4.1 光的反射（举一反三·讲义）物理新教材沪科版（五四学制）八年级上册

本初中物理讲义围绕“光的反射”核心知识点，先以光的直线传播为基础，系统梳理光源分类、传播条件、现象（影子、小孔成像等）及应用，再通过实验探究光的反射定律，最后学习镜面反射和漫反射，构建递进式学习支架。 该资料以敦煌塔式光热电站情境导入激发兴趣，通过实验探究（如反射光线与入射光线关系、反射角与入射角关系）培养科学探究能力，结合生活实例（黑板反光、电影银幕）强化物理观念，课中辅助教师教学，课后作业助力学生查漏补缺。

4.1 光的反射 目录 知识框架 1 知识精讲 1 【知识点1 光的直线传播】 2 【知识点2 光的反射定律】 4 【知识点3 镜面反射和漫反射】 7 课后作业 8 模块二 知识精讲 情景导入 图为建于敦煌市的塔式光热电站，它利用大量的镜面反射阳光，并使其汇聚于中心塔的吸热器上，将塔内的熔盐温度加热到500℃，可实现24h连续发电。 照在镜面上的阳光为什么都恰好能反射到吸热器上？ 知识归纳 【知识点1 光的直线传播】 1. 光源 （1）概念：能够自行 的物体叫做光源。 （2）分类（按形成原因可分为） ① 光源。如太阳、萤火虫、水母等； ② 光源。如火把、蜡烛、电灯等。 2. 光的直线传播 （1）光在空气中的传播 观察事例：有雾天气里，透过树丛的光束；汽车前灯射出的光束；电影放映机射向银幕的光束。 结论：大量的现象表明，光在空气中是沿 传播的。 （2）光在水、玻璃中的传播 实验图示： 现象与结论：在均匀、透明的水或玻璃中，激光的传播径迹是一条 。 （3）结论：光在 中沿直线传播。 3. 光线与平行光 （1）光线：为了描述光的传播情况，我们用直线表示光在均匀介质中的传播 ，用箭头表示光的传播 。这条带箭头的直线叫做光线。光线不是客观存在的，它是人们建立的一种理想模型。 （2）平行光：光线互相平行的光称为平行光。因为太阳离地球非常远，所以照射在地球表面的太阳光可近似认为是 光。 4. 光沿直线传播的现象 （1）影子：光沿直线传播，遇到不透明的物体时，在物体后面光所不能到达的地方形成一个阴暗的区域，就是影子。 （2）小孔成像：光沿直线传播，通过小孔后，烛焰上部发出的光射到了光屏下部，烛焰下部发出的光射到了光屏上部，在光屏上形成了相对于烛焰 的像（选填“倒立”或“正立”）。 ①像是由于光 形成的。 ②像的形状取决于物体的形状，和小孔的形状 关系（选填“有”或“没有”）。 ③成像的大小与光屏到小孔的距离、 到小孔的距离有关。 小孔成像 （4）日食与月食： ①日食：当月球运行到太阳和地球中间，并且这三个天体在同一条直线上时，太阳射向地球的光被月球阻挡， 的影子落在地球上，形成日食。 ②月食：当地球运行到太阳和月球中间，并且这三个天体在同一条直线上时，太阳射向月球的光被地球阻挡， 的影子落在月球上，形成月食。 5. 光直线传播的应用：激光准直；射击瞄准；排直队等。 6. 光传播的速度 （1）真空中的光速：光在真空中的传播速度最大，用字母c表示，其值约为 m/s。 （2）不同介质中的光速：在空气中的光速稍小于真空中的速度（通常视为真空中的速度）；在水中的光速约为真空中的3/4；在玻璃中的光速约为真空中的2/3。 【例1】如图为微信启动页，是由我国的地球同步气象卫星“风云四号”利用红外遥感技术拍摄的照片合成的。它寓意从“人类起源”到“华夏文明”的历史发展。下列说法中正确的是（      ） A．地球同步卫星相对于地球是运动的 B．光在真空中的传播速度为 C．图中人的影子是由于光的反射形成的实像 D．卫星能够拍摄到地球，是因为地球是光源 【变式1-1】下列物体一定是光源的是（   ） A．天上的牛郎、织女星 B．烧坏的节能灯 C．未点燃的奥运火炬 D．夜空中的明月 【变式1-2】我国《周礼·考工记》中有“识日出之景，与日入之景”的记载，古人通过日出和日落时细杆的影子来辨别方位。如图所示，某天将直杆MN竖直放在学校操场的水平地面上，ND和NB为杆MN在阳光下的两个影子，由早上到傍晚影长变化的特点__________（填“变长”“变短”“先变长后变短”或“先变短后变长”），则______（填“A”或“C”）点在杆子的北侧方位，该处的东西方向大概为______（用图中字母表示）。 【知识点2光的反射定律】 1. 光的反射 光从一种介质射向另一种介质时，一部分光返回到原介质的现象称为光的反射。通过一束光斜射向平面镜发生反射的现象可以研究光的反射所遵循的规律。如图所示，用斜射向平面镜的光线AO表示 光线；O点表示入射光线在平面镜上的 点，用光线OB表示 光线。 2. 实验：探究光的反射规律 实验一、探究反射光线与入射光线的关系 【提出问题】光反射时，反射光与入射光的方向与平面镜有怎样的关系? 【搜集证据】 （1）实验器材：平面镜、激光笔、彩色卡纸、喷雾水瓶。 （2）实验方案： ①如图（a）所示，把标记好入射点O的平面镜水平放置，将一束激光斜射向镜面上的O点，喷水雾显示入射光和反射光的位置。 ②如图（b）、（c）所示，转换视角观察入射光和反射光，并用卡纸寻找入射光和反射光构成的平面，在卡纸上记录入射光线和反射光线的路径和方向。 ③观察卡纸平面和镜面的关系。 ④通过调整激光笔的位置来改变入射光方向，重复上述实验。 反射光和入射光的位置关系 【作出解释】 （1）分析：反射光线和入射光线与镜面的关系。无论光从哪个方向射向同一入射点，入射光线与对应反射光线总是在垂直于镜面的 内。 （2）结论：反射光线和入射光线在同一平面内；反射光线和入射光线构成的平面始终与镜面 。 （3）法线：光沿不同方向射向入射点O，可以找到各入射光线与其对应的反射光线所在的平面。如图所示，这些平面相交于同一条直线 ，这条直线过入射点O且垂直于镜面，叫做 线。 反射光线、入射光线和法线的空间关系 【实验结论】反射光线在入射光线与法线决定的 内；反射光线和入射光线分别位于 的两侧。 实验二、探究反射角与入射角的大小关系 对于某一入射点而言，法线是唯一确定的，法线和入射光线决定了对应反射光线所在的平面。我们可将光反射时的立体图简化为如图所示的平面图。入射光线与法线的夹角θ1叫做入射角，反射光线与法线的夹角θ2叫做反射角。 光的反射 光具盘 【搜集证据】 （1）实验器材：激光源、平面镜、光具盘。 （2）实验方案：改变入射角的大小，观察反射角的变化情况，量出入射角和反射角的大小，归纳两者间的对应规律。 （3）实验记录：将入射角与反射角的大小填入表中。 入射角 30° 0° 反射角 【实验结论】反射角与入射角 。 