内容正文:
【第四章光的世界】
第2节光的反射定律
一、单选题
1.光射到两种物质的界面上发生反射时,下列说法中正确的是( )
A.反射光线和入射光线居法线的一侧
B.光在反射时,有时反射角不等于入射角
C.反射光线跟入射光线和法线在同一平面内
D.反射光线跟入射光线和法线不在同一平面内
2.成语是中华文化的瑰宝,是中华文化的微缩景观。许多成语中都蕴含着丰富的物理知识。下列四个成语所描述的现象中,与光的反射有关的是( )
A.立竿见影
B.坐井观天
C.镜花水月
D.一叶障目
3.一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,下列说法正确的是( )
A.甲图为漫反射的光路图,乙图为镜面反射的光路图
B.乙图中的光线不遵循光的反射定律
C.镜面反射任何角度看上去总比漫反射亮
D.能从各个角度看到旁边的同学,是发生了漫反射
4.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
”
5.如图,小明同学利用平面镜研究光的反射定律,下列说法正确的是( )
A.OB是入射光线
B.反射角等于30°
C.将激光笔靠近ON时,光线OB会远离ON
D.绕ON前后转动F板,F板上观察不到光线
6.晚上,小明在桌面上铺一张白纸,把一小块平面镜放在白纸上,用手电筒正对着镜子和白纸照射,如图所示,下列分析不正确的是( )
A.从侧面看,应该是白纸比镜子亮
B.无论从哪个方向看,镜子始终比白纸亮
C.正对着镜子和白纸看,应该是镜子比白纸亮
D.镜子发生的是镜面反射,白纸发生的是漫反射
7.如图所示,这是关于小猫和小明的一幅漫画。小明通过一块平面镜看见了小猫的眼睛盯着盘子里的鱼,想偷鱼吃。则小猫通过这块平面镜( )
A.可能看见小明的眼睛 B.一定不能看见小明的眼睛
C.一定能看见小明的眼睛 D.无法确定,与所处的位置有关
8.如图,通过电动车的后视镜只能看见地面而看不到天空,这样骑行特别危险,正确调节后视镜的方法是( )
A.将后视镜上的A端向前推 B.将后视镜上的B端向前推
C.将后视镜上的C端向前推 D.将后视镜上的D端向前推
二、多选题
9.一本物理教材掉到了地上,小明和小红从不同的位置都能看到它,对于这一现象,下列说法正确的是( )
A.物理教材是光源,它发出的光射入了人眼
B.小明和小红看到教材都是由于光在教材表面发生了漫反射
C.小明看到教材是由于光在教材表面发生了镜面反射,小红看到教材是由于光在教材表面发生了漫反射
D.光在教材表面发生反射使小明看到时,反射角等于入射角
10.“一河诗画,满城烟花”,2019年浏阳国际烟花节的焰火惊艳全球.下列说法中正确的是( )
A.焰火属于自然光源
B.焰火在水中的倒影是光的反射现象
C.先看到焰火后听到爆炸声,说明声速比光速快
D.焰火把人影照在地面上,人影是光沿直线传播形成的
11.如图所示,若要让反射光线射中目标,在平面镜不动的情况下,可以( )
A.绕入射点顺时针转动激光笔
B.绕入射点逆时针转动激光笔
C.保持入射角度不变,水平向左移动移动激光笔
D.保持入射角度不变,水平向右移动移动激光笔
12.下列关于光现象的说法错误的是( )
A.光在真空中的传播速度是3×105m/s
B.发生反射时,有些光线不遵循光的反射定律
C.一束光垂直入射到平面镜上,反射角大小为90°
D.入射光线彼此平行,反射光线也一定平行
13.一个雨后的晚上,天刚放晴,地面虽干,但仍留有不少积水,为了不致踩在积水里,下面的判断正确的是( )
A.迎着月光走时,地面上发亮处有积水
B.迎着月光走时,地面上暗处有积水
C.背着月光走时,地面上发亮处有积水
D.背着月光走时,地面上暗处有积水
14.一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,下列说法正确的是( )
A.甲图光路为镜面反射的光路图
B.乙图光路为漫反射的光路图
C.乙图中的光线不遵循光的反射定律
D.乙图的反射更利于各个方向的人看到反射面
15. 图所示为水位测量仪的示意图。A点与光屏PQ在同一水平面上,从A 点发出一束光,经水面反射在光屏上B 点形成一个光斑。下列说法正确的是( )
A.当水位升高时,入射角将变大
B.当水位升高时,反射角将变小
C.当水位降低时,光斑向 B 点左侧移动
D.当水位降低时,光斑向 B 点右侧移动
16.如图所示,若要让反射光线射中天花板上的新目标,下列方法可行的是( )
A.将平面镜水平向右平移一段距离
B.将平面镜竖直向上平移一段距离
C.将平面镜绕O点逆时针转动一定角度
D.将激光笔的入射光绕O点逆时针转过一定角度
三、填空题
17.如图所示是一种液面升降监测装置原理图,点光源S发出的一束激光经液面反射后射到液面上方水平标尺上的点,当入射光线与液面的夹角为40°时,反射角的大小为 ;当发现光点向左移动时,说明液面 (填“升高”或“下降”或“不变”)了。
18.雨后天晴的夜晚,人在月光下行走,如图所示,为了不踩到地上的积水,甲同学迎着月光走,应走 (选填“亮”或“暗”)处,因为若迎着月光走,月光射到水面上时,在水面发生的是 (选填“镜面反射”或“漫反射”);乙同学背着月光走,应走 (选填“亮”或“暗”)处。
19.在“探究光的反射定律”实验中,器材有:激光笔、可折转光屏、平面镜和喷雾器,将平面镜置于水平桌面,在平面镜上方喷水雾,从前向后观察
(1)将折转光屏垂直于平面镜放置,让入射光沿左半屏射到O点,如图乙所示。要呈现反射光,需要将右半屏向 (选填“前”或“后”)折转;
(2)保持入射点不变,多次改变入射方向,在光屏上记录每次实验的光路aa'、bb'和cc',如图丙所示。为了研究反射光线和入射光线的位置关系,发现左、右半屏相对应的光线关于转轴对称,可将此对称轴视为 。同时根据光屏上的角度信息可得结论: 。
20.如图是探究“光反射时的规律”的实验装置图。把平面镜放在水平桌面上,再把一张可以沿ON向前或向后折的纸板竖直地立在平面镜上,纸板上的ON垂直于镜面。一束红光贴着纸板沿EO射到点O,光将沿OF方向射出,如果把纸板ON的右半边向后折,反射光线将 (选填“存在”或“不存在”);说明 在同一 。如果一束蓝光沿原FO方向射到O点,它反射后沿 方向射出,说明光在反射时光路是 的。
21.小明想用一块平面镜使与水平面成30°角的太阳光竖直射入井中(如图所示),则反射光线与入射光线的夹角为 。
22.如图所示,自行车尾灯工作原理是根据光的反射,把车子、霓虹、路灯等光源发出光反射到司机,使后面的司机能看到前面骑自行车的人,从而避免交通事故。图 是自行车尾灯的原理图,当汽车的灯光射向它时,发生的反射属于 反射。
23.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射到光电屏上的光斑的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°,则反射角的大小是 ;当入射光方向不变时,光电屏上的光斑S向左移动时,说明液面在 (选填“上升”或“下降”)。这时光的反射角是 。
四、计算题
24.当太阳光跟水平方向成40°角时(OQ为水平线),为了把太阳光反射到很深的井底,应当把平面镜放在跟水平方向成多大角度的位置上?(求∠MOQ)
25.2018年12月8日,在西昌卫星发射中心由长征三号乙运载火箭发射。2019年1月3日,嫦娥四号成功登陆月球背面,全人类首次实现月球背面软着陆,并成功释放“玉兔二号”巡视器。中继星“鹊桥”绕引力平衡点运动,保证了嫦娥四号与地球的全天候正常通信。如图甲所示:
(1)如图甲是某时刻利用无线电波(属于光的一种)通信的情境,如果反射面是一块平面镜,请在虚线框内O点处画出平面镜的位置(需保留作图的痕迹);
(2)若某时刻中继星“鹊桥”与地球相距,中继星“鹊桥”与月球相距。北京地面控制中心发出的指令需要多少时间才能传送到月球背面的嫦娥四号?(已知无线电信号在真空中传播速度为);
(3)如图乙“玉兔二号”巡视器用时1.5h行驶了270m,刷新了记录,求“玉兔二号”巡视器的平均速度为多少?
五、作图题
26.在图中,根据给出的入射光线AO画出反射光线OB,并标出反射角及其度数。
六、实验探究题
27.小李在“探究光的反射定律”中采用了如图所示的实验装置:
(1)如图甲,小李将平面镜放置在水平桌面上,在镜子旁边点上蚊香,并用透明半球罩将它们罩住,点蚊香的主要目的是 ;
(2)如图乙,他用红色激光沿射向平面镜,再用绿色激光沿竖直射向平面镜表示“法线”,在右侧眼睛处,可观察到光线重合,这说明,光反射时,反射光线、入射光线和法线在 ;
(3)如图丙,用磁铁使右侧光屏向后转一个角度,看到的反射光线 (选填“会”或“不会”)呈现在右侧光屏上,将带有量角器的光屏左右两部分恢复到同一平面后,让红色激光笔以的入射角入射到平面镜,此时看到反射角的大小是 度,实验中需多次改变入射角,这样做的目的是 。
七、综合题
28.(1)如图所示,早上的阳光与水平面成30°角射在平面镜上,请画出这条光线的反射光线,并标出入射角的度数 ;
(2)随着时间的推移,从早晨到中午,反射角将 (选填“增大”、“不变”或“减小”),中午时分,如果光线垂直射在平面镜上,入射角度的大小为 。
29.如图所示是十字路口安装的监控摄像头,它可以拍下违章行驶汽车的照片,图甲、乙是同一辆汽车经过十字路口时拍下的两张照片。
(1)摄像头的镜头相当于一个 透镜,从甲、乙两图可以看出摄像头拍图 时汽车离摄像头更近;
(2)观察照片发现,车的外表很清晰,但几乎看不清车内的人,是因为车内的人反射的光较 ,摄像头几乎无法成像;
(3)夜晚,为了不影响司机开车,车内的灯应该关闭,原因是 。
答案解析部分
1.【答案】C
2.【答案】C
3.【答案】D
4.【答案】C
5.【答案】D
6.【答案】B
7.【答案】C
【解析】【解答】光线通过平面镜发生反射现象,反射的光路是可逆的,所以C正确,ABD错误
故选择C
【分析】利用反射的光路是可逆的,就是入射光线和反射光线可逆
8.【答案】A
9.【答案】B,D
【解析】【解答】A.物理教材不能自行发光,不是光源,它的反射光射入了人眼,A不符合题意;
BC.从不同方向看到教材,是光在教材表面发生了漫反射,射向各个方向,故B符合题意,C不符合题意;
D.光在教材表面发生反射时,反射角等于入射角,D符合题意。
故答案为:BD.
【分析】粗糙物体的表面发生漫反射,反射光线射向各个方向,在反射时,反射角等于入射角。
10.【答案】B,D
11.【答案】A,C
【解析】【解答】A.入射点位置不变,将激光笔顺时针转动一定的角度,则反射光线也逆时针转过一定的角度,光斑会向下移动,能射中目标,A符合题意;
B.在平面镜不动的情况下,入射点不变,将激光笔逆时针转一定的角度,则反射光线顺时针也转过一定的角度,光斑会向上移动,不能射中目标,B不符合题意;
C.激光笔在不改变入射角的情况下向左移动,则入射光线方向不变,入射点向左移动,则反射光线也向左移动,光斑会向下移动,能射中目标,C符合题意;
D.激光笔在不改变入射角的情况下向右移动,则入射光线方向不变,入射点向右移动,则反射光线也向右移动,光斑会向上移动,不能射中目标,D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】光在反射时,反射角等于入射角,增大入射角,反射角增大。
12.【答案】A,B,C,D
【解析】【解答】A.光在真空中的传播速度是3×108m/s,故A错误,符合题意;
B.发生光的反射现象时,光线都遵循光的反射定律,故B错误,符合题意;
C.入射光线垂直射到平面镜上,入射角为0°,则反射角为0°,故C错误,符合题意;
D.若发生镜面反射,则反射光线一定平行;若发生漫反射,反射光线不再平行,故D错误,符合题意。
故选ABCD。
【分析】光的反射定律:反射光线与入射光线、法线在同一平面上,反射光线与入射光线分居法线 两侧,反射角等于入射角。反射光路是可逆的。
13.【答案】A,D
【解析】【解答】解:(1)当迎着月光走时,地面发亮处有水,因为迎着月光走,月光射到水面上时,水面发生的是镜面反射,反射光几乎全部射入人的眼睛,而地面发生的漫反射,只有很少的光进入人的眼睛,所以此时水面亮,人应走暗处.(2)背着月光走时,地面发暗处有水.因为背着月光虽然水面仍然是镜面反射,但是此时的反射光全部射到人的后背,几乎没光射入人的眼睛;而地面是漫反射,反射光线射向不同的方向,故有光线射入人的眼睛,故此时地面较亮,所以地上暗处部分是水,人应走亮处.
故选AD.
【分析】(1)当迎着月光走时,月光射到水面上时,反射光进入人的眼睛,所以地上明处部分是水;(2)当背着月光走时,月光射到水面上时,反射光没有进入人的眼睛,所以地上暗的部分是水.
14.【答案】A,BD
15.【答案】A,C
【解析】【解答】解:A、由于平静的水面相当于平面镜,所以在平静的湖面可以看到蓝天白云是利用光的反射的原理,故A正确;
B、游泳池注水后,看上去好像变浅了,这是由于光的折射造成的,故B错误;
C、早晨太阳还在地平线以下时人就可以看到它,是由于光在密度不均匀的介质中传播时发生折射现象引起的,故C正确;
D、阳光透过树叶间的缝隙射到地面上,形成圆形光斑,是通过小孔成的太阳的像,是利用光的直线传播的原理形成的,故D错误 。
故AC 。
【分析】光从一种介质斜射入另一种介质时,光的传播方向会发生偏折,如:透镜的应用、池水变浅了等;
光在同一均匀介质中是沿直线传播的,应用的实例有:小孔成像、影子的形成、日食和月食现象;
光的反射是指光线遇到障碍物被反射回来的现象,比如我们平时看到的物体,平面镜成像等 。
16.【答案】B,D
【解析】【解答】A、将平面镜水平向右移动一段距离,入射光线不变,则反射光线也不会改变,不能中射目标,故A错误;
B、将平面镜竖直向上移动一段距离,则入射光线方向不变,入射点向右移动,则反射光线也向右移动,光斑会向上移动,可以射中新目标,故B正确;
C、只将平面镜绕O点逆时针转动一定角度,入射角变大,由反射定律可知,反射角也变大,则反射光线逆时针转动,光斑向左移动,不能射中目标,故C错误;
D、只将激光笔的入射光绕O点逆时针转过一定角度,入射角减小,由反射定律可知,反射角也减小,反射光线会顺时针转动,光斑向右移动,能射中目标,故D正确。
故选:AD。
【分析】根据光的反射定律的内容:反射光线、入射光线与法线在同一平面内;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,对各个选项逐一分析即可。
17.【答案】50°;升高
