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人教版物理八年级上第四章第二节 综合同步练习——光的反射(4)
一、单选题
1.(2021八上·江油期末)下列现象中由于光的反射形成的是( )
A.月食 B.日晷
C.水中山的倒影 D.立竿见影
2.(2021八上·宁明期末)关于光的反射,下列说法正确的是( )
A.当入射光线与反射面的夹角为30°时,反射角也为30°
B.入射光线靠近法线时,反射光线也靠近法线
C.入射角增大5°时,反射光线与入射光线的夹角也增大5°
D.镜面反射遵守光的反射定律,漫反射不一定遵守光的反射定律
3.(2021八上·蜀山期末)如图所示,三条入射光线会聚于S点,若在S点之前任意放一平面镜,则( )
A.三条反射光线可能相交于一点,也可能不相交于一点
B.三条反射光线一定不会相交于一点
C.三条反射光线一定相交于一点
D.三条反射光线的延长线交镜后一点
4.(2021八上·天河期末)下面四种光现象不能用对应的光路图解释的是( )
A. B.
C. D.
5.(2021八上·龙凤期中)如图所示,一束光线与水平面成50°角入射到平面镜上.若要使反射光线沿水平方向射出,则平面镜与水平面的夹角( )
A.一定为25° B.一定为65° C.可能为25° D.可能为50°
6.(2021八上·环江期中)如图,AB是一块平面镜,MN是一块竖直的挡板,且在MN上有一个通光孔P,NP=5cm.若此时有一束射向AB的光线CO(图中未画出)在平面镜的O点处发生反射,且ON=5cm.若该光线恰好从P点射出,则CO与AB之间的夹角为( )
A.30° B.45° C.60° D.90°
二、多选题
7.(2021八上·信都期中)如图所示,关于光的反射,下列说法中正确的是( )
A.甲图中,强烈的阳光照在玻璃幕墙上形成光污染,是由于发生了镜面反射
B.乙图中,阳光照在黑板上使得一部分同学看不清黑板上的字,是由于发生了漫反射
C.丙图中,自行车尾灯利用了光路的可逆性将汽车大灯的光反射回到汽车所在方向
D.丁图中,光线垂直入射到平面镜上,反射光线将与入射光线重合,反射角等于0°
三、填空题
8.(2021八上·瑶海期中)如图所示是一种液面升降监测装置原理图。点光源S发出的一束激光与水平液面成40°角射向平静的液面,入射光线与反射光线的夹角为 ;光经液面反射后射到液面上方水平标尺上的S′点,当液面下降时,光点S′将 (选填“向左”、“向右”或“不会”)移动。
9.(2021八上·新丰期中)射击瞄准时要做到“三点一线”主要利用了 知识;当一束光斜射到镜面上时,反射角 (选填“大于”“等于”或“小于”)入射角;人迎着反射光的方向可以看到刺眼的光,而在其他方向却看不到反射光,这是由于发生了 (填“镜面反射”或“漫反射”)。
10.(2021八上·杜尔伯特期末)如图所示,一盏探照灯的灯光与水平面成50°角射向水池,在没有水的池底C处形成一个光斑,则入射角大小为 ,在逐渐注水的过程中,折射角大小 (选填“变大”、“变小”或“不变”),B处的人看到池底的光斑将 移动。(选填“不会”、“向左”,“向右”)
11.(2021八上·丰润期中)如图所示, 为平面镜, 为入射光线, 为法线,入射光线与平面镜的夹角为 ,则入射角大小为 ;若入射光线 对应的反射光线沿着 射出,则反射角应该是 (选填“ ”、“ ”或者“ ”)。若入射光不动,使平面镜绕O点顺时针转过10°,则反射光转过角度为 。
12.(2021八上·龙门期中)课堂上,教室里各个位置的同学都能看到黑板上的字,是因为光在黑板上发生 选(“漫”或“镜面”)反射的缘故;有的同学看到黑板反光看不清黑板上的字,是因为光在黑板上发生 选(“漫”或“镜面”)反射的缘故;漫反射 (填“遵循”或“不遵循”)光的反射定律。
四、作图题
13.(2021八上·本溪期中)如图所示,太阳光线与水平面成30°角,若用平面镜将太阳光沿竖直方向反射到井底,请在图中画出反射光线和平面镜的位置,标出反射角和反射角的度数,保留作图痕迹。
14.(2020八上·紫阳期末)
(1)一束光从空气斜射到平面镜上时发生了反射,OB为反射光线,请在图中作出其入射光线并标出入射角的度数。
(2)在图中的虚线框中画上适当的镜子。
五、实验探究题
15.(2021八上·龙凤期中)小明利用如图甲所示的装置探究光的反射定律,平面镜平放在水平桌面上,板 E、F可以绕ON轴转动。
(1)为了看清楚板上的光路,板的材质应是 (选填“粗糙的”或“光滑的”);
(2)为了研究反射角与入射角之间关系,实验时应进行的操作是____;
A.绕ON前后转动板E B.绕ON前后转动板F
C.改变光线AO与ON间的夹角 D.改变光线OB与ON间的夹角
(3)让入射角等于 时,反射光线与入射光线重合;
(4)若保持平面镜水平不变,将板向后倾斜一个角度(如图乙),入射光线仍能呈现纸板上,且沿AO方向入射到平面镜的O点,此时与图甲情形对比,发生改变的有____;
A.法线方向 B.反射光线方向
C.入射角度数 D.反射角和入射角关系
(5)某同学在做探究光的折射特点实验,如图是光从空气射入水中时的光路。实验中发现,入射光线、折射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧,通过实验还得到如下数据:
入射角α 0° 15° 30° 45° 60°
反射角β 0° 15° 30° 45° 60°
折射角γ 0° 11° 22.1° 35.4° 40.9°
分析表中数据,可得出结论:光从空气斜射到水面时,将同时发生反射和折射现象;光从空气斜射到水面时,折射角随入射角的变化关系是 ,且折射角 (选填“大于”、“等于”或“小于”)入射角;
(6)阅读短文并回答下列问题:光的全反射一束激光从某种玻璃中射向空气(如图1所示),保持入射点不动,改变入射角(每次增加0.2°),当入射角增大到8°时,折射光线消失,只存在入射光线与反射光线,这种现象叫做光的全反射,发生这种现象时的入射角叫做这种物质的临界角。当入射角大于临界角时,只发生反射,不发生折射。
a、当光从空气射向玻璃, (选填“会”或“不会”)发生光的全反射现象;
b、一个三棱镜由上述玻璃构成,让一束光垂直于玻璃三棱镜的一个面射入(如图2所示),请在图中完成这束入射光的光路图 。
六、简答题
16.(2021八上·前郭期末)雨后天晴的夜晚,为了防止踩到地面上的积水,背着月光走时,不能踩到地面较暗之处。请你用所学的物理知识来解释。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】光的反射
【解析】【解答】A.月食是自然现象,当太阳,地球,月亮恰好或几乎在一条直线上时,地球在太阳和月亮之间,太阳到月球的光线部分或完全被地球遮盖,产生月食,是利用了光的直线传播原理,A不符合题意;
B.古代利用日晷晷针影子变化计时,是利用了光的直线传播原理,B不符合题意;
C.山在水中的“倒影”属于平面镜成像,是由光的反射形成的,C符合题意;
D.立竿见影中的影子是由于光沿直线传播,被物体挡住后,在物体后面呈现出的阴影区域,是由于光的直线传播形成的,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】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。
2.【答案】B
【知识点】光的反射定律
【解析】【解答】A.法线与反射面垂直,当入射光线与反射面的夹角为30°时,则入射角为60°,由光的反射定律,反射角也等于60°,A不符合题意;
B.入射光线靠近法线时,表明入射角在减小,由光的反射定律,反射角也会减小,即反射光线也靠近法线,B符合题意;
C.入射角增大5°时,由光的反射定律,反射角也增大5°,即反射光线与入射光线的夹角增大10°,C不符合题意;
D.无论是镜面反射还是漫反射都遵守反射定律,漫反射的反射光线向四面八方是因为反射面不平造成的,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据光的反射规律:(1)反射角等于入射角;(2)反射光线和入射光线分居法线两侧;(3)镜面反射还是漫反射都遵守反射定律。
3.【答案】C
【知识点】光的反射定律
【解析】【解答】光的反射现象中光路可逆,用光路可逆规律分析:把三条入射光线看成平面镜的三条反射光线,S点是镜中的虚像点,根据平面镜成像时的物点与其像点关于镜面对称的关系,我们可以找到相应的点光源S′和光路图,如图所示。由此可知,这三条入射光线的反射光线一定相交于平面镜前S′点,这一点与S点关于平面镜对称。C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】可利用光路可逆来证明:假设一点光源位于S′,则它发出的光逆着原来反射光线的方向射到平面镜上,经平面镜反射之后,逆着原来入射光线的方向反射出去,其反向延长线一定会交于S点。
4.【答案】B
【知识点】光的反射;镜面反射与漫反射
【解析】【解答】A.我们能从不同方向看到物体是因为在物体表面发生了漫反射,现象与光路图可以对应,A不符合题意;
B.图中用放大镜观察邮票,利用的是物距小于1倍焦距成正立、放大的虚像,而光路图显示是的成像特征是倒立、缩小的实像,现象与光路图不能对应,B符合题意;
C.图中是影子,是光的直线传播形成的,光路图显示的是由于光的直线传播不能照射到物体背光的一侧,现象与光路图可以对应,C不符合题意;
D.水中的倒影属于平面镜成像,下面的图是平面镜成像,现象与光路图可以对应,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)一束平行光射到光滑的物体表面时,反射光仍平行射出,这种反射叫做镜面反射;一束平行光射到粗糙的物体表面时,反射光不再平行,而是射向各个方向,这种反射叫做漫反射;
(2)凸透镜成像的三种情况:u>2f,成倒立、缩小的实像;2f>u>f,成倒立、放大的实像;u<f,成正立、放大的虚像;
(3)光在同一均匀介质中沿直线传播,光沿直线传播的实例有:小孔成像、激光准直、影子、日食和月食等;
(4)光射到介质界面上会发生反射,光的反射形成的现象有:平面镜成像、水中的倒影、面镜成像。
5.【答案】C
【知识点】光的反射定律
【解析】【解答】一束光线与水平面成50°角入射到平面镜上.若要使反射光线沿水平方向射出,根据反射定律作图如下:
或;
左图中,反射光线与入射光线的夹角为,则入射角为:65°,则平面镜与水平面的夹角为;
右图中,反射光线与入射光线的夹角为50°,入射角和反射角都为25°,则平面镜与水平面的夹角为.
所以平面镜与水平面的夹角可能为25°或65°.
故答案为:C.
【分析】由光的反射定律知,反射角等于入射角,先求得入射角的度数后,分两种情况分析:当反射光线与入射光线的夹角为130度和50度时。
6.【答案】B
【知识点】光的反射定律
【解析】【解答】因为∠PNO=90°
NP=ON=5cm
所以反射光线OP与平面镜的夹角为45°,由于反射角等于入射角,所以反射光线和入射光线与镜面的夹角也相等,则CO与AB之间的夹角为45°,ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【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。
7.【答案】A,D
【知识点】光的反射;镜面反射与漫反射
【解析】【解答】AB.玻璃幕墙形成的光污染和特定角度的同学看不清黑板的字原因一样,都是由于光在反射面发生了镜面反射导致光被反射向特定的方向所致,A符合题意,B不符合题意;
C.自行车尾灯之所以能将光反射回来,是尾灯里有很多组成直角的反射面,光以任何角度射向尾灯,经过直角反射面的两次反射后总能与原光线平行返回,其原理不是光路的可逆性,C不符合题意;
D.光线垂直入射到平面镜上,反射光线将与入射光线以及法线重合,反射角等于0°,D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】镜面反射回造成光污染;黑板反光是镜面反射造成的;光线和反射面垂直时,入射角和反射角都是0°。
8.【答案】100°;向右
【知识点】光的反射定律
【解析】【解答】由“激光与水平液面成40°角射向平静的液面”,可得入射角为90°-40°=50°
因反射角等于入射角,所以反射角也为50°,则入射光线与反射光线的夹角为100°。
当液面下降时,由于入射角的大小不变,则反射角的大小也不变,所以反射光线与原来的反射光线平行;反射光斑将向右移到A的位置,即向右移动,如图所示:
【分析】入射光线和法线的夹角是入射角;光在反射时,反射角等于入射角;入射点位置改变时,反射光线的位置改变。
9.【答案】光的直线传播;等于;镜面反射
【知识点】光的直线传播及其应用;光的反射定律;镜面反射与漫反射
【解析】【解答】射击瞄准时要做到物体、瞄准点、眼睛这三点在同一条直线上,利用了光的直线传播,才能瞄准物体。
根据光的反射定律可知,反射角等于入射角。
看到刺眼的光,而在其他方向却看不到反射光,说明是镜面反射,漫反射是从各个方向都看时都不会刺眼。
【分析】射击射中目标利用了光沿直线传播;光在反射时,反射角等于入射角;光滑的物体发生镜面反射。
10.【答案】40°;不变;向右
【知识点】光的反射定律
【解析】【解答】法线垂直于水平面,因入射光线与水平面的夹角为50°,故可知入射光线与法线的夹角为90°-50°=40°
即入射角大小为40°。
在逐渐注水的过程中,入射角大小不变,故折射角大小也不变。
由下图可知,在没有注水时,由光的直线传播可知,人能直接看到C点,当注水后,光线在水平面处发生折射,折射光线靠近法线,此时折射光线在池底形成的光斑在C点的右侧C',当人看该光斑时,从C射出的光线到水面时再次发生折射,折射光线远离法线进入人眼,此时眼睛逆着光线看上去感觉光线是从C′′′射出的,所以人看到光斑向右移动。
【分析】入射角为入射光线与法线之间的夹角;在没有注水时,根据光的直线传播,人直接能看到C点;当注水后,由于光的折射探照灯在水底形成一个像,像的位置偏右,人看像时像又向右偏;光从空气中斜射入水中时,折射角小于入射角,入射角不变,折射角的大小也会不变。
11.【答案】60°;∠DON;20°
【知识点】光的反射定律
【解析】【解答】入射光线与平面镜的夹角为 ,则入射角 大小为
=90°-30°=60°
若入射光线 对应的反射光线沿着 射出,则反射角应该是反射光线与法线的夹角,即 。
若入射光不动,使平面镜绕O点顺时针转过10°,则入射光线不动,法线ON随镜面顺时针转动10°变为ON’,则入射角增加10°,反射角也增加10°,即反射光线与ON’夹角增加10°,则反射光线与ON夹角增加20°,即反射光线转过角度为20°。
【分析】光的反射定律:反射光线与入射光线、法线在同一平面上,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。(注:光路是可逆的)
12.【答案】漫;镜面;遵循
【知识点】镜面反射与漫反射
【解析】【解答】一束平行光照射到光滑的平面上后,会被平行地反射,这种反射叫镜面反射; 凹凸不平的表面会把平行的入射光线向着四面八方反射,这种反射叫做漫反射。我们能看到黑板上的字,是因为黑板上的字反射的光传播到我们的眼中。教室里各个位置的同学都能看到黑板上的字,是因为光在黑板上发生漫反射的缘故。
有的同学看到黑板反光看不清黑板上的字,是因为黑板的某些地方较光滑,使光发生镜面反射,反射光线较集中是射入同学的眼睛,冲淡了纸反射的光线,所以看不清楚黑板上的字。
漫反射中的每一条光线都遵循光的反射定律,因为发生漫反射的物体平面凹凸不平,才使反射光线射向各个方向。
【分析】一束平行光照射到光滑的平面上后,会被平行地反射,这种反射叫镜面反射; 凹凸不平的表面会把平行的入射光线向着四面八方反射,这种反射叫做漫反射。
13.【答案】解:如图所示:
【知识点】作光的反射光路图
【解析】【解答】由图知道,入射光线与水平面成30°,又因为反射光线是竖直向下的,所以,入射光线与反射光线的夹角为30°+90°=120°
故反射角为60°,由于法线将入射光线与反射光线的夹角平分,故可确定法线的位置,即作法线的垂线就可确定平面镜的位置,故光路如下图
【分析】光的反射定律:反射光线与入射光线、法线在同一平面上,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。(注:光路是可逆的)
14.【答案】(1)解:如图所示:
(2)解:如图所示:
【知识点】作光的反射光路图
【解析】【解答】(1)过入射点O作垂直于镜面的法线,已知反射光线与镜面的夹角为60°,则反射角为30°,由光的可知入射角也为30°,根据反射角等于入射角在法线右侧画出入射光线。
(2)由图可知,水平的平行光线经过镜子后竖直向下传播,光线的传播方向改变了90°,则镜子为平面镜,如图。
【分析】光的反射定律:反射光线与入射光线、法线在同一平面上,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。(注:光路是可逆的)
15.【答案】(1)粗糙的
(2)C
(3)0°
(4)B;C
(5)折射角随入射角的增大而增大;小于
(6)不会;
【知识点】光的反射定律
【解析】【解答】(1)为了看清楚纸板上的光路,纸板材质应是较粗糙,光线射在上面发生了漫反射,反射光线射向各个方向,无论从哪个角度看,都能看得清楚。
(2)要探究光的反射规律,先让一束光贴着纸板沿某一个角度射到O点,量出入射角和反射角的度数,然后改变光束的入射方向,使入射角减小,再量出入射角和反射角的度数,与前一次实验量出的结果进行比较,即可发现反射角和入射角关系,C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
(3)反射光线与入射光线重合时,说明入射光线是垂直于镜面入射,此时的反射光线、入射光线、法线重合,则入射角为0°。
(4)保持平面镜水平不变,将纸板向后倾斜一个角度,入射光线仍能呈现在纸板上,且沿AO方向入射到平面镜的O点,但与原来相比,入射光线的方向改变了,法线方向不变(垂直于镜面),由于反射光线、入射光线和法线在同一平面内,所以反射光线方向改变,则在纸板上不能看到反射光线,而入射角度数改变、反射角与入射角关系都不改变,BC符合题意,AD不符合题意。
故答案为:BC。
(5)由表中数据可知,光从空气斜射到水面时,当入射角不断增大时,折射角也随之增大,故折射角随入射角的变化关系是:折射角随入射角的增大而增大(折射角随入射角的减小而减小),且折射角小于入射角。
(6)光只有从水或玻璃射向空气时,才会发生全反射,所以光从空气射向玻璃,入射角增大,折射光不可能完全消失。
光线从空气进入玻璃时,因是垂直照射,所以方向不变;当从玻璃中斜射入空气时,其入射角为45°大于临界角,故其发生全反射,最终要从玻璃垂直射向空气,传播方向不变,其大致路径如下图
【分析】(1)根据镜面反射和漫反射的不同可得出结论。
(2)要解决此题,需要掌握反射光线、入射光线与法线在同一平面内,入射角与反射角的定义。
(3)当光线垂直射向平面镜时,此时反射光线、入射光线、法线三线合一。
(4)在光的反射中,反射光线、入射光线和法线始终在同一平面上。
(5)光从空气斜射入水或其他介质中时,折射角小于入射角,折射角随入射角的改变而改变。
(6)a、根据折射角和入射角的关系进行分析,即当折射角大于入射角时,并且入射角又等于临界角时,才会发生全反射现象。
b、当光从一种透明介质垂直射入另一种透明介质时,传播方向不变。当光从其他透明介质斜射入空气时,折射角大于入射角。据此画出光路图。
16.【答案】解:人背着月光走时,光线是从背后射过来,在水面发生镜面反射,根据光的反射定律及镜面反射的特点,反射光线的方向是射向人的前方的,不能够进入人的眼睛,而地面发生的是漫反射,反射光线向四面八方,有一部分光线进入人的眼睛中,所以相对地面,水面看起来较暗。
【知识点】镜面反射与漫反射
【解析】【分析】光滑物体的表面发生镜面反射,反射光线方向一致,粗糙物体的表面发生漫反射,漫反射射向各个方向。
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人教版物理八年级上第四章第二节 综合同步练习——光的反射(4)
一、单选题
1.(2021八上·江油期末)下列现象中由于光的反射形成的是( )
A.月食 B.日晷
C.水中山的倒影 D.立竿见影
【答案】C
【知识点】光的反射
【解析】【解答】A.月食是自然现象,当太阳,地球,月亮恰好或几乎在一条直线上时,地球在太阳和月亮之间,太阳到月球的光线部分或完全被地球遮盖,产生月食,是利用了光的直线传播原理,A不符合题意;
B.古代利用日晷晷针影子变化计时,是利用了光的直线传播原理,B不符合题意;
C.山在水中的“倒影”属于平面镜成像,是由光的反射形成的,C符合题意;
D.立竿见影中的影子是由于光沿直线传播,被物体挡住后,在物体后面呈现出的阴影区域,是由于光的直线传播形成的,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】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。
2.(2021八上·宁明期末)关于光的反射,下列说法正确的是( )
A.当入射光线与反射面的夹角为30°时,反射角也为30°
B.入射光线靠近法线时,反射光线也靠近法线
C.入射角增大5°时,反射光线与入射光线的夹角也增大5°
D.镜面反射遵守光的反射定律,漫反射不一定遵守光的反射定律
【答案】B
【知识点】光的反射定律
【解析】【解答】A.法线与反射面垂直,当入射光线与反射面的夹角为30°时,则入射角为60°,由光的反射定律,反射角也等于60°,A不符合题意;
B.入射光线靠近法线时,表明入射角在减小,由光的反射定律,反射角也会减小,即反射光线也靠近法线,B符合题意;
C.入射角增大5°时,由光的反射定律,反射角也增大5°,即反射光线与入射光线的夹角增大10°,C不符合题意;
D.无论是镜面反射还是漫反射都遵守反射定律,漫反射的反射光线向四面八方是因为反射面不平造成的,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据光的反射规律:(1)反射角等于入射角;(2)反射光线和入射光线分居法线两侧;(3)镜面反射还是漫反射都遵守反射定律。
3.(2021八上·蜀山期末)如图所示,三条入射光线会聚于S点,若在S点之前任意放一平面镜,则( )
A.三条反射光线可能相交于一点,也可能不相交于一点
B.三条反射光线一定不会相交于一点
C.三条反射光线一定相交于一点
D.三条反射光线的延长线交镜后一点
【答案】C
【知识点】光的反射定律
【解析】【解答】光的反射现象中光路可逆,用光路可逆规律分析:把三条入射光线看成平面镜的三条反射光线,S点是镜中的虚像点,根据平面镜成像时的物点与其像点关于镜面对称的关系,我们可以找到相应的点光源S′和光路图,如图所示。由此可知,这三条入射光线的反射光线一定相交于平面镜前S′点,这一点与S点关于平面镜对称。C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】可利用光路可逆来证明:假设一点光源位于S′,则它发出的光逆着原来反射光线的方向射到平面镜上,经平面镜反射之后,逆着原来入射光线的方向反射出去,其反向延长线一定会交于S点。
4.(2021八上·天河期末)下面四种光现象不能用对应的光路图解释的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】光的反射;镜面反射与漫反射
【解析】【解答】A.我们能从不同方向看到物体是因为在物体表面发生了漫反射,现象与光路图可以对应,A不符合题意;
B.图中用放大镜观察邮票,利用的是物距小于1倍焦距成正立、放大的虚像,而光路图显示是的成像特征是倒立、缩小的实像,现象与光路图不能对应,B符合题意;
C.图中是影子,是光的直线传播形成的,光路图显示的是由于光的直线传播不能照射到物体背光的一侧,现象与光路图可以对应,C不符合题意;
D.水中的倒影属于平面镜成像,下面的图是平面镜成像,现象与光路图可以对应,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)一束平行光射到光滑的物体表面时,反射光仍平行射出,这种反射叫做镜面反射;一束平行光射到粗糙的物体表面时,反射光不再平行,而是射向各个方向,这种反射叫做漫反射;
(2)凸透镜成像的三种情况:u>2f,成倒立、缩小的实像;2f>u>f,成倒立、放大的实像;u<f,成正立、放大的虚像;
(3)光在同一均匀介质中沿直线传播,光沿直线传播的实例有:小孔成像、激光准直、影子、日食和月食等;
(4)光射到介质界面上会发生反射,光的反射形成的现象有:平面镜成像、水中的倒影、面镜成像。
5.(2021八上·龙凤期中)如图所示,一束光线与水平面成50°角入射到平面镜上.若要使反射光线沿水平方向射出,则平面镜与水平面的夹角( )
A.一定为25° B.一定为65° C.可能为25° D.可能为50°
【答案】C
【知识点】光的反射定律
【解析】【解答】一束光线与水平面成50°角入射到平面镜上.若要使反射光线沿水平方向射出,根据反射定律作图如下:
或;
左图中,反射光线与入射光线的夹角为,则入射角为:65°,则平面镜与水平面的夹角为;
右图中,反射光线与入射光线的夹角为50°,入射角和反射角都为25°,则平面镜与水平面的夹角为.
所以平面镜与水平面的夹角可能为25°或65°.
故答案为:C.
【分析】由光的反射定律知,反射角等于入射角,先求得入射角的度数后,分两种情况分析:当反射光线与入射光线的夹角为130度和50度时。
6.(2021八上·环江期中)如图,AB是一块平面镜,MN是一块竖直的挡板,且在MN上有一个通光孔P,NP=5cm.若此时有一束射向AB的光线CO(图中未画出)在平面镜的O点处发生反射,且ON=5cm.若该光线恰好从P点射出,则CO与AB之间的夹角为( )
A.30° B.45° C.60° D.90°
【答案】B
【知识点】光的反射定律
【解析】【解答】因为∠PNO=90°
NP=ON=5cm
所以反射光线OP与平面镜的夹角为45°,由于反射角等于入射角,所以反射光线和入射光线与镜面的夹角也相等,则CO与AB之间的夹角为45°,ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【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。
二、多选题
7.(2021八上·信都期中)如图所示,关于光的反射,下列说法中正确的是( )
A.甲图中,强烈的阳光照在玻璃幕墙上形成光污染,是由于发生了镜面反射
B.乙图中,阳光照在黑板上使得一部分同学看不清黑板上的字,是由于发生了漫反射
C.丙图中,自行车尾灯利用了光路的可逆性将汽车大灯的光反射回到汽车所在方向
D.丁图中,光线垂直入射到平面镜上,反射光线将与入射光线重合,反射角等于0°
【答案】A,D
【知识点】光的反射;镜面反射与漫反射
【解析】【解答】AB.玻璃幕墙形成的光污染和特定角度的同学看不清黑板的字原因一样,都是由于光在反射面发生了镜面反射导致光被反射向特定的方向所致,A符合题意,B不符合题意;
C.自行车尾灯之所以能将光反射回来,是尾灯里有很多组成直角的反射面,光以任何角度射向尾灯,经过直角反射面的两次反射后总能与原光线平行返回,其原理不是光路的可逆性,C不符合题意;
D.光线垂直入射到平面镜上,反射光线将与入射光线以及法线重合,反射角等于0°,D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】镜面反射回造成光污染;黑板反光是镜面反射造成的;光线和反射面垂直时,入射角和反射角都是0°。
三、填空题
8.(2021八上·瑶海期中)如图所示是一种液面升降监测装置原理图。点光源S发出的一束激光与水平液面成40°角射向平静的液面,入射光线与反射光线的夹角为 ;光经液面反射后射到液面上方水平标尺上的S′点,当液面下降时,光点S′将 (选填“向左”、“向右”或“不会”)移动。
【答案】100°;向右
【知识点】光的反射定律
【解析】【解答】由“激光与水平液面成40°角射向平静的液面”,可得入射角为90°-40°=50°
因反射角等于入射角,所以反射角也为50°,则入射光线与反射光线的夹角为100°。
当液面下降时,由于入射角的大小不变,则反射角的大小也不变,所以反射光线与原来的反射光线平行;反射光斑将向右移到A的位置,即向右移动,如图所示:
【分析】入射光线和法线的夹角是入射角;光在反射时,反射角等于入射角;入射点位置改变时,反射光线的位置改变。
9.(2021八上·新丰期中)射击瞄准时要做到“三点一线”主要利用了 知识;当一束光斜射到镜面上时,反射角 (选填“大于”“等于”或“小于”)入射角;人迎着反射光的方向可以看到刺眼的光,而在其他方向却看不到反射光,这是由于发生了 (填“镜面反射”或“漫反射”)。
【答案】光的直线传播;等于;镜面反射
【知识点】光的直线传播及其应用;光的反射定律;镜面反射与漫反射
【解析】【解答】射击瞄准时要做到物体、瞄准点、眼睛这三点在同一条直线上,利用了光的直线传播,才能瞄准物体。
根据光的反射定律可知,反射角等于入射角。
看到刺眼的光,而在其他方向却看不到反射光,说明是镜面反射,漫反射是从各个方向都看时都不会刺眼。
【分析】射击射中目标利用了光沿直线传播;光在反射时,反射角等于入射角;光滑的物体发生镜面反射。
10.(2021八上·杜尔伯特期末)如图所示,一盏探照灯的灯光与水平面成50°角射向水池,在没有水的池底C处形成一个光斑,则入射角大小为 ,在逐渐注水的过程中,折射角大小 (选填“变大”、“变小”或“不变”),B处的人看到池底的光斑将 移动。(选填“不会”、“向左”,“向右”)
【答案】40°;不变;向右
【知识点】光的反射定律
【解析】【解答】法线垂直于水平面,因入射光线与水平面的夹角为50°,故可知入射光线与法线的夹角为90°-50°=40°
即入射角大小为40°。
在逐渐注水的过程中,入射角大小不变,故折射角大小也不变。
由下图可知,在没有注水时,由光的直线传播可知,人能直接看到C点,当注水后,光线在水平面处发生折射,折射光线靠近法线,此时折射光线在池底形成的光斑在C点的右侧C',当人看该光斑时,从C射出的光线到水面时再次发生折射,折射光线远离法线进入人眼,此时眼睛逆着光线看上去感觉光线是从C′′′射出的,所以人看到光斑向右移动。
【分析】入射角为入射光线与法线之间的夹角;在没有注水时,根据光的直线传播,人直接能看到C点;当注水后,由于光的折射探照灯在水底形成一个像,像的位置偏右,人看像时像又向右偏;光从空气中斜射入水中时,折射角小于入射角,入射角不变,折射角的大小也会不变。
11.(2021八上·丰润期中)如图所示, 为平面镜, 为入射光线, 为法线,入射光线与平面镜的夹角为 ,则入射角大小为 ;若入射光线 对应的反射光线沿着 射出,则反射角应该是 (选填“ ”、“ ”或者“ ”)。若入射光不动,使平面镜绕O点顺时针转过10°,则反射光转过角度为 。
【答案】60°;∠DON;20°
【知识点】光的反射定律
【解析】【解答】入射光线与平面镜的夹角为 ,则入射角 大小为
=90°-30°=60°
若入射光线 对应的反射光线沿着 射出,则反射角应该是反射光线与法线的夹角,即 。
若入射光不动,使平面镜绕O点顺时针转过10°,则入射光线不动,法线ON随镜面顺时针转动10°变为ON’,则入射角增加10°,反射角也增加10°,即反射光线与ON’夹角增加10°,则反射光线与ON夹角增加20°,即反射光线转过角度为20°。
【分析】光的反射定律:反射光线与入射光线、法线在同一平面上,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。(注:光路是可逆的)
12.(2021八上·龙门期中)课堂上,教室里各个位置的同学都能看到黑板上的字,是因为光在黑板上发生 选(“漫”或“镜面”)反射的缘故;有的同学看到黑板反光看不清黑板上的字,是因为光在黑板上发生 选(“漫”或“镜面”)反射的缘故;漫反射 (填“遵循”或“不遵循”)光的反射定律。
【答案】漫;镜面;遵循
【知识点】镜面反射与漫反射
【解析】【解答】一束平行光照射到光滑的平面上后,会被平行地反射,这种反射叫镜面反射; 凹凸不平的表面会把平行的入射光线向着四面八方反射,这种反射叫做漫反射。我们能看到黑板上的字,是因为黑板上的字反射的光传播到我们的眼中。教室里各个位置的同学都能看到黑板上的字,是因为光在黑板上发生漫反射的缘故。
有的同学看到黑板反光看不清黑板上的字,是因为黑板的某些地方较光滑,使光发生镜面反射,反射光线较集中是射入同学的眼睛,冲淡了纸反射的光线,所以看不清楚黑板上的字。
漫反射中的每一条光线都遵循光的反射定律,因为发生漫反射的物体平面凹凸不平,才使反射光线射向各个方向。
【分析】一束平行光照射到光滑的平面上后,会被平行地反射,这种反射叫镜面反射; 凹凸不平的表面会把平行的入射光线向着四面八方反射,这种反射叫做漫反射。
四、作图题
13.(2021八上·本溪期中)如图所示,太阳光线与水平面成30°角,若用平面镜将太阳光沿竖直方向反射到井底,请在图中画出反射光线和平面镜的位置,标出反射角和反射角的度数,保留作图痕迹。
【答案】解:如图所示:
【知识点】作光的反射光路图
【解析】【解答】由图知道,入射光线与水平面成30°,又因为反射光线是竖直向下的,所以,入射光线与反射光线的夹角为30°+90°=120°
故反射角为60°,由于法线将入射光线与反射光线的夹角平分,故可确定法线的位置,即作法线的垂线就可确定平面镜的位置,故光路如下图
【分析】光的反射定律:反射光线与入射光线、法线在同一平面上,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。(注:光路是可逆的)
14.(2020八上·紫阳期末)
(1)一束光从空气斜射到平面镜上时发生了反射,OB为反射光线,请在图中作出其入射光线并标出入射角的度数。
(2)在图中的虚线框中画上适当的镜子。
【答案】(1)解:如图所示:
(2)解:如图所示:
【知识点】作光的反射光路图
【解析】【解答】(1)过入射点O作垂直于镜面的法线,已知反射光线与镜面的夹角为60°,则反射角为30°,由光的可知入射角也为30°,根据反射角等于入射角在法线右侧画出入射光线。
(2)由图可知,水平的平行光线经过镜子后竖直向下传播,光线的传播方向改变了90°,则镜子为平面镜,如图。
【分析】光的反射定律:反射光线与入射光线、法线在同一平面上,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。(注:光路是可逆的)
五、实验探究题
15.(2021八上·龙凤期中)小明利用如图甲所示的装置探究光的反射定律,平面镜平放在水平桌面上,板 E、F可以绕ON轴转动。
(1)为了看清楚板上的光路,板的材质应是 (选填“粗糙的”或“光滑的”);
(2)为了研究反射角与入射角之间关系,实验时应进行的操作是____;
A.绕ON前后转动板E B.绕ON前后转动板F
C.改变光线AO与ON间的夹角 D.改变光线OB与ON间的夹角
(3)让入射角等于 时,反射光线与入射光线重合;
(4)若保持平面镜水平不变,将板向后倾斜一个角度(如图乙),入射光线仍能呈现纸板上,且沿AO方向入射到平面镜的O点,此时与图甲情形对比,发生改变的有____;
A.法线方向 B.反射光线方向
C.入射角度数 D.反射角和入射角关系
(5)某同学在做探究光的折射特点实验,如图是光从空气射入水中时的光路。实验中发现,入射光线、折射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧,通过实验还得到如下数据:
入射角α 0° 15° 30° 45° 60°
反射角β 0° 15° 30° 45° 60°
折射角γ 0° 11° 22.1° 35.4° 40.9°
分析表中数据,可得出结论:光从空气斜射到水面时,将同时发生反射和折射现象;光从空气斜射到水面时,折射角随入射角的变化关系是 ,且折射角 (选填“大于”、“等于”或“小于”)入射角;
(6)阅读短文并回答下列问题:光的全反射一束激光从某种玻璃中射向空气(如图1所示),保持入射点不动,改变入射角(每次增加0.2°),当入射角增大到8°时,折射光线消失,只存在入射光线与反射光线,这种现象叫做光的全反射,发生这种现象时的入射角叫做这种物质的临界角。当入射角大于临界角时,只发生反射,不发生折射。
a、当光从空气射向玻璃, (选填“会”或“不会”)发生光的全反射现象;
b、一个三棱镜由上述玻璃构成,让一束光垂直于玻璃三棱镜的一个面射入(如图2所示),请在图中完成这束入射光的光路图 。
【答案】(1)粗糙的
(2)C
(3)0°
(4)B;C
(5)折射角随入射角的增大而增大;小于
(6)不会;
【知识点】光的反射定律
【解析】【解答】(1)为了看清楚纸板上的光路,纸板材质应是较粗糙,光线射在上面发生了漫反射,反射光线射向各个方向,无论从哪个角度看,都能看得清楚。
(2)要探究光的反射规律,先让一束光贴着纸板沿某一个角度射到O点,量出入射角和反射角的度数,然后改变光束的入射方向,使入射角减小,再量出入射角和反射角的度数,与前一次实验量出的结果进行比较,即可发现反射角和入射角关系,C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
(3)反射光线与入射光线重合时,说明入射光线是垂直于镜面入射,此时的反射光线、入射光线、法线重合,则入射角为0°。
(4)保持平面镜水平不变,将纸板向后倾斜一个角度,入射光线仍能呈现在纸板上,且沿AO方向入射到平面镜的O点,但与原来相比,入射光线的方向改变了,法线方向不变(垂直于镜面),由于反射光线、入射光线和法线在同一平面内,所以反射光线方向改变,则在纸板上不能看到反射光线,而入射角度数改变、反射角与入射角关系都不改变,BC符合题意,AD不符合题意。
故答案为:BC。
(5)由表中数据可知,光从空气斜射到水面时,当入射角不断增大时,折射角也随之增大,故折射角随入射角的变化关系是:折射角随入射角的增大而增大(折射角随入射角的减小而减小),且折射角小于入射角。
(6)光只有从水或玻璃射向空气时,才会发生全反射,所以光从空气射向玻璃,入射角增大,折射光不可能完全消失。
光线从空气进入玻璃时,因是垂直照射,所以方向不变;当从玻璃中斜射入空气时,其入射角为45°大于临界角,故其发生全反射,最终要从玻璃垂直射向空气,传播方向不变,其大致路径如下图
【分析】(1)根据镜面反射和漫反射的不同可得出结论。
(2)要解决此题,需要掌握反射光线、入射光线与法线在同一平面内,入射角与反射角的定义。
(3)当光线垂直射向平面镜时,此时反射光线、入射光线、法线三线合一。
(4)在光的反射中,反射光线、入射光线和法线始终在同一平面上。
(5)光从空气斜射入水或其他介质中时,折射角小于入射角,折射角随入射角的改变而改变。
(6)a、根据折射角和入射角的关系进行分析,即当折射角大于入射角时,并且入射角又等于临界角时,才会发生全反射现象。
b、当光从一种透明介质垂直射入另一种透明介质时,传播方向不变。当光从其他透明介质斜射入空气时,折射角大于入射角。据此画出光路图。
六、简答题
16.(2021八上·前郭期末)雨后天晴的夜晚,为了防止踩到地面上的积水,背着月光走时,不能踩到地面较暗之处。请你用所学的物理知识来解释。
【答案】解:人背着月光走时,光线是从背后射过来,在水面发生镜面反射,根据光的反射定律及镜面反射的特点,反射光线的方向是射向人的前方的,不能够进入人的眼睛,而地面发生的是漫反射,反射光线向四面八方,有一部分光线进入人的眼睛中,所以相对地面,水面看起来较暗。
【知识点】镜面反射与漫反射
【解析】【分析】光滑物体的表面发生镜面反射,反射光线方向一致,粗糙物体的表面发生漫反射,漫反射射向各个方向。
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