2023年中考物理一轮复习导学案：04 光现象（含答案）
文档属性
| 名称 | 2023年中考物理一轮复习导学案：04 光现象（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 3.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-02-15 05:58:01 | ||
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文档简介
04 光现象
【课标】
本中考考点及要求（“▲”表示该标准要求属于评价水平这一层次）
评价目标和评价水平 标准要求 知识性 目标 技能性目标 体验性 目标
了解 认识 理解 独立 操作 经 历 认 同 内 化
（1）通过实验，探究并了解光的反射定律、 探究并了解光的折射现象及其特点。 ▲ ▲
（2）通过实验，探究平面镜成像时像与物的关系。 知道平面镜成像的特点及应用。 ▲ ▲
（3）通过实验，了解白光的组成和不同色光混合的现象。 ▲ ▲
【规律】
规律总结1：利用光的传播规律解决问题思路
1．光沿直线传播：光在同种透明介质中沿直线传播。生活中的现象有影子、日食、月食和小孔成像等。
2．光速：真空中的光速约为 3×108 m/s。
①光的传播不需要介质，即光可以在真空中传播。
②光的传播速度跟介质的种类有关， 光在真空中速度最大，在气体、液体、固体中都可以传播。
③天文学中，光在一年内传播的距离叫光年，所以光年是长度的单位。
规律总结2：光的反射现象及其规律
1．光的反射定义：光射在物体表面时，被反射回来的现象．叫做光的反射。
2．光的反射规律：
(1)反射光线、入射光线和法线都在同一平面内。
(2)反射光线和入射光线分居法线两侧。
(3)反射角等于入射角。
(4)光路是可逆的。
3．镜面反射和漫反射的异同点
分类 不同点 相同点
反射面特点 反射光方向 常见现象
镜面反射 光滑平面 反射光线仍然平行，只能在一个方向看到反射光 黑板反光，水面、玻璃面刺眼 严格遵守光 的反射规律
漫反射 凹凸不平 反射光向各个方向，各个方向都能看到 从各个方向都能看到黑板上的字
规律总结3：平面镜成像特点
1.探究平面镜成像特点的实验
(1)实验器材： 玻璃板、刻度尺、大小相同的两根蜡烛等．
①利用玻璃的透光性， 目的是方便找到像的位置．
②用刻度尺能比较像和物体到平面镜的距离关系．
③用大小相同的蜡烛能够比较像和物体的大小关系．
2.平面镜成像原理
①像和物到镜面的距离相等；
②像和物的大小相同；
③像和物的连线与镜面垂直；
④物在平面镜里成的是正立、等大的虚像；
⑤像和物“左右相反”．
注意：物体在平面镜中所成像的大小只跟物体本身的大小有关，跟物体到平面镜的距离无关．平面镜成的像一定要画成虚线．实像和虚像的区别见下列表格。
分类 形成原因 验证 实例
实像 由实际光线会聚而成 实像可以在光屏上成像 小孔成像、照相机、投影仪
虚像 由光线的反向延长线相交而成 虚像不能在光屏上成像，只可以通过眼睛看到 平面镜成像、水中的倒影
规律总结4：对光的折射规律的把握
1．光的折射是指光从一种介质斜射入另一种介质中时，它的传播方向发生偏折的现象。
2．光的折射规律
（1）折射光线、入射光线和法线都在同一平面内。
(2)折射光线和入射光线分居法线两侧。
（3）光从空气斜射入其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，即折射角小于入射角(如图甲所示）；光从其他介质斜射入空气时，折射光线向远离法线的方向偏折，即折射角大于入射角(如图乙所示）。
(4)光路是可逆的。
注意：折射角是折射光线与法线的夹角，不要误认为是折射光线和界面的夹角．
规律总结5：作光路图方法
1.作入射光线或者反射光线或者法线以及标出反射面，需要用光的反射定律解决；
2.画出物体在平面镜中的像或者确定物以及画出平面镜，需要用平面镜成像原理；
3.画出折射光线、入射光线以及法线等需要用光的折射规律。
注意：画光线要用箭头表示光的传播方向，没有箭头正确标出光的传播方向的光路图是错误的。
物体在平面镜中成的像需要用虚线画，用实线则错误。
【例题】
知识点一：光的直线传播
1.光源。能够自行发光的物体叫光源。
2.光沿直线传播的条件。光在均匀介质中是沿直线传播的。
3.光速。光在真空中速度为 3×10m/s；光在空气中传播速度约等于真空中的速度。
4.用 光的直线传播可解释影子的形成、小孔成像、日食等。
【例题1】（2022哈尔滨）下列有关中国古代文明中涉及的物理知识，说法正确的是（ ）
A.大小不同的编钟发声，音调相同
B.钻木取火时木头内能不变
C.小孔成像是光的直线传播现象
D.使用辘轳提水可以省功
【例题2】（2022黑龙江龙东农垦森工）如图所示现象中，属于光的直线传播形成的是（ ）
A．井底之蛙 B．空中彩虹 C．水中倒影 D．古代女子照铜镜
考点二：光的反射
1.光从一种介质射向另一种介质表面时，一部分光被反射回原来介质的现象叫做光的反射。
2.光的反射定律
（1）共面：反射光线、入射光线和法线在 同一平面内。
（2）异侧：反射光线和入射光线分别位于 法线 的两侧。
（3）等角： 反射角 等于 入射角 。
3.光的反射类型
（1）镜面反射：射到物体表面上的平行反射后 反射光线仍然是平行的 。
（2）漫反射：射到物体表面上的平行反射后 反射光线不再平行，而是射向各个方向 。
4.可逆性：在反射现象中，光路是 可逆 的。
【例题3】（2022江苏扬州）下列光现象中，由于光的反射形成的是（ ）
A. 皮影 B. 笔在水面处“折断”C. 水中的“倒影” D. 三棱镜分解白光
【例题4】（2022广西贵港）探究光的反射规律的实验装置如图甲所示，平面镜的上方垂直放置一块附有量角器的白色光屏，它由可以绕ON折转的E、F两块板组成。
（1）让一束光沿着E板从A点射到镜面的O点，由于光在E板发生_______反射（选填“镜面”或“漫”），从光屏前不同方向都可以看到E板上光线AO的径迹。
（2）让一束光沿着E板从A点射到镜面O点，将纸板沿ON向后折，此时在NOF面上看不到反射光线，如图乙所示。此实验现象说明光反射时，_______；
（3）实验中，观察到入射角为45°时，反射角也为45°，由此就得出“光反射时，反射角等于入射角”结论。你认为有何不妥之处 _______。
【例题5】（2022上海）在图中根据给出的入射光线AO画出反射光线OB。
考点三：平面镜成像
1.平面镜成像的原理是 光的反射 。
2.平面镜成像的特点
（1）虚实：成的像为虚像。
（2）大小：像和物的大小相等。
（3）距离：像和物到平面镜的距离相等 。
（4）对称：像和物关于平面镜对称。
【例题6】 （2022齐齐哈尔）小明上学前站在穿衣镜前1m处整理仪表，他与镜中自己像的距离是______ m。当小明向后退了50cm时，镜中所成像的大小______ 选填“变大”、“不变”或“变小”。
【例题7】 (2021甘肃威武)如图所示，A是烛焰上的一点，B是人眼的位置，请画出A点发出的一条光线经平面镜反射后经过B点的光路图。
【例题8】（2022四川甘孜州）站在平面镜前2 m处的小明，在平面镜中所成的像是正立的、等大的、________ 像（选填“实”或“虚"），其像到平面镜的距离为___________m。
【例题9】（2022内蒙古通辽）菜同学为了探究“平面镜成像时，像与物到平面镜的距离的关系”，所用的实验器材有：单面镀膜的玻璃板、支架、两个相同的跳棋、白纸和刻度尺。实验装置如图（甲）所示。
（1）在白纸上画一条直线，将玻璃板竖直立在白纸上，使玻璃板 那一面的下边线与直线重合（选填“有膜”或“无膜”）。
（2）用镀膜玻璃板和跳棋做实验，实验环境有：①几乎无光的实验室，②有阳光的实验窒，在 中进行实验效果好（选填“①”或“②”）。
（3）在同样的实验环境下，用镀膜玻璃板实验比用普通玻璃板实验成像更清楚，主要原因是： 。
（4）在白纸上沿跳棋A和B的边缘画圆，测出物距u和像距v的值如下表：
实验次数 1 2 3
物距u/cm 3.39 5.11 6.39
像距v/cm 5.22 6.51
①如图（乙）所示，第1次实验测量的物距是A的右端到直线的距离，则像距v1＝ cm。
②该同学发现三次实验的像距都比物距略大一些，原因是： （只有一个正确选项，将正确选项的字母填在横线上）
A．刻度尺测量像距时存在误差 B．玻璃板有一定厚度
C．物和像的标记点不对应 D．玻璃板没有竖直放置
考点四：光的折射
1. 光的折射定律
（1）共面：折射光线、入射光线和法线在同一平面 内。
（2）异侧：折射光线、入射光线分别位于 法线 的两侧。
（3）角不相等。
①定性：分空气射入其他透明介质和从其它透明介质中射入空气两种情况。
②变性：折射角随着入射角的增大而 增大 。
2.可逆性：在折射现象中，光路是 可逆 的。
【例题10】（2022广东省）小明给弟弟变了个魔术，他将装有一枚硬币的杯子放在弟弟面前，如图所示，弟弟在A处看不到硬币，这是因为光沿______ 传播。小明向杯中缓缓注水后，弟弟能看到硬币了，这是由光的______ 产生的现象，弟弟看到的是硬币的______ 选填“实”或“虚”像。
【例题11】（2022湖南省邵阳）如图所示，一束光从水中斜射到空气中，请画出折射光线的大致方向。
考点五：光的色散 物体的颜色
1.太阳光穿过三棱镜后，被分散成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光，这种现象叫做光的 色散 。
2.光的三基色是红、蓝、绿；颜料的三原色是红、黄、蓝 。
3.透明体的颜色由 它透过的色光 决定，不透明体的颜色由 它反射的色光 决定。
4.光谱：把 红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫这几种不同颜色的光按这个顺序排列起来，就是光谱。
5.人眼看不见的光：在红光之外是 红外线 ，在紫光之外是 紫外线 。
【例题12】（2022江苏连云港）如图所示，让一束白光经过三棱镜，在三棱镜后放置一凸透镜将光屏放在B处时，观察到色光的颜色是______，光屏先后在A、C两处时，观察到的现象有何不同：______。
【演练】
一、选择题（本大题有10道小题，每小题3分，共计30分）
1.（2022齐齐哈尔）下列现象中属于光沿直线传播的是
A.左侧的黑板反光
B.日食的形成
C.叶脉通过露珠成放大的像
D.雨后天空出现彩虹
2.（2022青海）2021年5月26日，我国部分地区第一次也是今年唯一能看到“超级红月”和“月全食”这一天文景象。下列关于“月全食”的说法正确的是（ ）
A. 月球挡住太阳光形成的
B. 地球挡住太阳光形成的
C. 月球表面反射太阳光形成的
D. 太阳光经大气层折射后形成的
3. （2022河北）下列光现象与物理知识对应正确的是（ ）
A. 在平静的湖面看到蓝天白云——光的直线传播
B. 游泳池注水后看上去好像变浅了——光的反射
C. 日出时，看到在地平线以下的太阳——光的折射
D. 阳光透过树叶间的缝隙射到地面上，形成圆形光斑——光的反射
4.（2022江苏泰州）下列现象中，由于光的反射形成的是（ ）
A. 泰州大桥在水中的“倒影” B. 日食
C. 雨后天空出现的彩虹 D. 池水变“浅”
5．（2022内蒙古通辽）下列现象中与“杯弓蛇影”原理相同的是（ ）
A．露珠下的“叶脉”B．水中“倒影” C．空中“彩虹” D．日环食
6.（2022黑牡鸡朝鲜族）如图所示，一束激光AO由空气斜射入玻璃砖，折射后从另一侧面射出，其出射点可能是图中的（ ）
A. M点 B. N点
C. P点 D. Q点
7.（2022湖南常德）关于光现象，下列说法中不正确的是（ ）
A. 开凿隧道时用激光束引导掘进机，利用了光的直线传播
B. 漫反射不遵守光的反射定律
C. 自行车尾灯是靠光的反射来引起后方车辆司机注意的
D. 雨后出现彩虹是光的色散现象
8.（2022四川乐山市）下列光现象中，由光的直线传播形成的是（ ）
A. 电视塔在水中的倒影
B. 演员对着镜子画脸谱
C. 水中的筷子发生“折断”
D. 日偏食的形成
9.（2022四川甘孜州）生活现象中蕴含了丰富的光学知识，下列说法正确的是（ ）
A. “池水映明月”是由于光的折射形成的
B. “立竿见影”是光沿直线传播形成的
C. “潭清疑水浅”是由于光的反射形成的
D. “一叶障目”是光的折射造成的
10．（2022四川遂宁）遂宁的清晨风景如画，涪江上薄雾缥缈，当太阳升起，薄雾散去，江岸大树拖着长长的影子，几只白鹭从江面轻快地掠过，水下的沙石清晰可见对这些场景的形成解释不正确的是（ ）
A．“薄雾”的形成是水蒸气的液化现象，“薄雾散去”是水的汽化现象
B．大树的影子是光的直线传播形成的
C．看见水下的“沙石”是光发生折射形成的实像
D．白鹭飞翔时，翅膀上方空气流速大于下方，使上方的压强小于下方，从而形成升力
二、填空题（每空1分，共计21分）
1.（2022哈尔滨）如图所示，桥在水中形成的“倒影”是______（选填“虚”或“实”）像，这个像是光的_______（选填“反射”或“折射”）形成的。
2．（2022四川绵阳）如图所示，装有水的长方体水槽水平放置，固定在左壁上的激光笔发出的一束红光射到水面上的O点，红光与水面夹角是45°，反射光射到右壁上的A点，折射光射到右壁上的B点，则A点到水面的距离 （选填“大于”“小于”或“等于”）B点到水面的距离；往水槽内注水，水面上升2cm，此时反射光射到右壁上的C点，则A、C之间的距离是 cm。（点A、B、C未在图中标出）
3.现有（1）小孔成像；（2）立竿见影；（3）海市蜃楼；（4）水中倒影四个光现象。其中能用光的直线传播规律解释的是__________（填序号）。请你再举出一个光的直线传播现象的实例_____________。
4.（2022四川成都）小王走向正前方的玻璃窗，想看看美丽的夜景，却发现玻璃窗里有个“自己”迎面走来，这是光的____________(选填“直线传播”、“反射”或“折射”)现象。同时她发现，房内电灯通过玻璃成的像与她本人的距离___________。
5.（2022天津）小芳同学站在穿衣镜前lm处，镜中的像与她相距_____m．当她远离穿衣镜时，像的大小_____（选填“变大”“变小”或“不变”）．
6．（2022黑龙江龙东农垦森工）为了消杀新冠病毒，工作人员在教室喷洒酒精后，同学们进入教室闻到刺鼻的酒精味，这是 现象；同学们用测温枪测体温，利用 （“红外线”、“紫外线”、“可见光”）的热效应。
7.（2022山东菏泽）小明探究“光的折射规律”时，做了两个实验，如图所示。对比两图，你有什么发现？_________。根据这两幅图，请你提出一个有探究价值的问题：_________。
8.（2022河南模拟）小华去森林探险，看见阳光透过树叶的缝隙在地上留下圆形光斑，光斑的成像原理
是 （填光学原理）。同时看见树林边溪水中的“蓝天白云”，这是 （填光学原理）在水中所成的虚像。小华想利用平面镜将太阳光束反射进一个水平山洞（如图所示），则他应将平面镜与水平地面成 夹角放置。
9. （2022辽宁抚顺）如图所示是一款自带投影功能的手机，我们看到的彩色投影画面是由红、______、蓝三种色光混合而成。充电宝给手机充电时，充电宝相当于电路中的______（填“电源”或“用电器”）。
10. （2022辽宁阜新）牙医给病人检查牙齿用的是______镜。汽车的后视镜是______镜。
三、作图题（每小题2分，共计10分）
1.（2022江苏南京）图甲中，牙医借助平面镜观察牙齿的背面。请在图乙中画出能反映此过程的光路图。
2.（2022江苏扬州）如图乙，作出物体AB在平面镜中的像；
3. （2022贵州黔东南州）如图所示，A、B是镜前一点光源S发出的光线，经平面镜MN反射后的两条反射光线，请在图中画出点光源S的位置。
4.（2022云南模拟）如图所示，射向平面镜的一束光AO经镜面反射后沿水平方向OB射出图中，ON是∠AOB的角平分线，请在图中作出平面镜放置的位置并标出入射角α。
5.（2022沈阳模拟）如图所示，S是点光源，作出入射光线SO的反射光线和大致的折射光线．
四、实验探究题（本道大题有4个小题，共计25分）
1.（6分） （2022长春）在“探究光反射时的规律”的实验中：
实验次数 1 2 3
入射角 i 30° 45° 60°
反射角 r 30° 45° 60°
