内容正文:
第2节 光的反射定律
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 光的反射现象及作图 1
题型2 探究光的反射定律 5
题型3 镜面反射与漫反射 10
题型4 光的反射的应用与影响 12
【能力培优练】 16
【链接中考】 27
【重难题型讲解】
题型1 光的反射现象
1. 现象探究:光的反射现象
图1 图2
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。
光反射时,光束的路径可用图2 所示的作图方法来表示。
AO:入射光线
OB:反射光线
ON:法线(从入射点O引出的一条垂直于平面镜的直线)
α:入射角(入射光线与法线的夹角)
β:反射角(反射光线与法线的夹角)
一般来说,物体的表面都能反射光,我们能看见不发光的物体,就是由于物体能反射光。
2.光的反射的作图O
图例
类型
作图步骤
已知入射光线,画出反射光线
1.先在反射面上标出入射点O;
2.过入射点画出反射面的垂线ON,即法线;
3.根据光的反射定律,反射角等于入射角画出反射光线。如图:
O
N
已知反射光线,画出入射光线
1.先在反射面上标出入射点O;
2.过入射点画出反射面的垂线ON,即法线;
3.根据光的反射定律,反射角等于入射角画出入射光线。如图:
O
N
已知入射光线和反射光线,画出反射面
1.先作出入射光线和反射光线的夹角的角平分线ON,即法线;
2.过O点画出法线的垂线,即反射面,在反射面背面画上小短线。如图:
N
O
【典例1-1】下列光现象中,由于光的反射形成的是( )
A.日晷计时 B.小孔成像
C.立竿见影 D.能看见本身不发光的物体
【答案】D
【解析】A.日晷利用晷针形成影子的长度和转过的角度来计时,影子的形成是光的直线传播,故A不符合题意;
B.小孔成像是光线通过小孔后形成的倒立的实像,是由光的直线传播形成的,故B不符合题意;
C.立竿见影是由于竿挡住了射向地面的太阳光,属于光的直线传播现象,故C不符合题意;
D.看到不发光的物体是由于物体反射的光线进入了人的眼睛,属于光的反射现象,故D符合题意。
故选D。
【典例1-2】如图所示,AO为入射光线,根据光的反射规律在图中画出反射光线。
【答案】
【解析】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,反射光线、入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,据此作出反射光线,如图所示:
跟踪训练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
【答案】C
【解析】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。
跟踪训练2 如图所示,请画出入射光线。
【答案】
【解析】经过入射点作出法线,再根据反射角与入射角相等,在法线右侧作出入射光线。如图所示:
跟踪训练3 如图根据给出的入射光线和反射光线,画出平面镜位置。
【答案】
【解析】确定入射光线和反射光线,入射光线和反射光线的交点为入射点O。找到入射光线和反射光线的夹角,根据光的反射定律,反射角等于入射角,作入射光线和反射光线夹角的角平分线,这条角平分线就是法线,法线用虚线作图。因为法线与平面镜垂直,所以过法线与入射光线的交点(入射点O),作一条垂直于法线的直线,这条直线就是平面镜的位置,标注垂足,入射点O,在平面镜的背面画上短斜线。如图所示:
题型2 探究光的反射定律
实验器材:平面镜、量角器、光屏、激光笔
实验过程:(1)让激光笔的入射光沿着光屏左侧的E板射到镜面的O点。
(2)转动光屏右侧的F板,找到反射光。
(3)观察并测量入射角和反射角,并记录在表格中。
表格
入射角α
反射角β
1. 光屏的作用:
显示光路,探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面。
2. 如何证明反射光线、入射光线和法线在同一平面内:
将纸板F以ON为轴向后旋转,发现纸板F上无反射光线,由此证明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
3. 改变入射角大小进行多次实验:
多次实验的目的是为了得出光的反射定律的普遍规律。
4. 光路可逆:
使入射光逆着原反射光的方向射到平面镜上,此时的反射光恰好能逆着原入射光方向射出,说明在反射现象中,光路是可逆的。
【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、入射光线分居法线两侧;反射角等于入射角。
在反射现象中,光路可逆。
★特别提醒
光的反射定律:三线共面、两线分居、两角相等、光路可逆
【典例2-1】小聪在探究“光的反射定律”时,把一块平面镜放在水平桌面上,把一张纸板竖直立在平面镜上,使一束光贴着纸板射到O点:
实验次数
入射角
反射角
1
30°
30°
2
40°
40°
3
60°
60°
(1)实验中选用纸板的目的是 ;
(2)改变光束入射的角度,进行多次实验,将数据记录在表格中,分析数据可得:反射角 入射角;
(3)让光沿着BO入射,观察到反射光线沿OA射出,说明在光的反射现象中,光路是 的;
(4)如图乙所示,把纸板NOF向后翻折,此时纸板上 (选填“能”或“不能”)看到反射光线,反射光线与入射光线 (选填“在”或“不在”)同一平面内。
【答案】(1)显示光路
(2)等于
(3)可逆
(4)不能 在
【解析】(1)实验时,使光线紧贴粗糙的纸板,光线在纸板发生漫反射,各个方向都能观察到光的传播路径,实验中选用纸板的目的是显示光路。
(2)由表中数据可知,反射角等于入射角,入射角增大反射角也增大,可得结论:在反射现象中,反射角等于入射角。
(3)实验时,让光逆着反射光线OB的方向沿着BO入射,反射光线逆着原来入射光线AO的方向沿OA射出,说明在光的反射现象中,光路是可逆的。
(4)如图乙所示,把纸板NOF向后翻折,两块纸板不在同一平面内,此时反射光线仍在原来纸板NOE所在的平面内,纸板NOF上不能看到反射光线,此实验证明:反射光线与入射光线在同一平面内。
【典例2-2】一束光AO射向平面镜,光线AO与镜面的夹角如图所示,则反射角的大小为 ,若将入射光线逆时针旋转10°,则此时入射光线与反射光线夹角为 ,若入射光线沿法线垂直射向镜面,则反射角的大小为 。
【答案】65° 110° 0°
