13光的反射定律与作图、镜面反射与漫反射-初中物理自主招生精品讲义练习
展开1.光的反射定律的应用
【知识点的认识】(1)反射光线、入射光线、法线都在同一个平面内;
(2)反射光线、入射光线分居法线两侧;(3)反射角等于入射角。
(4)光在反射时光路是可逆的
【命题方向】光的反射定律是中考考查的重点内容,从命题形式来看,选择题、作图题、填空题仍然是主要的三种题型,作图题将更加重视与社会、生活的联系和应用。希望在今后的学习中要多观察,勤思考,灵活运用所学知识解决实际问题。
【解题方法点拨】由入射光线决定反射光线,叙述时要先叙述入射光线如何变化,再叙述反射光线如何变化。发生反射的条件:两种介质的交界处;发生处:入射点;结果:返回原介质中。反射角随入射角的增大而增大,减小而减小,当垂直入射时,入射角等于反射角,皆为0度。
一.光的反射定律的应用(共25小题)
1.如图所示,一平面镜放在圆筒的中心处,平面镜正对筒壁上一点光源S,点光源发出一细光束垂直射向平面镜。平面镜从图示位置开始绕圆筒中心轴O匀速转动,在转动15°角时,点光源在镜中所成的像转过的角度θ1,照射到筒壁上的反射光斑转过的角度θ2,则( )
A.θ1=30°,θ2=30°B.θ1=30°,θ2=60°
C.θ1=60°,θ2=30°D.θ1=60°,θ2=60°
2.如图平面镜M绕垂直于纸面的轴0以每秒120°匀速转动,AB为一段圆心在O点的圆弧形屏幕。张角∠AOB为60°.有一束来自频闪光源的平行光束通过狭缝S射向平面镜M上的O点,已知光源每秒闪动12次,屏幕AB上每秒内可能出现的光斑次数是( )
A.3次B.6次C.12次D.24次
3.如图所示,平面镜OM与ON的夹角为θ,一条平行于平面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°
4.如图所示,A在水面上方,B在水面下方,AC、BD垂直于水面,垂足分别是C和D,AB连线与水面相交于E点,若从A处射出一束激光,要使激光能够照射到B点,则射出的激光在水面上的入射位置是( )
A.E点B.D点
C.D与E之间的某一个点D.C与E之间的某一个点
5.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。则平面镜之间的夹角不可能是( )
A.1°B.2°C.3°D.4°
6.两平面镜M1与M2互成α角,如图所示,入射光线AB射到M1上后发生第一次反射,在M2上发生第二次反射。若保持α角不变,使平面镜M1和M2一起以B为轴沿纸面转过一个小角θ,则下面说法中正确的是( )
A.第一次反射的光线偏转θ角,第二次反射的光线偏转2θ角
B.第一次反射的光线偏转2θ角,第二次反射的光线偏转4θ角
C.第一次反射的光线偏转2θ角,第二次反射的光线偏转θ角
D.第一次反射的光线偏转2θ角,第二次反射的光线方向不变
7.如图所示,点光源发出的光垂直射到平面镜M上,经反射在正对着平面镜相距为米的墙上有一光斑,若使光斑沿墙向上移动1米,平面镜M应以O点为轴转过的角度θ是( )
A.5°B.10°C.15°D.20°
8.卡文迪许扭秤是用来测定万有引力恒量的重要仪器,为了观察悬挂的石英丝发生的微小扭转形变,卡文迪许采用了光放大的原理,如图所示,图中悬挂在石英丝下端的T形架的竖直杆上装一块小平面镜M,M可将由光源S射来的光线反射到弧形的刻度尺上(圆弧的圆心即在M处).已知尺子距离M为2m,若反射光斑在尺子上移动2πcm,则平面镜M转过的角度是( )
A.0.9°B.1.8°C.2.7°D.3.6°
9.如图所示,一平面镜放在圆筒的中心处,平面镜正对筒壁上一点光源S,点光源发出一细光束垂直射向平面镜。平面镜从图示位置开始绕圆筒中心轴O匀速转动,在转动30°角时,点光源在镜中所成的像转过的角度θ1,照射到筒壁上的反射光斑转过的角度θ2,则( )
A.θ1=30°,θ2=30°B.θ1=30°,θ2=60°
C.θ1=60°,θ2=30°D.θ1=60°,θ2=60°
10.如图所示,AB和DE是两块固定的平面镜,∠A=∠B=∠D=∠E=112.5°、∠C=90°,若一细光束沿着与CD连线垂直的方向射到平面镜AB上,则最后光束将( )
A.从AE连线上某点射出
B.从CD连线上某点射出,且与入射光线平行
C.从BC连线上某点射出,且与入射光线垂直
D.从BC连线上某点射出,但与BC连线不垂直
11.如图所示,一平面镜放在圆筒的中心处,平面镜正对筒壁上一点光源S,点光源发出一细光束垂直射向平面镜。平面镜从图示位置开始绕圆筒中心轴O匀速转动,在转动30°角时,点光源在镜中所成的像转过的角度θ1,照射到筒壁上的反射光斑转过的角度θ2,则( )
A.θ1=60°,θ2=60°B.θ1=30°,θ2=60°
C.θ1=60°,θ2=30°D.θ1=30°,θ2=30°
12.如图,在xy平面内,人的眼睛位于坐标为(3,0)的E点,一个平面镜镜面向下,左右两个端点的坐标分别(﹣2,3)和(0,3).一个点光源S从原点出发,沿x轴负方向匀速运动。它运动到哪个区域内时,人眼能从平面镜中看到S的像点?( )
A.0~﹣3区间B.﹣3~﹣7区间C.0~﹣7区间D.﹣3~﹣∞区间
13.有一入射光线与平面镜成60°角入射,若入射光线方向不变,使平面镜绕入射点沿入射光线与法线构成的平面逆时针方向旋转50°,反射光线转过的角度为( )
A.20°B.40°C.100°D.160°
14.如图所示,两平面镜A和B之间的夹角为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
15.如图所示,光屏和正在旋转着的六面镜都竖直放置,六面镜的横截面为正六边形,一束光垂直通过光屏的小孔,正对六面镜的转轴OO'射来。如果镜与光屏的距离为l,六面镜的镜面宽度与l相比可以忽略不计,光屏足够大,那么这束光经镜面反射在光屏上所成的光点轨迹,其最大距离是( )
A.2lB.2ltan60°C.2lct60°D.lct60°
(多选)16.一束光线与水平面成30°角向下照射,如果想要让光线经平面镜反射后沿水平方向射出,则入射角可能是以下角度中的( )
A.15°B.30°C.60°D.75°
(多选)17.如图所示,两个平面镜AO和BO的夹角θ=15°,一条光线CD射向平面镜AO,与镜面夹角为θ=15°,在平面镜AO上发生第一次反射,然后射向BO发生第二次反射,再射向AO发生第三次反射….下列关于此光线的说法中正确的是( )
A.光线发生第2次反射时,反射角为30°
B.光线发生第6次反射时,反射光线与入射光线重合
C.光线在两平面镜上可以发生无数次反射
D.光线在两平面镜上至多共发生11次反射
18.为了连续改变反射光的方向,并多次重复这个过程,方法之一是旋转由许多反射镜面组成的多面体棱镜(简称镜鼓),如图所示。当激光束以固定方向入射到镜鼓的一个反射面上时,由于反射镜绕竖直轴旋转,反射光就可在屏幕上扫出一条水平线。每块反射镜都将轮流扫描一次。如果要求扫描的范围θ=45°且每秒钟扫描48次,那么镜鼓的反射镜面数目是 个,镜鼓旋转的转速是 转/min。
19.如图所示,MM′为平面镜,AO为入射光线,ON为法线,入射角∠AON等于60°.已知∠NOB等于30°,∠NOC等于45°,∠NOD等于60°.则入射光线AO的反射光线将沿着 方向射出。(选填“OB”、“OC”或“OD”)
20.如图所示,入射光线与平面镜成30°角,则反射角是 ,当入射角减小10°时,反射角为 。
21.卡文迪许扭秤是用来测定万有引力恒量的重要仪器,为了观察悬挂的石英丝发生的微小扭转形变,卡文迪许采用了光放大的原理。下图中悬挂在石英丝下端的T形架的竖直杆上装一块小平面镜M,M可将由光源S射来的光线反射到弧形的刻度尺上(圆弧的圆心即在M处).已知尺距M为2m,若反射光斑在尺在移动2cm,则平面镜M转过的角度是 rad。
22.小明同学用如图所示的装置,研究光的反射规律,其中有一个可折转的光屏,光屏在实验中的作用是:(写出两条)① ;② 。
23.如图1所示,在探究光的反射规律时,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OB。
(1)实验中的光源最好选用图2中的 ,(选填适当的字母)
(2)放在O点的反射面最好选用图3中的 。(选填适当的字母)
(3)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 (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 (填“能”或“不能”)看到反射光,说明反射光线和入射光线 (填“在”或“不在”)同一平面内。
24.(1)在夏季闷热的夜晚,紧闭门窗,开启卧室空调,由于室内外温差大,第二天早晨,玻璃窗上常常会出现一层水雾。这层水雾是在室内一侧,还是在室外一侧?请写出你的猜想及你猜想的依据。
我的猜想:在 侧(选填“室内”或“室外”)。
猜想的依据是: 。
(2)课堂上,老师用一套科学器材进行“研究光的反射定律”的实验演示,得出了正确的结论。
①结合光的反射定律,如果入射角为20°,则反射光线与入射光线的夹角大小是 。
②课后,某同学利用同一套实验器材,选择入射角分别为15°、30°、45°的三条光线进行实验,结果得到了不同的数据,如上表所示。经检查,三次实验中各角度的测量值都是准确的,但总结的规律却与反射定律相违背。你认为其中的原因是: 。
25.小同用激光笔和如图所示的实验装置,探究光的反射规律,在实验中记录了如下表所示的数据,通过分析数据,得出的结论是 。
2.探究光反射时的规律
探究光反射时的规律
二.探究光反射时的规律(共1小题)
26.探究光反射时的规律:
(1)如图1,将纸板ENF 放置在平面镜上,让一束光紧贴纸板,以与平面镜成40°的角射向镜面上的O点,可在纸板NF上看到反射光,则反射角大小为 。
(2)如图2,平面镜竖直放置,激光笔向镜上的0点射出一束光,若要使图中的反射光射中地面上的目标P点,以下措施不可行的是 (只有一个选项符合题意,填写对应字母)。
A.平面镜不动,入射光向下平移
B.平面镜不动,入射光绕O点逆时针旋转
C.激光笔不动,平面镜向右平移
3.作光的反射光路图
【知识点的认识】根据光的反射规律作光路图的方法是:
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.
【命题方向】作光的反射光路图是中考的热点.例如 画出反射光线佃的入射光线AO,并标出入射角及其大小.
【解题方法点拨】
解决这类问题的关键是正确理解光的反射规律.光的反射规律可包括两点:
(1)一是反射光线跟入射光线、法线在同一平面内;反射光线、入射光线分居在法线两侧.可记作“三线共面,法(线)居中间”.
(2)二是反射角等于入射角.可见对于一条确定的入射光线、反射光线是唯一的.在学习光的反射定律时要明确以下三点:
①反射角、入射角都是指各自的光线与法线的夹角.切不可把它们与镜面的夹角,当成入射角和反射角.
②入射光线靠拢法线,入射角减小,根据光的反射定律知反射角也减小,反射光线也靠近法线.当入射光线垂直射在平面镜上,法线与入射光线重合,这时入射角为0°,反射光线沿原路返回.反射角也是0°,学生易错认为是90°.
③在光的反射中,光路是可逆的.这就是说,若沿原来的反射光线的方向入射到镜面上,反射光线将沿原来入射光线的方向射出.
三.作光的反射光路图(共12小题)
27.如图(a)所示,平面镜OM与ON夹角为θ,光线AB经过平面镜的两次反射后出射光线为CD.现将平面镜OM与ON同时绕垂直纸面过0点的轴转过一个较小的角度β,而入射光线不变,如图(b)所示。此时经过平面镜的两次反射后的出射光线将( )
A.与原先的出射光线CD平行 B.与原先的出射光线CD重合
C.与原先的出射光线CD之间的夹角为2β D.与原先的出射光线CD之间的夹角为β
28.如图所示,两平面镜A和B成10°夹角交于O点,自A镜上a点处垂直A镜射出一条光线,此光线在两镜间经 次反射后不再与镜面相遇。设两镜面足够长。
29.如图所示。激光液面控制仪的原理是:固定的一束激光AO以入射角i照射到液面上,反射光OB射到水平的光屏上。屏上用光电管将光讯号转变成电讯号。电讯号输入控制系统用以控制液面的高度。如果发现光点B在屏上向右沿水平方向移动了△s的距离到B'.由此可知液面 (填“升高”或“降低”)的高度为 。
30.如图所示,请你画出从点光源S发出的光,经平面镜MN反射后,通过a点的光线。
31.小明在室外,利用外掀式窗户上的镜面玻璃ab,将S光源发出的光反射进房间,试用作图法在房间地面MN上用“∥∥∥”标出光线所能照亮的范围。
32.无之海及钟楼是学校山海文化的表征,湖中倒映钟楼,恰似一个平面镜的影像(如图1)。上述情形可简化为下面模型,如图2中P为一不透光的箱子,点光源在S处,试用作图法画出点光源在箱子右侧所照亮地面的光路图,并在地面上用阴影线段标出范围。
33.如图所示,夏天的一个傍晚,有一个小孩站在池塘边看到了水中有一轮弯弯的月亮。请你运用光学知识作图说明这个小孩为什么能看到水中的明月。(保留作图的痕迹)
34.平面镜前方某一点光源S发出两条光线,这两条光线经平面镜反射后出来的光线方向如图的a、b,请作出:(1)a、b的入射光线;(2)标明点光源S的位置。
35.如图,一束光斜射向水平地面,经平面镜反射后竖直射入井底,请在图中画出平面镜。
36.如图所示,一人从A处出发到河岸边提水送到B处,请画出他行走的最短路程,并简述理由。
37.如图所示,底面积为1m2的圆柱形容器中装满了水,一光线沿AO射向水面,方向保持不变,反射光线在水平光屏EF上形成光点Q,打开水阀S,水流出,水位下降,光点在光屏上移动,当光点移了20cm时,求容器中的水已流出质量?
38.如图所示,电视遥控器对着天棚也能遥控电视机。图中从A点发出的光经天棚MN反射后射入电视机的接收窗口B,试画出其光路图。
4.镜面反射
【知识点的认识】
即物体的反射面是光滑的,光线平行反射,如镜子,平静的水面等;一束平行光射到平面镜上,反射光是平行的,这种反射叫做镜面反射;镜面反射遵循光的反射定律,镜面反射所成像的性质是正立的,等大的,位于物体异侧的虚像.
【命题方向】有关生活中的镜面反射的题,例如1:晚上,小雨在台灯上复习功课,书做正面的玻璃板会反射出刺眼的光,影响学习,聪明的小雨想出了两种解决问题的方法.请你猜着两种方法分别是什么.答案:1.铺毛玻璃2.调调灯头
例如在一个雨后的晚上,天刚放晴,地面虽已干,但仍留有不少水潭,为了不踩在水潭里,下面判断正确的是:()
A.迎着月光走时,地面上发亮处是水潭
B.迎着月光走时,地面上暗处是水潭
C.背着月光走时,地面上发亮处是水潭
D.无论迎着和背着月光走,地面上暗处是水潭
【解题方法点拨】抓住镜面反射的定义及性质就可以解答此类题目.
四.镜面反射(共2小题)
39.小明的写字台上有一盏台灯。晚上在灯前学习的时候,铺在台面上的玻璃“发出”刺眼的亮光,影响阅读。在下面的解决方法中,最简单、效果最好的是( )
A.把台灯换为吊灯B.把台灯放到正前方
C.把台灯移到左臂外侧D.把台灯移到右臂外侧
40.雨后的晚上,天刚放晴,地面虽已干,但仍留有不少积水,为了不致踩到地上的积水, 月光走地上发亮处是积水, 月光走地上暗处是积水。(选填“迎着”“背着”)
5.漫反射
【知识点的认识】漫反射,是投射在粗糙表面上的光向各个方向反射的现象.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一致,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”或“漫射”.这种反射的光称为漫射光.漫反射的每条光线均遵循反射定律.平行光束经漫反射后不再是平行光束.由漫反射形成的物体亮度,一般视光源强度和反射面性质而定.如图:
【命题方向】
漫反射在生活中的应用是命题的关键,例如1:用久了的黑板常会因“反光“而看不清上面字,这是因为射到黑板上的光发生镜面反射的缘故;我们能从不同的方向看清银幕上的图象,是因为射到银幕上的光发生了漫反射的缘故.
2.人们根据漫反射原理,测量光通量的大小.各种用来接收光学系统所成实像的屏幕,均应采用漫反射率高的漫反射面做成.实验室中,常用毛玻璃的漫反射面做扩展光源.
人们依靠漫反射现象才能从不同方向看到物体.在环境光学中,常把无光泽的饰面材料近似地看作均匀漫反射表面,吸声材料测试用的混响室具有足够的扩散,保持着其墙面满足漫反射条件.(电影院的银幕、投影幕布都是生活中最常见的漫反射例子)
【解题方法点拨】抓住漫面反射的定义及性质就可以解答此类题目.
五.漫反射(共3小题)
41.在一个明月如皓的夜晚,李刚走在回家的路上,高悬的月亮让李刚在右侧留下长长的身影。刚下过的雨在坑洼的路面留下了一个个积水坑,李刚为了不踏入水坑,下面说法正确的是( )
A.应踩在较亮的地方,因为水面发生了漫反射,看起来较暗
B.应踩在较亮的地方,因为路面发生了漫反射,看起来较亮
C.应踩在较暗的地方,因为路面发生了漫反射,看起来较暗
D.应踩在较暗的地方,因为水面发生了镜面反射,看起来较亮
42.小光在听讲座时,想把银幕上用投影仪投影的彩色幻灯片图象用照相机拍摄下来,由于会场比较暗,他使用了闪光灯,这样拍出来的照片( )
A.反而看不清投影到银幕上的图象,倒是把银幕上的一些污渍拍出来了
B.色彩鲜艳,比不用闪光灯清楚多了
C.色彩被“闪”掉了,拍到的仅有黑色的字和线条
D.与不用闪光灯时效果一样,因为拍摄的是银幕上的像,而不是实际的景物
43.黑板的“反光”现象属于光的 反射现象;全班同学能看到多媒体教室内投影荧幕上的画面,是因为光射到幕布上发生了 反射。
实验次数
入射角
反射角
1
15°
75°
2
30°
60°
3
45°
45°
入射角α/度
15
30
45
60
75
反射角β/度
15
30
45
60
75
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初中物理自主招生精品讲义练习67: 这是一份初中物理自主招生精品讲义练习67,文件包含2023年初中物理自主招生讲义67习题解析docx、2023年初中物理自主招生讲义67师生版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共29页, 欢迎下载使用。
初中物理自主招生精品讲义练习62: 这是一份初中物理自主招生精品讲义练习62,文件包含2023年初中物理自主招生讲义61习题解析docx、2023年初中物理自主招生讲义61师生版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共225页, 欢迎下载使用。