内容正文:
第三章 光现象
第14讲 光的反射
[学习目标]
1. 学习掌握光的反射定律
2. 熟练运用光的反射画图
1、光的反射现象
(1)光在传播的过程中,遇到两种介质交界面(或物体表面)时,有一部分光返回原来的介质中的现象叫做光的反射。
(2)光的反射分为漫反射和镜面反射两类,镜面反射反射面平滑,漫反射反射平面不平整,凹凸不平。
(3)镜面反射和漫反射的相同点就是都遵循反射定律。
2、光的反射定律
(1)入射光线、反射光线、法线同在同一个平面内(共面);
(2)反射光线、入射光线分别位于法线的两侧(分居);
(3)反射角等于入射角(等角)。
3、光的反射定律实验
实验目的:探究光的反射规律。
实验器材:平面镜、激光笔、带刻度的硬纸光屏、支架、夹子。
实验步骤:步骤①按要求组装器材。将平面镜水平放置,然后把一块标有刻度的白色硬纸板竖直放置在平面镜上;
步骤②用激光笔射出一束激光,用笔记下入射光线和反射光线的位置,并在刻度光屏上读出入射角和反射角的度数,记录在表格中;
步骤③重复实验两次。改变入射光的方向,多测几组入射角和发射角,并将数据填入表格;
步骤④将光屏向前或向后折,观察反射光线;
步骤⑤整理器材。
4、作光的反射光路图
根据光的反射规律作光路图的方法是:
①由入射光线和反射面确定入射点,入射点一般用字母0表示;
②由入射点和反射面确定法线,法线用虚线画出;
③由入射光线和法线确定入射角,入射角一般用字母∠i、∠a或∠1表示;
④根据光的反射定律确定反射角,反射角一般用字母∠γ、∠β或∠2表示;
⑤由法线和反射角确定反射光线,光线用实线画出,注意入射光线和反射光线的箭头方向。
5、镜面反射、漫反射和光反射的可逆性
(1)反射面是光滑平面,光线平行反射的叫镜面反射;如镜子、平静的水面等;镜面反射遵循光的反射定律。
(2)照射在粗糙表面上的光向各个方向反射的现象叫漫反射。当一束平行的入射光线射到粗糙的表面时,表面会把光线向着四面八方反射,所以入射线虽然互相平行,由于各点的法线方向不同,造成反射光线向不同的方向无规则地反射,这种反射称之为“漫反射”。
(3)镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律;当平行光照射时,镜面反射的反射光仍然是平行,而漫反射的反射光线是发散的,向各个方向都有。
(4)光反射时,若光逆着原来反射光线的方向照射到反射面上,则反射光线逆着原来的入射光线照射出去。这说明,光路是可逆的。
考点一: 光的反射
1.当光射到物体表面时,有一部份光会被物体反射回来,这种现象叫做光的反射。
2.我们看见不发光的物体是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。
3.有关光的反射的基本概念
(1)入射点:光线射到镜面上的点,通常用“O”表示;
(2)法线:过光的入射点所作的与反射面垂直的直线,通常用“ON”表示;
(3)入射光线:射到反射面上的光线;
(4)反射光线:被反射面反射后的光线;
(5)入射角:入射光线与法线的夹角;
(6)反射角:反射光线与法线间的夹角。
考点二: 探究光的反射定律的实验
【实验目的】探究光的反射定律
【实验器材】可折叠的硬白纸板、平面镜、激光笔、量角器
【实验步骤】
1.把一个平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON垂直于镜面,直线ON即为平面镜的法线。
2.用激光笔将一束光贴着纸板沿着某一个角度射到O点,经平面镜的反射,沿另一个方向射出,在纸板上出现了入射光线和反射光线的径迹。
3.把纸板右半边向前或向后折,反射光线的径迹消失。
4.将纸板恢复平整,用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。
在光线径迹上选择一点确定光线的位置 画出光线的径迹
5.改变光束的入射方向,重做两次。换另其他颜色的笔,记录光的径迹。
取下纸板,用量角器测量NO两侧的入射角和反射角。
【实验表格】(数据仅供参考)
入射角
反射角
第一次
45°
45°
第二次
30°
30°
第三次
60°
60°
【实验分析】
1.当纸板向前向后折时,反射光线从纸板上消失,纸板恢复平整后,反射光线重新出现,说明反射光线、入射光线、法线在同一平面内。
2.实验过程中发现,反射光线和入射光线始终在法线的两侧。
3.由实验表格中数据可知,反射角等于入射角。
【实验结论】光反射时,反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线、入射光线分居在法线两侧,反射角等于入射角。
【注意事项】
1.白纸板的作用:由于白纸表面粗糙,光沿纸板传播时,有部分光反射到各个方向,从而显示光路。
2.如果让光从之前记录的某次反射光线径迹逆着反射光线的方向射到镜面,那么,它被反射后就会逆着原来的入射光的方向射出。这表明,在反射现象中,光路是可逆的。
3.入射角与反射角之间存在因果关系,反射角总是随入射角的变化而变化而变化,因而只能说反射角等于入射角,不能说成入射角等于反射角。
4.垂直入射时,入射角为0度,反射角亦等于0度。
5.白纸板上只有入射光线没有反射光线的原因:白纸板不垂直于平面镜。
如图所示,当白纸板不垂直于平面镜时,入射光线既处在纸板的平面内,又处在垂直于平面镜的虚线平面内,当光线反射时,将沿着虚线平面射出,故在纸板上看不到反射光线。
考点三: 光的反射的应用
1.用光的反射解释平面镜成虚像的原因:物体射到平面镜上的光经平面镜反射后的反射光线没有会聚而是发散的,这些光线的反向延长线相交于一点,从人眼的角度看过去,好像这些光线是从这一点发出的,因此人们就看到了物体的像。因为这个像不是实际光线会聚形成的,所以不能呈现在光屏上,只能通过人眼观察到,故称为虚像(不是由实际光线会聚而成)。
2.光线连续经过两个夹角为90°的平面镜反射时,将沿平行于入射光线的反方向射出,这样的平面镜组合称为角反射器,在生活中的应用是自行车尾灯。
角反射器 自行车尾灯
如上左图所示,由光的反射定律可知,∠1=∠2,∠3=∠4,易证∠1+∠3=90°,所以∠1+∠2+∠3+∠4=180°,所以光线a∥c。
如上右图所示,自行车尾灯本身不发光,它是将汽车发出的光线中的红色光线反射回去,让司机可以看到,避免发生交通事故。
3.已知光源S、平面镜和反射光线经过的点A,作光路图的方法(将军饮马法)
(1)作图规则:
光线画实线,辅助连接线、光线的反向延长线画虚线,有垂直关系的线段交叉点要画出直角符号。
(2)作图思路:
①由像和物关于平面镜对称可确定像点;
②由反射光线的反向延长线经过像点可确定反射光线;
③由反射光线和平面镜的焦点可确定入射点;
④由入射点和光源可确定入射光线。
(3)作图步骤:
①先用对称法法作出光源S的像点S'点;
②由于A点在反射光线上,像点在反射光线的反向延长线上,故用线连接S'A,交平面镜于O,O点即为入射点,AO为反射光线,用实线画出,S'O为反射光线的反向延长线,用虚线画出;
③用实线连接SO,SO为入射光线,标上所有光线的方向。
4.已知入射光线和反射光线画出平面镜的作图方法
(1)作图思路:
因为法线和平面镜垂直,所以确定平面镜方向实际上就是确定法线的方向,由光的反射定律可知,法线是入射光线和反射光线夹角的平分线,故先做出入射光线和反射光线夹角的平分线,再根据入射点确定平面镜的方向。
(2)作图步骤:
①用虚线作入射光线和反射光线夹角的平分线,该平分线就是平面镜的法线。
②过入射点用实线做法线的垂线,该垂线就是平面镜反射面位置,画上垂直符号和阴影。
考点四: 镜面反射和漫反射
1.镜面反射:平行光射到光滑的反射面上时,反射光仍然被平行的反射出去;
2.漫反射:平行光射到粗糙的反射面上,反射光将沿各个方向反射出去;
3.镜面反射和漫反射的相同点:都是反射现象,都遵守反射定律;
不同点:反射面不同(一光滑,一粗糙),一个方向的入射光,镜面反射的反射光只射向一个方向(刺眼);而漫反射射向四面八方;
4.生活中的漫反射和镜面反射:
(1)下雨天的夜晚,向光走要走暗处,背光走要走亮处。因为积水表面发生镜面反射,无水地面发生漫反射,向着光,积水处反射较多光线进入人眼,无水处较少光线进入人眼,人们会觉得积水处更亮;背着光,积水处无反射光线进入人眼,无水处较少光线进入人眼,人们会觉得无水处更亮。
(2)电影屏幕要粗糙、黑板要粗糙是利用漫反射把光反射到四处。
(3)黑板上“反光”是在该处发生了镜面反射。
考点五: 凹面镜和凸面镜
1.凹面镜
(1)用球面内表面作反射面的面镜叫凹面镜。
(2)凹面镜对光的作用:凹面镜使平行光束会聚,使点光源的光线变为平行光。
(3)焦点:平行光线经反射后会聚到一点,该点称为焦点,用字母“F”表示。实际光线会聚而成的点称为实焦点,实际光线的反向延长线会聚而成的点称为虚焦点。
(4)凹面镜的应用
①手电筒的反光装置:将灯泡置于手电筒反光碗的焦点上时,灯泡发出的光经反射后以近似平行光的形式射出。
②太阳灶:将烧水壶置于太阳灶反光碗的焦点上时,太阳光经反射后会聚于烧水壶处加热水壶。
2.凸面镜
(1)用球面外表面作反射面的面镜叫凸面镜。
(2)凸面镜对光的作用:凸面镜使平行光束发散,将多个方向会聚的光反射到同一个方向。
(3)凸面镜成像特点:正立缩小的虚像。
(4)凸面镜的应用
汽车后视镜、转角镜:将更广范围内的景物发出的光线通过凸面镜反射到观察者的眼中,可以扩大视野。
汽车后视镜
窄路转角的转角镜
【解题技巧】
1.入射光线不变,镜面旋转θ度,法线也旋转θ度,从而入射角减小(或增大)θ度,反射角也随之减小(或增大)θ度,反射光线相对于入射光线旋转2θ度。
2.如果想在平面镜内看到全身像,镜子高度至少为身高的一半。
如图所示,在人眼A,人像头顶B、人像脚底C构成的三角形ABC中,平面镜上端点M为边AB的中点,平面镜下端点N为边AC的中点,故平面镜MN为三角形ABC的中位线,故。
典型一: 光的反射现象
【例1】如图是湖边常看到的“倒影”现象,它的成因是( )
A.光的直线传播 B.光的反射
C.光的折射 D.光的色散
【例2】当动车行驶在长隧道时,车窗旁的乘客伸出手掌,结果在车窗中看到了两只“手掌”,这是光的 ________现象,若手掌向窗户靠近,车窗中“手掌”大小将________。
【变式1】如图所示的光学现象中,属于光的反射的是( )
A.图①中雨后天空中的“彩虹” B.图②中水中的“倒影”
C.图③中“手影”的形成 D.图④中树荫下圆形的“光斑”
【变式2】如图所示,白鹭在如镜的水面上飞行的。水中的“白鹭”是由于光的 ________形成的 ________(选填“实”或“虚”)像。若水深3m,当白鹭距离水面5m时,它的像距离水面 ________m。
典型二: 光的反射定律的应用和实验
【例1】唐诗宋词璀璨夺目,蕴含丰富的光学知识。如太白名句“举杯谢明月,对影成三人”;描述李白月下独酌,顾观地上己影,俯看杯中自己。从物理学来看,关于“地上己影”和“杯中自己”的成因分别是( )
A.光的直线传播;光的直线传播 B.光的反射;光的折射
C.光的直线传播;光的反射 D.光的直线传播;光的折射
