浙教版2022-2023学年第二学期七年级科学“冲刺重高”培优讲义（十一）：光的反射和折射（含解析）

一、光的反射
1、定义：光从一种均匀的物质射到另一种物质的表面上时，
光会改变传播方向，又返回到原先的物质中。
2.探究光的反射定律实验
白色光屏E垂直固定在木板上，白色光屏F可以绕垂直于镜面的ON轴转动。
实验结论：
光反射时，入射光线、反射光线、法线在同一平面内；（三线共面）
反射光线和入射光线分别位于法线的两侧；（法线居中）
反射角等于入射角。( β=α，两角相等 )
光路具有可逆性。
垂直射入时，入射光线、反射光线、法线三线重合，反射角和入射角都为0°。
3、镜面反射和漫反射——都遵循光的反射定律
镜面反射：平行光线射到光滑表面上时反射光线也是平行的。
镜面反射易形成刺目的强光，反而看不清楚物体。
镜面反射：黑板的反光、后视镜、化装镜
漫反射：平行光线射到凹凸不平的表面上，反射光线射向各个方向。
通常情况下可以辨别物体之形状和存在，是由于光的漫射之故。
日落后暂时能看见物体，乃是因为空气中尘埃引起光的漫射之故。
漫反射：电影屏幕、植物、墙壁、衣服等
二、平面镜
1、定义：表面平整光滑且能够成像的物体。平静的水面、抛光的金属表面、玻璃板等都相当于平面镜。
2.探究平面镜成像规律实验：
方法：等效替代法
用未点燃的蜡烛代替点燃的蜡烛，再与点燃蜡烛的像对比。
平面镜成像实验常见问题：
（1）常用薄玻璃板来代替平面镜。便于确定像的位置
不能用镜子和厚玻璃板代替，前者背面不透明找不到像的位置，
后者会出现两个不重合的像
（2）实验室光线较暗——便于观察
（3）用相同相等的物体（蜡烛）——便于比较物像大小
（4）玻璃板竖直放置——让像呈在桌面上方
若不竖直，则像的位置不确定，会变高或变低
（5）多次改变物体（蜡烛）位置——便于找到普遍规律
（6）刻度尺——测量像到平面镜的距离
平面镜成像特点总结：所成的像是虚像（光的反射现象），像和物离镜面的距离相等，
像与物体的大小相等，像与物的连线和镜面垂直，像和物体以镜面对称。
4、凸面镜和凹面镜
凸面镜也叫广角镜、反光镜、转弯镜。主要用于各种弯道、路口。可以扩大司机视野，及早发现弯道对面车辆，以减少交通事故的发生，也用于超市防盗，监视死角。对光线有发散作用。
凸面镜成正立、缩小的虚像（反射）
利用凹面镜对光线的会聚作用：太阳灶、台灯、电视卫星天线、雷达。
利用过焦点的光线经反射后成为平行于主轴的平行光：探照灯、手电筒以及各种机动车的前灯灯罩。
还有太阳能焊接机，医用头灯，反射式望远镜等。
奥运圣火采集仪式也是用的凹面镜聚焦形成热量的原理。
凹面镜是反射成像。
成的像可以是：倒立、放大的实像，或倒立、等大的实像，或倒立、缩小的实像，或正立、放大的虚像。（凹面镜实像与物体在同一侧，虚像与物体在异侧）
三、的折射
1、定义：光从一种透明物质斜射入另一种透明物质时，光的传播方向会发生改变。其中当光垂直入射到界面时，传播方向不变 。
2.光的折射定律
①光折射时，入射光线、折射光线、法线在同一平面内；
②折射光线和入射光线分别位于法线的两侧。
③光从空气斜射入水或其他透明物质时，折射角小于入射角； （γ < α）
④当光从其他透明物质斜射入空气时，折射角大于入射角。 （γ > α）
⑤当入射角增大时或减小时折射角也随之增大或减小。
⑥光路可逆
⑦在界面上发生折射的同时也发生了反射
四、生活中常见的反射和折射现象
有关光的直线传播：小孔成像、日食月食、手影、激光准直、射击瞄准。
有关光的反射：【虚像】白天看清路,是因为路面（漫）反射太阳光;夜晚,看见月亮,因为月亮反射太阳光；看到水中倒影,因为水反射太阳光；灯下看书,是因为,纸能反射灯光；电脑对着窗户,看不清屏幕,是因为屏幕反射阳光；照镜子,利用镜子反射光的原理；夜晚路上,迎着月光走，水坑很亮,是因为水面反射光；电影、黑板,利用光的漫反射；光滑金属勺子背面（凸面镜）可以看到缩小的物体像,是光的反射现象；高速公路有完善的反光标志系统,包括热熔反光标线、贴膜式反光轮廓标、发光地钉等,在车等照耀下,能够反射行车道指示标线、路边轮廓、车道分割线和中央分隔带轮廓.
