3.1 探究：光的反射定律 题型通关——2024-2025学年沪科版八年级全一册物理

第一节 探究：光的反射定律 基础知识 模块1：光沿直线传播 光源 正在发光的物体被称为光源。（注意：有些物体有“发光”但不一定是光源，比如月亮、镜子、宝石是因为反射其他物体发出的光才有光泽。） 光的直线传播 条件 光在透明、均匀物质中沿直线传播。 现象 小孔成像、人影、树影、月食、日食。 应用 射击瞄准、排队、激光准直、平影戏、沙画。 光线 光线是一条带箭头的直线，用来表达光传播的方向和路径。（光线是一种理想模型，真实的世界并没有光线。） 小孔成像 1) 像的形状与物体形状相同与孔的形状无关。 2) 所成的像为倒立的实像。 3) 蜡烛距离小孔越远所成的像越小。 光速 光在真空中的速度最快为c=3x108m/s，空气中略慢，水中为3/4c，玻璃中为2/3c。 模块2：光的反射 概念 当光线射到物体表面的时候，被物体表面反射的现象叫光的反射。 光的反射定律 1. 三线共面：反射光线、入射光线、法线在同一平面。 2. 法线居中：反射光线、入射光线在法线的两侧。 3. 两角相等：反射角等于入射角。 4. 光路可逆：反射现象中光路是可逆的。 分类 镜面反射 都遵循光的反射定律 一束平行光射到光滑的物体表面，如平面镜的镜面或平静的水面，其反射光仍然是平行的，这种反射叫做镜面反射。 光污染现象 水面、镜面的反射 漫反射 平行光经粗糙的物体表面反射后，反射光不再平行，而是射向各个方向，这种反射叫做漫反射。因为漫反射现象的存在，我们才能从不同方向看到不发光的物体。 幕布、黑板、光屏的反射 现象 湖面上的倒影、平面镜成像。 应用 生活中我们能看到一个不发光的物体是因为他反射的光线进入了我们的眼睛，反射的光线进入眼睛越多，那么我们看到的物体越“亮”。 探究：光的反射规律 实验总结 实验设计与操作 实验 装置 器材 作用 1. 平面镜：做反射面。 2. 量角器：测量入射角和反射角的角度。 3. 可折转的光屏：a. 呈现光路；b. 探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面。 实验注意事项 1. 实验在较暗的环境下进行：目的是为了减少其它光线的影响，实验现象更加明显。 2. 光屏要垂直放置在平面镜上。。 3. 光线紧贴着光屏射向O点：目的是在光屏上呈现光路。 实验 操作 1. 探究反射角和入射角的关系：多次改变入射角的大小，分别测量入射角对应反射角的大小。 2. 探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面：将纸板F向后折转，观察纸板上是否还有反射光线。 3. 验证光路是否可逆：使光线沿FO入射，观察反射光线是否能与OE重叠。 实验结论 1. 三线共面：反射光线、入射光线、法线在同一平面。 2. 法线居中：反射光线、入射光线在法线的两侧。 3. 两角相等：反射角等于入射角。 4. 光路可逆：反射现象中光路是可逆的。 交流与反思 实验中多次改变入射角大小，多次测量反射角大小与入射角进行比较，原因是避免实验结果的偶然性，得到一个具有普遍性的结论。 1. 在各个角度都能在光屏上看到光路，原因是光在纸板上发生了漫反射。 题型通关 【题型1】判断是否为光源 1．下列不是光源的是（　　）  A．发光的萤火虫 B．璀璨宝石 C．亚运圣火 D．工作中的电视屏幕 2．下列都属于光源的一组是（ ） A．太阳、月亮、荧光屏 B．放映中的电影屏幕、发光的萤火虫、恒星 C．恒星、发光的萤火虫、点燃的蜡烛 D．钻石、放映中的电影屏幕、太阳 【题型2】光速 3．光传播 （需要/不需要）介质，光在真空中传播的速度是 m/s。 4．光从空气中进入水中，光的传播速度（　　） A．会减小 B．不变 C．会增大 D．都有可能 5．地面向月球发射的激光，到达月球并返回到地面共需 ，两者间的距离 m。