【交流反思】实验一中彩色卡纸的作用是什么？ 分析：使用彩色卡纸的主要目的有两个：一是便于找到反射光线与入射光线所在的 ；二是便于确定该平面与反射面的 关系。 3. 光的反射定律 在反射现象中，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的两侧；反射角等于入射角。在反射现象中，光路 。 【例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（　　） 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 【变式2-1】如图所示，为了看清山洞内的情况，利用一块平面镜使此时的太阳光水平射向山洞中P点。求： (1)画出平面镜的位置； (2)反射角； (3)平面镜与水平面的夹角。 【变式2-2】如图甲，小新用标有“等高线”的球形玻璃罩装置进行“光的反射实验”探究。 (1)实验中，使整个玻璃罩内充满烟雾的目的是：______________。 (2)将激光笔固定在玻璃罩上后，缓慢转动圆台，当整个装置旋转到某一位置，可以看到光线_____恰好把光线NO和光线AO挡住。这说明光的反射现象中，反射光线、入射光线和法线在_______。 (3)如图乙，保持入射角度不变，缓慢转动圆台，让激光笔继续沿A点所在的等高线顺时针转动，使入射光始终射向O点，发现反射光线将_________时针转动。 (4)如图丙，接下来改变激光笔的位置，使其分别位于B、C两点，其反射光线在玻璃罩上。分别留下D、F两个光点，由此可得出结论：光在反射时，反射角_________入射角。 (5)利用上述实验结论，在图丁中画出反射光线OM对应的入射光线，并标出入射角。 丁 【知识点3 镜面反射和漫反射】 光射到任何物体的表面时都能发生反射现象，根据反射面的不同性质，光的反射分为两种类型。 1. 镜面反射 平行光束经平面镜反射后依旧相互 ，这种反射现象叫做镜面反射，如图甲所示。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 相互平行的光束经方向各异的表面反射后，反射光线射向各个方向，这种反射叫做漫反射，如图乙所示。同学们能从不同方向看清老师及黑板上的字，就是因为老师、字都发生了漫反射。 注意：漫反射和镜面反射都 光的反射规律（选填“遵守”或“不遵守”）。 【例3】在教室中上课，有时黑板反射的光会“晃”着一些同学的眼睛，看不清黑板上的粉笔字。下列说法不正确的是（     ） A．黑板和字都反射光 B．两种反射现象都遵守光的反射定律 C．粉笔字发生漫反射，进入眼睛的光较强 D．黑板发生镜面反射，进入眼睛的光较强 【变式3-1】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 【变式3-2】《哪吒之魔童闹海》自上映以来，打破众多影史纪录，成为我国电影的一张新名片。观影时，观众在不同位置都能看到银幕上的影像，是因为光在银幕上发生了________反射，这种反射________（选填“遵循”或“不遵循”）光的反射定律。 模块三 课后作业 1．关于光的传播，下列说法正确的是（     ） A．光可以在真空中传播 B．光在任何情况下都是沿直线传播的 C．光从空气进入水中传播速度变快 D．夜晚有时可以看到月光，所以月亮是光源 2．阳光灿烂的日子，行走在绿树成荫的小路上，常常见到地上有一些圆形的光斑，这些光斑是（     ） A．树叶的影子 B．树叶的像 C．树叶间隙的像 D．太阳的像 3．下列各选项中，都是光源的是（     ） A．月亮和钻石 B．太阳和月亮 C．水母和烛焰 D．钻石和太阳 4．如图所示，一束光与镜面成30°角入射，则下列说法正确的是（ ） A．反射角为30° B．反射光线与镜面的夹角为60° C．若入射角增大10°，则入射光线与反射光线夹角为80° D．若入射光线顺时针旋转15°，则反射光线逆时针旋转15° 5. 如图，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．只将平面镜竖直向上平移一段距离 B．只将平面镜水平向右平移一段距离 C．只将平面镜绕O点逆时针转动一定角度 D．只将激光笔的入射光绕O点顺时针转过一定角度 6．如图所示，固定在水面上方的光源发出一束光。经水面反射后在光屏上形成一个光斑，已知入射光线与水面的夹角为，是光源经水面反射所成的像。下列说法正确的是（　　） A．当入射光绕入射点逆时针转动一定角度，光斑将向左移动 B．当水面降低时，反射角将变大，光斑将向右移动 C．当水面升高时，反射角将不变，光斑将向左移动 D．光源不动，增大入射光与水平液面的夹角，光斑将向右移动 7．坐在教室某个位置的同学，因黑板“反光”而看不清某些粉笔字，这是因为照射到该处的光发生了______反射；电影院的幕布表面比较粗糙，这是为了使放映机发出的光在幕布上发生______反射，（两空均选填“镜面”或“漫”），该反射的每一条光线在反射时都_______（选填“遵循”或“不遵循”）光的反射定律，此时幕布________（选填“是”或“不是”）光源。 8．在学习光的传播时，老师进行了如下实验演示：①用激光笔射向水中，观察到光路是一条直线；②用漏斗向水中慢慢注入糖溶液，观察到光路发生了弯曲；③搅拌均匀后，观察到光路又变为直线。根据实验中的现象可以得出的结论是：光可以在________中传播；光在________中才沿直线传播。 9．有以下物体：太阳，月亮，闪闪发光的宝石，正在放映电影的银幕，正在发光的萤火虫，烛焰，正在发光的霓虹灯，火星，正在发光的激光器。其中不属于光源的是________，属于天然光源的是________，属于人造光源的是____________。（以上均填序号） 10．光在________中传播速度最快，光在________介质中沿直线传播。发生日食时，太阳、地球和月球，处在其他两个星球之间的是________。 11. 小明和小华通过同一平面镜看到了对方的眼睛，说明在光的反射现象中光路是_______的。 12．如图所示，许多城市建筑采用玻璃幕墙，这在美化城市的同时却造成了光污染，造成光污染的主要原因是阳光在玻璃表面发生了______反射；我们能从不同角度看清黑板上的字，是因为光在黑板表面发生了______反射。无论哪种反射，它们都遵循_________。 13. 