第04讲 光学现象（解析版）

第04讲光学现象认识光源和光的传播途径，光速和光的颜色。理解光的反射和平面镜成像理清光的折射与成像问题一.光源1.光源：能发光并且正在发光的物体。2.光源的分类：（1）自然光源：太阳、萤火虫、发光的水母等。（2）人造光源：电灯、蜡烛、篝火二.光的传播1.光的传播：光在同种均匀介质中沿直线传播；2.光沿直线传播的应用（1）打靶的三点一线（2）小孔成像原理：（3）日食与月食的形成（4）激光准直影子的形成管中窥豹、一叶障目、井底之蛙等词汇描述的都是光的直线传播3.光线：常用一条带有箭头的直线表示光的径迹和方向；（是理想化物理模型，非真实存在）三.光速1.真空中光速是宇宙中最快的速度：c=3×108m/s=3×105m/s;2..光年：是光在一年中传播的距离，光年是长度单位；声音在固体中传播得最快，液体中次之，气体中最慢，真空中不传播；光在真空中传播的最快，空气中次之，透明液体、固体中最慢（二者刚好相反）四.光的色散1.单色光与复色光(1)单色光:不能再分解的光。(2)复色光:由多种单色光混合而成的光。2.光的色散实验（1）实验内容：1666年，英国物理学家牛顿做了色散实验，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，这就是光的色散现象。（2）偏折情况：红光偏折角度最小，紫光偏折角度最大。各色光偏折的程度从小到大按照红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列五.物体的颜色1.看到物体的原因：眼睛接收到了物体反射出来的光。2.不同颜色物体反射不同光：白色物体反射所有照射到的光，黑色物体吸收了所有照到的光，不同颜色的物体反射该颜色的光，不同颜色的玻璃只能透过该颜色的光。3.光的三原色：人们发现，红、绿、蓝三种色光混合能够产生各种色彩，因此把红、绿、蓝三种色光叫做光的三原色。彩色电视机画面上丰富的色彩就是由光的三原色混合而成的。六．看不见的光1.红外线（1）红外线具有热效应：太阳的热主要是通过红外线的形式传到地球上的。自然界的所有物体都在不停的向外辐射红外线，物体温度越高，辐射的红外线就越强。（2）红外线的应用：红外探测仪，红外线照相机、红外线夜视仪等。2.紫外线（1）紫外线能使荧光物质发光：用来鉴别纸币的真伪，紫外线验钞机就是利用紫外线工作。（2）紫外线能杀死微生物：常被人们用来消毒灭菌。（3）紫外线对人的影响：适量照射有助于健康，过量照射会使人皮肤变黑，诱发皮肤癌。（4）大气中的臭氧层吸收了大部分来自太阳的紫外线，使地球上的生物免受大量紫外线的照射。七.光的反射1.光的反射：光射到物体表面上时，有一部分光会被物体表面反射回来，这种现象叫做光的反射。2.光路图及概念：反射面：两种介质的交界面（2）入射光线：照向反射面的光线。（3）反射光线：从反射面反射出的光线（4）法线：垂直于反射面的直线（5）入射角：入射光线与法线的夹角（6）反射角：反射光线与法线的夹角4.镜面反射和漫反射：二者皆遵循反射定律（1）镜面反射：平行光线入射到反射面上，反射光线还是平行射出。（2）漫反射：平行光线入射到粗糙的反射面上，反射光线射向四面八。八.平面镜成像及规律1.实像和虚像：（1）实像：可以承接在光屏上的像。（2）虚像：视觉上感觉在什么位置发出的光，而实际上并没有发出光。3.平面镜成像规律：4.平面镜中像的位置确定：（1）先做垂直，然后利用等距确定位置，再画出像的大小及位置（2）已知两条入射光线或反射光线也可确定像的位置5.凸面镜与凹面镜作用：6.凸面镜的应用：后视镜和广角镜7.凹透镜的应用：太阳灶，手电筒的灯碗。九.光的折射1.光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化。光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处，只是反射光返回原介质中，而折射光则进入到另一种介质中，注意：在两种介质的交界处，既发生折射，同时也发生反射2.光的折射规律：（1）三线一面（折射光线与入射光线、法线在同一平面上）（2）两线分居（折射光线和入射光线分居法线两侧）（3）两角关系分三种情况：（观察角度与光梳光密介质）①入射光线垂直界面入射时，折射角等于入射角等于0°；②光从空气斜射入水等介质中时，折射角小于入射角；③光从水等介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。3.光的折射现象：叉鱼的角度，彩虹，杯子里的筷子“折断”、海市蜃楼等考点一：光和颜色【例1】1666年，牛顿将太阳光射到三棱镜上，从棱镜另一侧的白纸屏上可以看到一条由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫组成的彩色光带，下列说法不正确的是（

