专题01 光现象（解析版）

学而优教有方模块三光学专题01光现象*知识与方法一、光的直线传播1.光源：能够自主发光并正在发光的物体。2.光源的分类：（1）自然光源：恒星、萤火虫、水母等；（2）人造光源：白炽灯、霓虹灯、二极管等。说明：月亮不是光源，反射太阳光。3.光沿直线传播的条件：光在同种均匀的介质中沿直线传播。光在真空中的传播速度：3×108m/s。4.光沿直线传播的现象或应用：（1）各种影子；（2）日食和月食；（3）小孔成像（树荫下地上圆形的光斑）；（4）用激光准直挖掘隧道；（6）射击时，用“三点一线”的方法瞄准。（7）排队看齐二、光的反射1.光的反射（1）定义：光在两种介质的分界面上改变传播方向返回原来介质中的现象．（2）分类：根据反射面的不同，可以分为镜面反射和漫反射两类。2.光的反射定律（1）反射光线、入射光线和法线在同一平面内；（2）反射光线、入射光线分别位于法线两侧；（3）反射角等于入射角；（4）光路是可逆的。4.光的反射的现象或应用（1）潜望镜；（2）水坑的反光，晚上迎着月光走，亮的地方会有积水；背着月光走，暗的地方会有积水。（3）自行车的尾灯；（4）岸边景物在水面的倒影；（5）凸面镜和凹面镜。凸面镜：对光有发散作用。凹面镜：对光有会聚作用。例如：太阳灶、台灯、电视卫星天线、雷达等。三、光的折射1.定义：光从一种介质斜射入另一种介质时，在两种介质的分界面上传播方向发生偏折的现象。2.光的折射规律（1）光在发生折射时，折射光线、入射光线、法线在同一平面内；（2）折射光线和入射光线分别位于法线的两侧；（3）光从空气斜射入其它介质时，折射角小于入射角；折射角随入射角的改变而改变；入射角增大（或减小）时，折射角也随着增大（或减小），但总小于入射角。当光从空气垂直射入水中或其他介质中时，传播方向不变。（4）在折射现象中，光路是可逆的。3.光的折射的现象（1）游泳池底看起来“变浅”；（2）筷子“弯折”；（3）叉鱼要向下叉；（4）海市蜃楼；（5）色散现象；（6）透镜成像。四、光的色散与物体的颜色1.光的色散（1）定义：太阳光通过三棱镜后，分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的现象叫做光的色散。（2）色散说明白光不是单色光，而是由多种色光组成的。（3）经典现象：彩虹。2.红外线和紫外线（1）红外线的主要应用：加热；遥感；遥控等。（2）紫外线的主要应用：荧光作用，可以用于鉴别真伪；合成维生素D；杀菌等。3.物体的颜色：（1）光的三原色：红、绿、蓝叫做色光的三原色。把红、绿、蓝三种色光按不同的比例混合后，可以产生各种颜色的光；（2）物体的颜色：①透明物体的颜色：由透过的色光决定；②不透明物体的颜色：由反射的色光决定。*针对训练一、单选题1．（河北省保定第七中学2022-2023学年八年级上学期期末物理试题）下列叙述与图中情景相符的是（）A．甲：“但愿人长久，千里共婵娟”，共赏的天上明月本身是一个大的光源B．乙：车库转角处的转弯镜，用的是凸面镜，利用凸面镜对光有会聚作用来扩大视野C．丙：把铅笔斜插入盛水的玻璃杯里，看上去铅笔好像在水面处折断了，这是光的反射现象D．丁：研究光的反射定律实验中，硬纸板上能看到光路，是因为光在硬纸板上发生了漫反射【答案】D【解析】A．月亮本身并不发光，不是光源，是因为反射了太阳光才被人看见的，故A不符合题意；B．车库转角处的转弯镜，用的是凸面镜，利用凸面镜对光有发散作用来扩大视野，故B不符合题意；C．浸在水面以下的铅笔，反射的光线从水中斜射入空气中时，传播方向会发生改变，于是我们看到它在水里的虚像位置发生了改变，因此好似弯折了，这是光的折射现象，故C不符合题意；D．研究光的反射定律实验中，硬纸板上能看到光路，是因为硬纸板上发生了漫发射，故D符合题意。故选D。2．（湖南省凤凰县2022-2023学年八年级上学期期末物理试题）下列光现象可以解释“以铜为镜，可以正衣冠”的光学原理的是（）A．光的折射 B．光的直线传播 C．光的反射 D．光的色散【答案】C【解析】“以铜为镜，可以正衣冠”属于平面镜成像现象，是由光的反射形成的。故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。3．（2023年江苏省南京市初中学业水平考试模拟试卷物理学科）“曾有一年，月食之时，当在日没后，乃日尚未沉，而出地之月已食矣。”早在明代，人们对于月食就有了一定的了解度。下列光现象成因与此相同的是（）A．树丛的光束 B．雨后的彩虹C．水中的倒影 D．“弯折”的铅笔【答案】A【解析】月食是光的直线传播形成的。A．透过树丛的光束是直的，表明光在空气中沿直线传播的，故A符合题意；B．雨后的彩虹，是光通过小水珠组成的透镜分解成七种颜色的光形成的，属于光的色散现象，故B不符合题意；C．水中的倒影，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故C不符合题意；D．“弯折”的铅笔，是水中铅笔反射的光斜射入空气中发生了折射现象，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线的方向看去，看到的是由折射光线的反向延长线相交而形成的变浅的虚像，故D不符合题意。故选A。4．（河北省邯郸市第二十七中2022-2023学年八年级上学期期末物理试题）下列光现象中，由光的直线传播形成的是（）A．光的色散 B．露珠放大叶脉C．小孔成像 D．后视镜中看汽车【答案】C【解析】A．三棱镜分解白光是光的色散现象，属光的折射，故A不符合题意；B．露珠下的叶脉看起来变粗了是光的折射，故B不符合题意；C．小孔成像的原理是光的直线传播，故C符合题意；D．后视镜中看汽车，属于凸面镜成像，是光的反射现象，故D不符合题意。故选C。5．（广东省广州市花都区2022-2023学年八年级上学期期末物理试题）下列现象中，能用光的折射原理来解释的是（）A．日食B．水中倒影C．水中筷子“折断”D．树荫下的光斑【答案】C【解析】A．日食是由光的直线传播形成的，故A不符合题意；B．水中倒影，属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故B不符合题意；C．水中筷子“折断”，是由光的折射形成的，故C符合题意；D．树荫下的光斑，是由光的直线传播形成的，故D不符合题意。故选C。6．（北京市西城区2022-2023学年八年级上学期期末物理试题）下列有关光学的知识，叙述正确的是（）A．光在真空中传播速度为3×105m/s B．三棱镜能把阳光分解成不同颜色的光C．把红、黄、蓝叫做色光的三原色 D．光垂直入射到平面镜，反射角为90º【答案】B【解析】A．光在真空中传播速度最快，大约为3×108m/s，故A错误；B．太阳光是由七种颜色的色光组成的复色光，三棱镜能把阳光分解成不同颜色的光，称光的色散现象，故B正确；C．色光的三原色为红、绿、蓝，它们可以混合成不同颜色的光，故C错误；D．反射角是反射光线与法线组成的角，光垂直入射到平面镜，入射光线、反射光线与法线重合，反射角为0º，故D错误。故选B。7．（2023秋·河北石家庄·八年级校考期末）如图所示，用手电筒对着平面镜中的像照射时，观察到像比原来亮多了，其原因是（）A．光射到像上，所以像变亮了B．光反射到物体上，物体变亮了，所以像也变亮了C．光使整个空间变亮了，更便于观察像，所以像变亮了D．光使镜子更明亮了，所成的像也就变亮了【答案】B【解析】因为当手电筒对着像照射射时，反射光线刚好射到物体上，而物体反射出去的光线增多，因此物体变亮，像随之也变亮，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。8．（2023秋·四川绵阳·八年级统考期末）小林用一束激光入射到一个平面镜，并记录入射角β及反射光与平面镜的夹角γ，如图所示。她改变三次入射角，各次的入射角均不相同，则此三次实验数据里，各次实验数据的β与γ应符合下列哪一个关系式（）A． B．C． D．【答案】B【解析】反射角是反射光线与法线的夹角，入射角是入射光线与法线的夹角，法线与平面镜垂直，根据光的反射定律，反射角等于入射角，当入射角为β时，反射角也为β，则平面镜与反射光线的夹角为即故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。9．（2023秋·重庆·八年级重庆市育才中学校考期末）如图所示，一束光线与水平面成50°角入射到平面镜上。若要使反射光线沿水平方向射出，则平面镜与水平面的夹角（）A．一定为25° B．一定为65° C．可能为25° D．可能为50°【答案】C【解析】若反射光线水平向左射出，如下方左图所示，反射光线与入射光线的夹角为则入射角为则平面镜与水平面的夹角为若反射光线水平向右射出，如下方右图所示，反射光线与入射光线的夹角为，入射角和反射角都为，则平面镜与水平面的夹角为故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。10．（2023秋·河北保定·八年级校考期末）光污染已经称为21世纪人们关注的问题。据测定，室内洁白平滑的墙壁能将照射在墙上的太阳光的80%反射，长时间在这样刺眼的环境中看书学习会感到很不舒服。如果将墙壁做成凹凸不平的面，其作用之一可以使照射到墙壁上的太阳光变成散射光，达到保护视力的目的，这时利用了光的（）A．直线传播 B．漫反射 C．镜面反射 D．折射【答案】B【解析】使阳光在墙壁上的反射光向各个方向，在各个角度都能接收到反射光线，而且接收到的反射光不太强，从而保护眼睛，这是利用了漫反射。故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。11．（2023秋·山东泰安·八年级统考期末）下列关于光现象的分析与描述正确的是（）A．漫反射的光线向四面八方反射，所以不遵循光的反射定律B．站在湖水边，看到“鱼儿”在清澈的水中游动，我们实际看到的是鱼儿的实像C．遥控器是利用紫外线进行遥控的D．雨后彩虹是由于光的色散形成的【答案】D【解析】A．只要是光的反射，都遵循光的反射定律，镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律，故A错误；B．看到的鱼儿实际上是鱼儿反射的光经水面折射形成的虚像，故B错误；C．遥控器是利用红外线进行遥控的，故C错误；D．雨后天空中的彩虹是阳光被空气中的小水珠折射后，发生色散形成的，故D正确。故选D。12．（2023秋·甘肃兰州·八年级校联考期末）英国科学家牛顿利用实验，观察到“太阳光经过三棱镜后分为红橙黄绿蓝靛紫七色光”的现象。小娟同学对此实验中有关光学知识进一步思考，下列说法正确的是（）A．三棱镜可以透过各种色光B．太阳光是单色光C．红、黄、蓝叫光的三原色D．验钞机发出的“紫外线”能使荧光物质发光从而鉴别钞票真伪，“紫外线”就是紫光【答案】A【解析】AB．太阳光通过三棱镜会分解成各种色光，说明太阳光是由各种色光组成的，不是单色光，且三棱镜可以透过各种色光，故A正确，B错误；C．红、绿、蓝叫光的三原色，故C错误；D．紫外线最显著的性质是能使荧光物质发光，所以验钞机能够鉴别钞票的真伪，“紫外线”不是紫光，是紫光以外的幅射，故D错误。故选A。13．（2023·全国·九年级专题练习）长城汽车的迎宾灯内装有白光灯和印有彩色卡通图案的胶片，汽车迎宾灯夜晚在地面上能投射卡通图案，头戴黄色帽子、身穿白色上衣的小动物，若将白光更换为红光，则地面上图案的颜色是（）A．黄帽红衣 B．黄帽黄衣 C．黑帽红衣 D．红帽白衣【答案】C【解析】物体的颜色中，不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。小动物的黄色帽子只能反射黄光，白色上衣能反射所有颜色的光，用红光照射时，黄色帽子吸收红光，看上去是黑色的，白色上衣反射红光，看上去是红色。故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。14．（2023秋·广东河源·八年级校考期末）下列说法错误的是（

）A．冬季洗澡水的温度大约是40℃B．测温用的“额温枪”利用了红外线的热效应C．人脸识别系统的成像原理与放大镜原理相同D．手术室内的消毒灯，利用的是紫外线【答案】C【解析】A．人的正常体温为37℃，洗澡水的温度略高于体温，在40℃左右，故A正确，不符合题意；B．人体会发出红外线，疫情防控期间教室门口测温使用的“额温枪”，利用的是红外线，故B正确，不符合题意；C．学校门口使用的人脸识别系统的成像原理与照相机相同，成倒立、缩小的实像，而放大镜成正立、放大的虚像，二者的成像原理不同，故C错误，符合题意；D．紫外线能杀菌消毒，手术室内的消毒灯，利用的是紫外线，故D正确，不符合题意。故选C。15．（2023秋·陕西安康·八年级统考期末）有了光，自然界才绚丽多彩。下列有关光的说法中正确的是（）A．白塔，塔身洁白，是因为它吸收了所有的色光B．紫外线照射对人体有害，因此我们不能让紫外线照射C．电影屏幕选用粗糙的布料，目的是避免光发生漫反射D．电视机遥控器是利用红外线工作的【答案】D【解析】A．如果一个物体将所有射到它表面的光反射出去，它就是白色的。白塔是白色的，说明它将所有的光都反射出去了。故A错误；B．适当的紫外线照射对人体有益，如促进骨骼生长；过量的紫外线照射对人体有害，如使皮肤粗糙。故B错误；C．电影幕布选用粗糙的面料，是使放映机射到幕布上的光发生漫反射，反射光线射向四面八方，使各处的人们都能看到幕布上的影像。故C错误；D．红外线不易受干扰，穿透力强，可以用来遥控。故D正确。故选D。二、填空题16．（辽宁省丹东市2021-2022学年八年级（上）期末考试物理试题）如图所示的是我国女子10米气步枪选手杨倩在东京奥运会上获得首金场景，在射击比赛时，运动员杨倩的眼睛、准星、枪口在一条直线上，是利用了光沿_____。运动员能看清气步枪的靶子，是因为光在气步枪的靶子表面上发生_____反射。【答案】

