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第4節 光的反射和折射
考點一、光的反射
（一）定義
光射到物體表面上時，有一部分光會被物體表面反射回來，這種現象叫做光的反射。常見的光的反射現象有平面鏡成像、水中倒影、黑板反光等。
（二）基本概念
一點 入射點 光的入射點，用字母“O”表示
三線 入射光線 射到反射面的光線， 如圖中的M0
法線 經過入射點0垂直于反射面的直線，是一條輔助線，通常用虛線表示，如圖中OP
反射光線 入射光線射到反射面上后，被反射面反射后的光線，如圖中的ON
兩角 入射角 入射光線與法線的夾角，如圖中的∠α
反射角 反射光線與法線的夾角，如圖中的∠β
（三）探究光的反射規律
(1)實驗器材:激光手電、平面鏡、可折轉的白色硬紙板、不同顏色的筆、量角器、刻度尺等。
(2)實驗步驟:
①把一可繞ON折轉的白色硬紙板豎直放置在平面鏡上，使一束光緊貼紙板射向鏡面的0點，經過平面鏡的反射，沿著另一個方向射出，在紙板上用紅色筆描出入射光線和反射光線的徑跡
②改變入射光線的方向，重做兩次。分別換用其他顏色的筆描出入射光線和反射光線的徑跡。
③以法線ON為轉軸，將紙板B繞法線ON緩慢旋轉，觀察在紙板B上還有沒有反射光線。
④取下硬紙板，用量角器量出入射角和反射角。
(3)實驗結論:在反射現象中，入射光線、反射光線法線在同一平面內；反射光線和入射光線分居法線的兩側；反射角等于入射角。這就是光的反射定律。
(4)探究光的反射規律的實驗解讀。
①在探究光的反射規律實驗中，要使入射光線沿著白色硬紙板的表面斜射到平面鏡上的0點，這樣可以在白色硬紙板上顯示光的傳播路徑，便于觀察和記錄入射光線和反射光線的位置。
②白色硬紙板與平面鏡垂直放置，此時ON就是法線所在的位置。
③將紙板B沿ON向后轉動，紙板上將看不到反射光線，這是因為兩個面不在同平面內，是為了探究反射光線和入射光線是否在同一平面內。
④將入射光線逆著原反射光線的方向射到平面鏡上，反射光線將逆著原入射光線的方向射出，說明光路具有可逆性。
⑤實驗中紙板的作用:顯示光的傳播路徑，驗證反射光線、入射光線和法線在同一平面內,顯示反射角隨入射角的變化情況。
⑥多測幾組入射角和反射角的目的:尋找實驗的普遍規律，避免實驗的偶然性。
（四）鏡面反射和漫反射
反射分鏡面反射和漫反射，平行光線入射到平而光滑反射面上，反射光線還是平行射出，這種反射是鏡面反射；平行光線入射到粗糙的反射面上，反射光線射向四面八方，這種反射是漫反射，鏡面反射和漫反射都遵守光的反射定律。
說明：①反射定律的應用要注意是同一平面內。
②入射角是指入射光線與法線的夾角；反射角是指反射光線與法線的夾角。
③反射時，反射角等于入射角，不能說入射角等于反射角。
④鏡面反射和漫反射的共同點是每條光線都遵循光的反射定律，不同點是鏡面反射的反射光線朝某一方向，而漫反射的反射光線朝著各個方向。
典例1：在“探究光的反射規律”的實驗中，如圖所示，平面鏡M放在水平桌面上，
（1）如圖甲，當E、F在同一平面上時，讓入射光線AO沿紙板E射向鏡面，在F上可看到反射光線OB，測出入射角和反射角的大小，便立即得出實驗結論：反射角等于入射角。有同學認為這樣的結論不合理，原因是　 　。正確的的操作方式是　 　。
（2）若將一束光貼著紙板F沿BO射到0點，光將沿圖中的　 　方向射出，這現象說明了　 　。
（3）如圖乙所示，以法線ON為軸線，把紙板F向后緩慢旋轉，在F上　 　(填“能”或“不能”)看到反射光線OB，這樣做的目的是為了　 　。
變式1：一束光與鏡面成30°角入射，以垂直紙面的直線為軸繞O點轉動平面鏡，使反射光線跟入射光線恰好垂直，則鏡面應（　　）
A．順時針轉動30° B．逆時針轉動30° C．順時針轉動15° D．逆時針轉動15°
變式2：下列關于鏡面反射和漫反射的說法，正確的是（　　）
A．鏡面反射看上去總比漫反射亮
B．光照到光滑平整的物體表面時就會發生鏡面反射
C．形成漫反射的部分光線不遵守光的反射定律
D．玻璃幕墻的“反光"現象就是漫反射形成的
變式3：（2023七下·嘉興期末）如圖所示，光線AO與鏡面的夾角為40°，則反射角為　 　；若光線AO繞O點順時針旋轉15°，則反射光線與入射光線的夾角將　 　(選填“增大”或”減小”)
考點二、平面鏡
（一）平面鏡成像的原理:光的反射
平面鏡所成的像是物體發出(或反射)的光線射到鏡面上發生反射，由反射光線的反向延長線在鏡后相交而形成的。
點光源P在鏡后的像P'并不是實際光線會聚而成的，而是由反射光線的反向延長線相交而成的，人逆著反射光線看，覺得光線好像由P'點射出，而實際上像并沒有發出光，所以P'叫P的虛像。如果把光屏放在P'處，是接收不到這個像的，所以虛像只能用眼睛看到，而不能呈現在光屏上。
（二）平面鏡成像特點的探究
實驗器材:玻璃板、刻度尺、蠟燭、火柴、白紙。
簡要步驟:(1)在桌上鋪一張白紙，紙上豎-塊玻璃板，作為平面鏡。在紙上記下平面鏡的位置。
(2)選取兩支大小相同的蠟燭，把一支點燃的蠟燭放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一支沒有點燃的蠟燭，豎立著在玻璃板后面移動，直到看上去它跟前面那支蠟燭的像完全重合，在紙上記下兩支蠟燭的位置。實驗時注意觀察蠟燭的大小和它的像的大小是否相同。
(3)改變點燃的蠟燭的位置，重做上面的實驗。量出每次實驗中兩支蠟燭到玻璃板的距離，并比較它們的大小和位置關系。
分析與論證:未點燃的蠟燭和點燃蠟燭的像完全重合，說明像和物體大小相等。經過測量可知，像與物體到平面鏡的距離相等。
（三）平面鏡成像的特點
平面鏡成像的特點可概括為“等大、垂直、等距、左右相反、正立虛像”。即平面鏡所成的像與物體關于鏡面對稱。
(1)等大:像和物體的大小相等。
(2)垂直:像和物體的對應點連線跟鏡面垂直。
(3)等距:像到鏡面的距離和物體到鏡面的距離相等。
(4)左右相反:像和物體左右是相反的。
(5)正立虛像:物體在鏡中所成的像是正立的虛像，只能用眼睛觀察到，不能用光屏去承接。
【能力拓展】
①有時候無法使后面的蠟燭與前面蠟燭所成的像完全重合是因為玻璃板與桌面不垂直。
②實驗中宜選擇較薄的玻璃板,避免因前、后兩個玻璃表面成的像不重合而有一定的錯位,便于確定像的位置。
③為了使觀察到的像更為清晰，本實驗最好在較暗的環境中進行。后面的蠟燭“不點燃”是為了防止光線太強對像的觀察造成于擾。且像的燭焰與點燃的蠟燭的燭焰不能完全重合，影響實驗結論的得出。
③用玻璃板代替平面鏡的目的:是便于找到并確定像的位置
④取兩支大小相同的蠟燭:目的是便于比較像與物的大小關系
典例1：（2023七下·嘉興期末）如圖所示是”探究平面鏡成像特點”的實驗裝置圖。
（1）實驗中選擇用”薄玻璃板”而不是”平面鏡”成像，目的是為了　 　。
（2）實驗中，當蠟燭A遠離玻璃板時，像B的大小是否變化？　 　；支持你作出上述判斷的依據是因為可觀察到　 　。
（3）實驗中找到像后，玻璃板如果向蠟燭A傾斜，則像B的位置高度將　 　(選填”上升”或”下降”)。
變式1：（2023七下·柯橋期末）如圖所示，平面鏡前有一點光源S發出的一束光線被平面鏡反射后經過A點，請作出該光線的光路圖。
變式2：（2023七下·常山期末）如圖是探究平面鏡成像特點的實驗，步驟如下：
①在水平桌面上鋪上白紙，將玻璃板豎立在白紙中間位置，記下玻璃板的位置：
②將點燃的蠟燭甲放在玻璃板前面，出現蠟燭的像乙后，再將另一支大小相同的未點燃的蠟燭丙豎立在玻璃板后面，______，直至重合，用筆記下兩支蠟燭的位置：
③移動蠟燭甲到另一個位置，重復上述實驗：
④用直線連接每次實驗中的甲和乙的位置，測量出物距和像距的大小。
（1）該實驗中需要的測量工具是　 　。
（2）填寫步驟②______中的正確操作。
A．移動丙靠近乙 B．移動丙遠離乙 C．移動乙靠近丙 D．移動乙遠離丙
（3）實驗中，有同學用一張白紙擋在玻璃板和像之間，請判斷該同學是否還能觀察到蠟燭的像？并說出理由　 　。
變式3：在探究“平面鏡成像特點”的實驗中，小科所在小組的同學們選取一塊平板玻璃、兩根完全相同的蠟燭A和B、刻度尺、白紙、火柴等器材進行實驗，如圖甲。請回答：
（1）如果有5mm和2mm厚的兩塊平板玻璃，應選擇　 　mm厚的平板玻璃做實驗比較合適。
（2）小科將蠟燭A豎直放在水平桌面的白紙上，點燃蠟燭A，他發現：平板玻璃中蠟燭A的像偏高且傾斜。你認為在圖乙所示的1、2、3三幅圖中，圖　 　是產生以上實驗現象的原因。
（3）在找準像的位置后，小科在白紙上標記出a、b、c三點，如圖丙所示；他應分別測出　 　（填“a、b”、“b、c”或“a、c”）兩點到平板玻璃的距離進行比較。
（4）如圖所示，小科把四個模型分別面對平板玻璃直立在桌面上，用于研究像與物左右位置關系，最好選用____（填字母編號）。
