第08讲 光的反射-【暑假自学课】2025年新八年级物理暑假提升精品讲义(苏科版2024)
2025-06-17
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2份
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47页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理苏科版八年级上册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 四、光的反射 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 光的反射 |
| 使用场景 | 寒暑假-暑假 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 13.85 MB |
| 发布时间 | 2025-06-17 |
| 更新时间 | 2025-06-18 |
| 作者 | 无忧居士 |
| 品牌系列 | 上好课·暑假轻松学 |
| 审核时间 | 2025-06-17 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/52605561.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第08讲 光的反射
内容导航——预习三步曲
第一步:学
析教材 学知识:教材难点疑点讲析、全方位预习
练习题 讲典例:典型例题学解题、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
问题: 反射光与入射光有什么相同和不同?
比较
反射光
入射光
相同点
1. 传播介质相同
2. 传播速度相同
不 同 点
强度
入射光射到物体表面,一部分光被吸收,反射光比入射光弱
方向
入射光射到物体表面,被反射回去,一定改变了传播方向
颜色
入射光射到物体表面,与物体颜色相同的光被反射回去,如太阳光是白光,照射到红色物体表面,只有红光被反射,其它色光被吸收。
提示:
1.人眼看到物体的实质:
(1)不发光的物体能被看到的原因
人眼能够看到物体,是由于有光射入人眼。光源发出的光射入人眼,人就感觉到光源的存在,如太阳光、电灯光、烛焰的光等光源的射入人眼,射入人眼人感知到光源的位置。
当光源发出的光照到本身不发光的物体,被物体反射,反射光射入人眼,从而使人感知物体的存在。
(2)反射光与入射光的比较
当光射到物体表面,部分光被物体表面反射(即有部分光被物体表面吸收,透明物体会有部分光射入物体),因此反射光比入射光的强度要弱。如右图所示,岸边的物体在平静水面所成的像,能明显感觉到水面下的像明显比物体暗,这就是反射光比入射光弱所致。
2.光的反射现象:
光射到物体表面均会有部分光被反射,如图人眼看见不发光的灯泡的光路图。光从光源
知识点2:法线
问题: 两条相交的直线一定在同一平面,如何才能反射光线所在平面?
提示: 利用过入射点垂直的反射面的直线,与入射光线构成一个平面,这样就确定了反射光所在的平面。
1.法线的特点:
(1)过入射点;
(2)垂直于反射面。
2.法线的意义:
(1)如图所示,将将一束光照射到平面镜上,它的反射光在光屏(或白色墙壁)上形成一个光斑。
保持反射面位置不变,改变入射光的方向,光屏上的光斑位置也发生改变。
保持入射光的方向不变,改变反射面与水平面的夹角,光屏上的光斑位置也发生改变。
反射光的位置与入射光的入射方向、反射面的位置有关。
为了描述反射光所处的位置,用法线来代表反射面。
(2)法线是辅助线,它不是真实存在的。
(3)借助反射角与入射角,描述反射光的具体位置。
入射角:入射光线与法线的夹角。
反射角:反射光线与法线的夹角。
知识点3:探究光的反射定律
问题: 光反射时,怎样确定反射光所在位置?
提示: 物理学中,用光线来描述光的传播路径和方向。描述线的位置,首先要找到线所在的平面,然后确定线在平面的具体位置。
1.器材的选择:
白纸板:显示光线的位置,在白纸板上同时呈现入射光与反射光。
2.实验操作:
(1)白纸板的放置:必须与平面镜垂直,只有纸板与平面镜垂直,才能找到反射光,说明反射光在与反射面垂直的平面内。
(2)法线就是表示与反射光所在的与反射面相垂直的平面,入射光线与法线就确定了反射光所在的具体平面。
(3)反射光在平面内的位置:入射光在法线一侧,反射光一定在法线另一侧。若入射光与法线重合,则反射光与法线重合。
即反射光与入射光不可能位于法线的同侧。
(41)反射光的具体位置:从 0°开始逐步增大入射角,多次测量入射角和对应的反射角,发现反射角始终等于入射角。
3.实验结论:
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。这就是光的反射定律。
4.反射光路是可逆的:
在光的反射实验中,让光逆着反射光的方向射到镜面,反射后的光会逆着原来入射光的方向射出。这表明在反射现象中光路是可逆的。
用光路可逆可以解释生活中的很多现象。例如,如果你在平面镜中看到了另外一位同学,那么对方通过这面镜子也能看到你
知识点4:平面镜成像的实质
问题: 平面镜成像时虚像,人眼是如何见到这个像的?
提示: 物体射出的光经镜面反射后,有反射光射入人眼,人则感觉到像的存在。人以为光是沿直线传播的,人眼感觉到射入人眼的光好像是从反射光的反向延长线的交点(即像点)射出的。
1.人眼判断物体位置:
如图所示,烛焰上的一点 S 向周围发出光,其中有一部分光射入人眼,人就看到了这个点。烛焰上所有点发出的光,都会有一部分进入人眼,因此人就会看到整个烛焰。
2.人眼判断平面镜中像的位置:
如图所示,设来自烛焰上点 S 的两条光线经平面镜反射后进入人眼,这两条光线的入射点分别为 O1 和 O2,根据光的反射定律,可作出反射光线O1A1 和O2A2。它们的反向延长线(虚线)相交于平面镜后的点S/,人会感到光好像是从点 S/发出的,点S/就是点 S 的虚像。
3.平面镜成像的实质:
物体在平面镜中所成的虚像并不发光,它是由射入人眼的反射光所形成的视觉效果。
虚像的实质:物体射到平面镜上光,经平面镜反射后,所有反射光线的反向延长线的交点。
4.平面镜成像的条件:
虚像是物体射到平面镜上光反射后,所有反射光线的反向延长线的交点。因此只要有反射光,物体就能在平面镜中成像。
物体在平面镜中成像条件:物体有光照射到镜面上。
知识点5:镜面反射与漫反射
问题: 为什么物体能在平整光滑的镜面、平静的水面等成像,而粗糙的桌面、起伏的水面则不能成像?
提示: 光射到粗糙不平的物体表面,反射光线的方向是杂乱无章,同一点射出的光经镜面反射后,反射光线的反向延长线不能交于一点。
1.镜面反射:
当平行光入射到平整光滑的表面时,反射光仍是平行的,如图所示。
产生的原因:反射面的表面平整、光洁。
2.漫反射:
平行光入射到不粗糙物体表面上时,反射光就会射向四面八方,如图所示。
产生的原因:反射面的表面粗糙不平。
3.现象解释:
在暗室里,将一块小平面镜平放在较大的白纸上,用手电筒照射镜面,在不同方向观察,镜面和白纸被光照射的部分哪个显得更亮。
光射到平面镜上发生镜面反射,依据光的反射定律,反射光向某一方向传播。光射到白纸上发生漫反射,任一反射光与其对应的入射光也遵循光的反射定律,但白纸表面是粗糙不平的,造成反射光射向各个方向。
若人眼在平面镜反射光的方向上,经平面镜反射射入人的反射光比白纸反射的光强,人感觉镜面亮,而白纸比较暗。若人眼不在平面镜反射光的方向上,因平面镜的反射光向某一方向传播,此时镜面没有光射入人眼,而白纸有反射光射入人眼,此时人则感觉白纸比较亮,而镜面暗。
知识点6:凸面镜与凹面镜
问题: 为什么太阳灶采用凹面镜,而汽车的观后镜用凸面镜?
