資源簡介

專題02 光現(xiàn)象（講義）（解析版）
目錄 1
2
3
考點(diǎn)一 光的直線傳播 4
4
7
考向01 光的直線傳播及應(yīng)用 7
考向02 小孔成像 8
考點(diǎn)二 光的反射 10
10
13
考向01 光的反射現(xiàn)象及應(yīng)用 13
考向02 利用光的反射定律作圖 15
考向03 探究光的反射規(guī)律 16
考向04 鏡面反射與漫反射 19
考點(diǎn)三 平面鏡成像 20
20
24
考向01 平面鏡成像特點(diǎn) 24
考向02 平面鏡成像作圖 25
考向03 平面鏡在生活中的應(yīng)用 27
考向04 探究平面鏡成像特點(diǎn) 28
考點(diǎn)四 光的折射 30
30
32
考向01 光的折射現(xiàn)象及其應(yīng)用（三種光現(xiàn)象辨析） 32
考向02 光的折射作圖 34
考向03 探究光的折射規(guī)律 35
考點(diǎn)五 光的色散 38
38
40
考向01 光的色散及其色散現(xiàn)象 40
考向02 三原色與物體的顏色 41
考向03 紅外線、紫外線及其應(yīng)用 42
一、課標(biāo)考點(diǎn)分析
考點(diǎn)內(nèi)容 課標(biāo)要求 命題預(yù)測(cè)
光的直線傳播 通過實(shí)驗(yàn)，探究光在同種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的 屬于常考熱點(diǎn)，主要考查考生對(duì)光的直線傳播的認(rèn)識(shí)。考查題型常見的有選擇題、填空題，有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)作圖題。主要命題點(diǎn)有：光的直線傳播條件、生活中常見光的直線傳播的現(xiàn)象、小孔成像、利用光的直線傳播作圖等
光的反射 通過探究，了解光的反射規(guī)律。了解什么是鏡面反射和漫反射 光的反射是最重要的光的傳播規(guī)律，也是常考熱點(diǎn)，在光現(xiàn)象類型的辨析中，屬于常考內(nèi)容。考查題型較多，有：選擇題、填空題、作圖題和實(shí)驗(yàn)探究題。命題點(diǎn)主要集中在：生活中光的反射現(xiàn)象、光的反射規(guī)律、利用光的反射作圖、探究光的反射規(guī)律、鏡面反射和漫反射等
平面鏡成像 通過實(shí)驗(yàn)，探究平面鏡成像時(shí)像與物的關(guān)系，了解平面鏡成像的特點(diǎn)及應(yīng)用 平面鏡成像屬于常考熱點(diǎn)，也是光現(xiàn)象考題中考點(diǎn)集中的內(nèi)容，對(duì)平面鏡成像考查的題型主要有：填空題、實(shí)驗(yàn)探究題、作圖題，有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)選擇題。命題點(diǎn)主要有：平面鏡成像規(guī)律及應(yīng)用、利用平面鏡成像規(guī)律作圖、探究平面鏡成像規(guī)律等
光的折射 通過探究，了解光的折射規(guī)律。認(rèn)識(shí)生活中的折射現(xiàn)象 光的折射是一種重要的光現(xiàn)象，所以在考卷中，出現(xiàn)光的折射的考題也很多。其考查題型主要是選擇題、填空題、作圖題，有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)探究題。命題點(diǎn)有：光的折射及應(yīng)用、生活中常見的光的折射現(xiàn)象、光的折射作圖等
光的色散 通過觀察和實(shí)驗(yàn)（光的色散），知道白光是由色光組成的 光的色散是光的折射發(fā)生的光現(xiàn)象，所以在考查光的折射時(shí)，會(huì)出現(xiàn)對(duì)光的色散的考查，其常見題型主要是選擇題和填空題。對(duì)光的色散命題點(diǎn)有：認(rèn)識(shí)光的色散、生活中光的色散現(xiàn)象、復(fù)色光與單色光（三原色）等
紅外線、紫外線 了解紅外線、紫外線的簡單應(yīng)用 了解紅外線和紫外線的特點(diǎn)和應(yīng)用是考查此知識(shí)點(diǎn)的主要考查方向，考題主要有選擇題和填空題兩種。命題點(diǎn)有：紅外線和紫外線在生活中的應(yīng)用等
二、考情分析
《光現(xiàn)象》是中考必考內(nèi)容。由于試卷結(jié)構(gòu)和分值的不同，本部分的考題一般在1-2道題，分值一般在2-5分之間；考題題型根據(jù)其出現(xiàn)的概率分別是：選擇題、填空題、實(shí)驗(yàn)題和作圖題等。
以上考點(diǎn)作為常考內(nèi)容，在備考過程中應(yīng)作為主要備考方向加以重視，但也不能忽視一些冷門考點(diǎn)，如鏡面反射與漫反射、光路可逆、實(shí)像與虛像（難點(diǎn)）、紅外線與紫外線、物體的顏色等。
本部分內(nèi)容較為簡單。在備考中，應(yīng)以分辨各類光現(xiàn)象，認(rèn)識(shí)其規(guī)律為主要方向，加強(qiáng)對(duì)其規(guī)律的理解；同時(shí)，這些光現(xiàn)象大都是通過實(shí)驗(yàn)探究過程得到的，所以對(duì)各類光現(xiàn)象中的實(shí)驗(yàn)探究應(yīng)掌握其實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)論。通過努力備考，相信同學(xué)們一定會(huì)取得較好的成績。
考點(diǎn)一 光的直線傳播
一、光源
1.光源
人們之所以能看到各種事物，是因?yàn)橛泄膺M(jìn)入人的眼睛。這些光都是能帶給我們光明的“光源”發(fā)出的或通過其他途徑傳播過來的。但是，所有的光都是有“光源”的。
自身能夠發(fā)光的物體叫光源。光源分為自然光源和人造光源。
2.光源的判斷
判斷物體是不是光源，關(guān)鍵是物體自身能否發(fā)光。有些物體看起來好像在發(fā)光，實(shí)際上是反射了其他光源發(fā)出的光，所以這些物體不是光源；如鏡子、月亮、寶石、電影的屏幕等。
二、光的直線傳播
1.光是怎樣傳播的
（1）實(shí)驗(yàn)觀察：光在空氣、水、玻璃中的傳播路徑。
【實(shí)驗(yàn)器材】激光筆、燒杯、水箱、水、玻璃磚等。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
一、探究光在空氣中的傳播路徑：在夜晚，用能發(fā)出帶有顏色的激光筆射向天空，如圖甲所示。看到激光筆發(fā)出的光在空氣中沿直線傳播。
二、探究光在水中的傳播路徑：在盛水的水箱中，讓激光筆沿不同方向垂直水箱側(cè)面射出光，觀察光在水中的傳播路徑，如圖乙所示。看到光在水中沿直線傳播。
三、探究光在玻璃中的傳播路徑：讓激光筆發(fā)出的光從玻璃磚的側(cè)面垂直射入玻璃磚，觀察光在玻璃磚中的傳播路徑，如圖丙所示。看到光在玻璃中沿直線傳播。
【探究歸納】光在空氣、水、玻璃等透明物質(zhì)中均是沿直線傳播的。
探究光沿直線傳播的條件
①在桌上放一個(gè)大的透明水槽，配有四杯等量但濃度不同的糖水，每杯糖水中都添加少量牛奶（為了清晰地顯示光路），將它們按濃度從大到小的順序排列，依次倒入水槽，水槽內(nèi)的液體就變成了從上到下濃度逐漸增大的非均勻水溶液；
②如圖甲所示，將一束光從透明水槽側(cè)面垂直射入非均勻濃度的糖水溶液中，觀察到激光的傳播路徑在濃度不均勻的糖水溶液中會(huì)向下彎曲；
③如圖乙所示，用玻璃棒攪拌糖水溶液時(shí)，使其濃度變得均勻，再將激光射向糖水溶液中，觀察到激光在均勻濃度的糖水溶液中的傳播路徑是直的。
【分析論證】光垂直射入濃度不均勻的糖水溶液中時(shí)，光的傳播路徑發(fā)生了彎曲；在均勻濃度的糖水溶液中，光的傳播路徑是直的。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。
（3）光可以在真空中傳播：太陽光能通過太空和大氣層傳播到地球表面，說明光可以在真空中傳播。
2.光線
（1）定義：為了表示光的傳播情況，我們通常用一條帶有箭頭的直線表示光的傳播徑跡和方向（如圖甲所示），這樣的直線叫光線。
（2）畫法：光線是帶箭頭的直線，箭頭表示光的傳播方向。畫光路圖時(shí)，光線要用實(shí)線表示，且標(biāo)上箭頭。圖乙和圖丙分別表示平行光和點(diǎn)光源發(fā)出的光。
3.與光的直線傳播有關(guān)的現(xiàn)象
（1）影子：光在傳播過程中，遇到不透明的物體，會(huì)使物體后面光不能到達(dá)的區(qū)域形成一個(gè)陰暗區(qū)域，即物體的影子；如圖甲。
（2）日食和月食
①月食：當(dāng)?shù)厍蛱幱谠虑蚝吞栔g時(shí)，地球擋住了射向月球的光，由于光沿直線傳播，我們能看到月食。如圖乙所示。
②日食：當(dāng)月球運(yùn)行到太陽和地球之間時(shí)，由于光沿直線傳播，月球就擋住了太陽射向地球的光，我們看到了日食。如圖乙所示。
（3）小孔成像：如圖所示甲，用給一個(gè)帶有小孔的板遮擋在光屏與蠟燭之間，光屏上就會(huì)形成燭焰倒立的像，我們把這樣的現(xiàn)象叫小孔成像。左右移動(dòng)中間的板，光屏上的像的大小也會(huì)隨之發(fā)生變化。
由于光沿直線傳播，來自燭焰上方的光通過小孔后就射到了光屏的下部，來自燭焰下方的光通過小孔后就射向了上部。這樣，光屏上就出現(xiàn)了燭焰倒立的像。
像的大小與物（蠟燭）的大小以及光屏所在位置有關(guān)。其大小關(guān)系為：。
(
（1）小孔成像的條件：小孔必須足夠小，但并不是越小越好，孔太小會(huì)影響像的亮度；
（2）小孔成像時(shí)，像的形狀取決于物體的形狀，與小孔形狀無關(guān)；
（3）小孔逐漸變大，光屏上的像會(huì)逐漸變模糊；當(dāng)小孔增大到一定程度時(shí)，在光屏上只能看到與小孔形狀相同的光斑。
)
【現(xiàn)象辨析】影子和小孔成像的異同
現(xiàn)象 相同點(diǎn) 不同點(diǎn)
影子 形成原因都是光沿直線傳播 影子是光照射不到的區(qū)域，影子的形成不一定和物體的形狀相同，而且影子是黑暗的
小孔成像 通過小孔成的像是光實(shí)際照射到的區(qū)域，像的形狀和物體的形狀相同，而且像是亮的
4.光的直線傳播的應(yīng)用
由于光的直線傳播，在開鑿隧道時(shí)，工人們可以用激光束引導(dǎo)掘進(jìn)機(jī)，使掘進(jìn)機(jī)沿直線前進(jìn)，保證隧道方向不會(huì)出現(xiàn)偏差；士兵瞄準(zhǔn)射擊；站隊(duì)時(shí)隊(duì)列排直等。
像“井底之蛙”、“一葉障目不見泰山”也都是可以用光的直線傳播進(jìn)行解釋的。
三、光的傳播速度
1.光在真空中的傳播速度
光不僅可以在空氣、水等物質(zhì)中傳播，而且可以在真空中傳播。光在真空中的傳播速度很大，在物理學(xué)中用c表示，c=2.99792×108m/s。通常情況下，真空中的光速可以近似為：c=3×108m/s。
2.光在其他介質(zhì)中的傳播速度
光在空氣中的傳播速度近似等于光在真空中的傳播速度c，也可以近似為c=3×108m/s。光在水中的傳播速度約為c；光在玻璃中的傳播速度近約為c。
考向01 光的直線傳播及應(yīng)用
(
光的直線傳播是光現(xiàn)象基礎(chǔ)，所有光現(xiàn)象都是在光的直線傳播基礎(chǔ)上展開的，沒有光的直線傳播就沒有光現(xiàn)象的理論結(jié)構(gòu)。
光的直線傳播是常考熱點(diǎn)，有關(guān)考題主要集中在光的直線傳播的認(rèn)識(shí)和光的直線傳播的例子上。
生活中利用光的直線傳播的例子很多，尤其是勞動(dòng)人民在生產(chǎn)和人類活動(dòng)中，總結(jié)出了許多利用光的直線傳播的現(xiàn)象，
如：小孔成像、影子的形成、樹林中的光斑、日食、月食等都是光的直線傳播的例子。
加強(qiáng)對(duì)此方面知識(shí)的積累，會(huì)有助于解答此類問題。
光的直線傳播作為一個(gè)考題不多，常見的是作為一個(gè)知識(shí)點(diǎn)出現(xiàn)，并與其他光現(xiàn)象知識(shí)點(diǎn)或其他知識(shí)點(diǎn)結(jié)合組成一個(gè)題目。
)
【例1】（2023·云南）圖所示的“手影”游戲中，影子的形成原因是（ ）。
A. 光的反射 B. 光沿直線傳播 C. 光的折射 D. 光的色散
【答案】B。
【解析】手不透明，光照射時(shí)會(huì)有一部分光被手擋住，從而形成一片黑暗的區(qū)域，即手影，故手影是光的直線傳播形成的。故B符合題意，ACD不符合題意。
故選B。
【變式1-1】（2023·江西）如圖所示，圭表是中國古代重要的天文儀器，圭表通過測(cè)量正午日影長度來推測(cè)二十四節(jié)氣，日影是光的_________形成的。為了提高其測(cè)量精度，天文學(xué)家使用鉛垂線來確保“表”垂直于水平放置的“圭”。鉛垂線是利用了重力的方向總是_________。
【答案】①直線傳播；②豎直向下。
【解析】 [1]由于光線是直線傳播的，當(dāng)光線被擋住時(shí)，光線無法再傳播，會(huì)形成陰影，則日影是光的直線傳播形成的。
[2]根據(jù)重力的特點(diǎn)可知，其方向?yàn)樨Q直向下，鉛垂線是利用了重力的方向總是豎直向下來工作的。
【變式1-2】晴朗的天氣，小剛到森林中去游玩，他看到地面出現(xiàn)大小不一的圓形光斑，他認(rèn)為（　　）。
A．圓斑是太陽的影子 B．圓斑是太陽的實(shí)像 C．圓斑是太陽的虛像 D．圓斑是樹葉的影子
【答案】B。
【解析】地面出現(xiàn)大小不一的圓形光斑，是太陽光通過樹葉空隙中的小孔時(shí)，由于光的直線傳播，太陽在地面上形成的倒立的實(shí)像，屬于小孔成像，即圓斑是太陽的實(shí)像，故ACD不符合題意，B符合題意。
故選B。
【變式1-3】如圖所示是一個(gè)放置于寧波某地水平地面上的簡易計(jì)時(shí)模型，圭桿垂直底盤。下列描述錯(cuò)誤的是（ ）。
A. 桿影的形成是由于光在均勻介質(zhì)中沿直線傳播；
B. 一天內(nèi)，桿影移動(dòng)是由地球公轉(zhuǎn)造成的；
C. 一天內(nèi)，正午的桿影最短；
D. 該模型依據(jù)桿影的方位計(jì)時(shí)
【答案】B。
【解析】A．光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播，桿影的形成是由于光在均勻介質(zhì)中沿直線傳播形成的，故A正確，不符合題意；
B．一天內(nèi)，桿影移動(dòng)是由地球自轉(zhuǎn)造成的，故B錯(cuò)誤，符合題意；
C．一天內(nèi)，正午太陽高度角最大，因此正午的桿影最短，故C正確，不符合題意；
D．影子的方向在改變。在北回歸線以北的地方，早晨的影子在西方，中午的影子在北方，傍晚的影子在東方。從原理上來說，根據(jù)影子的長度或方向都可以計(jì)時(shí)，但根據(jù)影子的方向來計(jì)時(shí)更方便一些。故通常都是以影子的方位計(jì)時(shí)。故D正確，不符合題意。故選B。
考向02 小孔成像
(
小孔成像是光的直線傳播形成的最典型的光現(xiàn)象。
在解答此類問題時(shí)，應(yīng)注意：小孔成像時(shí)，像不但左右顛倒，而且上下也顛倒；像的形狀與小孔的形狀無關(guān)，由物體的形狀決定。
)
【例2】（2023·天津）中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化蘊(yùn)含著豐富的物理知識(shí)。《墨經(jīng)》中記載了世界上最早的“小孔成像”實(shí)驗(yàn)（如圖所示），小孔成像是由于光的______形成的；唐代詩句“潭清疑水淺”描繪了潭水清澈，讓人感覺水變淺了，這是由于光的______造成的。
【答案】①直線傳播；②折射。
【解析】 [1]由于光沿直線傳播，光穿過小孔時(shí)，能在光屏上成倒立的實(shí)像，小孔成像是由于光的直線傳播形成的。
[2]由于水底反射的光從水中斜射入空氣中，發(fā)生了折射現(xiàn)象，折射角大于入射角，人逆著折射光線看去會(huì)感覺水變淺了。
【變式2-1】在一個(gè)烈日炎炎的午后陳老師走在隨州街頭，看到地面上樹蔭里有許多圓形光斑，抬頭看看樹葉間刺眼的陽光，想到這樹蔭下藏著物理學(xué)的秘密，便拍下兩張照片（如圖）。經(jīng)估測(cè)樹蔭下一個(gè)清晰光斑的直徑約為7cm，這束陽光從約7m高處的樹葉間照射下來。我們常說太陽光經(jīng)過約8分鐘來到地球（太陽和地球之間的距離按1.5×1011m計(jì)算），粗略計(jì)算太陽的直徑最接近（ ）。
A. 1.5×109m B. 1.5×1019m C. 5×106m D. 5×1012m
【答案】A。
【解析】因?yàn)楣獍叩闹睆胶托】椎奈恢盟鶚?gòu)成的三角形，與太陽的直徑和小孔的位置所構(gòu)成的三角形，是相似三角形，相似三角形的對(duì)應(yīng)邊成正比例，設(shè)太陽直徑為n米，光斑的直徑為，
則有
解得；故選A。
【變式2-2】早在兩千多年前，我國古代思想家墨子就在《墨經(jīng)》中論述了小孔成像等光學(xué)現(xiàn)象，下列光現(xiàn)象與小孔成像原理相同的是（ ）。
A. 地面的人影 B. 水中的倒影；
C. 空中的彩虹 D. 放大的文字
【答案】A。
【解析】A．小孔成像是光的直線傳播形成的。影子是光通過不透明物體時(shí)，在后面留下陰影形成的，光的直線傳播現(xiàn)象，故A符合題意；
B．水中的倒影是平面鏡成像現(xiàn)象，光的反射形成的，故B不符合題意；
C．空中的彩虹是光的色散現(xiàn)象，光的折射形成的，故C不符合題意；
D．放大的文字是通過放大鏡看到的，是光的折射現(xiàn)象，故D不符合題意。故選A。
考點(diǎn)二 光的反射
一、光的反射
1.光的反射現(xiàn)象：光從一種介質(zhì)射向另一種介質(zhì)的表面時(shí)，會(huì)有一部分光在介質(zhì)表面反射回原介質(zhì)中，這種傳播現(xiàn)象叫光的反射。
2.看到物體的原因
我們能看到太陽、明亮的日光燈等光源，是因?yàn)楣庠窗l(fā)出的光進(jìn)入我們的眼睛，產(chǎn)生了視覺。同時(shí)，我們也能看到本身不發(fā)光的物體，如書、平面鏡、月亮等，是因?yàn)檫@些物體反射的光進(jìn)入了我們的眼睛，產(chǎn)生視覺。
3.光的反射的基本概念：一點(diǎn)、兩角、三線
一點(diǎn) 入射點(diǎn) 光的入射點(diǎn)，用字母“O”表示
三線 入射光線 入射到反射面上的光線，如圖中的光線EO
法線 經(jīng)過入射點(diǎn)O并垂直于反射面的直線，它是一條輔助線，通常用虛線表示，如圖中的ON
反射光線 入射光線射到反射面上后，被反射面反射的光線，如圖中的光線OF
兩角 入射角 入射光線與法線的夾角，如圖中的∠i
反射角 反射光線與法線的夾角，如圖中的∠r
二、光的反射定律
1.實(shí)驗(yàn)：探究光反射時(shí)的規(guī)律
實(shí)驗(yàn)猜想 （1）光的反射光線、入射光線與鏡面的夾角相等； （2）反射光線和入射光線關(guān)于法線是對(duì)稱的
實(shí)驗(yàn)器材 平面鏡一塊、紅色激光筆、直尺、不同顏色的筆、量角器、一張可繞中線折轉(zhuǎn)的白色硬紙片（顯示光路）
