【重难突破系列】专题八 光的反射(讲义)-2026-2027学年物理苏科版八年级上册
2026-10-04
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内容正文:
专题讲义 苏科版八年级物理上册
重难专题八
光的反射
(原卷版)
苏科版八年级上册 | 第三章《光现象》 | 建议用时 45 分钟 | 难度:★★★★☆
▎学习目标
1.知道光射到物体表面会被反射回原介质,了解入射光线、反射光线、入射点O、法线(过O垂直镜面的虚线)、入射角i、反射角r等名词,理解入射角、反射角都是光线与法线的夹角;
2.掌握光的反射定律——三线共面、反射光线和入射光线分居法线两侧、反射角等于入射角,知道在反射现象中光路是可逆的;会做“探究光的反射定律”实验(可折转硬纸板、粗糙表面显示光路、量角器测角、多次实验);
3.区分镜面反射与漫反射,知道二者都遵守反射定律;会根据反射定律作光路图(先画法线虚线,再使反射角等于入射角,标箭头与角度),了解看见不发光物体、自行车尾灯(角反射器)、潜望镜等应用。
【思维导图】
光的反射
反射定律
三线共面:反射光线、入射光线、法线在同一平面内
两线分居:反射光线与入射光线分居法线两侧
反射角等于入射角;光路是可逆的
光的反射
探究实验
可折转硬纸板:向后折转看不到反射光,验证三线共面
纸板要粗糙、与镜面垂直,便于显示光路
量角器测角;多次改变入射角避免偶然性
光的反射
两种反射
镜面反射:光滑面,平行光反射后仍平行
漫反射:粗糙面,平行光反射后射向各方
二者都遵守光的反射定律
光的反射
作图与应用
先画法线(虚线),再使反射角=入射角,光线带箭头
看见不发光的物体;黑板反光、电影银幕
自行车尾灯/角反射器:两垂直镜面使光沿原路返回
考点一 光的反射定律
1.光的反射现象: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。无论是光滑的镜面还是粗糙的桌面,光射到它们表面都会发生反射。我们能看到本身不发光的书本、黑板、同学,就是因为被它们反射的光进入了眼睛。如图1,光射到镜面MM′上的入射点O后改变方向射出:射向镜面的光线叫入射光线,从镜面射出的光线叫反射光线;过入射点O作一条垂直于镜面的虚线ON,叫法线;入射光线与法线的夹角叫入射角i,反射光线与法线的夹角叫反射角r。注意:入射角、反射角都是光线与法线的夹角,不是光线与镜面的夹角。
图1 光的反射光路:MM′为镜面,O为入射点,ON为过O垂直镜面的法线(虚线),入射光线射向O、反射光线从O射出
2.光的反射定律:大量实验表明: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居法线两侧;反射角等于入射角。简记为“三线共面、两线分居、两角相等”。如图2,改变入射光线的方向,反射角会随入射角同步改变,但二者大小始终相等。此外,在反射现象中光路是可逆的——让光逆着原来反射光线的方向射向镜面,它就会逆着原来入射光线的方向射出。
图2 反射角等于入射角:改变入射光线方向,反射角随入射角同步变化且大小相等
3.探究光的反射定律的实验:实验装置如图3所示。把一块平面镜平放在水平桌面上,再把一块可折转的硬纸板(由E、F两部分粘接而成,F可绕接缝ON转动)竖直立在镜面上。①让一束光紧贴纸板E射向镜面上的O点,纸板F上会出现反射光线;②把纸板F向后(或向前)折转,使其与E不在同一平面内,纸板F上就看不到反射光线了,这说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。③纸板表面要粗糙,使光在它上面发生漫反射,教室里不同位置的同学都能看到光路。④要多次改变入射角,测出入射角和反射角并比较,避免一次实验的偶然性。⑤让光沿原来反射光线的方向入射,反射光沿原来入射光线方向射出,说明光路可逆。
图3 探究光的反射定律:可折转硬纸板E、F竖直立在平面镜上,把纸板F向后折转后看不到反射光线
4.典型例题示范:【例】如图4所示,一束入射光线与平面镜成30°角射向镜面,入射角是多大?反射光线与入射光线的夹角又是多大?【解析】入射角是入射光线与法线的夹角,不是与镜面的夹角。入射光线与镜面成30°,则它与法线(垂直镜面)的夹角即入射角i=90°-30°=60°;由反射定律,反射角r=i=60°,所以反射光线与入射光线的夹角为i+r=120°。
图4 入射光线与镜面成30°角:入射角为入射光线与法线的夹角,即90°-30°=60°
▎重难诠释
①入射角、反射角都是光线与法线的夹角,不是与镜面的夹角;已知光线与镜面成θ角时,入射角应为90°-θ;
②光线垂直镜面入射时,沿原路返回,此时入射光线、反射光线与法线重合,入射角=反射角=0°;
③把纸板F向后折转(而不是平移纸板)后看不到反射光线,目的是验证反射光线、入射光线和法线在同一平面内;
④纸板要竖直立在镜面上(与镜面垂直),表面要粗糙,才能同时显示入射光和反射光;要多次改变入射角实验,避免偶然性;
⑤在反射现象中光路可逆:甲能从镜中看到乙的眼睛,乙也一定能看到甲的眼睛。
考点二 镜面反射、漫反射、作图与应用
1.镜面反射:平行光射到光滑的反射面上(如平静的水面、抛光的金属面、光滑的黑板),反射光仍然是平行的,朝同一方向射出,这种反射叫镜面反射。黑板“反光”、城市玻璃幕墙造成的光污染,都是镜面反射;在那个方向上反射光很强,其他方向几乎没有反射光。
2.漫反射:平行光射到粗糙不平的表面上(如白纸、墙壁、电影银幕、书本纸张),反射光会射向四面八方,这种反射叫漫反射。正因为粗糙表面发生漫反射,我们才能从不同方向看到本身不发光的物体。需要特别注意:漫反射时每一条光线仍然遵守光的反射定律,只是反射面“凹凸不平”使各点的法线方向不同,反射光才被射向各个方向。
图5 镜面反射(左)与漫反射(右):光滑面平行光反射后仍平行,粗糙面反射后射向各个方向,二者都遵守反射定律
表1 镜面反射与漫反射的对比
比较项目
镜面反射
漫反射
反射面
光滑平整
粗糙不平
平行光反射后
反射光仍平行,只朝一个方向射出
反射光射向各个方向
是否遵守反射定律
遵守
每条光线都遵守
典型实例
黑板反光、水面倒影、玻璃幕墙光污染
从不同方向看到黑板字、电影银幕、白纸
3.反射光路作图:作反射光路图时,必须按顺序:①先过入射点O作法线——用虚线画,且与镜面垂直(必要时标直角符号);②根据“反射角等于入射角”,在法线另一侧画出反射光线;③反射光线、入射光线都用实线并标上箭头,表示光的传播方向;④有角度时标出入射角、反射角。切记:法线是辅助线,一定画成虚线且不带箭头;实际光线画成实线且带箭头。
4.光的反射的应用:①我们能看到本身不发光的物体,靠的就是物体表面的漫反射。②自行车尾灯是一个角反射器,如图6,它由许多块互相垂直的小平面镜组成:后面汽车车灯照来的光,经两块互相垂直的镜面两次反射后,能沿着与入射光平行的方向射回原处,使司机看到明亮的红光,保证夜间行车安全。③潜望镜在管筒上下各装一块与水平面成45°的平面镜,通过两次反射改变光路,使人在水下(或隐蔽处)看到水面(或墙外)的景物。
图6 自行车尾灯(角反射器):由许多互相垂直的小镜面组成,把射来的光沿原路反射回去
▎重难诠释
①漫反射同样遵守光的反射定律,不要认为“漫反射不遵守定律”;我们能从四面八方看到物体,正是漫反射的功劳;
②黑板“反光”是镜面反射:射到那一小块光滑处的平行光集中朝一个方向反射,正好射入某一位置同学的眼睛,于是刺眼、看不清粉笔字;
③作图铁律:先画法线(虚线、垂直镜面、不带箭头),再使反射角=入射角,最后画实线光线并标箭头和角度;
④角反射器(自行车尾灯)由两块互相垂直的平面镜组成,光经两次反射后沿与入射光平行的方向返回;潜望镜利用两块平行的45°平面镜改变光路;
⑤镜面转动θ角时,法线也转动θ角,反射光线相应转动2θ角(入射光方向不变时)。
考向一 反射现象与定律(识别反射现象·入射角反射角计算·镜面转动·两平面镜夹角)
1.如图所示,若入射光线与平面镜成30°角,则( )
A.入射角是30°
B.反射光线与入射光线的夹角是60°
C.入射角增大5°反射角增大10°
D.当平面镜绕O点逆时针转过30°时,反射光线与入射光线的夹角减小60°
2.如图所示,一束入射光与水面的夹角保持40°不变,经水面反射后在光屏上形成亮点S1,下列说法正确的是( )
A.此时反射角为40°
B.保持入射光与水面的夹角不变,若亮点由S1向S2移动,表示水面正在上升
C.若水面高度保持不变,亮点由S1向S2移动,说明入射光束逆时针转动
D.能从四面八方看到光屏上的亮点,是因为光屏上发生了镜面反射
3.如图所示,两块平面镜相交,一束光线沿AO斜射到平面镜MP上,并且与平面镜的夹角为30°,光线经两平面镜反射后与AO重合,但方向相反,则两块平面镜的夹角α是( )
A.30°
B.45°
C.60°
D.70°
4.如图甲是我国建造的亚洲第一座24小时持续发电的熔盐塔式光热电站。当太阳位置变化时,自动控制系统可以调整定日镜的角度,将太阳光准确反射到吸热塔顶部,实现储能发电。如图乙所示是上午某时刻的光路图,则太阳下山前,该定日镜的旋转方向应该是( )
A.自东向西
B.自西向东
C.自北向南
D.自南向北
5.下列现象中,属于光的反射现象的是( )
A.阳光穿过树林
B.演员对镜练习
C.射击瞄准
D.木工检查木料是否平直
考向二 探究反射定律实验(纸板垂直粗糙·折转三线共面·光路可逆·烟雾显示光路)
6.如图所示是“探究光的反射定律”的实验装置,平面镜M放在水平面上,E、F是两块粘接起来的硬纸板,而且纸板F可绕ON转动。(1)如图甲所示,实验时纸板_______ 放在平面镜上,将一束光AO贴纸板E射向平面镜M,纸板上会显示出反射光束OB。为了看清楚板上的光路,纸板的材质应是________ (选填“粗糙的”或“光滑的”)。(2)如图乙所示将纸板F绕ON向后翻转,则纸板F上_______ (选填“能”或“不能”)显示出反射光束,说明反射光线、入射光线与法线___________ ;(3)如图丙所示,被隔板隔开的两个人偶不能直接看到对方,但人偶A可以从平面镜中看到人偶B,人偶B可以从平面镜中看到人偶A理由是__________________ 。
7.在“探究光反射时反射角与入射角大小关系”的实验中,器材有:红色激光笔、绿色激光笔、平面镜、不可折转光屏、量角器。(1)如图甲所示,将光屏置于平面镜上,红色激光笔沿光屏左侧发出的光束AO射向平面镜上O点,经反射,在光屏右侧未出现反射光束,你认为出现此种情况原因是_________________ ;图示位置,反射光线、入射光线和法线_____ (选填“在”或“不在”)同一平面内;(2)在(1)正确操作后,当入射光线AO向法线靠近时,看到反射光线_______ (选填“靠近”或“远离”)法线。(3)如图乙保持入射点不变,多次改变入射方向,在光屏上记录每次实验的光路aa′、bb′和cc′,如图乙所示:根据光屏上的信息可得结论,反射角与入射角的大小_______ 。(4)如图丙所示,当绿色激光束沿光屏右侧反射光线BO射入时,可以观察到光屏左侧的红色与绿色光束混合后变成浅黄色,此现象说明光路是________ 。
8.在探究“光的反射定律”的实验中,为了确定反射光沿哪个方向射出,实验器材有:可折叠的光屏(如图甲所示,光屏的A、B两部分均可绕轴ON旋转)、平面镜、激光电筒和量角器。(1)实验选用粗糙白板的目的是___________ ;入射光线贴着白板入射到平面镜,在白板上没有出现反射光线,如图甲所示,其原因是______________ 。(2)如图乙所示,将一束激光射向罩内中心处的平面镜,向透明玻璃罩内注入_______ ,入射光、反射光的光路就会清楚地显示出来;若在反射光线一侧观察,当_____________ 时,可以判断反射光线、入射光线和法线是共面的。
9.在做“探究光的反射定律”的实验中,小明同学进行了如图所示的探究。(1)如图甲所示,将一束激光紧贴白纸板表面射向镜面,可以从不同的方向在白纸板上看到激光的光路,这是因为激光在白纸板上发生了_____ 反射。当出现如图乙所示的现象时,白纸板与镜面的位置关系是相互_______ 的;(2)为进一步探究入射光线和反射光线的位置关系,他按以下步骤进行实验:①将平面镜放在水平桌面上,用一个半球形透明玻璃罩盖住,并向罩内注入烟雾。②用固定的红色激光笔发出一束光垂直射向平面镜上的O点。③用另一支绿色激光笔从左侧向O点射出一束光,经平面镜反射后从右侧射出;从入射光线一侧观察绿色光线和红色光线的位置情况。④保持入射点不变,调整绿色激光笔的位置,改变光的入射方向,重复第③步。(3)本实验中,注入烟雾的目的是为了显示_______ ,红色激光相当于_____ 线。本实验可观察到的实验现象是:绿色光线和红色光线_______ (选填“重合”或“不重合”);由此,可以得出的实验结论为:在光的反射中,____________________ 。
10.如图所示,小明做“探究光的反射规律”实验。(1)如图1所示,将一束光照射到平面镜上,它的反射光在光屏上形成一个光斑。保持光在平面镜上的入射点不变,减小入射光与平面镜的夹角,则光屏上的光斑向_____ 移动。(2)如图2所示,平面镜水平放置,将一束光斜射到平面镜上,此时在白板上_______ (选填“能”或“不能”)显示出反射光线。发现白板只在某一位置能同时呈现入射光和反射光,这一特殊位置是_____________ 。(3)老师对实验进行了如图3的改进,在一个透明玻璃罩内充满烟雾,将一束激光射向平面镜中心处,入射光、反射光的光路就会清楚地显示出来。改变入射光的方向,反射光的方向随之改变。再用一激光笔发出垂直于镜面指向入射点的光束,该光束即可作为_______ 。为证明反射光线、入射光线和法线在同一平面内,接下来的操作是缓慢转动水平圆台,直至从某一个角度看到_____________ 。
考向三 镜面反射与漫反射(黑板反光·镜纸对比·各方向看到·都守反射定律)
11.晚上,在桌面上铺一张白纸,把一小块平面镜放在纸上,让手电筒的光正对着平面镜照射,如图所示,则从侧面看去( )
A.镜子比较亮,它发生了镜面反射
B.镜子比较暗,它发生了镜面反射
C.白纸比较亮,它发生了镜面反射
D.白纸比较暗,它发生了漫反射
12.关于镜面反射、漫反射与相关现象,下列说法正确的是( )
A.发生漫反射时,也遵循光的反射规律
B.光污染的形成是由于发生了漫反射
C.在雨后天晴的夜晚背着月光行走,较亮的地方是水面
D.观众可以从不同角度看到电影是因为光在屏幕上发生了镜面反射
13.如图所示,阳光下一本物理教材掉到地上,小明和小红从不同的位置都能看到它。以下说法正确的是( )
A.阳光在教材上发生镜面反射,反射光线向各个不同方向射出
B.小明和小红眼睛发出的光都射在书本上
C.阳光在教材上发生漫反射,且满足反射角等于入射角
D.物理教材是光源,它发出的光射入小明和小红的眼睛
14.在白天上课时,坐在教室两旁的同学看不清楚黑板,此时会拉上窗帘。这是因为光在黑板上发生( )
A.直线传播
B.折射
C.镜面反射
D.漫反射
15.关于光的漫反射,下列说法中正确的是( )
A.光发生漫反射时,反射光射向各个方向,不遵循光的反射定律
B.光发生漫反射时,遵循光的反射定律
C.我们能够从不同方向看见黑板上的字迹,这说明光发生了镜面反射
D.漫反射和镜面反射二者没有区别
考向四 反射作图与应用(作反射光线·自行车尾灯角反射器·光路方向判断·潜望镜)
16.小林用如图甲所示的装置“探究光的反射定律”。(1)让激光光束沿着左纸板射向O点时,只有右纸板与左纸板共面时,才能显示出反射光线,说明反射光线、入射光线和法线在__________ ;(2)保持入射点不变,多次改变入射光的方向,在光屏上记录了两次实验的光路如图乙,请在图乙中画出反射光线c′。
17.图中有关自行车尾灯反光的光路图正确的是( )
A.
B.
C.
D.
18.如图所示,小明在公园游玩时,看到如图所示的情景。下列各图能正确反映他看到水中桥的倒影的光路图是( )
A.
B.
C.
D.
19.小州画出了晚上在台灯下看书的光路图,其中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
20.有古文献记载:“取大镜高悬,置水盆于其下,则见四邻矣”。下列实例涉及的光学知识与文中所述原理相同的是( )
A.三棱镜分解太阳光
B.树荫下的圆形光斑
C.潜望镜观察外部环境
D.风雨过后出现彩虹
★ 重难题型专练(15题)★
(精选高频易错题,覆盖反射现象识别、入射角反射角计算、探究实验、镜面与漫反射、光路作图与尾灯角反射器应用)
21.如图所示是一种液面升降监测装置原理图。点光源S发出的一束与水平液面成30°夹角的激光射向平静的液面,下列说法正确的是( )
A.此时反射角为30°
B.当液面下降时,光点S′将向左
C.当液面上升时,光点S′的位置不变
D.光源S不动,增大激光与水平液面夹角,光点S′将向左移动
22.如图所示,平面镜水平放置,下列选项中不可能使反射光射中墙壁上目标的是( )
A.只将平面镜右侧底部适当垫高
B.只将平面镜向左适当平移
C.只将激光笔水平向左适当平移
D.不改变平面镜和入射点,增大入射角
23.如图所示,在注满水的透明塑料瓶下方侧壁钻一个小孔,打开瓶盖,水从小孔流出;将激光笔正对小孔并打开,光屏上没有出现光点,激光随着弯曲的水流“流”到水槽中,这一现象的主要原理是( )
A.光的直线传播
B.光的反射
C.光的折射
D.光的色散
24.周末小明跟家人外出游玩,遇到了以下几种光现象,其中由光的反射形成的是( )
A.透过树叶上的露珠,看到叶脉被放大
B.夕阳下地面上出现了游客们长短不同的影子
C.湖边漫步时,湖水中映出自己的倒影
D.湖边驻足时,发现湖水看起来很浅很浅
25.如图所示,属于光的反射现象的是( )
A.手影游戏
B.小孔成像
C.山的“倒影”
D.海市蜃楼
26.如图所示,水中倒影的形成是由于光的( )
A.反射
B.直线传播
C.折射
D.色散
27.小荣的班级今天学习了《光现象》一章,放学后他和同学们在教室里讨论以下四个观点,他们四人中,只有一个人的说法是完全正确的。下列说法正确的是( )
A.小茜说:“我们能从不同方向看到教室墙壁上的挂画,是因为光在海报上发生了镜面反射,反射光很强。”
B.小付说:“我用手电筒垂直照射桌面上的小镜子,我认为此时的反射角应该是90度。”
C.小南说:“虽然电影银幕看起来不怎么光滑,光打在上面显得很散乱,但我觉得每一条反射光线应该还是遵守反射定律的。”
D.小开说:“物理课上我们用易拉罐做了小孔成像实验,我发现蜡烛火焰的像一定是倒立的,而且像的大小和火焰的大小分毫不差。”
28.透光镜是西汉中晚期制作的具有特殊效果的青铜镜。当光线照射镜面时,与镜面相对的墙上就会映出镜背纹饰的影像(如图﹣1所示),其成像原理图如图﹣2所示,光线由透光镜在屏幕上的投影所利用的光学原理是( )
A.光的直线传播
B.光的反射
C.光的折射
D.光的色散
29.如图为某同学在哈哈镜前看到镜中的“自己”变成了可笑的形状。该现象形成的原理是( )
A.光的直线传播
B.光的反射
C.光的折射
D.光的色散
30.2025年第十七届浏阳花炮节,绚丽烟花倒映在平静的浏阳河,光影对称,顶级烟花书写浪漫生活。这一现象主要涉及的光学原理是( )
A.光的直线传播
B.光的反射现象
C.光的折射现象
D.光的色散现象
31.小陶用如图所示装置探究光的反射规律,他先用加湿器使整个玻璃罩内充满水雾,将一小块平面镜放在一个能转动的水平圆台中央,用固定放置的红色激光笔发出一束垂直射向平面镜的光ON,然后用另一个绿色激光笔向O点发出一束光AO,经平面镜反射后沿OB方向射出。下列分析不正确的是( )
A.用加湿器使整个玻璃罩内充满水雾的目的是为了显示光路
B.利用红色激光笔发出的光束ON相当于法线
C.用激光笔沿BO方向入射,反射光线将会从OA方向射出,说明入射角等于反射角
D.将绿色激光笔固定在玻璃罩上后,缓慢转动圆台,可以看到三束光重合,这说明在光的反射中,反射光线、入射光线、法线在同一平面内
32.如图甲所示为“探究光的反射规律”装置,白纸板放在水平桌面上,再将平面镜竖直放在纸板上,纸板上安装一支可自由移动的激光笔,使其发出的光紧贴纸板入射。(1)图甲中的入射角度数是________ ;(2)如果平面镜没有竖直放在纸板上,有些向前倾斜,入射光仍贴着左边纸板射向平面镜,则右边的纸板上_______ (选填“会”或“不会”)出现反射光线。(3)如图乙所示为探究“平面镜成像特点”的实验:若有6mm和2mm厚的两块玻璃板,应选择_____ mm厚的玻璃板更合适;选用两根完全相同的蜡烛是为了比较___________ 关系;(4)利用蜡烛来探究平面镜成像特点时,发现不便得到像和物左右之间的关系。为解决这一问题,应选用图中的_____ (选填“丙”或“丁”)棋子更为合适;(5)为了验证平面镜所成的像是虚像,用光屏代替蜡烛B,按照图戊中_____ (选填“a”或“b”)的方式观察光屏,发现光屏上没有蜡烛烛焰的像,说明平面镜成的是虚像;(6)关于探究“平面镜成像特点”和“光的反射规律”这两个实验,下列说法中错误的是_____ 。
A.这两个实验都需要进行多次测量,多次测量的目的相同
B.前者实验中的玻璃板与桌面垂直,后者实验中的活动纸板也要与镜面垂直
C.这两个实验中都需要用到刻度尺来测量长度
D.在探究“平面镜成像特点”实验中,人看到烛焰在镜中的像,是由光的反射引起的
33.夜晚,小明在明亮房间里,通过一面窗户玻璃看到了自己的像,而在晴朗的白天却看不见。对于此现象,他作出如下分析,正确的是( )
A.人通过这面玻璃成实像
B.夜晚,关灯后,成像将更清晰
C.白天,这面玻璃发生镜面反射
D.晚上,这面玻璃发生漫反射
34.如图所示,重庆南滨路一场无人机带来的灯光秀在除夕夜成功上演,为全国人民带来了震撼的视觉盛宴。下列说法中正确的是( )
A.水面上大剧院的倒影是因为光的折射
B.呈现出五颜六色的光是因为光的色散
C.夜空中的光柱是光沿直线传播形成的
D.无人机升空时,它在水中的像会变小
35.下列光现象中,属于光的反射的是( )
A.小孔成像
B.池水看起来变浅
C.镜中人的像
D.雨后的彩虹
重难突破系列 | 苏科版八年级物理 | 专题八 光的反射
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$专题讲义 苏科版八年级物理上册
重难专题八
光的反射
(解析版)
苏科版八年级上册 | 第三章《光现象》 | 建议用时 45 分钟 | 难度:★★★★☆
▎学习目标
1.知道光射到物体表面会被反射回原介质,了解入射光线、反射光线、入射点O、法线(过O垂直镜面的虚线)、入射角i、反射角r等名词,理解入射角、反射角都是光线与法线的夹角;
2.掌握光的反射定律——三线共面、反射光线和入射光线分居法线两侧、反射角等于入射角,知道在反射现象中光路是可逆的;会做“探究光的反射定律”实验(可折转硬纸板、粗糙表面显示光路、量角器测角、多次实验);
3.区分镜面反射与漫反射,知道二者都遵守反射定律;会根据反射定律作光路图(先画法线虚线,再使反射角等于入射角,标箭头与角度),了解看见不发光物体、自行车尾灯(角反射器)、潜望镜等应用。
【思维导图】
光的反射
反射定律
三线共面:反射光线、入射光线、法线在同一平面内
两线分居:反射光线与入射光线分居法线两侧
反射角等于入射角;光路是可逆的
光的反射
探究实验
可折转硬纸板:向后折转看不到反射光,验证三线共面
纸板要粗糙、与镜面垂直,便于显示光路
量角器测角;多次改变入射角避免偶然性
光的反射
两种反射
镜面反射:光滑面,平行光反射后仍平行
漫反射:粗糙面,平行光反射后射向各方
二者都遵守光的反射定律
光的反射
作图与应用
先画法线(虚线),再使反射角=入射角,光线带箭头
看见不发光的物体;黑板反光、电影银幕
自行车尾灯/角反射器:两垂直镜面使光沿原路返回
考点一 光的反射定律
1.光的反射现象: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。无论是光滑的镜面还是粗糙的桌面,光射到它们表面都会发生反射。我们能看到本身不发光的书本、黑板、同学,就是因为被它们反射的光进入了眼睛。如图1,光射到镜面MM′上的入射点O后改变方向射出:射向镜面的光线叫入射光线,从镜面射出的光线叫反射光线;过入射点O作一条垂直于镜面的虚线ON,叫法线;入射光线与法线的夹角叫入射角i,反射光线与法线的夹角叫反射角r。注意:入射角、反射角都是光线与法线的夹角,不是光线与镜面的夹角。
图1 光的反射光路:MM′为镜面,O为入射点,ON为过O垂直镜面的法线(虚线),入射光线射向O、反射光线从O射出
2.光的反射定律:大量实验表明: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居法线两侧;反射角等于入射角。简记为“三线共面、两线分居、两角相等”。如图2,改变入射光线的方向,反射角会随入射角同步改变,但二者大小始终相等。此外,在反射现象中光路是可逆的——让光逆着原来反射光线的方向射向镜面,它就会逆着原来入射光线的方向射出。
图2 反射角等于入射角:改变入射光线方向,反射角随入射角同步变化且大小相等
3.探究光的反射定律的实验:实验装置如图3所示。把一块平面镜平放在水平桌面上,再把一块可折转的硬纸板(由E、F两部分粘接而成,F可绕接缝ON转动)竖直立在镜面上。①让一束光紧贴纸板E射向镜面上的O点,纸板F上会出现反射光线;②把纸板F向后(或向前)折转,使其与E不在同一平面内,纸板F上就看不到反射光线了,这说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。③纸板表面要粗糙,使光在它上面发生漫反射,教室里不同位置的同学都能看到光路。④要多次改变入射角,测出入射角和反射角并比较,避免一次实验的偶然性。⑤让光沿原来反射光线的方向入射,反射光沿原来入射光线方向射出,说明光路可逆。
图3 探究光的反射定律:可折转硬纸板E、F竖直立在平面镜上,把纸板F向后折转后看不到反射光线
4.典型例题示范:【例】如图4所示,一束入射光线与平面镜成30°角射向镜面,入射角是多大?反射光线与入射光线的夹角又是多大?【解析】入射角是入射光线与法线的夹角,不是与镜面的夹角。入射光线与镜面成30°,则它与法线(垂直镜面)的夹角即入射角i=90°-30°=60°;由反射定律,反射角r=i=60°,所以反射光线与入射光线的夹角为i+r=120°。
图4 入射光线与镜面成30°角:入射角为入射光线与法线的夹角,即90°-30°=60°
▎重难诠释
①入射角、反射角都是光线与法线的夹角,不是与镜面的夹角;已知光线与镜面成θ角时,入射角应为90°-θ;
②光线垂直镜面入射时,沿原路返回,此时入射光线、反射光线与法线重合,入射角=反射角=0°;
③把纸板F向后折转(而不是平移纸板)后看不到反射光线,目的是验证反射光线、入射光线和法线在同一平面内;
④纸板要竖直立在镜面上(与镜面垂直),表面要粗糙,才能同时显示入射光和反射光;要多次改变入射角实验,避免偶然性;
⑤在反射现象中光路可逆:甲能从镜中看到乙的眼睛,乙也一定能看到甲的眼睛。
考点二 镜面反射、漫反射、作图与应用
1.镜面反射:平行光射到光滑的反射面上(如平静的水面、抛光的金属面、光滑的黑板),反射光仍然是平行的,朝同一方向射出,这种反射叫镜面反射。黑板“反光”、城市玻璃幕墙造成的光污染,都是镜面反射;在那个方向上反射光很强,其他方向几乎没有反射光。
2.漫反射:平行光射到粗糙不平的表面上(如白纸、墙壁、电影银幕、书本纸张),反射光会射向四面八方,这种反射叫漫反射。正因为粗糙表面发生漫反射,我们才能从不同方向看到本身不发光的物体。需要特别注意:漫反射时每一条光线仍然遵守光的反射定律,只是反射面“凹凸不平”使各点的法线方向不同,反射光才被射向各个方向。
图5 镜面反射(左)与漫反射(右):光滑面平行光反射后仍平行,粗糙面反射后射向各个方向,二者都遵守反射定律
表1 镜面反射与漫反射的对比
比较项目
镜面反射
漫反射
反射面
光滑平整
粗糙不平
平行光反射后
反射光仍平行,只朝一个方向射出
反射光射向各个方向
是否遵守反射定律
遵守
每条光线都遵守
典型实例
黑板反光、水面倒影、玻璃幕墙光污染
从不同方向看到黑板字、电影银幕、白纸
3.反射光路作图:作反射光路图时,必须按顺序:①先过入射点O作法线——用虚线画,且与镜面垂直(必要时标直角符号);②根据“反射角等于入射角”,在法线另一侧画出反射光线;③反射光线、入射光线都用实线并标上箭头,表示光的传播方向;④有角度时标出入射角、反射角。切记:法线是辅助线,一定画成虚线且不带箭头;实际光线画成实线且带箭头。
4.光的反射的应用:①我们能看到本身不发光的物体,靠的就是物体表面的漫反射。②自行车尾灯是一个角反射器,如图6,它由许多块互相垂直的小平面镜组成:后面汽车车灯照来的光,经两块互相垂直的镜面两次反射后,能沿着与入射光平行的方向射回原处,使司机看到明亮的红光,保证夜间行车安全。③潜望镜在管筒上下各装一块与水平面成45°的平面镜,通过两次反射改变光路,使人在水下(或隐蔽处)看到水面(或墙外)的景物。
图6 自行车尾灯(角反射器):由许多互相垂直的小镜面组成,把射来的光沿原路反射回去
▎重难诠释
①漫反射同样遵守光的反射定律,不要认为“漫反射不遵守定律”;我们能从四面八方看到物体,正是漫反射的功劳;
②黑板“反光”是镜面反射:射到那一小块光滑处的平行光集中朝一个方向反射,正好射入某一位置同学的眼睛,于是刺眼、看不清粉笔字;
③作图铁律:先画法线(虚线、垂直镜面、不带箭头),再使反射角=入射角,最后画实线光线并标箭头和角度;
④角反射器(自行车尾灯)由两块互相垂直的平面镜组成,光经两次反射后沿与入射光平行的方向返回;潜望镜利用两块平行的45°平面镜改变光路;
⑤镜面转动θ角时,法线也转动θ角,反射光线相应转动2θ角(入射光方向不变时)。
考向一 反射现象与定律(识别反射现象·入射角反射角计算·镜面转动·两平面镜夹角)
1.如图所示,若入射光线与平面镜成30°角,则( )
A.入射角是30°
B.反射光线与入射光线的夹角是60°
C.入射角增大5°反射角增大10°
D.当平面镜绕O点逆时针转过30°时,反射光线与入射光线的夹角减小60°
【答案】D
【详解】
AB、因为入射光线与平面镜的夹角是30°,所以入射角为90°﹣30°=60°,反射角也为60°,反射光线与镜面的夹角是90°﹣60°=30°,故AB错误;
C、当入射角增大5°,变为60°+5°=65°,所以反射角也变为65°,即反射角也增大5°,反射光线与入射光线夹角增加10°,故C错误;
D、平面镜未旋转时,反射光线与入射光线的夹角为60°+60°=120°,当平面镜绕O点逆时针转过30°时,此时入射光线与法线之间的夹角为60°﹣30°=30°,反射光线与入射光线的夹角为30°+30°=60°,则反射光线与入射光线的夹角减小了120°﹣60°=60°,故D正确。
故选:D。
2.如图所示,一束入射光与水面的夹角保持40°不变,经水面反射后在光屏上形成亮点S1,下列说法正确的是( )
A.此时反射角为40°
B.保持入射光与水面的夹角不变,若亮点由S1向S2移动,表示水面正在上升
C.若水面高度保持不变,亮点由S1向S2移动,说明入射光束逆时针转动
D.能从四面八方看到光屏上的亮点,是因为光屏上发生了镜面反射
【答案】C
【详解】
A.由图可知,入射光线与液面之间的夹角为40°,则入射角为90°﹣40°=50°,结合反射定律可知反射角等于入射角,故反射角为50°,故A错误;
B.光在水面上发生的是镜面反射,由于入射光线是固定的,当水面发生变化时,则反射光线的方向与原来的反射光线是平行的,当反射到光屏上,反射光线右移,说明入射点向右下移动,故液面下降,故B错误;
C.若水面高度保持不变,光点由S1移到S2时,反射角增大,说明此时入射角也增大,说明入射光束逆时针转动,故C正确;
D.能从四面八方看到光屏上的亮点,是因为光屏上发生了漫反射,反射光线射向各个方向,故D错误。
故选:C。
3.如图所示,两块平面镜相交,一束光线沿AO斜射到平面镜MP上,并且与平面镜的夹角为30°,光线经两平面镜反射后与AO重合,但方向相反,则两块平面镜的夹角α是( )
A.30°
B.45°
C.60°
D.70°
【答案】C
【详解】
根据题意反射光线与镜面N垂直,如图所示:
由图知,反射光线与M的夹角为30°,所以两块平面镜的夹角α=180°﹣90°﹣30°=60°。
故选:C。
4.如图甲是我国建造的亚洲第一座24小时持续发电的熔盐塔式光热电站。当太阳位置变化时,自动控制系统可以调整定日镜的角度,将太阳光准确反射到吸热塔顶部,实现储能发电。如图乙所示是上午某时刻的光路图,则太阳下山前,该定日镜的旋转方向应该是( )
A.自东向西
B.自西向东
C.自北向南
D.自南向北
【答案】A
【详解】
随着太阳运动,平面镜与水平面之间的夹角变小,即平面镜应向逆时针方向,即自东向西方向适当转动才能继续照射接收器,故A正确,BCD错误。
故选:A。
5.下列现象中,属于光的反射现象的是( )
A.阳光穿过树林
B.演员对镜练习
C.射击瞄准
D.木工检查木料是否平直
【答案】B
【详解】
A.阳光穿过树林,是因为光在同种均匀介质中沿直线传播,形成了林间的光线,属于光的直线传播现象,不是光的反射。故A不符合题意;
B.演员对镜练习属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故B符合题意;
C.射击瞄准利用的是光的直线传播原理,使眼睛、准星和目标在同一直线上,属于光的直线传播现象,不是光的反射。故C不符合题意;
D.木工检查木料是否平直,是利用光的直线传播,看木料是否挡住光线来判断是否平直,属于光的直线传播现象,不是光的反射。故D不符合题意。
故选:B。
考向二 探究反射定律实验(纸板垂直粗糙·折转三线共面·光路可逆·烟雾显示光路)
6.如图所示是“探究光的反射定律”的实验装置,平面镜M放在水平面上,E、F是两块粘接起来的硬纸板,而且纸板F可绕ON转动。(1)如图甲所示,实验时纸板_______ 放在平面镜上,将一束光AO贴纸板E射向平面镜M,纸板上会显示出反射光束OB。为了看清楚板上的光路,纸板的材质应是________ (选填“粗糙的”或“光滑的”)。(2)如图乙所示将纸板F绕ON向后翻转,则纸板F上_______ (选填“能”或“不能”)显示出反射光束,说明反射光线、入射光线与法线___________ ;(3)如图丙所示,被隔板隔开的两个人偶不能直接看到对方,但人偶A可以从平面镜中看到人偶B,人偶B可以从平面镜中看到人偶A理由是__________________ 。
【答案】(1)垂直;粗糙的;(2)不能;在同一平面内;(3)在光的反射中,光路是可逆的。
【详解】
(1)实验时纸板应垂直放在平面镜上,这样才能使入射光线、法线、反射光线都在纸板上显示。
当材料发生漫反射时,材料反射的光会向各个方向射出,从而进入人眼中被人看见,因此为了看清楚板上的光路,纸板的材质应是粗糙的。
(2)根据光的反射定律可知,反射光线、入射光线与法线在同一平面上,将纸板F绕ON向后翻转,此时纸板不在入射光线和法线的平面上,故纸板F上不能显示出反射光束。
(3)人偶B反射的光遇到平面镜,经平面镜反射后进入到人偶A,因此人偶A可以从平面镜中看到人偶B。而在光的反射中,光路是可逆的,因此人偶B也可以从平面镜中看到人偶A。
故答案为:(1)垂直;粗糙的;(2)不能;在同一平面内;(3)在光的反射中,光路是可逆的。
7.在“探究光反射时反射角与入射角大小关系”的实验中,器材有:红色激光笔、绿色激光笔、平面镜、不可折转光屏、量角器。(1)如图甲所示,将光屏置于平面镜上,红色激光笔沿光屏左侧发出的光束AO射向平面镜上O点,经反射,在光屏右侧未出现反射光束,你认为出现此种情况原因是_________________ ;图示位置,反射光线、入射光线和法线_____ (选填“在”或“不在”)同一平面内;(2)在(1)正确操作后,当入射光线AO向法线靠近时,看到反射光线_______ (选填“靠近”或“远离”)法线。(3)如图乙保持入射点不变,多次改变入射方向,在光屏上记录每次实验的光路aa′、bb′和cc′,如图乙所示:根据光屏上的信息可得结论,反射角与入射角的大小_______ 。(4)如图丙所示,当绿色激光束沿光屏右侧反射光线BO射入时,可以观察到光屏左侧的红色与绿色光束混合后变成浅黄色,此现象说明光路是________ 。
【答案】(1)光屏没有与平面镜垂直放置;在;
【详解】
(1)某同学用激光笔沿着纸板由E点射向O点,无论怎样改变入射方向,始终在纸板上观察不到反射光线,其原因是纸板与平面镜不垂直,反射光线没有呈现在纸板上;
此时,反射光线、入射光线和法线在同一平面内;
(2)在光的反射中,反射角等于入射角。当入射光线AO向法线靠近时,入射角减小,反射角也随之减小,所以看到反射光线靠近法线;
(3)由光的反射定律可知,反射光线与入射光线分居在法线两侧,反射角等于入射角,即反射光线与入射光线关于法线对称,如图丙所示,发现左、右半屏相对应的光线关于转轴对称,可将此对称轴视为法线所在位置,同时根据光屏上的信息可得结论,反射角与入射角的大小相等;
(4)将一束光贴着半圆形光屏沿BO方向射到O点,可以观察到光屏左侧的红色与绿色光束混合后变成浅黄色,其反射光线沿OA方向射出,该现象说明在反射时,光路是可逆的。
故答案为:(1)光屏没有与平面镜垂直放置;在;
(2)靠近;
(3)相等;
(4)可逆的。
8.在探究“光的反射定律”的实验中,为了确定反射光沿哪个方向射出,实验器材有:可折叠的光屏(如图甲所示,光屏的A、B两部分均可绕轴ON旋转)、平面镜、激光电筒和量角器。(1)实验选用粗糙白板的目的是___________ ;入射光线贴着白板入射到平面镜,在白板上没有出现反射光线,如图甲所示,其原因是______________ 。(2)如图乙所示,将一束激光射向罩内中心处的平面镜,向透明玻璃罩内注入_______ ,入射光、反射光的光路就会清楚地显示出来;若在反射光线一侧观察,当_____________ 时,可以判断反射光线、入射光线和法线是共面的。
【答案】(1)呈现光路;白纸板与镜面不垂直;(2)烟雾;两束光看起来重合。
【详解】
(1)光在空气中不易观察,实验选用白板的目的是显示光路。
入射光线、反射光线和法线在同一平面上,入射光线贴着白板入射到平面镜,在白板上没有出现反射光线,其原因可能是白纸板与镜面不垂直,反射光线不在白纸板上。
(2)为了显示光路,可以在透明玻璃罩内注入烟雾;若在反射光线一侧观察,当两束光看起来重合时,说明此时反射光线、入射光线重合,可以判断反射光线、入射光线和法线是共面的。
故答案为:(1)呈现光路;白纸板与镜面不垂直;(2)烟雾;两束光看起来重合。
9.在做“探究光的反射定律”的实验中,小明同学进行了如图所示的探究。(1)如图甲所示,将一束激光紧贴白纸板表面射向镜面,可以从不同的方向在白纸板上看到激光的光路,这是因为激光在白纸板上发生了_____ 反射。当出现如图乙所示的现象时,白纸板与镜面的位置关系是相互_______ 的;(2)为进一步探究入射光线和反射光线的位置关系,他按以下步骤进行实验:①将平面镜放在水平桌面上,用一个半球形透明玻璃罩盖住,并向罩内注入烟雾。②用固定的红色激光笔发出一束光垂直射向平面镜上的O点。③用另一支绿色激光笔从左侧向O点射出一束光,经平面镜反射后从右侧射出;从入射光线一侧观察绿色光线和红色光线的位置情况。④保持入射点不变,调整绿色激光笔的位置,改变光的入射方向,重复第③步。(3)本实验中,注入烟雾的目的是为了显示_______ ,红色激光相当于_____ 线。本实验可观察到的实验现象是:绿色光线和红色光线_______ (选填“重合”或“不重合”);由此,可以得出的实验结论为:在光的反射中,____________________ 。
【答案】(1)漫;垂直;
【详解】
(1)实验时,在纸板前不同方向都能看到纸板上的入射光,这是因为光在纸板上发生了漫反射。
当出现如图乙所示的现象时,入射光线和反射光线都在白纸板上,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,而法线是垂直于镜面的,所以白纸板与镜面的位置关系是相互垂直的。
(3)本实验中,注入烟雾的目的是为了显示光路,因为光在烟雾中传播时会发生散射,使我们能看清光的传播路径。
红色激光垂直射向平面镜,与法线重合,所以红色激光相当于法线。
本实验可观察到的实验现象是:绿色光线(入射光线和反射光线)和红色光线(法线)重合。由此,可以得出的实验结论为:在光的反射中,反射光线、入射光线与法线在同一平面内。
故答案为:(1)漫;垂直;
(3)光路;法;重合;反射光线、入射光线与法线在同一平面内。
10.如图所示,小明做“探究光的反射规律”实验。(1)如图1所示,将一束光照射到平面镜上,它的反射光在光屏上形成一个光斑。保持光在平面镜上的入射点不变,减小入射光与平面镜的夹角,则光屏上的光斑向_____ 移动。(2)如图2所示,平面镜水平放置,将一束光斜射到平面镜上,此时在白板上_______ (选填“能”或“不能”)显示出反射光线。发现白板只在某一位置能同时呈现入射光和反射光,这一特殊位置是_____________ 。(3)老师对实验进行了如图3的改进,在一个透明玻璃罩内充满烟雾,将一束激光射向平面镜中心处,入射光、反射光的光路就会清楚地显示出来。改变入射光的方向,反射光的方向随之改变。再用一激光笔发出垂直于镜面指向入射点的光束,该光束即可作为_______ 。为证明反射光线、入射光线和法线在同一平面内,接下来的操作是缓慢转动水平圆台,直至从某一个角度看到_____________ 。
【答案】(1)下;(2)不能;白板与平面镜垂直;(3)法线;三束光线相互遮挡。
【详解】
(1)如图1,入射光与平面镜的夹角减小,意味着入射角增大(因为入射角是入射光与法线的夹角)。根据光的反射定律,反射角等于入射角,因此反射角也会随之增大,因此光斑会向下移动。
(2)当平面镜水平放置,入射光线斜射到镜面上时,法线是垂直于镜面的竖直方向,如图乙,白板是倾斜放置,所以此时在白板上不能显示出反射光线。法线是垂直于镜面的,当白板与入射光线和法线共面时,即白板竖直且与入射光线所在平面重合时,才能同时显示入射光和反射光,也就是为了能同时观察到入射光和反射光,白板必须与平面镜垂直。
(3)在图丙中,垂直于镜面的光束表示法线。为了证明三线共面,可以缓慢转动水平圆台,当从某一角度观察时,只能看到入射光线或反射光线,其他两条光线被挡住。这说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内,即三束光线互相遮挡。
故答案为:(1)下;(2)不能;白板与平面镜垂直;(3)法线;三束光线相互遮挡。
考向三 镜面反射与漫反射(黑板反光·镜纸对比·各方向看到·都守反射定律)
11.晚上,在桌面上铺一张白纸,把一小块平面镜放在纸上,让手电筒的光正对着平面镜照射,如图所示,则从侧面看去( )
A.镜子比较亮,它发生了镜面反射
B.镜子比较暗,它发生了镜面反射
C.白纸比较亮,它发生了镜面反射
D.白纸比较暗,它发生了漫反射
【答案】B
【详解】
AB.镜子表面光滑,发生镜面反射,垂直照射的手电筒的光,反射后几乎还是向上的,人眼在侧面看,几乎接收不到镜子的反射光线,所以镜子比较暗,故A错误,B正确;
CD.白纸表面粗糙,发生漫反射,手电筒的光反射后,各个方向都有,人眼在侧面看,可以接收到少量的反射光线。白纸的反射光线进入人眼的较多,人感觉更亮,故CD错误。
故选:B。
12.关于镜面反射、漫反射与相关现象,下列说法正确的是( )
A.发生漫反射时,也遵循光的反射规律
B.光污染的形成是由于发生了漫反射
C.在雨后天晴的夜晚背着月光行走,较亮的地方是水面
D.观众可以从不同角度看到电影是因为光在屏幕上发生了镜面反射
【答案】A
【详解】
A、漫反射也遵循光的反射定律,故A正确;
B、玻璃外墙表面光滑,平行光线射到镜面上发生镜面反射,反射后的光线仍然是平行光,这种光强度大,逆着光线看,很刺眼,大量使用这种玻璃外墙会造成光污染,故B错误;
C、在雨后天晴的夜晚背着月光行走,较暗的地方是路面,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C错误;
D、观众可以从不同角度看到电影是因为光在屏幕上发生了漫反射,反射光线射向各个方向的缘故,故D错误。
故选:A。
13.如图所示,阳光下一本物理教材掉到地上,小明和小红从不同的位置都能看到它。以下说法正确的是( )
A.阳光在教材上发生镜面反射,反射光线向各个不同方向射出
B.小明和小红眼睛发出的光都射在书本上
C.阳光在教材上发生漫反射,且满足反射角等于入射角
D.物理教材是光源,它发出的光射入小明和小红的眼睛
【答案】C
【详解】
AC、教材的表面凹凸不平,光照在上面发生漫反射,遵循光的反射定律,反射角等于入射角,反射光线是向着四面八方的,所以小明和小红从不同的位置都能看到教材,都是由于光在教材表面发生了漫反射,故A错误、C正确。
B、小明和小红眼睛本身不会发光,故不是光源,不会发出光照射在书本上,故B错误;
D、物理教材本身不会发光,故不是光源,不会发出光,故D错误;
故选:C。
14.在白天上课时,坐在教室两旁的同学看不清楚黑板,此时会拉上窗帘。这是因为光在黑板上发生( )
A.直线传播
B.折射
C.镜面反射
D.漫反射
【答案】C
【详解】
当黑板较光滑区域发生镜面反射,平行入射的室外强光反射后集中射向教室两侧,导致两旁同学被强光照射看不清黑板字迹,故C正确。
故选:C。
15.关于光的漫反射,下列说法中正确的是( )
A.光发生漫反射时,反射光射向各个方向,不遵循光的反射定律
B.光发生漫反射时,遵循光的反射定律
C.我们能够从不同方向看见黑板上的字迹,这说明光发生了镜面反射
D.漫反射和镜面反射二者没有区别
【答案】B
【详解】
AB、光发生漫反射时,由于反射面粗糙不平,反射光线射向各个方向,但是每条光线仍然遵守光的反射定律,故A错误,B正确;
C、我们能够从不同方向看见黑板上的字迹,是光发生了漫反射,故C错误;
D、一束平行光射到光滑物体表面时,发生镜面反射,反射光束仍然是平行的,只能在某一方向接收到反射光线;当平行光射到粗糙的物体表面时,发生漫反射,反射光不再平行,而是射向各个方向,在各个不同的方向都能接收到反射光线。故D不正确。
故选:B。
考向四 反射作图与应用(作反射光线·自行车尾灯角反射器·光路方向判断·潜望镜)
16.小林用如图甲所示的装置“探究光的反射定律”。(1)让激光光束沿着左纸板射向O点时,只有右纸板与左纸板共面时,才能显示出反射光线,说明反射光线、入射光线和法线在__________ ;(2)保持入射点不变,多次改变入射光的方向,在光屏上记录了两次实验的光路如图乙,请在图乙中画出反射光线c′。
【答案】(1)同一平面内;
【详解】
(1)如图甲,只有右纸板与左纸板共面时,由于反射光线、入射光线与法线在同一平面内,才能看到反射光线呈现在纸板上,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内;
(2)根据反射角等于入射角在图乙中画出反射光线c′,如图所示:
。
故答案为:(1)同一平面内;
(2)
。
17.图中有关自行车尾灯反光的光路图正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】
根据光的反射定律,当光线入射到自行车尾灯上时,两次反射的光路如图,可以看到,最后的反射光线CD与入射光线AB平行,故A正确、BCD错误。
故选:A。
18.如图所示,小明在公园游玩时,看到如图所示的情景。下列各图能正确反映他看到水中桥的倒影的光路图是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】
看到水中桥的倒影属于平面镜成像,平面镜成像原理是光的反射,所成的像是反射光线的反向延长线的会聚点,不是实际光线的会聚点,所以成的是虚像,而D图中光线从水中发出,AC图中光线由眼睛处发出,故ACD错误,B正确。故选:B。
19.小州画出了晚上在台灯下看书的光路图,其中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】
晚上在台灯下看书时,台灯发出的光照射到书上后,在书上发生漫反射,白纸反射的光线进入眼睛,故B正确,ACD错误。
故选:B。
20.有古文献记载:“取大镜高悬,置水盆于其下,则见四邻矣”。下列实例涉及的光学知识与文中所述原理相同的是( )
A.三棱镜分解太阳光
B.树荫下的圆形光斑
C.潜望镜观察外部环境
D.风雨过后出现彩虹
【答案】C
【详解】
“取大镜高悬,置水盆于其下,则见四邻矣”,这是利用平面镜成像特点,来观察周围事物的情况,属于光的反射。
A、三棱镜分解太阳光是光的色散现象,属于光的折射,故A不合题意;
B、树荫下的圆形光斑是光在同种均匀介质中沿直线传播形成的,故B不合题意;
C、潜望镜观察外部环境利用的是平面镜成像特点,属于光的反射,故C符合题意;
D.风雨过后出现彩虹是光的色散现象,由光的折射形成,故D不合题意。
故选:C。
★ 重难题型专练(15题)★
(精选高频易错题,覆盖反射现象识别、入射角反射角计算、探究实验、镜面与漫反射、光路作图与尾灯角反射器应用)
21.如图所示是一种液面升降监测装置原理图。点光源S发出的一束与水平液面成30°夹角的激光射向平静的液面,下列说法正确的是( )
A.此时反射角为30°
B.当液面下降时,光点S′将向左
C.当液面上升时,光点S′的位置不变
D.光源S不动,增大激光与水平液面夹角,光点S′将向左移动
【答案】D
【详解】
A.点光源S发出的一束与水平液面成30°夹角的激光射向平静的液面,则入射角为90°﹣30°=60°,由反射角等于入射角,可得反射角为60°,故A错误;
B.当液面下降时,由于入射角不变,反射光线与原来的反射光线平行,根据下图可知,光点S'将向右,故B错误;
C.当液面上升时,由于入射角不变,反射光线与原来的反射光线平行,根据下图可知,光点S'将向左,故C错误;
D.光源S不动,增大激光与水平液面夹角时,入射角减小,反射角也减小,根据下图所示,光点S′将向左移动,故D正确。
故选:D。
22.如图所示,平面镜水平放置,下列选项中不可能使反射光射中墙壁上目标的是( )
A.只将平面镜右侧底部适当垫高
B.只将平面镜向左适当平移
C.只将激光笔水平向左适当平移
D.不改变平面镜和入射点,增大入射角
【答案】B
【详解】
A.根据光的反射规律,只将平面镜右侧底部适当垫高,入射角变大,反射角变大,反射光线与墙壁的交点向下移动,可能使反射光射中墙壁上目标,故A可行,不符合题意;
B.根据光的反射规律,只将平面镜向左适当平移,入射点不变,入射角不变,反射角不变,反射光线与墙壁的交点位置不变,不能使反射光射中墙壁上目标,故B不行,符合题意;
C.根据光的反射规律,只将激光笔水平向左适当平移,入射点向左移动,入射角不变,反射角不变,反射光线与墙壁的交点向下移动,可能使反射光射中墙壁上目标,故C可行,不符合题意;
D.不改变平面镜和入射点,增大入射角,反射角变大,反射光线与墙壁的交点向下移动,可能使反射光射中墙壁上目标,故D可行,不符合题意。
故选:B。
23.如图所示,在注满水的透明塑料瓶下方侧壁钻一个小孔,打开瓶盖,水从小孔流出;将激光笔正对小孔并打开,光屏上没有出现光点,激光随着弯曲的水流“流”到水槽中,这一现象的主要原理是( )
A.光的直线传播
B.光的反射
C.光的折射
D.光的色散
【答案】B
【详解】
将激光笔正对小孔并打开,光屏上没有出现光点,激光随着弯曲的水流“流”到水槽,激光始终在水中传播,从小孔中流出的水流相当于光纤,激光在水流中发生多次全反射“流”到水槽中,故ACD错误、B正确。
故选:B。
24.周末小明跟家人外出游玩,遇到了以下几种光现象,其中由光的反射形成的是( )
A.透过树叶上的露珠,看到叶脉被放大
B.夕阳下地面上出现了游客们长短不同的影子
C.湖边漫步时,湖水中映出自己的倒影
D.湖边驻足时,发现湖水看起来很浅很浅
【答案】C
【详解】
A.露珠相当于凸透镜,叶脉被放大是凸透镜成像,属于光的折射,故A不符合题意;
B.夕阳下地面上出现了游客们长短不同的影子是由光的直线传播形成的,故B不符合题意;
C.湖水中的倒影属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故C符合题意;
D.湖水看起来变浅,是池底的光从水中斜射入空气时发生折射,人眼逆着折射光线看到虚像造成的错觉,属于光的折射,故D不符合题意。
故选:C。
25.如图所示,属于光的反射现象的是( )
A.手影游戏
B.小孔成像
C.山的“倒影”
D.海市蜃楼
【答案】C
【详解】
A、有趣的手影游戏,是光沿直线传播形成的,故A不符合题意;
B、小孔成像的成像原理是光沿直线传播,故B不符合题意;
C、水中山的“倒影”,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故C符合题意;
D、海市蜃楼是光的折射形成的,故D不符合题意。
故选:C。
26.如图所示,水中倒影的形成是由于光的( )
A.反射
B.直线传播
C.折射
D.色散
【答案】A
【详解】
水中倒影属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故A正确,BCD错误。
故选:A。
27.小荣的班级今天学习了《光现象》一章,放学后他和同学们在教室里讨论以下四个观点,他们四人中,只有一个人的说法是完全正确的。下列说法正确的是( )
A.小茜说:“我们能从不同方向看到教室墙壁上的挂画,是因为光在海报上发生了镜面反射,反射光很强。”
B.小付说:“我用手电筒垂直照射桌面上的小镜子,我认为此时的反射角应该是90度。”
C.小南说:“虽然电影银幕看起来不怎么光滑,光打在上面显得很散乱,但我觉得每一条反射光线应该还是遵守反射定律的。”
D.小开说:“物理课上我们用易拉罐做了小孔成像实验,我发现蜡烛火焰的像一定是倒立的,而且像的大小和火焰的大小分毫不差。”
【答案】C
【详解】
A.能从不同方向看到教室墙壁上的海报,是因为光在海报上发生了漫反射,而不是因为镜面反射,故A错误;
B.垂直入射时,入射角为0°,反射角等于入射角也为0°,故B错误;
C.漫反射是表面粗糙不平导致反射光向四面八方分散,但每一条光线均遵循反射定律,故C正确;
D.小孔成像的像的大小取决于物距和像距,可能放大、缩小或不变,故D错误。
故选:C。
28.透光镜是西汉中晚期制作的具有特殊效果的青铜镜。当光线照射镜面时,与镜面相对的墙上就会映出镜背纹饰的影像(如图﹣1所示),其成像原理图如图﹣2所示,光线由透光镜在屏幕上的投影所利用的光学原理是( )
A.光的直线传播
B.光的反射
C.光的折射
D.光的色散
【答案】B
【详解】
透光镜的成像原理是光线照射到镜面时,会先发生反射,之后光线透过镜子上的纹饰部分,再在屏幕上形成影像,故透光镜的光学原理是光的反射,故B正确,ACD错误。
故选:B。
29.如图为某同学在哈哈镜前看到镜中的“自己”变成了可笑的形状。该现象形成的原理是( )
A.光的直线传播
B.光的反射
C.光的折射
D.光的色散
【答案】B
【详解】
某同学在哈哈镜前看到镜中的“自己”变成了可笑的形状,属于面镜成像,原理为光的反射。
故选:B。
30.2025年第十七届浏阳花炮节,绚丽烟花倒映在平静的浏阳河,光影对称,顶级烟花书写浪漫生活。这一现象主要涉及的光学原理是( )
A.光的直线传播
B.光的反射现象
C.光的折射现象
D.光的色散现象
【答案】B
【详解】
平静的水面相当于平面镜,绚丽烟花倒映在平静的浏阳河,光影对称,属于平面镜成像,其原理是光的反射,故选项ACD错误,B正确。
故选:B。
31.小陶用如图所示装置探究光的反射规律,他先用加湿器使整个玻璃罩内充满水雾,将一小块平面镜放在一个能转动的水平圆台中央,用固定放置的红色激光笔发出一束垂直射向平面镜的光ON,然后用另一个绿色激光笔向O点发出一束光AO,经平面镜反射后沿OB方向射出。下列分析不正确的是( )
A.用加湿器使整个玻璃罩内充满水雾的目的是为了显示光路
B.利用红色激光笔发出的光束ON相当于法线
C.用激光笔沿BO方向入射,反射光线将会从OA方向射出,说明入射角等于反射角
D.将绿色激光笔固定在玻璃罩上后,缓慢转动圆台,可以看到三束光重合,这说明在光的反射中,反射光线、入射光线、法线在同一平面内
【答案】C
【详解】
A.在空气中,光的传播路径不容易观察,用加湿器向玻璃罩内喷水雾,水雾中的小水滴可以反射和散射光线,从而使光的传播路径清晰地显示出来,便于观察和研究,故A正确;
B.红色激光笔发出一束垂直射向平面镜的光束ON,因此光束ON就是该点的法线,故B正确;
C.如果光线沿原来的反射光线BO方向入射到O点,那么它的反射光线将沿原来的入射光线OA方向射出,这个现象是光路可逆原理的体现,故C错误;
D.缓慢转动圆台时,只有反射光线、入射光线、法线在同一平面,才能看到三束光重合,实验设计能验证该规律,故D正确。
故选:C。
32.如图甲所示为“探究光的反射规律”装置,白纸板放在水平桌面上,再将平面镜竖直放在纸板上,纸板上安装一支可自由移动的激光笔,使其发出的光紧贴纸板入射。(1)图甲中的入射角度数是________ ;(2)如果平面镜没有竖直放在纸板上,有些向前倾斜,入射光仍贴着左边纸板射向平面镜,则右边的纸板上_______ (选填“会”或“不会”)出现反射光线。(3)如图乙所示为探究“平面镜成像特点”的实验:若有6mm和2mm厚的两块玻璃板,应选择_____ mm厚的玻璃板更合适;选用两根完全相同的蜡烛是为了比较___________ 关系;(4)利用蜡烛来探究平面镜成像特点时,发现不便得到像和物左右之间的关系。为解决这一问题,应选用图中的_____ (选填“丙”或“丁”)棋子更为合适;(5)为了验证平面镜所成的像是虚像,用光屏代替蜡烛B,按照图戊中_____ (选填“a”或“b”)的方式观察光屏,发现光屏上没有蜡烛烛焰的像,说明平面镜成的是虚像;(6)关于探究“平面镜成像特点”和“光的反射规律”这两个实验,下列说法中错误的是_____ 。
A.这两个实验都需要进行多次测量,多次测量的目的相同
B.前者实验中的玻璃板与桌面垂直,后者实验中的活动纸板也要与镜面垂直
C.这两个实验中都需要用到刻度尺来测量长度
D.在探究“平面镜成像特点”实验中,人看到烛焰在镜中的像,是由光的反射引起的
【答案】(1)50°;(2)不会;(3)2;像和物的大小;(4)丙;(5)b;(6)C。
【详解】
(1)根据图示可知,入射光线与镜面之间的夹角为40°,则入射光线与法线之间的夹角即入射角为:90°﹣40°=50°;
(2)如果实验中硬纸板放得没有与平面镜垂直,稍有倾斜,则当入射光贴着硬纸板射向镜面上的O点后,法线将会不在硬纸板上,所以在硬纸板上不能看到反射光线,但此时AO的反射光线将仍然存在,此时的入射光线与对应的法线和反射光线在同一平面内;
(3)如果有6mm厚和2mm厚的两块玻璃板,应选择2mm厚的玻璃板做实验;
在玻璃板前放置棋子A,将完全相同的棋子B放在玻璃板后并移动,人眼一直在玻璃板的前侧观察,直至B与A的像完全重合,这样做的目的既确定了像的位置又验证了物像大小相等;
(4)研究像与物体左右位置的关系,物体自身要不能左右对称;故选丙棋子更为合适;
(5)虚像不能成在光屏上,若移开蜡烛B,光屏放在像的位置,不透过玻璃板,直接观察光屏,则看不到蜡烛A的像,说明平面镜成的是虚像;
(6)A、探究“平面镜成像特点”和“探究光的反射规律”这两个实验都需要多次实验,其目的都是为找到普遍规律,故A正确;
B、因为像与物体的连线始终与平面镜平面垂直,所以探究“平面镜成像特点”实验中的玻璃板与桌面垂直;
“探究光的反射规律”这个实验中,反射光线、入射光线、法线在同一平面内,因此要求实验中的活动纸板也要与镜面垂直,故B正确;
C、探究“平面镜成像特点”需要测量物像到镜面的距离,需要用到刻度尺,“探究光的反射规律”实验不需要测量长度,所以不需要刻度尺,故C错误;
D、在探究“平面镜成像特点”实验中人看到烛焰在镜中的像,是由于光的反射,故D正确。
故答案为:(1)50°;(2)不会;(3)2;像和物的大小;(4)丙;(5)b;(6)C。
33.夜晚,小明在明亮房间里,通过一面窗户玻璃看到了自己的像,而在晴朗的白天却看不见。对于此现象,他作出如下分析,正确的是( )
A.人通过这面玻璃成实像
B.夜晚,关灯后,成像将更清晰
C.白天,这面玻璃发生镜面反射
D.晚上,这面玻璃发生漫反射
【答案】C
【详解】
A.窗户玻璃成像属于平面镜成像,平面镜成的是正立、等大的虚像,故A错误;
B.人能在玻璃中看到自己的像,本质是人体反射的室内光线,经玻璃反射后进入眼睛成像,夜晚关灯后,室内光线变暗,人体反射的光线大幅减少,像会变得更模糊,故B错误;
CD.镜面反射发生在光滑的物体表面,漫反射发生在粗糙的物体表面,窗户玻璃表面光滑,无论白天还是夜晚,玻璃都发生镜面反射,不会发生漫反射,故C正确,D错误。
故选:C。
34.如图所示,重庆南滨路一场无人机带来的灯光秀在除夕夜成功上演,为全国人民带来了震撼的视觉盛宴。下列说法中正确的是( )
A.水面上大剧院的倒影是因为光的折射
B.呈现出五颜六色的光是因为光的色散
C.夜空中的光柱是光沿直线传播形成的
D.无人机升空时,它在水中的像会变小
【答案】C
【详解】
A.水面倒影属于平面镜成像,成因是光的反射,不是光的折射,故A错误;
B.无人机呈现的彩色光是设备本身发出的不同色光,不是光的色散现象,故B错误;
C.光在同种均匀介质中沿直线传播,夜空中的光柱是光沿直线传播形成的,故C正确;
D.无人机在水中的像是平面镜成像,无人机大小不变,它水中的像大小也不变,故D错误。
故选:C。
35.下列光现象中,属于光的反射的是( )
A.小孔成像
B.池水看起来变浅
C.镜中人的像
D.雨后的彩虹
【答案】C
【详解】
A.小孔成像是光的直线传播形成的,不是反射,故A错误;
B.池底的光线由水中进入空气时,在水面上发生折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼会逆着折射光线的方向看去,就会觉得池底变浅了,故B错误;
C.镜中人的像属于平面镜成像,原理是光的反射,故C正确;
D.雨后彩虹是光的色散,是太阳光在传播过程中遇到空气中的水滴,经反射、折射后产生的现象,故D错误。
故选:C。
重难突破系列 | 苏科版八年级物理 | 专题八 光的反射
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