初中物理四 光现象

专题四光现象

第1节光的直线传播

一、光源

1.概念：

能够自行发光的物体叫光源。

2.分类：

⑴按形成原因分：自然光源如：太阳、萤火虫、水母等，人造光源如：点燃的蜡烛、发光的电

灯等。

⑵按发光原理分：热光源如：太阳、点燃的火把、发光的电灯等，冷光源如：萤火虫、水母等。

⑶按光束形状分：点光源如：发光的电灯、点燃的蜡烛等，平行光源如：手电筒射出的光、太阳

光等。

3.对光源的理解：

光源指的是自身能发光且正在发光的物体，不包括反射光的情况。如月亮、自行车的尾灯、公路

上的交通标志牌及放电影时的银幕，都是靠反射射向它们的光才亮，它们本身不能发光，因此不是光

源。

二、光的直线传播

1.光沿直线传播的条件：光在同种均匀介质中是沿直线传播的。

光在空气中是否沿直线传播，关键在于空气是否均匀，由于地球表面的大气层不均匀，从大气层

外斜射到地面的光的传播路径会发生弯曲；生活中所说的光在空气中沿直线传播，是因为地面附近均

匀的空气是同种均匀介质。

2.光沿直线传播的现象

(1)光的传播路径

在有雾的天气里，可以看到从手电筒头灯射出的光束是直的；穿过森林的光束是直的(如图)；用

激光灯射出的光束紧贴平整的墙面传播，可看到直线光束。

(2)光沿直线传播形成的现象有：影子的形成，小孔成像，日食，月食等。应用有：射击瞄准，学

生站队排成直线等。

3.利用光的直线传播解释日食、月食的成因

⑴日食、月食是由于光沿直线传播形成的。

⑵当月球转到地球和太阳之间，并且三者在同一直线上时，月球就挡住了射向地球的阳光，由于

光沿直线传播，在月球背后会形成长长的影子，这就形成了日食。

⑶月球在地球的影子分为两部分，如图甲所示，中心的区域叫做本影区，外面的区域叫做半影区。

位于半影区的人看到的是日偏食，位于本影区的人看到的是日全食；若地、月之间距离较远时，还会

看到日环食。

月球档住了太阳光，日食

乙

⑷当地球转到月球和太阳之间，并且三者在同一直线上时，地球就挡住了射向月球的阳光，就会

形成月食，如图乙所示。

4.对光线理解

(1)由于光在同种均匀介质中是沿直线传播的，因此经常用一条带箭头的直线来表示光的传播路

线，箭头的方向表示光的传播方向，这样的直线叫做光线。

(2)应注意的是，光线不是实际存在的实物，而是在研究光的行进过程中对细窄光束的抽象。它是

人们研究光现象的一种方法，即建立物理模型的方法，是一种抽象的理想模型。

三、光速，光的传播速度

1.光在各种介质中的传播速度不同，真空中的速度是2.99792x108m/s=3x108m/s,空气中传播

速度约为3x108m/s,水约为真空中光速的3/4,玻璃约为真空中光速的2/3,其他介质比真空中光速

小。

日常生活中常见的现象，先看到闪电后听到雷声，这是因为雷声和闪电同时产生，由于光速远大

于声速，因此一般情况下，先看到闪电，后听到雷声。

2.光年：光年是长度的单位，1光年表示光在1年时间内所走的路程，1光年=9.46x10i2km。

四、实验探究光的传播路径

1.提出问题

光在气体、液体和固体中的传播路径是怎样的？

2.猜想与假设

光在气体、液体和固体中可能沿直线传播。

3.设计并进行实验

(1)用激光手电筒把光射入充满烟雾的较暗的空间，就能够观察到光在空气中的传播现象，烟雾可

用点熏香的办法，也可以用喷水壶喷水雾的方法。

(2)用激光手电筒把光射入水中，如图甲所示，就能够观察到光在水中的传播现象，光在水中的可

见度较小，可以在水中加入少量的牛奶。

激光手电筒激光手电茴

—

玻埼

甲乙

(3)用激光手电筒把光射入玻璃砖中，如图乙所示，就能够观察到光在玻璃砖中的传播现象。玻璃

砖要有一面是磨砂面，并要让光束紧贴着磨砂面在玻璃砖中传播。

4.分析与论证

光在同种均匀介质中沿直线传播。

5.交流与评估

(1)由于光学实验对光源的要求较高，实验难度也较大，为了提高实验效果，光学的整个实验过程

最好能在较暗的环境中进行。

(2)演示光在空气、水中传播时，可以转动激光手电筒，让光射向不同的方向，观察光的传播路径。

五、光沿直线传播的现象

小孔成像、树荫下的光斑等都是光沿直线传播的现象，其特点是：

1.形成原因：小孔成像、树荫下的光斑都是由于光沿直线传播形成的。

2.所成的像：由于光的直线传播，物体上部发出的光线通过小孔后，射到了屏幕的下方；而下部

发出的光通过小孔后，射到了屏幕的上方；这样就形成了一个相对原物体倒立的像，这些像是由实际

光线会聚而成，所以是实像。

小孔成像

3.只有孔比较小时才能形成像。

4.像是倒立的，与原来物体的形状相关，不跟小孔的形状有关。

5.像的大小与屏幕到小孔的距离和小孔到屏幕的距离有关。

例题1：某同学用两个硬纸筒探究小孔成像，如图乙所示。

甲乙

⑴小孔成像现象可以说明。

⑵请在甲图中作出蜡烛AB在屏上所成的像A'B'

