資源簡介

04 光現象
【課標】
本中考考點及要求（“▲”表示該標準要求屬于評價水平這一層次）
評價目標和評價水平 標準要求 知識性 目標 技能性目標 體驗性 目標
了解 認識 理解 獨立 操作 經 歷 認 同 內 化
（1）通過實驗，探究并了解光的反射定律、 探究并了解光的折射現象及其特點。 ▲ ▲
（2）通過實驗，探究平面鏡成像時像與物的關系。 知道平面鏡成像的特點及應用。 ▲ ▲
（3）通過實驗，了解白光的組成和不同色光混合的現象。 ▲ ▲
【規律】
規律總結1：利用光的傳播規律解決問題思路
1．光沿直線傳播：光在同種透明介質中沿直線傳播。生活中的現象有影子、日食、月食和小孔成像等。
2．光速：真空中的光速約為 3×108 m/s。
①光的傳播不需要介質，即光可以在真空中傳播。
②光的傳播速度跟介質的種類有關， 光在真空中速度最大，在氣體、液體、固體中都可以傳播。
③天文學中，光在一年內傳播的距離叫光年，所以光年是長度的單位。
規律總結2：光的反射現象及其規律
1．光的反射定義：光射在物體表面時，被反射回來的現象．叫做光的反射。
2．光的反射規律：
(1)反射光線、入射光線和法線都在同一平面內。
(2)反射光線和入射光線分居法線兩側。
(3)反射角等于入射角。
(4)光路是可逆的。
3．鏡面反射和漫反射的異同點
分類 不同點 相同點
反射面特點 反射光方向 常見現象
鏡面反射 光滑平面 反射光線仍然平行，只能在一個方向看到反射光 黑板反光，水面、玻璃面刺眼 嚴格遵守光 的反射規律
漫反射 凹凸不平 反射光向各個方向，各個方向都能看到 從各個方向都能看到黑板上的字
規律總結3：平面鏡成像特點
1.探究平面鏡成像特點的實驗
(1)實驗器材： 玻璃板、刻度尺、大小相同的兩根蠟燭等．
①利用玻璃的透光性， 目的是方便找到像的位置．
②用刻度尺能比較像和物體到平面鏡的距離關系．
③用大小相同的蠟燭能夠比較像和物體的大小關系．
2.平面鏡成像原理
①像和物到鏡面的距離相等；
②像和物的大小相同；
③像和物的連線與鏡面垂直；
④物在平面鏡里成的是正立、等大的虛像；
⑤像和物“左右相反”．
注意：物體在平面鏡中所成像的大小只跟物體本身的大小有關，跟物體到平面鏡的距離無關．平面鏡成的像一定要畫成虛線．實像和虛像的區別見下列表格。
分類 形成原因 驗證 實例
實像 由實際光線會聚而成 實像可以在光屏上成像 小孔成像、照相機、投影儀
虛像 由光線的反向延長線相交而成 虛像不能在光屏上成像，只可以通過眼睛看到 平面鏡成像、水中的倒影
規律總結4：對光的折射規律的把握
1．光的折射是指光從一種介質斜射入另一種介質中時，它的傳播方向發生偏折的現象。
2．光的折射規律
（1）折射光線、入射光線和法線都在同一平面內。
(2)折射光線和入射光線分居法線兩側。
（3）光從空氣斜射入其他介質中時，折射光線向法線方向偏折，即折射角小于入射角(如圖甲所示）；光從其他介質斜射入空氣時，折射光線向遠離法線的方向偏折，即折射角大于入射角(如圖乙所示）。
(4)光路是可逆的。
注意：折射角是折射光線與法線的夾角，不要誤認為是折射光線和界面的夾角．
規律總結5：作光路圖方法
1.作入射光線或者反射光線或者法線以及標出反射面，需要用光的反射定律解決；
2.畫出物體在平面鏡中的像或者確定物以及畫出平面鏡，需要用平面鏡成像原理；
3.畫出折射光線、入射光線以及法線等需要用光的折射規律。
注意：畫光線要用箭頭表示光的傳播方向，沒有箭頭正確標出光的傳播方向的光路圖是錯誤的。
物體在平面鏡中成的像需要用虛線畫，用實線則錯誤。
【例題】
知識點一：光的直線傳播
1.光源。能夠自行發光的物體叫光源。
2.光沿直線傳播的條件。光在均勻介質中是沿直線傳播的。
3.光速。光在真空中速度為 3×10m/s；光在空氣中傳播速度約等于真空中的速度。
4.用 光的直線傳播可解釋影子的形成、小孔成像、日食等。
【例題1】（2022哈爾濱）下列有關中國古代文明中涉及的物理知識，說法正確的是（　?。?br/>A.大小不同的編鐘發聲，音調相同
B.鉆木取火時木頭內能不變
C.小孔成像是光的直線傳播現象
D.使用轆轤提水可以省功
【例題2】（2022黑龍江龍東農墾森工）如圖所示現象中，屬于光的直線傳播形成的是（　?。?br/>A．井底之蛙 B．空中彩虹 C．水中倒影 D．古代女子照銅鏡
考點二：光的反射
1.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象叫做光的反射。
2.光的反射定律
（1）共面：反射光線、入射光線和法線在 同一平面內。
（2）異側：反射光線和入射光線分別位于 法線 的兩側。
（3）等角： 反射角 等于 入射角 。
3.光的反射類型
（1）鏡面反射：射到物體表面上的平行反射后 反射光線仍然是平行的 。
（2）漫反射：射到物體表面上的平行反射后 反射光線不再平行，而是射向各個方向 。
4.可逆性：在反射現象中，光路是 可逆 的。
【例題3】（2022江蘇揚州）下列光現象中，由于光的反射形成的是（　　）
A. 皮影 B. 筆在水面處“折斷”C. 水中的“倒影” D. 三棱鏡分解白光
【例題4】（2022廣西貴港）探究光的反射規律的實驗裝置如圖甲所示，平面鏡的上方垂直放置一塊附有量角器的白色光屏，它由可以繞ON折轉的E、F兩塊板組成。
（1）讓一束光沿著E板從A點射到鏡面的O點，由于光在E板發生_______反射（選填“鏡面”或“漫”），從光屏前不同方向都可以看到E板上光線AO的徑跡。
（2）讓一束光沿著E板從A點射到鏡面O點，將紙板沿ON向后折，此時在NOF面上看不到反射光線，如圖乙所示。此實驗現象說明光反射時，_______；
（3）實驗中，觀察到入射角為45°時，反射角也為45°，由此就得出“光反射時，反射角等于入射角”結論。你認為有何不妥之處 _______。
【例題5】（2022上海）在圖中根據給出的入射光線AO畫出反射光線OB。
考點三：平面鏡成像
1.平面鏡成像的原理是 光的反射 。
2.平面鏡成像的特點
（1）虛實：成的像為虛像。
（2）大?。合窈臀锏拇笮∠嗟取?br/>（3）距離：像和物到平面鏡的距離相等 。
（4）對稱：像和物關于平面鏡對稱。
【例題6】 （2022齊齊哈爾）小明上學前站在穿衣鏡前1m處整理儀表，他與鏡中自己像的距離是______ m。當小明向后退了50cm時，鏡中所成像的大小______ 選填“變大”、“不變”或“變小”。
【例題7】 (2021甘肅威武)如圖所示，A是燭焰上的一點，B是人眼的位置，請畫出A點發出的一條光線經平面鏡反射后經過B點的光路圖。
【例題8】（2022四川甘孜州）站在平面鏡前2 m處的小明，在平面鏡中所成的像是正立的、等大的、________ 像（選填“實”或“虛"），其像到平面鏡的距離為___________m。
【例題9】（2022內蒙古通遼）菜同學為了探究“平面鏡成像時，像與物到平面鏡的距離的關系”，所用的實驗器材有：單面鍍膜的玻璃板、支架、兩個相同的跳棋、白紙和刻度尺。實驗裝置如圖（甲）所示。
（1）在白紙上畫一條直線，將玻璃板豎直立在白紙上，使玻璃板　　那一面的下邊線與直線重合（選填“有膜”或“無膜”）。
（2）用鍍膜玻璃板和跳棋做實驗，實驗環境有：①幾乎無光的實驗室，②有陽光的實驗窒，在　　中進行實驗效果好（選填“①”或“②”）。
（3）在同樣的實驗環境下，用鍍膜玻璃板實驗比用普通玻璃板實驗成像更清楚，主要原因是：　 　。
（4）在白紙上沿跳棋A和B的邊緣畫圓，測出物距u和像距v的值如下表：
實驗次數 1 2 3
物距u/cm 3.39 5.11 6.39
像距v/cm 5.22 6.51
①如圖（乙）所示，第1次實驗測量的物距是A的右端到直線的距離，則像距v1＝　　cm。
②該同學發現三次實驗的像距都比物距略大一些，原因是：　?。ㄖ挥幸粋€正確選項，將正確選項的字母填在橫線上）
A．刻度尺測量像距時存在誤差 B．玻璃板有一定厚度
C．物和像的標記點不對應 D．玻璃板沒有豎直放置
