【八上人教物理】专题06 光的反射定律实验问题（解析版）

第1/11页专题06光的反射定律实验问题1.（2023四川自贡）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，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】A．入射光线与平面镜成50°夹角，则入射角为90°-50°=40°根据光的反射规律可知，反射角为40°,则反射光线与镜面的夹角是90°-40°=50°故A不符合题意；B．入射角增大10°,则反射角也增大10°,那么反射光线与入射光线的夹角增大20°,故B符合题意；C．因为反射时，反射光线、入射光线和法线在同一平面内，将纸板NOF向后折叠，在纸板NOF上将看不到反射光线，但反射光线不会消失，故C不符合题意；D．为了能在各个方向都能观察到光线，纸板表面比较粗糙，光在纸板上发生了漫反射，故D不符合题意。故选B。2.（2023四川宜宾）小强同学用如图甲的实验装置，探究光反射时的规律，并将数据依次记录在表1中。实验后他想让与地平线成60°的太阳光竖直向下照亮井底，他把平面镜按如图乙放置。对此探究，下列说法正确的是 第2/11页表1次数12345Li0°20°30°40°60°Lr0°20°30°40°60°A.图甲中表示反射角的是LiB.实验时的反射光线是绕O点逆时针转动的C.实验说明反射角等于入射角D.图乙中平面镜与地平线的夹角θ为75°【答案】CD【解析】A．由于入射光线与法线的夹角为入射角，反射光线与法线的夹角为反射角，由图甲可知，Li是入射角，故A错误；B．由表1可知，实验时，反射角逐渐增大，即反射光线逐渐远离法线，所以反射光线是绕O点顺时针转动的，故B错误；C．观察表1中数据发现，反射角的大小始终等于入射角的大小，所以在光的反射中，反射角等于入射角，故C正确；D．太阳光与地平线的夹角为60°,竖直向下照亮井底，则反射光线与地平线的夹角为90°,则反射光线与入射光线的夹角为150°,由于反射角等于入射角，所以反射角和入射角都等于75°,则反射光线与镜面的夹角为90°-75°=15°则镜面与地平线的夹角θ为90°-15°=75°故D正确。故选CD。3.（2022浙江舟山）如图，小舟利用平面镜研究光的反射定律，下列说法错误的是()第3/11页A.AO是入射光线B.反射角等于30°C.将激光笔靠近N时，光线OB会靠近OND.绕ON前后转动F板，F板上观察不到光线【答案】B【解析】A．射向镜面的光线为入射光线，由图知入射光线从激光笔沿OA射向镜面，所以AO是入射光线，故A正确。B．由图知入射角为60°,由于反射角等于入射角，所以反射角也是60°,故B错误。C．若把入射光线OA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。D．绕ON前后转动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正确。故选B。4.如图所示，平面镜M水平放置，白色纸板竖直地立在平面镜上，纸板由A、B两部分组成，可绕接缝ON翻折。使一束光紧贴纸板A射向镜面上的O点，只有当纸板B翻折至图中位置时，才能观察到纸板B上呈现反射光线，可知反射光线、入射光线和法线在，此时角度“为40O，则β为，将一束光沿FO方向入射，则反射光将沿方向射出。【答案】同一平面内40°OE【解析】反射光线、入射光线和法线都呈现在白色纸板上，在同一个平面上，所以可知在光的反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一个平面内。由光的反射定律可知，反射角等于入射角，所以入射角为40°时，反射角也等于40°。由于在光的反射现象中，光路是可逆的，所以将一束光沿原来的反射光路方向入射，则反射光将沿原来的入射光路射出，故反射光将沿OE方向射出。5.如图所示为“探究光的反射规律”的实验装置。采用可转折的两部分纸板是为了研究、入射光线和法线是否在同一平面内；实验中，从纸板前不同的方向都能看到纸板上光的径迹，是因为光在纸板上发生了第4/11页（填“镜面”或“漫”）反射；入射光线AO靠近法线ON时，反射光线OB将（填“靠近”或“远离”）法线ON。【答案】反射光线漫靠近【解析】采用可转折的两部分纸板是为了研究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内，当纸板不转折时，竖直立在平面镜上，此时从A点入射，可以在纸板上看到反射光线，若纸板沿法线向后翻折，反射光线仍然在原来的位置，而两纸板不在同一平面内，故只能看到入射光线，看不到反射光线，故说明光的反射定律中反射光线、入射光线和法线在同一平面内。从纸板前不同的方向都能看到纸板上光的径迹，因为纸板凹凸不平，是粗糙的，发生了漫反射。入射光线AO靠近法线ON时，入射角变小，则反射角变小，反射光线也靠近法线。6.（2023湖北天门）用如图的装置探究“光的反射定律”。平面镜M水平放置，附有量角器的白纸板由E、F两部分构成，始终竖直立在M上，可以绕ON翻折；（1）如图甲，E、F在同一平面上，让入射光AO射向镜面，量角器上显示入射角和反射角的大小，可得出∠r∠i（选填“>”“<”或“=”（2）改变入射光的方向，再测几组入射角和反射角，这样做的目的是；（3）若光沿BO入射，经M反射后沿OA射出。这表明，在光的反射现象中，光路是的；（4）如图乙，把F向前或向后翻折，则在F上（选填“能”或“不能”）看到反射光，这说明反射光线，入射光线和法线在。【答案】（1）=（2）多次实验，得到普遍规律（或避免偶然性3）可逆（4）不能同一平面内【解析】（1）在反射现象中，反射角等于入射角。故此时反射角∠r=入射角∠i。（2）改变入射光的方向，再测几组入射角和反射角，这样做的目的是，多次实验，得到普遍规律（防止偶然性）。（3）如果将光源沿BO射入一条入射光线，会观察到反射光线会沿OA的方向射出，这说明了在光的反射中，光路是可逆的。（4）根据光的反射定律：在反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一平面内，所以把纸板F向后折叠，第5/11页则在纸板F上不能看到反射光线，说明反射光线、与入射光线和法线应在同一平面内。7.（2023齐齐哈尔）小明利用如图装置探究光反射时的规律。（1）如图1所示，实验时，把一个平面镜放在水平桌面上，再把白色纸板ENF（右侧可绕ON翻折）竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON应于镜面。使一束光贴着纸板沿某一角度射到O点，光在纸板上发生（选填“镜面”或“漫”）反射，呈现径迹。光经平面镜反射，沿另一个方向射出；（2）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，用量角器测量ON两侧的7i和7r，是为了；根据实验结论可知：当入射光EO与平面镜夹角为50o时，反射角为；（3）让光沿图1中FO方向照射到镜面，它会沿着OE方向射出。这表明：在光的反射现象中，光路是__的。（4）如图2所示，把纸板ENF右侧绕ON向前折或向后折，在右侧纸板上看不到反射光。这表明：在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在内。【答案】（1）垂直漫（2）探究反射角与入射角的大小关系40o（3）可逆（4）同一平面【解析】（1）法线与镜面垂直，纸板上的直线ON相当于法线，所以ON应垂直于镜面。我们能在纸板上看到入射光线和发射光线的路径，是由于光线在粗糙的纸板上发生了漫反射。（2）用量角器测量ON两侧的7i和7r，7i是入射角，7r是反射角，可以探究反射角与入射角的大小关系。当入射光EO与平面镜夹角为50o时，反射角90°-50°=40°（3）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，即光线沿着原来反射光线的路径入射，反射光线会沿着原来入射光线的路径反射，说明在反射现象中，光路是可逆的。（4）把纸板ENF右侧绕ON向前折或向后折，纸板E与F不在同一平面内，在纸板F上不能看到反射光线，说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。8.（2023江苏扬州）“探究光的反射规律”装置如图所示，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）图中的入射角是度；第6/11页（2）当时，反射光线与入射光线重合，此时入射光线向右偏转一定角度，反射光线向偏转；（3）多次实验，在纸板上画出入射光线和对应的反射光线后，发现没有量角器，为了得出反射角等于入射角这一结论，你的操作是。【答案】（1）50（2）入射光线垂直射向平面镜左（3）把白纸板沿法线对折，观察反射光线与对应的入射光线是否重合【解析】（1）入射光线与法线的夹角叫入射角。由图可知，入射光线与平面镜的夹角为40°,则入射角为90°-40°=50°（2）当入射光线垂直射向平面镜，反射光线垂直平面镜射出，此时反射角等于入射角，都等于0°,反射光线与入射光线重合；反射时，反射光线和入射光线分居法线两侧。入射光线向右偏转一定角度，位于法线的右侧，则反射光线会向左偏转相同角度，位于法线左侧。（3）没有量角器无法直接测量角度大小，此时可以把白纸板沿法线对折，如果入射光线与对应的反射光线重合，说明反射时反射角等于入射角。9.为了探究光反射时的规律，小丽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ABCD竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面。她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）如图甲所示，反射角的大小为°;（2）实验过程中，进行下列哪项操作后，在纸板上仍可以看到反射光？A.如图乙所示，将纸板的右半部分向后翻折B.如图丙所示，将纸板与入射光束一起以ON为轴旋转C.如图丁所示，将纸板与入射光束一起以CD为轴向后倾倒【答案】（1）50（2）C第7/11页【解析】（1）反射光线与法线的夹角反射角，如图甲所示，反射角的大小为50°。（2）将纸板与入射光束一起以CD为轴向后倾倒，纸板ABCD和法线仍在同一平面上，因反射光线、入射光线和法线在同一平面内，故实验过程中，将纸板与入射光束一起以CD为轴向后倾倒，在纸板上仍可以看到反射光，故AB不符合题意，C符合题意。故选C。10.小明用如图所示装置“探究光的反射规律”。（1）表面粗糙的纸板应立在水平平面镜上，让一束光紧贴纸板A射向镜面上的O点，在纸板B上呈现出反射光束，以ON为轴，把纸板B向后翻折，纸板B上反射光束消失，由此可初步得出：反射光线、入射光线和法线；（2）把纸板B翻折至能呈现反射光束的位置后，让纸板A上的入射光束绕O点顺时针转动，此过程中反射角的大小变化情况是；（3）若将图中纸板整体以底边EF为轴向后旋转45°后，纸板B上（选填“能”或“不能”）呈现出反射光束，纸板A上的入射光束（选填“能”或“不能”）在平面镜中成像。【答案】（1）竖直在同一平面内（2）变小（3）不能能【解析】（1）在“探究光的反射规律”的实验中，表面粗糙的纸板应竖直立在水平平面镜上，目的是使光的传播路径能在纸板上显示。让一束光紧贴纸板A射向镜面上的O点，纸板B上出现反射光束，以ON为轴，把纸板B向后翻折，纸板A、B不再同一平面内，纸板B上反射光束消失，上述实验现象说明，反射光线、入射光线和法线在同一平面内。（2）把纸板B翻折至能呈现反射光束的位置后，让纸板A上的入射光束绕O点顺时针转动，入射光线与ON的夹角减小，即入射角减小；此过程中反射光线与ON的夹角也减小，即反射角减小。（3）若将图中纸板整体以底边EF为轴向后旋转45°后，此时法线不在硬纸板上，而反射光线、入射光线、法线在同一平面内，所以此时纸板B上不能呈现出反射光束。纸板A上的入射光束照射到平面镜后仍能被平面镜反射，所以仍能在平面镜中成像。11.在“探究光的反射规律”的实验中，如图所示，水平放置平面镜，白色纸板竖直立在平面镜上，纸板由E、F两部分组成，可以绕ON翻折。第8/11页（1）实验时，把纸板ENF垂直放在平面镜上，入射光线AO的法线是，光线AO的入射角大小是 度；（2）为了探究反射角与入射角大小的关系，应进行的操作是；A．改变纸板与平面镜之间的夹角B．沿ON向后转动纸板EC．沿ON向后转动纸板FD．改变入射角的大小（3）将一束光贴着纸板E沿AO射到镜面上O点，纸板F上会显示出反射光束OB，接着将纸板F绕ON向后翻折，则纸板F上（选填“能”或“不能”）显示出反射光束，由此说明反射光线、入射光线与法线在内（选填“同一平面”或“不同平面”）（4）若让另一束光沿BO方向射向平面镜，反射光将沿OA方向射出。该实验现象说明。A．反射角等于入射角B．在光的反射现象中，光路可逆【答案】（1）ON40（2）D（3）不能同一平面（4）B【解析】（1）纸板ENF垂直放在平面镜上，光线沿AO射入，经平面镜反射，沿OB射出。法线与入射光线AO和反射光线OB在同一平面内，且法线垂直于反射面，故入射光线AO的法线是ON。入射角是入射光线与法线的夹角，由图可知，光线AO的入射角大小为（2）为了探究反射角与入射角大小的关系，使实验结论更具普遍性，可多次改变入射角，记录每次反射角的变化，对比每次入射角和反射角的大小关系，得出实验结论，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。（3）将纸板F绕ON向后翻折，反射光线的位置并不会随之发生改变，纸板F不能显示出反射光线，这说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。（4）[6]若让另一束光沿BO方向射向平面镜，反射光将沿OA方向射出，说明在光的反射现象中，光路是可逆的，并不能说明反射角等于入射角，故A不符合题意，B符合题意。故选B。12.小林在探究光的反射规律实验中，利用激光笔、可折转的光屏、平面镜和测量工具等器材，组装了如图所示的实验装置。第9/11页（1）小林让激光笔发出的激光沿右侧光屏入射到平面镜上的O点，先不折转光屏时，法线ON左侧光屏上能观察到反射光线，再将左侧光屏沿ON向后转动，左侧光屏上观察不到反射光线。这说明光的反射现象中，反射光线、入射光线和法线在平面上。（2）小林使入射光线与平面镜间的夹角为60°时，测得反射角大小应为。【答案】（1）同一（2）30°【解析】（1）先不折转光屏时，法线ON左侧光屏上能观察到反射光线，再将左侧光屏沿ON向后转动，呈现反射光线的左侧光屏和呈现入射光线的右侧光屏不在同一平面内，所以在左侧光屏上观察不到反射光线，但反射光线和入射光线仍在一个平面内。这说明光的反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一平面内。（2）小林使入射光线与平面镜间的夹角为60°时，此时入射角为30°,根据光的反射定律可得，反射角大小应为30°。13．如图甲，在“探究光的反射规律”实验中：（1）在纸板前从不同方向都可以看到纸板上入射光线EO的径迹，这是因为光在纸板上发生了（选填“漫”或“镜面”）反射；（2）多次改变入射角的大小进行实验，可以得出结论：反射角入射角；（3）小明发现实验中所用的激光垂直照在光屏上不是一个点而是一条直线，这样使实验中更容易观察光路。他很好奇这是如何做到的，于是拆开激光笔。如图乙所示，一束很细的激光发射出来后通过一个透明的圆柱体，由于圆柱体对光有（选填“会聚”或“发散”）作用，最终使激光在光屏上展开得很宽。【答案】漫；等于；会聚。【解析】（1）漫反射与镜面反射的区别之一是：发生漫反射时，反射光线向各个方向传播；（2）光反射时，反射角总是等于入射角；（3）透明圆柱相当于一个凸透镜，对光有会聚作用。解1）光在纸板上发生漫反射时，反射光线会向各个方向传播，使我们从各方向都能看到；第10/11页（2）光反射时，反射角总是等于入射角；（3）透明圆柱相当于一个凸透镜，对光有会聚作用，把很细的激光会聚起来，形成亮光，再在光屏上展开。14.在“探究光反射时的规律”的实验中：实验次数123入射角i30°45°60°反射角r30°45°60°（1）如图甲所示，使一束光贴着纸板E入射到O点，观察反射光。实验中，从不同方向都能在纸板F上看到反射光，是因为光在纸板F上发生了反射；（2）多次改变入射光的方向，用量角器测量入射角和反射角，记录在表格中，分析数据得出：在反射现象中，反射角入射角；（3）将纸板F按照图乙所示的方式偏折，则在纸板F上看不到反射光，说明在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在。【答案】漫等于同一平面内【解析】（1）光的反射分为镜面反射和漫反射，实验中，从不同方向都能在纸板F上看到反射光，是因为纸板F表面比较粗糙，光在纸板F上发生了漫反射。（2）由表中数据可知，每次实