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù) （1）如圖甲所示，把平面鏡放在水平桌面上，再將白色硬紙板豎直地立在平面鏡上，紙板上的直線ON垂直于鏡面，右側(cè)紙板NOF可繞直線ON旋轉(zhuǎn)； （2）先將紙板EON和紙板NOF處在同一平面內(nèi)，然后使入射光貼著紙板沿某一角度射向O點(diǎn)，觀察反射光的方向。在硬紙板上用筆描出入射光EO和反射光OF的徑跡； （3）改變光束的入射角度，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)（尋找普遍規(guī)律），換用不同顏色的筆記錄每次光的徑跡； （4）取下紙板，用量角器分別測(cè)量ON兩側(cè)的入射角和反射角的大小，并將數(shù)據(jù)記錄在表格中； （5）如圖乙所示，將紙板NOF向前或向后折轉(zhuǎn)，在紙板上觀察反射光的徑跡。 實(shí)驗(yàn)次數(shù)入射角反射角160°60°245°45°330°30°…
分析論證 （1）當(dāng)紙板EON和NOF在同一平面內(nèi)時(shí)，能觀察到反射光的徑跡，且入射光、反射光分居發(fā)現(xiàn)兩側(cè)，反射光線的方向隨著入射光線方向的改變而改變； （2）分析表中的數(shù)據(jù)可知，反射角等于入射角。反射角隨著入射角的減小而減小； （3）把紙板NOF向前折或向后折時(shí)，觀察不到反射光的徑跡，說明反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)
歸納總結(jié)（光的反射定律） 在反射現(xiàn)象中，反射光線、入射光線和法線都在同一平面內(nèi)；反射光線、入射光線分別位于法線兩側(cè)；反射角等于入射角
2.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)
（1）應(yīng)在光線較暗的室內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以便于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，紙板必須與平面鏡垂直，否則在紙板上看不到反射光；
（3）實(shí)驗(yàn)過程中嚴(yán)禁將激光對(duì)著人眼，以防灼傷眼睛；
（4）通過鏡面對(duì)入射光的反射作用，可以看出鏡子有改變光路的作用；
（5）本實(shí)驗(yàn)時(shí)一個(gè)歸納性實(shí)驗(yàn)，改變?nèi)肷涔獾姆较蚨啻螌?shí)驗(yàn)的目的是為了得到多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而得出普遍規(guī)律，避免實(shí)驗(yàn)結(jié)論的偶然性。
(
紙板在實(shí)驗(yàn)中的三個(gè)作用：
（1）顯示光的傳播路徑；
（2）驗(yàn)證反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)，具體操作是將紙板NOF向前或向后折轉(zhuǎn)，使其和紙板EON不在同一平面內(nèi)，觀察有無反射光的徑跡；
（3）記錄光路。具體操作是在紙板上畫出入射光和反射光的徑跡，以分析反射角隨入射角的變化而變化情況。
)
3.對(duì)光的反射定律的理解
（1）每條入射光線，有且只有一條反射光線與之相對(duì)應(yīng)；
（2）反射現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，先由入射光，后有反射光。反射光是隨著入射光的改變而改變的，所以敘述光的反射定律時(shí)，不能把“反射角等于入射角”說成“入射角等于反射角”；
（3）在光的反射現(xiàn)象中，入射光線靠近法線時(shí)，入射角減小，反射角也隨之減小；入射光線遠(yuǎn)離法線時(shí)，入射角增大，反射光線隨之遠(yuǎn)離法線，反射角也增大；
（4）當(dāng)光垂直鏡面入射時(shí)，入射角為零，反射角也為零，反射光線與入射光線在同一直線上，方向相反，并不是沒有發(fā)生現(xiàn)象。
三、光路的可逆性
1.光路的可逆性
在探究光的反射規(guī)律實(shí)驗(yàn)中，如果讓光逆著反射光的方向射到平面鏡上，它被反射后就會(huì)逆著原來的入射光的方向射出。這表明，在反射現(xiàn)象中，光路是可逆的。如圖所示。
2.生活中的光路可逆現(xiàn)象
生活中有很多現(xiàn)象可以說明光路的可逆性。例如，如果你在一塊平面鏡中看到了一位同學(xué)的眼睛，那么，這位同學(xué)也一定可以通過這面鏡子看到你的眼睛。
四、利用光的反射定律作圖
1.作圖要求
所有實(shí)際傳播的光（無論是反射光還是入射光）都要畫成實(shí)線，并用箭頭表示它的傳播方向；法線用虛線，要垂直于反射面。
2.作圖方法
類型 作圖方法
已知反射面、入射光線做反射光線 如圖所示，先過入射點(diǎn)O作出法線，再根據(jù)光的反射定律（反射角等于入射角），作出反射光線，標(biāo)上箭頭
已知反射面、反射光線作入射光線 如圖所示，先過入射點(diǎn)作出法線，再根據(jù)光的反射定律（反射角等于入射角）畫出對(duì)應(yīng)的入射光線，標(biāo)上箭頭
已知入射光線和反射光線，畫出平面鏡的位置 如圖所示，先作入射光線和反射光線夾角的角平分線，此線的位置即為法線的位置。過入射光線與反射光線的交點(diǎn)（入射點(diǎn)）作垂直于法線的一條直線，該直線的位置即為平面鏡的位置
五、鏡面反射和漫反射
1.鏡面反射和漫反射
當(dāng)一束平行光照射到平面鏡上時(shí)，在平面鏡上發(fā)生光的反射，反射光也平行射出，這種發(fā)生叫鏡面反射；當(dāng)一束平行光照射的凹凸不平的表面時(shí)，反射光會(huì)朝四面八方射出，這種反射叫漫反射。如圖所示。
(
（1）我們能從不同方向看到書上的字，是因?yàn)楣庠诩埫嫔习l(fā)生了漫反射；
（2）物體發(fā)出或反射的光浸入人眼越多，人眼就會(huì)感覺該物體越亮。所以，當(dāng)發(fā)生鏡面反射時(shí)，如果反射光正好進(jìn)入人眼，人就會(huì)感覺鏡面特別亮；
（3）無論鏡面反射還是漫反射，都遵循觀點(diǎn)反射定律。
)
2.生活中的反射現(xiàn)象
（1）生活中，大部分物體表面反射的都是漫反射，因而才使我們能夠從不同方向看清物體。比如，教室黑板用的毛玻璃、投影儀屏幕用的是粗布，其表面反射的都是漫反射，從而使各個(gè)方向的人都能字跡或影像；
（2）當(dāng)強(qiáng)烈的太陽光照射到高樓大廈的玻璃幕墻、磨光的大理石墻面時(shí)，這些光滑的表面就會(huì)發(fā)生鏡面反射，炫目的反射光會(huì)干擾人們的正常生活，造成“光污染”；
（3）水中倒影是最典型的光的反射現(xiàn)象；還有“猴子撈月”、“照鏡子”等也都是由光的反射引起的。
考向01 光的反射現(xiàn)象及應(yīng)用
(
（1）生活中，由光的反射引起的光現(xiàn)象最典型的有：水中倒影、平面鏡成像、能看清不是光源的物體等。
（2）考試中還會(huì)出現(xiàn)入射光不動(dòng)，平面鏡沿某一方向旋轉(zhuǎn)一定角度，判斷入射角和反射角的變化規(guī)律等。
)
【例1】如圖，世界首條跨海高鐵——泉州灣跨海大橋合龍成功。大橋與倒影形成的一幅壯美畫面，橋在水中的倒影是光的___________形成的___________（選填“虛”或“實(shí)”）像。
【答案】①反射；② 虛。
【解析】[1][2]大橋在水中成的倒影是平面鏡成像，屬于光的反射現(xiàn)象，根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn)可知，倒影是大橋的虛像。
【變式1-1】（2023·濰坊）如圖為某同學(xué)外出游玩時(shí)用手機(jī)拍到的場景，場景中有瞪羚在岸邊的影子和水中的倒影。下列分析正確的是（ ）。
A. 瞪羚的影子是光的反射形成的 B. 瞪羚的影子是光的直線傳播形成的
C. 瞪羚的倒影是光的折射形成的 D. 瞪羚的倒影是光的直線傳播形成的
【答案】B。
【解析】AB．瞪羚的影子是光沿直線傳播時(shí)遇到不透明的物體形成的暗區(qū)，是光的直線傳播形成的，故A 錯(cuò)誤，B正確；
CD．平靜的水面相對(duì)一面平面鏡，瞪羚的倒影是平面鏡成像，是光的反射形成的，故C D錯(cuò)誤。
故選B。
【變式1-2】（2023·自貢）小王同學(xué)在家里將一個(gè)平面鏡放在水平桌面上，再把一張可沿ON折疊的硬白紙板ENF豎直的立在平面鏡上，以此來探究光的反射規(guī)律。通過測(cè)量他發(fā)現(xiàn)此時(shí)入射光線與平面鏡成50°夾角，如圖所示，則（ ）。
A. 反射光線與鏡面的夾角是40°；
B. 入射角增大10°，反射光線與入射光線的夾角增大20°；
C. 將紙板NOF向后折疊，則反射光線會(huì)消失；
D. 光在紙板上發(fā)生了鏡面反射
【答案】B。
【解析】A．入射光線與平面鏡成50°夾角，則入射角為90°-50°=40°
根據(jù)光的反射規(guī)律可知，反射角為40°，則反射光線與鏡面的夾角是90°-40°=50°
故A不符合題意；
B．入射角增大10°，則反射角也增大10°，那么反射光線與入射光線的夾角增大20°，故B符合題意；
C．因?yàn)榉瓷鋾r(shí)，反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)，將紙板NOF向后折疊，在紙板NOF上將看不到反射光線，但反射光線不會(huì)消失，故C不符合題意；
D．為了能在各個(gè)方向都能觀察到光線，紙板表面比較粗糙，光在紙板上發(fā)生了漫反射，故D不符合題意。
故選B。
考向02 利用光的反射定律作圖
(
利用光的反射規(guī)律作圖主要有：
（1）已知反射面和入射光線（反射光線）作反射光線（入射光線）：
入射角是入射光線與法線夾角，不是入射光線與鏡面的夾角；反射角是反射光線與法線的夾角，不是反射光線與鏡面的夾角。法線要畫成虛線。
（2）已知入射光線和反射光線確定平面鏡的位置：
法線位置時(shí)入射光線和反射光線夾角的角平分線位置，平面鏡與法線垂直，故只要確定入射點(diǎn)法線位置即可確定平面鏡的位置。
)
【例2】（2023·貴州）如圖所示，點(diǎn)光源S發(fā)出的一條光線射到平面鏡MN的O點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)趫D中作出這條入射光線的反射光線。
【解析】先過入射點(diǎn)垂直于界面作出法線，再根據(jù)反射角等于入射角，在法線右側(cè)畫出反射光線，如圖所示：
【變式2-1】（2023·菏澤）室內(nèi)有一吸頂燈S，人從平面鏡MN中能夠看到吸頂燈。請(qǐng)?jiān)趫D中畫出人眼A經(jīng)平面鏡MN看到吸頂燈的完整光路圖。
【解析】人眼A經(jīng)平面鏡MN看到吸頂燈，是由于吸頂燈發(fā)出的光經(jīng)平面鏡反射后浸入人的眼睛，作點(diǎn)S關(guān)于平面鏡的對(duì)稱點(diǎn)S′，連接S′A與鏡面的交點(diǎn)O即為入射點(diǎn)，連接SO即為入射光線，如圖所示
【變式2-2】（2023·廣元）如圖所示。從S點(diǎn)向平面鏡發(fā)出一條光線，經(jīng)平面鏡反射后，反射光線到達(dá)光屏上的P點(diǎn)。請(qǐng)你作出此過程的光路圖（保留作圖痕跡）。
【解析】作出發(fā)光點(diǎn)S關(guān)于平面鏡的對(duì)稱點(diǎn)，即為像點(diǎn)S′，連接S′P交平面鏡于點(diǎn)O，則O為入射點(diǎn)，沿OP畫出反射光線，連接SO畫出入射光線，如圖所示：
【變式2-3】（2023·上海）在圖中，根據(jù)給出的反射光線OB畫出入射光線AO，并標(biāo)出入射角的大小。
【解析】由圖可知，反射角為40°，由反射定律可得入射角也為40°，根據(jù)入射角的大小在法線左側(cè)畫出入射光線AO，如圖所示：
考向03 探究光的反射規(guī)律
【例3】（2023·貴州）在“探究光的反射定律”實(shí)驗(yàn)中，器材有：激光筆、可折轉(zhuǎn)光屏、平面鏡和噴霧器。
（1）將平面鏡置于水平桌面，如圖甲所示。激光筆的光束射向平面鏡上O點(diǎn)，在平面鏡上方噴水霧，從前向后觀察，可在鏡面上方看到__________條光束。
（2）將折轉(zhuǎn)光屏垂直于平面鏡放置，讓入射光沿左半屏射到O點(diǎn)，如圖乙所示。要呈現(xiàn)反射光，需將右半屏向__________（選填“前”或“后”）折轉(zhuǎn)。
（3）保持入射點(diǎn)不變，多次改變?nèi)肷浞较颍诠馄辽嫌涗浢看螌?shí)驗(yàn)的光路aa′、bb′和cc′，如圖丙所示。為了研究反射光線和入射光線的位置關(guān)系，發(fā)現(xiàn)左、右半屏相對(duì)應(yīng)的光線關(guān)于轉(zhuǎn)軸對(duì)稱，可將此對(duì)稱軸視為__________。同時(shí)根據(jù)光屏上的倍息可得結(jié)論，反射角與入射角的大小__________。
【答案】①2；②前；③法線；④相等。
【解析】（1）[1]如圖甲所示，激光筆的光束射向平面鏡上O點(diǎn)，在平面鏡上方噴水霧，這樣能顯示出反射光線和入射光線的傳播路徑。
（2）[2]如圖乙，光屏右半部分向后折了一個(gè)角度，由于反射光線、入射光線與法線在同一平面內(nèi)，則需將右半屏向前折轉(zhuǎn)。
（3）[3]由光的反射定律可知，反射光線與入射光線分居在法線兩側(cè)，反射角等于入射角，即反射光線與入射光線關(guān)于法線對(duì)稱，如圖丙所示，發(fā)現(xiàn)左、右半屏相對(duì)應(yīng)的光線關(guān)于轉(zhuǎn)軸對(duì)稱，可將此對(duì)稱軸視為法線所在位置。
[4]根據(jù)光屏上的信息可得結(jié)論，反射角與入射角的大小相等。
【變式3-1】（2023·齊齊哈爾）小明利用如圖裝置探究光反射時(shí)的規(guī)律。
（1）如圖1所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)，把一個(gè)平面鏡放在水平桌面上，再把白色紙板ENF（右側(cè)可繞ON翻折）豎直地立在平面鏡上，紙板上的直線ON應(yīng)___________于鏡面。使一束光貼著紙板沿某一角度射到O點(diǎn)，光在紙板上發(fā)生___________（選填“鏡面”或“漫”）反射，呈現(xiàn)徑跡。光經(jīng)平面鏡反射，沿另一個(gè)方向射出；
（2）改變光束入射的角度，多做幾次，換用不同顏色的筆記錄每次光的徑跡。取下紙板，用量角器測(cè)量ON兩側(cè)的∠i和∠r，是為了___________；根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論可知：當(dāng)入射光EO與平面鏡夾角為50°時(shí)，反射角為___________；
（3）讓光沿圖1中FO方向照射到鏡面，它會(huì)沿著OE方向射出。這表明：在光的反射現(xiàn)象中，光路是___________的。
（4）如圖2所示，把紙板ENF右側(cè)繞ON向前折或向后折，在右側(cè)紙板上看不到反射光。這表明：在反射現(xiàn)象中，反射光線、入射光線和法線都在___________內(nèi)。
【答案】①垂直；②漫；③探究反射角與入射角的大小關(guān)系；④40°；⑤可逆；⑥同一平面。
【解析】（1）[1]法線與鏡面垂直，紙板上的直線ON相當(dāng)于法線，所以O(shè)N應(yīng)垂直于鏡面。
[2]我們能在紙板上看到入射光線和發(fā)射光線的路徑，是由于光線在粗糙的紙板上發(fā)生了漫反射。
（2）[3]用量角器測(cè)量ON兩側(cè)的∠i和∠r，∠i是入射角，∠r是反射角，可以探究反射角與入射角的大小關(guān)系。
[4]當(dāng)入射光EO與平面鏡夾角為50°時(shí)，反射角90°-50°=40°
（3）[5]若將一束光貼著紙板沿FO方向射到O點(diǎn)，光將沿圖中的OE方向射出，即光線沿著原來反射光線的路徑入射，反射光線會(huì)沿著原來入射光線的路徑反射，說明在反射現(xiàn)象中，光路是可逆的。
（4）[6]把紙板ENF右側(cè)繞ON向前折或向后折，紙板E與F不在同一平面內(nèi)，在紙板F上不能看到反射光線，說明反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)。
【變式3-2】（2023·潛江、天門、仙桃）用如圖的裝置探究“光的反射定律”。平面鏡M水平放置，附有量角器的白紙板由E、F兩部分構(gòu)成，始終豎直立在M上，可以繞ON翻折；
（1）如圖甲，E、F在同一平面上，讓入射光AO射向鏡面，量角器上顯示入射角和反射角的大小，可得出∠r________∠i（選填“>”“<”或“=”）；
（2）改變?nèi)肷涔獾姆较颍贉y(cè)幾組入射角和反射角，這樣做的目的是_________；
（3）若光沿BO入射，經(jīng)M反射后沿OA射出。這表明，在光的反射現(xiàn)象中，光路是_________的；
（4）如圖乙，把F向前或向后翻折，則在F上________（選填“能”或“不能”）看到反射光，這說明反射光線，入射光線和法線在_________。
【答案】①=；②多次實(shí)驗(yàn)，得到普遍規(guī)律（或避免偶然性）；③可逆；④不能；⑤同一平面內(nèi)。
【解析】（1）[1]在反射現(xiàn)象中，反射角等于入射角。故此時(shí)反射角∠r =入射角∠i。
（2）[2]改變?nèi)肷涔獾姆较颍贉y(cè)幾組入射角和反射角，這樣做的目的是，多次實(shí)驗(yàn)，得到普遍規(guī)律（防止偶然性）。
（3）[3] 如果將光源沿BO射入一條入射光線，會(huì)觀察到反射光線會(huì)沿OA的方向射出，這說明了在光的反射中，光路是可逆的。
（4）[5][6]根據(jù)光的反射定律：在反射現(xiàn)象中，反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)，所以把紙板F向后折疊，則在紙板F上不能看到反射光線，說明反射光線、與入射光線和法線應(yīng)在同一平面內(nèi)。
考向04 鏡面反射與漫反射
(
（1）鏡面反射是因?yàn)榉瓷涿媸枪饣砻嫘纬傻模肷涔馐瞧叫泄鈺r(shí)，反射光也是平行光；
（2）漫反射是因?yàn)榉瓷涿媸歉叩筒黄降拇植诒砻妫幢闳肷涔馐瞧叫泄猓瓷涔庖膊粫?huì)是平行光，反射光會(huì)向各個(gè)方向出射，所以，人站在不同角度也能看見反射光；
（3）鏡面反射和漫反射都遵循光的反射規(guī)律；
（4）人眼感覺到物體的亮暗是由物體入射人眼的光的多少?zèng)Q定的。射入人眼的光越多，人感覺物體越亮；入射人眼的光越少，人感覺物體越暗。
)
【例4】如圖所示是實(shí)驗(yàn)室中的毛玻璃片，一面磨砂，一面平滑。為了分辨這兩個(gè)面，下列方法中不可行的是（ ）。
A. 用手去觸摸，粗糙的一面是磨砂面；
B. 用激光筆照射表面，反射后可在光屏上成一個(gè)亮點(diǎn)的一面是平滑面；
C. 壓力相同時(shí)，與同一水平桌面之間滑動(dòng)摩擦力較大的一面是磨砂面；
D. 透過毛玻璃片看不清遠(yuǎn)處物體，朝向眼睛的一面是平滑面
【答案】D。
