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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：如图甲乙为两种反射类型的模式图，下列关于它们说法正确的是（　　）
A．新黑板从各个方向能看清字，其原理如图甲所示
B．新黑板从各个方向能看清字，其原理仍遵循光的反射定律
C．用久的黑板会出现反光，其原理如图乙所示
D．用久的黑板会出现反光，其原理不再遵循光的反射定律
变式1：如图所示，光线AO与镜面的夹角为40°，则反射角为　 　；若光线AO绕O点顺时针旋转15°，则反射光线与入射光线的夹角将　 　(选填“增大”或”减小”)
变式2：如图，两块平面镜成90°放置，画出图示光线经两次反射的光路图(保留作图痕迹)
变式3：在“探究光的反射规律”的实验中，如图所示，平面镜M放在水平桌面上，
（1）如图甲，当E、F在同一平面上时，让入射光线AO沿纸板E射向镜面，在F上可看到反射光线OB，测出入射角和反射角的大小，便立即得出实验结论：反射角等于入射角。有同学认为这样的结论不合理，原因是　 　。正确的的操作方式是　 　。
（2）若将一束光贴着纸板F沿BO射到0点，光将沿图中的　 　方向射出，这现象说明了　 　。
（3）如图乙所示，以法线ON为轴线，把纸板F向后缓慢旋转，在F上　 　(填“能”或“不能”)看到反射光线OB，这样做的目的是为了　 　。
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：有一个点光源S，放在平面镜MN前，若镜MN不动，光源S以2 m/s的速度沿与镜面成45°角的方向向右做匀速直线运动，如图所示，则光源S在镜中的像将（）
A．以速度4 m/s沿SO直线方向向右平移
B．以速度2 m/s沿垂直于SO方向向上平移
C．以速度2 m/s沿垂直于SO方向向下平移
D．以速度4 m/s沿SO直线方向向左平移
变式1：如图所示，物体AB高1.6米．平面镜CD高0.6米，物体到平面镜的距离为2米。下列关于物、像、镜的说法中，正确的是（　　）
A．物体通过该平面镜不能成完整的像
B．像高与平面镜的高相同，为0.6米
C．物体与像的距离为2米
D．像高与物体的高相同，为1.6米
变式2：在探究”平面镜成像的特点”实验中，桌面上已给出的器材有：带支架的厚为2mm的茶色玻璃；铅笔一支；完全相同的蜡烛两支：白纸一张，火柴一盒。
（1）为完成实验，还需要的实验器材是　 　。
（2）小柯将蜡烛A竖直放在水平桌面的白纸上，点燃蜡烛A，他发现：平板玻璃中蜡烛A的像偏低，你认为在图乙所示的1、2、3三幅图中，图　 　是产生以上实验现象的原因
（3）移去蜡烛B，并在其所在位置上放光屏，则光屏　 　(选填“能”或”不能”)承接到蜡烛A烛焰的像；
变式3：科学兴趣小组用如图甲所示装置研究平面镜成像特点，探究像距与物距关系时的实验步骤如下：
①在水平桌面上铺上白纸，将玻璃板竖立在白纸中间位置，记下玻璃板的位置；
②将点燃的蜡烛放在玻璃板前面，再拿另一支大小相同的未点燃的蜡烛竖立在玻璃板后面移动，直到看上去它跟玻璃板前面那支蜡烛的像完全重合，用笔记下两支蜡烛的位置；
③移动点燃的蜡烛到另一个位置，重复上述实验；
④用直线连接每次实验中的蜡烛和它的像的位置，如图乙。用刻度尺测量出每次的物距和像距，记录数据如下表：
次数 物距/cm 像距/cm
1 5.0 5.0
2 8.0 8.0
3 12.0 12.0
（1）等效替代法是指在研究中，因实验本身的限制，要用与实验对象具有相似或共同特征的对象来替代的方法。本实验中用到的等效替代法具体体现在　 　。
（2）分析表格中的数据，可得出的结论是　 　。
（3）用直线连接每次实验中的蜡烛和它的像的位置，还可得出的结论是　 　。
（4）实验中，有同学用一张白纸挡在玻璃板和像之间，你认为该同学还能观察到蜡烛的像吗？并说出你的理由：　 　。
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：如图所示，两块完全相同的直角三角形玻璃砖A和B放置在同一水平面内，斜边平行且相距一定距离。一条光线从空气中垂直于玻璃砖A的直角边射入，从玻璃砖B的直角边射出，射出后的位置和方向可能是图中的（　　）
A．光线a B．光线 b C．光线c D．光线d
变式1：手电筒发出的光竖直向下照射到一个空烧杯底部，光线投射到烧杯底部形成一个圆形光斑（如图中虚线所示），若再向烧杯中注水到一定高度时，烧杯底部的光圈会变为如图中的（　　）
A． B． C． D．
变式2：双休日，小明和小伙伴到东湖游玩。小明突然叫起来：哇！怎么回事啊，鱼咋在云中游呢？同伴“小博士”告诉他这“云”是由于光的　 　形成的像，这“鱼”是由光的 　 　形成的像。小明还拿出刚买来的玩具激光枪要准备打鱼，小博士告诉他，你应对准　 　（选填“看到的鱼”、“看到的鱼上方”、“看到的鱼下方”）开枪才能打中鱼。
