专题3.1 探究：光的反射定律【八大题型】（举一反三）-2024-2025学年八年级全一册物理举一反三系列（沪科版2024）

专题3.1 探究：光的反射定律【八大题型】 【沪科版2024】 【题型1 光源】 1 【题型2 光沿直线传播及其应用】 6 【题型3 小孔成像】 8 【题型4 探究光的反射定律】 15 【题型5 光的反射定律及其应用】 19 【题型6 利用光的反射定律判断液面下降上升】 22 【题型7 光的反射作图】 25 【题型8 镜面反射与漫反射】 28 知识点1：光源 （1）光源：能够自身发光的物体叫做光源。如太阳以及我们看到的绝大多数星星是恒星，萤火虫，水母、灯笼鱼、斧头鱼等。 （2）光源的分类 ①自然光源：太阳、萤火虫、水母等 ②人造光源：点燃的蜡烛，正在发光的霓虹灯、荧光棒、LED灯等。 【题型1 光源】 【例1】下列是光源的是（　　） A．月亮 B．发光的水母 C．自行车尾灯 D．闪闪发光的钻石 【答案】B 【解析】光源是自身正在发光的物体；月亮、钻石、自行车尾灯是反射光，本身并不能发光，故不是光源，发光的水母，自身能够发光，故是光源，所以ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 【变式1-1】下列物体属于光源的有（　　） A．月亮 B．太阳 C．钻石 D．木材 【答案】B 【解析】月亮、钻石、木材自身不能发光，不是光源；太阳自身能够发光，所以太阳是光源，故ACD错误，B正确。 故选B。 【变式1-2】在①太阳、②月亮、③萤火虫、④霓虹灯、⑤宝石、⑥工作的LED灯中，属于自然光源的是 ；不属于光源的是 。（均填序号） 【答案】 ①③ ②⑤ 【解析】[1][2]光源是自身能够发光的物体，太阳、萤火虫、霓虹灯、工作的LED灯都属于光源，且太阳和萤火虫属于自然光源，霓虹灯和工作的LED灯属于人造光源；月亮、宝石自身不会发光，不属于光源。 特别提醒 判断物体是不是光源，关键是物体自身能否发光。有些物体看起来好像在发光，实际上是反射了其他光源发出的光，所以这些物体不是光源；如镜子、月亮、宝石等。 知识点2：光的直线传播 1.光的直线传播 （1）光在空气中传播 用激光手电筒把光射入充满烟雾的较暗的空间，就能够观察到光在空气中的传播现象，烟雾可用点熏香的办法，也可以用喷水壶喷水雾的方法。 （2）光在水中的传播 用激光手电筒把光射入水中，如图所示，就能够观察到光在水中的传播现象，光在水中的可见度较小。可以在水中加入少量的碳素墨水。 （3）光在玻璃中的传播 用激光手电筒把光射入玻璃砖中，如图所示，就能够观察到光在玻璃砖中的传播现象。玻璃砖要有一面是磨砂面，并要让光束紧贴着磨砂面在玻璃砖中传播。 （4）光在同种不均匀介质中的传播 在玻璃缸中盛入清水，沿缸壁轻轻注入浓糖水，从侧壁水平照射激光，看到缸内光的路径如图甲所示。用玻璃棒搅拌糖水溶液时，使其浓度变得均匀，再将激光射向糖水溶液中，观察到激光在均匀浓度的糖水溶液中的传播路径是直的，如图乙所示。 分析：在玻璃缸中盛入清水，沿缸壁轻轻注入浓糖水后，玻璃缸里的水不均匀，光的传播路径不是直线。玻璃棒搅拌后，糖水变得均匀后，光的传播路径是直线。 总结：光在同种均匀介质中沿直线传播。 2.光线 （1）定义：为了表示光的传播情况，我们通常用一条带有箭头的直线表示光的传播径迹和方向（如图甲所示），这样的直线叫光线； （2）画法：光线是带箭头的直线，箭头表示光的传播方向。画光路图时，光线要用实线表示，且标上箭头。图乙和图丙分别表示平行光和点光源发出的光。 特别提醒 光线是一种物理模型，只是用来形象地描述光的传播情况，它实际是不存在的。 这种研究方法叫做模型法。 3.光的直线传播现象 （1）影子的形成 ①原理：光的直线传播； ②成因：光在传播过程中遇到不透明的物体，由于光在同种均匀介质中沿直线传播，不能穿过不透明物体，在物体后面便形成的较暗区域，就是我们说的影子。如下图： （2）日食、月食的形成 ①原理：光的直线传播。 ②成因：日食是地球上的人看太阳，由于光是沿直线传播的，太阳光被月球挡住了（图甲）。月食是地球上的人看月球，由于光是沿直线传播的，太阳光被地球挡住了（图乙）。 当月球运行到太阳和地球中间时，太阳光被不透明的月球挡住，月球的黑影落在地球上，就形成了日食。当地球运行到太阳和月球中间时，太阳光被不透明的地球挡住，地球的影落在月球上，就形成了月食。 （3）小孔成像 ①如图甲所示，在一个空罐的底部中央打一个小孔，再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。 ②如图乙所示，将点燃的蜡烛放在小孔前，并适当调整蜡烛到小孔的距离，观察塑料膜上是否有像，不断调整蜡烛、塑料膜到小孔的距离，观察塑料膜上像的大小是否有变化。 分析：由于光沿直线传播，来自烛焰上方的光通过小孔后就射到了光屏的下部，来自烛焰下方的光通过小孔后就射向了上部。这样，光屏上就出现了烛焰倒立的像。如下图所示。 结论：①小孔成像原理：光的直线传播。 ②成像性质：倒立的大小不确定的实像。上下颠倒、左右相反。 ③影响成像大小的因素：与物体到小孔的距离以及光屏到小孔的距离有关。 ④像的形状：与物体的形状相同，与小孔形状无关。 特别提醒 （1）小孔成像的条件：小孔必须足够小，但并不是越小越好，孔太小会影响像的亮度； （2）小孔逐渐变大，光屏上的像会逐渐变模糊；当小孔增大到一定程度时，在光屏上只能看到与小孔形状相同的光斑。 4.光的直线传播的应用 （1）激光准直：在开凿大山隧道时，工人们常用激光束引导掘进机，使掘进机沿直线前进，保证隧道方向不出偏差。 （2）射击时利用“三点一线”进行瞄准： 射击瞄准时，瞄准点、准星、缺口三点在一条直线上。 （3）站队列成直线 如果前面的人挡住了后面人的视线，使后面的人只能看到前面相邻人的后脑勺即可。 5.光的传播速度 打雷和闪电在远处同时同地发生，但是我们总是先看见闪电，后听到雷声。这表明，光比声音传播得快。 1.光的传播的速度 （1）光在真空中的传播速度 光不仅可以在空气、水等物质中传播，而且可以在真空中传播。光在真空中的传播速度很大，在物理学中用c表示，c=2.99792×108m/s。通常情况下，真空中的光速可以近似为：c=3×108m/s。 （2）光在其他介质中的传播速度 光在空气中的传播速度近似等于光在真空中的传播速度c，也可以近似为c=3×108m/s。光在水中的传播速度约为c；光在玻璃中的传播速度近约为c。 （3）光与声音传播传播特点比较 现象 相同点 不同点 光的传播 传播速度都与介质种类有关 能在透明物质中传播，能在真空中传播，光在真空中传播速度最大 声的传播 能在固体、液体和气体中传播，真空不能传声，一般情况下固体中声速最大 特别提醒 “光年”是长度的单位，它等于光在1年内传播的距离。 【题型2 光沿直线传播及其应用】 【例2】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．“欲穷千里目，更上一层楼”，站的高看的远是因为光的直线传播 B．“床前明月光，疑是地上霜”，看到地面上的月光是因为光的直线传播 C．“人有悲欢离合，月有阴晴圆缺”，阴晴圆缺的月亮是自然光源 D．“兰陵美酒郁金香，玉碗盛来琥珀光”，发出琥珀色光的酒是光源 【答案】A 【解析】A．“欲穷千里目，更上一层楼”，站的高看的远是因为光的直线传播，高的地方难以被障碍物遮挡视线，故A正确； B．“床前明月光，疑是地上霜”，看到地面上的月光是因为光经过反射进入人眼，故B错误； C．月亮本身并不发光，不是光源，是因为反射了太阳光才被人看见的，故C错误； D．“兰陵美酒郁金香，玉碗盛来琥珀光”，发出琥珀色光的酒反射周围环境光才被人看见，本身并不发光，不是光源，故D错误。 故选A。 【变式2-1】李白的名句“举杯邀明月，对影成三人”中，涉及到的光学知识理解正确的是（　　） A．空中的明月是光源 B．月光能照射到人，说明光的传播需要介质 C．地上的人影是光的直线传播形成的 D．杯中的人影是光的折射形成的 【答案】C 【解析】A．空中的明月自身不能发光，因此不是光源，故A错误； B．光的传播不需要介质，光可以在真空中传播，故B错误； C．月光把人影照在地面上，是人挡住了月亮反射来的光，所以人影是光沿直线传播形成的，故C正确； D．