内容正文:
第2节 光的反射
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 光的反射 1
题型2 光的反射定律 3
题型3 光路的可逆性 7
题型4 利用光的反射定律作图 8
题型5 镜面反射和漫反射 9
【能力培优练】 11
【链接中考】 17
【重难题型讲解】
题型1 光的反射
1、光的反射现象:光从一种介质射向另一种介质的表面时,会有一部分光在介质表面反射回原介质中,这种传播现象叫光的反射。
2、看到物体的原因:我们能看到太阳、明亮的日光灯等光源,是因为光源发出的光进入我们的眼睛,产生了视觉。同时,我们也能看到本身不发光的物体,如书、平面镜、月亮等,是因为这些物体反射的光进入了我们的眼睛,产生视觉。
3、光的反射的基本概念:一点、两角、三线
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
光的反射是指光在传播到不同物质时,在分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象。光遇到水面、玻璃以及其他许多物体的表面都会发生反射。
【探究归纳】初中物理中,光照射到物体表面时,一部分光被反射回原介质的现象叫光的反射;反射现象包括:反射光线、入射光线、法线、反射角、入射角。
【典例1-1】小燕同学探究“光的反射定律”时,激光笔发出的光线紧贴纸板入射,在纸板上形成如图所示的光路。列关于该实验的分析正确的是( )
A.若光线沿BO入射,则反射光线沿OA射出
B.若入射光线AO靠近ON,则反射光线OB将远离ON
C.若入射光线AO与ON重合,则不发生光的反射现象
D.为了使实验结论具有普遍性,应多次测量图中的反射角和入射角
【典例1-2】2024年10月17日晚上7点26分,很多天文爱好者能欣赏到“年度最大满月”。如图是天文爱好者拍摄到的超级月亮照片。我们看到月亮是光的 (填“反射”、“折射”或“沿直线传播”)现象。
跟踪训练1我们能够看见发光的物体,也能看见不发光的物体。以下对于“看见不发光的物体”所画的光路图,正确的是( )
A. B.
C. D.
跟踪训练2赛龙舟时,阵阵鼓声传入人耳。在鼓上撒水更能看出鼓在振动,这里用到的物理方法是 ;岸上的人还看见波光粼粼是由于光发生了 。
题型2 光的反射定律
1、实验:探究光反射时的规律
实验猜想
(1)光的反射光线、入射光线与镜面的夹角相等。
(2)反射光线和入射光线关于法线是对称的。
实验器材
平面镜一块、红色激光笔、直尺、不同颜色的笔、量角器、一张可绕中线折转的白色硬纸片(显示光路)。
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地立在平面镜上,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(寻找普遍规律),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。
实验次数
入射角
反射角
1
60°
60°
2
45°
45°
3
30°
30°
…
分析论证
(1)当纸板EON和NOF在同一平面内时,能观察到反射光的径迹,且入射光、反射光分居发现两侧,反射光线的方向随着入射光线方向的改变而改变。
(2)分析表中的数据可知,反射角等于入射角。反射角随着入射角的减小而减小。
(3)把纸板NOF向前折或向后折时,观察不到反射光的径迹,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
归纳总结(光的反射定律)
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。
★特别提醒
(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)实验过程中严禁将激光对着人眼,以防灼伤眼睛。
(4)通过镜面对入射光的反射作用,可以看出镜子有改变光路的作用。
(5)本实验时一个归纳性实验,改变入射光的方向多次实验的目的是为了得到多组实验数据,从而得出普遍规律,避免实验结论的偶然性。
2、对光的反射定律的理解
(1)每条入射光线,有且只有一条反射光线与之相对应。
(2)反射现象发生时,先由入射光,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,不能把“反射角等于入射角”说成“入射角等于反射角”。
(3)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。
(4)当光垂直镜面入射时,入射角为零,反射角也为零,反射光线与入射光线在同一直线上,方向相反,并不是没有发生现象。
【探究归纳】光的反射定律指:反射光线、入射光线和法线在同一平面内;反射光线与入射光线分别位于法线两侧;反射角等于入射角,这是光发生反射时必须遵循的基本规律,镜面反射和漫反射均符合此定律。
【典例2-1】如图所示,为了探究光的反射规律,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,纸板ENF是用两块纸板连接起来的,纸板NOF可以向前或向后折。下列说法正确的是( )
A.光在纸板上发生了镜面反射
B.入射光线靠近ON时,反射光线远离ON
C.将纸板NOF向后折叠,则反射光线会消失
D.使用此实验装置可以探究光在反射时光路是否可逆
【典例2-2】如图所示,在竖直平面 xOy 内,人眼位于 P(0 ,4)处,平面镜 MN 竖直放置,其两端 M、N 的坐标分别为(3 ,2)和(3 ,0),点光源 S 在y 轴上某一区域内自由移动时(图中未画出),此人恰好都能通过平面镜看见 S 的像,则点光源 S 移动的最大长度为(图中长度单位为:m )( )
A.1m B.2m C.3m D.4m
【典例2-3】在“探究光反射的规律”时,小李进行了如图所示的实验。
(1)实验中使用硬纸板M的目的是为了 ;
(2)使一束光EO贴着纸板沿某一个角度射到O点,经过平面镜反射,沿OB方向射出.改变入射角度做了6次实验,下表是实验中记录的数据,分析数据可知反射角 入射角;
次数
1
2
3
4
5
6
入射角
20°
30°
40°
50°
60°
70°
反射角
20°
30°
40°
50°
60°
70°
(3)若将纸板整体向后倾斜(如图乙),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
跟踪训练1关于光的反射定律,某同学的叙述如下,其中错误的是( )
A.反射光线跟入射光线和法线在同一平面上
B.反射光线跟入射光线分居在法线的两侧
C.反射角等于入射角
D.垂直入射时,入射角为90°,反射角也为90°
跟踪训练2(1)光在真空中的传播速度为 m/s,光年是 的单位;
(2)物理学中常用光线来表示一束光。光线表示了光的传播路径和 ,而忽略了光的亮度、 (写出一条即可)等其他性质;
(3)如图,入射光线AO,经水平放置的平面镜反射后,射到竖直墙壁上的B点。OB与镜面的夹角为60°,则反射角为 度。当AO逆时针转动到A'O的位置(与AO的夹角为20°),若保持反射光线OB方向不变,改变平面镜的方向,则这时的入射角为 ,平面镜绕O点 (选填“顺时针”、或“逆时针”)转过的角度为 。
跟踪训练3小杨利用如图甲所示的实验装置探究光的反射规律。
(1)实验时把平面镜放在水平桌面上,为了使入射光和反射光的径迹同时显示在纸板上,应把纸板与平面镜 放置,图中的入射角是 度;
(2)如图乙将右侧纸板沿PQ剪开,将纸板的上半部分向后折,发现在纸板右侧的 部(选填“上”或“下”)看不到反射光线,这说明反射光线,入射光线和法线 ;
(3)经多次实验,在纸板上画出入射光线和对应的反射光线后,利用刻度尺在白纸板上作了一条平行于平面镜的直线AF,A、B、C、D、E、F、N是直线与各入射光线、反射光线、法线的交点(图丙),测量发现:AB=EF,BC=DE,CN=ND,这样的发现 (能/不能)得到“反射角等于入射角”的结论;
(4)在探究得到光的反射规律后,小杨想到自行车的尾灯(图丁)本身并不发光,但是夜晚当汽车的灯光无论从哪个方向照在它上面时,它都能将光反射回去,以引起汽车驾驶员的注意。经了解它是由许多角反射器组成的反光装置,则该角反射器是由( )
A.一个平面镜组成
B.二个相互垂直的平面镜组成
C.三个相互垂直的平面镜组成
题型3 光路的可逆性
1、光路的可逆性:在探究光的反射规律实验中,如果让光逆着反射光的方向射到平面镜上,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。
