專題04：光現(xiàn)象（原卷版）

專題04光現(xiàn)象（解析版）思維導(dǎo)圖本章知識梳理一、光的直線傳播1.光源（1）能夠自身發(fā)光的物體叫做光源，月亮本身不會發(fā)光，它不是光源。（2）光源可分為人造光源和自然光源。2.光的直線傳播（1）光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。（2）為了表示光的傳播情況，我們通常用一條帶箭頭的直線表示光的傳播徑跡和方向，這樣的直線叫做光線。光線實(shí)際上是不存在的，是由一小束光抽象而建立的理想物理模型。（3）光的直線傳播應(yīng)用影子的形成、日食和月食、激光準(zhǔn)直、瞄準(zhǔn)射擊等（4）小孔成像（原理：光的直線傳播）如圖，物體發(fā)出的光通過小孔射到后面的屏上，形成倒立的實(shí)像。這就是小孔成像。①像的形狀與物體的形狀有關(guān)，跟小孔的形狀無關(guān)。②像的大小與物距和像距有關(guān)，當(dāng)像距大于物距成放大的實(shí)像，當(dāng)像距等于物距成等大的實(shí)像，當(dāng)像距小于物距成縮小的實(shí)像。【例2-1】月亮（選填“是”或“不是”）光源；如圖所示，由于光的，工人們可以用激光束引導(dǎo)掘進(jìn)機(jī)前進(jìn)，以保證隧道方向不出偏差?！纠?-2】如圖所示，小明想通過A、B兩張紙片上的小孔看見燭焰，他應(yīng)將燭焰、兩個小孔和人的眼睛調(diào)到上；操作過程中他還發(fā)現(xiàn)B紙片上有一個燭焰的像，這個像是（“倒”或“正”）立的，其成因是光在中是沿直線傳播的。【針對訓(xùn)練1】小明在學(xué)習(xí)“光的傳播”時，看到實(shí)驗(yàn)過程如下：①用激光筆射向水中，觀察到光線是一條直線（如圖）；②用漏斗從容器底向水中緩慢注入濃鹽水，觀察到光線發(fā)生了彎曲；③經(jīng)攪拌后，觀察到光線又變直。該實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菫榱说玫较铝心膫€結(jié)論（）

