分類二光學

知識點一：光的折射

（2022?安徽第6題）光線是表示光的傳播路徑和方向的物理模型。如圖甲所示，一束光從空氣斜射到玻璃

磚表面，一部分光射進玻璃中，另一部分光返回到空氣中，請在圖乙中大致畫出該入射光的折射光線和反射光

線。

【詳解】本題考查反射定律和折射定律及光路作圖。過入射點。作出法線，根據光的反射定律，反射光線與入

射光線分居法線兩側，反射角等于入射角，可以作出反射光線;根據光的折射定律，光從空氣斜射入玻璃中，折射

光線與入射光線分居法線兩側，折射角小于入射角，可以作出折射光線。

同類拓展1：（2024?云南）古代的《墨經》對光現象就有了記載。圖中的光現象中，由于光的折射形成的是

【答案】C

【詳解】A.小孔成像是光沿直線傳播形成的，故A不符合題意；

B.水中倒影是平面鏡成像，是光的反射形成的，故B不符合題意；

C.筷子“折斷”是光從水中斜射入空氣中時，在水面處發生折射形成的，故C符合題意;

D.水杯影子是光沿直線傳播形成的，故D不符合題意。

故選C。

同類拓展2：（2024?山東濰坊?中考真題）如圖所示，水槽內裝滿水，槽底有一點光源S,緊貼右側槽壁豎直

固定一平面鏡。S發出的一條光線經水面折射，又經平面鏡反射后過尸點。

⑴畫出P點在平面鏡中所成的像P；

（2）將S點到P點的光路圖補充完整。

【詳解】（1）平面鏡所成的像與物關于平面鏡對稱，因此P點在平面鏡中的像和P點關于水面對稱，過P

做P點關于平面鏡的對稱點P'。如圖所示：

（2）平面鏡所成的像與物關于平面鏡對稱，因此P點在平面鏡中的像和P點關于水面對稱，過P做P點關

于平面鏡的對稱點尸'，與平面鏡交于A,在光的反射中，光路是可逆的，若光由P點發出，則經過平面鏡

反射后，其反射光線的反向延長線經過尸'，故將尸'和A點連接并延長，與水面的交點O即為光由水中射

出時的出射點，連接SO,即為光在水中的光線，如圖所示：

同類拓展3：（2024,黑龍江哈爾濱）物理與生活息息相關，學習了光學知識后，宏星同學進行了下面的觀察

與思考。

（1）宏星在湖邊看到水中有一條魚,這是光的現象;他看到的“魚”是像（選填“實”或“虛”）；

（2）湖中有一把水位標尺，他看到魚恰好在標尺的45cm處，水面在標尺的75cm處，魚到水面的實際深

度應_______30cm（選填“小于”或“等于”或“大于”）；如果想叉魚，他應瞄準看到的魚的（選填“上

方"或'下方”）；

（3）類比是一種解決問題的方法，圖甲是利用S點發出的兩條特殊光線理性探究凸透鏡成像特點的光路圖，

請參照圖甲的方法，在圖乙上通過畫圖理性探究凹透鏡成像特點（只需找到像點（0'）。

【答案】折射虛等于

【詳解】（1）卬⑵水中魚反射的光線斜射到水面發生折射，折射角大于入射角，人逆著折射光線的方向看

去，看到變淺的魚的虛像。

（2）[3]⑷他看到魚恰好在標尺的45cm處，看到的魚和標尺的45cm處都是它們在水中的虛像，同時也說

明實際魚在標尺的45cm處。水面在標尺的75cm處，魚到水面的距離是

75cm-45cm=30cm

實際魚在虛像的下方，如果想叉魚，應瞄準看到的魚的下方，才能叉到魚。

（3）[5]從Q點畫出一條平行于主光軸的光線經凹透鏡折射后，其折射光線的反向延長線過焦點，過光心的

光線經凹透鏡折射后傳播方向不改變，過光心的光線和折射光線的反向延長線相交于像點Q，，如圖所示：

同類拓展4：（2023?內蒙古呼和浩特）當代中國，技術日新月異，無人機已經走進千家萬戶。當一架無人機

掠過水面時，岸邊的人可以在水中看到無人機的倒影，其成像光路圖正確的是（選填圖1“甲”或“乙”

或“丙”或“丁”）；在水中潛游的人可以看到無人機的像，其成像光路圖正確的是（選填圖2“A”或"B”或

“C”或"D”）；兩次所成的像（選填"前虛像后實像”或“前實像后虛像”或“都是虛像”或“都是實像"）=

ABCD

【答案】乙A都是虛像

【詳解】［1］甲圖中，入射光線和反射光線是錯誤的，飛機和0點之間的連線是入射光線，0點和人眼之間

的連線是反射光線，故甲錯誤；

乙圖中，飛機和o點之間的連線是入射光線，o點和人眼之間的連線是反射光線，像與物體關于水面對稱,

故乙正確；

丙圖中，。點和人眼之間的連線是反射光線，不是入射光線，入射光線在水面上方，故丙錯誤;

丁圖中，飛機和o點之間的連線是入射光線，在水面上方，故丁錯誤。

故選乙。

⑵A.飛機反射的光從空氣斜射到水中，折射角小于入射角，折射光線進入人的眼睛中，人感覺光是沿直線

傳播的，逆著光看去，好像是從光的反向延長線的交點處來的，比實際位置偏高，故A正確；

B.入射光線和折射光線的方向是錯誤的，故B錯誤；

C.飛機反射的光從空氣斜射到水中，折射角小于入射角，圖中折射角大于入射角，是錯誤的，故C錯誤;

D.入射光線和折射光線的方向是錯誤的，故D錯誤。

故選Ao

［3］當一架無人機掠過水面時，岸邊的人可以在水中看到無人機的倒影，屬于平面鏡成像，成的是虛像；在

水中潛游的人可以看到無人機的像，是由光的折射形成的虛像。

知識點二：光的反射

（2024?安徽第13題）下列現象中由于光的反射形成的是（）

A.水面倒影IB.樹下光斑

【答案】A

【解析】本題考查光的反射、折射以及光的直線傳播知識。平靜的水面相當于平面鏡,水中的倒影屬于平面

鏡成像，是由于光的反射形成的,A項符合題意;太陽發出的光沿直線傳播,經過樹葉縫隙間的小孔在地面上形

成圓形光斑，是小孔成像現象,B項不符合題意;墻上陰影（手影游戲）是由于光的直線傳播過程中，光被手擋住

后，在手后面就會呈現出陰影區域，即影子,C項不符合題意;鉛筆在水面“折斷”是由于光從水中通過空氣進入

人的眼睛時，光線的傳播方向發生改變，屬于光的折射現象,D項不符合題意。

【答案】B

【詳解】A.手影游戲是光的直線傳播形成的，故A不符合題意；

B.水中倒影屬于平面鏡成像，是由光的反射形成的，故B符合題意；

C.筷子“彎折”是水中筷子反射的光斜射入空氣中發生折射形成的，故C不符合題意；

D.光的色散屬于光的折射現象，故D不符合題意。

故選B。

同類拓展2.（2024?廣東廣州）如圖，光導纖維在傳遞信息時，光從內芯的一端傳輸到另一端，其原理應用

了光的（）

C.色散D.直線傳播

【答案】B

【詳解】如題圖所示，光是不斷的經光纖壁反射向前傳播，即光的傳輸利用了光的反射，故B符合題意,

ACD不符合題意。

故選B。

同類拓展3.（2024?四川瀘州?中考真題）如圖甲是隨嫦娥六號一起發射的角反射器的示意圖，其三個反射面

相互垂直，其中兩個反射面如圖乙所示，一束光只在這兩個反射面發生了反射，請在圖乙中畫出這束光反

射的光路圖（保留作圖痕跡）。

【詳解】先過第一次入射點垂直鏡面作出法線，再根據反射角等于入射角畫出反射光線；反射光線到達第

二個反射面，同理先作法線，再作反射光線，注意第二次反射的反射光線與第一次反射的入射光線平行，

如圖所示：

同類拓展4.(2024?江蘇徐州)如圖甲所示，在探究光的反射規律實驗中，平面鏡水平放置，白色紙板豎直

地立在平面鏡上。將激光筆發出的一束激光緊貼紙板射向鏡面上的。點。

(1)在紙板上能看到激光路徑，是因為激光在紙板表面發生_________反射；

(2)圖甲中，激光與平面鏡成40。角入射，則反射角為；

(3)紙板上可以同時看到入射光線和反射光線，說明它們和法線在_________內；

(4)如圖乙所示，紙板繞CO軸向后轉動一定角度，再將激光緊貼紙板射向鏡面上的。點，此時紙板上看不

到反射光線，保持平面鏡和入射光線位置不變，要在紙板上同時顯示入射光線和反射光線，應怎樣調整紙

板？o

【答案】⑴漫

(2)50°

(3)同一平面

(4)應將紙板繞CD軸向前轉動，直到能看到反射光線，使反射光線和入射光線在同一平面內

【詳解】(1)紙板比較粗糙，在紙板上能看到激光路徑，是因為激光在紙板表面發生漫反射。

(2)入射光線與法線的夾角為入射角，由圖可知，入射角為

力=90°-40°=50°

在光的反射現象中，反射角等于入射角，則反射角為

4=4=50°

（3）紙板上可以同時看到入射光線和反射光線，說明它們和法線在同一平面內。

（4）紙板繞CD軸向后轉動一定角度，再將激光緊貼紙板射向鏡面上的O點，此時紙板上看不到反射光線，

說明反射光線、入射光線和法線不在同一平面內；由于反射光線、入射光線和法線在同一平面內，法線的

位置沒有改變，始終垂直平面鏡，則要在紙板上同時顯示入射光線和反射光線，應將紙板繞CD軸向前轉動，

直到能看到反射光線，使反射光線和入射光線在同一平面內。

知識點三：凸透鏡成像的規律與應用

（2022?安徽第12題）把凸透鏡正對著太陽，在距凸透鏡10cm的光屏上得到一個最小、最亮的光斑;若將

?支點燃的蠟燭放在此凸透鏡前30cm處,在凸透鏡的另?側調節光屏的位置，可得到燭焰清晰的（）

A.倒立、縮小的實像B.倒立、放大的實像

C.倒立、等大的實像D.正立、放大的虛像

【答案】A

【詳解】本題考查凸透鏡的焦距和成像規律。太陽光到達地球，接近平行光，凸透鏡正對太陽光，太陽光平行于

主光軸，經凸透鏡折射后形成一個最小、最亮的光斑，光斑到凸透鏡的距離就是凸透鏡的焦距，因此該凸透鏡的

焦距是10emo若將蠟燭移至凸透鏡前30cm處，則此時物距大于2倍焦距，移動光屏，可在光屏上得到燭焰清

晰的倒立、縮小的實像,A項正確。

同類拓展1：（2024?山東聊城）在學習了凸透鏡成像規律后，小慧同學計劃制作一個“手機投影儀”。現有器

材如下：焦距分別為10cm、20cm、30cm的凸透鏡各一個，手機一部，長為30cm的紙盒，膠帶和剪刀等。

“投影儀”模型如圖所示，將手機和凸透鏡分別固定在紙盒的兩端，調整“投影儀”到墻面的距離，可在墻上看

到手機畫面清晰放大的像。下列說法正確的是（）

手機

手機投影儀

A.應選擇焦距為10cm的凸透鏡

B.應選擇焦距為20cm的凸透鏡

C.將手機正立放置，在墻上看到的像是正立的

D.墻上手機畫面的像是虛像

【答案】B

【詳解】A.若選擇焦距為10cm的凸透鏡，此時物距為30cm,物距大于兩倍焦距，此時會成倒立的縮小

的實像，與題意不符，故A不符合題意；

B.若選擇焦距為20cm的凸透鏡，此時物距為30cm,物距在一倍焦距和兩倍焦距之間，成的是倒立的放大

的實像，是投影儀原理，故可以滿足題意，故B符合題意；

C.將手機正立放置，在墻上看到的像是倒立的像，故C不符合題意；

D.能夠在光屏上承接，說明是實像，故D不符合題意。

故選Bo

同類拓展2：（2023?四川資陽）小明同學找來一個薄壁圓柱形玻璃杯，并將畫有箭頭的白紙靠在玻璃杯后,

觀察結果如圖甲所示。向杯中加水，使得水面高過箭頭位置，透過玻璃杯觀察紙上的“箭頭”；將白紙逐漸遠

離杯子的過程中，依次觀察到情景可（

C.丙、丁、乙D.丁、丙、乙

【答案】D

【詳解】圓柱形玻璃杯中注入水相當于凸透鏡，玻璃杯后白紙上的水平箭頭為物體。開始白紙在焦距之內，

成正立、放大的虛像，成的像如圖丁，將白紙逐漸遠離杯子的過程中，當白紙在一倍焦距和二倍焦距之間

時可以成倒立、放大的實像，成的像如圖丙，當白紙在凸透鏡的二倍焦距以外時可以成倒立、縮小的實像，

成的像如圖乙，所以依次觀察到情景是丁丙乙，故D符合題意，ABC不符合題意。

故選D。

同類拓展3：（2024?湖北）同學們參觀博物館時發現一件秦代木牘前放置著凸透鏡，通過凸透鏡看到的情景

如圖甲。為了弄清其原理，他們進行了如下探究。

鼓

需

上

：

二

<

Z丙

（1）如圖乙，用太陽光照射凸透鏡，移動光屏直至光屏上出現一個最小最亮的光斑，此凸透鏡的焦距為

cm；

（2）如圖丙，將蠟燭放在較遠處，移動光屏使光屏上呈現清晰的實像，觀察像的性質，測出物距和像距;

逐次改變物距，重復上述操作，實驗記錄如下表；

像的性質

序號物距/cm像距/cm

正倒大小

124.0倒立縮小17.2

222.0倒立縮小18.8

320.0倒立等大20.0

418.0倒立放大22.4

516.0倒立放大27.0

.......

凸透鏡成縮小實像時，物距（填“>，，“<”或“=，，）像距；

（3）小宇受第4、5組實驗結果啟發，推測文物與其前方凸透鏡的距離u和凸透鏡焦距/的關系為f<u<2f

時，成放大的像。小麗對小宇的觀點提出了質疑，她繼續減小物距，發現蠟燭在某位置時，無論怎樣移動

光屏，光屏上都看不到像。小麗撤去光屏，從圖丙中側（填“A”或“8”）向透鏡方向觀察，看到了正

立放大的像，測得物距為&Ocm,她推測"和了的關系應為的推測合理，理由是0

【答案】10.0>B小麗見解析

【詳解】（1