【解析】A．毛玻璃的磨砂面凹凸不平，因此用手去觸摸會(huì)感覺粗糙；毛玻璃的平滑面平整，因此用手去觸摸不會(huì)感覺粗糙，所以可以用該方法分辨這兩個(gè)面，故A可行，不符合題意；
B．用激光筆照射表面，在平滑面會(huì)發(fā)生鏡面反射，因此會(huì)在光屏看到一個(gè)亮點(diǎn)；在粗糙的一面會(huì)發(fā)生漫反射，因此在光屏上不會(huì)看到一個(gè)亮點(diǎn)，所以可以用該方法分辨這兩個(gè)面，故B可行，不符合題意；
C．滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，壓力相同時(shí)，接觸面越粗糙，滑動(dòng)摩擦力越大。毛玻璃的磨砂面與水平桌面的接觸面比毛玻璃的平滑面與水平桌面的接觸面粗糙，因此磨砂面與水平桌面之間的滑動(dòng)摩擦力較大，故C可行，不符合題意；
D．光射入玻璃和射出玻璃都要發(fā)生反射和折射，毛玻璃一面磨砂，一面平滑，會(huì)使一部分光在磨砂面發(fā)生漫反射不能透過毛玻璃射出，并且透過毛玻璃的光經(jīng)過磨砂面發(fā)生折射也會(huì)射向四面八方，光線散亂，導(dǎo)致進(jìn)入人眼的光很少，所以隔著毛玻璃就看不清物體，無論光先從哪個(gè)面進(jìn)入都會(huì)在磨砂面發(fā)生雜亂的反射和折射，使人看不清物體，故D不可行，符合題意。故選D。
【變式4-1】某校九年級(jí)的一名學(xué)生下晚自習(xí)后在騎自行車回家途中，迎面遇到一輛燈光非常刺眼的車輛。為了安全，他應(yīng)該（ ）。
A. 迎著燈光繼續(xù)行駛 B. 閉眼緩慢行駛 C. 停下車靠邊避讓 D. 用手遮擋燈光行駛
【答案】C。
【解析】A．因?yàn)闊艄獗容^刺眼，迎著燈光繼續(xù)行駛，會(huì)看不清前方道路，所以騎行時(shí)并不安全，故A不符合題意；
B．閉眼緩慢行駛，會(huì)看不到前方道路，所以騎行時(shí)并不安全，故B不符合題意；
C．停下車靠邊避讓，等車過去再騎車回家，比較安全，故C符合題意；
D．用手遮擋燈光行駛，會(huì)看不清前方道路，所以騎行時(shí)并不安全，故D不符合題意。故選C。
【變式4-2】雨過天晴，地面上會(huì)出現(xiàn)建筑物的影子，影子是由于___________形成的。通過地面上一層薄薄的積水還可以看到建筑物的像，如圖所示，像的大小與建筑物的大小___________。一些建筑物外部采用了玻璃幕墻作為裝飾，強(qiáng)光照射到玻璃幕墻時(shí)會(huì)發(fā)生___________反射，造成“光污染”。
【答案】①光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播；②相等；③鏡面。
【解析】[1]影子是由于光傳播過程中遇到不透明障礙物，在光達(dá)不到的區(qū)域形成的陰影，是光的直線傳播形成的。
[2]地面上一層薄薄的積水可以看成平面鏡，還可以看到建筑物的像，實(shí)際上是通過平面鏡（水面）成的像，由平面鏡成像特點(diǎn)可知，平面鏡成的像與建筑物的大小始終相等。
[3]一些建筑物外部采用了玻璃幕墻作為裝飾，當(dāng)強(qiáng)烈的太陽光照射到這些光滑的表面時(shí)，就會(huì)發(fā)生鏡面反射，反射光線非常集中，炫目的光干擾人們的正常生活，造成光污染。
考點(diǎn)三 平面鏡成像
一、探究平面鏡成像
1.什么是像
當(dāng)你照鏡子時(shí)可以看見自己的“像”，鏡子里的自己就是自己經(jīng)過平面鏡所成的像。平靜的水面上物體的倒影，也是物體通過水面這面鏡子所成的像。這個(gè)像不同于影子，它能反映物體的面貌。
2.探究平面鏡成像的特點(diǎn)
提出問題 平面鏡成像時(shí)，像的位置、大小跟物體的位置、大小有什么關(guān)系
猜想與假設(shè) 平面鏡所成的像的大小可能與物體的大小相等，像到平面鏡的距離可能物體到平面鏡的距離相等
實(shí)驗(yàn)器材 薄玻璃板一塊、支架、筆一只、兩支相同的蠟燭、刻度尺、白紙等
設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn) （1）在水平桌面上鋪一張白紙，紙上豎立一塊薄的玻璃板作為平面鏡，在紙上沿著玻璃板畫一條直線，這條直線代表玻璃板的位置； （2）如圖所示，把一只點(diǎn)燃的蠟燭放在玻璃板的前面，透過玻璃板進(jìn)行觀察，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一只外形完全相同的蠟燭（未點(diǎn)燃），豎立著在玻璃板后面移動(dòng)，直到看上去它跟前面的蠟燭的像完全重合。這個(gè)位置就是前面那個(gè)蠟燭的像的位置； （3）在紙上記錄下兩支蠟燭的位置，并注意觀察蠟燭的大小和它的像的大小是否相同； （4）移動(dòng)點(diǎn)燃的蠟燭，重做實(shí)驗(yàn)； （5）用直線把兩次實(shí)驗(yàn)中的蠟燭和它的像在紙上的位置連接起來，用量角器測(cè)量蠟燭和像連線與鏡面的夾角； （6）用刻度尺分別測(cè)量蠟燭和像到玻璃板的距離，將測(cè)得的數(shù)據(jù)記錄在表格中
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 記錄 次數(shù)蠟燭到平面鏡的距離蠟燭的像到平面鏡的距離/cm蠟燭的像與蠟燭的大小關(guān)系蠟燭的像與蠟燭的連線與鏡面位置的關(guān)系11010等大垂直21515等大垂直32020等大垂直42525等大垂直
分析與論證 （1）未點(diǎn)燃的蠟燭可以與點(diǎn)燃的蠟燭的像完全重合，說明蠟燭的像的大小與蠟燭大小相等； （2）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，蠟燭和它的像的連線與鏡面垂直，蠟燭的像到平面鏡的距離與蠟燭到平面鏡的距離相等
探究歸納 平面鏡成像的特點(diǎn)：平面鏡所成像的大小與物體大小相等，像和物體到平面鏡的距離相等，像和物體的連線與平面鏡垂直，即平面鏡所成的像與物體關(guān)于平面鏡對(duì)稱
特別提醒：
（1）為了使觀察到的像更為清晰，實(shí)驗(yàn)最好在較暗的環(huán)境中進(jìn)行；
（2）實(shí)驗(yàn)中用玻璃板代替平面鏡，目的是便于觀察和確定像的位置，并比較物像的大小關(guān)系，原因是玻璃板既能反射光又能透過光，即透過玻璃板能看到未點(diǎn)燃的蠟燭，也能看到點(diǎn)燃的蠟燭所成的像；
（3）實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用較薄的玻璃板。因?yàn)椴ＡО宓那昂蟊砻婵梢愿鞒梢粋€(gè)像，當(dāng)玻璃板較厚時(shí)，兩個(gè)像有較大的錯(cuò)位，難以確定像的位置；
（4）實(shí)驗(yàn)中，玻璃板要豎直立在水平桌面上。若玻璃板沒有豎直放置，則未點(diǎn)燃的蠟燭和點(diǎn)燃的蠟燭將不能完全重合；
（5）實(shí)驗(yàn)中，使用兩支完全相同的蠟燭，目的是比較像與物體的大小關(guān)系；
（6）用點(diǎn)燃的蠟燭做實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是所成的像比較亮，便于觀察；
（7）白紙用于標(biāo)注玻璃板的位置、蠟燭以及蠟燭的像的位置，刻度尺用于測(cè)量蠟燭以及蠟燭的像到玻璃板的距離；
（8）改變蠟燭與玻璃板的距離進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，是為了尋找普遍規(guī)律。
二、平面鏡成虛像
1.平面鏡成虛像：在探究平面鏡成像特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)中，在平面鏡前放一支點(diǎn)燃的蠟燭，在鏡子中會(huì)出現(xiàn)一個(gè)正立蠟燭的像，但將光屏放在平面鏡后蠟燭像的位置時(shí)，光屏上卻沒有出現(xiàn)蠟燭的像，可見平面鏡所成的像是不存在的，是虛像。
2.對(duì)實(shí)像和虛像的理解
成因 特點(diǎn) 實(shí)例
實(shí)像 實(shí)際光線會(huì)聚所成的像 既可以用眼睛直接觀察，又可以用光屏承接 小孔成像
虛像 不是實(shí)際光線會(huì)聚而成的，而是由實(shí)際光線的反向延長線相交形成的 只能用眼睛直接觀察，不能用光屏承接 平面鏡成像、水中倒影、水中的魚
3.平面鏡成像作圖
作平面鏡成的像主要有兩種方法：一是根據(jù)平面鏡成像原理（光的反射定律）作圖；二是根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)作圖（對(duì)稱法）。如圖所示，S為平面鏡前的一個(gè)點(diǎn)光源，我們可以作出它的像S'。
（1）根據(jù)平面鏡成像原理（光的反射定律）作圖
從S 射向平面鏡的所有光線，經(jīng)平面鏡反射后，反射光線的反向延長線都會(huì)交于點(diǎn)S'，所以在作圖時(shí)，只要任選兩條從點(diǎn)光源S發(fā)出射向平面鏡的入射光線，作出其反射光線的反向延長線，就可以確定像S'。作圖步驟如下：
①從點(diǎn)光源S任意引兩條光線射到平面鏡上；
②分別作出兩條入射光線的法線；
③根據(jù)光的反射定律分別作出兩條入射光線的反射光線；
④分別作兩條反射光線的反向延長線，它們的交點(diǎn)S'即為點(diǎn)光源S的像。
（2）根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)作圖（對(duì)稱法）
作出物體AB關(guān)于平面鏡的對(duì)稱點(diǎn)A'B'，連接B'A'即為物體AB的像。具體步驟如下：
①分別過A、B兩點(diǎn)作平面鏡的垂線（像與物的連線與平面鏡垂直）；
②分別取A'、B'，使A'、B'到平面鏡的距離等于A、B到平面鏡的距離（像與物到平面鏡的距離相等）；
③連接A'、B'并且箭頭方向不變，A'B'即為物體AB的像。
(
作圖時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：
（1）平面鏡非反射面要畫上短斜線；
（2）實(shí)際光線要畫成實(shí)線，并用箭頭表示光的傳播方向，反向延長線要畫成虛線；實(shí)物用實(shí)線表示，虛像用虛線表示；法線用虛線表示；
（3）實(shí)物和虛像要標(biāo)注上對(duì)應(yīng)的字母，并用上下標(biāo)區(qū)分。
)
三、平面鏡的應(yīng)用
應(yīng)用分類 示例
成像 照鏡子 舞蹈演員糾正自己的舞姿
改變光路 太陽能電站 潛望鏡
擴(kuò)大視覺空間 墻上裝平面鏡，感覺空間更大 利用平面鏡在較小空間內(nèi)完成視力檢查
四、凸面鏡和凹面鏡
1.球面鏡：如果鏡子的反射面是球面的一部分，這樣的鏡子叫球面鏡。球面鏡分為凸面鏡和凹面鏡。
2.凸面鏡
（1）概念：用球面的外表面作反射面的鏡子叫凸面鏡。
（2）特點(diǎn)：凸面鏡對(duì)光有發(fā)散作用，平行光射到凸面鏡上，反射后成為發(fā)散光，如圖所示。
（3）應(yīng)用：使用凸面鏡能起到擴(kuò)大視野的作用，所以汽車的后視鏡和道路轉(zhuǎn)彎處的反射鏡都是凸面鏡。
3.凹面鏡
（1）概念：用球面的內(nèi)表面作反射面的鏡子叫凹面鏡。
（2）特點(diǎn)：凹面鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，平行光射到凹面鏡上，反射后會(huì)聚到一點(diǎn)，如圖所示。
（3）應(yīng)用
①使用凹面鏡對(duì)光的會(huì)聚作用的有：太陽灶、奧運(yùn)圣火采集器等。
②由光路可逆原理可知，由一點(diǎn)發(fā)出的光經(jīng)凹面鏡反射后可成為平行光，這一特點(diǎn)的常見應(yīng)用有：探照燈、各種機(jī)動(dòng)車的前燈、醫(yī)用頭燈等。
考向01 平面鏡成像特點(diǎn)
【例1】臨沂市文化公園是我市一道亮麗的風(fēng)景線。1.5m深的荷花池內(nèi)，一只立于荷尖上的蜻蜓距水面0.6m（如圖），蜻蜓在水中的像（ ）。
A. 因光的折射而形成 B. 是比蜻蜓略小的虛像
C. 在水面下0.9m深處 D. 與蜻蜓相距1.2m
【答案】D。
【解析】A．蜻蜓在水中的像是平面鏡成像，是光的反射，故A不符合題意；
B．蜻蜓在水中的像是平面鏡成像，成的是等大的虛像，故B不符合題意；
C．蜻蜓在水中的像是平面鏡成像，像到平面鏡的距離等于物體到水面的距離等于0.6m，故C不符合題意；
D．蜻蜓在水中的像與蜻蜓相距；
故D符合題意。故選D。
【變式1-1】（2023·湘潭）如圖所示，白鷺平行于水面飛行，距水面2m。水中的“白鷺”是_______（選填“實(shí)”或“虛”）像，它距空中的白鷺_______m。
【答案】①虛；②4。
【解析】 [1]水中看到的“白鷺”是白鷺的倒影，類似于平面鏡成像，由光反射形成的虛像。
[2]根據(jù)平面鏡成像規(guī)律可知，物距和像距相等，此時(shí)水中形成的像距水面2m，則像與空中白鷺的距離為。
【變式1-2】一只小鳥在平靜的湖面上飛過，以下描述正確的是（ ）。
A. 小鳥在湖中所成的像是實(shí)像；
B. 小鳥靠近湖面時(shí)，像遠(yuǎn)離湖面；
C. 小鳥在湖中的像始終和小鳥一樣大；
D. 小鳥到湖面的距離大于像到湖面的距離
【答案】C。
【解析】A．小鳥通過湖面成像屬于平面鏡成像，根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)可知，平面鏡成正立、等大的虛像，則小鳥在湖中所成的像是虛像，故A錯(cuò)誤；
BD．根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)可知，像與物到平面鏡的距離相等，故小鳥到湖面的距離等于像到湖面的距離，并且當(dāng)小鳥靠近湖面時(shí)，像也靠近湖面，故BD錯(cuò)誤；
C．根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)可知，平面鏡成正立、等大的虛像，故小鳥在湖中的像始終和小鳥大小相等，故C正確。故選C。
【變式1-3】（2023·宜賓）小強(qiáng)同學(xué)用如圖甲的實(shí)驗(yàn)裝置，探究光反射時(shí)的規(guī)律，并將數(shù)據(jù)依次記錄在表1中。實(shí)驗(yàn)后他想讓與地平線成60°的太陽光豎直向下照亮井底，他把平面鏡按如圖乙放置。對(duì)此探究，下列說法正確的是（ ）。
表1
次數(shù) 1 2 3 4 5
∠i 0° 20° 30° 40° 60°
∠r 0° 20° 30° 40° 60°
A. 圖甲中表示反射角的是∠i；
B. 實(shí)驗(yàn)時(shí)的反射光線是繞O點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的；
C. 實(shí)驗(yàn)說明反射角等于入射角；
D. 圖乙中平面鏡與地平線的夾角θ為75°
【答案】CD。
【解析】A．由于入射光線與法線的夾角為入射角，反射光線與法線的夾角為反射角，由圖甲可知，是入射角，故A錯(cuò)誤；
B．由表1可知，實(shí)驗(yàn)時(shí)，反射角逐漸增大，即反射光線逐漸遠(yuǎn)離法線，所以反射光線是繞O點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的，故B錯(cuò)誤；
C．觀察表1中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，反射角的大小始終等于入射角的大小，所以在光的反射中，反射角等于入射角，故C正確；
D．太陽光與地平線的夾角為60°，豎直向下照亮井底，則反射光線與地平線的夾角為90°，則反射光線與入射光線的夾角為150°，由于反射角等于入射角，所以反射角和入射角都等于75°，則反射光線與鏡面的夾角為90°-75°=15°
則鏡面與地平線的夾角θ為90°-15°=75°
故D正確。
故選CD。
考向02 平面鏡成像作圖
(
主要有兩種作圖類型：
（1）由反射光線作光源
利用像點(diǎn)特性快速作圖：根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)可知，平面鏡所成的像與物體關(guān)于平面鏡對(duì)稱，可先確定像點(diǎn)，利用反射光線的反向延長線過像點(diǎn)這一特點(diǎn)快速作圖。
（2）已知光源作反射光路圖
)
【例2】（2023·南京）根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)在圖甲中畫出物體AB在平面鏡MN中所成的像。
【解析】分別作出物體AB端點(diǎn)A、B關(guān)于平面鏡的對(duì)稱點(diǎn)A′、B′，用虛線連接A′B′即為AB在平面鏡中的像。如圖所示：
【變式2-1】（2023·撫順、鐵嶺）如圖所示，S 是光源S在平面鏡中的像。光線是光源S發(fā)出的光線經(jīng)平面鏡反射后，平行于凸透鏡主光軸射向凸透鏡的光線。請(qǐng)畫出：
（1）光源S的位置；
（2）反射光線a對(duì)應(yīng)的入射光線；
（3）光線a經(jīng)凸透鏡折射后的折射光線。
【解析】（1）根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)，首先做像S 關(guān)于鏡面的對(duì)稱點(diǎn)S，即為光源S的位置，標(biāo)出虛線和直角；
（2）反射光線a與鏡面的交點(diǎn)為入射點(diǎn)，連接光源S和入射點(diǎn)，標(biāo)出箭頭，即為反射光線a對(duì)應(yīng)的入射光線；
（3）光線a是平行于凸透鏡主光軸的光線，經(jīng)凸透鏡折射后的折射光線過焦點(diǎn)。如圖所示：
【變式2-2】（2023·赤峰）如圖所示，請(qǐng)根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)，作出鳥喙上A點(diǎn)通過水面成的像A'。
【解析】過A點(diǎn)向平面鏡做垂線，與水面交于O點(diǎn)，并向下延長到A′，使AO=OA′，A′就是喙上A點(diǎn)通過水面成的像，作圖如下：
考向03 平面鏡在生活中的應(yīng)用
(
生活中平面鏡主要應(yīng)用有：
（1）改變光路：
平面鏡成像利用的是光的反射，當(dāng)入射角發(fā)生變化時(shí)，反射角隨之反射變化，使入射過來的光線傳播方向發(fā)生改變。
（2）成像：
平面鏡成像是生活中常見的平面鏡的應(yīng)用，熟悉平面鏡成像規(guī)律是解答問題的關(guān)鍵。
)
【例3】（2023·棗莊）自行車尾燈可有效避免夜間交通事故的發(fā)生，它由多組“直角反射器”組成，其中一組“直角反射器”如圖所示，一束光射向平面鏡S1，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出經(jīng)過S1、S2兩個(gè)平面鏡反射后的光路圖。
【解析】如圖過入射點(diǎn)作鏡面S1的垂線為法線，根據(jù)反射角等于入射角做出反射光線，反射光線與平面鏡S2的交點(diǎn)作為入射點(diǎn)，再重復(fù)上述過程，做出反射光線，最后的反射光線與射向S1的入射光線平行，具體作圖如圖所示：
【變式3-1】檢查視力時(shí)，視力表放在被測(cè)者頭部的后上方，如圖甲所示，則視力表上如圖乙所示的字母在平面鏡中的像正確的是（ ）。
A. B. C. D.
【答案】B。
【解析】物體在平面鏡中成虛像，像物大小相等，與物關(guān)于鏡面對(duì)稱，左右互換。如圖乙“E”的像開口向右，則在平面鏡中看到的字母“E”開口向左，大小不變。故ACD錯(cuò)誤，B正確。
故選B。
【變式3-2】如圖所示，戲曲演員在對(duì)著鏡子上妝。開始時(shí)，鏡中只能看到自己的臉，看不到頭飾，為了能看到臉和頭飾，演員應(yīng)該 （選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）平面鏡；此時(shí)平面鏡內(nèi)所成的像與原來相比大小 （選填“變大”、“不變”或“變小”）；圖中鏡面傾斜放置在桌面上，此時(shí)，演員與鏡中像的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的連線與鏡面 （選填“垂直”或“不垂直”）。
【答案】遠(yuǎn)離；不變；垂直。
【解析】[1]為了能看到臉和頭飾，需要擴(kuò)大視野，演員應(yīng)該遠(yuǎn)離平面鏡。
[2]物體在平面鏡中所成的像和物體的大小相等，此時(shí)平面鏡內(nèi)所成的像與原來相比大小不變。
[3]物體在平面鏡中所成的像和物體的連線垂直于鏡面，圖中鏡面傾斜放置在桌面上，此時(shí)，演員與鏡中像的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的連線也與鏡面垂直。
考向04 探究平面鏡成像特點(diǎn)
【例4】（2023·南充）小科同學(xué)在探究平面鏡成像特點(diǎn)時(shí)，利用如圖甲所示器材進(jìn)行了以下操作：
（1）實(shí)驗(yàn)中小科同學(xué)從點(diǎn)燃的蠟燭一側(cè)透過玻璃板看到像有重影，改善重影問題的方法是________，實(shí)驗(yàn)中選取同樣大小的蠟燭A、B是為了_________；
（2）改進(jìn)器材后多次改變蠟燭A的位置，并移動(dòng)另一支蠟燭，確定每次像的位置，將玻璃板及每次物和像的位置記錄在玻璃板下面的白紙上，連接物和對(duì)應(yīng)的像點(diǎn)，如圖乙所示，由此可得出的結(jié)論是：像與物到平面鏡的距離_________；
（3）完成實(shí)驗(yàn)后，小科同學(xué)又將一枚硬幣放在玻璃板前，能看到它在玻璃板后的像在a的位置，如圖丙所示，若將玻璃板水平向右移動(dòng)3cm，該硬幣的像_________（選填“向右移動(dòng)3cm”、“在原位置”或“向左移動(dòng)3cm”）。
【答案】①用較薄的玻璃板；②探究像與物的大小關(guān)系；③相等；④在原位置。
【解析】（1）[1]實(shí)驗(yàn)中有重影，是因?yàn)椴ＡО遢^厚，蠟燭通過玻璃板兩個(gè)面都成像了，可采用較薄的玻璃板，兩個(gè)面所成的像幾乎在一個(gè)位置，避免重影對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。
[2]用A、B同樣大小的蠟燭進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可探究平面鏡所成的像與物的大小關(guān)系，B與A的像重合時(shí)，說明像與物大小相等。
（2）[3]由圖乙知，每次記錄的像距與物距的大小相等，所以像與物到平面鏡的距離相等。
（3）[4]將玻璃板水平向右移動(dòng)3cm，硬幣的位置不變，則像的位置也不變，在原位置。
【變式4-1】（2023·廣西）如圖所示，在“探究平面鏡成像的特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)中，對(duì)所選擇的蠟燭A、B的要求是外形___________（選填“相同”或“不同”）；蠟燭A在玻璃板后面的像___________（選填“能”或“不能”）在光屏上呈現(xiàn)。
【答案】①相同；②不能。
【解析】[1]實(shí)驗(yàn)中選取兩段完全相同的蠟燭是為了比較像與物的大小關(guān)系。
[2]虛像不能成在光屏上，蠟燭A在玻璃板后面的像不能在光屏上呈現(xiàn)，說明平面鏡成的像是虛像。
【變式4-2】（2023·臨沂）敬老愛親的小明跟奶奶拉呱時(shí)，發(fā)現(xiàn)奶奶一直認(rèn)為“人離平面鏡越近，人在鏡中的像越大”，為了糾正奶奶的錯(cuò)誤認(rèn)知，小明做了如下實(shí)驗(yàn)。
（1）如圖所示，將白紙平鋪在水平桌面上，用支架把玻璃板架在白紙上，并讓玻璃板與紙面__________；
（2）將兩支相同的蠟燭A和B分別豎放在玻璃板前后，點(diǎn)燃蠟燭__________（選填“A”或“B”），并移動(dòng)蠟燭B，直至與蠟燭A的像重合；
（3）為了糾正奶奶的錯(cuò)誤認(rèn)知，小明多次改變蠟燭A的位置時(shí)，需確保__________（選填“左右”或“前后”）位置不同；
（4）小明給奶奶變了個(gè)戲法：將與蠟燭A的像重合的蠟燭B拿走，并在它的位置處豎放一個(gè)光屏。讓奶奶透過玻璃板看光屏，光屏上有“蠟燭B”；不透過玻璃板直接看光屏，光屏上的“蠟燭B”卻消失了。這個(gè)小戲法逗得奶奶開懷大笑，同時(shí)小明也給奶奶解釋了玻璃板成__________（選填“虛”或“實(shí)”）像的道理。
【答案】①垂直；②A；③前后；④虛。
【解析】（1）[1]實(shí)驗(yàn)中，眼睛應(yīng)該與點(diǎn)燃蠟燭的一側(cè)觀察，為使B與A的像重合，玻璃板必須與白紙垂直。
（2）[2]實(shí)驗(yàn)中為了觀察像與實(shí)物大小關(guān)系，應(yīng)該點(diǎn)燃蠟燭A，在點(diǎn)燃的一側(cè)觀察，并移動(dòng)蠟燭B，直至與蠟燭A的像重合。
（3）[3]實(shí)驗(yàn)中為了證明像的大小與實(shí)物離平面鏡的距離無關(guān)，小明應(yīng)多次改變蠟燭A的位置時(shí)，使蠟燭A到鏡面的前后距離不同。
（4）[4]平面鏡成虛像，虛像不能用光屏承接，所以不透過玻璃板直接看光屏，看不到像。
考點(diǎn)四 光的折射
一、光的折射
1.現(xiàn)象探究：光的折射
提出問題 光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播，當(dāng)光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？
實(shí)驗(yàn)過程 實(shí)驗(yàn)操作 如圖所示，讓激光筆發(fā)出的一束光斜射入水中，觀察光的傳播路徑 如圖所示，讓激光筆發(fā)出的一束光穿過一塊玻璃磚，觀察光的傳播路徑 如圖所示，讓激光筆發(fā)出的一束光垂直射入一塊玻璃直角三棱鏡，觀察光的傳播路徑
現(xiàn)象 光從空氣斜射入水中時(shí)，在分界面上一部分發(fā)生反射，一部分進(jìn)入水中并發(fā)生偏折 光從空氣斜射入玻璃中時(shí)，在分界面上光的傳播方向發(fā)生偏折；光由玻璃磚斜射入空氣時(shí)，在分界面上光的傳播方向也會(huì)發(fā)生偏折 光由空氣垂直射入玻璃時(shí)，光的傳播方向不發(fā)生變化；光由玻璃垂直射入空氣時(shí)，光的傳播方向也不發(fā)生變化
實(shí)驗(yàn)歸納 光從空氣斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，在第二種介質(zhì)中傳播方向發(fā)生了改變；垂直射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向不發(fā)生改變。
2.光的折射概念:光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向發(fā)生了偏折，這種現(xiàn)象叫光的折射。
二、探究光的折射時(shí)的特點(diǎn)
1.基本概念：“一點(diǎn)、一面、三線、兩角”
一點(diǎn) 入射點(diǎn) 入射光與分界面的交點(diǎn)
一面 分界面 兩種介質(zhì)的分界面，如圖所示的NN'
三線 入射光線 入射到兩種介質(zhì)表面的光線AO
法線 過入射點(diǎn)且垂直于兩種介質(zhì)分界面的直線NN'
折射光線 進(jìn)入另一種介質(zhì)的光線OC
兩角 入射角 入射光線與法線的夾角
折射角 折射光線與法線的夾角
2.探究光的折射時(shí)的特點(diǎn)
【提出問題】讓一束光從空氣斜射入水中，傳播方向是否發(fā)生偏折？向哪個(gè)方向偏折？
【實(shí)驗(yàn)器材】激光筆、水槽、標(biāo)有角度的圓盤等。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
（1）讓一束光從空氣斜射入水中，觀察折射光線、入射光線和法線之間的位置關(guān)系，比較折射角和入射角的大小關(guān)系，并描畫出光束在空氣和水中的傳播路徑；
（2）改變?nèi)肷浣谴笮。^察折射角的變化情況；
（3）讓一束光垂直射入水中，觀察折射情況；
（4）讓一束光逆著原折射光的方向從水中斜射入空氣中，觀察折射情況。
【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】
（1）光從空氣斜射入水中時(shí)，，可觀察到折射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)，折射光線和入射光線分居于法線兩側(cè)，折射光線向法線方向偏折，折射角小于入射角；
（2）改變?nèi)肷浣堑拇笮。l(fā)現(xiàn)折射角的大小也隨之改變，并且入射角增大時(shí)，折射角也增大；
（3）光從空氣垂直射入水中時(shí)，其傳播方向不變；
（4）讓光逆著原折射方向從水中斜射入空氣中時(shí)，進(jìn)入空氣中的折射光線逆著原入射光線的方向射出。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】
（1）當(dāng)光從空氣斜射入水中（或其他介質(zhì)）時(shí)，折射光線向法線方向偏折，折射角小于入射角；當(dāng)入射角增大時(shí)，折射角也隨之增大；
（2）當(dāng)光線從水或其他介質(zhì)斜射入空氣中時(shí)，折射光線遠(yuǎn)離法線，折射角大于入射角；
（3）當(dāng)光從空氣垂直射入水中或其他介質(zhì)中時(shí)，其傳播方向不變；
（4）在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的。
3.對(duì)光的折射現(xiàn)象的理解
（1）法線與分界面垂直，是描述入射光線、反射光線以及折射光線位置和方向的參考標(biāo)準(zhǔn)；
（2）折射角隨著入射角的增大而增大，因?yàn)橄扔腥肷涔饩€，然后才有折射光線，所以敘述時(shí)一般說折射角隨入射角的變化而變化，不說入射角隨折射角的變化而變化；
（3）當(dāng)光垂直射到分界面上時(shí)，光的傳播方向不發(fā)生變化，此時(shí)折射光線、入射光線和法線重合，折射角和入射角都為0°；
（4）一般情況下，無論光從空氣斜射入其他介質(zhì)中，還是光從其他介質(zhì)斜射入空氣中，在空氣中光線與法線的夾角大于其他介質(zhì)中光線與法線的夾角；
（5）一般來說，當(dāng)光從兩種介質(zhì)分界面上發(fā)生折射時(shí)，光速大的介質(zhì)中光線與法線的夾角大，光速小的介質(zhì)中光線與法線的夾角小。
三、生活中的折射現(xiàn)象
海市蜃樓 夏天，海面附近空氣溫度較低，密度較大，來自地平線以下遠(yuǎn)處的物體的光，傳播時(shí)由于不同高度空氣的密度不同而向地面多次彎曲后進(jìn)入我們的眼中，形成“蜃景”的現(xiàn)象
“錯(cuò)位”的奧秘 來自水面以下的筆上物點(diǎn)的光，從水中射向空氣反生折射，折射角大于入射角，我們眼睛看到的光好像是從直線傳播方向發(fā)出的，這樣看起來就好像筆錯(cuò)位了
叉魚的訣竅 因?yàn)槿藗兛吹降氖撬械聂~的虛像，它比魚的實(shí)際位置淺，所以要瞄準(zhǔn)看到的“魚”的下方才能叉到魚
“變高”的奧秘 因?yàn)楣鈴目諝膺M(jìn)入水中時(shí)發(fā)生折射，所以水中的人看到的是岸上的樹的虛像，它比樹的真實(shí)位置要高
考向01 光的折射現(xiàn)象及其應(yīng)用（三種光現(xiàn)象辨析）
【例1】（2023·牡丹江）下列現(xiàn)象由光的折射形成的是（ ）。
A. 手影 B. 對(duì)鏡畫臉譜
C. 鉛筆“折斷” D. 日食
【答案】C。
【解析】AD．影子的形成、日食、月食都是光遇到不透明的物體后無法穿過物體繼續(xù)傳播形成的，屬于直線傳播形成的，故A、D不符合題意；
B．對(duì)著鏡子畫臉譜，屬于平面鏡成像，是光的反射原理，故B不符合題意；
C．水中的“斷筆”是筆反射的光從水中斜射入空氣中時(shí)，傳播方向發(fā)生改變，人眼逆著折射光線看去，看到筆“被折斷”，屬于光的折射，故C符合題意。
故選C。
【變式1-1】（2023·北京）一束單色光從空氣斜射入水中的情境如圖所示。下列說法正確的是（ ）。
A. BO是入射光，OA是反射光 B. AO是入射光，OC是折射光
C. ∠AOM是入射角，∠BON是反射角 D. 光若沿CO入射，將沿OA和OB射出
【答案】B。
【解析】ABC．如圖：過點(diǎn)O作法線PQ，由于反射時(shí)反射光線和入射光線位于法線兩側(cè)；折射時(shí)折射光線和入射光線也位于法線兩側(cè)，所以圖中AO是入射光線、OB是反射光線、OC是折射光線。∠AOP是入射角，∠BOP是反射角，故B正確，AC錯(cuò)誤；
D．折射時(shí)光路是可逆的，所以光若沿CO入射，將沿OA射出，故D錯(cuò)誤。
故選B。
【變式1-2】（2023·涼山州）在地球上觀看日出時(shí)能看到地平線以下的太陽。下列現(xiàn)象與此原理相同的是（ ）。
A. 茂密樹蔭下圓形的光斑 B. 汽車后視鏡中的像
C. 海市蜃樓 D. 用潛望鏡看到海面上的物體
【答案】C。
【解析】在地球上觀看日出時(shí)能看到地平線以下的太陽，光學(xué)原理是光的折射。
A. 茂密樹蔭下圓形的光斑，原理是光在同種均勻的介質(zhì)中沿直線傳播，故A不符合題意；
B. 汽車后視鏡中的像，利用的是凸面鏡擴(kuò)大視野的作用，故B不符合題意；
C. 海市蜃樓，原理是光的折射，故C符合題意；
D. 用潛望鏡看到海面上的物體，是平面鏡成像，原理是光的反射，故D不符合題意。
故選C。
考向02 光的折射作圖
(
1
.
從水中看岸上物體
運(yùn)用光的折射規(guī)律作圖方法：
一知
光無論從空氣斜射入其他介質(zhì)中，還是從其他介質(zhì)斜射入空氣中，空氣中的角（入射角或反射角）都是較大的
二作
過入射點(diǎn)作法線，在法線的另一側(cè)作出折射光線或入射光線，且使空氣中的角較大
三標(biāo)
標(biāo)出光的傳播方向
2
.
從岸上看水中物體
應(yīng)注意：無論從什么地方看到物體，是因?yàn)橛泄鈴奈矬w進(jìn)入眼睛，并不是人的眼睛會(huì)發(fā)光。
)
【例2】（2023·瀘州）一束激光從空氣中以圖示角度射入水中，其反射光線與折射光線剛好垂直。請(qǐng)?jiān)趫D中畫出折射光線，并標(biāo)出折射角的角度大小。
【解析】過入射點(diǎn)O的垂直于界面是法線，根據(jù)反射角等于入射角等于53°畫出反射光線；反射光線與界面的夾角為90°-53°=37°
光從空氣斜射向某透明介質(zhì)，折射角小于入射角畫出折射光線，折射光線與反射光線垂直，則折射光線與界面之間的夾角為90°-37°=53°
折射角為90°-53°=37°。如圖所示：
【變式2-1】（2023·福建）如圖所示，光從空氣斜射入玻璃，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出反射光線和折射光線的大致位置。
【解析】首先過入射點(diǎn)垂直于界面作出法線，然后在空氣中法線的另一側(cè)作出反射光線，注意反射角等于入射角；再在玻璃中法線的另一側(cè)作出折射光線，注意折射角小于入射角，如下圖
【變式2-2】（2023·日照）一個(gè)底面鍍銀的球冠形玻璃球放置在水平桌面上，其橫截面如圖所示。一條光線從玻璃球冠上表面的M點(diǎn)通過球心O射到球冠的底面N點(diǎn)。虛線PN為底面AB的法線。畫出該光線經(jīng)底面AB反射后在球冠形玻璃球內(nèi)外的光路圖。
【解析】由于玻璃球底面鍍銀，因此底面相當(dāng)于一個(gè)平面鏡，入射光線MN射到N點(diǎn)時(shí)，會(huì)發(fā)生光的反射，根據(jù)反射角等于入射角可知，作出反射光線NC；當(dāng)光線NC從玻璃射進(jìn)空氣時(shí)，發(fā)生光的折射現(xiàn)象，此時(shí)折射角應(yīng)大于光線NC與法線的夾角，作出折射光線CD，光路圖如圖所示：
考向03 探究光的折射規(guī)律
【例3】在“探究光從玻璃斜射入空氣的折射規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，小東借助激光筆、半圓形玻璃塊和帶刻度的光具盤完成了實(shí)驗(yàn)，觀察到如圖所示的1、2、3三條光束，并在光具盤上用筆描出了對(duì)應(yīng)的光路。
（1）圖中的折射角大小為___________；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象初步發(fā)現(xiàn)，光從玻璃斜射入空氣時(shí)，折射角___________（選填“>”、“=”或“<”）入射角；
（3）現(xiàn)在要探究光的折射現(xiàn)象中光路是否可逆，具體的操作是___________，如果看到___________現(xiàn)象，就可證明光路是可逆的。
【答案】①80°；② >；③ 讓入射光沿光路2射入；④ 折射光從光路1射出。
【解析】（1）[1]由圖可知，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中間所夾的直線為法線，與玻璃磚底面一致的直線為界面，折射光線與法線的夾角為折射角，則折射角為80°。
（2）[2]由圖可知，反射角約為40°，由光的反射定律可知，反射角等于入射角，則入射角為40°，因此折射角大于入射角。
（3）[3][4]要探究光的折射現(xiàn)象中光路是否可逆，則只需讓入射光沿折射光（光路2）入射到玻璃磚，若看到折射光沿光路1射出，就能說明折射現(xiàn)象中光路是可逆的。
【變式3-1】小華偶然間整直向下看到放在玻璃磚下面的字發(fā)生了錯(cuò)位。
（1）他想光斜射時(shí)才發(fā)生偏折，才會(huì)出現(xiàn)“池底變淺”現(xiàn)象,那么光在垂直入射時(shí),光線不再偏折,還會(huì)有“池底變淺”的現(xiàn)象嗎？上述過程在科學(xué)探究中做___________（選填“設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”“提出問題”或“分析論證”）。
（2）①聯(lián)想到“平面鏡成像”找像位置的方法，于是他按如圖所示將玻璃磚緊貼物體擺放在水平桌面上的一張白紙上，標(biāo)記出物體的位置。按照?qǐng)D乙的方式沿水平方向觀察物體（觀察盒上的條形碼）。當(dāng)看到物體經(jīng)玻璃磚成的像時(shí)，前后移動(dòng)小卡片，使小卡片與像在同一個(gè)平面上，將小卡片此時(shí)的位置標(biāo)記在白紙上，這樣就找到了放置一塊玻璃磚時(shí)___________的位置。
②隨后，他將玻璃磚離開物體向觀察者移動(dòng)一小段距離后進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)像的位置不變，說明玻璃磚與物體的距離___________影響成像位置（選填“會(huì)”或“不會(huì)”）。
（3）為了觀察不同厚度玻璃的成像情況，他將第二塊相同玻璃磚緊貼在第一塊后面，如圖丙所示，觀察并記錄像的位置；他再將第三塊相同玻璃磚緊貼在前兩塊后面，如圖丁所示，觀察并記錄像的位置。記錄數(shù)
①分析圖的數(shù)據(jù)可知，用一塊玻璃磚觀察時(shí)，像與物體的距離是___________cm；
②三次實(shí)驗(yàn)都說明了光在垂直入射時(shí)，像的位置會(huì)___________觀察者（選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）。
（4）從圖的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還可以得出：玻璃的厚度越厚，像與物的距離越___________。
（5）從以上探究可知，從豎直方向看到的池底比它的實(shí)際位置___________（選填“淺”或“深”）。
【答案】① 提出問題；② 像；③ 不會(huì)；④ 2.13；⑤遠(yuǎn)離；⑥ 大；⑦ 深。
【解析】（1）[1]光在垂直入射時(shí),光線不再偏折,還會(huì)有“池底變淺”的現(xiàn)象嗎？這是在提出問題，所以該過程在科學(xué)探究中屬于提出問題。
（2）①[2]當(dāng)看到物體經(jīng)玻璃磚成的像時(shí)，前后移動(dòng)小卡片，使小卡片與像在同一個(gè)平面上，將小卡片此時(shí)的位置標(biāo)記在白紙上，這樣用小卡片的位置代替了像的位置，所以找到了放置一塊玻璃磚時(shí)像的位置。
②[3]移動(dòng)玻璃磚，像的位置不變，說明玻璃磚與物體的距離不會(huì)影響成像位置。
（3）①[4]由圖中的數(shù)據(jù)可知，用一塊玻璃磚觀察時(shí)，像與物體的距離是2.13cm。
②由三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，光在垂直入射時(shí)，像距越來越大，與觀察者的距離變大，說明像的位置會(huì)遠(yuǎn)離觀察者。
（4）從圖示的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還可以得出：隨著玻璃磚厚度的增加，像距增加的更多，說明玻璃的厚度越厚，像與物體之間的距離越大。
（5）從以上探究可知，從豎直方向看,由于光不會(huì)發(fā)生折射，所以看到的池底比它的實(shí)際位置深。
【變式3-2】某小組同學(xué)在研究光的折射規(guī)律時(shí)，記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：請(qǐng)仔細(xì)觀察并分析下表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
序號(hào) 傳播路徑 入射角 折射角 序號(hào) 傳播路徑 入射角 折射角
1 空氣到水 30° 20° 6 空氣到玻璃 30° 18°
2 45° 30° 7 45° 25°
3 60° 45° 8 60° 38°
4 水到空氣 20° 30° 9 玻璃到空氣 25° 45°
5 30° 45° 10 38° 60°
(1)當(dāng)光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)， ；
(2)當(dāng)光從空氣斜射入玻璃或水時(shí)，折射角 入射角；（選填“大于”或“小于”）
(3)當(dāng)入射光線逐漸遠(yuǎn)離法線時(shí)，入射角增大，折射角 ；（選填“增大”或“減小”）
(4) （選填“玻璃”或“水”）對(duì)光的折射本領(lǐng)強(qiáng)；
(5)分析實(shí)驗(yàn)序號(hào)1與4、2與5、7與9、8與10中的數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)折射時(shí) 。
【答案】會(huì)發(fā)生偏折；小于；增大；玻璃；光路可逆。
【解析】(1)[1]分析實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、2、3 （或6、 7、8）數(shù)據(jù)可知，當(dāng)光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，折射角和入射角不相等，即當(dāng)光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，會(huì)發(fā)生折射。
(2)[2]分析實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、2、3 （或6、7、8）數(shù)據(jù)可知，光從空氣斜射入水或玻璃中，折射角都小于入射角。
(3)[3]分析實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、2、3（或6、7、8）數(shù)據(jù)可知，入射角變大，折射角也變大。
(4)[4]分析實(shí)驗(yàn)序號(hào)1與6（或2與7或3與8）數(shù)據(jù)可知，入射角相同，玻璃中的折射角更小，說明玻璃對(duì)光的折射能力強(qiáng)。
(5)[5]分析實(shí)驗(yàn)序號(hào)1與4、2與5、7與9、8與10中的數(shù)據(jù)可知，當(dāng)光線逆著原折射光線的方向射入時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)折射光線逆著原入射光線的方向射出，這表明在折射現(xiàn)象中，光路是可逆的。
考點(diǎn)五 光的色散
知識(shí)點(diǎn)一、光的色散
1.現(xiàn)象探究：光的色散
（1）探究過程：如圖，讓一束太陽光照射到三棱鏡上，通過三棱鏡偏折后照射到白色光屏上，結(jié)果在光屏上出現(xiàn)一條彩色的光帶，光帶的顏色依次為紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫。
（2）探究歸納
①太陽光（白光）不是單色光，而是由各種顏色的光混合而成的，白光是復(fù)色光；
②不同的單色光通過三棱鏡時(shí)偏折程度不同，紅光偏折最小，紫光偏折程度最大。各種單色光偏折程度從小到大依次為紅光、橙光、黃光、綠光、藍(lán)光、靛光和紫光。
2.色散的概念：太陽光是白光，它通過三棱鏡后別分解成各種顏色的光，這種現(xiàn)象叫光的色散。
3.生活中的色散現(xiàn)象：雨后天空懸浮著大量細(xì)小的水珠，太陽光照射到這些小水珠上，經(jīng)反射和折射后發(fā)生色散現(xiàn)象，形成絢麗的彩虹。
二、三原色
1.色光的三原色
（1）太陽可以分解為七種單色光，但實(shí)際上大自然中的色彩遠(yuǎn)比這七種顏色更豐富，這是因?yàn)閱紊獍凑詹煌壤旌虾髸?huì)產(chǎn)生各種不同顏色的光；
（2）大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，把紅、綠、藍(lán)三種色光按照不同比例混合，就可以產(chǎn)生各種顏色的光，而紅、綠、藍(lán)三種色光都不能由其他顏色的光混合而成，因此人們把紅、綠、藍(lán)叫做色光的三原色。
2.色光混合的應(yīng)用
色光的混合在科學(xué)技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用，彩色電視機(jī)呈現(xiàn)的豐富的色彩就是由三原色混合而成的。彩色電視機(jī)的熒光屏上有著很多微小的發(fā)光點(diǎn)，分別能夠發(fā)出紅、綠、藍(lán)三種色光，通過電路控制三種色光的強(qiáng)弱，就可混合處絢麗多彩的色彩。如果用放大鏡觀察正在播放節(jié)目的電視機(jī)屏幕，就能在屏幕上看到紅、綠、藍(lán)三種顏色的光點(diǎn)。
拓展培優(yōu)：物體的顏色
一般來說，物體呈現(xiàn)出不同的顏色是由物體對(duì)不同色光的作用決定的。
（1）透明物體的顏色是由該物體能透過的色光決定的。例如，紅色玻璃片呈現(xiàn)紅色，是因?yàn)樗荒芡高^紅顏色的光，吸收其他顏色的光；
（2）不透明物體的顏色是由該物體能反射的色光的顏色決定的。例如，綠紙呈現(xiàn)綠色，是因?yàn)樗环瓷渚G光，吸收其他色光；黑色物體吸收各種色光，不反射任何顏色的光；白色物體反射所有色光，不吸收任何色光。
三、看不見的光
1.可見光譜
三棱鏡把太陽光分解成不同顏色的光，它們按照紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫的順序排列，形成太陽的可見光譜，如圖所示。可見光指的是人眼可以看到的各種色光。
在可見光譜的紅光之外有紅外線，紫光之外有紫外線。紅外線和紫外線人眼都看不見，這部分光叫做不可見光。
2.紅外線
（1）概念：讓一束白光通過三棱鏡發(fā)生色散形成光譜，若將非常靈敏的溫度計(jì)分別放到色散后不同顏色的光處，都能檢測(cè)到溫度的上升。如果把溫度計(jì)放在紅外以外的地方，溫度也會(huì)上升，說明紅外以外也有能量輻射，只不過人眼看不見。我們把紅光之外的輻射叫紅外線。一切物體都在不斷地輻射紅外線，物體的溫度越高，輻射出的紅外線越強(qiáng)。
（2）特性及應(yīng)用
特性 應(yīng)用 工作原理
熱作用強(qiáng) 紅外線烤箱、用紅外線烘干汽車表面的噴漆、浴室暖燈釋放紅外線、紅外線理療儀等 各種物體吸收了紅外線后溫度都會(huì)上升
穿透云霧能力強(qiáng) 紅外線高空攝像機(jī) 利用靈敏的紅外線探測(cè)器接收物體發(fā)出的紅外線，再用電子儀器對(duì)接收到的信息進(jìn)行處理，就可以顯示出被測(cè)物體的形狀和特征
抗干擾能力強(qiáng) 紅外線遙控器 電視機(jī)、空調(diào)等家用電器的遙控器前端有一個(gè)發(fā)光二極管，按下不同的鍵時(shí)，發(fā)光二極管可以發(fā)出不同的紅外脈沖，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電視機(jī)、空調(diào)器的控制
一切物體都在不停輻射紅外線，溫度越高輻射越強(qiáng) 紅外線測(cè)溫儀、紅外線夜視儀、紅外感應(yīng)燈、紅外自動(dòng)門、衛(wèi)生潔具的自動(dòng)控制等 人體可以發(fā)出紅外線，可以通過紅外線感應(yīng)裝置進(jìn)行體溫測(cè)量以及實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制
3.紫外線
（1）概念：在光譜紫端以外，還有一種看不見的光，叫做紫外線。
（2）特性及應(yīng)用
特性 應(yīng)用
化學(xué)作用 紫外線可以照相機(jī)的膠片感光，因而可利用紫外線進(jìn)行攝影
生理作用 適當(dāng)?shù)淖贤饩€照射有助于人體合成維生素D，對(duì)骨骼的生長和身體健康都有好處；紫外線能殺死微生物，可用紫外線燈霉菌、治療皮膚病等
熒光作用 在紫外線照射下熒光物質(zhì)會(huì)發(fā)光，可用于鑒別紙幣、古字畫及商標(biāo)的真?zhèn)蔚?br/>（3）紫外線的危害
①過量的紫外線能傷害人的皮膚，輕則使皮膚粗糙，重則誘發(fā)皮膚癌。電焊的弧光中有強(qiáng)烈的紫外線，因此電焊工人在工作時(shí)必須穿好防護(hù)服，戴好防護(hù)面罩；
②太陽光是天然紫外線的來源。太陽光中有大量的紫外線，如果這些紫外線全部到達(dá)地面，地球上的生物將不能生存。但太陽光中的紫外線大部分沒能到達(dá)地面，這是因?yàn)榇髿鈱由喜康某粞鯇佑心芪仗柟庵械淖贤饩€的特性，大部分紫外線都被臭氧層吸收了，保護(hù)地球生物不受到紫外線的傷害，因而保護(hù)地球臭氧層具有重要的意義。
(
（1）紅外線與紅光、紫外線與紫光都是不同的，紅外線和紫外線是看不見的光，而紅光、紫光是可見光；
（2）紅外線、紫外線也是光，也遵循光的傳播規(guī)律。在均勻同種介質(zhì)中，紅外線、紫外線也是沿直線傳播的；若遇到反射面，也會(huì)發(fā)生反射，且反射時(shí)都遵循光的反射定律。
)
考向01 光的色散及其色散現(xiàn)象
(
認(rèn)識(shí)光的色散是解答此類問題的基礎(chǔ)。光的色散是光的折射引起的，但要注意光的色散與光的折射的聯(lián)系與區(qū)別：
色散是復(fù)色光分解為單色光的現(xiàn)象，色散可以利用棱鏡的折射實(shí)現(xiàn)，也可以利用光柵等儀器來實(shí)現(xiàn)。
)
【例1】（2023·成都）“因?yàn)橛辛斯猓匀唤绮沤k麗多彩，世界才生機(jī)勃勃……”，下列對(duì)光現(xiàn)象描述正確的是（ ）。
A. 太陽發(fā)出的光沿直線傳播到達(dá)學(xué)校操場；
B. 太陽光照在人身上的反射不遵循光的反射定律；
C. 通過天文望遠(yuǎn)鏡看到月球環(huán)形山，此時(shí)像與物等大；
D. 白光經(jīng)三棱鏡分解成的彩色光，可通過凸透鏡合成白光
【答案】D。
【解析】A．光從太陽處發(fā)出，經(jīng)過的不是同種均勻介質(zhì)，則不是沿直線傳播到達(dá)學(xué)校操場，故A錯(cuò)誤；
B．無論是鏡面反射還是漫反射，都遵循光的反射定律，故B錯(cuò)誤；
C．由于天文望遠(yuǎn)鏡看到的像是放大的，可知看到月球環(huán)形山，此時(shí)像比物大，故C錯(cuò)誤；
D．白光被三棱鏡分解成七種顏色的色光，由于凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，七種顏色的色光經(jīng)過凸透鏡會(huì)復(fù)合成白光，故D正確。
故選D。
【變式1-1】如圖甲所示，一束白光經(jīng)三棱鏡折射后，被分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種色光的現(xiàn)象叫做光的 現(xiàn)象，最早發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象的物理學(xué)家是 ，從圖甲中可以看出紅色光線的偏折程度最 。圖乙為色光三原色的示意圖，圖中區(qū)域1應(yīng)標(biāo) 色，區(qū)域2應(yīng)標(biāo) 色。
【答案】色散；牛頓；小；白；藍(lán)。
【解析】[1][2][3][4][5]最早發(fā)現(xiàn)日光的色散現(xiàn)象的物理學(xué)家是牛頓。白色光經(jīng)過三棱鏡后產(chǎn)生色散現(xiàn)象，在光屏由下至上依次為紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫。由圖可知紫光的偏折程度最大，紅光的偏折程度最小。紅光、綠光、藍(lán)光叫做三原色光；三種色光混合，可以得到白光，故1是白，2是藍(lán)色。
【變式1-2】雨天的夜晚，我們?cè)隈R路上，有時(shí)可以看到路燈周圍一圈圈美麗的彩虹。這是由于雨天，空氣中充滿著細(xì)小的水珠，而這些小水珠相當(dāng)于___________ （選填“平面鏡”或“三棱鏡”），路燈的光透過小水珠發(fā)生光的___________ 現(xiàn)象，不同顏色的光在燈的周圍“編織”成一圈圈美麗的彩虹。
【答案】①三棱鏡；②色散。
【解析】[1][2]空氣中的小水珠相當(dāng)于三棱鏡，路燈的光透過小水珠，發(fā)生折射，不同顏色的光分離開，產(chǎn)生光的色散現(xiàn)象。
考向02 三原色與物體的顏色
(
（1）三原色：紅、綠、藍(lán)；
（2）由三原色按不同比例混合可以模擬各種色光，這就是色光的混合；
（3）我們看到的物體的顏色這種色光進(jìn)入眼睛得到的。物體的顏色有兩種類型：①物體反射光的顏色；②物體透光的顏色。
)
【例2】太陽光經(jīng)三棱鏡分解出的黃光照射到紅紙上，紅紙呈現(xiàn)___________色。紅光和綠光混合成的黃光照射到紅紙上，紅紙呈現(xiàn)___________色。
【答案】①黑；②紅。
【解析】[1][2]太陽光經(jīng)三棱鏡分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫等顏色組成的光帶，這種現(xiàn)象叫光的色散現(xiàn)象。此時(shí)的黃光是單色光，，當(dāng)單一的黃光照到不透明的紅紙上，不透明的紅紙只反射跟自己顏色相同的色光，而其它顏色的色光都會(huì)被吸收，因此看到紅紙呈現(xiàn)黑色；由紅光和綠光混合成的黃光不是單色光，當(dāng)照射到紅紙上，紅紙就會(huì)將其中與自己顏色相同的紅光反射出來，因此紅紙呈現(xiàn)紅色。
【變式2-1】物理學(xué)的每一次重大發(fā)現(xiàn)，都為人類的文明和發(fā)展做出了杰出貢獻(xiàn)。牛頓用光的色散實(shí)驗(yàn)證明了白光是由_______混合而成的，揭開了光的顏色之謎。法拉第經(jīng)過十年的不懈探索發(fā)現(xiàn)了________現(xiàn)象，開辟了人類大規(guī)模使用電能的新時(shí)代。
【答案】①七色光；②電磁感應(yīng)。
【解析】[1]英國物理學(xué)家牛頓1666年讓光通過三棱鏡，揭開了光的顏色之謎，這就是光的色散現(xiàn)象。由于不同顏色的光的波長不同，通過三棱鏡的折射程度不同，所以白光經(jīng)三棱鏡后，光屏上自上而下出現(xiàn)了紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫的色帶。該實(shí)驗(yàn)說明：太陽光是白光，它是由七色光混合而成的。
[2]經(jīng)過10年堅(jiān)持不懈地努力，英國物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，發(fā)電機(jī)就是利用這一原理制成的。
【變式2-2】光的世界變幻莫測(cè)，奧秘?zé)o窮。雨后天空出現(xiàn)七色彩虹，這是光的__________現(xiàn)象，其中紅、__________、藍(lán)三種顏色的光被稱為光的“三基色”。
【答案】① 色散；② 綠。
【解析】【詳解】[1]太陽光是復(fù)色光，通過三棱鏡后由于各種色光的折射率不同，會(huì)發(fā)生色散現(xiàn)象。
[2]自然界中的各種色光都可以由紅綠藍(lán)按一定的比例組成，故紅、綠、藍(lán)被稱為光的“三基色”。
考向03 紅外線、紫外線及其應(yīng)用
(
紅外線和紫外線的應(yīng)用都是建立在其自身特點(diǎn)的基礎(chǔ)上的
（1）紅外線具有熱效應(yīng)強(qiáng)，穿透能力強(qiáng)，一切物體都在不停地輻射紅外線等特點(diǎn)，利用這些特點(diǎn)可制成熱譜儀、夜視儀、紅外遙感衛(wèi)星等。
（2）紫外線具有化學(xué)作用、生理作用、熒光效應(yīng)等特性，可用于紫外線攝影、滅菌燈、驗(yàn)鈔機(jī)等。
)
【例3】幸福小區(qū)電梯內(nèi)壁是拋光的不銹鋼板。電梯門打開時(shí)，小玉看到“自己”，這是由于光發(fā)生 ___________而形成的 ___________像；走進(jìn)電梯，“像”會(huì) ___________（填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）她。門上的傳感器通過 ___________（填“紅外線”或“紫外線”）感知乘客，確定是否關(guān)門。
【答案】①反射；②虛；③靠近；④ 紅外線。
【解析】[1][2]拋光的不銹鋼板相當(dāng)于平面鏡，小玉看到“自己”，這是由于光的反射而形成的正立等大的虛像。
[3]小玉走進(jìn)電梯時(shí)，和不銹鋼板的距離變小，根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)可知，像到平面鏡的距離也變小，因此“像”會(huì)靠近她。
[4]物體溫度越高輻射的紅外線越強(qiáng)，人體溫度比周圍環(huán)境溫度高，輻射的紅外線強(qiáng)，門上的傳感器探測(cè)到人體發(fā)出的紅外線，就可以感知乘客是否已進(jìn)入電梯，從而確定是否關(guān)門。
【變式3-1】 “新冠肺炎”疫情期間，我們經(jīng)常使用一種叫“測(cè)溫槍”的測(cè)溫儀器，只要把“槍口”對(duì)準(zhǔn)人的額頭或手腕，“槍尾”的顯示屏就能用數(shù)字直接報(bào)告人體的溫度，測(cè)溫槍測(cè)溫利用的是（ ）。
A. 紅外線 B. 紫外線 C. 紅光 D. 紫光
【答案】A。
【解析】紅外線的熱作用比較強(qiáng)，測(cè)溫槍是通過接收身體表面輻射出來的紅外線來測(cè)溫的。
故選A。
【變式3-2】關(guān)于超聲波、紅外線和紫外線，下列說法中正確的是（　　）。
A．超聲波、紅外線和紫外線都可以在真空中傳播；
B．只有太陽才能輻射紅外線；
C．利用超聲波可以測(cè)量宇宙飛船飛行的軌道高度；
D．當(dāng)預(yù)報(bào)的紫外線指數(shù)過大時(shí)，要采取防護(hù)措施，防止過量的紫外線照射人體
【答案】D。
【解析】A．紅外線和紫外線都是電磁波，可以在真空傳播，但真空不能傳聲，所以超聲波不能再真空傳播，故A錯(cuò)誤；
B．一切物體都能輻射紅外線，故B錯(cuò)誤；
C．宇宙飛船在真空狀態(tài)的太空飛行，真空不能傳聲，故C錯(cuò)誤；
D．雖然紫外線對(duì)人體有好處，但過多地接受紫外線的照射對(duì)人體有傷害，所以紫外線指數(shù)過大時(shí)，要采取防護(hù)措施，防止過量的紫外線照射，故D正確。
故選D。專題02 光現(xiàn)象（講義）（解析版）
目錄 1
2
3
考點(diǎn)一 光的直線傳播 4
4
7
考向01 光的直線傳播及應(yīng)用 7
考向02 小孔成像 7
考點(diǎn)二 光的反射 9
9
12
考向01 光的反射現(xiàn)象及應(yīng)用 12
考向02 利用光的反射定律作圖 13
考向03 探究光的反射規(guī)律 14
考向04 鏡面反射與漫反射 15
考點(diǎn)三 平面鏡成像 16
16
19
考向01 平面鏡成像特點(diǎn) 19
考向02 平面鏡成像作圖 20
考向03 平面鏡在生活中的應(yīng)用 21
考向04 探究平面鏡成像特點(diǎn) 22
考點(diǎn)四 光的折射 23
23
25
考向01 光的折射現(xiàn)象及其應(yīng)用（三種光現(xiàn)象辨析） 26
考向02 光的折射作圖 26
考向03 探究光的折射規(guī)律 27
考點(diǎn)五 光的色散 29
29
31
考向01 光的色散及其色散現(xiàn)象 31
考向02 三原色與物體的顏色 32
考向03 紅外線、紫外線及其應(yīng)用 32
一、課標(biāo)考點(diǎn)分析
考點(diǎn)內(nèi)容 課標(biāo)要求 命題預(yù)測(cè)
光的直線傳播 通過實(shí)驗(yàn)，探究光在同種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的 屬于常考熱點(diǎn)，主要考查考生對(duì)光的直線傳播的認(rèn)識(shí)。考查題型常見的有選擇題、填空題，有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)作圖題。主要命題點(diǎn)有：光的直線傳播條件、生活中常見光的直線傳播的現(xiàn)象、小孔成像、利用光的直線傳播作圖等
光的反射 通過探究，了解光的反射規(guī)律。了解什么是鏡面反射和漫反射 光的反射是最重要的光的傳播規(guī)律，也是常考熱點(diǎn)，在光現(xiàn)象類型的辨析中，屬于常考內(nèi)容。考查題型較多，有：選擇題、填空題、作圖題和實(shí)驗(yàn)探究題。命題點(diǎn)主要集中在：生活中光的反射現(xiàn)象、光的反射規(guī)律、利用光的反射作圖、探究光的反射規(guī)律、鏡面反射和漫反射等
平面鏡成像 通過實(shí)驗(yàn)，探究平面鏡成像時(shí)像與物的關(guān)系，了解平面鏡成像的特點(diǎn)及應(yīng)用 平面鏡成像屬于常考熱點(diǎn)，也是光現(xiàn)象考題中考點(diǎn)集中的內(nèi)容，對(duì)平面鏡成像考查的題型主要有：填空題、實(shí)驗(yàn)探究題、作圖題，有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)選擇題。命題點(diǎn)主要有：平面鏡成像規(guī)律及應(yīng)用、利用平面鏡成像規(guī)律作圖、探究平面鏡成像規(guī)律等
光的折射 通過探究，了解光的折射規(guī)律。認(rèn)識(shí)生活中的折射現(xiàn)象 光的折射是一種重要的光現(xiàn)象，所以在考卷中，出現(xiàn)光的折射的考題也很多。其考查題型主要是選擇題、填空題、作圖題，有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)探究題。命題點(diǎn)有：光的折射及應(yīng)用、生活中常見的光的折射現(xiàn)象、光的折射作圖等
光的色散 通過觀察和實(shí)驗(yàn)（光的色散），知道白光是由色光組成的 光的色散是光的折射發(fā)生的光現(xiàn)象，所以在考查光的折射時(shí)，會(huì)出現(xiàn)對(duì)光的色散的考查，其常見題型主要是選擇題和填空題。對(duì)光的色散命題點(diǎn)有：認(rèn)識(shí)光的色散、生活中光的色散現(xiàn)象、復(fù)色光與單色光（三原色）等
紅外線、紫外線 了解紅外線、紫外線的簡單應(yīng)用 了解紅外線和紫外線的特點(diǎn)和應(yīng)用是考查此知識(shí)點(diǎn)的主要考查方向，考題主要有選擇題和填空題兩種。命題點(diǎn)有：紅外線和紫外線在生活中的應(yīng)用等
二、考情分析
《光現(xiàn)象》是中考必考內(nèi)容。由于試卷結(jié)構(gòu)和分值的不同，本部分的考題一般在1-2道題，分值一般在2-5分之間；考題題型根據(jù)其出現(xiàn)的概率分別是：選擇題、填空題、實(shí)驗(yàn)題和作圖題等。
以上考點(diǎn)作為常考內(nèi)容，在備考過程中應(yīng)作為主要備考方向加以重視，但也不能忽視一些冷門考點(diǎn)，如鏡面反射與漫反射、光路可逆、實(shí)像與虛像（難點(diǎn)）、紅外線與紫外線、物體的顏色等。
本部分內(nèi)容較為簡單。在備考中，應(yīng)以分辨各類光現(xiàn)象，認(rèn)識(shí)其規(guī)律為主要方向，加強(qiáng)對(duì)其規(guī)律的理解；同時(shí)，這些光現(xiàn)象大都是通過實(shí)驗(yàn)探究過程得到的，所以對(duì)各類光現(xiàn)象中的實(shí)驗(yàn)探究應(yīng)掌握其實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)論。通過努力備考，相信同學(xué)們一定會(huì)取得較好的成績。
考點(diǎn)一 光的直線傳播
一、光源
1.光源
人們之所以能看到各種事物，是因?yàn)橛泄膺M(jìn)入人的眼睛。這些光都是能帶給我們光明的“光源”發(fā)出的或通過其他途徑傳播過來的。但是，所有的光都是有“光源”的。
自身能夠發(fā)光的物體叫 。光源分為自然光源和人造光源。
2.光源的判斷
判斷物體是不是光源，關(guān)鍵是物體自身能否發(fā)光。有些物體看起來好像在發(fā)光，實(shí)際上是反射了其他光源發(fā)出的光，所以這些物體不是光源；如鏡子、月亮、寶石、電影的屏幕等。
二、光的直線傳播
1.光是怎樣傳播的
（1）實(shí)驗(yàn)觀察：光在空氣、水、玻璃中的傳播路徑。
【實(shí)驗(yàn)器材】激光筆、燒杯、水箱、水、玻璃磚等。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
一、探究光在空氣中的傳播路徑：在夜晚，用能發(fā)出帶有顏色的激光筆射向天空，如圖甲所示。看到激光筆發(fā)出的光在空氣中沿直線傳播。
二、探究光在水中的傳播路徑：在盛水的水箱中，讓激光筆沿不同方向垂直水箱側(cè)面射出光，觀察光在水中的傳播路徑，如圖乙所示。看到光在水中沿直線傳播。
三、探究光在玻璃中的傳播路徑：讓激光筆發(fā)出的光從玻璃磚的側(cè)面垂直射入玻璃磚，觀察光在玻璃磚中的傳播路徑，如圖丙所示。看到光在玻璃中沿直線傳播。
【探究歸納】光在空氣、水、玻璃等透明物質(zhì)中均是沿直線傳播的。
探究光沿直線傳播的條件
①在桌上放一個(gè)大的透明水槽，配有四杯等量但濃度不同的糖水，每杯糖水中都添加少量牛奶（為了清晰地顯示光路），將它們按濃度從大到小的順序排列，依次倒入水槽，水槽內(nèi)的液體就變成了從上到下濃度逐漸增大的非均勻水溶液；
②如圖甲所示，將一束光從透明水槽側(cè)面垂直射入非均勻濃度的糖水溶液中，觀察到激光的傳播路徑在濃度不均勻的糖水溶液中會(huì)向下彎曲；
③如圖乙所示，用玻璃棒攪拌糖水溶液時(shí)，使其濃度變得均勻，再將激光射向糖水溶液中，觀察到激光在均勻濃度的糖水溶液中的傳播路徑是直的。
【分析論證】光垂直射入濃度不均勻的糖水溶液中時(shí)，光的傳播路徑發(fā)生了彎曲；在均勻濃度的糖水溶液中，光的傳播路徑是直的。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。
（3）光可以在真空中傳播：太陽光能通過太空和大氣層傳播到地球表面，說明光可以在真空中傳播。
2.光線
（1）定義：為了表示光的傳播情況，我們通常用一條帶有箭頭的直線表示光的傳播徑跡和方向（如圖甲所示），這樣的直線叫光線。
（2）畫法：光線是帶箭頭的直線，箭頭表示光的 。畫光路圖時(shí)，光線要用 表示，且標(biāo)上箭頭。圖乙和圖丙分別表示平行光和點(diǎn)光源發(fā)出的光。
3.與光的直線傳播有關(guān)的現(xiàn)象
（1）影子：光在傳播過程中，遇到不透明的物體，會(huì)使物體后面光不能到達(dá)的區(qū)域形成一個(gè)陰暗區(qū)域，即物體的影子；如圖甲。
（2）日食和月食
①月食：當(dāng)?shù)厍蛱幱谠虑蚝吞栔g時(shí)，地球擋住了射向月球的光，由于光沿直線傳播，我們能看到月食。如圖乙所示。
②日食：當(dāng)月球運(yùn)行到太陽和地球之間時(shí)，由于光沿直線傳播，月球就擋住了太陽射向地球的光，我們看到了日食。如圖乙所示。
（3）小孔成像：如圖所示甲，用給一個(gè)帶有小孔的板遮擋在光屏與蠟燭之間，光屏上就會(huì)形成燭焰倒立的像，我們把這樣的現(xiàn)象叫小孔成像。左右移動(dòng)中間的板，光屏上的像的大小也會(huì)隨之發(fā)生變化。
由于光沿直線傳播，來自燭焰上方的光通過小孔后就射到了光屏的下部，來自燭焰下方的光通過小孔后就射向了上部。這樣，光屏上就出現(xiàn)了燭焰倒立的像。
像的大小與物（蠟燭）的大小以及光屏所在位置有關(guān)。其大小關(guān)系為：。
(
（1）小孔成像的條件：小孔必須足夠小，但并不是越小越好，孔太小會(huì)影響像的亮度；
（2）小孔成像時(shí)，像的形狀取決于物體的形狀，與小孔形狀無關(guān)；
（3）小孔逐漸變大，光屏上的像會(huì)逐漸變模糊；當(dāng)小孔增大到一定程度時(shí)，在光屏上只能看到與小孔形狀相同的光斑。
)
【現(xiàn)象辨析】影子和小孔成像的異同
現(xiàn)象 相同點(diǎn) 不同點(diǎn)
影子 形成原因都是光沿直線傳播 影子是光照射不到的區(qū)域，影子的形成不一定和物體的形狀相同，而且影子是黑暗的
小孔成像 通過小孔成的像是光實(shí)際照射到的區(qū)域，像的形狀和物體的形狀相同，而且像是亮的
4.光的直線傳播的應(yīng)用
由于光的直線傳播，在開鑿隧道時(shí)，工人們可以用激光束引導(dǎo)掘進(jìn)機(jī)，使掘進(jìn)機(jī)沿直線前進(jìn)，保證隧道方向不會(huì)出現(xiàn)偏差；士兵瞄準(zhǔn)射擊；站隊(duì)時(shí)隊(duì)列排直等。
像“井底之蛙”、“一葉障目不見泰山”也都是可以用光的直線傳播進(jìn)行解釋的。
三、光的傳播速度
1.光在真空中的傳播速度
光不僅可以在空氣、水等物質(zhì)中傳播，而且可以在真空中傳播。光在真空中的傳播速度很大，在物理學(xué)中用c表示，c=2.99792×108m/s。通常情況下，真空中的光速可以近似為：c=3×108m/s。
2.光在其他介質(zhì)中的傳播速度
光在空氣中的傳播速度近似等于光在真空中的傳播速度c，也可以近似為c=3×108m/s。光在水中的傳播速度約為c；光在玻璃中的傳播速度近約為c。
考向01 光的直線傳播及應(yīng)用
(
光的直線傳播是光現(xiàn)象基礎(chǔ)，所有光現(xiàn)象都是在光的直線傳播基礎(chǔ)上展開的，沒有光的直線傳播就沒有光現(xiàn)象的理論結(jié)構(gòu)。
光的直線傳播是常考熱點(diǎn)，有關(guān)考題主要集中在光的直線傳播的認(rèn)識(shí)和光的直線傳播的例子上。
生活中利用光的直線傳播的例子很多，尤其是勞動(dòng)人民在生產(chǎn)和人類活動(dòng)中，總結(jié)出了許多利用光的直線傳播的現(xiàn)象，
如：小孔成像、影子的形成、樹林中的光斑、日食、月食等都是光的直線傳播的例子。
加強(qiáng)對(duì)此方面知識(shí)的積累，會(huì)有助于解答此類問題。
光的直線傳播作為一個(gè)考題不多，常見的是作為一個(gè)知識(shí)點(diǎn)出現(xiàn)，并與其他光現(xiàn)象知識(shí)點(diǎn)或其他知識(shí)點(diǎn)結(jié)合組成一個(gè)題目。
)
【例1】（2023·云南）圖所示的“手影”游戲中，影子的形成原因是（ ）。
A. 光的反射 B. 光沿直線傳播 C. 光的折射 D. 光的色散
【變式1-1】（2023·江西）如圖所示，圭表是中國古代重要的天文儀器，圭表通過測(cè)量正午日影長度來推測(cè)二十四節(jié)氣，日影是光的_________形成的。為了提高其測(cè)量精度，天文學(xué)家使用鉛垂線來確保“表”垂直于水平放置的“圭”。鉛垂線是利用了重力的方向總是_________。
【變式1-2】晴朗的天氣，小剛到森林中去游玩，他看到地面出現(xiàn)大小不一的圓形光斑，他認(rèn)為（　　）。
A．圓斑是太陽的影子 B．圓斑是太陽的實(shí)像 C．圓斑是太陽的虛像 D．圓斑是樹葉的影子
【變式1-3】如圖所示是一個(gè)放置于寧波某地水平地面上的簡易計(jì)時(shí)模型，圭桿垂直底盤。下列描述錯(cuò)誤的是（ ）。
A. 桿影的形成是由于光在均勻介質(zhì)中沿直線傳播；
B. 一天內(nèi)，桿影移動(dòng)是由地球公轉(zhuǎn)造成的；
C. 一天內(nèi)，正午的桿影最短；
D. 該模型依據(jù)桿影的方位計(jì)時(shí)
考向02 小孔成像
(
小孔成像是光的直線傳播形成的最典型的光現(xiàn)象。
在解答此類問題時(shí)，應(yīng)注意：小孔成像時(shí)，像不但左右顛倒，而且上下也顛倒；像的形狀與小孔的形狀無關(guān)，由物體的形狀決定。
)
【例2】（2023·天津）中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化蘊(yùn)含著豐富的物理知識(shí)。《墨經(jīng)》中記載了世界上最早的“小孔成像”實(shí)驗(yàn)（如圖所示），小孔成像是由于光的______形成的；唐代詩句“潭清疑水淺”描繪了潭水清澈，讓人感覺水變淺了，這是由于光的______造成的。
【變式2-1】在一個(gè)烈日炎炎的午后陳老師走在隨州街頭，看到地面上樹蔭里有許多圓形光斑，抬頭看看樹葉間刺眼的陽光，想到這樹蔭下藏著物理學(xué)的秘密，便拍下兩張照片（如圖）。經(jīng)估測(cè)樹蔭下一個(gè)清晰光斑的直徑約為7cm，這束陽光從約7m高處的樹葉間照射下來。我們常說太陽光經(jīng)過約8分鐘來到地球（太陽和地球之間的距離按1.5×1011m計(jì)算），粗略計(jì)算太陽的直徑最接近（ ）。
A. 1.5×109m B. 1.5×1019m C. 5×106m D. 5×1012m
【變式2-2】早在兩千多年前，我國古代思想家墨子就在《墨經(jīng)》中論述了小孔成像等光學(xué)現(xiàn)象，下列光現(xiàn)象與小孔成像原理相同的是（ ）。
A. 地面的人影 B. 水中的倒影；
C. 空中的彩虹 D. 放大的文字
考點(diǎn)二 光的反射
一、光的反射
1.光的反射現(xiàn)象：光從一種介質(zhì)射向另一種介質(zhì)的表面時(shí)，會(huì)有一部分光在介質(zhì)表面反射回原介質(zhì)中，這種傳播現(xiàn)象叫 。
2.看到物體的原因
我們能看到太陽、明亮的日光燈等光源，是因?yàn)楣庠窗l(fā)出的光進(jìn)入我們的眼睛，產(chǎn)生了視覺。同時(shí)，我們也能看到本身不發(fā)光的物體，如書、平面鏡、月亮等，是因?yàn)檫@些物體反射的光進(jìn)入了我們的眼睛，產(chǎn)生視覺。
3.光的反射的基本概念：一點(diǎn)、兩角、三線
一點(diǎn) 入射點(diǎn) 光的入射點(diǎn)，用字母“O”表示
三線 入射光線 入射到反射面上的光線，如圖中的光線EO
法線 經(jīng)過入射點(diǎn)O并垂直于反射面的直線，它是一條輔助線，通常用虛線表示，如圖中的ON
反射光線 入射光線射到反射面上后，被反射面反射的光線，如圖中的光線OF
兩角 入射角 入射光線與法線的夾角，如圖中的∠i
反射角 反射光線與法線的夾角，如圖中的∠r
二、光的反射定律
1.實(shí)驗(yàn)：探究光反射時(shí)的規(guī)律
實(shí)驗(yàn)猜想 （1）光的反射光線、入射光線與鏡面的夾角相等； （2）反射光線和入射光線關(guān)于法線是對(duì)稱的
實(shí)驗(yàn)器材 平面鏡一塊、紅色激光筆、直尺、不同顏色的筆、量角器、一張可繞中線折轉(zhuǎn)的白色硬紙片（顯示光路）
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù) （1）如圖甲所示，把平面鏡放在水平桌面上，再將白色硬紙板豎直地立在平面鏡上，紙板上的直線ON垂直于鏡面，右側(cè)紙板NOF可繞直線ON旋轉(zhuǎn)； （2）先將紙板EON和紙板NOF處在同一平面內(nèi)，然后使入射光貼著紙板沿某一角度射向O點(diǎn)，觀察反射光的方向。在硬紙板上用筆描出入射光EO和反射光OF的徑跡； （3）改變光束的入射角度，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)（尋找普遍規(guī)律），換用不同顏色的筆記錄每次光的徑跡； （4）取下紙板，用量角器分別測(cè)量ON兩側(cè)的入射角和反射角的大小，并將數(shù)據(jù)記錄在表格中； （5）如圖乙所示，將紙板NOF向前或向后折轉(zhuǎn)，在紙板上觀察反射光的徑跡。 實(shí)驗(yàn)次數(shù)入射角反射角160°60°245°45°330°30°…
分析論證 （1）當(dāng)紙板EON和NOF在同一平面內(nèi)時(shí)，能觀察到反射光的徑跡，且入射光、反射光分居發(fā)現(xiàn)兩側(cè)，反射光線的方向隨著入射光線方向的改變而改變； （2）分析表中的數(shù)據(jù)可知，反射角等于入射角。反射角隨著入射角的減小而減小； （3）把紙板NOF向前折或向后折時(shí)，觀察不到反射光的徑跡，說明反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)
歸納總結(jié)（光的反射定律） 在反射現(xiàn)象中，反射光線、入射光線和法線都在同一平面內(nèi)；反射光線、入射光線分別位于法線兩側(cè)；反射角等于入射角
2.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)
（1）應(yīng)在光線較暗的室內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以便于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，紙板必須與平面鏡垂直，否則在紙板上看不到反射光；
（3）實(shí)驗(yàn)過程中嚴(yán)禁將激光對(duì)著人眼，以防灼傷眼睛；
（4）通過鏡面對(duì)入射光的反射作用，可以看出鏡子有改變光路的作用；
（5）本實(shí)驗(yàn)時(shí)一個(gè)歸納性實(shí)驗(yàn)，改變?nèi)肷涔獾姆较蚨啻螌?shí)驗(yàn)的目的是為了得到多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而得出普遍規(guī)律，避免實(shí)驗(yàn)結(jié)論的偶然性。
(
紙板在實(shí)驗(yàn)中的三個(gè)作用：
（1）顯示光的傳播路徑；
（2）驗(yàn)證反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)，具體操作是將紙板NOF向前或向后折轉(zhuǎn)，使其和紙板EON不在同一平面內(nèi)，觀察有無反射光的徑跡；
（3）記錄光路。具體操作是在紙板上畫出入射光和反射光的徑跡，以分析反射角隨入射角的變化而變化情況。
)
3.對(duì)光的反射定律的理解
（1）每條入射光線，有且只有一條反射光線與之相對(duì)應(yīng)；
（2）反射現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，先由入射光，后有反射光。反射光是隨著入射光的改變而改變的，所以敘述光的反射定律時(shí)，不能把“反射角等于入射角”說成“入射角等于反射角”；
（3）在光的反射現(xiàn)象中，入射光線靠近法線時(shí)，入射角減小，反射角也隨之減小；入射光線遠(yuǎn)離法線時(shí)，入射角增大，反射光線隨之遠(yuǎn)離法線，反射角也增大；
（4）當(dāng)光垂直鏡面入射時(shí)，入射角為零，反射角也為零，反射光線與入射光線在同一直線上，方向相反，并不是沒有發(fā)生現(xiàn)象。
三、光路的可逆性
1.光路的可逆性
在探究光的反射規(guī)律實(shí)驗(yàn)中，如果讓光逆著反射光的方向射到平面鏡上，它被反射后就會(huì)逆著原來的入射光的方向射出。這表明，在反射現(xiàn)象中，光路是可逆的。如圖所示。
2.生活中的光路可逆現(xiàn)象
生活中有很多現(xiàn)象可以說明光路的可逆性。例如，如果你在一塊平面鏡中看到了一位同學(xué)的眼睛，那么，這位同學(xué)也一定可以通過這面鏡子看到你的眼睛。
四、利用光的反射定律作圖
1.作圖要求
所有實(shí)際傳播的光（無論是反射光還是入射光）都要畫成實(shí)線，并用箭頭表示它的傳播方向；法線用虛線，要垂直于反射面。
2.作圖方法
類型 作圖方法
已知反射面、入射光線做反射光線 如圖所示，先過入射點(diǎn)O作出法線，再根據(jù)光的反射定律（反射角等于入射角），作出反射光線，標(biāo)上箭頭
已知反射面、反射光線作入射光線 如圖所示，先過入射點(diǎn)作出法線，再根據(jù)光的反射定律（反射角等于入射角）畫出對(duì)應(yīng)的入射光線，標(biāo)上箭頭
已知入射光線和反射光線，畫出平面鏡的位置 如圖所示，先作入射光線和反射光線夾角的角平分線，此線的位置即為法線的位置。過入射光線與反射光線的交點(diǎn)（入射點(diǎn)）作垂直于法線的一條直線，該直線的位置即為平面鏡的位置
五、鏡面反射和漫反射
1.鏡面反射和漫反射
當(dāng)一束平行光照射到平面鏡上時(shí)，在平面鏡上發(fā)生光的反射，反射光也平行射出，這種發(fā)生叫鏡面反射；當(dāng)一束平行光照射的凹凸不平的表面時(shí)，反射光會(huì)朝四面八方射出，這種反射叫漫反射。如圖所示。
(
（1）我們能從不同方向看到書上的字，是因?yàn)楣庠诩埫嫔习l(fā)生了漫反射；
（2）物體發(fā)出或反射的光浸入人眼越多，人眼就會(huì)感覺該物體越亮。所以，當(dāng)發(fā)生鏡面反射時(shí)，如果反射光正好進(jìn)入人眼，人就會(huì)感覺鏡面特別亮；
（3）無論鏡面反射還是漫反射，都遵循觀點(diǎn)反射定律。
)
2.生活中的反射現(xiàn)象
（1）生活中，大部分物體表面反射的都是漫反射，因而才使我們能夠從不同方向看清物體。比如，教室黑板用的毛玻璃、投影儀屏幕用的是粗布，其表面反射的都是漫反射，從而使各個(gè)方向的人都能字跡或影像；
（2）當(dāng)強(qiáng)烈的太陽光照射到高樓大廈的玻璃幕墻、磨光的大理石墻面時(shí)，這些光滑的表面就會(huì)發(fā)生鏡面反射，炫目的反射光會(huì)干擾人們的正常生活，造成“光污染”；
（3）水中倒影是最典型的光的反射現(xiàn)象；還有“猴子撈月”、“照鏡子”等也都是由光的反射引起的。
考向01 光的反射現(xiàn)象及應(yīng)用
(
（1）生活中，由光的反射引起的光現(xiàn)象最典型的有：水中倒影、平面鏡成像、能看清不是光源的物體等。
（2）考試中還會(huì)出現(xiàn)入射光不動(dòng)，平面鏡沿某一方向旋轉(zhuǎn)一定角度，判斷入射角和反射角的變化規(guī)律等。
)
【例1】如圖，世界首條跨海高鐵——泉州灣跨海大橋合龍成功。大橋與倒影形成的一幅壯美畫面，橋在水中的倒影是光的___________形成的___________（選填“虛”或“實(shí)”）像。
【變式1-1】（2023·濰坊）如圖為某同學(xué)外出游玩時(shí)用手機(jī)拍到的場景，場景中有瞪羚在岸邊的影子和水中的倒影。下列分析正確的是（ ）。
A. 瞪羚的影子是光的反射形成的 B. 瞪羚的影子是光的直線傳播形成的
C. 瞪羚的倒影是光的折射形成的 D. 瞪羚的倒影是光的直線傳播形成的
【變式1-2】（2023·自貢）小王同學(xué)在家里將一個(gè)平面鏡放在水平桌面上，再把一張可沿ON折疊的硬白紙板ENF豎直的立在平面鏡上，以此來探究光的反射規(guī)律。通過測(cè)量他發(fā)現(xiàn)此時(shí)入射光線與平面鏡成50°夾角，如圖所示，則（ ）。
A. 反射光線與鏡面的夾角是40°；
B. 入射角增大10°，反射光線與入射光線的夾角增大20°；
C. 將紙板NOF向后折疊，則反射光線會(huì)消失；
D. 光在紙板上發(fā)生了鏡面反射
考向02 利用光的反射定律作圖
(
利用光的反射規(guī)律作圖主要有：
（1）已知反射面和入射光線（反射光線）作反射光線（入射光線）：
入射角是入射光線與法線夾角，不是入射光線與鏡面的夾角；反射角是反射光線與法線的夾角，不是反射光線與鏡面的夾角。法線要畫成虛線。
（2）已知入射光線和反射光線確定平面鏡的位置：
法線位置時(shí)入射光線和反射光線夾角的角平分線位置，平面鏡與法線垂直，故只要確定入射點(diǎn)法線位置即可確定平面鏡的位置。
)
【例2】（2023·貴州）如圖所示，點(diǎn)光源S發(fā)出的一條光線射到平面鏡MN的O點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)趫D中作出這條入射光線的反射光線。
【變式2-1】（2023·菏澤）室內(nèi)有一吸頂燈S，人從平面鏡MN中能夠看到吸頂燈。請(qǐng)?jiān)趫D中畫出人眼A經(jīng)平面鏡MN看到吸頂燈的完整光路圖。
【變式2-2】（2023·廣元）如圖所示。從S點(diǎn)向平面鏡發(fā)出一條光線，經(jīng)平面鏡反射后，反射光線到達(dá)光屏上的P點(diǎn)。請(qǐng)你作出此過程的光路圖（保留作圖痕跡）。
【變式2-3】（2023·上海）在圖中，根據(jù)給出的反射光線OB畫出入射光線AO，并標(biāo)出入射角的大小。
考向03 探究光的反射規(guī)律
【例3】（2023·貴州）在“探究光的反射定律”實(shí)驗(yàn)中，器材有：激光筆、可折轉(zhuǎn)光屏、平面鏡和噴霧器。
（1）將平面鏡置于水平桌面，如圖甲所示。激光筆的光束射向平面鏡上O點(diǎn)，在平面鏡上方噴水霧，從前向后觀察，可在鏡面上方看到__________條光束。
（2）將折轉(zhuǎn)光屏垂直于平面鏡放置，讓入射光沿左半屏射到O點(diǎn)，如圖乙所示。要呈現(xiàn)反射光，需將右半屏向__________（選填“前”或“后”）折轉(zhuǎn)。
（3）保持入射點(diǎn)不變，多次改變?nèi)肷浞较颍诠馄辽嫌涗浢看螌?shí)驗(yàn)的光路aa′、bb′和cc′，如圖丙所示。為了研究反射光線和入射光線的位置關(guān)系，發(fā)現(xiàn)左、右半屏相對(duì)應(yīng)的光線關(guān)于轉(zhuǎn)軸對(duì)稱，可將此對(duì)稱軸視為__________。同時(shí)根據(jù)光屏上的倍息可得結(jié)論，反射角與入射角的大小__________。
【變式3-1】（2023·齊齊哈爾）小明利用如圖裝置探究光反射時(shí)的規(guī)律。
（1）如圖1所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)，把一個(gè)平面鏡放在水平桌面上，再把白色紙板ENF（右側(cè)可繞ON翻折）豎直地立在平面鏡上，紙板上的直線ON應(yīng)___________于鏡面。使一束光貼著紙板沿某一角度射到O點(diǎn)，光在紙板上發(fā)生___________（選填“鏡面”或“漫”）反射，呈現(xiàn)徑跡。光經(jīng)平面鏡反射，沿另一個(gè)方向射出；
（2）改變光束入射的角度，多做幾次，換用不同顏色的筆記錄每次光的徑跡。取下紙板，用量角器測(cè)量ON兩側(cè)的∠i和∠r，是為了___________；根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論可知：當(dāng)入射光EO與平面鏡夾角為50°時(shí)，反射角為___________；
（3）讓光沿圖1中FO方向照射到鏡面，它會(huì)沿著OE方向射出。這表明：在光的反射現(xiàn)象中，光路是___________的。
（4）如圖2所示，把紙板ENF右側(cè)繞ON向前折或向后折，在右側(cè)紙板上看不到反射光。這表明：在反射現(xiàn)象中，反射光線、入射光線和法線都在___________內(nèi)。
【變式3-2】（2023·潛江、天門、仙桃）用如圖的裝置探究“光的反射定律”。平面鏡M水平放置，附有量角器的白紙板由E、F兩部分構(gòu)成，始終豎直立在M上，可以繞ON翻折；
（1）如圖甲，E、F在同一平面上，讓入射光AO射向鏡面，量角器上顯示入射角和反射角的大小，可得出∠r________∠i（選填“>”“<”或“=”）；
（2）改變?nèi)肷涔獾姆较颍贉y(cè)幾組入射角和反射角，這樣做的目的是_________；
（3）若光沿BO入射，經(jīng)M反射后沿OA射出。這表明，在光的反射現(xiàn)象中，光路是_________的；
（4）如圖乙，把F向前或向后翻折，則在F上________（選填“能”或“不能”）看到反射光，這說明反射光線，入射光線和法線在_________。
考向04 鏡面反射與漫反射
(
（1）鏡面反射是因?yàn)榉瓷涿媸枪饣砻嫘纬傻模肷涔馐瞧叫泄鈺r(shí)，反射光也是平行光；
（2）漫反射是因?yàn)榉瓷涿媸歉叩筒黄降拇植诒砻妫幢闳肷涔馐瞧叫泄猓瓷涔庖膊粫?huì)是平行光，反射光會(huì)向各個(gè)方向出射，所以，人站在不同角度也能看見反射光；
（3）鏡面反射和漫反射都遵循光的反射規(guī)律；
（4）人眼感覺到物體的亮暗是由物體入射人眼的光的多少?zèng)Q定的。射入人眼的光越多，人感覺物體越亮；入射人眼的光越少，人感覺物體越暗。
)
【例4】如圖所示是實(shí)驗(yàn)室中的毛玻璃片，一面磨砂，一面平滑。為了分辨這兩個(gè)面，下列方法中不可行的是（ ）。
A. 用手去觸摸，粗糙的一面是磨砂面；
B. 用激光筆照射表面，反射后可在光屏上成一個(gè)亮點(diǎn)的一面是平滑面；
C. 壓力相同時(shí)，與同一水平桌面之間滑動(dòng)摩擦力較大的一面是磨砂面；
D. 透過毛玻璃片看不清遠(yuǎn)處物體，朝向眼睛的一面是平滑面
【變式4-1】某校九年級(jí)的一名學(xué)生下晚自習(xí)后在騎自行車回家途中，迎面遇到一輛燈光非常刺眼的車輛。為了安全，他應(yīng)該（ ）。
A. 迎著燈光繼續(xù)行駛 B. 閉眼緩慢行駛 C. 停下車靠邊避讓 D. 用手遮擋燈光行駛
【變式4-2】雨過天晴，地面上會(huì)出現(xiàn)建筑物的影子，影子是由于___________形成的。通過地面上一層薄薄的積水還可以看到建筑物的像，如圖所示，像的大小與建筑物的大小___________。一些建筑物外部采用了玻璃幕墻作為裝飾，強(qiáng)光照射到玻璃幕墻時(shí)會(huì)發(fā)生___________反射，造成“光污染”。
考點(diǎn)三 平面鏡成像
一、探究平面鏡成像
1.什么是像
當(dāng)你照鏡子時(shí)可以看見自己的“像”，鏡子里的自己就是自己經(jīng)過平面鏡所成的像。平靜的水面上物體的倒影，也是物體通過水面這面鏡子所成的像。這個(gè)像不同于影子，它能反映物體的面貌。
2.探究平面鏡成像的特點(diǎn)
提出問題 平面鏡成像時(shí)，像的位置、大小跟物體的位置、大小有什么關(guān)系
猜想與假設(shè) 平面鏡所成的像的大小可能與物體的大小相等，像到平面鏡的距離可能物體到平面鏡的距離相等
實(shí)驗(yàn)器材 薄玻璃板一塊、支架、筆一只、兩支相同的蠟燭、刻度尺、白紙等
設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn) （1）在水平桌面上鋪一張白紙，紙上豎立一塊薄的玻璃板作為平面鏡，在紙上沿著玻璃板畫一條直線，這條直線代表玻璃板的位置； （2）如圖所示，把一只點(diǎn)燃的蠟燭放在玻璃板的前面，透過玻璃板進(jìn)行觀察，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一只外形完全相同的蠟燭（未點(diǎn)燃），豎立著在玻璃板后面移動(dòng)，直到看上去它跟前面的蠟燭的像完全重合。這個(gè)位置就是前面那個(gè)蠟燭的像的位置； （3）在紙上記錄下兩支蠟燭的位置，并注意觀察蠟燭的大小和它的像的大小是否相同； （4）移動(dòng)點(diǎn)燃的蠟燭，重做實(shí)驗(yàn)； （5）用直線把兩次實(shí)驗(yàn)中的蠟燭和它的像在紙上的位置連接起來，用量角器測(cè)量蠟燭和像連線與鏡面的夾角； （6）用刻度尺分別測(cè)量蠟燭和像到玻璃板的距離，將測(cè)得的數(shù)據(jù)記錄在表格中
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 記錄 次數(shù)蠟燭到平面鏡的距離蠟燭的像到平面鏡的距離/cm蠟燭的像與蠟燭的大小關(guān)系蠟燭的像與蠟燭的連線與鏡面位置的關(guān)系11010等大垂直21515等大垂直32020等大垂直42525等大垂直
分析與論證 （1）未點(diǎn)燃的蠟燭可以與點(diǎn)燃的蠟燭的像完全重合，說明蠟燭的像的大小與蠟燭大小相等； （2）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，蠟燭和它的像的連線與鏡面垂直，蠟燭的像到平面鏡的距離與蠟燭到平面鏡的距離相等
探究歸納 平面鏡成像的特點(diǎn)：平面鏡所成像的大小與物體大小相等，像和物體到平面鏡的距離相等，像和物體的連線與平面鏡垂直，即平面鏡所成的像與物體關(guān)于平面鏡對(duì)稱
特別提醒：
（1）為了使觀察到的像更為清晰，實(shí)驗(yàn)最好在較暗的環(huán)境中進(jìn)行；
（2）實(shí)驗(yàn)中用玻璃板代替平面鏡，目的是便于觀察和確定像的位置，并比較物像的大小關(guān)系，原因是玻璃板既能反射光又能透過光，即透過玻璃板能看到未點(diǎn)燃的蠟燭，也能看到點(diǎn)燃的蠟燭所成的像；
（3）實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用較薄的玻璃板。因?yàn)椴ＡО宓那昂蟊砻婵梢愿鞒梢粋€(gè)像，當(dāng)玻璃板較厚時(shí)，兩個(gè)像有較大的錯(cuò)位，難以確定像的位置；
（4）實(shí)驗(yàn)中，玻璃板要豎直立在水平桌面上。若玻璃板沒有豎直放置，則未點(diǎn)燃的蠟燭和點(diǎn)燃的蠟燭將不能完全重合；
（5）實(shí)驗(yàn)中，使用兩支完全相同的蠟燭，目的是比較像與物體的大小關(guān)系；
（6）用點(diǎn)燃的蠟燭做實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是所成的像比較亮，便于觀察；
（7）白紙用于標(biāo)注玻璃板的位置、蠟燭以及蠟燭的像的位置，刻度尺用于測(cè)量蠟燭以及蠟燭的像到玻璃板的距離；
（8）改變蠟燭與玻璃板的距離進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，是為了尋找普遍規(guī)律。
二、平面鏡成虛像
1.平面鏡成虛像：在探究平面鏡成像特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)中，在平面鏡前放一支點(diǎn)燃的蠟燭，在鏡子中會(huì)出現(xiàn)一個(gè)正立蠟燭的像，但將光屏放在平面鏡后蠟燭像的位置時(shí)，光屏上卻沒有出現(xiàn)蠟燭的像，可見平面鏡所成的像是不存在的，是 。
2.對(duì)實(shí)像和虛像的理解
成因 特點(diǎn) 實(shí)例
實(shí)像 實(shí)際光線會(huì)聚所成的像 既可以用眼睛直接觀察，又可以用光屏承接 小孔成像
虛像 不是實(shí)際光線會(huì)聚而成的，而是由實(shí)際光線的反向延長線相交形成的 只能用眼睛直接觀察，不能用光屏承接 平面鏡成像、水中倒影、水中的魚
3.平面鏡成像作圖
作平面鏡成的像主要有兩種方法：一是根據(jù)平面鏡成像原理（光的反射定律）作圖；二是根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)作圖（對(duì)稱法）。如圖所示，S為平面鏡前的一個(gè)點(diǎn)光源，我們可以作出它的像S'。
（1）根據(jù)平面鏡成像原理（光的反射定律）作圖
從S 射向平面鏡的所有光線，經(jīng)平面鏡反射后，反射光線的反向延長線都會(huì)交于點(diǎn)S'，所以在作圖時(shí)，只要任選兩條從點(diǎn)光源S發(fā)出射向平面鏡的入射光線，作出其反射光線的反向延長線，就可以確定像S'。作圖步驟如下：
①從點(diǎn)光源S任意引兩條光線射到平面鏡上；
②分別作出兩條入射光線的法線；
③根據(jù)光的反射定律分別作出兩條入射光線的反射光線；
④分別作兩條反射光線的反向延長線，它們的交點(diǎn)S'即為點(diǎn)光源S的像。
（2）根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)作圖（對(duì)稱法）
作出物體AB關(guān)于平面鏡的對(duì)稱點(diǎn)A'B'，連接B'A'即為物體AB的像。具體步驟如下：
①分別過A、B兩點(diǎn)作平面鏡的垂線（像與物的連線與平面鏡垂直）；
②分別取A'、B'，使A'、B'到平面鏡的距離等于A、B到平面鏡的距離（像與物到平面鏡的距離相等）；
③連接A'、B'并且箭頭方向不變，A'B'即為物體AB的像。
(
作圖時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：
（1）平面鏡非反射面要畫上短斜線；
（2）實(shí)際光線要畫成實(shí)線，并用箭頭表示光的傳播方向，反向延長線要畫成虛線；實(shí)物用實(shí)線表示，虛像用虛線表示；法線用虛線表示；
（3）實(shí)物和虛像要標(biāo)注上對(duì)應(yīng)的字母，并用上下標(biāo)區(qū)分。
)
三、平面鏡的應(yīng)用
應(yīng)用分類 示例
成像 照鏡子 舞蹈演員糾正自己的舞姿
改變光路 太陽能電站 潛望鏡
擴(kuò)大視覺空間 墻上裝平面鏡，感覺空間更大 利用平面鏡在較小空間內(nèi)完成視力檢查
四、凸面鏡和凹面鏡
1.球面鏡：如果鏡子的反射面是球面的一部分，這樣的鏡子叫球面鏡。球面鏡分為凸面鏡和凹面鏡。
2.凸面鏡
（1）概念：用球面的外表面作反射面的鏡子叫凸面鏡。
（2）特點(diǎn)：凸面鏡對(duì)光有發(fā)散作用，平行光射到凸面鏡上，反射后成為發(fā)散光，如圖所示。
（3）應(yīng)用：使用凸面鏡能起到擴(kuò)大視野的作用，所以汽車的后視鏡和道路轉(zhuǎn)彎處的反射鏡都是凸面鏡。
3.凹面鏡
（1）概念：用球面的內(nèi)表面作反射面的鏡子叫凹面鏡。
（2）特點(diǎn)：凹面鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，平行光射到凹面鏡上，反射后會(huì)聚到一點(diǎn)，如圖所示。
（3）應(yīng)用
①使用凹面鏡對(duì)光的會(huì)聚作用的有：太陽灶、奧運(yùn)圣火采集器等。
②由光路可逆原理可知，由一點(diǎn)發(fā)出的光經(jīng)凹面鏡反射后可成為平行光，這一特點(diǎn)的常見應(yīng)用有：探照燈、各種機(jī)動(dòng)車的前燈、醫(yī)用頭燈等。
考向01 平面鏡成像特點(diǎn)
【例1】臨沂市文化公園是我市一道亮麗的風(fēng)景線。1.5m深的荷花池內(nèi)，一只立于荷尖上的蜻蜓距水面0.6m（如圖），蜻蜓在水中的像（ ）。
A. 因光的折射而形成 B. 是比蜻蜓略小的虛像
C. 在水面下0.9m深處 D. 與蜻蜓相距1.2m
【變式1-1】（2023·湘潭）如圖所示，白鷺平行于水面飛行，距水面2m。水中的“白鷺”是_______（選填“實(shí)”或“虛”）像，它距空中的白鷺_______m。
【變式1-2】一只小鳥在平靜的湖面上飛過，以下描述正確的是（ ）。
A. 小鳥在湖中所成的像是實(shí)像；
B. 小鳥靠近湖面時(shí)，像遠(yuǎn)離湖面；
C. 小鳥在湖中的像始終和小鳥一樣大；
D. 小鳥到湖面的距離大于像到湖面的距離
【變式1-3】（2023·宜賓）小強(qiáng)同學(xué)用如圖甲的實(shí)驗(yàn)裝置，探究光反射時(shí)的規(guī)律，并將數(shù)據(jù)依次記錄在表1中。實(shí)驗(yàn)后他想讓與地平線成60°的太陽光豎直向下照亮井底，他把平面鏡按如圖乙放置。對(duì)此探究，下列說法正確的是（ ）。
表1
次數(shù) 1 2 3 4 5
∠i 0° 20° 30° 40° 60°
∠r 0° 20° 30° 40° 60°
A. 圖甲中表示反射角的是∠i；
B. 實(shí)驗(yàn)時(shí)的反射光線是繞O點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的；
C. 實(shí)驗(yàn)說明反射角等于入射角；
D. 圖乙中平面鏡與地平線的夾角θ為75°
考向02 平面鏡成像作圖
(
主要有兩種作圖類型：
（1）由反射光線作光源
利用像點(diǎn)特性快速作圖：根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)可知，平面鏡所成的像與物體關(guān)于平面鏡對(duì)稱，可先確定像點(diǎn)，利用反射光線的反向延長線過像點(diǎn)這一特點(diǎn)快速作圖。
（2）已知光源作反射光路圖
)
【例2】（2023·南京）根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)在圖甲中畫出物體AB在平面鏡MN中所成的像。
【變式2-1】（2023·撫順、鐵嶺）如圖所示，S 是光源S在平面鏡中的像。光線是光源S發(fā)出的光線經(jīng)平面鏡反射后，平行于凸透鏡主光軸射向凸透鏡的光線。請(qǐng)畫出：
（1）光源S的位置；
（2）反射光線a對(duì)應(yīng)的入射光線；
（3）光線a經(jīng)凸透鏡折射后的折射光線。
【變式2-2】（2023·赤峰）如圖所示，請(qǐng)根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)，作出鳥喙上A點(diǎn)通過水面成的像A'。
考向03 平面鏡在生活中的應(yīng)用
(
生活中平面鏡主要應(yīng)用有：
（1）改變光路：
平面鏡成像利用的是光的反射，當(dāng)入射角發(fā)生變化時(shí)，反射角隨之反射變化，使入射過來的光線傳播方向發(fā)生改變。
（2）成像：
平面鏡成像是生活中常見的平面鏡的應(yīng)用，熟悉平面鏡成像規(guī)律是解答問題的關(guān)鍵。
)
【例3】（2023·棗莊）自行車尾燈可有效避免夜間交通事故的發(fā)生，它由多組“直角反射器”組成，其中一組“直角反射器”如圖所示，一束光射向平面鏡S1，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出經(jīng)過S1、S2兩個(gè)平面鏡反射后的光路圖。
【變式3-1】檢查視力時(shí)，視力表放在被測(cè)者頭部的后上方，如圖甲所示，則視力表上如圖乙所示的字母在平面鏡中的像正確的是（ ）。
A. B. C. D.
【變式3-2】如圖所示，戲曲演員在對(duì)著鏡子上妝。開始時(shí)，鏡中只能看到自己的臉，看不到頭飾，為了能看到臉和頭飾，演員應(yīng)該 （選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）平面鏡；此時(shí)平面鏡內(nèi)所成的像與原來相比大小 （選填“變大”、“不變”或“變小”）；圖中鏡面傾斜放置在桌面上，此時(shí)，演員與鏡中像的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的連線與鏡面 （選填“垂直”或“不垂直”）。
考向04 探究平面鏡成像特點(diǎn)
【例4】（2023·南充）小科同學(xué)在探究平面鏡成像特點(diǎn)時(shí)，利用如圖甲所示器材進(jìn)行了以下操作：
（1）實(shí)驗(yàn)中小科同學(xué)從點(diǎn)燃的蠟燭一側(cè)透過玻璃板看到像有重影，改善重影問題的方法是________，實(shí)驗(yàn)中選取同樣大小的蠟燭A、B是為了_________；
（2）改進(jìn)器材后多次改變蠟燭A的位置，并移動(dòng)另一支蠟燭，確定每次像的位置，將玻璃板及每次物和像的位置記錄在玻璃板下面的白紙上，連接物和對(duì)應(yīng)的像點(diǎn)，如圖乙所示，由此可得出的結(jié)論是：像與物到平面鏡的距離_________；
（3）完成實(shí)驗(yàn)后，小科同學(xué)又將一枚硬幣放在玻璃板前，能看到它在玻璃板后的像在a的位置，如圖丙所示，若將玻璃板水平向右移動(dòng)3cm，該硬幣的像_________（選填“向右移動(dòng)3cm”、“在原位置”或“向左移動(dòng)3cm”）。
【變式4-1】（2023·廣西）如圖所示，在“探究平面鏡成像的特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)中，對(duì)所選擇的蠟燭A、B的要求是外形___________（選填“相同”或“不同”）；蠟燭A在玻璃板后面的像___________（選填“能”或“不能”）在光屏上呈現(xiàn)。
【變式4-2】（2023·臨沂）敬老愛親的小明跟奶奶拉呱時(shí)，發(fā)現(xiàn)奶奶一直認(rèn)為“人離平面鏡越近，人在鏡中的像越大”，為了糾正奶奶的錯(cuò)誤認(rèn)知，小明做了如下實(shí)驗(yàn)。
（1）如圖所示，將白紙平鋪在水平桌面上，用支架把玻璃板架在白紙上，并讓玻璃板與紙面__________；
（2）將兩支相同的蠟燭A和B分別豎放在玻璃板前后，點(diǎn)燃蠟燭__________（選填“A”或“B”），并移動(dòng)蠟燭B，直至與蠟燭A的像重合；
（3）為了糾正奶奶的錯(cuò)誤認(rèn)知，小明多次改變蠟燭A的位置時(shí)，需確保__________（選填“左右”或“前后”）位置不同；
（4）小明給奶奶變了個(gè)戲法：將與蠟燭A的像重合的蠟燭B拿走，并在它的位置處豎放一個(gè)光屏。讓奶奶透過玻璃板看光屏，光屏上有“蠟燭B”；不透過玻璃板直接看光屏，光屏上的“蠟燭B”卻消失了。這個(gè)小戲法逗得奶奶開懷大笑，同時(shí)小明也給奶奶解釋了玻璃板成__________（選填“虛”或“實(shí)”）像的道理。
考點(diǎn)四 光的折射
一、光的折射
1.現(xiàn)象探究：光的折射
提出問題 光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播，當(dāng)光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？
實(shí)驗(yàn)過程 實(shí)驗(yàn)操作 如圖所示，讓激光筆發(fā)出的一束光斜射入水中，觀察光的傳播路徑 如圖所示，讓激光筆發(fā)出的一束光穿過一塊玻璃磚，觀察光的傳播路徑 如圖所示，讓激光筆發(fā)出的一束光垂直射入一塊玻璃直角三棱鏡，觀察光的傳播路徑
現(xiàn)象 光從空氣斜射入水中時(shí)，在分界面上一部分發(fā)生反射，一部分進(jìn)入水中并發(fā)生偏折 光從空氣斜射入玻璃中時(shí)，在分界面上光的傳播方向發(fā)生偏折；光由玻璃磚斜射入空氣時(shí)，在分界面上光的傳播方向也會(huì)發(fā)生偏折 光由空氣垂直射入玻璃時(shí)，光的傳播方向不發(fā)生變化；光由玻璃垂直射入空氣時(shí)，光的傳播方向也不發(fā)生變化
實(shí)驗(yàn)歸納 光從空氣斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，在第二種介質(zhì)中傳播方向發(fā)生了改變；垂直射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向不發(fā)生改變。
2.光的折射概念:光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向發(fā)生了偏折，這種現(xiàn)象叫光的折射。
二、探究光的折射時(shí)的特點(diǎn)
1.基本概念：“一點(diǎn)、一面、三線、兩角”
一點(diǎn) 入射點(diǎn) 入射光與分界面的交點(diǎn)
一面 分界面 兩種介質(zhì)的分界面，如圖所示的NN'
三線 入射光線 入射到兩種介質(zhì)表面的光線AO
法線 過入射點(diǎn)且垂直于兩種介質(zhì)分界面的直線NN'
折射光線 進(jìn)入另一種介質(zhì)的光線OC
兩角 入射角 入射光線與法線的夾角
折射角 折射光線與法線的夾角
2.探究光的折射時(shí)的特點(diǎn)
【提出問題】讓一束光從空氣斜射入水中，傳播方向是否發(fā)生偏折？向哪個(gè)方向偏折？
【實(shí)驗(yàn)器材】激光筆、水槽、標(biāo)有角度的圓盤等。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
（1）讓一束光從空氣斜射入水中，觀察折射光線、入射光線和法線之間的位置關(guān)系，比較折射角和入射角的大小關(guān)系，并描畫出光束在空氣和水中的傳播路徑；
（2）改變?nèi)肷浣谴笮。^察折射角的變化情況；
（3）讓一束光垂直射入水中，觀察折射情況；
（4）讓一束光逆著原折射光的方向從水中斜射入空氣中，觀察折射情況。
【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】
（1）光從空氣斜射入水中時(shí)，，可觀察到折射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)，折射光線和入射光線分居于法線兩側(cè)，折射光線向法線方向偏折，折射角小于入射角；
（2）改變?nèi)肷浣堑拇笮。l(fā)現(xiàn)折射角的大小也隨之改變，并且入射角增大時(shí)，折射角也增大；
（3）光從空氣垂直射入水中時(shí)，其傳播方向不變；
（4）讓光逆著原折射方向從水中斜射入空氣中時(shí)，進(jìn)入空氣中的折射光線逆著原入射光線的方向射出。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】
（1）當(dāng)光從空氣斜射入水中（或其他介質(zhì)）時(shí)，折射光線向法線方向偏折，折射角小于入射角；當(dāng)入射角增大時(shí)，折射角也隨之增大；
（2）當(dāng)光線從水或其他介質(zhì)斜射入空氣中時(shí)，折射光線遠(yuǎn)離法線，折射角大于入射角；
（3）當(dāng)光從空氣垂直射入水中或其他介質(zhì)中時(shí)，其傳播方向不變；
（4）在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的。
3.對(duì)光的折射現(xiàn)象的理解
（1）法線與分界面垂直，是描述入射光線、反射光線以及折射光線位置和方向的參考標(biāo)準(zhǔn)；
（2）折射角隨著入射角的增大而增大，因?yàn)橄扔腥肷涔饩€，然后才有折射光線，所以敘述時(shí)一般說折射角隨入射角的變化而變化，不說入射角隨折射角的變化而變化；
（3）當(dāng)光垂直射到分界面上時(shí)，光的傳播方向不發(fā)生變化，此時(shí)折射光線、入射光線和法線重合，折射角和入射角都為0°；
（4）一般情況下，無論光從空氣斜射入其他介質(zhì)中，還是光從其他介質(zhì)斜射入空氣中，在空氣中光線與法線的夾角大于其他介質(zhì)中光線與法線的夾角；
（5）一般來說，當(dāng)光從兩種介質(zhì)分界面上發(fā)生折射時(shí)，光速大的介質(zhì)中光線與法線的夾角大，光速小的介質(zhì)中光線與法線的夾角小。
三、生活中的折射現(xiàn)象
海市蜃樓 夏天，海面附近空氣溫度較低，密度較大，來自地平線以下遠(yuǎn)處的物體的光，傳播時(shí)由于不同高度空氣的密度不同而向地面多次彎曲后進(jìn)入我們的眼中，形成“蜃景”的現(xiàn)象
“錯(cuò)位”的奧秘 來自水面以下的筆上物點(diǎn)的光，從水中射向空氣反生折射，折射角大于入射角，我們眼睛看到的光好像是從直線傳播方向發(fā)出的，這樣看起來就好像筆錯(cuò)位了
叉魚的訣竅 因?yàn)槿藗兛吹降氖撬械聂~的虛像，它比魚的實(shí)際位置淺，所以要瞄準(zhǔn)看到的“魚”的下方才能叉到魚
“變高”的奧秘 因?yàn)楣鈴目諝膺M(jìn)入水中時(shí)發(fā)生折射，所以水中的人看到的是岸上的樹的虛像，它比樹的真實(shí)位置要高
考向01 光的折射現(xiàn)象及其應(yīng)用（三種光現(xiàn)象辨析）
【例1】（2023·牡丹江）下列現(xiàn)象由光的折射形成的是（ ）。
A. 手影 B. 對(duì)鏡畫臉譜
C. 鉛筆“折斷” D. 日食
【變式1-1】（2023·北京）一束單色光從空氣斜射入水中的情境如圖所示。下列說法正確的是（ ）。
A. BO是入射光，OA是反射光 B. AO是入射光，OC是折射光
C. ∠AOM是入射角，∠BON是反射角 D. 光若沿CO入射，將沿OA和OB射出
【變式1-2】（2023·涼山州）在地球上觀看日出時(shí)能看到地平線以下的太陽。下列現(xiàn)象與此原理相同的是（ ）。
A. 茂密樹蔭下圓形的光斑 B. 汽車后視鏡中的像
C. 海市蜃樓 D. 用潛望鏡看到海面上的物體
考向02 光的折射作圖
(
1
.
從水中看岸上物體
運(yùn)用光的折射規(guī)律作圖方法：
一知
光無論從空氣斜射入其他介質(zhì)中，還是從其他介質(zhì)斜射入空氣中，空氣中的角（入射角或反射角）都是較大的
二作
過入射點(diǎn)作法線，在法線的另一側(cè)作出折射光線或入射光線，且使空氣中的角較大
三標(biāo)
標(biāo)出光的傳播方向
2
.
從岸上看水中物體
應(yīng)注意：無論從什么地方看到物體，是因?yàn)橛泄鈴奈矬w進(jìn)入眼睛，并不是人的眼睛會(huì)發(fā)光。
)
【例2】（2023·瀘州）一束激光從空氣中以圖示角度射入水中，其反射光線與折射光線剛好垂直。請(qǐng)?jiān)趫D中畫出折射光線，并標(biāo)出折射角的角度大小。
【變式2-1】（2023·福建）如圖所示，光從空氣斜射入玻璃，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出反射光線和折射光線的大致位置。
【變式2-2】（2023·日照）一個(gè)底面鍍銀的球冠形玻璃球放置在水平桌面上，其橫截面如圖所示。一條光線從玻璃球冠上表面的M點(diǎn)通過球心O射到球冠的底面N點(diǎn)。虛線PN為底面AB的法線。畫出該光線經(jīng)底面AB反射后在球冠形玻璃球內(nèi)外的光路圖。
考向03 探究光的折射規(guī)律
【例3】在“探究光從玻璃斜射入空氣的折射規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，小東借助激光筆、半圓形玻璃塊和帶刻度的光具盤完成了實(shí)驗(yàn)，觀察到如圖所示的1、2、3三條光束，并在光具盤上用筆描出了對(duì)應(yīng)的光路。
（1）圖中的折射角大小為___________；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象初步發(fā)現(xiàn)，光從玻璃斜射入空氣時(shí)，折射角___________（選填“>”、“=”或“<”）入射角；
（3）現(xiàn)在要探究光的折射現(xiàn)象中光路是否可逆，具體的操作是___________，如果看到___________現(xiàn)象，就可證明光路是可逆的。
【變式3-1】小華偶然間整直向下看到放在玻璃磚下面的字發(fā)生了錯(cuò)位。
（1）他想光斜射時(shí)才發(fā)生偏折，才會(huì)出現(xiàn)“池底變淺”現(xiàn)象,那么光在垂直入射時(shí),光線不再偏折,還會(huì)有“池底變淺”的現(xiàn)象嗎？上述過程在科學(xué)探究中做___________（選填“設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”“提出問題”或“分析論證”）。
（2）①聯(lián)想到“平面鏡成像”找像位置的方法，于是他按如圖所示將玻璃磚緊貼物體擺放在水平桌面上的一張白紙上，標(biāo)記出物體的位置。按照?qǐng)D乙的方式沿水平方向觀察物體（觀察盒上的條形碼）。當(dāng)看到物體經(jīng)玻璃磚成的像時(shí)，前后移動(dòng)小卡片，使小卡片與像在同一個(gè)平面上，將小卡片此時(shí)的位置標(biāo)記在白紙上，這樣就找到了放置一塊玻璃磚時(shí)___________的位置。
②隨后，他將玻璃磚離開物體向觀察者移動(dòng)一小段距離后進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)像的位置不變，說明玻璃磚與物體的距離___________影響成像位置（選填“會(huì)”或“不會(huì)”）。
（3）為了觀察不同厚度玻璃的成像情況，他將第二塊相同玻璃磚緊貼在第一塊后面，如圖丙所示，觀察并記錄像的位置；他再將第三塊相同玻璃磚緊貼在前兩塊后面，如圖丁所示，觀察并記錄像的位置。記錄數(shù)
①分析圖的數(shù)據(jù)可知，用一塊玻璃磚觀察時(shí)，像與物體的距離是___________cm；
②三次實(shí)驗(yàn)都說明了光在垂直入射時(shí)，像的位置會(huì)___________觀察者（選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）。
（4）從圖的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還可以得出：玻璃的厚度越厚，像與物的距離越___________。
（5）從以上探究可知，從豎直方向看到的池底比它的實(shí)際位置___________（選填“淺”或“深”）。
【變式3-2】某小組同學(xué)在研究光的折射規(guī)律時(shí)，記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：請(qǐng)仔細(xì)觀察并分析下表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
序號(hào) 傳播路徑 入射角 折射角 序號(hào) 傳播路徑 入射角 折射角
1 空氣到水 30° 20° 6 空氣到玻璃 30° 18°
2 45° 30° 7 45° 25°
3 60° 45° 8 60° 38°
4 水到空氣 20° 30° 9 玻璃到空氣 25° 45°
5 30° 45° 10 38° 60°
(1)當(dāng)光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)， ；
(2)當(dāng)光從空氣斜射入玻璃或水時(shí)，折射角 入射角；（選填“大于”或“小于”）
(3)當(dāng)入射光線逐漸遠(yuǎn)離法線時(shí)，入射角增大，折射角 ；（選填“增大”或“減小”）
(4) （選填“玻璃”或“水”）對(duì)光的折射本領(lǐng)強(qiáng)；
(5)分析實(shí)驗(yàn)序號(hào)1與4、2與5、7與9、8與10中的數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)折射時(shí) 。
考點(diǎn)五 光的色散
知識(shí)點(diǎn)一、光的色散
1.現(xiàn)象探究：光的色散
（1）探究過程：如圖，讓一束太陽光照射到三棱鏡上，通過三棱鏡偏折后照射到白色光屏上，結(jié)果在光屏上出現(xiàn)一條彩色的光帶，光帶的顏色依次為紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫。
（2）探究歸納
①太陽光（白光）不是單色光，而是由各種顏色的光混合而成的，白光是復(fù)色光；
②不同的單色光通過三棱鏡時(shí)偏折程度不同，紅光偏折最小，紫光偏折程度最大。各種單色光偏折程度從小到大依次為紅光、橙光、黃光、綠光、藍(lán)光、靛光和紫光。
2.色散的概念：太陽光是白光，它通過三棱鏡后別分解成各種顏色的光，這種現(xiàn)象叫光的色散。
3.生活中的色散現(xiàn)象：雨后天空懸浮著大量細(xì)小的水珠，太陽光照射到這些小水珠上，經(jīng)反射和折射后發(fā)生色散現(xiàn)象，形成絢麗的彩虹。
二、三原色
1.色光的三原色
（1）太陽可以分解為七種單色光，但實(shí)際上大自然中的色彩遠(yuǎn)比這七種顏色更豐富，這是因?yàn)閱紊獍凑詹煌壤旌虾髸?huì)產(chǎn)生各種不同顏色的光；
（2）大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，把紅、綠、藍(lán)三種色光按照不同比例混合，就可以產(chǎn)生各種顏色的光，而紅、綠、藍(lán)三種色光都不能由其他顏色的光混合而成，因此人們把紅、綠、藍(lán)叫做色光的三原色。
2.色光混合的應(yīng)用
色光的混合在科學(xué)技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用，彩色電視機(jī)呈現(xiàn)的豐富的色彩就是由三原色混合而成的。彩色電視機(jī)的熒光屏上有著很多微小的發(fā)光點(diǎn)，分別能夠發(fā)出紅、綠、藍(lán)三種色光，通過電路控制三種色光的強(qiáng)弱，就可混合處絢麗多彩的色彩。如果用放大鏡觀察正在播放節(jié)目的電視機(jī)屏幕，就能在屏幕上看到紅、綠、藍(lán)三種顏色的光點(diǎn)。
拓展培優(yōu)：物體的顏色
一般來說，物體呈現(xiàn)出不同的顏色是由物體對(duì)不同色光的作用決定的。
（1）透明物體的顏色是由該物體能透過的色光決定的。例如，紅色玻璃片呈現(xiàn)紅色，是因?yàn)樗荒芡高^紅顏色的光，吸收其他顏色的光；
（2）不透明物體的顏色是由該物體能反射的色光的顏色決定的。例如，綠紙呈現(xiàn)綠色，是因?yàn)樗环瓷渚G光，吸收其他色光；黑色物體吸收各種色光，不反射任何顏色的光；白色物體反射所有色光，不吸收任何色光。
三、看不見的光
1.可見光譜
三棱鏡把太陽光分解成不同顏色的光，它們按照紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫的順序排列，形成太陽的可見光譜，如圖所示。可見光指的是人眼可以看到的各種色光。
在可見光譜的紅光之外有紅外線，紫光之外有紫外線。紅外線和紫外線人眼都看不見，這部分光叫做不可見光。
2.紅外線
（1）概念：讓一束白光通過三棱鏡發(fā)生色散形成光譜，若將非常靈敏的溫度計(jì)分別放到色散后不同顏色的光處，都能檢測(cè)到溫度的上升。如果把溫度計(jì)放在紅外以外的地方，溫度也會(huì)上升，說明紅外以外也有能量輻射，只不過人眼看不見。我們把紅光之外的輻射叫紅外線。一切物體都在不斷地輻射紅外線，物體的溫度越高，輻射出的紅外線越強(qiáng)。
（2）特性及應(yīng)用
特性 應(yīng)用 工作原理
熱作用強(qiáng) 紅外線烤箱、用紅外線烘干汽車表面的噴漆、浴室暖燈釋放紅外線、紅外線理療儀等 各種物體吸收了紅外線后溫度都會(huì)上升
穿透云霧能力強(qiáng) 紅外線高空攝像機(jī) 利用靈敏的紅外線探測(cè)器接收物體發(fā)出的紅外線，再用電子儀器對(duì)接收到的信息進(jìn)行處理，就可以顯示出被測(cè)物體的形狀和特征
抗干擾能力強(qiáng) 紅外線遙控器 電視機(jī)、空調(diào)等家用電器的遙控器前端有一個(gè)發(fā)光二極管，按下不同的鍵時(shí)，發(fā)光二極管可以發(fā)出不同的紅外脈沖，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電視機(jī)、空調(diào)器的控制
一切物體都在不停輻射紅外線，溫度越高輻射越強(qiáng) 紅外線測(cè)溫儀、紅外線夜視儀、紅外感應(yīng)燈、紅外自動(dòng)門、衛(wèi)生潔具的自動(dòng)控制等 人體可以發(fā)出紅外線，可以通過紅外線感應(yīng)裝置進(jìn)行體溫測(cè)量以及實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制
3.紫外線
（1）概念：在光譜紫端以外，還有一種看不見的光，叫做紫外線。
（2）特性及應(yīng)用
特性 應(yīng)用
化學(xué)作用 紫外線可以照相機(jī)的膠片感光，因而可利用紫外線進(jìn)行攝影
生理作用 適當(dāng)?shù)淖贤饩€照射有助于人體合成維生素D，對(duì)骨骼的生長和身體健康都有好處；紫外線能殺死微生物，可用紫外線燈霉菌、治療皮膚病等
熒光作用 在紫外線照射下熒光物質(zhì)會(huì)發(fā)光，可用于鑒別紙幣、古字畫及商標(biāo)的真?zhèn)蔚?br/>（3）紫外線的危害
①過量的紫外線能傷害人的皮膚，輕則使皮膚粗糙，重則誘發(fā)皮膚癌。電焊的弧光中有強(qiáng)烈的紫外線，因此電焊工人在工作時(shí)必須穿好防護(hù)服，戴好防護(hù)面罩；
②太陽光是天然紫外線的來源。太陽光中有大量的紫外線，如果這些紫外線全部到達(dá)地面，地球上的生物將不能生存。但太陽光中的紫外線大部分沒能到達(dá)地面，這是因?yàn)榇髿鈱由喜康某粞鯇佑心芪仗柟庵械淖贤饩€的特性，大部分紫外線都被臭氧層吸收了，保護(hù)地球生物不受到紫外線的傷害，因而保護(hù)地球臭氧層具有重要的意義。
(
（1）紅外線與紅光、紫外線與紫光都是不同的，紅外線和紫外線是看不見的光，而紅光、紫光是可見光；
（2）紅外線、紫外線也是光，也遵循光的傳播規(guī)律。在均勻同種介質(zhì)中，紅外線、紫外線也是沿直線傳播的；若遇到反射面，也會(huì)發(fā)生反射，且反射時(shí)都遵循光的反射定律。
)
考向01 光的色散及其色散現(xiàn)象
(
認(rèn)識(shí)光的色散是解答此類問題的基礎(chǔ)。光的色散是光的折射引起的，但要注意光的色散與光的折射的聯(lián)系與區(qū)別：
色散是復(fù)色光分解為單色光的現(xiàn)象，色散可以利用棱鏡的折射實(shí)現(xiàn)，也可以利用光柵等儀器來實(shí)現(xiàn)。
)
【例1】（2023·成都）“因?yàn)橛辛斯猓匀唤绮沤k麗多彩，世界才生機(jī)勃勃……”，下列對(duì)光現(xiàn)象描述正確的是（ ）。
A. 太陽發(fā)出的光沿直線傳播到達(dá)學(xué)校操場；
B. 太陽光照在人身上的反射不遵循光的反射定律；
C. 通過天文望遠(yuǎn)鏡看到月球環(huán)形山，此時(shí)像與物等大；
D. 白光經(jīng)三棱鏡分解成的彩色光，可通過凸透鏡合成白光
【變式1-1】如圖甲所示，一束白光經(jīng)三棱鏡折射后，被分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種色光的現(xiàn)象叫做光的 現(xiàn)象，最早發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象的物理學(xué)家是 ，從圖甲中可以看出紅色光線的偏折程度最 。圖乙為色光三原色的示意圖，圖中區(qū)域1應(yīng)標(biāo) 色，區(qū)域2應(yīng)標(biāo) 色。
【變式1-2】雨天的夜晚，我們?cè)隈R路上，有時(shí)可以看到路燈周圍一圈圈美麗的彩虹。這是由于雨天，空氣中充滿著細(xì)小的水珠，而這些小水珠相當(dāng)于___________ （選填“平面鏡”或“三棱鏡”），路燈的光透過小水珠發(fā)生光的___________ 現(xiàn)象，不同顏色的光在燈的周圍“編織”成一圈圈美麗的彩虹。
考向02 三原色與物體的顏色
(
（1）三原色：紅、綠、藍(lán)；
（2）由三原色按不同比例混合可以模擬各種色光，這就是色光的混合；
（3）我們看到的物體的顏色這種色光進(jìn)入眼睛得到的。物體的顏色有兩種類型：①物體反射光的顏色；②物體透光的顏色。
)
【例2】太陽光經(jīng)三棱鏡分解出的黃光照射到紅紙上，紅紙呈現(xiàn)___________色。紅光和綠光混合成的黃光照射到紅紙上，紅紙呈現(xiàn)___________色。
【變式2-1】物理學(xué)的每一次重大發(fā)現(xiàn)，都為人類的文明和發(fā)展做出了杰出貢獻(xiàn)。牛頓用光的色散實(shí)驗(yàn)證明了白光是由_______混合而成的，揭開了光的顏色之謎。法拉第經(jīng)過十年的不懈探索發(fā)現(xiàn)了________現(xiàn)象，開辟了人類大規(guī)模使用電能的新時(shí)代。
【變式2-2】光的世界變幻莫測(cè)，奧秘?zé)o窮。雨后天空出現(xiàn)七色彩虹，這是光的__________現(xiàn)象，其中紅、__________、藍(lán)三種顏色的光被稱為光的“三基色”。
考向03 紅外線、紫外線及其應(yīng)用
(
紅外線和紫外線的應(yīng)用都是建立在其自身特點(diǎn)的基礎(chǔ)上的
（1）紅外線具有熱效應(yīng)強(qiáng)，穿透能力強(qiáng)，一切物體都在不停地輻射紅外線等特點(diǎn)，利用這些特點(diǎn)可制成熱譜儀、夜視儀、紅外遙感衛(wèi)星等。
（2）紫外線具有化學(xué)作用、生理作用、熒光效應(yīng)等特性，可用于紫外線攝影、滅菌燈、驗(yàn)鈔機(jī)等。
)
【例3】幸福小區(qū)電梯內(nèi)壁是拋光的不銹鋼板。電梯門打開時(shí)，小玉看到“自己”，這是由于光發(fā)生 ___________而形成的 ___________像；走進(jìn)電梯，“像”會(huì) ___________（填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）她。門上的傳感器通過 ___________（填“紅外線”或“紫外線”）感知乘客，確定是否關(guān)門。
【變式3-1】 “新冠肺炎”疫情期間，我們經(jīng)常使用一種叫“測(cè)溫槍”的測(cè)溫儀器，只要把“槍口”對(duì)準(zhǔn)人的額頭或手腕，“槍尾”的顯示屏就能用數(shù)字直接報(bào)告人體的溫度，測(cè)溫槍測(cè)溫利用的是（ ）。
A. 紅外線 B. 紫外線 C. 紅光 D. 紫光
【變式3-2】關(guān)于超聲波、紅外線和紫外線，下列說法中正確的是（　　）。
A．超聲波、紅外線和紫外線都可以在真空中傳播；
B．只有太陽才能輻射紅外線；
C．利用超聲波可以測(cè)量宇宙飛船飛行的軌道高度；
D．當(dāng)預(yù)報(bào)的紫外線指數(shù)過大時(shí)，要采取防護(hù)措施，防止過量的紫外線照射人體

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