A． B． C． D．
考點三、光的折射
入射光線AO，折射光線OB，法線NN′在同一平面內。折射光線和入射光線分別位于法線兩側。光從空氣斜射入水或玻璃表面時，折射光線向法線偏折，折射角β小于入射角α。入射角α增大時，折射角β也增大。如果光從水中斜射入空氣中時，折射光線將偏離法線，折射角大于入射角。光的折射也遵循光路可逆，如果入射光線沿BO射入到點O，折射光線一定沿OA折射(如圖所示)。
說明：①光必須斜射時，才能發生折射現象。②解釋光現象或作圖時要注意：人眼看物體是物體發出或反射的光射入人的眼睛，而不是人眼發出光射到物體上。③光垂直射到水或玻璃表面時傳播方向不改變，即垂直于界面時三線重合兩角為0°，這是一種特殊情況。
典例1：（2023七下·武義期末）如圖所示，有一注水的圓柱形敞口容器，用激光筆從其左側某一高度斜射一束激光，在容器底部產生一個光斑O。回答下列問題：
（1）此現象屬于光的　 　；
（2）若保持激光入射角度不變，要使光斑向左移動，則應使水面　 　（填“上升”或“下降”）。
變式1：（2023七下·義烏期中）一群小鳥在湖面上嬉戲，當它們掠過湖面時，驚訝地發現自己竟然在湖水中和魚嬉戲，以下關于湖水中鳥和魚的像，說法正確為是（　　）
A．這是光的反射現象，“鳥”和“魚”都是虛像
B．這是光的折射現象，“鳥”是虛像，“魚”是實像
C．“鳥”是光的反射形成的虛像，而“魚”是光的折射形成的實像
D．“鳥”是光的反射形成的虛像，而“魚”是光的折射形成的虛像
變式2：“井底之蛙”這個成語大家都很熟悉．如圖所示，在一個干枯的井底正中央P點有一只青蛙，它的視野范圍如圖a所示．大雨將井全部灌滿水，若青蛙仍在P點，請你在圖b中畫出青蛙視野發生變化后的大致情況．
變式3：（2023七下·金華期中）如圖所示，射水魚發現水面上的小昆蟲后，從口中快速噴出一束水柱。
（1）圖中能表示射水魚觀察到小昆蟲的光路是　 　。（填序號）
（2）射水魚射出的水柱若要將昆蟲順利擊落，射水魚應朝著____________射出水柱。
A．看到昆蟲的像的位置 B．看到昆蟲的像高一點的位置 C．看到昆蟲的像第一點的位置
考點四、光的色散
1666年，英國物理學家牛頓做了色散實驗，揭開了光的顏色的秘密。
（一）色散實驗
讓太陽光穿過一條狹縫，射到三棱鏡上，從棱鏡另一側的白紙屏 上可以看到一-條彩色的光帶，彩色光帶中的顏色是按紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫的順序排列的，這就是光的色散現象。
這個現象表明:第一，白光不是單色光，而是由各種色光混合而成的復色光。第二，不同的色光通過棱鏡時偏折的程度是不同的。實驗中紅光偏折的程度最小，在最上邊；紫光偏折的程度最大，在最下邊。各色光偏折的程度從小到大按照紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫的順序排列。
（二）單色光與復色光
(1)單色光:不能再分解的光，如光的色散實驗中的紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫色光都是單色光。
(2)復色光:由單色光混合而成的光，如白光(太陽光是其中的一種 )。
典例1：（1）太陽的熱主要以　 　(填“紅外線”或“紫外線”)的形式傳送到地球上。太陽光經過三棱鏡后，被分解成各種色光。將三種色光適當混合能產生其他任何色光，這三種色光分別是紅光、　 　和藍光。
（2）在②區域中看到彩色光帶，這是　 　現象。
（3）下列應用中：①遙控器；②驗鈔機；③激光準直器，屬于③區域光線應用的是　 　。(填序號)
變式1：下列說法正確的是 (　　)
A．單顏色的紅光通過棱鏡后也會發生色散現象
B．光的色散是光通過介質后發生了偏折，其中紫光偏折最小
C．白光色散后不可能再合成為白色光
D．彩虹的形成是因為太陽光通過了充滿水汽的大氣
變式2：如圖所示，將一束太陽光投射到玻璃三棱鏡上，在棱鏡后側光屏上的AB范圍內觀察到了不同顏色的光，則（　　）
A．A處應是紫光
B．只有AB之間有光
C．將照相底片放到AB范圍B的外側，底片會感光
D．將溫度計放到AB范圍A的外側溫度不會升高
變式3：如圖所示是一個彩色的手機屏幕，小紅洗手時不小心將水滴到了手機屏幕上，透過水滴她驚奇地看到屏幕上出現多個不同顏色的小格子。當水滴滴到圖中________(選填“紅色”“綠色”“藍色”或“白色”)區域時能同時看到紅、綠、藍三種顏色的小格子，手機屏幕上豐富的色彩，就是由這三種色光混合而成的。著名的光的________實驗證明了太陽光也是由多種色光混合而成的。太陽光中除了可見光之外，還存在不可見光，其中的________具有顯著的熱效應，它在生活中的應用非常廣泛，如：________。
考點五、看不見的光
（一）紅外線
紅外線位于紅光之外，它的頻率范圍在3x 1011赫~ 3.9x 1014赫,一切物體都在不停地輻射紅外線。物體的溫度越高，輻射出的紅外線越強,物體在輻射紅外線的同時，也在吸收紅外線。
(1)紅外線的主要特性是熱作用強。各種物體吸收了紅外線后溫度升高，因此，人們利用紅外線來加熱物品。
(2)紅外線穿透云霧的能力強，定向性好，用于紅外遙控。家庭用的電視機和空調遙控器就是利用紅外線來工作的。利用紅外遙感技術可以對地球勘測、尋找水源、監視森林火災、評估大面積農作物的長勢等。
(3)由于不同溫度的物體發出紅外線的強弱不同，利用紅外線探測器、紅外線照相機、紅外線夜視儀可以識別溫度不同的物體。
（二）紫外線
紫外線的頻率范圍是7.5x1014赫~ 3x1016赫，位于紫光之外。高溫物體如太陽、弧光燈和其他熾熱物體發出的光中都有紫外線。
(1)紫外線具有熒光效應，能使熒光物質發光，用來鑒別紙幣的真偽，紫外線驗鈔機就是利用紫外線工作的。
(2)紫外線能殺死微生物，常被人們用來消毒滅菌。
(3)適量的紫外線照射有助于人體合成維生素D,維生素D能促進身體對鈣的吸收，對于骨骼的生長和人體健康都有好處。紫外線，會使人皮膚變黑，誘發皮膚癌。
典例1：讓一束太陽光通過三棱鏡后被分解成各種顏色的光，如果用一個白屏來承接，會形成一條彩色光帶，這種現象叫光的________，在彩色光帶外側有兩種看不見的光，用其中一種光照射鈔票，可以使鈔票的熒光物質發光，這種光叫________(選填“紅外線”或“紫外線”)。
變式1：絕大多數魚類的體溫與周圍水溫相同。然而，生活在海水中的月魚，其體溫比周圍水溫高。為證實這一點，可對水中的月魚進行拍照，應選用的器材是（　　）
A．紅外線照相機 B．可見光照相機
C．紫外線成像儀 D．超聲波成像儀
變式2：下列說法正確的是（　　）
A．光照在物體上時，物體的顏色由照射光的顏色決定
B．實驗表明，色光的混合規律與顏料的混合規律相同
C．電視機的遙控器可以發出紅外線，來實現對電視機的遙控
D．任何情況下，紫外線的照射對人體都是有害的
變式3：冬天，在商店購買的紅外線烤火爐，看起來它發出淡紅色的光，這是因為（　　）
A．紅外線本身就是一種淡紅色的光
B．烤火爐的電熱絲的溫度超過標準，因此在發出紅外線的同時還發出少量紅色的光，紅外線本身是看不見的，看見的淡紅色的光并不是紅外線
C．紅外線中有一部分是看得見的，有一部分是看不見的，看得見的那部分是淡紅色的
D．以上說法都是錯誤的
1．（2023七下·平湖期末）唐代高駢的詩句”綠樹陰濃夏日長，樓臺倒影入池塘”中”樓臺倒影”的原理與圖中的光學現象原理相同的是（　　)
A．日晷計時 B．對著鏡子畫臉譜 C．水球成像 D．白光通過三棱鏡呈彩色
2．如圖所示，物體AB高1.6米．平面鏡CD高0.6米，物體到平面鏡的距離為2米。下列關于物、像、鏡的說法中，正確的是（　　）
A．物體通過該平面鏡不能成完整的像
B．像高與平面鏡的高相同，為0.6米
C．物體與像的距離為2米
D．像高與物體的高相同，為1.6米
3．（2023七下·上城期末）如圖甲乙為兩種反射類型的模式圖，下列關于它們說法正確的是（　　）
A．新黑板從各個方向能看清字，其原理如圖甲所示
B．新黑板從各個方向能看清字，其原理仍遵循光的反射定律
C．用久的黑板會出現反光，其原理如圖乙所示
D．用久的黑板會出現反光，其原理不再遵循光的反射定律
4．（2023七下·金華期中）手電筒發出的光豎直向下照射到一個空燒杯底部，光線投射到燒杯底部形成一個圓形光斑（如圖中虛線所示），若再向燒杯中注水到一定高度時，燒杯底部的光圈會變為如圖中的（　　）
A． B． C． D．
5．（2023七下·甌海月考）有一個點光源S，放在平面鏡MN前，若鏡MN不動，光源S以2 m/s的速度沿與鏡面成45°角的方向向右做勻速直線運動，如圖所示，則光源S在鏡中的像將（）
A．以速度4 m/s沿SO直線方向向右平移
B．以速度2 m/s沿垂直于SO方向向上平移
