2.4 光的反射(高效培优·讲义)物理新教材苏科版八年级上册
2026-08-21
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理苏科版八年级上册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 四、光的反射 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 光的反射 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 16.26 MB |
| 发布时间 | 2026-08-21 |
| 更新时间 | 2026-08-21 |
| 作者 | 付老师物理资料大全 |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2026-08-21 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59295786.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本讲义聚焦初中物理“光的反射”核心知识点,系统梳理光的反射定律(三线共面、两线分居、两角相等、光路可逆)、平面镜成像原理(虚像形成与观像过程)、光的反射现象(镜面反射与漫反射)及凸面镜和凹面镜应用,构建从概念认知到实验探究再到实际应用的完整学习支架。
资料以科学探究为核心,通过可折转光屏实验验证反射定律、对比分析三类面镜光学差异等设计,培养学生科学思维与物理观念。课中辅助教师开展分组实验与光路推演,课后通过分层练习(真题闯关、三阶练习)帮助学生巩固知识,查漏补缺,提升解决实际问题的能力。
内容正文:
2.4 光的反射
目录
01 本节导航·目标清单
02 教材精研·内容全解
考点01 光的反射定律
考点02 平面镜成像原理与人眼观像过程
考点03 光的反射现象与基本概念
考点04 凸面镜和凹面镜的应用
03 避坑指南·解题通法
角度01 探究光的反射定律
角度02 入射角、反射角的相关计算
角度03 反射光随入射光的变化
角度04 利用光的反射判断水面上升或下降
角度05 不透明物体的颜色作光的反射光路图
角度06 平面镜成像原理作图
角度07 镜面反射与漫反射的异同
角度08 凸面镜和凹面镜的应用
04 真题闯关·溯源演练
05 课后三阶·精准练习
目标导航
方法指导
1. 认识光的反射现象,掌握相关基本概念。
2. 通过实验探究光的反射定律,能规范完成光路作图。
3. 能用反射定律解释平面镜成像原理,说清人眼观像的过程。
4. 知道凹面镜、凸面镜对光线的作用与典型应用。
1. 通过分组实验,测量数据、归纳反射定律。
2. 结合光路推演,用反射定律解释成像本质。
3. 通过对比分析,厘清三类面镜的光学差异。
知识导图
考点01 光的反射定律
定律内容
核心表述
实验验证
三线共面
反射光线、入射光线和法线在同一平面内
将可折转光屏的半面向后折转,光屏上看不到反射光线,说明三线共面
两线分居
反射光线和入射光线分别位于法线两侧
观察光屏上的光线位置,反射光线与入射光线始终在法线两边
两角相等
反射角等于入射角
多次改变入射角大小,测量对应反射角,数据显示反射角始终等于入射角
光路可逆
在光的反射现象中,光路是可逆的
两人通过平面镜互看,甲能看到乙的眼睛,乙也一定能看到甲的眼睛
【深化点拨】
1.实验核心器材的作用
(1)可折转的硬纸板:①呈现光路,将看不见的光线转换为可见的光路(转换法);②验证反射光线、入射光线、法线是否共面。
(2)量角器:测量入射角和反射角的大小,验证两角相等。
(3)多次改变入射角实验:避免实验偶然性,得出普遍规律。
2.实验操作关键规范
(1)硬纸板必须与平面镜垂直放置,否则无法在纸板上看到反射光线。
(2)入射光线要紧贴纸板射入,保证光路呈现在纸板上。
(3)记录数据时要区分入射角和反射角,不能写反。
3.定律理解的易错提醒
(1)因果关系:先有入射,后有反射,因此必须表述为 “反射角等于入射角”,不能说 “入射角等于反射角”。
(2)特殊角度:当入射光线垂直射向镜面时,入射角为 0°,反射角也为 0°,反射光线沿原路返回,此时三线重合。
(3)入射角增大,反射角也随之增大,二者始终相等。
1.如图所示,是探究光反射规律的装置,其中纸板右侧能绕轴ON向前或向后折,下列有关说法正确的是( )
A.纸板与平面镜可以任意放置
B.当光沿着NO入射时,无反射光
C.纸板右侧部分向前或向后折,是为了探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内
D.当入射光线远离ON时,反射光线会靠近ON
【答案】C
【解析】A.纸板必须与平面镜垂直放置,否则反射光线无法呈现在纸板上,故A错误;
B.光沿 入射时,入射角为 ,反射光线沿原路返回,并非无反射光,故B错误;
C.将纸板右侧向前或向后折,是为了验证反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内,故C正确;
D.入射光线远离 时入射角增大,根据反射定律反射角也增大,反射光线应远离 ,故D错误。
故选C。
2.利用如图所示实验装置探究光的反射定律。将平面镜___________放置,将一束光斜射到平面镜上,尝试用一白板去寻找入射光和反射光,使入射光和反射光同时呈现在___________。测得此时白板和镜面成90°角,说明白板与镜面的位置关系是相互___________,在白板上画出法线,由此可知反射光线、入射光线、法线在___________。
【答案】 水平 白板上 垂直 同一平面内
【解析】为了保证光线反射后能准确呈现在竖立的白板上,实验时必须将平面镜水平放置在桌面上。
实验利用白板表面的漫反射来显示完整光路,因此需要调整位置使入射光和反射光同时呈现在白板上。
测得白板和平面镜成90°角,这在空间位置关系上直接说明两者相互垂直,这样白板所在平面即代表过入射点垂直于镜面的平面。
在白板上画出法线后能同时看到两条光线,表明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
3.在“探究光反射的规律”时,小李进行了如图甲所示的实验。
(1)如图甲所示,平面镜放在水平桌面上,将白色硬纸板______放置在平面镜上。
(2)如图乙,将右边纸板绕ON向后折,在NOF面上看不到反射光线,此时,反射光______(填“存在”或“不存在”)。
(3)为了进一步确定此时反射光线的位置,小李将纸板沿PQ剪开,将纸板的上半部分向后折,如图丙所示,发现在纸板右侧的______(上部/下部)会看到反射光线,由此说明______。
(4)若将纸板整体向后倾斜(如图丁),此时,反射光线______(选填字母序号)。
A.被纸板挡住 B.仍在纸板上呈现 C.在纸板前方
(5)实验探究过程中对于法线的理解,下列说法正确的是( )
A.法线是真实存在的一条光线
B.法线可以帮助我们判断并测出入射角和反射角
C.法线有助于确定反射光线、入射光线在同一个平面
【答案】(1)竖直/垂直
(2)存在
(3)下部 光的反射规律中,反射光线、入射光线和法线三者在同一平面内
(4)C
(5)B
【解析】(1)实验中白色硬纸板需要竖直(垂直)放置在平面镜上,才能让法线、入射光线同时呈现在纸板平面内,顺利显示光路。
(2)将右侧纸板向后折时,只是纸板所在平面离开了反射光线的传播平面,人眼无法在纸板上承接看到光路,但反射光线是实际存在的,反射光并没有消失。
(3)沿PQ剪开纸板后向后折上半部分,纸板右侧下部仍和入射光线、法线所在平面重合,因此下部能看到反射光线;该现象直接验证了光的反射规律中,反射光线、入射光线和法线三者在同一平面内的结论。
(4)纸板整体向后倾斜时,法线始终垂直于平面镜,反射光线和入射光线、法线共面,这个平面是垂直于平面镜的,因此反射光线会在倾斜的纸板前方,不会被纸板承接显示,故选C。
(5)法线是经过入射点垂直于反射面的直线,它是一条辅助线,通常用虚线表示,不是真实存在的,有助于我们判断并测出入射角和反射角;反射光线与入射光线是两条相交射线,没有法线的话,反射光线与入射光线无论是什么角度,都一定在同一平面内;法线始终垂直于镜面,法线的作用是利用三线共面来确定反射光线所在的平面,故AC错误,B正确。
故选B。
考点02 平面镜成像原理与人眼观像过程
知识点
核心内容
光路逻辑
成像本质
平面镜成像的原理是光的反射,每一条光线都遵循光的反射定律
物体发出的光射到平面镜上发生反射,反射光线进入人眼
虚像的形成
虚像是反射光线的反向延长线会聚而成,不是实际光线的会聚点
人眼默认光沿直线传播,逆着反射光线反向延长,在镜后形成虚像
人眼看到像的完整过程
物体发光→光线射向平面镜→发生反射(遵循反射定律)→反射光线进入人眼→大脑逆着光线反向延长→感知到镜后的虚像
虚像不是真实发光体,进入人眼的光线来自真实物体
成像特点
等大、等距、垂直、正立虚像,物像关于镜面对称
由反射定律推导可得,每一对物点与像点都关于镜面对称
【深化点拨】
1.人眼看到虚像的分步拆解
(1)第一步:物体上的每个点都向四面八方发光,其中一部分光线射向平面镜。
(2)第二步:每条入射光线到达镜面后,都严格遵循光的反射定律发生反射,反射光线向四周射出。
(3)第三步:部分反射光线射入人眼,刺激视网膜产生视觉信号。
(4)第四步:大脑基于 “光沿直线传播” 的视觉经验,自动沿着反射光线反向延长,找到光线的 “源头”。
(5)第五步:所有反射光线的反向延长线会聚到镜后的对应点,就是虚像点;无数像点组合成完整的虚像。
2.核心本质辨析
(1)虚像不能发光,也没有真实光线会聚在镜后,只是大脑形成的视觉效果。
(2)因为反射光线的发散程度,和从镜后对应位置真实物体发出的光线完全一致,所以大脑无法区分,会认为镜后有真实物体。
(3)高频易错:绝对不能说 “虚像发出的光进入眼睛”,进入眼睛的始终是物体发出的反射光。
3.作图核心技巧
画平面镜成像光路时,利用 “反射光线的反向延长线必过像点” 的规律,先通过对称法找到像点,再连接像点与人眼确定入射点,比逐点画法线更快捷准确,本质上依然遵循光的反射定律。
1.如图所示,从平面镜中看到了蜡烛的像,下列有关平面镜成像描述正确的是( )
A.进入人眼的光是由蜡烛的像发出的
B.如果将平面镜竖直上移,则像随之上移
C.如果将蜡烛向左移,则像也向左移
D.如果将平面镜截掉上半部分,仍然能看到蜡烛完整的像
【答案】D
【解析】A.进入人眼的光是由蜡烛发出的光经过平面镜反射进入人眼,虚像是由反射光线的反向延长线会聚而成的,虚像不会发出光线,故A错误;
B.平面镜成的像,像与物关于镜面对称,如果将平面镜竖直上移,而物体不动,则像不会移动,故B错误;
