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文档简介
第14讲光的反射1.了解光的反射现象,知道人能看见不发光的物体的原因。2.通过实验探究,认识光的反射的规律,了解法线、入射角和反射角的含义。3.通过实验,了解反射现象中光路的可逆性。4.通过身边的事例和实验现象,能区分镜面反射和漫反射潜望镜的海底“天眼”——从潜艇到胃镜的反射智慧潜望镜的诞生:17世纪,英国科学家胡克发明了最早的潜望镜,利用两块成45°角的平面镜,让光线经过两次反射后改变传播方向,使潜艇在水下能观察水面情况。
延伸应用:现代胃镜、肠镜等医疗器械,通过光纤内的镜面反射传递图像,原理类似微型潜望镜,让医生能“拐弯”观察人体内部。趣味实验:用两面镜子相对放置,中间放一个物体,会看到“无限镜像”(光线在两镜间多次反射),科幻电影中常用来营造神秘空间感(如《盗梦空间》的走廊场景)。知识点1、光的反射现象(1)光在传播的过程中,遇到两种介质交界面(或物体表面)时,有一部分光返回原来的介质中的现象叫做光的反射。(2)光的反射分为漫反射和镜面反射两类,镜面反射反射面平滑,漫反射反射平面不平整,凹凸不平。(3)镜面反射和漫反射的相同点就是都遵循反射定律。知识点2、光的反射定律(1)在光的反射现象中:入射光线、反射光线、法线同在同一个平面内(共面);反射光线、入射光线分别位于法线的两侧(分居);反射角等于入射角(等角)。知识点3、光的反射定律实验(1)实验目的:探究光的反射规律。(2)实验器材:平面镜、激光笔、带刻度的硬纸光屏、支架、夹子。(3)实验步骤:步骤①按要求组装器材。将平面镜水平放置,然后把一块标有刻度的白色硬纸板竖直放置在平面镜上。步骤②用激光笔射出一束激光,用笔记下入射光线和反射光线的位置,并在刻度光屏上读出入射角和反射角的度数,记录在表格中。步骤③重复实验两次。改变入射光的方向,多测几组入射角和发射角,并将数据填入表格。步骤④将光屏向前或向后折,观察反射光线。步骤=5\*GB3⑤整理器材。(4)实验结论①在反射现象中,入射光线、反射光线、法线在同一平面内。②入射光线和反射光线分居法线两侧。③反射角等于入射角。知识点4、作光的反射光路图(1)由入射光线和反射面确定入射点,入射点一般用字母0表示。
(2)由入射点和反射面确定法线,法线用虚线画出。
(3)由入射光线和法线确定入射角,入射角一般用字母∠i、∠a或∠1表示。
(4)根据光的反射定律确定反射角,反射角一般用字母∠γ、∠β或∠2表示。
(5)由法线和反射角确定反射光线,光线用实线画出,注意入射光线和反射光线的箭头方向。知识点5、镜面反射、漫反射和光反射的可逆性(1)反射面是光滑平面,光线平行反射的叫镜面反射;如镜子、平静的水面等;镜面反射遵循光的反射定律。(2)照射在粗糙表面上的光向各个方向反射的现象叫漫反射。当一束平行的入射光线射到粗糙的表面时,表面会把光线向着四面八方反射,所以入射线虽然互相平行,由于各点的法线方向不同,造成反射光线向不同的方向无规则地反射,这种反射称之为“漫反射”。(3)镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律;当平行光照射时,镜面反射的反射光仍然是平行,而漫反射的反射光线是发散的,向各个方向都有。(4)光反射时,若光逆着原来反射光线的方向照射到反射面上,则反射光线逆着原来的入射光线照射出去。这说明,光路是可逆的。题型1、光的反射现象(2025•汕尾二模)如图所示,司机通过汽车的后视镜可观察车身和侧后方的情况,这是利用了光的()A.折射 B.直线传播 C.反射 D.色散【解答】解:汽车后视镜是凸面镜,对光产生反射作用,司机通过后视镜来观察车后方的情况,这是利用了光的反射原理。故选:C。(2024秋•市中区期末)“赏中华诗词、寻文化基因、品生活之美”,下列诗句中涉及的物理现象解释正确的是()A.姑苏城外寒山寺,夜半钟声到客船。枫桥边听到的是钟声不是鼓声,是根据音调判断的 B.看山恰似走来迎,仔细看山山不动,是船行。“山不动,是船行”,是以船为参照物判断的 C.漠漠轻阴晚自开,青天白日映楼台。诗句描写的是光的反射现象 D.月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠。这里“霜”的形成过程是凝固【解答】解:A、人能辨别传来的是“钟声”而不是“鼓声”或其他声音,是因为音色是由发声体本身决定的一个特性,故人们根据声音的音色不同来辨别钟声和鼓声,故A错误;B、仔细看山山不动,是船行,是以岸为参照物,船是运动的,故B错误;C、诗句中的倒影属于平面镜成像,是光的反射形成的,故C正确;D、霜的形成,是空气中的水蒸气直接变成固态的过程,是凝华现象,故D错误。故选:C。(2025•南宁一模)为了提醒车辆司机夜晚注意中小学生道路安全,校服上增加了反光警示条,下列说法正确的是()A.校服上的反光条是光源 B.光在透明介质中一定沿直线传播 C.光被反光条反射后传播速度大于3×108m/s D.能够看到校服是因为光在衣服表面发生了反射【解答】解:A、校服上的反光条是靠反射发光,自身不能发光,不是光源,故A错误;B、光在同一种透明均匀介质中沿直线传播,故B错误;C、光在空气中的传播速度约为3×108m/s,故C错误;D、能够看到校服是因为光在衣服表面发生了漫反射,故D正确;故选:D。题型2、光的反射定律(2024秋•曲靖期中)关于光的反射定律,某同学的叙述如下,其中错误的是()A.反射光线跟入射光线和法线在同一平面上 B.反射光线跟入射光线分居在法线的两侧 C.反射角等于入射角 D.垂直入射时,入射角为90°,反射角也为90°【解答】解:A、由光的反射定律可知反射光线、入射光线、法线在同一平面内,故A正确;B、由光的反射定律可知反射光线和入射光线分居法线的两侧,故B正确;C、由光的反射定律可知反射角等于入射角,因为先有入射角才有反射角,所以要说成反射角等于入射角,故C正确;D、当光垂直射向介质表面时,反射光线、入射光线、法线三线重合,反射角和入射角都是0°,故D错误。故选:D。(2023秋•南沙区期末)小芳观察“光的反射”实验时,作图记录实验现象,但没有标出光传播的方向(如图所示,ON是法线)。以下判断正确的是()A.OB一定是反射光线 B.AO一定是入射光线 C.入射角一定是30° D.反射角一定是60°【解答】解:如图所示,ON是法线,∠AOB=60°,∠NOB=90°﹣30°=60°,则∠AOB=∠NOB=60°,由于图中未标出光路的方向,所以:A、AO可能是入射光线,也可能是反射光线,故A错误;B、OB可能是反射光线,也可能是入射光线,故B错误;CD、虽然不能判断入射光线和反射光线,但反射角一定等于入射角,且∠AOB=∠NOB=60°,所以反射角和入射角都是60°,故C错误,D正确。故选:D。(2025•德化县模拟)如图所示,小龙利用激光灯、可折转的光屏、平面镜等器材探究光的反射定律,关于他的探究下列说法正确的是()A.某次实验入射光与镜面间的夹角为20°,则此时反射角为20° B.让一束光沿BO方向入射到平面镜上,它可能不沿OA方向射出 C.为了探究“反射光线、入射光线与法线是否在同一平面内”,可以将左侧光屏向后折转 D.光屏前不同位置学生都能看到光屏上的光路,是因为发生了镜面反射【解答】解:A、实验入射光与镜面间的夹角为20°,入射角是入射光线与法线的夹角,入射角等于90°﹣20°=70°,反射角等于入射角,则此时反射角为70°,故A错误;B、让一束光沿着BO方向入射到平面镜上,在光的反射现象中,光路是可逆的,它将沿着OA方向射出,故B错误;C、为了探究“反射光线、入射光线与法线是否在同一平面内”,可以将左侧光屏向后折转,故C正确;D、光屏能显示光路,是因为发生了漫反射,故D错误。故选:C。题型3、光的反射作图(2024秋•徐州期末)雨后的夜晚,走在有积水的路上。当迎着月光时,为了避让水洼,不要走地面上较亮的地方。对于这种情况光的传播路线,下列光路中正确的是()A. B. C. D.【解答】解:如图,迎着月光走,月光经积水水面发生镜面反射,即水洼发生镜面反射,进入人的眼睛反射光线多,人感觉水洼处亮;而地面发生漫反射,有很少的光线进入人的眼睛,人感觉地面黑,所以为了避让水洼,应走“较暗”的地面,故ACD错误,B正确。故选:B。(2025•九龙坡区二模)如图所示,请画出反射光线OB对应的入射光线。【解答】解:过入射点O作出垂直于界面的法线,根据反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,在法线左侧画出入射光线;如图所示:(2025•同安区模拟)如图所示,反射光线OB与镜面成30°夹角,请画出对应的入射光线AO,并标出入射角及其度数。【解答】解:过反射点垂直于镜面的法线已作出,反射光线与镜面的夹角为30°,则反射角为90°﹣30°=60°,根据反射光线、入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,在法线左侧作出入射光线,并标出入射角i及其度数,如图所示:(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【解答】解: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。故选:A。(2024秋•巴彦淖尔校级期中)晚自习后,小莹发现自己家的车灯照射前面自行车“尾灯”时,会发现对方“尾灯”很明亮。查阅资料知道自行车“尾灯”结构如图所示。这种结构称为角反射器,是由互相垂直的反光面组成的。则下列说法正确的是()A.自行车尾灯很明亮,所以自行车尾灯是光源 B.人从侧边看自行车尾灯也很明亮 C.光照射在自行车尾灯上发生的是漫反射 D.自行车尾灯能将平行的入射光平行反射【解答】解:A.能够自身发光的物体叫做光源,自行车尾灯本身不发光,能够反射别的物体的光看起来也很亮,但不是光源,故A错误;B.自行车的尾灯是由相互垂直的平面镜组合而成的,根据光的反射定律可知,垂直入射到两块相互垂直的平面镜的光线,经两次反射后,反射光线与入射光线平行射出,人从侧边看自行车尾灯时,光线不能平行反射,所以不会很明亮,故B错误;C.光照射在自行车尾灯上是平行入射,平行反射,所以发生的是镜面反射,故C错误;D.自行车的尾灯是由相互垂直的平面镜组合而成的,垂直入射到两块相互垂直的平面镜的光线,经两次反射后,反射光线与入射光线平行射出,故D正确。故选:D。(2024秋•花山区校级期末)如图所示,小明用激光笔照射到平面镜上的O点,测得入射光线AO的入射角是30°,反射光线OB的反射角是30°。仅根据这步实验,小明就提出:“反射角等于入射角”,他这一提法属于()A.猜想假设 B.评估 C.设计实验 D.实验结论【解答】解:如图,为“探究光的反射规律”时角度的情形。仅根据这一步骤,小明就提出:“反射角等于入射角”。是根据实验现象作出的初步判断,他这一提法属于科学探究过程中的“猜想与假设”环节。故选:A。(2025•西安校级一模)如图所示是小宇同学探究“光的反射定律。”的实验装置,下列说法正确的是()A.甲图中反射光线与入射光线同在白板所在的平面上 B.增大乙图中入射角,反射光线向远离法线方向偏转 C.乙图装置不能探究光在反射时光路是否可逆 D.乙图中光线沿NO方向垂直入射到O点时没有反射光射出【解答】解:A.甲图中纸板与镜面未垂直,故甲图中反射光线不在白板所在的平面上,故A错误;B.增大乙图中入射角,由反射角等于入射角得,反射角液增大,反射光线向远离法线方向偏转,故B正确;C.乙图装置可以让入射光线逆着反射光线入射,观察光路,可以探究光在反射时光路是否可逆,故C错误;D.乙图中光线沿NO方向垂直入射到O点时,入射角等于0°,反射角等于0°,此时入射光线、法线、反射光线在同一直线上,有反射光射出。故选:B。(2025•锦江区模拟)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。下列说法正确的是()A.在选择硬纸板作为光屏时应尽量选择光滑的 B.如果将左侧纸板往后折,将不发生反射 C.若入射光线与镜面的夹角为20°,则反射角也等于20° D.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【解答】解:A、在选择硬纸板作为光屏时应尽量选择粗糙的,可以发生漫反射,便于观察实验现象,故A错误;B、如果将左侧纸板往后折,纸板上观察不到反射光线,但依然发生反射,故B错误;C、若入射光线与镜面的夹角为20°,则入射角为90°﹣20°=70°,反射角等于入射角,故反射角也等于70°,故C错误;D、如果纸板没有与平面镜垂直放置,反射光在垂直平面镜的平面内,在纸板上将看不到反射光,故D正确。故选:D。(2024秋•东莞市期中)如图为探究光的反射定律实验,平面镜水平放置,白色纸板竖直地立在镜面上,入射光线AO紧贴纸板射向镜面,纸板上能看到反射光线OB(图中未画出),O为入射点,ON为法线,则()A.仅将镜面水平向右移一小段,反射光线OB位置不变 B.反射光线OB的位置在ON的左侧 C.法线ON实质是过入射点、垂直于镜面的一条光线 D.仅将纸板取走,反射光线OB将随之消失【解答】解:A.仅将镜面水平向右移一小段,反射光线OB位置不变,故A正确;B.反射光线OB和入射光线AO分居在法线的两侧,反射光线OB的位置在ON的右侧,故B错误;C.法线不是光线,故C错误;D.仅将纸板取走,反射光线OB仍然存在,只是不能显示在纸板上,故D错误。故选:A。(2024•金乡县二模)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°【解答】解:A、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;B、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;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正确;D、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。故选:B。(2024•河西区模拟)小芳做“探究光反射时规律”的实验时,作图记录实验现象,但没有标出光传播的方向,如图所示,ON是法线。下列判断正确的是()A.AO一定是入射光线 B.AO一定是反射光线 C.入射角是30° D.反射角是60°【解答】解:如图所示,ON是法线,∠AOB=60°,∠NOB=90°﹣30°=60°,则∠AOB=∠NOB=60°,由于图中未标出光路的方向,所以:AB、AO可能是入射光线,也可能是反射光线,故AB错误;CD、虽然不能判断入射光线和反射光线,但反射角一定等于入射角,且∠AOB=∠NOB=60°,所以反射角和入射角都是60°,故C错误,D正确。故选:D。(2024秋•汉中期中)某同学用如图所示装置“探究光的反射定律”,E、F是两块粘接起来的硬纸板,F板可绕ON转动,下列说法正确的是()A.图中表示反射角的是∠β B.入射光线AO远离法线,反射光线OB将靠近法线 C.若入射光线与镜面垂直,反射角r为90° D.把纸板F向后折,在纸板F上不能看到反射光线,但反射光仍存在【解答】A.因为在光的反射现象中,入射光线与法线之间的夹角叫做入射角,反射光线与法线夹角叫反射角,经过入射点与界面垂直的直线叫做法线;所以图中∠γ是反射角,故A错误;B.当入射光线AO远离法线时,入射角增大,反射角也会增大,故反射光线也会远离法线,故B错误;C.入射光线垂直射向反射面时,反射光线与镜面垂直,即入射角i为0°,此时入射光线和法线、反射光线重合,所以反射角r也为0°,故C错误;D.纸板由E、F两部分组成,可以绕ON翻折,若将纸板F向后翻折,入射光线和法线位置没有改变,反射光的位置也不变,仍与法线和入射光线在同一平面内,但弯折后的纸板上看不反射光线,故D正确。故选:D。(2025•二道区二模)小明探究光的反射定律,把一个平面镜放在水平桌面上,再把一张硬纸板ABCD竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON垂直于镜面。他将一束光贴着纸板沿EO方向射向O点,在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。(1)实验中,从各个方向能看到纸板ABCD上光的传播路径,说明光在纸板上发生了反射。(2)图甲中,反射角的大小为°。(3)如图乙所示,将纸板与入射光束同步以ON为轴旋转一定角度,是否仍能在纸板ABCD上看到反射光?。(4)画出图丙中入射光线AO对应的反射光线。【解答】解:(1)只有在纸上发生漫反射,才能从各个角度看清光的传播路径;(2)图甲中反射光线与法线的夹角为50°,则反射角大小为50°;(3)如图丙所示,将纸板与入射光束一起以ON为轴旋转,反射光线、入射光线和法线仍与纸板在同一平面上,则在纸板上可以观察到反射光;(4)过入射点垂直平面镜的法线已作出,根据反射角等于入射角在法线的右侧画出反射光线,如图所示:故答案为:(1)漫;(2)50;(3)能;(4)见解答。(2025•碑林区校级一模)如图所示,是“探究光的反射定律”的实验。(1)如图﹣1所示,实验时,纸板ENF应立在水平放置的平面镜上。(2)如图﹣2,小明将一束光贴着纸板沿EO射到镜面上O点,再将纸板NF绕ON向后翻折一定角度,发现无法在纸板NF上观察到反射光,将纸板NF翻折回来后,又能在纸板NF上观察到反射光,由此可知光在反射时,入射光线、反射光线和法线在内。(3)小明多次改变入射角的大小,并测量对应反射角的大小,记录数据如下表:实验次数123入射角/°204060反射角/°204060分析表格数据可知,光反射时,反射角入射角。(4)如图﹣3所示,是一种液面监视装置,其原理是光束发射器沿固定方向向被监视的液面发射光束,光束通过液面反射至光电转换接收器上,若反射到光电转换接收器上的光点从S1移向S2,则表明液面(选填“上升”“下降”或“不变”)。【解答】解:(1)如图所示,纸板ENF应竖直立在水平放置的平面镜上;(2)根据光的反射定律可知,反射光线、入射光线和法线都在同一平面内,如图所示,将纸板NF绕ON向后翻折,纸板NF和纸板NE不在同一平面上了,所以在纸板B上就无法呈现出反射光线了;法线始终垂直于平面镜,入射光线、反射光线、法线在同一平面内,若将纸板倾斜(即纸板与平面镜不垂直),让光线仍贴着纸板沿EO方向射向镜面,此时反射光线、入射光线、法线仍在同一平面内,只是纸板NF上就无法呈现出反射光线;(3)分析表格中数据得出反射角等于入射角;(4)如图3所示为液面微变监视器,光束发射器始终沿图中方向向被监视的液面发射,若反射到光电转换接收器上的光点从S1移向S2,反射光线向左平移,入射光线位置不变,因而反射光线与入射光线相交的点是入射点,向上移动了,则表明液面上升了。故答案为:(1)竖直;(2)同一平面;(3)等于;(4)上升。(2015秋•顺义区期末)如图所示为小明探究光的反射规律的实验装置,在
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