日食和月食是自然界中对“光沿直线传播”很有说服力的证据。日食和月食发生时的光源是____________。地球绕着太阳运转，在背对太阳的一边有一个长长的阴影区域，当月球走进这个阴影区域时，就会发生_________。而发生日食时，是_________挡住了太阳光。 14. “鹊桥”是嫦娥四号月球探测器的中继卫星，与地球相距45万公里（即）。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”。图乙中光线b所对应的反射角________。若将角反射器绕O点沿顺时针方向转过，经两平面镜反射后的出射光线方向转动了________。当“鹊桥”沿图丙所示的轨道运行时，以月球为参照物，它是________的。科学家测量月地距离时，激光往返月地的时间为________s（光在真空中的传播速度为）。 15. 在科幻小说《往日之光》中，作者幻想了一种慢透光玻璃，讲述了一段美丽动人的故事：“有一种玻璃，光在这种玻璃中运动的速度极慢，通过半厘米厚需要10年。当一块慢透光玻璃制出来时，望上去总是一片漆黑。把这种玻璃放在风景秀丽的林中、湖边，10年后再将玻璃镶在城市住宅的窗户上，那么，在下一个10年的过程中，这个窗子外面便仿佛呈现出林中湖泊的美景。各种动物无声地前来饮水，空中百鸟飞翔，日夜在交替，季节在变化。身居闹市，犹如别墅。” 这确实是一个有科学依据的幻想，现代技术的发展，这些幻想有可能变成现实。请你用学到的物理知识回答问题： (1)为什么“当一块慢透光玻璃制出来时，望上去总是一片漆黑”？ (2)此科幻故事的依据是光的传播速度与哪些因素有关？ 16. 学习了光学知识后，爱动脑筋的小明和小红想自己探究小孔成像现象。如图所示，他们给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和方孔，再用两片半透明膜蒙在空罐的口上。分别将小孔对着烛焰和灯丝可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像。 (1)甲图中点燃的蜡烛通过小孔在半透明膜上的像是_______（选填“倒立”或“正立”）的像。 (2)由甲、乙两图可知实验是在研究小孔成像与孔的形状_______（选填“有关”或“无关”）。 (3)小明和小红明白了：树荫下的圆形光斑是太阳通过树叶间的小孔在地面上形成的________（选填“实”或“虚”）像。 17. 如图所示，小张同学在进行“探究光反射时的规律”的实验时，他把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张带有量角器的纸板竖直立在平面镜上。 (1)如图，小张同学用一束光a贴着纸板E射向O点，经平面镜反射，在另一侧纸板F上出现反射光a′。改变光束入射的角度，多做几次实验。由图可以得出，反射角______（填“大于”“小于”或“等于”）入射角。根据这个分析可知，如果一束光从d点射向O点，反射角的大小是______； (2)他用一束光逆着b′的方向射向O点，在纸板E上出现的反射光逆着b的方向射出。由这个现象可以初步得出的结论是：___________。要得出普遍规律，接下来应该进行的具体操作是：_________。 18. 如图甲是戈壁上的银色“向日葵”——中国首个百兆瓦级塔式熔盐储能光热电站。1.2万多面追日镜同时将阳光反射到中心熔盐塔顶端的接收器，年发电量达3.9亿千瓦时，每年可减排二氧化碳35万吨。小明为探究追日镜的工作原理，设计了以下实验。 (1)如图乙，实验最好在较___________（选填“亮”或“暗”）环境下进行； (2)让光沿AO方向射向镜面上的O点，此时入射角是________度； (3)垂直入射时，反射角是___________度； (4)能从不同方向看到粗糙纸板上的光束，是因为________________； (5)将纸板以ON为轴向后折转，观察是否还会看到反射光，这是为了探究_____________； (6)如图丙所示，这是上午某个追日镜的反射情况，那么太阳下山前该追日镜应该逐渐向_______（填“顺时针”或“逆时针”）方向转动。 19. 某兴趣小组观察光现象时发现，强光照射高楼玻璃幕墙产生的炫光如图1所示，会造成“光污染”，遂探究“光的反射定律”以减少污染。 实验器材有：可折叠的光屏，如图2（a）所示，光屏的A、B两部分均可绕轴ON旋转、平面镜、激光电筒和量角器。 (1)如图2（b）所示，将光屏垂直立放在水平放置的镜面上，让激光电筒发出的光沿光屏A入射到O点。光屏A是用来呈现______的，为了观察到反射光线，绕ON转动屏B到图2（b）中的______位置（选填“1”或“2”或“3”），能够显示如图2（C）所示的光路； (2)继续让激光电筒发出的光沿不同方向射向入射点O，通过转动光屏，找到反射光线的位置，发现可以找到各入射光线与其对应的反射光线所在的平面，可得出结论：反射光线与入射光线在______。这些平面相交于同一条过入射点O且与镜面相______的直线，叫做法线； (3)小组同学分析图2（c），并用量角器测出了∠AON和∠BON的大小，得出以下结论：光发生反射时，反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角。你认为得出该结论的过程是否科学并说明理由______； (4)通过查阅资料，小组同学了解到城市中的玻璃幕墙会因______反射形成光污染，请写出一条防止此类光污染的合理建议______。 20．如图所示是一种液面升降监测装置原理图，点光源S发出的一束激光射到平静的液面，激光与水平液面成。 (1)根据入射光线画出对应的反射光线；   (2)盛液体的容器倾斜时，反射角大小_______ ；（变大/变小/不变）   (3)当液面上升2cm时，光点在标尺上的位置会移动_____ cm。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.1 光的反射 目录 知识框架 1 知识精讲 1 【知识点1 光的直线传播】 2 【知识点2 光的反射定律】 4 【知识点3 镜面反射和漫反射】 8 课后作业 10 模块二 知识精讲 情景导入 图为建于敦煌市的塔式光热电站，它利用大量的镜面反射阳光，并使其汇聚于中心塔的吸热器上，将塔内的熔盐温度加热到500℃，可实现24h连续发电。 照在镜面上的阳光为什么都恰好能反射到吸热器上？ 知识归纳 【知识点1 光的直线传播】 1. 