直线传播

漫【解析】[1]射击时要求“三点一线”，即眼睛、准星、靶心在同一条直线上，这样子弹才容易命中目标，这是利用了光在均匀介质里沿直线传播的规律。[2]气步枪的靶子表面凹凸不平，平行光线入射到粗糙的气步枪的靶子表面，反射光线射向四面八方，进入不同方位的人的眼睛，不同位置的人都能看到。因此光在气步枪的靶子表面上发生了漫反射。17．（2023秋·山东聊城·八年级校考期末）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，其中反射光线是______（用字母表示），界面的______（选填“上”、“下”、“左”或“右”）方是玻璃。【答案】

OF

左【解析】[1]由图可知，，所以而，根据反射角等于入射角，所以CD为法线，AB为界面，而折射光线和入射光线分别位于法线两侧，则OG一定为折射光线，EO为入射光线，OF为反射光线。[2]由图可知，折射角为．因当光线从其它介质斜射入空气时，折射角大于入射角，所以这束光线是由玻璃进入空气，根据光由其他介质斜射入空气时，折射角大于入射角可知，AB左侧是玻璃。18．（2023秋·山东泰安·八年级统考期末）光垂直射向镜面时，如图所示，反射角为______°。【答案】0【解析】因当光线垂直射到平面镜时，入射光线和法线重合，所以入射角等于0°；反射角等于入射角，反射角也为0°。19．（2023秋·河北邯郸·八年级统考期末）2022年第24届冬奥会将在北京召开。如图所示是奥运会圣火采集装置，它是利用___________（填“凹”或“凸”）面镜对光具有会聚作用制成的；在奥运村道路的急拐弯处都装上了___________（选填“平面镜”、“凸面镜”或“凹面镜”），以减少事故的发生。在道路两侧都有指示牌，人们能从不同方向看到指示牌，是因为光在指示牌上发生了___________（选填“镜面反射”或“漫反射”）。【答案】

凹

凸面镜

漫反射【解析】[1]奥运会圣火采集装置为凹面镜，凹面镜对光线具有会聚作用，凸面镜对光线有发散作用。[2]利用光的反射规律，在奥运村道路的急拐弯处装上凸面镜，可以扩大视野，以减少事故的发生。[3]人们能从不同方向看到指示牌，这说明反射光线射向四面八方，光在指示牌上发生了漫反射。三、作图题20．（2023秋·广西钦州·八年级校联考期末）如图所示，一束光线AO与水平方向成30°角斜射到平静的水面上。画出：（1）入射光线AO的反射光线OB并标出反射角的大小；（2）入射光线AO的折射光线OC的大致方向。【答案】【解析】图中入射光线与水面的夹角为30°，故入射角为θ=90°-30°=60°由于反射角等于入射角，故反射角为60°。先过入射点O垂直水面作出法线，反射角等于入射角，在空气中法线的右侧画出反射光线；光由空气斜射进入水中时，折射光线向靠近法线方向偏折，折射角小于入射角，据此完成光路，如下图所示：四、综合题21．（2023秋·北京·八年级北京二中校考期末）阅读文章，回答后面的问题铜镜传统的中国镜是铜镜，以圆形居多，方形镜较少。当然，也有少数铁镜。镜面平整光滑，镜背有反映中国文化特色的纹饰图案、文字，并铸有钮，以便悬挂或插植。钮镜不仅是中国，而且是整个东方文化的传统，它区别于古埃及和欧洲的柄镜。对于平面镜和凸面镜的区别，早在战国时期，《墨经》已对它的成像情形做了科学的讨论。《墨经》认为，以镜照人脸容，整肃衣冠，平面镜不得小于人脸。否则，按照对称性原理，就照不全脸面。若将镜面做成微凸，则镜子就可以小些，且节省了制镜原料。对此，宋代沈括做了极好的解释。他在《梦溪笔谈器用》中写道：古人铸鉴，鉴大则平，鉴小则凸。凡鉴洼，则照人面大，凸则照人面小。小鉴不能全纳人面，故令微凸，收人面令小，则鉴虽小而能全纳人面。仍复量鉴之小大，增损高下，常令人面与鉴大小相若。此工之巧智。沈括在此比较了平面镜、凹面镜（“鉴洼”）和凸面镜三者成像情形。平面镜若小，则“不能全纳人面”，而凸面镜“虽小而能全纳人面”。他进一步指出，在镜的粗坯制成后，“复量鉴之小大”，在镜上“增损高下”，即改变其曲率半径，从而可使“人面与鉴大小相若”。这是极符合光学原理的叙述。因为球面镜的物距U、放大率的数值M、曲率半径R有以下关系：。当物距U取一