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第4节 光的反射和折射
考点一、光的反射
1.定义
光射到物体表面上时，有一部分光会被物体表面反射回来，这种现象叫作光的反射。常见的光的反射现象有平面镜成像、水中倒影、黑板反光等。
2.基本概念(如右图所示)
一点 入射点 入射光线与界面(物体表面)的交点，用字母“O”表示
三线 入射光线 射到反射面的光线，如图中的AO
法线 经过入射点O并垂直于反射面的直线，它是一条辅助线，常用虚线表示，如图中的ON
反射光线 入射光线射到反射面上后，被反射面反射后的光线，如图中的OB
两角 入射角 入射光线与法线的夹角，如图中的∠a
反射角 反射光线与法线的夹角，如图中的∠β
对法线的理解：
(1)法线是为了研究问题方便而引入的虚线，实际并不存在。
(2)法线过入射点，且与反射面垂直。
(3)法线是反射光线和入射光线夹角的平分线。
3.探索活动：光的反射规律
【实验器材】激光笔，平面镜，可折转的白色硬纸板，不同颜色的笔，量角器，刻度尺等。
【实验步骤】
(1)把平面镜放在水平桌面上，再把一块可绕ON折转的白色硬纸板ENF竖直地立在平面镜上，使一束光紧贴纸板射向镜面的0点，经过平面镜的反射，沿着另一个方向射出，在纸板上用红色笔描出入射光和反射光的径迹(如右图所示)。
(2)改变光束入射角度，多做几次。分别换用其他颜色的笔描出入射光和反射光的径迹。
(3)将纸板F绕法线ON向前折转或向后折转，观察在纸板F上还有没有反射光。
(4)取下硬纸板，用量角器量出入射角和反射角，记录在表中。
实验次序 第1次 第2次 第3次
入射角 30° 45° 60°
反射角 30° 45° 60°
【实验结论】
在反射现象中，反射光线和入射光线、法线在同一平面内；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。这就是光的反射定律。
【实验解读】
(1)实验中纸板的作用：显示光的传播路径，验证反射光线、入射光线和法线在同一平面内，显示反射角随入射角的变化情况。
(2)多测几组入射角和反射角的目的：寻找实验的普遍规律，避免实验的偶然性。
(3)将纸板F绕ON向前折转或向后折转，纸板上将看不到反射光线，这是因为两个面不在同一平面内，是为了探究反射光线和入射光线、法线是否在同一平面内。
(4)将入射光逆着原反射光的方向射到平面镜上，反射光将逆着原入射光的方向射出，说明光路具有可逆性。
注意
(1)入射角是入射光线和法线的夹角，不是入射光线与界面的夹角。
(2)入射角与反射角的因果关系不能颠倒，反射角由入射角决定，反射角随入射角的变化而变化，只能说反射角等于入射角，不能说入射角等于反射角。
(3)当光垂直入射时，入射角为0°,反射角也为0°,反射光线与入射光线、法线三线合一。
巧记光的反射定律：三线共面，法线居中，两角相等。
4.镜面反射和漫反射
类型 镜面反射 漫反射
不同点 定义 一束平行光照射到镜面上后，会被平行地反射，这种反射叫作镜面反射 凹凸不平的表面会把平行的入射光线向着四面八方反射，这种反射叫作漫反射
图示
反射面 平整光滑 凹凸不平
反射光的特点 平行光照射时，反射光仍平行，且向一个方向反射 平行光照射时，反射光不平行，且向四面八方反射
视觉情况 只能在某个方向看到反射光，并且会感到刺眼，看不清物体 能在各个方向看到反射光，不耀眼
实例 平滑的黑板反光、平静的水面反光等 从各个方向都能看清黑板上的字、电影银幕用粗布而不用玻璃等
相同点 都遵循光的反射定律
注意
日常生活中见到的绝大部分反射面都会发生漫反射，这样才能够使我们从不同方向看到物体。教室里的黑板用毛玻璃，电影幕布用粗布，都是为了使各个方向的人都能看到。
不要误认为镜面反射就一定亮，漫反射就一定暗，亮和暗是相对的，关键取决于进入眼睛的光的多少。射入眼睛的光多，物体亮；射入眼睛的光少，物体暗。如雨后晴朗的夜晚，水面发生镜面反射，而地面发生漫反射，当人迎着月光走时，水面能够使更多的光进入人的眼睛，所以水面看起来较亮，即“明水暗道”;当人背着月光走时，水面反射的光没有进入人的眼睛，所以水面看起来较暗，即“暗水明道”。
5.光污染
(1)种类
①当强烈的太阳光照射城市里玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石面时，就会发生镜面反射，造成“白亮污染”。
②亮度过大的夜景照明，使得夜晚如同白昼，形成“人工白昼”。
③娱乐场所的旋转灯、荧光灯以及闪烁的彩色光源构成“彩光污染”。
(2)光污染的危害
①浪费能源，影响人们的工作和生活。
②破坏生态环境，影响动物的自然生活规律，破坏植物的生长节律，影响植物休眠等。
典例1：雨后晴朗的夜晚，月光在平静的水面上发生　 　反射，月光在地面上发生　 　反射，迎着月光走，经水面反射进入人眼的光明显多于经地面反射进入人眼的光，所以迎着月光走，地上发亮的是水。同理，背着月光走，　 　（填“地面”或“水面”）较亮，月光在地面上发生的反射　 　（填“遵循”或“不遵循”）光的反射定律。
变式1：（2024七下·浦江期末）若要使图中的反射光线射中墙上的目标，在激光笔不动的情况下，可将平面镜（　　）
A．水平向左移动 B．水平向右移动
C．竖直向上移动 D．竖直向下移动
变式2：（2024七下·上城月考）如图所示是一种液面升降监测装置原理图。点光源S发出的一束激光与水平液面成40°角射向平静的液面，入射光线与反射光线的夹角为　 　；光经液面反射后射到液面上方水平标尺上的点，当液面下降时，光点将　 （填“向左”“向右”或“不会”）移动。
变式3：（2024七下·新昌期末）小宁用如图所示装置探究光的反射定律；
（1）实验中选用表面粗糙的白色硬纸板，使光发生　 　，便于观察光的传播路线；
（2）让入射光贴着纸板EF沿AO射向平面镜上的O点，观察反射光的方向；多次改变入射光的方向，观察并描绘光的径迹，量出入射角和反射角，记录如表；
实验次数 1 2 3 4 5 6
入射角 15° 30° 45° 60° 70° 80°
反射角 15° 30° 45° 60° 70° 80°
①多次改变入射光的方向是为了　 　；
②分析实验数据，可以得出结论：在光的反射现象中，　 　；
（3）将一束光贴着纸板EF沿BO射到O点，光沿着OA方向射出，说明光路是　 　。
考点二、平面镜
1.平面镜成像的原理：光的反射
(1)在蜡烛上任选一点S,如图所示。
(2)S点会发出很多光线，其中一部分会经过平面镜反射进入人眼，产生视觉。
(3)因为人眼总是感觉光沿直线传播，所以人眼逆着反射光线看过去，就感觉光线是由反射光线的反向延长线在镜后的交点S”发出的。我们把S叫作S的虚像。
(4)物体上的每个点在镜子里都有一个像点，所有的像点就组成整个物体的虚像。
(5)平面镜所成的像是反射光线的反向延长线相交而成的，不是实际光线相交而成的，故为虚像。
2.探究实践：探究平面镜成像特点【目标】用实验探究平面镜成像特点。
【器材】玻璃板、刻度尺、蜡烛、火柴、白纸等。
【过程】(1)实验设计和进行实验
①在桌面上铺一张白纸，纸上竖立一块玻璃板，作为平面镜。在纸上记下玻璃板的位置。
科学思维——等效替代法
探究平面镜成像特点的实验中应用了等效替代法：一是用玻璃板代替平面镜，能成像的同时便于找到像的位置；二是将另一支未点燃的蜡烛放到点燃的蜡烛所成像的位置，使之完全重合，确定像的位置，同时比较像与物的大小。
②选取两支大小相同的蜡烛，把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像，如图甲所示。再拿一支没有点燃的蜡烛，竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它跟前面那支蜡烛的像完全重合，在纸上记下两支蜡烛的位置，如图乙所示。侧视图如图丙所示。实验时注意观察蜡烛的大小和它的像的大小是否相同。
③移动点燃的蜡烛到另一个位置，重做上面的实验。用直线把每次实验中的蜡烛和它的像的位置连起来，用刻度尺测量它们到玻璃板的距离，并比较它们的大小和位置关系。
(2)实验数据记录
序号 蜡烛到玻璃板的距离/cm 蜡烛的像到玻璃板距离/cm 蜡烛的像与蜡烛大小比较(放大、等大或缩小)
1 10 10 等大
2 15 15 等大
3 20 20 等大
(3)分析与论证：未点燃的蜡烛和点燃蜡烛的像完全重合，说明像与物体大小相等。经过测量可知，像与物体到平面镜的距离相等。
3.平面镜成像特点
平面镜成像特点可概括为“等大、垂直、等距、左右相反、正立虚像”。即平面镜所成的像与物体关于镜面对称。
(1)等大：像与物体的大小相等。
(2)垂直：像与物体的对应点连线跟镜面垂直。
(3)等距：像到镜面的距离与物体到镜面的距离相等。
(4)左右相反：像与物体左右是相反的。
(5)正立虚像：物体在镜中所成的像是正立的虚像，只能用眼睛观察到，不能用光屏去承接。
4.实像与虚像的区别
项目 概念 能否用光屏承接 举例
实像 实际光线相交形成的像 能 小孔成像
虚像 实际光线反向延长线相交形成的像 不能 平面镜成像
说明1
(1)玻璃板必须竖立放置在水平桌面上(这样避免像偏上或偏下，如图所示),便于使玻璃板后面的物体与前面物体的像重合，从而更好地确定像的位置。
(2)实验中宜选择较薄的玻璃板(避免因前、后两个玻璃表面成的像不重合且有一定的错位),便于确定像的位置。
(3)需要从点燃的蜡烛这侧向玻璃板看，这是因为平面镜成像原理是光的反射，反射光线进入眼睛，逆着反射光线才能看到像。
(4)为了使观察到的像更清晰，本实验最好在较暗的环境中进行。
注意2
平面镜所成像的大小只与物体的大小有关，与物体到平面镜的距离无关。当人观察物体在镜中的像时，有“近大远小”的感觉，这是由于像离眼睛远近不同，在眼中所成的视角不同，实际上像的大小始终与物体等大。物体离得越远在眼中形成的视角越小，会感觉到物体越小，如图所示。
拓展：凹面镜和凸面镜
项目 凹面镜 凸面镜
定义 利用球面内表面作为反射面的镜子 利用球面外表面作为反射面的镜子
作用 凹面镜对光有会聚作用，可以用来聚集能量或获得平行光 凸面镜对光有发散作用，起到扩大视野的作用
应用 太阳灶(聚光)、探照灯(会聚作用) 公路弯道和路口的反光镜、转弯镜、汽车的后视镜(扩大视野)(发散作用)
常用考点：
(1)薄玻璃板是透明的，观察到蜡烛A的像的同时，也能观察到蜡烛B;当蜡烛B和蜡烛A的像重合时，蜡烛B的位置便是蜡烛A的像的位置；透明的薄玻璃板只能反射蜡烛A的一部分光线，另一部分光线透过玻璃板，所以薄玻璃板成的像比平面镜成的像清晰度差一些。
(2)无法让蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，可能是实验时玻璃板没有竖直放置，此时像与物体不在同一水平面上。
(3)物与像到平面镜的距离相等，因此若将蜡烛A靠近玻璃板，则像将靠近玻璃板；平面镜中的像的大小跟物体大小有关，跟物体到平面镜的距离无关，所以像的大小不变(等于物体的大小)。
(4)因为平面镜成虚像，光屏不能承接虚像。
(5)连接像与物的对应点，可以判断物与像的连线是否和镜面垂直，再分别测量对应的两点到镜面的距离，判断物与像到镜面的距离是否相等。
典例1：（2023八上·台州开学考）在探究平面镜成像特点的实验中，小明选取一块平板玻璃、两根完全相同的蜡烛 A 和B、刻度尺、白纸、火柴、记号笔等器材进行实验。他先点燃蜡烛A放在玻璃板前方。请回答：
（1）他再取一段未点燃的同样的蜡烛B放在像处，发现该蜡烛与蜡烛A的像完全重合，这说明　 　；
（2）找到它在玻璃板后面的像后，用直线把蜡烛A和它的像的位置连接起来，用刻度尺测量它们到平面镜的距离相等，于是通过本次实验得出实验结论之一：像距与物距相等。有些同学这个过程认为不合理，理由是　 　；
（3）实验中将玻璃板的上端向蜡烛A的方向倾斜，像的位置将会　 　（填“升高”或“降低”）；
（4）在找准像的位置后，小明在白纸上标记出 a、b、c 三点，如图乙。他应分别测出　 　（填“a 、b”、“b、c”或“a、c”）两点到平板玻璃的距离进行比较；
变式1：（2024八上·杭州开学考）水平过道上方有一盏灯（如图）。小明站在1号地砖上时，通过2号地砖看到灯的像；走到2号地砖上时，通过3号地砖看到灯的像。则小明通过两块地砖所看到的像（　　）
A．大小相同、位置不同 B．大小相同、位置相同
C．大小不同、位置相同 D．大小不同、位置不同
变式2：探究平而镜成像特点的实验如图甲所示
（1）现有厚度分别为5mm和2mm的两块玻璃板，应选择　 　mm厚的玻璃板做实验，目的是　 　。
（2）用玻璃板代替平面镜的原因是　 　，便于研究平面镜的成像特点。
（3）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的　 　(填“前侧”或“后侧”)观察，直到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，这种确定像与物大小关系的方法是　 　(填“控制变量法”或“等效替代法”)。
（4）用光屏在玻璃板后面无论怎样移动，在光屏上都　 　(填“能”或“不能”)成像，说明平面镜所成的是　 　像。
（5）如图乙所示是从平面镜中看到墙上的时钟的像，请在图丙中画出时钟的实际时间。
变式3：（2024七下·上城月考）如图所示，小红选择一根直尺、两段大小相同的蜡烛、平板玻璃、白纸进行实验，探究平面镜成像的特点。将玻璃板竖直放在水平桌面上，再取两段相同的蜡烛A和B竖直地放于玻璃板前后，点燃玻璃板前的蜡烛A，移动蜡烛B，直到看上去蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。在此实验中：
（1）用木板紧贴玻璃板背面，人眼在玻璃板前　 　（填“能”或“不能”）看见蜡烛A的像。实验中若移开蜡烛B，将光屏放在像的位置，不透过玻璃板，直接观察光屏，看不到蜡烛A的像，说明平面镜成的是　 　（填“虚像”或“实像”）；
（2）为证实上述有关成像特点是否可靠，你认为应采取______（填字母）项措施；