2、生活中的光路可逆现象: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,这位同学也一定可以通过这面镜子看到你的眼睛。
★特别提醒
要明白利用光路可逆原理分析人眼的视场范围所谓视场范围就是人眼在一定的位置可以看到物或物所成的像的范围;可以设想在人眼所在的位置放一个点光源,求出由该点光源发出的光经光学系统后,所能照亮的区域,根据光路可逆原理,在这个区域内物发出的光,经光学系统后都能到达人眼而被人眼看到,因此,这个区域就是人眼的视场。
【归纳总结】光路的可逆性是指:光在传播时,若沿反射光线的方向入射,其反射光线会沿原入射光线的方向传播,这一特性在光的反射和折射现象中均成立。
【典例3-1】如图所示,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30°时,反射角也为30°
B.入射角增大5°时,反射光线与入射光线的夹角也增大5°
C.入射光线靠近法线时,反射光线也靠近法线
D.光的反射现象中光路不可逆
【典例3-2】礼堂的投影屏幕采用表面粗糙的材料是利用光发生 (选填“镜面”或者“漫”)反射。如图所示,小猫和小聪可以通过镜子互相看到对方,此现象说明光在反射时,光路是 的(选填“可逆”或“不可逆”)。
跟踪训练1下列四种说法,能正确体现“在光的反射现象中,光路是可逆的”这一思想的是( )
A.甲同学通过一块平面镜看到乙同学的脚,乙同学也可以通过该平面镜看到甲同学的脚
B.甲同学通过一块平面镜看到乙同学的脸,乙同学也可以通过该平面镜看到甲同学的脸
C.甲同学通过一块平面镜看到乙同学的脸,乙同学可以通过该平面镜看到甲同学的脚
D.甲同学通过一块平面镜看到乙同学的脚,乙同学可以通过该平面镜看到甲同学的脸
跟踪训练2自习时段我们隔很远就能听出是班主任的声音,我们是靠声音的 加以识别的。在搞小动作的小明,看到班主任走近了,就假装认真学习,用光学知识来分析,当小明能看到班主任的眼睛时,班主任 (选填“能”或“不能”)看到小明,你判断的依据是: 。
题型4 利用光的反射定律作图
1、作图要求:所有实际传播的光(无论是反射光还是入射光)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。
2、作图方法
类型
作图方法
已知反射面、入射光线做反射光线
如图所示,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
已知反射面、反射光线作入射光线
如图所示,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
已知入射光线和反射光线,画出平面镜的位置
如图所示,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
【归纳总结】利用光的反射定律作图时,需先确定入射点,过该点作垂直于反射面的虚线(法线),再依据反射角等于入射角,从入射点画出带箭头的反射光线,且反射光线与入射光线分居于法线两侧,严格遵循反射定律。
【典例4-1】画出反射光线的入射光线AO和标出入射角的大小。
【典例4-2】如图所示, 小明家的小猫不慎落入一口深井的井底, 为看清猫的位置, 小明利用平面镜使与水平面成30°角的阳光竖直照到井底, 请画出平面镜的位置图。(保留作图过程)
跟踪训练1在图中画出反射面
跟踪训练2完成图中的光路图,保留作图痕迹。
题型5 镜面反射和漫反射
1、镜面反射和漫反射:当一束平行光照射到平面镜上时,在平面镜上发生光的反射,反射光也平行射出,这种发生叫镜面反射;当一束平行光照射的凹凸不平的表面时,反射光会朝四面八方射出,这种反射叫漫反射。
★特别提醒
漫反射和镜面反射一样,每条光线均遵循反射定律;平行光束经漫反射后不再是平行光束;由漫反射形成的物体亮度,一般视光源强度和反射面性质而定。
2、生活中的反射现象
(1)生活中,大部分物体表面反射的都是漫反射,因而才使我们能够从不同方向看清物体。比如,教室黑板用的毛玻璃、投影仪屏幕用的是粗布,其表面反射的都是漫反射,从而使各个方向的人都能字迹或影像;
(2)当强烈的太阳光照射到高楼大厦的玻璃幕墙、磨光的大理石墙面时,这些光滑的表面就会发生镜面反射,炫目的反射光会干扰人们的正常生活,造成“光污染”;
(3)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。
3、光污染:光污染是指玻璃幕墙以及各种光源的大量使用带来的。常见状况多由镜面建筑发生镜面反射所导致的行人和司机的眩晕感,以及夜晚不合理使用的灯光给人体造成的不适感。
★特别提醒
光污染是继废气、废水、废渣和噪声等污染之后的一种新的环境污染源,主要包括白亮污染、人工白昼污染和彩光污染。
【归纳总结】液化是物质从气态变为液态的过程,会放出热量;实现液化的两种方式为降低温度(如空气中的水蒸气遇冷形成雾、露)和压缩体积(如液化石油气);常见现象有冰棍冒 “白气”、冬天呼出 “白气”,本质是水蒸气遇冷液化成小水珠。
【典例5-1】如图,是镜面反射与漫反射的光路图,依图并结合所学知识,下列选项中判断正确的是( )
A.甲是漫反射,乙是镜面反射
B.乙光线不遵循光的反射定律
C.自行车尾灯是根据甲的思路设计的
D.雨后夜晚,背着月光行走,较暗的地方是路面
【典例5-2】皎洁的月光下,人们三五结伴,散步、嬉戏、谈笑风生,月亮 (选填“是”或“不是”)光源;如图所示,雨后晴朗的夜晚,为了不踩到地上的积水,请你根据生活经验判断:迎着月光走,看上去 (选填“亮”或“暗”)的地方是积水。
跟踪训练1在教室中上课,有时黑板反射的光会“晃”着一些同学的眼睛,看不清黑板上的粉笔字。出现这种现象的原因是( )
A.只有黑板反射光,字不反射光
B.只有字反射光,黑板不反射光
C.字和黑板都反射光,粉笔字发生漫反射,进入眼睛的光较弱,不遵循光的反射定律
D.字和黑板都反射光,黑板发生镜面反射,进入眼睛的光较强,遵循光的反射定律
跟踪训练2光的反射有 和 两种。我们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 反射的缘故;在教室里,因“反光”从某个角度看不清黑板上的字,这是光的 反射现象。
【能力培优练】
1.在暗室中的光滑桌面上平铺一张白纸,白纸上有一面小镜子,用手电筒按如图方式照射,顺着入射光的方向观察,被照射部分的( )
A.纸和桌面均较亮,镜面是暗的 B.镜面和桌面均较亮,纸是暗的
C.镜面和桌面均较暗,纸是亮的 D.镜面、桌面和纸均较暗
2.文化传承也是中华文明延续的一部分,很多诗句蕴含着丰富的物理知识。从物理学的角度来看,下列说法错误的是( )
A.“落霞与孤鹜齐飞,秋水共长天一色”,秋水中的倒影是由光的折射形成的
B.“姑苏城外寒山寺,夜半钟声到客船”,钟声主要是通过空气传播到客船的
C.“独坐幽篁里,弹琴复长啸”,琴声是由琴弦的振动产生的
D.“两岸青山相对出,孤帆一片日边来”,以船为参照物,青山是运动的
3.实验结束后,同学们在讨论测量中出现的误差和错误时,理解正确的是( )
A.使用更精密的测量工具,可以避免误差的产生
B.在探究光的反射规律的实验中,多次实验的目的是为了减小误差
C.通过多次测量求平均值可以减小误差
D.用实验室温度计测量水温时,取出来拿到亮光下仔细读数,可以减小误差
4.如图甲是我国建造的亚洲第一座24小时持续发电的熔盐塔式光热电站.当太阳位置变化时,自动控制系统可以调整定日镜的角度,将太阳光准确反射到到吸热塔顶部,实现储能发电.如图乙所示是上午某时刻的光路图,则太阳下山前,该定日镜的旋转方向应该是( )
A.自东向西 B.自西向东 C.自北向南 D.自南向北
5.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.看到路面发亮是因为光发生了漫反射
C.光发生漫反射时不遵守反射定律
D.夜晚的月亮属于光源
6.“赏中华诗词、寻文化基因、品生活之美”,下列诗句中涉及的物理现象解释正确的是( )
A.姑苏城外寒山寺,夜半钟声到客船。枫桥边听到的是钟声不是鼓声,是根据音调判断的
B.看山恰似走来迎,仔细看山山不动,是船行。“山不动,是船行”,是以船为参照物判断的
C.漠漠轻阴晚自开,青天白日映楼台。诗句描写的是光的反射现象
D.月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠。这里“霜”的形成过程是凝固
7.图所示是“探究光的反射定律”实验情景,下列说法正确的是( )
A.直线ON是真实存在的光线
B.图中角i为反射角,角γ为入射角
C.实验中需要保持纸板EF垂直于镜面
D.为探究“三线”是否共面应将纸板E向后折
8.如图是镜面反射与漫反射的光路图,下列选项中判断不正确的是( )