）A．①太阳光是复色光，②和③是单色光B．②→③顺序依次是从红光到紫光C．单色平行光照射同一个凸透镜红光焦距比紫光短D．这个现象产生的原理是光的色散【答案】C【解析】ABD．太阳光经过三棱镜后会发生光的色散现象，光屏上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带，这表明太阳光是复色光，故①太阳光是复色光，②和③是单色光，②→③顺序依次是从红光到紫光，故ABD正确，不符合题意；C．由于红光被偏折的程度小，紫光被偏折的程度大，当红光和紫光分别平行射向相同的凸透镜时，红光的会聚点，也就是红光的焦点距离透镜远，而紫光的焦点离透镜较近，红光焦距比紫光长，故C错误，符合题意。故选C。【例2】红五月朗诵比赛时，表演的同学身着白色上衣，蓝色裙子（或裤子），当没有其他光照的情况下，舞台追光灯发出的黄光照到他们身上时，观众们将看到表演的同学（）A．上衣呈白色，裙子（或裤子）呈黑色 B．上衣呈黑色，裙子（或裤子）呈蓝色C．上衣呈黄色，裙子（或裤子）呈蓝色 D．上衣呈黄色，裙子（或裤子）呈黑色【答案】D【解析】舞台追光灯发出的是黄光，白上衣可以反射任何颜色的光，因而黄光照射时反射黄光进入观众的眼中，所以观众看到上衣就是黄色的；蓝裙子只能反射蓝光，黄光照在蓝裙子上全部被吸收，没有光被反射，观众看不到反射光，认为裙子是黑色的，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。考点二：光的反射【例1】如图甲是研究太阳光的色散实验，在盛有水的脸盆里斜着放一面镜子，当将镜子调整到一定角度时，就可以在纸板上观察到七色的光，产生该现象的光路图如图乙所示。不列有关分析错误的是（）A．①水面处发生了光的折射B．②镜子处发生了光的反射C．纸板上能看到七色光由于镜面反射D．通过该实验说明太阳光是一种复色光【答案】C【解析】A．光由空气斜射入水中时，会发生折射。故A正确，不符合题意；B．光射到镜子表面上时，会被镜面反射出去，故B正确，不符合题意；C．纸板上能够看到七色光，是由于光发生折射时被分解了，故C错误，符合题意；D．一束白色的太阳光被分解为七色光，说明太阳光是复色光。故D正确，不符合题意。故选C。【例2】测量视力时，人距视力表5m。利用平面镜成像特点可以节省空间，如图所示，小明面对镜子背对视力表，检查视力，下面说法正确的是（）A．视力表在平面镜中的像距平面镜6mB．小明在平面镜中的像距视力表5mC．视力表在平面镜中的像距小明4mD．视力表在平面镜中的像距视力表3m【答案】B【解析】ACD．人与镜距离2m，人与视力表距离1m，视力表与镜距离为2m+1m=3m平面镜成的像与物到镜面距离相等，视力表的像离镜距离也为3m，视力表在平面镜中像距小明3m+2m=5m视力表在平面镜中的像距视力表3m+3m=6m故ACD错误；B．小明与平面镜的距离2m，平面镜成的像与物到镜面距离相等，小明在平面镜中的像与平面镜的距离是2m，小明在平面镜中的像距视力表3m+2m=5m故B正确。故选B。考点三：光的折射【例1】如图是一张西湖里拍摄的荷花“倒影”的照片，下列说法正确的是（）A．所有照到红色荷花上的太阳光都能被反射B．荷花在水中有“倒影”是因为光的反射C．荷花在水中有“倒影”是因为光的折射D．荷花在水中的“倒影”是倒立等大的实像【答案】B【解析】A．花朵呈现红色是因为花朵反射了红光，故A错误；BC．荷花在水中的“倒影”是光的反射形成的，故B正确，C错误；D．荷花在水中的“倒影”是等大正立的虚像，故D错误。故选B。【例2】光的色散实验不仅表明了太阳光是由各种色光混合而成，而且表明了不同色光通过棱镜后偏折的程度不同。如图所示，相距很近的两束平行的红光和紫光，间距为d，斜射到较厚的玻璃砖的上表面，并从玻璃砖的下表面射出，则下列现象可能的是（