A．保持A、B两支蜡烛的位置不变，多次改变玻璃板的位置进行实验
B．保持玻璃板位置不变，多次改变蜡烛A的位置进行实验
C．保持玻璃板位置不变，只减小A蜡烛的高度进行实验
（3）小红想探究家用小轿车前面的挡风玻璃为什么要倾斜安放，实验中她把玻璃板倾斜放置（如图乙所示），实验过程中来回移动蜡烛B，发现蜡烛A的像与蜡烛B无法完全重合且偏向蜡烛B上方，请你根据实验现象从安全角度考虑，说出汽车挡风玻璃斜放的目的是　 　。
考点三、光的折射
1.定义：光从一种介质斜射到另一种介质时，传播方向会发生偏折，这种现象叫作光的折射。
2.基本概念
一点 入射点0
三线 法线(NN′):经过入射点0并垂直于介质分界面的直线入射光线：A0折射光线：OC
两角 入射角α:入射光线与法线的夹角折射角γ:折射光线与法线的夹角
3.探索活动：光折射时的特点
(1)如右图所示，让一束光从空气斜射入水中，观察光束在空气和水中的径迹。将光屏的右半部分向后折转，就不会看到折射光线，只有当整个光屏为一平面时，才能够看到折射光线，说明折射光线、入射光线、法线在同一平面内，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角。
(2)改变入射角的大小，发现折射角的大小也随着改变。当入射角增大时，折射角也增大。
(3)让一束光垂直空气与水的界面射入水中，发现光的传播方向不变(如右图所示)。
(4)让光束逆着原折射光的方向从水中斜射入空气中，发现射入空气中的折射光也逆着原入射光的方向射出。
4.光的折射规律
(1)光折射时，入射光线、折射光线、法线在同一平面内。
(2)折射光线和入射光线分居法线两侧。
(3)光从空气斜射入水或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角。入射角增大时，折射角也增大。
(4)光从空气垂直射入水或其他介质中时，折射光的方向不变。
(5)光在折射时，光路具有可逆性。光的折射规律可简单归结为五句话：三线共面，法线居中，空气角大，变化一致，光路可逆。
5.生活中光的折射现象
折射现象 池水变“浅”了 鱼在哪里 海市蜃楼 从水中看岸上物体变“高”了
释疑 池底某点发出(或反射)的光从水中斜射向空气时会发生偏折，而人眼只能感受光的直线传播。因此，逆着折射光看去，看到的是这点升高的虚像 叉鱼时，人眼看到的是鱼的虚像，并且在鱼的上方。因此，只有瞄准“鱼”的下方才能叉到鱼 海市蜃楼是由于光在穿过密度不均匀的空气时传播路线发生偏折形成的 来自岸上物体的光射入水中，折射光线靠近法线，人看到的像在折射光线的反向延长线的交点处，像在物体的上方
6.探究实践：利用水流模拟演示光纤原理
【目标】会利用水流模拟演示光在光纤中的传播。
【器材】矿泉水瓶，吸管，激光笔等。
【过程】(1)在矿泉水瓶侧壁打一小孔，插入一小段吸管，接口处用热熔胶或橡皮泥密封，然后，在瓶内装满水，盖上瓶盖，放置于浅水槽内，如图甲所示。
(2)如图乙所示，在较暗的环境中，让激光笔照射到吸管对侧位置，使光恰能穿过吸管，在吸管一侧的光屏(手掌)处形成光斑。
(3)如图丙所示，在较暗的环境中，打开矿泉水瓶的瓶盖，让水从吸管流出，水弯曲地流出，观察激光笔发出光的传播路径，以及红色光斑的位置变化。
【现象】光沿着弯曲的水流路径传播，红色光斑向下移动到水流到地面的位置。
【原理解释】全反射原理：光从水斜射入空气中时，发生折射和反射，折射角大于入射角，入射角增大，折射角也增大，当入射角增大到某一角度时，折射光消失，只剩下反射光，这种现象称为全反射，这个角度称为临界角。故光以适当角度射向水与空气的界面时，会发生全反射。在弯曲的水流中，尽管水流的路径发生了改变，但光在每一个水与空气的界面处，只要入射角大于临界角，全反射就会持续发生。这使得光能够沿着水流的弯曲路径传播，被限制在水流内部，而不会折射到周围的空气中，从而实现了光随弯曲水流而弯曲的现象。
【交流】使实验现象更明显的方法
(1)使用带有恒压装置的供水系统，使水流稳定且连续。
(2)使用功率更大、波长更合适的激光笔，可以让光线在较远距离也能保持较高的亮度。
典例1：（2023八上·余杭开学考）将一束方向不变的激光射向水槽，当液面在实线位置时底部形成一光斑，其折射光路如23题图所示。若水面下降到虚线位置，光斑将向　 　(填”左”或”右”)移，折射角将　 　；如果将水槽的右底部慢慢抬起，反射角将　 　(后两空均填”增大”“不变”或”减小”)。
变式1：（2025八下·镇海区期中）如图所示，一口井装满水，在井底正中央趴着一只青蛙；若青蛙的眼睛用P点表示，青蛙此时观察井外事物范围的光路图如图所示，其中正确的是（　　）
A． B． C． D．
变式2：（2023七下·新昌期末）如图甲所示，小敏同学将一根筷子斜放在装有水的杯子里。从上面往下看，筷子水中的部分比实际位置浅一些，向上弯折了。从杯子外面往里看，筷子水中部分变粗了。
（1）小敏看到的水中筷子是　 　(选填“实”或“虚”)像。
（2）小敏在科学老师的指导下查阅资料，发现光从水中射向空气中时折射角与入射角的变化规律如下表。
入射角 0° 10° 20° 30° 40° 50° 60°
折射角 0° 13.4° 27.1° 41.7° 58.7° 无 无
分析表中数据，折射角与入射角大小　 　(选填“成正比”或“不成正比”)．
（3）当光从空气斜射向水中时，折射光线是图乙中的　 　(选填字母)。
变式3：（2023七下·嘉兴期末）如图，一束光从空气斜射入玻璃砖(入射角为45°)后，再折射入空气。
（1）光从空气斜射入玻璃砖时，折射角　 　45°(选填“大于”、”小于”或”等于”)，当光从玻璃砖再次斜射入空气中时，请画出折射光线　 　。
（2）把该玻璃砖压在教材的”科学”两字上，则透过玻璃砖看到的“科学”两字是______。
A．变浅的虚像 B．变浅的实像 C．变深的虚像 D．变深的实像
考点四、光的色散
1.色散实验
(1)实验过程及现象：如右图所示，一束太阳光通过三棱镜后在白屏上形成彩色光带，颜色依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
(2)探究结论：①白光是由多种色光混合而成；
②不同的色光通过三棱镜的偏折程度不同，红光的偏折程度最小，紫光的偏折程度最大。
2.光的色散
太阳光射入、射出三棱镜发生折射被分解成各种颜色的光的现象叫作光的色散。太阳光是白光。彩虹就是光的色散形成的。
3.单色光与复色光
(1)单色光：不能再分解的光，如光的色散实验中的红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫色光都是单色光。
(2)复色光：由单色光混合而成的光，如白光(太阳光是其中的一种)。
4.光的三原色
红、绿、蓝三种色光叫作光的三原色。只要适当调配红、绿、蓝三种色光的比例，就可以产生各种颜色的光。
色光混合规律是：红光+绿光→黄光；红光+蓝光→品红光；绿光+蓝光→青光；红光+绿光+蓝光→白光，如图所示。彩色电视机屏幕上呈现的五彩缤纷的画面，就是由光的三原色按不同比例混合而成的。
5.物体的颜色
(1)透明物体的颜色是由它透过的色光决定的，透明物体只能透过与自身颜色相同的光，其他色光被吸收。如图甲所示，红玻璃只能透过红光。
(2)不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的，不透明物体只能反射与自身颜色相同的光，其他色光被吸收。如图乙所示，绿纸只能反射绿光，太阳光经三棱镜后形成的彩色光带照在绿纸上，只有绿光照射的地方是绿色，其他地方则是黑色。
(3)黑色物体吸收各种颜色的光；白色物体反射各种色光，即红光照射到白纸上呈红色，黄光照射到白纸上呈黄色。
典例1：（2024七下·吴兴期中）一束太阳光通过三棱镜后，被分解成多种颜色的光，在白色光屏上形成一条彩色光带，如图所示，　 　是紫光，如果将温度计放在　 　外侧，一段时间后示数会明显上升。（均选填“A”或“B”）
变式1：下列说法正确的是 (　　)
A．单颜色的红光通过棱镜后也会发生色散现象
B．光的色散是光通过介质后发生了偏折，其中紫光偏折最小
C．白光色散后不可能再合成为白色光
D．彩虹的形成是因为太阳光通过了充满水汽的大气
变式2：课外兴趣小组的同学在太阳下进行如图所示的实验，让太阳光透过纸板的圆孔，照到白纸上。
（1）先后将红色、蓝色两种透明的塑料薄膜依次蒙在纸板的圆孔上，你在白纸上会看到：红色的塑料薄膜通过的光呈　 色，说明只通过了　 光；蓝色的塑料薄膜通过的光呈　 　色，说明只通过了　 　光。这两个实验说明　 　。
（2）当把黑色透明的塑料薄膜蒙在纸板的圆孔上，你在白纸上会看到　 　。
变式3：（2023七下·东阳期末）为了寻找光的色散现象产生的原因，某同学进行了如下探究：选用不同颜色的光（红光、黄光和紫光），分别以不同的入射角从空气射入玻璃砖中（如图所示），测出折射光线对应的折射角r，结果如下表。（已知：红光在玻璃中传播速度最快，黄光次之，紫光最慢）
红光光源 黄光光源 紫光光源
序号 入射角i(度) 折射角r(度) 入射角i(度) 折射角r(度) 入射角i(度) 折射角r(度)
1 25 16.4 25 15.7 25 15.1
2 50 30.7 50 29.4 50 28.2
3 75 40.1 75 38.3 75 36.6
（1）为了顺利完成本实验探究，入射角的角度不能等于　 　。
（2）比较实验数据，得出规律：
①同种颜色的光从空气斜射入玻璃砖时，折射角小于入射角且随着入射角的增大，折射角　 。
②不同颜色的光从空气中以相同的入射角斜射入玻璃砖时，　 　。
考点五、看不见的光
1.红外线
(1)概念：在可见光谱的红端以外部分存在着一种人眼看不见的光，叫红外线。
(2)特点及应用
①红外线具有热效应。各种物体吸收了红外线后温度升高，因此，人们利用红外线来加热物品。
②自然界的所有物体都在不停地向外辐射红外线，物体温度越高，辐射的红外线越强。红外线探测器、红外线照相机、红外线夜视仪等都是利用红外线的强弱识别温度不同的物体。
③红外线穿透云雾的能力强、定向性好，可用于红外遥控。家庭用的电视机和空调遥控器就是利用红外线来工作的。利用红外遥感技术可以对地球勘测、寻找水源、监视森林火灾、评估大面积农作物的长势等。
2.紫外线
(1)概念：在可见光谱的紫端以外部分存在着一种人眼看不见的光，叫紫外线。
(2)特点及应用
①紫外线具有荧光效应，能使荧光物质发光，用来鉴别纸币的真伪，紫外线验钞机就是利用紫外线工作的。
②紫外线能杀死微生物，常被人们用来消毒灭菌。
③适量的紫外线照射有助于人体合成维生素D,维生素D能促进身体对钙的吸收，对于骨骼的生长和人体健康都有好处。
注意
(1)紫外线是人眼看不见的，紫外线灯光看起来是淡蓝色的，是因为除了紫外线外，它还发出少量蓝光和紫光。
(2)高温物体如太阳、弧光灯和其他炽热物体发出的光中都有紫外线。太阳光是天然紫外线的重要来源。如果太阳辐射的紫外线全部到达地面，地球上的生物都不可能生存。
(3)大气层上部的臭氧层对紫外线有吸收作用。
典例1：让一束太阳光通过三棱镜后被分解成各种颜色的光，如果用一个白屏来承接，会形成一条彩色光带，这种现象叫光的________，在彩色光带外侧有两种看不见的光，用其中一种光照射钞票，可以使钞票的荧光物质发光，这种光叫________(选填“红外线”或“紫外线”)。
变式1：下列说法正确的是（　　）
A．光照在物体上时，物体的颜色由照射光的颜色决定
B．实验表明，色光的混合规律与颜料的混合规律相同
C．电视机的遥控器可以发出红外线，来实现对电视机的遥控
D．任何情况下，紫外线的照射对人体都是有害的
变式2：冬天，在商店购买的红外线烤火炉，看起来它发出淡红色的光，这是因为（　　）
A．红外线本身就是一种淡红色的光
B．烤火炉的电热丝的温度超过标准，因此在发出红外线的同时还发出少量红色的光，红外线本身是看不见的，看见的淡红色的光并不是红外线
C．红外线中有一部分是看得见的，有一部分是看不见的，看得见的那部分是淡红色的
D．以上说法都是错误的
变式3：（1）太阳的热主要以　 　(填“红外线”或“紫外线”)的形式传送到地球上。太阳光经过三棱镜后，被分解成各种色光。将三种色光适当混合能产生其他任何色光，这三种色光分别是红光、　 　和蓝光。
（2）在②区域中看到彩色光带，这是　 　现象。
（3）下列应用中：①遥控器；②验钞机；③激光准直器，属于③区域光线应用的是　 　。(填序号)
1.误认为物体离平面镜越远，成的像越小。
物体在平面镜中成的是虚像，像和物体的大小相等，即像的大小是由物体的大小决定的，与物体到平面镜的远近和平面镜的大小等无关。
2.误认为平面镜移动时像的位置也变化。
平面镜成像，像与物关于镜面对称。物体不动，镜面不动，观察者运动，像的位置不变；物体运动，镜面不动，像的位置改变；物体不动，镜面在其所在平面内运动，像的位置不变；物体不动，镜面运动且不在原来所在的平面，像的位置改变。镜面破碎成两半，或重新组合，或在同一平面内移动，两块镜面都能在同一位置成完整的像，像的大小不变。
3.误认为在折射现象中，折射角总是小于入射角。
当光从空气斜射入水或玻璃等透明介质中时，折射角小于入射角；当光从水或玻璃等透明介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。即发生光的折射时，总是空气中的角大。
1．彩色电视机画面的颜色是由哪三种色光组成的（　　）
A．红、蓝、黄 B．红、绿、蓝 C．红、橙、黄 D．绿、紫、橙
2．绿色植物的生长需要吸收太阳光，而其体内的叶绿素是绿色的，所以（　　）
A．绿色光对绿色植物生长最有利
B．绿色光对绿色植物生长最不利
C．各种色光对绿色植物生长的作用相同
D．绿色植物能吸收所有绿色光
3．下列说法正确的是（　　）
A．玻璃呈“无色”是因为它能透过一切色光
B．衣服呈白色是因为它能发出白光
C．衣服呈红色是因为它吸引红光
D．物体呈黑色是因为它能反射一切色光
4．自然界中黑色的花很少，而红、黄色的花却很多，主要原因是因为（　　）
A．黑色花能吸收自然界的一切色光，包括黑色光，所以容易受到伤害，不易存活