A.光污染的形成是由于发生了如图甲所示的镜面反射
B.只有发生镜面反射时,才遵循光的反射规律
C.在雨后天晴的夜晚背着月光行走,较亮的地方是路面
D.观众可以从不同角度看到电影是因为光在屏幕上发生了漫反射
9.如图是2024年4月9日发生的日全食情景,下列四幅图中与日全食涉及的光现象原理不相同的是( )
A.皮影戏 B.楼台倒影
C.日晷 D.林间光斑
10.某校“做中学”活动中,小明用纸盒、吸管、不同粗细的橡皮筋制作了如图所示的纸盒吉他。在弹奏过程中听到橡皮筋产生的声音,这是由于橡皮筋的 产生的。将吸管向两端移动一段距离,用相同的力再次弹奏时,听到声音有变化,发生变化的是 (选填“响度”、“音调”、“音色”);小华制作了一个哨子:在筷子一端捆上适量棉花,做一个活塞。用水蘸湿棉花后塞进两端开口的塑料管中用嘴吹管的上端,可以发出悦耳的哨音。上下推拉活塞,音调最高的是图中的 (选填“A”、“B”或“C”)。能从不同角度看到哨子,是因为光在哨子表面发生了 反射。
11.如图所示,在竖直平面xoy内,人眼位于P(0,2),平面镜MN竖直放置,其两端点M、N的坐标分别为(3,1)和(3,0)。某发光点s在该竖直平面y轴的右半部分某一区域内自由移动时,则该区域的最大面积为 m2;请在该坐标系中画出此区域(用阴影表示)。
12.如图所示,激光笔发出的光在平面镜上发生了光的 现象后,到达光屏形成光斑。实验时,小华对着圆筒发出持续声音,会引起橡皮膜和平面镜的 ,说明小华发出的声音具有 ,同时观察到光屏上 。
13.在灯光下靠近墙的地方,用手做各种姿态,在墙上会形成手影,这说明了光在同一种均匀介质中沿 传播。高楼大厦上的玻璃幕墙会造成“光污染”是由于光在玻璃幕墙发生了 反射。
14.雨后初晴的夜晚,地上有积水,当我们迎着月光走时,地上发亮处是积水。这是因为月光照在水面上发生 的缘故。小明利用一块平面镜将如图所示的太阳光水平射入隧道内,在图中画出平面镜的位置并标出反射角的度数 。
15.当太阳从位置1运动到位置2时,如何摆放小镜子M才能恰好让太阳光通过反射到塔顶A点呢?请运用光的反射定律,在图中以O为入射点,画出太阳在位置2时照射在定日镜上的入射光线,并大致确定此时镜面的位置。
16.如图所示,平面镜前有一点光源A,请画出由A点发出的一条光线经平面镜反射后通过P点的光路图。
17.图甲中小美正利用一面小镜子隔墙观察小猫。图乙中A点表示小猫的位置,点表示平面镜上一点,点表示小美眼睛所在位置。请在图乙中完成小美隔墙观察小猫的光路并标出平面镜的位置。
18.某小组同学做“探究光的反射定律”实验,他们把标记好入射点O的平面镜水平放置,将一束激光斜射向镜面上的O点,用纸板寻找入射光和反射光,在纸板上记录入射光线和反射光线的路径和方向,实验结果如图(a)所示,此时纸板与平面镜垂直。继续调整入射光方向,重复上述实验后,该小组同学确定了垂直于镜面的ON是法线。
(1)请写出实验中纸板的作用。
(2)若该小组同学分别进行如图(b)(c)的操作,请判断在纸面上能否重新看到反射光,并说明理由。
19.为验证光的反射定律,小刚准备了两支不同色光的激光笔、平面镜和固定激光笔的支架,组装为如图1所示实验装置,将该装置放在水平桌面上。打开激光笔后,绿光斜射在平面镜上的O点,红光垂直照射到O点。请回答下列问题:
(1)实验中AO表示 ,红色激光ON用于模拟 (均选填“入射光线”、“反射光线”或“法线”);
(2)实验时发现在空气中光的传播路径看不清楚,为了能较清晰的显示光路,可以在空气中 ;
(3)在左侧某一位置可观察到绿色激光AO挡住了红色激光ON及绿色光线OB,此现象说明 ;
(4)他用刻度尺测量了反射光线和入射光线上等高的两点A、B到法线的距离AC与BC。若发现AC BC(选填“>”、“=”或“<”),即可得到“反射角等于入射角”的结论,为了让实验结论更具有普遍性,接下来他应该进行的操作是 。
【链接中考】
1.(2025·四川遂宁·中考真题)唐诗宋词是我国优秀的文化瑰宝,从物理角度对下列诗句的解读正确的是( )
A.“谁家玉笛暗飞声”,诗人根据音色辨别出是笛声
B.“轻舟已过万重山”,以“山”作为参照物,“舟”是静止的
C.“楼台倒影入池塘”,“倒影”是光折射形成的实像
D.“月落乌啼霜满天”,霜的形成是凝固现象
2.(2025·湖南长沙·中考真题)傍晚时分,在水面平静的池塘边,小湘尝试用激光笔从A点去照亮池塘对面树上的一个果子(B点),发现可以用两种不同的方式实现。请在图中画出这两种方式的光路图(保留作图痕迹)。
3.(2025·贵州·中考真题)如图所示,一束阳光经窗玻璃反射进入眼睛,请画出图中反射光线对应的入射光线。
4.(2025·辽宁·中考真题)某小组探究在光的反射现象中反射角和入射角的关系。
(1)注意:为了避免伤害眼睛,使用激光笔时,禁止 。
(2)把一块平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板 地立在平面镜上,纸板上的直线垂直于镜面,使一束光贴着纸板沿某一角度射到点,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 的径迹,并标出入射角和反射角,如图所示。
(3)改变光束入射的角度,多做几次实验,换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。取下纸板,用 测量和的度数,将数据记录在下表中。
数据序号
1
2
3
4
5
...
30°
40°
50°
60°
70°
...
30°
40°
50°
60°
70°
...
分析表中数据,得出结论:在反射现象中,反射角 入射角。
5.(2025·黑龙江·中考真题)如图所示,小张同学在进行“探究光反射时的规律”的实验时,他把一个平面镜放在水平桌面上,再把一张带有量角器的纸板竖直立在平面镜上。
(1)他应选择 (填“光滑”或“粗糙”)的纸板,因为光在纸板上发生 反射,可以在不同方向都能看到光的径迹;
(2)如图,小张同学用一束光a贴着纸板E射向O点,经平面镜反射,在另一侧纸板F上出现反射光a′。改变光束入射的角度,多做几次实验。由图可以得出,反射角 (填“大于”“小于”或“等于”)入射角。根据这个分析可知,如果一束光从d点射向O点,反射角的大小是 ;
(3)他用一束光逆着b′的方向射向O点,在纸板E上出现的反射光逆着b的方向射出。由这个现象可以初步得出的结论是: 。要得出普遍规律,接下来应该进行的具体操作是: 。
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第2节 光的反射
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 光的反射 1
题型2 光的反射定律 3
题型3 光路的可逆性 9
题型4 利用光的反射定律作图 12
题型5 镜面反射和漫反射 15
【能力培优练】 18
【链接中考】 30
【重难题型讲解】
题型1 光的反射
1、光的反射现象:光从一种介质射向另一种介质的表面时,会有一部分光在介质表面反射回原介质中,这种传播现象叫光的反射。
2、看到物体的原因:我们能看到太阳、明亮的日光灯等光源,是因为光源发出的光进入我们的眼睛,产生了视觉。同时,我们也能看到本身不发光的物体,如书、平面镜、月亮等,是因为这些物体反射的光进入了我们的眼睛,产生视觉。
3、光的反射的基本概念:一点、两角、三线
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
光的反射是指光在传播到不同物质时,在分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象。光遇到水面、玻璃以及其他许多物体的表面都会发生反射。
【探究归纳】初中物理中,光照射到物体表面时,一部分光被反射回原介质的现象叫光的反射;反射现象包括:反射光线、入射光线、法线、反射角、入射角。
【典例1-1】小燕同学探究“光的反射定律”时,激光笔发出的光线紧贴纸板入射,在纸板上形成如图所示的光路。列关于该实验的分析正确的是( )
A.若光线沿BO入射,则反射光线沿OA射出
B.若入射光线AO靠近ON,则反射光线OB将远离ON
C.若入射光线AO与ON重合,则不发生光的反射现象
D.为了使实验结论具有普遍性,应多次测量图中的反射角和入射角
【答案】A
【详解】A.光反射中,光路是可逆的,让光线逆着BO的方向射向镜面,会发现反射光线沿着OA方向射出,故A正确;
B.在反射现象中,反射角等于入射角;若将入射光线AO向ON靠近,则反射光线OB向ON靠近,故B错误;
C.若入射光线AO与ON重合,则入射角为0,反射角也为0。反射光线将沿入射光线返回,依然发生反射现象,故C错误;
