4.2 光的反射(重难点专练)物理新教材人教版八年级上册
2026-08-18
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摘要:
**基本信息**
以“反射定律→实验探究→反射类型→作图应用”为逻辑主线,系统整合概念理解、实验操作、现象分析及规范作图的专项训练,突出科学探究与模型建构。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|反射定律及应用|5题|“三线共面、两线分居、两角相等”简记法,因果关系与变化规律分析|从反射现象引入定律,通过角度计算、光路可逆性应用深化理解|
|探究反射定律|5题|实验步骤(纸板放置、光线描迹、纸板折转)与证据分析(角度对比、平面验证)|以实验探究为载体,构建“提出问题→设计实验→分析论证→得出结论”的科学探究流程|
|镜面与漫反射|5题|反射类型判断(表面光滑/粗糙)及现象解释(光污染、能见度)|通过生活实例区分两种反射,强化“所有反射均遵循反射定律”的物理观念|
|反射作图题|5题|三类作图标准步骤(已知入射/反射光线作光路、确定平面镜位置)及虚实线、箭头规范|基于反射定律,培养规范作图的模型建构能力,衔接中考高频作图题型|
内容正文:
4.2 光的反射
题型01 光的反射定律及其应用
题型02 探究光的反射定律
题型03 镜面反射与漫反射
题型04 光的反射作图题
▌题型01 光的反射定律及其应用
1. 光的反射现象:光从一种介质射到另一种介质的表面时,会有一部分光返回到原介质中,这种传播现象叫作光的反射。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。
2. 光的反射定律
(1)内容:在反射现象中,反射光线、入射光线和法线在 内;反射光线、入射光线分别位于 两侧;反射角 入射角。
(2)简记光的反射定律:
①三线共面。即反射光线、入射光线和法线在同一平面内;
②两线分居。即反射光线与入射光线分居在法线的两侧;
③两角相等。即反射角等于入射角。
(3)对光的反射定律的理解:
①对应关系:每一条反射光线对应着一条入射光线。
②因果关系:反射现象发生时,先有入射光线,后有反射光线。反射光线是随着入射光线的改变而改变的,所以不能把“反射角等于入射角”说成“入射角等于反射角”。
③变化规律:反射光线随入射光线的改变而改变,入射光线“靠近”或“远离”法线,反射光线也相应地“靠近”或“远离”法线,即反射角随入射角的增大而增大,随入射角的减小而减小。
④特殊情况:光线垂直镜面入射时,入射角为 ,反射光线沿原路返回,反射角也为 ,光的传播方向改变了 ,并不是没有发生反射。
(4)在反射现象中,光路是 的。
1. 如下图所示,甲、乙两束光射至平面镜并被反射,由图可知,甲、乙两束光的反射角分别为( )
A.90°、60° B.90°、30° C.0°、60° D.0°、30°
2. 如图为探究光的反射定律实验。入射光线紧贴纸板射向镜面,纸板上能看到反射光线OB(图中未画出),将纸板沿ON向后折,反射光线在纸板上消失,折回纸板,重新出现。根据本次探究可得到结论是( )
A.反射角等于入射角
B.反射角随入射角增大而增大
C.反射光线与入射光线、法线在同一平面内
D.光反射时,光路是可逆的
3. (多选题)如图所示,入射光线与平面镜成30°夹角,保持入射光线方向不变,将平面镜绕点O旋转10°,则旋转后的( )
A.入射角可能是70°
B.反射角可能是40°
C.反射光线与镜面的夹角一定是40°
D.反射光线与入射光线夹角改变了20°
4. 一束光射到水面上,当入射光线与法线的夹角为40°时,此时反射角为________°,继续往烧杯中加水,则反射角将________(选填:“变大”“变小”或“不变”)
5. 如图是一种液面升降监测装置的原理图,光源发出的一束激光与水平面成角射向平静的液面,反射光线与入射光线的夹角为_________;激光经液面反射后射到液面上方水平标尺上的点,当液面下降时,光点将向_________(左/右)移动。
▌题型02 探究光的反射定律
【进行实验】
(1)如图1所示,把一个平面镜放在水平桌面上, 再把一张白色硬纸板竖直地立在平面镜上(ON垂直于镜面)。
图1 图2 图3
(2)让激光束贴着硬纸板沿某一角度射到O点,经平面镜反射,沿另一个方向射出,在硬纸板上用铅笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。
(3)改变入射光EO跟法线之间的夹角,重做两次实验,均用铅笔描出入射光和对应的反射光的径迹。
(4)把右侧纸板NOF向前或向后折转某一角度(如图2所示),仍使激光束贴着硬纸板射到O点,观察是否还能在右侧的纸板上看到反射光线。
(5)如图3所示,让激光笔发出的光逆着原来的反射光射向镜面时,这时的反射光将沿着什么方向射出?
