内容正文:
4.2光的反射
一、单选题
1.2025年2月1日,出现月亮遮掩土星的罕见天象,月亮遮掩土星发生的原理与日食相似。如图中的光现象与“月掩土星”原理不相同的是( )
A.竹影登墙 B.日晷计时
C.水面波光 D.手影游戏
2.古诗词不仅意境优美,还蕴含丰富的物理知识,如“群峰倒影山浮水,无山无水不入神”描绘了光学现象。下面诗句中,与“群峰倒影山浮水”原理不同的是( )
A.掬水月在手,弄花香满衣 B.举杯邀明月,对影成三人
C.床前明月光,疑是地上霜 D.野旷天低树,江清月近人
3.宋代文学家范仲淹在脍炙人口的不朽名篇《岳阳楼记》中写道“皓月千里,浮光跃金,静影沉璧”,句中( )
A.“皓月”是人造光源 B.“皓月”是自然光源
C.“静影沉璧”是反射形成的虚像 D.“静影沉璧”是光沿直线传播形成的影子
4.如图所示,入射光线与平面镜成40°角,下列说法正确的是( )
A.入射角大小为40°
B.反射角大小为50°
C.入射角增大10°,反射光线与入射光线的夹角也增大10°
D.入射光线逆时针转动,反射角减小
5.雨后天晴的夜晚,为了不踩到地上的积水,下列判断中正确的是( )
A.迎着月光走,地上暗处是水,背着月光走,发亮处是水
B.迎着月光走,地上发亮处是水,背着月光走,地上暗处是水
C.迎着月光或背着月光走,都应是地上发亮处是水
D.迎着月光或背着月光走,都应是地上暗处是水
6.夜里,刚下过雨的路面十分潮湿,小元出门时拿着手电筒照亮前方路面。以下说法正确的是( )
A.手电筒在水坑水面反射的光大多进入小元的眼睛,小元感觉水坑很亮
B.为了不踩进水坑,小元应当踩较亮处不踩较暗处
C.手电筒发出的光在水坑水面上主要发生漫反射
D.手电筒发出的光在水泥路面上主要发生镜面反射
7.如图所示,是平行光照射到不同物体表面时发生反射的情况。下列说法正确的是( )
A.甲、乙所示现象均为镜面反射
B.甲、乙所示现象均遵循光的反射定律
C.看书时,书面发生的反射为甲图所示的反射
D.甲图反射光路具有可逆性,乙图反射光路不可逆
8.下列关于光现象描述正确的是( )
A.日食、月食的形成原因是光的反射
B.漫反射不遵循光的反射定律
C.玻璃墙产生的光污染是镜面反射
D.入射光线远离法线时,反射光线靠近法线
二、多选题
9.如图所示,关于光的反射,下列说法中正确的是( )
A.甲图中,强烈的阳光照在玻璃幕墙上形成光污染,是由于发生了镜面反射
B.乙图中,阳光照在黑板上使得一部分同学看不清黑板上的字,是由于发生了漫反射
C.丙图中,自行车尾灯利用了光路的可逆性将汽车大灯的光反射回到汽车所在方向
D.丁图中,光线垂直入射到平面镜上,反射光线将与入射光线重合,反射角等于0°
三、填空题
10.我们能看见地面上自身不发光的书本,原因是在物体的表面发生了 现象。我们能从不同角度都看见这本书,说明在这本书的表面发生了 。
11.如图是一网友拍到的情景,一只白鹭在水里悠闲地漫步,同时在水中又呈现出一黑一白两只“白鹭”,其中黑色的“白鹭”是由于 而形成的,另一只白色的“白鹭”是由于 而形成的。
12.当入射光线与镜面夹角由30°增大到35°时,则反射角 (选填“增大”或“减小”),反射光线与入射光线的夹角改变了 度,当反射光线与镜面成60°角时,则入射角为 度。
13.在生活中物理知识无处不在,如下图所示,光沿直线进入光纤,在玻璃纤维与玻璃层的界面上多次,从A端到达B端。若减小A端入射光线的入射角,B端反射光线的反射角将 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
14.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保持成45°射向液面,反射光斑出现在标尺上。当液面上升2cm,光斑向左侧移动 cm。
15.入射光线跟法线的夹角是50°,则反射光线与入射光线的夹角是 ;若入射角增大10°,则反射光线与入射光线夹角增大 。
16.如图所示,太阳光与水平地面成60°角,用一平面镜把斜射的太阳光变为竖直的光照射竖直的矿井底,平面镜镜面与入射光线的夹角为 。