⑶如果用不透光的黑纸把圆形小孔蒙起一半，留一个半圆形小孔透光，控制其他条件不变，蒙起

后与蒙起前比较，像发生的变化有o

⑷该同学实验后总结了以下四句说法，其中正确的是

A.薄膜上出现烛焰的像是倒立的

B.保持小孔和烛焰的位置不变，向前推动内筒，烛焰的像更明亮

C.保持小孔，屏和烛焰的位置都不变，蜡烛燃烧变短，烛焰在屏上成的像在原来像的位置上方

D.蜡烛做顺时针转动时・，像也做顺时针转动

【考点】光的直线传播及其应用

【答案】⑴光在均匀介质中是沿直线传播的⑵如下图所示⑶仍会形成完整的清晰的像，但因为

透过的光线变少，像的亮度会变暗（4）ABCD

【解析】

（1）小孔成像是光在均匀空气中沿直线传播形成的，因此小孔成像现象说明了光在均匀介质中是沿

直线传播的。

（2）发光物体的每一个点都可看作为点光源，每个点光源发出的光都会通过小孔照到屏幕的某个区

域。蜡烛A点发出的光线经小孔下边缘，到达光屏下部，蜡烛B点发出的光线经小孔上边缘，到达光

屏的上部，成的像是倒立的实像，蜡烛成像如图所示。

（3）用不透光的黑纸把圆形小孔蒙起一半，小孔会变小，仍会形成完整的清晰的像，但因为透过的

光线变少，像的亮度会变暗。

（4）A.小孔成的像为倒立的实像，A符合题意；B.保持小孔和烛焰的位置不变，向前推动内筒，则

物距减小，光会汇聚，则亮度变亮，B符合题意；C.蜡烛A点发出的光线经小孔下边缘，到达光屏下

部，蜡烛燃烧变短，烛焰在屏上成的像也会上移，C符合题意；D.物体做顺时针转动时，像也做顺时

针转动，而不是做逆时针转动，D符合题意。故答案为：ABCD。

【分析】（1）小孔成像是光沿直线传播形成的；（2）根据光的沿直线传播，画直线作图像；（3）小孔

变小，通过的光减少，像变暗；（4）小孔成像是倒立的，改变物距或像距时，像的大小会改变。

第2节光的反射

一、光的反射

1.定义：当光射到物体表面时，被物体表面反射回去，这种现象叫做光的反射。

2.光的反射图中一点、二角、三线的认识，如图所示，要弄清一点、二角、三线的

含义。

一点：指入射点，用字母0表示。

二角：指入射角i和反射角r。

入射角是指入射光线和法线的夹角，反射角是指反射光线和法线的夹角。

三线：指入射光线A0,反射光线0B,法线NO。

图中，入射光线A0不能说成0A,字母顺序应与光线的方向一致；同样，反射光线的字母顺序

只能是0B。

二、光的反射定律

1.反射定律：光发生反射时，反射光线、入射光线和法线在同一平面内，反射光线与入射光线分

居法线的两侧，反射角等于入射角。

光的反射定律描述了“三线”“两角”的关系，可简记为：“三线共面，法线居中(三线位置关系)，

两角相等(两角数值关系)”；也可简记为：“共面、异侧、等角”。

2.光反射时光路是可逆的

光路可逆可以用“原路返回”来理解。

如图乙所示，A0是入射光线，0B是反射光线。如果光线沿B0的方向入射，则反射光线一定沿

0A的方向射出去，如图甲所示。

ANBANB

甲G

3.对光的反射定律的理解

对于光的反射定律，应掌握以下五点：

(1)根据光的反射定律可知，任何一条反射光线都对应一条入射光线。

(2)定律的叙述有一定的逻辑因果关系：先有入射，后有反射。表达时不能把“反射角等于入射角”

说成“入射角等于反射角”，因为“反射角等于入射角”的意思是反射角随着入射角的变化而变化，若

倒过来说意思就反了，不符合逻辑因果关系。

(3)两角数值关系的变化是相对应的，即反射角随着入射角的变化而变化。入射角增大时反射角也

增大，入射角减小时反射角也减小；当光线垂直界面照射时，入射角变为0°,反射角也变为0°,此

时，入射光线、反射光线、法线重合，“三线合一”。

(4)法线起“标准”的作用，是过入射点始终与反射面垂直的直线。当反射面转动一定角度时，法线

仍与反射面垂直，也随之转过相同的角度。法线不仅过入射点与反射面垂直，而且还是入射光线与反

射光线夹角的角平分线。

(5)在描述光的反射定律的光路图中，有两个重要的角度关系，即反射角等于入射角，入射角与入

射光线和反射面的夹角互余。

例题2：如下图所示，入射光线与平面镜成a角，要使反射光线与入射光线之间的夹角增大20。

(入射光线不动)，则平面镜应()