D.为了得出普遍结论,使结论符合客观事实,应改变入射角进行多次实验,进行多次测量,故D错误。
故选A。
【典例1-2】2024年10月17日晚上7点26分,很多天文爱好者能欣赏到“年度最大满月”。如图是天文爱好者拍摄到的超级月亮照片。我们看到月亮是光的 (填“反射”、“折射”或“沿直线传播”)现象。
【答案】反射
【详解】月亮本身不能发光,人们能看到月亮是因为它反射了太阳照射到月亮上的光,这属于光的反射现象。
跟踪训练1我们能够看见发光的物体,也能看见不发光的物体。以下对于“看见不发光的物体”所画的光路图,正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】我们能够看见不发光的物体,是因为物体反射的光进入了我们的眼睛,故B正确,ACD错误。
故选B。
跟踪训练2赛龙舟时,阵阵鼓声传入人耳。在鼓上撒水更能看出鼓在振动,这里用到的物理方法是 ;岸上的人还看见波光粼粼是由于光发生了 。
【答案】 转换法 反射
【详解】[1]鼓面的振动不易观察,通过观察鼓面上的水的振动来反映鼓面的振动,这是转换法的利用。
[2]看见波光粼粼,是因为光在水面发生了反射,有反射光线进入人眼。
题型2 光的反射定律
1、实验:探究光反射时的规律
实验猜想
(1)光的反射光线、入射光线与镜面的夹角相等。
(2)反射光线和入射光线关于法线是对称的。
实验器材
平面镜一块、红色激光笔、直尺、不同颜色的笔、量角器、一张可绕中线折转的白色硬纸片(显示光路)。
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地立在平面镜上,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(寻找普遍规律),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。
实验次数
入射角
反射角
1
60°
60°
2
45°
45°
3
30°
30°
…
分析论证
(1)当纸板EON和NOF在同一平面内时,能观察到反射光的径迹,且入射光、反射光分居发现两侧,反射光线的方向随着入射光线方向的改变而改变。
(2)分析表中的数据可知,反射角等于入射角。反射角随着入射角的减小而减小。
(3)把纸板NOF向前折或向后折时,观察不到反射光的径迹,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
归纳总结(光的反射定律)
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。
★特别提醒
(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)实验过程中严禁将激光对着人眼,以防灼伤眼睛。
(4)通过镜面对入射光的反射作用,可以看出镜子有改变光路的作用。
(5)本实验时一个归纳性实验,改变入射光的方向多次实验的目的是为了得到多组实验数据,从而得出普遍规律,避免实验结论的偶然性。
2、对光的反射定律的理解
(1)每条入射光线,有且只有一条反射光线与之相对应。
(2)反射现象发生时,先由入射光,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,不能把“反射角等于入射角”说成“入射角等于反射角”。
(3)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。
(4)当光垂直镜面入射时,入射角为零,反射角也为零,反射光线与入射光线在同一直线上,方向相反,并不是没有发生现象。
【探究归纳】光的反射定律指:反射光线、入射光线和法线在同一平面内;反射光线与入射光线分别位于法线两侧;反射角等于入射角,这是光发生反射时必须遵循的基本规律,镜面反射和漫反射均符合此定律。
【典例2-1】如图所示,为了探究光的反射规律,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,纸板ENF是用两块纸板连接起来的,纸板NOF可以向前或向后折。下列说法正确的是( )
A.光在纸板上发生了镜面反射
B.入射光线靠近ON时,反射光线远离ON
C.将纸板NOF向后折叠,则反射光线会消失
D.使用此实验装置可以探究光在反射时光路是否可逆
【答案】D
【详解】A.实验时,在任何方向都可以看到纸板上光的传播径迹,故光在纸板上发生了漫反射,故A错误;
B.若把入射光线靠近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,所以反射光线也会靠近ON,故B错误;
C.在反射现象中,反射光线和入射光线在同一平面上,将纸板NOF向后折叠,由于纸板NOF与纸板NOE不再同一平面上,故在纸板NOF上看不到反射光线,但反射光线没有消失,故C错误;
D.若要研究反射时光路是否可逆,可以让光线沿原来的反射光线进行入射,即沿FO入射,会发现反射光线沿着OE方向射出,故使用此实验装置可以探究光在反射时光路是否可逆,故D正确。
故选D。
【典例2-2】如图所示,在竖直平面 xOy 内,人眼位于 P(0 ,4)处,平面镜 MN 竖直放置,其两端 M、N 的坐标分别为(3 ,2)和(3 ,0),点光源 S 在y 轴上某一区域内自由移动时(图中未画出),此人恰好都能通过平面镜看见 S 的像,则点光源 S 移动的最大长度为(图中长度单位为:m )( )
A.1m B.2m
C.3m D.4m
【答案】D
【详解】如图,连接MP 、NP,根据光的反射定律,做出MP的入射光线AM,做出NP的入射光线BN,AB是发光点S的移动范围,根据光的反射定律可知,A、B点的坐标分别为(0,0)和(0 ,-4),AB为4m,故点光源S移动的最大长度为4m。
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【典例2-3】在“探究光反射的规律”时,小李进行了如图所示的实验。
(1)实验中使用硬纸板M的目的是为了 ;
(2)使一束光EO贴着纸板沿某一个角度射到O点,经过平面镜反射,沿OB方向射出.改变入射角度做了6次实验,下表是实验中记录的数据,分析数据可知反射角 入射角;
次数
1
2
3
4
5
6
入射角
20°
30°
40°
50°
60°
70°
反射角
20°
30°
40°
50°
60°
70°
(3)若将纸板整体向后倾斜(如图乙),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
【答案】(1)显示光路 (2)等于 (3)C
【详解】(1)硬纸板M的主要作用是能够清晰地显示光的传播路径。通过纸板表面的漫反射,可以观察到入射光线和反射光线的具体位置,便于测量和记录角度。同时,纸板的可折叠特性也为后续探究“三线共面”的实验提供了便利。
(2)分析表格数据可以看出,在6次实验中,反射角的度数始终与入射角相等。这表明在光的反射现象中,反射角等于入射角,这是光的反射定律的核心内容之一。实验数据很好地验证了这一定律的正确性。
(3)当纸板整体向后倾斜时,反射光线、法线和入射光线所在的平面与镜面垂直,不再与纸板重合。根据光的反射定律,反射光线仍在原入射面内,但会在纸板前方空间传播,因此选择C。这个现象说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
跟踪训练1关于光的反射定律,某同学的叙述如下,其中错误的是( )
A.反射光线跟入射光线和法线在同一平面上
B.反射光线跟入射光线分居在法线的两侧
C.反射角等于入射角
D.垂直入射时,入射角为90°,反射角也为90°
【答案】D
【详解】ABC.通过实验得知:光在发生反射时,反射光线与入射光线在同一平面上,二者分居在法线两侧,且反射角等于入射角。故ABC正确,不符合题意;
D.光垂直射在物体表面时,光线与法线重合,夹角为0,且光线按原路反射回去,即反射角、入射角均为0°。故D错误,符合题意。
故选D。
跟踪训练2(1)光在真空中的传播速度为 m/s,光年是 的单位;
(2)物理学中常用光线来表示一束光。光线表示了光的传播路径和 ,而忽略了光的亮度、 (写出一条即可)等其他性质;
(3)如图,入射光线AO,经水平放置的平面镜反射后,射到竖直墙壁上的B点。OB与镜面的夹角为60°,则反射角为 度。当AO逆时针转动到A'O的位置(与AO的夹角为20°),若保持反射光线OB方向不变,改变平面镜的方向,则这时的入射角为 ,平面镜绕O点 (选填“顺时针”、或“逆时针”)转过的角度为 。
【答案】(1) 3.0×108 长度 (2) 方向 颜色(速度、频率)等均可
(3) 30 40° 逆时针 10°