光源 （1）概念：能够自行发光的物体叫做光源。 （2）分类（按形成原因可分为） ①自然光源。如太阳、萤火虫、水母等；②人造光源。如火把、蜡烛、电灯等。 2. 光的直线传播 （1）光在空气中的传播 观察事例：有雾天气里，透过树丛的光束；汽车前灯射出的光束；电影放映机射向银幕的光束。 结论：大量的现象表明，光在空气中是沿直线传播的。 （2）光在水、玻璃中的传播 实验图示： 现象与结论：在均匀、透明的水或玻璃中，激光的传播径迹是一条直线。 （3）结论：光在同种均匀介质中沿直线传播。 3. 光线与平行光 （1）光线：为了描述光的传播情况，我们用直线表示光在均匀介质中的传播路径，用箭头表示光的传播方向。这条带箭头的直线叫做光线。光线不是客观存在的，它是人们建立的一种理想模型。 （2）平行光：光线互相平行的光称为平行光。因为太阳离地球非常远，所以照射在地球表面的太阳光可近似认为是平行光。 4. 光沿直线传播的现象 （1）影子：光沿直线传播，遇到不透明的物体时，在物体后面光所不能到达的地方形成一个阴暗的区域，就是影子。 （2）小孔成像：光沿直线传播，通过小孔后，烛焰上部发出的光射到了光屏下部，烛焰下部发出的光射到了光屏上部，在光屏上形成了相对于烛焰倒立的像（选填“倒立”或“正立”）。 ①像是由于光沿直线传播形成的。 ②像的形状取决于物体的形状，和小孔的形状没有关系（选填“有”或“没有”）。 ③成像的大小与光屏到小孔的距离、物体到小孔的距离有关。 小孔成像 （4）日食与月食： ①日食：当月球运行到太阳和地球中间，并且这三个天体在同一条直线上时，太阳射向地球的光被月球阻挡，月球的影子落在地球上，形成日食。 ②月食：当地球运行到太阳和月球中间，并且这三个天体在同一条直线上时，太阳射向月球的光被地球阻挡，地球的影子落在月球上，形成月食。 5. 光直线传播的应用：激光准直；射击瞄准；排直队等。 6. 光传播的速度 （1）真空中的光速：光在真空中的传播速度最大，用字母c表示，其值约为3×108m/s。 （2）不同介质中的光速：在空气中的光速稍小于真空中的速度（通常视为真空中的速度）；在水中的光速约为真空中的3/4；在玻璃中的光速约为真空中的2/3。 【例1】如图为微信启动页，是由我国的地球同步气象卫星“风云四号”利用红外遥感技术拍摄的照片合成的。它寓意从“人类起源”到“华夏文明”的历史发展。下列说法中正确的是（     ） A．地球同步卫星相对于地球是运动的 B．光在真空中的传播速度为 C．图中人的影子是由于光的反射形成的实像 D．卫星能够拍摄到地球，是因为地球是光源 【答案】B 【详解】A．地球同步卫星与地球相对位置不变，是静止的，故A错误； B．光在真空中的传播速度为，故B正确； C．影子是光沿直线传播形成的，故C错误； D．地球反射太阳光，不是光源，故D错误。 故选B。 【变式1-1】下列物体一定是光源的是（   ） A．天上的牛郎、织女星 B．烧坏的节能灯 C．未点燃的奥运火炬 D．夜空中的明月 【答案】A 【详解】光源是自身能够发光的物体。 A．牛郎、织女星为恒星，自身可以发光，属于光源，故A符合题意； B．烧坏的节能灯、未点燃的奥运火炬、夜空中的明月，自身都不能发光，不属于光源，故BCD不符合题意。 故选A。 【变式1-2】我国《周礼·考工记》中有“识日出之景，与日入之景”的记载，古人通过日出和日落时细杆的影子来辨别方位。如图所示，某天将直杆MN竖直放在学校操场的水平地面上，ND和NB为杆MN在阳光下的两个影子，由早上到傍晚影长变化的特点____________（填“变长”“变短”“先变长后变短”或“先变短后变长”），则______（填“A”或“C”）点在杆子的北侧方位，该处的东西方向大概为______（用图中字母表示）。 【答案】 先变短后变长 C BD 【详解】早上太阳高度低，影子长，中午太阳高度最高，影子最短，傍晚太阳高度变低，影子变长，因此影长变化应是先变短后变长； 早上6:00太阳在东方，光线沿直线传播照射到杆上，形成的影子ND指向西方；傍晚18:00太阳在西方，形成的影子NB指向东方。D在西，B在东，则C点位于杆子的北侧方位。连接B、D两点的直线即为该处的东西方向。 【知识点2光的反射定律】 1. 光的反射 光从一种介质射向另一种介质时，一部分光返回到原介质的现象称为光的反射。通过一束光斜射向平面镜发生反射的现象可以研究光的反射所遵循的规律。如图所示，用斜射向平面镜的光线AO表示入射光线；O点表示入射光线在平面镜上的入射点，用光线OB表示反射光线。 2. 实验：探究光的反射规律 实验一、探究反射光线与入射光线的关系 【提出问题】光反射时，反射光与入射光的方向与平面镜有怎样的关系? 【搜集证据】 （1）实验器材：平面镜、激光笔、彩色卡纸、喷雾水瓶。 （2）实验方案： ①如图（a）所示，把标记好入射点O的平面镜水平放置，将一束激光斜射向镜面上的O点，喷水雾显示入射光和反射光的位置。 ②如图（b）、（c）所示，转换视角观察入射光和反射光，并用卡纸寻找入射光和反射光构成的平面，在卡纸上记录入射光线和反射光线的路径和方向。 ③观察卡纸平面和镜面的关系。 ④通过调整激光笔的位置来改变入射光方向，重复上述实验。 反射光和入射光的位置关系 【作出解释】 （1）分析：反射光线和入射光线与镜面的关系。无论光从哪个方向射向同一入射点，入射光线与对应反射光线总是在垂直于镜面的同一平面内。 （2）结论：反射光线和入射光线在同一平面内；反射光线和入射光线构成的平面始终与镜面垂直。 （3）法线：光沿不同方向射向入射点O，可以找到各入射光线与其对应的反射光线所在的平面。如图所示，这些平面相交于同一条直线ON，这条直线过入射点O且垂直于镜面，叫做法线。 反射光线、入射光线和法线的空间关系 【实验结论】反射光线在入射光线与法线决定的平面内；反射光线和入射光线分别位于法线的两侧。 实验二、探究反射角与入射角的大小关系 对于某一入射点而言，法线是唯一确定的，法线和入射光线决定了对应反射光线所在的平面。我们可将光反射时的立体图简化为如图所示的平面图。入射光线与法线的夹角θ1叫做入射角，反射光线与法线的夹角θ2叫做反射角。 光的反射 光具盘 【搜集证据】 （1）实验器材：激光源、平面镜、光具盘。 （2）实验方案：改变入射角的大小，观察反射角的变化情况，量出入射角和反射角的大小，归纳两者间的对应规律。 （3）实验记录：将入射角与反射角的大小填入表中。 入射角 30° 0° 反射角 【实验结论】反射角与入射角相等。 【交流反思】实验一中彩色卡纸的作用是什么？ 