Question

5．如圖，在探究光的反射定律時，將一塊平面鏡放在水平桌面上，再把一塊可沿ON折疊的白色硬紙板垂直放置在平面鏡上．
（1）白色硬紙板在實(shí)驗(yàn)中的作用是：（寫出兩條）①顯示光路；②探究入射光線、反射光線和法線是否在同一平面上．
（2）如果把紙板ON的右半邊向后折，反射光線將存在（選填“存在”或“不存在”）．如果紙板沒有與平面鏡垂直放置，當(dāng)光貼著紙板沿AO入射時，不能（填“能”或“不能”）在紙板上看到反射光．
（3）為了便于測量和研究，需要把光路記錄在紙板上，你的方法是：用筆在紙板上沿著光路將其描畫下來．
（4）為了得到反射角與入射角大小關(guān)系的普遍規(guī)律，應(yīng)當(dāng)改變?nèi)肷浣沁M(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)．
（5）如果讓光線逆著OB的方向射向鏡面，會發(fā)現(xiàn)反射光線沿著OA方向射出，這表明：光路是可逆的．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	入射角	反射角
第一次	20°	70°
第二次	30°	60°
第三次	50°	40°

（6）小明探究反射角和入射角之間的關(guān)系時，三次改變?nèi)肷浣堑拇笮�，�?shí)驗(yàn)所測數(shù)據(jù)如上表，他根據(jù)表中數(shù)據(jù)得出的結(jié)論和其他同學(xué)的結(jié)論并不一致．請你根據(jù)表中的數(shù)據(jù)分析小明實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)錯誤的原因是錯把反射光線與鏡面的夾角當(dāng)成了反射角．

Answer 1

分析 （1）從觀察光的傳播路徑和探究入射光線、反射光線和法線的關(guān)系進(jìn)行分析．
（2）在光的反射中，反射光線和入射光線分居法線的兩側(cè)；反射角等于入射角；反射光線、入射光線和法線在同一平面上．
根據(jù)入射光線、反射光線和法線的關(guān)系進(jìn)行分析，使光屏不在一個平面內(nèi)，觀察現(xiàn)象，得出結(jié)論．
（3）為了便于測量和研究反射角和入射角的關(guān)系，可以用筆在紙板上沿著光路將其描畫下來；
（4）為了得出普遍結(jié)論，應(yīng)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，測出多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．
（5）據(jù)光路的可逆性分析即可判斷；
（6）由光的反射定律知，反射角應(yīng)等于入射角，故他所測量的角不是反射角，而是反射光線與鏡面的夾角．

解答 解：（1）從圖中可以很清晰觀察到光的傳播路徑，因此光屏可以顯示光的傳播路徑；還可以利用可折轉(zhuǎn)的光屏確定入射光線、反射光線和法線必須在同一平面內(nèi)，因此光屏可以探究入射光線、反射光線和法線是否共面．
（2）一束紅光貼著紙板沿EO射到O點(diǎn)，光將沿OF方向射出，如果把紙板ON的右半邊向后折，反射光線不能顯示，但是確實(shí)存在．
根據(jù)光的反射定律可知，在反射現(xiàn)象中，反射光線、入射光線分居法線兩側(cè)；反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)，因此若將紙板傾斜，如圖乙所示，讓光線仍貼著紙板沿AO方向射向鏡面，此時反射光線與入射光線仍在同一平面內(nèi)，但不能在紙板上看到反射光線．
（3）為了便于測量和研究，需要把光路記錄在紙板上，可以用筆在紙板上沿著光路將其描畫下來．
（4）只進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)，根據(jù)一次測量就得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，實(shí)驗(yàn)結(jié)論不具有普遍性，為了得出普遍結(jié)論，使結(jié)論符合客觀事實(shí)，應(yīng)改變?nèi)肷浣沁M(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行多次測量．
（5）當(dāng)入射光線與反射光線變?yōu)橄喾捶较�，則反射光線會逆著原來入射光線的方向射出，即沿著OA射出，說明反射時光路是可逆的．
（6）根據(jù)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，當(dāng)入射角分別為20°、30°、50°時，反射線與法線的夾角，
即反射角也應(yīng)分別是20°、30°、50°，不是70°，60°40°，而70°，60°40°正好是反射光線與鏡面的夾角．
故答案為：（1）①顯示光路；②探究入射光線、反射光線和法線是否在同一平面上；（2）存在；不能；（3）用筆在紙板上沿著光路將其描畫下來；（4）改變?nèi)肷浣沁M(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)；（5）光路是可逆的；（6）錯把反射光線與鏡面的夾角當(dāng)成了反射角．

點(diǎn)評 本題考查了研究光的反射定律的實(shí)驗(yàn)，反射角等于入射角．反射光線與法線的夾角--反射角，而不是反射光線與鏡面的夾角．