（1）如图甲所示，使一束光贴着纸板E入射到O点，观察反射光。实验中，从不同方向都能在纸板F上看到反射光，是因为光在纸板F上发生了______反射；
（2）多次改变入射光的方向，用量角器测量入射角和反射角，记录在表格中，分析数据得出：在反射现象中，反射角______入射角；
（3）将纸板F按照图乙所示的方式偏折，则在纸板F上看不到反射光，说明在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在______。
2．（8分）（2022内蒙古通辽）如图是“探究平面镜成像时像与物的关系”的装置。在水平桌面上铺一张白纸，将玻璃板竖立在白纸上，把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，一支完全相同，但不点燃的蜡烛B放在玻璃板后面移动，直到看上去它与蜡烛A的像完全重合。移动点燃的蜡烛，多做几次实验。
（1）实验时，选择玻璃板代替平面镜进行实验的原因是 。
（2）在寻找蜡烛A的像的位置时，某同学无论怎样调节蜡烛B，发现都不能与蜡烛A的像重合，发生这种现象的原因可能是 。
（3）实验中把蜡烛A远离玻璃板看到的像会远离，像的大小 （填“变大”“变小”或“不变”）。
（4）若要确认平面镜所成像是虚像还是实像，进一步操作是 。
3. （5分）（2022贵州安顺）在探究“光的反射规律”的实验中，为了确定反射光线和入射光线的位置关系，实验器材有:可旋转的光屏（如图甲所示，光屏的A、B两部分均可绕轴ON旋转）、平面镜和激光电筒。如图乙所示，将光屏立放在水平放置的镜面上，让激光电筒发出的光沿光屏A入射到O点。
（1）实验中，光屏A是用来呈现_______光线的，为了观察到完整的光路，光屏B需旋转到图乙中的位置_______（填序号）；
（2）旋转光屏A到位置1时，也同时需要旋转光屏B到位置3才能观察到完整光路，通过以上操作过程可知，要观察完整的光路，光屏A、B两部分旋转后要处于________；
（3）记录多次实验光路，进一步研究发现反射光线和入射光线关于转轴ON对称，这条过入射点并_______于镜面的直线ON叫做________，根据这条线便可以确定反射光线和入射光线的位置关系。
4．（6分）（2022贵州贵阳）光从空气斜射入水和玻璃时都会发生折射现象，但是水和玻璃的折射情况会相同吗？为了探究这个问题，小华选择了光屏、透明玻璃砖、水槽、激光电筒等器材进行实验。他在光屏上画出互相垂直的NN'和MM'两条线段并相交于O点，如图甲所示。
（1）小华将玻璃砖的一个表面与MM'齐平放置，让激光电筒发出的光线从A点到O点入射，他看到了如图乙所示的光路（AO、OC为同一直线），你认为出现光线OC是因为________所致，鉴于本实验的目的，此时最应该记录的两条光线是________________。
（2）接下来他要观察光从空气中进入水中的情况，他将光屏竖直放入水槽中，（使线段MM'水平）并向水槽中慢慢注水至水面与MM'齐平，入射光线应该从A点向O点射入，这是为了保证_______________，其实本实验小华还考虑了入射光线所在一侧的________相同。
（3）小华最终在光屏上记录下了如丙所示的光路图（OE为水中的折射光线），通过分析光路，你认为玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是________。
（4）若用激光以相同的入射角分别从玻璃和水中斜射入空气中，则________射出的折射光线更远离法线。
五、综合素养题（本题3道小题，共14分）
1.（4分）如图，A、B两地相距4km，MN是与AB连线平行的一条小河的河岸，AB到河岸的垂直距离为3km，小军要从A处走到河岸取水然后送到B处，他先沿着垂直于河岸的方向到D点取水，再沿直线DB到B处。若小军的速度大小恒为5km/h，不考虑取水停留的时间。
（1）求小军完成这次取水和送水任务所需的时间。
（2）为了找到一条最短的路线（即从A到河岸和从河岸到B的总路程最短），可以将MN看成一个平面镜，从A点作出一条光线经MN反射后恰能通过B点，请你证明入射点O即为最短路线的取水点。
2．（6分）（2022北京）请阅读《华夏之光—圭表》并回答问题：
华夏之光——圭表
我国古代的天文观测一直居于世界领先地位，天文学家们发明了许多先进的天文观测仪器，其中圭表就是典型的代表。圭表（如图1所示）包括圭和表两部分，正南北方向平放的尺，叫作圭，直立在平地上的标竿或石柱、叫作表，圭和表相互垂直。
战国以前的天文学家已丝能够利用水面来校正圭，使其水平，使用铅垂线来校正表，使其与圭相互垂直。
依据圭表正午时表影长度的变化，就能推算出二十四节气，依据表影长短的周期性变化，就能确定一回归年的天数，由于日光散射和漫反射的影响，早期圭表的表影边缘模糊不清，影响了测量表影长度的精度。
为了解决上述问题，元代天文学家郭守敬采取理论与实践相结合的科学方法，对圭表进行了一系列政进与创新。他将表的高度增加，并且在表顶加一根架空的横梁，使表高变为传统表高的五倍。这样，测量时，把传统的确定表影端的位置变为确定梁影中心的位置、提高了测量影长的精度。
郭守敬又利用小孔成像的原理，发明了景符，利用景符可以在圭面上形成太阳和梁的清晰像（如图2所示），这样就可以精确的测量表的影长了。这些措施成功解决了圭表发明以来，测影时“虚景之中考求真实”的困难。
以圭表为代表的我国古代的科技成果，像一颗颗璀璨的明珠，闪耀着智慧的光芒，激励着我们攀登新的科技高峰。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）请写出我国古代天文学家保证圭和表相互垂直的措施，并解释为什么这种措施可以保证圭和表是相互垂直的。
（2）郭守敬的改进与创新措施解决了早期圭表的什么问题？
（3）除了圭表，请你再列举一个我国古代天文观测仪器。
3.（4分）阅读与理解题
红灯停，绿灯行
红灯停，绿灯行，这是人所共知的，能否将红绿灯的作用互换一下呢？我们平时见到的太阳光是白光，它是由红、橙、绿、蓝、靛、紫等色光组成的，白光叫复色光，各种颜色的光叫单色光．单色光的颜色是由频率决定的，红光频率最低，波长最长；紫光频率最高，波长最短．光在空气中传播时，会遇到大气分子、水蒸气微粒以及尘埃微粒等障碍物．当光照射到这些微小的障碍物上，障碍物会将光波的一部分能量散射出去，而另一部分能量将穿过障碍物继续向前传播，光散射的强度与光波波长有关，波长越短，被散射出去的能量越多，穿过的能量越少，在相同条件下，红、橙光穿过的能量多，蓝、绿光被散射出去的能量多，早晚我们看见太阳时，见到的主要是太阳光中穿透厚厚大气层的红光、橙光，所以朝阳、落日是红色的．晴朗的天空，见到的主要是阳光中被大气散射的蓝、绿光，所以天空呈蓝色．
正因为红光在空气中散射最弱，穿透能力强，可以传到较远的地方，使车辆和行人在远处就能发现，及早做好准备，所以用红灯表示停止和危险信号．雾天行车，车上要开黄色警示灯，也是这个道理．可见红绿灯的作用是不能互换的．
阅读上文，回答下列问题：
（1）请你概括指出光散射遵循的规律．
（2）试着运用上文提到的知识解释大海为什么是蓝色的？
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【例题】
知识点一：光的直线传播
1.光源。能够自行发光的物体叫光源。
2.光沿直线传播的条件。光在均匀介质中是沿直线传播的。
3.光速。光在真空中速度为 3×10m/s；光在空气中传播速度约等于真空中的速度。
4.用 光的直线传播可解释影子的形成、小孔成像、日食等。
【例题1】（2022哈尔滨）下列有关中国古代文明中涉及的物理知识，说法正确的是（ ）
A.大小不同的编钟发声，音调相同
B.钻木取火时木头内能不变
C.小孔成像是光的直线传播现象
D.使用辘轳提水可以省功
【答案】C
【解析】A．大小不同的编钟振动的频率不同，发出的声音音调不同，故A错误；
B．钻木取火时木头克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，所以木头内能增大，故B错误；
C．来自物体不同部位的光通过小孔沿直线传播到达光屏上成像，这就是小孔成像，原理是光的直线传播，故C正确；
D．使用机械能够省力或者省距离，但不能省功，故D错误。
【例题2】（2022黑龙江龙东农垦森工）如图所示现象中，属于光的直线传播形成的是（ ）
A．井底之蛙 B．空中彩虹 C．水中倒影 D．古代女子照铜镜
【答案】A
【解析】A.井底之蛙，这是由于光是由直线传播的，只能看到头顶的一片天，故A符合题意；
B.天空中出现的彩虹是光的色散现象，属于光的折射，故B不合题意；
C.水中的倒影是平面镜成像，属于光的反射现象，故C不合题意；
D.铜镜中的像是平面镜成像，是由于光的反射形成的，故D不合题意。
考点二：光的反射
1.光从一种介质射向另一种介质表面时，一部分光被反射回原来介质的现象叫做光的反射。
2.光的反射定律
（1）共面：反射光线、入射光线和法线在 同一平面内。
（2）异侧：反射光线和入射光线分别位于 法线 的两侧。
（3）等角： 反射角 等于 入射角 。
3.光的反射类型
（1）镜面反射：射到物体表面上的平行反射后 反射光线仍然是平行的 。
（2）漫反射：射到物体表面上的平行反射后 反射光线不再平行，而是射向各个方向 。
4.可逆性：在反射现象中，光路是 可逆 的。
【例题3】（2022江苏扬州）下列光现象中，由于光的反射形成的是（ ）
A. 皮影 B. 笔在水面处“折断”C. 水中的“倒影” D. 三棱镜分解白光
【答案】C
【解析】A．皮影是由于光的直线传播形成的。故A不符合题意；
B．笔在水面处“折断”这是由于光的折射形成的。故B不符合题意；
C．水中的“倒影”是平面镜成像，即由于光的反射形成的。故C符合题意；
D．三棱镜分解白光是光的色散现象，原理是光的折射。故D不符合题意。
【例题4】（2022广西贵港）探究光的反射规律的实验装置如图甲所示，平面镜的上方垂直放置一块附有量角器的白色光屏，它由可以绕ON折转的E、F两块板组成。
（1）让一束光沿着E板从A点射到镜面的O点，由于光在E板发生_______反射（选填“镜面”或“漫”），从光屏前不同方向都可以看到E板上光线AO的径迹。
（2）让一束光沿着E板从A点射到镜面O点，将纸板沿ON向后折，此时在NOF面上看不到反射光线，如图乙所示。此实验现象说明光反射时，_______；
（3）实验中，观察到入射角为45°时，反射角也为45°，由此就得出“光反射时，反射角等于入射角”结论。你认为有何不妥之处 _______。
【答案】 （1）漫
（2）入射光线、法线、反射光线三线在同一个平面内
（3）没有多次实验得到普遍规律
【解析】在探究光的反射规律的时候，光在纸光屏的后表面发生了漫反射，用来显示光路，但硬纸板需要与平面镜垂直才能与光线接触；光发生反射时，通过折转光屏的方式可以判断，反射光线、入射光线和法线在同一平面内；光发生反射时，反射光线与法线的夹角为反射角，入射光线与法线的夹角为入射角，改变入射角的大小关系，探究入射角和反射角的大小关系，使实验结论更有说服力。
（1）由于从各个方向都能看到光，故由于光在E板发生漫反射。
（2）将纸板沿ON向后折，此时在NOF面上看不到反射光线，不在同一平面内就看不到反射光线，说明入射光线、法线、反射光线三线在同一个平面内。
（3）仅仅一次无法得出结论，因为没有多次实验得到普遍规律。
【例题5】（2022上海）在图中根据给出的入射光线AO画出反射光线OB。
【答案】如图所示：
【解析】根据反射定律作出反射光线的光路图，题目中已经作出法线，在根据反射光线和入射光线分居法线两侧，作出反射角等于入射角即可。
根据光的反射定律，题目中已经作出垂直于镜面的法线，做反射光线OB使反射角等于入射角即可。
考点三：平面镜成像
1.平面镜成像的原理是 光的反射 。
2.平面镜成像的特点
（1）虚实：成的像为虚像。
（2）大小：像和物的大小相等。
（3）距离：像和物到平面镜的距离相等 。
（4）对称：像和物关于平面镜对称。
【例题6】 （2022齐齐哈尔）小明上学前站在穿衣镜前1m处整理仪表，他与镜中自己像的距离是______ m。当小明向后退了50cm时，镜中所成像的大小______ 选填“变大”、“不变”或“变小”。
【答案】2 不变
【解析】小明站在平面镜前1m处，小明的像和小明到平面镜的距离相等，所以小明的像到平面镜的距离是1m，则像到小明的距离为2m。
当小明向后退了50cm时，小明像的大小跟小明的大小有关，跟到平面镜的距离无关，所以小明的像大小不变。
【例题7】 (2021甘肃威武)如图所示，A是烛焰上的一点，B是人眼的位置，请画出A点发出的一条光线经平面镜反射后经过B点的光路图。
【答案】 如图所示：
【解析】先作出发光点A关于平面镜的对称点A′即为A的像；连接A′B交平面镜于点O（即入射点），连接AO，则AO为入射光线，OB为反射光线。
【例题8】（2022四川甘孜州）站在平面镜前2 m处的小明，在平面镜中所成的像是正立的、等大的、________ 像（选填“实”或“虚"），其像到平面镜的距离为___________m。
【答案】 (1)虚 (2)2
【解析】由平面镜成像的特点知：平面成等大的、正立的虚像，像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离，即像到平面镜的距离为2m。
【例题9】（2022内蒙古通辽）菜同学为了探究“平面镜成像时，像与物到平面镜的距离的关系”，所用的实验器材有：单面镀膜的玻璃板、支架、两个相同的跳棋、白纸和刻度尺。实验装置如图（甲）所示。
（1）在白纸上画一条直线，将玻璃板竖直立在白纸上，使玻璃板 那一面的下边线与直线重合（选填“有膜”或“无膜”）。
（2）用镀膜玻璃板和跳棋做实验，实验环境有：①几乎无光的实验室，②有阳光的实验窒，在 中进行实验效果好（选填“①”或“②”）。
（3）在同样的实验环境下，用镀膜玻璃板实验比用普通玻璃板实验成像更清楚，主要原因是： 。
（4）在白纸上沿跳棋A和B的边缘画圆，测出物距u和像距v的值如下表：
实验次数 1 2 3
物距u/cm 3.39 5.11 6.39
像距v/cm 5.22 6.51
①如图（乙）所示，第1次实验测量的物距是A的右端到直线的距离，则像距v1＝ cm。
②该同学发现三次实验的像距都比物距略大一些，原因是： （只有一个正确选项，将正确选项的字母填在横线上）
A．刻度尺测量像距时存在误差 B．玻璃板有一定厚度
C．物和像的标记点不对应 D．玻璃板没有竖直放置
【答案】（1）有膜；（2）②；（3）镀膜增强了对光的反射；（4）①3.50；②B。
【解析】（1）在白纸上画一条直线，将玻璃板竖直立在白纸上，有膜的一面作为反射面，使玻璃板那一面的下边线与有膜直线重合；
（2）用镀膜玻璃板和跳棋做实验，实验环境在有阳光的实验进行实验效果好；几乎无光的实验室不能完成实验；
（3）在同样的实验环境下，用镀膜玻璃板实验比用普通玻璃板实验成像更清楚，主要原因是：镀膜增强了对光的反射；
（4）①由图知：刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是0.1cm，即此刻度尺的分度值为1mm；
物体左侧与0对齐，右侧略偏过3.5cm，估读为0.00cm，所以物体的长度为L＝3.50cm﹣0cm＝3.50cm。
②玻璃板有一定厚度，有两个反射面，测量时三次实验的像距都比物距略大一些。
考点四：光的折射
1. 光的折射定律
（1）共面：折射光线、入射光线和法线在同一平面 内。
（2）异侧：折射光线、入射光线分别位于 法线 的两侧。
（3）角不相等。
①定性：分空气射入其他透明介质和从其它透明介质中射入空气两种情况。
②变性：折射角随着入射角的增大而 增大 。
2.可逆性：在折射现象中，光路是 可逆 的。
【例题10】（2022广东省）小明给弟弟变了个魔术，他将装有一枚硬币的杯子放在弟弟面前，如图所示，弟弟在A处看不到硬币，这是因为光沿______ 传播。小明向杯中缓缓注水后，弟弟能看到硬币了，这是由光的______ 产生的现象，弟弟看到的是硬币的______ 选填“实”或“虚”像。
【答案】直线 折射 虚
【解析】弟弟在A处看不到硬币，是由于杯的边缘部分挡住了来自硬币的光线，光线进入不到眼睛，所以眼睛看不到硬币，这说明了光在均匀介质中是沿直线传播的；
