2022-2023学年八年级上册物理讲义(鲁科版)——3.2 光的反射(原卷版+解析版)

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2022-2023学年八年级上册物理讲义(鲁科版)——3.2 光的反射(原卷版+解析版)

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第三章 光现象
3.2 光的反射
目录
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一、光的反射
1.光的反射现象
我们能够看见太阳、电灯等光源,是因为光源发出的光进入我们的眼睛。但有些物体不是光源,如桌面、玻璃、水、课本等常见的物体,我们为什么也能看到它们呢 原来这些物体的表面反射的光进入了我们的眼睛。光遇到水面、玻璃以及其他物体的表面都会发生反射。
2.光的反射:光从一种介质射向另一种介质表面时,部分光线返回原介质的传播现象
【重点提示】
光的反射现象发生在同种介质中。
二、光的反射定律的
1.探究光的反射规律
提出问题:光反射时遵循什么规律
探究方法:(1)让一束光贴着纸板沿某一角度射到平面镜上,观察反射光线的传播。
(2)用笔在纸板上画出人射光线和反射光线的径迹,测出人射角、反射角。
得出结论:在反射现象中,反射光线、人射光线和法线都在同一平面内;反射光线、人射光线分居法线两侧;反射角等于人射角。
2.一点、三线、两角三个基本概念的理解
一点:光的入射点,用字母“O”表示
入射光线:射到反射面的光线,如图中的AO
法线:经过入射点O垂直于反射面的直线,它是一条辅助线,通常用虚线表示,如图中的ON
反射光线:入射光线射到反射面上后,被反射面反射后的光线,如图中的OB
入射角:入射光线与法线的夹角,如图中的∠AON
反射角:反射光线与法线的夹角,如图中的∠BON
3.光的反射定律: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、入射光线分居法线两侧;反射角等于入射角。
4.对光的反射定律的理解
(1)入射角增大时,反射角也随着增大;入射角减小时,反射角也随着减小。
(2)注意定律中的因果关系:先有入射,后有反射。反射光线是随着入射光线的改变而改变的,所以叙述反射定律的内容时必须先说反射,后说入射,即不能把“反射角等于入射角"说成“入射角等于反射角”。
(3)光线垂直镜面入射时,入射角为零,反射角也为零,反射光线与入射光线在同一直线上,方向相反,并不是没发生反射。
(4)通过镜面对入射光线的反射作用,可以看出镜子有改变光路的作用。
5.光路可逆性:在光的反射现象中,光路是可逆的。即入射光线沿着原来反射光线的相反方向射到反射面上时,反射光线将沿着原来入射光线的相反方向射出。
【重点提示】
(1)入射角和反射角是指光线与法线的夹角;
(2)叙述光的反射规律是,由于因果关系,要将“反射”放到“入射”前面来叙述。
(3)光的反射规律可以简答表达为:三线共面、两角相等、两线分居
三、镜面反射和漫反射
1.镜面反射:一束平行光照射到镜面上后,会被平行地反射,这种反射叫做镜面反射。发生镜面反射
时,只有在特定的角度才能看到很强的光,而在其他的角度看不到光,感觉镜面是暗的。
2.漫反射:凹凸不平的表面会把平行的入射光线向着四面八方反射,这种反射叫做漫反射。
1、光的反射定律的理解
光的反射定律是由法国工程兼物理学家菲涅耳(1788-1827)提出。他发现了反射与视点角度之间的关系。因此,光的反射又称为菲涅耳反射。
理解:由于人射光线决定反射光线,叙述时要先叙述人射光线如何变化,再叙述反射光线如何变化,所以我们只能说反射角等于人射角,不能说人射角等于反射角
发生反射的条件:两种介质的交界处
发生处:人射点
结果:返回原介质中
规律:反射角随人射角的增大而增大,减小而减小,当垂直人射时,反射角等于入射角,皆
为0度
特殊情况:光线垂直人射时,人射角、反射角都是零度,法线、人射光线、反射光线合为一
分析论证:当E、F在同一平面内时,让入射光线沿纸板E射向镜面,在F上可看到反射光线;当E、F不在同一平面内时,让人射光线沿纸板E射向镜面,在F上看不到反射光线:说明反射光线和人射光线在同平面内。通过分析人射角和反射角的关系可得出:反射角等于人射角。
归纳总结:反射光线、人射光线和法线在同-平面内;反射光线、入射光线分别位于法线的两侧:反射角等干人射角
【例1】(2020 衢州)如图是小科探究光的反射定律和相关实验的过程。下列叙述正确的是(  )
A.图甲中应选用光滑的硬纸板
B.图甲中∠EOM是入射角
C.图乙中反射光不存在
D.图丙、甲中现象说明光路是可逆的
【答案】D