分析：使用彩色卡纸的主要目的有两个：一是便于找到反射光线与入射光线所在的平面；二是便于确定该平面与反射面的位置关系。 3. 光的反射定律 在反射现象中，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的两侧；反射角等于入射角。在反射现象中，光路可逆。 【例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（　　） 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 【详解】A．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符合题意； B．入射角是入射光线与法线所成的角，红光线垂直照射在平面镜上，入射光线与法线重合，入射角是0°，故B不符合题意； C．法线与反射面是垂直的，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不符合题意； D．由于反射光线、入射光线和法线都在同一平面内，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B上就无法呈现出反射光线了，但反射光线没有消失，故D不符合题意。 故选A。 【变式2-1】如图所示，为了看清山洞内的情况，利用一块平面镜使此时的太阳光水平射向山洞中P点。求： (1)画出平面镜的位置； (2)反射角； (3)平面镜与水平面的夹角。 【答案】(1)见右图；(2)60°； (3)30° 【详解】（1）连接入射点与P点，得到水平向左的反射光线。根据光的反射定律，反射角等于入射角，作反射光线和入射光线夹角的角平分线就是法线的位置，然后垂直于法线作出平面镜。据此作图。 （2）由图知，反射光线和入射光线的夹角为90°+30°=120°，反射角等于入射角，为120°/2=60° （3）由图知道，平面镜与水平面的夹角90°-60°=30° 【变式2-2】如图甲，小新用标有“等高线”的球形玻璃罩装置进行“光的反射实验”探究。 (1)实验中，使整个玻璃罩内充满烟雾的目的是：______________。 (2)将激光笔固定在玻璃罩上后，缓慢转动圆台，当整个装置旋转到某一位置，可以看到光线_____恰好把光线NO和光线AO挡住。这说明光的反射现象中，反射光线、入射光线和法线在_______。 (3)如图乙，保持入射角度不变，缓慢转动圆台，让激光笔继续沿A点所在的等高线顺时针转动，使入射光始终射向O点，发现反射光线将_________时针转动。 (4)如图丙，接下来改变激光笔的位置，使其分别位于B、C两点，其反射光线在玻璃罩上。分别留下D、F两个光点，由此可得出结论：光在反射时，反射角_________入射角。 (5)利用上述实验结论，在图丁中画出反射光线OM对应的入射光线，并标出入射角。 丁 【答案】(1)显示光路，便于观察光线；(2)OB；同一平面内；(3)顺；(4)等于；(5)见解析 【详解】（1）光在烟雾中发生漫反射，可以让我们清晰看到光的传播轨迹，因此充满烟雾的目的是显示光路。 （2）该实验步骤是验证光的反射定律中“三线共面”的结论，当旋转到反射光线OB恰好挡住入射光线AO和法线NO时，说明三条光线在同一平面上，可证明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。 （3）入射光线沿等高线顺时针绕法线转动时，反射光线始终与入射光线分居法线两侧，且“三线共面”，入射角大小不变，则反射角大小也不变，因此反射光线也会随入射光线顺时针转动。 （4） 由丙图可得：不同入射位置，其对应的反射点的位置到法线的水平距离相等，说明反射角的大小等于入射角。 （5） 根据光的反射定律“反射角等于入射角”，先计算出反射角的大小为90°-30°=60°，即可得到入射角也为60°，再在法线另一侧画出入射光线，标注入射角即可。 【知识点3 镜面反射和漫反射】 光射到任何物体的表面时都能发生反射现象，根据反射面的不同性质，光的反射分为两种类型。 1. 镜面反射 平行光束经平面镜反射后依旧相互平行，这种反射现象叫做镜面反射，如图甲所示。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 相互平行的光束经方向各异的表面反射后，反射光线射向各个方向，这种反射叫做漫反射，如图乙所示。同学们能从不同方向看清老师及黑板上的字，就是因为老师、字都发生了漫反射。 注意：漫反射和镜面反射都遵守光的反射规律（选填“遵守”或“不遵守”）。 【例3】在教室中上课，有时黑板反射的光会“晃”着一些同学的眼睛，看不清黑板上的粉笔字。下列说法不正确的是（     ） A．黑板和字都反射光 B．两种反射现象都遵守光的反射定律 C．粉笔字发生漫反射，进入眼睛的光较强 D．黑板发生镜面反射，进入眼睛的光较强 【答案】C 【详解】A．黑板和粉笔字都不是光源，我们能看到它们，是因为它们能反射光线，所以黑板和字都反射光，故A正确； B．镜面反射和漫反射都属于光的反射现象，都遵守光的反射定律，故B正确； C．粉笔字表面粗糙，光线在上面发生漫反射，反射光线会向各个方向散射，进入人眼的光比较分散，强度较弱，故C错误； D．黑板表面比较光滑，光线在上面发生镜面反射，反射光线会朝同一方向射出，当反射光线刚好射入一些同学的眼睛时，进入眼睛的光较强，就会“晃”着一些同学的眼睛，故D正确。 故选C。 【变式3-1】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。 【变式3-2】《哪吒之魔童闹海》自上映以来，打破众多影史纪录，成为我国电影的一张新名片。观影时，观众在不同位置都能看到银幕上的影像，是因为光在银幕上发生了________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】因银幕表面粗糙，光在其上发生漫反射，反射光线向各个方向射出，故不同位置的观众都能看到影像；所有光的反射现象都遵循光的反射定律，漫反射属于光的反射，因此也遵循该定律。 模块三 课后作业 1．关于光的传播，下列说法正确的是（     ） A．光可以在真空中传播 B．光在任何情况下都是沿直线传播的 C．光从空气进入水中传播速度变快 D．夜晚有时可以看到月光，所以月亮是光源 【答案】A 【详解】A．