A.沿顺时针方向转动20。B.沿顺时针方向转动10°

C.沿逆时针方向转动10。D.沿逆时针方向转动20。

【考点】光的反射定律

【答案】B

【解析】

由题意可知，入射角的大小为90。7反射角也为90。7，当入射光线与反射光线的夹角增大20。

时，入射角与反射角要增大10°，因此入射光线与镜面的夹角为90°-(90°-a+10°)=a-10°

因此平面镜应沿顺时针方向转动10%

故答案为：Bo

【分析】光发生反射时，反射光线与法线的夹角为反射角，入射光线与法线的夹角为入射角，两

角相等。

例题3：（多选）如图所示为某一束入射光线经平面镜反射后的路径。保持入射光线不变，通过调

节平面镜使反射光线射向P点。下列说法正确的是（）

A.平面镜应向右平移B.平面镜应向下平移

C.平面镜应顺时针转动D.第二次的反射角比第一次的反射角小

【考点】光的反射

【答案】B,C

【解析】

A.平面镜向右平移并不能使反射的光线发生移动，故错误。

B.平面镜向下平移会使入射点向右下移动，虽然入射角和反射角大小不变，但反射光线较之前向

右平移，可以射向P点，故正确。

C.平面镜顺时针转动，入射角和反射角均增大，反射光线可以射向P点，故正确。

D.由B、C两项可知第二次的反射角大于或等于第一次的反射角，故错误。

故答案为：BCo

【分析】在反射现象中，入射角增大，反射角同样增大；反射面下移，反射光线向下移动。

三、镜面反射与漫反射

1.定义：平行光线照射到光滑平整的物体表面时，反射光线仍然是平行的，这样的反射是镜面反

射，例如，黑板反光、平面镜成像等。

平行光线照射到凹凸不平的表面时，反射光线不再平行，而是射向各个方向，这样的反射是漫反

射，例如，能够从各个方向看清一个物体。

2.以下为镜面反射与漫反射的图解：

镜面反射漫反射

3.镜面反射与漫反射都遵守光的反射定律

镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律，只是反射面平整度不同；黑板反光现象是指当光线较强

的时候，坐在教室前排靠墙的同学看不清离自己最远的部分黑板上的字的现象，这是因为光线照到黑

板的某区域时发生了镜面反射，光线强度比粉笔字漫反射的光线强，对眼睛的刺激强烈；若强调在教

室任何地方都能看清黑板上的字，说明发生的是漫反射现象。

例题4：下列光现象中，属于镜面反射的是（）

A.在不同方向都能看见点燃的蟒烛火焰B.太阳光照在地面的玻璃片上形成刺眼的光束

C.人在公园里看见鲜艳的花朵D.全班同学都能看见教师黑板上的字迹

【考点】镜面反射与漫反射

【答案】B

【解析】

A.在不同方向都能看见点燃的蜡烛火焰，属于漫反射，A不符合题意；

B.太阳光照在地面的玻璃片上形成刺眼的光束，就是因为玻璃发生了镜面反射的缘故，B符合题

意；

C.人在公园里看见鲜艳的花朵，是由于漫反射的光线进入人的眼睛，C不符合题意；

D.我们能从不同方向看见教师黑板上的字迹，是因为光在黑板表面上发生了漫反射，反射光线射

向各个方向的缘故，D不符合题意。

故答案为：Bo

【分析】物体在光滑表面发生镜面反射；粗糙物体的表面发生漫反射。

例题5：晚上，在桌面上铺一张白纸，把一块小平面镜平放在纸上，让手电筒的光正对着平面镜

照射，如图所示，从侧面看去，贝a

⑴白纸比较________,(填“亮”或“暗)因为它发生_________反射；

⑵镜子比较,因为它发生_______反射。

【答案】暗镜面

【考点】镜面反射与漫反射

【解析】

题中，手电筒的光是正对着平面镜照射，因为平面镜发生的是镜面反射，所以所有的反射光都垂

直镜面竖直向上。

因为人是从侧面看的，所以镜面反射的光几乎没有进入眼睛，故看到镜子是暗的；而入射到白纸

上的光会发生漫反射，会向四八方反射，即使人站在侧面看，也会有反射光线进入人眼，所以人看到

白纸是亮的。

【分析】粗糙的表面发生漫反射，光滑的表面发生镜面反射。

四、实验探究光的反射规律

1.提出问题

当光射到物体表面时，被物体表面反射回去，这种现象叫做光的反射，光的反射有什么规律呢？

2.猜想与假设

反射光线与入射光线关于法线对称。

3.设计并进行实验

如图所示放置好实验器材。

(1)让入射光线沿光屏斜射到平面镜上，观察反射光线的方向。

(2)研究反射光线、法线、入射光线的相互位置关系。

(3)研究反射角与入射角的大小关系。

(4)让入射光线垂直于镜面入射，观察反射光线和入射光线有什么关系。

(5)将纸板前后折，重复(1)的操作，观察反射光线、入射光线和法线有什么关系。

4.分析与论证

光反射时，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居法线两侧；反射

角等于入射角；让入射光线垂直于镜面入射，反射光线和入射光线重合。

5.交流与评估

(1)竖直纸板用量角器最好，没有量角器时，在纸板上用铅笔描出入射光线和反射光线的径迹，取

下纸板，测出入射角和反射角的大小。当改变光束的入射方向时，应换另一种颜色的笔，记录光的径

迹。

(2)当入射光线垂直镜面入射时，反射光线与法线、入射光线重合，即三线合一，此时反射角为0。。

例题6：在“探究光的反射规律”的实验中，如下图所示。

⑴小亮进行如图甲所示的实验，让一束光EO贴着纸板射到平面镜上，将纸板沿ON向后折，此

