2020八年级物理上册光的反射 14页

光的反射 ‎ ‎·知识精讲·‎ 一．光的反射及反射定律 ‎1．光的反射：光在传播到不同介质时，在分界面上改变传播方向又返回原来介质中的现象。‎ ‎2．光的反射现象例子：水中的倒影、平面镜成像、潜望镜、凸面镜、凹面镜、能看见不发光的物体。‎ ‎3．光的反射定律：光的反射所遵循的规律称为光的反射定律。‎ ‎（1）反射光线和入射光线、法线在同一平面内；‎ ‎（2）反射光线和入射光线分居法线两侧；‎ ‎（3）反射角等于入射角：‎ 二．光的反射定律的补充和应用 ‎1．反射现象中光路是可逆的：光线沿原来的反射光线的方向射到界面上，这时的反射光线定会沿原来的入射光线的方向射出去。‎ ‎2．利用光的反射定律来画一般的光路图：‎ ‎（1）已知镜面和入射光线确定法线和反射光线；‎ ‎（2）已知入射光线和反射光线确定法线和镜面的位置。‎ 三．反射类型：漫反射和镜面反射 ‎1．根据反射面的粗糙程度，可以分为漫反射和镜面反射 ‎（1）漫反射：反射面凸凹不平，使得平行光线入射后反射光线不再平行，而是射向各个方向。‎ 14‎ ‎（2）镜面反射：反射面很光滑，使得入射的平行光线反射后光线仍然平行。‎ ‎2．镜面反射和漫反射现象：‎ 日常见到的绝大部分反射面都会发生漫反射，由于漫反射才能够使我们从不同方向看到物体，教室里的黑板用毛玻璃、电影幕布用粗布，都是为了使各个方向的人都能看到。‎ 黑板用久了，会出现“反光”现象，就是因为黑板比较光滑，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的眼睛中的光线较强，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强，所以觉得有些耀眼而看不清字；自行车的尾灯是由互成直角的一些小平面镜组成的，由于光的镜面反射，会把车子、霓虹、路灯等光源发出光反射到司机，使司机能看到前面骑自行车的人，从而避免交通事故。‎ ‎·三点剖析·‎ 一．核心考点 ‎1．光的反射定律、作图、分类★★‎ ‎2．光的反射实验★★★‎ 二．重难点和易错点 ‎1．光的反射概念的理解 这里要注意光是从一种介质射向另一种介质表面时发生的现象，不是所有光都会被反射回来，而可能只有一部分。‎ 注意：①对应于一条入射光线，只有一条反射光线；②反射光线的位置是随入射光线的改变而改变的，即入射光线是“因”，反射光线是“果”，所以叙述反射定律时不能说成“入射角等于反射角”。‎ ‎2．光的反射实验 光的反射实验需要注意的几个点：镜面水平放置，光屏需垂直镜面放置；光屏的作用一是显示光路，二是探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。‎ ‎·题模精选·‎ 14‎ 题模一：光的反射规律的简单应用 例‎1.1.1‎ 如图所示，表示光在物体表面反射的情况，图中__________表示反射面，__________表示入射光线，__________是入射点，__________是反射光线，__________是法线，是入射角，__________是反射角。‎ ‎【答案】 MM′ ；BO；O；OA；ON；∠3（或∠BON）；∠2（或∠ NOA）‎ ‎【解析】 物体的表面是反射面，反射面通常用实线表示，在后面画上一些短斜线表示反斜面；入射光线是射向反射面的，其箭头指向反射面；用字母表示入射光线时，应根据光的传播方向，按箭头指向的顺序说或写（如本题图中入射光线只能写成BO，表示光的传播方向是由B→O，而不能写成OB）；反射光线的箭头应背离反射面；入射点是入射光线与反射面的交点，通常用字母O表示；法线是经过入射点O而垂直于反射面的直线，是为定义入射角和反射角（及后面将要学的折射角）而引入的一条辅助线，通常用虚线表示；入射角和反射角都是光线与法线的夹角。‎ 例‎1.1.2‎ 请根据光的反射定律作答。‎ ‎（1）当光垂直射到平面镜上，其反射角为______。‎ ‎（2）一条光线在物体表面上发生反射，反射光线与入射光线垂直，则入射角为______。‎ ‎（3）一束光与法线成60°角入射到平面镜上，则反射角是________。‎ ‎【答案】 （1）0°（2）45°（3）60°‎ ‎【解析】 （1）因为入射光线垂直射到平面镜上，入射光线和法线重合，所以入射角等于0°，而反射角等于入射角，即反射角为0°。‎ ‎（2）光的反射定律中指出：入射角等于反射角，即两角平分90°，如图所示 ‎（3）根据反射规律知，反射角与入射角相等，入射角是入射光线与法线的夹角，为60°。‎ 例‎1.1.3‎ 入射角是20°角，此时反射光线与入射光线间的夹角是　　　　　　‎ 14‎ ‎，当入射光线方向不变，让镜面转动10°时，反射光线与入射光线的夹角改变了　　　　　　．‎ ‎【答案】 40°；20°．‎ ‎【解析】 入射角是20°角，反射角等于入射角，也等于20°，那么入射光线与反射光线的夹角为20°+20°=40°；‎ 当入射光线方向不变，让镜面转动10°时，则入射角增大或减小10°，则反射角也随之增大或减小10°，那么入射光线与反射光线的夹角改变了20度；‎ 例‎1.1.4‎ 为了研究月球与地球之间距离的变化，宇航员在月球上放置了一种称为“角反射器”的光学装置。该装置由两块连在一起的互相垂直的平面镜、组成，如图所示，开始时从地球射来的激光沿ab方向射到上，经两个镜面反射回地球。后来由于受到陨石的轻微碰撞，角反射器以两镜的交线O为轴沿顺时针方向转过一个很小的角度（两镜仍互相垂直），则最后的反射激光将（ ）‎ A． 逆时针转过度 B． 顺时针转过度 C． 逆时针转过度 D． 按原方向反射回地球 ‎【答案】D ‎【解析】 只要角反射镜所成的角度为，则最终的反射光线一定平行于入射光线，因此仍按原方向反射回地球。‎ 所以，本题选D 例‎1.1.5‎ 如图所示，被固定好的激光源L发射的一束激光照射到容器中的水平液面上，入射角为α。这束激光经液面反射后，照射到光电转换器M的D1点上，光电转换器M能够将接收到的光信号转换成电信号，从而指示出容器中液面的高度。经过一段时间后，如果光信号由D1点移至D2点，说明容器中的液面________了（填“升高”或“降低”）。此时的入射角_______aα（填“大于”、“小于”或“等于”）。‎ ‎【答案】 降低；等于 ‎【解析】 ‎ 14‎ 由于入射光线是固定的，且光在水面上发生的是镜面反射，当水面发生变化时，故反射光线的方向与原来的反射光线是平行的，如图所示，反射到光电转换器接收平面上的光点从D1点移向D2点，则表明被监视的液面是降低的，且接收平面上的光点D1和D2之间的距离与接收平面到液面的距离是没有关系的．因反射光线的方向与原来的反射光线是平行的，根据同位角相等，可知此时的入射角还是等于α． 【题型】实验探究题 题模二：光反射作图 例‎1.2.1‎ 如图9所示，AO为入射光线，ON为法线。请画出入射光线AO的反射光线。‎ ‎【答案】 ‎ ‎【解析】 见图1‎ 例‎1.2.2‎ 如图12所示，AO为入射光线，ON为法线。请画出入射光线AO的反射光线。‎ 14‎ ‎【答案】 ‎ ‎【解析】 题目中已经过入射点O做出了法线，根据反射角等于入射角在法线的下侧即可做出反射光线．如答案所示。‎ 例‎1.2.3‎ 如图12所示，太阳光线与水平地面夹角，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_______度。此时平面镜镜面与水平面的夹角为__________。‎ ‎【答案】 150；‎ ‎【解析】 由题意知，反射光线与入射光线的夹角为，故入射角为，则平面镜与入射光线的夹角为。‎ 故答案为：150；‎ 例‎1.2.4‎ 挪威留坎镇被群山包围，难以获得阳光照射．工程师在位置A处安装平面镜，是广场中心B处被照亮．若太阳位于图中所在位置，请在A处添加平面镜并完成光路图．（保留作图痕迹）‎ ‎【答案】 如下图 14‎ ‎【解析】 在用光的反射定律作图时，注意一些技巧：反射角等于入射角、法线垂直反射面、法线为入射光线和反射光线的角平分线等．‎ 先根据AB位置确定反射光线，然后根据反射角等于入射角画出法线，最后根据平面镜与法线垂直画出平面镜的位置．‎ 连接AB，即反射光线；然后画出入射光线与反射光线的角平分线，最后根据平面镜与法线垂直画出平面镜，如下图所示：‎ 题模三：光的反射实验 例‎1.3.1‎ 如图14所示，在研究光的反射规律的实验中，平面镜M平放在平板上，E、F是两粘接起来的硬纸板，可绕垂直于镜面的接缝ON转动。‎ ‎（1）如图14甲，当E、F在同一平面上时，让入射光线AO沿纸板E射向镜面，在F上可看到反射光线，若将AO向ON靠近，则OB______ON.（填“靠近”或“远离”）.‎ ‎（2）如图14乙，把半面纸板F向前或向后折，则________（填“能”或“不能”）看到反射光线，说明反射光线与入射光线及法线ON在__________。‎ ‎【答案】 靠近；不能；同一平面 ‎【解析】 向靠近，入射角变小，反射角也变小，因此靠近；把指向前或向后折，不能看见反射光线，说明反射光线与入射光线及法线在同一平面内。‎ 例‎1.3.2‎ ‎ 14‎ 实验桌上有如图27所示的实验装置，其中E板和F板关于ON对称，F板能以ON为轴自由旋转，还提供了一支激光笔。小明计划用这些器材探究“光的反射规律”。他首先探究了反射光线跟入射光线和法线是否在同一平面内的问题。‎ 小明的主要实验步骤如下：‎ ‎（1）将平面镜平放在水平桌面上，E、F板以ON为轴立在平面镜上。‎ ‎（2）将F板与E板旋转到同一平面，用激光笔发出一束沿E板AO方向射向平面镜O点的光，观察在右侧F板上能否看到反射光OB，并将现象记录在表格中。‎ ‎（3）将F板向后旋转一定的角度，观察在F板上能否看到反射光，并将现象记录在表格中。‎ ‎（4）将F板与E板再次旋转到同一平面，改变激光笔的位置，用激光笔发出一束沿E板A′O方向射向平面镜O点的光，观察在右侧F板上能否看到反射光OB′，并将现象记录在表格中。‎ ‎（5）将F板向后折转一定的角度，观察在右侧F板上能否看到反射光OB′，并将现象记录在表格中。‎ 实验记录表 ‎ （1）请你根据实验现象对该实验操作进行评估，你觉得操作过程中存在的问题是 ‎ ‎ 。‎ ‎（2）请利用上述实验器材设计一个实验证明：“在光的反射现象中，反射角等于入射角”。请写出实验步骤，画出实验数据记录表格。‎ ‎【答案】 （1）EF板没有以ON为轴垂直立在平面镜上（2）实验步骤：①将平面镜平方在水平桌面上，EF板以ON为轴垂直立在平面镜上；②将F板与E板旋转到同一平面，调整激光笔的位置，让入射光线AO以入射角i入射，测出反射角r的大小，并记录i、r到实验表格中；③改变入射角的大小，仿照步骤②5次， 分别将i、r记录到实验表格中。‎ ‎【解析】 考察光的反射规律及误差分析、控制变量法的基本原理和实验步骤的规范书写。‎ 光的反射规律：①入射光线、法线和反射光线在同一平面内；②入射光线和反射光线分居法线的两侧；③入射角等于反射角。‎ 题模四：生活中的反射现象辨析 例‎1.4.1‎ 如图所示的四种现象中，由于光的反射形成的是（   ）‎ A． A图 B． B图 C． C图 D． D图 ‎【答案】B ‎【解析】 ‎ 14‎ 日全食是由于光沿直线传播形成的．日全食是由于太阳、地球、月亮在同一直线上，月亮在中间挡住了全部的太阳光便为日全食，选项A不符合题意；物体在后视镜中形成的像，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，选项B符合题意；雨过天晴时，常在天空出现彩虹，这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的，白光经水珠折射以后，分成各种彩色光，这种现象叫做光的色散现象，所以说雨后的天空出现彩虹是由光的色散形成的，选项C不符合题意；太阳光在树荫下形成圆形光斑是小孔成像现象，这是光沿直线传播形成的，选项D不符合题意。‎ 例‎1.4.2‎ 图的四种现象中，属于光的反射现象的是（　　）‎ A． ‎ B． ‎ C． ‎ D． ‎ ‎【答案】D ‎【解析】 A、白光通过三棱镜形成彩色光带，是光的色散现象，是光的折射形成的．不符合题意；‎ B、光照射过程中，被人体挡住，不能继续向前传播，所以在墙上就出现了人的影子，是光的直线传播现象．不符合题意；‎ C、铅笔好像在水面处折断了，是光从水中射向玻璃时发生折射造成的．不符合题意；‎ D、银幕是凹凸不平的，平行光线入射到粗糙的银幕上，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．原因是光在银幕上发生漫反射．符合题意．‎ 故选D．‎ 例‎1.4.3‎ 电视机的遥控器用红外线来传递信息，实现对电视机的控制，如图所示，不把遥控器对准电视机的控制窗口，按一下按纽，有时也可以控制电视机这是利用了___‎ 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 ‎【解析】 ‎ 遥控器发出的红外线，它会以光波的形式直线传播，并且可以发生反射，有时遥控器并没有对准电视机的控制窗口，而是沿某一合适的方向对准墙壁按下按钮，也可以控制电视机，这是利用了光的反射．‎ 14‎ 故选B．‎ 题模五：反射现象中光路可逆 例‎1.5.1‎ 如图14所示，若入射光线沿BO方向射向镜面MM/，则反射光线是沿________方向；说明在反射现象中，光路是________的。‎ ‎【答案】 OA；可逆 ‎【解析】 由图知：AO是入射光线，BO是反射光线，若原来的反射光线变为现在的入射光线，则原来的入射光线变为现在的反射光线，即反射光线是沿OA方向射出，因此在光的反射现象中，光路是可逆的；‎ 故答案为：OA；可逆．‎ 例‎1.5.2‎ 甲从一面镜子中能看见乙的眼睛，那么乙从这面镜子中（ ）‎ A． 一定见到甲的眼睛 ‎ B． 一定见不到甲的眼睛 ‎ C． 可能见到，也可能见不到甲的眼睛 ‎ D． 镜子的位置不同，结果也不同 ‎【答案】A ‎【解析】 根据光路可逆原理 题模六：镜面反射和漫反射 例‎1.6.1‎ 晚上，在桌面上铺一张白纸，把一块小平面镜平放在纸上，让手电筒的光正对着平面镜照射，如下图所示，从侧面看去，则：白纸比较 ，（填“亮”或“暗”）因为它发生 反射；‎ ‎【答案】 亮；漫 ‎【解析】 光照到平面镜上发生镜面反射，如图手电筒正对着平面镜向下照射，此时反射光线竖直向上射出，不能进入侧面的人眼中，所以看到镜子是暗的；光照到白纸上发生漫反射，反射光线向四面八方，有一部分反射光线进入了人眼，所以人看到白纸比较亮。‎ 14‎ 例‎1.6.2‎ 天气晴朗的日间，黑板有时会反光看不清字，是因为黑板比较光滑，射到上面的光接近发生__________反射，从而进入某一方向的同学眼睛中的光线较__________（选填“强”或“弱”），而粉笔字很粗糙，射到它上面的光发生__________反射，进入这一方向的同学眼睛中的光线很__________（选填“强”或“弱”），所以会觉得有些耀眼，看不清字。‎ ‎【答案】 镜面；强；漫；弱 ‎【解析】 一束平行光射到物体的光滑表面，经反射后，其反射光线仍然是平行的，这种反射叫做镜面反射，一束平行光射向物体的粗糙表面，经反射后，反射光线不再平行，而是射向各个方向，这种反射叫做漫反射。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的眼睛中的光线较强，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强，所以觉得有些耀眼而看不清字．‎ 例‎1.6.3‎ 如图是晚上汽车在干燥的沥青路面和潮湿的沥青路面上行驶时大灯部分光路简图，‎ 在晚上开车时( )‎ A． 潮湿的路面更容易发生光漫发射 B． 干燥的路面发生光的折射 C． 对面无车时．驾驶员看潮湿的路面更暗 D． 照射到干燥路面上的光不遵循光的反射定律 ‎【答案】C ‎【解析】 A、由图可知，光射到潮湿的沥青路上容易发生镜面反射，故A错误；‎ B、由图可知，光射到干燥的沥青路上容易发生漫反射，反射光线射向四面八方，不是折射，‎ 故B错误；‎ C、由于光射到潮湿的沥青路上容易发生镜面反射，反射光线还是平行射出，很少的反射光 线进入驾驶员眼睛，所以对面无车时．驾驶员看潮湿的路面更暗，故C正确；‎ D、照射到干燥路面上的光发生漫反射，漫反射也遵守光的反射定律，故D错误．‎ ‎·随堂练习·‎ 14‎ 随练1.1 早晨的太阳光与水平方向成30°角射到一水平放置的平面镜上，经镜面反射后，反射角为__________°。‎ ‎【答案】 60‎ ‎【解析】 镜面与水平方向成，而早晨的太阳光即为水平方向，因此镜面和入射光线成角，因此入射角为，反射角也为。‎ 随练1.2 如图所示，EF为平面镜，AO为入射光线，ON为法线，入射角ÐAON等于45°。已知ÐNOB等于30°，ÐNOC等于45°，ÐNOD等于60°。则入射光线AO的反射光将沿着        射出。（选填“OB”、“OC”或“OD”）‎ ‎【答案】 OC ‎【解析】 考查光的反射定律。‎ 根据反射定律可知，反射角等于入射角，因为入射角AON等于45°，所以反射角也等于45°，而∠NOC等于45°，所以反射光线将沿OC射出。‎ 故答案为：OC。‎ 随练1.3 小亮用如图装置探究“光的反射规律”：‎ ‎（1）图中反射角是________度．‎ ‎（2）将纸板B向后折转一定角度，在B板上________（选填“能”或“不能”）看到反射光．‎ ‎（3）让入射光线EO靠近法线ON，则反射角会_________（选填“变大”或“变小”）．‎ ‎【答案】 （1）40；（2）不能；（3）变小 ‎【解析】 （1）光的反射中，反射角始终等于入射角，所以图中反射角的度数与入射角相同，为40度；‎ 14‎ ‎（2）因为反射光线、入射光线、法线都在同一平面内，所以将纸板B向后折转一定角度，在B板上不能看到反射光；‎ ‎（3）光的反射中，反射角始终等于入射角，所以让入射光线EO靠近法线ON，则反射光线也会向法线靠近，反射角变小．‎ 随练1.4 如图所示的现象中，属于光的反射现象的是（　　）‎ A． A图 B． B图 C． C图 D． D图 ‎【答案】A ‎【解析】 解：A、景物在水中的倒影，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，符合题意．‎ B、当太阳、地球、月球三者恰好或几乎在同一条直线上时（月球在太阳和地球之间），由于光的直线传播，太阳到地球的光线便会部分或完全地被月球掩盖，产生日全食或偏食，属于光的直线传播现象，故与题意不符． ‎ C、用圭表度量日影的长度利用的是影子，影子的形成说明光是沿直线传播的，故与题意不符．‎ D、从水中铅笔上反射的光从水中斜射入空气中时，发生折射，折射光线远离法线，当人逆着折射光线的方向看时，看到的是铅笔的虚像，比实际位置偏高，所以感觉折断了，故与题意不符．‎ 随练1.5 人们把光的反射分为___________和__________两类，坐在电影院的每个位置上都可以看到银幕上的画面，这是因为发生了光的_________．用久的黑板会发生反光，这是因为黑板发生了光的________．‎ ‎【答案】 镜面反射（或漫反射）；漫反射（或镜面反射）；漫反射；镜面反射 ‎【解析】 根据物体反射面的光滑程度，将反射分为镜面反射和漫反射，当反射面平滑（如平面镜、水面、玻璃），对光产生镜面反射；若反射面粗糙（如大地、银幕、墙壁），对光产生漫反射．在生活中，人们根据具体的工作需要，选择不同的表面做光的反射面．为使用电影院的每个位置上都可以看到银幕上的画面，就应选择发生漫反射的白色银幕做反射面；用久的黑板会反光，因为黑板的某些部位由于反复摩擦，使其表面变得光滑，也就发生了镜面反射，造成了黑板反光现象．‎ 随练1.6 雨后的晚上，人在月光下行走，为了不踩到水坑里，人们根据镜面反射和漫反射规律总结出，当迎着月光走时，地面发_________处有水，背着月光走时，地面发________处有水。（选填“亮”、“暗”）‎ 14‎ ‎【答案】 亮；暗 ‎【解析】 月光照射在地面上发生漫反射，照射在水面上发生镜面反射；当迎着月光走时，水面镜面反射的光线全部射入人的眼中，而周围地面只有部分光线射入人的眼中，因此看到水比周围地面来的亮；当背着月光走，水面镜面反射的光线射向另一侧，无法进入人的眼中，而地面的漫反射有部分光线进入人的眼中，因此此时地面比水来的亮。‎ 14‎