强。在工业上，常利用红外线来加热和烘烤物品。 ③红外线穿透云雾的能力比较强。可进行远距离或高空摄影；红外遥感技术等。 3．紫外线 （1）在可见光谱的紫端以外，还有一种看不见的光，叫作______线。 （2）紫外线的特性与应用 ①紫外线能杀死微生物。在医院的手术室、病房里，常用紫外线灯来灭菌。 ②紫外线的荧光效应强。在紫外线照射下荧光物质会发出不同颜色的荧光，可用于鉴别古画或钞票的真伪。 ③太阳光里有很多紫外线，人体接受适量的紫外线照射，能增进身体健康。但过多、过强的紫外线照射，会伤害人的眼睛和皮肤。 特别提醒 1．‌白光通过三棱镜会分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光，彩虹就是自然界的色散现象。 2．记住红光偏折程度最小，紫光偏折程度最大。 3．实验时要注意调整狭缝宽度，才能看清清晰的彩色光带。 4.光的三原色是红、绿、蓝，注意与颜料的三原色（红、黄、蓝）区分开。。 要点速测 9．下列现象中属于光的色散现象的是（　　） A．黑板“反光” B．水中的月亮 C．雨后天空的彩虹 D．小孔成像 10．（多选）1666年，英国物理学家牛顿用玻璃三棱镜分解了太阳光，这才揭示了光的颜色之谜。如图太阳光被分解后，在白屏上就形成一条彩色的光带，颜色依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。牛顿的实验说明了（　　） A．太阳光是由各种色光混合而成的 B．不同色光通过三棱镜的偏折程度不同 C．光由空气射入玻璃中，传播方向发生了偏折 D．在七种色光中，红、黄、绿构成了光的三原色 难点光现象的本质辨析（直线传播、反射、折射、色散） 核心难点：生活中各类光现象的成因容易混淆，无法准确区分影子、倒影、折射成像、色散现象的光学本质。 方法透析：分类判断法，从光的传播路径和介质变化入手区分： 1．光的直线传播：光在同种均匀介质中沿直线传播，未穿过介质分界面，传播方向无偏折。 典型实例：影子的形成、日食与月食、小孔成像、激光准直、坐井观天。 2．光的反射：光遇到两种介质的分界面后，返回原介质中传播，介质种类不变，传播方向改变。 典型实例：平面镜成像、水中倒影、黑板反光、漫反射成像。 3．光的折射：光从一种介质穿过分界面进入另一种介质，传播方向发生偏折。 典型实例：池水变浅、水中筷子“弯折”、海市蜃楼、透镜成像。 4．光的色散：白光通过三棱镜或水珠分解为七色光，本质是不同色光的折射程度不同，属于光的折射的特例。 典型实例：雨后彩虹、三棱镜分光。 快速判断技巧：看光是否穿过介质分界面、是否返回原介质。返回原介质是反射，穿过且偏折是折射，直线前进无界面偏折是直线传播。 ▌例1 下列是一些日常生活和自然界中的光现象：①日食和月食②水中倒影③小孔成像④黑板“反光”⑤杯弓蛇影⑥投影仪⑦远视镜⑧水中筷子“断了”⑨水下运动员看岸上的人⑩海市蜃楼。由于光的直线传播形成的是________；由于光的反射形成的是________；属于折射成像的是________。（选填序号） ▌例2 小明在吃烤肉串时，偶然发现了一个现象：通过烤炉上方看对面的人，感觉对面的人好像在晃动。小明根据学过的知识进行分析：火炉上方的空气被加热后，其疏密程度在不断发生变化，光进入这种不均匀的热空气会发生______，因此看起来感觉对面的人在晃动，此时看见的人是______（选填“实像”或“虚像”）。下列现象属于光的折射的是______（均选填序号）；①立竿见影和日偏食；②水中倒影；③小孔成像和手影；④镜中花，水中月；⑤凸透镜成像；⑥雨后彩虹；⑦池水变浅。 难点光路图的规范绘制 核心难点：法线、光线的线型混淆，角度画错，平面镜成像虚像不规范，折射光线偏折方向画反。 方法透析： 1．反射光路图 作图步骤：先过入射点作垂直于界面的法线（虚线，标注垂直符号）；再根据反射角等于入射角，在法线另一侧画出反射光线（实线，带箭头表示传播方向）。 易错提醒：入射角、反射角均为光线与法线的夹角，而非与界面的夹角。 2．