时在NOF面上看不到反射光线，如图乙所示。

此实验现象说明；

⑵在图甲所示的实验中，需要多次改变人射光线的方向(即改变入射角的大小)。

其目的是；

⑶在图甲所示的实验中，如果让光线逆着OF的方向射向镜面，会看到反射光线沿着OE方向射

出，这表明；

⑷在图甲所示的实验中，如果纸板没有与平面镜垂直放置，当光线贴着纸板沿EO入射时，

(选填“能”或“不能”)在纸板上看到反射光。

【考点】光的反射定律

【答案】⑴入射光线、反射光线、法线同在一个平面内⑵多次实验，得到普遍规律⑶光路是可

逆的⑷不能

【解析】

(1)纸板没有沿ON向后折时，反射面与入射面在同一平面上，可以同时看到入射光线、反射光线、

法线；让一束光EO贴着纸板射到平面镜上，将纸板沿ON向后折，此时在NOF面上看不到反射光

线，说明入射光线、反射光线、法线在同一平面上。(2)一次实验得到的实验结论可能是实验结果具有

偶然性，多次改变人射光线的方向(即改变入射角的大小)，进行多次实验，得到反射角与入射角的普

遍规律。(3)光线沿着OE的方向射向镜面，会看到反射光线沿着OF方向射出。如果让光线逆着OF

的方向射向镜面，会看到反射光线沿着OE方向射出，这表明光路可逆。(4)如果纸板没有与平面镜垂

直放置，当光线贴着纸板沿EO入射时，法线不在纸板上，由于入射光线、法线、反射光线在同一平

面上，所以不能在纸板上看到反射光。

【分析】（1）（4）光发生反射时，通过折转光屏的方式可以判断，反射光线、入射光线和法线在同一

平面内；（2）光发生反射时，多次改变入射角的大小，测量入射角和反射角的大小，可以得出反射角等

于入射角；（3）光发生反射时，将光源调换位置后，反射光线和入射光线分居法线两侧，光路仍然重合，

说明光路可逆。

五、根据光的反射定律作图

1.已知入射光线和镜面作反射光线

①过入射点作垂直于界面的直线一一法线。

②将法线作为对称轴，入射光线与反射光线以法线对称，所作的与入射光线对称的就是反射光线。

③标注光线方向。

2.已知反射光线和镜面作入射光线

①过入射点作垂直于界面的直线一一法线。

②将法线作为角的一边，以入射点作为角的顶点，在图中作一角等于反射角，所作角的另一条边

就是入射光线。

③标注光线方向。

3.已知入射光线和反射光线确定平面镜的位置

①先作出入射光线和反射光线夹角的角平分线，此线为法线。

②过入射光线与反射光线的交点（角的顶点或者说是入射点）作垂直法线的一条直线，该直线为平

面镜的位置。

③标注平面镜背面的短斜线

例题7：如图所示，画出入射光经互相垂直的两个平面镜反射的光路。（请保留作图痕迹）

【考点】作光的反射光路图

【答案】解：如图所示：

【解析】

解：过入射点垂直于反射面作出法线，再根据反射角等于入射角作出反射光线，注意反射光线到

达下面的反射面再次进行反射，而且最后的反射光线与原入射光线平行，法线用要用虚线，如图所示：

【分析】作法线和平面镜垂直，再根据反射角等于入射角画出反射光线。

例题8：如图所示，AB、CD是点光源S发出的光经平面镜MN反射后的两条反射光线，请在图

中作出点光源S。（保留作图痕迹）

【考点】作光的反射光路图

【答案】解：如图所示：

【解析】

根据光的反射中，反射光线与入射光线关于法线对称可知，在反射光与镜面的交点即入射点处垂

直于镜面作出法线，连接光源与入射点即可得到入射光线；如图所示：

【分析】物体的表面发生光的反射现象，入射角与反射角的大小相等，并且分布在法线的两侧，

结合光的反射定律作图即可。

第3节平面镜成像

一、平面镜成像的特点

1.平面镜成像的特点

物体通过平面镜所成的像是虚像；像与物体大小相同，像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离

相等，像与物关于平面镜对称的。

2.对称的理解

像与物关于平面镜对称是指：像与物到镜面的距离相等；像与物的连线与镜面垂直。

已知物点找像点作图时，过物点向镜面作垂线（虚线）并延长等距离找到的点为像；已知像点找物

点方法相同。

3.日常生活中对像错误的理解

通常会认为：人离平面镜越远像越小，越近像越大。这种理解是错误的。

人离平面镜较远时，镜中的像看上去较小，这是因为距离远，视角小，感觉像较小，实际上像与

人等大。

例题9：小丽站在竖直放置的平面镜前3m处，她的像距离平面镜m。当她向平面镜前

进1mET寸，她离镜中的像m,她在平面镜中像的大小将。（选填“变大”、“变小”或“不

变”）

【考点】平面镜成像的原理、特点

【答案】34不变

【解析】

因为平面镜成像时像和物到平面镜的距离相等，已知小丽距离竖直放置的平面镜3m,所以她的

像距离平面镜3m。她向平面镜前进1m时，此时她和平面镜的距离为3m-1m=2m。

此时，像和平面镜的距离也是2m,她离镜中的像2m+2m=4m因为平面镜所成像与物体等大，

所以她向平面镜前进，她在平面镜中像的大小不变。

【分析】平面镜成像时，成的像是正立、等大的虚像，物距等于像距，物和像关于平面镜对称。

例题10：水平桌面上竖直放置着薄平面镜和直立的铅笔，平面镜中呈现铅笔的虚像。当铅笔与平

面镜之间的距离为8cm时，像的高度为hi,像到平面镜的距离为s1：当该铅笔与平面镜之间的距

离为6cm时，像的高度为h2,像到平面镜的距离为s2.则下列关系式正确的是（)