【解析】如图,入射光线与镜面的夹角为25°,则入射角为90°-25°=65°
反射角的大小等于入射角大小,所以,反射角为65°。
若将入射光线逆时针旋转10°,则入射角为65°-10°=55°
反射角的大小等于入射角大小,反射角也为55°,则此时入射光线与反射光线夹角为55°+55°=110°
若入射光线沿法线垂直射向镜面,则入射角为0°,反射角的大小等于入射角大小,为0°。
跟踪训练1 翰林同学为了“探究光反射时的规律”,选用了平面镜、纸板、激光器、量角器和几种不同颜色的笔,依据教材设计了如图所示的实验。
次数
∠i
∠r
1
70°
70°
2
45°
45°
3
30°
30°
(1)实验前,应将纸板 放置于平面镜上;
(2)如图乙所示,此时在NOF面上 (填“能”或“不能”)看到反射光,这说明反射光线、入射光线 ;
(3)改变光束入射的角度,多做几次,换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。取下纸板,将数据记录在表中,根据数据得出的结论是 ;
(4)在图甲中如果将一束光贴着纸板沿FO方向射到O点,则反射光会沿图中的OE方向射出,这说明在反射现象中, 。
【答案】(1)垂直
(2)不能 在同一平面内
(3)光的反射现象中,反射角等于入射角
(4)光路是可逆的
【解析】(1)实验前,应将纸板垂直放置于平面镜上,这样才能保证法线在纸板平面内,使反射光线、入射光线和法线在同一平面内,便于观察和测量。
(2)如图乙所示,让入射光沿EO方向射向镜面,若将纸板NOF沿ON向后折,此时两块纸板不在同一平面内,在NOF面上不能看到反射光,说明反射光线和入射光线在同一平面内。
(3)改变光束入射的角度,多做几次,记录每次光的径迹并测量角度。根据表中数据可知,每一组数据中,反射角和入射角的大小都相等,根据数据得出的结论是,光的反射现象中,反射角等于入射角。
(4)在图甲中,如果将一束光贴着纸板沿FO方向射到O点,则反射光会沿图中的OE方向射出,即反射光逆着原来入射光的方向射出,说明在光的反射现象中,光路是可逆的。
跟踪训练2 如图所示,一束光线垂直照射到平面镜上,反射角是 度;若入射角增大10°,则反射光线与入射光线之间的夹角增大了 度;为了使人眼能看到反射光线,若入射光线和入射点不变,可将平面镜逆时针旋转 度。
【答案】0 20 30
【解析】当光线与平面镜成90°射向镜面时,入射光线与法线的夹角是0°,所以反射角等于入射角等于0°。
若入射角增大10°,则反射光线与法线的夹角也变为增大10°,因此反射光线与入射光线之间的夹角增大了20°。
若入射光线不动,反射光线进入人的眼睛,反射光线与入射光线的夹角为60°,则入射光线与法线的夹角即入射角为30°,所以反射角也为30°,反射光线与平面镜的夹角为60°,则此时镜面绕入射点逆时针转过30°。
跟踪训练3 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”)。
【答案】反射 减小
【解析】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。
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。
题型3 镜面反射与漫反射
图示
类型
说明
镜面反射
平滑表面能将平行的入射光都沿某一相同方向反射出去,其反射光也是平行的,这就是镜面反射。
漫反射
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。
发生漫反射时,由于反射光分散,进入眼睛的光变弱了,人看物体时就不觉得耀眼。我们从各个方向都能看到物体,也是由于这一物体表面对光发生漫反射的缘故。
【典例3-1】雨后初晴的夜晚,地上有积水,当我们迎着月光走时,为了不踩到地上的积水,应该走 (选填“亮处”或“暗处”),这是因为光在地上积水处发生了 反射。
【答案】暗处 镜面
【解析】当我们迎着月光走时,月亮反射的光会在水面上发生镜面反射,在地面发生漫反射。由于我们迎着月亮,所以经过镜面反射后的光(强光)进入人眼,而经过地面漫反射后的光却有部分光(弱光)会进入人眼,相比之下所见镜面(水面)更亮。因此积水处是亮处,地面是暗处,为了不踩到积水,应该走暗处。
【典例3-2】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
【答案】B
【解析】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。
跟踪训练1 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 。
【答案】光的反射 漫反射
【解析】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。
跟踪训练2 关于光现象,下列说法正确的是( )
A.晴朗的夜晚能看见月亮,它是光源
B.光的传播不需要介质,光在空气中传播速度约为3.0×108km/s
C.漫反射的光线杂乱无章,不遵循光的反射定律
D.光线的引入用到了理想模型法,它表示光的传播路径和方向
【答案】D
【解析】A.月亮本身不发光,晴朗的夜晚能看见月亮,是月亮反射的太阳光,因此月亮不是光源,故A错误;
B.光能在真空中传播,光的传播不需要介质,光在真空中的传播速度约为 3.0 × 108 m/s,在空气中的速度略小于此值,故B错误;
C.漫反射的每条光线仍遵循反射定律,只是反射面不平导致光线分散,故C错误;
D.用带箭头的直线表示光的传播情况,即用光线表示光的传播情况,用到了理想模型法,其中箭头表示光的传播方向,直线表示光的传播径迹,故D正确。
故选D。
跟踪训练3 教室黑板用久后有一部分变得光滑。当如图所示太阳光从右侧窗户射入时,下列说法正确的是( )
A.太阳光照射到光滑处将发生漫反射
B.最有可能因反光而看不清光滑处字的是位置A
C.最有可能因反光而看不清光滑处字的是位置C
D.太阳光照在黑板上发生反射时不遵循光的反射定律
【答案】B
【解析】ABC.太阳光照射到光滑处将发生镜面反射,反射光线较为集中,会造成黑板发光。位置A位于镜面反射后的反射光线经过的地方,所以最有可能因反光而看不清光滑处字的是位置A,故AC错误,B正确;
D.无论是漫反射还是镜面反射均遵循光的反射定律,故D错误。
故选B。
题型4 光的反射的应用与影响
图例
类型
说明
红宝石激光器
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
