内容正文:
第12讲 光的反射定律
内容导航——预习三步曲
第一步:学
析教材 学知识:教材精讲精析、全方位预习
练习题 讲典例:教材习题学解题、快速掌握解题方法
练考点 强知识:核心考点精准练
第二步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第三步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1 光的反射现象
光在两种介质分界面上改变传播方向又返回原来介质中的现象,叫做光的反射。
知识点2 光的反射定律
1.如图所示是光射到物体表面发生反射时的情况,则AO为入射光线,OB为反射光线,ON为法线,∠α为入射角,∠β为反射角。
2.光反射时,反射光线、入射光线和法线三者在同一平面内,反射光线和入射光线分别位于法线两侧,反射角等于入射角。这就是光的反射定律。在光的反射现象中,光路是可逆的。
3.如图所示,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。
知识点3 镜面反射与漫反射
1.平行光线经反射后,反射光线还是平行的,这种反射叫做镜面反射。粗糙不平的表面将平行入射的光向各个方向反射,这种反射叫做漫反射。
2.为什么黑板反光看不清字?
因为黑板比较光滑,射到上面的光接近发生镜面反射,从而射向某一方向的同学眼睛中的光线较强(选填“强”或“弱”),而粉笔字很粗糙,射到它上面的光发生漫反射,进入这一方向的同学眼睛中的光很弱(选填“强”或“弱”),所以觉得有些耀眼而看不清字。
知识点4 光反射的应用与影响
1.光的反射不仅广泛应用在生活中,还常应用在许多高新技术中。红宝石激光器的红宝石两端被磨成一对平行的平面镜,使很强的激光经多次反射,形成激光束;人造卫星利用光的反射,在遥远的太空探测地面的河流和森林,估计农作物的产量;光纤利用光的反射传输信息;等等。
2.光明是人们祈求的,但有时光也会损害人的视觉和身心健康,成为光污染。下列现象中会造成光污染的是( B )
A.汽车车窗玻璃上贴太阳膜 B.城市建筑大面积安装玻璃幕墙
C.晚上学习时用护眼台灯 D.用塑料薄膜建造温室大棚
教材习题01
下列各成语所展现的情景中,属于光的反射现象的是( )。
A. 镜花水月 B. 坐井观天
C. 立竿见影 D. 一叶障目
解题方法
A.镜花水月,镜子中的花、水中的月亮,是光照射到镜面和水面,经反射后形成的虚像 ,属于光的反射现象。
B.坐井观天,是因为光沿直线传播,使得青蛙在井里只能看到井口上方的天空 。
C.立竿见影,杆子立在阳光下,立刻就看到影子,是由于光沿直线传播,杆子挡住了光的传播路径形成影子。
D.一叶障目,一片叶子挡住了眼睛,是因为光沿直线传播,叶子挡住了光线进入眼睛。
【答案】A
教材习题02
若入射光线与镜面的夹角是35°,其反射角是多少度?请画出光路图。
解题方法
先画出平面镜,用一条带箭头的直线表示入射光线,使其与镜面夹角为35°。过入射点作垂直于镜面的法线(用虚线表示),以法线为对称轴,按照反射角等于入射角画出反射光线,并标上箭头表示光的传播方向。
【答案】反射角是55°
教材习题03
请画出图3-2-10中各种情况下的反射光线。
解题方法
(a)图:过入射点O作垂直于反射面的法线(虚线),已知入射光线与反射面夹角为30°,则入射角为90°- 30°=60°,根据反射角等于入射角,在法线另一侧画出反射光线,标上箭头表示光传播方向。
(b)图:过入射点O作垂直于反射面的法线(虚线),入射角是60°,在法线另一侧按照反射角等于入射角画出反射光线,标箭头。
(c)图:先确定两个反射面的入射点,分别过入射点作各自反射面的法线(虚线)。对于第一个反射面,根据反射角等于入射角画出第一次反射光线;这条反射光线又作为第二次反射的入射光线,再过第二个入射点作法线,根据反射角等于入射角画出第二次反射光线,标上箭头。
【答案】
教材习题04
如图3-2-11所示,为了使斜射的阳光AO能够竖直向下射入井中,在井口应该怎样放置平面镜?请画一画。
解题方法
①已知入射光线AO和要使光线竖直向下射入井中(即反射光线方向),先画出反射光线(竖直向下)。
②作入射光线和反射光线夹角的平分线,这条平分线就是法线(虚线)。
③过入射点O作垂直于法线的直线,这条直线就是平面镜的位置,在平面镜一侧画上短斜线表示镜子。
【答案】
教材习题05
如图3-2-12所示,雨后的夜晚,路上有些积水,甲、乙两同学在较暗的月光下相向而行。甲同学看到积水的水面比路面亮,那么乙同学看到的现象是怎样的?请你用学过的物理知识对乙同学看到的现象进行解释。
解题方法
月光照在积水上发生镜面反射,照在路面上发生漫反射。甲同学迎着月光走,月光经积水水面镜面反射的光进入甲同学眼睛较多,所以甲看到积水水面比路面亮;而乙同学背着月光走,月光经积水水面镜面反射的光不能进入乙同学眼睛,路面发生漫反射会有部分光进入乙同学眼睛 ,所以乙同学看到路面比积水水面亮。
【答案】乙同学看到路面比积水水面亮
教材习题06
如图3-2-13所示,自行车的尾灯并不发光,但是在汽车灯光照射下却显得格外明亮,这可以提醒司机注意前面有骑车人。仔细观察自行车尾灯的内部,可以看到一些排列整齐的小凸起,相邻两个凸起的夹角为90°。为什么要采用这样的结构?
