2024年中考物理實(shí)驗(yàn)(全國版)：探究光的反射定律（解析版）

實(shí)驗(yàn)3探究光的反射定律

基礎(chǔ)考點(diǎn)梳理

1.實(shí)驗(yàn)裝置圖

2.實(shí)驗(yàn)器材：平面鏡、激光筆、可折轉(zhuǎn)的硬紙板、筆、量角器等.

(1)可折轉(zhuǎn)的硬紙板的作用：①顯示光路；②探究反射光線、入射光線和法線是否在同一平面內(nèi)

(2)量角器的作用：測量反射角和入射角的大小

(3)平面鏡的作用：使入射光線在其表面發(fā)生鏡面反射

3.實(shí)驗(yàn)環(huán)境：在較暗環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的目的:減小其他光線對實(shí)驗(yàn)的影響，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯

4.實(shí)驗(yàn)過程

(1)讓光貼著硬紙板入射的目的：在硬紙板上顯示光路

(2)紙板與平面鏡應(yīng)該垂直放置的原因:若不垂直，則反射光線不能(選填“能”或“不能”)

在紙板上呈現(xiàn)

(3)記錄光線的方法：用筆在紙板上沿著光路將其描畫下來

(4)多次改變?nèi)肷浣堑拇笮∵M(jìn)行實(shí)驗(yàn)的目的：可以探究反射角與入射角的大小關(guān)系，使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具普

遍性

(5)“三線共面''的判斷方法將圖中紙板右側(cè)沿ON向后折，觀察到右側(cè)紙板上看不到反射光線，說明反

射光線、入射光線和法線在

(6)光路可逆的驗(yàn)證：將激光沿著FO方向射入，觀察到反射光線沿著OE方向射出，說明光路具有可

逆性

5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論

反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)；反射光線、入射光線分別位于法線兩側(cè)；反射角等于入

射角.

6.實(shí)驗(yàn)評價

(1)使光路明顯的方法：①向紙板上噴煙或霧；②選用表面粗糙的紙板

(2)記錄反射角和入射角互余的原因：將入射光線(或反射光線)與平面鏡的夾角當(dāng)成入射角(或反射

角)

(3)實(shí)驗(yàn)時從不同方向都能觀察到光線的原因：光在粗糙紙板上發(fā)生了漫反射

典型例題賞析

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：(1)反射現(xiàn)象中，反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)；(2)反射光線、入射光線分別

位于法線兩側(cè)；(3)反射角等于入射角.

1.在探究光的反射規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，小明設(shè)計了如圖所示的裝置，平面鏡放在水平桌面上，紙板E、F分別可

繞ON轉(zhuǎn)動，入射光AO始終緊貼紙板E射向平面鏡的O點(diǎn).

(1)除圖甲器材外，實(shí)驗(yàn)中還需要用到的測量儀器是量角器,為了使光線更明顯，應(yīng)在較暗(選

填“亮”或“暗”)的環(huán)境下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，為了能在光屏上清晰地顯示出光的傳播路徑，光屏表面應(yīng)粗糙(選

填：“光滑”或“粗糙”)些.

(2)實(shí)驗(yàn)中需要使軸ON始終與平面鏡入射光AO緊貼紙板是為了在紙板E匕呈現(xiàn)光路.

(3)入射光AO緊貼紙板E射向平面鏡的。點(diǎn)，在紙板F上可以看到反射光OB,小明想把光的徑跡保留

在紙板上，可以講行的操作是在入射光線AO上取點(diǎn)A,在反射光線OB上取點(diǎn)B.去掉光源,直線連接

AO和OB即可.

(4)(人教八上素材改編)實(shí)驗(yàn)中需要多次改變?nèi)肷涔獾娜肷浣嵌龋詈蠹埌迳狭粝露鄺l光路，為了避

免出錯，應(yīng)講行的操作是將每一組對應(yīng)的用路講行標(biāo)記編號.

(5)改變?nèi)肷涔釧O的入射角度，多次實(shí)驗(yàn)后，記錄的數(shù)據(jù)如下：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)1234

入射角20°30°45°60°

反射角20°30°45°60°

①由表中數(shù)據(jù)可知，在光的反射過程中，反射角等于入射角.反射角隨入射角的增大而增大.

②觀察實(shí)驗(yàn)中多組光的徑跡可知，在反射現(xiàn)象中，反射并線與入射光線分居法線兩側(cè).

(6)在上問的實(shí)驗(yàn)中，光屏上總能同時呈現(xiàn)出反射光線和入射光線，于是得出結(jié)論：光反射時，反射光線、

入射光線和法線在同一平面內(nèi)。這樣得出的結(jié)論是否可信？工(選填：“是”或“否”)，理由是：沒有將

紙板向后折疊進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)。

(7)把圖甲紙板F繞ON向后折，此時在紙板F上看不到反射光如圖乙，再多次改變?nèi)肷涔釧O與ON的

夾角，在紙板F上均看不到反射光，此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明：光在發(fā)生反射時，反射光線、入射光線和法線在同

一平面內(nèi)；

（8）（人教八上素材改編）在圖甲中，將光沿著B0方向貼著紙板F射向鏡面的。點(diǎn)，則反射光線將沿圖

中的0A方向射出，說明在反射現(xiàn)象中，光路是…可逆一的.

（9）（紙板傾斜）（2022泰州改編）將紙板EF以底邊為軸向后旋轉(zhuǎn)45。后如圖丙，紙板E上的入射光線

不能.（選填“能”或“不能”）在平面鏡中成像，此時反射光線將_C_.（填字母）

A.仍在紙板F上呈現(xiàn)B.被紙板擋住C.在紙板前方

（10）（數(shù)據(jù)分析）（2018福建改編）另一組小華用圖甲裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使入射角分別為70。、45。、30。，

得到的數(shù)據(jù)如下表，實(shí)驗(yàn)中角度的測量準(zhǔn)確，但與小明的實(shí)驗(yàn)結(jié)論不符，其原因可能是將反射（入射）光線

與鏡面的夾角當(dāng)成了反射（入射）角

實(shí)驗(yàn)次數(shù)123

入射角70°45°30°

反射角20°45°60°

（11）（裝置改進(jìn)）（蘇科八下圖改編）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后小明所在的小組進(jìn)行討論時發(fā)現(xiàn)，將白色紙板EF換成

圖丁所示帶有角度的紙板更好，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是能夠直接讀出反射角和入射角的大小.

2.如圖甲所示為“探究光的反射規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置，M是平面鏡，紙板EF是由兩塊紙板連接而成，紙板

F可繞ON向前折或向后折。

甲乙

（1）實(shí)驗(yàn)時，將紙板垂直放置在平面鏡上，一束激光貼著紙板E沿AO射到鏡面。點(diǎn)，紙板F上會顯

示出反射光束OB,接著將紙板F繞ON向后折，則紙板F上不能（選填“能”或“不能”）顯示

出反射光束，由此說明反射光線、入射光線與ON在同一平面內(nèi)。

（2）改變光線AO與ON的夾角來探究反射角與入射角的大小關(guān)系，入射光線與鏡面夾角如圖甲所示，

則反射光線與入射光線夾角是反0度。

（3）若讓另一束光沿BO方向射向平面鏡，反射光將沿OA方向射出，該現(xiàn)象說明光路是可逆的。

（4）如圖乙所示為液面微變監(jiān)視器，光束發(fā)射器始終沿圖中方向向被監(jiān)視的液面發(fā)射，若反射到光電轉(zhuǎn)

換接收器上的光點(diǎn)從Si移向S2,則表明液面上升（選填“上升”、“下降”或“不變”）。

【解答】解：（1）實(shí)驗(yàn)中將紙板F向后折轉(zhuǎn)，紙板F上不能看到反射光線，說明反射光線、入射光線和

法線在同一平面內(nèi)；

（2）入射光線AO的法線是ON；紙板ENF與平面鏡垂直放置，圖中的入射角是：Zi=90°-40°=

50°;由于反射角等于入射角，所以反射角為：2r=50°,反射光線與入射光線夾角是50°+50°=100°；

（3）讓一束光沿BO方向射向平面鏡，即讓光線逆著原來的反射光線射向鏡面，反射光將沿OA方向射

出，即反射光線逆著原人射光線方向射出，該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明，在反射現(xiàn)象中，光路是可逆的；

（4）由于入射光線是固定的，且光在水面上發(fā)生的是鏡面反射，當(dāng)水面發(fā)生變化時，故反射光線的方向

與原來的反射光線是平行的，根據(jù)題干圖示可知，反射到光電轉(zhuǎn)換器接收平面上的光點(diǎn)從Si點(diǎn)移向S2

點(diǎn)，這說明反射點(diǎn)向左偏移且反射點(diǎn)上升，由此可知，被監(jiān)視的液面是上升的。

故答案為：（1）不能；同一平面；（2）100；（3）光路是可逆的；（4）上升。

3.夏日，海面將太陽光反射，波光粼粼，如星星灑落海面。光發(fā)生反射時有什么規(guī)律？小明回家后進(jìn)行了

“探究光的反射規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，如圖1所示將平面鏡置于水平桌面上。

圖3

（1）小明讓一束光緊貼紙板射向O點(diǎn)，如圖2甲所示，在紙板上描出入射光線和反射光線，并測出反

射角和入射角的大小，改變?nèi)肷浣堑亩葦?shù)，多做幾次實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)次數(shù)1234

入射角/°10304075

反射角/°10604075

（2）小明通過將實(shí)驗(yàn)結(jié)果計入表格中，其中第2次數(shù)據(jù)記錄錯誤，請在表格中將錯誤數(shù)據(jù)用“O”

圈出，并在旁邊寫出正確的結(jié)果。根據(jù)表格數(shù)據(jù)，畫出兩角的關(guān)系圖象可用圖2丙中圖線a表示。

（3）如圖2乙所示，把紙板B沿ON向后折任意一個角度，都不能在紙板B上看到反射光線。此實(shí)驗(yàn)

步驟是為了探究反射光線、入射光線、法線在同一平面內(nèi)。

（4）漢代，劉安就在《淮南萬畢術(shù)》中談到：“取大鏡高懸，置水盆于其下，則見四鄰矣”（如圖3所

示），可見古人已經(jīng)能夠熟練應(yīng)用光的反射原理觀察周圍事物情況。這一裝置與現(xiàn)代潛望鏡十分相

似。

【解答】解：（1）根據(jù)光的反射定律，反射角等于入射角，反射角是反射線與法線的夾角，入射角是入

射線與法線的夾角，其中有一組數(shù)據(jù)測錯了，則這組數(shù)據(jù)是第2次實(shí)驗(yàn)的，原因可能是將反射光線與平

面鏡的夾角當(dāng)成了反射角；

實(shí)驗(yàn)次數(shù)1234

入射角510304075

反射角510@304075

反射角隨著入射角的增大而增大，但反射角等于入射角，而圖b中，反射角隨著入射角的增大而減小，a

圖象中的反射角等于入射角，因此圖a反映了反射角與人射角的關(guān)系；

（2）將紙板右半部分繞ON向后翻轉(zhuǎn)任意角度，紙板上均無反射光束呈現(xiàn)，說明反射光線、入射光線、

法線在同一平面內(nèi)；

（3）水盆的水面相當(dāng)于一個平面鏡?！叭〈箸R高懸，置水盆與其下，則見四鄰”，這是利用平面鏡成像

特點(diǎn)，來觀察周圍事物的情況，平面鏡成像屬于光的反射原理，成的是正立、等大的虛像，其裝置類似

與現(xiàn)代的潛望鏡裝置。

故答案為：（1）2；見解答；a；（2）反射光線、入射光線、法線在同一平面內(nèi)；（3）潛望鏡。

4.（1）如圖甲所示是某同學(xué)探究“光反射時的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置。

①將一塊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,紙板可沿虛線ON折疊。

②為了讓不同方向的同學(xué)都可以觀察到光在紙板上傳播的徑跡，應(yīng)選擇粗糙（“光滑”或“粗糙”）

的紙板。

③讓人射光貼著紙板EF沿AO射向平面鏡上的0點(diǎn)，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,記錄在表中。比較反射角r和入射角i的大小，是為了探

究在光的反射現(xiàn)象中反射角等于入射角。

④實(shí)驗(yàn)中還能從平面鏡中看到入射光線AO所成的像CO（圖中未畫出）,當(dāng)入射角i等于43°時，4Aoe

=94°Q

（2）圖乙所示是塔式太陽能電站，它把許多平面鏡按照一定的規(guī)律排列起來，就可以把太陽光反射后會

聚到同一個位置，從而利用太陽能來發(fā)電。圖丙中，一束太陽光經(jīng)平面鏡上的O點(diǎn)反射后到達(dá)B點(diǎn)，請

畫出該人射光（保留作圖痕跡）。

【解答】解：（1）①法線在紙板上，當(dāng)把紙板ENF豎直地立在平面鏡上，法線與鏡面垂直，入射光線、

法線、反射光線在同一平面內(nèi)，如果紙板與平面鏡不垂直，則鏡面的法線不在紙板上，入射光沿紙板照

射后，反射光線不在紙板上，則我們在紙板上看不到反射光線；

②為了看清楚紙板上的光路，紙板材質(zhì)應(yīng)是較粗糙，光線射在上面發(fā)生了漫反射，反射光線射向各個方

向，無論從哪個角度看，都能看得清楚，在不同方向都能看到光的傳播路徑，是由于光在紙板上發(fā)生了

漫反射的緣故；

③改變光的入射角度，可以得到的結(jié)論是：在光的反射中，反射角等于入射角；

④實(shí)驗(yàn)中還能從甲平面鏡中看到入射光線A0所成的像CO（圖中未畫出），當(dāng)入射角i等于43。時，入

射光線與鏡面的夾角為，90。-43°=47。，入射光線AO所成的像CO與鏡面的夾角也是47°,ZAOC

=47°+47°=94°；

（2）過鏡面作出點(diǎn)B的對稱點(diǎn)B，,即為點(diǎn)光源B在平面鏡中的像，連接B，。點(diǎn)，并延長，得到入射

光線，如下圖所示：

故答案為：（1）①豎直；②粗糙；③反射角等于入射角；④94°；（2）見解答。

5.為了探究光的反射規(guī)律，小明用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（I）為了看清楚紙板上的光路，硬紙板材質(zhì)應(yīng)選擇表面選填粗糙的（“粗糙的”或“光滑的”）；

實(shí)驗(yàn)中應(yīng)處在較暗（填“較亮”、“較暗”）環(huán)境中。

（2）為了探究反射角與入射角之間的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)時應(yīng)進(jìn)行的操作是A（選填選項前的字母）；

A.改變光線AO與法線OM的夾角

B.沿ON前后折轉(zhuǎn)紙板

（3）在圖中，如果入射光線沿BO的路徑射向平面鏡，則反射光線會（填“會”或“不會”）與

0A重合，說明了光路是可逆的。

（4）以法線ON為軸線,將白色硬紙板的F面繞法線ON向后旋轉(zhuǎn),此時反射光線的位置不發(fā)生（選

填“發(fā)生”或“不發(fā)生”）變化。在F面上否（填“能”、“否”）觀察到反射光線，說明了反射

光線、入射光線、法線在（填“在”、“不在"）同一平面內(nèi)。

（5）保持兩側(cè)紙板在同一平面內(nèi)，將它們傾斜（如圖乙所示），讓光線仍沿AO方向射向鏡面，此時在

紙板上不能（選填“能”或“不能”）看到反射光線。

（6）多次測量的目的是尋找普遍規(guī)律。

【解答】解：（1）為了看清楚紙板上的光路，紙板材質(zhì)應(yīng)是較粗糙，光線射在上面發(fā)生了漫反射，反射

光線射向各個方向，無論從哪個角度看，都能看得清楚；

光線與環(huán)境的亮度差別越大，光線傳播的路徑越明顯，在“探究光的反射規(guī)律“實(shí)驗(yàn)中，為了使光線更

加明顯，實(shí)驗(yàn)應(yīng)在較暗的環(huán)境下進(jìn)行；

（2）改變光線AO與法線ON的夾角，屬于改變?nèi)肷浣?，這樣進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，可探究反射角與入射角之

間的關(guān)系，A符合題意，故選A；

（3）當(dāng)光線沿BO方向射入時，反射光線會沿原來OA射出，即反射光線與OA重合，說明光路是可逆

的；

（4）以法線ON為軸線，將白色硬紙板的B面繞法線ON向后旋轉(zhuǎn)，此時反射光線的位置不發(fā)生變化，

因?yàn)榉瓷涔饩€是由入射光線決定的；

當(dāng)兩塊硬紙板在一個平面內(nèi)時，看以看到入射光線和反射光線，將硬紙板F向后折轉(zhuǎn)一個角度后，看不

到反射光線，由此說明入射光線、反射光線和法線在同一個平面內(nèi)。

（5）由于反射光線、入射光線和法線都在同一平面內(nèi)，當(dāng)將紙板傾斜，讓光線仍貼著紙板沿AO方向射

向鏡面，紙板上就看不到反射光線，說明了：反射光線、入射光線和法線都在同一平面內(nèi)；

(6)在“探究反射角與入射角的關(guān)系”時，改變?nèi)肷浣?，多次測量，是為了獲得普遍的規(guī)律。

故答案為：(1)粗糙的；較暗；(2)A；(3)會；光路是可逆的；(4)不發(fā)生；否；在；(5)不能；

(6)尋找普遍規(guī)律。

6.為驗(yàn)證光的反射定律，小剛準(zhǔn)備了兩支不同色光的激光筆、平面鏡和固定激光筆的支架，組裝為如圖所

示的實(shí)驗(yàn)裝置，將該裝置放在水平桌面上。打開激光筆后，綠光斜射在平面鏡上的。點(diǎn)，紅光垂直照射

到O點(diǎn)。

請回答下列問題：

(1)由N點(diǎn)垂直照射到0點(diǎn)的紅光是用來替代法線的位置。

(2)為顯示出光的傳播路徑，小剛在桌面的上方噴煙霧，這是利用了光照在煙霧會上發(fā)生反射。

(3)實(shí)驗(yàn)中，小剛圍繞桌面轉(zhuǎn)動改變觀察角度直至觀察到紅光和綠光完全重合的現(xiàn)象時,即可說

明反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)。

(4)圖中，反射角是4NOB。他用量角器分別測量入射角和反射角，發(fā)現(xiàn)兩角相等。為了驗(yàn)證“反

射角等于入射角”這一結(jié)論的普遍性，小剛又用刻度尺測量反射光線和入射光線上等高的兩點(diǎn)A、B到

ON的水平距離，發(fā)現(xiàn)兩段距離大小相等，根據(jù)相關(guān)數(shù)學(xué)知識，同樣得到了“反射角等于人射角”。你

認(rèn)為他的這一做法可靠嗎？不可靠(選填:“可靠”或“不可靠”)，原因是沒有改變?nèi)肷浣堑?/p>

大小多次實(shí)驗(yàn)，結(jié)論不具有普遍性。

綠色激光等笠色激光筆

平面鏡

【解答】解：(1)法線與平面鏡是垂直的，紅色激光筆發(fā)出的光垂直射向平面鏡上的。點(diǎn)，可以顯示

法線的位置；

(2)在桌面的上方噴煙霧，這是利用了光照在煙霧上發(fā)生了反射；

(3)沿水平方向繞桌面緩慢轉(zhuǎn)動，當(dāng)我們觀察到入射綠光、入射紅光和反射綠光看起來重合時，可以根

據(jù)光的傳播路徑來判斷三線在同一平面內(nèi)。

(4)圖中，反射角是4NOB；

探究光的反射定律時，要多次改變?nèi)肷浣牵瑴y量入射角和反射角，比較反射角和入射角的關(guān)系；而多次

在豎直方向上移動刻度尺重復(fù)上述測量，沒有改變?nèi)肷浣枪饩€的方向，也就沒有改變?nèi)肷浣堑拇笮。?/p>

以這一做法不可靠。

故答案為：（1）法線；（2）反射；（3）紅光和綠光完全重合；（4）乙NOB；不可靠；沒有改變?nèi)肷?/p>

角的大小多次實(shí)驗(yàn)，結(jié)論不具有普遍性。

7.如圖甲所示，小樂同學(xué)用來探究光反射實(shí)驗(yàn)裝置，將一塊平面鏡放在水平桌面上，再把一塊可以折轉(zhuǎn)的

白色硬紙板垂直放置在平面鏡上。

（1）調(diào)試好實(shí)驗(yàn)裝置，接下來小樂操作過程及觀察到的現(xiàn)象如下：

①第一步：如圖乙所示，將一束光貼著垂直于鏡面的紙板A沿著E0射向。點(diǎn)，紙板B上會顯示出反射

光束OF；將紙板B沿著ON虛線向后折轉(zhuǎn)一定角度，如圖丙所示，在B板上看不到反射光線；將紙板

傾斜如圖丁所示，在B板上看不到反射光。然后將紙板沿著ON虛線或紙板下邊緣轉(zhuǎn)動任意角度，重復(fù)

上述操作，現(xiàn)象不變，由此現(xiàn)象得出的結(jié)論是：反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)。

②第二步：面對紙面方向，將入射光束E