当杯中缓缓注水后，来自硬币的光线会从水中斜射入空气中从而发生折射，当折射光线进入人眼时，人眼逆着折射光线看去，看到的便是由于光的折射而形成的虚像虚像的位置比物体的实际位置偏高。
【例题11】（2022湖南省邵阳）如图所示，一束光从水中斜射到空气中，请画出折射光线的大致方向。
【答案】如图所示：
【解析】折射定律：折射光线、入射光线、法线在同一个平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，当
光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角；当光由水中或其
它透明介质斜射进入空气中时，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角，画出折射光线。
过入射点画出法线，根据折射光线、入射光线分居法线两侧，在法线的右侧空气中画出折射光线，注意折射角大于入射角。
考点五：光的色散 物体的颜色
1.太阳光穿过三棱镜后，被分散成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光，这种现象叫做光的 色散 。
2.光的三基色是红、蓝、绿；颜料的三原色是红、黄、蓝 。
3.透明体的颜色由 它透过的色光 决定，不透明体的颜色由 它反射的色光 决定。
4.光谱：把 红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫这几种不同颜色的光按这个顺序排列起来，就是光谱。
5.人眼看不见的光：在红光之外是 红外线 ，在紫光之外是 紫外线 。
【例题12】（2022江苏连云港）如图所示，让一束白光经过三棱镜，在三棱镜后放置一凸透镜将光屏放在B处时，观察到色光的颜色是______，光屏先后在A、C两处时，观察到的现象有何不同：______。
【答案】(1) 白色 (2) 光屏上彩色光带顺序相反
【解析】（1）白光被三棱镜分解成七种颜色的色光，七种颜色的色光经过凸透镜在B处复合成白光。
（2）由图可知，A处上方光经过B点到达C处的下方，A处下方的光经过B点到达C处的上方，在A、C两处，光屏上彩色光带顺序相反。
【演练】
一、选择题（本大题有10道小题，每小题3分，共计30分）
1.（2022齐齐哈尔）下列现象中属于光沿直线传播的是
A.左侧的黑板反光
B.日食的形成
C.叶脉通过露珠成放大的像
D.雨后天空出现彩虹
【答案】B
【解析】A.黑板反光是因为黑板太光滑，光照到上面发生了镜面反射，是由于光的反射形成的，故A错误；
B.日食是由于月亮转到了地球和太阳中间，即射向地球上的光线被月亮挡住了，故该现象说明光是沿直线传播的，故B正确；
C.露珠下的叶脉被放大，属于凸透镜成像，是由光的折射形成的，故C错误；
D.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，所以说雨后的天空出现彩虹是由光的色散形成的，故D错误。
2.（2022青海）2021年5月26日，我国部分地区第一次也是今年唯一能看到“超级红月”和“月全食”这一天文景象。下列关于“月全食”的说法正确的是（ ）
A. 月球挡住太阳光形成的
B. 地球挡住太阳光形成的
C. 月球表面反射太阳光形成的
D. 太阳光经大气层折射后形成的
【答案】B
【解析】当太阳、地球、月球在同一直线上，地球位于太阳和月球之间时，太阳发出的沿直线传播的光被不透明的地球完全挡住，太阳光照不到地球上，在地球上完全看不到月球的现象叫“月全食”。故ACD错误，只有B正确。
3. （2022河北）下列光现象与物理知识对应正确的是（ ）
A. 在平静的湖面看到蓝天白云——光的直线传播
B. 游泳池注水后看上去好像变浅了——光的反射
C. 日出时，看到在地平线以下的太阳——光的折射
D. 阳光透过树叶间的缝隙射到地面上，形成圆形光斑——光的反射
【答案】C
【解析】A．在平静的湖面看到蓝天白云是光的反射现象，故A错误；
B．游泳池注水后看上去好像变浅了是光的折射现象，故B错误；
C．日出时，看到在地平线以下的太阳是光的折射现象，故C正确；
D．阳光透过树叶间的缝隙射到地面上，形成圆形光斑是光的直线传播现象，故D错误。
4.（2022江苏泰州）下列现象中，由于光的反射形成的是（ ）
A. 泰州大桥在水中的“倒影” B. 日食
C. 雨后天空出现的彩虹 D. 池水变“浅”
【答案】A
【解析】A．泰州大桥在水中的“倒影”属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故A符合题意；
B．日食原因是光的直线传播，故B不符合题意；
C．雨后天空出现的彩虹是由光的色散形成的，属于光的折射，故C不符合题意；
D．池水变“浅”是由光的折射形成的，故D不符合题意。
5．（2022内蒙古通辽）下列现象中与“杯弓蛇影”原理相同的是（ ）
A．露珠下的“叶脉”B．水中“倒影” C．空中“彩虹” D．日环食
【答案】B
【解析】（1）光在同种、均匀介质中沿直线传播，日食、月食、影子、小孔成像都是光的直线传播形成的；
（2）光从一种介质斜射入另一种介质，或在不均匀的介质中，传播方向发生变化，属于光的折射，水中的筷子看起来变弯、凸透镜成像等都是光的折射形成的；
（3）光射到物体表面又被反回的现象叫光的反射，与平面镜有关的都是光的反射。
杯弓蛇影指的是弓在酒中成的虚像，也就是平面镜成像，是由光的反射形成的；
A、露珠下的“叶脉”被放大是由于光的折射形成的，故A错误；
B、水中“倒影”属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故B正确；
C、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，所以说雨后的天空出现彩虹是由光的色散形成的，故C错误；
D、日环食是由光的直线传播形成的，故D错误。
6.（2022黑牡鸡朝鲜族）如图所示，一束激光AO由空气斜射入玻璃砖，折射后从另一侧面射出，其出射点可能是图中的（ ）
A. M点 B. N点
C. P点 D. Q点
【答案】B
【解析】光线从O点斜射入玻璃中发生折射现象，折射光线向靠近法线方向偏折，折射角小于入射角，如图所示：
所以从玻璃砖再射出，射出点可能是图中的N点．故选B．
7.（2022湖南常德）关于光现象，下列说法中不正确的是（ ）
A. 开凿隧道时用激光束引导掘进机，利用了光的直线传播
B. 漫反射不遵守光的反射定律
C. 自行车尾灯是靠光的反射来引起后方车辆司机注意的
D. 雨后出现彩虹是光的色散现象
【答案】B
【解析】A．利用光的直线传播来进行激光准直，从而开凿出平直的隧道，故A正确，不符合题意；
B．镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律，故B错误，符合题意；
C．自行车尾灯本身是不发光的，靠反射后车灯的光线来引起后车司机的注意，故C正确，不符合题意；
D．雨后彩虹是光的色散形成的七色光，故D正确，不符合题意。
8.（2022四川乐山市）下列光现象中，由光的直线传播形成的是（ ）
A. 电视塔在水中的倒影
B. 演员对着镜子画脸谱
C. 水中的筷子发生“折断”
D. 日偏食的形成
【答案】D
【解析】A．电视塔在水中的倒影利用了平面镜成像，是光的反射现象，故A不符合题意；
B．演员对着镜子画脸谱是利用平面镜成像，是光的反射现象，故B不符合题意；
C．插入水中的筷子发生“折断”是光的折射现象，故C不符合题意；
D．日偏食的形成是由于光沿直线传播形成的，故D符合题意。
9.（2022四川甘孜州）生活现象中蕴含了丰富的光学知识，下列说法正确的是（ ）
A. “池水映明月”是由于光的折射形成的
B. “立竿见影”是光沿直线传播形成的
C. “潭清疑水浅”是由于光的反射形成的
D. “一叶障目”是光的折射造成的
【答案】B
【解析】A．“池水映明月”是平面镜成像，是由于光的反射形成的，故A错误；
B．“立竿见影”，影的形成是由于光的直线传播形成的，故B正确；
C．“潭清疑水浅”是由于光的折射形成的，故C错误；
D．“一叶障目”是光的直线传播造成的，故D错误。
10．（2022四川遂宁）遂宁的清晨风景如画，涪江上薄雾缥缈，当太阳升起，薄雾散去，江岸大树拖着长长的影子，几只白鹭从江面轻快地掠过，水下的沙石清晰可见对这些场景的形成解释不正确的是（ ）
A．“薄雾”的形成是水蒸气的液化现象，“薄雾散去”是水的汽化现象
B．大树的影子是光的直线传播形成的
C．看见水下的“沙石”是光发生折射形成的实像
D．白鹭飞翔时，翅膀上方空气流速大于下方，使上方的压强小于下方，从而形成升力
【答案】C
【解析】（1）物质由气态变成液态的现象叫做液化；物质由液态变成气态的现象叫做汽化；
（2）光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播；
（3）光从水或者其他介质斜射入空气中时，折射光线向远离法线的方向偏折，人逆着射来的光线看去，可看到物体的虚像；
（4）流体压强与流速的关系：流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。
A.“薄雾”的形成是水蒸气液化形成的小水滴；“薄雾散去”是小水滴汽化为水蒸气，故A正确；
B.大树的影子是光的直线传播形成的，故B正确；
C.看见水下的“沙石”是光发生折射形成的虚像，而不是实像，故C错误；
D.白鹭飞翔时，翅膀上方空气流速大于下方，流速大的地方压强小、流速小的地方压强大，所以翅膀上方的压强小于下方，从而形成了翅膀的升力，故D正确。
二、填空题（每空1分，共计21分）
1.（2022哈尔滨）如图所示，桥在水中形成的“倒影”是______（选填“虚”或“实”）像，这个像是光的_______（选填“反射”或“折射”）形成的。
【答案】 虚 反射
【解析】水面起到了平面镜的作用，桥在水中形成的“倒影”是桥经过水面所成的像，属于平面镜成像，是虚像，这个像是光的反射形成的。
2．（2022四川绵阳）如图所示，装有水的长方体水槽水平放置，固定在左壁上的激光笔发出的一束红光射到水面上的O点，红光与水面夹角是45°，反射光射到右壁上的A点，折射光射到右壁上的B点，则A点到水面的距离 （选填“大于”“小于”或“等于”）B点到水面的距离；往水槽内注水，水面上升2cm，此时反射光射到右壁上的C点，则A、C之间的距离是 cm。（点A、B、C未在图中标出）
【答案】小于；4。
【解析】（1）当光从空气斜射入水中时，入射角大于折射角；
（2）根据反射定律、折射定律画出光路图，根据数学几何知识即可解题。
如图所示：，光空气斜射入水中，折射光线偏向法线，因此A到水面的距离小于B到水面的距离；由几何知识可知AODC是一个平行四边形，因此AC＝OD，三角形ODE是一个等腰直角三角形，OD是水面上升高度的两倍，AC＝OD，所以AC的距离为4cm。
3.现有（1）小孔成像；（2）立竿见影；（3）海市蜃楼；（4）水中倒影四个光现象。其中能用光的直线传播规律解释的是__________（填序号）。请你再举出一个光的直线传播现象的实例_____________。
【答案】（1）（2）.激光准直、日食和月食等（选一个即可，其他正确也给分）。
【解析】光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播，产生的现象有小孔成像、激光准直、影子的形成、日食和月食等；小孔成像说明光是沿直线传播的，立竿见影属于影子的形成，说明光是沿直线传播的；光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象，例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的；光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质进入另一种介质时，就会出现光的折射现象，例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼、凸透镜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，想看看美丽的夜景，却发现玻璃窗里有个“自己”迎面走来，这是光的____________(选填“直线传播”、“反射”或“折射”)现象。同时她发现，房内电灯通过玻璃成的像与她本人的距离___________。
【答案】 (1) 反射 (2) 减小
【解析】（1）玻璃窗相当于平面镜，玻璃窗里“自己”是光经玻璃窗反射形成的虚像，属于光的反射现象。
（2）房内电灯的位置不变，电灯通过玻璃成的像到玻璃窗的距离不变，小王靠近玻璃窗，所以房内电灯通过玻璃成的像与她本人的距离减小。
5.（2022天津）小芳同学站在穿衣镜前lm处，镜中的像与她相距_____m．当她远离穿衣镜时，像的大小_____（选填“变大”“变小”或“不变”）．
【答案】 (1)2 (2) 不变
【解析】（1）由平面镜成像特点知道，像和物距离平面镜的距离是相等的，所以，当小华距平面镜的距离是1m时，像与他之间的距离是：1m×2＝2m；
（2）平面镜所成的像与物体是等大的，当人远离平面镜时，视觉上感觉像在变小，但实际上像的大小并没有变．所以，若他远离平面镜后退1m，他在平面镜中像的大小不变．
6．（2022黑龙江龙东农垦森工）为了消杀新冠病毒，工作人员在教室喷洒酒精后，同学们进入教室闻到刺鼻的酒精味，这是 现象；同学们用测温枪测体温，利用 （“红外线”、“紫外线”、“可见光”）的热效应。
【答案】扩散；红外线。
【解析】同学们进入教室闻到刺鼻的酒精味，是因为酒精分子不停地做无规则运动，属于扩散现象；
根据红外线的特点可知，由于红外线热效应强，测温枪是利用红外线的热效应工作的。
7.（2022山东菏泽）小明探究“光的折射规律”时，做了两个实验，如图所示。对比两图，你有什么发现？_________。根据这两幅图，请你提出一个有探究价值的问题：_________。
【答案】在入射角相同时，不同介质中的折射角不同；影响折射角大小的因素是什么？
【解析】 如图，入射角都是60°，甲图中介质是水，乙图中介质是玻璃，介质不同，折射角不同，可以得到结论是：在入射角相同时，不同介质中的折射角不同；那么为什么介质不同，折射角不同呢？影响折射角大小的因素是什么？ （说明：意思正确就给分。）
8.（2022河南模拟）小华去森林探险，看见阳光透过树叶的缝隙在地上留下圆形光斑，光斑的成像原理
是 （填光学原理）。同时看见树林边溪水中的“蓝天白云”，这是 （填光学原理）在水中所成的虚像。小华想利用平面镜将太阳光束反射进一个水平山洞（如图所示），则他应将平面镜与水平地面成 夹角放置。
【答案】光的直线传播；光的反射；30°或150°。
【解析】（1）阳光透过树叶的缝隙在地上留下圆形光斑，这是小孔成像现象，是光的直线传播形成的；
（2）溪水中的“蓝天白云”，是由于光的反射在水中形成的虚像，同平面镜成像的道理相同；
（3）作出反射光线和入射光线夹角的角平分线，即为法线；然后过反射点垂直于法线作出平面镜，如下图所示；此时入射角为=60°，则平面镜与水平面的夹角为30°，或者180°﹣30°=150°。
所以，应将平面镜与水平地面成30°或者150°夹角放置。
9. （2022辽宁抚顺）如图所示是一款自带投影功能的手机，我们看到的彩色投影画面是由红、______、蓝三种色光混合而成。充电宝给手机充电时，充电宝相当于电路中的______（填“电源”或“用电器”）。
【答案】 绿 电源
【解析】彩色投影画面的颜色是由红、绿、蓝三种色光合成的。
充电宝给手机充电时，充电宝提供电能，相当于简单电路中的电源。
10. （2022辽宁阜新）牙医给病人检查牙齿用的是______镜。汽车的后视镜是______镜。
【答案】 平面 凸面
【解析】牙医将一个小镜伸进患者口腔内检查牙齿，平面镜能成像，能改变光的传播方向，这个小镜是平面镜。汽车的后视镜是凸面镜，凸面镜对光线有发散作用，可以扩大视野，使司机看到的景物范围变大。
三、作图题（每小题2分，共计10分）
1.（2022江苏南京）图甲中，牙医借助平面镜观察牙齿的背面。请在图乙中画出能反映此过程的光路图。
【答案】如图所示。
【解析】画出牙齿关于镜面的对称点即为牙齿在平面镜中所成的像，连接像点和眼睛的直线与平面镜的交点即为入射点，连接入射点和眼睛并标上箭头为反射光线，连接牙齿和入射点标上箭头即为入射光线.
