第四章光现象(原卷版+解析)

第四章光现象（原卷版）知识导航知识点回顾知识点1：光的直线传播1、光源：（1）光源定义：能够自行发光的物体叫光源。（2）光源分类：自然光源，如太阳、萤火虫；人造光源，如篝火、蜡烛、油灯、电灯。月亮本身不会发光，它不是光源。2、光的直线传播：（1）光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。早晨，看到刚从地平线升起的太阳的位置比实际位置高，该现象说明：光在非均匀介质中不是沿直线传播的。（2）光线：由一小束光抽象而建立的理想物理模型，建立理想物理模型是研究物理的常用方法之一。（3）光直线传播的应用：①激光准直。②影子的形成：光在传播过程中，遇到不透明的物体，在物体的后面形成黑色区域即影子。③日食月食的形成：当地球在中间时可形成月食。④小孔成像：小孔成像实验早在《墨经》中就有记载小孔成像成倒立的实像，其像的形状与孔的形状无关。（4）光速：光在真空中速度C=3×108m/s=3×105km/s；光在空气中速度约为3×108m/s。光在水中速度为真空中光速的3/4，在玻璃中速度为真空中速度的2/3。※光年是指光在1年中的传播距离，是距离单位，不是时间单位，也不是速度单位；1光年9.46×1015m。知识点2：光的反射1、光的反射定义：光从一种介质射向另一种介质表面时，一部分光被反射回原来介质的现象叫光的反射。2、反射定律：三线共面,两线两侧,两角相等,光路可逆。即: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于法线的两侧，反射角等于入射角。光的反射过程中光路是可逆的。不发光物体把照在它上面的光反射进入我们的眼睛，所以我们能看见不发光的物体。3、光的反射分类：镜面反射和漫反射。定义：射到物面上的平行光反射后仍然平行。镜面反射条件：反射面平滑。应用：迎着太阳看平静水面特别亮、黑板“反光”等都是因为发生了镜面反射。定义：射到物体上的平行光反射后向着不同的方向，每条光线遵守光的反射定律。漫反射条件：反射面凹凸不平。应用：能从不同方向看到本身不发光的物体，是光射到物体上发生漫反射的缘故。※无论镜面反射还是漫反射都遵循反射定律！知识点3：平面镜成像1、平面镜成像特点：（1）像与物大小相等；（2）像到镜的距离与物到镜的距离相等；（3）像与物的对应点的连线与镜面垂直；（4）像与物左右位置颠倒；（5）平面镜所成的像是虚像（实像、虚像）。总结：等大、等距、垂直、对称、虚像。2、平面镜成像原理及作用：（1）平面镜成像原理：光的反射定理；（2）平面镜成像作用：成像、改变光路。3、实像和虚像：（1）实像：实际光线会聚点所成的像。（2）虚像：实际光线反向延长线的会聚点所成的像。※虚像能用眼睛直接观看，但不能用光屏接收；实像既可以用光屏承接，也可以用眼睛直接观看。4、球面镜：凸面镜与凹面镜（1）凸面镜：利用球面的外表面作反射面的面镜叫做凸面镜；凸面镜对光有发散作用，常用作汽车观后镜来扩大视野。（2）凹面镜：利用球面的内表面作反射面的面镜叫做凹面镜；凹面镜对光有汇聚作用，常用作太阳灶、探照灯等。知识点4：光的折射1、光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫做光的折射。当发生折射现象时，一定也发生了反射现象。当光线垂直射向两种物质的界面时，传播方向不变。2、光的折射规律：三线共面,两线两侧,两角不相等（空气大）,光路可逆；即：折射光线、入射光线和法线都在同一个平面内；光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折（折射角＜入射角）；光从水或其他介质中斜射入空气中时，折射光线向界面方向偏折（折射角＞入射角）。在折射现象中，光路是可逆的。在光的折射现象中，入射角增大，折射角也随之增大（如图所示）。在光的折射现象中，介质的密度越小，光速越大，与法线形成的角越大。3、生活中常见的光折射现象：①从岸上向水中看，水好像很浅，沿着看见鱼的方向叉，却叉不到；从水中看岸上的东西，好像变高了。②筷子在水中好像“折”了。③海市蜃楼。④彩虹。知识点5：光的色散1、光的色散定义：太阳光通过三棱镜后，分解成各种单一颜色的光，这种现象叫光的色散。2、不同颜色的光通过三棱镜时偏折程度不同，红光偏折最小，紫光偏折最大，偏折由小到大依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。3、光的色散在生活中的色散现象：雨后的彩虹、泼向空中的水变得五颜六色、在阳光下肥皂泡变成彩色等。