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,估计植被覆盖率等。
光纤
光纤利用光的反射传输信息。
光污染
现代都市里许多大厦使用了玻璃幕墙,玻璃幕墙反射的强光,常会影响居民的生活,还会干扰正在驾驶汽车的司机的视线……这种城市中的光污
染,已越来越受到人们的重视。
【典例4-1】阳光照射强烈时,城市里建筑物的玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石等装饰反射光线,明晃白亮、眩眼夺目,这就是“光污染”。“光污染”是因为光线发生了 (选填“镜面反射”或“漫反射”)。
【答案】镜面反射
【解析】“光污染”是因为光线发生了镜面反射,反射光线非常集中。
【典例4-2】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°
【答案】AD
【解析】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。
跟踪训练1 如图所示,许多城市建筑采用玻璃幕墙,这在美化城市的同时却造成了光污染,造成光污染的主要原因是阳光在玻璃表面发生了 。我们能从不同角度看清黑板上的字,是因为光在黑板表面发生了 。无论哪种反射,它们都遵循 。
【答案】镜面反射 漫反射 光的反射定律
【解析】玻璃幕墙表面比较光滑,阳光在玻璃表面发生镜面反射,反射光线比较集中,从而造成光污染;
黑板表面比较粗糙,光在黑板表面发生漫反射,反射光线射向各个方向,所以我们能从不同角度看清黑板上的字;
无论是镜面反射还是漫反射,都遵循光的反射定律。
跟踪训练2 某校九年级的一名学生下晚自习后在骑自行车回家途中,迎面遇到一辆灯光非常刺眼的车辆。为了安全,他应该( )
A.迎着灯光继续行驶 B.闭眼缓慢行驶
C.停下车靠边避让 D.用手遮挡灯光行驶
【答案】C
【解析】A.因为灯光比较刺眼,迎着灯光继续行驶,会看不清前方道路,所以骑行时并不安全,故A不符合题意;
B.闭眼缓慢行驶,会看不到前方道路,所以骑行时并不安全,故B不符合题意;
C.停下车靠边避让,等车过去再骑车回家,比较安全,故C符合题意;
D.用手遮挡灯光行驶,会看不清前方道路,所以骑行时并不安全,故D不符合题意。
故选C。
跟踪训练3 阅读下列材料,回答问题。
光污染及危害
光污染是指因光辐射过量而对生活、生产环境以及人体健康产生的不良影响。
最常见的光污染是眩光。都市中的宾馆、饭店、写字楼等地方常用玻璃、铝合金材料装饰其外墙,这些材料能强烈地反射太阳光,使人宛如生活在镜子世界之中。另外
光污染的危害是:①导致人的视力下降,白内障发病率增高;②“人工白昼污染”会使人的生物规律受到破坏,致使精力不振;③现代舞厅中的“彩光”污染使人眼花缭乱;④如果人体长期受到紫外线的照射,还会诱发白血病等。
(1)以下常见的几种职业,不易受到光污染危害的是 ;
A.炼钢工人
B.纺织工人
C.出租车司机
D.电焊工人
(2)下列四个娱乐场所中,易受到光污染危害的是 ;
A.现代舞厅
B.电影院
C.剧场
D.音乐厅
(3)都市中的宾馆、饭馆、写字楼等地方常用玻璃、铝合金材料装饰其外墙造成的光污染。主要原因是由于 。
A.光的直线传播
B.光的漫反射
C.光的镜面反射
D.光的折射
【答案】B A C
【解析】(1)由题可知,夜晚迎面驶来的汽车的灯光、电焊或熔炉等发出的强光、专用仪器设备产生的红外线以及紫外线等均会造成严重光污染,因此炼钢工人、出租车司机、电焊工人这几个职业,容易受到光污染危害,所以不易受到光污染危害的是纺织工人,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
(2)现代舞厅中的“彩光”污染使人眼花缭乱,发生头昏、头疼、精神紧张等症状,因此娱乐场所中,易受到光污染危害的是现代舞厅,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(3)当日光和人工光照射到玻璃或者表面比较光滑的物体上时,由于发生镜面反射而产生的眩光,造成光污染,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
【能力培优练】
1.光,给人类带来光明。下列生活中的现象,属于光的反射的是( )
A.手影游戏
B.小孔成像
C.水中的倒影
D.雨后彩虹
【答案】C
【解析】A.手影游戏是光在沿直线传播过程中,被手遮挡形成影子,是光的直线传播形成的,故A不符合题意;
B.小孔成像是光在沿直线传播过程中,通过小孔在光屏上成倒立的像,是光的直线传播形成的,故B不符合题意;
C.水中的倒影属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故C符合题意;
D.雨后彩虹是光的色散,是光的折射形成,故D不符合题意。
故选C。
2.物理课本内页的纸张比较粗糙,这是为了使同学更容易看清课本上的字.从光学的角度,其原因解释正确的是( )
A.内页纸是光源,发出的光进入同学的眼睛
B.同学能看清字,是因为同学眼睛发出的光射向内页纸
C.光可以在内页纸上发生漫反射,使反射光从不同角度进入同学的眼睛
D.光可以在内页纸上发生镜面反射,只有一条较亮的光线进入同学的眼睛
【答案】C
【解析】A.内页纸本身不能发光,不是光源,内页纸能反射光线,反射光进入同学的眼睛,故A错误;
B.同学的眼睛不是光源,不能发出光,同学能看清字,是因为内纸页反射的光线进入同学的眼睛,故B错误;
CD.物理课本内页的纸张比较粗糙,光可以在内页纸上发生漫反射,使反射光从不同角度进入同学的眼睛,故C正确,D错误。
故选C。
3.科学探究中常需要将不易观察的现象进行“可视化”实验设计,小明将一个小镜片贴在音叉的一端,然后让一束激光照射在镜片上,镜片将激光反射到一个屏上,如图所示。敲击音叉,观察到屏上的光点变成了一条亮线,这说明发声的音叉在 ;若要亮线变长些,则需将光屏 (选填“远离”或“靠近”)音叉。
【答案】振动 远离
【解析】敲击音叉后,屏上的光点变成一条亮线,这是因为音叉在发声时处于振动状态,小镜片随着音叉一起振动,从而使反射光线的方向不断变化,所以说明发声的音叉在振动。
根据光的反射定律,在入射角不变的情况下,反射光线的方向不变。当将光屏远离音叉时,音叉振动相同幅度,反射光线在更远的光屏上移动的距离会更长,亮线也就会变长。所以若要亮线变长些,则需将光屏远离音叉。
