2.4光的反射 导学案-2026-2027学年初中物理苏科版八年级上册
2026-10-07
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内容正文:
2.4光的反射 课堂导学案
【学习目标】
1.通过活动,观察光的反射现象,了解其特点。
2.通过实验探究了解光的反射定律,了解法线、入射角和反射角的含义。
3.通过身边的实例和实验现象区分镜面反射和漫反射。
4.通过身边的实例了解平面镜和凸面镜。
【知识框架】
【学习过程】
Q1:把激光笔发出的光射向平面镜,你会看到什么?改变入射光的方向,反射光的方向怎样变化?
一、光的反射现象
1.光射到物体表面时,有一部分光会被_______回来,这种现象叫光的_______。
Q2:指出图2-34中的入射光线、反射光线、法线、入射角和反射角。
二、学生实验:探究光的反射定律
Q3:实验中需要哪些器材?平面镜、可折转的光屏、激光笔各起什么作用?
Q4:怎样改变入射角的大小?怎样验证“反射光线、入射光线和法线在同一平面内”?
(1)设计实验:
器材:平面镜、_______、_______、_______。
(2)证据获取:
步骤1:让光沿不同角度射向平面镜,分别读出_______角和_______角,记入表格。
步骤2:将光屏的一半向后折转,发现这半边上_______(选填“能”或“不能”)看到反射光线。
步骤3:让光逆着原来反射光的方向射向镜面,观察反射光是否沿原入射方向射出。
交流与评估:
1.反射光线、入射光线和法线在_______。
2.反射光线和入射光线分居_______两侧。
3.反射角_______入射角;光路是_______的。
三、镜面反射与漫反射
Q5:用手电筒分别照射平面镜和白纸,从侧面观察反射光有什么不同?两者是否都遵循反射定律?
四、凹面镜与凸面镜
Q6:凹面镜和凸面镜对光分别有什么作用?在生活中各有什么应用?
例1:一束光与平面镜成 30° 角入射,则入射角为_______°,反射角为_______°。
例2:自行车的尾灯由许多相互垂直的小平面镜组成,当汽车灯光从任意方向射来时,它都能把光_______射回去,以提醒司机注意。
例3:在图2-45中画出反射光线,并标出反射角的度数。
【课堂反馈】(限时约8分钟,当堂完成)
1.☆(单选)小明想知道晚上照镜子时,灯照射什么位置更容易看清自己的脸。为此,小明将房间里的灯都关闭,用手电筒尝试了照在不同位置。小明的尝试属于科学探究过程中的( )
A.提出问题 B.收集证据
C.猜想与假设 D.评估与反思
【答案】B
【解析】科学探究一般包括提出问题、猜想与假设、设计实验与制定计划、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作等步骤。小明想知道晚上照镜子时灯照射什么位置更容易看清自己的脸,这属于提出问题;而他将房间里的灯都关闭,用手电筒尝试照在不同位置,这是通过实际操作去获取相关信息,属于收集证据的环节。提出问题是初始的疑问阶段;猜想与假设是在问题提出后对可能结果的推测;评估与反思是对整个探究过程和结果进行分析评估等,均不符合小明此时的行为。
故选B。
2.☆(单选)传统文化,中国古诗词不仅文字优美、意境高远,还蕴含着丰富的科学知识.下列四幅图与诗句“掬水月在手,弄花香满衣”涉及的光现象相同的是( )
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
【答案】B
【解析】“掬水月在手”是平面镜成像,由光的反射形成。
①林中树影由光沿直线传播形成
②水中倒影是平面镜成像,由光的反射形成
③镜中汽车是凸面镜成像,由光的反射形成
④空中彩虹是光的色散,由光的折射形成
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
3.☆(填空)请将下列现象按照光的直线传播、光的反射进行分类:
① 水中倒影 ② 影子的形成 ③ 小孔成像 ④ 黑板反光 ⑤ 平面镜成像 ⑥ 激光准直
光的直线传播:_______;光的反射:_______。
【答案】②③⑥ ①④⑤
【解析】光的直线传播:光在同种均匀介质中沿直线传播,常见现象有影子、小孔成像、日食月食、激光准直、排队看齐等。