酒杯中的人影是倒影，倒影由于人关于杯中酒液面发生反射形成的虚像，故D错误。 故选C。 【变式2-2】下列现象中，不是利用光沿直线传播的实例是（　　） A．立竿见影 B．手影游戏 C．太阳发光 D．激光引导掘进方向 【答案】C 【解析】A．立竿见影，是由于光的直线传播在竿背光的一侧形成了暗区域，故A不符合题意； B．手影游戏，是由于光的直线传播在手背光的一侧形成了暗区域，故B不符合题意； C．太阳发光，太阳光射向地球时经过不均匀的大气层会发生折射，故C符合题意； D．激光引导掘进方向，是利用光的直线传播使隧道可以打直，故D不符合题意。 故选C。 【变式2-3】10月1日晚，香港特区在维多利亚港燃放烟花，庆祝中华人民共和国成立74周年。烟花炫丽多彩，现场气氛热烈，下列对此场景说法不正确的是（　　） A．烟花属于人造光源 B．烟花照亮了地面，地面对光发生镜面反射 C．先看到烟花后听到爆炸声，说明光速比声速快 D．烟花把人影照在地面上，人影是光沿直线传播形成的 【答案】B 【解析】A．烟花自身能发光，并且烟花是人造光源，故A正确，不符合题意； B．烟花照亮了地面，地面是粗糙的，因此地面对光发生漫反射，故B错误，符合题意； C．光在空气中的传播速度是，声音在空气中的传播速度为，所以先看到烟花后听到爆炸声，说明光速比声速快，故C正确，不符合题意； D．光在同种均匀介质中沿直线传播，人把烟花的光挡住了，因此地面形成了人的影子，故D正确，不符合题意。 故选B。 【变式2-4】军训时，同学们排队排成一条直线利用的是光在 介质中沿直线传播；休息期间，小美唱了一首歌，同学们夸她“歌声甜美”是在形容她声音的 好。 【答案】同种均匀 音色 【解析】[1]学校举行军训，同学们排队时，排成一条直线利用的是光在同种均匀介质中沿直线传播。 [2]因为发声体的材料和结构不同，发出声音的音色不同。所以小美同学歌声甜美是在形容她的声音的音色好。 【题型3 小孔成像】 【例3】如图所示，小明给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔，再用两片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。分别将小孔对着烛焰和灯丝，可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像。 (1)分析比较 两图，可以得出结论：物体通过小孔所成的像与孔的形状无关； (2)分析比较 两图，可以得出结论：小孔成像时像的形状由物体的形状决定； (3)通过实验，可以看到烛焰和灯丝在塑料膜上成的都是 （选填：正立/倒立）的实像，说明小孔成像的原理是 。 【答案】(1)乙、丙 (2)甲、丙 (3) 倒立 光的直线传播 【解析】（1）甲、乙两图，小孔形状不同，但是像的形状相同，所以小孔成像与小孔的形状无关。 （2）甲、丙两图小孔形状相同，物体形状不同，像的形状也不同，所以小孔成像与物体的形状有关。 （3）[1][2]小孔成像是光沿直线传播所成的像，通过观察甲、乙、丙的像可知，小孔成像是倒立实像。 【变式3-1】如图示用自制针孔照相机观察烛焰，针孔是圆形的，蜡烛位置可调整。以下说法不正确的是（　　） A．薄膜上出现烛焰的像是倒立的 B．薄膜上烛焰的像可能是缩小的也可能是放大的 C．将小圆孔改为三角形，则像的形状改变 D．保持小孔和烛焰的距离不变，向后推动内筒，增加筒长，烛焰的像变大 【答案】C 【解析】A．小孔成像是光的直线传播形成的，物体上方的光线通过小孔时只能射到下方，物体下方的光线通过小孔时只能射到上方，薄膜上出现烛焰的像是倒立的实像，故A正确，不符合题意； B．小孔成像中所成的像的大小与物距和像距都有关，薄膜上烛焰的像可能是缩小的也可能是放大的，故B正确，不符合题意； C．小孔成像中所成的像是物体倒立的实像，像的形状由物体决定，与孔的形状无关，故C错误，符合题意； D．在物距一定时，像距越大，像越大，保持小孔和烛焰的距离不变，向前后动内筒，增加筒长，像距变大，烛焰的像变大，故D正确，不符合题意。 故选C。 【变式3-2】早在战国时期，我国古代著名教育家、思想家墨子就在研究小孔成像的现象。如图所示，若用蜡烛作为光源，在木板上钻一个小孔，发现光线透过小孔在墙壁上形成像，下列说法正确的是（　　） A．经过调节，像的大小不可能等于物的大小 B．木板上的小孔若是方孔，成像情况不会受到影响 C．保持蜡烛和墙位置不变，将木板向靠近墙的方向移动，蜡烛在墙上的像会变大 D．蜡烛在墙上形成的像是正立的虚像 【答案】B 【解析】A．像的大小与物体到孔的距离以及光屏到孔的距离有关，经过调节，像的大小可能等于物的大小，故A错误； B．小孔所成的像的形状与孔的形状无关，所以木板上的小孔若是方孔，成像情况不会受到影响，故B正确； C．保持蜡烛和墙位置不变，将木板向靠近墙的方向移动，由光的直线传播原理可知，蜡烛在墙上的像会变小，故C错误； D．像可以呈现在墙壁上，说明是实像，蜡烛在墙上形成的像是倒立的实像，故D错误。 故选B。 【变式3-3】如图所示是用易拉罐制作的简易针孔照相机，做小孔成像实验。 (1)利用它观察烛焰的成像时，孔对着 （选填“烛焰”或“眼睛”），可观察所成的像； (2)该现象可以用 来解释； (3)将蜡烛靠近针孔照相机少许，烛焰的像将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】(1)烛焰 (2)光的直线传播 (3)变大 【解析】（1）用易拉罐制作的简易针孔照相机，利用它观察烛焰时，孔对着烛焰，膜对着眼睛，可以看见倒立的实像。 （2）用易拉罐制作的简易针孔照相机做小孔成像实验，该现象可以用光的直线传播来解释。 （3）若将蜡烛靠近小孔少许，光线发散程度更大，像距不变，所以蜡烛的像将变大。 【变式3-4】小武同学漫步在武汉的街头，太阳透过树缝将阳光洒在了他的肩头和地面上，他看到地上的光斑都是圆形的，这引起了他的思考。明明树叶缝隙各不相同，为什么光斑都是圆的呢?于是他设计了一个实验进行探究，他在一个空罐的底部中央打一个小孔，再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上，将小孔对着烛焰。 (1)我们看到，烛焰在半透明的塑料膜上成的像是 （选填“正立”或“倒立”）的实像； (2)他进一步思考，若将小孔的形状改成三角形，他发现在半透明薄膜上出现的像是（   ） A．圆形光斑 B．三角形光斑 C．烛焰的正立像 D．烛焰的倒立像 (3)当他将圆筒远离烛焰时，可以看到，薄膜上烛焰的像变 （选填“大”或“小”）。 【答案】(1)倒立 (2)D (3)大 【解析】（1）将小孔对着烛焰，看到薄膜上看到一个倒立的实像，这是由于烛焰发出的光沿着直线传播形成的。 （2）由于像的形状与孔的形状无关，若将小孔的形状改成三角形，光屏上像的形状不会发生改变，得到烛焰的倒立像。 故选D。 （3）若只将圆筒远离烛焰，像的大小也会随之增大，因此，薄膜上烛焰的像变大。 知识点3：光的反射 1.光的反射 （1）光的反射的概念：光遇到物体的表面时，一部分光会改变原来的方向，返回到原来的物质中传播的现象，叫做光的反射。光遇到物体的表面都会发生反射，从而使我们能看到本身不发光的物体。如下图所示。 生活中光的反射现象：水中倒影是最典型的光的反射现象；还有“猴子捞月”、“照镜子”等也都是由光的反射引起的。 2.光的反射的基本概念：一点、两角、三线 光的反射光路图 一点 入射点 光的入射点，用字母“O”表示 三线 入射光线 入射到反射面上的光线，如图中的光线EO 法线 经过入射点O并垂直于反射面的直线，它是一条辅助线，通常用虚线表示，如图中的ON 反射光线 入射光线射到反射面上后，被反射面反射的光线，如图中的光线OF 两角 入射角 入射光线与法线的夹角，如图中的∠i 反射角 反射光线与法线的夹角，如图中的∠r 特别提醒 （1）入射角、反射角分别是入射光线、反射光线与法线的夹角，而不是与反射面的夹角； （2）习惯上按光的传播方向表述光线，如将E射向O的光线表述为光线EO，将从O点射向F的光线表述为光线OF。 知识点4：探究光的反射定律 1.实验：光的反射定律 提出问题 光发生反射是遵循什么规律？ 