光的反射（解析版）

4.2光的反射基础概念梳理基础概念梳理1．光射到物体表面上时，有一部分光会被物体表面反射回来，这种现象叫做光的反射。光在反射时遵循反射规律：反射角等于入射角。入射光线、反射光线和法线在同一平面内。反射光线和入射光线分居在法线的两侧。一束平行光射到平面镜上，反射光线也是平行的，这种反射叫做镜面反射，我们能从各个方向看到本身不发光的物体，是由于光的漫反射的缘故。【解析】光反射时，反射光线、入射光线与法线在同一平面内；反射光线和入射光线分别位于法线两侧；反射角等于入射角。一束平行光射到光滑物体表面时，反射光束仍然是平行的，这种反射就叫做镜面反射；一束平行光射到粗糙的物体表面时，反射光不再平行，而是射向各个方向，这种反射叫做漫反射；【答案】等于；同一；两侧；平行；漫反射。2．一束平行光与镜面成30°角射到平面镜上，反射角大小是60°，人迎着反射光的方向可以看到刺眼的光，而在其他方向却看不到反射光，这是由于在镜子表面发生了镜面反射（选填“镜面反射”或“漫反射”）．我们在各角度都能看到黑板上的字是由于发生了漫反射（选填“镜面反射”或“漫反射”），其中每一条光线都遵循（选填“遵循”或“不遵循”）光的反射定律．【解析】一束光与镜面成30°角入射在平面镜上，则入射角为90°﹣30°＝60°．则其反射角也是60°，光线射向平面镜，经平面镜反射后，平行射出，正好反射到有的人眼睛上，就很刺眼，这种反射是镜面反射。而从某些方向上得到的反射光线较少，所以看到平面镜很暗。黑板是凹凸不平的，平行光线入射到粗糙的黑板上，反射光线射向四面八方，进入不同方向的人的眼睛，不同方向的人们都能看到。因此光在银幕上发生漫反射；发生漫反射时，每一条光线都遵循光的反射定律。【答案】60°；镜面反射；漫反射；遵循。3．用如图所示的装置探究光的反射定律。为了在硬纸板上同时呈现入射光束和反射光束，将平面镜水平放置后，带有刻度的白色硬纸板应与平面镜垂直，并保持硬纸板A、B两部分在同一平面内，为了探究反射角与入射角的大小关系，需要多次改变入射光线EO的方向。【解析】（1）硬纸板放在平面镜上时，要保持与镜面垂直，如果实验中硬纸板放得没有与平面镜垂直，稍有倾斜，则当入射光贴着硬纸板射向镜面上的O点后，法线将会不在硬纸板上，所以在硬纸板上不能看到反射光线；（2）当两块硬纸板在一个平面内时，可以看到入射光线和反射光线，将硬纸板F向后折转一个角度后，看不到反射光线，所以该实验的要求是保持硬纸板灯B两部分在同一个平面内；（3）根据反射定律的内容可得，反射角等于入射角。因此多次改变入射光线EO的方向，发现反射光线也随之改变，观察并记录反射角与入射角的大小。可得出的结论为反射角等于入射角；【答案】（1）垂直；（2）同一平面内；（3）入射光线EO的方向。4．如图，探究光的反射规律时，在平面镜的上方垂直放置一块光屏，光屏由可以绕ON折转的E、F两块板组成。让一束光贴着光屏左侧的E板沿AO方向射到O点，在右侧F板上能看到反射光线OB．实验时从光屏前不同的方向都能看到光的传播路径，这是因为光在光屏上发生了漫（填“镜面”或“漫”）反射。若将F板向后折转一定的角度，则在F板上不能（填“能”或“不能”）看到反射光，此时反射光线和入射光线在（填“在”或“不在”）同一平面内。如果让入射光线沿BO方向射入，反射光线将沿OA方向射出，这说明了光的反射现象中光路是可逆的。【解析】（1）在不同方向都能看到光的传播路径，是由于漫反射的缘故；（2）由于入射光线、法线、反射光线在同一平面内，所以当E、F两块板共面时，可以在光屏上看到反射光；当E、F不在同一平面上时，在光屏上不能看到反射光，但此时的入射光线、反射光线仍在同一平面内。（3）如果让入射光线沿BO方向射入，反射光线将沿OA方向射出，将反射光线改为入射光线，光路图照样成立，体现了光路是可逆的。【答案】漫；不能；在；OA；可逆。课后培优练课后培优练级练培优第一阶——基础过关练5．城市里越来越多的高楼大厦采用玻璃幕墙、磨光的大理石作为装饰，当强烈的太阳光照射到这些光滑的表面时，就会发生镜面（选填“漫”或“镜面”）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，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°。【答案】镜面；50°。6．如图所示，晚上在桌面上铺一张白纸，把一块平面镜放在纸上（镜面朝上），让手电筒的光正对着平面镜照射，从侧面看过去，镜子比白纸暗（亮/暗），这是由于光在白纸上发生了漫（镜面/漫）反射的原因。【解析】当手电筒的光正对着平面镜照射时，在平面镜上会发生镜面反射，所以光线会集中在竖直方向，所以从侧面看到的平面镜是暗的；白纸看上去很平，其实细微之处是凹凸不平的，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。【答案】暗；漫。7．生活处处有物理，如图，晚上汽车在干燥的沥青路面和潮湿的沥青路面上行驶时大灯部分光路简图，晚上开车时，干燥的路面更容易发生漫反射（选填“漫”或“镜面”），当对面无车时，驾驶员看潮湿（选填“干燥”或“潮湿”）的路面更暗，根据以上信息猜测，当我们迎着月光走时，看到的亮处（选填“亮”或“暗”）是水面。【解析】由图可知，在晚上开车时，大灯照射到干燥路面上的光发生漫反射，由于光射到潮湿的沥青路上容易发生镜面反射，反射光线是平行射出的，没有反射光线进入驾驶员的眼睛，所以对面无车时，驾驶员看潮湿的路面更暗；如下图，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。【答案】漫；潮湿；亮。8．下列说法中正确的是（）A．光线垂直照射在平面镜上，入射角是90° B．反射角随入射角的增大而减小 C．反射光线跟入射光线的夹角为80°，则入射角为40° D．漫反射的光路不具有可逆性【解析】A、光线垂直照射在平面镜上，入射光线、法线以及反射光线重合，所以此时入射角是0°，故A错误；B、由反射定律可知，反射角随入射角的增大而增大，故B错误；C、由反射定律可知，反射光线跟入射光线的夹角等于入射角和反射角之和，因此反射光线跟入射光线的夹角为80°，则入射角为40°，故C正确；D、在光的反射中，光路是可逆的，因此，漫反射的光路也具有可逆性，故D错误。【答案】C。9．一束光线射向平静的水面，若反射角为30度，则入射光线与水面的夹角为（）A．30° B．60° C．70° D．90°【解析】当反射角为30°，根据光的反射定律可知：入射角也为30°。则入射光线与水面夹角为90°﹣30°＝60°，故B正确。【答案】B。10．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（）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ON D．绕ON前后转动F板，F板上观察不到光线【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。【答案】B。11．下列现象中会造成光污染的是（）A．汽车车窗玻璃上贴防晒膜 B．用塑料薄膜建造温室大棚 C．晚上学习时用护眼台灯 D．城市建筑大面积安装玻璃幕墙【解析】A、汽车车窗玻璃上贴太阳膜主要是防止太阳对人体的晒伤，不会造成光污染，故A不符合题意；B、利用塑料的透光功能，建大棚时能够使大棚的温度升高，不会造成光污染，故B不符合题意；C、晚上的光线较暗，故用护眼台灯可以起到对眼睛的保护作用，不会造成光污染，故C不符合题意；D、当光照射在玻璃幕墙时，会发生镜面反射，造成光污染，故D符合题意。【答案】D。12．如图所示，夜晚，用手电筒照射自行车尾灯，会发现尾灯很明亮。下列说法正确的是（）A．光照射在自行车尾灯上发生的是镜面反射 B．光照射在自行车尾灯上发生的是漫反射 C．自行车尾灯是光源 D．人从侧边看自行车尾灯也很明亮【解析】AB、自行车尾灯平而光滑，光照射在自行车尾灯上发生的是镜面反射，故A正确，B错误；C、自行车尾灯明亮是反射了别的物体的光，尾灯不是光源，自身不能发光，故C错误；D、人从侧边看自行车尾灯不会很明亮，因为光照射在自行车尾灯上发生的是镜面反射，很少有反射光线射向侧面进入人的眼睛，故D错误。【答案】A。13．有时，黑板反射的光会“晃”着一些同学的眼睛。如图所示，A点表示被“晃”人的眼睛，OA是发生这种现象时的一条反射光线。请在图中作出OA的入射光线。【解答】解：A点表示被“晃”人的眼睛，OA是发生这种现象时的一条反射光线，可知反射角为60°，可得入射角也为60°，在法线上侧画出入射光线，反射角等于入射角为60°，如图所示：。14．如图所示，利用一块平面镜使一束太阳光水平射入隧道内，请你画出反射光线且通过作图画出平面镜，并在图中标出反射角的度数。【解析】由题要利用平面镜使此时的太阳光射入隧道内，即反射光线水平向右，由此画出反射光线，根据光的反射定律，反射角等于入射角，作反射光线和入射光线夹角的角平分线就是法线的位置，则反射光线和入射光线的夹角180°﹣50°＝130°，所以反射角等于入射角等于＝65°．如图所示：15．如图所示，三条互相平行的光线入射到凹凸不平的物体表面上时反射光线不平行，这就是漫反射，请画出第1条光线的反射光路图。【解析】先过入射点垂直镜面作出法线，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，在法线左侧作出反射光线，如图所示：16．A、B为某一发光点S发出的光线经平面镜MN反射后的两条反射光线，如图所示，试作出这两条反射光线的入射光线，并确定发光点的位置。【解析】先过入射点C垂直于镜面作出法线，在法线左侧指向入射点画出入射光线，注意反射角要等于入射角，同理画出反射光线DB的入射光线，两条入射光线的交点S即为发光点S的位置，如图所示：17．如图甲所示，M是水平放置的小镜子，上面竖直放置一块的长方形硬纸板（用来显示光的传播路径），纸板是由两个大小相同的小纸板E、F连接而成的。E、F可绕接缝ON转动，ON是镜面的法线，AO表示入射光线，OB表示反射光线。利用上述器材和量角器、激光笔等探究“光的反射规律”。（1）实验小组的每一位同学从不同方向都能看到入射光AO在纸板E上的径迹，这是因为光在纸板上发生了漫（选填“镜面”或“漫”）反射。（2）根据测量可以得出：∠BON等于∠AON（选填“等于”或“不等于”）。（3）在其他条件不变的情况下，将纸板F绕ON向后折，此时在纸板F上看不到反射光，如图乙所示。再多次改变入射光AO与ON的夹角，在纸板F上均看不到反射光。此实验现象初步得出：光在发生反射时，反射光线、法线、入射光线在同一平面内。（4）利用这些实验器材还可以进行的实验探究有：光反射时，光路是可逆的。【解析】（1）在不同方向都可以看到纸板上入射光AO在纸板E上的径迹，这是因为光在纸板上发生了漫反射的缘故；（2）根据测量可以得出：∠BON等于∠AON；（3）以法线为轴，把纸板向后缓缓旋转，在纸板F上均看不到反射光，分析可初步得出：光在发生反射时反射光线、法线、入射光线是否在同一平面内；（4）如果让光线沿纸板F逆着BO方向射向镜面，在纸板E上可以看到反射光线沿OA方向射出，说明利用这些实验器材还可以进行的实验探究光反射时，光路是可逆的。【答案】（1）漫；（2）等于；（3）反射光线、法线、入射光线在同一平面内；（2）光反射时，光路是可逆的。培优第二阶——拓展培优练18．入射光线与平面镜成45°角，将平面镜绕入射点向入射光线方向转动20°，入射光线与反射光线间的夹角变为130°。【解析】入射光线与镜面的夹角为45°，所以原来的入射角为90°﹣45°＝45°；若将平面镜绕入射点向入射光线方向转动20°，如图所示（入射光线不变，红线为转动后的情形），则入射光线与平面镜之间的夹角变为45°﹣20°＝25°，此时入射角为：∠COI＝45°+20°＝65°，因为反射角等于入射角，所以转动后入射光线与反射光线的夹角∠COG＝65°+65°＝130°；【答案】130°。19．如图所示，有一束光垂直于平面镜入射，则反射角是0°光的传播方向改变的度数是180度，若要让反射光线恰好沿水平向右射出，可以将平面镜顺时针（选填“顺时针”或“逆时针”）转动45度。【解析】（1）一束光线垂直于平面镜入射并反射，反射光线、法线、入射光线重合，反射光线与法线的夹角为0，则反射角为0°，平面镜使光的传播方向改变了180度；当光垂直于平面镜入射，入射光线与镜面的夹角是0°，所以入射角为0°。（2）使反射光线沿水平向右射出，此时反射光线与入射光线的夹角变为90°，90°角的平分线垂直镜面，即入射角为45°时，反射光线沿水平向右射出，故应将平面镜顺时针转动90°﹣45°＝45°。故答案是：0°；180；顺时针；45。20．如图所示，一束光与平面镜成30°角从O点射入，则反射角为60°；当光线AO绕O点顺时针转动30°角时，反射光线逆时针转动30°角，入射光线与反射光线的夹角为60°夹角；接着平面镜绕O点逆时针转动60°角，反射光线一共转过150°角。【解析】因为入射光线与平面镜的夹角是30°，所以入射角为90°﹣30°＝60°，根据光的反射定律，反射角等于入射角，反射角也为60°；当光线AO绕O点顺时针转动30°角时，则入射光线向法线靠近30°，反射光线也向法线靠近30°，即反射光线逆时针转动30°，此时入射角减小30°，入射角为60°﹣30°＝30°，根据光的反射定律，反射角等于入射角，反射角也为30°，则入射光线与反射光线的夹角为30°+30°＝60°，此时反射光线与镜面的夹角为60°；接着平面镜绕O点逆时针转动60°角，入射光线方向保持不变，平面镜绕O点逆时针转动60°，法线也跟着逆时针转过60°，则入射角改变60°，反射角也改变60°，所以反射光线改变了120°，所以反射光线一共转过120°+30°＝150°。【答案】60°；逆时针；30°；60°；150°。21．有一光电控制液面高度的仪器，是通过光束在液面上的反射光打到光电屏（将光信号转化为电信号进行处理）上来显示液面高度。如图所示，与液面夹角为45°的光束经液面反射后在光屏上形成光点S1，一段时间后光点由S1移到S2时，且S1S2的距离为4cm，则该液面下降（选填“上升”或“下降”）的高度为2cm。【解析】由于入射光线是不变的，且光在水面上发生的是镜面反射，所以，当水面发生变化时，反射光线的方向与原来的反射光线是平行的，如图所示，反射到光电屏上的光点从S1点移向S2点，则说明该液面是下降的；根据平行四边形的知识可知OB＝S1S2＝4cm，由于入射光线与液面的夹角始终为45°，则反射角＝入射角＝45°，所以∠OO′B＝90°，可知ΔO′CO为等腰直角三角形，过O′作AB的垂线，则由几何知识可得OC＝O′C＝×OB＝×4cm＝2cm，即液面下降的高度为2cm。【答案】下降；2。22．如图所示，一束光AO斜射到平面镜M1，经M1、M2反射后，沿原路反射回去，已知两平面镜的夹角为60°，则入射角为60°。【解析】根据题意可知，反射光线与镜面M2垂直，如图所示：由图知，两块平面镜相交成60°角，则∠O′OP＝90°﹣60°＝30°，所以入射角为90°﹣30°＝60°。【答案】60°。23．一个雨后的晚上，天刚放晴，地面虽干，但仍留有不少水潭，为了不致踩在水潭里，下面的判断正确的是（）A．迎着月光走时，地面发亮处是水潭 B．迎着月光走时，地面暗处是水潭 C．背着月光走时，地面发亮处是水潭 D．迎着和背着月光走时，地面发亮处是水潭【解析】平静的水面发生的是镜面反射，光线很强，地面发生的是漫反射；（1）迎着月光走，水面发生的是镜面反射，而地面发生的是漫反射，水面反射后的光线进入眼睛的较多，所以水潭处是亮的，陆地看上去是暗的；（2）背着月光走，水面发生镜面反射的光线射向前方，没有进入人的眼睛，而地面发生的漫反射会有一部分光线进入眼睛，因此水潭处是暗的，陆地看上去是亮的。【答案】A。24．小华同学参观盐城海盐博物馆，看到一个放在玻璃罩中的展品A（可拍照）。小华同学想用相机拍下来回家慢慢研究，展馆中的灯光比较暗，下列哪种方式拍照最清晰（）A．从①处向下拍，且用闪光灯 B．从①处向下拍，不用闪光灯 C．从②处斜向下拍，且用闪光灯 D．从②处斜向下拍，不用闪光灯【解析】展馆中的灯光比较暗，展品反射的光线很少，要想拍摄出清晰的展品图片，需要用闪光灯；玻璃罩上表面很平，当从①位置用闪光灯拍摄时，光线因发生镜面反射而沿垂直方向反射回去，照相机发生逆光无法得到清晰的图片，所以只能从②处斜向下拍。【答案】C。25．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。26．请在图中画上一面位置合适的平面镜。【解析】由图可知，两条光线经过平面镜反射后向下反射出出来，分别延长上面的光线、反向延长下边左面的光线，两条光线的交点为反射点；在分别延长下面的光线、反向延长下边右面的光线，两条光线的交点为反射点，两个反射点所在的直线为平面镜所在的位置，如图所示：27．如图所示，AB是由点光源S发出的一条入射光线，CD是由S发出的另一条入射光线的反射光线，请在图中画出点光源S的位置。【解析】先过C点垂直反射面画出法线，注意利用反射角等于入射角，再在法线左侧作出CD的入射光线，并交入射光线AB于点S，点S为发光点的位置，如图所示：28．在“探究光反射的规律”时，小李进行了如图甲所示的实验。（1）平面镜平放在水平桌面上，一块标有刻度的白色粗糙（选填“粗糙”或“光滑”）硬纸板与平面镜保持垂直，如图甲所示。（2）实验时，将一束光贴着纸板P沿EO射到镜面上O点，纸板Q上会显示出反射光束OF。接着将纸板Q绕ON向前或向后翻折，则纸板Q上不能（选填“能”或“不能”）显示出反射光束，由此说明反射光线、入射光线与法线在同一平面内，在纸板Q绕ON向后翻折的过程中，反射光线的位置不变（选填“改变”或“不变”）。（3）若保持平面镜位置不变，将纸板向后倾斜一个角度（如图乙），入射光线仍能呈现在纸板上，且沿EO方向入射到平面镜的O点，此时不能（选填“能”或“不能”）在纸板上看到反射光线，此时反射光线、入射光线和法线在（选填“在”或“不在”）同一平面内。（4）在硬纸板上描出入射光线EO和反射光线OF，并测出反射角和入射角，改变入射角大小多次实验后将测得的数据记录在表格中，可得到的实验结论是反射角等于入射角。【解析】（1）在光的反射现象中，硬纸板的作用是显示光的传播路径，需要在纸板的前方各个方向都能看到光的传播路径，所以纸板是粗糙的；法线是垂直于反射面的直线，入射光线、反射光线和法线在同一纸板平面内，所以纸板应与平面镜垂直；（2）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；在实验过程中，若将纸板Q绕ON向后翻折，让光线仍贴着纸板沿EO方向射向镜面，此时纸板P和纸板Q不在同一平面上，所以在纸板Q上就无法呈现出反射光线了，由此说明反射光线、入射光线与法线在同一平面内。在纸板Q绕ON向后翻折的过程中，入射光线和反射面位置不变，则反射光线的传播方向不变；（3）将纸板向后倾斜一个角度，沿EO方向入射到平面镜的O点时