例1 在探究光的反射定律的实验中,小明选用了平面镜、硬纸板、激光笔和铅笔进行实验。硬纸板由EON、FON两部分组成,可绕与平面镜垂直的接缝ON转动,如图所示。

(1)实验中还需要的器材是
(2)从表格记录的数据分析可得:

序号 1 2 3 4
入射角 $20°$ $30°$ $40°$ $50°$
反射角 $20°$ $30°$ $40°$ $50°$
(1)实验中还需要的器材是
量角器
。硬纸板在实验中除了显示光路,还可以探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内
。实验中,硬纸板的安放要求是硬纸板与平面镜必须垂直
。(2)从表格记录的数据分析可得:
反射角等于入射角
。序号 1 2 3 4
入射角 $20°$ $30°$ $40°$ $50°$
反射角 $20°$ $30°$ $40°$ $50°$
答案
(1)量角器;是否在同一平面内;硬纸板与平面镜必须垂直
(2)反射角等于入射角
(2)反射角等于入射角
解析
【分析】
本题为探究光的反射定律的实验题,需结合实验目的、器材要求、装置作用及实验数据分析解答:
1. 第一问:实验需测量入射角和反射角,因此缺少测量角度的器材;硬纸板可转动,通过转动后观察是否能看到反射光线,可探究三线的位置关系;硬纸板需与平面镜垂直,才能保证法线在硬纸板平面内,便于实验操作。
2. 第二问:分析表格中入射角与对应反射角的数值,发现二者始终相等,据此得出实验结论。
【解析】
(1) 探究光的反射定律时,需要测量入射角和反射角的大小,因此还需要量角器;硬纸板可绕ON转动,将硬纸板的FON部分向后折,若无法观察到反射光线,可探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内;实验中硬纸板必须与平面镜垂直,否则法线不在硬纸板上,无法正确探究反射规律。
(2) 由表格数据可知,每次实验中反射角的度数与对应入射角的度数都相等,因此可得出结论:反射角等于入射角。
【答案】
(1)量角器;是否在同一平面内;硬纸板与平面镜必须垂直
(2)反射角等于入射角
【知识点】
光的反射定律实验;光的反射定律
【点评】
本题考查光的反射定律实验的基础内容,涉及实验器材、装置要求及实验结论,侧重对实验核心知识点的掌握,属于光学基础题,难度较低。
【难度系数】
0.8
本题为探究光的反射定律的实验题,需结合实验目的、器材要求、装置作用及实验数据分析解答:
1. 第一问:实验需测量入射角和反射角,因此缺少测量角度的器材;硬纸板可转动,通过转动后观察是否能看到反射光线,可探究三线的位置关系;硬纸板需与平面镜垂直,才能保证法线在硬纸板平面内,便于实验操作。
2. 第二问:分析表格中入射角与对应反射角的数值,发现二者始终相等,据此得出实验结论。
【解析】
(1) 探究光的反射定律时,需要测量入射角和反射角的大小,因此还需要量角器;硬纸板可绕ON转动,将硬纸板的FON部分向后折,若无法观察到反射光线,可探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内;实验中硬纸板必须与平面镜垂直,否则法线不在硬纸板上,无法正确探究反射规律。
(2) 由表格数据可知,每次实验中反射角的度数与对应入射角的度数都相等,因此可得出结论:反射角等于入射角。
【答案】
(1)量角器;是否在同一平面内;硬纸板与平面镜必须垂直
(2)反射角等于入射角
【知识点】
光的反射定律实验;光的反射定律
【点评】
本题考查光的反射定律实验的基础内容,涉及实验器材、装置要求及实验结论,侧重对实验核心知识点的掌握,属于光学基础题,难度较低。
【难度系数】
0.8
例2 一条光线AO照射在平面镜上O点,如图所示,请在图中画出它的反射光线OB并标出反射角的位置及大小。

【易错警示】画图时注意:法线是辅助线,要用虚线,且垂直于镜面;反射光线要画实线并用箭头标出光的传播方向;标出反射角的大小。
【易错警示】画图时注意:法线是辅助线,要用虚线,且垂直于镜面;反射光线要画实线并用箭头标出光的传播方向;标出反射角的大小。
答案
如图所示。
解析
【分析】要完成该作图题,需依据光的反射定律:反射光线、入射光线和法线在同一平面,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。解题步骤为:①过入射点O作垂直于平面镜的虚线(法线,为辅助线);②计算入射角:入射光线AO与镜面夹角为45°,因此入射角为90°-45°=45°;③根据反射角等于入射角,在法线另一侧画出反射光线OB,箭头方向表示光的传播方向;④标注反射角(法线与反射光线的夹角)的大小为45°。
【解析】1. 作法线:过O点作垂直于平面镜的虚线,此为法线;2. 计算入射角:入射光线与镜面夹角45°,故入射角=90°-45°=45°;3. 画反射光线:依据反射角等于入射角,在法线另一侧画出反射光线OB,箭头方向背离O点;4. 标注反射角:在法线与OB之间标注角度45°,即反射角。
【答案】如图所示。
【知识点】光的反射定律、反射角与入射角
【点评】本题考查光的反射定律的作图应用,核心是正确作出法线,利用反射角等于入射角确定反射光线,需注意法线用虚线、光线用实线带箭头,反射角是反射光线与法线的夹角,属于基础作图题,考查学生对反射定律的掌握程度。
【难度系数】0.6
【解析】1. 作法线:过O点作垂直于平面镜的虚线,此为法线;2. 计算入射角:入射光线与镜面夹角45°,故入射角=90°-45°=45°;3. 画反射光线:依据反射角等于入射角,在法线另一侧画出反射光线OB,箭头方向背离O点;4. 标注反射角:在法线与OB之间标注角度45°,即反射角。
【答案】如图所示。
【知识点】光的反射定律、反射角与入射角
【点评】本题考查光的反射定律的作图应用,核心是正确作出法线,利用反射角等于入射角确定反射光线,需注意法线用虚线、光线用实线带箭头,反射角是反射光线与法线的夹角,属于基础作图题,考查学生对反射定律的掌握程度。
【难度系数】0.6
学习任务二 光路的可逆性
|情境探究|
上述实验中,如果让光逆着反射光的方向射到平面镜上,那么它被反射后会按什么方向射出?

