第17讲 光的反射（暑假预习讲义）新八年级物理新教材人教版

第17讲 光的反射 内容导航 01 预习航标→ 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 概念构建：梳理核心概念，形成知识框架 考点精讲：聚焦常考要点，讲清逻辑 例题精析：典型题目带路，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 关键词 学习目标导航 反射角和入射角 光的反射定律 光路可逆 镜面反射 漫反射 1.理解光的反射现象。 2.掌握光的反射定律。 3.知道光路是可逆的，能运用光路可逆性分析简单的反射问题。 4.了解镜面反射和漫反射及其区别，知道两者都遵循反射定律。 学习重点：光的反射定律、探究反射定律的实验过程，镜面反射与漫反射的区别及各自的应用。 学习难点：入射角和反射角的正确识别，法线概念的理解、“漫反射也遵循反射定律”的理解。 情｜境｜启｜思 甘肃敦煌的熔盐塔式光热电站使用了超过1.2万面定日镜。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。这些定日镜为什么能将太阳光准确反射到指定位置? 概｜念｜构｜建 1.光遇到桌面、水面以及其他许多物体的表面都会发生 。 2.经过入射点并垂直于反射面的直线叫作 ，入射光线与法线的夹角叫作 角，反射光线与法线的夹角叫作 角。 3.在反射现象中，反射光线、入射光线和法线在 内；反射光线和入射光线分别位于法线 ；反射角 入射角。 4.在反射现象中，光路 。 5.一束平行光照射到镜面上后，会被 地反射，这种反射叫作镜面反射；凹凸不平的表面会把一束平行光向着 反射；这种反射叫作漫反射。 深｜研｜精｜炼 知识点01 光的反射定律 1. 光的反射 （1）光遇到桌面、水面以及其他许多物体的表面都会发生反射。我们能够看见不发光的物体，就是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。 生活中光的反射现象：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。 （2）光的反射的基本概念：一点、两角、三线 入射点 光的入射点，用字母“O”表示 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，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 入射角 入射光线与 的夹角，如图中的∠i 反射角 反射光线与 的夹角，如图中的∠r 特别提醒 （1）入射角、反射角分别是入射光线、反射光线与法线的夹角，而不是与反射面的夹角； （2）习惯上按光的传播方向表述光线，如将E射向O的光线表述为光线EO，将从O点射向F的光线表述为光线OF。 2. 探究光的反射定律 【实验思路】 当光发生反射现象时，每一束反射光对应着一束入射光。因此，要探究光反射时的规律，就要找到反射光与入射光的位置关系。要找到这个关系应该测量哪些角度？选用什么样的器材？如何测量呢？说说你的想法。 我们可以把一块平面镜放在水平桌面上，再把一张用来显示光的传播路径的纸板竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面，如图所示。 实验中应注意使光沿不同角度入射，经过多次测量，分析实验数据，找出反射光与入射光之间的位置关系。 【实验器材及作用】 平面镜、红色激光笔（注意避免激光射入眼睛）、直尺、不同颜色的笔、量角器、一张可绕中线折转的白色粗糙硬纸板 ①量角器：测量入射角和反射角的度数。 ②可折转白色粗糙硬纸板的作用：一是显示光的传播路径，对光线起漫反射作用；二是探究入射光线、法线和反射光线是否在同一平面内。 【实验过程】 （1）把平面镜放在水平桌面上，再将白色硬纸板竖直立在平面镜上，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，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）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° … 【实验结论】 反射现象中，反射光线、入射光线和法线在 内；反射光线和入射光线分别位于法线 ；反射角 入射角。这就是光的反射定律。 【交流与反思】 （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）实验描绘光的传播路径的方法：在入射光线和反射光线上取一个点，将该点与反射点连接。 （4）区分每一组的对应的入射光线和反射光线的方法：对每一组入射光线和反射光线分别用不同颜色的笔进行描绘，或者对每一组入射光线和反射光线进行编号。 （5）进行多次实验的目的：避免偶然性，寻找普遍规律。 （6）纸板右半部分向前折或向后折，观察不到反射光线。说明：反射光线、入射光线、和法线在同一平面内。 （7）若发现每次实验反射角与入射角的和为90°，原因是：错把入射角看成入射光线与反射面的夹角，或错把反射角看成反射光线与反射面的夹角。 特别提醒 1.光的反射定律记忆口诀：三线共面、法线居中，两角相等。 2.发生光的反射现象时，先有入射光，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，“入射角等于反射角”的说法事错误的； 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、入射光线和法线在同一直线上，方向相反，并不是没有发生现象。 【例1】利用如图所示的器材探究光的反射定律。 实验次数 入射角 反射角 1 20° 20° 2 40° 40° 3 50° 50° (1)实验前，将平面镜放在水平桌面上，再将纸板____________放在平面镜上。 (2)实验时，让激光笔紧贴纸板射向平面镜上的O点，从纸板前不同的方向都能看到光的径迹，这是因为光在纸板上发生了____________反射。 (3)接着以ON为轴线，将纸板NOF向后折，这时纸板NOF上看不到反射光线，说明反射光线、入射光线与法线____________同一平面内（选填“在”或“不在”）。 (4)改变入射角的大小进行多次实验，数据记录如上表。分析表中数据可知：在反射现象中，反射角____________入射角。 【即练1】“探究光的反射规律”的实验装置如图甲所示，平面镜放在水平桌面上，白色纸板ABCD能绕垂直于CD的ON轴翻转，在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。 (1)实验前，应将纸板________放置平面镜上，实验中还需要的测量器材是________； (2)为了显示光路，纸板的表面应________（光滑/粗糙）些； (3)实验中为了使光线能在纸板上显示出来，应采取的操作是（     ） A．使光束垂直纸板射到O点 B．使光束贴着纸板射到O点 (4)移动激光笔，使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动，反射光束沿________时针方向转动； (5)移动激光笔，使入射角为45°，测得反射角也为45°，由此就得出“光反射时，反射角等于入射角”的结论你认为有何不妥之处？___________； (6)如图乙所示，将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度，此时反射光束（     ）（选填字母符号）； A．仍在纸板上呈现 B．被纸板挡住 C．在纸板前方 (7)若将纸板向后倾斜一个角度（如图丁），入射光线仍能呈现在纸板上，且沿EO方向入射到O点，此时________（选填能/不能）在纸板上看到反射光线，与图丙情形对比，不发生改变的有________。 