学习任务一 光的反射定律
|实验探究|
探究光的反射定律
[实验思路]
(1)要探究光反射时的规律,就要找到反射光与入射光的位置关系,要找到这个关系需要另外再找一条辅助线,用分别测量反射光、入射光与这条辅助线构成的角。
(2)把一块平面镜放在水平桌面上,再把一张用来显示光的传播路径的纸板竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON 于镜面,如图所示。
(3)实验方法:使光沿不同角度入射,经过多次测量,分析实验数据,找出反射光与入射光之间的位置关系。这样反复操作的目的是。
[实验过程]
(1)使一束光贴着纸板沿某一个角度射到O点,经平面镜反射,沿另一个方向射出。在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF(如图甲所示)。
(2)增大(或减小)光束入射的角度,观察到光反射的角度将。
(3)重复(2)步骤,多做几次,换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。
(4)取下纸板,用量角器测量ON两侧的∠i和∠r,将数据记录在表格中。
(5)把纸板NOF向前折或向后折,如图乙所示,在纸板NOF上(选填“能”或“不能”)看到反射光。
[实验结论]
由上述实验可知:反射光、入射光与ON ,反射光与入射光在ON两侧,且∠r ∠i。

解：
[实验思路]
(1) 量角器
(2) 垂直
(3) 避免实验结论的偶然性，得到光反射时的普遍规律
[实验过程]
(2) 随入射角度的增大（或减小）同步增大（或减小）
(5) 不能
[实验结论]
在同一平面内；分居；等于

【分析】
这道题考查光的反射定律实验的相关内容，解题时需回忆光的反射定律实验的器材、操作步骤、实验目的及结论。针对每个空，结合实验的具体要求分析：测量角度需用量角器，法线垂直镜面，多次实验是为了避免偶然性得到普遍规律；反射角随入射角同步变化，折纸板后无法在同一平面看到反射光，最终得出反射定律的核心结论。
【解析】
[实验思路]
(1) 测量反射光、入射光与辅助线（法线）的夹角需用量角器，故填量角器；
(2) 纸板上的直线ON为法线，法线需垂直于镜面，故填垂直；
(3) 多次改变入射角重复实验，目的是避免实验结论的偶然性，得到光反射时的普遍规律，故填避免实验结论的偶然性，得到光反射时的普遍规律；
[实验过程]
(2) 根据光的反射定律，反射角等于入射角，因此入射角度变化时，反射角度会随入射角度的增大（或减小）同步增大（或减小），故填随入射角度的增大（或减小）同步增大（或减小）；
(5) 反射光、入射光与法线需在同一平面内，将纸板NOF向前折或向后折后，NOF与入射光线所在平面不共面，因此在纸板NOF上不能看到反射光，故填不能；
[实验结论]
由实验可知，反射光、入射光与法线在同一平面内，反射光与入射光分居法线两侧，且反射角等于入射角，故依次填在同一平面内、分居、等于。
【答案】
[实验思路]
(1) 量角器
(2) 垂直
(3) 避免实验结论的偶然性，得到光反射时的普遍规律
[实验过程]
(2) 随入射角度的增大（或减小）同步增大（或减小）
(5) 不能
[实验结论]
在同一平面内；分居；等于
【知识点】
光的反射定律，实验探究方法
【点评】
本题为光学基础实验题，围绕光的反射定律实验的核心环节展开，涵盖实验器材、操作目的、实验现象及结论，是掌握光的反射定律的关键基础题型，需准确记忆实验细节。
【难度系数】
0.8

探究归纳
1.认识光的反射现象中的三线、两角，如图所示。

经过入射点O并垂直于反射面的直线ON叫作线，入射光线与法线的夹角i叫作角，反射光线与法线的夹角r叫作角。
2.光的反射定律：在反射现象中，反射光线、入射光线和法线在平面内；反射光线和入射光线分别位于法线；反射角入射角。
3.当光垂直于镜面入射时，入射角为$0°$，反射角也为$0°$，反射光线与入射光线在同一直线上。

解：
1. 法；入射；反射
2. 同一；两侧；等于

【分析】
这道题考查光的反射相关的基础概念与定律，解题时需回忆光的反射的定义、反射定律的内容，对应每个空的描述匹配正确术语即可。
【解析】
1. 根据光的反射基本定义：经过入射点并垂直于反射面的直线叫法线；入射光线与法线的夹角叫入射角；反射光线与法线的夹角叫反射角。
2. 根据光的反射定律：反射光线、入射光线和法线在同一平面内；反射光线和入射光线分别位于法线两侧；反射角等于入射角。
【答案】
1. 法；入射；反射
2. 同一；两侧；等于
【知识点】
光的反射概念；光的反射定律
【点评】
本题是光的反射章节的基础概念题，考查对光的反射相关定义和定律的识记，属于学生需掌握的核心基础内容，难度低。
【难度系数】
0.9

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。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。

实验中，硬纸板的安放要求是。
(2)从表格记录的数据分析可得：。

实验次数 1 2 3 4
入射角 30° 40° 50°
反射角 20° 30° 40° 50°

解：
(1) 量角器；是否在同一平面内；硬纸板竖直立在平面镜上，纸板上的接缝ON与平面镜垂直
(2) 在光的反射现象中，反射角等于入射角

【分析】
解决本题需结合光的反射定律实验的相关知识，依次分析实验器材、硬纸板的作用与安放要求，再通过表格数据总结实验结论。(1)实验需测量入射角和反射角，因此缺少对应器材；硬纸板转动后可验证三线的位置关系；为保证法线在纸板平面，硬纸板需按要求安放。(2)对比表格中入射角与反射角的数值，可总结两者的关系。
【解析】
(1) 实验中需要测量入射角和反射角的大小，因此还需要量角器；将硬纸板的FON部分绕ON转动，当EON与FON不在同一平面时，无法在FON上看到反射光线，故硬纸板还可探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内；为使法线在纸板平面内，硬纸板需竖直立在平面镜上，且接缝ON与平面镜垂直。
(2) 分析表格数据，每次实验中反射角与入射角的数值对应相等，因此可得出结论：在光的反射现象中，反射角等于入射角。
【答案】
量角器；是否在同一平面内；硬纸板竖直立在平面镜上，纸板上的接缝ON与平面镜垂直；在光的反射现象中，反射角等于入射角
【知识点】
光的反射定律，光学实验操作，实验数据处理
【点评】
本题考查光的反射定律实验的基础内容，涵盖实验器材、操作要点及核心结论，是光学实验的常规考点，侧重对实验细节的掌握。
【难度系数】
0.8