4.为了“探究光的反射定律”,小李同学选用了平面镜、粗糙的白色纸板、激光器和几种不同颜色的笔,设计了如图所示的实验。
(1)实验中还需要的测量器材是 ;
(2)实验中为了使光路能在纸板上显示出来,选用了粗糙的白色纸板,目的是利用光的 (选填“镜面反射”或“漫反射”),同时你还应该采取的操作是 选填“A”、“B”或“C”);
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
(3)改变光束入射的角度多做几次,测量ON两侧的∠i和∠r,将数据记录在上表中,根据数据得出的结论是:光反射时, ,需要多次实验并测量入射角与反射角的度数大小,目的是: ;
(4)若将一束光贴着纸板沿FO射到O点,光将沿图中的OE方向射出,因为光在反射时,光路是 的;
(5)若保持平面镜水平不变,将纸板向后倾斜一个角度(如图乙),入射光线仍能呈现在纸板上,且沿EO方向入射到平面镜的O点,此时与图甲情形对比,入射角度数 (选填“不变”或“改变”)。
【答案】(1)量角器
(2)漫反射 C
(3)反射角等于入射角 避免偶然性,得出普遍规律
(4)可逆
(5)改变
【解析】(1)在光的反射中,为了探究反射角与入射角的大小关系,需要用量角器测量反射角、入射角的大小。
(2)实验中采用粗糙的白色纸板,让光线发生漫反射,这样可以从不同的角度都能够观察到光线。
在探究光反射规律的实验中,为了能够让入射光线在纸板上显示出来,应该使入射光线贴着纸板射到O点,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(3)分析数据可以发现,∠i和∠r总是相等的,因此可得到结论:在光的反射中,反射角等于入射角。
为了得出普遍结论,避免实验的偶然性,应进行多次实验,测出多组实验数据。
(4)让光沿FO的方向射向镜面,会发现反射光沿着OE方向射出,则原来的反射光变为入射光,原来的入射光变为反射光,该现象说明在反射时,光路是可逆的。
(5)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EO方向入射到平面镜的O点,由图可知,与原来相比,入射光线与法线之间的夹角变大,即入射角度数变大。
5.小王同学在家里将一个平面镜放在水平桌面上,再把一张可沿ON折叠的硬白纸板ENF竖直的立在平面镜上,以此来探究光的反射规律。通过测量他发现此时入射光线与平面镜成50°夹角,如图所示,则( )
A.反射光线与镜面的夹角是40°
B.入射角增大10°,反射光线与入射光线的夹角增大20°
C.光在纸板上发生了镜面反射
D.将纸板NOF向后折叠,则反射光线不会消失
【答案】BD
【解析】A.已知入射光线与平面镜的夹角为50°,因此入射角是90°-50°=40°根据光的反射定律,反射角等于入射角,因此反射角也是40°,反射光线与镜面的夹角是90°-40°=50°,故A错误;
B.当入射角增大10°,根据光的反射定律,反射角等于入射角,反射角也增大10°,反射光线与入射光线的夹角增大20°,故B正确;
C.在纸板上能看到光的传播路径,这是因为光在纸板上发生了漫反射,光线可以射向不同的方向,故C错误;
D.光在反射时,反射光线、入射光线、法线在同一平面内,图乙中,将纸板NOF向后折时在纸板上看不到反射光线,此实验现象说明反射光线、入射光线和法线在同一平面,反射光线依然存在,故D正确。
故选BD。
6.如图1,平面镜水平放置,将一束光斜射到平面镜上,尝试用一块白板去寻找入射光和反射光,并使它们同时呈现在白板上。
(1)实验选用白板的目的是 ,白板表面是 (选填“光滑”或“粗糙”)的;入射光线贴着白板入射到平面镜,在白板上没有出现反射光线,如图所示中,其原因是白板没有与平面镜 。
(2)当入射光与O点法线重合时,入射角度为 ;改变入射光方向,使入射光线绕入射点旋转,逐渐远离法线,过程中反射角度 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(3)将一束激光射向罩内中心处的平面镜,如图2所示向透明玻璃罩内注入烟雾,入射光、反射光的光路就会清楚地显示出来;若在反射光线一侧观察,当只看到反射光线时,可以得出的结论是 。
【答案】(1)显示光路 粗糙 垂直
(2) 0° 变大
(3)反射光线、入射光线和法线在同一平面内
【解析】(1)光在空气中无法被看见,实验选用白板的目的是显示光路。
为了在各个方向看到光线,白板表面是粗糙的,可以使光在白板表面发生漫反射。
由图得,入射光线贴着白板入射到平面镜,在白板上没有出现反射光线,其原因是白板没有与镜面垂直,此时反射光线没有在白板上呈现。
(2)入射角为入射光与法线的夹角,当入射光与O点法线重合时,入射角度为0°。
改变入射光方向,使入射光线绕入射点旋转,逐渐远离法线,入射角变大,由反射角等于入射角得,过程中反射角度变大。
(3)若在反射光线一侧观察,当只能看到反射光线时,此时反射光线挡住了入射光线,即两条光线看起来重合时,可以得出结论是反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
7.入射光线垂直射到平面镜上,入射光线与反射光线夹角是 度,如果保持入射光线的方向不变,把镜面转过15°,这时,反射光线与入射光线的夹角是 度。
【答案】0 30
【解析】入射光线垂直射到平面镜上时,入射角为0°,根据光的反射定律,反射角等于入射角,所以反射角也为0°,则入射光线与反射光线夹角是0°。
保持入射光线的方向不变,把镜面转过15°,则入射角变为15°,反射角也变为15°,这时反射光线与入射光线的夹角是15°+15°=30°
8.如图所示,画出反射光线并标出反射角的大小。
【答案】
【解析】过入射点作出法线,由图可知,入射光线与镜面的夹角为35°,则入射角等于90°-35°=55°
再根据反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,即可画出反射光线。如图所示:
9.骑行是一种健康自然的运动方式,自行车的尾灯是由许多很小的角反射器组成的。角反射器可简化为两个相互垂直的平面镜,如图所示。一束光射向平面镜S1,请在图中画出光线经过S1、S2两个平面镜反射后的光路图。
【答案】
【解析】过入射点用虚线作出垂直于镜面S1的法线,根据反射角等于入射角,作出反射光线射向镜面S2,再画出垂直于平面镜S2的法线,根据反射角等于入射角,作出经过镜面S2的反射光线,此时反射光线与入射光线平行,如下图所示:
10.一束光照射到平面镜上,如图所示。请在图中画出反射光线OB,并标出反射角的度数。
【答案】
【解析】在光的反射现象中,入射光线和反射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。由图可知,入射光线与镜面的夹角为30°,而入射角是入射光线与法线的夹角,故入射角的大小为 90°-30°=60°
故反射光线与法线的夹角即反射角的大小也为60°,如图所示:
11.光热电站采用“光—热—电”的发电方式,成千上万的“定日镜”(平面镜)把太阳光反射到位于太阳塔顶的吸热器表面,形成800℃以上的高温。如图所示,一束太阳光AB斜射至“定日镜”上,经反射后到达吸热器表面C点。请依据光的反射定律画出“定日镜”所在位置。
【答案】
【解析】由光的反射定律可知,反射角等于入射角,先作出入射光线和反射光线的角平分线,即为法线,再过入射点作法线的垂线,即“定日镜”的位置,如图所示:
12.有一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,一束光与液面的夹角为40°,S为光电屏上的光斑。下列说法正确的是( )
A.反射角的大小为40°
B.当水面升高时,反射角将变大
C.若光电屏上的光斑右移,可判断出液面在下降
D.入射点不变,增大入射光线与水平液面夹角,光斑S将向右移动
【答案】C
【解析】A.根据图像可知,入射光线与液面的夹角是40°,可以判断入射角为90°-40°=50°
根据光的反射定律,反射角等于50°,故A错误;
B.当水面升高时,入射角大小不变,反射角等于入射角,则反射角大小也不变,故B错误;
C.当液面下移时,如图所示:
光斑会右移,故C正确;
D.入射点不变,增大入射光线与水平液面夹角,则入射角减小,反射角减小,反射光线向左转动,都会使得光点S将向左移动,故D错误。
故选C。
13.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】入射角是入射光线与法线的夹角,入射角的大小为90°-40°=50°
若入射光线绕入射点顺时针转动10°,则转动后的入射角等于50°-10°=40°
反射角等于入射角,为40°。
如果保持入射光线方向不变,当液面降低时,入射角不变,入射点向右移动,则反射光线向右移动,因此光电屏上的光斑将向右移动。
14.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
【答案】B
【解析】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。
15.小聪同学通过某种途径看到了小明同学的眼睛,则小明同学( )
A.一定能看到小聪同学的眼睛 B.一定不能看到小聪同学的眼睛
C.可能看不到小聪同学的眼睛 D.一定能看到小聪同学的全身
【答案】A
【解析】根据光路可逆原理,若小聪能看到小明的眼睛,说明光线从小明的眼睛反射到小聪的眼睛;反之,小明也能通过相同路径看到小聪的眼睛,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
16.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
【答案】C
【解析】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。
17.如图所示的四种现象中,不能说明光沿直线传播的是( )
A.日食现象
B.小孔成像
C.清晨森林里的光柱
D.玻璃墙产生的光污染
【答案】D
【解析】A.日食、月食以及影子的形成,都是光沿直线传播形成的,故A不符合题意;
B.小孔成像是由于光的直线传播形成的,故B不符合题意;
C.清晨森林里的阳光,是光沿直线传播形成的,故C不符合题意;
D.玻璃墙产生的光污染,是光的反射现象,不是光沿直线传播形成的,故D符合题意。
故选D。
【链接中考】
1.(2024·陕西)如图,请画出入射光线AO反射光线OB。
【答案】
【解析】如图所示,AO为入射光线,根据反射角等于入射角由入射点作出反射光线,反射光线和入射光线分居法线两侧。
2.(2024·四川成都)如图甲,小孟利用一面小镜子隔墙看到院里的小猫要偷吃鱼。如图乙所示,AO表示来自小猫的入射光线,O点为入射点,B点为小孟眼睛所在位置。请在图乙中完成作图:①画出反射光线OB;②根据光的反射定律画出镜面。(镜面用表示,保留作图痕迹)
【答案】
【解析】由于人眼看到的光是从入射点反射过来的,所以连接OB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∠AOB的角平分线,即为法线,由于法线垂直于镜面,所以过O点做法线的垂线,即为镜面。
3.(2024·山东泰安)如图所示,一束光与镜面成20°角照射在平面镜上,则反射角的大小是 。
【答案】B
【解析】如图,入射光线与镜面成20°角,则入射角为
90°-20°=70°
光的反射现象中,反射角等于入射角,所以反射角的大小为70°。
4.(2024江苏无锡市)探究光的反射规律,器材有:激光笔、平面镜、标有刻度的白色硬纸板(可沿中缝折叠)、白板;
(1)如图甲所示,将一束光照射到平面镜上,它的反射光在光屏上形成一个光斑,保持光在平面镜上的入射点不变,减小入射光与平面镜的夹角,则光屏上的光斑向______(选填“上”或“下”)移动;
(2)利用图乙所示的装置进行探究;
①平面镜水平放置,标有刻度的白色硬纸板竖直地立在平面镜上,使一束光紧贴纸板A,射向镜面上的O点,将纸板B绕接缝ON向前或向后翻折,当纸板B和纸板A在______时,纸板B上能呈现反射光束;
②改变入射光的方向,读出入射角和反射角的大小,将测得的数据记录在表格中,由此可知:反射角与入射角大小______;
实验序号
入射角
反射角
①
30°
30°
②
45°
45°
③
60°
60°
③用另一束光逆着反射光的方向射到镜面,观察到反射后的光会逆着原来入射光的方向射出,这表明:______;
(3)利用如图丙所示的装置进行探究。让一束光斜射到平面镜上,在入射点O放置白板并调整位置,发现白板只在某一位置能同时呈现入射光和反射光,测得此时白板与镜面成90°角,说明白板与镜面的位置关系是:______,实验表明:______;
(4)自行车尾灯是由许多角反射器组成的反光装置,角反射器是由互相垂直的反光面组成的。当汽车的灯光照在尾灯上时,司机看到尾灯特别亮,原因是:______。
