4.1 光的反射（讲义）物理新教材沪科版（五四学制）八年级上册

本讲义聚焦光现象中的光的直线传播与光的反射定律，系统梳理光源分类、光在同种均匀介质中沿直线传播的规律及现象（影子、小孔成像、日食月食），延伸至光的反射定律探究（三线共面、两线分居、两角相等）及镜面反射与漫反射，构建完整知识支架。 资料通过实验探究（如反射定律中彩色卡纸确定光路平面）培养科学探究能力，借助光线模型建构与小孔成像推理提升科学思维，易错提醒强化物理观念。课中辅助实验教学，课后通过随学随练、题型讲解帮助学生查漏补缺，提升学习效果。

第4章 光现象 第1节 光的反射 课标要点 探究并了解光的反射定律。 学习重难点 重点：光在同种均匀介质中沿直线传播的规律。探究光的反射定律实验过程。 难点：设计实验探究光的反射定律。 知识点 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”）。 （3）理解小孔成像 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。 易错提醒 1. 光源判断误区‌：误将月亮、钻石、反光镜面当作光源，这类物体仅靠反射光线发光，自身不能发光，不属于光源。 ‌2. 传播条件漏记‌：忽略“同种均匀介质”的前提，误以为光在任意介质中都沿直线传播，光在非均匀介质、两种不同介质界面会发生偏折。 ‌3. 光线概念误解‌：认为光线是真实存在的物理实体，实际它是为研究光建立的理想模型，现实中并不存在。 ‌4. 小孔成像混淆‌：错觉得像的形状由小孔形状决定，实际像的形状只和物体轮廓一致，与孔的形状无关，且成的是上下、左右都颠倒的实像。 ‌5. 现象区分错误‌：把“影子”和“倒影”混为一谈，影子是光无法到达的暗区，由光的直线传播形成；倒影是水面反射形成的虚像，属于光的反射现象。 随学随练 1．晴天，树荫下地面上会出现圆形的光斑，这些光斑是（　　） A．太阳的像 B．太阳的影子 C．树叶间缝隙的影子 D．树叶的像 【答案】A 【详解】晴天时，太阳发出的光沿直线传播，经过树叶间的缝隙（小孔），在地面上形成倒立的实像，也就是太阳的像，这是小孔成像现象。而影子是光被物体遮挡形成的阴暗区域，树叶间隙的影子形状不规则，树叶的像也不是圆形光斑的成因，故这些光斑是太阳的像。故A正确，BCD错误。故选A。 2．如图所示是一个放置于宁波某地水平地面上的简易计时模型，圭杆垂直底盘。下列描述错误的是（　　） A．杆影的形成是由于光在均匀介质中沿直线传播 B．一天内，杆影移动是由地球公转造成的 C．一天内，正午的杆影最短 D．该模型依据杆影的方位计时 【答案】B 【详解】A．光在同一种均匀介质中沿直线传播，杆影的形成是由于光在均匀介质中沿直线传播形成的，故A正确，不符合题意； B．一天内，杆影移动是由地球自转造成的，故B错误，符合题意； C．一天内，正午太阳高度角最大，因此正午的杆影最短，故C正确，不符合题意； D．影子的方向在改变。在北回归线以北的地方，早晨的影子在西方，中午的影子在北方，傍晚的影子在东方。从原理上来说，根据影子的长度或方向都可以计时，但根据影子的方向来计时更方便一些。故通常都是以影子的方位计时。故D正确，不符合题意。 故选B。 知识点 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 【作出解释】 （1）分析：比较反射角和入射角的大小。 （2）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。 4. 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”）。 易错提醒 1. 反射角和入射角都是光线与法线的夹角，而不是光线与反射面的夹角。 2. 反射光线与入射光线是真实存在的，是可以看见的，用带箭头的实线表示；法线则是人们为研究反射现象而引入的一条位置参考线，所以在画光路图时，总是用虚线表示法线。 3. 因果表述易错‌：定律必须说“反射角等于入射角”，不能颠倒顺序。因为先有入射光线才有反射光线，反射角的大小由入射角决定，颠倒表述会违背物理逻辑。 ‌4. 角度定义易错‌：入射角、反射角都是光线与法线的夹角，不是和反射面的夹角。比如入射光与镜面成30°角，实际入射角是60°，很多同学会直接把镜面夹角当成入射角计算。 ‌5. 反射类型误区‌：误以为漫反射的光线杂乱无章就不遵守反射定律。实际上镜面反射和漫反射的每一条光线都严格遵循光的反射定律，漫反射只是因为反射面凹凸不平，各点法线方向不同，导致反射光射向四面八方。 ‌6. 特殊情况易错‌：垂直入射时，入射角和反射角都为0°，并非没有发生反射，此时反射光线沿原路反向返回，传播方向改变180°。 随学随练 1．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∘ 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，为20∘，故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。 2．如图所示，激光笔发出的一束光从空气中的A点斜射到水面上的O点，经反射在足够长的刻度尺上形成光斑B，若入射光线与界面所成的夹角为37°，则入射光线与反射光线所成的夹角为______。如果水位上升，光斑B会 ______（填“向上”或“向下”）移动。 【答案】 106° 向上 【详解】若入射光线与界面所成的夹角为37°，则入射角为，根据反射角等于入射角，则反射角也为，则入射光线与反射光线所成的夹角为；如果水位上升，入射角不变，则反射角不变，反射点左移，所以反射光线向上平移，则光斑B会向上移动。 题型 光的直线传播 做这类题型首先要抓核心判定条件：只有满足“同种均匀透明介质”，光才会沿直线传播，介质改变或分布不均时，光会发生折射或反射，直接排除不符合该条件的选项。 1. 区分易混现象是关键：要把光的直线传播的典型场景和其他光现象划清界限——影子、小孔成像、日食月食、坐井观天属于直线传播，水中倒影是光的反射，看水中物体“变浅”是光的折射，别被“影子”这类字面表述误导。 2. 小孔成像题型要牢记两个核心结论：像为倒立实像，形状只和物体轮廓有关，和小孔形状无关，树荫下的圆形光斑就是太阳通过树叶缝隙成的像，直接套用结论就能快速解题。 3. 