1 光现象（考纲知识梳理+典例+分层训练）—2021届中考科学一轮总复习专题讲义（提高）（含答案）

中考总复习：光现象（提高）
【考纲要求】
1、理解光沿直线传播的条件及其应用，知道光在真空中的传播速度；
2、掌握光的反射规律及其应用，知道镜面反射和漫反射；
3、平面镜成像的特点和原因，知道实像和虚像的概念；
4、掌握光的折射规律，理解其应用；
5、知道光的色散的相关内容；
6、认识红外线及其作用，认识紫外线及其作用。
【知识网络】
【知识点梳理】
考点一、基本概念
1、光的直线传播：
（1）光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。
（2）光的传播速度：真空或空气中c=3×108m/s。水中为真空中的3/4，玻璃中为真空中的2/3。
2、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光的反射
（2）“一点”、“二角”、三线”：O为入射点；i和r分别是入射角和反射角，AO、NO、OB分别是入射光线、法线和反射光线。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（3）镜面反射：平滑的表面对光线的反射叫镜面反射。
（4）漫反射：粗糙的表面对光线的反射叫漫反射。镜面反射和漫反射都遵循反射定律。
（5）平面镜成像的原理：平面镜所成的像是物体发出（或反射）的光线射到镜面上发生反射，由反射光线的反向延长线在镜后相交而形成的，如图所示S为光点，S’为像。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（6）球面镜：凹面镜对光线起会聚作用；凸面镜对光线起发散作用。
3、光的折射：
（1）光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫光的折射。
（2）如下图所示，O为入射点；i和r分别是入射角和折射角；AO、MN、OB分别是入射光线、法线和折射光线。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（3）色散现象说明：①白光不是单色的，而是由各种单色光组成的复色光；②不同的单色光通过棱镜时，偏折的程度是不同的，红光偏折的程度最小，紫光偏折的程度最大。
4、物体的颜色：透明物体的颜色由通过它的色光决定；不透明物体的颜色由它反射的色光决定。
5、红外线和紫外线的特点及应用：红外线特点：热作用强
；应用：红外线夜视仪、步枪的瞄准器、电视遥控器；紫外线特点：生理作用强，能杀菌；
作用：紫外线灯灭菌、防伪标志
要点诠释：
1、光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处，只是反射光返回原介质中，传播方向发生改变；而折射光则进入到另一种介质中，由于光在两种不同的介质里传播速度不同，故在两种介质的交界处传播方向发生变化，这就是光的折射。在两种介质的交界处，既发生折射，同时也发生反射。
2、白光照到三棱镜上，从三棱镜射出的光分解为各种颜色的光。这一现象的产生，是因为光线由空气进入三棱镜后，发生了光的折射，由于不同色光的偏折程度不同，红光偏折程度最小，紫光偏折程度最大。
3、在反射和折射现象中光路是可逆的。
考点二、基本的规律、特点
1、光的反射规律：
（1）反射光线和入射光线、法线在同一平面内；
（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。
2、平面镜成像特点：
(1)像和物体的大小相等；
(2)像和物体的对应点的连线跟镜面垂直；