18.【答案】暗;镜面反射;亮
【解析】【解答】当迎着月光走时,地面发亮处有水;因为迎着月光走,月光射到水面上时,水面发生的是镜面反射,反射光几乎全部射入人的眼睛,而地面发生的漫反射,只有很少的光进入人的眼睛,所以此时水面亮,人应走暗处。
背着月光走时,地面发暗处有水;因为背着月光走,虽然水面发生的仍然是镜面反射,但是此时的反射光没有射入人的眼睛;而地面对光发生漫反射,反射光线射向不同的方向,故有光线射入人的眼睛,则此时地面较亮,所以地上暗处部分是水,人应走亮处。
【分析】粗糙的物体发生漫反射,光滑的物体发生镜面反射。
19.【答案】前;法线;反射角与入射角的大小相等
20.【答案】存在;反射光线、入射光线、法线;平面内;OE;可逆
【解析】【解答】(1)一束红光贴着纸板沿EO射到O点,光将沿OF方向射出,如果把纸板ON的右半边向后折,反射光线不能显示,但是确实存在。当纸板在同一平面上时,既能看到反射光线,又能看到入射光线。实验也说明反射光线、入射光线、法线在同一平面内。(2)光的反射中光路是可逆的。从EO入射,从OF反射;从FO入射,从OE反射。
【分析】光的反射定律:反射光线与入射光线、法线在同一平面上,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角.(注:光路是可逆的)要验证一个现象是否必须在在某一条件下才能成立,实验时只要让这一条件不满足,观察是否出现这一现象即可.硬纸板的主要作用是:①呈现反射光线,②验证反射光线与入射光线及法线在同一平面内.
21.【答案】120°
22.【答案】A;镜面
【解析】【解答】由题意可知,自行车尾灯是将光源发出的光沿原方向反射回给驾驶员,从而使其能观察到骑自行车的人这一特点,结合题图分析可知,图A是将光源的光原路返回,而图B是潜望镜的原理;由于反射方向是特定的,且镜面设置角度也是特定的,故属于镜面反射的特点。
故答案为:A;镜面
【分析】两镜面垂直放置后,可以使光线沿原方向,但有一定的偏差射回,但镜面够多,就会有光入观察者眼部,即可观察到自行车;镜面反射的特点是特定角度射入,特定角度射出,只有在特定角度下才能接受到光。
23.【答案】50°;上升;50°
【解析】【解答】如图所示,一束光与液面的夹角为40°,则入射角为50°,由于反射角等于入射角,所以反射角的大小是50°;
当液面上升时,若入射光方向不变,则反射光线会向上平移,光电屏上的光斑S会向左移动,所以光斑S向左移动时说明液面在上升。
因为水面始终是水平的,法线方向不变,所以入射角和反射角也都不会变化,即这时光的反射角仍是50°。
故答案为:50°;上升;50°.
【分析】利用镜面反射来解释光电控制液面高度的原理,知道入射角和反射角的概念和光的反射定律.
24.【答案】65°
25.【答案】(1)解:根据反射角等于入射角,过点O作出入射光线和反射光线所成角的平分线即为法线,再作出与法线垂直的平面镜,如下图所示:
答:如图
(2)解:北京地面控制中心发出的指令传送到月球背面的嫦娥四号需要的时间为
答:北京地面控制中心发出的指令传送到月球背面的嫦娥四号需要的时间为
1.8s
(3)解:“玉兔二号”巡视器的平均速度为
答:“玉兔二号”巡视器的平均速度为
【解析】【分析】(1)在光的反射现象中,法线是镜面的垂线,还是反射光线与入射光线夹角的平分线,据此分析解答;
(2)将地球到中继星的距离与中继星到月球的距离相加得到光传播的总距离,再根据计算指令传输到月球背面的时间;
(3)根据 计算“玉兔二号”巡视器的平均速度。
26.【答案】解:如图所示:
【解析】【解答】过入射点作法线,根据入射角等于反射角,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,度数等于入射角为90°-20°=70°
如下图所示:
【分析】利用光的反射定律作图即可。
27.【答案】显示光路;同一平面内;不会;30;总结规律,防止结论的偶然性
28.【答案】;减小;0
29.【答案】凸;乙;弱;车内开灯,在司机的前方会出现车内的像,影响司机观察路况
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