内容正文:
3.2《探究光的反射规律》课堂提升
一、单选题
1.关于光现象,下列说法正确的是( )
A.漫反射不遵循光的反射定律
B.自行车的尾灯是靠光的折射来引起后方车辆司机注意的
C.验钞机利用红外线辨别钞票的真伪
D.开凿隧道时用激光束引导掘进机,利用了光的直线传播
2.在保持激光笔不动的情况下,为了使图中的反射光线射中墙壁上的目标,小明对平面镜分别进行了以下操作:①水平向左移动;②水平向右移动;③竖直向上移动;④顺时针转动。其中可行的操作是( )
A.只有①④ B.只有③④
C.只有①③ D.只有②④
3.太阳光与水平面成40°,若要使反射光线沿水平方向传播,则平面镜与水平面的夹角应为( )
A.只能为20° B.只能为70°
C.20°或70° D.20°到70°之间都可以
4.如图所示一束光线斜射到平面镜上,入射光线与平面镜夹角为30°,若要使反射光线和入射光线垂直,则下列操作可以实现的是( )
A.入射光线方向不动,平面镜绕点О顺时针旋转15°
B.入射光线方向不动,平面镜绕点О逆时针旋转30°
C.平面镜方向不动,入射光线绕点О逆时针旋转15°
D.平面镜方向不动,入射光线绕点О顺时针旋转15°
5.周末,小军来到安徽新四军江北指挥部纪念馆参观,他发现了一些光现象,有阳光下树林的影子,有水中树林的影子,有水中鱼儿的倩影,还有天空中的彩虹,其中是由光的反射形成的现象是( )
A.阳光下树林的影子 B.水中树林的影子
C.水中鱼儿的倩影 D.天空中的彩虹
6.中国的诗词歌赋蕴含丰富的光学知识,下列说法正确的是( )
A.“人有悲欢离合,月有阴晴圆缺”,阴晴圆缺的月亮是自然光源
B.“明月几时有?把酒问青天”,酒中明月倒影是光的折射
C.“起舞弄清影,何似在人间”,影子的形成是由于光沿直线传播
D.“但愿人长久,千里共婵娟”,共赏的天上明月是平面镜所成的像
二、多选题
7.如图是摄影师拍摄“东方明珠”时的情景。下列分析正确的是( )
A.摄影师在地上的影子形成的原理与平面镜成像原理相同
B.人们从不同的方向都能看到“东方明珠”,是因为光在“东方明珠”上发生了漫反射
C.数码相机屏幕的彩色画面,由红、黄、蓝三种色光组成
D.水中“东方明珠”的倒影是光的反射所成的虚像
8.关于如图所示的四个实例中,说法正确的是( )
A.图甲中,漫反射的光线杂乱无章,因此不遵循光的反射定律
B.图乙中,木工师傅观察木板是否光滑平整,利用了光的直线传播
C.图丙中,小孔成的是倒立的实像
D.图丁中,用电视遥控器发射红外线经墙面实现对电视机的控制,利用了光的反射
三、填空题
9.若某桥下水深为4m,桥上一彩灯距水面11m,则该彩灯的“倒影”距水面 m;若江水上涨1m,彩灯位置不变,则该彩灯与其对应“倒影”相距 m。
10.如图所示,灯罩可使灯泡射向上方的光向着下方照射,这是应用了光的 ,地面上出现了桌子的影子,这是由于光的 形成的.
11.如图所示,竖直深井口直立着一块可绕O点转动的平面镜M,太阳光与水平面的夹角为40°,为使太阳光竖直照射到井底,则应使平面镜 (填“顺时针”或“逆时针”)转过 .
12.如图是一种液面升降监测装置的原理图,光源S发出的一束激光与水平液面成35°角射向平静的液面,入射光线与反射光线的夹角为 °;光经液面反射后射到液面上方水平标尺上的S'点,当液面上升时,光点S'将 (填“向左”、“向右”或“不会”)移。
13.小一利用如图所示的实验装置,探究光反射时的规律。其中ENF是用两块纸板连接起来的一个平面且与平面镜垂直放置。为了探究“反射光线与入射光线是否在同一平面内”,实验时应进行的操作是( )
A.改变光线AO与法线ON的夹角
B.沿ON前后转动板E
C.沿ON前后转动板F
14.物体射出的光经反射镜反射都可以成像,所成的实像与虚像的区别是 , .