有关光的折射：【虚像】水中筷子“断了”；海市蜃楼；插鱼时往鱼的下部插；池水“变浅”；
放大镜；投影仪；照相机；眼镜；从家里门上的猫眼看外面的人；从水中看岸上的景物比实际位置高；日出之前的光和日落之后的晚霞；星光闪烁 。
海市蜃楼
是一种因为光的折射和全反射而形成的自然现象，是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像。
产生原因：
是太阳使地面温度上升后形成的一种气温梯度。由于密度不同，光线会在气温梯度分界处产生折射现象。
一般发生在：平静的海面、大江江面、湖面、雪原、沙漠或戈壁等地方。
雨后彩虹
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．
例1、如图所示，对下列光学现象的描述或解释错误的是(　　)
A．图(a)中漫反射的光线尽管杂乱无章，但每条光线仍然遵循光的反射定律
B．图(b)中木工师傅观察木板是否平整，是利用了光的直线传播特点
C．图(c)所示炎热夏天公路．上的海市蜃楼景象，是由光的反射现象造成的
D．图(d)是太阳光经过三棱镜色散后的色光排列情况
例2、如图所示，用该视力表进行测试时，被测者需距离视力表5 m，因受到场地限制，可利用平面镜来增距。以下是某同学检查视力时的情景，下列说法中正确的是(　　)
A．镜中视力表的像是实像
B．该同学应距离视力表2 m处进行测试
C．该同学应距离视力表1 m处进行测试
D．镜中视力表的像是由光的折射形成的
例3、小敏作发光点S的像S'的光路图如图所示。她作图的步骤有：
①作反射光线O1A1、O2A2；
②作入射光线SO1、SO2；
③作法线O1N1、O2N2；
④将反射光线O1A1、O2A2反向延长交于S'。
下列选项中顺序正确的是(　　)
A．①②③④ B．②③①④ C．④①③② D．②①③④
例4、如图所示是“探究平面镜成像特点"的实验装置，选取两支相同的蜡烛，其中A为玻璃板前点燃的蜡烛，B为未点燃的蜡烛。下列关于本实验的说法中，正确的是（　　）
A．用平面镜代替玻璃板，仍然能看到像
B．当蜡烛A靠近玻璃板，它所成的像变大
C．当蜡烛A远离玻璃板，它的像靠近玻璃板
D．将光屏放到像的位置，光屏能够承接到像
例5、如图所示是“探究光的反射定律’的装置，平面镜M水平放置，白色纸板竖直立在平面镜上，纸板由E、F两部分组成，可绕竖直接缝ON翻转。下列叙述正确的是（　　）
A．图甲实验中，多次改变入射角进行实验是为了减小实验误差
B．图乙实验中，纸板F．上看不到反射光，此时不存在反射光
C．图乙实验现象可说明反射光线和入射光线在同一平面内
D．图甲、丙中现象说明光路是可逆的
例6、黄店镇桐山后金村是宋末学者金履祥的后代聚居地。该村富有文化底蕴，同时兼顾了江南小乡村的秀美：村中池塘正中长着千年古柏，水边白鹭悠走，水下鱼儿畅......妈妈用手机拍下了这些场景。
下列相关“影”的形成原理中正确的是（　　）
A．水中古柏的“倒影”——光的直线传播
B．水下鱼儿的“鱼影”——光的反射
C．岸边白鹭的“黑影”——光的色散
D．妈妈手机的“摄影”——光的折射
例7、小柯通过玻璃门（如图）简单地验证了平面镜成像的某些规律。
（1）先在房间 A 的地砖拼接处放一标记物，然后到房间 B，让自己的像落在标记物上， 此时他看到的自己的像是由于光的　 　而形成的　 　像（选填“虚”或“实”）；