解题方法
当汽车灯光射向自行车尾灯时,光线在这些夹角为90°的凸起结构上发生反射。根据光的反射定律,经过两次反射后,反射光线会与入射光线平行反向。也就是说,汽车灯光射向尾灯,反射光会沿原来光线方向返回,司机就会看到明亮的反射光,从而注意到前方的自行车,起到警示作用。这种结构能最大程度地将光线反射回光源方向,增强警示效果。
【答案】自行车尾灯内部相邻凸起夹角为90°,利用了光的反射原理中的角反射器原理
教材习题07
小明坐在如图3-2-14所示的房间里虚线框内的某个位置,一束阳光从侧面的窗口射入,经墙上镜子反射后让小明感到刺眼,请作图标出小明可能坐的位置。
解题方法
①根据光的反射定律,先过入射点(阳光与镜子的交点)作垂直于镜面的法线(用虚线表示)。
②根据反射角等于入射角,画出反射光线(用带箭头的直线表示)。
③反射光线射进虚线框内的区域,在这个区域内的位置就是小明可能坐的位置,用点标记出来 。
【答案】
考点一 光的反射
【典例1】如图所示是关于小猫和小聪的一幅漫画,图中两条光线的夹角是60°,则小聪观察小猫的光路的入射角是_______度,此现象说明光在反射时,光路是的_______。
【解题思路】光的反射定律及应用
【答案】30 可逆的
【大招快解】 两条光线的夹角为 60°,根据光的反射定律可知,反射角等于入射角等于30°;小聪能看到小猫,小猫也能看到小聪,此现象说明光在反射时,光路是可逆的。
【变式1-1】小悦学习了声与光的物理知识后,对它们进行了对比总结,下列说法中错误的是( )
A.声不能在真空中传播,光能在真空中传播
B.声和光都可以传递信息和能量
C.光在真空中传播速度是340m/s
D.声和光遇到“障碍物”都会发生反射
【变式1-2】如图所示,一束光线与镜面成30°角射向平面镜。请作出反射光线并标出反射角的度数。
【变式1-3】如图甲是探究光的反射定律实验装置,在平面镜上放置一块硬纸板,由可以绕ON转折的E、F 两部分组成。
实验次数
1
2
3
4
入射角
15°
35°
45°
60°
反射角
15°
55°
45°
60°
(1)为了从不同方向都能看到硬纸板上光的径迹,应选用表面______(选填“光滑”或“粗糙”)的硬纸板;
(2)组装器材时,你认为硬纸板与平面镜的位置关系是______;
(3)如图乙,若想在硬纸板上同时呈现反射光和入射光,你的操作是:______;
(4)多次实验记录数据如表所示,在分析数据时,发现表格中一组数据有误,这组数据是第______组;
(5)在进行实验评估时,小明认为:当光垂直入射时,不存在反射光。你认为他的观点是否正确并说明理由______。
知识导图记忆
知识目标复核
一、光的反射现象
定义理解:重点掌握光在两种介质分界面改变传播方向返回原介质这一本质 。比如光从空气射向平面镜,会反射回空气。
二、光的反射定律
概念辨析:清晰区分入射光线、反射光线、法线、入射角、反射角 。知道反射光线、入射光线和法线共面,反射光线和入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角 。可通过作图练习强化理解,如给定入射光线和界面,画出反射光线等。
光路可逆性:理解在反射现象中,光线沿原路返回的原理 ,比如你能看到别人眼睛时,对方也能看到你,就是光路可逆的体现。
三、镜面反射与漫反射
特点对比:牢记镜面反射平行光线经反射后仍平行,漫反射平行光入射到粗糙表面,反射光向各方向 。联系生活实例理解,像镜子成像基于镜面反射,能从不同方向看到书本是漫反射的结果。
四、光反射的应用与影响
应用实例:理解红宝石激光器利用多次反射形成激光束、人造卫星探测借助光反射、光纤传输信息靠光在纤芯中的不断反射等原理 。
光污染:明白城市建筑玻璃幕墙等因镜面反射可能造成光污染及其危害。
一、单选题
1.夜晚,小明用手电筒从远处照射自行车尾灯,发现自行车尾灯很明亮。通过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.家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
2.晚上,在水平桌面上铺一张白纸,把一小块平面镜放在纸上(镜面朝上),让手电筒的光正对着平面镜照射,如图所示,从侧面看去,下列说法正确的是( )
A.白纸比较亮,它发生了镜面反射
B.白纸比较暗,它发生了漫反射
C.镜子比较亮,它发生了镜面反射
D.镜子比较暗,它发生了镜面反射
3.小芳做“探究光反射时规律”的实验时,作图记录实验现象,但没有标出光传播的方向,如图所示,ON是法线。下列判断正确的是( )
A.AO一定是入射光线 B.AO一定是反射光线
C.入射角是30° D.反射角是60°
4.下列关于光现象的描述,错误的是( )
A.“人面桃花相映红”中桃花看起来是红色的原因是吸收了红光
B.《玄贞子》中记载“背日喷乎水,成虹霓之状”,因为太阳光能产生色散
C.验钞机能显示钞票上隐藏的标记,因为紫外线能使荧光物质发光
D.教室内同学会看到“黑板反光”现象,因为光在黑板上发生了镜面反射
5.如题图所示,水中倒影的形成,是由于光的( )
A.直线传播 B.反射 C.折射 D.色散
6.光射到镜面上,入射光线与反射光线的夹角为120°,若使反射光线与入射光线的夹角变为100°,下列方法可行的是( )
A.镜面不动,入射光线向镜面旋转10°
B.镜面不动,入射光线远离镜面旋转20°
C.入射光线不动,镜面顺时针旋转10°
D.入射光线不动,镜面逆时针旋转10°
7.下列关于光现象的描述,错误的是( )
A.五星红旗是红色的,国旗反射了红光
B.光的色散实验说明了太阳光是单色光
C.紫外线能验钞,因为紫外线能使荧光物质发光
D.教室黑板反光,因为光在黑板上发生镜面反射
8.如图所示,一束光在平面镜上发生反射,反射光恰好照在光屏的A处,若入射光线保持不变,要让反射光照在光屏的B处,下列方法中可行的是( )
①只将光屏竖直向下移动一段距离
②只将平面镜水平向右移动一段距离
③只将平面镜水平向下移动一段距离
④平面镜绕入射点O顺时针转过一定角度(<90°)
⑤只将平面镜绕入射点O逆时针转过一定角度(<90°)
A.①④ B.②⑤ C.③④ D.①⑤
9.如图所示,EO、OF分别为入射光线和反射光线,为验证“光路可逆”的原理,则下一步实验中,入射光线的路径应为( )
A.EO B.PO C.FO D.QO
10.如图所示,在一个空箱子中,一束光自P点发出,沿与镜面成60°角方向射向平面镜,经O点反射后,在Q点形成一个亮斑。当入射光线不变时,将平面镜绕O点顺时针转30°,则下列说法正确的是( )
A.法线转过15°
B.反射角增大45°
C.反射光线转过90°
D.反射光线与入射光线的夹角为120°
二、填空题
11.下图是关于小猫和小聪的一幅漫画,图中两条光线的夹角是60°,那么,小聪观察小猫光路的入射角大小是______,此现象说明光在反射时,光路是______的。
12.晚上,小明在桌面上铺一张白纸,将一小块平面镜的镜面朝上平放在纸上,用手电筒正对着平面镜照射,如图所示。这时人从侧旁观察到比较亮的是___________(选填“白纸”或“平面镜”),这是因为手电筒的光照射到其表面发生了___________(选填“镜面反射”或“漫反射”)。
13.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,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。