A．光在水中沿直線傳播B．光在鹽水中沿直線傳播C．光在任何液體中都可以傳播D．光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播【針對訓(xùn)練2】下列現(xiàn)象中，不是利用光沿直線傳播的實(shí)例是（）A．小孔成像 B．激光引導(dǎo)掘進(jìn)方向C．太陽發(fā)光 D．立竿見影【針對訓(xùn)練3】如圖所示，AB為一物體，C是一個不透明的物體，若人眼在不同的區(qū)域1、2、3、4處來觀察物體AB，則人眼完全看不到物體AB的區(qū)域是（）A．1處 B．2處 C．3處 D．4處3.光的傳播速度（1）光在真空中速度C=3×108m/s=3×105km/s；光在空氣中速度約為3×108m/s。光在水中速度為真空中光速的3/4，在玻璃中速度為真空中速度的2/3。（2）光年是天文學(xué)上的長度單位。1光年表示光在1年內(nèi)傳播的距離。（3）聲和光對比聲音光聲音的傳播需要介質(zhì)光的傳播不需要介質(zhì)真空不傳聲光在真空中傳播最快聲音在空氣中傳播得最慢光在空氣中比在其它透明介質(zhì)中傳播得快15℃的空氣中聲速為340m/s空氣中光速近似為3×108m/s【例3-1】光在真空中的傳播速度為km/s；一般田徑比賽會采用起點(diǎn)處的裁判員發(fā)令后開始比賽，終點(diǎn)計時員通過秒表計時，為了計時準(zhǔn)確，應(yīng)該（選填“看到冒煙”或“聽到聲音”）開始計時，這是因?yàn)?。【?-2】2023年5月30日，神舟十六號載人飛船將三位航天員送入空間站，小明在筆記本上記錄下火箭發(fā)射時的情景：“隨著指揮員發(fā)出點(diǎn)火指令，我在安全距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)地聽見了火箭發(fā)出的巨響，隨后看到地面上升起巨大的白氣團(tuán)”。你認(rèn)為其內(nèi)容是（選填“真實(shí)”或“不真實(shí)”）的，支持你觀點(diǎn)的依據(jù)是。【針對訓(xùn)練1】運(yùn)動會上進(jìn)行百米賽跑，如果終點(diǎn)的計時員聽到槍聲才開始計時，所記錄的成績比看到槍冒煙就開始計時的成績（）A．少記2.94s B．多出0.294sC．少記0.294s D．沒有差別【針對訓(xùn)練2】2023年10月，隆回一中舉行了校運(yùn)會，在本次校運(yùn)會上，百米比賽尤為精彩，其中郭同學(xué)取得了優(yōu)異的成績。在百米比賽中，計時員計時以看見槍口冒煙為準(zhǔn)開始計時，而不是以聽見槍聲為準(zhǔn)開始計時，這是因?yàn)槁曇魝鞑ニ俣裙獾膫鞑ニ俣?；如果以聽見槍聲為?zhǔn)開始計時，這樣記錄的時間實(shí)際時間（選填“大于”或“等于”或“小于”）。二、光的反射1.光的反射光遇到水面、桌面以及其他許多物體的表面都會發(fā)生反射。2.光的反射定律（1）光的反射光路圖（一點(diǎn)兩角三線）①入射點(diǎn)O、入射光線和反射光線②法線ON：通過入射點(diǎn)垂直于反射面的直線；③入射角i：入射光線與法線的夾角；④反射角r：反射光線與法線的夾角?！咀⒁狻坎灰`認(rèn)為入射角和反射角分別是入射光線和反射光線與反射面的夾角。（2）探究光的反射定律在反射現(xiàn)象中，反射光線與入射光線、法線在同一平面內(nèi)（三線共面），反射光線、入射光線分別位于法線兩側(cè)（法線居中），反射角等于入射角（兩角相等）?！咀⒁狻肯扔腥肷浣呛笥址瓷浣牵虼酥荒苷f反射角等于入射角。擋光垂直射向鏡面，入射光線、法線和反射光線重合，即入射角為0°，反射角也為0°。讓光逆著反射光的方向射向鏡面，被反射后就會逆著原來的入射光的方向射出，這表明在光的反射現(xiàn)象中，光路可逆?！纠?-1】如圖所示，入射光線與平面鏡的夾角為25°，則反射角的度數(shù)為；若入射光線順時針旋轉(zhuǎn)5°，則反射光線與入射光線之間的夾角度數(shù)為?！纠?-2】如圖所示是一種液面升降監(jiān)測裝置原理圖，光源S發(fā)出的一束激光經(jīng)液面反射后射到液面上方水平標(biāo)尺上的S'點(diǎn)，當(dāng)液面下降時，光點(diǎn)S'將（選填“向左”“向右”或“不會”）移動。此過程中，反射角的大?。ㄟx填“變大”“變小”或“不變”）。

【例2-3】如圖所示，一束光射到平面鏡上發(fā)生反射，請畫出入射光線AO的反射光線OB和法線ON?！窘忸}技巧】根據(jù)光的反射定律可知，法線與鏡面垂直，法線平分反射光線和入射光線的夾角。作圖時的注意事項(xiàng)：（1）法線一定要畫虛線，光線一定要畫實(shí)線。（2）當(dāng)畫好光線后，一定不要忘記用箭頭標(biāo)出光線的方向?！踞槍τ?xùn)練1】如圖所示是一種液面升降監(jiān)測裝置原理圖。點(diǎn)光源S發(fā)出的一束激光與水平液面成60°角射向平靜的液面，入射光線與反射光線的夾角為，光經(jīng)液面反射后射到液面上方水平固定標(biāo)尺上的S′點(diǎn)，當(dāng)液面下降時，點(diǎn)S′將（選填“向左”“向右”或“不會”）移動。【針對訓(xùn)練2】如圖所示，鏡子MN固定在可活動的AB板上，當(dāng)鏡子水平放置時，一束光PO與AB成40°角射到鏡面上，則入射角大小為；保持PO光線不變，豎直向上抬起A端，使AB板與水平面成10°角，則反射光線旋轉(zhuǎn)，反射角大小為。【針對訓(xùn)練3】如圖所示，某隧道內(nèi)環(huán)境昏暗難以勘探，某時刻陽光以與水平面成50°的夾角斜射入隧道口。請利用平面鏡使陽光水平射入隧道，畫出平面鏡，保留作圖依據(jù)?！踞槍τ?xùn)練4】如圖所示，L1為入射光線，L2為反射光線。請在圖中畫出平面鏡的位置。（請保留作圖痕跡。）3.鏡面反射和漫反射（1）一束平行光照射到光滑的鏡面上后，會被平行地反射，這種反射叫做鏡面反射。（2）凹凸不平的表面會把平行的入射光線向著四面八方反射，這種反射叫做漫反射。【注意】鏡面反射和漫反射都遵循光的反射定律；能從各個方向看到本身不發(fā)光的物體，是由于光射到物體上發(fā)生漫反射的緣故；平常說的反光，某個方向看上去刺眼指的是鏡面反射?！纠?-1】教室里，同學(xué)們可以從不同方向看清黑板，是由于黑板會對照射到其上的光線發(fā)生（選填“鏡面”或“漫”）反射；有時黑板反射的光會“晃”著一些同學(xué)的眼睛，是因?yàn)楹诎灏l(fā)生了（選填“鏡面”或“漫”）反射，教室中講臺兩側(cè)座位（選填“靠窗”或“靠墻”）一側(cè)的同學(xué)容易發(fā)生此現(xiàn)象。【例3-2】如題圖所示，雨后的夜晚，路上有些積水，甲、乙兩同學(xué)在較暗的月光下相向而行，兩位同學(xué)看到的現(xiàn)象是（）A．水面對月光發(fā)生的是漫反射 B．地面對月光發(fā)生的是鏡面反射C．甲看到水面比路面亮，乙看到水面比路面暗 D．甲看到水面比路面暗，乙看到水面比路面亮【針對訓(xùn)練1】如圖所示，晚上汽車分別在干燥和潮濕的瀝青路面上行駛時，大燈部分光路的簡圖，下列有關(guān)晚上開車時的說法正確的是（）A．潮濕的路面更容易發(fā)生光的漫反射 B．干燥的路面發(fā)生光的折射C．對面無車時，駕駛員看潮濕的路面更暗 D．照射到干燥路面上的光不遵循光的反射定律【針對訓(xùn)練2】晚上，在桌上鋪一張白紙，把一塊小平面鏡平放在白紙上，讓手電筒的光正對著平面鏡照射，如圖所示，從側(cè)面看去（

）A．鏡子比較亮，它發(fā)生鏡面反射 B．鏡子比較暗，它發(fā)生漫反射C．白紙比較亮，它發(fā)生漫反射 D．白紙比較暗，它發(fā)生漫反射三、平面鏡成像1.平面鏡成像的特點(diǎn)（1）平面鏡成像利用光的反射，如水中倒影。（2）探究平面鏡成像的特點(diǎn)平面鏡所成像的大小與物體的大小相等（等大），像和物體到平面鏡的距離相等（等距），像和物體的連線與鏡面垂直（垂直）。平面鏡所成的像與物體關(guān)于鏡面對稱，像和平面鏡中的像左右相反?！咀⒁狻竣傥覀冊谟^察平面鏡成像時會有近大（靠近鏡面像大）遠(yuǎn)?。ㄟh(yuǎn)離鏡面像小）的感覺，這是由人的“視角”造成的錯覺。事實(shí)上，平面鏡所成像的大小總是與物體的大小相等，像的大小與物體到平面鏡的距離無關(guān)。2.平面鏡成虛像（1）光路圖（2）平面鏡成虛像是指反射光線反向延長線的集合點(diǎn)形成的像，虛像能用眼睛直接觀看，但不能用光屏接收。（3）平面鏡成像作圖時應(yīng)注意：①像和物對稱點(diǎn)的連線與鏡面垂直，要畫上垂直符號；②反射光線的反向延長線過像點(diǎn)；③只有入射光線和反射光線用實(shí)線表示（鏡面除外），其他均用虛線表示?！纠?-1】如圖所示，一只白鷺正在平靜的水面上展翅飛翔。關(guān)于白鷺在水中所成的像，下列說法正確的是（）A．水面相當(dāng)于平面鏡，成白鷺倒立的虛像B．白鷺飛得越高，它在水中的像越小C．水中像的大小與白鷺相同D．河水越深，水中白鷺的像離水面越遠(yuǎn)【例1-2】如圖所示是從平面鏡里看到時鐘的情況，則時鐘指示的時刻實(shí)際是（）A．11時25分 B．11時35分 C．12時35分 D．10時45分【例1-3】一學(xué)生站在豎直放置的平面鏡前處，鏡中的像與鏡面的距離為m；若他遠(yuǎn)離鏡面后退，則像與鏡面的距離為m，此時像的高度與原來相比將。（選填“變大”“變小”或“不變”）【例2-1】平面鏡前有一只點(diǎn)燃的蠟燭，燭焰上的S點(diǎn)發(fā)出的兩條光線SA和SB照射到平面鏡MN上，如圖所示，請你作出SA和SB經(jīng)平面鏡反射后的反射光線。【針對訓(xùn)練1】如圖所示，晚上小明在客廳中可左右推拉的豎直玻璃窗戶上看到了固定在客廳頂棚上發(fā)光吊燈的像，當(dāng)小明水平向左緩緩?fù)苿硬ＡТ暗倪^程中，通過移動的玻璃窗觀察吊燈的像，關(guān)于像的位置和大小，下列說法正確的是（）A．位置不變，大小變大 B．位置向左移動，大小變大C．位置不變，大小不變 D．位置向左移動，大小不變【針對訓(xùn)練2】如圖所示高1.7米的小夏，站在平面鏡前2.5米處，像和鏡面相距米。若將一塊和平面鏡一樣大小的木板放在平面鏡后面0.2米處，她（選填“能”或“不能”）在鏡中看到自己的像?！踞槍τ?xùn)練3】檢查視力的時候，視力表放在被測者頭部的后上方，被測者識別對面墻上鏡子里的像如圖所示，視力表在鏡中的像與被測者相距m，將視力表往后移動0.2m，則視力表在鏡中的像。（填“變大”“變小”或“不變”）

【針對訓(xùn)練4】如圖所示，MN是平面鏡，A處有一支激光筆。要使從激光筆發(fā)出的光被平面鏡反射后經(jīng)過B點(diǎn)，請畫出光路圖。3.平面鏡的應(yīng)用（1）成像（如舞蹈室的鏡子，矯正舞蹈員的姿勢）（2）改變光的傳播路徑（如潛望鏡）4.凸面鏡和凹面鏡（1）利用光的反射（2）凸面鏡：對光有發(fā)散作用，能擴(kuò)大視野。如汽車的后視鏡、街頭路口的反光鏡等；（3）凹面鏡：對光有會聚作用。如汽車前照燈的反光裝置、太陽灶等。【例1-1】如圖是潛望鏡結(jié)構(gòu)的示意圖，觀察者利用潛望鏡看到外面的景物是（）A．正立、等大的 B．倒立、等大的C．正立、縮小的 D．倒立、縮小的【例2-1】考慮到交通安全問題，為擴(kuò)大視野范圍，如圖所示，在街頭拐彎處設(shè)置的反光鏡使用的是面鏡，它對光有作用?！踞槍τ?xùn)練1】某興趣小組利用兩塊平面鏡做了一個簡易潛望鏡，如圖甲所示，通過該潛望鏡觀察教室內(nèi)的掛鐘，指針位置如圖乙所示，則該掛鐘的實(shí)際時間是（

）A．8時15分 B．9時15分 C．3時45分 D．2時45分【針對訓(xùn)練2】如圖是我國自主研發(fā)的世界上最大口徑的射電望遠(yuǎn)鏡，被譽(yù)為中國的“天眼”。它由許多個反射面組成，其外形相當(dāng)于（凸面鏡/凹面鏡），它對光有（會聚/發(fā)散）作用，“天眼”其實(shí)不是“看”，而是主要用以接收天體射電波段的輻射，它的觀察范圍超過了137億光年，光年是表示（選填“距離”或“時間”)的單位。

四、光的折射1.光的折射（1）光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，傳播方向一般會發(fā)生變化；這種現(xiàn)象叫光的折射現(xiàn)象。【注意】光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)會發(fā)生光的折射和光的反射。（2）探究光折射時的特點(diǎn)光從空氣斜射入水或其他介質(zhì)中時，折射光線向法線方向偏折，折射角小于入射角。當(dāng)入射角增大時，折射角也增大。當(dāng)光從空氣垂直射入水或其他介質(zhì)中時，傳播方向不變，即折射角=入射角=0°。在折射現(xiàn)象中，光路可逆。（光從水或其他介質(zhì)斜射入空氣中時，折射光線向遠(yuǎn)離法線方向偏折，折射角大于入射角。空氣中的角大）【例1-1】如圖所示是光在空氣和玻璃兩種透明介質(zhì)中傳播時發(fā)生的現(xiàn)象，則法線為，入射角為o，折射角為o，界面的側(cè)是空氣（選填“左”、“右”、“上”或“下”）。

【例1-2】如圖所示，一束激光沿直線傳播射到空水槽底部O點(diǎn)，形成一個光斑。向水槽中注入適量水后，水槽底部光斑將移動到O點(diǎn)的（選填“左”或“右”）側(cè)。繼續(xù)沿水槽壁緩慢注水至水槽滿，則水滿時的折射角（選填“大于”、“小于”或“等于”）適量水時的折射角?！纠?-3】如圖所示，一塊較厚的玻璃磚，現(xiàn)有一束激光斜射至玻璃磚表面，請畫出光進(jìn)入玻璃磚和射出玻璃磚的大致折射光線。

【解題技巧】利用光的折射規(guī)律作圖時，一是要明確光的傳播方向，即光是由空氣斜射入其他介質(zhì)還是由其他介質(zhì)斜射入空氣中；二是記住折射規(guī)律的核心點(diǎn)，即不論光由空氣斜射入其他介質(zhì)還是由其他介質(zhì)斜射入空氣中，光在空氣中的角總是大角?！踞槍τ?xùn)練1】如圖所示，一束光從玻璃斜射入空氣中，發(fā)生了反射和折射（圖中入射光線、反射光線、折射光線均未標(biāo)出），反射角和折射角分別為（）A．和 B．和 C．和 D．和【針對訓(xùn)練2】有一圓柱形敞口容器，從其左側(cè)某一高度斜射入一束激光，在容器底部產(chǎn)生一個光斑O，如圖所示。下列操作將使光斑向左移動的是（）A．保持水面的高度和入射點(diǎn)不變，使激光的入射角增大B．保持水面的高度不變，使激光筆向右平移C．保持激光射入的角度不變，使水面上升D．保持激光射入的角度不變，使水面下降【針對訓(xùn)練3】圖中S點(diǎn)是水中魚所在的位置，S'點(diǎn)是人的眼睛在P處看到的魚的像的位置。請完成人眼在P處看到魚的光路圖，并畫出該光線在水面發(fā)生反射的反射光線。2.生活中的折射現(xiàn)象海市蜃樓、沙漠蜃景；水中的筷子“折斷”；水中觀鳥鳥變高，岸上看魚魚變淺；提前看到日出；鋼筆“錯位”等。五、光的色散1.光的色散（1）太陽光通過棱鏡后，被分解成各種顏色的光，這種現(xiàn)象叫光的色散。（2）色散現(xiàn)象說明：白光是由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種色光混合而成的。紫色光偏折角度最大；紅色光偏折角度最小。（3）生活中的色散現(xiàn)象：如雨后的彩虹、潑向空中的水變得五顏六色、在陽光下肥皂泡變成彩色等等都是光的色散實(shí)例，其原因是太陽光被空氣中的水滴色散形成的。2.色光的混合（1）色光的三原色：紅綠藍(lán)，紅、綠、藍(lán)色光混合后為白色。顏料的三原色：品紅黃青，品紅、黃、青顏料混合后為黑色。（2）物體的顏色①透明物體的顏色由透過它的色光的顏色決定。如紅色的透明物體只能透過紅光，而吸收其它顏色的色光。如果一個透明物體能透過所有顏