4.2 光的反射 题型专练 2026-2027学年人教版物理八年级上学期
2026-10-18
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内容正文:
人教版(2024)八年级上册 第四章 多彩的光第2节 光的反射 题型专练
【题型1】光路的可逆性
【典例】两位同学做捉迷藏游戏,甲同学躲在书橱的背后,通过穿衣镜能看到乙同学的眼睛,则乙同学( )
A.不能看到甲同学
B.一定可以看到甲同学的眼睛
C.一定能看到甲同学全身
D.以上说法都不对
【举一反三1】如图是研究光反射规律的实验装置,为了研究“光在反射时可逆”,实验时应进行的操作是( )
A.改变光线OB与法线ON的夹角
B.改变光线AO与法线ON的夹角
C.沿法线ON前后转动F板
D.让另一束光从BO入射
【举一反三2】甲乙两人在照同一个镜子,甲在镜中看到了乙,以下说法中正确的是( )
A.乙也一定能看到甲
B.乙可能看到甲的眼睛
C.乙不可能看到甲的眼睛
D.乙不可能看到甲的全身
【举一反三3】下图是关于小猫和小聪的一幅漫画,图中两条光线的夹角是60°,那么,小聪观察小猫光路的入射角大小是 ,此现象说明光在反射时,光路是 的。
【举一反三4】如图所示是关于小猫和小聪的一幅漫画,图中两条光线的夹角是60°,那么,小聪观察小猫光路的入射角大小是_________,此现象说明光在反射时,光路是_________的。
【举一反三5】镜子在生活中随处可见,宁宁乘坐出租车时坐在后排,通过车内的后视镜看到了司机的眼睛,此时司机能不能看到宁宁的眼睛?其原理是什么?
【题型2】光的反射现象
【典例】一束光与地面夹60°的角度射到一水平放置的平面镜上,则反射光线与入射光线的夹角
A.
B.
C.
D.条件不足,无法确定
【举一反三1】2024年春晚节目《山河诗长安》震撼全场,如图所示,是千人齐诵李白的诗句“君不见高堂明镜悲白发,朝如青丝暮成雪”的情景。下列诗句所蕴含的光现象中与“明镜”的原理相同的是( )
A.潭清疑水浅
B.起舞弄清影
C.风吹草低见牛羊
D.楼台倒影入池塘
【举一反三2】如图是被水环绕的国家大剧院的照片。从远处看,大剧院和水中的倒影形成了一个完整的“鸭蛋”,这是光的 现象(选填“反射”或“折射”),所成的像是一个 像(选填“虚”或“实”)
【题型3】实验探究光的反射定律
【典例】如图是小天同学探究光的反射定律的实验过程。下列说法错误的是( )
A.实验中使用硬纸板是为了显示光的传播路径
B.图甲中∠EOM是入射角
C.图乙的现象说明反射光线跟入射光线和法线在同一平面内
D.对比图丙和图甲中的现象说明在光的反射现象中光路是可逆的
【举一反三1】某同学在“探究光的反射规律”时,实验装置如图甲所示,他先用加湿器使整个玻璃罩内充满水雾,将平面镜放在一个能转动的水平圆台上,用固定的红色激光笔发出一束垂直射向平面镜的光NO,然后用另一个固定在玻璃罩上的绿色激光笔向O点发出一束光AO,经平面镜反射后沿OB方向射出。
(1)实验中,用加湿器使整个玻璃罩内充满水雾的目的是 (选填“显示光路”或“降低温度”)。
(2)沿水平方向缓慢转动圆台,当观察到 ,则可判断出反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(3)打开另一红色激光笔逆着图甲中的反射绿光的方向射向平面镜,会观察到它的反射光线也逆着原来的入射绿光方向射出,由此说明光在反射时光路是 的。
(4)有一种液面微变监视器,基本原理图如图乙所示,光束发射器始终以一定角度向被监视的液面发射一束细光,光束经液面反射后被光电转换接收器接收,若光电转换接收器接收到的光点从点移到点,说明液面 (选填“上升”或“下降”)了。
【举一反三2】为了探究光反射时的规律,实验小组的同学选用了平面镜、纸板、量角器、激光器和几种不同颜色的笔,依据教材进行了如图所示的实验。
(1)将一个平面镜放在水平桌面上,把纸板ENF 放置在平面镜上。实验中纸板ENF表面应较 (选填“粗糙”或“光滑”)。
(2)将一束光贴着纸板E沿AO射到镜面上的O点,纸板F上会显示出反射光束OB。小组同学们测量完一组反射角和入射角后将数据记录在表格中;根据表中数据,他们马上就得出“在反射现象中,反射角等于入射角”的结论。他们的做法是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
(3)接着他们将纸板F绕法线ON向后翻折,此时反射光束的位置 (选填“发生”或“不发生”)变化,在纸板F上 (选填“能”或“不能”)显示反射光束,由此说明反射光线、入射光线和法线在 内。
(4)将纸板翻折回原来位置后,若将一束光贴着纸板沿方向射到O点,光将沿方向射出,因为在反射现象中,光路是 的。
【题型4】光的反射定律的应用
【典例】如图所示的四个情景中能用光的反射定律解释的是( )
A.潜望镜
B.小孔成像
C.光的色散
D.