A.h1<h2B,h1=h2C,s1<s2D,s1=s2

【考点】平面镜成像的原理、特点

【答案】B

【解析】

由平面镜成的像特点可知，平面镜成的像是正立等大的虚像，因为平面镜成的像到镜的距离与物

到镜的距离相等，所以铅笔离镜8cm,铅笔的像到平面镜的距离也应是8cm,铅笔离镜6cm,铅笔的

像到平面镜的距离也应是6cm,故s1>s2又因为不论物离镜远还是近，像与物大小都相同，当铅笔靠

近镜子水平移动时，铅笔像的高度是不变的，即h1=h2故答案为：Bo

【分析】平面镜成像时，像和物体大小相等，像和物体到平面镜的距离相等。

二、平面镜成像的原理

1.平面镜成像的原理是光的反射。

2.点光源S在镜后的像S并不是实际光线会聚形成的，而是由反射光线的反向延长线相交形成

的，所以S'叫做S的虚像（如图）。

3.物体通过平面镜所成的像是由于物体反射的光照到镜面上发生反射，被镜面反射的光的反向延

长线在镜后相交形成的虚像“

4.如果把光屏放在S'处，是接收不到这个像的，所以虚像只能用眼睛看到，而不能呈现在屏上。

例题11：如图，在平面镜前有一物体A,现平面镜绕0作顺时针旋转运动，则像作下列的哪种

运动（）

A.以0为圆心，0A为半径的顺时针曲线运动

B.以B为圆心，0B为半径的逆时针曲线运动

C.以。为圆心，0B为半径的顺时针曲线运动

D.以B为圆心，0A为半径的逆时针曲线运动

【考点】平面镜成像的原理、特点

【答案】A

【解析】

根据平面镜成像的特点：像和物体关于平面镜对称，当平面镜绕。点顺时针旋转，则像也随着平

面镜绕。点顺时针旋转，由于物到平面镜的距离0A不变，故像以。为圆心，0A为半径的顺时针曲

线运动，A符合题意，BCD不符合题意。

故答案为：Ao

【分析】平面镜成像作图时，利用物和像关于平面镜对称的性质作图即可。

例题12：如图甲所示，小林从家里的平面镜里看到平面镜对面的墙上电子钟的像如图乙所示，则

电子钟在平面镜中的像距离小林m,此刻电子钟的实际时间是。

2.5m

【考点】平面镜成像的原理、特点

【答案】4.610:05

【解析】

平面镜成像中，物与像关于平面镜对称，则电子钟的像距镜面的距离为2.5m,则电子钟在平面

镜中的像距离小林为s=2.5m+2.5m-0.4m=4.6m平面镜成像中，物与像大小相等，但左右相反，故可

判断此刻电子钟的实际时间是10:05,,

【分析】平面镜成像时，成的像是正立、等大的虚像，物距等于像距，物和像关于平面镜对称。

三、平面镜成像作图

1.点光源作图

⑴根据反射定律作图。

⑵如图所示，步骤如下：

①从发光点S向平面镜引出两条入射光线；

②在入射点作出两条法线；

③根据反射定律，反射角等于入射角，作出反射光线；

④作两条反射光线的反向延长线，找出交点S'S即S的像。

⑶确定一个像点，至少需要两条反射光线，可以用数学知识“两直线相交，有且只有一个交点”

来理解，所以点光源至少需要发出两条对应的入射光线。

例题13：图中A和B两点，一个是发光点，一个是该发光点在平面镜中的像，请确定平面镜的

位置，并画出平面镜，然后画出从发光点发出的一条经平面镜反射过C点的光线。

【考点】平面镜成像的相关作图

【答案】解：如图所示：

【解析】

因为A和B两点，一个是发光点，一个是该发光点在平面镜中的像，所以连接AB并做其垂直

平分线，可得到平面镜的位置；因为经平面镜反射后的一条光线过C点，因此当A点为像点时，可

以连接AC,交平面镜于点O,然后连接BO即为入射光线，再连接OC即为反射光线，如图所示：

【分析】平面镜成像时，像和物体关于平面镜对称；反射光线经过的点和光源的像在同一直线上。

2.对称法作图

⑴平面镜的成像特点：像和物的大小相等；它们到平面镜的距离相等；像和物的连线与平面镜垂

直。像和物关于平面镜是对称的。利用这种对称性作物体在平面镜中所成像的方法称为对称法。

⑵作图方法

①已知物体找像的位置

a.在物体上找几个特殊点，从所选物点向镜面作垂线，过镜面延长等距离所找到的点即像点。

b.将各个像点用虚线连接，即可得物体关于平面镜所成的像。

②完成光路图

a.利用对称法找到像点。

b.根据像点在反射光线的反向延长线上这一特点，找到反射光线和入射点。

c.完成光路图。

⑶平面镜所成的像为虚像，作图时各像点用虚线连接。

例题14：如图所示，从S点发出的一条光线，经平面镜MN反射后，其反射光线恰好通过P点。

请你作出这条入射光线并完成光路图。

【解析】：作图步骤如下：

①找像点S'：从S向镜面MN作垂线并延长等距离找到像点S，（SS，连线为虚线）。

②找入射点0：连接PS,交镜面MN于O（OS'为虚线，OP为实线）。

③画入射光线，标注方向，连接SO（实线），方向如答图所示。

【答案】：如图所示

例题15：根据平面镜成像特点，在图中画出物体AB在平面镜中所成的像。

【解析】：根据对称法找到物体上两个特殊点A和B的像A，和B，的位置，即从A（B）向镜面作垂

线过镜面延长等距离找到A'（B'）,用虚线连接AB，即物体AB的像。

A

【答案】：如图所示

⑷对称法作图解有关时钟问题

①根据平面镜成像特点——像与物左右对称，镜中“钟面”内的“指针”位置与实际钟面内的指针位

置对称。

对称轴

②求解这类“镜中时钟”问题，只要由镜中“钟面”作出以上“12”、下“6”为对称轴的指针位置图

形，再对作出的图形按实际钟面读出时间。如图所示实线为镜中指针位置，虚线为镜中指针的左右

对称图形，读得实际时间为10:40。

例题16：小赵同学手拿时钟站在平面镜前，如图所示是平面镜中的像，则（）

A.小赵同学离平面镜越远，像越小B.小赵同学离平面镜越远，像越大

C.时钟指示的时间是3点整D.时钟指示的时间是9点整

【考点】平面镜成像的原理、特点

【答案】D

【解析】

镜面直立放置，钟表的像与钟表是左右对称的，所以把12点和6点连一条线，做出表针关于这

条线的轴对称图形，读出对称图形的时刻，即为9:00。

故答案为：D.

