第12講探究光的反射規(guī)律八年級物理上冊講義（滬粵版）

第12講探究光的反射規(guī)律學(xué)科素養(yǎng)學(xué)科素養(yǎng)科學(xué)思維科學(xué)態(tài)度與責(zé)任1.由生活中能看到不發(fā)光的物體，學(xué)會聯(lián)想，認(rèn)識到在我們周圍發(fā)生了光的反射。2.認(rèn)識到輔助線的作用，并理解光的反射定律內(nèi)容，歸納總結(jié)出光的反射規(guī)律和光路的可逆性。1.從光的反射定律中領(lǐng)略“簡潔、對稱、和諧”的物理學(xué)之美。2.通過了解光的反射的應(yīng)用和光污染，關(guān)注科學(xué)及相關(guān)技術(shù)對于社會發(fā)展和人類生活的影響。知識精講知識精講知識點01光的反射現(xiàn)象和光的反射規(guī)律1．光在兩種介質(zhì)分界面上改變傳播方向又返回原來介質(zhì)中的現(xiàn)象，叫做光的反射。2．如圖所示是光射到物體表面發(fā)生反射時的情況，則AO為入射光線，OB為反射光線，ON為法線，∠α為入射角，∠β為反射角。3.光反射時，反射光線、入射光線和法線三者在同一平面內(nèi)，反射光線和入射光線分別位于法線兩側(cè)，反射角等于入射角。這就是光的反射定律。在光的反射現(xiàn)象中，光路是可逆的。4．如圖所示，根據(jù)給出的反射光線OB畫出入射光線AO，并標(biāo)出入射角及其度數(shù)?！炯磳W(xué)即練1】小夢同學(xué)利用激光筆、平面鏡M、可沿ON轉(zhuǎn)折的光屏EF等實驗器材，探究光的反射規(guī)律，實驗裝置如圖所示。關(guān)于小夢的實驗，下列說法中正確的是（）A．她應(yīng)選用白色且表面光滑的紙板做光屏B．若她將右側(cè)光屏F向后折轉(zhuǎn)，反射光線就不存在了C．多次改變?nèi)肷浣堑亩葦?shù)，是為了探究反射角與入射角的關(guān)系D．若她用激光筆沿著BO入射，則BO的反射光線與OA不能重合【答案】C【解析】A．為了看清楚紙板上的光路，紙板材質(zhì)應(yīng)是較粗糙，光線射在上面發(fā)生了漫反射，反射光線射向各個方向，無論從哪個角度看，都能看得清楚，故A錯誤；B．為了探究反射光線、入射光線與法線是否在同一平面內(nèi)，把紙板F向前或向后折疊，則在紙板F上都不能看到反射光線，說明反射光線、與入射光線和法線應(yīng)在同一平面內(nèi)，但反射光線依然存在，故B錯誤；C．改變?nèi)肷浣堑亩葦?shù)多次實驗的目的是為了探究反射角與入射角的關(guān)系，尋找普遍規(guī)律，故C正確；D．在光的反射現(xiàn)象中，光路可逆，所以若她用激光筆沿著BO入射，則BO的反射光線與OA重合，故D錯誤。故選C。知識點02鏡面反射與漫反射1．平行光線經(jīng)反射后，反射光線還是平行的，這種反射叫做鏡面反射。粗糙不平的表面將平行入射的光向各個方向反射，這種反射叫做漫反射。2．為什么黑板反光看不清字？因為黑板比較光滑，射到上面的光接近發(fā)生鏡面反射，從而射向某一方向的同學(xué)眼睛中的光線較強(qiáng)(選填“強(qiáng)”或“弱”)，而粉筆字很粗糙，射到它上面的光發(fā)生漫反射，進(jìn)入這一方向的同學(xué)眼睛中的光很弱(選填“強(qiáng)”或“弱”)，所以覺得有些耀眼而看不清字。【即學(xué)即練2】鏡面反射和漫反射是光的反射兩種類型（如圖所示）。雨后的夜晚，迎著月光行走在有積水的路上時，會發(fā)現(xiàn)水坑處和干燥的地面亮度不一樣。結(jié)合光的反射知識，下列說法正確的是（）A．水面發(fā)生漫反射，遵循光的反射定律B．干燥的地面發(fā)生漫反射，不遵循光的反射定律C．干燥的地面比較暗，水坑處比較亮D．干的地面比較亮，水坑處比較暗【答案】C【解析】A．水面表面光滑，月光經(jīng)水面發(fā)生鏡面反射，遵循光的反射定律，故A錯誤凹凸不平；B．地面凹凸不平，月光經(jīng)地面發(fā)生漫反射，遵循光的反射定律，故B錯誤；CD．迎著月光走，月光經(jīng)水面發(fā)生鏡面反射，進(jìn)入人的眼睛反射光線多，所以人感覺水洼處比較亮；月光經(jīng)地面發(fā)生漫反射，有很少的光線進(jìn)入人的眼睛，所以人感覺地面比較暗，故C正確，D錯誤。故選C。知識點03光的反射應(yīng)用1．光的反射不僅廣泛應(yīng)用在生活中，還常應(yīng)用在許多高新技術(shù)中。紅寶石激光器的紅寶石兩端被磨成一對平行的平面鏡，使很強(qiáng)的激光經(jīng)多次反射，形成激光束；人造衛(wèi)星利用光的反射，在遙遠(yuǎn)的太空探測地面的河流和森林，估計農(nóng)作物的產(chǎn)量；光纖利用光的反射傳輸信息；等等。2．光明是人們祈求的，但有時光也會損害人的視覺和身心健康，成為光污染。下列現(xiàn)象中會造成光污染的是(B)A．汽車車窗玻璃上貼太陽膜B．城市建筑大面積安裝玻璃幕墻C．晚上學(xué)習(xí)時用護(hù)眼臺燈D．用塑料薄膜建造溫室大棚【即學(xué)即練3】如圖所示是2022年4月在荷蘭阿爾梅勒世界園藝博覽會上拍攝的中國竹園的展館景象，“中國竹園”憑借其融合中國傳統(tǒng)文化和現(xiàn)代工藝于一體的獨特風(fēng)格而備受矚目。竹房在水中的“倒影”是光的______形成的，水中的“竹房”是______（選填“實”或“虛”）像?！敬鸢浮?/p>

反射

虛【解析】[1]竹房在水中的“倒影”，屬于平面鏡成像，是由光的反射形成的。[2]水中的“竹房”并不是由實際光線會聚而成的，因而是虛像。能力拓展能力拓展考法01鏡面反射與漫反射的應(yīng)用【典例1】一個雨后的晚上，天剛放晴，地面雖已干，但仍留有不少積水，為了不致踩在小水坑，下列判斷正確的是（）A．迎著月光走時，地面上亮處是水坑B．背著月光走時，地面上亮處是水坑C．迎著月光和背著月光行走時，地面上亮處是水坑D．迎著月光和背著月光行走時，地面上暗處是水坑【答案】A【解析】A.B.迎著月光走時，月光從前上方射來，地面上的水坑產(chǎn)生鏡面反射，反射光線強(qiáng)，所以亮處是水坑，故A正確，B錯誤；C.D.背著月光行走時，水坑鏡面反射的光線不能進(jìn)入眼睛，地面產(chǎn)生漫反射，有部分光線進(jìn)入眼睛，所以亮處是地面，暗處是水坑，故CD錯誤。故A正確?？挤?2根據(jù)光的反射定律作圖【典例2】如圖所示，利用一塊平面鏡使太陽光水平射入隧道內(nèi)，請你通過作圖畫出平面鏡，并在圖中標(biāo)出反射角的度數(shù)?！敬鸢浮俊窘馕觥繄D中給出了入射光線和反射光線，根據(jù)反射角等于入射角的關(guān)系做入射光線和反射光線的角平分線，即為法線；過入射點作法線的垂線即為平面鏡的位置；入射光線與水平面成60°，水平射入隧道內(nèi)，即入射光線和反射光線夾角為120°，則反射角為60°，如圖所示考法03利用光的反射定律進(jìn)行動態(tài)分析【典例3】如圖所示，平面鏡M放置在水平桌面上，光源S發(fā)出一束激光射到鏡面上，經(jīng)反射后在標(biāo)尺上形成光斑P。若在桌面右端用力向上提桌面，使桌面繞點O轉(zhuǎn)動到與水平面成5°夾角，則此時（）A．入射角增大了5°反射角增大了5°B．標(biāo)尺上的光斑向右移動C．反射光線與入射光線夾角減小10°D．反射光線與入射光線夾角減小5°【答案】C【解析】在桌面右端用力向上提桌面，使桌面繞點O轉(zhuǎn)動到與水平面成5°夾角，即逆時針轉(zhuǎn)動5°，則法線也逆時針轉(zhuǎn)動5°，因為入射光線方向沒有改變，故入射角減小5°，根據(jù)反射定律，反射角也減小5°，反射光線與入射光線夾角減小10°，標(biāo)尺上的光斑會向左移動，綜上，故C正確，ABD錯誤。故選C。分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過關(guān)練1．有一光電控制液面高度的儀器，是通過光束在液面上的反射光線打到光電屏上來顯示液面高度的，光路圖如圖所示．當(dāng)光屏上的光點由S1移到S2時，表示液面（

）A．下降 B．上升C．不變 D．先下降后上升【答案】A【解析】光屏上的光點由S1移到S2時，由于入射光線的方向固定不變，那么它的反射光線方向也不變，過S2作平行線平行于過S1的反射光線，這條平行線與入射光線交于O點，O點在CD線上，液面CD相對于液面AB是下降，如圖所示，故選A。2．用如圖所示的裝置探究光的反射規(guī)律。紙板由、兩部分組成，可以繞翻折，為了探究反射角與入射角大小的關(guān)系，應(yīng)進(jìn)行的操作是（）A．改變光線與的夾角 B．沿向后轉(zhuǎn)動紙板C．改變紙板與平面鏡之間的夾角 D．沿向后轉(zhuǎn)動紙板【答案】A【解析】為了探究反射角與入射角大小的關(guān)系，應(yīng)改變?nèi)肷浣?，即改變光線與的夾角，研究反射角是否等于入射角；故A符合題意。故選A。3．一條光線射到平面鏡上，如果入射的方向保持不變，轉(zhuǎn)動平面鏡的鏡面，使入射角增大20°，則反射光線跟入射光線恰成直角，鏡面轉(zhuǎn)動前的反射光線與入射光線的夾角是（）A．20° B．25° C．35° D．50°【答案】D【解析】由于反射角等于入射角，當(dāng)反射光線跟入射光線恰成直角時，入射角和反射角都是45°；現(xiàn)在的入射角比原來的大了20°，故原來的入射角是25°．則鏡面轉(zhuǎn)動前的入射光線與反射光線的夾角是故選D。【點睛】熟練應(yīng)用光的反射定律，反射角等于入射角，故反射光線跟入射光線恰成直角可求得入射角的度數(shù)，再由題意可得出原來的入射光線與反射光線的夾角。4．如圖所示，三條互相平行的光線入射到凹凸不平的物體表面上，三條反射光線______（選填“會”或“不會”）平行射出，這種反射______（選填“遵循”或“不遵循”）光的反射定律?！敬鸢浮?/p>

不會

遵循【解析】[1]三條互相平行的光線入射到凹凸不平的物體表面上，不會平行射出，因為入射角不同，反射角也不同，只有三條互相平行的光線入射到平面鏡上才會平行射出。[2]這種反射是漫反射，也遵循光的反射規(guī)律。題組B能力提升練5．如圖所示，兩平面鏡A和B之間的夾角α為9°，自平面鏡B上的某點P射出一條與B鏡面成β角的光線，在β角由0°至180°范圍內(nèi)（不包括0°）連續(xù)變化的過程中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)β取某角度時，光線經(jīng)鏡面一次或多次反射后，恰好能返回到P點，則符合該要求的β的個數(shù)有（）A．1個 B．4個 C．6個 D．9個【答案】D【解析】可按以退求進(jìn)法解，因為入射光線與鏡子的夾角為90垂直時即可原路返回。所以一次反射就能返回則β=90α=909=81若2次反射后返回則β=902α=902×9=72三次則β=903α=63這樣第四次，第五次，第六次，第七次，第八次分別都可以按照β=90nα算出來。到當(dāng)?shù)诰糯螘rβ=9，此時若第十次則為負(fù)了，所以不可能再有第十次。故ABC錯誤，D正確。故選D。6．如圖是小天同學(xué)探究光的反射定律的實驗過程。下列說法錯誤的是（）A．實驗中使用硬紙板是為了顯示光的傳播路徑B．圖甲中∠EOM是入射角C．圖乙的現(xiàn)象說明反射光線跟入射光線和法線在同一平面內(nèi)D．圖丙和圖甲中的現(xiàn)象說明在反射現(xiàn)象中光路是可逆的【答案】B【解析】A．如果看不見光的傳播路徑，就無法對光線研究，安裝一個硬紙板后，我們就可以在硬紙板上看到光的傳播路徑，A正確，故A不符合題意；B．入射光線與法線的夾角為入射角，圖甲中∠EON是入射角，B錯誤，故B符合題意；C．將紙板沿ON向后翻轉(zhuǎn)，則看不到反射光線，故圖乙的現(xiàn)象說明反射光線跟入射光線和法線在同一平面內(nèi)，C正確，故C不符合題意；D．讓光線沿原來反射光線入射，則反射光線沿原來的入射光線射出，圖丙和圖甲中的現(xiàn)象說明在反射現(xiàn)象中光路是可逆的，D正確，故D不符合題意。故選B。7．唐代高駢的詩句“綠樹濃陰夏日長，樓臺倒影入池塘?！敝刑N(yùn)含著一些物理知識：看到“綠樹”是樹葉__（填“反射”、“折射”或“吸收”綠光；“倒影”是正立、__（填“放大”、“縮小”或“等大”）的__像?！敬鸢浮?/p>

反射

等大

虛【解析】[1]不透明物體只能反射與其顏色相同的色光，吸收與其顏色不同的色光。因此，我們看到樹葉之所以呈現(xiàn)綠色，是因為它們反射綠光的緣故；[2][3]樓臺倒影是平面鏡成像，是光的反射形成的，倒影是正立、等大的虛像。8．如圖所示，在“探究光的反射規(guī)律”實驗中，小明將硬紙板豎直地立在平面鏡上，硬紙板上的直線ON垂直于鏡面，右側(cè)紙板可繞ON向后轉(zhuǎn)動，如圖甲所示，入射角等于________（選填“30°”或“60°”）；若增大入射角，則反射角_______．若將右側(cè)紙板向后轉(zhuǎn)動，如圖乙所示，在右側(cè)紙板上________（選填“能”或“不能”）觀察到反射光．【答案】

30°

增大

不能【解析】由入射角的定義知，入射角是指入射光線與法線之間的夾角，所以由圖甲知，入射角等于30°；又由光的反射定律知，反射角等于入射角，且反射角隨入射角增大而增大，所以若增大入射角，則反射角增大；根據(jù)光的反射定律，反射光線、入射光線和法線共面，所以若將右側(cè)紙板向后轉(zhuǎn)動，則由于右側(cè)紙板不再與左側(cè)紙板共面，故在右側(cè)紙板上便不能觀察到反射光。題組C培優(yōu)拔尖練9．“探究光的反射規(guī)律”的實驗裝置如圖甲所示，平面鏡放在水平桌面上，標(biāo)有刻度(圖中未畫出)的白色紙板ABCD。能繞垂直于CD的ON軸翻轉(zhuǎn)，在紙板上安裝一支可在紙板平面內(nèi)自由移動的激光筆。(1)實驗前，應(yīng)將紙板______放置平面鏡上；移動激光筆，使入射光束繞入射點O沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，可觀察到反射光束沿_____時針方向轉(zhuǎn)動；(2)移動激光筆，使入射角為45°，測得反射角也為45°，由此就得出“光反射時，反射角等于入射角”的結(jié)論你認(rèn)為有何不妥之處？_________；(3)如圖乙所示，將紙板右半部分繞ON向后翻轉(zhuǎn)任意角度，發(fā)現(xiàn)紙板上均無反射光束呈現(xiàn)此現(xiàn)象說明了：__________；(4)在圖甲中，若將紙板(連同激光筆)繞CD向后傾斜，此時反射光束____________．A．仍在紙板上呈現(xiàn)

B．被紙板擋住

C．在紙板前方【答案】

豎直（垂直）

順

一次實驗得到的結(jié)論具有偶然性

反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)

C【解析】（1）白色紙板ABCD應(yīng)垂直放置于平面鏡上，這樣反射光線才可以在硬紙板上呈現(xiàn)；如圖甲，移動激光筆，使入射光束繞入射點O沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，則入射角增大，反射角也增大，則反射光線會遠(yuǎn)離法線，即反射光線將會順時針轉(zhuǎn)動。（2）由于一次實驗具有有很大的偶然性，所以不能只由一組數(shù)據(jù)就得出結(jié)論，應(yīng)改變?nèi)肷浣堑亩葦?shù)進(jìn)行多次實驗。（3）如圖乙所示，將紙板右半部分繞ON向后翻轉(zhuǎn)任意角度，發(fā)現(xiàn)紙板上均無反射光束呈現(xiàn)，此現(xiàn)象說明了反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)。（4）在圖甲中，若將紙板（連同激光筆）繞CD向后傾斜，而法線始終垂直于平面鏡，則反射光線、入射光線、法線所在的平面也垂直于平面鏡，所以可知反射光束在紙板前方，故應(yīng)選C。10．閱讀短文，回答下列問題：自行車尾燈有燈泡嗎？自行車的尾燈在夜間發(fā)出的紅光，能有效地提示后面的車輛，避免了交通意外事故