2.（2022江苏扬州）如图乙，作出物体AB在平面镜中的像；
【答案】如图所示。
【解析】分别作出A、B关于平面镜的对称点A′、B′，连接A′B′即为物体AB在平面镜中成的像.
3. （2022贵州黔东南州）如图所示，A、B是镜前一点光源S发出的光线，经平面镜MN反射后的两条反射光线，请在图中画出点光源S的位置。
【答案】如图所示。
【解析】根据光的反射定律，做两条光线的反向延长线，交点即为点光源S的像点 ，再根据平面镜成像特点，像和物关于镜面对称，做出像点关于镜面的对称点S，即为点光源S.
4.（2022云南模拟）如图所示，射向平面镜的一束光AO经镜面反射后沿水平方向OB射出图中，ON是∠AOB的角平分线，请在图中作出平面镜放置的位置并标出入射角α。
【答案】如图所示：
【解析】本题考查了光的反射定律的应用，首先要熟记光的反射定律的内容，并要注意入射角与反射角的概念，法线为入射光线和反射光线的角平分线，法线与平面镜垂直。
由题知，OB为反射光线，题目已经过入射点作出入射光线AO与反射光线OB夹角的平分线（即法线），再过入射点作垂直于法线的平面镜即可，
入射角是入射光线与法线的夹角，如图所示。
5.（2022沈阳模拟）如图所示，S是点光源，作出入射光线SO的反射光线和大致的折射光线．
【答案】如图所示：
【解析】本题考查了根据光的折射规律和光的反射规律的作图，注意要标出光的传播方向．
根据入射光线、反射光线以及法线在同一平面内，并且入射角等于反射角，画出反射光线；
根据入射光线、折射光线以及法线在同一平面内，折射角小于入射角，确定折射光线的方向．
根据反射角等于入射角在法线右侧的空气中画出反射光线；根据折射角小于入射角在法线右侧水中画出折射光线．
四、实验探究题（本道大题有4个小题，共计25分）
1.（6分） （2022长春）在“探究光反射时的规律”的实验中：
实验次数 1 2 3
入射角 i 30° 45° 60°
反射角 r 30° 45° 60°
（1）如图甲所示，使一束光贴着纸板E入射到O点，观察反射光。实验中，从不同方向都能在纸板F上看到反射光，是因为光在纸板F上发生了______反射；
（2）多次改变入射光的方向，用量角器测量入射角和反射角，记录在表格中，分析数据得出：在反射现象中，反射角______入射角；
（3）将纸板F按照图乙所示的方式偏折，则在纸板F上看不到反射光，说明在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在______。
【答案】 漫 等于 同一平面内
【解析】（1）光的反射分为镜面反射和漫反射，实验中，从不同方向都能在纸板F上看到反射光，是因为纸板F表面比较粗糙，光在纸板F上发生了漫反射。
（2）由表中数据可知，每次实验中，反射角和入射角角度大小相等，所以可以得出：在反射现象中，反射角等于入射角。
（3）将纸板F按照图乙所示的方式偏折，此时纸板E和纸板F不在同一平面内，在纸板F上看不到反射光，说明在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在同一平面内。
2．（8分）（2022内蒙古通辽）如图是“探究平面镜成像时像与物的关系”的装置。在水平桌面上铺一张白纸，将玻璃板竖立在白纸上，把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，一支完全相同，但不点燃的蜡烛B放在玻璃板后面移动，直到看上去它与蜡烛A的像完全重合。移动点燃的蜡烛，多做几次实验。
（1）实验时，选择玻璃板代替平面镜进行实验的原因是 。
（2）在寻找蜡烛A的像的位置时，某同学无论怎样调节蜡烛B，发现都不能与蜡烛A的像重合，发生这种现象的原因可能是 。
（3）实验中把蜡烛A远离玻璃板看到的像会远离，像的大小 （填“变大”“变小”或“不变”）。
（4）若要确认平面镜所成像是虚像还是实像，进一步操作是 。
【答案】（1）便于确定像的位置；（2）玻璃板没有竖直放置；（3）不变；（4）把蜡烛B取走，光屏放在蜡烛B的位置上，看光屏上是否有蜡烛A的像，光屏上如果没有，说明平面镜成虚像。
【解析】（1）玻璃板既可以反射光线，又可以透过光线；
（2）为使B与A的像重合，玻璃板必须与白纸垂直；
（3）物体在平面镜中成虚像，物像大小相等；
（4）可以用光屏验证像的虚实，因为虚像不能用光屏承接。
解：（1）实验中用玻璃板代替平面镜的目的是便于确定像的位置；
（2）平面镜成的像是光的反射形成的，A蜡烛发出的光线经玻璃板反射，被人眼接收，才能看到像，故眼睛在A蜡烛所在这一侧。如果玻璃板没有竖直放置，A蜡烛所成的像可能偏高或偏低，这样B蜡烛与A蜡烛的像就无法重合了；
（3）玻璃板中的像的大小跟物体大小有关，跟物体到玻璃板的距离无关，所以物体远离玻璃板，像的大小不变；
（4）为了验证平面镜成虚像，可以把蜡烛B取走，光屏放在蜡烛B的位置上，看光屏上是否有蜡烛A的像，光屏上如果没有，说明平面镜成虚像。
3. （5分）（2022贵州安顺）在探究“光的反射规律”的实验中，为了确定反射光线和入射光线的位置关系，实验器材有:可旋转的光屏（如图甲所示，光屏的A、B两部分均可绕轴ON旋转）、平面镜和激光电筒。如图乙所示，将光屏立放在水平放置的镜面上，让激光电筒发出的光沿光屏A入射到O点。
（1）实验中，光屏A是用来呈现_______光线的，为了观察到完整的光路，光屏B需旋转到图乙中的位置_______（填序号）；
（2）旋转光屏A到位置1时，也同时需要旋转光屏B到位置3才能观察到完整光路，通过以上操作过程可知，要观察完整的光路，光屏A、B两部分旋转后要处于________；
（3）记录多次实验光路，进一步研究发现反射光线和入射光线关于转轴ON对称，这条过入射点并_______于镜面的直线ON叫做________，根据这条线便可以确定反射光线和入射光线的位置关系。
【答案】 ①. 入射 ②. 2 ③. 同一平面 ④. 垂直 ⑤. 法线
【解析】（1）由题知，让激光电筒发出的光沿光屏A入射到O点，因此光屏A是用来呈现入射光线的。
由光的反射定律可知，反射光线与入射光线在同一平面内，因此为观察到完整的光路，需将光屏B需旋转到图乙中的位置2，使光屏A和光屏B在同一平面内。
（2）由图乙可知，旋转光屏A到位置1，旋转光屏B到位置3时，光屏A和光屏B在同一平面内，此时才能观察到完整光路，说明要观察完整的光路，光屏A、B两部分旋转后要处于同一平面。
（3）由光的反射定律可知，反射光线与入射光线分居在法线两侧，反射角等于入射角，即反射光线与入射光线关于法线对称，研究发现反射光线和入射光线关于转轴ON对称，因此转轴ON即为法线所在位置，法线与镜面垂直，因此过入射点并垂直于镜面作直线即为法线。
4．（6分）（2022贵州贵阳）光从空气斜射入水和玻璃时都会发生折射现象，但是水和玻璃的折射情况会相同吗？为了探究这个问题，小华选择了光屏、透明玻璃砖、水槽、激光电筒等器材进行实验。他在光屏上画出互相垂直的NN'和MM'两条线段并相交于O点，如图甲所示。
（1）小华将玻璃砖的一个表面与MM'齐平放置，让激光电筒发出的光线从A点到O点入射，他看到了如图乙所示的光路（AO、OC为同一直线），你认为出现光线OC是因为________所致，鉴于本实验的目的，此时最应该记录的两条光线是________________。
（2）接下来他要观察光从空气中进入水中的情况，他将光屏竖直放入水槽中，（使线段MM'水平）并向水槽中慢慢注水至水面与MM'齐平，入射光线应该从A点向O点射入，这是为了保证_______________，其实本实验小华还考虑了入射光线所在一侧的________相同。
（3）小华最终在光屏上记录下了如丙所示的光路图（OE为水中的折射光线），通过分析光路，你认为玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是________。
（4）若用激光以相同的入射角分别从玻璃和水中斜射入空气中，则________射出的折射光线更远离法线。
【答案】（1）有部分光线并没有通过玻璃砖，而依旧在空气中传播；AO和OB；（2）入射光线重合；入射角；（3）玻璃；（4）玻璃。
【解析】（1）光线AO到OC，光的传播路线没有改变，说明光在同一种均匀介质中传播，所以可以判断有部分光线并没有通过玻璃砖，而依旧在空气中传播。
本实验探究光的折射规律，要记录光的折射光线和入射光线，所以要记录的两条光线是AO和OB。
（2）探究光在玻璃和水的折射能力，要控制入射光线相同，入射角相同，观察折射光线和折射角的变化情况，所以入射光线应从A点向O点射入，这是为了保证入射光线重合，入射角相同。
（3）如乙丙图，当光在空气中传播时AO入射，OC传播；当光线从空气斜射入水中，AO入射，OE传播；当光线从空气斜射入玻璃中，AO入射，OB传播，比较OB偏离OC更多，所以玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是玻璃。
（4）光路是可逆的，光从空气斜射入玻璃偏折能力强，当光从玻璃斜射入空气中偏折能力也强，所以远离法线。
五、综合素养题（本题3道小题，共14分）
1.（4分）如图，A、B两地相距4km，MN是与AB连线平行的一条小河的河岸，AB到河岸的垂直距离为3km，小军要从A处走到河岸取水然后送到B处，他先沿着垂直于河岸的方向到D点取水，再沿直线DB到B处。若小军的速度大小恒为5km/h，不考虑取水停留的时间。
（1）求小军完成这次取水和送水任务所需的时间。
（2）为了找到一条最短的路线（即从A到河岸和从河岸到B的总路程最短），可以将MN看成一个平面镜，从A点作出一条光线经MN反射后恰能通过B点，请你证明入射点O即为最短路线的取水点。
【答案】见解析。
【解析】（1）总路程 s=AD+DB=（3+5）km=8km
总时间 t=s/t=8/5h=1.6h
（2）如图，根据平面镜成像的特点，作出A点关于MN所成的虚像A′连接A′D和A′O，AO=A′O，且A′、O、B在一条直线上，故取水点为O时的路线长度s=AO+OB=A′O+OB= A′B，在O点以外的河岸上任取一点P，路线的长度s′=AP+PB= A′P+PB
由三角形知识得A′B＜A′P+PB，即s＜s′
故入射点O为最短路线的取水点。
2．（6分）（2022北京）请阅读《华夏之光—圭表》并回答问题：
华夏之光——圭表
我国古代的天文观测一直居于世界领先地位，天文学家们发明了许多先进的天文观测仪器，其中圭表就是典型的代表。圭表（如图1所示）包括圭和表两部分，正南北方向平放的尺，叫作圭，直立在平地上的标竿或石柱、叫作表，圭和表相互垂直。
战国以前的天文学家已丝能够利用水面来校正圭，使其水平，使用铅垂线来校正表，使其与圭相互垂直。
依据圭表正午时表影长度的变化，就能推算出二十四节气，依据表影长短的周期性变化，就能确定一回归年的天数，由于日光散射和漫反射的影响，早期圭表的表影边缘模糊不清，影响了测量表影长度的精度。
为了解决上述问题，元代天文学家郭守敬采取理论与实践相结合的科学方法，对圭表进行了一系列政进与创新。他将表的高度增加，并且在表顶加一根架空的横梁，使表高变为传统表高的五倍。这样，测量时，把传统的确定表影端的位置变为确定梁影中心的位置、提高了测量影长的精度。
郭守敬又利用小孔成像的原理，发明了景符，利用景符可以在圭面上形成太阳和梁的清晰像（如图2所示），这样就可以精确的测量表的影长了。这些措施成功解决了圭表发明以来，测影时“虚景之中考求真实”的困难。
以圭表为代表的我国古代的科技成果，像一颗颗璀璨的明珠，闪耀着智慧的光芒，激励着我们攀登新的科技高峰。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）请写出我国古代天文学家保证圭和表相互垂直的措施，并解释为什么这种措施可以保证圭和表是相互垂直的。
（2）郭守敬的改进与创新措施解决了早期圭表的什么问题？
（3）除了圭表，请你再列举一个我国古代天文观测仪器。
【答案】见解析。
【解析】（1）重力的方向是竖直向下的，水面是水平的；
（2）早期圭表的表影边缘模糊不清，影响了测量表影长度的精度；
（3）我国古代天文观察仪器有日晷、浑天仪、水运仪等。
【解答】（1）用水面来矫正圭，使其水平，利用重垂线来矫正表，使其与圭相互垂直，这是因为重垂线是利用重力方向的竖直向下作用的，竖直向下与水平面互相垂直；
（2）测量时，把传统的确定表影端的位置变为确定梁影中心的位置，解决了早期圭表的表影边缘模糊不清的问题，提高了测量影长的精度；
（3）我国古代天文观察仪器还有日晷、浑天仪、水运仪等。
【点评】本题考查了光的直线传播、重力的方向的应用，读懂文中内容是解题的关键。
3.（4分）阅读与理解题
红灯停，绿灯行
红灯停，绿灯行，这是人所共知的，能否将红绿灯的作用互换一下呢？我们平时见到的太阳光是白光，它是由红、橙、绿、蓝、靛、紫等色光组成的，白光叫复色光，各种颜色的光叫单色光．单色光的颜色是由频率决定的，红光频率最低，波长最长；紫光频率最高，波长最短．光在空气中传播时，会遇到大气分子、水蒸气微粒以及尘埃微粒等障碍物．当光照射到这些微小的障碍物上，障碍物会将光波的一部分能量散射出去，而另一部分能量将穿过障碍物继续向前传播，光散射的强度与光波波长有关，波长越短，被散射出去的能量越多，穿过的能量越少，在相同条件下，红、橙光穿过的能量多，蓝、绿光被散射出去的能量多，早晚我们看见太阳时，见到的主要是太阳光中穿透厚厚大气层的红光、橙光，所以朝阳、落日是红色的．晴朗的天空，见到的主要是阳光中被大气散射的蓝、绿光，所以天空呈蓝色．
正因为红光在空气中散射最弱，穿透能力强，可以传到较远的地方，使车辆和行人在远处就能发现，及早做好准备，所以用红灯表示停止和危险信号．雾天行车，车上要开黄色警示灯，也是这个道理．可见红绿灯的作用是不能互换的．
阅读上文，回答下列问题：
（1）请你概括指出光散射遵循的规律．
（2）试着运用上文提到的知识解释大海为什么是蓝色的？
【答案】（1）根据文中的关键字句可知光散射遵循的规律：光散射的强度与光波波长有关，波长越短，被散射出去的能量越多，穿过的能量越少；
（2）我们能够看到大海是因为海水反射的光的进入我们的眼睛，射向水面的太阳光中波长较短的蓝光和紫光遇到较纯净的海水分子时就会发生强烈的散射和反射，于是人们所见到的海洋就呈现一片蔚蓝色或深蓝色了．
【解析】解答本题要抓住材料中的关键句子“光散射的强度与光波波长有关，波长越短，被散射出去的能量越多，穿过的能量越少”．太阳光由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成，这七种颜色的光，波长各不相同，从红光到紫光，波长逐渐变短，长波的穿透能力最强，最容易被水分子吸收，短波的穿透能力弱，容易发生反射和散射．
【课标】
本中考考点及要求（“▲”表示该标准要求属于评价水平这一层次）
评价目标和评价水平 标准要求 知识性 目标 技能性目标 体验性 目标
了解 认识 理解 独立 操作 经 历 认 同 内 化
（1）通过实验，探究并了解光的反射定律、 探究并了解光的折射现象及其特点。 ▲ ▲
（2）通过实验，探究平面镜成像时像与物的关系。 知道平面镜成像的特点及应用。 ▲ ▲
（3）通过实验，了解白光的组成和不同色光混合的现象。 ▲ ▲
【规律】
规律总结1：利用光的传播规律解决问题思路
1．光沿直线传播：光在同种透明介质中沿直线传播。生活中的现象有影子、日食、月食和小孔成像等。
2．光速：真空中的光速约为 3×108 m/s。
①光的传播不需要介质，即光可以在真空中传播。
②光的传播速度跟介质的种类有关， 光在真空中速度最大，在气体、液体、固体中都可以传播。
③天文学中，光在一年内传播的距离叫光年，所以光年是长度的单位。
规律总结2：光的反射现象及其规律
1．光的反射定义：光射在物体表面时，被反射回来的现象．叫做光的反射。
2．光的反射规律：