【分析】平面镜成像特点：（1）平面镜成的是虚像；（2）像与物体大小相等；（3）像与物体到镜面的

距离相等；（4）像与物体的连线与镜面垂直.另外，平面镜里成的像与物体左右倒置。

四、实验探究平面成像的特点

1.提出问题

平面镜所成的像有什么特点呢？物与像大小是否一致？

2.猜想与假设

平面镜所成的像与物体关于平面镜对称。

3.设计并进行实验

用重合法确定像的位置，即用相类似的物体放到像的位置，与像重合。让一支点燃的蜡烛通过

玻璃板成像，另一支未点燃的蜡烛放到点燃蜡烛所成的像的位置处，进行观察和比较。

(1)如图：在桌面上铺一张大纸，将玻璃板垂直架在纸上，作为平面镜。

(2)在玻璃板的前面立一支点燃的蜡烛，透过玻璃板观察蜡烛的像。

(3)将光屏放到像的位置，不透过玻璃板，直接观察光屏上有无像。

(4)再拿一支相同大小的未点燃的蜡烛放在像的位置，直到看上去它跟前面那支蜡烛的像完全重

合，这个位置就是前面那支蜡烛的像的位置，在纸上记下这两个位置，观察像与蜡烛的大小关系。

(5)用直尺量出蜡烛和像到玻璃板的距离。

(6)用直线把实验中蜡烛与它的像的位置连起来，看它们与平面镜的关系。

(7)上下、左右、远近地移动蜡烛，观察像的变化。

观察结果：

①平面镜所成像的大小、形状和蜡烛的大小、形状相同。

②像的左右与蜡烛的左右关系是相反的。

③像的上下与蜡烛的上下关系是相同的。

④当蜡烛远离或靠近平面镜移动时，蜡烛的像的移动情况是：蜡烛远离平面镜，像也远离平面

镜，像的大小、形状不变。

⑤蜡烛在平面镜中成虚像。

4.分析与论证

平面镜所成的像是虚像；像与物体的大小相同；像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相

等；物、像连线与镜面垂直。

5.交流与评估

(1)蜡烛应选择较粗的，实验时可将烛焰调小一些，目的是避免蜡烛燃烧使其长度变化大，影响

观察像的大小与物体的大小关系的效果。

(2)选贴有半透膜的玻璃或茶色玻璃效果会更好，尽可能选薄一些的玻璃板作为平面镜。

(3)在玻璃板和蜡烛下面铺黑纸可以使实验现象更明显。

(4)物体移动时•，感觉像的大小是变化的，这是由于视角变化，无论镜面大小如何变化，物体离

平面镜的距离如何变化，平面镜总能成一个与物体等大的像。

例题17：如图是探究平面镜成像特点的实验装置。

⑴选择玻璃板代替平面镜进行实验的目的是;

⑵选择相同的两支蜡烛进行实验是为了比较像与物的关系；

⑶实验中移动蜡烛B,直至与蜡烛A的像完全重合，此时蜡烛A到玻璃板的距离是12cm,则

蜡烛B到玻璃板的距离是cm.