【例2】如图所示,平面镜M水平放置,白色纸板竖直地立在平面镜上。纸板由A、B两部分组成,可绕接缝ON翻折。使一束光紧贴纸板A射向镜面上的O点,只有当纸板B翻折至图中位置时,才能观察到纸板B上呈现反射光线,可知反射光线、入射光线和法线在 ________________,此时角度α为40°,则β为 ________,将一束光沿FO方向入射,则反射光将沿 ________方向射出。
【变式1】为了“探究光反射时的规律”。实验小组的同学选用了平面镜、纸板、激光笔、量角器和几种不同颜色的笔,依据教材设计了如图1、图2所示的实验。
(1)让入射光沿AO方向射向镜面,在纸板NOF上可看到反射光OB,若将纸板NOF向后折,将 ________(选填“能”或“不能”)观察到反射光,这说明反射光线,入射光线应在________________。
(2)改变光束入射的角度,多做几次,换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。取下纸板,测量入射角∠i和反射角∠r,将数据记录在表中,根据数据得出的结论是∠r ________∠i。
次数
i
r
1
70°
70°
2
45°
45°
3
30°
30°
(3)请在图3中画出相应的反射光线。
(4)若在图1中将一束光贴若纸板沿BO方向射到O点,光会沿图中的OA方向射出,这说明在反射现象中,________________________。
【变式2】如图所示,在探究光的反射定律时,将一块平面镜放在水平桌面上,再把一块纸板垂直立在平面镜上。
(1)让激光笔贴着纸板照射向平面镜是为了在纸板上 ________________;
(2)当光贴着纸板A沿EO入射时,反射光线在纸板B上沿OF射出,为了便于测量和研究,需要把光路记录在纸板上,你的方法是 ________________________________;
(3)量出此时的入射角和反射角分别为∠i和∠r,发现两角的度数相等,接下来应该进行的操作是 ________________________________________________________________________;
(4)将纸板B绕ON向后转动,不能在纸板B上看到反射光线,由此可以得出结论:入射光线、法线和反射光线 ________________________________。
典型三: 镜面反射、漫反射和光反射的可逆性
【例1】黑板反光会“晃”着一些同学的眼睛,黑板反光时发生的是( )
A.镜面反射 B.漫反射
C.光沿直线传播 D.光的折射
【例2】关于光现象,下列说法正确的是( )
A.漫反射不遵守光的反射规律
B.镜中生花,是由于光的折射形成的
C.自行车的尾灯是靠光的折射来引起后方车辆司机注意的
D.开凿隧道时用激光束引导掘进机,利用了光的直线传播
【变式1】如图所示,是生活中两种光的反射现象,下列关于它们说法正确的是( )
A.甲图属于漫反射
B.乙图的反射不遵循光的反射定律
C.甲图中任何方向看反射面都很亮
D.乙图的反射更利于各个方向的人看到反射面
【变式2】为了保护视力,环境较暗时,写作业一定要打开台灯,这时我们就可以看到纸笔且不刺眼,是因为纸笔表面发生了 ____________,但由于 ________________,笔和手总会形成影子,为了避免影子干扰我们写字,当我们用右手写字时,台灯应该放在右手的________(填“左”或“右”)侧。
1. 下列关于光的现象和传播规律的说法中正确的是( )
A.反射光线与所对应的入射光线可以不在同一平面内
B.一束光垂直入射到平面镜上发生反射时,其反射角等于90°
C.在镜面反射和漫反射现象中,光的传播都遵循光的反射定律
D.黑板用的时间长了,有一角反光,这是因为光发生了漫反射
2.如图,一束光与镜面成30°角入射,以垂直纸面的直线为轴绕O点转动平面镜,使反射光线跟入射光线之间的夹角为80°,则镜面应( )
A.逆时针转动20° B.顺时针转动20°
C.逆时针转动30° D.顺时针转动30°
2. 晚上,小明在桌面上铺一张白纸,把一小块平面镜放在白纸上,用手电筒正对着镜子和白纸照射,如图所示,下列分析不正确的是( )
A.从侧面看,应该是白纸比镜子亮
B.无论从哪个方向看,镜子始终比白纸亮
C.正对着镜子和白纸看,应该是镜子比白纸亮
D.镜子发生的是镜面反射,白纸发生的是漫反射
3. 关于光的反射,下列说法正确的是( )
A.当入射光线与反射面的夹角为20°时,入射角为20°
B.入射光线靠近法线时,反射光线也靠近法线
C.发生光的反射时,反射角有时不等于入射角
D.镜面反射遵循光的反射定律,漫反射不遵循光的反射定律
4. 下列事例属于漫反射的是( )
A.看书上的文字 B.玻璃幕墙反光
C.海面上波光粼粼 D.照镜子整理仪容仪表
5. 如图所示,一束光线与水平面成48°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24° B.一定为66° C.可能为24° D.可能为48°
6. 光在镜面发生反射时,入射光线与镜面之间的夹角为40°,则反射角的大小为( )
A. B. C. D.
7. 下列说法正确的是( )
A.甲图:晚上汽车车灯灯光在干燥的沥青路面发生镜面反射
B.乙图:晚上汽车车灯灯光在湖湿的沥青路面发生漫反射
C.丙图:太阳灶利用了凹面镜对光的会聚作用
D.丁图:汽车后视镜是平面镜,方便司机观察后方情况
8. 如图所示,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,为了让光斑P向右移动,下列方法可行的是( )
A.让光源S顺时针转动一个角度 B.将镜面竖直向上移动一段距离
C.让光源S逆时针转动一个角度 D.将镜面水平向右移动一段距离
9. 小华同学参观盐城海盐博物馆,看到一个放在玻璃罩中的展品A(可拍照)。小华同学想用相机拍下来回家慢慢研究,展馆中的灯光比较暗,下列哪种方式拍照最清晰( )
A.从1处向下拍,且用闪光灯 B.从1处向下拍,不用闪光灯
C.从2处斜向下拍,且用闪光灯 D.从2处斜向下拍,不用闪光灯
10. 如图所示,MM为平面镜,OA为反射光线,ON为法线,反射角NOA等于30。已知BON等于30,CON等于45,DON等于60。则反射光线OA的入射光线将沿着 ________方向入射。(选填“BO”、“CO”或“DO”)
11. 如图所示是一种液面升降监测装置原理图。光源S发出的一束激光与水平液面成50°角射向平静的液面,入射光线与反射光线的夹角为________度;光经液面反射后射到液面上方水平标尺上的S’点,当液面下降时光点S'将________移动。(选填“向左”、“向右”或“不会”)。
12. 入射光线与平面镜的夹角为60°,则反射角为________;若入射角增大10°,反射角将增大________;小敏和小华通过同一平面镜彼此看到了对方的眼睛,这说明在光的反射现象中光路是________的。
13. 光线垂直照到镜面上时,入射角是________度,反射角________度。
14. 雨后晴朗的夜晚,为了不踩到地上积水,人们根据生活经验判断,迎着月光走,地上发亮的是________(选填“地面”或“积水”);背着月光走,地上发暗的是________(选填“地面”或“积水”)。
15. 在图中画出入射光线的反射光线,并标出反射角大小。
16. 小明的乒乓球掉到沙发下,小明同学借助平面镜反射灯光找到了乒乓球。图中已标示了入射光线与反射光线等,请在图中适当位置画出平面镜,并标出镜面与水平方向的夹角大小。
17. 平面镜前有一点光源S,它发出的两条光经平面镜反射后的经迹如图所示,请你通过作图确定出点光源S的具体位置,并补充完整光路图。
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18. 电视机的遥控器通过发射红外线实现对电视机的控制。有时利用光的反射也可以控制电视机。请在图中画出红外线经过墙壁反射遥控电视的光路图。
19. 如图所示的A、C两点中,一个是发光点,另一个是该发光点在平面镜中的像,请画出平面镜所在的位置,并画出从发光点发出的一条经平面镜反射后过B点的光线。
20. 如图所示,由于木板的遮挡,光源S发出的光无法直接照射到P点。通过平面镜的反射作用,可以使光源S发出的光经过P点。请你画出由光源S发出经平面镜反射后通过P点的那条光线的光路图。
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21. 如图1所示,在探究“光的反射定律”实验中,把一块平面镜放在水平桌面上,再将一张纸板放在平面镜上。纸板由E、F两块纸板粘成,可绕接缝ON转动。
(1)选用的白色硬纸板的表面应尽可能________(选填“光滑”或“粗糙”);
(2)让一束光贴着纸板射到平面镜O点,此时在F板上可以看到反射光线。接着将F板绕接缝ON向后折,如图2,此时在F板上________(选填“能”或“不能”)看到反射光线。此时反射光________(选填“存在”或“不存在”);
(3)为进一步确定反射光线的位置,小闽将纸板F沿PQ剪开,只将F板的上半部向后折,如图3所示。则此时在F板的________(选填“上部”或“下部”)能看到反射光线。此现象说明:光反射时,反射光线、入射光线和法线在________;
(4)小闽和小军都想从镜子中看到对方的眼睛,但又不想让对方看到自己的眼睛,但他们做不到这一点的。这是因为:在光的反射中,光路是________的。
(5)另一小组将 E、F纸板在同一个平面上,让一束光AO贴着纸板射到O点,如图3所示,但他们却发现无法在F板观察到反射光线,其原因可能是:________。
22. 某同学在“探究光的反射规律”的实验中做了如下实验。他将一个平面镜放在水平桌面上,再把相连接的两纸板E、F展开成一个平面,其中纸板E和F相连接的位置ON垂直于纸板底边CD。
(1)把纸板竖直立在平面镜上,如图甲所示,ON垂直于平面镜,使一束光贴着纸板E沿某一个角度射到O点,经平面镜反射,在纸板F上________(选填“能”或“不能”)看到反射光;把纸板F以ON为轴向后折,如图乙所示,将在纸板F上________看到反射光(选填“仍能”或“不能”),这说明________;
(2)把纸板E、F均倾斜相同角度立在平面镜上,如图丙所示,使一束光贴着纸板E仍沿某一个角度射到O点,经平面镜反射,在纸板F上________看到反射光(选填“能”或“不能”);
(3)结合上述实验请你进一步推断:反射光线与入射光线所在的平面与平面镜的位置关系是________(选填“垂直”或“不垂直”)的;
(4)如图丁所示将硬纸板和平面镜正确摆放,用笔在硬纸板上描出入射光和反射光的轨迹。多次改变光束入射的角度,用笔记录每次光束的轨迹。用量角器测出每一次实验的入射角和反射角的大小,并记录在下面的表格中。请你分析数据,得出的结论是:在反射现象中,________________________;
入射角/°
15
30
45
65
80
反射角/°
15
30
45
65
80
(5)在如图丁所示的实验装置中,若将一束光沿BO方向贴着纸板F射向镜面的O点,则反射光将沿图中OA的方向射出,说明在光的反射现象中,光路是________的。
1. 下列成语所描绘的光现象中,由于光的反射形成的是( )
A.立竿见影 B.凿壁偷光 C.镜花水月 D.坐井观天
2. 黑暗的房间里有两盏电灯,只有一盏灯点亮,但人能看到未点亮的灯泡。以下对于“看到未点亮灯泡”所画的光路图,正确的是( )
