3.1 探究：光的反射定律 题型专练 ----2025-2026学年沪科版物理八年级上学期

3.1 探究：光的反射定律 xix   快速定位题型 题 型 目 录 【题型1】光源 1 【题型2】光沿直线传播的条件 3 【题型3】影子的形成 5 【题型4】日食月食的形成 6 【题型5】小孔成像 9 【题型6】光线 10 【题型7】光速 11 【题型8】光的直线传播的应用 13 【题型9】光的反射现象 14 【题型10】一点、三线、两角 16 【题型11】探究光的反射定律 18 【题型12】光反射的可逆性 20 【题型13】光的反射定律的应用 21 【题型14】镜面反射 24 【题型15】漫反射 25 xix   夯实必备知识 新 知 梳 理 【题型1】光源 【典型例题】夏夜，萤火生态园内，月光皎洁，草丛里飞舞着亮莹莹的萤火虫，颇有“含明终不息，夜月空徘徊”的意境，此情景中（　　） A.月亮是光源，萤火虫不是光源 B.月亮不是光源，萤火虫不是光源 C.月亮是光源，萤火虫是光源 D.月亮不是光源，萤火虫是光源 【举一反三1】下列物体中，属于光源的是（　　） A.白云 B.太阳 C.彩虹 D.月亮 【举一反三2】下列物体，其中属于自然光源的是（　　） A.太阳 B.月亮 C.日光灯 D.手机的屏幕 【举一反三3】下列物体，其中属于自然光源的是（　　） A.太阳 B.月亮 C.日光灯 D.手机的屏幕 【举一反三4】下列物体中不属于光源的是（　　） A. 电影银幕 B. 太阳 C. 夜晚发光的萤火虫 D. 发光的电灯 【举一反三5】我国是高端微电子芯片的进口大国，每年进口芯片超过2000亿美元，超过了石油进口值。目前，世界上最先进的芯片线宽已降到0.007μm，即7nm。现在，我们国家重大科研装备研制项目“超分辨光刻装备”已通过验收。该光刻机由中国科学院光电技术研究所研制，光刻分辨力达到22nm，结合双重曝光技术后，还可用于制造10nm级别的芯片。一旦实现量产，将有望彻底解决我国高端芯片受制于人的尴尬境地，其中7nm=     m，“超分辨光刻装备”采用的光源是波长更短的极紫外光光源，可以用于准分子光刻。其中极紫外光源是一种      （选填“人造”或“自然”）光源。 【举一反三6】如图所示，淮安大桥全长约2062　  　（填写单位）；傍晚，月光、路灯光、船灯光交相辉映，月亮　  　（选填“是”或“不是”）光源。 【举一反三7】2023年9月23日，第19届亚运会开幕式在浙江杭州举行。开幕式上，来自全球的亚运数字火炬手在数字世界与现实同频共振，共同点燃亚运主火炬塔（如图所示），现场观众爆发出雷鸣般的掌声。主火炬塔上的圣火  　（选填“是”或“不是”）光源，“雷鸣般”说明声音的　   　（选填“响度”“音调”或“音色”）大。 【题型2】光沿直线传播的条件 【典型例题】下面四幅图中，不能说明光沿直线传播的是（　　）   A. 手影 B. 光在不均匀糖水中的径迹 C. 激光准直 D. 透过树叶的阳光 【举一反三1】小明在学习“光的传播”时，看到实验过程如下：①用激光笔射向水中，观察到光线是一条直线（如图）；②用漏斗从容器底向水中缓慢注入浓盐水，观察到光线发生了弯曲；③经搅拌后，观察到光线又变直。该实验目的是为了得到下列哪个结论（　　） A.光在水中沿直线传播 B.光在盐水中沿直线传播 C.光在任何液体中都可以传播 D.光在同种均匀介质中沿直线传播 【举一反三2】小明在学习“光的传播”时，看到老师的一个演示实验，过程如下：①用激光笔射向水中，观察到光线是一条直线（如图）；②在点处用漏斗向水中慢慢注入海波溶液，观察到光线发生了弯曲；③经搅拌后，观察到光线又变直．小明根据上述现象得出的结果正确的是（ ） A. 光的传播需要介质 B. 光只有在水中才沿直线传播 C. 光在海波溶液里不能沿直线传播 D. 光在同一种均匀介质中才沿直线传播 【举一反三3】关于光的传播规律，下列说法中正确的是（ ） A. 光只有在真空中才能沿直线传播 B. 光在同一种介质中沿直线传播 C. 光在同一种均匀介质中沿直线传播 D. 光在任何条件下都能沿直线传播 【举一反三4】如图所示，汽车前方的盲区是由于车身设计的缘故，阻挡了驾驶员视线而形成的，盲区的形成是由于光的             ，汽车的倒车雷达是利用        （选填“超声波”“次声波”“红外线”或“紫外线”）来工作的。 【举一反三5】诗句“绿树阴浓夏日长，楼台倒影入池塘”，从物理学的角度，诗句中“阴浓”的形成说明了　                     　；“人有悲欢离合，月有阴晴圆缺”，阴晴圆缺的月亮　   　（选填“是”或“不是”）自然光源。 【举一反三6】如图所示，汽车前方的盲区是由于车身设计的缘故，阻挡了驾驶员视线而形成的，盲区的形成是由于光的             ，汽车的倒车雷达是利用        （选填“超声波”“次声波”“红外线”或“紫外线”）来工作的。 【题型3】影子的形成 【典型例题】下列现象中，不是利用光沿直线传播的实例是（ ） A. 立竿见影 B. 手影游戏 C. 太阳发光 D. 激光引导掘进方向 【举一反三1】晚上，当你逐渐走近路灯时，人影的变化是（ ） A. 逐渐变长 B. 逐渐变短 C. 先变长，再变短 D. 先变短，再变长 【举一反三2】有下列实例：排队时，前面的同学挡住了后面的同学；射击瞄准要“三点一线”；晚上学习时，手挡住灯光后看不清字；激光引导掘进机开凿大山隧道；手影；其中应用了光的直线传播规律的是（ ） A. B. C. D. 【举一反三3】立竿测影是中国古代天文学观测天体位置、划分节气等不可缺少的方法之一，立竿的影子由于光的            而形成。太阳到地球的距离大约是1.5 × 1011，太阳发出的光要经过        s才能到达地球。（光速c=3 × 108） 【举一反三4】图中，在路灯（A点表示）的照射下，竖立在地面上的竹竿BC的影子为BD，请画出竹竿BC。（保留作图痕迹，下同） 【题型4】日食月食的形成 【典型例题】当月球运动到太阳和地球之间，月球就会挡住太阳射向地球的光，月球身后的影子正好落到地球上时，如图，在a、b、c、d位置此刻都看不到日食现象的是（　　） A.a、b两位置 B.b、c两位置 C.a、c两位置 D.a、d两位置 【举一反三1】如图是月偏食的示意图，月食轮廓是弯曲的圆弧。下列事实与圆弧的形成无关的是（　　） A.太阳光的直线传播 B.地球是球形的 C.月球是球形的 D.地球是不透明的 【举一反三2】最值得期待的天文现象 “日环食”天文景观如图所示，这次日环食是世纪发生日食时间最长的一次，这样的日环食也被称为“金边日食”，发生这种天文现象时，太阳、地球和月亮的位置关系是（ ） A. 太阳地球月亮 B. 地球太阳月亮 C. 月亮太阳地球 D. 地球月亮太阳 【举一反三3】最值得期待的天文现象 “日环食”天文景观如图所示，这次日环食是世纪发生日食时间最长的一次，这样的日环食也被称为“金边日食”，发生这种天文现象时，太阳、地球和月亮的位置关系是（ ） A. 太阳地球月亮 B. 地球太阳月亮 C. 月亮太阳地球 D. 地球月亮太阳 【举一反三4】当月球运动到太阳和地球之间，月球就会挡住太阳射向地球的光，月球身后的影子正好落到地球上时，如图，在a、b、c、d位置此刻都看不到日食现象的是（　　） A.a、b两位置 B.b、c两位置 C.a、c两位置 D.a、d两位置 【举一反三5】如图所示，这是今年一些网友拍摄到的日全食时的照片。日全食是由光的        形成的，发生日全食时不能看到太阳，是因为我们处在        的影子里。 【举一反三6】大连地区出现了日食现象。王老师在模拟日食、月食成因的实验中，画了图示。如果在大连观察到日食，月球应该是位于       （选填“A”“B”或“C”）处。夏天中午，小明骑着自行车到达一栋房子，为了防止自行车晒得太烫，小明应该把自行车停放在房子的       （选填“东”“南”“西”或“北”）方。 【举一反三7】如图所示，这是今年一些网友拍摄到的日全食时的照片。日全食是由光的        形成的，发生日全食时不能看到太阳，是因为我们处在        的影子里。 【举一反三8】中国绝大部分地区观测到了月食的全过程，并欣赏到了一轮美丽的红月亮，一度称为媒体热点.月食是一种特殊的天文现象，这时如果地球和月亮的中心大致在同一        （选填“平面”或“直线”）上，月亮就会进入地球的本影，而产生月全食.如果只有部分月亮进入地球的本影，就产生月偏食.月食时为什么会出现红色月亮呢？科学家介绍，这是因为红色的光波长较长，穿透力也较强。浓厚的大气层把紫、蓝、绿、黄光都吸收掉了，只剩下红色光可以穿透过来.月全食时的红月亮也是同样的道理，大气层将红色光折射到月球表面上，所以我们仍然能看到在地影里，红红的月亮挂在天空中。 （1）请将文中的空格填完整； （2）请在下图三个中标出地球、月亮、太阳的大致位置； （3）我们平时所看到的月亮    （选填“是”或“不是”）光源，月食形成的原理是                          ； （4）晴天的正午时分，走在马洲公园茂密的樟树林下，你会看到阳光透过树叶的缝隙而在地上留下许多大小不同的圆形光斑（如下图所示），这是      （选填“太阳”“树叶的缝隙”或“树叶”）的      （选填“实像”“影子”或“虚像”），光在真空中的传播速度为        。 【题型5】小孔成像 【典型例题】中午12:00时，若太阳光垂直射入纸板上一个很小的“”形孔，那么在地面上形成的光斑的形状是(    ) A. “”形 B. “  ”形 C. “”形 D. “  ”形 【举一反三1】下列能说明光沿直线传播的现象是①日食现象，②灯光下人的影子，③利用遥控器中的红外线遥控电视，④匡衡凿壁偷光，⑤小孔成像（　　） A.①②③④ B.①③④⑤ C.②③④⑤ D.①②③④⑤ 【举一反三2】关于小孔成像，下面说法中正确的是（ ） A. 小孔成的像一定比物体小 B. 小孔成的像一定比物体大 C. 小孔成的像是倒立的实像 D. 小孔成的像是正立的虚像 【举一反三3】如图所示，战国时期墨子在《墨经》中对小孔成像有记载。为了验证小孔成像的特点，小红同学进行了如图乙所示的实验。当物距AB为20cm时，蜡烛火焰像的高度为4.5cm；当物距AB为15cm时，蜡烛火焰像的高度为6.2cm。根据实验步骤及现象可以得出：蜡烛火焰           与蜡烛火焰           有关。 【举一反三4】小明在课外按如图所示装置做小孔成像实验。如果易拉罐底部小孔是三角形，则他在半透明纸上看到的像是            （选填 “三角形 ”或“蜡烛 ”）          （选填“倒立的实像 、“倒立的虚像 ”“正立的实像 ”或“正立的虚像 ”）。 【举一反三5】小宇同学用“可乐瓶”做小孔成像实验。 （1）请在如图甲所示的半透明纸上画出蜡烛AB的像A´B´； （2）小宇发现蜡烛和小孔的位置固定之后，像离小孔越远，像就越大。他测出了不同距离时像的高度，填在表格中： ①请你根据表中的数据在如图乙所示的坐标系中画出h与s的关系图像； ②从图像中可以看出h与s的关系为：      ； ③请你猜想要想使像明亮些，半透明纸应      （选填“靠近”或“远离”）小孔。 【题型6】光线 【典型例题】光在水中的穿透能力很有限，即使在最清澈的海水中，人们也只能看到十几米到几十米内的物体，关于光线下列说法不正确的是（ ） A.光线是人们为了形象描述光的传播而建立的理想物理模型 B.光在海水中沿直线传播 C.