第四章光現(xiàn)象(原卷版+解析)

第四章光現(xiàn)象（原卷版）知識導航知識點回顧知識點1：光的直線傳播1、光源：（1）光源定義：能夠自行發(fā)光的物體叫光源。（2）光源分類：自然光源，如太陽、螢火蟲；人造光源，如篝火、蠟燭、油燈、電燈。月亮本身不會發(fā)光，它不是光源。2、光的直線傳播：（1）光在同一種均勻介質中是沿直線傳播的。早晨，看到剛從地平線升起的太陽的位置比實際位置高，該現(xiàn)象說明：光在非均勻介質中不是沿直線傳播的。（2）光線：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）光直線傳播的應用：①激光準直。②影子的形成：光在傳播過程中，遇到不透明的物體，在物體的后面形成黑色區(qū)域即影子。③日食月食的形成：當?shù)厍蛟谥虚g時可形成月食。④小孔成像：小孔成像實驗早在《墨經》中就有記載小孔成像成倒立的實像，其像的形狀與孔的形狀無關。（4）光速：光在真空中速度C=3×108m/s=3×105km/s；光在空氣中速度約為3×108m/s。光在水中速度為真空中光速的3/4，在玻璃中速度為真空中速度的2/3。※光年是指光在1年中的傳播距離，是距離單位，不是時間單位，也不是速度單位；1光年9.46×1015m。知識點2：光的反射1、光的反射定義：光從一種介質射向另一種介質表面時，一部分光被反射回原來介質的現(xiàn)象叫光的反射。2、反射定律：三線共面,兩線兩側,兩角相等,光路可逆。即:反射光線與入射光線、法線在同一平面上，反射光線和入射光線分居于法線的兩側，反射角等于入射角。光的反射過程中光路是可逆的。不發(fā)光物體把照在它上面的光反射進入我們的眼睛，所以我們能看見不發(fā)光的物體。3、光的反射分類：鏡面反射和漫反射。定義：射到物面上的平行光反射后仍然平行。鏡面反射條件：反射面平滑。應用：迎著太陽看平靜水面特別亮、黑板“反光”等都是因為發(fā)生了鏡面反射。定義：射到物體上的平行光反射后向著不同的方向，每條光線遵守光的反射定律。漫反射條件：反射面凹凸不平。應用：能從不同方向看到本身不發(fā)光的物體，是光射到物體上發(fā)生漫反射的緣故。※無論鏡面反射還是漫反射都遵循反射定律！知識點3：平面鏡成像1、平面鏡成像特點：（1）像與物大小相等；（2）像到鏡的距離與物到鏡的距離相等；（3）像與物的對應點的連線與鏡面垂直；（4）像與物左右位置顛倒；（5）平面鏡所成的像是虛像（實像、虛像）?？偨Y：等大、等距、垂直、對稱、虛像。2、平面鏡成像原理及作用：（1）平面鏡成像原理：光的反射定理；（2）平面鏡成像作用：成像、改變光路。3、實像和虛像：（1）實像：實際光線會聚點所成的像。（2）虛像：實際光線反向延長線的會聚點所成的像。※虛像能用眼睛直接觀看，但不能用光屏接收；實像既可以用光屏承接，也可以用眼睛直接觀看。4、球面鏡：凸面鏡與凹面鏡（1）凸面鏡：利用球面的外表面作反射面的面鏡叫做凸面鏡；凸面鏡對光有發(fā)散作用，常用作汽車觀后鏡來擴大視野。（2）凹面鏡：利用球面的內表面作反射面的面鏡叫做凹面鏡；凹面鏡對光有匯聚作用，常用作太陽灶、探照燈等。知識點4：光的折射1、光從一種介質斜射入另一種介質時，傳播方向發(fā)生偏折，這種現(xiàn)象叫做光的折射。當發(fā)生折射現(xiàn)象時，一定也發(fā)生了反射現(xiàn)象。當光線垂直射向兩種物質的界面時，傳播方向不變。2、光的折射規(guī)律：三線共面,兩線兩側,兩角不相等（空氣大）,光路可逆；即：折射光線、入射光線和法線都在同一個平面內；光從空氣斜射入水中或其他介質中時，折射光線向法線方向偏折（折射角＜入射角）；光從水或其他介質中斜射入空氣中時，折射光線向界面方向偏折（折射角＞入射角）。在折射現(xiàn)象中，光路是可逆的。在光的折射現(xiàn)象中，入射角增大，折射角也隨之增大（如圖所示）。在光的折射現(xiàn)象中，介質的密度越小，光速越大，與法線形成的角越大。3、生活中常見的光折射現(xiàn)象：①從岸上向水中看，水好像很淺，沿著看見魚的方向叉，卻叉不到；從水中看岸上的東西，好像變高了。②筷子在水中好像“折”了。③海市蜃樓。④彩虹。知識點5：光的色散1、光的色散定義：太陽光通過三棱鏡后，分解成各種單一顏色的光，這種現(xiàn)象叫光的色散。2、不同顏色的光通過三棱鏡時偏折程度不同，紅光偏折最小，紫光偏折最大，偏折由小到大依次為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫。3、光的色散在生活中的色散現(xiàn)象：雨后的彩虹、潑向空中的水變得五顏六色、在陽光下肥皂泡變成彩色等。4、太陽光由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色組成，它是復色光。