B．因红光外侧的红外线热效应较强，红色花将太阳光中的红光反射出去，从而使花免受伤害
C．黄花能发出黄色的光，吸引昆虫传粉
D．红花能吸收太阳光中的红色光，促进自身的光合作用
5．（2022七下·杭州期中）广告公司在拍摄水果广告时，为了追求某种艺术效果，在暗室里用黄光照射装在白色瓷盘中的红色苹果及黄色香蕉。站在旁边的摄影师将看到(　　)
A．苹果呈黑色，瓷盘呈白色，香蕉呈黄色
B．苹果呈红色，瓷盘呈黑色，香蕉呈黑色
C．苹果呈黑色，瓷盘呈黄色，香蕉呈黄色
D．苹果呈红色，瓷盘呈黄色，香蕉呈黑色
6．关于光现象，下列说法正确的是（　　）
A．开凿隧道时用激光束引导掘进机，利用了光的直线传播
B．验钞机利用红外线辨别钞票的真伪
C．自行车的尾灯是靠光的折射来引起后方车辆司机注意的
D．漫反射不遵守光的反射定律
7．（2024七下·温州期末）反光板是摄影常用器材，其一侧表面涂有光滑的反光涂层，可以反射光，另一侧无反光涂层，通常为黑色（如图）。下列反光板摆放方式能使拍摄对象的面部更亮的是（　　）
A． B． C． D．
8．（2024七下·义乌期末）新华社发布白鹭和水中倒影、影子同框的照片，有网友评论这是诗中“对影成三人”的景象，对两个“影”形成原理叙述正确的是（　　）
A．影子：光的折射 B．影子：光的反射
C．倒影：光的折射 D．倒影：光的反射
9．（2025·义乌模拟）用玻璃板作为平面镜，使蜡烛的像成在装满水的烧杯中，就能观察到“蜡烛在水中燃烧”（如图甲）。若蜡烛的像位置如图乙所示，要使像移到烧杯中，仅移动玻璃板，则移动的方向应是（　　）
A．① B．② C．③ D．④
10．（2025九下·温州开学考）光有关现象在生活中是常见的，下列对于光现象的解释正确的是（ ）
A．①是因为光的折射，水中“筷子”（侧面看）是水中筷子的虚像
B．②是因为光的直线传播，墙上“手影”是手经过小孔所成的实像
C．③是因为光的反射，“彩虹”是太阳光发生色散后的单色光排列
D．④是因为光的反射，“倒影”是白鹤在水面成等大、倒立的实像
11．《几暇格物编》中记载：“置钱碗底，远视若无，及盛满水时，则钱随水光而显现矣。”造成“看不见”的原因是光的　 　。如图所示，把铜钱放在碗底B 处后加适量水，从A 处恰好看到铜钱的像在E 处，用激光笔从A 点向　 　(填字母)处照射，可照亮铜钱；加满水，从A 处看到像的位置将　 　(填“变高”“变低”或“不变”)。
12．（2024七下·柯桥月考）如图是光在空气和玻璃界面RS上发生反射和折射的光路图，。图中的入射光线是　 　；反射角大小是　 　；折射光线在　 　（填“玻璃”或“空气”）中。
13．（2024七下·诸暨期末）小南在学习光的折射规律时，设计了如图所示的装置。容器内无水时，射灯发出的一束光照在右壁上，在S点形成一个亮斑。现往池内注入密度均匀的水，水面升至图中的a位置时，在右池壁上亮斑的位置在S点的　 　（选填“上方”或“下方”）；水面从a位置升至b位置的过程中右池壁上亮斑的位置距S点的距离　 　（选填“变大”或“变小”）。
14．（2024七下·杭州期末）如图所示是司机在倒车时通过右后视镜看到右后方行人A的情景，P点是司机的眼睛，请你画出司机看到行人A的光路图。
15．（2022七下·鄞州期末）某学校课外活动兴趣小组在黑暗的实验室里，对透明物体和不透明物体的颜色由什么决定进行了如下探究。
【实验一】：先后用不同颜色的膜对着不同颜色的光进行观察，得到的结果如表一所示。
表一
照射光的颜色 绿色 红色 红色 绿色 白光
膜的颜色 绿色 红色 蓝色 红色 黄色
观察到的颜色 绿色 红色 黑色 黑色 黄色
（1）由表一可以得出：透明物体的颜色是由　 　决定的；
（2）【实验二】：用不同的颜色膜材料ETFE做大棚实验
表二
大棚外膜的颜色 蓝色 无色 紫色
一天中棚外的最高温度 36℃ 36℃ 36℃
一天中棚内的最低温度 38℃ 50℃ 30℃
光的通过量 90% 98% 50%
综合上述信息，你认为膜的颜色用　 　色更好。
（3）请你根据上述结论解释，水果店卖西瓜（红瓤）时，总喜欢撑一顶红色半透明的遮阳伞是因为　 　。
16．（2024七下·义乌期末）科学家费马在1662年最早提出：光传播时总是选择用时最少的路径，称为“最短时间原理”。即光从A点到达B点所经过的路径肯定比任何其它路径所用的时间短。
（1）光在同种均匀物质中传播速度不变，两点之间线段最短，因此光在同种均匀物质中总是沿着　 　传播的；
（2）光在反射和折射时也遵循“最短时间原理”，利用此原理可以解决很多行程问题：
①传说一位古罗马将军提出了一个有名的“将军饮马”问题：如图甲，将军从军营A出发先到河边饮马，再去同侧的B地开会，若途中速度不变，应该怎样走才能用时最短？请你根据光的反射原理画出将军的行走路线；　 　
②大自然的进化十分神奇，据说蚂蚁也掌握了最短时间原理；如图乙，在A处平地上的蚂蚁发现了B处沙地上的食物，它选择的路线恰好遵循光的折射定律（设蚂蚁在平地和沙地中均匀速且在平地上速度大），请你画出蚂蚁去搬运食物的大致路线。　 　
17．汽车抬头显示(如图甲所示)又叫汽车平视显示系统，该系统利用平面镜成像原理(如图乙所示)，将显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方，驾驶员不必低头，就可以看到仪表盘上的信息，如车速、油耗、导航等，从而避免分散对前方道路的注意力。
（1）行车数据在挡风玻璃上所成的像是由光的　 　(填“反射”或“折射”)形成的。
（2）某驾驶员发现挡风玻璃所成的像过高，不便于观察，这时就需要将显示器沿水平方向　 　(填“远离”或“靠近”)挡风玻璃。
（3）汽车平视显示系统有一个技术难题，即挡风玻璃所成的像易产生重影，影响使用效果，重影产生的原因是挡风玻璃有一定的　 　(填“厚度”或“透明度”)。
（4）为避免成的像出现重影，厂方对前挡风玻璃进行了改造，应选用图中　 　(填字母)图所示的玻璃。
18．（2024七下·嵊州期末）如图甲所示为“探究平面镜成像特点”的实验装置。
（1）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，可以看到蜡烛A在玻璃板后面的像：另取一支外形相同但不点燃的蜡烛B，在玻璃板后面移动，直到跟蜡烛A的像完全重合，这种确定像与物大小关系的方法是　 　（选填“控制变量法”或“等效替代法”）；
（2）在B蜡烛的位置上放置一块光屏，光屏上　 　（选填“能”或“不能”）呈现蜡烛A的像；
（3）若甲图实验中把玻璃板向右平移一段距离，A蜡烛的像　 　（选填“向右平移”、“仍在原来位置”或“向左移动”）；
（4）若玻璃板是按图乙所示的方式倾斜放置，那么蜡烛A的像会在图中的　 　处（选填“A”、“A2”或“A3”）。
19．（2024七下·武义期末）某兴趣小组为了验证平面镜成像特点，利用蜡烛和玻璃板进行实验，回答以下问题：
（1）实验时应选择较　 　的玻璃板做实验，其目的是方便确定像与物的距离；
（2）当玻璃板后面的蜡烛B与蜡烛A的像完全重合时，便可确定像的位置。若要证明平面镜所成的像是虚像，小科可进行的操作是　 　；
（3）做完实验后，小金同学联想到商场里的试衣镜高度比人的身高要低一些，身高的小金站在竖直放置的高的平面镜前处，则
①人　 　（选填“能”或“不能”）成完整的像；
②如果他向镜面移近，他的像高　 　（填“大于”“等于”或“小于”）1.75m。
20．（2024七下·越城期末）如图甲所示是小孙同学探究“平面镜成像特点”的实验装置。
（1）A、B两根蜡烛的大小和形状相同，这样做的目的是　 　；
（2）小孙同学按照如图甲所示测出来蜡烛和像的位置以及它们到平面镜的距离后，让蜡烛以1cm/s的速度在桌面上沿着平面镜向右水平直线移动，像相对于蜡烛的速度是　 　cm/s；
（3）乙图为猫咪照镜子的情境，若猫的头部位置保持不变，把镜子沿中间截成两半，将右边一半沿原来位置直线向右移一段距离，则左、右两半面镜子　 　。
A．各成半个像，合起来成一个完整的像
B．左半边镜子成完整像，右半边不成像
C．都成完整的像，但两个像在不同位置
D．都成完整的像，且两个像在同一位置
21．小玉的书桌放在面朝南方的窗边，冬日的暖阳斜射在摆在书桌上的玻璃圆镜上，在房间竖直的白墙上留下一块规则的光斑。有一次他将一支铅笔放在玻璃圆镜正上方约10 cm处，墙上光斑中出现了两个黑色的阴影，小玉在思考：
（1）光斑的形成是因为　 　。
（2）若将桌面上的玻璃圆镜沿着水平方向远离 墙 面，则光 斑 位 置 将 如 何移动 　 　。
（3）为什么墙上有两个黑影呢 小明进行了探究，如图甲和乙所示，当笔放在玻璃圆镜上时，两个黑影变为紧挨着。改变铅笔和玻璃圆镜的距离。发现两个黑影对称着变化移动。于是他认为两个黑影中一个是铅笔的影子，另一个是铅笔通过玻璃圆镜所成的像，请帮助分析他的猜想是否有道理 并说明理由：　 　。
（4）为什么一支笔出现了两个影子呢 小玉再次移动铅笔偏离镜面的正上方，结果发现影子只剩下一个，如图丙所示。小玉为了搞清楚背后的原理，请教了老师。老师告诉小玉：一个影子是由镜子反射的光照射到铅笔上被铅笔挡住形成的，一个影子是射向镜子的太阳光被铅笔挡住形成的。图丁是老师用来说明一个影子形成原因的光学作图，请用相同的方法在该图解释另一个影子的形成。
（5）小玉将平面镜换成了三棱镜，将会观察到　 　现象。
22．为了探究光反射时的规律，实验小组的同学选用了平面镜、纸板、激光器和几种不同颜色的笔，设计了如图所示的实验。
次序 ∠i/° ∠r/°
1 70 70
2 45 45
3 30 30
（1）实验中还需要的器材是　 　。
（2）实验中为了使光线能在纸板上显示出来，方便实验探究，应采取的操作是____(填字母)。
A．向纸板喷烟或雾
B．使光线垂直纸板射到O 点
C．使光线贴着纸板射到O点
（3）当光线按照上述步骤入射时，却不能在纸板上看到反射光线，这是因为　 　。
（4）为了便于测量和探究，需要把光路记录在纸板上，你的方法是：　 　。
（5）改变光线入射的角度，多次实验，记录每次光线的路径，取下纸板，测量ON 两侧的∠i 和∠r，将数据记录在表中，根据数据得出的结论是　 　。
（6）若将一束光线贴着纸板沿 FO方向射到O点，光将沿图中的　 　方向射出，因为在光的反射现象中，光路具有　 　性。
23．小阳利用如图甲所示装置探究平面镜成像特点。他在水平桌面上铺一张白纸，将一块玻璃板竖立在白纸上，把蜡烛A点燃放在玻璃板前面，把另一个与蜡烛A相同的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动，直到从不同角度透过玻璃板看，它都跟蜡烛A的像完全重合。改变蜡烛A的位置，重复上述步骤，再做两次实验，并把三次实验中蜡烛A和B的位置记录在白纸上，如图乙所示。
（1）实验中用玻璃板代替平面镜的目的是　 　
（2）蜡烛B跟前面蜡烛A的像完全重合，说明像与物大小　 　。
（3）小阳把白纸沿着玻璃板的位置对折，观察到像与物的对应点完全重合，说明像与物到镜面的距离　 　。
（4）小阳取走蜡烛B，把光屏放在原来像的位置，这时应该　 　（填“透过”或“不透过”）玻璃板观察，发现光屏上没有像，这说明物体在平面镜中成的是　 　像。
（5）如图丙所示，若小阳将玻璃板与水平桌面成45°角固定在水平桌面上，让蜡烛A沿着桌面向右做直线运动，将看到蜡烛A在玻璃板后的像　 　（填“水平向右”“水平向左”“竖直向上”或“竖直向下”）运动。
（6）小阳看到自己的手表与同桌的相同，于是小阳突发奇想将两块手表替代蜡烛A、B，正立于玻璃板两侧，如图丁所示，此时手表C指针指在9点整位置，那么手表D的指针应调至　 　点整才能与手表C指针在平面镜中的像完全重合。
思维导图
典例分析
举一反三
用玻璃板代替平面镜的目的是便于找到并确定像的位置。
目的是便于叱较像与物的大小关系。
后面的蜡烛“不点燃”是防止光线太强对像的观察造成干扰。
蜡烛的像
蜡烛
白纸
玻璃板
支架
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
易错点与提高
课后巩固
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第4节光的反射和折射
考点一、光的反射
1.定义
光射到物体表面上时，有一部分光会被物体表面反射回来，这种现象叫作光的反射。常见的光的反射现象有平面镜成像、水中倒影、黑板反光等。
2.基本概念(如右图所示)
一点 入射点 入射光线与界面(物体表面)的交点，用字母“O”表示
三线 入射光线 射到反射面的光线，如图中的AO
法线 经过入射点O并垂直于反射面的直线，它是一条辅助线，常用虚线表示，如图中的ON
反射光线 入射光线射到反射面上后，被反射面反射后的光线，如图中的OB
两角 入射角 入射光线与法线的夹角，如图中的∠a
反射角 反射光线与法线的夹角，如图中的∠β
对法线的理解：
(1)法线是为了研究问题方便而引入的虚线，实际并不存在。
(2)法线过入射点，且与反射面垂直。
(3)法线是反射光线和入射光线夹角的平分线。
3.探索活动：光的反射规律
【实验器材】激光笔，平面镜，可折转的白色硬纸板，不同颜色的笔，量角器，刻度尺等。
【实验步骤】
(1)把平面镜放在水平桌面上，再把一块可绕ON折转的白色硬纸板ENF竖直地立在平面镜上，使一束光紧贴纸板射向镜面的0点，经过平面镜的反射，沿着另一个方向射出，在纸板上用红色笔描出入射光和反射光的径迹(如右图所示)。
(2)改变光束入射角度，多做几次。分别换用其他颜色的笔描出入射光和反射光的径迹。
(3)将纸板F绕法线ON向前折转或向后折转，观察在纸板F上还有没有反射光。
(4)取下硬纸板，用量角器量出入射角和反射角，记录在表中。
实验次序 第1次 第2次 第3次
入射角 30° 45° 60°
反射角 30° 45° 60°
【实验结论】
在反射现象中，反射光线和入射光线、法线在同一平面内；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。这就是光的反射定律。
【实验解读】