作图题要注意细节：光线必须画带箭头的实线，箭头方向指向人眼（代表光进入眼睛），像坐井观天、路灯下找光源位置这类题，直接连接观测点和井口边缘、人头顶与影子端点，延长线交点就是所求位置，别漏画箭头。 4. 光在不同透明介质中速度有固定规律：v真空>v空气>v水>v玻璃，遇到介质光速排序、不同场景光速对比题，直接套用规律就能快速选出答案，不用额外推导。 活学活用 1．如图所示，在一个纸板上打若干个小孔，组成一个心形，在室内让这个纸板在烛焰和白墙之间移动，在墙上能看到的图案是（   ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由于光在均匀空气中沿直线传播，烛焰的光通过纸板上很小的小孔，在白墙上将观察到一个心形图案，心形图案的每个亮点为烛焰倒立的实像，这是小孔成像现象。故选B。 2．图甲与图乙分别为利用“超细百叶窗光学技术”的手机防窥膜结构图与原理图，贴上这种防窥膜的手机，正对屏幕的使用者可看得很清楚，而与屏幕呈一定角度的旁观者看到的却是一片漆黑。在与此相关的分析中，错误的是（　　） A．亮屏状态下的手机是光源 B．可视范围外无法看到屏幕亮光，是因为光的直线传播原理 C．相同条件下，超细百叶窗高度越低，防窥视效果越差 D．为了使防窥效果更好，可适当增大超细百叶窗的间距 【答案】D 【详解】A．亮屏状态下的手机屏幕可以发光，是光源，故A正确，不符合题意； B．由于光的直线传播，可视范围外无法看到屏幕亮光，故B正确，不符合题意； C．由乙图可知，相同条件下，超细百叶窗高度越低，可视范围越大，防窥视效果越差，故C正确，不符合题意； D．由乙图可知，为了让防窥效果更好，应减小可视范围，所以可以适当地减小超细百叶窗的间距，故D错误，符合题意。 故选D。 题型光的反射定律 初中物理光的反射定律核心可概括为“三线共面、两线分居、两角相等”，即反射光线、入射光线与法线在同一平面，二者分居法线两侧，反射角始终等于入射角，且反射现象中光路可逆。 解题时先抓核心技巧：第一步找法线与界面，先在图中找到两个相等的角，其角平分线就是法线，和法线垂直的直线即为界面，这是破题的关键第一步。第二步辨清三类光线，入射光线和反射光线在界面同侧、关于法线对称，剩下的光线可快速区分，避免混淆。第三步避开角度陷阱，注意入射角、反射角都是光线与法线的夹角，若题干给出光线与镜面的夹角，需用90°减去该角度完成转换，别直接当作反射角计算。 还要牢记镜面反射和漫反射都严格遵循反射定律，日常“各个方向都能看见”属于漫反射，“反光刺眼”多为镜面反射。遇到平面镜旋转类题型时，记住镜面转θ角，法线同步转θ角，反射光线的角度变化为2θ，结合这些规律就能快速解决绝大多数反射类题目。 活学活用 1．小王同学在家里将一个平面镜放在水平桌面上，再把一张可沿ON折叠的硬白纸板ENF竖直的立在平面镜上，以此来探究光的反射规律。通过测量他发现此时入射光线与平面镜成50°夹角，如图所示，则（     ） A．反射光线与镜面的夹角是40° B．将纸板NOF沿ON向后折叠，则不会有反射 C．入射角增大10°，反射光线与入射光线的夹角增大20° D．光在纸板上发生了镜面反射 【答案】C 【详解】A．已知入射光线与平面镜的夹角为50°，因此入射角是 根据光的反射定律，反射角等于入射角，因此反射角也是40°，所以反射光线与镜面的夹角是，故A错误； B．将纸板NOF向后折叠后，反射现象仍然存在，只是无法在折叠的纸板上观察到反射光线，故B错误； C．反射角始终等于入射角，入射角增大，反射角也增大；反射光线与入射光线的夹角为入射角与反射角之和，因此夹角总共增大，故C正确； D．纸板表面粗糙，光在纸板上发生漫反射，使不同方向都能观察到光线，不是镜面反射，故D错误。 故选C。 2．“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。“鹊桥”上安装了激光角反射器，如图甲，首次开展了超地月距离的反射式激光测距试验。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”，如图乙。下列有关推理错误的是（　　） A．光线a所对应的入射角是40° B．光线b所对应的反射角是40° C．角反射器的反射面制作得很平滑，使射向它的激光发生镜面反射 D．图乙中，反向射回的光线b与射入的光线a相互平行 【答案】A 【详解】AB．光线a的入射光线与镜面的夹角为40°，光线a所对应的入射角是50°，则，所以。 根据光的反射定律可知，反射角等于入射角，则光线b所对应的反射角 故B正确，不符合题意，A错误，符合题意； C．角反射器的反射面很平滑，光射向它时会发生镜面反射，故C正确，不符合题意； D． 通过几何关系和光的反射定律可以证明，经过角反射器反射后，反向射回的光线b与射入的光线a相互平行，故D正确，不符合题意。 故选A。 基础通关 1．《墨经》中记载了影子的形成等光学现象。如图所示，墙上手影形成的原因是（　　） A．光的直线传播 B．光的反射 C．光的折射 D．光的色散 【答案】A 【详解】光在同一种均匀介质中是沿直线传播的，沿直线传播的光被手挡住，墙上黑暗区域就是手的影子。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 2．如图所示，小华制作了一个针孔照相机，并用此装置观察一个明亮且不太大的物体，半透明蜡纸上可以呈现物体的像。关于针孔照相机，下列说法正确的是（　　） A．若改变小孔的形状，蜡纸上像的形状也改变 B．为了清晰观察蜡纸上呈现的像，眼睛应贴近小孔观察 C．小纸筒便于降低蜡纸上像周围亮度，使像更清晰 D．仅将小纸筒向右移动，蜡纸上的像变大 【答案】C 【详解】A．针孔照相机原理与小孔成像原理相同时，小孔成像时，像的形状与孔的形状无关，改变小孔的形状，蜡纸上像的形状不改变，故A错误； B．眼睛贴近小纸筒上的观察口，可清晰观察光屏上的像，而不是贴近小孔观察，故B错误； C．小纸筒可调节像距大小，降低蜡纸上像周围亮度， 使光屏上的像更清晰，故C正确； D．仅将小纸筒向右移动，像距变小，蜡纸上的像变小，故D错误。 故选C。 3. 关于光速和光年，下列说法正确的是（   ） A．光的传播速度总是 B．光在不同介质中传播速度是相同的 C．光年是天文学上使用的时间单位 D．光年是天文学上使用的长度单位 【答案】D 【详解】A．