（2）小桥选择用深色玻璃进行此实验，当他站在③位置观察时，发现效果比无色玻璃更好，原因是深色玻璃的透光效果差，相当于减弱了　 　 房间的亮度。
例8、在探究“平面镜成像特点”的实验中，小科所在的小组的同学们选取一块薄平板玻璃、两根完全相同的蜡烛A和B、刻度尺、白纸、火柴等器材进行实验，如图1甲所示。
（1）实验过程中用玻璃板代替平面镜的原因是：　 　；
（2）小科将蜡烛A竖直放在水平桌面的白纸上，点燃蜡烛A，她观察发现：平板玻璃中蜡烛A的像偏低且倾斜。你认为在图1乙所示的三幅图中，　 　图是产生以上实验现象的原因；
（3）如图2所示，小科把四个模型分别面对玻璃板直立在桌面上，用于研究像与物左右位置的关系，最好选用　 　。
1．如图所示，一束光斜射到容器中的水面上，发生反射和折射。若将容器右端抬高一些，则下列说法中正确的是(　　)
A．入射角和反射角都增大 B．反射角增大，折射角减小
C．入射角不变，反射角增大 D．反射角和折射角都不变
2．晚上，在桌面上铺一张白纸，把一小块平面镜放在纸上，让手电筒的光正对着平面镜照射，如图所示，人从侧面看去（　　）
A．镜子比较亮，它发生了镜面反射
B．镜子比较暗，它发生了漫反射
C．白纸比较暗，它发生了镜面反射
D．白纸比较亮，它发生了漫反射
3.平面镜水平放置且镜面朝上，在镜面右端上方竖直放置一凸透镜，在凸透镜左侧主光轴上两倍焦距处有点光源S，关于点光源在该光具组中成像情况的判断，正确的是（　　）
A．两个实像，两个虚像 B．两个实像，一个虚像
C．一个实像，两个虚像 D．一个实像，三个虚像
4．下面两图都是时钟在平面镜中成的像，它们的实际时间是甲：　 　；乙：　 　。
5.为了寻找光的色散现象产生的原因，某同学进行了如下探究：选用不同颜色的光(红光、黄光和紫光)，分别以不同的入射角i从空气射入玻璃砖中(如图所示)，测出折射光线对应的折射角r，结果如下表。
　 红光光源 黄光光源 紫光光源
实验序号 入射角i(度) 折射角r(度) 入射角i (度) 折射角r(度) 入射角i (度) 折射角r(度)
1 25 16.4 25 15.7 25 15.1
2 50 30.7 50 29.4 50 28.2
3 75 40.1 75 38.3 75 36.6
试回答：
（1）为了顺利完成本探究，入射角i的角度不能等于　 　。
（2）比较实验数据，得出规律：
①同种颜色的光从空气斜射入玻璃砖时，折射角小于入射角；且随着入射角的增大，折射角　 　。
②光的色散现象产生的原因是：在同一种物质中， 不同色光的折射率不同。
（3）应用规律：如图，是黄光斜射入玻璃砖的折射光路图。请判断如果红光同样沿着如图角度入射，那么折射光线最后会射到　 　(选填 “P点”“P点的左侧”或“P点的右侧”)
6.小红和同学在探究平面镜成像的特点时，在水平桌面上用玻璃板、两支相同的蜡烛、白纸、刻度尺等器材进行实验。
（1）用玻璃板代替平面镜做实验，其好处是： 　 　，玻璃板应该 　 　放置在水平桌面上。
（2）小红经过仔细观察，通过玻璃板看到了同一支蜡烛的两个挨得很近的像，产生这种现象的原因是　 　。解决上面的问题后蜡烛B与蜡烛A的像能够完全重合，说明　 　。
（3）图乙是他们经过三次实验后，在白纸上记录的像与物对应点的位置。他们下一步应该怎样利用和处理这张“白纸”上的信息得出实验结论　 　。