A. B. C. D.
3. 如图,小舟利用平面镜研究光的反射定律,下列说法错误的是( )
A.AO是入射光线
B.反射角等于30°
C.将激光笔靠近N时,光线OB会靠近ON
D.绕ON前后转动F板,F板上观察不到光线
4. 用如图所示的装置探究光的反射规律。纸板由、两部分组成,可以绕翻折,为了探究反射角与入射角大小的关系,应进行的操作是( )
A.改变光线与的夹角 B.沿向后转动纸板
C.改变纸板与平面镜之间的夹角 D.沿向后转动纸板
5. 甲、乙两束光线射至界面并被反射,由图可知,甲、乙两束光线的反射角分别为( )
A.90 °60° B.90°30° C.0°60° D.0°30°
6. 一束光线垂直入射到平面镜上,要想使反射光线从原来位置偏转60度,可采取下列哪种办法( )
A.将平面镜顺时针旋转60度
B.将平面镜顺时针旋转30度
C.将入射光线远离法线偏转30度
D.将入射光线远离法线偏转15度
7. 水平放置的平面镜将一束光线SO反射至竖直墙壁的A点,如图所示,要使反射光线射向B点,下列操作正确的是( )
A.仅将入射光线SO绕O点顺时针转动
B.仅将平面镜M绕O点逆时针转动
C.仅将平面镜M向上平移
D.仅将平面镜M向下平移
8. 下列是观察对岸的树木在水中倒影的光路图,正确的是( )
A. B. C. D.
9. 晚上,在桌上铺一张白纸,把一块小平面镜放在纸上(镜面朝上),让手电筒的光正对着平面镜照射,如图,从侧面看去( )
A.镜子比较亮,它发生了镜面反射 B.镜子比较暗,它发生了漫反射
C.白纸比较亮,它发生了镜面反射 D.白纸比较亮,它发生了漫反射
10. 如图所示,用手电筒对着平面镜中像照射时,观察到的像比原来亮多了,其原因是 ( )
A.镜子比原来亮,所以像也变亮
B.光射到像上,所以会变亮
C.有光照射,更便于观察,所以觉得像变亮了
D.光反射到物上,物变亮,所以像也变亮
11. 小明去商场买鞋,站在竖直放置于水平地面上40cm高的试鞋镜前面时,看不到自己穿的鞋的像,如图所示。下列措施中能让他看到镜中鞋的像的是( )
A.小明离镜子远一些 B.穿着鞋的脚抬高一些
C.将镜子绕底边逆时针旋转一些 D.弯腰或下蹲一些
12. 坐在教室里边上的同学会看不清黑板上的字,这种现象俗称为“反光”,如果用投影仪投射到白色幕布或白色墙面上,坐在教室里各个位置上都能看清幕布或墙上的图像,对于这两种现象,是否遵守光的反射定律,下列说法中正确的是( )
A.前者遵守,后者不遵守 B.前者不遵守,后者遵守
C.两种情况都不遵守 D.两种情况都遵守
13. 下列说法中正确的是( )
A.凸面镜对光有会聚作用,凹面镜对光有发散作用
B.汽车的观后镜是用凸面镜
C.太阳灶用的是凸面镜
D.牙科医生用来观察患者不易看到的部位的镜子是用凹面镜
14. 太阳光与水平面成25°角射到平静的湖面上,则反射角为 度;若太阳光垂直射向湖面,则反射角是________度,光线的传播方向改变了________度.
15. 如图所示,入射光线与平面镜镜面之间的夹角为20°,若使反射光线与入射光线之间的夹角变为100°,则平面镜应绕过O点的轴沿________时针转过________。
16. 镜子在生活中随处可见,宁宁乘坐出租车时坐在后排,通过车内的后视镜看到了司机的眼睛。此时司机________(选填“能”或“不能”)看到宁宁的眼睛,此现象说明________________________。
17. 身高1.6m的人站在高1m的站在平面镜前2m处,在镜中的像高是________m,像距人________m,若她向平而镜靠近0.5m,则她和像的距离变化________ m;将一块木板在镜子后面1m处,如图所示,这时她 ________(选填“仍能”或“不能”)在镜中看到自己的像。
18. 如图所示,三条互相平行的光线入射到凹凸不平的物体表面,三条反射光线________(选填“会”或“不会”)平行射出,我们把这种反射称为________(选填“镜面反射”或“漫反射”),这种反射是否遵循光的反射定律?________。(选填“是”或“否”);请在图中画出光线②经过物体表面反射后的反射光线。
19. 雨后天晴的夜晚,人在月光下行走,如图所示,为了不踩到地上的积水,甲同学迎着月光走,应走________(选填“亮”或“暗”)处,因为若迎着月光走,月光射到水面上时,在水面发生的是________(选填“镜面反射”或“漫反射”);乙同学背着月光走,应走________(选填“亮”或“暗”)处。
20. 如图所示,许多建筑采用玻璃进行外墙装潢,这在美化城市的同时却造成了光污染,造成这种污染的主要原因是由于阳光在玻璃表面发生了________(填“镜面”或“漫”),反射另外城市高楼的地下停车场内,在拐角处都安装有大型的________(填“凸面镜”或“凹面镜”),防止出现撞车事故。
21. 如图所示,是一条盘山公路,当汽车在AB路段行驶时,司机由于光________而看不到BC路段的情况;为了看到BC路段情况,人们利用反射规律,应该在________(填“A”、“B”或“C”)位置安装一块面镜,根据你所学知识判断,该面镜最好是________面镜。
21 22
22. 如图所示,一束光水平射入潜望镜镜口后,通过潜望镜进入小明的眼睛.请画出光的传播路径
23. 阳光与水平面成60°角射向地面,用平面镜使阳光竖直射入井底,在图中画出平面镜的位置,并标明反射角的度数。
24. 画出经图示平面镜组(两镜面互相垂直)反射后的反射光线。
22 23 24
25. 小美去鞋店买鞋,如图所示是她站在镜前试鞋的情景。请画出小美的眼睛A点看到鞋面B点在平面镜中所成像的完整光路图。
26. 如图所示,S是一个发光点,S′是它在平面镜中成的像,SA是S发出的一束光。请在图中画出平面镜的位置和SA经平面镜反射后的光线。(保留作图痕迹)
25 26
27. 如图所示是“探究光反射时的规律”的部分实验装置。
实验次数
1
2
3
入射角
反射角
(1)如图甲所示,使纸板与水平桌面上的平面镜________;
(2)在图甲中,使一束光贴着纸板A沿EO射向平面镜上O点,观察反射光线和对应的入射光线。改变光束入射角度,多做几次,描绘每次光的径迹,量出入射角和反射角,记录如表。比较反射角和入射角,可以得出结论,反射角________入射角;
(3)在图甲中,如果让光逆着OF的方向射向平面镜,会看到反射光沿着OE方向射出,这表明,在反射现象中,光路是________的;
(4)在图乙中,将纸板B沿PQ剪开,把纸板B的上半部分向后折。实验时在纸板B上观察到________现象,表明反射光线、入射光线和法线都在同一平面内;
(5)在纸板前从不同方向都可以看到入射光EO的径迹,这是因为光在纸板上发生了________反射。
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第三章 光现象
第14讲 光的反射
[学习目标]
1. 学习掌握光的反射定律
2. 熟练运用光的反射画图
1、光的反射现象
(1)光在传播的过程中,遇到两种介质交界面(或物体表面)时,有一部分光返回原来的介质中的现象叫做光的反射。
(2)光的反射分为漫反射和镜面反射两类,镜面反射反射面平滑,漫反射反射平面不平整,凹凸不平。
(3)镜面反射和漫反射的相同点就是都遵循反射定律。
2、光的反射定律
(1)入射光线、反射光线、法线同在同一个平面内(共面);
(2)反射光线、入射光线分别位于法线的两侧(分居);
(3)反射角等于入射角(等角)。
3、光的反射定律实验
实验目的:探究光的反射规律。
实验器材:平面镜、激光笔、带刻度的硬纸光屏、支架、夹子。
实验步骤:步骤①按要求组装器材。将平面镜水平放置,然后把一块标有刻度的白色硬纸板竖直放置在平面镜上;
步骤②用激光笔射出一束激光,用笔记下入射光线和反射光线的位置,并在刻度光屏上读出入射角和反射角的度数,记录在表格中;
步骤③重复实验两次。改变入射光的方向,多测几组入射角和发射角,并将数据填入表格;
步骤④将光屏向前或向后折,观察反射光线;
步骤⑤整理器材。
4、作光的反射光路图
根据光的反射规律作光路图的方法是:
①由入射光线和反射面确定入射点,入射点一般用字母0表示;
②由入射点和反射面确定法线,法线用虚线画出;
③由入射光线和法线确定入射角,入射角一般用字母∠i、∠a或∠1表示;
④根据光的反射定律确定反射角,反射角一般用字母∠γ、∠β或∠2表示;
⑤由法线和反射角确定反射光线,光线用实线画出,注意入射光线和反射光线的箭头方向。
5、镜面反射、漫反射和光反射的可逆性
(1)反射面是光滑平面,光线平行反射的叫镜面反射;如镜子、平静的水面等;镜面反射遵循光的反射定律。
(2)照射在粗糙表面上的光向各个方向反射的现象叫漫反射。当一束平行的入射光线射到粗糙的表面时,表面会把光线向着四面八方反射,所以入射线虽然互相平行,由于各点的法线方向不同,造成反射光线向不同的方向无规则地反射,这种反射称之为“漫反射”。
(3)镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律;当平行光照射时,镜面反射的反射光仍然是平行,而漫反射的反射光线是发散的,向各个方向都有。
(4)光反射时,若光逆着原来反射光线的方向照射到反射面上,则反射光线逆着原来的入射光线照射出去。这说明,光路是可逆的。
考点一: 光的反射
1.当光射到物体表面时,有一部份光会被物体反射回来,这种现象叫做光的反射。
2.我们看见不发光的物体是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。
3.有关光的反射的基本概念
(1)入射点:光线射到镜面上的点,通常用“O”表示;
(2)法线:过光的入射点所作的与反射面垂直的直线,通常用“ON”表示;
(3)入射光线:射到反射面上的光线;
(4)反射光线:被反射面反射后的光线;
(5)入射角:入射光线与法线的夹角;
(6)反射角:反射光线与法线间的夹角。