C．以速度2 m/s沿垂直于SO方向向下平移
D．以速度4 m/s沿SO直線方向向左平移
6．如圖所示，將平面平面鏡和鉛筆豎直放置在水平桌面鉛筆上，下列說法正確的是（　　）
A．鉛筆水平向右移動時，它的像將變小
B．平面鏡豎直向上移動時，鉛筆的像也將向上移動
C．若改用一塊較小的平面鏡，鉛筆的像將變小
D．若鉛筆按圖示箭頭方向轉過45°，鉛筆將與它的像垂直
7．如圖所示，兩塊完全相同的直角三角形玻璃磚A和B放置在同一水平面內，斜邊平行且相距一定距離。一條光線從空氣中垂直于玻璃磚A的直角邊射入，從玻璃磚B的直角邊射出，射出后的位置和方向可能是圖中的（　　）
A．光線a B．光線 b C．光線c D．光線d
8．如圖，兩塊平面鏡成90°放置，畫出圖示光線經兩次反射的光路圖(保留作圖痕跡)
9．如圖所示，一束光從空氣中垂直射向玻璃磚，請畫出這束光進入玻璃磚和離開玻璃磚后的大致光線(注意標出法線，不考慮光的反射)。
10．作圖題。
（1）在圖甲中畫出AB在平面鏡中所成的像。
（2）如圖乙所示，S是發光點，A是某條反射光線上的一點。請畫出這條反射光線，并完成光路圖。
11．（2023七下·蘭溪期中）雙休日，小明和小伙伴到東湖游玩。小明突然叫起來：哇！怎么回事啊，魚咋在云中游呢？同伴“小博士”告訴他這“云”是由于光的　 　形成的像，這“魚”是由光的 　 　形成的像。小明還拿出剛買來的玩具激光槍要準備打魚，小博士告訴他，你應對準　 　（選填“看到的魚”、“看到的魚上方”、“看到的魚下方”）開槍才能打中魚。
12．早晨，陽光以接近于真空中的傳播速度　 　m/s照到地球，當與地面的夾角為40°時，射到一塊平面鏡上(如圖所示)，則入射光線與反射光線的夾角　 　，反射光線正好經過點O，隨著時間的推移，反射光將向　 　(填“A”或“B”)側移動。
13．（2023七下·義烏期中）如圖所示，一束光在空氣和玻璃兩種介質的界面上同時發生反射和折射（圖中入射光線、反射光線和折射光線的方向均未標出），其中入射光線是　 　（用字母表示），折射角等于　 　。
14．（2023七下·金華期末）近期義烏已進入梅雨季，為了水庫安全，小義同學想利用光的反射原理設計一個水位測量儀。A點和光屏PQ在同一平面上。
（1）小義用激光筆在A點發出一束激光，經水面反射后在光屏B點處形成一個光斑，請在圖中畫出入射光線和反射光線（保留作圖痕跡）；
（2）光屏上光斑位置會隨水位變化而變化，小義想在光屏上標出相應水位，光斑在P點時的水位　 　（選填“高于”或“低于”）光斑在Q點時的水位。
15．（2023七下·嘉興期末）如圖，一束光從空氣斜射入玻璃磚(入射角為45°)后，再折射入空氣。
（1）光從空氣斜射入玻璃磚時，折射角　 　45°(選填“大于”、”小于”或”等于”)，當光從玻璃磚再次斜射入空氣中時，請畫出折射光線　 　。
（2）把該玻璃磚壓在教材的”科學”兩字上，則透過玻璃磚看到的“科學”兩字是______。
A．變淺的虛像 B．變淺的實像 C．變深的虛像 D．變深的實像
16.（2023七下·柯橋期末）在探究”平面鏡成像的特點”實驗中，桌面上已給出的器材有：帶支架的厚為2mm的茶色玻璃；鉛筆一支；完全相同的蠟燭兩支：白紙一張，火柴一盒。
（1）為完成實驗，還需要的實驗器材是　 　。
（2）小柯將蠟燭A豎直放在水平桌面的白紙上，點燃蠟燭A，他發現：平板玻璃中蠟燭A的像偏低，你認為在圖乙所示的1、2、3三幅圖中，圖　 　是產生以上實驗現象的原因
（3）移去蠟燭B，并在其所在位置上放光屏，則光屏　 　(選填“能”或”不能”)承接到蠟燭A燭焰的像；
17.（2023七下·新昌期末）如圖甲所示，小敏同學將一根筷子斜放在裝有水的杯子里。從上面往下看，筷子水中的部分比實際位置淺一些，向上彎折了。從杯子外面往里看，筷子水中部分變粗了。
（1）小敏看到的水中筷子是　 　(選填“實”或“虛”)像。
（2）小敏在科學老師的指導下查閱資料，發現光從水中射向空氣中時折射角與入射角的變化規律如下表。
入射角 0° 10° 20° 30° 40° 50° 60°
折射角 0° 13.4° 27.1° 41.7° 58.7° 無 無
分析表中數據，折射角與入射角大小　 　(選填“成正比”或“不成正比”)．
（3）當光從空氣斜射向水中時，折射光線是圖乙中的　 　(選填字母)。
18.（2023七下·婺城期末）科學興趣小組用如圖甲所示裝置研究平面鏡成像特點，探究像距與物距關系時的實驗步驟如下：
①在水平桌面上鋪上白紙，將玻璃板豎立在白紙中間位置，記下玻璃板的位置；
②將點燃的蠟燭放在玻璃板前面，再拿另一支大小相同的未點燃的蠟燭豎立在玻璃板后面移動，直到看上去它跟玻璃板前面那支蠟燭的像完全重合，用筆記下兩支蠟燭的位置；
③移動點燃的蠟燭到另一個位置，重復上述實驗；
④用直線連接每次實驗中的蠟燭和它的像的位置，如圖乙。用刻度尺測量出每次的物距和像距，記錄數據如下表：
次數 物距/cm 像距/cm
1 5.0 5.0
2 8.0 8.0
3 12.0 12.0
（1）等效替代法是指在研究中，因實驗本身的限制，要用與實驗對象具有相似或共同特征的對象來替代的方法。本實驗中用到的等效替代法具體體現在　 　。
（2）分析表格中的數據，可得出的結論是　 　。
（3）用直線連接每次實驗中的蠟燭和它的像的位置，還可得出的結論是　 　。
（4）實驗中，有同學用一張白紙擋在玻璃板和像之間，你認為該同學還能觀察到蠟燭的像嗎？并說出你的理由：　 　。
19．探究平而鏡成像特點的實驗如圖甲所示
（1）現有厚度分別為5mm和2mm的兩塊玻璃板，應選擇　 　mm厚的玻璃板做實驗，目的是　 　。
（2）用玻璃板代替平面鏡的原因是　 　，便于研究平面鏡的成像特點。
（3）在豎立的玻璃板前點燃蠟燭A，拿未點燃的蠟燭B豎立在玻璃板后面移動，人眼一直在玻璃板的　 　(填“前側”或“后側”)觀察，直到蠟燭B與蠟燭A的像完全重合，這種確定像與物大小關系的方法是　 　(填“控制變量法”或“等效替代法”)。
（4）用光屏在玻璃板后面無論怎樣移動，在光屏上都　 　(填“能”或“不能”)成像，說明平面鏡所成的是　 　像。
（5）如圖乙所示是從平面鏡中看到墻上的時鐘的像，請在圖丙中畫出時鐘的實際時間。
典例分析
舉一反三
典例分析
舉一反三
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第4節 光的反射和折射
考點一、光的反射
（一）定義
光射到物體表面上時，有一部分光會被物體表面反射回來，這種現象叫做光的反射。常見的光的反射現象有平面鏡成像、水中倒影、黑板反光等。
（二）基本概念
一點 入射點 光的入射點，用字母“O”表示
三線 入射光線 射到反射面的光線， 如圖中的M0
法線 經過入射點0垂直于反射面的直線，是一條輔助線，通常用虛線表示，如圖中OP
反射光線 入射光線射到反射面上后，被反射面反射后的光線，如圖中的ON
兩角 入射角 入射光線與法線的夾角，如圖中的∠α
反射角 反射光線與法線的夾角，如圖中的∠β
（三）探究光的反射規律
(1)實驗器材:激光手電、平面鏡、可折轉的白色硬紙板、不同顏色的筆、量角器、刻度尺等。
(2)實驗步驟:
①把一可繞ON折轉的白色硬紙板豎直放置在平面鏡上，使一束光緊貼紙板射向鏡面的0點，經過平面鏡的反射，沿著另一個方向射出，在紙板上用紅色筆描出入射光線和反射光線的徑跡
②改變入射光線的方向，重做兩次。分別換用其他顏色的筆描出入射光線和反射光線的徑跡。
③以法線ON為轉軸，將紙板B繞法線ON緩慢旋轉，觀察在紙板B上還有沒有反射光線。
④取下硬紙板，用量角器量出入射角和反射角。
(3)實驗結論:在反射現象中，入射光線、反射光線法線在同一平面內；反射光線和入射光線分居法線的兩側；反射角等于入射角。這就是光的反射定律。
(4)探究光的反射規律的實驗解讀。
①在探究光的反射規律實驗中，要使入射光線沿著白色硬紙板的表面斜射到平面鏡上的0點，這樣可以在白色硬紙板上顯示光的傳播路徑，便于觀察和記錄入射光線和反射光線的位置。
②白色硬紙板與平面鏡垂直放置，此時ON就是法線所在的位置。
③將紙板B沿ON向后轉動，紙板上將看不到反射光線，這是因為兩個面不在同平面內，是為了探究反射光線和入射光線是否在同一平面內。
④將入射光線逆著原反射光線的方向射到平面鏡上，反射光線將逆著原入射光線的方向射出，說明光路具有可逆性。
⑤實驗中紙板的作用:顯示光的傳播路徑，驗證反射光線、入射光線和法線在同一平面內,顯示反射角隨入射角的變化情況。
⑥多測幾組入射角和反射角的目的:尋找實驗的普遍規律，避免實驗的偶然性。
（四）鏡面反射和漫反射
反射分鏡面反射和漫反射，平行光線入射到平而光滑反射面上，反射光線還是平行射出，這種反射是鏡面反射；平行光線入射到粗糙的反射面上，反射光線射向四面八方，這種反射是漫反射，鏡面反射和漫反射都遵守光的反射定律。