(1)实验中纸板的作用：显示光的传播路径，验证反射光线、入射光线和法线在同一平面内，显示反射角随入射角的变化情况。
(2)多测几组入射角和反射角的目的：寻找实验的普遍规律，避免实验的偶然性。
(3)将纸板F绕ON向前折转或向后折转，纸板上将看不到反射光线，这是因为两个面不在同一平面内，是为了探究反射光线和入射光线、法线是否在同一平面内。
(4)将入射光逆着原反射光的方向射到平面镜上，反射光将逆着原入射光的方向射出，说明光路具有可逆性。
注意
(1)入射角是入射光线和法线的夹角，不是入射光线与界面的夹角。
(2)入射角与反射角的因果关系不能颠倒，反射角由入射角决定，反射角随入射角的变化而变化，只能说反射角等于入射角，不能说入射角等于反射角。
(3)当光垂直入射时，入射角为0°,反射角也为0°,反射光线与入射光线、法线三线合一。
巧记光的反射定律：三线共面，法线居中，两角相等。
4.镜面反射和漫反射
类型 镜面反射 漫反射
不同点 定义 一束平行光照射到镜面上后，会被平行地反射，这种反射叫作镜面反射 凹凸不平的表面会把平行的入射光线向着四面八方反射，这种反射叫作漫反射
图示
反射面 平整光滑 凹凸不平
反射光的特点 平行光照射时，反射光仍平行，且向一个方向反射 平行光照射时，反射光不平行，且向四面八方反射
视觉情况 只能在某个方向看到反射光，并且会感到刺眼，看不清物体 能在各个方向看到反射光，不耀眼
实例 平滑的黑板反光、平静的水面反光等 从各个方向都能看清黑板上的字、电影银幕用粗布而不用玻璃等
相同点 都遵循光的反射定律
注意
日常生活中见到的绝大部分反射面都会发生漫反射，这样才能够使我们从不同方向看到物体。教室里的黑板用毛玻璃，电影幕布用粗布，都是为了使各个方向的人都能看到。
不要误认为镜面反射就一定亮，漫反射就一定暗，亮和暗是相对的，关键取决于进入眼睛的光的多少。射入眼睛的光多，物体亮；射入眼睛的光少，物体暗。如雨后晴朗的夜晚，水面发生镜面反射，而地面发生漫反射，当人迎着月光走时，水面能够使更多的光进入人的眼睛，所以水面看起来较亮，即“明水暗道”;当人背着月光走时，水面反射的光没有进入人的眼睛，所以水面看起来较暗，即“暗水明道”。
5.光污染
(1)种类
①当强烈的太阳光照射城市里玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石面时，就会发生镜面反射，造成“白亮污染”。
②亮度过大的夜景照明，使得夜晚如同白昼，形成“人工白昼”。
③娱乐场所的旋转灯、荧光灯以及闪烁的彩色光源构成“彩光污染”。
(2)光污染的危害
①浪费能源，影响人们的工作和生活。
②破坏生态环境，影响动物的自然生活规律，破坏植物的生长节律，影响植物休眠等。
典例1：雨后晴朗的夜晚，月光在平静的水面上发生　 　反射，月光在地面上发生　 　反射，迎着月光走，经水面反射进入人眼的光明显多于经地面反射进入人眼的光，所以迎着月光走，地上发亮的是水。同理，背着月光走，　 　（填“地面”或“水面”）较亮，月光在地面上发生的反射　 　（填“遵循”或“不遵循”）光的反射定律。
【答案】镜面；漫；地面；遵循
【解析】光在光滑平整的表面上发生镜面反射，反射光线在某一范围；光在粗糙不平的表面上发生漫反射，反射光线射向四面八方，据此分析判断。
【解答】水面比较平滑，月光在水面上发生的是镜面反射；地面比较凹凸不平，月光在地面上发生的是漫反射，反射光线射向四面八方。背着月光走，射向水面的月光不能反射到人眼，而射到地面上的月光发生的是漫反射，部分反射光线进入人眼，因此较亮的是地面，较暗的是水面；不管是漫反射还是镜面反射，都遵循光的反射定律。
变式1：（2024七下·浦江期末）若要使图中的反射光线射中墙上的目标，在激光笔不动的情况下，可将平面镜（　　）
A．水平向左移动 B．水平向右移动
C．竖直向上移动 D．竖直向下移动
【答案】C
【解析】根据光的反射定律对各个选项分析判断即可。
【解答】AB．将平面镜水平向左或向右移动一段距离后，入射光线不变，则反射光线也不会改变，不能射中目标，故A、B不符合题意；
CD．将平面镜竖直向上移动一段距离，入射点向右移动，则反射光线也向右移动，光斑会向上移动，能射中目标，故C符合题意，D不合题意。故选C。
变式2：（2024七下·上城月考）如图所示是一种液面升降监测装置原理图。点光源S发出的一束激光与水平液面成40°角射向平静的液面，入射光线与反射光线的夹角为　 　；光经液面反射后射到液面上方水平标尺上的点，当液面下降时，光点将　 　（填“向左”“向右”或“不会”）移动。
【答案】（1）100°；（2）向右
【解析】（1）根据“反射角等于入射角”计算出反射角大小，再将入射角和反射角相加得到入射光线和反射光线的夹角；
（2）光斑的位置取决于反射光线的位置，而反射光线的位置变化取决于入射点的位置变化。
【解答】（1）根据题意可知，入射光线与水面的夹角为40°，则入射角为90°-40°=50°。根据“反射角等于入射角”可知，反射角也为50°，则入射光线与反射光线的夹角为50°+50°=100°。
（2）当液面下降时，入射点向右移动，则反射光线也向右移动，因此反射光斑将向右移动。
变式3：（2024七下·新昌期末）小宁用如图所示装置探究光的反射定律；
（1）实验中选用表面粗糙的白色硬纸板，使光发生　 　，便于观察光的传播路线；
（2）让入射光贴着纸板EF沿AO射向平面镜上的O点，观察反射光的方向；多次改变入射光的方向，观察并描绘光的径迹，量出入射角和反射角，记录如表；
实验次数 1 2 3 4 5 6
入射角 15° 30° 45° 60° 70° 80°
反射角 15° 30° 45° 60° 70° 80°
①多次改变入射光的方向是为了　 　；
②分析实验数据，可以得出结论：在光的反射现象中，　 　；
（3）将一束光贴着纸板EF沿BO射到O点，光沿着OA方向射出，说明光路是　 　。
【答案】漫反射；避免实验偶然性，得出普遍规律；反射角等于入射角；可逆的
【解析】（1）光在粗糙不平的表面上发生漫反射，可以帮助我们看到光的传播路径；
（2）①在科学探究中，往往需要多次完成实验，从而收集多组数据，进而得到普遍规律；②根据表格数据分析反射角和入射角的大小关系。
（3）根据光路的可逆性分析解答。
【解答】（1）实验中选用表面粗糙的白色硬纸板，将光射向粗糙的硬纸板上，发生漫反射，能更清晰的看到光的传播路径，便于观察光的传播路线。
（2）①探究光的反射定律实验中，为了获得光反射时的普遍规律，避免结论的偶然性，应多次改变入射光的方向，多次实验。
②[3]根据表格中的数据可知，光反射时，反射角的度数始终等于入射角的度数，所以可得结论：在光的反射现象中，反射角等于入射角。
（3）由于将一束光贴着纸板EF沿AO射到O点，光沿图中的OB方向射出；将一束光贴着纸板EF沿BO射到O点，光沿图中的OA方向射出，所以在光的反射现象中，光路是可逆的。
考点二、平面镜
1.平面镜成像的原理：光的反射
(1)在蜡烛上任选一点S,如图所示。
(2)S点会发出很多光线，其中一部分会经过平面镜反射进入人眼，产生视觉。
(3)因为人眼总是感觉光沿直线传播，所以人眼逆着反射光线看过去，就感觉光线是由反射光线的反向延长线在镜后的交点S”发出的。我们把S叫作S的虚像。
(4)物体上的每个点在镜子里都有一个像点，所有的像点就组成整个物体的虚像。
(5)平面镜所成的像是反射光线的反向延长线相交而成的，不是实际光线相交而成的，故为虚像。
2.探究实践：探究平面镜成像特点【目标】用实验探究平面镜成像特点。
【器材】玻璃板、刻度尺、蜡烛、火柴、白纸等。
【过程】(1)实验设计和进行实验
①在桌面上铺一张白纸，纸上竖立一块玻璃板，作为平面镜。在纸上记下玻璃板的位置。
科学思维——等效替代法
探究平面镜成像特点的实验中应用了等效替代法：一是用玻璃板代替平面镜，能成像的同时便于找到像的位置；二是将另一支未点燃的蜡烛放到点燃的蜡烛所成像的位置，使之完全重合，确定像的位置，同时比较像与物的大小。
②选取两支大小相同的蜡烛，把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像，如图甲所示。再拿一支没有点燃的蜡烛，竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它跟前面那支蜡烛的像完全重合，在纸上记下两支蜡烛的位置，如图乙所示。侧视图如图丙所示。实验时注意观察蜡烛的大小和它的像的大小是否相同。
③移动点燃的蜡烛到另一个位置，重做上面的实验。用直线把每次实验中的蜡烛和它的像的位置连起来，用刻度尺测量它们到玻璃板的距离，并比较它们的大小和位置关系。
(2)实验数据记录
序号 蜡烛到玻璃板的距离/cm 蜡烛的像到玻璃板距离/cm 蜡烛的像与蜡烛大小比较(放大、等大或缩小)
1 10 10 等大
2 15 15 等大
3 20 20 等大
(3)分析与论证：未点燃的蜡烛和点燃蜡烛的像完全重合，说明像与物体大小相等。经过测量可知，像与物体到平面镜的距离相等。
3.平面镜成像特点
平面镜成像特点可概括为“等大、垂直、等距、左右相反、正立虚像”。即平面镜所成的像与物体关于镜面对称。
(1)等大：像与物体的大小相等。
(2)垂直：像与物体的对应点连线跟镜面垂直。
(3)等距：像到镜面的距离与物体到镜面的距离相等。
(4)左右相反：像与物体左右是相反的。
(5)正立虚像：物体在镜中所成的像是正立的虚像，只能用眼睛观察到，不能用光屏去承接。
4.实像与虚像的区别
项目 概念 能否用光屏承接 举例
实像 实际光线相交形成的像 能 小孔成像
虚像 实际光线反向延长线相交形成的像 不能 平面镜成像
说明1
(1)玻璃板必须竖立放置在水平桌面上(这样避免像偏上或偏下，如图所示),便于使玻璃板后面的物体与前面物体的像重合，从而更好地确定像的位置。
(2)实验中宜选择较薄的玻璃板(避免因前、后两个玻璃表面成的像不重合且有一定的错位),便于确定像的位置。
(3)需要从点燃的蜡烛这侧向玻璃板看，这是因为平面镜成像原理是光的反射，反射光线进入眼睛，逆着反射光线才能看到像。
(4)为了使观察到的像更清晰，本实验最好在较暗的环境中进行。
注意2
平面镜所成像的大小只与物体的大小有关，与物体到平面镜的距离无关。当人观察物体在镜中的像时，有“近大远小”的感觉，这是由于像离眼睛远近不同，在眼中所成的视角不同，实际上像的大小始终与物体等大。物体离得越远在眼中形成的视角越小，会感觉到物体越小，如图所示。
拓展：凹面镜和凸面镜
项目 凹面镜 凸面镜
定义 利用球面内表面作为反射面的镜子 利用球面外表面作为反射面的镜子
作用 凹面镜对光有会聚作用，可以用来聚集能量或获得平行光 凸面镜对光有发散作用，起到扩大视野的作用
应用 太阳灶(聚光)、探照灯(会聚作用) 公路弯道和路口的反光镜、转弯镜、汽车的后视镜(扩大视野)(发散作用)
常用考点：
(1)薄玻璃板是透明的，观察到蜡烛A的像的同时，也能观察到蜡烛B;当蜡烛B和蜡烛A的像重合时，蜡烛B的位置便是蜡烛A的像的位置；透明的薄玻璃板只能反射蜡烛A的一部分光线，另一部分光线透过玻璃板，所以薄玻璃板成的像比平面镜成的像清晰度差一些。
(2)无法让蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，可能是实验时玻璃板没有竖直放置，此时像与物体不在同一水平面上。
(3)物与像到平面镜的距离相等，因此若将蜡烛A靠近玻璃板，则像将靠近玻璃板；平面镜中的像的大小跟物体大小有关，跟物体到平面镜的距离无关，所以像的大小不变(等于物体的大小)。
(4)因为平面镜成虚像，光屏不能承接虚像。
(5)连接像与物的对应点，可以判断物与像的连线是否和镜面垂直，再分别测量对应的两点到镜面的距离，判断物与像到镜面的距离是否相等。
典例1：（2023八上·台州开学考）在探究平面镜成像特点的实验中，小明选取一块平板玻璃、两根完全相同的蜡烛 A 和B、刻度尺、白纸、火柴、记号笔等器材进行实验。他先点燃蜡烛A放在玻璃板前方。请回答：
（1）他再取一段未点燃的同样的蜡烛B放在像处，发现该蜡烛与蜡烛A的像完全重合，这说明　 　；
（2）找到它在玻璃板后面的像后，用直线把蜡烛A和它的像的位置连接起来，用刻度尺测量它们到平面镜的距离相等，于是通过本次实验得出实验结论之一：像距与物距相等。有些同学这个过程认为不合理，理由是　 　；
（3）实验中将玻璃板的上端向蜡烛A的方向倾斜，像的位置将会　 　（填“升高”或“降低”）；
（4）在找准像的位置后，小明在白纸上标记出 a、b、c 三点，如图乙。他应分别测出　 　（填“a 、b”、“b、c”或“a、c”）两点到平板玻璃的距离进行比较；
【答案】（1）平面镜所成的像与物等大
（2）只进行一次实验，具有实验偶然性（未移动A至不同位置进行多次实验，实验结果具有偶然性）
（3）升高
（4）a、c
【解析】（1）所谓重合，即形状和大小完全相同；
（2）在科学探究中，往往需要多次完成实验，从而收集多组数据，这样得到的结论会更加客观，具有普遍意义；
（3）根据平面镜成像的对称性分析解答；
（4）注意像和物体的位置关系即可。
【解答】（3）蜡烛在平面镜中所成的像与蜡烛关于平面镜对称，如下图所示：
实验中将玻璃板的上端向蜡烛A的方向倾斜，像的位置将会升高。
（4）根据图乙可知，c点在蜡烛像的外侧，则对应的发光点应该在蜡烛的外侧，即a和c对应，那么他应该分别测出a、c两点到平板玻璃的距离进行比较。
变式1：（2024八上·杭州开学考）水平过道上方有一盏灯（如图）。小明站在1号地砖上时，通过2号地砖看到灯的像；走到2号地砖上时，通过3号地砖看到灯的像。则小明通过两块地砖所看到的像（　　）
A．大小相同、位置不同 B．大小相同、位置相同
C．大小不同、位置相同 D．大小不同、位置不同
【答案】B
【解析】平面镜成像的特点是：物体在平面镜中所成的像是虚像，像和物体的大小相等，像和关于镜面对称，像和物体到平面镜的距离相等。
【解答】由平面镜成像的特点可知，平面镜所成像的大小只与物体的大小有关，像的位置只与物体到平面镜的距离有关，由于地砖2、3处于同一水平面，灯的大小和灯到地砖的距离均不变，所以在2号地砖和3号地砖上看到的灯的像的大小和位置均相同。
