物理八年级上册3.5 光的反射巩固练习
展开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。
2、光的反射定律
(1)入射光线、反射光线、法线同在同一个平面内(共面);
(2)反射光线、入射光线分别位于法线的两侧(分居);
(3)反射角等于入射角(等角)。
3、光的反射定律实验
实验目的:探究光的反射规律。
实验器材:平面镜、激光笔、带刻度的硬纸光屏、支架、夹子。
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 \* GB3 ⑤整理器材。
4、作光的反射光路图
(1)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。
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。
【考点1 光的反射现象】
【典例1-1】(2023•徐州三模)如图是湖边常看到的“倒影”现象,它的成因是( )
A.光的直线传播B.光的反射
C.光的折射D.光的色散
【答案】B
【分析】光的反射是指光线在传播的过程中遇到障碍物被反射出去的现象,比如平面镜成像。
【解答】解:湖边常看到的“倒影”是平面镜成像现象,属于光的反射。
故选:B。
【典例1-2】(2023•乾安县三模)当动车行驶在长隧道时,车窗旁的乘客伸出手掌,结果在车窗中看到了两只“手掌”,这是光的 反射 现象,若手掌向窗户靠近,车窗中“手掌”大小将 不变 。
【答案】反射;不变
【分析】平面镜成像属于光的反射现象;平面镜成像特点之一,物像等大。
【解答】解:车窗旁的乘客伸出手掌,结果在车窗中看到了两只手掌,这是平面镜成像,平面镜成像属于光的反射现象;
由平面镜成像特点之一,物像等大可知,若手掌向窗户靠近,车窗中的像的大小不变。
故答案为:反射;不变。
【变式1-1】(2023•雨花区校级三模)如图所示的光学现象中,属于光的反射的是( )
A.图①中雨后天空中的“彩虹”
B.图②中水中的“倒影”
C.图③中“手影”的形成
D.图④中树荫下圆形的“光斑”
【答案】B
【分析】光在同种均匀介质中沿直线传播,产生的现象有小孔成像、激光准直、影子的形成、日食和月食等;
光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象,例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的等;
光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时,就会出现光的折射现象,例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼、凸透镜成像等都是光的折射形成的。
【解答】解:A.雨后彩虹是光的色散现象,其实质是光的折射形成的,故A不符合题意;
B.水中“倒影”是平面镜成像,是光的反射现象形成的,故B符合题意;
C.“手影”是光的直线传播形成的,故C不符合题意;
D.树荫下圆形的“光斑”是小孔成像现象,小孔成像是光的直线传播形成的,故D不符合题意。
故选:B。
【变式1-2】(2023•济源二模)如图所示,白鹭在如镜的水面上飞行的。水中的“白鹭”是由于光的 反射 形成的 虚 (选填“实”或“虚”)像。若水深3m,当白鹭距离水面5m时,它的像距离水面 5 m。
【答案】反射;虚;5。
【分析】水中倒影属于平面镜成像,所成像为虚像,物体到平面镜的距离和像到平面镜的距离相等。
【解答】解:水中的“白鹭”属于倒影,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的虚像,
物体到平面镜的距离和像到平面镜的距离相等。当白鹭距离水面5m时,它的像距离水面5m。
故答案为:反射;虚;5。
【考点2 光的反射定律的应用和实验】
【典例2-1】(2023•台江区校级三模)唐诗宋词璀璨夺目,蕴含丰富的光学知识。如太白名句“举杯谢明月,对影成三人”;描述李白月下独酌,顾观地上己影,俯看杯中自己。从物理学来看,关于“地上己影”和“杯中自己”的成因分别是( )
A.光的直线传播;光的直线传播
B.光的反射;光的折射
C.光的直线传播;光的反射
D.光的直线传播;光的折射
【答案】C
【分析】光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播,产生的现象有小孔成像、影子的形成、日食和月食等;
光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象,例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的。
【解答】解:“举杯邀明月,对影成三人”中的一人是饮酒者本人,一“人”是人在地面上形成的影子,它是沿直线传播的光被不透明的人挡住,在人后面的地面上光照不到的地方形成的影子;另一“人”是杯中的“人”,酒面相当于一个平面镜,人在这个平面镜中成像,即平面镜成像,它是由光的反射形成的人的虚像;故C正确。
故选:C。
【典例2-2】(2023•无锡)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 同一平面内 ,此时角度α为40°,则β为 40° ,将一束光沿FO方向入射,则反射光将沿 OE 方向射出。
【答案】同一平面内;40°;OE
【分析】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;光反射时,反射光线、入射光线、法线都在同一个平面内;
光反射时,反射角等于入射角;
在光的反射中,光路是可逆的。
【解答】解: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,这说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内;
此时角度α为40°,入射角为40°,根据反射角等于入射角可知,反射角β为40°;
将一束光沿FO方向入射,根据光路可逆可知,反射光将沿OE方向射出。
故答案为:同一平面内;40°;OE。
【典例2-3】(2023•朝阳区校级二模)为了“探究光反射时的规律”。实验小组的同学选用了平面镜、纸板、激光笔、量角器和几种不同颜色的笔,依据教材设计了如图1、图2所示的实验。
(1)让入射光沿AO方向射向镜面,在纸板NOF上可看到反射光OB,若将纸板NOF向后折,将 不能 (选填“能”或“不能”)观察到反射光,这说明反射光线,入射光线应在 同一平面上 。
(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,测量入射角∠i和反射角∠r,将数据记录在表中,根据数据得出的结论是∠r = ∠i。
(3)请在图3中画出相应的反射光线。
(4)若在图1中将一束光贴若纸板沿BO方向射到O点,光会沿图中的OA方向射出,这说明在反射现象中, 光路是可逆的 。
【答案】(1)不能;同一平面上;(2)=;(3)见解答;(4)光路是可逆的。
【分析】(1)根据光的反射规律:三线共面(入射光线、反射光线、法线)可做出解答;
(2)根据表中反射角和入射角的度数可得出结论;
(3)根据反射定律:反射光线、入射光线、法线在同一个平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,在法线右侧画出反射光线;
(4)在光的反射过程中,光路是可逆的。
【解答】解:(1)实验中,把纸板NOF向后折,在纸板上不能看到反射光,说明反射光已经不在纸板上了,而此时左右2个纸板也不在同一个平面了,由此说明:反射光线、入射光线和法线在同一平面内;
(2)根据表格中的实验数据,由反射角和入射角的度数可得出结论:在光的反射现象中,反射角等于入射角,即∠r=∠i。
(3)先过入射点O垂直界面作出法线,再在法线右侧从O开始画出反射光线,注意反射角等于入射角,如图所示:
(4)如果让光沿BO方向射到镜面,会发现反射光沿OA方向射出,这表明在反射现象中,光路是可逆的。
故答案为:(1)不能;同一平面上;(2)=;(3)见解答;(4)光路是可逆的。
【变式2-1】(2023•罗山县校级三模)激光水位检器的原理如图所示。激光束沿与水面成45°角的方向射向水面,经水面反射后射到沿水平方向的传感器上的S点,当水面上升h时,传感器上的点( )
A.向右移动hB.向左移动hC.向左移动2hD.向左移动h
【答案】C
【分析】根据光的反射定律,当液面发生变化时,由于入射角的大小不变,所以反射光线与原来的反射光线平行。
【解答】解:入射光线AO射到水面,水面将光线反射到S点,反射光OS和入射光AO满足反射定律,入射角为45°,反射角也为45°;
当水面上升时,入射光线AO保持不变,入射点将随着水面上升而移到G,由于入射光AO没变,入射角也没变,故反射角也不变,仍为45°,
若水面上升h,即CG=h,如下图所示:
根据几何关系,OS∥FB,BS∥OF,四边形BSOF为平行四边形,所以,OF=BS,
因为入射角为45°,所以△OFG是等腰直角三角形,所以OF=2OC=2CG=2h,
则BS=2h,即传感器上的点S向左移动2h,故C正确。
故选:C。
【变式2-2】(2023•连云港)一束光与水平面成30°角斜射到平静的水面上,则反射角为 60 °,若入射角增大10°,则入射光线和反射光线夹角为 140 °。远远望去,一只小鸟在平静的水面上飞翔,若它距水面6m,它的像距水面的距离是 6 m,当它向水面俯冲的过程中,像的大小 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】60;140;6;不变。
【分析】(1)入射角是入射光线与法线的夹角,据此可求出入射角的大小;然后可知反射光线与入射光线的夹角;
(2)反射角和入射角的概念:入射光线与法线的夹角叫做入射角;反射光线与法线的夹角叫做反射角;
(3)平面镜成像的特点:物体在平面镜中所成的像是虚像,像和物体的大小相等,它们的连线垂直于镜面,它们到镜面的距离相等。
【解答】解:由题意可知,入射光线与界面的夹角为30°,则入射角为90°﹣30°=60°,反射角也为60°;
若入射角增大10°,即入射角为70°,由反射角等于入射角可知,反射角也为70°,则则入射光线和反射光线夹角为70°+70°=140°;
倒影属平面镜成像现象,其原理是光的反射,根据平面镜成像特点可知,当小鸟距水面6m时,小鸟的像距水面6m;
由于物体在平面镜中所成的像是虚像,像和物体的大小相等,所以不管小鸟向上飞还是向下俯冲,像始终和物体等大,因此当小鸟向着水面俯冲的过程中,它在水中所成的像不变。
故答案为:60;140;6;不变。
【变式2-3】(2023•浉河区校级三模)如图所示,在探究光的反射定律时,将一块平面镜放在水平桌面上,再把一块纸板垂直立在平面镜上。
(1)让激光笔贴着纸板照射向平面镜是为了在纸板上 显示光路 ;
(2)当光贴着纸板A沿EO入射时,反射光线在纸板B上沿OF射出,为了便于测量和研究,需要把光路记录在纸板上,你的方法是 用量角器代替纸板做实验 ;
(3)量出此时的入射角和反射角分别为∠i和∠r,发现两角的度数相等,接下来应该进行的操作是 多次改变入射光线的方向,改变入射角的大小 ;
(4)将纸板B绕ON向后转动,不能在纸板B上看到反射光线,由此可以得出结论:入射光线、法线和反射光线 在同一平面内 。
【答案】(1)显示光路;(2)用量角器代替纸板做实验;(3)多次改变入射光线的方向,改变入射角的大小;(4)在同一平面内。
【分析】(1)纸板的主要作用是可以显示光路;
(2)为了便于测量和研究反射角和入射角的关系,可以用量角器代替纸板做实验,直接读出角的大小;
(3)为了得到普遍性的结论,减小偶然性,实验中应改变入射角的度数进行多次测量;
(4)知道反射光线、入射光线和法线在同一平面内,为验证这个结论,可以将纸板沿法线方向向前或向后折。
【解答】解:(1)在实验过程中,纸板与平面镜应垂直放置,同时在实验时让光线贴着纸板入射,这样是为了在纸板上显示光路;
(2)为了便于测量和研究,需要把光路记录在纸板上,可以用量角器代替纸板,这样就可以直接读出反射角和入射角的大小,进行比较;
(3)在探究“光的反射定律”实验时,要探究反射角与入射角的关系,应该多次改变入射光线的方向,改变入射角的大小,这样才能得到普遍性规律;
(4)在实验过程中,将纸板向前或向后折,是为了验证反射光线与入射光线在同一平面内,此时在纸板B上将不能看到反射光线。
故答案为:(1)显示光路;(2)用量角器代替纸板做实验;(3)多次改变入射光线的方向,改变入射角的大小;(4)在同一平面内。
【考点3 作光的反射光路图】
【典例3-1】(2022秋•宣城期末)小明站在水边,看到树在水中的倒影。图中能正确反映他看到树倒影的光路图是( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【分析】平静的水面映出岸上树木的倒影是利用平面镜成像,平面镜成像的特点:成正立、等大的虚像,像与物体关于平面镜对称。
【解答】解:看到水中“树木”属于平面镜成像,平面镜成像原理是光的反射,所成的像是反射光线的反向延长线的会聚点,不是实际光线的会聚点,所以成的是虚像,而AC两图中光线从水中发出,D图中光线由眼睛处发出,故ACD错误,B正确。
故选:B。
【典例3-2】(2023•扎兰屯市三模)许多同学的家长喜欢在家中养花,为了使客厅里花盆中的花能茁壮成长,需要让室外太阳光照射到盆中花上(选取一点B),请画出平面镜应该放置的位置。
【答案】
【分析】光的反射定律的内容:入射光线、反射光线、法线在同一平面上,反射光线和入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。
首先根据已知条件确定反射光线,根据反射角等于入射角确定法线,作法线的垂线即镜面的位置。
【解答】解:连接AB,此线即为反射光线,然后作出入射光线和反射光线夹角的角平分线,即为法线;再作一条线段与法线垂直,该线段的位置即为镜子的位置。
如下图:
【变式3-1】(2023•吉林三模)如图所示,是一幅苏州水乡风景图。下列能正确反映岸上游人看到水中石拱桥像的光路图是( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【分析】水中石拱桥的像是石拱桥在水中的倒影,属于平面镜成像,其原理是光的反射,据此分析。
【解答】解:石拱桥反射的光线斜射到水面时,发生反射,反射光线进入人眼,人眼会逆着折射光线看到水中石拱桥像,故选项ABD错误、C正确。
故选:C。
【变式3-2】(2023•山西)古诗词是中华文化的瑰宝,“小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上头”描述的画面如图甲所示。请在图乙中画出光从蜻蜓经水面反射后进入人眼的光路图,其中A'点表示水中“蜻蜓”的位置。
【答案】如图见解答
【分析】根据反射光线的反向延长线过像点作图,A'的位置是蜻蜓通过水面所成的像;根据平面镜成像特点作出蜻蜓的位置,则连线与水面的交点为反射点(入射点)O,连接AO为入射光线、连接O和眼睛可得反射光线。
【解答】解:由题可知,A'的位置是蜻蜓通过水面所成的像;根据平面镜成像特点作出蜻蜓的位置,则连线与水面的交点为反射点(入射点)O,连接AO为入射光线、连接O和眼睛可得反射光线,如图所示:
【考点4 镜面反射、漫反射和光反射的可逆性】
【典例4-1】(2023•和平区三模)黑板反光会“晃”着一些同学的眼睛,黑板反光时发生的是( )
A.镜面反射B.漫反射
C.光沿直线传播D.光的折射
【答案】A
【分析】光照在凹凸不平的物体表面,反射光线向着四面八方反射,这种反射叫漫反射;物体照在光滑的物体表面,反射光线向着同一方向射出,这种反射叫镜面反射。
【解答】解:当黑板表面太光滑,光射到这里发生了镜面反射,反射光线朝着同一方向射出,位于反射光线方向的同学则看不清黑板上的字,这就是黑板反光问题,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【典例4-2】(2023•蓬江区校级二模)关于光现象,下列说法正确的是( )
A.漫反射不遵守光的反射规律
B.镜中生花,是由于光的折射形成的
C.自行车的尾灯是靠光的折射来引起后方车辆司机注意的
D.开凿隧道时用激光束引导掘进机,利用了光的直线传播
【答案】D
【分析】(1)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,所以入射光线虽然互相平行,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”;
(2)镜中生花属于平面镜成像,自行车的尾灯是光的反射现象;
(3)光在同种均匀介质中沿直线传播。
【解答】解:A.当一束平行光线照射到粗糙的表面时,粗糙表面会把光线向四面八方反射,这就是漫反射,漫反射属于反射现象中的一种类型,漫反射遵守光的反射定律,故A错误;
B.镜中生花,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故B错误;
C.自行车的尾灯是由互成直角的小平面镜组成,将汽车照射来的光经两次反射再反射回去,引起后方车辆司机的注意,故C错误;
D.开凿隧道时用激光束引导掘进机,利用了光在同种均匀介质中沿直线传播的规律,故D正确。
故选:D。
【典例4-3】(2023•郸城县三模)3月15日,江西萍乡武功山景区花涧里观光园,上千株樱花竞相绽放,花香四溢。园内丰富的河道水系、花卉绿植,错落有致、花水相映,吸引了众多游客前来观赏拍摄,如图所示。水中呈现出樱花的倒影,这是由于 反射 形成的;人们能从各个角度看到这些花是由于光在它们表面发生了 漫反射 的缘故。
【答案】反射;漫反射
【分析】倒影属于平面镜成像;
漫反射时反射光线射向各个方向,所以我们能从各个不同方向看到本身不发光的物体。
【解答】解:水中呈现出樱花的倒影,倒影属于平面镜成像,是由光的反射形成的;
人们能从各个角度看到这些花,是因为光在花表面上发生了漫反射,反射光线射向各个方向的缘故。
故答案为:反射;漫反射。
【变式4-1】(2022秋•衡山县期末)雨后天晴的夜晚,为了不踩到地上的积水。下面判断中正确的是( )
A.迎着月光走,地上发亮处是水:背着月光走,地上暗处是水
B.迎着月光走,地上暗处是水:背着月光走,地上发亮处是水
C.迎着月光走或背着月光走,地上发亮处都是水
D.迎着月光或背着月光走,地上的暗处都是水
【答案】A
【分析】(1)人看物体的条件:物体发光或反射光,物体发的光或反射的光线能进入人的眼睛。
(2)平行光射向平而光滑的反射面,反射光线平行射出,这种反射是镜面反射;平行光射向凹凸不平的反射面,反射光线射向四面八方,这种反射是漫反射。
人感觉物体的亮暗,关键是进入眼睛的光的多少,进入眼睛的光多就感觉亮,进入眼睛的光少就感觉暗。
【解答】解:平静的水面,能发生镜面反射,地面凹凸不平,地面发生漫反射。
如图,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;地面发生漫反射,有很少的光线进入人的眼睛,人感觉地面暗。
背着月光走,月光经水面发生镜面反射,没有反射光线进入人的眼睛,人感觉水面暗;地面发生漫反射,有少量的光线反射进入人的眼睛,人感觉地面亮。
综上所述,只有选项A说法正确。
故选:A。
【变式4-2】(2022秋•龙胜县期末)如图所示,是生活中两种光的反射现象,下列关于它们说法正确的是( )
A.甲图属于漫反射
B.乙图的反射不遵循光的反射定律
C.甲图中任何方向看反射面都很亮
D.乙图的反射更利于各个方向的人看到反射面
【答案】D
【分析】反射分镜面反射和漫反射,平行光线入射到平而光滑反射面上,反射光线还是平行射出,这种反射是镜面反射;平行光线入射到粗糙的反射面上,反射光线射向四面八方,这种反射是漫反射。镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律。
【解答】解:AC、甲图中平行射入,平行射出为镜面反射,不是任何方向看反射面都很亮,故AC错误;
BD、乙图中物体表面是凹凸不平的,平行光线入射到粗糙的反射面上,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,是漫反射,遵循光的反射定律,故B错误,D正确;
故选:D。
【变式4-3】(2023•张家口一模)为了保护视力,环境较暗时,写作业一定要打开台灯,这时我们就可以看到纸笔且不刺眼,是因为纸笔表面发生了 漫反射 ,但由于 光的直线传播 ,笔和手总会形成影子,为了避免影子干扰我们写字,当我们用右手写字时,台灯应该放在右手的 左 (填“左”或“右”)侧。
【答案】漫反射;光的直线传播;左
【分析】(1)反射分镜面反射和漫反射,平行光线入射到平而光滑反射面上,反射光线还是平行射出,这种反射是镜面反射;平行光线入射到粗糙的反射面上,反射光线射向四面八方,这种反射是漫反射。
(2)光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。
【解答】解:写作业时打开台灯,这时我们看到纸笔且不刺眼,是因为光在纸笔表面上发生了漫反射,反射光线射向各个方向的缘故,但由于光的直线传播,笔和手总会形成影子,我们用右手写字,调整台灯的方位,把台灯放右手的左侧,影子在右侧,这样就避免影子干扰我们写字。
故答案为:漫反射;光的直线传播;左。
一、选择题。
1.(2023•内江)因为有了光,自然界才绚丽多彩。下列现象中,属于光的反射现象的是( )
A.小孔成像
B.晴天看见“白云在水中飘动”
C.海市蜃楼
D.风雨过后出现彩虹
【答案】B
【分析】(1)光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播,产生的现象有小孔成像、激光准直、影子的形成、日食和月食等;
(2)光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象,例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的;
(3)光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时,就会出现光的折射现象,例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼、凸透镜成像等都是光的折射形成的。
【解答】解:A.小孔成像是光沿直线传播造成的,故A不正确;
B.晴天看见“白云在水中飘动”,是平面镜成像,其本质是光的反射,故B正确;
C.海市蜃楼是光的折射现象形成的,故C不正确;
D.风雨过后出现彩虹是光的色散现象,其本质是光的折射,故D不正确。
故选:B。
2.(2023春•青浦区期末)一束光线射到平面镜上,入射角为40°,则反射角为( )
A.20°B.40°C.50°D.80°
【答案】B
【分析】熟记光的反射定律是解决本题的关键,光经过平面镜反射时,反射角等于入射角。
【解答】解:根据光的反射定律,反射角等于入射角,所以反射角等于40°。
故选:B。
3.(2023•凤凰县模拟)如图所示,一束光线与平面镜成30度角射向平面镜,则入射角是( )
A.30°B.120°C.60°D.90°
【答案】C
【分析】入射角是入射光线与法线的夹角。
【解答】解:入射角是法线与入射光线的夹角,一束光线与平面镜成30度角射向平面镜,则入射角大小为90°﹣30°=60°。
故选:C。
4.(2023•盐城二模)如图所示,小海同学在“探究光的反射规律”实验时,利用红、绿、蓝三种色光的激光笔进行实验,他将位于同一平面内的白色纸板A、B立在平面镜上。下列说法中正确的是( )
A.②号光线为绿色
B.红光的入射角为90°
C.利用该装置进行实验时,纸板应垂直于平面镜放置
D.将纸板B沿红光所在直线向后折,无法观察到反射光线,表明反射现象消失
【答案】C
【分析】(1)光线垂直照射在平面镜上时,入射角是0°,反射角是0°,折射角是0°;
(2)在光的反射中,反射光线和入射光线分居法线的两侧;反射角等于入射角;反射光线、入射光线和法线在同一平面上;当纸板与平面镜不垂直时,法线无法在纸板上画出来,就不能够探究入射光线、反射光线和法线的关系。
【解答】解:A.在光的反射中,反射光线和入射光线分居法线的两侧,反射角等于入射角,因此②号光线的颜色为蓝色,故A错误;
B.红光垂直照射在平面镜上,入射角是0°,故B错误;
C.因为当纸板与平面镜不垂直时,法线无法在纸板上画出来,就不能够探究入射光线、反射光线和法线的关系,只有垂直放置时,三条线才会都体现出来,因此纸板必须垂直放置,故C正确;
D.当纸板F转过一定的角度后,两块纸板不在同一平面上,所以在纸板F上就无法呈现出反射光线了,但反射光线没有消失,故D错误。
故选:C。
5.(2022秋•衡南县校级期末)生活中处处有物理,如果你留心观察,勤于思考,就能发现很多有意思的物理现象,那么关于以下图片中的生活常识,说法正确的是( )
A.如图甲所示,自行车尾灯之所以用很多相互垂直的小平面镜做成,是因为无论光从哪个方向射向尾灯,都会按照原来的方向反射回去,以提醒不同方向驶来的车辆
B.如图乙所示,现代城市里的大型玻璃幕墙造成了严重的光污染,是因为光照到玻璃幕墙上发生了漫反射
C.如图丙所示,寒冷的冬天,有时候屋檐下会出现冰溜子,它是水蒸气凝华形成
D.如图丁所示,卖鸡蛋饼的摊主用的燃气,是通过降低温度的方法储存在钢罐中的
【答案】A
【分析】(1)自行车的尾灯的作用是将汽车发出的照射到它上面的光沿原路反射回去,以便引起司机的注意,防止交通事故的发生。
(2)玻璃墙造成的光污染是因为光发生镜面反射。
(3)物质由液态变成固态的过程叫做凝固。
(4)气体液化的方法有二:降低温度,压缩体积。
【解答】解:A、自行车的尾灯设计很巧妙,当后面开来的汽车的灯光,无论从哪个方向射向尾灯,它都能把光线从原路反射回去,以提醒不同方向驶来的车辆,防止交通事故的发生,故A正确;
B、城市里高楼大厦的玻璃幕墙造成的“光污染”是因为光在光滑的墙体表面发生镜面反射造成的,而不是漫反射,故B错误;
C、屋檐下会出现冰溜子,是水凝固而成的,故C错误;
D、卖鸡蛋饼的摊主用的燃气,通常采用在常温下,压缩体积的方法将燃气液化储存在钢罐内,故D错误。
故选:A。
6.(2023春•无锡月考)2022年国庆期间,小明一家来到齐盛湖公园,打卡“最美书店”海岱楼钟书阁,开启了一场诗和远方的悦读之旅。下列说法错误的是( )
A.水面波光粼粼是因为光的镜面反射
B.小明从不同方向都能看到书上的字,这是发生了漫反射
C.湖面上海岱楼的倒影是光的直线传播形成的
D.钟书阁室内顶端的镜面是利用光的反射成像的
【答案】C
【分析】(1)平面镜成像的原理是光的反射;平面镜成像特点是:平面镜所成的像是虚像,像与物体的大小相同,像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等,像与物关于平面镜对称;
(2)漫反射是投射在粗糙表面上的光向各个方向反射的现象。
【解答】解:A.起风时水面虽然不是平的,但可以细分成很多小的平面,这些小平面都发生镜面反射,所以感觉比较刺眼,故A正确;
B.人们从不同方向都能看到书上的字,这是因为光在纸表面发生了漫反射,故B正确;
C.平静的湖面可视为平面镜,湖面上海岱楼的倒影为平面镜成的虚像,属于光的反射,故C错误;
D.平面镜成像属于光的反射,钟书阁室内顶端的镜面是利用光的反射成像的,故D正确。
故选:C。
7.(2022秋•江汉区期末)关于光现象的说法正确的是( )
A.甲图是光的漫反射现象,因反射光线射向各个方向,故漫反射不遵循光的反射定律
B.乙图中人通过镜子能看到视力表的像,利用了光沿直线传播的知识
C.丙图小明和小猫通过平面镜可以互相看到对方,说明反射时光路是可逆的
D.丁图中影子是由光的反射形成的
【答案】C
【分析】(1)反射分镜面反射和漫反射,平行光线入射到平而光滑反射面上,反射光线还是平行射出,这种反射是镜面反射;平行光线入射到粗糙的反射面上,反射光线射向四面八方,这种反射是漫反射。镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律;
(2)平面镜成像属于光的反射现象;
(3)在反射时光路是可逆的;
(4)光线在同种均匀介质沿直线传播。
【解答】解:A.由图可知,平行光线入射到粗糙的反射面上,反射光线射向四面八方,这种反射是漫反射,漫反射同样遵守光的反射定律,故A错误。
B.乙图中在镜中看到视力表的像属于平面镜成像,平面镜成像原理是光的反射规律,故B错误;
C.丙图中小聪和小猫相互看到,说明在反射时光路是可逆的,故C正确;
D.手影是光的直线传播形成的,故D错误。
故选:C。
8.(2022秋•莲池区期末)小光和小亮照同一面镜子,小光在镜子中看到了小亮的眼睛,那么( )
A.小亮无法通过镜子看到小光的眼睛
B.小亮可能会通过镜子看到小光的眼睛
C.小亮一定能通过镜子看到小光的眼睛
D.无法确定小亮能不能通过镜子看到小光的眼睛
【答案】C
【分析】①甲在镜子中看到乙的眼睛说明从乙的眼睛反射出的光线,经平面镜的反射后射入了甲的眼睛;
②要判断乙能否看到甲的眼睛,关键是要看甲的眼睛反射出的光线是否会经平面镜的反射进入乙的眼睛。
【解答】解:根据反射现象中光路的可逆性,既然小亮的眼睛反射出的光线能再经过平面镜的反射后进入小光的眼睛,那么逆着这束光线,光路仍然是成立的,也就是从小光的眼睛反射出的光线经平面镜的反射后会进入小亮的眼睛,所以小亮一定能看到小光的眼睛。
故选:C。
二、填空题。
9.(2023•青白江区模拟)艳阳下的风凰湖畔树影婆娑,平静的湖面上小鸟上下翻飞,景色美不胜收!其中地面上的树影是由光的 直线传播 形成的,小鸟从水面飞上树梢,它在水中所成的像的大小变化情况是 不变 。
【答案】直线传播;不变
【分析】影子是由光的直线传播形成的;
平面镜成像的特点:物体在平面镜中所成的像是虚像,像和物体的大小相等,它们的连线垂直于镜面,它们到镜面的距离相等。
【解答】解:地面上的树影是由光的直线传播形成的;
小鸟从水面飞上树梢,由于平面镜成像时,像与物体大小相同,所以水中的像的大小不变。
故答案为:直线传播;不变。
10.(2023•宝山区模拟)如图所示,太阳光线与水平地面夹角α=30°,用一平面镜把斜射的太阳光变为水平的光线照射洞口,则反射光线和入射光线的夹角为 150 度,此时平面镜镜面与水平面的夹角为 15° 。
【答案】150;15°
【分析】根据图中标出的入射光线和水平面的夹角,可求出入射光线和反射光线的夹角,再根据光的反射定律求出镜面与水平面夹角。
【解答】解:由图可知,太阳光线与水平地面夹角α=30°,平面镜把斜射的太阳光变为水平的光线照射洞口,所以反射光线和入射光线的夹角为:
180°﹣30°=150°;
因为反射角等于入射角,所以镜面与两条光线的夹角也相等,则镜面与反射光线的夹角,即此时平面镜镜面与水平面的夹角为:
==15°。
故答案为:150;15°。
11.(2023•玉溪一模)如图所示是小明“探究光的反射规律”的实验装置,在平面镜上竖直放置一块白色硬纸板,纸板由可以绕接缝ON转折的E、F两部分组成。当一束光线沿图中AO方向入射时,若想探究反射光线与入射光线是否在同一平面内,具体的实验操作是 将纸板NOF前后翻转,观察纸板NOF是否有反射光线 ,如果观察到 纸板NOF上不能看到反射光线 现象,则能初步说明反射光线、入射光线、法线在同一平面内。
【答案】将纸板NOF前后翻转,观察纸板NOF是否有反射光线;纸板NOF上不能看到反射光线。
【分析】在光的反射中,三线在同一平面上,为了证明反射光线,入射光线,法线在同一平面内,应把反射光线所在纸板前后翻折。
【解答】解:为了证明反射光线,入射光线,法线在同一平面内,将纸板NOF前后翻转,观察纸板NOF是否有反射光线;
如果观察到纸板NOF上不能看到反射光线的现象,则能初步说明反射光线、入射光线、法线在同一平面内。
故答案为:将纸板NOF前后翻转,观察纸板NOF是否有反射光线;纸板NOF上不能看到反射光线。
12.(2023•鄄城县二模)(1)小南在探究“平面镜成像特点”时,他应该在图甲中的 A (填“A”或“B”)侧观察像;如果把平板玻璃向右倾斜,如图乙所示,观察到蜡烛像的大致位置在图乙中的 A (填“A”或“B”)处。
(2)在探究“光的反射规律”时,如图丙,若光线沿着FO入射,则反射光线将沿OE方向,这说明光路是 可逆 的。图丁中,把纸板NOF向后折,是为了探究反射光线、入射光线和法线是否在 同一平面内 。
【分析】(1)玻璃板不但反射光成像,还能透光看到玻璃板后面的蜡烛,由于成的像是虚像,人应在玻璃板前观察;
根据平面镜成的与物关于镜面对称分析;
(2)反射现象中,光路是可逆的;
用来探究反射光线与入射光线是否在同一平面内,应沿ON向后转动右侧纸板。
【解答】解:(1)由于成的像是虚像,所以实验时,将点燃的蜡烛A放在玻璃板前,眼睛应该在玻璃板前A处观察,故应透过玻璃板观察;
平面镜成的像与物关于镜面对称,在实验中如果把平板玻璃向右倾斜,如图乙所示,观察到蜡烛像的大致位置在图中的A处;
(2)在图丙中,如果让光线沿着FO方向射向镜面,会看到反射光线沿着OE方向射出,这表明光反射时,光路是可逆的;
将右侧纸板沿ON向后折,发现在纸板右侧看不到反射光线,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
故答案为:(1)A;A;(2)可逆;同一平面内。
13.(2023•建华区三模)如图所示,平面镜表面发生的反射是 镜面反射 (选填“镜面反射”或“漫反射”);凸面镜和凹面镜表面发生的是 镜面反射 (选填“镜面反射”或“漫反射”)。
【答案】镜面反射;镜面反射。
【分析】平行光射向平而光滑的反射面,反射光线平行射出,这种反射是镜面反射。
【解答】解:平面镜表面发生的反射是镜面反射,凸面镜和凹面镜表面是平整,光滑的,发生的也是镜面反射。
故答案为:镜面反射;镜面反射。
14.(2023•浦东新区二模)很多公共场合张贴“禁止喧哗”标识,主要是从降低 响度 (选填“响度”、“音调”或“音色”)的角度来减少噪声污染。中心城区控制使用玻璃幕墙,是通过减少玻璃幕墙表面发生镜面 反射 (选填“反射”或“折射”)来减少光污染。四冲程汽油机气缸内的高温高压混合气体点火燃烧后会产生废气,经由 排气 冲程排出,所以越来越多的人选择新能源汽车等低碳出行的方式来减少废气污染。
【答案】响度;反射;排气
【分析】声音的三个特征分别是:音调、响度、音色,是从不同角度描述声音的,音调指声音的高低,由振动频率决定;响度指声音的强弱或大小,与振幅和距离发声体的远近有关;音色是由发声体本身决定的一个特性;
玻璃的表面光滑,光照射在玻璃表面会发生镜面反射;
汽油机有四个工作冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
【解答】解:很多公共场合张贴“禁止喧哗”标识,这主要是从降低响度的角度来减少噪声污染;
光照射在光滑玻璃表面上时会发生镜面反射;
四冲程汽油机气缸内的高温高压混合气体点火燃烧后会产生废气,经由排气冲程排出。
故答案为:响度;反射;排气。
15.(2023春•滨海县校级月考)教学楼的走廊里挂着一块平面镜,当同学们走进镜子时,他们在镜中像的大小 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”);同学间可以通过镜子互相看到对方,表明了反射时光路是 可逆 的;有时阳光射进来,部分同学看到镜子里很“刺眼”,这是因为镜子发生了镜面反射,镜面反射 遵循 光的反射定律(选填“遵循”或“不遵循”)。
【答案】不变;可逆;遵循。
【分析】(1)物体在平面镜中成虚像,虚像和物体大小相等,跟物体到平面镜的距离无关。
(2)光的反射中,光路是可逆的。
(3)平行光线经平面镜之后平行射出,这种反射是镜面反射。
【解答】解:(1)某同学在平面镜中成虚像,虚像大小和该同学大小相等,当该同学走进平面镜时,该同学本身大小不变,所以该同学的像大小不变。
(2)同学间可以通过镜子互相看到对方,表明了反射时光路是可逆的。
(3)阳光射向平面镜,阳光经平面镜之后,平行射出,这种反射是镜面反射,遵循光的反射定律。
故答案为:不变;可逆;遵循。
三、作图题。
16.(2023•广东)如图所示,点光源S发出的一束光射向平面镜O点,请画出反射光线(保留作图痕迹)。
【答案】见解答
【分析】光的反射定律的内容:反射光线与入射光线、法线在同一平面上;反射光线和入射光线分居在法线的两侧;反射角等于入射角。可归纳为:“三线共面,两线分居,两角相等”。其中入射角是入射光线与法线的夹角;反射角是反射光线与法线的夹角。
【解答】解:首先过O点作出法线,法线与镜面是垂直;根据反射角等于入射角做出反射光线,如图所示:
17.(2023•宜昌)航天员舱外作业时,宽厚的航天服限制了他的视野,为了看清胸前的操作面板,可以通过手腕处的小镜子(如图甲)进行观察。乙图中A点代表航天员的眼睛,B点代表胸前某一按钮,C点是小镜子的位置,请你根据反射光路图在C点准确画出镜面并标出镜面与竖直面的夹角。(保留作图痕迹)
【答案】
【分析】根据法线与平面镜垂直关系确定平面镜的位置;利用几何知识计算镜面与竖直面的夹角度数。
【解答】解:作∠ACB的角平分线,即为法线的位置,根据法线与平面镜垂直关系确定平面镜的位置;
∠ACB=180°﹣50°﹣70°=60°,
则∠ACD=∠ABC=×60°=30°,
所以镜面与竖直面的夹角为90°﹣30°﹣50°=10°。如图所示:
四、实验探究题。
18.(2023春•永定区校级期中)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。
(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 ON ,光线AO的入射角大小是 40 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 D 。
A.改变纸板与平面镜之间的夹角
B.沿ON向后转动纸板EON
C.沿ON向后转动纸板NOF
D.改变入射角的大小
(3)将一束光贴着纸板EON沿AO射到镜面上O点,纸板NOF上会显示出反射光束OB,接着将纸板NOF绕ON向后翻折,则纸板NOF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(选填“同一平面”或“不同平面”)。
【答案】(1)ON;40;(2)D;(3)不能;同一平面。
【分析】(1)法线始终垂直于平面镜,要使入射光和反射光的径迹同时显示在纸板上,则入射光、反射光和法线所在的平面应与平面镜垂直,据此分析;
光的反射规律:三线共面(反射光线、入射光线、法线在同一平面上),两线分居(反射光线、入射光线分居法线两侧),两角相等(反射角、入射角),光路可逆;入射角是入射光线与法线的夹角;
(2)多次改变入射角的大小并测量对应的反射角,以得出普遍规律;
(3)要验证反射光线与入射光线是否在同一平面上,可以通过让纸板F与纸板E不在同一平面上来研究。
【解答】解:(1)如图所示,入射光线AO的法线是ON;纸板ENF与平面镜垂直放置,图中的入射角是90°﹣50°=40°;
(2)为了探究反射角与入射角大小的关系,应该多次改变入射角的大小并测量对应的反射角,以得出普遍规律,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(3)探究反射光线、入射光线与法线是否在同一平面内,将纸板F绕ON向后翻折,如果纸板F上不能出现反射光线,说明反射光线的位置没有发生变化,也就是说明反射光线、入射光线与法线在同一平面内。
故答案为:(1)ON;40;(2)D;(3)不能;同一平面。
19.(2023•雁塔区校级模拟)在“探究光的反射定律”实验中,同学们进行了以下探究:
(1)如图甲所示,表面粗糙的白色硬纸板A、B两部分均可绕轴ON旋转。如图乙,将平面镜水平放置,白色硬纸板垂直放在平面镜上。让一束光紧贴硬纸板A射向镜B面上的O点,为了观察到完整的光路,纸板B需旋转到图乙中的位置2;旋转C0硬纸板A到位置1时,也同时需要旋转硬纸板B到位置 3 (填序号)才能观察到完整光路,通过以上操作过程可知,要观察完整的光路,硬纸板A、B两部分旋转后要处于 同一平面内 ,而这条过入射点并垂直于镜面的直线ON叫做 法线; 。
(2)如图丙所示,反射角的大小为 50° 。当入射光线EO靠近ON时,反射角将 减小 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1)2;同一平面内;法线;(2)50°;减小。
【分析】(1)反射光线、入射光线和法线在同一平面内;过入射点并垂直于镜面作直线即为法线;
(2)反射角是反射光线与法线的夹角;反射角随入射角的改变而改变,通过多次实验可得出结论。
【解答】解:(1)由光的反射定律可知,反射光线与入射光线在同一平面内,因此为观察到完整的光路,若旋转NO硬纸板A到位置1时,需将光屏B旋转到图乙中的位置3,使光屏A和光屏B在同一平面内;
经过入射点并垂直于反射面的直线叫做法线;
(2)图丙中ON是法线,反射光线与法线的夹角就是反射角,为50°;
让入射光线EO靠近法线ON,则入射角减小,反射角也随之减小。
故答案为:(1)2;同一平面内;法线;(2)50°;减小。
五、解答题。
20.(2023•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 50 度。
(2)当 入射角为0° 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 左 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 让光线逆着原反射光线的方向射向镜面,会发现光线原路返回,这时的入射角为原来的反射角,反射角为原来的入射角,所以反射角等于入射角;或沿着画出的入射光线和对应的反射光线进行折叠即可得到结论 。
【答案】(1)50;(2)入射角为0°;左;(3)让光线逆着原反射光线的方向射向镜面,会发现光线原路返回,这时的入射角为原来的反射角,反射角为原来的入射角,所以反射角等于入射角;或沿着画出的入射光线和对应的反射光线进行折叠即可得到结论。
【分析】(1)入射角是入射光线与法线的夹角;
(2)光的反射定律:反射光线、入射光线与法线在同一平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角;
(3)根据入射光线和反射光线的位置互换进行实验,观察反射光线与原来入射光线的关系得出结论。
【解答】解:(1)入射角是入射光线与法线的夹角,则图中的入射角是90°﹣40°=50°;
(2)让入射光线沿纸板上某一角度线射向镜面上的O点,观察反射光线方向,可发现反射光线与入射光线分居法线两侧,所以说明了反射光线与入射光线分居法线两侧;当入射角为0°时,反射光束与入射光束、法线重合;
当入射光线从与反射光线重合的位置向右偏转一定角度时,反射光线会与入射光线分居在法线两侧,所以反射光线向左偏转;
(3)如果让光线逆着原反射光线的方向射向镜面,会发现光线原路返回,这时的入射角为原来的反射角,反射角为原来的入射角,所以反射角等于入射角;或沿着画出的入射光线和对应的反射光线进行折叠即可得到结论。次数
i
r
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70°
70°
2
45°
45°
3
30°
30°
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