）①两条出射光线仍平行，但距离大于d；②两条出射光线仍平行，但距离小于d；③两条出射光线仍平行，但距离等于d；④两条出射光线不再平行A．②③④ B．② C．③④ D．①②③【答案】B【解析】每条单色光入射到玻璃砖后最终折射出来的光线都与初始入射光线平行；紫光由于波长短，频率大，偏折能力强，所以紫光最终出射光线比红光出射光线向左平移的要多，即平行光线间距会缩小。故选B。1．如图所示，甲、乙两图都是时钟在平面镜中成的像，图甲所示是镜子竖直放置时的像，图乙所示是镜子水平放置时的像，则甲的实际时间是（

），乙的实际时间是（

）A．3：40；15：51 B．3：40；12：21 C．8：40；15：51 D．8：40；12：21【答案】B【解析】根据平面镜成像特点可知平面镜所成的像和物体关于平面镜对称。可以把试卷翻过来，注意上下不要颠倒，直接从试卷的反面看钟表的实际时间即可。可知甲的实际时间为3：40，乙的实际时间为12：21，故选B。2．如下图所示，若要让反射光线恰好照中目标，在激光笔不动的情况下，可将平面镜（

）A．竖直向上移动 B．水平向左移动C．绕入射点O顺时针转动 D．绕入射点O逆时针转动【答案】D【解析】A．将平面镜竖直向上移动一段距离，则入射光线方向不变，入射点向右移动，则反射光线也向右移动，光斑会向上移动，不能照中目标，故A不符合题意；B．将平面镜水平向左移动一段距离，入射光线不变，则反射光线也不会改变，不能照中目标，故B不符合题意；C．绕入射点顺时针转动，入射角变小，则反射角也变小，反射光线向上移动，不能照中目标，故C不符合题意；D.绕入射点逆时针转动，入射角变大，则反射角也变大，反射光线向下移动，能照中目标，故D符合题意。故选D。3．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图中的（

）A． B． C． D．【答案】B【解析】当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，如下图为最左边和最右边折射光线的光路，从图中可以看出，折射光线在原来光线的内侧，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。4．在玻璃板与蜡烛的像之间放上一块不透明的木板（如图），在玻璃前观察蜡烛的成像情况，判断正确的是（

）A．成虚像、像位于木板左侧 B．成虚像、像位于木板右侧C．成实像、像位于木板左侧 D．成实像、像位于木板右侧【答案】B【解析】平面镜成的像是虚像，平面镜成像是光的反射形成的，在玻璃板与蜡烛的像之间放上一块不透明的木板，不会影响成像情况，像和物体到平面镜的距离相等，所以像位于木板右侧，故B正确，ACD错误。故选B。5．你在一张白纸上用红色的笔写下“科学”两个字，再透过蓝色的玻璃看这张纸，发现你看到的（

）A．纸是蓝色的，字是红色的B．纸是蓝色的，字是黑色的C．纸是蓝色的，字是蓝色的D．纸是白色的，字是红色的【答案】B【解析】由于透明物体的颜色由物体透过的色光决定，透明物体只能透过与自己颜色相同色光，吸收与自己颜色不同的色光；不透明物体的颜色由物体反射的色光决定，不透明物体只能反射与自己颜色相同的色光，吸收与自己颜色不同的色光；所以，蓝色玻璃只能透过白纸反射的各种色光中的蓝光，所以纸是蓝色的；红字只能反射红光，红字反射的红光被蓝玻璃吸收，所以看到的字是黑色的，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。6．如图所示，一块平面镜直立在水平地面上，小华沿与镜面平行的直线从A走到D，从平面镜底边两端点向AD直线所作垂线的交点分别为B、C，则下列说法正确的（）A．小华只有行走到BC段才能从平面镜中观察到自己的像B．小华在AB段或CD段行走时，平面镜中无法形成自己的像C．小华在镜中所成的像到平面镜的距离先变小后变大D．此过程中，小华看到自己在镜中的像先变大后变小【答案】A【解析】A．平面镜成像的原理是光的反射，要从平面镜中观察到自己的像，则小华反射的光线经平面镜反射后，反射光线一定要进入他的眼睛。在AB段或CD段行走时，反射光线射不会进入小华的眼睛，则他不能从平面镜中观察到自己的像，而在BC段行走时，小华反射的光线经平面镜反射后，反射光线会进入他的眼睛，则他能从平面镜中观察到自己的像。所以只有小华行走到BC段时，才能从平面镜中观察到关于平面镜对称的自己的像，故A正确；B．小华在AB段或CD段行走时，不能通过平面镜观察到自己的像，但是小华反射的光线经平面镜反射后仍能成像，故平面镜中仍能形成自己的像，故B错误；CD．由平面镜成像特点可知，像距等于物距，像与物大小相等，所以小华在镜中所成的像到平面镜的距离不变，小华在镜中的像的大小不变，故CD错误。故选A。7．平静水面上有座石桥，桥孔看上去恰是圆形的，当水面下降时，看到桥孔形状应该是（）A．B．C． D．【答案】D【解析】根据平面镜成像的特点，像与物体是等大的，对称的，当水面下降时，水面以上的桥拱不再是半圆形，而是比半圆还要多，所以成的像也不是半圆形，水上和水中的像是关于水面对称，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。8．如图为玩具鸟在平面镜中的成像示意图。下列能改变像位置的是（）A．像与镜间放一挡板B．竖直上移平面镜C．人远离平面镜 D．竖直下移玩具鸟【答案】D【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，上下（或左右）相反，它们的连线垂直于镜面，它们到镜面的距离相等。A．像与镜间放一木板，成像位置相对原成像位置不发生变化，故A不符合题意；B．竖直上移平面镜，玩具鸟成像位置相对原成像位置不发生变化，故B不符合题意；C．人远离平面镜，玩具鸟成像位置相对原成像位置不发生变化，故C不符合题意；D．竖直下移玩具鸟，成像位置相对原成像位置发生变化，故D符合题意。故选D。9．光在我们的生活中起到非常重要的作用，下列关于光的说法错误的是（

）A．银行用验钞机识别伪钞，利用了紫外线的荧光效应B．用太阳光来杀菌，利用了可见光具有较大的能量C．用红外线灯治疗关节炎，利用了红外线的热作用D．阳光主要由红外线、可见光、紫外线所组成【答案】B【解析】A．紫外线有荧光效应，使荧光物质发出荧光，可以做成验钞机，检验钱的真伪，故A正确，不符合题意；B．用太阳光来杀菌，利用了紫外线具有杀菌作用，故B错误，符合题意；C．红外线的热效应很强，医疗上利用红外线对病人理疗都是应用了红外线的热效应比较强，故C正确，不符合题意；D．阳光是复色光，有可见光、红外线和紫外线组成，故D正确，不符合题意。故选B。10．夏天的午后，洒水车在道路洒水时常常拖着“彩虹尾巴”，如图所示。形成这个现象的主要原因是（

）A．光的漫反射B．光的色散C．光沿直线传播 D．光的镜面反射【答案】B【解析】由于小水滴相当于三棱镜，对光起反射和折射作用。洒水车在进行洒水作业时，由于光经过悬浮在空气中细小的水珠折射，而白光经水珠折射以后，分成各种彩色光形成的彩色光带，这种现象叫做光的色散现象。故选B。11．如图所示，两个完全相同的集气瓶，瓶内都是空气，导管中封有一段红色的水柱，甲瓶涂黑，乙瓶不涂黑，都放阳光下，经过一段时间，观察到（