17.如图所示,有一束光垂直于平面镜入射,则反射角是 光的传播方向改变的度数是 度,若要让反射光线恰好沿水平向右射出,可以将平面镜 (选填“顺时针”、“逆时针”、“顺时针或逆时针”)转动 度。
四、作图题
18.如图所示,一束光斜射入水中,入射光线与水面成角,请画出反射光线并标出入射角。
19.如图所示,请画出反射光线对应的入射光线,并标出入射角的度数。
20.根据如图中给出的入射光线AO及法线画出其反射光线。
21.如图甲是甘肃敦煌的熔盐塔式光热电站,它使用了超过万面定日镜。当太阳位置发生变化时,自动控制系统可以调整光热电站定日镜的角度,将太阳光准确地反射到吸热塔的顶端,从而达到聚热的效果。请在图乙中画出一条太阳光线经过定日镜正常工作后的反射光线(点为吸热塔的顶端)。
五、实验题
22.为了探究光反射时的规律,小丽把一个平面镜放在水平桌面上,再把一张可以绕ON翻折的纸板ABCD竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON垂直于镜面。她将一束光贴着纸板沿EO方向射向O点,在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。
(1)实验中,纸板ABCD“是利用光的 (选填“镜面反射”或“漫反射”)来呈现光的传播路径的。
(2)图甲中,反射角的大小为 。
(3)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,将纸板与人射光束一起以为轴旋转
C.如图丁所示,将纸板与人射光束一起以为轴向后倾倒
(4)为了得出普遍规律,可让一束光贴着纸板沿多个角度射到点,在纸板上记录每次的光路。记录时,为了区分每次的光路,可采用的方法是 。
23.在“探究光反射的规律”时,小李进行了如图甲所示的实验。
(1)如图甲所示,平面镜放在水平桌面,将白色硬纸板垂直放置在平面镜上,实验中白色纸板的作用是 。在探究反射角和入射角的大小关系时的操作是 ,然后得出结论,多次实验的目的是 。
(2)如图乙,将右边纸板绕ON向后折,在NOF面上看不到反射光线,此时,反射光 (填“存在”或“不存在”)。
(3)为了进一步确定此时反射光线的位置,小李将纸板沿PQ剪开,将纸板的上半部分向后折,如图丙所示,发现在纸板右侧的 (上部/下部)会看到反射光线,由此说明 。
(4)若将纸板整体向后倾斜(如图丁),此时,反射光线_______(选填字母序号)。
A.被纸板挡住;
B.仍在纸板上呈现;
C.在纸板前方。
(5)实验探究过程中对于法线的理解,下列说法正确的是______。
A.法线是真实存在的一条光线;
B.法线可以帮助我们判断并测出入射角和反射角;
C.法线有助于确定反射光线、入射光线在同一个平面。
24.用图甲的实验装置探究光的反射定律:平面镜放在水平桌面上,E、F是两块粘接起来的硬纸板,F板可绕法线ON转动;
实验次数
入射角∠i
反射角∠r
1
30°
30°
2
45°
45°
3
60°
60°
(1)实验时,硬纸板E、F应与平面镜相互 。让一束光沿纸板E投射到O点,经平面镜反射后射出,在纸板E、F上用笔描出入射光线AO和反射光线OB的径迹,用量角器测量∠i和∠r。改变入射角度,多次重复实验,实验数据记录在表格中;
(2)分析表中数据可知,反射角与入射角大小 ,若将入射光线AO绕O点沿顺时针方向转动,可观察到反射光线OB绕O点沿 方向转动;
(3)如图乙,将硬纸板F沿PQ剪开,并把F的上半部分向后折转,发现F的上半部分看不到反射光线。这表明:光反射时,反射光线、入射光线和法线在 ;
(4)实验中,小华看到自己在平面镜中的像,该像是 、等大的虚像。
25.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 。
试卷第1页,共3页
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《4.2光的反射》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
C
C
C
B
B
B
B
C
AD
1.C
【详解】月亮遮掩土星的原理与日食相似,是光的直线传播形成的。