变式3：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)。
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：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
变式1：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
变式2：一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3：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　 　。
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．唐代高骈的诗句”绿树阴浓夏日长，楼台倒影入池塘”中”楼台倒影”的原理与图中的光学现象原理相同的是（　　)
A．日晷计时 B．对着镜子画脸谱 C．水球成像 D．白光通过三棱镜呈彩色
3．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
4.绝大多数鱼类的体温与周围水温相同。然而，生活在海水中的月鱼，其体温比周围水温高。为证实这一点，可对水中的月鱼进行拍照，应选用的器材是（　　）
A．红外线照相机 B．可见光照相机
C．紫外线成像仪 D．超声波成像仪
5．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
6．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
7．如图所示，一束光在空气和玻璃两种介质的界面上同时发生反射和折射（图中入射光线、反射光线和折射光线的方向均未标出），其中入射光线是　 　（用字母表示），折射角等于　 　。
8．如图所示，一束光从空气中垂直射向玻璃砖，请画出这束光进入玻璃砖和离开玻璃砖后的大致光线(注意标出法线，不考虑光的反射)。
9．作图题。
（1）在图甲中画出AB在平面镜中所成的像。
（2）如图乙所示，S是发光点，A是某条反射光线上的一点。请画出这条反射光线，并完成光路图。
10．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
11．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。
12．（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”）。
13．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。
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：如图甲乙为两种反射类型的模式图，下列关于它们说法正确的是（　　）
A．新黑板从各个方向能看清字，其原理如图甲所示
B．新黑板从各个方向能看清字，其原理仍遵循光的反射定律
C．用久的黑板会出现反光，其原理如图乙所示
D．用久的黑板会出现反光，其原理不再遵循光的反射定律
【答案】B
【解析】根据对漫反射和镜面反射的特点分析判断。
【解答】A.新黑板从各个方向能看清字，是因为光在粗糙不平的黑板上发生漫反射，其原理为乙，故A错误；
B.新黑板从各个方向能看清字，其原理仍遵循光的反射定律，故B正确；
C.用久的黑板会出现反光，是因为光在黑板上发生镜面反射所致，原理如甲所示，故C错误；
D.用久的黑板会出现反光，其原理仍然遵循光的反射定律，故D错误。
变式1：如图所示，光线AO与镜面的夹角为40°，则反射角为　 　；若光线AO绕O点顺时针旋转15°，则反射光线与入射光线的夹角将　 　(选填“增大”或”减小”)
【答案】50度；减小
【解析】（1）入射角和入射光线与镜面的夹角和为90°，再根据“反射角等于入射角”计算即可；
（2）根据光的反射定律分析解答。
【解答】（1）根据图片可知，入射角为：90°-40°=50°。根据“反射角等于入射角”可知，反射角为50°；
（2）若光线AO绕O点顺时针旋转15°，那么入射角减小，根据“反射角等于入射角”可知，反射角也会减小，那么反射光线与入射光线的夹角将减小。
变式2：如图，两块平面镜成90°放置，画出图示光线经两次反射的光路图(保留作图痕迹)
【答案】
【解析】根据光的反射定律完成作图。
【解答】根据图片可知，首先通过水平镜面上的入射点作垂直镜面的法线，再根据“反射角等于入射角”在法线左侧画出对应的反射光线。同理，画出光线在垂直镜面上的反射光线，如下图所示：
