实验3 探究光的反射定律实验解析版.docx

1、实验3 探究光的反射定律实验解析版实验三、探究光的反射定律实验剖析【实验目的】 探究光的反射规律。【试验器材】 平面镜1个。激光笔1个，带刻度的硬纸光屏1个，水槽一个，支架1对，夹子1个。【实验步骤】 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；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。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，并将有关数据填入下表。将光屏向前或向后折，观察反射光线。整理器材。【实验记录】次数入射角i反射角r123【实验结论】1、在反射现象中， 入射光线、反

2、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、反射过程中光路是 可逆 的。【实验补充】1、以法线ON为轴，将硬纸板的B面向后旋转，这时在B面上观察不到反射光线，证明三线共面；通过比较入射角和反射角的大小关系可以证明反射角等于入射角；反射光线和入射光线对称，并且对称还意味着分居法线两侧。2、反射定律是用来确定反射光线位置的，对应每一条确定的入射光线而言，反射光线是唯一的。3、如果光线垂直射向平面镜，入射角为0o,反射角为0o，入射光线、反射光线、法线重合。【考点方向】1、光的反射定律是：“共面”、“两侧”、“等角”、“可逆”。2、显示光路：光屏

3、表面 粗糙 ，可以通过漫反射 显示光的传播径迹 ，操作时要求入射光线要 贴着 光屏入射；也可以通过 烟雾 等手段显示光路。3、验证共面：光屏 可折转 的作用是 验证反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内（三线共面）。将光屏折转后不能观察到反射光线，这说明反射光线、入射光线和法线在 同一平面上 。4、探究等角：要 改变入射角（或入射光线的方向）多次测量 ，探求规律，使结论具有普遍性。注意反射角和入射角都是光线与 法线 的夹角，不是光线与平面镜的夹角。5、光路可逆：光的直射、反射、折射都具有可逆性。6、如果想探究反射光线与入射光线是否在同一平面内，应如何操作？将纸板沿中轴ON向后折，观察在纸板B

4、上是否有反射光线。7、如果让光线逆着OF的方向射向镜面，会发现反射光线沿着OE方向射出，这表明：在反射现象中，光路是可逆的8、理想模型法：用带箭头的直线表示光的传播路径和方向。9、量角器的作用：测量反射角和入射角的大小。10、从纸板不同方向都能看到光的传播路径原因是：光在纸板上发生了漫反射。11、多次改变入射角大小并进行多次实验的目的：保证实验结论具有普遍性。经典母题利用如图装置进行探究光的反射规律实验（1）让一束光贴着纸板A沿EO方向射向镜面，在纸板B上可看到光线沿OF方向射出，在纸板上用笔描出光线EO和OF的轨迹，则EO与垂直镜面的直线ON的夹角i是_(填“入射角”或“反射角”)，如果让一

5、束光从A沿FO方向射向镜面，在纸板B上可以看到光线沿 方向射出，由此可以证明 。（2）多次改变入射角的大小，测得实验数据如下表序号ir130302454535050分析数据可得：反射角_(填“大于”“小于”或“等于”)入射角：当入射角变大时，光线OF_(填“远离”或“靠近”)直线ON.（3）在上一步操作中多次改变入射角的大小获得多组数据的目的是： 。（4）以直线ON为轴线把纸板B向前或向后折，在纸板B上_(填“能”或“不能”)看到反射光线OF，由此说明反射光线、入射光线与法线在_(填“同一”或“不同”)平面内。（5）实验中，从教室各个方向都能观察到粗糙纸板表面反射的光线，这种反射属于_(填“镜

6、面反射”或“漫反射”)，其中选择粗糙纸板的目的是 。（6）粗心的小明在实验中，记录的其中一组入射角和反射角度数分别为30和60，与光的反射规律不符，请你指出其中的原因： 。（7）实验中若将纸板左侧部分向后倾斜，则沿EO的入射光线镜反射后会从 （选填“纸板前面、纸板上或纸板后面”）射出。【答案】(1)入射角；OE；光路是可逆的；(2)等于；远离；(3)避免实验偶然性，得出普遍规律。(4)不能；同一；(5)漫反射；通过漫反射更清晰地显示光传播的路径。(6)错把反射光线和镜面之间的夹角看作反射角。（7）纸板前面。【解析】（1）EO为入射光线、垂直镜面的直线ON为法线，EO与ON的夹角i是入射角；光路

7、是可逆的。（2）分析表中的数据可知，反射角等于入射角；当入射角变大时，反射角也变大，故光线OF远离法线ON；（3）多次改变入射角能得出多组数据，可以避免实验的偶然性，更能得出光反射的普遍规律。（4）把纸板B向前或向后折时，在纸板B上不能看到反射光线OF，说明反射光线、入射光线与法线在同一平面内；（5）从教室各个方向都能观察到粗糙纸板面反射的光线，这种反射属于漫反射；粗糙的纸板能通过漫反射更为清晰地显示光的传播路径，便于实验观察和测量。（6）反射角与入射角不是相等而是互余的关系，说明错把反射光线和镜面之间的夹角看成反射角了。（7）实验中要将纸板竖直放置才会可以验证三线共面，如果向后倾斜一定角度，

8、则根据反射定律可知，反射光线会从纸板前面射出。真题演练练习1：（2020福建）用如图所示装置探究光的反射定律，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。123456入射角i153045607080反射角r153045607080(1)让人射光贴着纸板EF沿AO射向平面镜上的O点，观察反射光的方向。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。比较r和i。可以得出：光反射时，反射角_人射角；(2)纸板EF右侧没有沿ON折转时，能观察到反射光，有折转时，观察不到反射光，说明光反射时，反射光线、人射光线和法线在_；(3)将一束光贴着纸板EF沿BO

9、射到O点，光沿图中的OA方向射出，说明光反射时，光路是_的；(4)由于光在纸板上发了_（选填“镜面反射”或“漫反射”），所以从不同方向都可以观察到光在纸板上传播的径迹。【答案】 (1)等于； (2)同一平面内； (3)可逆； (4)漫反射；【解析】(1)由表中反射角和入射角的度数，可得反射角等于入射角。(2)纸板EF右侧没有沿ON折转时，能观察到反射光，有折转时，观察不到反射光，是因为折转时左右两侧不在同一平面，说明在光的反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一平面内。(3)将一束光贴着纸板EF沿BO射到O点，光沿图中的OA方向射出，可知将反射光线改为入射光线，光路图照样成立，这表明：在光的

10、反射现象中，光路是可逆的。(4)实验时从不同方向都可以观察到光在纸板上传播的径迹，是由于纸板表面凹凸不平，光在这里发生了漫反射的缘故。练习2：（2020龙东）（1）在“探究光的反射规律”的实验中，小亮进行如图甲所示的实验，让一束光EO贴着纸板射到平面镜上，将纸板沿ON向后折，此时在NOF面上看不到反射光线，如图乙所示。此实验现象说明 。在甲图中如果让光线逆着OF的方向射向镜面，会看到反射光线沿着OE方向射出，这表明 。（2）如图丙所示是小亮同学“探究平面镜成像特点”的实验装置，平面镜成像的原理是 。在竖立的玻璃板前A处放一支点燃的蜡烛，可以看到玻璃板的后面出现蜡烛的像，拿一支大小和点燃蜡烛相同

11、的蜡烛在玻璃板后面移动，当移动到A处时，可以看到它跟像完全重合。由此可以得出的结论是 。经过三次实验后，在白纸上记录像与物的对应点如图丁所示，用刻度尺分别测出其到玻璃板的距离，并进行比较，进一步分析得出结论 。用玻璃板代替平面镜的原因是 ，便于研究平面镜的成像特点。【答案】（1）光反射时，反射光线、入射光线和法线在同一平面内；光反射时，光路是可逆的；（2）光的反射；像与物体大小相同；像到镜面的距离等于物体到镜面的距离；玻璃板既能反射光线，又能透过光线。【解析】（1）由于反射光线、入射光线和法线都在同一平面内，当纸板沿ON向后折后，两块纸板不在同一平面上，所以在NOF面上就看不到反射光线了，因此

12、这个现象说明了：反射光线、入射光线和法线都在同一平面内。如果让光线逆着OF的方向射向镜面，这时的入射角为原来的反射角，根据光的反射定律，反射角等于入射角，这时的反射角为原来的入射角，所以会发现光线原路返回，也就是说，在反射现象中，光路是可逆的。（2）平面镜成像的原理是光的反射；完全一样的蜡烛是为了比较物体与像的大小关系。用完全相同的物体代替，这种实验方法叫等效代替法，小明拿一支大小和点燃蜡烛相同的蜡烛移动到A处时，它跟像完全重合，这说明蜡烛A就是蜡烛A在平面镜中所成的像，又因为两支蜡烛大小相同，实验现象说明平面镜所成的像的大小与原物体大小相等；用刻度尺分别测出其到玻璃板的距离，并进行比较可知，

13、这两个距离是相同的，这表明：像到镜面的距离等于物体到镜面的距离；在实验中用玻璃板代替平面镜，主要是利用玻璃的透光性，可以观察到玻璃板的另一侧，便于确定像的位置。故答案为：（1）光反射时，反射光线、入射光线和法线在同一平面内；光反射时，光路是可逆的；（2）光的反射；像与物体大小相同；像到镜面的距离等于物体到镜面的距离；玻璃板既能反射光线，又能透过光线。练习3：（2020天水）“探究光的反射规律”的实验装置如图甲所示，平面镜放在水平桌面上，标有刻度（图中未画出）的白色纸板ABCD能绕垂直于CD的ON轴翻转，在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。（1）实验前，应将纸板 放置平面镜上；移动激