A．法线方向　　B．反射光线方向　　C．入射角度数　　D．全部改变 【例2】图甲是“鹊桥”中继卫星上安装的角反射器，它由相互垂直的小平面镜组合而成，激光射向它时能被其“反向射回”。如图乙，光线a与镜面OM夹角为40°，光线b所对应的反射角___°；若入射光线方向不变，将角反射器绕O点顺时针旋转15°，则经两平面镜反射后的光线方向转动了___°。 【探究归纳】（1）求角的大小：反射角等于入射角；反射角（或入射角）与反射面的夹角相加等于90°。 （2）判断角的大小变化：反射关线和入射光线关于法线对称，入射光线靠近法线，反射光线也靠近法线，反射角变小。 （3）液面的升降问题，一般判断入射点的位置变化即可判断液面的升降。 【即练2】如图所示是一种液面升降监测装置原理图。点光源S发出的一束与水平液面成30°夹角的激光射向平静的液面，下列说法正确的是（　　） A．此时反射角为30° B．当液面下降时，光点将向左 C．当液面上升时，光点的位置不变 D．光源S不动，增大激光与水平液面夹角，光点将向左移动 【即练3】如图所示，某日午后太阳发出的光线AO照射到一块平面镜上，反射光线沿水平方向OB射出，并在东侧的墙面形成一个光点P，AO与OB的夹角为。以下说法正确的是（　　） A．入射角为 B．平面镜与水平方向的夹角为 C．若入射光线不动，平面镜绕入射点逆时针转过，反射角将减小 D．当太阳向西逐渐下落时，照射在墙壁上的光点P向下移动 知识点02 光路的可逆性 1. 光路的可逆性 在上面的实验中，如果让光逆着反射光的方向射到镜面，那么，它被反射后就会逆着原来的入射光的方向射出（如下图）。这表明，在反射现象中，光路 。 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会通过这面镜子看到你的眼睛。 2. 光的反射作图 （1）已知反射面、入射光线作反射光线 作图方法：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。 （2）已知反射面、反射光线作入射光线 作图方法：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。 （3）已知入射光线和反射光线，确定反射面（平面镜）的位置 作图方法：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。 （4）光的反射作图一般步骤 ①作法线（虚线表示）； ②确定反（入）射光线的位置； ③作反（入）射光线，用实线表示； ④标出反射角r和入射角i。 【例3】小明同学在学习光的反射现象后，想起老师在做声产生的实验时用一束激光照射在纸杯底部的小平面镜上，对着纸杯说话时，激光被反射到墙壁上画出一个美丽的图案。请你帮小明在图上作出某时刻激光被反射到墙壁上的光路图，并标出入射角i。 【即练4】自行车的尾灯并不发光，但是在汽车灯光照射下却显得格外明亮，这可以提醒司机注意前方有骑车人。仔细观察自行车尾灯的内部，可以看到一些排列整齐的小凸起，相邻两个凸起的夹角为，请画出反射光路图。    【即练5】如图甲，新农村房顶上安装了太阳能板。为了提高效率，在阳光照射不到太阳能板时，将阳光反射到太阳能板上。请你在图乙中画出平面镜的位置，并画出一束太阳光经平面镜反射至太阳能板O点的光路图。 知识点03 镜面反射和漫反射 1. 镜面反射 一束平行光照射到镜面上后，会被 地反射。这种反射叫做镜面反射。平静的水面、抛光的金属面、各种镜面的反射都是镜面反射。 2. 漫反射 凹凸不平的表面会把平行的入射光线向着 反射，这种反射叫做漫反射。我们能从各个方向看见物体，就是因为物体发生的是漫反射。 3. 镜面反射与漫反射的异同 类型 镜面反射 漫反射 不同点 反射面 表面光滑平整 表面凹凸不平 反射光的特点 反射光仍平行 反射光向各个方向射出 人的感觉 只能在某个方向看到反射光 能在各个方向看清物体 现象举例 黑板反光、水面反光、等 不同方向的观众都能看到荧幕上的画面 相同点 都是光的反射现象，都遵循光的反射定律 特别提醒 （1）漫反射和镜面反射都遵守光的反射规律。 （2）判断镜面反射和漫反射，可以从题中一些字、词去判断。如出现“刺眼”“反光”等是镜面反射；出现“各个方向”是漫反射。 【例4】老司机夜间开车有句谚语：“走灰不走白，见黑停下来”，下列对该谚语的物理解释，正确的是（    ） A．路面发“灰”是因为光在路面上发生了镜面反射，能让司机看清路面 B．路面发“白”可能路面有积水，光在积水处发生漫反射，反射光太强刺眼 C．看到“黑”的区域可能是坑洼，光被坑洼吸收，没有光反射进入司机眼睛 D．该谚语利用了光的反射定律，不同路况对光的反射情况不同 【方法点拨】（1）漫反射和镜面反射都遵守光的反射规律。 （2）判断镜面反射和漫反射，可以从题中一些字、词去判断。如出现“刺眼”“反光”等是镜面反射；出现“各个方向”是漫反射。 【即练6】如图所示，在暗室里，将一块小平面镜平放在较大的白纸上，用手电筒照射镜面，看到镜面是暗的，而白纸显得较亮。下列说法正确的是（　　） A．镜面上发生的是漫反射，白纸上发生的是镜面反射 B．镜面上发生的反射遵从光的反射定律，白纸上发生的反射不遵从光的反射定律 C．相同面积的白纸和镜面相比，白纸上反射的光进入人眼多 D．无论从哪个位置看，看到的镜面都是暗的 【即练7】小明和小丽完成黑板报制作后，站在黑板中央的小丽能清楚地看到黑板上的字，站在教室一侧的小明却看到黑板反光。下列解释正确的是（　　） A．小明看到黑板反光是因为发生漫反射 B．粉笔字发出的光进入小丽眼中，所以小丽能看清 C．小丽看到粉笔字是因为平面镜成像 D．粉笔字对光产生了漫反射使小丽能够看清 一、单选题（共10小题） 1．在如图所示的四种光现象中，选出一个与其他三个原理不同的是（     ） A．凿壁偷光 B．坐井观天 C．杯弓蛇影 D．日晷计时 2．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，得出的4个结论正确的是（     ） （1）②号光线为蓝色 （2）红光的入射角为 （3）利用该装置进行实验时，纸板需要垂直于平面镜放置 （4）将纸板B沿红光所在直线向后弯折，无法在纸板上观察到反射光线，表明反射光线消失了 A．（1）（2） B．（1）（3） C．（1）（2）（3） D．（1）（2）（3）（4） 3．两位同学做捉迷藏游戏，甲同学躲在书柜的背后，通过穿衣镜能看到乙同学的眼睛，则乙同学通过穿衣镜（　　） A．不能看到甲同学 B．一定能看到甲同学的眼睛 C．一定能看到甲同学的全身 D．以上说法都不对 4．我国墨子巡天望远镜是北半球巡天能力最强的光学时域望远镜，如图1所示。一束星光入射到望远镜，经主镜反射后到达成像装置，如图2所示，若反射光线与镜面的夹角为，则入射角为（     ） A． B． C． D． 5．如图甲是甘肃敦煌的熔盐塔式光热电站，上方面定日镜通过自动控制系统调整，将太阳光反射到吸热塔顶端聚热，图乙是其简化原理图，当太阳从A点移动到B点时（入射光线始终射向定日镜O点），为保证太阳光始终反射在C点，此时定日镜将（　　） A．竖直向上移动 B．水平向右移动 C．绕O点顺时针转动 D．绕O点逆时针转动 6．如图所示，用平面镜使此时太阳光沿水平方向射入右边山洞中。根据反射定律可知反射角大小为（　　） A．40° B．50° C．70° D．140° 7．如图是镜面反射与漫反射的光路图，下列选项中判断正确的是（    ） A．在雨后天晴的夜晚背着月光行走，较暗的地方是路面 B．观众可以从不同角度看到电影是因为光在屏幕上发生了镜面反射 C．光污染的形成是由于发生了如图甲所示的镜面反射 D．只有发生镜面反射时，才遵循光的反射规律 8．如图所示，固定在水面上方的光源发出一束光线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46°，下列说法中正确的是（　　） A．