【详解】(1)[1]光在真空中传播的速度最快是3.0×108m/s。
[2]光年是指光在真空中一年内传播的距离,因此是长度单位。
(2)[1][2]物理中采用模型法用带有箭头的直线表示光的传播路径和方向,而忽略了光的亮度、光的颜色、速度、频率等。
(3)[1]反射角指的是反射光线与法线的夹角,则反射角为
[2]当AO逆时针转动到A'O的位置,保持反射光线OB方向不变,则此时入射光线与反射光线的夹角为
光的反射现象中反射角等于入射角,则这时的入射角为
[3][4]原来OB与法线的夹角是30°,即反射角是30°,现在OB不动,反射角变为40°,则平面镜逆时针转动10°。
跟踪训练3小杨利用如图甲所示的实验装置探究光的反射规律。
(1)实验时把平面镜放在水平桌面上,为了使入射光和反射光的径迹同时显示在纸板上,应把纸板与平面镜 放置,图中的入射角是 度;
(2)如图乙将右侧纸板沿PQ剪开,将纸板的上半部分向后折,发现在纸板右侧的 部(选填“上”或“下”)看不到反射光线,这说明反射光线,入射光线和法线 ;
(3)经多次实验,在纸板上画出入射光线和对应的反射光线后,利用刻度尺在白纸板上作了一条平行于平面镜的直线AF,A、B、C、D、E、F、N是直线与各入射光线、反射光线、法线的交点(图丙),测量发现:AB=EF,BC=DE,CN=ND,这样的发现 (能/不能)得到“反射角等于入射角”的结论;
(4)在探究得到光的反射规律后,小杨想到自行车的尾灯(图丁)本身并不发光,但是夜晚当汽车的灯光无论从哪个方向照在它上面时,它都能将光反射回去,以引起汽车驾驶员的注意。经了解它是由许多角反射器组成的反光装置,则该角反射器是由( )
A.一个平面镜组成
B.二个相互垂直的平面镜组成
C.三个相互垂直的平面镜组成
【答案】(1) 垂直 40 (2) 上 在同一平面内 (3)能 (4)C
【详解】(1)[1][2]实验时,把平面镜放在桌面上,为了使入射光和反射光的径迹同时显示在纸板上,应把纸板与平面镜垂直放置,此时ON才是法线;入射角是入射光线与法线的夹角,则图中的入射角是
(2)[1][2]将右侧纸板沿PQ剪开,将纸板的上半部分向后折,右侧纸板的上半部与左侧纸板不在同一平面内,如图乙所示,发现在纸板右侧的上部看不到反射光线。此实验现象说明反射光线、入射光线与法线在同一平面内。
(3)AB=EF,BC=DE,CN=ND,利用数学三角形全等的知识可得,,,即反射角等于入射角。
(4)自行车的尾灯本身并不发光,它是由多个角反射器(三个相互垂直的平面镜)组成的反光装置,最后的反射光线与原入射光线平行,能引起司机的注意,故选C。
题型3 光路的可逆性
1、光路的可逆性:在探究光的反射规律实验中,如果让光逆着反射光的方向射到平面镜上,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。
2、生活中的光路可逆现象: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,这位同学也一定可以通过这面镜子看到你的眼睛。
★特别提醒
要明白利用光路可逆原理分析人眼的视场范围所谓视场范围就是人眼在一定的位置可以看到物或物所成的像的范围;可以设想在人眼所在的位置放一个点光源,求出由该点光源发出的光经光学系统后,所能照亮的区域,根据光路可逆原理,在这个区域内物发出的光,经光学系统后都能到达人眼而被人眼看到,因此,这个区域就是人眼的视场。
【归纳总结】光路的可逆性是指:光在传播时,若沿反射光线的方向入射,其反射光线会沿原入射光线的方向传播,这一特性在光的反射和折射现象中均成立。
【典例3-1】如图所示,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30°时,反射角也为30°
B.入射角增大5°时,反射光线与入射光线的夹角也增大5°
C.入射光线靠近法线时,反射光线也靠近法线
D.光的反射现象中光路不可逆
【答案】C
【详解】A.当入射光线与反射面的夹角为30°时,则入射角为
90°-30°=60°
所以反射角也为60°,故A错误;
B.入射角增大5°时,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B错误;
C.入射光线靠近法线时,入射角减小,所以反射角也减小,则反射光线靠近法线,故C正确;
D.在反射现象中光路是可逆的,故D错误。
故选C。
【典例3-2】礼堂的投影屏幕采用表面粗糙的材料是利用光发生 (选填“镜面”或者“漫”)反射。如图所示,小猫和小聪可以通过镜子互相看到对方,此现象说明光在反射时,光路是 的(选填“可逆”或“不可逆”)。
【答案】 漫 可逆
【详解】[1]礼堂的投影屏幕采用表面粗糙的材料,光在其表面发生漫反射,使光向各个方向传播,以便使坐在不同位置上的观众都能看到屏幕上面的画面。
[2]小聪能看到小猫是因为小猫反射的光射向镜面,经镜面反射后进入小聪的眼睛;小猫看到小聪是因为小聪反射的光射向镜面,经镜面反射后进入小猫的眼睛,小猫和小聪可以通过镜子互相看到对方,说明反射现象中光路是可逆的。
跟踪训练1下列四种说法,能正确体现“在光的反射现象中,光路是可逆的”这一思想的是( )
A.甲同学通过一块平面镜看到乙同学的脚,乙同学也可以通过该平面镜看到甲同学的脚
B.甲同学通过一块平面镜看到乙同学的脸,乙同学也可以通过该平面镜看到甲同学的脸
C.甲同学通过一块平面镜看到乙同学的脸,乙同学可以通过该平面镜看到甲同学的脚
D.甲同学通过一块平面镜看到乙同学的脚,乙同学可以通过该平面镜看到甲同学的脸
【答案】B
【详解】A.乙同学的脚反射的光线经平面镜反射后进入甲同学的眼睛,甲同学通过平面镜看到乙同学的脚,此光路中的光线不能逆向进入乙同学的眼睛,乙同学不能通过该平面镜看到甲同学的脚,故A不符合题意;
B.在光的反射中,光路是可逆的;乙同学眼睛反射的光线经平面镜反射后进入甲同学的眼睛,甲同学从平面镜中看到乙同学的脸;同样乙同学也可以从该平面镜中逆着原光路看的甲同学的脸,体现了“在反射现象中,光路是可逆的“这一思想,故B符合题意;
C.乙同学的脸反射的光线经平面镜反射后进入甲同学的眼睛,甲同学通过平面镜看到乙同学的脸,此光路中的光线逆向进入乙同学的眼睛,乙同学可以通过该平面镜看到甲同学的脸,而不是脚,故C不符合题意;
D.乙同学的脚反射的光线经平面镜反射后进入甲同学的眼睛,甲同学通过平面镜看到乙同学的脚,此光路中的光线逆向回到甲同学的脚,而不是眼睛,乙同学不能通过该平面镜看到甲同学的脸,故D不符合题意。
故选B。
跟踪训练2自习时段我们隔很远就能听出是班主任的声音,我们是靠声音的 加以识别的。在搞小动作的小明,看到班主任走近了,就假装认真学习,用光学知识来分析,当小明能看到班主任的眼睛时,班主任 (选填“能”或“不能”)看到小明,你判断的依据是: 。
【答案】 音色 能 在反射时,光路具有可逆性
【详解】[1]音色是指声音的感觉特性,不同的发声体由于材料、结构不同,则发出声音的音色也不同,我们能区别不同人的声音,是因为音色不同。
[2][3]在光的反射现象中,光路是可逆的,小明能看到班主任的眼睛时,班主任也能看到小明的眼睛。
题型4 利用光的反射定律作图
1、作图要求:所有实际传播的光(无论是反射光还是入射光)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。
2、作图方法
类型
作图方法
已知反射面、入射光线做反射光线
如图所示,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
已知反射面、反射光线作入射光线
如图所示,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
已知入射光线和反射光线,画出平面镜的位置
如图所示,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
【归纳总结】利用光的反射定律作图时,需先确定入射点,过该点作垂直于反射面的虚线(法线),再依据反射角等于入射角,从入射点画出带箭头的反射光线,且反射光线与入射光线分居于法线两侧,严格遵循反射定律。
【典例4-1】画出反射光线的入射光线AO和标出入射角的大小。
【答案】
【详解】如图,反射光线与平面镜的夹角为60°,则反射角为
90°-60°=30°
反射角等于入射角,故入射角也为30°,作出法线,在法线另一侧作出入射光线,如图所示:
【典例4-2】如图所示, 小明家的小猫不慎落入一口深井的井底, 为看清猫的位置, 小明利用平面镜使与水平面成30°角的阳光竖直照到井底, 请画出平面镜的位置图。(保留作图过程)
【答案】
【详解】先竖直向下画出反射光线,再作出反射光线和入射光线的角平分线,即为法线,最后过反射点垂直法线画出平面镜的位置,如图所示:
跟踪训练1在图中画出反射面
【答案】
【详解】由光反射定律知,反射角等于入射角,所以先做出反射光线与入射光线的夹角的平分线,即为法线,然后再过入射点作法线的垂线即为反射面所在位置,如下图所示:
跟踪训练2完成图中的光路图,保留作图痕迹。
【答案】
【详解】由图可知,两块平面镜相互垂直,图中已画出其中一块平面镜的法线,光的反射现象中,反射角等于入射角,据此作出反射光线;反射光线又作为入射光线照射到另外一块平面镜上,再作出另一块平面镜的法线,根据反射角等于入射角作出反射光线。经过两次反射后的反射光线与最初的入射光线平行,方向与最初的入射光线相反,如图所示:
题型5 镜面反射和漫反射
1、镜面反射和漫反射:当一束平行光照射到平面镜上时,在平面镜上发生光的反射,反射光也平行射出,这种发生叫镜面反射;当一束平行光照射的凹凸不平的表面时,反射光会朝四面八方射出,这种反射叫漫反射。
★特别提醒
漫反射和镜面反射一样,每条光线均遵循反射定律;平行光束经漫反射后不再是平行光束;由漫反射形成的物体亮度,一般视光源强度和反射面性质而定。
2、生活中的反射现象
(1)生活中,大部分物体表面反射的都是漫反射,因而才使我们能够从不同方向看清物体。比如,教室黑板用的毛玻璃、投影仪屏幕用的是粗布,其表面反射的都是漫反射,从而使各个方向的人都能字迹或影像;
(2)当强烈的太阳光照射到高楼大厦的玻璃幕墙、磨光的大理石墙面时,这些光滑的表面就会发生镜面反射,炫目的反射光会干扰人们的正常生活,造成“光污染”;
(3)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。
3、光污染:光污染是指玻璃幕墙以及各种光源的大量使用带来的。常见状况多由镜面建筑发生镜面反射所导致的行人和司机的眩晕感,以及夜晚不合理使用的灯光给人体造成的不适感。
★特别提醒
光污染是继废气、废水、废渣和噪声等污染之后的一种新的环境污染源,主要包括白亮污染、人工白昼污染和彩光污染。
【归纳总结】液化是物质从气态变为液态的过程,会放出热量;实现液化的两种方式为降低温度(如空气中的水蒸气遇冷形成雾、露)和压缩体积(如液化石油气);常见现象有冰棍冒 “白气”、冬天呼出 “白气”,本质是水蒸气遇冷液化成小水珠。
【典例5-1】如图,是镜面反射与漫反射的光路图,依图并结合所学知识,下列选项中判断正确的是( )
A.甲是漫反射,乙是镜面反射
B.乙光线不遵循光的反射定律
C.自行车尾灯是根据甲的思路设计的
D.雨后夜晚,背着月光行走,较暗的地方是路面
【答案】C
【详解】A.根据图示可知,甲、乙的入射光线都平行,而甲的反射光线也平行,乙的反射光线不平行,被反射到了四面八方,因此甲是镜面反射,乙是漫反射,故A错误;
B.不论是镜面反射还是漫反射都遵守光的反射定律,故B错误;
C.自行车的尾灯是由互成直角的一些小平面镜组成的,由于光的镜面反射,会把车子、霓虹、路灯等光源发出的光反射到司机的眼睛里,使司机能看到前面骑自行车的人,从而避免交通事故,故C正确;
D.背着月光走,月光经水面发生镜面反射,几乎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,故D错误。
故选C。
【典例5-2】皎洁的月光下,人们三五结伴,散步、嬉戏、谈笑风生,月亮 (选填“是”或“不是”)光源;如图所示,雨后晴朗的夜晚,为了不踩到地上的积水,请你根据生活经验判断:迎着月光走,看上去 (选填“亮”或“暗”)的地方是积水。
【答案】 不是 亮
【详解】[1]因为光源是指能自己发光的物体,而月亮本身并不会发光,它是反射太阳的光,故月亮不是光源。
[2]平静的水面,能发生镜面反射,地面凹凸不平,发生漫反射;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,故迎着月光走,看上去亮的地方是积水。
跟踪训练1在教室中上课,有时黑板反射的光会“晃”着一些同学的眼睛,看不清黑板上的粉笔字。出现这种现象的原因是( )
A.只有黑板反射光,字不反射光
B.只有字反射光,黑板不反射光
C.字和黑板都反射光,粉笔字发生漫反射,进入眼睛的光较弱,不遵循光的反射定律
D.字和黑板都反射光,黑板发生镜面反射,进入眼睛的光较强,遵循光的反射定律
【答案】D
【详解】黑板反光是因为黑板较光滑,发生镜面反射,进入眼睛的反射光线较强,而字发生漫反射进入眼睛的反射光线较弱,所以黑板反射的光会“晃”着一些同学的眼睛,不论是镜面反射还是漫反射都遵循光的反射定律。
故选D。
跟踪训练2光的反射有 和 两种。我们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 反射的缘故;在教室里,因“反光”从某个角度看不清黑板上的字,这是光的 反射现象。
【答案】 镜面反射 漫反射 漫反射 镜面反射
【详解】[1][2]光的反射分为镜面反射和漫反射。镜面反射是平行光照射到光滑表面后,反射光也平行射出,光线比较集中,看起来比较刺眼,遵循光的反射定律。漫反射是指平行光照射到粗糙物体表面后,反射光不再平行,光线比较分散,这使得我们能从不同方向看到本身不发光的物体,也遵循光的反射定律。
[3]我们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漫反射,反射光线射向四面八方的缘故。
[4]在教室里,因“反光”从某个角度看不清黑板上的字,这是光的镜面反射现象,反射光线比较集中,看起来比较刺眼。
【能力培优练】
1.在暗室中的光滑桌面上平铺一张白纸,白纸上有一面小镜子,用手电筒按如图方式照射,顺着入射光的方向观察,被照射部分的( )
A.纸和桌面均较亮,镜面是暗的 B.镜面和桌面均较亮,纸是暗的
C.镜面和桌面均较暗,纸是亮的 D.镜面、桌面和纸均较暗
【答案】C
【详解】在暗室中的光滑桌面上平铺一张白纸,白纸上有一面小镜子,用手电筒按如图方式照射,平面镜和光滑桌面发生镜面反射,反射光线较集中,人眼顺着入射光的方向观察,几乎没有反射光线进入人眼,人眼感觉平面镜和光滑桌面是暗的;白纸表面是粗糙的,发生漫反射,反射光线射向四面八方,有光线进入人眼,人眼感觉白纸是亮的。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
2.文化传承也是中华文明延续的一部分,很多诗句蕴含着丰富的物理知识。从物理学的角度来看,下列说法错误的是( )
A.“落霞与孤鹜齐飞,秋水共长天一色”,秋水中的倒影是由光的折射形成的
B.“姑苏城外寒山寺,夜半钟声到客船”,钟声主要是通过空气传播到客船的
C.“独坐幽篁里,弹琴复长啸”,琴声是由琴弦的振动产生的
D.“两岸青山相对出,孤帆一片日边来”,以船为参照物,青山是运动的
【答案】A
【详解】A.秋水中的倒影属于平面镜成像,是光照射到水面,经水面反射后形成的虚像,而不是光的折射形成的,故A错误,符合题意;
B.声音的传播需要介质,“夜半钟声到客船”中,钟声是通过空气这种介质传播到客船的,故B正确,不符合题意;
C.声音是由物体振动产生的,弹琴时,琴弦振动发出琴声,故C正确,不符合题意;
D.“两岸青山相对出”,以船为参照物,青山相对于船的位置发生了变化,所以青山是运动的,故D正确,不符合题意。
故选A。
3.实验结束后,同学们在讨论测量中出现的误差和错误时,理解正确的是( )
A.使用更精密的测量工具,可以避免误差的产生
B.在探究光的反射规律的实验中,多次实验的目的是为了减小误差
C.通过多次测量求平均值可以减小误差
D.用实验室温度计测量水温时,取出来拿到亮光下仔细读数,可以减小误差
【答案】C
【详解】A.误差不可避免,使用更精密的测量工具,可以减小误差,故A错误;
B.实验中多次测量的目的有减小误差、得到普遍规律。在探究光的反射规律的实验中,多次实验的目的是为了得到普遍规律,故B错误;
C.实验中通过多次测量求平均值可以减小误差,故C正确;
D.实验室温度计的工作原理是液体的热胀冷缩。用其测量水温时,确保温度计的玻璃泡完全浸入被测液体中,读数时不能离开被测液体,故D错误。
故选C。
4.如图甲是我国建造的亚洲第一座24小时持续发电的熔盐塔式光热电站.当太阳位置变化时,自动控制系统可以调整定日镜的角度,将太阳光准确反射到到吸热塔顶部,实现储能发电.如图乙所示是上午某时刻的光路图,则太阳下山前,该定日镜的旋转方向应该是( )
A.自东向西 B.自西向东 C.自北向南 D.自南向北
【答案】A