4、太阳光由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色组成，它是复色光。5、把红、绿、蓝三种色光按不同比例混合可产生各种颜色的光，这个现象叫做色光的混合（彩色电视机的彩色画面的形成）。红、绿、蓝也叫光的三原色。典例分析考点1光的直线传播【典例1】（2022•淄博）小孔成像现象最早被《墨经》记载。下列现象与小孔成像原理相同的是（）A．水中倒影 B．雨后彩虹 C．立竿见影 D．海市蜃楼【典例2】（2022•梧州模拟）梧州市加快推进高速公路建设，工程上挖掘隧道常用激光来进行准直，是利用了光的的原理。光在真空中传播的速度是m/s。【典例3】（2022•咸宁模拟）如图所示是两根标杆OA和OB及它们在同一点光源下的影子OA'和OB'。请在图中画出点光源的位置（用点P表示），并画出人在此点光源下的影子（用线段EF表示）。考点2光的反射【典例4】（2022•呼和浩特）日出东方，万物光明；林间疏影，潭影映人。上面句中林间疏影与潭影映人，是两种光学现象，其原理与下面两幅图的光学原理相同，这两幅图是（）A．①和② B．②和③ C．③和④ D．②和④【典例5】（2022•黑龙江）如图所示，小船在水中形成的“倒影”是像，它是由光的（折射/反射）形成的。【典例6】（2022•赣榆区二模）小明的乒乓球掉到沙发底下，他想借助学过的光学器件改变光路将光照到沙发底下，找到乒乓球，请你在图中合适的位置画上光学器件，完成光路。【典例7】（2022•泰州）小明用如图所示装置“探究光的反射规律”。（1）表面粗糙的纸板应立在水平平面镜上，让一束光紧贴纸板A射向镜面上的O点，在纸板B上呈现出反射光束，以ON为轴，把纸板B向后翻折，纸板B上反射光束消失。由此可初步得出：反射光线、入射光线和法线。（2）把纸板B翻折至能呈现反射光束的位置后，让纸板A上的入射光束绕O点顺时针转动，此过程中反射角的大小变化情况是。（3）若将图中纸板整体以底边EF为轴向后旋转45°后，纸板B上（选填“能”或“不能”）呈现出反射光束，纸板A上的入射光束（选填“能”或“不能”）在平面镜中成像。考点3平面镜成像【典例8】（2022•连云港一模）人站在平面镜前，他远离平面镜时，则下列说法正确的是（）A．像变小，像到平面镜的距离变大 B．像变小，像到平面镜的距离变小 C．像不变，像到平面镜的距离变大 D．像不变，像到平面镜的距离变小【典例9】（2022•镇江）如图所示，竖直放置的平面镜能绕水平轴MN转动，小明站在平面镜正前方，他在镜中成的是（选填“实”或“虚”）像；小明垂直镜面移动8cm，他与像的距离改变cm；为了让他站着就能看到镜中脚的像，可以让平面镜绕轴沿时针方向转动。【典例10】（2022•武功县模拟）如图所示，M是苹果上的一点，N是人眼的位置，请画出M点在平面镜中的像M及某点发出的一条光线经平面镜反射后经过N点的光路图。【典例11】（2022•淄博）小明用玻璃板、蜡烛、白纸、刻度尺、火柴等器材探究平面镜成像的特点。（1）他将点燃的蜡烛A放置在玻璃板前面（如图），分别拿未点燃的蜡烛B、C、D（D与A同粗等高）竖立着在玻璃板后面移动。他发现只有蜡烛D能跟蜡烛A的像完全重合，此时蜡烛D的位置就是的位置，在此位置做好标记，移去蜡烛D，在标记处放置一块光屏，光屏上承接不到蜡烛A的像，这说明平面镜成像。多次改变蜡烛A的位置并相应移动蜡烛D，蜡烛D均能与蜡烛A的像完全重合，这说明平面镜所成像的大小与物体的大小。（2）探究完像和物的位置关系并最终得出“平面镜所成的像与物体关于镜面对称”的结论后，小明分析，小轿车前挡风玻璃安装成倾斜，除了减小风阻外，还有一个重要原因是为了行车安全。这是因为：夜间行车时，如果车内开灯，车内乘客经前挡风玻璃成的像在司机的（选填“斜上方”“正前方”或“斜下方”），这样会减小对司机观察路况的干扰。为了行车安全，夜间行车时，车内不宜开灯。考点4光的折射【典例12】（2022•鄂尔多斯）日出时能看到地平线以下的太阳。下列现象与此原理相同的是（）A．树荫下圆形的光斑 B．汽车后视镜中的像 C．水中筷子“折断” D．人能看到课本【典例13】（2022•阜新）如图所示，光在水和空气的界面CD同时发生反射和折射，入射角为度，折射角为度，界面CD上面的介质是。【典例14】（2022•潍坊）如图所示，水池边有一路灯S，路灯上方有一平面镜MN，S发出的光能经MN反射后射入水中，请画出：（1）S在平面镜中所成的像S'；（2）经MN反射后过A点的反射光线OA；（3）OA照射到水池底的光路图。