光学实验

实验一：探究光反射时的规律

【实验目的】1．通过实验观察光的反射现象；

2．体验和感悟我们是如何看见不发光的物体；

3．通过总结探究的结论，获得比较全面探究活动的体验；

4．通过探究实验，培养同学们对真理认知的科学态度。

【实验器材】

可折叠的白色硬纸板、量角器、平面镜、两个光源、铅笔、直尺等。

【实验准备】

1．如何显示入射光线和反射光线；

2．怎样确定入射光线和反射光线的位置；

3．怎样测量入射角和反射角的大小；

4．如何记录实验数据。

【器材准备】

把一个平面镜放在水平桌面上，再把准备好的可折叠的白色硬纸板竖直立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面，如图所示。

【同步实验】

1．让一束光贴着硬纸板沿着某一角度射到O点，经平面镜反射，沿着另一方向射出；

2．在纸板上用笔描出入射光线EO和反射光线OF的径迹；

3．改变入射光线的方向，重做两次，换用另一种颜色的笔，记录光的径迹；

4．取下硬纸板，用量角器测量NO两侧的∠i和∠r，将数据记录在下表中。

数据记录：

5．纸板ENF是用两块纸板连接起来的，把纸板NOF向前折或向后折，观察反射光线；

6．整理实验器材。

实验现象：

①反射光线、入射光线分别位于法线两侧；

②反射角等于入射角；

③光垂直镜面入射时，反射线逆着入射光的方向反射回去；

④将纸板的左边向后折，纸板上看不到反射光线的光路；

⑤让光逆着反射光线射向镜面时，反射光逆着原来的入射光的方向射出。

结论：

反射光线、入射光线和法线在同一平面上，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。

教师演示1：

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教师演示2：

学生实验1：

学生实验2：

【交流评估】

1．实验中为什么要使用白纸板？选择粗糙纸板的原因什么？

（1）显示入射光线和反射光线；

（2）证明入射光线和反射光线在同一平面内。

（3）光在纸板表面发生漫反射，实验时可以在不同位置观察到光的传播路径。

2．实验中如果发现角度不是准确相等，原因可能是什么？

（1）描光线的径迹时，因为纸竖直放置，没有依靠，画的线的歪斜，影响到角度的测量；

（2）量角器读数有误差。

3．为什么实验中要用平面镜进行实验？

平面镜做反射面对光的反射能力强。

4．为什么实验时的环境要暗一些？

目的是使实验现象更明显。

5．使实验结论具有普遍性的操作：

6．实验时，发现每次把光的传播路径描下来非常不方便，只要在光的传播路径上标记一个合适的点就能确定了，此时用到的光学知识是：光的直线传播 。

【考题赏析】

一、理化生实验测试

物理试题5 探究光反射时的规律（2019年山西省理化生实验操作考试）（10分）

试题

实验器材：激光笔1支 夹子2个 平面镜1块 白纸（A4纸）1张 刻度尺1把

量角器1个 直角三角板1个

说明：1．激光笔要带有分光器，且亮度要高

2．刻度尺、量角器、直角三角板可三合一

操作程序：

实验记录：

实验结论：在反射现象中，反射角入射角。

说明：1．考生只需在表格中填写相关数据，不要求书写完整的实验报告。

2．要真实记录实验数据，捏造数据相应扣分。

评分卡

二、中考试题

1．（2019盘锦）为了探究光反射时的规律，同学们进行如图所示的实验。

（1）为了完成实验，需要的测量工具是______。

（2）把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板ENF______地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面。

（3）如图甲所示，使一束光贴着纸板射到O点，经平面镜反射后，沿另一方向射出。图中∠r是______（填“入射”或“反射”）角。

（4）当入射角增大时，反射光线______（填“靠近”或“远离”）平面镜。

（5）下表是实验中记录的数据：

分析实验数据可知：反射角______入射角。

（6）如图乙，把纸板NOF向前折或向后折，在纸板上都不能看到反射光线，说明：反射光线、入射光线和法线________。

答案：量角器；竖直；反射；靠近；等于；在同一平面内

点评：此题是探究光的反射定律。要熟记光的反射定律的内容一流范文网，并且要搞清每一个相对内容的得出，特别是反射光线、入射光线、法线的关系，要掌握实验的目的和操作方法及结论。

2．（2019西宁）小兰看到教学楼对面的玻璃幕墙把太阳光反射到教室里，她想光在反射时会遵循怎样的规律？于是她利用平面镜、可向后折的纸板、量角器和激光笔进行如图甲和乙的实验。

