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专题06 光现象
一、光的直线传播 光源（1）定义：本身能够发光的物体叫做光源。 （2）分类：按其来源分为天然光源和人造光源。 （3）说明：判断物体是否是光源，不是看它是否发光，而是看其“本身”是否能够发光。光的直线传播（1）条件：光在同种均匀介质中是沿直线传播的。 （2）举例：影子的形成、日食和月食、小孔成像等都是光的直线传播现象，而激光准直、站队看齐、射击瞄准等都是光的直线传播应用。 （3）光线：为了形象地表示光的传播情况，通常用一条带箭头的直线表示光的传播径迹和方向，这样的直线叫光线。 （4）说明：影子不是像，它是光射不到的一个阴暗区。光的传播速度（1）光速：光在真空中传播速度最大，约为3×108 m/s，光在不同介质中的传播速度不同。 （2）光年：光年是光在一年内传播的距离，它是长度单位。
二、光的反射 光的反射现象（1）定义：光从一种物质射到另一种物质的表面时，有一部分光返回到原来物质中传播的现象叫做光的反射。 （2）说明：我们能够看见不发光的物体，就是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。光的反射定律光的反射定律：在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在同一平面内，反射光线、入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。 说明：（1）法线不是光线，是反射光线与入射光线夹角的角平分线。（2）当入射光线垂直射向镜面时，反射光线垂直返回，入射角、反射角均为0°。光路的可逆性在反射现象中，光路是可逆的。镜面反射和漫反射（1）镜面反射：平行光照射到光滑物体的表面上发生反射后，反射光线仍然平行的反射现象叫镜面反射。 （2）漫反射：平行光束照在粗糙物体的表面上会把光线向着四面八方反射的现象叫漫反射。
三、平面镜成像 平面镜成像的特点（1）成像特点：平面镜成的像是虚像，像和物体大小相等，平面镜所成的像和物体到镜面的距离相等，像和物体的连线与镜面垂直。 （2）对称规律：平面镜所成的像与物体关于镜面对称。平面镜成虚像平面镜所成的像是由反射光线的反向延长线会聚而成的虚像。平面镜的应用一是利用平面镜成像，如穿衣镜； 二是利用平面镜能够改变光的传播方向，如潜望镜。
四、光的折射 光的折射（1）定义：光从一种介质斜射入另一种介质时传播方向发生改变的现象叫光的折射。 （2）光的折射规律： ①折射光线、入射光线和法线在同一平面内； ②折射光线和入射光线分居在法线的两侧； ③当光从空气斜射入水或其他介质时，折射光线靠近法线，折射角小于入射角；当光从水或其他介质斜射入空气中时，折射光线远离法线，折射角大于入射角。 （3）光路的可逆性：在折射现象中，光路是可逆的。 （4）说明：当光从光速大的介质斜射入光速小的介质时，折射角小于入射角。生活中的折射现象（1）池水看起来比实际的浅； （2）筷子在水中的“折射”现象； （3）海市蜃楼； （4）叉鱼时对准看到鱼的下方。 说明：分析光的折射现象时，可以根据光的折射规律，通过作图的方式直观、形象地说明问题，但在分析时，一定要搞清光的传播方向，即光线从什么介质斜射入什么介质中；再利用相应的折射规律作图分析。
五、光的色散 光的色散1．概念：太阳光经过三棱镜后，被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光，这种现象叫光的色散。 2．色散现象表明：白光是由七种色光混合而成的。 3．单色光：一般把红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等颜色的光称为单色光。 4．复色光：由单色光混合成的光称为复色光。物体的颜色1．透明物体的颜色是由物体透过光的颜色决定的，且物体是什么颜色，它只透过与它相同的色光，其他色光则被吸收，如果物体把所有的色光都透过，我们将会看到无色的透明体。 2．不透明物体的颜色是由物体反射色光决定的，物体是什么颜色，它只反射跟它颜色相同的色光，其他色光全部被物体吸收，当物体把所有色光都反射，我们看到的物体是白色的；如果物体把所有的色光都吸收，物体是黑色的。 3．色光的三原色是红、绿、蓝。 4．颜料的三原色是红、黄、蓝。
六、看不见的光 光谱把光线按照红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列起来，就是光谱。红外线（1）红外线：红光之外的辐射叫做红外线。 （2）特性：一切物体都在不停地辐射红外线．物体的温度升高时，它向外辐射的红外线就会越明显。 （3）特点：穿透云雾能力强（红外遥感）；较强的热效应（红外线夜视仪）；物体的温度越高，辐射的红外线越多。 （4）应用：a．利用红外线加热物体：理疗机、红外线加热烤箱等；b．红外线遥感：红外线夜视仪、红外线测距仪、红外线照相；c．红外线遥控：电视、空调等的遥控器。紫外线（1）紫外线：紫光之外的辐射叫做紫外线。 （2）特性：紫外线的主要作用是化学作用，能促进维生素D的合成，能杀死微生物，能使荧光物质发光；过多紫外线照射有害人体健康。 （3）应用：a．有助于人体合成维生素D；b．诱发基因突变以培育生物新品种；c．化学催化、消毒灭菌；d．鉴别古画、识别商标和钞票等。