会
|探究归纳|
1.在反射现象中,光路是
2.如果你在一块平面镜中看到了一位同学的眼睛,那么这位同学
|情境探究|
上述实验中,如果让光逆着反射光的方向射到平面镜上,那么它被反射后会按什么方向射出?
会
逆着
原来的入射光的方向射出。|探究归纳|
1.在反射现象中,光路是
可逆
的。2.如果你在一块平面镜中看到了一位同学的眼睛,那么这位同学
一定
(选填“一定”“不一定”或“一定不”)能通过这面镜子看到你的眼睛。答案
情境探究:逆着
探究归纳:
1. 可逆
2. 一定
探究归纳:
1. 可逆
2. 一定
解析
【分析】
本题考查光的反射中的光路可逆性,解题思路是:明确光反射时的光路可逆原理,当光沿原反射光的逆方向入射时,反射光会沿原入射光的逆方向射出;结合该原理分析情境和归纳问题即可。
【解析】
1. 情境探究:根据光路可逆性,当光逆着反射光的方向射到平面镜上,被反射后会逆着原来的入射光的方向射出,故此处填“逆着”。
2. 探究归纳:
(1)在反射现象中,光路是可逆的,这是光的反射的重要特性;
(2)由于光路可逆,若你在平面镜中看到同学的眼睛,那么这位同学一定能通过这面镜子看到你的眼睛。
【答案】
情境探究:逆着;探究归纳:1. 可逆;2. 一定
【知识点】
光的反射、光路可逆性
【点评】
本题为基础概念题,聚焦光路可逆性的理解与应用,难度较低,需牢记光反射时的光路特点即可解答。
【难度系数】
0.2
本题考查光的反射中的光路可逆性,解题思路是:明确光反射时的光路可逆原理,当光沿原反射光的逆方向入射时,反射光会沿原入射光的逆方向射出;结合该原理分析情境和归纳问题即可。
【解析】
1. 情境探究:根据光路可逆性,当光逆着反射光的方向射到平面镜上,被反射后会逆着原来的入射光的方向射出,故此处填“逆着”。
2. 探究归纳:
(1)在反射现象中,光路是可逆的,这是光的反射的重要特性;
(2)由于光路可逆,若你在平面镜中看到同学的眼睛,那么这位同学一定能通过这面镜子看到你的眼睛。
【答案】
情境探究:逆着;探究归纳:1. 可逆;2. 一定
【知识点】
光的反射、光路可逆性
【点评】
本题为基础概念题,聚焦光路可逆性的理解与应用,难度较低,需牢记光反射时的光路特点即可解答。
【难度系数】
0.2
例3 小强在侦探小说中看到这样的一个情节,目击者在做笔录时对警察说:“在明亮的房间里,我正在饭桌前吃饭,通过镜子看到歹徒持枪面对镜子进行偷盗,但是他看不到我,于是我不敢说话,最终逃过一劫。”你认为目击者
在撒谎
(选填“在撒谎”或“没有撒谎”),你判断的依据是在反射现象中,光路是可逆的
。答案
在撒谎;在反射现象中,光路是可逆的
解析
【分析】首先明确光的反射现象中光路是可逆的这一核心规律。目击者称自己通过镜子能看到歹徒,但歹徒看不到自己,需结合光路可逆原理判断该说法是否合理:若A能通过镜子看到B,根据光路可逆,B必然能通过镜子看到A,由此可判断目击者的说法矛盾。
【解析】目击者通过镜子看到歹徒,是因为歹徒反射的光线经镜子反射后进入了目击者的眼睛;根据光的反射中光路可逆的规律,此时目击者反射的光线也会经同一面镜子反射后进入歹徒的眼睛,因此歹徒能够看到目击者,所以目击者的说法不符合实际,他在撒谎。
【答案】在撒谎;在反射现象中,光路是可逆的
【知识点】光的反射;光路可逆
【点评】本题结合生活场景考查光的反射中光路可逆的知识点,难度不大,关键是理解光路可逆的含义,能将物理知识应用到实际情境中。
【难度系数】0.7
【解析】目击者通过镜子看到歹徒,是因为歹徒反射的光线经镜子反射后进入了目击者的眼睛;根据光的反射中光路可逆的规律,此时目击者反射的光线也会经同一面镜子反射后进入歹徒的眼睛,因此歹徒能够看到目击者,所以目击者的说法不符合实际,他在撒谎。
【答案】在撒谎;在反射现象中,光路是可逆的
【知识点】光的反射;光路可逆
【点评】本题结合生活场景考查光的反射中光路可逆的知识点,难度不大,关键是理解光路可逆的含义,能将物理知识应用到实际情境中。
【难度系数】0.7
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