實(shí)驗(yàn)06 探究 光的反射（解析版）

實(shí)驗(yàn)06探究光的反射規(guī)律1．【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹客ㄟ^探究實(shí)驗(yàn)，得出光的反射規(guī)律。2．【實(shí)驗(yàn)器材】（1）平面鏡、可翻折的粗糙光屏、量角器、激光筆、刻度尺等。（2）主要器材作用：A、平面鏡：反射光路。B、可翻折的粗糙光屏：①粗糙硬紙板可以顯示光路。②可翻折光屏可探究反射光線、入射光線和法線是否在同一平面。量角器：測量反射角和入射角大小。3.【實(shí)驗(yàn)步驟】（1）讓入射光線沿光屏投射到平面鏡上，觀察反射光線的方向。（2）將有反射光線的半個(gè)光屏向后折轉(zhuǎn)一個(gè)角度，觀察光屏上還有反射光嗎？為什么？（3）研究反射光線、法線、入射光線之間的相互位置關(guān)系。（4）研究反射角和入射角的大小關(guān)系。4.【實(shí)驗(yàn)表格】序號(hào)入射角反射角1235．【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】（1）光發(fā)生反射時(shí)反射光線、入射光線和法線都在同一平面內(nèi)；（2）反射光線、入射光線分別位于法線的兩側(cè)；（3）反射角等于入射角。6．【注意事項(xiàng)】（1）為了使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，實(shí)驗(yàn)應(yīng)該在較暗的環(huán)境下進(jìn)行。（2）硬紙板(光屏)必須垂直放置在平面鏡上。（3）應(yīng)該多次實(shí)驗(yàn)，使結(jié)論具有普遍性。（4）在敘述規(guī)律時(shí)，有關(guān)“反射”的名詞一定要寫在前面。1.如何放置光屏？如何顯示光路？把光屏垂直放在平面鏡上，讓入射光線貼著光屏投射到平面鏡上。2.如何記錄光線？如何區(qū)分不同的光線？用不同顏色的筆在紙板上沿著光路描畫下來。3.如何探究“三線是否同面”？將有反射光的半個(gè)光屏向前或后折轉(zhuǎn)，看上面是否還能看到反射光線。4.如何探究“反射角和入射角的關(guān)系”？應(yīng)多次改變?nèi)肷浣?，分別測量反射角和入射角大小，并比較大小關(guān)系。5.如何探究“反射光路是可逆的”？將激光筆沿BO入射，觀察反射光線是否沿著OA射出?！镜淅?】在“探究光的反射規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中。序號(hào)入射角反射角130°30°245°45°360°60°（1）如圖甲，先將平面鏡A放在水平桌面上，再將硬紙板B_______于平面鏡A放置其上，讓激光緊貼紙板射向O點(diǎn)。（2）為了顯示光路，紙板的表面應(yīng)_______（選填“光滑”或“粗糙”）些。（3）如果垂直射向鏡面，則入射角為_______，接著多次改變?nèi)肷涔獾姆较?，測得了幾組數(shù)據(jù)如表所示，由此可得出，光反射時(shí)，_______。（4）接下來老師進(jìn)行了如下演示：先用加濕器使整個(gè)教室充滿霧氣，將平面鏡放在一能轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓臺(tái)上，在柱M上固定一紅色激光筆，使其發(fā)出的光垂直射向平面鏡上的O點(diǎn)，是為了顯示_______的位置。然后打開固定在柱N上的綠色激光筆，使綠色激光射向O點(diǎn)，如圖乙所示。老師在水平方向沿順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)圓臺(tái)，當(dāng)我們只能觀察到一條光線時(shí)，可判斷_______。答案：（1）垂直（2）粗糙（3）0°；反射角等于入射角（4）法線；反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)解析：（3）如果光線垂直射向鏡面，反射光線、法線、入射光線重合，此時(shí)入射角為0°；由表中數(shù)據(jù)可知，光反射時(shí)，反射角等于入射角。（4）法線與平面鏡垂直，紅色激光筆發(fā)出的光垂直射向平面鏡上的O點(diǎn)，可以顯示法線的位置；沿水平方向順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)圓臺(tái)，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(shí)（即只能觀察到一條光線時(shí)），可判斷反射光線，入射光線和法線在同一平面內(nèi)?！镜淅?】如下圖為某實(shí)驗(yàn)小組“探究光的反射規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置，平面鏡M放在水平桌面上，E、F是兩塊粘接起來的硬紙板，而且F板可繞ON轉(zhuǎn)動(dòng)。

（1）使用可以旋轉(zhuǎn)的硬紙板，其目的是__________；

（2）若將一束光貼著紙板F沿BO射向O點(diǎn)，光將沿圖中_______的方向射出，說明在光的反射現(xiàn)象中，光路是_______的。

（3）將入射光線AO向ON靠近時(shí)，看到反射光線OB_______（選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）ON。

（4）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓入射光線AO沿紙板E射向鏡面，然后轉(zhuǎn)動(dòng)紙板F，并使其與紙板E在同一平面內(nèi)，但在F上沒有發(fā)現(xiàn)反射光線，其原因可能是__________。答案：（1）顯示光路，便于探究反射光線、入射光線、法線是否在同一平面內(nèi)（2）OA；可逆（3）靠近（4）硬紙板未豎直放置解析：（1）硬紙板F的主要作用是：①呈現(xiàn)光路；②驗(yàn)證反射光線與入射光線及法線在同一平面內(nèi)；

（2）若將AO靠近ON，入射角減小，反射角等于入射角，所以O(shè)B也靠近法線；

（3）當(dāng)光逆著原來的反射光線入射時(shí)，反射光線也逆著原來的入射光線反射出去，即將一束光貼著紙板F沿BO射到O點(diǎn)，光將沿圖中的OA方向射出，這說明在反射現(xiàn)象中光路是可逆的；

（4）平面鏡所成的像是正立、等大的虛像，所以小明看到自己在平面鏡中的像是等大的虛像；

（5）當(dāng)E、F在同一平面上時(shí)，讓入射光線AO沿紙板E射向鏡面，在F上沒有發(fā)現(xiàn)反射光線，這說明硬紙板沒有與鏡面垂直，反射光線從其他方向射出?！緦?duì)點(diǎn)1】在“探究光的反射定律”的實(shí)驗(yàn)中，如下圖所示，平面鏡放在水平桌面上，白色紙板豎直放置在平面鏡上，白色紙板由E、F兩部分組成，可以繞ON翻折。（1）使紙板E、F在同一平面內(nèi)，移動(dòng)激光筆，使入射光線繞O點(diǎn)沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，可觀察到反射光線沿時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)；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______________。（2）多次改變?nèi)肷浣谴笮∵M(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到如下表格所示的幾組數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)可得：在光的反射現(xiàn)象中，_______。實(shí)驗(yàn)次數(shù)1234入射角i/50403020反射角r/50403020（3）以法線ON為軸線，把紙板F向后緩慢旋轉(zhuǎn)至圖所示位置，此時(shí)反射光線在_______（選填“紙板F前方”、“紙板F上”、“紙板F后方”），說明光反射時(shí)，反射光線、入射光線和法線三者在_______（選填“同一”、“不同”）平面內(nèi)。（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，同組的小明和小剛都想從鏡子中看到對(duì)方的眼睛，而不想讓對(duì)方看到自己的眼睛，結(jié)果他倆誰都沒有能做到，你認(rèn)為沒有能做到的原因是_______。答案：（1）順；用筆在紙板上沿著光路將其描畫下來（2）反射角等于入射角（3）紙板F前方；同一（4）光反射時(shí)，光路是可逆的解析：（1）移動(dòng)激光筆，使入射光束繞入射點(diǎn)O沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則入射角增大，反射角也增大，則反射光線會(huì)遠(yuǎn)離法線，即反射光線將會(huì)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；為了便于測量和研究，需要把光路記錄在紙板上，方法是：可以用筆在紙板上沿著光路將其描畫下來；（2）根據(jù)表格中的反射角和對(duì)應(yīng)的入射角的大小關(guān)系，可以發(fā)現(xiàn)反射角始終等于入射角，由此可以得出結(jié)論：在光的反射現(xiàn)象中，反射角等于入射角；（3）將紙板右半部分繞ON向后翻轉(zhuǎn)任意角度，此時(shí)入射光線和反射光線不在同一平面上了，發(fā)現(xiàn)紙板上均無反射光束呈現(xiàn)，而法線始終垂直于平面鏡，則反射光線、入射光線、法線所在的平面也垂直于平面鏡，所以可知反射光束在紙板F前方，此現(xiàn)象說明了反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)；（4）因?yàn)榉瓷鋾r(shí)，光路是可逆的，所以小明和小剛都能從鏡子中看到對(duì)方的眼睛，而不想讓對(duì)方看到自己的眼睛是做不到的?！緦?duì)點(diǎn)2】如圖所示，小云在探究光的反射規(guī)律時(shí)，將一塊平面鏡放在水平桌面上，再把一塊白色硬紙板垂直放置在平面鏡上。實(shí)驗(yàn)次數(shù)入射角反射角120°70°230°60°345°45°460°30°（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)讓光貼著紙板入射，利用光的_______（選填“鏡面反射”或“漫反射”）以便顯示光路；（2）圖中反射角是_______，讓入射光線EO靠近法線ON，則反射角會(huì)_______（選填“變大”或“變小”）；（3）將紙板B向后折轉(zhuǎn)一定角度，在紙板B上_______（選填“能”或“不能”）看到反射光線，原因是______________；（4）若光線沿著FO的方向射向鏡面，會(huì)發(fā)現(xiàn)反射光線沿著OE方向射出，這表明：______________；（5）實(shí)驗(yàn)中，同組的小馬正確選擇不同的入射角分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果得到了不同的數(shù)據(jù)，如表所示。經(jīng)檢查，四次實(shí)驗(yàn)中各角度的測量值都是準(zhǔn)確的，但總結(jié)的規(guī)律卻與反射定律相違背，你認(rèn)為其中的原因應(yīng)該是______________.答案：（1）漫反射（2）40°；變?。?）不能；反射光線、入射光線、法線在同一平面內(nèi)（4）反射時(shí)，光路是可逆的（5）將反射光線與鏡面的夾角當(dāng)成反射角了解析：（2）由圖可知，入射角為40°，根據(jù)反射角等于入射角可知圖中反射角也為40°，讓入射光線EO靠近法線ON，入射角變小，則反射角隨之變小；（3）因?yàn)榉瓷涔饩€、入射光線、法線在同一平面內(nèi)，所以將紙板B向后折轉(zhuǎn)一定角度，在紙板B上不能看到反射光線；（4）讓光線沿著FO方向射向鏡面，若反射光線沿著OE方向射出，則光路是可逆的；（5）根據(jù)反射定律，反射角等于入射角，當(dāng)入射角分別為20°、30°、60°時(shí)，反射光線與法線的夾角，即反射角也應(yīng)分別是20°、30°、60°，而70°60°、30°正好是反射光線與鏡面的夾角，則原因是將反射角看成了反射光線與鏡面的夾角。1．（2023湖北潛江、天門、仙桃、江漢）用如圖的裝置探究“光的反射定律”。平面鏡M水平放置，附有量角器的白紙板由E、F兩部分構(gòu)成，始終豎直立在M上，可以繞ON翻折；（1）如圖甲，E、F在同一平面上，讓入射光AO射向鏡面，量角器上顯示入射角和反射角的大小，可得出∠r________∠i（選填“>”“<”或“=”）；（2）改變?nèi)肷涔獾姆较?，再測幾組入射角和反射角，這樣做的目的是_________；（3）若光沿BO入射，經(jīng)M反射后沿OA射出。這表明，在光的反射現(xiàn)象中，光路是_________的；（4）如圖乙，把F向前或向后翻折，則在F上________（選填“能”或“不能”）看到反射光，這說明反射光線，入射光線和法線在_________?！敬鸢浮浚?）=（2）多次實(shí)驗(yàn)，得到普遍規(guī)律（或避免偶然性）（3）可逆（2）不能同一平面內(nèi)【解析】（1）在反射現(xiàn)象中，反射角等于入射角。故此時(shí)反射角∠r=入射角∠i。（2）改變?nèi)肷涔獾姆较?，再測幾組入射角和反射角，這樣做的目的是，多次實(shí)驗(yàn)，得到普遍規(guī)律（防止偶然性）。（3）如果將光源沿BO射入一條入射光線，會(huì)觀察到反射光線會(huì)沿OA的方向射出，這說明了在光的反射中，光路是可逆的。（4）根據(jù)光的反射定律：在反射現(xiàn)象中，反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)，所以把紙板F向后折疊，則在紙板F上不能看到反射光線，說明反射光線、與入射光線和法線應(yīng)在同一平面內(nèi)。2．（2023四川改編）小明利用如圖甲所示的裝置探究光的反射定律，平面鏡平放在水平桌面上，板E、F可以繞ON軸轉(zhuǎn)動(dòng)。圖1圖2（1）為了看清楚板上的光路，板的材質(zhì)應(yīng)是______（選填“粗糙的”或“光滑的”）；（2）為了研究反射角與入射角之間關(guān)系，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)進(jìn)行的操作是______；A.繞ON前后轉(zhuǎn)動(dòng)板E B.繞ON前后轉(zhuǎn)動(dòng)板FC.改變光線AO與ON間的夾角 D.改變光線OB與ON間的夾角（3）讓入射角等于______時(shí)，反射光線與入射光線重合；（4）若保持平面鏡水平不變，將板向后傾斜一個(gè)角度（如圖乙），入射光線仍能呈現(xiàn)紙板上，且沿AO方向入射到平面鏡的O點(diǎn)，此時(shí)與圖甲情形對(duì)比，發(fā)生改變的有______；A.法線方向 B.反射光線方向C.入射角度數(shù) D.反射角和入射角關(guān)系（5）某同學(xué)在做探究光的折射特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，如圖2是光從空氣射入水中時(shí)的光路。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，入射光線、折射光線和法線在同一平面內(nèi)，折射光線和入射光線分別位于法線的兩側(cè)，通過實(shí)驗(yàn)還得到如下數(shù)據(jù)：入射角α反射角β折射角γ（6）閱讀短文并回答下列問題：光的全反射一束激光從某種玻璃中射向空氣（如圖3所示），保持入射點(diǎn)不動(dòng)，改變?nèi)肷浣牵看卧黾樱?，?dāng)入射角增大到時(shí)，折射光線消失，只存在入射光線與反射光線，這種現(xiàn)象叫做光的全反射，發(fā)生這種現(xiàn)象時(shí)的入射角叫做這種物質(zhì)的臨界角。當(dāng)入射角大于臨界角時(shí)，只發(fā)生反射，不發(fā)生折射。a、當(dāng)光從空氣射向玻璃，______（選填“會(huì)”或“不會(huì)”）發(fā)生光的全反射現(xiàn)象；b、一個(gè)三棱鏡由上述玻璃構(gòu)成，讓一束光垂直于玻璃三棱鏡的一個(gè)面射入（如圖4所示），請(qǐng)?jiān)趫D中完成這束入射光的光路圖。圖3圖4答案：（1）粗糙的（2）C（3）（4）BC（6）不會(huì)；圖見解析解析：（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(gè)方向，無論從哪個(gè)角度看，都能看得清楚；（2）要探究光的反射規(guī)律，先讓一束光貼著紙板沿某一個(gè)角度射到O點(diǎn)，量出入射角和反射角的度數(shù)，然后改變光束的入射方向，使入射角減小，再量出入射角和反射角的度數(shù)，與前一次實(shí)驗(yàn)量出的結(jié)果進(jìn)行比較，即可發(fā)現(xiàn)反射角和入射角關(guān)系，故選C；（3）反射光線與入射光線重合時(shí)，說明入射光線是垂直于鏡面入射，此時(shí)的反射光線、入射光線、法線重合，則入射角為；（4）持平面鏡水平不變，將紙板向后傾斜一個(gè)角度，