5、把紅、綠、藍三種色光按不同比例混合可產生各種顏色的光，這個現(xiàn)象叫做色光的混合（彩色電視機的彩色畫面的形成）。紅、綠、藍也叫光的三原色。典例分析考點1光的直線傳播【典例1】（2022?淄博）小孔成像現(xiàn)象最早被《墨經》記載。下列現(xiàn)象與小孔成像原理相同的是（）A．水中倒影 B．雨后彩虹 C．立竿見影 D．海市蜃樓【典例2】（2022?梧州模擬）梧州市加快推進高速公路建設，工程上挖掘隧道常用激光來進行準直，是利用了光的的原理。光在真空中傳播的速度是m/s?！镜淅?】（2022?咸寧模擬）如圖所示是兩根標桿OA和OB及它們在同一點光源下的影子OA'和OB'。請在圖中畫出點光源的位置（用點P表示），并畫出人在此點光源下的影子（用線段EF表示）?？键c2光的反射【典例4】（2022?呼和浩特）日出東方，萬物光明；林間疏影，潭影映人。上面句中林間疏影與潭影映人，是兩種光學現(xiàn)象，其原理與下面兩幅圖的光學原理相同，這兩幅圖是（）A．①和② B．②和③ C．③和④ D．②和④【典例5】（2022?黑龍江）如圖所示，小船在水中形成的“倒影”是像，它是由光的（折射/反射）形成的?！镜淅?】（2022?贛榆區(qū)二模）小明的乒乓球掉到沙發(fā)底下，他想借助學過的光學器件改變光路將光照到沙發(fā)底下，找到乒乓球，請你在圖中合適的位置畫上光學器件，完成光路?！镜淅?】（2022?泰州）小明用如圖所示裝置“探究光的反射規(guī)律”。（1）表面粗糙的紙板應立在水平平面鏡上，讓一束光緊貼紙板A射向鏡面上的O點，在紙板B上呈現(xiàn)出反射光束，以ON為軸，把紙板B向后翻折，紙板B上反射光束消失。由此可初步得出：反射光線、入射光線和法線。（2）把紙板B翻折至能呈現(xiàn)反射光束的位置后，讓紙板A上的入射光束繞O點順時針轉動，此過程中反射角的大小變化情況是。（3）若將圖中紙板整體以底邊EF為軸向后旋轉45°后，紙板B上（選填“能”或“不能”）呈現(xiàn)出反射光束，紙板A上的入射光束（選填“能”或“不能”）在平面鏡中成像。考點3平面鏡成像【典例8】（2022?連云港一模）人站在平面鏡前，他遠離平面鏡時，則下列說法正確的是（）A．像變小，像到平面鏡的距離變大 B．像變小，像到平面鏡的距離變小 C．像不變，像到平面鏡的距離變大 D．像不變，像到平面鏡的距離變小【典例9】（2022?鎮(zhèn)江）如圖所示，豎直放置的平面鏡能繞水平軸MN轉動，小明站在平面鏡正前方，他在鏡中成的是（選填“實”或“虛”）像；小明垂直鏡面移動8cm，他與像的距離改變cm；為了讓他站著就能看到鏡中腳的像，可以讓平面鏡繞軸沿時針方向轉動。【典例10】（2022?武功縣模擬）如圖所示，M是蘋果上的一點，N是人眼的位置，請畫出M點在平面鏡中的像M及某點發(fā)出的一條光線經平面鏡反射后經過N點的光路圖?！镜淅?1】（2022?淄博）小明用玻璃板、蠟燭、白紙、刻度尺、火柴等器材探究平面鏡成像的特點。（1）他將點燃的蠟燭A放置在玻璃板前面（如圖），分別拿未點燃的蠟燭B、C、D（D與A同粗等高）豎立著在玻璃板后面移動。他發(fā)現(xiàn)只有蠟燭D能跟蠟燭A的像完全重合，此時蠟燭D的位置就是的位置，在此位置做好標記，移去蠟燭D，在標記處放置一塊光屏，光屏上承接不到蠟燭A的像，這說明平面鏡成像。多次改變蠟燭A的位置并相應移動蠟燭D，蠟燭D均能與蠟燭A的像完全重合，這說明平面鏡所成像的大小與物體的大小。（2）探究完像和物的位置關系并最終得出“平面鏡所成的像與物體關于鏡面對稱”的結論后，小明分析，小轎車前擋風玻璃安裝成傾斜，除了減小風阻外，還有一個重要原因是為了行車安全。這是因為：夜間行車時，如果車內開燈，車內乘客經前擋風玻璃成的像在司機的（選填“斜上方”“正前方”或“斜下方”），這樣會減小對司機觀察路況的干擾。為了行車安全，夜間行車時，車內不宜開燈。考點4光的折射【典例12】（2022?鄂爾多斯）日出時能看到地平線以下的太陽。下列現(xiàn)象與此原理相同的是（）A．樹蔭下圓形的光斑 B．汽車后視鏡中的像 C．水中筷子“折斷” D．人能看到課本【典例13】（2022?阜新）如圖所示，光在水和空氣的界面CD同時發(fā)生反射和折射，入射角為度，折射角為度，界面CD上面的介質是?！镜淅?4】（2022?濰坊）如圖所示，水池邊有一路燈S，路燈上方有一平面鏡MN，S發(fā)出的光能經MN反射后射入水中，請畫出：（1）S在平面鏡中所成的像S'；（2）經MN反射后過A點的反射光線OA；（3）OA照射到水池底的光路圖。【典例15】（2022?宜昌）在“探究光從玻璃斜射入空氣的折射規(guī)律”的實驗中，小東借助激光筆、半圓形玻璃塊和帶刻度的光具盤完成了實驗，觀察到如圖所示的1、2、3三條光束，并在光具盤上用筆描出了對應的光路。（1）圖中的折射角大小為。（2）根據(jù)實驗現(xiàn)象初步發(fā)現(xiàn)，光從玻璃斜射入空氣時，折射角（選填“＞”“＝”或“＜”）入射角。（3）現(xiàn)在要探究光的折射現(xiàn)象中光路是否可逆，具體的操作是，如果看到現(xiàn)象，就可證明光路是可逆的?？键c5光的色散【典例16】（2022?新泰市一模）如圖，綠樹紅花與湛藍的天空倒映在平靜的湖水中，如同美麗的油畫一般。關于其中的光現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A．樹在水中的倒影是由光的反射形成的虛像 B．當我們靠近水面時，觀察到樹木在水面的像會變大 C．我們能看到樹葉是綠色的，是因為樹葉吸收了綠光 D．平靜的水面是光源【典例17】（2022?無錫）我國唐朝的張志和在《玄真子》中記載了著名的“人工虹”實驗：“背日噴乎水，成虹霓之狀”，這是光的現(xiàn)象，進一步的研究表明，將紅、、藍三種色光按照不同比例混合，能產生任何一種其它顏色的光。鞏固訓練一、選擇題。1．（2022?常州）2022年北京冬奧會期間，北京皮影藝術劇院緊扣冬奧題材，精彩呈現(xiàn)皮影戲《尋找雪姑娘》，如圖所示。下列情境中，與皮影戲原理相同的是（）A．雨后彩虹 B．樹蔭下光斑 C．水中倒影 D．筷子彎折2．（2022?長春）南湖大橋與其在水中的倒影相映成趣?！暗褂啊钡男纬墒怯捎诠獾模ǎ〢．直線傳播 B．反射 C．折射 D．色散3．（2022?柳州）如圖，物體S在平面鏡中所成的像為S'。若在鏡后放置一塊透明玻璃AB，則像S'將（）A．變亮 B．變暗 C．不變 D．偏離原位置4．（2022?徐州）人在岸上透過池水看池塘底部，下列光路圖正確的是（）A． B． C． D．5．（2022?泰安三模）關于光現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A．“一葉障目，不見泰山”，是光的直線傳播造成的 B．“黑板反光”是漫反射現(xiàn)象 C．自行車的尾燈是靠光的折射來引起后方車輛司機注意的 D．驗鈔機利用紅外線辨別鈔票的真?zhèn)味?、填空題。6．（2022?梧州）早在公元前4世紀，墨家就做過小孔成像的實驗，該實驗的原理是光的，像是（選填“倒立”或“正立”）的。7．（2022?沈陽）如圖所示是2022年4月在荷蘭阿爾梅勒世界園藝博覽會上拍攝的中國竹園的展館景象，“中國竹園”憑借其融合中國傳統(tǒng)文化和現(xiàn)代工藝于一體的獨特風格而備受矚目。竹房在水中的“倒影”是光的形成的，水中的“竹房”是（選填“實”或“虛”）像。8．（2022?朝陽）初春時節(jié)，大凌河畔的一只天鵝展翅向高處飛去，它在水中像的大?。ㄟx填“變大”、“變小”或“不變”），以河邊的大樹為參照物，天鵝是（選填“運動”或“靜止”）的。9．（2022?懷化）2022年4月18日，懷化出現(xiàn)了“日暈”奇觀，它是由于氣溫低，云中的水滴變成六棱柱狀的小冰晶，此過程發(fā)生了（物態(tài)變化名稱），太陽光穿過云層即在小冰晶上發(fā)生（選填“折射”或“反射”或“光沿直線傳播”），看上去在太陽的周圍出現(xiàn)一個圓圈，由內而外呈光譜色，這就是“日暈”。10．（2022?姜堰區(qū)二模）如圖，是中考時貼在試卷答題卡上用來識別考生信息的條形碼，當條形碼掃描器用光照射它時，會接收到（選填“黑色”、“白色”或“黑色和白色”）條紋反射的光，再通過電腦解碼就可以獲取考生相關信息。疫情防控期間，考生進入學校時，要通過體感測溫門，通過該門時，顯示器就能顯示通過者的體溫。這種檢測門是靠感應人體發(fā)出的來測量溫度的。三、作圖題。11．（2022?曲阜市二模）如圖，小文給同學們表演趣味小實驗，她將一塊厚玻璃磚豎立在桌面上，讓小明站在玻璃磚右側進行觀察。小文將一枚硬幣緩慢移至玻璃磚左側某一位置時，小明驚奇地發(fā)現(xiàn)，硬幣“進入”了玻璃磚內。請畫出從A點出發(fā)的一條光線，經過玻璃磚進入眼睛的完整光路。12．（2022?菏澤）在防溺水教育活動中，老師告訴學生，池塘里水的實際深度比看起來的深度要大，不能貿然下水游泳。如圖為解釋這一現(xiàn)象的情景，其中A為水底的物體，A′是岸邊兒童看到的A的像。請你在圖中作出過O點的入射光線和折射光線。四、實驗探究題。13．（2022?順德區(qū)校級模擬）圖甲是探究“平面鏡成像特點”的實驗。（1）實驗步驟a、b、c、d的合理順序是（填寫步驟前字母）：a．在水平桌面上鋪一張白紙，紙上豎立一塊玻璃板，沿玻璃板位置劃線記錄玻璃板的位置；b．放在玻璃板的后方，移動到某一位置時，發(fā)現(xiàn)該蠟燭與被點燃的蠟燭的像重合，在紙上記下該蠟燭的位置A'；c．改變玻璃板前蠟燭的位置，重復以上實驗，在紙上記錄物與像的位置A2、A'2；A3、A'3（如題圖乙所示）；d．點燃蠟燭放在玻璃板前，看到它在玻璃板后面的像，在紙上記錄蠟燭的位置A1。（2）在實驗過程中，小李讓玻璃板沿垂直于CD軸方向靠近蠟燭A'，為了完成實驗探究，小李應將蠟燭A'（填“遠離”或“靠近”）蠟燭A，同時觀察到蠟燭的像將（填“變大”、“不變”或“變小”）；他若將玻璃板沿CD軸方向水平向右移動，則他將觀察到鏡中A的像（填“向右”、“向左”或“不”）移動；（3）小怡同學將蠟燭A'取走，在A'位置放一張白紙，結果在白紙上（填“有”或“沒有”）像；將A取走，正立放置一電子手表在該位置，從平面鏡中看到的時間如題圖丙所示，則實際的時間是。第四章光現(xiàn)象（解析版）知識導航知識點回顧知識點1：光的直線傳播1、光源：（1）光源定義：能夠自行發(fā)光的物體叫光源。（2）光源分類：自然光源，如太陽、螢火蟲；人造光源，如篝火、蠟燭、油燈、電燈。月亮本身不會發(fā)光，它不是光源。2、光的直線傳播：（1）光在同一種均勻介質中是沿直線傳播的。早晨，看到剛從地平線升起的太陽的位置比實際位置高，該現(xiàn)象說明：光在非均勻介質中不是沿直線傳播的。（2）光線：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）光直線傳播的應用：①激光準直。②影子的形成：光在傳播過程中，遇到不透明的物體，在物體的后面形成黑色區(qū)域即影子。③日食月食的形成：當?shù)厍蛟谥虚g時可形成月食。④小孔成像：小孔成像實驗早在《墨經》中就有記載小孔成像成倒立的實像，其像的形狀與孔的形狀無關。（4）光速：光在真空中速度C=3×108m/s=3×105km/s；光在空氣中速度約為3×108m/s。光在水中速度為真空中光速的3/4，在玻璃中速度為真空中速度的2/3。※光年是指光在1年中的傳播距離，是距離單位，不是時間單位，也不是速度單位；1光年9.46×1015m。知識點2：光的反射1、光的反射定義：光從一種介質射向另一種介質表面時，一部分光被反射回原來介質的現(xiàn)象叫光的反射。2、反射定律：三線共面,兩線兩側,兩角相等,光路可逆。即:反射光線與入射光線、法線在同一平面上，反射光線和入射光線分居于法線的兩側，反射角等于入射角。光的反射過程中光路是可逆的。不發(fā)光物體把照在它上面的光反射進入我們的眼睛，所以我們能看見不發(fā)光的物體。3、光的反射分類：鏡面反射和漫反射。定義：射到物面上的平行光反射后仍然平行。鏡面反射條件：反射面平滑。應用：迎著太陽看平靜水面特別亮、黑板“反光”等都是因為發(fā)生了鏡面反射。定義：射到物體上的平行光反射后向著不同的方向，每條光線遵守光的反射定律。漫反射條件：反射面凹凸不平。應用：能從不同方向看到本身不發(fā)光的物體，是光射到物體上發(fā)生漫反射的緣故?！鶡o論鏡面反射還是漫反射都遵循反射定律！知識點3：平面鏡成像1、平面鏡成像特點：（1）像與物大小相等；（2）像到鏡的距離與物到鏡的距離相等；（3）像與物的對應點的連線與鏡面垂直；（4）像與物左右位置顛倒；（5）平面鏡所成的像是虛像（實像、虛像）?？偨Y：等大、等距、垂直、對稱、虛像。2、平面鏡成像原理及作用：（1）平面鏡成像原理：光的反射定理；（2）平面鏡成像作用：成像、改變光路。3、實像和虛像：（1）實像：實際光線會聚點所成的像。（2）虛像：實際光線反向延長線的會聚點所成的像?！撓衲苡醚劬χ苯佑^看，但不能用光屏接收；實像既可以用光屏承接，也可以用眼睛直接觀看。4、球面鏡：凸面鏡與凹面鏡（1）凸面鏡：利用球面的外表面作反射面的面鏡叫做凸面鏡；凸面鏡對光有發(fā)散作用，常用作汽車觀后鏡來擴大視野。（2）凹面鏡：利用球面的內表面作反射面的面鏡叫做凹面鏡；凹面鏡對光有匯聚作用，常用作太陽灶、探照燈等。知識點4：光的折射1、光從一種介質斜射入另一種介質時，傳播方向發(fā)生偏折，這種現(xiàn)象叫做光的折射。當發(fā)生折射現(xiàn)象時，一定也發(fā)生了反射現(xiàn)象。當光線垂直射向兩種物質的界面時，傳播方向不變。2、光的折射規(guī)律：三線共面,兩線兩側,兩角不相等（空氣大）,光路可逆；即：折射光線、入射光線和法線都在同一個平面內；光從空氣斜射入水中或其他介質中時，折射光線向法線方向偏折（折射角＜入射角）；光從水或其他介質中斜射入空氣中時，折射光線向界面方向偏折（折射角＞入射角）。在折射現(xiàn)象中，光路是可逆的。在光的折射現(xiàn)象中，入射角增大，折射角也隨之增大（如圖所示）。在光的折射現(xiàn)象中，介質的密度越小，光速越大，與法線形成的角越大。3、生活中常見的光折射現(xiàn)象：①從岸上向水中看，水好像很淺，沿著看見魚的方向叉，卻叉不到；從水中看岸上的東西，好像變高了。②筷子在水中好像“折”了。③海市蜃樓。④彩虹。知識點5：光的色散1、光的色散定義：太陽光通過三棱鏡后，分解成各種單一顏色的光，這種現(xiàn)象叫光的色散。2、不同顏色的光通過三棱鏡時偏折程度不同，紅光偏折最小，紫光偏折最大，偏折由小到大依次為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫。3、光的色散在生活中的色散現(xiàn)象：雨后的彩虹、潑向空中的水變得五顏六色、在陽光下肥皂泡變成彩色等。4、太陽光由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色組成，它是復色光。5、把紅、綠、藍三種色光按不同比例混合可產生各種顏色的光，這個現(xiàn)象叫做色光的混合（彩色電視機的彩色畫面的形成）。紅、綠、藍也叫光的三原色。典例分析考點1光的直線傳播【典例1】（2022?淄博）小孔成像現(xiàn)象最早被《墨經》記載。下列現(xiàn)象與小孔成像原理相同的是（）A．水中倒影 B．雨后彩虹 C．立竿見影 D．海市蜃樓【答案】C。【解答】解：A、水中倒影屬于平面鏡成像，其實質是光的反射，故A錯誤；B、雨過天晴時，常在天空出現(xiàn)彩虹，這是太陽光通過懸浮在空氣中細小的水珠折射而成的，白光經水珠折射以后，分解成各種彩色光，所以說雨后的天空出現(xiàn)彩虹是由光的色散形成的，故B錯誤。C、立竿見影中的影子是光沿直線傳播現(xiàn)象，故C正確D、海市蜃樓是光在沿直線方向傳播時，在密度不均勻的空氣層中，經過折射造成的結果，故D錯誤；故選：C?！镜淅?】（2022?梧州模擬）梧州市加快推進高速公路建設，工程上挖掘隧道常用激光來進行準直，是利用了光的直線傳播的原理。光在真空中傳播的速度是3×108m/s?！敬鸢浮恐本€傳播；3×108?！窘獯稹拷猓汗こ躺贤诰蛩淼莱Ｓ眉す鈦磉M行準直，是利用了光的直線傳播的原理。光在真空中傳播的速度是3×108m/s。故答案為：直線傳播；3×108?！镜淅?】（2022?咸寧模擬）如圖所示是兩根標桿OA和OB及它們在同一點光源下的影子OA'和OB'。請在圖中畫出點光源的位置（用點P表示），并畫出人在此點光源下的影子（用線段EF表示）。【解答】解：根據(jù)兩根標桿及它們在燈光下的影子，即可找到P點，根據(jù)光源即可得出，作出人影EF，如下圖：考點2光的反射【典例4】（2022?呼和浩特）日出東方，萬物光明；林間疏影，潭影映人。上面句中林間疏影與潭影映人，是兩種光學現(xiàn)象，其原理與下面兩幅圖的光學原理相同，這兩幅圖是（）A．①和② B．②和③ C．③和④ D．②和④【答案】A?！窘獯稹拷猓毫珠g疏影是由光的直線傳播形成的；潭影映人屬于平面鏡成像，是由光的反射形成的；手影是由光的直線傳播形成的；倒影屬于平面鏡成像，是由光的反射形成的；插在水中的筷子變彎了，是由光的折射形成的；彩虹屬于光的色散現(xiàn)象，光的色散現(xiàn)象的實質是光的折射；由此可知，A正確。故選：A?！镜淅?】（2022?黑龍江）如圖所示，小船在水中形成的“倒影”是虛像，它是由光的反射（折射/反射）形成的?！敬鸢浮刻?；反射?！窘獯稹拷猓盒〈谒行纬傻摹暗褂啊?，屬平面鏡成像，是虛像，它是由光的反射形成的。故答案為：虛；反射?！镜淅?】（2022?贛榆區(qū)二模）小明的乒乓球掉到沙發(fā)底下，他想借助學過的光學器件改變光路將光照到沙發(fā)底下，找到乒乓球，請你在圖中合適的位置畫上光學器件，完成光路。【解答】解：先作出入射光線和反射光線的角平分線即法線，然后通過入射點作法線的垂線即是鏡面。如圖：【典例7】（2022?泰州）小明用如圖所示裝置“探究光的反射規(guī)律”。（1）表面粗糙的紙板應豎直立在水平平面鏡上，讓一束光緊貼紙板A射向鏡面上的O點，在紙板B上呈現(xiàn)出反射光束，以ON為軸，把紙板B向后翻折，紙板B上反射光束消失。由此可初步得出：反射光線、入射光線和法線在同一平面內。（2）把紙板B翻折至能呈現(xiàn)反射光束的位置后，讓紙板A上的入射光束繞O點順時針轉動，此過程中反射角的大小變化情況是減小。（3）若將圖中紙板整體以底邊EF為軸向后旋轉45°后，紙板B上不能（選填“能”或“不能”）呈現(xiàn)出反射光束，紙板A上的入射光束能（選填“能”或“不能”）在平面鏡中成像?！敬鸢浮浚?）豎直；在同一平面內；（2）減??；（3）不能；能?！窘獯稹浚?）實驗前，應將紙板豎直放置于平面鏡上，這樣反射光線才可以在硬紙板上呈現(xiàn)；把紙板B向后翻折，紙板B上反射光束消失，則呈現(xiàn)反射光線的紙板B和呈現(xiàn)入射光線的紙板A不在同一平面內，所以在B板上不能看到反射光；但是此時反射光線的位置不發(fā)生變化；反射光線和入射光線仍然在同一平面內；（2）紙板A上的入射光束繞O點順時針轉動，入射角減小，而反射角隨入射角的增大而增大，減小而減小，故反射角減??；（3）若將圖中紙板整體以底邊EF為軸向后旋轉45°后，此時反射光線仍在入射光線和法線所在的平面內，只不過紙板不在這個平面內，紙板B上不能呈現(xiàn)出反射光束。紙板A上的入射光束能在平面鏡中成像。故答案為：（1）豎直；在同一平面內；（2）減?。唬?）不能；能?？键c3平面鏡成像【典例8】（2022?連云港一模）人站在平面鏡前，當他遠離平面鏡時，則下列說法正確的是（）A．像變小，像到平面鏡的距離變大 B．像變小，像到平面鏡的距離變小 C．像不變，像到平面鏡的距離變大 D．像不變，像到平面鏡的距離變小【答案】C。【解答】解：人在平面鏡中成像大小和人的大小有關，跟人到平面鏡的距離沒有關系，所以當人遠離平面鏡時，他的像的大小不變，物像到平面鏡的距離相等，像與平面鏡的距離變大，故ABD錯誤，C正確。故選：C?！镜淅?】（2022?鎮(zhèn)江）如圖所示，豎直放置的平面鏡能繞水平軸MN轉動，小明站在平面鏡正前方，他在鏡中成的是虛（選填“實”或“虛”）像；小明垂直鏡面移動8cm，他與像的距離改變16cm；為了讓他站著就能看到鏡中腳的像，可以讓平面鏡繞軸沿順時針方向轉動?！敬鸢浮刻?；16；順?！窘獯稹拷猓簱?jù)平面鏡所成像的特點可知，平面鏡所成的像是虛像，所以小明同學在鏡中的像是虛像；小明垂直鏡面移動8cm，由于像到平面鏡的距離等于物到平面鏡的距離，所以小明鏡中的像也垂直鏡面移動8cm，那么他與像的距離變化量為8cm+8cm＝16cm；為了讓他站著就能看到鏡中腳的像，應讓平面鏡繞軸沿順時針方向轉動，使來自腳的光被平面鏡反射后能進入人眼。故答案為：虛；16；順?！镜淅?0】（2022?武功縣模擬）如圖所示，M是蘋果上的一點，N是人眼的位置，請畫出M點在平面鏡中的像M及某點發(fā)出的一條光線經平面鏡反射后經過N點的光路圖。【解答】解：作出M關于平面鏡的對稱點M′，即為M的像點；連接NM′交平面鏡于點O，O點就是入射點，ON即為反射光線，連接MO即為入射光線，如下圖所示：。【典例11】（2022?淄博）小明用玻璃板、蠟燭、白紙、刻度尺、火柴等器材探究平面鏡成像的特點。（1）他將點燃的蠟燭A放置在玻璃板前面（如圖），分別拿未點燃的蠟燭B、C、D（D與A同粗等高）豎立著在玻璃板后面移動。他發(fā)現(xiàn)只有蠟燭D能跟蠟燭A的像完全重合，此時蠟燭D的位置就是蠟燭A的像的位置，在此位置做好標記，移去蠟燭D，在標記處放置一塊光屏，光屏上承接不到蠟燭A的像，這說明平面鏡成虛像。多次改變蠟燭A的位置并相應移動蠟燭D，蠟燭D均能與蠟燭A的像完全重合，這說明平面鏡所成像的大小與物體的大小相等。（2）探究完像和物的位置關系并最終得出“平面鏡所成的像與物體關于鏡面對稱”的結論后，小明分析，小轎車前擋風玻璃安裝成傾斜，除了減小風阻外，還有一個重要原因是為了行車安全。這是因為：夜間行車時，如果車內開燈，車內乘客經前擋風玻璃成的像在司機的斜上方（選填“斜上方”“正前方”或“斜下方”），這樣會減小對司機觀察路況的干擾。為了行車安全，夜間行車時，車內不宜開燈?！敬鸢浮浚?）蠟燭A的像；虛；相等；（2）斜上方。【解答】解：（1）把一支點燃的蠟燭A豎直立在玻璃板前面，再拿一支外形完全相同的不點燃的蠟燭B，蠟燭B在A的另一側，當蠟燭B和蠟燭A的像重合時，蠟燭B的位置便是蠟燭A的像的位置；移去蠟燭B，在其原來位置上放置一塊光屏，光屏上無法呈現(xiàn)蠟燭的像，這說明平面鏡成的是虛像，透過玻璃板在光屏上能看到蠟燭A的像；隨著蠟燭A的燃燒蠟燭B無法與A的像重合，此時蠟燭A與像大小相等；（2）小汽車前面的擋風玻璃相當于平面鏡，平面鏡成像的特點是像與物關于鏡面對稱，如果豎直安裝，成的虛像會在正前方，干擾司機觀察路況，傾斜安裝可以使像成在斜上方，不干擾司機觀察路況。故答案為：（1）蠟燭A的像；虛；相等；（2）斜上方。考點4光的折射【典例12】（2022?鄂爾多斯）日出時能看到地平線以下的太陽。下列現(xiàn)象與此原理相同的是（）A．樹蔭下圓形的光斑 B．汽車后視鏡中的像 C．水中筷子“折斷” D．人能看到課本【答案】C?！窘獯稹拷猓喝粘鰰r能看到地平線以下的太陽，是由于光經過不均勻的大氣層時發(fā)生折射形成的。A、樹蔭下圓形的光斑是小孔成像現(xiàn)象，是由于光的直線傳播形成的，故A不合題意；B、汽車后視鏡中的像利用了光的反射來成像，故B不合題意；C、水中筷子“折斷”是光從水中斜射入空氣中時發(fā)生折射形成的，故C符合題意；D、人能看到本身不發(fā)光的課本，是光的反射現(xiàn)象，故D不合題意。故選：C?！镜淅?3】（2022?阜新）如圖所示，光在水和空氣的界面CD同時發(fā)生反射和折射，入射角為30度，折射角為42度，界面CD上面的介質是空氣?！敬鸢浮?0；42；空氣。【解答】解：如圖CD是界面，∠AOC＝60°，則∠BOD＝60°，所以入射角為90°﹣60°＝30°，而∠COE＝48°，則折射角為90°﹣48°＝42°；因折射角大于入射角，所以CD的上邊是空氣，下邊是水。故答案為：30；42；空氣?！镜淅?4】（2022?濰坊）如圖所示，水池邊有一路燈S，路燈上方有一平面鏡MN，S發(fā)出的光能經MN反射后射入水中，請畫出：（1）S在平面鏡中所成的像S'；（2）經MN反射后過A點的反射光線OA；（3）OA照射到水池底的光路圖。【解答】解：（1）作出發(fā)光點S關于平面鏡的對稱點，即為像點S′；（2）連接S′A點交平面鏡于點O，沿OA畫出反射光線，連接SO畫出入射光線；（3）首先過入射點畫出法線，然后根據(jù)折射光線和入射光線分居法線兩側，折射角小于入射角，在法線的水中畫出折射光線，如圖所示：′【典例15】（2022?宜昌）在“探究光從玻璃斜射入空氣的折射規(guī)律”的實驗中，小東借助激光筆、半圓形玻璃塊和帶刻度的光具盤完成了實驗，觀察到如圖所示的1、2、3三條光束，并在光具盤上用筆描出了對應的光路。（1）圖中的折射角大小為80°。（2）根據(jù)實驗現(xiàn)象初步發(fā)現(xiàn)，光從玻璃斜射入空氣時，折射角＞（選填“＞”“＝”或“＜”）入射角。（3）現(xiàn)在要探究光的折射現(xiàn)象中光路是否可逆，具體的操作是讓入射光逆著光路2射入，如果看到折射光逆著光路1射出現(xiàn)象，就可證明光路是可逆的?！敬鸢浮浚?）80°；（2）＞；（3）讓入射光逆著光路2射入；折射光逆著光路1射出?！窘獯稹拷猓海?）由圖可知，光路1和3是關于90°線對稱，所以90°線是法線，0°線是界面，而折射光線和入射光線分別位于法線兩側，則光路2是折射光線，由圖可知，折射角為80°。（2）由實驗現(xiàn)象可知，光從玻璃斜射入空氣時，光路1與法線夾角40°，即入射角為40°，根據(jù)（1）可知，折射角＞入射角；（3）為了驗證折射現(xiàn)象中光路是否可逆，也可以讓入射光逆著光路2射入，如果看到折射光逆著光路1射出現(xiàn)象，就可證明光路是可逆的。故答案為：（1）80°；（2）＞；（3）讓入射光逆著光路2射入；折射光逆著光路1射出?？键c5光的色散【典例16】（2022?新泰市一模）如圖，綠樹紅花與湛藍的天空倒映在平靜的湖水中，如同美麗的油畫一般。關于其中的光現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A．樹在水中的倒影是由光的反射形成的虛像 B．當我們靠近水面時，觀察到樹木在水面的像會變大 C．我們能看到樹葉是綠色的，是因為樹葉吸收了綠光 D．平靜的水面是光源【答案】A?！窘獯稹拷猓篈、樹在水中的倒影屬于平面鏡成像，是由光的反射形成的虛像，故A正確；B、平面鏡成像時，像的大小與物體的大小有關，與觀察者到鏡面的距離無關，當我們靠近水面時，樹木在水面的像大小保持不變，故B錯誤；C、我們能看到樹葉是綠色的，是因為樹葉反射了綠光，故C錯誤；D、自身能發(fā)光的物體稱為光源，水面自身不能發(fā)光，不是光源，故D錯誤。故選：A?！镜淅?7】（2022?無錫）我國唐朝的張志和在《玄真子》中記載了著名的“人工虹”實驗：“背日噴乎水，成虹霓之狀”，這是光的色散現(xiàn)象，進一步的研究表明，將紅、綠、藍三種色光按照不同比例混合，能產生任何一種其它顏色的光?！敬鸢浮可?；綠?！窘獯稹拷猓骸氨橙諊姾跛?，成虹霓之狀”描寫的是“人工虹”，這是噴出水后，空中有大量的小水滴，太陽光照在這些小水滴上，被分解為絢麗的七色光，也就是光的色散；三種色光適當混合能產生其它色光，這三種色光就是光的三原色，它們分別是紅光、綠光、藍光。故答案為：色散；綠。鞏固訓練一、選擇題。1．（2022?常州）2022年北京冬奧會期間，北京皮影藝術劇院緊扣冬奧題材，精彩呈現(xiàn)皮影戲《尋找雪姑娘》，如圖所示。下列情境中，與皮影戲原理相同的是（）A．雨后彩虹 B．樹蔭下光斑 C．水中倒影 D．筷子彎折【答案】B?！窘獯稹拷猓篈、雨過天晴時，常在天空出現(xiàn)彩虹，這是太陽光通過懸浮在空氣中細小的水珠折射而成的，白光經水珠折射以后，分成各種彩色光，這種現(xiàn)象叫做光的色散現(xiàn)象，所以說雨后的天空出現(xiàn)彩虹是由光的色散形成的，故A錯誤；B、白天在濃密樹蔭下出現(xiàn)的圓形光斑是小孔成像現(xiàn)象，是由于光的直線傳播形成的，與皮影戲原理相同，故B符合題意；C、在平靜的湖面上看到樹的倒影是平面鏡成像，其實質是光的反射，故C不合題意；D、斜插入水中的筷子看似彎折，是由于光的折射形成的，故D不合題意。故選：B。2．（2022?長春）南湖大橋與其在水中的倒影相映成趣?！暗褂啊钡男纬墒怯捎诠獾模ǎ〢．直線傳播 B．反射 C．折射 D．色散【答案】B。【解答】解：南湖大橋在水中的倒影屬于平面鏡成像，其原理是光的反射現(xiàn)象。故選：B。3．（2022?柳州）如圖，物體S在平面鏡中所成的像為S'。若在鏡后放置一塊透明玻璃AB，則像S'將（）A．變亮 B．變暗 C．不變 D．偏離原位置【答案】C。【解答】解：平面鏡成像是由于光的反射形成的，若在鏡面的后面放任何東西，都不會影響鏡面對光線的反射，所以像的亮度、位置等都不會受影響。故選：C。4．（2022?徐州）人在岸上透過池水看池塘底部，下列光路圖正確的是（）A． B． C． D．【答案】D?！窘獯稹拷猓喝嗽诎渡贤高^池水看池塘底部，池底的光線由水中斜射入空氣時，在水面處發(fā)生折射，折射角大于入射角，折射光線進入人眼，人眼會逆著折射光線的方向看去，就會覺得池底變淺了，A圖中光的傳播方向錯誤，而且沒有發(fā)生折射，B圖沒有發(fā)生折射，C圖光的傳播方向錯誤，故只有D正確。故選D。5．（2022?泰安三模）關于光現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A．“一葉障目，不見泰山”，是光的直線傳播造成的 B．“黑板反光”是漫反射現(xiàn)象 C．自行車的尾燈是靠光的折射來引起后方車輛司機注意的 D．驗鈔機利用紅外線辨別鈔票的真?zhèn)巍敬鸢浮緼?！窘獯稹拷猓篈、“一葉障目，不見泰山”，是由于光在同種均勻介質中沿直線傳播，泰山反射的光被樹葉阻擋無法進入人的眼睛，因此不能看見泰山，故A正確；B、“黑板反光”是因為黑板發(fā)生了鏡面反射，故B錯誤；C、自行車的尾燈是靠光的反射來引起后方車輛司機注意的，故C錯誤；D、驗鈔機利用紫外線辨別鈔票的真?zhèn)?，故D錯誤。故選：A。二、填空題。6．（2022?梧州）早在公元前4世紀，墨家就做過小孔成像的實驗，該實驗的原理是光的直線傳播，像是倒立（選填“倒立”或“正立”）的?！敬鸢浮恐本€傳播；倒立。【解答】解：光在同一種介質中沿直線傳播，所以當光線穿過小孔時光源上下部分交換，形成倒立的實像。故答案為：直線傳播；倒立。7．（2022?沈陽）如圖所示是2022年4月在荷蘭阿爾梅勒世界園藝博覽會上拍攝的中國竹園的展館景象，“中國竹園”憑借其融合中國傳統(tǒng)文化和現(xiàn)代工藝于一體的獨特風格而備受矚目。竹房在水中的“倒影”是光的反射形成的，水中的“竹房”是虛（選填“實”或“虛”）像。【答案】反射；虛。【解答】解：竹房在水中的“倒影”，屬于平面鏡成像，是由于光的反射形成的；水中的竹房是竹房反射的光線從水中斜射入空氣發(fā)生反射形成的虛像；故答案為：反射；虛。8．（2022?朝陽）初春時節(jié)，大凌河畔的一只天鵝展翅向高處飛去，它在水中像的大小不變（選填“變大”、“變小”或“不變”），以河邊的大樹為參照物，天鵝是運動（選填“運動”或“靜止”）的?！敬鸢浮坎蛔?；運動?！窘獯稹拷猓海?）平靜的水面相當于平面鏡，由于物體在平面鏡中所成的像是虛像，像和物體的大小相等，所以不管天鵝距水面的距離遠還是近，像始終和物體等大，因此兩只天鵝飛離水面的過程中，它在水中的像的大小不變；（2）兩只天鵝飛離水面的過程中，以河邊的大樹為參照物，天鵝與河邊的大樹之間的距離變大，則天鵝在向上運動。故答案為：不變；運動。9．（2022?懷化）2022年4月18日，懷化出現(xiàn)了“日暈”奇觀，它是由于氣溫低，云中的水滴變成六棱柱狀的小冰晶，此過程發(fā)生了凝固（物態(tài)變化名稱），太陽光穿過云層即在小冰晶上發(fā)生折射（選填“折射”或“反射”或“光沿直線傳播”），看上去在太陽的周圍出現(xiàn)一個圓圈，由內而外呈光譜色，這就是“日暈”?！敬鸢浮磕?；折射。【解答】解：由于氣溫低，云中的水滴變成六棱柱狀的小冰晶，是由液態(tài)變成固態(tài)，叫凝固；太陽光穿過云層進入人的視野發(fā)生折射，使人看上去在太陽的周圍出現(xiàn)一個圓圈——這就是“日暈”。故答案為：凝固；折射。10．（2022?姜堰區(qū)二模）如圖，是中考時貼在試卷答題卡上用來識別考生信息的條形碼，當條形碼掃描器用光照射它時，會接收到白色（選填“黑色”、“白色”或“黑色和白色”）條紋反射的光，再通過電腦解碼就可以獲取考生相關信息。疫情防控期間，考生進入學校時，要通過體感測溫門，通過該門時，顯示器就能顯示通過者的體溫。這種檢測門是靠感應人體發(fā)出的紅外線來測量溫度的?！敬鸢浮堪咨?；紅外線?！窘獯稹拷猓喊咨煌该魑矬w能反射所有顏色的光，黑色不透明物體吸收所有顏色的光，所以當條形碼掃描器用光照射它時，會接收到白色條紋反射的光。紅外線測溫儀是通過對物體自身輻