）

A．甲瓶导管中的水柱向A移动得多

B．乙瓶导管中的水柱向A移动得多C．甲瓶导管中的水柱向B移动得多 D．乙瓶导管中的水柱向B移动得多【答案】A【解析】甲瓶表面涂黑，而黑色能吸收所有色光，乙瓶不涂黑，光可以在瓶表面发生折射和反射，吸收的光少。甲瓶比乙瓶吸收的光多温度升的高，瓶内气体受热膨胀，由于甲瓶温度比乙瓶升的高所以甲瓶中气体膨胀的大，所以红色水柱向A移动得多。故选A。12．如图所示，公路边设有一个大平面镜，我们从镜中看到一辆汽车向东驶到十字路口向右拐弯，这辆车实际上的行驶方向为（）

A．向东行驶，向右拐弯 B．向北行驶，向左拐弯C．向南行驶，向左拐弯 D．向西行驶，向右拐弯【答案】B【解析】根据平面镜成像的特点，如图所示：故是向北行驶，向左拐弯。13．如图所示，用钉子在易拉罐底部的中央钻一个小孔，将易拉罐的另一端顶部剪去后，蒙上一层半透明薄膜，这样就制成了一个小孔成像的实验装置。把点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置，观察并研究小孔成像的特点。（1）烛焰在塑料薄膜上所成的是______（选填“实像”或“虚像”）（2）如果易拉罐底部小孔是三角形，则他在半透明塑料薄膜上看到的是()A．三角形光斑

B．圆形光斑

C．烛焰的正立像

D．烛焰的倒立像（3）当蜡烛靠近小孔时，烛焰在塑料薄膜上所成的像会______（选填“变大”、“不变”或“变小”）。【答案】实像D变大【解析】（1）烛焰在塑料薄膜上所成的像是倒立的实像。（2）烛焰经小孔成倒立的实像，像的形状与烛焰形状相同，像与小孔的形状无关，如果易拉罐底部小孔是三角形，烛焰在塑料薄膜上成的像是烛焰的倒立像，故选D。（3）小孔成像的像的大小与物距、像距有关，当蜡烛靠近小孔时，物距减小了，像会变大。14．在观察小孔成像特点时，小波发现：光屏到小孔的距离越远，所成的像越大，像的大小与该距离有什么定量关系？于是他在光线较暗的环境中进一步探究：（1）用发光二极管按“F”字样拼装在不透明的纸板上，如图1甲所示（2）将“F”字样纸板、带小孔的不透明纸板、半透明塑料板（光屏）依次置于光具座的A、B、C位置，使“F”正立面对小孔，如图1乙所示。请你回答下列问题：①给二极管通电，随即在光屏上呈现出“F”的像，小波观察到光屏上呈现的像是图2中的________（填写序号）。②由于小孔成像的原理是光的________。③保持“F”字样纸板，小孔位置不变，只改变光屏到小孔的距离（像距），用刻度尺逐次测量像高，记录数据如表所示：试验次数1234像距v/cm12.016.020.024.0像高h/cm3.04.05.06.0根据表中的数据，请你用一个数学表达式来表示h与v的关系________。（3）于是小波得出结论：小孔成像时，同一物体像的大小与像距成正比，你认为这一结论需要补充的条件是________。【答案】②直线传播h=0.25v物体到小孔的距离一定【解析】(2)①能用光屏承接的为实像，实像都是倒立的，由图乙知，u＜v，故成倒立放大的实像，故选②；②蜡烛在塑料薄膜上所成的像是倒立的实像，其成像的原理是光的直线传播；③由表格上的数据可知，像的高度随像到小孔距离的增大而增大，且像的高度与像到小孔距离的比值是一个定值，即，即h=0.25v；(3)[4]由③得在物距和物高一定时，物体经小孔所成像的高度和像距成正比。即小孔成像时，物体到小孔的距离一定，同一物体像的大小与像距成正比。15．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，取另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）移去蜡烛B，在其原来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，说明平面镜所成的像是_____像；（3）如果玻璃板没有垂直架在纸上，而是按如图乙所示的方式倾斜放置，那么蜡烛A的像应是图中的______（选填“A1”、“A2”或“A3”）。【答案】等效替代法不能虚A2【解析】（1）实验中用蜡烛B代替蜡烛A，在玻璃板后面与蜡烛A的像完全重合，所以用的的等效替代法。（2）由于平面镜成像是由光的反射形成的，所以光屏上不能接到由光线组成的像，所以光屏上不能呈现蜡烛A的像，故平面镜所成的像是虚像。（3）由面镜成像特点可知，像与物关于平面镜对称，所以玻璃板按如图乙所示的方式倾斜放置，蜡烛A的像应是图中的A2。16．古诗中有“大漠孤烟直，长河落日圆”的壮美诗句，诗人看到的落日并非太阳的实际位置，而是光经过不均匀的大气层时发生折射形成的像，太阳的实际位置在图中的______（选填“甲”或“乙”）。若没有大气层，则日出时间将______（选填“提前”或“推迟”），日落时间将______（选填“提前”或“推迟”）。【答案】乙推迟提前【解析】诗人看到的落日并非太阳的实际位置，而是光经过不均匀的大气层时发生折射形成的像，此时太阳在地平线以下，故太阳的实际位置在图中的乙。由于有大气层，太阳在地平线以下，我们就通过光的折射，就看到了日出，若没有大气层，太阳到达地平线，我们才看到太阳，所以日出时间将推迟。由于有大气层，太阳在地平线以下，我们通过光的折射，还能看到日落，若没有大气层，太阳到达地平线，我们就看不到太阳，所以日落时间将提前。17．小华同学用激光笔照射水面，在水槽壁上出现两个红点A和B。（1）A是激光经水面______（选填“反射”或“折射”）后形成的像点；（2）若保持入射点O的位置不变，欲使A点下移至A，应使入射光线MO绕着点O沿______（选填“顺时针”或“逆时针”）方向转动；（3）若保持入射光线不变，欲使B点上移至B，应使水面______（选填“上升”或“下降”）。【答案】反射顺时针下降【解析】（1）光由空气斜射入水面同时会发生光的反射和折射，由于A点在空气中，故A是由光的反射形成的。（2）入射点O的位置不变，由A下降到A'时，反射角增加，根据光的反射定律可知，入射光线绕着点O沿顺时针方向转动。（3）入射光线不变，当液面下降时，入射点会左移，与容器的交点会上移。18．利用如图所示的装置做“探究光的反射规律”的实验。（1）在实验中白色硬纸板能显示______，也能方便地测量______；（2）将一束光贴着纸板A沿EO射到O点，若将纸板B向前或向后折，此时在纸板B上看不到反射光，这样做的目的是探究______，此时反射光的位置______（填“发生”或“不发生”）变化；（3）若将入射光线EO靠近法线，则反射光线OF将______（填“靠近”或“远离”）法线；（4）将纸板A、B置于同一平面后，若将一束光贴着纸板B沿FO射到O点，反射光将沿图中的OE方向射出，说明光在反射时，______。【答案】反射光线和入射光线反射角和入射角反射光线和入射光线、法线是否在同一平面内不发生靠近光路是可逆的【解析】（1）白色物体能够反射所有色光，黑色物体吸收所有色光。为了更好的观察到反射光线和入射光线，实验中采用了白色硬纸板，光线在白色纸板上的轨迹就容易观察到了，也方便反射角和入射角的大小的测量。（2）以法线ON为轴线，将白色硬纸板的B面绕法线ON向后旋转，这样做的目的是探究反射光线和入射光线、法线是否在同一平面内，此时反射光线的位置不发生变化，因为反射光线是由入射光线决定的。（3）根据反射定律的内容知道，反射角等于入射角。若入射光线靠近法线，则入射角减小，反射角也随之减小，故反射光线将靠近法线。（4）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，这说明在反射现象中光路是可逆的。19．小灵利用如图所示的实验装置探究光的折射。在玻璃水槽中竖直放置的光屏是由E和F两个半圆形光屏组成的，NOM为两个半圆形光屏的分界线，其中光屏F可绕直径NOM前后折转。实验测量数据如表所示。入射角0°30°45°60°折射角0°22°32°41°（1）通过分析表格数据，你能得出什么结论：_____；（2）如图所示，若小灵将光屏F绕直径NOM前后折转一定角度，在光屏F上______（选填“能”或“不能”）看到折射光线；（3）根据所学知识及表格数据，当光与水面成68°角从水斜射入空气中时，折射角等于______度；（4）为了更好地显示实验时光在水中的传播路径，请你给小灵提供一个合理的措施______。【答案】见解析不能30在水中滴入少量牛奶或墨水【解析】（1）①由第一组数据可知：折射角等于入射角，得到的结论是：当光从空气垂直射入水中时，光的传播方向不会改变。②由表中2、3、4组数据可知，光线斜射时，折射角小于入射角，得到的结论是：光从空气斜射入水中时，折射角始终小于入射角，且折射角随着入射角的增大而增大。（2）当F板向后折转一定的角度后，呈现折射光线的F板和呈现入射光线的E板不在同一平面内，所以在F板上不能看到折射光线，说明光发生折射时，折射光线和入射光线在同一平面内。（3）当光与水面成68°角从水斜射入空气中时，入射角为由于光路是可逆的，利用表格中数据可知：折射角为30°。（4）光在水中是沿直线传播的，但传播路径不容易直接观察，在水中倒入适量牛奶（或墨水）并搅拌均匀，有利于观察光的传播路径。20．小红所在的科学兴趣小组对“平面镜成像特点”进行了实验验证：（1）在实验时拉上窗帘，并将一张方格纸平铺在实验桌上，如图甲所示。用半透明的玻璃板代替平面镜，是利用玻璃半透明的特点；为了减小测量误差，应该选择______（选填“薄”或“厚”）玻璃板进行实验；（2）在玻璃板前离玻璃板4格处放一支点燃的蜡烛A，可以看到垂直放置的玻璃板后面出现蜡烛的像，小红拿另一支大小相同的未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动，最终在玻璃板后4格位置跟蜡烛A的像完全重合，由此次实验操作可以验证的内容有：______（选填以下序号）①平面镜中所成的像是虚像②像的大小与物体大小相等③像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等（3）蜡烛A位置保持不变，如果将玻璃板向右移动一段距离后，则蜡烛A所成的像位置______（填“向左移动”、“向右移动”、“不移动”）；（4）改变蜡烛A的位置进行多次实验。那么“多次改变蜡烛A的位置”进行实验的目的是：____________。【答案】薄②③不移动寻找普遍规律【解析】（1）实验中为了减小玻璃的两个面都能成像造成的影响，应采用较薄的玻璃板进行实验。（2）蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，可以验证像和物体的大小关系；通过蜡烛A和蜡烛B分别到玻璃板小格的个数，可以验证像和物体到平面镜距离的关系，故选②③。（3）平面镜成的像和物体关于平面镜对称，蜡烛A位置保持不变，如果将玻璃板向右移动一段距离后，蜡烛A所成的像位置不变。（4）多次实验可以使实验更具普遍性，避免偶然性，结论更准确。21．一束沿着BO入射的光线在两种物质的界面发生了反射和折射，如图所示，则反射光线是______，若将光线沿着CO射向界面，则折射角为______度，这是因为在光的折射现象中光路是______的。若两种物质分别是空气和水，则空气在界面的______侧。（填“左”或“右”）【答案】OA50可逆右【解析】由图可知，BO和OA关于虚线对称，虚线为法线，OC在界面的另一侧，则OC为折射光线，BO射向界面，因此BO为入射光线，OA为反射光线。若将光线沿着CO射向界面，由于折射中光路是可逆的，则折射光线是OB，此时的入射角为90°-70°=20°折射角为90°-40°=50°即折射角大于入射角，所以界面右侧是空气。22．小滨同学看到爸爸晚上开车用导航时，会用到HUD（抬头显示）投影模式，将手机置于汽车前挡风玻璃下方，就可以将导航的信息通过前挡风玻璃投影到正前方，小滨根据所学知识，绘制如图1所示的原理图，回答下列问题：（假定前挡风玻璃是平面的）（1）HUD模式时通过前挡风玻璃所成的像是根据______原理形成的；（2）小滨发现手机通过前挡风玻璃所成的像有叠影（如图2），分析其原因可能是______；（3）当手机水平放置时，手机通过前挡风玻璃所成的像刚好在正前方，则手机与前挡风玻璃所成的角约为______度（填角度大小）；（4）如果HUD模式时导航显示左转如图3，那么在手机上显示应该是下列______选项。【答案】光的反射挡风玻璃有一定的厚度，两个面都会反射成像45A【解析】（1）HUD模式的原理是光的反射原理。（2）挡风玻璃有一定的厚度时候，两个面都会反射成像。（3）物体与像相互垂直，则二者的夹角为90°，根据平面镜成像的原理可知，像和物体关于平面镜对称，即它们于平面镜的夹角相等，那么平面镜与水平面的夹角应为90°÷2=45°（4）平面镜成正立、等大的虚像，由于像和物关于镜面对称，故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。23．图甲是小宁探究光的反射规律的实验装置图。（1）完成图甲实验后，小宁让入射光线沿BO方向射入，则反射光线沿___________方向射出；（2）实验结束后，小宁想继续探究平面镜成像的特点，装置如图乙。将蜡烛A放置在玻璃板前某处，发现玻璃板后蜡烛B可以与蜡烛A的像完全重合。之后将蜡烛A远离玻璃板，移动蜡烛B，发现它始终可以与蜡烛A的像完全重合。实验现象说明物体离平面镜越远，像的大小___________；（3）实验结束时，小宁将一枚硬币放在竖直的平面镜前，硬币的像在a处，如图丙。现将平面镜移至图丁位置，硬币的成像情况是___________。（填字母）A．硬币成像在a处

B．硬币成像在b处C．硬币成像在c处

D．硬币无法通过平面镜成像【答案】OA不变A【解析】（1）因为光路具有可逆性，则光线沿BO入射，经镜面反射后光线沿OA射出。（2）将蜡烛A放置在玻璃板前某处，发现玻璃板后蜡烛B可以与蜡烛A的像完全重合，说明像和物体大小相等，之后将蜡烛A远离玻璃板，移动蜡烛B，发现它始终可以与蜡烛A的像完全重合，说明平面镜成像大小跟物体大小有关，与物体到平面镜的距离无关，将蜡烛A远离玻璃板移动，像的大小不变。（3）平面镜所成的像与物关于平面镜对称，硬币的位置不变，将平面镜平移，平面镜仍在原来像与成像物体的对称轴上，像的位置不变，硬币成像仍然在a处，故选A。24．小金同学在做“探究平面镜成像的特点”实验。[实验器材]：1mm厚和2mm厚的两块玻璃板、两根完全相同的蜡烛1和2、刻度尺、白纸、火柴等实验器材可供选择。[实验操作]：将点燃蜡烛：1放在玻璃板前，再拿一支外形相同且点燃的蜡烛2.竖直在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的前侧观察，直至蜡烛2与蜡烛1的像完全重合。请根据要求，完成下列问题。（1）小金先选用2mm的玻璃板进行实验，结果观测到蜡烛1通过玻璃板在不同的位置成两个清晰的像，产生这种现象的原因是：___________；（2）最后小金选择较薄的1mm厚的玻璃板代替平面镜来研究平面镜成像的特点，优点在于既能看到蜡烛1的像，又能看到后面的蜡烛2，其原理为______（填字母）；

A．两者都是光的反射形成的B．前者是光的折射形成的，后者是光的反射形成的C．两者都是光的折射形成的。D．前者是光的反射形成的，后者是光的折射形成的（3）实验中，若他将玻璃板向左倾斜，如图乙所示，观察到蜡烛1的像的大致位置在图乙中的：___________（选填“①”或“②”）处；（4）为确定像的虚实，需在蜡烛2位置放一个光屏，并在图丙中的_____