实验猜想 （1）反射角等于入射角； （2）反射光线和入射光线关于法线是对称的 实验思路 当光发生反射现象时，每一束反射光对应着一束入射光。因此，要探究光反射时的规律，就要找到反射光与入射光的位置关系。要找到这个关系应该测量哪些角度？选用什么样的器材？如何测量呢？说说你的想法。 实验器材 平面镜、红色激光笔（注意避免激光射入眼睛）、直尺、不同颜色的笔、量角器、一张可绕中线折转的白色粗糙硬纸板 ①量角器：测量入射角和反射角的度数。 ②可折转白色粗糙硬纸板的作用：一是显示光的传播路径，对光线起漫反射作用；二是探究入射光线、法线和反射光线是否在同一平面内。 进行实验与收集证据 （1）如图甲所示，把平面镜放在水平桌面上，再将白色硬纸板竖直立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面，右侧纸板NOF可绕直线ON旋转； （2）先将纸板EON和纸板NOF处在同一平面内，然后使入射光贴着纸板沿某一角度射向O点，观察反射光的方向。在硬纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹； （3）改变光束的入射角度，进行多次实验，换用不同颜色的笔记录每次光的径迹； （4）取下纸板，用量角器分别测量ON两侧的入射角和反射角的大小，并将数据记录在表格中； （5）如图乙所示，将纸板NOF向前或向后折转，在纸板上观察反射光的径迹。 （6）如图丙所示，让激光笔发出的光逆着原来的反射光射向镜面时，这时的反射光将沿着什么方向射出？ 实验次数 入射角 反射角 1 60° 60° 2 45° 45° 3 30° 30° … 分析论证 （1）分析反射角和入射角的大小可得出：反射角等于入射角。 （2）分析反射光线、入射光线和法线的位置关系：可看到两半块纸板在一个平面内时有反射光线，右半部分向前折或向后折，观察不到反射光线。说明：反射光线、入射光线、和法线在同一平面内。 ③多次改变入射光线的路径，记录对应反射光线的路径。会发现：反射光线和入射光线总是分居法线的两侧。 ④光路可逆：将光线逆着反射光线的方向射入，观察到新的反射光的传播路径与原来的入射光线重合。 归纳总结 在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在同一平面内；反射光线、入射光线分别位于法线两侧；反射角等于入射角 交流与评估 （1）应在光线较暗的室内进行实验，以便于观察实验现象； （2）实验时，纸板必须与平面镜垂直，否则在纸板上看不到反射光； （3）实验描绘光的传播路径的方法：在入射光线和反射光线上取一个点，将该点与反射点连接。 （4）区分每一组的对应的入射光线和反射光线的方法：对每一组入射光线和反射光线分别用不同颜色的笔进行描绘，或者对每一组入射光线和反射光线进行编号。 （5）进行多次实验的目的：避免偶然性，寻找普遍规律。 （6）若发现每次实验反射角与入射角的和为90°，原因是：错把入射角看成入射光线与反射面的夹角，或错把反射角看成反射光线与反射面的夹角。 2.对光的反射定律的理解 （1）发生光的反射现象时，先有入射光，后有反射光。反射光是随着入射光的改变而改变的，所以叙述光的反射定律时，“入射角等于反射角”的说法事错误的； （2）在光的反射现象中，入射光线靠近法线时，入射角减小，反射角也随之减小；入射光线远离法线时，入射角增大，反射光线随之远离法线，反射角也增大； （3）当光垂直镜面入射时，入射角为零，反射角也为零，反射光线、入射光线和法线在同一直线上，方向相反，并不是没有发生现象。 3.光路的可逆性 在上面的实验中，如果让光逆着反射光的方向射到镜面，那么，它被反射后就会逆着原来的入射光的方向射出（如下图）。这表明，在反射现象中，光路可逆。 生活中有很多现象可以说明光路的可逆性。例如如果你在一块平面镜中看到了一位同学的眼睛，那么这位同学也一定会通过这面镜子看到你的眼睛。 【题型4 探究光的反射定律】 【例4】小梅同学想研究光反射时遵循的规律，于是她把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上。 (1)如图甲，实验时小梅同学让光线EO贴着纸板射向O点，她应选用 （选填“光面”或“粗糙“）的硬纸板，光线EO经平面镜反射后，沿着另外一个方向OF射出； (2)若将一束光贴着纸板沿FO方向射到O点，光将沿图中的OE方向射出，因为在 ； (3)如图乙所示，将纸板NOF向后折，则在F板上不能看到反射光线，说明 和法线在同一平面内。实验中若将纸板整体向后倾斜，如图丙，此时让光贴若纸板沿AO方向射向仍然镜面上的O点， 发生了改变； A．法线的位置 B．反射光的方向 C． 反射角和入射角的关系 (4)本实验要改变入射角进行多次实验，其目的是 。 【答案】(1)粗糙 (2)光的反射中，光路是可逆的 (3) 反射光线 B (4)寻找普遍规律 【解析】（1）实验时应该选用粗糙的硬纸板，目的是为了在光屏上发生漫反射，方便观察光线。 （2）由让光线逆着OF的方向射向镜面，会发现反射光线沿着OE方向射出可知，说明光的反射现象中光路是可逆的。 （3）[1]如图乙，把半面纸板NOF向前折或向后折，此时两纸板不在同一平面内，在F板上不能看到反射光，说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。 [2]让光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面，根据光的反射定律可知，反射光线位置也发生改变，故B符合题意，AC不符合题意。 故选B。 （4）改变入射光的方向，多测几组入射角和反射角，目的是为了找出普遍存在的规律。 【变式4-1】如图是探究光的反射定律的实验装置。 (1)实验时，从纸板前不同的方向都能看到光的径迹，这是因为在纸板上发生了光的 反射。 (2)图甲中，实验时显示的入射角的大小为 。 (3)如图乙，将纸板B沿KQ剪开，把纸板B的下半部分向后折。实验时在纸板上观察到：上半部分有反射光线，下半部分 （选填“有”或“没有”）反射光线，表明反射光线、入射光线和法线都在同一平面内。 (4)对比图甲和图丙，可知：在光的反射现象中，光路是 的。 (5)为了使实验结论更具有普遍性，应该采取的方法：多次改变 的大小进行实验。 【答案】(1)漫 (2)47 (3)没有 (4)可逆 (5)入射角 【解析】（1）实验时，从纸板前不同的方向都能看到光的径迹，这是因为在粗糙的纸板上发生了光的漫反射，将光线反射到各个方向。 （2）图甲中，实验时显示的入射角的大小为 （3）如图乙，将纸板B沿KQ剪开，把纸板B的下半部分向后折。实验时在纸板上观察到：上半部分有反射光线，下半部分纸板与入射面不在同一平面上，则此时下半部分纸板没有反射光线，表明反射光线、入射光线和法线都在同一平面内。 （4）对比图甲和图丙得，丙图中的入射光线逆着图甲中的反射光线入射时，图丙中的反射光线逆着图甲中的入射光线射出，可知：在光的反射现象中，光路是可逆的。 （5）为了使实验结论更具有普遍性，避免偶然性，应该采取的方法：多次改变入射角的大小进行实验。 【变式4-2】为了探究“光反射时的规律”，小明选用了平面镜、白色硬纸板A、B和激光笔进行了如图所示的实验，在实验过程中： (1)白色硬纸板的表面应尽量 （选填“粗糙”或“光滑”），其目的可使光在纸板上发生 （选填“镜面反射”或“漫反射”），这样我们就能看清光的传播路径； (2)实验时，若测得入射光线与镜面夹角为35°，则反射角度数为 ；若入射光线绕着入射点顺时针转动，则反射光线将 时针转动（选填“顺”或“逆”）； (3)为寻找反射光线、入射光线和法线的位置关系，当纸板A上显示出光路时，该同学将另一半纸板B绕ON向后折时，在纸板B上就看不到反射光线，此时反射光线实际上是 （选填“存在”或“不存在”）的，这个现象表明： 。 【答案】(1) 粗糙 漫反射 (2) 55° 逆 (3) 存在 反射光线、入射光线、法线在同一平面内 【难度】0.65 【知识点】探究光的反射定律实验装置和实验操作、入射角、反射角的相关计算、反射光随入射光的变化、漫反射 【解析】（1）[1][2]为了看清楚纸板上的光路，纸板材质应是较粗糙，这样光线射在上面发生漫反射，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）[1][2]因为反射角等于入射角，实验测得入射光线与镜面夹角为35°，则入射角为 90°﹣35°＝55° 则反射角等于入射角，等于55°；若入射光线绕着入射点顺时针转动，入射角会变小，则反射角也变变小，反射光线靠近法线，则反射光线将逆时针转动。 （3）[1][2]将纸板B面绕ON向后折，在纸板B上就看不到反射光线，说明光在反射时，反射光线、入射光线、法线在同一平面内；此时反射光线、入射光线、法线所在的平面与纸板B不在同一平面内，但反射光线仍然存在。 【变式4-3】图所示是“探究光的反射规律”的实验装置。    （1）实验中，纸板应 平面镜放置； （2）使一束光贴着纸板A沿EO方向射向平面镜，图21观察反射光线在纸板B上的位置，描绘出反射光线和入射光线的径迹，如图21甲所示。量出入射角和反射角，并记录于表格中。 实验次数 1 2 3 入射角 30° 45° 60° 反射角 30° 45° 60° 实验时要多次改变入射角的大小并进行测量比较，目的是 ； A．减小误差     B．寻找普遍规律 比较反射角和入射角，可以得出的结论是 ； （3）图甲中若让光逆着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：光反射时，光路是 的； （4）在图乙中，将纸板B沿PQ剪开，把纸板B的上半部分向后折转。实验时发现在纸板B的上半部分 （选填“能”或“不能”）看见反射光线，表明反射光线、入射光线和法线在 内。 【答案】 垂直 B 光的反射现象中，反射角等于入射角 可逆 不能 同一平面 【解析】（1）[1]如果实验中硬纸没有与平面镜垂直放置时，稍有倾斜，则当入射光贴着硬纸板射向镜面上的O点后，法线将会不在硬纸板上，所以在硬纸板上不能看到反射光线，故实验中，纸板应垂直于平面镜。 （2）[2]多次改变入射光线，再观测几组反射角和入射角，这样做的目的是比较反射角和入射角的大小关系，使实验结论具有普遍性，故B符合题意，A不符合题意。 故选B。 [3]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）[4]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）[5][6]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，上半部分不能看到反射光线，此实验现象说明，反射光线、入射光线和法线在同一平面内。 【题型5 光的反射定律及其应用】 【例5】下列成语所反映的情景，属于反射现象的是（　　） A．坐井观天 B．镜花水月 C．凿壁借光 D．形影相随 【答案】B 【解析】A．坐井观天，所见甚小，这是光的直线传播形成的，故A不符合题意； B．镜花水月是指花在镜子中成像，月亮在水中成像，都属于平面镜成像，是光的反射形成的，故B符合题意； C．光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播，凿壁借光是光的直线传播形成的，故C不符合题意； D．形影相随中影子的形成是光在同种均匀介质中沿直线传播形成的，故D不符合题意。 故选B。 【变式5-1】关于光的反射，下列说法正确的是（　　） A．入射光线与反射面的夹角为20°时，反射角也为20° B．镜面反射遵守光的反射定律，漫反射不遵守光的反射定律 C．入射角增大5°时，反射光线与入射光线的夹角增大10° D．入射光线靠近法线时，反射光线远离法线 【答案】C 【解析】A．当入射光线与反射面的夹角为20°时，则入射角为 90°-20°＝70° 根据光的反射定律可知，反射角也为70°，故A错误； B．镜面反射和漫反射都属于光的反射，每条光线都要遵循光的反射定律，故B错误； C．入射角增大5°时，在光的反射现象中，反射角等于入射角，所以反射角也增大5°，所以反射光线与入射光线的夹角增大10°，故C正确； D．入射光线靠近法线时，入射角减小，所以反射角也减小，反射光线靠近法线，故D错误。 故选C。 【变式5-2】如图所示，入射光线与平面镜成30°夹角，则反射光线与法线所成的夹角为（　　） A．30° B．60° C．120° D．150° 【答案】B 【解析】反射光线与法线之间的夹角为反射角；此时入射光线与镜面的夹角为30°，则入射角为 θ=90°-30°＝60° 反射角等于入射角也等于60°，则反射光线与法线所成的夹角为60°。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 【变式5-3】首钢滑雪大跳台在北京冬奥会期间承担了多个比赛项目，它的设计理念源自中国敦煌壁画中传统的飞天造型，从侧面看去犹如一只灵动的“水晶鞋”（如图）。这个倒影形成的原因是（　　） 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】此时平静的水面相当于平面镜，首钢滑雪大跳台反射的光传播到水面时会发生反射，它的倒影就是光的反射形成的虚像，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 【变式5-4】一条光线垂直于平面镜入射时，入射角为_____，反射角为_____；若保持镜面不动，入射光线方向改变，则反射角等于_____，反射光线与入射光线的夹角为_____。 【答案】     0     0     25     50 【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，而反射角等于入射角，即反射角为。 [3][4]若保持镜面不动，入射光线绕入射点沿顺时针（逆时针）角，反射光线正好与入射光线转动的方向相反，即沿逆时针（顺时针）转过，此时入射角、反射角都为，则入射光线与反射光线的夹角为 【变式5-5】一束光与水平地面的夹角为30°，照到平面镜后发生反射，若使反射光线与地面平行，则平面镜与地面的夹角（    ） A．一定是15° B．一定是30° C．可能是75° D．可能是90° 【答案】C 【解析】本题分两种情况，如图所示： 在甲图中，反射光线水平向左，反射光线与入射光线的夹角为30°，则 则平面镜与水平地面的夹角为 在乙图中，反射光线水平向右，反射光线与入射光线的夹角为150°，则 则平面镜与水平地面的夹角为 故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 【变式5-6】光斜射到平面镜上，入射光线与法线的夹角为30°，反射角为（　　） A．0° B．30° C．60° D．90° 【答案】B 【解析】入射光线与法线的夹角为30°，则入射角为30°，根据光的反射定律，反射角等于入射角，所以反射角也为30°，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 【题型6 利用光的反射定律判断液面下降上升】 【例6】如图所示，一束光线经水面反射后在光屏上呈现出一个光斑P，保持入射光方向不变，当水面升高时（　　） A．反射角将变小 B．反射角将变大 C．光斑P将向右移动 D．光斑P将向左移动 【答案】D 【解析】当水面升高时，两次的水面是平行的，入射角不变，反射角不变，反射光线与原来的反射光线平行，由于入射点向左移动，故光屏上的光斑P向左移动，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 【变式6-1】如图所示是一种液面升降监测装置原理图。点光源S发出的一束激光与水平液面成45°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点，当液面上升0.2m时，光点将 （选填“向左”或“向右”）移动 m。 【答案】 90° 向左 0.4 【解析】[1]已知激光与水平液面成45°角射向平静的液面，则入射角为 根据光的反射定律可知，反射角等于入射角，所以反射角也为45°，故入射光线与反射光线的夹角为90°。 [2]当液面上升时，因入射角大小不变，所以反射角大小不变，由图可知，当液面上升时，光点（反射光斑）将向左移动 [3]设光点将向左移到A的位置，根据几何知识可知三角形BCO和三角形DCO是全等三角形，当液面上升0.2m时（即OC＝0.2m），光点移动的距离 【变式6-2】若要使图中的反射光线射中墙壁上的目标点，以下操作可行是（　　） A．平面镜水平向左移动 B．平面镜绕入射点O逆时针旋转 C．平面镜竖直向下移动 D．平面镜竖直向上移动 【答案】D 【解析】A．将平面镜水平向左移动一段距离，入射光线不变，则反射光线也不会改变，光斑不会移动，不能射中墙上目标，故A不符合题意； B．将平面镜绕入射点逆时针转动一定角度，入射角变大，根据反射角等于入射角可知，反射角也随之变大，光斑会向下移动，不能射中墙上目标，故B不符合题意； C．将平面镜竖直向下移动一段距离，则入射光线方向不变，入射点向左移动，则反射光线也向做移动，光斑会向下移动，不能射中墙上目标，故不C符合题意； D．将平面镜竖直向上移动一段距离，则入射光线方向不变，入射点向右移动，则反射光线也向右移动，光斑会向上移动，能射中墙上目标，故D符合题意。 故选D。 【变式6-3】有一种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。当一光束与液面的夹角为40°，则入射角的大小为 °；若入射光线绕入射点顺时针转动10°，则转动后的反射角等于 °；如果是保持入射光线不动，当液面降低时，光电屏上的光斑S将向 （选填“左”或“右”）移动。 【答案】 50 40 右 【解析】[1]因为入射光线与界面夹角为40°，所以入射角等于 [2]液面不变，入射光线绕入射点顺时针转动10°（即靠近法线），则此时的反射角等于入射角为 [3]当液面降低时，由于入射角不变，反射角不变，所以反射光线与原来的反射光线平行，如图所示，故光电屏上的光斑S将向右移动。 知识点5：光的反射光路图 1.已知反射面、入射光线作反射光线 作图方法：先过入射点O作出法线，再根据光的反射定律（反射角等于入射角），作出反射光线，标上箭头。 2.已知反射面、反射光线作入射光线 作图方法：先过入射点作出法线，再根据光的反射定律（反射角等于入射角）画出对应的入射光线，标上箭头。 3.已知入射光线和反射光线，确定反射面（平面镜）的位置 作图方法：先作入射光线和反射光线夹角的角平分线，此线的位置即为法线的位置。过入射光线与反射光线的交点（入射点）作垂直于法线的一条直线，该直线的位置即为平面镜的位置。 4.光的反射作图一般步骤 （1）作法线（虚线表示）； （2）确定反（入）射光线的位置； （3）作反（入）射光线，用实线表示； （4）标出反射角r和入射角i。 特别提醒 反射光线和入射光线都要画成实线，并用箭头表示它的传播方向；法线用虚线，要垂直于反射面。 【题型7 光的反射作图】 【例7】画出图中的入射光线。 【答案】 。 【解析】反射光线与镜面的夹角为45°，因此反射角为 90°﹣45°=45° 先过反射点做法线，然后根据入射光线、反射光线以及法线在同一平面内，并且反射角等于入射角，画出入射光线，作图如下： 。 【变式7-1】如图所示，OB为反射光线，ON为法线，请画出入射光线。 【答案】 【解析】在光的反射过程中，反射光线和入射光线在法线两侧，反射角等于入射角，据此画出入射光线，故作图如下： 【变式7-2】在图中，根据给出的反射光线OB画出入射光线AO，并标出入射角及其度数。 【答案】 【解析】由反射角为30°可知，入射角也为30°；在法线左侧画出入射光线AO，入射角的度数等于30°即可，如图所示： 【变式7-3】完成下图中的反射光路，并标明反射角的大小。（保留作图痕迹） 【答案】 【解析】如图，入射光线与镜面的夹角为30°，则入射角为 90°-30°=60° 反射光线和入射光线在法线两侧，反射角等于入射角，故作图如下： 知识点7：镜面反射与漫反射 一、镜面反射和漫反射 1.镜面反射 一束平行光照射到镜面上后，会被平行地反射。这种反射叫做镜面反射。 平静的水面、抛光的金属面、各种镜面的反射都是镜面反射。 2.漫反射 凹凸不平的表面会把平行的入射光线向着四面八方反射，这种反射叫做漫反射。我们能从各个方向看见物体，就是因为物体发生的是漫反射。 3.镜面反射与漫反射的异同 不同点 相同点 反射面 反射光的特点 人的感觉 现象举例 镜面反射 表面光滑平整 反射光仍平行 只能在某个方向看到反射光，并且会感到刺眼，看不清物体 黑板反光、水面反光、等 都是光的反射现象，都遵循光的反射定律 漫反射 表面凹凸不平 反射光向各个方向射出 能在各个方向看清物体 不同方向的观众都能看到荧幕上的画面 特别提醒 （1）漫反射和镜面反射都遵守光的反射规律。 （2）判断镜面反射和漫反射，可以从题中一些字、词去判断。如出现“刺眼”“反光”等是镜面反射；出现是漫反射。 【题型8 镜面反射与漫反射】 【例8】雨后晴明的夜晚为了不踩到地上的积水，下面的判断中正确的是（　　） A．迎着月光走或背着月光走，都应是地上发亮处是水 B．迎着月光走或背着月光走，都应是地上暗处是水 C．迎着月光走时，地上发亮处是水；背着月光走时，地上暗处是水 D．迎着月光走时，地上暗处是水；背着月光走时，地上发亮处是水 【答案】C 【解析】光射到水面上为镜面反射，射到地上为漫反射，当我们迎着月光走时，镜面反射的光正好射到我们的眼睛，镜面反射的光比地上漫反射的光强，所以看到的亮处是水；而当我们背着月光走时，镜面反射的光完全不能进入人眼，此时进入眼睛的只有地上漫反射的光，所以看到的暗处是水。 故选C。 【变式8-1】关于光的反射，下列说法正确的是（　　） A．入射光线与反射面的夹角为20°时，反射角也为20° B．镜面反射遵守光的反射定律，漫反射不遵守光的反射定律 C．入射角增大5°时，反射光线与入射光线的夹角增大10° D．入射光线靠近法线时，反射光线远离法线 【答案】C 【解析】A．当入射光线与反射面的夹角为20°时，则入射角为 90°-20°＝70° 根据光的反射定律可知，反射角也为70°，故A错误； B．镜面反射和漫反射都属于光的反射，每条光线都要遵循光的反射定律，故B错误； C．入射角增大5°时，在光的反射现象中，反射角等于入射角，所以反射角也增大5°，所以反射光线与入射光线的夹角增大10°，故C正确； D．入射光线靠近法线时，入射角减小，所以反射角也减小，反射光线靠近法线，故D错误。 故选C。 【变式8-2】晚自习后，小莹发现自己家的车灯照射前面自行车“尾灯”时，会发现对方“尾灯”很明亮。查阅资料知道自行车“尾灯”结构如图所示，下列说法正确的是（　　） A．自行车尾灯是光源 B．人从侧边看自行车尾灯也很明亮 C．自行车尾灯能将平行的入射光平行反射 D．光照射在自行车尾灯上发生的是漫反射 【答案】C 【解析】A．自行车尾灯本身不发光，不是光源，故A错误； B．自行车的尾灯是由相互垂直的平面镜组合而成的，根据光的反射定律可知，垂直入射到两块相互垂直的平面镜的光线，经两次反射后，反射光线与入射光线平行射出，这种结构是自行车的尾灯设计依据，人从侧边看自行车尾灯时，光线不能平行反射，所以不会很明亮，故B错误； C．自行车的尾灯是由相互垂直的平面镜组合而成的，根据光的反射定律可知，垂直入射到两块相互垂直的平面镜的光线，经两次反射后，反射光线与入射光线平行射出，故C正确； D．光照射在自行车尾灯上是平行入射，平行反射，所以发生的是镜面反射，故D错误。 故选C。 【变式8-3】如图是某年中考试卷答题卡中用来识别考生信息的条形码（样码），试卷上的条形码通过 （填“光的直线传播”或“光的反射”）使光进入扫描器，再通过电脑解码就可以获取考生相关信息。坐在不同位置的考生都能看见黑板上书写的考试要求，是因为： 。 【答案】 光的反射 光的漫反射 【解析】[1]条形码不是光源，不会发光，试卷上的条形码通过光的反射使光进入扫描器。 [2]教室里不同方位的同学都可以看到黑板上的字，从多个角度看见不发光的物体是由于光的漫反射。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题3.1 探究：光的反射定律【八大题型】 【沪科版2024】 【题型1 光源】 1 【题型2 光沿直线传播及其应用】 5 【题型3 小孔成像】 6 【题型4 探究光的反射定律】 11 【题型5 光的反射定律及其应用】 13 【题型6 利用光的反射定律判断液面下降上升】 14 【题型7 光的反射作图】 16 【题型8 镜面反射与漫反射】 18 知识点1：光源 （1）光源：能够自身发光的物体叫做光源。如太阳以及我们看到的绝大多数星星是恒星，萤火虫，水母、灯笼鱼、斧头鱼等。 （2）光源的分类 ①自然光源：太阳、萤火虫、水母等 ②人造光源：点燃的蜡烛，正在发光的霓虹灯、荧光棒、LED灯等。 【题型1 光源】 【例1】下列是光源的是（　　） A．月亮 B．发光的水母 C．自行车尾灯 D．闪闪发光的钻石 【变式1-1】下列物体属于光源的有（　　） A．月亮 B．太阳 C．钻石 D．木材 【变式1-2】在①太阳、②月亮、③萤火虫、④霓虹灯、⑤宝石、⑥工作的LED灯中，属于自然光源的是 ；不属于光源的是 。（均填序号） 特别提醒 判断物体是不是光源，关键是物体自身能否发光。有些物体看起来好像在发光，实际上是反射了其他光源发出的光，所以这些物体不是光源；如镜子、月亮、宝石等。 知识点2：光的直线传播 1.光的直线传播 （1）光在空气中传播 用激光手电筒把光射入充满烟雾的较暗的空间，就能够观察到光在空气中的传播现象，烟雾可用点熏香的办法，也可以用喷水壶喷水雾的方法。 （2）光在水中的传播 用激光手电筒把光射入水中，如图所示，就能够观察到光在水中的传播现象，光在水中的可见度较小。可以在水中加入少量的碳素墨水。 （3）光在玻璃中的传播 用激光手电筒把光射入玻璃砖中，如图所示，就能够观察到光在玻璃砖中的传播现象。玻璃砖要有一面是磨砂面，并要让光束紧贴着磨砂面在玻璃砖中传播。 （4）光在同种不均匀介质中的传播 在玻璃缸中盛入清水，沿缸壁轻轻注入浓糖水，从侧壁水平照射激光，看到缸内光的路径如图甲所示。用玻璃棒搅拌糖水溶液时，使其浓度变得均匀，再将激光射向糖水溶液中，观察到激光在均匀浓度的糖水溶液中的传播路径是直的，如图乙所示。 分析：在玻璃缸中盛入清水，沿缸壁轻轻注入浓糖水后，玻璃缸里的水不均匀，光的传播路径不是直线。玻璃棒搅拌后，糖水变得均匀后，光的传播路径是直线。 总结：光在同种均匀介质中沿直线传播。 2.光线 （1）定义：为了表示光的传播情况，我们通常用一条带有箭头的直线表示光的传播径迹和方向（如图甲所示），这样的直线叫光线； （2）画法：光线是带箭头的直线，箭头表示光的传播方向。画光路图时，光线要用实线表示，且标上箭头。图乙和图丙分别表示平行光和点光源发出的光。 特别提醒 光线是一种物理模型，只是用来形象地描述光的传播情况，它实际是不存在的。 这种研究方法叫做模型法。 3.光的直线传播现象 （1）影子的形成 ①原理：光的直线传播； ②成因：光在传播过程中遇到不透明的物体，由于光在同种均匀介质中沿直线传播，不能穿过不透明物体，在物体后面便形成的较暗区域，就是我们说的影子。如下图： （2）日食、月食的形成 ①原理：光的直线传播。 ②成因：日食是地球上的人看太阳，由于光是沿直线传播的，太阳光被月球挡住了（图甲）。月食是地球上的人看月球，由于光是沿直线传播的，太阳光被地球挡住了（图乙）。 当月球运行到太阳和地球中间时，太阳光被不透明的月球挡住，月球的黑影落在地球上，就形成了日食。当地球运行到太阳和月球中间时，太阳光被不透明的地球挡住，地球的影落在月球上，就形成了月食。 （3）小孔成像 ①如图甲所示，在一个空罐的底部中央打一个小孔，再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。 ②如图乙所示，将点燃的蜡烛放在小孔前，并适当调整蜡烛到小孔的距离，观察塑料膜上是否有像，不断调整蜡烛、塑料膜到小孔的距离，观察塑料膜上像的大小是否有变化。 分析：由于光沿直线传播，来自烛焰上方的光通过小孔后就射到了光屏的下部，来自烛焰下方的光通过小孔后就射向了上部。这样，光屏上就出现了烛焰倒立的像。如下图所示。 结论：①小孔成像原理：光的直线传播。 ②成像性质：倒立的大小不确定的实像。上下颠倒、左右相反。 ③影响成像大小的因素：与物体到小孔的距离以及光屏到小孔的距离有关。 ④像的形状：与物体的形状相同，与小孔形状无关。 特别提醒 （1）小孔成像的条件：小孔必须足够小，但并不是越小越好，孔太小会影响像的亮度； （2）小孔逐渐变大，光屏上的像会逐渐变模糊；当小孔增大到一定程度时，在光屏上只能看到与小孔形状相同的光斑。 4.光的直线传播的应用 （1）激光准直：在开凿大山隧道时，工人们常用激光束引导掘进机，使掘进机沿直线前进，保证隧道方向不出偏差。 （2）射击时利用“三点一线”进行瞄准： 射击瞄准时，瞄准点、准星、缺口三点在一条直线上。 （3）站队列成直线 如果前面的人挡住了后面人的视线，使后面的人只能看到前面相邻人的后脑勺即可。 5.光的传播速度 打雷和闪电在远处同时同地发生，但是我们总是先看见闪电，后听到雷声。这表明，光比声音传播得快。 1.光的传播的速度 （1）光在真空中的传播速度 光不仅可以在空气、水等物质中传播，而且可以在真空中传播。光在真空中的传播速度很大，在物理学中用c表示，c=2.99792×108m/s。通常情况下，真空中的光速可以近似为：c=3×108m/s。 （2）光在其他介质中的传播速度 光在空气中的传播速度近似等于光在真空中的传播速度c，也可以近似为c=3×108m/s。光在水中的传播速度约为c；光在玻璃中的传播速度近约为c。 （3）光与声音传播传播特点比较 现象 相同点 不同点 光的传播 传播速度都与介质种类有关 能在透明物质中传播，能在真空中传播，光在真空中传播速度最大 声的传播 能在固体、液体和气体中传播，真空不能传声，一般情况下固体中声速最大 特别提醒 “光年”是长度的单位，它等于光在1年内传播的距离。 【题型2 光沿直线传播及其应用】 【例2】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．“欲穷千里目，更上一层楼”，站的高看的远是因为光的直线传播 B．“床前明月光，疑是地上霜”，看到地面上的月光是因为光的直线传播 C．“人有悲欢离合，月有阴晴圆缺”，阴晴圆缺的月亮是自然光源 D．“兰陵美酒郁金香，玉碗盛来琥珀光”，发出琥珀色光的酒是光源 【变式2-1】李白的名句“举杯邀明月，对影成三人”中，涉及到的光学知识理解正确的是（　　） A．空中的明月是光源 B．月光能照射到人，说明光的传播需要介质 C．地上的人影是光的直线传播形成的 D．杯中的人影是光的折射形成的 【变式2-2】下列现象中，不是利用光沿直线传播的实例是（　　） A．立竿见影 B．手影游戏 C．太阳发光 D．激光引导掘进方向 【变式2-3】10月1日晚，香港特区在维多利亚港燃放烟花，庆祝中华人民共和国成立74周年。烟花炫丽多彩，现场气氛热烈，下列对此场景说法不正确的是（　　） A．烟花属于人造光源 B．烟花照亮了地面，地面对光发生镜面反射 C．先看到烟花后听到爆炸声，说明光速比声速快 D．烟花把人影照在地面上，人影是光沿直线传播形成的 【变式2-4】军训时，同学们排队排成一条直线利用的是光在 介质中沿直线传播；休息期间，小美唱了一首歌，同学们夸她“歌声甜美”是在形容她声音的 好。 【题型3 小孔成像】 【例3】如图所示，小明给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔，再用两片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。分别将小孔对着烛焰和灯丝，可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像。 (1)分析比较 两图，可以得出结论：物体通过小孔所成的像与孔的形状无关； (2)分析比较 两图，可以得出结论：小孔成像时像的形状由物体的形状决定； (3)通过实验，可以看到烛焰和灯丝在塑料膜上成的都是 （选填：正立/倒立）的实像，说明小孔成像的原理是 。 【变式3-1】如图示用自制针孔照相机观察烛焰，针孔是圆形的，蜡烛位置可调整。以下说法不正确的是（　　） A．薄膜上出现烛焰的像是倒立的 B．薄膜上烛焰的像可能是缩小的也可能是放大的 C．将小圆孔改为三角形，则像的形状改变 D．保持小孔和烛焰的距离不变，向后推动内筒，增加筒长，烛焰的像变大 【变式3-2】早在战国时期，我国古代著名教育家、思想家墨子就在研究小孔成像的现象。如图所示，若用蜡烛作为光源，在木板上钻一个小孔，发现光线透过小孔在墙壁上形成像，下列说法正确的是（　　） A．经过调节，像的大小不可能等于物的大小 B．木板上的小孔若是方孔，成像情况不会受到影响 C．保持蜡烛和墙位置不变，将木板向靠近墙的方向移动，蜡烛在墙上的像会变大 D．蜡烛在墙上形成的像是正立的虚像 【变式3-3】如图所示是用易拉罐制作的简易针孔照相机，做小孔成像实验。 (1)利用它观察烛焰的成像时，孔对着 （选填“烛焰”或“眼睛”），可观察所成的像； (2)该现象可以用 来解释； (3)将蜡烛靠近针孔照相机少许，烛焰的像将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【变式3-4】小武同学漫步在武汉的街头，太阳透过树缝将阳光洒在了他的肩头和地面上，他看到地上的光斑都是圆形的，这引起了他的思考。明明树叶缝隙各不相同，为什么光斑都是圆的呢?于是他设计了一个实验进行探究，他在一个空罐的底部中央打一个小孔，再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上，将小孔对着烛焰。 (1)我们看到，烛焰在半透明的塑料膜上成的像是 （选填“正立”或“倒立”）的实像； (2)他进一步思考，若将小孔的形状改成三角形，他发现在半透明薄膜上出现的像是（   ） A．圆形光斑 B．三角形光斑 C．烛焰的正立像 D．烛焰的倒立像 (3)当他将圆筒远离烛焰时，可以看到，薄膜上烛焰的像变 （选填“大”或“小”）。 知识点3：光的反射 1.光的反射 （1）光的反射的概念：光遇到物体的表面时，一部分光会改变原来的方向，返回到原来的物质中传播的现象，叫做光的反射。光遇到物体的表面都会发生反射，从而使我们能看到本身不发光的物体。如下图所示。 生活中光的反射现象：水中倒影是最典型的光的反射现象；还有“猴子捞月”、“照镜子”等也都是由光的反射引起的。 2.光的反射的基本概念：一点、两角、三线 光的反射光路图 一点 入射点 光的入射点，用字母“O”表示 三线 入射光线 入射到反射面上的光线，如图中的光线EO 法线 经过入射点O并垂直于反射面的直线，它是一条辅助线，通常用虚线表示，如图中的ON 反射光线 入射光线射到反射面上后，被反射面反射的光线，如图中的光线OF 两角 入射角 入射光线与法线的夹角，如图中的∠i 反射角 反射光线与法线的夹角，如图中的∠r 特别提醒 （1）入射角、反射角分别是入射光线、反射光线与法线的夹角，而不是与反射面的夹角； （2）习惯上按光的传播方向表述光线，如将E射向O的光线表述为光线EO，将从O点射向F的光线表述为光线OF。 知识点4：探究光的反射定律 1.实验：光的反射定律 提出问题 光发生反射是遵循什么规律？ 实验猜想 （1）反射角等于入射角； （2）反射光线和入射光线关于法线是对称的 实验思路 当光发生反射现象时，每一束反射光对应着一束入射光。因此，要探究光反射时的规律，就要找到反射光与入射光的位置关系。要找到这个关系应该测量哪些角度？选用什么样的器材？如何测量呢？说说你的想法。 实验器材 平面镜、红色激光笔（注意避免激光射入眼睛）、直尺、不同颜色的笔、量角器、一张可绕中线折转的白色粗糙硬纸板 ①量角器：测量入射角和反射角的度数。 ②可折转白色粗糙硬纸板的作用：一是显示光的传播路径，对光线起漫反射作用；二是探究入射光线、法线和反射光线是否在同一平面内。 进行实验与收集证据 （1）如图甲所示，把平面镜放在水平桌面上，再将白色硬纸板竖直立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面，右侧纸板NOF可绕直线ON旋转； （2）先将纸板EON和纸板NOF处在同一平面内，然后使入射光贴着纸板沿某一角度射向O点，观察反射光的方向。在硬纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹； （3）改变光束的入射角度，进行多次实验，换用不同颜色的笔记录每次光的径迹； （4）取下纸板，用量角器分别测量ON两侧的入射角和反射角的大小，并将数据记录在表格中； （5）如图乙所示，将纸板NOF向前或向后折转，在纸板上观察反射光的径迹。 （6）如图丙所示，让激光笔发出的光逆着原来的反射光射向镜面时，这时的反射光将沿着什么方向射出？ 实验次数 入射角 反射角 1 60° 60° 2 45° 45° 3 30° 30° … 分析论证 （1）分析反射角和入射角的大小可得出：反射角等于入射角。 （2）分析反射光线、入射光线和法线的位置关系：可看到两半块纸板在一个平面内时有反射光线，右半部分向前折或向后折，观察不到反射光线。说明：反射光线、入射光线、和法线在同一平面内。 ③多次改变入射光线的路径，记录对应反射光线的路径。会发现：反射光线和入射光线总是分居法线的两侧。 ④光路可逆：将光线逆着反射光线的方向射入，观察到新的反射光的传播路径与原来的入射光线重合。 归纳总结 在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在同一平面内；反射光线、入射光线分别位于法线两侧；反射角等于入射角 交流与评估 （1）应在光线较暗的室内进行实验，以便于观察实验现象； （2）实验时，纸板必须与平面镜垂直，否则在纸板上看不到反射光； （3）实验描绘光的传播路径的方法：在入射光线和反射光线上取一个点，将该点与反射点连接。 （4）区分每一组的对应的入射光线和反射光线的方法：对每一组入射光线和反射光线分别用不同颜色的笔进行描绘，或者对每一组入射光线和反射光线进行编号。 （5）进行多次实验的目的：避免偶然性，寻找普遍规律。 （6）若发现每次实验反射角与入射角的和为90°，原因是：错把入射角看成入射光线与反射面的夹角，或错把反射角看成反射光线与反射面的夹角。 2.对光的反射定律的理解 （1）发生光的反射现象时，先有入射光，后有反射光。反射光是随着入射光的改变而改变的，所以叙述光的反射定律时，“入射角等于反射角”的说法事错误的； （2）在光的反射现象中，入射光线靠近法线时，入射角减小，反射角也随之减小；入射光线远离法线时，入射角增大，反射光线随之远离法线，反射角也增大； （3）当光垂直镜面入射时，入射角为零，反射角也为零，反射光线、入射光线和法线在同一直线上，方向相反，并不是没有发生现象。 3.光路的可逆性 在上面的实验中，如果让光逆着反射光的方向射到镜面，那么，它被反射后就会逆着原来的入射光的方向射出（如下图）。这表明，在反射现象中，光路可逆。 生活中有很多现象可以说明光路的可逆性。例如如果你在一块平面镜中看到了一位同学的眼睛，那么这位同学也一定会通过这面镜子看到你的眼睛。 【题型4 探究光的反射定律】 【例4】小梅同学想研究光反射时遵循的规律，于是她把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上。 (1)如图甲，实验时小梅同学让光线EO贴着纸板射向O点，她应选用 （选填“光面”或“粗糙“）的硬纸板，光线EO经平面镜反射后，沿着另外一个方向OF射出； (2)若将一束光贴着纸板沿FO方向射到O点，光将沿图中的OE方向射出，因为在 ； (3)如图乙所示，将纸板NOF向后折，则在F板上不能看到反射光线，说明 和法线在同一平面内。实验中若将纸板整体向后倾斜，如图丙，此时让光贴若纸板沿AO方向射向仍然镜面上的O点， 发生了改变； A．法线的位置 B．反射光的方向 C． 反射角和入射角的关系 (4)本实验要改变入射角进行多次实验，其目的是 。 【变式4-1】如图是探究光的反射定律的实验装置。 (1)实验时，从纸板前不同的方向都能看到光的径迹，这是因为在纸板上发生了光的 反射。 (2)图甲中，实验时显示的入射角的大小为 。 (3)如图乙，将纸板B沿KQ剪开，把纸板B的下半部分向后折。实验时在纸板上观察到：上半部分有反射光线，下半部分 （选填“有”或“没有”）反射光线，表明反射光线、入射光线和法线都在同一平面内。 (4)对比图甲和图丙，可知：在光的反射现象中，光路是 的。 (5)为了使实验结论更具有普遍性，应该采取的方法：多次改变 的大小进行实验。 【变式4-2】为了探究“光反射时的规律”，小明选用了平面镜、白色硬纸板A、B和激光笔进行了如图所示的实验，在实验过程中： (1)白色硬纸板的表面应尽量 （选填“粗糙”或“光滑”），其目的可使光在纸板上发生 （选填“镜面反射”或“漫反射”），这样我们就能看清光的传播路径； (2)实验时，若测得入射光线与镜面夹角为35°，则反射角度数为 ；若入射光线绕着入射点顺时针转动，则反射光线将 时针转动（选填“顺”或“逆”）； (3)为寻找反射光线、入射光线和法线的位置关系，当纸板A上显示出光路时，该同学将另一半纸板B绕ON向后折时，在纸板B上就看不到反射光线，此时反射光线实际上是 （选填“存在”或“不存在”）的，这个现象表明： 。 【变式4-3】图所示是“探究光的反射规律”的实验装置。    （1）实验中，纸板应 平面镜放置； （2）使一束光贴着纸板A沿EO方向射向平面镜，图21观察反射光线在纸板B上的位置，描绘出反射光线和入射光线的径迹，如图21甲所示。量出入射角和反射角，并记录于表格中。 实验次数 1 2 3 入射角 30° 45° 60° 反射角 30° 45° 60° 实验时要多次改变入射角的大小并进行测量比较，目的是 ； A．减小误差     B．寻找普遍规律 比较反射角和入射角，可以得出的结论是 ； （3）图甲中若让光逆着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：光反射时，光路是 的； （4）在图乙中，将纸板B沿PQ剪开，把纸板B的上半部分向后折转。实验时发现在纸板B的上半部分 （选填“能”或“不能”）看见反射光线，表明反射光线、入射光线和法线在 内。 【题型5 光的反射定律及其应用】 【例5】下列成语所反映的情景，属于反射现象的是（　　） A．坐井观天 B．镜花水月 C．凿壁借光 D．形影相随 【变式5-1】关于光的反射，下列说法正确的是（　　） A．入射光线与反射面的夹角为20°时，反射角也为20° B．镜面反射遵守光的反射定律，漫反射不遵守光的反射定律 C．入射角增大5°时，反射光线与入射光线的夹角增大10° D．入射光线靠近法线时，反射光线远离法线 【变式5-2】如图所示，入射光线与平面镜成30°夹角，则反射光线与法线所成的夹角为（　　） A．30° B．60° C．120° D．150° 【变式5-3】首钢滑雪大跳台在北京冬奥会期间承担了多个比赛项目，它的设计理念源自中国敦煌壁画中传统的飞天造型，从侧面看去犹如一只灵动的“水晶鞋”（如图）。这个倒影形成的原因是（　　） A．光的直线传播 B．光的反射 C．光的折射 D．光的色散 【变式5-4】一条光线垂直于平面镜入射时，入射角为_____，反射角为_____；若保持镜面不动，入射光线方向改变，则反射角等于_____，反射光线与入射光线的夹角为_____。 【变式5-5】一束光与水平地面的夹角为30°，照到平面镜后发生反射，若使反射光线与地面平行，则平面镜与地面的夹角（    ） A．一定是15° B．一定是30° C．可能是75° D．可能是90° 【变式5-6】光斜射到平面镜上，入射光线与法线的夹角为30°，反射角为（　　） A．0° B．30° C．60° D．90° 【题型6 利用光的反射定律判断液面下降上升】 【例6】如图所示，一束光线经水面反射后在光屏上呈现出一个光斑P，保持入射光方向不变，当水面升高时（　　） A．反射角将变小 B．反射角将变大 C．光斑P将向右移动 D．光斑P将向左移动 【变式6-1】如图所示是一种液面升降监测装置原理图。点光源S发出的一束激光与水平液面成45°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点，当液面上升0.2m时，光点将 （选填“向左”或“向右”）移动 m。 【变式6-2】若要使图中的反射光线射中墙壁上的目标点，以下操作可行是（　　） A．平面镜水平向左移动 B．平面镜绕入射点O逆时针旋转 C．平面镜竖直向下移动 D．平面镜竖直向上移动 【变式6-3】有一种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。当一光束与液面的夹角为40°，则入射角的大小为 °；若入射光线绕入射点顺时针转动10°，则转动后的反射角等于 °；如果是保持入射光线不动，当液面降低时，光电屏上的光斑S将向 （选填“左”或“右”）移动。 知识点5：光的反射光路图 1.已知反射面、入射光线作反射光线 作图方法：先过入射点O作出法线，再根据光的反射定律（反射角等于入射角），作出反射光线，标上箭头。 2.已知反射面、反射光线作入射光线 作图方法：先过入射点作出法线，再根据光的反射定律（反射角等于入射角）画出对应的入射光线，标上箭头。 3.已知入射光线和反射光线，确定反射面（平面镜）的位置 作图方法：先作入射光线和反射光线夹角的角平分线，此线的位置即为法线的位置。过入射光线与反射光线的交点（入射点）作垂直于法线的一条直线，该直线的位置即为平面镜的位置。 4.光的反射作图一般步骤 （1）作法线（虚线表示）； （2）确定反（入）射光线的位置； （3）作反（入）射光线，用实线表示； （4）标出反射角r和入射角i。 特别提醒 反射光线和入射光线都要画成实线，并用箭头表示它的传播方向；法线用虚线，要垂直于反射面。 【题型7 光的反射作图】 【例7】画出图中的入射光线。 【变式7-1】如图所示，OB为反射光线，ON为法线，请画出入射光线。 【变式7-2】在图中，根据给出的反射光线OB画出入射光线AO，并标出入射角及其度数。 【变式7-3】完成下图中的反射光路，并标明反射角的大小。（保留作图痕迹） 知识点7：镜面反射与漫反射 一、镜面反射和漫反射 1.镜面反射 一束平行光照射到镜面上后，会被平行地反射。这种反射叫做镜面反射。 平静的水面、抛光的金属面、各种镜面的反射都是镜面反射。 2.漫反射 凹凸不平的表面会把平行的入射光线向着四面八方反射，这种反射叫做漫反射。我们能从各个方向看见物体，就是因为物体发生的是漫反射。 3.镜面反射与漫反射的异同 不同点 相同点 反射面 反射光的特点 人的感觉 现象举例 镜面反射 表面光滑平整 反射光仍平行 只能在某个方向看到反射光，并且会感到刺眼，看不清物体 黑板反光、水面反光、等 都是光的反射现象，都遵循光的反射定律 漫反射 表面凹凸不平 反射光向各个方向射出 能在各个方向看清物体 不同方向的观众都能看到荧幕上的画面 特别提醒 （1）漫反射和镜面反射都遵守光的反射规律。 （2）判断镜面反射和漫反射，可以从题中一些字、词去判断。如出现“刺眼”“反光”等是镜面反射；出现是漫反射。 【题型8 镜面反射与漫反射】 【例8】雨后晴明的夜晚为了不踩到地上的积水，下面的判断中正确的是（　　） A．迎着月光走或背着月光走，都应是地上发亮处是水 B．迎着月光走或背着月光走，都应是地上暗处是水 C．迎着月光走时，地上发亮处是水；背着月光走时，地上暗处是水 D．迎着月光走时，地上暗处是水；背着月光走时，地上发亮处是水 【变式8-1】关于光的反射，下列说法正确的是（　　） A．入射光线与反射面的夹角为20°时，反射角也为20° B．镜面反射遵守光的反射定律，漫反射不遵守光的反射定律 C．入射角增大5°时，反射光线与入射光线的夹角增大10° D．入射光线靠近法线时，反射光线远离法线 【变式8-2】晚自习后，小莹发现自己家的车灯照射前面自行车“尾灯”时，会发现对方“尾灯”很明亮。查阅资料知道自行车“尾灯”结构如图所示，下列说法正确的是（　　） A．自行车尾灯是光源 B．人从侧边看自行车尾灯也很明亮 C．自行车尾灯能将平行的入射光平行反射 D．光照射在自行车尾灯上发生的是漫反射 【变式8-3】如图是某年中考试卷答题卡中用来识别考生信息的条形码（样码），试卷上的条形码通过 （填“光的直线传播”或“光的反射”）使光进入扫描器，再通过电脑解码就可以获取考生相关信息。坐在不同位置的考生都能看见黑板上书写的考试要求，是因为： 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$