【举一反三1】如图所示,入射光线与平面镜成30°夹角,当入射光方向不变,平面镜绕入射点顺时针旋转10°,则旋转后的( )
A.反射角是70°
B.反射光线与镜面的夹角是70°
C.入射角是20°
D.反射光线与入射光线的夹角增大了70°
【举一反三2】如图所示一束光线斜射到平面镜上,入射光线与平面镜夹角为30°,若要使反射光线和入射光线垂直,则下列操作可以实现的是( )
A.平面镜方向不动,入射光线顺时针旋转15°
B.平面镜方向不动,入射光线逆时针旋转15°
C.入射光线方向不动,平面镜顺时针旋转15°
D.入射光线方向不动,平面镜逆时针旋转30°
【举一反三3】一条光线和平面镜之间的夹角是60°时,入射角是 ______ ,反射角是 ______ .当入射角增加10°,则入射光线和反射光线的夹角是 ______ .
【举一反三4】按要求作图。
(1)请在图中画出入射光线的反射光线;
(2)某天小明用温度计测得当天的气温为℃,请把如图所示的温度计的液柱部分涂黑。
【题型5】光的反射作图
【典例】下列四幅图中,能正确反映人眼看到书本的光路图的是( )
A.
B.
C.
D.
【举一反三1】图中OA是反射光线,入射光线是 ______ ,法线是 ______ ,反射面是 ______ .
【举一反三2】新闻时有报道小孩掉入野外深井的情况,救援人员往往利用平面镜查看井下情况,这是因为平面镜可以起到 的作用。救援人员想利用平面镜使太阳光竖直射入井下,请通过作图画出平面镜的位置,并标出入射光线与镜面的夹角的度数(作图时保留作图痕迹)。此时,若平面镜顺时针转动10°,则反射角是 度。
【举一反三3】请在图中画出入射光线,并标出入射角的度数。
【举一反三4】2023年9月17日,我国墨子巡天望远镜正式启用(图甲)。一束星光入射到望远镜,经主镜反射后到达成像装置(图乙),OB是反射光线,请在图乙中画出其入射光线AO并标出入射角大小。
【题型6】光的反射定律的计算
【典例】小王同学在家里将一个平面镜放在水平桌面上,再把一张可沿ON折叠的硬白纸板ENF竖直的立在平面镜上,以此来探究光的反射规律。通过测量他发现此时入射光线与平面镜成50°夹角(如图所示)。下列说法中不正确的是( )
A.光在纸板上发生了漫反射
B.反射光线与镜面的夹角是40°
C.将纸板NOF向后折叠,则反射光线会在纸板F上消失
D.入射角增大10°,反射光线与入射光线的夹角增大20°
【举一反三1】如图所示是学校舞蹈房的两块相互垂直的平面镜,一束光线AB射到其中一块平面镜上,经两次反射后射出的光线为CD,若将入射光线AB的入射角增加1°,则出射光线CD的反射角将( )
A.增加1°
B.减少1°
C.增加 2°
D.减少2°
【举一反三2】如图所示,MN为平面镜,AO是入射光线,OP是 线,反射角的大小为 °,当入射光线与平面镜间的夹角增大时,反射角 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
【题型7】镜面反射
【典例】晚上,在桌面上铺一张白纸,把一小块平面镜平放在纸上,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.白纸比较暗,它发生了漫反射
B.白纸比较亮,它发生了镜面反射
C.镜子比较暗,它发生了镜面反射
D.镜子比较亮,它发生了镜面反射
【举一反三1】目前光污染越来越严重,其中来自建筑物的玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光的大理石等都能造成白色污染,形成白色污染的主要原因是( )
A.光的漫反射
B.光的镜面反射
C.光沿曲线传播
D.光沿直线传播
【举一反三2】镜子在生活中随处可见,宁宁乘坐出租车时坐在后排,通过车内的后视镜看到了司机的眼睛。此时司机 (选填“能”或“不能”)看到宁宁的眼睛,此现象说明
【举一反三3】刚大学毕业的李强,为工作面试特地买了一双新皮鞋,新皮鞋刚穿上时非常亮,这是因为光射到皮鞋表面发生了_________反射;而穿了一段时间之后,鞋面上落灰尘,变暗了,这是因为光射到皮鞋上发生了_________反射,_________(选填“遵循”或“不遵循”)光的反射定律。
【举一反三4】近日,某校举办了一次手工作品展览会,引起全校师生追捧。美中不足的是展示橱窗玻璃总是发生“反光”(玻璃上呈现外界事物影像的现象,如图所示),而且天气越晴朗,“反光”现象越严重,影响了同学们对展品的欣赏。
(1)请你用所学知识解释:产生“反光”现象的原因和晴朗天气会加剧“反光”的原因。
_______________________________________________________________________。
(2)请为该学校展会组织方提供解决“反光”现象的方案。
________________________________________________________________________。
【题型8】漫反射
【典例】如图所示,在暗室中用手电筒照射挂在白色墙壁上的小镜子,从手电的一侧可看到被照射部分( )