提示: 凹面镜对光有会聚作用,而凸面镜对光有发散作用。
1.凸面镜和凹面镜对光的作用:
如图所示,凹面镜对光有发散作用。
凸面镜对光有会聚作用。
2.凸面镜和凹面镜的应用:
凹面镜:手电筒中的反光罩、太阳灶、点燃杭州亚运会圣火的装置
凸面镜:汽车的后视镜、道路拐弯处的反光镜
典型例题1
例1.1.唐朝诗人白居易在《暮江吟》中写道“一道残阳铺水中,半江瑟瑟半江红”,该诗句描绘了夕阳下的江面上奇特的光色变化景象,涉及了光的反射现象。下列图中的光现象与反射现象原理相同的是( )
A.墙上的手影 B.白光被三棱镜分解
C.林下光斑 D.汽车后视镜成像
墙上手影是由于光的直线传播形成的,故A错误;白光被三棱镜分解是色散现象,是由于光的折射形成的,故B错误;林下光斑是小孔成像现象,是由于光的直线传播形成的,故C错误;汽车后视镜成像属于凸面镜成像,是由于光的反射形成的,故D正确。
【答案】 D
典型例题2
例2.如图所示,入射光线与镜面的夹角是30°,则入射角是 ,若入射光线方向不变,平面镜绕入射点顺时针转动5°,则反射光线与入射光线的夹角是 。
因为入射光线与平面镜的夹角是30°,所以入射角为90°﹣30°=60°。
当平面镜绕入射点顺时针转动5°时,入射角增大5°,变为60°+5°=65°,所以反射角也变为65°,此时反射光线与入射光线的夹角为130°。
【答案】60°;130°
典型例题3
例3.如图所示,雨后的夜晚,路上有积水,甲、乙两同学在较暗的月光下相向而行。月球 (选填“是”或者“不是”)光源;光在平静的水面发生的是 (选填“镜面”或“漫”)反射,甲同学看到积水的水面比路面亮,则乙同学看到水面比路面 (选填“亮”或“暗”)。
月球自身不能发光,是反射了太阳的光,因此不是光源;
平静的水面相当于平面镜,光在平静的水面发生的是镜面反射;
图中甲迎着月光走,积水反射的光发生镜面反射,进入人的眼睛,所以甲看到积水的水面比路面亮;而乙背着月光走,水面反射的光几乎不能进入人的眼睛,而路面对光发生漫反射,有一部分光进入人的眼睛,则乙看到水面比路面暗。
故答案为:不是;镜面;暗。
【答案】不是;镜面;暗
典型例题4
例4.如图,一束太阳光经过梳妆镜反射后恰好照射到室内的花上,请你在图中根据反射定律画出反射光线。
过入射点作出法线,根据反射光线、入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,在法线下方画出反射光线,如图所示:
【答案】
典型例题5
例5.牙医经常会借助平面镜观察牙齿的情况。请在图中画出牙齿在平面镜中的像,以及人眼在A点通过平面镜反射看到牙齿的像的光路图。
根据平面镜成像特点及原理,我们看到的脚的像是来自脚的光经平面镜反射后所成的虚像,先作出牙齿的像B′,连接AB′,得到反射光线,再作出入射光线,如图所示:
【答案】
典型例题6
例6.如图所示探究光的反射规律时,在水平放置的平面镜上方竖直放一光屏,光屏由可以绕ON折转的E、F两块白板组成,如图甲所示。
(1)如图,为了完成实验,还需要的测量工具是 ;
(2)实验中,在纸板前可以从不同的角度看到它上面的光路,是因为光在纸板上发生了 ;
(3)实验过程中小明根据甲图测量的角度关系得出结论: 。请对小明的此探究进行评价: ;
(4)实验过程中,进行下列哪项操作后,在纸板上仍可以看到反射光 ;
A.如图乙所示,将纸板的右半部分向后翻折
B.如图丙所示,将纸板与入射光束一起以ON为轴旋转
C.如图丁所示,将纸板与入射光束一起以CD为轴向后倾
(5)对于法线的理解,结合四幅图,下列正确的是 。
A.四幅图中,白板上的ON都是法线,法线可以帮助我们判断并测出入射角和反射角
B.法线是真实存在的一条光线,没有法线就不会有入射光线和反射光线
C.法线有助于确定反射光线、入射光线和法线所在的同一个平面与镜面的垂直关系
(1)本实验需要比较反射角和入射角的大小关系,所以还需要量角器;
(2)可以从不同角度看到物体是因为光在物体表面发生了漫反射;
(3)根据测量,可以得到的结论是:在光的反射现象中,反射角等于入射角;小明只测量了一次就得出结论是不合理的,因为实验次数过少,结论具有偶然性;
(4)在光的反射现象中,反射光线、入射光线和法线在同一平面内;
A.使得纸板的右半部分不与入射光线在同一平面内,所以看不到反射光线,故A不符合题意;
B.纸板和入射光线一起旋转,他们依旧在同一平面内,所以可以看到反射光线,故B符合题意;
C.使得纸板和法线分离,不在同一个平面上,所以看不到反射光线,故C不符合题意;
(5)A.法线永远垂直于反射面,也就是平面镜,四幅图中甲、乙、丙图纸板垂直于平面镜,法线是ON,丙图纸板和入射光线一起旋转,他们依旧在同一平面内,所以可以看到反射光线,丁图纸板不垂直,所以法线不是ON,故A错误;
BC.法线是为了探究反射角和入射角的关系,以及反射光线和入射光线是否共面而引入的,并不是真实存在的,但有助于确定反射光线、入射光线和法线所在的同一个平面与镜面的垂直关系。故B错误,C正确。
【答案】 (1)量角器;(2)漫反射;(3)反射角等于入射角;不合理,一次实验结论具有偶然性;(4)B;(5)C
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考点一 光的反射现象
1.五代时期名士谭峭所著《化书》中,记载了照镜子时“影与形无异”的现象。在如图所示的四种现象中,与照镜子原理相同的是( )
A.玻璃球呈现“倒影”
B.树荫下的光斑
C.屏上的皮影
D.超然楼倒影
2.黄河是中华文明最主要的发源地,中国人称其为“母亲河”,也是陕西和山西的分界。黄河流经黄土高原,携带大量泥沙,使河水不再清澈,但在其发源地,河水清澈如镜,可以看到蓝天白云水中游,河水中的白云是由于光的 形成的 (选填“实”或“虚”)像。
3.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°,则小聪观察小猫光路的入射角是 ,它的大小是 ,此现象说明在反射时,光路是 。
4.有一台光电控制液面高度的仪器,它通过光束射在液面上的反射光线打到电光屏(能将光信号转化为电信号进行处理)上来显示液面的高度,然后通过装置调节液面的高度。如图所示的光路图,入射光线与液面的夹角为50°,则反射角为 °,若电光屏上的光点由S2移到S1时,表示液面的高度 (选填“上升、不变、下降”)。
考点二 探究光的反射定律
5.在“探究光反射的规律”时,小李进行了如图所示的实验,请根据如图实验装置,下面的操作顺序排列正确的是( )
①改变光束的入射方向,再重做一次。换另一种颜色的笔,记录光的径迹;
②取下纸板,用量角器测量ON两侧的∠i和∠r,并记入表中;
③把一平面镜放在桌面上,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;
④让一束光贴着纸板沿某角度入射到O点,经平面镜反射,沿另一个方向射出,在纸板上用笔描出入射光和反射光的径迹。
6.小明对“光的反射定律”进行了如图所示的再探究,让光线贴着纸板射向镜面,如图甲所示,然后将纸板向后倾斜,如图乙所示,让光线仍贴着纸板射向镜面,此时反射光线与入射光线 (在/不在)同一平面内,此时反射光线应该在 (纸板前/纸板后/纸板上),此时法线 (在/不在)原图甲法线的位置。
7.在“探究光的反射规律”的实验中,如图所示,水平放置平面镜,白色纸板竖直立在平面镜上,纸板由E、F两部分组成,可以绕ON翻折。
(1)实验时,把纸板ENF垂直放在平面镜上,入射光线AO的入射角大小是 度;
(2)为了探究反射角与入射角的大小的关系,多次改变入射角的大小,并测量出对应的反射角,这样做是为了 (选填“减小误差”或“得出规律”);
(3)将一束光贴着纸板E沿AO射到镜面上O点,纸板F上会显示出反射光束OB,接着将纸板F绕ON向后翻折,则纸板F上 (选填“能”或“不能”)显示出反射光束,由此说明反射光线、入射光线与法线在 (选填“同一平面”或“不同平面”)。
考点三 光的反射作图
8.如图所示,画出入射光线AO的反射光线OB,此时反射角为 度。
9.被称为“超级镜子发电站”的敦煌,电站内的1.2万多面定日镜以同心圆状围绕着260米高的吸热塔,这些定日平面镜把太阳光反射后会聚到吸热塔,其中某束光的传播路径如图丙,在图中画出定日平面镜的位置,并标出反射角。
10.在图中画出反射光线OB的入射光线,并标出入射角大小。
考点四 平面镜成像的实质
11.如图,我们能看到平面镜所成的虚像,成像原理是 ,当光射入我们的眼睛,我们总是依照光射来的方向去推断光源位置,这样做的依据是 。
