Question

【题目】小明在实验室做光学实验，先用如图甲所示的实验装置探究光反射时的规律。其中EF是用两块纸板连接起来的一个平面且与平面镜垂直放置。

（1）让光线贴着纸板沿AO方向射向镜面，如图甲所示，反射光线沿OB方向射出，将右侧纸板F沿ON向后折，在纸板F上____________（选填“能”或“不能”）看到反射光线OB；

（2）为了探究反射角与入射角之间的关系，实验时应进行的操作是____________（选填选项前的字母）；

A. 改变光线AO与法线ON的夹角 B. 改变光线OB与法线ON的夹角

（3）在实验过程中，若将纸板向后倾斜，让光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面，如图乙所示，此时纸板F上____________（选填“能”或“不能”）看到AO的反射光线。

完成上述实验后，小明发现实验桌上还有如图所示的实验装置，相同大小的中国象棋棋子18个，9个为红色，9个为绿色；刻度尺一把。小明计划利用这些器材再探究“物体的像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离的关系”。

小明的主要实验步骤如下：

①将两个叠放的红棋子作为物体放在平面镜前面的白纸上，移动平面镜后面的两个绿棋子，使其从不同角度观察均与红棋子的像完全重合，并记录实验数据。

②在原位置改变物体（用三个红棋子叠放）的大小，在平面镜后面改变叠放的绿棋子的个数，观察并记录实验数据。

③再改变四次物体的大小，仿照步骤②，做四次实验。

请根据以上叙述回答下列问题：

（4）小明计划探究的问题中的自变量是：____________；

（5）小明实验过程中存在两个问题，分别是：________________________；

（6）请你针对小明实验过程中存在的问题，写出改进措施________________________。

Answer 1

【答案】不能 A 不能 物距 没有控制物体大小不变；没改变物体到平面镜的距离 在步骤②③中，改变物体（两个叠放的红棋子）到平面镜的距离，从不同角度观察，使两个绿棋子与物体的像均完全重合，用刻度尺测量物距和像距并记录

【解析】

（1）光的反射定律的内容，知道反射角等于入射角．知道反射光线、入射光线和法线在同一平面内．

（2）探究反射角与入射角之间的关系，应该多次改变入射角的度数，观察反射角与入射角之间的关系．据此判断．

（3）在光的反射中，反射光线和入射光线分居法线的两侧；反射角等于入射角；反射光线、入射光线和法线在同一平面上．故据此分析即可判断．

研究平面镜成像特点的实验中，两枚棋子大小相同，后面的两枚棋子又和前面两枚棋子的像完全重合，这样后面这两枚棋子的位置就是前面两枚棋子的像的位置，同时证明了像与物大小相同．

为了得出普遍规律，要改变棋子的位置再次实验．

(1)光的反射定律中，反射光线、入射光线、法线在同一平面内。当将右侧纸板沿ON向后折，此时，反射光线、入射光线仍在同一平面内，故在纸板上不能看到反射光线。

(2)改变光线AO与法线ON的夹角，属于改变入射角，这样进行多次实验，可探究反射角与入射角之间的关系，A符合题意，故选A；

(3)由于反射光线、入射光线和法线都在同一平面内，当将纸板倾斜，让光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面，纸板上就看不到反射光线，说明了：反射光线、入射光线和法线都在同一平面内。

（4）小明计划用这些器材探究“物体的像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离的关系”；

故小明计划探究的问题中的自变量是物体到镜面距离；

（5）根据以上实验步骤可知，小明改变物体的大小再次试验，所以实际探究的是物体在平面镜中所成像的大小与物体大小的关系；因此小明实验过程中存在两个问题，一是：没有控制物体大小不变；二是没改变物体到平面镜的距离；

（6）对小明实验过程中存在的问题，改进措施为：

在实验步骤②③中，改变物体（两个叠放的红棋子）到平面镜的距离，从不同角度观察，使两个绿棋子与物体的像均完全重合，用刻度尺测量物距u和像距v并记录．