2.4 光的反射(重难点专练)物理新教材苏科版八年级上册
2026-09-12
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摘要:
**基本信息**
本专项以光的反射为核心,构建“实验探究-定律应用-反射类型-规范作图”四维训练体系,通过方法提炼与典例精编,系统培养科学探究能力与物理观念。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|探究光的反射定律|5题|纸板作用、实验条件、误差分析等9项考查点|从实验装置到规律验证,构建反射定律认知基础|
|光的反射定律应用|5题|角度计算、变化判断、液面升降分析|基于反射定律解决实际问题,强化科学推理|
|镜面反射和漫反射|5题|反射类型判断及规律共性|通过现象辨析深化反射规律理解,培养模型建构|
|光的反射作图|5题|四步作图法及注意事项|将定律转化为技能,提升规范表达能力|
内容正文:
2.4 光的反射
题型01 探究光的反射定律
题型02 光的反射定律应用
题型03 镜面反射和漫反射
题型04 光的反射作图
▌题型01 探究光的反射定律
常考考查点
(1)可折转白色粗糙硬纸板的作用:一是显示光的传播路径,对光线起漫反射作用;二是探究入射光线、法线和反射光线是否在同一平面内。
(2)白色硬纸板竖直立在平面镜上。
(3)在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在同一平面内;反射光线、入射光线分别位于法线两侧;反射角等于入射角。(不能说成入射角等于反射角)
(4)在光的反射现象中,光路是可逆的。
(5)应在光线较暗的室内进行实验,以便于观察实验现象。
(6)实验时,纸板必须与平面镜垂直,否则在纸板上看不到反射光;
(7)实验描绘光的传播路径的方法:在入射光线和反射光线上取一个点,将该点与反射点连接。
(8)进行多次实验的目的:避免偶然性,寻找普遍规律。
(9)若发现每次实验反射角与入射角的和为90°,原因是:错把入射角看成入射光线与反射面的夹角,或错把反射角看成反射光线与反射面的夹角。
1.在“探究光的反射定律”中,
(1)如图甲所示,纸板应该________(选填“垂直”或“水平”)放在平面镜上,使一束光贴着纸板E入射到O点,我们从不同方向都能在纸板B上看到反射光,是因为光在纸板B上发生了________反射(选填“漫”或“镜面”);
(2)如图甲所示,若在探究的过程中,将入射角增大5°,则光线OF将________(选填“靠近”或“远离”)法线,改变入射角大小,多次测量反射角大小,测量多组数据的目的是:________;
(3)在图乙中,同学将纸板B沿PQ剪开,把纸板B的上半部分向后折。实验时在纸板B的上半部分________(选填“能”或“不能”)看到反射光线,此时反射光线、入射光线和部分法线________(选填“在”或“不在”)同一平面内;
(4)在图甲中,如果让光沿着FO的方向射向平面镜,将沿着________方向射出。这表明:________。
【答案】(1) 垂直 漫
(2) 远离 寻找普遍规律
(3) 不能 在
(4) OE 光反射时,光路是可逆的
【详解】(1)如果纸板没有与平面镜垂直放置,由于法线与镜面垂直,且反射光线、入射光线、法线在同一平面内,因此,当光贴着纸板沿EO入射时,不能在纸板上看到反射光线,所以纸板放在平面镜上时,要保持与镜面垂直。
实验时从不同的方向都能看到光的传播路径,是由于纸板表面凹凸不平,光在这里发生了漫反射的缘故。
(2)根据光的反射定律,反射角等于入射角,将入射角增大5°,则入射光线远离法线,反射角也随之增大,故反射光线也将远离法线。
实验中为了使结论具有普遍性,寻找普遍规律,需要改变入射角大小,多次测量反射角大小。
(3)实验时,把纸板B的上半部分向后折,纸板B的上部分不能看到反射光线,因为B的上部分与A不在同一平面内,此时反射光线、入射光线和纸板B的下半部分的法线在同一平面内。
(4)在图甲中,如果让光沿着FO的方向射向平面镜,会看到反射光线沿着OE方向即逆着原入射方向射出,这表明光反射时,光路是可逆的。
2.“探究光的反射规律”的实验装置如图甲所示,平面镜放在水平桌面上,标有刻度(图中未画出)的白纸板ABCD能绕垂直于CD的ON轴折转,纸板上装有一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。
(1)本实验中白纸板的主要作用是①_______,②探究反射光线、入射光线、法线是否在同一平面上。
(2)实验前,应将纸板_______放置在平面镜上;移动激光笔,使入射角为45°,测得反射角也为45°,由此就得出:“反射角等于入射角”的结论,是否可行?_______(选填“可行”“不可行”),因为:_______。
(3)如图甲所示,若入射光线绕着O点沿顺时针方向转动20°,则可以观察到反射光线与入射光线的夹角_______(选填“增大”或“减小”)的度数为_______度。