【答案】：⑴确定像的位置⑵大小⑶12

【考点】探究平面镜成像的特点

【解析】

(1)选择玻璃板代替平面镜进行实验的目的是更容易确定像的位置。

(2)选择相同的两支蜡烛进行实验是为了比较像与物的大小关系。

(3)实验中，移动蜡烛B直至与蜡烛A完全重合，此时蜡烛A到玻璃板的距离是12cm,蜡烛B

到玻璃板的距离也是12cm。故答案为：(1)、确定像的位置(2)、大小(3)、12

【分析】(1).玻璃板是透光的，可以在里面看到像；(2).选择一模一样的蟒烛是为了物像完全重

合;(3)、平面镜成像原理物和像到平面镜的距离相等。

例题18：在做“探究平面镜成像特点”实验时：

⑴组装器材时，要使玻璃板与水平桌面相互。实验中选用两只形状大小完全相同的

蜡烛A、B,其目的是为了比较像与物的关系；将玻璃板垂直放置在水平桌面上，这样做

是为了便于确定像的。

⑵将点燃的蜡烛A竖立在玻璃板的前面，将(选填"点燃”或”不点燃”)的蜡烛B竖立着

在玻璃板后面移动，直到看上去蜡烛B跟蜡烛A的像完全重合；

⑶标记蜡烛A、B的位置，测得蜡烛B到镜面的距离(选填“小于”、“等于”或“大于”)蜡

烛A到镜面的距离；

⑷当蜡烛A远离玻璃板时，像会(选填“靠近”或"远离”)玻璃板，像的大小(选填“变

小"、“不变"或"变大")；

⑸将光屏竖立在像的位置(与玻璃板平行)，光屏上无法呈现蜡烛的像，这说明平面镜所成的像

是(选填"虚"或"实”)像。

【考点】探究平面镜成像的特点

【答案】⑴垂直大小位置⑵不点燃⑶等于⑷远离不变⑸虚

【解析】

(1)组装器材时，要使玻璃板与水平桌面相互垂直，这样便于确定像的位置。平面镜所成的像与

物体等大，实验中选用两只形状大小完全相同的蜡烛A、B,其目的是为了比较像与物的大小关

系。将玻璃板垂直放置在水平桌面上，这样所成的像也在桌面上，是为了便于确定像的位置。

(2)将点燃的蜡烛A竖立在玻璃板的前面，将不点燃的蜡烛B(点燃后由于光线的干扰不利于寻找

像的位置)竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去蜡烛B跟蜡烛A的像完全重合。

(3)平面镜所成的像到镜面的距离等于物体到镜面的距离，所以标记蜡烛A、B的位置，测得蜡

烛B到镜面的距离等于蜡烛A到镜面的距离。

(4)平面镜所成的像到镜面的距离等于物体到镜面的距离，像与物体等大。当蜡烛A远离玻璃板

时.，像会远离玻璃板，像的大小不变。

(5)平面镜的成像原理是光的反射，所成的像是虚像，虚像不是实际光线的会聚，不能用光屏承

接。

【分析】（1）玻璃板与桌面是垂直的关系，否则蜡烛和想无法完全重合；玻璃板与平面镜相比，

即可以透光也可以反光，便于确定像的位置；（2）选用两只相同的蜡烛进行实验可以比较像与物的大

小关系，如果另一支蜡烛能和该蜡烛的像完全重合，那么说明平面镜成像成等大的像；（3）（4）确定

出平面镜中物和像的位置，利用刻度尺测量物距和相距，两者相等，那么可以得到平面镜成像时物

距等于相距，如果物距减小，相距也减小；（5）平面镜成的像是虚像，无法用光屏承接到，必须透过

玻璃板观察。

第4节光的折射

一、光的折射

1.概念：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播的方向发生偏折，这种现象叫做光的折射。

光从空气斜射入水或其他介质时，折射光线向法线方向偏折，如图所示。

（1）入射光线和折射光线分别在两种不同的介质中，它们的传播速度一般不同，传播方向也往往

发生改变。

（2）通常在发生光的折射现象时，在界面上也同时会发生光的反射现象。

（3）光垂直射入界面时，将不会看到折射现象，即光的传播方向不发生变化。

2.生活中常见的光的折射现象

斜插入水中的筷子在水下的部分看起来向上弯折；池水变浅；渔民瞄准“鱼”的下方叉鱼；潜

水员看岸边的树变高；从厚玻璃砖后看到钢笔“错位”；海市蜃楼；看到地平线下的太阳等等。

3.解释看到的折射现象

池水变浅，站台变高，在水里看到树变高了等。

⑴从空气看水中的物体，A为（2）从水里看空气的物体，S为

物体其实的位置，A'为看到物体其实位豆，S'为看到的像

的像.

例题19：下列的光现象中，由光的折射形成的是（）

A.小孔成像B.水面“折”枝C.墙上手影D.水中“倒影”

【考点】光的反射；光的直线传播及其应用；光的折射现象及其应用

【答案】B

【解析】

A.小孔成像现象，是光沿直线传播形成的，A不符合题意；

B.水面“折”枝，树枝在水面发生折射，B符合题意；

C.墙上的影子，是光沿直线传播形成的，C不符合题意；

D.水中的倒影，是光的反射形成的，D不符合题意。

故答案为：B.