光的传播速度与介质有关 D.光线是客观存在的 【举一反三1】如图所示，枯井中的青蛙位于井底点“坐井观天”，下图中青蛙通过井口观察范围正确的光路图是（ ） A. B. C. D. 【举一反三2】物理研究中常用一个抽象的“模型”来形象地突出事物的主要特征，例如可以用光线来表示一束光，光线突出的主要因素是光的　       　，忽略的次要因素是光的　  　等次要性质。 【举一反三3】S为一点光源，M、N为一不透明的墙壁。请在图上画出光线通过M、N狭缝能照射到的区域，并在该区域画上斜线。 【题型7】光速 【典型例题】雷雨天，某物理兴趣小组为估测某一次闪电发生的位置到他们的距离，设计出声音传播的速度乘以时间的估算方案。则时间的测量应选择的方法是（ ） A. 闪电时，记录刚刚看到该次闪电至刚刚听到雷声的时间 B. 闪电时，记录刚刚看到该次闪电至雷声刚刚结束的时间 C. 用选项A的方法，测量该次及随后发生的两次闪电，计算三次的平均值 D. 用选项B的方法，测量该次及随后发生的两次闪电，计算三次的平均值 【举一反三1】关于光的传播，下列说法正确的是（　　） A.光不能在真空中传播 B.光比声音传播速度慢 C.光在水中的传播速度是3×108m/s D.光在同种均匀介质中沿直线传播 【举一反三2】阅读短文，回答问题： 嫦娥四号的“三双眼睛” 2019年1月3日，嫦娥四号月球探测器成功登陆月球，成为人类历史上首个在月球背面实现软着陆的月球探测器。嫦娥四号与嫦娥三号一样（又叫月球车）组成。嫦娥四号探测任务的成功依赖于探测器上的三大光学装备——激光测距敏感器、激光三维成像敏感器和红外成像光谱仪。 其中，激光测距敏感器和激光三维成像敏感器是嫦娥四号落月过程中必不可少的“眼睛”，堪称确保探测器安全着陆最关键、最核心的技术装备。在嫦娥四号着陆器距离月面15km高度时，每秒向月面发射两次激光脉冲，在月球表面接近真空的环境下，获得嫦娥四号着陆器相对于月面的精确距离。当嫦娥四号到达距月面100m的悬停位置时，激光三维成像敏感器开始工作：采集月面的三维图像，确保探测器降落在安全区域。如此精细的扫描成像工作，在短短几秒内就完成了。 此外，嫦娥四号携带的月球车（玉兔二号）装载了“红外眼”——红外成像光谱仪。其工作原理是将一束包含不同频率的红外线照射到月面物质上，相应频率的射线被减弱。通过比较红外线被吸收的情况（吸收光谱）分析出月球表面物质的成分。 激光测距敏感器、激光三维成像敏感器和红外成像光谱仪共同构成了嫦娥四号的“三双眼睛”，助力嫦娥四号高效精准的完成月球探测任务。请根据上述材料，回答下列问题： （1）在三大光学装备中，能够识别月球表面平整程度，确保探测器降落在安全区域的是        ； （2）在嫦娥四号落月过程中，激光测距敏感器开始工作时，向月面发射一束激光脉冲        s后可以接收到该激光脉冲的月面回波信号； （3）利用超声波回声测距也是一种重要的测距方式。嫦娥四号的落月过程        （选填“能”或“不能”）使用回声测距，理由是             。 【举一反三3】天文单位是天文学中计量天体之间距离的一种单位，以AU表示，其数值取地球和太阳之间的平均距离。已知：海王星距离太阳约30个天文单位，1个天文单位=1.5 × 1011m。问： （1）光在真空中的传播速度是多少？ （2）光从太阳传到海王星需要多长时间？ 【题型8】光的直线传播的应用 【典型例题】“一河诗画，满城烟花”，2023年11月3日晚，湖南浏阳国际烟花节的焰火惊艳全球（如图所示），有关烟花表演，下列说法正确的是（　　） A.先看到焰火后听到爆炸声，说明声速比光速快 B.天空中明亮的烟花不是光源 C.焰火把人影照到地面上，人影是光沿直线传播形成的 D.焰火在水中的倒影是光沿直线传播形成的 【举一反三1】下列现象中不能说明光沿直线传播的是（　　） A.排纵队时，如果看到自己前面的一名同学挡住了他前面所有的人，队就排直了 B.练习射击时，瞄准点、准星尖、标尺缺口在同一直线上 C.黑板上笔直的粉笔线 D.挖凿隧道时激光准直 【举一反三2】某校研究性学习小组同学进行一组光的直线传播的综合实践活动。 （1）如图甲通过三个小孔去观察烛焰，若要看到烛焰，应满足的条件是三个小孔在同一　    　； （2）如图乙在树荫下观察，阳光透过树叶的缝隙倾泻下来，在地上留下斑驳的树影和圆形的光斑，圆形的光斑实质是　    　 的像，树影和圆形的光斑形成的原理　     　（选填“相同”或“不同”）。 【举一反三3】在图中月球的运行轨迹上将发生月食时的部分描成实线。 【题型9】光的反射现象 【典型例题】因为有了光，自然界才绚丽多彩。如图所示，在平静的水面，国家大剧院和它的倒影相映成趣，宛如一个巨大的蛋壳。下列成语与图中倒影形成原理相同的是（　　） A.立竿见影 B.形影不离 C.镜花水月 D.凿壁偷光 【举一反三1】古人的诗词、成语和俗语中有很多物理的知识，下列描述与物理知识不对应的是（　　） A. 余音绕梁，三日不绝——回声现象 B. 不敢高声语，恐惊天上人——声音的音调高 C. 镜中花，水中月——光的反射 D. 一叶障目，不见泰山——光的直线传播 【举一反三2】图中属于光的反射现象的是（ ）  A. 手影 B. 水中桥的倒影 C. 日全食 D. 树林中的光束 【举一反三3】因为有了光，自然界才绚丽多彩。如图所示，在平静的水面，国家大剧院和它的倒影相映成趣，宛如一个巨大的蛋壳。下列成语与图中倒影形成原理相同的是（　　） A.立竿见影 B.形影不离 C.镜花水月 D.凿壁偷光 【举一反三4】李白的名句“举杯邀明月，对影成三人”中，涉及到的光学知识理解错误的是（　　） A.地上的“人影”是由于光沿直线传播形成的 B.杯中的“人影”是由于光的反射形成的 C.月光能照射到人，说明光的传播需要介质 D.空中的明月不是光源 【举一反三5】如图所示，在一次交通安全教育活动中，交警用学生站立区域来演示司机的“盲区”。大货车司机前方“盲区”的形成主要的原因是光的          。从大货车的后视镜可以看到车后的景象，利用了光的        。 【举一反三6】开封黄河游览区被誉为沿黄河城市的“世外桃源”。如图是晴朗的夏日，公园坡地上树影婆娑，湖中拱桥与倒影相映成趣，树前下圆形的光斑交错成辉，游人看到水中锦鲤自由游飞，根据以上情景，请说出一条涉及的物理知识并列举对应的应用实例。 示例：物理知识：光在同种均匀介质中沿直线传播。 应用实例：开凿隧道利用激光引导掘进方向。 物理知识：            。应用实例：               。 【举一反三7】我国语言文字丰富多彩，许多成语包涵物理知识。比如“镜花水月”是指因为光的______而形成的虚像；“轻声细语”是指声音的______小。 【题型10】一点、三线、两角 【典型例题】如图所示，为一个人从上往下看的俯视图，CD为竖直挂在墙上的平面镜，位于B处的甲同学通过平面镜看到了位于A处的乙同学。在这一现象中，光线的入射角是（　　） A.∠1 B.∠2 C.∠3 D.∠4 【举一反三1】如图，MN为平面镜，一束光线沿AO方向入射，经平面镜反射后会通过图中的（　　） A.a点 B.b点 C.c点 D.d点 【举一反三2】入射光线与反射光线间的夹角为60°，则反射角是（ ） A. 30° B. 60° C. 120° D. 150° 【举一反三3】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N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 【举一反三4】当入射光线与界面的夹角为30°时，则反射角为      ，反射光线与入射光线之间的夹角为         ，当入射角增大10°，则反射光线与入射光线之间的夹角增大了        。 【举一反三5】光垂直射向镜面时，如图所示，反射角为　　  °。 【举一反三6】光垂直射向镜面时，如图所示，反射角为　　  °。 【举一反三7】当入射光线与界面的夹角为30°时，则反射角为      ，反射光线与入射光线之间的夹角为         ，当入射角增大10°，则反射光线与入射光线之间的夹角增大了        。 【题型11】探究光的反射定律 【典型例题】如图所示，小海同学在“探究光的反射规律”实验时，利用红、绿、蓝三种色光的激光笔进行实验，他将位于同一平面内的白色纸板A、B立在平面镜上。下列说法中正确的是（　　） A.②号光线为蓝色 B.红光的入射角为90° C.利用该装置进行实验时，纸板不需要垂直于平面镜放置 D.将纸板B沿红光所在直线向后折，无法观察到反射光线，表明反射现象消失 【举一反三1】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 【举一反三2】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      （选填“在”或“不在”）同一平面内，此时反射光线应该在        （选填“纸板前”“纸板后”或“纸板上”），此时法线      （选填“在”或“不在”）原图甲法线的位置。 【举一反三3】小明利用图中的实验装置探究光的反射规律，纸板A 和纸板B垂直于平面镜且可绕ON折转。 （1）小明改变入射角大小，多次实验后，小明得到如下几组数据： ①分析发现表格中的某次数据是错误的，出现错误的原因是将反射光线与           的夹角当作了反射角； ②根据表中的正确数据可知，反射角        （选填“大于”“小于”或“等于”）入射角； （2）接着小明进行了如下实验：①让激光笔在纸板 B上沿着FO的方向射向O点，反射光会沿着OE方向射出。这表明在光的反射现象中，光路是           的； ②将激光笔在纸板A上沿EO的方向射向O点，并将纸板B绕ON向后折转，在纸板B上不能观察到反射光线，这说明在光的反射现象中，反射光线、入射光线和法线            【题型12】光反射的可逆性 【典型例题】使入射光线沿着原来反射光线的方向射到平面镜上，反射光线将逆着原来　        　的方向反射出去，这说明光的反射现象中光路是　     　的。 【举一反三1】（2024八年级上·福建福州·期中）如图是一条盘山公路，为了让司机看到对向车道情况，应该在        （选填“A”“B”或“C”）位置安装一块面镜。双向车道的司机能通过面镜彼此看见对方，这是由于                 。 【举一反三2】如图是小红同学“探究光的反射规律”的实验装置，平面镜放在水平桌面上，A、B是两块粘接起来的白色硬纸板，垂直于镜面且可绕ON转动。     （1）选用的白色硬纸板表面要尽可能粗糙一些，其目的是使光在纸板上发生          ，这样我们就能从各个方向看清光的传播路径。 （2）为了进一步确定反射光线的位置，小红同学把硬纸板B沿PQ剪开，将硬纸板的上半部分向后折转一定的角度，如图乙，发现在硬纸板的_____（选填“上半部分”或“下半部分”）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       （选填“在”或“不在”）同一平面内。 （3）小红同学用铅笔将图甲中的光线描绘在纸板上后，她让光线沿着方向入射，看到了反射光线恰好沿方向射出，这表明光在反射时，光路是        的。实验中，将纸板沿对折，发现描绘的反射光线与入射光线完全重合，就得出反射角等于入射角的结论。