光的反射:光遇到物体表面时被反射回来,常见现象有平面镜成像、水中倒影、黑板反光、看到本身不发光的物体等。
4.☆(填空)如图,在一个充满烟雾的玻璃钟罩内,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,然后打开固定在柱N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,为了证明反射光线,入射光线和法线在同一平面内,当我们观察到__________(填写支持该结论的现象);我们在各个方向均能看到光线,是由于光在烟雾上发生了________反射。
【答案】法线 入射绿光、红光和反射绿光看起来重合 漫
【解析】法线与平面镜是垂直的,红色激光笔发出的光垂直射向平面镜上的O点,可以显示法线的位置;
沿水平方向缓慢转动圆台,当我们观察到入射绿光、红光和反射绿光看起来重合时,可以根据光的传播路径来判断三线在同一平面内;
我们在各个方向均能看到光线,是由于光在烟雾上发生了漫反射。
5.☆(填空)如图,雨后晴朗的夜晚,为了不踩到地上的积水,人们根据生活经验判断,乙同学背着月光走,乙同学看到水面比路面________(选填“亮”或“暗”),甲同学迎着月光走,看到水面比路面________(选填“亮”或“暗”),这是因为光在水面上发生________。
【答案】暗 亮 镜面反射
【解析】乙同学背着月光走,月光从乙同学身后射向水面,水面的镜面反射光线会向前方反射,无法进入乙同学的眼睛,所以乙同学看到水面是暗的;而路面的漫反射会有部分光线反射到乙同学眼中,所以路面相对较亮,因此乙同学看到水面比路面暗。
甲同学迎着月光走,月光从甲同学前方射向水面,水面的镜面反射光线会直接反射到甲同学的眼睛,所以甲同学看到水面是亮的;路面的漫反射光线相对较少,所以甲同学看到水面比路面亮。
产生这种现象的原因是光在水面上发生镜面反射。
【内容巩固】(尽量少选择,多问解答、实验等)
一、基础性作业
1.☆(单选)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
【解析】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。
2.☆(单选)如图所示,小强利用激光笔、可折转的硬纸板、平面镜等器材探究光的反射定律。下列说法错误的是( )
A.在选择硬纸板作为光屏时应尽量选择粗糙一些的
B.如果纸板没有与平面镜垂直放置,在纸板上将看不到反射光
C.如果将左侧纸板往后折,后折纸板上看不到反射光,此时反射光不存在
D.实验中多次改变入射角,是为了寻找普遍规律,避免结论的偶然性
【答案】C
【解析】A.选择粗糙的硬纸板,是为了让光在纸板上发生漫反射,这样实验者可以从各个方向清晰看到光的传播路径,故A正确;
B.法线垂直于平面镜,若纸板没有和平面镜垂直,法线不在纸板平面内,反射光线也会偏离纸板平面,因此纸板上无法呈现反射光,故B正确;
C.将左侧(承载反射光的一侧)纸板往后折,后折的纸板和入射光线、法线所在平面不再重合,因此纸板上看不到反射光,但反射光依然真实存在,只是不在后折纸板的平面上,故C错误;
D.实验中多次改变入射角进行测量,是为了得到多组数据,避免单次实验的偶然性,总结出光的反射的普遍规律,故D正确。
本题选择描述错误的,故选C。
3.☆(单选)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
【解析】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。
4.☆(单选)如图所示,小海同学在“探究光的反射规律”实验时,利用红、绿、蓝三种色光的激光笔进行实验,得出的4个结论正确的是( )
(1)②号光线为蓝色
(2)红光的入射角为
(3)利用该装置进行实验时,纸板需要垂直于平面镜放置
(4)将纸板B沿红光所在直线向后弯折,无法在纸板上观察到反射光线,表明反射光线消失了
A.(1)(2) B.(1)(3)
C.(1)(2)(3) D.(1)(2)(3)(4)
【答案】B
【解析】(1)在光的反射中,反射光线和入射光线分居法线的两侧,反射角等于入射角,因此②号光线的颜色为蓝色;故正确;
(2)红光垂直照射在平面镜上,入射角是0°;故错误;
(3)因为当纸板与平面镜不垂直时,法线无法在纸板上画出来,就不能够探究入射光线、反射光线和法线的关系,只有垂直放置时,三条线才会都体现出来,因此纸板必须垂直放置;故正确;
(4)当纸板B转过一定的角度后,两块纸板不在同一平面上,所以在纸板上就无法呈现出反射光线了,但反射光线没有消失,故D错误。
综上分析可知,故B正确,ACD错误。
故选B。
5.☆(单选)7月2日中午时分,太阳光几乎是直射在某高速公路上,此时在高速公路上有很多汽车行驶。八年级学生小明坐在爸爸车内,发现前车后窗玻璃反射的太阳光,总是能够射入他的眼中,很刺眼。爸爸改变车道行驶,就好多了,请你根据所学的知识判断当时前车是哪种车型( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】太阳光直射,入射光线竖直向下。反射光线射入小明眼中,因小明在后车且位置较低,说明反射光线向后下方传播。根据光的反射定律,反射角等于入射角,要使竖直向下的入射光线反射后向后下方传播,后窗玻璃镜面与水平面的夹角需大于。
AB.车型后窗玻璃倾斜角度较小(与水平面夹角小于),法线偏向竖直方向,反射光线向后上方传播,不会射入后车人眼,故AB不符合题意;
D.车型后窗玻璃竖直,阳光直射时入射光线几乎平行于镜面,反射光线竖直向下,故D不符合题意;
C.车型后窗玻璃较陡(与水平面夹角大于),反射光线向后下方传播,能射入人眼,故C符合题意。
故选C。
6.☆(单选)图为自行车的尾灯。夜晚,当后方汽车的灯光照在它上面时,反射光线将沿与原光线平行的方向反射回去,故而司机看到尾灯特别亮。下列能反映自行车尾灯的原理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】自行车尾灯的原理是利用多组平面镜垂直放置组成的角反射器,入射的平行光经过反射后,最后反射出的反射光线是平行的且与最初的入射光线平行。
A.此图中平面镜垂直放置,入射的平行光经过反射后,最后反射出的反射光线是平行的且与最初的入射光平行,是反映自行车尾灯的原理的光路图,故A符合题意;
B.此图为潜望镜的反射光路图,可反映潜望镜的原理,故B不符合题意;
C.此图为平行光射在凸面镜上的光路图,可反映汽车后视镜和街头路口的反光镜的原理,故C不符合题意;
D.此图为平行光射在凹面镜上的光路图,可反映太阳灶和汽车前灯的反光装置的原理,故D不符合题意。
故选A。
7.☆(单选)如图固定在水面上方的光源S发出一束光。经水面反射后在光屏上形成光斑A,已知入射光线与水面的夹角为40°,S'是光源经水面反射所成的像。下列说法正确的是( )
A.当入射光绕入射点逆时针转动一定角度,光斑将向左移动
B.当水面升高时,反射角将不变,光斑A将向左移动
C.光源S不动,液面升高时,S与S'的距离保持不变
D.光源S不动,增大入射光与水平液面的夹角,光斑A将向右移动
【答案】B
【解析】A.入射光绕入射点逆时针转动,入射角增大,由反射定律可知反射角增大,反射光线远离法线,光斑向右移动,故A错误;
B.水面升高,入射点左移,法线方向不变,入射角不变,由反射定律可知反射角不变,反射光线平行左移,光斑向左移动,故B正确;
C.液面升高,光源到液面距离减小,由平面镜成像特点可知像到液面距离减小,与距离减小,故C错误;
D.增大入射光与液面夹角,入射角减小,由反射定律可知反射角减小,反射光线靠近法线,光斑向左移动,故D错误。
故选B。
8.☆(单选)小红把不锈钢勺子的一面对着自己,看到的像如题图所示,与汽车后视镜看到的情景是一样的。由此可以推测,此时勺子的作用相当于一个( )
A.凹透镜 B.凹面镜
C.平面镜 D.凸面镜
【答案】D
【解析】汽车后视镜就是利用凸面镜的这一特点工作,勺子凸起的反射面符合凸面镜的特征,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选 D。
9.☆(单选)如图所示是潜望镜的结构示意图,其中两块平面镜均相对水平面倾角为。现有一艘军舰位于与平面镜1等高的正前方。则下列说法正确的是( )
A.潜望镜是利用了光的折射原理
B.人眼看到军舰所成的像位于平面镜1的正前方
C.在潜望镜中看到的时间如题图乙,则实际的时间是20:51
D.人眼看到军舰所成的像到潜望镜的距离等于军舰到潜望镜的距离
【答案】C