【收集证据】
(1)记录表一
次数
∠i
∠r
1
30°
30°
2
45°
45°
3
35°
35°
(2)入射光和对应的反射光的径迹
(3)记录表二
纸板的位置
是否看到反射光
纸板 NOF 向前折
看不见
两纸板在同一平面内
看见
纸板 NOF 向后折
看不见
【分析与论证】
①分析反射角和入射角的大小可得出:反射角 入射角。
②分析反射光线、入射光线和法线的位置关系:可看到两半块纸板在一个平面内时有反射光线,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 内。
③多次改变入射光线的路径,分别沿AO、BO、CO的方向射到平面镜,记录对应反射光线的路径分别为OA'、OB'、OC'。会发现:反射光线和入射光线分别位于法线的 侧。
④将光线逆着反射光线的方向射入,观察到新的反射光的传播路径与原来的入射光线重合。表明光路 。
【实验结论】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。在反射现象中,光路可逆。
1. 小明利用如图装置“探究光的反射定律”。下列有关操作和说法正确的是( )
A.实验中白板的作用是利用镜面反射显示光的路径
B.实验时,先将白板与平面镜垂直放置,让入射光紧贴白板入射至平面镜点
C.实验时,先将入射光斜射至平面镜点,尝试用白板寻找入射光和反射光
D.实验时,当白板上呈现入射光和反射光时,白板与平面镜不一定相互垂直
2. 现用如图所示装置“探究光的反射规律”。将一个平面镜放在水平桌面上,再把可沿ON折叠的白色硬纸板ENF竖直地立在平面镜上,测量出此时入射光线与平面镜成夹角,下列说法正确的是( )
A.此时入射角为,反射角也为
B.若将纸板NOF沿ON向后折叠,反射光线会消失
C.光在平面镜和硬纸板上都发生了镜面反射
D.多次改变入射角大小,目的是为了寻找普遍规律
3. 小红在“探究光的反射规律”的实验中,平面镜水平放置,将一束光斜射到平面镜上,尝试用一块纸板去寻找入射光和反射光,并使它们同时呈现在纸板上:
(1)实验时让光贴着纸板入射,为了更好地显示光路,应选择表面较________(选填“光滑”或“粗糙”)的纸板;
(2)在乙中以法线ON为轴线,把纸板F向后折转,在F上_______(选填“能”或“不能”)看到反射光;
(3)在纸板上画出入射光线、反射光线和法线(如图甲),用量角器多次测量发现,反射角_______入射角(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(4)若让另一束光沿FO方向射向平面镜,反射光将沿OE方向射出。该实验现象说明反射中,光路是________。
4. 为了探究光反射时的规律,小张同学进行了如图所示的实验。
(1)实验时,他先将平面镜平放在水平桌面上,再把白色硬纸板放在平面镜上且与镜面保持________,用作光屏的纸板应选择表面________(选填“粗糙”或“光滑”)的。
(2)若将纸板B向后折转一定的角度,则在纸板B上________(选填“能”或“不能”)看到反射光线,此实验现象说明反射光线、入射光线和法线________(选填“在”或“不在”)同一平面。
(3)为了研究反射角与入射角之间的关系,实验时应进行的操作是________。
A.沿ON前后转动纸板A
B.沿ON前后转动纸板B
C.改变光线OF与ON的夹角
D.改变光线EO与ON的夹角
(4)实验中多次测出入射角和反射角的度数,并将数据记录在表中。分析表中数据可得:反射角________入射角。若一束光射到镜面上,与镜面的夹角为70°,则对应的反射角为________。
入射角
30°
40°
60°
反射角
30°
40°
60°
5. 小张同学在进行“探究光的反射规律”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)他应选择________(填“光滑”或“粗糙”)的纸板,因为光在纸板上发生________反射,可以在不同方向都能看到光的径迹;
(2)如图所示,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。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________;
(3)他用一束光逆着的方向射向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:反射现象中,光路是________。若要得出普遍规律,接下来应该进行的具体操作是:用一束光逆着或的方向射向O点,观察________光线。
(4)纸板EF是用两块纸板连接起来的。当把纸板F向后折,则在纸板EOF上________(选填“能”或“不能”)看到反射光线。据此现象表明:在光的反射现象中,反射光线、入射光线和法线________(选填“在”或“不在”)同一平面内。
▌题型03 镜面反射与漫反射
1. 镜面反射
(1)概念: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。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)现象:迎着太阳看平静的水面,特别亮;背着太阳看平静的水面,很暗;黑板“反光”会“晃眼”等。
2. 漫反射
(1)概念: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。
(2)现象:能从各个方向看到本身不发光的物体,是由于光照射到物体上发生了 反射。
3. 生活中的反射现象
(1)漫反射现象:生活中,大部分物体表面发生的反射都是漫反射,因而才使我们能够从不同方向看清物体。例如,教室黑板用的毛玻璃、投影仪屏幕用的是粗布,其表面发生的都是漫反射,从而使各个方向的人都能看清字迹或影像。
(2)镜面反射现象:例如,“水中倒影”、“猴子捞月”、“照镜子”等。
(3)“光污染”:当强烈的太阳光照射到高楼大厦的玻璃幕墙、磨光的大理石墙面时,这些光滑的表面就会发生镜面反射,炫目的反射光会干扰人们的正常生活,造成“光污染”。
1. 自行车尾灯的结构如图所示。夜晚,当有汽车灯光照射到前方自行车尾灯上会发生反射,汽车司机会看到自行车的尾灯很明亮而其它部分很暗。下列说法中正确的是( )
A.自行车尾灯明亮是因为尾灯是光源
B.图中三条光线照射在自行车尾灯上主要发生了镜面反射
C.光线照射到车后轮胎上主要发生了漫反射,其不再遵守光的反射定律
D.自行车其它部分很暗是因为其它部分不反射光
2. 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
3. 夜晚,在没有路灯的道路上,汽车车灯的光照射在穿着带有反光警示条校服的学生身上,司机能够清晰地看到明亮的反光条,如图所示。下列说法正确的是( )
A.校服上的反光警示条是光源,能自行发光
B.反光警示条能将车灯的入射光线沿原方向反射到司机眼中
C.光被反光警示条反射后不再遵循光的反射定律
D.反光警示条具有强反射性是因为光在反光警示条表面发生了漫反射
4. 下图所示的是晚上汽车在干燥的路面和有积水的路面上行驶时,大灯发出的部分光的光路图。下列说法正确的是( )
A.干燥的路面比有积水的路面更容易发生镜面反射
B.有积水的路面比干燥的路面更容易发生漫反射
C.夜晚行驶在路上,当对面无来车时,驾驶员看干燥的路面更亮
D.镜面反射遵循光的反射定律,漫反射不遵循光的反射定律
5.小文同学参观大运河博物馆时,看到一个置于玻璃罩内的展品A(允许拍照)。他想用相机拍摄展品带回家研究,但展馆内灯光较暗:拍摄时____(选填“需要”或“不需要”)开启闪光灯;图中两种拍摄方式里,方式____(选填“①”或“②”)的拍摄效果更清晰。
题型04 光的反射作图题
1. 三类必考题型标准步骤
(1)已知入射光线作反射光线
过入射点作垂直于镜面的虚线法线,标注垂直符号。
根据反射角等于入射角,在法线另一侧画出反射光线,用实线并标注箭头。
若题干给出光线与镜面的夹角,先通过90°-夹角计算出入射角,再对应画出等大的反射角并标注度数。
(2)已知反射光线作入射光线
过反射点作垂直于镜面的虚线法线。
根据反射角等于入射角,在法线另一侧画出入射光线,箭头指向入射点。
标注入射角的对应度数,确认角度计算无误。
(3)已知入射、反射光线确定平面镜位置
画出入射光线与反射光线的角平分线,该线即为法线,用虚线绘制。
过角平分线与光线的交点,作法线的垂线,这条线就是平面镜。
在平面镜背面标注短斜线,确认法线与镜面的垂直关系,标注入射角角度。
2. 必守作图规范
(1)虚实线区分:实际光线(入射、反射光线)用实线,法线、反向延长线、辅助线全部用虚线。
(2)箭头要求:所有实际光线必须标注箭头,箭头方向符合光的传播逻辑,指向观察者的光线箭头朝向人眼。
(3)符号标注:法线与镜面、物像连线与镜面的交点处必须标注垂直符号,涉及角度的题目要明确标注入射角、反射角的具体度数。
1. 如图所示,平面镜与水平方向成45°,请画出竖直激光束AO经平面镜反射后的反射光线,并在图中标出入射角i。
2. 反射光线OB与镜面的夹角为60°,请在图中画出入射光线AO并标出入射角的大小。
3. 如图,深井需要利用平面镜使阳光在O点发生反射,从而将阳光引入井底B点,请你在图中画出平面镜的位置。
4. “鹊桥”是嫦娥四号月球探测器的中继卫星,“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。角反射器由相互垂直的小平面镜组合而成,如图甲所示,请在图乙完成入射光线在角反射器其中的两个小平面镜的反射光路。
5. 如图甲所示,小颖利用一块平面镜使此时的太阳光射入隧道内,请你通过作图画出平面镜,并在图中标出反射角的度数。
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4.2 光的反射
题型01 光的反射定律及其应用
题型02 探究光的反射定律
题型03 镜面反射与漫反射
题型04 光的反射作图题
▌题型01 光的反射定律及其应用
1. 光的反射现象:光从一种介质射到另一种介质的表面时,会有一部分光返回到原介质中,这种传播现象叫作光的反射。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。
2. 光的反射定律
(1)内容: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、入射光线分别位于法线两侧;反射角等于入射角。
(2)简记光的反射定律:
①三线共面。即反射光线、入射光线和法线在同一平面内;
②两线分居。即反射光线与入射光线分居在法线的两侧;
③两角相等。即反射角等于入射角。
(3)对光的反射定律的理解:
①对应关系:每一条反射光线对应着一条入射光线。
②因果关系:反射现象发生时,先有入射光线,后有反射光线。反射光线是随着入射光线的改变而改变的,所以不能把“反射角等于入射角”说成“入射角等于反射角”。
③变化规律:反射光线随入射光线的改变而改变,入射光线“靠近”或“远离”法线,反射光线也相应地“靠近”或“远离”法线,即反射角随入射角的增大而增大,随入射角的减小而减小。
④特殊情况:光线垂直镜面入射时,入射角为0°,反射光线沿原路返回,反射角也为0°,光的传播方向改变了180°,并不是没有发生反射。
(4)在反射现象中,光路是可逆的。
1. 如下图所示,甲、乙两束光射至平面镜并被反射,由图可知,甲、乙两束光的反射角分别为( )
A.90°、60° B.90°、30° C.0°、60° D.0°、30°
【答案】D
【详解】反射角是反射光线与法线的夹角。甲光线垂直入射平面镜,入射光线和法线重合,入射角为,根据光的反射定律,反射角也为。乙光线入射时,入射光线与镜面夹角为,那么入射角,反射角等于入射角,所以反射角为。故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。
2. 如图为探究光的反射定律实验。入射光线紧贴纸板射向镜面,纸板上能看到反射光线OB(图中未画出),将纸板沿ON向后折,反射光线在纸板上消失,折回纸板,重新出现。根据本次探究可得到结论是( )
A.反射角等于入射角 B.反射角随入射角增大而增大
C.反射光线与入射光线、法线在同一平面内 D.光反射时,光路是可逆的
【答案】C
【详解】C.将纸板沿ON向后折,纸板两部分不在同一平面内,反射光线消失;折回纸板,两部分在同一平面内,反射光线重新出现,说明反射光线与入射光线、法线在同一平面内,故C符合题意;
AB.探究反射角与入射角关系需改变入射角并测量反射角,本次探究未涉及,故AB不符合题意;
D.探究光路可逆需让光线逆着OB射入,本次探究未涉及,故D不符合题意。
故选C。
3. (多选题)如图所示,入射光线与平面镜成30°夹角,保持入射光线方向不变,将平面镜绕点O旋转10°,则旋转后的( )
A.入射角可能是70° B.反射角可能是40°
C.反射光线与镜面的夹角一定是40° D.反射光线与入射光线夹角改变了20°
【答案】AD
【详解】A.题目未说明平面镜旋转方向,存在逆时针旋转10°的情况:此时入射光线与平面镜的夹角变为,入射角为,因此入射角可能为70°,故A正确;
B.根据光的反射定律,反射角等于入射角。平面镜旋转10°后,入射角为,只能是50°或70°,因此反射角只能为50°或70°,不可能是40°,故B错误;
C.反射光线与镜面的夹角是反射角的余角,因此反射光线与镜面的夹角为20°(反射角70°时)或40°(反射角50°时),故C错误;
D.原来入射光线与反射光线的夹角为,旋转后夹角为或,夹角的变化量为,因此反射光线与入射光线夹角改变了20°,故D正确。
故选AD。
4. 一束光射到水面上,当入射光线与法线的夹角为40°时,此时反射角为________°,继续往烧杯中加水,则反射角将________(选填:“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 40 不变
【详解】根据光的反射定律:反射角等于入射角,入射角是入射光线与法线的夹角,入射角为40°,因此反射角也为40°; 往烧杯加水后,水面仍然保持水平,法线始终垂直于水面,入射光线方向不变,因此入射角大小不变;根据反射定律,反射角等于入射角,所以反射角大小不变。
5. 如图是一种液面升降监测装置的原理图,光源发出的一束激光与水平面成角射向平静的液面,反射光线与入射光线的夹角为_________;激光经液面反射后射到液面上方水平标尺上的点,当液面下降时,光点将向_________(左/右)移动。
【答案】 110° 右
【详解】激光与液面的夹角为,则入射角
由光的反射定律,反射角等于入射角,故反射光线与入射光线的夹角为
液面下降时,入射光线方向不变,入射角不变,故反射光线与原反射光线平行,入射点向右移,因此光点也向右移动。
▌题型02 探究光的反射定律
【进行实验】
(1)如图1所示,把一个平面镜放在水平桌面上, 再把一张白色硬纸板竖直地立在平面镜上(ON垂直于镜面)。
图1 图2 图3
(2)让激光束贴着硬纸板沿某一角度射到O点,经平面镜反射,沿另一个方向射出,在硬纸板上用铅笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。
(3)改变入射光EO跟法线之间的夹角,重做两次实验,均用铅笔描出入射光和对应的反射光的径迹。
(4)把右侧纸板NOF向前或向后折转某一角度(如图2所示),仍使激光束贴着硬纸板射到O点,观察是否还能在右侧的纸板上看到反射光线。
(5)如图3所示,让激光笔发出的光逆着原来的反射光射向镜面时,这时的反射光将沿着什么方向射出?
【收集证据】
(1)记录表一
次数
∠i
∠r
1
30°
30°
2
45°
45°
3
35°
35°
(2)入射光和对应的反射光的径迹
(3)记录表二
纸板的位置
是否看到反射光
纸板 NOF 向前折
看不见
两纸板在同一平面内
看见
纸板 NOF 向后折
看不见
【分析与论证】
①分析反射角和入射角的大小可得出:反射角等于入射角。
②分析反射光线、入射光线和法线的位置关系:可看到两半块纸板在一个平面内时有反射光线,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。
③多次改变入射光线的路径,分别沿AO、BO、CO的方向射到平面镜,记录对应反射光线的路径分别为OA'、OB'、OC'。会发现:反射光线和入射光线分别位于法线的两侧。
④将光线逆着反射光线的方向射入,观察到新的反射光的传播路径与原来的入射光线重合。表明光路可逆。
【实验结论】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。在反射现象中,光路可逆。
1. 小明利用如图装置“探究光的反射定律”。下列有关操作和说法正确的是( )
A.实验中白板的作用是利用镜面反射显示光的路径
B.实验时,先将白板与平面镜垂直放置,让入射光紧贴白板入射至平面镜点
C.实验时,先将入射光斜射至平面镜点,尝试用白板寻找入射光和反射光
D.实验时,当白板上呈现入射光和反射光时,白板与平面镜不一定相互垂直
【答案】B
【详解】A.白板表面粗糙,作用是利用漫反射显示光的路径,不是镜面反射,故A错误;
B.实验要求法线与平面镜垂直,法线在白板所在平面,因此需要先将白板与平面镜垂直放置,再让入射光紧贴白板入射到O点,才能在白板上呈现光路,故B正确;
C.实验需要先固定好白板(与平面镜垂直),再让入射光射到O点,不是先入射再用白板找光路,故C错误;
D.根据光的反射定律,入射光、反射光和法线在同一平面,法线垂直平面镜,因此只有白板与平面镜垂直时,才能同时在白板上呈现入射光和反射光,故D错误。
故选B。
2. 现用如图所示装置“探究光的反射规律”。将一个平面镜放在水平桌面上,再把可沿ON折叠的白色硬纸板ENF竖直地立在平面镜上,测量出此时入射光线与平面镜成夹角,下列说法正确的是( )
A.此时入射角为,反射角也为
B.若将纸板NOF沿ON向后折叠,反射光线会消失
C.光在平面镜和硬纸板上都发生了镜面反射
D.多次改变入射角大小,目的是为了寻找普遍规律
【答案】D
【详解】A.由图可知,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°,故A错误;
B.将纸板NOF沿ON向后折时在纸板上看不到反射光线,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面,反射光线依然存在,故B错误;
C.平面镜表面光滑,光在平面镜上发生了镜面反射;硬纸板表面比较粗糙,光在硬纸板上发生了漫反射,故C错误;
D.实验中为了得到普遍规律,多次改变入射角大小,得到多组实验数据,故D正确。
故选D。
3. 小红在“探究光的反射规律”的实验中,平面镜水平放置,将一束光斜射到平面镜上,尝试用一块纸板去寻找入射光和反射光,并使它们同时呈现在纸板上:
(1)实验时让光贴着纸板入射,为了更好地显示光路,应选择表面较________(选填“光滑”或“粗糙”)的纸板;
(2)在乙中以法线ON为轴线,把纸板F向后折转,在F上_______(选填“能”或“不能”)看到反射光;
(3)在纸板上画出入射光线、反射光线和法线(如图甲),用量角器多次测量发现,反射角_______入射角(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(4)若让另一束光沿FO方向射向平面镜,反射光将沿OE方向射出。该实验现象说明反射中,光路是________。
【答案】(1)粗糙;(2)不能;(3)等于;(4)可逆的
【详解】(1)实验时,在纸板的前方各个方向都能看到光的传播路径,需要纸板能够发生漫反射,要求纸板凹凸不平,即选用粗糙的纸板。
(2)在图乙中以法线ON为轴线,把纸板F向后折转,直到纸板E和纸板F不在同一平面内,此时反射光线、入射光线和法线在同一平面内,纸板F上不会呈现反射光线;故在图乙中以法线ON为轴线,把纸板F向后折转,在F上不能看到反射光。
(3)如图甲所示,多次测出入射角和反射角的大小,比较发现反射角等于入射角。
(4)当光逆着原来的反射光线入射时,反射光线也逆着原来的入射光线反射出去,即将一束光贴着纸板F沿FO射到O点,光将沿图中的OE方向射出,这说明在反射现象中光路是可逆的。
4. 为了探究光反射时的规律,小张同学进行了如图所示的实验。
(1)实验时,他先将平面镜平放在水平桌面上,再把白色硬纸板放在平面镜上且与镜面保持________,用作光屏的纸板应选择表面________(选填“粗糙”或“光滑”)的。
(2)若将纸板B向后折转一定的角度,则在纸板B上________(选填“能”或“不能”)看到反射光线,此实验现象说明反射光线、入射光线和法线________(选填“在”或“不在”)同一平面。
(3)为了研究反射角与入射角之间的关系,实验时应进行的操作是________。
A.沿ON前后转动纸板A
B.沿ON前后转动纸板B
C.改变光线OF与ON的夹角
D.改变光线EO与ON的夹角
(4)实验中多次测出入射角和反射角的度数,并将数据记录在表中。分析表中数据可得:反射角________入射角。若一束光射到镜面上,与镜面的夹角为70°,则对应的反射角为________。
入射角
30°
40°
60°
反射角
30°
40°
60°
【答案】(1)垂直;粗糙;(2) 不能;在;(3)D;(4) 等于;20°
【详解】(1)实验中硬纸板必须和镜面保持垂直,才能让法线(过入射点垂直镜面的线)落在纸板上,顺利呈现入射、反射光线;粗糙的纸板会发生漫反射,能让不同方向的观察者都清晰看到光的传播路径,所以选粗糙表面。
(2)把纸板B向后折转后,两块纸板不在同一平面,此时纸板B上无法呈现反射光线,这个现象说明反射光线、入射光线和法线是在同一平面内的。
(3)研究反射角和入射角的关系,需要多次改变入射角的大小,对应观察反射角的变化,入射光线是EO,EO与法线ON的夹角就是入射角,因此要改变EO与ON的夹角,故选D。
(4)从表格数据可以直接得出反射角等于入射角;光线与镜面夹角为70°时,入射角是光线与法线的夹角,大小为,根据反射角等于入射角,反射角也为20°。
5. 小张同学在进行“探究光的反射规律”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)他应选择________(填“光滑”或“粗糙”)的纸板,因为光在纸板上发生________反射,可以在不同方向都能看到光的径迹;
(2)如图所示,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。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________;
(3)他用一束光逆着的方向射向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:反射现象中,光路是________。若要得出普遍规律,接下来应该进行的具体操作是:用一束光逆着或的方向射向O点,观察________光线。
(4)纸板EF是用两块纸板连接起来的。当把纸板F向后折,则在纸板EOF上________(选填“能”或“不能”)看到反射光线。据此现象表明:在光的反射现象中,反射光线、入射光线和法线________(选填“在”或“不在”)同一平面内。
【答案】(1) 粗糙;漫;(2) 等于;/30度;(3) 可逆的;反射;(4) 不能;在
【详解】(1)选择粗糙纸板,是因为粗糙表面会让光发生漫反射,反射光会向各个方向传播,这样实验者在不同角度都能清晰看到光的传播径迹,符合实验观察需求。
(2)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,反射光线和入射光线与法线的夹角相等,所以反射角等于入射角;从图中量角器可知,入射光d与法线的夹角为,即入射角是,因此反射角也等于。
(3)逆着原反射光的方向入射,新的反射光会逆着原入射光方向射出,说明反射现象里光路是可逆的;为了得到普遍规律,需要更换多组不同角度的入射光重复实验,观察对应的反射光线是否沿原入射路径射出,验证光路可逆的普适性。
(4)把纸板F向后折后,两块纸板不在同一平面上,此时无法在纸板上看到反射光线,这个现象说明:反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
▌题型03 镜面反射与漫反射
1. 镜面反射
(1)概念: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。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)现象:迎着太阳看平静的水面,特别亮;背着太阳看平静的水面,很暗;黑板“反光”会“晃眼”等。
2. 漫反射
(1)概念: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。
(2)现象:能从各个方向看到本身不发光的物体,是由于光照射到物体上发生了漫反射。
3. 生活中的反射现象
(1)漫反射现象:生活中,大部分物体表面发生的反射都是漫反射,因而才使我们能够从不同方向看清物体。例如,教室黑板用的毛玻璃、投影仪屏幕用的是粗布,其表面发生的都是漫反射,从而使各个方向的人都能看清字迹或影像。
(2)镜面反射现象:例如,“水中倒影”、“猴子捞月”、“照镜子”等。
(3)“光污染”:当强烈的太阳光照射到高楼大厦的玻璃幕墙、磨光的大理石墙面时,这些光滑的表面就会发生镜面反射,炫目的反射光会干扰人们的正常生活,造成“光污染”。
1. 自行车尾灯的结构如图所示。夜晚,当有汽车灯光照射到前方自行车尾灯上会发生反射,汽车司机会看到自行车的尾灯很明亮而其它部分很暗。下列说法中正确的是( )
A.自行车尾灯明亮是因为尾灯是光源
B.图中三条光线照射在自行车尾灯上主要发生了镜面反射
C.光线照射到车后轮胎上主要发生了漫反射,其不再遵守光的反射定律
D.自行车其它部分很暗是因为其它部分不反射光
【答案】B
【详解】A.自身能发光的物体才是光源,自行车尾灯自身不能发光,只能反射其他光源的光,故A错误;
B.自行车尾灯由多组互成直角的小平面镜组成,光线照射后主要发生镜面反射,可将光线沿入射方向原路反射回司机眼中,因此尾灯看起来十分明亮,故B正确;
C.无论是镜面反射还是漫反射,都遵守光的反射定律,故C错误;
D.自行车其他部分很暗,是因为其他部分表面粗糙,发生漫反射,反射光线发散,进入司机眼睛的光很少,故D错误。
故选B。
2. 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。
3. 夜晚,在没有路灯的道路上,汽车车灯的光照射在穿着带有反光警示条校服的学生身上,司机能够清晰地看到明亮的反光条,如图所示。下列说法正确的是( )
A.校服上的反光警示条是光源,能自行发光
B.反光警示条能将车灯的入射光线沿原方向反射到司机眼中
C.光被反光警示条反射后不再遵循光的反射定律
D.反光警示条具有强反射性是因为光在反光警示条表面发生了漫反射
【答案】B
【详解】A.校服上的反光警示条自身不能发光,不是光源,故A错误;
B.汽车车灯的光照射在穿着带有反光警示条校服的学生身上,司机能够清晰地看到明亮的反光条,说明反光警示条能将车灯的入射光线沿原方向反射到司机眼中,故B正确;
C.只要是光的反射,都遵循光的反射定律,故C错误;
D.反光警示条具有强反射性是因为光在反光警示条表面发生了镜面反射,反射光线较为集中,故D错误。
故选B。
4. 下图所示的是晚上汽车在干燥的路面和有积水的路面上行驶时,大灯发出的部分光的光路图。下列说法正确的是( )
A.干燥的路面比有积水的路面更容易发生镜面反射
B.有积水的路面比干燥的路面更容易发生漫反射
C.夜晚行驶在路上,当对面无来车时,驾驶员看干燥的路面更亮
D.镜面反射遵循光的反射定律,漫反射不遵循光的反射定律
【答案】C
【详解】AB.光射到干燥的路面容易发生漫反射,光射到有积水的路面容易发生镜面反射,故A、B错误。
C.夜晚行驶在路上,当对面无来车时,汽车射出的灯光照到有积水的路面时,由于发生镜面反射,反射光射向远方,不会进入驾驶员的眼睛,此时驾驶员看到的路面较暗;相反,灯光照到干燥的路面时,由于发生漫反射,部分反射光线进入驾驶员眼睛,此时驾驶员看到的路面较亮,故C正确。
D.不论是镜面反射还是漫反射,它们都要遵循光的反射定律,故D错误。
故选C。
5.小文同学参观大运河博物馆时,看到一个置于玻璃罩内的展品A(允许拍照)。他想用相机拍摄展品带回家研究,但展馆内灯光较暗:拍摄时____(选填“需要”或“不需要”)开启闪光灯;图中两种拍摄方式里,方式____(选填“①”或“②”)的拍摄效果更清晰。
【答案】 需要 ②
【详解】展馆中的灯光比较暗,展品反射的光线很少,要想拍摄出清晰的展品图片,需要用闪光灯;玻璃罩表面很平,当从①位置用闪光灯拍摄时,光线因发生镜面反射而沿竖直方向反射回去,照相机由于逆光无法得到清晰的图片,所以应从②处斜向下拍。
题型04 光的反射作图题