【分析】光发生折射时，光从一种介质斜射入另一种介质，光线发生偏转。

二、光的折射规律

1.基本概念

入射光线，射向界面的光线A0；反射光线，远离界面的光线0C；折射光线，进入另一种介质

的光线OB；法线，与分界面垂直的虚线MN；入射角，入射光线与法线的夹角/AOM；折射角，

折射光线与法线的夹角ZBONo

2.折射规律：光发生折射时，折射光线、入射光线和法线在同一平面内；折射光线与入射光线

分别位于法线的两侧。

当光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射角小于入射角，如图甲所示；当光从水或其他介

质斜射入空气中时，折射角大于入射角，如图乙所示。

3.光路的可逆性

(1)如果在原来折射光线的位置上换成入射光线，则新的折射光线的位置就在原来的入射光线的

位置上，原来的折射角变成新的入射角，原来的入射角变成新的折射角。

(2)如图所示，A点发出的光折射入空气射向B点，光的传播路线为AOB,如果一束激光要从B

点射到A点，则激光的传播路线是BOA,而不是BCA或BDAo

(3)光路可逆可用原路返回来理解，即光的传播方向与原来相反时，光沿原路返回。

例题20：如图，光源S发出的一束光从空气射向水面，在容器壁上点P、Q处出现光点，画出

上述现象的入射光线、反射光线和折射光线；

【考点】光路作图

【答案】如下图所示

【解析】

过水面作光源S的对称点即S的像，连结PS，交水面于0点，则SO为入射光线，0P为

反射光线，0Q为折射光线，如图所示。

三、实验探究光的折射规律

1.提出问题

光从一种介质斜射入另一种介质时，传播的方向发生偏折，这种现象叫做光的折射。光的折射

有什么特点呢？

2.猜想与假设

猜想1折射光线可能与入射光线关于法线对称。猜想2折射光线可能与入射光线关于界面对

称。

3.设计并进行实验

如图所示，把实验仪器组装好。探究光在水中折射的光路，找出折射规律。

空气

(1)使一束光从空气斜射入水中，观察光束在空气和水中的路径，观察折射光线、法线与入射光

线之间的位置关系。

(2)比较折射角与入射角的大小。

(3)逐渐减小入射角，直到入射光线与水面垂直，观察光束在空气中和水中的路径，观察折射角

的变化情况。

(4)让光从水中斜射到空气中，观察入射角和折射角的变化。

4.分析与论证

光折射时，折射光线、入射光线、法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两

侧，折射角随入射角的改变而改变，入射角增大时，折射角也增大；入射角减小时，折射角也减

小。当光从空气斜射入水或玻璃等透明物质时，折射角小于入射角；当光从水或玻璃等透明物质斜

射入空气时，折射角大于入射角；当入射光线垂直于水面入射时，光的传播方向不再发生改变。

5.交流与评估

(1)当光斜射入水中，就能够观察到光在水中的传播现象。光在水中传播的现象不明显，可以在

水中加入少量的墨水。

(2)该实验叙述时，要注意斜射的含义，只有斜射时光才发生偏折，当光垂直入射时，传播方向

不发生变化，是沿直线传播的。

(3)在利用玻璃水槽做实验时，光屏要竖直放置。

(4)在观察折射角与入射角的关系时，要让光屏在竖直方向上成一平面。记录时，只需要记录折

射角与入射角谁大以及入射角改变时折射角怎样改变等，不要求记录具体的角度值。

例题21：小明为探究光的折射规律设计了如图甲所示的实验装置，其中光屏F可绕直径NOM

前后折转。

(1)实验时，光贴着光屏从空气射入水中，小明将F板向后折转一定的角度，则在F板上

(选填“能"或‘不能")看到折射光，此时折射光线和入射光线(选填“在"或'不在")同一平面内。

(2)小明将光屏F恢复原状，保持入射光不动，继续加水，会看到杯底的亮斑B向(选

填“左”、”右“或“上”》移动。

(3)小明继续用另一只激光笔让光沿着B0射向水面时，可看到折射光沿0A射出，这说明

答：。

(4)让一束激光从某玻璃斜射向空气(如图乙)。保持入射点不动，改变入射角(每次增加0.2。)，当

入射角增大到41.8时，折射光消失，只存在入射光与反射光，这种现象叫做光的全反射，如图丙

所示。此时的入射角叫做这种物质的临界角。当入射角大于临界角时，只发生反射，不发生折射，

根据以上内容可判断：

①当光从空气射向玻璃时(填"会"或“不会”)发生光的全反射现象；

②一个三棱镜由上述玻璃制成，一束光垂直于三棱镜的一个面射入，如图丁所示。则关于这束

光经过三棱镜后的光路描述，下图中正确的是()

【答案】：⑴不能在⑵左⑶在光的折射现象中，光路是可逆的⑷不会D

【考点】光的折射规律；光折射的可逆性

【解析】

(1)实验时，光贴着光屏从空气射入水中，小明将F板向后折转一定的角度，即F板和入射光

线所在的E板不处在同一平面，则在F板上不能看到折射光，因为此时折射光线和入射光线在同一

平面内。

(2)保持入射光不动，继续加水，则入射点向左上方平移，入射角不变故折射角不变，则折射光

线向左平移，所以会看到杯底的亮斑B向左移动。

(3)让光沿着BO射向水面时，可看到折射光沿。A射出，这说明光的折射现象中，光路是可逆

的。

（4）当光从空气射向玻璃时折射光线靠近法线处偏折，折射角小于入射角，所以不会发生光的全

反射现象。一束光垂直于三棱镜的一个面射入，则其传播方向不变，接着射到三棱镜的斜边处，作

出法线可知入射角为45。，这一角度超过了该玻璃的临界角，所以在斜边处发生全反射现象，如图

所示：

四、利用光的折射规律作图

1.光的折射规律：

光在发生折射时，①折射光线、入射光线和法线在同一平面内（三线共面）；②折射光线与入射

光线分别位于法线的两侧（两线分居）；③光从空气斜射入其他介质中时，折射光线向法线方向偏折

（折射角小于入射角）；（两角不等）④当入射角增大（或减小）时，折射角也增大（或减小）。

2.说明：（1）弄清一点（入射点）、二角（折射角、入射角）、三线（折射光线、入射光线、法线）的含

义。（2）在光的折射中光路具有可逆性。

例题22：如图所示，一束光AB从空气斜射向透明玻璃，请作出这束光的反射光线和大致的折

射光线•（保留作图痕迹）

【解析】如图所示

例题23：图表示一束光从空气射向玻璃砖并穿过玻璃砖，请在图中作出法线并大致画出这束光

进入玻璃和离开玻璃后的光线。

【答案】如图所示

【解析】先画出法线，当光从空气斜射入玻璃时，入射光线和折射光线分居法线的两侧，折射

角小于入射角。当光从玻璃斜射入空气时，入射光线和折射光线分居法线的两侧，折射角大于入射

角，如上图。

第5节光的色散

一、光的色散

1.色散：太阳光(白光)被分解成多种色光的现象。

2.光的色散现象

(1)一束太阳光通过三棱镜，被分解成七种色光，这七种色光从上至下依次排列为红、橙、黄、

绿、蓝、靛、紫(如图甲)。同理，被分解后的色光也可以混合在一起成为白光(如图乙)。

(2)由光的色散现象得出的两个结论：第一，白光不是单色光，而是由各种单色光组成的复色

光；第二，不同的单色光通过棱镜时偏折的程度是不同的，红光的偏折程度最小，紫光的偏折程度

最大。

二、色光的三原色及色光的混合

1.色光的三原色

红、绿、蓝叫做色光的三原色。

2.色光的混合

(1)红、绿、蓝三种色光中，任何一种色光都不能由另外两种色光合成。但红、绿、蓝三种色光

却能够合成出自然界绝大多数色光来，只要适当调配它们之间的比例即可。

(2)如图所示，适当的红光和绿光能合成黄光；适当的绿光和蓝光能合成青光；适当的蓝光和红

光能合成品红色光；而相同比例的红、绿、蓝三色光能合成白光。因此红、绿、蓝三种色光被称为

色光的“三原色”。

色光的混和

3.应用

色光的合成在科学技术中普遍应用，彩色电视机就是一例，它的荧光屏上出现的彩色画面，是

由红、绿、蓝三种色光混合而成的。

不能简单地认为色光的混合是光的色散的逆过程。例如：红光和绿光能混合成黄光，但黄光仍

为单色光，它通过三棱镜时并不能分散成红光和绿光。

三、颜料的三原色及颜料的混合

1.颜料的三原色

颜料的三原色是红、黄、蓝，这三种颜料按一定比例混合，能调出各种不同的颜色。

2.颜料的混合

(1)颜料与色光不同，颜料本身不发光，我们看到颜料的色彩是颜料所反射的色光，其他的色光

被吸收掉了。颜