(1)反射光线、入射光线和法线都在同一平面内。
(2)反射光线和入射光线分居法线两侧。
(3)反射角等于入射角。
(4)光路是可逆的。
3．镜面反射和漫反射的异同点
分类 不同点 相同点
反射面特点 反射光方向 常见现象
镜面反射 光滑平面 反射光线仍然平行，只能在一个方向看到反射光 黑板反光，水面、玻璃面刺眼 严格遵守光 的反射规律
漫反射 凹凸不平 反射光向各个方向，各个方向都能看到 从各个方向都能看到黑板上的字
规律总结3：平面镜成像特点
1.探究平面镜成像特点的实验
(1)实验器材： 玻璃板、刻度尺、大小相同的两根蜡烛等．
①利用玻璃的透光性， 目的是方便找到像的位置．
②用刻度尺能比较像和物体到平面镜的距离关系．
③用大小相同的蜡烛能够比较像和物体的大小关系．
2.平面镜成像原理
①像和物到镜面的距离相等；
②像和物的大小相同；
③像和物的连线与镜面垂直；
④物在平面镜里成的是正立、等大的虚像；
⑤像和物“左右相反”．
注意：物体在平面镜中所成像的大小只跟物体本身的大小有关，跟物体到平面镜的距离无关．平面镜成的像一定要画成虚线．实像和虚像的区别见下列表格。
分类 形成原因 验证 实例
实像 由实际光线会聚而成 实像可以在光屏上成像 小孔成像、照相机、投影仪
虚像 由光线的反向延长线相交而成 虚像不能在光屏上成像，只可以通过眼睛看到 平面镜成像、水中的倒影
规律总结4：对光的折射规律的把握
1．光的折射是指光从一种介质斜射入另一种介质中时，它的传播方向发生偏折的现象。
2．光的折射规律
（1）折射光线、入射光线和法线都在同一平面内。
(2)折射光线和入射光线分居法线两侧。
（3）光从空气斜射入其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，即折射角小于入射角(如图甲所示）；光从其他介质斜射入空气时，折射光线向远离法线的方向偏折，即折射角大于入射角(如图乙所示）。
(4)光路是可逆的。
注意：折射角是折射光线与法线的夹角，不要误认为是折射光线和界面的夹角．
规律总结5：作光路图方法
1.作入射光线或者反射光线或者法线以及标出反射面，需要用光的反射定律解决；
2.画出物体在平面镜中的像或者确定物以及画出平面镜，需要用平面镜成像原理；
3.画出折射光线、入射光线以及法线等需要用光的折射规律。
注意：画光线要用箭头表示光的传播方向，没有箭头正确标出光的传播方向的光路图是错误的。
物体在平面镜中成的像需要用虚线画，用实线则错误。
【例题】
知识点一：光的直线传播
1.光源。能够自行发光的物体叫光源。
2.光沿直线传播的条件。光在均匀介质中是沿直线传播的。
3.光速。光在真空中速度为 3×10m/s；光在空气中传播速度约等于真空中的速度。
4.用 光的直线传播可解释影子的形成、小孔成像、日食等。
【例题1】（2022哈尔滨）下列有关中国古代文明中涉及的物理知识，说法正确的是（ ）
A.大小不同的编钟发声，音调相同
B.钻木取火时木头内能不变
C.小孔成像是光的直线传播现象
D.使用辘轳提水可以省功
【例题2】（2022黑龙江龙东农垦森工）如图所示现象中，属于光的直线传播形成的是（ ）
A．井底之蛙 B．空中彩虹 C．水中倒影 D．古代女子照铜镜
考点二：光的反射
1.光从一种介质射向另一种介质表面时，一部分光被反射回原来介质的现象叫做光的反射。
2.光的反射定律
（1）共面：反射光线、入射光线和法线在 同一平面内。
（2）异侧：反射光线和入射光线分别位于 法线 的两侧。
（3）等角： 反射角 等于 入射角 。
3.光的反射类型
（1）镜面反射：射到物体表面上的平行反射后 反射光线仍然是平行的 。
（2）漫反射：射到物体表面上的平行反射后 反射光线不再平行，而是射向各个方向 。
4.可逆性：在反射现象中，光路是 可逆 的。
【例题3】（2022江苏扬州）下列光现象中，由于光的反射形成的是（ ）
A. 皮影 B. 笔在水面处“折断”C. 水中的“倒影” D. 三棱镜分解白光
【例题4】（2022广西贵港）探究光的反射规律的实验装置如图甲所示，平面镜的上方垂直放置一块附有量角器的白色光屏，它由可以绕ON折转的E、F两块板组成。
（1）让一束光沿着E板从A点射到镜面的O点，由于光在E板发生_______反射（选填“镜面”或“漫”），从光屏前不同方向都可以看到E板上光线AO的径迹。
（2）让一束光沿着E板从A点射到镜面O点，将纸板沿ON向后折，此时在NOF面上看不到反射光线，如图乙所示。此实验现象说明光反射时，_______；
（3）实验中，观察到入射角为45°时，反射角也为45°，由此就得出“光反射时，反射角等于入射角”结论。你认为有何不妥之处 _______。
【例题5】（2022上海）在图中根据给出的入射光线AO画出反射光线OB。
考点三：平面镜成像
1.平面镜成像的原理是 光的反射 。
2.平面镜成像的特点
（1）虚实：成的像为虚像。
（2）大小：像和物的大小相等。
（3）距离：像和物到平面镜的距离相等 。
（4）对称：像和物关于平面镜对称。
【例题6】 （2022齐齐哈尔）小明上学前站在穿衣镜前1m处整理仪表，他与镜中自己像的距离是______ m。当小明向后退了50cm时，镜中所成像的大小______ 选填“变大”、“不变”或“变小”。
【例题7】 (2021甘肃威武)如图所示，A是烛焰上的一点，B是人眼的位置，请画出A点发出的一条光线经平面镜反射后经过B点的光路图。
【例题8】（2022四川甘孜州）站在平面镜前2 m处的小明，在平面镜中所成的像是正立的、等大的、________ 像（选填“实”或“虚"），其像到平面镜的距离为___________m。
【例题9】（2022内蒙古通辽）菜同学为了探究“平面镜成像时，像与物到平面镜的距离的关系”，所用的实验器材有：单面镀膜的玻璃板、支架、两个相同的跳棋、白纸和刻度尺。实验装置如图（甲）所示。
（1）在白纸上画一条直线，将玻璃板竖直立在白纸上，使玻璃板 那一面的下边线与直线重合（选填“有膜”或“无膜”）。
（2）用镀膜玻璃板和跳棋做实验，实验环境有：①几乎无光的实验室，②有阳光的实验窒，在 中进行实验效果好（选填“①”或“②”）。
（3）在同样的实验环境下，用镀膜玻璃板实验比用普通玻璃板实验成像更清楚，主要原因是： 。
（4）在白纸上沿跳棋A和B的边缘画圆，测出物距u和像距v的值如下表：
实验次数 1 2 3
物距u/cm 3.39 5.11 6.39
像距v/cm 5.22 6.51
①如图（乙）所示，第1次实验测量的物距是A的右端到直线的距离，则像距v1＝ cm。
②该同学发现三次实验的像距都比物距略大一些，原因是： （只有一个正确选项，将正确选项的字母填在横线上）
A．刻度尺测量像距时存在误差 B．玻璃板有一定厚度
C．物和像的标记点不对应 D．玻璃板没有竖直放置
考点四：光的折射
1. 光的折射定律
（1）共面：折射光线、入射光线和法线在同一平面 内。
（2）异侧：折射光线、入射光线分别位于 法线 的两侧。
（3）角不相等。
①定性：分空气射入其他透明介质和从其它透明介质中射入空气两种情况。
②变性：折射角随着入射角的增大而 增大 。
2.可逆性：在折射现象中，光路是 可逆 的。
【例题10】（2022广东省）小明给弟弟变了个魔术，他将装有一枚硬币的杯子放在弟弟面前，如图所示，弟弟在A处看不到硬币，这是因为光沿______ 传播。小明向杯中缓缓注水后，弟弟能看到硬币了，这是由光的______ 产生的现象，弟弟看到的是硬币的______ 选填“实”或“虚”像。
【例题11】（2022湖南省邵阳）如图所示，一束光从水中斜射到空气中，请画出折射光线的大致方向。
考点五：光的色散 物体的颜色
1.太阳光穿过三棱镜后，被分散成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光，这种现象叫做光的 色散 。
2.光的三基色是红、蓝、绿；颜料的三原色是红、黄、蓝 。
3.透明体的颜色由 它透过的色光 决定，不透明体的颜色由 它反射的色光 决定。
4.光谱：把 红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫这几种不同颜色的光按这个顺序排列起来，就是光谱。
5.人眼看不见的光：在红光之外是 红外线 ，在紫光之外是 紫外线 。
【例题12】（2022江苏连云港）如图所示，让一束白光经过三棱镜，在三棱镜后放置一凸透镜将光屏放在B处时，观察到色光的颜色是______，光屏先后在A、C两处时，观察到的现象有何不同：______。
【演练】
一、选择题（本大题有10道小题，每小题3分，共计30分）
1.（2022齐齐哈尔）下列现象中属于光沿直线传播的是
A.左侧的黑板反光
B.日食的形成
C.叶脉通过露珠成放大的像
D.雨后天空出现彩虹
2.（2022青海）2021年5月26日，我国部分地区第一次也是今年唯一能看到“超级红月”和“月全食”这一天文景象。下列关于“月全食”的说法正确的是（ ）
A. 月球挡住太阳光形成的
B. 地球挡住太阳光形成的
C. 月球表面反射太阳光形成的
D. 太阳光经大气层折射后形成的
3. （2022河北）下列光现象与物理知识对应正确的是（ ）
A. 在平静的湖面看到蓝天白云——光的直线传播
B. 游泳池注水后看上去好像变浅了——光的反射
C. 日出时，看到在地平线以下的太阳——光的折射
D. 阳光透过树叶间的缝隙射到地面上，形成圆形光斑——光的反射
4.（2022江苏泰州）下列现象中，由于光的反射形成的是（ ）
A. 泰州大桥在水中的“倒影” B. 日食
C. 雨后天空出现的彩虹 D. 池水变“浅”
5．（2022内蒙古通辽）下列现象中与“杯弓蛇影”原理相同的是（ ）
A．露珠下的“叶脉”B．水中“倒影” C．空中“彩虹” D．日环食
6.（2022黑牡鸡朝鲜族）如图所示，一束激光AO由空气斜射入玻璃砖，折射后从另一侧面射出，其出射点可能是图中的（ ）
A. M点 B. N点
C. P点 D. Q点
7.（2022湖南常德）关于光现象，下列说法中不正确的是（ ）
A. 开凿隧道时用激光束引导掘进机，利用了光的直线传播
B. 漫反射不遵守光的反射定律
C. 自行车尾灯是靠光的反射来引起后方车辆司机注意的
D. 雨后出现彩虹是光的色散现象
8.（2022四川乐山市）下列光现象中，由光的直线传播形成的是（ ）
A. 电视塔在水中的倒影
B. 演员对着镜子画脸谱
C. 水中的筷子发生“折断”
D. 日偏食的形成
9.（2022四川甘孜州）生活现象中蕴含了丰富的光学知识，下列说法正确的是（ ）
A. “池水映明月”是由于光的折射形成的
B. “立竿见影”是光沿直线传播形成的
C. “潭清疑水浅”是由于光的反射形成的
D. “一叶障目”是光的折射造成的
10．（2022四川遂宁）遂宁的清晨风景如画，涪江上薄雾缥缈，当太阳升起，薄雾散去，江岸大树拖着长长的影子，几只白鹭从江面轻快地掠过，水下的沙石清晰可见对这些场景的形成解释不正确的是（ ）
A．“薄雾”的形成是水蒸气的液化现象，“薄雾散去”是水的汽化现象
B．大树的影子是光的直线传播形成的
C．看见水下的“沙石”是光发生折射形成的实像
D．白鹭飞翔时，翅膀上方空气流速大于下方，使上方的压强小于下方，从而形成升力
二、填空题（每空1分，共计21分）
1.（2022哈尔滨）如图所示，桥在水中形成的“倒影”是______（选填“虚”或“实”）像，这个像是光的_______（选填“反射”或“折射”）形成的。
2．（2022四川绵阳）如图所示，装有水的长方体水槽水平放置，固定在左壁上的激光笔发出的一束红光射到水面上的O点，红光与水面夹角是45°，反射光射到右壁上的A点，折射光射到右壁上的B点，则A点到水面的距离 （选填“大于”“小于”或“等于”）B点到水面的距离；往水槽内注水，水面上升2cm，此时反射光射到右壁上的C点，则A、C之间的距离是 cm。（点A、B、C未在图中标出）
3.现有（1）小孔成像；（2）立竿见影；（3）海市蜃楼；（4）水中倒影四个光现象。其中能用光的直线传播规律解释的是__________（填序号）。请你再举出一个光的直线传播现象的实例_____________。
4.（2022四川成都）小王走向正前方的玻璃窗，想看看美丽的夜景，却发现玻璃窗里有个“自己”迎面走来，这是光的____________(选填“直线传播”、“反射”或“折射”)现象。同时她发现，房内电灯通过玻璃成的像与她本人的距离___________。
5.（2022天津）小芳同学站在穿衣镜前lm处，镜中的像与她相距_____m．当她远离穿衣镜时，像的大小_____（选填“变大”“变小”或“不变”）．
6．（2022黑龙江龙东农垦森工）为了消杀新冠病毒，工作人员在教室喷洒酒精后，同学们进入教室闻到刺鼻的酒精味，这是 现象；同学们用测温枪测体温，利用 （“红外线”、“紫外线”、“可见光”）的热效应。
7.（2022山东菏泽）小明探究“光的折射规律”时，做了两个实验，如图所示。对比两图，你有什么发现？_________。根据这两幅图，请你提出一个有探究价值的问题：_________。
8.（2022河南模拟）小华去森林探险，看见阳光透过树叶的缝隙在地上留下圆形光斑，光斑的成像原理
是 （填光学原理）。同时看见树林边溪水中的“蓝天白云”，这是 （填光学原理）在水中所成的虚像。小华想利用平面镜将太阳光束反射进一个水平山洞（如图所示），则他应将平面镜与水平地面成 夹角放置。
9. （2022辽宁抚顺）如图所示是一款自带投影功能的手机，我们看到的彩色投影画面是由红、______、蓝三种色光混合而成。充电宝给手机充电时，充电宝相当于电路中的______（填“电源”或“用电器”）。
10. （2022辽宁阜新）牙医给病人检查牙齿用的是______镜。汽车的后视镜是______镜。
三、作图题（每小题2分，共计10分）
1.（2022江苏南京）图甲中，牙医借助平面镜观察牙齿的背面。请在图乙中画出能反映此过程的光路图。
2.（2022江苏扬州）如图乙，作出物体AB在平面镜中的像；
3. （2022贵州黔东南州）如图所示，A、B是镜前一点光源S发出的光线，经平面镜MN反射后的两条反射光线，请在图中画出点光源S的位置。
4.（2022云南模拟）如图所示，射向平面镜的一束光AO经镜面反射后沿水平方向OB射出图中，ON是∠AOB的角平分线，请在图中作出平面镜放置的位置并标出入射角α。
5.（2022沈阳模拟）如图所示，S是点光源，作出入射光线SO的反射光线和大致的折射光线．
四、实验探究题（本道大题有4个小题，共计25分）
1.（6分） （2022长春）在“探究光反射时的规律”的实验中：
实验次数 1 2 3
入射角 i 30° 45° 60°
反射角 r 30° 45° 60°
（1）如图甲所示，使一束光贴着纸板E入射到O点，观察反射光。实验中，从不同方向都能在纸板F上看到反射光，是因为光在纸板F上发生了______反射；
（2）多次改变入射光的方向，用量角器测量入射角和反射角，记录在表格中，分析数据得出：在反射现象中，反射角______入射角；
（3）将纸板F按照图乙所示的方式偏折，则在纸板F上看不到反射光，说明在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在______。
2．（8分）（2022内蒙古通辽）如图是“探究平面镜成像时像与物的关系”的装置。在水平桌面上铺一张白纸，将玻璃板竖立在白纸上，把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，一支完全相同，但不点燃的蜡烛B放在玻璃板后面移动，直到看上去它与蜡烛A的像完全重合。移动点燃的蜡烛，多做几次实验。
（1）实验时，选择玻璃板代替平面镜进行实验的原因是 。
（2）在寻找蜡烛A的像的位置时，某同学无论怎样调节蜡烛B，发现都不能与蜡烛A的像重合，发生这种现象的原因可能是 。