考点二: 探究光的反射定律的实验
【实验目的】探究光的反射定律
【实验器材】可折叠的硬白纸板、平面镜、激光笔、量角器
【实验步骤】
1.把一个平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON垂直于镜面,直线ON即为平面镜的法线。
2.用激光笔将一束光贴着纸板沿着某一个角度射到O点,经平面镜的反射,沿另一个方向射出,在纸板上出现了入射光线和反射光线的径迹。
3.把纸板右半边向前或向后折,反射光线的径迹消失。
4.将纸板恢复平整,用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。
在光线径迹上选择一点确定光线的位置 画出光线的径迹
5.改变光束的入射方向,重做两次。换另其他颜色的笔,记录光的径迹。
取下纸板,用量角器测量NO两侧的入射角和反射角。
【实验表格】(数据仅供参考)
入射角
反射角
第一次
45°
45°
第二次
30°
30°
第三次
60°
60°
【实验分析】
1.当纸板向前向后折时,反射光线从纸板上消失,纸板恢复平整后,反射光线重新出现,说明反射光线、入射光线、法线在同一平面内。
2.实验过程中发现,反射光线和入射光线始终在法线的两侧。
3.由实验表格中数据可知,反射角等于入射角。
【实验结论】光反射时,反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线、入射光线分居在法线两侧,反射角等于入射角。
【注意事项】
1.白纸板的作用:由于白纸表面粗糙,光沿纸板传播时,有部分光反射到各个方向,从而显示光路。
2.如果让光从之前记录的某次反射光线径迹逆着反射光线的方向射到镜面,那么,它被反射后就会逆着原来的入射光的方向射出。这表明,在反射现象中,光路是可逆的。
3.入射角与反射角之间存在因果关系,反射角总是随入射角的变化而变化而变化,因而只能说反射角等于入射角,不能说成入射角等于反射角。
4.垂直入射时,入射角为0度,反射角亦等于0度。
5.白纸板上只有入射光线没有反射光线的原因:白纸板不垂直于平面镜。
如图所示,当白纸板不垂直于平面镜时,入射光线既处在纸板的平面内,又处在垂直于平面镜的虚线平面内,当光线反射时,将沿着虚线平面射出,故在纸板上看不到反射光线。
考点三: 光的反射的应用
1.用光的反射解释平面镜成虚像的原因:物体射到平面镜上的光经平面镜反射后的反射光线没有会聚而是发散的,这些光线的反向延长线相交于一点,从人眼的角度看过去,好像这些光线是从这一点发出的,因此人们就看到了物体的像。因为这个像不是实际光线会聚形成的,所以不能呈现在光屏上,只能通过人眼观察到,故称为虚像(不是由实际光线会聚而成)。
2.光线连续经过两个夹角为90°的平面镜反射时,将沿平行于入射光线的反方向射出,这样的平面镜组合称为角反射器,在生活中的应用是自行车尾灯。
角反射器 自行车尾灯
如上左图所示,由光的反射定律可知,∠1=∠2,∠3=∠4,易证∠1+∠3=90°,所以∠1+∠2+∠3+∠4=180°,所以光线a∥c。
如上右图所示,自行车尾灯本身不发光,它是将汽车发出的光线中的红色光线反射回去,让司机可以看到,避免发生交通事故。
3.已知光源S、平面镜和反射光线经过的点A,作光路图的方法(将军饮马法)
(1)作图规则:
光线画实线,辅助连接线、光线的反向延长线画虚线,有垂直关系的线段交叉点要画出直角符号。
(2)作图思路:
①由像和物关于平面镜对称可确定像点;
②由反射光线的反向延长线经过像点可确定反射光线;
③由反射光线和平面镜的焦点可确定入射点;
④由入射点和光源可确定入射光线。
(3)作图步骤:
①先用对称法法作出光源S的像点S'点;
②由于A点在反射光线上,像点在反射光线的反向延长线上,故用线连接S'A,交平面镜于O,O点即为入射点,AO为反射光线,用实线画出,S'O为反射光线的反向延长线,用虚线画出;
③用实线连接SO,SO为入射光线,标上所有光线的方向。
4.已知入射光线和反射光线画出平面镜的作图方法
(1)作图思路:
因为法线和平面镜垂直,所以确定平面镜方向实际上就是确定法线的方向,由光的反射定律可知,法线是入射光线和反射光线夹角的平分线,故先做出入射光线和反射光线夹角的平分线,再根据入射点确定平面镜的方向。
(2)作图步骤:
①用虚线作入射光线和反射光线夹角的平分线,该平分线就是平面镜的法线。
②过入射点用实线做法线的垂线,该垂线就是平面镜反射面位置,画上垂直符号和阴影。
考点四: 镜面反射和漫反射
1.镜面反射:平行光射到光滑的反射面上时,反射光仍然被平行的反射出去;
2.漫反射:平行光射到粗糙的反射面上,反射光将沿各个方向反射出去;
3.镜面反射和漫反射的相同点:都是反射现象,都遵守反射定律;
不同点:反射面不同(一光滑,一粗糙),一个方向的入射光,镜面反射的反射光只射向一个方向(刺眼);而漫反射射向四面八方;
4.生活中的漫反射和镜面反射:
(1)下雨天的夜晚,向光走要走暗处,背光走要走亮处。因为积水表面发生镜面反射,无水地面发生漫反射,向着光,积水处反射较多光线进入人眼,无水处较少光线进入人眼,人们会觉得积水处更亮;背着光,积水处无反射光线进入人眼,无水处较少光线进入人眼,人们会觉得无水处更亮。
(2)电影屏幕要粗糙、黑板要粗糙是利用漫反射把光反射到四处。
(3)黑板上“反光”是在该处发生了镜面反射。
考点五: 凹面镜和凸面镜
1.凹面镜
(1)用球面内表面作反射面的面镜叫凹面镜。
(2)凹面镜对光的作用:凹面镜使平行光束会聚,使点光源的光线变为平行光。
(3)焦点:平行光线经反射后会聚到一点,该点称为焦点,用字母“F”表示。实际光线会聚而成的点称为实焦点,实际光线的反向延长线会聚而成的点称为虚焦点。
(4)凹面镜的应用
①手电筒的反光装置:将灯泡置于手电筒反光碗的焦点上时,灯泡发出的光经反射后以近似平行光的形式射出。
②太阳灶:将烧水壶置于太阳灶反光碗的焦点上时,太阳光经反射后会聚于烧水壶处加热水壶。
2.凸面镜
(1)用球面外表面作反射面的面镜叫凸面镜。
(2)凸面镜对光的作用:凸面镜使平行光束发散,将多个方向会聚的光反射到同一个方向。
(3)凸面镜成像特点:正立缩小的虚像。
(4)凸面镜的应用
汽车后视镜、转角镜:将更广范围内的景物发出的光线通过凸面镜反射到观察者的眼中,可以扩大视野。
汽车后视镜
窄路转角的转角镜
【解题技巧】
1.入射光线不变,镜面旋转θ度,法线也旋转θ度,从而入射角减小(或增大)θ度,反射角也随之减小(或增大)θ度,反射光线相对于入射光线旋转2θ度。
2.如果想在平面镜内看到全身像,镜子高度至少为身高的一半。
如图所示,在人眼A,人像头顶B、人像脚底C构成的三角形ABC中,平面镜上端点M为边AB的中点,平面镜下端点N为边AC的中点,故平面镜MN为三角形ABC的中位线,故。
典型一: 光的反射现象
【例1】如图是湖边常看到的“倒影”现象,它的成因是( )
A.光的直线传播 B.光的反射
C.光的折射 D.光的色散
【答案】B【解析】解:湖边常看到的“倒影”是平面镜成像现象,属于光的反射。故选:B。
【例2】当动车行驶在长隧道时,车窗旁的乘客伸出手掌,结果在车窗中看到了两只“手掌”,这是光的 ________现象,若手掌向窗户靠近,车窗中“手掌”大小将________。
【答案】反射;不变【解析】解:车窗旁的乘客伸出手掌,结果在车窗中看到了两只手掌,这是平面镜成像,平面镜成像属于光的反射现象;由平面镜成像特点之一,物像等大可知,若手掌向窗户靠近,车窗中的像的大小不变。故答案为:反射;不变。
【变式1】如图所示的光学现象中,属于光的反射的是( )
A.图①中雨后天空中的“彩虹” B.图②中水中的“倒影”
C.图③中“手影”的形成 D.图④中树荫下圆形的“光斑”
【答案】B
【解析】解:A.雨后彩虹是光的色散现象,其实质是光的折射形成的,故A不符合题意;
B.水中“倒影”是平面镜成像,是光的反射现象形成的,故B符合题意;
C.“手影”是光的直线传播形成的,故C不符合题意;
D.树荫下圆形的“光斑”是小孔成像现象,小孔成像是光的直线传播形成的,故D不符合题意。故选:B。
【变式2】如图所示,白鹭在如镜的水面上飞行的。水中的“白鹭”是由于光的 ________形成的 ________(选填“实”或“虚”)像。若水深3m,当白鹭距离水面5m时,它的像距离水面 ________m。
【答案】反射;虚;5。
【解析】解:水中的“白鹭”属于倒影,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的虚像,
物体到平面镜的距离和像到平面镜的距离相等。当白鹭距离水面5m时,它的像距离水面5m。故答案为:反射;虚;5。
典型二: 光的反射定律的应用和实验
【例1】唐诗宋词璀璨夺目,蕴含丰富的光学知识。如太白名句“举杯谢明月,对影成三人”;描述李白月下独酌,顾观地上己影,俯看杯中自己。从物理学来看,关于“地上己影”和“杯中自己”的成因分别是( )
A.光的直线传播;光的直线传播 B.光的反射;光的折射
C.光的直线传播;光的反射 D.光的直线传播;光的折射
【答案】C
【解析】解:“举杯邀明月,对影成三人”中的一人是饮酒者本人,一“人”是人在地面上形成的影子,它是沿直线传播的光被不透明的人挡住,在人后面的地面上光照不到的地方形成的影子;另一“人”是杯中的“人”,酒面相当于一个平面镜,人在这个平面镜中成像,即平面镜成像,它是由光的反射形成的人的虚像;故C正确。故选:C。
【例2】如图所示,平面镜M水平放置,白色纸板竖直地立在平面镜上。纸板由A、B两部分组成,可绕接缝ON翻折。使一束光紧贴纸板A射向镜面上的O点,只有当纸板B翻折至图中位置时,才能观察到纸板B上呈现反射光线,可知反射光线、入射光线和法线在 ________________,此时角度α为40°,则β为 ________,将一束光沿FO方向入射,则反射光将沿 ________方向射出。
【答案】同一平面内;40°;OE
【解析】解:使一束光紧贴纸板A射向镜面上的O点,只有当纸板B翻折至图中位置时,才能观察到纸板B上呈现反射光线,这说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内;
此时角度α为40°,入射角为40°,根据反射角等于入射角可知,反射角β为40°;
将一束光沿FO方向入射,根据光路可逆可知,反射光将沿OE方向射出。故答案为:同一平面内;40°;OE。
【变式1】为了“探究光反射时的规律”。实验小组的同学选用了平面镜、纸板、激光笔、量角器和几种不同颜色的笔,依据教材设计了如图1、图2所示的实验。
(1)让入射光沿AO方向射向镜面,在纸板NOF上可看到反射光OB,若将纸板NOF向后折,将 ________(选填“能”或“不能”)观察到反射光,这说明反射光线,入射光线应在________________。
(2)改变光束入射的角度,多做几次,换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。取下纸板,测量入射角∠i和反射角∠r,将数据记录在表中,根据数据得出的结论是∠r ________∠i。
次数
i
r
1
70°
70°
2
45°
45°
3
30°
30°
(3)请在图3中画出相应的反射光线。
(4)若在图1中将一束光贴若纸板沿BO方向射到O点,光会沿图中的OA方向射出,这说明在反射现象中,________________________。
【答案】(1)不能;同一平面上;(2)=;(3)见解答;(4)光路是可逆的。
【解析】解:(1)实验中,把纸板NOF向后折,在纸板上不能看到反射光,说明反射光已经不在纸板上了,而此时左右2个纸板也不在同一个平面了,由此说明:反射光线、入射光线和法线在同一平面内;
(2)根据表格中的实验数据,由反射角和入射角的度数可得出结论:在光的反射现象中,反射角等于入射角,即∠r=∠i。
(3)先过入射点O垂直界面作出法线,再在法线右侧从O开始画出反射光线,注意反射角等于入射角,如图所示:
(4)如果让光沿BO方向射到镜面,会发现反射光沿OA方向射出,这表明在反射现象中,光路是可逆的。故答案为:(1)不能;同一平面上;(2)=;(3)见解答;(4)光路是可逆的。
【变式2】如图所示,在探究光的反射定律时,将一块平面镜放在水平桌面上,再把一块纸板垂直立在平面镜上。
(1)让激光笔贴着纸板照射向平面镜是为了在纸板上 ________________;
(2)当光贴着纸板A沿EO入射时,反射光线在纸板B上沿OF射出,为了便于测量和研究,需要把光路记录在纸板上,你的方法是 ________________________________;
(3)量出此时的入射角和反射角分别为∠i和∠r,发现两角的度数相等,接下来应该进行的操作是 ________________________________________________________________________;
(4)将纸板B绕ON向后转动,不能在纸板B上看到反射光线,由此可以得出结论:入射光线、法线和反射光线 ________________________________。
【答案】(1)显示光路;(2)用量角器代替纸板做实验;(3)多次改变入射光线的方向,改变入射角的大小;(4)在同一平面内。
【解析】解:(1)在实验过程中,纸板与平面镜应垂直放置,同时在实验时让光线贴着纸板入射,这样是为了在纸板上显示光路;
(2)为了便于测量和研究,需要把光路记录在纸板上,可以用量角器代替纸板,这样就可以直接读出反射角和入射角的大小,进行比较;
(3)在探究“光的反射定律”实验时,要探究反射角与入射角的关系,应该多次改变入射光线的方向,改变入射角的大小,这样才能得到普遍性规律;
(4)在实验过程中,将纸板向前或向后折,是为了验证反射光线与入射光线在同一平面内,此时在纸板B上将不能看到反射光线。故答案为:(1)显示光路;(2)用量角器代替纸板做实验;(3)多次改变入射光线的方向,改变入射角的大小;(4)在同一平面内。
典型三: 镜面反射、漫反射和光反射的可逆性
【例1】黑板反光会“晃”着一些同学的眼睛,黑板反光时发生的是( )
A.镜面反射 B.漫反射
C.光沿直线传播 D.光的折射
【答案】A
【解析】解:当黑板表面太光滑,光射到这里发生了镜面反射,反射光线朝着同一方向射出,位于反射光线方向的同学则看不清黑板上的字,这就是黑板反光问题,故A正确,BCD错误。故选:A。
【例2】关于光现象,下列说法正确的是( )
A.漫反射不遵守光的反射规律
B.镜中生花,是由于光的折射形成的
C.自行车的尾灯是靠光的折射来引起后方车辆司机注意的
D.开凿隧道时用激光束引导掘进机,利用了光的直线传播
【答案】D
【解析】解:A.当一束平行光线照射到粗糙的表面时,粗糙表面会把光线向四面八方反射,这就是漫反射,漫反射属于反射现象中的一种类型,漫反射遵守光的反射定律,故A错误;
B.镜中生花,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故B错误;
C.自行车的尾灯是由互成直角的小平面镜组成,将汽车照射来的光经两次反射再反射回去,引起后方车辆司机的注意,故C错误;
D.开凿隧道时用激光束引导掘进机,利用了光在同种均匀介质中沿直线传播的规律,故D正确。故选:D。
【变式1】如图所示,是生活中两种光的反射现象,下列关于它们说法正确的是( )
A.甲图属于漫反射
B.乙图的反射不遵循光的反射定律
C.甲图中任何方向看反射面都很亮
D.乙图的反射更利于各个方向的人看到反射面
【答案】D
【解析】解:AC、甲图中平行射入,平行射出为镜面反射,不是任何方向看反射面都很亮,故AC错误;
BD、乙图中物体表面是凹凸不平的,平行光线入射到粗糙的反射面上,反射光线射向四面八方,进入不同方向的人的眼睛,不同方向的人们都能看到,是漫反射,遵循光的反射定律,故B错误,D正确;故选:D。
【变式2】为了保护视力,环境较暗时,写作业一定要打开台灯,这时我们就可以看到纸笔且不刺眼,是因为纸笔表面发生了 ____________,但由于 ________________,笔和手总会形成影子,为了避免影子干扰我们写字,当我们用右手写字时,台灯应该放在右手的________(填“左”或“右”)侧。
【答案】漫反射;光的直线传播;左
【解析】解:写作业时打开台灯,这时我们看到纸笔且不刺眼,是因为光在纸笔表面上发生了漫反射,反射光线射向各个方向的缘故,但由于光的直线传播,笔和手总会形成影子,我们用右手写字,调整台灯的方位,把台灯放右手的左侧,影子在右侧,这样就避免影子干扰我们写字。故答案为:漫反射;光的直线传播;左。
1. 下列关于光的现象和传播规律的说法中正确的是( )
A.反射光线与所对应的入射光线可以不在同一平面内
B.一束光垂直入射到平面镜上发生反射时,其反射角等于90°
C.在镜面反射和漫反射现象中,光的传播都遵循光的反射定律
D.黑板用的时间长了,有一角反光,这是因为光发生了漫反射
【答案】C【解析】A.根据光的反射定律可知,反射光线与入射光线一定在同一平面内,故A错误;
B.入射角是入射光线与法线的夹角,一束光垂直入射到平面镜上,入射角等于0°,反射角等于入射角,反射角大小也是0°,故B错误;
C.镜面反射与漫反射关它们都遵循光的反射定律,只是由于反射面的不同,而使最终的效果产生了较大的差异,故C正确;
D.黑板用的时间长了,有一角反光,这是因为光发生了镜面反射,故D错误。故选C。
2.如图,一束光与镜面成30°角入射,以垂直纸面的直线为轴绕O点转动平面镜,使反射光线跟入射光线之间的夹角为80°,则镜面应( )
A.逆时针转动20° B.顺时针转动20°
C.逆时针转动30° D.顺时针转动30°
【答案】A【解析】一束光与镜面成30°角入射,则入射光线与法线的夹角为60°,即入射角为60°,根据反射定律,若反射光线跟入射光线之间的夹角为80°,则反射光线、入射光线与镜面的夹角均为40°,所以应逆时针转动20°,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
2. 晚上,小明在桌面上铺一张白纸,把一小块平面镜放在白纸上,用手电筒正对着镜子和白纸照射,如图所示,下列分析不正确的是( )
A.从侧面看,应该是白纸比镜子亮
B.无论从哪个方向看,镜子始终比白纸亮
C.正对着镜子和白纸看,应该是镜子比白纸亮
D.镜子发生的是镜面反射,白纸发生的是漫反射
【答案】B【解析】ABD.由于镜面光滑,发生的是镜面反射,反射光线逆着手电筒的光线反射回去;而白纸是漫反射,反射光线射向各个方向。从侧面看的时候由于白纸发生的是漫反射射向各个方向的光线都有,而平面镜表面很光滑所以发生的是镜面反射,反射光线仍然沿同一方向射出,因此镜子几乎没反射光线射入人的眼睛,所以从侧面看,应该是白纸比镜子亮。故AD正确,AD不符合题意,B错误,B符合题意;
C.正对着看的时候,镜子反射的光线射入人眼的光线多,所以较亮,而白纸发生的是漫反射,反射光线射向不同的方向,正对着看的时候射入人眼的光线少,所以白纸较暗。故C正确,故C不符合题意。故选B。
3. 关于光的反射,下列说法正确的是( )
A.当入射光线与反射面的夹角为20°时,入射角为20°
B.入射光线靠近法线时,反射光线也靠近法线
C.发生光的反射时,反射角有时不等于入射角
D.镜面反射遵循光的反射定律,漫反射不遵循光的反射定律
【答案】B【解析】A.当入射光线与反射面的夹角为20°时,入射角为
在光的反射现象中,反射角等于入射角,因此反射角也为70°,故A错误;
B.入射光线靠近法线时,入射角减小,反射角也减小,故入射光线靠近法线时,反射光线也靠近法线,故B正确。
C.发生光的反射时,反射角一定等于入射角,故C错误;
D.镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律,故D错误。故选B。
4. 下列事例属于漫反射的是( )
A.看书上的文字 B.玻璃幕墙反光
C.海面上波光粼粼 D.照镜子整理仪容仪表
【答案】A【解析】A.看书上的文字时,文字发生的是漫反射,所以我们可以从不同的方向看到书上的字,故A符合题意;
B.玻璃幕墙表面光滑,发生的是镜面反射,故B不符合题意;
C.海面上波光粼粼,发生的是镜面反射,故C不符合题意;
D.照镜子整理仪容仪表,属于平面镜成像,发生的是镜面反射,故D不符合题意。故选A。
5. 如图所示,一束光线与水平面成48°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24° B.一定为66° C.可能为24° D.可能为48°
【答案】C【解析】如图所示,一束光线与水平面成48°角入射到平面镜上。若要使反射光线沿水平方向射出,有两种情况,如图所示:
图1中,入射角与反射角的夹角为
则反射角与入射角的大小都为66°,平面镜与水平面的夹角为
图1中,入射角与反射角的夹角为48°,则反射角与入射角的大小都为24°,平面镜与水平面的夹角为
则平面镜与水平面的夹角为24°或66°。故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
6. 光在镜面发生反射时,入射光线与镜面之间的夹角为40°,则反射角的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B【解析】因为入射光线与镜面的夹角为40°,所以入射角为
反射角等于入射角,即反射角是50°,故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。
7. 下列说法正确的是( )
A.甲图:晚上汽车车灯灯光在干燥的沥青路面发生镜面反射
B.乙图:晚上汽车车灯灯光在湖湿的沥青路面发生漫反射
C.丙图:太阳灶利用了凹面镜对光的会聚作用
D.丁图:汽车后视镜是平面镜,方便司机观察后方情况
【答案】C【解析】A.干燥的沥青路面的反射面是粗糙的,晚上汽车车灯灯光在干燥的沥青路面发生漫反射,故A错误;
B.湖湿的沥青路面的反射面是光滑的,晚上汽车车灯灯光在湖湿的沥青路面发生镜面反射,故B错误;
C.凹面镜对光有会聚作用,太阳灶就是利用了这一原理制成的,故C正确;
D.汽车后视镜是凸面镜,有扩大视野的作用,方便司机观察后方情况,故D错误。故选C。
8. 如图所示,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,为了让光斑P向右移动,下列方法可行的是( )
A.让光源S顺时针转动一个角度 B.将镜面竖直向上移动一段距离
C.让光源S逆时针转动一个角度 D.将镜面水平向右移动一段距离
【答案】C【解析】A.让光源S顺时针转动一个角度,入射点左移,入射角减小,根据光的反射定律可知,光斑P左移,故A不符合题意;
B.将镜面竖直向上移动一段距离,入射点左移,入射角不变,根据光的反射定律可知,光斑P左移,故B不符合题意;
C.让光源S逆时针转动一个角度,入射点右移,入射角增大,根据光的反射定律可知,光斑P右移,故C符合题意;
D.将镜面水平向右移动一段距离,入射点不变,入射角不变,根据光的反射定律可知,光斑P不动,故D不符合题意;故选C。
9. 小华同学参观盐城海盐博物馆,看到一个放在玻璃罩中的展品A(可拍照)。小华同学想用相机拍下来回家慢慢研究,展馆中的灯光比较暗,下列哪种方式拍照最清晰( )
A.从1处向下拍,且用闪光灯 B.从1处向下拍,不用闪光灯
C.从2处斜向下拍,且用闪光灯 D.从2处斜向下拍,不用闪光灯
【答案】C【解析】展馆中的灯光比较暗,展品反射的光线很少,要想拍摄出清晰的展品图片,需要用闪光灯;玻璃罩上表面很平,当从①位置用闪光灯拍摄时,光线因发生镜面反射而沿垂直方向反射回去,照相机发生逆光无法得到清晰的图片,所以只能从②处斜向下拍。故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
10. 如图所示,MM为平面镜,OA为反射光线,ON为法线,反射角NOA等于30。已知BON等于30,CON等于45,DON等于60。则反射光线OA的入射光线将沿着 ________方向入射。(选填“BO”、“CO”或“DO”)
【答案】BO【解析】根据光的反射定律可知,反射角等于入射角;因为反射角∠NOA等于30°,所以入射角也等于30°,而∠BON等于30°,所以对应的入射光线是沿BO方向射入的。
11. 如图所示是一种液面升降监测装置原理图。光源S发出的一束激光与水平液面成50°角射向平静的液面,入射光线与反射光线的夹角为________度;光经液面反射后射到液面上方水平标尺上的S’点,当液面下降时光点S'将________移动。(选填“向左”、“向右”或“不会”)。
【答案】 80 向右【解析】[1]光源S发出的一束激光与水平液面成50°角射向平静的液面,入射角为40°,反射角也为40°,则入射光线与反射光线之间的夹角为80°。
[2]当液面下降时,入射光线的传播方向不变,入射点会向右下方移动,根据光的反射定律可知,光经液面反射后射到液面上方水平标尺上的S'点将向右移动。
12. 入射光线与平面镜的夹角为60°,则反射角为________;若入射角增大10°,反射角将增大________;小敏和小华通过同一平面镜彼此看到了对方的眼睛,这说明在光的反射现象中光路是________的。
【答案】 30° 10° 可逆【解析】[1]入射光线与法线的夹角为入射角,入射角为
[2]在光的反射现象中,反射角等于入射角,因此反射角为30°;若入射角增大10°,反射角将增大10°。
[3]小敏和小华通过同一平面镜彼此看到了对方的眼睛,即一方眼睛反射出来的光经平面镜反射后进入对方眼睛,这说明在反射现象中光路是可逆的。
13. 光线垂直照到镜面上时,入射角是________度,反射角________度。
【答案】 0 0【解析】[1][2]因为入射光线垂直射到平面镜上,入射光线和法线重合,所以入射角等于0度,根据光的反射定律知,反射角等于入射角,即反射角为0度。
14. 雨后晴朗的夜晚,为了不踩到地上积水,人们根据生活经验判断,迎着月光走,地上发亮的是________(选填“地面”或“积水”);背着月光走,地上发暗的是________(选填“地面”或“积水”)。
【答案】 积水 积水【解析】平静的水面,能发生镜面反射,地面凹凸不平,地面发生漫反射。
[1]迎着月光走,月光经水面发生镜面反射,进入人的眼睛反射光线多,人感觉水面亮;地面发生漫反射,有很少的光线进入人的眼睛,人感觉地面黑。
[2]背着月光走,月光经水面发生镜面反射,没有反射光线进入人的眼睛,人感觉水面暗;地面发生漫反射,有少量的光线反射进入人的眼睛,人感觉地面亮。
15. 在图中画出入射光线的反射光线,并标出反射角大小。
【答案】
16. 小明的乒乓球掉到沙发下,小明同学借助平面镜反射灯光找到了乒乓球。图中已标示了入射光线与反射光线等,请在图中适当位置画出平面镜,并标出镜面与水平方向的夹角大小。
【答案】
17. 平面镜前有一点光源S,它发出的两条光经平面镜反射后的经迹如图所示,请你通过作图确定出点光源S的具体位置,并补充完整光路图。
【答案】
18. 电视机的遥控器通过发射红外线实现对电视机的控制。有时利用光的反射也可以控制电视机。请在图中画出红外线经过墙壁反射遥控电视的光路图。
【答案】
19. 如图所示的A、C两点中,一个是发光点,另一个是该发光点在平面镜中的像,请画出平面镜所在的位置,并画出从发光点发出的一条经平面镜反射后过B点的光线。
【答案】
20. 如图所示,由于木板的遮挡,光源S发出的光无法直接照射到P点。通过平面镜的反射作用,可以使光源S发出的光经过P点。请你画出由光源S发出经平面镜反射后通过P点的那条光线的光路图。
【答案】
21. 如图1所示,在探究“光的反射定律”实验中,把一块平面镜放在水平桌面上,再将一张纸板放在平面镜上。纸板由E、F两块纸板粘成,可绕接缝ON转动。
(1)选用的白色硬纸板的表面应尽可能________(选填“光滑”或“粗糙”);
(2)让一束光贴着纸板射到平面镜O点,此时在F板上可以看到反射光线。接着将F板绕接缝ON向后折,如图2,此时在F板上________(选填“能”或“不能”)看到反射光线。此时反射光________(选填“存在”或“不存在”);
(3)为进一步确定反射光线的位置,小闽将纸板F沿PQ剪开,只将F板的上半部向后折,如图3所示。则此时在F板的________(选填“上部”或“下部”)能看到反射光线。此现象说明:光反射时,反射光线、入射光线和法线在________;
(4)小闽和小军都想从镜子中看到对方的眼睛,但又不想让对方看到自己的眼睛,但他们做不到这一点的。这是因为:在光的反射中,光路是________的。
(5)另一小组将 E、F纸板在同一个平面上,让一束光AO贴着纸板射到O点,如图3所示,但他们却发现无法在F板观察到反射光线,其原因可能是:________。
【答案】 粗糙 不能 存在 下部 同一平面 可逆 见解析【解析】(1)[1]为了看清楚纸板上的光路,纸板材质应较粗糙些,光线射在上面发生了漫反射,反射光线射向各个方向,无论从哪个角度看,都能看得清楚。
(2)[2][3]将纸板F向后折,在纸板F上不能看到反射光线,但反射光线仍然存在,只是没在F板上,说明反射光线、入射光线和法线是在同一平面内的。
(3)[4][5]将纸板的上半部分向后折,发现在纸板右侧的下部会看到反射光线,而上部不会看到反射光线,此实验现象说明反射光线、入射光线和法线在同一平面。
(4)[6]光在反射过程中光路是可逆的,小闽看到小军的同时,小军也能看到小闽。
(5)[7]如图3所示,将纸板F沿PQ剪开,把纸板F的上半部分向后折转。实验时,在纸板F上不能观察到反射光线上半部分,是反射光线、法线与入射光线没有在同一平面内。
22. 某同学在“探究光的反射规律”的实验中做了如下实验。他将一个平面镜放在水平桌面上,再把相连接的两纸板E、F展开成一个平面,其中纸板E和F相连接的位置ON垂直于纸板底边CD。
(1)把纸板竖直立在平面镜上,如图甲所示,ON垂直于平面镜,使一束光贴着纸板E沿某一个角度射到O点,经平面镜反射,在纸板F上________(选填“能”或“不能”)看到反射光;把纸板F以ON为轴向后折,如图乙所示,将在纸板F上________看到反射光(选填“仍能”或“不能”),这说明________;
(2)把纸板E、F均倾斜相同角度立在平面镜上,如图丙所示,使一束光贴着纸板E仍沿某一个角度射到O点,经平面镜反射,在纸板F上________看到反射光(选填“能”或“不能”);
(3)结合上述实验请你进一步推断:反射光线与入射光线所在的平面与平面镜的位置关系是________(选填“垂直”或“不垂直”)的;
(4)如图丁所示将硬纸板和平面镜正确摆放,用笔在硬纸板上描出入射光和反射光的轨迹。多次改变光束入射的角度,用笔记录每次光束的轨迹。用量角器测出每一次实验的入射角和反射角的大小,并记录在下面的表格中。请你分析数据,得出的结论是:在反射现象中,________________________;
入射角/°
15
30
45
65
80
反射角/°
15
30
45
65
80
(5)在如图丁所示的实验装置中,若将一束光沿BO方向贴着纸板F射向镜面的O点,则反射光将沿图中OA的方向射出,说明在光的反射现象中,光路是________的。
【答案】 能 不能 入射光线、反射光线和法线在同一平面内 不能 垂直 反射角等于入射角 可逆【解析】(1)[1][2][3] 因为入射光线、反射光线和法线在同一平面内,一束光贴着纸板E沿某一个角度射到O点,经平面镜反射,在纸板F上会观察到反射光线,但把纸板F以ON为轴向后折,如图乙所示,将在纸板F上看不到反射光线。
(2)[4] 把纸板E、F均倾斜相同角度立在平面镜上,如图丙所示,使一束光贴着纸板E仍沿某一个角度射到O点,经平面镜反射,ON将不再是法线,反射光线会射在空气中,在纸板F上将看不到反射光线。
(3)[5]由上述分析可知,反射光线与入射光线所在的平面与平面镜的位置关系是垂直的。
(4)[6]由表格数据可知,反射现象中,反射角等于入射角。
(5)[7] 在如图丁所示的实验装置中,若将一束光沿BO方向贴着纸板F射向镜面的O点,则反射光将沿图中OA的方向射出,说明在光的反射现象中,光路是可逆的。
1. 下列成语所描绘的光现象中,由于光的反射形成的是( )
A.立竿见影 B.凿壁偷光 C.镜花水月 D.坐井观天
【答案】C【解析】AB.立竿见影、凿壁偷光是光沿直线传播的应用,故AB不符合题意;
C.镜花水月,水中的月亮是,由于光的反射形成的虚像,故C符合题意;
D.坐井观天,当井中无水时原理是光沿直线传播,当井中有水时,原理是光的折射,故D不符合题意。故选C。
2. 黑暗的房间里有两盏电灯,只有一盏灯点亮,但人能看到未点亮的灯泡。以下对于“看到未点亮灯泡”所画的光路图,正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D【解析】点亮的灯泡属于光源,会发出光,未点亮的灯泡会反射点亮的灯泡的光线,使光线进入人的眼睛,从而人看到了未点亮的灯泡,故D光路图正确,ABC错误。故选D。
3. 如图,小舟利用平面镜研究光的反射定律,下列说法错误的是( )
A.AO是入射光线
B.反射角等于30°
C.将激光笔靠近N时,光线OB会靠近ON
D.绕ON前后转动F板,F板上观察不到光线
【答案】B【解析】A.射向镜面的光线为入射光线,由图知入射光线从激光笔沿AO射向镜面,所以AO是入射光线,故A正确,A不符合题意;
B.由图知入射角为60°,由于反射角等于入射角,所以反射角也是60°,故B错误,B符合题意;
C.将激光笔靠近N时,入射光线OA靠近ON,则入射角减小,根据反射角等于入射角可知,反射角也会减小,所以反射光线OB也会靠近ON,故C正确,C不符合题意;
D.反射光线、入射光线、法线在同一平面内,绕ON前后转动F板,由于E、F两个板不在同一平面内,所以F板上观察不到反射光线,故D正确,D不符合题意。故选B。
4. 用如图所示的装置探究光的反射规律。纸板由、两部分组成,可以绕翻折,为了探究反射角与入射角大小的关系,应进行的操作是( )
A.改变光线与的夹角 B.沿向后转动纸板
C.改变纸板与平面镜之间的夹角 D.沿向后转动纸板
【答案】A【解析】为了探究反射角与入射角大小的关系,应改变入射角,即改变光线与的夹角,研究反射角是否等于入射角;故A符合题意。故选A。
5. 甲、乙两束光线射至界面并被反射,由图可知,甲、乙两束光线的反射角分别为( )
A.90 °60° B.90°30° C.0°60° D.0°30°
【答案】D【解析】甲光线垂直射向界面,反射光线垂直于界面射出,反射光线与法线夹角为0°,故反射角为0°;乙光线与界面夹角为60°,则与法线夹角为30°,即入射角为30°,故反射角也为30°,故D正确.
6. 一束光线垂直入射到平面镜上,要想使反射光线从原来位置偏转60度,可采取下列哪种办法
A.将平面镜顺时针旋转60度
B.将平面镜顺时针旋转30度
C.将入射光线远离法线偏转30度
D.将入射光线远离法线偏转15度
【答案】B
【解析】A. 将平面镜顺时针转过60°,则反射光线转过120°,故本选项错误;B. 将平面镜顺时针转30°,则反射光线转过60°,故本选项正确;C. 将入射光线远离法线偏转30°,反射光线也偏转30°故本选项错误;D. 将入射光线远离法线偏转15∘,反射光线也偏转15°,故本选项错误.故选B.
7. 水平放置的平面镜将一束光线SO反射至竖直墙壁的A点,如图所示,要使反射光线射向B点,下列操作正确的是( )
A.仅将入射光线SO绕O点顺时针转动
B.仅将平面镜M绕O点逆时针转动
C.仅将平面镜M向上平移
D.仅将平面镜M向下平移
【答案】C【解析】A.仅将入射光线SO绕O点顺时针转动, 入射光线远离法线,入射角增大,根据光的反射定律,反射光线也向下远离法线,反射角增大,故A错误;
B.仅将平面镜M绕O点逆时针转动,入射点O不变,相当于增大入射角,根据光的反射定律,反射角等于入射角,反射光线也向下远离法线,故B错误;
CD.将平面镜向上平移,入射光线不变,入射点向右移动,根据光的反射定律,反射光线向上向右移动,可以射向B点,将平面镜M向下平移,反射光线向下向左移动,故C正确,D错误;故选C。
8. 下列是观察对岸的树木在水中倒影的光路图,正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B【解析】树木在水中形成倒影,是因为来自岸上树木的光线斜射到水面上发生反射,反射光线进入眼睛,所以才能观察到对岸的树木在水中的倒影,故ACD错误,B正确。故选B。
9. 晚上,在桌上铺一张白纸,把一块小平面镜放在纸上(镜面朝上),让手电筒的光正对着平面镜照射,如图,从侧面看去( )
A.镜子比较亮,它发生了镜面反射 B.镜子比较暗,它发生了漫反射
C.白纸比较亮,它发生了镜面反射 D.白纸比较亮,它发生了漫反射
【答案】D【解析】当手电筒垂直照射白纸和平面镜时,平面镜发生镜面反射,光线被垂直反射,从侧面看时,几乎没有光线进入人眼,所以人眼感觉平面镜是暗的;光线垂直照射到白纸上,白纸表面是粗糙的,发生漫反射,反射光线射向四面八方,从侧面看时,有光线进入人眼,则人眼感觉白纸是亮的,故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。
10. 如图所示,用手电筒对着平面镜中像照射时,观察到的像比原来亮多了,其原因是
A.镜子比原来亮,所以像也变亮
B.光射到像上,所以会变亮
C.有光照射,更便于观察,所以觉得像变亮了
D.光反射到物上,物变亮,所以像也变亮
【答案】D【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。故选D。
11. 小明去商场买鞋,站在竖直放置于水平地面上40cm高的试鞋镜前面时,看不到自己穿的鞋的像,如图所示。下列措施中能让他看到镜中鞋的像的是( )
A.小明离镜子远一些 B.穿着鞋的脚抬高一些
C.将镜子绕底边逆时针旋转一些 D.弯腰或下蹲一些
【答案】D【解析】由图知道,要想看到镜中的新鞋,就要使眼睛看到新鞋成的像;即鞋子反射的光线经过平面镜反射后必须能进入人的眼中,由图知道,弯腰或下蹲,可以看到镜中的鞋,使离镜子远一些、将镜子绕底边逆时针旋转一些、穿着鞋的脚抬高一些,如果原来看不到,则依然无法看到,故D符合题意,故ABC不符合题意。故选D。
12. 坐在教室里边上的同学会看不清黑板上的字,这种现象俗称为“反光”,如果用投影仪投射到白色幕布或白色墙面上,坐在教室里各个位置上都能看清幕布或墙上的图像,对于这两种现象,是否遵守光的反射定律,下列说法中正确的是( )
A.前者遵守,后者不遵守 B.前者不遵守,后者遵守
C.两种情况都不遵守 D.两种情况都遵守
【答案】D【解析】坐在教室里边上的同学会看不清黑板上的字,这种现象俗称为“反光”,是黑板发生了镜面反射,镜面反射遵守光的反射定律;全班同学都能看到画面是因为光射到投影银幕上,反射光线是向着四面八方的,是光在屏幕上发生了漫反射,漫反射也遵循光的反射定律。故选D。
13. 下列说法中正确的是( )
A.凸面镜对光有会聚作用,凹面镜对光有发散作用
B.汽车的观后镜是用凸面镜
C.太阳灶用的是凸面镜
D.牙科医生用来观察患者不易看到的部位的镜子是用凹面镜
【答案】B【解析】A.凸面镜对光线有发散的作用,凹面镜对光线有会聚作用,故A错误;
B.汽车的观后镜是利用凸面镜,成正立的、缩小的虚像,增大观察范围,故B正确;
C.凹面镜对光线有会聚作用,应用在太阳灶上,故C错误;
D.牙科医生用来观察患者不易看到的部位的镜子是用平面镜,故D错误。故选B。
14. 太阳光与水平面成25°角射到平静的湖面上,则反射角为 度;若太阳光垂直射向湖面,则反射角是________度,光线的传播方向改变了________度.
【答案】 65 0 180【解析】因为太阳光与平静的湖面夹角为25°,所以太阳光与法线夹角为65°,即入射角,根据反射定律可得,反射角等于入射角即65°;当太阳光垂直射入时,入射角等于反射角,都为0°;由于入射光线和反射光线的方向相反,所以垂直射入时,光线的传播方向改变了180°.
15. 如图所示,入射光线与平面镜镜面之间的夹角为20°,若使反射光线与入射光线之间的夹角变为100°,则平面镜应绕过O点的轴沿________时针转过________。
【答案】 逆 20°【解析】[1][2]入射光线与平面镜镜面的夹角为20°,入射角为入射光线与法线的夹角,所以入射角为
由光的反射定律,反射角等于入射角,所以反射角等于70°,则反射光线与入射光线的夹角等于140°;要使反射光线与入射光线之间的夹角变为100°,根据反射角等于入射角,所以入射角要变为50°,则入射光线与平面镜镜面的夹角要变为40°,即平面镜要逆时针旋转20°。
16. 镜子在生活中随处可见,宁宁乘坐出租车时坐在后排,通过车内的后视镜看到了司机的眼睛。此时司机________(选填“能”或“不能”)看到宁宁的眼睛,此现象说明________________________。
【答案】 能 在光的反射中,光路是可逆的【解析】[1][2]当宁宁通过车内后视镜看到司机眼睛时,是司机眼睛反射的光经过后视镜反射进入宁宁的眼睛。根据光路可逆性,此时宁宁眼睛反射的光也可以沿同样的路径经过后视镜反射进入司机的眼睛,所以司机能看到宁宁的眼睛。此现象说明在光的反射中,光路是可逆的。
17. 身高1.6m的人站在高1m的站在平面镜前2m处,在镜中的像高是________m,像距人________m,若她向平而镜靠近0.5m,则她和像的距离变化________ m;将一块木板在镜子后面1m处,如图所示,这时她 ________(选填“仍能”或“不能”)在镜中看到自己的像。
【答案】 1.6 4 1 仍能【解析】[1][2]由平面镜成像的特点知,物和像大小相等,所以身高1.6m的人她在镜中的像高仍然为1.6m;当人到镜面的距离为2m时,像到镜面的距离也为2m,像到人的距离为4m。
[3]若她向平面镜靠近0.5m,则她与镜面的距离是2m-0.5m=1.5m
则她和像的距离是1.5m+1.5m=3m
她和像的距离变化了4m-3m=1m
[4]由于平面镜成像是光的反射形成的,故在镜后放一物体并不妨碍光的反射,同时也不会妨碍成像,所以这时她仍能在镜中看到自己的像。
18. 如图所示,三条互相平行的光线入射到凹凸不平的物体表面,三条反射光线________(选填“会”或“不会”)平行射出,我们把这种反射称为________(选填“镜面反射”或“漫反射”),这种反射是否遵循光的反射定律?________。(选填“是”或“否”);请在图中画出光线②经过物体表面反射后的反射光线。
【答案】 不会 漫反射 是 【解析】[1][2][3]根据漫反射的定义: 一束平行光射到粗糙的物体表面时,反射光不再平行,而是射向各个方向,这种反射叫做漫反射;故三条互相平行的光线入射到凹凸不平的物体表面,三条反射光线不会平行射出;漫反射遵循光的反射定律;
[4]根据反射定律:反射角等于入射角,画出反射光线即可,如下图:
19. 雨后天晴的夜晚,人在月光下行走,如图所示,为了不踩到地上的积水,甲同学迎着月光走,应走________(选填“亮”或“暗”)处,因为若迎着月光走,月光射到水面上时,在水面发生的是________(选填“镜面反射”或“漫反射”);乙同学背着月光走,应走________(选填“亮”或“暗”)处。
【答案】 暗 镜面反射 亮【解析】[1][2]当迎着月光走时,地面发亮处有水;因为迎着月光走,月光射到水面上时,水面发生的是镜面反射,反射光几乎全部射入人的眼睛,而地面发生的漫反射,只有很少的光进入人的眼睛,所以此时水面亮,人应走暗处。
[3]背着月光走时,地面发暗处有水;因为背着月光走,虽然水面发生的仍然是镜面反射,但是此时的反射光没有射入人的眼睛;而地面对光发生漫反射,反射光线射向不同的方向,故有光线射入人的眼睛,则此时地面较亮,所以地上暗处部分是水,人应走亮处。
20. 如图所示,许多建筑采用玻璃进行外墙装潢,这在美化城市的同时却造成了光污染,造成这种污染的主要原因是由于阳光在玻璃表面发生了________(填“镜面”或“漫”),反射另外城市高楼的地下停车场内,在拐角处都安装有大型的________(填“凸面镜”或“凹面镜”),防止出现撞车事故。
【答案】 镜面 凸面镜【解析】[1]玻璃外墙表面光滑,平行光线射到镜面上反射后仍然是平行光,这种光强度大,逆着光线看,很刺眼,大量使用这种玻璃外墙会造成光污染。
[2]停车场内,在拐角处是凸面镜;利用了对光发散的原理,可以扩大视野,从而更好地注意到后方车辆的情况,防止出现撞车事故。
21. 如图所示,是一条盘山公路,当汽车在AB路段行驶时,司机由于光________而看不到BC路段的情况;为了看到BC路段情况,人们利用反射规律,应该在________(填“A”、“B”或“C”)位置安装一块面镜,根据你所学知识判断,该面镜最好是________面镜。
【答案】 的直线传播 B 凸【解析】[1]当汽车在AB路段行驶时,司机看不到BC路段的情况,由于光的直线传播,C点发出的光不能经过B点到达A点。
[2][3]凸面镜是利用光的反射来改变光的传播方向的,应该在B位置安装一块面镜,BC路段上的物体反射出的光线,射到凸面镜上,经过凸面镜的反射射向AB路段,从而使人在AB路段上能够看清楚BC路段的情况。
22. 如图所示,一束光水平射入潜望镜镜口后,通过潜望镜进入小明的眼睛.请画出光的传播路径
【答案】
23.阳光与水平面成60°角射向地面,用平面镜使阳光竖直射入井底,在图中画出平面镜的位置,并标明反射角的度数。
【答案】
24.画出经图示平面镜组(两镜面互相垂直)反射后的反射光线。
【答案】
25.小美去鞋店买鞋,如图所示是她站在镜前试鞋的情景。请画出小美的眼睛A点看到鞋面B点在平面镜中所成像的完整光路图。
【答案】
26.如图所示,S是一个发光点,S′是它在平面镜中成的像,SA是S发出的一束光。请在图中画出平面镜的位置和SA经平面镜反射后的光线。(保留作图痕迹)
【答案】
四、实验题
27.如图所示是“探究光反射时的规律”的部分实验装置。
实验次数
1
2
3
入射角
反射角
(1)如图甲所示,使纸板与水平桌面上的平面镜________;
(2)在图甲中,使一束光贴着纸板A沿EO射向平面镜上O点,观察反射光线和对应的入射光线。改变光束入射角度,多做几次,描绘每次光的径迹,量出入射角和反射角,记录如表。比较反射角和入射角,可以得出结论,反射角________入射角;
(3)在图甲中,如果让光逆着OF的方向射向平面镜,会看到反射光沿着OE方向射出,这表明,在反射现象中,光路是________的;
(4)在图乙中,将纸板B沿PQ剪开,把纸板B的上半部分向后折。实验时在纸板B上观察到________现象,表明反射光线、入射光线和法线都在同一平面内;
(5)在纸板前从不同方向都可以看到入射光EO的径迹,这是因为光在纸板上发生了________反射。
【答案】 垂直 等于 可逆 见解析 漫【解析】(1)[1] 如图甲所示,使纸板与水平桌面上的平面镜垂直;如果纸板没有与平面镜垂直放置,由于法线与镜面垂直,且反射光线、入射光线、法线在同一平面内,因此,当光贴着纸板沿EO入射时,不能在纸板上看到反射光,所以纸板放在平面镜上时,要保持与镜面垂直。
(2)[2]根据表格中的数据可知,在光的反射中,反射角等于入射角。
(3)[3]如果让光线逆着OF的方向射向镜面,会看到反射光线沿着OE方向射出,这表明光反射时,光路是可逆的。
(4)[4]将纸板B的上半部分向后折,如图乙所示,发现在纸板B的下半部分有反射光线,上半部分无反射光线,此实验现象说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(5)[5]在不同方向都可以看到纸板上入射光EO的径迹,这是因为光在纸板上发生了漫反射的缘故。
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