【答案】(1)下 (2) 同一平面 相等 反射光路是可逆的 (3)垂直 光的反射定律中,入射光线、反射光线、法线三线在同一个平面内 (4)见解析
【解析】(1)保持光在平面镜上的入射点不变,减小入射光与平面镜的夹角,入射光线偏离法线,反射光线也偏离法线,故光斑向下移动。
(2)①将纸板B绕接缝ON向前或向后翻折,发现当纸板B和纸板A在同一平面内时,B板上才能够呈现出反射光线,说明光的反射定律中,入射光线和反射光线、法线三条光线在同一平面内。
②分析表格中的数据发现,反射角等于入射角。
③用另一束光逆着反射光的方向射到镜面,观察到反射后的光会逆着原来入射光的方向射出,沿着原来的路径返回,故说明光路是可逆的。
(3)白板与镜面成90°角,说明白板与镜面的位置关系是垂直;若白板与平面镜不垂直,则法线不在该白板上,入射光线、反射光线、法线也不会在这个平面镜内,故看不到反射光线、入射光线,说明光的反射定律中,入射光线、反射光线、法线三线在同一个平面内。
(4)由于角反射器是由互相垂直的反光面组成的,当汽车的灯光照在尾灯上时,经过两次反射后,光线将平行于入射光线,反射进入司机眼中,司机看到尾灯特别亮。
5.(2024武汉市)如图所示,为了探究光反射时的规律,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. 纸板NOF向前或向后折,是为了探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内
B. 入射光线靠近ON时,反射光线远离ON
C. 使一束光贴着纸板沿NO方向射到O点,这时没有反射光射出
D. 使用此实验装置不能探究光在反射时光路是否可逆
【答案】A
【解析】A.纸板NOF向前或向后折,是为了探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内,故A正确;
B.入射光线靠近ON时,由光的反射定律可知,反射光线会靠近ON,故B错误;
C.使一束光贴着纸板沿NO方向射到O点,这时反射光线与入射光线重合,故C错误;
D.使用此实验装置能探究光在反射时光路是否可逆,只要将一束光沿着反射光线方向射向O点,故D错误。
故选A。
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第2节 光的反射定律
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 光的反射现象及作图 1
题型2 探究光的反射定律 5
题型3 镜面反射与漫反射 10
题型4 光的反射的应用与影响 12
【能力培优练】 16
【链接中考】 27
【重难题型讲解】
题型1 光的反射现象
1. 现象探究:光的反射现象
图1 图2
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。
光反射时,光束的路径可用图2 所示的作图方法来表示。
AO:入射光线
OB:反射光线
ON:法线(从入射点O引出的一条垂直于平面镜的直线)
α:入射角(入射光线与法线的夹角)
β:反射角(反射光线与法线的夹角)
一般来说,物体的表面都能反射光,我们能看见不发光的物体,就是由于物体能反射光。
2.光的反射的作图O
图例
类型
作图步骤
已知入射光线,画出反射光线
1.先在反射面上标出入射点O;
2.过入射点画出反射面的垂线ON,即法线;
3.根据光的反射定律,反射角等于入射角画出反射光线。如图:
O
N
已知反射光线,画出入射光线
1.先在反射面上标出入射点O;
2.过入射点画出反射面的垂线ON,即法线;
3.根据光的反射定律,反射角等于入射角画出入射光线。如图:
O
N
已知入射光线和反射光线,画出反射面
1.先作出入射光线和反射光线的夹角的角平分线ON,即法线;
2.过O点画出法线的垂线,即反射面,在反射面背面画上小短线。如图:
N
O
【典例1-1】下列光现象中,由于光的反射形成的是( )
A.日晷计时 B.小孔成像
C.立竿见影 D.能看见本身不发光的物体
【典例1-2】如图所示,AO为入射光线,根据光的反射规律在图中画出反射光线。
跟踪训练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
跟踪训练2 如图所示,请画出入射光线。
跟踪训练3 如图根据给出的入射光线和反射光线,画出平面镜位置。
题型2 探究光的反射定律
实验器材:平面镜、量角器、光屏、激光笔
实验过程:(1)让激光笔的入射光沿着光屏左侧的E板射到镜面的O点。
(2)转动光屏右侧的F板,找到反射光。
(3)观察并测量入射角和反射角,并记录在表格中。
表格
入射角α
反射角β
1. 光屏的作用:
显示光路,探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面。
2. 如何证明反射光线、入射光线和法线在同一平面内:
将纸板F以ON为轴向后旋转,发现纸板F上无反射光线,由此证明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
3. 改变入射角大小进行多次实验:
多次实验的目的是为了得出光的反射定律的普遍规律。
4. 光路可逆:
使入射光逆着原反射光的方向射到平面镜上,此时的反射光恰好能逆着原入射光方向射出,说明在反射现象中,光路是可逆的。
【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、入射光线分居法线两侧;反射角等于入射角。
在反射现象中,光路可逆。
★特别提醒
光的反射定律:三线共面、两线分居、两角相等、光路可逆
【典例2-1】小聪在探究“光的反射定律”时,把一块平面镜放在水平桌面上,把一张纸板竖直立在平面镜上,使一束光贴着纸板射到O点:
实验次数
入射角
反射角
1
30°
30°
2
40°
40°
3
60°
60°
(1)实验中选用纸板的目的是 ;
(2)改变光束入射的角度,进行多次实验,将数据记录在表格中,分析数据可得:反射角 入射角;
(3)让光沿着BO入射,观察到反射光线沿OA射出,说明在光的反射现象中,光路是 的;
(4)如图乙所示,把纸板NOF向后翻折,此时纸板上 (选填“能”或“不能”)看到反射光线,反射光线与入射光线 (选填“在”或“不在”)同一平面内。
【典例2-2】一束光AO射向平面镜,光线AO与镜面的夹角如图所示,则反射角的大小为 ,若将入射光线逆时针旋转10°,则此时入射光线与反射光线夹角为 ,若入射光线沿法线垂直射向镜面,则反射角的大小为 。
