初中物理 04 光现象：光的直线传播、反射、折射

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光的直线传播

光在同种均匀介质中沿直线传播。这意味着光在同一类型且密度均匀的物质中，会以直线的路径进行传播。例如，光在真空中、均匀的空气、清澈的水等介质中都能保持直线传播的特性。若介质不均匀，如在含有杂质或温度不均匀的液体中，光的传播路径会发生弯曲。

小孔成像：用一个带有小孔的板遮挡在墙体与物之间，墙体上就会形成物的倒立的实像。这是因为物体上的一点发出的光线，通过小孔后，在光屏（墙体）的对应位置形成一个光斑，众多这样的光斑组合在一起就形成了倒立的像。像的形状与物体相似，与小孔的形状无关，其原理就是光的直线传播。比如在暗室中，点燃的蜡烛通过小孔在光屏上成倒立的像。

影子的形成：当光照射到不透明物体上时，物体阻挡了光线的传播，在物体后方光线无法到达的区域便形成了影子。由于光沿直线传播，所以影子的形状与物体的轮廓相似，并且影子的大小和位置会随着光源的位置和角度的变化而改变。例如，人在阳光下行走时，身体挡住了太阳光，地面上就会出现人的影子。

日食和月食：日食是由于太阳射向地球的光线被月球遮挡，使得地球上处于月球影子区域的人们无法看到太阳的全部或部分，从而形成日食现象。月食则是地球运行到太阳和月球之间，地球挡住了太阳射向月球的光线，导致月球进入地球的影子区域，使得地球上的人们看到月球部分或全部变暗，形成月食现象。这两种天文现象都是光沿直线传播的典型例证。

激光准直：在建筑、挖掘隧道等工程中，常利用激光的直线传播特性来确保施工方向的准确性。通过发射一束激光，施工人员可以依据激光的路径来确定直线方向，保证工程按照预定的直线进行，从而提高工程质量和施工效率。

光的反射

反射定律

光的反射定律可概括为：反射光线、入射光线和法线在同一平面内；反射光线和入射光线分居法线两侧；反射角等于入射角。这里的法线是指过入射点垂直于反射面的直线，入射角是入射光线与法线的夹角，反射角是反射光线与法线的夹角。该定律是光发生反射现象时必须遵循的基本规律，无论是镜面反射还是漫反射都遵循此定律。

反射类型

镜面反射：当平行光线照射到光滑平整的平面上时，反射光线仍然是平行光线，这种反射称为镜面反射。例如，镜子表面非常光滑，当光线照射到镜子上时，会发生镜面反射，反射光比较集中且方向一致，只有在特定的角度才能看到很强的反射光，因此我们能在镜子中看到清晰的像。

漫反射：当平行光线照射到粗糙不平的表面上时，反射光线会向四面八方散射，这种反射称为漫反射。虽然反射光线不再平行，但每一条光线都遵循光的反射定律。正是由于物体表面大多是粗糙的，发生漫反射，才使得我们能够从不同方向看到本身不发光的物体。比如教室里的黑板，其表面相对粗糙，光照射到黑板上时发生漫反射，从而让各个位置的同学都能看清黑板上的字。

光的折射

折射规律

当光从空气斜射入水或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角。

当光从水或其他介质斜射入空气中时，折射光线远离法线，折射角大于入射角。

当光垂直射向介质表面时，传播方向不变，此时入射角和折射角都为0°。

常见现象

水中的筷子“折断”：当把筷子插入水中时，筷子反射的光从水进入空气，发生折射。人眼逆着折射光线的方向看去，感觉筷子在水中的部分好像向上弯折了，这是因为折射光线偏离了原来的直线传播路径，导致我们看到的筷子的像的位置与实际位置不同。

海市蜃楼：在海面上，由于海水温度和空气温度的差异，导致空气密度不均匀。远处物体反射的光，从密度较大的空气层射向密度较小的空气层，光发生折射，使得物体的像出现在实际物体的下方，形成下现蜃景。在沙漠中，情况则相反，由于沙子受热快，靠近地面的空气温度高、密度小，上层空气温度低、密度大，远处物体反射的光从密度小的空气层射向密度大的空气层，发生折射，物体的像出现在实际物体的上方，形成上现蜃景。海市蜃楼现象是光的折射和全反射共同作用的结果，是一种光学幻景。

透镜成像：透镜对光有折射作用，凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。根据光的折射规律，不同位置的物体发出的光经过透镜折射后，会形成不同特点的像，如照相机利用凸透镜成倒立、缩小的实像原理，投影仪利用凸透镜成倒立、放大的实像原理，放大镜利用凸透镜成正立、放大的虚像原理等，这些都是光的折射在实际生活中的重要应用。

光现象是物理学中研究光的传播、特性及与物质相互作用的重要内容，主要包括光的直线传播、反射、折射、色散、干涉、衍射、偏振等。

一、光的直线传播原理：光在同种均匀介质中沿直线传播，这是光的基本传播特性。

1. 小孔成像：蜡烛火焰的光通过小孔，在光屏上形成倒立的实像。因为光沿直线传播，物体上部的光通过小孔到达光屏下部，下部的光到达上部。

2. 影子的形成：阳光下人或物体的影子。光沿直线传播时，被不透明物体挡住，在物体后方形成光照不到的区域。

3. 日食：月球运行到太阳和地球之间，挡住太阳射向地球的光。月球的影子落在地球上，形成日食（光沿直线传播被遮挡）。

4. 月食：地球运行到太阳和月球之间，地球挡住太阳射向月球的光。地球的影子落在月球上，形成月食（光直线传播被地球遮挡）。

5. 激光准直：建筑施工中用激光校准直线。激光沿直线传播，可保证施工路径的笔直。

6. 步枪瞄准：“三点一线”（准星、缺口、目标在同一直线）。利用光的直线传播，确保子弹沿瞄准方向射出。

7. 站队看齐：队列中后面的人只能看到前面人的后脑勺，说明队伍排直了。光沿直线传播，若不共线则会看到更多物体。

8. 手影游戏：用手做出各种形状，在灯光下形成对应的影子。光被手挡住，沿直线传播的光无法绕过手，形成与手形状相似的阴影。

9. 林间光斑：阳光穿过树叶缝隙，在地面形成圆形光斑。缝隙相当于小孔，光沿直线传播，太阳的像呈圆形（太阳是圆形光源）。

10. 打靶瞄准：靶心、准星、眼睛在同一直线时才能瞄准。光沿直线传播，确保视线与子弹飞行路径一致。

二、光的反射原理：光在两种介质的分界面上，改变传播方向返回原介质的现象，遵循反射定律（反射光线、入射光线、法线在同一平面；反射角等于入射角）。

1. 平面镜成像：照镜子时看到自己的像。光经镜面反射后，反射光线的反向延长线相交形成等大、正立的虚像。

2. 平静湖面倒影：岸边景物在湖中的倒影。湖面相当于平面镜，光经水面反射后进入人眼，使人看到与景物对称的虚像。

3. 汽车后视镜：凸面镜扩大视野。凸面镜对光有发散反射作用，反射光线的反向延长线形成缩小的虚像，能看到更大范围的景物。

4. 潜望镜：潜艇中通过两块平面镜观察水面情况。光经两次反射改变传播方向，使水下的人能看到水面上方的物体。

5. 黑板反光：部分同学看不清黑板上的字。黑板表面光滑，发生镜面反射，强光反射进入人眼，掩盖了漫反射的字迹光。

6. 自行车尾灯：夜间被灯光照射时发亮。尾灯由多个互成直角的小平面镜组成，光经两次反射后沿原方向返回，提醒后方车辆。

7. 月光照亮地面：月球本身不发光，反射太阳的光后照亮地球。太阳光射到月球表面，经漫反射后射向地球。

8. 凹面镜聚光：太阳灶利用凹面镜反射太阳光会聚于一点。凹面镜对光有会聚反射作用，使该点温度升高，可加热物体。

9. 演员对着镜子练动作：通过镜子观察自己的姿势是否标准。光经镜面反射形成虚像，便于演员自我修正。

10. 水面波光粼粼：阳光照射在波动的水面上，光线向不同方向反射。水面不平整，发生漫反射，使水面看起来闪烁。

三、光的折射原理：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，遵循折射定律（折射光线、入射光线、法线在同一平面；入射角的正弦与折射角的正弦成正比）。

1. 筷子在水中“折断”：将筷子插入水中，看起来向上弯折。光从水中斜射入空气，折射角大于入射角，人眼逆着折射光线看，觉得筷子端点位置变高。

2. 池水变浅：池塘底看起来比实际浅。光从水射向空气，折射光线偏离法线，人眼看到的是池底的虚像，位置比实际高。

3. 海市蜃楼：沙漠或海面出现远处景物的幻象。空气密度不均匀，光在不同密度的空气中折射，传播路径弯曲，使人看到虚像。

4. 凸透镜成像：放大镜放大物体。凸透镜对光有会聚作用，光经透镜折射后，折射光线的交点形成放大的虚像（物距小于焦距时）。

5. 凹透镜矫正近视：近视眼看不清远处物体，凹透镜使光发散后再折射进入眼睛。凹透镜对光有发散作用，使像成在视网膜上。

6. 照相机成像：镜头（凸透镜）将景物成像在底片上。光经透镜折射后，会聚在底片上形成倒立、缩小的实像。

7. 彩虹的形成（部分原因）：阳光进入雨滴后，先折射、再反射、最后折射射出。折射使不同颜色光的偏折角度不同，形成彩色光带（结合色散）。

8. 鱼缸中的鱼看起来变大：从侧面看鱼缸里的鱼，体积比实际大。光从水射向玻璃再到空气，多次折射使鱼的虚像放大。

9. 叉鱼时瞄准鱼的下方：看到的鱼是虚像，实际位置更深。光从水射向空气折射，人眼判断的位置比实际高，需瞄准下方才能叉中。

10. 三棱镜使光偏折：白光通过三棱镜后向底边偏折。不同颜色光的折射角不同，为色散现象奠定基础。

四、光的色散原理：复色光（如白光）通过棱镜等介质时，因不同颜色光的折射角不同而分解为单色光的现象（本质是光的折射的差异）。

1. 雨后彩虹：阳光通过空中的水滴，经折射、反射、再折射后分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光。不同色光折射角不同，形成彩色圆弧。

2. 三棱镜分光：白光通过三棱镜后，在光屏上形成彩色光带。红光折射角最小，紫光最大，导致不同色光分离。

3. 肥皂泡上的彩色条纹：肥皂泡薄膜前后表面反射的光叠加，同时因薄膜厚度不同，不同色光干涉加强或减弱，结合色散呈现彩色（同时涉及干涉）。

4. 光盘表面的彩色花纹：光盘表面的凹凸纹路使光发生反射和折射，不同色光折射角度不同，加上干涉，呈现彩色。

5. 露珠上的彩色光：清晨露珠在阳光下呈现彩色。露珠相当于小棱镜，白光经折射后色散为单色光。

6. 彩虹糖的彩色反光：彩色糖衣表面反射的光经色散后，呈现更鲜艳的彩色。糖衣的透明层对光的折射差异导致色散。

7. 阳光下的油膜彩色：水面上的油膜在阳光下呈现彩色。油膜上下表面反射的光干涉，同时因色散，不同色光的干涉条纹叠加，形成彩色。

8. 棱镜式光谱仪：将复色光分解为光谱，用于分析物质成分。利用色散原理，不同波长（颜色）的光被分离，形成特征光谱。

9. 彩色气球的反光：透明彩色气球在阳光下，表面反射的光经色散后颜色更丰富。气球材质对不同色光的折射和反射差异导致色散。

10. 阳光透过玻璃三棱镜的光斑：在暗室中，白光通过三棱镜投射到墙上，形成彩色光带。与三棱镜分光原理相同，体现光的色散。

五、光的干涉原理：两列频率相同、振动方向一致、相位差恒定的相干光相遇时，在叠加区域形成明暗相间条纹的现象（加强区亮，减弱区暗）。

1. 杨氏双缝干涉：单色光通过两个相距很近的狭缝，在光屏上形成等间距的明暗条纹。两缝发出的相干光叠加，波峰与波峰（或波谷与波谷）相遇加强（亮纹），波峰与波谷相遇减弱（暗纹）。

2. 薄膜干涉（肥皂泡）：肥皂泡表面的彩色条纹。肥皂泡前后表面反射的光为相干光，不同厚度处的光程差不同，导致不同色光干涉加强，呈现彩色。

3. 牛顿环：平凸透镜与平板玻璃间的空气膜，在光照射下形成明暗相间的同心圆环。空气膜厚度不同，干涉条件不同，形成环状条纹。

4. 油膜干涉：水面上的油膜在阳光下呈现彩色。油膜上下表面反射的光干涉，不同位置厚度对应不同色光的加强，形成彩色花纹。

5. 迈克尔逊干涉仪：通过调整两反射镜的距离，产生等倾或等厚干涉条纹。用于精确测量长度或研究光的特性，基于光的干涉原理。

6. 相机镜头的增透膜：镜头表面的薄膜使反射光减弱，透射光增强。薄膜厚度为某色光半波长的1/4，两表面反射光干涉相消，减少反射损失。

7. 干涉滤光片：只允许特定波长的光通过。利用多膜层的干涉，使目标波长光透射加强，其他波长光反射或吸收。

8. 全息照相：记录光的振幅和相位信息，再现立体像。物光和参考光干涉，将物体反射光的全部信息编码在底片上。

9. 金属表面的彩色氧化膜：某些金属经氧化处理后，表面形成薄膜，反射光干涉呈现彩色。如铝的阳极氧化膜，厚度不同对应不同颜色。

10. 昆虫翅膀的彩色：如蝴蝶翅膀的鳞片薄膜，对光的干涉和色散共同作用，形成鲜艳颜色。薄膜厚度和结构导致特定波长光干涉加强。

六、光的衍射原理：光绕过障碍物边缘传播的现象（光的波动性的体现），当障碍物或孔的尺寸与光的波长相当或更小时，衍射明显。

1. 单缝衍射：单色光通过单缝后，在光屏上形成中央宽、两侧窄的明暗相间条纹。光绕过缝的边缘，不同位置的光叠加产生干涉加强或减弱。

2. 泊松亮斑：单色光照射小圆板，在板后的中央出现亮斑。光绕过圆板边缘衍射，叠加后中央形成亮斑（证明光的波动性）。

3. 圆孔衍射：光通过小圆孔后，在光屏上形成明暗相间的环状条纹。圆孔边缘使光衍射，不同环对应不同衍射级次。

4. 光栅衍射：光通过由大量等宽等间距狭缝组成的光栅，形成尖锐明亮的条纹。光栅的多缝干涉和单缝衍射共同作用，条纹更清晰。

5. 眯眼看到灯光的彩色条纹：眯眼时睫毛形成微小缝隙，光通过缝隙发生衍射，不同色光衍射角不同，呈现彩色。

6. CD光盘表面的彩色：光盘上的微小凹坑间距与光波长相当，光衍射后不同色光加强，呈现彩色（同时涉及反射）。

7. 阳光下的刀片边缘彩色：刀片边缘较薄，光绕过边缘衍射，不同色光衍射效果不同，形成彩色条纹。

8. 雾天车灯的光束扩散：雾中水滴使光发生衍射，光束不再沿直线传播，而是向周围扩散。

9. 无线电波绕过高山：无线电波（属于电磁波，与光本质相同）波长较长，能绕过山体传播。体现长波长电磁波的衍射现象。

10. 双缝干涉中的衍射背景：双缝干涉条纹的亮度从中央向两侧逐渐减弱，因单缝衍射对干涉的调制作用。

七、光的偏振

原理：横波的振动方向相对于传播方向的不对称性，光的偏振证明光是横波，自然光通过偏振片后成为偏振光。

1. 偏振片太阳镜：减少路面或水面的反射光。反射光多为偏振光，偏振片的透振方向与反射光偏振方向垂直，吸收反射光，使视野清晰。

2. 3D电影：左右眼接收不同偏振方向的光。两台放映机发射垂直偏振光，观众眼镜的偏振片分别过滤，使左右眼看到不同画面，产生立体感。

3. 液晶显示器（LCD）：通过偏振片控制光的透过。液晶分子在电场作用下改变偏振方向，配合前后偏振片，实现像素的亮暗显示。

4. 蓝天的偏振光：天空散射光具有偏振性。阳光被大气分子散射，散射光为偏振光，可用偏振片观察到亮度变化。

5. 水面反射光的偏振：湖面或路面的反射光多为水平偏振光。偏振片旋转到垂直方向时，可减弱反射光。

6. 偏振显微镜：观察具有双折射特性的物质（如晶体）。偏振光通过双折射物质后产生相位差，形成明暗对比，便于观察微观结构。

7. 光弹性效应：透明塑料受力后呈现偏振干涉条纹。应力使塑料产生双折射，偏振光通过后干涉，条纹分布反映应力大小。

8. 蜜蜂导航：蜜蜂能感知太阳光的偏振方向，确定方位。利用天空偏振光的分布，判断太阳位置，实现导航。

9. 偏振滤光片摄影：拍摄蓝天时，用偏振片加深蓝色。过滤掉部分偏振散射光，使天空颜色更浓郁。

10. 激光的偏振：多数激光器输出的光是线偏振光。激光的产生机制使其振动方向单一，具有偏振性。

复习1. 光的基本概念与传播规律

光源：能自行发光的物体（分为自然光源和人造光源）。

例：自然光源（太阳、萤火虫、发光水母）；人造光源（灯泡、蜡烛、手电筒）。

注意：月亮、镜子不是光源（它们反射光，不能自行发光）。

光的传播特点：

1. 光的直线传播：光在同种均匀介质中沿直线传播（这是影子、日食、月食形成的根本原因）。

例：小孔成像（成倒立的实像，像的大小与孔的大小无关，与物体和光屏到孔的距离有关）、激光准直、皮影戏。

2. 光的传播速度：光在不同介质中传播速度不同，真空中光速最快，约为 \( c = 3 \times 10^8 \, \text{m/s} \)（或 \( 3 \times 10^5 \, \text{km/s} \)）；在空气中光速略小于真空中（近似取 \( 3 \times 10^8 \, \text{m/s} \)）；在水中光速约为真空中的 \( \frac{3}{4} \)，在玻璃中约为真空中的 \( \frac{2}{3} \)。

3. 光线：为描述光的传播路径和方向而引入的理想化物理模型（不是真实存在的物质，用带箭头的直线表示：箭头指向传播方向，直线表示传播路径）。

复习2. 光的反射（光在两种介质分界面的“反弹”）

定义：光从一种介质射向另一种介质表面时，一部分光返回原介质的现象（如镜子反光、水面倒影）。

光的反射定律（核心规律，需熟记）：

1. 反射光线、入射光线和法线在同一平面内（“三线共面”）；

2. 反射光线和入射光线分别位于法线两侧（“两线分居”）；

3. 反射角等于入射角（“两角相等”，注意：是“反射角等于入射角”，不是“入射角等于反射角”，因为入射是因，反射是果）。

注：法线是过入射点垂直于反射面的直线（用虚线表示，是人为引入的辅助线）；入射角是入射光线与法线的夹角，反射角是反射光线与法线的夹角（不是与反射面的夹角）。

反射的两种类型：

1. 镜面反射：反射面光滑（如平面镜、平静的水面），平行光入射后，反射光仍为平行光（特点：反射光集中，迎着反射光看很亮，其他方向较暗）。

例：黑板“反光”（部分区域光滑，发生镜面反射，看不清字）、镜子成像。

2. 漫反射：反射面粗糙（如黑板、墙面、书本表面），平行光入射后，反射光向各个方向传播（特点：反射光分散，能从各个方向看到物体，这是我们能看清绝大多数物体的原因）。

注：镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律（漫反射不是“乱反射”，每一条光线都满足反射定律）。

平面镜成像（镜面反射的典型应用）：

1. 成像特点（4点）：

像与物体的大小相等（与物体到平面镜的距离无关，如人远离镜子，像的大小不变）；

像与物体到平面镜的距离相等（“等距”）；

像与物体的连线与平面镜垂直（“垂直”）；

平面镜成的是虚像（虚像：不是实际光线会聚形成的，不能用光屏承接，只能用眼睛看到）。

2. 成像原理：光的反射（物体发出的光经平面镜反射后，反射光线的反向延长线会聚形成虚像）。

3. 应用：穿衣镜（成像）、潜望镜（两次平面镜反射，改变光的传播方向）。

复习3. 光的折射（光在两种介质分界面的“偏折”）

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（如筷子在水中“折断”、池水变浅、海市蜃楼）。

注：若光垂直射入两种介质分界面（入射角为0°），传播方向不偏折（折射角也为0°）。

光的折射定律（核心规律，需熟记）：

1. 折射光线、入射光线和法线在同一平面内（“三线共面”）；

2. 折射光线和入射光线分别位于法线两侧（“两线分居”）；

3. 光从空气斜射入水或玻璃等其他介质时，折射角小于入射角（折射光线向法线偏折）；

光从水或玻璃等其他介质斜射入空气时，折射角大于入射角（折射光线远离法线偏折）；

（总结：“空气那边的角大”——无论入射还是折射，只要光线经过空气和另一种介质，与法线的夹角在空气中的那个角始终更大）。

折射的特点：

折射角随入射角的增大而增大（入射角变大，折射角也变大；入射角变小，折射角也变小）；

光的折射中，光路是可逆的（如光从空气斜射入水中，折射角小于入射角；若光从水中沿原折射光线的反方向射入空气，折射光线会沿原入射光线的反方向射出，此时入射角小于折射角）。

生活中的折射现象：

池水变浅：看到的“池底”是池底反射的光经水面折射后形成的虚像，虚像位置比实际池底高，因此感觉水变浅；

筷子“折断”：筷子在水中的部分反射的光经水面折射后远离法线，人眼逆着折射光线看，感觉筷子在水面处“向上弯折”；

海市蜃楼：沙漠中（或海面、柏油路面）由于空气密度不均匀（近地面空气温度高、密度小，上方空气温度低、密度大），光发生多次折射，形成虚像（沙漠中常形成“倒影”，海面常形成“空中楼阁”）。

复习4. 光的色散与看不见的光（拓展知识点）

光的色散：太阳光（白光）通过三棱镜后，被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的现象（说明：白光不是单色光，而是由多种色光混合而成的复色光）。

色散的本质：不同色光在玻璃中的折射程度不同（紫光折射程度最大，红光折射程度最小），因此被分解。

看不见的光：

红外线：红光外侧的不可见光，特点是“热效应强”（应用：红外线取暖器、遥控器、红外测温仪）；

紫外线：紫光外侧的不可见光，特点是“能使荧光物质发光”“能杀菌”（应用：验钞机、紫外线消毒灯）。

例题1：光的直线传播现象判断 题目：下列现象中，由光的直线传播形成的是（  ）

A. 水中倒影  B. 小孔成像  C. 筷子“折断”  D. 彩虹

解析：A.水中倒影是光的反射（水面相当于平面镜）；B.小孔成像是光的直线传播（光沿直线通过小孔，在光屏上形成实像）；C.筷子“折断”是光的折射（光从水射入空气发生偏折）；D.彩虹是光的色散（光的折射）。

答案：B

例题2：光源的判断 题目：下列物体中，属于光源的是（  ）

A. 月亮  B. 闪闪发光的钻石  C. 点燃的蜡烛  D. 平面镜

解析：光源需满足“自行发光”。A.月亮反射太阳光，不自行发光；B.钻石反射光，不自行发光；C.点燃的蜡烛自行发光，是光源；D.平面镜反射光，不自行发光。

答案：C

例题3：光的反射定律应用（角度计算） 题目：一束光垂直射向平面镜，此时入射角为______，反射角为______；若将平面镜绕入射点顺时针转动10°，则反射光线与入射光线的夹角为______。

解析：① 光垂直射向平面镜时，入射光线与法线重合，入射角=0°，根据反射定律，反射角=入射角=0°；② 平面镜转动10°，法线也随之转动10°（法线与平面镜垂直），此时入射角变为10°，反射角也为10°，反射光线与入射光线的夹角=入射角+反射角=20°。

答案：0°；0°；20°

例题4：平面镜成像特点（等大、等距） 题目：小明身高1.6m，站在竖直放置的平面镜前2m处，下列说法正确的是（  ）

A. 小明在镜中的像身高1.6m  B. 小明在镜中的像身高小于1.6m

C. 像到小明的距离为2m  D. 若小明远离平面镜，像的大小会变小

解析：平面镜成像特点：像与物体等大（与距离无关），像与物体到镜的距离相等。A.像身高=物体身高=1.6m，正确；B.错误（等大）；C.像到镜的距离=2m，像到小明的距离=2m+2m=4m，错误；D.远离镜子，像的大小不变，错误。

答案：A

例题5：光的折射现象判断 题目：下列现象中，属于光的折射现象的是（  ）

A. 湖面倒影  B. 墙上的手影  C. 用放大镜看字  D. 黑板反光

解析：A.湖面倒影是光的反射；B.手影是光的直线传播；C.放大镜看字（凸透镜成像），本质是光的折射（光通过透镜发生偏折）；D.黑板反光是光的镜面反射。

答案：C

例题6：光的折射规律（空气与水的偏折） 题目：光从空气斜射入水中，下列说法正确的是（  ）

A. 折射光线向法线偏折，折射角大于入射角

B. 折射光线向法线偏折，折射角小于入射角

C. 折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角

D. 折射光线远离法线偏折，折射角小于入射角

解析：根据折射定律，光从空气斜射入水（密度更大的介质）时，折射光线向法线偏折，且折射角小于入射角（“空气那边的角大”）。

答案：B

例题7：镜面反射与漫反射的区别 题目：我们能从各个方向看到教室中的黑板，是因为黑板发生了（  ）

A. 镜面反射  B. 漫反射  C. 光的直线传播  D. 光的折射

解析：黑板表面粗糙，平行光入射后，反射光向各个方向传播（漫反射），因此能从各个方向看到黑板；若黑板局部光滑，会发生镜面反射（反光），反而看不清字。

答案：B

例题8：小孔成像的特点（倒立实像） 题目：用一个带有小孔的板遮挡在光屏和蜡烛之间，光屏上会形成蜡烛的像，这个像的性质是（  ）

A. 正立、放大的实像  B. 倒立、放大的实像

C. 倒立的实像（大小与距离有关）  D. 正立的虚像

解析：小孔成像的本质是光的直线传播，成的是倒立的实像（能在光屏上承接），像的大小取决于“物体到孔的距离”和“光屏到孔的距离”：物体离孔越近、光屏离孔越远，像越大；反之则越小（与孔的大小无关，孔太大会导致像模糊）。

答案：C

例题9：光的反射应用（潜望镜） 题目：潜望镜是利用什么原理工作的（  ）

A. 光的直线传播  B. 光的反射（两次平面镜反射）

C. 光的折射  D. 光的色散

解析：潜望镜内部装有两块互相平行的平面镜，外界光线经第一块平面镜反射后，再经第二块平面镜反射，最终进入人眼，通过两次反射改变了光的传播方向（使观察者能看到前方物体，而不必暴露自身）。

答案：B

例题10：光的折射现象（池水变浅） 题目：夏天，我们看到池塘里的水看起来比实际的浅，这是因为（  ）

A. 光的直线传播  B. 光的反射，形成了虚像

C. 光的折射，形成了虚像  D. 光的色散

解析：池底反射的光从水中斜射入空气时，折射光线远离法线，人眼逆着折射光线看，会觉得光来自比实际池底更高的位置（虚像），因此感觉水变浅，本质是光的折射形成虚像。

答案：C

例题11：平面镜成像的虚像判断 题目：下列关于平面镜成像的说法，正确的是（  ）

A. 平面镜成的是实像，能用光屏承接

B. 平面镜成的是虚像，不能用光屏承接

C. 平面镜成的像与物体关于镜面轴对称

D. 平面镜成的像与物体关于法线对称

解析：A.错误（平面镜成虚像，不能用光屏承接）；B.正确（虚像的特点）；C.正确（像与物体的连线垂直镜面，距离相等，即关于镜面对称）；D.错误（法线是辅助线，对称关系针对镜面）。

答案：BC

例题12：光的折射规律（光路可逆） 题目：光从水斜射入空气中，折射角为60°，则入射角可能为（  ）

A. 70°  B. 60°  C. 50°  D. 80°

解析：光从水斜射入空气时，折射角大于入射角（“空气那边的角大”），因此入射角应小于折射角（60°）。选项中只有50°小于60°，符合条件。

答案：C

例题13：光的直线传播（日食形成原因） 题目：日食是由于什么原因形成的（  ）

A. 光的反射  B. 光的折射  C. 光的直线传播  D. 光的色散

解析：日食时，太阳、月球、地球在同一直线上，月球位于太阳和地球之间，月球挡住了沿直线传播的太阳光，在地球的阴影区域（本影区）形成日食，本质是光的直线传播。

答案：C

例题14：平面镜成像的距离计算 题目：小明站在平面镜前3m处，若他向平面镜移动1m，则此时像到小明的距离为（  ）

A. 2m  B. 4m  C. 5m  D. 6m

解析：① 小明原来距镜3m，移动后距镜3m-1m=2m；② 根据平面镜成像“等距”特点，像距镜也为2m；③ 像到小明的距离=像距镜距离+小明距镜距离=2m+2m=4m。

答案：B

例题15：光的折射应用（凸透镜成像的本质） 题目：用照相机拍照时，能在底片上形成清晰的像，这一过程利用的是（  ）

A. 光的直线传播  B. 光的反射  C. 光的折射  D. 光的色散

解析：照相机的镜头是凸透镜，物体反射的光通过凸透镜时发生折射，折射光线会聚在底片上，形成倒立、缩小的实像，本质是光的折射。

答案：C

例题16：光的反射定律（三线共面的验证） 题目：在“探究光的反射定律”实验中，将一块硬纸板竖直放置在平面镜上，使入射光线沿硬纸板射向镜面的入射点，若将硬纸板的右侧半部分向后折转，此时在硬纸板上（  ）

A. 能看到入射光线和反射光线  B. 只能看到入射光线，看不到反射光线

C. 只能看到反射光线，看不到入射光线  D. 入射光线和反射光线都看不到

解析：根据反射定律“三线共面”，反射光线、入射光线和法线在同一平面内。将硬纸板右侧半部分向后折转，反射光线所在的平面与入射光线所在的平面不再重合，因此只能看到入射光线，看不到反射光线（验证了“三线共面”）。

答案：B

例题17：光的折射现象（筷子“折断”） 题目：将一根筷子斜插入盛水的烧杯中，从侧面看，筷子在水面处“向上弯折”，这是因为（  ）

A. 水面反射形成的虚像  B. 光从空气射入水中发生偏折

C. 光从水中射入空气发生偏折  D. 光的直线传播

解析：筷子在水中的部分反射的光，从水（介质1）斜射入空气（介质2）时，折射光线远离法线，人眼逆着折射光线看，会觉得筷子的水下部分向上“弯折”，本质是光从水射入空气的折射。

答案：C

例题18：平面镜成像的对称特点 题目：如图（虚拟图：平面镜前有一个“F”形物体），下列关于“F”在平面镜中所成的像，正确的是（  ）

A. 与“F”完全相同（正立）  B. 与“F”关于镜面对称（左右相反）

C. 与“F”上下相反  D. 比“F”小

解析：平面镜成像的特点是“像与物体关于镜面对称”，即左右相反（上下不变），大小相等，虚像。因此“F”的像会左右翻转，与原物体关于镜面对称。

答案：B

例题19：光的直线传播（影子长度变化） 题目：晴天时，人在太阳光下的影子长度会随时间变化，下列说法正确的是（  ）

A. 早晨影子最长，中午影子最短  B. 早晨影子最短，中午影子最长

C. 下午影子随时间推移逐渐变短  D. 影子长度始终不变

解析：影子是光的直线传播形成的，影子长度与太阳高度角有关（太阳高度角越大，影子越短）。早晨太阳高度角小，影子长；中午太阳高度角最大（接近直射），影子最短；下午太阳高度角逐渐变小，影子逐渐变长。

答案：A

例题20：光现象的综合判断 题目：下列现象与对应的光现象原理匹配正确的是（  ）

A. 皮影戏——光的反射  B. 放大镜看字——光的折射

C. 水面倒影——光的折射  D. 海市蜃楼——光的直线传播

解析：A.皮影戏是光的直线传播，错误；B.放大镜看字是光的折射（凸透镜成像），正确；C.水面倒影是光的反射（平面镜成像），错误；D.海市蜃楼是光的折射（空气密度不均匀导致光偏折），错误。

答案：B

物理基础