试验03探究光的反射定律试验解析版.docx

实验三、探究光的反射定律【实验目的】:探究光的反射规律。【试验器材】：平而镜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。将平而镜水平放置，然后把一块标有刻度的白色硬纸板竖直放置在平面镜上： 用激光笔射出一朿激光，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、反射光线、法线 在同一平而内;2、入姑光线和反射光线分居法线两侧:3、反射角 等于 入射角。【实验补充】：1、以法线ON为轴，将硬纸板的B而向后旋转，这时在B而上观察不到反射光线，证明三线共而；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、反射左律是用来确定反射光线位豊的，对应每一条确圧的入射光线而言，反射光线是唯一的。3、如果光线垂直射向平而镜，入射角为2.反射角为0。，入射光线、反射光线、法线重合。【考点方向】：光的反射定律是：“共面”、“两侧”、“等角”、“可逆”。1、显示光路：光屏表而粗糙，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：也可以通过烟甕等手段显示光路。2、验证共而：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（三线共而）。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。3、探究等角：要改变入射角（或入射光线的方向）多次测就，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，不是光线与平而镜的夹角。4、光路可逆：光的直射、反射、折射都具有可逆性,5、如果想探究反射光线与入射光线是否在同一平而内，应如何操作？将纸板沿中轴ON向后折，观察在纸板B上是否有反射光线6、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7、理想模型法：用带箭头的直线表示光的传播路径和方向。8、量角器的作用：测量反射角和入射角的大小。9、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。10、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【创新母题】：利用如图装置进行探究光的反射规律实验.（1）让一朿光贴着纸板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与垂直镜而的直线ON的夹角i是.（填“入射角"或“反射角”），如果让一朿光从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ZiZr130°30°245°45°350°50°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J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J看到反射光线0F、由此说明反射光线、入射光线与法线在（填“同一'或'不同"）平而内.（5）实验中，从教室各个方向都能观察到粗糙纸板表而反射的光线，这种反射属于（填“镜而反射“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：【答案】：（1）入射角：OE；光路是可逆的：（2）等于：远离：（3）避免实脸偶然性，得出普遍规律。（4）不能：同一：（5）漫反射：通过漫反射更淸晰地显示光传播的路径。（6）错把反射光线和镜而之间的夹角看作反射角。【解析】：（1）EO为入射光线、垂直镜而的直线ON为法线，EO与ON的夹角i是入射角：光路是可逆的。（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而内;（5）从教室各个方向都能观察到粗糙纸板而反射的光线，这种反射属于漫反射；粗糙的纸板能通过漫反射 更为淸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而之间的夹角看成反射角了。练习1： （2019苏州）“探究光的反射规律"的实验装置如图甲所示平而镜放在水平桌面上，标有刻度（图 中未画岀）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而内自由移动 的激光笔。（1）实验前，应将纸板放置于平面镜上移动激光笔，使入射光朿绕入射点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朿呈现。此现象说明T： :（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oA.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、入射光线和法线在同一平而内：（4） Co【解析】：（1）白色纸板ABCD应垂宜放置于平而镜上，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而镜，则反射光线、入射 光线、法线所在的平面也垂直于平而镜，所以可知反射光束在纸板前方，故应选C。练习2： （2019怀化）如图是探究光的反射规律的实验装苣图，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。实验次数1234入射帝20y40p5W反射角30?5(r10（1）实验时，将光屏放置在平而镜上，让一朿光紧贴光屏射向平而镜上的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立角度,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0（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_个结论即可）。