【解析】当光线照射到硬纸板上时,为了能看清光路,需要硬纸板发生漫反射,所以硬纸板的表面要粗糙一些,故A错误;根据入射角的定义可知,图甲中∠EON是入射角,∠EOM是入射光线与镜面之间的夹角,故B错误;纸板的右半部分向后折,此时看不到反射光线,但反射光线是存在的,故C错误;由图可知,当光线逆着反射光线射入时,会逆着入射光线射出,这表明在光的反射中,光路是可逆的,故D正确。故选:D。
2、区分漫反射和镜面反射
【例1】(2021秋 兴化市期末)雨后初晴的夜晚,地上有积水,为了不踩到积水,当我们迎着月光走时和背着月光走时,分别该如何选(  )
A.背着月光走时走亮的地方,迎着月光走时走暗的地方
B.背着月光走时走亮的地方,迎着月光走时走亮的地方
C.背着月光走时走暗的地方,迎着月光走时走暗的地方
D.背着月光走时走暗的地方,迎着月光走时走亮的地方
【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。(1)如图,迎着月光走时,月光经水面发生镜面反射,进入人眼的反射光线多,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,所以为了不踩到积水,迎着月光走时走暗的地方。(2)如图,背着月光走时,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,此时人感觉地面亮,所以为了不踩到积水,背着月光走时走亮的地方。故选:A。
【常考1】探究光的反射规律
【例1】(2020 福建)用如图所示装置探究光的反射定律,白色硬纸板EF垂直于平面镜放置,能沿ON折转,ON垂直于平面镜。
次数 1 2 3 4 5 6
入射角i 15° 30° 45° 60° 70° 80°
反射角r 15° 30° 45° 60° 70° 80°
(1)让入射光贴着纸板EF沿AO射向平面镜上的O点,观察反射光的方向。多次改变入射光的方向,观察并描绘光的径迹,量出入射角i和反射角r,记录如表。比较r和i,可以得出:光反射时,反射角   入射角。
(2)纸板EF右侧没有沿ON折转时,能观察到反射光,有折转时,观察不到反射光,说明光反射时,反射光线、入射光线和法线在   。
(3)将一束光贴着纸板EF沿BO射到O点,光沿图中的OA方向射出。说明光反射时,光路是   的。
(4)由于光在纸板上发生了   (选填“镜面反射”或“漫反射”),所以从不同方向都可以观察到光在纸板上传播的径迹。
【答案】(1)等于 (2)同一平面内 (3)可逆 (4)漫反射
【解析】(1)根据表格中的数据可知,光反射时,反射角等于入射角;(2)在实验过程中,将纸板向前或向后折,是为了验证反射光线与入射光线在同一平面内,此时把半面纸板F向前或向后折,不能看到反射光线,说明反射光线与入射光线及法线ON在同一平面内;(3)将一束光贴着纸板EF沿BO射到O点,光沿图中的OA方向射出,这表明在光的反射中,光路是可逆的;(4)在不同方向都可以看到纸板上入射光AO的径迹,这是因为光在纸板上发生了漫反射的缘故。
【常考】利用光的反射规律作图
【例2】(2020 吉林)请在图中画出入射光线AO的反射光线。
【答案】 如图所示
【解析】过入射点O垂直于镜面作出法线,根据反射光线和入射光线分居法线的两侧,反射角等于入射角,在法线左侧做出反射光线OB。
【常考3】识别镜面反射和漫反射
【例3】(2021秋 高州市期中)雨后天晴的夜晚,人在月光下行走,如图所示,为了不踩到地上的积水,甲同学迎着月光走,应走   处;乙同学背着月光走,应走   处(均选填“亮”或“暗”)。因为若迎着月光走,月光射到水面上时,水面发生的是   (选填“镜面反射”或“漫反射”),反射光几乎全部射入人的眼睛。
【答案】暗 亮 镜面反射
【解析】(1)当迎着月光走时,地面发亮处有水,因为迎着月光走,月光射到水面上时,水面发生的是镜面反射,反射光几乎全部射入人的眼睛,而地面发生的漫反射,只有很少的光进入人的眼睛,所以此时水面亮,人应走暗处。(2)背着月光走时,地面发暗处有水。因为背着月光虽然水面仍然是镜面反射,但是此时的反射光全部射到人的后背,几乎没光射入人的眼睛;而地面是漫反射,反射光线射向不同的方向,故有光线射入人的眼睛,故此时地面较亮,所以地上暗处部分是水,人应走亮处。
1.(2020春 顺义区校级期中)关于光现象,下列说法正确的是(  )
A.漫反射不遵守光的反射定律
B.开凿隧道时用激光束引导掘进机,利用了光的直线传播
C.自行车的尾灯是靠光的直线传播来引起后面司机注意的
D.我们看到太阳光是由于光的反射
【答案】B
【解析】根据不同反射面对光的反射效果不同,物体对光的反射可分为镜面反射和漫反射两类,漫反射同样遵循光的反射定律,故A错误;开凿隧道用激光束引导掘进机,使掘进机沿直线前进,是利用光沿直线传播。故B正确;自行车的尾灯是利用互成直角的小平面镜,将汽车射来的光再沿原路反射回来,引起司机的注意,故C错误;太阳光在不均匀的大气中传播时发生了折射,故D错误。故选:B。
2.(2020 无锡)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,可以绕ON翻折,为了探究反射角与入射角大小的关系,应进行的操作是(  )
A.改变光线AO与ON的夹角
B.沿ON向后转动纸板F
C.改变纸板与平面镜之间的夹角
D.沿ON向后转动纸板E
【答案】A
【解析】在探究反射角与入射角的大小关系时,为了得出普遍的规律,应多次改变入射角的大小,这样才能避免结论的偶然性,应进行的操作是改变光线AO与ON的夹角,故A正确,BCD错误;故选:A。
3.(2021秋 卢龙县期末)图中,MM′为平面镜,ON与MM′垂直。AO为入射光线,入射角∠AON等于60°.已知∠NOB等于30°,∠NOC等于45°,∠NOD等于60°.则反射光线的方向为(  )
A.ON B.OB C.OC D.OD
【答案】D
【解析】根据反射定律可知,反射角等于入射角,因为∠AON等于60°,∠NOD等于60°,所以OD为反射光线,反射光线将沿OD射出,反射光线和入射光线分居在法线的两侧,则ON为法线方向。故ABC错误,D正确。故选:D。
4.(2021秋 新宾县期末)一束光线和水平镜面的夹角是30°,下列说法正确的是(  )
A.反射角是60°
B.入射角是30°
C.入射角增大5°,反射角增大10°
D.反射光线和入射光线的夹角是60°
【答案】A
【解析】一束光线和水平镜面的夹角是30°,则这束光线与法线的夹角为90°﹣30°=60°,即入射角为60°,由反射定律:反射角等于入射角可知,反射角是60°,故A正确、B错误;反射角等于入射角,当入射角增大5°,反射角也增大5°,故C错误;反射角是60°,入射角为60°,反射光线和入射光线的夹角为60°+60°=120°,故D错误。故选:A。
5.(2020春 岳麓区校级月考)皮鞋擦过鞋油后,还要用鞋刷或软布反复擦几下,会越擦越亮。以下说法不正确的是(  )
A.皮鞋失去光泽是因为皮鞋的表面有灰尘不光滑,光射向鞋面后发生漫反射
B.鞋油的颜色比皮革鲜艳,可增加镜面反射效果
C.镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律
D.反复擦可使鞋油涂抹的更均匀,增加镜面反射效果
【答案】B
【解析】当皮鞋的表面不光滑有灰尘时,光射向鞋面后发生漫反射,这样皮鞋就失去了光泽;涂上鞋油后,鞋油的微小颗粒能填充到鞋的毛孔中,用鞋刷或软布反复擦几下,使鞋油涂抹的更均匀鞋面就变得十分光滑,光射向鞋面后会发生镜面反射,皮鞋看起来就更光亮更好看了,故AD正确、B错误;镜面反射和漫反射都属于反射,都遵守光的反射定律,故C正确。故选:B。
6.(2021秋 金牛区校级期中)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,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.(1)(3) B.(2)(4) C.(1)(4) D.(2)(3)
【答案】C
【解析】(1)(2)、全班同学都能看到画面是因为光射到投影银幕上,反射光线是向着四面八方的,即光投射到投影银幕上发生了漫反射,故(1)正确;(2)错误;(3)(4)、镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律,故(3)错误,(4)正确。故选:C。
7. (2020 江西)如图所示,湖面上一只白鹭正展翅上冲,若以水中的“白鹭”为参照物,白鹭是   的;水中的“白鹭”是光的   形成的虚像。
【答案】运动 反射
【解析】水中的“白鹭”为白鹭通过水面所成的像,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的;白鹭正展翅上冲,由于白鹭和它所成的像相对于水面是对称的,若以白鹭为参照物,像与白鹭间有位置的变化,故白鹭是运动的。
8. (2020 青浦区二模)白天在电视上收看“空中课堂”时,有时会出现屏幕的“反光”现象,影响收看效果。
①这种“反光”现象是由光的   现象造成的;
②为了避免“反光”现象,除了安装并拉上窗帘外,采用的方式还可以是   。(写出一种即可)采用此方式能避免“反光”的理由是   。
【答案】①反射 ②调整屏幕角度 改变光线的入射角度,从而改变反射光线的反射角
【解析】①“反光”是由于光的反射造成的;②为了使反射光线不能进入人眼,我们可以调整屏幕角度,改变光线的入射角度,从而改变反射光线的反射角。
9. (2021秋 连州市期末)用平面镜使光线L沿水平方向传播,请用作图法画出题图的平面镜。
【答案】如图所示
【解析】由光反射定律知,反射角等于入射角,所以先做出反射光线与入射光线的夹角的平分线,即为法线,然后再过入射点作这个角平分线的垂线,可得平面镜的位置。
10.(2021秋 兰考县期末)如图所示,在“探究光的反射规律”的实验中,平面镜M放在水平桌面上,E、F是两块粘接起来的硬纸板,垂直于镜面且可绕ON转动。
(1)如图甲,当E、F在同一平面上时,让入射光线AO沿纸板E射向镜面,在F上可看到反射光线OB,测出入射角和反射角的大小,便立即得出实验结论:反射角等于入射角。你认为这样得出结论   (填“合理”或“不合理”),原因是   。
(2)若将一束光贴着纸板F沿BO射到O点,光将沿图甲中的   方向射出,因为在光的反射现象中光路是   的。
(3)如图乙,以法线ON为轴线,把纸板F向后缓慢旋转,在F上   (填“能”或“不能”)看到反射光线OB,这样做的目的是   。
(4)实验中的可活动纸板的作用:   、   。
(5)要完成本实验,除了图中出现的实验器材外,还应补充一个测量仪器是   。
【答案】(1)不合理 实验次数太少,结论不具有普遍性 (2)OA 可逆 (3)不能 探究反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内 (4)显示光路 探究反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内。
(5)量角器
【解析】(1)测出入射角和反射角的大小,便立即得出实验结论:反射角等于入射角,这样得出结论不合理。因为实验有偶然性,不能只由一组数据就得出结论,凭一次实验数据得出结论有偶然性,应进行多次实验;(2)当光逆着原来的反射光线入射时,反射光线也逆着原来的入射光线反射出去,即将一束光贴着纸板F沿BO射到O点,光将沿图中的OA方向射出,这说明在反射现象中光路是可逆的。(3)以法线ON为轴线,把纸板F向后缓慢旋转,在F上不能看到反射光线,是因为纸板F和反射光线以及法线不在同一个平面上,这样做的目的是为了探究反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内。(4)我们看不见光的传播路径,就无法对光线进行研究,在研究光的反射规律时,安装可活动的纸板后,能够间接的在纸板上看到光的传播途径。故可活动纸板的作用有两个:①显示光的传播路径,②探究反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内。(5)完成本实验,需要探究反射角和入射角的大小关系,故要用到量角器。
1.(2021秋 荔湾区期末)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,是因为(  )
A.阳光在教材上发生漫反射,反射光线向各个不同方向射出
B.阳光在教材上发生反射,入射角等于反射角
C.小明和小红眼睛发出的光都射在书本上
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】A
【解析】教材的表面凹凸不平,光照在上面发生发生漫反射,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正确。光在教材表面发生反射使小明看到时,遵循光的反射定律,反射角等于入射角,而不是入射角等于反射角,故B错误。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C错误;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:A。
2. (2021秋 阳泉期末)如图所示,阳光从天窗沿着所示方向照射在墙上的一面镜子上,如果此时想将室内的一盆花放在阳光下生长,应该将它放在(  )
A.A处 B.B处 C.C处 D.D处
【答案】D
【解析】阳光从天窗沿着所示方向照射在墙上的一面镜子上时,光会被平面镜反射;根据反射角等于入射角画出平面镜反射的两条边缘光线,从而得出反射光线照亮的区域,如下图所示:
根据图示可知,花应该放在D处才有利于它的生长。故选:D。
3. (2020春 越城区期中)教室黑板用久部分变光滑,如下图所示,阴影为黑板光滑处,ABCD为四个小组,当光线从右侧窗户射入时,上课看黑板光滑处写的字,因反光最可能看不清字的小组是(  )
A.第一组 B.第二组 C.第三组 D.第四组
【答案】B
【解析】黑板“反光”是因为黑板发生了镜面反射,黑板反射的光线比粉笔字反射的光线强,使人无法看清黑板上的字;当光线射向黑板时会发生镜面反射,射向第二组的的方向,所以第二组看不清。故选:B。
4. 晚上,在桌上铺一张白纸,把一块小平面镜放在纸上(镜面朝上),让手电筒的光正对着平面镜照射,如图,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,它发生了漫反射
C.白纸比较亮,它发生了镜面反射
D.白纸比较亮,它发生了漫反射
【答案】D
【解析】当手电筒垂直照射白纸和平面镜时,平面镜发生镜面反射,光线被垂直反射,从侧面看时,几乎没有光线进入人眼,所以人眼感觉平面镜是暗的;光线垂直照射到白纸上,白纸表面是粗糙的,发生漫反射,反射光线射向四面八方,从侧面看时,有光线进入人眼,则人眼感觉白纸是亮的,故ABC错误,D正确。
故选:D。
5. (2020 肥东县校级一模)如图所示,入射光线跟镜面的夹角是30°,如果将平面镜围绕入射点顺时针旋转10°,则反射角将   (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】变大
【解析】根据光的反射定律,反射光线、入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。此时入射光线与镜面的夹角为30°,则入射角为90°﹣30°=60°,反射角等于入射角也等于60°;如果保持入射光线不动,使平面镜绕入射点顺时针转动10°角时,即入射角增大10°,则反射角也会变大。
6.(2020 吉林二模)我国已对玻璃幕墙的安装制定了限制性法规,这是因为玻璃幕墙会发生   反射,造成光污染。一束光与玻璃成40角射到玻璃幕墙上,则反射角是   。
【答案】镜面 50°
【解析】(1)反射分镜面反射和 漫反射两种,阳光照在建筑物外墙的光滑的玻璃幕墙上发生镜面反射,反射到比较集中的方向上,造成了光污染;(2)入射光线与法线的夹角叫入射角,这个角和入射光线与镜面的夹角互为余角,当一束光线与镜面成40度角入射时,故入射角为90°﹣40°=50°;根据反射角等于入射角,可知反射角为50°.
7.(2021秋 青岛期末)雨后晴朗的夜晚,为了不踩到地的积水,人们根据生活经验判断:迎着月光走,看上去发亮的地方是   。请在图中作图以证明此判断。发生这种现象是因为光射到水面发生   ,射到地面发生   ,迎着月光走,水面反射的光要比地面反射的光更   的射入人眼。
【答案】积水 镜面反射 漫反射 多
【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,人感觉地面黑。迎着月光走,地上的水面对月光发生镜面反射,作出月亮关于水面的对称点,即为月亮的像,然后连接月亮的像和人眼,与水面相交于一点,即为入射点,再连接入射点和人眼,即为反射光线,如下图所示:
8. (2020 德州)光与平面镜成30°角射在平面镜上,如图所示,请根据光的反射定律画出它的反射光线,并标明反射角的大小。
【答案】如图所示
【解析】先过入射点垂直于平面镜作出法线,入射角为90°﹣30°=60°,所以反射角也为60°,再在法线的另一侧根据反射角等于入射角作出反射光线,并标出反射角.
9. (2021秋 赣榆区期末)如图所示,两个平面镜相互垂直放置,一束光线与一个平面镜成30°角入射,请完成这束光经两个平面镜反射后的光路图。
【答案】如图所示
【解析】过入射点垂直反射面作出法线,此时的入射角为60°,根据反射角等于入射角作出反射光线,此时的反射光线与竖直镜面间的夹角为30°;反射光线即第二次的入射光线与水平镜面间的夹角为60°,第二次反射的入射角为30°;最后的反射光线与水平镜面间的夹角为60°。
10. (2021秋 清江浦区期末)在“探究光反射定律”实验中,同学们选用了平面镜、纸板、激光器和几种不同颜色的笔,依据教材设计了如图所示的实验:
(1)实验中,他们还需要的器材是   ;
(2)实验中为了使光线能在纸板上显示出来,方便实验研究,你该采取的操作是   ;
A.向纸板喷烟或雾
B.使光束垂直纸板射到O点
C.使光束贴着纸板射到O点
(3)关于该实验,下列说法正确的是   。
A.纸版能显示光路,是因为发生了镜面反射
B.实验中,纸板与平面镜不一定要求互相垂直
C.验证“反射角等于入射角”时,入射角不能为0°
D.将右侧光屏后折,是为了探究“反射光线、入射光线与法线是否在同一平面内
(4)改变光束入射的角度,多做几次,换用不同颜色的笔记录每次光的径迹,取下纸板,测量ON两侧的∠i和∠r,将数据记录在上表中,根据数据得出的结论是   。
(5)若将一束光贴着纸板沿FO方向射到O点,光将沿图中的OE方向射出,这是因为在反射现象中   。
次数 ∠i ∠r
1 70° 70°
2 45° 45°
3 30° 30°
【答案】(1)量角器 (2)C (3)D (4)反射角等于入射角 (5)光路是可逆的
【解析】(1)实验中,要比较反射角与入射角的关系,他们还需要的器材是量角器;(2)此实验为了使光线能在纸板上显示出来,应该采取的操作是使光束贴着纸板射到O点,即选项C的说法符合题意;(3)A.纸版能显示光路,是因为发生了漫反射,A错误;B.实验中,因法线与镜面垂直,而所画的法线在纸板上,故纸板与平面镜一定要求互相垂直,B错误;C.验证“反射角等于入射角”时,当入射角为0°,反射角也为0°,入射角能为0°,C错误;D.将右侧光屏后折,是为了探究“反射光线、入射光线与法线是否在同一平面内,正确;选D;(4)根据表中数据知,70°=70°;45°=45°;30°=30°;故结论是:反射角等于入射角;(5)若将一束光贴着纸板沿FO方向射到O点,光将沿图中的OE方向射出,这是因为在反射现象中光路是可逆的。第三章 光现象
3.2 光的反射
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一、光的反射
1.光的反射现象
我们能够看见太阳、电灯等光源,是因为光源发出的光进入我们的眼睛。但有些物体不是光源,如桌面、玻璃、水、课本等常见的物体,我们为什么也能看到它们呢 原来这些物体的表面反射的光进入了我们的眼睛。光遇到水面、玻璃以及其他物体的表面都会发生反射。
2.光的反射:光从一种介质射向另一种介质表面时,部分光线返回原介质的传播现象
【重点提示】
光的反射现象发生在同种介质中。
二、光的反射定律的
1.探究光的反射规律
提出问题:光反射时遵循什么规律
探究方法:(1)让一束光贴着纸板沿某一角度射到平面镜上,观察反射光线的传播。
(2)用笔在纸板上画出人射光线和反射光线的径迹,测出人射角、反射角。
得出结论:在反射现象中,反射光线、人射光线和法线都在同一平面内;反射光线、人射光线分居法线两侧;反射角等于人射角。
2.一点、三线、两角三个基本概念的理解
一点:光的入射点,用字母“O”表示
入射光线:射到反射面的光线,如图中的AO
法线:经过入射点O垂直于反射面的直线,它是一条辅助线,通常用虚线表示,如图中的ON
反射光线:入射光线射到反射面上后,被反射面反射后的光线,如图中的OB
入射角:入射光线与法线的夹角,如图中的∠AON
反射角:反射光线与法线的夹角,如图中的∠BON
3.光的反射定律: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、入射光线分居法线两侧;反射角等于入射角。
4.对光的反射定律的理解
(1)入射角增大时,反射角也随着增大;入射角减小时,反射角也随着减小。
(2)注意定律中的因果关系:先有入射,后有反射。反射光线是随着入射光线的改变而改变的,所以叙述反射定律的内容时必须先说反射,后说入射,即不能把“反射角等于入射角"说成“入射角等于反射角”。
(3)光线垂直镜面入射时,入射角为零,反射角也为零,反射光线与入射光线在同一直线上,方向相反,并不是没发生反射。
(4)通过镜面对入射光线的反射作用,可以看出镜子有改变光路的作用。
5.光路可逆性:在光的反射现象中,光路是可逆的。即入射光线沿着原来反射光线的相反方向射到反射面上时,反射光线将沿着原来入射光线的相反方向射出。
【重点提示】
(1)入射角和反射角是指光线与法线的夹角;
(2)叙述光的反射规律是,由于因果关系,要将“反射”放到“入射”前面来叙述。
(3)光的反射规律可以简答表达为:三线共面、两角相等、两线分居
三、镜面反射和漫反射
1.镜面反射:一束平行光照射到镜面上后,会被平行地反射,这种反射叫做镜面反射。发生镜面反射
时,只有在特定的角度才能看到很强的光,而在其他的角度看不到光,感觉镜面是暗的。
2.漫反射:凹凸不平的表面会把平行的入射光线向着四面八方反射,这种反射叫做漫反射。
1、光的反射定律的理解
光的反射定律是由法国工程兼物理学家菲涅耳(1788-1827)提出。他发现了反射与视点角度之间的关系。因此,光的反射又称为菲涅耳反射。
理解:由于人射光线决定反射光线,叙述时要先叙述人射光线如何变化,再叙述反射光线如何变化,所以我们只能说反射角等于人射角,不能说人射角等于反射角
发生反射的条件:两种介质的交界处
发生处:人射点
结果:返回原介质中
规律:反射角随人射角的增大而增大,减小而减小,当垂直人射时,反射角等于入射角,皆
为0度
特殊情况:光线垂直人射时,人射角、反射角都是零度,法线、人射光线、反射光线合为一
分析论证:当E、F在同一平面内时,让入射光线沿纸板E射向镜面,在F上可看到反射光线;当E、F不在同一平面内时,让人射光线沿纸板E射向镜面,在F上看不到反射光线:说明反射光线和人射光线在同平面内。通过分析人射角和反射角的关系可得出:反射角等于人射角。
归纳总结:反射光线、人射光线和法线在同-平面内;反射光线、入射光线分别位于法线的两侧:反射角等干人射角
【例1】(2020 衢州)如图是小科探究光的反射定律和相关实验的过程。下列叙述正确的是(  )
A.图甲中应选用光滑的硬纸板
B.图甲中∠EOM是入射角
C.图乙中反射光不存在
D.图丙、甲中现象说明光路是可逆的
2、区分漫反射和镜面反射
【例1】(2021秋 兴化市期末)雨后初晴的夜晚,地上有积水,为了不踩到积水,当我们迎着月光走时和背着月光走时,分别该如何选(  )
A.背着月光走时走亮的地方,迎着月光走时走暗的地方
B.背着月光走时走亮的地方,迎着月光走时走亮的地方
C.背着月光走时走暗的地方,迎着月光走时走暗的地方
D.背着月光走时走暗的地方,迎着月光走时走亮的地方
【常考1】探究光的反射规律
【例1】(2020 福建)用如图所示装置探究光的反射定律,白色硬纸板EF垂直于平面镜放置,能沿ON折转,ON垂直于平面镜。
次数 1 2 3 4 5 6
入射角i 15° 30° 45° 60° 70° 80°
反射角r 15° 30° 45° 60° 70° 80°
(1)让入射光贴着纸板EF沿AO射向平面镜上的O点,观察反射光的方向。多次改变入射光的方向,观察并描绘光的径迹,量出入射角i和反射角r,记录如表。比较r和i,可以得出:光反射时,反射角   入射角。
(2)纸板EF右侧没有沿ON折转时,能观察到反射光,有折转时,观察不到反射光,说明光反射时,反射光线、入射光线和法线在   。
(3)将一束光贴着纸板EF沿BO射到O点,光沿图中的OA方向射出。说明光反射时,光路是   的。
(4)由于光在纸板上发生了   (选填“镜面反射”或“漫反射”),所以从不同方向都可以观察到光在纸板上传播的径迹。
【常考】利用光的反射规律作图
【例2】(2020 吉林)请在图中画出入射光线AO的反射光线。
【常考3】识别镜面反射和漫反射
【例3】(2021秋 高州市期中)雨后天晴的夜晚,人在月光下行走,如图所示,为了不踩到地上的积水,甲同学迎着月光走,应走   处;乙同学背着月光走,应走   处(均选填“亮”或“暗”)。因为若迎着月光走,月光射到水面上时,水面发生的是   (选填“镜面反射”或“漫反射”),反射光几乎全部射入人的眼睛。
1.(2020春 顺义区校级期中)关于光现象,下列说法正确的是(  )
A.漫反射不遵守光的反射定律
B.开凿隧道时用激光束引导掘进机,利用了光的直线传播
C.自行车的尾灯是靠光的直线传播来引起后面司机注意的
D.我们看到太阳光是由于光的反射
2.(2020 无锡)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,可以绕ON翻折,为了探究反射角与入射角大小的关系,应进行的操作是(  )
A.改变光线AO与ON的夹角
B.沿ON向后转动纸板F
C.改变纸板与平面镜之间的夹角
D.沿ON向后转动纸板E
3.(2021秋 卢龙县期末)图中,MM′为平面镜,ON与MM′垂直。AO为入射光线,入射角∠AON等于60°.已知∠NOB等于30°,∠NOC等于45°,∠NOD等于60°.则反射光线的方向为(  )
A.ON B.OB C.OC D.OD
4.(2021秋 新宾县期末)一束光线和水平镜面的夹角是30°,下列说法正确的是(  )
A.反射角是60°
B.入射角是30°
C.入射角增大5°,反射角增大10°
D.反射光线和入射光线的夹角是60°
5.(2020春 岳麓区校级月考)皮鞋擦过鞋油后,还要用鞋刷或软布反复擦几下,会越擦越亮。以下说法不正确的是(  )
A.皮鞋失去光泽是因为皮鞋的表面有灰尘不光滑,光射向鞋面后发生漫反射
B.鞋油的颜色比皮革鲜艳,可增加镜面反射效果
C.镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律
D.反复擦可使鞋油涂抹的更均匀,增加镜面反射效果
6.(2021秋 金牛区校级期中)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,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.(1)(3) B.(2)(4) C.(1)(4) D.(2)(3)
7. (2020 江西)如图所示,湖面上一只白鹭正展翅上冲,若以水中的“白鹭”为参照物,白鹭是   的;水中的“白鹭”是光的   形成的虚像。
8. (2020 青浦区二模)白天在电视上收看“空中课堂”时,有时会出现屏幕的“反光”现象,影响收看效果。
①这种“反光”现象是由光的   现象造成的;
②为了避免“反光”现象,除了安装并拉上窗帘外,采用的方式还可以是   。(写出一种即可)采用此方式能避免“反光”的理由是   。
9. (2021秋 连州市期末)用平面镜使光线L沿水平方向传播,请用作图法画出题图的平面镜。
10.(2021秋 兰考县期末)如图所示,在“探究光的反射规律”的实验中,平面镜M放在水平桌面上,E、F是两块粘接起来的硬纸板,垂直于镜面且可绕ON转动。
(1)如图甲,当E、F在同一平面上时,让入射光线AO沿纸板E射向镜面,在F上可看到反射光线OB,测出入射角和反射角的大小,便立即得出实验结论:反射角等于入射角。你认为这样得出结论   (填“合理”或“不合理”),原因是   。
(2)若将一束光贴着纸板F沿BO射到O点,光将沿图甲中的   方向射出,因为在光的反射现象中光路是   的。
(3)如图乙,以法线ON为轴线,把纸板F向后缓慢旋转,在F上   (填“能”或“不能”)看到反射光线OB,这样做的目的是   。
(4)实验中的可活动纸板的作用:   、   。
(5)要完成本实验,除了图中出现的实验器材外,还应补充一个测量仪器是   。
1.(2021秋 荔湾区期末)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,是因为(  )
A.阳光在教材上发生漫反射,反射光线向各个不同方向射出
B.阳光在教材上发生反射,入射角等于反射角
C.小明和小红眼睛发出的光都射在书本上
D.物理教材是光源,它发出的光射入小明和小红的眼睛
2. (2021秋 阳泉期末)如图所示,阳光从天窗沿着所示方向照射在墙上的一面镜子上,如果此时想将室内的一盆花放在阳光下生长,应该将它放在(  )
A.A处 B.B处 C.C处 D.D处
3. (2020春 越城区期中)教室黑板用久部分变光滑,如下图所示,阴影为黑板光滑处,ABCD为四个小组,当光线从右侧窗户射入时,上课看黑板光滑处写的字,因反光最可能看不清字的小组是(  )
A.第一组 B.第二组 C.第三组 D.第四组
4. 晚上,在桌上铺一张白纸,把一块小平面镜放在纸上(镜面朝上),让手电筒的光正对着平面镜照射,如图,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,它发生了漫反射
C.白纸比较亮,它发生了镜面反射
D.白纸比较亮,它发生了漫反射
5. (2020 肥东县校级一模)如图所示,入射光线跟镜面的夹角是30°,如果将平面镜围绕入射点顺时针旋转10°,则反射角将   (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
6.(2020 吉林二模)我国已对玻璃幕墙的安装制定了限制性法规,这是因为玻璃幕墙会发生   反射,造成光污染。一束光与玻璃成40角射到玻璃幕墙上,则反射角是   。
7.(2021秋 青岛期末)雨后晴朗的夜晚,为了不踩到地的积水,人们根据生活经验判断:迎着月光走,看上去发亮的地方是   。请在图中作图以证明此判断。发生这种现象是因为光射到水面发生   ,射到地面发生   ,迎着月光走,水面反射的光要比地面反射的光更   的射入人眼。
8. (2020 德州)光与平面镜成30°角射在平面镜上,如图所示,请根据光的反射定律画出它的反射光线,并标明反射角的大小。
9. (2021秋 赣榆区期末)如图所示,两个平面镜相互垂直放置,一束光线与一个平面镜成30°角入射,请完成这束光经两个平面镜反射后的光路图。
10. (2021秋 清江浦区期末)在“探究光反射定律”实验中,同学们选用了平面镜、纸板、激光器和几种不同颜色的笔,依据教材设计了如图所示的实验:
(1)实验中,他们还需要的器材是   ;
(2)实验中为了使光线能在纸板上显示出来,方便实验研究,你该采取的操作是   ;
A.向纸板喷烟或雾
B.使光束垂直纸板射到O点
C.使光束贴着纸板射到O点
(3)关于该实验,下列说法正确的是   。
A.纸版能显示光路,是因为发生了镜面反射
B.实验中,纸板与平面镜不一定要求互相垂直
C.验证“反射角等于入射角”时,入射角不能为0°
D.将右侧光屏后折,是为了探究“反射光线、入射光线与法线是否在同一平面内
(4)改变光束入射的角度,多做几次,换用不同颜色的笔记录每次光的径迹,取下纸板,测量ON两侧的∠i和∠r,将数据记录在上表中,根据数据得出的结论是   。
(5)若将一束光贴着纸板沿FO方向射到O点,光将沿图中的OE方向射出,这是因为在反射现象中   。
次数 ∠i ∠r
1 70° 70°
2 45° 45°
3 30° 30°

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