【详解】如图所示,为了将太阳光准确反射到吸热塔顶部,根据光的反射定律可知,反射角等于入射角,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射光线、入射光线和法线在同一平面;吸热塔的位置不变,随着太阳位置的变化,反射光线与入射光线的夹角减小,所以定日镜自东向西旋转,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5.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.看到路面发亮是因为光发生了漫反射
C.光发生漫反射时不遵守反射定律
D.夜晚的月亮属于光源
【答案】A
【详解】AB.水面较光滑,路面较粗糙,迎着月光走,发亮的是水,因为月光在水面发生镜面反向,反射光集中进入人眼,较亮,在路面发生漫反射,反射光向各个方向传播,较暗;故A正确,B错误;
C.不管是漫反射,还是镜面反射,都遵循光的反射定律,故C错误;
D.月亮的光是反射太阳光而来,自身不能发光,不是光源,故D错误。
故选A。
6.“赏中华诗词、寻文化基因、品生活之美”,下列诗句中涉及的物理现象解释正确的是( )
A.姑苏城外寒山寺,夜半钟声到客船。枫桥边听到的是钟声不是鼓声,是根据音调判断的
B.看山恰似走来迎,仔细看山山不动,是船行。“山不动,是船行”,是以船为参照物判断的
C.漠漠轻阴晚自开,青天白日映楼台。诗句描写的是光的反射现象
D.月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠。这里“霜”的形成过程是凝固
【答案】C
【详解】A.人能辨别传来的是“钟声”而不是“鼓声”或其他声音,是因为音色是由发声体本身决定的一个特性,人们根据发声体的音色不同来辨别钟声和鼓声,故A错误;
B.仔细看山山不动,是船行,是以河岸为参照物,船与河岸有位置的变化,所以船是运动的,故B错误;
C.诗句中的倒影属于平面镜成像,是光的反射形成的,故C正确;
D.霜的形成,是空气中的水蒸气直接变成固态的过程,是凝华现象,故D错误。
故选C。
7.图所示是“探究光的反射定律”实验情景,下列说法正确的是( )
A.直线ON是真实存在的光线
B.图中角i为反射角,角γ为入射角
C.实验中需要保持纸板EF垂直于镜面
D.为探究“三线”是否共面应将纸板E向后折
【答案】C
【详解】A.直线ON是法线,法线是为了研究光的反射规律而引入的一条虚拟的辅助线,不是真实存在的光线,故A错误;
B.在光的反射现象中,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,所以图中角i为入射角,角γ为反射角,故B错误;
C.实验中保持纸板EF垂直于镜面,这样能使反射光线和入射光线在纸板上呈现,便于观察和研究光的反射规律,故C正确;
D.为探究 “三线” 是否共面,应将纸板F向后折,观察纸板F上是否还有反射光线,而不是将纸板E向后折,故D错误。
故选C。
8.如图是镜面反射与漫反射的光路图,下列选项中判断不正确的是( )
A.光污染的形成是由于发生了如图甲所示的镜面反射
B.只有发生镜面反射时,才遵循光的反射规律
C.在雨后天晴的夜晚背着月光行走,较亮的地方是路面
D.观众可以从不同角度看到电影是因为光在屏幕上发生了漫反射
【答案】B
【详解】AB.根据图示可知,甲、乙的入射光线都平行,而甲的反射光线也平行,乙的反射光线不平行,反射光线射向各个方向,因此甲图发生了镜面反射,乙图发生了漫反射;不论是镜面反射还是漫反射都遵守光的反射定律,光污染是由于光的镜面反射使光线集中反射到某个方向,形成刺眼的强光,故A正确,不符合题意,B错误,符合题意;
C.在雨后天晴的夜晚背着月光行走,月光经水面发生镜面反射,反射光线射向人的对面,人感觉水面暗;月光经地面发生漫反射,反射光线射向各个方向,有少量的光线反射进入人的眼睛,因此较亮的地方是路面,故C正确,不符合题意;
D.漫反射的光线射向四面八方,观众可以从不同角度看到电影是因为光在屏幕上发生了漫反射,故D正确,不符合题意。
故选B。
9.如图是2024年4月9日发生的日全食情景,下列四幅图中与日全食涉及的光现象原理不相同的是( )
A.皮影戏 B.楼台倒影
C.日晷 D.林间光斑
【答案】B
【详解】日全食是光的直线传播现象,皮影戏、日晷,林间光斑(小孔成像)都属于光的直线传播现象,楼台倒影是光的反射现象,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
10.某校“做中学”活动中,小明用纸盒、吸管、不同粗细的橡皮筋制作了如图所示的纸盒吉他。在弹奏过程中听到橡皮筋产生的声音,这是由于橡皮筋的 产生的。将吸管向两端移动一段距离,用相同的力再次弹奏时,听到声音有变化,发生变化的是 (选填“响度”、“音调”、“音色”);小华制作了一个哨子:在筷子一端捆上适量棉花,做一个活塞。用水蘸湿棉花后塞进两端开口的塑料管中用嘴吹管的上端,可以发出悦耳的哨音。上下推拉活塞,音调最高的是图中的 (选填“A”、“B”或“C”)。能从不同角度看到哨子,是因为光在哨子表面发生了 反射。
【答案】 振动 音调 A 漫
【详解】[1]声音是由物体的振动产生的。在弹奏过程中听到橡皮筋产生的声音,这是由于橡皮筋的振动产生的。
[2]将吸管向两端移动一段距离,用相同的力再次弹奏,橡皮筋振动的幅度相同,发出声音的响度相同,橡皮筋振动部分的长度、松紧不同,振动快慢不同,发出声音的音调不同。
[3]用嘴吹管的上端,吸管内的空气柱振动发声。图中A空气柱长度最短,振动的最快,音调最高。
[4]能从不同角度看到哨子,是因为光在哨子表面发生了漫反射,反射光线射向各个方向。
11.如图所示,在竖直平面xoy内,人眼位于P(0,2),平面镜MN竖直放置,其两端点M、N的坐标分别为(3,1)和(3,0)。某发光点s在该竖直平面y轴的右半部分某一区域内自由移动时,则该区域的最大面积为 m2;请在该坐标系中画出此区域(用阴影表示)。
【答案】 4.5
【详解】[1][2]如图,连接MP、NP为反射进入人眼的光线范围,根据光的反射定律,分别作出两条光线的入的入射光线OM、AN,则梯形OANM是发光点S的移动范围,如下图所示:
已知下底OA为2m,上底为1m,根据梯形的面积公式得
12.如图所示,激光笔发出的光在平面镜上发生了光的 现象后,到达光屏形成光斑。实验时,小华对着圆筒发出持续声音,会引起橡皮膜和平面镜的 ,说明小华发出的声音具有 ,同时观察到光屏上 。
【答案】 反射 振动 能量 光斑晃动
【详解】[1]激光笔发出的光在平面镜上发生了光的反射现象。反射是光在遇到物体表面时,按照一定规律从物体表面反射回来的现象。在这个实验中,激光笔发出的光被平面镜反射后,到达光屏形成光斑。
[2][3]实验时,小华对着圆筒发出持续声音,会引起橡皮膜和平面镜的振动。这是因为声音是由物体的振动产生的,当声音传播到橡皮膜时,会使橡皮膜振动,进而带动平面镜振动。这说明小华发出的声音具有能量,因为声音能够引起物体的振动,而振动是需要能量的。
[4]由于平面镜的振动,会导致其反射的光线的方向也发生变化。因此,在光屏上观察到的现象是光斑在晃动。这是因为平面镜的振动使得反射光线的方向不断变化,导致光斑在光屏上的位置也不断变化。
13.在灯光下靠近墙的地方,用手做各种姿态,在墙上会形成手影,这说明了光在同一种均匀介质中沿 传播。高楼大厦上的玻璃幕墙会造成“光污染”是由于光在玻璃幕墙发生了 反射。
【答案】 直线 镜面
【详解】[1]灯光沿直线传播,遇到不透明的手,被手挡住,手的背后有一块区域没有光照射到,看上去较黑,就是手的影子,所以在灯光下靠近墙的地方,用手做各种姿态,在墙上会形成手影,这说明了光在同一种均匀介质中沿直线传播。
[2]高楼大厦上的玻璃幕墙会造成“光污染”是由于玻璃外墙表面光滑,光从空气中照射到玻璃,光路改变方向仍然在空气中传播,平行光照射时,反射光线平行光射出,所以看起来刺眼,属于镜面反射。
14.雨后初晴的夜晚,地上有积水,当我们迎着月光走时,地上发亮处是积水。这是因为月光照在水面上发生 的缘故。小明利用一块平面镜将如图所示的太阳光水平射入隧道内,在图中画出平面镜的位置并标出反射角的度数 。
【答案】 镜面
【详解】[1]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;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,则人感觉水面亮;地面发生漫反射,进入人眼的光线少,则人感觉地面暗。
[2]因图中有入射光线和反射光线,根据光的反射定律,反射角等于入射角,作反射光线和入射光线夹角的角平分线,即为法线的位置。再过入射点作法线的垂线即为平面镜的位置。由图知,反射光线和入射光线的夹角为180°-60°=120°,则反射角等于入射角等于60°。如图所示:
15.当太阳从位置1运动到位置2时,如何摆放小镜子M才能恰好让太阳光通过反射到塔顶A点呢?请运用光的反射定律,在图中以O为入射点,画出太阳在位置2时照射在定日镜上的入射光线,并大致确定此时镜面的位置。