（3）实验中把蜡烛A远离玻璃板看到的像会远离，像的大小 （填“变大”“变小”或“不变”）。
（4）若要确认平面镜所成像是虚像还是实像，进一步操作是 。
3. （5分）（2022贵州安顺）在探究“光的反射规律”的实验中，为了确定反射光线和入射光线的位置关系，实验器材有:可旋转的光屏（如图甲所示，光屏的A、B两部分均可绕轴ON旋转）、平面镜和激光电筒。如图乙所示，将光屏立放在水平放置的镜面上，让激光电筒发出的光沿光屏A入射到O点。
（1）实验中，光屏A是用来呈现_______光线的，为了观察到完整的光路，光屏B需旋转到图乙中的位置_______（填序号）；
（2）旋转光屏A到位置1时，也同时需要旋转光屏B到位置3才能观察到完整光路，通过以上操作过程可知，要观察完整的光路，光屏A、B两部分旋转后要处于________；
（3）记录多次实验光路，进一步研究发现反射光线和入射光线关于转轴ON对称，这条过入射点并_______于镜面的直线ON叫做________，根据这条线便可以确定反射光线和入射光线的位置关系。
4．（6分）（2022贵州贵阳）光从空气斜射入水和玻璃时都会发生折射现象，但是水和玻璃的折射情况会相同吗？为了探究这个问题，小华选择了光屏、透明玻璃砖、水槽、激光电筒等器材进行实验。他在光屏上画出互相垂直的NN'和MM'两条线段并相交于O点，如图甲所示。
（1）小华将玻璃砖的一个表面与MM'齐平放置，让激光电筒发出的光线从A点到O点入射，他看到了如图乙所示的光路（AO、OC为同一直线），你认为出现光线OC是因为________所致，鉴于本实验的目的，此时最应该记录的两条光线是________________。
（2）接下来他要观察光从空气中进入水中的情况，他将光屏竖直放入水槽中，（使线段MM'水平）并向水槽中慢慢注水至水面与MM'齐平，入射光线应该从A点向O点射入，这是为了保证_______________，其实本实验小华还考虑了入射光线所在一侧的________相同。
（3）小华最终在光屏上记录下了如丙所示的光路图（OE为水中的折射光线），通过分析光路，你认为玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是________。
（4）若用激光以相同的入射角分别从玻璃和水中斜射入空气中，则________射出的折射光线更远离法线。
五、综合素养题（本题3道小题，共14分）
1.（4分）如图，A、B两地相距4km，MN是与AB连线平行的一条小河的河岸，AB到河岸的垂直距离为3km，小军要从A处走到河岸取水然后送到B处，他先沿着垂直于河岸的方向到D点取水，再沿直线DB到B处。若小军的速度大小恒为5km/h，不考虑取水停留的时间。
（1）求小军完成这次取水和送水任务所需的时间。
（2）为了找到一条最短的路线（即从A到河岸和从河岸到B的总路程最短），可以将MN看成一个平面镜，从A点作出一条光线经MN反射后恰能通过B点，请你证明入射点O即为最短路线的取水点。
2．（6分）（2022北京）请阅读《华夏之光—圭表》并回答问题：
华夏之光——圭表
我国古代的天文观测一直居于世界领先地位，天文学家们发明了许多先进的天文观测仪器，其中圭表就是典型的代表。圭表（如图1所示）包括圭和表两部分，正南北方向平放的尺，叫作圭，直立在平地上的标竿或石柱、叫作表，圭和表相互垂直。
战国以前的天文学家已丝能够利用水面来校正圭，使其水平，使用铅垂线来校正表，使其与圭相互垂直。
依据圭表正午时表影长度的变化，就能推算出二十四节气，依据表影长短的周期性变化，就能确定一回归年的天数，由于日光散射和漫反射的影响，早期圭表的表影边缘模糊不清，影响了测量表影长度的精度。
为了解决上述问题，元代天文学家郭守敬采取理论与实践相结合的科学方法，对圭表进行了一系列政进与创新。他将表的高度增加，并且在表顶加一根架空的横梁，使表高变为传统表高的五倍。这样，测量时，把传统的确定表影端的位置变为确定梁影中心的位置、提高了测量影长的精度。
郭守敬又利用小孔成像的原理，发明了景符，利用景符可以在圭面上形成太阳和梁的清晰像（如图2所示），这样就可以精确的测量表的影长了。这些措施成功解决了圭表发明以来，测影时“虚景之中考求真实”的困难。
以圭表为代表的我国古代的科技成果，像一颗颗璀璨的明珠，闪耀着智慧的光芒，激励着我们攀登新的科技高峰。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）请写出我国古代天文学家保证圭和表相互垂直的措施，并解释为什么这种措施可以保证圭和表是相互垂直的。
（2）郭守敬的改进与创新措施解决了早期圭表的什么问题？
（3）除了圭表，请你再列举一个我国古代天文观测仪器。
3.（4分）阅读与理解题
红灯停，绿灯行
红灯停，绿灯行，这是人所共知的，能否将红绿灯的作用互换一下呢？我们平时见到的太阳光是白光，它是由红、橙、绿、蓝、靛、紫等色光组成的，白光叫复色光，各种颜色的光叫单色光．单色光的颜色是由频率决定的，红光频率最低，波长最长；紫光频率最高，波长最短．光在空气中传播时，会遇到大气分子、水蒸气微粒以及尘埃微粒等障碍物．当光照射到这些微小的障碍物上，障碍物会将光波的一部分能量散射出去，而另一部分能量将穿过障碍物继续向前传播，光散射的强度与光波波长有关，波长越短，被散射出去的能量越多，穿过的能量越少，在相同条件下，红、橙光穿过的能量多，蓝、绿光被散射出去的能量多，早晚我们看见太阳时，见到的主要是太阳光中穿透厚厚大气层的红光、橙光，所以朝阳、落日是红色的．晴朗的天空，见到的主要是阳光中被大气散射的蓝、绿光，所以天空呈蓝色．
正因为红光在空气中散射最弱，穿透能力强，可以传到较远的地方，使车辆和行人在远处就能发现，及早做好准备，所以用红灯表示停止和危险信号．雾天行车，车上要开黄色警示灯，也是这个道理．可见红绿灯的作用是不能互换的．
阅读上文，回答下列问题：
（1）请你概括指出光散射遵循的规律．
（2）试着运用上文提到的知识解释大海为什么是蓝色的？
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DD
【例题】
知识点一：光的直线传播
1.光源。能够自行发光的物体叫光源。
2.光沿直线传播的条件。光在均匀介质中是沿直线传播的。
3.光速。光在真空中速度为 3×10m/s；光在空气中传播速度约等于真空中的速度。
4.用 光的直线传播可解释影子的形成、小孔成像、日食等。
【例题1】（2022哈尔滨）下列有关中国古代文明中涉及的物理知识，说法正确的是（ ）
A.大小不同的编钟发声，音调相同
B.钻木取火时木头内能不变
C.小孔成像是光的直线传播现象
D.使用辘轳提水可以省功
【答案】C
【解析】A．大小不同的编钟振动的频率不同，发出的声音音调不同，故A错误；
B．钻木取火时木头克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，所以木头内能增大，故B错误；
C．来自物体不同部位的光通过小孔沿直线传播到达光屏上成像，这就是小孔成像，原理是光的直线传播，故C正确；
D．使用机械能够省力或者省距离，但不能省功，故D错误。
【例题2】（2022黑龙江龙东农垦森工）如图所示现象中，属于光的直线传播形成的是（ ）
A．井底之蛙 B．空中彩虹 C．水中倒影 D．古代女子照铜镜
【答案】A
【解析】A.井底之蛙，这是由于光是由直线传播的，只能看到头顶的一片天，故A符合题意；
B.天空中出现的彩虹是光的色散现象，属于光的折射，故B不合题意；
C.水中的倒影是平面镜成像，属于光的反射现象，故C不合题意；
D.铜镜中的像是平面镜成像，是由于光的反射形成的，故D不合题意。
考点二：光的反射
1.光从一种介质射向另一种介质表面时，一部分光被反射回原来介质的现象叫做光的反射。
2.光的反射定律
（1）共面：反射光线、入射光线和法线在 同一平面内。
（2）异侧：反射光线和入射光线分别位于 法线 的两侧。
（3）等角： 反射角 等于 入射角 。
3.光的反射类型
（1）镜面反射：射到物体表面上的平行反射后 反射光线仍然是平行的 。
（2）漫反射：射到物体表面上的平行反射后 反射光线不再平行，而是射向各个方向 。
4.可逆性：在反射现象中，光路是 可逆 的。
【例题3】（2022江苏扬州）下列光现象中，由于光的反射形成的是（ ）
A. 皮影 B. 笔在水面处“折断”C. 水中的“倒影” D. 三棱镜分解白光
【答案】C
【解析】A．皮影是由于光的直线传播形成的。故A不符合题意；
B．笔在水面处“折断”这是由于光的折射形成的。故B不符合题意；
C．水中的“倒影”是平面镜成像，即由于光的反射形成的。故C符合题意；
D．三棱镜分解白光是光的色散现象，原理是光的折射。故D不符合题意。
【例题4】（2022广西贵港）探究光的反射规律的实验装置如图甲所示，平面镜的上方垂直放置一块附有量角器的白色光屏，它由可以绕ON折转的E、F两块板组成。
（1）让一束光沿着E板从A点射到镜面的O点，由于光在E板发生_______反射（选填“镜面”或“漫”），从光屏前不同方向都可以看到E板上光线AO的径迹。
（2）让一束光沿着E板从A点射到镜面O点，将纸板沿ON向后折，此时在NOF面上看不到反射光线，如图乙所示。此实验现象说明光反射时，_______；
（3）实验中，观察到入射角为45°时，反射角也为45°，由此就得出“光反射时，反射角等于入射角”结论。你认为有何不妥之处 _______。
【答案】 （1）漫
（2）入射光线、法线、反射光线三线在同一个平面内
（3）没有多次实验得到普遍规律
【解析】在探究光的反射规律的时候，光在纸光屏的后表面发生了漫反射，用来显示光路，但硬纸板需要与平面镜垂直才能与光线接触；光发生反射时，通过折转光屏的方式可以判断，反射光线、入射光线和法线在同一平面内；光发生反射时，反射光线与法线的夹角为反射角，入射光线与法线的夹角为入射角，改变入射角的大小关系，探究入射角和反射角的大小关系，使实验结论更有说服力。
（1）由于从各个方向都能看到光，故由于光在E板发生漫反射。
（2）将纸板沿ON向后折，此时在NOF面上看不到反射光线，不在同一平面内就看不到反射光线，说明入射光线、法线、反射光线三线在同一个平面内。
（3）仅仅一次无法得出结论，因为没有多次实验得到普遍规律。
【例题5】（2022上海）在图中根据给出的入射光线AO画出反射光线OB。
【答案】如图所示：
【解析】根据反射定律作出反射光线的光路图，题目中已经作出法线，在根据反射光线和入射光线分居法线两侧，作出反射角等于入射角即可。
根据光的反射定律，题目中已经作出垂直于镜面的法线，做反射光线OB使反射角等于入射角即可。
考点三：平面镜成像
1.平面镜成像的原理是 光的反射 。
2.平面镜成像的特点
（1）虚实：成的像为虚像。
（2）大小：像和物的大小相等。
（3）距离：像和物到平面镜的距离相等 。
（4）对称：像和物关于平面镜对称。
【例题6】 （2022齐齐哈尔）小明上学前站在穿衣镜前1m处整理仪表，他与镜中自己像的距离是______ m。当小明向后退了50cm时，镜中所成像的大小______ 选填“变大”、“不变”或“变小”。
【答案】2 不变
【解析】小明站在平面镜前1m处，小明的像和小明到平面镜的距离相等，所以小明的像到平面镜的距离是1m，则像到小明的距离为2m。
当小明向后退了50cm时，小明像的大小跟小明的大小有关，跟到平面镜的距离无关，所以小明的像大小不变。
【例题7】 (2021甘肃威武)如图所示，A是烛焰上的一点，B是人眼的位置，请画出A点发出的一条光线经平面镜反射后经过B点的光路图。
【答案】 如图所示：
【解析】先作出发光点A关于平面镜的对称点A′即为A的像；连接A′B交平面镜于点O（即入射点），连接AO，则AO为入射光线，OB为反射光线。
【例题8】（2022四川甘孜州）站在平面镜前2 m处的小明，在平面镜中所成的像是正立的、等大的、________ 像（选填“实”或“虚"），其像到平面镜的距离为___________m。
【答案】 (1)虚 (2)2
【解析】由平面镜成像的特点知：平面成等大的、正立的虚像，像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离，即像到平面镜的距离为2m。
【例题9】（2022内蒙古通辽）菜同学为了探究“平面镜成像时，像与物到平面镜的距离的关系”，所用的实验器材有：单面镀膜的玻璃板、支架、两个相同的跳棋、白纸和刻度尺。实验装置如图（甲）所示。
（1）在白纸上画一条直线，将玻璃板竖直立在白纸上，使玻璃板 那一面的下边线与直线重合（选填“有膜”或“无膜”）。
（2）用镀膜玻璃板和跳棋做实验，实验环境有：①几乎无光的实验室，②有阳光的实验窒，在 中进行实验效果好（选填“①”或“②”）。
（3）在同样的实验环境下，用镀膜玻璃板实验比用普通玻璃板实验成像更清楚，主要原因是： 。
（4）在白纸上沿跳棋A和B的边缘画圆，测出物距u和像距v的值如下表：
实验次数 1 2 3
物距u/cm 3.39 5.11 6.39
像距v/cm 5.22 6.51
①如图（乙）所示，第1次实验测量的物距是A的右端到直线的距离，则像距v1＝ cm。
②该同学发现三次实验的像距都比物距略大一些，原因是： （只有一个正确选项，将正确选项的字母填在横线上）
A．刻度尺测量像距时存在误差 B．玻璃板有一定厚度
C．物和像的标记点不对应 D．玻璃板没有竖直放置
【答案】（1）有膜；（2）②；（3）镀膜增强了对光的反射；（4）①3.50；②B。
【解析】（1）在白纸上画一条直线，将玻璃板竖直立在白纸上，有膜的一面作为反射面，使玻璃板那一面的下边线与有膜直线重合；
（2）用镀膜玻璃板和跳棋做实验，实验环境在有阳光的实验进行实验效果好；几乎无光的实验室不能完成实验；
（3）在同样的实验环境下，用镀膜玻璃板实验比用普通玻璃板实验成像更清楚，主要原因是：镀膜增强了对光的反射；
（4）①由图知：刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是0.1cm，即此刻度尺的分度值为1mm；
物体左侧与0对齐，右侧略偏过3.5cm，估读为0.00cm，所以物体的长度为L＝3.50cm﹣0cm＝3.50cm。
②玻璃板有一定厚度，有两个反射面，测量时三次实验的像距都比物距略大一些。
考点四：光的折射
1. 光的折射定律
（1）共面：折射光线、入射光线和法线在同一平面 内。
（2）异侧：折射光线、入射光线分别位于 法线 的两侧。
（3）角不相等。
①定性：分空气射入其他透明介质和从其它透明介质中射入空气两种情况。
②变性：折射角随着入射角的增大而 增大 。
2.可逆性：在折射现象中，光路是 可逆 的。
【例题10】（2022广东省）小明给弟弟变了个魔术，他将装有一枚硬币的杯子放在弟弟面前，如图所示，弟弟在A处看不到硬币，这是因为光沿______ 传播。小明向杯中缓缓注水后，弟弟能看到硬币了，这是由光的______ 产生的现象，弟弟看到的是硬币的______ 选填“实”或“虚”像。
【答案】直线 折射 虚
【解析】弟弟在A处看不到硬币，是由于杯的边缘部分挡住了来自硬币的光线，光线进入不到眼睛，所以眼睛看不到硬币，这说明了光在均匀介质中是沿直线传播的；
当杯中缓缓注水后，来自硬币的光线会从水中斜射入空气中从而发生折射，当折射光线进入人眼时，人眼逆着折射光线看去，看到的便是由于光的折射而形成的虚像虚像的位置比物体的实际位置偏高。
【例题11】（2022湖南省邵阳）如图所示，一束光从水中斜射到空气中，请画出折射光线的大致方向。
【答案】如图所示：
【解析】折射定律：折射光线、入射光线、法线在同一个平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，当
光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角；当光由水中或其