1．识别镜面反射和漫反射的方法： （1）反射面粗糙的，发生的是漫反射。 （2）从各个方向都能看到的，则为漫反射。 2．“钟表读数”问题的解决方法 （1）直接从试卷的反面看； （2）根据平面镜成的像与物上下（或左右）颠倒画出钟表指针的实际位置，然后再直接读数。 3．作反（折）射光线的步骤： 4．平面镜成像作图的两种题型及解题技法
模型1 几种常考的光的直线传播现象
（2022 天津）如图是我国古代的一种计时工具——日晷，人们通过观察直杆在太阳下影子的位置来计时。影子的形成是由于（　　）
A．光的直线传播 B．光的反射
C．平面镜成像 D．光的折射
【答案】A
【分析】光在同种均匀介质中沿直线传播，光沿直线传播的例子有：小孔成像、影子的形成、日食和月食现象等。
【解答】解：影子是由光的直线传播形成的，故A正确。
【变式练1】（2023 广东）如图所示，在阳光照射下，广东省南澳岛北回归线标志塔在地面上形成影子。影子形成的原因是（　　）
A．光沿直线传播 B．光的反射
C．光的折射 D．光的色散
【答案】A
【分析】沿直线传播的光被不透明的物体挡住，物体后面光照不到的黑暗区域，就是影子。
【解答】解：光在同一种均匀介质中是沿直线传播的，沿直线传播的光被不透明的物体挡住，物体后面光照不到的黑暗区域，就形成了影子，故A正确。
【变式练2】（2021 内江）2000多年前，《墨经》中就记载了如图所示的小孔成像实验，小孔成像是下列哪种光现象形成的（　　）
A．光的直线传播 B．光的反射
C．光的折射 D．光的色散
【答案】A
【分析】（1）光在同种均匀介质中沿直线传播，如：激光准直、小孔成像和影子的形成等；
（2）当光照射到物体界面上时，有一部分光被反射回来发生反射，如：平面镜成像，水中倒影等；
（3）当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会偏折，发生折射，如：水中“弯折”的筷子，彩虹的形成等。
【解答】解：小孔成像的原理是光在同一种均匀介质中沿直线传播；所以A正确，BCD错误。故选：A。
【变式练3】（2021 湖州）如图是月偏食的示意图，月食轮廓是弯曲的圆弧。下列事实与圆弧的形成无关的是（　　）
A．太阳光的直线传播 B．地球是球形的
C．月球是球形的 D．地球是不透明的
【答案】C
【分析】月食形成的原理是光沿直线传播；当太阳、地球、月亮位于同一直线上，地球位于太阳与月球之间时，不透明的地球挡住了沿直线传播的太阳光，在地球上看不到月球时，便形成月食。
【解答】解：图中的月食的轮廓，是由于太阳、地球、月亮位于同一直线上，地球位于太阳与月球之间时，不透明的圆形地球挡住了沿直线传播的太阳光，在地球上看不到完整月球时，便形成的月偏食。
所以圆弧的形成与A．太阳光的直线传播；B．地球是球形的；D．地球是不透明的；三者有关，而与 C．月球是球形的，无关。故C正确，ABD错误。
【点评】本题考查光的直线传播所形成的现象，在生活中随处可见，本题是一道较为新颖的试题，要学会用物理知识解释生活中的现象。
模型2 区别光现象类型
（2023 广安）光与影的世界是生活也是艺术，摄影作品将之展现得奇妙而瑰丽。如图中可以用光的直线传播解释的是（　　）
A．奇妙的“倒影” B．地面上的影子
C．瑰丽的彩虹 D．露珠下被放大的叶脉
【答案】B
【分析】（1）光射到物体的表面，改变传播方向回到原来介质中的现象叫光的反射，平面镜成像属于光的反射的应用。
（2）光在同种均匀介质中是沿直线传播的。小孔成像、日食、月食、激光准直、影子的形成都是光的直线传播的实例。
（3）太阳光经过三棱镜折射后分解出七种单色光的现象叫光的色散，光的色散本质上是光的折射现象；雨后彩虹属于光的色散现象。
（4）凸透镜成像是由于光的折射形成的，露珠下被放大的叶脉就是凸透镜成像形成的。
【解答】解：A、奇妙的“倒影”是由于光的反射形成的，故A不符合题意；
B、地面上的影子是由于光的直线传播形成的，故B符合题意；
C、瑰丽的彩虹是由于光的折射形成的，故C不符合题意；
D、露珠下被放大的叶脉是由于光的折射形成的，故D不符合题意。
名师点拨：本题主要考查了光的直线传播，关键是能够从实例中分辨出光的直线传播、光的反射和光的折射现象。
【变式练1】（2023 通辽）下列现象中与平面镜成像原理相同的是（　　）
A．树荫下的圆形光斑 B．街头路口的反光镜
C．人脸识别机 D．影子的形成
【答案】B
【分析】（1）光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播，产生的现象有小孔成像、激光准直、影子的形成、日食和月食等；
（2）光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象，例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的；