【答案】
【详解】由光的反射定律可知,反射角等于入射角,先连接位置2与点O,即为入射光线,再作出反射光线与入射光线夹角的角平分线可得法线,然后再作法线的垂线,即为平面镜的位置,如图所示:
16.如图所示,平面镜前有一点光源A,请画出由A点发出的一条光线经平面镜反射后通过P点的光路图。
【答案】
【详解】根据平面镜特点,先作出发光点A关于平面镜的对称点,即A的像点,连接交平面镜于点O,连接即为反射光线,为入射光线,如图所示:
17.图甲中小美正利用一面小镜子隔墙观察小猫。图乙中A点表示小猫的位置,点表示平面镜上一点,点表示小美眼睛所在位置。请在图乙中完成小美隔墙观察小猫的光路并标出平面镜的位置。
【答案】
【详解】B为反射点,由于人眼看到的光是从入射点反射过来的,所以连接AB即为入射光线,连接BC即为反射光线,由光的反射规律可知,反射角等于入射角,所以做∠ABC的角平分线,即为法线,由于法线垂直于镜面,所以过B点做法线的垂线,即为平镜面的位置,如下图所示:
18.某小组同学做“探究光的反射定律”实验,他们把标记好入射点O的平面镜水平放置,将一束激光斜射向镜面上的O点,用纸板寻找入射光和反射光,在纸板上记录入射光线和反射光线的路径和方向,实验结果如图(a)所示,此时纸板与平面镜垂直。继续调整入射光方向,重复上述实验后,该小组同学确定了垂直于镜面的ON是法线。
(1)请写出实验中纸板的作用。
(2)若该小组同学分别进行如图(b)(c)的操作,请判断在纸面上能否重新看到反射光,并说明理由。
【答案】(1)实验中纸板的作用是为了显示光路,便于找到反射光和入射光所在的平面;便于确定反射光和入射光所在的平面与反射面的关系。
(2)因为反射光线和入射光线构成的平面始终与镜面垂直,所以图(b)看不到反射光;因为反射光线在入射光线与法线决定的平面内,所以图(c)看不到反射光。
19.为验证光的反射定律,小刚准备了两支不同色光的激光笔、平面镜和固定激光笔的支架,组装为如图1所示实验装置,将该装置放在水平桌面上。打开激光笔后,绿光斜射在平面镜上的O点,红光垂直照射到O点。请回答下列问题:
(1)实验中AO表示 ,红色激光ON用于模拟 (均选填“入射光线”、“反射光线”或“法线”);
(2)实验时发现在空气中光的传播路径看不清楚,为了能较清晰的显示光路,可以在空气中 ;
(3)在左侧某一位置可观察到绿色激光AO挡住了红色激光ON及绿色光线OB,此现象说明 ;
(4)他用刻度尺测量了反射光线和入射光线上等高的两点A、B到法线的距离AC与BC。若发现AC BC(选填“>”、“=”或“<”),即可得到“反射角等于入射角”的结论,为了让实验结论更具有普遍性,接下来他应该进行的操作是 。
【答案】(1) 入射光线 法线 (2)喷一些水雾 (3)反射光线,入射光线和法线在同一平面内
(4) = 多次改变入射角,重复实验过程
【详解】(1)[1][2]实验中,绿色激光笔发出的光线AO表示入射光线,红色激光笔发出的光线ON与平面镜垂直射向平面镜上的O点,可以显示法线的位置。
(2)为了能较清晰的显示光路,可以在空气中 喷一些水雾;此时光线在水雾中发生漫反射,使光路更清晰。
(3)在左侧某一位置可观察到绿色激光AO挡住了红色激光ON及绿色光线OB,即只能观察到一条光线时,可根据光的传播路径来判断反射光线,入射光线和法线在同一平面内。
(4)[1][2]用刻度尺测量AC与BC,发现,利用全等三角形知识可得,,即反射角等于入射角;为了使结论具有普遍性,应该多次改变入射角,重复实验过程。
【链接中考】
1.(2025·四川遂宁·中考真题)唐诗宋词是我国优秀的文化瑰宝,从物理角度对下列诗句的解读正确的是( )
A.“谁家玉笛暗飞声”,诗人根据音色辨别出是笛声
B.“轻舟已过万重山”,以“山”作为参照物,“舟”是静止的
C.“楼台倒影入池塘”,“倒影”是光折射形成的实像
D.“月落乌啼霜满天”,霜的形成是凝固现象
【答案】A
【详解】A.不同发声体的音色不同,诗人根据音色辨别出是笛声,故A正确;
B.以 “山” 为参照物,“舟” 相对于山的位置发生变化,“舟” 是运动的,故B错误;
C.“倒影” 是光的反射形成的虚像,不是折射形成的实像,故C错误;
D.霜是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的,故D错误。
故选A。
2.(2025·湖南长沙·中考真题)傍晚时分,在水面平静的池塘边,小湘尝试用激光笔从A点去照亮池塘对面树上的一个果子(B点),发现可以用两种不同的方式实现。请在图中画出这两种方式的光路图(保留作图痕迹)。
【答案】
【详解】用激光笔从A点去照亮池塘对面树上的一个果子(B点),利用光的直线传播原理,连接AB两点,还可以利用光的反射原理,通过水面作出点B的对称点B′,连接AB′交水面于点O,连接AO、OB,AO为入射光线,OB为反射光线,如下图所示:
3.(2025·贵州·中考真题)如图所示,一束阳光经窗玻璃反射进入眼睛,请画出图中反射光线对应的入射光线。
【答案】
【详解】根据光的反射定律,反射角等于入射角,画出入射光线,故如图所示:
4.(2025·辽宁·中考真题)某小组探究在光的反射现象中反射角和入射角的关系。
(1)注意:为了避免伤害眼睛,使用激光笔时,禁止 。
(2)把一块平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板 地立在平面镜上,纸板上的直线垂直于镜面,使一束光贴着纸板沿某一角度射到点,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 的径迹,并标出入射角和反射角,如图所示。
(3)改变光束入射的角度,多做几次实验,换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。取下纸板,用 测量和的度数,将数据记录在下表中。
数据序号
1
2
3
4
5
...
30°
40°
50°
60°
70°
...
30°
40°
50°
60°
70°
...
分析表中数据,得出结论:在反射现象中,反射角 入射角。
【答案】(1)激光笔直射眼睛 (2) 竖直 反射光 (3) 量角器 等于
【详解】(1)激光是一种高能量的光,为了避免伤害眼睛,使用激光笔时,禁止激光笔直射眼睛。
(2)[1][2]法线在纸板上,当把纸板竖直地立在平面镜上,法线与镜面垂直,入射光线、法线、反射光线在同一平面内,如果纸板与平面镜不垂直,则镜面的法线不在纸板上,入射光沿纸板照射后,反射光线不在纸板上,则我们在纸板上看不到反射光线。在纸板上用笔描出入射光和反射光的路径,以便后续测量角度关系。
(3)[1]通过量角器精确测量入射角和反射角的度数,获取实验数据。
[2]由表中数据可知,每组数据的反射角和入射角相等,可以得到在反射现象中,反射角等于入射角。
5.(2025·黑龙江·中考真题)如图所示,小张同学在进行“探究光反射时的规律”的实验时,他把一个平面镜放在水平桌面上,再把一张带有量角器的纸板竖直立在平面镜上。
(1)他应选择 (填“光滑”或“粗糙”)的纸板,因为光在纸板上发生 反射,可以在不同方向都能看到光的径迹;
(2)如图,小张同学用一束光a贴着纸板E射向O点,经平面镜反射,在另一侧纸板F上出现反射光a′。改变光束入射的角度,多做几次实验。由图可以得出,反射角 (填“大于”“小于”或“等于”)入射角。根据这个分析可知,如果一束光从d点射向O点,反射角的大小是 ;
(3)他用一束光逆着b′的方向射向O点,在纸板E上出现的反射光逆着b的方向射出。由这个现象可以初步得出的结论是: 。要得出普遍规律,接下来应该进行的具体操作是: 。
【答案】(1) 粗糙 漫 (2) 等于 30°
(3) 反射现象中,光路是可逆的 用一束光逆着a′或c′的方向射向O点,观察反射光
【详解】(1)[1][2]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;在不同方向都能看到光的传播路径,是由于光在纸板上发生了漫反射的缘故。
(2)[1][2]改变光束入射的角度,多做几次实验。由图可以得出,反射光线和入射光线关于法线对称,所以反射角等于入射角;如果一束光从d点射向O点,入射角为
则反射角也为。
(3)[1][2]用一束光逆着b′的方向射向O点,在纸板E上出现的反射光逆着b的方向射出,传播路径与之前完全相反,说明在反射现象中,光路是可逆的;要得出普遍规律,接下来应该进行的具体操作是用一束光逆着a′或c′的方向射向O点,观察反射光。
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