内容正文:
实验五、探究光的反射定律
【知识点回顾】
如图甲所示是某组同学探究光的反射定律的实验装置。
1.实验器材分析
(1)除图中器材外,本实验还需要用到的测量工具是 ,用来测量反射角和入射角的大小。
(2)实验中,应该选择表面 (选填“光滑”或“粗糙”)些的硬纸板。
(3)硬纸板的作用:① ②探究反射光线、入射光线和法线是否在 。
(4)平面镜的作用:
2.实验环境分析:实验应选择在 的环境中进行, 使实验现象更加明显
3.实验操作分析
(1)实验前,将平面镜放在水平桌面上,再将硬纸板 放在平面镜上。
(2)如图甲所示,让一束光贴着硬纸板沿着某一个角度射到O点,在硬纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。改变光束的入射方向,多做几次实验。分别画出入射光和对应的反射光的径迹。取下硬纸板,用量角器测量NO两侧的角i和角r。
得到的结论是:反射角 入射角。
(3)如图甲所示,一束光EO贴着硬纸板绕入射点O沿顺时针方向转动,可观察到反射光束OF沿 时针方向转动。
(4)如图乙所示,若把硬纸板F向前折或向后折,在硬纸板F上 看到反射光。
这说明 。
(5)如图甲所示,让一束光沿FO方向射到平面镜上,观察到反射光沿OE方向射出。这说明在光的反射现象中,光路是 。
(6)实验中透过平面镜能看到平面镜中也有“纸板和光路”,这种现象是光的反射形成的
4.交流与反思
(1)实验时从硬纸板前的不同方向都能看到光的传播路径,这是因为 。
(2)本实验进行多次实验,测量多组数据的目的是 。
(3)在实验中,若硬纸板倾斜(即硬纸板与平面镜不垂直),如图丙,让光线仍贴着硬纸板沿EO方向射向平镜面,此时反射光线和入射光线 同一平面内,硬纸板上 看到反射光线。
(4)为了进一步确定反射光线的位置,该组同学将硬纸板NOF沿PQ剪开,把上半部分向后折,如图丁所示,发现在硬纸板NOF的 (选填“上”或“下”)半部分会看到反射光线,说明反射光线、入射光线和法线 (选填“在”或“不在”)同一平面内。
(5)另一组同学利用调整好的实验器材,选择入射角分别为70°、45°、30°的三条光线进行实验,结果得到如下表所示的数据。经检查,三次实验中各角度的测量值都是准确的,但得到的结论与反射定律不相符,其原因可能是
实验次数
入射角
反射角
1
70°
20°
2
45°
45°
3
30°
60°
【精练】
1.小李在进行“探究光的反射定律”实验.如图甲为其实验装置.硬纸板由A、B两部分组成,可绕竖直接缝ON折转.
(1)为了使光路更加明显,实验应在较 (选填“亮”或“暗”)的环境进行.除图中器材外,实验中还需要的测量工具是
(2)如图甲所示,将平面镜放在水平桌面上,硬纸板 放在平面镜上,然后让激光笔发出的光线 硬纸板A沿EO方向射向0点,经平面镜反射后,沿OF方向射出.在硬纸板上用笔描出EO和OF的径迹,则入射角是 (选填“∠i”或“∠r”).
(3)改变光线入射的角度,多次实验后,小华得到如下几组数据:
序号
1
2
3
4
5
入射角/°
20
30
40
50
60
反射角/°
20
30
40
50
60
①分析数据可以得出结论:在光的反射现象中,反射角大小 入射角大小,反射角随入射角的增大而 .
②实验中,入射光线与反射光线始终位于ON的两侧,这说明反射光线与入射光线分居
(4)如图乙所示,保持纸板A和入射光的位置不变,将纸板B绕ON向后任意转动一个角度,这样操作的目的是
(5)为验证光路可逆,小华需要进行的实验操作为:
(6)小华在实验中多次改变入射角的大小,测量反射角大小的目的是
(7)新考法·创新装置同桌小刚改进后的实验装置如图丙所示,让光贴着纸板A射向0点,观察纸板B,得出了反射光线、入射光线、法线在同一平面的结论,请你结合所学知识,分析反射光在纸板B上的现象为 ;小刚改进的实验装置相比原装置的优点是: 。
2.课堂上,老师带领同学们探究“光的反射规律”。
(1)如图甲,实验前将纸板垂直放置在________上,如图乙,探究时使用可向后折转的光屏是为了验证反射光线与入射光线________(选填“在”或“不在”)同一平面内;当激光笔垂直入射时,反射角为________(选填“0°”或“90°”),
(2)如图丙,将纸板往后倾斜,光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面,在纸板上________(选填“能”或“不能”)看到反射光线;
(3)如图丁,用固定激光笔照向鼓面上的平面镜,墙面出现一个光点,轻压平面镜左侧鼓面使其稍许凹陷,则墙上光点位置会________(选填“上移”、“不变”或“下移”)。
3.【新考法・结合加湿器营造雾气的创新实验,探究光的反射规律】在“探究光反射的规律”时,小林进行了如图所示的实验。
(1)先将平面镜平放在水平桌面上,再把白色硬纸板_____放在平面镜上。
(2)小林让一束光EO贴着纸板射到平面镜上,在纸板上会看到反射光线OF,然后将纸板绕ON向后折,如图乙所示。在NOF面上看不到反射光线,此时反射光_____(选填“存在”或“不存在”)。
(3)为了进一步确定此时反射光线的位置,小林将纸板沿PQ剪开,将纸板的上半部分向后折,如图丙所示。发现在纸板右侧的_____(选填“上部”或“下部”)会看到反射光线。
(4)若将纸板整体向后倾斜,如图丁所示。此时反射光线_____(选填字母序号)。
A.仍在纸板整体呈现 B.被纸板挡住 C.在纸板前方
(5)接下来老师进行了如下演示,先用加湿器使整个教室充满雾气,将平面镜放在一能转动的水平圆台上,在柱M上固定红色激光笔,使其发出的光垂直射向平面镜上的O点,其作用是为了显示_____的位置。然后打开固定在柱N上的绿色激光笔,使绿色激光射向O点,出现了如图戊所示的情景。为了证明反射光线、入射光线和法线在同一平面内,接下来老师缓慢转动圆台,当我们观察到入射绿光、红光和反射绿光看起来能_____时,便会得出结论。
4.在“探究光反射的规律”时,小李进行了如图甲所示的实验。
(1)如图甲所示,平面镜放在水平桌面,要在白纸板上同时观察到反射光线和入射光线,需要将白色硬纸板 放置在平面镜上;实验时多次改变入射角的大小进行实验,然后得出结论,多次实验的目的是 ;
(2)如图乙,将纸板绕ON向后折,在NOF面上看不到反射光线,此时,反射光 (存在/不存在);
(3)为了进一步确定此时反射光线的位置,小李将纸板沿PQ剪开,将纸板的上半部分向后折,如图丙所示,发现在纸板右侧的 (上部/下部)会看到反射光线;
(4)若将纸板整体向后倾斜(如图丁),此时,反射光线 (选填字母序号);
A.仍在纸板上呈现
B.被纸板挡住
C.在纸板前方
(5)实验中透过平面镜看到它的下面也有“白板和光路”,这种现象形成的原理 (是/不是)光的反射规律;
(6)实验探究过程中对于法线的理解,下列说法正确的是 。
A.法线是真实存在的一条光线
B.法线可以帮助我们判断并测出入射角和反射角
C.法线有助于确定反射光线、入射光线在同一个平面
5.小明在探究“光反射时的规律”时将一块平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板竖直地放在平面镜上,纸板可沿虚线ON折叠。
(1)该实验选用纸板的目的是 ;
(2)如图甲,使一束光贴着纸板沿某一个角度射到O点,经平面镜反射后沿另一个方向射出,请在图甲中画出入射光线AO的反射光线;
(3)若将硬纸板绕ON折转如图乙所示,将F板向后折一定的角度后 填(“能”或“不能”)看见反射光线,此时反射光线、入射光线和法线 (选填“在”或“不在”)同一平面内;
(4)图甲中,如果将光线逆着AO反射光线方向射向平面镜O点时,此时光线会沿着OA方向射出,这说明 ;
(5)实验中还能从甲平面镜中看到入射光线AO所成的像CO(图中未画出),当入射角i等于43°时,∠AOC= °。
参考答案
【知识点回顾】
如图甲所示是某组同学探究光的反射定律的实验装置。
1.实验器材分析
(1)除图中器材外,本实验还需要用到的测量工具是量角器 ,用来测量反射角和入射角的大小。
(2)实验中,应该选择表面 粗糙 (选填“光滑”或“粗糙”)些的硬纸板。
(3)硬纸板的作用:①显示光的传播路径;②探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内 。
(4)平面镜的作用: 反射光路
2.实验环境分析:实验应选择在 较暗 的环境中进行, 使实验现象更加明显
3.实验操作分析
(1)实验前,将平面镜放在水平桌面上,再将硬纸板 竖直 放在平面镜上。
(2)如图甲所示,让一束光贴着硬纸板沿着某一个角度射到O点,在硬纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。改变光束的入射方向,多做几次实验。分别画出入射光和对应的反射光的径迹。取下硬纸板,用量角器测量NO两侧的角i和角r。
得到的结论是:反射角 等于 入射角。
(3)如图甲所示,一束光EO贴着硬纸板绕入射点O沿顺时针方向转动,可观察到反射光束OF沿 逆 时针方向转动。
(4)如图乙所示,若把硬纸板F向前折或向后折,在硬纸板F上 不能 看到反射光。
这说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(5)如图甲所示,让一束光沿FO方向射到平面镜上,观察到反射光沿OE方向射出。这说明在光的反射现象中,光路是 可逆的 。
(6)实验中透过平面镜能看到平面镜中也有“纸板和光路”,这种现象是光的反射形成的
4.交流与反思
(1)实验时从硬纸板前的不同方向都能看到光的传播路径,这是因为光在硬纸板上发生了漫反射。
(2)本实验进行多次实验,测量多组数据的目的是使实验结论更具普遍性 。
(3)在实验中,若硬纸板倾斜(即硬纸板与平面镜不垂直),如图丙,让光线仍贴着硬纸板沿EO方向射向平镜面,此时反射光线和入射光线 在 同一平面内,硬纸板上 不能看到反射光线。
(4)为了进一步确定反射光线的位置,该组同学将硬纸板NOF沿PQ剪开,把上半部分向后折,如图丁所示,发现在硬纸板NOF的 下 (选填“上”或“下”)半部分会看到反射光线,说明反射光线、入射光线和法线 在 (选填“在”或“不在”)同一平面内。
(5)另一组同学利用调整好的实验器材,选择入射角分别为70°、45°、30°的三条光线进行实验,结果得到如下表所示的数据。经检查,三次实验中各角度的测量值都是准确的,但得到的结论与反射定律不相符,其原因可能是 反射角测量错误,测的是反射光线与镜面的夹角
实验次数
入射角
反射角
1
70°
20°
2
45°
45°
3
30°
60°
【精练】
1.小李在进行“探究光的反射定律”实验.如图甲为其实验装置.硬纸板由A、B两部分组成,可绕竖直接缝ON折转.
(1)为了使光路更加明显,实验应在较 (选填“亮”或“暗”)的环境进行.除图中器材外,实验中还需要的测量工具是
(2)如图甲所示,将平面镜放在水平桌面上,硬纸板 放在平面镜上,然后让激光笔发出的光线 硬纸板A沿EO方向射向0点,经平面镜反射后,沿OF方向射出.在硬纸板上用笔描出EO和OF的径迹,则入射角是 (选填“∠i”或“∠r”).
(3)改变光线入射的角度,多次实验后,小华得到如下几组数据:
序号
1
2
3
4
5
入射角/°
20
30
40
50
60
反射角/°
20
30
40
50
60
①分析数据可以得出结论:在光的反射现象中,反射角大小 入射角大小,反射角随入射角的增大而 .
②实验中,入射光线与反射光线始终位于ON的两侧,这说明反射光线与入射光线分居
(4)如图乙所示,保持纸板A和入射光的位置不变,将纸板B绕ON向后任意转动一个角度,这样操作的目的是
(5)为验证光路可逆,小华需要进行的实验操作为:
(6)小华在实验中多次改变入射角的大小,测量反射角大小的目的是
(7)新考法·创新装置同桌小刚改进后的实验装置如图丙所示,让光贴着纸板A射向0点,观察纸板B,得出了反射光线、入射光线、法线在同一平面的结论,请你结合所学知识,分析反射光在纸板B上的现象为 ;小刚改进的实验装置相比原装置的优点是: 。
【答案】(1)暗 量角器 (2)垂直(或竖直) 紧贴 ∠i
(3)①等于(或=) 增大②法线两侧 (4)探究反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内(5)让光沿着FO 的方向射向0点,观察反射光是否沿着 OE 方向射出(6)使实验结论具有普遍性 (7)纸板B 上半部分观察不到反射光,下半部分能观察到反射光可以同时对比观察反射光线、入射光线、法线是否在同一平面
2.课堂上,老师带领同学们探究“光的反射规律”。
(1)如图甲,实验前将纸板垂直放置在________上,如图乙,探究时使用可向后折转的光屏是为了验证反射光线与入射光线________(选填“在”或“不在”)同一平面内;当激光笔垂直入射时,反射角为________(选填“0°”或“90°”),
(2)如图丙,将纸板往后倾斜,光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面,在纸板上________(选填“能”或“不能”)看到反射光线;
(3)如图丁,用固定激光笔照向鼓面上的平面镜,墙面出现一个光点,轻压平面镜左侧鼓面使其稍许凹陷,则墙上光点位置会________(选填“上移”、“不变”或“下移”)。
【答案】(1) 平面镜 在 0°
(2)不能
(3)上移
3.【新考法・结合加湿器营造雾气的创新实验,探究光的反射规律】在“探究光反射的规律”时,小林进行了如图所示的实验。
(1)先将平面镜平放在水平桌面上,再把白色硬纸板_____放在平面镜上。
(2)小林让一束光EO贴着纸板射到平面镜上,在纸板上会看到反射光线OF,然后将纸板绕ON向后折,如图乙所示。在NOF面上看不到反射光线,此时反射光_____(选填“存在”或“不存在”)。
(3)为了进一步确定此时反射光线的位置,小林将纸板沿PQ剪开,将纸板的上半部分向后折,如图丙所示。发现在纸板右侧的_____(选填“上部”或“下部”)会看到反射光线。
(4)若将纸板整体向后倾斜,如图丁所示。此时反射光线_____(选填字母序号)。
A.仍在纸板整体呈现 B.被纸板挡住 C.在纸板前方
(5)接下来老师进行了如下演示,先用加湿器使整个教室充满雾气,将平面镜放在一能转动的水平圆台上,在柱M上固定红色激光笔,使其发出的光垂直射向平面镜上的O点,其作用是为了显示_____的位置。然后打开固定在柱N上的绿色激光笔,使绿色激光射向O点,出现了如图戊所示的情景。为了证明反射光线、入射光线和法线在同一平面内,接下来老师缓慢转动圆台,当我们观察到入射绿光、红光和反射绿光看起来能_____时,便会得出结论。
【答案】(1)垂直/竖直;(2)存在;(3)下部;(4)C;(5) 法线;重合
4.在“探究光反射的规律”时,小李进行了如图甲所示的实验。
(1)如图甲所示,平面镜放在水平桌面,要在白纸板上同时观察到反射光线和入射光线,需要将白色硬纸板 放置在平面镜上;实验时多次改变入射角的大小进行实验,然后得出结论,多次实验的目的是 ;
(2)如图乙,将纸板绕ON向后折,在NOF面上看不到反射光线,此时,反射光 (存在/不存在);
(3)为了进一步确定此时反射光线的位置,小李将纸板沿PQ剪开,将纸板的上半部分向后折,如图丙所示,发现在纸板右侧的 (上部/下部)会看到反射光线;
(4)若将纸板整体向后倾斜(如图丁),此时,反射光线 (选填字母序号);
A.仍在纸板上呈现
B.被纸板挡住
C.在纸板前方
(5)实验中透过平面镜看到它的下面也有“白板和光路”,这种现象形成的原理 (是/不是)光的反射规律;
(6)实验探究过程中对于法线的理解,下列说法正确的是 。
A.法线是真实存在的一条光线
B.法线可以帮助我们判断并测出入射角和反射角
C.法线有助于确定反射光线、入射光线在同一个平面
【答案】 竖直(垂直) 使结论具有普遍性 存在 下部 C 是 B
5.小明在探究“光反射时的规律”时将一块平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板竖直地放在平面镜上,纸板可沿虚线ON折叠。
(1)该实验选用纸板的目的是 ;
(2)如图甲,使一束光贴着纸板沿某一个角度射到O点,经平面镜反射后沿另一个方向射出,请在图甲中画出入射光线AO的反射光线;
(3)若将硬纸板绕ON折转如图乙所示,将F板向后折一定的角度后 填(“能”或“不能”)看见反射光线,此时反射光线、入射光线和法线 (选填“在”或“不在”)同一平面内;
(4)图甲中,如果将光线逆着AO反射光线方向射向平面镜O点时,此时光线会沿着OA方向射出,这说明 ;
(5)实验中还能从甲平面镜中看到入射光线AO所成的像CO(图中未画出),当入射角i等于43°时,∠AOC= °。
【答案】(1)显示光路
(2)
(3) 不能 在
(4)在反射现象中,光路是可逆的
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