光在真空中的传播速度约为，在空气中的传播速度接近真空的中传播速度，在液体中传播速度比空气中的小，在固体中的传播速度比在液体中的小，故A错误； B．光在不同介质中传播速度一般不同，故B错误； CD．光年指光在一年内通过的路程，是长度单位，故C错误，D正确。故选D。 4. 一束绿色激光从箱体的一端照射向另一端，箱体中装有某透明液体，激光束的光路图如图，以下说法中正确的是（　　） A．该液体一定不均匀 B．该实验说明，光在液体中不能沿直线传播 C．仅改为用红色激光，红色激光在该液体中可能沿直线传播 D．该实验中，绿色激光在液体中沿曲线传播的速度为3×108m/s 【答案】A 【详解】A．光在同种均匀介质中沿直线传播，由图可知光在该透明液体里传播时传播路径发生了弯曲，说明该液体是不均匀的，故A正确； B．本实验中由于液体密度不均匀，导致光在该液体中没有沿直线传播，但并不能说明光在液体中都不能沿直线传播，故B错误； C．由于该液体不是均匀的，即使将绿色激光改为红色激光，它在该液体中也无法沿直线传播，故C错误； D．光在空气中的传播速度约为3×108m/s，在液体中时传播的速度稍小一些，但是不可能等于3×108m/s。故D错误。 故选A。 5．“井底之蛙”是一个汉语成语，最早出自战国中期思想家庄子所作的《庄子·秋水》。该成语指井底的青蛙认为天只有井口那么大，比喻那些见识短浅的人。下列能正确表示井中有水后青蛙视野范围的光路图是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】青蛙看井外物体时，光从井外射向青蛙的眼睛，光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，折射光线向法线方向偏折，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 6．如图所示，小强利用激光笔、可折转的硬纸板、平面镜等器材探究光的反射定律。下列说法错误的是（　　） A．在选择硬纸板作为光屏时应尽量选择粗糙的 B．如果将左侧纸板往后折，将不发生反射 C．实验中多次改变入射角，是为了避免结论的偶然性 D．如果入射光线与平面镜垂直，则反射角为0° 【答案】B 【详解】A．粗糙的硬纸板会发生漫反射，可以在不同方向都观察到光路，故A正确； B．将左侧纸板往后折时，光的反射仍然会发生，只是因为此时纸板不在反射光线、入射光线、法线所在的平面，无法在纸板上呈现出反射光线，故B错误； C．实验中多次改变入射角进行实验，目的是进行多次实验得到普遍规律，避免结论的偶然性，故C正确； D．如果入射光线与平面镜垂直，此时入射光线和法线重合，入射角为0°，根据光的反射定律，反射角等于入射角，因此反射角也为0°，故D正确。 本题选错误的，故选B。 7. 唐代诗人高骈在《山亭夏日》里写道：“绿树阴浓夏日长，楼台倒影入池塘”，下图中能正确反映诗人看见“楼台倒影入池塘”的光路图是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】“楼台倒影入池塘”是指水面上的楼台在水中形成倒影，这是光的反射现象，是楼台表面反射出去的光经水面反射后进入了人眼，人眼看到水下倒影是进入人眼的反射光线的反向延长线的交点，故B符合题意，故ACD不符合题意。 故选B。 8. 如图所示是一个用光电屏显示液面高度的仪器。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位置的变化来判断液面的高低。请根据所学知识分析下列说法中正确的是（　　） A．当液面上升时，入射角变小 B．当液面下降时，入射点位置不变 C．当液面上升时，反射光线与液面的夹角变小 D．当液面下降时，光电屏上的光斑将向左移动 【答案】D 【详解】AC．当液面上升时，入射光线与液面之间的夹角不变，则入射角不变，反射角等于入射角，反射角不变，反射光线与液面的夹角不变，故AC错误； BD．当液面降低时，入射光线与液面之间的夹角不变，则入射角不变，入射点位置向左移动，所以光电屏上的光斑将向左移动，故B错误，D正确。 故选D。 9. 一束光射到平面镜上，入射光线与反射光线的夹角为 80°，则入射角为______；若保持入射光线方向不变，将平面镜绕入射点转动 10°，则反射光线与入射光线的夹角变为______或______。 【答案】 40° 100° 60° 【详解】当入射光线与反射光线的夹角为80°时，根据反射定律“反射角等于入射角”可得，入射角为。 平面镜转动时，法线会跟着转动相同的角度。若平面镜向入射光线方向转动10°，则法线远离入射光线方向转动10°，入射角增大10°变为50°，反射角也变为50°，此时入射光线与反射光线的夹角为50°+50°=100°；若平面镜远离入射光线方向转动10°，法线靠近入射光线方向转动10°，入射角减小10°变为30°，反射角也变为30°，此时入射光线与反射光线的夹角30°+30°=60°。 10. 如图甲所示为“探究光的反射定律”的实验装置。 (1)实验中为了从不同角度均能看到纸板呈现的光路，应选择较为_____（选填“粗糙”或“光滑”）的纸板： (2)如图甲，固定好激光笔并通电，平面镜上出现一个光点，这个点用字母表示并定义为光路中的_____； (3)多次实验，在纸板上画出入射光线和对应的反射光线后（如图乙），为了研究入射光线、反射光线与法线的夹角，小明在纸板上画了一条过O点且与镜面_____的法线。实验中他发现没有量角器，为了得出反射角等于入射角这一结论，他即将进行的操作是_____； (4)实验中，小明认为若平面镜没有竖直放在纸板上，略微向前倾斜，入射光线仍贴着左边纸板射向平面镜，右边的纸板上_____（选填“会”或“不会”）出现反射光线，理由是：_____。 【答案】(1)粗糙；(2)入射点；(3) 垂直；将纸板用剪刀沿入射光和反射光方向剪开，之后沿法线对折，看对应的反射光与入射光的径迹是否能重合，若能重合，则可证明反射角等于入射角；(4)不会；反射光线、入射光线和法线所在的平面与右边的纸板不重合 【详解】（1）当光线照射到粗糙的纸板上时，会发生漫反射，反射光射向各个方向，这样就能从不同角度均看到纸板呈现的光路，所以应选择较为粗糙的纸板。 （2）固定好激光笔并通电，平面镜上出现的光点O是光线入射到平面镜的点，为光路中的入射点。 （3）法线是过入射点且与镜面垂直的直线，所以画的是过点O且与镜面垂直的法线。