12.如图所示,甲、乙两人分别站立于一面矮墙的两边,若要在天花板上固定一平面镜使两人在图示位置彼此都能看到对方的全身,则所需的最小平面镜的位置应为 (选填“ae”或“bc”或“ec”或“de”)。
13.如图中,牙医借助平面镜观察牙齿的背面,请在图乙中画出能反映此过程的光路图。
考点五 镜面反射与漫反射
14.教室黑板用久后有一部分变的光滑容易发生镜面反射,如图所示。当太阳光从右侧窗户射入时,最有可能因反光看不清光滑处字的位置是( )
A.A同学 B.B同学 C.C同学 D.D同学
15.如图所示,雨后晴朗的夜晚,人迎着月光走,下列说法正确的是( )
A.看到路面发亮的是水
B.看到路面发暗是因为光发生了镜面反射
C.看到路面发亮是因为光发生了漫反射
D.光发生的漫反射不遵守反射定律
16.上物理课时同学们能从不同角度看到黑板上的板书,这是因为光在黑板上发生 (选填“镜面”或“漫”)反射,这种反射 (选填“遵循”或“不遵循”)光的反射定律。当教室外出现嘈杂的声音,我们总会关上门窗,这是在 减弱噪声(选填“声源处”“传播途径中”或“人耳处”)。
考点六 凸面镜和凹面镜
17.如图,位于我国贵州省平塘县的500米口径球面射电望远镜(FAST),是目前世界上最大的单口径射电望远镜,有“中国天眼”之称。“中国天眼”的灵敏度超群,可以验证和探索很多宇宙奥秘,例如引力理论验证、星系演化、恒星和行星起源,乃至物质和生命的起源等。“中国天眼”的反射面是( )
A.平面镜 B.凸面镜 C.凹面镜 D.凸透镜
18.为了扩大驾驶员的视野,避免交通事故的发生,在街道或盘山公路的拐弯处常装一个较大的反光镜,驾驶员通过这个反光镜看到其它车辆正立、缩小的像,下列关于这个反光镜的说法正确的是( )
A.这个反光镜是凸面镜
B.这个反光镜是平面镜
C.这个反光镜不遵循光的反射定律
D.驾驶员通过反光镜看到其它车的像是实像
19.据说,公元前214年,罗马和希腊发生战争时,古希腊科学家阿基米德,曾号召城里数千人拿着一面面反光镜,反射太阳光,烧退了强大的罗马船队。这些镜子加在一起相当于一个大的 (选填“平面”、“凸面”或“凹面”)镜,对太阳光有会聚作用。
知识导图记忆
知识目标复核
1.能辨别光的反射现象,知道光反射时光路是可逆的;
2.会探究光的反射定律实验,并能表述光的反射定律;
3.能说出平面镜成像的实质,会运用光的反射定律作图;
4.会辨别镜面反射和漫反射,并能解释相关现象。
一.选择题
1.盐城市丹顶鹤保护区内,鸟类时而栖息,时而飞翔,飞鸟的倒影在水中穿梭。下列现象和倒影原理相同的是( )
A.冰透镜取火
B.日晷计时
C.小孔成像
D.潜望镜
2.如图所示,被隔板隔开的两个人偶不能直接“看到”对方,但人偶A可以从平面镜中“看到”人偶B的眼睛,则人偶B通过平面镜( )
A.可能看见人偶A的眼睛
B.一定能看见人偶A的眼睛
C.一定不能能看见人偶A的眼睛
D.无法确定,与所处位置有关
3.小芳观察“光的反射”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)。以下判断正确的是( )
A.OB一定是反射光线 B.AO一定是入射光线
C.入射角一定是30° D.反射角一定是60°
4.一本书掉到了地上如图,小明和小红从不同的位置都能看到它,对于这一现象,下列说法中正确的是( )
A.书是光源,它发出的光射入了小明和小红的眼睛
B.小明和小红看到书是由于光在书的表面发生了漫反射
C.假设没有太阳光的照射,小明和小红也能够看到书
D.小明看到书是由于光在书的表面发生了镜面反射,小红看到书是由于光在书的表面发生了漫反射
5.如图所示,正午时刻,太阳光垂直于水平地面直射。某工程队为了把太阳光反射到一座洞口朝向正西方向的水平涵洞中去,设计安装了一块能够自动调节方向的平面镜。下列说法错误的是( )
A.反射角的大小为45°
B.平面镜与水平地面的夹角为45°
C.若太阳西斜,太阳光与水平地面的夹角为60°时,入射光线与反射光线的夹角为120°
D.若太阳西斜,太阳光与水平地面的夹角为60°时,欲使太阳光水平射入洞中,可以逆时针旋转平面镜30°
6.关于平面镜、凸面镜和凹面镜说法正确的是( )
A.三种面镜中只有平面镜可以成像
B.通过平面镜、凸面镜、凹面镜反射的光线都遵守光的反射定律
C.汽车的后视镜和街头路口的反光镜都是凹面镜,能起到扩大视野的作用
D.汽车前灯的反光装置(反光罩)相当于凸面镜,通过它可以反射出接近于平行的光
二.填空题
7.入射光线跟镜面的夹角是25°,则反射角是 °,若入射角减小5°,则反射光线与入射光线的夹角为 °.若入射光线垂直射向镜面,则反射角是 °。
8.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50°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,当液面下降时,光点S′将 (选填“向左”“向右”或“不会”)移动。
9.晚上,在桌面上铺一张白纸,把一块小平面镜平放在白纸上,让手电筒的光正对着平面镜和白纸照射,如图所示,他从侧面观看到平面镜较 (选填“亮”或“暗”),这是因为光在平面镜上发生了 (选填“镜面反射”或“漫反射”)。
10.如图所示,学校车库的出口位置是一处交通拐点,设立有一块镜子——街道拐角镜,通过镜子可以扩大视野,加强校园交通安全。这种镜面,物理学上称之为 镜,它对光有 (选填“会聚”或者“发散”)作用。
三.作图题
11.请在图中画出反射光线,并标出反射角的度数。
12.要将一束太阳光AO反射到室内的B点,请在图中画出平面镜的位置并标出反射角r。
13.请根据光的反射定律,在图中画出入射光线,并标出入射角。
14.如图甲所示,夕阳下,一位钓鱼爱好者静坐湖畔。若以点S代表太阳,点A代表钓鱼爱好者,请你在图乙中画出太阳发出的光经水面反射射入钓鱼爱好者眼中的光路图,并保留作图痕迹。
四.实验探究题
15.小任和小泓一起“探究光的反射定律”。
(1)如图甲所示,小泓使一束光贴着纸板A入射到O点,小任从不同方向都能在纸板B上看到反射光,是因为光在纸板B上发生了 反射。(2)如图甲所示,若在探究的过程中,将入射角增大5°,则光线OF将 (选填“靠近”或“远离”)法线。
(3)在图乙中,小泓将纸板B沿PQ剪开,把纸板B的上半部分向后折。实验时在纸板B的上半部分 (选填“能”或“不能”)看到反射光线,在纸板B的下半部分 (选填“能”或“不能”)看到反射光线,表明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(4)在图甲中,如果让光沿着FO的方向射向平面镜,会看到反射光沿着 方向射出。这表明,在反射现象中,光路是 的。
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第08讲 光的反射
内容导航——预习三步曲
第一步:学
析教材 学知识:教材难点疑点讲析、全方位预习
练习题 讲典例:典型例题学解题、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
问题: 反射光与入射光有什么相同和不同?
比较
反射光
入射光
相同点
1. 传播介质相同
2. 传播速度相同
不 同 点
强度
入射光射到物体表面,一部分光被吸收,反射光比入射光弱
方向
入射光射到物体表面,被反射回去,一定改变了传播方向
颜色
入射光射到物体表面,与物体颜色相同的光被反射回去,如太阳光是白光,照射到红色物体表面,只有红光被反射,其它色光被吸收。
提示:
1.人眼看到物体的实质:
(1)不发光的物体能被看到的原因
人眼能够看到物体,是由于有光射入人眼。光源发出的光射入人眼,人就感觉到光源的存在,如太阳光、电灯光、烛焰的光等光源的射入人眼,射入人眼人感知到光源的位置。
当光源发出的光照到本身不发光的物体,被物体反射,反射光射入人眼,从而使人感知物体的存在。
(2)反射光与入射光的比较
当光射到物体表面,部分光被物体表面反射(即有部分光被物体表面吸收,透明物体会有部分光射入物体),因此反射光比入射光的强度要弱。如右图所示,岸边的物体在平静水面所成的像,能明显感觉到水面下的像明显比物体暗,这就是反射光比入射光弱所致。
2.光的反射现象:
光射到物体表面均会有部分光被反射,如图人眼看见不发光的灯泡的光路图。光从光源
知识点2:法线
问题: 两条相交的直线一定在同一平面,如何才能反射光线所在平面?
