1.1 光的反射（解析版）

知識點(diǎn)一：光的反射1、如圖，光在傳播的過程中，遇到兩種介質(zhì)交界面（或物體表面）時(shí)，有一部分光返回原來的介質(zhì)中的現(xiàn)象叫做光的反射。2、光的反射定律：在光的反射現(xiàn)象中，（1）入射光線、反射光線、法線同在同一個(gè)平面內(nèi)（共面）；（2）反射光線、入射光線分別位于法線的兩側(cè)（分居）；（3）反射角等于入射角（等角）。3、光反射時(shí),若光逆著原來反射光線的方向照射到反射面上,則反射光線逆著原來的入射光線照射出去。這說明，光路是可逆的?！竟獾姆瓷涓拍睢抗獾姆瓷渲械摹耙稽c(diǎn)”“二角”“三線”相關(guān)概念：一點(diǎn)(入射點(diǎn)O)、二角(入射角α、反射角β)、三線(入射光線AO、反射光線OB、法線ON)，如圖所示。入射點(diǎn)：入射光線與界面(物體表面)的交點(diǎn)O點(diǎn)，也叫反射點(diǎn)。入射光線：射向界面的光線AO。反射光線：被界面反射回原介質(zhì)的光線OB。法線：從入射點(diǎn)引出的一條垂直于界面的直線ON。入射角：入射光線與法線的夾角∠AON，即∠α。反射角：反射光線與法線的夾角∠BON，即∠β。知識點(diǎn)二：探究光的反射規(guī)律1、把一個(gè)平面鏡放在水平桌面上，再把一張紙板ENF豎直地立在平面鏡上，紙板上的直線ON垂直于鏡面，如圖甲所示：2、把一個(gè)平面鏡放在水平桌面上，再把一張紙板ENF豎直地立在平面鏡上，紙板上的直線ON垂直于鏡面，如圖甲所示：3、在紙板上畫出兩條入射光線，用激光筆沿入射光線射入，找到對應(yīng)的反射光線。4、觀察兩組反射光線和入射光線，猜想反射光線和入射光線的位置關(guān)系：a、反射光線、入射光線和鏡面的夾角相等；b、反射光線和入射光線關(guān)于法線對稱。5、把紙板NOF向前折或向后折如圖乙，觀察還能看到反射光線嗎？6、取下紙板，用量角器測量角i和r。知識點(diǎn)三：鏡面反射和漫反射1、反射面是光滑平面，光線平行反射的叫鏡面反射；如鏡子、平靜的水面等；鏡面反射遵循光的反射定律。2、照射在粗糙表面上的光向各個(gè)方向反射的現(xiàn)象叫漫反射。當(dāng)一束平行的入射光線射到粗糙的表面時(shí)，表面會把光線向著四面八方反射，所以入射線雖然互相平行，由于各點(diǎn)的法線方向不同，造成反射光線向不同的方向無規(guī)則地反射，這種反射稱之為“漫反射”。很多物體，如植物、墻壁、衣服等，其表面粗看起來似乎是平滑，但用放大鏡仔細(xì)觀察，就會看到其表面是凹凸不平的，所以本來是平行的太陽光被這些表面反射后，彌漫地射向不同方向。3、鏡面反射和漫反射（1）鏡面反射：即物體的反射面是光滑的平面，光線平行反射，如鏡子，平靜的水面等；鏡面反射遵循光的反射定律，如圖a所示。a.鏡面反射圖b．漫反射（2）漫反射：是投射在粗糙表面上的光向各個(gè)方向反射的現(xiàn)象。當(dāng)一束平行的入射光線射到粗糙的表面時(shí)，表面會把光線向著四面八方反射，所以入射線雖然互相平行，由于各點(diǎn)的法線方向不一致，造成反射光線向不同的方向無規(guī)則地反射，這種反射稱之為“漫反射”。很多物體，如植物、墻壁、衣服等，其表面粗看起來似乎是平滑，但用放大鏡仔細(xì)觀察，就會看到其表面是凹凸不平的，所以本來是平行的太陽光被這些表面反射后，彌漫地射向不同方向。如圖b所示。☆鏡面反射和漫反射相同點(diǎn)：不論是漫反射還是鏡面反射,它們的反射都遵循反射定律。鏡面反射和漫反射不同點(diǎn)：鏡面反射和漫反射的不同,是由于反射面的不同,漫反射的表面是凹凸不平的,如紙張、墻壁等；鏡面反射表面是光滑的,如鏡子,玻璃等。當(dāng)平行光照射時(shí),鏡面反射是所有發(fā)射光線仍然是平行光,而漫反射的反射光線是雜亂無章的,向各個(gè)方向的都有?！罟馕廴荆翰Ａ粔Α⒛ス獾拇罄硎确瓷涮柟?，炫目的光干擾人們的正常生活的現(xiàn)象。4、鏡面反射和漫反射都遵循光的反射定律；當(dāng)平行光照射時(shí)，鏡面反射的反射光仍然是平行，而漫反射的反射光線是發(fā)散的，向各個(gè)方向都有。1、如圖所示，固定在水面上方的光源S發(fā)出一束光線經(jīng)水面反射后在光屏上有一個(gè)光斑A，已知光束與水面的夾角為40°，S′是光源經(jīng)水面反射所成的像。下列說法正確的是（）A．反射角的大小為40°B．當(dāng)水面升高時(shí)，反射角將變大C．當(dāng)水面升高時(shí)，光斑A將向右移動D．當(dāng)水面升高時(shí)，S′到水面的距離變小【答案】D【解析】A、已知光束與水面的夾角為40°，反射角為90°﹣40°＝50°，故A錯(cuò)誤；B、因?yàn)槿肷涔饩€方向不變，當(dāng)水面升高時(shí)，再次的水面是平行的，反射光線與原來的反射光線是平行的，故反射角不變，故B錯(cuò)誤；C、當(dāng)液面升高時(shí)，由于入射角不變，所以反射光線與原來的反射光線平行，故光電屏上的光斑A向左移動到A′位置。如圖所示：D、當(dāng)水面升高時(shí)，物體S到水面的距離小了，所以像到水面的距離也小了，故D正確。故選：D。2、如圖甲，在“探究光的反射規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中：（1）在紙板前，從不同方向都可以看到紙板上入射光線EO的徑跡，這是因?yàn)楣庠诩埌迳习l(fā)生了（選填“漫”或“鏡面”）反射；（2）多次改變?nèi)肷浣堑拇笮∵M(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以得出結(jié)論：反射角入射角；（3）小明發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中所用的激光垂直照在光屏上不是一個(gè)點(diǎn)而是一條直線，這樣使實(shí)驗(yàn)中更容易觀察光路。他很好奇這是如何做到的，于是拆開激光筆。如圖乙所示，一束很細(xì)的激光發(fā)射出來后通過一個(gè)透明的圓柱體，由于圓柱體對光有（選填“會聚”或“發(fā)散”）作用，最終使激光在光屏上展開得很寬?！敬鸢浮柯坏扔?；會聚?！窘馕觥浚?）光在紙板上發(fā)生漫反射時(shí)，反射光線會向各個(gè)方向傳播，使我們從各方向都能看到；（2）光反射時(shí)，反射角總是等于入射角；（3）透明圓柱相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，對光有會聚作用，把很細(xì)的激光會聚起來，形成亮光，再在光屏上展開。3、如圖所示，是陳濤同學(xué)探究光的反射規(guī)律的實(shí)驗(yàn)。他進(jìn)行了下面的操作：（1）如圖甲，讓一束光貼著紙板沿某一個(gè)角度射到O點(diǎn)，經(jīng)平面鏡的反射，沿另一個(gè)方向射出，在紙上用筆描出入射光EO和反射光OF的徑跡。改變光束的入射角度，多做幾次，取下紙板，用量角器測量ON兩側(cè)的∠i和∠r，得到的結(jié)論是反射角入射角（選填“大于”、“等于”或“小于”）；（2）如圖乙，紙板ENF是用兩塊紙板連接起來的，把半面紙板NOF向前折或向后折，這時(shí)在NOF上看不到反射光線，說明反射光線、入射光線與法線同一平面內(nèi)（選填“在”或“不在”）；（3）使入射光線逐漸靠近法線ON，可觀察到反射光線（選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）法線；（4）如果讓光線逆著OF的方向射向鏡面，會發(fā)現(xiàn)反射光線沿著OE方向射出，這表明：在光的反射現(xiàn)象中，；（5）陳濤同學(xué)還想用圖丙和圖丁模擬鏡面反射與漫反射，照圖丙那樣，把幾根細(xì)針垂直入一張硬紙板中，表示法線，當(dāng)入射光線平行射到各入射點(diǎn)時(shí)，反射光線將平行射出。隨后將紙板隨意彎折，如圖丁所示，這時(shí)會看到“法線”不再平行，當(dāng)入射光線平行射到各入射點(diǎn)上時(shí)，反射光線（選填“平行”或“不平行”），根據(jù)你所學(xué)的知識判斷，漫反射（選填“遵循”、“不遵循”）光的反射定律?！敬鸢浮浚?）等于；（2）在；（3）靠近；（4）光路是可逆的；（5）不平行；遵循?！窘馕觥浚?）改變光束的入射角度，多做幾次，取下紙板，用量角器測量ON兩側(cè)的∠i和∠r，會發(fā)現(xiàn)反射角等于入射角；（2）如圖乙，把半面紙板NOF向前折或向后折，這時(shí)，在NOF上看不到反射光線，說明反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)。此時(shí)，反射光依然存在；（3）若將入射光線逐漸靠近法線ON，則入射角減小，反射角等于入射角，所以反射光線也靠近法線；（4）由讓光線逆著OF的方向射向鏡面，會發(fā)現(xiàn)反射光線沿著OE方向射出可知，將反射光線改為入射光線，光路圖照樣成立，體現(xiàn)了光路是可逆的；（5）隨后將紙板隨意彎折，根據(jù)圖丁可知，會看到“法線”不再平行，當(dāng)入射光線平行射到各入射點(diǎn)上時(shí)，反射光線不平行，但漫反射仍然遵循光的反射定律。1、關(guān)于光的反射，下列說法正確的是（）A.入射角增大7°時(shí)，反射光線與入射光線的夾角也增大7°B.當(dāng)入射光線與鏡面的夾角為40°時(shí)，反射角也為40°C.入射光線遠(yuǎn)離法線時(shí)，反射光線也將遠(yuǎn)離法線D.鏡面反射遵循光的反射定律，漫反射不遵循光的反射定律【答案】C【解析】A、入射角增大7°，反射角也增大7°，所以反射光線與入射光線的夾角增大14°，故A錯(cuò)誤。B、入射角是入射光線與法線之間的夾角，則入射光線與反射面的夾角為40°時(shí)，入射角為90°-40°=50°，反射角為50°，故B錯(cuò)誤；C、入射光線遠(yuǎn)離法線時(shí)，入射角增大，反射角也增大，所以，入射光線遠(yuǎn)離法線時(shí)，反射光線也遠(yuǎn)離法線，故C正確；D、鏡面反射遵循光的反射定律，漫反射也遵循光的反射定律，故D錯(cuò)誤。2、如圖所示，甲、乙兩條光線射到平面鏡上并發(fā)生反射，則甲、乙兩條光線的反射角分別是（）A.90°、60°B.90°、30°C.0°、60°D.0°、30°【答案】D【解析】圖中甲光線垂直照射界面時(shí)，反射光線也會被垂直的反射回去，即此時(shí)反射光線和法線的夾角是0°，故反射角是0°；由圖可知，此時(shí)乙光線入射光線和鏡面的夾角是60°，所以入射角是90°-60°=30°，反射角等于入射角，故乙光線的反射角為30°。3、如圖所示，入射光線與平面鏡成30°角，下列說法中，正確的是（）A.反射角為60°B.入射角為30°C.反射光線與鏡面的夾角為60°D.入射角增大，反射角不變【答案】A【解析】因?yàn)槿肷涔饩€與平面鏡的夾角為30°，所以入射角為90°-30°=60°，反射角也為60°，A正確、B錯(cuò)誤；反射角為60°，所以反射光線與鏡面的夾角為30°，故C錯(cuò)誤；入射角增大，反射角也增大，D錯(cuò)誤。4、黑暗的房間里有兩盞電燈，只有一盞燈點(diǎn)亮，但人能看到未點(diǎn)亮的燈泡。以下對于“看到未點(diǎn)亮燈泡”所畫的光路圖，正確的是（）A． B． C． D．【答案】D【解析】點(diǎn)亮的燈泡屬于光源，會發(fā)出光，未點(diǎn)亮的燈泡會反射點(diǎn)亮的燈泡的光線，使光線進(jìn)入人的眼睛，從而人看到了未點(diǎn)亮的燈泡，故D光路圖正確，ABC錯(cuò)誤。5、自行車尾燈能將照射過來的光原方向反射回去，下列光路中正確的是（）A． B． C． D．【答案】A【解析】過反射點(diǎn)作垂直于反射面的法線，根據(jù)反射角等于入射角畫出反射光線；然后過二次反射點(diǎn)作法線，仍然根據(jù)反射角等于入射角畫出反射光線的方向，二次反射光線與原來的入射光線平行，即將射來的光逆向射回。故A符合題意，BCD不符合題意。6、課堂上，教室里各個(gè)位置的同學(xué)都能看到黑板上的字，這是因?yàn)楣庠诤诎迳习l(fā)生(填“漫”或“鏡面”)反射的緣故；個(gè)別同學(xué)被前方高個(gè)子同學(xué)擋住，看不到黑板上的一些字，這是因?yàn)楣獾木壒??！敬鸢浮柯刂本€傳播【解析】教室里各個(gè)位置的同學(xué)都能看到黑板上的字，說明各個(gè)位置的同學(xué)都能看到黑板上字的反射光，這是因?yàn)楣庠诤诎迳习l(fā)生漫反射的緣故；個(gè)別同學(xué)被前方高個(gè)子同學(xué)擋住，看不到黑板上的一些字，這是因?yàn)楣庋刂本€傳播的緣故。7、有一光電控制液面高度的儀器，它是通過光束在液面上的反射光線反射到光電屏上的光斑位置來判斷液面高低的。如圖所示光路中，一光束與液面的夾角為40°，反射角的大小為；當(dāng)液面（填“上升”或“下降”）時(shí)，光電屏上的光斑S將向右移動。要使該裝置更靈敏，即液面變化高度一定時(shí)光斑移動更明顯，可采取的措施是?！敬鸢浮?0°下降增大入射角【解析】（1）因?yàn)槿肷涔饩€與界面夾角為40°，所以入射角等于90°-40°=50°；又因?yàn)楣夥瓷鋾r(shí)，入射角等于反射角，故反射角等于50°；（2）當(dāng)液面上升時(shí)，由于入射角不變，所以反射光線與原來的反射光線平行，如圖所示，故光電屏上的光斑S向左移動。當(dāng)液面下降時(shí)，由于入射角不變，所以反射光線與原來的反射光線平行，如圖所示，故光電屏上的光斑S向右移動。要使該裝置更靈敏，即液面變化高度一定時(shí)光斑移動更明顯，可采取的措施是增大入射角。8、為探究光的反射規(guī)律，小科進(jìn)行如圖所示的實(shí)驗(yàn)。(1)當(dāng)入射角為40°時(shí)，反射角為。(2)小科將紙板F繞垂直于鏡面的ON向后轉(zhuǎn)動，在紙板F上還能看到反射光嗎?。請分析原因：。(3)若使入射光線與平面鏡的夾角為30°，那么反射光線與入射光線的夾角為。【答案】(1)40°(2)不能因?yàn)槿肷涔饩€、反射光線、法線在同一平面內(nèi)，紙板F轉(zhuǎn)動后與E不在同一平面內(nèi)(3)120°【解析】在反射現(xiàn)象中，入射光線、反射光線、法線在同一平面內(nèi)；反射光線和入射光線分居法線的兩側(cè)；反射角等于入射角。實(shí)驗(yàn)時(shí)將紙板F沿法線向前或向后折，可以驗(yàn)證三線共面。(1)當(dāng)入射角為40°時(shí)，根據(jù)反射定律，反射角為40°；(2)小金將紙板F繞垂直于鏡面的O向后轉(zhuǎn)動，在紙板F上不能看到反射光，因?yàn)槿肷涔饩€、反射光線、法線在同一平面內(nèi)，紙板F轉(zhuǎn)動后與E不在同一平面內(nèi)；(3)若使入射光線與平面鏡的夾角為30°，則入射角為60°，那么反射光線與入射光線的夾角為120°。1、如圖，小科利用平面鏡研究光的反射定律，下列說法錯(cuò)誤的是（）A．AO是入射光線B．反射角等于30°C．將激光筆靠近N時(shí)，光線OB會靠近OND．繞ON前后轉(zhuǎn)動F板，F(xiàn)板上觀察不到光線【答案】B【解析】A．射向鏡面的光線為入射光線，由圖知入射光線從激光筆沿AO射向鏡面，所以AO是入射光線，故A正確，A不符合題意；B．由圖知入射角為60°，由于反射角等于入射角，所以反射角也是60°，故B錯(cuò)誤，B符合題意；C．將激光筆靠近N時(shí)，入射光線OA靠近ON，則入射角減小，根據(jù)反射角等于入射角可知，反射角也會減小，所以反射光線OB也會靠近ON，故C正確，C不符合題意；D．反射光線、入射光線、法線在同一平面內(nèi)，繞ON前后轉(zhuǎn)動F板，由于E、F兩個(gè)板不在同一平面內(nèi)，所以F板上觀察不到反射光線，故D正確，D不符合題意。2、如圖是小科同學(xué)探究光的反射定律的實(shí)驗(yàn)過程。下列說法錯(cuò)誤的是（）A．實(shí)驗(yàn)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(gè)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(cuò)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。3、“愚溪眺雪”是永州八景之一，愚溪橋在水中的倒影清晰美麗。關(guān)于愚溪橋在水中倒影形成的原理是（）A．光的色散B．光的反射C．光的折射 D．光的直線傳播【答案】B【解析】橋在水中的倒影屬于平面鏡成像，是由光的反射形成的，故B符合題意，ACD不符合題意。4、下列是觀察對岸的樹木在水中倒影的光路圖，正確的是（）A．B．C．D．【答案】B【解析】樹木在水中形成倒影，是因?yàn)閬碜园渡蠘淠镜墓饩€斜射到水面上發(fā)生反射，反射光線進(jìn)入眼睛，所以才能觀察到對岸的樹木在水中的倒影，故ACD錯(cuò)誤，B正確。5、如圖所示，固定在水面上方的光源S發(fā)出一束光線經(jīng)水面反射后在光屏上有一個(gè)光斑A，已知光束與水面的夾角為40°，S′是光源經(jīng)水面反射所成的像。下列說法正確的是（）A．反射角的大小為40°B．當(dāng)水面升高時(shí)，反射角將變大C．當(dāng)水面升高時(shí)，光斑A將向右移動D．當(dāng)水面升高時(shí)，S′到水面的距離變小【答案】D【解析】A．光束與水面的夾角為40°，則入射角為90°-40°=50°因?yàn)榉瓷浣堑扔谌肷浣牵虼朔瓷浣堑拇笮?0°，故錯(cuò)誤；B.當(dāng)水面升高時(shí)，入射光線與法線的夾角不變，即入射角不變，則反射角大小不變，故錯(cuò)誤；C．當(dāng)水面升高時(shí)入射點(diǎn)向左移動，因?yàn)槿肷浣桥c反射角大小不變，因此光斑向左移動，故錯(cuò)誤；D．由平面鏡成像特點(diǎn)可知，物與像關(guān)于平面鏡成軸對稱關(guān)系，當(dāng)水面升高時(shí)S′到水面的距離變小，故正確。6、聳立于碧波與云霄之間的“天塔”是津門十景之一、天塔在水中的“倒影”是由于光的形成的；塔尖周圍的“云霧”是水蒸氣（填寫物態(tài)變化名稱）形成的小水滴?！敬鸢浮糠瓷?/p>

液化【解析】天塔在水中的“倒影”屬于平面鏡成像，是是由于光的反射形成的?！霸旗F”是空氣中的水蒸氣上升到高空遇冷液化形成的。7、完成圖中的光路圖，并標(biāo)出反射角的度數(shù)。答圖【答案】如答圖。【解析】在發(fā)生光的反射時(shí)，反射角始終等于入射角，按此作圖。8、在“探究光的反射規(guī)律”的實(shí)；驗(yàn)中，平面鏡水平放置，白色紙板豎直立在平而鏡上，紙板由E、F兩部分組成，可繞豎直接縫ON翻轉(zhuǎn)，如圖1所示。實(shí)驗(yàn)次數(shù)入射角反射角130°30°245°45°360°60°(1)實(shí)驗(yàn)中還需要的器材是：、激光筆和鉛筆。(2)將一束光貼著紙板E沿AO射到O點(diǎn)，紙板F上會顯示出反射光束OB：為探究反射光和入射光是否在同一平面內(nèi)，下一步的操作是：。(3)使光束以不同角度入射進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測量數(shù)據(jù)如上表所示。由此可得：在反射現(xiàn)象中，。(4)如圖2所示，已知入射光線與反射光線的夾角為90°，請?jiān)趫D中畫出平面鏡的位置并標(biāo)出反射角的度數(shù)?！敬鸢浮苛拷瞧?/p>

將紙板F沿ON向后折（向前折），看其上是否有反射光線

反射角等于入射角

【解析】(1)因?yàn)閷?shí)驗(yàn)時(shí)為了驗(yàn)證光的反射定律，需要測量反射角和入射角的度數(shù)，所以必須有量角器。(2)將紙板F沿ON向后折（向前折），看其上是否有反射光線，轉(zhuǎn)動后，若不能看到反射光線，說明反射光線與入射光線是在同一平面內(nèi)。(3)使光束以不同角度入射進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，由表格中