它透明介质斜射进入空气中时，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角，画出折射光线。
过入射点画出法线，根据折射光线、入射光线分居法线两侧，在法线的右侧空气中画出折射光线，注意折射角大于入射角。
考点五：光的色散 物体的颜色
1.太阳光穿过三棱镜后，被分散成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光，这种现象叫做光的 色散 。
2.光的三基色是红、蓝、绿；颜料的三原色是红、黄、蓝 。
3.透明体的颜色由 它透过的色光 决定，不透明体的颜色由 它反射的色光 决定。
4.光谱：把 红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫这几种不同颜色的光按这个顺序排列起来，就是光谱。
5.人眼看不见的光：在红光之外是 红外线 ，在紫光之外是 紫外线 。
【例题12】（2022江苏连云港）如图所示，让一束白光经过三棱镜，在三棱镜后放置一凸透镜将光屏放在B处时，观察到色光的颜色是______，光屏先后在A、C两处时，观察到的现象有何不同：______。
【答案】(1) 白色 (2) 光屏上彩色光带顺序相反
【解析】（1）白光被三棱镜分解成七种颜色的色光，七种颜色的色光经过凸透镜在B处复合成白光。
（2）由图可知，A处上方光经过B点到达C处的下方，A处下方的光经过B点到达C处的上方，在A、C两处，光屏上彩色光带顺序相反。
【演练】
一、选择题（本大题有10道小题，每小题3分，共计30分）
1.（2022齐齐哈尔）下列现象中属于光沿直线传播的是
A.左侧的黑板反光
B.日食的形成
C.叶脉通过露珠成放大的像
D.雨后天空出现彩虹
【答案】B
【解析】A.黑板反光是因为黑板太光滑，光照到上面发生了镜面反射，是由于光的反射形成的，故A错误；
B.日食是由于月亮转到了地球和太阳中间，即射向地球上的光线被月亮挡住了，故该现象说明光是沿直线传播的，故B正确；
C.露珠下的叶脉被放大，属于凸透镜成像，是由光的折射形成的，故C错误；
D.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，所以说雨后的天空出现彩虹是由光的色散形成的，故D错误。
2.（2022青海）2021年5月26日，我国部分地区第一次也是今年唯一能看到“超级红月”和“月全食”这一天文景象。下列关于“月全食”的说法正确的是（ ）
A. 月球挡住太阳光形成的
B. 地球挡住太阳光形成的
C. 月球表面反射太阳光形成的
D. 太阳光经大气层折射后形成的
【答案】B
【解析】当太阳、地球、月球在同一直线上，地球位于太阳和月球之间时，太阳发出的沿直线传播的光被不透明的地球完全挡住，太阳光照不到地球上，在地球上完全看不到月球的现象叫“月全食”。故ACD错误，只有B正确。
3. （2022河北）下列光现象与物理知识对应正确的是（ ）
A. 在平静的湖面看到蓝天白云——光的直线传播
B. 游泳池注水后看上去好像变浅了——光的反射
C. 日出时，看到在地平线以下的太阳——光的折射
D. 阳光透过树叶间的缝隙射到地面上，形成圆形光斑——光的反射
【答案】C
【解析】A．在平静的湖面看到蓝天白云是光的反射现象，故A错误；
B．游泳池注水后看上去好像变浅了是光的折射现象，故B错误；
C．日出时，看到在地平线以下的太阳是光的折射现象，故C正确；
D．阳光透过树叶间的缝隙射到地面上，形成圆形光斑是光的直线传播现象，故D错误。
4.（2022江苏泰州）下列现象中，由于光的反射形成的是（ ）
A. 泰州大桥在水中的“倒影” B. 日食
C. 雨后天空出现的彩虹 D. 池水变“浅”
【答案】A
【解析】A．泰州大桥在水中的“倒影”属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故A符合题意；
B．日食原因是光的直线传播，故B不符合题意；
C．雨后天空出现的彩虹是由光的色散形成的，属于光的折射，故C不符合题意；
D．池水变“浅”是由光的折射形成的，故D不符合题意。
5．（2022内蒙古通辽）下列现象中与“杯弓蛇影”原理相同的是（ ）
A．露珠下的“叶脉”B．水中“倒影” C．空中“彩虹” D．日环食
【答案】B
【解析】（1）光在同种、均匀介质中沿直线传播，日食、月食、影子、小孔成像都是光的直线传播形成的；
（2）光从一种介质斜射入另一种介质，或在不均匀的介质中，传播方向发生变化，属于光的折射，水中的筷子看起来变弯、凸透镜成像等都是光的折射形成的；
（3）光射到物体表面又被反回的现象叫光的反射，与平面镜有关的都是光的反射。
杯弓蛇影指的是弓在酒中成的虚像，也就是平面镜成像，是由光的反射形成的；
A、露珠下的“叶脉”被放大是由于光的折射形成的，故A错误；
B、水中“倒影”属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故B正确；
C、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，所以说雨后的天空出现彩虹是由光的色散形成的，故C错误；
D、日环食是由光的直线传播形成的，故D错误。
6.（2022黑牡鸡朝鲜族）如图所示，一束激光AO由空气斜射入玻璃砖，折射后从另一侧面射出，其出射点可能是图中的（ ）
A. M点 B. N点
C. P点 D. Q点
【答案】B
【解析】光线从O点斜射入玻璃中发生折射现象，折射光线向靠近法线方向偏折，折射角小于入射角，如图所示：
所以从玻璃砖再射出，射出点可能是图中的N点．故选B．
7.（2022湖南常德）关于光现象，下列说法中不正确的是（ ）
A. 开凿隧道时用激光束引导掘进机，利用了光的直线传播
B. 漫反射不遵守光的反射定律
C. 自行车尾灯是靠光的反射来引起后方车辆司机注意的
D. 雨后出现彩虹是光的色散现象
【答案】B
【解析】A．利用光的直线传播来进行激光准直，从而开凿出平直的隧道，故A正确，不符合题意；
B．镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律，故B错误，符合题意；
C．自行车尾灯本身是不发光的，靠反射后车灯的光线来引起后车司机的注意，故C正确，不符合题意；
D．雨后彩虹是光的色散形成的七色光，故D正确，不符合题意。
8.（2022四川乐山市）下列光现象中，由光的直线传播形成的是（ ）
A. 电视塔在水中的倒影
B. 演员对着镜子画脸谱
C. 水中的筷子发生“折断”
D. 日偏食的形成
【答案】D
【解析】A．电视塔在水中的倒影利用了平面镜成像，是光的反射现象，故A不符合题意；
B．演员对着镜子画脸谱是利用平面镜成像，是光的反射现象，故B不符合题意；
C．插入水中的筷子发生“折断”是光的折射现象，故C不符合题意；
D．日偏食的形成是由于光沿直线传播形成的，故D符合题意。
9.（2022四川甘孜州）生活现象中蕴含了丰富的光学知识，下列说法正确的是（ ）
A. “池水映明月”是由于光的折射形成的
B. “立竿见影”是光沿直线传播形成的
C. “潭清疑水浅”是由于光的反射形成的
D. “一叶障目”是光的折射造成的
【答案】B
【解析】A．“池水映明月”是平面镜成像，是由于光的反射形成的，故A错误；
B．“立竿见影”，影的形成是由于光的直线传播形成的，故B正确；
C．“潭清疑水浅”是由于光的折射形成的，故C错误；
D．“一叶障目”是光的直线传播造成的，故D错误。
10．（2022四川遂宁）遂宁的清晨风景如画，涪江上薄雾缥缈，当太阳升起，薄雾散去，江岸大树拖着长长的影子，几只白鹭从江面轻快地掠过，水下的沙石清晰可见对这些场景的形成解释不正确的是（ ）
A．“薄雾”的形成是水蒸气的液化现象，“薄雾散去”是水的汽化现象
B．大树的影子是光的直线传播形成的
C．看见水下的“沙石”是光发生折射形成的实像
D．白鹭飞翔时，翅膀上方空气流速大于下方，使上方的压强小于下方，从而形成升力
【答案】C
【解析】（1）物质由气态变成液态的现象叫做液化；物质由液态变成气态的现象叫做汽化；
（2）光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播；
（3）光从水或者其他介质斜射入空气中时，折射光线向远离法线的方向偏折，人逆着射来的光线看去，可看到物体的虚像；
（4）流体压强与流速的关系：流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。
A.“薄雾”的形成是水蒸气液化形成的小水滴；“薄雾散去”是小水滴汽化为水蒸气，故A正确；
B.大树的影子是光的直线传播形成的，故B正确；
C.看见水下的“沙石”是光发生折射形成的虚像，而不是实像，故C错误；
D.白鹭飞翔时，翅膀上方空气流速大于下方，流速大的地方压强小、流速小的地方压强大，所以翅膀上方的压强小于下方，从而形成了翅膀的升力，故D正确。
二、填空题（每空1分，共计21分）
1.（2022哈尔滨）如图所示，桥在水中形成的“倒影”是______（选填“虚”或“实”）像，这个像是光的_______（选填“反射”或“折射”）形成的。
【答案】 虚 反射
【解析】水面起到了平面镜的作用，桥在水中形成的“倒影”是桥经过水面所成的像，属于平面镜成像，是虚像，这个像是光的反射形成的。
2．（2022四川绵阳）如图所示，装有水的长方体水槽水平放置，固定在左壁上的激光笔发出的一束红光射到水面上的O点，红光与水面夹角是45°，反射光射到右壁上的A点，折射光射到右壁上的B点，则A点到水面的距离 （选填“大于”“小于”或“等于”）B点到水面的距离；往水槽内注水，水面上升2cm，此时反射光射到右壁上的C点，则A、C之间的距离是 cm。（点A、B、C未在图中标出）
【答案】小于；4。
【解析】（1）当光从空气斜射入水中时，入射角大于折射角；
（2）根据反射定律、折射定律画出光路图，根据数学几何知识即可解题。
如图所示：，光空气斜射入水中，折射光线偏向法线，因此A到水面的距离小于B到水面的距离；由几何知识可知AODC是一个平行四边形，因此AC＝OD，三角形ODE是一个等腰直角三角形，OD是水面上升高度的两倍，AC＝OD，所以AC的距离为4cm。
3.现有（1）小孔成像；（2）立竿见影；（3）海市蜃楼；（4）水中倒影四个光现象。其中能用光的直线传播规律解释的是__________（填序号）。请你再举出一个光的直线传播现象的实例_____________。
【答案】（1）（2）.激光准直、日食和月食等（选一个即可，其他正确也给分）。
【解析】光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播，产生的现象有小孔成像、激光准直、影子的形成、日食和月食等；小孔成像说明光是沿直线传播的，立竿见影属于影子的形成，说明光是沿直线传播的；光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象，例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的；光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质进入另一种介质时，就会出现光的折射现象，例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼、凸透镜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，想看看美丽的夜景，却发现玻璃窗里有个“自己”迎面走来，这是光的____________(选填“直线传播”、“反射”或“折射”)现象。同时她发现，房内电灯通过玻璃成的像与她本人的距离___________。
【答案】 (1) 反射 (2) 减小
【解析】（1）玻璃窗相当于平面镜，玻璃窗里“自己”是光经玻璃窗反射形成的虚像，属于光的反射现象。
（2）房内电灯的位置不变，电灯通过玻璃成的像到玻璃窗的距离不变，小王靠近玻璃窗，所以房内电灯通过玻璃成的像与她本人的距离减小。
5.（2022天津）小芳同学站在穿衣镜前lm处，镜中的像与她相距_____m．当她远离穿衣镜时，像的大小_____（选填“变大”“变小”或“不变”）．
【答案】 (1)2 (2) 不变
【解析】（1）由平面镜成像特点知道，像和物距离平面镜的距离是相等的，所以，当小华距平面镜的距离是1m时，像与他之间的距离是：1m×2＝2m；
（2）平面镜所成的像与物体是等大的，当人远离平面镜时，视觉上感觉像在变小，但实际上像的大小并没有变．所以，若他远离平面镜后退1m，他在平面镜中像的大小不变．
6．（2022黑龙江龙东农垦森工）为了消杀新冠病毒，工作人员在教室喷洒酒精后，同学们进入教室闻到刺鼻的酒精味，这是 现象；同学们用测温枪测体温，利用 （“红外线”、“紫外线”、“可见光”）的热效应。
【答案】扩散；红外线。
【解析】同学们进入教室闻到刺鼻的酒精味，是因为酒精分子不停地做无规则运动，属于扩散现象；
根据红外线的特点可知，由于红外线热效应强，测温枪是利用红外线的热效应工作的。
7.（2022山东菏泽）小明探究“光的折射规律”时，做了两个实验，如图所示。对比两图，你有什么发现？_________。根据这两幅图，请你提出一个有探究价值的问题：_________。
【答案】在入射角相同时，不同介质中的折射角不同；影响折射角大小的因素是什么？
【解析】 如图，入射角都是60°，甲图中介质是水，乙图中介质是玻璃，介质不同，折射角不同，可以得到结论是：在入射角相同时，不同介质中的折射角不同；那么为什么介质不同，折射角不同呢？影响折射角大小的因素是什么？ （说明：意思正确就给分。）
8.（2022河南模拟）小华去森林探险，看见阳光透过树叶的缝隙在地上留下圆形光斑，光斑的成像原理
是 （填光学原理）。同时看见树林边溪水中的“蓝天白云”，这是 （填光学原理）在水中所成的虚像。小华想利用平面镜将太阳光束反射进一个水平山洞（如图所示），则他应将平面镜与水平地面成 夹角放置。
【答案】光的直线传播；光的反射；30°或150°。
【解析】（1）阳光透过树叶的缝隙在地上留下圆形光斑，这是小孔成像现象，是光的直线传播形成的；
（2）溪水中的“蓝天白云”，是由于光的反射在水中形成的虚像，同平面镜成像的道理相同；
（3）作出反射光线和入射光线夹角的角平分线，即为法线；然后过反射点垂直于法线作出平面镜，如下图所示；此时入射角为=60°，则平面镜与水平面的夹角为30°，或者180°﹣30°=150°。
所以，应将平面镜与水平地面成30°或者150°夹角放置。
9. （2022辽宁抚顺）如图所示是一款自带投影功能的手机，我们看到的彩色投影画面是由红、______、蓝三种色光混合而成。充电宝给手机充电时，充电宝相当于电路中的______（填“电源”或“用电器”）。
【答案】 绿 电源
【解析】彩色投影画面的颜色是由红、绿、蓝三种色光合成的。
充电宝给手机充电时，充电宝提供电能，相当于简单电路中的电源。
10. （2022辽宁阜新）牙医给病人检查牙齿用的是______镜。汽车的后视镜是______镜。
【答案】 平面 凸面
【解析】牙医将一个小镜伸进患者口腔内检查牙齿，平面镜能成像，能改变光的传播方向，这个小镜是平面镜。汽车的后视镜是凸面镜，凸面镜对光线有发散作用，可以扩大视野，使司机看到的景物范围变大。
三、作图题（每小题2分，共计10分）
1.（2022江苏南京）图甲中，牙医借助平面镜观察牙齿的背面。请在图乙中画出能反映此过程的光路图。
【答案】如图所示。
【解析】画出牙齿关于镜面的对称点即为牙齿在平面镜中所成的像，连接像点和眼睛的直线与平面镜的交点即为入射点，连接入射点和眼睛并标上箭头为反射光线，连接牙齿和入射点标上箭头即为入射光线.