没有量角器时，将纸板用剪刀沿入射光和反射光方向剪开，之后沿法线对折，看对应的反射光与入射光的径迹是否能重合，若能重合，则可证明反射角等于入射角。 （4）若平面镜没有竖直放在纸板上，略微向前倾斜，此时反射光线、入射光线和法线所在的平面与右边的纸板不重合，所以右边的纸板上不会出现反射光线。 素养提升 11．教室黑板用久后有一部分变得光滑。当如图所示太阳光从右侧窗户射入时，下列说法正确的是（　　） A．太阳光照射到光滑处将发生漫反射 B．最有可能因反光而看不清光滑处字的是位置A C．最有可能因反光而看不清光滑处字的是位置C D．太阳光照在黑板上发生反射时不遵循光的反射定律 【答案】B 【详解】ABC．太阳光照射到光滑处将发生镜面反射，反射光线较为集中，会造成黑板发光。位置A位于镜面反射后的反射光线经过的地方，所以最有可能因反光而看不清光滑处字的是位置A，故AC错误，B正确； D．无论是漫反射还是镜面反射均遵循光的反射定律，故D错误。故选B。 12．如图所示，若要使图中墙壁上的目标被反射光照亮，在激光笔位置保持不变的情况下，可以将平面镜（    ） A．水平向右移适当距离 B．水平向左移适当距离 C．竖直向下移适当距离 D．竖直向上移适当距离 【答案】D 【详解】AB．将平面镜水平向右移或者水平向左移适当距离，反射面不变，反射点不变，入射光线不变，反射光线也不会改变，不能射中目标，故AB不符合题意； C．将平面镜竖直向下移适当距离，则入射光线方向不变，入射点向左边移动，则反射光线也向左移动，光斑会向下移动，不能射中目标，故C不符合题意； D．将平面镜竖直向上移适当距离，则入射光线方向不变，入射点向右边移动，则反射光线也向右移动，光斑会向上移动，能射中目标，故D符合题意。 故选D。 13．如图为探究光的反射定律实验，平面镜水平放置，白色纸板竖直地立在镜面上，入射光线AO 紧贴纸板射向镜面，纸板上能看到反射光线OB（图中未画出），O为入射点，ON为法线，则（　） A．反射光线OB的位置在ON的左侧 B．仅增大图中α的角度， 反射光线OB将远离ON C．仅将平面镜在水平面内绕O旋转，OB位置不变 D．仅将纸板取走，反射光线OB将不存在 【答案】C 【详解】A．反射光线OB和入射光线AO分居在法线的两侧，反射光线OB的位置在ON的右侧，故A错误，不符合题意； B．仅增大图中∠α的角度，入射角减小，则反射角减小，反射光线OB将靠近ON，故B错误，不符合题意； C．仅将平面镜在水平面内绕O旋转，纸板仍然和平面镜垂直，法线位置不变，入射光线位置不变，反射光线OB位置不变，故C正确，符合题意； D．仅将纸板取走，反射光线OB仍然存在，只是不能显示在纸板上，故D错误，不符合题意。 故选C。 14. 在研究光的传播路径时，小明做了下面几个小实验； (1)小明在玻璃缸中加入清水，沿缸壁轻轻注入浓糖水，不搅拌，从侧壁水平照射激光，看到缸内光的路径是弯折的如图甲所示，当搅拌缸中的水后，观察到光是沿直线传播的，说明光沿直线传播的条件是______； (2)我国古代学者对“光沿直线传播”的现象曾做过许多研究，例如战国时期的《墨经》就有小孔成像的解释，如图乙所示： ①小孔成的像是______（填“正立”或“倒立”）的______（选填“实”或“虚”）像； ②若使小孔由圆形改为三角形，则所成的像的形状______（选填“改变”或“不变”）； ③若只将蜡烛远离小孔，则所成像将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】(1)光在同种均匀介质中沿直线传播；(2) 倒立；实；不变；变小； 【详解】（1）未搅拌时，玻璃缸内有清水和浓糖水，液体不均匀，光传播路径弯折；搅拌后液体均匀，光沿直线传播，所以光沿直线传播的条件是在同种均匀介质中。 （2）小孔成像是光沿直线传播形成的，是由实际光线会聚而成，所以是倒立的实像。 小孔成像中像的形状只与物体形状有关，和小孔形状无关，所以将小孔由圆形改为三角形，像的形状不变。 固定小孔和光屏位置，只将蜡烛远离小孔，根据光的直线传播规律，光屏上蜡烛的像会变小。 15．小普和小红在探究光的反射定律实验中，用铁架台固定激光笔，使激光射向水平桌面上的平面镜（入射点固定）。如图1所示，小红在点上方喷洒水雾，小普用白色卡纸找到了入射光线与反射光线所在的平面后，用直角三角板进一步确定了卡纸与平面镜的位置关系，实验过程如图所示。 (1)如图2所示，观察发现：反射光线与入射光线构成的平面与平面镜__________；重复上述步骤，可以得到更多这样的平面。如图3所示，这些平面相交于同一条直线，这条直线过__________且垂直于镜面，叫做法线。根据图3中的现象可知：反射光线、入射光线和法线在__________； (2)基于上述结论判断，进行下列哪项操作后（如图所示），在纸板上仍可以看到反射光（    ）（不定项） A．如图，将纸板的右半部分以ON为轴翻折 B．如图，将整张纸板与入射光一起以ON为轴旋转 C．如图，将整张纸板与入射光一起以ON为轴向后倾倒 (3)他们换用“光具盘”继续探究：如图4所示，此时反射角的大小为__________。实验时，他们多次改变入射光的角度，用量角器测出入射角、反射角的大小，记录数据于表中。由表中数据可得出：在反射现象中，__________； 实验次数 1 2 3 入射角（度） 30 45 60 反射角（度） 30 45 60 (4)若激光沿着图4中BO方向射向镜面点，则可以观察到激光沿着OA方向射出，这说明在反射现象中，__________； (5)根据光的反射定律，在图中画出入射光线AO的反射光线OB，标出反射角大小。 【答案】(1) 垂直；入射点；同一平面内；(2)BC；(3)；反射角等于入射角；(4)光路是可逆的；(5)见解析 【详解】（1）用白色卡纸找到了入射光线与反射光线所在的平面后，用直角三角板确定了卡纸与平面镜的位置关系，如图所示，可观察到卡纸与平面镜垂直，则可知反射光线与入射光线所在平面与镜面垂直。 法线是过入射点且垂直于镜面的直线，所以这条直线过入射点。 根据图3中反射光线、入射光线和法线的位置关系可知，反射光线、入射光线和法线在同一平面内。 （2）A选项：将纸板的右半部分以为轴翻折，此时反射光线、入射光线和法线所在平面与翻折后的右半部分纸板不在同一平面，所以在纸板上看不到反射光，故A不符合题意； B选项：将整张纸板与入射光一起以为轴旋转，反射光线、入射光线和法线所在平面与纸板仍在同一平面，所以在纸板上仍可以看到反射光，故B符合题意； C选项：将整张纸板与入射光一起以为轴向后倾倒，反射光线、入射光线和法线所在平面与纸板仍在同一平面，所以在纸板上仍可以看到反射光，故C符合题意。 