(3)像和物体到镜面的距离相等；
(4)像和物体的左右相反；
(5)像是虚像，只能用眼睛观察到，不能用光屏去呈接。
3、光的折射规律：
（1）折射光线、入射光线和法线在同一平面内；
（2）折射光线和入射光线分居在法线的两侧；
（3）当光从空气斜射入其他透明介质中时，折射角小于入射角；当光从透明介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。
考点三、实验探究
1、光的反射实验步骤：
（1）把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面，如图甲所示：
（2）在纸板上画出两条入射光线，用激光笔沿入射光线射入，找到对应的反射光线。
（3）观察两组反射光线和入射光线，猜想反射光线和入射光线的位置关系：
a、反射光线、入射光线和镜面的夹角相等；
b、反射光线和入射光线关于法线对称。
（4）把纸板NOF向前折或向后折如图乙，观察还能看到反射光线吗？
（6）取下纸板，用量角器测量角i和r。
2、平面镜成像实验步骤：
（1）将纸对折，在对折处画一条直线段，把平板玻璃（作为平面镜）竖立在对折线上；
（2）在白纸的一方任意位置放点燃的蜡烛，用笔记下蜡烛的位置，观察玻璃后面的像；
（3）用手在玻璃后面摸一摸是否有蜡烛存在，再拿一张白纸在像的位置附近移动，观察白纸上是否有蜡烛的像；
（4）拿另一支蜡烛（未点燃）放在玻璃后像的位置处，移动这支蜡烛，再左右移动头部，从不同位置看上去蜡烛和像完全重合；
（5）改变蜡烛的位置，重复再做一遍。
要点诠释：
1、光的反射：（1）把纸板NOF向前折或向后折，观察不到反射光线，证明三线共面；（2）通过测量比较入射角和反射角的大小，可以证明反射角等于入射角，反射光线和入射光线关于法线对称；并且对称还意味着分居法线两侧。
2、平面镜成像：（1）实验中利用玻璃板代替平面镜是为了确定像的位置；（2）试验中平面镜要和桌面垂直，否则怎么移动蜡烛都不能和像完全重合；（3）试验中如果用的玻璃板太厚就会看到两个像，这是由于玻璃板的两个面上都发生反射形成的；（4）实验用两个完全相同的蜡烛，是为了比较像的大小和物体的大小。（5）用一张白纸（光屏）放到玻璃板后面，白纸上（光屏）看不到蜡烛的像，证明成的像是虚像。
【典型例题】
类型一、三种光现象的识别
1、如图所示的四种现象中，由光的直线传播形成的是（　　）
【思路点拨】根据光在同种均匀介质中是沿直线传播的；在日常生活中的现象和应用有，激光准直、小孔成像和影子的形成。
【答案】D
【解析】海市蜃楼，属于光的折射现象；水面“折”枝是光的折射形成的，属于光的折射现象；水中倒影是平面镜成像，属于光的反射现象；手影是由于光的直线传播形成的。
【点评】本题考查了光的直线传播、光的反射、光的折射的应用，区分三种光现象要联系现实生活中的例子。
举一反三：
【变式】下列现象中，属于光的反射现象的是（　　）
A.小孔成像
B.我们能从不同方向看到银幕上的像
C.雨后的彩虹
D.游泳池内水的深度看起来比实际的浅
【答案】B
类型二、光的反射
2、两平面镜OM1、OM2之间夹角为θ，入射光跟平面镜OM2平行，经两个镜面两次反射后，出射光跟OM1平行，如图所示，那么此θ角应为（　　）
A．30°
B．45°
C．60°
D．75°
【思路点拨】根据反射角等于入射角，从而反射光线与镜面的夹角和入射光线与镜面的夹角也是相等，
又因入射光线和出射光线分别与两镜面平行，可以结合几何中角的关系定律，来推导θ角的度数。
【答案】C
【解析】因为入射光跟平面镜OM2平行，出射光跟OM1平行，如图所示，
AB∥OM2，CD∥OM1，则∠1=θ，∠4=θ