2.（2022江苏扬州）如图乙，作出物体AB在平面镜中的像；
【答案】如图所示。
【解析】分别作出A、B关于平面镜的对称点A′、B′，连接A′B′即为物体AB在平面镜中成的像.
3. （2022贵州黔东南州）如图所示，A、B是镜前一点光源S发出的光线，经平面镜MN反射后的两条反射光线，请在图中画出点光源S的位置。
【答案】如图所示。
【解析】根据光的反射定律，做两条光线的反向延长线，交点即为点光源S的像点 ，再根据平面镜成像特点，像和物关于镜面对称，做出像点关于镜面的对称点S，即为点光源S.
4.（2022云南模拟）如图所示，射向平面镜的一束光AO经镜面反射后沿水平方向OB射出图中，ON是∠AOB的角平分线，请在图中作出平面镜放置的位置并标出入射角α。
【答案】如图所示：
【解析】本题考查了光的反射定律的应用，首先要熟记光的反射定律的内容，并要注意入射角与反射角的概念，法线为入射光线和反射光线的角平分线，法线与平面镜垂直。
由题知，OB为反射光线，题目已经过入射点作出入射光线AO与反射光线OB夹角的平分线（即法线），再过入射点作垂直于法线的平面镜即可，
入射角是入射光线与法线的夹角，如图所示。
5.（2022沈阳模拟）如图所示，S是点光源，作出入射光线SO的反射光线和大致的折射光线．
【答案】如图所示：
【解析】本题考查了根据光的折射规律和光的反射规律的作图，注意要标出光的传播方向．
根据入射光线、反射光线以及法线在同一平面内，并且入射角等于反射角，画出反射光线；
根据入射光线、折射光线以及法线在同一平面内，折射角小于入射角，确定折射光线的方向．
根据反射角等于入射角在法线右侧的空气中画出反射光线；根据折射角小于入射角在法线右侧水中画出折射光线．
四、实验探究题（本道大题有4个小题，共计25分）
1.（6分） （2022长春）在“探究光反射时的规律”的实验中：
实验次数 1 2 3
入射角 i 30° 45° 60°
反射角 r 30° 45° 60°
（1）如图甲所示，使一束光贴着纸板E入射到O点，观察反射光。实验中，从不同方向都能在纸板F上看到反射光，是因为光在纸板F上发生了______反射；
（2）多次改变入射光的方向，用量角器测量入射角和反射角，记录在表格中，分析数据得出：在反射现象中，反射角______入射角；
（3）将纸板F按照图乙所示的方式偏折，则在纸板F上看不到反射光，说明在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在______。
【答案】 漫 等于 同一平面内
【解析】（1）光的反射分为镜面反射和漫反射，实验中，从不同方向都能在纸板F上看到反射光，是因为纸板F表面比较粗糙，光在纸板F上发生了漫反射。
（2）由表中数据可知，每次实验中，反射角和入射角角度大小相等，所以可以得出：在反射现象中，反射角等于入射角。
（3）将纸板F按照图乙所示的方式偏折，此时纸板E和纸板F不在同一平面内，在纸板F上看不到反射光，说明在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在同一平面内。
2．（8分）（2022内蒙古通辽）如图是“探究平面镜成像时像与物的关系”的装置。在水平桌面上铺一张白纸，将玻璃板竖立在白纸上，把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，一支完全相同，但不点燃的蜡烛B放在玻璃板后面移动，直到看上去它与蜡烛A的像完全重合。移动点燃的蜡烛，多做几次实验。
（1）实验时，选择玻璃板代替平面镜进行实验的原因是 。
（2）在寻找蜡烛A的像的位置时，某同学无论怎样调节蜡烛B，发现都不能与蜡烛A的像重合，发生这种现象的原因可能是 。
（3）实验中把蜡烛A远离玻璃板看到的像会远离，像的大小 （填“变大”“变小”或“不变”）。
（4）若要确认平面镜所成像是虚像还是实像，进一步操作是 。
【答案】（1）便于确定像的位置；（2）玻璃板没有竖直放置；（3）不变；（4）把蜡烛B取走，光屏放在蜡烛B的位置上，看光屏上是否有蜡烛A的像，光屏上如果没有，说明平面镜成虚像。
【解析】（1）玻璃板既可以反射光线，又可以透过光线；
（2）为使B与A的像重合，玻璃板必须与白纸垂直；
（3）物体在平面镜中成虚像，物像大小相等；
（4）可以用光屏验证像的虚实，因为虚像不能用光屏承接。
解：（1）实验中用玻璃板代替平面镜的目的是便于确定像的位置；
（2）平面镜成的像是光的反射形成的，A蜡烛发出的光线经玻璃板反射，被人眼接收，才能看到像，故眼睛在A蜡烛所在这一侧。如果玻璃板没有竖直放置，A蜡烛所成的像可能偏高或偏低，这样B蜡烛与A蜡烛的像就无法重合了；
（3）玻璃板中的像的大小跟物体大小有关，跟物体到玻璃板的距离无关，所以物体远离玻璃板，像的大小不变；
（4）为了验证平面镜成虚像，可以把蜡烛B取走，光屏放在蜡烛B的位置上，看光屏上是否有蜡烛A的像，光屏上如果没有，说明平面镜成虚像。
3. （5分）（2022贵州安顺）在探究“光的反射规律”的实验中，为了确定反射光线和入射光线的位置关系，实验器材有:可旋转的光屏（如图甲所示，光屏的A、B两部分均可绕轴ON旋转）、平面镜和激光电筒。如图乙所示，将光屏立放在水平放置的镜面上，让激光电筒发出的光沿光屏A入射到O点。
（1）实验中，光屏A是用来呈现_______光线的，为了观察到完整的光路，光屏B需旋转到图乙中的位置_______（填序号）；
（2）旋转光屏A到位置1时，也同时需要旋转光屏B到位置3才能观察到完整光路，通过以上操作过程可知，要观察完整的光路，光屏A、B两部分旋转后要处于________；
（3）记录多次实验光路，进一步研究发现反射光线和入射光线关于转轴ON对称，这条过入射点并_______于镜面的直线ON叫做________，根据这条线便可以确定反射光线和入射光线的位置关系。
【答案】 ①. 入射 ②. 2 ③. 同一平面 ④. 垂直 ⑤. 法线
【解析】（1）由题知，让激光电筒发出的光沿光屏A入射到O点，因此光屏A是用来呈现入射光线的。
由光的反射定律可知，反射光线与入射光线在同一平面内，因此为观察到完整的光路，需将光屏B需旋转到图乙中的位置2，使光屏A和光屏B在同一平面内。
（2）由图乙可知，旋转光屏A到位置1，旋转光屏B到位置3时，光屏A和光屏B在同一平面内，此时才能观察到完整光路，说明要观察完整的光路，光屏A、B两部分旋转后要处于同一平面。
（3）由光的反射定律可知，反射光线与入射光线分居在法线两侧，反射角等于入射角，即反射光线与入射光线关于法线对称，研究发现反射光线和入射光线关于转轴ON对称，因此转轴ON即为法线所在位置，法线与镜面垂直，因此过入射点并垂直于镜面作直线即为法线。
4．（6分）（2022贵州贵阳）光从空气斜射入水和玻璃时都会发生折射现象，但是水和玻璃的折射情况会相同吗？为了探究这个问题，小华选择了光屏、透明玻璃砖、水槽、激光电筒等器材进行实验。他在光屏上画出互相垂直的NN'和MM'两条线段并相交于O点，如图甲所示。
（1）小华将玻璃砖的一个表面与MM'齐平放置，让激光电筒发出的光线从A点到O点入射，他看到了如图乙所示的光路（AO、OC为同一直线），你认为出现光线OC是因为________所致，鉴于本实验的目的，此时最应该记录的两条光线是________________。
（2）接下来他要观察光从空气中进入水中的情况，他将光屏竖直放入水槽中，（使线段MM'水平）并向水槽中慢慢注水至水面与MM'齐平，入射光线应该从A点向O点射入，这是为了保证_______________，其实本实验小华还考虑了入射光线所在一侧的________相同。
（3）小华最终在光屏上记录下了如丙所示的光路图（OE为水中的折射光线），通过分析光路，你认为玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是________。
（4）若用激光以相同的入射角分别从玻璃和水中斜射入空气中，则________射出的折射光线更远离法线。
【答案】（1）有部分光线并没有通过玻璃砖，而依旧在空气中传播；AO和OB；（2）入射光线重合；入射角；（3）玻璃；（4）玻璃。
【解析】（1）光线AO到OC，光的传播路线没有改变，说明光在同一种均匀介质中传播，所以可以判断有部分光线并没有通过玻璃砖，而依旧在空气中传播。
本实验探究光的折射规律，要记录光的折射光线和入射光线，所以要记录的两条光线是AO和OB。
（2）探究光在玻璃和水的折射能力，要控制入射光线相同，入射角相同，观察折射光线和折射角的变化情况，所以入射光线应从A点向O点射入，这是为了保证入射光线重合，入射角相同。
（3）如乙丙图，当光在空气中传播时AO入射，OC传播；当光线从空气斜射入水中，AO入射，OE传播；当光线从空气斜射入玻璃中，AO入射，OB传播，比较OB偏离OC更多，所以玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是玻璃。
（4）光路是可逆的，光从空气斜射入玻璃偏折能力强，当光从玻璃斜射入空气中偏折能力也强，所以远离法线。
五、综合素养题（本题3道小题，共14分）
1.（4分）如图，A、B两地相距4km，MN是与AB连线平行的一条小河的河岸，AB到河岸的垂直距离为3km，小军要从A处走到河岸取水然后送到B处，他先沿着垂直于河岸的方向到D点取水，再沿直线DB到B处。若小军的速度大小恒为5km/h，不考虑取水停留的时间。
（1）求小军完成这次取水和送水任务所需的时间。
（2）为了找到一条最短的路线（即从A到河岸和从河岸到B的总路程最短），可以将MN看成一个平面镜，从A点作出一条光线经MN反射后恰能通过B点，请你证明入射点O即为最短路线的取水点。
【答案】见解析。
【解析】（1）总路程 s=AD+DB=（3+5）km=8km
总时间 t=s/t=8/5h=1.6h
（2）如图，根据平面镜成像的特点，作出A点关于MN所成的虚像A′连接A′D和A′O，AO=A′O，且A′、O、B在一条直线上，故取水点为O时的路线长度s=AO+OB=A′O+OB= A′B，在O点以外的河岸上任取一点P，路线的长度s′=AP+PB= A′P+PB
由三角形知识得A′B＜A′P+PB，即s＜s′
故入射点O为最短路线的取水点。
2．（6分）（2022北京）请阅读《华夏之光—圭表》并回答问题：
华夏之光——圭表
我国古代的天文观测一直居于世界领先地位，天文学家们发明了许多先进的天文观测仪器，其中圭表就是典型的代表。圭表（如图1所示）包括圭和表两部分，正南北方向平放的尺，叫作圭，直立在平地上的标竿或石柱、叫作表，圭和表相互垂直。
战国以前的天文学家已丝能够利用水面来校正圭，使其水平，使用铅垂线来校正表，使其与圭相互垂直。
依据圭表正午时表影长度的变化，就能推算出二十四节气，依据表影长短的周期性变化，就能确定一回归年的天数，由于日光散射和漫反射的影响，早期圭表的表影边缘模糊不清，影响了测量表影长度的精度。
为了解决上述问题，元代天文学家郭守敬采取理论与实践相结合的科学方法，对圭表进行了一系列政进与创新。他将表的高度增加，并且在表顶加一根架空的横梁，使表高变为传统表高的五倍。这样，测量时，把传统的确定表影端的位置变为确定梁影中心的位置、提高了测量影长的精度。
郭守敬又利用小孔成像的原理，发明了景符，利用景符可以在圭面上形成太阳和梁的清晰像（如图2所示），这样就可以精确的测量表的影长了。这些措施成功解决了圭表发明以来，测影时“虚景之中考求真实”的困难。
以圭表为代表的我国古代的科技成果，像一颗颗璀璨的明珠，闪耀着智慧的光芒，激励着我们攀登新的科技高峰。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）请写出我国古代天文学家保证圭和表相互垂直的措施，并解释为什么这种措施可以保证圭和表是相互垂直的。
（2）郭守敬的改进与创新措施解决了早期圭表的什么问题？
（3）除了圭表，请你再列举一个我国古代天文观测仪器。
【答案】见解析。
【解析】（1）重力的方向是竖直向下的，水面是水平的；
（2）早期圭表的表影边缘模糊不清，影响了测量表影长度的精度；
（3）我国古代天文观察仪器有日晷、浑天仪、水运仪等。
【解答】（1）用水面来矫正圭，使其水平，利用重垂线来矫正表，使其与圭相互垂直，这是因为重垂线是利用重力方向的竖直向下作用的，竖直向下与水平面互相垂直；
（2）测量时，把传统的确定表影端的位置变为确定梁影中心的位置，解决了早期圭表的表影边缘模糊不清的问题，提高了测量影长的精度；
（3）我国古代天文观察仪器还有日晷、浑天仪、水运仪等。
【点评】本题考查了光的直线传播、重力的方向的应用，读懂文中内容是解题的关键。
3.（4分）阅读与理解题
红灯停，绿灯行
红灯停，绿灯行，这是人所共知的，能否将红绿灯的作用互换一下呢？我们平时见到的太阳光是白光，它是由红、橙、绿、蓝、靛、紫等色光组成的，白光叫复色光，各种颜色的光叫单色光．单色光的颜色是由频率决定的，红光频率最低，波长最长；紫光频率最高，波长最短．光在空气中传播时，会遇到大气分子、水蒸气微粒以及尘埃微粒等障碍物．当光照射到这些微小的障碍物上，障碍物会将光波的一部分能量散射出去，而另一部分能量将穿过障碍物继续向前传播，光散射的强度与光波波长有关，波长越短，被散射出去的能量越多，穿过的能量越少，在相同条件下，红、橙光穿过的能量多，蓝、绿光被散射出去的能量多，早晚我们看见太阳时，见到的主要是太阳光中穿透厚厚大气层的红光、橙光，所以朝阳、落日是红色的．晴朗的天空，见到的主要是阳光中被大气散射的蓝、绿光，所以天空呈蓝色．
正因为红光在空气中散射最弱，穿透能力强，可以传到较远的地方，使车辆和行人在远处就能发现，及早做好准备，所以用红灯表示停止和危险信号．雾天行车，车上要开黄色警示灯，也是这个道理．可见红绿灯的作用是不能互换的．
阅读上文，回答下列问题：
（1）请你概括指出光散射遵循的规律．
（2）试着运用上文提到的知识解释大海为什么是蓝色的？
【答案】（1）根据文中的关键字句可知光散射遵循的规律：光散射的强度与光波波长有关，波长越短，被散射出去的能量越多，穿过的能量越少；
（2）我们能够看到大海是因为海水反射的光的进入我们的眼睛，射向水面的太阳光中波长较短的蓝光和紫光遇到较纯净的海水分子时就会发生强烈的散射和反射，于是人们所见到的海洋就呈现一片蔚蓝色或深蓝色了．
【解析】解答本题要抓住材料中的关键句子“光散射的强度与光波波长有关，波长越短，被散射出去的能量越多，穿过的能量越少”．太阳光由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成，这七种颜色的光，波长各不相同，从红光到紫光，波长逐渐变短，长波的穿透能力最强，最容易被水分子吸收，短波的穿透能力弱，容易发生反射和散射．
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