C.根据平面镜成的像规律,物距与像距相等,将蜡烛向左移,物距增大,像距也要增大,则像向右移,故C错误;
D.物体通过平面镜所成的像和物体大小相等,不论平面镜的大小如何,所成的像始终是完整的,故D正确。
故选D。
2.如图所示,小丽从距离平面镜3m处的位置远离平面镜,她在平面镜中的像将________(选填“变大”“变小”或“不变”);若在镜后1m处放置一块与镜面等大的木板,她________(选填“仍能”或“不能”)在镜中看到自己的像。
【答案】 不变 仍能
【解析】[1]平面镜所成的像与物大小相等,小丽从距离平面镜3m处的位置远离平面镜,小丽的大小不变,所以小丽在平面镜中的像将不变。
[2]平面镜所成的像为虚像,是由反射光线的反向延长线会聚形成的,所以若将一块和镜面一般大的木板放在平面镜后面1m处,此时小丽仍能在平面镜中看到自己的像。
3.请通过作图在下面光路图中找到光源所在的位置,并补全光路图
【答案】
【解析】根据反射光线的反向延长线过像点,两条反射光线反向延长之后交点即为像点S′,再做S′关于平面镜的对称点即为光源S,补全光路,据此作图。
考点03 光的反射现象与基本概念
知识点
核心内容
说明
反射定义
光射到物体表面时,有一部分光会被物体表面反射回来,这种现象叫做光的反射
我们能看到本身不发光的物体,都是因为物体反射的光进入了眼睛
基本概念
入射点:光线射到镜面上的点
法线:过入射点、垂直于镜面的直线(辅助线)
入射角:入射光线与法线的夹角
反射角:反射光线与法线的夹角
法线是研究反射的基准线,所有角度都以法线为标准测量
两类反射
镜面反射:平行光射到光滑表面,反射光仍然平行
漫反射:平行光射到粗糙表面,反射光射向四面八方
二者都遵循光的反射定律;漫反射使我们能从各个方向看到物体
【深化点拨】
1.法线的核心作用
法线是为了研究反射规律人为引入的辅助线,实际并不存在,是模型法的体现。它始终垂直于反射面,是入射角和反射角的公共边,也是判断角度是否正确的基准。所有角度都是光线与法线的夹角,不是与镜面的夹角。
2.镜面反射与漫反射的辨析
(1)镜面反射的条件:反射面光滑平整,比如平面镜、平静的水面、抛光的金属面。
(2)漫反射的条件:反射面粗糙不平,比如白纸、墙面、银幕。
(3)易错提醒:漫反射不是 “乱反射”,每一条光线都严格遵循光的反射定律,只是因为表面凹凸不平,入射光线的法线方向不同,导致反射光线射向各个方向。
3.生活中的两类反射现象
(1)镜面反射现象:黑板反光 “晃眼睛”、雨后迎着月光走亮处是水、平面镜成像。
(2)漫反射现象:能从各个方向看到黑板上的字、电影院的银幕用粗糙的白布、我们能看到身边的桌椅书本。
1.下列关于镜面反射和漫反射的说法中,正确的是( )
A.镜面反射是光的反射现象,漫反射不是光的反射现象
B.镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律
C.只有镜面反射才能改变光的传播方向
D.漫反射中,每一条光线不一定遵循光的反射定律
【答案】B
【解析】镜面反射和漫反射都是光的反射现象,都遵循光的反射定律,无论是镜面反射还是漫反射,都能改变光的传播方向,故选B。
2.用久了的黑板会“反光”,这是光的__________现象。从不同方向,我们都能看到银幕上的图像,这是光的__________现象(以上两空均选填“漫反射”或“镜面反射”)。这两种现象都遵守光的__________规律。
【答案】
镜面反射
漫反射
反射
【解析】用久了的黑板表面变得光滑,平行光入射后会沿特定方向反射,这种反射属于镜面反射现象。
银幕表面粗糙,平行光入射后反射光线向各个方向散射,能让不同方向的观察者看到图像,这种反射属于漫反射现象。
镜面反射和漫反射都属于光的反射类型,二者均遵守光的反射规律。
考点04 凹面镜与凸面镜
对比项目
凹面镜
凸面镜
定义
反射面为球面内凹面的面镜
反射面为球面外凸面的面镜
光学本质
遵循光的反射定律,因反射面弯曲,反射光线方向改变
遵循光的反射定律,因反射面外凸,反射光线向外散开
对光线作用
对光线有会聚作用
对光线有发散作用
核心光路
平行光入射,反射光线会聚到焦点;焦点发出的光,反射后平行射出
平行光入射,反射光线发散射出,反向延长线交于虚焦点
成像特点
物距不同,可成实像也可成虚像,可放大也可缩小
始终成正立、缩小的虚像
典型应用
太阳灶、手电筒 / 汽车大灯反光罩、耳鼻喉科医用反光镜、天文望远镜反射面
汽车后视镜、道路转弯广角镜、超市防盗镜
【深化点拨】
1.作用本质解读
(1)凹面镜和凸面镜的每一条光线都遵循光的反射定律,作用不同是因为反射面的法线方向不同:凹面的法线向中心收拢,所以反射光线会聚;凸面的法线向外散开,所以反射光线发散。
(2)注意:“会聚作用” 不是指光线一定会聚成一点,而是指比入射光线更靠近主光轴;“发散作用” 是指比入射光线更远离主光轴。
2.典型应用原理解读
(1)太阳灶:凹面镜会聚太阳光,将光能集中在焦点,温度升高实现加热。
(2)手电筒反光罩:灯泡放在凹面镜焦点处,反射后变成平行光,光束集中、照射更远。
(3)汽车后视镜:凸面镜成缩小虚像,大幅扩大视野,减少盲区,提升行车安全。
1.汽车的后视镜是凸面镜,它的作用是( )
A.会聚光线,使视野更明亮
B.发散光线,扩大视野
C.成等大的虚像
D.成缩小的实像
【答案】B
【解析】凸面镜对光有发散作用,能扩大视野,便于司机观察到车后更大范围的情况。故选B。
2.如图所示是我国研制的用于探索宇宙的“天眼”,它是利用_______(填凹或凸)面镜对光有________(选填“会聚”或“发散”)作用的原理收集宇宙天体发出的光和电波的。这种面镜在反射光时________(选填“遵循”或“不遵循”)光的反射定律。
【答案】 凹 会聚 遵循
【解析】[1][2]我国“天眼”的反射面是凹面镜,凹面镜对光以及电波具有会聚作用,可以将宇宙天体发出的微弱光和电波会聚后接收。
[3]所有的光的反射现象都遵循光的反射定律,凹面镜的反射也属于光的反射,遵循光的反射定律。
【三类面镜比较】
比较维度
平面镜
凹面镜
凸面镜
核心定义
反射面为平整光滑平面的面镜
反射面为球面内凹表面的球面镜
反射面为球面外凸表面的球面镜
对光线的作用
仅改变光的传播方向,既不会聚也不发散,平行光入射仍平行射出
对光线有会聚作用,平行光入射后会向中间会聚
对光线有发散作用,平行光入射后会向外发散
典型应用场景
成像、改变光路
聚光聚能、产生平行光
扩大观测视野
生活 / 生产实例
穿衣镜、潜望镜、平静水面的倒影
太阳灶、手电筒 / 汽车大灯反光碗、耳鼻喉科医用反光镜
汽车侧后视镜、山路弯道广角镜、超市防盗观察镜
光的反射相关题型的综合应用及解题步骤
1. 反射定律实验探究题:器材 - 规律 - 异常三步法
(1)核心规则:光的反射定律实验围绕 “三线共面、两线分居、两角相等、光路可逆” 四大规律展开,所有器材选择与操作设计均服务于验证反射定律,实验需通过多次测量得出普遍规律。
(2)解题方法:
器材选择:选用粗糙的硬纸板,利用漫反射显示光路,便于从不同方向观察;白色纸板便于清晰地呈现光的传播路径。
规律验证:反向入射光线仍沿原路径射出→光的反射现象中光路是可逆的;纸板向后折看不到反射光→反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
实验设计:多次改变入射角重复实验,目的是寻找普遍规律,避免实验偶然性;区分不同光路可采用不同颜色的笔标注光路路径。
异常分析:纸板倾斜后看不到反射光,是因为法线始终垂直于镜面,纸板与法线不在同一平面,此时反射光线的方向会发生改变,但反射角等于入射角的规律不变。
(3)答题示范
错误示范:纸板向后折看不到反射光,说明入射光线和法线不在同一平面。(错在结论表述错误,核心是反射光线、入射光线与法线三线共面)
正确示范:将纸板 NOF 向后折,F 板上不能看到反射光,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(4)补充提示:法线始终垂直于平面镜,是反射光路的基准线;所有角度均以法线为基准,而非以镜面为基准。
2. 反射角度计算题:定法线 - 算角度两步法
(1)核心规则:入射角是入射光线与法线的夹角,反射角等于入射角;反射光线与入射光线的夹角等于入射角与反射角之和。
(2)解题方法:
定基准:先确定法线位置,法线始终与镜面垂直,区分 “光线与镜面的夹角” 和 “光线与法线的夹角”。
算角度:用 90° 减去光线与镜面的夹角,得到入射角;根据反射角等于入射角得到反射角;二者相加即为入射光线与反射光线的总夹角。
(3)答题示范
错误示范:光线与平面镜成30° 角入射,入射角为 30°,总夹角为 60°。(错在误将光线与镜面的夹角当成入射角)
正确示范:入射光线与镜面成 30°,则入射角为 90°-30°=60°,反射角也为 60°,反射光线和入射光线的夹角为 120°。
(4)补充提示:入射角、反射角永远是光线与法线的夹角,这是本类题的核心易错点;若镜面转动,法线同步转动相同角度,反射光线转动角度为镜面转动角度的 2 倍。
3. 反射光路作图题:法线 - 等角作图法
(1)核心规则:依据光的反射定律作图,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,作图需标注完整的光路要素。
(2)解题方法:
画法线:过入射点作垂直于镜面的虚线,标注垂直符号,即为法线。
定角度:根据入射光线与法线的夹角,确定入射角大小;在法线另一侧画出与入射角相等的反射角,确定反射光线方向。
标要素:用实线画出反射光线,标注箭头表示光的传播方向,标注反射角的度数。
(3)答题示范
错误示范:直接画反射光线,不画法线,不标注箭头。(错在缺少作图依据,光路方向不明确)
正确示范:过 O 点作垂直镜面的法线,入射光线与镜面成 45°,则入射角为 45°;在法线另一侧作反射角等于 45°,画出反射光线并标注箭头与角度。
(4)补充提示:作图规范:法线用虚线、光线用实线带箭头、必须标注垂直符号;所有角度标注都以法线为参照,不可标注与镜面的夹角作为反射角。
角度01 探究光的反射定律
1.小红同学想研究光反射时遵循的规律,于是她把一个平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板竖直地立在平面镜上,纸板上的直线垂直于镜面。
(1)如图甲,实验时小红同学让光线贴着纸板射向点,她应选用________(选填“光面”或“粗糙”)的硬纸板。
(2)若将一束光贴着纸板沿方向射到点,光将沿图中的方向射出,因为在反射现象中________。
(3)本实验要改变入射角进行多次实验,目的是________________________________;因此需要在纸板上记录每次的光路,为了区分不同的光路,可采用的方法是________。
(4)如图乙所示,将纸板向后折,则在板上不能看到反射光,由此可以得出结论:__________和法线在同一平面内。实验中若将纸板整体向后倾斜,如图丙,此时让光仍然贴着纸板沿方向射向镜面上的点,与甲图对比,______发生了改变。
A、法线的位置 B、反射光的方向 C、反射角和入射角的关系
【答案】(1)粗糙
(2)光路是可逆的
(3)避免实验结论的偶然性,寻找普遍规律 用不同颜色的笔在纸板上描出每次的入射光线和反射光线
(4)反射光线、入射光线 B
【解析】(1)实验时,硬纸板的表面应尽量粗糙,让光线发生漫反射,从不同的角度都能够观察到光线。
(2)光沿原反射光线的反方向入射,会沿原入射光线的反方向射出,这说明反射现象中光路是可逆的。
(3)改变入射角进行多次实验,是为了探究反射角与入射角的大小关系,避免实验结论的偶然性,寻找普遍规律;为了区分不同光路可采用的方法有用不同颜色的笔在纸板上描出每次的入射光线和反射光线或给光路做标记。
(4)将纸板向后折,板上看不到反射光,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内;光的反射现象中,反射角等于入射角,因此反射角和入射角的关系不变,若将纸板整体向后倾斜,光贴着纸板沿方向射向镜面上的点,此时法线仍垂直于镜面,但纸板不在法线和入射光线所在平面内,反射光的方向会发生改变,故选B。
2.如图所示,是陈涛同学探究光的反射规律的实验。他进行了下面的操作:
(1)如图甲,让一束光贴着纸板沿某一个角度射到O点,经平面镜的反射,沿另一个方向射出,用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。改变光束的入射角度,多做几次,取下纸板,用量角器测量ON两侧的∠i和∠r,得到的结论是__________________;
(2)为了探究反射角与入射角的关系,多次改变入射角大小并测量对应的反射角,比较两者大小关系,多次实验的目的是____________;
(3)如图乙,纸板ENF是用两块纸板连接起来的,把半面纸板NOF向前或向后折,这时在NOF上______(填“看得到”或“看不到”)反射光线,此时反射光线是______(选填“存在”或“不存在”),说明反射光线、入射光线和法线______(选填“在”或“不在”)同一平面内。
(4)使入射光线逐渐靠近法线ON,可观察到反射光线______(填“靠近”或“远离”)法线;
(5)如果让光线逆着OF的方向射向镜面,会发现反射光线沿着OE方向射出,这表明:在光的反射现象中,光路是______的。
【答案】(1)在光的反射现象中,反射角等于入射角
(2)避免实验结论的偶然性,得到普遍规律
(3)看不到 存在 在
(4)靠近
(5)可逆
【解析】(1)多次改变入射角度测量入射角和反射角后,可归纳得出光反射时反射角与入射角的大小相等的规律。
(2)本实验探究的是反射角和入射角的普遍关系,仅一次实验的结论具有偶然性,多次实验是为了排除偶然因素,得到适用于所有情况的普遍规律。
(3)把纸板NOF向后或向前折转后,两块纸板不在同一平面上,此时无法在NOF纸板上承接反射光线,但反射光线的实际传播路径并没有改变,仍然真实存在,该现象说明反射光线、入射光线和法线始终在同一平面内。
(4)根据反射角等于入射角的规律,入射光线靠近法线时入射角减小,对应的反射角也同步减小,因此反射光线也会靠近法线。
(5)让光线逆着原来的反射路径入射,新的反射光会沿着原来的入射路径射出,该现象直接说明光的反射中光路是可逆的。
角度02 入射角、反射角的相关计算
3.一束光与平面镜成30°角入射,则反射光线和入射光线的夹角为( )
A.60° B.120° C.140° D.160°
【答案】B
【解析】已知入射光线与平面镜夹角为30°,入射角为入射光线与法线的夹角,即
根据光的反射定律,反射角等于入射角为60°,入射光线和反射光线的夹角为
故选B。
4.一条入射光线与反射光线的夹角为120°,则反射光线与镜面的夹角为( )
A.30° B.70° C.140° D.180°
【答案】A
【解析】根据光的反射定律:反射角等于入射角。入射光线与反射光线的夹角为入射角 + 反射角 = ,结合反射角等于入射角,可得反射角 =
法线与镜面垂直,夹角为,因此反射光线与镜面的夹角为,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
角度03 反射光随入射光的变化
5.如图所示,一束光照射到平面镜上,欲使反射光刚好照射到白纸板上的A点,下列操作可行的是( )
①适当减小入射角 ②将平面镜向上平移适当距离
③将平面镜向下平移适当距离 ④将平面镜顺时针转动适当角度
⑤将平面镜逆时针转动适当角度 ⑥将白纸板向右平移适当距离
⑦将白纸板向左平移适当距离
A.①②⑤⑥ B.①②④⑦ C.①③⑤⑥ D.③⑤⑦
【答案】A
【解析】①根据光的反射定律,反射角等于入射角,减小入射角会让反射角也同步减小,反射光线会更靠近法线,最终落点会比当前位置更高,可以到达A点,该操作可行;
②将平面镜向上平移适当距离,入射光线的入射点会向左移动,反射光线整体平行左移,落点会比当前位置更高,可以到达A点,该操作可行;
③将平面镜向下平移适当距离,入射光线的入射点会向右移动,反射光线整体平行右移,落点会比当前位置更低,无法到达A点,该操作不可行;
④将平面镜顺时针转动适当角度,法线也随平面镜顺时针转动,入射角变大,反射角同步变大,反射光线会向下偏转,落点更低,无法到达A点,该操作不可行;
⑤将平面镜逆时针转动适当角度,法线也随平面镜逆时针转动,入射角变小,反射角同步变小,反射光线向上偏转,落点向上移动,可以到达A点,该操作可行;
⑥由图可知,将白纸板向右平移适当距离,反射光线在纸板上的落点会向上移动,可以到达A点,该操作可行;
⑦由图可知,将白纸板向左平移适当距离,反射光线在纸板上的落点会向下移动,远离A点,该操作不可行。
综上可知,①②⑤⑥操作可行,故选A。
6.如图所示,激光笔发出的光经水平放置的平面镜反射后,射向墙壁。若要让反射光线射到A点,在平面镜不动的情况下,下列操作正确的是( )
A.绕笔尖顺时针转动 B.绕笔尖逆时针转动
C.激光笔竖直向下平移 D.激光笔水平向右移动
【答案】A
【解析】A.激光笔绕笔尖顺时针转动时,入射角变大,反射角变大,入射点左移,光线射到墙壁上的点下移,能够让反射光线射到A点,故A正确;
B.激光笔绕笔尖逆时针转动时,入射角变小,反射角变小,入射点右移,光线射到墙壁上的点上移,不能够让反射光线射到A点,故B错误;
CD.激光笔竖直向下平移和水平向右移动时,入射角不变,反射角不变,入射点右移,光线射到墙壁上的点上移,不能够让反射光线射到A点,故CD错误。
故选A。
角度04 利用光的反射判断水面上升或下降
7.如图所示是一种液面升降监测装置原理图,电光源S发出的一束激光与水平液面成40°角射向平静的液面,反射角的度数为______;光经过液面反射后射到液面上方水平标尺上的点,光点向右移动,说明此时液面在______(选填“上升”“下降”或“不变”),此时入射角______(选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】 50° 下降 不变
【解析】由题意可知,入射角
由光的反射定律可知,反射角等于入射角,故反射角。
因入射光线方向固定,且液面始终水平,故入射角大小不变;
若液面下降,新的液面依然和原液面平行,入射点会向右偏移,由于反射光线和原反射光线保持平行,最终反射到上方水平标尺的光点就会向右移动,因此 𝑆' 右移说明液面在下降。
8.如图所示为水位测量仪的示意图,A点与光屏PQ在同一水平面上,从A点发出一束光,经水面反射在光屏上B点形成一个光斑,此时入射角的大小_____°;当水位升高时,光斑向_____(选填“左”或“右”)移动。
【答案】 50 左
【解析】入射光线与水面的夹角是40°,而入射角是入射光线与法线的夹角,故入射角为;
当水位升高时,入射点会向左移动,入射角大小不变,反射角也不变,反射光线会平行于原来的反射光线向左移动。
角度05 作光的反射光路图
9.如图所示,一束光沿AO方向射入平面镜,请画出该光线的反射光线,并标出反射角的度数。
【答案】
【解析】入射光线与镜面的夹角是,则入射角等于,反射角等于,根据反射角等于入射角,在法线的另一侧作出反射光线,如图所示:
10.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)
(2)60°
(3)30°
【解析】(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)由图知道,反射光线和入射光线的夹角
反射角等于入射角,等于
(3)由图知道,平面镜与水平面的夹角
角度06 平面镜成像原理作图
11.如图所示是光源S发出的两条光线经平面镜反射后的两条反射光线,请利用平面镜成像特点确定光源位置,并完成光路图。
【答案】
【解析】画出两条反射光线反向延长线,交点为S′,再作出S′关于平面镜的对称点S,S即为光源位置,如图所示:
12.眼睛在A点通过平面镜MN看到发光点S的像S'。请在图中确定发光点S的位置并完成光路图。
【答案】
【解析】根据平面镜成像特点可知,像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离,故过像点S′向平面镜作垂线,并延长到平面镜MN上方的S点,使S到镜面的距离等于S′到镜面的距离,连接S′A交平面镜于O点,OA为反射光线,再连接SO即为入射光线,据此作图。
角度07 镜面反射与漫反射的异同
13.(多选)关于镜面反射与漫反射,下列说法中正确的是( )
A.不论镜面反射还是漫反射,与其中一条入射光线对应的只有一条反射光线
B.镜面反射的每一条光线都遵循光的反射定律
C.漫反射有些光线不遵循光的反射定律
D.入射光线彼此平行时,漫反射后的反射光线彼此不平行
【答案】ABD
【解析】A.根据光的反射定律,对任意确定的入射光线,反射光线的方向唯一,因此无论镜面反射还是漫反射,一条入射光线只对应一条反射光线,故A正确;
B.镜面反射的所有光线都遵循光的反射定律,故B正确;
C.漫反射的每一条光线都遵循光的反射定律,只是因为反射面凹凸不平,不同位置的法线方向不同,才导致反射光线杂乱,故C错误;
D.入射光线平行时,漫反射因反射面各处法线方向不一致,反射后的光线方向各不相同,因此彼此不平行,故D正确。
故选ABD。
14.雨后晴朗的夜晚,为了不踩到地上的积水,下列说法正确的是( )
A.迎着月光走时,地面发亮的是水
B.背着月光走时,地面发亮的是水
C.迎着和背着月光走时,地面发暗的是水
D.迎着和背着月光走时,地面发暗的不是水
【答案】A
【解析】平静的水面,能发生镜面反射,地面凹凸不平,地面发生漫反射。 迎着月光走,月光经水面发生镜面反射,进入人的眼睛反射光线多,人感觉水面亮;地面发生漫反射,有很少的光线进入人的眼睛,人感觉地面暗;背着月光走,月光经水面发生镜面反射,没有反射光线进入人的眼睛,人感觉水面暗;地面发生漫反射,有少量的光线反射进入人的眼睛,人感觉地面亮。故A正确,BCD错误。故选A。
角度08 凸面镜和凹面镜的应用
15.汽车已进入普通家庭,小明通过对汽车的观察发现:汽车的后视镜(如图)是________(选填“平面”“凹面”或“凸面”)镜,对光线有________(选填“会聚”或“发散”)作用,后视镜中所成的像是________(选填“虚”或“实”)像。
【答案】 凸面 发散 虚
【解析】因汽车后视镜需扩大观察视野,故选用凸面镜;由凸面镜的光学性质可知,其对光线有发散作用;凸面镜所成的像为虚像。
16.某同学用易拉罐制作了图中简易的“太阳灶”,“太阳灶”相当于是一个______面镜,对太阳光有______作用。
【答案】 凹 会聚
【解析】[1][2]如图所示,易拉罐“底部”下凹的,制作了图中简易的“太阳灶”,相当于是一个凹面镜,凹面镜对太阳光有会聚作用。
【例1】(2026·吉林·中考真题)在“探究光的反射定律”实验中:
(1)如图所示,从纸板前不同方向都能看到光的传播路径,是因为光在纸板上发生了______反射,同时发现反射光与入射光分别位于直线的______;
(2)多次实验,将数据记录在表格中,分析得出:______;
序号
1
2
3
20°
40°
60°
20°
40°
60°
(3)若让另一束光沿方向射到镜面,它被反射后沿着方向射出。这表明,在反射现象中,光路______。
【答案】(1) 漫 两侧
(2)=
(3)可逆
【解析】(1)从纸板前不同方向都能看到光的传播路径,是因为光在纸板上发生了漫反射,反射光线朝向各个方向;由图可知,反射光与入射光分别位于直线的两侧,且在同一平面内。
(2)分析表格数据可知,与始终大小相等,可得:反射角等于入射角。
(3)若让另一束光沿方向射到镜面,它被反射后沿着方向射出,传播方向与之前完全相反。这表明,在反射现象中,光路可逆。
【深化点拨】
(1)核心考点锚定
本题是光的反射定律的经典实验探究题,完整覆盖漫反射的应用、反射定律的核心内容、光路的可逆性三大核心知识点,同时考查实验器材的作用与实验数据的分析方法。
(2)易错警示
概念混淆:“能从不同方向看到光路” 对应漫反射,不要误写为镜面反射;镜面反射只能在特定方向看到刺眼的光。逻辑误区:严禁表述为 “入射角等于反射角”,二者有先后因果关系,必须是反射角随入射角变化。实验细节:实验中 ON 是法线,始终与镜面垂直,不是纸板的边缘,判断角度时要以法线为基准,而非以镜面为基准。
【变式1-1】()某实验小组利用图甲所示装置做“探究光的反射定律”的实验时:
实验序号
1
2
3
4
5
6
入射角/度
①
(1)探究反射角与入射角的大小关系时,设计的表格如上,请将①处补充完整:__________;
(2)改变入射角进行多次实验,将测得的数据记录在表格中,分析数据初步得出:反射角等于入射角。评估交流时,发现某一组测得的反射角不等于入射角,可能的原因是__________(填选项字母);
A.入射光沿FO入射,如图乙所示
B.把反射光线与平面镜的夹角当作反射角
C.将整块纸板以ON为轴旋转一定角度,如图丙所示
(3)图丁中,OB为反射光线,请根据光的反射定律画出对应入射光线AO,并标出入射角的大小。
【答案】(1)反射角/度
(2)B
(3)
【解析】(1)实验目的是探究反射角与入射角的关系,表格一行记录入射角,另一行对应记录反射角,单位为度。
(2)A.入射光沿FO入射,只是光路可逆,测量依然会满足反射角等于入射角,故A不符合题意;
B.反射角定义是反射光线与法线的夹角,若误把反射光线和平面镜的夹角当作反射角,数值会和真实入射角不相等,故B符合题意;
C.纸板绕ON旋转后,纸板上看不到反射光线,无法测量反射角,不会出现测得角度不等的情况,故C不符合题意。
故选B。
(3)如图,根据光的反射定律,反射角等于入射角,为60°,在法线左侧画入射光线AO,与法线的夹角为60°;标注出入射光线AO与法线ON的夹角度数,据此作图。
【变式1-2】(2026·山东烟台·中考真题)在“探究光的反射定律”实验中,探究过程如下:
方案·证据
(1)①把平面镜放在水平桌面上,将纸板EF____放置在平面镜上;
②打开激光笔,让光沿着纸板EF表面斜射到O点,观察并记录____,如图甲所示;
③多次改变入射光的角度重复上述操作;
④取下纸板,用量角器测量入射光、反射光与ON的夹角,实验数据记录在表格中;
⑤如图乙所示,把纸板的右侧沿ON向后折,再次实验,观察现象。
实验次数
角
角
1
2
3
解释·论证
(2)由步骤②③观察到的现象可以得出什么结论?
(3)在步骤③中为什么要多次改变入射光的角度?
(4)分析表格中的数据可以得出什么结论?
(5)由步骤⑤观察到的现象可以得出什么结论?
交流·评估
(6)实验中纸板的作用是什么?
(7)让光逆着反射光的方向射到镜面点,会观察到什么现象?
【答案】(1) 垂直/竖直 反射光线和入射光线的传播路径
(2)光发生反射时,反射光线与入射光线分居法线两侧
(3)避免单次实验的偶然性,得到普遍适用的光的反射规律,使结论更具普遍性
(4)光发生反射时,反射角等于入射角
(5)光发生反射时,反射光线、入射光线和法线在同一平面内
(6)①显示光的传播路径;②方便探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内
(7)会观察到反射光沿着原来入射光线的方向射出,说明反射现象中光路是可逆的
【解析】(1)实验需要法线(垂直平面镜)落在纸板平面内,才能在纸板上呈现光路,因此纸板需要垂直/竖直放在平面镜上;
记录反射光线和入射光线的传播路径后,后续才能取下纸板测量入射角和反射角。
(2)改变入射角度后,始终能观察到反射光线出现在法线的另一侧,由此得出该结论:光发生反射时,反射光线与入射光线分居法线两侧。
(3)略
(4)表格中三组实验数据均显示反射角和入射角大小相等,由此得出该结论:光发生反射时,反射角等于入射角。
(5)纸板右侧向后折后,无法在折叠的纸板上观察到反射光线,说明只有反射光线、入射光线、法线在同一平面内,才能呈现反射光线,由此得出结论:光发生反射时,反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(6)纸板的作用:①显示光的传播路径;②方便探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。
(7)略
⚡基础速刷
1.多媒体辅助教学以它的独特魅力给课堂教学增添了生机和活力,同学们发现多媒体教室的投影银幕是用粗糙的白布做成的,于是对这一问题进行讨论,有如下说法,正确的是( )
①全班同学都能看到画面是因为光投射到投影银幕上发生了漫反射
②全班同学都能看到画面是因为光投射到投影银幕上发生了镜面反射
③镜面反射遵循光的反射定律,漫反射不遵循光的反射定律
④无论是镜面反射还是漫反射,都遵循光的反射定律
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
【答案】C
【解析】①②:粗糙银幕表面发生漫反射,反射光线向各个方向传播,可使全班同学都看到画面,故①正确,②错误;
③④:所有光的反射现象都遵循光的反射定律,镜面反射、漫反射均属于光的反射,都遵循反射定律,故④正确,③错误。
综上,①④正确,②③错误,故C正确,ABD错误。
故选C。
2.光射到平面镜上,经平面镜反射后,入射光线与法线的夹角为40°,则反射角为( )
A.30° B.40° C.50° D.60°
【答案】B
【解析】由题意可知,“入射光线与法线的夹角为40°”,即入射角为40°。 根据反射定律,反射角等于入射角,因此反射角也为40°,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B 。
3.在探究光的反射定律实验中,下列说法正确的是( )
A.实验中使用的硬纸板必须是光滑的
B.反射角等于入射角,是通过一次实验得出的结论
C.将硬纸板向后折,仍能看到反射光线
D.实验时,需要改变入射角的大小,多次实验
【答案】D
【解析】A.为了显示光路,实验中使用的硬纸板必须是粗糙的,使得光在纸板上发生漫反射,故A错误;
B.为了使得结论具有普遍性,“反射角等于入射角”应是通过多次实验得出的结论,故B错误;
C.入射光线、反射光线和法线在同一平面内。将硬纸板向后折,两侧纸板不在同一平面内,则不能看到反射光线,故C错误;
D.为寻求普遍规律,实验时,需要改变入射角的大小,多次实验,故D正确。
故选D。
4.关于光的反射,下列说法不正确的是( )
A.入射光线靠近法线时,反射光线也靠近法线
B.当入射光线与反射面的夹角为20°时,反射角也为20°
C.入射角增大5°时,反射角也增大5°
D.法线是入射光线和反射光线夹角的角平分线
【答案】B
【解析】A.根据光的反射定律,反射角等于入射角。当入射光线靠近法线时,入射角减小,那么反射角也随之减小,所以反射光线也会靠近法线,故A正确,不符合题意;
B.当入射光线与反射面的夹角为时,入射角应为
因为反射角等于入射角,所以反射角也为,而不是,故B错误,符合题意;
C.由于反射角始终等于入射角,所以当入射角增大时,反射角也会增大,故C正确,不符合题意;
D.法线是垂直于反射面的直线,在光的反射现象中,法线是入射光线和反射光线夹角的角平分线,故D正确,不符合题意。
故选B。
5.有一光电控制液面高度的仪器,它是通过光束在液面上的反射光线反射到光电屏上的光斑位置来判断液面高低的,如图所示,一束光与液面的夹角为40°,S为光电屏上的光斑。当水面升高时,反射角将__________光斑将__________移动。( )
A.不变,向左 B.不变,向右 C.变大,向右 D.变小,向左
【答案】A
【解析】入射光线与液面夹角为,因此入射角为
反射角等于入射角,也为。当水面升高时,入射光线方向不变,液面始终水平,法线始终垂直于液面,因此入射角大小不变,根据光的反射定律,反射角也不变。水面升高后,入射点会向左偏移;由于反射角不变,新的反射光线与原反射光线平行,因此反射光线在光电屏上的光斑会向左移动。
综上,反射角不变,光斑向左移动,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6.雨后的夜晚,当你背着月光行走在有积水的路上,看到自己长长的影子,这是光的______现象;为了避让水洼,你应走______(选填“较暗”或“较亮”)的地面上。
【答案】 直线传播 较亮
【解析】影子的形成原理是光在同种均匀介质中沿直线传播,遇到不透明的人体时,光无法绕到人体后方,就会在人体背光侧形成暗区也就是影子。
背着月光行走时,月光从身后射向水面,光滑的水面发生镜面反射,反射光线会向前方远离人眼的方向射出,几乎没有光线进入人眼;而粗糙的地面发生漫反射,会把光线向各个方向反射,有部分光线能进入人眼,因此地面看起来比水洼更亮,所以要避让水洼应该走较亮的地面。
7.如图,一束入射光线与平面镜成30º的夹角,则入射角是________,入射光线与反射光线的夹角是________。
【答案】
【解析】入射角的定义是入射光线与法线的夹角,法线垂直于平面镜,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,因此反射角也为,入射光线与反射光线的夹角 = 入射角 + 反射角
8.一束与水平面成角的光线射到水平放置的平面镜上,反射角为___________。当入射光线逐渐偏离平面镜,则反射光线将___________法线(选填“偏离”或“靠近”)。
【答案】 30° 靠近
【解析】 入射角是入射光线与法线的夹角,法线与平面镜垂直,夹角为90∘。已知入射光线与水平面夹角为60∘,可计算出入射角为90∘−60∘=30∘;根据光的反射定律,反射角等于入射角,因此反射角为30∘;
当入射光线逐渐偏离平面镜时,入射光线与平面镜的夹角增大,对应的入射角减小;由光的反射定律可知反射角等于入射角,反射角也随之减小,即反射光线与法线的夹角变小,所以反射光线将靠近法线。
🚀能力跃升
9.如下图所示,若要使图中天花板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.水平向左移适当距离 B.竖直向下移适当距离
C.顺时针旋转适当角度 D.逆时针旋转适当角度
【答案】C
【解析】A.平面镜水平左移,入射光线方向不变,入射角不变,反射光线的角度不变,只是入射点左移,反射光线会平行向左偏移,无法射到右侧的目标,故A错误;
B.平面镜竖直向下移,入射光线方向不变,入射角与反射角均不变,反射光线与原反射光线平行,因此天花板上的光斑位置不变,无法照亮目标,故B错误;
C.平面镜顺时针转,法线也顺时针转,入射角会变小,反射角同步变小,反射光线会向下偏,靠近天花板目标,故C正确;
D.平面镜逆时针转,法线随之逆时针转动,入射角增大,反射角也同步增大,反射光线会向上偏转,远离天花板上的目标,故D错误。
故选C。
10.关于光的反射,下列说法中正确的是( )
A.入射光线与平面镜的夹角为15°时,反射角也为15°
B.公路拐弯区使用了凹面镜来扩大视野,避免交通事故
C.入射光线靠近法线的过程中,反射光线也靠近法线
D.电影幕布选用粗糙布料,目的是让光发生镜面反射
【答案】C
【解析】A.入射角是入射光线和法线的夹角,反射角是反射光线和法线的夹角,在反射现象中,反射角和入射角的大小相同。当入射光线与平面镜的夹角为15°时,入射角和反射角均为,故A错误;
B.凸面镜对光具有发散作用,可以扩大视野,故公路拐弯区使用了凸面镜来扩大视野,故B错误;
C.由于反射角和入射角的大小相同,入射光线靠近法线的过程中,入射角会减小,反射角也会相应减小,则反射光线也靠近法线,故C正确;
D.电影幕布选用粗糙布料,目的是让光发生漫反射,让反射光线射向不同方向,使在一定范围内不同座位的观众都能看到电影,故D错误。
故选C。
11.某同学用如图所示的装置探究光的反射规律。纸板由E、F两部分组成,实验时让入射光线始终在纸板(E纸板固定不动)面上,纸板可以绕轴ON(ON为法线)翻折,下列操作过程及其探究内容正确的是( )
A.让E、F处于同一平面,改变与的夹角,可探究反射角和入射角的大小关系
B.让E、F处于同一平面,改变与的夹角,可探究反射光线和入射光线是否可逆
C.保证AO光线方向不变,把F纸板绕轴ON内外翻折,可探究反射角和入射角的大小关系
D.保证AO光线方向不变,把F纸板绕轴ON内外翻折,可探究反射光线和入射光线是否可逆
【答案】A
【解析】A.让E、F处于同一平面,改变与的夹角,改变入射角,可探究反射角和入射角的大小关系,故A正确;
B.让E、F处于同一平面,使光逆着反射光线,即沿着BO入射,可探究反射光线和入射光线是否可逆,故B错误;
CD.保证AO光线方向不变,把F纸板绕轴ON内外翻折,使显示入射光线与反射光线的纸板不在同一平面上,可探究反射光线和入射光线是否在同一平面上,故CD错误。
故选A。
12.天水市秦州区藉河风情线春光明媚,风景优美,湖水波光粼粼,如同镜面。李同学在欣赏美景的同时,绘制了两幅光的反射图,如图甲、乙所示为光的反射现象,下列说法不正确的是( )
A.图甲是镜面反射,图乙是漫反射
B.图甲和图乙都遵循光的反射定律
C.藉河风情线旁的新建高层建筑安装整体玻璃,造成了光污染,主要原因是图甲的反射造成的
D.发生漫反射时,一条入射光线可以有多条反射光线
【答案】D
【解析】A.甲图反射面光滑,平行入射光平行反射,属于镜面反射;乙图反射面粗糙凹凸不平,平行入射后反射光射向不同方向,属于漫反射,故A正确;
B.所有光的反射现象都遵循光的反射定律,镜面反射和漫反射都不例外,故B正确;
C.高层建筑玻璃幕墙表面光滑,发生的是镜面反射(即图甲的反射),反射光集中刺眼,是造成光污染的主要原因,故C正确;
D.漫反射的本质是:反射面粗糙,各位置法线方向不同,因此平行入射光反射后方向不同,但每一条入射光线仍然只对应一条反射光线,不会出现一条入射光线有多条反射光线,故D错误。
本题选说法不正确的,故选D 。
13.一束光线垂直射到平面镜上,反射角为________;若保持入射光线方向不变,将镜面旋转10°,则反射光线转过的度数为________。
【答案】 0° 20°
【解析】由光的反射定律可知,反射角等于入射角,光线垂直入射到平面镜时,入射角为0°,所以反射角为0°。
因入射光线方向不变,镜面旋转10°时法线随之旋转10°,此时入射角为10°,反射角也为10°,反射光线与入射光线的夹角为20°,所以反射光线转过的度数为20°。
14.两个平面镜相互垂直放置,一束光线入射到第一个平面镜上,入射角为 45°,则经过第二个平面镜反射后,反射光线与入射光线的夹角为______。
【答案】180°
【解析】入射到第一个平面镜,入射角 45°,反射角 45°,反射光线与第一个平面镜的夹角为
因为两个平面镜垂直,第一个平面镜的反射光线入射到第二个平面镜时,入射角为
反射角也为 45°,经过两次反射后,反射光线的方向与原入射光线的方向相反,夹角为 180°。
15.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
【解析】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。
🌟思维挑战
16.“见光不见灯”是现代照明设计中的一种理念,设计师通过巧妙的布局实现“只见其光,不见其源”的效果。如图所示,R为不透明的装饰隔断,MN为平面镜,A为隐蔽的灯带。请画出灯带A发出的光经平面镜反射后,能够照亮隔断右侧地面区域的光路图。
【答案】
【解析】根据平面镜成像规律,作发光点A关于平面镜MN的对称点A';左边界光路:连接A'与隔断R上右端,延长后交地面于点P,该线与MN交于入射点O1,连接AO1并标上箭头(由A至O1)即为入射光线,连接O1P并标上箭头(由O1至P)即为反射光线;右边界光路:连接A与隔断R上左端,延长后交MN于入射点O2,AO2标上箭头(由A至O2)即为入射光线,连接A'O2并延长交地面于点Q,得到O2Q并标上箭头(由O2至Q)即为反射光线;地面上PQ之间的区域就是被照亮的区域,据此作图。
17.小明想用一块平面镜使水平面成30°角的太阳光竖直射入井中(如图所示),在图中画出平面镜的位置。
【答案】
【解析】反射光竖直射入井中,此时入射光线和反射光线的夹角为
光的反射现象中,反射角等于入射角,所以反射角等于入射角等于,作反射角和入射角夹角的角平分线ON使反射角等于入射角等于,该角平分线即为法线,过点O作法线ON的垂线,即为平面镜所在的位置。据此作图。
18.在“探究光的反射定律”实验中,平面镜水平放置。
(1)如图甲,将一束激光射向平面镜,想将入射光、反射光的光路清楚地显示出来,可以在透明玻璃罩内充入烟雾;入射光绕O点顺时针转过10°,那么反射光将_______时针转过10°。
(2)如图乙,入射光紧贴白板入射到平面镜,在白板前可以从不同的角度看到它上面的光路,是因为光在白板上发生了_______;仅调整白板的位置,当反射光与入射光同时呈现在白板上时,白板与镜面的夹角是_______°;保持入射点不变,改变入射光方向,重复上述步骤,发现反射光始终出现在白板上,由此得出:光反射时,_______在同一平面内。
(3)如图丙,当白板上能同时看到入射光和反射光后,分别进行如下三次操作(入射光始终紧贴白板,从白板上的E点射向O点):
①将白板的右半边绕ON向后折(如图a);
②白板整体以ON为轴旋转(如图b);
③将白板整体绕底边CD向后倾斜(如图c)。
三种操作中(选填序号“a”“b”“c”或“无”):
①反射光能在白板上呈现的是_______;
②法线的位置相对于图丙发生了改变的是_______;
③与图丙相比,反射角的大小没有改变的是_______;
【答案】(1)逆
(2)漫反射 90 反射光线、入射光线和法线
(3)b 无 a、b
【解析】(1)根据光的反射定律,反射角等于入射角,当入射光绕O点顺时针转过10°时,入射角增大10°,反射角也会增大10°,因此反射光将逆时针转过10°。
(2)[1]能从不同角度看到白板上的光路,是因为光在白板上发生了漫反射。
[2]当反射光与入射光同时呈现在白板上时,白板所在平面是入射光线、反射光线和法线所在的平面,法线与镜面垂直,所以白板与镜面的夹角是90°。
[3]保持入射点不变,改变入射方向,反射光始终出现在白板上,由此得出:光反射时,反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(3)[1]图a中,白板右半边绕ON向后折,此时右半边白板不在入射光线和法线所在平面,反射光无法在白板上呈现;图b中,白板整体以ON为轴旋转,入射光线、法线和反射光线仍在同一平面,反射光仍能在白板上呈现;图c中,白板整体绕底边CD向后倾斜,法线仍垂直于平面镜,但入射光线方向改变,反射光线也不在原来的白板平面上,无法呈现;所以光能在白板上呈现的是b。
[2]三个操作中,平面镜位置没有发生改变,且法线始终过入射点O垂直于平面镜,所以法线的位置相对于图丙都没有发生改变。
[3]操作a中,入射角未变,镜面未动,反射角大小不变;操作b中,入射角不变,反射角也不变;操作c中,白板绕底边CD向后倾斜,入射光线与法线夹角改变,即入射角改变,反射角也改变。所以与图丙相比,反射角的大小没有改变的是a、b。
19.如图所示,小红同学在进行“探究光的反射定律”的实验时,她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)她应选择______(选填“光滑”或“粗糙”)的纸板;
(2)在图甲中,小红同学用一束光逆着A'的方向射向O点,在纸板左侧出现的反射光沿着OA的方向射出,这个现象说明在反射现象中______;
(3)图甲中让入射光AO沿着量角器射向平面镜,反射光在量角器上沿OA'射出,当纸板右边绕ON向后旋转(左边保持不动),如图乙所示,在量角器右边看不到反射光了,这时反射光______(选填“存在”或“不存在”);
(4)如图丙所示,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,长木板上有一记号A,小红在木板的上端沿B处观察平面镜,恰好能从镜面C点处看到A点而没有被木板挡住,已知A和B到桌面的高度分别为30cm和60cm,当C到桌面的高度为______cm时,就可以证明反射角等于入射角。如果将平面镜水平向右移动10cm,小红仍在木板的上端沿B处重复刚才的观察过程,则这次观察到C点的高度______,反射角的大小______。(以上两空均选填“变大”“变小”“不变”)
【答案】(1)粗糙
(2)光路可逆
(3)存在
(4)45 不变 变小
【解析】(1)实验中应选择粗糙的纸板,因为粗糙表面会发生漫反射,能让不同方向的人看到光的传播路径。
(2)在图甲中,小红同学用一束光逆着A'的方向射向O点,在纸板左侧出现的反射光沿着OA的方向射出,传播方向与之前相反,这个现象说明在反射现象中光路可逆。
(3)当纸板右边绕ON向后旋转(左边保持不动)后,虽然看不到反射光,但反射光存在;反射光线、入射光线、法线仍在同一平面内,只是纸板右边不在该平面上,无法显示反射光。
(4)[1]由反射角等于入射角,结合几何关系,A到桌面高度为30cm,B到桌面高度为60cm,C到桌面的高度应为
[2][3]将平面镜水平向右移动10cm,过A点作关于平面镜的对称点,连接交平面镜于点,由图可知,C点的高度不变,反射角的大小变小。
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2.4 光的反射
目录
01 本节导航·目标清单
02 教材精研·内容全解
考点01 光的反射定律
考点02 平面镜成像原理与人眼观像过程
考点03 光的反射现象与基本概念
考点04 凸面镜和凹面镜的应用
03 避坑指南·解题通法
角度01 探究光的反射定律
角度02 入射角、反射角的相关计算
角度03 反射光随入射光的变化
角度04 利用光的反射判断水面上升或下降
角度05 不透明物体的颜色作光的反射光路图
角度06 平面镜成像原理作图
角度07 镜面反射与漫反射的异同
角度08 凸面镜和凹面镜的应用
04 真题闯关·溯源演练
05 课后三阶·精准练习
目标导航
方法指导
1. 认识光的反射现象,掌握相关基本概念。
2. 通过实验探究光的反射定律,能规范完成光路作图。
3. 能用反射定律解释平面镜成像原理,说清人眼观像的过程。
4. 知道凹面镜、凸面镜对光线的作用与典型应用。
1. 通过分组实验,测量数据、归纳反射定律。
2. 结合光路推演,用反射定律解释成像本质。
3. 通过对比分析,厘清三类面镜的光学差异。
知识导图
考点01 光的反射定律
定律内容
核心表述
实验验证
三线共面
反射光线、入射光线和法线在
将可折转光屏的半面向后折转,光屏上看不到反射光线,说明三线共面
两线分居
反射光线和入射光线分别位于
观察光屏上的光线位置,反射光线与入射光线始终在法线两边
两角相等
反射角 入射角
多次改变入射角大小,测量对应反射角,数据显示反射角始终等于入射角
光路可逆
在光的反射现象中,光路是
两人通过平面镜互看,甲能看到乙的眼睛,乙也一定能看到甲的眼睛
【深化点拨】
1.实验核心器材的作用
(1)可折转的硬纸板:①呈现光路,将看不见的光线转换为可见的光路(转换法);②验证反射光线、入射光线、法线是否共面。
(2)量角器:测量入射角和反射角的大小,验证两角相等。
(3)多次改变入射角实验:避免实验偶然性,得出普遍规律。
2.实验操作关键规范
(1)硬纸板必须与平面镜垂直放置,否则无法在纸板上看到反射光线。
(2)入射光线要紧贴纸板射入,保证光路呈现在纸板上。
(3)记录数据时要区分入射角和反射角,不能写反。
3.定律理解的易错提醒
(1)因果关系:先有入射,后有反射,因此必须表述为 “反射角等于入射角”,不能说 “入射角等于反射角”。
(2)特殊角度:当入射光线垂直射向镜面时,入射角为 0°,反射角也为 0°,反射光线沿原路返回,此时三线重合。
(3)入射角增大,反射角也随之增大,二者始终相等。
1.如图所示,是探究光反射规律的装置,其中纸板右侧能绕轴ON向前或向后折,下列有关说法正确的是( )
A.纸板与平面镜可以任意放置
B.当光沿着NO入射时,无反射光
C.纸板右侧部分向前或向后折,是为了探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内
D.当入射光线远离ON时,反射光线会靠近ON
2.利用如图所示实验装置探究光的反射定律。将平面镜___________放置,将一束光斜射到平面镜上,尝试用一白板去寻找入射光和反射光,使入射光和反射光同时呈现在___________。测得此时白板和镜面成90°角,说明白板与镜面的位置关系是相互___________,在白板上画出法线,由此可知反射光线、入射光线、法线在___________。
3.在“探究光反射的规律”时,小李进行了如图甲所示的实验。
(1)如图甲所示,平面镜放在水平桌面上,将白色硬纸板______放置在平面镜上。
(2)如图乙,将右边纸板绕ON向后折,在NOF面上看不到反射光线,此时,反射光______(填“存在”或“不存在”)。
(3)为了进一步确定此时反射光线的位置,小李将纸板沿PQ剪开,将纸板的上半部分向后折,如图丙所示,发现在纸板右侧的______(上部/下部)会看到反射光线,由此说明______。
(4)若将纸板整体向后倾斜(如图丁),此时,反射光线______(选填字母序号)。
A.被纸板挡住 B.仍在纸板上呈现 C.在纸板前方
(5)实验探究过程中对于法线的理解,下列说法正确的是( )
A.法线是真实存在的一条光线
B.法线可以帮助我们判断并测出入射角和反射角
C.法线有助于确定反射光线、入射光线在同一个平面
考点02 平面镜成像原理与人眼观像过程
知识点
核心内容
光路逻辑
成像本质
平面镜成像的原理是 ,每一条光线都遵循光的反射定律
物体发出的光射到平面镜上发生反射,反射光线进入人眼
虚像的形成
虚像是反射光线的 会聚而成,不是实际光线的会聚点
人眼默认光沿直线传播,逆着反射光线反向延长,在镜后形成虚像
人眼看到像的完整过程
物体发光→光线射向平面镜→发生反射(遵循反射定律)→反射光线进入人眼→大脑逆着光线反向延长→感知到镜后的虚像
虚像不是真实发光体,进入人眼的光线来自真实物体
成像特点
等大、等距、垂直、正立虚像,物像关于镜面对称
由反射定律推导可得,每一对物点与像点都关于镜面对称
【深化点拨】
1.人眼看到虚像的分步拆解
(1)第一步:物体上的每个点都向四面八方发光,其中一部分光线射向平面镜。
(2)第二步:每条入射光线到达镜面后,都严格遵循光的反射定律发生反射,反射光线向四周射出。
(3)第三步:部分反射光线射入人眼,刺激视网膜产生视觉信号。
(4)第四步:大脑基于 “光沿直线传播” 的视觉经验,自动沿着反射光线反向延长,找到光线的 “源头”。
(5)第五步:所有反射光线的反向延长线会聚到镜后的对应点,就是虚像点;无数像点组合成完整的虚像。
2.核心本质辨析
(1)虚像不能发光,也没有真实光线会聚在镜后,只是大脑形成的视觉效果。
(2)因为反射光线的发散程度,和从镜后对应位置真实物体发出的光线完全一致,所以大脑无法区分,会认为镜后有真实物体。
(3)高频易错:绝对不能说 “虚像发出的光进入眼睛”,进入眼睛的始终是物体发出的反射光。
3.作图核心技巧
画平面镜成像光路时,利用 “反射光线的反向延长线必过像点” 的规律,先通过对称法找到像点,再连接像点与人眼确定入射点,比逐点画法线更快捷准确,本质上依然遵循光的反射定律。
1.如图所示,从平面镜中看到了蜡烛的像,下列有关平面镜成像描述正确的是( )
A.进入人眼的光是由蜡烛的像发出的
B.如果将平面镜竖直上移,则像随之上移
C.如果将蜡烛向左移,则像也向左移
D.如果将平面镜截掉上半部分,仍然能看到蜡烛完整的像
2.如图所示,小丽从距离平面镜3m处的位置远离平面镜,她在平面镜中的像将________(选填“变大”“变小”或“不变”);若在镜后1m处放置一块与镜面等大的木板,她________(选填“仍能”或“不能”)在镜中看到自己的像。
3.请通过作图在下面光路图中找到光源所在的位置,并补全光路图
考点03 光的反射现象与基本概念
知识点
核心内容
说明
反射定义
光射到物体表面时,有一部分光会被物体表面反射回来,这种现象叫做光的反射
我们能看到本身不发光的物体,都是因为物体反射的光进入了眼睛
基本概念
入射点:光线射到镜面上的点
法线:过入射点、垂直于镜面的直线(辅助线)
入射角:入射光线与法线的夹角
反射角:反射光线与法线的夹角
法线是研究反射的基准线,所有角度都以法线为标准测量
两类反射
镜面反射:平行光射到光滑表面,反射光仍然平行
漫反射:平行光射到粗糙表面,反射光射向四面八方
二者都遵循光的反射定律;漫反射使我们能从各个方向看到物体
【深化点拨】
1.法线的核心作用
法线是为了研究反射规律人为引入的辅助线,实际并不存在,是模型法的体现。它始终垂直于反射面,是入射角和反射角的公共边,也是判断角度是否正确的基准。所有角度都是光线与法线的夹角,不是与镜面的夹角。
2.镜面反射与漫反射的辨析
(1)镜面反射的条件:反射面光滑平整,比如平面镜、平静的水面、抛光的金属面。
(2)漫反射的条件:反射面粗糙不平,比如白纸、墙面、银幕。
(3)易错提醒:漫反射不是 “乱反射”,每一条光线都严格遵循光的反射定律,只是因为表面凹凸不平,入射光线的法线方向不同,导致反射光线射向各个方向。
3.生活中的两类反射现象
(1)镜面反射现象:黑板反光 “晃眼睛”、雨后迎着月光走亮处是水、平面镜成像。
(2)漫反射现象:能从各个方向看到黑板上的字、电影院的银幕用粗糙的白布、我们能看到身边的桌椅书本。
1.下列关于镜面反射和漫反射的说法中,正确的是( )
A.镜面反射是光的反射现象,漫反射不是光的反射现象
B.镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律
C.只有镜面反射才能改变光的传播方向
D.漫反射中,每一条光线不一定遵循光的反射定律
2.用久了的黑板会“反光”,这是光的__________现象。从不同方向,我们都能看到银幕上的图像,这是光的__________现象(以上两空均选填“漫反射”或“镜面反射”)。这两种现象都遵守光的__________规律。
考点04 凹面镜与凸面镜
对比项目
凹面镜
凸面镜
定义
反射面为球面内凹面的面镜
反射面为球面外凸面的面镜
光学本质
遵循光的反射定律,因反射面弯曲,反射光线方向改变
遵循光的反射定律,因反射面外凸,反射光线向外散开
对光线作用
对光线有会聚作用
对光线有发散作用
核心光路
平行光入射,反射光线会聚到焦点;焦点发出的光,反射后平行射出
平行光入射,反射光线发散射出,反向延长线交于虚焦点
成像特点
物距不同,可成实像也可成虚像,可放大也可缩小
始终成正立、缩小的虚像
典型应用
太阳灶、手电筒 / 汽车大灯反光罩、耳鼻喉科医用反光镜、天文望远镜反射面
汽车后视镜、道路转弯广角镜、超市防盗镜
【深化点拨】
1.作用本质解读
(1)凹面镜和凸面镜的每一条光线都遵循光的反射定律,作用不同是因为反射面的法线方向不同:凹面的法线向中心收拢,所以反射光线会聚;凸面的法线向外散开,所以反射光线发散。
(2)注意:“会聚作用” 不是指光线一定会聚成一点,而是指比入射光线更靠近主光轴;“发散作用” 是指比入射光线更远离主光轴。
2.典型应用原理解读
(1)太阳灶:凹面镜会聚太阳光,将光能集中在焦点,温度升高实现加热。
(2)手电筒反光罩:灯泡放在凹面镜焦点处,反射后变成平行光,光束集中、照射更远。
(3)汽车后视镜:凸面镜成缩小虚像,大幅扩大视野,减少盲区,提升行车安全。
1.汽车的后视镜是凸面镜,它的作用是( )
A.会聚光线,使视野更明亮
B.发散光线,扩大视野
C.成等大的虚像
D.成缩小的实像
2.如图所示是我国研制的用于探索宇宙的“天眼”,它是利用_______(填凹或凸)面镜对光有________(选填“会聚”或“发散”)作用的原理收集宇宙天体发出的光和电波的。这种面镜在反射光时________(选填“遵循”或“不遵循”)光的反射定律。
【三类面镜比较】
比较维度
平面镜
凹面镜
凸面镜
核心定义
反射面为平整光滑平面的面镜
反射面为球面内凹表面的球面镜
反射面为球面外凸表面的球面镜
对光线的作用
仅改变光的传播方向,既不会聚也不发散,平行光入射仍平行射出
对光线有会聚作用,平行光入射后会向中间会聚
对光线有发散作用,平行光入射后会向外发散
典型应用场景
成像、改变光路
聚光聚能、产生平行光
扩大观测视野
生活 / 生产实例
穿衣镜、潜望镜、平静水面的倒影
太阳灶、手电筒 / 汽车大灯反光碗、耳鼻喉科医用反光镜
汽车侧后视镜、山路弯道广角镜、超市防盗观察镜
光的反射相关题型的综合应用及解题步骤
1. 反射定律实验探究题:器材 - 规律 - 异常三步法
(1)核心规则:光的反射定律实验围绕 “三线共面、两线分居、两角相等、光路可逆” 四大规律展开,所有器材选择与操作设计均服务于验证反射定律,实验需通过多次测量得出普遍规律。
(2)解题方法:
器材选择:选用粗糙的硬纸板,利用漫反射显示光路,便于从不同方向观察;白色纸板便于清晰地呈现光的传播路径。
规律验证:反向入射光线仍沿原路径射出→光的反射现象中光路是可逆的;纸板向后折看不到反射光→反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
实验设计:多次改变入射角重复实验,目的是寻找普遍规律,避免实验偶然性;区分不同光路可采用不同颜色的笔标注光路路径。
异常分析:纸板倾斜后看不到反射光,是因为法线始终垂直于镜面,纸板与法线不在同一平面,此时反射光线的方向会发生改变,但反射角等于入射角的规律不变。
(3)答题示范
错误示范:纸板向后折看不到反射光,说明入射光线和法线不在同一平面。(错在结论表述错误,核心是反射光线、入射光线与法线三线共面)
正确示范:将纸板 NOF 向后折,F 板上不能看到反射光,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(4)补充提示:法线始终垂直于平面镜,是反射光路的基准线;所有角度均以法线为基准,而非以镜面为基准。
2. 反射角度计算题:定法线 - 算角度两步法
(1)核心规则:入射角是入射光线与法线的夹角,反射角等于入射角;反射光线与入射光线的夹角等于入射角与反射角之和。
(2)解题方法:
定基准:先确定法线位置,法线始终与镜面垂直,区分 “光线与镜面的夹角” 和 “光线与法线的夹角”。
算角度:用 90° 减去光线与镜面的夹角,得到入射角;根据反射角等于入射角得到反射角;二者相加即为入射光线与反射光线的总夹角。
(3)答题示范
错误示范:光线与平面镜成30° 角入射,入射角为 30°,总夹角为 60°。(错在误将光线与镜面的夹角当成入射角)
正确示范:入射光线与镜面成 30°,则入射角为 90°-30°=60°,反射角也为 60°,反射光线和入射光线的夹角为 120°。
(4)补充提示:入射角、反射角永远是光线与法线的夹角,这是本类题的核心易错点;若镜面转动,法线同步转动相同角度,反射光线转动角度为镜面转动角度的 2 倍。
3. 反射光路作图题:法线 - 等角作图法
(1)核心规则:依据光的反射定律作图,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,作图需标注完整的光路要素。
(2)解题方法:
画法线:过入射点作垂直于镜面的虚线,标注垂直符号,即为法线。
定角度:根据入射光线与法线的夹角,确定入射角大小;在法线另一侧画出与入射角相等的反射角,确定反射光线方向。
标要素:用实线画出反射光线,标注箭头表示光的传播方向,标注反射角的度数。
(3)答题示范
错误示范:直接画反射光线,不画法线,不标注箭头。(错在缺少作图依据,光路方向不明确)
正确示范:过 O 点作垂直镜面的法线,入射光线与镜面成 45°,则入射角为 45°;在法线另一侧作反射角等于 45°,画出反射光线并标注箭头与角度。
(4)补充提示:作图规范:法线用虚线、光线用实线带箭头、必须标注垂直符号;所有角度标注都以法线为参照,不可标注与镜面的夹角作为反射角。
角度01 探究光的反射定律
1.小红同学想研究光反射时遵循的规律,于是她把一个平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板竖直地立在平面镜上,纸板上的直线垂直于镜面。
(1)如图甲,实验时小红同学让光线贴着纸板射向点,她应选用________(选填“光面”或“粗糙”)的硬纸板。
(2)若将一束光贴着纸板沿方向射到点,光将沿图中的方向射出,因为在反射现象中________。
(3)本实验要改变入射角进行多次实验,目的是________________________________;因此需要在纸板上记录每次的光路,为了区分不同的光路,可采用的方法是________。
(4)如图乙所示,将纸板向后折,则在板上不能看到反射光,由此可以得出结论:__________和法线在同一平面内。实验中若将纸板整体向后倾斜,如图丙,此时让光仍然贴着纸板沿方向射向镜面上的点,与甲图对比,______发生了改变。
A、法线的位置 B、反射光的方向 C、反射角和入射角的关系
2.如图所示,是陈涛同学探究光的反射规律的实验。他进行了下面的操作:
(1)如图甲,让一束光贴着纸板沿某一个角度射到O点,经平面镜的反射,沿另一个方向射出,用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。改变光束的入射角度,多做几次,取下纸板,用量角器测量ON两侧的∠i和∠r,得到的结论是__________________;
(2)为了探究反射角与入射角的关系,多次改变入射角大小并测量对应的反射角,比较两者大小关系,多次实验的目的是____________;
(3)如图乙,纸板ENF是用两块纸板连接起来的,把半面纸板NOF向前或向后折,这时在NOF上______(填“看得到”或“看不到”)反射光线,此时反射光线是______(选填“存在”或“不存在”),说明反射光线、入射光线和法线______(选填“在”或“不在”)同一平面内。
(4)使入射光线逐渐靠近法线ON,可观察到反射光线______(填“靠近”或“远离”)法线;
(5)如果让光线逆着OF的方向射向镜面,会发现反射光线沿着OE方向射出,这表明:在光的反射现象中,光路是______的。
角度02 入射角、反射角的相关计算
3.一束光与平面镜成30°角入射,则反射光线和入射光线的夹角为( )
A.60° B.120° C.140° D.160°
4.一条入射光线与反射光线的夹角为120°,则反射光线与镜面的夹角为( )
A.30° B.70° C.140° D.180°
角度03 反射光随入射光的变化
5.如图所示,一束光照射到平面镜上,欲使反射光刚好照射到白纸板上的A点,下列操作可行的是( )
①适当减小入射角 ②将平面镜向上平移适当距离
③将平面镜向下平移适当距离 ④将平面镜顺时针转动适当角度
⑤将平面镜逆时针转动适当角度 ⑥将白纸板向右平移适当距离
⑦将白纸板向左平移适当距离
A.①②⑤⑥ B.①②④⑦ C.①③⑤⑥ D.③⑤⑦
6.如图所示,激光笔发出的光经水平放置的平面镜反射后,射向墙壁。若要让反射光线射到A点,在平面镜不动的情况下,下列操作正确的是( )
A.绕笔尖顺时针转动 B.绕笔尖逆时针转动
C.激光笔竖直向下平移 D.激光笔水平向右移动
角度04 利用光的反射判断水面上升或下降
7.如图所示是一种液面升降监测装置原理图,电光源S发出的一束激光与水平液面成40°角射向平静的液面,反射角的度数为______;光经过液面反射后射到液面上方水平标尺上的点,光点向右移动,说明此时液面在______(选填“上升”“下降”或“不变”),此时入射角______(选填“变大”“不变”或“变小”)。
8.如图所示为水位测量仪的示意图,A点与光屏PQ在同一水平面上,从A点发出一束光,经水面反射在光屏上B点形成一个光斑,此时入射角的大小_____°;当水位升高时,光斑向_____(选填“左”或“右”)移动。
角度05 作光的反射光路图
9.如图所示,一束光沿AO方向射入平面镜,请画出该光线的反射光线,并标出反射角的度数。
10.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。
角度06 平面镜成像原理作图
11.如图所示是光源S发出的两条光线经平面镜反射后的两条反射光线,请利用平面镜成像特点确定光源位置,并完成光路图。
12.眼睛在A点通过平面镜MN看到发光点S的像S'。请在图中确定发光点S的位置并完成光路图。
角度07 镜面反射与漫反射的异同
13.(多选)关于镜面反射与漫反射,下列说法中正确的是( )
A.不论镜面反射还是漫反射,与其中一条入射光线对应的只有一条反射光线
B.镜面反射的每一条光线都遵循光的反射定律