入射角的大小为46° B．当水面降低时，入射角将增大 C．当水面升高时，光斑A将向右移动 D．当入射点向右移动时，A点向右移动 9．某同学在水平桌面上竖直放置一块平面镜，镜前竖直立着一块长木板，木板上有一个记号点A。该同学在木板的上边沿B点观察平面镜，恰好能从镜中看到A点而没有被木板挡住。如图是眼睛看到A点的光路图。已知A和B到桌面的高度分别为40cm和80cm，当他把一支笔移至C处时，眼睛看到的A点被笔挡住了，他又测量了C到桌面的高度。下列说法错误的是（　　） A．他测量的C到桌面的高度为60cm B．他的实验可以用来验证反射角等于入射角的结论 C．当笔移至C处时，他适当下移眼睛的位置，又可以从镜中看到A点 D．当笔移至C处时，他适当上移眼睛的位置，又可以从镜中看到A点 10．如图所示，两块平面镜反射面夹角为α，一束光线 AO 与平面镜CD 成β角度入射，光线经两块平面镜反射后沿OA射出，则α、β的大小可能是（    ） A．α=40°，β=20° B．α=50°，β=40° C．α=65°，β=45° D．α=70°，β=30° 二、填空题（共8小题） 11．阳光下，微风吹拂的湖面，波光粼粼，这里蕴含着光的___________现象；在暗室里，为了能从镜子中看清自己的脸部，应把手电筒正对___________照射。 12．早晨的太阳光与水平方向成35°角射到一水平放置的平面镜上，经镜面反射后，反射角为______；从早晨到中午，反射角将______（选填“增大”“不变”“减小”）。 13．暗室小实验：如图所示在水平桌面铺上一张白纸，在白纸上放一平面镜，用手电筒竖直向下照射，侧面的同学会看到白纸亮，是因为白纸对光发生了______ 反射（填“漫”或“镜面”），______ 光的反射定律。（选“遵循”或“不遵循”） 14．晚上汽车在干燥和潮湿的沥青路面上行驶时，大灯部分光路简图如图示，干燥的路面更容易发生________反射，此反射________（选填“遵循”或“不遵循”）光的反射定律。根据以上信息猜测，当我们迎着月光走时______（选填“亮”或“暗”）处是水面。 15．一束与墙面成90°角的平行光线射到墙面上，如图所示，光在凹凸不平的墙面上发生的是 _____反射，此时反射角的大小 _______是0°（选填“一定”、“一定不”或“可能”）。若这束光与镜面成40°角射到镜面上，反射角为 _______°。 16．如图所示，烧杯中装有半杯水，一束光竖直向下照向水面，反射角大小为________。若保持入射点不变，入射光线顺时针旋转10°，反射光线________（顺/逆）时针旋转10°。 17．激光笔发出的一束激光与平面镜成70°角射向平面镜、反射光线如图所示，则反射光线与入射光线的夹角大小为______；若在平面镜不动的情况下，要让激光笔射中图中目标，可保持激光笔的入射点不变______（选填“顺”或“逆”）时针转过一定的角度，也可保持入射角不变，把激光笔向______（选填“左”或“右”）平移一段距离。 18．“鹊桥”是嫦娥四号月球探测器的中继卫星。如图甲所示，“鹊桥”上安装了激光角反射器，首次开展了超地月距离的反射式激光测距试验。如图乙所示，角反射器由相互垂直的小平面镜组合而成，激光射向它时，能被其“反向射回”。图乙中反向射回的光线b与入射光线a方向_________（选填“平行”或“不平行”），光线b所对应的反射角_________。 三、作图题（共3小题） 19．请你在图中画出反射光线，并标出反射角的大小。 20．墨子巡天望远镜在给星空“拍照”时，入射光经镜面反射后到达成像装置，如图所示，请画出其入射光线并标出入射角的度数。（保留作图痕迹） 21．如图光源S发出一条光线在虚线框中的平面镜反射到A点，请画出平面镜位置并完成光路图。 四、实验题（共3小题） 22．在“探究光的反射定律”的实验中： (1)将平面镜放在水平桌面上，将附有量角器的半圆形白纸板竖立在平面镜上。使光线贴着纸板分别沿AO、BO、CO入射，在纸板上观察到的光路如图甲所示，说明反射角___________入射角；光线沿CO入射时，反射角为___________度； (2)图甲中，让一束光贴着纸板沿入射，反射光沿OA射出，说明在反射现象中，光路是___________的； (3)图乙中，要在右侧纸板上看到反射光，需将右侧纸板向___________折。 23．(1)在“探究光反射的规律”时，小李进行如图甲所示的实验，让一束光AO贴着纸板射到平面镜上，在纸板上会看到反射光线OB。将纸板沿ON向后折，此时在NOF面上看不到反射光线，如图乙所示，此实验现象说明 ____________。 (2)在图甲中，如果让光线逆着OB的方向射向镜面，会看到反射光线沿着OA方向射出，这表明_________。 (3)课后，某同学利用同一套实验器材，选择入射角分别为15°、30°、45°的三条光线进行实验，结果得到了不同的数据，如下表所示。经检查，三次实验中各角度的测量值都是准确的，但总结的规律却与反射定律相违背。你认为其中的原因应该是_________。 实验次数 入射角 反射角 1 15° 75° 2 30° 60° 3 45° 45° 24．如图1甲所示，是小明同学探究“光的反射规律”的实验装置。 (1)①将平面镜放在水平面上，白板倾斜放置在平面镜上，让一束光AO紧贴白板斜射到平面镜上的O点，然后白板绕缓慢旋转，当白板转至与平面镜_____的位置时，就能使入射光、反射光同时呈现在白板上； ②为了完成实验，除了图中器材外，还需要的测量工具是_____； ③小明在探究反射角和入射角α之间的关系时（如图1乙所示），三次改变入射角的大小，得出反射角和入射角之和是90度的结论，得出这一结论的原因可能是_____。 (2)小明同学在研究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内时设计了如图1丙、丁所示的两个方案，你认为哪个方案更合理_____？理由是_____。 (3)小宇同学对小明同学的装置进行了改进：如图2a所示，他将一小块平面镜放在一个能转动的水平圆台上，并用透明玻璃罩将圆盘封闭，然后用加湿器使整个半球形玻璃罩内充满水雾，用固定放置的红色激光笔发出一束垂直射向平面镜的光，然后用另一支绿色激光笔发出一束光斜射向点，经平面镜反射后沿方向射出。他人借鉴地理中学习过程的“等高线”在半球形玻璃罩表面上做好标记，如图2b所示，保持入射角度不变，让绿色激光笔继续沿点所在的等高线顺时针移动，使入射光射向O点，发现反射光线将_____（填“顺时针”或“逆时针”）转动；当激光笔恰好转到从点射向O点时，反射光线从点射出，这说明：在光的反射现象中，_____。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第17讲 光的反射 内容导航 01 预习航标→ 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 概念构建：梳理核心概念，形成知识框架 考点精讲：聚焦常考要点，讲清逻辑 例题精析：典型题目带路，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 关键词 学习目标导航 反射角和入射角 光的反射定律 光路可逆 镜面反射 漫反射 1.理解光的反射现象。 2.掌握光的反射定律。 3.知道光路是可逆的，能运用光路可逆性分析简单的反射问题。 4.了解镜面反射和漫反射及其区别，知道两者都遵循反射定律。 学习重点：光的反射定律、探究反射定律的实验过程，镜面反射与漫反射的区别及各自的应用。 学习难点：入射角和反射角的正确识别，法线概念的理解、“漫反射也遵循反射定律”的理解。 情｜境｜启｜思 甘肃敦煌的熔盐塔式光热电站使用了超过1.2万面定日镜。