变式3：在“探究光的反射规律”的实验中，如图所示，平面镜M放在水平桌面上，
（1）如图甲，当E、F在同一平面上时，让入射光线AO沿纸板E射向镜面，在F上可看到反射光线OB，测出入射角和反射角的大小，便立即得出实验结论：反射角等于入射角。有同学认为这样的结论不合理，原因是　 　。正确的的操作方式是　 　。
（2）若将一束光贴着纸板F沿BO射到0点，光将沿图中的　 　方向射出，这现象说明了　 　。
（3）如图乙所示，以法线ON为轴线，把纸板F向后缓慢旋转，在F上　 　(填“能”或“不能”)看到反射光线OB，这样做的目的是为了　 　。
【答案】（1）只进行一次实验，具有偶然性，无法得到普遍规律；多次改变入射光线AO与入射角，观察记录角的大小
（2）OA；光路具有可逆性
（3）不能；证明入射光线与反射光线在同一平面上
【解析】光的反射原理指的是：反射光线、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 。光具有可逆性。光的反射现象中，光路上是可逆的。找规律的实验为了让实验结果具有普遍性，需要进行多次实验排除偶然性，使结果具有普遍性。
【解答】(1)凭一次实验数据得出结论有偶然性，不能只由一组数据就得出结论，应改变入射角，进行多次实验，所以这样得出结论不合理。
(2)当光逆着原来的反射光线入射时，反射光线也逆着原来的入射光线反射出去，即将一束光贴着纸板F沿BO射到O点，光将沿图中的OA方向射出，这说明在反射现象中光路是可逆的；
(3)以法线ON为轴线，把纸板F向后缓慢旋转，在F上不能看到反射光线，是因为纸板OB面和反射光线以及法线不在同一个平面上，这样做的目的是为了探究反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内。
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：有一个点光源S，放在平面镜MN前，若镜MN不动，光源S以2 m/s的速度沿与镜面成45°角的方向向右做匀速直线运动，如图所示，则光源S在镜中的像将（）
A．以速度4 m/s沿SO直线方向向右平移
B．以速度2 m/s沿垂直于SO方向向上平移
C．以速度2 m/s沿垂直于SO方向向下平移
D．以速度4 m/s沿SO直线方向向左平移
【答案】C
【解析】根据平面镜成像“物像等距”分析判断。【解答】根据平面镜成像特点作出光源S在平面镜中成的像，如图所示。
因为光源S以2 m/s的速度沿与镜面成45°角的方向向右做匀速直线运动，∠SOM=∠S'OM=45°，
所以像点S'也以2 m/s的速度沿着S'O向下运动，且S'O与SO互相垂直。
变式1：如图所示，物体AB高1.6米．平面镜CD高0.6米，物体到平面镜的距离为2米。下列关于物、像、镜的说法中，正确的是（　　）
A．物体通过该平面镜不能成完整的像
B．像高与平面镜的高相同，为0.6米
C．物体与像的距离为2米
D．像高与物体的高相同，为1.6米
【答案】D
【解析】物体在平面镜成像时，物像等大、到平面镜等距、连线与镜面垂直、成虚像．像的大小与物体大小有关，与平面镜大小无关。
【解答】A、无论平面镜大小如何，一定能成完整的像，只是有时我们看不到完整的像．不符合题意；
B、像和物体的大小相同，像高1.6m．不符合题意；
C、根据物像到平面镜等距，物体与像的距离为4m．不符合题意；
D、像和物体的大小相同，像高1.6m．符合题意。
变式2：在探究”平面镜成像的特点”实验中，桌面上已给出的器材有：带支架的厚为2mm的茶色玻璃；铅笔一支；完全相同的蜡烛两支：白纸一张，火柴一盒。
（1）为完成实验，还需要的实验器材是　 　。
（2）小柯将蜡烛A竖直放在水平桌面的白纸上，点燃蜡烛A，他发现：平板玻璃中蜡烛A的像偏低，你认为在图乙所示的1、2、3三幅图中，图　 　是产生以上实验现象的原因
（3）移去蜡烛B，并在其所在位置上放光屏，则光屏　 　(选填“能”或”不能”)承接到蜡烛A烛焰的像；
【答案】（1）刻度尺 （2）3 （3）不能
【解析】①平面镜成像的实验原理——光的反射规律，像是由反射光线的反向延长线会聚而成的，属于虚像；
②平面镜成像的实验方法——等效替代法；
③实验成功的关键——a.用玻璃代替平面镜，确定像的位置；b.环境要暗（或用茶色玻璃），方便确定像的位置；c.茶色玻璃要薄，否则会出现重影；d.茶色玻璃要与平面垂直，否则像会偏高或偏低；
④物与像的关系：物与像大小相等，物距等于像距，物像连线与平面镜所在位置垂直，即物与像关于平面镜对称。
【解答】（1）根据平面镜成像的特点可知，物距等于像距，因此需要刻度尺分别测量物距和像距。
（2）根据平面镜成像的特点可知，物与像关于平面镜对称，因此像偏低是图3引起的。
（3）平面镜所成的像是虚像，不能在光屏上呈现。
变式3：科学兴趣小组用如图甲所示装置研究平面镜成像特点，探究像距与物距关系时的实验步骤如下：