【典例15】（2022•宜昌）在“探究光从玻璃斜射入空气的折射规律”的实验中，小东借助激光笔、半圆形玻璃块和带刻度的光具盘完成了实验，观察到如图所示的1、2、3三条光束，并在光具盘上用笔描出了对应的光路。（1）图中的折射角大小为。（2）根据实验现象初步发现，光从玻璃斜射入空气时，折射角（选填“＞”“＝”或“＜”）入射角。（3）现在要探究光的折射现象中光路是否可逆，具体的操作是，如果看到现象，就可证明光路是可逆的。考点5光的色散【典例16】（2022•新泰市一模）如图，绿树红花与湛蓝的天空倒映在平静的湖水中，如同美丽的油画一般。关于其中的光现象，下列说法正确的是（）A．树在水中的倒影是由光的反射形成的虚像 B．当我们靠近水面时，观察到树木在水面的像会变大 C．我们能看到树叶是绿色的，是因为树叶吸收了绿光 D．平静的水面是光源【典例17】（2022•无锡）我国唐朝的张志和在《玄真子》中记载了著名的“人工虹”实验：“背日喷乎水，成虹霓之状”，这是光的现象，进一步的研究表明，将红、、蓝三种色光按照不同比例混合，能产生任何一种其它颜色的光。巩固训练一、选择题。1．（2022•常州）2022年北京冬奥会期间，北京皮影艺术剧院紧扣冬奥题材，精彩呈现皮影戏《寻找雪姑娘》，如图所示。下列情境中，与皮影戏原理相同的是（）A．雨后彩虹 B．树荫下光斑 C．水中倒影 D．筷子弯折2．（2022•长春）南湖大桥与其在水中的倒影相映成趣。“倒影”的形成是由于光的（）A．直线传播 B．反射 C．折射 D．色散3．（2022•柳州）如图，物体S在平面镜中所成的像为S'。若在镜后放置一块透明玻璃AB，则像S'将（）A．变亮 B．变暗 C．不变 D．偏离原位置4．（2022•徐州）人在岸上透过池水看池塘底部，下列光路图正确的是（）A． B． C． D．5．（2022•泰安三模）关于光现象，下列说法正确的是（）A．“一叶障目，不见泰山”，是光的直线传播造成的 B．“黑板反光”是漫反射现象 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．验钞机利用红外线辨别钞票的真伪二、填空题。6．（2022•梧州）早在公元前4世纪，墨家就做过小孔成像的实验，该实验的原理是光的，像是（选填“倒立”或“正立”）的。7．（2022•沈阳）如图所示是2022年4月在荷兰阿尔梅勒世界园艺博览会上拍摄的中国竹园的展馆景象，“中国竹园”凭借其融合中国传统文化和现代工艺于一体的独特风格而备受瞩目。竹房在水中的“倒影”是光的形成的，水中的“竹房”是（选填“实”或“虚”）像。8．（2022•朝阳）初春时节，大凌河畔的一只天鹅展翅向高处飞去，它在水中像的大小（选填“变大”、“变小”或“不变”），以河边的大树为参照物，天鹅是（选填“运动”或“静止”）的。9．（2022•怀化）2022年4月18日，怀化出现了“日晕”奇观，它是由于气温低，云中的水滴变成六棱柱状的小冰晶，此过程发生了（物态变化名称），太阳光穿过云层即在小冰晶上发生（选填“折射”或“反射”或“光沿直线传播”），看上去在太阳的周围出现一个圆圈，由内而外呈光谱色，这就是“日晕”。10．（2022•姜堰区二模）如图，是中考时贴在试卷答题卡上用来识别考生信息的条形码，当条形码扫描器用光照射它时，会接收到（选填“黑色”、“白色”或“黑色和白色”）条纹反射的光，再通过电脑解码就可以获取考生相关信息。疫情防控期间，考生进入学校时，要通过体感测温门，通过该门时，显示器就能显示通过者的体温。这种检测门是靠感应人体发出的来测量温度的。三、作图题。11．（2022•曲阜市二模）如图，小文给同学们表演趣味小实验，她将一块厚玻璃砖竖立在桌面上，让小明站在玻璃砖右侧进行观察。小文将一枚硬币缓慢移至玻璃砖左侧某一位置时，小明惊奇地发现，硬币“进入”了玻璃砖内。请画出从A点出发的一条光线，经过玻璃砖进入眼睛的完整光路。12．（2022•菏泽）在防溺水教育活动中，老师告诉学生，池塘里水的实际深度比看起来的深度要大，不能贸然下水游泳。如图为解释这一现象的情景，其中A为水底的物体，A′是岸边儿童看到的A的像。请你在图中作出过O点的入射光线和折射光线。四、实验探究题。13．（2022•顺德区校级模拟）图甲是探究“平面镜成像特点”的实验。（1）实验步骤a、b、c、d的合理顺序是（填写步骤前字母）：a．在水平桌面上铺一张白纸，纸上竖立一块玻璃板，沿玻璃板位置划线记录玻璃板的位置；b．放在玻璃板的后方，移动到某一位置时，发现该蜡烛与被点燃的蜡烛的像重合，在纸上记下该蜡烛的位置A'；c．改变玻璃板前蜡烛的位置，重复以上实验，在纸上记录物与像的位置A2、A'2；A3、A'3（如题图乙所示）；d．点燃蜡烛放在玻璃板前，看到它在玻璃板后面的像，在纸上记录蜡烛的位置A1。