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3.2 光的反射定律
导学目标
1.知道什么是光的反射现象。
2.了解光的反射定律，会应用反射定律解决一些简单的问题。知道在反射现象中，光路是可逆的。
3.知道镜面反射和漫反射，并能用来解释一些简单现象。
重点难点
重点：光的反射定律及其探究过程。
难点：反射光线、入射光线与法线在同一平面；镜面反射和漫反射。
导学过程
【自主学习】
活动一、光的反射现象
在桌上放一块平面镜，让激光笔斜射到镜面上，你发现了什么现象？__________________
活动二、光的反射定律
〖活动1〗演示：把一白色硬纸板竖直放置在平面镜上，让一束光紧贴硬纸板射向平面镜的O点。观察反射光线的位置，并把你所看到的平面镜、入射光线和反射光线画在下面的方框中。.
1.观察实验现象了解与光的反射有关的几个术语。
入射光线：
反射光线：
法线：
入射角：
反射角：
2.移动入射光线的方向，使之与反射光线重合。
3.入射光线逐步偏离重合位置，观察反射光线的变化情况，测出入射角和反射角的大小。
4.改变入射光线的方向，观测几组入射角，并将有关数据填入下表：
实验次数 入射角α（度）　 反射角β （度） 　
　１ 　
　２
　３
5.以法线ON轴线，将白色硬纸板的OB面绕法线ON缓慢旋转。
〖总结〗1、当入射光线与镜面互相 时，反射光线与入射光线重合，反射角= 入射角=
2、当入射光线远离法线，反射光线也远离法线；入射角 ，反射角也 。
3、比较入射角和反射角的大小可以发现：
反射角 入射角。
4、反射光线和入射光线在法线 （一侧/两侧）
5、光反射时，入射光线、反射光线和法线 （在/不在）同一平面内。
〖活动2〗画出左图中的反射光线并标出反射角.
活动三、光路的可逆性
〖思考〗右图中光线沿AO方向入射，反射光线沿OB方向，
若光线沿BO方向入射，反射光线将沿 方向？（实验）
〖总结〗反射时，光路是 的。
活动四、镜面反射和漫反射
〖活动〗分别用一块平面镜和一张白纸在门口照一下同学的眼睛，有何不同，
〖思考〗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，如右图所示，则从侧面看去，感觉白纸比较 （亮/暗），而平面镜处比
较 （亮/暗）。这是因为 。
用久了的黑板，坐在两侧的同学看黑板时会看到什么现象？
这又是为什么？ 。
活动五 自学教材“光反射的应用与影响”
光的反射在日常生活有诸多应用，请尝试列举你知道的例子。
1.红宝石激光器的红宝石两端被磨成一对平面镜，使很强的激光多次反射形成。
2.人造卫星利用光的反射，在遥远的太空感知地面的矿藏和森林，估计农作物的产量。
3.光纤利用光的反射传输信息，也叫光纤通信。
4.自行车尾灯由许多直角形的反射器组成，这样各个方向射过来的光都能原路返回。
5.高楼大厦外墙的玻璃膜墙对光的镜面反射会对行人或者司机看前方物体造成严重干扰，属于光污染。
【合作探究】
1．（2023 自贡）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竖直地立在平面镜上，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，则（　　）
A．反射光线与镜面的夹角是40°
B．入射角增大10°，反射光线与入射光线的夹角增大20°
C．将纸板NOF向后折叠，则反射光线会消失
D．光在纸板上发生了镜面反射
2．（2023 绵阳）如图甲所示，塔式太阳能电站把地面上多个平面镜反射的太阳光会聚到塔顶，从而利用太阳能发电。如图乙所示，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 　 　。
3．（2023 聊城）为了探究光反射时的规律，小强同学利用平面镜、可绕ON折转的纸板、量角器和激光笔进行如图所示的实验。
（1）把一个平面镜放在水平桌面上，再把纸板立在平面镜上，纸板上的直线ON与镜面保持 　 　。
（2）为了探究反射角与入射角的关系，实验时应进行的操作是 　 　。
A.沿ON前后转动纸板E
B.沿ON前后转动纸板F
C.改变光束OB与ON的夹角
D.改变光束AO与ON的夹角
（3）让光沿着BO的方向射到镜面，发现反射光沿着OA方向射出。这表明，在反射现象中，光路 　 　。
（4）若将纸板倾斜，如图乙所示，让光束仍贴着纸板沿AO方向射到镜面，此时反射光与入射光 　 　（选填“在”或“不在”）同一平面内。
当堂检测
1．（2023秋 汉阴县期末）教室黑板用久后有一部分变的光滑容易发生镜面反射，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（　　）
A．A同学 B．B同学 C．C同学 D．D同学
2．（2023秋 射洪市期末）如图所示，雨后的夜晚，迎着月光行走在有积水的路上时，会发现水坑处和干燥的地面亮度不一样。结合光的反射知识，下列说法正确的是（　　）
A．水面发生漫反射，遵循光的反射定律
B．干燥的地面发生漫反射，不遵循光的反射定律
C．干燥的地面比较暗，主要是因为月光不够亮
D．水坑处比较亮，主要是因为水面发生镜面反射
3．（2024 辽宁模拟）如图所示，若要让反射光线恰好照中目标，在激光笔不动的情况下，可将平面镜（　　）
A．竖直向上移动 B．水平向左移动
C．绕入射点顺时针转动 D．绕入射点逆时针转动
4．（2024 柳州二模）如图，量角器竖直置于水中，一束光从水里射到水面。这束光的入射角是（　　）
A．35° B．55° C．90° D．125°
5．（2024 鼎城区一模）太阳光与水平面成40°，若要使反射光线沿水平方向传播，则平面镜与水平面的夹角应为（　　）
A．只能为20° B．只能为70°
C．20°或70° D．20°到70°之间都可以
6．（2024 菏泽模拟）春种一粒粟，秋收万颗子。在割稻子的时候，我们能从四面八方看到稻穗，是因为光在稻穗上发生了 　 　（选填“漫反射”或者“镜面反射”）。
7．（2024 东湖区一模）斯诺克台球也被称为障碍台球。如图所示，当我们利用白球直接去撞击红球时，会被中间的绿球挡住，这就像光的 　 　现象。这时可以选择利用白球撞击球桌边沿反弹后撞击红球，这就像光的 　 　现象。
8．（2023秋 和平区期末）小明在房间中安装了一块太阳能电池板给家里供电。当太阳在电池板后方时，利用一块平面镜将太阳光反射到太阳能电池板上。若某时刻太阳光与平面镜的夹角为60°（如图所示），一束阳光经镜面反射后照射到电池板上P点，入射角的大小为 　 　°；若镜面竖直上移，则反射角将 　 　（选填“变大”或“变小”或“不变”）；若镜面水平左移，该束光线将照到P点 　 　（选填“上方”或“下方”）。
9．（2024 安州区二模）一只烧杯中装有半杯水，放在水平木板AB上，一束光线竖直向下照在水面上.现在B端下方垫一个小木块C，使木板倾斜5°，则此时水面上的反射角会 　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。若此时保持入射点不变，使入射光线顺时针转过10°，则此时的反射角为 　 　°。
10．（2024春 渝北区校级月考）画出图中反射光线的入射光线。
11．（2024 泰山区校级一模）如图所示是光源S发出的两条入射线经平面镜反射后的两条反射光线，请你作出光源S的位置。（保留作图痕迹）
12．（2024 江阴市一模）小明“探究光的反射规律”装置如图甲所示，白纸板放在水平桌面上，再将一块平面镜竖直放在纸板上，在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）甲图中的入射角是 　 　度。
（2）当入射光线 　 　镜面入射时，反射光线与入射光线重合。此时入射光线逆时针偏转一定角度，反射光线将 　 　（顺时针/逆时针）偏转。
（3）接下来老师进行了如下演示，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，在柱M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，出现了如图乙所示的情景，接下来老师缓慢转动圆台，当我们观察到入射绿光、入射红光、反射绿光看起来重合时，说明反射光线，入射光线和法线 　 　。
13．（2024 永善县一模）如图所示为探究光的反射定律的实验装置：
（1）实验中为了使光线能在纸板上显示出来，方便实验研究，可采取的操作是 　 　（填序号）；
A.使光束离纸板一小段距离入射
B.使光束贴着纸板射到O点
C.使光束垂直纸板射到O点
（2）图甲中反射角是 　 　度。实验过程中，如果将一束光沿BO射入，反射光线将沿OA方向射出，这表明 　 　；
（3）为了得到普遍规律，还需要再次测量数据，如果将AO向ON靠近，则OB 　 　ON（选填“不变”、“靠近”或“远离”），反射角将 　 　（选填“不变”、“变大”或“变小”）；
（4）如图乙，以法线ON为轴线，把纸板F向后缓慢旋转一个角度后，F上 　 　（选填“能”或“不能”）看到反射光线，这表明反射光线、入射光线和法线 　 　；
（5）课后，某同学利用同一套实验器材，选择入射角分别为15°、30°、45° 的三条光线进行实验，结果得到了不同的数据，如表所示。经检查，三次实验中各角度的测量值都是准确的，但总结的规律却与光的反射定律相违背。你认为其中的原因是 　 　。
次数 入射角 反射角
1 15° 75°
2 30° 60°
3 45° 45°
参考答案及解析
【自主学习】
活动一、光的反射现象
看到激光在镜面处改变传播方向又回到了空气中
活动二、光的反射定律
〖活动1〗
1. AO OB ON AON BON
〖总结〗1、垂直 等于
2、增大 增大
3、等于
4、一侧
5、在
〖活动2〗画出图中的反射光线并标出反射角.
活动三、光路的可逆性
〖思考〗OA
〖总结〗可逆
活动四、镜面反射和漫反射
〖活动〗平面镜和一张白纸在门口照一下同学的眼睛，眼睛看到前者的光很强，后者光线强度正常。
〖思考〗亮 暗 白纸对光纤发生漫反射，有光线进入旁边的观察着眼睛，镜子对光线发生镜面反射，光线不能到达旁边观察者的眼睛里。
用久了的黑板，坐在两侧的同学看黑板时会看看到黑板很亮，看不清上面的字。这是因为用久了的黑板面被摩擦的很光滑，对光线发生镜面反射，传播到两侧同学的眼睛里，而字很粗糙，对光线发生漫反射，漫反射的光线虽然也能传播到人眼里，但是漫反射光线没有镜面反射光线强，所以看不清字。
活动五 自学教材“光反射的应用与影响”
1.红宝石激光器的红宝石两端被磨成一对平面镜，使很强的激光多次反射形成。
2.人造卫星利用光的反射，在遥远的太空感知地面的矿藏和森林，估计农作物的产量。
3.光纤利用光的反射传输信息，也叫光纤通信。
4.自行车尾灯由许多直角形的反射器组成，这样各个方向射过来的光都能原路返回。
5.高楼大厦外墙的玻璃膜墙对光的镜面反射会对行人或者司机看前方物体造成严重干扰，属于光污染。
【合作探究】
1．【解析】
解：A、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°，反射光线与镜面的夹角是90°﹣40°＝50°，故A错误；
B、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B正确；
C、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错误。
D、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D错误。
【答案】B。
2．【解析】根据题意可知，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，此时的反射光线与入射光线之间的夹角为70°﹣30°＝40°，由于反射角等于入射角，所以入射角为20°，反射角也为20°；
反射光线与平面镜之间的夹角为90°﹣20°＝70°，所以平面镜与水平方向的夹角度数是70°﹣30°＝40°。
【答案】20°；40°。
3．【解析】（1）把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张可以绕ON翻折的纸板竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面；
（2）探究光的反射规律，多次改变入射角大小并测量对应的反射角，是为了寻找普遍规律，即改变光束AO与ON的夹角，故选D；
（3）如果让光线逆着BO的方向射向镜面，这时的入射角为原来的反射角，根据光的反射定律，反射角等于入射角，这时的反射角为原来的入射角，所以会发现光线原路返回，也就是说，在反射现象中，光路是可逆的；
（4）由题意得，当显示入射光线、反射光线与法线在同一平面上时，入射光线、反射光线都能同时看见；若将纸板倾斜，此时入射光和法线所在平面不在纸板上，因而在纸板上看不到反射光，说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
【答案】（1）垂直；（2）D；（3）是可逆的；（4）在。
【当堂训练参考答案】
1．【解析】能从不同方向看到本身不发光的物体，是因为光在物体表面上发生了漫反射，反射光线射向各个方向的缘故。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；
根据图象可知，当光线射入时，根据光的反射定律可知，反射光线会向A的方向射出，所以A出看到的是明亮的光线，所以看不清黑板上的字；BCD看不到光滑处发生镜面反射时的光线，故A符合题意。
【答案】A。
2．【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，所以人感觉水洼处比较亮；地面发生漫反射，有很少的光线进入人的眼睛，所以人感觉地面比较暗；不管镜面反射还是漫反射，都要遵循光的反射定律；
综上所述，只有D正确，ABC错误。
【答案】D。
3．【解析】A、将平面镜竖直向上移动一段距离，则入射光线方向不变，入射点向右移动，则反射光线也向右移动，光斑会向上移动，不能照中目标，故A不符合题意；
B、将平面镜水平向左移动一段距离，入射光线不变，则反射光线也不会改变，不能照中目标，故B不符合题意；
C、绕入射点顺时针转动，入射角变小，则反射角也变小，反射光线向上移动，不能照中目标，故C不符合题意；
D、绕入射点逆时针转动，入射角变大，则反射角也变大，反射光线向下移动，能照中目标，故D符合题意。
【答案】D。
4．【解析】如图所示，90°刻度线相当于法线，入射光线经过55°刻度线，可知这束光的入射角为90°﹣55°＝35°，故A正确，BCD不正确。
【答案】A。
5．【解析】太阳光与水平面成40°角，反射光线沿水平方向传播，所以反射光线与入射光线的夹角是40°或140°．根据反射角与入射角相等，做出法线，根据法线与镜面垂直做出镜面。如图所示：
或
所以镜面与水平面的夹角是90°40°＝70°或90°140°＝20°。
【答案】C。
6．【解析】我们能从不同角度看到稻穗，是因为光射到稻穗上发生了漫反射，反射光线是向着四面八方的；
【答案】漫反射。
7．【解析】当我们利用白球直接去撞击红球时，会被中间的绿球挡住，这是由光的直线传播造成的；利用白球撞击球桌边沿反弹后撞击红球，白球的运动路线发生了改变，与光的反射现象原理相同。
【答案】直线传播；反射。
8．【解析】太阳光与平面镜的夹角为60°，则入射角为90°﹣60°＝30°，反射角等于入射角，则反射角为30°，若镜面竖直上移，法线位置不变，入射角不变，反射角不变；若镜面水平左移，入射点将向上移动，则反射光向上平移，该束光线将照到P点上方。
【答案】30；不变；上方。
9．【解析】在B端下方垫一个小木块C，使木板倾斜5°，但水面总是水平的，所以入射光线仍与水面垂直，故此时水面上的反射角不变。
若此时保持入射点不变，使入射光线顺时针转过10°，则此时入射角为10°，根据光的反射定律可知，此时的反射角也为10°。
【答案】不变；10。
10．【解析】图中已经画出法线，根据反射角等于入射角，在法线右侧作出入射光线即可，如下图所示：
11．【解析】先分别过反射点垂直于镜面作出法线，然后根据反射角等于入射角在法线的另一侧分别作出两条入射光线，则两条入射光线的交点S即为发光点的位置，如图所示：
【答案】见解答图。
12．【解析】（1）由图知，入射光线与镜面夹角是40°，所以入射角＝90°﹣40°＝50°；
（2）当光线垂直射向平面镜时，此时反射光线、入射光线、法线三线合一，则反射角和入射角都为0°；
当入射光束从与反射光束重合的位置逆时针偏转一定角度时，法线位置不变，反射光线在法线的另一侧，反射光束向顺时针方向偏转；
（3）加湿器使整个教室充满雾气，这样能显示出光的传播路径；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，当我们从侧面观察到入射绿光、入射红光和反射绿光看起来重合时（即只能观察到一条光线时），可根据光的传播路径来判断反射光线，入射光线和法线在同一平面内。
【答案】（ 1）50；（2）垂直；顺时针；（3）法线；在同一平面内。
13．【解析】（1）此实验为了使光线能在纸板上显示出来，应采取的操作是使激光紧贴纸板面入射，故选B；
（2）图中，入射光线与镜面的夹角为50°，则入射角为90°﹣50°＝40°，反射角等于入射角，所以反射角为40°；
让光沿BO射入，反射光线将沿OA方向射出，说明在反射现象中光路是可逆的；
（3）为了得到普遍规律，还需要再次测量数据，如果将AO向ON靠近，入射角变小，由于反射角等于入射角，则反射角也变小，即OB靠近ON；
（4）以ON为轴线，把纸板F向后缓慢旋转一个角度，在白纸板上不能看到反射光线，是因为纸板OB面和反射光线以及法线不在同一个平面上，以法线ON为轴线，把纸板F向后缓慢旋转，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；
（5）反射角是反射光线与法线的夹角，入射角是入射光线与法线的夹角，根据光的反射定律，反射角等于入射角；
当入射角分别为15°、30°、45°时，反射角也应分别是15°、30°、45°，不是75°、60°、45°，而75°、60°、45°正好是反射光线与镜面的夹角。
【答案】（1）B；（2）40；在反射现象中，光路是可逆的；（3）靠近；变小；（4）不能；在同一平面上；（5）将镜面与反射光线的夹角当作了反射角。
我的收获

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