专题02 光现象（解析版）

主题一 声光热 专题02 光现象 考点内容 课标要求 命题预测 光的直线传播 通过实验，探究光 在同种均匀介质中 的传播特点 主要考查光的直线传播现象。题型主要是选择题和填空题 和作图题。主要命题点有：光的直线传播的条件、现象辨析、 直线传播作图等。 光的反射 通过实验，探究并 了解光的反射定律 光的反射是中考考查的热点内容，主要考查光的反射规 律、反射类型辨析、反射作图。常见考题类型是选择题、填空 题和作图题和探究实验题。命题点有：光的反射现象辨析、用 光的反射定律计算角度、镜面反射和漫反射、利用光的反射作 图和探究光反射时的规律。 平面镜成像 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。 平面镜成像是光的反射的重要应用，平面镜成像的原理就 是光的反射，平面镜成像也是光现象部分重要的考点之一。平 面镜成像相关问题的考查题型基本上是选择题、填空题、作图 题和探究实验题。命题点有：用平面镜成像规律解释现象，判 断像的位置大小、利用平面镜成像规律作图等。 光的折射 探究并了解光的折 射现象及其特点 光的的折射是考试的重点考查对象，其考题题型多是选择 题、填空题、作图题和实验探究题，有时也会出现在综合题 中。命题点有：光的折射现象辨析、利用光的折射规律作图和 探究光的折射规律。 光的色散、色 光 通过实验，了解白 光的组成和不同色 光混合的现象 光的色散主要以识记知识为主，其考题题型多是选择题、 填空题，难度不大。的考查题型基本上是选择题、填空题、作 图题和探究实验题。命题点有：光的色散现象，色光三原色、 红外线紫外线的应用等。 1．（新情境）（2023·宜昌）航关员舱外作业时，宽厚的航天服限制了他的视野，为了看清胸前的 操作面板，可以通过手腕处的小镜子（如图甲）进行观察。乙图中点代表航天员的眼睛，B 点代表胸前某 一按钮，点是小镜子的位置，请你根据反射光路图在点准确画出镜面并标出镜面与竖直面的夹角。（保留 作图痕迹） 【答】 【解析】如图所示，根据光的反射规律：反射光线、入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，可 以得出：法线在由入射光线和反射光线组成的角平分线上；因为法线是垂直于镜面的，所以用虚线做出法 线后，过入射点做法线的垂线，镜面就在这条垂线上，镜面要朝向入射光线和反射光线的一侧。 因为反射光线与竖直面的夹角为50°，入射光线与竖直面的夹角为70°，所以反射角与入射角之和为 60°，反射角等于入射角等于30°，所以可以得出反射光线与镜面的夹角为60°，则镜面与竖直面的夹角 为10° 2．（跨学科）（2023·福建）如图所示，张继的《枫桥夜泊》描绘了枫桥附近的夜景。下列说法正 确的是（ ） ．“霜”是水蒸气遇冷吸热后形成的 B．“月”和“渔火”都属于光源 ．以“寺”为参照物，“桥”是运动的 D．敲钟的力越大，“钟声”的响度越大 【答】D 【解析】．霜是水蒸气遇冷凝华形成的，凝华放热，故错误； B．月亮不能自身发光，不是光源，渔火是光源，故B 错误； ．以“寺”为参照物，“桥”的位置没有发生改变，“桥”是静止的，故错误； D．敲钟的力越大，钟振动的振幅越大，钟声的响度越大，故D 正确。 故选D。 3．（新考法）（2023·呼和浩特）当代中国，技术日新月异，无人机已经走进千家万户。当一架无 人机掠过水面时，岸边的人可以在水中看到无人机的倒影，其成像光路图正确的是 （选填图1“甲”或 “乙”或“丙”或“丁”）；在水中潜游的人可以看到无人机的像，其成像光路图正确的是 （选填图 2“”或“B”或“”或“D”）；两次所成的像 （选填“前虚像后实像”或“前实像后虚像”或“都是虚 像”或“都是实像”）。 【答】 乙 都是虚像 【解析】[1]甲图中，入射光线和反射光线是错误的，飞机和点之间的连线是入射光线，点和人眼之间 的连线是反射光线，故甲错误； 乙图中，飞机和点之间的连线是入射光线，点和人眼之间的连线是反射光线，像与物体关于水面对称， 故乙正确； 丙图中，点和人眼之间的连线是反射光线，不是入射光线，入射光线在水面上方，故丙错误； 丁图中，飞机和点之间的连线是入射光线，在水面上方，故丁错误。 故选乙。 [2]．飞机反射的光从空气斜射到水中，折射角小于入射角，折射光线进入人的眼睛中，人感觉光是沿 直线传播的，逆着光看去，好像是从光的反向延长线的交点处来的，比实际位置偏高，故正确； B．入射光线和折射光线的方向是错误的，故B 错误； ．飞机反射的光从空气斜射到水中，折射角小于入射角，图中折射角大于入射角，是错误的，故错误； D．入射光线和折射光线的方向是错误的，故D 错误。 故选。 [3]当一架无人机掠过水面时，岸边的人可以在水中看到无人机的倒影，属于平面镜成像，成的是虚像； 在水中潜游的人可以看到无人机的像，是由光的折射形成的虚像。 ►考向一 光的直线传播 1．（2023·广东）如题图所示，在阳光照射下，广东省南澳岛北回归线标志塔在地面上形成影子， 影子形成的原因是（ ） ．光沿直线传播 B．光的反射 ．光的折射 D．光的色散 【答】 【解析】阳光下广东省南澳岛北回归线标志塔的影子形成的原因是光在同种均匀介质中沿直线传播的， 故BD 不符合题意；符合题意。 故选。 2（2023·宁夏）如图所示的光现象中，能用光的直线传播解释的是（ ） ． 筷子折了 B． 海市蜃楼 ． 皮影戏 D． 水中倒影 【答】 【解析】．放入水中的筷子“折”了，是由于光从水中射向空气时发生折射形成的，是光的折射现象 形成的，故不符合题意； B．海市蜃楼是由于光的折射形成的，故B 不符合题意； ．屏上的皮影是光沿直线传播形成的，故符合题意； D．水中倒影是平面镜成像现象，是光的反射现象，故D 不符合题意。 故选。 3．（2023·郴州）“井底之蛙”这个成语大家都很熟悉，图中M 点表示青蛙。请根据光的直线传播 知识画图说明为什么“坐井观天，所见甚小”。（温馨提示：必须标出光的传播方向） 【答】 【解析】光在同种均匀介质中沿直线传播，被井口挡住的光不能进入井中青蛙的眼睛，所以青蛙看不 到井口以外的世界，连接井口两侧到青蛙的眼睛，此范围以内为井底青蛙所见范围 特别提醒： 1 光源指的是自身能发光的物体，不包括反射光照明情况。 2 光在同种均匀介质中是沿直线传播的，如果介质不均匀，光线会发生弯曲。 3 小孔成像的实验：暗室里在光源和光屏之间放一个带小孔的屏，调节小孔的大小，使孔足够小， 在光屏上得到光源倒立的实像 ►考向二 光的反射 4（2023·广西）在下列光现象中，由于光的反射形成的是（ ） ． 树下光斑 B． 杯中“折”笔 ． 空中彩虹 D． 山峦倒影 【答】D 【解析】．树下光斑是由于光沿直线传播形成的，故不符合题意； B．杯中“折”笔是由于光从水中斜射入空气中发生偏折，也就是光的折射形成的，故B 不符合题意； ．空中彩虹是光的色散现象，其实质是光的折射形成的，故不符合题意； D．湖面相当于平面镜，山峦倒影属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故D 符合题意。 故选D。 5（2023·自贡）小王同学在家里将一个平面镜放在水平桌面上，再把一张可沿折叠的硬白纸板EF 竖直的立在平面镜上，以此来探究光的反射规律。通过测量他发现此时入射光线与平面镜成50°夹角，如 图所示，则（ ） ．反射光线与镜面的夹角是40° B．入射角增大10°，反射光线与入射光线的夹角增大20° ．将纸板F 向后折叠，则反射光线会消失 D．光在纸板上发生了镜面反射 【答】B 【解析】．入射光线与平面镜成50°夹角，则入射角为 90°-50°=40° 根据光的反射规律可知，反射角为40°，则反射光线与镜面的夹角是 90°-40°=50° 故不符合题意； B．入射角增大10°，则反射角也增大10°，那么反射光线与入射光线的夹角增大20°，故B 符合题 意； ．因为反射时，反射光线、入射光线和法线在同一平面内，将纸板F 向后折叠，在纸板F 上将看不到 反射光线，但反射光线不会消失，故不符合题意； D．为了能在各个方向都能观察到光线，纸板表面比较粗糙，光在纸板上发生了漫反射，故D 不符合 题意。 故选B。 6（多选）（2023·宜宾）小强同学用如图甲的实验装置，探究光反射时的规律，并将数据依次记录 在表1 中。实验后他想让与地平线成60°的太阳光竖直向下照亮井底，他把平面镜按如图乙放置。对此探 究，下列说法正确的是（ ） 表1 次 数 1 2 3 4 5 0 ° 2 0° 3 0° 4 0° 6 0° 0 ° 2 0° 3 0° 4 0° 6 0° ．图甲中表示反射角的是 B．实验时的反射光线是绕点逆时针转动的 ．实验说明反射角等于入射角 D．图乙中平面镜与地平线的夹角θ 为75° 【答】D 【解析】．由于入射光线与法线的夹角为入射角，反射光线与法线的夹角为反射角，由图甲可知， 是入射角，故错误； B．由表1 可知，实验时，反射角逐渐增大，即反射光线逐渐远离法线，所以反射光线是绕点顺时针 转动的，故B 错误； ．观察表1 中数据发现，反射角的大小始终等于入射角的大小，所以在光的反射中，反射角等于入射 角，故正确； D．太阳光与地平线的夹角为60°，竖直向下照亮井底，则反射光线与地平线的夹角为90°，则反射 光线与入射光线的夹角为150°，由于反射角等于入射角，所以反射角和入射角都等于75°，则反射光线 与镜面的夹角为 90°-75°=15° 则镜面与地平线的夹角θ 为 90°-15°=75° 故D 正确。 故选D。 7（2023·枣庄）自行车尾灯可有效避免夜间交通事故的发生，它由多组“直角反射器”组成，其中 一组“直角反射器”如图所示，一束光射向平面镜S1，请在图中画出经过S1、S2两个平面镜反射后的光 路图。 【答】 【解析】如图过入射点作镜面S1的垂线为法线，根据反射角等于入射角做出反射光线，反射光线与平 面镜S2的交点作为入射点，再重复上述过程，做出反射光线，最后的反射光线与射向S1的入射光线平行 8（2023·齐齐哈尔）小明利用如图装置探究光反射时的规律。 （1）如图1 所示，实验时，把一个平面镜放在水平桌面上，再把白色纸板 （右侧可绕 翻 折）竖直地立在平面镜上，纸板上的直线 应 于镜面。使一束光贴着纸板沿某一角度射到 点， 光在纸板上发生 （选填“镜面”或“漫”）反射，呈现径迹。光经平面镜反射，沿另一个方向射出； （2）改变光束入射的角度，多做几次，换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。取下纸板，用量角器 测量 两侧的 和 ，是为了 ；根据实验结论可知：当入射光 与平面镜夹角为 时，反射 角为 ； （3）让光沿图1 中 方向照射到镜面，它会沿着 方向射出。这表明：在光的反射现象中，光路 是 的。 （4）如图2 所示，把纸板 右侧绕 向前折或向后折，在右侧纸板上看不到反射光。这表明： 在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在 内。 【答】 垂直 漫 探究反射角与入射角的大小关系 可逆 同一平面 【解析】（1）[1]法线与镜面垂直，纸板上的直线 相当于法线，所以应垂直于镜面。 [2]我们能在纸板上看到入射光线和发射光线的路径，是由于光线在粗糙的纸板上发生了漫反射。 （2）[3]用量角器测量 两侧的 和 ， 是入射角， 是反射角，可以探究反射角与入射角的 大小关系。 [4]当入射光 与平面镜夹角为 时，反射角 90°-50°=40° （3）[5]若将一束光贴着纸板沿F 方向射到点，光将沿图中的E 方向射出，即光线沿着原来反射光线 的路径入射，反射光线会沿着原来入射光线的路径反射，说明在反射现象中，光路是可逆的。 （4）[6]把纸板 右侧绕 向前折或向后折，纸板E 与F 不在同一平面内，在纸板F 上不能看到 反射光线，说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。 解题技巧： 1 基本概念 a r i O N B A 一点 光的入射点，用一字母“”表示 两角 入射角 入射光线与法线的夹角，如图中的∠ 反射角 反射光线与法线的夹角，如图中的∠r 三线 入射光线 射到反射面的光线，如图中的 法线 经过入射点并垂直于反射面的直线，它是一条辅 助线，通常用虚线表示，如上图中的 反射光线 入射光线射到反射面上后被反射面反射 的光线，如图中的B 2 光的反射定律描述了“三线”“两角”的关系，可缩记为：“三线共面，法线居中(三线位置关 系)，两角相等(两角量值关系)”。 3 无论是镜面反射还是漫反射，每一条光线都遵循光的反射定律。 4 根据反射定律作图的方法 (1)根据入射光线作反射光线：先作法线确定入射角，再依据入射角的大小作出反射角和反射光 线。 (2)根据反射光线作入射光线：先作法线确定反射角，再依据反射角的大小作出入射角和入射光 线。 (3)根据反射光线和入射光线确定平面镜的位置：先作入射光线与反射光线夹角的角平分线，并以 此为法线，再过角的顶点作法线的垂线，即为平面镜的位置。 ►考向三 平面镜成像 9（2023·株洲）图为一个光头的人拿着倒置的扫把照镜子（平面镜）的情景。下列说法符合事实的 是（ ） ．人变高了 B．人变胖了 ．人长出了头发 D．人打了领带 【答】D 【解析】根据平面镜成像特点可知，像与物大小相等，而且像和物到平面镜的距离相等。因此人不会 发生任何变化，领带是这个人本身就佩戴的，因此镜子中的他也打了领带。故B 不符合题意，D 符合题意。 故选D。 10（2023·西藏）“以铜为鉴，可正衣冠”。古人用铜制成的镜子来整理自己的衣着。铜镜中的像 是通过光的 形成的，当人远离铜镜时，镜中的像与人之间的距离将会变 。 【答】 反射 大 【解析】[1][2]铜镜中的像属于平面镜成像，是通过光的反射形成的虚像；当人远离铜镜时，人与铜 镜之间的距离变大，根据平面镜成像特点可知，像与铜镜之间的距离变大，则镜中的像与人之间的距离将 会变大。 11（2023·甘孜）身高16m 的小东同学站在竖直放置的平面镜前2m 处，他的像距离平面镜 m；如果他远离平面镜，像的大小将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答】 2 不变 【解析】[1]根据平面镜成像特点，像和物到镜面距离相等，小东同学站在竖直放置的平面镜前2m 处， 则小东同学在平面镜中的像到镜面的距离也是2m。 [2]根据平面镜成像特点，像和物等大，所以如果他远离平面镜，像的大小不变。 12（2023·湘潭）如图所示，白鹭平行于水面飞行，距水面2m。水中的“白鹭”是 （选填 “实”或“虚”）像，它距空中的白鹭 m。 【答】 虚 4 【解析】[1]水中看到的“白鹭”是白鹭的倒影，类似于平面镜成像，由光反射形成的虚像。 [2]根据平面镜成像规律可知，物距和像距相等，此时水中形成的像距水面2m，则像与空中白鹭的距 离为 13（2023·丹东）如图所示，管道内处有一只正在发光的小灯泡，小潘的眼睛在B 处看到了平面镜 中小灯泡的像，请画出小潘看到小灯泡的像的光路图。 【答】 【解析】由平面镜成像的特点可知， 首先作出处小灯泡关于平面镜对称，取 处小灯泡的像到平面镜 的距离和灯泡到平面镜的距离相等，连接 B，与平面镜相交于点，连接为入射光线，连接B 为反射光线 14（2023·德州）某小组的同学用如图甲所示器材完成了“探究平面镜成像的特点”的实验。 （1）实验中用薄玻璃板代替平面镜目的是：便于确定像的 ； （2）实验中应选择与蜡烛①外形相同且 （选填“已点燃”或“未点燃”）的蜡烛②，移动蜡烛② 发现其恰好能与蜡烛①的像完全重合，说明像与物 ； （3）将蜡烛①远离玻璃板，像的大小将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； （4）如图乙，将玻璃板倾斜，蜡烛①的像将 （选填“仍然”或“不再”）与蜡烛①关于镜面对称。 【答】 位置 未点燃 大小相同 不变 仍然 【解析】（1）[1]实验中用玻璃板代替平面镜，玻璃板透光，能够成像，为了便于确定像的位置。 （2）[2][3]运用等效替代法用大小相同的两根蜡烛，点燃一根蜡烛再用未点燃蜡烛与点燃蜡烛的像 重合，若能够完全重合，说明平面镜成像中，物像大小相等。 （3）[4]根据平面镜成像特点可知，物像大小相等，将蜡烛①远离玻璃板，蜡烛①的大小不变，则所 成像的大小不变。 （4）[5]由平面镜成像原理可知，物与像关于平面镜对称，所以将玻璃板倾斜，蜡烛①的像将仍然与 蜡烛①关于镜面对称。 解题技巧： 1 平面镜成像的特点是“对称、虚像”，可以解释为：“大小相等，线面垂直，距离相等，左右相 反，像为虚像” 2 利用平面镜成像的特点作图的方法 利用对称法可以方便地解决四种类型的平面镜作图题： (1)确定虚像的位置； (2)确定观察范围或光照范围； (3)确定光路； (4)确定发光点的位置。 先借助数学中轴对称图形的画法，画出物体上各对应点的虚像，然后根据平面镜成像的特点用虚线 连接虚像。 ►考向四 光的折射 15（2023·常州）海洋公内，北极熊站立在方形透明水族箱内，头在水面上、身体在水面下，水族 箱外的游客居然看到了北极熊“身首异处”的奇异场景，如图所示。游客看到熊身体的光路图是（ ） ． B． ． D． 【答】 【解析】游客看到的熊“身首异处”，是因为熊反射的光线从水中斜射进入空气中时发生了折射。光 从水中斜射进入空气中，折射角大于入射角，人逆着折射光线看，看到的是熊的虚像。故符合题意，BD 不符合题意。 故选。 16（2023·北京）一束单色光从空气斜射入水中的情境如图所示。下列说法正确的是（ ） ．B 是入射光，是反射光 B．是入射光，是折射光 ．∠M 是入射角，∠B 是反射角 D．光若沿入射，将沿和B 射出 【答】B 【解析】B．如图：过点作法线PQ，由于反射时反射光线和入射光线位于法线两侧；折射时折射光线 和入射光线也位于法线两侧，所以图中是入射光线、B 是反射光线、是折射光线。∠P 是入射角，∠BP 是 反射角，故B 正确，错误； D．折射时光路是可逆的，所以光若沿入射，将沿射出，故D 错误。 故选B。 17（2023 十堰）小明将装有硬币的空杯放在弟弟面前，弟弟的眼睛在P 点看不到硬币，如图甲。 小明向杯中缓