跟踪训练1 翰林同学为了“探究光反射时的规律”,选用了平面镜、纸板、激光器、量角器和几种不同颜色的笔,依据教材设计了如图所示的实验。
次数
∠i
∠r
1
70°
70°
2
45°
45°
3
30°
30°
(1)实验前,应将纸板 放置于平面镜上;
(2)如图乙所示,此时在NOF面上 (填“能”或“不能”)看到反射光,这说明反射光线、入射光线 ;
(3)改变光束入射的角度,多做几次,换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。取下纸板,将数据记录在表中,根据数据得出的结论是 ;
(4)在图甲中如果将一束光贴着纸板沿FO方向射到O点,则反射光会沿图中的OE方向射出,这说明在反射现象中, 。
跟踪训练2 如图所示,一束光线垂直照射到平面镜上,反射角是 度;若入射角增大10°,则反射光线与入射光线之间的夹角增大了 度;为了使人眼能看到反射光线,若入射光线和入射点不变,可将平面镜逆时针旋转 度。
跟踪训练3 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”)。
题型3 镜面反射与漫反射
图示
类型
说明
镜面反射
平滑表面能将平行的入射光都沿某一相同方向反射出去,其反射光也是平行的,这就是镜面反射。
漫反射
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。
发生漫反射时,由于反射光分散,进入眼睛的光变弱了,人看物体时就不觉得耀眼。我们从各个方向都能看到物体,也是由于这一物体表面对光发生漫反射的缘故。
【典例3-1】雨后初晴的夜晚,地上有积水,当我们迎着月光走时,为了不踩到地上的积水,应该走 (选填“亮处”或“暗处”),这是因为光在地上积水处发生了 反射。
【典例3-2】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
跟踪训练1 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 。
跟踪训练2 关于光现象,下列说法正确的是( )
A.晴朗的夜晚能看见月亮,它是光源
B.光的传播不需要介质,光在空气中传播速度约为3.0×108km/s
C.漫反射的光线杂乱无章,不遵循光的反射定律
D.光线的引入用到了理想模型法,它表示光的传播路径和方向
跟踪训练3 教室黑板用久后有一部分变得光滑。当如图所示太阳光从右侧窗户射入时,下列说法正确的是( )
A.太阳光照射到光滑处将发生漫反射
B.最有可能因反光而看不清光滑处字的是位置A
C.最有可能因反光而看不清光滑处字的是位置C
D.太阳光照在黑板上发生反射时不遵循光的反射定律
题型4 光的反射的应用与影响
图例
类型
说明
红宝石激光器
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
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,估计植被覆盖率等。
光纤
光纤利用光的反射传输信息。
光污染
现代都市里许多大厦使用了玻璃幕墙,玻璃幕墙反射的强光,常会影响居民的生活,还会干扰正在驾驶汽车的司机的视线……这种城市中的光污
染,已越来越受到人们的重视。
【典例4-1】阳光照射强烈时,城市里建筑物的玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石等装饰反射光线,明晃白亮、眩眼夺目,这就是“光污染”。“光污染”是因为光线发生了 (选填“镜面反射”或“漫反射”)。
【典例4-2】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°
跟踪训练1 如图所示,许多城市建筑采用玻璃幕墙,这在美化城市的同时却造成了光污染,造成光污染的主要原因是阳光在玻璃表面发生了 。我们能从不同角度看清黑板上的字,是因为光在黑板表面发生了 。无论哪种反射,它们都遵循 。
跟踪训练2 某校九年级的一名学生下晚自习后在骑自行车回家途中,迎面遇到一辆灯光非常刺眼的车辆。为了安全,他应该( )
A.迎着灯光继续行驶 B.闭眼缓慢行驶
C.停下车靠边避让 D.用手遮挡灯光行驶
跟踪训练3 阅读下列材料,回答问题。
光污染及危害
光污染是指因光辐射过量而对生活、生产环境以及人体健康产生的不良影响。
最常见的光污染是眩光。都市中的宾馆、饭店、写字楼等地方常用玻璃、铝合金材料装饰其外墙,这些材料能强烈地反射太阳光,使人宛如生活在镜子世界之中。另外
光污染的危害是:①导致人的视力下降,白内障发病率增高;②“人工白昼污染”会使人的生物规律受到破坏,致使精力不振;③现代舞厅中的“彩光”污染使人眼花缭乱;④如果人体长期受到紫外线的照射,还会诱发白血病等。
(1)以下常见的几种职业,不易受到光污染危害的是 ;
A.炼钢工人
B.纺织工人
C.出租车司机
D.电焊工人
(2)下列四个娱乐场所中,易受到光污染危害的是 ;
A.现代舞厅
B.电影院
C.剧场
D.音乐厅
(3)都市中的宾馆、饭馆、写字楼等地方常用玻璃、铝合金材料装饰其外墙造成的光污染。主要原因是由于 。
A.光的直线传播
B.光的漫反射
C.光的镜面反射
D.光的折射
【能力培优练】
1.光,给人类带来光明。下列生活中的现象,属于光的反射的是( )
A.手影游戏
B.小孔成像
C.水中的倒影
D.雨后彩虹
2.物理课本内页的纸张比较粗糙,这是为了使同学更容易看清课本上的字.从光学的角度,其原因解释正确的是( )
A.内页纸是光源,发出的光进入同学的眼睛
B.同学能看清字,是因为同学眼睛发出的光射向内页纸
C.光可以在内页纸上发生漫反射,使反射光从不同角度进入同学的眼睛
D.光可以在内页纸上发生镜面反射,只有一条较亮的光线进入同学的眼睛
3.科学探究中常需要将不易观察的现象进行“可视化”实验设计,小明将一个小镜片贴在音叉的一端,然后让一束激光照射在镜片上,镜片将激光反射到一个屏上,如图所示。敲击音叉,观察到屏上的光点变成了一条亮线,这说明发声的音叉在 ;若要亮线变长些,则需将光屏 (选填“远离”或“靠近”)音叉。
4.为了“探究光的反射定律”,小李同学选用了平面镜、粗糙的白色纸板、激光器和几种不同颜色的笔,设计了如图所示的实验。
(1)实验中还需要的测量器材是 ;
(2)实验中为了使光路能在纸板上显示出来,选用了粗糙的白色纸板,目的是利用光的 (选填“镜面反射”或“漫反射”),同时你还应该采取的操作是 选填“A”、“B”或“C”);
