3.2 探究光的反射定律（讲义）物理新教材北师大版（北京）八年级全一册

本初中物理讲义聚焦“探究光的反射定律”核心知识点，从光的反射定义及“一点三线两角”基本量入手，通过实验探究得出“三线共面、两线分居、反射角等于入射角”定律，进而区分镜面反射与漫反射，构建完整知识支架。 资料以科学探究为核心，实验设计含器材、步骤及折转纸板验证三线共面等关键操作，结合随学随练与基础、素养、创新分层练习，培养科学思维与实验能力。课中辅助教师演示教学，课后助力学生巩固知识、查漏补缺。

第三章 光现象 第2节 探究光的反射定律 课标要点 1.熟记光的反射定律三线共面、两线分居、反射角等于入射角。 2.会根据定律绘制反射光路图。 3.区分镜面反射与漫反射，知晓二者都遵循反射定律。 学习重难点 重点：反射定律内容、光路作图。 难点：入射光线旋转后角度变化推导。 知识点 光的反射 1.定义：光从一种介质射向另一种介质的表面时，会有一部分光在介质表面反射回原介质中，这种传播现象叫光的反射。 2.几个基本量 （1）“一点”：投射到两种介质表面上的光线与表面的交点叫入射点； （2）“三线”：入射到介质表面的光线叫入射光线；经入射点做垂直于两种介质表面的辅助线叫法线；经介质表面，反射回原来介质的光线叫反射光线。 （3）“两角”：入射光线与法线的夹角叫入射角；反射光线与法线的夹角叫反射角。 特别提醒 入射角、反射角都是光线与法线的夹角，不是和镜面的夹角。 随学随练如图所示，阳光下一本物理教材掉到地上，小明和小红从不同的位置都能看到它。以下说法正确的是（　　） A．阳光在教材上发生镜面反射，反射光线向各个不同方向射出 B．小明和小红眼睛发出的光都射在书本上 C．阳光在教材上发生漫反射，且满足反射角等于入射角 D．物理教材是光源，它发出的光射入小明和小红的眼睛 【答案】C 【详解】AC．教材的表面凹凸不平，光照在上面发生漫反射，反射光线是向着四面八方的，所以小明和小红从不同的位置都能看到教材，在光的反射现象中，反射角等于入射角，故A错误，C正确； BD．小明和小红眼睛以及物理教材本身不会发光，故不是光源，之所以能看见教材，是因为教材反射的光线进入人眼，故BD错误。 故选C。 知识点 实验：探究光的反射定律（重点） 1.实验器材 激光笔、可沿中线折叠的白色硬纸板、平面镜、量角器、直尺。 2.实验步骤 ①将平面镜水平放置，硬纸板竖直立在镜面上，纸板中线与镜面法线重合； ②让激光笔沿纸板一侧斜射向入射点，在纸板上描出入射光线与反射光线； ③用量角器测量并记录入射角与对应反射角的大小； ④多次改变入射角角度，重复实验，避免实验结论具有偶然性； ⑤将纸板右侧半面向后折转，观察纸板上能否呈现反射光线。 3.关键实验现象与对应结论 纸板折转后，承接不到反射光线：说明反射光线、入射光线、法线在同一平面内； 入射光线从左侧入射，反射光线出现在法线另一侧：反射光线与入射光线分居法线两侧； 多次测量数据可得：反射角等于入射角； 让光线逆着原反射光线入射，光线会沿原入射光线射出：光反射时，光路可逆。 4.光的反射定律完整总结 ①三线共面：反射光线、入射光线和法线在同一平面内； ②两线分居：反射光线和入射光线分别位于法线两侧； ③两角相等：反射角等于入射角。 5.纸板在实验中的三个作用 （1）显示光的传播路径； （2）验证反射光线、入射光线和法线在同一平面内，具体操作是将纸板NOF向前或向后折转，使其和纸板EON不在同一平面内，观察有无反射光的径迹； （3）记录光路。具体操作是在纸板上画出入射光和反射光的径迹，以分析反射角随入射角的变化而变化情况。 6.实验注意事项 （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）实验过程中严禁将激光对着人眼，以防灼伤眼睛； （4）通过镜面对入射光的反射作用，可以看出镜子有改变光路的作用； （5）本实验是一个归纳性实验，改变入射光的方向多次实验的目的是为了得到多组实验数据，从而得出普遍规律，避免实验结论的偶然性。 7.考向点拨 （1）验证三线共面：沿折版中轴折转光屏是否还能看见反射光线； （2）验证分居：观察反射光线、入射光线是否在中轴两侧； （3）验证等角：通过量角器测量或带有刻度的折板光屏测量； （4）观察光路是否可逆：沿原反射光线路径改变入射光线，观察反射光线； （5）漫反射：能看见光线的传播方向说明折板发生了漫反射； （6）改变入射角（改变入射光线方向），进行多次实验的目的：寻找实验结论的普遍性； （7）光线的理想化模型：观察激光笔射出的光线即可构建用带箭头的直线表示光的传播方向和路径； （8）折转光屏用白色的目的：显示光线的路径； （9）实验应选较暗的环境目的是：便于观察实验现象； （10）实验时，折板应与平面镜垂直的目的：否则折板上看不到反射光； （11）当光垂直镜面入射时，入射角为零，为什么看不到反射光线：有反射光线，但反射角也为零，反射光线与入射光线在一条直线上。 随学随练小丽做“探究光的反射定律”的实验。 (1)小丽要探究反射角与入射角是否相等，请你帮她设计实验数据记录表。 (2)小丽利用如图所示的装置进行实验，她将一块平面镜放在水平桌面上，再把纸板竖直立在平面镜上，纸板A与纸板B在同一平面，用激光笔发出的光束EO沿纸板A照射到平面镜的O点，在纸板B上可观察到反射光OF。在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹，改变光束入射的__________，记录入射光和反射光的径迹。多次实验后，取下纸板，用__________测量和的大小，并记录实验数据。 (3)小丽使入射光逆着原来反射光方向射向平面镜O点，观察反射光的方向，进行多次实验，都可以观察到反射光逆着__________的方向射出。实验现象说明：在反射现象中，__________。 【答案】(1)     实验次数 ∠EON/° ∠FON/°            1            2            3 (2) 角度 量角器 (3) 入射光 光路是可逆的 【详解】（1）探究反射角和入射角的关系，需要多次改变入射角，记录多组入射角和对应反射角的大小，从而得到普遍规律，因此表格设置如下：       实验次数           ∠EON/°           ∠FON/°              1              2              3 （2）在实验中，为了探究反射角和入射角的关系，我们需要改变入射光线的方向，也就是改变光束入射的角度，然后记录对应的反射光径迹； 测量角度大小需要使用量角器。 （3）实验中，如果让入射光逆着原来反射光的方向，即沿着FO方向射向平面镜O点，根据光的反射定律，光线会逆着原来的入射光，即沿着OE方向射出；该实验现象说明：在光的反射现象中，光路是可逆的。 知识点 镜面反射和漫反射 1.镜面反射 反射面光滑平整，平行光线入射后，反射光线依旧平行射出。例子：黑板反光、平面镜反光、湖面刺眼反光、不锈钢镜面反光。 2.漫反射 反射面粗糙凹凸，平行光线入射后，反射光线射向四面八方。例子：能从各个方向看见黑板上的字、看见书本、墙面、地面。 特别提醒 镜面反射和漫反射都严格遵守光的反射定律。 3.生活现象解释 黑板用久了发亮看不清字：黑板局部发生镜面反射，强光直射人眼；打磨黑板、拉窗帘减弱强光，可减小镜面反射影响。 随学随练如图所示是一种液面升降监测装置原理图。点光源S发出的一束激光与水平液面保持成50°角射向平静的液面。下列说法正确的是（   ） A．入射角为50° B．当液面上升时，反射角变大 C．当液面下降时，光点P将向右移动 D．当液面上有波纹时，不再遵循光的反射定律 【答案】C 【详解】A．入射角是入射光线与法线的夹角。已知激光与水平液面成50°，则入射角为，并非50°，故A错误； B．根据光的反射定律，反射角等于入射角。当液面上升时，入射光线方向不变，入射角不变，因此反射角也不变，故B错误； C．当液面下降时，入射点会向右移动。由于反射角等于入射角，反射光线的方向不变，因此光点P将向右移动，故C正确； D．光的反射定律适用于所有反射现象，包括镜面反射和漫反射。当液面有波纹时，属于漫反射，仍遵循光的反射定律，故D错误。 故选C。 题型 光的反射定律 活学活用在下图中，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。 【答案】 【详解】光的反射定律：反射光线、入射光线和法线在同一平面内；反射光线和入射光线分居法线两侧；反射角等于入射角。入射角是入射光线与法线的夹角，反射角是反射光线与法线的夹角。 已知入射角为 根据反射角等于入射角，在法线左侧画出反射光线 OB，反射角也为。如图所示 题型 实验：探究光的反射定律 活学活用在“探究光的反射规律”实验中； (1)实验中，应选用表面较___________（选填“粗糙”或“光滑”）的纸板，目的是___________； (2)依据图甲所示的情景，请你提出一个可探究的科学问题：___________； (3)图乙中，让入射光线EO靠近法线NO，则反射角会___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。如果让光逆着OF的方向射到平面镜上，会看到反射光线沿着OE方向射出，此现象说明___________； (4)小明完成实验探究后，将实验所测数据记录在下表中，他根据表中数据得出的结论和其他同学的结论并不一致。请依据表中数据分析小明可能出现错误的原因是___________； 入射角/° 20 30 50 反射角/° 70 60 40 (5)老师进行了如下演示：先用加湿器使某透明容器内充满雾气，将平面镜放在一能转动的水平圆台上，在柱M上固定一红色激光笔，使其发出的光垂直射向平面镜上的O点，其作用是为了显示___________的位置。然后打开固定在柱N上的绿色激光笔，使绿色激光射向O点，出现了如图丙所示的情景。老师沿水平方向缓缓转动圆台，某时我们只能观察到一条光线，可判断___________。 【答案】(1) 粗糙 使光在纸板的表面发生漫反射，便于观察入射光线和反射光线 (2)反射光线的方向与入射光线的方向有什么关系？ (3) 减小 在光的反射现象中，光路是可逆的 (4)反射光线与镜面的夹角当成了反射角 (5) 法线 反射光线，入射光线和法线在同一平面内 【详解】（1）[1][2]粗糙的表面能使光发生漫反射，向各个方向反射光，这样便于观察入射光线和反射光线，所以实验中应选用表面较粗糙的纸板，目的是使光在纸板的表面发生漫反射，便于观察入射光线和反射光线。 （2）图甲展示了不同方向的入射光线和对应的反射光线，可据此提出可探究的科学问题，比如：反射光线的方向与入射光线的方向有什么关系？ （3）[1][2]在光的反射现象中，反射角等于入射角。当入射光线����靠近法线NO时，入射角减小，那么反射角也会减小。让光逆着OF的方向射到平面镜上，会看到反射光线沿着OE方向射出，这表明在光的反射现象中，光路是可逆的。 （4）根据反射定律，反射角等于入射角，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，当入射角分别为20°、30°、50°时，反射光线与法线的夹角，即反射角也应分别是20°、30°、50°，而70°、60°、40°正好是反射光线与镜面的夹角，所以是把反射光线与镜面的夹角当成了反射角。 （5）[1]加湿器使整个教室充满雾气，这样能显示出光的传播路径；法线与平面镜是垂直的，红色激光笔发出的光垂直射向平面镜上的O点，可以显示法线的位置。 [2]沿水平方向缓慢转动圆台，当我们观察到入射绿光、入射红光和反射绿光看起来重合时（即只能观察到一条光线时），可根据光的传播路径来判断反射光线，入射光线和法线在同一平面内。 题型 镜面反射和漫反射 活学活用寒假里，小明去电影院观看人气爆棚的电影《哪吒之魔童闹海》，他发现在影院的各个角度都可以看到放映机投射到银幕上的画面，这是因为银幕对照射到上面的光线产生了 ___________ 反射，这种反射 ___________ （选填“遵循”或“不遵循”）光的反射定律。 【答案】 漫 遵循 【详解】[1][2]银幕是粗糙的，光照到上面能发生漫反射，能将光射向四面八方，所以在影院的各个角度都可以看到放映机投射到银幕上的画面，漫反射也遵循光的反射定律。 题型 光的反射的应用 活学活用（多选）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 【详解】AB．玻璃幕墙形成的光污染和特定角度的同学看不清黑板的字原因一样，都是由于光在反射面发生了镜面反射导致光被反射向特定的方向所致，故A正确，B错误； C．自行车尾灯之所以能将光反射回来，是尾灯里有很多组成直角的反射面，光以任何角度射向尾灯，经过直角反射面的两次反射后总能与原光线平行返回，其原理不是光路的可逆性，故C错误； D．光线垂直入射到平面镜上，反射光线将与入射光线以及法线重合，反射角等于0°，故D正确。 故选AD。 基础通关 1．（多选）如图所示，对以下实验的说法中正确的是（　　） A．如图A，烧水时，观察到如图所示的现象后继续加热，水的温度会持续升高 B．如图B，发声的音叉溅起水花让振动显现，其研究方法与响鼓弹起纸屑相同 C．如图C，将有反射光的光屏向后折叠，反射光的位置和方向会跟着发生改变 D．如图D，玻璃罩里的空气逐渐被抽出，铃声会越来越小，最后几乎听不见 【答案】BD 【详解】A．图中是水沸腾时的气泡现象，水被加热至沸腾时，继续加热，水的温度不会发生改变，故A错误； B．发声的音叉溅起水花让振动显现，用到了转换法，响鼓弹起纸屑，用弹起的纸屑让鼓面的振动显现，也用到了转换法，故B正确； C．由光的反射定律可知，反射角等于入射角，由于入射光线和法线没有改变，所以入射角不变，即反射角也不变，则反射光线的位置和方向不变，故C错误； D．声音的传播需要介质，不能在真空中传播。当玻璃罩中的空气被逐渐抽出，铃声会越来越小，最后几乎听不见，故D正确。 故选BD。 2．如图所示是一种液面升降监测装置的原理图，从一个固定好的光源S发出的一束激光与水平液面成30°角射向平静的液面，这束激光经过液面反射后射到了液面上方水平标尺上的点，此时反射光线与入射光线的夹角为________；当发现光点向左移动时，说明液面高度________（填“升高”、“不变”或“降低”） 【答案】 120° 升高 【详解】[1]已知入射光线与水平液面成30°，则入射光线与法线的夹角（入射角）为 根据光的反射定律，反射角等于入射角，所以反射角也为60°。因此，反射光线与入射光线的夹角为120°。 [2]当液面升高时，入射点会向左移动，反射光线的方向不变（因为入射角不变），但反射光线会向左平移，导致标尺上的光点S′向左移动。所以，当光点S′向左移动时，说明液面高度升高。 3．晚上，在桌面上铺一张白纸，把一小块平面镜平放在纸上，让手电筒的光正对着平面镜照射，如图所示，则从侧面看去（　　） A．镜子比较亮，它发生了镜面反射 B．镜子比较暗，它发生了镜面反射 C．白纸比较亮，它发生了镜面反射 D．白纸比较暗，它发生了漫反射 【答案】B 【详解】AB．镜子表面光滑，发生镜面反射，垂直照射的手电筒的光，反射后几乎还是向上的，人眼在侧面看，几乎接收不到镜子的反射光线，所以镜子比较暗，故A不符合题意，B符合题意； CD．白纸表面粗糙，发生漫反射，手电筒的光反射后，各个方向都有，人眼在侧面看，可以接收到少量的反射光线；白纸的反射光线进入人眼的较多，人感觉更亮，故CD不符合题意。 故选B。 4．小乐做“探究反射现象中，反射角与入射角的关系”的实验。 (1)他将平面镜放在水平桌面上，把纸板竖直立在平面镜上，纸板上的直线垂直于镜面，如图所示。他使一束光贴着纸板沿某一角度射到点，经平面镜反射，沿另一方向射出。在纸板上用笔描出入射光和反射光的径迹。改变______，多做几次实验，记录每次入射光和反射光的径迹； (2)取下纸板，用量角器测量入射角和反射角，记录数据如右表。分析数据得出结论：“在反射现象中，______”。 入射角 反射角 【答案】(1)入射角大小 (2)反射角等于入射角 【详解】（1）使一束光贴着纸板沿某一角度射到O点，经平面镜反射，沿另一方向射出，在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹，为了避免偶然性，得到普遍性规律，所以接下来要改变光束EO的入射角，多做几次，记录每次入射光和反射光的径迹。 （2）由表中数据可知，每组数据的反射角和入射角相等，可以得到在反射现象中，反射角等于入射角。 5．如图所示，OB是反射光线，在图中作出入射光线AO以及法线，入射角大小为_______。 【答案】，60° 【详解】过入射点O作出与界面垂直的法线，图中反射光线与镜面的夹角是30°，因此反射角为90°-30°=60° 反射角等于入射角，则入射角也为60°，根据反射角和入射角相等在法线左侧画出入射光线AO，如下图所示： 素养提升 6．如图甲是“探究光的反射规律”的实验装置，用激光笔2发出一束垂直射向平面镜的光束，然后用激光笔1向入射点发出一束光，经平面镜反射后沿方向射出，如图乙所示。与垂直于镜面的直线的夹角是入射角，与的夹角是反射角。 (1)利用激光笔2发出的光束相当于________； (2)利用图甲的装置，多次改变入射光和光束所在的平面，从侧面观察，不断调整视线的角度，可以观察到_______________________________________________________________________，说明反射现象中，________________________________________________________________________。 (3)保证入射点不变，调整入射光的方向，并将相应的反射角与入射角数值记录在下表中。 /度 0 15 30 45 60 75 /度 0 15 30 45 60 75 分析表格中的数据，归纳得出：________________________________________________________________。 【答案】(1)法线 (2) 反射光都能同时挡住代表法线的光和入射光AO 反射光线、入射光线和法线在同一平面内 (3)在反射现象中，反射角等于入射角 【详解】（1）激光笔2发出的光束NO垂直射向平面镜，相当于法线。 （2）多次改变入射光AO和光束NO所在的平面，从侧面观察，会发现只有当入射光AO、法线NO和反射光OB在同一平面时，才能看到反射光OB（反射光都能同时挡住代表法线的光和入射光AO），说明反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一平面内。 （3）分析表格中的数据，反射角r和入射角i的数值始终相等，可归纳得出：光反射时，反射角等于入射角。 7．如图所示，日晷是我国古代的一种计时工具，在太阳光照射下通过观察晷针投射在晷面上影子位置的变化测定时间。下列光现象的成因与日晷工作原理不相同的是（　　） A．水中的倒影 B．树荫下的光斑 C．墙上手影 D．皮影戏 【答案】A 【详解】日晷工作的原理是光的直线传播。 A．水中的倒影是光的反射现象，故A符合题意；     BCD．树荫下的光斑、墙上手影、皮影戏，都是光的直线传播现象，故BCD不符合题意。 故选A。 8．小晶利用两支激光笔、平面镜、可以显示光路的玻璃砖、量角器等器材探究光的反射定律时，先用固定的激光笔1发出的光束AO作为入射光线，经平面镜反射后，形成反射光线OB，如图所示。 (1)为便于描述反射角与入射角，他用激光笔2发出垂直于镜面射向入射点O的光束NO作为__________线。 (2)为了确定反射光线、入射光线、法线位于同一平面内，小晶在图乙所示侧面__________（选填“①”或“②”）号位观察，若观察到__________的现象，则说明反射光线、入射光线、法线在同一平面内。 (3)为了进一步探究反射角与入射角的关系，他不断调整激光笔1的位置记录数据。 入射角/度 0 15 30 45 60 75 反射角/度 0 15 30 45 60 75 请你根据表中的数据，归纳出实验结论：__________。 【答案】(1)法 (2) ② 反射光线、入射光线和法线重合 (3)在反射现象中，反射角随着入射角的增大而增大，反射角等于入射角。 【详解】（1）法线是过入射点与镜面垂直的直线。用激光笔2发出垂直于镜面射向入射点O的光束NO作为法线。 （2）[1][2]实验过程中可以在图乙所示的②号位置观察。如果观察到反射光线、入射光线和法线重合的现象，则说明反射光线、入射光线、法线在同一平面内。 （3）根据表中的实验数据可以得出结论：在反射现象中，反射角随着入射角的增大而增大，反射角等于入射角。 9．小晶探究反射光线跟入射光线和法线是否在同一个平面内。他选用两支激光笔、平面镜、可以显示光路的玻璃砖、量角器等器材组成如图甲所示的实验装置。用激光笔1发出的光束垂直照射在平面镜点上作为法线，用激光笔2发出的光束斜射到点上作为入射光线，把观察到的反射光束作为反射光线，如图乙所示。 请回答下列问题： (1)实验过程中应多次改变______，每次都应从侧面观察，看反射光线能否同时挡住______。如果可以，则说明三条线在同一平面内； (2)利用上述实验器材还可以进行的实验探究是：______。 【答案】(1) 入射光束 法线和入射光线 (2)反射角和入射角的大小关系 【详解】（1）[1][2]实验中，为寻求普遍规律，应多次改变入射光束，从而改变入射光线和法线构成的平面，每次都应从侧面观察，当反射光线同时挡住入射光线和法线时，不能观察到入射光线和法线，说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。 （2）实验器材中还有量角器，所以利用上述实验器材还可以进行的实验探究是反射角和入射角的大小关系。 10．如图所示是一个用光电屏监控液面高度的仪器。它工作时，激光器和光电屏保持不动，通过反射光束照射在光电屏上的位置变化来判断液面的高低。液面处于某高度时，反射光束照射在光电屏上P处（如图所示），一段时间后发现反射光束照射在光电屏上的Q处。请你判断液面是升高了还是降低了，并画出光路图。 【答案】液面上升了， 【详解】液面处于某高度时，反射光束照射在光电屏上P处，一段时间后发现反射光束照射在光电屏上的Q处，由于入射角不变，所以反射光线与原来的反射光线平行，所以液面上升，如图所示： 迁移创新 11．如图甲所示，八达岭塔式太阳能热发电站是由我国自主设计与建造的亚洲第一座兆瓦级规模的塔式太阳能热发电站。塔式热发电系统的一项关键技术是发电站安装有许多定日镜（即平面镜），每一个定日镜都由自动跟踪太阳光装置控制，以便准确地将太阳光反射后会聚到高塔顶部的接收器上。如图乙所示，是小京设计的塔式集热模型，当太阳运动到位置1时，一束太阳光以与水平方向成角射向平面镜上的点，反射光线恰与水平方向成角射向接收器。经过一段时间当太阳运动到位置2时，这束太阳光在纸面内沿着顺时针方向转过（图中未画出）后仍照在平面镜上的点，调整平面镜与水平方向的夹角，使反射光还能沿方向射向接收器。太阳由1位置运动2位置时，下列说法正确的是（     ） A．反射角的度数保持为30° B．反射角的度数变化了20° C．夹角增加了10° D．2位置夹角变为40° 【答案】C 【分析】当太阳运动到位置1时，AO为入射光线，OB为反射光线，可求出入射角和反射角的大小，根据已知条件可计算夹角；当太阳运动到位置2时，太阳光在纸面内沿着顺时针方向转过，反射光线方向不变，可求出新的入射角和反射角，进而求出新的夹角的大小。 【详解】当太阳运动到位置1时，入射光线AO与水平方向的夹角，反射光线OB与水平方向的夹角，则入射光线与反射光线的夹角为 则入射角和反射角的度数为20°。OB与平面镜的夹角为 水平面与平面镜的夹角 当太阳运动到位置2时，太阳光AO在纸面内沿着顺时针方向转过，则反射光线仍为OB，方向不变，则新的入射光线与反射光线的夹角变为 此时入射角和反射角为，反射角的度数变化了 此时反射光线OB与平面镜的夹角为 水平面与平面镜的夹角 则比增加了10°。故ABD错误，C正确。 故选C。 12．（多选）如图所示的甘肃敦煌光热发电站，用镜子能年发电3.9亿度。简单说它的原理就是利用镜面反射太阳光，然后通过一个特殊的装置将太阳光转化成电。敦煌的这个光热发电站被称为“世界之最”，它是在很大面积的场地上装有12000多个平面镜，通常称为定日镜，每台定日镜都自动跟踪将太阳光准确集中反射到高塔顶部的吸热器上。以下关于光热发电说法正确的是（　　） A．阳光在平面镜表面上发生反射后改变了光的传播方向 B．阳光在平面镜表面上发生折射后改变了光的传播方向 C．当太阳顺时针从位置1到位置2转过30°角，顺时针调整平面镜15°角才能使阳光恰好反射到塔顶A点 D．当太阳顺时针从位置1到位置2转过30°角，顺时针调整平面镜30°角才能使阳光恰好反射到塔顶A点 【答案】AC 【详解】AB．定日镜是平面镜，阳光照射到平面镜表面发生光的反射，反射会改变光的传播方向，不会发生折射，故A正确，B错误。 CD．根据光的反射定律：反射角等于入射角。 当太阳顺时针转过30°，即入射光线顺时针转过30°，要求反射光线仍对准塔顶A点（反射光线方向不变），入射光线和反射光线的夹角改变了30°，因此法线需要转过；由于法线始终与平面镜垂直，因此平面镜顺时针转动15°即可满足要求，故C正确，D错误。 故选AC。 13．如图所示，平面镜OM与ON夹角为，一条平行于平面镜ON的光线经过两个平面镜的多次反射后，能够平行于平面镜OM返回。则两平面镜之间的夹角不可能是（　　） A．60° B．36° C．30° D．20° 【答案】C 【详解】设两平面镜OM和ON的夹角为θ。 第一次反射（在OM上）： 入射光线平行于ON，射向OM。根据平行线的性质，入射光线与平面镜OM的夹角为θ。 根据光的反射定律，反射光线与平面镜OM的夹角也为θ。 第二次反射（在ON上）： 第一次的反射光线射向平面镜ON。由O点、第一次反射点A、第二次反射点B构成的三角形OAB。在△OAB中，，。因此 光线射向ON的入射角（与镜面ON的夹角）为 根据光的反射定律，第二次反射后的光线与平面镜ON的夹角也为2θ。 第三次反射（在OM上）： 第二次的反射光线射向平面镜OM。在新的三角形中，可以推导出第三次反射后的光线与平面镜OM的夹角为3θ。 规律总结： 经过n次反射后，若n为奇数，则反射光线与平面镜OM的夹角为nθ；若n为偶数，则反射光线与平面镜ON的夹角为nθ。 题目要求光线“能够平行于平面镜OM返回”。“返回”意味着出射光线的方向与OM的方向相反，即出射光线与OM的夹角为180°。 情况一：最后一次反射在OM上（n为奇数） 出射光线与OM的夹角为180°。根据我们得到的规律，这个夹角也等于nθ。 所以 其中n为奇数， 这意味着的值必须是一个奇数。 情况二：最后一次反射在ON上（n为偶数） 出射光线与OM平行且方向相反，那么它与ON的夹角为 根据我们得到的规律，这个夹角也等于nθ。 所以，即 因为n是偶数，所以是奇数， 这也意味着的值必须是一个奇数。 综上所述，要满足题意，必须是一个奇数，我们来检验各个选项： A．若，则，3是奇数，满足条件，故A不符合题意； B．若，则 ，5是奇数，满足条件，故B不符合题意； C．若，则 ，6是偶数，不满足条件，故C符合题意； D．若，则 ，9是奇数，满足条件，故D不符合题意。 故选C。 14．（多选）如图甲所示是我国西部某熔盐塔式光热发电站，塔式光热发电系统的一项关键技术如图乙所示，发电站安装上万面定日镜（即平面镜），每一个定日镜都由自动跟踪太阳光装置控制，以便准确的将太阳光反射后会聚到高塔顶部的接收器上。假设有一束太阳光最初沿图中的方向照射到定日镜上，反射光沿方向射到接收器上，经过一段时间后，这束太阳光在纸面内沿着顺时针方向转过后照射到定日镜上的点，若想让其反射光仍沿方向射向接收器，下列说法正确的是（　　） A．定日镜要沿顺时针方向转过 B．定日镜要沿顺时针方向转过 C．太阳光在定日镜表面上发生反射后改变了光的传播方向 D．不同位置的定日镜将太阳光反射到塔顶都遵循光的反射定律 【答案】ACD 【详解】AB．根据光的反射定律，反射角等于入射角，反射光线与入射光线的夹角等于2倍的入射角。入射光顺时针转过10°，若要反射光方向不变，即入射光线与反射光线的夹角减小10°。此时入射角需要减小5°，法线也需要顺时针转过5°。因为定日镜（平面镜）与法线垂直，所以定日镜也需要沿顺时针方向转过5°，故A正确，B错误。 C．光的反射的本质就是改变光的传播方向，太阳光照射到定日镜表面发生反射，传播方向从AO变为OB，确实改变了传播方向，故C正确。 D．光的反射定律是所有光的反射现象都遵循的基本规律，无论定日镜的位置如何，无论入射光的角度怎样，只要发生光的反射，就一定遵循“反射角等于入射角、反射光线与入射光线、法线在同一平面内”的反射定律，故D正确。 故选ACD。 15．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，光源位置不动，若水面上升，则光斑A将向______移动（选填“左”或“右”）。 【答案】左 【解析】【小题1】由图可知，光线以一定角度射向水面，与水面夹角为 46°。所以，入射角为，反射角也为44°；当水面升高时，入射点相对于水面向左移，法线依然过入射点与水面垂直，入射角大小不变为44°，根据光的反射定律可知，反射角始终等于入射角，反射角的大小依然为44°，反射光线向左平移了，因此光斑A将向左移动。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三章 光现象 第2节 探究光的反射定律 课标要点 1.熟记光的反射定律三线共面、两线分居、反射角等于入射角。 2.会根据定律绘制反射光路图。 3.区分镜面反射与漫反射，知晓二者都遵循反射定律。 学习重难点 重点：反射定律内容、光路作图。 难点：入射光线旋转后角度变化推导。 知识点 光的反射 1.定义：光从一种介质射向另一种介质的表面时，会有一部分光在介质表面反射回原介质中，这种传播现象叫光的反射。 2.几个基本量 （1）“一点”：投射到两种介质表面上的光线与表面的交点叫入射点； （2）“三线”：入射到介质表面的光线叫入射光线；经入射点做垂直于两种介质表面的辅助线叫法线；经介质表面，反射回原来介质的光线叫反射光线。 （3）“两角”：入射光线与法线的夹角叫入射角；反射光线与法线的夹角叫反射角。 特别提醒 入射角、反射角都是光线与法线的夹角，不是和镜面的夹角。 随学随练如图所示，阳光下一本物理教材掉到地上，小明和小红从不同的位置都能看到它。以下说法正确的是（　　） A．阳光在教材上发生镜面反射，反射光线向各个不同方向射出 B．小明和小红眼睛发出的光都射在书本上 C．阳光在教材上发生漫反射，且满足反射角等于入射角 D．物理教材是光源，它发出的光射入小明和小红的眼睛 知识点 实验：探究光的反射定律（重点） 1.实验器材 激光笔、可沿中线折叠的白色硬纸板、平面镜、量角器、直尺。 2.实验步骤 ①将平面镜水平放置，硬纸板竖直立在镜面上，纸板中线与镜面法线重合； ②让激光笔沿纸板一侧斜射向入射点，在纸板上描出入射光线与反射光线； ③用量角器测量并记录入射角与对应反射角的大小； ④多次改变入射角角度，重复实验，避免实验结论具有偶然性； ⑤将纸板右侧半面向后折转，观察纸板上能否呈现反射光线。 3.关键实验现象与对应结论 纸板折转后，承接不到反射光线：说明反射光线、入射光线、法线在同一平面内； 入射光线从左侧入射，反射光线出现在法线另一侧：反射光线与入射光线分居法线两侧； 多次测量数据可得：反射角等于入射角； 让光线逆着原反射光线入射，光线会沿原入射光线射出：光反射时，光路可逆。 4.光的反射定律完整总结 ①三线共面：反射光线、入射光线和法线在同一平面内； ②两线分居：反射光线和入射光线分别位于法线两侧； ③两角相等：反射角等于入射角。 5.纸板在实验中的三个作用 （1）显示光的传播路径； （2）验证反射光线、入射光线和法线在同一平面内，具体操作是将纸板NOF向前或向后折转，使其和纸板EON不在同一平面内，观察有无反射光的径迹； （3）记录光路。具体操作是在纸板上画出入射光和反射光的径迹，以分析反射角随入射角的变化而变化情况。 6.实验注意事项 （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）实验过程中严禁将激光对着人眼，以防灼伤眼睛； （4）通过镜面对入射光的反射作用，可以看出镜子有改变光路的作用； （5）本实验是一个归纳性实验，改变入射光的方向多次实验的目的是为了得到多组实验数据，从而得出普遍规律，避免实验结论的偶然性。 7.考向点拨 （1）验证三线共面：沿折版中轴折转光屏是否还能看见反射光线； （2）验证分居：观察反射光线、入射光线是否在中轴两侧； （3）验证等角：通过量角器测量或带有刻度的折板光屏测量； （4）观察光路是否可逆：沿原反射光线路径改变入射光线，观察反射光线； （5）漫反射：能看见光线的传播方向说明折板发生了漫反射； （6）改变入射角（改变入射光线方向），进行多次实验的目的：寻找实验结论的普遍性； （7）光线的理想化模型：观察激光笔射出的光线即可构建用带箭头的直线表示光的传播方向和路径； （8）折转光屏用白色的目的：显示光线的路径； （9）实验应选较暗的环境目的是：便于观察实验现象； （10）实验时，折板应与平面镜垂直的目的：否则折板上看不到反射光； （11）当光垂直镜面入射时，入射角为零，为什么看不到反射光线：有反射光线，但反射角也为零，反射光线与入射光线在一条直线上。 随学随练小丽做“探究光的反射定律”的实验。 (1)小丽要探究反射角与入射角是否相等，请你帮她设计实验数据记录表。 (2)小丽利用如图所示的装置进行实验，她将一块平面镜放在水平桌面上，再把纸板竖直立在平面镜上，纸板A与纸板B在同一平面，用激光笔发出的光束EO沿纸板A照射到平面镜的O点，在纸板B上可观察到反射光OF。在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹，改变光束入射的__________，记录入射光和反射光的径迹。