（2）在实验过程中，小李让玻璃板沿垂直于CD轴方向靠近蜡烛A'，为了完成实验探究，小李应将蜡烛A'（填“远离”或“靠近”）蜡烛A，同时观察到蜡烛的像将（填“变大”、“不变”或“变小”）；他若将玻璃板沿CD轴方向水平向右移动，则他将观察到镜中A的像（填“向右”、“向左”或“不”）移动；（3）小怡同学将蜡烛A'取走，在A'位置放一张白纸，结果在白纸上（填“有”或“没有”）像；将A取走，正立放置一电子手表在该位置，从平面镜中看到的时间如题图丙所示，则实际的时间是。第四章光现象（解析版）知识导航知识点回顾知识点1：光的直线传播1、光源：（1）光源定义：能够自行发光的物体叫光源。（2）光源分类：自然光源，如太阳、萤火虫；人造光源，如篝火、蜡烛、油灯、电灯。月亮本身不会发光，它不是光源。2、光的直线传播：（1）光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。早晨，看到刚从地平线升起的太阳的位置比实际位置高，该现象说明：光在非均匀介质中不是沿直线传播的。（2）光线：由一小束光抽象而建立的理想物理模型，建立理想物理模型是研究物理的常用方法之一。（3）光直线传播的应用：①激光准直。②影子的形成：光在传播过程中，遇到不透明的物体，在物体的后面形成黑色区域即影子。③日食月食的形成：当地球在中间时可形成月食。④小孔成像：小孔成像实验早在《墨经》中就有记载小孔成像成倒立的实像，其像的形状与孔的形状无关。（4）光速：光在真空中速度C=3×108m/s=3×105km/s；光在空气中速度约为3×108m/s。光在水中速度为真空中光速的3/4，在玻璃中速度为真空中速度的2/3。※光年是指光在1年中的传播距离，是距离单位，不是时间单位，也不是速度单位；1光年9.46×1015m。知识点2：光的反射1、光的反射定义：光从一种介质射向另一种介质表面时，一部分光被反射回原来介质的现象叫光的反射。2、反射定律：三线共面,两线两侧,两角相等,光路可逆。即: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于法线的两侧，反射角等于入射角。光的反射过程中光路是可逆的。不发光物体把照在它上面的光反射进入我们的眼睛，所以我们能看见不发光的物体。3、光的反射分类：镜面反射和漫反射。定义：射到物面上的平行光反射后仍然平行。镜面反射条件：反射面平滑。应用：迎着太阳看平静水面特别亮、黑板“反光”等都是因为发生了镜面反射。定义：射到物体上的平行光反射后向着不同的方向，每条光线遵守光的反射定律。漫反射条件：反射面凹凸不平。应用：能从不同方向看到本身不发光的物体，是光射到物体上发生漫反射的缘故。※无论镜面反射还是漫反射都遵循反射定律！知识点3：平面镜成像1、平面镜成像特点：（1）像与物大小相等；（2）像到镜的距离与物到镜的距离相等；（3）像与物的对应点的连线与镜面垂直；（4）像与物左右位置颠倒；（5）平面镜所成的像是虚像（实像、虚像）。总结：等大、等距、垂直、对称、虚像。2、平面镜成像原理及作用：（1）平面镜成像原理：光的反射定理；（2）平面镜成像作用：成像、改变光路。3、实像和虚像：（1）实像：实际光线会聚点所成的像。（2）虚像：实际光线反向延长线的会聚点所成的像。※虚像能用眼睛直接观看，但不能用光屏接收；实像既可以用光屏承接，也可以用眼睛直接观看。4、球面镜：凸面镜与凹面镜（1）凸面镜：利用球面的外表面作反射面的面镜叫做凸面镜；凸面镜对光有发散作用，常用作汽车观后镜来扩大视野。（2）凹面镜：利用球面的内表面作反射面的面镜叫做凹面镜；凹面镜对光有汇聚作用，常用作太阳灶、探照灯等。知识点4：光的折射1、光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫做光的折射。当发生折射现象时，一定也发生了反射现象。当光线垂直射向两种物质的界面时，传播方向不变。2、光的折射规律：三线共面,两线两侧,两角不相等（空气大）,光路可逆；即：折射光线、入射光线和法线都在同一个平面内；光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折（折射角＜入射角）；光从水或其他介质中斜射入空气中时，折射光线向界面方向偏折（折射角＞入射角）。在折射现象中，光路是可逆的。在光的折射现象中，入射角增大，折射角也随之增大（如图所示）。在光的折射现象中，介质的密度越小，光速越大，与法线形成的角越大。3、生活中常见的光折射现象：①从岸上向水中看，水好像很浅，沿着看见鱼的方向叉，却叉不到；从水中看岸上的东西，好像变高了。②筷子在水中好像“折”了。③海市蜃楼。④彩虹。知识点5：光的色散1、光的色散定义：太阳光通过三棱镜后，分解成各种单一颜色的光，这种现象叫光的色散。2、不同颜色的光通过三棱镜时偏折程度不同，红光偏折最小，紫光偏折最大，偏折由小到大依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。3、光的色散在生活中的色散现象：雨后的彩虹、泼向空中的水变得五颜六色、在阳光下肥皂泡变成彩色等。4、太阳光由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色组成，它是复色光。5、把红、绿、蓝三种色光按不同比例混合可产生各种颜色的光，这个现象叫做色光的混合（彩色电视机的彩色画面的形成）。红、绿、蓝也叫光的三原色。典例分析考点1光的直线传播【典例1】（2022•淄博）小孔成像现象最早被《墨经》记载。下列现象与小孔成像原理相同的是（）A．水中倒影 B．雨后彩虹 C．立竿见影 D．海市蜃楼【答案】C。【解答】解：A、水中倒影属于平面镜成像，其实质是光的反射，故A错误；B、雨过天晴时，常在天空出现彩虹，这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的，白光经水珠折射以后，分解成各种彩色光，所以说雨后的天空出现彩虹是由光的色散形成的，故B错误。C、立竿见影中的影子是光沿直线传播现象，故C正确D、海市蜃楼是光在沿直线方向传播时，在密度不均匀的空气层中，经过折射造成的结果，故D错误；故选：C。【典例2】（2022•梧州模拟）梧州市加快推进高速公路建设，工程上挖掘隧道常用激光来进行准直，是利用了光的直线传播的原理。光在真空中传播的速度是3×108m/s。【答案】直线传播；3×108。【解答】解：工程上挖掘隧道常用激光来进行准直，是利用了光的直线传播的原理。光在真空中传播的速度是3×108m/s。故答案为：直线传播；3×108。【典例3】（2022•咸宁模拟）如图所示是两根标杆OA和OB及它们在同一点光源下的影子OA'和OB'。请在图中画出点光源的位置（用点P表示），并画出人在此点光源下的影子（用线段EF表示）。【解答】解：根据两根标杆及它们在灯光下的影子，即可找到P点，根据光源即可得出，作出人影EF，如下图：考点2光的反射【典例4】（2022•呼和浩特）日出东方，万物光明；林间疏影，潭影映人。上面句中林间疏影与潭影映人，是两种光学现象，其原理与下面两幅图的光学原理相同，这两幅图是（）A．①和② B．②和③ C．③和④ D．②和④【答案】A。【解答】解：林间疏影是由光的直线传播形成的；潭影映人属于平面镜成像，是由光的反射形成的；手影是由光的直线传播形成的；倒影属于平面镜成像，是由光的反射形成的；插在水中的筷子变弯了，是由光的折射形成的；彩虹属于光的色散现象，光的色散现象的实质是光的折射；由此可知，A正确。故选：A。【典例5】（2022•黑龙江）如图所示，小船在水中形成的“倒影”是虚像，它是由光的反射（折射/反射）形成的。【答案】虚；反射。【解答】解：小船在水中形成的“倒影”，属平面镜成像，是虚像，它是由光的反射形成的。故答案为：虚；反射。【典例6】（2022•赣榆区二模）小明的乒乓球掉到沙发底下，他想借助学过的光学器件改变光路将光照到沙发底下，找到乒乓球，请你在图中合适的位置画上光学器件，完成光路。【解答】解：先作出入射光线和反射光线的角平分线即法线，然后通过入射点作法线的垂线即是镜面。如图：【典例7】（2022•泰州）小明用如图所示装置“探究光的反射规律”。（1）表面粗糙的纸板应竖直立在水平平面镜上，让一束光紧贴纸板A射向镜面上的O点，在纸板B上呈现出反射光束，以ON为轴，把纸板B向后翻折，纸板B上反射光束消失。由此可初步得出：反射光线、入射光线和法线在同一平面内。（2）把纸板B翻折至能呈现反射光束的位置后，让纸板A上的入射光束绕O点顺时针转动，此过程中反射角的大小变化情况是减小。（3）若将图中纸板整体以底边EF为轴向后旋转45°后，纸板B上不能（选填“能”或“不能”）呈现出反射光束，纸板A上的入射光束能（选填“能”或“不能”）在平面镜中成像。【答案】（1）竖直；在同一平面内；（2）减小；（3）不能；能。【解答】（1）实验前，应将纸板竖直放置于平面镜上，这样反射光线才可以在硬纸板上呈现；把纸板B向后翻折，纸板B上反射光束消失，则呈现反射光线的纸板B和呈现入射光线的纸板A不在同一平面内，所以在B板上不能看到反射光；但是此时反射光线的位置不发生变化；反射光线和入射光线仍然在同一平面内；（2）纸板A上的入射光束绕O点顺时针转动，入射角减小，而反射角随入射角的增大而增大，减小而减小，故反射角减小；（3）若将图中纸板整体以底边EF为轴向后旋转45°后，此时反射光线仍在入射光线和法线所在的平面内，只不过纸板不在这个平面内，纸板B上不能呈现出反射光束。