提示: 利用过入射点垂直的反射面的直线,与入射光线构成一个平面,这样就确定了反射光所在的平面。
1.法线的特点:
(1)过入射点;
(2)垂直于反射面。
2.法线的意义:
(1)如图所示,将将一束光照射到平面镜上,它的反射光在光屏(或白色墙壁)上形成一个光斑。
保持反射面位置不变,改变入射光的方向,光屏上的光斑位置也发生改变。
保持入射光的方向不变,改变反射面与水平面的夹角,光屏上的光斑位置也发生改变。
反射光的位置与入射光的入射方向、反射面的位置有关。
为了描述反射光所处的位置,用法线来代表反射面。
(2)法线是辅助线,它不是真实存在的。
(3)借助反射角与入射角,描述反射光的具体位置。
入射角:入射光线与法线的夹角。
反射角:反射光线与法线的夹角。
知识点3:探究光的反射定律
问题: 光反射时,怎样确定反射光所在位置?
提示: 物理学中,用光线来描述光的传播路径和方向。描述线的位置,首先要找到线所在的平面,然后确定线在平面的具体位置。
1.器材的选择:
白纸板:显示光线的位置,在白纸板上同时呈现入射光与反射光。
2.实验操作:
(1)白纸板的放置:必须与平面镜垂直,只有纸板与平面镜垂直,才能找到反射光,说明反射光在与反射面垂直的平面内。
(2)法线就是表示与反射光所在的与反射面相垂直的平面,入射光线与法线就确定了反射光所在的具体平面。
(3)反射光在平面内的位置:入射光在法线一侧,反射光一定在法线另一侧。若入射光与法线重合,则反射光与法线重合。
即反射光与入射光不可能位于法线的同侧。
(41)反射光的具体位置:从 0°开始逐步增大入射角,多次测量入射角和对应的反射角,发现反射角始终等于入射角。
3.实验结论:
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。这就是光的反射定律。
4.反射光路是可逆的:
在光的反射实验中,让光逆着反射光的方向射到镜面,反射后的光会逆着原来入射光的方向射出。这表明在反射现象中光路是可逆的。
用光路可逆可以解释生活中的很多现象。例如,如果你在平面镜中看到了另外一位同学,那么对方通过这面镜子也能看到你
知识点4:平面镜成像的实质
问题: 平面镜成像时虚像,人眼是如何见到这个像的?
提示: 物体射出的光经镜面反射后,有反射光射入人眼,人则感觉到像的存在。人以为光是沿直线传播的,人眼感觉到射入人眼的光好像是从反射光的反向延长线的交点(即像点)射出的。
1.人眼判断物体位置:
如图所示,烛焰上的一点 S 向周围发出光,其中有一部分光射入人眼,人就看到了这个点。烛焰上所有点发出的光,都会有一部分进入人眼,因此人就会看到整个烛焰。
2.人眼判断平面镜中像的位置:
如图所示,设来自烛焰上点 S 的两条光线经平面镜反射后进入人眼,这两条光线的入射点分别为 O1 和 O2,根据光的反射定律,可作出反射光线O1A1 和O2A2。它们的反向延长线(虚线)相交于平面镜后的点S/,人会感到光好像是从点 S/发出的,点S/就是点 S 的虚像。
3.平面镜成像的实质:
物体在平面镜中所成的虚像并不发光,它是由射入人眼的反射光所形成的视觉效果。
虚像的实质:物体射到平面镜上光,经平面镜反射后,所有反射光线的反向延长线的交点。
4.平面镜成像的条件:
虚像是物体射到平面镜上光反射后,所有反射光线的反向延长线的交点。因此只要有反射光,物体就能在平面镜中成像。
物体在平面镜中成像条件:物体有光照射到镜面上。
知识点5:镜面反射与漫反射
问题: 为什么物体能在平整光滑的镜面、平静的水面等成像,而粗糙的桌面、起伏的水面则不能成像?
提示: 光射到粗糙不平的物体表面,反射光线的方向是杂乱无章,同一点射出的光经镜面反射后,反射光线的反向延长线不能交于一点。
1.镜面反射:
当平行光入射到平整光滑的表面时,反射光仍是平行的,如图所示。
产生的原因:反射面的表面平整、光洁。
2.漫反射:
平行光入射到不粗糙物体表面上时,反射光就会射向四面八方,如图所示。
产生的原因:反射面的表面粗糙不平。
3.现象解释:
在暗室里,将一块小平面镜平放在较大的白纸上,用手电筒照射镜面,在不同方向观察,镜面和白纸被光照射的部分哪个显得更亮。
光射到平面镜上发生镜面反射,依据光的反射定律,反射光向某一方向传播。光射到白纸上发生漫反射,任一反射光与其对应的入射光也遵循光的反射定律,但白纸表面是粗糙不平的,造成反射光射向各个方向。
若人眼在平面镜反射光的方向上,经平面镜反射射入人的反射光比白纸反射的光强,人感觉镜面亮,而白纸比较暗。若人眼不在平面镜反射光的方向上,因平面镜的反射光向某一方向传播,此时镜面没有光射入人眼,而白纸有反射光射入人眼,此时人则感觉白纸比较亮,而镜面暗。
知识点6:凸面镜与凹面镜
问题: 为什么太阳灶采用凹面镜,而汽车的观后镜用凸面镜?
提示: 凹面镜对光有会聚作用,而凸面镜对光有发散作用。
1.凸面镜和凹面镜对光的作用:
如图所示,凹面镜对光有发散作用。
凸面镜对光有会聚作用。
2.凸面镜和凹面镜的应用:
凹面镜:手电筒中的反光罩、太阳灶、点燃杭州亚运会圣火的装置
凸面镜:汽车的后视镜、道路拐弯处的反光镜
典型例题1
例1.1.唐朝诗人白居易在《暮江吟》中写道“一道残阳铺水中,半江瑟瑟半江红”,该诗句描绘了夕阳下的江面上奇特的光色变化景象,涉及了光的反射现象。下列图中的光现象与反射现象原理相同的是( )
A.墙上的手影 B.白光被三棱镜分解
C.林下光斑 D.汽车后视镜成像
墙上手影是由于光的直线传播形成的,故A错误;白光被三棱镜分解是色散现象,是由于光的折射形成的,故B错误;林下光斑是小孔成像现象,是由于光的直线传播形成的,故C错误;汽车后视镜成像属于凸面镜成像,是由于光的反射形成的,故D正确。
【答案】 D
典型例题2
例2.如图所示,入射光线与镜面的夹角是30°,则入射角是 ,若入射光线方向不变,平面镜绕入射点顺时针转动5°,则反射光线与入射光线的夹角是 。
因为入射光线与平面镜的夹角是30°,所以入射角为90°﹣30°=60°。
当平面镜绕入射点顺时针转动5°时,入射角增大5°,变为60°+5°=65°,所以反射角也变为65°,此时反射光线与入射光线的夹角为130°。
【答案】60°;130°
典型例题3
例3.如图所示,雨后的夜晚,路上有积水,甲、乙两同学在较暗的月光下相向而行。月球 (选填“是”或者“不是”)光源;光在平静的水面发生的是 (选填“镜面”或“漫”)反射,甲同学看到积水的水面比路面亮,则乙同学看到水面比路面 (选填“亮”或“暗”)。
月球自身不能发光,是反射了太阳的光,因此不是光源;
平静的水面相当于平面镜,光在平静的水面发生的是镜面反射;
图中甲迎着月光走,积水反射的光发生镜面反射,进入人的眼睛,所以甲看到积水的水面比路面亮;而乙背着月光走,水面反射的光几乎不能进入人的眼睛,而路面对光发生漫反射,有一部分光进入人的眼睛,则乙看到水面比路面暗。
故答案为:不是;镜面;暗。
【答案】不是;镜面;暗
典型例题4
例4.如图,一束太阳光经过梳妆镜反射后恰好照射到室内的花上,请你在图中根据反射定律画出反射光线。
过入射点作出法线,根据反射光线、入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,在法线下方画出反射光线,如图所示:
【答案】
典型例题5
例5.牙医经常会借助平面镜观察牙齿的情况。请在图中画出牙齿在平面镜中的像,以及人眼在A点通过平面镜反射看到牙齿的像的光路图。
根据平面镜成像特点及原理,我们看到的脚的像是来自脚的光经平面镜反射后所成的虚像,先作出牙齿的像B′,连接AB′,得到反射光线,再作出入射光线,如图所示:
【答案】
典型例题6
例6.如图所示探究光的反射规律时,在水平放置的平面镜上方竖直放一光屏,光屏由可以绕ON折转的E、F两块白板组成,如图甲所示。
(1)如图,为了完成实验,还需要的测量工具是 ;
(2)实验中,在纸板前可以从不同的角度看到它上面的光路,是因为光在纸板上发生了 ;
(3)实验过程中小明根据甲图测量的角度关系得出结论: 。请对小明的此探究进行评价: ;
(4)实验过程中,进行下列哪项操作后,在纸板上仍可以看到反射光 ;
A.如图乙所示,将纸板的右半部分向后翻折
B.如图丙所示,将纸板与入射光束一起以ON为轴旋转
C.如图丁所示,将纸板与入射光束一起以CD为轴向后倾