请你指出实验中的不足之处是________________________________。 【举一反三3】如图甲所示，小明在“探究光的反射规律”的实验中，先将平面镜A放在水平桌面上，再将硬纸板B垂直放置在平面镜A上，让激光紧贴纸板射向O点。 （1）为了显示光路，纸板的表面应         （选填“光滑”或“粗糙”）些；改变入射光线的方向，测出入射角分别为30°、40°、70°时对应的反射角的大小，并将测得数据填入上表，分析数据得出“反射角与入射角不相等”，造成这一错误结论的原因是         ； （2）如图乙，老师用加湿器使装置乙周围充满雾气，将平面镜放在能转动的水平圆台上。为了显示法线的位置，在柱M上固定一支红色激光笔，使其发出的光         射向平面镜上的O点；然后打开固定在柱N上的绿色激光笔，使激光沿CO射向O点，出现了激光沿OD被反射出来的情景，缓缓转动圆台，当观察到三束激光看起来好像重合时，我们可初步得到                                 ； （3）打开另一支红色激光笔，使激光沿着DO射向O点，观察到它的反射光线沿着OC射出，由此说明光反射时光路是         的。 【题型13】光的反射定律的应用 【典型例题】如图所示，水平面上固定着一块平面镜，水平面上有一个足球向镜面滚去。要使足球在平面镜中的像沿竖直方向“下落”，则镜面与水平面的夹角大小为（　　） A.α＝90° B.α＝60° C.α＝45° D.α＝30° 【举一反三1】一束光线斜射到平面镜上，入射角为60°，若入射光线的方向不变，当镜面绕入射点转动一个小角度β，那么，反射光线与入射光线的夹角将改变（　　） A.60° B.30° C.β D.2β 【举一反三2】光射到平面镜上发生反射现象，入射角为30º，则光的传播方向改变了（　　） A.0 º B.30 º C.60 º D.120 º 【举一反三3】张红根据所学的平面镜知识解决了如下实际问题：如图，固定在水面上方的光源S发出一束光经水面反射后在光屏上有一个光斑A，已知光束与水面的夹角为45°，S'是光源经水面反射所成的像。当水面降低时，反射角将       （选填“变大”“不变”或“变小”），光斑A将      （选填“向左”“向右”或“不”）移动。 【举一反三4】阅读材料，回答问题。 角反射器 角反射器是利用光的反射原理制成的，它一般由三个相互垂直的平面镜组成，如图甲所示。角反射器具有非常优良的回光特性。对于在空间中一定范围内的入射光线（无论入射方向如何），经其三个相互垂直的平面镜反射后，出射光线总是与入射光线平行。 自行车的尾灯就是利用了角反射器。它通常由红色塑料压制而成，外表面为平面，内表面由无数微小的角反射器构成一个微棱镜阵列，如图乙所示。当后面的车辆发出的灯光照射到自行车尾灯上时，尾灯可以将入射光沿原来的方向反射回去，使后面车辆的司机看到前面的目标，保证夜间行车安全。利用角反射器原理制作的无源光学标志灯定向性好、回光强、不耗电，已经在各种生活设施中得到了广泛的应用。 在激光测距中，角反射器可以用作被测目标的反射器，它不仅能有效地把光反射回来，更可以减少瞄准调整的困难。我国的“嫦娥”一号探月卫星上，就安装了多个角反射器阵列。从地球上发射到“嫦娥”一号探月卫星上的各个方向的激光都能够射到角反射器上，并被反射回地球。这些角反射器阵列，达到了极高的测量精度，为卫星的精密定轨做出了巨大的贡献。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）角反射器是利用光的      原理制成的； （2）如图丙所示，M和N是两块相互垂直的平面镜，根据光的反射定律，画出入射光线AO经过镜面反射后的出射光线； （3）举例说明角反射器还可以有哪些应用：          （举一例即可）。 【举一反三5】探究光的反射定律，实验装置如图甲。让一束光贴着光屏射向平面镜的O点，改变入射光线多次实验，数据记录于表中。 （1）能从不同方向观察到光的传播路径，是因为光在光屏上发生　  　反射。 （2）分析表中数据得出结论： ①反射光线、入射光线分别位于法线　  　； ②反射角　  　入射角。 （3）光热电站利用追日镜将太阳光反射到吸热塔用于发电。如图乙为上午某时刻的光路图，根据上述实验结论推断，随着太阳的运动，追日镜应沿　  　时针方向旋转，使反射光线射向吸热塔。 【举一反三6】如图所示的光路图中，MM′是镜面，AO为入射光线，已知∠AOM=30°。 （1）此时反射角等于多少度？同时需要在图上标注出入射角和反射角。 （2）若光线AO绕O点顺时针旋转15°后，则反射光线与入射光线的夹角等于多少？ （3）若镜面MM′绕O点顺时针旋转15°后，则反射光线与入射光线的夹角等于多少？ 【题型14】镜面反射 【典型例题】课堂上，有时光滑黑板表面反射的光会“晃”着一些同学的眼睛，如图所示的光路图中能正确解释这一现象的是（ ） A. B. C. D. 【举一反三1】小明将爸爸刷过鞋油的皮鞋，用软布反复摩擦使鞋面变得更亮，这是利用光的（　　） A.折射 B.色散 C.漫反射 D.镜面反射 【举一反三2】课堂上，有时光滑黑板表面反射的光会“晃”着一些同学的眼睛，如图所示的光路图中能正确解释这一现象的是（ ） A. B. C. D. 【举一反三3】小明将爸爸刷过鞋油的皮鞋，用软布反复摩擦使鞋面变得更亮，这是利用光的（　　） A.折射 B.色散 C.漫反射 D.镜面反射 【举一反三4】一束光与镜面成40°角射到平面镜上，反射角大小是       ；人迎着反射光的方向可以看到刺眼的光，而在其他方向却看不到反射光，这是由于发生了        。 【举一反三5】如图所示，每年冬至，正午的阳光照射到北京故宫乾清宫地面铺设的“金砖”上，再经光洁如镜面般的“金砖”发生      反射，就可以将宝座上方的牌匾“正大光明”照亮，吸引众多游客参观。如果在殿内正中“金砖”上铺设地毯，阳光照射到地毯上时，        （选填“还能”或“不能”）看到这种现象。 【举一反三6】教室前边的黑板表面不是十分的光滑，细微之处凹凸不平，目的是防止光在表面发生         。个子矮的同学因前面较高的同学挡住而看不到黑板上的字是因为            。 【题型15】漫反射 【典型例题】观看足球比赛时，坐在不同方向看台上的众多球迷都能看到飞向球门的足球，这是因为（　　） A.足球是光源 B.眼睛发出的光射到足球上 C.光在足球表面发生镜面反射 D.光在足球表面发生漫反射 【举一反三1】如图所示的光学现象及其解释，正确的是（　　） A.图a中，漫反射的光线杂乱无章，因此不遵循光的反射定律 B.图b中，木工师傅观察木板是否光滑平整利用了光沿直线传播的性质 C.图c表示的是小孔成像情况，屏幕上出现的是物体倒立的虚像 D.图d表示能看到掉在地面上的书，是因为书发生了镜面反射 【举一反三2】如图所示是晚上汽车在干燥的沥青路面和潮湿的沥青路面行驶时大灯部分光路简图，在晚上开车时（　　） A.潮湿的路面光更容易发生漫反射 B.对面无车时，驾驶员看潮湿的路面更亮 C.对面无车时，驾驶员看潮湿的路面更暗 D.光在干燥路面上反射不遵循反射定律 【举一反三3】下列有关现象与光学知识对应错误的是（　　） A.能从不同方向看见不发光的物体——漫反射 B.黑板反光看不清字——镜面反射 C.影子的形成——光的反射形成的 D.平静的水面出现岸边景物的倒影——平面镜成像 【举一反三4】如图所示，三条互相平行的光线入射到凹凸不平的物体表面上，三条反射光线           （选填“会”或“不会”）平行射出，这种反射          （选填“遵循”或“不遵循”）光的反射定律。 【举一反三5】如图所示，三条互相平行的光线入射到凹凸不平的物体表面上，三条反射光线           （选填“会”或“不会”）平行射出，这种反射          （选填“遵循”或“不遵循”）光的反射定律。 【举一反三6】如图所示，是生活中两种光的反射现象，甲图属于           （选填“漫反射”或“镜面反射”），乙图的反射更有利于           。 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.1 探究：光的反射定律 xix   快速定位题型 题 型 目 录 【题型1】光源 1 【题型2】光沿直线传播的条件 4 【题型3】影子的形成 7 【题型4】日食月食的形成 8 【题型5】小孔成像 13 【题型6】光线 16 【题型7】光速 18 【题型8】光的直线传播的应用 21 【题型9】光的反射现象 22 【题型10】一点、三线、两角 26 【题型11】探究光的反射定律 29 【题型12】光反射的可逆性 32 【题型13】光的反射定律的应用 35 【题型14】镜面反射 40 【题型15】漫反射 42 xix   夯实必备知识 新 知 梳 理 【题型1】光源 【典型例题】夏夜，萤火生态园内，月光皎洁，草丛里飞舞着亮莹莹的萤火虫，颇有“含明终不息，夜月空徘徊”的意境，此情景中（　　） A.月亮是光源，萤火虫不是光源 B.月亮不是光源，萤火虫不是光源 C.月亮是光源，萤火虫是光源 D.月亮不是光源，萤火虫是光源 【答案】D 【解析】月亮自身不发光，月亮不是光源；萤火虫自身能够发光，萤火虫是光源，故D正确，A、B、C错误。 【举一反三1】下列物体中，属于光源的是（　　） A.白云 B.太阳 C.彩虹 D.月亮 【答案】B 【解析】月亮、白云、彩虹本身不能发光，它们只能反射光，因此不是光源，太阳自身能够发光，属于光源。 【举一反三2】下列物体，其中属于自然光源的是（　　） A.太阳 B.月亮 C.日光灯 D.手机的屏幕 【答案】A 【解析】太阳自身能够发光，是自然界存在的，太阳是自然光源，故A符合题意；月亮不是光源，故B不符合题意；日光灯和手机的屏幕自身能够发光，它们是人造光源，故C、D不符合题意。 【举一反三3】下列物体，其中属于自然光源的是（　　） A.太阳 B.月亮 C.日光灯 D.手机的屏幕 【答案】A 【解析】太阳自身能够发光，是自然界存在的，太阳是自然光源，故A符合题意；月亮不是光源，故B不符合题意；日光灯和手机的屏幕自身能够发光，它们是人造光源，故C、D不符合题意。 【举一反三4】下列物体中不属于光源的是（　　） A. 电影银幕 B. 太阳 C. 夜晚发光的萤火虫 D. 发光的电灯 【答案】A 【解析】电影银幕自身不能发光，它能够反射其他物体的光，不属于光源，故A符合题意； 太阳、发光的萤火虫和发光的电灯正在发光，它们都属于光源，故B、C、D不符合题意。 【举一反三5】我国是高端微电子芯片的进口大国，每年进口芯片超过2000亿美元，超过了石油进口值。目前，世界上最先进的芯片线宽已降到0.007μm，即7nm。现在，我们国家重大科研装备研制项目“超分辨光刻装备”已通过验收。该光刻机由中国科学院光电技术研究所研制，光刻分辨力达到22nm，结合双重曝光技术后，还可用于制造10nm级别的芯片。一旦实现量产，将有望彻底解决我国高端芯片受制于人的尴尬境地，其中7nm=     m，“超分辨光刻装备”采用的光源是波长更短的极紫外光光源，可以用于准分子光刻。其中极紫外光源是一种      （选填“人造”或“自然”）光源。 【答案】7×10-9   人造 【解析】由于1 nm=1×10-9 m，所以7 nm=7×10-9 m。 由于极紫外光源不是大自然中存在的光源，是通过科学研究制造生产的，所以极紫外光源是一种人造光源。 【举一反三6】如图所示，淮安大桥全长约2062　  　（填写单位）；傍晚，月光、路灯光、船灯光交相辉映，月亮　  　（选填“是”或“不是”）光源。 【答案】m 不是 【解析】淮安大桥全长约2062m。月亮自身不能发光，不是光源。 【举一反三7】2023年9月23日，第19届亚运会开幕式在浙江杭州举行。开幕式上，来自全球的亚运数字火炬手在数字世界与现实同频共振，共同点燃亚运主火炬塔（如图所示），现场观众爆发出雷鸣般的掌声。主火炬塔上的圣火  　（选填“是”或“不是”）光源，“雷鸣般”说明声音的　   　（选填“响度”“音调”或“音色”）大。 【答案】是 响度 【解析】主火炬塔上的圣火自身能发光且正在发光，是光源。声音的大小叫响度，现场观众爆发出雷鸣般的掌声，“雷鸣般”说明声音的响度大。 【题型2】光沿直线传播的条件 【典型例题】下面四幅图中，不能说明光沿直线传播的是（　　）   A. 手影 B. 光在不均匀糖水中的径迹 C. 激光准直 D. 透过树叶的阳光 【答案】B 【解析】光照射到不透明的物体，物体会阻挡光的传播，在其背面光不能到达的区域，形成物体的影子，所以，手影是光沿直线传播形成的，故A不符合题意； 光在不均匀的糖水中的传播路径是弯曲的，不能说明光沿直线传播，故B符合题意； 应用激光准直技术开凿山洞，利用了光在同种均匀介质中沿直线传播，故C不符合题意； 透过树叶的阳光是由光沿直线传播形成的，故D不符合题意。 【举一反三1】小明在学习“光的传播”时，看到实验过程如下：①用激光笔射向水中，观察到光线是一条直线（如图）；②用漏斗从容器底向水中缓慢注入浓盐水，观察到光线发生了弯曲；③经搅拌后，观察到光线又变直。该实验目的是为了得到下列哪个结论（　　） A.光在水中沿直线传播 B.光在盐水中沿直线传播 C.光在任何液体中都可以传播 D.光在同种均匀介质中沿直线传播 【答案】D 【解析】由①可知，光在水中沿直线传播，此时水是均匀的；②中，用漏斗从容器底向水中缓慢注入浓盐水，光线不再沿直线传播，此时溶液不均匀；③中，搅拌后，介质变得均匀，光又沿直线传播，故可以得出，光在同一种均匀介质中才沿直线传播，故A、B、C错误，D正确。 【举一反三2】小明在学习“光的传播”时，看到老师的一个演示实验，过程如下：①用激光笔射向水中，观察到光线是一条直线（如图）；②在点处用漏斗向水中慢慢注入海波溶液，观察到光线发生了弯曲；③经搅拌后，观察到光线又变直．小明根据上述现象得出的结果正确的是（ ） A. 光的传播需要介质 B. 光只有在水中才沿直线传播 C. 光在海波溶液里不能沿直线传播 D. 光在同一种均匀介质中才沿直线传播 【答案】D 【解析】由①可知，光在水中沿直线传播，此时水是均匀的；②中，用漏斗向水中慢慢注入海波溶液后，光线不再沿直线传播，此时溶液不均匀；③中，搅拌后，介质变得均匀，光又沿直线传播，故可以得出，光在同一种均匀介质中才沿直线传播，故A、B、C错误，D正确。 【举一反三3】关于光的传播规律，下列说法中正确的是（ ） A. 光只有在真空中才能沿直线传播 B. 光在同一种介质中沿直线传播 C. 光在同一种均匀介质中沿直线传播 D. 光在任何条件下都能沿直线传播 【答案】C 【解析】光在同一种均匀介质中沿直线传播，介质不同或同种介质但介质不均匀，光不会沿直线传播，故C正确，A、B、D错误。 【举一反三4】如图所示，汽车前方的盲区是由于车身设计的缘故，阻挡了驾驶员视线而形成的，盲区的形成是由于光的             ，汽车的倒车雷达是利用        （选填“超声波”“次声波”“红外线”或“紫外线”）来工作的。 【答案】直线传播 超声波 【解析】光在同种均匀介质中沿直线传播，盲区的形成是由于光的直线传播造成的。 倒车雷达利用的是超声波的反射来判断汽车到障碍物的距离，利用了超声波传递信息的特点。 【举一反三5】诗句“绿树阴浓夏日长，楼台倒影入池塘”，从物理学的角度，诗句中“阴浓”的形成说明了　                     　；“人有悲欢离合，月有阴晴圆缺”，阴晴圆缺的月亮　   　（选填“是”或“不是”）自然光源。 【答案】光在同种均匀介质中沿直线传播 不是 【解析】“阴浓”的形成是由于光在同种均匀介质中沿直线传播，树阻挡了光的传播，从而在树的后面出现了树影；月亮自身不能发光，我们看到的月光是月亮反射太阳的光，所以月亮不是自然光源。 【举一反三6】如图所示，汽车前方的盲区是由于车身设计的缘故，阻挡了驾驶员视线而形成的，盲区的形成是由于光的             ，汽车的倒车雷达是利用        （选填“超声波”“次声波”“红外线”或“紫外线”）来工作的。 【答案】直线传播 超声波 【解析】光在同种均匀介质中沿直线传播，盲区的形成是由于光的直线传播造成的。 倒车雷达利用的是超声波的反射来判断汽车到障碍物的距离，利用了超声波传递信息的特点。 【题型3】影子的形成 【典型例题】下列现象中，不是利用光沿直线传播的实例是（ ） A. 立竿见影 B. 手影游戏 C. 太阳发光 D. 激光引导掘进方向 【答案】C 【解析】立竿见影、手影游戏、激光引导掘进方向都是由于光的直线传播形成的；而太阳发光是一种自然现象，故C符合题意，A、B、D不符合题意。 【举一反三1】晚上，当你逐渐走近路灯时，人影的变化是（ ） A. 逐渐变长 B. 逐渐变短 C. 先变长，再变短 D. 先变短，再变长 【答案】B 【解析】由于光的直线传播，在路灯下会形成人影。由生活经验可知，当你逐渐走近路灯时，人影会逐渐变短，故选B。 【举一反三2】有下列实例：排队时，前面的同学挡住了后面的同学；射击瞄准要“三点一线”；晚上学习时，手挡住灯光后看不清字；激光引导掘进机开凿大山隧道；手影；其中应用了光的直线传播规律的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】排队、射击、手影以及激光准直开凿隧道都应用了光沿直线传播的规律。晚上学习时，手挡住灯光，由于光在传播过程中，遇到了不透明的物体，在物体的后面就会形成影子，所以看不清字，同样是应用了光的直线传播规律。 【举一反三3】立竿测影是中国古代天文学观测天体位置、划分节气等不可缺少的方法之一，立竿的影子由于光的            而形成。太阳到地球的距离大约是1.5 × 1011，太阳发出的光要经过        s才能到达地球。（光速c=3 × 108） 【答案】直线传播 500 【解析】影子的形成是光的直线传播形成的。 太阳发出的光到达地球的时间t＝＝＝500s. 【举一反三4】图中，在路灯（A点表示）的照射下，竖立在地面上的竹竿BC的影子为BD，请画出竹竿BC。（保留作图痕迹，下同） 【答案】见解析图 【解析】由于光在同种均匀介质中是沿直线传播的，当光照射到竹竿BC上时，光线被遮挡，在竹竿的右边光照射不到的地方形成影子BD。连接AD，从B点垂直地面向上画直线，所画直线与AD相交于点C，连接BC，BC代表的就是竹竿。按光线的传播方向在光线上画上箭头，表示光的传播方向。 【题型4】日食月食的形成 【典型例题】当月球运动到太阳和地球之间，月球就会挡住太阳射向地球的光，月球身后的影子正好落到地球上时，如图，在a、b、c、d位置此刻都看不到日食现象的是（　　） A.a、b两位置 B.b、c两位置 C.a、c两位置 D.a、d两位置 【答案】D 【解析】日食是由光的直线传播形成的，由图可知，太阳射向地球的光线被月亮挡住，b、c两点看不到完整太阳，故能看到日食，而a点会看到太阳，不能形成日食，d点看不到太阳，但是是由于地球挡住了太阳光，不是日食现象。故A、B、C不符合题意，D符合题意。 【举一反三1】如图是月偏食的示意图，月食轮廓是弯曲的圆弧。下列事实与圆弧的形成无关的是（　　） A.太阳光的直线传播 B.地球是球形的 C.月球是球形的 D.地球是不透明的 【答案】C 【解析】图中是月食的轮廓，是由于太阳、地球、月亮位于同一直线上，地球位于太阳与月球之间，不透明的圆形地球挡住了沿直线传播的太阳光，在地球上看不到完整月球，便形成了月偏食，所以圆弧的形成与太阳光的直线传播、地球是球形的、地球是不透明的三者有关，而与月球是球形的无关。故C正确，A、B、D错误。 【举一反三2】最值得期待的天文现象 “日环食”天文景观如图所示，这次日环食是世纪发生日食时间最长的一次，这样的日环食也被称为“金边日食”，发生这种天文现象时，太阳、地球和月亮的位置关系是（ ） A. 太阳地球月亮 B. 地球太阳月亮 C. 月亮太阳地球 D. 地球月亮太阳 【答案】D 【解析】月球运行到太阳和地球中间，地球处于月影中时，月球挡住了太阳照射到地球上的光形成日环食。发生日环食时，三种天体的位置关系是地球、月球和太阳。故A、B、C错误，D正确。 【举一反三3】最值得期待的天文现象 “日环食”天文景观如图所示，这次日环食是世纪发生日食时间最长的一次，这样的日环食也被称为“金边日食”，发生这种天文现象时，太阳、地球和月亮的位置关系是（ ） A. 太阳地球月亮 B. 地球太阳月亮 C. 月亮太阳地球 D. 地球月亮太阳 【答案】D 【解析】月球运行到太阳和地球中间，地球处于月影中时，月球挡住了太阳照射到地球上的光形成日环食。发生日环食时，三种天体的位置关系是地球、月球和太阳。故A、B、C错误，D正确。 【举一反三4】当月球运动到太阳和地球之间，月球就会挡住太阳射向地球的光，月球身后的影子正好落到地球上时，如图，在a、b、c、d位置此刻都看不到日食现象的是（　　） A.a、b两位置 B.b、c两位置 C.a、c两位置 D.a、d两位置 【答案】D 【解析】日食是由光的直线传播形成的，由图可知，太阳射向地球的光线被月亮挡住，b、c两点看不到完整太阳，故能看到日食，而a点会看到太阳，不能形成日食，d点看不到太阳，但是是由于地球挡住了太阳光，不是日食现象。故A、B、C不符合题意，D符合题意。 【举一反三5】如图所示，这是今年一些网友拍摄到的日全食时的照片。日全食是由光的        形成的，发生日全食时不能看到太阳，是因为我们处在        的影子里。 【答案】直线传播 月球 解析 日全食是由于太阳光沿直线传播过程中被月球遮挡形成的。 太阳光沿直线传播过程中被月球遮挡，在地球上形成月球的影子，就会发生日全食，发生日全食时，人处于月球的影子里，就看不到太阳了。 【举一反三6】大连地区出现了日食现象。王老师在模拟日食、月食成因的实验中，画了图示。如果在大连观察到日食，月球应该是位于       （选填“A”“B”或“C”）处。夏天中午，小明骑着自行车到达一栋房子，为了防止自行车晒得太烫，小明应该把自行车停放在房子的       （选填“东”“南”“西”或“北”）方。 【答案】B 北 【解析】月亮正好处在地球与太阳之间时，由于光的直线传播，白天人们就会因为月亮的遮挡看不到全部太阳光，形成日食现象。所以观测日食现象中人们处白天，月亮在B处。 我国处在北半球，大多地区在北回归线以北，所以正午时分物体的影子在物体北面，故车应停在北方。 【举一反三7】如图所示，这是今年一些网友拍摄到的日全食时的照片。日全食是由光的        形成的，发生日全食时不能看到太阳，是因为我们处在        的影子里。 【答案】直线传播 月球 解析 日全食是由于太阳光沿直线传播过程中被月球遮挡形成的。 太阳光沿直线传播过程中被月球遮挡，在地球上形成月球的影子，就会发生日全食，发生日全食时，人处于月球的影子里，就看不到太阳了。 【举一反三8】中国绝大部分地区观测到了月食的全过程，并欣赏到了一轮美丽的红月亮，一度称为媒体热点.月食是一种特殊的天文现象，这时如果地球和月亮的中心大致在同一        （选填“平面”或“直线”）上，月亮就会进入地球的本影，而产生月全食.如果只有部分月亮进入地球的本影，就产生月偏食.月食时为什么会出现红色月亮呢？科学家介绍，这是因为红色的光波长较长，穿透力也较强。浓厚的大气层把紫、蓝、绿、黄光都吸收掉了，只剩下红色光可以穿透过来.月全食时的红月亮也是同样的道理，大气层将红色光折射到月球表面上，所以我们仍然能看到在地影里，红红的月亮挂在天空中。 （1）请将文中的空格填完整； （2）请在下图三个中标出地球、月亮、太阳的大致位置； （3）我们平时所看到的月亮    （选填“是”或“不是”）光源，月食形成的原理是                          ； （4）晴天的正午时分，走在马洲公园茂密的樟树林下，你会看到阳光透过树叶的缝隙而在地上留下许多大小不同的圆形光斑（如下图所示），这是      （选填“太阳”“树叶的缝隙”或“树叶”）的      （选填“实像”“影子”或“虚像”），光在真空中的传播速度为        。 【答案】（1）直线 （2）如图所示 （3）不是 光在同种均匀介质中沿直线传播 （4）太阳 实像 3×108m/s 【解析】（1）影子是由于光在同种均匀介质中沿直线传播时，遇到不透明的物体，在物体的后面形成的阴影区；手影、日食、月食都是影子。所以，当地球和月亮的中心大致在同一直线上，月亮就会进入地球的本影，而产生月全食。 （2）由于月亮进入地球的本影，产生月全食，所以，地球处在太阳和月亮之间。 （3）我们平时所看到的月亮不是光源，因为它自身不发光，是反射的太阳的光。 月食形成的原理是光在同种均匀介质中沿直线传播的。 （4）小孔成像是由于光在同种均匀介质中沿直线传播形成的。光在通过小孔时，上方的光射向下方，下方的光射向上方，光斑是实际光线的汇聚，是倒立的实像。真空中光速是宇宙中最快的速度；在计算中，真空或空气中光速c=3×108m/s。 【题型5】小孔成像 【典型例题】中午12:00时，若太阳光垂直射入纸板上一个很小的“”形孔，那么在地面上形成的光斑的形状是(    ) A. “”形 B. “  ”形 C. “”形 D. “  ”形 【答案】A 【解析】太阳光垂直照射在一个很小的“”形孔的纸板上，由于光的直线传播，在地面上形成太阳的像，这就是小孔成像现象，像的形状与太阳的形状一样，与小孔的形状无关。故A符合题意，B、C、D不符合题意。 【举一反三1】下列能说明光沿直线传播的现象是①日食现象，②灯光下人的影子，③利用遥控器中的红外线遥控电视，④匡衡凿壁偷光，⑤小孔成像（　　） A.①②③④ B.①③④⑤ C.②③④⑤ D.①②③④⑤ 【答案】D 【解析】①日食现象是光沿直线传播形成的，故①符合题意； ②影子是光沿直线传播形成的，故②符合题意； ③利用遥控器中的红外线遥控电视是光沿直线传播的现象，故③符合题意； ④匡衡凿壁偷光是光沿直线传播的现象，故④符合题意； ⑤小孔成像是光沿直线传播形成的现象，故⑤符合题意。 综上所述，故A、B、C不符合题意，D符合题意。 【举一反三2】关于小孔成像，下面说法中正确的是（ ） A. 小孔成的像一定比物体小 B. 小孔成的像一定比物体大 C. 小孔成的像是倒立的实像 D. 小孔成的像是正立的虚像 【答案】C 【解析】A、B.小孔所成像的大小与物体到小孔的距离和像到小孔的距离有关，可能是放大的像，也可能是缩小的像，也可能是等大的像，故A、B错误； C、D.小孔成像的原理是光的直线传播，小孔所成的像是由实际光线会聚而成的倒立的实像，故C正确，D错误。 【举一反三3】如图所示，战国时期墨子在《墨经》中对小孔成像有记载。为了验证小孔成像的特点，小红同学进行了如图乙所示的实验。当物距AB为20cm时，蜡烛火焰像的高度为4.5cm；当物距AB为15cm时，蜡烛火焰像的高度为6.2cm。根据实验步骤及现象可以得出：蜡烛火焰           与蜡烛火焰           有关。 【答案】像的高度 到小孔的距离 【解析】由题意可知，物距变化，即蜡烛火焰到小孔的距离变化时，所成像的高度也随着变化，所以蜡烛火焰像的高度与蜡烛火焰到小孔的距离有关。 【举一反三4】小明在课外按如图所示装置做小孔成像实验。如果易拉罐底部小孔是三角形，则他在半透明纸上看到的像是            （选填 “三角形 ”或“蜡烛 ”）          （选填“倒立的实像 、“倒立的虚像 ”“正立的实像 ”或“正立的虚像 ”）。 【答案】蜡烛 倒立的实像 【解析】小孔成像的原理光在同种均匀介质中沿直线传播，如果易拉罐底部的小孔是三角形，小孔所成像的形状与小孔的形状无关，此时小孔所成的是蜡烛倒立的实像。 【举一反三5】小宇同学用“可乐瓶”做小孔成像实验。 （1）请在如图甲所示的半透明纸上画出蜡烛AB的像A´B´； （2）小宇发现蜡烛和小孔的位置固定之后，像离小孔越远，像就越大。他测出了不同距离时像的高度，填在表格中： ①请你根据表中的数据在如图乙所示的坐标系中画出h与s的关系图像； ②从图像中可以看出h与s的关系为：      ； ③请你猜想要想使像明亮些，半透明纸应      （选填“靠近”或“远离”）小孔。 【答案】（1）如图所示 （2）①如图所示 ②成正比关系 ③靠近 【解析】（1）把小孔近似的看为一个点，过A点和小孔作直线交半透膜上一点A´，过B点和小孔作直线交半透膜上一点B´，这样就得到蜡烛AB的像A´B´。因为像是倒立的，所以应在A´上面标注向下的箭头。 （2）①以s为横坐标，h为纵坐标，根据对应的数据描点，然后把这些点连接起来。 ②图像是一条过原点的倾斜直线，h随s的变大而变大，可知h与s成正比关系。 ③光通过小孔照射到半透膜上，半透膜离小孔越近光越强，像就越亮。 【题型6】光线 【典型例题】光在水中的穿透能力很有限，即使在最清澈的海水中，人们也只能看到十几米到几十米内的物体，关于光线下列说法不正确的是（ ） A.光线是人们为了形象描述光的传播而建立的理想物理模型 B.光在海水中沿直线传播 C.光的传播速度与介质有关 D.光线是客观存在的 【答案】D 【解析】光线是人们为了形象描述光的传播而建立的理想物理模型，故A说法正确； 光在海水中沿直线传播，故B说法正确； 光的传播速度与介质有关，故C说法正确； 光线实际不存在，是为了形象描述光的传播特点而假想出来的，故D说法错误。 【举一反三1】如图所示，枯井中的青蛙位于井底点“坐井观天”，下图中青蛙通过井口观察范围正确的光路图是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】图中O点是青蛙的位置，将O点与井口左边的端点相连成一直线，将O点与井口右边的端点相连成一直线，然后在直线上标出箭头，即得到两条射向青蛙眼睛的光线，这两条光线就决定了青蛙的观察范围。 光的传播方向标反了，故B错误； 因为光是沿直线传播的，C图中光线发生了偏折，故C错误； 光线不仅发生了偏折，而且光的传播方向标反，故D错误；只有A图正确。 【举一反三2】物理研究中常用一个抽象的“模型”来形象地突出事物的主要特征，例如可以用光线来表示一束光，光线突出的主要因素是光的　       　，忽略的次要因素是光的　  　等次要性质。 【答案】传播路径和方向 亮度、色彩 【解析】在物理学中，光线用来表示光的传播路径和方向，它不能表示光的亮度、色彩等性质。 【举一反三3】S为一点光源，M、N为一不透明的墙壁。请在图上画出光线通过M、N狭缝能照射到的区域，并在该区域画上斜线。 【答案】如图所示 【解析】根据光沿直线传播的原理，把S点分别与两个小孔的上下端连接并延长，从小孔出来的两天光线之间的区域就是光线通过M、N狭缝能照射到的区域。 【题型7】光速 【典型例题】雷雨天，某物理兴趣小组为估测某一次闪电发生的位置到他们的距离，设计出声音传播的速度乘以时间的估算方案。则时间的测量应选择的方法是（ ） A. 闪电时，记录刚刚看到该次闪电至刚刚听到雷声的时间 B. 闪电时，记录刚刚看到该次闪电至雷声刚刚结束的时间 C. 用选项A的方法，测量该次及随后发生的两次闪电，计算三次的平均值 D. 用选项B的方法，测量该次及随后发生的两次闪电，计算三次的平均值 【答案】A 【解析】记录刚刚看到闪电至刚刚听到雷声的时间，这样闪电和雷声对应，所测时间的误差最小，故A符合题意； 记录刚刚看到闪电至雷声刚刚结束的时间，由于雷声经过云层、山脉反射会持续一段时间，这样测量会导致时间偏大，误差大，故B不符合题意； 闪电每次可能会出现在不同的地方，不是固定在一点，因此不能用选项A的方法，“测量该次及随后发生的两次闪电，计算三次的平均值”的方法，这种做法是错误的，故C不符合题意； 选项方案不正确，因此按照选项B的方法测量该次及随后发生的两次闪电，计算三次的平均值也是错误的，故D不符合题意。 【举一反三1】关于光的传播，下列说法正确的是（　　） A.光不能在真空中传播 B.光比声音传播速度慢 C.光在水中的传播速度是3×108m/s D.光在同种均匀介质中沿直线传播 【答案】D 【解析】光可以在真空中传播，光在同种均匀介质中沿直线传播，故A错误，D正确； 光的传播速度大于声音的传播速度，故B错误； 光在真空中的传播速度为3×108m/s，故C错误。 【举一反三2】阅读短文，回答问题： 嫦娥四号的“三双眼睛” 2019年1月3日，嫦娥四号月球探测器成功登陆月球，成为人类历史上首个在月球背面实现软着陆的月球探测器。嫦娥四号与嫦娥三号一样（又叫月球车）组成。嫦娥四号探测任务的成功依赖于探测器上的三大光学装备——激光测距敏感器、激光三维成像敏感器和红外成像光谱仪。 其中，激光测距敏感器和激光三维成像敏感器是嫦娥四号落月过程中必不可少的“眼睛”，堪称确保探测器安全着陆最关键、最核心的技术装备。在嫦娥四号着陆器距离月面15km高度时，每秒向月面发射两次激光脉冲，在月球表面接近真空的环境下，获得嫦娥四号着陆器相对于月面的精确距离。当嫦娥四号到达距月面100m的悬停位置时，激光三维成像敏感器开始工作：采集月面的三维图像，确保探测器降落在安全区域。如此精细的扫描成像工作，在短短几秒内就完成了。 此外，嫦娥四号携带的月球车（玉兔二号）装载了“红外眼”——红外成像光谱仪。其工作原理是将一束包含不同频率的红外线照射到月面物质上，相应频率的射线被减弱。通过比较红外线被吸收的情况（吸收光谱）分析出月球表面物质的成分。 激光测距敏感器、激光三维成像敏感器和红外成像光谱仪共同构成了嫦娥四号的“三双眼睛”，助力嫦娥四号高效精准的完成月球探测任务。请根据上述材料，回答下列问题： （1）在三大光学装备中，能够识别月球表面平整程度，确保探测器降落在安全区域的是        ； （2）在嫦娥四号落月过程中，激光测距敏感器开始工作时，向月面发射一束激光脉冲        s后可以接收到该激光脉冲的月面回波信号； （3）利用超声波回声测距也是一种重要的测距方式。嫦娥四号的落月过程        （选填“能”或“不能”）使用回声测距，理由是             。 【答案】（1）激光三维成像敏感器 （2）10-4 （3）不能 月球表面是真空，超声波无法传播 【解析】（1）当嫦娥四号到达距月面100m的悬停位置时，激光三维成像敏感器开始工作：采集月面的三维图像，确保探测器降落在安全区域。 （2）在嫦娥四号着陆器距离月面15km高度时，激光测距敏感器开始工作；由可知，发射一束激光脉冲到接收到该激光脉冲的月面回波信号的时间。 （3）月球表面是真空，超声波无法传播，故嫦娥四号的落月过程不能使用回声测距。 【举一反三3】天文单位是天文学中计量天体之间距离的一种单位，以AU表示，其数值取地球和太阳之间的平均距离。已知：海王星距离太阳约30个天文单位，1个天文单位=1.5 × 1011m。问： （1）光在真空中的传播速度是多少？ （2）光从太阳传到海王星需要多长时间？ 【答案】（1）3.0×108m/s （2）1.5×104s 【解析】（1）光在真空中的传播速度是3.0 × 108m/s。 （2）太阳到海王星的距离s＝30×1.5 × 1011m=4.5 × 1012m 由可得，光从太阳传到海王星需要的时间v＝＝＝1.5×104s. 【题型8】光的直线传播的应用 【典型例题】“一河诗画，满城烟花”，2023年11月3日晚，湖南浏阳国际烟花节的焰火惊艳全球（如图所示），有关烟花表演，下列说法正确的是（　　） A.先看到焰火后听到爆炸声，说明声速比光速快 B.天空中明亮的烟花不是光源 C.焰火把人影照到地面上，人影是光沿直线传播形成的 D.焰火在水中的倒影是光沿直线传播形成的 【答案】C 【解析】声音在空气中的传播速度为340m/s，光在空气中的传播速度为3×108m/s，故先看到焰火后听到爆炸声，说明光速比声速快，故A错误； 焰火自身能发光，所以焰火是光源，是人造光源，故B错误； 焰火把人影照在地面上，是人挡住了焰火，故人影是光沿直线传播形成的，故C正确； 水中的倒影是由光的反射形成的，故D错误。 【举一反三1】下列现象中不能说明光沿直线传播的是（　　） A.排纵队时，如果看到自己前面的一名同学挡住了他前面所有的人，队就排直了 B.练习射击时，瞄准点、准星尖、标尺缺口在同一直线上 C.黑板上笔直的粉笔线 D.挖凿隧道时激光准直 【答案】C 【解析】排纵队时，如果看到自己前面的一名同学挡住了他前面所有的人，队就排直了，说明了光沿直线传播，故A不符合题意； 练习射击时，瞄准点、准星尖、标尺缺口在同一直线上，说明光沿直线传播，故B不符合题意； 黑板上笔直的粉笔线，与光的直线传播无关，故C符合题意； 挖凿隧道时激光准直，说明光沿直线传播，故D不符合题意。 【举一反三2】某校研究性学习小组同学进行一组光的直线传播的综合实践活动。 （1）如图甲通过三个小孔去观察烛焰，若要看到烛焰，应满足的条件是三个小孔在同一　    　； （2）如图乙在树荫下观察，阳光透过树叶的缝隙倾泻下来，在地上留下斑驳的树影和圆形的光斑，圆形的光斑实质是　    　 的像，树影和圆形的光斑形成的原理　     　（选填“相同”或“不同”）。 【答案】直线 太阳 相同 【解析】（1）根据光的直线传播可知，当三个小孔与烛焰、眼睛在同一条直线上时，人们就能看到后面的烛焰。 （2）如图乙，在树荫下观察阳光透过树叶的缝隙倾泻下来，在地上留下斑驳的树影和圆形的光斑，树影是树挡住太阳光，在光线不能到达的区域形成的暗影区。圆形的光斑实质是太阳的实像，这是小孔成像现象；二者都是光的直线传播形成的，形成的原理相同。 【举一反三3】在图中月球的运行轨迹上将发生月食时的部分描成实线。 【答案】见解析图 【解析】当月球全部进入地球的影子时，就会形成月全食，观察者则会完全看不到月球，根据光的直线传播可知，发生月食时的部分为AB。 【题型9】光的反射现象 【典型例题】因为有了光，自然界才绚丽多彩。如图所示，在平静的水面，国家大剧院和它的倒影相映成趣，宛如一个巨大的蛋壳。下列成语与图中倒影形成原理相同的是（　　） A.立竿见影 B.形影不离 C.镜花水月 D.凿壁偷光 【答案】C 【解析】倒影是由光的反射形成的。立竿见影、形影不离、凿壁偷光，都是由光的直线传播形成的，故A、B、D不符合题意；镜花水月是由于光的反射形成的，故C符合题意。 【举一反三1】古人的诗词、成语和俗语中有很多物理的知识，下列描述与物理知识不对应的是（　　） A. 余音绕梁，三日不绝——回声现象 B. 不敢高声语，恐惊天上人——声音的音调高 C. 镜中花，水中月——光的反射 D. 一叶障目，不见泰山——光的直线传播 【答案】B 【解析】“余音绕梁”是指声音遇到“梁”、“墙”等障碍物，从而反射回来，是回声现象，故A对应； “不敢高声语，恐惊天上人”这里的“高”指的是声音的响度大，故B不对应； 镜中花，水中月，是由光的反射形成的，故C对应； “一叶障目，不见泰山”是光的直线传播形成的，故D对应。 【举一反三2】图中属于光的反射现象的是（ ）  A. 手影 B. 水中桥的倒影 C. 日全食 D. 树林中的光束 【答案】B 【解析】A、C、D.手影、日全食、树林中的光束都是由光的直线传播形成的，故A、C、D不符合题意； B.桥在水中的倒影是光的反射形成的，故B符合题意。 【举一反三3】因为有了光，自然界才绚丽多彩。如图所示，在平静的水面，国家大剧院和它的倒影相映成趣，宛如一个巨大的蛋壳。下列成语与图中倒影形成原理相同的是（　　） A.立竿见影 B.形影不离 C.镜花水月 D.凿壁偷光 【答案】C 【解析】倒影是由光的反射形成的。立竿见影、形影不离、凿壁偷光，都是由光的直线传播形成的，故A、B、D不符合题意；镜花水月是由于光的反射形成的，故C符合题意。 【举一反三4】李白的名句“举杯邀明月，对影成三人”中，涉及到的光学知识理解错误的是（　　） A.地上的“人影”是由于光沿直线传播形成的 B.杯中的“人影”是由于光的反射形成的 C.月光能照射到人，说明光的传播需要介质 D.空中的明月不是光源 【答案】C 【解析】地上的“人影”是由于光沿直线传播形成的，故A正确； 酒杯中的人影是由于光的反射形成的，故B正确； 月光能照射到人，有无介质光都能够传播，光的传播不需要介质，故C错误； 空中的明月自身不能发光，因此不是光源，D正确。 【举一反三5】如图所示，在一次交通安全教育活动中，交警用学生站立区域来演示司机的“盲区”。大货车司机前方“盲区”的形成主要的原因是光的          。从大货车的后视镜可以看到车后的景象，利用了光的        。 【答案】直线传播 反射 【解析】大车的“盲区”主要是因为车大且高，司机前方物体的光被车挡住无法进入司机的眼睛，出现这个现象的主要原因是光的直线传播。 车后的景象可以通过汽车的后视镜成像，这是利用了光的反射。 【举一反三6】开封黄河游览区被誉为沿黄河城市的“世外桃源”。如图是晴朗的夏日，公园坡地上树影婆娑，湖中拱桥与倒影相映成趣，树前下圆形的光斑交错成辉，游人看到水中锦鲤自由游飞，根据以上情景，请说出一条涉及的物理知识并列举对应的应用实例。 示例：物理知识：光在同种均匀介质中沿直线传播。 应用实例：开凿隧道利用激光引导掘进方向。 物理知识：            。应用实例：               。 【答案】光的反射 湖中拱桥与倒影相映成趣 【解析】湖中拱桥与倒影相映成趣，是由光的反射形成的，故物理知识为光的反射，应用实例为湖中拱桥与倒影相映成趣。 【举一反三7】我国语言文字丰富多彩，许多成语包涵物理知识。比如“镜花水月”是指因为光的______而形成的虚像；“轻声细语”是指声音的______小。 【答案】反射 响度   【解析】“镜花水月”是指因为光的反射而形成的虚像。“轻声细语”是指声音的响度小。 【题型10】一点、三线、两角 【典型例题】如图所示，为一个人从上往下看的俯视图，CD为竖直挂在墙上的平面镜，位于B处的甲同学通过平面镜看到了位于A处的乙同学。在这一现象中，光线的入射角是（　　） A.∠1 B.∠2 C.∠3 D.∠4 【答案】C 【解析】B处同学看到A处的同学，所以AO是入射光线，OB是反射光线，AO与法线的夹角∠3为入射角。故选C。 【举一反三1】如图，MN为平面镜，一束光线沿AO方向入射，经平面镜反射后会通过图中的（　　） A.a点 B.b点 C.c点 D.d点 【答案】B 【解析】过入射点O作镜面的垂线即法线，根据反射角等于入射角做出反射光线，如图所示，光线沿AO方向入射，经平面镜反射后会通过图中的b点，故A、C、D不符合题意，B符合题意。 【举一反三2】入射光线与反射光线间的夹角为60°，则反射角是（ ） A. 30° B. 60° C. 120° D. 150° 【答案】A 【解析】反射光线与入射光线的夹角是60°，因为反射角等于入射角，所以入射角为30°，故选A。 【知识点】实验：探究光的反射定律 【举一反三3】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N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 【答案】D 【解析】光线从激光笔沿AO射向镜面，所以AO是入射光线，故A错误； 入射角为60°，由于反射角等于入射角，所以反射角未60°，故B错误； 将入射光线AO靠近ON，入射角减小，根据反射角等于入射角，可知反射角也减小，所以反射光线OB会靠近ON，故C错误； 绕ON前后转动F板，由于两个面不在同一平面内，所以F板上观察不到光线，故D正确。 【举一反三4】当入射光线与界面的夹角为30°时，则反射角为      ，反射光线与入射光线之间的夹角为         ，当入射角增大10°，则反射光线与入射光线之间的夹角增大了        。 【答案】60° 120° 20° 【解析】入射光线与界面的夹角为30°，入射角为90°－30°=60°。由于反射角等于入射角，所以反射角也为60°，故入射光线与反射光线之间的夹角为60°+60°=120°。 当入射角增大10°时，因为反射角等于入射角，所以反射角也增大10°，故反射光线与入射光线之间的夹角增大了10°+10°=20°。 【举一反三5】光垂直射向镜面时，如图所示，反射角为　　  °。 【答案】0 【解析】因当光线垂直射到平面镜时，入射光线和法线重合，所以入射角等于零，反射角等于入射角，反射角也为0°。 【举一反三6】光垂直射向镜面时，如图所示，反射角为　　  °。 【答案】0 【解析】因当光线垂直射到平面镜时，入射光线和法线重合，所以入射角等于零，反射角等于入射角，反射角也为0°。 【举一反三7】当入射光线与界面的夹角为30°时，则反射角为      ，反射光线与入射光线之间的夹角为         ，当入射角增大10°，则反射光线与入射光线之间的夹角增大了        。 【答案】60° 120° 20° 【解析】入射光线与界面的夹角为30°，入射角为90°－30°=60°。由于反射角等于入射角，所以反射角也为60°，故入射光线与反射光线之间的夹角为60°+60°=120°。 当入射角增大10°时，因为反射角等于入射角，所以反射角也增大10°，故反射光线与入射光线之间的夹角增大了10°+10°=20°。 【题型11】探究光的反射定律 【典型例题】如图所示，小海同学在“探究光的反射规律”实验时，利用红、绿、蓝三种色光的激光笔进行实验，他将位于同一平面内的白色纸板A、B立在平面镜上。下列说法中正确的是（　　） A.②号光线为蓝色 B.红光的入射角为90° C.利用该装置进行实验时，纸板不需要垂直于平面镜放置 D.将纸板B沿红光所在直线向后折，无法观察到反射光线，表明反射现象消失 【答案】A 【解析】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，因此②号光线的颜色为蓝色，故A正确； 红光垂直照射在平面镜上，入射角是0℃，故B错误； 当纸板与平面镜不垂直时，法线无法在纸板上画出来，就不能够探究入射光线、反射光线和法线的关系，只有垂直放置时，三条线才会都体现出来，因此纸板必须垂直放置，故C错误； 当纸板F转过一定的角度，两纸板不在同一平面上，所以在纸板F上就无法呈现出反射光线，但反射光线没有消失，故D错误。 