平面镜成像作图 对称法（推荐）：分别作出物体两个端点关于镜面的对称点（虚像点，用虚线表示），用虚线连接两个对称点，即为物体的虚像。 规范要求：虚像、辅助线、对称连线均用虚线；物像连线与镜面垂直，标注垂直符号。 3．折射光路图 作图步骤：过入射点作界面的法线（虚线）；判断介质疏密，确定折射角与入射角的大小关系：光从空气斜射入水/玻璃时，折射角小于入射角，折射光线向法线偏折；光从水/玻璃斜射入空气时，折射角大于入射角，折射光线远离法线。 特殊情况：光垂直界面入射时，传播方向不变，直接画直线传播。 ▌例1 下列关于光的反射的说法正确的是_____________ A．反射光线跟入射光线和法线在同一平面上 B．反射光线跟入射光线分居在法线的两侧 C．反射角等于入射角 D．垂直入射时，入射角为90°，反射角也为90° E．如图所示，反射光线与镜面的夹角是50° F．入射角增大10°，反射光线与入射光线的夹角增大20° G．入射光线靠近法线时，反射光线远离法线 H．光的反射现象中光路不可逆 ▌例2 （1）如图所示，已知入射光线，画出反射光线，并标出反射角及大小； （2）画出光从水射向空气时的反射光线和折射光线的大致偏折方向； （3）如图所示，请利用平面镜成像的特点在图中作出AB物体在平面镜中的像，保留作图痕迹。 难点平面镜成像实验的探究与误差分析 核心难点：对实验中玻璃板、蜡烛的操作目的理解模糊，无法分析实验误差来源，不知道“像与物无法重合”的原因。 方法透析： 1．实验设计原理 用玻璃板代替平面镜：利用玻璃板透光的特点，便于确定像的位置； 选用两支完全相同的蜡烛：通过等效替代法，便于比较像与物的大小关系； 玻璃板竖直放置：保证像与蜡烛在同一水平面，使像与物能够完全重合； 光屏放在像的位置：验证平面镜成虚像——虚像不能呈现在光屏上。 2．常见误差与改进方案 重影干扰：玻璃板太厚，前后两个表面各成一个像→选用薄玻璃板； 像物无法重合：玻璃板未与桌面垂直→调整玻璃板竖直放置； 距离测量偏差：未考虑玻璃板自身厚度→测量物距、像距时以玻璃板前反射面为准。 ▌例1 艾英同学在“探究平面镜成像特点”的实验时。所用的实验器材有带底座的玻璃板、白纸、笔、火柴、光屏、刻度尺，两支外形相同的蜡烛A和B。 （1）用透明玻璃板代替平面镜是为了便于确定像的_________，用玻璃板代替平面镜实验时，为了保证实验效果，应选用_________（选填“厚”或“薄”）一些的玻璃板； （2）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿_________（填“点燃”或“未点燃”）的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的前侧观察，直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。这种确定像与物大小的方法是_________（填“控制变量法”或“等效替代法”）； （3）当蜡烛A远离玻璃板时，它的像的大小会_________（选填“变小”“不变”或“变大”），移去蜡烛B，在其原来位置上放置一块光屏，光屏上无法呈现蜡烛的像，这说明平面镜成的是_________（填“虚”或“实”）像； （4）为了让右座的同学也能够看清蜡烛的像，艾英只将玻璃板向右平移，则蜡烛像的位置_________（填“向右移动”“向左移动”或“不变”）。 ▌例2 在“探究平面镜成像的特点”实验中（如图）。 （1）实验室提供平面镜、茶色玻璃板和透明玻璃板，应选___________作为平面镜，这样做的目的是为了便于___________； （2）小丁选择两只大小外形完全一样的蜡烛是为了比较___________； （3）小丁在竖立的玻璃板前点燃蜡烛，拿未点燃的另一只蜡烛在玻璃板后面竖直移动，人眼一直在玻璃板的___________（选填“前”或“后”）方观察，直至未点燃的蜡烛与已点燃蜡烛的像完全重合，这种确定像与物大小关系的方法叫___________法； （4）细心的小丁透过玻璃观察蜡烛的像时，看到在像的后面还有一个较模糊与像有部分重叠的像，出现两个像的原因是___________，此时成两个像的物距分别是蜡烛到玻璃板前后两个面的距离，若玻璃板厚度为3mm，则两个像的中心距离为___________mm； （5）如图，小丁把四个模型分别面对玻璃板直立在桌面上，用于研究像与物左右位置的关系，其中能够达到实验目的的是___________； （6）小丁在实验过程中，如果在水平桌面上无论怎样移动镜后的蜡烛，都无法与镜前蜡烛的像完全重合，其原因可能是___________。 