A.墙是白色的,镜子是黑色的
B.墙和镜子都是白色的
C.墙是黑色的,镜子是白色的
D.镜子和墙都发生了镜面反射
【举一反三1】下列关于镜面反射和漫反射说法正确的是( )
A.镜面反射遵守反射定律,而漫反射不遵守反射定律
B.强烈阳光照射到建筑的玻璃幕墙上,会发生镜面反射造成“光污染”
C.入射光线彼此平行时,漫反射后的反射光线彼此仍平行
D.人们能从不同方向看见本身不发光的物体,是因为光在物体表面发生了镜面反射
【举一反三2】如图所示,激光笔发出的光在平面镜上发生了光的 现象后,到达光屏形成光斑。实验时,小华对着圆筒发出持续声音,会引起橡皮膜和平面镜的 ,说明小华发出的声音具有 ,同时观察到光屏上 。
【举一反三3】为了探究“光反射时的规律”,小明选用了平面镜、白色硬纸板A、B和激光笔进行了如图甲所示的实验,在实验过程中:
(1)为了能看清光的传播路径,白色硬纸板的表面应尽量_____(填“粗糙”或“光滑”)一些,可以使光在纸板上发生________反射(填“镜面”或“漫”)。
(2)观察如图甲所示的器材,为了方便研究反射角与入射角的大小关系,还需对器材做出的改进是____________________。
(3)为寻找反射光线、入射光线和法线的位置关系,当纸板A上显示出光路时,该同学将另一半纸板B绕ON向后折,在纸板B上就看不到反射光,此时反射光实际上是________(填“存在”或“不存在”)的,这个现象表明:_______________________________________。
(4)如图乙所示,一平面镜放在圆筒的中心处,平面镜正对筒壁上一点光源S,点光源发出一细光束垂直射向平面镜。平面镜从图示位置开始绕圆筒中心轴O匀速转动20度角时,照射到筒壁上的反射光斑转过的角度为________度。
【举一反三4】(2023·福州期中)小明随家人一起乘船夜游闽江,站在甲板上江风吹拂很惬意。小明发现当船顺风行驶时,几乎感觉不到风,请解释原因。登上码头后,路灯下的码头地面看起来很亮,而江面看起来却是暗的,请解释原因。
人教版(2024)八年级上册 第四章 多彩的光第2节 光的反射 题型专练(参考答案)
【题型1】光路的可逆性
【典例】两位同学做捉迷藏游戏,甲同学躲在书橱的背后,通过穿衣镜能看到乙同学的眼睛,则乙同学( )
A.不能看到甲同学
B.一定可以看到甲同学的眼睛
C.一定能看到甲同学全身
D.以上说法都不对
【答案】B
【解析】在光的反射中,光路是可逆的。甲同学通过平面镜能看到乙同学的眼睛,那么乙同学也一定可以通过平面镜看到甲同学的眼睛,但不一定能看到甲同学的全身。故选B。
【举一反三1】如图是研究光反射规律的实验装置,为了研究“光在反射时可逆”,实验时应进行的操作是( )
A.改变光线OB与法线ON的夹角
B.改变光线AO与法线ON的夹角
C.沿法线ON前后转动F板
D.让另一束光从BO入射
【答案】D
【解析】让一光线贴着纸板沿原来的反射光线BO的方向入射,会发现反射光线沿原来的入射光线OA方向射出,说明光路是可逆的.
【举一反三2】甲乙两人在照同一个镜子,甲在镜中看到了乙,以下说法中正确的是( )
A.乙也一定能看到甲
B.乙可能看到甲的眼睛
C.乙不可能看到甲的眼睛
D.乙不可能看到甲的全身
【答案】B
【解析】(1)如果甲在镜子中能够看到乙的眼睛,根据反射现象中光路的可逆性,乙反射出的光线能再经过平面镜的反射后进入甲的眼睛,那么逆着这束光线,光路仍然是成立的,也就是从甲的眼睛反射出的光线经平面镜的反射后会进入乙的眼睛,所以乙一定能看到甲的眼睛. (2)如果甲不能看到乙的眼睛,那么乙在镜子中就不能看到甲. 因此乙可能看到甲的眼睛或者全身,也可能看不到.
【举一反三3】下图是关于小猫和小聪的一幅漫画,图中两条光线的夹角是60°,那么,小聪观察小猫光路的入射角大小是 ,此现象说明光在反射时,光路是 的。
【答案】30° 可逆
【解析】小聪观察小猫,小猫反射的光线,经平面镜反射到小聪的眼睛中,所以小猫反射到平面镜的光线是入射光线,进入小聪的是反射光线。 作出入射光线和反射光线的角平分线即法线,如图所示:
由图可知∠1=∠2, ∠1+∠2=60°,所以∠1=∠2=30°,即入射角为30°。小猫反射的光线经平面镜反射进入小聪的眼睛,小聪能看见猫;小聪反射的光线经平面镜反射进入小猫的眼睛,小猫也能看见小聪,说明光在反射时光路是可逆的。
【举一反三4】如图所示是关于小猫和小聪的一幅漫画,图中两条光线的夹角是60°,那么,小聪观察小猫光路的入射角大小是_________,此现象说明光在反射时,光路是_________的。
【答案】30° 可逆的
【解析】小聪观察小猫,小猫反射的光线,经平面镜反射到小聪的眼睛中,所以小猫反射出的是入射光线,指向小聪的是反射光线;
作出入射光线和反射光线的角平分线即法线,所以∠1=∠2,
∠1+∠2=60°,
所以,∠1=∠2=30°,
小猫反射的光线进入小聪的眼睛,小聪反射的光线进入小猫的眼睛,所以光路是可逆的。
【举一反三5】镜子在生活中随处可见,宁宁乘坐出租车时坐在后排,通过车内的后视镜看到了司机的眼睛,此时司机能不能看到宁宁的眼睛?其原理是什么?
【答案】能,在光的反射现象中光路是可逆的。
【解析】宁宁从汽车的后视镜里看见司机的眼睛,由于光路是可逆的,此时司机通过车内后视镜一定也能看见宁宁的眼睛。
【题型2】光的反射现象
【典例】一束光与地面夹60°的角度射到一水平放置的平面镜上,则反射光线与入射光线的夹角
A.
B.
C.
D.条件不足,无法确定
【答案】A
【解析】因为太阳光沿着与水平面成60°角,所以入射角的度数为:90°-60°=30°,又因为反射角等于入射角,所以反射角也等于30°,则入射光线与反射光线的夹角为30°+30°=60°,故A正确。
【举一反三1】2024年春晚节目《山河诗长安》震撼全场,如图所示,是千人齐诵李白的诗句“君不见高堂明镜悲白发,朝如青丝暮成雪”的情景。下列诗句所蕴含的光现象中与“明镜”的原理相同的是( )
A.潭清疑水浅
B.起舞弄清影
C.风吹草低见牛羊
D.楼台倒影入池塘
【答案】D
【解析】“明镜”属于平面镜成像,是由光的反射形成的;
“潭清疑水浅”中“水浅”是水底看起来比较浅,这是由于光的折射形成的,看水底是逆着光的传播方向看的(即逆着折射光线看),由于错觉,我们始终认为光是沿直线传播的,所以看到的位置比实际位置浅,故A不符合题意;
起舞弄清影中影子的形成说明光是沿直线传播的,由于光的直线传播,被物体挡住后,物体后面就会呈现出阴影区域,就是影子,故B不符合题意;
风吹草低见牛羊是光的直线传播,故C不符合题意;
楼台倒影入池塘中的倒影属于平面镜成像,是光的反射形成的虚像,故D符合题意。
【举一反三2】如图是被水环绕的国家大剧院的照片。从远处看,大剧院和水中的倒影形成了一个完整的“鸭蛋”,这是光的 现象(选填“反射”或“折射”),所成的像是一个 像(选填“虚”或“实”)
【答案】反射;虚
【题型3】实验探究光的反射定律
【典例】如图是小天同学探究光的反射定律的实验过程。下列说法错误的是( )
A.实验中使用硬纸板是为了显示光的传播路径
B.图甲中∠EOM是入射角
C.图乙的现象说明反射光线跟入射光线和法线在同一平面内
D.对比图丙和图甲中的现象说明在光的反射现象中光路是可逆的
【答案】B
【解析】实验时让光贴着纸板入射是为了显示光路,故A正确;
由图题甲可知ON为法线,所以∠EON为入射角,故B错误;
为了探究“反射光线、入射光线与法线是否在同一平面内”,要向后折转显示反射光线的那侧纸板,即图中的右侧纸板,故C正确;
验证“光路可逆”时,如果让光线逆着原来反射光的方向射向反射面,这时的入射角为原来的反射角,看这时的反射角是否为原来的入射角,从而验证光路是否可逆,由题图丙可知光路可逆,故D正确。
【举一反三1】某同学在“探究光的反射规律”时,实验装置如图甲所示,他先用加湿器使整个玻璃罩内充满水雾,将平面镜放在一个能转动的水平圆台上,用固定的红色激光笔发出一束垂直射向平面镜的光NO,然后用另一个固定在玻璃罩上的绿色激光笔向O点发出一束光AO,经平面镜反射后沿OB方向射出。
(1)实验中,用加湿器使整个玻璃罩内充满水雾的目的是 (选填“显示光路”或“降低温度”)。
(2)沿水平方向缓慢转动圆台,当观察到 ,则可判断出反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(3)打开另一红色激光笔逆着图甲中的反射绿光的方向射向平面镜,会观察到它的反射光线也逆着原来的入射绿光方向射出,由此说明光在反射时光路是 的。
(4)有一种液面微变监视器,基本原理图如图乙所示,光束发射器始终以一定角度向被监视的液面发射一束细光,光束经液面反射后被光电转换接收器接收,若光电转换接收器接收到的光点从点移到点,说明液面 (选填“上升”或“下降”)了。
【答案】(1)显示光路(2)反射光线消失(或反射光线与入射光线重合)(3)可逆(4)上升
【解析】(1)实验中用加湿器使整个玻璃罩内充满水雾,是为了清晰的显示光路,便于观察实验现象,完成实验研究。(2)缓慢转动圆台,可以看到反射光线消失(或反射光线与入射光线重合)三束光相互重合,根据光的直线传播原理可知,这说明在反射现象中,反射光线、入射光线、法线在同一平面内。(3)打开另一红色激光笔逆着图甲中的反射绿光的方向射向平面镜,会观察到它的反射光线也逆着原来的入射绿光方向射出,光的传播路径不变,方向相反,由此说明光在反射时光路是可逆的。(4)由于入射光线是固定的,当水面高度发生变化时,反射光线的方向与原来的反射光线是平行的,所以光电转换接收器接收到的光点从S1点移到S2点,说明液面上升了。
【举一反三2】为了探究光反射时的规律,实验小组的同学选用了平面镜、纸板、量角器、激光器和几种不同颜色的笔,依据教材进行了如图所示的实验。
(1)将一个平面镜放在水平桌面上,把纸板ENF 放置在平面镜上。实验中纸板ENF表面应较 (选填“粗糙”或“光滑”)。
(2)将一束光贴着纸板E沿AO射到镜面上的O点,纸板F上会显示出反射光束OB。小组同学们测量完一组反射角和入射角后将数据记录在表格中;根据表中数据,他们马上就得出“在反射现象中,反射角等于入射角”的结论。他们的做法是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
(3)接着他们将纸板F绕法线ON向后翻折,此时反射光束的位置 (选填“发生”或“不发生”)变化,在纸板F上 (选填“能”或“不能”)显示反射光束,由此说明反射光线、入射光线和法线在 内。
(4)将纸板翻折回原来位置后,若将一束光贴着纸板沿方向射到O点,光将沿方向射出,因为在反射现象中,光路是 的。
【答案】(1)竖直 粗糙
(2)错误 见解析
(3)不发生 不能 同一平面
(4)可逆
【解析】(1)在探究光反射规律的实验中,为了使反射光线和入射光线都能在纸板上呈现出来,需要把纸板竖直放置在平面镜上。只有这样,纸板上才能显示出光路,方便我们观察和测量相关角度等信息。
纸板的表面要能够发生漫反射,这样才能让实验者从不同角度看到光线的路径。如果纸板表面太光滑,可能会像镜子一样发生镜面反射,这样只有在特定角度才能看到光线,不利于观察。
(2)小组同学们的做法是错误的。因为在进行科学实验得出结论时,只进行一次实验就得出“在反射现象中,反射角等于入射角”的结论,实验结论具有偶然性。一次实验的结果可能会受到各种偶然因素的影响,比如测量误差、光线的细微偏差等。只有通过多次改变入射角,进行多次实验,对多组数据进行分析,才能使得到的结论更具有普遍性和可靠性。
(3)当将纸板F绕法线ON向后翻折时,反射光束的位置不发生变化。因为反射光线的位置是由入射光线决定的,在这个过程中,入射光线没有改变,反射光线的实际传播路径不会改变。但是此时在纸板 F上不能显示反射光束,这是因为反射光线、入射光线和法线在同一平面内,当纸板F绕法线ON向后翻折后,纸板F与原来的平面(即反射光线、入射光线和法线所在的平面)不再重合,所以反射光线无法在纸板F上显示出来,由此也就说明了反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(4)将纸板 F 折回原来位置后,若将一束光贴着纸板沿BO方向射到O点,光将沿OA方向射出,这是因为在反射现象中,光路是可逆的。也就是说,光沿着原来的反射光线的反方向入射时,会沿着原来的入射光线的反方向反射出去。
【题型4】光的反射定律的应用
【典例】如图所示的四个情景中能用光的反射定律解释的是( )
A.潜望镜
B.小孔成像
C.光的色散
D.
【答案】A
【解析】潜望镜是由平面镜组成的,因此是应用了光的反射原理,故A符合题意;小孔成像利用的是光的直线传播,故B不符合题意;光的色散,是由于太阳光照到三棱镜上,被分解为绚丽的七色光,是光的折射形成的;故C不符合题意;放大镜是凸透镜成像,利用的是光的折射,故D不符合题意.
【举一反三1】如图所示,入射光线与平面镜成30°夹角,当入射光方向不变,平面镜绕入射点顺时针旋转10°,则旋转后的( )
A.反射角是70°
B.反射光线与镜面的夹角是70°
C.入射角是20°
D.反射光线与入射光线的夹角增大了70°
【答案】A
【解析】因为原来入射光线与平面镜的夹角是30°,当镜面以O为轴顺时针转动10°时,入射光线与平面镜的夹角变为30°﹣10°=20°,所以入射角为90°﹣20°=70°,反射角=入射角=70°,故B、C错误,A正确;
原来入射角为90°﹣30°=60°,原来入射光线与反射光线的夹角为60°+60°=120°,现在入射光线与反射光线的夹角为70°+70°=140°;与原来相比,入射光线与反射光线的夹角增大20°,故D错误。
【举一反三2】如图所示一束光线斜射到平面镜上,入射光线与平面镜夹角为30°,若要使反射光线和入射光线垂直,则下列操作可以实现的是( )
A.平面镜方向不动,入射光线顺时针旋转15°
B.平面镜方向不动,入射光线逆时针旋转15°
C.入射光线方向不动,平面镜顺时针旋转15°
D.入射光线方向不动,平面镜逆时针旋转30°
【答案】A
【解析】入射光线跟平面镜的夹角是30°,所以入射角为90°﹣30°=60°,所以反射角等于入射角等于60°。因为入射光线和反射光线垂直,所以入射角为90°=45°。有下面两种方法使入射角等于45°:
(1)平面镜方向不动,入射光线顺时针旋转15°;
(2)法线始终垂直于平面镜,入射光线方向不动,平面镜逆时针旋转15°。故选A。
【举一反三3】一条光线和平面镜之间的夹角是60°时,入射角是 ______ ,反射角是 ______ .当入射角增加10°,则入射光线和反射光线的夹角是 ______ .