【举一反三1】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】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； 入射光线靠近ON时，由光的反射定律可知，反射光线也会靠近ON，故B错误； 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，此时仍有反射光射出，故C错误； 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。 【举一反三2】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      （选填“在”或“不在”）同一平面内，此时反射光线应该在        （选填“纸板前”“纸板后”或“纸板上”），此时法线      （选填“在”或“不在”）原图甲法线的位置。 【答案】在 纸板前 在 【解析】小明按如图甲所示让光线贴着纸板射向镜面，将纸板倾斜，如图乙所示，让光线仍贴着纸板射向镜面，此时仍然遵守反射定律，反射光线与入射光线在同一平面内。 反射光线与入射光线、法线在同一平面内，因为入射光线在纸板上，法线不在纸板上，反射光线也不能在纸板上，所以纸板上不能看到反射光线，而在纸板的前方。 法线是过入射点与镜面垂直的直线，将纸板倾斜，入射点没变，镜面没变，所以法线位置不变，仍在原图甲法线的位置，但在纸板的前方。 【举一反三3】小明利用图中的实验装置探究光的反射规律，纸板A 和纸板B垂直于平面镜且可绕ON折转。 （1）小明改变入射角大小，多次实验后，小明得到如下几组数据： ①分析发现表格中的某次数据是错误的，出现错误的原因是将反射光线与           的夹角当作了反射角； ②根据表中的正确数据可知，反射角        （选填“大于”“小于”或“等于”）入射角； （2）接着小明进行了如下实验：①让激光笔在纸板 B上沿着FO的方向射向O点，反射光会沿着OE方向射出。这表明在光的反射现象中，光路是           的； ②将激光笔在纸板A上沿EO的方向射向O点，并将纸板B绕ON向后折转，在纸板B上不能观察到反射光线，这说明在光的反射现象中，反射光线、入射光线和法线            【答案】（1）①平面镜 ②等于 （2）①可逆 ②在同一平面内 【解析】（1）第3次实验数据中，反射角和入射角刚好互余，故是将反射光线和平面镜的夹角当作了反射角。 根据表中数据可知反射角的大小始终等于入射角的大小。 （2）沿着反射光线的方向让光线射出，最终发现光线沿着原来入射光线的方向反射，说明光路是可逆的。 将纸板B向后折，此时纸板A和B不在同一平面内，这时候就观察不到反射光线，故说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。 【题型12】光反射的可逆性 【典型例题】使入射光线沿着原来反射光线的方向射到平面镜上，反射光线将逆着原来　        　的方向反射出去，这说明光的反射现象中光路是　     　的。 【答案】入射光线 可逆 【解析】使入射光线沿着原来反射光线的方向射到平面镜上，反射光线将逆着原来入射光线的方向反射出去，这说明光的反射现象中，光路的可逆的。 【举一反三1】（2024八年级上·福建福州·期中）如图是一条盘山公路，为了让司机看到对向车道情况，应该在        （选填“A”“B”或“C”）位置安装一块面镜。双向车道的司机能通过面镜彼此看见对方，这是由于                 。 【答案】B 光路可逆 【解析】当车在AB路段行驶时，由于光沿直线传播，司机看不见BC路段的情况；凸面镜是利用光的反射来改变光的传播方向的，应该在B位置安装一块面镜，BC路段上的物体反射的会经过B位置的凸面镜进行反射，AB路段的司机就可以看到BC路段的情况，由于光路可逆，BC路段的司机可以看到AB路段的情况。 【举一反三2】如图是小红同学“探究光的反射规律”的实验装置，平面镜放在水平桌面上，A、B是两块粘接起来的白色硬纸板，垂直于镜面且可绕ON转动。     （1）选用的白色硬纸板表面要尽可能粗糙一些，其目的是使光在纸板上发生          ，这样我们就能从各个方向看清光的传播路径。 （2）为了进一步确定反射光线的位置，小红同学把硬纸板B沿PQ剪开，将硬纸板的上半部分向后折转一定的角度，如图乙，发现在硬纸板的_____（选填“上半部分”或“下半部分”）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       （选填“在”或“不在”）同一平面内。 （3）小红同学用铅笔将图甲中的光线描绘在纸板上后，她让光线沿着方向入射，看到了反射光线恰好沿方向射出，这表明光在反射时，光路是        的。实验中，将纸板沿对折，发现描绘的反射光线与入射光线完全重合，就得出反射角等于入射角的结论。请你指出实验中的不足之处是________________________________。 【答案】（1）漫反射 （2）上半部分 在 （3）可逆 一次实验数据具有很大的偶然性  【解析】（1）为了看清楚纸板上的光路，白色的纸板材质应较粗糙些，光线射在上面发生漫反射，反射光线射向各个方向，这样无论从哪个角度看，都能看得清楚。 （2）小红将纸板沿PQ剪开，将纸板的上半部分向后折，如图乙所示，发现在纸板右侧的下半部分会看到反射光线，而上半部分看不到反射光线，此实验现象说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。 （3）小红同学用铅笔将图甲中的光束描绘在纸板上后，她让光线沿着FO方向入射，看到了反射光线恰好沿OE方向射出，这表明光在反射时，光路是可逆的。实验中，将纸板沿ON对折，发现描绘的反射光线OF与入射光线EO完全重合，就得出反射角等于入射角的结论，其不足之处是：一次实验数据具有很大的偶然性。 【解析】（1）为了看清楚纸板上的光路，白色的纸板材质应较粗糙些，光线射在上面发生漫反射，反射光线射向各个方向，这样无论从哪个角度看，都能看得清楚。 （2）小红将纸板沿PQ剪开，将纸板的上半部分向后折，如图乙所示，发现在纸板右侧的下半部分会看到反射光线，而上半部分看不到反射光线，此实验现象说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。 （3）小红同学用铅笔将图甲中的光束描绘在纸板上后，她让光线沿着FO方向入射，看到了反射光线恰好沿OE方向射出，这表明光在反射时，光路是可逆的。实验中，将纸板沿ON对折，发现描绘的反射光线OF与入射光线EO完全重合，就得出反射角等于入射角的结论，其不足之处是：一次实验数据具有很大的偶然性。 【举一反三3】如图甲所示，小明在“探究光的反射规律”的实验中，先将平面镜A放在水平桌面上，再将硬纸板B垂直放置在平面镜A上，让激光紧贴纸板射向O点。 （1）为了显示光路，纸板的表面应         （选填“光滑”或“粗糙”）些；改变入射光线的方向，测出入射角分别为30°、40°、70°时对应的反射角的大小，并将测得数据填入上表，分析数据得出“反射角与入射角不相等”，造成这一错误结论的原因是         ； （2）如图乙，老师用加湿器使装置乙周围充满雾气，将平面镜放在能转动的水平圆台上。为了显示法线的位置，在柱M上固定一支红色激光笔，使其发出的光         射向平面镜上的O点；然后打开固定在柱N上的绿色激光笔，使激光沿CO射向O点，出现了激光沿OD被反射出来的情景，缓缓转动圆台，当观察到三束激光看起来好像重合时，我们可初步得到                                 ； （3）打开另一支红色激光笔，使激光沿着DO射向O点，观察到它的反射光线沿着OC射出，由此说明光反射时光路是         的。 【答案】（1）粗糙 将反射光线与镜面的夹角当作反射角 （2）垂直 入射光线、反射光线、法线在同一平面上 （3）可逆 【解析】（1）为了更好地显示光路，从各个角度都能看到光线，纸板的表面应粗糙些。 由表格中的数据可知，入射角与反射角之和等于90℃，说明实验中可能将反射光线与镜面的夹角当作反射角。 （2）由图可得，发现法线与镜面垂直，入射光线与法线在同一平面上，实验中雾气是为了显示光路用的，因此为了显示法线的位置，在柱M上固定一支红色激光笔，使其发出的光垂直射向平面镜上的O点。 当观察到三束激光看起来好像重合时，说明入射光线、反射光线、法线重合，且在同一平面上呈现，说明入射光线、反射光线、法线在同一平面上。 （3）依题意可知，当光线沿CO入射时，反射光线沿OD射出；打开另一支红色激光笔，使激光沿着DO射向O点，观察到它的反射光线沿着OC射出，由此说明光反射时光路是可逆的。 【题型13】光的反射定律的应用 【典型例题】如图所示，水平面上固定着一块平面镜，水平面上有一个足球向镜面滚去。要使足球在平面镜中的像沿竖直方向“下落”，则镜面与水平面的夹角大小为（　　） A.α＝90° B.α＝60° C.α＝45° D.α＝30° 【答案】C 【解析】根据题意，足球水平向右运动，足球的像竖直向下运动，所以足球到达A点时，像也到达A点，所以平面镜应过水平方向和竖直方向的交点A.当足球在图示中的B点时，像点在竖直方向的C点，平面镜过BC连线的中点D；平面镜一定在AD连线上，因为BD＝CD，AD⊥BC， 所以AD是∠BAC的角平分线，又因为∠BAC＝90°，所以∠BAD＝45°，即图中的夹角α＝45°。 【举一反三1】一束光线斜射到平面镜上，入射角为60°，若入射光线的方向不变，当镜面绕入射点转动一个小角度β，那么，反射光线与入射光线的夹角将改变（　　） A.60° B.30° C.β D.2β 【答案】D 【解析】若入射光线不动，当平面镜绕入射点转动一个小角度β时，法线随平面镜转过β，则入射角增大或减小β，反射角也随之增大或减小β，入射光线与反射光线的夹角则会改变2β，故D符合题意，A、B、C不符合题意。 【举一反三2】光射到平面镜上发生反射现象，入射角为30º，则光的传播方向改变了（　　） A.0 º B.30 º C.60 º D.120 º 【答案】D 【解析】入射角为30°，反射角等于入射角，反射角也为30°。反射光线与入射光线的夹角为60°，入射光经平面镜反射后传播方向改变了180°－60°=120°。 【举一反三3】张红根据所学的平面镜知识解决了如下实际问题：如图，固定在水面上方的光源S发出一束光经水面反射后在光屏上有一个光斑A，已知光束与水面的夹角为45°，S'是光源经水面反射所成的像。当水面降低时，反射角将       （选填“变大”“不变”或“变小”），光斑A将      （选填“向左”“向右”或“不”）移动。 【答案】不变 向右 【解析】图示中，当水面下降时，入射点向右移动，入射光与水面的夹角不变，即入射角不变，反射角也不变，反射光线向右移动，光斑A将向右移动。 【举一反三4】阅读材料，回答问题。 角反射器 角反射器是利用光的反射原理制成的，它一般由三个相互垂直的平面镜组成，如图甲所示。角反射器具有非常优良的回光特性。对于在空间中一定范围内的入射光线（无论入射方向如何），经其三个相互垂直的平面镜反射后，出射光线总是与入射光线平行。 自行车的尾灯就是利用了角反射器。它通常由红色塑料压制而成，外表面为平面，内表面由无数微小的角反射器构成一个微棱镜阵列，如图乙所示。当后面的车辆发出的灯光照射到自行车尾灯上时，尾灯可以将入射光沿原来的方向反射回去，使后面车辆的司机看到前面的目标，保证夜间行车安全。利用角反射器原理制作的无源光学标志灯定向性好、回光强、不耗电，已经在各种生活设施中得到了广泛的应用。 在激光测距中，角反射器可以用作被测目标的反射器，它不仅能有效地把光反射回来，更可以减少瞄准调整的困难。我国的“嫦娥”一号探月卫星上，就安装了多个角反射器阵列。从地球上发射到“嫦娥”一号探月卫星上的各个方向的激光都能够射到角反射器上，并被反射回地球。这些角反射器阵列，达到了极高的测量精度，为卫星的精密定轨做出了巨大的贡献。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）角反射器是利用光的      原理制成的； （2）如图丙所示，M和N是两块相互垂直的平面镜，根据光的反射定律，画出入射光线AO经过镜面反射后的出射光线； （3）举例说明角反射器还可以有哪些应用：          （举一例即可）。 【答案】（1）反射 （2）见解析图 （3）自行车的尾灯 【解析】（1）根据文中的内容可知，角反射器是利用光的反射原理制成的。 （2）根据反射光线、入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，作出两次反射如图。 （3）根据文中的内容可知，自行车的尾灯就是利用了角反射器；在激光测距中，角反射器可以用作被测目标的反射器，它不仅能有效地把光反射回来，更可以减少瞄准调整的困难。 【举一反三5】探究光的反射定律，实验装置如图甲。让一束光贴着光屏射向平面镜的O点，改变入射光线多次实验，数据记录于表中。 （1）能从不同方向观察到光的传播路径，是因为光在光屏上发生　  　反射。 （2）分析表中数据得出结论： ①反射光线、入射光线分别位于法线　  　； ②反射角　  　入射角。 （3）光热电站利用追日镜将太阳光反射到吸热塔用于发电。如图乙为上午某时刻的光路图，根据上述实验结论推断，随着太阳的运动，追日镜应沿　  　时针方向旋转，使反射光线射向吸热塔。 【答案】（1）漫 （2）①两侧 ②等于 （3）逆 【解析】（1）光屏上发生的是漫反射，便于显示光路。（2）分析表中数据得出结论：①反射光线、入射光线分别位于法线两侧；②反射角等于入射角。（3）随着太阳西斜，入射角减小，平面镜与水平面之间的夹角变大，即平面镜应向逆时针方向适当转动才能继续照射接收器。 【举一反三6】如图所示的光路图中，MM′是镜面，AO为入射光线，已知∠AOM=30°。 （1）此时反射角等于多少度？同时需要在图上标注出入射角和反射角。 （2）若光线AO绕O点顺时针旋转15°后，则反射光线与入射光线的夹角等于多少？ （3）若镜面MM′绕O点顺时针旋转15°后，则反射光线与入射光线的夹角等于多少？ 【答案】（1）60 见解析图 （2）90° （3）150° 【解析】（1）已知∠AOM＝30°，入射角∠AON=90°－30°=60°，由于反射角等于入射角，所以反射角也是60°。入射角和反射角如图所示 （2）若光线AO绕O点顺时针旋转15°，此时的入射角为60°－15°=45°，因反射角等于入射角，所以反射角为45°。此时反射光线与入射光线的夹角为45°+45°＝90° （3）若镜面MM′绕O点顺时针旋转15°，此时的入射角为60°+15°=75°，因反射角等于入射角，所以反射角为75°；此时反射光线与入射光线的夹角为75°+75°＝150° 【题型14】镜面反射 【典型例题】课堂上，有时光滑黑板表面反射的光会“晃”着一些同学的眼睛，如图所示的光路图中能正确解释这一现象的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】黑板使用时间长了表面会变得比较光滑，当外面强光照射到黑板上时会发生镜面反射，会“晃”着一些同学的眼睛，导致有些同学看不到上面的文字。由图可知，B、D两图反射角不等于入射角，不符合光的反射定律，C图反射面不光滑，故只有A图正确。 【举一反三1】小明将爸爸刷过鞋油的皮鞋，用软布反复摩擦使鞋面变得更亮，这是利用光的（　　） A.折射 B.色散 C.漫反射 D.镜面反射 【答案】D 【解析】皮鞋涂上鞋油后，鞋油的微小颗粒能填充到鞋的毛孔中，用软布反复擦，使鞋油涂抹的更均匀，鞋面就变得十分光滑。光射向鞋面后会发生镜面反射，皮鞋看起来就更光亮更好看了，故D正确，A、B、C错误。 【举一反三2】课堂上，有时光滑黑板表面反射的光会“晃”着一些同学的眼睛，如图所示的光路图中能正确解释这一现象的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】黑板使用时间长了表面会变得比较光滑，当外面强光照射到黑板上时会发生镜面反射，会“晃”着一些同学的眼睛，导致有些同学看不到上面的文字。由图可知，B、D两图反射角不等于入射角，不符合光的反射定律，C图反射面不光滑，故只有A图正确。 【举一反三3】小明将爸爸刷过鞋油的皮鞋，用软布反复摩擦使鞋面变得更亮，这是利用光的（　　） A.折射 B.色散 C.漫反射 D.镜面反射 【答案】D 【解析】皮鞋涂上鞋油后，鞋油的微小颗粒能填充到鞋的毛孔中，用软布反复擦，使鞋油涂抹的更均匀，鞋面就变得十分光滑。光射向鞋面后会发生镜面反射，皮鞋看起来就更光亮更好看了，故D正确，A、B、C错误。 【举一反三4】一束光与镜面成40°角射到平面镜上，反射角大小是       ；人迎着反射光的方向可以看到刺眼的光，而在其他方向却看不到反射光，这是由于发生了        。 【答案】50° 镜面反射 【解析】一束光与镜面成40°角入射在平面镜上，入射角为90°－40°=50°，反射角也是50°。 光线射向平面镜，经平面镜反射后，平行射出，正好反射到人的眼睛上，人感觉很刺眼，这种反射是镜面反射，而从某些方向上得到的反射光线较少，所以看到平面镜很暗。 【举一反三5】如图所示，每年冬至，正午的阳光照射到北京故宫乾清宫地面铺设的“金砖”上，再经光洁如镜面般的“金砖”发生      反射，就可以将宝座上方的牌匾“正大光明”照亮，吸引众多游客参观。如果在殿内正中“金砖”上铺设地毯，阳光照射到地毯上时，        （选填“还能”或“不能”）看到这种现象。 【答案】镜面 不能 【解析】金砖光洁如镜面，正午的阳光（可认为是平行光）照射到金砖上，反射光线平行射出，发生镜面反射，将宝座上方的牌匾“正大光明”照亮。 如果殿内正中金砖上铺设地毯，由于地毯粗糙不平，平行光线入射到粗糙的反射面上，反射光线射向四面八方，这种反射是漫反射，反射光线向着四面八方，就不能看到这种现象。 【举一反三6】教室前边的黑板表面不是十分的光滑，细微之处凹凸不平，目的是防止光在表面发生         。个子矮的同学因前面较高的同学挡住而看不到黑板上的字是因为            。 【答案】镜面反射 光在均匀介质中沿直线传播 【解析】黑板表面细微之处凹凸不平是为了使光发生漫反射，防止发生镜面反射。 由于光在同种均匀介质中沿直线传播，所以个子矮的同学因前面较高的同学挡住而看不到黑板上的字。 【题型15】漫反射 【典型例题】观看足球比赛时，坐在不同方向看台上的众多球迷都能看到飞向球门的足球，这是因为（　　） A.足球是光源 B.眼睛发出的光射到足球上 C.光在足球表面发生镜面反射 D.光在足球表面发生漫反射 【答案】D 【解析】足球自身是不能发光，足球不是光源，故A不符合题意； 眼睛不能发出光射到足球上，而是足球反射的光进入了人的眼睛，故B不符合题意； 足球表面并非很光滑，所以不能对光产生镜面反射，故C不符合题意； 坐在不同方向看台上的众多球迷都能看到飞向球门的足球，是因为光发生了漫反射的缘故，故D符合题意。 【举一反三1】如图所示的光学现象及其解释，正确的是（　　） A.图a中，漫反射的光线杂乱无章，因此不遵循光的反射定律 B.图b中，木工师傅观察木板是否光滑平整利用了光沿直线传播的性质 C.图c表示的是小孔成像情况，屏幕上出现的是物体倒立的虚像 D.图d表示能看到掉在地面上的书，是因为书发生了镜面反射 【答案】B 【解析】图a中，漫反射的光线杂乱无章，但也属于光的反射现象，遵循光的反射定律，故A错误； 图b中，木工师傅利用了光沿直线传播的性质，观察木板是否光滑平整，故B正确； 图c表示的是小孔成像情况，屏幕上出现的是物体倒立的实像，可以在光屏上呈现，故C错误； 图d表示能看到掉在地面上的书，书本表面不平整，书发生了漫反射，故D错误。 【举一反三2】如图所示是晚上汽车在干燥的沥青路面和潮湿的沥青路面行驶时大灯部分光路简图，在晚上开车时（　　） A.潮湿的路面光更容易发生漫反射 B.对面无车时，驾驶员看潮湿的路面更亮 C.对面无车时，驾驶员看潮湿的路面更暗 D.光在干燥路面上反射不遵循反射定律 【答案】C 【解析】由图可知，光射到潮湿的沥青路上容易发生镜面反射，不是漫反射，故A不符合题意； 对面无车时，很少的反射光线进入驾驶员眼睛，驾驶员看潮湿的路面更暗，故B、C符合题意； 照射到干燥路面上的光发生漫反射，漫反射也遵守光的反射定律，故D不符合题意。 【举一反三3】下列有关现象与光学知识对应错误的是（　　） A.能从不同方向看见不发光的物体——漫反射 B.黑板反光看不清字——镜面反射 C.影子的形成——光的反射形成的 D.平静的水面出现岸边景物的倒影——平面镜成像 【答案】C 【解析】能从不同方向看见不发光的物体，是因为光在物体表面发生漫反射，反射光线射向各个方向，故A不符合题意； 黑板反光看不清字是因为光在黑板表面发生镜面反射，反射光线集中射向某一方向，冲淡了字反射的光线，故B不符合题意； 影子是由于光沿直线传播，在不透明物体背光一侧形成的暗区域，故C符合题意； 平静的水面出现岸边景物的倒影，是由光的反射形成的，故D不符合题意。 【举一反三4】如图所示，三条互相平行的光线入射到凹凸不平的物体表面上，三条反射光线           （选填“会”或“不会”）平行射出，这种反射          （选填“遵循”或“不遵循”）光的反射定律。 【答案】不会 遵循  【解析】由图可知，物体表面凹凸不平，平行光射到凹凸不平的物体表面时，反射光不再平行，而是射向各个方向，这种反射是漫反射，镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律。 【举一反三5】如图所示，三条互相平行的光线入射到凹凸不平的物体表面上，三条反射光线           （选填“会”或“不会”）平行射出，这种反射          （选填“遵循”或“不遵循”）光的反射定律。 【答案】不会 遵循  【解析】由图可知，物体表面凹凸不平，平行光射到凹凸不平的物体表面时，反射光不再平行，而是射向各个方向，这种反射是漫反射，镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律。 【举一反三6】如图所示，是生活中两种光的反射现象，甲图属于           （选填“漫反射”或“镜面反射”），乙图的反射更有利于           。 【答案】镜面反射 各个方向的人看到反射面 【解析】甲图中光线平行射入，平行射出，故甲图属于镜面反射。 乙图中物体表面凹凸不平，平行光线入射到粗糙的反射面上，反射光线射向四面八方，进入不同方向的人的眼睛，不同方向的人们都能看到，是漫反射。乙图的反射更有利于各个方向的人看到反射面。 学科网（北京）股份有限公司 $