故答案为：B。
变式2：探究平而镜成像特点的实验如图甲所示
（1）现有厚度分别为5mm和2mm的两块玻璃板，应选择　 　mm厚的玻璃板做实验，目的是　 　。
（2）用玻璃板代替平面镜的原因是　 　，便于研究平面镜的成像特点。
（3）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的　 　(填“前侧”或“后侧”)观察，直到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，这种确定像与物大小关系的方法是　 　(填“控制变量法”或“等效替代法”)。
（4）用光屏在玻璃板后面无论怎样移动，在光屏上都　 　(填“能”或“不能”)成像，说明平面镜所成的是　 　像。
（5）如图乙所示是从平面镜中看到墙上的时钟的像，请在图丙中画出时钟的实际时间。
【答案】（1）2；防止厚玻璃板前后表面成两个像，影响实验效果
（2）便于观察和确定像的位置
（3）前侧；等效替代法
（4）不能；虚
（5）如图
【解析】（1）玻璃板有前后两个面，光在上面发生两次反射形成两个虚像。且玻璃板越厚，两个虚像的距离越大，从而为寻找像的位置产生影响。
（2）玻璃板是半透明的，虽然成像没有平面镜清晰，但是透过它可以看到后面的物体，便于找到前面物体像的位置；
（3）根据平面镜成像时寻找像的位置的操作解答。等效替代法是在保证某种效果(特性和关系)相同的前提下，将实际的、陌生的、复杂的物理问题和物理过程用等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程代替来研究和处理的方法。
（4）实像由实际光线会聚而成，可以成在光屏上；否则为虚像。
（5）根据平面镜成像的对称性完成作图。
【解答】（1）现有厚度分别为5mm和2mm的两块玻璃板，应选择2mm厚的玻璃板做实验，目的是：防止厚玻璃板前后表面成两个像，影响实验效果。
（2）用玻璃板代替平面镜的原因是便于观察和确定像的位置，便于研究平面镜的成像特点。
（3）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的前侧观察，直到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，这种确定像与物大小关系的方法是等效替代法。
（4）用光屏在玻璃板后面无论怎样移动，在光屏上都不能成像，说明平面镜所成的是虚像。
（5）连接12点和6点的刻度线作为对称轴，然后根据“物像等距”在右侧找到时针和分针的端点对应的位置，最后与转轴相连，得到对应的分针和时针的位置即可，如下图所示：
变式3：（2024七下·上城月考）如图所示，小红选择一根直尺、两段大小相同的蜡烛、平板玻璃、白纸进行实验，探究平面镜成像的特点。将玻璃板竖直放在水平桌面上，再取两段相同的蜡烛A和B竖直地放于玻璃板前后，点燃玻璃板前的蜡烛A，移动蜡烛B，直到看上去蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。在此实验中：
（1）用木板紧贴玻璃板背面，人眼在玻璃板前　 　（填“能”或“不能”）看见蜡烛A的像。实验中若移开蜡烛B，将光屏放在像的位置，不透过玻璃板，直接观察光屏，看不到蜡烛A的像，说明平面镜成的是　 　（填“虚像”或“实像”）；
（2）为证实上述有关成像特点是否可靠，你认为应采取______（填字母）项措施；
A．保持A、B两支蜡烛的位置不变，多次改变玻璃板的位置进行实验
B．保持玻璃板位置不变，多次改变蜡烛A的位置进行实验
C．保持玻璃板位置不变，只减小A蜡烛的高度进行实验
（3）小红想探究家用小轿车前面的挡风玻璃为什么要倾斜安放，实验中她把玻璃板倾斜放置（如图乙所示），实验过程中来回移动蜡烛B，发现蜡烛A的像与蜡烛B无法完全重合且偏向蜡烛B上方，请你根据实验现象从安全角度考虑，说出汽车挡风玻璃斜放的目的是　 　。
【答案】（1）能；虚像
（2）B
（3）为了防止像在驾驶员前方，影响前方视线
【解析】（1）①根据平面镜成像的原理分析；
②实像可以成在光屏上，虚像不能成在光屏上。
（2）根据科学探究中多次实验的目的分析；
（3）根据平面镜成像的对称性确定挡风玻璃倾斜和竖直时车内物体成像位置的不同即可。
【解答】（1）①平面镜成像是由光的反射形成的，只要反射光线射入眼睛，我们就能看到镜子里的像。用木板紧贴玻璃板背面，对反射光线没有影响，因此人眼在玻璃板前能看见蜡烛A的像。
②平面镜成像中直接观察光屏，看不到蜡烛A的像，说明平面镜成的是虚像。
（2）实验中为了得到普遍规律，应保持平面镜的位置不变，多次改变蜡烛A的位置，观察得出平面镜成像特点。
故选B。
（3）根据题意可知，若挡风玻璃是竖直的，所成的像刚好在正前方，会干扰驾驶员视线，因此为了防止像在驾驶员前方，影响前方视线，汽车挡风玻璃需要斜放，使成像靠上。
（1）[1]平面镜成像是由光的反射形成的，因此用木板紧贴玻璃板背面，人眼在玻璃板前能看见蜡烛A的像。
[2]光屏上能成的像是实像，不能成的是虚像，平面镜成像中直接观察光屏，看不到蜡烛A的像，说明平面镜成的是虚像。
（2）实验中为了得到普遍规律，应保持平面镜的位置不变，多次改变蜡烛A的位置，观察得出平面镜成像特点，故B符合题意，AC不符合题意。
故选B。
（3）汽车内部的物体通过前方挡风玻璃会成像在挡风玻璃的前方，若挡风玻璃是竖直的，所成的像刚好在正前方，会干扰驾驶员视线，因此为了防止像在驾驶员前方，影响前方视线，汽车挡风玻璃需要斜放，使成像靠上。
考点三、光的折射
1.定义：光从一种介质斜射到另一种介质时，传播方向会发生偏折，这种现象叫作光的折射。
2.基本概念
一点 入射点0
三线 法线(NN′):经过入射点0并垂直于介质分界面的直线入射光线：A0折射光线：OC
两角 入射角α:入射光线与法线的夹角折射角γ:折射光线与法线的夹角
3.探索活动：光折射时的特点
(1)如右图所示，让一束光从空气斜射入水中，观察光束在空气和水中的径迹。将光屏的右半部分向后折转，就不会看到折射光线，只有当整个光屏为一平面时，才能够看到折射光线，说明折射光线、入射光线、法线在同一平面内，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角。
(2)改变入射角的大小，发现折射角的大小也随着改变。当入射角增大时，折射角也增大。
(3)让一束光垂直空气与水的界面射入水中，发现光的传播方向不变(如右图所示)。
(4)让光束逆着原折射光的方向从水中斜射入空气中，发现射入空气中的折射光也逆着原入射光的方向射出。
4.光的折射规律
(1)光折射时，入射光线、折射光线、法线在同一平面内。
(2)折射光线和入射光线分居法线两侧。
(3)光从空气斜射入水或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角。入射角增大时，折射角也增大。
(4)光从空气垂直射入水或其他介质中时，折射光的方向不变。
(5)光在折射时，光路具有可逆性。光的折射规律可简单归结为五句话：三线共面，法线居中，空气角大，变化一致，光路可逆。
5.生活中光的折射现象
折射现象 池水变“浅”了 鱼在哪里 海市蜃楼 从水中看岸上物体变“高”了
释疑 池底某点发出(或反射)的光从水中斜射向空气时会发生偏折，而人眼只能感受光的直线传播。因此，逆着折射光看去，看到的是这点升高的虚像 叉鱼时，人眼看到的是鱼的虚像，并且在鱼的上方。因此，只有瞄准“鱼”的下方才能叉到鱼 海市蜃楼是由于光在穿过密度不均匀的空气时传播路线发生偏折形成的 来自岸上物体的光射入水中，折射光线靠近法线，人看到的像在折射光线的反向延长线的交点处，像在物体的上方
6.探究实践：利用水流模拟演示光纤原理
【目标】会利用水流模拟演示光在光纤中的传播。
【器材】矿泉水瓶，吸管，激光笔等。
【过程】(1)在矿泉水瓶侧壁打一小孔，插入一小段吸管，接口处用热熔胶或橡皮泥密封，然后，在瓶内装满水，盖上瓶盖，放置于浅水槽内，如图甲所示。
(2)如图乙所示，在较暗的环境中，让激光笔照射到吸管对侧位置，使光恰能穿过吸管，在吸管一侧的光屏(手掌)处形成光斑。
(3)如图丙所示，在较暗的环境中，打开矿泉水瓶的瓶盖，让水从吸管流出，水弯曲地流出，观察激光笔发出光的传播路径，以及红色光斑的位置变化。
【现象】光沿着弯曲的水流路径传播，红色光斑向下移动到水流到地面的位置。
【原理解释】全反射原理：光从水斜射入空气中时，发生折射和反射，折射角大于入射角，入射角增大，折射角也增大，当入射角增大到某一角度时，折射光消失，只剩下反射光，这种现象称为全反射，这个角度称为临界角。故光以适当角度射向水与空气的界面时，会发生全反射。在弯曲的水流中，尽管水流的路径发生了改变，但光在每一个水与空气的界面处，只要入射角大于临界角，全反射就会持续发生。这使得光能够沿着水流的弯曲路径传播，被限制在水流内部，而不会折射到周围的空气中，从而实现了光随弯曲水流而弯曲的现象。
【交流】使实验现象更明显的方法
(1)使用带有恒压装置的供水系统，使水流稳定且连续。
(2)使用功率更大、波长更合适的激光笔，可以让光线在较远距离也能保持较高的亮度。
典例1：（2023八上·余杭开学考）将一束方向不变的激光射向水槽，当液面在实线位置时底部形成一光斑，其折射光路如23题图所示。若水面下降到虚线位置，光斑将向　 　(填”左”或”右”)移，折射角将　 　；如果将水槽的右底部慢慢抬起，反射角将　 　(后两空均填”增大”“不变”或”减小”)。
【答案】右；不变；不变
【解析】根据光的折射规律和反射定律分析解答。
【解答】（1）将一束方向不变的激光射向水槽，当液面在实线位置时底部形成一光斑，若水面下降到虚线位置，则入射点的位置将向右移动，则折射光线的位置也向右移动，那么光斑将向右移动。虽然水面降低，但是入射角大小不变，根据光的折射规律可知，此时折射角不变。
（2）如果将水槽的底部慢慢抬起，那么水面仍然保持水平，即入射角仍然不变，根据“反射角等于入射角”可知，对应的反射角保持不变。
变式1：（2025八下·镇海区期中）如图所示，一口井装满水，在井底正中央趴着一只青蛙；若青蛙的眼睛用P点表示，青蛙此时观察井外事物范围的光路图如图所示，其中正确的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】D
【解析】因为光是沿直线传播，天空中的物体反射到井中的光线较少；光从空气斜射入水中时 ， 发生折射 ， 折射角变小 ， 可以有更多的光线射入青蛙眼中。
【解答】当井里灌满水后 ， 天外物体反射的光线会发生折射现象 ， 折射光线靠近法线，折射角小于入射角 ， 青蛙的视野范围更大。
A、图中光线没有发生偏折现象，A不合题意；
B、图中光线是由青蛙的眼睛发出的，而不是天外物体反射出来的，光的传播方向错误，B不合题意；
C、图中光发生折射时， 折射光线和入射光线在法线的同侧 ， 不符合光的折射规律 ， C不合题意；
D、图中光从空气斜射入水中时 ， 发生折射 ， 折射角小于入射角 ， D符合题意。故答案为：D。
变式2：（2023七下·新昌期末）如图甲所示，小敏同学将一根筷子斜放在装有水的杯子里。从上面往下看，筷子水中的部分比实际位置浅一些，向上弯折了。从杯子外面往里看，筷子水中部分变粗了。
（1）小敏看到的水中筷子是　 　(选填“实”或“虚”)像。
（2）小敏在科学老师的指导下查阅资料，发现光从水中射向空气中时折射角与入射角的变化规律如下表。
入射角 0° 10° 20° 30° 40° 50° 60°
折射角 0° 13.4° 27.1° 41.7° 58.7° 无 无
分析表中数据，折射角与入射角大小　 　(选填“成正比”或“不成正比”)．
（3）当光从空气斜射向水中时，折射光线是图乙中的　 　(选填字母)。
【答案】（1）虚（2）不成正比（3）OC
【解析】（1）根据光的折射知识分析解答；（2）根据表格数据分析折射角和入射角的关系即可；
（3）根据光的折射规律分析解答。
【解答】（1）筷子发出的光线，从水中斜射入空气中发生折射。折射光线进入眼睛后，我们沿反方向看过去，会看到成在实际位置上方的虚像。
（2）根据表格数据可知，与第1组数据比较，入射角成倍增大，但是折射角增大不是成倍的，因此折射角与入射角大小不成正比。
（3）根据光的折射规律可知，当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，因此折射光线是图乙中的OC。
变式3：（2023七下·嘉兴期末）如图，一束光从空气斜射入玻璃砖(入射角为45°)后，再折射入空气。
（1）光从空气斜射入玻璃砖时，折射角　 　45°(选填“大于”、”小于”或”等于”)，当光从玻璃砖再次斜射入空气中时，请画出折射光线　 　。
（2）把该玻璃砖压在教材的”科学”两字上，则透过玻璃砖看到的“科学”两字是______。
A．变浅的虚像 B．变浅的实像 C．变深的虚像 D．变深的实像
【答案】（1）小于； （2）A
【解析】（1）根据光的折射规律分析解答；（2）根据光的折射规律分析判断。
【解答】（1）根据光的折射规律可知，光从空气斜射入玻璃砖时，折射角小于入射角。因为入射角等于45°，所以折射角小于45°；
当光从玻璃砖再次斜射入空气中时，折射角大于入射角，且折射光线与最初的入射光线平行，如下图所示：
（2）压在玻璃砖下的科学两字发出的光，从玻璃射入空气时发生折射，此时折射角大于入射角。当折射光线射入我们的眼睛后，我们反方向看回去，会看到成在实际位置上方的变浅的虚像。
故选A。
考点四、光的色散
1.色散实验
(1)实验过程及现象：如右图所示，一束太阳光通过三棱镜后在白屏上形成彩色光带，颜色依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
(2)探究结论：①白光是由多种色光混合而成；
②不同的色光通过三棱镜的偏折程度不同，红光的偏折程度最小，紫光的偏折程度最大。
2.光的色散
太阳光射入、射出三棱镜发生折射被分解成各种颜色的光的现象叫作光的色散。太阳光是白光。彩虹就是光的色散形成的。
3.单色光与复色光
(1)单色光：不能再分解的光，如光的色散实验中的红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫色光都是单色光。
(2)复色光：由单色光混合而成的光，如白光(太阳光是其中的一种)。
4.光的三原色
红、绿、蓝三种色光叫作光的三原色。只要适当调配红、绿、蓝三种色光的比例，就可以产生各种颜色的光。
色光混合规律是：红光+绿光→黄光；红光+蓝光→品红光；绿光+蓝光→青光；红光+绿光+蓝光→白光，如图所示。彩色电视机屏幕上呈现的五彩缤纷的画面，就是由光的三原色按不同比例混合而成的。
5.物体的颜色
(1)透明物体的颜色是由它透过的色光决定的，透明物体只能透过与自身颜色相同的光，其他色光被吸收。如图甲所示，红玻璃只能透过红光。
(2)不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的，不透明物体只能反射与自身颜色相同的光，其他色光被吸收。如图乙所示，绿纸只能反射绿光，太阳光经三棱镜后形成的彩色光带照在绿纸上，只有绿光照射的地方是绿色，其他地方则是黑色。
(3)黑色物体吸收各种颜色的光；白色物体反射各种色光，即红光照射到白纸上呈红色，黄光照射到白纸上呈黄色。
典例1：（2024七下·吴兴期中）一束太阳光通过三棱镜后，被分解成多种颜色的光，在白色光屏上形成一条彩色光带，如图所示，　 　是紫光，如果将温度计放在　 　外侧，一段时间后示数会明显上升。（均选填“A”或“B”）
【答案】B；A
【解析】（1）根据三棱镜对不同色光偏折能力的大小分析；
（2）在太阳光谱中，将温度计放在红光以外，一段时间后示数会明显上升，这说明红光以外存在看不见的光，即红外线。
【解答】（1）根据图片可知，太阳光对A的偏折能力弱，对B偏折能力强，则A为红光，B为紫光；
（2）如果将温度计放在红光外侧，一段时间后示数会明显上升，故选A。
变式1：下列说法正确的是 (　　)
A．单颜色的红光通过棱镜后也会发生色散现象
B．光的色散是光通过介质后发生了偏折，其中紫光偏折最小
C．白光色散后不可能再合成为白色光
D．彩虹的形成是因为太阳光通过了充满水汽的大气
【答案】D
【解析】关于光和颜色的相关知识。
1.白光是由多种色光混合而成的。我们把不能再分解的 光叫做单色光，由单色光混合而成的光叫做复色光。
2.让太阳光穿过一条狭缝，射到三棱镜上，从棱镜另一侧的白纸屏上可以 看到一条彩色的光带，彩色光带中的颜色是按红、橙、黄、绿、蓝、靛、 紫的顺序排列的，从而发现了光的色散现象。
3.我们看到物体的原因是眼睛接收到了物体反射出来的光。白色的物体 能反射所有照射在它表面的光，眼睛接收到的是含有各种色光的混合光， 因此感觉是“白色”的。相反，黑色物体是因为它 吸收了所有照射在它表面的光，眼睛接收不到来自 它的反射光，因此，感觉是“黑色”的。
4.物体呈现各种色彩也是因为它能反射不同颜色 的光。
【解答】A.单颜色的红光通过棱镜后也会发生色散现象——单色光是不会发生生色散现象的。
B.光的色散是光通过介质后发生了偏折，其中紫光偏折最小——紫光偏折最大
C.白光色散后不可能再合成为白色光——可能
D.彩虹的形成是因为太阳光通过了充满水汽的大气——是因为太阳光照射到空气中的水滴上形成的色散，故正确。
变式2：课外兴趣小组的同学在太阳下进行如图所示的实验，让太阳光透过纸板的圆孔，照到白纸上。
（1）先后将红色、蓝色两种透明的塑料薄膜依次蒙在纸板的圆孔上，你在白纸上会看到：红色的塑料薄膜通过的光呈　 色，说明只通过了　 光；蓝色的塑料薄膜通过的光呈　 　色，说明只通过了　 　光。这两个实验说明　 　。
（2）当把黑色透明的塑料薄膜蒙在纸板的圆孔上，你在白纸上会看到　 　。
【答案】（1）红；红；蓝；蓝；透明物体的颜色是由它透过的色光决定的 （2）黑色
【解析】（1）透明体的颜色由它透过的色光决定；
（2）白色透明体能够透过所有色光，而黑色透明体吸收所有色光，据此分析解答。
【解答】（1）先后将红色、蓝色两种透明的塑料薄膜依次蒙在纸板的圆孔上，你在白纸上会看到：红色的塑料薄膜通过的光呈红色，说明只通过了红光；蓝色的塑料薄膜通过的光呈蓝色，说明只通过了蓝光。这两个实验说明：透明物体的颜色是由它透过的色光决定的。
（2）当把黑色透明的塑料薄膜蒙在纸板的圆孔上，我们在白纸上会看到黑色。
变式3：（2023七下·东阳期末）为了寻找光的色散现象产生的原因，某同学进行了如下探究：选用不同颜色的光（红光、黄光和紫光），分别以不同的入射角从空气射入玻璃砖中（如图所示），测出折射光线对应的折射角r，结果如下表。（已知：红光在玻璃中传播速度最快，黄光次之，紫光最慢）
红光光源 黄光光源 紫光光源
序号 入射角i(度) 折射角r(度) 入射角i(度) 折射角r(度) 入射角i(度) 折射角r(度)
1 25 16.4 25 15.7 25 15.1
2 50 30.7 50 29.4 50 28.2
3 75 40.1 75 38.3 75 36.6
（1）为了顺利完成本实验探究，入射角的角度不能等于　 　。
（2）比较实验数据，得出规律：
①同种颜色的光从空气斜射入玻璃砖时，折射角小于入射角且随着入射角的增大，折射角　 。
②不同颜色的光从空气中以相同的入射角斜射入玻璃砖时，　 　。
【答案】（1）0°
（2）增大；光的偏折程度不同，红光的折射角最大，其次是黄光，紫光的折射角最小
【解析】光垂直于界面入射时，光的传播方向不变；纵向对比表格中的数据得出结论，注意控制变量法的应用；横向对比表中的数据得出结论。
【解答】（1）当入射角为0°时，入射光线与分界面垂直，此时光的传播方向不变，即不会发生折射现象；因此入射角不能等于0°；
(2)根据红光光源中的1、2、3三组数据可知，同种颜色的光从空气斜射入玻璃砖时，折射角小于入射角；且随着入射角的增大，折射角增大。根据第1组实验中三种光源的折射角数据可知，不同颜色的光从空气中以相同的入射角斜射入玻璃砖时， 光的偏折程度不同，红光的折射角最大，其次是黄光， 紫光光源的折射角最小。
考点五、看不见的光
1.红外线
(1)概念：在可见光谱的红端以外部分存在着一种人眼看不见的光，叫红外线。
(2)特点及应用
①红外线具有热效应。各种物体吸收了红外线后温度升高，因此，人们利用红外线来加热物品。
②自然界的所有物体都在不停地向外辐射红外线，物体温度越高，辐射的红外线越强。红外线探测器、红外线照相机、红外线夜视仪等都是利用红外线的强弱识别温度不同的物体。
③红外线穿透云雾的能力强、定向性好，可用于红外遥控。家庭用的电视机和空调遥控器就是利用红外线来工作的。利用红外遥感技术可以对地球勘测、寻找水源、监视森林火灾、评估大面积农作物的长势等。
2.紫外线
(1)概念：在可见光谱的紫端以外部分存在着一种人眼看不见的光，叫紫外线。
(2)特点及应用
①紫外线具有荧光效应，能使荧光物质发光，用来鉴别纸币的真伪，紫外线验钞机就是利用紫外线工作的。
②紫外线能杀死微生物，常被人们用来消毒灭菌。
③适量的紫外线照射有助于人体合成维生素D,维生素D能促进身体对钙的吸收，对于骨骼的生长和人体健康都有好处。
注意
(1)紫外线是人眼看不见的，紫外线灯光看起来是淡蓝色的，是因为除了紫外线外，它还发出少量蓝光和紫光。
(2)高温物体如太阳、弧光灯和其他炽热物体发出的光中都有紫外线。太阳光是天然紫外线的重要来源。如果太阳辐射的紫外线全部到达地面，地球上的生物都不可能生存。
(3)大气层上部的臭氧层对紫外线有吸收作用。
典例1：让一束太阳光通过三棱镜后被分解成各种颜色的光，如果用一个白屏来承接，会形成一条彩色光带，这种现象叫光的________，在彩色光带外侧有两种看不见的光，用其中一种光照射钞票，可以使钞票的荧光物质发光，这种光叫________(选填“红外线”或“紫外线”)。
【答案】色散；紫外线
【解析】（1）太阳光经过三棱镜折射后可以分散成七种颜色的光，分别是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，这就是光的色散现象。
（2）紫外线可以使荧光物质发光，钞票上某些位置用荧光物质印上标记，在紫外线照射下识别这些标记，从而辨别钞票的真伪。
变式1：下列说法正确的是（　　）
A．光照在物体上时，物体的颜色由照射光的颜色决定
B．实验表明，色光的混合规律与颜料的混合规律相同
C．电视机的遥控器可以发出红外线，来实现对电视机的遥控
D．任何情况下，紫外线的照射对人体都是有害的
【答案】C
【解析】A.不透明体的颜色由它反射的色光决定；
B.根据光的混合规律判断；
C.根据红外线的特点和应用判断；
D.根据紫外线的特点和应用判断。
【解答】A.光照在物体上时，物体的颜色由反射光的颜色决定，故A错误；
B.实验表明，色光的混合规律为加色法，颜料的混合规律为减色法，故B错误；
C.电视机的遥控器可以发出红外线，来实现对电视机的遥控，故C正确；
D.紫外线的照射可以促进人体对钙的吸收，故D错误。
变式2：冬天，在商店购买的红外线烤火炉，看起来它发出淡红色的光，这是因为（　　）
A．红外线本身就是一种淡红色的光
B．烤火炉的电热丝的温度超过标准，因此在发出红外线的同时还发出少量红色的光，红外线本身是看不见的，看见的淡红色的光并不是红外线
C．红外线中有一部分是看得见的，有一部分是看不见的，看得见的那部分是淡红色的
D．以上说法都是错误的
【答案】B
【解析】根据红外线的定义和应用判断。
【解答】A.红外线是红光外面看不到的光，故A错误；
BCD.烤火炉的电热丝的温度超过标准，因此在发出红外线的同时还发出少量红色的光，红外线本身是看不见的，看见的淡红色的光并不是红外线，故B正确，C、D错误。
变式3：（1）太阳的热主要以　 　(填“红外线”或“紫外线”)的形式传送到地球上。太阳光经过三棱镜后，被分解成各种色光。将三种色光适当混合能产生其他任何色光，这三种色光分别是红光、　 　和蓝光。
（2）在②区域中看到彩色光带，这是　 　现象。
（3）下列应用中：①遥控器；②验钞机；③激光准直器，属于③区域光线应用的是　 　。(填序号)
【答案】（1）红外线；绿光 （2）色散 （3）②
【解析】（1）①红外线的热作用好，紫外线的化学作用强；
②根据光的三原色的知识解答。
（2） 太阳光经过三棱镜后，被分解成各种色光 ，这种现象叫色散；
（3）根据紫外线的应用解答。
【解答】（1）太阳的热主要以红外线的形式传送到地球上。太阳光经过三棱镜后，被分解成各种色光。将三种色光适当混合能产生其他任何色光，这三种色光分别是红光、绿光和蓝光。
（2）在②区域中看到彩色光带，这是色散现象。
（3）下列应用中：①遥控器；②验钞机；③激光准直器，属于③区域光线（紫外线）应用的是验钞机，故选②。
1.误认为物体离平面镜越远，成的像越小。
物体在平面镜中成的是虚像，像和物体的大小相等，即像的大小是由物体的大小决定的，与物体到平面镜的远近和平面镜的大小等无关。
2.误认为平面镜移动时像的位置也变化。
平面镜成像，像与物关于镜面对称。物体不动，镜面不动，观察者运动，像的位置不变；物体运动，镜面不动，像的位置改变；物体不动，镜面在其所在平面内运动，像的位置不变；物体不动，镜面运动且不在原来所在的平面，像的位置改变。镜面破碎成两半，或重新组合，或在同一平面内移动，两块镜面都能在同一位置成完整的像，像的大小不变。
3.误认为在折射现象中，折射角总是小于入射角。
当光从空气斜射入水或玻璃等透明介质中时，折射角小于入射角；当光从水或玻璃等透明介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。即发生光的折射时，总是空气中的角大。
1．彩色电视机画面的颜色是由哪三种色光组成的（　　）
A．红、蓝、黄 B．红、绿、蓝 C．红、橙、黄 D．绿、紫、橙
【答案】B
【解析】根据光的三原色的知识判断。
【解答】光的三原色为红、绿、蓝，将这三种单色光按照不同比例混合，就可以呈现万紫千红的颜色，故B正确，而A、C、D错误。
2．绿色植物的生长需要吸收太阳光，而其体内的叶绿素是绿色的，所以（　　）
A．绿色光对绿色植物生长最有利
B．绿色光对绿色植物生长最不利
C．各种色光对绿色植物生长的作用相同
D．绿色植物能吸收所有绿色光
【答案】B
【解析】不透明体的颜色由它反射的色光决定。
【解答】绿色植物的生长需要吸收太阳光，而其体内的叶绿素是绿色的 ，则植物的叶片反射绿光，吸收绿光以外的其它色光，故B正确，而A、C、D错误。
3．下列说法正确的是（　　）
A．玻璃呈“无色”是因为它能透过一切色光
B．衣服呈白色是因为它能发出白光
C．衣服呈红色是因为它吸引红光
D．物体呈黑色是因为它能反射一切色光
【答案】A
【解析】不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的；透明物体的颜色是由透过它的色光决定的。
【解答】A、玻璃将所有的色光都透过了，呈现”无色“，故A正确；
B、衣服呈白色是因为它反射所有的色光，故B错误；
C、衣服呈红色是因为它反射红光，故C错误；
D、不透明物体呈黑色是因为它反射一切色光，透明物体呈黑色是因为它透过一切色光，故D错误；
故选A。
4．自然界中黑色的花很少，而红、黄色的花却很多，主要原因是因为（　　）
A．黑色花能吸收自然界的一切色光，包括黑色光，所以容易受到伤害，不易存活
B．因红光外侧的红外线热效应较强，红色花将太阳光中的红光反射出去，从而使花免受伤害
C．黄花能发出黄色的光，吸引昆虫传粉
D．红花能吸收太阳光中的红色光，促进自身的光合作用
【答案】B
【解析】透明体的颜色由它透过的色光决定，而不透明体的颜色由它反射是色光决定。
【解答】A.黑色花能吸收自然界的一切色光，在夏季时吸收的热量太多，容易造成烫伤，故A错误；
B.因红光外侧红外线热效应较强，红色花将太阳光中的红光反射出去，从而使花免受伤害，故B正确；
C.黄花能够反射黄色的光，故C错误；
D.红花能反射太阳光中的红色光，促进自身的光合作用，故D错误。
5．（2022七下·杭州期中）广告公司在拍摄水果广告时，为了追求某种艺术效果，在暗室里用黄光照射装在白色瓷盘中的红色苹果及黄色香蕉。站在旁边的摄影师将看到(　　)
A．苹果呈黑色，瓷盘呈白色，香蕉呈黄色
B．苹果呈红色，瓷盘呈黑色，香蕉呈黑色
C．苹果呈黑色，瓷盘呈黄色，香蕉呈黄色
D．苹果呈红色，瓷盘呈黄色，香蕉呈黑色
【答案】C
【解析】不透明体的颜色由它反射的色光决定，黑色物体吸收所有色光，白色物体反射所有色光，据此分析判断。
【解答】白色瓷盘反射所有色光，即可以反射黄光，则瓷盘为黄色。红色苹果只能反射红光，而吸收黄光，因此苹果为黑色。黄色香蕉可以反射黄光，因此香蕉为黄色。
6．关于光现象，下列说法正确的是（　　）
A．开凿隧道时用激光束引导掘进机，利用了光的直线传播
B．验钞机利用红外线辨别钞票的真伪
C．自行车的尾灯是靠光的折射来引起后方车辆司机注意的
D．漫反射不遵守光的反射定律
【答案】A
【解析】此题是有关于光的一些知识，光有可见光和不可见光，不可见光中日常利用较多的有红外线、紫外线，红外线在遥感方面应用较多，紫外线可杀菌消毒，还可辨别纸币真伪。光有直线传播原理，反射、折射原理，生产生活中的应用很多。
【解答】A．开凿隧道时用激光束引导掘进机，利用了光的直线传播，光在同一种均匀的介质中是沿直线传播的，可用光准直，A正确；
B．验钞机利用红外线辨别钞票的真伪，验钞机利用的是紫外线，B错误；
C．自行车的尾灯是靠光的折射来引起后方车辆司机注意的，靠的是光的反射，C错误；
D．漫反射不遵守光的反射定律，漫反射也遵循光的反射定律，D错误。
故选A
7．（2024七下·温州期末）反光板是摄影常用器材，其一侧表面涂有光滑的反光涂层，可以反射光，另一侧无反光涂层，通常为黑色（如图）。下列反光板摆放方式能使拍摄对象的面部更亮的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】根据光的反射分析能否照亮脸部。
【解答】BD、由于无反光涂层一侧为黑色，黑色能吸收所有色光，不能反光，不能使拍摄对象的面部更亮，所以不能用无反光涂层来反光，故BD不符合题意；
AC、涂有光滑的反光涂层一侧可以反射光，所以用反光涂层来反光；由反射规律可知，反射角等于入射角，所以当反光涂层平放时，太阳光经过反射到达人脸，能使拍摄对象的面部更亮，故A符合题意，C不符合题意。故答案为：A。
8．（2024七下·义乌期末）新华社发布白鹭和水中倒影、影子同框的照片，有网友评论这是诗中“对影成三人”的景象，对两个“影”形成原理叙述正确的是（　　）
A．影子：光的折射 B．影子：光的反射
C．倒影：光的折射 D．倒影：光的反射
【答案】D
【解析】光在同一种均匀的介质中是沿直线传播的；光的反射是一种光学现象。指光在传播到不同物质时，在分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象。光遇到水面、玻璃以及其他许多物体的表面都会发生反射。当光在两种物质分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象，叫做光的反射。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 。可归纳为：“三线共面，两线分居，两角相等”。光具有可逆性。光的反射现象中，光路上是可逆的。
【解答】AB．影子是光沿直线传播，被白鹭遮挡，形成的黑影，是光沿直线传播形成的，故AB错误；CD．倒影是平面镜成像现象，是光的反射形成的，故C错误，D正确。
故选D。
9．（2025·义乌模拟）用玻璃板作为平面镜，使蜡烛的像成在装满水的烧杯中，就能观察到“蜡烛在水中燃烧”（如图甲）。若蜡烛的像位置如图乙所示，要使像移到烧杯中，仅移动玻璃板，则移动的方向应是（　　）
A．① B．② C．③ D．④
【答案】C
【解析】根据平面镜所成的像与物体关于平面镜对称，即像距等于物距进行判断。【解答】根据平面镜成像特点可知，像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离，由图乙可知，要使像移到烧杯中，则要增大像与平面镜的距离，故要增大蜡烛到平面镜的距离，由于仅移动玻璃板，因此可把玻璃板向烧杯一侧移动，即移动的方向应是③。故C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
10．（2025九下·温州开学考）光有关现象在生活中是常见的，下列对于光现象的解释正确的是（ ）
A．①是因为光的折射，水中“筷子”（侧面看）是水中筷子的虚像
B．②是因为光的直线传播，墙上“手影”是手经过小孔所成的实像
C．③是因为光的反射，“彩虹”是太阳光发生色散后的单色光排列
D．④是因为光的反射，“倒影”是白鹤在水面成等大、倒立的实像
【答案】A
【解析】 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】A、从侧面看，玻璃杯就相当于一个放大镜（或凸透镜），我们通过放大镜看到的水中“筷子”是水中筷子的放大、正立的虚像，故A正确；
B、影子的形成说明光是沿直线传播的，由于光的直线传播，被物体挡住后，物体后面就会呈现出阴影区域，而小孔成像，成的是物体倒立的像，像之所以是倒立的，就是因为光的直线传播形成的，故B错误；
C、“彩虹”是太阳光发生色散后的单色光排列，是光的折射，故C错误；
D、平静水面上白鹤的倒影，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，倒影”是白鹤在水面成等大、正立的虚像，故D错误。
故选：A。
11．《几暇格物编》中记载：“置钱碗底，远视若无，及盛满水时，则钱随水光而显现矣。”造成“看不见”的原因是光的　 　。如图所示，把铜钱放在碗底B 处后加适量水，从A 处恰好看到铜钱的像在E 处，用激光笔从A 点向　 　(填字母)处照射，可照亮铜钱；加满水，从A 处看到像的位置将　 　(填“变高”“变低”或“不变”)。
【答案】直线传播；E；变高
【解析】光从一种介质中斜射入另一种介质中时，将发生折射，从水面上观察水面下的物体，由于光的折射，看到的是物体向上移升的虚像。
【解答】把铜钱放在碗底B处，人眼从A处看不见铜钱，这是因为在同种均匀介质中光沿直线传播。据题意可知，把铜钱放在碗底B 处后加适量水，从A处恰好看到铜钱的像在E处，根据光路的可逆性可知，用激光笔从A 处向E 处射出光束时，光线会原路返回，即可把铜钱照亮。根据光的折射规律可知，他看到的铜钱是因为光的折射而形成的变高的虚像，加满水后，由于发生折射的水面位置升高，人眼逆着射来的光线看去，看到像的位置将变高。
12．（2024七下·柯桥月考）如图是光在空气和玻璃界面RS上发生反射和折射的光路图，。图中的入射光线是　 　；反射角大小是　 　；折射光线在　 　（填“玻璃”或“空气”）中。
【答案】AO；30o；空气
【解析】光的反射定律：反射角等于入射角，反射光线与入射光线分居在法线两侧，反射光线、入射光线和法线三线共平面。
光的折射：折射光线与入射光线分居法线两侧，空气中的角角度更大，无论作为入射角还是反射角。【解答】由图可知所以
而∠COP与∠AOP时相等的，根据反射角等于入射角，所以PQ为法线，RS为界面，而折射光线和入射光线分别位于法线两侧，则OB一定为折射光线，AO为入射光线，OC为反射光线。
由图可知，折射角要大于入射角，因当光线从水中斜射入空气时，折射角大于入射角；所以这束光线是由玻璃进入空气，即分界面的右侧是空气。
13．（2024七下·诸暨期末）小南在学习光的折射规律时，设计了如图所示的装置。容器内无水时，射灯发出的一束光照在右壁上，在S点形成一个亮斑。现往池内注入密度均匀的水，水面升至图中的a位置时，在右池壁上亮斑的位置在S点的　 　（选填“上方”或“下方”）；水面从a位置升至b位置的过程中右池壁上亮斑的位置距S点的距离　 　（选填“变大”或“变小”）。
【答案】下方；变小
【解析】（1）光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播，从一种介质斜射入另一介质时，光的传播方向发生改变，产生折射现象；
水面升至a位置时，光从水斜射入空气中时，入射光线、折射光线以及法线在同一平面内，折射角大于入射角，确定折射光线的方向；
（2）水面上升至b位置时，根据折射规律，画图确定折射光线的方向。
【解答】往池内注水，水面升至a位置时，光发生折射，根据光的折射规律，亮斑P点如下图所示，即在S点的下方，如下图
同理，水面上升至b位置时，根据光的折射定律，亮斑P'点如下图所示，即在S点的下方
由图可知，水面从a位置升至b位置的过程中，右池壁上亮斑的位置距S点的距离变小了。
14．（2024七下·杭州期末）如图所示是司机在倒车时通过右后视镜看到右后方行人A的情景，P点是司机的眼睛，请你画出司机看到行人A的光路图。
【答案】
【解析】平面镜成像的特点：像与物等大，像距等于物距，像与物的连线与平面镜相垂直，我们能看到A是因为A反射的光线进入的眼睛。【解答】先延长平面镜，然后做A点关于平面镜的对称点A'，然后连接A'P，与平面镜的延长线交于一点O，O即为入射点，连接AO即为入射光线，再连接OP即为反射光线，光由行人射向司机，如下图所示：
15．（2022七下·鄞州期末）某学校课外活动兴趣小组在黑暗的实验室里，对透明物体和不透明物体的颜色由什么决定进行了如下探究。
【实验一】：先后用不同颜色的膜对着不同颜色的光进行观察，得到的结果如表一所示。
表一
照射光的颜色 绿色 红色 红色 绿色 白光
膜的颜色 绿色 红色 蓝色 红色 黄色
观察到的颜色 绿色 红色 黑色 黑色 黄色
（1）由表一可以得出：透明物体的颜色是由　 　决定的；
（2）【实验二】：用不同的颜色膜材料ETFE做大棚实验
表二
大棚外膜的颜色 蓝色 无色 紫色
一天中棚外的最高温度 36℃ 36℃ 36℃
一天中棚内的最低温度 38℃ 50℃ 30℃
光的通过量 90% 98% 50%
综合上述信息，你认为膜的颜色用　 　色更好。
（3）请你根据上述结论解释，水果店卖西瓜（红瓤）时，总喜欢撑一顶红色半透明的遮阳伞是因为　 　。
【答案】（1）透过的色光（2）蓝色（3）红色半透明伞可以透过红光
【解析】（1）将观察到的颜色与膜的颜色比较，从而确定透明物体的颜色与透过色光的关系；
（2）在大棚内，一天中的温差越小，对植物的生长越有利；
（3）红色的半透明的遮阳伞只能透过红光，而红光照射在红色的瓜瓤上被反射，看起来西瓜更成熟鲜美，据此分析解答。
【解答】（1）根据表格一可知，绿膜只能透过绿光，红膜只能透过红光……，因此得到结论：透明物体的颜色是由透过的色光决定；
（2）根据表格可知，当大棚外膜为蓝色时，一天中大棚内的温差最小，则：我认为膜的颜色为蓝色时最好。
（3）水果店卖西瓜（红瓤）时，总喜欢撑一顶红色半透明的遮阳伞是因为：红色半透明伞可以透过红光。
16．（2024七下·义乌期末）科学家费马在1662年最早提出：光传播时总是选择用时最少的路径，称为“最短时间原理”。即光从A点到达B点所经过的路径肯定比任何其它路径所用的时间短。
（1）光在同种均匀物质中传播速度不变，两点之间线段最短，因此光在同种均匀物质中总是沿着　 　传播的；
（2）光在反射和折射时也遵循“最短时间原理”，利用此原理可以解决很多行程问题：
①传说一位古罗马将军提出了一个有名的“将军饮马”问题：如图甲，将军从军营A出发先到河边饮马，再去同侧的B地开会，若途中速度不变，应该怎样走才能用时最短？请你根据光的反射原理画出将军的行走路线；　 　
②大自然的进化十分神奇，据说蚂蚁也掌握了最短时间原理；如图乙，在A处平地上的蚂蚁发现了B处沙地上的食物，它选择的路线恰好遵循光的折射定律（设蚂蚁在平地和沙地中均匀速且在平地上速度大），请你画出蚂蚁去搬运食物的大致路线。　 　
【答案】直线；；
【解析】一种光学现象。指光在传播到不同物质时，在分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象。光遇到水面、玻璃以及其他许多物体的表面都会发生反射。当光在两种物质分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象，叫做光的反射。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 。可归纳为：“三线共面，两线分居，两角相等”。光具有可逆性。光的反射现象中，光路上是可逆的。
【解答】（1）由于光传播时总是选择用时最少的路径，光在同种均匀物质中传播速度不变，所以光在同种均匀物质中总是沿着直线传播。
（2）①由于光在反射和折射时也遵循“最短时间原理”，所以从军营A出发先到河边饮马，再去同侧的B地开会，可以遵循光的反射规律，所以过B点做水面的对称点Bˊ，连接ABˊ与水面交于O点，则O点为入射点，连接OB，则将军的行走路线为AOB，如下图所示：
②[3]由于蚂蚁选择的路线恰好遵循光的折射定律，蚂蚁在平地和沙地中均匀速且在平地上速度大，所以在平地上的角度大于在沙地上的角度，即入射角大于折射角，则蚂蚁去搬运食物的大致路线，如下图所示：

17．汽车抬头显示(如图甲所示)又叫汽车平视显示系统，该系统利用平面镜成像原理(如图乙所示)，将显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方，驾驶员不必低头，就可以看到仪表盘上的信息，如车速、油耗、导航等，从而避免分散对前方道路的注意力。
（1）行车数据在挡风玻璃上所成的像是由光的　 　(填“反射”或“折射”)形成的。
（2）某驾驶员发现挡风玻璃所成的像过高，不便于观察，这时就需要将显示器沿水平方向　 　(填“远离”或“靠近”)挡风玻璃。
（3）汽车平视显示系统有一个技术难题，即挡风玻璃所成的像易产生重影，影响使用效果，重影产生的原因是挡风玻璃有一定的　 　(填“厚度”或“透明度”)。
（4）为避免成的像出现重影，厂方对前挡风玻璃进行了改造，应选用图中　 　(填字母)图所示的玻璃。
【答案】（1）反射（2）靠近（3）厚度（4）B
【解析】 （1）平面镜成正立等大的虚像，是光的反射现象；
（2）像和物到平面镜的距离相等；
（3）（4）由于玻璃有一定厚度，所以挡风玻璃所成的像易产生重影。
【解答】 （1）挡风玻璃相当于平面镜，根据平面镜成像特点和原理可知，行车数据在挡风玻璃上所成的像是由于光的反射形成的正立的虚像；
（2）由平面镜成像的特点可知，像到平面镜的距离随着物体到镜面的距离减小而减小，现在发现挡风玻璃所成的像过高，不便于观察，需向下移动，这时就需要将显示器沿水平方向靠近挡风玻璃。
（3）挡风玻璃所成的像易产生重影，影响使用效果，观察可发现重影产生的原因是挡风玻璃有一定的厚度，这样两个面都会反射成像。
（4）A．如图A两条反射光线平行，反射光线的反向延长线没有交点，成的像不会重合，故A不符合题意；
B．如图B两条反射光线不平行，反射光线的反向延长线相交于一点，成的像重合，故B符合题意；
C．如图C两条反射光线不平行，反射光线的反向延长线不能交于一点，成的像不重合，故C不符合题意。故选B。
18．（2024七下·嵊州期末）如图甲所示为“探究平面镜成像特点”的实验装置。
（1）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，可以看到蜡烛A在玻璃板后面的像：另取一支外形相同但不点燃的蜡烛B，在玻璃板后面移动，直到跟蜡烛A的像完全重合，这种确定像与物大小关系的方法是　 　（选填“控制变量法”或“等效替代法”）；
（2）在B蜡烛的位置上放置一块光屏，光屏上　 　（选填“能”或“不能”）呈现蜡烛A的像；
（3）若甲图实验中把玻璃板向右平移一段距离，A蜡烛的像　 　（选填“向右平移”、“仍在原来位置”或“向左移动”）；
（4）若玻璃板是按图乙所示的方式倾斜放置，那么蜡烛A的像会在图中的　 　处（选填“A”、“A2”或“A3”）。
【答案】等效替代法；不能；仍在原来位置；A2
【解析】（1）等效替代法是在保证某种效果(特性和关系)相同的前提下，将实际的、陌生的、复杂的物理问题和物理过程用等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程代替来研究和处理的方法。
（2）实像可以成在光屏上，虚像不能成在光屏上；
（3）像的位置取决于物体的位置和平面镜所在平面的位置；
（4）根据平面镜成像的对称性分析。
【解答】（1）根据题意可知，把蜡烛A点燃放在玻璃板的前面，再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B放在玻璃板后面移动，直到看上去跟蜡烛A的像完全重合，这种确定像与物大小关系的实验方法是等效替代法。
（2）根据题意可知，移去蜡烛B，并在其所在位置上放一光屏，这时，光屏上不能接收到蜡烛的像。
（3）把玻璃板向右平移一段距离，但是平面镜所在平面的位置不变，因此A蜡烛的像位置不变，仍然在原来位置。
（4）如图乙所示倾斜，依据平面镜成像对称性特点可知，蜡烛A的像在桌面上方，应是图中的A2。
19．（2024七下·武义期末）某兴趣小组为了验证平面镜成像特点，利用蜡烛和玻璃板进行实验，回答以下问题：
（1）实验时应选择较　 　的玻璃板做实验，其目的是方便确定像与物的距离；
（2）当玻璃板后面的蜡烛B与蜡烛A的像完全重合时，便可确定像的位置。若要证明平面镜所成的像是虚像，小科可进行的操作是　 　；
（3）做完实验后，小金同学联想到商场里的试衣镜高度比人的身高要低一些，身高的小金站在竖直放置的高的平面镜前处，则
①人　 　（选填“能”或“不能”）成完整的像；
②如果他向镜面移近，他的像高　 　（填“大于”“等于”或“小于”）1.75m。
【答案】薄；在像的位置放置光屏，观察是否能成像在光屏上；能；等于
【解析】（1） （1）从厚玻璃板的两个面都可以当作反射面，会出现两个像的角度去分析此题；
（2）实像能用光屏承接，虚像不能用光屏承接；
（3）①根据平面镜成像的原理解答；
②根据平面镜成像“物像等大”的规律分析。
【解答】（1）根据题意可知，若玻璃板过厚，在玻璃板的前后表面反射形成的虚像距离较大，不利于确定像的准确位置，因此选用较薄的玻璃板。
（2） 当玻璃板后面的蜡烛B与蜡烛A的像完全重合时，便可确定像的位置。若要证明平面镜所成的像是虚像，小科可进行的操作是： 在像的位置上放置光屏，观察光屏上是否会出现像。
（3）①平面镜无论大小，都可以反射光线，因此可以成物体完整的像。
②小金同学向镜面移近0.5m，根据“物像等大”的规律可知，小金同学的身高不变，因此他的像高不变，仍为1.75m。
20．（2024七下·越城期末）如图甲所示是小孙同学探究“平面镜成像特点”的实验装置。
（1）A、B两根蜡烛的大小和形状相同，这样做的目的是　 　；
（2）小孙同学按照如图甲所示测出来蜡烛和像的位置以及它们到平面镜的距离后，让蜡烛以1cm/s的速度在桌面上沿着平面镜向右水平直线移动，像相对于蜡烛的速度是　 　cm/s；
（3）乙图为猫咪照镜子的情境，若猫的头部位置保持不变，把镜子沿中间截成两半，将右边一半沿原来位置直线向右移一段距离，则左、右两半面镜子　 　。
A．各成半个像，合起来成一个完整的像
B．左半边镜子成完整像，右半边不成像
C．都成完整的像，但两个像在不同位置
D．都成完整的像，且两个像在同一位置
【答案】便于比较像和物之间的大小关系；0；D
【解析】（1）根据平面镜成像中“物像等大”的验证方法解答；
（2）根据平面镜成像“物像等距”的规律分析；
（3）平面镜成像时像的位置由平面镜所在平面的位置和物体的位置共同决定。
【解答】（1）根据题意可知，当蜡烛B与蜡烛A的像完全重合时，可以验证像和物体的大小关系，因此A、B两根蜡烛的大小和形状相同，便于比较像和物之间的大小关系。
（2）根据平面镜成像“物像等距”的规律可知，蜡烛的像到物体的距离始终保持不变，因此是静止的，即0m/s。
（3） 把镜子沿中间截成两半，将右边一半沿原来位置直线向右移一段距离，则左、右两半面镜子所在平面的位置不变，因此都能成完整的像，且像的位置不变，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
21．小玉的书桌放在面朝南方的窗边，冬日的暖阳斜射在摆在书桌上的玻璃圆镜上，在房间竖直的白墙上留下一块规则的光斑。有一次他将一支铅笔放在玻璃圆镜正上方约10 cm处，墙上光斑中出现了两个黑色的阴影，小玉在思考：
（1）光斑的形成是因为　 　。
（2）若将桌面上的玻璃圆镜沿着水平方向远离 墙 面，则光 斑 位 置 将 如 何移动 　 　。
（3）为什么墙上有两个黑影呢 小明进行了探究，如图甲和乙所示，当笔放在玻璃圆镜上时，两个黑影变为紧挨着。改变铅笔和玻璃圆镜的距离。发现两个黑影对称着变化移动。于是他认为两个黑影中一个是铅笔的影子，另一个是铅笔通过玻璃圆镜所成的像，请帮助分析他的猜想是否有道理 并说明理由：　 　。
（4）为什么一支笔出现了两个影子呢 小玉再次移动铅笔偏离镜面的正上方，结果发现影子只剩下一个，如图丙所示。小玉为了搞清楚背后的原理，请教了老师。老师告诉小玉：一个影子是由镜子反射的光照射到铅笔上被铅笔挡住形成的，一个影子是射向镜子的太阳光被铅笔挡住形成的。图丁是老师用来说明一个影子形成原因的光学作图，请用相同的方法在该图解释另一个影子的形成。
（5）小玉将平面镜换成了三棱镜，将会观察到　 　现象。
【答案】（1）光的反射
（2）上移
（3）没有道理；玻璃圆镜成的是虚像，不可能在光屏上呈现
（4）
（5）桌面上出现彩色（七色）光带
【解析】 （1）光照射到镜子上，镜子反射的光照在竖直墙壁上，出现光斑；
（2）在光的反射中，反射角等于入射角，根据光斑的位置变化分析镜子的位置的变化；
（3）平面镜成虚像，物像等大、物像等距、物像连线与镜面垂直，虚像不能在光屏上呈现，实像能够在光屏上成像；
（4）影子是光的直线传播形成的；
（5）太阳光由七种颜色的光组成，经过三棱镜的折射作用后，就可以在白屏上看到这七种颜色的光。
【解答】 （1）冬日的暖阳斜射在书桌玻璃台板上，在房间竖直雪白的墙壁上留下一块规则的光斑，这个光斑是玻璃板反射的光照射在墙壁上形成的，属于光的反射现象；
（2）圆镜沿水平方向移动时，入射光线与镜面之间的夹角不变，入射角不变，反射角等于入射角，反射角大小不变；若将桌面上的镜子沿着水平方向远离墙面，则光斑位置将向上移；
（3）两个黑影都是铅笔的影子，不可能是铅笔通过平面镜所成的像，因为平面镜成的是虚像，虚像是不能在光屏（白墙）上呈现；
（4）一个影子由镜子反射的光照射到铅笔上被铅笔挡住形成的，一个影子是射向镜子的太阳光被铅笔挡住形成的，如下图：
；
（5）小玉将平面镜换成了三棱镜，三棱镜将太阳光分解成七色光带。
22．为了探究光反射时的规律，实验小组的同学选用了平面镜、纸板、激光器和几种不同颜色的笔，设计了如图所示的实验。
次序 ∠i/° ∠r/°
1 70 70
2 45 45
3 30 30
（1）实验中还需要的器材是　 　。
（2）实验中为了使光线能在纸板上显示出来，方便实验探究，应采取的操作是____(填字母)。
A．向纸板喷烟或雾
B．使光线垂直纸板射到O 点
C．使光线贴着纸板射到O点
（3）当光线按照上述步骤入射时，却不能在纸板上看到反射光线，这是因为　 　。
（4）为了便于测量和探究，需要把光路记录在纸板上，你的方法是：　 　。
（5）改变光线入射的角度，多次实验，记录每次光线的路径，取下纸板，测量ON 两侧的∠i 和∠r，将数据记录在表中，根据数据得出的结论是　 　。
（6）若将一束光线贴着纸板沿 FO方向射到O点，光将沿图中的　 　方向射出，因为在光的反射现象中，光路具有　 　性。
【答案】（1）量角器
（2）C
（3）纸板与镜面没有垂直放置
（4）记录每条光线的路径时，在纸上记录两个点
（5）反射角等于入射角
（6）OE；可逆
【解析】 （1）探究光反射时的规律时，需要测量出入射角和反射角的大小；
（2）实验中为了使光线能在纸板上显示出来，要使激光紧贴纸板面入射；
（3）根据光的反射现象中“三线共面”的规律分析；
（4）两点决定同一直线；
（5）比较每组数据中反射角和入射角的大小即可；
（6）根据光路的可逆性分析。
【解答】（1）为了测量入射角和反射角的大小，还需要的测量工具是量角器；
（2） 此实验为了使光线能在纸板上显示出来，你该采取的操作是使激光紧贴纸板面入射，故选C；
（3）实验时法线应在纸板上，法线与镜面垂直，入射光线、法线、反射光线在同一平面内。若纸板与平面镜不垂直，则镜面的法线不在纸板上，入射光线沿纸板照射后，反射光线不在纸板上，则我们在纸板上看不到反射光线。
（4）为了便于测量和研究，需要把光路记录在纸板上，可以用笔在纸板上沿着光路将其描画下来，根据两点确定一条直线，实际做法为记录每条光线的路径时，在纸上记录两个点即可。
（5） 改变光线入射的角度，多次实验，记录每次光线的路径，取下纸板，测量ON 两侧的∠i 和∠r，将数据记录在表中，根据数据得出的结论是：反射角等于入射角。
（6） 若光线沿FO射入，则经镜面反射后光线沿OE射出，这说明在光的反射中，光路是可逆的；
23．小阳利用如图甲所示装置探究平面镜成像特点。他在水平桌面上铺一张白纸，将一块玻璃板竖立在白纸上，把蜡烛A点燃放在玻璃板前面，把另一个与蜡烛A相同的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动，直到从不同角度透过玻璃板看，它都跟蜡烛A的像完全重合。改变蜡烛A的位置，重复上述步骤，再做两次实验，并把三次实验中蜡烛A和B的位置记录在白纸上，如图乙所示。
（1）实验中用玻璃板代替平面镜的目的是　 　
（2）蜡烛B跟前面蜡烛A的像完全重合，说明像与物大小　 　。
（3）小阳把白纸沿着玻璃板的位置对折，观察到像与物的对应点完全重合，说明像与物到镜面的距离　 　。
（4）小阳取走蜡烛B，把光屏放在原来像的位置，这时应该　 　（填“透过”或“不透过”）玻璃板观察，发现光屏上没有像，这说明物体在平面镜中成的是　 　像。
（5）如图丙所示，若小阳将玻璃板与水平桌面成45°角固定在水平桌面上，让蜡烛A沿着桌面向右做直线运动，将看到蜡烛A在玻璃板后的像　 　（填“水平向右”“水平向左”“竖直向上”或“竖直向下”）运动。
（6）小阳看到自己的手表与同桌的相同，于是小阳突发奇想将两块手表替代蜡烛A、B，正立于玻璃板两侧，如图丁所示，此时手表C指针指在9点整位置，那么手表D的指针应调至　 　点整才能与手表C指针在平面镜中的像完全重合。
【答案】（1）便于确定像的位置
（2）相等
（3）相等
（4）不透过；虚
（5）竖直向下
（6）3
【解析】（1）玻璃板是半透明的，透过它可以看到后面的物体，便于确定像的位置；
（2）所谓重合，即形状和大小完全相同；
（3）根据对称的含义解答；
（4）实像由实际光线形成，可以成在光屏上；虚像不能成在光屏上。
（5）（6）根据平面镜成像的对称性解答。
【解答】（1）用透明的玻璃板，可以观察到玻璃板的另一侧，便于确定像的位置。
（2）实验时采用两个完全相同的蜡烛，当蜡烛B和蜡烛A的像完全重合时，说明像和物体的大小是相等的。
（3）小阳把白纸沿着玻璃板的位置对折，观察到像与物的对应点完全重合，说明像到镜面的距离与物体到镜面的距离是相等的。
（4）实验中若移开蜡烛B，把光屏放在原来像的位置，应该不透过玻璃板，直接观察光屏，发现在光屏上看不到蜡烛A的像，说明平面镜成的是虚像。
（5）当蜡烛A沿着水平桌面向右做直线运动，根据物像关于镜面对称可知，蜡烛A在玻璃板后成的像竖直向下运动。
（6）平面镜成的像与物关于镜面对称故当手表C指针指在9点整的位置时，手表D的指针应调至3点整才能与手表C指针在平面镜中的像完全重合。
思维导图
典例分析
举一反三
用玻璃板代替平面镜的目的是便于找到并确定像的位置。
目的是便于叱较像与物的大小关系。
后面的蜡烛“不点燃”是防止光线太强对像的观察造成干扰。
蜡烛的像
蜡烛
白纸
玻璃板
支架
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
易错点与提高
课后巩固
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