第11课 光的反射定律与作图、镜面反射与漫反射
1、光的反射:光射向物体表面时,有一部分光会被物体表面反射回来,这种现象叫做光的反射。
2、基本概念:
一点 入射点 光线射到镜面上的点,用“O”表示。
三线 法线 通过入射点,垂直于镜面的直线,用虚线表示如图ON
入射光线 射到反射面上的光线,如图AO。
反射光线 被反射面反射后的光线,如图中的OB。
两角 入射角 入射光线与法线的夹角,如图所示“i”
反射角 反射光线与法线的夹角,如图所示“r”。
光的反射定律是中考考查的重点内容,从命题形式来看,选择题、作图题、填空题仍然是主要的三种题型,作图题将更加重视与社会、生活的联系和应用。希望在今后的学习中要多观察,勤思考,灵活运用所学知识解决实际问题。
1.如图所示,平面镜与镜面之间夹角为,在两平面镜角平分线上有一个点光源,如果要保证发出的任意一条光线最多只能产生两次反射,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】解:发出的任意一条光线最多只能产生两次反射,根据平面镜成像特点分别作出入射光线和反射光线,
如图所示:设入射光线与平面镜的夹角为,则反射光线与平面镜的夹角也为,
当第二次入射时候,原来的反射光线即为入射光线,则与平面镜的夹角为,
同理,与平面镜的夹角也为,要使第三次反射不发生,,又因为的最小值为,所以,解得度。
此题也可以这样解答:
为对称轴,镜面翻折过去。得到镜面。把做为对称轴,将翻折过去。得到一次类推。
引出一条直光线。与这些镜面的交点个数就是反射次数。
要想只反射两次。那么一定没有第三个交点,也就是说镜面位置最多就是在射线上。
就得到与原方程是等价的。
得到。
故选:。
根据平面镜成像特点分别作出入射光线和反射光线,
设入射光线与任意平面的夹角为,则第一次反射后射出的光线与平面的夹角也为,当第二次反射时候,入射光线与水平面的夹角为,同理,可以推出第二次反射出来的光线与水平面的夹角也为,要使第三次反射不发生,需要,又因为是外角,最小值为,然后解不等式即可得出结论。
解答此题的步骤有三个:一是首先根据平面镜成像特点分别作出入射光线和反射光线,二是根据三角形内角和定理求出第二次反射出来的光线与水平面的夹角,三是明确使第三次反射不发生,,然后问题可解。
2.如图所示,平面镜与夹角为,一条平行于平面镜的光线经过两个平面镜的多次反射后,能够沿着原来的光路返回。则两平面镜之间的夹角不可能是 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】解:画光的反射光路图如下图所示,由图知:光线第一次反射的入射角为:;
第二次入射时的入射角为:;
第三次的入射角为:;
第次的入射角为:。
要想沿原来光路返回需要光线某次反射的入射角为零
所以有 ,
解得:由于为自然数,所以不能等于。
故选:。
要解决此题首先要明确下面两点:
做出光的反射光路图,根据光路图可以确定每次入射时入射角两个平面镜夹角的关系。
光线原路返回的含义:必须是经过多次反射后,最后的一次入射是垂直于其中的一个平面镜,即入射角等于零。
此题考查了光的反射定律并结合了几何方面的知识。
明确此题中每一次反射,入射角与两平面镜之间夹角的关系是解决此题的一个难点,它利用了几何中三角形的外角等于不相邻的内角和的知识。
3.一束光线照射到平面镜上,若不改变入射光线的方向,而使平面镜绕入射点转动角,则反射光线转动的角度是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】如图所示,入射光线方向不变,平面镜绕入射点转过角,法线也转过角,变为,此时的入射角由原来的变为根据反射定律,反射光线的反射角,反射光线与原法线的夹角为.
由此可知,反射光线转到所转过的角度为.
4.如图所示,某房间水平地面上有一点光源,距离点光源为的地面上,放有一边长为且不透光的立方体物块,并且正好挡住了房间内某同学的视线。该同学只好通过安置在天花板上的平面镜来观察光源的像,则平面镜离地面的高度不得低于( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】解:连接与立方体的左顶点并延长,连接某同学的视线与立方体的右顶点并延长,交平面镜与一点,
立方体物块的边长为,,
、为等腰直角三角形,
也为等腰直角三角形,
,,
,
则。
故选:。
连接与立方体的左顶点并延长。根据反射定律,则过立方体的右顶点作斜率相同方向相反的线与刚才的线相交因为立方体边长为,点距立方体长也为,然后利用几何知识解答即可。
知道点光源的发出的光经平面镜反射后,反射光线的反向延长线过像点,然后根据几何知识求得是解答此题的关键,此题有一定的拔高难度,对学生的要求比较高,要求学生解答此题时应具备较好的数学基础。
5.以平面镜和为两个侧面的一个黑盒子里有一个点光源,黑盒子的另一侧面上开有一个小孔,如图所示.一位观察者在盒外沿与平行的方向走过时,通过孔能几次看到所发出的光.( )
A. 次 B. 次 C. 次 D. 次
【答案】D
【解析】【分析】
此题主要考查了光直线传播和光的反射的应用,关键是能正确作出光路图。
光线从小孔射出有四种情况:
由点光源发出的光线直接从小孔射出;
由发出,经过平面镜反射后,直接通过小孔的光线;
由发出,经过平面镜反射后,直接通过小孔的光线;
由发出,经过平面镜反射后再经过平面镜反射通过的光线;
分以上四种情况分别作出光路图即可得结论。
【解答】
发出的光线,从小孔射出,有以下四种情况:
由点光源发出的光线直接从小孔射出,如答图:
;
由发出,经过平面镜反射后,直接通过小孔的光线,如答图:
;
由发出,经过平面镜反射后,直接通过小孔的光线,如答图:
;
由发出,经过平面镜反射后再经过平面镜反射通过的光线,如答图:
。
由以上作图可知,ABC错误,D正确。
故选D
6.如图所示,两平面镜和成夹角交于点,从点处垂直于镜射出一条光线,此光线在两镜间经多次反射后不再与镜面相遇.试问:有几次反射?而最后一次反射发生在哪个镜面上?镜面足够长( )
A. 次 镜 B. 次 镜 C. 次 镜 D. 次 镜
【答案】B
【解析】【分析】
本题考查了光的反射定律;明确不再相遇的含义是解决此题的入手点;通过前两次的反射,明确角度的变换规律,推出是难点。
由题中的“光线在两镜间经多次反射后不再与镜面相遇”,可知,最后一次反射光线必然与或镜面平行,最后一次的反射角一定为,所以每反射一次,入射角增加,,第一次在镜反射,第二次在镜反射,以此类推,奇数一定在镜反射。
【解答】
解:发生第一次反射时,根据三角形的内角和为、两个镜面间的夹角为,可以求得此时入射光线与镜面的夹角为,此时的入射角为,根据光的反射规律可知,此时的反射角也为,即可求出此时的反射光线与上面平面镜的夹角为;
同样可以利用三角形的内角和为,可以求出这条反射光线以与下面的平面镜成夹角射向下面的平面镜发生第二次反射;
根据光的反射规律可以推出第二次反射时的反射光线与下面的平面镜的夹角与入射光线与镜面的夹角相等,也为,经过两次反射后,光线由最初的与平面镜的夹角为变为;