难点折射成像的位置判断与现象解释 核心难点：不同介质间折射角与入射角的大小关系记混，水中物体虚像的位置判断出错，光路偏折方向画反。 方法透析： 1．折射角大小判断口诀：疏大密小 光从光疏介质（空气）斜射入光密介质（水、玻璃），折射角小于入射角，折射光线向法线偏折； 光从光密介质斜射入光疏介质，折射角大于入射角，折射光线远离法线。 2．虚像位置规律 无论是从空气中看水中的物体，还是从水中看空气中的物体，看到的虚像位置都比实际物体位置偏高（更靠近观察者一侧）。 典型应用：池水看起来比实际浅、水中筷子向上弯折、叉鱼时要瞄准看到的鱼的下方。 ▌例1 潜水爱好者在水下潜泳时，看见岸边人的位置（　　） A．比实际位置偏高 B．与实际位置一样 C．比实际位置偏低 D．无法判断 ▌例2 站在平静的池塘旁，可看到岸边大树的倒影和水中游的鱼，前者是光的______现象，后者是光的______现象.如图所示，渔夫在叉水中的鱼时，看到的是鱼的______（选填“实像”或“虚像”），看到的鱼比实际的鱼要______（选填“浅”或“深”），所以渔夫叉鱼应瞄准看到的鱼的______（选填“方向”、“上方”或“下方”）才能叉到鱼，若渔夫想要用手电筒将水中鱼照亮，他将用手电筒照向看到的鱼的______（选填“方向”、“上方”或“下方”）。 考点光现象的辨析 ▌例1 我国的语言文字丰富多彩，下列成语所描述的光现象与其成因对应正确的是（　　） A．“镜花水月”——光的折射 B．“一叶障目”——光的反射 C．“立竿见影”——光的直线传播 D．“海市蜃楼”——光的折射 解题要点 快速区分四类光现象的核心依据： ①光的直线传播：光在同种均匀介质中沿直线传播，未穿过介质分界面，传播方向无偏折； ②光的反射：光遇到分界面后返回原介质，传播方向改变但介质种类不变； ③光的折射：光穿过分界面进入另一种介质，传播方向发生偏折； ④光的色散：本质是不同色光折射程度不同，属于光的折射的特例。 ▌迁移练1-1近年来，我市生态环境持续改善，湿地水清岸绿、林间百鸟欢鸣，成为市民休闲打卡的好去处。下列关于湿地周边观察到的现象，对应的光学原理判断正确的是（　　） A．岸边的人看到水中游动的小鱼比实际位置偏浅，是光的直线传播现象 B．岸边的垂柳在水中形成优美的倒影，是光的折射现象 C．阳光穿过树叶缝隙，在地面形成圆形光斑，是光的反射现象 D．雨后天空中出现彩虹，是光的色散现象 ▌迁移练1-2（多选）下列关于光学知识的叙述正确的是（　　） A．光在同种均匀介质中沿直线传播 B．光在真空中的传播速度约为340m/s C．光的色散就是将白光分解成红、绿、蓝三种色光的现象 D．烛焰通过小孔在光屏上成倒立的实像，且像的形状与小孔的形状无关 考点光的反射定律与角度计算 ▌例2平面镜在生活中有很多的应用。 （1）如图所示，检查视力时，视力表在镜中的像与被测者相距______m，将视力表远离平面镜，所成的像将________（选填A“变大”、B“变小”或C“不变”）。若被测者看到“E”的像开口向上，则视力表上的该“E”开口向______； （2）一只小鸟在离湖面10m的上空飞行，若湖深为5m，则小鸟在湖里所成的像与它的距离是______，它在湖里所成的像是______（选填A“虚”或B“实”）像； （3）一束光线与镜面的夹角成50°射到平面镜上，则反射光线与入射光线的夹角为__________度；若光线垂直镜面入射，此时入射角大小为______度，反射光线相对于入射光线方向改变______度。 解题要点 反射角度计算三步走： ①定基准：先找法线（垂直于反射面），所有角度都以法线为计算基准； ②算角度：入射角 = 90°－入射光线与镜面的夹角，反射角 = 入射角； ③看变化：入射角变化多少，反射角同步变化多少；反射光线与入射光线的总夹角变化量，是入射角变化量的2倍。 ▌迁移练2-1如图所示，是探究光的反射定律的实验。小王同学将一块平面镜放在水平桌面上，再把一块白色纸板A竖直放置在平面镜上，纸板A右半部分可以绕NO转动，让一束光贴着纸板A射向O点，下列说法正确的是（　　） A．光在纸板上发生了漫反射，不遵循反射定律 B．当入射光垂直于平面镜入射时，入射角为90° C．入射角增大10°，反射光线与入射光线的夹角增大20° D．图乙中，将纸板沿NO折转后，反射光也不存在了 ▌迁移练2-2如题图所示，雨后的夜晚，路上有些积水，甲、乙两同学在较暗的月光下相向而行，两位同学看到的现象是（　　） A．水面对月光发生的是漫反射 B．地面对月光发生的是镜面反射 C．甲看到水面比路面亮，乙看到水面比路面暗 D．甲看到水面比路面暗，乙看到水面比路面亮 考点平面镜成像特点与实验探究 ▌例3在探究平面镜成像特点实验中。 （1）装置如图甲所示。现有茶色玻璃板和透明玻璃板，实验时应选择___________来代替平面镜，实验时，选择两支相同的蜡烛，是为了比较像与物体的___________；测量两支蜡烛到玻璃板的距离，是为了比较像与物体到平面镜的距离是否___________； （2）下列有关该实验的说法中，正确的是___________； A．为了便于观察，该实验最好在较暗的环境中进行 B．如果将蜡烛A向玻璃板靠近，蜡烛A的像会变大 C．移去蜡烛B，并在原蜡烛B的位置放一光屏，发现光屏上能得到蜡烛的像 D．移动蜡烛A进行多次实验，目的是多次测量取平均值减小误差 （3）在实验中如果把玻璃板向右倾斜，如图乙所示，观察到蜡烛像的大致位置在图中的________（填“1”或“2”）处； （4）同桌的小华用“字母F”代替蜡烛进行实验，那么“字母F”在玻璃板中的像是___________。 A．    B．     C．    D． 解题要点 平面镜成像实验核心考点梳理： ①实验方法：等效替代法——玻璃板替代平面镜（确定像的位置）；相同蜡烛替代像（比较像物大小）； ②成像本质：等大、等距、垂直、虚像，像的大小与物距无关，始终与物体等大； ③误差分析：厚玻璃板→重影干扰；玻璃板不竖直→像物无法重合。 ▌迁移练3-1小明同学身高1.6m，他站在平面镜前3m处，他到平面镜里自己像的距离为______m，他的像高_______m；若他向镜面前进0.5m，则他与镜子中的像相距_________m。 ▌迁移练3-2关于平面镜、凸面镜和凹面镜，其说法错误的是（　　） A．探照灯的反光装置大多是凸面镜 B．平面镜既可以成像，又可以改变光路 C．道路拐弯处的反光镜大多是凸面镜，可以扩大视野 D．太阳炉是利用凹面镜工作的，大的太阳炉甚至可以用来熔化金属 考点光的折射规律与现象解释 ▌例4站在河岸上的人看见水中的鱼，下列说法正确的是（　　） A．人看到的是鱼的虚像，比鱼的实际位置深 B．这是光的折射现象，人沿着折射光线的反向延长线看到了虚像 C．这是光的反射现象，人沿着反射光线的反向延长线看到了虚像 D．人看到的是鱼的实像，比鱼的实际位置浅 解题要点 折射成像问题分析技巧： ①明确光路方向：光从被观察物体射出，射向观察者的眼睛； ②判断偏折方向：光从水/玻璃进入空气，折射角大于入射角，光线远离法线； ③定位虚像：人眼逆着折射光线直线延长，虚像位置比实际物体更靠近观察者（偏高/偏浅）。 ▌迁移练4-1探究光折射时折射角与入射角的关系，如图所示，使一束光从甲介质斜射入乙介质，测量并记录入射角和折射角大小；改变光束射向点的角度，进行多次实验，数据如下表所示： 实验次数 1 2 3 4 入射角 折射角 15.1° （1）光从甲介质斜射入乙介质发生折射时，折射角___________入射角；折射角随着入射角的增大而___________。 （2）做完第4次实验后，同学们又使一束光从乙介质中以的入射角射入甲介质，测得折射角恰好为，这说明在折射现象中，___________。 （3）从实验数据可以推断，甲、乙两种介质可能分别是：___________（填选项）。 A．空气、玻璃 B．空气、水 C．玻璃、空气 ▌迁移练4-2下列光学现象中与“海市蜃楼”的形成原因不同的是（　　） A．用放大镜看地图 B．柳树在河面的倒影 C．池水看起来“变浅” D．插入水中的筷子看上去好像折断了 考点光的色散与物体的颜色 ▌例5关于光的色散现象，下列说法正确的是（     ） A．光的色散是光的反射形成的 B．白光是由红、绿、蓝三种色光混合而成的 C．彩虹的形成是光的色散现象 D．色散现象说明白光是单色光 解题要点 色散与物体颜色速记： ①白光七色红橙黄绿蓝靛紫，色散本质是折射； ②光的三原色红绿蓝，颜料三原色红黄蓝； ③透明透啥色显啥色，不透明反啥色显啥色。 ▌迁移练5-1一幅美术作品，当用红光照射时，看到纸呈红色，图案呈黑色；若用蓝光照射，纸和图案都呈蓝色。那么，在太阳光下，纸和图案的颜色分别是（     ） A．白色，蓝色 B．蓝色，蓝色 C．红色，蓝色 D．白色，红色 ▌迁移练5-2彩色电视机呈现出的各种颜色都是由三种基本色光混合而成的，这三种色光是（　　） A．红、黄、蓝 B．红、蓝、绿 C．黄、绿、红 D．黄、蓝、紫 基础达标 1．国庆期间，某高楼举办灯光秀，为市民游客带来一场场精彩震撼的视觉盛宴。下列说法错误的是（     ） A．五光十色的灯光是光的色散现象 B．灯光秀的色彩是由红、绿、蓝三种色光混合而成的 C．正在发光的LED灯泡是光源 D．当红色灯光照在白色衣服上时，衣服会反射红光 2．关于光和声的传播，下列说法正确的是（     ） A．声音能在真空中传播 B．光比声音传播速度慢 C．光在真空中的传播速度是 D．光一定沿直线传播 3．如图所示是光的三原色色光照射在白墙壁上的示意图，图中区域、区域的色光分别是（     ） A．黄、白 B．绿、白 C．黄、黑 D．绿、黑 4．巴黎奥运会跳水女子比赛中，中国选手全红婵夺得女子10米跳台冠军。全红婵跳下去保持抱腿姿势的过程中，全红婵在水中的像（     ） A．实像，且像与水面的距离变小 B．实像，且像与水面的距离变大 C．虚像，且像逐渐变大 D．虚像，且像的大小不变 5．如图所示，一束太阳光通过三棱镜射到光屏上。光屏上形成一条彩色的光带，这是______________现象。光带范围为，位于光屏点处的色光颜色为______________（选填“红”或“紫”）色。英国物理学家______________利用______________镜分解了太阳光，揭开了光的颜色之谜。 6．如图所示，过入射点O且垂直于分界面的直线 NN' 称为_________。AO是_________，OB是_________；入射光线与法线的夹角α称为_________，折射光线与法线的夹角γ称为_________。 7．如图（a）所示，眼睛从A处移到B处的过程中都能看到硬币，再稍向后移（如移到C处），碗壁挡住了来自硬币的光，因而看不到硬币。如图（b）所示，加水后来自硬币P的光PO从水射向空气，由于折射角_________入射角，折射光OC得以进入眼睛，因而能再次看到硬币。 8．小华在湖边散步时，在湖面上看到了“鱼在云中游”的景象（如图）。湖面上云的倒影是由于光的_______ 形成的。小华看到鱼所处的位置不是鱼真实所处的位置，这是因为光在水面发生了_______ 。（均选填“直线传播”“反射”或“折射”） 9．在“探究光的反射规律”的实验中，小丽设计了如图甲所示的实验，平面镜放在水平桌面上，纸板可绕转动。 （1）小丽先将平面镜平放在水平桌面上，再把白色硬纸板竖立放在平面镜上，一束光贴着纸板入射到平面镜上，光路如图甲所示，则反射角为______________°； （2）为了探究反射角与入射角大小的关系，应进行的操作是______________； A．改变入射角的大小 B．改变纸板与平面镜之间的夹角 （3）选用的是白色硬纸板，白色硬纸板的作用是______________； （4）为了进一步确定反射光线的位置，小丽同学把硬纸板B沿PQ剪开，将硬纸板的上半部分向后折转一定的角度如图乙，发现在硬纸板B的__________半部分看不到反射光线，此实验现象说明反射光线、入射光线和法线______________（选填“在”“不在”）同一平面； （5）完成实验后，小丽同学将光线沿着FO射入，是为了验证在光的反射现象中，__________。 10．小明通过实验探究平面镜成像的特点。 （1）实验中，他在水平桌面的白纸上竖立一块玻璃板作为平面镜，利用玻璃板目的是：____________________________。 （2）在玻璃板前放一支点燃的蜡烛A，可以看到玻璃板后面蜡烛的像，如图所示。小明拿另一支______________的蜡烛B，在玻璃板后面移动，直到它看上去与蜡烛A的像______________。 （3）移去蜡烛B，在其位置上放置一块光屏，光屏上______________（选填“能”“不能”）呈现蜡烛的像，这表明物体通过平面镜所成的像是______________。 （4）当蜡烛A向玻璃板靠近时，像的大小______________（选填“变大”“变小”“不变”）。 11．在“探究光从玻璃斜射入空气的折射规律”的实验中，小东借助激光笔、半圆形玻璃块和带刻度的光具盘完成了实验，观察到如图所示的1、2、3三条光束，并在光具盘上用笔描出了对应的光路。 （1）图中的折射角大小为___________； （2）根据实验现象初步发现，光从玻璃斜射入空气时，折射角_______（选填“>”、“=”或“<”）入射角； （3）现在要探究光的折射现象中光路是否可逆，具体的操作是________，如果看到_______现象，就可证明光路是可逆的。 12．请根据平面镜成像的特点画出物体AB通过平面镜成的像。（保留作图痕迹） 13．请在图中画出光从空气斜射入玻璃发生折射后折射光线的大致方向。 14．如图所示，请通过画光路图，作出青蛙能看到的井外的最大范围，保留作图痕迹。 能力进阶 15．工作人员在景区调试灯光布置，如图所示，一块平面镜水平放置在支架上，一束与水平方向成60°角的光射向平面镜，现要使反射光竖直向上照射，平面镜应绕入射点（     ） A．顺时针转动15° B．逆时针转动15° C．顺时针转动75° D．逆时针转动105° 16．市面上有一种化妆镜由两面镜子组成，甲镜子是平面镜；乙镜子是凹面镜，可成放大的像。关于这种化妆镜，以下说法正确的是（     ） A．乙镜子和汽车前灯的反光装置是同种类型 B．乙镜子和汽车后视镜是同种类型 C．甲镜子成虚像，乙镜子成实像 D．靠近甲镜子观察细节，是为了使像变大 17．如图甲为手机防窥膜结构图，采用了超细百叶窗光学技术。贴在手机屏幕上的效果（如图乙），其原理类似百叶窗，只能透过一定角度的光线，两侧之所以看不清屏幕内容，其原理是光的________；此防窥膜贴在手机屏幕上，但不能防止正上方的窥视；为了让防窥效果更好（可视范围减小），可以适当地________（选填“增大”或“减小”）超细百叶窗的间距。 18．如图所示，找一个空的易拉罐，用钉子在易拉罐底部的中央敲一个小孔，将易拉罐的顶部剪去，蒙上一层塑料薄膜，这样就制成了一个针孔照相机。将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置，观察并研究成像的特点： （1）蜡烛在塑料薄膜上所成的像是___________（选填“正立”或“倒立”）的实像，这是利用了光的___________原理。 （2）如果易拉罐底部小孔是三角形，则它在塑料薄膜上看到的像是（     ）（选填字母）。 A．三角形光斑 B．圆形光斑 C．蜡烛的形状 （3）将蜡烛远离小孔，则它在塑料薄膜上的像将___________（选填“变大”“变小”“不变”）。 （4）如果小孔变大，它在薄膜上所成的像将变得___________（选填“清晰”或“模糊”）。 19．小阳将图甲所示的实验装置放在水平台面上，其中圆柱状烟雾室可以随水平底座旋转，可调节的激光器发出的入射光束AO始终斜射向平面镜上的O点，反射光束OB，光束NO始终过O点与平面镜垂直。 （1）让圆柱状烟室内充满烟雾，目的是______________。 （2）实验中，多次改变入射光AO的位置，通过调整观察的角度，总能看到三条光束_______的现象时，可归纳得出：在光的反射现象中，反射光线、入射光线和法线在_______平面内。 （3）为了探究反射角与入射角的大小关系，应该进行的操作是_____________，多次实验。此项操作，属于科学探究中的_____。 A．问题    B．证据    C．解释    D．交流 （4）如图丙所示，这是上午某个定日镜的反射情况，为了使太阳光反射到接收器中，随着太阳的运动，该定日镜应该逐渐向_____（选填“顺”或“逆”）时针方向转动。 20．根据视力检测标准，受测人需要与“E”型视力检测表相隔一定的距离才能进行检测，因受场地限制，医生用如图所示的方法为王红同学检查视力，“E”型视力表与平面镜相距3m，王红与视力表相距1m并且观看的是平面镜中“E”型视力表的像。如果王红如图所示位置站起来以0.6m/s的速度朝平面镜的方向走了3秒后，她距离“E”型视力表的像是多远？ 21．用激光器向一个星球发射激光信号，8s后接收到从该球返回的信号，光速。问： （1）该星球距离地球有多少千米？ （2）如果一辆赛车以600km/h的速度不停地跑，需要经过多少小时才能跑完这段路程？ 22．作图题 （1）如图，物体AB放在平面镜前，请作出物体AB在平面镜中所成的像。 （2）口腔是人体的重要组成部分，口腔健康是全身健康的基础。如图甲所示，牙医利用内窥镜（小平面镜）观察牙齿的情况，请在图乙中画出能反映人眼通过内窥镜观察牙齿的光路图。 （3）如图所示是光源S发出的两条光线经平面镜反射后的两条反射光线，请利用平面镜成像特点确定光源位置，并完成光路图。 23．秋风染红叶，鱼儿树影游，远处一叶舟，缓缓划桨来。 （1）以游动的鱼为参照物，岸边的树是________（选填“运动”或“静止”）的，从清晨到下午，树的倒影的大小________（选填“变化”或“不变”）。一片落叶从距离水面6m高的树上缓缓飘落，经12s落到水面上，落叶相对于水中倒影运动的平均速度是______m/s； （2）一束光斜射到平静的水面如图所示，已知入射光线与水面的夹角为30°，请画出反射光线，并标出反射角及其度数； （3）我们看到水中树影是由于光的________（选填“直线传播”“反射”或“折射”）形成的________（选填“实”或“虚”）像。请根据平面镜成像特点，在图中画出树枝在平静水面中所成的像；______ （4）我们看见水中的鱼是由于光的________（选填“直线传播”“反射”或“折射”）形成的 _____ （选填“实”或“虚”）像。能正确解释“岸边的人看到水中鱼”的光路图是( ) A． B． C． D． 24．青海省德令哈市的10兆瓦塔式熔盐储能光热电站是由中控太阳能公司自主研发的新型太阳能光热发电站。请根据你所学知识回答下列问题： （1）光热发电以熔盐吸热塔为核心，四周围绕了大规模的定日镜，形似“追光向日葵”（图甲），该装置利用了光的________原理收集太阳能； （2）图甲中，在炙热的阳光下一些定日镜看上去特别明亮，一些则比较暗，但是地面上的砂石看上去明暗基本相同，这是由于砂石表面发生的是________（选填“镜面反射”或“漫反射”）； （3）小光想制作一个光热电站的模型，他用激光笔模拟一束太阳光，并将一面平面镜作为定日镜，发现反射光线未能照射到中心塔模型上。于是他将一块纸板垂直于平面镜放置（如图丙所示），并且让光沿AO方向射向镜面上的O点，他所用到的纸板应该较________（选填“光滑”或“粗糙”），为了让光线照射到中心塔的模型上，应该将模型放置在图中________（选填“A”“B”或“C”）位置上，这是利用光的反射定律中的________结论； （4）激光照射到了中心塔模型上，但是位置偏下，以下可行的调整方式有________。 A．将中心塔远离平面镜 B．将中心塔靠近平面镜 C．增大入射角 D．减小入射角 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $