4.2 光的反射 题型专练 (含解析)人教版(新教材)八年级上册

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4.2 光的反射 题型专练 (含解析)人教版(新教材)八年级上册

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人教版(2024)八年级上册 4.2 光的反射 题型专练
【题型1】光的反射现象
【典例】唐代诗人高骈在《山亭夏日》里写道“绿树阴浓夏日长,楼台倒影入池塘”,下列能正确反映诗人看见“楼台倒影入池塘”的光路图的是(  )
A.
B.
C.
D.
【举一反三1】2024年7月25日,柳州科技馆的工作人员拍到飞过柳州夜空的中国空间站(如图)。中国空间站本身不发光,我们能看到它,除了它体积较大和气象条件较好外,主要因为(  )
A.光的反射
B.光的折射
C.光的色散
D.平面镜成像
【举一反三2】小慧的新家正在装修,那天她的爸爸妈妈正在商量如何摆放梳妆台,让小慧也出出主意,小慧设计合理的是:人面对梳妆台时,早晨太阳光照亮  ______(选填“人脸”或“平面镜”),这里利用了____________(选填“光的反射”或“光的直线传播”)。
【举一反三3】开封黄河游览区被誉为沿黄河城市的“世外桃源”。如图是晴朗的夏日,公园坡地上树影婆娑,湖中拱桥与倒影相映成趣,树前下圆形的光斑交错成辉,游人看到水中锦鲤自由游飞,根据以上情景,请说出一条涉及的物理知识并列举对应的应用实例。
示例:物理知识:光在同种均匀介质中沿直线传播。
应用实例:开凿隧道利用激光引导掘进方向。
物理知识: 。应用实例: 。
【题型2】实验探究光的反射定律
【典例】如图所示,是“探究光的反射定律”的实验,小明将一块平面镜放在水平桌面上,再把一块白色纸板A垂直放置在平面镜上,纸板A可以绕NO转动,让一束光贴着纸板A射向O点。下列说法错误的是(  )
A.利用白纸板是为了显示光的传播路径
B.图甲和图丙说明在反射现象中光路是可逆的
C.图乙中,将纸板沿NO折叠后,反射光依然存在
D.当入射光垂直于平面镜入射时,入射角为90°
【举一反三1】如图是研究光的反射定律实验,下列说法错误的是(  )
A.AO是入射光线
B.若∠AON=30°,则反射角等于30°
C.将激光笔靠近ON时,光线OB也会靠近ON
D.绕ON向后转动F板,F板上仍能观察到反射光线
【举一反三2】小华用如图所示的装置探究“光的反射规律”实验,图中纸板B可沿折缝向后翻折,将一束光贴着纸板A沿EO射到O点,经平面镜反射后,沿OF方向射出,入射角记为∠i,反射角记为∠r。下列说法正确的是(  )
A.当入射角增大时,反射光线会远离平面镜
B.当入射光线与法线重合时,入射角等于90°
C.不管如何改变入射角大小,始终都有∠r=∠i
D.只将纸板B向后翻折,反射光线的位置会改变
【举一反三3】在“探究光的反射规律”实验中,平面镜放在水平桌面上,白色纸板ABCD能绕垂直于CD的ON轴翻转,在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。
(1)如图甲,实验前,应将纸板 放在平面镜上;某时刻入射光束EO与镜面的夹角为30°时,其反射角大小等于 ;移动激光笔,使入射光束EO绕入射点O沿顺时针方向转动,可观察到反射光束沿 时针方向转动。
(2)如图乙,将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度,发现纸板上均无反射光束呈现,此现象说明了:反射光线、入射光线和法线 。
(3)若将图甲中的纸板(连同激光笔)绕CD向后倾斜,如图丙,此时反射光束 。
A.仍在纸板上呈现
B.被纸板挡住
C.在纸板前方
【举一反三4】在“探究光反射的规律”时,小宇进行了如图甲所示的实验。
(1)实验前,应将纸板 _________放置于平面镜上,否则将不能在纸板上看到反射光线。为了使实验效果更明显,整个实验过程应在光线较 _________的环境中进行。
(2)实验中白纸板的作用是_________,实验时从纸板前不同的方向都能看到入射光线和反射光线,这是因为光在纸板上发生了 _________反射。
(3)在图甲中,使一束光贴着纸板A沿EO射向平面镜上的O点,观察到反射光线和对应的入射光线。为使实验结论具有普遍性,小宇接下来应 _________,多次实验。
(4)小宇测量并记录了入射角和反射角的度数,实验数据如表,发现根据表中数据得出的结论和书上的结论并不一致。你分析出现这种情况的原因可能是_________。
(5)在图乙中,将纸板B沿PQ剪开,把纸板B的上半部分向后折。实验时在纸板B上观察到下半部分有反射光,上半部分无反射光,此现象表明:_________。
【题型3】光的反射定律的应用
【典例】如图所示,平面镜OM与ON的夹角为θ,一条平行于平面镜ON的光线经过两个平面镜的多次反射后,能够沿着原来的光路返回。则两平面镜之间的夹角不可能是(  )
A.20° B.15° C.10° D.5°
【举一反三1】一束光线斜射到平面镜上,入射角为60°.若入射光线的方向不变,让平面镜绕入射点转一小角度α,那么,反射光线与入射光线的夹角将改变( )
A.α角度 B.2α角度 C.60° D.30°
【举一反三2】如图所示,利用一块平面镜使图中的一束光竖直射入井中,则反射角的大小是_________。
【举一反三3】有一光电控制液面高度的仪器,通过光束在液面上的反射光线打到光电屏上来显示液面高度,光路图如图所示。当入射光方向不变,光屏上的点由S1移到S2时,表示液面 (选填“上升”、“下降”或“不变”),若此时入射光束与液面的夹角是,则反射光线和入射光线的夹角的大小是 。
【题型4】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】自行车尾灯包含了光学知识。它本身不发光,但在夜晚有汽车灯光射到尾灯上时,就会发生反射,提醒司机及时避让。图中有关自行车尾灯的光路图正确的是(  )
A. B. C. D.
【举一反三2】随着生态环境不断改善,每年夏季,鸟类保护级别最高的“白色鹭鸟”黄嘴白鹭都会成群出现在青岛市胶州湾国家级海洋公园滩涂湿地上,捕鱼嬉戏、翩跹起舞,呈现出一派美丽的自然生态景观。如图,是同学们在湿地游玩时看到白鹭捕食的情形。
返程乘车回家,夕阳照在路旁商场的玻璃幕墙上,反射光刺入司机眼中(如图甲所示)。请你在图乙中补充完整阳光经玻璃幕墙反射入司机眼中的光路。这种反射光会给行驶中的汽车带来安全隐患,请你针对此现象对提出一条安全驾驶的建议: 。
【举一反三3】如图所示,激光笔发出的光经平面镜反射后没有射中目标,在激光笔不动的情况下通过竖直方向上移动平面镜可以完成任务。请画出平面镜的位置并补全光线照射到目标上的光路图。
【举一反三4】如图所示,一束光在平面镜上发生反射,反射光恰好照在光屏的A处.
(1)请在图中画出相应的入射光线.
(2)若要让反射光照在光屏的B处.可以将平面镜绕入射点O ______ (填“顺时针”或“逆时针”)旋转适当的角度.
【题型5】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】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
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”)。
早晨的太阳光与水平方向成角射到水平放置的平面镜上,则反射角为 ,随着时间的推移;从早晨到中午,反射角将 (选填“增大”“不变”或“减小”)。观看电影时我们能从各个角度看到银幕上的景象,是由于发生了光的 (选填“镜面”或“漫”)反射。
【题型6】光路的可逆性
【典例】如图所示,EO、OF分别为入射光线和反射光线,为验证“光路可逆”的原理,则下一步实验中,入射光线的路径应为(  )
A.EO
B.PO
C.FO
D.QO
【举一反三1】如图所示,是小明在偷偷用镜子观察小猫吃东西的情景,图中∠AOC=∠BOC,且小猫所在一侧为明室,小明所在一侧为暗室,则(  )
A.小猫、小明相互都可以看到
B.小猫、小明互相看不到
C.小猫可以看到小明,小明看不到小猫
D.小猫看不到小明,小明可以看到小猫
【举一反三2】如图情境所示,人和猫通过平面镜彼此都能看见对方,是因为 ,如果猫的位置整体向左移动,小聪的眼睛需要向 (选填“左”或“右”)移动,能重新看到镜中的猫。
【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】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7】镜面反射
【典例】许多建筑采用玻璃进行外墙装潢,这在美化城市的同时却造成了光污染,造成这种污染的主要原因是光的(  )
A.镜面反射 B.漫反射 C.直线传播 D.穿透性强
【举一反三1】光的反射在生活中有着广泛的应用,下列说法中不正确的是(  )
A.光热电站的定日镜利用光的反射定律将太阳光反射到吸热塔顶端
B.你在一块平面镜中能看到一位同学的眼睛,这位同学也能通过平面镜看到你的眼睛
C.由于桌椅、书本会对照射到其上的光产生漫反射,我们才能从不同方向看到它们
D.我们能从不同方向接收到自行车尾灯的反射光是因为发生了漫反射
【举一反三2】在暗室中的水平桌面上铺一张白纸,把一镜面朝上的小平面镜放在纸上,让手电筒的光正对着平面镜照射(如图所示),当从侧面观察时,则(  )
A.镜子看上去很亮,因为镜子发生漫反射
B.白纸看上去很暗,因为白纸发生漫反射
C.白纸看上去很亮,因为白纸发生镜面反射
D.镜子看上去很暗,因为镜子发生镜面反射
【举一反三3】(2022·景德镇期中)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 (选填“亮”或“暗”)处;乙同学背着月光走,应走 (选填“亮”或“暗”)处。
【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】下列说法正确的是(  )
A.漫反射不遵守光的反射定律
B.光在任何物体的表面上都会发生漫反射
C.镜面反射时反射面是凹凸不平的
D.漫反射中的每一条光线都遵循光的反射定律
【举一反三1】如图所示,阳光下一本书掉到地上,小明和小红从不同的位置都能看到它,是因为(  )
A.阳光在书上发生镜面反射,反射角等于入射角
B.阳光在书上发生漫反射,反射光线向各个方向射出
C.小明和小红眼睛发出的光都射在书上
D.书发出的光射入小明和小红的眼睛
【举一反三2】妈妈准备了一顶黄色帽子,叮嘱小亮过马路的时候戴上,人们从各个方向都能醒目的看到小亮的帽子,这是因为光发生了 (选填“漫反射”或“镜面反射”),这个现象 (选填“遵循”或“不遵循”)光的反射定律。
【举一反三3】雨后晴朗的夜晚,地面上会有一些积水,如何不踩到积水,师生们进行了讨论。
小明说:“地上暗处是水”,小红反驳说:“地上亮处是水”。而老师说:“你们两人说的都可能是对的”。请你根据上述情境的描述,解答下列问题:
(1)月光在土地表面和平静水面的反射有何不同?
(2)请你结合光学知识,说明在何种情形下小明的说法是正确的。
【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】光的反射现象
【典例】唐代诗人高骈在《山亭夏日》里写道“绿树阴浓夏日长,楼台倒影入池塘”,下列能正确反映诗人看见“楼台倒影入池塘”的光路图的是(  )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】楼台在池塘中的倒影是楼台反射的光线斜射到水面时再次发生反射,反射光线射入人的眼睛,人逆着光线看到的楼台在水中的虚像,故只有A图符合题意。
【举一反三1】2024年7月25日,柳州科技馆的工作人员拍到飞过柳州夜空的中国空间站(如图)。中国空间站本身不发光,我们能看到它,除了它体积较大和气象条件较好外,主要因为(  )
A.光的反射
B.光的折射
C.光的色散
D.平面镜成像
【答案】A
【解析】
中国空间站本身不发光,我们能看到它,主要是因为中国空间站反射光,进入人的眼睛中,故A符合题意,BCD不符合题意。
【举一反三2】小慧的新家正在装修,那天她的爸爸妈妈正在商量如何摆放梳妆台,让小慧也出出主意,小慧设计合理的是:人面对梳妆台时,早晨太阳光照亮  ______(选填“人脸”或“平面镜”),这里利用了____________(选填“光的反射”或“光的直线传播”)。
【答案】人脸 光的反射
【解析】梳妆台上的镜子是平面镜,利用了光的反射来成像。人面对梳妆台时,早晨太阳光照亮人脸,此时成像更清晰。
【举一反三3】开封黄河游览区被誉为沿黄河城市的“世外桃源”。如图是晴朗的夏日,公园坡地上树影婆娑,湖中拱桥与倒影相映成趣,树前下圆形的光斑交错成辉,游人看到水中锦鲤自由游飞,根据以上情景,请说出一条涉及的物理知识并列举对应的应用实例。
示例:物理知识:光在同种均匀介质中沿直线传播。
应用实例:开凿隧道利用激光引导掘进方向。
物理知识: 。应用实例: 。
【答案】光的反射 湖中拱桥与倒影相映成趣
【解析】湖中拱桥与倒影相映成趣,是由光的反射形成的,故物理知识为光的反射,应用实例为湖中拱桥与倒影相映成趣。
【题型2】实验探究光的反射定律
【典例】如图所示,是“探究光的反射定律”的实验,小明将一块平面镜放在水平桌面上,再把一块白色纸板A垂直放置在平面镜上,纸板A可以绕NO转动,让一束光贴着纸板A射向O点。下列说法错误的是(  )
A.利用白纸板是为了显示光的传播路径
B.图甲和图丙说明在反射现象中光路是可逆的
C.图乙中,将纸板沿NO折叠后,反射光依然存在
D.当入射光垂直于平面镜入射时,入射角为90°
【答案】D
【解析】入射角是入射光线与法线之间的夹角,当入射光垂直于平面镜入射时,入射角为0°。故选D。
【举一反三1】如图是研究光的反射定律实验,下列说法错误的是(  )
A.AO是入射光线
B.若∠AON=30°,则反射角等于30°
C.将激光笔靠近ON时,光线OB也会靠近ON
D.绕ON向后转动F板,F板上仍能观察到反射光线
【答案】D
【解析】射向镜面的光线为入射光线,由图知入射光线从激光笔沿AO射向镜面,所以AO是入射光线,故A正确;
入射角为入射光线与法线的夹角,即为∠AON;若∠AON=30°,由于反射角等于入射角,所以反射角也是30°,故B正确;
若把入射光线AO靠近ON,则入射角减小,根据反射角等于入射角可知,反射角也会减小,所以反射光线OB也会靠近ON,故C正确;
绕ON向后转动F板,由于两个面不在同一平面内,所以F板上观察不到光线,故D错误。
【举一反三2】小华用如图所示的装置探究“光的反射规律”实验,图中纸板B可沿折缝向后翻折,将一束光贴着纸板A沿EO射到O点,经平面镜反射后,沿OF方向射出,入射角记为∠i,反射角记为∠r。下列说法正确的是(  )
A.当入射角增大时,反射光线会远离平面镜
B.当入射光线与法线重合时,入射角等于90°
C.不管如何改变入射角大小,始终都有∠r=∠i
D.只将纸板B向后翻折,反射光线的位置会改变
【答案】C
【解析】当入射角增大时,反射角也增大,反射光线面镜,故A错误;
当入射光线与法线重合时,则入射角等于0°,故B错误;
光反射时,反射角总等于入射角,故C正确;
只将纸板B向后翻折后,纸板B上的反射光线消失,是因为反射光线、法线、入射光线在同一平面内,此时反射光线在原来的位置保持不动,故D错误。
【举一反三3】在“探究光的反射规律”实验中,平面镜放在水平桌面上,白色纸板ABCD能绕垂直于CD的ON轴翻转,在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。
(1)如图甲,实验前,应将纸板 放在平面镜上;某时刻入射光束EO与镜面的夹角为30°时,其反射角大小等于 ;移动激光笔,使入射光束EO绕入射点O沿顺时针方向转动,可观察到反射光束沿 时针方向转动。
(2)如图乙,将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度,发现纸板上均无反射光束呈现,此现象说明了:反射光线、入射光线和法线 。
(3)若将图甲中的纸板(连同激光笔)绕CD向后倾斜,如图丙,此时反射光束 。
A.仍在纸板上呈现
B.被纸板挡住
C.在纸板前方
【答案】(1)竖直;60°;逆;(2)在同一平面内;(3)C。
【解析】(1)要使入射光线和其反射光线的径迹同时在纸板上出现,则法线必须与平面镜垂直,并且反射光线、入射光线和法线必须在同一平面内,因此纸板与平面镜的位置关系必垂直;
当入射光线与镜面的夹角为30°时,入射角为90°﹣30°=60°,反射角等于入射角,反射角也为60°;
移动激光笔,使入射光线绕入射点O沿顺时针方向转动,则入射角减小,反射角也减小,则反射光线会靠近法线,即反射光线会逆时针转动;
(2)如图乙,将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度,发现纸板上均无反射光束呈现,此现象说明了:反射光线、入射光线和法线在同一平面内;
(3)若将图甲中的纸板(连同激光笔)绕CD向后倾斜,如图丙,因法线始终垂直于平面镜,则此时法线在纸板前方,且反射光线、入射光线、法线所在的平面也垂直于平面镜,反射光线、入射光线分居法线两侧,所以此时反射光束在纸板前方,故选C。
【举一反三4】在“探究光反射的规律”时,小宇进行了如图甲所示的实验。
(1)实验前,应将纸板 _________放置于平面镜上,否则将不能在纸板上看到反射光线。为了使实验效果更明显,整个实验过程应在光线较 _________的环境中进行。
(2)实验中白纸板的作用是_________,实验时从纸板前不同的方向都能看到入射光线和反射光线,这是因为光在纸板上发生了 _________反射。
(3)在图甲中,使一束光贴着纸板A沿EO射向平面镜上的O点,观察到反射光线和对应的入射光线。为使实验结论具有普遍性,小宇接下来应 _________,多次实验。
(4)小宇测量并记录了入射角和反射角的度数,实验数据如表,发现根据表中数据得出的结论和书上的结论并不一致。你分析出现这种情况的原因可能是_________。
(5)在图乙中,将纸板B沿PQ剪开,把纸板B的上半部分向后折。实验时在纸板B上观察到下半部分有反射光,上半部分无反射光,此现象表明:_________。
【答案】(1)垂直 暗 (2)显示光路 漫 (3)多次改变入射角度 (4)把反射光线与镜面的夹角当成了反射角
(5)反射光线、入射光线和法线在同一平面内
【解析】(1)为了使光的传播路径能呈现在硬纸板上,应让纸板垂直放置在平面镜上,让激光笔发出的光贴着纸板射向O点;光线和环境的对比度越大,光线越清晰,所以使光线更加明显,实验应在较暗的环境下进行;
(2)实验时如果不让光贴着纸板入射,则无法看见入射光线以及反射光线,就无法确定反射光线、入射光线,所以,让光贴着纸板入射是为了显示光路;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;
(3)为使结论更加普遍,我们应多次改变入射角度,记录多组数据,然后进行分析;
(4)根据反射定律:反射角等于入射角,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,当入射角分别为20°、30°、50°时,反射光线与法线的夹角,即反射角也应分别是20°、30°、50°,不是70°、60°、40°,而70°、60°、40°正好是反射光线与镜面的夹角;
(5)将纸板B的上半部分向后折,如图乙所示,发现在纸板B的下半部分有反射光线,上半部分无反射光线,此实验现象说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
【题型3】光的反射定律的应用
【典例】如图所示,平面镜OM与ON的夹角为θ,一条平行于平面镜ON的光线经过两个平面镜的多次反射后,能够沿着原来的光路返回。则两平面镜之间的夹角不可能是(  )
A.20° B.15° C.10° D.5°
【答案】A
【解析】画光的反射光路图如下图所示,
由图知:光线第一次反射的入射角为:90°﹣θ;
第二次入射时的入射角为:90°﹣2 θ;
第三次的入射角为:90°﹣3 θ;
第N次的入射角为:90°﹣N θ。
要想沿原来光路返回需要光线某次反射的入射角为零
所以有90°﹣N θ=0,
解得:N=,由于N为自然数,所以θ不能等于20°。
【举一反三1】一束光线斜射到平面镜上,入射角为60°.若入射光线的方向不变,让平面镜绕入射点转一小角度α,那么,反射光线与入射光线的夹角将改变( )
A.α角度 B.2α角度 C.60° D.30°
【答案】B
【解析】若入射光线不动,当平面镜绕入射点转一小角度α时,法线随平面镜转过α,则入射角增大或减小α,反射角也随之增大或减小,则入射光线与反射光线的夹角改变了2α角度.
【举一反三2】如图所示,利用一块平面镜使图中的一束光竖直射入井中,则反射角的大小是_________。
【答案】60°
【解析】由于反射光线竖直射入井内,过入射点竖直向下作出反射光线,作出角平分线即为法线。
反射光线和入射光线的夹角30°+90°=120°;
则反射角×120°=60°;
【举一反三3】有一光电控制液面高度的仪器,通过光束在液面上的反射光线打到光电屏上来显示液面高度,光路图如图所示。当入射光方向不变,光屏上的点由S1移到S2时,表示液面 (选填“上升”、“下降”或“不变”),若此时入射光束与液面的夹角是,则反射光线和入射光线的夹角的大小是 。
【答案】
下降  
【解析】
由于入射光线是固定的,且光在液面上发生的是镜面反射,当液面发生变化时,故反射光线的方向与原来的反射光线是平行的,如下图所示
由图可知,当光电屏上的点由S1移到S2时,则表明液面从AB下降到CD。
此时入射光束与液面的夹角是40°,则入射角为
90°-40°=50°
在光的反射中,反射角等于入射角,则反射角的大小是50°,反射光线和入射光线的夹角的大小是
50°+50°=100°
【题型4】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】自行车尾灯包含了光学知识。它本身不发光,但在夜晚有汽车灯光射到尾灯上时,就会发生反射,提醒司机及时避让。图中有关自行车尾灯的光路图正确的是(  )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】过反射点作垂直于反射面的法线,根据反射角等于入射角画出反射光线;然后过二次反射点作法线,仍然根据反射角等于入射角画出反射光线,且二次反射光线与原来的入射光线平行。如图,可以看到,最后的反射光线与入射光线平行。
【举一反三2】随着生态环境不断改善,每年夏季,鸟类保护级别最高的“白色鹭鸟”黄嘴白鹭都会成群出现在青岛市胶州湾国家级海洋公园滩涂湿地上,捕鱼嬉戏、翩跹起舞,呈现出一派美丽的自然生态景观。如图,是同学们在湿地游玩时看到白鹭捕食的情形。
返程乘车回家,夕阳照在路旁商场的玻璃幕墙上,反射光刺入司机眼中(如图甲所示)。请你在图乙中补充完整阳光经玻璃幕墙反射入司机眼中的光路。这种反射光会给行驶中的汽车带来安全隐患,请你针对此现象对提出一条安全驾驶的建议: 。
【答案】不用光滑玻璃幕墙(或改用毛玻璃幕墙)。
【解析】基础题
【举一反三3】如图所示,激光笔发出的光经平面镜反射后没有射中目标,在激光笔不动的情况下通过竖直方向上移动平面镜可以完成任务。请画出平面镜的位置并补全光线照射到目标上的光路图。
【答案】
【举一反三4】如图所示,一束光在平面镜上发生反射,反射光恰好照在光屏的A处.
(1)请在图中画出相应的入射光线.
(2)若要让反射光照在光屏的B处.可以将平面镜绕入射点O ______ (填“顺时针”或“逆时针”)旋转适当的角度.
【答案】(1)(2)顺时针
【解析】(1)先过入射点垂直平面镜作出法线,再根据反射角等于入射角在法线的左侧画出入射光线.
(2)将平面镜绕入射点O逆时针转过一定角度(<90°),入射角变小,根据反射角等于入射角可知,反射角也随之变小,反射光线不可能经过B点; 将平面镜绕入射点O顺时针转过一定角度(<90°),入射角变大,根据反射角等于入射角可知,反射角也随之变大,反射光线可能经过B点.
【题型5】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】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
【答案】B
【解析】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;
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;
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。
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。
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。
早晨的太阳光与水平方向成角射到水平放置的平面镜上,则反射角为 ,随着时间的推移;从早晨到中午,反射角将 (选填“增大”“不变”或“减小”)。观看电影时我们能从各个角度看到银幕上的景象,是由于发生了光的 (选填“镜面”或“漫”)反射。
【答案】
60°   减小   漫
【解析】
反射角等于入射角,入射角是入射光线与法线的夹角,则可得反射角为
从早晨到中午,入射光线与法线的夹角变小,即入射角变小,则反射角会变小。
银幕上发生的是漫反射,因此可以在各个角度看到银幕上的景象。
【题型6】光路的可逆性
【典例】如图所示,EO、OF分别为入射光线和反射光线,为验证“光路可逆”的原理,则下一步实验中,入射光线的路径应为(  )
A.EO
B.PO
C.FO
D.QO
【答案】C
【解析】光路可逆即光可以逆着原来光路的方向传播,为了证明光路是可逆的,让光线沿着FO方向射向镜面,观察反射光线是否沿着OE方向射出,若反射光线沿着OE方向射出,则光路是可逆的,故C符合题意,ABD不符合题意。
【举一反三1】如图所示,是小明在偷偷用镜子观察小猫吃东西的情景,图中∠AOC=∠BOC,且小猫所在一侧为明室,小明所在一侧为暗室,则(  )
A.小猫、小明相互都可以看到
B.小猫、小明互相看不到
C.小猫可以看到小明,小明看不到小猫
D.小猫看不到小明,小明可以看到小猫
【答案】D
【解析】小猫、小明都不是光源,本身不能发光,只能反射外界射到他们身上的光。小猫在明亮的室内,有外来的光线射到它的身上,它的身体表面又能将这些光线反射出去。被小猫反射的一部分光线射到平面镜M上,又会被平面镜反射。由于∠AOC=∠BOC,所以从小猫身上射向平面镜M的光线会沿OB方向反射,而小明处在B点,故小明能接收到来自小猫的光线,即看到小猫。
小明在暗室中,外界没有光线射到他的身体表面,他本身又不能发光,因此不会有从小明射出的光,照射到平面镜M上,更不会进入到小猫的眼睛,所以小猫不能看到小明,故A、B、C错误,D正确。
【举一反三2】如图情境所示,人和猫通过平面镜彼此都能看见对方,是因为 ,如果猫的位置整体向左移动,小聪的眼睛需要向 (选填“左”或“右”)移动,能重新看到镜中的猫。
【答案】反射现象,光路可逆;右
【解析】如图情境所示,人和猫通过平面镜彼此都能看见对方,是因为反射现象,光路可逆,如果猫的位置整体向左移动,小聪的眼睛需要向右移动才能重新看到镜中的猫。
【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】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7】镜面反射
【典例】许多建筑采用玻璃进行外墙装潢,这在美化城市的同时却造成了光污染,造成这种污染的主要原因是光的(  )
A.镜面反射 B.漫反射 C.直线传播 D.穿透性强
【答案】A
【解析】建筑物的玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石等表面光滑,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,称为白亮污染。
【举一反三1】光的反射在生活中有着广泛的应用,下列说法中不正确的是(  )
A.光热电站的定日镜利用光的反射定律将太阳光反射到吸热塔顶端
B.你在一块平面镜中能看到一位同学的眼睛,这位同学也能通过平面镜看到你的眼睛
C.由于桌椅、书本会对照射到其上的光产生漫反射,我们才能从不同方向看到它们
D.我们能从不同方向接收到自行车尾灯的反射光是因为发生了漫反射
【答案】D
【解析】定日镜是一个凹面镜,它根据光的反射定律将太阳光反射并会聚到吸热塔顶端,从而有效地利用太阳能,故A正确,不符合题意;由于光路是可逆,你在一块平面镜中能看到一位同学的眼睛,则这位同学也能通过平面镜看到你的眼睛,故B正确,不符合题意;漫反射是指光线在粗糙表面上发生无规则反射的现象,由于桌椅、书本的表面都是粗糙的,所以它们会对照射到其上的光产生漫反射,使得我们能够从不同方向看到它们,故C正确,不符合题意;自行车尾灯能够将入射光按照原路反射回去,形成镜面反射,这种设计是为了提高自行车在夜间行驶时的可见性,故D不正确,符合题意。
【举一反三2】在暗室中的水平桌面上铺一张白纸,把一镜面朝上的小平面镜放在纸上,让手电筒的光正对着平面镜照射(如图所示),当从侧面观察时,则(  )
A.镜子看上去很亮,因为镜子发生漫反射
B.白纸看上去很暗,因为白纸发生漫反射
C.白纸看上去很亮,因为白纸发生镜面反射
D.镜子看上去很暗,因为镜子发生镜面反射
【答案】D
【解析】手电筒的光正对着平面镜照射,因为平面镜发生的是镜面反射,所以所有的反射光都垂直镜面竖直向上。因为人是从侧面看的,所以镜面反射的光几乎没有进入眼睛,故看到镜子是暗的;而入射到白纸上的光会发生漫反射,会向四面八方反射,即使人站在侧面看,也会有反射光线进入人眼,所以人看到白纸是亮的。
综上分析可知,选项ABC错误,D正确。
【举一反三3】(2022·景德镇期中)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 (选填“亮”或“暗”)处;乙同学背着月光走,应走 (选填“亮”或“暗”)处。
【答案】暗 亮
【解析】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。
背着月光走时,地面发暗处有水;因为背着月光走,虽然水面发生的仍然是镜面反射,但是此时的反射光没有射入人的眼睛;而地面对光发生漫反射,反射光线射向不同的方向,故有光线射入人的眼睛,则此时地面较亮,所以地上暗处部分是水,人应走亮处。
【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】下列说法正确的是(  )
A.漫反射不遵守光的反射定律
B.光在任何物体的表面上都会发生漫反射
C.镜面反射时反射面是凹凸不平的
D.漫反射中的每一条光线都遵循光的反射定律
【答案】D
【解析】镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律,故A错误;
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,我们把光在光滑表面发生的反射称为镜面反射,在粗糙表面发生的反射称为漫反射,故B错误;
镜面反射时反射面是光滑的,故C错误;
漫反射中的每一条光线都遵循光的反射定律,故D正确。
【举一反三1】如图所示,阳光下一本书掉到地上,小明和小红从不同的位置都能看到它,是因为(  )
A.阳光在书上发生镜面反射,反射角等于入射角
B.阳光在书上发生漫反射,反射光线向各个方向射出
C.小明和小红眼睛发出的光都射在书上
D.书发出的光射入小明和小红的眼睛
【答案】B
【解析】书的表面凹凸不平,光照在书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书;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上;书本身不会发光,故不是光源,不会发出光,故选B。
【举一反三2】妈妈准备了一顶黄色帽子,叮嘱小亮过马路的时候戴上,人们从各个方向都能醒目的看到小亮的帽子,这是因为光发生了 (选填“漫反射”或“镜面反射”),这个现象 (选填“遵循”或“不遵循”)光的反射定律。
【答案】漫反射 遵循
【解析】人们从各个方向都能醒目的看到小亮的帽子,这是因为小亮的帽子的表面是粗糙的,光照到帽子表面发生了漫反射,反射光线射向各个方向的缘故。
光的反射定律是光的反射现象遵循的规律,漫反射同样遵循光的反射定律。
【举一反三3】雨后晴朗的夜晚,地面上会有一些积水,如何不踩到积水,师生们进行了讨论。
小明说:“地上暗处是水”,小红反驳说:“地上亮处是水”。而老师说:“你们两人说的都可能是对的”。请你根据上述情境的描述,解答下列问题:
(1)月光在土地表面和平静水面的反射有何不同?
(2)请你结合光学知识,说明在何种情形下小明的说法是正确的。
【答案】(1)见解析(2)见解析
【解析】(1)月光在土地表面发生的是漫反射。因为土地表面粗糙,平行的月光照射到土地上,反射光线会射向各个方向 。月光在平静水面发生的是镜面反射。平静的水面相当于平面镜,平行的月光照射到水面,反射光线仍然平行。(2)当人背着月光走时,小明的说法是正确的。此时月光从人的身后射向水面和土地。水面发生镜面反射,反射光线向前方射出,几乎没有反射光线进入人的眼睛,所以看起来是暗的;而土地表面发生漫反射,会有部分光线反射进入人的眼睛,所以看起来比水面亮。因此,背着月光走时,地上暗处是水。
【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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