第12讲探究光的反射规律八年级物理上册讲义（沪粤版）

第12讲探究光的反射规律学科素养学科素养科学思维科学态度与责任1.由生活中能看到不发光的物体，学会联想，认识到在我们周围发生了光的反射。2.认识到辅助线的作用，并理解光的反射定律内容，归纳总结出光的反射规律和光路的可逆性。1.从光的反射定律中领略“简洁、对称、和谐”的物理学之美。2.通过了解光的反射的应用和光污染，关注科学及相关技术对于社会发展和人类生活的影响。知识精讲知识精讲知识点01光的反射现象和光的反射规律1．光在两种介质分界面上改变传播方向又返回原来介质中的现象，叫做光的反射。2．如图所示是光射到物体表面发生反射时的情况，则AO为入射光线，OB为反射光线，ON为法线，∠α为入射角，∠β为反射角。3.光反射时，反射光线、入射光线和法线三者在同一平面内，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。这就是光的反射定律。在光的反射现象中，光路是可逆的。4．如图所示，根据给出的反射光线OB画出入射光线AO，并标出入射角及其度数。【即学即练1】小梦同学利用激光笔、平面镜M、可沿ON转折的光屏EF等实验器材，探究光的反射规律，实验装置如图所示。关于小梦的实验，下列说法中正确的是（）A．她应选用白色且表面光滑的纸板做光屏B．若她将右侧光屏F向后折转，反射光线就不存在了C．多次改变入射角的度数，是为了探究反射角与入射角的关系D．若她用激光笔沿着BO入射，则BO的反射光线与OA不能重合【答案】C【解析】A．为了看清楚纸板上的光路，纸板材质应是较粗糙，光线射在上面发生了漫反射，反射光线射向各个方向，无论从哪个角度看，都能看得清楚，故A错误；B．为了探究反射光线、入射光线与法线是否在同一平面内，把纸板F向前或向后折叠，则在纸板F上都不能看到反射光线，说明反射光线、与入射光线和法线应在同一平面内，但反射光线依然存在，故B错误；C．改变入射角的度数多次实验的目的是为了探究反射角与入射角的关系，寻找普遍规律，故C正确；D．在光的反射现象中，光路可逆，所以若她用激光笔沿着BO入射，则BO的反射光线与OA重合，故D错误。故选C。知识点02镜面反射与漫反射1．平行光线经反射后，反射光线还是平行的，这种反射叫做镜面反射。粗糙不平的表面将平行入射的光向各个方向反射，这种反射叫做漫反射。2．为什么黑板反光看不清字？因为黑板比较光滑，射到上面的光接近发生镜面反射，从而射向某一方向的同学眼睛中的光线较强(选填“强”或“弱”)，而粉笔字很粗糙，射到它上面的光发生漫反射，进入这一方向的同学眼睛中的光很弱(选填“强”或“弱”)，所以觉得有些耀眼而看不清字。【即学即练2】镜面反射和漫反射是光的反射两种类型（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，水坑处比较亮D．干的地面比较亮，水坑处比较暗【答案】C【解析】A．水面表面光滑，月光经水面发生镜面反射，遵循光的反射定律，故A错误凹凸不平；B．地面凹凸不平，月光经地面发生漫反射，遵循光的反射定律，故B错误；CD．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；月光经地面发生漫反射，有很少的光线进入人的眼睛，所以人感觉地面比较暗，故C正确，D错误。故选C。知识点03光的反射应用1．光的反射不仅广泛应用在生活中，还常应用在许多高新技术中。红宝石激光器的红宝石两端被磨成一对平行的平面镜，使很强的激光经多次反射，形成激光束；人造卫星利用光的反射，在遥远的太空探测地面的河流和森林，估计农作物的产量；光纤利用光的反射传输信息；等等。2．光明是人们祈求的，但有时光也会损害人的视觉和身心健康，成为光污染。下列现象中会造成光污染的是(B)A．汽车车窗玻璃上贴太阳膜B．城市建筑大面积安装玻璃幕墙C．晚上学习时用护眼台灯D．用塑料薄膜建造温室大棚【即学即练3】如图所示是2022年4月在荷兰阿尔梅勒世界园艺博览会上拍摄的中国竹园的展馆景象，“中国竹园”凭借其融合中国传统文化和现代工艺于一体的独特风格而备受瞩目。竹房在水中的“倒影”是光的______形成的，水中的“竹房”是______（选填“实”或“虚”）像。【答案】

反射

虚【解析】[1]竹房在水中的“倒影”，属于平面镜成像，是由光的反射形成的。[2]水中的“竹房”并不是由实际光线会聚而成的，因而是虚像。能力拓展能力拓展考法01镜面反射与漫反射的应用【典例1】一个雨后的晚上，天刚放晴，地面虽已干，但仍留有不少积水，为了不致踩在小水坑，下列判断正确的是（）A．迎着月光走时，地面上亮处是水坑B．背着月光走时，地面上亮处是水坑C．迎着月光和背着月光行走时，地面上亮处是水坑D．迎着月光和背着月光行走时，地面上暗处是水坑【答案】A【解析】A.B.迎着月光走时，月光从前上方射来，地面上的水坑产生镜面反射，反射光线强，所以亮处是水坑，故A正确，B错误；C.D.背着月光行走时，水坑镜面反射的光线不能进入眼睛，地面产生漫反射，有部分光线进入眼睛，所以亮处是地面，暗处是水坑，故CD错误。故A正确。考法02根据光的反射定律作图【典例2】如图所示，利用一块平面镜使太阳光水平射入隧道内，请你通过作图画出平面镜，并在图中标出反射角的度数。【答案】【解析】图中给出了入射光线和反射光线，根据反射角等于入射角的关系做入射光线和反射光线的角平分线，即为法线；过入射点作法线的垂线即为平面镜的位置；入射光线与水平面成60°，水平射入隧道内，即入射光线和反射光线夹角为120°，则反射角为60°，如图所示考法03利用光的反射定律进行动态分析【典例3】如图所示，平面镜M放置在水平桌面上，光源S发出一束激光射到镜面上，经反射后在标尺上形成光斑P。若在桌面右端用力向上提桌面，使桌面绕点O转动到与水平面成5°夹角，则此时（）A．入射角增大了5°反射角增大了5°B．标尺上的光斑向右移动C．反射光线与入射光线夹角减小10°D．反射光线与入射光线夹角减小5°【答案】C【解析】在桌面右端用力向上提桌面，使桌面绕点O转动到与水平面成5°夹角，即逆时针转动5°，则法线也逆时针转动5°，因为入射光线方向没有改变，故入射角减小5°，根据反射定律，反射角也减小5°，反射光线与入射光线夹角减小10°，标尺上的光斑会向左移动，综上，故C正确，ABD错误。故选C。分层提分分层提分题组A基础过关练1．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线打到光电屏上来显示液面高度的，光路图如图所示．当光屏上的光点由S1移到S2时，表示液面（

）A．下降 B．上升C．不变 D．先下降后上升【答案】A【解析】光屏上的光点由S1移到S2时，由于入射光线的方向固定不变，那么它的反射光线方向也不变，过S2作平行线平行于过S1的反射光线，这条平行线与入射光线交于O点，O点在CD线上，液面CD相对于液面AB是下降，如图所示，故选A。2．用如图所示的装置探究光的反射规律。纸板由、两部分组成，可以绕翻折，为了探究反射角与入射角大小的关系，应进行的操作是（）A．改变光线与的夹角 B．沿向后转动纸板C．改变纸板与平面镜之间的夹角 D．沿向后转动纸板【答案】A【解析】为了探究反射角与入射角大小的关系，应改变入射角，即改变光线与的夹角，研究反射角是否等于入射角；故A符合题意。故选A。3．一条光线射到平面镜上，如果入射的方向保持不变，转动平面镜的镜面，使入射角增大20°，则反射光线跟入射光线恰成直角，镜面转动前的反射光线与入射光线的夹角是（）A．20° B．25° C．35° D．50°【答案】D【解析】由于反射角等于入射角，当反射光线跟入射光线恰成直角时，入射角和反射角都是45°；现在的入射角比原来的大了20°，故原来的入射角是25°．则镜面转动前的入射光线与反射光线的夹角是故选D。【点睛】熟练应用光的反射定律，反射角等于入射角，故反射光线跟入射光线恰成直角可求得入射角的度数，再由题意可得出原来的入射光线与反射光线的夹角。4．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，三条反射光线______（选填“会”或“不会”）平行射出，这种反射______（选填“遵循”或“不遵循”）光的反射定律。【答案】

不会

遵循【解析】[1]三条互相平行的光线入射到凹凸不平的物体表面上，不会平行射出，因为入射角不同，反射角也不同，只有三条互相平行的光线入射到平面镜上才会平行射出。[2]这种反射是漫反射，也遵循光的反射规律。题组B能力提升练5．如图所示，两平面镜A和B之间的夹角α为9°，自平面镜B上的某点P射出一条与B镜面成β角的光线，在β角由0°至180°范围内（不包括0°）连续变化的过程中，发现当β取某角度时，光线经镜面一次或多次反射后，恰好能返回到P点，则符合该要求的β的个数有（）A．1个 B．4个 C．6个 D．9个【答案】D【解析】可按以退求进法解，因为入射光线与镜子的夹角为90垂直时即可原路返回。所以一次反射就能返回则β=90α=909=81若2次反射后返回则β=902α=902×9=72三次则β=903α=63这样第四次，第五次，第六次，第七次，第八次分别都可以按照β=90nα算出来。到当第九次时β=9，此时若第十次则为负了，所以不可能再有第十次。故ABC错误，D正确。故选D。6．如图是小天同学探究光的反射定律的实验过程。下列说法错误的是（）A．实验中使用硬纸板是为了显示光的传播路径B．图甲中∠EOM是入射角C．图乙的现象说明反射光线跟入射光线和法线在同一平面内D．图丙和图甲中的现象说明在反射现象中光路是可逆的【答案】B【解析】A．如果看不见光的传播路径，就无法对光线研究，安装一个硬纸板后，我们就可以在硬纸板上看到光的传播路径，A正确，故A不符合题意；B．入射光线与法线的夹角为入射角，图甲中∠EON是入射角，B错误，故B符合题意；C．将纸板沿ON向后翻转，则看不到反射光线，故图乙的现象说明反射光线跟入射光线和法线在同一平面内，C正确，故C不符合题意；D．让光线沿原来反射光线入射，则反射光线沿原来的入射光线射出，图丙和图甲中的现象说明在反射现象中光路是可逆的，D正确，故D不符合题意。故选B。7．唐代高骈的诗句“绿树浓阴夏日长，楼台倒影入池塘。”中蕴含着一些物理知识：看到“绿树”是树叶__（填“反射”、“折射”或“吸收”绿光；“倒影”是正立、__（填“放大”、“缩小”或“等大”）的__像。【答案】

反射

等大

虚【解析】[1]不透明物体只能反射与其颜色相同的色光，吸收与其颜色不同的色光。因此，我们看到树叶之所以呈现绿色，是因为它们反射绿光的缘故；[2][3]楼台倒影是平面镜成像，是光的反射形成的，倒影是正立、等大的虚像。8．如图所示，在“探究光的反射规律”实验中，小明将硬纸板竖直地立在平面镜上，硬纸板上的直线ON垂直于镜面，右侧纸板可绕ON向后转动，如图甲所示，入射角等于________（选填“30°”或“60°”）；若增大入射角，则反射角_______．若将右侧纸板向后转动，如图乙所示，在右侧纸板上________（选填“能”或“不能”）观察到反射光．【答案】

30°

增大

不能【解析】由入射角的定义知，入射角是指入射光线与法线之间的夹角，所以由图甲知，入射角等于30°；又由光的反射定律知，反射角等于入射角，且反射角随入射角增大而增大，所以若增大入射角，则反射角增大；根据光的反射定律，反射光线、入射光线和法线共面，所以若将右侧纸板向后转动，则由于右侧纸板不再与左侧纸板共面，故在右侧纸板上便不能观察到反射光。题组C培优拔尖练9．“探究光的反射规律”的实验装置如图甲所示，平面镜放在水平桌面上，标有刻度(图中未画出)的白色纸板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)实验前，应将纸板______放置平面镜上；移动激光笔，使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动，可观察到反射光束沿_____时针方向转动；(2)移动激光笔，使入射角为45°，测得反射角也为45°，由此就得出“光反射时，反射角等于入射角”的结论你认为有何不妥之处？_________；(3)如图乙所示，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：__________；(4)在图甲中，若将纸板(连同激光笔)绕CD向后倾斜，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】

竖直（垂直）

顺

一次实验得到的结论具有偶然性

反射光线、入射光线和法线在同一平面内

C【解析】（1）白色纸板ABCD应垂直放置于平面镜上，这样反射光线才可以在硬纸板上呈现；如图甲，移动激光笔，使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动，则入射角增大，反射角也增大，则反射光线会远离法线，即反射光线将会顺时针转动。（2）由于一次实验具有有很大的偶然性，所以不能只由一组数据就得出结论，应改变入射角的度数进行多次实验。（3）如图乙所示，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。（4）在图甲中，若将纸板（连同激光笔）绕CD向后倾斜，而法线始终垂直于平面镜，则反射光线、入射光线、法线所在的平面也垂直于平面镜，所以可知反射光束在纸板前方，故应选C。10．阅读短文，回答下列问题：自行车尾灯有灯泡吗？自行车的尾灯在夜间发出的红光，能有效地提示后面的车辆，避免了交通意外事故