Question

5．如图，在探究光的反射定律时，将一块平面镜放在水平桌面上，再把一块可沿ON折叠的白色硬纸板垂直放置在平面镜上．
（1）白色硬纸板在实验中的作用是：（写出两条）①显示光路；②探究入射光线、反射光线和法线是否在同一平面上．
（2）如果把纸板ON的右半边向后折，反射光线将存在（选填“存在”或“不存在”）．如果纸板没有与平面镜垂直放置，当光贴着纸板沿AO入射时，不能（填“能”或“不能”）在纸板上看到反射光．
（3）为了便于测量和研究，需要把光路记录在纸板上，你的方法是：用笔在纸板上沿着光路将其描画下来．
（4）为了得到反射角与入射角大小关系的普遍规律，应当改变入射角进行多次实验．
（5）如果让光线逆着OB的方向射向镜面，会发现反射光线沿着OA方向射出，这表明：光路是可逆的．

实验次数	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间的关系时，三次改变入射角的大小，实验所测数据如上表，他根据表中数据得出的结论和其他同学的结论并不一致．请你根据表中的数据分析小明实验中出现错误的原因是错把反射光线与镜面的夹角当成了反射角．

Answer 1

分析 （1）从观察光的传播路径和探究入射光线、反射光线和法线的关系进行分析．
（2）在光的反射中，反射光线和入射光线分居法线的两侧；反射角等于入射角；反射光线、入射光线和法线在同一平面上．
根据入射光线、反射光线和法线的关系进行分析，使光屏不在一个平面内，观察现象，得出结论．
（3）为了便于测量和研究反射角和入射角的关系，可以用笔在纸板上沿着光路将其描画下来；
（4）为了得出普遍结论，应进行多次实验，测出多组实验数据．
（5）据光路的可逆性分析即可判断；
（6）由光的反射定律知，反射角应等于入射角，故他所测量的角不是反射角，而是反射光线与镜面的夹角．

解答 解：（1）从图中可以很清晰观察到光的传播路径，因此光屏可以显示光的传播路径；还可以利用可折转的光屏确定入射光线、反射光线和法线必须在同一平面内，因此光屏可以探究入射光线、反射光线和法线是否共面．
（2）一束红光贴着纸板沿EO射到O点，光将沿OF方向射出，如果把纸板ON的右半边向后折，反射光线不能显示，但是确实存在．
根据光的反射定律可知，在反射现象中，反射光线、入射光线分居法线两侧；反射光线、入射光线和法线在同一平面内，因此若将纸板倾斜，如图乙所示，让光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面，此时反射光线与入射光线仍在同一平面内，但不能在纸板上看到反射光线．
（3）为了便于测量和研究，需要把光路记录在纸板上，可以用笔在纸板上沿着光路将其描画下来．
（4）只进行一次实验，根据一次测量就得出实验结论，实验结论不具有普遍性，为了得出普遍结论，使结论符合客观事实，应改变入射角进行多次实验，进行多次测量．
（5）当入射光线与反射光线变为相反方向，则反射光线会逆着原来入射光线的方向射出，即沿着OA射出，说明反射时光路是可逆的．
（6）根据反射定律，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，当入射角分别为20°、30°、50°时，反射线与法线的夹角，
即反射角也应分别是20°、30°、50°，不是70°，60°40°，而70°，60°40°正好是反射光线与镜面的夹角．
故答案为：（1）①显示光路；②探究入射光线、反射光线和法线是否在同一平面上；（2）存在；不能；（3）用笔在纸板上沿着光路将其描画下来；（4）改变入射角进行多次实验；（5）光路是可逆的；（6）错把反射光线与镜面的夹角当成了反射角．

点评 本题考查了研究光的反射定律的实验，反射角等于入射角．反射光线与法线的夹角--反射角，而不是反射光线与镜面的夹角．