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。这些定日镜为什么能将太阳光准确反射到指定位置? 概｜念｜构｜建 1.光遇到桌面、水面以及其他许多物体的表面都会发生反射。 2.经过入射点并垂直于反射面的直线叫作法线，入射光线与法线的夹角叫作入射角，反射光线与法线的夹角叫作反射角。 3.在反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一平面内；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。 4.在反射现象中，光路可逆。 5.一束平行光照射到镜面上后，会被平行地反射，这种反射叫作镜面反射；凹凸不平的表面会把一束平行光向着四面八方反射；这种反射叫作漫反射。 深｜研｜精｜炼 知识点01 光的反射定律 1. 光的反射 （1）光遇到桌面、水面以及其他许多物体的表面都会发生反射。我们能够看见不发光的物体，就是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。 生活中光的反射现象：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。 （2）光的反射的基本概念：一点、两角、三线 入射点 光的入射点，用字母“O”表示 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，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 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 （1）入射角、反射角分别是入射光线、反射光线与法线的夹角，而不是与反射面的夹角； （2）习惯上按光的传播方向表述光线，如将E射向O的光线表述为光线EO，将从O点射向F的光线表述为光线OF。 2. 探究光的反射定律 【实验思路】 当光发生反射现象时，每一束反射光对应着一束入射光。因此，要探究光反射时的规律，就要找到反射光与入射光的位置关系。要找到这个关系应该测量哪些角度？选用什么样的器材？如何测量呢？说说你的想法。 我们可以把一块平面镜放在水平桌面上，再把一张用来显示光的传播路径的纸板竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面，如图所示。 实验中应注意使光沿不同角度入射，经过多次测量，分析实验数据，找出反射光与入射光之间的位置关系。 【实验器材及作用】 平面镜、红色激光笔（注意避免激光射入眼睛）、直尺、不同颜色的笔、量角器、一张可绕中线折转的白色粗糙硬纸板 ①量角器：测量入射角和反射角的度数。 ②可折转白色粗糙硬纸板的作用：一是显示光的传播路径，对光线起漫反射作用；二是探究入射光线、法线和反射光线是否在同一平面内。 【实验过程】 （1）把平面镜放在水平桌面上，再将白色硬纸板竖直立在平面镜上，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，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）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° … 【实验结论】 反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一平面内；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。这就是光的反射定律。 【交流与反思】 （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）实验描绘光的传播路径的方法：在入射光线和反射光线上取一个点，将该点与反射点连接。 （4）区分每一组的对应的入射光线和反射光线的方法：对每一组入射光线和反射光线分别用不同颜色的笔进行描绘，或者对每一组入射光线和反射光线进行编号。 （5）进行多次实验的目的：避免偶然性，寻找普遍规律。 （6）纸板右半部分向前折或向后折，观察不到反射光线。说明：反射光线、入射光线、和法线在同一平面内。 （7）若发现每次实验反射角与入射角的和为90°，原因是：错把入射角看成入射光线与反射面的夹角，或错把反射角看成反射光线与反射面的夹角。 特别提醒 1.光的反射定律记忆口诀：三线共面、法线居中，两角相等。 2.发生光的反射现象时，先有入射光，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，“入射角等于反射角”的说法事错误的； 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、入射光线和法线在同一直线上，方向相反，并不是没有发生现象。 【例1】利用如图所示的器材探究光的反射定律。 实验次数 入射角 反射角 1 20° 20° 2 40° 40° 3 50° 50° (1)实验前，将平面镜放在水平桌面上，再将纸板____________放在平面镜上。 (2)实验时，让激光笔紧贴纸板射向平面镜上的O点，从纸板前不同的方向都能看到光的径迹，这是因为光在纸板上发生了____________反射。 (3)接着以ON为轴线，将纸板NOF向后折，这时纸板NOF上看不到反射光线，说明反射光线、入射光线与法线____________同一平面内（选填“在”或“不在”）。 (4)改变入射角的大小进行多次实验，数据记录如上表。分析表中数据可知：在反射现象中，反射角____________入射角。 【答案】(1)垂直 (2)漫 (3)在 (4)等于 【详解】（1）实验时纸板需要垂直放置在平面镜上，保证法线与镜面垂直，入射光线、反射光线能同时落在纸板上。 （2）纸板表面粗糙，光在纸板上发生漫反射，反射光线射向各个方向，因此从纸板前不同方向都能看见光路。 （3）以ON为轴，将NOF纸板向后折，该侧纸板无法承接反射光线，证明：反射光线、入射光线、法线在同一平面内。 （4）由表格数据可知：入射角20°、40°、50°，对应反射角同样20°、40°、50°，可得结论：反射角等于入射角。 【即练1】“探究光的反射规律”的实验装置如图甲所示，平面镜放在水平桌面上，白色纸板ABCD能绕垂直于CD的ON轴翻转，在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。 (1)实验前，应将纸板________放置平面镜上，实验中还需要的测量器材是________； (2)为了显示光路，纸板的表面应________（光滑/粗糙）些； (3)实验中为了使光线能在纸板上显示出来，应采取的操作是（     ） A．使光束垂直纸板射到O点 B．使光束贴着纸板射到O点 (4)移动激光笔，使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动，反射光束沿________时针方向转动； (5)移动激光笔，使入射角为45°，测得反射角也为45°，由此就得出“光反射时，反射角等于入射角”的结论你认为有何不妥之处？___________； (6)如图乙所示，将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度，此时反射光束（     ）（选填字母符号）； A．仍在纸板上呈现 B．被纸板挡住 C．在纸板前方 (7)若将纸板向后倾斜一个角度（如图丁），入射光线仍能呈现在纸板上，且沿EO方向入射到O点，此时________（选填能/不能）在纸板上看到反射光线，与图丙情形对比，不发生改变的有________。 A．法线方向　　B．反射光线方向　　C．入射角度数　　D．