（3）光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时，就会出现光的折射现象，例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼等都是光的折射形成的。
【解答】解：A、树荫下的圆形光斑属于光沿直线传播，故A不符合题意；
B、街头路口的反光镜是凸面镜成像，是光的反射造成的，故B符合题意；
C、人脸识别机光属于凸透镜成像，凸透镜成像属于光的折射现象，故C不符合题意；
D、影子的形成是光沿直线传播形成的，故D不符合题意。
故选：B。
【点评】此题通过几个词语考查学生对光的折射、光的直线传播、光的反射的理解，解题的关键是理解词语反应的物理情境，一定程度上考查了学生的语文知识，在学习过程中要善于利用所学知识解释有关现象。
【变式练2】（2023 攀枝花）如图所示的四种情景，属于光的反射现象的是（　　）
A．雨后彩虹 B．湖中倒影
C．阴晴圆缺 D．水球成像
【答案】B
【分析】（1）光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播，产生的现象有小孔成像、激光准直、影子的形成、日食和月食等；
（2）光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象，例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的；
（3）光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时，就会出现光的折射现象，例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼、凸透镜成像等都是光的折射形成的。
【解答】解：A、雨后彩虹是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的，白光经水珠折射以后，分成各种彩色光，这种现象叫做光的色散现象，所以说雨后的天空出现彩虹是由光的色散形成的。故A与题意不符。
B、湖中倒影，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故B符合题意。
C、月有阴晴圆缺是因为光沿直线传播的，由于光的直线传播，被地球挡住射向月球的光形成的，故C与题意不符；
D、水球成像相当于凸透镜成像，是光的折射形成的，故D与题意不符。
故选：B。
【点评】此题通过几个日常生活中的现象考查了对光的折射、光的直线传播、光的反射的理解，在学习过程中要善于利用所学知识解释有关现象。
【变式练3】（2023 丹东）下列现象中，属于光的折射现象的是（　　）
A．日晷上的影子 B．“弯折”的筷子
C．屏上的皮影 D．水中的倒影
【答案】B
【分析】（1）光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播，产生的现象有小孔成像、影子的形成、日食和月食等；
（2）光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象，例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的；
（3）光在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时，就会出现光的折射现象，例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼等都是光的折射形成的。
【解答】解：AC、日晷上的影子、屏上的皮影，都是由光沿直线传播形成的，故AC错误；
B、斜插在水中的筷子，筷子在水面处看起来变折了，这是由于筷子反射的光从水中斜射入空气中时，传播方向发生了偏折，远离法线，折射角大于入射角，所以筷子在水中的部分是向上弯折，是由于光的折射形成的，故B正确；D、水中的倒影，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故D错误。
【点评】此题考查的是我们生活中光现象原理的判断，这是我们光现象中的重点，是中考时必考的一个知识点。
模型3 光的反射规律及其应用
（2023 自贡）小王同学在家里将一个平面镜放在水平桌面上，再把一张可沿ON折叠的硬白纸板ENF竖直地立在平面镜上，以此来探究光的反射规律。通过测量他发现此时入射光线与平面镜成50°夹角，如图所示，则（　　）
A．反射光线与镜面的夹角是40°
B．入射角增大10°，反射光线与入射光线的夹角增大20°
C．将纸板NOF向后折叠，则反射光线会消失
D．光在纸板上发生了镜面反射
【答案】B
【分析】（1）入射角和反射角的概念：入射角是入射光线与法线的夹角；反射角是反射光线与法线的夹角；光的反射定律：反射光线、入射光线与法线在同一平面内；反射光线和入射光线分别位于法线两侧；反射角等于入射角；（2）实验中，通过纸板来显示光路，人们能从不同角度看到不发光的物体，是因为光线发生了漫反射。
【解答】解：A、已知入射光线与平面镜的夹角为50°，因此入射角是90°﹣50°＝40°，根据光的反射定律，反射角等于入射角，因此反射角也是40°，反射光线与镜面的夹角是90°﹣40°＝50°，故A错误；