(4)在如图甲中,若将纸板(连同激光笔)绕CD向后倾斜,此时反射光束_______;
A.仍在纸板上呈现 B.被纸板挡住 C.在纸板前方
(5)实验结束后,同组的小明和小刚都想从镜子中看到对方的眼睛,而不想让对方看到自己的眼睛,结果他俩谁都没有能做到,你认为没有能做到的原因是_______。
【答案】(1)显示光的传播路径
(2) 垂直 不可行 一次实验具有偶然性,不能得出普遍规律
(3) 减小 40
(4)C
(5)光的反射现象中光路是可逆的
【详解】(1)白色纸板表面粗糙,光照射上去发生漫反射,能够显示光的传播路径,方便观察入射光线和反射光线
(2)纸板要垂直放置在平面镜上,保证法线落在纸板平面内;
结论不可行,理由:只测量一组入射角、反射角,实验次数太少,结论存在偶然性,应当多次改变入射角重复实验,寻找普遍规律。
(3)入射光线绕O点顺时针转动20°,入射角减小20°; 根据光的反射定律,反射角等于入射角,反射角也减小20°; 反射光线与入射光线的夹角 等于入射角与反射角之和,总共减小
(4)法线始终垂直平面镜。纸板向后倾斜后,入射光线所在平面不再与法线、镜面垂直,反射光线、入射光线、法线组成的平面和纸板平面不重合,因此反射光束出现在纸板前方,纸板上看不到反射光线。
(5)在光的反射现象中,光路是可逆的。如果小明能通过镜子看见小刚的眼睛,说明小刚眼睛反射的光能进入小明眼中;根据光路可逆,小明眼睛反射的光一定也能进入小刚眼中,无法实现只看见对方、不让对方看见自己。
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)将平面镜平放在水平桌面上,应该选择____________(选填“粗糙”或“光滑”)的硬纸板作为光屏,硬纸板与平面镜保持如图甲所示,实验中从各个角度都能看到纸板上的光路,是因为在纸板上发生了____________(选填“漫反射”或“镜面反射”);
(2)实验时,将一束光贴着纸板沿射到镜面上点,纸板上会显示出反射光束。接着将纸板绕向前或向后翻折,则纸板上____________(选填“能”或“不能”)显示出反射光束,由此说明反射光线、入射光线与法线在同一平面内;
(3)在图甲中,若沿着的方向再入射一束光,它的反射光沿方向射出,此现象说明:在反射现象中,光路是____________的;
(4)若保持平面镜位置不变,将纸板向后倾斜一个角度(如图乙),入射光线仍能呈现在纸板上,且沿方向入射到平面镜的点,此时不能在纸板上看到反射光线,此时反射光线、入射光线和法线____________(选填“在”或“不在”)同一平面内;
(5)小明同学的实验数据如表所示,他根据表中数据可以得到的结论是:____________。
次数
1
2
3
4
5
6
【答案】(1) 粗糙 漫反射
(2)不能
(3)可逆
(4)在
(5)光反射时,反射角等于入射角
【详解】(1)为了能在纸板上清晰地看到光路,光线需要在纸板表面发生漫反射,这样我们无论从哪个方向看,都能接收到反射光;如果纸板表面光滑,会发生镜面反射,只有在特定方向才能看到光,因此应该选择表面粗糙的硬纸板。
(2)根据光的反射定律,反射光线、入射光线和法线在同一平面内。当纸板和在同一平面时,我们能看到反射光线;如果将纸板绕向前或向后翻折,纸板就与纸板即入射光线和法线所在的平面,不在同一平面了;此时,反射光线依然存在于原来的平面内,而纸板已经偏离了这个平面,所以在纸板上不能接收到反射光束,这个现象正好证明了三线共面。
(3)由图甲可知,原本光沿入射,沿反射;现在让光逆着原来的反射光线入射,发现反射光线逆着原来的入射光线射出,这说明在光的反射现象中,光路是可逆的。
(4)法线是垂直于镜面的直线;无论纸板如何倾斜,入射光线、反射光线和法线始终遵循反射定律,即它们在同一平面内;当纸板向后倾斜时,纸板所在的平面不再包含法线(法线垂直于镜面,而倾斜的纸板不垂直于镜面),因此反射光线虽然与入射光线在纸板上入射点相交,但反射光线并不在倾斜的纸板上,所以我们在纸板上看不到反射光线,但这并不违背三线共面的规律。
(5)由表可知,在每一次实验中,的度数都与的度数完全相等,由此可以直接得出结论:在反射现象中,反射角等于入射角。
4.“探究光的反射规律”的实验装置如图甲所示,平面镜放在水平桌面上,标有刻度(图中未画出)的白色纸板ABCD,能绕垂直于CD的ON轴向后折转,在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。
(1)实验前,应将纸板___________放置于平面镜上;实验时,在纸板上画出一条直线EO,使入射光线紧贴EO入射到平面镜的O点,移动激光笔,使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动,可观察到反射光束沿___________(顺时针/逆时针)方向转动;
(2)移动激光笔,使入射角为,测得反射角也为,由此就得出“光反射时,反射角等于入射角”的结论。你认为有何不妥之处___________;
(3)如图乙所示,将纸板右半部分绕ON向后折转任意角度,发现纸板上均无反射光束呈现。此现象说明了___________;
(4)图甲中,若将纸板(连同激光笔)绕CD向后倾斜,入射光线仍能呈现在纸板上,且仍紧贴EO入射到平面镜的O点(如图丙所示),在右侧纸板上看不到反射光线,此时反射光线___________(消失/存在);此时与图甲情形对比,发生改变的有___________。
A.法线位置 B.入射角度数 C.反射角与入射角的关系
【答案】(1) 垂直 顺时针
(2)只进行了一次实验,实验结论具有偶然性,不具备普遍规律
(3)反射光线、入射光线和法线在同一平面内
(4) 存在 B
【详解】(1)实验前必须将纸板垂直放置在平面镜上,才能让法线(垂直于镜面)落在纸板平面内,顺利在纸板上呈现入射、反射光线;当入射光束绕O点逆时针转动时,入射角增大,根据光的反射规律反射角同步增大,入射光线远离法线时,反射光线会向远离法线的顺时针方向转动。
(2)仅通过一组入射角等于45°的特殊数据就得出结论,实验次数太少,结论存在偶然性,无法得到普遍适用的光的反射规律,需要多次改变入射角重复实验,验证反射角始终等于入射角。
(3)把纸板右半部分向后折转后,两个纸板面不在同一平面,此时右半部分纸板上无法呈现反射光线,该现象直接说明反射光线、入射光线和法线三者处于同一平面内。
(4)即使纸板向后倾斜,光的反射依然会发生,所以反射光线是真实存在的,只是此时反射光线不在倾斜的纸板平面内,因此无法在纸板上观察到; 法线始终垂直于水平放置的平面镜,因此法线位置不变;但入射光线随纸板倾斜,入射光线与法线的夹角(入射角)相比图甲发生了改变;光的反射定律始终成立,反射角永远等于入射角,这个关系不会改变,故选B。
5.“探究光的反射规律”。
(1)老师将平面镜放在水平桌面上,让一束光斜射入平面镜上O点,让小明拿如图甲所示的白板EF寻找入射光线和反射光线,小明发现它们同时呈现在白板上时白板和平面镜相互____________。
接着老师做了如图乙演示,先用加湿器使整个教室充满雾气,将平面镜放在一能转动的水平圆台上,在M柱上固定一红色激光笔,使其发出的光垂直射向平面镜上的O点,其作用是为了显示____________的位置,然后打开固定在N柱上的绿色激光笔,使绿色激光射向O点,接下来老师缓慢转动圆台,当我们观察到____________时,可判断反射光线、入射光线和法线在同一平面内。为了验证这个观点,老师将F屏沿PQ剪开,如图丙所示,将纸板的上半部分向后折,发现在纸板右侧的____________(上部/下部)不会看到反射光线;
(2)小明为了方便研究角度的关系,换用图丁所示装置继续实验如图所示,当将光线沿“C'O”的方向射入O点,反射光线将沿OC沿射出,这是因为____________。当入射光线绕O点顺时针转动时,观察到反射光线____________转动,当入射光线垂直镜面入射时,反射光线与入射光线重合,此时光的传播方向改变____________度。
【答案】(1) 垂直 法线 入射绿光、入射红光、反射绿光看起来重合 上部
(2) 在光的反射现象中光路可逆 逆时针 180
【详解】(1)在光的反射现象中,反射光线、入射光线和法线处于同一平面内,要让入射光线和反射光线同时呈现在白板上,白板需要与平面镜垂直,此时三者所在平面和白板重合,光路才能同时显示在白板上。
红色激光笔垂直射向平面镜上的O点,其传播路径与法线重合,可以直观显示法线的位置。
当入射绿光、入射红光(代表法线方向)、反射绿光看起来重合时,说明三条线共面,即可判断反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
将纸板上半部分向后折,上半部分与入射光线、法线所在的平面分离,因此纸板右侧的上部无法接收到反射光线,看不到反射光。
(2)光的反射现象中光路是可逆的,原本沿OC入射的光线会沿C'O方向射出,因此反过来沿C'O入射的光线会沿OC方向射出。
光的反射中反射角等于入射角,入射光线顺时针转动靠近法线时,入射角减小,反射角也同步减小,反射光线会逆时针转动靠近法线。
当入射光线垂直镜面入射时,入射角为0°,反射角也为0°,反射光线沿入射光线的反方向射出,传播方向改变180度。
▌题型02 光的反射定律应用
1.求角的大小:反射角等于入射角;反射角(或入射角)与反射面的夹角相加等于90°。
2.判断角的大小变化:反射关线和入射光线关于法线对称,入射光线靠近法线,反射光线也靠近法线,反射角变小。
3.液面的升降问题,一般判断入射点的位置变化即可判断液面的升降。
6.塔式太阳能电站把地面上多个平面镜反射的太阳光汇聚到塔顶,从而利用太阳能发电。如示意图所示,某塔式太阳能电站的一块平面镜在塔的东边,下午某时刻,从西向东的太阳光以与水平方向成70°角射向这块平面镜,反射光线与水平方向成30°角,则反射角的度数是______,平面镜与水平方向的夹角度数是______,若太阳光线逆时针旋转变成与水平方向成50°角射到这块平面镜上,则平面镜需要逆时针旋转过______(填度数)就又能把阳光反射到塔顶。
【答案】
【详解】入射光线与水平方向夹角为,反射光线与水平方向夹角为,所以入射光线与反射光线的夹角为。因为反射角等于入射角,且该夹角等于入射角与反射角之和,所以反射角为。
法线与水平方向的夹角为反射角加上反射光线与水平方向的夹角,即。又因为法线与平面镜的夹角为,所以平面镜与水平方向的夹角为。
原来入射光线与水平方向成角,现在变为与水平方向成角,因为反射光线方向不变(仍反射到塔顶),则入射光线与反射光线的夹角减小,所以法线要逆时针旋转,而平面镜与法线垂直,所以平面镜需要逆时针旋转。
7.强强发现湖水深度随季节变化明显。他查阅资料了解到一款测量液面高度变化的仪器,如图乙所示,与液面夹角为45°的光束经液面反射后在光电屏上形成光点S。若进入冬季一段时间后光点由S向右移了80cm,则湖水______(选填“上升”或“下降”)了______cm。要使该装置更灵敏,即液面变化高度一定时光斑移动更明显,可______(选填“增大”或“减小”)入射角。
【答案】 下降 40 增大
【详解】(1)由平面镜成像特点可知,像与物到水面的距离相等,故倒影与水面的距离等于白鹭到水面的距离,为8m;
像与物大小相等,故白鹭俯冲时倒影的大小不变。
(2)因入射光线方向固定,液面下降时入射点向右移动,反射光线与原反射光线平行,光点随反射光线右移,故湖水下降。
设液面下降高度为,光点移动距离,入射角为45°,由几何关系得,因此
液面变化高度一定时,增大入射角,光斑移动距离更大,装置更灵敏,故应增大入射角。
8.如图所示,一束光线与水平面成50°角入射到平面镜上,若要使反射光线沿水平方向射出,则平面镜与水平方向的夹角为( )
A.一定是25° B.一定是65° C.25°或65° D.无法判断
【答案】C
【详解】反射光线沿水平方向射出有两种情况:第一种情况,反射光线水平向右,入射光线与反射光线夹角为50°,由光的反射定律可知入射角等于反射角,法线与水平方向夹角为
因法线与镜面垂直,镜面与水平方向夹角为
第二种情况,反射光线水平向左,入射光线与反射光线夹角为
由光的反射定律可知入射角等于反射角,法线与水平方向夹角为
因法线与镜面垂直,镜面与水平方向夹角为
故选 C。
9.如图所示,光射到镜面上,反射光线与入射光线的夹角为100°,若使反射光线与入射光线的夹角变为120°,下列方法可行的是( )
A.镜面不动,入射光线向镜面旋转20° B.镜面不动,入射光线远离镜面旋转10°
C.入射光线不动,镜面顺时针旋转20° D.入射光线不动,镜面逆时针旋转10°
【答案】D
【详解】A.初始入射角 ,目标入射角 ,需使入射角增大 。而镜面不动,入射光线向镜面旋转,入射角增大 变为,反射光线与入射光线夹角变为 ,故A不符合题意;
B.镜面不动,入射光线远离镜面旋转,入射角减小 变为 ,反射光线与入射光线夹角变为,故B不符合题意;
C.入射光线不动,镜面顺时针旋转,法线顺时针旋转 靠近入射光线,入射角减小 变为 ,反射光线与入射光线夹角变为,故C不符合题意;
D.入射光线不动,镜面逆时针旋转,法线逆时针旋转 远离入射光线,入射角增大 变为,反射光线与入射光线夹角变为,故D符合题意。
故选D。
10.水平放置的平面镜将一束光线SO反射至竖直墙壁的A点,如图所示,要使反射光线射向B点,下列操作不能达成的是( )
A.仅将入射光线SO绕O点逆时针转动 B.仅将平面镜M绕O点顺时针转动
C.仅将平面镜M向上平移 D.仅将平面镜M向下平移
【答案】D
【详解】设入射角为,反射角为,平面镜转动角度为,平移距离为;
A.仅将入射光线绕点逆时针转动,入射光线靠近法线,入射角。由反射定律可知,反射角,反射光线靠近法线(逆时针转动),能射向B点,故A不符合题意;
B.仅将平面镜绕点顺时针转动,法线顺时针转动靠近入射光线,入射角。由得;反射光线转动角度为,方向为顺时针,能射向B点,故B不符合题意;
C.仅将平面镜向上平移,入射点沿向右上方移动,反射光线方向不变(平行于原反射光线),位置向上平移,能射向B点,故C不符合题意;
D.仅将平面镜向下平移,入射点沿延长线向左下方移动,反射光线方向不变(平行于原反射光线),位置向下平移,射向点下方,故D符合题意。
故选D。
▌题型03 镜面反射和漫反射
1.漫反射和镜面反射都遵守光的反射规律。
2.判断镜面反射和漫反射,可以从题中一些字、词去判断。如出现“刺眼”“反光”等是镜面反射;出现“各个方向”是漫反射。
11.雨后的夜晚,为了不踩到积水,下列说法正确的是( )
A.迎着月光走,水面发生漫反射,比较亮
B.迎着月光走,地面发生镜面反射,比较亮
C.背着月光走,地面发生漫反射,比较暗
D.背着月光走,水面发生镜面反射,比较暗
【答案】D
【详解】A.水面光滑,迎着月光时发生镜面反射,比较亮,故A错误;
B.地面粗糙,发生漫反射,比较暗,故B错误;
C.背着月光走时,地面漫反射有部分光进入人眼,亮度高于水面,故C错误;
D.背着月光走时,水面发生镜面反射,反射光无法进入人眼,因此水面比较暗,故D正确。
故选D。
12.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.无论从哪个位置看,看到的镜面都是暗的
B.镜面上发生的是漫反射,白纸上发生的是镜面反射
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.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
【答案】C
【详解】A.手电筒光照射到镜面上发生镜面反射,反射光线集中射向特定方向,若人眼处于该反射光线的方向上,会有大量光线进入人眼,看到的镜面是亮的,故A错误;
B.镜面表面光滑,发生的是镜面反射,白纸表面粗糙,发生的是漫反射,故B错误;
C.白纸发生漫反射,反射光线射向各个方向,人眼在侧面观察时,有较多光线进入人眼;镜面发生镜面反射,光线集中反射,人眼在侧面观察时进入人眼的光线很少,因此相同面积的白纸和镜面相比,白纸上反射的光进入人眼多,故C正确;
D.镜面反射和漫反射均遵从光的反射定律,故D错误。
故选C。
13.如图是晚上汽车在干燥的沥青路面和潮湿的沥青路面上行驶时大灯部分光路简图,在晚上开车时( )
A.潮湿的路面更容易发生光的漫反射
B.干燥的路面更容易发生光的镜面反射
C.照射到干燥路面上的光不遵循光的反射定律
D.对面无车时,驾驶员看潮湿的路面更暗
【答案】D
【详解】AB.由图可知,干燥路面粗糙,光射到上面发生漫反射;潮湿路面平滑,光射到上面发生镜面反射,故AB不符合题意;
C.漫反射和镜面反射均遵循光的反射定律,故C不符合题意;
D.对面无车时,潮湿路面发生镜面反射,反射光线主要射向前方,进入驾驶员眼睛的光线较少,故驾驶员看潮湿的路面更暗,故D符合题意。
故选D。
14.为了节能减排,许多地下车库采用光导照明系统,如图所示。采光罩采集的阳光进入内壁镀有高反射膜的导光管,经多次反射后,传导到漫射器,光经过它传播到车库的各个方向,漫射器应该用____________(选填“凹凸不平”或“厚度均匀”)的透明材料制成。
【答案】凹凸不平
【详解】漫射器需使光向各个方向射出,需利用漫反射,而凹凸不平的表面可使光发生漫反射,因此选用凹凸不平的透明材料。
15.教室内坐在不同位置的同学都能看见黑板上的字,是因为光在黑板上发生了___________反射,但黑板用久了会“反光”,这是因为光发生了___________反射。如图所示,当太阳光从右侧窗户射入时,最有可能因反光看不清光滑处字的位置是___________(选填“A”“B”“C”或“D”)。
【答案】 漫 镜面 A
【详解】黑板表面粗糙,光发生漫反射,反射光线射向各个方向,故不同位置的同学都能看到黑板上的字;
黑板用久后表面变光滑,光发生镜面反射,反射光线集中在特定方向,因此会出现反光现象;
由光的反射定律可知,右侧入射的太阳光经黑板光滑处镜面反射后,反射光线射向A位置,故A处同学最有可能因反光看不清字。
▌题型04 光的反射作图
1.光的反射作图一般步骤:
(1)作法线(虚线表示);
(2)确定反(入)射光线的位置;
(3)作反(入)射光线,用实线表示;
(4)标出反射角r和入射角i。
注意事项:反射光线和入射光线都要画成实线,并用箭头表示它的传播方向;法线用虚线,要垂直于反射面。
2.根据平面镜成像原理(光的反射定律)作图
作图步骤如下:
①从点光源S任意引两条光线射到平面镜上;
②分别作出两条入射光线的法线;
③根据光的反射定律分别作出两条入射光线的反射光线;
④分别作两条反射光线的反向延长线,它们的交点S'即为点光源S的像。
16.如图所示,入射光经平面镜反射后,反射光线与镜面的夹角是30°,请根据光的反射定律画出入射光线,并标出入射角的度数。
【答案】
【详解】过入射点作法线,由题可知,反射角为,根据光的反射定律,反射角等于入射角,则入射角为,据此画出入射光线。
17.如图所示,入射光线AO经平面镜反射沿OB的方向射出,请作出平面镜的位置。
【答案】
【详解】根据光的反射定律,反射角等于入射角,法线是入射光线、反射光线夹角的角平分线,先作出入射光线和反射光线的夹角的角平分线,这条线就是法线;再根据平面镜与法线互相垂直,过入射点作一条垂直于这条法线的直线,这条直线就是平面镜的位置,最后在平面镜的非反射面一侧画上短斜线表示镜面。
18.如图所示,入射光线与水平面成30°角,要使反射光线竖直照射到矿井中,在图中画出平面镜的位置并标出反射角度数。
【答案】
【详解】由于反射光线竖直射入井内,过入射点(入射光线与水平直线的交点)竖直向下作出反射光线;然后作入射光线与反射光线的角平分线即为法线;因平面镜与法线垂直,则据此可画出平面镜的位置。由图知,反射光线和入射光线的夹角为
根据光的反射定律,反射角等于入射角,则反射角为
19.请画出:①烛焰上S点的像;②人眼从A处看平面镜中烛焰上S点的像的完整光路图。
【答案】
【详解】先通过平面镜作出发光点S的对称点S′即为S的像;连接S′A交平面镜于点O,连接SO即为入射光线,OA为反射光线,据此作图。
20.平面镜前有一点光源S,其发出的光经平面镜反射后的光线如图所示,请作出入射光线,并标示出发光点S的位置。
【答案】/
【详解】方法一:分别过两个入射点作垂直于镜面的法线,根据反射角等于入射角分别在两条法线左侧作出两条入射光线,两条入射光线的交点即为发光点,如图所示。
方法二:将两条反射光线分别反向延长,两条延长线的交点就是发光点的虚像,根据平面镜成像特点,像与物关于镜面对称,过作平面镜的垂线并延长,与平面镜的交点为,在平面镜上方的延长线上取一点,使,得到发光点,连接和两个入射点,即画出两条入射光线,如图所示。
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2.4 光的反射
题型01 探究光的反射定律
题型02 光的反射定律应用
题型03 镜面反射和漫反射
题型04 光的反射作图
▌题型01 探究光的反射定律
常考考查点
(1)可折转白色粗糙硬纸板的作用:一是显示光的传播路径,对光线起漫反射作用;二是探究入射光线、法线和反射光线是否在同一平面内。
(2)白色硬纸板竖直立在平面镜上。
(3)在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在同一平面内;反射光线、入射光线分别位于法线两侧;反射角等于入射角。(不能说成入射角等于反射角)
(4)在光的反射现象中,光路是可逆的。
(5)应在光线较暗的室内进行实验,以便于观察实验现象。
(6)实验时,纸板必须与平面镜垂直,否则在纸板上看不到反射光;
(7)实验描绘光的传播路径的方法:在入射光线和反射光线上取一个点,将该点与反射点连接。
(8)进行多次实验的目的:避免偶然性,寻找普遍规律。
(9)若发现每次实验反射角与入射角的和为90°,原因是:错把入射角看成入射光线与反射面的夹角,或错把反射角看成反射光线与反射面的夹角。
1.在“探究光的反射定律”中,
(1)如图甲所示,纸板应该________(选填“垂直”或“水平”)放在平面镜上,使一束光贴着纸板E入射到O点,我们从不同方向都能在纸板B上看到反射光,是因为光在纸板B上发生了________反射(选填“漫”或“镜面”);
(2)如图甲所示,若在探究的过程中,将入射角增大5°,则光线OF将________(选填“靠近”或“远离”)法线,改变入射角大小,多次测量反射角大小,测量多组数据的目的是:________;
(3)在图乙中,同学将纸板B沿PQ剪开,把纸板B的上半部分向后折。实验时在纸板B的上半部分________(选填“能”或“不能”)看到反射光线,此时反射光线、入射光线和部分法线________(选填“在”或“不在”)同一平面内;
(4)在图甲中,如果让光沿着FO的方向射向平面镜,将沿着________方向射出。这表明:________。
2.“探究光的反射规律”的实验装置如图甲所示,平面镜放在水平桌面上,标有刻度(图中未画出)的白纸板ABCD能绕垂直于CD的ON轴折转,纸板上装有一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。
(1)本实验中白纸板的主要作用是①_______,②探究反射光线、入射光线、法线是否在同一平面上。
(2)实验前,应将纸板_______放置在平面镜上;移动激光笔,使入射角为45°,测得反射角也为45°,由此就得出:“反射角等于入射角”的结论,是否可行?_______(选填“可行”“不可行”),因为:_______。
(3)如图甲所示,若入射光线绕着O点沿顺时针方向转动20°,则可以观察到反射光线与入射光线的夹角_______(选填“增大”或“减小”)的度数为_______度。
(4)在如图甲中,若将纸板(连同激光笔)绕CD向后倾斜,此时反射光束_______;
A.仍在纸板上呈现 B.被纸板挡住 C.在纸板前方
(5)实验结束后,同组的小明和小刚都想从镜子中看到对方的眼睛,而不想让对方看到自己的眼睛,结果他俩谁都没有能做到,你认为没有能做到的原因是_______。
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)将平面镜平放在水平桌面上,应该选择____________(选填“粗糙”或“光滑”)的硬纸板作为光屏,硬纸板与平面镜保持如图甲所示,实验中从各个角度都能看到纸板上的光路,是因为在纸板上发生了____________(选填“漫反射”或“镜面反射”);
(2)实验时,将一束光贴着纸板沿射到镜面上点,纸板上会显示出反射光束。接着将纸板绕向前或向后翻折,则纸板上____________(选填“能”或“不能”)显示出反射光束,由此说明反射光线、入射光线与法线在同一平面内;
(3)在图甲中,若沿着的方向再入射一束光,它的反射光沿方向射出,此现象说明:在反射现象中,光路是____________的;
(4)若保持平面镜位置不变,将纸板向后倾斜一个角度(如图乙),入射光线仍能呈现在纸板上,且沿方向入射到平面镜的点,此时不能在纸板上看到反射光线,此时反射光线、入射光线和法线____________(选填“在”或“不在”)同一平面内;
(5)小明同学的实验数据如表所示,他根据表中数据可以得到的结论是:____________。
次数
1
2
3
4
5
6
4.“探究光的反射规律”的实验装置如图甲所示,平面镜放在水平桌面上,标有刻度(图中未画出)的白色纸板ABCD,能绕垂直于CD的ON轴向后折转,在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。
(1)实验前,应将纸板___________放置于平面镜上;实验时,在纸板上画出一条直线EO,使入射光线紧贴EO入射到平面镜的O点,移动激光笔,使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动,可观察到反射光束沿___________(顺时针/逆时针)方向转动;
(2)移动激光笔,使入射角为,测得反射角也为,由此就得出“光反射时,反射角等于入射角”的结论。你认为有何不妥之处___________;
(3)如图乙所示,将纸板右半部分绕ON向后折转任意角度,发现纸板上均无反射光束呈现。此现象说明了___________;
(4)图甲中,若将纸板(连同激光笔)绕CD向后倾斜,入射光线仍能呈现在纸板上,且仍紧贴EO入射到平面镜的O点(如图丙所示),在右侧纸板上看不到反射光线,此时反射光线___________(消失/存在);此时与图甲情形对比,发生改变的有___________。
A.法线位置 B.入射角度数 C.反射角与入射角的关系
5.“探究光的反射规律”。
(1)老师将平面镜放在水平桌面上,让一束光斜射入平面镜上O点,让小明拿如图甲所示的白板EF寻找入射光线和反射光线,小明发现它们同时呈现在白板上时白板和平面镜相互____________。
接着老师做了如图乙演示,先用加湿器使整个教室充满雾气,将平面镜放在一能转动的水平圆台上,在M柱上固定一红色激光笔,使其发出的光垂直射向平面镜上的O点,其作用是为了显示____________的位置,然后打开固定在N柱上的绿色激光笔,使绿色激光射向O点,接下来老师缓慢转动圆台,当我们观察到____________时,可判断反射光线、入射光线和法线在同一平面内。为了验证这个观点,老师将F屏沿PQ剪开,如图丙所示,将纸板的上半部分向后折,发现在纸板右侧的____________(上部/下部)不会看到反射光线;
(2)小明为了方便研究角度的关系,换用图丁所示装置继续实验如图所示,当将光线沿“C'O”的方向射入O点,反射光线将沿OC沿射出,这是因为____________。当入射光线绕O点顺时针转动时,观察到反射光线____________转动,当入射光线垂直镜面入射时,反射光线与入射光线重合,此时光的传播方向改变____________度。
▌题型02 光的反射定律应用
1.求角的大小:反射角等于入射角;反射角(或入射角)与反射面的夹角相加等于90°。
2.判断角的大小变化:反射关线和入射光线关于法线对称,入射光线靠近法线,反射光线也靠近法线,反射角变小。
3.液面的升降问题,一般判断入射点的位置变化即可判断液面的升降。
6.塔式太阳能电站把地面上多个平面镜反射的太阳光汇聚到塔顶,从而利用太阳能发电。如示意图所示,某塔式太阳能电站的一块平面镜在塔的东边,下午某时刻,从西向东的太阳光以与水平方向成70°角射向这块平面镜,反射光线与水平方向成30°角,则反射角的度数是______,平面镜与水平方向的夹角度数是______,若太阳光线逆时针旋转变成与水平方向成50°角射到这块平面镜上,则平面镜需要逆时针旋转过______(填度数)就又能把阳光反射到塔顶。
7.强强发现湖水深度随季节变化明显。他查阅资料了解到一款测量液面高度变化的仪器,如图乙所示,与液面夹角为45°的光束经液面反射后在光电屏上形成光点S。若进入冬季一段时间后光点由S向右移了80cm,则湖水______(选填“上升”或“下降”)了______cm。要使该装置更灵敏,即液面变化高度一定时光斑移动更明显,可______(选填“增大”或“减小”)入射角。
8.如图所示,一束光线与水平面成50°角入射到平面镜上,若要使反射光线沿水平方向射出,则平面镜与水平方向的夹角为( )
A.一定是25° B.一定是65° C.25°或65° D.无法判断
9.如图所示,光射到镜面上,反射光线与入射光线的夹角为100°,若使反射光线与入射光线的夹角变为120°,下列方法可行的是( )
A.镜面不动,入射光线向镜面旋转20° B.镜面不动,入射光线远离镜面旋转10°
C.入射光线不动,镜面顺时针旋转20° D.入射光线不动,镜面逆时针旋转10°
10.水平放置的平面镜将一束光线SO反射至竖直墙壁的A点,如图所示,要使反射光线射向B点,下列操作不能达成的是( )