(5)对于法线的理解,结合四幅图,下列正确的是 。
A.四幅图中,白板上的ON都是法线,法线可以帮助我们判断并测出入射角和反射角
B.法线是真实存在的一条光线,没有法线就不会有入射光线和反射光线
C.法线有助于确定反射光线、入射光线和法线所在的同一个平面与镜面的垂直关系
(1)本实验需要比较反射角和入射角的大小关系,所以还需要量角器;
(2)可以从不同角度看到物体是因为光在物体表面发生了漫反射;
(3)根据测量,可以得到的结论是:在光的反射现象中,反射角等于入射角;小明只测量了一次就得出结论是不合理的,因为实验次数过少,结论具有偶然性;
(4)在光的反射现象中,反射光线、入射光线和法线在同一平面内;
A.使得纸板的右半部分不与入射光线在同一平面内,所以看不到反射光线,故A不符合题意;
B.纸板和入射光线一起旋转,他们依旧在同一平面内,所以可以看到反射光线,故B符合题意;
C.使得纸板和法线分离,不在同一个平面上,所以看不到反射光线,故C不符合题意;
(5)A.法线永远垂直于反射面,也就是平面镜,四幅图中甲、乙、丙图纸板垂直于平面镜,法线是ON,丙图纸板和入射光线一起旋转,他们依旧在同一平面内,所以可以看到反射光线,丁图纸板不垂直,所以法线不是ON,故A错误;
BC.法线是为了探究反射角和入射角的关系,以及反射光线和入射光线是否共面而引入的,并不是真实存在的,但有助于确定反射光线、入射光线和法线所在的同一个平面与镜面的垂直关系。故B错误,C正确。
【答案】 (1)量角器;(2)漫反射;(3)反射角等于入射角;不合理,一次实验结论具有偶然性;(4)B;(5)C
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考点一 光的反射现象
1.五代时期名士谭峭所著《化书》中,记载了照镜子时“影与形无异”的现象。在如图所示的四种现象中,与照镜子原理相同的是( )
A.玻璃球呈现“倒影”
B.树荫下的光斑
C.屏上的皮影
D.超然楼倒影
【答案】D
【分析】首先明确照镜子是由于光的反射形成的,再对照选项中的描述,看哪一个的原理与之相同。
【解析】解:照镜子属于平面镜成像,是由光的反射形成的;
A.玻璃球呈现“倒影”是凸透镜成像现象,是由光的折射形成,故A不符合题意;
B.树荫下的光斑是小孔成像现象,是由光沿直线传播形成的,故B不符合题意;
C.屏上的皮影是由光沿直线传播形成的,故C不符合题意;
D.超然楼倒影是平面镜成像,是由光的反射形成的,故D符合题意。
故选:D。
2.黄河是中华文明最主要的发源地,中国人称其为“母亲河”,也是陕西和山西的分界。黄河流经黄土高原,携带大量泥沙,使河水不再清澈,但在其发源地,河水清澈如镜,可以看到蓝天白云水中游,河水中的白云是由于光的 反射 形成的 虚 (选填“实”或“虚”)像。
【答案】反射;虚
【分析】平静的水面相当于平面镜,白云通过水面成像,这是光的反射形成的。
【解析】解:当光遇到水面时会发生反射,此时水面相当于一平面镜,白云就是通过水面成虚像,出现在水面上的。
故答案为:反射;虚。
3.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°,则小聪观察小猫光路的入射角是 ∠1 ,它的大小是 30° ,此现象说明在反射时,光路是 可逆的 。
【答案】∠1;30°;可逆的。
【分析】光的反射中,入射光线和反射光线的夹角是入射角和反射角的和,法线是入射光线和反射光线的角平分线;小聪观察小猫,小猫反射出光线,经平面镜反射到小聪的眼睛中,所以小猫反射出的是入射光线,指向小聪的是反射光线,据此分析;
光的反射中光路是可逆的。
【解析】解: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,所以小猫反射出的是入射光线,则∠1是入射角;
由光的反射规律可知,∠1=∠2,
∠1+∠2=60°,
所以,∠1=∠2=30°。
小猫反射的光线进入小聪的眼睛,小聪反射的光线进入小猫的眼睛,所以光路是可逆的。
故答案为:∠1;30°;可逆的。
4.有一台光电控制液面高度的仪器,它通过光束射在液面上的反射光线打到电光屏(能将光信号转化为电信号进行处理)上来显示液面的高度,然后通过装置调节液面的高度。如图所示的光路图,入射光线与液面的夹角为50°,则反射角为 40 °,若电光屏上的光点由S2移到S1时,表示液面的高度 下降 (选填“上升、不变、下降”)。
【答案】40;下降。
【分析】(1)光的反射定律:反射光线、入射光线、法线在同一个平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角;
(2)根据液面上升或下降,判断出反射点和反射光线的变化,从而分析出反射到光电转换接收器的光点与液面变化的关系。
【解析】解:此时入射光线与液面夹角为50°,则入射角为90°﹣50°=40°,因反射角等于入射角,所以反射角也为40°。
由于入射光线是固定的,且光在水面上发生的是镜面反射,当水面发生变化时,故反射光线的方向与原来的反射光线是平行的,如下图所示:
由图可见,当反射到光电屏接收平面上的光点从点S2移向S1点,则表明液面是下降的。
故答案为:40;下降。
考点二 探究光的反射定律
5.在“探究光反射的规律”时,小李进行了如图所示的实验,请根据如图实验装置,下面的操作顺序排列正确的是( )
①改变光束的入射方向,再重做一次。换另一种颜色的笔,记录光的径迹;
②取下纸板,用量角器测量ON两侧的∠i和∠r,并记入表中;
③把一平面镜放在桌面上,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;
④让一束光贴着纸板沿某角度入射到O点,经平面镜反射,沿另一个方向射出,在纸板上用笔描出入射光和反射光的径迹。
A.①②③④ B.③④①② C.③④②① D.②①④③
【答案】B
【分析】研究光的反射规律,要做出第一组入射光线和反射光线,然后改变入射角再做出第二组,并将数据填入表中进行分析。
【解析】解:研究光的反射规律,首先整理好器材,做出第一组入射光线和反射光线,然后改变入射角再做出第二组,最后取下纸板获得数据,并将数据填入表中进行分析实验数据,归纳得出结论,所以正确的顺序是③④①②,故ACD错误,B正确。
故选:B。
6.小明对“光的反射定律”进行了如图所示的再探究,让光线贴着纸板射向镜面,如图甲所示,然后将纸板向后倾斜,如图乙所示,让光线仍贴着纸板射向镜面,此时反射光线与入射光线 在 (在/不在)同一平面内,此时反射光线应该在 纸板前 (纸板前/纸板后/纸板上),此时法线 在 (在/不在)原图甲法线的位置。
【答案】在;纸板前;在。
【分析】在光的反射中,反射光线和入射光线分居法线的两侧;反射角等于入射角;反射光线、入射光线和法线在同一平面上。
【解析】解:由于反射光线、入射光线和法线都在同一平面内,当将纸板倾斜,纸板上就看不到反射光线,说明了:反射光线、入射光线和法线都在同一平面内。
由于反射光线、入射光线和法线都在同一平面内,当将纸板倾斜,纸板所在平面与反射、入射光线、法线所在平面不在一个平面上,纸板上就看不到反射光线,此时反射光线在纸板前;
保持平面镜水平不变,将纸板向后倾斜一个角度,入射光线仍能呈现在纸板上,且沿AO方向入射到平面镜的O点,但与原来相比法线的位置不变。
故答案为:在;纸板前;在。
7.在“探究光的反射规律”的实验中,如图所示,水平放置平面镜,白色纸板竖直立在平面镜上,纸板由E、F两部分组成,可以绕ON翻折。
(1)实验时,把纸板ENF垂直放在平面镜上,入射光线AO的入射角大小是 40 度;
(2)为了探究反射角与入射角的大小的关系,多次改变入射角的大小,并测量出对应的反射角,这样做是为了 得出规律 (选填“减小误差”或“得出规律”);
(3)将一束光贴着纸板E沿AO射到镜面上O点,纸板F上会显示出反射光束OB,接着将纸板F绕ON向后翻折,则纸板F上 不能 (选填“能”或“不能”)显示出反射光束,由此说明反射光线、入射光线与法线在 同一平面 (选填“同一平面”或“不同平面”)。
【答案】(1)40;
(2)得出规律;
(3)不能;同一平面。
