专题03 光现象
考点一：光的直线传播
1．光源：能够发光的物体叫做光源。太阳是最大的天然光源，烛光或通电的电灯是人造光源。
2．光线：通常用一条带箭头的直线表示光传播的径迹和方向，这样的直线叫做光线。光是客观存在的，而光线是为了表示光的传播路径而构建的一种物理模型，同磁感线一样，并不存在。
3．光的直线传播条件：光在同种均匀介质中沿直线传播。能说明光沿直线传播的现象有小孔成像、影子的形成、日(月)食、激光准直等。
4．小孔成像：小孔成像是由于光的直线传播而成的倒立的实像，像的大小与物体和光屏到小孔的距离有关。
5．光速：光在不同介质中的传播速度不同，在真空中传播速度最大，为3×108m/s。
考点二：光的反射
1．光的反射：光射到某种物质的表面时有一部分光会发生反射，这种现象叫光的反射。
2．光的反射定律
(1)光的反射定律内容：①反射光线、入射光线和法线都在同一平面内——三线共面；②反射光线、入射光线分别位于法线两侧——两线异侧；③反射角等于入射角——两角相等。
(2)光的反射定律图示：
(3)光的反射定律理解：①光的反射现象中，一条入射光线只有一条对应的反射光线。②当光线垂直入射时，入射角等于0度，反射角也等于0度。③入射角增大，反射角增大。④在光的反射中，光路是可逆的。
3．两种反射现象对比
镜面反射
漫反射
特点
射到物体表面为平整光滑反射面上的平行光反射后仍然平行
射到物体表面为凹凸不平的反射面上的平行光反射后向着不同的方向传播
条件
反射面平整光滑
反射面凹凸不平
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光路图
能否成像
可成虚像
不能成像
应用
平静的水面、平面镜
电影银幕
相同点
镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律
考点三：平面镜成像原理和特点
1．原理：如图所示，光源S向四处发光，一些光经平面镜反射后进入了人的眼睛，引起视觉，我们感到光好像是从图中S′处射来的，S′就是S在平面镜中虚像。
由平面镜成像原理图可知：反射光线、入射点和虚像点在同一直线上。这一规律经常用来进行相关的作图。
2．实像与虚像对比
实像
虚像
形成
实际光线会聚
反射光线(或折射光线)反向延长线会聚
承接
能用光屏承接
不能用光屏承接
画法
用实线表示
用虚线表示
观察
可以用眼睛观察，可以用相机拍摄
3．平面镜成像特点
(1) 平面镜成所成像的大小与物体的大小相等。(2)像和物体到平面镜的距离相等。(3)像和物体的连线与镜面垂直。(4)像是虚像。或：平面镜所成的像与物体关于镜面对称。
4．平面镜成像特点理解：①平面镜成像时，物体和像关于平面镜成轴对称图形。②当我们靠近平面镜时，会感觉到自己在平面镜中的像越来越大，这是由于这一过程中像的视角变大的缘故，实际上像的大小并没有发生变化。
6．探究平面镜成像特点实验拓展：
（1）在暗室中进行实验的原因：环境较暗，像相对就明亮些。
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（2）用玻璃板代替平面镜的原因：玻璃板既能反射光、又能透过光，这样既可以成像，又可以透过玻璃板看到另一侧的蜡烛。
（3）用两支完全相同蜡烛的原因：方便比较像和物体的大小关系。
（4）让未点燃的蜡烛与虚像完全重合的原因：用未点燃的蜡烛替代虚像。
（5）未点燃的蜡烛不能与虚像完全重合的原因：玻璃板与桌面不垂直。
（6）用烛焰作为研究对象的原因：烛焰明亮，成像清晰，易于观察。
（7）在虚像处放置光屏的原因：判断成像的虚实。
（8）方格纸(或直尺)的用途：更好的比较像和虚像的到平面镜的的距离。
（9）观察到玻璃板另一侧有两个距离很近的虚像的原因：玻璃板前后两个侧面各成了一个像。
（10）用薄玻璃板进行实验的原因：蜡烛通过玻璃板前后两个面成的像距离近，看起来几乎是一个像。
（11）多次重复实验的目的：使实验结论具有普遍性。
考点四：光的折射
1．定义：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折的现象叫做光的折射现象。
2．光的折射规律
(1)内容：①折射光线与入射光线、法线在同一平面内——三线共面；②折射光线与入射光线分居法线两侧——两线分居；③当光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角；当入射角增大时，折射角也增大；当光从空气垂直入射入水中或其他介质中时，传播方向不变；④在折射现象中，光路可逆。
(2) 光的折射规律图示：
3．光的折射现象：池底变浅。
(1)原理：从池底A点发出的光线在水面处发生折射，折射角大于入射角，眼睛逆着折射光线看去，感觉光是从A′点射来的，A′点就是A点的变高(填“高”或“低”)的虚像。
(2)规律：在折射成像现象中，折射光线、入射点和像点在同一直线上，这一规律经常用来进行相关的作图。
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4．光的折射规律的理解：①法线是为了科学、准确描述反射光线(折射光线)与入射光线的位置关系时而引入的“辅助线”，它既是入射光线和反射光线夹角的角平分线，又与反射面(界面)垂直，在光路作图时，箭头(表示传播方向)、实线、虚线要清楚区分开来；②发生光的折射的原因是光在不同介质中传播速度不同。③光线发生折射时，在介质表面处，光线还会发生反射。
考点五：光的色散、看不见的光
1．光的色散定义：太阳光是白光，它通过棱镜后被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等各种色光的现象叫光的色散。
2．光的色散现象说明：白光不是单色光，是由各种色光混合而成的。
3．光的三原色：红、绿、蓝。把它们按不同比例混合，可以产生各种色光。
4．把被三棱镜分解的色光按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列起来，就形成太阳的可见光谱。
5．红外线：光谱中在红光以外的看不见的光称为红外线。
一切物体都在不停地辐射红外线，物体的温度越高，辐射的红外线越多，红外线的热作用越强。
6．紫外线：光谱中紫色光以外的看不见的光叫紫外线。
紫外线的作用是杀菌、防伪等。生活中要合理利用紫外线，适量的紫外线照射有益于身体健康，又要防止紫外线给我们带来的危害。
考点一 光的直线传播
【典例】（2018•新疆）2018年1月31日晚，中国多地观察到了月全食现象，月全食的形成主要是由于光的
A．直线传播 B．反射 C．折射 D．色散
【答案】A
【点评】本题考查了月食的成因，是一道基础题；生活中由光的直线传播形成的现象或光直线传播应用的例子很多，如：日食与月食的形成、影子、激光准直、射击瞄准时的三点一线等，平时要注意观察与思考，用我们所学的物理知识解释生活中的物理现象。
【跟踪练习】
1．（2018•阜新）下列现象是由于光沿直线传播形成的是
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A．水中的倒影 B．地面上的影子 C．海市蜃楼 D．雨后的彩虹
【答案】B
【解析】水中的倒影是光的反射现象，故A不合题意；地面上的影子是光沿直线传播形成的，故B符合题意；海市蜃楼是光的折射现象，故C不合题意；雨后的彩虹也是光的折射现象，故D不合题意。故选B。
2．（2018•毕节市）“白日不到处，青春恰自来，苔花如米小，也学牡丹开”，在央视《经典咏流传》舞台上威宁石门坎师生吟唱清代诗人袁枚的这首《苔》，令无数观众感动落泪。其中“白日不到处”主要涉及的物理知识是
A．光的直线传播 B．光的反射 C．光的折射 D．光的色散
【答案】C
【解析】“白日不到处”，就是太阳照不到的地方，这是由光的直线传播形成的。故选C。
3．（2018•广西）如图所示，能解释“手影”形成的是
A．光的反射 B．光的折射 C．光的直线传播 D．平面镜成像
【答案】C
【解析】手影是光的直线传播形成的，是光在直线传播的过程中无法绕过手而射向后面，所以形成了影子。故选C。
考点二 光的反射
【典例】（2018•大连）下列现象中，由光的反射形成的是
A．树荫下的光斑 B．月光下人在地面上的影子
C．平静的河面映出桥的“倒影” D．注水后的游泳池看上去“变浅”
【答案】C
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【点评】本题主要考查学生利用光学知识解释生活中常见的物理现象，此题与实际生活联系密切，体现了生活处处是物理的理念。
【跟踪练习】
1．（2018•黑龙江）下列现象中由光的反射形成的是
A．渔民叉鱼 B．水中倒影 C．手影 D． 海市蜃楼
【答案】B
【解析】A、渔民在叉鱼时，是对着看到的鱼的下方叉，这是由于光从水中斜射到空气中发生了折射的缘故，故与题意不符；B、平静水面上景物的倒影，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，符合题意。C、手影中影子的形成说明光是沿直线传播的，由于光的直线传播，被物体挡住后，物体后面就会呈现出阴影区域，就是影子，故与题意不符；D、海市蜃楼是光在不均匀的介质中传播时发生的折射现象，故与题意不符。故选B。
2．（2018•株洲）图为观察微小形变的装置。平面镜M放置在水平桌面上，光源S发出一束激光射到镜面上，经反射后在标尺上形成光斑P．若在图示位置用力F向下挤压桌面，则
A．激光束的入射角增大反射角减小 B．激光束的入射角减小反射角增大
C．标尺上的光斑右移 D．标尺上的光斑左移
【答案】C
【解析】光源S发出一束激光射到镜面上，当用力压桌面时，平面镜向中间倾斜（如下图所示），造成入射角增大，根据反射角等于入射角可知，反射光线远离法线，导致了标尺上的光斑右移。
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故选C。
3．（2018•贵港）太阳光线跟水平方向成30°角，为了使反射光线水平行进，请在图中画出平面镜的位置并标出反射角的度数。
【答案】见解析。
考点三 平面镜成像
【典例】（2018•鞍山）图中A和B两点，一个是发光点，一个是该发光点在平面镜中的像，请确定平面镜的位置，并画出平面镜，然后画出从发光点发出的一条经平面镜反射过C点的光线
【答案】见解析。
【解析】根据题意可知，B点为发光点，A点有像点，连接AB并做其垂直平分线，可得到平面镜的位置；作出C点的对称点D，然后连接BD，与平面镜交于点O，再连接OC，即为从发光点发出的一条经平面镜反射过C点的光线，如图所示：
【点评】本题利用了平面镜成像的特点作图：像与物关于镜面对称，且光好像从像点发出的。
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【跟踪练习】
1．（2018•德阳）对一些实例和对应解释，下列说法正确的是
A．看见水中的鱼儿--光的直线传播 B．太阳下人影相随--光的反射
C．近视眼镜的镜片--凸透镜 D．用镜子增大空间感--平面镜成像
【答案】D
2．（2018•兰州）探究“平面镜成像的特点”时，如图所示，选用的实验器材如下：一块薄平板玻璃、两个完全相同的跳棋子A和B、与A大小不同的跳棋子C、刻度尺和白纸。则下列与实验相关的说法中错误的是
A．平面镜的成像原理是光的反射
B．选用薄平板玻璃替代平面镜是为了便于确定像的位置
C．利用现有器材可探究：像与物是否等大
D．若A与B到镜面的距离相等，则B一定与A的像重合
【答案】D
3．（2018•柳州）如图所示，一只蜻蜓（用A点表示）停在水池上方。请在图中标出蜻蜓所成的像A′．（要求保留作图痕迹）
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【答案】见解析。
【解析】根据平面镜成像的特点可知，像与物关于平面镜对称；作出A关于平面镜的对称点A′即为蜻蜓所成的像，如图所示：
考点四 光的折射
【典例】（2018•辽阳）如图所示的光现象中，属于光的折射的是
A． 舞台激光束 B．错位的“铅笔” C．反光镜中的像 D．水中的“倒影”
【答案】B
【点评】本题主要考查学生利用光学知识解释生活中常见的物理现象，此题与实际生活联系密切，体现了生活处处是物理。
【跟踪练习】
1．（2018•吉林）小明在岸上看见鱼在水中游玩，看到的“鱼”是
A．光的反射形成的实像 B．光的反射形成的虚像
C．光的折射形成的实像 D．光的折射形成的虚像
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【答案】D。
【解析】看到水中的鱼是由于光线从水中通过空气进入人的眼睛的，因此是光的折射现象形成的，并且像为虚像，故ABC错误，D正确。故选D。
2．（2018•盐城）有一圆柱形敞口容器，从其左侧某一高度斜射一束激光，在容器底部产生一个光斑O，如图所示，下列操作使光斑向左移动的是
A．保持水面高度不变使激光笔向右平移 B．保持激光射入角度不变使水面上升
C．保持激光射入角度不变使水面下降 D．保持水面高度和入射点不变使激光入射角增大
【答案】B。
【解析】A、保持水面高度不变使激光笔向右平移，光斑右移，故A错误；BC、向水槽内注水，水位升高；光的折射的光路图分别如B、A图所示：
比较可知，水位升高，光斑向左移动，故B正确，C错误；D、保持水面高度和入射点不变使激光入射角增大，折射角变大，光斑右移，故D错误。故选B。
3．（2018•大连）如图所示，一束光从空气斜射入玻璃中，请画出反射光线和折射光线。
【答案】见解析。
【解析】图中已画出法线，根据光的反射规律可知，反射角等于入射角，反射光线与入射光线分居法线两侧，据此在法线左侧的空气中画出反射光线；光从空气斜射入玻璃中，折射角小于入射角，折射光线与入射光线分居法线两侧，据此在法线左侧的玻璃中画出折射光线，如图所示：
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考点五 光的色散、看不见的光
【典例】（2018•鞍山）关于光的色散实验，以下说法不正确的是
A．白光通过棱镜后，传播方向发生改变 B．色散现象表明，白光是复色光
C．单色光通过棱镜时，传播方向不会发生改变 D．单色光通过棱镜时，不会发生色散
【答案】C
【点评】该题考查了光的色散，要求学生知道太阳光（白光）是由七种单色光混合而成的复色光。太阳光经过三棱镜出现各种色光，反射光的色散现象时，光的传播方向发生改变。
【跟踪练习】
1．（2018•青海）用光的知识，下列解释正确的一项是
A．岸边的树在水里的倒影，是由于光的折射形成的 B．日食现象是由于光的直线传播形成的
C．彩虹是由于光的反射形成的 D．城市中的光污染是由于光发生了漫反射的缘故
【答案】B。
2．（2018•自贡）关于光现象，下列说法正确的是
A．漫反射不遵守光的反射定律
B．验钞机利用红外线辨别钞票的真伪
C．开凿隧道时用激光束引导掘进机，利用了光的直线传播
D．自行车的尾灯是靠光的折射来引起后方车辆司机注意的
【答案】C。
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【解析】A、根据不同反射面对光的反射效果不同，物体对光的反射可分为镜面反射和漫反射两类，漫反射同样遵循光的反射定律，故A错误；B、紫外线能使钞票上的荧光物质发光，判别钞票的真伪，故B错误；C、开凿隧道用激光束引导掘进机，使掘进机沿直线前进，利用光沿直线传播，故C正确；D、自行车的尾灯是利用了光的反射，故D错误。故选C。
3．（2018•常州）浙江大学柏浩研制出一种神奇织物，给白兔身体披上该织物，如图甲所示；用红外照相机拍摄得到的照片上，兔子身体“隐形”了，如图乙所示，兔子身体“隐形”是因为该织物
A．呈洁白色 B．隔热性好 C．导热性好 D．密度较小
【答案】B。
【解析】由红外线的特点可知，红外线具有热效应，一切物体都会向外辐射红外线，不受物体亮暗的影响，用红外照相机能拍摄到清晰的照片。当给白兔身体披上织物，再用红外照相机拍摄得到的照片，兔子身体“隐形”了，说明兔子辐射的红外线被织物隔离了，即织物的隔热性好。故选B。
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