【答案】30°、30°、80°
【解析】(1)入射光线与平面镜的夹角为60°,因此入射角是90°-60°=30°,根据光的反射定律,反射角等于入射角,因此反射角也是30°; (2)反射角和入射角始终相等,当入射角增大10°,因此反射角也增大10°则入射光线和反射光线的夹角为:40°+40°=80°.
【举一反三4】按要求作图。
(1)请在图中画出入射光线的反射光线;
(2)某天小明用温度计测得当天的气温为℃,请把如图所示的温度计的液柱部分涂黑。
【答案】见解析图
【解析】(1)因为镜面与法线垂直,作出一条法线垂直镜面,以法线为对称轴,在法线另一侧作出反射光线,使反射角等于入射角为30°,如图所示:
(2)温度计的分度值为1℃,找到0℃下的第三格,涂黑下面的液柱即可。如图所示:
【题型5】光的反射作图
【典例】下列四幅图中,能正确反映人眼看到书本的光路图的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】书本本身并不能发光,所以书本不是光源,人眼看到书本是因为太阳光在书本的表面发生了反射,反射光线进入人的眼睛,故A、B、C错误,D正确。
【举一反三1】图中OA是反射光线,入射光线是 ______ ,法线是 ______ ,反射面是 ______ .
【答案】BO MN CD
【解析】由光的反射定律可知,反射光线与入射光线、法线在同一平面上;反射光线和入射光线分居在法线的两侧;反射角等于入射角.由题可知OA为反射光线,则BO一定为入射光线,MN一定是法线,CD一定是反射面.
【举一反三2】新闻时有报道小孩掉入野外深井的情况,救援人员往往利用平面镜查看井下情况,这是因为平面镜可以起到 的作用。救援人员想利用平面镜使太阳光竖直射入井下,请通过作图画出平面镜的位置,并标出入射光线与镜面的夹角的度数(作图时保留作图痕迹)。此时,若平面镜顺时针转动10°,则反射角是 度。
【答案】改变光路(改变光的传播路径);50;见上图
【解析】救援人员往往利用平面镜查看井下情况,这是因为平面镜可以起到改变光路(改变光的传播路径)的作用。
由于反射光线竖直射入井中,过入射点O竖直向下做出反射光线OB;然后作∠AOB的角平分线即为法线;法线与镜面垂直,据此画出平面镜;
由图知:反射光线和入射光线的夹角∠AOB=30°+90°=120°;
则入射角∠AON∠AOB120°=60°,则入射光线与镜面的夹角为90°﹣60°=30°,如图所示:
若入射光线方向不变,平面镜沿顺时针转动10°时,入射角减小10°,变为60°﹣10°=50°,所以反射角等于入射角,也变为50°。
【举一反三3】请在图中画出入射光线,并标出入射角的度数。
【答案】
【解析】经过入射点作出法线,因为反射光线与镜面的夹角是40°,所以反射角为90°﹣40°=50°,根据反射角与入射角相等作出入射光线并标出入射角的度数。
【举一反三4】2023年9月17日,我国墨子巡天望远镜正式启用(图甲)。一束星光入射到望远镜,经主镜反射后到达成像装置(图乙),OB是反射光线,请在图乙中画出其入射光线AO并标出入射角大小。
【答案】见解析图
【解析】先画出法线,反射角是反射光线与法线的夹角,则反射角为
反射角等于入射角,所以入射角是37°,根据反射角等于入射角,在法线的左侧画出入射光线,如下图所示:
【题型6】光的反射定律的计算
【典例】小王同学在家里将一个平面镜放在水平桌面上,再把一张可沿ON折叠的硬白纸板ENF竖直的立在平面镜上,以此来探究光的反射规律。通过测量他发现此时入射光线与平面镜成50°夹角(如图所示)。下列说法中不正确的是( )
A.光在纸板上发生了漫反射
B.反射光线与镜面的夹角是40°
C.将纸板NOF向后折叠,则反射光线会在纸板F上消失
D.入射角增大10°,反射光线与入射光线的夹角增大20°
【答案】B
【解析】在纸板上能看到光的传播路径,这是因为光在纸板上发生了漫反射,光线可以射向不同的方向,故A正确;
已知入射光线与平面镜的夹角为50°,因此入射角是90°﹣50°=40°,根据光的反射定律,反射角等于入射角,因此反射角也是40°,则反射光线与镜面的夹角是50°,故B错误;
光在反射时,反射光线、入射光线、法线在同一平面内,图乙中,将纸板NOF向后折时在纸板上看不到反射光线,此实验现象说明反射光线、入射光线和法线在同一平面,反射光线依然存在,故C正确;
当入射角增大10°,根据光的反射定律,反射角等于入射角,反射角也增大10°,反射光线与入射光线的夹角增大20°,故D正确。
【举一反三1】如图所示是学校舞蹈房的两块相互垂直的平面镜,一束光线AB射到其中一块平面镜上,经两次反射后射出的光线为CD,若将入射光线AB的入射角增加1°,则出射光线CD的反射角将( )
A.增加1°
B.减少1°
C.增加 2°
D.减少2°
【答案】B
【解析】两个互相垂直的平面镜的特点是对光线进行两次反射,根据反射定律可知,两次反射的光线与入射光线是始终平行的,因此入射光线AB的入射角增加1°,则CD的反射角将减少1°。故选B。
【举一反三2】如图所示,MN为平面镜,AO是入射光线,OP是 线,反射角的大小为 °,当入射光线与平面镜间的夹角增大时,反射角 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
【答案】法 30 减小
【解析】如图所示,MN为平面镜,AO是入射光线,OP垂直平面镜MN,OP是法线。
入射光线与平面镜的夹角为60°,则入射角是90°-60°=30°,由光的反射定律可知,反射角等于入射角,等于30°。
当入射光线与平面镜间的夹角增大时,入射角减小,由光的反射定律可知,反射角也随之减小。
【题型7】镜面反射
【典例】晚上,在桌面上铺一张白纸,把一小块平面镜平放在纸上,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.白纸比较暗,它发生了漫反射
B.白纸比较亮,它发生了镜面反射
C.镜子比较暗,它发生了镜面反射
D.镜子比较亮,它发生了镜面反射
【答案】C
【解析】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;
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,白纸的反射光线进入人眼的较多,人感觉更亮,故C正确。
【举一反三1】目前光污染越来越严重,其中来自建筑物的玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光的大理石等都能造成白色污染,形成白色污染的主要原因是( )
A.光的漫反射
B.光的镜面反射
C.光沿曲线传播
D.光沿直线传播
【答案】B
【解析】建筑物的玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石等表面光滑,这些作为反射面的时候,都属于镜面反射,太阳光射到上面,入射光线被反射,从同一方向射出,光线很强,照到物体上会给人们的生活工作等造成很大的不便,称为白色污染。
【举一反三2】镜子在生活中随处可见,宁宁乘坐出租车时坐在后排,通过车内的后视镜看到了司机的眼睛。此时司机 (选填“能”或“不能”)看到宁宁的眼睛,此现象说明
【答案】能 在光的反射中,光路是可逆的
【解析】当宁宁通过车内后视镜看到司机眼睛时,是司机眼睛反射的光经过后视镜反射进入宁宁的眼睛。根据光路可逆性,此时宁宁眼睛反射的光也可以沿同样的路径经过后视镜反射进入司机的眼睛,所以司机能看到宁宁的眼睛。此现象说明在光的反射中,光路是可逆的。
【举一反三3】刚大学毕业的李强,为工作面试特地买了一双新皮鞋,新皮鞋刚穿上时非常亮,这是因为光射到皮鞋表面发生了_________反射;而穿了一段时间之后,鞋面上落灰尘,变暗了,这是因为光射到皮鞋上发生了_________反射,_________(选填“遵循”或“不遵循”)光的反射定律。
【答案】镜面 漫 遵循
【解析】新皮鞋刚穿上时非常亮,皮鞋表面比较光滑,光射到皮鞋表面发生了镜面反射;
新皮鞋穿了一段时间之后,鞋面上落满了灰尘,表面不再光滑,这时光射到皮鞋表面发生了漫反射,所以看起来变暗了,漫反射也遵循光的反射定律。
【举一反三4】近日,某校举办了一次手工作品展览会,引起全校师生追捧。美中不足的是展示橱窗玻璃总是发生“反光”(玻璃上呈现外界事物影像的现象,如图所示),而且天气越晴朗,“反光”现象越严重,影响了同学们对展品的欣赏。
(1)请你用所学知识解释:产生“反光”现象的原因和晴朗天气会加剧“反光”的原因。
_______________________________________________________________________。
(2)请为该学校展会组织方提供解决“反光”现象的方案。
________________________________________________________________________。
【答案】(1)光在橱窗玻璃上发生了镜面反射;晴朗天气光线强,反射光也变强,所以会加剧“反光” (2)在橱窗内安装光源,使光从橱窗内向外照射
【解析】(1)产生“反光”现象主要是因为光在橱窗玻璃上发生了镜面反射;晴朗天气光线强,反射光也变强,所以会加剧“反光”。
(2)要想解决“反光”现象,可在橱窗内安装光源,使光从橱窗内向外照射。
【题型8】漫反射
【典例】如图所示,在暗室中用手电筒照射挂在白色墙壁上的小镜子,从手电的一侧可看到被照射部分( )
A.墙是白色的,镜子是黑色的