B、当入射角增大10°，根据光的反射定律，反射角等于入射角，反射角也增大10°，反射光线与入射光线的夹角增大20°，故B正确；
C、光在反射时，反射光线、入射光线、法线在同一平面内，图乙中，将纸板NOF向后折时在纸板上看不到反射光线，此实验现象说 明反射光线、入射光线和法线在同一平面，反射光线依然存在，故C错误。
D、在纸板上能看到光的传播路径，这是因为光在纸板上发生了漫反射，光线可以射向不同的方向，故D错误。
名师点拨：本题主要考查了入射角和反射角的概念，同时还考查了光的反射定律的内容，并且要会利用光的反射定律的内容进行有关的计算。
【变式练1】（2022 浙江）如图，小舟利用平面镜研究光的反射定律，下列说法错误的是（　　）
A．AO是入射光线
B．反射角等于30°
C．将激光笔靠近N时，光线OB会靠近ON
D．绕ON前后转动F板，F板上观察不到光线
【答案】B
【分析】（1）射向镜面的光线为入射光线，离开镜面的光线为反射光线；
（2）反射光线与法线的夹角叫反射角，反射角等于入射角；，
（3）移动激光笔，使射向O点入射光线AO慢慢地向ON位置靠近，则入射角减小，反射角也减小，则反射光线会靠近法线；
（4）要研究入射光线、法线、反射光线是否在同一平面内，我们可以以法线为轴线转动光屏，通过现象进行判断。
【解答】解：A、射向镜面的光线为入射光线，由图知入射光线从激光笔沿OA射向镜面，所以AO是入射光线，故A正确；
B、由图知入射角为60°，由于反射角等于入射角，所以反射角也是60°，故B错误；
C、若把入射光线OA靠近ON，则入射角减小，根据反射角等于入射角可知，反射角也会减小，所以反射光线OB也会靠近ON，故C正确；
D、绕ON前后转动F板，由于两个面不在同一平面内，所以F板上观察不到光线，故D正确。
【点评】此题主要考查了光的反射定律中三线之间的关系：反射光线、入射光线、法线在同一平面内。在实验中是通过转动光屏看是否能在光屏上找到反射光线的方法来进行研究的。
【变式练2】（2023 丹东）如图所示，白色纸板竖直立在水平放置的平面镜上，入射光线与平面镜的夹角为50度，则反射角大小为　 　度；若将ON右侧纸板F沿ON向后转动，则纸板F上 　 　（选填“能”或“不能”）显示出反射光线。
【答案】40；不能。
【分析】光的反射定律的内容：反射光线、入射光线与法线在同一平面内；反射光线和入射光线分别位于法线两侧；反射角等于入射角；入射角和反射角的概念：入射角是入射光线与法线的夹角；反射角是反射光线与法线的夹角；将纸板F绕ON向后翻折，则纸板F和E没有在同一平面上，纸板F上不能显示出反射光束，据此分析回答。
【解答】解：当入射光线与平面镜的夹角为50°时，入射角为90°﹣50°＝40°，根据光的反射定律：反射角等于入射角，反射角也为40°；若将ON右侧纸板F沿ON向后转动，则纸板F和E没有在同一平面上，纸板F上不能显示出反射光束。
【点评】此题主要通过实验探究了光的反射定律，通过各个分实验分别探究了两角大小和三线之间的关系。实验探究题是中考中必不可少的题目，要加强实验教学，引导学生从实验中分析现象，归纳总结规律。培养学生观察、分析、概括能力。　
【变式练3】如图所示，光在玻璃和空气的界面MN同时发生了反射和折射，以下说法正确的是（　　）
A．入射角为 60°，界面右侧是空气 B．折射角为 40°，界面右侧是玻璃
C．入射角为 30°，界面左侧是空气 D．折射角为 50°，界面左侧是玻璃
【答案】D
【分析】（1）已知光在玻璃和空气的界面MN，然后根据折射光线和入射光线的关系确定出折射光线、入射光线、反射光线。（2）光的反射定律的内容：反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角。（3）光的折射定律的内容：入射光线、法线、折射光线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线两侧，当光线从空气射入其他透明介质时，折射角小于入射角；当光线从其他介质斜射入空气时，折射角大于入射角。
【解答】解：已知MN是界面，过入射点O作出法线，则由图可知，∠AOM＝60°，则∠BON＝60°，所以入射角∠BOE＝90°﹣60°＝30°，而∠COM＝40°，则折射角∠COF＝90°﹣40°＝50°；因折射角大于入射角，所以MN的右边是空气，左边是玻璃。故选：D。
模型4 镜面反射和漫反射
（2023 泰州）如图所示，一只水鸟站在水中觅食，图中的黑影是由于光的　　形成的，倒影是因光的反射形成的　 　 像，且倒影看起来要“暗”一些，是因为有一部分光在水面处发生了　 　 而进入水中，人能从不同角度看见水鸟是由于光照射在鸟身上发生了　 　 。
【答案】直线传播；虚；折射；漫反射。
【分析】（1）光在同种均匀介质中沿直线传播；（2）平面镜成像的原理是光的反射形成的，成的像是虚像，是由光的反向延长线形成的，是人的主观感觉，不能用光屏承接。
光射到水面时，一部分光线发生了反射，另一部分发生了折射而进入水中。
（3）反射分镜面反射和漫反射，平行光线入射到平而光滑反射面上，反射光线还是平行射出，这种反射是镜面反射；平行光线入射到粗糙的反射面上，反射光线射向四面八方，这种反射是漫反射。
【解答】解：（1）水鸟的黑影属于影子，是由于光的直线传播形成的；（2）水鸟的倒影属于平面镜成像，平面镜成像是由于光的反射形成的，成的像是虚像；光射到水面时，一部分光线发生了反射，另一部分发生了折射而进入水中，所以这些“倒影”看起来“暗”一些；（3）人能从不同角度看见水鸟是由于光照射在鸟身上发生了漫反射。
名师点拨：本题考查了影子的成像原理、平面镜成像的特点、光的折射、光的反射的分类，涉及到的知识点较多，是光学部分的典型题。
【变式练1】（2022 宁波）如图所示是实验室中的毛玻璃片，一面磨砂，一面平滑。为了分辨这两个面，下列方法中不可行的是（　　）
A．用手去触摸，粗糙的一面是磨砂面
B．用激光笔照射表面，反射后可在光屏上成一个亮点的一面是平滑面
C．压力相同时，与同一水平桌面之间滑动摩擦力较大的一面是磨砂面
D．透过毛玻璃片看不清远处物体，朝向眼睛的一面是平滑面
【答案】D
【分析】磨砂面凹凸不平，会发生漫反射；平滑面会发生镜面反射；滑动摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关。
【解答】解：A、用手去触摸，粗糙的一面是磨砂面，光滑的一面是平滑面，故A可行；
B、用激光笔照射表面，反射后可在光屏上成一个亮点，这说明发生了镜面反射，该反射面是平滑面，故B可行；
C、压力相同时，与同一水平桌面之间滑动摩擦力较大，说明接触面较粗糙，是磨砂面，故C可行；
D、毛玻璃片不透明，所以通过毛玻璃无法看去远处的物体，故D不可行。
【点评】本题考查了光的反射现象、影响滑动摩擦力大小的因素、平面镜成像，属于基础题。
【变式练2】（2022 河北）雨过天晴，地面上会出现建筑物的影子，影子是由于 　 　形成的。通过地面上一层薄薄的积水还可以看到建筑物的像，如图所示，像的大小与建筑物的大小 　 　。一些建筑物外部采用了玻璃幕墙作为装饰，强光照射到玻璃幕墙时会发生 　 　反射，造成“光污染”。
【答案】光的直线传播；相等；镜面。
【分析】（1）光在同种均匀物质中沿直线传播，在日常生活中，激光准直、小孔成像和影子的形成等，都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的；
（2）平静的水面相当于平面镜，人和物通过水面成像，这是光的反射形成的；
（3）平行光射到玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石等反射面时，反射光线射向同一方向，即发生镜面反射，会造成光污染。
【解答】解：（1）影子是沿直线传播的光被不透明的建筑物挡住，在建筑物后面的地面上光照不到的地方形成影子；
（2）通过地面上一层薄薄的积水还可以看到建筑物的像，是平面镜成像，像的大小与建筑物的大小相等；
（3）当强烈的太阳光照射到玻璃幕墙的表面时，会发生镜面反射，反射光线非常集中，炫目的光会干扰人们的正常生活，造成“光污染”。
【点评】本题考查光的直线传播、平面镜成像以及光的镜面反射，难度不大。
【变式练3】（2023 东营）教室里，可以从不同方向看到桌椅、书本等物体，是由于这些物体会对照射到其上的光线产生　 （选填“镜面”或“漫”）反射，这种反射　 （选填“遵循”或“不遵循”）光的反射定律。
【答案】漫；遵循。
【分析】漫反射时反射光线射向各个方向，所以我们能从各个不同方向看到本身不发光的物体；漫反射同样遵守光的反射定律。
【解答】解：教室里，可以从不同方向看到桌椅、书本等物体，是由于这些物体会对照射到其上的光线产生漫反射；无论是镜面反射还是漫反射都遵循光的反射定律。
【点评】本题考查了对漫反射的认识，属于基础题。
模型5 平面镜成像的特点及应用
（2023 西藏）“以铜为鉴，可正衣冠”。古人用铜制成的镜子来整理自己的衣着。铜镜中的像是通过光的　 　形成的，当人远离铜镜时，镜中的像与人之间的距离将会变 　 　。
【答案】反射；大
【分析】物体在平面镜中成虚像，物像大小相等，像的大小跟物体的大小有关，跟物体距离平面镜的远近没有关系。像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离。
【解答】解：铜镜中的像属于平面镜成像，是通过光的反射形成的虚像；当人远离铜镜时，人与铜镜之间的距离变大，根据平面镜成像特点可知，像与铜镜之间的距离变大，则镜中的像与人之间的距离将会变大。
名师点拨：本题主要考查的是平面镜成像特点的应用。解决此类问题要结合平面镜成像特点进行分析解答。解答此题的关键是利用像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离。
【变式练1】（2023 辽宁）如图是一个便携式可折叠镜子，它由三个小平面镜组成。用手提起顶端的把手，小平面镜能在　 　力的作用下自动向下展开。小霞距离平面镜0.5m，她在镜中的像与她相距　 　m，当她面镜时，她在镜中的像大小 　 　（填“变大”或“不变”）。
【答案】重；1；不变。
【分析】地球周围的物体都受到重力作用；平面镜成的像与物体是等大的，像和物距离平面镜的距离是相等的。
【解答】解：如图是一个便携式可折叠镜子，它由三个小平面镜组成。用手提起顶端的把手，小平面镜能在重力的作用下自动向下展开。
根据平面镜成像的特点，像与物到镜面的距离相等，小霞距离平面镜0.5m，则像离镜子也是0.5m远，像与人相距0.5m+0.5m＝1m；
平面镜所成的像与物体是等大的，当人逐渐面镜时，像始终和人大小相等，所以他在平面镜中像的大小不变。
【变式练2】（2023 朝阳）在湖边散步的小明发现一只小鸟在水中“飞翔”，他所看到的是空中小鸟的 　 　（选填“虚”或“实”）像；当小鸟向高处飞行时，水中的“小鸟”将 　　（选填“靠近”或“远离”）水面。
【答案】虚；远离。
【分析】平静的湖面相当于一个平面镜，水中的“小鸟”是小鸟在平面镜中成的像；平面镜成的像是与物体等大的虚像、像与物体到平面镜的距离相等。
【解答】解：平静的湖面相当于一个平面镜，在水中飞翔的“小鸟”是小鸟经水面成的像，是由于光的反射形成的虚像；在水中飞翔的“小鸟”是小鸟经平面镜成的像，像与物到平面镜的距离相等，当小鸟向高处飞行时，水中的“小鸟”将远离水面。
【点评】本题考查平面镜成像特点，难度不大。
【变式练3】（2023 武汉）一块仪容镜如图甲所示，放在某学校走廊的AB处，仪容镜靠墙而立，镜面与墙壁平行，在另一面墙壁上的O处悬挂一电铃，如图乙所示。为了总能看到电铃通过仪容镜所成的像O'，小强同学沿着走廊的ae直线走动，若将人和电铃各自看作一个点，则小强同学所在的区间是（　　）
A．ab B．bc C．cd D．de
【答案】B
【分析】平面镜成像的特点：物像等大、等距、连线与镜面垂直，虚像。
【解答】解：电铃反射的光入射到A处和B处，经过平面镜反射到b和c两处，为了总能看到电铃通过仪容镜所成的像O'，小强同学所在的区间是bc。故选：B。
【点评】本题考查平面镜成像的特点的应用，属于基础题。
模型6 光的折射规律及其应用
（2023 自贡）一束光线由空气斜射入水中，入射角为α，反射角为β，折射角为γ，则（　　）
A．α＞β＞γ B．α＜β＜γ C．α＝β＜γ D．α＝β＞γ
【答案】D
【分析】（1）在光的反射中，反射角等于入射角；据此可判断入射角与反射角的关系；
（2）当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，据此判断折射角与入射角的关系。
【解答】解：（1）一束光线由空气斜射入水中时，由光的反射定律可知，反射角等于入射角，即β＝α；（2）当光从空气斜射入水中时，由光的折射定律可知，折射角小于入射角，即γ＜α；综上所述，三个角之间的关系为：α＝β＞γ，故D正确。
名师点拨：本题主要考查了光的反射和折射规律及其角间的关系，关键是熟练掌握光的反射定律和光的折射规律的内容，搞清反射角与入射角和折射角与入射角的关系。
【变式练1】（2023 北京）一束单色光从空气斜射入水中的情境如图所示。下列说法正确的是（　　）
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，将沿OA和OB射出
【答案】B
【分析】（1）反射和折射是在两种介质的界面上同时发生的现象，反射遵从反射定律：反射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角；折射遵从折射规律：折射光线、入射光线、法线在同一个平面内，折射光线与入射光线分居法线两侧，光由空气斜射入其它透明介质时，折射角小于入射角；能根据图解识别三条光线。（2）根据光路是可逆的分析。
【解答】解：ABC、根据反射定律，在没有光传播方向的情况下，反射光线与入射光线应该关于法线对称，过入射点O作垂直于界面的垂线即为法线PQ，如图所示：
根据反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，折射光线与入射光线分居法线两侧，光由空气斜射入其它透明介质时，折射角小于入射角，可知：AO为入射光线、OB为反射光线，OC为折射光线，则∠AOP是入射角，∠BOP是反射角，∠COQ是折射角，故AC错误，B正确；D、根据光路是可逆的可知，光若沿CO入射，将沿OA射出，故D错误。故选：B。
【点评】在两种透明介质的界面上，会同时发生折射和反射，反射光线与入射光线分居法线两侧且在同种介质中；折射光线与入射光线也是分居法线两侧，但在两种不同介质中。
【变式练2】（2022 威海）如图所示，一辆玩具车放入水中，从侧面看车轮浸入水中的部分变“扁”了，其原因是发生了（　　）
A．光的直线传播 B．光的反射
C．光的折射 D．光的色散
【答案】C
【分析】折射现象是指当光由一种介质（比如水）斜射入第二介质（比如空气）时，在界面上部分光发生偏离原来路线而与原来路线产生夹角的现象。无论是从水中看岸上的物体，还是从岸上看水中的物体，看到的都是升高的虚像。
【解答】解：从水中的车轮上反射出的光线由水中进入空气时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线的方向看去，就会觉得车轮上的花纹变密集了，所以水中部分的车轮看起来变“扁”了，故ABD错误，C正确。
【点评】理解掌握光的折射规律是解决此类折射问题的关键，有时可以利用折射时光路可逆帮助解题。
【变式练3】（2023 烟台）中华文化博大精深，有些古诗词中蕴含着丰富的物理知识。下列诗句中的情境能用光的折射原理解释的是（　　）
A．起舞弄清影 B．潭清疑水浅
C．风吹草低见牛羊 D．楼台倒影入池塘
【答案】B
【分析】（1）光的反射现象，平面镜成像是由于光的反射形成的。（2）光的折射现象，水底看起来比实际的要浅、斜插入水中的筷子向上折、海市蜃楼、凸透镜成像、彩虹等都是光的折射。（3）光沿直线传播现象，如日食、月食、影子、小孔成像等现象都是由光沿直线传播形成的。
【解答】解：A、“起舞弄清影”，是由光的直线传播形成的，故A错误。B、“潭清疑水浅”是由于池底的光从水中斜射入空气中时发生折射，折射角大于入射角而形成的，故B正确。C、“风吹草低见牛羊”是由于光沿直线传播而形成的，故C错误。D、“楼台倒影入池塘”属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故D错误。故选：B。
【点评】此题通过诗句考查了光的反射、光的直线传播、光的折射现象，平时要注意区分。在平时学习中注意将所学知识与自然现象联系起来。
模型7 光学作图
（2023 宜宾）冰墩墩是2022年北京冬奥会吉祥物。请在图中画出A点在平面镜中的像，并画出眼睛B通过平面镜“看见”A点的光路图。
【答案】如图所示：
【分析】根据物像连线与镜面垂直，物像到平面镜距离相等，作出A点的像，A点的像是反射光线的反向延长线会聚形成的，必然有反射光线进入人的眼睛，反射光线经过眼睛和像点，两者的连线确定入射点，画出入射光线。
【解答】解：①作出点A关于平面镜的对称点A′，即为A在平面镜中的像。如图所示：
②连接眼睛B和像点A′，交平面镜于O点，连接AO即入射光线，OB为反射光线。
名师点拨：作物体在平面镜中所成的像，常用方法是：作出端点（或关键点）的像点，用虚线连接像点得到物体的像。　
【变式练1】（2022 赤峰）如图所示，在路灯（A点表示）的照射下，地面上出现了小树BC的影子BD，请根据光的直线传播知识画图确定点D的位置。
【答案】如图所示
【分析】光在同种均匀介质中是沿直线传播的。
【解答】解：因为光是沿直线传播的，当光照射到小树BC上时，光线被遮挡，在小树的右边光照射不到的地方形成影子BD。如图所示，连接AC，并延长AC到水平面，与水平面交于D点，则BD为小树的影子。　
【变式练2】（2023 上海）在如图中，根据给出的反射光线OB画出入射光线AO，并标出入射角的大小。
【答案】如图所示
【分析】根据反射定律：反射光线、入射光线和法线在同一平面内，反射光线、入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，作出入射光线并标出入射角及其度数。
【解答】解：由图可知反射角为40°，可得入射角也为40°，根据反射角等于入射角在法线左侧画出入射光线。
【点评】由于题目已经作出法线，根据反射角等于入射角在同一平面内法线的另一侧画出入射光线即可，注意完成题目的要求。要注意入射角是入射光线与法线之间的夹角。
【变式练3】（2023 湖北）小明将装有硬币A的空杯放在弟弟面前，弟弟的眼睛在P点看不到硬币，如图甲。小明向杯中缓缓注满水，弟弟眼睛在P点看到了硬币在B点，如图乙。请你在图乙中画出弟弟看到硬币的入射光线、折射光线，并标出折射角r（保留作图痕迹）。
【答案】如图所示
【分析】光的折射规律：折射光线、入射光线、法线在同一个平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，当光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角；当光由水中或其它透明介质斜射进入空气中时，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角，折射光线与法线的夹角为折射角。
【解答】解：人眼看到的池底A点像的位置，连接人眼与B，与水面的交点O为入射点，连接AO为入射光线，O到人眼为折射光线，过O点画出法线，折射光线与法线的夹角为折射角。
【点评】本题考查的是光从水中斜射向空气的折射规律，难度不大。
模型8 物体的颜色
（2023 苏州）“霜叶红于二月花”。秋天的枫叶呈现红色是因为它（　　）
A．反射了红光 B．吸收了红光
C．反射了红、绿、蓝光 D．吸收了红、绿、蓝光
【答案】A
【分析】不透明物体的颜色由它反射的色光决定。
【解答】解：秋天的枫叶呈现红色是因为红枫叶反射了红光，故BCD错误，A正确。
名师点拨：本题考查了不透明物体颜色的决定因素，是一道基础题。
【变式练1】小丽同学用照相机拍摄了某公园的景象，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．部分房顶呈现红色，是因为它吸收了红光
B．离水面越远的建筑物，在水中的像越小
C．小丽能从不同方向看到公园景物，是因为光发生了镜面反射
D．水中景物的倒影比景物本身暗一些，是因为有一部分光折射入水中的缘故
【答案】D
【解答】解：A、部分房顶呈现红色，是因为它反射了红光，吸收了其它颜色的光，故A错误；B、平面镜所成的像与物体大小相等，离水面越远的建筑物，在水中的像大小不变，故B错误；C、小丽能从不同方向看到公园的景物，是因为光发生了漫反射，故C错误；D、水中景物的倒影比景物本身暗一些，是因为有一部分光折射入水中的缘故，故D正确。
【变式练2】（2022 陕西）“千年古都，常来长安。”如图，是西安城墙西南角夜景，炫丽的灯光使古朴的城墙焕发出历史与现代交融的独特魅力，喜迎全国各地的游客。下列说法正确的是（　　）
A．夜空中的光束是光源
B．城墙在水中的倒影是光的反射形成的
C．护城河边彩灯发出五颜六色的光是光的色散现象
D．在红色灯光照射下，城墙因为吸收红光所以看起来是红色的
【答案】B
【分析】（1）能够发光的物体叫光源；（2）平面镜成正立、等大的虚像；（3）混合光分散为单色光的过程叫光的色散；（4）不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。
【解答】解：A、夜空中的光束是光经传播介质反射形成的，不是光源，故A错误；B、城墙在水中的倒影属于平面镜成像，是由于光的反射形成的正立的虚像，故B正确；C、彩灯发出五颜六色的光是因为其内部注入了一些特殊的气体，不属于光的色散，故C错误；D、城墙是不透明的，在红色灯光照射下，城墙因为反射红光所以看起来是红色的，故D错误。
【点评】此题主要考查了光源、光的反射、光的色散和物体颜色等知识，是一道光学综合题。
【变式练3】（2022 苏州）太阳光经三棱镜分解出的黄光照射到红纸上，红纸呈现　 　色。红光和绿光混合成的黄光照射到红纸上，红纸呈现　 　色。
【答案】黑；红。
【分析】太阳光色散的黄光是单色光；红光和绿光混合成的黄光是复色光；不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。
【解答】解：太阳光经三棱镜分解出的黄光是单色光，而红纸只能反射红色光，因此此时红纸呈现黑色；而红光和绿光混合成的黄光是复色光，红纸可以反射复色光中的红色光，因此此时红纸呈现红色。
【点评】本题考查光的色散、复色光和单色光以及不透明物体的颜色，注意太阳光经三棱镜分解出的色光是单色光。
模型9 红外线、紫外线
青少年学生一定要多参加户外运动，这是因为太阳光中的某一种光波可以促成维生素D的活化，从而促进骨骼对钙的吸收，这种光是（　　）
A．红外线 B．紫外线 C．红色光 D．绿色光
【答案】B
【解答】解：太阳光中的某一种光波可以促成维生素D的活化，从而促进骨骼对钙的吸收，这种光是紫外线，故B符合题意，ACD不符合题意。故选：B。
名师点拨：本题主要考查了紫外线的应用，关键是知道紫外线可以杀菌消毒、钞票的荧光防伪、促进维生素D的活化，从而促进骨骼对钙的吸收。
【变式练1】（2023 黑龙江）电视机的遥控器是利用 　 　来实现遥控的，我们可以从不同的方向看到同一个物体是因为光在物体表面发生了 　 　反射。
【答案】红外线；漫。
【分析】（1）红外线是众多太阳光线中不可见的一种，其特点是：热作用强、穿透云雾的能力强，电视机的遥控器工作时通过红外线来传递的；
（2）漫反射时反射光线射向各个方向，所以我们能从各个不同方向看到本身不发光的物体。
【解答】解：看电视时，人们可以通过遥控器发出的红外线；
我们可以从不同的方向看到同一个物体是因为光在物体表面发生了漫反射，反射光线射向各个方向的缘故。
【点评】本题主要考查了对红外线、光的反射现象等知识的了解和掌握，是一道基础题。
【变式练2】下列现象中，对关于紫外线应用的说法中，不正确的是（　　）
A．人民币的防伪利用了紫外线的荧光作用
B．适当照射太阳光可以促使人体合成维生素D
C．经常在太阳光下晒晒衣物，可以起到杀菌消毒作用
D．电视机的遥控器可以发出不同的紫外线，来实现对电视机的遥控
【答案】D
【解答】解：A、紫外线能使荧光物质发光，人民币的防伪利用了紫外线的荧光作用，不符合题意。B、紫外线促使人体合成维生素D，太阳中有紫外线，适当照射太阳光可以促使人体合成维生素D，不符合题意。C、紫外线有消毒作用，太阳中有紫外线，经常在太阳光下晒晒衣物，可以起到杀菌消毒作用，不符合题意。D、电视机的遥控器是利用发光二极管发出不同的红外线制成的，符合题意。故选：D。
【变式练3】（2022 辽宁）幸福小区电梯内壁是抛光的不锈钢板。电梯门打开时，小玉看到“自己”，这是由于光发生　 　而形成的　 　像；走进电梯，“像”会　　（填“靠近”或“远离”）她。门上的传感器通过　 　 （填“红外线”或“紫外线”）感知乘客是否关门。
【答案】反射；虚；靠近；红外线。
【分析】不锈钢板成像原理与平面镜相同，像与物大小相等，像的大小与物距无关；
一切物体都会向外辐射红外线，温度越高，辐射的红外线越多，自动门的传感器就是通过接收到人体发出的红外线工作的。
【解答】解：抛光的不锈钢板相当于平面镜。小玉看到不锈钢板“里面”的“自己”，这是由于光发生反射而形成的虚像；走进电梯，物距减小，属于像距也会减小，此时“像”会靠近自己；门上的传感器通过红外线感知乘客是否关门。
【点评】本题考查了平面镜成像的特点和红外线的应用，属于基础题。

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