2.5 光的反射和折射（原卷版）

2.5光的反射和折射【思維導(dǎo)圖】【知識點全掌握】一、光的反射光的反射現(xiàn)象一點：光的入射點，用字母“O”表示兩角入射角：入射光線與法線的夾角，如圖∠α反射角：反射光線與法線的夾角，如圖∠β三線入射光線：射到反射面的光線，如圖中的AO法線：經(jīng)過入射點O垂直于反射面的直線，它是一條輔助線，通常用虛線表示，如圖中的ON反射光線：入射光線射到反射面上后，被反射面反射后的光線，如圖中的OB光的反射定律內(nèi)容：在反射現(xiàn)象中，反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)；反射光線和入射光線分別位于法線兩側(cè)；反射角等于入射角【口訣】三線共面，法線居中，兩角相等。（光路可逆）對光的反射定律的理解注意定律中的因果關(guān)系：先有入射光線，后有反射光線反射光線是隨著入射光線的改變而改變的，所以敘述反射定律時不能把“反射角等于入射角”說成“入射角等于反射角”（例如，一般說兒子長的像父親）當光線垂直于鏡面入射時，入射角為0°，反射角也為0°，反射光線與入射光線在同一直線上，光的傳播方向相反，并不是沒有發(fā)生反射在反射現(xiàn)象中光路是可逆的，即“光沿著什么線路入射，也能沿著什么線路返回”鏡面反射和漫反射項目概念相同點不同點圖例實例鏡面反射一束平行光照射到鏡面上，會被平行地反射，這種反射叫鏡面反射遵循光的反射定律反射面平滑；平行光照射時，反射光仍平行黑板反光、平靜的水面反光等漫反射凹凸不平的表面會把平行的入射光線向著四面八方反射，這種反射叫漫反射遵循光的反射定律反射面凹凸不平；平行光照射時，反射光不平行各個方向都能看清黑板上的字、電影銀幕用粗布而不用玻璃等二、平面鏡平面鏡成像特點“等大”：像、物大小相等（S與S’大小相等）“等距”：像、物到鏡面的距離相等，即s1=s2“垂直”：像、物對應(yīng)點的連線與鏡面垂直，如AB⊥鏡面“虛像”：物體在平面鏡里所成的像是正立的虛像“左右相反”：像和物體的左右是相反的【口訣】大小相等，距離相等，線面垂直，左右相反，像為虛像。虛像的特點虛像是正立的虛像不是由實際光線會聚而成的，而是由實際光線的反向延長線會聚而成的虛像不能用光屏承接虛像同樣能夠被人觀察到或用照相機拍攝到平面鏡成像原理：光的反射定律附：平面鏡成像作圖思路SSS①隨意作出2條光線②分別根據(jù)反射定律作出反射光線③反射光線反向延長線的交點記為S’點

S

S’凸面鏡、凹面鏡和平面鏡面鏡概念作用圖示舉例共同點凸面鏡反射面是凸面的叫凸面鏡凸面鏡對光線有發(fā)散作用街頭拐彎處的反光鏡、汽車的后視鏡被凸面鏡、凹面鏡和平面鏡反射的所有光線都遵循光的反射定律凹面鏡反射面是凹面的叫凹面鏡凹面鏡對光線有會聚作用太陽灶、反射式望遠鏡、醫(yī)用頭燈、探照燈平面鏡反射面是平面的叫平面鏡平面鏡對光線既不會聚也不發(fā)散穿衣鏡、潛望鏡三、光的折射折射現(xiàn)象：光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，傳播方向發(fā)生偏折，這種現(xiàn)象叫光的折射光的折射現(xiàn)象中的基本概念入射光線：從一種介質(zhì)射向另一種介質(zhì)的光線（AO）折射光線：進入另一種介質(zhì)的光線（OB）法線：過入射點與界面垂直的直線（NN’）入射角：入射光線與法線的夾角（∠AON，即∠θ1）折射角：折射光線與法線的夾角（∠N’OB，即∠θ2）光的折射定律折射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)，折射光線和入射光線分別位于法線兩側(cè)；入射角增大（或減?。r，折射角也增大（或減?。?；當光從空氣斜射入水或其他介質(zhì)時，折射光線向法線方向偏折，折射角小于入射角；當光從水或其他介質(zhì)斜射入空氣中時，折射角大于入射角【口訣】三線共面，法線居中，速大角大。（光路可逆）當光垂直界面入射時，傳播方向不變在折射現(xiàn)象中，光路可逆海市蜃樓的形成：海市蜃樓是一種由光的折射產(chǎn)生的現(xiàn)象，多發(fā)生在夏天的海面上。由于海面附近空氣的溫度比上層的低，所以上層的空氣比底層的空氣稀疏。有一些射向空中的光，由于不同高度空氣的疏密不同而發(fā)生彎曲，逐漸彎向地面，進入觀察者的眼睛【例題精析】例1．如圖所示，掉在地上的課本，小明、小紅都看到了它，對于這一現(xiàn)象解釋正確的是（）A．這是因為物理教材發(fā)出的光，射入了小明和小紅的眼睛 B．小明看到教材，是由于光在教材表面發(fā)生了鏡面反射 C．小紅看到教材，是由于光在教材表面發(fā)生了鏡面反射 D．小明和小紅看到教材，都是由于光在教材表面發(fā)生了漫反射例2．如圖所示，小亮利用如圖甲所示的裝置探究平面鏡成像的特點，他點燃了蠟燭，下列有關(guān)說法中（）①為了使實驗效果更加明顯，應(yīng)該將蠟燭B也點燃：②將蠟燭A靠近玻璃板，像會變大；③取下蠟燭B，在其位置上放一張光屏，光屏上不會出現(xiàn)蠟燭A的像；④若蠟燭A所成的像偏高且傾斜，則圖乙中的b是產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因A．只有②正確 B．只有③正確 C．只有②⑥正確 D．只有③④正確例3．將平面鏡和鉛筆豎直放置在水平桌面上，下列說法正確的是（）A．鉛筆水平遠離平面鏡移動時，它的像變小 B．平面鏡豎直向上移動時，鉛筆的像也將向上移動 C．若改用一塊較小的平面鏡，不能成鉛筆完整的像 D．若鉛筆按圖示箭頭方向轉(zhuǎn)過45°，鉛筆的像將逆時針旋轉(zhuǎn)45°例4．如圖所示，舞蹈演員站在平面鏡前訓(xùn)練。下列說法正確的是（）A．演員靠近平面鏡時，像也靠近平面鏡 B．演員在平面鏡中成像利用了光的直線傳播 C．演員在平面鏡中成實像 D．演員遠離平面鏡時，在平面鏡中所成的像變小例5．如圖甲所示，蠟燭a在豎直放置的平面鏡MN中所成的像為a'，下列關(guān)于平面鏡成像的說法中正確的是（）A．圖甲中，隨著蠟燭燃燒變短，像a′的大小仍保持不變 B．圖乙中，將平面鏡MN中間的PQ段去除，仍成像，但像a′不完整 C．圖丙中，該平面鏡MN豎直向下移動一段距離，仍成像，且像a′在原來位置 D．圖丁中，在平面鏡MN的鏡后放置一半透明的障礙物，此時的像a′變暗例6．在許多高速公路上，在傳統(tǒng)的交通標志白線上每隔2m安裝了一個凸起的純玻璃元件，這種元件叫“夜精靈”。晚上只要汽車的燈光一照，司機就能看到附近地上的“夜精靈”亮起來（如圖所示）。夜精靈的工作原理是利用了（）A．光的直線傳播 B．光的反射 C．紅外線 D．紫外線例7．如圖所示的四種光學(xué)現(xiàn)象中，是由光的折射形成的是（）A．只有①② B．只有②③ C．只有①③ D．只有②④例8．檢查視力的時候，視力表往往放在被測者頭部的后上方，被測者識別對面墻上鏡子里的像，要求被測者與視力表像的距離是5m。如圖所示是小紅同學(xué)在一次測量視力時的情景，關(guān)于這次視力測量說法正確的是（）A．視力表中開口向上的“E”，在平面鏡中成的像開口向下 B．小紅同學(xué)按要求進行視力測量，她的像距離自己10m C．小紅同學(xué)按要求進行視力測量，則L的大小應(yīng)該是0.6m D．小紅同學(xué)按要求進行視力測量，則L的大小應(yīng)該是0.3m例9．小聰同學(xué)為探究光的折射規(guī)律設(shè)計了如圖甲所示的實驗裝置，其中光屏F可繞直徑NOM前后折轉(zhuǎn)。（1）實驗時，光貼著光屏從空氣射入水中，小聰同學(xué)將F板向后折轉(zhuǎn)一定的角度，則在F板上（選填“能”或“不能”）看到折射光，此時折射光線和入射光線（選填“在”或“不在”）同一平面內(nèi)。（2）小聰同學(xué)將光屏F恢復(fù)原狀，用另一支激光筆讓光沿著BO射向水面時，可看到折射光沿OA射出，這說明。（3）小聰同學(xué)保持入射光不動，繼續(xù)加水，會看到杯底的亮斑B向（選填“左”、“右”或“上”）移動。（4）讓一束激光從某種玻璃中射向空氣（如圖乙）。保持入射點不動，改變?nèi)肷浣牵看卧黾?.2°），當入射角增大到41.8°時，折射光消失，只存在入射光與反射光，這種現(xiàn)象叫做光的全反射，如圖丙所示。此時的入射角叫做這種物質(zhì)的臨界角。當入射角大于臨界角時，只發(fā)生反射，不發(fā)生折射，根據(jù)以上內(nèi)容可判斷：①當光從空氣射向玻璃時（填“會”或“不會”）發(fā)生光的全反射現(xiàn)象；②一個三棱鏡由上述玻璃制成，一束光垂直于三棱鏡的一個面射入，如圖丁所示。則關(guān)于這束光經(jīng)過三棱鏡后的光路描述，圖中正確的是。【鞏固提高】一．選擇題（共14小題）1．如圖所示，小華正站在某商場的自動門前，該門有兩塊平面玻璃制成，當人走近或遠離時兩扇門會自動打開或關(guān)閉。假如她正站在離自動門前1.5m處時，兩扇門自動向兩側(cè)打開，則兩扇門向兩側(cè)水平移動過程中（）A．玻璃中的像距她1.5m B．小華的像逐漸變小 C．兩扇玻璃門中都能成完整的像，且像的位置分別在兩扇門的后面 D．她在玻璃中看見旁邊經(jīng)過的顧客時，顧客一定能從玻璃中看見她2．如圖為物理教科書的封面。小軒同學(xué)將其面向平面鏡放置，則他在平面鏡中看到的像是下圖中的（）A． B． C． D．3．小麗同學(xué)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，將紙板ABCD垂直放置于平面鏡上，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。實驗過程中，她進行了如下操作：①移動激光筆，使入射光線繞入射點O沿順時針方向轉(zhuǎn)動，觀察到反射光線也隨之轉(zhuǎn)動；②如圖乙所示，將紙板右半部分繞O向后翻轉(zhuǎn)任意角度，發(fā)現(xiàn)紙板上均無反射光線呈現(xiàn)。關(guān)于以上操作的實驗現(xiàn)象及解釋正確的是（）A．①操作中觀察到反射光線順時針轉(zhuǎn)動 B．①操作中觀察到反射角越來越大 C．②操作中紙板上無反射光線的原因是反射光線與AO、ON在同一平面 D．②操作中紙板上無反射光線的原因是沒有發(fā)生反射4．春節(jié)期間，各地張燈結(jié)彩，到處洋溢著喜慶的節(jié)日氣氛。如圖所示是在河邊拍攝的彩燈。在河邊可以看到“美麗彩燈的倒影，魚在彩燈中游動”，對于這一有趣現(xiàn)象的形成，下列說法正確的是（）A．看到彩燈的倒影是虛像，屬于光的直線傳播 B．看到水中游動的魚是魚的實像，屬于光的折射 C．彩燈的像和魚都是由光的反射形成的 D．真正的魚在看到的魚的下方5．下列說法正確的是（）A．迎著月光走，地上發(fā)亮處是水，背著月光走，地上暗處是水 B．媽媽在蒸饅頭時，開鍋后改用“大火”可以提高水的沸點 C．平面鏡中所成像的大小決定于物體離平面鏡的距離 D．鐵塊變成鐵水是液化現(xiàn)象6．有一圓柱形敞口容器，從其左側(cè)某一高度斜射入一束激光，在容器底部產(chǎn)生一個光斑O，如圖所示。下列操作將使光斑向左移動的是（）A．保持水面的高度和入射點不變，使激光的入射角增大 B．保持水面的高度不變，使激光筆向右平移 C．保持激光射入的角度不變，使水面上升 D．保持激光射入的角度不變，使水面下降7．如圖是小天同學(xué)探究光的反射定律的實驗過程。下列說法錯誤的是（）A．實驗中使用硬紙板是為了顯示光的傳播路徑 B．圖甲中∠EOM是入射角 C．圖乙中反射光線依然存在 D．圖丙和圖甲中的現(xiàn)象說明在反射現(xiàn)象中光路是可逆的8．如圖所示，將激光筆沿入射點旋轉(zhuǎn)一定角度可以照射到墻壁上的A點，下列相關(guān)說法正確的是（）①入射光應(yīng)當沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)②入射角增大10°，反射角減小10°③光被墻壁和平面鏡反射時都符合光的反射定律④激光筆順時針旋轉(zhuǎn)過程中，經(jīng)平面鏡反射的反射角減小A．只有①② B．只有③④ C．只有③ D．只有②③9．如圖，將一束光垂直于鏡面照射，下列說法正確的是（）A．反射角為0° B．入射角為90° C．垂直照射不會發(fā)生反射現(xiàn)象 D．若入射光順時針轉(zhuǎn)5°，則反射光也順時針轉(zhuǎn)5°10．小明在做“探究平面鏡成像”實驗時，將一塊玻璃板豎直架在水平臺上，再取兩段完全相同的蠟燭A和B，點燃玻璃板前的蠟燭A，進行觀察，如圖所示，則此實驗中正確的是（）A．小明為了更清楚地看到A的像，應(yīng)選擇較明亮的環(huán)境進行實驗 B．他用到刻度尺是為了測量像與物的大小關(guān)系 C．小明將蠟燭逐漸遠離玻璃板時，它所成像逐漸變小 D．移去后面的蠟燭B，從蠟燭A一側(cè)透過玻璃板可以看到蠟燭A的像11．費縣荷花灣省級濕地公園地處費城街道，公園以荷花灣、溫涼河濕地為主體，包括沂蒙石林、水系綠化帶等生態(tài)旅游資源。如圖這是記者拍攝到荷花、蓮蓬和其形成的像，下列說法正確的是（）A．水中的像相對于水面以上的花是倒立的 B．水中的像是由于光的折射形成的 C．水中的像和水面以上的花是對稱的 D．荷花吸收了太陽的紅光而呈現(xiàn)紅色12．為了避免汽車在高速行駛時，駕駛員低頭觀看儀表信息造成事故，人們發(fā)明了如圖甲所示的抬頭顯示器（簡稱HUD），如圖乙所示是HUD工作原理圖，將水平顯示器上的重要行車數(shù)據(jù)通過前擋風(fēng)玻璃（看做是一個平板玻璃）呈現(xiàn)在正前方，駕駛員透過擋風(fēng)玻璃往前方觀看的時候，能夠?qū)④囃獾木跋笈c豎直呈現(xiàn)的行車數(shù)據(jù)融合在一起，下列說法錯誤的是（）A．擋風(fēng)玻璃上所成的像是光反射形成的虛像 B．如果成像位置太高需要降低，可將顯示器適當靠近擋風(fēng)玻璃 C．借助透明擋風(fēng)玻璃看到顯示器豎直的像，則擋風(fēng)玻璃與水平面的夾角應(yīng)為45° D．司機在擋風(fēng)玻璃上看到的數(shù)字“6”，在顯示器屏幕上應(yīng)該是“9”13．如圖所示，夜晚，用手電筒照射自行車尾燈，會發(fā)現(xiàn)尾燈很明亮。下列說法正確的是（）A．光照射在自行車尾燈上發(fā)生的是鏡面反射 B．光照射在自行車尾燈上發(fā)生的是漫反射 C．自行車尾燈是光源 D．人從側(cè)邊看自行車尾燈也很明亮14．如圖所示是潛望鏡的結(jié)構(gòu)示意圖，其中兩塊平面鏡均相對水平面傾斜45°角，現(xiàn)有一艘軍艦位于與平面鏡1等高的正前方，則人眼看到軍艦所成的虛像位于（）A．平面鏡1的正上方 B．與平面鏡1等高的正前方 C．平面鏡2的前上方 D．與平面鏡2等高的正前方二．實驗探究題（共6小題）15．小華同學(xué)在做“探究平面鏡成像特點實驗”時，將一塊玻璃板架在桌面上，再取兩段等長蠟燭a和b一前一后豎直放在桌面上，點燃玻璃板前的蠟燭a，用眼睛觀察，如圖所示，在此實驗中：（1）他在玻璃板前面放一支點燃的蠟燭a，可以看到玻璃板后面出現(xiàn)蠟燭的像，然后拿一支相同的蠟燭b在玻璃板后面移動，發(fā)現(xiàn)b始終無法與a的像重合，并且b的位置要比a像高一些，造成這種現(xiàn)象的原因可能是桌面上的玻璃板向蠟燭（選填“a”或“b”）方傾斜。（2）實驗中選取兩段等長的蠟燭是為了比較像和物的關(guān)系。（3）此時坐在右座的同桌看不到像，為了讓他也能夠看到，小明只將茶色玻璃板向右平移，則像的位置（選填“向右移動”、“向左運動”或“不變”）；（4）移去蠟燭b，并在其位置上放一光屏，則光屏上（選填“能”或“不能”）接到蠟燭a的像；（5）最后，小華把一只玩具貓放在平面鏡前，如圖所示，則小貓的像是。16．小明同學(xué)在“探究平面鏡成像特點”的實驗時，所用的實驗器材有帶底座的玻璃板、白紙、筆、火柴、光屏、刻度尺、兩支外形相同的蠟燭A和B。（1）選用玻璃板代替平面鏡，主要是為了便于。（2）在豎直放置的玻璃板前點燃蠟燭A，拿（選填“點燃”或“未點燃”）的蠟燭B豎直在玻璃板后面移動，在尋找蠟燭A的像的位置時，移動玻璃板后的蠟燭B，使它與蠟燭A在玻璃板中所成的像重合。（3）為了確定像的虛實，移動蠟燭B，在其原來位置上放置一塊光屏，眼睛應(yīng)該在圖中的（選填“A”或“B”）這一側(cè)觀察光屏上是否有像；光屏上無法呈現(xiàn)蠟燭的像，這說明平面鏡成的是虛像。（4）當蠟燭A向玻璃板靠近時，像的大小。（5）為了讓右座的同學(xué)也能夠看清蠟燭的像，小明只將茶色玻璃板向右平移，則蠟燭像的位置（選填“向右移動”、“向左運動”或“不變”）。（6）實驗結(jié)束后，小明無意間從平面鏡中看到墻上的電子鐘的像如圖乙所示，這時的時間是。（7）小明去商場買鞋，站在豎直放置于水平地面上40cm高的試鞋鏡前面時，看不到自己穿的鞋的像，如圖丙所示，小明離鏡子遠一些看到自己鏡中鞋的像，小明穿著鞋的腳抬高一些看到自己鏡中鞋的像。（兩個空均填“能”或“不能”）17．李明同學(xué)在學(xué)習(xí)光學(xué)知識時，做了如下實驗：實驗一：探究平面鏡成像特點，實驗器材如圖甲所示。（1）實驗中，用玻璃板代替平面鏡，目的是。（2）移動玻璃板后的蠟燭B，使它與蠟燭A在玻璃板中所成的像重合，移開蠟燭B，用白紙做屏幕放在該位置，白紙上不能承接到蠟燭A的像，這說明平面鏡所成的像是（選填“虛”或“實”）像。實驗二：“探究光的反射定律”。在實驗過程中，將紙板傾斜，如圖乙所示，讓光線仍貼著紙板沿AO方向射向鏡面，此時紙板上，不能看到反射光線，反射光線與入射光線（選填“仍在”或“不在”）同一平面內(nèi)。18．在“探究平面鏡成像特點”的活動中：實驗室提供了如下器材：①厚為2mm的茶色玻璃、②厚為5mm的透明玻璃、③刻度尺、④光屏、?兩支相同的蠟燭A和B、⑩火柴。（1）探究活動中應(yīng)選用的玻璃板是（填序號），用玻璃板代替平面鏡的好處是既能看到A蠟燭的像，又能看到，方便確定像的位置。（2）小紅同學(xué)在做此實驗時，將一塊玻璃板豎直架在水平臺上，再取兩段完全相同的蠟燭A和B，點燃玻璃板前的蠟燭人，進行觀察，如圖所示，在此實驗中，選取兩段完全相同的蠟燭是為了分別比較像與物的關(guān)系。（3）當蠟燭B與蠟燭A的像完全重合后，移去后面的蠟燭B，井在其所在位置上放一光屏，則光屏上接收到蠟燭燭焰的像（選填“能”成“不能”），由此可知，平面鏡所成的像是像（選填“實”或“虛”）。（4）小紅將蠟燭逐漸遠離玻璃板時，像的大?。ㄌ睢白兇蟆?、“變小”或“不變”）。（5）經(jīng)過三次實驗后，在白紙上記錄了像與物對應(yīng)的位置，如圖乙所示，通過測出A和A′、B和B′、C和C′到鏡面的距離并進行比較、歸納，從而得到的平面鏡成像其中的一條規(guī)律：像到鏡面的距離物到鏡面的距離。19．在“探究光的反射定律”的實驗中：序號入射角反射角130°30°245°45°360°60°（1）如圖甲，先將平面鏡A放在水平桌面上，再將硬紙板B垂直放置在平面鏡A上，讓激光緊貼