①在水平桌面上铺上白纸，将玻璃板竖立在白纸中间位置，记下玻璃板的位置；
②将点燃的蜡烛放在玻璃板前面，再拿另一支大小相同的未点燃的蜡烛竖立在玻璃板后面移动，直到看上去它跟玻璃板前面那支蜡烛的像完全重合，用笔记下两支蜡烛的位置；
③移动点燃的蜡烛到另一个位置，重复上述实验；
④用直线连接每次实验中的蜡烛和它的像的位置，如图乙。用刻度尺测量出每次的物距和像距，记录数据如下表：
次数 物距/cm 像距/cm
1 5.0 5.0
2 8.0 8.0
3 12.0 12.0
（1）等效替代法是指在研究中，因实验本身的限制，要用与实验对象具有相似或共同特征的对象来替代的方法。本实验中用到的等效替代法具体体现在　 　。
（2）分析表格中的数据，可得出的结论是　 　。
（3）用直线连接每次实验中的蜡烛和它的像的位置，还可得出的结论是　 　。
（4）实验中，有同学用一张白纸挡在玻璃板和像之间，你认为该同学还能观察到蜡烛的像吗？并说出你的理由：　 　。
【答案】（1）用未点燃的蜡烛替代点燃蜡烛的像（2）像距等于物距
（3）像与物体的连线垂直于镜面
（4）能看到，因为平面镜成像的原理是光的反射所成的虚像，虚像不能成在光屏上
【解析】（1）在实验中，将一支完全相同的蜡烛放到玻璃板后面，并不断移动它的位置。当它与前面蜡烛的像完全重合时，就能确定像的位置和大小。
（2）根据表格数据分析像距和物距的大小关系；
（3）根据图乙分析物体和像的连线与平面镜所在位置的直线的位置关系；
（4）实像由实际光线形成，可以成在光屏上；虚像不是由实际光线形成，不能成在光屏上。
【解答】（1）本实验中用到的等效替代法具体体现在用未点燃的蜡烛替代点燃蜡烛的像。
（2）分析表格中的数据，可得出的结论是：像距等于物距；
（3）用直线连接每次实验中的蜡烛和它的像的位置，发现连线与平面镜所在的直线的夹角为90°，那么得到：像与物体的连线垂直于镜面。
（4）实验中，有同学用一张白纸挡在玻璃板和像之间，我认为该同学还能观察到蜡烛的像，理由为：因为平面镜成像的原理是光的反射所成的虚像，虚像不能成在光屏上。
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：如图所示，两块完全相同的直角三角形玻璃砖A和B放置在同一水平面内，斜边平行且相距一定距离。一条光线从空气中垂直于玻璃砖A的直角边射入，从玻璃砖B的直角边射出，射出后的位置和方向可能是图中的（　　）
A．光线a B．光线 b C．光线c D．光线d
【答案】B
【解析】根据光的折射规律，可确定出穿过直角三角形玻璃砖的折射光线。这条折射光线正好是进入第二个三角形玻璃砖的入射光线，由光路可逆原理可得到经第二个三角形后射出的光线。
【解答】垂直于镜面的入射光线在三角形玻璃砖的第一个面中透过时不改变传播方向，在第二个面中要发生折射，发生折射的这一条光线是进入第二个三角形玻璃砖的入射光线，由于这时的入射角等于刚才的折射角，所以刚才的入射角变成了现在的折射角。所以在两三角形玻璃砖中光线的传播将如图所示，所以最终射出的方向是光线b，B选项正确。
变式1：手电筒发出的光竖直向下照射到一个空烧杯底部，光线投射到烧杯底部形成一个圆形光斑（如图中虚线所示），若再向烧杯中注水到一定高度时，烧杯底部的光圈会变为如图中的（　　）
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】根据光的折射规律分析判断。向烧杯中注水到一定高度时，光从空气斜射入水中发生折射，此时折射角小于入射角，即折射光线靠拢法线偏折，因此烧杯底部成的光斑会变小，故B正确，而A、C、D错误。
变式2：双休日，小明和小伙伴到东湖游玩。小明突然叫起来：哇！怎么回事啊，鱼咋在云中游呢？同伴“小博士”告诉他这“云”是由于光的　 　形成的像，这“鱼”是由光的 　 　形成的像。小明还拿出刚买来的玩具激光枪要准备打鱼，小博士告诉他，你应对准　 　（选填“看到的鱼”、“看到的鱼上方”、“看到的鱼下方”）开枪才能打中鱼。
【答案】反射；折射；看到的鱼
【解析】光的反射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；是指光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生改变，从而使光线在不同介质的交界处发生偏折的现象。
【解答】云在水外面，故为光的反射；鱼在水里，故为光的折射，光的折射所成虚像的位置偏高，故对准看到用激光笔才能打到鱼。
变式3：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。
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：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。
