4.2 光的反射-2021-2022學年八年級物理上冊舉一反三系列（解析版）（人教版）

4.2光的反射（解析版）本節(jié)學習目標1.了解光在物體表面可以發(fā)生反射；2.掌握光的反射定律，并能用光的反射定律解決實際問題；3.理解在反射現(xiàn)象中光路的可逆性；4.知道鏡面反射和漫反射的區(qū)別。要點一光的反射1.光的反射：光射向物體表面時，有一部分光會被物體表面反射回來，這種現(xiàn)象叫做光的反射。2.基本概念：一點入射點光線射到鏡面上的點，用“O”表示。三線法線通過入射點，垂直于鏡面的直線，用虛線表示如圖ON入射光線射到反射面上的光線，如圖AO。反射光線被反射面反射后的光線，如圖中的OB。兩角入射角入射光線與法線的夾角，如圖所示“i”反射角反射光線與法線的夾角，如圖所示“r”。要點詮釋：入射角和反射角分別是指，入射光線和法線的夾角，反射光線和法線的夾角。不能誤認為是光線和平面鏡的夾角。法線是過入射點垂直平面鏡的虛線，是為了研究問題方便引入的。入射光線和反射光線都有方向，所以在描述的時候要注意按光的傳播方向敘述字母。如上圖中：入射光線AO，反射光線OB。發(fā)生反射現(xiàn)象時，光又反射回原介質(zhì)中，所以光的傳播速度不變，傳播方向發(fā)生改變。我們能夠看到不發(fā)光的物體是因為光的反射，反射光射入了我們的眼睛。如下圖所示：【例】光射到兩種物質(zhì)的界面上發(fā)生反射時，下列說法中正確的是（）。A．反射光線和入射光線居法線的一側(cè)；B．光在反射時，有時反射角不等于入射角；C．反射光線跟入射光線和法線在同一平面內(nèi)D．反射光線跟入射光線和法線不在同一平面內(nèi)【答案】C?！窘馕觥緼、反射光線和入射光線應該分居法線的兩側(cè)，所以不合題意；B、反射角應該始終等于入射角，所以不合題意；C、與光的反射定律一致，所以符合題意；D、任何時候都應該“三線共面”，所以不合題意；故選C。【考點分析】反射定律是經(jīng)過大量實踐驗證的，熟記光的反射定律的內(nèi)容，才能準確判斷光線的傳播特點?！咀兪?】光線射到水平放置的平面鏡上與鏡面成60°角，當入射角增加5°后，則（）。A．反射光線與入射光線的夾角為10°B．反射光線與入射光線的夾角為65°C．反射角為35°D．反射角為65°【答案】C?！窘馕觥扛鶕?jù)光的反射定律，入射光線與鏡面的夾角為60°，則入射角為90°-60°=30°，反射角等于入射角也等于30°；當入射角增大5°時，則入射角變?yōu)?0°+5°=35°，根據(jù)光的反射定律，反射角等于入射角，所以反射角也變?yōu)?5°。則反射光線與入射光線的夾角為70°，選項C正確。【點睛】首先明確法線、入射角、反射角，垂直于鏡面的直線叫做法線，入射光線與法線的夾角叫入射角，反射光線與法線的夾角叫反射角；再次根據(jù)題意畫圖；最后根據(jù)反射定律和幾何知識解答?！究键c分析】本題主要考查的是光的反射定律的應用，以及利用反射定律對反射角和入射角進行計算?！咀兪?】如圖所示，在暗室中用手電筒照射掛在白色溫墻上的小鏡子，這時看到被照射部分（）。A．墻和鏡子都是黑色的B．墻和鏡子都是白色的C．墻是黑色的，鏡子是白色的D．墻是白色的，鏡子是黑色的【答案】D。【解析】鏡子表面很平，光線照射時，表面會發(fā)生鏡面反射，從照射角度看，幾乎沒有光線進入人的眼睛，感覺平面鏡是暗的；墻面凹凸不平，當有光線照射時，發(fā)生漫反射反射光線射向四面八方，從側(cè)面看，有一部分光線進入人的眼睛，感覺墻是白色的。【點睛】鏡面反射是光線平行入射平行反射；漫反射是光線平行入射不平行反射，而是射向四面八方，墻壁和小鏡子都不能發(fā)光，能看到它們是由于反射光線進入眼睛，反射光線進入眼睛越多，看上去越亮。【考點分析】題目主要考察了鏡面反射和漫反射的不同?！咀兪?】如圖所示，一束光斜射到平面鏡上，請畫出AO的反射光線，并標明入射角、反射角的大小?！窘馕觥康谝徊剑焊鶕?jù)法線垂直平面鏡，做出法線；第二步：確定入射角的大小，入射光線與鏡面的夾角是30°，所以入射角是60°。第三步：根據(jù)反射定律，反射角等于入射角也為60°。如下圖所示：【考點分析】根據(jù)反射定律作圖時，關(guān)鍵是熟練掌握光的反射定律的內(nèi)容，并搞清反射角與入射角的概念，知道反射角等于入射角。要點二光的反射規(guī)律實驗1.實驗探究（1）提出問題：光在反射時遵循什么規(guī)律？（反射光沿什么方向射出）（2）實驗器材：激光筆、白色硬紙板、平面鏡、量角器等。（3）實驗步驟：=1\*GB3①把一個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\*GB3②在紙板上畫出兩條入射光線，用激光筆沿入射光線射入，找到對應的反射光線。=3\*GB3③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。=4\*GB3④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？=5\*GB3⑤取下紙板，用量角器測量角i和r。表格：實驗次序角i角r第一次45o45o第二次60o60o（4）結(jié)論：=1\*GB3①反射光線與入射光線、法線在同一平面內(nèi)——三線共面=2\*GB3②反射光線和入射光線分居法線的兩側(cè)——法線居中=3\*GB3③反射角等于入射角——兩角相等（5）考查方向考查方向解答思路三線共面沿折版中軸折轉(zhuǎn)光屏是否還能看見反射光線分居觀察反射光線、入射光線是否在中軸兩側(cè)等角通過量角器可逆沿原反射光線路徑改變?nèi)肷涔饩€，觀察反射光線漫反射能看見光線的傳播方向說明折板發(fā)生了漫反射實驗結(jié)論的普遍性改變?nèi)肷浣牵ǜ淖內(nèi)肷涔饩€方向），進行多次實驗光線的理想化模型觀察激光筆射出的光線即可構(gòu)建用帶箭頭的直線表示光的傳播方向和路徑2.反射現(xiàn)象中，光路是可逆的。讓光逆著原來反射光線的方向射到平面鏡，那么，它被反射后逆著原來的入射光的方向射出。如下圖所示：要點詮釋：把紙板NOF向前折或向后折，觀察不到反射光線，證明三線共面；通過測量比較入射角和反射角的大小關(guān)系可以證明反射角等于入射角；反射光線和入射光線對稱，并且對稱還意味著分居法線兩側(cè)。反射定律是用來確定反射光線位置的，對應每一條確定的入射光線而言，反射光線是唯一的。如果光線垂直射向平面鏡，入射角為0o,反射角為0o，入射光線、反射光線、法線重合。3.鏡面反射和漫反射（1）鏡面反射：光線照到平滑的表面上（如：平靜的水面、拋光的金屬面、平面鏡），發(fā)生鏡面反射。這時入射光平行，反射光也平行，其他方向沒有反射光。（2）漫反射：光線照到凹凸不平的表面上，發(fā)生漫反射。凹凸不平的表面會把光線向四面八方反射。要點詮釋：（1）鏡面反射和漫反射都遵循光的反射定律。（2）日常生活中見到的反射絕大多數(shù)是漫反射。如：黑板上的字。我們能從不同角度看到本身不發(fā)光的物體，是因為光在物體的表面發(fā)生漫反射?！纠繛榱恕疤骄抗夥瓷鋾r的規(guī)律”，實驗小組的同學選用了平面鏡、紙板、激光器和幾種不同顏色的筆，依據(jù)教材設計了如圖所示的實驗。次數(shù)∠i∠r170°70°245°45°330°30°（1）實驗中還需要的器材是。（2）實驗中為了使光線能在紙板上顯示出來，方便實驗研究，你該采取的操作是。A．向紙板噴煙或霧B．使光束垂直紙板射到O點C．使光束貼著紙板射到O點（3）改變光束入射的角度，多做幾次，換用不同顏色的筆記錄每次光的徑跡．取下紙板，測量ON兩側(cè)的∠i和∠r，將數(shù)據(jù)記錄在上表中，根據(jù)數(shù)據(jù)得出的結(jié)論是。（4）若將一束光貼著紙板沿FO方向射到O點，光將沿圖中的OE方向射出，因為在反射現(xiàn)象中，?！敬鸢浮浚?）量角器；（2）C；（3）反射角等于入射角；（4）光路可逆?！窘馕觥浚?）為了測量入射角和反射角的大小，還需要的測量工具是量角器。（2）此實驗為了使光線能在紙板上顯示出來，你該采取的操作是使激光緊貼紙板面入射，即選項C的說法符合題意。（3）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可以得出的結(jié)論：在光的反射現(xiàn)象中，反射角等于入射角。（4）讓光線逆著FO的方向射向鏡面，會發(fā)現(xiàn)反射光線沿著OE方向射出，該現(xiàn)象說明在反射時，光路是可逆的?！军c睛】（1）探究光反射時的規(guī)律時，需要測量出入射角和反射角的大??；（2）實驗中為了使光線能在紙板上顯示出來，要使激光緊貼紙板面入射；（3）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可以得出的結(jié)論；（4）在光的反射現(xiàn)象中，光路是可逆的?！究键c分析】本題考查了探究光的反射的實驗，要理解和熟記光的反射定律：反射光線、入射光線、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，光路是可逆的?！咀兪?】用如圖1所示的裝置探究光的反射規(guī)律，實驗數(shù)據(jù)如下表：次數(shù)1234∠i30°40°50°60°∠r30°40°50°60°（1）圖表中∠r表示（選填“入射”或“反射”）角。（2）分析實驗數(shù)據(jù)可知：反射角（選填“大于”、“等于”或“小于”）入射角。（3）紙板ENF是用兩塊紙板連接起來的。如圖2，把紙板NOF向后折，光沿EO入射在紙板NOF上（選填“能”或“不能”）看到反射光線。這說明在光的反射現(xiàn)象中，反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)。（4）在圖1中，當光沿FO的方向射向O點時，光會沿著OE的方向射出，說明在反射現(xiàn)象中光路是的?！敬鸢浮浚?）反射；（2）等于；（3）不能；（4）可逆。【解析】（1）垂直鏡面的是法線，射向鏡面的光線為入射光線，入射光線與法線的夾角是入射角，由圖1知，OF為反射光線，∠r是反射角；（2）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論：反射角等于入射角；（3）把紙板NOF向前折或向后折，光沿EO入射在紙板NOF上，在紙板NOF上不能看到反射光線，由此得出結(jié)論：反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)；（4）讓光沿著FO的方向射向O點，反射光會沿著OE方向射出，這表明，在反射現(xiàn)象中，光路是可逆的。故答案為：（1）反射；（2）等于；（3）不能；（4）可逆?！咀兪?】用如圖所示裝置探究光的反射定律，白色硬紙板EF垂直于平面鏡放置，能沿ON折轉(zhuǎn)，ON垂直于平面鏡。123456入射角i15°30°45°60°70°80°反射角r15°30°45°60°70°80°(1)讓人射光貼著紙板EF沿AO射向平面鏡上的O點，觀察反射光的方向。多次改變?nèi)肷涔獾姆较?，觀察并描繪光的徑跡，量出入射角i和反射角r，記錄如上表。比較r和i?？梢缘贸觯汗夥瓷鋾r，反射角______人射角；(2)紙板EF右側(cè)沒有沿ON折轉(zhuǎn)時，能觀察到反射光，有折轉(zhuǎn)時，觀察不到反射光，說明光反射時，反射光線、人射光線和法線在______；(3)將一束光貼著紙板EF沿BO射到O點，光沿圖中的OA方向射出，說明光反射時，光路是______的；(4)由于光在紙板上發(fā)了______（選填“鏡面反射”或“漫反射”），所以從不同方向都可以觀察到光在紙板上傳播的徑跡?！敬鸢浮?1)等于；(2)同一平面內(nèi)；(3)可逆；(4)漫反射?！窘馕觥?1)由表中反射角和入射角的度數(shù)，可得反射角等于入射角。(2)紙板EF右側(cè)沒有沿ON折轉(zhuǎn)時，能觀察到反射光，有折轉(zhuǎn)時，觀察不到反射光，是因為折轉(zhuǎn)時左右兩側(cè)不在同一平面，說明在光的反射現(xiàn)象中，反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)。(3)將一束光貼著紙板EF沿BO射到O點，光沿圖中的OA方向射出，可知將反射光線改為入射光線，光路圖照樣成立，這表明：在光的反射現(xiàn)象中，光路是可逆的。(4)實驗時從不同方向都可以觀察到光在紙板上傳播的徑跡，是由于紙板表面凹凸不平，光在這里發(fā)生了漫反射的緣故?！咀兪?】“探究光的反射規(guī)律”的實驗裝置如圖甲所示平面鏡放在水平桌面上，標有刻度（圖中未畫出）的白色紙板ABCD，能繞垂直于CD的ON軸翻轉(zhuǎn)，在紙板上安裝一支可在紙板平面內(nèi)自由移動的激光筆。（1）實驗前，應將紙板______放置于平面鏡上移動激光筆，使入射光束繞入射點O沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，可觀察到反射光束沿______時針方向轉(zhuǎn)動；（2）移動激光筆，使入射角為45°，測得反射角也為45°．由此就得出“光反射時，反射角等于入射角”的結(jié)論你認為有何不妥之處？______；（3）如圖乙所示，將紙板右半部分繞ON向后翻轉(zhuǎn)任意角度，發(fā)現(xiàn)紙板上均無反射光束呈現(xiàn)。此現(xiàn)象說明了：______；（4）在圖甲中，若將紙板（連同激光筆）繞CD向后傾斜，此時反射光束______。A．仍在紙板上呈現(xiàn)B．被紙板擋住C．在紙板前方【答案】垂直；順；一次實驗得到的結(jié)論具有偶然性；反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)；C。【解析】（1）白色紙板ABCD應垂直放置于平面鏡上，這樣反射光線才可以在硬紙板上呈現(xiàn)；如圖甲，移動激光筆，使入射光束繞入射點O沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，則入射角增大，反射角也增大，則反射光線會遠離法