以此类推,每经过两次反射,每反射一次,入射角增加;
,
第一次在镜反射,第二次在镜反射,以此类推,奇数一定在镜反射;所以当经过次反射后,此时的出射光线与上面的平面镜平行,不再相遇。
故ACD错误,B正确。
7.一束阳光照射到平面镜上,与镜面的夹角为,转动平面镜,使光束与镜面的夹角增至,则反射光线和入射光线的夹角与原来相比( )
A. 减小了 B. 减小了 C. 减小了 D. 减小了
【答案】B
【解析】解:转动平面镜,使光束与镜面的夹角增加,则入射角减小,反射角也减小,反射光线和入射光线的夹角与原来相比减小了。
8.如图所示,一束光线射到由两个平面镜组成的直角镜上,经两次反射后射出的光线为若将入射光线的入射角增加,则射出光线的反射角将( )
A. 增加 B. 减少 C. 增加 D. 减少
【答案】B
【解析】解:两个互相垂直的平面镜的特点是对光线进行两次反射,根据反射定律可知,两次反射的光线与入射光线是始终平行的,因此入射角增加,则的反射角将减少。
故选:。
光的反射定律:反射光线与入射光线、法线在同一平面上;反射光线和入射光线分居在法线的两侧;反射角等于入射角。
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。
此题主要考查了光的反射定律的内容,要掌握光的反射定律及反射角与入射角的概念。
9.如图所示,两块等大的平面镜、直立在地面上,、高为米,相距米。有一束激光与竖直方向成角射到平面镜的上边缘,经多次反射后射到地面。从第一次照射到平面镜的上边缘开始计数,激光束射到地面时共经历的反射的次数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】解:如图,等于反射角等于入射角,在中,,
所以每反射一次,光线下移,
发生反射的次数:
,
所以包在点的反射,一共发生次反射。
故选:。
做出第一、二次反射图,由图得出每次反射,光线下移的距离,进而求出发生反射的次数。
本题考查了学生对光的反射定律的掌握和运用,计算反射次数时,不要忘记第一次反射,易错点
10.小明站在储藏室的门口找东西,房间里有一面落地镜、两个高大且不透明的衣柜,布局如图.如果他不改变自己的位置假设小明的眼睛在图中头顶的位置,房间里的橡皮鸭、足球、耳机、手套这四件东西,他可以看到几件( )
A. 件 B. 件 C. 件 D. 件
【答案】B
【解析】【分析】
本题考查了平面镜成像特点的应用、光的反射;利用好反射光线好像是从虚像上发出的。
平面镜成像的特点是:所成的像是虚像;像和物体形状、大小相同;
像和物体各对应点的连线与平面镜垂直;像和物体各对应点到平面镜间距离相等;
人要能看到物体,需要有光线射入人眼。
【解答】
小明能够看到物体,需要有物体射出或反射出的光线进入人眼;
根据平面镜成像特点,作出小明眼睛在平面镜中的像,连接眼睛的像与物体,如图:
;
由图可知:能够有光射入小明眼睛的物体,足球、橡皮鸭反射出的光线被不透明的衣柜遮挡,不能射入小明眼睛;只有耳机和手套射出的光,经过平面镜反射,能射入小明眼睛;故他可以看到件。
故B正确,ACD错误。
故选B。
11.如图所示,激光液面控制仪器的原理图是:一束激光以入射角度照射液面,承接反射光斑的处用光电管接收并变成电讯号,电讯号再传输到控制系统来控制液面高度。如果发现光斑在处侧移了距离,则液面上升高度______。
【答案】
【解析】解:光斑在处侧移了距离,作出光路图,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;如图所示:
从图中可以看出,液面高度升高,由于入射角不变,故反射角也不变;由图可得:
,
因为一束激光以入射角度照射液面,则,,
在等腰直角三角形可得,,
则。
故答案为:。
光在液面上发生的是镜面反射,根据入射角不变,反射光线与原来的反射光线平行作图分析;根据直角三角形行角和边的关系计算液面变化的高度。
本题利用了镜面反射来解释激光液面控制仪的原理,并且能够利用直角三角形的知识计算高度。
12.如图所示为水位测量仪的示意图。点与光屏在同一水平面上,从点发出的一束与水平面成角方向不变的激光,经水面反射后,在光屏上的点处形成一个光斑,光斑位置随水位变化而发生变化。
点与光屏在水中所成的像是______像选填“虚”、“实”;
点与水面相距,则与它在水中的像之间的距离为______;
若光斑向右移动了,说明水位______选填“上升”或“下降”了______。
【答案】虚 下降
【解析】解:点与光屏在水中所成的像是平面镜成像.平面镜成像的原理:物体射到平面镜上的光,经平面镜反射后的反射光线是发散的,这些光线的反向延长线相交而成的点,就是我们看到的像,不是由实际光线会聚而成的,不能呈现在光屏上,故称为虚像。
平面镜成的是正立等大的虚像,像和物关于镜面对称,点与水面相距,则与它在水中的像之间的距离为物与平面镜距离的二倍为。
若光斑向右移动了,移动到点,如下图所示:
由题意和平行四边形知识可得,在平行四边形中,
因为从点发出的一束与水平面成角,则为直角三角形,
所以,
则说明水位下降了。
故答案为:虚;;下降;。
平面镜成像是光的反射现象;
平面镜成像时像与物到平面镜的距离相等,据此解答;
由平面镜特点作出反射后射到点的光路,根据光斑右移,再画出其光路,由图计算水面下降高度。
本题考查了平面镜成像的原理、特点,关键是根据光的反射定律作出光路图,利用几何知识进行分析解答。
13.如图所示,一块平面镜放在圆筒的中心处,平面镜正对筒壁上一点光源,点光源发出一束光垂直射向平面镜。平面镜从图示位置开始绕圆筒中心逆时针匀速转动,在转动过角时,点光源在镜中所成的像绕中心转过的角度为,反射光线转过的角度为,则______,______。
【答案】
【解析】解:如下图所示,平面镜旋转,相当于入射角增大,因为原先入射角为,如左图
则入射角和反射角的夹角为,照射到筒壁上的反射光斑转过的角度即为,如右图
由左右两图的“虚像”的位置可知:点光源在镜中所成的像转过的角度为。
故答案为:;。
根据题干的提示和反射定律画出平面镜旋转前后的反射光路图,以及所成的虚像的图。
本题主要考查学生对光的反射定律的了解和掌握,通过画图解答,学生更容易理解,此题要求学生应具备一定的空间想象能力,是一道难题。
1、实验探究
(1)提出问题:光在反射时遵循什么规律?(反射光沿什么方向射出)
(2)实验器材:激光笔、白色硬纸板、平面镜、量角器等。
(3)实验步骤:
①把一个平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON垂直于镜面,如图甲所示:
②在纸板上画出两条入射光线,用激光笔沿入射光线射入,找到对应的反射光线。
③观察两组反射光线和入射光线,猜想反射光线和入射光线的位置关系:
a、反射光线、入射光线和镜面的夹角相等;
b、反射光线和入射光线关于法线对称。
④把纸板NOF向前折或向后折如图乙,观察还能看到反射光线吗?
⑤取下纸板,用量角器测量角i和r。
表格:
实验次序 角i 角r
第一次 45o 45o
第二次 60o 60o
(4)结论:
①反射光线与入射光线、法线在同一平面内——三线共面
②反射光线和入射光线分居法线的两侧——法线居中
③反射角等于入射角——两角相等
反射现象中,光路是可逆的。
掌握光的反射定律,并能用光的反射定律解决实际问题;
1.如图所示,是小聪设计的“探究光的反射规律”的实验,将可弯折的白色硬纸板垂直放置在平面镜上。
白色的硬纸板表面应尽可能______光滑粗糙。
小聪让一束光贴着纸板射到平面镜上,在纸板上会看到反射光线,然后将纸板绕向后折,如图乙所示,此时在面上______看到看不到反射光线。
为了进一步确定此时反射光线的位置,小聪将纸板沿剪开,将纸板的上半部分向后折,如图丙所示,发现在纸板右侧的______上部下部会看到反射光线,此实验现象说明反射光线、入射光线和法线______在不在同平面。
在图甲中,如果让光线逆着的方向射向镜面,会看到反射光线沿着方向射出,这表明光反射时,光路是______。
【答案】粗糙 看不到 下部 在 可逆的
【解析】解:白色硬纸板的表面应尽量粗糙,让光线发生漫反射,从不同的角度都能够观察到光线;
光在反射时,反射光线、入射光线、法线在同一平面内,所以将纸板面绕轴向后折,在面上看不到反射光线,此时入射光线、法线、反射光线在同一平面内;
光在反射时,反射光线、入射光线、法线在同一平面内,将纸板的上半部分向后折,如图丙所示,发现在纸板右侧的下部会看到反射光线。此实验现象说 明反射光线、入射光线和法线在同一平面;
在图甲中,如果让光线逆着的方向射向镜面,会看到反射光线沿着方向射出,这 表明光反射时,光路是可逆的;
故答案为:粗糙;看不到;下部;在;可逆的。
我们能从不同角度观察到光线,是因此光在光屏上发生了漫反射;
光的反射定律:反射光线、入射光线、法线在同一平面内,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;根据光的反射定律,可判断纸反向后折和纸板不垂直时是否能观察到反射光线;
据光路的可逆性分析即可判断。
本题考查光的反射定律实验的有关内容,主要考查学生对实验过程中出现问题的应对能力,就是为了锻炼学生的动手、动脑的能力。
2.利用如图所示的装置做“探究光的反射规律”的实验,请回答下列问题:
如图甲所示,让一束光贴着纸板沿方向射向镜面,在纸板上可看到反射光沿方向射出,用笔在纸板上描出入射光和反射光的径迹,与垂直于镜面的直线的夹角是入射角,与的夹角是反射角;
改变入射光的方向,测量和,实验数据如表所示,由此可得:在光的反射现象中,___________________________________;
如图甲所示,让光束沿方向射向镜面,反射光沿射出,与相比,可得出结论:在反射现象中,光路是________________的。选填“可逆”或“不可逆”
如图乙所示,把纸板、均倾斜相同角度立在平面镜上,使一束光贴着纸板仍沿某一个角度射到点,经平面镜反射,在纸板上________看到反射光选填“能”或“不能”;
根据图甲、乙所示实验,请你进一步推断:反射光线与入射光线所在的平面与平面镜的位置关系是_______________选填“垂直”或“不垂直”的。
【答案】反射角等于入射角;可逆;不能;垂直
【解析】根据表格数据可得结论,在光的反射现象中,反射角等于入射角。
反射现象中,光路是可逆的,如果让光线逆着的方向射向镜面,会发现反射光线沿着方向射出,这表明:反射时,光路是可逆的;
把纸板、均倾斜相同角度立在平面镜上,镜面的法线不在纸板上,入射光沿纸板照射后,反射光线也不在纸板上,则我们在纸板上看不到反射光线。
反射光线、入射光线和法线在同一平面内,法线与平面镜垂直,反射光线与入射光线所在的平面与平面镜垂直。
3.如图所示,是陈涛同学探究光的反射规律的实验。他进行了下面的操作:
如图甲,让一束光贴着纸板沿某一个角度射到点,经平面镜的反射,沿另一个方向射出,在纸上用笔描出入射光和反射光的径迹。改变光束的入射角度,多做几次,取下纸板,用量角器测量两侧的和,得到的结论是反射角______入射角选填“大于”、“等于”或“小于”;
如图乙,纸板是用两块纸板连接起来的,把半面纸板向前折或向后折,这时在上看不到反射光线,说明反射光线、入射光线与法线______同一平面内选填“在”或“不在”;
使入射光线逐渐靠近法线,可观察到反射光线______选填“靠近”或“远离”法线;
如果让光线逆着的方向射向镜面,会发现反射光线沿着方向射出,这表明:在光的反射现象中,______;
陈涛同学还想用图丙和图丁模拟镜面反射与漫反射,照图丙那样,把几根细针垂直入一张硬纸板中,表示法线,当入射光线平行射到各入射点时,反射光线将平行射出。随后将纸板随意弯折,如图丁所示,这时会看到“法线”不再平行,当入射光线平行射到各入射点上时,反射光线______选填“平行”或“不平行”,根据你所学的知识判断,漫反射______选填“遵循”、“不遵循”光的反射定律。
【答案】等于 在 靠近 光路是可逆的 不平行 遵循
【解析】解:改变光束的入射角度,多做几次,取下纸板,用量角器测量两侧的和,会发现反射角等于入射角;
如图乙,把半面纸板向前折或向后折,这时,在上看不到反射光线,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。此时,反射光依然存在;
若将入射光线逐渐靠近法线,则入射角减小,反射角等于入射角,所以反射光线也靠近法线;
由让光线逆着的方向射向镜面,会发现反射光线沿着方向射出可知,将反射光线改为入射光线,光路图照样成立,体现了光路是可逆的;
随后将纸板随意弯折,根据图丁可知,会看到“法线”不再平行,当入射光线平行射到各入射点上时,反射光线不平行,但漫反射仍然遵循光的反射定律。
故答案为:等于;在;靠近;光路是可逆的;不平行;遵循。
在光的反射中,反射角等于入射角;
根据入射光线、反射光线和法线的关系进行分析,使光屏不在一个平面内,观察现象,得出结论;
反射角随入射角的减小而减小;
让光线逆着的方向射向镜面,会发现反射光线沿着方向射出告诉的信息,可以得到此题的答案;
镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律。
本题考查了探究光的反射的实验。光的反射遵循反射定律:反射光线、入射光线、法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居法线的两侧,反射角等于入射角。
4.如图所示为“探究光的反射定律”的实验装置。
小强在用该实验装置进行实验时,除了要用到铁架台、可折转光屏和量角器外,还要用到________和________。
小强用到的实验器材中,可折转光屏可以非常方便地绕轴线向前或向后折转。这个实验中,小强选用可折转光屏是为了探究反射光线是否在________所决定的平面内。
小强通过实验测得的数据如表一所示:
表一
实验次数 入射角 反射角
分析表中的数据,可以得出实验结论:光反射时,________。
小刚通过实验测得的数据如表二所示:
表二
实验次数 入射角 反射角
据此,他得出了“反射角小于入射角”的结论。进行交流时,小刚发现他的结论与其他组的结论不同,又反复进行了多次测量,确定自己从读数到分析论证、得出结论都没有问题。
导致小刚得出“反射角小于入射角”的原因可能是________。
【答案】光源激光笔平面镜
入射光线和法线
反射角等于入射角
可折转光屏的轴线与镜面不垂直,且偏离入射光线一侧
【解析】略
18.在探究“光的反射规律”的实验中,如图为了确定反射光线和入射光线的位置关系,实验器材有:可旋转的纸板如图甲所示,纸板的、两部分均可绕轴旋转、平面镜和激光电筒。如图乙所示,将纸板立放在水平放置的镜面上,让激光电筒发出的光沿光屏入射到点。
实验中,硬纸板的作用是 和 。
选用的纸板表面应尽量 选填“光滑”或“粗糙”,光在纸板上发生了 填“镜面”或“漫”反射。
当入射角增大时,反射角 选填“增大”或“减小”,反射光线 选填“靠近”或“远离”平面镜。
由实验可知,反射角和入射角的大小关系是: ;
实验时,纸板和在同一平面内,但无法在两块纸板上同时显示出入射光线和反射光线,其原因可能是 。
【答案】显示光路 探究反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内 粗糙 漫 增大 靠近 反射角等于入射角 硬纸板没有垂直立在平面镜上
【解析】解:根据题意可知,实验中硬纸板的作用是能够间接的在纸板上看到光的传播途径,即显示光路和探究反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内;
白色硬纸板的表面应尽量粗糙,让光线发生漫反射,从不同的角度都能够观察到光线;
在光的反射现象中,反射角等于入射角,所以,当入射角增大时,反射角也增大,则反射光线将面镜;
由实验可知,反射角等于入射角;
如果在实验中将纸板翻折到与纸板在同一平面时,在纸板上却看不见反射光束,其原因可能是纸板与平面镜不垂直。
故答案为:显示光路;探究反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内;粗糙;漫;增大;靠近;反射角等于入射角;硬纸板没有垂直立在平面镜上。
硬纸板的作用是显示光路,并通过向后折另一半,来判断反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内;
我们能从不同角度观察到光线,是因此光在纸板上发生了漫反射;
光的反射定律:反射光线、入射光线、法线在同一平面内,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;
实验过程中,纸板与平面镜必须垂直放置,这样才更方便让反射光线呈现在纸板上。
本题考查光的反射定律实验的有关内容,主要考查学生对实验过程中出现问题的应对能力,是为了锻炼学生的动手、动脑的能力。
5.为验证光的反射定律,小刚准备了两支不同色光的激光笔、平面镜和固定激光笔的支架,组装为如图所示的实验装置,将该装置放在水平桌面上。打开激光笔后,绿光斜射在平面镜上的点,红光垂直照射到点。
请回答下列问题:
由点垂直照射到点的红光是用来替代 线的位置。
为显示出光的传播路径,小刚在桌面的上方喷烟雾,这是利用了光照在烟雾会上发生 。
实验中,小刚围绕桌面转动改变观察角度直至观察到 的现象时,即可说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
图中,反射角是 。他用量角器分别测量入射角和反射角,发现两角相等。为了验证“反射角等于入射角”这一结论的普遍性,小刚又用刻度尺测量反射光线和入射光线上等高的两点、到的水平距离,发现两段距离大小相等,根据相关数学知识,同样得到了“反射角等于入射角”。你认为他的这一做法可靠吗? 选填:“可靠”或“不可靠”,原因是 。
【答案】法 反射 红光和绿光完全重合 不可靠 没有改变入射角的大小多次实验,结论不具有普遍性
【解析】解:法线与平面镜是垂直的,红色激光笔发出的光垂直射向平面镜上的点,可以显示法线的位置;
在桌面的上方喷烟雾,这是利用了光照在烟雾上发生了反射;
沿水平方向绕桌面缓慢转动,当我们观察到入射绿光、入射红光和反射绿光看起来重合时,可以根据光的传播路径来判断三线在同一平面内。
图中,反射角是;
探究光的反射定律时,要多次改变入射角,测量入射角和反射角,比较反射角和入射角的关系;而多次在竖直方向上移动刻度尺重复上述测量,没有改变入射角光线的方向,也就没有改变入射角的大小,所以这一做法不可靠。
故答案为:法线;反射;红光和绿光完全重合;;不可靠;没有改变入射角的大小多次实验,结论不具有普遍性。
法线与平面镜垂直;反射光线、入射光线和法线在同一平面内,可以通过烟雾显示光路;
在不同方向都能看到光的传播路径,是由于光在烟雾上发生了漫反射而进入我们的眼里;
法线与平面镜垂直;反射光线、入射光线和法线在同一平面内,可以通过烟雾显示光路;
探究光的反射定律时,要多次改变入射角,测量入射角和反射角,比较反射角和入射角的关系。
实验探究题是中考中必不可少的题目,要加强实验教学,引导学生从实验中分析现象,归纳总结规律。培养学生观察、分析、概括能力。
6.张明是一个爱动脑筋的孩子,他听老师说有一种角反射器是根据光的反射原理用平面镜制成的,它具有非常优良的回光特性。对于在空间中一定范围内的入射光线无论入射方向如何,经平面镜反射后,出射光线总是与入射光线平行。
张明根据老师的描述,找来平面镜想自制一个角反射器:
首先,张明将两块平面镜垂直安装如图所示,将一束光与镜面成角入射最后经平面镜反射出去的光果然与镜面上的入射光平行,此时镜面上的反射角是______度,生活中的______就用到了这一原理。
张明在实验过程中,发现自己做出来的反射器好像不满足老师所说的“对于在空间中一定范围内的入射光线无论入射方向如何,经平面镜反射后,出射光线总是与入射光线平行。”于是,他重新尝试,按照如图所示保持入射光线的方向不变反射器绕点向顺时针方向转动了,那么经过反射器两次反射的出射光线将转过______度角。
通过一番探索还是未能设计出老师所描述的角反射器,张明只有去请教老师,老师告诉他角反射器是由三块平面镜组装成的,那么,要满足对于在空间中一定范围内的入射光线无论入射方向如何经平面镜反射后,“出射光线总是与入射光线平行。”这一要求,三块平面镜应该如何组装?
【答案】 自行车尾灯
【解析】解:如图,入射光线和平面镜的夹角是,过入射点作出法线,求出入射角,
根据反射定律得,反射角:,
所以,
在中,,
光线入射到平面镜上,入射角:,
根据反射定律得,反射角:。
,
光线和光线平行,
即:。
自行车尾灯就是根据汽车灯射出的光线照射到自行车尾灯上,经自行车尾灯两次反射后,按照原来的方向返回,进入司机的眼睛中,让司机知道前面有自行车。
当两个平面镜垂直时,入射光线经平面镜两次反射后,出射光线和入射光线平行,
当反射器转动,入射光线不动,同理,如红色的线,入射光线经垂直的平面镜两次反射后,出射光线和原来的入射光线也平行,即。
因为,,,
所以,,并且与方向相同,所以经过反射器两次反射的出射光线将转过度角。
由得到当两个平面镜垂直时,任何角度的入射光线经两次反射后都能和原来的入射光线平行,如果再找一个平面镜都和这两个平面镜垂直,就能达到在空间中一定范围内的入射光线无论入射方向如何经平面镜反射后,“出射光线总是与入射光线平行。”,所以三块平面镜相互垂直能达到老师的要求。
故答案为:;自行车尾灯;;三块平面镜相互垂直。
知道入射光线和平面镜的夹角求出入射角和反射角,求出第二次的入射角和反射角。
自行车尾灯都是根据入射光线和出射光线平行来工作的。
首先求出第一次出射光线和水平面的夹角,再求出反射器绕点向顺时针方向转动了,入射光线不变,同理出射光线和原来的入射光线平行,所以两次的出射光线也平行,所以两次的出射光线转过角度为。
当两个平面镜垂直时,任何角度的入射光线经两次反射后都能和原来的入射光线平行,如果再找一个平面镜都和这两个平面镜垂直,就能达到在空间中一定范围内的入射光线无论入射方向如何经平面镜反射后,“出射光线总是与入射光线平行。”
两个相互垂直的平面镜,入射光线经平面镜两次反射后,出射光线和入射光线平行,是解决本题的关键,本题求出经第二次反射的反射角还要结合数学知识,体现了学科间的整合,是一道综合性很强的习题。
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.
6、解决这类问题的关键是正确理解光的反射规律.光的反射规律可包括两点:
(1)一是反射光线跟入射光线、法线在同一平面内;反射光线、入射光线分居在法线两侧.可记作“三线共面,法(线)居中间”.
(2)二是反射角等于入射角.可见对于一条确定的入射光线、反射光线是唯一的.在学习光的反射定律时要明确以下三点:
①反射角、入射角都是指各自的光线与法线的夹角.切不可把它们与镜面的夹角,当成入射角和反射角.
②入射光线靠拢法线,入射角减小,根据光的反射定律知反射角也减小,反射光线也靠近法线.当入射光线垂直射在平面镜上,法线与入射光线重合,这时入射角为0°,反射光线沿原路返回.反射角也是0°,学生易错认为是90°.
③在光的反射中,光路是可逆的.这就是说,若沿原来的反射光线的方向入射到镜面上,反射光线将沿原来入射光线的方向射出.
作光的反射光路图是中考的热点.例如 画出反射光线佃的入射光线AO,并标出入射角及其大小.
1.如图所示,在学习光的反射时,老师在教室外的点放置一块平面镜,把太阳光反射到了教室内的点。请你利用所学知识画出点放置的平面镜。
【答案】解:连接,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:
【解析】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。
光的反射定律不仅要记熟内容,还要会灵活应用,会由入射光线画出反射光线或由反射光线画出入射光线或由反射光线和入射光线画出平面镜的位置。
2.有时因为黑板“反光”会导致前排靠墙的同学看不清黑板上的字。如图所示,点表示同学的眼睛,是发生这种现象时的一条反射光线请在图中作出的入射光线并标出入射角的度数。
【答案】解:点表示被“晃”人的眼睛,是发生这种现象时的一条反射光线,可知反射角为,可得入射角也为,在法线上侧画出入射光线,反射角等于入射角为,如图所示:
【解析】根据反射定律:反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线、入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,作出入射光线,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。
此题主要考查了光的反射定律的应用,要熟记光的反射定律的内容,并要注意入射角与反射角的概念。
3.在图中,根据给出的入射光线和反射光线,画出相应的法线和平面镜.
【答案】解:由光的反射定律知,反射角等于入射角,所以先做出反射光线与入射光线的夹角的平分线,即为法线,然后再过入射点作法线的垂线即为平面镜的位置.如图所示:
【解析】根据光反射定律知,反射角等于入射角,故反射光线与入射光线的夹角的平分线是法线的位置,再过入射点作出法线的垂线,就是平面镜所在的位置.
本题利用了光的反射定律作图:反射光线、入射光线、法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居法线的两侧,反射角等于入射角.
4.图中,、是点光源发出的光经平面镜反射后的反射光,通过作图确定点光源。
【答案】
【解析】【分析】
本题也可以用光的反射定律作图。但从作图的实际出发,利用平面镜成像特点作光路图时更加简单、方便。
【解答】
先将两条反射光线、反向延长交于一点,在通过平面镜作出的对称点,即为发光点的位置,并联接与反射光线、 在平面镜上的入射点,画出入射光线,
5.如图所示,小明想要利用一块平面镜使此时的太阳光竖直射入井中。请你通过作图标出平面镜的位置,并标出反射角的度数。
【答案】
【解析】【解答】由于反射光线竖直射入井中,过入射点竖直向下做出反射光线;然后作的角平分线即为法线;法线与镜面垂直,据此画出平面镜;
由图知:反射光线和入射光线的夹角;
则反射角,如图所示:
【分析】由题意画出反射光线,根据反射时反射角等于入射角,画出法线,再画出平面镜的位置,从而确定反射角的大小。本题考查根据反射定律作图,利用好法线垂直平面镜且平分反射与入射光线的夹角是关键。
6.如图所示,一束光经点所在的平面镜反射后照到盆中花上点处请画出平面镜的位置和光路图.
【答案】解:由题意,一束光经点所在的平面镜反射后照点处,连接即为反射光线,再作出反射光线和入射光线的角平分线,即为法线,过入射点垂直于法线作出平面镜即可,如图所示:
【解析】由光反射定律知,反射角等于入射角,所以反射光线与入射光线的夹角的平分线是法线的位置,再过入射点作出法线的垂线,就是平面镜所在的位置。
本题考查根据反射定律作图,要牢固掌握反射定律的内容,还要能灵活应用,注意作图要规范。
4.镜面反射和漫反射
镜面反射:光线照到平滑的表面上(如:平静的水面、抛光的金属面、平面镜),发生镜面反射。这时入射光平行,反射光也平行,其他方向没有反射光。
2、漫反射:光线照到凹凸不平的表面上,发生漫反射。凹凸不平的表面会把光线向四面八方反射。
有关生活中的镜面反射的题,例如1:晚上,小雨在台灯上复习功课,书做正面的玻璃板会反射出刺眼的光,影响学习,聪明的小雨想出了两种解决问题的方法.请你猜着两种方法分别是什么.答案:1.铺毛玻璃2.调调灯头
1.晚上,在桌面上铺一张白纸,把一小块平面镜平放在纸上,让手电筒的光正对着平面镜照射,如图所示,则从侧面看去( )
A. 镜子比较暗,它发生了镜面反射 B. 镜子比较亮,它发生了镜面反射
C. 白纸比较亮,它发生了镜面反射 D. 白纸比较暗,它发生了漫反射
【答案】A
【解析】【分析】
镜面反射和漫反射不是判断物体亮暗的依据,反射光线进入人眼的多少,才是判断物体亮暗的依据,如果镜面反射的光正好进入人眼,人感觉要比漫反射亮,如果镜面反射的光没有进入人眼,人感觉它是很暗的,不如漫反射亮。
【解答】
镜子表面光滑,发生镜面反射,垂直照射的手电筒的光,反射后几乎还是向上的,人眼在侧面看,几乎接收不到镜子的反射光线;
白纸表面粗糙,发生漫反射,手电筒的光反射后,各个方向都有,人眼在侧面看,可以接收到少量的反射光线,两种情况相对比,白纸的反射光线进入人眼的较多,人感觉更亮;
故A正确,BCD错误。
2.小华同学参观盐城海盐博物馆,对海盐文化产生浓厚的兴趣,看到一个放在玻璃罩中的展品可拍照,小华同学想用相机拍下来回家慢慢研究,展馆中的灯光比较暗,下列哪种方式拍照最清晰( )
A. 从处向下拍,且用闪光灯 B. 从处向下拍,不用闪光灯
C. 从处斜向下拍,不用闪光灯 D. 从处斜向下拍,且用闪光灯
【答案】D
【解析】【分析】
本题考查对光的反射知识应用的考查,要明确镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律。
根据不同反射面对光的反射效果不同,物体对光的反射可分为镜面反射和漫反射两类,镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律。
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;镜面反射后的光线射向同一方向,正好处在这一方向上时,获得的光线很强,其他方向上几乎没有反射光线。
【解答】
展馆中的灯光比较暗,展品反射的光线很少,要想拍摄出清晰的展品图片,需要用闪光灯;
海盐展品上表面很平,当从位置用闪光灯拍摄时,光线因发生镜面反射而沿垂直方向反射回去,照相机发生逆光无法得到清晰的图片,所以只能从处斜向下拍,且用闪光灯。
故选:。
3.晚自习后,小莹发现自己家的车灯照射前面自行车“尾灯”时,会发现对方“尾灯”很明亮。查阅资料知道自行车“尾灯”结构如图所示,下列说法正确的是( )
A. 光照射在自行车尾灯上发生的是镜面反射 B. 光照射在自行车尾灯上发生的是漫反射
C. 自行车尾灯是光源 D. 人从侧边看自行车尾灯也很明亮
【答案】A
【解析】解:、自行车尾灯平而光滑,光照射在自行车尾灯上发生的是镜面反射,故A正确,B错误;
C、自行车尾灯明亮是反射了别的物体的光,尾灯不是光源,自身不能发光,故C错误;
D、人从侧边看自行车尾灯不会很明亮,因为光照射在自行车尾灯上发生的是镜面反射,很少有反射光线射向侧面进入人的眼睛,故D错误。
故选:。
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。
凡是能够自身发光的物体叫做光源,有的物体本身不能发光,能够反射别的物体的光看起来也很亮,但不是光源。
此题镜面反射和漫反射的区分、光源的定义,重点考查学生利用所学知识解决实际问题的能力,是一道好题。
4.雨后的小区路面上有一些低洼的水坑,夜晚的路灯斜照水坑后,从不同方向观察会有不同的视觉效果.下面的四种判断,其中正确的组合是( )
迎着灯光方向,发亮处是水坑 迎着灯光方向,发亮处不是水坑
背着灯光方向,发亮处是水坑 背着灯光方向,发亮处不是水坑
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】如图甲所示,迎着灯光走,灯光经水面发生镜面反射,进入人眼睛的反射光线多,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;如图乙所示,背着灯光走,灯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.
5.在黑暗的房间里,紧贴白色的竖直墙壁挂着一平面镜,用手电筒正对着镜子和墙照射,从旁边看时,会发现______选填“墙壁”、“平面镜”显得更亮,这是因为光照到这里发生的是______反射.
【答案】墙壁;漫
【解析】解:当用手电筒正对着镜子和墙照射时,镜子表面很平,表面会发生镜面反射,反射光线逆着手电筒的光线反射回,而人是从镜子的侧面看去,并没有反射光线进入人眼,故人看到的镜子是暗的;
墙面凹凸不平,手电筒光照射时发生漫反射,反射光线射向四面八方,人从侧面看去,会有一部分光线进入人眼,所以看到的墙是亮的.
故答案为:墙壁;漫.
要解答本题需掌握:镜面反射和漫反射都是光的反射,
一束平行光射到光滑物体表面时,反射光束仍然是平行的,这种反射就叫做镜面反射;
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;
本题主要考查学生对镜面反射和漫反射区别的认识和了解.镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律,在生活中都有重要的应用.
6.如图所示,晚上汽车在干燥的路面和有积水的路面上行驶时,大灯发出部分光的光路图。说明干燥的路面更容易发生 反射,有积水的路面容易发生 反射以上两空选填“漫”或“镜面”。根据对光路图的分析,夜晚行驶在路上,当对面无来车时,驾驶员看 选填“干燥”或“有积水”的路面更亮。与此类似,在雨后晴朗的夜晚,当行人背着月光走时,有积水的地方看起来会更 选填“亮”或“暗”。
【答案】漫 镜面 干燥 暗
【解析】解:由图可知,在晚上开车时,大灯照射到干燥路面上的光发生漫反射,
由于光射到有积水的沥青路上容易发生镜面反射,反射光线是平行射出的,没有反射光线进入驾驶员的眼睛,所以对面无车时,驾驶员看有积水的路面更暗;夜晚行驶在路上,当对面无来车时,光射到干燥的沥青路上,反射光线射向四面八方,容易发生漫反射,反射光线进入驾驶员眼睛,所以看干燥的路面更亮;
如图,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。
故答案为:漫;镜面;干燥;暗。
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;
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。
判断物体亮暗的依据并不是镜面反射和漫反射,而是进入人眼光线的多少,进入眼睛的光线多感觉亮,进入眼睛的光线少感觉暗。
7.我们能从各个方向看见书本上的字是由于光射到书本上发生了 反射;坐在教室边上的同学由于黑板“反光”看不清黑板上的字,是因为黑板发生了 反射的缘故均选填“漫”或“镜面”。前一种反射 选填“遵循”或“不遵循”光的反射定律,若其中一条光线的反射角为,则它的入射角 为选填“一定”或“不一定”。
【答案】漫;镜面;遵循;一定
【解析】【分析】本题考查镜面反射和漫反射。镜面反射后的光线射向同一方向,正好处在这一方向上时,获得的光线很强,其他方向上几乎没有反射光线,黑板“反光”就是因为黑板发生了镜面反射的缘故;
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,镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律。
【解答】能从不同方向看见书本,是因为光在书本表面上发生了漫反射,反射光线射向各个方向的缘故;
黑板“反光”是因为黑板发生了镜面反射,黑板反射的光线比粉笔字反射的光线强,使人无法看清黑板上的字;
镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律;
光反射时,反射角等于入射角,若其中一条光线的反射角为,则它的入射角一定为。
8.我们能从不同方向看到物体是因为物体会对照射到其上的光线产生______反射。我国对高楼的玻璃幕墙等采取限制性法规,是因为玻璃幕墙会发生______反射,造成“光污染”。
【答案】漫 镜面
【解析】解:我们能从不同方向看到本身不发光的物体,是因为光在物体表面上发生了漫反射,反射光线射向各个方向的缘故。
建筑物的玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石等表面光滑,这些作为反射面的时候,都属于镜面反射,太阳光射到上面,入射光线被反射,从同一方向射出,光线很强,照到物体上会给人们的生活工作等造成很大的不便,称为白亮污染或光污染。
故答案为:漫;镜面。
如果要看见不发光的物体,那这个物体反射的光线一定要进入我们的眼睛。题干中说人们能从各个方向看到本身不发光的物体,那说明这个物体反射的光线能向四面八方传播。这说明在这个物体上发生了漫反射的原因。
平行光射到玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石等反射面时,反射光线射向同一方向,会造成光污染。
此题考查漫反射和镜面反射的实例,在平时的学习生活中多积累与物理相联系的现象,将物理与社会联系起来。
9.刚大学毕业的李强,为工作面试特地买了一双新皮鞋,新皮鞋刚穿上时非常亮,这是因为光射到皮鞋表面发生了______反射;而穿了一段时间之后,鞋面上落灰尘,变暗了,这是因为光射到皮鞋上发生了______反射,______选填“遵循”或“不遵循”光的反射定律。
【答案】镜面 漫 遵循
【解析】解:新皮鞋刚穿上时非常亮,皮鞋表面比较光滑,光射到皮鞋表面发生了镜面反射;
新皮鞋穿了一段时间之后,鞋面上落满了灰尘,表面不再光滑,这时光射到皮鞋表面发生了漫反射,所以看起来变暗了,漫反射也遵循光的反射定律。
故答案为:镜面;漫;遵循。
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,光射到新皮鞋发生的是镜面反射;
漫反射是平行入射的光线经反射面以后不能平行反射,而是射向四面八方,漫反射的反射面是凹凸不平的,镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律。
镜面反射和漫反射是由于反射面不同形成的,但镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律。类似现象:在教室内的黑板反光镜面反射、能看清黑板上的字漫反射。第11课 光的反射定律与作图、镜面反射与漫反射
1、光的反射:光射向物体表面时,有一部分光会被物体表面反射回来,这种现象叫做光的反射。
2、基本概念:
一点 入射点 光线射到镜面上的点,用“O”表示。
三线 法线 通过入射点,垂直于镜面的直线,用虚线表示如图ON
入射光线 射到反射面上的光线,如图AO。
反射光线 被反射面反射后的光线,如图中的OB。
两角 入射角 入射光线与法线的夹角,如图所示“i”
反射角 反射光线与法线的夹角,如图所示“r”。
光的反射定律是中考考查的重点内容,从命题形式来看,选择题、作图题、填空题仍然是主要的三种题型,作图题将更加重视与社会、生活的联系和应用。希望在今后的学习中要多观察,勤思考,灵活运用所学知识解决实际问题。
1.如图所示,平面镜与镜面之间夹角为,在两平面镜角平分线上有一个点光源,如果要保证发出的任意一条光线最多只能产生两次反射,则的最小值是( )
A. B. C. D.
2.如图所示,平面镜与夹角为,一条平行于平面镜的光线经过两个平面镜的多次反射后,能够沿着原来的光路返回。则两平面镜之间的夹角不可能是 ( )
A. B. C. D.
3.一束光线照射到平面镜上,若不改变入射光线的方向,而使平面镜绕入射点转动角,则反射光线转动的角度是( )
A. B. C. D.
4.如图所示,某房间水平地面上有一点光源,距离点光源为的地面上,放有一边长为且不透光的立方体物块,并且正好挡住了房间内某同学的视线。该同学只好通过安置在天花板上的平面镜来观察光源的像,则平面镜离地面的高度不得低于( )
A. B. C. D.
5.以平面镜和为两个侧面的一个黑盒子里有一个点光源,黑盒子的另一侧面上开有一个小孔,如图所示.一位观察者在盒外沿与平行的方向走过时,通过孔能几次看到所发出的光.( )
A. 次 B. 次 C. 次 D. 次
由发出,经过平面镜反射后再经过平面镜反射通过的光线,如答图:
6.如图所示,两平面镜和成夹角交于点,从点处垂直于镜射出一条光线,此光线在两镜间经多次反射后不再与镜面相遇.试问:有几次反射?而最后一次反射发生在哪个镜面上?镜面足够长( )
A. 次 镜 B. 次 镜 C. 次 镜 D. 次 镜
7.一束阳光照射到平面镜上,与镜面的夹角为,转动平面镜,使光束与镜面的夹角增至,则反射光线和入射光线的夹角与原来相比( )
A. 减小了 B. 减小了 C. 减小了 D. 减小了
8.如图所示,一束光线射到由两个平面镜组成的直角镜上,经两次反射后射出的光线为若将入射光线的入射角增加,则射出光线的反射角将( )
A. 增加 B. 减少 C. 增加 D. 减少
9.如图所示,两块等大的平面镜、直立在地面上,、高为米,相距米。有一束激光与竖直方向成角射到平面镜的上边缘,经多次反射后射到地面。从第一次照射到平面镜的上边缘开始计数,激光束射到地面时共经历的反射的次数为( )
A. B. C. D.
10.小明站在储藏室的门口找东西,房间里有一面落地镜、两个高大且不透明的衣柜,布局如图.如果他不改变自己的位置假设小明的眼睛在图中头顶的位置,房间里的橡皮鸭、足球、耳机、手套这四件东西,他可以看到几件( )
A. 件 B. 件 C. 件 D. 件
11.如图所示,激光液面控制仪器的原理图是:一束激光以入射角度照射液面,承接反射光斑的处用光电管接收并变成电讯号,电讯号再传输到控制系统来控制液面高度。如果发现光斑在处侧移了距离,则液面上升高度______。
12.如图所示为水位测量仪的示意图。点与光屏在同一水平面上,从点发出的一束与水平面成角方向不变的激光,经水面反射后,在光屏上的点处形成一个光斑,光斑位置随水位变化而发生变化。
点与光屏在水中所成的像是______像选填“虚”、“实”;
点与水面相距,则与它在水中的像之间的距离为______;
若光斑向右移动了,说明水位______选填“上升”或“下降”了______。
13.如图所示,一块平面镜放在圆筒的中心处,平面镜正对筒壁上一点光源,点光源发出一束光垂直射向平面镜。平面镜从图示位置开始绕圆筒中心逆时针匀速转动,在转动过角时,点光源在镜中所成的像绕中心转过的角度为,反射光线转过的角度为,则______,______。
1、实验探究
(1)提出问题:光在反射时遵循什么规律?(反射光沿什么方向射出)
(2)实验器材:激光笔、白色硬纸板、平面镜、量角器等。
(3)实验步骤:
①把一个平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON垂直于镜面,如图甲所示:
②在纸板上画出两条入射光线,用激光笔沿入射光线射入,找到对应的反射光线。
③观察两组反射光线和入射光线,猜想反射光线和入射光线的位置关系:
a、反射光线、入射光线和镜面的夹角相等;
b、反射光线和入射光线关于法线对称。
④把纸板NOF向前折或向后折如图乙,观察还能看到反射光线吗?
⑤取下纸板,用量角器测量角i和r。
表格:
实验次序 角i 角r
第一次 45o 45o
第二次 60o 60o
(4)结论:
①反射光线与入射光线、法线在同一平面内——三线共面
②反射光线和入射光线分居法线的两侧——法线居中
③反射角等于入射角——两角相等
反射现象中,光路是可逆的。
掌握光的反射定律,并能用光的反射定律解决实际问题;
1.如图所示,是小聪设计的“探究光的反射规律”的实验,将可弯折的白色硬纸板垂直放置在平面镜上。
白色的硬纸板表面应尽可能______光滑粗糙。
小聪让一束光贴着纸板射到平面镜上,在纸板上会看到反射光线,然后将纸板绕向后折,如图乙所示,此时在面上______看到看不到反射光线。
为了进一步确定此时反射光线的位置,小聪将纸板沿剪开,将纸板的上半部分向后折,如图丙所示,发现在纸板右侧的______上部下部会看到反射光线,此实验现象说明反射光线、入射光线和法线______在不在同平面。
在图甲中,如果让光线逆着的方向射向镜面,会看到反射光线沿着方向射出,这表明光反射时,光路是______。
2.利用如图所示的装置做“探究光的反射规律”的实验,请回答下列问题:
如图甲所示,让一束光贴着纸板沿方向射向镜面,在纸板上可看到反射光沿方向射出,用笔在纸板上描出入射光和反射光的径迹,与垂直于镜面的直线的夹角是入射角,与的夹角是反射角;
改变入射光的方向,测量和,实验数据如表所示,由此可得:在光的反射现象中,___________________________________;
如图甲所示,让光束沿方向射向镜面,反射光沿射出,与相比,可得出结论:在反射现象中,光路是________________的。选填“可逆”或“不可逆”
如图乙所示,把纸板、均倾斜相同角度立在平面镜上,使一束光贴着纸板仍沿某一个角度射到点,经平面镜反射,在纸板上________看到反射光选填“能”或“不能”;
根据图甲、乙所示实验,请你进一步推断:反射光线与入射光线所在的平面与平面镜的位置关系是_______________选填“垂直”或“不垂直”的。
3.如图所示,是陈涛同学探究光的反射规律的实验。他进行了下面的操作:
如图甲,让一束光贴着纸板沿某一个角度射到点,经平面镜的反射,沿另一个方向射出,在纸上用笔描出入射光和反射光的径迹。改变光束的入射角度,多做几次,取下纸板,用量角器测量两侧的和,得到的结论是反射角______入射角选填“大于”、“等于”或“小于”;
如图乙,纸板是用两块纸板连接起来的,把半面纸板向前折或向后折,这时在上看不到反射光线,说明反射光线、入射光线与法线______同一平面内选填“在”或“不在”;
使入射光线逐渐靠近法线,可观察到反射光线______选填“靠近”或“远离”法线;
如果让光线逆着的方向射向镜面,会发现反射光线沿着方向射出,这表明:在光的反射现象中,______;
陈涛同学还想用图丙和图丁模拟镜面反射与漫反射,照图丙那样,把几根细针垂直入一张硬纸板中,表示法线,当入射光线平行射到各入射点时,反射光线将平行射出。随后将纸板随意弯折,如图丁所示,这时会看到“法线”不再平行,当入射光线平行射到各入射点上时,反射光线______选填“平行”或“不平行”,根据你所学的知识判断,漫反射______选填“遵循”、“不遵循”光的反射定律。
4.如图所示为“探究光的反射定律”的实验装置。
小强在用该实验装置进行实验时,除了要用到铁架台、可折转光屏和量角器外,还要用到________和________。
小强用到的实验器材中,可折转光屏可以非常方便地绕轴线向前或向后折转。这个实验中,小强选用可折转光屏是为了探究反射光线是否在________所决定的平面内。
小强通过实验测得的数据如表一所示:
表一
实验次数 入射角 反射角
分析表中的数据,可以得出实验结论:光反射时,________。
小刚通过实验测得的数据如表二所示:
表二
实验次数 入射角 反射角
据此,他得出了“反射角小于入射角”的结论。进行交流时,小刚发现他的结论与其他组的结论不同,又反复进行了多次测量,确定自己从读数到分析论证、得出结论都没有问题。
导致小刚得出“反射角小于入射角”的原因可能是________。
5.为验证光的反射定律,小刚准备了两支不同色光的激光笔、平面镜和固定激光笔的支架,组装为如图所示的实验装置,将该装置放在水平桌面上。打开激光笔后,绿光斜射在平面镜上的点,红光垂直照射到点。
请回答下列问题:
由点垂直照射到点的红光是用来替代 线的位置。
为显示出光的传播路径,小刚在桌面的上方喷烟雾,这是利用了光照在烟雾会上发生 。
实验中,小刚围绕桌面转动改变观察角度直至观察到 的现象时,即可说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
图中,反射角是 。他用量角器分别测量入射角和反射角,发现两角相等。为了验证“反射角等于入射角”这一结论的普遍性,小刚又用刻度尺测量反射光线和入射光线上等高的两点、到的水平距离,发现两段距离大小相等,根据相关数学知识,同样得到了“反射角等于入射角”。你认为他的这一做法可靠吗? 选填:“可靠”或“不可靠”,原因是 。
【答案】法 反射 红光和绿光完全重合 不可靠 没有改变入射角的大小多次实验,结论不具有普遍性
【解析】解:法线与平面镜是垂直的,红色激光笔发出的光垂直射向平面镜上的点,可以显示法线的位置;
6.张明是一个爱动脑筋的孩子,他听老师说有一种角反射器是根据光的反射原理用平面镜制成的,它具有非常优良的回光特性。对于在空间中一定范围内的入射光线无论入射方向如何,经平面镜反射后,出射光线总是与入射光线平行。
张明根据老师的描述,找来平面镜想自制一个角反射器:
首先,张明将两块平面镜垂直安装如图所示,将一束光与镜面成角入射最后经平面镜反射出去的光果然与镜面上的入射光平行,此时镜面上的反射角是______度,生活中的______就用到了这一原理。
张明在实验过程中,发现自己做出来的反射器好像不满足老师所说的“对于在空间中一定范围内的入射光线无论入射方向如何,经平面镜反射后,出射光线总是与入射光线平行。”于是,他重新尝试,按照如图所示保持入射光线的方向不变反射器绕点向顺时针方向转动了,那么经过反射器两次反射的出射光线将转过______度角。
通过一番探索还是未能设计出老师所描述的角反射器,张明只有去请教老师,老师告诉他角反射器是由三块平面镜组装成的,那么,要满足对于在空间中一定范围内的入射光线无论入射方向如何经平面镜反射后,“出射光线总是与入射光线平行。”这一要求,三块平面镜应该如何组装?
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.
6、解决这类问题的关键是正确理解光的反射规律.光的反射规律可包括两点:
(1)一是反射光线跟入射光线、法线在同一平面内;反射光线、入射光线分居在法线两侧.可记作“三线共面,法(线)居中间”.
(2)二是反射角等于入射角.可见对于一条确定的入射光线、反射光线是唯一的.在学习光的反射定律时要明确以下三点:
①反射角、入射角都是指各自的光线与法线的夹角.切不可把它们与镜面的夹角,当成入射角和反射角.
②入射光线靠拢法线,入射角减小,根据光的反射定律知反射角也减小,反射光线也靠近法线.当入射光线垂直射在平面镜上,法线与入射光线重合,这时入射角为0°,反射光线沿原路返回.反射角也是0°,学生易错认为是90°.
③在光的反射中,光路是可逆的.这就是说,若沿原来的反射光线的方向入射到镜面上,反射光线将沿原来入射光线的方向射出.
作光的反射光路图是中考的热点.例如 画出反射光线佃的入射光线AO,并标出入射角及其大小.
1.如图所示,在学习光的反射时,老师在教室外的点放置一块平面镜,把太阳光反射到了教室内的点。请你利用所学知识画出点放置的平面镜。
【答案】解:连接,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:
2.有时因为黑板“反光”会导致前排靠墙的同学看不清黑板上的字。如图所示,点表示同学的眼睛,是发生这种现象时的一条反射光线请在图中作出的入射光线并标出入射角的度数。
3.在图中,根据给出的入射光线和反射光线,画出相应的法线和平面镜.
4.图中,、是点光源发出的光经平面镜反射后的反射光,通过作图确定点光源。
5.如图所示,小明想要利用一块平面镜使此时的太阳光竖直射入井中。请你通过作图标出平面镜的位置,并标出反射角的度数。
6.如图所示,一束光经点所在的平面镜反射后照到盆中花上点处请画出平面镜的位置和光路图.
4.镜面反射和漫反射
镜面反射:光线照到平滑的表面上(如:平静的水面、抛光的金属面、平面镜),发生镜面反射。这时入射光平行,反射光也平行,其他方向没有反射光。
2、漫反射:光线照到凹凸不平的表面上,发生漫反射。凹凸不平的表面会把光线向四面八方反射。
有关生活中的镜面反射的题,例如1:晚上,小雨在台灯上复习功课,书做正面的玻璃板会反射出刺眼的光,影响学习,聪明的小雨想出了两种解决问题的方法.请你猜着两种方法分别是什么.答案:1.铺毛玻璃2.调调灯头
1.晚上,在桌面上铺一张白纸,把一小块平面镜平放在纸上,让手电筒的光正对着平面镜照射,如图所示,则从侧面看去( )
A. 镜子比较暗,它发生了镜面反射 B. 镜子比较亮,它发生了镜面反射
C. 白纸比较亮,它发生了镜面反射 D. 白纸比较暗,它发生了漫反射
2.小华同学参观盐城海盐博物馆,对海盐文化产生浓厚的兴趣,看到一个放在玻璃罩中的展品可拍照,小华同学想用相机拍下来回家慢慢研究,展馆中的灯光比较暗,下列哪种方式拍照最清晰( )
A. 从处向下拍,且用闪光灯 B. 从处向下拍,不用闪光灯
C. 从处斜向下拍,不用闪光灯 D. 从处斜向下拍,且用闪光灯
3.晚自习后,小莹发现自己家的车灯照射前面自行车“尾灯”时,会发现对方“尾灯”很明亮。查阅资料知道自行车“尾灯”结构如图所示,下列说法正确的是( )
A. 光照射在自行车尾灯上发生的是镜面反射 B. 光照射在自行车尾灯上发生的是漫反射
C. 自行车尾灯是光源 D. 人从侧边看自行车尾灯也很明亮
4.雨后的小区路面上有一些低洼的水坑,夜晚的路灯斜照水坑后,从不同方向观察会有不同的视觉效果.下面的四种判断,其中正确的组合是( )
迎着灯光方向,发亮处是水坑 迎着灯光方向,发亮处不是水坑
背着灯光方向,发亮处是水坑 背着灯光方向,发亮处不是水坑
A. B. C. D.
5.在黑暗的房间里,紧贴白色的竖直墙壁挂着一平面镜,用手电筒正对着镜子和墙照射,从旁边看时,会发现______选填“墙壁”、“平面镜”显得更亮,这是因为光照到这里发生的是______反射.
6.如图所示,晚上汽车在干燥的路面和有积水的路面上行驶时,大灯发出部分光的光路图。说明干燥的路面更容易发生 反射,有积水的路面容易发生 反射以上两空选填“漫”或“镜面”。根据对光路图的分析,夜晚行驶在路上,当对面无来车时,驾驶员看 选填“干燥”或“有积水”的路面更亮。与此类似,在雨后晴朗的夜晚,当行人背着月光走时,有积水的地方看起来会更 选填“亮”或“暗”。
7.我们能从各个方向看见书本上的字是由于光射到书本上发生了 反射;坐在教室边上的同学由于黑板“反光”看不清黑板上的字,是因为黑板发生了 反射的缘故均选填“漫”或“镜面”。前一种反射 选填“遵循”或“不遵循”光的反射定律,若其中一条光线的反射角为,则它的入射角 为选填“一定”或“不一定”。
8.我们能从不同方向看到物体是因为物体会对照射到其上的光线产生______反射。我国对高楼的玻璃幕墙等采取限制性法规,是因为玻璃幕墙会发生______反射,造成“光污染”。
9.刚大学毕业的李强,为工作面试特地买了一双新皮鞋,新皮鞋刚穿上时非常亮,这是因为光射到皮鞋表面发生了______反射;而穿了一段时间之后,鞋面上落灰尘,变暗了,这是因为光射到皮鞋上发生了______反射,______选填“遵循”或“不遵循”光的反射定律。