多次实验后，取下纸板，用__________测量和的大小，并记录实验数据。 (3)小丽使入射光逆着原来反射光方向射向平面镜O点，观察反射光的方向，进行多次实验，都可以观察到反射光逆着__________的方向射出。实验现象说明：在反射现象中，__________。     实验次数 ∠EON/° ∠FON/°            1            2            3       实验次数           ∠EON/°           ∠FON/°              1              2              3 知识点 镜面反射和漫反射 1.镜面反射 反射面光滑平整，平行光线入射后，反射光线依旧平行射出。例子：黑板反光、平面镜反光、湖面刺眼反光、不锈钢镜面反光。 2.漫反射 反射面粗糙凹凸，平行光线入射后，反射光线射向四面八方。例子：能从各个方向看见黑板上的字、看见书本、墙面、地面。 特别提醒 镜面反射和漫反射都严格遵守光的反射定律。 3.生活现象解释 黑板用久了发亮看不清字：黑板局部发生镜面反射，强光直射人眼；打磨黑板、拉窗帘减弱强光，可减小镜面反射影响。 随学随练如图所示是一种液面升降监测装置原理图。点光源S发出的一束激光与水平液面保持成50°角射向平静的液面。下列说法正确的是（   ） A．入射角为50° B．当液面上升时，反射角变大 C．当液面下降时，光点P将向右移动 D．当液面上有波纹时，不再遵循光的反射定律 题型 光的反射定律 活学活用在下图中，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。 题型 实验：探究光的反射定律 活学活用在“探究光的反射规律”实验中； (1)实验中，应选用表面较___________（选填“粗糙”或“光滑”）的纸板，目的是___________； (2)依据图甲所示的情景，请你提出一个可探究的科学问题：___________； (3)图乙中，让入射光线EO靠近法线NO，则反射角会___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。如果让光逆着OF的方向射到平面镜上，会看到反射光线沿着OE方向射出，此现象说明___________； (4)小明完成实验探究后，将实验所测数据记录在下表中，他根据表中数据得出的结论和其他同学的结论并不一致。请依据表中数据分析小明可能出现错误的原因是___________； 入射角/° 20 30 50 反射角/° 70 60 40 (5)老师进行了如下演示：先用加湿器使某透明容器内充满雾气，将平面镜放在一能转动的水平圆台上，在柱M上固定一红色激光笔，使其发出的光垂直射向平面镜上的O点，其作用是为了显示___________的位置。然后打开固定在柱N上的绿色激光笔，使绿色激光射向O点，出现了如图丙所示的情景。老师沿水平方向缓缓转动圆台，某时我们只能观察到一条光线，可判断___________。 题型 镜面反射和漫反射 活学活用寒假里，小明去电影院观看人气爆棚的电影《哪吒之魔童闹海》，他发现在影院的各个角度都可以看到放映机投射到银幕上的画面，这是因为银幕对照射到上面的光线产生了 ___________ 反射，这种反射 ___________ （选填“遵循”或“不遵循”）光的反射定律。 题型 光的反射的应用 活学活用（多选）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° 基础通关 1．（多选）如图所示，对以下实验的说法中正确的是（　　） A．如图A，烧水时，观察到如图所示的现象后继续加热，水的温度会持续升高 B．如图B，发声的音叉溅起水花让振动显现，其研究方法与响鼓弹起纸屑相同 C．如图C，将有反射光的光屏向后折叠，反射光的位置和方向会跟着发生改变 D．如图D，玻璃罩里的空气逐渐被抽出，铃声会越来越小，最后几乎听不见 2．如图所示是一种液面升降监测装置的原理图，从一个固定好的光源S发出的一束激光与水平液面成30°角射向平静的液面，这束激光经过液面反射后射到了液面上方水平标尺上的点，此时反射光线与入射光线的夹角为________；当发现光点向左移动时，说明液面高度________（填“升高”、“不变”或“降低”） 3．晚上，在桌面上铺一张白纸，把一小块平面镜平放在纸上，让手电筒的光正对着平面镜照射，如图所示，则从侧面看去（　　） A．镜子比较亮，它发生了镜面反射 B．镜子比较暗，它发生了镜面反射 C．白纸比较亮，它发生了镜面反射 D．白纸比较暗，它发生了漫反射 4．小乐做“探究反射现象中，反射角与入射角的关系”的实验。 (1)他将平面镜放在水平桌面上，把纸板竖直立在平面镜上，纸板上的直线垂直于镜面，如图所示。他使一束光贴着纸板沿某一角度射到点，经平面镜反射，沿另一方向射出。在纸板上用笔描出入射光和反射光的径迹。改变______，多做几次实验，记录每次入射光和反射光的径迹； (2)取下纸板，用量角器测量入射角和反射角，记录数据如右表。分析数据得出结论：“在反射现象中，______”。 入射角 反射角 5．如图所示，OB是反射光线，在图中作出入射光线AO以及法线，入射角大小为_______。 素养提升 6．如图甲是“探究光的反射规律”的实验装置，用激光笔2发出一束垂直射向平面镜的光束，然后用激光笔1向入射点发出一束光，经平面镜反射后沿方向射出，如图乙所示。与垂直于镜面的直线的夹角是入射角，与的夹角是反射角。 (1)利用激光笔2发出的光束相当于________； (2)利用图甲的装置，多次改变入射光和光束所在的平面，从侧面观察，不断调整视线的角度，可以观察到_______________________________________________________________________，说明反射现象中，________________________________________________________________________。 (3)保证入射点不变，调整入射光的方向，并将相应的反射角与入射角数值记录在下表中。 /度 0 15 30 45 60 75 /度 0 15 30 45 60 75 分析表格中的数据，归纳得出：________________________________________________________________。 7．如图所示，日晷是我国古代的一种计时工具，在太阳光照射下通过观察晷针投射在晷面上影子位置的变化测定时间。下列光现象的成因与日晷工作原理不相同的是（　　） A．水中的倒影 B．树荫下的光斑 C．墙上手影 D．皮影戏 8．小晶利用两支激光笔、平面镜、可以显示光路的玻璃砖、量角器等器材探究光的反射定律时，先用固定的激光笔1发出的光束AO作为入射光线，经平面镜反射后，形成反射光线OB，如图所示。 (1)为便于描述反射角与入射角，他用激光笔2发出垂直于镜面射向入射点O的光束NO作为__________线。 (2)为了确定反射光线、入射光线、法线位于同一平面内，小晶在图乙所示侧面__________（选填“①”或“②”）号位观察，若观察到__________的现象，则说明反射光线、入射光线、法线在同一平面内。 (3)为了进一步探究反射角与入射角的关系，他不断调整激光笔1的位置记录数据。 入射角/度 0 15 30 45 60 75 反射角/度 0 15 30 45 60 75 请你根据表中的数据，归纳出实验结论：__________。 9．小晶探究反射光线跟入射光线和法线是否在同一个平面内。他选用两支激光笔、平面镜、可以显示光路的玻璃砖、量角器等器材组成如图甲所示的实验装置。用激光笔1发出的光束垂直照射在平面镜点上作为法线，用激光笔2发出的光束斜射到点上作为入射光线，把观察到的反射光束作为反射光线，如图乙所示。 请回答下列问题： (1)实验过程中应多次改变______，每次都应从侧面观察，看反射光线能否同时挡住______。如果可以，则说明三条线在同一平面内； (2)利用上述实验器材还可以进行的实验探究是：______。 10．如图所示是一个用光电屏监控液面高度的仪器。它工作时，激光器和光电屏保持不动，通过反射光束照射在光电屏上的位置变化来判断液面的高低。液面处于某高度时，反射光束照射在光电屏上P处（如图所示），一段时间后发现反射光束照射在光电屏上的Q处。请你判断液面是升高了还是降低了，并画出光路图。 迁移创新 11．如图甲所示，八达岭塔式太阳能热发电站是由我国自主设计与建造的亚洲第一座兆瓦级规模的塔式太阳能热发电站。塔式热发电系统的一项关键技术是发电站安装有许多定日镜（即平面镜），每一个定日镜都由自动跟踪太阳光装置控制，以便准确地将太阳光反射后会聚到高塔顶部的接收器上。如图乙所示，是小京设计的塔式集热模型，当太阳运动到位置1时，一束太阳光以与水平方向成角射向平面镜上的点，反射光线恰与水平方向成角射向接收器。经过一段时间当太阳运动到位置2时，这束太阳光在纸面内沿着顺时针方向转过（图中未画出）后仍照在平面镜上的点，调整平面镜与水平方向的夹角，使反射光还能沿方向射向接收器。太阳由1位置运动2位置时，下列说法正确的是（     ） A．反射角的度数保持为30° B．反射角的度数变化了20° C．夹角增加了10° D．2位置夹角变为40° 12．（多选）如图所示的甘肃敦煌光热发电站，用镜子能年发电3.9亿度。简单说它的原理就是利用镜面反射太阳光，然后通过一个特殊的装置将太阳光转化成电。敦煌的这个光热发电站被称为“世界之最”，它是在很大面积的场地上装有12000多个平面镜，通常称为定日镜，每台定日镜都自动跟踪将太阳光准确集中反射到高塔顶部的吸热器上。以下关于光热发电说法正确的是（　　） A．阳光在平面镜表面上发生反射后改变了光的传播方向 B．阳光在平面镜表面上发生折射后改变了光的传播方向 C．当太阳顺时针从位置1到位置2转过30°角，顺时针调整平面镜15°角才能使阳光恰好反射到塔顶A点 D．当太阳顺时针从位置1到位置2转过30°角，顺时针调整平面镜30°角才能使阳光恰好反射到塔顶A点 13．如图所示，平面镜OM与ON夹角为，一条平行于平面镜ON的光线经过两个平面镜的多次反射后，能够平行于平面镜OM返回。则两平面镜之间的夹角不可能是（　　） A．60° B．36° C．30° D．20° 14．（多选）如图甲所示是我国西部某熔盐塔式光热发电站，塔式光热发电系统的一项关键技术如图乙所示，发电站安装上万面定日镜（即平面镜），每一个定日镜都由自动跟踪太阳光装置控制，以便准确的将太阳光反射后会聚到高塔顶部的接收器上。假设有一束太阳光最初沿图中的方向照射到定日镜上，反射光沿方向射到接收器上，经过一段时间后，这束太阳光在纸面内沿着顺时针方向转过后照射到定日镜上的点，若想让其反射光仍沿方向射向接收器，下列说法正确的是（　　） A．定日镜要沿顺时针方向转过 B．定日镜要沿顺时针方向转过 C．太阳光在定日镜表面上发生反射后改变了光的传播方向 D．不同位置的定日镜将太阳光反射到塔顶都遵循光的反射定律 15．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，光源位置不动，若水面上升，则光斑A将向______移动（选填“左”或“右”）。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $