資源簡介

模塊一 聲、光、熱
第02講 光現(xiàn)象【講義】（2-5分）（原卷版）
目 錄
課標透析,考向預(yù)測 2
思維導(dǎo)圖、知識導(dǎo)航 3
考點精研、易錯明晰 4
考點一 光的直線傳播傳播 4
考點二 光的反射 7
考點三 平面鏡成像 10
考點四 光的折射 13
考點五 光的色散 16
考點六 光學(xué)實驗綜述 18
題型歸納、技巧點撥 24
01 光的直線傳播及應(yīng)用 24
02 小孔成像 25
03 光的反射現(xiàn)象及應(yīng)用 25
04 利用光的反射規(guī)律作圖 26
05 探究光的反射定律 27
06 鏡面反射與漫反射 28
07 平面鏡成像的特點 29
08 平面鏡成像作圖 30
09 平面鏡在生活中的應(yīng)用 31
10 探究平面鏡成像的特點 31
11 光的折射現(xiàn)象及應(yīng)用（三種光現(xiàn)象辨析） 33
12 光的折射作圖 34
13 探究光的折射定律 35
14 光的色散及色散現(xiàn)象 36
15 三原色與物體的顏色 37
16 紅外線、紫外線及其應(yīng)用 38
課標要求 2.3.3探究并了解光的反射定律。通過實驗，了解光的折射現(xiàn)象及其特點。 2.3.4探究并了解平面鏡成像時像與物的關(guān)系。知道平面鏡成像的特點及應(yīng)用。 2.3.6通過實驗，了解白光的組成和不同色光混合的現(xiàn)象。
考查內(nèi)容 一、光的直線傳播； 二、光的反射； 三、平面鏡成像； 四、光的折射； 五、光的色散21世紀教育網(wǎng)
考點分布 考查頻率 命題趨勢
01 光的直線傳播及應(yīng)用 ☆☆☆ 《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、實驗題和作圖題等。 以上考點作為常考內(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，如鏡面反射與漫反射、光路可逆、實像與虛像（難點）、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，認識其規(guī)律為主要方向，加強對其規(guī)律的理解；同時，這些光現(xiàn)象大都是通過實驗探究過程得到的，所以對各類光現(xiàn)象中的實驗探究應(yīng)掌握其實驗方法、實驗設(shè)計、實驗過程和實驗結(jié)論。通過努力備考，相信同學(xué)們一定會取得較好的成績。 備考中，應(yīng)加強以下內(nèi)容的練習(xí)： （1）探究并了解光束在平面鏡上反射時，反射角與入射角的關(guān)系；21世紀教育網(wǎng) （2）通過光束從空氣射入水（或玻璃）中的實驗，了解光的折射現(xiàn)象及其特點； （3）觀察紅、綠、藍三束光照射在白墻上重疊部分的顏色； （4）調(diào)查社區(qū)或城市光污染的情況，提出改進建議； （5）結(jié)合我國古代勞動人民的在光現(xiàn)象的探索和應(yīng)用（天工開物），增強民族自信心
02 小孔成像 ☆
03 光的反射現(xiàn)象及應(yīng)用 ☆☆☆
04 利用光的反射定律作圖 ☆☆
05 探究光的反射規(guī)律 ☆☆☆
06 鏡面反射和漫反射 ☆☆☆
07 平面鏡成像特點 ☆☆
08 平面鏡成像作圖 ☆☆☆
09 平面鏡在生活中的應(yīng)用 ☆☆
10 探究平面鏡成像特點 ☆☆☆
11 光的折射現(xiàn)象及應(yīng)用（三種光現(xiàn)象辨析） ☆☆☆
12 光的折射作圖 ☆☆
13 探究光的折射規(guī)律 ☆
14 光的色散及其色散現(xiàn)象 ☆☆
15 三原色與物體的顏色 ☆☆
16 紅外線、紫外線及應(yīng)用 ☆☆☆
考點一 光的直線傳播傳播
一、光的直線傳播
光源 自身能夠發(fā)光的物體叫 。光源分為自然光源和人造光源。如太陽、螢火蟲、燈泡燈。
光線 表示光的傳播徑跡和 的帶箭頭的直線
光的直線傳播 光在 中沿直線傳播 光的直線傳播現(xiàn)象：影子、日食和月食、小孔成像、密林里地面上的光斑、激光準直、井底之蛙等
光速 光在 的傳播速度21世紀教育網(wǎng) 真空中的光速可以近似為：c=3×108m/s。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
二、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，會使物體后面光不能到達的區(qū)域形成一個陰暗區(qū)域，即物體的影子；如圖甲。
2.日食和月食
①月食：當?shù)厍蛱幱谠虑蚝吞栔g時，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：當月球運行到太陽和地球之間時，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，用給一個帶有小孔的板遮擋在光屏與蠟燭之間，光屏上就會形成燭焰倒立的像，我們把這樣的現(xiàn)象叫小孔成像。左右移動中間的板，光屏上的像的大小也會隨之發(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：。
三、光的直線傳播的應(yīng)用
由于光的直線傳播，在開鑿隧道時，工人們可以用激光束引導(dǎo)掘進機，使掘進機沿直線前進，保證隧道方向不會出現(xiàn)偏差；士兵瞄準射擊；站隊時隊列排直等。21世紀教育網(wǎng)
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行解釋的。
1.對小孔成像的認識
（1）小孔成像的條件：小孔必須足夠小，但并不是越小越好，孔太小會影響像的亮度；
（2）小孔成像時，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，光屏上的像會逐漸變模糊；當小孔增大到一定程度時，在光屏上只能看到與小孔形狀相同的光斑。
2.影子和小孔成像的異同
現(xiàn)象 相同點 不同點
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21世紀教育網(wǎng)
【例1】（2024·山東臨沂）2023年11月19日，2023全國中學(xué)生射擊聯(lián)賽在臨沂舉行。下列光現(xiàn)象的成因，與射擊比賽“三點一線”的瞄準原理相同的是（　　）。
A．林中樹影 B．水中倒影
C．鏡中汽車 D．空中彩虹
【變式1-1】（2024年江蘇省無錫市聯(lián)考二模卷）如圖所示，皮影戲是我國的非物質(zhì)文化遺產(chǎn)。下列情境中，與皮影戲原理相同的是（ ）。
A．甲：雨后彩虹 B．乙：樹蔭下光斑
C．丙：水中倒影 D．丁：筷子彎折
【變式1-2】因為有了光，世界才會如此絢麗多彩，下列關(guān)于光現(xiàn)象的說法正確的是（　　）。
A．我們在電影院能看到幕布上的畫面，說明幕布是光源
B．激光筆發(fā)出的光是一條光線
C．光線是用來表示光的徑跡和方向的，用到了理想模型法
D．聲和光的傳播都需要介質(zhì)
【變式1-3】(1)日晷（guǐ）是古代的一種“時鐘”，利用太陽光下指針的影子指示不同的時刻（如圖）。請根據(jù)指針的影子AB，畫出此時太陽光的傳播方向（太陽光視為平行光）。21世紀教育網(wǎng)
(2)如圖所示，井底的青蛙能看到外界的范圍有限，請通過畫光路圖，作出青蛙能看到的最大范圍，保留作圖痕跡。
考點二 光的反射
一、光的反射
光的反射 光從一種介質(zhì)射向另一種介質(zhì)的表面時，會有一部分光在介質(zhì)表面 中，這種傳播現(xiàn)象叫
看到不是光源物體的原因 我們能看到本身不發(fā)光的物體，是因為這些物體反射的光進入了我們的眼睛，產(chǎn)生視覺。如書、平面鏡、月亮等
光的反射的基本概念 一點、兩角、三線
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 ；反射光線、入射光線分別位于法線 ；反射角 入射角
對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應(yīng)； （2）反射現(xiàn)象發(fā)生時，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，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，入射角減小，反射角也隨之減小；入射光線遠離法線時，入射角增大，反射光線隨之遠離法線，反射角也增大； （4）當光垂直鏡面入射時，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
光路可逆 讓光逆著反射光的方向射到發(fā)射面上，它被反射后就會逆著原來的入射光的方向射出
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
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，從而使各個方向的人都能字跡或影像；21世紀教育網(wǎng) （2）當強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，這些光滑的表面就會發(fā)生鏡面反射，炫目的反射光會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
二、利用光的反射定律作圖
1.作圖要求：所有實際傳播的光（無論是反射光還是入射光）都要畫成實線，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21世紀教育網(wǎng) 如圖所示，先過入射點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）畫出對應(yīng)的入射光線，標上箭頭
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（入射點）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
三、鏡面反射與漫反射
當一束平行光照射到平面鏡上時，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；當一束平行光照射的凹凸不平的表面時，反射光會朝四面八方射出，這種反射叫漫反射。如圖所示。
對光的反射現(xiàn)象的理解：
（1）我們能從不同方向看到書上的字，是因為光在紙面上發(fā)生了漫反射；
（2）物體發(fā)出或反射的光進入人眼越多，人眼就會感覺該物體越亮。所以，當發(fā)生鏡面反射時，如果反射光正好進入人眼，人就會感覺鏡面特別亮；
（3）無論鏡面反射還是漫反射，都遵循觀點反射定律。
【例2】（2024·陜西A卷）中國古詩詞不僅文字優(yōu)美、意境高遠，還蘊含著豐富的科學(xué)知識。下列四幅圖與詩句“掬水月在手，弄花香滿衣”涉及的光現(xiàn)象相同的是（　　）。
A. 日晷計時 B. 樓臺倒影
C. 筷子彎折 D. 林間光斑
【變式2-1】【結(jié)合生活實際】（2024·河北邯鄲一模）汽車抬頭顯示（如圖甲）又叫汽車平視顯示系統(tǒng),簡稱,是為了提高安全性而研發(fā)的．它利用平面鏡成像原理（如圖乙），使顯示器上的重要行車數(shù)據(jù)通過前擋風(fēng)玻璃成像在正前方，駕駛員不必低頭，就可以看到車輛行駛的車速、油耗等信息．行車數(shù)據(jù)在擋風(fēng)玻璃上所成的像是由光的 （選填“反射”或“直線傳播”）形成的；某顯示器水平放置在汽車中控臺上，通過擋風(fēng)玻璃成垂直于水平面的像，則擋風(fēng)玻璃與水平面夾角為 度；某駕駛員發(fā)現(xiàn)擋風(fēng)玻璃所成的像過高，不便于觀察，這時需要將顯示器沿水平方向 （選填“遠離”或“靠近”）擋風(fēng)玻璃。
【變式2-2】（2024·天津）“一滴獨流醋，十里運河香”，醋香四溢屬于________現(xiàn)象；“日照海河景，水映彩虹橋”，橋在水中的倒影是由于光的________形成的。
【變式2-3】（2024·四川南充）2023年9月17日，我國墨子巡天望遠鏡正式啟用，它是北半球巡天能力最強的光學(xué)時域望遠鏡，如圖甲所示。一束星光入射到望遠鏡，經(jīng)主鏡反射后到達成像裝置，如圖乙所示，是反射光線，請畫出其入射光線并標出入射角大小（保留作圖痕跡）。
考點三 平面鏡成像
一、平面鏡成像特點
原理 光的反射
成像特點 （1）像和物的大小 ；21世紀教育網(wǎng) （2）像和物到平面鏡的距離 ； （3）像和物對應(yīng)點連線與平面鏡 ； （4）平面鏡是像和物的 ； （5）平面鏡所成的像是 結(jié)論：像和物關(guān)于平面鏡
應(yīng)用 潛望鏡、穿衣鏡、醫(yī)生檢查牙齒的小鏡等
二、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)平面鏡成像特點作圖（對稱法）。如圖所示，S為平面鏡前的一個點光源，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交于點S'，所以在作圖時，只要任選兩條從點光源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S'即為點光源S的像。
（2）根據(jù)平面鏡成像特點作圖（對稱法）
作出物體AB關(guān)于平面鏡的對稱點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。
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21世紀教育網(wǎng)
擴大視覺空間 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 的鏡子叫凸面鏡。
（2）特點：凸面鏡對光有 ，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 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 的鏡子叫凹面鏡。
（2）特點：凹面鏡對光有 ，平行光射到凹面鏡上，反射后會聚到一點，如圖所示。
（3）應(yīng)用
①使用凹面鏡對光的會聚作用的有：太陽灶、奧運圣火采集器等。
②由光路可逆原理可知，由一點發(fā)出的光經(jīng)凹面鏡反射后可成為平行光，這一特點的常見應(yīng)用有：探照燈、各種機動車的前燈、醫(yī)用頭燈等。
1.實像與虛像
（1）實像能在光屏上承接。如：小孔成像；
（2）虛像不能再光屏上承接。如平面鏡成像；
（3）物體面鏡時，所成的像大小不變，人感覺鏡中的像變大，是視覺帶給我們的錯覺。
2.作圖時要注意以下幾點：
（1）平面鏡非反射面要畫上短斜線；
（2）實際光線要畫成實線，并用箭頭表示光的傳播方向，反向延長線要畫成虛線；實物用實線表示，虛像用虛線表示；法線用虛線表示；
（3）實物和虛像要標注上對應(yīng)的字母，并用上下標區(qū)分。
【例3】（2024·湖南長沙·一模）光影世界，像和影是多彩生活的重要組成部分，關(guān)于生活中常見的“像”和“影”的有關(guān)物理現(xiàn)象，下列說法正確的是（ ）。21世紀教育網(wǎng)
A．水鳥捕食時，水鳥看到水下的小魚，是光的折射形成的虛像
B．放電影時，屏幕上的“像”能被所有觀眾看到，屏幕越光滑越好
C．成語“形影不離”中的“人影”是由于光的折射形成的
D．在水邊喝水的羚羊，看到水中“自己的像”是實像
【變式3-1】（2024·廣西梧州·一模）（多選）如圖所示，一只白鶴靜立在平靜的水中，在岸邊可以看到白鶴的兩個“影”——影子和倒影，下列分析正確的是（ ）。
A．白鶴在水中的倒影是虛像
B．白鶴的倒影是由于光的折射形成的
C．白鶴飛離水面時，它的倒影大小不變
D．白鶴的影子是由于光的直線傳播形成的
【變式3-2】（23-24八年級上·河南信陽·階段練習(xí)）如圖，平面鏡豎直放置在水平面上，一支直立的鉛筆從平面鏡前40cm處，以5cm/s的水平速度垂直向平面鏡勻速靠近，下列說法正確的是（ ）。
A．鉛筆在平面鏡中所成的像逐漸變大21世紀教育網(wǎng)
B．經(jīng)過2s，鉛筆與它的像之間的距離變?yōu)?0cm
C．若平面鏡順時針轉(zhuǎn)至圖中虛線位置，鉛筆的像將與鏡面垂直
D．若鉛筆順時針轉(zhuǎn)過90°，鉛筆的像則逆時針轉(zhuǎn)動90°
【變式3-3】（2024年湖南省長沙市湖南師大附中教育集團中考全真模擬考試（一模）理綜試題-初中物理）下圖是今年實驗插標所考查的探究平面鏡成像規(guī)律的實驗，請畫出人眼位于A 處觀察到棋子頂端的S點在平面鏡中所成的像的光路圖。
考點四 光的折射
一、光的折射
光的折射 光從一種介質(zhì)斜射向另一種介質(zhì)的表面時，有一部分光在進入第二種介質(zhì)時傳播方向發(fā)生了 ，這種傳播現(xiàn)象叫
光的折射的概念 一點、兩角、三線、
光的折射定律 在折射現(xiàn)象中，折射光線、入射光線和法線都在 ；折射光線、入射光線分別位于法線 ；反射角 入射角（空氣中的角度大）
對光的折射定律的理解 （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準； （2）折射角隨著入射角的增大而增大，因為先有入射光線，然后才有折射光線，所以敘述時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；21世紀教育網(wǎng) （3）當光垂直射到分界面上時，光的傳播方向不發(fā)生變化，此時折射光線、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，當光從兩種介質(zhì)分界面上發(fā)生折射時，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
二、生活中光的折射現(xiàn)象
海市蜃樓 夏天，海面附近空氣溫度較低，密度較大，來自地平線以下遠處的物體的光，傳播時由于不同高度空氣的密度不同而向地面多次彎曲后進入我們的眼中，形成“蜃景”的現(xiàn)象
“錯位”的奧秘 來自水面以下的筆上物點的光，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位了
叉魚的訣竅 因為人們看到的是水中的魚的虛像，它比魚的實際位置淺，所以要瞄準看到的“魚”的下方才能叉到魚
“變高”的奧秘 因為光從空氣進入水中時發(fā)生折射，所以水中的人看到的是岸上的樹的虛像，它比樹的真實位置要高
【例4】（2024·湖南長沙·模擬預(yù)測）人們游梅溪湖公園時所看到的現(xiàn)象中，由于光的折射形成的是（ ）。
A．水中的“白云” B．陽光下游客的影子
C．看到的水中游動的魚 D．垂柳在水中的倒影
【變式4-1】（2024·四川自貢·模擬預(yù)測）如圖所示的光現(xiàn)象中，與“潭清疑水淺”中“水淺”形成原理相同的是（ ）。
A．水中倒影 B．手影形成21世紀教育網(wǎng)
C．海市蜃樓 D．樹蔭下的圓形光斑
【變式4-2】（2024·廣西河池·二模）池水看起來比實際的淺，大家切莫擅自下水。下列光路圖能解釋“池水變淺”的是（ ）。
A． B．
C． D．
【變式4-3】（2024年無錫市九年級物理5月二模卷）按要求作圖：如圖甲，一束光從空氣斜射入玻璃磚中，請畫出光從玻璃磚射出時的折射光線，并標出折射角。
考點五 光的色散
一、光的色散與光的混合
光的色散 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
不同的單色光通過三棱鏡時偏折程度不同，紅光偏折 ，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、藍光、靛光和紫光
生活中的色散現(xiàn)象：雨后天空懸浮著大量細小的水珠，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
色光的混合 人們把 叫做色光的三原色
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不同色光的作用決定的。 （1）透明物體的顏色是由該物體能 決定的。例如，紅色玻璃片呈現(xiàn)紅色，是因為它只能透過紅顏色的光，吸收其他顏色的光；21世紀教育網(wǎng) （2）不透明物體的顏色是由該物體能 決定的。例如，綠紙呈現(xiàn)綠色，是因為它只反射綠光，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。
二、人眼看不見的光
類型 特點 應(yīng)用
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、靛、紫的順序排列，形成太陽的可見光譜，如圖所示。 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
紅外線 熱效應(yīng)、穿透能量強 遙控器、紅外線夜視儀、紅外線烤箱等
紫外線 熒光效應(yīng)、殺菌作用、促進骨骼生長 驗鈔機、滅菌燈等
1.紅外線與紫外線
（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，也會發(fā)生反射，且反射時都遵循光的反射定律。
【例5】【跨學(xué)科實踐】（2024·重慶A卷）下列關(guān)于白居易的《暮江吟》中描述的光現(xiàn)象解釋正確的是（　　）。
A．一道殘陽鋪水中——水中的“夕陽”是由于光的折射形成的
B．半江瑟瑟半江紅——江面呈現(xiàn)出紅色是江面反射紅光的原因
C．可憐九月初三夜——九月初三夜空的彎月是自然界中的光源
D．露似珍珠月似弓——露珠特別明亮是白光發(fā)生了色散的原因
【變式5-1】（2024·廣東揭陽·一模）如圖所示，2024年3月29日，揭東地區(qū)的人們看到太陽的周圍出現(xiàn)一個彩色的光圈，仿佛祥瑞降臨。這是一種罕見的天象——日暈，它是光透過高空云層中的冰晶 形成的（選填“直線傳播”、“反射”或“折射”），這種現(xiàn)象說明太陽光 （選填“是”或“不是”）單色光。光的三原色為紅、 、藍。
【變式5-2】1666年，英國物理學(xué)家牛頓用玻璃三棱鏡將太陽光分解成多種顏色的光，這種現(xiàn)象叫光的色散，其實驗表明白光 （選填“是”或“不是”）最單純的光；實驗中，光屏上的彩色光帶如果分辨不清，可以適當 （選填“增大”或“減小”）光屏與三棱鏡間的距離，光帶的邊緣A處是 色光，其中的黃色光在真空中的傳播速度為 m/s；光的三原色是紅、 、藍。
【變式5-3】（2024·江蘇常州）2023年12月1日起，執(zhí)行新的《食用農(nóng)產(chǎn)品市場銷售質(zhì)量安全監(jiān)督管理辦法》，市場全面禁用生鮮燈。某超市的切片西瓜原來用紅色光照射，現(xiàn)在統(tǒng)一用白光照射．在白光照射下，呈現(xiàn)綠皮、黑籽、紅瓤的切片西瓜，原來在紅色光照射下，呈現(xiàn)（ ）
A．黑皮、紅籽、紅瓤 B．綠皮、黑籽、紅瓤
C．黑皮、黑籽、紅瓤 D．黑皮、黑籽、黑瓤
考點六 光學(xué)實驗綜述
一、驗證光的反射定律
實驗猜想 （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)于法線是對稱的21世紀教育網(wǎng)
實驗器材 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）
進行實驗與收集證據(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，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，進行多次實驗（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。 實驗次數(shù)入射角反射角160°60°245°45°330°30°…
分析論證 （1）當紙板EON和NOF在同一平面內(nèi)時，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，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
實驗注意事項
（1）應(yīng)在光線 的室內(nèi)進行實驗，以便于觀察實驗現(xiàn)象；
（2）實驗時，紙板必須與平面鏡 ，否則在紙板上看不到反射光；
（3）實驗過程中嚴禁將激光對著人眼，以防灼傷眼睛；
（4）通過鏡面對入射光的反射作用，可以看出鏡子有 的作用；
（5）本實驗時一個歸納性實驗，改變?nèi)肷涔獾姆较蚨啻螌嶒灥哪康氖菫榱说玫蕉嘟M實驗數(shù)據(jù)，從而得出普遍規(guī)律， 。
二、探究平面鏡成像的特點
提出問題 平面鏡成像時，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
實驗器材 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)計并進行實驗 （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，把一只點燃的蠟燭放在玻璃板的前面，透過玻璃板進行觀察，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（未點燃），豎立著在玻璃板后面移動，直到看上去它跟前面的蠟燭的像完全重合。這個位置就是前面那個蠟燭的像的位置； （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）移動點燃的蠟燭，重做實驗； （5）用直線把兩次實驗中的蠟燭和它的像在紙上的位置連接起來，用量角器測量蠟燭和像連線與鏡面的夾角； （6）用刻度尺分別測量蠟燭和像到玻璃板的距離，將測得的數(shù)據(jù)記錄在表格中
實驗數(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）未點燃的蠟燭可以與點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）由實驗數(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：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)于平面鏡對稱
實驗注意事項：
（1）為了使觀察到的像更為清晰，實驗最好在 中進行；
（2）實驗中用玻璃板代替平面鏡，目的是便于 ，并比較 ，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燃的蠟燭，也能看到點燃的蠟燭所成的像；
（3）實驗應(yīng)選用 的玻璃板。因為玻璃板的前后表面可以各成一個像，當玻璃板較厚時，兩個像有較大的 ，難以確定像的位置；
（4）實驗中，玻璃板要豎直立在水平桌面上。若玻璃板沒有豎直放置，則未點燃的蠟燭和點燃的蠟燭將 ；
（5）實驗中，使用兩支完全相同的蠟燭，目的是比較 ；
（6）用點燃的蠟燭做實驗的優(yōu)點是所成的像比較亮， ；
（7）白紙用于標注玻璃板的位置、蠟燭以及蠟燭的像的位置，刻度尺用于測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行多次實驗，是為了 。
三、探究光的折射時的特點
【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？向哪個方向偏折？
【實驗器材】激光筆、水槽、標有角度的圓盤等。
【進行實驗】利用如圖所示的實驗裝置進行實驗。
（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。
【實驗現(xiàn)象】
（1）光從空氣斜射入水中時，，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，折射角也增大；
（3）光從空氣垂直射入水中時，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，進入空氣中的折射光線逆著原入射光線的方向射出。
【實驗結(jié)論】
（1）當光從空氣斜射入水中（或其他介質(zhì)）時，折射光線向法線方向偏折，折射角小于入射角；當入射角增大時，折射角也隨之增大；
（2）當光線從水或其他介質(zhì)斜射入空氣中時，折射光線遠離法線，折射角大于入射角；
（3）當光從空氣垂直射入水中或其他介質(zhì)中時，其傳播方向不變；
（4）在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的。
1.在探究光的反射規(guī)律實驗中紙板在實驗中的三個作用：
（1）顯示光的傳播路徑；21世紀教育網(wǎng)
（2）驗證反射光線、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。
【例1】（2023·貴州黔東南·一模）小剛為了“探究光反射時的規(guī)律”，他選用了平面鏡、紙板、激光器和幾種不用顏色的筆，依據(jù)實驗?zāi)康亩O(shè)計了如圖所示的實驗。
次數(shù) 入射角 反射角
1
2
3
（1）實驗中還需要的測量器材是 ；
（2）改變光束入射的角度多做幾次，測量兩側(cè)的入射角和反射角，將數(shù)據(jù)記錄在表格中，該實驗多做幾次的目的是 ；根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，得出的結(jié)論是 ；
（3）若為軸線，把紙板F向后慢慢旋轉(zhuǎn)，在紙板F上 （選填“能”或“不能”）看見反射光線，這說明反射光線、入射光線與法線 。
【變式6-1】（2024·黑龍江齊齊哈爾·二模）小悅洗漱時感覺離鏡子越近鏡中的像越大，這與課本中描述的平面鏡成像特點不相符。于是，她用帶支架的玻璃板、兩支完全相同的蠟燭、刻度尺、白紙、光屏、火柴、鉛筆等實驗器材進行了探究。
（1）實驗探究應(yīng)在 （選填“較暗”或“較亮”）的環(huán)境中進行；用玻璃板代替平面鏡，既能成像又便于確定 ；
（2）如圖甲所示，多次改變蠟燭A距玻璃板的距離，相應(yīng)移動蠟燭B后總能與A的像完全重合，這說明平面鏡成像的大小與物體到鏡面的距離 （選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）；
（3）實驗中如果將蠟燭B也點燃，對實驗的影響是 （寫出一條）；
（4）如圖乙所示，將玻璃板與水平桌面成45°固定在水平桌面上，讓蠟燭A沿著桌面向右做直線運動，則蠟燭A在玻璃板后的像 （選填“水平向右”、“水平向左”、“豎直向上”或“豎直向下”）運動；
（5）為確定像的虛實，需在蠟燭B位置豎直放一個光屏，并在圖丙中的 （選填“①”、“②”、“③”或“④”）處觀察光屏上是否有像；
（6）丁圖為貓咪照鏡子的情境，若貓的頭部位置保持不變，把鏡子沿中間截成兩半，將右邊一半平行向后移一段距離，則左、右兩半面鏡子 。
A．各成半個像，合起來成一個完整的像 B．左半邊鏡子成完整像，右半邊不成像
C．都成完整的像，但兩個像在不同位置 D．都成完整的像，且兩個像在同一位置
【變式6-2】（2024·四川廣安·三模）某小組選用了圖甲中光源、水、水槽、可折轉(zhuǎn)的光屏（帶刻度）等器材，用于完成探究“光從空氣射入水中時的折射規(guī)律”：圖丙是光從空氣射入水中，入射點為O點，不斷改變?nèi)肷浣牵x出刻度盤上對應(yīng)的折射角，將實驗結(jié)果畫在圖丙中，其中1和1′、2和2′、3和3′、4和4′分別表示各次入射光線和對應(yīng)的折射光線的位置。試問：
（1）甲圖中一束光從空氣射入水中，各個方向的同學(xué)都能觀察到此現(xiàn)象，是因為光發(fā)生了 反射；
（2）當光從空氣垂直射到水面時，折射角等于 度；
（3）圖乙中的把光屏向后翻的目的是為了 ；
（4）由圖丙可以得到：光從空氣斜射入水中時，折射角隨入射角的增大而 。
【變式6-3】（2024·遼寧丹東·一模）同學(xué)們照鏡子的時候可以在鏡子里看到另一個“自己”，當同學(xué)遠離鏡面時，會看到鏡子里的“自己”也遠離鏡面，并且“變小了”。同學(xué)們對這個現(xiàn)象產(chǎn)生了疑問，于是對平面鏡成像的特點進行了探究。
【問題】
同學(xué)們猜想平面鏡成像時，像的位置與物體的位置有關(guān)，像的大小與 有關(guān)。
【證據(jù)】
（1）同學(xué)們準備了如下器材：兩根相同的蠟燭、玻璃板、白紙、記號筆、刻度尺。設(shè)計了表格如下，表格①處應(yīng)填的內(nèi)容是 ；
次數(shù) 蠟燭到平面鏡的距離/cm ① 蠟燭的像與蠟燭的大小關(guān)系
1
（2）實驗時，如圖甲所示，在水平桌面上鋪一張白紙，紙上豎立一塊玻璃板，選用玻璃板代替平面鏡，主要是為了便于確定像的 ；
（3）把點燃的蠟燭A放在玻璃板前，拿未點燃的蠟燭B豎立著在玻璃板后面移動，直至看上去它與蠟燭A的像完全重合。這種確定像與物大小關(guān)系的物理研究方法是 法；
（4）實驗過程中，同學(xué)們用筆記錄了蠟燭和它的像的位置，然后用直線把每次實驗中蠟燭和它的像在紙上的位置連接起來，并用刻度尺分別測量它們到玻璃板的距離，記錄結(jié)果如圖乙。
【解釋】
將實驗觀察的現(xiàn)象和獲取的數(shù)據(jù)信息填入表格內(nèi)，分析論證：像和物體大小相等；像和物體到平面鏡的距離 。
【交流】
得出結(jié)論之后，某同學(xué)提出了疑問：既然像和物體大小相等，為什么我們遠離鏡子時，鏡子里的“自己”，看起來“變小了”呢？請你幫助解釋原因 。
01 光的直線傳播及應(yīng)用
【點撥】 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，有關(guān)考題主要集中在光的直線傳播的認識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，尤其是勞動人民在生產(chǎn)和人類活動中，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。加強對此方面知識的積累，會有助于解答此類問題。 光的直線傳播作為一個考題不多，常見的是作為一個知識點出現(xiàn)，并與其他光現(xiàn)象知識點或其他知識點結(jié)合組成一個題目。21世紀教育網(wǎng)
1．（2024·黑龍江齊齊哈爾）夏日的午后，陽光明媚。同學(xué)們在校園內(nèi)的濃密樹蔭下乘涼時，看到地面上的圓形光斑如圖所示，這是由光的______形成的；同學(xué)們從不同方向都能看到宣傳板上的安全警示信息，這是因為光在宣傳板上發(fā)生了______（選填“鏡面”或“漫”）反射。
2．（2024·四川南充）川北皮影，又稱“影子戲”或“燈影戲”，是一項具有豐富歷史和深厚文化底蘊的國家級非物質(zhì)文化遺產(chǎn)。它是用燈光將受皮影的操縱者（攔門匠）操作的人物或物件表演的影投射到屏幕上，如圖甲。圖①②③④現(xiàn)象中與川北皮影成像原理相同的是（　　）。
A．①圖：海市蜃樓 B．②圖：南充清輝閣倒影
C．③圖：手影游戲 D．④圖：魚的實際位置在看到的“魚”的下方
02 小孔成像
【點撥】 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，應(yīng)注意：小孔成像時，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。
3.《夢溪筆談》中記述到“若鳶飛空中，其影隨鳶而移”，而在紙窗上開一個小孔，在室內(nèi)紙屏上卻觀察到“鳶東則影西，鳶西則影東”，則下列說法錯誤的是（　　）。
A．“鶯東則影西，鶯西則影東”描述的是圖乙
B．圖甲和圖乙都可以用光的直線傳播來解釋
C．圖甲和圖乙所形成的影都是實像
D．乙圖中“鳶”不一定比“影”小
4. （2024·甘肅武威）如圖所示是小強在紙杯上蒙上一層塑料膜做小孔成像實驗的情景，請在圖中作出燭焰（用表示）在塑料膜上成的像（用箭頭表示）及光路圖。
03 光的反射現(xiàn)象及應(yīng)用
【點撥】 （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）考試中還會出現(xiàn)入射光不動，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。
5．（2024·江蘇無錫·二模）如圖探究光的反射定律，平面鏡水平放置，白色紙板豎直立在鏡面上，入射光線AO緊貼紙板射向鏡面，紙板上能看到反射光線OB（圖中未畫出），O為入射點，ON為法線，則（ ）。
A．反射光線OB的位置在ON的左側(cè)E
B．僅增大圖中α的角度，反射光線OB將遠離ON
C．將紙板右側(cè)F沿ON向后翻折，OB位置不變
D．僅將紙板取走，反射光線OB將不存在
6．（2024·江蘇連云港）下列事例中屬于光的反射現(xiàn)象的是（　　）。
A．雨后天空中出現(xiàn)的彩虹 B．建筑物在平靜水面下形成的倒影
C．插入水中的筷子看起來“彎折” D．太陽光通過三棱鏡后被分解成各種色光
04 利用光的反射規(guī)律作圖
【點撥】 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。21世紀教育網(wǎng) （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，故只要確定入射點法線位置即可確定平面鏡的位置。
7．（2024·云南）如圖所示，一束光經(jīng)平面鏡發(fā)生反射，請畫出反射光線。
8.【新科技新情境】（2024·四川瀘州）如圖甲是隨嫦娥六號一起發(fā)射的角反射器的示意圖，其三個反射面相互垂直，其中兩個反射面如圖乙所示，一束光只在這兩個反射面發(fā)生了反射，請在圖乙中畫出這束光反射的光路圖（保留作圖痕跡）。
05 探究光的反射定律
9．（2024·福建）探究光的反射定律，實驗裝置如圖1。讓一束光貼著光屏射向平面鏡的O點，改變?nèi)肷涔饩€多次實驗，數(shù)據(jù)記錄于下表。
序號 入射光線相對法線的位置 反射光線相對法線的位置 入射角i 反射角r
1 左 右 30° 30°
2 左 右 45° 45°
3 左 右 60° 60°
4 右 左 60° 60°
（1）能從不同方向觀察到光的傳播路徑，是因為光在光屏上發(fā)生 反射；
（2）分析表中數(shù)據(jù)得出結(jié)論：①反射光線、入射光線分別位于法線 ；
②反射角 入射角；
（3）光熱電站利用追日鏡將太陽光反射到吸熱塔用于發(fā)電。圖2為上午某時刻的光路圖，根據(jù)上述實驗結(jié)論推斷，隨著太陽的運動，追日鏡應(yīng)沿 時針方向旋轉(zhuǎn)，使反射光線射向吸熱塔。
10. （2024·江蘇無錫）探究光的反射規(guī)律，器材有：激光筆、平面鏡、標有刻度的白色硬紙板（可沿中縫折疊）、白板；
（1）如圖甲所示，將一束光照射到平面鏡上，它的反射光在光屏上形成一個光斑，保持光在平面鏡上的入射點不變，減小入射光與平面鏡的夾角，則光屏上的光斑向______（選填“上”或“下”）移動；
（2）利用圖乙所示的裝置進行探究；21世紀教育網(wǎng)
①平面鏡水平放置，標有刻度的白色硬紙板豎直地立在平面鏡上，使一束光緊貼紙板A，射向鏡面上的O點，將紙板B繞接縫ON向前或向后翻折，當紙板B和紙板A在______時，紙板B上能呈現(xiàn)反射光束；
②改變?nèi)肷涔獾姆较颍x出入射角和反射角的大小，將測得的數(shù)據(jù)記錄在表格中，由此可知：反射角與入射角大小______；
實驗序號 入射角 反射角
① 30° 30°
② 45° 45°
③ 60° 60°
③用另一束光逆著反射光方向射到鏡面，觀察到反射后的光會逆著原來入射光的方向射出，這表明：______；
（3）利用如圖丙所示的裝置進行探究。讓一束光斜射到平面鏡上，在入射點O放置白板并調(diào)整位置，發(fā)現(xiàn)白板只在某一位置能同時呈現(xiàn)入射光和反射光，測得此時白板與鏡面成角，說明白板與鏡面的位置關(guān)系是：______，實驗表明：______；
（4）自行車尾燈是由許多角反射器組成的反光裝置，角反射器是由互相垂直的反光面組成的。當汽車的燈光照在尾燈上時，司機看到尾燈特別亮，原因是：______。
06 鏡面反射與漫反射
【點撥】 （1）鏡面反射是因為反射面是光滑表面形成的，入射光是平行光時，反射光也是平行光； （2）漫反射是因為反射面是高低不平的粗糙表面，即便入射光是平行光，反射光也不會是平行光，反射光會向各個方向出射，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決定的。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。
11.（多選）自行車的尾燈包含了光學(xué)的知識。它本身不發(fā)光，但在夜晚，當有汽車燈光照射到尾燈上時，就會發(fā)生反射，以引起司機注意，尾燈的結(jié)構(gòu)如圖所示。請你根據(jù)所學(xué)過的知識，判斷下列說法中正確的是（　　）。
A．光照到尾燈上反射時遵循反射定律
B．尾燈第二次的反射光線與所給光線平行
C．尾燈中的平面鏡之間的夾角可以任意角度
D．自行車的尾燈是光源21世紀教育網(wǎng)
12．（2024·山東濟南·模擬預(yù)測）城市越來越多的高樓大廈采用玻璃幕墻、磨光的大理石作為外墻裝飾。強烈的太陽光照射到這些光滑的表面時，會發(fā)生 （選填“漫反射”或“鏡面反射”），造成“光污染”。炎熱的夏日，駕車行駛在平直的高速公路上，常常會看到公路遠處似乎有“積水”。“積水”中還有汽車、電線桿等物體的倒影，但行駛至該處時“積水”卻消失了。這種現(xiàn)象稱之為“公路蜃景”，是由于光通過不均勻的空氣時發(fā)生光的 形成的。
07 平面鏡成像的特點
13．（2024·四川廣元）一只小蜜蜂懸停在平靜的湖面上方，它向下看，看到下方有一個與自己相同的“同伴”，于是它飛向湖面迎接“同伴”，在此過程中（　　）。
A．“同伴”向它迎來 B．“同伴”離它而去
C．“同伴”逐漸變小 D．“同伴”真實存在
14．（2024·四川成都）夜幕降臨，橫跨成都錦江兩岸的安順廊橋燈火璀璨，槳聲燈影里，夜色讓人陶然而醉，正所謂“錦江燈月遙相近，煙火市井三千年”。如圖，水中“燈影”是由于光的 形成的；若錦江水面上漲，水中“燈影”到水面的距離變 。
08 平面鏡成像作圖
【點撥】 主要有兩種作圖類型： （1）由反射光線作光源 利用像點特性快速作圖：根據(jù)平面鏡成像特點可知，平面鏡所成的像與物體關(guān)于平面鏡對稱，可先確定像點，利用反射光線的反向延長線過像點這一特點快速作圖。 （2）已知光源作反射光路圖21世紀教育網(wǎng)
15．（2024·上海）根據(jù)平面鏡成像特點，在圖中畫出物體AB在平面鏡MN中所成的像A′B′。
16.如圖所示，請在圖中作出物體AB在平面鏡中所成的像。
09 平面鏡在生活中的應(yīng)用
【點撥】 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，當入射角發(fā)生變化時，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。
17．（2024·遼寧沈陽·二模）在丹東寬甸的白鷺自然保護區(qū)里，夕陽下的白鷺在淺灘中嬉戲、覓食，如圖所示。下列說法正確的是（ ）。
A．人們能看到白鷺說明白鷺是光源
B．白鷺在水中的“倒影”是光的反射現(xiàn)象
C．白鷺看到水里的“魚”在魚實際位置的下方
D．淺灘底部白鷺的“黑影”是光折射形成的像
18. （2024·黑龍江齊齊哈爾）小萌站在豎直放置的穿衣鏡前2m處，她在鏡中的像與她的距離為______m。小萌靠近穿衣鏡的過程中，她在鏡中的像大小將______（選填“變小”、“不變”或“變大”）。
10 探究平面鏡成像的特點
19．（2024·山西）小明照鏡子時，看到鏡中自己的像，這個像有什么特點呢？為此他進行了實驗探究。
實驗思路：
（1）探究平面鏡成像的特點，關(guān)鍵是要確定像的位置和大小；
（2）可選用 作為平面鏡觀察像，先將點燃的蠟燭置于鏡前，再用一支外形相同未點燃的蠟燭在鏡后移動，通過是否與像重合來確定像的位置和大小，進而得到平面鏡成像的特點；21世紀教育網(wǎng)
實驗過程：
（3）按照實驗思路進行操作，觀察蠟燭與像完全重合后，在紙上分別標記平面鏡、蠟燭和像的位置，并測量蠟燭和像到平面鏡的 ，記錄在表格中。試著用光屏承接平面鏡后面的像，觀察光屏上能否呈現(xiàn)點燃蠟燭的像；
（4）換用兩個相同的跳棋子、兩塊相同的橡皮重復(fù)上述操作。多次實驗的目的是 ；
實驗結(jié)論：
（5）平面鏡所成的像為 （選填“實”或“虛”）像，像與物體關(guān)于鏡面對稱。
20．（2024·江西）某同學(xué)的爺爺跟著電視節(jié)目學(xué)習(xí)太極拳時，因教練面向觀眾授課，爺爺總是把左右動作做反。在該同學(xué)的建議下，爺爺向后轉(zhuǎn)身，面對墻上鏡中的電視畫面學(xué)習(xí)，有效地矯正了動作。為了幫助爺爺明白其中的道理，他利用如圖所示的裝置分享“探究平面鏡成像特點”的實驗過程。
【證據(jù)】
（1）將方格紙平鋪在水平桌面上，用鍍膜玻璃板作為平面鏡 放置在方格紙上。
（2）將一枚棋子作為物放在鏡前兩格處，取另一枚棋子在鏡后移動，直到它與物的像完全重合，從而確定像的位置，記錄此時像與物到鏡面的格數(shù)。
（3）改變物到鏡面的格數(shù)，進行多次實驗；根據(jù)像與物到鏡面的格數(shù)關(guān)系，判斷像與物到鏡面的 關(guān)系。
（4）請你在虛線框內(nèi)設(shè)計記錄上述實驗數(shù)據(jù)的表格（表一）：
（5）下圖為兩枚疊放的棋子，將其放在鏡前，取數(shù)量適當?shù)钠遄盈B放在鏡后并移動位置，直到與鏡前棋子的像完全重合，記錄此時鏡前與鏡后棋子的數(shù)量。21世紀教育網(wǎng)
（6）改變疊放的棋子數(shù)量，進行多次實驗，記錄結(jié)果如表二：
表二
實驗次數(shù) 平面鏡前棋子的數(shù)量/枚 平面鏡后棋子的數(shù)量/枚
1 2 2
2 3 3
3 4 4
【解釋】
（1）根據(jù)表二，每次實驗鏡后棋子與鏡前棋子的數(shù)量 ，且與鏡前棋子的像完全重合，可得結(jié)論：像與物的大小相等。
（2）借助方格紙可發(fā)現(xiàn)，像和物的連線與鏡面 。
【交流】分享完上述實驗過程后，根據(jù)“像與物關(guān)于鏡面對稱”的特點，該同學(xué)與爺爺面對面玩起了“照鏡子”的游戲。該同學(xué)扮演物舉起左手，爺爺扮演鏡中的像應(yīng)舉起 手。通過實驗和游戲，爺爺明白了用鏡子矯正動作的原因。
11 光的折射現(xiàn)象及應(yīng)用（三種光現(xiàn)象辨析）
21. （2024·黑龍江龍東）如圖所示的光現(xiàn)象中，屬于光的反射現(xiàn)象的是（ ）。
A. 手影的形成 B. 漁夫叉魚
C. 照著鏡子畫臉譜 D. 人造彩虹
22．（2024·黑龍江大慶）以下光的反射、折射的光路圖，正確的是（ ）。
A． B．
C． D．
12 光的折射作圖
【點撥】 1.從水中看岸上物體 運用光的折射規(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標出光的傳播方向
2.從岸上看水中物體 應(yīng)注意：無論從什么地方看到物體，是因為有光從物體進入眼睛，并不是人的眼睛會發(fā)光。
23. （2024·廣西）了解水深，防止溺水。人在岸邊看水池池底的發(fā)光點A，感覺該點的位置升高，池水看起來比實際的淺。請在圖中畫出從A點發(fā)出的光進入人眼E的光路圖。21世紀教育網(wǎng)
24．（2024·河南）如圖，觀光水池中，一束紅光沿AO方向從水射入空氣，折射光線為。若另一束紅光沿BO方向從水射入空氣，請大致畫出入射光線BO的折射光線，并標出對應(yīng)的折射角r。
13 探究光的折射定律
25．如圖所示，為了探究“光折射時的特點”：
(1)讓光束沿AO射入杯中時，光束進入水中后折射光線會 （選填偏向或偏離） 法線；
(2)當一束光射入杯中時，會在杯底形成光斑，保持入射光束的方向不變，逐漸往杯中加水，觀察到杯底的光斑向 （選填“左”或“右”） 移動；
(3)如圖所示，站在清澈的游泳池里，在岸上的人會發(fā)現(xiàn)泳池里人的腿 （選填“變長”、“變短”或“不變”）。
26.某小組選用了圖甲中光源、水、水槽、可折轉(zhuǎn)的光屏（帶刻度）等器材，用于完成探究“光從空氣射入水中時的折射規(guī)律”。
【設(shè)計實驗】
(1)實驗應(yīng)該在 的環(huán)境中進行，實驗中使光線更明顯的方式有 ；
【進行實驗與收集證據(jù)】
(2)光從空氣射入水中，入射點為O點，不斷改變?nèi)肷浣牵x出刻度盤上對應(yīng)的折射角，將實驗結(jié)果畫在圖丙中，其中1和、2和……4和分別表示各次入射光線和對應(yīng)的折射光線的位置，并記錄了表一的數(shù)據(jù)；由此可得出，光從空氣斜射入水中時，折射角隨入射角的增大而 ，且折射角 （選填“大于”、“等于”或“小于”）入射角；表一中“？”處的數(shù)據(jù)是 ；
表一
序號 1 2 3 4
入射角（°） 60 40 20 0
折射角（°） 40 29 15 ？
表二
序號 1 2 3
入射角（°） 15 29 40
折射角（°） 20 ？ 60
(3)接下來繼續(xù)探究光從水中射入空氣中的折射情況，記錄了表二的數(shù)據(jù)。表二中“？”處的數(shù)據(jù)模糊不清，請綜合分析兩個表格中的數(shù)據(jù)，判斷出這個數(shù)據(jù)應(yīng)該是 ；
【交流與合作】
(4)使用可折轉(zhuǎn)的光屏，是為了觀察折射光線和入射光線是否 ；
(5)實驗過程中，小組成員發(fā)現(xiàn)水面處發(fā)生光的折射現(xiàn)象的同時還伴有光的 現(xiàn)象；
(6)請你對該小組同學(xué)通過上述探究實驗得出光的折射特點的過程作出評價；是否存在不足？
答： （選填“是”或“否”）；請簡要說明理由： ；
【實驗遷移】
(7)在圖甲的基礎(chǔ)上，向容器中繼續(xù)慢慢注水，容器底部光斑的位置將 （選填“向左移動”、“向右移動”或“不變”）。
14 光的色散及色散現(xiàn)象
【點撥】 認識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現(xiàn)，也可以利用光柵等儀器來實現(xiàn)。
27．（2024·廣西欽州·二模）關(guān)于光現(xiàn)象，下列說法正確的是（ ）。
A．雨后天空出現(xiàn)彩虹是由于光的反射形成的
B．在平靜的湖面上可以看到藍天白云是由于光的折射形成的
C．影子是光的直線傳播形成的
D．光從空氣射入水中，傳播速度變小
28.下列關(guān)于光現(xiàn)象說法正確的是（　　）。
A．1666年，牛頓用玻璃三棱鏡分解了太陽光，揭開了光的顏色之謎
B．雨后的彩虹是光的色散現(xiàn)象，說明太陽光是由紅、綠、藍三種色光混合而成
C．手持體溫槍靠發(fā)出紫外線測量人的體溫
D．紅外線能殺死微生物，手術(shù)室常用紅外線燈來滅菌
15 三原色與物體的顏色
【點撥】 （1）三原色：紅、綠、藍； （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。
29.下列說法中不正確的是（　　）。
A．紅綠藍三種色光可以混合形成任意顏色的光
B．光線是一種物理模型，它可以形象的描述光的傳播路徑和方向
C．光的傳播速度很快，約為3×108m/s
D．實像能用眼睛看到，虛像也能用眼睛看到
30．（2024·云南昭通·二模）（多選）五千年的華夏文明，創(chuàng)造了無數(shù)的詩詞歌賦，下面是某位同學(xué)對部分詩句中蘊涵的物理知識的理解正確的是（ ）。
A．“不敢高聲語，恐驚天上人”——“高”指的是聲音的“響度”大
B．“孤帆一片日邊來”——以江岸為參照物，“孤帆”是運動的
C．“人面桃花相映紅”——桃花是光源，發(fā)出的紅光映紅了人的臉
D．“露似真珠月似弓”——露實際是小水珠，是水蒸氣液化形成的
16 紅外線、紫外線及其應(yīng)用
【點撥】 紅外線和紫外線的應(yīng)用都是建立在其自身特點的基礎(chǔ)上的 （1）紅外線具有熱效應(yīng)強，穿透能力強，一切物體都在不停地輻射紅外線等特點，利用這些特點可制成熱譜儀、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、驗鈔機等。
31．（2024·山東聊城）關(guān)于光學(xué)知識在生活中的應(yīng)用，下列說法正確的是（　　）。
A．甲圖，光導(dǎo)纖維用于醫(yī)用內(nèi)窺鏡，利用了光的多次折射傳輸圖像信息
B．乙圖，街頭路口安裝凸面鏡，利用了光的反射擴大視野
C．丙圖，凸透鏡對光有會聚作用，可以用來矯正近視眼
D．丁圖，物體溫度升高時輻射的紫外線會增強，可以利用紫外線拍攝熱譜圖
32.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．利用超聲波可以測量宇宙飛船飛行的軌道高度
D．當預(yù)報的紫外線指數(shù)過大時，要采取防護措施，防止過量的紫外線照射人體
21世紀教育網(wǎng)(www.21cnjy.com)模塊一 聲、光、熱
第02講 光現(xiàn)象【講義】（2-5分）（解析版）
目 錄
課標透析,考向預(yù)測 2
思維導(dǎo)圖、知識導(dǎo)航 3
考點精研、易錯明晰 4
考點一 光的直線傳播傳播 4
考點二 光的反射 8
考點三 平面鏡成像 12
考點四 光的折射 16
考點五 光的色散 19
考點六 光學(xué)實驗綜述 23
題型歸納、技巧點撥 30
01 光的直線傳播及應(yīng)用 30
02 小孔成像 32
03 光的反射現(xiàn)象及應(yīng)用 33
04 利用光的反射規(guī)律作圖 34
05 探究光的反射定律 35
06 鏡面反射與漫反射 37
07 平面鏡成像的特點 39
08 平面鏡成像作圖 39
09 平面鏡在生活中的應(yīng)用 41
10 探究平面鏡成像的特點 42
11 光的折射現(xiàn)象及應(yīng)用（三種光現(xiàn)象辨析） 44
12 光的折射作圖 46
13 探究光的折射定律 47
14 光的色散及色散現(xiàn)象 49
15 三原色與物體的顏色 50
16 紅外線、紫外線及其應(yīng)用 52
課標要求 2.3.3探究并了解光的反射定律。通過實驗，了解光的折射現(xiàn)象及其特點。 2.3.4探究并了解平面鏡成像時像與物的關(guān)系。知道平面鏡成像的特點及應(yīng)用。 2.3.6通過實驗，了解白光的組成和不同色光混合的現(xiàn)象。
考查內(nèi)容 一、光的直線傳播； 二、光的反射； 三、平面鏡成像； 四、光的折射； 五、光的色散
考點分布 考查頻率 命題趨勢
01 光的直線傳播及應(yīng)用 ☆☆☆ 《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、實驗題和作圖題等。 以上考點作為常考內(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，如鏡面反射與漫反射、光路可逆、實像與虛像（難點）、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，認識其規(guī)律為主要方向，加強對其規(guī)律的理解；同時，這些光現(xiàn)象大都是通過實驗探究過程得到的，所以對各類光現(xiàn)象中的實驗探究應(yīng)掌握其實驗方法、實驗設(shè)計、實驗過程和實驗結(jié)論。通過努力備考，相信同學(xué)們一定會取得較好的成績。 備考中，應(yīng)加強以下內(nèi)容的練習(xí)： （1）探究并了解光束在平面鏡上反射時，反射角與入射角的關(guān)系； （2）通過光束從空氣射入水（或玻璃）中的實驗，了解光的折射現(xiàn)象及其特點； （3）觀察紅、綠、藍三束光照射在白墻上重疊部分的顏色； （4）調(diào)查社區(qū)或城市光污染的情況，提出改進建議； （5）結(jié)合我國古代勞動人民的在光現(xiàn)象的探索和應(yīng)用（天工開物），增強民族自信心
02 小孔成像 ☆
03 光的反射現(xiàn)象及應(yīng)用 ☆☆☆
04 利用光的反射定律作圖 ☆☆
05 探究光的反射規(guī)律 ☆☆☆
06 鏡面反射和漫反射 ☆☆☆
07 平面鏡成像特點 ☆☆
08 平面鏡成像作圖 ☆☆☆
09 平面鏡在生活中的應(yīng)用 ☆☆
10 探究平面鏡成像特點 ☆☆☆
11 光的折射現(xiàn)象及應(yīng)用（三種光現(xiàn)象辨析） ☆☆☆
12 光的折射作圖 ☆☆
13 探究光的折射規(guī)律 ☆
14 光的色散及其色散現(xiàn)象 ☆☆
15 三原色與物體的顏色 ☆☆
16 紅外線、紫外線及應(yīng)用 ☆☆☆
考點一 光的直線傳播傳播
一、光的直線傳播
光源 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。如太陽、螢火蟲、燈泡燈。
光線 表示光的傳播徑跡和方向的帶箭頭的直線
光的直線傳播 光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播 光的直線傳播現(xiàn)象：影子、日食和月食、小孔成像、密林里地面上的光斑、激光準直、井底之蛙等
光速 光在介質(zhì)中的傳播速度 真空中的光速可以近似為：c=3×108m/s。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
二、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，會使物體后面光不能到達的區(qū)域形成一個陰暗區(qū)域，即物體的影子；如圖甲。
2.日食和月食
①月食：當?shù)厍蛱幱谠虑蚝吞栔g時，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：當月球運行到太陽和地球之間時，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，用給一個帶有小孔的板遮擋在光屏與蠟燭之間，光屏上就會形成燭焰倒立的像，我們把這樣的現(xiàn)象叫小孔成像。左右移動中間的板，光屏上的像的大小也會隨之發(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：。
三、光的直線傳播的應(yīng)用
由于光的直線傳播，在開鑿隧道時，工人們可以用激光束引導(dǎo)掘進機，使掘進機沿直線前進，保證隧道方向不會出現(xiàn)偏差；士兵瞄準射擊；站隊時隊列排直等。
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行解釋的。
1.對小孔成像的認識
（1）小孔成像的條件：小孔必須足夠小，但并不是越小越好，孔太小會影響像的亮度；
（2）小孔成像時，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，光屏上的像會逐漸變模糊；當小孔增大到一定程度時，在光屏上只能看到與小孔形狀相同的光斑。
2.影子和小孔成像的異同
現(xiàn)象 相同點 不同點
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
【例1】（2024·山東臨沂）2023年11月19日，2023全國中學(xué)生射擊聯(lián)賽在臨沂舉行。下列光現(xiàn)象的成因，與射擊比賽“三點一線”的瞄準原理相同的是（　　）。
A．林中樹影 B．水中倒影
C．鏡中汽車 D．空中彩虹
【答案】A。
【解析】射擊比賽“三點一線”的瞄準原理是光的直線傳播現(xiàn)象；
A．林中的樹影是樹擋住光線，在樹后形成的暗影區(qū)，是光的直線傳播現(xiàn)象，故A符合題意；
B．水中的倒影是平面鏡成像，水面相當于平面鏡，是光的反射形成的，故B不符合題意；
C．觀后鏡中的汽車是凸面鏡成像，是光的反射形成的，故C不符合題意；
D．空中的彩虹是光的色散現(xiàn)成的，其實質(zhì)是光的折射現(xiàn)象，故D不符合題意。故選A。
【變式1-1】（2024年江蘇省無錫市聯(lián)考二模卷）如圖所示，皮影戲是我國的非物質(zhì)文化遺產(chǎn)。下列情境中，與皮影戲原理相同的是（ ）。
A．甲：雨后彩虹 B．乙：樹蔭下光斑
C．丙：水中倒影 D．丁：筷子彎折
【答案】B。
【解析】皮影戲的工作原理是光的直線傳播形成的影子；
A．雨后彩虹是太陽光通過懸浮在空氣中細小的水珠折射而成的，白光經(jīng)水珠折射以后，分成各種彩色光，這種現(xiàn)象叫做光的色散現(xiàn)象，彩虹是由光的色散形成的，故A不符合題意；
B．樹蔭下光斑是小孔成像現(xiàn)象，是由于光的直線傳播形成的，與皮影戲原理相同，故B符合題意；
C．水中倒影是平面鏡成像，是由光的反射形成的，故C不符合題意；
D．筷子彎折，是由于光的折射形成的，故D不符合題意。故選B。
【變式1-2】因為有了光，世界才會如此絢麗多彩，下列關(guān)于光現(xiàn)象的說法正確的是（　　）。
A．我們在電影院能看到幕布上的畫面，說明幕布是光源
B．激光筆發(fā)出的光是一條光線
C．光線是用來表示光的徑跡和方向的，用到了理想模型法
D．聲和光的傳播都需要介質(zhì)
【答案】C。
【解析】A．幕布本身不會發(fā)光，所以不是光源，故A錯誤；
B．激光筆發(fā)出的是光，不是光線，因為光線不是真實存在的，是人為引入的，故B錯誤；
C．光線實際不存在，是人為引入用于表示光的徑跡和方向的，采用了理想模型法，故C正確；
D．聲音的傳播需要介質(zhì)，光的傳播不需要介質(zhì)，故D錯誤。故選C。
【變式1-3】(1)日晷（guǐ）是古代的一種“時鐘”，利用太陽光下指針的影子指示不同的時刻（如圖）。請根據(jù)指針的影子AB，畫出此時太陽光的傳播方向（太陽光視為平行光）。
(2)如圖所示，井底的青蛙能看到外界的范圍有限，請通過畫光路圖，作出青蛙能看到的最大范圍，保留作圖痕跡。
【解析】（1）由于光在同種介質(zhì)中是沿直線傳播的，所以太陽光的傳播方向為平行的直線，如圖所示
（2）根據(jù)光的直線傳播，從井的邊緣作到青蛙眼睛P點的連線，光從井外射入青蛙眼睛，故光路圖如下：
考點二 光的反射
一、光的反射
光的反射 光從一種介質(zhì)射向另一種介質(zhì)的表面時，會有一部分光在介質(zhì)表面反射回原介質(zhì)中，這種傳播現(xiàn)象叫光的反射
看到不是光源物體的原因 我們能看到本身不發(fā)光的物體，是因為這些物體反射的光進入了我們的眼睛，產(chǎn)生視覺。如書、平面鏡、月亮等
光的反射的基本概念 一點、兩角、三線
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
對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應(yīng)； （2）反射現(xiàn)象發(fā)生時，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，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，入射角減小，反射角也隨之減小；入射光線遠離法線時，入射角增大，反射光線隨之遠離法線，反射角也增大； （4）當光垂直鏡面入射時，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
光路可逆 讓光逆著反射光的方向射到發(fā)射面上，它被反射后就會逆著原來的入射光的方向射出
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
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，從而使各個方向的人都能字跡或影像； （2）當強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，這些光滑的表面就會發(fā)生鏡面反射，炫目的反射光會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
二、利用光的反射定律作圖
1.作圖要求：所有實際傳播的光（無論是反射光還是入射光）都要畫成實線，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）畫出對應(yīng)的入射光線，標上箭頭
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（入射點）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
三、鏡面反射與漫反射
當一束平行光照射到平面鏡上時，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；當一束平行光照射的凹凸不平的表面時，反射光會朝四面八方射出，這種反射叫漫反射。如圖所示。
對光的反射現(xiàn)象的理解：
（1）我們能從不同方向看到書上的字，是因為光在紙面上發(fā)生了漫反射；
（2）物體發(fā)出或反射的光進入人眼越多，人眼就會感覺該物體越亮。所以，當發(fā)生鏡面反射時，如果反射光正好進入人眼，人就會感覺鏡面特別亮；
（3）無論鏡面反射還是漫反射，都遵循觀點反射定律。
【例2】（2024·陜西A卷）中國古詩詞不僅文字優(yōu)美、意境高遠，還蘊含著豐富的科學(xué)知識。下列四幅圖與詩句“掬水月在手，弄花香滿衣”涉及的光現(xiàn)象相同的是（　　）。
A. 日晷計時 B. 樓臺倒影
C. 筷子彎折 D. 林間光斑
【答案】B。
【解析】“掬水月在手，弄花香滿衣”中月在手是平面鏡成像，是由光的反射形成的。
A．日晷計時，是利用光的直線傳播形成的，故A不符合題意；
B．樓臺倒影，屬于平面鏡成像，是由光的反射形成的，故B符合題意；
C．筷子彎折，是光從水中斜射入空氣中時，發(fā)生折射形成的，故C不符合題意；
D．林間光斑，是光沿直線傳播形成的，故D不符合題意。故選B。
【變式2-1】【結(jié)合生活實際】（2024·河北邯鄲一模）汽車抬頭顯示（如圖甲）又叫汽車平視顯示系統(tǒng),簡稱,是為了提高安全性而研發(fā)的．它利用平面鏡成像原理（如圖乙），使顯示器上的重要行車數(shù)據(jù)通過前擋風(fēng)玻璃成像在正前方，駕駛員不必低頭，就可以看到車輛行駛的車速、油耗等信息．行車數(shù)據(jù)在擋風(fēng)玻璃上所成的像是由光的 （選填“反射”或“直線傳播”）形成的；某顯示器水平放置在汽車中控臺上，通過擋風(fēng)玻璃成垂直于水平面的像，則擋風(fēng)玻璃與水平面夾角為 度；某駕駛員發(fā)現(xiàn)擋風(fēng)玻璃所成的像過高，不便于觀察，這時需要將顯示器沿水平方向 （選填“遠離”或“靠近”）擋風(fēng)玻璃。
【答案】反射；45；靠近。
【解析】[1]擋風(fēng)玻璃相當于平面鏡，平面鏡成像是由光的反射形成的。
[2]車輛HUD顯示器水平放置在中控臺上，通過擋風(fēng)玻璃成垂直于水平面的像，由于像和物關(guān)于鏡面對稱，則擋風(fēng)玻璃與水平面夾角為45度。
[3]因為像到平面鏡的距離隨著物體到鏡面的距離減小而減小，當發(fā)現(xiàn)擋風(fēng)玻璃所成的像過高，不便于觀察，這時就需要將顯示器沿水平方向靠近擋風(fēng)玻璃。
【變式2-2】（2024·天津）“一滴獨流醋，十里運河香”，醋香四溢屬于________現(xiàn)象；“日照海河景，水映彩虹橋”，橋在水中的倒影是由于光的________形成的。
【答案】①. 擴散；②. 反射。
【解析】[1]醋香四溢屬于擴散現(xiàn)象，是分子不停做無規(guī)則運動形成的。
[2]橋在水中的倒影，是由于橋在水面上成的虛像，是平面鏡成像，屬于光的反射現(xiàn)象。
【變式2-3】（2024·四川南充）2023年9月17日，我國墨子巡天望遠鏡正式啟用，它是北半球巡天能力最強的光學(xué)時域望遠鏡，如圖甲所示。一束星光入射到望遠鏡，經(jīng)主鏡反射后到達成像裝置，如圖乙所示，是反射光線，請畫出其入射光線并標出入射角大小（保留作圖痕跡）。
【解析】先畫出法線，反射角是反射光線與法線的夾角，則反射角為
反射角等于入射角，所以入射角是37°，根據(jù)反射角等于入射角，在法線的左側(cè)畫出入射光線。
考點三 平面鏡成像
一、平面鏡成像特點
原理 光的反射
成像特點 （1）像和物的大小相等； （2）像和物到平面鏡的距離相等； （3）像和物對應(yīng)點連線與平面鏡垂直； （4）平面鏡是像和物的對稱軸； （5）平面鏡所成的像是虛像 結(jié)論：像和物關(guān)于平面鏡對稱
應(yīng)用 潛望鏡、穿衣鏡、醫(yī)生檢查牙齒的小鏡等
二、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)平面鏡成像特點作圖（對稱法）。如圖所示，S為平面鏡前的一個點光源，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交于點S'，所以在作圖時，只要任選兩條從點光源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S'即為點光源S的像。
（2）根據(jù)平面鏡成像特點作圖（對稱法）
作出物體AB關(guān)于平面鏡的對稱點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。
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：凸面鏡對光有發(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：凹面鏡對光有會聚作用，平行光射到凹面鏡上，反射后會聚到一點，如圖所示。
（3）應(yīng)用
①使用凹面鏡對光的會聚作用的有：太陽灶、奧運圣火采集器等。
②由光路可逆原理可知，由一點發(fā)出的光經(jīng)凹面鏡反射后可成為平行光，這一特點的常見應(yīng)用有：探照燈、各種機動車的前燈、醫(yī)用頭燈等。
1.實像與虛像
（1）實像能在光屏上承接。如：小孔成像；
（2）虛像不能再光屏上承接。如平面鏡成像；
（3）物體面鏡時，所成的像大小不變，人感覺鏡中的像變大，是視覺帶給我們的錯覺。
2.作圖時要注意以下幾點：
（1）平面鏡非反射面要畫上短斜線；
（2）實際光線要畫成實線，并用箭頭表示光的傳播方向，反向延長線要畫成虛線；實物用實線表示，虛像用虛線表示；法線用虛線表示；
（3）實物和虛像要標注上對應(yīng)的字母，并用上下標區(qū)分。
【例3】（2024·湖南長沙·一模）光影世界，像和影是多彩生活的重要組成部分，關(guān)于生活中常見的“像”和“影”的有關(guān)物理現(xiàn)象，下列說法正確的是（ ）。
A．水鳥捕食時，水鳥看到水下的小魚，是光的折射形成的虛像
B．放電影時，屏幕上的“像”能被所有觀眾看到，屏幕越光滑越好
C．成語“形影不離”中的“人影”是由于光的折射形成的
D．在水邊喝水的羚羊，看到水中“自己的像”是實像
【答案】A。
【解析】A．水鳥捕食時，水鳥看到水下的小魚，光進入不同的介質(zhì)時，光線會發(fā)生偏著，所以看到的魚是光的折射形成的虛像，故A正確；
B．電影院的屏幕做得很粗糙，光線射到上面能發(fā)生漫反射，使坐在電影院的任一角落里，都能看清屏幕上的圖像，故B錯誤。
C．形影不離，其中“人影”是由于光的直線傳播形成的，故C錯誤；
D．羚羊看到水中“自己的像”是光的反射形成的虛像，故D錯誤。故選A。
【變式3-1】（2024·廣西梧州·一模）（多選）如圖所示，一只白鶴靜立在平靜的水中，在岸邊可以看到白鶴的兩個“影”——影子和倒影，下列分析正確的是（ ）。
A．白鶴在水中的倒影是虛像
B．白鶴的倒影是由于光的折射形成的
C．白鶴飛離水面時，它的倒影大小不變
D．白鶴的影子是由于光的直線傳播形成的
【答案】ACD。
【解析】A．倒影是平面鏡成像，是由光的反射形成的，平面鏡成像的特點：物體在平面鏡中所成的像是虛像，像和物體的大小相等，上下（或左右）相反，它們的連線垂直于鏡面，它們到鏡面的距離相等，故A正確；
B．倒影是平面鏡成像，是由光的反射形成的，故B錯誤；
C．由平面鏡成像特點可知，物像大小相等，與物距的大小無關(guān)，所以白鶴飛離水面時，它的倒影大小不變，故C正確；
D．影子的形成說明光是沿直線傳播的，由于光的直線傳播，被物體擋住后，物體后面就會呈現(xiàn)出陰影區(qū)域，就是影子，故D正確。 故選ACD。
【變式3-2】（23-24八年級上·河南信陽·階段練習(xí)）如圖，平面鏡豎直放置在水平面上，一支直立的鉛筆從平面鏡前40cm處，以5cm/s的水平速度垂直向平面鏡勻速靠近，下列說法正確的是（ ）。
A．鉛筆在平面鏡中所成的像逐漸變大
B．經(jīng)過2s，鉛筆與它的像之間的距離變?yōu)?0cm
C．若平面鏡順時針轉(zhuǎn)至圖中虛線位置，鉛筆的像將與鏡面垂直
D．若鉛筆順時針轉(zhuǎn)過90°，鉛筆的像則逆時針轉(zhuǎn)動90°
【答案】BD。
【解析】A．鉛筆在平面鏡中所成的像與鉛筆等大，則像大小不變，故A錯誤；
B．經(jīng)過2s，由得，鉛筆的物距變?yōu)?br/>物距等于像距，則鉛筆與它的像之間的距離變?yōu)?br/>故B正確；
C．若平面鏡順時針轉(zhuǎn)至圖中虛線位置，物體與鏡面的夾角為45°，像與物體關(guān)于平面鏡對稱，則鉛筆的像將與鏡面夾角為45°，故C錯誤；
D．若鉛筆順時針轉(zhuǎn)過90°，由像與物體關(guān)于平面鏡對稱得，鉛筆的像則逆時針轉(zhuǎn)動90°，故D正確。
故選BD。
【變式3-3】（2024年湖南省長沙市湖南師大附中教育集團中考全真模擬考試（一模）下圖是今年實驗插標所考查的探究平面鏡成像規(guī)律的實驗，請畫出人眼位于A 處觀察到棋子頂端的S點在平面鏡中所成的像的光路圖。
【解析】由平面鏡成像特點可知，像與物關(guān)于平面鏡對稱，先作出棋子頂端的S點在平面鏡中的像點S′，連接AS′與平面鏡交于O點，即為入射點，再連接SO并標出光的傳播方向，即為入射光線，連接OS′并標出光的傳播方向，即為反射光線，注意輔助線用虛線，如圖所示：
考點四 光的折射
一、光的折射
光的折射 光從一種介質(zhì)斜射向另一種介質(zhì)的表面時，有一部分光在進入第二種介質(zhì)時傳播方向發(fā)生了偏折，這種傳播現(xiàn)象叫光的折射
光的折射的概念 一點、兩角、三線、
光的折射定律 在折射現(xiàn)象中，折射光線、入射光線和法線都在同一平面內(nèi)；折射光線、入射光線分別位于法線兩側(cè)；反射角不等于入射角（空氣中的角度大）
對光的折射定律的理解 （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準； （2）折射角隨著入射角的增大而增大，因為先有入射光線，然后才有折射光線，所以敘述時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）當光垂直射到分界面上時，光的傳播方向不發(fā)生變化，此時折射光線、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，當光從兩種介質(zhì)分界面上發(fā)生折射時，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
二、生活中光的折射現(xiàn)象
海市蜃樓 夏天，海面附近空氣溫度較低，密度較大，來自地平線以下遠處的物體的光，傳播時由于不同高度空氣的密度不同而向地面多次彎曲后進入我們的眼中，形成“蜃景”的現(xiàn)象
“錯位”的奧秘 來自水面以下的筆上物點的光，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位了
叉魚的訣竅 因為人們看到的是水中的魚的虛像，它比魚的實際位置淺，所以要瞄準看到的“魚”的下方才能叉到魚
“變高”的奧秘 因為光從空氣進入水中時發(fā)生折射，所以水中的人看到的是岸上的樹的虛像，它比樹的真實位置要高
【例4】（2024·湖南長沙·模擬預(yù)測）人們游梅溪湖公園時所看到的現(xiàn)象中，由于光的折射形成的是（ ）。
A．水中的“白云” B．陽光下游客的影子
C．看到的水中游動的魚 D．垂柳在水中的倒影
【答案】C。
【解析】A．水中的“白云”屬于平面鏡成像，是由于光的反射形成的，故A不符合題意；
B．陽光下游客的影子，是由于光的直線傳播形成的，故B不符合題意；
C．看到的水中游動的魚，光從魚身上由水中射向空氣中，是由于光的折射形成的，故C符合題意；
D．垂柳在水中的倒影屬于平面鏡成像，是由于光的反射形成的，故D不符合題意。故選C。
【變式4-1】（2024·四川自貢·模擬預(yù)測）如圖所示的光現(xiàn)象中，與“潭清疑水淺”中“水淺”形成原理相同的是（ ）。
A．水中倒影 B．手影形成
C．海市蜃樓 D．樹蔭下的圓形光斑
【答案】C。
【解析】“潭清疑水淺”現(xiàn)象形成的原理是光從水中斜射向空氣中發(fā)生折射，折射角大于入射角形成的。是光的折射現(xiàn)象。水中倒影是光的反射現(xiàn)象；手影形成、樹蔭下的圓形光斑都是光的直線傳播造成的；海市蜃樓是光在不均勻介質(zhì)中傳播方向發(fā)生偏折造成的，是光的折射現(xiàn)象。故ABD不符合題意，C符合題意。
故選C。
【變式4-2】（2024·廣西河池·二模）池水看起來比實際的淺，大家切莫擅自下水。下列光路圖能解釋“池水變淺”的是（ ）。
A． B．
C． D．
【答案】A。
【解析】光從水中斜射進入空氣中時，折射光線遠離法線偏折，折射角大于入射角，人從岸上看到的池底是變淺了的虛像。故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。
【變式4-3】（2024年無錫市九年級物理5月二模卷）按要求作圖：如圖甲，一束光從空氣斜射入玻璃磚中，請畫出光從玻璃磚射出時的折射光線，并標出折射角。
【解析】第一次折射：光從空氣進入玻璃，先過入射點垂直玻璃磚上表面作法線，再在玻璃磚內(nèi)部法線的右側(cè)作出折射光線，折射角小于入射角；第二次折射，光從玻璃進入空氣，先過入射點垂直玻璃磚下表面作出法線，再在玻璃磚的下側(cè)空氣中作出折射光線，根據(jù)折射時光路可逆可知，第二次折射的折射光線與玻璃磚上表面的入射光線平行，折射角為折射光線與法線的夾角，如下圖所示：
考點五 光的色散
一、光的色散與光的混合
光的色散 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
不同的單色光通過三棱鏡時偏折程度不同，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、藍光、靛光和紫光
生活中的色散現(xiàn)象：雨后天空懸浮著大量細小的水珠，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
色光的混合 人們把紅、綠、藍叫做色光的三原色
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，是因為它只能透過紅顏色的光，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，是因為它只反射綠光，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。
二、人眼看不見的光
類型 特點 應(yīng)用
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、靛、紫的順序排列，形成太陽的可見光譜，如圖所示。 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
紅外線 熱效應(yīng)、穿透能量強 遙控器、紅外線夜視儀、紅外線烤箱等
紫外線 熒光效應(yīng)、殺菌作用、促進骨骼生長 驗鈔機、滅菌燈等
1.紅外線與紫外線
（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，也會發(fā)生反射，且反射時都遵循光的反射定律。
【例5】【跨學(xué)科實踐】（2024·重慶A卷）下列關(guān)于白居易的《暮江吟》中描述的光現(xiàn)象解釋正確的是（　　）。
A．一道殘陽鋪水中——水中的“夕陽”是由于光的折射形成的
B．半江瑟瑟半江紅——江面呈現(xiàn)出紅色是江面反射紅光的原因
C．可憐九月初三夜——九月初三夜空的彎月是自然界中的光源
D．露似珍珠月似弓——露珠特別明亮是白光發(fā)生了色散的原因
【答案】B。
【解析】A．水中的“夕陽”是由于光的反射所形成的虛像，故A錯誤；
B．人眼看到不透明物體的顏色是物體所反射的光的顏色，人看江面時，江面相當于不透明物體，其呈現(xiàn)出紅色是江面反射紅光所導(dǎo)致的，故B正確；
C．月亮的光是反射太陽發(fā)出的光，月亮本身不會發(fā)光，因此月亮不是自然界中的光源，故C錯誤；
D．露珠特別明亮是因為露珠表面光滑，發(fā)生了鏡面反射，將大部分光線反射進人眼中，故D錯誤。
故選B。
【變式5-1】（2024·廣東揭陽·一模）如圖所示，2024年3月29日，揭東地區(qū)的人們看到太陽的周圍出現(xiàn)一個彩色的光圈，仿佛祥瑞降臨。這是一種罕見的天象——日暈，它是光透過高空云層中的冰晶 形成的（選填“直線傳播”、“反射”或“折射”），這種現(xiàn)象說明太陽光 （選填“是”或“不是”）單色光。光的三原色為紅、 、藍。
【答案】折射；不是；綠。
【解析】[1][2]光在不同或不均勻介質(zhì)中傳播時會發(fā)生折射。太陽光從空氣能穿過云層進入小冰晶，在小冰晶上發(fā)生折射。看上去在太陽的周圍出現(xiàn)一個圓圈，由內(nèi)而外呈紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色，這就是“日暈”，是光的色散現(xiàn)象。這一現(xiàn)象表明，太陽光不是單色光，是由七種顏色的光組成。
[3]光的三原色是指紅、綠、藍三種顏色。
【變式5-2】1666年，英國物理學(xué)家牛頓用玻璃三棱鏡將太陽光分解成多種顏色的光，這種現(xiàn)象叫光的色散，其實驗表明白光 （選填“是”或“不是”）最單純的光；實驗中，光屏上的彩色光帶如果分辨不清，可以適當 （選填“增大”或“減小”）光屏與三棱鏡間的距離，光帶的邊緣A處是 色光，其中的黃色光在真空中的傳播速度為 m/s；光的三原色是紅、 、藍。
【答案】不是；增大；紅；3×108；綠。
【解析】[1]當太陽光經(jīng)過三棱鏡后，會分解成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種單色光，這是光的色散現(xiàn)象；陽光通過三棱鏡后，在光屏上呈現(xiàn)彩色光帶，這說明白光是多種色光混合而成的，不是最單純的光。
[2]如果分辨不清光屏上彩色光帶的色彩，則應(yīng)增大彩色光帶的寬度，即適當增大光屏與三棱鏡間的距離。
[3]在色散現(xiàn)象中，太陽光經(jīng)過三棱鏡后，由上而下會分解成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種單色光，光帶的邊緣A處是紅色光。
[4]光在真空中的傳播速度是3×108m/s，黃色光在真空中的傳播速度也是3×108m/s。
[5]光的三原色是紅、綠、藍。
【變式5-3】（2024·江蘇常州）2023年12月1日起，執(zhí)行新的《食用農(nóng)產(chǎn)品市場銷售質(zhì)量安全監(jiān)督管理辦法》，市場全面禁用生鮮燈。某超市的切片西瓜原來用紅色光照射，現(xiàn)在統(tǒng)一用白光照射．在白光照射下，呈現(xiàn)綠皮、黑籽、紅瓤的切片西瓜，原來在紅色光照射下，呈現(xiàn)（ ）
A．黑皮、紅籽、紅瓤 B．綠皮、黑籽、紅瓤
C．黑皮、黑籽、紅瓤 D．黑皮、黑籽、黑瓤
【答案】C。
【解析】不透明物體的顏色是由它反射的色光所決定的，如果一個物體呈現(xiàn)某種顏色，那么它只反射那種顏色的光，而吸收其他所有顏色的光。白光下的切片西瓜顏色：綠皮、黑籽、紅瓤。這意味著西瓜皮反射綠光，吸收其他顏色的光；
西瓜籽不反射任何光，以至于看起來是黑色的；西瓜瓤反射紅光，吸收其他顏色的光。則在紅色光照射下：西瓜皮：由于它只反射綠光，所以西瓜皮在紅色光照射下會吸收所有紅色光，不反射任何光，因此看起來是黑色的；
西瓜籽：它本身就不反射光（或反射很少的光），所以在任何顏色的光照射下看起來都是黑色的。在紅色光照射下，它同樣會吸收所有紅色光，看起來是黑色的。西瓜瓤：它反射紅光，所以在紅色光照射下，它會反射大量的紅色光，看起來是紅色的。綜上所述，原來在紅色光照射下，切片西瓜會呈現(xiàn)黑皮、黑籽、紅瓤的顏色。故C符合題意，ABD不符合題意。故選C。
考點六 光學(xué)實驗綜述
一、驗證光的反射定律
實驗猜想 （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)于法線是對稱的
實驗器材 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）
進行實驗與收集證據(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，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，進行多次實驗（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。 實驗次數(shù)入射角反射角160°60°245°45°330°30°…
分析論證 （1）當紙板EON和NOF在同一平面內(nèi)時，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，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
實驗注意事項
（1）應(yīng)在光線較暗的室內(nèi)進行實驗，以便于觀察實驗現(xiàn)象；
（2）實驗時，紙板必須與平面鏡垂直，否則在紙板上看不到反射光；
（3）實驗過程中嚴禁將激光對著人眼，以防灼傷眼睛；
（4）通過鏡面對入射光的反射作用，可以看出鏡子有改變光路的作用；
（5）本實驗時一個歸納性實驗，改變?nèi)肷涔獾姆较蚨啻螌嶒灥哪康氖菫榱说玫蕉嘟M實驗數(shù)據(jù)，從而得出普遍規(guī)律，避免實驗結(jié)論的偶然性。
二、探究平面鏡成像的特點
提出問題 平面鏡成像時，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
實驗器材 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)計并進行實驗 （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，把一只點燃的蠟燭放在玻璃板的前面，透過玻璃板進行觀察，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（未點燃），豎立著在玻璃板后面移動，直到看上去它跟前面的蠟燭的像完全重合。這個位置就是前面那個蠟燭的像的位置； （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）移動點燃的蠟燭，重做實驗； （5）用直線把兩次實驗中的蠟燭和它的像在紙上的位置連接起來，用量角器測量蠟燭和像連線與鏡面的夾角； （6）用刻度尺分別測量蠟燭和像到玻璃板的距離，將測得的數(shù)據(jù)記錄在表格中
實驗數(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）未點燃的蠟燭可以與點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）由實驗數(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：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)于平面鏡對稱
實驗注意事項：
（1）為了使觀察到的像更為清晰，實驗最好在較暗的環(huán)境中進行；
（2）實驗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燃的蠟燭，也能看到點燃的蠟燭所成的像；
（3）實驗應(yīng)選用較薄的玻璃板。因為玻璃板的前后表面可以各成一個像，當玻璃板較厚時，兩個像有較大的錯位，難以確定像的位置；
（4）實驗中，玻璃板要豎直立在水平桌面上。若玻璃板沒有豎直放置，則未點燃的蠟燭和點燃的蠟燭將不能完全重合；
（5）實驗中，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）用點燃的蠟燭做實驗的優(yōu)點是所成的像比較亮，便于觀察；
（7）白紙用于標注玻璃板的位置、蠟燭以及蠟燭的像的位置，刻度尺用于測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行多次實驗，是為了尋找普遍規(guī)律。
三、探究光的折射時的特點
【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？向哪個方向偏折？
【實驗器材】激光筆、水槽、標有角度的圓盤等。
【進行實驗】利用如圖所示的實驗裝置進行實驗。
（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。
【實驗現(xiàn)象】
（1）光從空氣斜射入水中時，，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，折射角也增大；
（3）光從空氣垂直射入水中時，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，進入空氣中的折射光線逆著原入射光線的方向射出。
【實驗結(jié)論】
（1）當光從空氣斜射入水中（或其他介質(zhì)）時，折射光線向法線方向偏折，折射角小于入射角；當入射角增大時，折射角也隨之增大；
（2）當光線從水或其他介質(zhì)斜射入空氣中時，折射光線遠離法線，折射角大于入射角；
（3）當光從空氣垂直射入水中或其他介質(zhì)中時，其傳播方向不變；
（4）在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的。
1.在探究光的反射規(guī)律實驗中紙板在實驗中的三個作用：
（1）顯示光的傳播路徑；
（2）驗證反射光線、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。
【例1】（2023·貴州黔東南·一模）小剛為了“探究光反射時的規(guī)律”，他選用了平面鏡、紙板、激光器和幾種不用顏色的筆，依據(jù)實驗?zāi)康亩O(shè)計了如圖所示的實驗。
次數(shù) 入射角 反射角
1
2
3
（1）實驗中還需要的測量器材是 ；
（2）改變光束入射的角度多做幾次，測量兩側(cè)的入射角和反射角，將數(shù)據(jù)記錄在表格中，該實驗多做幾次的目的是 ；根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，得出的結(jié)論是 ；
（3）若為軸線，把紙板F向后慢慢旋轉(zhuǎn)，在紙板F上 （選填“能”或“不能”）看見反射光線，這說明反射光線、入射光線與法線 。
【答案】量角器；使實驗結(jié)論具有普遍性，避免偶然性；在光的反射中，反射角等于入射角；不能；在同一平面內(nèi)。
【解析】（1）[1]實驗中需要測量入射角和反射角的大小，因此還需要的測量器材是量角器。
（2）[2]為避免實驗的偶然性，使實驗結(jié)論具有普遍性，該實驗要多做幾次。
[3]分析表中反射角和入射角的數(shù)據(jù)可知，每次實驗時的反射角度數(shù)雖然不同，但都與入射角的度數(shù)相等，故得出的結(jié)論是：在光的反射中，反射角等于入射角。
（3）[4][5]只有E、F板在同一平面上時，才能觀察到反射光線，若ON為軸線，把紙板F向后慢慢旋轉(zhuǎn)，在紙板F上不能看見反射光線，這說明反射光線、入射光線與法線在同一平面內(nèi)。
【變式6-1】（2024·黑龍江齊齊哈爾·二模）小悅洗漱時感覺離鏡子越近鏡中的像越大，這與課本中描述的平面鏡成像特點不相符。于是，她用帶支架的玻璃板、兩支完全相同的蠟燭、刻度尺、白紙、光屏、火柴、鉛筆等實驗器材進行了探究。
（1）實驗探究應(yīng)在 （選填“較暗”或“較亮”）的環(huán)境中進行；用玻璃板代替平面鏡，既能成像又便于確定 ；
（2）如圖甲所示，多次改變蠟燭A距玻璃板的距離，相應(yīng)移動蠟燭B后總能與A的像完全重合，這說明平面鏡成像的大小與物體到鏡面的距離 （選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）；
（3）實驗中如果將蠟燭B也點燃，對實驗的影響是 （寫出一條）；
（4）如圖乙所示，將玻璃板與水平桌面成45°固定在水平桌面上，讓蠟燭A沿著桌面向右做直線運動，則蠟燭A在玻璃板后的像 （選填“水平向右”、“水平向左”、“豎直向上”或“豎直向下”）運動；
（5）為確定像的虛實，需在蠟燭B位置豎直放一個光屏，并在圖丙中的 （選填“①”、“②”、“③”或“④”）處觀察光屏上是否有像；
（6）丁圖為貓咪照鏡子的情境，若貓的頭部位置保持不變，把鏡子沿中間截成兩半，將右邊一半平行向后移一段距離，則左、右兩半面鏡子 。
A．各成半個像，合起來成一個完整的像 B．左半邊鏡子成完整像，右半邊不成像
C．都成完整的像，但兩個像在不同位置 D．都成完整的像，且兩個像在同一位置
【答案】較暗；像的位置；無關(guān)；像會更不清晰；豎直向下；③；C。
【解析】（1）[1]在較黑暗的環(huán)境中，蠟燭是最亮的，蠟燭射向平面鏡的光線最多，反射光線最多，進入人眼的光線最多，感覺蠟燭的像最亮，對比度較大，所以應(yīng)在比較黑暗的環(huán)境中進行實驗。
[2]用玻璃板代替平面鏡，玻璃板既能透光，又能成像，便于確定像的位置。
（2）[3]改變蠟燭A到鏡面的距離，移動鏡后的蠟燭B，發(fā)現(xiàn)B總能與A的像完全重合，可以得到平面鏡成像的大小與物體到鏡面的距離無關(guān)。
（3）[4]將蠟燭B也點燃，結(jié)果使得玻璃后面太亮，前后對比不明顯，所以像會更不清晰。
（4）[5]平面鏡所成像與物關(guān)于鏡面對稱，將玻璃板與水平桌面成45°固定在水平桌面上，讓蠟燭A沿著桌面向右做直線運動，根據(jù)對稱可知，蠟燭的像將豎直向下運動。
（5）[6]為確定像的虛實，需在蠟燭B位置豎直放一個光屏，眼睛直接觀察光屏，即眼睛在③位置，看光屏上是否有蠟燭的像。
（6）[7]平面鏡所成的像，像和物體形狀、大小相同，與平面鏡的大小無關(guān)，半個平面鏡仍能成完整像；平面鏡左右兩部分都能成完整的像，像與小貓關(guān)于鏡面對稱，因為其中的一半平行向后移一段距離，所以兩個像的位置是不同的，故選C。
【變式6-2】（2024·四川廣安·三模）某小組選用了圖甲中光源、水、水槽、可折轉(zhuǎn)的光屏（帶刻度）等器材，用于完成探究“光從空氣射入水中時的折射規(guī)律”：圖丙是光從空氣射入水中，入射點為O點，不斷改變?nèi)肷浣牵x出刻度盤上對應(yīng)的折射角，將實驗結(jié)果畫在圖丙中，其中1和1′、2和2′、3和3′、4和4′分別表示各次入射光線和對應(yīng)的折射光線的位置。試問：
（1）甲圖中一束光從空氣射入水中，各個方向的同學(xué)都能觀察到此現(xiàn)象，是因為光發(fā)生了 反射；
（2）當光從空氣垂直射到水面時，折射角等于 度；
（3）圖乙中的把光屏向后翻的目的是為了 ；
（4）由圖丙可以得到：光從空氣斜射入水中時，折射角隨入射角的增大而 。
【答案】漫；0；驗證三線共面；增大。
【解析】（1）[1]甲圖中一束光從空氣射入水中，光線在光屏上傳播時發(fā)生漫反射，各個方向的同學(xué)都能觀察到此現(xiàn)象。
（2）當光從空氣垂直射到水面時，由圖丙1可知，入射角為0°，折射角等于0°，即垂直入射時，光在空氣和水的界面不發(fā)生折射。
（3）[3]圖乙中的把光屏向后翻折，不能在光屏上看到折射光線，目的是為了驗證入射光線。折射光線、法線再同一平面內(nèi)。
（4）[4]由圖丙可知，入射角增大，折射角隨著增大，可得結(jié)論：光從空氣斜射入水中時，折射角隨入射角的增大而增大。
【變式6-3】（2024·遼寧丹東·一模）同學(xué)們照鏡子的時候可以在鏡子里看到另一個“自己”，當同學(xué)遠離鏡面時，會看到鏡子里的“自己”也遠離鏡面，并且“變小了”。同學(xué)們對這個現(xiàn)象產(chǎn)生了疑問，于是對平面鏡成像的特點進行了探究。
【問題】
同學(xué)們猜想平面鏡成像時，像的位置與物體的位置有關(guān)，像的大小與 有關(guān)。
【證據(jù)】
（1）同學(xué)們準備了如下器材：兩根相同的蠟燭、玻璃板、白紙、記號筆、刻度尺。設(shè)計了表格如下，表格①處應(yīng)填的內(nèi)容是 ；
次數(shù) 蠟燭到平面鏡的距離/cm ① 蠟燭的像與蠟燭的大小關(guān)系
1
（2）實驗時，如圖甲所示，在水平桌面上鋪一張白紙，紙上豎立一塊玻璃板，選用玻璃板代替平面鏡，主要是為了便于確定像的 ；
（3）把點燃的蠟燭A放在玻璃板前，拿未點燃的蠟燭B豎立著在玻璃板后面移動，直至看上去它與蠟燭A的像完全重合。這種確定像與物大小關(guān)系的物理研究方法是 法；
（4）實驗過程中，同學(xué)們用筆記錄了蠟燭和它的像的位置，然后用直線把每次實驗中蠟燭和它的像在紙上的位置連接起來，并用刻度尺分別測量它們到玻璃板的距離，記錄結(jié)果如圖乙。
【解釋】
將實驗觀察的現(xiàn)象和獲取的數(shù)據(jù)信息填入表格內(nèi)，分析論證：像和物體大小相等；像和物體到平面鏡的距離 。
【交流】
得出結(jié)論之后，某同學(xué)提出了疑問：既然像和物體大小相等，為什么我們遠離鏡子時，鏡子里的“自己”，看起來“變小了”呢？請你幫助解釋原因 。
【答案】物體的大小；蠟燭到平面鏡的距離/cm；位置；等效替代法；相等；當我們遠離鏡子時，視角變小，使得我們看到的像看起來變小了，但實際上像的大小并沒有改變。
【解析】[1]同學(xué)們猜想平面鏡成像時，像的大小與物體的大小可能有關(guān)。
（1）[2]由于需要探究像的大小與物體到平面鏡的距離是否有關(guān)，所以表格中應(yīng)填寫“蠟燭到平面鏡的距離/cm”。
（2）[3]選用玻璃板代替平面鏡，主要是因為玻璃板是透明的，可以透過玻璃板看到后面的物體，便于確定像的位置。
（3）[4]在實驗中，通過移動未點燃的蠟燭B，使其與蠟燭A的像完全重合，從而確定像與物的大小關(guān)系。這種確定像與物大小關(guān)系的物理研究方法是等效替代法。
（4）[5]根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，我們可以分析得出：像和物體大小相等；像和物體到平面鏡的距離相等。
[6]當我們遠離鏡子時，鏡子里的“自己”看起來“變小了”，這實際上是因為視角的變化導(dǎo)致的。當我們遠離鏡子時，視角變小，使得我們看到的像看起來變小了，但實際上像的大小并沒有改變。
01 光的直線傳播及應(yīng)用
【點撥】 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，有關(guān)考題主要集中在光的直線傳播的認識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，尤其是勞動人民在生產(chǎn)和人類活動中，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。加強對此方面知識的積累，會有助于解答此類問題。 光的直線傳播作為一個考題不多，常見的是作為一個知識點出現(xiàn)，并與其他光現(xiàn)象知識點或其他知識點結(jié)合組成一個題目。
1．（2024·黑龍江齊齊哈爾）夏日的午后，陽光明媚。同學(xué)們在校園內(nèi)的濃密樹蔭下乘涼時，看到地面上的圓形光斑如圖所示，這是由光的______形成的；同學(xué)們從不同方向都能看到宣傳板上的安全警示信息，這是因為光在宣傳板上發(fā)生了______（選填“鏡面”或“漫”）反射。
【答案】①. 直線傳播；②. 漫。
【解析】[1] 樹葉間有空隙，形成一個個小孔，樹蔭下地面上的光斑是太陽經(jīng)小孔成的實像，是光的直線傳播形成的。
[2] 同學(xué)們從不同方向都能看到宣傳板上的安全警示信息，這是因為光在宣傳板上發(fā)生了漫反射，反射光線朝向四面八方。
2．（2024·四川南充）川北皮影，又稱“影子戲”或“燈影戲”，是一項具有豐富歷史和深厚文化底蘊的國家級非物質(zhì)文化遺產(chǎn)。它是用燈光將受皮影的操縱者（攔門匠）操作的人物或物件表演的影投射到屏幕上，如圖甲。圖①②③④現(xiàn)象中與川北皮影成像原理相同的是（　　）。
A．①圖：海市蜃樓 B．②圖：南充清輝閣倒影
C．③圖：手影游戲 D．④圖：魚的實際位置在看到的“魚”的下方
【答案】C。
【解析】皮影戲是光源發(fā)出的光射到不透明的道具上，在其背后形成的影子落到屏幕上形成的，是光的直線傳播形成的；
A．海市蜃樓是由于光在密度不均勻的空氣中發(fā)生折射形成的，故A不符合題意；
B．倒影是平面鏡成像現(xiàn)象，是由于光的反射形成的，故B不符合題意；
C．手影游戲是光源發(fā)出的光射到不透明的手上，形成的影子，是光的直線傳播形成的，故C符合題意；
D．由于水中的魚反射的光從水中斜射到空氣中發(fā)生折射，所以魚的實際位置在看到的“魚”的下方，是光的折射形成的，故D不符合題意。故選C。
02 小孔成像
【點撥】 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，應(yīng)注意：小孔成像時，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。
3.《夢溪筆談》中記述到“若鳶飛空中，其影隨鳶而移”，而在紙窗上開一個小孔，在室內(nèi)紙屏上卻觀察到“鳶東則影西，鳶西則影東”，則下列說法錯誤的是（　　）。
A．“鶯東則影西，鶯西則影東”描述的是圖乙
B．圖甲和圖乙都可以用光的直線傳播來解釋
C．圖甲和圖乙所形成的影都是實像
D．乙圖中“鳶”不一定比“影”小
【答案】C。
【解析】A．如圖乙，“鶯西則影東”描述的現(xiàn)象是小孔成像，故A正確，A不符合題意；
B．圖甲影子的形成是由光沿直線傳播形成的、圖乙小孔成像也是由光沿直線傳播形成的，故B正確，B不符合題意；
C．小孔成像成的是倒立的實像，圖甲所成的“影”是由于物體擋住光線形成的，不屬于像，故C錯誤，C符合題意；
D．乙圖中“鳶”，小孔成像形成的實像不一定比“影”小 ，故D正確，D不符合題意。故選C。
4. （2024·甘肅武威）如圖所示是小強在紙杯上蒙上一層塑料膜做小孔成像實驗的情景，請在圖中作出燭焰（用表示）在塑料膜上成的像（用箭頭表示）及光路圖。
【解析】A點發(fā)出的光經(jīng)過小孔沿直線傳播會在光屏上成像A′，B點發(fā)出的光經(jīng)過小孔沿直線傳播會在光屏上成像B′，連接A′B′即為燭焰在塑料膜上成的像，如下圖所示：
03 光的反射現(xiàn)象及應(yīng)用
【點撥】 （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）考試中還會出現(xiàn)入射光不動，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。
5．（2024·江蘇無錫·二模）如圖探究光的反射定律，平面鏡水平放置，白色紙板豎直立在鏡面上，入射光線AO緊貼紙板射向鏡面，紙板上能看到反射光線OB（圖中未畫出），O為入射點，ON為法線，則（ ）。
A．反射光線OB的位置在ON的左側(cè)E
B．僅增大圖中α的角度，反射光線OB將遠離ON
C．將紙板右側(cè)F沿ON向后翻折，OB位置不變
D．僅將紙板取走，反射光線OB將不存在
【答案】C。
【解析】A．反射光線OB和入射光線AO分居在法線的兩側(cè)，反射光線OB的位置在ON的右側(cè)，故A不符合題意；
B．僅增大圖中α的角度，入射角減小，則反射角減小，反射光線OB將靠近ON，故B不符合題意；
C．將紙板右側(cè)F沿ON向后翻折，反射光線的位置不變，在右側(cè)紙板前面，故C符合題意；
D．僅將紙板取走，反射光線OB仍然存在，只是不能顯示在紙板上，故D不符合題意。故選C。
6．（2024·江蘇連云港）下列事例中屬于光的反射現(xiàn)象的是（　　）。
A．雨后天空中出現(xiàn)的彩虹 B．建筑物在平靜水面下形成的倒影
C．插入水中的筷子看起來“彎折” D．太陽光通過三棱鏡后被分解成各種色光
【答案】B
【解析】A．雨后天空中出現(xiàn)的彩虹這是光的色散現(xiàn)象，是由光的折射形成的，故A不符合題意；
B．平靜水面上建筑物的倒影，屬于平面鏡成像，是由于光的反射形成的，故B符合題意；
C．插入水中的筷子看起來彎折，是由于光從水中斜射入空氣中時，發(fā)生折射造成的，故C不符合題意；
D．太陽光通過三棱鏡后，被分解成各種色光，這是光的色散現(xiàn)象，是由光的折射形成的，故D不符合題意。故選B。
04 利用光的反射規(guī)律作圖
【點撥】 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，故只要確定入射點法線位置即可確定平面鏡的位置。
7．（2024·云南）如圖所示，一束光經(jīng)平面鏡發(fā)生反射，請畫出反射光線。
【解析】先過入射點垂直于鏡面作出法線，然后根據(jù)反射角等于入射角，在法線右側(cè)中作出反射光線。
8.【新科技新情境】（2024·四川瀘州）如圖甲是隨嫦娥六號一起發(fā)射的角反射器的示意圖，其三個反射面相互垂直，其中兩個反射面如圖乙所示，一束光只在這兩個反射面發(fā)生了反射，請在圖乙中畫出這束光反射的光路圖（保留作圖痕跡）。
【解析】先過第一次入射點垂直鏡面作出法線，再根據(jù)反射角等于入射角畫出反射光線；反射光線到達第二個反射面，同理先作法線，再作反射光線，注意第二次反射的反射光線與第一次反射的入射光線平行
05 探究光的反射定律
9．（2024·福建）探究光的反射定律，實驗裝置如圖1。讓一束光貼著光屏射向平面鏡的O點，改變?nèi)肷涔饩€多次實驗，數(shù)據(jù)記錄于下表。
序號 入射光線相對法線的位置 反射光線相對法線的位置 入射角i 反射角r
1 左 右 30° 30°
2 左 右 45° 45°
3 左 右 60° 60°
4 右 左 60° 60°
（1）能從不同方向觀察到光的傳播路徑，是因為光在光屏上發(fā)生 反射；
（2）分析表中數(shù)據(jù)得出結(jié)論：①反射光線、入射光線分別位于法線 ；
②反射角 入射角；
（3）光熱電站利用追日鏡將太陽光反射到吸熱塔用于發(fā)電。圖2為上午某時刻的光路圖，根據(jù)上述實驗結(jié)論推斷，隨著太陽的運動，追日鏡應(yīng)沿 時針方向旋轉(zhuǎn)，使反射光線射向吸熱塔。
【答案】漫；兩側(cè)；等于；逆。
【解析】（1）[1]因為光在光屏上發(fā)生漫反射，所以能從不同方向觀察到光的傳播路徑。
（2）①[2]分析表格中入射光線相對法線的位置、反射光線相對法線的位置，總是左右相反的，所以反射光線、入射光線分別位于法線兩側(cè)。
②[3]分析表格中多組入射角i和反射角r，他們的大小相等，所以反射角等于入射角。
（3）[4]根據(jù)圖2可知，此時上午某時刻的光路圖，說明太陽要逆時針方向運動，入射角變小，反射角也要變小，為了保證使反射光線射向吸熱塔，追日鏡也要沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)。
10. （2024·江蘇無錫）探究光的反射規(guī)律，器材有：激光筆、平面鏡、標有刻度的白色硬紙板（可沿中縫折疊）、白板；
（1）如圖甲所示，將一束光照射到平面鏡上，它的反射光在光屏上形成一個光斑，保持光在平面鏡上的入射點不變，減小入射光與平面鏡的夾角，則光屏上的光斑向______（選填“上”或“下”）移動；
（2）利用圖乙所示的裝置進行探究；
①平面鏡水平放置，標有刻度的白色硬紙板豎直地立在平面鏡上，使一束光緊貼紙板A，射向鏡面上的O點，將紙板B繞接縫ON向前或向后翻折，當紙板B和紙板A在______時，紙板B上能呈現(xiàn)反射光束；
②改變?nèi)肷涔獾姆较颍x出入射角和反射角的大小，將測得的數(shù)據(jù)記錄在表格中，由此可知：反射角與入射角大小______；
實驗序號 入射角 反射角
① 30° 30°
② 45° 45°
③ 60° 60°
③用另一束光逆著反射光方向射到鏡面，觀察到反射后的光會逆著原來入射光的方向射出，這表明：______；
（3）利用如圖丙所示的裝置進行探究。讓一束光斜射到平面鏡上，在入射點O放置白板并調(diào)整位置，發(fā)現(xiàn)白板只在某一位置能同時呈現(xiàn)入射光和反射光，測得此時白板與鏡面成角，說明白板與鏡面的位置關(guān)系是：______，實驗表明：______；
（4）自行車尾燈是由許多角反射器組成的反光裝置，角反射器是由互相垂直的反光面組成的。當汽車的燈光照在尾燈上時，司機看到尾燈特別亮，原因是：______。
【答案】①. 下；②. 同一平面；③. 反射角等于入射角；④. 光路可逆；⑤. 垂直；⑥. 光的反射定律中，入射光線、反射光線、法線三線在同一個平面內(nèi)；⑦. 見解析。
【解析】（1）[1]保持光在平面鏡上入射點不變，減小入射光與平面鏡的夾角，入射光線偏離法線，反射光線也偏離法線，故光斑向下移動。
（2）①[2]將紙板B繞接縫ON向前或向后翻折，發(fā)現(xiàn)當紙板B和紙板A在同一平面內(nèi)時，B板上才能夠呈現(xiàn)出反射光線，說明光的反射定律中，入射光線和反射光線、法線三條光線在同一平面內(nèi)。
②[3]分析表格中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，反射角等于入射角。
③[4]用另一束光逆著反射光的方向射到鏡面，觀察到反射后的光會逆著原來入射光的方向射出，沿著原來的路徑返回，故說明光路是可逆的。
（3）[5][6]白板與鏡面成角，說明白板與鏡面的位置關(guān)系是垂直；若白板與平面鏡不垂直，則法線不在該白板上，入射光線、反射光線、法線也不會在這個平面鏡內(nèi)，故看不到反射光線、入射光線，說明光的反射定律中，入射光線、反射光線、法線三線在同一個平面內(nèi)。
（4）[7]由于角反射器是由互相垂直的反光面組成的，當汽車的燈光照在尾燈上時，經(jīng)過兩次反射后，光線將平行于入射光線，反射進入司機眼中，司機看到尾燈特別亮。
06 鏡面反射與漫反射
【點撥】 （1）鏡面反射是因為反射面是光滑表面形成的，入射光是平行光時，反射光也是平行光； （2）漫反射是因為反射面是高低不平的粗糙表面，即便入射光是平行光，反射光也不會是平行光，反射光會向各個方向出射，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決定的。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。
11.（多選）自行車的尾燈包含了光學(xué)的知識。它本身不發(fā)光，但在夜晚，當有汽車燈光照射到尾燈上時，就會發(fā)生反射，以引起司機注意，尾燈的結(jié)構(gòu)如圖所示。請你根據(jù)所學(xué)過的知識，判斷下列說法中正確的是（　　）。
A．光照到尾燈上反射時遵循反射定律
B．尾燈第二次的反射光線與所給光線平行
C．尾燈中的平面鏡之間的夾角可以任意角度
D．自行車的尾燈是光源
【答案】AB。
【解析】A．光照射在自行車尾燈上發(fā)生的是鏡面反射，鏡面反射遵循光的反射定律，故A正確；
B．當入射光線在兩塊相互垂直的平面鏡上，過入射點垂直于反射面作出法線，再根據(jù)反射角等于入射角作出反射光線，反射光線到達下面的反射面再次進行反射，而且最后的反射光線與原入射光線平行，故B正確；
C．尾燈中的平面鏡之間的夾角是直角時，才符合尾燈的制作原理，故C錯誤；
D．自行車的尾燈是反射了汽車燈的光，自身不能發(fā)光，因此，不是光源，故D錯誤。故選AB。
12．（2024·山東濟南·模擬預(yù)測）城市越來越多的高樓大廈采用玻璃幕墻、磨光的大理石作為外墻裝飾。強烈的太陽光照射到這些光滑的表面時，會發(fā)生 （選填“漫反射”或“鏡面反射”），造成“光污染”。炎熱的夏日，駕車行駛在平直的高速公路上，常常會看到公路遠處似乎有“積水”。“積水”中還有汽車、電線桿等物體的倒影，但行駛至該處時“積水”卻消失了。這種現(xiàn)象稱之為“公路蜃景”，是由于光通過不均勻的空氣時發(fā)生光的 形成的。
【答案】鏡面反射；折射。
【解析】[1]玻璃幕墻、磨光的大理石外墻的表面較光滑，光在這些光滑的表面上發(fā)生了鏡面反射。
[2]公路蜃景，是公路表面的空氣由于受熱而變得不均勻，光在不均勻的空氣中發(fā)生折射形成的。
07 平面鏡成像的特點
13．（2024·四川廣元）一只小蜜蜂懸停在平靜的湖面上方，它向下看，看到下方有一個與自己相同的“同伴”，于是它飛向湖面迎接“同伴”，在此過程中（　　）。
A．“同伴”向它迎來 B．“同伴”離它而去
C．“同伴”逐漸變小 D．“同伴”真實存在
【答案】A。
【解析】當一只小蜜蜂懸停在平靜的湖面上方時，湖面就相當于一個平面鏡，平面鏡成像特點是像與物體大小相等，像到鏡的距離等于物體到鏡的距離，所成的像是虛像。當小蜜蜂飛向湖面迎接“同伴”時，物距變小，像距也跟著變小，但像的大小不變。所以在此過程中，“同伴”向它迎來，大小不變。故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。
14．（2024·四川成都）夜幕降臨，橫跨成都錦江兩岸的安順廊橋燈火璀璨，槳聲燈影里，夜色讓人陶然而醉，正所謂“錦江燈月遙相近，煙火市井三千年”。如圖，水中“燈影”是由于光的 形成的；若錦江水面上漲，水中“燈影”到水面的距離變 。
【答案】反射；小。
【解析】[1]水中“燈影”是平面鏡成像現(xiàn)象，是因為光照射到水面上發(fā)生光的反射形成的。
[2]若錦江水面上漲，則燈距離水面的距離減小，即物距減小，由平面鏡成像規(guī)律可知，像距等于物距，所以像距變小，故水中“燈影”到水面的距離變小。
08 平面鏡成像作圖
【點撥】 主要有兩種作圖類型： （1）由反射光線作光源 利用像點特性快速作圖：根據(jù)平面鏡成像特點可知，平面鏡所成的像與物體關(guān)于平面鏡對稱，可先確定像點，利用反射光線的反向延長線過像點這一特點快速作圖。 （2）已知光源作反射光路圖
15．（2024·上海）根據(jù)平面鏡成像特點，在圖中畫出物體AB在平面鏡MN中所成的像A′B′。
【解析】平面鏡成像的特點：平面鏡所成的像與物體大小相等，像到平面鏡的距離等于物體到平面鏡的距離，像與物體的連線與鏡面垂直，平面鏡所成的像是虛像；故作圖時分別過AB作MN的垂線，標出等距離對稱的A’B’，因像是虛像，故連接A’B’時用虛線。
16.如圖所示，請在圖中作出物體AB在平面鏡中所成的像。
【解析】（1）由平面鏡成像規(guī)律可知，像與物體關(guān)于平面鏡對稱，過平面鏡作與A點和B點對稱的點A'和B'，連接A'和B'即為AB的像，如圖所示：
09 平面鏡在生活中的應(yīng)用
【點撥】 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，當入射角發(fā)生變化時，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。
17．（2024·遼寧沈陽·二模）在丹東寬甸的白鷺自然保護區(qū)里，夕陽下的白鷺在淺灘中嬉戲、覓食，如圖所示。下列說法正確的是（ ）。
A．人們能看到白鷺說明白鷺是光源
B．白鷺在水中的“倒影”是光的反射現(xiàn)象
C．白鷺看到水里的“魚”在魚實際位置的下方
D．淺灘底部白鷺的“黑影”是光折射形成的像
【答案】B。
【解析】A．人們能看到白鷺是因為白鷺反射的光線進入了人眼，白鷺不是光源，故A錯誤；
B．鳥在水中的倒影屬于平面鏡成像，是光的反射，物體通過水面相當于平面鏡成的虛像，故B正確；
C．魚反射的光從水中到空氣中時會發(fā)生折射，折射光線遠離法線偏折，白鷺沿著折射光線看過去，看到的“魚”在實際位置的上方，故C錯誤；
D．淺灘底部白鷺的“黑影”是白鷺的影子，是由光的直線傳播形成的，故D錯誤。故選B。
18. （2024·黑龍江齊齊哈爾）小萌站在豎直放置的穿衣鏡前2m處，她在鏡中的像與她的距離為______m。小萌靠近穿衣鏡的過程中，她在鏡中的像大小將______（選填“變小”、“不變”或“變大”）。
【答案】①. 4；②. 不變。
【解析】[1]根據(jù)平面鏡成像的特點，像與物到鏡面的距離相等，小萌站在豎直放置的平面鏡前2m處，則像距鏡面也為2m，則鏡中的像與人的距離為
2m+2m=4m
[2]平面鏡所成的像與物體是等大的，當人逐漸面鏡時，視覺上感覺像在變大，但實際上像的大小并沒有變。所以他在平面鏡中像的大小不變。
10 探究平面鏡成像的特點
19．（2024·山西）小明照鏡子時，看到鏡中自己的像，這個像有什么特點呢？為此他進行了實驗探究。
實驗思路：
（1）探究平面鏡成像的特點，關(guān)鍵是要確定像的位置和大小；
（2）可選用 作為平面鏡觀察像，先將點燃的蠟燭置于鏡前，再用一支外形相同未點燃的蠟燭在鏡后移動，通過是否與像重合來確定像的位置和大小，進而得到平面鏡成像的特點；
實驗過程：
（3）按照實驗思路進行操作，觀察蠟燭與像完全重合后，在紙上分別標記平面鏡、蠟燭和像的位置，并測量蠟燭和像到平面鏡的 ，記錄在表格中。試著用光屏承接平面鏡后面的像，觀察光屏上能否呈現(xiàn)點燃蠟燭的像；
（4）換用兩個相同的跳棋子、兩塊相同的橡皮重復(fù)上述操作。多次實驗的目的是 ；
實驗結(jié)論：
（5）平面鏡所成的像為 （選填“實”或“虛”）像，像與物體關(guān)于鏡面對稱。
【答案】玻璃板；距離；使結(jié)論具有普遍性；虛。
【解析】（2）[1]實驗過程中，用透明的玻璃板代替平面鏡，在物體一側(cè)，既能看到蠟燭A的像，也能看到代替蠟燭A的蠟燭B，當蠟燭A的像和蠟燭B重合時，便于確定像的位置。
（3）[2]為了探究平面鏡成像時，像與物到鏡面的距離的關(guān)系，因此當蠟燭與像完全重合后，在紙上分別標記平面鏡、蠟燭和像的位置，并測量蠟燭和像到平面鏡的距離。
（4）[3]實驗中換用兩個相同的跳棋子、兩塊相同的橡皮重復(fù)上述操作，其目的是為了避免單次試驗結(jié)果造成的偶然性，使用多次實驗讓結(jié)論具有普遍性。
（5）[4]由上述實驗過程可知，將光屏放到像的位置，如果透過玻璃板觀察，有可能會把蠟燭的像誤認為在光屏上成像，因而需要不透過玻璃板來觀察光屏上有無像，從而確定平面鏡成的是虛像。
20．（2024·江西）某同學(xué)的爺爺跟著電視節(jié)目學(xué)習(xí)太極拳時，因教練面向觀眾授課，爺爺總是把左右動作做反。在該同學(xué)的建議下，爺爺向后轉(zhuǎn)身，面對墻上鏡中的電視畫面學(xué)習(xí)，有效地矯正了動作。為了幫助爺爺明白其中的道理，他利用如圖所示的裝置分享“探究平面鏡成像特點”的實驗過程。
【證據(jù)】
（1）將方格紙平鋪在水平桌面上，用鍍膜玻璃板作為平面鏡 放置在方格紙上。
（2）將一枚棋子作為物放在鏡前兩格處，取另一枚棋子在鏡后移動，直到它與物的像完全重合，從而確定像的位置，記錄此時像與物到鏡面的格數(shù)。
（3）改變物到鏡面的格數(shù)，進行多次實驗；根據(jù)像與物到鏡面的格數(shù)關(guān)系，判斷像與物到鏡面的 關(guān)系。
（4）請你在虛線框內(nèi)設(shè)計記錄上述實驗數(shù)據(jù)的表格（表一）：
（5）下圖為兩枚疊放的棋子，將其放在鏡前，取數(shù)量適當?shù)钠遄盈B放在鏡后并移動位置，直到與鏡前棋子的像完全重合，記錄此時鏡前與鏡后棋子的數(shù)量。
（6）改變疊放的棋子數(shù)量，進行多次實驗，記錄結(jié)果如表二：
表二
實驗次數(shù) 平面鏡前棋子的數(shù)量/枚 平面鏡后棋子的數(shù)量/枚
1 2 2
2 3 3
3 4 4
【解釋】
（1）根據(jù)表二，每次實驗鏡后棋子與鏡前棋子的數(shù)量 ，且與鏡前棋子的像完全重合，可得結(jié)論：像與物的大小相等。
（2）借助方格紙可發(fā)現(xiàn)，像和物的連線與鏡面 。
【交流】分享完上述實驗過程后，根據(jù)“像與物關(guān)于鏡面對稱”的特點，該同學(xué)與爺爺面對面玩起了“照鏡子”的游戲。該同學(xué)扮演物舉起左手，爺爺扮演鏡中的像應(yīng)舉起 手。通過實驗和游戲，爺爺明白了用鏡子矯正動作的原因。
【答案】垂直；距離；見解析；相等；垂直；右。
【解析】（1）[1]“探究平面鏡成像特點”的實驗過程中，為了便于測量物距和像距，用鍍膜玻璃板作為平面鏡垂直放置在方格紙上。
（3）[2]實驗中改變物到鏡面的格數(shù)，進行多次實驗，像與物到鏡面的格數(shù)關(guān)系，判斷像與物到鏡面的距離關(guān)系。
（4）[3]根據(jù)實驗要求和過程，設(shè)計實驗數(shù)據(jù)的表格（表一）如下表所示
實驗次數(shù) 平面鏡前棋子的格數(shù) 平面鏡后棋子的格數(shù)
1
2
3
【解釋】（1）[4]根據(jù)表二中的數(shù)據(jù)可知，每次實驗鏡后棋子與鏡前棋子的數(shù)量相等。
（2）[5]根據(jù)方格紙可發(fā)現(xiàn)，平面鏡成像的特點是像和物的連線與鏡面垂直。
【交流】[6]根據(jù)“像與物關(guān)于鏡面對稱”的特點，該同學(xué)扮演物舉起左手，爺爺扮演鏡中的像應(yīng)舉起右手。
11 光的折射現(xiàn)象及應(yīng)用（三種光現(xiàn)象辨析）
21. （2024·黑龍江龍東）如圖所示的光現(xiàn)象中，屬于光的反射現(xiàn)象的是（ ）。
A. 手影的形成 B. 漁夫叉魚
C. 照著鏡子畫臉譜 D. 人造彩虹
【答案】C。
【解析】A．手影的形成說明光是沿直線傳播的，由于光的直線傳播，被物體擋住后，物體后面就會呈現(xiàn)出陰影區(qū)域，就是影子，故A不符合題意；
B．漁夫叉魚時，看到的水中的魚是由于水中魚反射出的光，在水面處發(fā)生了折射，折射光線向遠離法線的方向偏折，我們看到的是變淺的魚的虛像，故B不符合題意；
C．照鏡子畫臉譜，屬于平面鏡成像，是由于光的反射形成的，故C符合題意；
D．人造彩虹是光的色散現(xiàn)象，屬于光的折射，故D不符合題意。故選C。
22．（2024·黑龍江大慶）以下光的反射、折射的光路圖，正確的是（ ）。
A． B．
C． D．
【答案】A。
【解析】反射角等于入射角，反射光線與入射光線在同一介質(zhì)中，折射光線與入射光線在不同介質(zhì)中，空氣中的入射角大于水中的折射角，故A正確，BCD錯誤。故選A。
12 光的折射作圖
【點撥】 1.從水中看岸上物體 運用光的折射規(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標出光的傳播方向
2.從岸上看水中物體 應(yīng)注意：無論從什么地方看到物體，是因為有光從物體進入眼睛，并不是人的眼睛會發(fā)光。
23. （2024·廣西）了解水深，防止溺水。人在岸邊看水池池底的發(fā)光點A，感覺該點的位置升高，池水看起來比實際的淺。請在圖中畫出從A點發(fā)出的光進入人眼E的光路圖。
【解析】眼睛觀察到的A′點在A點的斜上方，然后連接A′與眼睛與界面的交點為折射點O，在圖中A′點是A點的像，光由A點發(fā)出，經(jīng)水面射入空氣中時發(fā)生折射，折射角大于入射角而射入眼睛點，A′就在折射光線的反向延長線上，如圖所示：
24．（2024·河南）如圖，觀光水池中，一束紅光沿AO方向從水射入空氣，折射光線為。若另一束紅光沿BO方向從水射入空氣，請大致畫出入射光線BO的折射光線，并標出對應(yīng)的折射角r。
【解析】在光的折射現(xiàn)象中，折射角隨入射角的減小而減小，折射角是折射光線與法線的夾角，據(jù)此畫出入射光線BO的折射光線，并標出對應(yīng)的折射角r。
13 探究光的折射定律
25．如圖所示，為了探究“光折射時的特點”：
(1)讓光束沿AO射入杯中時，光束進入水中后折射光線會 （選填偏向或偏離） 法線；
(2)當一束光射入杯中時，會在杯底形成光斑，保持入射光束的方向不變，逐漸往杯中加水，觀察到杯底的光斑向 （選填“左”或“右”） 移動；
(3)如圖所示，站在清澈的游泳池里，在岸上的人會發(fā)現(xiàn)泳池里人的腿 （選填“變長”、“變短”或“不變”）。
【答案】(1)偏向；(2)左；(3)變短。
【解析】（1）讓光束沿AO射入杯中時，光束進入水中后折射光線會向法線方向偏折，此時折射角小于入射角，折射光線靠近法線，向左偏折。
（2）當一束光射入杯中時，會在杯底形成光斑，保持入射光束的方向不變，逐漸往杯中加水，入射點左移，但入射角和折射角均不變，故可觀察到杯底的光斑向左移動。
（3）人的腳發(fā)出的入射光線射到水面上會發(fā)生光的折射，折射光線進入岸上人的眼睛，岸上的人逆著折射光線看去，人腳的入射光線會向上偏折，所以岸上的人看到站在游泳池里人的腿是變短的。
26.某小組選用了圖甲中光源、水、水槽、可折轉(zhuǎn)的光屏（帶刻度）等器材，用于完成探究“光從空氣射入水中時的折射規(guī)律”。
【設(shè)計實驗】
(1)實驗應(yīng)該在 的環(huán)境中進行，實驗中使光線更明顯的方式有 ；
【進行實驗與收集證據(jù)】
(2)光從空氣射入水中，入射點為O點，不斷改變?nèi)肷浣牵x出刻度盤上對應(yīng)的折射角，將實驗結(jié)果畫在圖丙中，其中1和、2和……4和分別表示各次入射光線和對應(yīng)的折射光線的位置，并記錄了表一的數(shù)據(jù)；由此可得出，光從空氣斜射入水中時，折射角隨入射角的增大而 ，且折射角 （選填“大于”、“等于”或“小于”）入射角；表一中“？”處的數(shù)據(jù)是 ；
表一
序號 1 2 3 4
入射角（°） 60 40 20 0
折射角（°） 40 29 15 ？
表二
序號 1 2 3
入射角（°） 15 29 40
折射角（°） 20 ？ 60
(3)接下來繼續(xù)探究光從水中射入空氣中的折射情況，記錄了表二的數(shù)據(jù)。表二中“？”處的數(shù)據(jù)模糊不清，請綜合分析兩個表格中的數(shù)據(jù)，判斷出這個數(shù)據(jù)應(yīng)該是 ；
【交流與合作】
(4)使用可折轉(zhuǎn)的光屏，是為了觀察折射光線和入射光線是否 ；
(5)實驗過程中，小組成員發(fā)現(xiàn)水面處發(fā)生光的折射現(xiàn)象的同時還伴有光的 現(xiàn)象；
(6)請你對該小組同學(xué)通過上述探究實驗得出光的折射特點的過程作出評價；是否存在不足？
答： （選填“是”或“否”）；請簡要說明理由： ；
【實驗遷移】
(7)在圖甲的基礎(chǔ)上，向容器中繼續(xù)慢慢注水，容器底部光斑的位置將 （選填“向左移動”、“向右移動”或“不變”）。
【答案】(1)較暗；在水面上方噴煙霧或在水中滴幾滴牛奶；(2)增大；小于；0；(3)40；(4)在同一平面內(nèi)；(5)反射；(6)是；實驗結(jié)論不具有普遍性，應(yīng)換用其他透明介質(zhì)再做實驗，避免實驗結(jié)論的偶然性；(7)向左移動。
【解析】（1）[1]由于在較暗的環(huán)境進行實驗時，光的路徑較清晰，更容易觀察，所以實驗應(yīng)該在較暗的環(huán)境中進行。
[2]由于光路在透明的水中不易觀察，所以在水面上方噴煙霧或在水中滴幾滴牛奶，可以使光線更明顯。
（2）[1][2]由于入射光線與法線的夾角為入射角，折射光線與法線的夾角為折射角，由圖丙可以看出，當入射角增大時，折射角也隨著增大，且折射角小于入射角。
[3]當光從空氣垂直射到水面時，傳播方向不變，所以此時入射角等于0度，折射角也等于0度。
（3）光從空氣斜射入水中時，折射角小于入射角，而從水斜射入空氣時，折射角大于入射角，表一是從空氣射入水中的數(shù)據(jù)，表二是光從水射入空氣中的數(shù)據(jù)，對比表一的1、3和表二的1、3，發(fā)現(xiàn)入射角和折射角相互交換，說明光的折射現(xiàn)象遵循光路可逆，根據(jù)表二第2次數(shù)據(jù)，交換后入射角為29°，對應(yīng)的折射角為40°。
（4）將光屏的右半部分向前后翻折，就不會看到折射光線，只有當整個光屏為一平面時，才能夠看到折射光線，說明折射光線、入射光線、法線共面，所以使用可折轉(zhuǎn)的光屏，是為了觀察折射光線和入射光線是否在同一平面內(nèi)。
（5）由于平靜的水面相當于平面鏡，光在平面鏡上會發(fā)生反射現(xiàn)象，所以會發(fā)現(xiàn)水面處發(fā)生光的折射現(xiàn)象的同時還伴有光的反射現(xiàn)象。
（6）[1][2]由于實驗中只用水做介質(zhì)，結(jié)論具有偶然性，所以實驗存在不足，應(yīng)換用其他透明介質(zhì)再做實驗，避免實驗結(jié)論的偶然性。
（7）向容器中繼續(xù)慢慢注水，水面升高，由圖甲可知，入射點將向左移動，則折射光線向左移動，故容器底部光斑的位置將向左移動。
14 光的色散及色散現(xiàn)象
【點撥】 認識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現(xiàn)，也可以利用光柵等儀器來實現(xiàn)。
27．（2024·廣西欽州·二模）關(guān)于光現(xiàn)象，下列說法正確的是（ ）。
A．雨后天空出現(xiàn)彩虹是由于光的反射形成的
B．在平靜的湖面上可以看到藍天白云是由于光的折射形成的
C．影子是光的直線傳播形成的
D．光從空氣射入水中，傳播速度變小
【答案】CD。
【解析】A．雨后天空出現(xiàn)彩虹是由于光的折射形成的，屬于光的色散現(xiàn)象，故A錯誤；
B．在平靜的湖面上可以看到藍天白云屬于平面鏡成像，是由于光的反射形成的，故B錯誤；
C．影子是物體遮擋光線，光照射不到的陰影區(qū)域，是光的直線傳播形成的，故C正確；
D．光在其它透明介質(zhì)中的傳播速度都小于在空氣中的速度，故光從空氣射入水中，傳播速度變小，故D正確。故選CD。
28.下列關(guān)于光現(xiàn)象說法正確的是（　　）。
A．1666年，牛頓用玻璃三棱鏡分解了太陽光，揭開了光的顏色之謎
B．雨后的彩虹是光的色散現(xiàn)象，說明太陽光是由紅、綠、藍三種色光混合而成
C．手持體溫槍靠發(fā)出紫外線測量人的體溫
D．紅外線能殺死微生物，手術(shù)室常用紅外線燈來滅菌
【答案】A。
【解析】A．17世紀以前，人們一直認為白色是最單純的顏色，直到1666 年，牛頓通過色散實驗即用玻璃三棱鏡分解了太陽光，揭開了光的顏色之謎，故A正確；
B．雨后的彩虹是光的色散現(xiàn)象，說明太陽光是由七種色光混合而成，故B錯誤；
C．手持體溫槍靠發(fā)出紅外線測量人的體溫，故C錯誤；
D．紫外線能殺死微生物，手術(shù)室常用紫外線燈來滅菌，故D錯誤。故選A。
15 三原色與物體的顏色
【點撥】 （1）三原色：紅、綠、藍； （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。
29.下列說法中不正確的是（　　）。
A．紅綠藍三種色光可以混合形成任意顏色的光
B．光線是一種物理模型，它可以形象的描述光的傳播路徑和方向
C．光的傳播速度很快，約為3×108m/s
D．實像能用眼睛看到，虛像也能用眼睛看到
【答案】C。
【解析】A．光的三原色是紅綠藍，紅綠藍三種色光可以混合形成任意顏色的光，故A正確，不符合題意；
B．光線是一種物理模型，它可以形象的描述光的傳播路徑和方向，并不是真實存在的，故B正確，不符合題意；
C．光的傳播速度很快，在真空中約為3×108m/s，故C錯誤，符合題意；
D．實像和虛像都可以用眼睛看到，但虛像不能承接到光屏上，故D正確，不符合題意。故選C。
30．（2024·云南昭通·二模）（多選）五千年的華夏文明，創(chuàng)造了無數(shù)的詩詞歌賦，下面是某位同學(xué)對部分詩句中蘊涵的物理知識的理解正確的是（ ）。
A．“不敢高聲語，恐驚天上人”——“高”指的是聲音的“響度”大
B．“孤帆一片日邊來”——以江岸為參照物，“孤帆”是運動的
C．“人面桃花相映紅”——桃花是光源，發(fā)出的紅光映紅了人的臉
D．“露似真珠月似弓”——露實際是小水珠，是水蒸氣液化形成的
【答案】ABD。
【解析】A．“不敢高聲語，恐驚天上人”——“高”指的是聲音的音量大即“響度”大，故A正確；
B．“孤帆一片日邊來”——孤帆與江岸間的空間位置發(fā)生變化，以江岸為參照物，“孤帆”是運動的，故B正確；
C．桃花本身不能發(fā)光，所以不是光源，故C錯誤；
D．“露似真珠月似弓”——露實際是小水珠，是由空氣中的水蒸氣遇冷液化形成的，故D正確。
故選ABD。
16 紅外線、紫外線及其應(yīng)用
【點撥】 紅外線和紫外線的應(yīng)用都是建立在其自身特點的基礎(chǔ)上的 （1）紅外線具有熱效應(yīng)強，穿透能力強，一切物體都在不停地輻射紅外線等特點，利用這些特點可制成熱譜儀、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、驗鈔機等。
31．（2024·山東聊城）關(guān)于光學(xué)知識在生活中的應(yīng)用，下列說法正確的是（　　）。
A．甲圖，光導(dǎo)纖維用于醫(yī)用內(nèi)窺鏡，利用了光的多次折射傳輸圖像信息
B．乙圖，街頭路口安裝凸面鏡，利用了光的反射擴大視野
C．丙圖，凸透鏡對光有會聚作用，可以用來矯正近視眼
D．丁圖，物體溫度升高時輻射的紫外線會增強，可以利用紫外線拍攝熱譜圖
【答案】B。
【解析】A．甲圖，光導(dǎo)纖維用于醫(yī)用內(nèi)窺鏡，利用了光的反射傳輸圖像信息，故A錯誤；
B．乙圖，街頭路口安裝凸面鏡，利用了光的反射工作的，可以擴大視野，故B正確；
C．丙圖，凸透鏡對光有會聚作用，可以用來矯正遠視眼，使光線提前會聚，在視網(wǎng)膜前成像，故C錯誤；
D．丁圖，物體溫度升高時輻射的紅外線會增強，可以利用紅外線拍攝熱譜圖，故D錯誤。故選B。
32.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．利用超聲波可以測量宇宙飛船飛行的軌道高度
D．當預(yù)報的紫外線指數(shù)過大時，要采取防護措施，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錯誤；
B．一切物體都能輻射紅外線，故B錯誤；
C．宇宙飛船在真空狀態(tài)的太空飛行，真空不能傳聲，故C錯誤；
D．雖然紫外線對人體有好處，但過多地接受紫外線的照射對人體有傷害，所以紫外線指數(shù)過大時，要采取防護措施，防止過量的紫外線照射，故D正確。故選D。
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