光的传播不需要介质，可在真空中传播，故A正确； B．光仅在同种均匀介质中沿直线传播，并非任何情况下都沿直线传播，故B错误； C．光在空气中的传播速度大于在水中的传播速度，光从空气进入水中传播速度变慢，故C错误； D．光源是自身能够发光的物体，月光是月亮反射的太阳光，月亮自身不发光，不是光源，故D错误。 故选A。 2．阳光灿烂的日子，行走在绿树成荫的小路上，常常见到地上有一些圆形的光斑，这些光斑是（     ） A．树叶的影子 B．树叶的像 C．树叶间隙的像 D．太阳的像 【答案】D 【详解】太阳为光源，通过树叶间隙（小孔）所成的实像为太阳的像，属于小孔成像，形状与太阳一致为圆形，和小孔形状无关，故选D。 3．下列各选项中，都是光源的是（     ） A．月亮和钻石 B．太阳和月亮 C．水母和烛焰 D．钻石和太阳 【答案】C 【详解】月亮和钻石自身都不能发光，都是反射外界物体的光，不是光源；太阳、水母和烛焰自身都可以发光，均属于光源。 故选C。 4．如图所示，一束光与镜面成30°角入射，则下列说法正确的是（ ） A．反射角为30° B．反射光线与镜面的夹角为60° C．若入射角增大10°，则入射光线与反射光线夹角为80° D．若入射光线顺时针旋转15°，则反射光线逆时针旋转15° 【答案】D 【详解】AB．光与镜面成30° 角入射，入射角是光线与法线的夹角。法线与镜面垂直，所以入射角为90°−30°=60°，反射角等于入射角为 60°，则反射光线与镜面的夹角也为30°，故AB错误； C．原来入射角60°，入射光线与反射光线夹角2×60°=120°。入射角增大10° 后入射角变为70°，夹角变为2×70°=140°，故C错误； D．入射光线绕入射点顺时针转 15°，即靠近法线方向转15°，则入射角减少 15°，反射角也减少 15°，反射光线相对于原来位置是逆时针转15°，故D正确。 故选 D。 5. 如图，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．只将平面镜竖直向上平移一段距离 B．只将平面镜水平向右平移一段距离 C．只将平面镜绕O点逆时针转动一定角度 D．只将激光笔的入射光绕O点顺时针转过一定角度 【答案】A 【详解】A．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A符合题意； B．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，不能射中新目标，故B不符合题意； C．只将平面镜绕O点逆时针转动一定角度，入射角变大，根据反射角等于入射角可知，反射角也随之变大，则反射光线向左转到，光斑会向下移动，不能射中新目标，故C不符合题意； D．只将激光笔的入射光线绕O点顺时针转过一定角度，入射角变大，根据反射角等于入射角可知，反射角也随之变大，反射光线向左转动，光斑会向下移动，不能射中新目标，故D不符合题意。 故选A。 6．如图所示，固定在水面上方的光源发出一束光。经水面反射后在光屏上形成一个光斑，已知入射光线与水面的夹角为，是光源经水面反射所成的像。下列说法正确的是（　　） A．当入射光绕入射点逆时针转动一定角度，光斑将向左移动 B．当水面降低时，反射角将变大，光斑将向右移动 C．当水面升高时，反射角将不变，光斑将向左移动 D．光源不动，增大入射光与水平液面的夹角，光斑将向右移动 【答案】C 【详解】A．当入射光绕入射点逆时针转动一定角度，入射光与水面的夹角变小，则反射光与水面的夹角也变小，所以光斑将向右移动，故A错误； B．当水面降低时，入射光与水面的夹角不变，入射角不变，反射角不变，但由于入射点向右移动，所以光斑将向右移动，故B错误； C．当水面升高时，入射光与水面的夹角不变，入射角不变，反射角不变，但由于入射点向左移动，所以光斑将向左移动，故C正确； D．光源不动，增大入射光与水平液面的夹角，则入射角减小，反射角也减小，光斑将向左移动，故D错误。 故选C。 7．坐在教室某个位置的同学，因黑板“反光”而看不清某些粉笔字，这是因为照射到该处的光发生了______反射；电影院的幕布表面比较粗糙，这是为了使放映机发出的光在幕布上发生______反射，（两空均选填“镜面”或“漫”），该反射的每一条光线在反射时都_______（选填“遵循”或“不遵循”）光的反射定律，此时幕布________（选填“是”或“不是”）光源。 【答案】 镜面 漫 遵循 不是 【详解】黑板“反光”是因为黑板局部区域过于光滑，平行入射的光线被反射后仍平行射出，强光盖过了粉笔字的漫反射光，属于镜面反射。 电影院粗糙的幕布可以让入射的光线向各个方向反射，保证影院内不同位置的观众都能看到画面，这种反射是漫反射。 无论是镜面反射还是漫反射，每一条光线的反射过程都严格遵循光的反射定律。 幕布自身不能发光，故不是光源。 8．在学习光的传播时，老师进行了如下实验演示：①用激光笔射向水中，观察到光路是一条直线；②用漏斗向水中慢慢注入糖溶液，观察到光路发生了弯曲；③搅拌均匀后，观察到光路又变为直线。根据实验中的现象可以得出的结论是：光可以在________中传播；光在________中才沿直线传播。 【答案】 液体 同一种均匀介质 【详解】实验中激光能在水、糖溶液中传播，水和糖溶液都属于液体，因此可得出光可以在液体中传播。当介质为均匀的水或均匀的糖溶液时，光的光路是直线；当注入糖溶液使介质不均匀时，光路发生弯曲。通过对比不同实验现象，可知光在同一种均匀介质中才沿直线传播。 9．有以下物体：太阳，月亮，闪闪发光的宝石，正在放映电影的银幕，正在发光的萤火虫，烛焰，正在发光的霓虹灯，火星，正在发光的激光器。其中不属于光源的是________，属于天然光源的是________，属于人造光源的是____________。（以上均填序号） 【答案】 ②③④⑧ ①⑤ ⑥⑦⑨ 【详解】本身能发光的物体才是光源，仅反射光的物体不属于光源，月亮、闪闪发光的宝石、正在放映电影的银幕、火星自身无法发光，均依靠反射其他光，因此不属于光源，对应序号②③④⑧。 天然光源是自然界原本存在、非人为制造的光源，太阳是天然发光天体，正在发光的萤火虫是自然界生物光源，属于天然光源，对应序号①⑤。 人造光源是人类借助技术制造的光源，烛焰是人为点燃产生的，正在发光的霓虹灯、正在发光的激光器均为人类制造的发光装置，属于人造光源，对应序号⑥⑦⑨。 10．光在________中传播速度最快，光在________介质中沿直线传播。