纸板A上的入射光束能在平面镜中成像。故答案为：（1）竖直；在同一平面内；（2）减小；（3）不能；能。考点3平面镜成像【典例8】（2022•连云港一模）人站在平面镜前，当他远离平面镜时，则下列说法正确的是（）A．像变小，像到平面镜的距离变大 B．像变小，像到平面镜的距离变小 C．像不变，像到平面镜的距离变大 D．像不变，像到平面镜的距离变小【答案】C。【解答】解：人在平面镜中成像大小和人的大小有关，跟人到平面镜的距离没有关系，所以当人远离平面镜时，他的像的大小不变，物像到平面镜的距离相等，像与平面镜的距离变大，故ABD错误，C正确。故选：C。【典例9】（2022•镇江）如图所示，竖直放置的平面镜能绕水平轴MN转动，小明站在平面镜正前方，他在镜中成的是虚（选填“实”或“虚”）像；小明垂直镜面移动8cm，他与像的距离改变16cm；为了让他站着就能看到镜中脚的像，可以让平面镜绕轴沿顺时针方向转动。【答案】虚；16；顺。【解答】解：据平面镜所成像的特点可知，平面镜所成的像是虚像，所以小明同学在镜中的像是虚像；小明垂直镜面移动8cm，由于像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离，所以小明镜中的像也垂直镜面移动8cm，那么他与像的距离变化量为8cm+8cm＝16cm；为了让他站着就能看到镜中脚的像，应让平面镜绕轴沿顺时针方向转动，使来自脚的光被平面镜反射后能进入人眼。故答案为：虚；16；顺。【典例10】（2022•武功县模拟）如图所示，M是苹果上的一点，N是人眼的位置，请画出M点在平面镜中的像M及某点发出的一条光线经平面镜反射后经过N点的光路图。【解答】解：作出M关于平面镜的对称点M′，即为M的像点；连接NM′交平面镜于点O，O点就是入射点，ON即为反射光线，连接MO即为入射光线，如下图所示：。【典例11】（2022•淄博）小明用玻璃板、蜡烛、白纸、刻度尺、火柴等器材探究平面镜成像的特点。（1）他将点燃的蜡烛A放置在玻璃板前面（如图），分别拿未点燃的蜡烛B、C、D（D与A同粗等高）竖立着在玻璃板后面移动。他发现只有蜡烛D能跟蜡烛A的像完全重合，此时蜡烛D的位置就是蜡烛A的像的位置，在此位置做好标记，移去蜡烛D，在标记处放置一块光屏，光屏上承接不到蜡烛A的像，这说明平面镜成虚像。多次改变蜡烛A的位置并相应移动蜡烛D，蜡烛D均能与蜡烛A的像完全重合，这说明平面镜所成像的大小与物体的大小相等。（2）探究完像和物的位置关系并最终得出“平面镜所成的像与物体关于镜面对称”的结论后，小明分析，小轿车前挡风玻璃安装成倾斜，除了减小风阻外，还有一个重要原因是为了行车安全。这是因为：夜间行车时，如果车内开灯，车内乘客经前挡风玻璃成的像在司机的斜上方（选填“斜上方”“正前方”或“斜下方”），这样会减小对司机观察路况的干扰。为了行车安全，夜间行车时，车内不宜开灯。【答案】（1）蜡烛A的像；虚；相等；（2）斜上方。【解答】解：（1）把一支点燃的蜡烛A竖直立在玻璃板前面，再拿一支外形完全相同的不点燃的蜡烛B，蜡烛B在A的另一侧，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；移去蜡烛B，在其原来位置上放置一块光屏，光屏上无法呈现蜡烛的像，这说明平面镜成的是虚像，透过玻璃板在光屏上能看到蜡烛A的像；随着蜡烛A的燃烧蜡烛B无法与A的像重合，此时蜡烛A与像大小相等；（2）小汽车前面的挡风玻璃相当于平面镜，平面镜成像的特点是像与物关于镜面对称，如果竖直安装，成的虚像会在正前方，干扰司机观察路况，倾斜安装可以使像成在斜上方，不干扰司机观察路况。故答案为：（1）蜡烛A的像；虚；相等；（2）斜上方。考点4光的折射【典例12】（2022•鄂尔多斯）日出时能看到地平线以下的太阳。下列现象与此原理相同的是（）A．树荫下圆形的光斑 B．汽车后视镜中的像 C．水中筷子“折断” D．人能看到课本【答案】C。【解答】解：日出时能看到地平线以下的太阳，是由于光经过不均匀的大气层时发生折射形成的。A、树荫下圆形的光斑是小孔成像现象，是由于光的直线传播形成的，故A不合题意；B、汽车后视镜中的像利用了光的反射来成像，故B不合题意；C、水中筷子“折断”是光从水中斜射入空气中时发生折射形成的，故C符合题意；D、人能看到本身不发光的课本，是光的反射现象，故D不合题意。故选：C。【典例13】（2022•阜新）如图所示，光在水和空气的界面CD同时发生反射和折射，入射角为30度，折射角为42度，界面CD上面的介质是空气。【答案】30；42；空气。【解答】解：如图CD是界面，∠AOC＝60°，则∠BOD＝60°，所以入射角为90°﹣60°＝30°，而∠COE＝48°，则折射角为90°﹣48°＝42°；因折射角大于入射角，所以CD的上边是空气，下边是水。故答案为：30；42；空气。【典例14】（2022•潍坊）如图所示，水池边有一路灯S，路灯上方有一平面镜MN，S发出的光能经MN反射后射入水中，请画出：（1）S在平面镜中所成的像S'；（2）经MN反射后过A点的反射光线OA；（3）OA照射到水池底的光路图。【解答】解：（1）作出发光点S关于平面镜的对称点，即为像点S′；（2）连接S′A点交平面镜于点O，沿OA画出反射光线，连接SO画出入射光线；（3）首先过入射点画出法线，然后根据折射光线和入射光线分居法线两侧，折射角小于入射角，在法线的水中画出折射光线，如图所示：′【典例15】（2022•宜昌）在“探究光从玻璃斜射入空气的折射规律”的实验中，小东借助激光笔、半圆形玻璃块和带刻度的光具盘完成了实验，观察到如图所示的1、2、3三条光束，并在光具盘上用笔描出了对应的光路。（1）图中的折射角大小为80°。（2）根据实验现象初步发现，光从玻璃斜射入空气时，折射角＞（选填“＞”“＝”或“＜”）入射角。（3）现在要探究光的折射现象中光路是否可逆，具体的操作是让入射光逆着光路2射入，如果看到折射光逆着光路1射出现象，就可证明光路是可逆的。【答案】（1）80°；（2）＞；（3）让入射光逆着光路2射入；折射光逆着光路1射出。【解答】解：（1）由图可知，光路1和3是关于90°线对称，所以90°线是法线，0°线是界面，而折射光线和入射光线分别位于法线两侧，则光路2是折射光线，由图可知，折射角为80°。（2）由实验现象可知，光从玻璃斜射入空气时，光路1与法线夹角40°，即入射角为40°，根据（1）可知，折射角＞入射角；（3）为了验证折射现象中光路是否可逆，也可以让入射光逆着光路2射入，如果看到折射光逆着光路1射出现象，就可证明光路是可逆的。故答案为：（1）80°；（2）＞；（3）让入射光逆着光路2射入；折射光逆着光路1射出。考点5光的色散【典例16】（2022•新泰市一模）如图，绿树红花与湛蓝的天空倒映在平静的湖水中，如同美丽的油画一般。关于其中的光现象，下列说法正确的是（）A．树在水中的倒影是由光的反射形成的虚像 B．当我们靠近水面时，观察到树木在水面的像会变大 C．我们能看到树叶是绿色的，是因为树叶吸收了绿光 D．平静的水面是光源【答案】A。【解答】解：A、树在水中的倒影属于平面镜成像，是由光的反射形成的虚像，故A正确；B、平面镜成像时，像的大小与物体的大小有关，与观察者到镜面的距离无关，当我们靠近水面时，树木在水面的像大小保持不变，故B错误；C、我们能看到树叶是绿色的，是因为树叶反射了绿光，故C错误；D、自身能发光的物体称为光源，水面自身不能发光，不是光源，故D错误。故选：A。【典例17】（2022•无锡）我国唐朝的张志和在《玄真子》中记载了著名的“人工虹”实验：“背日喷乎水，成虹霓之状”，这是光的色散现象，进一步的研究表明，将红、绿、蓝三种色光按照不同比例混合，能产生任何一种其它颜色的光。【答案】色散；绿。【解答】解：“背日喷乎水，成虹霓之状”描写的是“人工虹”，这是喷出水后，空中有大量的小水滴，太阳光照在这些小水滴上，被分解为绚丽的七色光，也就是光的色散；三种色光适当混合能产生其它色光，这三种色光就是光的三原色，它们分别是红光、绿光、蓝光。故答案为：色散；绿。巩固训练一、选择题。1．（2022•常州）2022年北京冬奥会期间，北京皮影艺术剧院紧扣冬奥题材，精彩呈现皮影戏《寻找雪姑娘》，如图所示。下列情境中，与皮影戏原理相同的是（）A．雨后彩虹 B．树荫下光斑 C．水中倒影 D．筷子弯折【答案】B。【解答】解：A、雨过天晴时，常在天空出现彩虹，这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的，白光经水珠折射以后，分成各种彩色光，这种现象叫做光的色散现象，所以说雨后的天空出现彩虹是由光的色散形成的，故A错误；B、白天在浓密树荫下出现的圆形光斑是小孔成像现象，是由于光的直线传播形成的，与皮影戏原理相同，故B符合题意；C、在平静的湖面上看到树的倒影是平面镜成像，其实质是光的反射，故C不合题意；D、斜插入水中的筷子看似弯折，是由于光的折射形成的，故D不合题意。故选：B。2．（2022•长春）南湖大桥与其在水中的倒影相映成趣。“倒影”的形成是由于光的（）A．直线传播 B．反射 C．折射 D．色散【答案】B。【解答】解：南湖大桥在水中的倒影属于平面镜成像，其原理是光的反射现象。故选：B。3．（2022•柳州）如图，物体S在平面镜中所成的像为S'。若在镜后放置一块透明玻璃AB，则像S'将（）A．变亮 B．变暗 C．不变 D．偏离原位置【答案】C。【解答】解：平面镜成像是由于光的反射形成的，若在镜面的后面放任何东西，都不会影响镜面对光线的反射，所以像的亮度、位置等都不会受影响。故选：C。4．（2022•徐州）人在岸上透过池水看池塘底部，下列光路图正确的是（）A． B． C． D．【答案】D。【解答】解：人在岸上透过池水看池塘底部，池底的光线由水中斜射入空气时，在水面处发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线的方向看去，就会觉得池底变浅了，A图中光的传播方向错误，而且没有发生折射，B图没有发生折射，C图光的传播方向错误，故只有D正确。故选D。5．（2022•泰安三模）关于光现象，下列说法正确的是（）A．“一叶障目，不见泰山”，是光的直线传播造成的 B．“黑板反光”是漫反射现象 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．验钞机利用红外线辨别钞票的真伪【答案】A。【解答】解：A、“一叶障目，不见泰山”，是由于光在同种均匀介质中沿直线传播，泰山反射的光被树叶阻挡无法进入人的眼睛，因此不能看见泰山，故A正确；B、“黑板反光”是因为黑板发生了镜面反射，故B错误；C、自行车的尾灯是靠光的反射来引起后方车辆司机注意的，故C错误；D、验钞机利用紫外线辨别钞票的真伪，故D错误。故选：A。二、填空题。6．（2022•梧州）早在公元前4世纪，墨家就做过小孔成像的实验，该实验的原理是光的直线传播，像是倒立（选填“倒立”或“正立”）的。【答案】直线传播；倒立。【解答】解：光在同一种介质中沿直线传播，所以当光线穿过小孔时光源上下部分交换，形成倒立的实像。故答案为：直线传播；倒立。7．（2022•沈阳）如图所示是2022年4月在荷兰阿尔梅勒世界园艺博览会上拍摄的中国竹园的展馆景象，“中国竹园”凭借其融合中国传统文化和现代工艺于一体的独特风格而备受瞩目。竹房在水中的“倒影”是光的反射形成的，水中的“竹房”是虚（选填“实”或“虚”）像。【答案】反射；虚。【解答】解：竹房在水中的“倒影”，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的；水中的竹房是竹房反射的光线从水中斜射入空气发生反射形成的虚像；故答案为：反射；虚。8．（2022•朝阳）初春时节，大凌河畔的一只天鹅展翅向高处飞去，它在水中像的大小不变（选填“变大”、“变小”或“不变”），以河边的大树为参照物，天鹅是运动（选填“运动”或“静止”）的。【答案】不变；运动。【解答】解：（1）平静的水面相当于平面镜，由于物体在平面镜中所成的像是虚像，像和物体的大小相等，所以不管天鹅距水面的距离远还是近，像始终和物体等大，因此两只天鹅飞离水面的过程中，它在水中的像的大小不变；（2）两只天鹅飞离水面的过程中，以河边的大树为参照物，天鹅与河边的大树之间的距离变大，则天鹅在向上运动。故答案为：不变；运动。9．（2022•怀化）2022年4月18日，怀化出现了“日晕”奇观，它是由于气温低，云中的水滴变成六棱柱状的小冰晶，此过程发生了凝固（物态变化名称），太阳光穿过云层即在小冰晶上发生折射（选填“折射”或“反射”或“光沿直线传播”），看上去在太阳的周围出现一个圆圈，由内而外呈光谱色，这就是“日晕”。【答案】凝固；折射。【解答】解：由于气温低，云中的水滴变成六棱柱状的小冰晶，是由液态变成固态，叫凝固；太阳光穿过云层进入人的视野发生折射，使人看上去在太阳的周围出现一个圆圈——这就是“日晕”。故答案为：凝固；折射。10．（2022•姜堰区二模）如图，是中考时贴在试卷答题卡上用来识别考生信息的条形码，当条形码扫描器用光照射它时，会接收到白色（选填“黑色”、“白色”或“黑色和白色”）条纹反射的光，再通过电脑解码就可以获取考生相关信息。疫情防控期间，考生进入学校时，要通过体感测温门，通过该门时，显示器就能显示通过者的体温。这种检测门是靠感应人体发出的红外线来测量温度的。【答案】白色；红外线。【解答】解：白色不透明物体能反射所有颜色的光，黑色不透明物体吸收所有颜色的光，所以当条形码扫描器用光照射它时，会接收到白色条纹反射的光。红外线测温仪是通过对物体自身辐