14.用一块平面镜将室外的阳光照射到室内,这是光的______现象;如图所示,把一块平面镜斜插在水中,将装置放在从窗口射入的阳光下,让镜面对着阳光,在对面的白色墙壁上看到一个彩色的光斑,说明白光是由______混合而成的。
15.激光笔发出的一束激光与平面镜成50°角射向平面镜,反射光线如图,则反射光线与入射光线的夹角大小为 ________;若在平面镜不动的情况下,要让激光笔射中目标,可保持激光笔的入射点不变_____(选填“顺”或“逆”)时针转过一定的角度。
16.如图所示,在探究光反射时的规律实验中,通过实验可知,反射光线、入射光线和法线都在________(选填“同”或“不同”)一平面内,反射角r________ 入射角i。
17.一束平行光分别照射到光滑和凹凸不平的物体表面,如图甲、乙所示,其中图甲光路为______反射的光路图,图乙光路为______反射的光路图,图乙中的光线______(选填“遵循”或“不遵循”)光的反射定律。
18.如图所示,小明想要利用一块平面镜,使跟水平方向成40°角的太阳光竖直射入井中,则平面镜跟水平方向的夹角应是______;保持入射光的位置不动,将平面镜顺时针转动一定角度,平面镜未转过竖直位置,入射光线与反射光线的夹角将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
19.如图所示,烧杯中装有半杯水,一束光竖直向下照向水面,反射角大小为___________;
(1)若保持入射点不变,入射光线顺时针旋转10°,反射光线___________(顺/逆)时针旋转10°;
(2)若入射光线不变,将杯子的左侧底面用木块垫起,使杯子右倾5°(杯中水未画出),则反射光线旋转___________度。
20.如图所示为观察微小形变的装置.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。若在图示位置用力F向下挤压桌面,入射角大小__________(选填:“变大”“变小”“不变”,下同),反射角大小__________,此时光斑向__________移动。
三、作图题
21.画出图中的入射光线经平面镜反射后的反射光线,并标出反射角的位置。
22.如图所示,一束光线射到平面镜上,其反射光线与平面镜的夹角是30°,请画出入射光线并标出入射角大小。
23.按要求完成下列作图。
(1)如图甲所示,一束强光照到镜面上,画出反射光线,并标出反射角的大小。
(2)在图乙中画出入射光线,并标出入射角的大小。
(3)在图丙中画出平面镜所处的位置。
四、实验题
24.如图所示,在“探究光的反射规律”的实验中,平面镜M放在水平桌面上,E、F是两块粘接起来的硬纸板,垂直于镜面且可绕ON转动。
①如图甲,若将一束光贴着纸板F沿BO射到O点,光将沿图中的___________方向射出,因为在光的反射现象中光路是___________的;
②如图乙,以法线ON为轴线,把纸板F向后缓慢旋转,在F上___________(填“能”或“不能”)看到反射光线OB,这样做的目的是___________;
③要完成本实验,除了图中的实验器材外,还应补充一个测量仪器是___________;
④实验中为使光线能在纸板上显示出来,方便实验研究,该采取的操作是___________;
A.向纸板喷烟或雾
B.使光束垂直纸板射到O点
C.使光束贴着纸板射到O点
25.探究光的反射定律,实验装置如图1。让一束光贴着光屏射向平面镜的O点,改变入射光线多次实验,数据记录于下表。
序号
入射光线相对法线的位置
反射光线相对法线的位置
入射角i
反射角r
1
左
右
30°
30°
2
左
右
45°
45°
3
左
右
60°
60°
4
右
左
60°
60°
(1)能从不同方向观察到光的传播路径,是因为光在光屏上发生______反射;
(2)分析表中数据得出结论:①反射光线、入射光线分别位于法线______;
②反射角______入射角;
(3)光热电站利用追日镜将太阳光反射到吸热塔用于发电。图2为上午某时刻的光路图,根据上述实验结论推断,随着太阳的运动,追日镜应沿______时针方向旋转,使反射光线射向吸热塔。
26.如图所示,是陈涛同学探究光的反射规律的实验。他进行了下面的操作:
(1)如图甲,让一束光贴着纸板沿某一个角度射到O点,经平面镜的反射,沿另一个方向射出,在纸上用笔描出入射光线EO和反射光线OF的径迹。改变光束的入射角度,多做几次实验,取下纸板,用量角器测量ON两侧的和,得到的结论是反射角________(选填“大于”“等于”或“小于”)入射角。
(2)如图乙,纸板ENF是用两块纸板连接起来的,把半面纸板NOF向前折或向后折,这时在NOF上看不到反射光线,说明反射光线、入射光线与法线_______(选填“在”或“不在”)同一平面内。
(3)陈涛同学还想用图丙和图丁模拟镜面反射与漫反射,照图丙那样,把几根细针垂直插入一张硬纸板中表示法线,当入射光线平行射到各入射点时,反射光线将平行射出,随后将纸板随意弯折,如图丁所示,这时会看到“法线”不再平行,当入射光线平行射到各入射点上时,反射光线________(选填“平行”或“不平行”)。根据你所学的知识判断,漫反射_______(选填“遵循”或“不遵循”)光的反射定律。
27.某同学在探究“光的反射规律”时,实验装置如图所示,他先用加湿器使整个玻璃罩内充满水雾,将平面镜放在一个能转动的水平圆台上,用固定的红色激光笔发出一束垂直射向平面镜的光NO,然后用另一个绿色激光笔向O点发出一束光AO,经平面镜反射后沿OB方向射出。请回答下列问题:
(1)实验中,用加湿器使整个玻璃罩内充满水雾的目的是______(选填“显示光路”或“降低温度”)。
(2)红色激光NO的作用是显示______的位置。
(3)缓慢转动圆台,可以看到三束光相互重合,说明在反射现象中,反射光线、入射光线、法线______。
(4)为了显示光路可以将激光笔紧贴纸板,从不同方向均可看到纸板上的光路,是因为光在纸板上发生______。
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第12讲 光的反射定律
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第一步:学
析教材 学知识:教材精讲精析、全方位预习
练习题 讲典例:教材习题学解题、快速掌握解题方法
练考点 强知识:核心考点精准练
第二步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第三步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1 光的反射现象
光在两种介质分界面上改变传播方向又返回原来介质中的现象,叫做光的反射。
知识点2 光的反射定律
1.如图所示是光射到物体表面发生反射时的情况,则AO为入射光线,OB为反射光线,ON为法线,∠α为入射角,∠β为反射角。
2.光反射时,反射光线、入射光线和法线三者在同一平面内,反射光线和入射光线分别位于法线两侧,反射角等于入射角。这就是光的反射定律。在光的反射现象中,光路是可逆的。
3.如图所示,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。
知识点3 镜面反射与漫反射
1.平行光线经反射后,反射光线还是平行的,这种反射叫做镜面反射。粗糙不平的表面将平行入射的光向各个方向反射,这种反射叫做漫反射。
2.为什么黑板反光看不清字?
因为黑板比较光滑,射到上面的光接近发生镜面反射,从而射向某一方向的同学眼睛中的光线较强(选填“强”或“弱”),而粉笔字很粗糙,射到它上面的光发生漫反射,进入这一方向的同学眼睛中的光很弱(选填“强”或“弱”),所以觉得有些耀眼而看不清字。
知识点4 光反射的应用与影响
1.光的反射不仅广泛应用在生活中,还常应用在许多高新技术中。红宝石激光器的红宝石两端被磨成一对平行的平面镜,使很强的激光经多次反射,形成激光束;人造卫星利用光的反射,在遥远的太空探测地面的河流和森林,估计农作物的产量;光纤利用光的反射传输信息;等等。
2.光明是人们祈求的,但有时光也会损害人的视觉和身心健康,成为光污染。下列现象中会造成光污染的是( B )
A.汽车车窗玻璃上贴太阳膜 B.城市建筑大面积安装玻璃幕墙
C.晚上学习时用护眼台灯 D.用塑料薄膜建造温室大棚
教材习题01
下列各成语所展现的情景中,属于光的反射现象的是( )。
A. 镜花水月 B. 坐井观天
C. 立竿见影 D. 一叶障目
解题方法
A.镜花水月,镜子中的花、水中的月亮,是光照射到镜面和水面,经反射后形成的虚像 ,属于光的反射现象。
B.坐井观天,是因为光沿直线传播,使得青蛙在井里只能看到井口上方的天空 。
C.立竿见影,杆子立在阳光下,立刻就看到影子,是由于光沿直线传播,杆子挡住了光的传播路径形成影子。
D.一叶障目,一片叶子挡住了眼睛,是因为光沿直线传播,叶子挡住了光线进入眼睛。
【答案】A
教材习题02
若入射光线与镜面的夹角是35°,其反射角是多少度?请画出光路图。
解题方法
先画出平面镜,用一条带箭头的直线表示入射光线,使其与镜面夹角为35°。过入射点作垂直于镜面的法线(用虚线表示),以法线为对称轴,按照反射角等于入射角画出反射光线,并标上箭头表示光的传播方向。
【答案】反射角是55°
教材习题03
请画出图3-2-10中各种情况下的反射光线。
解题方法
(a)图:过入射点O作垂直于反射面的法线(虚线),已知入射光线与反射面夹角为30°,则入射角为90°- 30°=60°,根据反射角等于入射角,在法线另一侧画出反射光线,标上箭头表示光传播方向。
(b)图:过入射点O作垂直于反射面的法线(虚线),入射角是60°,在法线另一侧按照反射角等于入射角画出反射光线,标箭头。
(c)图:先确定两个反射面的入射点,分别过入射点作各自反射面的法线(虚线)。对于第一个反射面,根据反射角等于入射角画出第一次反射光线;这条反射光线又作为第二次反射的入射光线,再过第二个入射点作法线,根据反射角等于入射角画出第二次反射光线,标上箭头。
【答案】
教材习题04
如图3-2-11所示,为了使斜射的阳光AO能够竖直向下射入井中,在井口应该怎样放置平面镜?请画一画。
解题方法
①已知入射光线AO和要使光线竖直向下射入井中(即反射光线方向),先画出反射光线(竖直向下)。
②作入射光线和反射光线夹角的平分线,这条平分线就是法线(虚线)。
③过入射点O作垂直于法线的直线,这条直线就是平面镜的位置,在平面镜一侧画上短斜线表示镜子。
【答案】
教材习题05
如图3-2-12所示,雨后的夜晚,路上有些积水,甲、乙两同学在较暗的月光下相向而行。甲同学看到积水的水面比路面亮,那么乙同学看到的现象是怎样的?请你用学过的物理知识对乙同学看到的现象进行解释。
解题方法
月光照在积水上发生镜面反射,照在路面上发生漫反射。甲同学迎着月光走,月光经积水水面镜面反射的光进入甲同学眼睛较多,所以甲看到积水水面比路面亮;而乙同学背着月光走,月光经积水水面镜面反射的光不能进入乙同学眼睛,路面发生漫反射会有部分光进入乙同学眼睛 ,所以乙同学看到路面比积水水面亮。
【答案】乙同学看到路面比积水水面亮
教材习题06
如图3-2-13所示,自行车的尾灯并不发光,但是在汽车灯光照射下却显得格外明亮,这可以提醒司机注意前面有骑车人。仔细观察自行车尾灯的内部,可以看到一些排列整齐的小凸起,相邻两个凸起的夹角为90°。为什么要采用这样的结构?