C.漫反射有些光线不遵循光的反射定律
D.入射光线彼此平行时,漫反射后的反射光线彼此不平行
14.雨后晴朗的夜晚,为了不踩到地上的积水,下列说法正确的是( )
A.迎着月光走时,地面发亮的是水
B.背着月光走时,地面发亮的是水
C.迎着和背着月光走时,地面发暗的是水
D.迎着和背着月光走时,地面发暗的不是水
角度08 凸面镜和凹面镜的应用
15.汽车已进入普通家庭,小明通过对汽车的观察发现:汽车的后视镜(如图)是________(选填“平面”“凹面”或“凸面”)镜,对光线有________(选填“会聚”或“发散”)作用,后视镜中所成的像是________(选填“虚”或“实”)像。
16.某同学用易拉罐制作了图中简易的“太阳灶”,“太阳灶”相当于是一个______面镜,对太阳光有______作用。
【例1】(2026·吉林·中考真题)在“探究光的反射定律”实验中:
(1)如图所示,从纸板前不同方向都能看到光的传播路径,是因为光在纸板上发生了______反射,同时发现反射光与入射光分别位于直线的______;
(2)多次实验,将数据记录在表格中,分析得出:______;
序号
1
2
3
20°
40°
60°
20°
40°
60°
(3)若让另一束光沿方向射到镜面,它被反射后沿着方向射出。这表明,在反射现象中,光路______。
【深化点拨】
(1)核心考点锚定
本题是光的反射定律的经典实验探究题,完整覆盖漫反射的应用、反射定律的核心内容、光路的可逆性三大核心知识点,同时考查实验器材的作用与实验数据的分析方法。
(2)易错警示
概念混淆:“能从不同方向看到光路” 对应漫反射,不要误写为镜面反射;镜面反射只能在特定方向看到刺眼的光。逻辑误区:严禁表述为 “入射角等于反射角”,二者有先后因果关系,必须是反射角随入射角变化。实验细节:实验中 ON 是法线,始终与镜面垂直,不是纸板的边缘,判断角度时要以法线为基准,而非以镜面为基准。
【变式1-1】()某实验小组利用图甲所示装置做“探究光的反射定律”的实验时:
实验序号
1
2
3
4
5
6
入射角/度
①
(1)探究反射角与入射角的大小关系时,设计的表格如上,请将①处补充完整:__________;
(2)改变入射角进行多次实验,将测得的数据记录在表格中,分析数据初步得出:反射角等于入射角。评估交流时,发现某一组测得的反射角不等于入射角,可能的原因是__________(填选项字母);
A.入射光沿FO入射,如图乙所示
B.把反射光线与平面镜的夹角当作反射角
C.将整块纸板以ON为轴旋转一定角度,如图丙所示
(3)图丁中,OB为反射光线,请根据光的反射定律画出对应入射光线AO,并标出入射角的大小。
【变式1-2】(2026·山东烟台·中考真题)在“探究光的反射定律”实验中,探究过程如下:
方案·证据
(1)①把平面镜放在水平桌面上,将纸板EF____放置在平面镜上;
②打开激光笔,让光沿着纸板EF表面斜射到O点,观察并记录____,如图甲所示;
③多次改变入射光的角度重复上述操作;
④取下纸板,用量角器测量入射光、反射光与ON的夹角,实验数据记录在表格中;
⑤如图乙所示,把纸板的右侧沿ON向后折,再次实验,观察现象。
实验次数
角
角
1
2
3
解释·论证
(2)由步骤②③观察到的现象可以得出什么结论?
(3)在步骤③中为什么要多次改变入射光的角度?
(4)分析表格中的数据可以得出什么结论?
(5)由步骤⑤观察到的现象可以得出什么结论?
交流·评估
(6)实验中纸板的作用是什么?
(7)让光逆着反射光的方向射到镜面点,会观察到什么现象?
⚡基础速刷
1.多媒体辅助教学以它的独特魅力给课堂教学增添了生机和活力,同学们发现多媒体教室的投影银幕是用粗糙的白布做成的,于是对这一问题进行讨论,有如下说法,正确的是( )
①全班同学都能看到画面是因为光投射到投影银幕上发生了漫反射
②全班同学都能看到画面是因为光投射到投影银幕上发生了镜面反射
③镜面反射遵循光的反射定律,漫反射不遵循光的反射定律
④无论是镜面反射还是漫反射,都遵循光的反射定律
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
2.光射到平面镜上,经平面镜反射后,入射光线与法线的夹角为40°,则反射角为( )
A.30° B.40° C.50° D.60°
3.在探究光的反射定律实验中,下列说法正确的是( )
A.实验中使用的硬纸板必须是光滑的
B.反射角等于入射角,是通过一次实验得出的结论
C.将硬纸板向后折,仍能看到反射光线
D.实验时,需要改变入射角的大小,多次实验
4.关于光的反射,下列说法不正确的是( )
A.入射光线靠近法线时,反射光线也靠近法线
B.当入射光线与反射面的夹角为20°时,反射角也为20°
C.入射角增大5°时,反射角也增大5°
D.法线是入射光线和反射光线夹角的角平分线
5.有一光电控制液面高度的仪器,它是通过光束在液面上的反射光线反射到光电屏上的光斑位置来判断液面高低的,如图所示,一束光与液面的夹角为40°,S为光电屏上的光斑。当水面升高时,反射角将__________光斑将__________移动。( )
A.不变,向左 B.不变,向右 C.变大,向右 D.变小,向左
6.雨后的夜晚,当你背着月光行走在有积水的路上,看到自己长长的影子,这是光的______现象;为了避让水洼,你应走______(选填“较暗”或“较亮”)的地面上。
7.如图,一束入射光线与平面镜成30º的夹角,则入射角是________,入射光线与反射光线的夹角是________。
8.一束与水平面成角的光线射到水平放置的平面镜上,反射角为___________。当入射光线逐渐偏离平面镜,则反射光线将___________法线(选填“偏离”或“靠近”)。
🚀能力跃升
9.如下图所示,若要使图中天花板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.水平向左移适当距离 B.竖直向下移适当距离
C.顺时针旋转适当角度 D.逆时针旋转适当角度
10.关于光的反射,下列说法中正确的是( )
A.入射光线与平面镜的夹角为15°时,反射角也为15°
B.公路拐弯区使用了凹面镜来扩大视野,避免交通事故
C.入射光线靠近法线的过程中,反射光线也靠近法线
D.电影幕布选用粗糙布料,目的是让光发生镜面反射
11.某同学用如图所示的装置探究光的反射规律。纸板由E、F两部分组成,实验时让入射光线始终在纸板(E纸板固定不动)面上,纸板可以绕轴ON(ON为法线)翻折,下列操作过程及其探究内容正确的是( )
A.让E、F处于同一平面,改变与的夹角,可探究反射角和入射角的大小关系
B.让E、F处于同一平面,改变与的夹角,可探究反射光线和入射光线是否可逆
C.保证AO光线方向不变,把F纸板绕轴ON内外翻折,可探究反射角和入射角的大小关系
D.保证AO光线方向不变,把F纸板绕轴ON内外翻折,可探究反射光线和入射光线是否可逆
12.天水市秦州区藉河风情线春光明媚,风景优美,湖水波光粼粼,如同镜面。李同学在欣赏美景的同时,绘制了两幅光的反射图,如图甲、乙所示为光的反射现象,下列说法不正确的是( )
A.图甲是镜面反射,图乙是漫反射
B.图甲和图乙都遵循光的反射定律
C.藉河风情线旁的新建高层建筑安装整体玻璃,造成了光污染,主要原因是图甲的反射造成的
D.发生漫反射时,一条入射光线可以有多条反射光线
13.一束光线垂直射到平面镜上,反射角为________;若保持入射光线方向不变,将镜面旋转10°,则反射光线转过的度数为________。
14.两个平面镜相互垂直放置,一束光线入射到第一个平面镜上,入射角为 45°,则经过第二个平面镜反射后,反射光线与入射光线的夹角为______。
15.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。
🌟思维挑战
16.“见光不见灯”是现代照明设计中的一种理念,设计师通过巧妙的布局实现“只见其光,不见其源”的效果。如图所示,R为不透明的装饰隔断,MN为平面镜,A为隐蔽的灯带。请画出灯带A发出的光经平面镜反射后,能够照亮隔断右侧地面区域的光路图。
17.小明想用一块平面镜使水平面成30°角的太阳光竖直射入井中(如图所示),在图中画出平面镜的位置。
18.在“探究光的反射定律”实验中,平面镜水平放置。
(1)如图甲,将一束激光射向平面镜,想将入射光、反射光的光路清楚地显示出来,可以在透明玻璃罩内充入烟雾;入射光绕O点顺时针转过10°,那么反射光将_______时针转过10°。
(2)如图乙,入射光紧贴白板入射到平面镜,在白板前可以从不同的角度看到它上面的光路,是因为光在白板上发生了_______;仅调整白板的位置,当反射光与入射光同时呈现在白板上时,白板与镜面的夹角是_______°;保持入射点不变,改变入射光方向,重复上述步骤,发现反射光始终出现在白板上,由此得出:光反射时,_______在同一平面内。
(3)如图丙,当白板上能同时看到入射光和反射光后,分别进行如下三次操作(入射光始终紧贴白板,从白板上的E点射向O点):
①将白板的右半边绕ON向后折(如图a);
②白板整体以ON为轴旋转(如图b);
③将白板整体绕底边CD向后倾斜(如图c)。
三种操作中(选填序号“a”“b”“c”或“无”):
①反射光能在白板上呈现的是_______;
②法线的位置相对于图丙发生了改变的是_______;
③与图丙相比,反射角的大小没有改变的是_______;
19.如图所示,小红同学在进行“探究光的反射定律”的实验时,她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)她应选择______(选填“光滑”或“粗糙”)的纸板;
(2)在图甲中,小红同学用一束光逆着A'的方向射向O点,在纸板左侧出现的反射光沿着OA的方向射出,这个现象说明在反射现象中______;
(3)图甲中让入射光AO沿着量角器射向平面镜,反射光在量角器上沿OA'射出,当纸板右边绕ON向后旋转(左边保持不动),如图乙所示,在量角器右边看不到反射光了,这时反射光______(选填“存在”或“不存在”);
(4)如图丙所示,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,长木板上有一记号A,小红在木板的上端沿B处观察平面镜,恰好能从镜面C点处看到A点而没有被木板挡住,已知A和B到桌面的高度分别为30cm和60cm,当C到桌面的高度为______cm时,就可以证明反射角等于入射角。如果将平面镜水平向右移动10cm,小红仍在木板的上端沿B处重复刚才的观察过程,则这次观察到C点的高度______,反射角的大小______。(以上两空均选填“变大”“变小”“不变”)
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