发生日食时，太阳、地球和月球，处在其他两个星球之间的是________。 【答案】 真空 同种均匀 月球 【详解】光的传播不需要介质，在真空中的传播速度是宇宙间最快的，数值约为，在空气、水、玻璃等介质中光速都小于真空光速。 光只有在同种均匀的介质中，传播路径才会保持直线，若介质不均匀或不是同一种介质，光会发生折射等偏折现象。 日食属于光的直线传播的典型现象，当月球运行到太阳和地球之间、三者近似处于同一直线时，月球会遮挡住太阳射向地球的部分或全部光，在地球上的阴影区域就观测到日食，因此三个天体里位于另外两者之间的是月球。 11. 小明和小华通过同一平面镜看到了对方的眼睛，说明在光的反射现象中光路是_______的。 【答案】可逆 【详解】小明和小华通过同一平面镜彼此看到了对方的眼睛，即一方眼睛反射出来的光经平面镜反射后进入对方眼睛，这说明在反射现象中光路是可逆的。 12．如图所示，许多城市建筑采用玻璃幕墙，这在美化城市的同时却造成了光污染，造成光污染的主要原因是阳光在玻璃表面发生了______反射；我们能从不同角度看清黑板上的字，是因为光在黑板表面发生了______反射。无论哪种反射，它们都遵循_________。 【答案】 镜面 漫 光的反射定律 【详解】玻璃幕墙表面比较光滑，阳光在玻璃表面发生镜面反射，反射光线比较集中，从而造成光污染。黑板表面比较粗糙，光在黑板表面发生漫反射，反射光线射向各个方向，所以我们能从不同角度看清黑板上的字。无论是镜面反射还是漫反射，都遵循光的反射定律。 13. 日食和月食是自然界中对“光沿直线传播”很有说服力的证据。日食和月食发生时的光源是____________。地球绕着太阳运转，在背对太阳的一边有一个长长的阴影区域，当月球走进这个阴影区域时，就会发生_________。而发生日食时，是_________挡住了太阳光。 【答案】 太阳 月食 月球 【详解】光源是能自行发光的物体，太阳可自行发光，是日食和月食发生时的光源。 地球背对太阳的区域是自身的阴影区，当月球进入该区域时，太阳射向月球的光被地球遮挡，月球无法反射太阳光，此时会发生月食。 日食发生时，月球运行到太阳与地球之间且三者在同一直线，月球挡住了太阳射向地球的光，进而形成日食现象。 14. “鹊桥”是嫦娥四号月球探测器的中继卫星，与地球相距45万公里（即）。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”。图乙中光线b所对应的反射角________。若将角反射器绕O点沿顺时针方向转过，经两平面镜反射后的出射光线方向转动了________。当“鹊桥”沿图丙所示的轨道运行时，以月球为参照物，它是________的。科学家测量月地距离时，激光往返月地的时间为________s（光在真空中的传播速度为）。 【答案】 运动 3 【详解】两个平面镜相互垂直，已知入射光线对上方镜面的入射角为，根据反射定律，第一次反射后反射光线与上方镜面夹角也为；由于两镜面垂直，可得该反射光线与下方镜面夹角为，因此光线b与下方镜面的入射角为，反射角等于入射角，故。 角反射器的特性是：无论整体怎么转动，出射光线始终与入射光线平行反向，因此转动角反射器后，出射光线方向不变，转动角度为。 “鹊桥”沿环绕月球的轨道运行，相对月球的位置不断发生变化，因此以月球为参照物，它是运动的。 激光往返的总路程，光速，由速度公式变形得时间 15. 在科幻小说《往日之光》中，作者幻想了一种慢透光玻璃，讲述了一段美丽动人的故事：“有一种玻璃，光在这种玻璃中运动的速度极慢，通过半厘米厚需要10年。当一块慢透光玻璃制出来时，望上去总是一片漆黑。把这种玻璃放在风景秀丽的林中、湖边，10年后再将玻璃镶在城市住宅的窗户上，那么，在下一个10年的过程中，这个窗子外面便仿佛呈现出林中湖泊的美景。各种动物无声地前来饮水，空中百鸟飞翔，日夜在交替，季节在变化。身居闹市，犹如别墅。” 这确实是一个有科学依据的幻想，现代技术的发展，这些幻想有可能变成现实。请你用学到的物理知识回答问题： (1)为什么“当一块慢透光玻璃制出来时，望上去总是一片漆黑”？ (2)此科幻故事的依据是光的传播速度与哪些因素有关？ 【答案】(1)光在慢透光玻璃中传播速度极慢，刚制成的玻璃还没有光完全穿透进入人眼，因此望上去一片漆黑；(2)光的传播速度与介质的种类有关 【详解】（1）刚制作出来的慢透光玻璃中，光的传播速度极慢，还没有光线能够穿过这块玻璃进入人眼，没有光射入人眼时人就会感知到漆黑，所以刚制出的慢透光玻璃望上去总是一片漆黑。 （2）这个科幻设定的物理依据是：光的传播速度和传播介质有关，光在不同的介质中传播速度不同，慢透光玻璃作为特殊的介质，可以大幅降低光在其中的传播速度。 16. 学习了光学知识后，爱动脑筋的小明和小红想自己探究小孔成像现象。如图所示，他们给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和方孔，再用两片半透明膜蒙在空罐的口上。分别将小孔对着烛焰和灯丝可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像。 (1)甲图中点燃的蜡烛通过小孔在半透明膜上的像是_______（选填“倒立”或“正立”）的像。 (2)由甲、乙两图可知实验是在研究小孔成像与孔的形状_______（选填“有关”或“无关”）。 (3)小明和小红明白了：树荫下的圆形光斑是太阳通过树叶间的小孔在地面上形成的________（选填“实”或“虚”）像。 【答案】(1)倒立 (2)无关 (3)实 【详解】（1）小孔成像原理是光的直线传播，所成的是一个倒立的像，像是由实际光线会聚而成的，是实像。 （2）甲图和乙图中孔的形状不同，物体（蜡烛焰）形状相同，所成的像形状相同，由此可见：小孔成像中像的形状取决于物体的形状，与小孔的形状无关。所以由甲、乙两图可知实验是在研究小孔成像与孔的形状的关系。 （3）树荫下的圆形光斑，属于小孔成像，就是太阳通过树叶间的小孔在地面上所成的实像。 17. 如图所示，小张同学在进行“探究光反射时的规律”的实验时，他把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张带有量角器的纸板竖直立在平面镜上。 (1)如图，小张同学用一束光a贴着纸板E射向O点，经平面镜反射，在另一侧纸板F上出现反射光a′。改变光束入射的角度，多做几次实验。由图可以得出，反射角______（填“大于”“小于”或“等于”）入射角。