B.墙和镜子都是白色的
C.墙是黑色的,镜子是白色的
D.镜子和墙都发生了镜面反射
【答案】A
【解析】镜子表面很平,光线照射时,表面会发生镜面反射,从手机的一侧看,几乎没有光线进入人的眼睛,感觉平面镜是黑色的;
墙面凹凸不平,当有光线照射时,反射光线射向四面八方,从手机的一侧看,有一部分光线进入人的眼睛,感觉墙是白色的。
【举一反三1】下列关于镜面反射和漫反射说法正确的是( )
A.镜面反射遵守反射定律,而漫反射不遵守反射定律
B.强烈阳光照射到建筑的玻璃幕墙上,会发生镜面反射造成“光污染”
C.入射光线彼此平行时,漫反射后的反射光线彼此仍平行
D.人们能从不同方向看见本身不发光的物体,是因为光在物体表面发生了镜面反射
【答案】B
【解析】镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律,故A错误;
巨大的玻璃幕墙,表面光滑,当光照射到它们的表面时会发生镜面反射,称为光污染,故B正确;
漫反射的光线是射向各个方向的,所以入射光线彼此平行时,漫反射后的反射光线彼此不平行,故C错误;
能够从不同方向看到一些本身不发光的物体,说明光在这些物体上发生了漫反射,故D错误。
【举一反三2】如图所示,激光笔发出的光在平面镜上发生了光的 现象后,到达光屏形成光斑。实验时,小华对着圆筒发出持续声音,会引起橡皮膜和平面镜的 ,说明小华发出的声音具有 ,同时观察到光屏上 。
【答案】反射 振动 能量 光斑晃动
【解析】激光笔发出的光在平面镜上发生了光的反射现象。反射是光在遇到物体表面时,按照一定规律从物体表面反射回来的现象。在这个实验中,激光笔发出的光被平面镜反射后,到达光屏形成光斑。实验时,小华对着圆筒发出持续声音,会引起橡皮膜和平面镜的振动。这是因为声音是由物体的振动产生的,当声音传播到橡皮膜时,会使橡皮膜振动,进而带动平面镜振动。这说明小华发出的声音具有能量,因为声音能够引起物体的振动,而振动是需要能量的。[4]由于平面镜的振动,会导致其反射的光线的方向也发生变化。因此,在光屏上观察到的现象是光斑在晃动。这是因为平面镜的振动使得反射光线的方向不断变化,导致光斑在光屏上的位置也不断变化。
【举一反三3】为了探究“光反射时的规律”,小明选用了平面镜、白色硬纸板A、B和激光笔进行了如图甲所示的实验,在实验过程中:
(1)为了能看清光的传播路径,白色硬纸板的表面应尽量_____(填“粗糙”或“光滑”)一些,可以使光在纸板上发生________反射(填“镜面”或“漫”)。
(2)观察如图甲所示的器材,为了方便研究反射角与入射角的大小关系,还需对器材做出的改进是____________________。
(3)为寻找反射光线、入射光线和法线的位置关系,当纸板A上显示出光路时,该同学将另一半纸板B绕ON向后折,在纸板B上就看不到反射光,此时反射光实际上是________(填“存在”或“不存在”)的,这个现象表明:_______________________________________。
(4)如图乙所示,一平面镜放在圆筒的中心处,平面镜正对筒壁上一点光源S,点光源发出一细光束垂直射向平面镜。平面镜从图示位置开始绕圆筒中心轴O匀速转动20度角时,照射到筒壁上的反射光斑转过的角度为________度。
【答案】(1)粗糙 漫 (2)在纸板上标出角度 (3)存在 反射光线、入射光线和法线在同一平面内 (4)40
【解析】(1)白色硬纸板的表面应尽量粗糙一些,让光线发生漫反射,从不同的角度都能够观察到光线。
(2)由光的反射定律可知,反射角等于入射角,为了方便研究反射角与入射角的关系,要在入射点O处标出角度,直接读出反射角和入射角的大小。
(3)将纸板B绕轴ON向后折,在纸板B上就看不到反射光,说明光在反射时,反射光线、入射光线和法线在同一平面内;此时反射光仍然存在。
(4)如图所示,平面镜旋转20°,相当于入射角增大20°(原来入射角为0°),故现在入射角为20°,反射角为20°,则入射角和反射角的夹角为40°,即点光源照射到筒壁上的反射光斑转过的角度为40°。
【举一反三4】(2023·福州期中)小明随家人一起乘船夜游闽江,站在甲板上江风吹拂很惬意。小明发现当船顺风行驶时,几乎感觉不到风,请解释原因。登上码头后,路灯下的码头地面看起来很亮,而江面看起来却是暗的,请解释原因。
【答案】当船顺风行驶时,风和船运动方向一致,风相对于船几乎静止,因此几乎感觉不到风;路灯下的码头地面看起来很亮,是因为路灯发出的光照到地面上发生了漫反射,有光反射到人的眼睛里,人看地面就是亮的,而路灯照到江面上发生了镜面反射,没有光反射到人的眼睛里,所以江面看起来是暗的。
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