1．如图所示，当玻璃杯中没有水时，在A处发出一束光，在杯壁上的B处形成一个光斑。在不考虑杯壁对光的反射的条件下，当往杯中加水时，下列说法正确的是(　　)
A．当水面至CD时，光斑仍在B处
B．当水面至EF时，光斑仍在B处
C．当水面至CD时，光斑移至B的上方
D．当水面至EF时，光斑移至B的上方
2．如图所示，一束光线从与镜面成30°角的方向射到平面镜上，当平面镜转动至虚线位置时，反射光线与入射光线的夹角为(　　)
A．40° B．100° C．140° D．80°
3.如图是小科探究光的反射定律的相关实验过程，其中 M 为水平放置的平面镜，E、F 为可以绕 ON 折转的纸板。下列叙述正确的是（　　）
A．图甲中∠AOP 是入射角
B．图甲中如果光线沿 BO 射入，可以沿 OA 射出
C．图乙中若将 F 板绕 ON 向后转，反射光线会消失
D．图甲中将入射光线沿 E 所在平面绕 O 点顺时针旋转，反射光线也随之顺时针旋转
4.小芳站在竖起的穿衣镜前5m处，身高为1.65m，小芳到自己像的距离为　 　；若小芳向镜移动一段距离，此时像的大小　 　。（选填“变大”、“变小”或“不变”）现将一块和镜面一样大的木板放在镜子后面1m处，如图所示，这时她　 　（选填“仍能”或“不能”）在镜中看到自己的像。
5．为探究光的反射定律，小科进行如图所示的实验。
（1）当入射角为40°时，反射角为　 　。
（2）小科将纸板F绕垂直于镜面ON向后转动，在纸板F上还能看到反射光吗？请分析原因： 　
（3）实验时，从纸板的不同的方向都能看到光的路径，这是因为光在纸板上发生了 　 　(填“漫”或“镜面”)反射。
6.如图（甲）所示是小明利用透明玻璃板“探究平面镜成像特点”的实验装置。
（1）实验中选择两根完全一样的蜡烛A 和C ，是为了比较像与物的　 　关系。
（2）实验时，小明应在　 　（填“A”或“B”）侧观察腊烛A经玻璃板所成的像。
（3）小明将蜡烛A逐渐远离玻璃板时，它的像的大小将　 　（填“变大”、“不变”或“变小”）。
（4）细心的小芳透过玻璃观察蜡烛A的像时，看到在像B处的后面还有一个较模糊、与像B有部分重叠的像，出现两个像的原因是　 　。
答案及解析
例1、C
【解析】A.图(a)中漫反射的光线尽管杂乱无章，但每条光线仍然遵循光的反射定律，故A正确不合题意；
B.图(b)中木工师傅观察木板是否平整，是利用了光的直线传播特点，故B正确不合题意；
C.图(c)所示炎热夏天公路上的海市蜃楼景象，是由光的折射现象形成的，故C错误符合题意；
D.图(d)中，太阳光经过三棱镜后，对红光的偏折能力最弱，对紫光的偏折能力最强，故D正确不合题意。故选C。
例2、B
【解析】镜子中的视力表所成的像是虚像，故A错误；
根据平面镜成像的对称性可知，视力表所成的像到平面镜的距离等于视力表到平面镜的距离3.5m。根据测试要求可知，人到视力表的像的距离应该为5m，则人到平面镜的距离为：5m-3.5m=1.5m，那么人到视力表的距离：3.5m-1.5m=2m，故B正确，而C错误；
镜中视力表的像是光的反射形成的，故D错误。 故选B。
例3、B
【解析】小敏作发光点S的像S'的光路图如图所示。她作图的步骤有：
②作入射光线SO1、SO2；
③作法线O1N1、O2N2；
①作反射光线O1A1、O2A2；
④将反射光线O1A1、O2A2反向延长交于S'。 即正确顺序为：②③①④。 故选B。
例4、A
【解析】A.用平面镜代替玻璃板，仍然能看到像，只是无法看到后面用于寻找像的位置的另一支蜡烛，故A正确；