14、光笔，使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动，可观察到反射光束沿 时针方向转动；（2）移动激光笔，使入射角为45，测得反射角也为45，由此就得出“光反射时，反射角等于入射角”的结论你认为有何不妥之处？ ；（3）如图乙所示，将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度，发现纸板上均无反射光束呈现此现象说明了： ；（4）在图甲中，若将纸板（连同激光笔）绕CD向后倾斜，此时反射光束 （选填字母符号）。A仍在纸板上呈现 B被纸板挡住 C在纸板前方（5）实验结束后，同组的小明和小刚都想从镜子中看到对方的眼睛，而不想让对方看到自己的眼睛，结果他俩谁都没有能做到，你认为没有能做到的原因是 。【答案】（1）垂直；顺；（

15、2）一次实验得到的结论具有偶然性；（3）反射光线、入射光线和法线在同一平面内；（4）C；（5）反射时，光路是可逆的。【解析】（1）白色纸板ACDB应垂直放置于平面镜上，这样反射光线才可以在硬纸板上呈现；如图甲，移动激光笔，使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动，则入射角增大，反射角也增大，则反射光线会远离法线，即反射光线将会顺时针转动；（2）因为一次实验具有有很大的偶然性，所以不能只由一组数据就得出结论，应改变入射角的度数进行多次实验。（3）如图乙所示，将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度，发现纸板上均无反射光束呈现。此现象说明了反射光线、入射光线和法线在同一平面内；（4）在图甲中，若将纸板（连

16、同激光笔）绕CD向后倾斜，而法线始终垂直于平面镜，则反射光线、入射光线、法线所在的平面也垂直于平面镜，所以可知反射光束在纸板前方，故应选C。（5）因为反射时，光路是可逆的，所以小明和小刚都能从镜子中看到对方的眼睛，而不想让对方看到自己的眼睛是做不到的。故答案为：（1）垂直；顺；（2）一次实验得到的结论具有偶然性；（3）反射光线、入射光线和法线在同一平面内；（4）C；（5）反射时，光路是可逆的。练习4：（2020湘潭）用如图1所示的装置探究光的反射规律，实验数据如下表：次数1234i30405060r30405060（1）图表中r表示 （选填“入射”或“反射”）角。（2）分析实验数据可知：反射角

17、 （选填“大于”、“等于”或“小于”）入射角。（3）纸板ENF是用两块纸板连接起来的。如图2，把纸板NOF向后折，光沿EO入射在纸板NOF上 （选填“能”或“不能”）看到反射光线。这说明在光的反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一平面内。（4）在图1中，当光沿FO的方向射向O点时，光会沿着OE的方向射出，说明在反射现象中光路是 的。【答案】（1）反射；（2）等于；（3）不能；（4）可逆。【解析】（1）垂直镜面的是法线，射向镜面的光线为入射光线，入射光线与法线的夹角是入射角，由图1知，OF为反射光线，r是反射角；（2）根据表中的数据可以得出结论：反射角等于入射角；（3）把纸板NOF向前折或向

18、后折，光沿EO入射在纸板NOF上，在纸板NOF上不能看到反射光线，由此得出结论：反射光线、入射光线和法线在同一平面内；（4）让光沿着FO的方向射向O点，反射光会沿着OE方向射出，这表明，在反射现象中，光路是可逆的。故答案为：（1）反射；（2）等于；（3）不能；（4）可逆。练习5：（2020河北）在“探究光的反射定律”的实验中，平面镜水平放置，白色纸板竖直立在平面镜上，纸板由E、F两部分组成，可绕竖直接缝0N翻转，如图1所示。实验次数入射角反射角130302454536060（1）实验中还需要的器材是： 、激光笔、铅笔。（2）将一束光贴着纸板E沿AO射到O点，纸板F上会显示出反射光束OB：为探究

19、反射光和入射光是否在同意平面内，下一步的操作是： 。（3）使光束乙不同角度入射进行试验，测量数据如上表所示，由此可得：在反射现象中， 。（4）如图2所示，已知入射光线与反射光线的夹角为90，请在图中画出平面镜的位置丙标出反射角的度数。【答案】（1）量角器；（2)将纸板F沿ON 向后折（向前折），看其上是否有反射光线；（3)反射角等于入射角；（4)见下图。【解析】（1）因为实验时为了验证光的反射定律，需要测量反射角和入射角的度数，所以必须有量角器； （2)将纸板F沿ON向后折（向前折），看其上是否有反射光线，转动后，若不能看到反射光线，说明反射光线与入射光线是在同一平面内； （3)使光束以不同角

20、度入射进行实验，由表格中的数据可知，反射角始终等于入射角； （4)已知入射光线与反射光线的夹角为90, 由光反射定律知，反射角等于入射角，则反射角等于 90=45，所以先做出反射光线与入射光线的夹角的平分线，然后再过入射点作这 个角平分线的垂线即为平面镜的位置，入射角 为入射光线与法线的夹角，反射角为反射光线与法线的夹角。如图 故答案为：（1)量角器；（2)将纸板F沿ON 向后折（向前折），看其上是否有反射光线； （3)反射角等于入射角；（4)见上图。练习6：（2019苏州）“探究光的反射规律”的实验装置如图甲所示平面镜放在水平桌面上，标有刻度（图中未画出）的白色纸板ABCD，能绕垂直于CD的

21、ON轴翻转，在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。（1）实验前，应将纸板_放置于平面镜上移动激光笔，使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动，可观察到反射光束沿_时针方向转动；（2）移动激光笔，使入射角为45，测得反射角也为45由此就得出“光反射时，反射角等于入射角”的结论你认为有何不妥之处？ ；（3）如图乙所示，将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度，发现纸板上均无反射光束呈现。此现象说明了： ；（4）在图甲中，若将纸板（连同激光笔）绕CD向后倾斜，此时反射光束_。A仍在纸板上呈现 B被纸板挡住 C在纸板前方【答案】（1）垂直；顺；（2）一次实验得到的结论具有偶然性；（3）反射光线、入射

22、光线和法线在同一平面内；（4）C。【解析】（1）白色纸板ABCD应垂直放置于平面镜上，这样反射光线才可以在硬纸板上呈现； 如图甲，移动激光笔，使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动，则入射角增大，反射角也增大，则反射光线会远离法线，即反射光线将会顺时针转动； （2）因为一次实验具有有很大的偶然性，所以不能只由一组数据就得出结论，应改变入射角的度数进行多次实验。 （3）如图乙所示，将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度，发现纸板上均无反射光束呈现。此现象说明了反射光线、入射光线和法线在同一平面内； （4）在图甲中，若将纸板（连同激光笔）绕CD向后倾斜，而法线始终垂直于平面镜，则反射光线、入射光线、法

23、线所在的平面也垂直于平面镜，所以可知反射光束在纸板前方，故应选C。 练习7：（2019怀化）如图是探究光的反射规律的实验装置图，其中ABCD是白色硬纸板制成的光屏，并能沿ON折转，ON垂直于CD。（1）实验时,将光屏 放置在平面镜上，让一束光紧贴光屏射向平面镜上的O点，可在光屏上看到反射光线.如图甲所示；将光屏右半部分向后折转一定角度,光屏上看不到反射光.如图乙所示，说明反射光线、人射光线与法线在 。（2）从甲图可以看出反射光线与入射光射分居在 两侧。（3）从表格记录的数据分析时得： （答出一个结论即可）。【答案】（1）竖直（垂直）；同一平面内；（2）法线；（3）反射角等于入射角；【解析】（1

24、）为了便于观察，实验中需要将光屏垂直放置在平面镜上；将光屏右半部分折转一定角度后，看不到反射光线，说明反射光线、入射光线与法线在同一平面内。（2）由图可知，反射光线与入射光射分居在法线两侧。（3）从表格记录的数据分析可知，反射角等于入射角。练习8：（2019常德）在探究光的反射定律时，小波将一块平面镜放在水平桌面上，再把一块纸板(分E、F两个面)垂直放置在平面镜上，如图甲所示。（1）图甲中，E、F在同一平面上，让光线沿纸板E上的AO射向镜面，则在纸板F上得到沿OB的反射光线，测得AO、OB与法线的夹角均为40，于是小波得出结论：反射角等于入射角。你认为小波得出结论的过程 (选填“合理”或“不合

25、理”)，原因是 。（2）在实验过程中，若将纸板倾斜(即纸板与平面镜不垂直)，如图乙所示，让光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面，此时反射光线与入线 (选填“在”或“不在”)同一平面内，纸板上 （选填“能”或“不能”）看到反射光线。【答案】（1）不合理； 实验次数太少，结论不具有普遍性。（2）在 ； 不能。【解析】(1)据题意可知,此实验只进行了一次实验就得出结论，由于实验次数少，结论具有偶然性，不具有普遍性，所以不合理；(2)纸板与镜面垂直时，法线在纸板上,法线与镜面垂直，入射光线、法线、反射光线在同一平面内，如果纸板与平面镜不垂直，则法线不在纸板上，入射光线沿纸板照射后，反射光线也不在纸板上，则我们在纸板上看不到反射光线；此时虽然看不到反射光线，但反射光线和入射光线、法线仍然在同一平面内。