中考物理十二个常考点专题专题十二 光的反射定律内容的考法与解法研究.docx
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中考物理十二个常考点专题专题十二光的反射定律内容的考法与解法研究
专题十二光的反射定律的考法与解法研究
考点一:
光的反射定律作图
【例题1】(2017•成都)如图所示,入射光线与镜面成30°,请按照要求作答:
①画反射光线;②标出反射角.
答案:
如图所示。
.
解析:
要解决此题,需要掌握光的反射定律的内容:
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.可归纳为:
“三线共面,两线分居,两角相等”.
要掌握入射角和反射角的概念:
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.过入射点O做出法线ON,已知入射光线与镜面的夹角为30°,则入射角等于90°﹣30°=60°,根据反射角等于入射角,在法线的右侧即可做出反射光线OB.
【例题2】(2017•山西)如图所示,是光线经过平面镜反射后的光路图,请你在图中适当的位置画出平面镜,并标出反射角的度数.
答案:
如图所示。
解析:
本题是光的反射定律作图:
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.
根据光的反射定律可知,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.
由光的反射定律可知,反射角等于入射角,所以,先作出反射光线与入射光线夹角的平分线,即为法线,然后再过入射点作法线的垂线即为平面镜;图中反射光线与入射光线垂直,所以反射角等于入射角,等于45°.
【例题3】画出图中入射光线AO的反射光线并标出反射角的大小.
答案:
如图所示。
.
解析:
已知入射光线与法线的夹角(入射角),根据光的反射定律中,反射角等于入射角即可画出反射光线.由图可知,入射光线与法线的夹角即入射角为60°,根据反射角等于入射角等于60°,即可在法线的另一侧画出反射光线.
【例题4】如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( )
A.B.C.D.
答案:
A.
解析:
本题的设计在于考查考生是否掌握了光的反射定律,尤其是反射角等于入射角这个知识点,题目考查方法灵活.光的反射定律的内容:
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.据此结合图片进行分析.
根据光的反射定律可知,反射角等于入射角,因为入射角∠PON等于60°,所以反射角也等于60°(即反射光线与法线的夹角),故A符合光的反射定律.
考点二:
光的反射定律应用及漫反射和镜面反射的概念
【例题5】(2017•广元)一束光AO射向平面镜,光线AO与镜面的夹角如图所示,则反射角的大小为 .现在城市里很多高楼大厦采用玻璃幕墙作装饰,当强烈的太阳光照射到玻璃幕墙时,就会发生 反射,造成“光污染”.
答案:
65°;镜面.
解析:
要掌握入射角和反射角的概念:
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.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.
首先做出法线,如下图所示:
入射光线与镜面的夹角是25°,所以入射角为90°﹣25°=65°.根据反射角等于入射角做出反射光线.反射角也为60°.
【例题6】一束平行光与镜面成30°角射到平面镜上,反射角大小是 ,人迎着反射光的方向可以看到刺眼的光,而在其他方向却看不到反射光,这是由于发生了 (选填“镜面反射”或“漫反射”).
答案:
60°,镜面反射。
解析:
反射角是反射光线和法线的夹角,入射角是入射光线和法线的夹角;
平行光线经平面镜之后平行射出,这种反射是镜面反射.一束光与镜面成30°角入射在平面镜上,则入射角为90°﹣30°=60°.则其反射角也是60°,
光线射向平面镜,经平面镜反射后,平行射出,正好反射到有的人眼睛上,就得很刺眼,这种反射是镜面反射.而从某些方向上得到的反射光线较少,所以看到平面镜很暗.
【例题7】(2017•河北)由于光在电影屏幕上发生 ,所以人们能从不同方向看到屏幕上的像.小明想用一块平面镜使水平面成30°角的太阳光竖直射入井中(如图所示),则反射光线与入射光线的夹角为 ,在图中画出平面镜的位置并标出镜面与水平面夹角的度数.
答案:
漫反射;120°;作图如下。
解析:
本题主要考查漫反射和镜面反射的概念;会确定反射光线和入射光线,会根据反射定律求出入射角和反射角.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.镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律;反射光线竖直射入井内,和水平面成90°角,根据图中标出的入射光线和水平面的夹角,易求出入射光线和反射光线的夹角;由光的反射定律知:
入射角和反射角等大,由此求得反射角的度数.
在标反射角的度数时要注意:
反射角是反射光线和法线的夹角.
(1)银幕是凹凸不平的,平行光线入射到粗糙的银幕上,反射光线射向四面八方,进入不同方向的人的眼睛,不同方向的人们都能看到.因此光在银幕上发生漫反射。
(2)由于反射光线竖直射入井内,过入射点O竖直向下做出反射光线OB;然后作∠AOB的角平分线即为法线(ON).
由图知:
反射光线和入射光线的夹角∠AOB=30°+90°=120°;
则反射角∠BON=
∠AOB=
×120°=60°。
作图如下:
【例题8】如图,A、B两地相距4km,MN是与AB连线平行的一条小河的河岸,AB到河岸的垂直距离为3km,小军要从A处走到河岸取水然后送到B处,他先沿着垂直于河岸的方向到D点取水,再沿直线DB到B处。
若小军的速度大小恒为5km/h,不考虑取水停留的时间。
(1)求小军完成这次取水和送水任务所需的时间。
(2)为了找到一条最短的路线(即从A到河岸和从河岸到B的总路程最短),可以将MN看成一个平面镜,从A点作出一条光线经MN反射后恰能通过B点,请你证明入射点O即为最短路线的取水点。
答案:
(1)1.6h
(2)见解析。
解析:
如题中给出的图:
在直角三角形ADB中,AD=3kmAB=4km
根据勾股定理求出斜边DB=5km
(1)总路程s=AD+DB=(3+5)km=8km
速度v=5km/h
根据v=s/t得:
总时间t=s/t=8km/(5km/h)=1.6h
(2)根据平面镜成像的特点,作出A点关于MN所成的虚像A′,连接A′D和A′O,AO=A′O,且A′、O、B在一条直线上,如图所示。
故取水点为O时的路线长度s=AO+OB=A′O+OB=A′B,在O点以外的河岸上任取一点P,路线的长度s′=AP+PB=A′P+PB
由三角形知识得A′B<A′P+PB,即s<s′
故入射点O为最短路线的取水点。
考点三:
探究光的反射规律
【例题9】如图所示为研究光的反射规律的实验装置,其中O点为入射点,ON为法线。
入射光为EO时,反射光为OF。
当反射光线、入射光线和法线在同一平面内时,三次实验得到的数据填在如下表格中。
实验次数
入射角
反射角
1
600
600
2
500
500
3
300
300
(1)根据实验数据表格
的分析,你能得到的结论是:
_____________________________。
(2)想探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内,应如何操作?
______________。
(3)如果让光线逆着OF的方向射向平面镜,会发现反射光线沿着OE方向射出,这个现象表明了:
_________________________。
答案:
(1)光发生反射时,反射角等于入射角。
(2)把纸板B向后(或向前)弯折,观察纸板B上是否有反射光线。
(3)在反射现象中光路可逆。
解析:
(1)根据实验数据表格的分析,每次实验能得到反射角等于入射角。
(2)想探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内,就是当把纸板B向后(或向前)弯折,观察纸板B上是否有反射光线。
要出现反射光线,说明反射光线和入射光线不在同一平面内;要不出现反射光线,说明反射光线和入射光线在同一平面内。
(3)如果让光线逆着OF的方向射向平面镜,会发现反射光线沿着OE方向射出,这个现象表明了在反射现象中,光路具有可逆性。
综合训练题
1.光的反射定律是概括了光在反射现象中,“三线”、“二角”、“一点”之间所遵循的关系。
结合下面光路图,说法错误的是()
A.“一点”是指入射点;
B.“二角”是指反射角和入射角;
C.“三线”是指反射光线、入射光线和法线;
D.反射光线和入射光线分别位于法线的同侧。
答案:
D
2.如图所示,探究光的反射规律的实验装置中,可沿ON折叠的白色硬纸板垂直放置于平面镜上,光线AO紧贴纸板射向镜面的O点,为研究反射角与入射角间的关系,实验时应进行的操作是( )
A.绕ON前后转动板E
B.绕ON前后转动板F
C.改变光线AO与ON间的夹角
D.改变光线OB与ON间的夹角
答案:
C
3.如图所示为研究光的反射规律的实验装置,其中O点为入射点,ON为法线,面板
上每一格对应的角度均为10°,实验时,当入射光为AO时,反射光为OB;当入射光为
CO时,反射光为OD;当入射光为EO时,反射光为OF.完成下列表格的填写.并分析表
格数据得出初步结论。
下列给出的答案正确的是()
A.实验序号1对应的反射角为500;初步结论是光发生反射时,反射角等于入射角。
B.实验序号2对应的反射角为400;初步结论是光发生反射时,入射角等于反射角。
C.实验序号3对应的反射角为200;初步结论是光发生反射时,反射角等于入射角。
D.实验序号3对应的反射角为200;初步结论是光发生反射时,入射角等于反射角。
答案:
AC
4.在“探究光的反射规律”的实验中,如图所示,平面镜M放在水平桌面上,E、F是两块粘接起来的硬纸板,垂直于镜面且可绕ON转动.
(1)如图(a),当E、F在同一平面上时,让入射光线AO沿纸板E射向镜面,在F上可看到反射光线OB,测出入射角和反射角的大小,便立即得出实验结论:
反射角等于入射角.你认为这样得出结论(选填“合理”或“不合理”),原因是.
(2)若将一束光贴着纸板F沿BO射到O点,光将沿图中的方向射出,因为在光的反射现象中光路是的.
(3)如图(b),以法线ON为轴线,把纸板F向后缓慢旋转,在F上(选填“能”或“不能”)看到反射光线OB,这样做的目的是为了.
答案:
(1)不合理只做一次实验就得出结论,其结论具有偶然性,不具有普遍性
(2)OA可逆(3)不能探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。
5.利用如图装置进行“探究光的反射规律”实验:
(1)将一束光贴着纸板A沿EO射到O点,若将纸板B向前或向后折,此时在纸板B上看不到反射光,这样做的目的是探究.
(2)将入射光线EO向法线靠近时,看到反射光线OF______(填:
”靠近”或”远离”)法线.
(3)将纸板A、B置于同一平面后,若将一束光贴着纸板B沿FO射到O点,反射光将沿图中的OE方向射出,说明光在反射时,.
(4)光屏在实验中的作用是:
①;②.
(5)实验时光屏应如何放置?
.
答案:
(1)反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内;
(2)靠近;
(3)光路是可逆的;
(4)①显示光的传播路径;②探究入射光线、反射光线、法线是否共面.
(5)光屏与镜面垂直.
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