【解析】A.潜望镜通过两块平行的、与水平面成 45∘角的平面镜,将来自远处物体的光线经过两次反射后进入人眼。平面镜成像属于光的反射,不是折射,故A错误;
BD.由平面镜成像特点可知,像和物体各对应点到平面镜距离相等,由下图可知,军舰上两点AB先通过平面镜1成像,再通过平面镜2成像,故人眼看到军舰所成的像位于平面镜2的正前方,且人眼看到军舰所成的像到潜望镜的距离大于军舰到潜望镜的距离,故BD错误;
C.潜望镜中使用的是两块平面镜,第一个镜子成正立等大、左右颠倒的像,第二个镜子成正立等大、左右颠倒的像。左右经过两次颠倒最后的像跟原物完全一样,实际时间与看到的时间均为20∶51,故C正确。
故选C。
10.☆(单选)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。
11.☆(填空)鄱阳湖不仅是我国最大的淡水湖,也是珍禽候鸟的第二故乡。每年十月,大量的候鸟到这里越冬,如图所示,一只天鹅正在向湖面降落,则它在湖面的倒影______(选填“变大”、“变小”或“不变”),天鹅的倒影是由光的_____形成的像。
【答案】不变 反射
【解析】湖面相当于平面镜,天鹅的倒影属于平面镜成像,由平面镜成像特点可知,像与物体大小相等,故天鹅向湖面降落时,倒影大小不变。
平面镜成像的原理是光的反射,故天鹅的倒影由光的反射形成。
12.☆(填空)如图将硬纸板垂直放在平面镜上,使一束光贴着纸板E入射到O点,实验时若入射光线偏离法线,则反射角将______(选填“变大”、“变小”或“不变”):若保持平面镜位置不变,将纸板向后倾斜一个角度,如图乙所示,入射光线仍能呈现在纸板上,此时却不能在纸板上看到反射光线,这是因为此时的反射光线、法线和入射光线所在的平面与平面镜______(填写位置关系),此时反射光实际上是______(选填“存在”或“不存在”)的。
【答案】变大 垂直 存在
【解析】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,若入射光线偏离法线,入射角变大,因此反射角也会变大。法线始终垂直于平面镜,反射光线、入射光线、法线三者共面,该平面包含垂直平面镜的法线,因此这个平面与平面镜始终保持垂直;纸板向后倾斜后,纸板平面不再和三线所在的平面重合,所以无法在纸板上看到反射光线。反射光线是实际存在的,只是没有落在倾斜后的纸板上,因此反射光实际上是存在的。
13.☆(填空)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。
14.☆(填空)小丽面向黑板时,打开激光笔,激光能射中固定靶心,如图甲所示,是因为_________。她背对黑板时,若选择_________(选填“白纸”或“镜子”)放在O点并适当调整,也可以使激光射中靶心。小丽操作时,观察到激光反射到图乙中的B点,她可以通过旋转反射面,_________(选填“增大”或“减小”)激光的入射角,从而使反射角_________(选填“增大”或“减小”),直到再次射中靶心。
【答案】光在空气中沿直线传播 镜子 减小 减小
【解析】激光在空气中沿直线传播,所以能直接射中靶心。这是光在同种均匀介质中沿直线传播的体现。
镜子表面光滑能发生镜面反射,可将激光定向反射到靶心;白纸发生漫反射,光线会散射无法集中射向靶心。故应选镜子。
图乙中激光反射到 点(靶心右方),要使反射光射向靶心,需让反射光线靠近法线,即减小反射角。根据反射定律,反射角等于入射角,因此需减小入射角,反射角随入射角同步减小,从而使反射光线射向靶心。
15.☆(填空)如图甲所示,是某司机在行驶时从倒车镜中看到的情景,汽车的倒车镜是_____________(填“凹面镜”或“凸面镜”),其作用是_____________。图乙是___________(填光学仪器名称)的光路图,在光反射的过程中__________(填“遵循”或“不遵循”)光的反射定律。
【答案】凸面镜 扩大视野 凹面镜 遵循
【解析】凸面镜对光线有发散作用,能成正立、缩小的虚像,从而扩大观察视野,方便司机看到车辆后方更大范围的路况;图中平行光经镜面反射后会聚到一点,符合凹面镜的光路特点,凹面镜对光线有会聚作用;无论是凸面镜、凹面镜还是平面镜,所有光的反射现象都遵循光的反射定律。
二、探究性作业