A.竹影是光的直线传播形成的,故A不符合题意;
B.日晷是利用光的直线传播工作的,故B不符合题意;
C.水面波光是光在水面发生反射形成的,故C符合题意;
D.手影是光的直线传播形成的,故D不符合题意。
故选C。
2.C
【详解】“群峰倒影山浮水”, 群峰的倒影是由于光在水面发生反射,形成山的虚像。
A.“掬水月在手,弄花香满衣”,掬水月在手,是由于月亮反射的光在水面发生反射,形成月亮的虚像,故A不符合题意;
B.“举杯邀明月,对影成三人”,明月和诗人以及诗人的影子恰恰合成三人,诗人在酒中的倒影是由于光在水面发生反射,形成诗人的虚像,故B不符合题意;
C.“床前明月光,疑是地上”,月光在均匀、透明的介质中传播,是光的直线传播现象,故C符合题意;
D.“野旷天低树,江清月近人”,明月倒映在水中更与人相近,月亮反射的光在水面发生反射,形成月亮的虚像,故D不符合题意。
故选C。
3.C
【详解】AB.光源是指自身能够发光的物体,分为自然光源和人造光源。月亮本身不能发光,不是光源。我们看到的月光是月亮反射的太阳光。故AB不符合题意;
C.“静影沉璧” 描述的是:平静的水面上,月亮的倒影像一块沉入水中的玉璧。倒影的形成:是月亮发出的光(实际是反射的太阳光)照射到平静的水面,发生光的反射,水面相当于平面镜,形成的月亮的虚像,故C符合题意;
D.影子是光沿直线传播时在不透明物体背光一侧形成的暗区域,,,因此“静影沉璧”不是由光沿直线传播形成的,故D不符合题意。
故选C。
4.B
【详解】A.入射角是入射光线与法线的夹角,因为入射光线与平面镜成40°角,所以入射光线与法线的夹角为
即入射角为50°,故A错误;
B.在光的反射现象中,反射角等于入射角,所以反射角大小为50°,故B正确;
C.入射角增大10°,反射角等于入射角也增大10°,反射光线与入射光线的夹角也增大20°,故C错误;
D.入射光线逆时针转动,由图可知入射光线与法线的夹角变大,即入射角增大,反射角等于入射角也随之增大,故D错误。
故选B。
5.B
【详解】当人迎着月光时,月光(平行光)照射到地面和积水:
积水处:水面光滑,发生镜面反射,根据光的反射定律可知,反射光会正对人眼射出(因为人迎着月光,反射光方向与人眼视线一致),大量反射光进入眼睛,所以人看到积水处是发亮的。
干燥地面:地面粗糙,发生漫反射,反射光向各个方向散射,只有极少部分反射光能进入人眼,所以干燥地面看起来是较暗的。
当人背着月光时,月光(平行光)仍先照射到地面和积水,但方向与人眼视线相反:
积水处:水面光滑,发生镜面反射,反射光会沿“远离人眼”的方向射出(因为人背着月光,反射光无法进入人眼),没有反射光进入眼睛,所以积水处看起来是暗的。
干燥地面:地面粗糙,发生漫反射,虽然月光从后方照射,但漫反射的光会向各个方向散射,仍有少量反射光能进入人眼,所以干燥地面看起来比积水处更亮。
故ACD错误,B正确。
故选B。
6.B
【详解】A.如图所示,手电筒在水坑水面反射的光大多没有进入小元的眼睛,小元感觉水坑很暗,故A错误;
B.由A中分析可知,水坑很暗,所以为了不踩进水坑,小元不能踩较暗处,应当踩较亮处,故B正确;
C.水坑水面平整,主要发生的是镜面反射,故C错误;
D.水泥路面凹凸不平,主要发生的是漫反射,故D错误。
故选B。
7.B
【详解】A.甲图中平行光照射到光滑表面,反射光线仍然平行,是镜面反射;乙图中平行光照射到粗糙表面,反射光线射向不同方向,是漫反射,故A错误;
B.无论是镜面反射还是漫反射,都遵循光的反射定律,所以甲、乙所示现象均遵循光的反射定律,故B正确;
C.书面是粗糙的,看书时,书面发生的反射是漫反射,应为乙图所示的反射,而甲图是镜面反射,故C错误;
D.在光的反射现象中,光路都是可逆的,与是镜面反射还是漫反射无关,所以甲图和乙图的反射光路都具有可逆性,故D错误。
故选B。
8.C
【详解】A.日食和月食是由光的直线传播形成的,故A错误;
B.镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律,漫反射的所有光线都遵循光的反射定律,故B错误;
C.玻璃墙产生的光污染是镜面反射,故C正确;
D.入射光线远离法线时,入射角增大,由反射角等于入射角可知,反射角也增大,则反射光线会远离法线,故D错误。
故选C。
9.AD
【详解】AB.玻璃幕墙形成的光污染和特定角度的同学看不清黑板的字原因一样,都是由于光在反射面发生了镜面反射导致光被反射向特定的方向所致,故A正确,B错误;
C.自行车尾灯之所以能将光反射回来,是尾灯里有很多组成直角的反射面,光以任何角度射向尾灯,经过直角反射面的两次反射后总能与原光线平行返回,其原理不是光路的可逆性,故C错误;
D.光线垂直入射到平面镜上,反射光线将与入射光线以及法线重合,反射角等于0°,故D正确。
故选AD。
10. 光的反射 漫反射
【详解】[1][2]我们能看见地面上自身不发光的书本,原因是发光体发出的光照射到物体表面,在物体的表面发生了光的反射现象,物体反射的光进入人眼。我们能从不同角度都看见这本书,反射的光是向四面八方的,书表面是粗糙的,说明在这本书的表面发生了光的漫反射。
11. 光的直线传播 光的反射
【详解】[1][2]黑色的“白鹭”是白鹭的影子,是光沿直线传播形成的,另一只白色的“白鹭”是白鹭通过水面所成的像,属于平面镜成像,是光的反射形成的。
12. 减小 10 30
【详解】[1]入射光线与镜面的夹角和入射角互余,当入射光线与镜面夹角由30°增大到35°时,入射角由60°减小到55°,根据光的反射定律,反射角等于入射角,所以反射角也减小。
[2]根据光的反射定律可知,反射角等于入射角,则反射光线与入射光线的夹角为入射角的2倍,原来反射光线与入射光线的夹角为2×60°=120°
后来反射光线与入射光线的夹角为2×55°=110°
所以反射光线与入射光线的夹角改变了120°-110°=10°
[3]当反射光线与镜面成60°角时,反射角为90°-60°=30°
因为反射角等于入射角,所以入射角为30°。
13. 反射 减小
【详解】[1]光在光纤中传播时,在玻璃纤维与玻璃层的界面上多次改变传播方向,这种光在两种介质的界面上改变传播方向又返回原来介质中的现象是光的反射,所以光沿直线进入光纤,在玻璃纤维与玻璃层的界面上多次反射,从A端到达B端。
[2]根据光的反射定律,反射角等于入射角。当减小A端入射光线的入射角时,经过在光纤中多次反射后到达B端的光线,其入射角也会减小,因为反射角始终等于入射角,所以B端反射光线的反射角将减小。
14.4
【详解】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,在光的反射中,反射角等于入射角,即
液面上升2cm时,假设光点将向左移到A的位置,根据几何知识可知和是全等三角形,则
当液面上升2cm(即),光点移动的距离
15. 100° 20°
【详解】[1]入射光线跟法线的夹角是50°,入射角为50°,反射角等于入射角,则反射光线与入射光线的夹角是
[2]若入射角增大10°,反射角也增大10°,则反射光线与入射光线夹角增大
16.
【详解】因太阳光(入射光线)与水平面成,而反射光线是竖直向下的,所以入射光线与反射光线的夹角为,则入射角、反射角均为; 所以平面镜与入射光线的夹角为。
17. 0° 180 顺时针 45
【详解】[1][2]一束光线垂直于平面镜入射并反射,反射光线、法线、入射光线重合,反射光线与法线的夹角为0,则反射角为0°,平面镜使光的传播方向改变了180度。
[3][4]使反射光线沿水平向右射出,此时反射光线与入射光线的夹角变为90°,90°角的平分线垂直镜面,即入射角为45°时,反射光线沿水平向右射出,故应将平面镜顺时针转动90°-45°=45°。
18.
【详解】先过入射点垂直水面作出法线,再在法线的左侧画出反射光线,注意反射角等于入射角,光与水面成60°角,则入射角为30°,反射角也等于30°,如图所示:
19.
【详解】过入射点用虚线作反射面的垂线,即为法线,标出垂直符号,反射光线和法线间的夹角为反射角,则反射角大小为
根据反射光线、入射光线分别位于法线两侧,反射角等于入射角,所以以法线为底边,在法线左侧作角,这个角就是入射角,做出的这条线就是入射光线,标出光的传播方向、角的大小。如图所示:
20.
【详解】过入射点O作出法线,根据反射角等于入射角,在同一平面内法线的另一侧画出反射光线OB,如图所示:
21.