根据光的反射定律，反射角等于入射角，所以反射光线和平面镜的夹角等于入射光线和平面镜的夹角
即：∠2=∠1=θ，∠3=∠4=θ，
所以△BOC为等边三角形，所以θ=60°
【点评】题目考察了光的反射规律。解题时结合三角形的知识。
举一反三：
【变式】入射光线与平面镜的夹角为60°，则反射角为
°；若入射角增大10°，反射角将增大
°。
【答案】30°；10°
类型三、平面镜成像
3、把一个高0.8m的平面镜竖直放置，一个身高1.6m的人以2m/s的速度沿垂直于平面镜的方向走近，那么他在镜中的像（　　）
A.高度为1.6m，以2m/s的速度面镜
B.高度变大，以2m/s的速度远离平面镜
C.高度为0.8m，以2m/s的速度面镜
D.高度变大，以4m/s的速度远离平面镜
【思路点拨】根据平面镜成像的特点：像与物体大小相等，像距等于物距，物像对称，进行分析即可得出答案。在面镜的过程中，由于视角变大所以感觉上像变大了，实际像和物大小相等。
【答案】A
【解析】因为平面镜成像的特点是像与物体大小相等，此人身高1.6m，所以他在镜中的像高也是1.6m。
由平面镜成像的特点可知他以2m/s的速度在垂直平面镜的方向上面镜时，他在平面镜中的像也以2m/s的速度在垂直平面镜的方向上面镜，所以选项A正确。
【点评】题目考察了平面镜成像的特点，平面镜成像现象中，不论视觉上感觉像变大还是变小，事实上像的大小都没变，总与物体大小相同。
举一反三：
【变式】教学楼的走廊里挂着一块平面镜，当同学们走近镜子时，他们在镜中像的大小
（选填“变大”、“变小”或“不变”）；同学间可以通过镜子互相看到对方，表明了反射时光路是
的；有时阳光射进来，部分同学看到镜子里很“刺眼”，这是因为镜子发生了
。同学们穿的校服看起来是蓝色的，是因为校服
蓝光。
【答案】不变
可逆
镜面反射
反射
类型四、光的折射
4、手电筒发出的光垂直地照射到一个空的烧杯的底部。光线投射到烧杯底部的光圈如图中虚线所示，把水倒入烧杯中，烧杯注满水时，烧杯底部的光圈会变化为图中的（　　）
【思路点拨】根据光的折射定律：光从空气斜射入其它透明介质时，折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，折射光线靠近法线偏折，折射角小于入射角。通过最左边和最右边的两条折射光线我们可以想象出光圈的变化。
【答案】B
【解析】当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，下图为最左边和最右边折射光线的光路（注意黑色光线表示没有折射时的光线，红色表示折射后的光线）：
从图中可以看出，折射光线在原来光线的内侧，由此可以联想周围光线都是如此，故B图为正确图形。
【点评】本题考查光的折射定律的内容，属于光学作图的基本考查，关键是需要具备一定的空间思维能力。
举一反三：
【变式】如图，枯井中的青蛙位于井底O点“坐井观天”，下图中青蛙通过井口观察范围正确的是（　　）
【答案】B
类型四、作图与实验探究
5、如图是人眼看见A物体在平面镜中的像A′的示意图，请确定物体A的位置并画出入射光线。
【思路点拨】（1）根据平面镜成像的特点：像与物关于平面镜对称作出发光点A。（2）入射光线是从A点发出的，连接A点和入射点O做出入射光线。
【答案与解析】根据平面镜成像特点，作像A′关于平面镜的对称点A，连接AO画上箭头，AO即为入射光线。如图所示：
【点评】题目考查了利用平面镜成像特点作图时，实际上就是作对称图，注意垂直符号和虚线。
6、某同学在探究“平面镜成像的特点”的实验中，选用了两只同样的蜡烛，玻璃板等器材。
（1）实验时，取一支点燃的蜡烛A作为研究对象，另一支蜡烛B的作用是
；某同学发现看到蜡烛A的像不清晰，于是他将蜡烛B也点燃，用来增加像的亮度．他这样做
（填“能”或“不能”）使看到的像更清晰。
（2）请在下图中画出一条眼睛能看到蜡烛S点的像S′的光路图。
【思路点拨】实验中用两支完全相同的蜡烛、玻璃板是为了确定像的位置以及比较像的大小；在较暗的环境中，蜡烛A的光线经过玻璃板的反射进入人眼，人眼更容易感觉到，所以点燃蜡烛B周围更亮影响成像清晰度。根据平面镜成像，反射光线的反向延长线过像点作图。
【答案】（1）确定像的位置和比较像的大小
不能（2）如下图所示
【解析】（1）在实验中，用一支相同的蜡烛放在玻璃板的另一侧，是为了确定像的位置和比较像的大小。
若将另一侧的蜡烛点燃，结果使得玻璃后面太亮，更不容易发生反射，所以像会更不清晰。
（2）s′是s点的像，看到s′是因为看到了由s点发出的光线，经平面发射后的反射光线。如图所示
【点评】此题主要考查了平面镜成像实验，要掌握实验中确定像的位置和大小的方法，此题巧妙的运用了转化法。
【变式】（小丽在水平桌面上用薄透明玻璃板和两支完全相同的蜡烛A、B，探究平面镜成像的特点。
（1）在实验中小丽视线正对薄透明玻璃板，看到蜡烛A的“像”，马上把蜡烛B放在所看到“像”的位置，并在白纸上记录实验情况如图所示。其中MN是玻璃板的位置，a是点燃的蜡烛A所在位置，b是蜡烛B所在位置。小丽根据实验记录发现“像与物到镜面的距离不相等”。出现这种现象的原因是________。
A．薄透明玻璃板与水平桌面不垂直
B．找像时没有从多个方向观察
C．实验过程中没有使用平面镜
D．实验过程中没有点燃蜡烛B
（2）在老师的帮助下，小丽解决了实验中存在的问题后继续实验。她经过多次实验并记录了实验数据如下表。由此可以得到的实验结论是：________。
物距/cm
2.8
3.8
4.5
6.3
6.5
像距/cm
2.8
3.2
3.8
4.5
6.3
6.5
【答案】（1）AB（2）像与物到镜面的距离相等
【巩固练习】
一、选择题
1.（多选）关于下图所示的各种情景，下列说法中正确的是（　　）
A．甲图中：从各个方向都能看到投影屏幕上的景物，是由于光在屏幕表面发生了镜面反射
B．乙图中：一束阳光经过三棱镜折射后会发生色散，这说明白光是由各种色光组成的
C．丙图中：用潜望镜可进行较隐蔽的观察，潜望镜是利用光的反射现象制成的
D．丁图中：建筑物的玻璃外墙有时很刺眼，是由于光在玻璃墙表面发生了漫反射
2.下列物理现象中，有一个形成的原因与其他不同的是（　　）
A.早上人们能看到位于地平线之下的太阳
B.人在河边看到水中游动的鱼比实际位置要高些
C.人在湖边看到的自己在水中的倒影
D.斜插在水中的筷子看上去好像折断了
3.在星光灿烂的夜晚仰望天空，会看到繁星闪烁，像是顽皮的孩子在不时眨着眼，造成这种现象的原因是（　　）
A．星星的发光是断断续续的
B．被其它星体瞬间遮挡的结果
C．星光被地球大气层折射的结果
D．以上都不对
4.如图所示是某同学画出的潜望镜的示意图，使用这样的潜望镜看到的物体AB的像是（　　）
A．放大的倒立的实像
B．缩小的倒立的实像
C．等大的倒立的实像
D．等大的倒立的虚像
5.下列说法正确的是（　　）
A．光照在物体上时，物体的颜色由照射光的颜色决定
B．实验表明，色光的混合规律与颜料的混合规律相同
C．电视机的遥控器可以发出不同的红外线，来实现电视机的遥控
D．任何情况下，紫外线的照射对人体都是有利的
6.如图所示，镜前竖直插两根大头针a和b，观察a和b的像重叠在一起的情形，其眼睛应放在（　　）
A．通过a、b的直线上
B．通过a、b像的直线上
C．通过a垂直于镜面的直线上
D．通过b垂直于镜面的直线上
7.以平面镜MO和NO为两个侧面的一个黑盒子里有一个点光源S，黑盒子的另一侧面EN上开有一个小孔P，如图所示。一位观察者在盒外沿与EN平行的方向走过时，通过P孔能几次被S所发出的光照射到（　　）
A．1次
B．2次
C．3次
D．4次
8.一束光从空气斜射向水中，图所示能正确反映光的折射和反射路径的是（　　）
9.（多选）关于光现象，下列说法错误的是（　　）
A．用磨砂玻璃做教室的黑板是为了克服漫反射
B．看到池子里的水深比实际的浅是由于光的折射所致
C．雨后天空出现彩虹是由于光的反射形成的
D．光的色散现象说明彩色光是由白光组成的
二、填空题
10.小孔成像是利用了光在同种均匀介质中沿_______传播的原理，光在真空中的速度是3×108m/s。太阳光从太阳传到地球上，大约要用8
min
20
s，则太阳到地球的距离为_______m。
11.能够从不同的方向看到一些本身不发光的物体，是因为光在这些物体表面发生_______的缘故，这时每一条反射光线都_______反射定律。
12.如图所示，一束光在空气和玻璃两种介质的界面上同时发生反射和折射(图中入射光线、反射光线和折射光线的方向均未标出)，其中折射光线是________(用字母表示)，反射角等于________°。
13.如图所示是一台验钞机，它工作时，钞票上的荧光物质在一种看不见的光的照射下会发光，这种看不见的光是
。（选填“红外线”或“紫外线”）
三、实验探究题
14.如图所示，平面镜OM斜放在水平桌面上。(1)请画出小球A在平面镜OM中所成的像；(2)若将平面镜沿顺时针方向旋转90°至OM′位置，请画出这个过程中小球A在平面镜中的像移动的轨迹．
15.
如图所示，夏天的一个傍晚，有一个小孩站在池塘边看到了水中有一轮弯弯的月亮。请你运用光学知识作图说明这个小孩为什么能看到水中的明月。(保留作图的痕迹)
16.孙悦同学在探究平面镜成像特点时，是按如下实验步骤进行的：
a.将点燃的蜡烛放在竖直放置的玻璃板前，如图所示；
b.将光屏放到像的位置，不透过玻璃板，直接观察光屏上有无像；
c.将另一支完全一样的蜡烛点燃放到像的位置，观察像与蜡烛的大小关系；
d.用直尺测量出蜡烛和像到玻璃板的距离．
请你针对孙悦同学的实验回答下列问题：
(1)孙悦同学为什么选用玻璃板而不选用平面镜?
(2)孙悦同学的实验操作中有一处明显错误，请你指出来并说明正确做法。
【答案与解析】
一、选择题
1.【答案】BC
【解析】甲图中：从各个方向都能看到投影屏幕上的景物，是由于光在屏幕表面发生了漫反射，故A错误；乙图中：一束阳光经过三棱镜折射后会发生色散，这说明白光是由各种色光组成的，故B正确；丙图中：用潜望镜可进行较隐蔽的观察，潜望镜是利用光的反射现象制成的，故C正确；丁图中：建筑物的玻璃外墙有时很刺眼，是由于光在玻璃墙表面发生了镜面反射，故D错误。
2.【答案】C
【解析】早晨看到太阳从地平线刚刚升起时，实际上它还处在地平线的下方，这种现象是由于光的折射造成的；我们看到的水中的鱼，是由光的折射形成的虚像，在折射光线的反向延长线上，由于折射光线向水面偏折，折射光线相对于入射光线位置升高了，所以看到的水中的鱼的位置比实际位置高，这种现象是由于光的折射造成的；水中形成美丽的倒影是平面镜成像，利用了光的反射；光从水斜射入空气时发生折射，折射光线向水面偏折，使筷子看起来“折断”了，是光的折射。
3.【答案】C
【解析】星光绝大部分是宇宙中的恒星发射出来的光，恒星的发光是持续不断的，星光传播到地球表面前，除了要通过浩瀚的宇宙真空区域，还要穿过包围着地球的大气层，星光从真空进入大气层时，要产生反射和折射，我们在地面所看到的星光是经过大气层折射后的那部分光。当星光穿过不同密度的空气层时也要发生折射，一般说来，空气相对于地面不是静止的，总是在流动，随着空气的流动，在观察者注视的区域内，空气的密度会时大时小，因此穿过该区域的星光被折射，会有所不同，于是，折射光线就会不停的颤动、摇摆。
4.【答案】D
【解析】经过平面镜成的像与物是等大的，B处发出的光线经过两次反射后传入人的眼睛，看到的在上方；A处发出的光线经过两次反射后传入人的眼睛，看到的在下方；所以使用这样的潜望镜看到的物体AB的像是倒立的等大的虚像。
5.【答案】C
【解析】透明物体的颜色是由它透过的色光决定的；不透明物体的颜色是由它反射的色光决定；色光的混合规律与颜料的混合规律不相同，色光的三原色混合成白色，颜料的三原色混合成黑色；红外线可以实现红外遥控，电视机的遥控器可以发出不同的红外线，来实现电视机的遥控；适当照射紫外线对人体有利，过量的紫外线照射对人体有害。
6.【答案】B
【解析】当a、b两大头针反射的光线在同一条直线上时，它们在平面镜中的像点也在同一条直线上，所以人眼应在以ba为入射光线的反射光线方向观察大头针，如下图所示：所以眼睛应在通过a、b像的直线上观察大头针。
7.【答案】D
【解析】S发出的光线，从小孔P射出，有以下四种情况：（1）由点光源S发出的光线直接从小孔P射出，如图1；（2）由S发出，经过平面镜MO反射后，直接通过小孔P的光线，如图2；（3）由S发出，经过平面镜NO反射后，直接通过小孔P的光线，如图3；（4）由S发出，经过平面镜NO反射后再经过平面镜NO反射通过P的光线，如图4。
8.【答案】C
【解析】光从空气斜射入水中时，反射角等于入射角，而图中反射角不等于入射角，故A不正确；光从空气斜射入水中，折射角小于入射角，而图中折射角大于入射角，故B不正确；C符合光的反射定律和折射定律，C选项正确；光从空气斜射入水中时，要同时发生反射和折射现象，而图中没有反射现象，故D不正确。
9.【答案】AC
【解析】用磨砂的玻璃做教室的黑板是为了克服镜面反射，利用了漫反射，A选项说法错误，符合题意；看到池子里的水比实际的浅，是由于光的折射造成的，B选项说法正确，不符合题意；雨后天空出现彩虹是由于光的色散形成的，C选项说法错误，符合题意；光的色散现象说明白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色组成的，D选项说法错误，符合题意。
二、填空题
10．【答案】直线；1.5×1011
11.【答案】漫反射；遵守
12.【答案】OG；30
【解析】反射和折射同时发生。根据反射角等于入射角，观察图可知∠EOC和∠FOC一定为入射角和反射角，则CD为法线，又因为折射光线与入射光线，反射光线与入射光线都分居于法线两侧，所以可知EO为入射光线，OF为反射光线，OG为折射光线。
13.【答案】紫外线
14.【答案】如图所示：
【解析】根据平面镜成像特点，作A点关于平面镜的对称点A′即为A的像点。分别作平面镜转动过程中与A点相对应的几个关键像点A′，再用平滑曲线连接即为像点的运动轨迹。
15.【答案】如图所示：
16.【答案】(1)为了能看到玻璃板后面的物体，从而比较物与像的位置及大小关系。(2)c错，在玻璃板前放一支点燃的蜡烛，而在玻璃板后面应该放一支没有点燃的蜡烛。
【解析】对于这个实验要注意实验的设计与操作的方法。平面镜成像的特点是等大、等距、对称、虚像。为了探究这个问题应该注意要用玻璃板来做，这样我们就既能通过光的反射看到平面镜所成的像，又能透过玻璃板看到后面的蜡烛，从而比较像与物的大小，通过测量两个距离，从而找出物到平面镜的距离与像到平面镜的距离之间的关系。我们通过观察放在玻璃板后面的光屏上是否有像从而知道像的性质，即是实像还是虚像。