变式1：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。
变式2：一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3：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。
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．唐代高骈的诗句”绿树阴浓夏日长，楼台倒影入池塘”中”楼台倒影”的原理与图中的光学现象原理相同的是（　　)
A．日晷计时 B．对着镜子画脸谱 C．水球成像 D．白光通过三棱镜呈彩色
【答案】B
【解析】“楼台倒影”是水面呈现出楼台的倒影，属于平面镜成像，是光的反射现象。
【解答】A.日晷计时是利用影子的方向大致判断时刻，影子是由光的直线传播形成的，故A错误；
B.对着镜子画脸谱属于平面镜成像，是光的反射现象，故B正确；
C.水球成像是利用了凸透镜成像原理，是光的折射现象，故C错误；
D.白光通过三棱镜呈彩色属于光的色散，是光的折射现象，故D错误。
故答案为：B。
3．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。
4.绝大多数鱼类的体温与周围水温相同。然而，生活在海水中的月鱼，其体温比周围水温高。为证实这一点，可对水中的月鱼进行拍照，应选用的器材是（　　）
A．红外线照相机 B．可见光照相机
C．紫外线成像仪 D．超声波成像仪
【答案】A
【解析】红外线具有热效应，一切物体都会向外辐射红外线，温度越高的物体辐射的红外线越明显。
【解答】生活在海水中的月鱼，其体温比周围水温高，则其辐射的红外线会越强，为了证实这一点，可利用红外成像仪对其进行拍照，以达到对比的效果。
5．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
6．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。
7．如图所示，一束光在空气和玻璃两种介质的界面上同时发生反射和折射（图中入射光线、反射光线和折射光线的方向均未标出），其中入射光线是　 　（用字母表示），折射角等于　 　。
【答案】EO；45
【解析】根据“反射角等于入射角”确定反射角和入射角，再根据“折射光线和入射光线分居法线两侧”确定折射光线和折射角即可。
【解答】根据图片可知，∠COF=∠COE=30°，根据“反射角等于入射角”可知，二角肯定为入射角或反射角。根据“折射光线和入射光线分居法线两侧”可知，OG为折射光线，而EO为入射光线。CB为法线，则∠GOD为折射角，大小为45°。
8．如图所示，一束光从空气中垂直射向玻璃砖，请画出这束光进入玻璃砖和离开玻璃砖后的大致光线(注意标出法线，不考虑光的反射)。
【答案】
【解析】根据光的折射规律分析解答。
【解答】（1）当光从空气垂直分界面射入玻璃砖中时，光的传播方向保持不变；
（2）当光从玻璃砖中斜射入空气中时，折射角大于入射角，如下图所示：
9．作图题。
（1）在图甲中画出AB在平面镜中所成的像。
（2）如图乙所示，S是发光点，A是某条反射光线上的一点。请画出这条反射光线，并完成光路图。
【答案】（1）
（2）
【解析】（1）根据平面镜成像的对称性完成作图；
（2）物体在平面镜中所成的像是所有反射光线反向延长线的交点，即所有的反射光线都经过像点。既然这条反射光线还经过A点，那么可将像点和A连接，连线与平面镜的交点就是入射点，最后补充光路图即可。
【解答】（1）通过A点作镜面的垂线，然后根据“物像等距”在镜面右侧这条直线上找到对应的像点A'。同理，找到B点对应的像点B'，最后将A'B'连接即可，如下图所示：
（2）①首先通过S点作镜面的垂线，然后根据“物像等距”在镜面右侧这条直线上找到像点S'；
②连接A和S'，与镜面的交点为入射点O；
③连接SO为入射光线，连接OA为反射光线，如下图所示：
10．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。
11．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。
12．（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。
13．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；
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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