故选BC。 （3）从图4可知，入射光线与法线的夹角是入射角，则入射角等于50°，根据光的反射定律可知反射角等于入射角，所以反射角也等于50°。 一次实验得出的结论具有偶然性，所以要多次改变入射角的角度进行重复实验，并测量出每次实验的入射角和反射角大小，记录在表格中。由表中数据可知，每组实验中反射角都等于其入射角，故可知：在光的反射中，反射角等于入射角。 （4）若激光沿着图4中方向射向镜面点，则可以观察到激光沿着方向射出，说明在光的反射现象中，光路是可逆的。 （5）根据光的反射定律，法线与平面垂直，反射角等于入射角，所以反射角的大小为 如图所示： 迁移创新 16. 一工人在挖井时，由于井底较暗，所以想利用平面镜改变太阳光路，将太阳光反射后竖直向下照射井底，以便井下施工。某时间段太阳光与水平线成40°角照射到井口上方，如图所示： (1)请你通过作图确定平面镜的位置； (2)求反射角大小； (3)随着太阳升高，太阳光与水平线的夹角增大30°，平面镜应旋转多少度？ 【答案】(1)如图所示； (2)65°；(3)15度 【详解】（1）根据题意，需要将与水平面成40°角的太阳光（入射光线）反射后，使其竖直向下照射（反射光线）。根据光的反射定律，法线平分入射光线和反射光线的夹角，而平面镜垂直于法线。画出与水平线成40°角的入射光线和竖直向下的反射光线，作入射光线和反射光线夹角的角平分线，角平分线即为法线。过入射点作法线的垂线，即为平面镜的位置，如图所示： （2）由题意可知，入射光线与水平线的夹角为40°。反射光线竖直向下，与水平线垂直，反射光线与水平线的夹角为90°，则入射光线与反射光线的夹角为 根据光的反射定律，反射角等于入射角，且等于入射光线与反射光线夹角的一半。则反射角为 （3）太阳升高后，太阳光与水平线的夹角增大30°，则新的入射光线与水平线的夹角为 反射光线方向不变，仍竖直向下。此时，新的入射光线与反射光线的夹角为 根据光的反射定律，新的反射角为 法线的位置由反射角决定（法线与反射光线的夹角即为反射角）。法线转过的角度等于反射角的变化量，即法线转过的角度为 因平面镜始终垂直于法线，所以平面镜转过的角度与法线转过的角度相同。故平面镜应旋转15°。 17．请阅读《地月空间的精准量尺——激光测距》并回答问题。 地月空间的精准量尺——激光测距 2025年4月，在浩瀚宇宙中的地月空间，一场跨越35万公里的“光影对话”悄然上演，天都一号通导技术试验星，成功完成全球首次白天强光干扰条件下的地月空间激光测距技术试验，标志着我国在深空轨道精密测量领域取得技术新突破。 地月空间是指从地球低轨道延伸至距地球约200万公里的空间范围，是人类探索的一个重要方向，作为人类基于现有科技水平可望而又可即的空间，是我们理解宇宙、试验新技术、驶向星辰大海的“演习场”。 如图所示为激光测距试验示意图，天都一号搭载角反射器在绕月轨道上运动，地面测控站提供轨道预报数据，地面激光站发出激光，激光经距地约的角反射器反射后“原路”返回，激光站接收到反射回波信号，就可以得到此时天都一号到地面的精准距离。由于地月空间距离极大、天都一号卫星在绕月轨道上运动速度极快，对地月空间卫星进行激光测距相当于万米外瞄准一根头发丝，实施精密跟踪与信号捕获难度极大，此次测距验证了我国深空激光测距技术的成熟度。 地月空间激光测距技术试验的成功，为中国开发利用地月空间奠定了坚实的科技基础，也为未来深空探测任务提供了重要手段，将有力支撑国际月球科研站等后续重大工程任务的论证与实施。 请根据上述材料，回答下列问题： (1)天都一号通导技术试验星成功完成全球首次______的地月空间激光测距技术试验； (2)如图所示，两块平面镜成一定夹角构成角反射器，一束光线射向角反射器，经两次反射就能模拟天都一号上的角反射器效果的是______； A． B． C． (3)在激光测距试验中，从激光站发出激光，经天都一号上的角反射器反射，到激光站接收到回波信号所用时间约为多少秒。（光速取，结果保留一位小数） 【答案】(1)白天强光干扰条件下；(2)B；(3)2.3s 【详解】（1）由题意知，天都一号通导技术试验星，成功完成全球首次白天强光干扰条件下的地月空间激光测距技术试验，标志着我国在深空轨道精密测量领域取得技术新突破。 （2）入射光线经镜面两次反射后，沿与最初入射光线平行的方向反射回去，因此两次反射角与入射角的和为180度，因为反射角等于入射角，则第一次反射时的反射角与第二次反射时的入射角的和为90度，因此角反射器的两个镜面的夹角应为90度。故B符合题意，AC不符合题意。 故选B。 （3）由题意知，地面激光站发出激光，激光经距地约的角反射器反射后“原路”返回，因此从激光站发出激光，经天都一号上的角反射器反射，到激光站接收到回波信号所用时间约为 18．如图1是汽车激光雷达示意图，激光光源发出一束激光，经平面镜反射后射出，光束遇到目标物体，部分激光信号沿原路返回，被接收器收到，雷达根据发出与返回激光的时间可计算出到目标物体的精确距离。由于光在传播途中有能量损失，激光能量越大，返回激光信号就越强，探测距离就越远；此外，物体表面属性、朝向也是影响探测距离的因素，正对且表面光滑的白色物体能返回更强的激光信号。 (1)激光雷达发射的激光遇到障碍物会发生光的________现象；激光从发出到返回之间的时间越长，说明激光雷达距离障碍物越_________（选填“远”或“近”）； (2)若激光雷达扫描目标物体，激光往返时间△t=1μs (1μs =10-6s) 已知光在空气中传播速度 求：激光雷达与目标物体之间距离。 (3)下列会使激光雷达探测距离变大的是________。 A．下雨天气，空气中水珠散射激光 B．激光在目标物体表面发生漫反射 C．黑色目标物体能吸收各种色光 D．提高接收器的灵敏度，能感应更微弱的激光信号 (4)如图2，甲车在平直公路上做匀速运动，速度为v1，乙车在前方同向行驶，甲车的激光雷达不间断扫描乙车，得到两车之间的距离s与时间t的关系图像如图3所示。分析可知：在0~t1内，乙车做________（选填“匀速”、“加速”或“减速”）运动；若用v2表示乙车在t2~t₃内某时刻的速度，则v2_____（选填“＞、“=”或“<”）v1；若在t1~t2内，s随t始终变大，请描述乙车在该时间段内的速度变化情况： ________。 