解题方法
当汽车灯光射向自行车尾灯时,光线在这些夹角为90°的凸起结构上发生反射。根据光的反射定律,经过两次反射后,反射光线会与入射光线平行反向。也就是说,汽车灯光射向尾灯,反射光会沿原来光线方向返回,司机就会看到明亮的反射光,从而注意到前方的自行车,起到警示作用。这种结构能最大程度地将光线反射回光源方向,增强警示效果。
【答案】自行车尾灯内部相邻凸起夹角为90°,利用了光的反射原理中的角反射器原理
教材习题07
小明坐在如图3-2-14所示的房间里虚线框内的某个位置,一束阳光从侧面的窗口射入,经墙上镜子反射后让小明感到刺眼,请作图标出小明可能坐的位置。
解题方法
①根据光的反射定律,先过入射点(阳光与镜子的交点)作垂直于镜面的法线(用虚线表示)。
②根据反射角等于入射角,画出反射光线(用带箭头的直线表示)。
③反射光线射进虚线框内的区域,在这个区域内的位置就是小明可能坐的位置,用点标记出来 。
【答案】
考点一 光的反射
【典例1】如图所示是关于小猫和小聪的一幅漫画,图中两条光线的夹角是60°,则小聪观察小猫的光路的入射角是_______度,此现象说明光在反射时,光路是的_______。
【解题思路】光的反射定律及应用
【答案】30 可逆的
【大招快解】 两条光线的夹角为 60°,根据光的反射定律可知,反射角等于入射角等于30°;小聪能看到小猫,小猫也能看到小聪,此现象说明光在反射时,光路是可逆的。
【变式1-1】小悦学习了声与光的物理知识后,对它们进行了对比总结,下列说法中错误的是( )
A.声不能在真空中传播,光能在真空中传播
B.声和光都可以传递信息和能量
C.光在真空中传播速度是340m/s
D.声和光遇到“障碍物”都会发生反射
【答案】C
【解析】A.声音的传播需要介质,不能在真空中传播;光的传播不需要介质,可以在真空中传播。故A正确,不符合题意;
B.声音和光的本质是波,波是可以传递信息和能量的。故B正确,不符合题意;
C.光在真空中的传播速度为。故C错误,符合题意;
D.声反射造成了回声,光的反射形成可以使平面镜成像。故D正确,不符合题意。
故选C。
【变式1-2】如图所示,一束光线与镜面成30°角射向平面镜。请作出反射光线并标出反射角的度数。
【答案】
【解析】入射光线与平面镜的夹角为30°,所以入射角为
反射角等于入射角,故反射角也为60°,在法线的右侧画出反射光线,如图所示:
【变式1-3】如图甲是探究光的反射定律实验装置,在平面镜上放置一块硬纸板,由可以绕ON转折的E、F 两部分组成。
实验次数
1
2
3
4
入射角
15°
35°
45°
60°
反射角
15°
55°
45°
60°
(1)为了从不同方向都能看到硬纸板上光的径迹,应选用表面______(选填“光滑”或“粗糙”)的硬纸板;
(2)组装器材时,你认为硬纸板与平面镜的位置关系是______;
(3)如图乙,若想在硬纸板上同时呈现反射光和入射光,你的操作是:______;
(4)多次实验记录数据如表所示,在分析数据时,发现表格中一组数据有误,这组数据是第______组;
(5)在进行实验评估时,小明认为:当光垂直入射时,不存在反射光。你认为他的观点是否正确并说明理由______。
【答案】 粗糙 垂直 解析 2 不合理,反射光线与入射光线重合
【解析】(1)[1]实验时从光屏前不同的方向都能看到光的传播路径,应使光发生漫反射,故应选用表面粗糙的硬纸板。
(2)[2]要使入射光线和其反射光线的径迹同时在纸板上出现,则法线必须与平面镜垂直,并且反射光线、入射光线和法线必须在同一平面内,因此纸板与平面镜的位置关系必垂直。
(3)[3]由于反射光线、入射光线和法线必须在同一平面内,因此在图乙中,想在硬纸板上同时呈现反射光和入射光,应将纸板NOF绕ON向外折,使纸板NOF与纸板NOE处于同一平面。
(4)[4]根据反射定律,反射角等于入射角,反射角是反射线与法线的夹角,入射角是入射线与法线的夹角,在分析数据时,第2组数据,入射角不等于反射角,故有误的是第2组数据。
(5)[5]当光垂直入射时,反射光线垂直射出,反射光线与入射光线重合,观察不到反射光线,故小明观点不合理。
知识导图记忆
知识目标复核
一、光的反射现象
定义理解:重点掌握光在两种介质分界面改变传播方向返回原介质这一本质 。比如光从空气射向平面镜,会反射回空气。
二、光的反射定律
概念辨析:清晰区分入射光线、反射光线、法线、入射角、反射角 。知道反射光线、入射光线和法线共面,反射光线和入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角 。可通过作图练习强化理解,如给定入射光线和界面,画出反射光线等。
光路可逆性:理解在反射现象中,光线沿原路返回的原理 ,比如你能看到别人眼睛时,对方也能看到你,就是光路可逆的体现。
三、镜面反射与漫反射
特点对比:牢记镜面反射平行光线经反射后仍平行,漫反射平行光入射到粗糙表面,反射光向各方向 。联系生活实例理解,像镜子成像基于镜面反射,能从不同方向看到书本是漫反射的结果。
四、光反射的应用与影响
应用实例:理解红宝石激光器利用多次反射形成激光束、人造卫星探测借助光反射、光纤传输信息靠光在纤芯中的不断反射等原理 。
光污染:明白城市建筑玻璃幕墙等因镜面反射可能造成光污染及其危害。
一、单选题
1.夜晚,小明用手电筒从远处照射自行车尾灯,发现自行车尾灯很明亮。通过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.家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.光源是指能够自行发光的物体。自行车尾灯本身不发光,不是光源,故A错误;
B.自行车尾灯的设计是为了在夜间或光线较暗时,通过反射入射光来提高自行车的可见性。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,这种反射主要是面向入射光方向的,从侧边看,反射光并不会很强,故家人从侧边看自行车尾灯并不会很明亮,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.漫反射是指光线在粗糙不平的表面上发生反射的现象。而自行车尾灯的表面是光滑的,且内部有精心设计的反射面,因此它发生的是镜面反射而不是漫反射,故D错误。
故选C。
2.晚上,在水平桌面上铺一张白纸,把一小块平面镜放在纸上(镜面朝上),让手电筒的光正对着平面镜照射,如图所示,从侧面看去,下列说法正确的是( )
A.白纸比较亮,它发生了镜面反射
B.白纸比较暗,它发生了漫反射
C.镜子比较亮,它发生了镜面反射
D.镜子比较暗,它发生了镜面反射
【答案】D
【解析】镜子表面光滑,光在其表面发生镜面反射,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,所以镜子比较暗;白纸表面粗糙,光在其表面发生漫反射,手电筒的光反射后,反射光线射向各个方向,人眼在侧面看,可以接收到部分反射光线,白纸的反射光线进入人眼的较多,所以白纸较亮;故D正确,ABC错误。
故选D。
3.小芳做“探究光反射时规律”的实验时,作图记录实验现象,但没有标出光传播的方向,如图所示,ON是法线。下列判断正确的是( )
A.AO一定是入射光线 B.AO一定是反射光线
C.入射角是30° D.反射角是60°
【答案】D
【解析】AB.由于光线的方向不确定,无法确定AO和OB谁是入射光线,谁是反射光线,故AB错误;
CD.光的反射中,反射角等于入射角,均为60°,故C错误,D正确。
故选D。
4.下列关于光现象的描述,错误的是( )
A.“人面桃花相映红”中桃花看起来是红色的原因是吸收了红光
B.《玄贞子》中记载“背日喷乎水,成虹霓之状”,因为太阳光能产生色散
C.验钞机能显示钞票上隐藏的标记,因为紫外线能使荧光物质发光
D.教室内同学会看到“黑板反光”现象,因为光在黑板上发生了镜面反射
【答案】A
【解析】A.桃花是不透明物体,太阳光照射到红色的桃花上,其他颜色的光都被桃花吸收了,只有红光被反射到人的眼睛里,所以看到的桃花是红色的,故A错误,符合题意;
B.“背日喷乎水,成虹霓之状”描写的是人工虹,这是喷出的水散开后,空中有大量的小水滴,太阳光照在这些小水滴上,被分解为绚丽的七色光,也就是光的色散,故B正确,不符合题意;
C.紫外线可以使荧光物质发光,钞票上某些位置用荧光物质印上标记,在紫外线下照射下识别这些标记,从而辨别钞票的真伪,故C正确,不符合题意;
D.黑板“反光”是因为黑板发生了镜面反射,黑板反射的光线比粉笔字反射的光线强,使人无法看清黑板上的字,故D正确,不符合题意。
故选A。
5.如题图所示,水中倒影的形成,是由于光的( )
A.直线传播 B.反射 C.折射 D.色散
【答案】B
【解析】水中倒影是光的反射形成的,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
6.光射到镜面上,入射光线与反射光线的夹角为120°,若使反射光线与入射光线的夹角变为100°,下列方法可行的是( )
A.镜面不动,入射光线向镜面旋转10°
B.镜面不动,入射光线远离镜面旋转20°
C.入射光线不动,镜面顺时针旋转10°
D.入射光线不动,镜面逆时针旋转10°
【答案】D
【解析】入射光线与反射光线的夹角为120°,则入射角为60°,当反射光线与入射光线的夹角变为100°,则入射角变为50°。
A.镜面不动,入射光线向镜面旋转10°,则入射角增加10°,变为70°,故A不符合题意;
B.镜面不动,入射光线远离镜面旋转20°,则入射角减小20°,变为40°,故B不符合题意;
C.入射光线不动,镜面顺时针旋转10°,则则入射角增加10°,变为70°,故C不符合题意;
D.入射光线不动,镜面逆时针旋转10,则则入射角减小10°,变为50°,故D不符合题意。
故选D。
7.下列关于光现象的描述,错误的是( )
A.五星红旗是红色的,国旗反射了红光
B.光的色散实验说明了太阳光是单色光
C.紫外线能验钞,因为紫外线能使荧光物质发光
D.教室黑板反光,因为光在黑板上发生镜面反射
【答案】B
【解析】A.不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。五星红旗是红色的,是因为红旗反射了红光,故A正确,不符合题意;
B.根据光的色散实验可知,太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光组成的,太阳光属于复色光,故B错误,符合题意;
C.根据紫外线有杀菌作用制成消毒灯;根据紫外线能使荧光物质发光制成验钞机,故C正确,不符合题意;
D.黑板反光是因为光在黑板上发生了镜面反射,黑板反射的光线比粉笔字反射的光线强,使人无法看清黑板上的字,故D正确,不符合题意。
故选B。
8.如图所示,一束光在平面镜上发生反射,反射光恰好照在光屏的A处,若入射光线保持不变,要让反射光照在光屏的B处,下列方法中可行的是( )
①只将光屏竖直向下移动一段距离
②只将平面镜水平向右移动一段距离
③只将平面镜水平向下移动一段距离
④平面镜绕入射点O顺时针转过一定角度(<90°)
⑤只将平面镜绕入射点O逆时针转过一定角度(<90°)
A.①④ B.②⑤ C.③④ D.①⑤
【答案】C
【解析】如图所示,①如果只将光屏竖直向下移动一段距离,反射光照在光屏上的位置向左移动,不会照在光屏的B处,故①不可行;
②如果只将平面镜水平向右移动一段距离,反射光照在光屏上的位置不变,仍然照在光屏的A处,故②不可行;
③如果只将平面镜水平向下移动一段距离,入射光位置不变,则光在平面镜上的入射点向右移动,反射光照在光屏上的位置向右移动,就可能照在光屏的B处,故③可行;
④如果平面镜绕入射点O顺时针转过一定角度(<90°),则入射光线与镜面的夹角变小,入射角增大,根据光的反射定律可知,入射角增大则反射角增大,反射光照在光屏上的位置向右移动,就可能照在光屏的B处,故④可行;
⑤如果只将平面镜绕入射点O逆时针转过一定角度(<90°),则入射光线与镜面的夹角变大,入射角减小,根据光的反射定律可知,入射角减小则反射角减小,反射光照在光屏上的位置向左移动,就不可能照在光屏的B处,故⑤不可行。
综上所述,③④是可行的,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
9.如图所示,EO、OF分别为入射光线和反射光线,为验证“光路可逆”的原理,则下一步实验中,入射光线的路径应为( )
A.EO B.PO C.FO D.QO
【答案】C
【解析】光路可逆即光可以逆着原来光路的方向传播,为了证明光路是可逆的,让光线沿着FO方向射向镜面,观察反射光线是否沿着OE方向射出,若反射光线沿着OE方向射出,则光路是可逆的,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
10.如图所示,在一个空箱子中,一束光自P点发出,沿与镜面成60°角方向射向平面镜,经O点反射后,在Q点形成一个亮斑。当入射光线不变时,将平面镜绕O点顺时针转30°,则下列说法正确的是( )
A.法线转过15°
B.反射角增大45°
C.反射光线转过90°
D.反射光线与入射光线的夹角为120°
【答案】D
【解析】A.由法线和平面镜垂直可知,将平面镜绕O点顺时针转30°,法线也要转过30°,故A错误;
B.将平面镜绕O点顺时针转30°后,入射光线PO与镜面的夹角由60°变为30°,则入射角由30°变为60°,即增大了30°,由反射角等于入射角可知,反射角也增大30°,故B错误;
CD.平面镜转动前反射光线和入射光线之间的夹角为
平面镜转动后反射光线与入射光线的夹角为
由于入射光线不变,所以反射光线转过
故C错误,D正确。
故选D。
二、填空题
11.下图是关于小猫和小聪的一幅漫画,图中两条光线的夹角是60°,那么,小聪观察小猫光路的入射角大小是______,此现象说明光在反射时,光路是______的。
【答案】 30° 可逆
【解析】[1]小聪观察小猫,小猫反射的光线,经平面镜反射到小聪的眼睛中,所以小猫反射到平面镜的光线是入射光线,进入小聪的是反射光线。 作出入射光线和反射光线的角平分线即法线,如图所示:
由图可知∠1=∠2, ∠1+∠2=60°,所以
∠1=∠2=30°
即入射角为30°。
[2]小猫反射的光线经平面镜反射进入小聪的眼睛,小聪能看见猫;小聪反射的光线经平面镜反射进入小猫的眼睛,小猫也能看见小聪,说明光在反射时光路是可逆的。
12.晚上,小明在桌面上铺一张白纸,将一小块平面镜的镜面朝上平放在纸上,用手电筒正对着平面镜照射,如图所示。这时人从侧旁观察到比较亮的是___________(选填“白纸”或“平面镜”),这是因为手电筒的光照射到其表面发生了___________(选填“镜面反射”或“漫反射”)。
【答案】 白纸 漫反射
【解析】[1][2]当手电筒的光正对着平面镜照射时,在平面镜上会发生镜面反射,反射光线会集中在竖直方向,所以从侧面看到的平面镜是暗的;而纸会发生漫反射,所以在侧面看到的纸是比较亮的。
13.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,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】[1][2]使一束光紧贴纸板A射向镜面上的O点,当纸板B翻折至图中位置时,AB两部分在同一平面内,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°。
[3]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。
14.用一块平面镜将室外的阳光照射到室内,这是光的______现象;如图所示,把一块平面镜斜插在水中,将装置放在从窗口射入的阳光下,让镜面对着阳光,在对面的白色墙壁上看到一个彩色的光斑,说明白光是由______混合而成的。
【答案】 反射 多种色光
【解析】[1]阳光照射到平面镜上,由于平面镜的反射,改变了传播方向而照射到室内。
[2]白色的阳光射向斜插在水中的平面镜然后射出,发生反射和折射,被分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光,说明白光是由这七种色光混合而成的。
15.激光笔发出的一束激光与平面镜成50°角射向平面镜,反射光线如图,则反射光线与入射光线的夹角大小为 ________;若在平面镜不动的情况下,要让激光笔射中目标,可保持激光笔的入射点不变_____(选填“顺”或“逆”)时针转过一定的角度。
【答案】 80° 顺
【解析】[1]一束激光与平面镜成50°射向平面镜,此时入射角为
反射角等于入射角,为40°,反射光线与入射光线的夹角大小为
[2]若在平面镜不动的情况下,要让激光笔射中目标,入射点位置不变,则反射光线逆时针转过一定的角度,能射中目标,根据反射角等于入射角得,应顺时针转过一定的角度。
16.如图所示,在探究光反射时的规律实验中,通过实验可知,反射光线、入射光线和法线都在________(选填“同”或“不同”)一平面内,反射角r________ 入射角i。
【答案】 同 等于
【解析】[1]在探究光反射时的规律实验中,向后翻折纸板NOF,将看不到反射光线,可知反射光线、入射光线与法线在同一平面内。
[2]根据光的反射定律可知,反射角等于入射角。
17.一束平行光分别照射到光滑和凹凸不平的物体表面,如图甲、乙所示,其中图甲光路为______反射的光路图,图乙光路为______反射的光路图,图乙中的光线______(选填“遵循”或“不遵循”)光的反射定律。
【答案】 镜面 漫 遵循
【解析】[1][2][3]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;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。甲图光路为镜面反射的光路图,乙图光路为漫反射的光路图;无论镜面反射还是漫反射,每一条光线都遵循光的反射定律。
18.如图所示,小明想要利用一块平面镜,使跟水平方向成40°角的太阳光竖直射入井中,则平面镜跟水平方向的夹角应是______;保持入射光的位置不动,将平面镜顺时针转动一定角度,平面镜未转过竖直位置,入射光线与反射光线的夹角将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 65° 变小
【解析】[1][2]如图所示,过入射点O竖直向下作出反射光线OB,然后作AOB的角平分线,即得法线ON,经推理计算可得平面镜与水平面的夹角是65°;若入射光不动,当平面镜绕入射点顺时针转动且平面镜未转过竖直位置时,入射光线与镜面的夹角增大,则入射角减小,反射角也减小,入射光线与反射光线的夹角变小。
19.如图所示,烧杯中装有半杯水,一束光竖直向下照向水面,反射角大小为___________;
(1)若保持入射点不变,入射光线顺时针旋转10°,反射光线___________(顺/逆)时针旋转10°;
(2)若入射光线不变,将杯子的左侧底面用木块垫起,使杯子右倾5°(杯中水未画出),则反射光线旋转___________度。
【答案】 0° 逆 0
【解析】[1]一束光线竖直向下照在水面上,反射光 线、入射光线、法线三线重合,则反射角等于入射角等于0°。
(1)[2]保持入射点不变,入射光线顺时针旋转10°角,反射角等于入射角,则反射光线逆时针旋转10°。
(2)[3]若入射光线不变,将杯子的右侧底面用木块垫起,使杯子左倾10°,此时杯中的水面仍然处于水平位置,光线仍然竖直向下照在水面上,反射光线、入射光线、法线三线重合,则反射角等于入射角等于0°,反射光线没有旋转。
20.如图所示为观察微小形变的装置.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。若在图示位置用力F向下挤压桌面,入射角大小__________(选填:“变大”“变小”“不变”,下同),反射角大小__________,此时光斑向__________移动。
【答案】 变大 变大 右
【解析】[1]若在图示位置用力F向下挤压桌面,平面镜顺时针旋转,则入射角变大。
[2]入射角变大,反射角等于入射角,所以,反射角变大。
[3]入射角和反射角都变大,反射光线顺时针旋转,此时光斑向右移动。
三、作图题
21.画出图中的入射光线经平面镜反射后的反射光线,并标出反射角的位置。
【答案】
【解析】在光的反射现象中,反射角等于入射角,据此确定反射光线,反射光线与法线的夹角为反射角,可标出反射角r,作图如下:
22.如图所示,一束光线射到平面镜上,其反射光线与平面镜的夹角是30°,请画出入射光线并标出入射角大小。
【答案】
【解析】因为反射光线与镜面的夹角为30°,则反射角为
90°-30°=60°
由光的反射规律可知,反射角等于入射角,所以入射角等于60°,根据反射角等于入射角画出入射光线,如下图所示:
23.按要求完成下列作图。
(1)如图甲所示,一束强光照到镜面上,画出反射光线,并标出反射角的大小。
(2)在图乙中画出入射光线,并标出入射角的大小。
(3)在图丙中画出平面镜所处的位置。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】(1)根据光的反射定律可知,反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线、入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,入射角是入射光线与法线的夹角,反射角是反射光线与法线的夹角。在法线右侧画出反射光线,反射光线与法线之间的夹角为反射角,大小为
如图所示:
(2)过入射点作法线,因为反射光线与镜面的夹角是50°,所以反射角为
根据反射角与入射角相等作出入射光线并标出入射角的度数。如图所示:
(3)过入射点作法线,法线为入射光线和反射光线夹角的角平分线,再过入射点作法线的垂线,即为平面镜所处的位置。如图所示:
四、实验题
24.如图所示,在“探究光的反射规律”的实验中,平面镜M放在水平桌面上,E、F是两块粘接起来的硬纸板,垂直于镜面且可绕ON转动。
①如图甲,若将一束光贴着纸板F沿BO射到O点,光将沿图中的___________方向射出,因为在光的反射现象中光路是___________的;
②如图乙,以法线ON为轴线,把纸板F向后缓慢旋转,在F上___________(填“能”或“不能”)看到反射光线OB,这样做的目的是___________;
③要完成本实验,除了图中的实验器材外,还应补充一个测量仪器是___________;
④实验中为使光线能在纸板上显示出来,方便实验研究,该采取的操作是___________;
A.向纸板喷烟或雾
B.使光束垂直纸板射到O点
C.使光束贴着纸板射到O点
【答案】 OA 可逆 ②不能 见解析 量角器 C
【解析】①[1][2]光线逆着OB的方向射向镜面,这时的入射角为原来的反射角,根据光的反射定律,反射角等于入射角,这时的反射角为原来的入射角,会发现光线沿原路OA返回,即在光的反射现象中,光路是可逆的。
②[3][4]轴线,把纸板F向后缓慢旋转,这时不能看到反射光线OB,因为纸板没有和反射光线、法线在同一平面上;因此这样做的目的是为了探究反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内。
③[5]完成本实验,需要探究反射角和入射角的大小关系,故要用到量角器。
④[6]此实验为了使光线能在纸板上显示出来,应采取的操作是使激光紧贴纸板面入射,即使光束贴着纸板射到O点。
故选C。
25.探究光的反射定律,实验装置如图1。让一束光贴着光屏射向平面镜的O点,改变入射光线多次实验,数据记录于下表。
序号
入射光线相对法线的位置
反射光线相对法线的位置
入射角i
反射角r
1
左
右
30°
30°
2
左
右
45°
45°
3
左
右
60°
60°
4
右
左
60°
60°
(1)能从不同方向观察到光的传播路径,是因为光在光屏上发生______反射;
(2)分析表中数据得出结论:①反射光线、入射光线分别位于法线______;
②反射角______入射角;
(3)光热电站利用追日镜将太阳光反射到吸热塔用于发电。图2为上午某时刻的光路图,根据上述实验结论推断,随着太阳的运动,追日镜应沿______时针方向旋转,使反射光线射向吸热塔。
【答案】 漫 两侧 等于 逆
【解析】(1)[1]因为光在光屏上发生漫反射,所以能从不同方向观察到光的传播路径。
(2)①[2]分析表格中入射光线相对法线的位置、反射光线相对法线的位置,总是左右相反的,所以反射光线、入射光线分别位于法线两侧。
②[3]分析表格中多组入射角i和反射角r,他们的大小相等,所以反射角等于入射角。
(3)[4]根据图2可知,此时上午某时刻的光路图,说明太阳要逆时针方向运动,入射角变小,反射角也要变小,为了保证使反射光线射向吸热塔,追日镜也要沿逆时针方向旋转。
26.如图所示,是陈涛同学探究光的反射规律的实验。他进行了下面的操作:
(1)如图甲,让一束光贴着纸板沿某一个角度射到O点,经平面镜的反射,沿另一个方向射出,在纸上用笔描出入射光线EO和反射光线OF的径迹。改变光束的入射角度,多做几次实验,取下纸板,用量角器测量ON两侧的和,得到的结论是反射角________(选填“大于”“等于”或“小于”)入射角。
(2)如图乙,纸板ENF是用两块纸板连接起来的,把半面纸板NOF向前折或向后折,这时在NOF上看不到反射光线,说明反射光线、入射光线与法线_______(选填“在”或“不在”)同一平面内。
(3)陈涛同学还想用图丙和图丁模拟镜面反射与漫反射,照图丙那样,把几根细针垂直插入一张硬纸板中表示法线,当入射光线平行射到各入射点时,反射光线将平行射出,随后将纸板随意弯折,如图丁所示,这时会看到“法线”不再平行,当入射光线平行射到各入射点上时,反射光线________(选填“平行”或“不平行”)。根据你所学的知识判断,漫反射_______(选填“遵循”或“不遵循”)光的反射定律。
【答案】(1)等于
(2)在
(3) 不平行 遵循
【解析】(1)用量角器测量ON两侧的和,发现两角相等,可得出结论:光的反射现象中,反射角等于入射角。
(2)将纸板NOF向前或向后折,在此纸板上看不到反射光线,因为此时承接入射光线的纸板EON与NOF不在同一平面内,这恰好说明反射光线、入射光线与法线在同一平面内。
(3)[1][2]入射光线平行射到各入射点上,但法线不再平行,则反射光线也不再平行射出,但反射角仍然等于入射角,所以漫反射也遵循光的反射定律。
27.某同学在探究“光的反射规律”时,实验装置如图所示,他先用加湿器使整个玻璃罩内充满水雾,将平面镜放在一个能转动的水平圆台上,用固定的红色激光笔发出一束垂直射向平面镜的光NO,然后用另一个绿色激光笔向O点发出一束光AO,经平面镜反射后沿OB方向射出。请回答下列问题:
(1)实验中,用加湿器使整个玻璃罩内充满水雾的目的是______(选填“显示光路”或“降低温度”)。
(2)红色激光NO的作用是显示______的位置。
(3)缓慢转动圆台,可以看到三束光相互重合,说明在反射现象中,反射光线、入射光线、法线______。
(4)为了显示光路可以将激光笔紧贴纸板,从不同方向均可看到纸板上的光路,是因为光在纸板上发生______。
【答案】(1)显示光路
(2)法线
(3)在同一平面内
(4)漫反射
【解析】(1)实验中用加湿器使整个玻璃罩内充满水雾,是为了清晰的显示光路,便于观察实验现象,完成实验研究。
(2)法线始终垂直于反射面,红色激光NO的作用是显示法线的位置。
(3)缓慢转动圆台,可以看到三束光相互重合,根据光的直线传播原理可知,这说明在反射现象中,反射光线、入射光线、法线在同一平面内。
(4)从不同方向均可看到纸板上的光路,是因为光在纸板上发生漫反射,反射光线射向各个方向。
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