考點四：光的折射
1. 光的折射定律
（1）共面：折射光線、入射光線和法線在同一平面 內。
（2）異側：折射光線、入射光線分別位于 法線 的兩側。
（3）角不相等。
①定性：分空氣射入其他透明介質和從其它透明介質中射入空氣兩種情況。
②變性：折射角隨著入射角的增大而 增大 。
2.可逆性：在折射現象中，光路是 可逆 的。
【例題10】（2022廣東省）小明給弟弟變了個魔術，他將裝有一枚硬幣的杯子放在弟弟面前，如圖所示，弟弟在A處看不到硬幣，這是因為光沿______ 傳播。小明向杯中緩緩注水后，弟弟能看到硬幣了，這是由光的______ 產生的現象，弟弟看到的是硬幣的______ 選填“實”或“虛”像。
【例題11】（2022湖南省邵陽）如圖所示，一束光從水中斜射到空氣中，請畫出折射光線的大致方向。
考點五：光的色散 物體的顏色
1.太陽光穿過三棱鏡后，被分散成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色的光，這種現象叫做光的 色散 。
2.光的三基色是紅、藍、綠；顏料的三原色是紅、黃、藍 。
3.透明體的顏色由 它透過的色光 決定，不透明體的顏色由 它反射的色光 決定。
4.光譜：把 紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫這幾種不同顏色的光按這個順序排列起來，就是光譜。
5.人眼看不見的光：在紅光之外是 紅外線 ，在紫光之外是 紫外線 。
【例題12】（2022江蘇連云港）如圖所示，讓一束白光經過三棱鏡，在三棱鏡后放置一凸透鏡將光屏放在B處時，觀察到色光的顏色是______，光屏先后在A、C兩處時，觀察到的現象有何不同：______。
【演練】
一、選擇題（本大題有10道小題，每小題3分，共計30分）
1.（2022齊齊哈爾）下列現象中屬于光沿直線傳播的是
A.左側的黑板反光
B.日食的形成
C.葉脈通過露珠成放大的像
D.雨后天空出現彩虹
2.（2022青海）2021年5月26日，我國部分地區第一次也是今年唯一能看到“超級紅月”和“月全食”這一天文景象。下列關于“月全食”的說法正確的是（　?。?br/>A. 月球擋住太陽光形成的
B. 地球擋住太陽光形成的
C. 月球表面反射太陽光形成的
D. 太陽光經大氣層折射后形成的
3. （2022河北）下列光現象與物理知識對應正確的是（　?。?br/>A. 在平靜的湖面看到藍天白云——光的直線傳播
B. 游泳池注水后看上去好像變淺了——光的反射
C. 日出時，看到在地平線以下的太陽——光的折射
D. 陽光透過樹葉間的縫隙射到地面上，形成圓形光斑——光的反射
4.（2022江蘇泰州）下列現象中，由于光的反射形成的是（　　）
A. 泰州大橋在水中的“倒影” B. 日食
C. 雨后天空出現的彩虹 D. 池水變“淺”
5．（2022內蒙古通遼）下列現象中與“杯弓蛇影”原理相同的是（　?。?br/>A．露珠下的“葉脈”B．水中“倒影” C．空中“彩虹” D．日環食
6.（2022黑牡雞朝鮮族）如圖所示，一束激光AO由空氣斜射入玻璃磚，折射后從另一側面射出，其出射點可能是圖中的（ ）
A. M點 B. N點
C. P點 D. Q點
7.（2022湖南常德）關于光現象，下列說法中不正確的是（　?。?br/>A. 開鑿隧道時用激光束引導掘進機，利用了光的直線傳播
B. 漫反射不遵守光的反射定律
C. 自行車尾燈是靠光的反射來引起后方車輛司機注意的
D. 雨后出現彩虹是光的色散現象
8.（2022四川樂山市）下列光現象中，由光的直線傳播形成的是（　　）
A. 電視塔在水中的倒影
B. 演員對著鏡子畫臉譜
C. 水中的筷子發生“折斷”
D. 日偏食的形成
9.（2022四川甘孜州）生活現象中蘊含了豐富的光學知識，下列說法正確的是（　?。?br/>A. “池水映明月”是由于光的折射形成的
B. “立竿見影”是光沿直線傳播形成的
C. “潭清疑水淺”是由于光的反射形成的
D. “一葉障目”是光的折射造成的
10．（2022四川遂寧）遂寧的清晨風景如畫，涪江上薄霧縹緲，當太陽升起，薄霧散去，江岸大樹拖著長長的影子，幾只白鷺從江面輕快地掠過，水下的沙石清晰可見對這些場景的形成解釋不正確的是（　?。?br/>A．“薄霧”的形成是水蒸氣的液化現象，“薄霧散去”是水的汽化現象
B．大樹的影子是光的直線傳播形成的
C．看見水下的“沙石”是光發生折射形成的實像
D．白鷺飛翔時，翅膀上方空氣流速大于下方，使上方的壓強小于下方，從而形成升力
二、填空題（每空1分，共計21分）
1.（2022哈爾濱）如圖所示，橋在水中形成的“倒影”是______（選填“虛”或“實”）像，這個像是光的_______（選填“反射”或“折射”）形成的。
2．（2022四川綿陽）如圖所示，裝有水的長方體水槽水平放置，固定在左壁上的激光筆發出的一束紅光射到水面上的O點，紅光與水面夾角是45°，反射光射到右壁上的A點，折射光射到右壁上的B點，則A點到水面的距離 　　（選填“大于”“小于”或“等于”）B點到水面的距離；往水槽內注水，水面上升2cm，此時反射光射到右壁上的C點，則A、C之間的距離是 　　cm。（點A、B、C未在圖中標出）
3.現有（1）小孔成像；（2）立竿見影；（3）海市蜃樓；（4）水中倒影四個光現象。其中能用光的直線傳播規律解釋的是__________（填序號）。請你再舉出一個光的直線傳播現象的實例_____________。
4.（2022四川成都）小王走向正前方的玻璃窗，想看看美麗的夜景，卻發現玻璃窗里有個“自己”迎面走來，這是光的____________(選填“直線傳播”、“反射”或“折射”)現象。同時她發現，房內電燈通過玻璃成的像與她本人的距離___________。
5.（2022天津）小芳同學站在穿衣鏡前lm處，鏡中的像與她相距_____m．當她遠離穿衣鏡時，像的大小_____（選填“變大”“變小”或“不變”）．
6．（2022黑龍江龍東農墾森工）為了消殺新冠病毒，工作人員在教室噴灑酒精后，同學們進入教室聞到刺鼻的酒精味，這是　 　現象；同學們用測溫槍測體溫，利用　 ?。ā凹t外線”、“紫外線”、“可見光”）的熱效應。
7.（2022山東菏澤）小明探究“光的折射規律”時，做了兩個實驗，如圖所示。對比兩圖，你有什么發現？_________。根據這兩幅圖，請你提出一個有探究價值的問題：_________。
8.（2022河南模擬）小華去森林探險，看見陽光透過樹葉的縫隙在地上留下圓形光斑，光斑的成像原理
是　　（填光學原理）。同時看見樹林邊溪水中的“藍天白云”，這是　　（填光學原理）在水中所成的虛像。小華想利用平面鏡將太陽光束反射進一個水平山洞（如圖所示），則他應將平面鏡與水平地面成　　夾角放置。
9. （2022遼寧撫順）如圖所示是一款自帶投影功能的手機，我們看到的彩色投影畫面是由紅、______、藍三種色光混合而成。充電寶給手機充電時，充電寶相當于電路中的______（填“電源”或“用電器”）。
10. （2022遼寧阜新）牙醫給病人檢查牙齒用的是______鏡。汽車的后視鏡是______鏡。
三、作圖題（每小題2分，共計10分）
1.（2022江蘇南京）圖甲中，牙醫借助平面鏡觀察牙齒的背面。請在圖乙中畫出能反映此過程的光路圖。
2.（2022江蘇揚州）如圖乙，作出物體AB在平面鏡中的像；
3. （2022貴州黔東南州）如圖所示，A、B是鏡前一點光源S發出的光線，經平面鏡MN反射后的兩條反射光線，請在圖中畫出點光源S的位置。
4.（2022云南模擬）如圖所示，射向平面鏡的一束光AO經鏡面反射后沿水平方向OB射出圖中，ON是∠AOB的角平分線，請在圖中作出平面鏡放置的位置并標出入射角α。
5.（2022沈陽模擬）如圖所示，S是點光源，作出入射光線SO的反射光線和大致的折射光線．
四、實驗探究題（本道大題有4個小題，共計25分）
1.（6分） （2022長春）在“探究光反射時的規律”的實驗中：
實驗次數 1 2 3
入射角 i 30° 45° 60°
反射角 r 30° 45° 60°
（1）如圖甲所示，使一束光貼著紙板E入射到O點，觀察反射光。實驗中，從不同方向都能在紙板F上看到反射光，是因為光在紙板F上發生了______反射；
（2）多次改變入射光的方向，用量角器測量入射角和反射角，記錄在表格中，分析數據得出：在反射現象中，反射角______入射角；
（3）將紙板F按照圖乙所示的方式偏折，則在紙板F上看不到反射光，說明在反射現象中，反射光線、入射光線和法線都在______。
2．（8分）（2022內蒙古通遼）如圖是“探究平面鏡成像時像與物的關系”的裝置。在水平桌面上鋪一張白紙，將玻璃板豎立在白紙上，把一支點燃的蠟燭A放在玻璃板前面，一支完全相同，但不點燃的蠟燭B放在玻璃板后面移動，直到看上去它與蠟燭A的像完全重合。移動點燃的蠟燭，多做幾次實驗。
（1）實驗時，選擇玻璃板代替平面鏡進行實驗的原因是 　 　。
（2）在尋找蠟燭A的像的位置時，某同學無論怎樣調節蠟燭B，發現都不能與蠟燭A的像重合，發生這種現象的原因可能是 　 　。
（3）實驗中把蠟燭A遠離玻璃板看到的像會遠離，像的大小 　　（填“變大”“變小”或“不變”）。
（4）若要確認平面鏡所成像是虛像還是實像，進一步操作是 　 　。
3. （5分）（2022貴州安順）在探究“光的反射規律”的實驗中，為了確定反射光線和入射光線的位置關系，實驗器材有:可旋轉的光屏（如圖甲所示，光屏的A、B兩部分均可繞軸ON旋轉）、平面鏡和激光電筒。如圖乙所示，將光屏立放在水平放置的鏡面上，讓激光電筒發出的光沿光屏A入射到O點。
（1）實驗中，光屏A是用來呈現_______光線的，為了觀察到完整的光路，光屏B需旋轉到圖乙中的位置_______（填序號）；
（2）旋轉光屏A到位置1時，也同時需要旋轉光屏B到位置3才能觀察到完整光路，通過以上操作過程可知，要觀察完整的光路，光屏A、B兩部分旋轉后要處于________；
（3）記錄多次實驗光路，進一步研究發現反射光線和入射光線關于轉軸ON對稱，這條過入射點并_______于鏡面的直線ON叫做________，根據這條線便可以確定反射光線和入射光線的位置關系。
4．（6分）（2022貴州貴陽）光從空氣斜射入水和玻璃時都會發生折射現象，但是水和玻璃的折射情況會相同嗎？為了探究這個問題，小華選擇了光屏、透明玻璃磚、水槽、激光電筒等器材進行實驗。他在光屏上畫出互相垂直的NN'和MM'兩條線段并相交于O點，如圖甲所示。
（1）小華將玻璃磚的一個表面與MM'齊平放置，讓激光電筒發出的光線從A點到O點入射，他看到了如圖乙所示的光路（AO、OC為同一直線），你認為出現光線OC是因為________所致，鑒于本實驗的目的，此時最應該記錄的兩條光線是________________。
（2）接下來他要觀察光從空氣中進入水中的情況，他將光屏豎直放入水槽中，（使線段MM'水平）并向水槽中慢慢注水至水面與MM'齊平，入射光線應該從A點向O點射入，這是為了保證_______________，其實本實驗小華還考慮了入射光線所在一側的________相同。
（3）小華最終在光屏上記錄下了如丙所示的光路圖（OE為水中的折射光線），通過分析光路，你認為玻璃和水這兩種介質對光的偏折能力較強的是________。
（4）若用激光以相同的入射角分別從玻璃和水中斜射入空氣中，則________射出的折射光線更遠離法線。
五、綜合素養題（本題3道小題，共14分）
1.（4分）如圖，A、B兩地相距4km，MN是與AB連線平行的一條小河的河岸，AB到河岸的垂直距離為3km，小軍要從A處走到河岸取水然后送到B處，他先沿著垂直于河岸的方向到D點取水，再沿直線DB到B處。若小軍的速度大小恒為5km/h，不考慮取水停留的時間。
（1）求小軍完成這次取水和送水任務所需的時間。
（2）為了找到一條最短的路線（即從A到河岸和從河岸到B的總路程最短），可以將MN看成一個平面鏡，從A點作出一條光線經MN反射后恰能通過B點，請你證明入射點O即為最短路線的取水點。
2．（6分）（2022北京）請閱讀《華夏之光—圭表》并回答問題：
華夏之光——圭表
我國古代的天文觀測一直居于世界領先地位，天文學家們發明了許多先進的天文觀測儀器，其中圭表就是典型的代表。圭表（如圖1所示）包括圭和表兩部分，正南北方向平放的尺，叫作圭，直立在平地上的標竿或石柱、叫作表，圭和表相互垂直。
戰國以前的天文學家已絲能夠利用水面來校正圭，使其水平，使用鉛垂線來校正表，使其與圭相互垂直。
依據圭表正午時表影長度的變化，就能推算出二十四節氣，依據表影長短的周期性變化，就能確定一回歸年的天數，由于日光散射和漫反射的影響，早期圭表的表影邊緣模糊不清，影響了測量表影長度的精度。
為了解決上述問題，元代天文學家郭守敬采取理論與實踐相結合的科學方法，對圭表進行了一系列政進與創新。他將表的高度增加，并且在表頂加一根架空的橫梁，使表高變為傳統表高的五倍。這樣，測量時，把傳統的確定表影端的位置變為確定梁影中心的位置、提高了測量影長的精度。
郭守敬又利用小孔成像的原理，發明了景符，利用景符可以在圭面上形成太陽和梁的清晰像（如圖2所示），這樣就可以精確的測量表的影長了。這些措施成功解決了圭表發明以來，測影時“虛景之中考求真實”的困難。
以圭表為代表的我國古代的科技成果，像一顆顆璀璨的明珠，閃耀著智慧的光芒，激勵著我們攀登新的科技高峰。
請根據上述材料，回答下列問題：
（1）請寫出我國古代天文學家保證圭和表相互垂直的措施，并解釋為什么這種措施可以保證圭和表是相互垂直的。
（2）郭守敬的改進與創新措施解決了早期圭表的什么問題？
（3）除了圭表，請你再列舉一個我國古代天文觀測儀器。
3.（4分）閱讀與理解題
紅燈停，綠燈行
紅燈停，綠燈行，這是人所共知的，能否將紅綠燈的作用互換一下呢？我們平時見到的太陽光是白光，它是由紅、橙、綠、藍、靛、紫等色光組成的，白光叫復色光，各種顏色的光叫單色光．單色光的顏色是由頻率決定的，紅光頻率最低，波長最長；紫光頻率最高，波長最短．光在空氣中傳播時，會遇到大氣分子、水蒸氣微粒以及塵埃微粒等障礙物．當光照射到這些微小的障礙物上，障礙物會將光波的一部分能量散射出去，而另一部分能量將穿過障礙物繼續向前傳播，光散射的強度與光波波長有關，波長越短，被散射出去的能量越多，穿過的能量越少，在相同條件下，紅、橙光穿過的能量多，藍、綠光被散射出去的能量多，早晚我們看見太陽時，見到的主要是太陽光中穿透厚厚大氣層的紅光、橙光，所以朝陽、落日是紅色的．晴朗的天空，見到的主要是陽光中被大氣散射的藍、綠光，所以天空呈藍色．
正因為紅光在空氣中散射最弱，穿透能力強，可以傳到較遠的地方，使車輛和行人在遠處就能發現，及早做好準備，所以用紅燈表示停止和危險信號．霧天行車，車上要開黃色警示燈，也是這個道理．可見紅綠燈的作用是不能互換的．
閱讀上文，回答下列問題：
（1）請你概括指出光散射遵循的規律．
（2）試著運用上文提到的知識解釋大海為什么是藍色的？
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【例題】
知識點一：光的直線傳播
1.光源。能夠自行發光的物體叫光源。
2.光沿直線傳播的條件。光在均勻介質中是沿直線傳播的。
3.光速。光在真空中速度為 3×10m/s；光在空氣中傳播速度約等于真空中的速度。
4.用 光的直線傳播可解釋影子的形成、小孔成像、日食等。
【例題1】（2022哈爾濱）下列有關中國古代文明中涉及的物理知識，說法正確的是（　　）
A.大小不同的編鐘發聲，音調相同
B.鉆木取火時木頭內能不變
C.小孔成像是光的直線傳播現象
D.使用轆轤提水可以省功
【答案】C
【解析】A．大小不同的編鐘振動的頻率不同，發出的聲音音調不同，故A錯誤；
B．鉆木取火時木頭克服摩擦力做功，將機械能轉化為內能，所以木頭內能增大，故B錯誤；
C．來自物體不同部位的光通過小孔沿直線傳播到達光屏上成像，這就是小孔成像，原理是光的直線傳播，故C正確；
D．使用機械能夠省力或者省距離，但不能省功，故D錯誤。
【例題2】（2022黑龍江龍東農墾森工）如圖所示現象中，屬于光的直線傳播形成的是（　?。?br/>A．井底之蛙 B．空中彩虹 C．水中倒影 D．古代女子照銅鏡
【答案】A
【解析】A.井底之蛙，這是由于光是由直線傳播的，只能看到頭頂的一片天，故A符合題意；
B.天空中出現的彩虹是光的色散現象，屬于光的折射，故B不合題意；
C.水中的倒影是平面鏡成像，屬于光的反射現象，故C不合題意；
D.銅鏡中的像是平面鏡成像，是由于光的反射形成的，故D不合題意。
考點二：光的反射
1.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象叫做光的反射。
2.光的反射定律
（1）共面：反射光線、入射光線和法線在 同一平面內。
（2）異側：反射光線和入射光線分別位于 法線 的兩側。
（3）等角： 反射角 等于 入射角 。
3.光的反射類型
（1）鏡面反射：射到物體表面上的平行反射后 反射光線仍然是平行的 。
（2）漫反射：射到物體表面上的平行反射后 反射光線不再平行，而是射向各個方向 。
4.可逆性：在反射現象中，光路是 可逆 的。
【例題3】（2022江蘇揚州）下列光現象中，由于光的反射形成的是（　?。?br/>A. 皮影 B. 筆在水面處“折斷”C. 水中的“倒影” D. 三棱鏡分解白光
【答案】C
【解析】A．皮影是由于光的直線傳播形成的。故A不符合題意；
B．筆在水面處“折斷”這是由于光的折射形成的。故B不符合題意；
C．水中的“倒影”是平面鏡成像，即由于光的反射形成的。故C符合題意；
D．三棱鏡分解白光是光的色散現象，原理是光的折射。故D不符合題意。
【例題4】（2022廣西貴港）探究光的反射規律的實驗裝置如圖甲所示，平面鏡的上方垂直放置一塊附有量角器的白色光屏，它由可以繞ON折轉的E、F兩塊板組成。
（1）讓一束光沿著E板從A點射到鏡面的O點，由于光在E板發生_______反射（選填“鏡面”或“漫”），從光屏前不同方向都可以看到E板上光線AO的徑跡。
（2）讓一束光沿著E板從A點射到鏡面O點，將紙板沿ON向后折，此時在NOF面上看不到反射光線，如圖乙所示。此實驗現象說明光反射時，_______；
（3）實驗中，觀察到入射角為45°時，反射角也為45°，由此就得出“光反射時，反射角等于入射角”結論。你認為有何不妥之處 _______。
【答案】 （1）漫
（2）入射光線、法線、反射光線三線在同一個平面內
（3）沒有多次實驗得到普遍規律
【解析】在探究光的反射規律的時候，光在紙光屏的后表面發生了漫反射，用來顯示光路，但硬紙板需要與平面鏡垂直才能與光線接觸；光發生反射時，通過折轉光屏的方式可以判斷，反射光線、入射光線和法線在同一平面內；光發生反射時，反射光線與法線的夾角為反射角，入射光線與法線的夾角為入射角，改變入射角的大小關系，探究入射角和反射角的大小關系，使實驗結論更有說服力。
（1）由于從各個方向都能看到光，故由于光在E板發生漫反射。
（2）將紙板沿ON向后折，此時在NOF面上看不到反射光線，不在同一平面內就看不到反射光線，說明入射光線、法線、反射光線三線在同一個平面內。
（3）僅僅一次無法得出結論，因為沒有多次實驗得到普遍規律。
【例題5】（2022上海）在圖中根據給出的入射光線AO畫出反射光線OB。
【答案】如圖所示：
【解析】根據反射定律作出反射光線的光路圖，題目中已經作出法線，在根據反射光線和入射光線分居法線兩側，作出反射角等于入射角即可。
根據光的反射定律，題目中已經作出垂直于鏡面的法線，做反射光線OB使反射角等于入射角即可。
考點三：平面鏡成像
1.平面鏡成像的原理是 光的反射 。
2.平面鏡成像的特點
（1）虛實：成的像為虛像。
（2）大?。合窈臀锏拇笮∠嗟?。
（3）距離：像和物到平面鏡的距離相等 。
（4）對稱：像和物關于平面鏡對稱。
【例題6】 （2022齊齊哈爾）小明上學前站在穿衣鏡前1m處整理儀表，他與鏡中自己像的距離是______ m。當小明向后退了50cm時，鏡中所成像的大小______ 選填“變大”、“不變”或“變小”。
【答案】2 不變
【解析】小明站在平面鏡前1m處，小明的像和小明到平面鏡的距離相等，所以小明的像到平面鏡的距離是1m，則像到小明的距離為2m。
當小明向后退了50cm時，小明像的大小跟小明的大小有關，跟到平面鏡的距離無關，所以小明的像大小不變。
【例題7】 (2021甘肅威武)如圖所示，A是燭焰上的一點，B是人眼的位置，請畫出A點發出的一條光線經平面鏡反射后經過B點的光路圖。
【答案】 如圖所示：
【解析】先作出發光點A關于平面鏡的對稱點A′即為A的像；連接A′B交平面鏡于點O（即入射點），連接AO，則AO為入射光線，OB為反射光線。
【例題8】（2022四川甘孜州）站在平面鏡前2 m處的小明，在平面鏡中所成的像是正立的、等大的、________ 像（選填“實”或“虛"），其像到平面鏡的距離為___________m。
【答案】 (1)虛 (2)2
【解析】由平面鏡成像的特點知：平面成等大的、正立的虛像，像到平面鏡的距離等于物到平面鏡的距離，即像到平面鏡的距離為2m。
【例題9】（2022內蒙古通遼）菜同學為了探究“平面鏡成像時，像與物到平面鏡的距離的關系”，所用的實驗器材有：單面鍍膜的玻璃板、支架、兩個相同的跳棋、白紙和刻度尺。實驗裝置如圖（甲）所示。
（1）在白紙上畫一條直線，將玻璃板豎直立在白紙上，使玻璃板　　那一面的下邊線與直線重合（選填“有膜”或“無膜”）。
（2）用鍍膜玻璃板和跳棋做實驗，實驗環境有：①幾乎無光的實驗室，②有陽光的實驗窒，在　　中進行實驗效果好（選填“①”或“②”）。
（3）在同樣的實驗環境下，用鍍膜玻璃板實驗比用普通玻璃板實驗成像更清楚，主要原因是：　 　。
（4）在白紙上沿跳棋A和B的邊緣畫圓，測出物距u和像距v的值如下表：
實驗次數 1 2 3
物距u/cm 3.39 5.11 6.39
像距v/cm 5.22 6.51
①如圖（乙）所示，第1次實驗測量的物距是A的右端到直線的距離，則像距v1＝　　cm。
②該同學發現三次實驗的像距都比物距略大一些，原因是：　?。ㄖ挥幸粋€正確選項，將正確選項的字母填在橫線上）
A．刻度尺測量像距時存在誤差 B．玻璃板有一定厚度
C．物和像的標記點不對應 D．玻璃板沒有豎直放置
【答案】（1）有膜；（2）②；（3）鍍膜增強了對光的反射；（4）①3.50；②B。
【解析】（1）在白紙上畫一條直線，將玻璃板豎直立在白紙上，有膜的一面作為反射面，使玻璃板那一面的下邊線與有膜直線重合；
（2）用鍍膜玻璃板和跳棋做實驗，實驗環境在有陽光的實驗進行實驗效果好；幾乎無光的實驗室不能完成實驗；
（3）在同樣的實驗環境下，用鍍膜玻璃板實驗比用普通玻璃板實驗成像更清楚，主要原因是：鍍膜增強了對光的反射；
（4）①由圖知：刻度尺上1cm之間有10個小格，所以一個小格代表的長度是0.1cm，即此刻度尺的分度值為1mm；
物體左側與0對齊，右側略偏過3.5cm，估讀為0.00cm，所以物體的長度為L＝3.50cm﹣0cm＝3.50cm。
②玻璃板有一定厚度，有兩個反射面，測量時三次實驗的像距都比物距略大一些。
考點四：光的折射
1. 光的折射定律
（1）共面：折射光線、入射光線和法線在同一平面 內。
（2）異側：折射光線、入射光線分別位于 法線 的兩側。
（3）角不相等。
①定性：分空氣射入其他透明介質和從其它透明介質中射入空氣兩種情況。
②變性：折射角隨著入射角的增大而 增大 。
2.可逆性：在折射現象中，光路是 可逆 的。
【例題10】（2022廣東?。┬∶鹘o弟弟變了個魔術，他將裝有一枚硬幣的杯子放在弟弟面前，如圖所示，弟弟在A處看不到硬幣，這是因為光沿______ 傳播。小明向杯中緩緩注水后，弟弟能看到硬幣了，這是由光的______ 產生的現象，弟弟看到的是硬幣的______ 選填“實”或“虛”像。
【答案】直線 折射 虛
【解析】弟弟在A處看不到硬幣，是由于杯的邊緣部分擋住了來自硬幣的光線，光線進入不到眼睛，所以眼睛看不到硬幣，這說明了光在均勻介質中是沿直線傳播的；
當杯中緩緩注水后，來自硬幣的光線會從水中斜射入空氣中從而發生折射，當折射光線進入人眼時，人眼逆著折射光線看去，看到的便是由于光的折射而形成的虛像虛像的位置比物體的實際位置偏高。
【例題11】（2022湖南省邵陽）如圖所示，一束光從水中斜射到空氣中，請畫出折射光線的大致方向。
【答案】如圖所示：
【解析】折射定律：折射光線、入射光線、法線在同一個平面內，折射光線、入射光線分居法線兩側，當
光由空氣斜射進入水中或其它透明介質中時，折射光線向法線偏折，折射角小于入射角；當光由水中或其
它透明介質斜射進入空氣中時，折射光線遠離法線偏折，折射角大于入射角，畫出折射光線。
過入射點畫出法線，根據折射光線、入射光線分居法線兩側，在法線的右側空氣中畫出折射光線，注意折射角大于入射角。
考點五：光的色散 物體的顏色
1.太陽光穿過三棱鏡后，被分散成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色的光，這種現象叫做光的 色散 。
2.光的三基色是紅、藍、綠；顏料的三原色是紅、黃、藍 。
3.透明體的顏色由 它透過的色光 決定，不透明體的顏色由 它反射的色光 決定。
4.光譜：把 紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫這幾種不同顏色的光按這個順序排列起來，就是光譜。
5.人眼看不見的光：在紅光之外是 紅外線 ，在紫光之外是 紫外線 。
【例題12】（2022江蘇連云港）如圖所示，讓一束白光經過三棱鏡，在三棱鏡后放置一凸透鏡將光屏放在B處時，觀察到色光的顏色是______，光屏先后在A、C兩處時，觀察到的現象有何不同：______。
【答案】(1) 白色 (2) 光屏上彩色光帶順序相反
【解析】（1）白光被三棱鏡分解成七種顏色的色光，七種顏色的色光經過凸透鏡在B處復合成白光。
（2）由圖可知，A處上方光經過B點到達C處的下方，A處下方的光經過B點到達C處的上方，在A、C兩處，光屏上彩色光帶順序相反。
【演練】
一、選擇題（本大題有10道小題，每小題3分，共計30分）
1.（2022齊齊哈爾）下列現象中屬于光沿直線傳播的是
A.左側的黑板反光
B.日食的形成
C.葉脈通過露珠成放大的像
D.雨后天空出現彩虹
【答案】B
【解析】A.黑板反光是因為黑板太光滑，光照到上面發生了鏡面反射，是由于光的反射形成的，故A錯誤；
B.日食是由于月亮轉到了地球和太陽中間，即射向地球上的光線被月亮擋住了，故該現象說明光是沿直線傳播的，故B正確；
C.露珠下的葉脈被放大，屬于凸透鏡成像，是由光的折射形成的，故C錯誤；
D.雨過天晴時，常在天空出現彩虹，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，這種現象叫做光的色散現象，所以說雨后的天空出現彩虹是由光的色散形成的，故D錯誤。
2.（2022青海）2021年5月26日，我國部分地區第一次也是今年唯一能看到“超級紅月”和“月全食”這一天文景象。下列關于“月全食”的說法正確的是（　?。?br/>A. 月球擋住太陽光形成的
B. 地球擋住太陽光形成的
C. 月球表面反射太陽光形成的
D. 太陽光經大氣層折射后形成的
【答案】B
【解析】當太陽、地球、月球在同一直線上，地球位于太陽和月球之間時，太陽發出的沿直線傳播的光被不透明的地球完全擋住，太陽光照不到地球上，在地球上完全看不到月球的現象叫“月全食”。故ACD錯誤，只有B正確。
3. （2022河北）下列光現象與物理知識對應正確的是（　?。?br/>A. 在平靜的湖面看到藍天白云——光的直線傳播
B. 游泳池注水后看上去好像變淺了——光的反射
C. 日出時，看到在地平線以下的太陽——光的折射
D. 陽光透過樹葉間的縫隙射到地面上，形成圓形光斑——光的反射
【答案】C
【解析】A．在平靜的湖面看到藍天白云是光的反射現象，故A錯誤；
B．游泳池注水后看上去好像變淺了是光的折射現象，故B錯誤；
C．日出時，看到在地平線以下的太陽是光的折射現象，故C正確；
D．陽光透過樹葉間的縫隙射到地面上，形成圓形光斑是光的直線傳播現象，故D錯誤。
4.（2022江蘇泰州）下列現象中，由于光的反射形成的是（　?。?br/>A. 泰州大橋在水中的“倒影” B. 日食
C. 雨后天空出現的彩虹 D. 池水變“淺”
【答案】A
【解析】A．泰州大橋在水中的“倒影”屬于平面鏡成像，是由于光的反射形成的，故A符合題意；
B．日食原因是光的直線傳播，故B不符合題意；
C．雨后天空出現的彩虹是由光的色散形成的，屬于光的折射，故C不符合題意；
D．池水變“淺”是由光的折射形成的，故D不符合題意。
5．（2022內蒙古通遼）下列現象中與“杯弓蛇影”原理相同的是（　　）
A．露珠下的“葉脈”B．水中“倒影” C．空中“彩虹” D．日環食
【答案】B
【解析】（1）光在同種、均勻介質中沿直線傳播，日食、月食、影子、小孔成像都是光的直線傳播形成的；
（2）光從一種介質斜射入另一種介質，或在不均勻的介質中，傳播方向發生變化，屬于光的折射，水中的筷子看起來變彎、凸透鏡成像等都是光的折射形成的；
（3）光射到物體表面又被反回的現象叫光的反射，與平面鏡有關的都是光的反射。
杯弓蛇影指的是弓在酒中成的虛像，也就是平面鏡成像，是由光的反射形成的；
A、露珠下的“葉脈”被放大是由于光的折射形成的，故A錯誤；
B、水中“倒影”屬于平面鏡成像，是由于光的反射形成的，故B正確；
C、雨過天晴時，常在天空出現彩虹，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，這種現象叫做光的色散現象，所以說雨后的天空出現彩虹是由光的色散形成的，故C錯誤；
D、日環食是由光的直線傳播形成的，故D錯誤。
6.（2022黑牡雞朝鮮族）如圖所示，一束激光AO由空氣斜射入玻璃磚，折射后從另一側面射出，其出射點可能是圖中的（ ）
A. M點 B. N點
C. P點 D. Q點
【答案】B
【解析】光線從O點斜射入玻璃中發生折射現象，折射光線向靠近法線方向偏折，折射角小于入射角，如圖所示：
所以從玻璃磚再射出，射出點可能是圖中的N點．故選B．
7.（2022湖南常德）關于光現象，下列說法中不正確的是（　?。?br/>A. 開鑿隧道時用激光束引導掘進機，利用了光的直線傳播
B. 漫反射不遵守光的反射定律
C. 自行車尾燈是靠光的反射來引起后方車輛司機注意的
D. 雨后出現彩虹是光的色散現象
【答案】B
【解析】A．利用光的直線傳播來進行激光準直，從而開鑿出平直的隧道，故A正確，不符合題意；
B．鏡面反射和漫反射都遵循光的反射定律，故B錯誤，符合題意；
C．自行車尾燈本身是不發光的，靠反射后車燈的光線來引起后車司機的注意，故C正確，不符合題意；
D．雨后彩虹是光的色散形成的七色光，故D正確，不符合題意。
8.（2022四川樂山市）下列光現象中，由光的直線傳播形成的是（　　）
A. 電視塔在水中的倒影
B. 演員對著鏡子畫臉譜
C. 水中的筷子發生“折斷”
D. 日偏食的形成
【答案】D
【解析】A．電視塔在水中的倒影利用了平面鏡成像，是光的反射現象，故A不符合題意；
B．演員對著鏡子畫臉譜是利用平面鏡成像，是光的反射現象，故B不符合題意；
C．插入水中的筷子發生“折斷”是光的折射現象，故C不符合題意；
D．日偏食的形成是由于光沿直線傳播形成的，故D符合題意。
9.（2022四川甘孜州）生活現象中蘊含了豐富的光學知識，下列說法正確的是（　?。?br/>A. “池水映明月”是由于光的折射形成的
B. “立竿見影”是光沿直線傳播形成的
C. “潭清疑水淺”是由于光的反射形成的
D. “一葉障目”是光的折射造成的
【答案】B
【解析】A．“池水映明月”是平面鏡成像，是由于光的反射形成的，故A錯誤；
B．“立竿見影”，影的形成是由于光的直線傳播形成的，故B正確；
C．“潭清疑水淺”是由于光的折射形成的，故C錯誤；
D．“一葉障目”是光的直線傳播造成的，故D錯誤。
10．（2022四川遂寧）遂寧的清晨風景如畫，涪江上薄霧縹緲，當太陽升起，薄霧散去，江岸大樹拖著長長的影子，幾只白鷺從江面輕快地掠過，水下的沙石清晰可見對這些場景的形成解釋不正確的是（　　）
A．“薄霧”的形成是水蒸氣的液化現象，“薄霧散去”是水的汽化現象
B．大樹的影子是光的直線傳播形成的
C．看見水下的“沙石”是光發生折射形成的實像
D．白鷺飛翔時，翅膀上方空氣流速大于下方，使上方的壓強小于下方，從而形成升力
【答案】C
【解析】（1）物質由氣態變成液態的現象叫做液化；物質由液態變成氣態的現象叫做汽化；
（2）光在同種、均勻、透明介質中沿直線傳播；
（3）光從水或者其他介質斜射入空氣中時，折射光線向遠離法線的方向偏折，人逆著射來的光線看去，可看到物體的虛像；
（4）流體壓強與流速的關系：流速大的地方壓強小，流速小的地方壓強大。
A.“薄霧”的形成是水蒸氣液化形成的小水滴；“薄霧散去”是小水滴汽化為水蒸氣，故A正確；
B.大樹的影子是光的直線傳播形成的，故B正確；
C.看見水下的“沙石”是光發生折射形成的虛像，而不是實像，故C錯誤；
D.白鷺飛翔時，翅膀上方空氣流速大于下方，流速大的地方壓強小、流速小的地方壓強大，所以翅膀上方的壓強小于下方，從而形成了翅膀的升力，故D正確。
二、填空題（每空1分，共計21分）
1.（2022哈爾濱）如圖所示，橋在水中形成的“倒影”是______（選填“虛”或“實”）像，這個像是光的_______（選填“反射”或“折射”）形成的。
【答案】 虛 反射
【解析】水面起到了平面鏡的作用，橋在水中形成的“倒影”是橋經過水面所成的像，屬于平面鏡成像，是虛像，這個像是光的反射形成的。
2．（2022四川綿陽）如圖所示，裝有水的長方體水槽水平放置，固定在左壁上的激光筆發出的一束紅光射到水面上的O點，紅光與水面夾角是45°，反射光射到右壁上的A點，折射光射到右壁上的B點，則A點到水面的距離 　?。ㄟx填“大于”“小于”或“等于”）B點到水面的距離；往水槽內注水，水面上升2cm，此時反射光射到右壁上的C點，則A、C之間的距離是 　　cm。（點A、B、C未在圖中標出）
【答案】小于；4。
【解析】（1）當光從空氣斜射入水中時，入射角大于折射角；
（2）根據反射定律、折射定律畫出光路圖，根據數學幾何知識即可解題。
如圖所示：，光空氣斜射入水中，折射光線偏向法線，因此A到水面的距離小于B到水面的距離；由幾何知識可知AODC是一個平行四邊形，因此AC＝OD，三角形ODE是一個等腰直角三角形，OD是水面上升高度的兩倍，AC＝OD，所以AC的距離為4cm。
3.現有（1）小孔成像；（2）立竿見影；（3）海市蜃樓；（4）水中倒影四個光現象。其中能用光的直線傳播規律解釋的是__________（填序號）。請你再舉出一個光的直線傳播現象的實例_____________。
【答案】（1）（2）.激光準直、日食和月食等（選一個即可，其他正確也給分）。
【解析】光在同種、均勻、透明介質中沿直線傳播，產生的現象有小孔成像、激光準直、影子的形成、日食和月食等；小孔成像說明光是沿直線傳播的，立竿見影屬于影子的形成，說明光是沿直線傳播的；光線傳播到兩種介質的表面上時會發生光的反射現象，例如水面上出現岸上物體的倒影、平面鏡成像、玻璃等光滑物體反光都是光的反射形成的；光線在同種不均勻介質中傳播或者從一種介質進入另一種介質時，就會出現光的折射現象，例如水池底變淺、水中筷子變彎、海市蜃樓、凸透鏡成像等都是光的折射形成的。
4.（2022四川成都）小王走向正前方的玻璃窗，想看看美麗的夜景，卻發現玻璃窗里有個“自己”迎面走來，這是光的____________(選填“直線傳播”、“反射”或“折射”)現象。同時她發現，房內電燈通過玻璃成的像與她本人的距離___________。
【答案】 (1) 反射 (2) 減小
【解析】（1）玻璃窗相當于平面鏡，玻璃窗里“自己”是光經玻璃窗反射形成的虛像，屬于光的反射現象。
（2）房內電燈的位置不變，電燈通過玻璃成的像到玻璃窗的距離不變，小王靠近玻璃窗，所以房內電燈通過玻璃成的像與她本人的距離減小。
5.（2022天津）小芳同學站在穿衣鏡前lm處，鏡中的像與她相距_____m．當她遠離穿衣鏡時，像的大小_____（選填“變大”“變小”或“不變”）．
【答案】 (1)2 (2) 不變
【解析】（1）由平面鏡成像特點知道，像和物距離平面鏡的距離是相等的，所以，當小華距平面鏡的距離是1m時，像與他之間的距離是：1m×2＝2m；
（2）平面鏡所成的像與物體是等大的，當人遠離平面鏡時，視覺上感覺像在變小，但實際上像的大小并沒有變．所以，若他遠離平面鏡后退1m，他在平面鏡中像的大小不變．
6．（2022黑龍江龍東農墾森工）為了消殺新冠病毒，工作人員在教室噴灑酒精后，同學們進入教室聞到刺鼻的酒精味，這是　 　現象；同學們用測溫槍測體溫，利用　 　（“紅外線”、“紫外線”、“可見光”）的熱效應。
【答案】擴散；紅外線。
【解析】同學們進入教室聞到刺鼻的酒精味，是因為酒精分子不停地做無規則運動，屬于擴散現象；
根據紅外線的特點可知，由于紅外線熱效應強，測溫槍是利用紅外線的熱效應工作的。
7.（2022山東菏澤）小明探究“光的折射規律”時，做了兩個實驗，如圖所示。對比兩圖，你有什么發現？_________。根據這兩幅圖，請你提出一個有探究價值的問題：_________。
【答案】在入射角相同時，不同介質中的折射角不同；影響折射角大小的因素是什么？
【解析】 如圖，入射角都是60°，甲圖中介質是水，乙圖中介質是玻璃，介質不同，折射角不同，可以得到結論是：在入射角相同時，不同介質中的折射角不同；那么為什么介質不同，折射角不同呢？影響折射角大小的因素是什么？ （說明：意思正確就給分。）
8.（2022河南模擬）小華去森林探險，看見陽光透過樹葉的縫隙在地上留下圓形光斑，光斑的成像原理
是　?。ㄌ罟鈱W原理）。同時看見樹林邊溪水中的“藍天白云”，這是　?。ㄌ罟鈱W原理）在水中所成的虛像。小華想利用平面鏡將太陽光束反射進一個水平山洞（如圖所示），則他應將平面鏡與水平地面成　　夾角放置。
【答案】光的直線傳播；光的反射；30°或150°。
【解析】（1）陽光透過樹葉的縫隙在地上留下圓形光斑，這是小孔成像現象，是光的直線傳播形成的；
（2）溪水中的“藍天白云”，是由于光的反射在水中形成的虛像，同平面鏡成像的道理相同；
（3）作出反射光線和入射光線夾角的角平分線，即為法線；然后過反射點垂直于法線作出平面鏡，如下圖所示；此時入射角為=60°，則平面鏡與水平面的夾角為30°，或者180°﹣30°=150°。
所以，應將平面鏡與水平地面成30°或者150°夾角放置。
9. （2022遼寧撫順）如圖所示是一款自帶投影功能的手機，我們看到的彩色投影畫面是由紅、______、藍三種色光混合而成。充電寶給手機充電時，充電寶相當于電路中的______（填“電源”或“用電器”）。
【答案】 綠 電源
【解析】彩色投影畫面的顏色是由紅、綠、藍三種色光合成的。
充電寶給手機充電時，充電寶提供電能，相當于簡單電路中的電源。
10. （2022遼寧阜新）牙醫給病人檢查牙齒用的是______鏡。汽車的后視鏡是______鏡。
【答案】 平面 凸面
【解析】牙醫將一個小鏡伸進患者口腔內檢查牙齒，平面鏡能成像，能改變光的傳播方向，這個小鏡是平面鏡。汽車的后視鏡是凸面鏡，凸面鏡對光線有發散作用，可以擴大視野，使司機看到的景物范圍變大。
三、作圖題（每小題2分，共計10分）
1.（2022江蘇南京）圖甲中，牙醫借助平面鏡觀察牙齒的背面。請在圖乙中畫出能反映此過程的光路圖。
【答案】如圖所示。
【解析】畫出牙齒關于鏡面的對稱點即為牙齒在平面鏡中所成的像，連接像點和眼睛的直線與平面鏡的交點即為入射點，連接入射點和眼睛并標上箭頭為反射光線，連接牙齒和入射點標上箭頭即為入射光線.
2.（2022江蘇揚州）如圖乙，作出物體AB在平面鏡中的像；
【答案】如圖所示。
【解析】分別作出A、B關于平面鏡的對稱點A′、B′，連接A′B′即為物體AB在平面鏡中成的像.
3. （2022貴州黔東南州）如圖所示，A、B是鏡前一點光源S發出的光線，經平面鏡MN反射后的兩條反射光線，請在圖中畫出點光源S的位置。
【答案】如圖所示。
【解析】根據光的反射定律，做兩條光線的反向延長線，交點即為點光源S的像點 ，再根據平面鏡成像特點，像和物關于鏡面對稱，做出像點關于鏡面的對稱點S，即為點光源S.
4.（2022云南模擬）如圖所示，射向平面鏡的一束光AO經鏡面反射后沿水平方向OB射出圖中，ON是∠AOB的角平分線，請在圖中作出平面鏡放置的位置并標出入射角α。
【答案】如圖所示：
【解析】本題考查了光的反射定律的應用，首先要熟記光的反射定律的內容，并要注意入射角與反射角的概念，法線為入射光線和反射光線的角平分線，法線與平面鏡垂直。
由題知，OB為反射光線，題目已經過入射點作出入射光線AO與反射光線OB夾角的平分線（即法線），再過入射點作垂直于法線的平面鏡即可，
入射角是入射光線與法線的夾角，如圖所示。
5.（2022沈陽模擬）如圖所示，S是點光源，作出入射光線SO的反射光線和大致的折射光線．
【答案】如圖所示：
【解析】本題考查了根據光的折射規律和光的反射規律的作圖，注意要標出光的傳播方向．
根據入射光線、反射光線以及法線在同一平面內，并且入射角等于反射角，畫出反射光線；
根據入射光線、折射光線以及法線在同一平面內，折射角小于入射角，確定折射光線的方向．
根據反射角等于入射角在法線右側的空氣中畫出反射光線；根據折射角小于入射角在法線右側水中畫出折射光線．
四、實驗探究題（本道大題有4個小題，共計25分）
1.（6分） （2022長春）在“探究光反射時的規律”的實驗中：
實驗次數 1 2 3
入射角 i 30° 45° 60°
反射角 r 30° 45° 60°
（1）如圖甲所示，使一束光貼著紙板E入射到O點，觀察反射光。實驗中，從不同方向都能在紙板F上看到反射光，是因為光在紙板F上發生了______反射；
（2）多次改變入射光的方向，用量角器測量入射角和反射角，記錄在表格中，分析數據得出：在反射現象中，反射角______入射角；
（3）將紙板F按照圖乙所示的方式偏折，則在紙板F上看不到反射光，說明在反射現象中，反射光線、入射光線和法線都在______。
【答案】 漫 等于 同一平面內
【解析】（1）光的反射分為鏡面反射和漫反射，實驗中，從不同方向都能在紙板F上看到反射光，是因為紙板F表面比較粗糙，光在紙板F上發生了漫反射。
（2）由表中數據可知，每次實驗中，反射角和入射角角度大小相等，所以可以得出：在反射現象中，反射角等于入射角。
（3）將紙板F按照圖乙所示的方式偏折，此時紙板E和紙板F不在同一平面內，在紙板F上看不到反射光，說明在反射現象中，反射光線、入射光線和法線都在同一平面內。
2．（8分）（2022內蒙古通遼）如圖是“探究平面鏡成像時像與物的關系”的裝置。在水平桌面上鋪一張白紙，將玻璃板豎立在白紙上，把一支點燃的蠟燭A放在玻璃板前面，一支完全相同，但不點燃的蠟燭B放在玻璃板后面移動，直到看上去它與蠟燭A的像完全重合。移動點燃的蠟燭，多做幾次實驗。
（1）實驗時，選擇玻璃板代替平面鏡進行實驗的原因是 　 　。
（2）在尋找蠟燭A的像的位置時，某同學無論怎樣調節蠟燭B，發現都不能與蠟燭A的像重合，發生這種現象的原因可能是 　 　。
（3）實驗中把蠟燭A遠離玻璃板看到的像會遠離，像的大小 　　（填“變大”“變小”或“不變”）。
（4）若要確認平面鏡所成像是虛像還是實像，進一步操作是 　 　。
【答案】（1）便于確定像的位置；（2）玻璃板沒有豎直放置；（3）不變；（4）把蠟燭B取走，光屏放在蠟燭B的位置上，看光屏上是否有蠟燭A的像，光屏上如果沒有，說明平面鏡成虛像。
【解析】（1）玻璃板既可以反射光線，又可以透過光線；
（2）為使B與A的像重合，玻璃板必須與白紙垂直；
（3）物體在平面鏡中成虛像，物像大小相等；
（4）可以用光屏驗證像的虛實，因為虛像不能用光屏承接。
解：（1）實驗中用玻璃板代替平面鏡的目的是便于確定像的位置；
（2）平面鏡成的像是光的反射形成的，A蠟燭發出的光線經玻璃板反射，被人眼接收，才能看到像，故眼睛在A蠟燭所在這一側。如果玻璃板沒有豎直放置，A蠟燭所成的像可能偏高或偏低，這樣B蠟燭與A蠟燭的像就無法重合了；
（3）玻璃板中的像的大小跟物體大小有關，跟物體到玻璃板的距離無關，所以物體遠離玻璃板，像的大小不變；
（4）為了驗證平面鏡成虛像，可以把蠟燭B取走，光屏放在蠟燭B的位置上，看光屏上是否有蠟燭A的像，光屏上如果沒有，說明平面鏡成虛像。
3. （5分）（2022貴州安順）在探究“光的反射規律”的實驗中，為了確定反射光線和入射光線的位置關系，實驗器材有:可旋轉的光屏（如圖甲所示，光屏的A、B兩部分均可繞軸ON旋轉）、平面鏡和激光電筒。如圖乙所示，將光屏立放在水平放置的鏡面上，讓激光電筒發出的光沿光屏A入射到O點。
（1）實驗中，光屏A是用來呈現_______光線的，為了觀察到完整的光路，光屏B需旋轉到圖乙中的位置_______（填序號）；
（2）旋轉光屏A到位置1時，也同時需要旋轉光屏B到位置3才能觀察到完整光路，通過以上操作過程可知，要觀察完整的光路，光屏A、B兩部分旋轉后要處于________；
（3）記錄多次實驗光路，進一步研究發現反射光線和入射光線關于轉軸ON對稱，這條過入射點并_______于鏡面的直線ON叫做________，根據這條線便可以確定反射光線和入射光線的位置關系。
【答案】 ①. 入射 ②. 2 ③. 同一平面 ④. 垂直 ⑤. 法線
【解析】（1）由題知，讓激光電筒發出的光沿光屏A入射到O點，因此光屏A是用來呈現入射光線的。
由光的反射定律可知，反射光線與入射光線在同一平面內，因此為觀察到完整的光路，需將光屏B需旋轉到圖乙中的位置2，使光屏A和光屏B在同一平面內。
（2）由圖乙可知，旋轉光屏A到位置1，旋轉光屏B到位置3時，光屏A和光屏B在同一平面內，此時才能觀察到完整光路，說明要觀察完整的光路，光屏A、B兩部分旋轉后要處于同一平面。
（3）由光的反射定律可知，反射光線與入射光線分居在法線兩側，反射角等于入射角，即反射光線與入射光線關于法線對稱，研究發現反射光線和入射光線關于轉軸ON對稱，因此轉軸ON即為法線所在位置，法線與鏡面垂直，因此過入射點并垂直于鏡面作直線即為法線。
4．（6分）（2022貴州貴陽）光從空氣斜射入水和玻璃時都會發生折射現象，但是水和玻璃的折射情況會相同嗎？為了探究這個問題，小華選擇了光屏、透明玻璃磚、水槽、激光電筒等器材進行實驗。他在光屏上畫出互相垂直的NN'和MM'兩條線段并相交于O點，如圖甲所示。
（1）小華將玻璃磚的一個表面與MM'齊平放置，讓激光電筒發出的光線從A點到O點入射，他看到了如圖乙所示的光路（AO、OC為同一直線），你認為出現光線OC是因為________所致，鑒于本實驗的目的，此時最應該記錄的兩條光線是________________。
（2）接下來他要觀察光從空氣中進入水中的情況，他將光屏豎直放入水槽中，（使線段MM'水平）并向水槽中慢慢注水至水面與MM'齊平，入射光線應該從A點向O點射入，這是為了保證_______________，其實本實驗小華還考慮了入射光線所在一側的________相同。
（3）小華最終在光屏上記錄下了如丙所示的光路圖（OE為水中的折射光線），通過分析光路，你認為玻璃和水這兩種介質對光的偏折能力較強的是________。
（4）若用激光以相同的入射角分別從玻璃和水中斜射入空氣中，則________射出的折射光線更遠離法線。
【答案】（1）有部分光線并沒有通過玻璃磚，而依舊在空氣中傳播；AO和OB；（2）入射光線重合；入射角；（3）玻璃；（4）玻璃。
【解析】（1）光線AO到OC，光的傳播路線沒有改變，說明光在同一種均勻介質中傳播，所以可以判斷有部分光線并沒有通過玻璃磚，而依舊在空氣中傳播。
本實驗探究光的折射規律，要記錄光的折射光線和入射光線，所以要記錄的兩條光線是AO和OB。
（2）探究光在玻璃和水的折射能力，要控制入射光線相同，入射角相同，觀察折射光線和折射角的變化情況，所以入射光線應從A點向O點射入，這是為了保證入射光線重合，入射角相同。
（3）如乙丙圖，當光在空氣中傳播時AO入射，OC傳播；當光線從空氣斜射入水中，AO入射，OE傳播；當光線從空氣斜射入玻璃中，AO入射，OB傳播，比較OB偏離OC更多，所以玻璃和水這兩種介質對光的偏折能力較強的是玻璃。
（4）光路是可逆的，光從空氣斜射入玻璃偏折能力強，當光從玻璃斜射入空氣中偏折能力也強，所以遠離法線。
五、綜合素養題（本題3道小題，共14分）
1.（4分）如圖，A、B兩地相距4km，MN是與AB連線平行的一條小河的河岸，AB到河岸的垂直距離為3km，小軍要從A處走到河岸取水然后送到B處，他先沿著垂直于河岸的方向到D點取水，再沿直線DB到B處。若小軍的速度大小恒為5km/h，不考慮取水停留的時間。
（1）求小軍完成這次取水和送水任務所需的時間。
（2）為了找到一條最短的路線（即從A到河岸和從河岸到B的總路程最短），可以將MN看成一個平面鏡，從A點作出一條光線經MN反射后恰能通過B點，請你證明入射點O即為最短路線的取水點。
【答案】見解析。
【解析】（1）總路程 s=AD+DB=（3+5）km=8km
總時間 t=s/t=8/5h=1.6h
（2）如圖，根據平面鏡成像的特點，作出A點關于MN所成的虛像A′連接A′D和A′O，AO=A′O，且A′、O、B在一條直線上，故取水點為O時的路線長度s=AO+OB=A′O+OB= A′B，在O點以外的河岸上任取一點P，路線的長度s′=AP+PB= A′P+PB
由三角形知識得A′B＜A′P+PB，即s＜s′
故入射點O為最短路線的取水點。
2．（6分）（2022北京）請閱讀《華夏之光—圭表》并回答問題：
華夏之光——圭表
我國古代的天文觀測一直居于世界領先地位，天文學家們發明了許多先進的天文觀測儀器，其中圭表就是典型的代表。圭表（如圖1所示）包括圭和表兩部分，正南北方向平放的尺，叫作圭，直立在平地上的標竿或石柱、叫作表，圭和表相互垂直。
戰國以前的天文學家已絲能夠利用水面來校正圭，使其水平，使用鉛垂線來校正表，使其與圭相互垂直。
依據圭表正午時表影長度的變化，就能推算出二十四節氣，依據表影長短的周期性變化，就能確定一回歸年的天數，由于日光散射和漫反射的影響，早期圭表的表影邊緣模糊不清，影響了測量表影長度的精度。
為了解決上述問題，元代天文學家郭守敬采取理論與實踐相結合的科學方法，對圭表進行了一系列政進與創新。他將表的高度增加，并且在表頂加一根架空的橫梁，使表高變為傳統表高的五倍。這樣，測量時，把傳統的確定表影端的位置變為確定梁影中心的位置、提高了測量影長的精度。
郭守敬又利用小孔成像的原理，發明了景符，利用景符可以在圭面上形成太陽和梁的清晰像（如圖2所示），這樣就可以精確的測量表的影長了。這些措施成功解決了圭表發明以來，測影時“虛景之中考求真實”的困難。
以圭表為代表的我國古代的科技成果，像一顆顆璀璨的明珠，閃耀著智慧的光芒，激勵著我們攀登新的科技高峰。
請根據上述材料，回答下列問題：
（1）請寫出我國古代天文學家保證圭和表相互垂直的措施，并解釋為什么這種措施可以保證圭和表是相互垂直的。
（2）郭守敬的改進與創新措施解決了早期圭表的什么問題？
（3）除了圭表，請你再列舉一個我國古代天文觀測儀器。
【答案】見解析。
【解析】（1）重力的方向是豎直向下的，水面是水平的；
（2）早期圭表的表影邊緣模糊不清，影響了測量表影長度的精度；
（3）我國古代天文觀察儀器有日晷、渾天儀、水運儀等。
【解答】（1）用水面來矯正圭，使其水平，利用重垂線來矯正表，使其與圭相互垂直，這是因為重垂線是利用重力方向的豎直向下作用的，豎直向下與水平面互相垂直；
（2）測量時，把傳統的確定表影端的位置變為確定梁影中心的位置，解決了早期圭表的表影邊緣模糊不清的問題，提高了測量影長的精度；
（3）我國古代天文觀察儀器還有日晷、渾天儀、水運儀等。
【點評】本題考查了光的直線傳播、重力的方向的應用，讀懂文中內容是解題的關鍵。
3.（4分）閱讀與理解題
紅燈停，綠燈行
紅燈停，綠燈行，這是人所共知的，能否將紅綠燈的作用互換一下呢？我們平時見到的太陽光是白光，它是由紅、橙、綠、藍、靛、紫等色光組成的，白光叫復色光，各種顏色的光叫單色光．單色光的顏色是由頻率決定的，紅光頻率最低，波長最長；紫光頻率最高，波長最短．光在空氣中傳播時，會遇到大氣分子、水蒸氣微粒以及塵埃微粒等障礙物．當光照射到這些微小的障礙物上，障礙物會將光波的一部分能量散射出去，而另一部分能量將穿過障礙物繼續向前傳播，光散射的強度與光波波長有關，波長越短，被散射出去的能量越多，穿過的能量越少，在相同條件下，紅、橙光穿過的能量多，藍、綠光被散射出去的能量多，早晚我們看見太陽時，見到的主要是太陽光中穿透厚厚大氣層的紅光、橙光，所以朝陽、落日是紅色的．晴朗的天空，見到的主要是陽光中被大氣散射的藍、綠光，所以天空呈藍色．
正因為紅光在空氣中散射最弱，穿透能力強，可以傳到較遠的地方，使車輛和行人在遠處就能發現，及早做好準備，所以用紅燈表示停止和危險信號．霧天行車，車上要開黃色警示燈，也是這個道理．可見紅綠燈的作用是不能互換的．
閱讀上文，回答下列問題：
（1）請你概括指出光散射遵循的規律．
（2）試著運用上文提到的知識解釋大海為什么是藍色的？
【答案】（1）根據文中的關鍵字句可知光散射遵循的規律：光散射的強度與光波波長有關，波長越短，被散射出去的能量越多，穿過的能量越少；
（2）我們能夠看到大海是因為海水反射的光的進入我們的眼睛，射向水面的太陽光中波長較短的藍光和紫光遇到較純凈的海水分子時就會發生強烈的散射和反射，于是人們所見到的海洋就呈現一片蔚藍色或深藍色了．
【解析】解答本題要抓住材料中的關鍵句子“光散射的強度與光波波長有關，波長越短，被散射出去的能量越多，穿過的能量越少”．太陽光由紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種顏色組成，這七種顏色的光，波長各不相同，從紅光到紫光，波長逐漸變短，長波的穿透能力最強，最容易被水分子吸收，短波的穿透能力弱，容易發生反射和散射．

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