【答案】：（1）竖直（垂直）；同一平而内：（2）法线；（3）反射角等于入射角【解析】：（1）为了便于观察，实验中需要将光屏垂直放苣在平面镜上：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而内。（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3： （2019-常德）在探究光的反射左律时，小波将一块平面镜放在水平桌而上，再把一块纸板（分E、F甲乙（1）图甲中，E、F在同一平面上，让光线沿纸板E上的AO射向镜而，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。，于是小波得岀结论：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“不合理“），原因是。（2）在实验过程中，若将纸板倾斜（即纸板与平而镜不垂直），如图乙所示，让光线仍贴着纸板沿AO方向 射向镜而，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）纸板与镜而垂直时，法线在纸板上，法线一与镜面垂宜，入射光线、法线、反射光线在同一平而内，如果纸 板与平而镜不垂直，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、法线仍然在同一平而内。练习4： （2018-乌鲁木齐）在探究光的反射规律的实验中，小明设计了如图所示的实验：将平面镜放在水 平桌面，硬纸板竖直地立在平而镜上，硬纸板上的直线ON垂直于镜面，右侧纸板可绕ON转动。（1）如图甲，当硬纸板在同一平而上，使一束光贴着纸板沿某一方向射到O点，经平面镜反射，沿另一个方向射出。当入射光EO向ON靠近的过程中，发现反射光OF （选填“靠近”或“远离”）ON.为了精确探究反射规律，除了图中的器材，还需要刻度尺、和°（2）如图乙，保持左侧纸板和入射光的位置不变，将右侧纸板绕ON转动，此时在右侧纸板上不能看到反射光，由此可以得出反射光线、入射光线和法线的结论。【答案】：（1）靠近：笔；量角器；（2）在冋一平而内。【解析】：（1）根撫入射角的变化和反射角的变化而得出结论：为了精确探究反射规律，除了图中的器材，还需绘出 角度，记录数据，要刻度尺、笔和量角器：（2）硬纸板可以显示光路，将右侧纸板绕ON转动，反射光线将会消失，所以证明了反射光线、法线、入 射光线在同一平面内。解：（1）光反射时，反射角大小等于入射角，若将EO向ON靠近，则OF靠近ON：为了精确探究反射规律，需要测量角度，记录数据，列出表格，故除了图中的器材，还需要刻度尺、笔和量角器；（2）实验中使用可折转的硬纸板，除了能呈现光路外，将右侧纸板绕ON转动，此时在右侧纸板上不能看 到反射光，由此可以得出反射光线、入射光线和法线在同一平而内的结论。练习5： （2018杭州）为探究光的反射规律，小金进行如图所示的实验。（1）当入射角为40。时，反射角为o（2）小金将纸板F绕垂直于镜而ON向后转动，在纸板F上还能看到反射光吗？ o请分析原因：，（3）若使入射光线与平而镜的夹角为30。，那么反射光线与入射光线的夹角为：【答案】：（1） 40c： （2）不能：入射光线、反射光线、法线在同一平而内：（3120。【解析】：（1）如图：反射角等于入射角，都为40。（2）由光的反射怎律可知：入射光线与反射光线在同一平而内，则她将纸板B向后折不能接收到反射光线:（3）条光线与平而镜的夹角为30。，那么入射光线与法线间的夹角，即入射角为90° - 30°=60°：由光的反射宦律知：反射角等于入射角为60。，反射光线与入射光线的夹角为60。+60。=120。°练习6： （2018淄博）小明利用下图中的实验装苣探究光的反射规律。纸板ENF是用两块纸板E和F连接 起来的，可绕ON折转。（1）实验时，把平而镜放在桌而上，为了使入射光和反射光的径迹同时显示在纸板上，应把纸板ENF与平面镜_放置,图中的入射角是_度。（2）多次改变入射光的方向，总能在纸板上观察到入射光平而镜和反射光的径迹，由此小明得出结论：在反射现象中，反射光线，入射光线和法线都在同一平而内。小明得出结论的过程是否合理,说明理由：（3）若让一束光沿BO方向射向平面镜，反射光沿_方向射出。【答案】（1）垂直；40（2）不合理：没有前后移动纸板BNF :（3） OA【解析】（1）实验时，把平面镜放在桌而上，为了使入射光和反射光的径迹同时显示在纸板上，应把纸板 ENF与平而镜垂直放置，图中，入射光线与镜而的夹角是50。，则入射角是40。： （2）小明得岀结论的过程 不合理，理由是：要探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平而内，应将纸板BNF前后折一下，观察 纸板上是否有反射光线的径迹；（3）根据光路的可逆性，若让一束光沿BO方向射向平而镜，反射光沿OA 方向射出。练习7： （2018福建）如图是“探究光的反射规律“的实验装置，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.甲乙实验次数123456入射角60°50°40°30。20°0°反射角60°50°40°60°20°0°（1）实验时，将光屏放置在平面镜上，让一束光紧贴光屏射向镜面上的O点，可在光屏上看到反射光，如图甲：将光屏右半部分向后折转任意角度，光屏上都看不到反射光，如图乙，说明反射光线、入射光线与法线在。（2）某同学的实验数据如上表，其中有一组数据测错了，这组数据是第次实验的，原因可能是将反射光线与的夹角当成反射角。【答案】（1）垂宜；同一平而内：（2） 4：平而镜。【解析】（1）实验时，将光屏垂宜放宜在平而镜上，让一束光紧贴光屏射向镜而上的0点，可在光屏上看到反射光, 如图甲；将光屏右半部分向后折转任意角度，光屏上都看不到反射光，如图乙。说明反射光线、入射光线 与法线在冋一平而内：（2）根拯反射左律，反射角等于入射角，反射角是反射线与法线的夹角，入射角是入射线与法线的夹角， 某同学的实验数据如上表，其中有一组数据测错了，这组数据是第4次实验的，原因可能是将反射光线与 平而镜的夹角当成反射角。