根据这个分析可知，如果一束光从d点射向O点，反射角的大小是______； (2)他用一束光逆着b′的方向射向O点，在纸板E上出现的反射光逆着b的方向射出。由这个现象可以初步得出的结论是：___________。要得出普遍规律，接下来应该进行的具体操作是：_________。 【答案】(1) 等于 30° (2)反射现象中，光路是可逆的 用一束光逆着a′或c′的方向射向O点，观察反射光 【详解】（1）改变光束入射的角度，多做几次实验，由图可以得出，反射光线和入射光线关于法线对称，所以反射角等于入射角。 入射角是入射光线与法线的夹角，如果一束光从d点射向O点，入射角为 则反射角也为。 （2）用一束光逆着b′的方向射向O点，在纸板E上出现的反射光逆着b的方向射出，传播路径与之前完全相反，说明在反射现象中，光路是可逆的；要得出普遍规律，接下来应该进行的具体操作是用一束光逆着a′或c′的方向射向O点，观察反射光。 18. 如图甲是戈壁上的银色“向日葵”——中国首个百兆瓦级塔式熔盐储能光热电站。1.2万多面追日镜同时将阳光反射到中心熔盐塔顶端的接收器，年发电量达3.9亿千瓦时，每年可减排二氧化碳35万吨。小明为探究追日镜的工作原理，设计了以下实验。 (1)如图乙，实验最好在较___________（选填“亮”或“暗”）环境下进行； (2)让光沿AO方向射向镜面上的O点，此时入射角是________度； (3)垂直入射时，反射角是___________度； (4)能从不同方向看到粗糙纸板上的光束，是因为________________； (5)将纸板以ON为轴向后折转，观察是否还会看到反射光，这是为了探究_____________； (6)如图丙所示，这是上午某个追日镜的反射情况，那么太阳下山前该追日镜应该逐渐向_______（填“顺时针”或“逆时针”）方向转动。 【答案】(1)暗；(2)60；(3)0；(4)光在纸板上发生了漫反射；(5)反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内；(6)逆时针 【详解】（1）环境越暗，光线对比越清晰，更容易观察纸板上的光线路径。 （2）法线为ON，入射光线AO与镜面夹角30°，入射角是入射光线与法线的夹角，入射角为 （3）光线垂直入射时，入射光线与法线重合，入射角为0°，根据光的反射定律，反射角等于入射角，故反射角为0°。 （4）粗糙纸板表面凹凸不平，平行光在纸板上发生了漫反射，因此不同方位都能看到光束。 （5）纸板沿ON向后折转后，两块纸板不在同一平面，无法观察到反射光，以此验证三线共面规律，即反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。 （6）太阳从东向西移动，下午太阳光从西侧斜向下射向追日镜，为保证反射光始终射向北侧熔盐塔接收器，追日镜需要逆时针转动。 19. 某兴趣小组观察光现象时发现，强光照射高楼玻璃幕墙产生的炫光如图1所示，会造成“光污染”，遂探究“光的反射定律”以减少污染。 实验器材有：可折叠的光屏，如图2（a）所示，光屏的A、B两部分均可绕轴ON旋转、平面镜、激光电筒和量角器。 (1)如图2（b）所示，将光屏垂直立放在水平放置的镜面上，让激光电筒发出的光沿光屏A入射到O点。光屏A是用来呈现______的，为了观察到反射光线，绕ON转动屏B到图2（b）中的______位置（选填“1”或“2”或“3”），能够显示如图2（C）所示的光路； (2)继续让激光电筒发出的光沿不同方向射向入射点O，通过转动光屏，找到反射光线的位置，发现可以找到各入射光线与其对应的反射光线所在的平面，可得出结论：反射光线与入射光线在______。这些平面相交于同一条过入射点O且与镜面相______的直线，叫做法线； (3)小组同学分析图2（c），并用量角器测出了∠AON和∠BON的大小，得出以下结论：光发生反射时，反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角。你认为得出该结论的过程是否科学并说明理由______； (4)通过查阅资料，小组同学了解到城市中的玻璃幕墙会因______反射形成光污染，请写出一条防止此类光污染的合理建议______。 【答案】(1)入射光线；2；(2)同一平面内；垂直；(3)不科学，一次实验具有偶然性；(4)镜面；改用能发生漫反射的建材 【详解】（1）实验中光屏的作用是显示光路，入射光沿光屏A入射，光屏A用来呈现入射光线。 根据光的反射定律，反射光线、入射光线和法线需要在同一平面内，因此只有将光屏B转动到与A同平面的位置2，才能观察到反射光线。 （2）多次实验发现，只有当光屏和入射光在同一平面内，才能承接到反射光线，故可得到结论：反射光线和入射光线在同一平面内。 物理学定义中，法线是过入射点、垂直于反射面的直线。 （3）只进行一次实验就得出结论，结论具有偶然性，不具备普遍性，应多次改变入射角，测出对应的反射角，比较两者大小得出普遍性的结论。 （4）玻璃幕墙表面光滑，发生镜面反射，平行入射的太阳光被平行反射，形成炫光，也就是光污染 防止光污染可以通过减少玻璃幕墙使用、更换为粗糙不反光的外墙材料实现。 20．如图所示是一种液面升降监测装置原理图，点光源S发出的一束激光射到平静的液面，激光与水平液面成。 (1)根据入射光线画出对应的反射光线；   (2)盛液体的容器倾斜时，反射角大小_______ ；（变大/变小/不变）   (3)当液面上升2cm时，光点在标尺上的位置会移动_____ cm。 【答案】(1)见解析；(2)不变；(3)4 【详解】（1）先过入射点垂直液面画出法线，已知入射光线与水平液面成，因此入射角为，再根据反射角等于入射角，反射角也为，在法线的另一侧画出反射光线，如图所示。 （2）盛液体的容器倾斜时，液面还是水平的，入射光线不变，入射角大小不变，根据反射定律，反射角大小不变。 （3）当液面上升时，入射点会随液面同步向上移动2cm，且新液面与原液面保持平行。由于入射光线方向不变，入射角仍为，根据光的反射定律，新的反射光线与原反射光线也保持平行。通过几何关系分析，入射角为，形成的几何图形为等腰直角三角形，液面竖直上升的高度等于反射光线在标尺上的水平位移。液面上升2cm，导致反射光线在标尺上的水平位移为 因此，光点在标尺上的位置会移动4cm。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $