2.1 光的反射
一、单选题
1．以下有关光直线传播的应用实例或形成的现象中，所成的是物体像的是（ ）
A．手影 B．月食
C．凿壁偷光 D．树荫下的光斑
2．为了避免驾驶员在汽车行驶时低头看仪表造成事故，人们发明了如图甲所示的抬头显示器（简称HUD），如图乙所示是HUD工作原理图，将水平显示器上的行车数据通过前挡风玻璃呈现在正前方，驾驶员透过挡风玻璃（看作平面镜）往前方观看的时候，能够将车外的景象与竖直呈现的行车数据融合在一起，下列说法正确的是（ ）
A．挡风玻璃上所成的像是实像
B．挡风玻璃上所成的像是由于光的折射形成的
C．挡风玻璃上所成的像比原物体小
D．像和物体关于挡风玻璃对称
3．热爱科学的小明在房间中安装了一块太阳能电池板给家里供电。当太阳在电池板后方时，利用一块平面镜将太阳光反射到电池板上、若某时刻太阳光与平面镜的夹角为60°（如图所示），一束阳光经镜面反射后照射到电池板上P点，下列说法正确的是（ ）
A．反射角的大小为60°
B．若镜面竖直上移，则反射角将变大
C．若镜面水平左移，该束光线照到P点上方
D．若镜面水平右移，该束光线依然照射P点
4．2020年6月21日，我国多地观测到了日环食的天文奇观。以下现象中与形成日环食的“光学”成因不相同的是（ ）
A．水中的倒影 B．树荫下的光斑
C．立竿见影 D．一叶障目
5．关于平面镜成像，下列说法中错误的是（ ）
A．本身不发光的物体在平面镜中也能成像
B．从平面镜中可以看到物体的虚像
C．人离平面镜越远，在镜中看到人的像越小，所以平面镜所成的像是缩小的像
D．物与像到镜面的距离总是相等的
二、简答题
6．如图所示，小明利用激光笔、平面镜、带有量角器功能的光屏等探究光的反射规律。他多次改变入射光的方向，当入射光线AO越靠近法线ON入射时，其对应的反射光线OC也越靠近法线ON移动。根据此现象，该同学可能探究的问题是：______。
三、作图题
7．小明通过一平面镜看到A物体（如图），请在图示光线上用箭头标出光的传播方向。
8．一束光射在平面镜上，请根据反射光线画出入射光线。
四、计算题
9．激光测距技术广泛应用在人造地球卫星测控、大地测量等方面；激光测距仪向目标发射激光脉冲束，测出激光往返所用的时间，就可以算出所测天体与地球之间的距离；现在利用激光测距仪测量月、地之间的距离，精度可以达到±10cm。已知一束激光测距仪发出并射向月球，大约经过2.56s反射回来，则地球到月球的距离大约是多少千米？
10．激光测距技术广泛应用在人造地球卫星测控，大地测量等方面；激光测距仪向目标发射激光脉冲束，接受返回来的激光束，测出激光往返所用的时间，就可以算出所测天体与地球之间的距离；现用激光测距仪测量月球、地球之间距离；已知一束激光从发出并射向月球，大约经过2.56s反射回来；（已知光速为）
（1）可以用声波代替激光测量地球到月球之间的距离吗？为什么？
（2）地球到月球的距离大约是多少千米？
五、实验题
11．在“探究平面镜成像的特点”实验中，实验装置图如图所示。
（1）该实验应在亮度较_____（选填“明亮”或“黑暗”）的环境中进行效果更好；
（2）在桌面上铺一张坐标纸，纸上竖立一块_____（选填“5mm”或“2mm”）厚的玻璃板作为平面镜，沿着玻璃板在纸上画一条直线，代表平面镜的位置；
（3）把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像，用一张白纸作为光屏去承接这个像，发现白纸上找不到蜡烛的像，说明平面镜所成的像是_____像；再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B，竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它跟A的像完全重合，这个位置就是A的像的位置，在纸上记下这个位置，实验中选择两支完全相同的蜡烛的目的是_____；
（4）实验中，通过多次观察点燃的蜡烛的像与没点燃的蜡烛完全重合的现象，得出“平面镜所成像的大小与物体的大小相等”的结论，这种确定像和物大小关系的研究方法是_____；（填字母）
A．转换法
B．控制变量法
C．等效替代法
（5）比较蜡烛和它的像到玻璃板的格子数，并记录下来，移动蜡烛A，重复实验，可以得到结论：像和物体到平面镜的距离_____；像和物体的连线与镜面_____。
12．用如图所示装置ENF探究光的反射定律，白色硬纸板EF垂直于平面镜放置，能沿ON折转，ON垂直于平面镜。
实验次数 1 2 3 4 5 6
入射角i 15° 30° 45° 60° 70° 80°
反射角r 15° 30° 45° 60° 70° 80°
（1）为了从不同方向都可以观察到光在纸板上传播的径迹，应该选择___________（选填“光滑”或“粗糙”）的硬纸板；
（2）让入射光贴着纸板EF沿AO射向平面镜上的O点，观察反射光的径迹，多次改变入射光的方向，观察并描绘光的径迹，量出入射角i和反射角r，记录如上表，以便比较反射角r和入射角i的大小关系。根据表中的正确数据得出角度的大小关系是什么？( )
13．在探究“平面镜成像特点”的实验中，选取完全相同的蜡烛A和B，高为7cm。如图所示，在竖直的玻璃板前10cm处放一支点燃的蜡烛A，烛焰高2cm。
（1）最好选用___________玻璃板（选填“茶色”或“无色透明”）进行实验；
（2）选取A、B两支相同的蜡烛是为了比较___________；
（3）在利用蜡烛B确定出蜡烛A成像的位置后，移去蜡烛B，并在其所在位置上放一光屏，光屏上不能得到蜡烛A的像。则平面镜所成的像是___________像（选填“实”或“虚”）；
（4）小红和小花在做完实验后，对于蜡烛面镜时，感觉像的大小发生了变化，就此她们发表了各自的意见。小红说：当物体面镜时，像的大小始终与物体大小相等，没有发生变化。小花说：当物体面镜时，感觉变大是因为人眼的视角变大了。你觉得的___________说法正确。（选填“小红”、“小花”或“两者”）
14．在科学晚会上，小明表演了“隔空测距离”，他的做法如图甲，桌面有一个密闭的长方体木箱，其中一个侧面MN是透明薄玻璃，箱内有一支蜡烛A。在不打开箱子的情况下，他利用一支完全相同的蜡烛B、刻度尺、火柴测出了箱内蜡烛A到侧面MN的距离，方法：
（1）把蜡烛B（未画出）放到箱子侧面MN的右侧桌面上并点燃；
（2）移动蜡烛B，直到蜡烛___________的___________（选填“虚”或“实”）像与另一支蜡烛重合；
（3）用刻度尺测出蜡烛B到MN的距离L，如图乙所示，所以A到MN的距离为___________cm。
15．在多彩的光的学习过程中，小明进行了如下实验，请回答下列有关问题：
（1）利用甲、乙两图“探究光反射时的规律”：在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹，接着她把纸板NOF向前折或向后折（如图乙），在纸板上_______（选填“能”或“不能”）看到反射光，由此得出：反射光线、入射光线与法线在同一平面内。
（2）在图甲所示的实验中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，光路是_______。
（3）利用丙图所示的实验装置探究平面镜成像的特点。调整蜡烛B的位置直到与蜡烛A的像能够完全重合，说明像与物大小_______；移去蜡烛B，在其原来的位置放置一块光屏，在玻璃后看光屏，光屏上不能呈现蜡烛A的像，说明平面镜所成的像是_______（选填“实”或“虚”）像。
（4）移动蜡烛A逐渐靠近玻璃板，观察到它的像的大小_______（选填“变大”“不变”或“变小”）。
六、填空题
16．北京时间2020年12月14日至15日凌晨，今年全球唯一一次日全食将在南半球上演。发生日全食是光的_____（填“直线传播”或“反射”）的结果。入射光线与镜面夹角30°，当把入射光线向法线方向偏转10°时，反射角变为_____°。
17．身高为168cm的同学距平面镜2m，当他以0.5m/s的速度面镜，那么2s后，他本人与镜中的像的距离变为_____m。若他向平面镜靠近，像的大小将_____（填“变大”“变小”或“不变）
18．春光明媚，春意盎然，晴朗的天空中飘着几朵白云，地面上有一些小圆斑。小芳看到湖中的柳枝和白云是_____形成的。地面上的一些小圆斑_____形成的。它是太阳的_____（实像还是虚像）。
19．太阳给地球带来光明和温暖，光在真空中的传播速度是___________m/s，照射到树叶上呈现绿色，是因为树叶___________绿光，树荫下的圆形光斑是太阳的___________像（选填“倒”或“正”）。如图，若要用正午的阳光照亮一座洞口朝向正东方向的水平洞穴，图中平面镜AB应逆时针方向转___________度，随着太阳西斜，平面镜应向___________（选填“顺时针”或“逆时针”）方向适当转动才能继续照亮洞穴。
20．2020年6月，昆明及多地遇到了难得一见的日偏食现象，发生日偏食的时候，透过茂密的大树人们在树下的地上看到了月牙形的光斑，这些光斑形成的原因是___________；人们能看到地面上的光斑则是光在地上发生___________的缘故。
参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
A．手影是由于光照射到不透明的手上时被挡住而形成，属于光的直线传播，故A不符合题意；
B．当地球到了月球和太阳的中间，太阳光无法射到月亮上面，在地球上观测月球便有一块区域出现了阴影，这就是月食，是由于光的直线传播形成的，故B不符合题意；
C．凿壁偷光，是利用光的直线传播；故C不符合题意；
D．树荫下的光斑是由于光的直线传播，光线通过树叶缝隙形成的太阳的实像，故D符合题意。
故选D。
2．D
【解析】
【详解】
A．挡风玻璃相当于平面镜，根据平面镜成像特点可知，挡风玻璃上所成的像是正立的虚像，故A错误；
B．挡风玻璃相当于平面镜，所成的像是由于光的反射形成的，故B错误；
CD．根据平面镜成像特点，像和物关于镜面对称，所成的像与物体等大．故C错误，D正确。
故选D。
3．C
【解析】
【详解】
A．太阳光与平面镜的夹角为60°，则入射角为
反射角等于入射角，则反射角为30°，故A错误；
B．若镜面竖直上移，入射角的大小不变，则反射角大小不变，故B错误；
CD．若镜面水平左移，入射角不变，如图所示：
该束光线照到P点上方；同理，若镜面水平右移，该束光线依然照射P下方，故C正确，D错误。
故选C。
4．A
【解析】
【详解】
A．日环食是光的直线传播形成的。水中的倒影属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故A符合题意；
B．大树上的树叶很多，树叶与树叶之间会形成很多小的缝隙，太阳光从这些小缝隙中照射下来，由于光在同种均匀介质中沿直线传播，所以在地面上会形成太阳的像，即形成光斑，故B不符合题意；
C．立竿见影是影子，是由光的直线传播形成的，故C不符合题意；
D．一叶障目是叶子挡住了光，无法继续向前传播，属于光的直线传播现象，故D不符合题意。
故选A。
5．C
【解析】
【详解】
A．平面镜成像的关键是物体发出的光（或反射的光）射到平面镜上（即有入射光射到平面镜上），故A正确，不符合题意；
B．根据平面镜成像特点知，平面镜只能成虚像，故B正确，不符合题意；
C．根据平面镜成像特点知，像与物体的大小相同，故C错误，符合题意；
D．由平面镜成像特点知，物与像到镜面的距离总是相等的，故D正确，符合题意。
故选C。
6．反射角与入射角是否有关
【解析】
【详解】
入射光线AO与法线的夹角为入射角，反射光线OC与法线的夹角为反射角，当入射光线AO越靠近法线ON入射时，入射角变小，其对应的反射光线OC也越靠近法线ON移动，说明反射角在变小，由此现象可能探究的问题是反射角与入射角是否有关。
7．
【解析】
【详解】
A物体反射出的光线经过平面镜反射后进入人的眼睛，因此，从A物体反射出的光线是入射光线，进入人的眼睛的光线是反射光线，如图所示：
8．见解析
【解析】
【详解】
先过入射点垂直平面镜作出法线，再在法线的右侧根据反射角等于入射角画出入射光线，如图所示
9．3.84×105km
【解析】
【详解】
解：激光在空气或真空中的传播速度为v＝3×108m/s，由题知，激光从地球到月球所用的时间
由可得，地球到月球的距离
答：地球到月球的距离大约是3.84×105km。
10．（1）见详解；（2）3.84×105
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）月球是真空，真空不能传声，所以不可以用声波代替激光测量地球到月球之间的距离。
（2）已知光速为，由题意可知激光从地球到月球所用时间
地球到月球的距离
答：（1）不可以用声波代替激光测量地球到月球之间的距离；月球是真空，真空不能传声；
（2）地球到月球的距离大约是千米。
11． 黑暗 2mm 虚 便于比较像与物的大小关系 C 相等 垂直
【解析】
【详解】
（1）[1]在亮度较黑暗的环境中实验，使得成像更清晰。
（2）[2]为防止出现两个不重合的像，应该选用较薄的玻璃板作为平面镜，故选择2mm的玻璃板。
（3）[3]把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像，用一张白纸作为光屏去承接这个像，发现白纸上找不到蜡烛的像，说明平面镜所成的像是虚像。
[4]实验中选择两支完全相同的蜡烛的目的是便于比较像与物的大小关系。
（4）[5]实验中，取两根完全相同的蜡烛，一根点燃，一根未点燃，将未点燃的蜡烛放在成像位置，通过多次观察点燃的蜡烛的像与没点燃的蜡烛完全重合的现象，得出“平面镜所成像的大小与物体的大小相等”的结论，这种确定像与物大小关系的方法是等效替代法，故C符合题意，AB不符合题意。
故选C。
（5）[6][7]通过实验可以得到结论：像和物体到平面镜的距离相等，平面镜所成的像与物体的连线与镜面垂直。
12． 粗糙； 反射角等于入射角
【解析】
【详解】
（1）[1]为了看清楚纸板上的光路，纸板材质应是较粗糙，光线射在上面发生了漫反射，反射光线射向各个方向，无论从哪个角度看，都能看得清楚；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的缘故。
（2）[2]根据表格中的数据可知，反射角等于入射角。
13． 茶色 像与物的大小关系 虚 两者
【解析】
【详解】
（1）[1]无色透明玻璃板透光性太强，容易受到玻璃另一侧物体的干扰。茶色玻璃板透光性较差，成像主观感觉比无色玻璃好得多，故应选择茶色玻璃板。
（2）[2]两支蜡烛大小相同，后面的蜡烛又和前面蜡烛的像完全重合，这样就证明了像与物大小相同，所以两支相同的蜡烛是为了比较像与物大小关系用的。
（3）[3]因为光屏只能接收实像，不能接受虚像，光屏不能接收到蜡烛A的烛焰的像，所以说明平面镜成的像是虚像。
（4）[4]根据平面镜的成像特点可知，不论物距如何变化，平面镜所成像的大小与物体的大小相等，当物体面镜时，感觉变大是因为人眼的视角变大了。两者说法都正确。
14． B 虚 3.00
【解析】
【详解】
（2）[1][2]两段完全相同的蜡烛A和B，点燃玻璃板前的蜡烛B，小心地移动蜡烛B，直到蜡烛B的虚像与蜡烛A重合。
（3）[3]由图乙知：刻度尺上0～1cm之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是
即此刻度尺的分度值为1mm；物体左侧与1.00刻度线对齐，右侧与4.00cm对齐，所以A到MN的距离为3.00cm。
15． 不能 可逆的 相等 虚 不变
【解析】
【详解】
（1）[1] 实验中，把纸板NOF向前折或向后折，在纸板上不能看到反射光，说明反射光已经不在纸板上了，而此时左右2个纸板也不在同一个平面了，由此说明：反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
（2）[2]在图甲所示的实验中，如果让光沿FO方向射到镜面，会发现反射光沿OE方向射出，这表明在反射现象中，光路是可逆的。
（3）[3]实验时蜡烛B与蜡烛A的像能够完全重合，说明像与物的大小相等。
[4]平面镜成的是虚像，虚像不能被光屏承接。
（4）[5]像与物大小相等，将蜡烛A靠近玻璃板，蜡烛A的像大小将不变。
16． 直线传播 50
【解析】
【详解】
[1]当太阳、地球、月球在同一直线上，月球位于太阳与地球之间时，太阳发出的沿直线传播的光被不透明的月球完全挡住，光线照不到地球上，在地球上完全看不到太阳的现象就是日全食，因此日全食是光沿直线传播形成的。
[2]入射光线与镜面夹角为30°时，入射角为
反射角为60°；当入射光线向法线方向偏转10°时，此时的入射角为
反射角也为50°。
17． 2 不变
【解析】
【详解】
[1] [2]像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等，该同学距平面镜2m，他的像距平面镜也是2m，当他以0.5m/s的速度面镜，2s后，他移动了
s=vt=0.5m/s×2s=1m
他与平面镜的距离变为
2m-1m=1m
像与平面镜的距离为1m，他本人与镜中的像的距离变为2m，在此过程中像的大小不变。
18． 光的反射 是由于光的直线传播 实像
【解析】
【详解】
[1]小芳看到湖中的柳枝和白云属于平面镜成像，是光的反射而形成的虚像。
[2] [3]树阴下的圆形光斑属于小孔成像，是因光的直线传播而形成的，它是太阳的实像。
19． 3×108 反射 倒 45 逆时针
【解析】
【详解】
[1]光在真空中的传播速度是3×108m/s。
[2]太阳光照射到树叶上，绿光被反射，其他颜色的光被吸收，所以呈现绿色。
[3]树荫下的圆形光斑是太阳通过树叶间的间隙形成的太阳的倒立的实像，属于小孔成像。
[4][5]如图，设平面镜转过了α，做出光路图，如图所示：∠1为入射角，根据光的反射定律：反射角等于入射角，即
∠2=∠1
∠2+∠1=90°
则
∠2=∠1=45°
由平面几何知识
∠α=∠3
而
∠3=90°﹣∠2
则
∠α=90°﹣∠1=90°﹣45°=45°
随着太阳西斜，则入射角减小，即∠1变小，根据
∠α=90°﹣∠1
可知，平面镜与水平面之间的夹角变大，即平面镜应向逆时针方向适当转动才能继续照亮洞穴。
20． 光的直线传播 漫反射
【解析】
【详解】
[1]透过茂密的大树人们在树下的地上看到了月牙形的光斑，这是小孔成像，属于光的直线传播。
[2]人们能看到地面上的光斑是由于发生了反射的缘故，因为地面是不光滑的，故发生的是漫反射。