四、作图题
15.图甲是铜江十二景之一的铜岩及其在水中的倒影。请在图乙中画出游客通过水面看到铜岩上“跨鳌亭”的光路图,其中A点表示水中“跨鳌亭”的位置。
五、实验题
16.如图所示,在“探究光的反射规律”实验中,E、F是两块粘起来的硬纸板,可绕垂直于平面镜M的接缝ON转动。
(1)为了完成此实验,还需测量器材是 ;
(2)如图甲,当 E、F在同一平面上时,让入射光线AO沿纸板E射向镜面,在纸板F上可看到反射光线OB,应测量并记录 ;
(3)为了得出光的反射规律,下一步的操作是:多次改变 光线的方向,并重复(1)步骤中的测量;
(4)如果让光线沿纸板F逆着BO方向射向镜面,在纸板E上可以看到反射光线沿 方向射出,这一现象表明 ;
(5)如图乙,以ON为轴线,把纸板F 转折,通过 现象,说明反射光线与入射光线及法线ON在同一平面内。
(6)实验过程中若将纸板倾斜如图丙所示,让光仍贴着纸板沿AO方向射向镜面,此时反射光 (选填“在”或“不在”)纸板这一平面内;通过平面镜观察镜中硬纸板的像,则能看到的像与丙图中相符合的是 。
17.如图是探究光的反射规律的两个步骤:
(1)实验中,纸板应与平面镜 ;
(2)由下表格数据我们可以得到的结论:光反射时, ;
实验序号
入射角
反射角
1
20°
20°
2
40°
40°
3
60°
60°
(3)由乙图我们可以得到的结论是:在光的反射现象中,反射光线和入射光线、法线在 ;
(4)在甲图中,如果光线沿BO的顺序射向平面镜,则反射光线会与OA重合,说明了在反射现象中 。
六、综合题
18.1969年阿波罗宇宙飞船已将角反射器(如图2)安放在月球上。从地球上向这个角反射器发送激光束,精确测出激光束从地球射到反射器再返回地球的时间,便可推算出地月距离;
(1)如图3是角反射器的工作原理图,该装置由两块连在一起的互相垂直的平面镜M1、M2组成,从地面发出的激光沿AB方向入射到M1上。试在图中作出经M1、M2反射后的光线,并说明角反射器改变光路的特点;
(2)已知一束激光从激光测距仪发出并射向月球,经过2.54s反射回来,则地球到月球的距离是多少km?
参考答案:
1.D
【详解】A.由于反射面不同,对光的反射效果不同,可将物体对光的反射分为镜面反射和漫反射,漫反射同样遵循光的反射定律,故A错误;
B.自行车的尾灯是利用了光的反射来引起后方车辆司机注意的,故B错误;
C.验钞机利用紫外线能使钞票上的荧光物质发光从而辨别钞票的真伪,故C错误;
D.开凿隧道时用激光束引导掘进机,使掘进机沿直线前进,是利用了光的直线传播,故D正确。
故选D。
2.B
【详解】平面镜水平向左移动,反射面位置和入射光都不变,则反射光线也不变,无法射中目标;②平面镜水平向右移动,反射面位置和入射光都不变,则反射光线也不变,无法射中目标;③平面镜竖直向上移动,入射点向右上方移动,反射光向上平行移动,可以射中目标;④平面镜顺时针转动,入射角减小,则反射角也减小,反射光线顺时针转动,可以射中目标;故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3.C
【详解】太阳光与水平面成40°角,反射光线沿水平方向传播,所以反射光线与入射光线的夹角是40°或140°。根据反射角与入射角相等,做出法线,根据法线与镜面垂直做出镜面,如图所示:
或
所以镜面与水平面的夹角是
或
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4.D
【详解】入射光线跟平面镜的夹角是30°,所以入射角
i=90°-30°=60°
所以反射角等于入射角可知,反射角等于60°。 因为入射光线和反射光线垂直,所以入射角
有下面两种方法使入射角等于45°,平面镜方向不动,入射光线绕点О顺时针旋转15°;法线始终垂直于平面镜,入射光线方向不动,平面镜绕点О逆时针旋转15°,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
5.B
【详解】A.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A不符合题意;
B.水中的倒影,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故B符合题意;
C.看到水中的鱼是由于光从水中斜射入空气中,进入人的眼睛的,是光的折射现象形成的虚像,故C不符合题意;
D.雨过天晴时,常在天空出现彩虹,这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的,白光经水珠折射以后,分成各种彩色光,这种现象叫做光的色散现象,故D不符合题意。
故选B。
6.C
【详解】A.月亮,本身并不发光,而是反射太阳光才被人看见的,所以月亮不是光源,故A错误;
B.酒中明月倒影,属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故B错误;
C.光被物体遮挡后,在后边形成一个黑色的区域,叫做影子,是光的直线传播形成的,故C正确;
D.太阳发出的光射到月亮上发生反射,然后射入人的眼睛,不属于平面镜成像,故D错误。
故选C。
7.BD
【详解】A.小明在地上的影子形成的原理是光的直线传播,平面镜成像原理是光的反射,两种原理不相同,故A错误;
B.人们从不同的方向都能看到“东方明珠”,是因为照射在“东方明珠”上的光发生了漫反射,故B正确;
C.数码相机屏幕的彩色画面,由红、绿、蓝三种色光组成,三种色光可以混合出各种颜色,故C错误;
D.水中建筑物的倒影属于平面镜成像,是光的反射所成的虚像,故D正确。
故选BD。
8.BCD
【详解】A.镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律,故A错误;
B.木工师傅是利用了光的直线传播来观察木板是否光滑平整,故B正确;
C.小孔成像,所成的是倒立的实像,故C正确;
D.用电视遥控器发射红外线经墙面实现对电视机的控制,光经过墙面发生了反射,即利用了光的反射,故D正确。
故选BCD。
9. 11 20
【详解】[1][2]因为彩灯距水面11m,由平面镜成像特点可知,则该彩灯的“倒影”距水面也是11m,若江水再上涨1m,则彩灯距水面的距离为11m−1m=10m,那么该彩灯的“倒影”距水面也是10m,则该彩灯与其对应“倒影”相距10m10m=20m。
【点睛】本题根据平面镜成像特点中的物体和像到水面的距离相等,进行计算。
10. 反射 光沿直线传播
【详解】灯罩把向上传播的光线反射下来,让光线向下传播,这是应用了光的反射现象;光线再向下传播被不透明的桌子挡住,在下面形成影子,这是因为光沿直线传播的原因.
点睛:灯泡是一个点光源,它发出的光线会向四面八方传播,当灯的上面罩一灯罩后,向上的光线会被灯罩反射下来,使地面变得更亮.因为桌子不透明,反射下来的光线被桌子挡住,在桌子下面形成了影子,这说明光是沿直线传播的.
11. 顺时针 25°
【详解】根据题意,要使太阳光竖直射向井底,则反射光线与入射光线的夹角为130°,法线为此角的平分线,入射角为65°,所以应该在图中的基础上顺时针旋转25°.
答案:(1). 顺时针 (2). 25°
12. 110 向左
【详解】[1]激光与水平液面成35°角射向平静的液面,入射角为
90°-35°=55°
反射角等于入射角,所以反射角也为55°,则入射光线与反射光线的夹角为110°。
[2]当液面上升时,由于入射角的大小不变,所以反射光线与原来的反射光线平行;反射光线将向左移动,如图所示:
13.C
【详解】为了探究“反射光线与入射光线是否在同一平面内”,应沿ON前后转动反射光线所在的纸板F,观察纸版F上还能不能看到反射光线,根据观察的现象得出结论,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
14. 实像可以在光屏上显示 虚像则不能在光屏上显示
【详解】(1).实像是实际光线会聚而成的,可以用光屏承接.(2).虚像没有实际光线会聚,出射光线的反向延长线相交所成的像是虚像,虚像无法用光屏承接.
15.
【详解】过水面作出A点的对称点A′,即为像点对应的实物点,假设眼睛所在的位置为C点,连接AC与水面交于点O,O点即为反射点,连接A′O,就得到入射光线为A′O,OC为反射光线,如图所示:
16. 量角器 入射角和反射角的大小 入射 OA 光路是可逆的 向后 不能在纸板上看到反射光线 不在 D
【详解】(1)[1]因为在光的反射时,反射角等于入射角,为了验证这一结论,需要用量角器来测量角的大小。
(2)[2]光的反射规律的内容是:入射光线、反射光线和法线在同一平面内,且反射角等于入射角,所以实验过程中需要测量并记录入射角和反射角的大小。
(3)[3]为了使结论具有普遍性,应多次实验,即多次改变入射光线的方向,重复上一步骤中的测量和记录。
(4)[4][5]当光沿图中BO方向入射时,将沿OA方向射出,这种现象表明:在光的反射现象中,光路是可逆的。
(5)[6][7]当纸板F向后折,与E不在同一平面内,在F纸板上不能看到反射光线,说明反射光线与入射光线及法线ON在同一平面内。
(6)[8]将整个纸板倾斜,沿AO方向入射,则纸板上不能看到反射光线,说明反射光不在纸板这一平面内。
[9]根据平面镜成像的特点,物像关于镜面对称,则硬纸板的像跟丙图中的D相符合,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
17. 垂直 反射角等于入射角 同一平面 光路是可逆的
【详解】(1)[1]实验中,纸板应与平面镜垂直,否则反射光线不会呈现在纸板上。
(2)[2]由表中数据可知,每一组实验中,反射角都等于其入射角,故在光的反射中,反射角等于入射角。
(3)[3]将右侧的纸板向后偏转一定的角度之后,纸板上的反射光线消失,说明在光的反射现象中,反射光线和入射光线、法线在同一平面。
(4)[4]以原来反射光线的方向射入的光线,沿着原来入射光线的方向射出,说明在反射现象中光路是可逆的。
18.(1),角反射器能将光线沿原方向反射回去;(2)3.81×105km
【详解】解:(1)根据光的反射定律,先过入射点画出法线,根据反射角等于入射角画出反射光线;入射到下面的镜面,同理画出第二次反射光线,如图所示:
由图可知,反射出来的光线与原入射光线平行,所以角反射器能将光线沿原方向反射回去;
(2)激光从地球到月球所用时间为
地球到月球的距离为
答:(1)经M1、M2反射后的光线如图
角反射器能将光线沿原方向反射回去;
(2)地球到月球的距离是3.81×105 km。
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