1.☆☆(实验)小普和小红在探究光的反射定律实验中,用铁架台固定激光笔,使激光射向水平桌面上的平面镜(入射点固定)。如图-1所示,小红在点上方喷洒水雾,小普用白色卡纸找到了入射光线与反射光线所在的平面后,用直角三角板进一步确定了卡纸与平面镜的位置关系,实验过程如图-2所示。
A.如图(a),将纸板的右半部分以为轴翻折
B.如图(b),将整张纸板与入射光一起以为轴旋转
C.如图(c),将整张纸板与入射光一起以为轴向后倾倒
实验次数
1
2
3
入射角(度)
30
45
60
反射角(度)
30
45
60
(1)如图-2所示,观察发现:反射光线与入射光线构成的平面与平面镜___________;重复上述步骤,可以得到更多这样的平面。如图-3所示,这些平面相交于同一条直线,这条直线过___________且垂直于镜面,叫做法线。根据图-3中的现象可知:反射光线、入射光线和法线在_____________
(2)基于上述结论判断,进行下列哪项操作后(如图-4),在纸板上仍可以看到反射光_________。(不定项)
(3)他们换用“光具盘”继续探究:如图-5所示,实验时,他们多次改变入射光的角度,用量角器测出入射角、反射角的大小,记录数据如下表。由表中数据可得出:在反射现象中,____________________________。
(4)若激光沿着图-5中方向射向镜面点,则可以观察到激光沿着方向射出,这说明在反射现象中,_____________________________。
(5)根据光的反射定律,在图-6中画出入射光线AO的反射光线OB,标出反射角大小。
【答案】(1) 垂直 入射点O 同一平面内
(2)B
(3)反射角等于入射角
(4)光路是可逆的
(5)
【解析】(1)由图2的直角三角板定位可知,承载入射、反射光线的卡纸和平面镜互相垂直;法线的定义就是过入射点O、垂直于镜面的直线;多次实验的不同入射反射平面都相交于法线,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(2)A.将纸板右半部分以ON为轴翻折,右半纸板不再和入射光线、法线共面,反射光线不在翻折后的纸板上,无法看到反射光,故A不符合题意;
B.将整张纸板和入射光一起以ON为轴旋转,纸板始终保持和镜面垂直、入射光线、法线、纸板共面,反射光线仍在纸板上,可以看到反射光,故B符合题意;
C.将整张纸板以CD为轴向后倾倒,纸板不再与镜面垂直,法线不在纸板面上,反射光线也不在纸板面上,无法看到反射光,故C不符合题意。
故选B。
(3)表格中三组实验的反射角都和对应入射角大小相等,多次实验可得出反射角等于入射角。
(4)让光沿着原来反射光线的路径入射,新的反射光会沿着原来入射光线的路径射出,该现象说明反射现象中光路可逆。
(5)先过入射点O作垂直于平面镜的法线(用虚线标注);入射光线AO与镜面夹角为40°,因此入射角为,根据反射角等于入射角,在法线另一侧画出反射光线OB,标注箭头表示光的传播方向远离O点;标注反射光线与法线的夹角为50°,即反射角大小为50°。
三、实践性作业
1.☆☆☆(阅读)请阅读《地月空间的精准量尺——激光测距》后回答问题。
地月空间的精准量尺——激光测距
2025年4月,在浩瀚宇宙中的地月空间,一场跨越35万公里的“光影对话”悄然上演,天都一号通导技术试验星成功完成全球首次白天强光干扰条件下的地月空间激光测距技术试验,标志着我国在深空轨道精密测量领域取得技术新突破。
地月空间是指从地球低轨道延伸至距地球约200万公里的空间范围,是人类探索的一个重要方向,作为人类基于现有科技水平可望而又可即的空间,是我们理解宇宙、试验新技术、驶向星辰大海的“演习场”。
如图所示为激光测距试验示意图,天都一号搭载角反射器在绕月轨道上运动,地面测控站提供轨道预报数据,地面激光站发出激光,激光经距地约的角反射器反射后“原路”返回,激光站接收到反射回波信号,就可以得到此时天都一号到地面的精准距离。由于地月空间距离极大、天都一号卫星在绕月轨道上运动速度极快,对地月空间卫星进行微光测距相当于万米外瞄准一根头发丝,实施精密跟踪与信号捕获难度极大,此次测距验证了我国深空激光测距技术的成熟度。
地月空间激光测距技术试验的成功,为中国开发利用地月空间奠定了坚实的科技基础,也为未来深空探测任务提供了重要手段,将有力支撑国际月球科研站等后续重大工程任务的论证与实施。
请根据上述材料,回答下列问题:
A. B.
C.
物理知识
物理知识的技术应用实例
光的反射定律
角反射器
①___________________________
②___________________________
(1)______________通导技术试验星成功完成全球首次______________的地月空间激光测距技术试验。
(2)在激光测距试验中,激光站发出激光,经角反射器反射,“______________”返回,激光站与角反射器的距离约______________m,激光站从发出激光到接收到反射回波信号所用时间约______________s(光速取,结果保留一位小数)。
(3)如图所示,两块平面镜成一定夹角构成角反射器,一束光线射向角反射器,经两次反射就能模拟天都一号上的角反射器效果的是______________。
(4)文中介绍的角反射器、激光测距等技术,都是物理知识的具体应用,科学家不断将科学知识应用于技术创新,推动了人类社会的进步。请仿照表中示例,再举出一个物理知识应用于技术方面的实例,补全表格中①②的内容。
【答案】(1) 天都一号 白天强光干扰条件下
(2) 原路 2.3
(3)B
(4) 光的折射 照相机
【解析】(1)[1][2]直接从材料第一段提取信息,“天都一号通导技术试验星成功完成全球首次白天强光干扰条件下的地月空间激光测距技术试验”。
(2)[1]根据材料原文描述,激光经角反射器反射后“原路”返回,因此此空填原路。
[2]由题可知,材料明确给出激光站与角反射器的距离约为。
[3]激光从发出到接收到回波,经过的是往返路程,总路程
根据速度公式,可得时间
(3)角反射器的原理是:两块平面镜夹角为(互相垂直)时,根据光的反射定律,入射光线经过两次反射后,出射光线会与入射光线平行反向,实现原路返回。只有B选项的两块平面镜夹角为,符合角反射器的要求,因此选B。
(4)[1][2]照相机是利用光的折射制成的;激光准直是利用光的直线传播等。
(实践拓展)用手电筒照射平面镜和粗糙墙面,观察反射光的去向:镜面把光朝一个方向反射,墙面把光朝四面八方反射。用“镜面反射/漫反射”解释,并说明两者是否都遵循反射定律。
(实践拓展)用激光笔(或手电筒)射向水平镜面,在纸上描出入射光线和反射光线,用量角器比较入射角和反射角的大小,验证“反射角等于入射角”。
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2.4光的反射 课堂导学案
【学习目标】
1.通过活动,观察光的反射现象,了解其特点。
2.通过实验探究了解光的反射定律,了解法线、入射角和反射角的含义。
3.通过身边的实例和实验现象区分镜面反射和漫反射。
4.通过身边的实例了解平面镜和凸面镜。
【知识框架】
【学习过程】
Q1:把激光笔发出的光射向平面镜,你会看到什么?改变入射光的方向,反射光的方向怎样变化?
一、光的反射现象
1.光射到物体表面时,有一部分光会被_______回来,这种现象叫光的_______。
Q2:指出图2-34中的入射光线、反射光线、法线、入射角和反射角。
二、学生实验:探究光的反射定律
Q3:实验中需要哪些器材?平面镜、可折转的光屏、激光笔各起什么作用?
Q4:怎样改变入射角的大小?怎样验证“反射光线、入射光线和法线在同一平面内”?
(1)设计实验:
器材:平面镜、_______、_______、_______。
(2)证据获取:
步骤1:让光沿不同角度射向平面镜,分别读出_______角和_______角,记入表格。
步骤2:将光屏的一半向后折转,发现这半边上_______(选填“能”或“不能”)看到反射光线。
步骤3:让光逆着原来反射光的方向射向镜面,观察反射光是否沿原入射方向射出。
交流与评估:
1.反射光线、入射光线和法线在_______。
2.反射光线和入射光线分居_______两侧。
3.反射角_______入射角;光路是_______的。
三、镜面反射与漫反射
Q5:用手电筒分别照射平面镜和白纸,从侧面观察反射光有什么不同?两者是否都遵循反射定律?
四、凹面镜与凸面镜
Q6:凹面镜和凸面镜对光分别有什么作用?在生活中各有什么应用?
例1:一束光与平面镜成 30° 角入射,则入射角为_______°,反射角为_______°。
例2:自行车的尾灯由许多相互垂直的小平面镜组成,当汽车灯光从任意方向射来时,它都能把光_______射回去,以提醒司机注意。
例3:在图2-45中画出反射光线,并标出反射角的度数。
【课堂反馈】(限时约8分钟,当堂完成)
1.☆(单选)小明想知道晚上照镜子时,灯照射什么位置更容易看清自己的脸。为此,小明将房间里的灯都关闭,用手电筒尝试了照在不同位置。小明的尝试属于科学探究过程中的( )
A.提出问题 B.收集证据
C.猜想与假设 D.评估与反思
2.☆(单选)传统文化,中国古诗词不仅文字优美、意境高远,还蕴含着丰富的科学知识.下列四幅图与诗句“掬水月在手,弄花香满衣”涉及的光现象相同的是( )
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
3.☆(填空)请将下列现象按照光的直线传播、光的反射进行分类:
① 水中倒影 ② 影子的形成 ③ 小孔成像 ④ 黑板反光 ⑤ 平面镜成像 ⑥ 激光准直
光的直线传播:_______;光的反射:_______。
4.☆(填空)如图,在一个充满烟雾的玻璃钟罩内,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,然后打开固定在柱N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,为了证明反射光线,入射光线和法线在同一平面内,当我们观察到__________(填写支持该结论的现象);我们在各个方向均能看到光线,是由于光在烟雾上发生了________反射。
5.☆(填空)如图,雨后晴朗的夜晚,为了不踩到地上的积水,人们根据生活经验判断,乙同学背着月光走,乙同学看到水面比路面________(选填“亮”或“暗”),甲同学迎着月光走,看到水面比路面________(选填“亮”或“暗”),这是因为光在水面上发生________。
【内容巩固】(尽量少选择,多问解答、实验等)
一、基础性作业
1.☆(单选)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
2.☆(单选)如图所示,小强利用激光笔、可折转的硬纸板、平面镜等器材探究光的反射定律。下列说法错误的是( )
A.在选择硬纸板作为光屏时应尽量选择粗糙一些的
B.如果纸板没有与平面镜垂直放置,在纸板上将看不到反射光
C.如果将左侧纸板往后折,后折纸板上看不到反射光,此时反射光不存在
D.实验中多次改变入射角,是为了寻找普遍规律,避免结论的偶然性
3.☆(单选)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
4.☆(单选)如图所示,小海同学在“探究光的反射规律”实验时,利用红、绿、蓝三种色光的激光笔进行实验,得出的4个结论正确的是( )
(1)②号光线为蓝色
(2)红光的入射角为
(3)利用该装置进行实验时,纸板需要垂直于平面镜放置
(4)将纸板B沿红光所在直线向后弯折,无法在纸板上观察到反射光线,表明反射光线消失了
A.(1)(2) B.(1)(3)
C.(1)(2)(3) D.(1)(2)(3)(4)
5.☆(单选)7月2日中午时分,太阳光几乎是直射在某高速公路上,此时在高速公路上有很多汽车行驶。八年级学生小明坐在爸爸车内,发现前车后窗玻璃反射的太阳光,总是能够射入他的眼中,很刺眼。爸爸改变车道行驶,就好多了,请你根据所学的知识判断当时前车是哪种车型( )
A. B.
C. D.
6.☆(单选)图为自行车的尾灯。夜晚,当后方汽车的灯光照在它上面时,反射光线将沿与原光线平行的方向反射回去,故而司机看到尾灯特别亮。下列能反映自行车尾灯的原理的是( )
A. B.
C. D.
7.☆(单选)如图固定在水面上方的光源S发出一束光。经水面反射后在光屏上形成光斑A,已知入射光线与水面的夹角为40°,S'是光源经水面反射所成的像。下列说法正确的是( )
A.当入射光绕入射点逆时针转动一定角度,光斑将向左移动
B.当水面升高时,反射角将不变,光斑A将向左移动
C.光源S不动,液面升高时,S与S'的距离保持不变
D.光源S不动,增大入射光与水平液面的夹角,光斑A将向右移动
8.☆(单选)小红把不锈钢勺子的一面对着自己,看到的像如题图所示,与汽车后视镜看到的情景是一样的。由此可以推测,此时勺子的作用相当于一个( )
A.凹透镜 B.凹面镜
C.平面镜 D.凸面镜
9.☆(单选)如图所示是潜望镜的结构示意图,其中两块平面镜均相对水平面倾角为。现有一艘军舰位于与平面镜1等高的正前方。则下列说法正确的是( )
A.潜望镜是利用了光的折射原理
B.人眼看到军舰所成的像位于平面镜1的正前方
C.在潜望镜中看到的时间如题图乙,则实际的时间是20:51
D.人眼看到军舰所成的像到潜望镜的距离等于军舰到潜望镜的距离
10.☆(单选)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
11.☆(填空)鄱阳湖不仅是我国最大的淡水湖,也是珍禽候鸟的第二故乡。每年十月,大量的候鸟到这里越冬,如图所示,一只天鹅正在向湖面降落,则它在湖面的倒影______(选填“变大”、“变小”或“不变”),天鹅的倒影是由光的_____形成的像。
12.☆(填空)如图将硬纸板垂直放在平面镜上,使一束光贴着纸板E入射到O点,实验时若入射光线偏离法线,则反射角将______(选填“变大”、“变小”或“不变”):若保持平面镜位置不变,将纸板向后倾斜一个角度,如图乙所示,入射光线仍能呈现在纸板上,此时却不能在纸板上看到反射光线,这是因为此时的反射光线、法线和入射光线所在的平面与平面镜______(填写位置关系),此时反射光实际上是______(选填“存在”或“不存在”)的。
13.☆(填空)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”)。
14.☆(填空)小丽面向黑板时,打开激光笔,激光能射中固定靶心,如图甲所示,是因为_________。她背对黑板时,若选择_________(选填“白纸”或“镜子”)放在O点并适当调整,也可以使激光射中靶心。小丽操作时,观察到激光反射到图乙中的B点,她可以通过旋转反射面,_________(选填“增大”或“减小”)激光的入射角,从而使反射角_________(选填“增大”或“减小”),直到再次射中靶心。
15.☆(填空)如图甲所示,是某司机在行驶时从倒车镜中看到的情景,汽车的倒车镜是_____________(填“凹面镜”或“凸面镜”),其作用是_____________。图乙是___________(填光学仪器名称)的光路图,在光反射的过程中__________(填“遵循”或“不遵循”)光的反射定律。
二、探究性作业
1.☆☆(实验)小普和小红在探究光的反射定律实验中,用铁架台固定激光笔,使激光射向水平桌面上的平面镜(入射点固定)。如图-1所示,小红在点上方喷洒水雾,小普用白色卡纸找到了入射光线与反射光线所在的平面后,用直角三角板进一步确定了卡纸与平面镜的位置关系,实验过程如图-2所示。
A.如图(a),将纸板的右半部分以为轴翻折
B.如图(b),将整张纸板与入射光一起以为轴旋转
C.如图(c),将整张纸板与入射光一起以为轴向后倾倒
实验次数
1
2
3
入射角(度)
30
45
60
反射角(度)
30
45
60
(1)如图-2所示,观察发现:反射光线与入射光线构成的平面与平面镜___________;重复上述步骤,可以得到更多这样的平面。如图-3所示,这些平面相交于同一条直线,这条直线过___________且垂直于镜面,叫做法线。根据图-3中的现象可知:反射光线、入射光线和法线在_____________
(2)基于上述结论判断,进行下列哪项操作后(如图-4),在纸板上仍可以看到反射光_________。(不定项)
(3)他们换用“光具盘”继续探究:如图-5所示,实验时,他们多次改变入射光的角度,用量角器测出入射角、反射角的大小,记录数据如下表。由表中数据可得出:在反射现象中,____________________________。
(4)若激光沿着图-5中方向射向镜面点,则可以观察到激光沿着方向射出,这说明在反射现象中,_____________________________。
(5)根据光的反射定律,在图-6中画出入射光线AO的反射光线OB,标出反射角大小。
三、实践性作业
1.☆☆☆(阅读)请阅读《地月空间的精准量尺——激光测距》后回答问题。
地月空间的精准量尺——激光测距
2025年4月,在浩瀚宇宙中的地月空间,一场跨越35万公里的“光影对话”悄然上演,天都一号通导技术试验星成功完成全球首次白天强光干扰条件下的地月空间激光测距技术试验,标志着我国在深空轨道精密测量领域取得技术新突破。
地月空间是指从地球低轨道延伸至距地球约200万公里的空间范围,是人类探索的一个重要方向,作为人类基于现有科技水平可望而又可即的空间,是我们理解宇宙、试验新技术、驶向星辰大海的“演习场”。
如图所示为激光测距试验示意图,天都一号搭载角反射器在绕月轨道上运动,地面测控站提供轨道预报数据,地面激光站发出激光,激光经距地约的角反射器反射后“原路”返回,激光站接收到反射回波信号,就可以得到此时天都一号到地面的精准距离。由于地月空间距离极大、天都一号卫星在绕月轨道上运动速度极快,对地月空间卫星进行微光测距相当于万米外瞄准一根头发丝,实施精密跟踪与信号捕获难度极大,此次测距验证了我国深空激光测距技术的成熟度。
地月空间激光测距技术试验的成功,为中国开发利用地月空间奠定了坚实的科技基础,也为未来深空探测任务提供了重要手段,将有力支撑国际月球科研站等后续重大工程任务的论证与实施。
请根据上述材料,回答下列问题:
A. B.
C.
物理知识
物理知识的技术应用实例
光的反射定律
角反射器
①___________________________
②___________________________
(1)______________通导技术试验星成功完成全球首次______________的地月空间激光测距技术试验。
(2)在激光测距试验中,激光站发出激光,经角反射器反射,“______________”返回,激光站与角反射器的距离约______________m,激光站从发出激光到接收到反射回波信号所用时间约______________s(光速取,结果保留一位小数)。
(3)如图所示,两块平面镜成一定夹角构成角反射器,一束光线射向角反射器,经两次反射就能模拟天都一号上的角反射器效果的是______________。
(4)文中介绍的角反射器、激光测距等技术,都是物理知识的具体应用,科学家不断将科学知识应用于技术创新,推动了人类社会的进步。请仿照表中示例,再举出一个物理知识应用于技术方面的实例,补全表格中①②的内容。
(实践拓展)用手电筒照射平面镜和粗糙墙面,观察反射光的去向:镜面把光朝一个方向反射,墙面把光朝四面八方反射。用“镜面反射/漫反射”解释,并说明两者是否都遵循反射定律。
(实践拓展)用激光笔(或手电筒)射向水平镜面,在纸上描出入射光线和反射光线,用量角器比较入射角和反射角的大小,验证“反射角等于入射角”。
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