1. 三类必考题型标准步骤
(1)已知入射光线作反射光线
过入射点作垂直于镜面的虚线法线,标注垂直符号。
根据反射角等于入射角,在法线另一侧画出反射光线,用实线并标注箭头。
若题干给出光线与镜面的夹角,先通过90°-夹角计算出入射角,再对应画出等大的反射角并标注度数。
(2)已知反射光线作入射光线
过反射点作垂直于镜面的虚线法线。
根据反射角等于入射角,在法线另一侧画出入射光线,箭头指向入射点。
标注入射角的对应度数,确认角度计算无误。
(3)已知入射、反射光线确定平面镜位置
画出入射光线与反射光线的角平分线,该线即为法线,用虚线绘制。
过角平分线与光线的交点,作法线的垂线,这条线就是平面镜。
在平面镜背面标注短斜线,确认法线与镜面的垂直关系,标注入射角角度。
2. 必守作图规范
(1)虚实线区分:实际光线(入射、反射光线)用实线,法线、反向延长线、辅助线全部用虚线。
(2)箭头要求:所有实际光线必须标注箭头,箭头方向符合光的传播逻辑,指向观察者的光线箭头朝向人眼。
(3)符号标注:法线与镜面、物像连线与镜面的交点处必须标注垂直符号,涉及角度的题目要明确标注入射角、反射角的具体度数。
1. 如图所示,平面镜与水平方向成45°,请画出竖直激光束AO经平面镜反射后的反射光线,并在图中标出入射角i。
【答案】见右图。
【详解】过入射点O垂直于镜面作出法线,平面镜与水平线夹角45°,所以入射光线与平面镜的夹角为45°,所以反射角等于入射角均为
则反射光线水平向右射出,据此在法线另一侧画出反射光线,标出入射角i,据此作图。
2. 反射光线OB与镜面的夹角为60°,请在图中画出入射光线AO并标出入射角的大小。
【答案】见右图。
【详解】反射光线与镜面的夹角是60°,所以反射角为30°,根据反射角等于入射角,做出入射光线,入射角也为30°。
3. 如图,深井需要利用平面镜使阳光在O点发生反射,从而将阳光引入井底B点,请你在图中画出平面镜的位置。
【答案】见右图。
【详解】连接O点和B点,得到反射光线OB;
入射光线AO与水平虚线夹角为30°,反射光线OB竖直向下,因此入射光线和反射光线的夹角为
作这个角的角平分线,即为法线;
过O点作垂直于法线的直线,该直线位置就是平面镜的位置,在平面镜的非反射面画上斜短线标记即可。
4. “鹊桥”是嫦娥四号月球探测器的中继卫星,“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。角反射器由相互垂直的小平面镜组合而成,如图甲所示,请在图乙完成入射光线在角反射器其中的两个小平面镜的反射光路。
【答案】见下图。
【详解】如图乙所示,第一次反射时,入射光线与镜面夹角为40°,入射角为
根据反射角等于入射角,反射角为50°。两平面镜相互垂直,第二次反射时,此时反射角等于入射角为40°,两次反射如图所示:
5. 如图甲所示,小颖利用一块平面镜使此时的太阳光射入隧道内,请你通过作图画出平面镜,并在图中标出反射角的度数。
【答案】见下图。
【详解】由图可知,入射光线与反射光线的夹角为120°,根据光的反射定律可知,反射角等于入射角,即法线是入射光线与反射光线的夹角的角平分线,作出这个角的角平分线;法线与平面镜垂直,过入射点作法线的垂线,该垂线即为平面镜,如图所示:
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4.2光的反射
题型01光的反射定律及其应用
题型精练
1.
【答案】D
2.【答案】C
3.【答案】AD
4.【答案】
40
不变
5.【答案】
110°
右
题型02探究光的反射定律
题型精练
1.
【答案】B
2.【答案】D
3.【答案】(1)粗糙;(2)不能:(3)等于;(4)可逆的
4.【答案】(1)垂直:粗糙;(2)不能;在;(3)D:(4)等于;20
5.【答案】(1)粗糙:漫:(2)等于;30B0度;(3)可逆的:反射;(4)不能;在
题型03镜面反射与漫反射
题型精练
1.【答案】B
2.【答案】C
3.【答案】B
4.【答案】C
5.【答案】需要
②
题型04光的反射作图题
题型精练
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y
1.
45
B
A
309
2.
60°女
0
A
30°
77777777
777777777
3
x
业
40o
5
隧道
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