說明：①反射定律的應用要注意是同一平面內。
②入射角是指入射光線與法線的夾角；反射角是指反射光線與法線的夾角。
③反射時，反射角等于入射角，不能說入射角等于反射角。
④鏡面反射和漫反射的共同點是每條光線都遵循光的反射定律，不同點是鏡面反射的反射光線朝某一方向，而漫反射的反射光線朝著各個方向。
典例1：在“探究光的反射規律”的實驗中，如圖所示，平面鏡M放在水平桌面上，
（1）如圖甲，當E、F在同一平面上時，讓入射光線AO沿紙板E射向鏡面，在F上可看到反射光線OB，測出入射角和反射角的大小，便立即得出實驗結論：反射角等于入射角。有同學認為這樣的結論不合理，原因是　 　。正確的的操作方式是　 　。
（2）若將一束光貼著紙板F沿BO射到0點，光將沿圖中的　 　方向射出，這現象說明了　 　。
（3）如圖乙所示，以法線ON為軸線，把紙板F向后緩慢旋轉，在F上　 　(填“能”或“不能”)看到反射光線OB，這樣做的目的是為了　 　。
【答案】（1）只進行一次實驗，具有偶然性，無法得到普遍規律；多次改變入射光線AO與入射角，觀察記錄角的大小
（2）OA；光路具有可逆性
（3）不能；證明入射光線與反射光線在同一平面上
【解析】光的反射原理指的是：反射光線、入射光線、法線在同一平面上；反射光線和入射光線分居在法線的兩側；反射角等于入射角 。光具有可逆性。光的反射現象中，光路上是可逆的。找規律的實驗為了讓實驗結果具有普遍性，需要進行多次實驗排除偶然性，使結果具有普遍性。
【解答】(1)憑一次實驗數據得出結論有偶然性，不能只由一組數據就得出結論，應改變入射角，進行多次實驗，所以這樣得出結論不合理。
(2)當光逆著原來的反射光線入射時，反射光線也逆著原來的入射光線反射出去，即將一束光貼著紙板F沿BO射到O點，光將沿圖中的OA方向射出，這說明在反射現象中光路是可逆的；
(3)以法線ON為軸線，把紙板F向后緩慢旋轉，在F上不能看到反射光線，是因為紙板OB面和反射光線以及法線不在同一個平面上，這樣做的目的是為了探究反射光線、入射光線、法線是否在同一平面內。
變式1：一束光與鏡面成30°角入射，以垂直紙面的直線為軸繞O點轉動平面鏡，使反射光線跟入射光線恰好垂直，則鏡面應（　　）
A．順時針轉動30° B．逆時針轉動30° C．順時針轉動15° D．逆時針轉動15°
【答案】D
【解析】首先根據“反射角等于入射角”計算出此時的入射角，然后與原來的入射角進行比較即可。
【解答】根據題意可知，原來的入射角為：90°-30°=60°。后來反射光線和入射光線恰好垂直，則反射角和入射角之和等于90°，那么此時的入射角為45°。根據60°-45°=15°可知，此時鏡面應該逆時針方向轉動15°即可，故D正確，而A、B、C錯誤。故選D。
變式2：下列關于鏡面反射和漫反射的說法，正確的是（　　）
A．鏡面反射看上去總比漫反射亮
B．光照到光滑平整的物體表面時就會發生鏡面反射
C．形成漫反射的部分光線不遵守光的反射定律
D．玻璃幕墻的“反光"現象就是漫反射形成的
【答案】B
【解析】A.當鏡面反射的反射光線沒有射入眼睛時，我們會看到鏡面反射看上去總比漫反射暗，故A錯誤；
B.光照到光滑平整的物體表面時就會發生鏡面反射，故B正確；
C.形成漫反射的部分光線仍然遵守光的反射定律，故C錯誤；
D.玻璃幕墻的“反光"現象就是鏡面反射形成的，故D錯誤。
變式3：（2023七下·嘉興期末）如圖所示，光線AO與鏡面的夾角為40°，則反射角為　 　；若光線AO繞O點順時針旋轉15°，則反射光線與入射光線的夾角將　 　(選填“增大”或”減小”)
【答案】50度；減小
【解析】（1）入射角和入射光線與鏡面的夾角和為90°，再根據“反射角等于入射角”計算即可；
（2）根據光的反射定律分析解答。
【解答】（1）根據圖片可知，入射角為：90°-40°=50°。根據“反射角等于入射角”可知，反射角為50°；
（2）若光線AO繞O點順時針旋轉15°，那么入射角減小，根據“反射角等于入射角”可知，反射角也會減小，那么反射光線與入射光線的夾角將減小。
考點二、平面鏡
（一）平面鏡成像的原理:光的反射
平面鏡所成的像是物體發出(或反射)的光線射到鏡面上發生反射，由反射光線的反向延長線在鏡后相交而形成的。
點光源P在鏡后的像P'并不是實際光線會聚而成的，而是由反射光線的反向延長線相交而成的，人逆著反射光線看，覺得光線好像由P'點射出，而實際上像并沒有發出光，所以P'叫P的虛像。如果把光屏放在P'處，是接收不到這個像的，所以虛像只能用眼睛看到，而不能呈現在光屏上。
（二）平面鏡成像特點的探究
實驗器材:玻璃板、刻度尺、蠟燭、火柴、白紙。
簡要步驟:(1)在桌上鋪一張白紙，紙上豎-塊玻璃板，作為平面鏡。在紙上記下平面鏡的位置。
(2)選取兩支大小相同的蠟燭，把一支點燃的蠟燭放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一支沒有點燃的蠟燭，豎立著在玻璃板后面移動，直到看上去它跟前面那支蠟燭的像完全重合，在紙上記下兩支蠟燭的位置。實驗時注意觀察蠟燭的大小和它的像的大小是否相同。
(3)改變點燃的蠟燭的位置，重做上面的實驗。量出每次實驗中兩支蠟燭到玻璃板的距離，并比較它們的大小和位置關系。
分析與論證:未點燃的蠟燭和點燃蠟燭的像完全重合，說明像和物體大小相等。經過測量可知，像與物體到平面鏡的距離相等。
（三）平面鏡成像的特點
平面鏡成像的特點可概括為“等大、垂直、等距、左右相反、正立虛像”。即平面鏡所成的像與物體關于鏡面對稱。
(1)等大:像和物體的大小相等。
(2)垂直:像和物體的對應點連線跟鏡面垂直。
(3)等距:像到鏡面的距離和物體到鏡面的距離相等。
(4)左右相反:像和物體左右是相反的。
(5)正立虛像:物體在鏡中所成的像是正立的虛像，只能用眼睛觀察到，不能用光屏去承接。
【能力拓展】
①有時候無法使后面的蠟燭與前面蠟燭所成的像完全重合是因為玻璃板與桌面不垂直。
②實驗中宜選擇較薄的玻璃板,避免因前、后兩個玻璃表面成的像不重合而有一定的錯位,便于確定像的位置。
③為了使觀察到的像更為清晰，本實驗最好在較暗的環境中進行。后面的蠟燭“不點燃”是為了防止光線太強對像的觀察造成于擾。且像的燭焰與點燃的蠟燭的燭焰不能完全重合，影響實驗結論的得出。
③用玻璃板代替平面鏡的目的:是便于找到并確定像的位置
④取兩支大小相同的蠟燭:目的是便于比較像與物的大小關系
典例1：（2023七下·嘉興期末）如圖所示是”探究平面鏡成像特點”的實驗裝置圖。
（1）實驗中選擇用”薄玻璃板”而不是”平面鏡”成像，目的是為了　 　。
（2）實驗中，當蠟燭A遠離玻璃板時，像B的大小是否變化？　 　；支持你作出上述判斷的依據是因為可觀察到　 　。
（3）實驗中找到像后，玻璃板如果向蠟燭A傾斜，則像B的位置高度將　 　(選填”上升”或”下降”)。
【答案】（1）便于找到像的位置（2）不變；物體的大小不變（3）上升
【解析】（1）半透明的玻璃板，雖然成像沒有平面鏡清晰，但是透過玻璃板可以看到后面的蠟燭，從而找到前面蠟燭的像的位置。
（2）根據平面鏡成像“物像等大”分析；
（3）根據平面鏡成像的“對稱性”分析解答。
【解答】（1）實驗中選擇用”薄玻璃板”而不是”平面鏡”成像，目的是為了便于找到像的位置。
（2）實驗中，當蠟燭A遠離玻璃板時，像B也遠離玻璃板，但是像的大小不變。因為像B始終和后面的蠟燭完全重合，而這支蠟燭的大小不變，因此像的大小不變。
（3）實驗中找到像后，玻璃板如果向蠟燭A傾斜，根據平面鏡成像的“對稱性”可知，此時像B成在斜上方，即的位置高度將上升。
變式1：（2023七下·柯橋期末）如圖所示，平面鏡前有一點光源S發出的一束光線被平面鏡反射后經過A點，請作出該光線的光路圖。
【答案】
【解析】平面鏡成像原理：光的反射定律，成虛像。平面鏡成像特點：正立等大的虛像，物與像關于平面鏡對稱。
【解答】根據平面鏡成像的對稱性，先找到光源S的像S'，再連接S'A，找到入射點O，最后連接SO、OA，即作出光路圖。
變式2：（2023七下·常山期末）如圖是探究平面鏡成像特點的實驗，步驟如下：
①在水平桌面上鋪上白紙，將玻璃板豎立在白紙中間位置，記下玻璃板的位置：
②將點燃的蠟燭甲放在玻璃板前面，出現蠟燭的像乙后，再將另一支大小相同的未點燃的蠟燭丙豎立在玻璃板后面，______，直至重合，用筆記下兩支蠟燭的位置：
③移動蠟燭甲到另一個位置，重復上述實驗：
④用直線連接每次實驗中的甲和乙的位置，測量出物距和像距的大小。
（1）該實驗中需要的測量工具是　 　。
（2）填寫步驟②______中的正確操作。
A．移動丙靠近乙 B．移動丙遠離乙 C．移動乙靠近丙 D．移動乙遠離丙
（3）實驗中，有同學用一張白紙擋在玻璃板和像之間，請判斷該同學是否還能觀察到蠟燭的像？并說出理由　 　。
【答案】（1）刻度尺
（2）A
（3）能，因為平面鏡成的是虛像
【解析】（1）根據所測的物理量選擇合適的測量工具；
（2）當玻璃板后面的蠟燭與前面蠟燭的像完全重合時，可以確定像的位置，還可以比較像和物體的大小關系。
（3）實像可以成在光屏上，虛像不能成在光屏上，據此分析解答。
【解答】（1）在探究平面鏡成像的實驗中，要測量蠟燭到平面鏡的距離，以及像到平面鏡的距離，則需要的測量工具為刻度尺。
（2）步驟②的內容為：將點燃的蠟燭甲放在玻璃板前面，出現蠟燭的像乙后，再將另一支大小相同的未點燃的蠟燭丙豎立在玻璃板后面，移動丙靠近乙，直至重合，用筆記下兩支蠟燭的位置。
（3）實驗中，有同學用一張白紙擋在玻璃板和像之間，該同學能觀察到蠟燭的像，理由是：因為平面鏡成的是虛像。
變式3：在探究“平面鏡成像特點”的實驗中，小科所在小組的同學們選取一塊平板玻璃、兩根完全相同的蠟燭A和B、刻度尺、白紙、火柴等器材進行實驗，如圖甲。請回答：
（1）如果有5mm和2mm厚的兩塊平板玻璃，應選擇　 　mm厚的平板玻璃做實驗比較合適。
（2）小科將蠟燭A豎直放在水平桌面的白紙上，點燃蠟燭A，他發現：平板玻璃中蠟燭A的像偏高且傾斜。你認為在圖乙所示的1、2、3三幅圖中，圖　 　是產生以上實驗現象的原因。
（3）在找準像的位置后，小科在白紙上標記出a、b、c三點，如圖丙所示；他應分別測出　 　（填“a、b”、“b、c”或“a、c”）兩點到平板玻璃的距離進行比較。
（4）如圖所示，小科把四個模型分別面對平板玻璃直立在桌面上，用于研究像與物左右位置關系，最好選用____（填字母編號）。
A． B． C． D．
【答案】（1）2
（2）2
（3）a、c
（4）A
【解析】（1）光在玻璃板前后兩個表面上發生兩次反射，從而形成兩個虛線。且玻璃板越厚，這兩個虛像的距離越大，越不利于確定像的準確位置。
（2）根據平面鏡成像的對稱性分析解答；
（3）根據平面鏡成像“物像等距”的規律分析。
（4）平面鏡成像的特點其實為上下不變，左右顛倒，因此要求物體在水平方向上不能是對稱的。
【解答】（1）如果有5mm和2mm厚的兩塊平板玻璃，應選擇2mm厚的平板玻璃做實驗比較合適。
（2） 根據平面鏡成像的對稱性作圖如下：
則圖2是產生以上現象的原因。
（3）根據圖片可知，a倒平面鏡的距離等于c到平面鏡的距離，因此應該分別測出a、c兩點到平板玻璃的距離進行比較。
（4）A、T和V，三個字母都是左右對稱的，不能比較平面鏡的特點，故B、C、D不合題意；
C上下、左右都不對稱，可以觀察比較平面鏡成像的特點，故A符合題意。
考點三、光的折射
入射光線AO，折射光線OB，法線NN′在同一平面內。折射光線和入射光線分別位于法線兩側。光從空氣斜射入水或玻璃表面時，折射光線向法線偏折，折射角β小于入射角α。入射角α增大時，折射角β也增大。如果光從水中斜射入空氣中時，折射光線將偏離法線，折射角大于入射角。光的折射也遵循光路可逆，如果入射光線沿BO射入到點O，折射光線一定沿OA折射(如圖所示)。
說明：①光必須斜射時，才能發生折射現象。②解釋光現象或作圖時要注意：人眼看物體是物體發出或反射的光射入人的眼睛，而不是人眼發出光射到物體上。③光垂直射到水或玻璃表面時傳播方向不改變，即垂直于界面時三線重合兩角為0°，這是一種特殊情況。
典例1：（2023七下·武義期末）如圖所示，有一注水的圓柱形敞口容器，用激光筆從其左側某一高度斜射一束激光，在容器底部產生一個光斑O。回答下列問題：
（1）此現象屬于光的　 　；
（2）若保持激光入射角度不變，要使光斑向左移動，則應使水面　 　（填“上升”或“下降”）。
【答案】（1）折射（2）上升
【解析】光的折射是指光從一種介質斜射入另一種介質時，傳播方向發生改變，從而使光線在不同介質的交界處發生偏折的現象。
【解答】（1）光進入另一種介質，發生偏折，故屬于光的折射；
（2） 使光斑向左移動 ，水面上升，使入射點左移即可。
變式1：（2023七下·義烏期中）一群小鳥在湖面上嬉戲，當它們掠過湖面時，驚訝地發現自己竟然在湖水中和魚嬉戲，以下關于湖水中鳥和魚的像，說法正確為是（　　）
A．這是光的反射現象，“鳥”和“魚”都是虛像
B．這是光的折射現象，“鳥”是虛像，“魚”是實像
C．“鳥”是光的反射形成的虛像，而“魚”是光的折射形成的實像
D．“鳥”是光的反射形成的虛像，而“魚”是光的折射形成的虛像
【答案】D
【解析】根據光的反射和折射的知識分析判斷。
【解答】小鳥在空中飛行，它發出的光在水面發生反射，于是在水里成正立等大的虛像，所以看到小鳥與魚在水中嬉戲。
魚就在水中，它發出的光從水中射入空氣中發生折射，折射光線射入眼睛后，我們會看到成在水中魚的虛像，但是比實際位置較淺。
變式2：“井底之蛙”這個成語大家都很熟悉．如圖所示，在一個干枯的井底正中央P點有一只青蛙，它的視野范圍如圖a所示．大雨將井全部灌滿水，若青蛙仍在P點，請你在圖b中畫出青蛙視野發生變化后的大致情況．
【答案】解：當井里灌滿水后，光線照到水面會發生折射現象，由于光是從空氣射向水，所以入射角大于折射角，因此井底之蛙看到的視野范圍比沒水時會看到更大；
變化的大致范圍如圖中兩條入射光線之間的陰影區域所示：
【解析】【解答】解：當井里灌滿水后，光線照到水面會發生折射現象，由于光是從空氣射向水，所以入射角大于折射角，因此井底之蛙看到的視野范圍比沒水時會看到更大；
變化的大致范圍如圖中兩條入射光線之間的陰影區域所示：
青蛙之所以坐在井里，只能看到很小的一片天，就是因為光是沿直線傳播的緣故．
當井中灌滿水時，光由空氣進入水中，在水面上要發生折射，根據折射定律畫出大致的光線傳播路徑，確定青蛙的視野范圍．
變式3：（2023七下·金華期中）如圖所示，射水魚發現水面上的小昆蟲后，從口中快速噴出一束水柱。
（1）圖中能表示射水魚觀察到小昆蟲的光路是　 　。（填序號）
（2）射水魚射出的水柱若要將昆蟲順利擊落，射水魚應朝著____________射出水柱。
A．看到昆蟲的像的位置 B．看到昆蟲的像高一點的位置 C．看到昆蟲的像第一點的位置
【答案】（1）D （2）C
【解析】（1）能夠看見不發光的物體，是因為物體反射的光進入了眼睛；
（2）光從空氣斜射入水中時，折射光線向法線方向偏折，折射角小于入射角。【解答】（1）小昆蟲反射的光進入射水魚的眼睛，射水魚就會看到小昆蟲，因此光從空氣斜射入水中，此時入射角大于折射角，折射光線向法線方向偏折，故A、B、C錯誤，而D正確。故選D。
（2）射水魚逆著折射光線的方向看，觀察到的小昆蟲虛像位置比小昆蟲的實際位置偏高，因此射水魚射出的水柱若要將昆蟲順利擊落，射水魚應朝著看到的昆蟲的像低一點的位置射出水柱，故A、B錯誤，而C正確。故選C。
考點四、光的色散
1666年，英國物理學家牛頓做了色散實驗，揭開了光的顏色的秘密。
（一）色散實驗
讓太陽光穿過一條狹縫，射到三棱鏡上，從棱鏡另一側的白紙屏 上可以看到一-條彩色的光帶，彩色光帶中的顏色是按紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫的順序排列的，這就是光的色散現象。
這個現象表明:第一，白光不是單色光，而是由各種色光混合而成的復色光。第二，不同的色光通過棱鏡時偏折的程度是不同的。實驗中紅光偏折的程度最小，在最上邊；紫光偏折的程度最大，在最下邊。各色光偏折的程度從小到大按照紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫的順序排列。
（二）單色光與復色光
(1)單色光:不能再分解的光，如光的色散實驗中的紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫色光都是單色光。
(2)復色光:由單色光混合而成的光，如白光(太陽光是其中的一種 )。
典例1：（1）太陽的熱主要以　 　(填“紅外線”或“紫外線”)的形式傳送到地球上。太陽光經過三棱鏡后，被分解成各種色光。將三種色光適當混合能產生其他任何色光，這三種色光分別是紅光、　 　和藍光。
（2）在②區域中看到彩色光帶，這是　 　現象。
（3）下列應用中：①遙控器；②驗鈔機；③激光準直器，屬于③區域光線應用的是　 　。(填序號)
【答案】（1）紅外線；綠光 （2）色散 （3）②
【解析】（1）①紅外線的熱作用好，紫外線的化學作用強；
②根據光的三原色的知識解答。
（2） 太陽光經過三棱鏡后，被分解成各種色光 ，這種現象叫色散；
（3）根據紫外線的應用解答。
【解答】（1）太陽的熱主要以紅外線的形式傳送到地球上。太陽光經過三棱鏡后，被分解成各種色光。將三種色光適當混合能產生其他任何色光，這三種色光分別是紅光、綠光和藍光。
（2）在②區域中看到彩色光帶，這是色散現象。
（3）下列應用中：①遙控器；②驗鈔機；③激光準直器，屬于③區域光線（紫外線）應用的是驗鈔機，故選②。
變式1：下列說法正確的是 (　　)
A．單顏色的紅光通過棱鏡后也會發生色散現象
B．光的色散是光通過介質后發生了偏折，其中紫光偏折最小
C．白光色散后不可能再合成為白色光
D．彩虹的形成是因為太陽光通過了充滿水汽的大氣
【答案】D
【解析】關于光和顏色的相關知識。
1.白光是由多種色光混合而成的。我們把不能再分解的 光叫做單色光，由單色光混合而成的光叫做復色光。
2.讓太陽光穿過一條狹縫，射到三棱鏡上，從棱鏡另一側的白紙屏上可以 看到一條彩色的光帶，彩色光帶中的顏色是按紅、橙、黃、綠、藍、靛、 紫的順序排列的，從而發現了光的色散現象。
3.我們看到物體的原因是眼睛接收到了物體反射出來的光。白色的物體 能反射所有照射在它表面的光，眼睛接收到的是含有各種色光的混合光， 因此感覺是“白色”的。相反，黑色物體是因為它 吸收了所有照射在它表面的光，眼睛接收不到來自 它的反射光，因此，感覺是“黑色”的。
4.物體呈現各種色彩也是因為它能反射不同顏色 的光。
【解答】A.單顏色的紅光通過棱鏡后也會發生色散現象——單色光是不會發生生色散現象的。
B.光的色散是光通過介質后發生了偏折，其中紫光偏折最小——紫光偏折最大
C.白光色散后不可能再合成為白色光——可能
D.彩虹的形成是因為太陽光通過了充滿水汽的大氣——是因為太陽光照射到空氣中的水滴上形成的色散，故正確。
變式2：如圖所示，將一束太陽光投射到玻璃三棱鏡上，在棱鏡后側光屏上的AB范圍內觀察到了不同顏色的光，則（　　）
A．A處應是紫光
B．只有AB之間有光
C．將照相底片放到AB范圍B的外側，底片會感光
D．將溫度計放到AB范圍A的外側溫度不會升高
【答案】C
【解析】A.三棱鏡對紅光的偏折作用較弱，對紫光的偏折作用較強，則A處為紅光，B處為紫光，故A錯誤；
B.AB之間為可見光，而AB之外還有看不到的紅外線和紫外線，故B錯誤；
C.B的外面為紫外線，紫外線能夠使照相底片感光，故C正確；
D.A的外側為紅外線，它的熱作用好，可以使溫度計的示數增大，故D錯誤。
變式3：如圖所示是一個彩色的手機屏幕，小紅洗手時不小心將水滴到了手機屏幕上，透過水滴她驚奇地看到屏幕上出現多個不同顏色的小格子。當水滴滴到圖中________(選填“紅色”“綠色”“藍色”或“白色”)區域時能同時看到紅、綠、藍三種顏色的小格子，手機屏幕上豐富的色彩，就是由這三種色光混合而成的。著名的光的________實驗證明了太陽光也是由多種色光混合而成的。太陽光中除了可見光之外，還存在不可見光，其中的________具有顯著的熱效應，它在生活中的應用非常廣泛，如：________。
【答案】白色；色散；紅外線；紅外線燈(或紅外線遙控器等合理即可)
【解析】（1）紅、綠、藍為光的三原色，自然界中豐富多彩的顏色都是由這三者顏色按照不同比例混合在一起形成的。當三種色光按照1：1：1的比例混合時，我們會得到白光；
（2）當白光經過三棱鏡后會被分解為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色的色光，這種現象叫光的色散；
（3）根據紅外線的特點和用途解答。
【解答】（1）當水滴滴到圖中白色區域時能同時看到紅、綠、藍三種顏色的小格子，手機屏幕上豐富的色彩，就是由這三種色光混合而成的。
（2）著名的光的色散實驗證明了太陽光也是由多種色光混合而成的。
（3）太陽光中除了可見光之外，還存在不可見光，其中的紅外線具有顯著的熱效應，它在生活中的應用非常廣泛，如：紅外線燈(或紅外線遙控器等)。
考點五、看不見的光
（一）紅外線
紅外線位于紅光之外，它的頻率范圍在3x 1011赫~ 3.9x 1014赫,一切物體都在不停地輻射紅外線。物體的溫度越高，輻射出的紅外線越強,物體在輻射紅外線的同時，也在吸收紅外線。
(1)紅外線的主要特性是熱作用強。各種物體吸收了紅外線后溫度升高，因此，人們利用紅外線來加熱物品。
(2)紅外線穿透云霧的能力強，定向性好，用于紅外遙控。家庭用的電視機和空調遙控器就是利用紅外線來工作的。利用紅外遙感技術可以對地球勘測、尋找水源、監視森林火災、評估大面積農作物的長勢等。
(3)由于不同溫度的物體發出紅外線的強弱不同，利用紅外線探測器、紅外線照相機、紅外線夜視儀可以識別溫度不同的物體。
（二）紫外線
紫外線的頻率范圍是7.5x1014赫~ 3x1016赫，位于紫光之外。高溫物體如太陽、弧光燈和其他熾熱物體發出的光中都有紫外線。
(1)紫外線具有熒光效應，能使熒光物質發光，用來鑒別紙幣的真偽，紫外線驗鈔機就是利用紫外線工作的。
(2)紫外線能殺死微生物，常被人們用來消毒滅菌。
(3)適量的紫外線照射有助于人體合成維生素D,維生素D能促進身體對鈣的吸收，對于骨骼的生長和人體健康都有好處。紫外線，會使人皮膚變黑，誘發皮膚癌。
典例1：讓一束太陽光通過三棱鏡后被分解成各種顏色的光，如果用一個白屏來承接，會形成一條彩色光帶，這種現象叫光的________，在彩色光帶外側有兩種看不見的光，用其中一種光照射鈔票，可以使鈔票的熒光物質發光，這種光叫________(選填“紅外線”或“紫外線”)。
【答案】色散；紫外線
【解析】（1）太陽光經過三棱鏡折射后可以分散成七種顏色的光，分別是紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫，這就是光的色散現象。
（2）紫外線可以使熒光物質發光，鈔票上某些位置用熒光物質印上標記，在紫外線照射下識別這些標記，從而辨別鈔票的真偽。
變式1：絕大多數魚類的體溫與周圍水溫相同。然而，生活在海水中的月魚，其體溫比周圍水溫高。為證實這一點，可對水中的月魚進行拍照，應選用的器材是（　　）
A．紅外線照相機 B．可見光照相機
C．紫外線成像儀 D．超聲波成像儀
【答案】A
【解析】紅外線具有熱效應，一切物體都會向外輻射紅外線，溫度越高的物體輻射的紅外線越明顯。
【解答】生活在海水中的月魚，其體溫比周圍水溫高，則其輻射的紅外線會越強，為了證實這一點，可利用紅外成像儀對其進行拍照，以達到對比的效果。
變式2：下列說法正確的是（　　）
A．光照在物體上時，物體的顏色由照射光的顏色決定
B．實驗表明，色光的混合規律與顏料的混合規律相同
C．電視機的遙控器可以發出紅外線，來實現對電視機的遙控
D．任何情況下，紫外線的照射對人體都是有害的
【答案】C
【解析】A.不透明體的顏色由它反射的色光決定；
B.根據光的混合規律判斷；
C.根據紅外線的特點和應用判斷；
D.根據紫外線的特點和應用判斷。
【解答】A.光照在物體上時，物體的顏色由反射光的顏色決定，故A錯誤；
B.實驗表明，色光的混合規律為加色法，顏料的混合規律為減色法，故B錯誤；
C.電視機的遙控器可以發出紅外線，來實現對電視機的遙控，故C正確；
D.紫外線的照射可以促進人體對鈣的吸收，故D錯誤。
變式3：冬天，在商店購買的紅外線烤火爐，看起來它發出淡紅色的光，這是因為（　　）
A．紅外線本身就是一種淡紅色的光
B．烤火爐的電熱絲的溫度超過標準，因此在發出紅外線的同時還發出少量紅色的光，紅外線本身是看不見的，看見的淡紅色的光并不是紅外線
C．紅外線中有一部分是看得見的，有一部分是看不見的，看得見的那部分是淡紅色的
D．以上說法都是錯誤的
【答案】B
【解析】根據紅外線的定義和應用判斷。
【解答】A.紅外線是紅光外面看不到的光，故A錯誤；
BCD.烤火爐的電熱絲的溫度超過標準，因此在發出紅外線的同時還發出少量紅色的光，紅外線本身是看不見的，看見的淡紅色的光并不是紅外線，故B正確，C、D錯誤。
1．（2023七下·平湖期末）唐代高駢的詩句”綠樹陰濃夏日長，樓臺倒影入池塘”中”樓臺倒影”的原理與圖中的光學現象原理相同的是（　　)
A．日晷計時 B．對著鏡子畫臉譜 C．水球成像 D．白光通過三棱鏡呈彩色
【答案】B
【解析】“樓臺倒影”是水面呈現出樓臺的倒影，屬于平面鏡成像，是光的反射現象。
【解答】A.日晷計時是利用影子的方向大致判斷時刻，影子是由光的直線傳播形成的，故A錯誤；
B.對著鏡子畫臉譜屬于平面鏡成像，是光的反射現象，故B正確；
C.水球成像是利用了凸透鏡成像原理，是光的折射現象，故C錯誤；
D.白光通過三棱鏡呈彩色屬于光的色散，是光的折射現象，故D錯誤。
故答案為：B。
2．如圖所示，物體AB高1.6米．平面鏡CD高0.6米，物體到平面鏡的距離為2米。下列關于物、像、鏡的說法中，正確的是（　　）
A．物體通過該平面鏡不能成完整的像
B．像高與平面鏡的高相同，為0.6米
C．物體與像的距離為2米
D．像高與物體的高相同，為1.6米
【答案】D
【解析】物體在平面鏡成像時，物像等大、到平面鏡等距、連線與鏡面垂直、成虛像．像的大小與物體大小有關，與平面鏡大小無關。
【解答】A、無論平面鏡大小如何，一定能成完整的像，只是有時我們看不到完整的像．不符合題意；
B、像和物體的大小相同，像高1.6m．不符合題意；
C、根據物像到平面鏡等距，物體與像的距離為4m．不符合題意；
D、像和物體的大小相同，像高1.6m．符合題意。
3．（2023七下·上城期末）如圖甲乙為兩種反射類型的模式圖，下列關于它們說法正確的是（　　）
A．新黑板從各個方向能看清字，其原理如圖甲所示
B．新黑板從各個方向能看清字，其原理仍遵循光的反射定律
C．用久的黑板會出現反光，其原理如圖乙所示
D．用久的黑板會出現反光，其原理不再遵循光的反射定律
【答案】B
【解析】根據對漫反射和鏡面反射的特點分析判斷。
【解答】A.新黑板從各個方向能看清字，是因為光在粗糙不平的黑板上發生漫反射，其原理為乙，故A錯誤；
B.新黑板從各個方向能看清字，其原理仍遵循光的反射定律，故B正確；
C.用久的黑板會出現反光，是因為光在黑板上發生鏡面反射所致，原理如甲所示，故C錯誤；
D.用久的黑板會出現反光，其原理仍然遵循光的反射定律，故D錯誤。
4．（2023七下·金華期中）手電筒發出的光豎直向下照射到一個空燒杯底部，光線投射到燒杯底部形成一個圓形光斑（如圖中虛線所示），若再向燒杯中注水到一定高度時，燒杯底部的光圈會變為如圖中的（　　）
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】根據光的折射規律分析判斷。向燒杯中注水到一定高度時，光從空氣斜射入水中發生折射，此時折射角小于入射角，即折射光線靠攏法線偏折，因此燒杯底部成的光斑會變小，故B正確，而A、C、D錯誤。
5．（2023七下·甌海月考）有一個點光源S，放在平面鏡MN前，若鏡MN不動，光源S以2 m/s的速度沿與鏡面成45°角的方向向右做勻速直線運動，如圖所示，則光源S在鏡中的像將（）
A．以速度4 m/s沿SO直線方向向右平移
B．以速度2 m/s沿垂直于SO方向向上平移
C．以速度2 m/s沿垂直于SO方向向下平移
D．以速度4 m/s沿SO直線方向向左平移
【答案】C
【解析】根據平面鏡成像“物像等距”分析判斷。【解答】根據平面鏡成像特點作出光源S在平面鏡中成的像，如圖所示。
因為光源S以2 m/s的速度沿與鏡面成45°角的方向向右做勻速直線運動，∠SOM=∠S'OM=45°，
所以像點S'也以2 m/s的速度沿著S'O向下運動，且S'O與SO互相垂直。
6．如圖所示，將平面平面鏡和鉛筆豎直放置在水平桌面鉛筆上，下列說法正確的是（　　）
A．鉛筆水平向右移動時，它的像將變小
B．平面鏡豎直向上移動時，鉛筆的像也將向上移動
C．若改用一塊較小的平面鏡，鉛筆的像將變小
D．若鉛筆按圖示箭頭方向轉過45°，鉛筆將與它的像垂直
【答案】D
【解析】AC.根據平面鏡成像“物像等大”的規律判斷；
BD.根據平面鏡成像的“對稱性”判斷。
【解答】A.由平面鏡成像的特點可知，鉛筆水平向右移動時，鉛筆與平面鏡的距離改變，鉛筆在鏡中的像始終等于鉛筆的大小，因此像的大小不變，故A錯誤；
B.平面鏡豎直向上移動時，鉛筆的像與鉛筆還是關于平面鏡所在平面對稱的，因此像的位置不變，故B錯誤；
C.鉛筆在平面鏡中成像大小始終等于鉛筆大小，與平面鏡的大小無關，故C錯誤；
D.若鉛筆按圖示箭頭方向轉過45°，即鉛筆與平面鏡的夾角為45°，根據平面鏡成像的特點，此時平面鏡將鉛筆與像的夾角平分，所以鉛筆與它在平面鏡中的像互相垂直，故D正確。故選D。
7．如圖所示，兩塊完全相同的直角三角形玻璃磚A和B放置在同一水平面內，斜邊平行且相距一定距離。一條光線從空氣中垂直于玻璃磚A的直角邊射入，從玻璃磚B的直角邊射出，射出后的位置和方向可能是圖中的（　　）
A．光線a B．光線 b C．光線c D．光線d
【答案】B
【解析】根據光的折射規律，可確定出穿過直角三角形玻璃磚的折射光線。這條折射光線正好是進入第二個三角形玻璃磚的入射光線，由光路可逆原理可得到經第二個三角形后射出的光線。
【解答】垂直于鏡面的入射光線在三角形玻璃磚的第一個面中透過時不改變傳播方向，在第二個面中要發生折射，發生折射的這一條光線是進入第二個三角形玻璃磚的入射光線，由于這時的入射角等于剛才的折射角，所以剛才的入射角變成了現在的折射角。所以在兩三角形玻璃磚中光線的傳播將如圖所示，所以最終射出的方向是光線b，B選項正確。
8．如圖，兩塊平面鏡成90°放置，畫出圖示光線經兩次反射的光路圖(保留作圖痕跡)
【答案】
【解析】根據光的反射定律完成作圖。
【解答】根據圖片可知，首先通過水平鏡面上的入射點作垂直鏡面的法線，再根據“反射角等于入射角”在法線左側畫出對應的反射光線。同理，畫出光線在垂直鏡面上的反射光線，如下圖所示：
9．如圖所示，一束光從空氣中垂直射向玻璃磚，請畫出這束光進入玻璃磚和離開玻璃磚后的大致光線(注意標出法線，不考慮光的反射)。
【答案】
【解析】根據光的折射規律分析解答。
【解答】（1）當光從空氣垂直分界面射入玻璃磚中時，光的傳播方向保持不變；
（2）當光從玻璃磚中斜射入空氣中時，折射角大于入射角，如下圖所示：
10．作圖題。
（1）在圖甲中畫出AB在平面鏡中所成的像。
（2）如圖乙所示，S是發光點，A是某條反射光線上的一點。請畫出這條反射光線，并完成光路圖。
【答案】（1）
（2）
【解析】（1）根據平面鏡成像的對稱性完成作圖；
（2）物體在平面鏡中所成的像是所有反射光線反向延長線的交點，即所有的反射光線都經過像點。既然這條反射光線還經過A點，那么可將像點和A連接，連線與平面鏡的交點就是入射點，最后補充光路圖即可。
【解答】（1）通過A點作鏡面的垂線，然后根據“物像等距”在鏡面右側這條直線上找到對應的像點A'。同理，找到B點對應的像點B'，最后將A'B'連接即可，如下圖所示：
（2）①首先通過S點作鏡面的垂線，然后根據“物像等距”在鏡面右側這條直線上找到像點S'；
②連接A和S'，與鏡面的交點為入射點O；
③連接SO為入射光線，連接OA為反射光線，如下圖所示：
11．（2023七下·蘭溪期中）雙休日，小明和小伙伴到東湖游玩。小明突然叫起來：哇！怎么回事啊，魚咋在云中游呢？同伴“小博士”告訴他這“云”是由于光的　 　形成的像，這“魚”是由光的 　 　形成的像。小明還拿出剛買來的玩具激光槍要準備打魚，小博士告訴他，你應對準　 　（選填“看到的魚”、“看到的魚上方”、“看到的魚下方”）開槍才能打中魚。
【答案】反射；折射；看到的魚
【解析】光的反射指光在傳播到不同物質時，在分界面上改變傳播方向又返回原來物質中的現象；是指光從一種介質斜射入另一種介質時，傳播方向發生改變，從而使光線在不同介質的交界處發生偏折的現象。
【解答】云在水外面，故為光的反射；魚在水里，故為光的折射，光的折射所成虛像的位置偏高，故對準看到用激光筆才能打到魚。
12．早晨，陽光以接近于真空中的傳播速度　 　m/s照到地球，當與地面的夾角為40°時，射到一塊平面鏡上(如圖所示)，則入射光線與反射光線的夾角　 　，反射光線正好經過點O，隨著時間的推移，反射光將向　 　(填“A”或“B”)側移動。
【答案】3×108；100°；A
【解析】（1）根據光的傳播速度解答；
（2）入射光線與鏡面的夾角和入射角之和等于90°，再根據“反射角等于入射角”計算入射光線和反射光線的夾角；
（3）根據光的反射定律分析反射光的位置變化。
【解答】（1）早晨，陽光以接近于真空中的傳播速度 3×108 m/s照到地球；
（2）當與地面的夾角為40°時，射到一塊平面鏡上，則入射角為：90°-40°=50°。根據“反射角等于入射角”可知，反射角為50°，則入射光線與反射光線的夾角：50°+50°=100°。
（3） 隨著時間的推移，太陽光與地面的夾角逐漸增大，入射角逐漸減小。根據“反射角等于入射角”可知，反射角也減小，即反射光線向A側移動。
13．（2023七下·義烏期中）如圖所示，一束光在空氣和玻璃兩種介質的界面上同時發生反射和折射（圖中入射光線、反射光線和折射光線的方向均未標出），其中入射光線是　 　（用字母表示），折射角等于　 　。
【答案】EO；45
【解析】根據“反射角等于入射角”確定反射角和入射角，再根據“折射光線和入射光線分居法線兩側”確定折射光線和折射角即可。
【解答】根據圖片可知，∠COF=∠COE=30°，根據“反射角等于入射角”可知，二角肯定為入射角或反射角。根據“折射光線和入射光線分居法線兩側”可知，OG為折射光線，而EO為入射光線。CB為法線，則∠GOD為折射角，大小為45°。
14．（2023七下·金華期末）近期義烏已進入梅雨季，為了水庫安全，小義同學想利用光的反射原理設計一個水位測量儀。A點和光屏PQ在同一平面上。
（1）小義用激光筆在A點發出一束激光，經水面反射后在光屏B點處形成一個光斑，請在圖中畫出入射光線和反射光線（保留作圖痕跡）；
（2）光屏上光斑位置會隨水位變化而變化，小義想在光屏上標出相應水位，光斑在P點時的水位　 　（選填“高于”或“低于”）光斑在Q點時的水位。
【答案】（1） （2）高于
【解析】（1）光的反射規律為入射角等于反射角，同時入射光線和反射光線位于法線的兩側。
（2）入射點左移也會導致反射光線左移。
【解答】（2）P點時反射光線左移的原因是入射點提前了，故P點的水位較高。
15．（2023七下·嘉興期末）如圖，一束光從空氣斜射入玻璃磚(入射角為45°)后，再折射入空氣。
（1）光從空氣斜射入玻璃磚時，折射角　 　45°(選填“大于”、”小于”或”等于”)，當光從玻璃磚再次斜射入空氣中時，請畫出折射光線　 　。
（2）把該玻璃磚壓在教材的”科學”兩字上，則透過玻璃磚看到的“科學”兩字是______。
A．變淺的虛像 B．變淺的實像 C．變深的虛像 D．變深的實像
【答案】（1）小于； （2）A
【解析】（1）根據光的折射規律分析解答；（2）根據光的折射規律分析判斷。
【解答】（1）根據光的折射規律可知，光從空氣斜射入玻璃磚時，折射角小于入射角。因為入射角等于45°，所以折射角小于45°；
當光從玻璃磚再次斜射入空氣中時，折射角大于入射角，且折射光線與最初的入射光線平行，如下圖所示：
（2）壓在玻璃磚下的科學兩字發出的光，從玻璃射入空氣時發生折射，此時折射角大于入射角。當折射光線射入我們的眼睛后，我們反方向看回去，會看到成在實際位置上方的變淺的虛像。
故選A。
16.（2023七下·柯橋期末）在探究”平面鏡成像的特點”實驗中，桌面上已給出的器材有：帶支架的厚為2mm的茶色玻璃；鉛筆一支；完全相同的蠟燭兩支：白紙一張，火柴一盒。
（1）為完成實驗，還需要的實驗器材是　 　。
（2）小柯將蠟燭A豎直放在水平桌面的白紙上，點燃蠟燭A，他發現：平板玻璃中蠟燭A的像偏低，你認為在圖乙所示的1、2、3三幅圖中，圖　 　是產生以上實驗現象的原因
（3）移去蠟燭B，并在其所在位置上放光屏，則光屏　 　(選填“能”或”不能”)承接到蠟燭A燭焰的像；
【答案】（1）刻度尺 （2）3 （3）不能
【解析】①平面鏡成像的實驗原理——光的反射規律，像是由反射光線的反向延長線會聚而成的，屬于虛像；
②平面鏡成像的實驗方法——等效替代法；
③實驗成功的關鍵——a.用玻璃代替平面鏡，確定像的位置；b.環境要暗（或用茶色玻璃），方便確定像的位置；c.茶色玻璃要薄，否則會出現重影；d.茶色玻璃要與平面垂直，否則像會偏高或偏低；
④物與像的關系：物與像大小相等，物距等于像距，物像連線與平面鏡所在位置垂直，即物與像關于平面鏡對稱。
【解答】（1）根據平面鏡成像的特點可知，物距等于像距，因此需要刻度尺分別測量物距和像距。
（2）根據平面鏡成像的特點可知，物與像關于平面鏡對稱，因此像偏低是圖3引起的。
（3）平面鏡所成的像是虛像，不能在光屏上呈現。
17.（2023七下·新昌期末）如圖甲所示，小敏同學將一根筷子斜放在裝有水的杯子里。從上面往下看，筷子水中的部分比實際位置淺一些，向上彎折了。從杯子外面往里看，筷子水中部分變粗了。
（1）小敏看到的水中筷子是　 　(選填“實”或“虛”)像。
（2）小敏在科學老師的指導下查閱資料，發現光從水中射向空氣中時折射角與入射角的變化規律如下表。
入射角 0° 10° 20° 30° 40° 50° 60°
折射角 0° 13.4° 27.1° 41.7° 58.7° 無 無
分析表中數據，折射角與入射角大小　 　(選填“成正比”或“不成正比”)．
（3）當光從空氣斜射向水中時，折射光線是圖乙中的　 　(選填字母)。
【答案】（1）虛（2）不成正比（3）OC
【解析】（1）根據光的折射知識分析解答；（2）根據表格數據分析折射角和入射角的關系即可；
（3）根據光的折射規律分析解答。
【解答】（1）筷子發出的光線，從水中斜射入空氣中發生折射。折射光線進入眼睛后，我們沿反方向看過去，會看到成在實際位置上方的虛像。
（2）根據表格數據可知，與第1組數據比較，入射角成倍增大，但是折射角增大不是成倍的，因此折射角與入射角大小不成正比。
（3）根據光的折射規律可知，當光從空氣斜射入水中時，折射角小于入射角，因此折射光線是圖乙中的OC。
18.（2023七下·婺城期末）科學興趣小組用如圖甲所示裝置研究平面鏡成像特點，探究像距與物距關系時的實驗步驟如下：
①在水平桌面上鋪上白紙，將玻璃板豎立在白紙中間位置，記下玻璃板的位置；
②將點燃的蠟燭放在玻璃板前面，再拿另一支大小相同的未點燃的蠟燭豎立在玻璃板后面移動，直到看上去它跟玻璃板前面那支蠟燭的像完全重合，用筆記下兩支蠟燭的位置；
③移動點燃的蠟燭到另一個位置，重復上述實驗；
④用直線連接每次實驗中的蠟燭和它的像的位置，如圖乙。用刻度尺測量出每次的物距和像距，記錄數據如下表：
次數 物距/cm 像距/cm
1 5.0 5.0
2 8.0 8.0
3 12.0 12.0
（1）等效替代法是指在研究中，因實驗本身的限制，要用與實驗對象具有相似或共同特征的對象來替代的方法。本實驗中用到的等效替代法具體體現在　 　。
（2）分析表格中的數據，可得出的結論是　 　。
（3）用直線連接每次實驗中的蠟燭和它的像的位置，還可得出的結論是　 　。
（4）實驗中，有同學用一張白紙擋在玻璃板和像之間，你認為該同學還能觀察到蠟燭的像嗎？并說出你的理由：　 　。
【答案】（1）用未點燃的蠟燭替代點燃蠟燭的像（2）像距等于物距
（3）像與物體的連線垂直于鏡面
（4）能看到，因為平面鏡成像的原理是光的反射所成的虛像，虛像不能成在光屏上
【解析】（1）在實驗中，將一支完全相同的蠟燭放到玻璃板后面，并不斷移動它的位置。當它與前面蠟燭的像完全重合時，就能確定像的位置和大小。
（2）根據表格數據分析像距和物距的大小關系；
（3）根據圖乙分析物體和像的連線與平面鏡所在位置的直線的位置關系；
（4）實像由實際光線形成，可以成在光屏上；虛像不是由實際光線形成，不能成在光屏上。
【解答】（1）本實驗中用到的等效替代法具體體現在用未點燃的蠟燭替代點燃蠟燭的像。
（2）分析表格中的數據，可得出的結論是：像距等于物距；
（3）用直線連接每次實驗中的蠟燭和它的像的位置，發現連線與平面鏡所在的直線的夾角為90°，那么得到：像與物體的連線垂直于鏡面。
（4）實驗中，有同學用一張白紙擋在玻璃板和像之間，我認為該同學還能觀察到蠟燭的像，理由為：因為平面鏡成像的原理是光的反射所成的虛像，虛像不能成在光屏上。
19．探究平而鏡成像特點的實驗如圖甲所示
（1）現有厚度分別為5mm和2mm的兩塊玻璃板，應選擇　 　mm厚的玻璃板做實驗，目的是　 　。
（2）用玻璃板代替平面鏡的原因是　 　，便于研究平面鏡的成像特點。
（3）在豎立的玻璃板前點燃蠟燭A，拿未點燃的蠟燭B豎立在玻璃板后面移動，人眼一直在玻璃板的　 　(填“前側”或“后側”)觀察，直到蠟燭B與蠟燭A的像完全重合，這種確定像與物大小關系的方法是　 　(填“控制變量法”或“等效替代法”)。
（4）用光屏在玻璃板后面無論怎樣移動，在光屏上都　 　(填“能”或“不能”)成像，說明平面鏡所成的是　 　像。
（5）如圖乙所示是從平面鏡中看到墻上的時鐘的像，請在圖丙中畫出時鐘的實際時間。
【答案】（1）2；防止厚玻璃板前后表面成兩個像，影響實驗效果（2）便于觀察和確定像的位置
（3）前側；等效替代法（4）不能；虛（5）如圖
【解析】（1）玻璃板有前后兩個面，光在上面發生兩次反射形成兩個虛像。且玻璃板越厚，兩個虛像的距離越大，從而為尋找像的位置產生影響。
（2）玻璃板是半透明的，雖然成像沒有平面鏡清晰，但是透過它可以看到后面的物體，便于找到前面物體像的位置；
（3）根據平面鏡成像時尋找像的位置的操作解答。等效替代法是在保證某種效果(特性和關系)相同的前提下，將實際的、陌生的、復雜的物理問題和物理過程用等效的、簡單的、易于研究的物理問題和物理過程代替來研究和處理的方法。
（4）實像由實際光線會聚而成，可以成在光屏上；否則為虛像。
（5）根據平面鏡成像的對稱性完成作圖。
【解答】（1）現有厚度分別為5mm和2mm的兩塊玻璃板，應選擇2mm厚的玻璃板做實驗，目的是：防止厚玻璃板前后表面成兩個像，影響實驗效果。
（2）用玻璃板代替平面鏡的原因是便于觀察和確定像的位置，便于研究平面鏡的成像特點。
（3）在豎立的玻璃板前點燃蠟燭A，拿未點燃的蠟燭B豎立在玻璃板后面移動，人眼一直在玻璃板的前側觀察，直到蠟燭B與蠟燭A的像完全重合，這種確定像與物大小關系的方法是等效替代法。
（4）用光屏在玻璃板后面無論怎樣移動，在光屏上都不能成像，說明平面鏡所成的是虛像。
（5）連接12點和6點的刻度線作為對稱軸，然后根據“物像等距”在右側找到時針和分針的端點對應的位置，最后與轉軸相連，得到對應的分針和時針的位置即可，如下圖所示：
典例分析
舉一反三
典例分析
舉一反三
典例分析
舉一反三
典例分析
舉一反三
典例分析
舉一反三
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