第四章 光现象 第2节 光的反射 培优学案

第四章 光现象
第2节 光的反射
教材知识全解
知识点一 光的反射定律
1.光的反射
定义
当光射到物体的表面时，被物体表面反射出去，这种现象叫做光的反射
图例
基
本
概
念
一点
入射点（O）
入射光线在反射面上的点
两角
入射角（i）
入射光线与法线的夹角
反射角（r）
反射光线与法线的夹角
三线
入射光线（AO）
射到反射面的光线
反射光线（OB）
经反射面反射出去的光线
法线（ON）
过入射点，与反射面垂直的直线
注意
（1）反射角和入射角都是对应光线与法线的夹角，而不是和反射面的夹角。
（2）法线是人们在研究光现象时引入的一条位置参考线，所以在画光路图时，总是用虚线表示法线。
（3）入射光线和反射光线都是有方向的，图中的入射光线和反射光线分别为AO和OB，不能说成OA和BO。
2.光的反射定律
（1）内容:在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在同一平面内；反射光线、入射光线分别位于法线两侧；反射角等于入射角。
（2）对光的反射定律的理解
①每条入射光线有且仅有一条反射光线与之对应。
②当入射光线垂直射向平面镜时，反射光线、入射光线和法线三线重合，反射光线沿原路返回，反射角等于入射角，等于0°。
③“反射角等于入射角”不能说成“入射角等于反射角”。因为先有入射，后有反射，入射是“因”，反射是“果”。
④当入射角增大时，反射角也随之增大；入射角减小时，反射角也随之减小。
3.光路是可逆的
在探究反射规律的实验中，如果让光逆着反射光的方向射到镜面，那么，它被反射后就会逆着原来的入射光的方向射出，如图4-2-1所示。这表明:在反射现象中，光路是可逆的。
误区警示
光路可逆是一种路径上的可逆，而光线不可逆，所以“光路可逆”不能说成“光线可逆”。
例1（2019贵州毕节中考） 在图4-2-2中A点放置一块平面镜，使光线经平面镜反射后过B点，在图中画出平面镜的位置（保留作图痕迹）。
解析 由光的反射定律知，反射角等于入射角，所以法线为反射光线与入射光线夹角的角平分线，镜面与法线垂直。先作出反射光线与入射光线的夹角的角平分线，然后再过入射点作这个角平分线的垂线。
答案 如图4-2-3所示
知识点二 镜面反射和漫反射
1.定义:当一束平行光照射到平面镜上时，会被平行地反射，这种反射叫做镜面反射。凹凸不平的表面会把平行人射的光线向着四面八方反射，这种反射叫做漫反射。
2.镜面反射和漫反射的比较
镜面反射
漫反射
相同点
反射面
光滑平面
凹凸不平的表面
反射光
平行射出
向着各个方向射出
人的感觉
只能在一个方向看到反射光，并且会感到刺眼，看不清物体
能在各个方向看到反射光
现象举例
黑板反光、水面反光等
不同方向的观众都能看到银幕上的画面
相同点
都是反射现象，都遵循光的反射定律
例2 （2018江苏泰州兴化模拟） 如图4-2-4甲、乙、丙是光射到物体表面发生反射的情形，其中属于镜面反射的是___________。当光射到物体表面发生漫反射时，_________（填“遵循”或“不遵循”）光的反射定律。
解析 平行光线入射到光滑的反射面上，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。镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律。
答案 甲、乙 遵循
基础闯关全练
知识点一 光的反射定律
1.（2019河南押题卷） 为了“探究光反射时的规律”，实验小组的同学选用了平面镜、纸板、激光器和几种不同颜色的笔，依据教材设计了如图4-2-1所示的实验。
（1）实验中还需要的器材是_________________。
（2）实验中为了使光线能在纸板上显示出来，方便实验研究，你该采取的操作是___________。
A.向纸板喷烟或雾 B.使光束垂直纸板射到O点 C.使光束贴着纸板射到O点
（3）改变光束入射的角度，多做几次，换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。取下纸板，测量ON两侧的∠i和∠r，将数据记录在表中，根据数据得出的结论是________________________________。
次数
∠i
∠r
1
70°
70°
2
45°
45°
3
30°
30°
（4）若将一束光贴着纸板沿FO方向射到O点，光将沿图中的OE方向射出，因为在反射现象中，______________________。
知识点二 镜面反射和漫反射
2.（2018山东济宁金乡期中） 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，如图4-2-2所示，从侧面看去，是（ ）
A白纸和平面镜都较亮
B.白纸和平面镜都较暗
C.白纸被照亮而平面镜较暗
D.平面镜被照亮而白纸较暗
3.（2018辽宁葫芦岛建昌期末） 学生上课时能从不同方向看清黑板上的字是因为发生了__________，而部分同学因为“反光”看不清黑板上的字是因为发生了____________。（选填“镜面反射“或“漫反射”）
能力提升全练
一、选择题
1.（2018黑龙江大庆期末） 一束阳光照射到平面镜上，与镜面的夹角为25°，转动平面镜，使光束与镜面的夹角增至30°，则反射光线与入射光线间的夹角与原来相比（ ）
A.减小了5° B.减小了10° C.减小了15° D.减小了20°
2.（2018北京师范大学附中期中） 小阳利用如图4-2-3所示的实验装置，探究光反射时的规律，其中ENF是用两块纸板连接起来的一个平面且与平面镜垂直放置。为了探究反射角与入射角之间的关系，实验时应进行的操作是（ ）
A.沿ON前后转动板E
B.沿ON前后转动板F
C.改变光线OB与法线ON的夹角
D.改变光线AO与法线ON的夹角
二、实验与探究题
3.（2019吉林长春六十八中模拟） 小明同学用如图4-2-4所示的装置研究光的反射规律，其中有一个可折转的光屏。
（1）光屏在实验中的作用是：①________________________；②___________________。
（2）实验时，光屏应如何放置？_______________________________。
（3）改变__________（选填“入射光线”或“反射光线”）的方向，多测几组入射角和反射角，并记录数据如表。可知入射角和反射角的关系是________________。
实验次数
入射角
反射角
1
15°
15°
2
30°
30°
3
45°
45°
（4）将呈现反射光线的纸板向后弯折，________（选填“能”或“不能”）看到反射光线。
三、作图题
4.（2018 上海中考） 在图4-2-5中，根据给出的入射光线AO画出反射光线OB，并标出反射角的度数。
中考真题回放
一、选择题
1（2018河北石家庄赵县期中）雨后天晴的夜晚，为了不踩到地上的积水
①迎着月光走，地上暗处是积水 ②迎着月光走，地上明亮处是积水
③背着月光走，地上明亮处是积水 ④背着月光走，地上暗处是积水
上面说法正确的是（ ）
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
2.（2018河南实验中学期中）黑暗的房间里有两盏电灯，只有一盏灯点亮，但人能看到未点亮的灯泡。以下对于“看到未点亮的灯泡”所画的光路图，正确的是（ ）
3.（2019天津中考）小明想利用一块平面镜使射向井口的太阳光竖直射入井中，如图4-2-8所示。选项图中的数字序号表示的是确定平面镜位置时作图的先后次序，其中作图过程正确的是（ ）
4.（2018北京中考）图所示的四个光路图中，MM'为平面镜，PO为入射光线，ON为法线，入射角∠PON等于60°，其中符合光的反射定律的光路图是（ ）
二、填空题
5.（2019北京东城二模）图4-2-6中，MM＇为平面镜，ON为法线，OC为反射光线，∠AOM＝45o，∠BOM＝30°，∠CON＝60°。则入射光线应沿着________方向入射。（选填“AO”或“BO”）
三、作图题
6.（2018河北唐山路南期中）如图4-2-7所示，太阳光与水平地面成锐角，小聪想用一个平面镜把太阳光竖直反射到井底，请在图中帮小聪画出平面镜，并在图中标出入射角i和反射角r。
7.（2018山东东营中考）如图4-2-9所示，护林员利用一块平面镜使此时的太阳光水平射向山洞中P点，请你通过作图标出平面镜的位置，并标出反射角的度数。
参考答案及解析
基础闯关全练
1.答案 （1）量角器 （2）C （3）反射角等于入射角 （4）光路是可逆的
解析 （1）为了测量入射角和反射角的大小，还需要的测量工具是量角器。
（2）此实验为了使光线能在纸板上显示出来，采取的操作是使激光紧贴纸板面入射选项C的说法符合题意。
（3）根据表中的数据可以得出结论，在光的反射现象中，反射角等于入射角。
（4）让光线沿着FO方向射向镜面，会发现反射光线沿着OE方向射出，该现象说明在反射现象中，光路是可逆的。
2.C 当手电筒垂直照射白纸和平面镜，平面镜发生镜面反射，反射光线垂直平面镜向上射出，从侧面看时，几乎没有光线进入人眼，人眼感觉平面镜是暗的；入射光线垂直射到白纸上，白纸表面是粗糙的，发生漫反射，反射光线射向四面八方，从侧面看时，有光线进入人眼，人眼感觉白纸是亮的。
3.答案 漫反射 镜面反射
解析 学生上课时能从不同方向看清黑板上的字，是因为光在黑板表面上发生了漫反射，反射光线射向各个方向；黑板“反光”是因为光在黑板表面上发生了镜面反射，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。
能力提升全练
一、选择题
1.B 平面镜转动前，入射角的度数为90°-25°＝65°，此时，入射光线、反射光线的夹角为65°×2＝130°；平面镜转动后，入射角的度数为90°-30°＝60°，此时，入射光线、反射光线的夹角为60°×2＝120°；平面镜转动后，反射光线与入射光线间的夹角比原来减小了，减小的度数为130°-120°＝10°。
2.D 改变光线AO与法线ON的夹角，属于改变入射角，这样进行多次实验，可探究反射角与射角之间的关系，符合题意。
二、实验与探究题
3.答案 （1）①显示光的传播路径 ②可以用来探究反射光线、入射光线法线是否在同一平面
（2）垂直平面镜
（3）入射光线 反射角等于入射角
（4）不能
解析 （1）①我们看不见光的传播路径，就无法对光进行研究，在研究光的反射规律时，安装一个光屏后，能够间接的在光屏上看到光的传播途径；②将光屏的左半部分向前后翻折，就不会看到反射光线，只有当整个光屏为一平面时，才能够看到反射光线，说明入射光线、反射光线、法线共面。
（2）因为反射光线、入射光线和法线都在同一平面内，法线垂直于反射面，光屏应与平面镜垂直放置。
（3）实验时，改变入射光的方向，多测几组入射角和反射角，找出普遍存在的规律，避免偶然性；根据实验数据可知，在光的反射中，反射角等于入射角。
（4）反射光线、入射光线法线一平面内，因此将呈现反射光线的纸板向后折，不在纸板上看到反射光线。
三、作图题
4.答案 作图略
解析 在法线另一侧根据反射角等于射角作出反射光线，入射角等于50°，故反射角也等于50°。
中考真题回放
一、选择题
1.B 平静的水面，能发生镜面反射；地面凹凸不平会发生漫反射。迎着月光走，月光经水面发生镜面反射，进入人的眼睛反射光线多，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，故①错误，②正确。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③错误，④正确。综合可知B选项正确。
2.D 点亮的灯泡属于光源，发出的光照射到未点亮的灯泡时发生反射，反射光进入人的眼睛，从而看到了未点亮的灯泡。
3.B 图中已知入射光线，按要求先画出竖直射入井中的反射光线，根据反射定律中“反射角等于入射角”可知，作反射光线与入射光线夹角的角平分线即法线，再过入射点作法线的垂线即平面镜位置，故作图的先后顺序正确的是B
4.A 根据光的反射定律可知反射角等于入射角，A正确，B、C、D错误，故选A。
二、填空题
5.答案 BO
解析 根据反射定律可知，反射角等于入射角，因为反射角∠CON＝60°，所以入射角也等于60°，已知∠BOM＝30°，所以入射角是∠BON＝60°，故入射光线应沿着BO方向入射。
三、作图题
6.答案 如图所示
解析 过入射点作入射光线和反射光线夹角的角平分线（即法线），再过入射点作垂直于法线的直线，得出平面镜的位置，入射光线和法线之间的夹角为入射角i，反射光线和法线之间的夹角为反射角r。
7.答案 如图所示
解析 根据光的反射规律，反射角等于入射角，作反射光线和入射光线夹角的角平分线就是法线的位置，然后垂直于法线作出平面镜；由图知，反射光线和入射光线的夹角为90°＋30°＝120°，则反射角等于入射角等于60°。