Question

19．如圖是探究“光反射時(shí)的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置圖．把平面鏡放在水平桌面上，再把一張可以沿ON向前或向后折的紙板豎直地立在平面鏡上，紙板上的ON垂直于鏡面．
（1）一束紅光貼著紙板沿EO射到O點(diǎn)，光將沿OF方向射出，如果一束藍(lán)光沿FO方向射到0點(diǎn)，它反射后沿OE方向射出這表明：反射時(shí)，光路是可逆的；
（2）課后，某同學(xué)利用同一套實(shí)驗(yàn)器材，選擇入射角分別為15°、30°、45°的三條光線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果得到了不同的數(shù)據(jù)，如圖所示．經(jīng)檢查，三次試驗(yàn)中各角度的測(cè)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)該是錯(cuò)把反射光線與反射面的夾角看作反射角了；

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	入射角	反射角
1	15°	75°
2	30°	30°
3	45°	45°

（3）研究光的反射規(guī)律，其中有一個(gè)可折轉(zhuǎn)的光屏，光屏在實(shí)驗(yàn)中的作用是：
①顯示光的傳播路徑；②探究反射光線和入射光線是否在同一平面內(nèi)；
（4）小明想探究反射光線與入射光線是否在同一平面內(nèi)，他應(yīng)如何操作？
（5）某同學(xué)在做探究光的折射特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)時(shí)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(guò)實(shí)驗(yàn)還得到如下數(shù)據(jù)：

入射角α	0°	15°	30°	45°	60°
反射角β	0°	15°	30°	45°	60°
折射角γ	0°	11.3°	22.1°	35.4°	40.9°

①分析表中數(shù)據(jù)，可得出結(jié)論：光從空氣斜射到水面時(shí)，折射角隨入射角的變化關(guān)系是：折射角隨入射角的增大而增大，且折射角小于（大于/等于/小于）入射角．當(dāng)光從空氣垂直射到水面時(shí)，折射角等于零．
該同學(xué)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)中的發(fā)現(xiàn)和結(jié)論①總結(jié)出了光的折射特點(diǎn)．
②請(qǐng)你對(duì)該同學(xué)通過(guò)上述探究實(shí)驗(yàn)得出光的折射特點(diǎn)的過(guò)程作出評(píng)價(jià)．是否存在不足？請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明理由：存在不足，沒(méi)有換用其他透明介質(zhì)做此實(shí)驗(yàn)．

Answer 1

分析 （1）光的反射定律：反射光線、入射光線、法線在同一平面內(nèi)，反射光線和入射光線分居在法線的兩側(cè)．反射角等于反射角．光的反射中光路是可逆的．據(jù)此結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象做出解答．
（2）由光的反射定律知，反射角應(yīng)等于入射角，由表中數(shù)據(jù)可知，他所測(cè)量的角不是反射角，而是反射光線與鏡面的夾角．
（3）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．
（4）要驗(yàn)證反射光線與入射光線是否在同一平面上，可以通過(guò)讓紙板B與紙板A不在同一平面上來(lái)研究．
（5）①光從空氣斜射入水或其他介質(zhì)中時(shí)，折射角小于入射角，折射角隨入射角的改變而改變．
②實(shí)驗(yàn)次數(shù)較少，結(jié)論具有偶然性，多次測(cè)量是為了獲取多組數(shù)據(jù)，得出普遍性的結(jié)論，換用其他透明介質(zhì)再做此實(shí)驗(yàn)，得出的結(jié)論更具有普遍性．

解答 解：（1）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．
光的反射中光路是可逆的，從EO入射，從OF反射；從FO入射，從OE反射．
（2）根據(jù)反射定律，反射角等于入射角，反射角是反射光線與法線的夾角，入射角是入射光線與法線的夾角，當(dāng)入射角分別為15°、30°、45°時(shí)，反射光線與法線的夾角，即反射角也應(yīng)分別是15°、30°、45°，不是75°，60°45°，而75°，60°，45°正好是反射光線與鏡面的夾角．
（3）①我們不便于直接觀察光的傳播路徑，即光線，但光線能顯示在光屏上，我們可以借助光屏來(lái)顯示光的傳播路徑；
②將光屏的左半部分向前后翻折，就不會(huì)看到反射光線，只有當(dāng)整個(gè)光屏為一平面時(shí)，才能夠看到反射光線，因此借助光屏可以探究入射光線、反射光線和法線是否共面．
（4）改變紙板B的位置，使其與紙板A不在同一平面上，看看紙板B上是否有反射光線，即可得到結(jié)論．
①由表中數(shù)據(jù)可知，光從空氣斜射到水面時(shí)，當(dāng)入射角不斷增大時(shí)，折射角也隨之增大，故折射角隨入射角的變化關(guān)系是：折射角隨入射角的增大而增大，且折射角小于入射角．當(dāng)光從空氣垂直射到水面時(shí)，折射角等于零．
②從實(shí)驗(yàn)過(guò)程可以看出，實(shí)驗(yàn)中存在不足：應(yīng)該換用其他透明介質(zhì)再做此實(shí)驗(yàn)，這樣得出的結(jié)論將更具有普遍性．
故答案為：
（1）OE；光在反射時(shí)，光路是可逆的；
（2）錯(cuò)把反射光線與反射面的夾角看作反射角了；
（3）①顯示光的傳播路徑； ②探究反射光線和入射光線是否在同一平面內(nèi)；
（4）將紙板B向后（前）折，觀察在紙板B上是否有反射光線；
（5）①折射角隨入射角的增大而增大；小于；②存在不足；沒(méi)有換用其他透明介質(zhì)做此實(shí)驗(yàn)．

點(diǎn)評(píng) （1）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、入射光線和法線都在同一平面內(nèi)，反射光線、入射光線分居法線兩側(cè)．特別要強(qiáng)調(diào)的是：反射角是反射光線與法線的夾角，而不是反射光線與鏡面的夾角．
（2）此題考查光的折射定律，光從空氣斜射入水或其他介質(zhì)中時(shí)，折射角小于入射角，折射角隨入射角的改變而改變．