B.根据平面镜成像“物像等大”的规律可知，当蜡烛A靠近玻璃板，它所成的像保持不变，故B错误；
C.根据平面镜成像“物像等距”的规律可知，当蜡烛A远离玻璃板，它的像也远离平面镜，故C错误；
D.平面镜所成的像为虚像，不是由实际光线会聚而成，则将光屏放到像的位置，光屏不能够承接到像，故D错误。 故选A。
例5、D
【解析】A.图甲实验中，多次改变入射角进行实验是为了寻找反射角和入射角的大小关系，故A错误；
B.图乙实验中，纸板F上看不到反射光，但是反射光仍然存在，故B错误；
C.图乙实验现象中，将纸板沿法线向后偏折，只能看到入射光线而不能看到反射光线；再将纸板恢复成一个平面，此时能够再次看到反射光线，这才能说明反射光线和入射光线在同一平面内，故C错误；
D.图甲、丙中现象说明光路是可逆的，故D正确。故选D。
例6、D
【解析】A.水中古柏的“倒影”，是古柏发出的光线在水面发生反射后形成的虚像，故A错误；
B.水下鱼儿的“鱼影”，是鱼发出的光线从水中射入空气中发生折射形成的虚像，故B错误；
C.岸边白鹭的“黑影”，是光沿直线传播形成的，故C错误；
D.妈妈手机的“摄影”，是光线通过凸透镜发生折射形成的实像，故D正确。 故选D。
例7、（1）反射；虚（2）A
【解析】（1）先在房间 A 的地砖拼接处放一标记物，然后到房间 B，让自己的像落在标记物上， 此时他看到的自己的像是由于光的反射而形成的虚像；
（2）小桥选择用深色玻璃进行此实验，当他站在③位置观察时，发现效果比无色玻璃更好，原因是深色玻璃的透光效果差，相当于减弱了A 房间的亮度。
例8、（1）便于确定像的位置（2）C（3）A
【解析】（1）实验过程中用玻璃板代替平面镜的原因是：便于确定像的位置。
（2）像和物体关于平面镜对称，如下图所示：
平板玻璃中蜡烛A的像偏低且倾斜。我认为在图1乙所示的三幅图中，C图是产生以上实验现象的原因。
（3）物体和像关于平面镜对称，即像相对物体左右颠倒，因此选择的物体不能左右对称。在字母C、A、T、V四个字母中，只有字母C不是左右对称的，故选A。
1．D
【解析】当容器右端抬高后，由于水受重力作用，因此水面始终在水平方向，即使水面高度发生改变，但是水面的方向保持不变。因为入射光线的角度不变，所以入射角不变，根据“反射角等于入射角”可知，此时的反射角也不变。根据光的折射规律可知，此时的折射角也保持不变，故D正确，而A、B、C错误。 故选D。
2．D
【解析】白纸表面粗糙不平，光线在其表面发生漫反射，反射光线射向四面八方；镜子表面光滑平整，光线在其表面发生镜面反射，此时反射光线与镜面垂直向上。人从侧面看去时，白纸上的部分反射光线会射入眼睛，而镜面上没有反射光线射入眼睛，所以白纸比较亮，而镜面非常暗，故D正确，而A、B、C错误。 故选D。
3.B
【解析】（1）凸透镜主光轴上两倍焦距处有一点光源S，可以确定点光源S在凸透镜右侧两倍焦距处可以成一个等大的实像S1；
（2）点光源S通过平面镜可以成一个虚像S2，形成的这个虚像S2（相当于一个发光点）又可以通过凸透镜再成一个等大的实像S3（因S2在两倍焦距处的正下方，且过光心的光线传播方向不变）。
所以，会出现两个实像，一个个虚像，即S能成三个像。如下图所示：
故选B。
4．3：40；12：05
【解析】（1）如甲图所示，实际的表针位置与它们的像关于12点和6点的连线对称，如下图所示：
实际实际为3：40.
（2）根据平面镜成像的特点可知，电子表盘的数字与实际数字关于纸面对称，只需将试卷左右翻篇即，如下图所示：
实际时间为12：05。
5.（1）0度（2）随之增大（3）P点的左侧
【解析】（1）为了顺利完成本实验，入射光线不能与分界面垂直，即入射角i的角度不能等于0°。
（2）①根据表格中红光光源的三组数据可知，随着入射角的增大，折射角随之增大。
（3）根据表格可知，当红光和黄光以相同的入射角射入玻璃砖时，红光的折射角大于黄光的折射角，则折射光线最后会射到P点的左侧，如下图所示：
6.（1）便于观察到像的位置；垂直
（2）玻璃板较厚，前后两个表面各成一个像；像与物大小相等
（3）连接物与像的对应点，观察连线是否与镜面垂直，分别测量物距与像距
【解析】（1）用玻璃板代替平面镜做实验，其好处是： 便于观察到像的位置，玻璃板应该垂直放置在水平桌面上。（2）小红经过仔细观察，通过玻璃板看到了同一支蜡烛的两个挨得很近的像，产生这种现象的原是：玻璃板较厚，前后两个表面各成一个像。解决上面的问题后蜡烛B与蜡烛A的像能够完全重合，说明像与物大小相等。（3）图乙是他们经过三次实验后，在白纸上记录的像与物对应点的位置。他们下一步应该这样操作：连接物与像的对应点，观察连线是否与镜面垂直，分别测量物距与像距。
1．B
【解析】光从水中射入空气中时，折射角大于入射角，则当水面到达CD时，如下图所示：
此时光斑的位置再B的下方，故A、C错误；
当水面到达EF时，光始终在水中沿直线传播，不会发生折射，因此光斑的位置再次回到B处，故B
正确，D错误。 故选B。
2．B
【解析】根据图片可知，此时入射光线和镜面的夹角为：30°+10°=40°，则此时的入射角为：90°-40°=50°。根据反射光线和入射光线的夹角为入射角的2倍”可知，此时反射光线和入射光线的夹角为：50°×2=100°。故选B。
3.B
【解析】A.根据图片可知，ON为法线，AO为入射光线，则∠AON为入射角，故A错误；
B.AO为入射光线，OB为反射光线，根据光路的可逆性可知，图甲中如果光线沿 BO 射入，可以沿OA射出，故B正确；
C.图乙中若将 F 板绕 ON 向后转，将不能看到反射光线，但是它并没有消失，仍然存在原来的位置，故C错误；
D.图甲中，将入射光线沿 E 所在平面绕 O 点顺时针旋转，此时入射角减小。根据反射角等于入射角可知，此时反射角也减小，那么反射光线随逆时针方向旋转，故D错误。 故选B。
4.10m；不变；仍能
【解析】（1）像到穿衣镜的距离等于小芳到穿衣镜的距离，即5m，那么小芳到自己像的距离：5m+5m=10m；
（2）小芳的像与小芳大小相等，小芳向镜子移动一段距离后，她的大小不变，则像的大小不变。
（3）小芳所成的像为虚像，不是由实际光线会聚而成，因此木板不能挡住像，即这时她能在镜中看到自己的像。
5．（1）40°（2）不能，因为反射光线、人射光线、法线在同一平面内，纸板F移动后与纸板E不在同一平面内（3）漫
【解析】（1）根据“反射角等于入射角”可知，反射角为40°。
（2）小科将纸板F绕垂直于镜面ON向后转动，在纸板F上不能看到反射光，原因：因为反射光线、人射光线、法线在同一平面内，纸板F移动后与纸板E不在同一平面内。
（3）实验时，从纸板的不同的方向都能看到光的路径，这是因为光在纸板上发生了漫反射。
6.（1）大小（2）A（3）不变（4）玻璃的两个表面同时发射光线而成像
【解析】（1）实验中选择两根完全一样的蜡烛A 和C ，是为了比较像与物的大小关系。
（2）蜡烛A的反射光线与A在同一侧，则实验时，小明应在A侧观察蜡烛A经玻璃板所成的像。
（3）据平面镜成像“物像等大”可知，小明将蜡烛A逐渐远离玻璃板时，它的像的大小将不变。
（4）细心的小芳透过玻璃观察蜡烛A的像时，看到在像B处的后面还有一个较模糊、与像B有部分重叠的像，出现两个像的原因是：玻璃的两个表面同
浙教版科学七年级（下册）“冲刺重高”讲义（十一）
光的反射和折射