（1）由图甲可得出给论∠FON______∠EON（选填“＜”、“=”或“＞”）。

（2）如图乙将纸板NOF向后折，纸板上______（选填“能”或“不能”）看到反射光线，这说明反射光线、入射光线和法线在______。

（3）在图甲中当光沿FO的方向射入O点时，光线会沿着OE的方向射出，说明反射现象中光路是______可逆的。

答案：=；不能；同一平面内；可逆的

点评：此题主要通过实验探究了光的反射定律。实验探究题是中考中必不可少的题目，要加强实验教学，引导学生从实验中分析现象，培养学生观察、分析、概括能力。

3．（2019潍坊）在“探究光反射时的规律”实验中，将一块平面镜平放在水平桌面上，再把一张硬纸板竖直放在平面镜上，用激光笔将一束光贴着纸板射到平面镜上，用直尺和笔描出光线的传播路径。

（1）上述实验中硬纸板的作用是_______；

（2）为了探究完整的反射规律，还需要用到的器材是______。

答案：显示光的传播路径；量角器

点评：此题为探究光反射时的规律实验，重点考查器材的作用与选择，难度不大，属于物理实验必须了解的常识性问题。

【练习测评】

1．从如图所示的实验中，你可以获取哪些物理信息，请写出两条：

①_______；②______ 。

请你从图甲到图乙实验现象中总结出一条物理规律，其具体内容表述为：______。

本实验中M采用平面镜的作用是：______。

答案：入射光线、法线以及反射光线在同一平面内；入射角等于反射角； 光反射时，入射光线、法线以及反射光线在同一平面内，入射光线和反射光线分居法线两侧，入射角等于反射角；增加反射光线的可见度

2．如图所示在探究光的反射定律试验中，平面镜M平方在平板上，E、F是两个粘起来的硬纸板，可垂直于镜面的接缝ON转动。

（1）光屏在实验中的作用是______。

（2）试验中小明只能在E板上看到入射光线，移动F板，怎么也找不到反射光线，其原因可能是______。

（3）如图乙所示，把纸板F向前或向后折，不能看到反射光线，通过观察甲、乙两图说明______。

（4）在探究过程中，小明得到了如表所示的数据：小明实验过程中，漏记了一个数据，这个数据是______。

（5）为了看清楚纸的路，纸材质应是______（选填“粗糙”或“光滑”） 的。

答案：（1）显示光路；（2）光屏未与玻璃板垂直放置；（3）反射光线、入射光线和法线在同一平面内；（4）45°；（5）粗糙

3．为了探究光反射时的规律，某同学将一个平面镜放在水平桌面上，再把纸板ENF放置在平面镜上，如图甲所示。

（1）使一束光贴着纸板EON沿某一角度入射到O点，纸板FON上没有观察到反射光，原因可能是_____。

（2）正确操作实验，并在纸板上记录每次光的径迹，如图乙所示。取下纸板，接下来进行的操作是______，将数据记录在表格中，并比较____。

（3）纸板ENF是用两块纸板连接而成的，这样做的目的是。

答案：（1）纸板EON与FON不在同一平面上（纸板没有与平面镜垂直）；（2）测量入射角和对应反射角的大小；反射角与入射角；（3）验证反射光线与入射光线是否在同一平面内

4．如图，在探究光的反射定律时，将一块平面镜放在水平桌面上，再把一块纸板垂直放置在平面镜上。

（1）实验时让光贴着纸板入射是为了________ 。

（2）如果纸板没有与平面镜垂直放置，当光贴着纸板沿AO入射时，_______（填“能”或“不能”）在纸板上看到反射光。

（3）为了便于测量和研究，需要把光路记录在纸板上，你的方法是：______。

（4）为了得到反射角与入射角大小关系的普遍规律，应当______。

答案：（1）显示光路；（2）不能；（3）用笔在纸板上沿着光路将其描画下来；（4）进行多次实验

5．课堂上，老师用一套科学器材进行“研究光的反射定律”的实验演示，得出了正确的结论。

（1）根据光的反射定律，如果入射角为20°，则反射角的大小是______。

（2）课后，某同学利用同一套实验器材，选择入射角分别为15°、30°、45°的三条光线进行实验，结果得到了不同的数据，如右表所示。经检查，三次试验中各角度的测量值都是准确的，但总结的规律却与反射定律相违背。你认为其中的原因应该是______。

答案：（1）20°；（2）把反射角测量错了