打雷时总是先看到闪电，后听到雷声，这是 的缘故。 【题型3】光的直线传播的现象与应用 6．小明在学习“光的传播”时，看到老师的一个演示实验，过程如下：①用激光笔射向水中，观察到光线是一条直线（如图）②在A处用漏斗向水中慢慢注入浓糖水溶液，观察到光线发生了弯曲；③经搅拌后，观察到光线又变直。小明根据上述现象得出的结果，正确的是（　　） A．光在同一种均匀介质中才沿直线传播 B．光只有在水中才沿直线传播 C．光在浓糖水里不能沿直线传播 D．光的传播需要介质 7．如图所示，晚间一行人经过一盏路灯，灯光照射人所形成的影子的长度会发生变化，变化的情况是（　　） A．先变长后变短 B．先变短后变长 C．逐渐变长 D．逐渐变短 8．小明同学在课外用易拉罐做成如图所示的装置做小孔成像实验，如果易拉罐底部有一个很小的三角形小孔，则他在半透明纸上看到的像是（　　） A．蜡烛的正立实像 B．蜡烛的倒立实像 C．三角形光斑 D．圆形光斑 9．日晷是一种古代计时工具，通过观察直杆在太阳下的影子所在的位置来确定时间。下列选项中所描述的两个现象与日晷原理相同的是（　　） A．坐井观天、杯弓蛇影 B．雨后彩虹、金星凌日 C．镜花水月、水中倒影 D．一叶障目、小孔成像 10．如图所示情境中，与日食的形成原理相同的是（　　） A．皮影戏表演 B．水中的倒影 C．金鱼看起来“变大”了 D．彩虹 11．某校八年级全体学生获该市中小学体育大课间一等奖。如图，站队时，要求每个人都要看齐前一个人的后脑勺，队伍才能站直，这是因为  。利用相同的原理，在测量地球和月球间的距离时，科学家采用了激光，已知激光在真空中的传播速度为，激光从地球发射到月球再反射回地球的时间为，则地球到月球的距离是  。 12．成语“凿壁偷光”，是指西汉匡衡凿穿墙壁引邻家之烛光读书一事（如图甲所示）。其原理可简化成如图乙所示的模型：S为邻家烛焰，ABCD衡在厚墙壁上凿穿的方形孔洞，请作出邻家烛S在匡衡家照亮的范围（用阴影线表示），完成相应光路图。 　　 13．“井底之蛙”这个成语大家都很熟悉。请根据光的直线传播知识在图中画图说明为什么“坐井观天，所见甚小”。（假设青蛙在井底正中央A处） 【题型4】光的反射现象 14．生活中常见到各种光现象，其中属于光的反射现象的是（　　） A．透过树丛的光 B．海市蜃楼 C．手影 D．水中倒影 15．黑暗的房间里有两盏电灯，只有一盏灯亮，但人能看到未点亮的灯。以下对于“看到未点亮的灯”所画的光路图正确的是（ ） A． B． C． D． 【题型5】光的反射定律实验 16．如图为探究光的反射定律的实验装置，下列描述中不合理的是（ ） A．可沿折叠的白色硬纸板应垂直放置于平面镜上 B．为研究反射角与入射角之间的关系，应多次改变光线与间的夹角 C．为研究入射光线、反射光线和法线的位置关系，应绕前后折转入射光线所在的纸板 D．如果让光线沿着的方向射向镜面，会发现反射光线沿着方向射出，这表明光路是可逆的 17．在“探究光反射的规律”时，小李进行了如图甲所示的实验。 （1）如图甲所示，平面镜放在水平桌面，要在白纸板上同时观察到反射光线和入射光线，需要将白色硬纸板放置在平面镜上；实验时多次改变入射角的大小进行实验，然后得出结论，多次实验的目的是 。 （2）如图乙，将纸板绕ON向后折，在NOF面上看不到反射光线，此时，反射光 （选填“存在”或“不存在”）。 （3）为了进一步确定此时反射光线的位置，小李将纸板沿PQ 剪开，将纸板的上半部 分向后折，如图丙所示，发现在纸板右侧的 （选填“上部”或“下部”）会看到反射光线。 （4）若将纸板整体向后倾斜（如图丁），此时，反射光线______（选填字母序号）。 A．仍在纸板上呈现 B．被纸板挡住 C．在纸板前方 18．在“探究光反射时的规律”的实验中：      （1）将平面镜放在水平桌面上，将附有量角器的半圆形白纸板竖立在平面镜上。使一束光贴着纸板分别沿AO、BO、CO入射，在纸板上观察到的光路如图甲所示，说明反射角 入射角。光束CO绕O点顺时针转过后的反射角为 度； （2）图甲中，让一束光贴着纸板沿入射，反射光沿OA射出，说明在反射现象中，光路是 的； （3）图乙中，要在右侧纸板上看到反射光，需将右侧纸板向 折。 【题型6】光的反射定律应用 19．一束光与水平面成30°角斜射到平静的水面上，则反射角为 ，入射光线和反射光线夹角为 。若入射角增大10°，则入射光线和反射光线夹角为 。 20．如图，一束太阳光与水平面成30°角射来，小益想利用一块平面镜将此时的太阳光竖直反射入一口枯井中，则反射角大小为 ，镜面与水平面夹角大小为 °。 21．有一光电控制液面高度的仪器，它是通过光束在液面上的反射光线反射到光电屏上的光斑位置来判断液面高低的，如图所示，一束光与液面的夹角为，S为光电屏上的光斑。下列说法正确的是（　　） A．反射角的大小为40° B．当水面升高时，反射角将变大 C．若光电屏上的光斑右移，可判断出液面在下降 D．液面变化高度一定时，减小入射角可使光斑移动更明显 22．小聪通过平面镜，隔着墙壁看到小猫要偷吃鱼，小猫  （填“能”或“不能”）通过平面镜看到小聪，这说明在光的反射中光路是  的。 【题型7】镜面反射与漫反射 23．如图所示，是平行光照射到不同物体表面时发生反射的情况。下列说法正确的是（　　） A．甲、乙均为镜面反射 B．甲、乙均遵循光的反射定律 C．乙为漫反射，不遵循光的反射定律 D．甲图反射光路具有可逆性，乙图反射光路不可逆 24．晚上，在桌面上铺一张白纸，把一小块平面镜平放在纸上，让手电筒的光正对着平面镜照射，如图所示，则从侧面看去（　　） A．镜子比较亮，它发生了镜面反射 B．镜子比较暗，它发生了镜面反射 C．白纸比较亮，它发生了镜面反射 D．白纸比较暗，它发生了漫反射 25．如图是晚上汽车在干燥的沥青路面和潮湿的沥青路面上行驶时大灯部分光路图，在晚上开车时，（　　） A．灯光在潮湿的沥青路面发生镜面反射 B．灯光在潮湿的沥青路面发生漫反射 C．对面无车，驾驶员看潮湿的路面更亮 D．照射到干燥路面上的光不遵循光的反射定律 26．在雨后的夜晚走路，为了防止脚踩到积水，下列判断正确的是（　　） A．迎着或背着月光走，地上发亮处都应是积水凹地 B．迎着或背着月光走，地上发暗处都应是积水凹地 C．迎着月光走，地上发亮处是积水凹地；背着月光走，地上暗处是积水凹地 D．迎着月光走，地上暗处是积水凹地；背着月光走，地上发亮处是积水凹地 【题型8】光的反射作图 27．在图中，根据给出的入射光线AO画出反射光线OB，并标出反射角及其度数。 28．如图所示，如何利用一块平面镜使此时的太阳光竖直射入井中？请你通过作图标出平面镜的位置，并标出反射角的度数。 29．如图所示，从光源S点发出的一条光线射向平面镜，经平面镜反射后射向墙上的P点处．请你作出这条入射光线并完成光路图． 参考答案 1．【答案】B 【详解】萤火虫、圣火和工作中的电视屏幕，自身都能发光，属于光源；宝石自身不能发光，是反射其它物体的光，不是光源；故B符合题意，ACD不符合题意。 2．【答案】C 3．【答案】不需要；3×108 【详解】光的传播不需要介质，且在真空中传播速度最快，速度为。 4．【答案】A 【详解】光在真空中的传播速度为3×108 m/s，在其他各种介质中的速度都比在真空中的小，所以，光从空气射入水中时传播速度会减小，故选A． 5．【答案】 空气中光速远大于声速 【解析】光在真空中的传播速度是 ，在空气中的速度约等于真空中。激光到达月球所用时间为 ；地球和月球间的距离 ；打雷时总是先看到闪电，后听到雷声，这是空气中光速远大于声速的缘故。 6．【答案】A 【详解】从①中我们发现光在水中沿直线传播；而②中的光线不再沿直线传播不同于①的是介质不再均匀，③现象中的光线又沿直线传播，是由于经搅拌后，介质又变得均匀，故可以得出，光在同一种均匀介质中才沿直线传播，故A正确，BCD错误。 7．【答案】B 【详解】影子由光的直线传播形成，如图，此时影子较长，当人走到灯正下方时，影子最短，或者看不到影子了，离开路灯时，影子又会变长，所以影子先变短后变长． 故选B． 8．【答案】B 【详解】小孔成像是由于光的直线传播形成的，物体经过小孔成的像是倒立的实像，像的形状与物体相同，而与小孔的形状无关。故他在半透明纸上看到的像是蜡烛倒立的实像。 9．【答案】D 【详解】由于光在同种均匀物质中沿直线传播，当光遇到不透光障碍物后，被障碍物挡住，于是在障碍物后面就形成影子，日晷就是利用光沿直线传播。 A．坐井观天，利用了光的直线传播，杯弓蛇影和镜花水月都是光的反射现象，故A不符合题意； B．雨后彩虹是由于光的折射形成的色散现象，金星凌日，利用了光的直线传播，故B不符合题意； C．镜花水月、水中倒影是由于光的反射形成的，故C不符合题意； D．一叶障目是光在传播过程中被不透明物体遮挡的结果，属于光的直线传播；小孔成像是光沿直线传播，与日晷的工作原理相同。故D符合题意。 10．【答案】A 【详解】日食是由于光沿直线传播形成的。 A．影子是由于光沿直线传播形成的，故A符合题意； B．倒影是由于光反射形成的，故B不符合题意； C．透过鱼缸金鱼看起来“变大”了，是由于光的折射形成的，故C不符合题意； D．彩虹是由于光的折射形成的色散现象，故D不符合题意。 11．【答案】光在同种均匀介质中沿直线传播； 【解析】站队时，要求每人都要看齐前一个人的后脑勺，队伍才能站直，这是因为光在同种均匀介质中沿直线传播；激光从地球传到月球的时间为，则地球到月球的距离。 12．【答案】 【详解】根据光的直线传播原理，作出光源S发出的经过方形孔洞上下边缘点A、C的光线，光屏上这两条光线间的部分是光线能够照到的范围，如图所示。 13．【答案】 【详解】过井沿的边缘和青蛙的眼球画出进入青蛙眼睛最边缘的两条光线，如图所示，可见“坐井观天，所见甚小”。 14．【答案】D 【详解】A．透过树丛的光是由于光的直线传播形成的，故A不符合题意； B．海市蜃楼是由于光的折射形成的，故B不符合题意； C．手影是由于光的直线传播形成的，故C不符合题意； D．水中倒影是由于光的反射形成的，故D符合题意。 15．【答案】D 【解析】点亮的灯会发出光，属于光源，未点亮的灯会反射点亮的灯发出的光线，使光线进入人的眼睛，从而使人看到了未点亮的灯，故D正确，错误。故选D。 16．【答案】C 【解析】可沿折叠的白色硬纸板应垂直放置于平面镜上，这样反射光线才可以在硬纸板上呈现，故A正确；为使结论更具普遍性，研究反射角与入射角间的关系时，应多次改变光线与间的夹角，故B正确；为研究入射光线、反射光线和法线的位置关系，应绕前后折转反射光线所在的纸板，故C错误；光的反射中光路是可逆的，如果让光线沿着的方向射向镜面，会发现反射光线沿着方向射出，故D正确。 17．【答案】（1）寻找普遍规律　（2）存在　（3）下部　（4）C 【详解】（1）实验时多次改变入射角的大小进行实验，然后得出结论，多次实验的目的是通过多组数据归纳出光反射时遵循的普遍规律，避免结论的偶然性。 （2）将纸板绕ON向后折，在NOF面上看不到反射光线，此时，反射光仍然存在，但是不在纸板NOF所在的平面，所以纸板上看不到反射光。 （3）反射光线和入射光线、法线在同一平面内，所以，将纸板沿PQ 剪开，将纸板的上半部分向后折，则上半部分纸板与左侧纸板不在同一平面，下半部分纸板和左侧纸板仍在同一平面，会发现在纸板右侧的下部会看到反射光线。 （4）若将纸板整体向后倾斜（如图丁），此时，法线不在纸板平面内，而是垂直于平面镜，反射光线和入射光线、法线在同一平面内，所以，反射光线在纸板前方，故C符合题意，AB不符合题意。 18．【答案】（1）等于；30　（2）可逆　（3）前 【详解】（1）使一束光贴着纸板分别沿AO、BO、CO入射，在纸板上观察到的光路如图甲所示，由图中反射光线与法线的夹角可知，反射角等于入射角；光束CO绕O点顺时针转过后，入射角变成了，故反射角为。 （2）让一束光贴着纸板沿入射，反射光沿OA射出，光线可以沿原光路返回，说明在反射现象中，光路是可逆的。 （3）图乙中，要在右侧纸板上看到反射光，需将右侧纸板向前折，此现象说明入射光线、法线、反射光线在同一平面内。 19．【答案】60°；120°；140° 【详解】入射光线与平面镜的夹角为30°，因此入射角是90°-30°=60°，反射角等于入射角为60°。入射光线和反射光线夹角等于入射角加反射角为60°+60°=120°，反射角和入射角始终相等，当入射角增大10°，因此反射角也增大10°，即反射角为60°+10°=70°，则入射光线和反射光线的夹角为70°+70°=140° 20．【答案】60°；60 【详解】由于反射光线竖直射入井内，反射光与入射光的夹角为90°+30°=120°，反射角等于入射角，所以，入射角、反射角均为60°。入射光线与镜面的夹角为90°-60=30°，此时入射光与水平面成30°角，则镜面与水平方向的夹角为30°+30°=60°。 21．【答案】C 【详解】A．根据图像可以判断入射角为50°，根据光的反射定律，反射角等于入射角可知，反射角等于50°，故A错误； B．当水面升高时，入射角大小不变，则反射角大小也不变，故B错误； C．当液面下移时，如图所示，光斑会右移，故C正确； D．当液面变化高度一定时，增大入射角可使光斑移动更明显，如图所示，故D错误。 22．【答案】能； 可逆 【解析】小聪通过平面镜隔着墙壁看到小猫要偷吃鱼，小猫也能通过平面镜看到小聪，这说明在光的反射中光路是可逆的。 23．【答案】B 【详解】ABC．甲图中，平行光线入射到平而光滑反射面上，反射光线还是平行射出，这种反射是镜面反射；乙图中，平行光线入射到粗糙的反射面上，反射光线射向四面八方，这种反射是漫反射；镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律，故AC错误，B正确； D．在光的反射中，光路是可逆的，因此，甲乙反射光路均可逆，故D错误。 故选B。 24．【答案】B 【详解】 镜子表面光滑，发生镜面反射，垂直照射的手电筒的光，反射后几乎还是向上的，人眼在侧面看，几乎接收不到镜子的反射光线。白纸表面粗糙，发生漫反射，手电筒的光反射后，各个方向都有，人眼在侧面看，可以接收到少量的反射光线。两种情况相对比，白纸的反射光线进入人眼的较多，人感觉更亮。 故选B。 25．【答案】A 【详解】AB．由图可知，光射到潮湿的沥青路上容易发生镜面反射，光射到干燥的沥青路上，反射光线射向四面八方，容易发生漫反射，故A正确；B错误； C．由于光射到潮湿的沥青路上容易发生镜面反射，反射光线是平行射出的，很少的反射光线进入驾驶员眼睛，所以，对面无车时，驾驶员看潮湿的路面更暗，故C错误； D．照射到干燥路面上的光发生漫反射，漫反射也遵守光的反射定律，故D错误。 26．【答案】C 【解析】水面发生镜面反射，地面发生漫反射。迎着月光走，水面反射进入眼睛的光线较多，水面较亮；背着月光走，地面反射进入眼睛的光线较多，地面较亮，故ABD错误，C正确。 27．【答案】 【详解】根据光的反射定律，法线ON与平面垂直，反射角等于入射角，所以反射角的大小为如图所示。 28．【答案】 29．【答案】 【分析】根据平面镜成像的特点知，反射光线的像是由像点发出的，由物与像关于镜面对称，作出像点后，作出射线S′P，与镜面的交点为入射点，再完成光路． 【详解】过镜面作出点S的对称点S′，即为点光源S在平面镜中的像，连接S′P与镜面交于O点，即为入射点（反射点），连接SO就得到入射光线，如下图所示。 14 学科网（北京）股份有限公司 $$