【详解】入射光线与定日镜的交点O为入射点,用带箭头的实线连接OA为反射光线。如图所示:
22.(1)漫反射
(2)50°
(3)B
(4)换用不同颜色的笔记录每次光的路径
【详解】(1)漫反射是指光线投射在粗糙表面上,向四面八方反射的现象。实验中,纸板 ABCD 表面相对粗糙,当光照射到纸板上时,发生漫反射,使得我们能从不同方向看到光的传播路径。而镜面反射是指若反射面比较光滑,当平行入射的光线射到这个反射面时,仍会平行地向一个方向反射出去,在其他方向无法看到反射光线,所以该实验利用的不是镜面反射。
(2)反射角是反射光线与法线的夹角,由图甲可知,反射角为50°。
(3)A.根据光的反射定律,反射光线、入射光线和法线在同一平面内。将纸板的右半部分向后翻折,纸板的左、右部分不在同一平面,故右半部分没有反射光线,故A不符合题意;
B.将纸板与入射光束一起以ON为轴旋转,纸板的左、右半部分在同一平面,反射光线、入射光线和法线仍在同一平面内,故在纸板的右半部分能看到反射光线,故B符合题意;
C.将纸板与入射光束一起以CD为轴向后倾倒,ON不是法线,此时反射光线在纸板的前面,故纸板上没有反射光线,故C不符合题意。
故选B。
(4)用不同颜色的笔记录不同次的光路。这样可以清晰地区分每次实验所记录的光路,便于观察和分析光反射时的规律。例如,第一次用红色笔记录,第二次用蓝色笔记录,或者给第一条光路标上序号 1,第二条光路标上序号 2 等。
23.(1) 显示光的路径 多次改变入射角 使结论具有普遍性
(2)存在
(3) 下部 反射光线、入射光线和法线在同一平面
(4)C
(5)B
【详解】(1)[1]白色纸板的作用是:显示光的传播路径。因为光在空气中传播是看不到路径的,通过在白色纸板上发生漫反射,就能清晰地看到光的传播路径;
[2][3]在探究反射角和入射角的大小关系时的操作是:多次改变入射角的大小,测量对应的反射角大小 。通过改变入射角,测量出相应的反射角,比较它们的大小关系,从而得出普遍规律。
(2)光在反射时,反射光线、入射光线、法线在同一平面内,所以将纸板绕轴ON向后折,在NOF面上看不到反射光线,此时入射光线、法线、反射光线在同一平面内,反射光线仍然存在。
(3)[1][2]为了进一步确定此时反射光线的位置,小李将纸板沿 PQ 剪开,将纸板的上半部分向后折,如图丙所示,发现在纸板右侧的下部会看到反射光线。因为反射光线、入射光线和法线在同一平面内,纸板上半部分向后折后,反射光线所在平面不变,所以会在下部看到反射光线。 由此说明:反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(4)纸板整体向后倾斜,此时反射线所在的平面与镜面依然垂直,且反射光线、入射光线和法线在同一平面,反射光线在纸板平面的前方,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(5)法线不是真实存在的一条光线,它是人们为了研究光的反射规律而引入的一条假想的辅助线,通常用虚线表示,有助于帮助我们判断并测出入射角和反射角,故AC错误,B正确。
故选B。
24.(1)垂直
(2) 相等 逆时针
(3)同一平面内
(4)正立
【详解】(1)反射光线、入射光线、法线在同一平面内,要使入射光和其反射光的径迹同时在纸板上出现,纸板E、F应与平面镜相互垂直。
(2)[1]根据实验操作及数据,每一次实验,反射角与入射角的大小都相等,可得出的实验结论是:在光的反射现象中,反射角等于入射角。
[2]移动激光笔,使入射光线绕入射点O沿顺时针方向转动,则入射角减小,反射角也减小,则反射光线会靠近法线,即反射光线会逆时针转动。
(3)如图乙所示,将纸板F沿PQ剪开,把纸板F的上半部分向后折转。实验时,在纸板F上半部分不能观察到反射光线上半部分,纸板F上半部分不在原来的平面内,纸板F下半部分仍然在原来的平面内,可以看到反射光线,这现象说明了光在反射时,反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(4)平面镜所成的像是正立、等大的虚像,所以小华看到自己在平面镜中的像是正立、等大的虚像。
25.(1)显示光路
(2)法线
(3)在同一平面内
(4)漫反射
【详解】(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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