4.2 光的反射（考点解读）（解析版）

42 光的反射（考点解读）（解析版） 1、光的反射现象 （1）光在传播的过程中，遇到两种介质交界面（或物体表面）时，有一部分光返回原来 的介质中的现象叫做光的反射。 （2）光的反射分为漫反射和镜面反射两类，镜面反射反射面平滑，漫反射反射平面不平 整，凹凸不平。 （3）镜面反射和漫反射的相同点就是都遵循反射定律。 2、光的反射定律，在光的反射现象中： （1）入射光线、反射光线、法线同在同一个平面内（共面）； （2）反射光线、入射光线分别位于法线的两侧（分居）； （3）反射角等于入射角（等角）。 3、光的反射定律实验 （1）实验目的：探究光的反射规律。 （2）实验器材：平面镜、激光笔、带刻度的硬纸光屏、支架、夹子。 （3）实验步骤：步骤①按要求组装器材。将平面镜水平放置，然后把一块标有刻度的白 色硬纸板竖直放置在平面镜上； 步骤②用激光笔射出一束激光，用笔记下入射光线和反射光线的位置，并在刻度光屏上读 出入射角和反射角的度数，记录在表格中； 步骤③重复实验两次。改变入射光的方向，多测几组入射角和发射角，并将数据填入表格； 步骤④将光屏向前或向后折，观察反射光线； 步骤⑤整理器材。 （4）【实验结论】 ①在反射现象中，入射光线、反射光线、法线 在同一平面内； ②入射光线和反射光线分居法线两侧； ③反射角 等于 入射角。 4、作光的反射光路图，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∠、∠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。 5、镜面反射、漫反射和光反射的可逆性 （1）反射面是光滑平面，光线平行反射的叫镜面反射；如镜子、平静的水面等；镜面反 射遵循光的反射定律。 （2）照射在粗糙表面上的光向各个方向反射的现象叫漫反射。当一束平行的入射光线射 到粗糙的表面时，表面会把光线向着四面八方反射，所以入射线虽然互相平行，由于各点 的法线方向不同，造成反射光线向不同的方向无规则地反射，这种反射称之为“漫反射”。 （3）镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律；当平行光照射时，镜面反射的反射光仍然 是平行，而漫反射的反射光线是发散的，向各个方向都有。 （4）光反射时,若光逆着原来反射光线的方向照射到反射面上,则反射光线逆着原来的入射 光线照射出去。这说明，光路是可逆的。 【考点1 光的反射现象】 【典例1-1】（2023•前郭县三模）下列“影”的形成，由光的反射形成的是（ ） ． 柳树“倒影” B． 地上“人影” ． 海市蜃楼“幻影” D． 墙上“手影” 【答】 【分析】（1）光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播，产生的现象有小孔成像、激 光准直、影子的形成、日食和月食等； （2）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； （3）光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时，就会出现光 的折射现象，例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼、凸透镜成像等都是光的折射 形成的。 【解答】解：、柳树的倒影，属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故正确； B、地上的“人影”是由光的直线传播形成的，故B 错误； 、海市蜃楼幻影是由于光的折射形成的虚像，故错误； D、手的影子是由光的直线传播形成的，故D 错误。 故选：。 【典例1-2】（2023•南平二模）如图所示的是西汉时期的铜镜，被外国人称为“魔镜”的 稀世之宝，在阳光照射下，其背面的图文能映到墙上。铜镜在铸造时从液态变成固态过 程中发生 凝固 （填物态变化名称）现象。人们在使用铜镜梳妆时，利用了光的 反射 现象。 【答】凝固；反射。 【分析】凝固是物质由液态变为固态，凝固要放热； 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。 【解答】解：铜镜在铸造时从液态变成固态过程中发生凝固现象； 对着铜镜梳妆时，平面镜成像，镜子中的“我们”的大小不变，是光的反射现象。 故答为：凝固；反射。 【变式1-1】（2023•垦利区二模）李白的名句“举杯邀明月，对影成三人”中，涉及到的 光学知识理解正确的是（ ） ．空中的明月是光源 B．月光能照射到人，说明光的传播需要介质 ．地上的人影是光的直线传播形成的 D．杯中明月的影子是光的折射形成的 【答】 【分析】（1）自身能发光的物体叫光源； （2）光的传播不需要介质； （3）光在同一均匀介质中沿直线传播，光沿直线传播的例子有：小孔成像、影子的形 成、日食和月食现象等； （4）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。 【解答】解：、空中的明月自身不能发光，因此不是光源，故错误； B、光的传播不需要介质，故B 错误； 、月光把人影照在地面上，是人挡住了月亮反射来的光，所以人影是光沿直线传播形成 的，故正确； D、酒杯中的明月是由于明月关于杯中酒液面发生反射形成的虚像，故D 错误。 故选：。 【变式1-2】（2022 秋•凤凰县期末）某景区玻璃廊桥正式对外开放后，为广大市民提供了 一个假日休闲好去处，桥面由若干块透明玻璃铺设而成，造型简洁美观。若桥面距水面 50m，它在水中的倒影距水面 50 m。 【答】50 【分析】平面镜成像时，像到镜面的距离与物体到镜面的距离相等。 【解答】解：水中的倒影属于平面镜成像，平面镜成像时，像到镜面的距离与物体到镜 面的距离相等，桥面距水面50m，则水中的倒影距水面也为50m。 故答为：50。 【考点2 光的反射定律的应用】 【典例2-1】（2023 春•莱西市校级月考）关于光的反射定律，某同学的叙述如下，其中错 误的是（ ） ．反射光线跟入射光线和法线在同一平面上 B．反射光线跟入射光线分居在法线的两侧 ．反射角等于入射角 D．垂直入射时，入射角为90°，反射角也为90° 【答】D 【分析】光的反射定律的内容：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。 【解答】解：、由光的反射定律可知反射光线、入射光线、法线在同一平面内，故正确； B、由光的反射定律可知反射光线和入射光线分居法线的两侧，故B 正确； 、由光的反射定律可知反射角等于入射角，因为先有入射角才有反射角，所以要说成反 射角等于入射角，故正确； D、当光垂直射向介质表面时，反射光线、入射光线、法线三线重合，反射角和入射角 都是0°，故D 错误。 故选：D。 【典例2-2】（2023•江油市模拟）如图所示为水位测量仪的示意图。点与光屏PQ 在同一 水平面上，从点发出的一束与水平面成45°角、方向不变的激光，经水面反射后，在光 屏上的B 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 虚 （填“虚”或“实”）像。若光斑B 向右移动了1m，说明水位 下降 （填“上升”或“下降”）了。 【答】虚；下降。 【分析】平面镜成像的实质是光的反射，平面镜成像的特点是：像物等距、像物等大、 虚像。 【解答】解：（1）水面相当于平面镜，平面镜成像的特点是：像物等距、像物等大、 虚像，故点与光屏在水中所成的像是虚像； （2）若光斑B 向右移动了1m，移动到E 点，如下图所示： 由图可知，入射光线不变，入射点向右移动，则说明水位下降了。 故答为：虚；下降。 【变式2-1】（2022 秋•雄县期末）如图所示，一束光线斜射到平面镜上，入射光线与平面 镜夹角为30°，若要使反射光线和入射光线垂直，则下列操作可以实现的是（ ） ．平面镜不动，入射光线绕点顺时针旋转15° B．平面镜不动，入射光线绕点逆时针旋转15° ．入射光线不动，平面镜绕点顺时针旋转15° D．入射光线不动，平面镜绕点逆时针旋转30° 【答】 【分析】根据光的反射规律可知，反射角等于入射角，由此可以确定反射角的大小，进 而可以确定反射光线转过的角度。 【解答】解：入射光线跟平面镜的夹角是30°，所以入射角为90° 30° ﹣ ＝60°，所以反射 角等于入射角等于60°。 因为入射光线和反射光线垂直，所以入射角为 ×90°＝45°。有下面两种方法使入射角 等于45°： （1）平面镜方向不动，入射光线顺时针旋转15°； （2）法线始终垂直于平面镜，入射光线方向不动，平面镜逆时针旋转15°。 故选：。 【变式2-2】（2023•徐州二模）五一假期妈妈带小丽到云龙公游玩，小丽来到湖边看到了 自己的倒影，倒影是小丽的 虚像 （选填“影子”、“实像”或“虚像”），这是 光的 反射 现象；若阳光斜射在湖面，与湖面夹角为60°，则入射角是 30 °。 【答】虚像；反射；30。 【分析】（1）平面镜成像的原理是光的反射形成的，成的像是虚像，是由光的反向延 长线形成的，是人的主观感觉，不能用光屏承接； （2）入射角是入射光线与法线的夹角。 【解答】解：水面相当于平面镜，人看到水中的“倒影”是平面镜成像现象，平面镜成 像是由于光的反射形成的，成的像是虚像； 入射角是入射光线与法线的夹角，若阳光斜射在湖面，与湖面夹角为60°，则入射角是 90 60° ﹣ ＝30°。 故答为：虚像；反射；30。 【考点3 探究光反射时的规律】 【典例3-1】（2023•盘龙区一模）在如图“探究光反射时的规律”实验中，下列说法不正 确的是（ ） ．实验时用的硬纸板应选用粗糙的，目的是让光在纸板上发生漫反射 B．实验中为了使光线能在纸板上显示出来，应将硬纸板垂直放置在平面镜上，并使激 光贴着纸板射到点 ．将纸板右半部分向后翻转任意角度，发现纸板上将不能看到反射光，此时反射光消失 了 D．我们能看到纸板上红色的激光，是因为纸板反射的红光进入了我们的眼睛 【答】 【分析】（1）白色硬纸板的表面应尽量粗糙，其目的是使光在纸板上发生漫反射； （2）只有硬纸板和平面镜垂直，才能保证法线和平面镜垂直，实验中为了使光线能在 纸板上显示出来，要使激光紧贴纸板面入射； （3）光的反射定律：反射光线、入射光线、法线在同一平面内； （4）不透明的物体的颜色是由其反射的光线决定的。 【解答】解：、白色硬纸板的表面应尽量粗糙，其目的是使光在纸板上发生漫反射，这 样我们在各个方向都能看清光的传播路径，故正确； B、硬纸板放在平面镜上时，要保持与镜面垂直，这样才能更好地呈现光的传播路径， 验证反射光线、入射光线、法线在同一平面内； 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，故B 正 确； 、将纸板右半部分向后翻转任意角度，两块纸板不在同一平面上，所以在右边纸板上就 无法呈现出反射光线了，但此时反射光仍然存在，故错误； D、我们能看到纸板上红色的激光，是因为纸板反射的红光进入了我们的眼睛，故D 正 确。 故选：。 【典例3-2】（2023•建昌县二模）小明利用如图器材探究光的反射规律。 实验次数 1 2 3 4 ∠ 30° 40° 50° 60° r ∠ 30° 40° 50° 60° （1）把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张硬纸板 竖直 立在平面镜上。 （2）使一束光贴着纸板沿方向射到点，光线沿着D 方向射出。发现在纸板前从不同方 向都可以看到纸板上入射光和反射光的光路，这是因为光在纸板上发生了 漫 （填 “漫”或“镜面”）反射。 （3）用笔在硬纸板上标记出入射光和反射光的位置。改变入射光的角度，发现当入射 光靠近法线时，反射光 远离 （填“靠近”或“远离”）平面镜。 （4）取下纸板，用量角器测量出入射角和反射角的大小，并记录于表中。分析数据可 知，反射角 等于 入射角。 （5）将硬纸板右半部分沿向前或向后折，在右侧纸板上 不能 （填“能”或“不 能”）看到反射光。这个现象说明反射光线、入射光线和法线 在同一平面内 。 【答】（1）竖直；（2）漫；（3）远离；（4）等于；（5）不能；在同一平面内。 【分析】（1）把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张硬纸板竖直地立在平面镜上， 纸板上的直线垂直于镜面； （2）在不同方向都能看到光的传播路径，是由于光在纸板上发生了漫反射而进入我们 的眼里； （3）实验要探究反射角和入射角的关系，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； （4）根据表格中的数据得出结论； （5）光的反射定律：反射光线、入射光线、法线在同一平面内。 【解答】解：（1）把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张硬纸板竖直立在平面镜上。 （2）在不同方向都可以看到纸板上入射光和反射光的光路，这是因为光在纸板上发生 了漫反射的缘故； （3）如图所示，将入射光沿着顺时针方向移动，逐渐靠近法线，反射光逐渐靠近法线， 也就是说；反射光逐渐远离平面镜。 （4）比较入射角和反射角可以得出：光反射时，反射角等于入射角； （5）将硬纸板右半部分沿向前或向后折，此时反射光线与入射光线在同一平面内，所 以在纸板上看不到反射光，说明了反射光线、入射光线与法线在同一平面内。 故答为：（1）竖直；（2）漫；（3）远离；（4）等于；（5）不能；在同一平面内。 【变式3-1】（2023 春•淮安区期中）如图，探究光的反射规律时，从光屏前不同方向都能 看到光的传播路径，是因为光在光屏上发生了 漫 （填“镜面”或“漫”）反射。 若将F 板向后折转一定角度，此时反射光线和入射光线 在 （填“在”或“不在”） 同一平面内。 【答】漫；在。 【分析】（1）在不同方向都能看到光的传播路径，是由于光在光屏上发生了漫反射而 进入我们的眼里； （2）根据光的反射规律：三线共面（入射光线、反射光线、法线）进行分析。 【解答】解：（1）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 叫漫反射。实验时从光屏前不同的方向都能看到光的传播路径，这是因为光在光屏上发 生了漫反射； （2）当F 板向后折转一定的角度，则呈现反射光线的F 板和呈现入射光线的E 板不在 同一平面内，所以在F 板上不能看到反射光，说明光在发生反射时，反射光线、入射光 线和法线在同一平面内。 故答为：漫；在。 【变式3-2】（2023•曲江区校级模拟）小丽同学在“探究光的反射规律”的实验中，准备 了如图装置，平面镜M 放在水平桌面上，E、F 是两块粘接起来的硬纸板，放于镜面且 可绕转动。 （1）小丽实验时发现，当E、F 在同一平面时，让入射光线沿纸板E 射向镜面，在F 上 没有发现反射光线，其原因可能是硬纸板没有 竖直 （选填“水平”或“竖直”） 放置； （2）经调整后，如图甲所示，在F 上可看到反射光线B，若将入射光线靠近法线，看 到反射光线 靠近 （选填“靠近”或“远离”）法线；为了得到两角关系，小丽多 次改变入射角进行实验，测出并记录入射角和反射角的大小，得到如下数据，小丽由此 得出实验结论：在光的反射现象中， 反射角等于入射角 ； 实验序号 1 2 3 4 入射角/° 20 30 40 50 反射角/° 20 30 40 50 （3）如图乙所示，保持入射光的位置不变，如果将硬纸板F 绕点向后转动，在F 平面 内 不能 （选填“能”或“不能”）看到反射光线，这说明反射光线、入射光线、 法线在 在同一平面内 ； （4）在图甲中，若将一束光贴着纸板F 沿B 射到点，光将沿图中的 方向射出，这 说明了光路是 可逆 的； （5）若纸板仍如甲图摆放，此时把纸板略向前倾斜，纸板上的线V 在平面镜中所成的 像是正立 等大 （选填“放大”、“缩小”或“等大”）的虚像。 【答】（1）竖直；（2）靠近；反射角等于入射角；（3）不能；同一平面内；（4）； 可逆；（5）等大。 【分析】（1）实验时，硬纸板应与水面桌面垂直； （2）反射角等于入射角，入射光线靠拢法线，反射光线也靠拢法线； （3）使用可转动的硬纸板，可以探究反射光线、入射光线和法线是否共面； （4）在反射现象中光路是可逆的； （5）平面镜成像特点之一：物像等大；实像能承接在光屏上，虚像不能承接到光屏上。 平面镜成像的特点，所成的像是虚像。 【解答】解：（1）当E、F 在同一平面上时，让入射光线沿纸板E 射向镜面，在F 上没 有发现反射光线，这说明硬纸板没有与镜面垂直，反射光线从其他方向射出； （2）若将向靠近，入射角减小，反射角也跟着减小，则B 也靠近；由此得出实验结论： 在光的反射现象中，反射角等于入射角； （3）保持入射光的位置不变，如果硬纸板F 绕点向后转动，如图乙所示，在F 平面内 不能看到反射光线； 此时反射光线的位置不发生变化，因为反射光线是由入射光线决定的； （4）若将一束光贴着纸板F 沿B 射到点，光将沿图中的方向射出，这说明了光路是可 逆的； （5）由平面镜成像特点之一：物像等大可知，把纸板略向前倾斜，纸板上线在平面镜 中所成像的大小将不变，成的像是正立等大的虚像。 故答为：（1）竖直；（2）靠近；反射角等于入射角；（3）不能；同一平面内； （4）；可逆；（5）等大。 【考点4 作光的反射光路图】 【典例4-1】（2023•尉氏县二模）如图所示是一个半圆形的的凹面镜，点为其圆心。请根 据所给的入射光线B，画出相应的反射光线。 【答】 【分析】根据反射定律作出反射光线的光路图，即过入射点作法线，反射光线和入射光 线分居法线两侧，反射角等于入射角。 【解答】解：根据光的反射定律，首先通过入射点做垂直于镜面的法线，连接入射点与 圆心即为法线，根据反射光线和入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，在法线另 一侧作出反射光线，如图所示： 【变式4-1】（2023•镇平县二模）如图所示，小亮想利用一块平面镜使太阳光竖直射入井 中，请画出光路，并标出反射角的度数。 【答】 。 【分析】根据题目要求可先画出经过平面镜反射后的反射光线（竖直射入井中），法线 是反射光线和入射光线夹角的角平分线，法线垂直平面镜，由此作出法线和平面镜，根 据反射定律计算出反射角的大小。 【解答】解：由于反射光线竖直射入井内，过入射点竖直向下做出反射光线B；然后作 ∠B 的角平分线即为法线（）。 由图知：反射光线和入射光线的夹角∠B＝30°+90°＝120°； 则反射角∠B＝ ∠B＝ ×120°＝60°，如图所示： 。 【变式4-2】（2023•太原模拟）为了产生增大空间的效果，超市常在货架上安装平面镜。 如图所示，M 是苹果上的一点，是人眼的位置，请你作出人眼通过平面镜看到苹果上M 点的光路图。 【答】 【分析】根据物像连线与镜面垂直，物像到平面镜距离相等，做出M 的像，M 的像是 反射光线的反向延长线会聚形成的，必然