A.仅将入射光线SO绕O点逆时针转动 B.仅将平面镜M绕O点顺时针转动
C.仅将平面镜M向上平移 D.仅将平面镜M向下平移
▌题型03 镜面反射和漫反射
1.漫反射和镜面反射都遵守光的反射规律。
2.判断镜面反射和漫反射,可以从题中一些字、词去判断。如出现“刺眼”“反光”等是镜面反射;出现“各个方向”是漫反射。
11.雨后的夜晚,为了不踩到积水,下列说法正确的是( )
A.迎着月光走,水面发生漫反射,比较亮
B.迎着月光走,地面发生镜面反射,比较亮
C.背着月光走,地面发生漫反射,比较暗
D.背着月光走,水面发生镜面反射,比较暗
12.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.无论从哪个位置看,看到的镜面都是暗的
B.镜面上发生的是漫反射,白纸上发生的是镜面反射
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.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
13.如图是晚上汽车在干燥的沥青路面和潮湿的沥青路面上行驶时大灯部分光路简图,在晚上开车时( )
A.潮湿的路面更容易发生光的漫反射
B.干燥的路面更容易发生光的镜面反射
C.照射到干燥路面上的光不遵循光的反射定律
D.对面无车时,驾驶员看潮湿的路面更暗
14.为了节能减排,许多地下车库采用光导照明系统,如图所示。采光罩采集的阳光进入内壁镀有高反射膜的导光管,经多次反射后,传导到漫射器,光经过它传播到车库的各个方向,漫射器应该用____________(选填“凹凸不平”或“厚度均匀”)的透明材料制成。
15.教室内坐在不同位置的同学都能看见黑板上的字,是因为光在黑板上发生了___________反射,但黑板用久了会“反光”,这是因为光发生了___________反射。如图所示,当太阳光从右侧窗户射入时,最有可能因反光看不清光滑处字的位置是___________(选填“A”“B”“C”或“D”)。
▌题型04 光的反射作图
1.光的反射作图一般步骤:
(1)作法线(虚线表示);
(2)确定反(入)射光线的位置;
(3)作反(入)射光线,用实线表示;
(4)标出反射角r和入射角i。
注意事项:反射光线和入射光线都要画成实线,并用箭头表示它的传播方向;法线用虚线,要垂直于反射面。
2.根据平面镜成像原理(光的反射定律)作图
作图步骤如下:
①从点光源S任意引两条光线射到平面镜上;
②分别作出两条入射光线的法线;
③根据光的反射定律分别作出两条入射光线的反射光线;
④分别作两条反射光线的反向延长线,它们的交点S'即为点光源S的像。
16.如图所示,入射光经平面镜反射后,反射光线与镜面的夹角是30°,请根据光的反射定律画出入射光线,并标出入射角的度数。
17.如图所示,入射光线AO经平面镜反射沿OB的方向射出,请作出平面镜的位置。
18.如图所示,入射光线与水平面成30°角,要使反射光线竖直照射到矿井中,在图中画出平面镜的位置并标出反射角度数。
19.请画出:①烛焰上S点的像;②人眼从A处看平面镜中烛焰上S点的像的完整光路图。
20.平面镜前有一点光源S,其发出的光经平面镜反射后的光线如图所示,请作出入射光线,并标示出发光点S的位置。
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2.4光的反射定律
】题型01探究光的反射定律
1.(1)
垂直
漫
(2)
远离
寻找普遍规律
(3)
不能
在
(4)
OE
光反射时,光路是可逆的
2.(1)显示光的传播路径
(2)
垂直
不可行
一次实验具有偶然性,不能得出普遍规律
(3)
减小
40
(4)C
(5)光的反射现象中光路是可逆的
3.(1)
粗糙
漫反射
(2)不能
(3)可逆
(4)在
(5)光反射时,反射角等于入射角·
4.(1)
垂直
顺时针
(2)只进行了一次实验,实验结论具有偶然性,不具备普遍规律
(3)反射光线、入射光线和法线在同一平面内
(4)
存在
B
5.(1)
垂直
法线
入射绿光、入射红光、反射绿光看起来重合
上部
(2)
在光的反射现象中光路可逆
逆时针
180
题型02光的反射定律应用
6.
20
40°
10°
7.
下降
40
增大
8.C
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9.D
10.D
1题型03镜面反射和漫反射
11.D
12.C
13.D
14.凹凸不平
15
漫
镜面
A
题型04光的反射作图
609
16
309
17
B
30°
18
2/3
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19
S
A
A
B
20
1777777
7777777
M
313
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