11. 探究光的反射定律的实验装置如图所示。


(1)实验中,纸板应平面镜放置。
(2)使一束光贴着纸板A沿EO方向射向平面镜,观察反射光线在纸板B上的位置,描绘出反射光线和入射光线的径迹,如图甲所示。量出入射角和反射角,并记录于表格中。实验时要多次改变入射角的大小并进行测量比较,目的是(选填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。比较反射角和入射角,可以得出的结论是。
(3)在图甲中,若让光逆着OF的方向射向平面镜,则会看到反射光沿着OE方向射出。这表明:在反射现象中,光路是的。
(4)在图乙中,将纸板B沿PQ剪开,把纸板B的上半部分向后折转。实验时发现在纸板B的上半部分(选填“能”或“不能”)看见反射光,这表明:反射光线、入射光线和法线在内。
(1)实验中,纸板应平面镜放置。
(2)使一束光贴着纸板A沿EO方向射向平面镜,观察反射光线在纸板B上的位置,描绘出反射光线和入射光线的径迹,如图甲所示。量出入射角和反射角,并记录于表格中。实验时要多次改变入射角的大小并进行测量比较,目的是(选填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。比较反射角和入射角,可以得出的结论是。
(3)在图甲中,若让光逆着OF的方向射向平面镜,则会看到反射光沿着OE方向射出。这表明:在反射现象中,光路是的。
(4)在图乙中,将纸板B沿PQ剪开,把纸板B的上半部分向后折转。实验时发现在纸板B的上半部分(选填“能”或“不能”)看见反射光,这表明:反射光线、入射光线和法线在内。
答案
解:
(1)垂直
(2)寻找普遍规律;在光的反射现象中,反射角等于入射角
(3)可逆
(4)不能;同一平面
(1)垂直
(2)寻找普遍规律;在光的反射现象中,反射角等于入射角
(3)可逆
(4)不能;同一平面
解析
【分析】
要解答这道题,需结合光的反射定律实验的操作要点、实验目的及结论逐一分析:
1. 第一问:实验中纸板需与平面镜垂直,才能保证反射光线在纸板上呈现,便于观察;
2. 第二问:多次改变入射角是为了避免单次实验的偶然性,寻找普遍规律(而非减小误差,减小误差需多次测量求平均值);测量后可得出反射角等于入射角的结论;
3. 第三问:光逆着原反射光线入射,反射光线沿原入射光线射出,说明光路可逆;
4. 第四问:将纸板B上半部分向后折,上半部分与入射光线、法线不在同一平面,因此看不到反射光,证明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
【解析】
(1)实验时,纸板应垂直放置在平面镜上,这样反射光线才能在纸板平面内呈现,故填“垂直”;
(2)多次改变入射角大小进行测量,是为了避免实验的偶然性,寻找光反射的普遍规律;通过测量入射角和反射角的数值,可得出“在光的反射现象中,反射角等于入射角”的结论;
(3)让光逆着反射光线的方向入射,反射光线沿原入射光线方向射出,表明反射现象中光路是可逆的;
(4)将纸板B的上半部分向后折转后,上半部分与入射光线、法线不在同一平面,因此在纸板B的上半部分不能看见反射光,这说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
【答案】
(1)垂直
(2)寻找普遍规律;在光的反射现象中,反射角等于入射角
(3)可逆
(4)不能;同一平面
【知识点】
光的反射定律、光路可逆、实验探究
【点评】
本题全面考查了光的反射定律实验的核心内容,涵盖实验操作要求、实验目的、反射定律的各项结论,是初中物理光学的基础实验题,需学生熟练掌握实验细节与结论。
【难度系数】
0.7
要解答这道题,需结合光的反射定律实验的操作要点、实验目的及结论逐一分析:
1. 第一问:实验中纸板需与平面镜垂直,才能保证反射光线在纸板上呈现,便于观察;
2. 第二问:多次改变入射角是为了避免单次实验的偶然性,寻找普遍规律(而非减小误差,减小误差需多次测量求平均值);测量后可得出反射角等于入射角的结论;
3. 第三问:光逆着原反射光线入射,反射光线沿原入射光线射出,说明光路可逆;
4. 第四问:将纸板B上半部分向后折,上半部分与入射光线、法线不在同一平面,因此看不到反射光,证明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
【解析】
(1)实验时,纸板应垂直放置在平面镜上,这样反射光线才能在纸板平面内呈现,故填“垂直”;
(2)多次改变入射角大小进行测量,是为了避免实验的偶然性,寻找光反射的普遍规律;通过测量入射角和反射角的数值,可得出“在光的反射现象中,反射角等于入射角”的结论;
(3)让光逆着反射光线的方向入射,反射光线沿原入射光线方向射出,表明反射现象中光路是可逆的;
(4)将纸板B的上半部分向后折转后,上半部分与入射光线、法线不在同一平面,因此在纸板B的上半部分不能看见反射光,这说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
【答案】
(1)垂直
(2)寻找普遍规律;在光的反射现象中,反射角等于入射角
(3)可逆
(4)不能;同一平面
【知识点】
光的反射定律、光路可逆、实验探究
【点评】
本题全面考查了光的反射定律实验的核心内容,涵盖实验操作要求、实验目的、反射定律的各项结论,是初中物理光学的基础实验题,需学生熟练掌握实验细节与结论。
【难度系数】
0.7
12. 自行车尾灯可有效避免夜间交通事故的发生,它由多组“直角反射器”组成,其中一组“直角反射器”如图所示。一束光射向平面镜S₁,请在图中画出经过S₁、S₂两个平面镜反射后的光路图并分析它为什么能减少夜间交通事故。

答案
解:
光路绘制步骤:
1. 过入射光线在S₁上的入射点,作垂直于平面镜S₁的法线,根据光的反射定律(反射角等于入射角),画出经S₁反射的反射光线,使该光线入射到平面镜S₂上。
2. 过该光线在S₂上的入射点,作垂直于平面镜S₂的法线,再次根据反射角等于入射角,画出经S₂反射的最终出射光线,最终出射光线与初始入射光线平行、方向相反。
原因分析:
两个互相垂直的平面镜组成的直角反射器,可将入射光线沿入射方向的反方向平行反射回去。夜间汽车发出的灯光照射到自行车尾灯上时,反射光线会反向返回汽车司机的视野中,使司机可以清晰观察到前方的自行车,因此能有效减少夜间交通事故。
光路绘制步骤:
1. 过入射光线在S₁上的入射点,作垂直于平面镜S₁的法线,根据光的反射定律(反射角等于入射角),画出经S₁反射的反射光线,使该光线入射到平面镜S₂上。
2. 过该光线在S₂上的入射点,作垂直于平面镜S₂的法线,再次根据反射角等于入射角,画出经S₂反射的最终出射光线,最终出射光线与初始入射光线平行、方向相反。
原因分析:
两个互相垂直的平面镜组成的直角反射器,可将入射光线沿入射方向的反方向平行反射回去。夜间汽车发出的灯光照射到自行车尾灯上时,反射光线会反向返回汽车司机的视野中,使司机可以清晰观察到前方的自行车,因此能有效减少夜间交通事故。
解析
【分析】
要解决这个问题,需依据光的反射定律(反射角等于入射角)逐步绘制光路:首先确定入射光线在平面镜S₁上的反射光线,再将该反射光线作为平面镜S₂的入射光线,绘制S₂的反射光线,最终出射光线与初始入射光线平行反向;同时根据反射光线的特点分析其减少事故的原因。
【解析】
1. 绘制经S₁的反射光线:过入射光线在S₁上的入射点,作垂直于S₁的法线,根据反射角等于入射角,画出经S₁反射的光线,使该光线入射到S₂上;
2. 绘制经S₂的反射光线:过上述光线在S₂上的入射点,作垂直于S₂的法线,再次根据反射角等于入射角,画出经S₂反射的最终出射光线,该光线与初始入射光线平行、方向相反;
3. 原因分析:两个互相垂直的平面镜组成的直角反射器,可将入射光线沿入射方向的反方向平行反射回去。夜间汽车发出的灯光照射到自行车尾灯上时,反射光线会反向返回汽车司机的视野中,使司机能清晰观察到前方的自行车,因此能有效减少夜间交通事故。
【答案】
光路图中,经S₁、S₂反射后的最终光线与初始入射光线平行且方向相反;直角反射器能将入射光线反向平行反射,让汽车司机清晰看到自行车,减少夜间交通事故。
【知识点】
光的反射定律、平面镜反射应用
【点评】
本题结合自行车尾灯的实际应用,考查光的反射定律的应用,需掌握直角反射器的光路特点,体现了物理知识在生活中的实用价值。
【难度系数】
0.5
要解决这个问题,需依据光的反射定律(反射角等于入射角)逐步绘制光路:首先确定入射光线在平面镜S₁上的反射光线,再将该反射光线作为平面镜S₂的入射光线,绘制S₂的反射光线,最终出射光线与初始入射光线平行反向;同时根据反射光线的特点分析其减少事故的原因。
【解析】
1. 绘制经S₁的反射光线:过入射光线在S₁上的入射点,作垂直于S₁的法线,根据反射角等于入射角,画出经S₁反射的光线,使该光线入射到S₂上;
2. 绘制经S₂的反射光线:过上述光线在S₂上的入射点,作垂直于S₂的法线,再次根据反射角等于入射角,画出经S₂反射的最终出射光线,该光线与初始入射光线平行、方向相反;
3. 原因分析:两个互相垂直的平面镜组成的直角反射器,可将入射光线沿入射方向的反方向平行反射回去。夜间汽车发出的灯光照射到自行车尾灯上时,反射光线会反向返回汽车司机的视野中,使司机能清晰观察到前方的自行车,因此能有效减少夜间交通事故。
【答案】
光路图中,经S₁、S₂反射后的最终光线与初始入射光线平行且方向相反;直角反射器能将入射光线反向平行反射,让汽车司机清晰看到自行车,减少夜间交通事故。
【知识点】
光的反射定律、平面镜反射应用
【点评】
本题结合自行车尾灯的实际应用,考查光的反射定律的应用,需掌握直角反射器的光路特点,体现了物理知识在生活中的实用价值。
【难度系数】
0.5
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