【答案】(1) 反射；远；(2)150m；(3)D；(4) 匀速；=；乙车的速度始终大于甲车的速度 【详解】（1）激光遇到障碍物后返回被接收，属于光的反射现象；光速不变，根据，激光往返时间越长，总路程越大，说明雷达到障碍物的距离越远。 （2）激光往返目标，因此雷达到物体的单程时间为总时间的一半 根据得距离 （3）根据题意：返回激光信号越强，探测距离越远： A．水珠散射激光会增加能量损失，返回信号变弱，探测距离变小，故A不符合题意； B．漫反射使激光向各个方向散开，返回接收器的信号变弱，探测距离变小，故B不符合题意； C．黑色物体吸收激光，返回信号变弱，探测距离变小，故C不符合题意； D．提高接收器灵敏度，可以感应更微弱的返回信号，因此能增大探测距离，故D符合题意。 故选D。 （4）是甲乙两车的距离：内不变，说明两车速度相等，甲车匀速，因此乙也做匀速运动。 内再次不变，说明此时乙速度和甲相等，即。 内随始终变大，说明乙和甲的距离不断增加，因此乙车速度始终大于甲车速度。 学科网（北京）股份有限公司1 /10 zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4章 光现象 第1节 光的反射 课标要点 探究并了解光的反射定律。 学习重难点 重点：光在同种均匀介质中沿直线传播的规律。探究光的反射定律实验过程。 难点：设计实验探究光的反射定律。 知识点 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”）。 （3）理解小孔成像 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。 易错提醒 1. 光源判断误区‌：误将月亮、钻石、反光镜面当作光源，这类物体仅靠反射光线发光，自身不能发光，不属于光源。 ‌2. 传播条件漏记‌：忽略“同种均匀介质”的前提，误以为光在任意介质中都沿直线传播，光在非均匀介质、两种不同介质界面会发生偏折。 ‌3. 光线概念误解‌：认为光线是真实存在的物理实体，实际它是为研究光建立的理想模型，现实中并不存在。 ‌4. 小孔成像混淆‌：错觉得像的形状由小孔形状决定，实际像的形状只和物体轮廓一致，与孔的形状无关，且成的是上下、左右都颠倒的实像。 ‌5. 现象区分错误‌：把“影子”和“倒影”混为一谈，影子是光无法到达的暗区，由光的直线传播形成；倒影是水面反射形成的虚像，属于光的反射现象。 随学随练 1．晴天，树荫下地面上会出现圆形的光斑，这些光斑是（　　） A．太阳的像 B．太阳的影子 C．树叶间缝隙的影子 D．树叶的像 2．如图所示是一个放置于宁波某地水平地面上的简易计时模型，圭杆垂直底盘。下列描述错误的是（　　） A．杆影的形成是由于光在均匀介质中沿直线传播 B．一天内，杆影移动是由地球公转造成的 C．一天内，正午的杆影最短 D．该模型依据杆影的方位计时 知识点 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 【作出解释】 （1）分析：比较反射角和入射角的大小。 （2）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 。 4. 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”）。 易错提醒 1. 反射角和入射角都是光线与法线的夹角，而不是光线与反射面的夹角。 2. 反射光线与入射光线是真实存在的，是可以看见的，用带箭头的实线表示；法线则是人们为研究反射现象而引入的一条位置参考线，所以在画光路图时，总是用虚线表示法线。 3. 因果表述易错‌：定律必须说“反射角等于入射角”，不能颠倒顺序。因为先有入射光线才有反射光线，反射角的大小由入射角决定，颠倒表述会违背物理逻辑。 ‌4. 角度定义易错‌：入射角、反射角都是光线与法线的夹角，不是和反射面的夹角。比如入射光与镜面成30°角，实际入射角是60°，很多同学会直接把镜面夹角当成入射角计算。 ‌5. 反射类型误区‌：误以为漫反射的光线杂乱无章就不遵守反射定律。实际上镜面反射和漫反射的每一条光线都严格遵循光的反射定律，漫反射只是因为反射面凹凸不平，各点法线方向不同，导致反射光射向四面八方。 ‌6. 特殊情况易错‌：垂直入射时，入射角和反射角都为0°，并非没有发生反射，此时反射光线沿原路反向返回，传播方向改变180°。 随学随练 1．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。 2．如图所示，激光笔发出的一束光从空气中的A点斜射到水面上的O点，经反射在足够长的刻度尺上形成光斑B，若入射光线与界面所成的夹角为37°，则入射光线与反射光线所成的夹角为______。如果水位上升，光斑B会 ______（填“向上”或“向下”）移动。 题型 光的直线传播 做这类题型首先要抓核心判定条件：只有满足“同种均匀透明介质”，光才会沿直线传播，介质改变或分布不均时，光会发生折射或反射，直接排除不符合该条件的选项。 1. 区分易混现象是关键：要把光的直线传播的典型场景和其他光现象划清界限——影子、小孔成像、日食月食、坐井观天属于直线传播，水中倒影是光的反射，看水中物体“变浅”是光的折射，别被“影子”这类字面表述误导。 2. 小孔成像题型要牢记两个核心结论：像为倒立实像，形状只和物体轮廓有关，和小孔形状无关，树荫下的圆形光斑就是太阳通过树叶缝隙成的像，直接套用结论就能快速解题。 3. 作图题要注意细节：光线必须画带箭头的实线，箭头方向指向人眼（代表光进入眼睛），像坐井观天、路灯下找光源位置这类题，直接连接观测点和井口边缘、人头顶与影子端点，延长线交点就是所求位置，别漏画箭头。 4. 光在不同透明介质中速度有固定规律：v真空>v空气>v水>v玻璃，遇到介质光速排序、不同场景光速对比题，直接套用规律就能快速选出答案，不用额外推导。 活学活用 1．如图所示，在一个纸板上打若干个小孔，组成一个心形，在室内让这个纸板在烛焰和白墙之间移动，在墙上能看到的图案是（   ） A． B． C． D． 2．图甲与图乙分别为利用“超细百叶窗光学技术”的手机防窥膜结构图与原理图，贴上这种防窥膜的手机，正对屏幕的使用者可看得很清楚，而与屏幕呈一定角度的旁观者看到的却是一片漆黑。在与此相关的分析中，错误的是（　　） A．亮屏状态下的手机是光源 B．可视范围外无法看到屏幕亮光，是因为光的直线传播原理 C．相同条件下，超细百叶窗高度越低，防窥视效果越差 D．为了使防窥效果更好，可适当增大超细百叶窗的间距 题型光的反射定律 初中物理光的反射定律核心可概括为“三线共面、两线分居、两角相等”，即反射光线、入射光线与法线在同一平面，二者分居法线两侧，反射角始终等于入射角，且反射现象中光路可逆。 解题时先抓核心技巧：第一步找法线与界面，先在图中找到两个相等的角，其角平分线就是法线，和法线垂直的直线即为界面，这是破题的关键第一步。第二步辨清三类光线，入射光线和反射光线在界面同侧、关于法线对称，剩下的光线可快速区分，避免混淆。第三步避开角度陷阱，注意入射角、反射角都是光线与法线的夹角，若题干给出光线与镜面的夹角，需用90°减去该角度完成转换，别直接当作反射角计算。 还要牢记镜面反射和漫反射都严格遵循反射定律，日常“各个方向都能看见”属于漫反射，“反光刺眼”多为镜面反射。遇到平面镜旋转类题型时，记住镜面转θ角，法线同步转θ角，反射光线的角度变化为2θ，结合这些规律就能快速解决绝大多数反射类题目。 活学活用 1．小王同学在家里将一个平面镜放在水平桌面上，再把一张可沿ON折叠的硬白纸板ENF竖直的立在平面镜上，以此来探究光的反射规律。通过测量他发现此时入射光线与平面镜成50°夹角，如图所示，则（     ） A．反射光线与镜面的夹角是40° B．将纸板NOF沿ON向后折叠，则不会有反射 C．入射角增大10°，反射光线与入射光线的夹角增大20° D．光在纸板上发生了镜面反射 2．“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。“鹊桥”上安装了激光角反射器，如图甲，首次开展了超地月距离的反射式激光测距试验。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”，如图乙。下列有关推理错误的是（　　） A．光线a所对应的入射角是40° B．光线b所对应的反射角是40° C．角反射器的反射面制作得很平滑，使射向它的激光发生镜面反射 D．图乙中，反向射回的光线b与射入的光线a相互平行 基础通关 1．《墨经》中记载了影子的形成等光学现象。如图所示，墙上手影形成的原因是（　　） A．光的直线传播 B．光的反射 C．光的折射 D．光的色散 2．如图所示，小华制作了一个针孔照相机，并用此装置观察一个明亮且不太大的物体，半透明蜡纸上可以呈现物体的像。关于针孔照相机，下列说法正确的是（　　） A．若改变小孔的形状，蜡纸上像的形状也改变 B．为了清晰观察蜡纸上呈现的像，眼睛应贴近小孔观察 C．小纸筒便于降低蜡纸上像周围亮度，使像更清晰 D．仅将小纸筒向右移动，蜡纸上的像变大 3. 关于光速和光年，下列说法正确的是（    ） A．光的传播速度总是 B．光在不同介质中传播速度是相同的 C．光年是天文学上使用的时间单位 D．光年是天文学上使用的长度单位 4. 一束绿色激光从箱体的一端照射向另一端，箱体中装有某透明液体，激光束的光路图如图，以下说法中正确的是（　　） A．该液体一定不均匀 B．该实验说明，光在液体中不能沿直线传播 C．仅改为用红色激光，红色激光在该液体中可能沿直线传播 D．该实验中，绿色激光在液体中沿曲线传播的速度为3×108m/s 5．“井底之蛙”是一个汉语成语，最早出自战国中期思想家庄子所作的《庄子·秋水》。该成语指井底的青蛙认为天只有井口那么大，比喻那些见识短浅的人。下列能正确表示井中有水后青蛙视野范围的光路图是（　　） A． B． C． D． 6．如图所示，小强利用激光笔、可折转的硬纸板、平面镜等器材探究光的反射定律。下列说法错误的是（　　） A．在选择硬纸板作为光屏时应尽量选择粗糙的 B．如果将左侧纸板往后折，将不发生反射 C．实验中多次改变入射角，是为了避免结论的偶然性 D．如果入射光线与平面镜垂直，则反射角为0° 7. 唐代诗人高骈在《山亭夏日》里写道：“绿树阴浓夏日长，楼台倒影入池塘”，下图中能正确反映诗人看见“楼台倒影入池塘”的光路图是（　　） A． B． C． D． 8. 如图所示是一个用光电屏显示液面高度的仪器。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位置的变化来判断液面的高低。请根据所学知识分析下列说法中正确的是（　　） A．当液面上升时，入射角变小 B．当液面下降时，入射点位置不变 C．当液面上升时，反射光线与液面的夹角变小 D．当液面下降时，光电屏上的光斑将向左移动 9. 一束光射到平面镜上，入射光线与反射光线的夹角为 80°，则入射角为______；若保持入射光线方向不变，将平面镜绕入射点转动 10°，则反射光线与入射光线的夹角变为______或______。 10. 如图甲所示为“探究光的反射定律”的实验装置。 (1)实验中为了从不同角度均能看到纸板呈现的光路，应选择较为_____（选填“粗糙”或“光滑”）的纸板： (2)如图甲，固定好激光笔并通电，平面镜上出现一个光点，这个点用字母表示并定义为光路中的_____； (3)多次实验，在纸板上画出入射光线和对应的反射光线后（如图乙），为了研究入射光线、反射光线与法线的夹角，小明在纸板上画了一条过O点且与镜面_____的法线。实验中他发现没有量角器，为了得出反射角等于入射角这一结论，他即将进行的操作是_____； (4)实验中，小明认为若平面镜没有竖直放在纸板上，略微向前倾斜，入射光线仍贴着左边纸板射向平面镜，右边的纸板上_____（选填“会”或“不会”）出现反射光线，理由是：_____。 素养提升 11．教室黑板用久后有一部分变得光滑。当如图所示太阳光从右侧窗户射入时，下列说法正确的是（　　） A．太阳光照射到光滑处将发生漫反射 B．最有可能因反光而看不清光滑处字的是位置A C．最有可能因反光而看不清光滑处字的是位置C D．太阳光照在黑板上发生反射时不遵循光的反射定律 12．如图所示，若要使图中墙壁上的目标被反射光照亮，在激光笔位置保持不变的情况下，可以将平面镜（    ） A．水平向右移适当距离 B．水平向左移适当距离 C．竖直向下移适当距离 D．竖直向上移适当距离 13．如图为探究光的反射定律实验，平面镜水平放置，白色纸板竖直地立在镜面上，入射光线AO 紧贴纸板射向镜面，纸板上能看到反射光线OB（图中未画出），O为入射点，ON为法线，则（　） A．反射光线OB的位置在ON的左侧 B．仅增大图中α的角度， 反射光线OB将远离ON C．仅将平面镜在水平面内绕O旋转，OB位置不变 D．仅将纸板取走，反射光线OB将不存在 14. 在研究光的传播路径时，小明做了下面几个小实验； (1)小明在玻璃缸中加入清水，沿缸壁轻轻注入浓糖水，不搅拌，从侧壁水平照射激光，看到缸内光的路径是弯折的如图甲所示，当搅拌缸中的水后，观察到光是沿直线传播的，说明光沿直线传播的条件是______； (2)我国古代学者对“光沿直线传播”的现象曾做过许多研究，例如战国时期的《墨经》就有小孔成像的解释，如图乙所示： ①小孔成的像是______（填“正立”或“倒立”）的______（选填“实”或“虚”）像； ②若使小孔由圆形改为三角形，则所成的像的形状______（选填“改变”或“不变”）； ③若只将蜡烛远离小孔，则所成像将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 15．小普和小红在探究光的反射定律实验中，用铁架台固定激光笔，使激光射向水平桌面上的平面镜（入射点固定）。如图1所示，小红在点上方喷洒水雾，小普用白色卡纸找到了入射光线与反射光线所在的平面后，用直角三角板进一步确定了卡纸与平面镜的位置关系，实验过程如图所示。 (1)如图2所示，观察发现：反射光线与入射光线构成的平面与平面镜__________；重复上述步骤，可以得到更多这样的平面。如图3所示，这些平面相交于同一条直线，这条直线过__________且垂直于镜面，叫做法线。根据图3中的现象可知：反射光线、入射光线和法线在__________； (2)基于上述结论判断，进行下列哪项操作后（如图所示），在纸板上仍可以看到反射光（    ）（不定项） A．如图，将纸板的右半部分以ON为轴翻折 B．如图，将整张纸板与入射光一起以ON为轴旋转 C．如图，将整张纸板与入射光一起以ON为轴向后倾倒 (3)他们换用“光具盘”继续探究：如图4所示，此时反射角的大小为__________。实验时，他们多次改变入射光的角度，用量角器测出入射角、反射角的大小，记录数据于表中。由表中数据可得出：在反射现象中，__________； 实验次数 1 2 3 入射角（度） 30 45 60 反射角（度） 30 45 60 (4)若激光沿着图4中BO方向射向镜面点，则可以观察到激光沿着OA方向射出，这说明在反射现象中，__________； (5)根据光的反射定律，在图中画出入射光线AO的反射光线OB，标出反射角大小。 迁移创新 16. 一工人在挖井时，由于井底较暗，所以想利用平面镜改变太阳光路，将太阳光反射后竖直向下照射井底，以便井下施工。某时间段太阳光与水平线成40°角照射到井口上方，如图所示： (1)请你通过作图确定平面镜的位置； (2)求反射角大小； (3)随着太阳升高，太阳光与水平线的夹角增大30°，平面镜应旋转多少度？ 17．请阅读《地月空间的精准量尺——激光测距》并回答问题。 地月空间的精准量尺——激光测距 2025年4月，在浩瀚宇宙中的地月空间，一场跨越35万公里的“光影对话”悄然上演，天都一号通导技术试验星，成功完成全球首次白天强光干扰条件下的地月空间激光测距技术试验，标志着我国在深空轨道精密测量领域取得技术新突破。 地月空间是指从地球低轨道延伸至距地球约200万公里的空间范围，是人类探索的一个重要方向，作为人类基于现有科技水平可望而又可即的空间，是我们理解宇宙、试验新技术、驶向星辰大海的“演习场”。 如图所示为激光测距试验示意图，天都一号搭载角反射器在绕月轨道上运动，地面测控站提供轨道预报数据，地面激光站发出激光，激光经距地约的角反射器反射后“原路”返回，激光站接收到反射回波信号，就可以得到此时天都一号到地面的精准距离。由于地月空间距离极大、天都一号卫星在绕月轨道上运动速度极快，对地月空间卫星进行激光测距相当于万米外瞄准一根头发丝，实施精密跟踪与信号捕获难度极大，此次测距验证了我国深空激光测距技术的成熟度。 地月空间激光测距技术试验的成功，为中国开发利用地月空间奠定了坚实的科技基础，也为未来深空探测任务提供了重要手段，将有力支撑国际月球科研站等后续重大工程任务的论证与实施。 请根据上述材料，回答下列问题： (1)天都一号通导技术试验星成功完成全球首次______的地月空间激光测距技术试验； (2)如图所示，两块平面镜成一定夹角构成角反射器，一束光线射向角反射器，经两次反射就能模拟天都一号上的角反射器效果的是______； A． B． C． (3)在激光测距试验中，从激光站发出激光，经天都一号上的角反射器反射，到激光站接收到回波信号所用时间约为多少秒。（光速取，结果保留一位小数） 18．如图1是汽车激光雷达示意图，激光光源发出一束激光，经平面镜反射后射出，光束遇到目标物体，部分激光信号沿原路返回，被接收器收到，雷达根据发出与返回激光的时间可计算出到目标物体的精确距离。由于光在传播途中有能量损失，激光能量越大，返回激光信号就越强，探测距离就越远；此外，物体表面属性、朝向也是影响探测距离的因素，正对且表面光滑的白色物体能返回更强的激光信号。 (1)激光雷达发射的激光遇到障碍物会发生光的________现象；激光从发出到返回之间的时间越长，说明激光雷达距离障碍物越_________（选填“远”或“近”）； (2)若激光雷达扫描目标物体，激光往返时间△t=1μs (1μs =10-6s) 已知光在空气中传播速度 求：激光雷达与目标物体之间距离。 (3)下列会使激光雷达探测距离变大的是________。 A．下雨天气，空气中水珠散射激光 B．激光在目标物体表面发生漫反射 C．黑色目标物体能吸收各种色光 D．提高接收器的灵敏度，能感应更微弱的激光信号 (4)如图2，甲车在平直公路上做匀速运动，速度为v1，乙车在前方同向行驶，甲车的激光雷达不间断扫描乙车，得到两车之间的距离s与时间t的关系图像如图3所示。分析可知：在0~t1内，乙车做________（选填“匀速”、“加速”或“减速”）运动；若用v2表示乙车在t2~t₃内某时刻的速度，则v2_____（选填“＞、“=”或“<”）v1；若在t1~t2内，s随t始终变大，请描述乙车在该时间段内的速度变化情况： ________。 学科网（北京）股份有限公司1 /10 zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $