Question

【題目】小明在實驗室做光學實驗，先用如圖甲所示的實驗裝置探究光反射時的規律。其中EF是用兩塊紙板連接起來的一個平面且與平面鏡垂直放置。

（1）讓光線貼著紙板沿AO方向射向鏡面，如圖甲所示，反射光線沿OB方向射出，將右側紙板F沿ON向后折，在紙板F上____________（選填“能”或“不能”）看到反射光線OB；

（2）為了探究反射角與入射角之間的關系，實驗時應進行的操作是____________（選填選項前的字母）；

A. 改變光線AO與法線ON的夾角 B. 改變光線OB與法線ON的夾角

（3）在實驗過程中，若將紙板向后傾斜，讓光線仍貼著紙板沿AO方向射向鏡面，如圖乙所示，此時紙板F上____________（選填“能”或“不能”）看到AO的反射光線。

完成上述實驗后，小明發現實驗桌上還有如圖所示的實驗裝置，相同大小的中國象棋棋子18個，9個為紅色，9個為綠色；刻度尺一把。小明計劃利用這些器材再探究“物體的像到平面鏡的距離與物體到平面鏡的距離的關系”。

小明的主要實驗步驟如下：

①將兩個疊放的紅棋子作為物體放在平面鏡前面的白紙上，移動平面鏡后面的兩個綠棋子，使其從不同角度觀察均與紅棋子的像完全重合，并記錄實驗數據。

②在原位置改變物體（用三個紅棋子疊放）的大小，在平面鏡后面改變疊放的綠棋子的個數，觀察并記錄實驗數據。

③再改變四次物體的大小，仿照步驟②，做四次實驗。

請根據以上敘述回答下列問題：

（4）小明計劃探究的問題中的自變量是：____________；

（5）小明實驗過程中存在兩個問題，分別是：________________________；

（6）請你針對小明實驗過程中存在的問題，寫出改進措施________________________。

Answer 1

【答案】不能 A 不能 物距 沒有控制物體大小不變；沒改變物體到平面鏡的距離 在步驟②③中，改變物體（兩個疊放的紅棋子）到平面鏡的距離，從不同角度觀察，使兩個綠棋子與物體的像均完全重合，用刻度尺測量物距和像距并記錄

【解析】

（1）光的反射定律的內容，知道反射角等于入射角．知道反射光線、入射光線和法線在同一平面內．

（2）探究反射角與入射角之間的關系，應該多次改變入射角的度數，觀察反射角與入射角之間的關系．據此判斷．

（3）在光的反射中，反射光線和入射光線分居法線的兩側；反射角等于入射角；反射光線、入射光線和法線在同一平面上．故據此分析即可判斷．

研究平面鏡成像特點的實驗中，兩枚棋子大小相同，后面的兩枚棋子又和前面兩枚棋子的像完全重合，這樣后面這兩枚棋子的位置就是前面兩枚棋子的像的位置，同時證明了像與物大小相同．

為了得出普遍規律，要改變棋子的位置再次實驗．

(1)光的反射定律中，反射光線、入射光線、法線在同一平面內。當將右側紙板沿ON向后折，此時，反射光線、入射光線仍在同一平面內，故在紙板上不能看到反射光線。

(2)改變光線AO與法線ON的夾角，屬于改變入射角，這樣進行多次實驗，可探究反射角與入射角之間的關系，A符合題意，故選A；

(3)由于反射光線、入射光線和法線都在同一平面內，當將紙板傾斜，讓光線仍貼著紙板沿AO方向射向鏡面，紙板上就看不到反射光線，說明了：反射光線、入射光線和法線都在同一平面內。

（4）小明計劃用這些器材探究“物體的像到平面鏡的距離與物體到平面鏡的距離的關系”；

故小明計劃探究的問題中的自變量是物體到鏡面距離；

（5）根據以上實驗步驟可知，小明改變物體的大小再次試驗，所以實際探究的是物體在平面鏡中所成像的大小與物體大小的關系；因此小明實驗過程中存在兩個問題，一是：沒有控制物體大小不變；二是沒改變物體到平面鏡的距離；

（6）對小明實驗過程中存在的問題，改進措施為：

在實驗步驟②③中，改變物體（兩個疊放的紅棋子）到平面鏡的距離，從不同角度觀察，使兩個綠棋子與物體的像均完全重合，用刻度尺測量物距u和像距v并記錄．