【分析】(1)法线始终垂直于平面镜,要使入射光和反射光的径迹同时显示在纸板上,则入射光、反射光和法线所在的平面应与平面镜垂直,据此分析;
光的反射规律:三线共面(反射光线、入射光线、法线在同一平面上),两线分居(反射光线、入射光线分居法线两侧),两角相等(反射角、入射角),光路可逆;入射角是入射光线与法线的夹角;
(2)在探究反射角与入射角的大小关系时,为了得出普遍的规律,应多次改变入射角的大小;
(3)要验证反射光线与入射光线是否在同一平面上,可以通过让纸板F与纸板E不在同一平面上来研究。
【解析】解:(1)由图知道,入射光线AO的法线是ON,纸板ENF与平面镜垂直放置,入射角为入射光线与法线的夹角,图中的入射角是:90°﹣50°=40°。
(2)在探究反射角与入射角的大小关系时,为了得出普遍的规律,应多次改变入射角的大小,这样才能避免结论的偶然性,应进行的操作是改变入射角的大小,并测量出对应的反射角。
(3)实验中将纸板F向后折转,纸板F上不能看到反射光线,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
故答案为:(1)40;
(2)得出规律;
(3)不能;同一平面。
考点三 光的反射作图
8.如图所示,画出入射光线AO的反射光线OB,此时反射角为 60 度。
【答案】入射光线AO的反射光线OB见解答图;60。
【分析】(1)根据反射定律作图: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,作出反射光线并标出反射角的度数;
(2)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。
【解析】解:过入射点画出法线,已知入射光线与镜面的夹角为30°,则入射角为90°﹣30°=60°,则反射角等于60°,根据反射光线、入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,在法线右侧作出反射光线,如图所示:
故答案为:入射光线AO的反射光线OB见解答图;60。
9.被称为“超级镜子发电站”的敦煌,电站内的1.2万多面定日镜以同心圆状围绕着260米高的吸热塔,这些定日平面镜把太阳光反射后会聚到吸热塔,其中某束光的传播路径如图丙,在图中画出定日平面镜的位置,并标出反射角。
【答案】
【分析】平面镜反射光线时,反射光线与入射光线的角平分线与法线重合,法线与镜面是垂直的,据此画图。
【解析】解:由图可知,入射光线和反射光线的夹角为180°﹣64°﹣36°=80°,则入射角为40°,
根据光的反射定律可知,反射角等于入射角,也等于40°,用虚线作出入射光线和反射光线的夹角的角平分线即为法线,过入射点作法线的垂线即为镜面的位置,如下图所示:
。
10.在图中画出反射光线OB的入射光线,并标出入射角大小。
【答案】
【分析】根据反射定律: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,作出入射光线并标出入射角及其度数。
【解析】解:因为反射光线与镜面的夹角为30°,所以反射角为60°,可知入射角也为60°,根据反射角等于入射角在法线左侧画出入射光线,标出入射角大小为60°,如图所示:
考点四 平面镜成像的实质
11.如图,我们能看到平面镜所成的虚像,成像原理是 光的反射 ,当光射入我们的眼睛,我们总是依照光射来的方向去推断光源位置,这样做的依据是 光在均匀介质中沿直线传播 。
【答案】光的反射;光在均匀介质中沿直线传播
【分析】平面镜成像属于光的反射;人眼是根据射入人眼的光线来判断物体位置的,我们看到平面镜中的像,是因为看到了由像的方向反射来的光线。
【解析】解:
由图可知,能看到平面镜所成的虚像,成像原理是光的反射;
人眼是根据射入人眼的光线来判断物体位置的。我们所看到的平面镜内的虚像是由射入人眼的反射光线的反向延长线形成的,其依据是光在均匀介质中沿直线传播。
故答案为:光的反射;光在均匀介质中沿直线传播。
12.如图所示,甲、乙两人分别站立于一面矮墙的两边,若要在天花板上固定一平面镜使两人在图示位置彼此都能看到对方的全身,则所需的最小平面镜的位置应为 ec (选填“ae”或“bc”或“ec”或“de”)。
【答案】ec。
【分析】根据题意,两人要想彼此都能看到对方的全身,则来自对方头和脚的光线都必须经过平面镜到达另一方的眼睛,由于光是沿直线传播的,则我们可根据光的直线传播作出两条从乙到达甲眼睛的光线和两条从甲到达乙眼睛的光线,由此确定出所需最小平面镜的位置。
【解析】解:
如图所示,甲、乙两人在平面镜里成的像的位置,分别过乙的像的头顶和脚底分别作两条直线到甲的眼睛,过甲的像的头顶和脚底分别作两条直线到乙的眼睛(这两条直线就可以确定出所需最小平面镜的位置),由这四条直线与墙的交点即可确定出所需最小平面镜的位置应为ec。
故答案为:ec。
13.如图中,牙医借助平面镜观察牙齿的背面,请在图乙中画出能反映此过程的光路图。
【答案】
【分析】由于光在平面镜发生镜面反射,所以牙齿和在平面镜形成的像关于平面镜对称,先确定像的位置,连接像与人的眼睛确定入射点,可得反射光线,进一步得出入射光线即可完成光路。
【解析】解:先作出牙齿A关于平面镜的对称点A′,即像的位置,连接像A′和眼睛B与平面镜交于O点,即为入射点,连接AO为入射光线,OB为反射光线,如图所示:
考点五 镜面反射与漫反射
14.教室黑板用久后有一部分变的光滑容易发生镜面反射,如图所示。当太阳光从右侧窗户射入时,最有可能因反光看不清光滑处字的位置是( )
A.A同学 B.B同学 C.C同学 D.D同学
【答案】A
【分析】(1)漫反射时反射光线射向各个方向,所以我们能从各个不同方向看到本身不发光的物体;
(2)镜面反射后的光线射向同一方向,正好处在这一方向上时,获得的光线很强,黑板“反光”就是因为黑板发生了镜面反射的缘故。为了保护学生的眼睛,需要通过黑板发生漫反射,或者减弱镜面反射。
【解析】解:能从不同方向看到本身不发光的物体,是因为光在物体表面上发生了漫反射,反射光线射向各个方向的缘故。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;
根据图象可知,当光线射入时,根据光的反射定律可知,反射光线会向A的方向射出,所以A出看到的是明亮的光线,所以看不清黑板上的字;BCD看不到光滑处发生镜面反射时的光线,故A符合题意。
故选:A。
15.如图所示,雨后晴朗的夜晚,人迎着月光走,下列说法正确的是( )
A.看到路面发亮的是水
B.看到路面发暗是因为光发生了镜面反射
C.看到路面发亮是因为光发生了漫反射
D.光发生的漫反射不遵守反射定律
【答案】A
【分析】平行光射向平而光滑的反射面,反射光线平行射出,这种反射是镜面反射;平行光射向凹凸不平的反射面,反射光线射向四面八方,这种反射是漫反射。它们都遵循光的反射定律。
【解析】解:ABC.人迎着月光走,月光反射的光线在水面发生镜面发射,进入眼睛的反射光线较多,看到发亮的是水,看到路面发亮是因为光发生了镜面反射;路面发生漫反射,进入眼睛的光线较少,看到路面发暗是因为光发生了漫反射,故A正确,BC错误;
D.光发生镜面反射和漫反射都遵守反射定律,故D错误。
故选:A。
16.上物理课时同学们能从不同角度看到黑板上的板书,这是因为光在黑板上发生 漫 (选填“镜面”或“漫”)反射,这种反射 遵循 (选填“遵循”或“不遵循”)光的反射定律。当教室外出现嘈杂的声音,我们总会关上门窗,这是在 传播途径中 减弱噪声(选填“声源处”“传播途径中”或“人耳处”)。
【答案】漫;遵循;传播途径中
【分析】漫反射时反射光线射向各个方向,所以我们能从各个不同方向看到本身不发光的物体;漫反射同样遵守光的反射定律。
减弱噪声的途径:在声源处减弱;在传播的过程中;在人耳处减弱。
【解析】解:教室里各个位置的同学都能看到黑板上的字,说明光向各个方向反射,这是因为光在黑板上发生漫反射的缘故;漫反射同样遵守光的反射定律。
教室外面出现嘈杂的声音时,我们总是关上门窗,这是为了在传播途径中减弱噪声。
故答案为:漫;遵循;传播途径中。
考点六 凸面镜和凹面镜
17.如图,位于我国贵州省平塘县的500米口径球面射电望远镜(FAST),是目前世界上最大的单口径射电望远镜,有“中国天眼”之称。“中国天眼”的灵敏度超群,可以验证和探索很多宇宙奥秘,例如引力理论验证、星系演化、恒星和行星起源,乃至物质和生命的起源等。“中国天眼”的反射面是( )
A.平面镜 B.凸面镜 C.凹面镜 D.凸透镜
【答案】C
【分析】根据天眼的形状判定属于什么面镜。
【解析】解:由图可知,“中国天眼”相当于一个巨大凹面镜。
故选:C。
18.为了扩大驾驶员的视野,避免交通事故的发生,在街道或盘山公路的拐弯处常装一个较大的反光镜,驾驶员通过这个反光镜看到其它车辆正立、缩小的像,下列关于这个反光镜的说法正确的是( )
A.这个反光镜是凸面镜
B.这个反光镜是平面镜
C.这个反光镜不遵循光的反射定律
D.驾驶员通过反光镜看到其它车的像是实像
【答案】A
【分析】凸面镜成像属于光的反射;使用凸面镜能扩大视野。
【解析】解:汽车的反光镜是凸面镜,利用的是光的反射,由于表面是凸的,物体反射的光线经过凸面镜后会发散,人的眼睛看到的像是正立的缩小的虚像;凸面镜发生的是镜面反射,遵循光的反射定律,故A正确,BCD错误;
故选:A。
19.据说,公元前214年,罗马和希腊发生战争时,古希腊科学家阿基米德,曾号召城里数千人拿着一面面反光镜,反射太阳光,烧退了强大的罗马船队。这些镜子加在一起相当于一个大的 凹面 (选填“平面”、“凸面”或“凹面”)镜,对太阳光有会聚作用。
【答案】凹面
【分析】凹面镜对光具有会聚作用。
【解析】解:平行光线经凹面镜反射后,可以会聚于一点,则可以将太阳光的能量集中,从而点燃物体,所以这些镜子加在一起相当于一个大的凹面镜,对太阳光有会聚作用。
故答案为:凹面。
知识导图记忆
知识目标复核
1.能辨别光的反射现象,知道光反射时光路是可逆的;
2.会探究光的反射定律实验,并能表述光的反射定律;
3.能说出平面镜成像的实质,会运用光的反射定律作图;
4.会辨别镜面反射和漫反射,并能解释相关现象。
一.选择题
1.盐城市丹顶鹤保护区内,鸟类时而栖息,时而飞翔,飞鸟的倒影在水中穿梭。下列现象和倒影原理相同的是( )
A.冰透镜取火
B.日晷计时
C.小孔成像
D.潜望镜
【答案】D
【分析】(1)光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播,产生的现象有小孔成像、激光准直、影子的形成、日食和月食等;
(2)光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象,例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的;
(3)光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时,就会出现光的折射现象,例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼、凸透镜成像等都是光的折射形成的。
【解析】解:水中的倒影是平面镜成像现象,是由光的反射形成的;
A、冰透镜取火是光的折射现象,故A错误;
B、日晷计时是利用影子的方向大致判断时刻,影子是由光的直线传播形成的,故B错误;
C、小孔成像是光的直线传播原理形成的,故C错误;
D、潜望镜利用了光的反射,故D正确。
故选:D。
2.如图所示,被隔板隔开的两个人偶不能直接“看到”对方,但人偶A可以从平面镜中“看到”人偶B的眼睛,则人偶B通过平面镜( )
A.可能看见人偶A的眼睛
B.一定能看见人偶A的眼睛
C.一定不能能看见人偶A的眼睛
D.无法确定,与所处位置有关
【答案】B
【分析】光的可逆性是一种物理现象.当光线逆着原来的反射光线(或折射光线)的方向射到媒质界面时,必会逆着原来的入射方向反射(或折射)出去,这种性质叫光路可逆性或光路可逆原理。
【解析】解:在光的反射中,光路是可逆的。人偶A通过平面镜能看到人偶B的眼睛,那么人偶B也一定可以通过平面镜看到人偶A的眼睛,故B正确。
故选:B。
3.小芳观察“光的反射”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)。以下判断正确的是( )
A.OB一定是反射光线 B.AO一定是入射光线
C.入射角一定是30° D.反射角一定是60°
【答案】D
【分析】入射角是指入射光线与法线之间的夹角,反射角是指反射光线与法线之间的夹角;
光反射时反射光线、法线、入射光线在同一平面内,反射角等于入射角,光路是可逆的。
【解析】解:如图所示,ON是法线,∠AOB=60°,∠NOB=90°﹣30°=60°,则∠AOB=∠NOB=60°,
由于图中未标出光路的方向,所以:
A、AO可能是入射光线,也可能是反射光线,故A错误;
B、OB可能是反射光线,也可能是入射光线,故B错误;
CD、虽然不能判断入射光线和反射光线,但反射角一定等于入射角,且∠AOB=∠NOB=60°,所以反射角和入射角都是60°,故C错误,D正确。
故选:D。
4.一本书掉到了地上如图,小明和小红从不同的位置都能看到它,对于这一现象,下列说法中正确的是( )
A.书是光源,它发出的光射入了小明和小红的眼睛
B.小明和小红看到书是由于光在书的表面发生了漫反射
C.假设没有太阳光的照射,小明和小红也能够看到书
D.小明看到书是由于光在书的表面发生了镜面反射,小红看到书是由于光在书的表面发生了漫反射
【答案】B
【分析】(1)自身能发光的物体是光源;
(2)光照在凹凸不平的物体表面,反射光线向着四面八方反射,这种反射叫漫反射;物体照在光滑的物体表面,反射光线向着同一方向射出,这种反射叫镜面反射。
【解析】解:
A、书本身不会发光,故不是光源,不会发出光线,故A错误;
BD、书的表面凹凸不平,光照在上面发生漫反射,反射光线是向着四面八方的,所以小明和小红从不同的位置都能看到它,故B正确,D错误;
C、假设没有太阳光的照射,没有光线进入眼睛,小明和小红不能够看到书,故C错误。
故选:B。
5.如图所示,正午时刻,太阳光垂直于水平地面直射。某工程队为了把太阳光反射到一座洞口朝向正西方向的水平涵洞中去,设计安装了一块能够自动调节方向的平面镜。下列说法错误的是( )
A.反射角的大小为45°
B.平面镜与水平地面的夹角为45°
C.若太阳西斜,太阳光与水平地面的夹角为60°时,入射光线与反射光线的夹角为120°
D.若太阳西斜,太阳光与水平地面的夹角为60°时,欲使太阳光水平射入洞中,可以逆时针旋转平面镜30°
【答案】D
【分析】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。
【解析】解:A、反射光线与入射光线夹角为90°,根据反射角等于入射角,反射角的大小为
,故A正确;
B.反射光线与镜面夹角为α=90°﹣45°=45°,根据两直线平行,内错角相等,可知平面镜与水平地面的夹角为45°,故B正确;
CD.若太阳西斜,太阳光与水平地面的夹角为60°时,仍使太阳光水平射入洞中,入射光线与反射光线的夹角为β=180°﹣60°=120°,此时反射角为
,反射角增大了60°﹣45°=15°,反射光线保持不变,则法线逆时针转动15°,因为法线始终与镜面垂直,所以欲使太阳光水平射入洞中,可以逆时针旋转平面镜15°,故C正确,D错误。
故选:D。
6.关于平面镜、凸面镜和凹面镜说法正确的是( )
A.三种面镜中只有平面镜可以成像
B.通过平面镜、凸面镜、凹面镜反射的光线都遵守光的反射定律
C.汽车的后视镜和街头路口的反光镜都是凹面镜,能起到扩大视野的作用
D.汽车前灯的反光装置(反光罩)相当于凸面镜,通过它可以反射出接近于平行的光
【答案】B
【分析】(1)面镜都可以成像,平面镜成的是等大的像,凸面镜成缩小的像,凹面镜成放大的像;面镜成像的原理都是由于光的反射,通过面镜反射的光线都遵守光的反射定律;
(2)凸面镜:对光线起发散作用。(应用:车的后视镜、道路拐弯处的反光镜等,用凸面镜可以扩大视野)
(3)凹面镜:对光线起会聚作用,平行光射向凹面镜会会聚于焦点;从凹面镜焦点发出的光经凹面镜反射后平行射出。(应用:太阳灶、灯罩、手电筒反射面、天文望远镜等)
【解析】解:
A、平面镜、凸面镜和凹面镜都可以成像,故A错误;
B、通过平面镜、凸面镜、凹面镜反射的光线都遵守光的反射定律,故B正确;
C、汽车的后视镜和街头路口的反光镜都是凸面镜,能起到扩大视野的作用,故C错误;
D、汽车前灯的反光装置(反光罩)相当于凹面镜,通过它可以反射出接近于平行的光,故D错误。
故选:B。
二.填空题
7.入射光线跟镜面的夹角是25°,则反射角是 65 °,若入射角减小5°,则反射光线与入射光线的夹角为 120 °.若入射光线垂直射向镜面,则反射角是 0 °。
【答案】65;120;0
【分析】首先了解什么是法线,什么是入射角,什么是反射角,垂直于镜面的直线叫做法线,入射光线与法线的夹角叫入射角,反射光线与法线的夹角叫反射角。
【解析】解:根据光反射定律,反射光线、入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。
此时入射光线与镜面的夹角为25°,则入射角为90°﹣25°=65°,由于反射角等于入射角,所以反射角也为65°。
当入射角减小5°时,则入射角65°﹣5°=60°,反射光线与入射光线之间的夹角等于入射角与反射角之和,即60°+60°=120°。
当入射光线垂直射向镜面时,入射角为0°,则反射角也为0°,
故答案为:65;120;0。
8.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50°角射向平静的液面,入射光线与反射光线的夹角为 80° ;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 向右 (选填“向左”“向右”或“不会”)移动。
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)根据反射角和入射角的概念可确定入射光线与反射光线的夹角;
(2)根据光的反射定律,当液面发生变化时,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。作图可知光点S的移动方向。
【解析】解:(1)由“激光与水平液面成50°角射向平静的液面”,可得入射角为90°﹣50°=40°,因反射角等于入射角,所以反射角也为40°,则入射光线与反射光线的夹角为80°。
(2)当液面发生变化,下降时,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;反射光斑将向右移到A的位置,如图所示:
故答案为:80°;向右。
9.晚上,在桌面上铺一张白纸,把一块小平面镜平放在白纸上,让手电筒的光正对着平面镜和白纸照射,如图所示,他从侧面观看到平面镜较 暗 (选填“亮”或“暗”),这是因为光在平面镜上发生了 镜面反射 (选填“镜面反射”或“漫反射”)。
【答案】暗;镜面反射。
【分析】人看物体的条件是物体发出的光线或反射的光线进入人的眼睛,进入眼睛的光越多,感觉越亮,进入的越少感觉越暗;平行光线射向平滑的反射面,反射光线平行射出,平行光线射向粗糙的反射面将发生漫反射,反射光线射向四面八方。
【解析】解:当手电筒的光正对着平面镜和白纸照射,平面镜发生镜面反射,反射光线垂直反射,从侧面看时,几乎没有光线进入人眼,人眼感觉平面镜是暗的。
故答案为:暗;镜面反射。
10.如图所示,学校车库的出口位置是一处交通拐点,设立有一块镜子——街道拐角镜,通过镜子可以扩大视野,加强校园交通安全。这种镜面,物理学上称之为 凸面 镜,它对光有 发散 (选填“会聚”或者“发散”)作用。
【答案】凸面;发散。
【分析】凸面镜对光线有发散作用。
【解析】解:图中镜子中间向外凸起,称为凸面镜,可以发散光线,从而扩大视野。
凸面镜的成像原理是光的反射,对光具有发散作用。
故答案为:凸面;发散。
三.作图题
11.请在图中画出反射光线,并标出反射角的度数。
【答案】
【分析】根据反射定律: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,作出反射光线并标出反射角及其度数。
【解析】解:过入射点作法线,由入射光线与镜面的夹角为60°可得入射角为30°,则反射角也为30°,在法线右侧画出反射光线,度数等于入射角为30°即可,如图所示:
12.要将一束太阳光AO反射到室内的B点,请在图中画出平面镜的位置并标出反射角r。
【答案】
【分析】根据光的反射定律:反射光线、入射光线、法线在同一个平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,先作出法线,再作出平面镜。
【解析】解:先作出入射光线和反射光线的角平分线,即为法线,再过入射点O作法线的垂线,即平面镜的位置,同时标出反射角,如图所示:
。
13.请根据光的反射定律,在图中画出入射光线,并标出入射角。
【答案】
【分析】根据反射定律: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,作出反射光线,并标出入射角和反射角。
要掌握入射角和反射角的概念: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。
【解析】解:过入射点作出法线,已知反射光线与镜面的夹角为40°,则反射角为90°﹣40°=50°,反射角等于入射角,在法线左侧画出入射光线,如图所示:
14.如图甲所示,夕阳下,一位钓鱼爱好者静坐湖畔。若以点S代表太阳,点A代表钓鱼爱好者,请你在图乙中画出太阳发出的光经水面反射射入钓鱼爱好者眼中的光路图,并保留作图痕迹。
【答案】
【分析】先根据平面镜成像的特点作出S的像;再根据平面镜成像原理可知,反射光线的反向延长线会过S的像点;连接像点与A点,与平面镜的交点为入射点,再完成光路图即可。
【解析】解:先通过平面镜作出点S的对称点S′,即为S的像;连接S′A交平面镜于点O,O为入射点,连接SO即为入射光线,OA为反射光线;如图所示:
四.实验探究题
15.小任和小泓一起“探究光的反射定律”。
(1)如图甲所示,小泓使一束光贴着纸板A入射到O点,小任从不同方向都能在纸板B上看到反射光,是因为光在纸板B上发生了 漫 反射。(2)如图甲所示,若在探究的过程中,将入射角增大5°,则光线OF将 远离 (选填“靠近”或“远离”)法线。
(3)在图乙中,小泓将纸板B沿PQ剪开,把纸板B的上半部分向后折。实验时在纸板B的上半部分 不能 (选填“能”或“不能”)看到反射光线,在纸板B的下半部分 能 (选填“能”或“不能”)看到反射光线,表明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(4)在图甲中,如果让光沿着FO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 可逆 的。
【答案】(1)漫;(2)远离;(3)不能;能;(4)OE;可逆
【分析】(1)为了看清楚纸板上的光路,纸板材质应是较粗糙,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)反射角随入射角的增大而增大,随入射角的减小而减小;
(3)光的反射定律:反射光线、入射光线、法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居在法线的两侧;反射角等于入射角;根据光的反射定律,可判断纸反向后折时是否能观察到反射光线;
(4)据光路的可逆性分析即可判断。
【解析】解:(1)在不同方向都能看到光的传播路径,是由于光在光屏上发生了漫反射而进入我们的眼里;
(2)根据反射定律的内容可得,反射角等于入射角,将入射角增大5°,则入射光线远离法线,反射角也随之增大,故反射光线也将远离法线;
(3)光在反射时,反射光线、入射光线、法线在同一平面内,将纸板B的上半部分向后折,如图乙所示,发现在纸板B的上部会看不到反射光线,在纸板B的下半部分能看到反射光线,此实验现象说明反射光线、入射光线和法线在同一平面;
(4)在图甲中,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。
故答案为:(1)漫;(2)远离;(3)不能;能;(4)OE;可逆。
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