全部改变 【答案】(1) 竖直 量角器 (2)粗糙 (3)B (4)顺 (5)1次实验具有偶然性 (6)C (7) 不能 A 【详解】（1）因为法线与反射面垂直，白色纸板应竖直放置于水平的平面镜上，因为反射光线、入射光线、法线都在同一个平面内，这样反射光线才能在纸板上呈现。 为了测量入射角和反射角的大小，还需要的测量工具是量角器。 （2）纸板的表面应尽量粗糙，让光线发生漫反射，从不同的角度的同学都能看清光的传播径迹。 （3）在探究光反射规律的实验中，为了能够让入射光线在光屏上显示出来，应该使入射光线贴着光屏射到O点，故选B。 （4）移动激光笔，使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动，则入射角增大，反射角也增大，则反射光线会远离法线，即反射光线将会顺时针转动。 （5）一次实验具有很大的偶然性，所以不能只由一组数据就得出结论，应改变入射角的度数进行多次实验。 （6）将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度，纸板上均无反射光束呈现，说明了反射光线、入射光线和法线在同一平面内，此时法线始终垂直于平面镜，则反射光线、入射光线、法线所在的平面也垂直于平面镜，所以可知反射光束在纸板前方。故C符合题意，AB不符合题意。 故选C。 （7）若将纸板向后倾斜一个角度（如图丁），入射光线仍能呈现在纸板上，发生了改变；而此时法线始终垂直于平面镜，则反射光线、入射光线、法线所在的平面也垂直于平面镜，所以将在纸板上看不到反射光线所以入射光线和反射光线都发生改变，只有法线位置不变，故A符合题意，BC不符合题意。 故选A。 【例2】图甲是“鹊桥”中继卫星上安装的角反射器，它由相互垂直的小平面镜组合而成，激光射向它时能被其“反向射回”。如图乙，光线a与镜面OM夹角为40°，光线b所对应的反射角___°；若入射光线方向不变，将角反射器绕O点顺时针旋转15°，则经两平面镜反射后的光线方向转动了___°。 【答案】 40 0 【详解】[1]光在真空中的传播速度为，属于常量记忆。 [2]已知入射光线a和镜面OM夹角为，则光线在OM上的入射角为，根据反射定律，第一次反射后反射光线与OM夹角仍为；由于OM⊥ON，因此中间反射光线与ON的夹角为，可得光线在ON上的入射角为，反射角等于入射角，因此反射角。 [3]相互垂直的角反射器的特性是：出射光线始终与入射光线平行反向，本题入射光线方向不变，即使角反射器整体旋转，最终出射光线方向也不会改变，因此反射后光线转动角度为。 【探究归纳】（1）求角的大小：反射角等于入射角；反射角（或入射角）与反射面的夹角相加等于90°。 （2）判断角的大小变化：反射关线和入射光线关于法线对称，入射光线靠近法线，反射光线也靠近法线，反射角变小。 （3）液面的升降问题，一般判断入射点的位置变化即可判断液面的升降。 【即练2】如图所示是一种液面升降监测装置原理图。点光源S发出的一束与水平液面成30°夹角的激光射向平静的液面，下列说法正确的是（　　） A．此时反射角为30° B．当液面下降时，光点将向左 C．当液面上升时，光点的位置不变 D．光源S不动，增大激光与水平液面夹角，光点将向左移动 【答案】D 【详解】A．不改变激光与水平液面夹角，点光源S发出的一束激光与水平液面保持成30°照射向平静的液面，则入射角为 反射角等于入射角，所以反射角为60°，故A错误； B．当液面下降时，由于入射角不变，反射光线与原来的反射光线平行，根据下图可知，光点S'将向右，故B错误； C．当液面上升时，由于入射角不变，反射光线与原来的反射光线平行，根据下图可知，光点S'将向左，故C错误； D．光源S不动，增大激光与水平液面夹角时，入射角减小，反射角也减小，根据下图所示，光点S′将向左移动，故D正确。 故选D。 【即练3】如图所示，某日午后太阳发出的光线AO照射到一块平面镜上，反射光线沿水平方向OB射出，并在东侧的墙面形成一个光点P，AO与OB的夹角为。以下说法正确的是（　　） A．入射角为 B．平面镜与水平方向的夹角为 C．若入射光线不动，平面镜绕入射点逆时针转过，反射角将减小 D．当太阳向西逐渐下落时，照射在墙壁上的光点P向下移动 【答案】D 【详解】A．入射角为入射光线与法线间的夹角，此时入射光线与反射光线间的夹角为120°，反射角等于入射角，所以入射角为，故A错误； B．根据反射角等于入射角可知，反射角为60°，反射光线与平面镜的夹角为，故B错误； C．若平面镜绕O逆时针转过10°，则入射角减小10°，根据反射角等于入射角可知，反射角会减小10°，故C错误； D．当太阳向西下落时，光线AO向西移动，靠近平面镜，入射角增大，反射角也增大，反射光线也靠近平面镜，照射在墙壁上的光点P向下移动，故D正确。 故选D。 知识点02 光路的可逆性 1. 光路的可逆性 在上面的实验中，如果让光逆着反射光的方向射到镜面，那么，它被反射后就会逆着原来的入射光的方向射出（如下图）。这表明，在反射现象中，光路可逆。 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会通过这面镜子看到你的眼睛。 2. 光的反射作图 （1）已知反射面、入射光线作反射光线 作图方法：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。 （2）已知反射面、反射光线作入射光线 作图方法：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。 （3）已知入射光线和反射光线，确定反射面（平面镜）的位置 作图方法：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。 （4）光的反射作图一般步骤 ①作法线（虚线表示）； ②确定反（入）射光线的位置； ③作反（入）射光线，用实线表示； ④标出反射角r和入射角i。 【例3】小明同学在学习光的反射现象后，想起老师在做声产生的实验时用一束激光照射在纸杯底部的小平面镜上，对着纸杯说话时，激光被反射到墙壁上画出一个美丽的图案。请你帮小明在图上作出某时刻激光被反射到墙壁上的光路图，并标出入射角i。 【答案】 【详解】过入射点作垂直镜面的虚线为法线，根据反射角等于入射角在发现另一侧作反射光线，光线必须标注箭头，入射角是入射光线与法线的夹角。据此作图。 【即练4】自行车的尾灯并不发光，但是在汽车灯光照射下却显得格外明亮，这可以提醒司机注意前方有骑车人。仔细观察自行车尾灯的内部，可以看到一些排列整齐的小凸起，相邻两个凸起的夹角为，请画出反射光路图。    【答案】   【详解】自行车尾灯的小凸起是两个相互垂直的平面镜，当光线入射时，经过两次反射，最终反射光线和入射光线平行反向，把光线反射回汽车司机的方向。 【即练5】如图甲，新农村房顶上安装了太阳能板。为了提高效率，在阳光照射不到太阳能板时，将阳光反射到太阳能板上。请你在图乙中画出平面镜的位置，并画出一束太阳光经平面镜反射至太阳能板O点的光路图。 【答案】 【详解】从右上角太阳引出一条斜向左下的入射光线，在房屋下方合适位置得到入射点P；连接入射点P与太阳能板上的O点，得到反射光线（入射光线箭头指向P，反射光线箭头指向O）。用虚线画出入射光线、反射光线夹角的角平分线，即法线。过入射点P作法线的垂线，该直线就是平面镜位置，在平面镜的背光侧画出短斜线标注镜面背面。据此作图。 知识点03 镜面反射和漫反射 1. 镜面反射 一束平行光照射到镜面上后，会被平行地反射。这种反射叫做镜面反射。平静的水面、抛光的金属面、各种镜面的反射都是镜面反射。 2. 漫反射 凹凸不平的表面会把平行的入射光线向着四面八方反射，这种反射叫做漫反射。我们能从各个方向看见物体，就是因为物体发生的是漫反射。 3. 镜面反射与漫反射的异同 类型 镜面反射 漫反射 不同点 反射面 表面光滑平整 表面凹凸不平 反射光的特点 反射光仍平行 反射光向各个方向射出 人的感觉 只能在某个方向看到反射光 能在各个方向看清物体 现象举例 黑板反光、水面反光、等 不同方向的观众都能看到荧幕上的画面 相同点 都是光的反射现象，都遵循光的反射定律 特别提醒 （1）漫反射和镜面反射都遵守光的反射规律。 （2）判断镜面反射和漫反射，可以从题中一些字、词去判断。如出现“刺眼”“反光”等是镜面反射；出现“各个方向”是漫反射。 【例4】老司机夜间开车有句谚语：“走灰不走白，见黑停下来”，下列对该谚语的物理解释，正确的是（    ） A．路面发“灰”是因为光在路面上发生了镜面反射，能让司机看清路面 B．路面发“白”可能路面有积水，光在积水处发生漫反射，反射光太强刺眼 C．看到“黑”的区域可能是坑洼，光被坑洼吸收，没有光反射进入司机眼睛 D．该谚语利用了光的反射定律，不同路况对光的反射情况不同 【答案】D 【详解】A．路面发“灰”是因为光在路面上发生反射时光线较分散，发生了漫反射，故A错误； B．路面发“白”可能是路面有积水，光在积水处发生的是镜面反射，反射光会集中朝一个方向，会让司机感觉反光太强，故B错误； C．看到“黑”的区域可能是坑洼，光被坑洼吸收或者反射到其他方向，只有少量光反射进入司机眼睛，故C错误； D．该谚语利用了光的反射规律，不同路况如干燥路面、积水、坑洼对光的反射情况不同，故D正确。 故选D。 【方法点拨】（1）漫反射和镜面反射都遵守光的反射规律。 （2）判断镜面反射和漫反射，可以从题中一些字、词去判断。如出现“刺眼”“反光”等是镜面反射；出现“各个方向”是漫反射。 【即练6】如图所示，在暗室里，将一块小平面镜平放在较大的白纸上，用手电筒照射镜面，看到镜面是暗的，而白纸显得较亮。下列说法正确的是（　　） A．镜面上发生的是漫反射，白纸上发生的是镜面反射 B．镜面上发生的反射遵从光的反射定律，白纸上发生的反射不遵从光的反射定律 C．相同面积的白纸和镜面相比，白纸上反射的光进入人眼多 D．无论从哪个位置看，看到的镜面都是暗的 【答案】C 【详解】AC．在暗室里，当手电筒照射白纸和平面镜，平面镜发生镜面反射，反射光线射向另一侧，几乎没有光线进入人眼，人眼感觉平面镜是暗的；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A错误、C正确； B．镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律，故B错误； D．如果镜面反射的光射入人的眼睛，人会看到镜面较亮，故D错误。 故选C。 【即练7】小明和小丽完成黑板报制作后，站在黑板中央的小丽能清楚地看到黑板上的字，站在教室一侧的小明却看到黑板反光。下列解释正确的是（　　） A．小明看到黑板反光是因为发生漫反射 B．粉笔字发出的光进入小丽眼中，所以小丽能看清 C．小丽看到粉笔字是因为平面镜成像 D．粉笔字对光产生了漫反射使小丽能够看清 【答案】D 【详解】A．小明看到黑板反光是因为光照射到光滑的黑板上发生镜面反射，故A错误； B．我们能够看见不发光的物体，是因为物体反射的光进入我们的眼睛，粉笔字不能发出光，故B错误； C．小丽看到粉笔字是因为粉笔字对光发生了漫反射，而不是平面镜成像，故C错误； D．粉笔字的表面很粗糙，照射到它上面的光发生漫反射，故D正确。 故选D。 一、单选题（共10小题） 1．在如图所示的四种光现象中，选出一个与其他三个原理不同的是（     ） A．凿壁偷光 B．坐井观天 C．杯弓蛇影 D．日晷计时 【答案】C 【详解】A．凿壁偷光：原理是光的直线传播； B．坐井观天：所见范围有限，是光沿直线传播导致的，原理为光的直线传播； C．杯弓蛇影：是弓在酒液面形成的倒影，属于平面镜成像，原理是光的反射； D．日晷计时：利用影子的方位计时，影子是光沿直线传播形成的，原理为光的直线传播。 因此只有C的光学原理和其他三个不同，故选C。 2．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，得出的4个结论正确的是（     ） （1）②号光线为蓝色 （2）红光的入射角为 （3）利用该装置进行实验时，纸板需要垂直于平面镜放置 （4）将纸板B沿红光所在直线向后弯折，无法在纸板上观察到反射光线，表明反射光线消失了 A．（1）（2） B．（1）（3） C．（1）（2）（3） D．（1）（2）（3）（4） 【答案】B 【详解】（1）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；故正确； （2）红光垂直照射在平面镜上，入射角是0°；故错误； （3）因为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；故正确； （4）当纸板B转过一定的角度后，两块纸板不在同一平面上，所以在纸板上就无法呈现出反射光线了，但反射光线没有消失，故D错误。 综上分析可知，故B正确，ACD错误。 故选B。 3．两位同学做捉迷藏游戏，甲同学躲在书柜的背后，通过穿衣镜能看到乙同学的眼睛，则乙同学通过穿衣镜（　　） A．不能看到甲同学 B．一定能看到甲同学的眼睛 C．一定能看到甲同学的全身 D．以上说法都不对 【答案】B 【详解】在光的反射中，光路是可逆的。甲同学通过穿衣镜能看到乙同学的眼睛，那么乙同学也一定可以通过穿衣镜看到甲同学的眼睛，但不一定能看到甲同学的全身。因为题干只说明甲同学躲在书柜背后，未提供甲同学与镜子的相对位置信息，无法判断是否能看到全身。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 4．我国墨子巡天望远镜是北半球巡天能力最强的光学时域望远镜，如图1所示。一束星光入射到望远镜，经主镜反射后到达成像装置，如图2所示，若反射光线与镜面的夹角为，则入射角为（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由图2，反射光线与镜面夹角50°，法线垂直镜面，因此反射角为 根据光的反射定律：反射角等于入射角，则入射角为40°。故选C。 5．如图甲是甘肃敦煌的熔盐塔式光热电站，上方面定日镜通过自动控制系统调整，将太阳光反射到吸热塔顶端聚热，图乙是其简化原理图，当太阳从A点移动到B点时（入射光线始终射向定日镜O点），为保证太阳光始终反射在C点，此时定日镜将（　　） A．竖直向上移动 B．水平向右移动 C．绕O点顺时针转动 D．绕O点逆时针转动 【答案】D 【详解】当太阳从A点移动到B点时，入射角减小，反射角等于入射角，反射角也减小，反射光线在C点上方。 A．竖直向上移动定日镜，入射点右移，反射光线在C点上方，故A不符合题意； B．定日镜水平向右移动，入射点不变，反射光线在C点上方，故B不符合题意； C．定日镜绕O点顺时针转动，入射角减小，反射角等于入射角，反射角也减小，反射光线在C点上方，故C不符合题意； D．定日镜绕O点逆时针转动，入射角增大，反射角等于入射角，反射角也增大，反射光线会在C点，故D符合题意。 故选D。 6．如图所示，用平面镜使此时太阳光沿水平方向射入右边山洞中。根据反射定律可知反射角大小为（　　） A．40° B．50° C．70° D．140° 【答案】C 【详解】光沿水平方向射入右边山洞，此时入射光线与反射光线的夹角为 根据光的反射规律，反射角等于入射角，所以反射角大小为，故选C。 7．如图是镜面反射与漫反射的光路图，下列选项中判断正确的是（    ） A．在雨后天晴的夜晚背着月光行走，较暗的地方是路面 B．观众可以从不同角度看到电影是因为光在屏幕上发生了镜面反射 C．光污染的形成是由于发生了如图甲所示的镜面反射 D．只有发生镜面反射时，才遵循光的反射规律 【答案】C 【详解】A．背着月光行走时，月光从身后照射，积水（光滑）发生镜面反射，反射光向前，几乎无法进入人眼；粗糙路面发生漫反射，有部分光进入人眼。因此较暗的地方是积水，较亮的是路面，故A错误； B．观众能从不同角度看到电影画面，是因为光在粗糙的电影屏幕上发生了漫反射，不是镜面反射，故B错误； C．光污染（如玻璃幕墙反光）是光滑玻璃表面发生图甲的镜面反射，强光刺眼形成的，故C正确； D．镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律，故D错误。 故选C。 8．如图所示，固定在水面上方的光源发出一束光线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46°，下列说法中正确的是（　　） A．入射角的大小为46° B．当水面降低时，入射角将增大 C．当水面升高时，光斑A将向右移动 D．当入射点向右移动时，A点向右移动 【答案】D 【详解】A．已知光束与水面的夹角为，入射角为入射光线与法线的夹角，所以入射角为，故A错误； BC．入射光线方向不变，水面发生变化时，因水面是平行的，入射角不变，反射角不变，反射光线与原反射光线平行，入射点会发生变化。当水面升高时入射点左移，反射光线左移，故光斑A向左移动，故BC错误； D．光源固定，当入射点向右移动时，入射角增大，根据反射定律可知反射角增大，光斑A向右移动，故D正确。 故选D。 9．某同学在水平桌面上竖直放置一块平面镜，镜前竖直立着一块长木板，木板上有一个记号点A。该同学在木板的上边沿B点观察平面镜，恰好能从镜中看到A点而没有被木板挡住。如图是眼睛看到A点的光路图。已知A和B到桌面的高度分别为40cm和80cm，当他把一支笔移至C处时，眼睛看到的A点被笔挡住了，他又测量了C到桌面的高度。下列说法错误的是（　　） A．他测量的C到桌面的高度为60cm B．他的实验可以用来验证反射角等于入射角的结论 C．当笔移至C处时，他适当下移眼睛的位置，又可以从镜中看到A点 D．当笔移至C处时，他适当上移眼睛的位置，又可以从镜中看到A点 【答案】C 【详解】A．平面镜竖直，法线水平，根据反射角等于入射角，入射光线和反射光线与水平法线的夹角相等，因此竖直方向满足 代入，，解得，故A正确，不符合题意； B．本实验中，我们根据反射角等于入射角推导出C点高度应为，若实际测量得到C高度确实为，即可验证反射角等于入射角的结论，故B正确，不符合题意； C．原光路被C处的笔挡住后，适当下移眼睛，新的反射光线从平面镜到眼睛的过程中，经过木板位置时，光线高度低于B点，刚好处于木板范围内，会被木板挡住，无法看到A点，故C错误，符合题意； D．适当上移眼睛后，新的反射光线经过木板位置时高度超过木板顶端，不会被木板挡住，且新的入射点在C点上方，不会被C处的笔挡住，因此可以重新看到A点，故D正确，不符合题意。 故选C。 10．如图所示，两块平面镜反射面夹角为α，一束光线 AO 与平面镜CD 成β角度入射，光线经两块平面镜反射后沿OA射出，则α、β的大小可能是（    ） A．α=40°，β=20° B．α=50°，β=40° C．α=65°，β=45° D．α=70°，β=30° 【答案】B 【详解】光线AO与平面镜CD成角入射，入射角是光线AO与法线的夹角。光线AO经两次反射后沿OA射出，即光线经两次反射后原路返回，所以射向CB 的光线垂直于平面镜CB，光线才能沿OA射出。如图所示： 则两块镜面的夹角α与入射光线和第一块镜面的夹角β满足： ，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 二、填空题（共8小题） 11．阳光下，微风吹拂的湖面，波光粼粼，这里蕴含着光的___________现象；在暗室里，为了能从镜子中看清自己的脸部，应把手电筒正对___________照射。 【答案】 反射 脸部 【详解】[1]由于光照射到水面发生了镜面反射现象，反射光方向不断变化从而形成“波光粼粼”现象。 [2]手电筒正对脸部照射，可使脸部反射更多的光经镜子反射后进入眼睛，从而看清脸部。 12．早晨的太阳光与水平方向成35°角射到一水平放置的平面镜上，经镜面反射后，反射角为______；从早晨到中午，反射角将______（选填“增大”“不变”“减小”）。 【答案】 55° 减小 【详解】[1]早晨的太阳光与水平方向成35°角射到一水平放置的平面镜上，则入射角为 根据反射角等于入射角，反射角为。 [2]从早晨到中午，太阳的高度增加，则入射角减小，反射角与入射角相等，所以反射角减小。 13．暗室小实验：如图所示在水平桌面铺上一张白纸，在白纸上放一平面镜，用手电筒竖直向下照射，侧面的同学会看到白纸亮，是因为白纸对光发生了______ 反射（填“漫”或“镜面”），______ 光的反射定律。（选“遵循”或“不遵循”） 【答案】 漫 遵循 【详解】图中，当手电筒的光正对着平面镜照射时，在平面镜上会发生镜面反射，所以光线会集中在竖直方向，从侧面看到的平面镜是暗的；而纸面上会发生漫反射，光线射向各个方向，所以在侧面看到的纸是亮的。镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律。 14．晚上汽车在干燥和潮湿的沥青路面上行驶时，大灯部分光路简图如图示，干燥的路面更容易发生________反射，此反射________（选填“遵循”或“不遵循”）光的反射定律。根据以上信息猜测，当我们迎着月光走时______（选填“亮”或“暗”）处是水面。 【答案】 漫 遵循 亮 【详解】[1]干燥的地面凹凸不平，容易发生漫反射，光滑的路面，水分填充在地面中，发生镜面反射。 [2]无论是镜面反射还是漫反射，均遵循光的反射定律。 [3]迎月光时水面发生镜面反射，更多的反射光进入人眼，所以亮处为水面。 15．一束与墙面成90°角的平行光线射到墙面上，如图所示，光在凹凸不平的墙面上发生的是 _____反射，此时反射角的大小 _______是0°（选填“一定”、“一定不”或“可能”）。若这束光与镜面成40°角射到镜面上，反射角为 _______°。 【答案】 漫 可能 50 【详解】光在凹凸不平的表面上发生的是漫反射，平行入射后反射光线射向不同方向；墙面整体与入射光线成90°，但墙面凹凸不平，不同位置的微小局部表面方向不同，部分微小表面刚好法线与入射光线重合，此时入射角为0°，反射角也为0°，因此反射角可能是0°；反射角是反射光线与法线的夹角，大小等于入射角，入射光线与镜面成40°，则入射角 ，因此反射角为。 16．如图所示，烧杯中装有半杯水，一束光竖直向下照向水面，反射角大小为________。若保持入射点不变，入射光线顺时针旋转10°，反射光线________（顺/逆）时针旋转10°。 【答案】 逆 【详解】[1]由光的反射定律可知，反射角等于入射角，当一束光竖直向下照向水面，此时入射光线、法线、反射光线三线重合，入射角等于反射角也等于0°。 [2]在光的反射现象中，反射光线和入射光线分居在法线的两侧，反射角等于入射角， 若保持入射点不变，入射光线顺时针旋转10°， 则反射光线将逆时针旋转10°。 17．激光笔发出的一束激光与平面镜成70°角射向平面镜、反射光线如图所示，则反射光线与入射光线的夹角大小为______；若在平面镜不动的情况下，要让激光笔射中图中目标，可保持激光笔的入射点不变______（选填“顺”或“逆”）时针转过一定的角度，也可保持入射角不变，把激光笔向______（选填“左”或“右”）平移一段距离。 【答案】 40∘/40度 顺 左 【详解】入射角是入射光线与法线（垂直于平面镜）的夹角，已知入射光线与平面镜成，因此入射角 根据光的反射定律，反射角等于入射角，也为，所以反射光线与入射光线的夹角为 根据反射角等于入射角，入射点位置不变，将激光笔顺时针转动一定的角度，使入射角变大，则反射角也变大，则反射光线将逆时针转过一定的角度，光斑会向下移动，能射中目标。 保持入射角不变，即入射光线方向不变，反射光线方向也不变，与原反射光线平行。若将激光笔向左平移，入射点会沿平面镜向左（靠近墙壁）移动，反射光线随之下移，就能落在目标上，因此向左平移。 18．“鹊桥”是嫦娥四号月球探测器的中继卫星。如图甲所示，“鹊桥”上安装了激光角反射器，首次开展了超地月距离的反射式激光测距试验。如图乙所示，角反射器由相互垂直的小平面镜组合而成，激光射向它时，能被其“反向射回”。图乙中反向射回的光线b与入射光线a方向_________（选填“平行”或“不平行”），光线b所对应的反射角_________。 【答案】 平行 【详解】[1][2]如图所示，根据光的反射定律，光线c与上方平面镜所成的角为40°，则光线a与c的夹角为180°-40°-40°=100° 两平面镜相互垂直，则光线c与下方平面镜的夹角为90°-40°=50° 则光线c与b的夹角为180°-50°-50°=80° 故反向射回的光线b与射入的光线a相互平行，根据光的反射定律，反射角等于入射角，则光线b所对应的反射角 三、作图题（共3小题） 19．请你在图中画出反射光线，并标出反射角的大小。 【答案】 【详解】首先过入射点O作垂直于镜面的虚线，即为法线。入射光线与镜面的夹角为30°，因此入射角为 根据光的反射定律反射角等于入射角，在法线的另一侧画出反射光线；反射角是反射光线与法线的夹角，大小等于入射角60°，标出反射角60°即可，据此作图。 20．墨子巡天望远镜在给星空“拍照”时，入射光经镜面反射后到达成像装置，如图所示，请画出其入射光线并标出入射角的度数。（保留作图痕迹） 【答案】 【详解】根据光的反射定律，先过反射点垂直反射面画出法线，反射角为 根据反射角等于入射角，可知入射角为30°，在法线的左侧画出入射光线，据此作图。 21．如图光源S发出一条光线在虚线框中的平面镜反射到A点，请画出平面镜位置并完成光路图。 【答案】 【详解】入射光的延长线与反射光的反向延长线，交于O点；由于反射角等于入射角，画出反射光线与入射光线夹角的角平分线，为法线（虚线），过O点作法线的垂线（标上垂直符号），该垂线即为平面镜。 四、实验题（共3小题） 22．在“探究光的反射定律”的实验中： (1)将平面镜放在水平桌面上，将附有量角器的半圆形白纸板竖立在平面镜上。使光线贴着纸板分别沿AO、BO、CO入射，在纸板上观察到的光路如图甲所示，说明反射角___________入射角；光线沿CO入射时，反射角为___________度； (2)图甲中，让一束光贴着纸板沿入射，反射光沿OA射出，说明在反射现象中，光路是___________的； (3)图乙中，要在右侧纸板上看到反射光，需将右侧纸板向___________折。 【答案】(1) 等于 40 (2)可逆 (3)前 【详解】（1）图甲中，从图甲可以看出，反射角和对应的入射角大小相等，说明反射角等于入射角；光线沿CO入射时，入射光线与法线的夹角是，所以反射角也为。 （2）让光沿原来的反射光线A'O入射，反射光沿原来的入射光线OA射出，这说明在反射现象中，光路是可逆的。 （3）反射现象中，入射光线、法线和反射光线在同一平面内；图乙中，右侧纸板向后折后与左侧纸板不在同一平面，无法看到反射光；要看到反射光，需将右侧纸板向前折，使它与左侧纸板在同一平面内。 23．(1)在“探究光反射的规律”时，小李进行如图甲所示的实验，让一束光AO贴着纸板射到平面镜上，在纸板上会看到反射光线OB。将纸板沿ON向后折，此时在NOF面上看不到反射光线，如图乙所示，此实验现象说明 ____________。 (2)在图甲中，如果让光线逆着OB的方向射向镜面，会看到反射光线沿着OA方向射出，这表明_________。 (3)课后，某同学利用同一套实验器材，选择入射角分别为15°、30°、45°的三条光线进行实验，结果得到了不同的数据，如下表所示。经检查，三次实验中各角度的测量值都是准确的，但总结的规律却与反射定律相违背。你认为其中的原因应该是_________。 实验次数 入射角 反射角 1 15° 75° 2 30° 60° 3 45° 45° 【答案】(1)反射光线、入射光线和法线都在同一平面内 (2)在反射现象中，光路是可逆的 (3)测量的不是反射角，而是反射光线与镜面的夹角 【详解】（1）当纸板沿ON向后折一定的角度后，两块纸板不在同一平面上，在NOF面上无法呈现出反射光线，这个现象说明了反射光线、入射光线和法线在同一平面内。 （2）在图甲中，如果让光线逆着OB的方向射向镜面，会看到反射光线沿着OA方向射出，即光会按照原路返回，这表明光发生反射时，光路是可逆的。 （3）由数据可以看出，每组数据中，两个角度之和均为直角，出现错误的原因是小明误将反射光线与镜面的夹角当作了反射角，测量的不是反射角，而是反射光线与镜面的夹角。 24．如图1甲所示，是小明同学探究“光的反射规律”的实验装置。 (1)①将平面镜放在水平面上，白板倾斜放置在平面镜上，让一束光AO紧贴白板斜射到平面镜上的O点，然后白板绕缓慢旋转，当白板转至与平面镜_____的位置时，就能使入射光、反射光同时呈现在白板上； ②为了完成实验，除了图中器材外，还需要的测量工具是_____； ③小明在探究反射角和入射角α之间的关系时（如图1乙所示），三次改变入射角的大小，得出反射角和入射角之和是90度的结论，得出这一结论的原因可能是_____。 (2)小明同学在研究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内时设计了如图1丙、丁所示的两个方案，你认为哪个方案更合理_____？理由是_____。 (3)小宇同学对小明同学的装置进行了改进：如图2a所示，他将一小块平面镜放在一个能转动的水平圆台上，并用透明玻璃罩将圆盘封闭，然后用加湿器使整个半球形玻璃罩内充满水雾，用固定放置的红色激光笔发出一束垂直射向平面镜的光，然后用另一支绿色激光笔发出一束光斜射向点，经平面镜反射后沿方向射出。他人借鉴地理中学习过程的“等高线”在半球形玻璃罩表面上做好标记，如图2b所示，保持入射角度不变，让绿色激光笔继续沿点所在的等高线顺时针移动，使入射光射向O点，发现反射光线将_____（填“顺时针”或“逆时针”）转动；当激光笔恰好转到从点射向O点时，反射光线从点射出，这说明：在光的反射现象中，_____。 【答案】(1) 垂直 量角器 将反射光线和镜面间的夹角当成反射角 (2) 丙 丙中上半部分有反射光线，下半部分没有，更能说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内 (3) 顺时针 光路是可逆的 【详解】（1）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，法线垂直于平面镜，因此只有白板与平面镜垂直时，法线在白板平面内，入射光、反射光才能同时呈现在白板上。 本实验要探究反射角与入射角的关系时，需要测量角的大小，因此还需要量角器。 反射角是反射光线与法线的夹角，入射角是入射光线与法线的夹角，根据光的反射定律，反射角等于入射角，当入射角分别为20°、30°、50°时，则反射角也应分别是20°、30°、50°、而70°、60°、40°正好是反射光线与镜面的夹角，所以小明测量实验数据过程中出现的问题可能是把反射光线与镜面的夹角当成了反射角。 （2）探究反射光线、入射光线和法线是否共面时，需要保持入射光线所在纸板位置不变，只转动另一侧纸板，而丙方案中右侧纸板有一半弯折，一半没有弯折，可以观察到弯折过去的纸板上没有反射光线，而没有弯折的纸板上有反射光线，更加能说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。 而丁方案转动整个纸板，入射光线和反射光线始终都在纸板平面内，无法验证三线是否共面，因此丙更合理。 （3）光的反射中，反射角等于入射角，绿色激光笔继续沿A点所在的等高线顺时针移动，反射光线顺时针射出； 当激光笔恰好转到从E点射向O点时，反射光线从A点射出，这说明光路是可逆的。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $