Question

8．在探究“光的反射定律”实验时，进行如图所示的实验操作．

（1）实验时让光贴着纸板入射，此时纸板的作用是为了显示光路．
（2）小明让光线贴着垂直于镜面的纸板沿AO方向射向镜面，反射光沿OB方向射出，并用量角器测量入射角和反射角的大小，一次实验便立即得出实验结论：反射角等于入射角．你认为这样得出结论不合理（填“合理”或“不合理”），原因是凭一次实验数据得出结论有偶然性，应进行多次实验．
（3）在实验过程中，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在（选填“在”或“不在”）同一平面内，若此时通过平面镜观察纸板，则看到的图象应为丙图中的③（选填“①”、“②”或“③”）．
（4）如果让光线逆着BO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°

（5）小红在探究反射角和入射角之间的关系时，三次改变入射角i的大小（如图乙），实验所测数据如下表，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把反射光线与镜面的夹角当成了反射角．

Answer 1

分析 （1）根据反射光线、入射光线、法线在同一平面内的特点分析；
（2）为避免实验的偶然性，应多做几次试验，然后才可以得出结论；
（3）根据入射光线、反射光线和法线的关系进行分析，得出结论；物像关于镜面对称；
（4）光反射时，光路是可逆的；
（5）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，

解答 解：（1）实验时如果不让光贴着纸板入射，则无法看见入射光线以及反射光线，就无法确定反射光线、入射光线，所以让光贴着纸板入射是为了显示光路；
（2）在探究“光的反射定律”实验时，探究反射角与入射角的关系，凭一次实验数据得出结论有偶然性，应该多次改变入射角的大小，进行多次实验，最终才能得出“反射角等于入射角”的普遍性规律，故小明这样得出结论不合理；
（3）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；若此时通过平面镜观察纸板，因为物像关于镜面对称，则看到的图象应为丙图中的③．
（4）当光逆着原来的反射光线入射时，反射光线也逆着原来的入射光线反射出去，即将一束光贴着纸板F沿BO射到O点，光将沿图中的OA方向射出，这说明在反射现象中光路是可逆的．
（5）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°，而70°，60°，40°正好是反射光线与镜面的夹角，所以是把反射光线与镜面的夹角当成了反射角．
故答案为：（1）显示光路；（2）不合理；凭一次实验数据得出结论有偶然性，应进行多次实验；（3）在；③；（4）光路是可逆的；（5）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，本实验可以得出：反射光线、入射光线、法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居法线的两侧，反射角等于入射角．