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
(3)改变光束入射的角度多做几次,测量ON两侧的∠i和∠r,将数据记录在上表中,根据数据得出的结论是:光反射时, ,需要多次实验并测量入射角与反射角的度数大小,目的是: ;
(4)若将一束光贴着纸板沿FO射到O点,光将沿图中的OE方向射出,因为光在反射时,光路是 的;
(5)若保持平面镜水平不变,将纸板向后倾斜一个角度(如图乙),入射光线仍能呈现在纸板上,且沿EO方向入射到平面镜的O点,此时与图甲情形对比,入射角度数 (选填“不变”或“改变”)。
5.小王同学在家里将一个平面镜放在水平桌面上,再把一张可沿ON折叠的硬白纸板ENF竖直的立在平面镜上,以此来探究光的反射规律。通过测量他发现此时入射光线与平面镜成50°夹角,如图所示,则( )
A.反射光线与镜面的夹角是40°
B.入射角增大10°,反射光线与入射光线的夹角增大20°
C.光在纸板上发生了镜面反射
D.将纸板NOF向后折叠,则反射光线不会消失
6.如图1,平面镜水平放置,将一束光斜射到平面镜上,尝试用一块白板去寻找入射光和反射光,并使它们同时呈现在白板上。
(1)实验选用白板的目的是 ,白板表面是 (选填“光滑”或“粗糙”)的;入射光线贴着白板入射到平面镜,在白板上没有出现反射光线,如图所示中,其原因是白板没有与平面镜 。
(2)当入射光与O点法线重合时,入射角度为 ;改变入射光方向,使入射光线绕入射点旋转,逐渐远离法线,过程中反射角度 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(3)将一束激光射向罩内中心处的平面镜,如图2所示向透明玻璃罩内注入烟雾,入射光、反射光的光路就会清楚地显示出来;若在反射光线一侧观察,当只看到反射光线时,可以得出的结论是 。
7.入射光线垂直射到平面镜上,入射光线与反射光线夹角是 度,如果保持入射光线的方向不变,把镜面转过15°,这时,反射光线与入射光线的夹角是 度。
8.如图所示,画出反射光线并标出反射角的大小。
9.骑行是一种健康自然的运动方式,自行车的尾灯是由许多很小的角反射器组成的。角反射器可简化为两个相互垂直的平面镜,如图所示。一束光射向平面镜S1,请在图中画出光线经过S1、S2两个平面镜反射后的光路图。
10.一束光照射到平面镜上,如图所示。请在图中画出反射光线OB,并标出反射角的度数。
11.光热电站采用“光—热—电”的发电方式,成千上万的“定日镜”(平面镜)把太阳光反射到位于太阳塔顶的吸热器表面,形成800℃以上的高温。如图所示,一束太阳光AB斜射至“定日镜”上,经反射后到达吸热器表面C点。请依据光的反射定律画出“定日镜”所在位置。
12.有一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,一束光与液面的夹角为40°,S为光电屏上的光斑。下列说法正确的是( )
A.反射角的大小为40°
B.当水面升高时,反射角将变大
C.若光电屏上的光斑右移,可判断出液面在下降
D.入射点不变,增大入射光线与水平液面夹角,光斑S将向右移动
13.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。
14.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
15.小聪同学通过某种途径看到了小明同学的眼睛,则小明同学( )
A.一定能看到小聪同学的眼睛 B.一定不能看到小聪同学的眼睛
C.可能看不到小聪同学的眼睛 D.一定能看到小聪同学的全身
16.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
17.如图所示的四种现象中,不能说明光沿直线传播的是( )
A.日食现象
B.小孔成像
C.清晨森林里的光柱
D.玻璃墙产生的光污染
【链接中考】
1.(2024·陕西)如图,请画出入射光线AO反射光线OB。
2.(2024·四川成都)如图甲,小孟利用一面小镜子隔墙看到院里的小猫要偷吃鱼。如图乙所示,AO表示来自小猫的入射光线,O点为入射点,B点为小孟眼睛所在位置。请在图乙中完成作图:①画出反射光线OB;②根据光的反射定律画出镜面。(镜面用表示,保留作图痕迹)
3.(2024·山东泰安)如图所示,一束光与镜面成20°角照射在平面镜上,则反射角的大小是 。
4.(2024江苏无锡市)探究光的反射规律,器材有:激光笔、平面镜、标有刻度的白色硬纸板(可沿中缝折叠)、白板;
(1)如图甲所示,将一束光照射到平面镜上,它的反射光在光屏上形成一个光斑,保持光在平面镜上的入射点不变,减小入射光与平面镜的夹角,则光屏上的光斑向______(选填“上”或“下”)移动;
(2)利用图乙所示的装置进行探究;
①平面镜水平放置,标有刻度的白色硬纸板竖直地立在平面镜上,使一束光紧贴纸板A,射向镜面上的O点,将纸板B绕接缝ON向前或向后翻折,当纸板B和纸板A在______时,纸板B上能呈现反射光束;
②改变入射光的方向,读出入射角和反射角的大小,将测得的数据记录在表格中,由此可知:反射角与入射角大小______;
实验序号
入射角
反射角
①
30°
30°
②
45°
45°
③
60°
60°
③用另一束光逆着反射光的方向射到镜面,观察到反射后的光会逆着原来入射光的方向射出,这表明:______;
(3)利用如图丙所示的装置进行探究。让一束光斜射到平面镜上,在入射点O放置白板并调整位置,发现白板只在某一位置能同时呈现入射光和反射光,测得此时白板与镜面成90°角,说明白板与镜面的位置关系是:______,实验表明:______;
(4)自行车尾灯是由许多角反射器组成的反光装置,角反射器是由互相垂直的反光面组成的。当汽车的灯光照在尾灯上时,司机看到尾灯特别亮,原因是:______。
5.(2024武汉市)如图所示,为了探究光反射时的规律,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. 纸板NOF向前或向后折,是为了探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内
B. 入射光线靠近ON时,反射光线远离ON
C. 使一束光贴着纸板沿NO方向射到O点,这时没有反射光射出
D. 使用此实验装置不能探究光在反射时光路是否可逆
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