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王牌物理王牌物理河南中考風向標PAGE1王牌物理王牌物理河南中考風向標第四章光現(xiàn)象光的直線傳播小明同學(xué)在學(xué)習了光的傳播知識后,猜想光在空氣中是沿直線傳播的,為了驗證這一猜想,他設(shè)計了如下實驗,請你閱讀并根據(jù)所學(xué)知識和他一起填寫實驗結(jié)果:實驗方案:①在桌子上放一張白紙作為光屏,利用鐵架臺把一張中心有孔的硬紙片固定在白熾燈與白紙之間,如圖所示.②打開白熾燈,上下調(diào)整硬紙片的距離,直到在白紙上出現(xiàn)燈絲清晰的像,觀察像的正倒.③上下移動硬紙片,改變白熾燈泡與小孔的距離,觀察像的大小變化.實驗現(xiàn)象:實驗發(fā)現(xiàn)白紙上燈絲像的開口與燈絲的開口方向相反,此時所成的像為倒立(正立/倒立)的實(實/虛)像.(2)燈泡與小孔的距離越小,所成的像越大;當燈泡與小孔的距離大于小孔與白紙的距離時,所成的像是縮?。ǚ糯?縮?。┑模∶魍瑢W(xué)分析實驗現(xiàn)象得出的結(jié)論是光在空氣中是沿直線傳播的.(3)上述實驗現(xiàn)象叫小孔成像,生活中與上述實驗現(xiàn)象相同的例子還有(舉一例):太陽光穿過樹葉間的空隙,在地面形成很多圓形光斑.【實驗分析】光在同種均勻物質(zhì)中沿直線傳播;當光通過小孔時由于光有沿直線傳播的特點,在小孔的后方形成一個倒立的像,像的大小既與物體到小孔的距離有關(guān),又與屏幕到小孔的距離有關(guān),在小孔成像中由于屏幕到小孔的距離不同,即可成倒立放大的像,也可成倒立縮小的像,但小孔不能太大,否則不能成像.【解析】【解答】(1)燈絲在白紙上成的像是小孔成像,白紙上像的開口處與燈絲的開口處方向相反,說明所成的像是倒立的像,像是實際光線會聚而成的,是實像;(2)燈泡與小孔的距離越小,所成的像越大;當燈泡與小孔的距離大于小孔與白紙的距離時,所成的像是縮小的;分析實驗現(xiàn)象得出的結(jié)論是:光在空氣中沿直線傳播的;(3)上面實驗現(xiàn)象叫小孔成像,應(yīng)用小孔成像的例子:太陽光穿過樹葉間的空隙,在地面形成很多圓形光斑。光沿直線傳播可以通過以下幾點來說明:1.小孔成像實驗:在一個暗室中,通過一個小孔讓光線進入,會在對面的墻上形成一個倒立的圖像。這個現(xiàn)象證明了光線在傳播過程中是沿直線行進的。2.激光筆演示:使用激光筆在空間中移動,可以看到激光點在墻壁或其他平面上的移動軌跡是直線,這表明光線傳播是直線性的。3.日食和月食現(xiàn)象:當?shù)厍蛭挥谔柡驮虑蛑g時,地球的影子會投射在月球上,形成月食;而當月球位于地球和太陽之間時,月球的影子會投射在地球上,形成日食。這些現(xiàn)象說明太陽光是直線傳播的。4.光的反射定律:當光線遇到平面鏡時,反射光線與入射光線以及垂直于鏡面的法線都在同一平面內(nèi),且反射角等于入射角,這進一步證實了光線直線傳播的特性。5.光的折射現(xiàn)象:當光線從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時,光線會改變方向,但入射光線和折射光線仍然在同一平面內(nèi),且遵循斯涅爾定律,這同樣表明光線是沿直線傳播的?!揪毩?】如表是小明同學(xué)在硬紙板上挖孔所做的研究太陽的小孔成像實驗記錄表:小孔的形狀□〇△小孔的最大外徑/mm151015101510地面光斑形狀小孔距地10cm時□□□〇〇〇△△△小孔距地20cm時〇□□〇〇〇〇△△小孔距地40cm時〇□□〇〇〇〇△△小孔距地80cm時〇〇□〇〇〇〇〇△小孔距地120cm時〇〇〇〇〇〇〇〇〇小孔距地200cm時〇〇〇〇〇〇〇〇〇小明和他的同學(xué)分析上表的結(jié)果,得出了一些結(jié)論,請你幫他們補充完整.(1)小孔成像是由于形成的.(2)由于太陽距我們很遠,到達地面的光線幾乎平行,所以,當小孔到地面的距離足夠小,地面上的光斑與小孔的形狀是(選填“一致的”或“不一致的”),這不是太陽的像.(3)要使太陽通過小孔成像,必須注意小孔的大小和小孔到地面的距離,當小孔到地面的距離一定時,小孔越(填“大”或“小”),地面上就越容易得到太陽的像.(4)如上表所示,當小孔的最大外徑為5mm,小孔距地80cm時,用一張卡片覆蓋在△孔上(相當于把孔變?。谧】椎囊徊糠?,讓太陽光透過小孔,與不遮住小孔相比,光斑的形狀(選填“變化”或“不變”),亮度(選填“變亮”、“變暗”或“不變”)?!敬鸢浮浚?)光的直線傳播(2)一致的(3)小(4)不變;變暗【知識點】光的直線傳播及其應(yīng)用【解析】【解答】(1)小孔成像是由于光的直線傳播形成的.(2)由表中實驗數(shù)據(jù)可知,當小孔到地面的距離足夠小,地面上的光斑與小孔的形狀是一致的,這不是太陽的像.(3)由表中實驗數(shù)據(jù)可知,當小孔到地面的距離一定時,小孔越小,地面上就越容易得到太陽的像.(4)小孔所成的像與孔的形狀無關(guān),與物體的形狀相同,用一張卡片覆蓋在△孔上(相當于把孔變小),遮住孔的一部分,讓太陽光透過小孔,與不遮住小孔相比,光斑的形狀不變,通過的光線變少,亮度變暗.故答案為:(1)光的直線傳播;(2)一致的;(3)??;(4)不變;變暗.
故答案為:(1)光的直線傳播;(2)一致的;(3)小;(4)不變;變暗。
【練習2】學(xué)習了光學(xué)知識后,愛動腦筋的小明和小紅想自己探究小孔成像現(xiàn)象.如圖所示,他們給兩個空罐的底部中央分別打上一個圓孔和一個方孔,再用兩片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上.分別將小孔對著燭焰和燈絲,可以看到燭焰和燈絲通過小孔所成的像.(1)甲圖中點燃的蠟燭距小孔20cm,它成像在距小孔15cm,則半透明膜上的像是()A.倒立、放大的像 B.正立、縮小的像C.倒立、縮小的像 D.正立、放大的像(2)由甲、乙兩圖可知實驗是在研究小孔成像與的關(guān)系.(3)分析比較和兩圖,可以得出小孔成像與物體的形狀有關(guān);(4)小明和小紅明白了:樹蔭下的圓形光斑(如圖所示)就是通過樹葉間的小孔在地面上形成的像.(5)小明和小紅還聯(lián)想到:在太陽光或者日光燈下,如果擋住了光的去路,地面上就會形成影子.細心的小明進一步發(fā)現(xiàn),在日光燈下的影子灰蒙蒙一片,一點也不清楚,特別是處處裝點著電燈的大廳里,人和物的影子就更是模糊不清了.這是為什么呢?小明去問物理老師,老師拿出幾根蠟燭、一個圓柱形鐵塊,讓小明做了如下實驗:①木塊放在桌子上,旁邊點上一只蠟燭.觀察鐵塊的影子.(如圖a)②在旁邊再點上一只蠟燭,觀察鐵塊的影子(如圖b)③繼續(xù)在鐵塊旁邊點蠟燭,直到將蠟燭圍滿鐵塊四周,觀察鐵塊的影子(如圖c和d)小明發(fā)現(xiàn),蠟燭影子越來越(填“深”或“淺”),這時他又比較了一下白熾燈和日光燈,看到白熾燈的燈絲很集中,而日光燈的燈管卻很長,他想了一會后,高興的說:“老師,我明白了!”請你替小明回答:原來不透明物體的周圍,若四周都有光源,就.生活中的(填一種應(yīng)用)就運用這一結(jié)論.【答案】(1)C(2)孔的形狀(3)甲;丙(4)太陽(5)淺;不會形成影子;無影燈【知識點】光的直線傳播及其應(yīng)用【解析】【解答】(1)小孔成像成的是一個倒立的像,像是由實際光線會聚而成的,是實像;像到小孔光的距離b小于蠟燭到小孔的距離a,所成的像是縮小的像,故選C;(2)甲圖和乙圖中孔的形狀不同,物體(蠟燭焰)形狀相同,所成的像形狀相同,由此可見:小孔成像中像的形狀取決于物體的形狀,與小孔的形狀無關(guān);(3)乙圖與丙圖(或甲圖與丙圖)中物體的形狀不同,小孔的形狀相同,所成的像形狀不同;(4)樹蔭下的圓形光斑就是太陽的像(5)不透明物體的周圍,光源越多,形成的影子越淡,四周都有光源,就不會形成影子,為防止做手術(shù)時出現(xiàn)影子影響手術(shù)的進行,手術(shù)室內(nèi)用無影燈.
故答案為:(1)C(2)孔的形狀(3)甲丙(4)太陽(5)淺;不會形成影子;無影燈
【練習3】如圖所示某興趣小組在空易拉罐的底部中央戳個小圓孔,將頂部剪去后,蒙上一層塑料薄膜,制作成一個簡易針孔照相機。如圖甲所示,將其水平放置,在左側(cè)固定一支點燃的蠟燭,可在塑料薄膜上看到燭焰倒立的像。(1)若將點燃的蠟燭向上移動,則塑料薄膜上的像向(選填“上”或“下”)方移動;若將易拉罐向右移動少許,蠟燭的像將(選填“變大”、“變小”或“不變”)。(2)若只將小圓孔改為三角形小孔,則像的形狀(選填“改變”或“不變”)(3)晴天的正午時分,走在長廣溪濕地樹林下,小明看到陽光透過樹葉的縫隙在地上留下許多大小不同的圓形光斑(如圖乙所示),這是(選填“太陽”、“樹葉的縫隙”或“樹葉”)的(選填“實像”、“影子”或“虛像”)。(4)小明測出其中一個光斑的直徑為7.0cm,樹的高度大約是7m,從網(wǎng)上查到太陽到地面的距離為1.5×1011m,由此可以估算太陽的直徑約為km.(5)小明還想探究光斑的形狀是否與卡片到地面的距離有關(guān),他選用了如圖丙所示的卡片(其中孔的尺寸較大,是邊長為2厘米的菱形),逐步增大菱形與地面的距離,他的具體發(fā)現(xiàn)是:?!敬鸢浮浚?)下;變?。?)不變(3)太陽;實像(4)1.5×106(5)光斑的形狀由菱形變?yōu)閳A形【知識點】光的直線傳播及其應(yīng)用【解析】【解答】(1)小孔成像是由光的直線傳播形成的,所以若將點燃的蠟燭向上移動,則塑料薄膜上的像向下方移動;若將易拉罐向右移動少許,即物距減小,在像距不變時,蠟燭的像將變小。(2)小孔成像時,像的形狀由物體的形狀決定,與小孔的形狀無關(guān),所以若只將小圓孔改為三角形小孔,則像的形狀不變。(3)晴天的正午時分,走在長廣溪濕地樹林下,小明看到陽光透過樹葉的縫隙在地上留下許多大小不同的圓形光斑(如圖乙所示),這是小孔成像現(xiàn)象,光斑是太陽通過小孔成的倒立的實像。(4)小明測出其中一個光斑的直徑為7.0cm,樹的高度大約是7m,從網(wǎng)上查到太陽到地面的距離為1.5×1011m,可得:,估算太陽的直徑約為:D==1.5×109m=1.5×106m;(5)小明還想探究光斑的形狀是否與卡片到地面的距離有關(guān),他選用了如圖丙所示的卡片(其中孔的尺寸較大,是邊長為2厘米的菱形),由于小孔成像時對小孔的要求是小孔要足夠小,而邊長為2厘米的菱形,此小孔較大,當離地面較近時,小孔成像現(xiàn)象不明顯,直接用光的直線傳播解釋,類似影子現(xiàn)象,所以光斑為菱形;當逐步增大菱形與地面的距離時,小孔成像現(xiàn)象逐漸明顯,光斑逐漸變?yōu)閳A形;所以他的具體發(fā)現(xiàn)是:光斑的形狀由菱形變?yōu)閳A形?!揪毩?】(1)晴天的正午時分,走在公園茂密的樹林下,你會看到陽光透過樹葉的縫隙而在地上留下許多大小不同的圓形光斑(如圖所示),這是太陽的(選填“像”或“影子”),形成的原因是.(2)在探究樹蔭下光斑的綜合實踐活動中,為了研究孔的大小對光斑形狀的影響,小華設(shè)計了四種開有不同形狀孔的卡片甲,并用另一張卡片乙覆蓋在甲上,如圖所示.接著,從圖示位置沿箭頭方向水平移動乙,觀察光斑形狀的變化情況.下列合乎要求的是_____.A. B.C. D.(3)小明通過閱讀課本了解到小孔會成上下顛倒,左右相反的像,為了驗證這個說法,他準備制作幾個發(fā)光字來進行實驗,其中最適合的是_____(填序號).A. B.C. D.【答案】(1)像;光沿直線傳播(2)A(3)D【知識點】光的直線傳播及其應(yīng)用【解析】【解答】(1)茂密的樹林下,大小不同的圓形光斑是太陽透過樹葉的縫隙(相當于小孔)形成的太陽的像,形成的原因是光的直線傳播;
(2)小孔成像是光的直線傳播形成的,探究孔的大小對光斑形狀的影響,必須控制孔的形狀不變,只改變孔的大?。瓵圖中隨著卡片乙向左移動,孔的形狀始終是三角形,并且逐漸變小,A符合要求;BCD三圖中隨著卡片乙向左移動,孔的形狀發(fā)生了變化,不符合要求;
(3)為了了解小孔所成的像上下顛倒,左右相反的特點,我們應(yīng)該選擇D,其他三個字都是左右對稱的無法觀察左右是否對稱.
故答案為:(1)像;光沿直線傳播;(2)A;(3)D.二、探究光的反射定律為了探究光的反射規(guī)律,小明用如圖所示的裝置進行實驗,裝置置于水平桌面上,把一可沿折疊的白色硬紙板豎直放置在平面鏡上。次數(shù)入射角反射角(1)為了看清楚紙板上的光路,硬紙板材質(zhì)應(yīng)是粗糙的選填“粗糙的”或“光滑的”;(2)分析如表所示數(shù)據(jù)可得:反射角等于選填“大于”、“小于”或“等于”入射角;當入射角變大時,反射光線遠離選填“遠離”或“靠近”;(3)以為軸線,把紙板向前或向后折,在紙板上不能選填“能”或“不能”看到反射光線,由此說明反射光線、入射光線與法線在同一選填“同一”或“不同”平面內(nèi);(4)如果讓光線沿著的方向射向鏡面,會發(fā)現(xiàn)反射光線沿著OE方向射出,這表明:在反射現(xiàn)象中,光路是可逆的?!緦嶒灧治觥浚?)為了看清紙板上的光路,硬紙板的材料通常選擇略顯粗糙的材質(zhì)。這是因為粗糙的表面可以增加光線的漫反射,使得光線在紙板表面反射得更加分散,從而更容易觀察到光路的細節(jié)。相比之下,如果紙板表面非常光滑,光線會發(fā)生鏡面反射,大部分光線會沿著特定的角度反射出去,而不是分散在各個方向上。這樣就會使得光路的細節(jié)難以觀察到。
(2)當入射角增大時,反射角也會隨之增大,并且反射光線與法線的夾角也會增大。具體來說,當光從一種介質(zhì)射向另一種介質(zhì)時,在兩種介質(zhì)的交界面上會發(fā)生反射。入射角是入射光線與法線的夾角,反射角是反射光線與法線的夾角。根據(jù)反射定律,這兩個角度是相等的。因此,當入射角變大時,反射角也會變大,反射光線會偏離法線,即遠離法線。
(3)當沿法線對折紙板后,紙板上的入射光線和法線會位于同一平面內(nèi),但是反射光線卻不會在這個平面內(nèi)。說明反射光線、入射光線和法線必須在同一平面內(nèi)才能發(fā)生反射。如果這三個光線不在同一平面內(nèi),那么它們就無法構(gòu)成一個完整的反射光路。因此,當紙板被對折后,反射光線就無法在紙板上被看到,這說明了反射光線、入射光線和法線必須在同一平面內(nèi)才能發(fā)生反射。
(4)如果光線沿著剛才的反射線路射回鏡面,它會再次被反射,并沿著原來的入射線路方向射出?!窘馕觥俊窘獯稹浚?)為了看清楚紙板上的光路,硬紙板材質(zhì)應(yīng)是粗糙的,這樣光照射在上面才能看清光路,故該空填“粗糙的”;
(2)由表中數(shù)據(jù)可得,反射角等于入射角,故該空填“等于”;當入射角變大時,反射光線遠離ON,故該空填“遠離”;
(3)把紙板向前或向后折,在紙板不能看到反射光線,故該空填“不能”,說明反射光線、入射光線與法線在同一平面內(nèi),故該空填“同一”;
(4)讓光線沿著的方向射向鏡面,會發(fā)現(xiàn)反射光線沿方向射出,故該空填“”,這說明光路是可逆的。
實驗?zāi)繕耍貉芯抗獾姆瓷湟?guī)律,掌握入射光線、反射光線與法線之間的相互關(guān)系。實驗材料:平面鏡、激光指示器、角度測量工具、繪圖紙、標記筆。實驗流程:1.在繪圖紙上繪制一條直線,代表平面鏡的位置。2.將平面鏡垂直于直線上的某一點放置,并確保其可以自由轉(zhuǎn)動。3.在紙上選定一點作為光線入射點,并進行標記。4.使用激光指示器從入射點發(fā)射光線,調(diào)整光線方向,使其與鏡面形成特定角度。5.觀察并記錄反射光線的方向。6.利用角度測量工具測量入射角和反射角的具體數(shù)值。7.記錄數(shù)據(jù),然后改變平面鏡的位置,重復(fù)步驟4至6,進行多次測量。8.對收集的數(shù)據(jù)進行分析,以驗證反射定律是否成立。實驗結(jié)果:通過觀察和數(shù)據(jù)分析,可以得出結(jié)論:在均勻介質(zhì)中,光的反射定律是成立的,即反射光線、入射光線和法線位于同一平面內(nèi),且反射角與入射角相等?!镜淅?】為了探究光反射時的規(guī)律,某同學(xué)將一塊平面鏡放在水平桌面上,再把硬紙板ENF放置在平面鏡上,如圖甲所示,硬紙板ENF是兩塊紙板連接起來的,可繞ON轉(zhuǎn)動。(1)本實驗中應(yīng)選用粗糙(填“粗糙”或“光滑”)的紙板做實驗.(2)使一束光貼著已經(jīng)在同一平面的紙板ENF沿某一角度從E點入射到O點,紙板NOF上沒有觀察到反射光線,接下來的操作是將紙板豎直地立在平面鏡上(或?qū)⒓埌迮c鏡面垂直放置)。(3)正確操作實驗,然后在紙板上記錄每次光的徑跡,如圖乙所示。取下紙板,接下來用量角器測量法線兩側(cè)的入射角和反射角,將數(shù)據(jù)記錄在表格中,并比較測量結(jié)果,得出結(jié)論:在反射現(xiàn)象中,反射角等于入射角。若入射光線E0與平面鏡的夾角為40°,此時反射角為50°.(4)把紙板NOF向前折或向后折,這樣做的目的是為了探究反射光線、入射光線和法線是否在同一平面內(nèi)。(5)根據(jù)本實驗的結(jié)論,小明想要利用一塊平面鏡讓垂直于地面的太陽光水平射入涵洞中,如圖丙所示。請你通過作圖標出平而鏡的位置。【實驗分析】1、探究反射定律試驗:實驗儀器由紙板(探究反射光線、入射光線、法線是否在同一平面),平面鏡,量角器(探究入射角和反射角的大小關(guān)系)
實驗步驟:(1)將一塊平面鏡放在水平桌面上,再把兩張在同一平面內(nèi)的硬紙板E和F豎直放在平面鏡上;(2)讓一束光貼著紙板E沿AO方向入射,可觀察到反射光線出現(xiàn)在紙板;3、改變?nèi)肷浣堑拇笮?,使用量角器測量入射角和反射角的大小。
2、反射分類:漫反射是投射在粗糙表面上的光向各個方向反射的現(xiàn)象,鏡面反射:指若反射面比較光滑,當平行入射的光線射到這個反射面時,仍會平行地向一個方向反射出來
3、反射定律:反射角等于入射角,反射光線、入射光線、法線處于同一平面、在反射中光路是可逆的【解析】【解答】1)鏡面反射從側(cè)面無法觀察的光路圖,漫反射,可以從不同角度看到反射的光路,所以本題中,為了從測量看到光路圖,所以應(yīng)該選擇粗糙的紙板,使其發(fā)生漫反射觀察實驗現(xiàn)象
綜上第1空、粗糙
2)紙板NOF上沒有觀察到反射光線說明紙板于鏡子不垂直,所以需要將紙板與鏡面垂直放置
綜上第1空、將紙板豎直地立在平面鏡上(或?qū)⒓埌迮c鏡面垂直放置)
3)在紙板上記錄每次光的徑跡,取下紙板,接下來用量角器測量法線兩側(cè)的入射角和反射角,比較大小,結(jié)論為,入射角等于反射角,反射角為反射管線和法線的夾角,所以反射角為50°
綜上第1空、入射角和反射角;第2空、反射角等于入射角;第3空、50°
【典例2】在探究“光反射時的規(guī)律”實驗中,進行如圖所示的實驗操作。
(1)本實驗中紙板ABDC的主要作用是:①顯示光路;②探究反射光線、入射光線與法線是否在同一平面內(nèi)。實驗中應(yīng)選用粗糙(選填“光滑”或“粗糙”)一些的紙板,這樣可以讓光在紙板上發(fā)生漫反射,讓各個方向的人都能看見光路;(2)如圖甲所示,若入射光線繞著O點沿順時針方向轉(zhuǎn)動20°,則可以觀察到反射光線與入射光線的夾角減小(選填“增大”或“減小”)的度數(shù)為40°;(3)接著做如圖乙所示操作,將紙板NBDO沿ON后折,在紙板NBDO上不能看到反射光線,此時反射光線存在(選填“存在”或“消失”);(4)實驗結(jié)束后,同組的小明和小剛都想從同一鏡子中看到對方的眼睛,而不想讓對方看到自己的眼睛,結(jié)果他倆誰都沒能做到,你認為沒能做到的原因是光路是可逆的。【實驗分析】漫反射則發(fā)生在物體表面粗糙的情況下,如紙張、墻壁或衣服等。在這種情況下,反射光線向各個方向散射,使得從不同角度都能看到反射光。光的反射定律的內(nèi)容:反射光線與入射光線、法線在同一平面上;反射光線和入射光線分居在法線的兩側(cè);反射角等于入射角?!窘馕觥俊窘獯稹浚?)實驗中用紙板的主要作用是為了顯示光的傳播路徑,實驗時,從紙板前不同的方向都能看到光的徑跡,是由于紙板表面粗糙,光在紙板上發(fā)生了漫反射,這樣可以記錄反射光線和入射光線的位置。
第一空填寫:光路;第二空填寫:粗糙;第三空填寫:漫
(2)由光的反射定律可知反射角等于入射角,入射光線繞著O點沿順時針方向轉(zhuǎn)動20°,此時入射角和反射角都減小20°,故入射角和反射角的夾角減小共40°。
第一空填寫:減?。坏诙仗顚懀?0℃
(3)紙板NOD沿ON向后折,此時在紙板NOD上不能看到反射光線,但是反射光線并沒有消失。
答案填寫:存在
(4)根據(jù)光的反射定律可知:光路是可逆的。
答案填寫:光路是可逆的
【練習1】在“探究光反射的規(guī)律”時,小李進行了如圖甲所示的實驗。(1)平面鏡平放在水平桌面上,一塊標有刻度的白色粗糙硬紙板與平面鏡保持,如圖甲所示;(2)實驗時,在甲圖中將一束光貼著紙板P沿EO射到鏡面上O點,紙板Q上會顯示出反射光束OF。接著將紙板Q繞ON向前或向后翻折(選填“能”或“不能”)顯示出反射光束,由此說明反射光線、入射光線與法線在同一平面內(nèi),在紙板Q繞ON向后翻折的過程中(選填“改變”或“不變”);(3)若保持平面鏡位置不變,將紙板向后傾斜一個角度(如圖乙),入射光線仍能呈現(xiàn)在紙板P上,此時(選填“能”或“不能”)在紙板Q上看到反射光線,此時反射光線、入射光線和法線(選填“在”或“不在”)同一平面內(nèi);(4)在甲圖中硬紙板上描出入射光線EO和反射光線OF,并測出反射角和入射角,改變?nèi)肷浣谴笮《啻螌嶒灪髮y得的數(shù)據(jù)記錄在表格中?!敬鸢浮浚?)垂直(2)不能;不變(3)不能;在(4)反射角等于入射角【知識點】光的反射定律【解析】【解答】探究光反射的規(guī)律時,
(1)平面鏡水平放置,標有刻度的白色粗糙硬紙板與平面鏡保持垂直;
(2)實驗時,若將紙板Q繞ON向前或向后翻折,使Q和P不在同一平面內(nèi),Q上不能顯示反射光束,可知反射光線、入射光線與法線在同一平面內(nèi),在紙板Q繞ON向后翻折的過程中,反射光線不變;
(3)如圖乙,平面鏡位置不變,將紙板向后傾斜,入射光線仍能呈現(xiàn)在紙板P上,反射光線不在Q上,不能在紙板Q上看到反射光線,此時反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi);
(4)甲圖中,多次進行實驗,并測出反射角和入射角,根據(jù)測量的數(shù)據(jù),總結(jié):反射角等于入射角?!揪毩?】如圖甲是探究光的反射定律實驗裝置,在平面鏡上放置一塊硬紙板,由可以繞ON轉(zhuǎn)折的E、F兩部分組成。實驗次數(shù)1234入射角15°35°45°60°反射角15°55°45°60°(1)為了從不同方向都能看到硬紙板上光的徑跡,應(yīng)選用表面(選填“光滑”或“粗糙”)的硬紙板;(2)組裝器材時,你認為硬紙板與平面鏡的位置關(guān)系是;(3)如圖乙,若想在硬紙板上同時呈現(xiàn)反射光和入射光,你的操作是:;(4)多次實驗記錄數(shù)據(jù)如表所示,在分析數(shù)據(jù)時,發(fā)現(xiàn)表格中一組數(shù)據(jù)有誤,這組數(shù)據(jù)是第組;(5)在進行實驗評估時,小明認為:當光垂直入射時,不存在反射光。你認為他的觀點是否正確并說明理由?!敬鸢浮看植?;垂直;解析;2;不合理,反射光線與入射光線重合【知識點】光的反射定律;鏡面反射與漫反射【解析】【解答】(1)為了從不同方向都能看到硬紙板上光的徑跡,應(yīng)選用表面粗糙的硬紙板。因為粗糙的表面可以產(chǎn)生漫反射,使得從不同方向都能看到光的徑跡。
(2)組裝器材時,硬紙板與平面鏡的位置關(guān)系應(yīng)該是垂直。這樣可以確保反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi),便于觀察和記錄實驗數(shù)據(jù)。
(3)如圖乙,若想在硬紙板上同時呈現(xiàn)反射光和入射光,可以將硬紙板向前或向后翻折,使得反射光線和入射光線分別落在硬紙板的兩側(cè)。這樣就可以同時觀察到反射光和入射光的徑跡。
(4)多次實驗記錄數(shù)據(jù)如表所示,在分析數(shù)據(jù)時,發(fā)現(xiàn)表格中一組數(shù)據(jù)有誤,這組數(shù)據(jù)是第4組。因為在光的反射定律中,反射角等于入射角,而第4組數(shù)據(jù)中,反射角和入射角不相等,因此這組數(shù)據(jù)有誤。
(5)在進行實驗評估時,小明認為:當光垂直入射時,不存在反射光。他的觀點是不正確的。因為在光的反射定律中,當光垂直入射時,反射角等于入射角,即反射角等于0度,此時反射光線與入射光線重合,但反射光仍然存在。
綜上第1空為粗糙;第2空為垂直;第3空為可以將硬紙板向前或向后翻折,使得反射光線和入射光線分別落在硬紙板的兩側(cè)。這樣就可以同時觀察到反射光和入射光的徑跡;第4空為2;第5空為不合理,反射光線與入射光線重合【練習3】某實驗小組在水平鼓面上固定了一塊平面鏡,用固定位置的激光筆照射平面鏡,此時觀察到墻面上出現(xiàn)了一個小光斑。(1)畫出經(jīng)過平面鏡照射到墻壁的反射光線并標出反射角;你在確定光路圖時應(yīng)用到的物理原理主要是定律。(2)在多個角度都觀察到墻上的光斑,說明了光在墻壁上發(fā)生了反射(選填“鏡面”或“漫”);(3)輕壓圖中平面鏡左側(cè)的鼓面,墻壁上光斑位置(選填“上移”、“不變”或“下移”);(4)實驗時在敲擊鼓面力度相同的情況下,要讓光斑跳動的幅度更大些以便于觀察,你的做法是?!敬鸢浮浚?);光的反射(2)漫(3)上移(4)增大桌子與墻壁的距離【知識點】光的反射;鏡面反射與漫反射【解析】【解答】(1)根據(jù)反射角等于入射角作出反射光線,反射角為反射光線與法線的夾角,如圖所示:確定光路圖時應(yīng)用到的物理原理主要是光的反射定律:即根據(jù)反射角等于入射角進行作圖。故答案為:;光的反射。(2)在多個角度都觀察到墻上的光斑,說明了光在墻壁上發(fā)生了漫反射,反射光線分散到各個方向。故答案為:漫。(3)輕壓圖中平面鏡左側(cè)的鼓面,鏡面左邊向下傾斜,入射角減小,反射角也減小,墻壁上光斑位置上移。故答案為:上移。(4)實驗時在敲擊鼓面力度相同的情況下,入射角與反射角改變程度相同,要讓光斑跳動的幅度更大些以便于觀察,可以增大桌子與墻壁的距離,當鼓面向下凹陷時,墻壁上光斑上移距離較大;當鼓面向上凸起時,墻壁上光斑下移距離較大。故答案為:增大桌子與墻壁的距離?!揪毩?】探究光的反射規(guī)律,器材有:激光筆、平面鏡、標有刻度的白色硬紙板(可沿中縫折疊)、白板;(1)如圖甲所示,將一束光照射到平面鏡上,它的反射光在光屏上形成一個光斑,保持光在平面鏡上的入射點不變,減小入射光與平面鏡的夾角,則光屏上的光斑向(選填“上”或“下”)移動;(2)利用圖乙所示的裝置進行探究;①平面鏡水平放置,標有刻度的白色硬紙板豎直地立在平面鏡上,使一束光緊貼紙板A,射向鏡面上的O點,將紙板B繞接縫ON向前或向后翻折,當紙板B和紙板A在時,紙板B上能呈現(xiàn)反射光束;②改變?nèi)肷涔獾姆较?,讀出入射角和反射角的大小,將測得的數(shù)據(jù)記錄在表格中,由此可知:反射角與入射角大??;實驗序號入射角反射角①30°30°②45°45°③60°60°③用另一束光逆著反射光的方向射到鏡面,觀察到反射后的光會逆著原來入射光的方向射出,這表明:;(3)利用如圖丙所示的裝置進行探究。讓一束光斜射到平面鏡上,在入射點O放置白板并調(diào)整位置,發(fā)現(xiàn)白板只在某一位置能同時呈現(xiàn)入射光和反射光,測得此時白板與鏡面成角,說明白板與鏡面的位置關(guān)系是:,實驗表明:;(4)自行車尾燈是由許多角反射器組成的反光裝置,角反射器是由互相垂直的反光面組成的。當汽車的燈光照在尾燈上時,司機看到尾燈特別亮,原因是:?!敬鸢浮浚?)下(2)同一平面;反射角等于入射角;光路可逆(3)垂直;光的反射定律中,入射光線、反射光線、法線三線在同一個平面內(nèi)(4)由于角反射器是由互相垂直的反光面組成的,當汽車的燈光照在尾燈上時,經(jīng)過兩次反射后,光線將平行于入射光線,反射進入司機眼中,司機看到尾燈特別亮?!局R點】光的反射定律【解析】【解答】(1)保持光在平面鏡上的入射點不變,減小入射光與平面鏡的夾角,則入射角增大,根據(jù)反射角等于入射角,反射角也增大,由此可知,此時光屏上的光斑向下移動;
(2)①以法線為軸,將硬紙板的B面向后旋轉(zhuǎn),這時在B面上不能觀察到反射光;在紙板AB在同一平面情況下,紙板B上能呈現(xiàn)光路,由此可知:入射光線、反射光線和法線在同一平面內(nèi);
②由表中數(shù)據(jù)可得,反射角等于入射角;
③如果讓光逆著反射光的方向射到鏡面上,那么它被反射后就會逆著原來入射光的方向射出,這個現(xiàn)象表明在光的反射現(xiàn)象中,光路是可逆的;
(3)由“測得此時白板與鏡面成90°角”說明白板與鏡面的位置關(guān)系是垂直關(guān)系,在實驗過程中,若將紙板傾斜(即紙板與平面鏡不垂直),讓光線仍貼著紙板沿AO方向射向鏡面,此時反射光線與入射光線在同一平面內(nèi),由于法線不再在紙板平面內(nèi),則紙板上不能看到反射光線;
(4)兩個互成直角的平面鏡放在一起,如下圖所示:當光線AO射到平面鏡1上時,發(fā)生第一次反射,先過入射點做出法線,根據(jù)反射光線與入射光線分居法線兩側(cè),反射角等于入射角做出反射光線OB,反射光線OB作為入射光線又射到反射鏡2上發(fā)生第二次反射,同理,做出最終反射光線O'C,將沿與原光線平行方向反射回去,平面鏡發(fā)生的是鏡面反射。
三、探究平面鏡成像特點為完成“探究平面鏡成像特點”實驗,小芳選擇了如圖所示的實驗裝置。(1)小芳用玻璃板代替平面鏡的目的是便于確定像的位置;(2)小芳把點燃的蠟燭A放在玻璃板前,還要在玻璃板的后面放一支外形相同但沒有點燃的蠟燭B,小芳應(yīng)在A(選填“A”或“B”)蠟燭一側(cè)觀察玻璃板中的像;(3)當把蠟燭靠近玻璃板時,蠟燭在玻璃板所成像的大小將不變(選填“變大”“不變”或“變小”);(4)實驗中,發(fā)現(xiàn)在水平桌面上無論怎樣移動蠟燭B,都與蠟燭A的像無法完全重合,你認為原因可能是玻璃板與桌面不垂直;(5)如圖所示,僅將玻璃板由圖中甲的位置水平向右平移至乙的位置時,蠟燭A的成像情況是_A_(選題字母代號)。A.蠟燭成像仍在B處B.蠟燭成像在B處右側(cè)C.蠟燭無法通過玻璃板成像【實驗分析】(1)測量物像到平面鏡的距離,首先要確定像的位置,利用透明的玻璃。
(2)(3)根據(jù)平面鏡成像的實質(zhì)是光的反射現(xiàn)象;平面鏡所成的像是與物體等大的虛像;
(4)無論怎樣調(diào)節(jié)后面的蠟燭B,都不能與蠟燭A的像重合,可能玻璃板和水平面不垂直;
(5)物體在平面鏡中成像特點進行判斷:物體在平面鏡中成虛像,物像大小相等,物像連線與鏡面垂直,物像到平面鏡的距離相等。
(6)等效替代法,物理學(xué)研究術(shù)語,是科學(xué)研究中常用的方法之一,是在保證某種效果相同的前提下,將實際的、復(fù)雜的物理問題和物理過程轉(zhuǎn)化為等效的、簡單的、易于研究的物理問題和物理過程來研究和處理的方法,將復(fù)雜的問題簡單化?!窘馕觥俊窘獯稹?1)實驗中用玻璃板代替平面鏡,原因是可以方便的找到像的位置,便于測量物距和像距;
(2)實驗時,小芳同學(xué)應(yīng)在A這一側(cè)觀察蠟燭A經(jīng)玻璃板所成的像;
(3)當把蠟燭靠近玻璃板時,由于像的大小與物體大小相同,蠟燭在玻璃板所成像的大小將不變;(4)如果玻璃板與桌面不垂直,A蠟燭所成的像可能偏高或偏低,這樣B蠟燭與A蠟燭的像就無法重合了;
(5)平面鏡所成的像與物關(guān)于平面鏡對稱,蠟燭A位置不變,將平面鏡平移,平面鏡仍在原來像與成像物體對稱軸上,像的位置不變,故選:A。
(6)本實驗中用兩根完全一樣的蠟燭,物與像大小相同,這種物理方法是等效替代法。
探究串聯(lián)電路的電阻時,引入“總電阻”的概念,采用的是等效替代法;
故答案為:(1)便于確定像的位置;(2)A;(3)不變;(4)玻璃板與桌面不垂直;(5)A;
平面鏡成像特點的實驗探究過程如下:實驗?zāi)康奶骄科矫骁R成像的特點,包括像與物體的大小關(guān)系、像的虛實性、像與物體到鏡面的距離關(guān)系以及像與物體的連線與鏡面的關(guān)系。實驗器材兩支完全一樣的蠟燭(一支點燃,一支未點燃)、一塊薄的透明玻璃板、一個光屏、火柴刻度尺、一張白紙(用于鋪設(shè)在實驗桌上)實驗步驟1.準備階段:-在桌面上鋪一張白紙,以便記錄玻璃板的位置和后續(xù)的實驗數(shù)據(jù)。-將玻璃板豎直放置在白紙上,確保其與桌面垂直,以減少成像誤差。2.放置點燃的蠟燭:-在玻璃板前放置一支點燃的蠟燭,作為物體,觀察其在玻璃板后的成像情況。3.探究像與物體的大小關(guān)系:-拿另一支未點燃的相同蠟燭,在玻璃板后面移動,直到看上去它與點燃蠟燭的像完全重合。此時,該位置即為點燃蠟燭像的位置。通過觀察,可以得出結(jié)論:像與物體大小相等。4.驗證像的虛實性:-將光屏放置在像的位置,觀察光屏上是否有像呈現(xiàn)。由于平面鏡成的是虛像,因此光屏上不會顯示像,從而驗證了像的虛實性。5.測量像與物體到鏡面的距離:-使用刻度尺分別測量點燃的蠟燭(物體)和未點燃的蠟燭(像)到玻璃板的距離,并記錄數(shù)據(jù)。通過多次測量和比較,可以得出結(jié)論:像與物體到鏡面的距離相等。6.探究像與物體的連線與鏡面的關(guān)系:-用直線連接點燃的蠟燭(物體)和未點燃的蠟燭(像)的位置,觀察該連線與玻璃板(鏡面)的關(guān)系。通過觀察和測量,可以得出結(jié)論:像與物體的連線與鏡面垂直。實驗結(jié)論通過上述實驗過程,我們可以得出平面鏡成像的以下特點:1.像與物體大小相等。2.平面鏡成的是虛像,無法在屏幕上顯示。3.像與物體到鏡面的距離相等。4.像與物體的連線與鏡面垂直。這些特點不僅有助于我們理解平面鏡成像的基本原理,還在實際生活中有著廣泛的應(yīng)用,如鏡子、潛望鏡等光學(xué)儀器的設(shè)計和使用?!镜淅啃∪A做“探究平面鏡成像特點”的實驗。(1)在豎直放置的茶色玻璃板前放棋子A,按照圖甲中①(填“①”、“②”或“③”)的方式看到棋子A的像。用茶色玻璃板代替平面鏡的目的是便于確定像的位置,應(yīng)選擇?。ㄟx填“薄”或“厚”)玻璃板進行實驗;(2)把與A相同的棋子B放到玻璃板后,并移動直至棋子B與A的像A'完全重合,這種確定像與物大小的方法是等效替代法(3)移去玻璃板后面的棋子B,在其原來位置上放一光屏,按照圖甲中②(填“①”、“②”或“③”)的方式觀察光屏,根據(jù)光屏上看不到棋子的像的現(xiàn)象說明平面鏡成的是虛像;(4)改變A的位置,三次實驗得到三組物、像位置點如圖乙所示,由此可知初步結(jié)論是平面鏡所成的像與物到平面鏡之間的距離相等(填“相等”或“不相等”);(5)用木板緊貼在玻璃板背面,擋住玻璃板后面的光,人眼在玻璃板前能(填“能”或“不能”)看見蠟燭A的像。若玻璃板上端向左傾斜(如圖丙),蠟燭A在玻璃板中成像的位置會偏高(選填“偏高”或“偏低”);(6)實驗結(jié)束,小華離開實驗室,走近自動感應(yīng)玻璃門時,門自動平移打開,則她在玻璃門中的像將不隨(填“隨”或“不隨”)門平移?!緦嶒灧治觥浚?)用玻璃板代替平面鏡,既能看到物體的虛像,又能透過玻璃板看到鏡后的物體,當鏡后的物體與虛像重合時,鏡后的物體的位置就是虛像的位置,這樣做的目的是為了便于確定像的位置;為了防止玻璃的兩個面都能成像,出現(xiàn)疊影影響實驗效果,所以通常選擇薄玻璃板進行實驗;
(2)等效替代法是在保證某種效果相同的前提下,將實際復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)化為等效簡單的問題,進行研究的方法,等效替代法是初中物理學(xué)中常用的研究方法之一;
(3)實像與虛像的重要區(qū)別在于:實像能用光屏承接,而虛像不能用光屏承接;
(4)根據(jù)三組物、像位置點,分析判斷出像與物體的位置關(guān)系;
(5)平面鏡成像是光的反射,由平面鏡成像的特點知:像與物關(guān)于鏡面成軸對稱圖形,如果玻璃板不豎直,則物體像的位置將偏高;
(6)玻璃門中的像是由于光的反射形成的,是虛像,不在玻璃門上,不會隨玻璃門的平移而移動?!窘馕觥俊窘獯稹浚?)實驗時,將茶色玻璃板豎直放置在一張方格紙上,在玻璃板前放一個棋子A(如圖甲所示),應(yīng)透過玻璃板來觀察這個棋子的像,故應(yīng)按照圖甲中“①”的方式看棋子A的像A';
用茶色玻璃板代替平面的目的是“便于確定像的位置”;
為了防止玻璃的兩個面都能成像,出現(xiàn)疊影影響實驗效果,所以通常選擇“薄”玻璃板進行實驗;
(2)把與A相同的棋子B放到玻璃板后,并移動直至棋子B與A的像A'完全重合,這種確定像與物大小的方法是“等效替代法”;
(3)移去玻璃板后面的棋子B,在其原來位置上放一光屏,為了區(qū)別所成的像是虛像還是實像,應(yīng)按照圖甲中“②”的方式觀察光屏,由于“光屏上看不到棋子的像”,說明平面鏡所成的像是虛像;
(4)分析圖乙中三次實驗得到的三組物、像位置點(A和A'、B和B、C和C)可知,平面鏡所成的像與物到平面鏡之間的距離“相等”;
(5)平面鏡成像是光的反射形成的,棋子反射出的光線經(jīng)玻璃板再次反射后進入人眼,被人眼接收,就能看到物體的虛像,所以用木板緊貼在玻璃板背面,擋住玻璃板后面的光,不會影響玻璃板對前面的光的反射,因此人眼在玻璃板前仍“能”看到棋子A的虛像;若玻璃板上端向左傾斜(如圖丙所示),根據(jù)平面鏡成像特點知:蠟燭A在玻璃板中成像的位置會”偏高“;
(6)人在玻璃門中所成的像是虛像,由平面鏡成像原理知:像與物體的位置連線始終與鏡面垂直,當玻璃門平移打開時,由于人在走近玻璃門的過程中,虛像與人的位置還是在原來位置的連線上?!安浑S“玻璃門平移,但像與人之間的距離會減小,像的大小會不變;
綜上可知,本題正確答案為:第(1)小題的第1空應(yīng)填:“①”,第2空應(yīng)填:“便于確定像的位置”;第3空應(yīng)填“薄”;第(2)小題的第1空應(yīng)填:“等效替代法”;第(3)小題的第1空應(yīng)填:“②”,第2空應(yīng)填:“光屏上看不到棋子的像”;第(4)小題的第1空應(yīng)填:“相等”;第(5)小題的第1空應(yīng)填“能”,第2空應(yīng)填:”偏高“;第(6)小題的第1空應(yīng)填:”不隨“。
【練習1】小華探究“平面鏡成像特點”.(1)實驗裝置如圖甲所示,為順利完成實驗,MN應(yīng)選擇(透明玻璃板/平面鏡),并將其放置在水平桌面上.(2)將點燃的蠟燭A放置在MN前面,將外形相同、沒有點燃的蠟燭B在MN后面移動,直至與A的像完全重合,重合現(xiàn)象說明.此時,蠟燭B所處的位置即為像的位置.(3)改變蠟燭A的位置,重復(fù)步驟(2),可得三組像與物的位置,如圖乙所示,由此可知平面鏡成像時,.(4)為判斷平面鏡成像的虛實,用光屏替代蠟燭B,然后(直接/隔著MN)觀察光屏上有無像,根據(jù)實驗現(xiàn)象可得平面鏡所成的像是像.【答案】(1)透明玻璃板;豎直(2)像與物大小相等(3)像與物體到鏡面的距離相等(4)直接;虛【知識點】平面鏡成像的原理、特點【解析】【解答】1)實驗裝置如圖甲所示,為順利完成實驗,MN應(yīng)選擇透明玻璃板,豎直放置在水平桌面上
綜上第1空、透明玻璃板;第2空、豎直
2)將點燃的蠟燭A放置在MN前面,將外形相同、沒有點燃的蠟燭B在MN后面移動,直至與A的像完全重合,重合現(xiàn)象說明像與物大小相等
綜上第1空、像與物大小相等
3)改變蠟燭A的位置,重復(fù)步驟(2),可得三組像與物的位置,如圖乙所示,由此可知平面鏡成像時像與物體到鏡面的距離相等
綜上第1空、像與物體到鏡面的距離相等
4)為判斷平面鏡成像的虛實,用光屏替代蠟燭B,然后直接觀察光屏上有無像,根據(jù)實驗現(xiàn)象可得平面鏡所成的像是虛像
綜上第1空、直接第2空、虛
【練習2】如圖所示是“探究平面鏡成像特點”的情景:豎立的透明玻璃板下方放一把刻度尺,刻度尺與玻璃板垂直;兩支相同的蠟燭M、N豎立于玻璃板兩側(cè)的刻度尺上,以M蠟燭為成像物體。(1)為便于觀察,該實驗最好在(選填“較明亮”或“較黑暗”)的環(huán)境中進行;此外,采用透明玻璃板代替平面鏡,雖然成像不如平面鏡清晰,但卻能在觀察到M蠟燭像的同時也能觀察到,巧妙地解決了確定像的位置和大小的問題;(2)點燃蠟燭M,慢慢地移動蠟燭N,直到蠟燭N與蠟燭M的像重合為止,這時發(fā)現(xiàn)像與物的大小;進一步觀察M、N兩支蠟燭在刻度尺上的位置發(fā)現(xiàn),像和物的連線與玻璃板,像和物到玻璃板的距離相等;(3)為證實上述有關(guān)成像特點是否可靠,你認為應(yīng)采取下列哪一項操作(選填“A”或“B”);A.保持玻璃板位置不變,多次改變M蠟燭的位置,進行與上述(2)相同的操作。B.保持M、N兩支蠟燭的位置不變,多次改變玻璃板的位置進行觀察。(4)移去蠟燭N,在其原來的位置放一塊光屏,光屏上不能承接到蠟燭M的像,這說明平面鏡所成的像是(選填“虛”或“實”)像?!敬鸢浮枯^黑暗;蠟燭N;相等;垂直;A;虛【知識點】探究平面鏡成像的特點【解析】【解答】(1)燭焰在黑暗環(huán)境中,燭焰和黑暗環(huán)境的對比度大,成像更清晰;所以應(yīng)該在較黑暗的環(huán)境進行。點燃蠟燭,燭焰在明亮的環(huán)境中,燭焰和明亮環(huán)境對比度較小,成像不太清晰。實驗過程中,用透明的玻璃板代替平面鏡,在物體一側(cè),既能看到蠟燭M的像,也能看到代替蠟燭M的蠟燭N,當蠟燭M的像和蠟燭N重合時,便于確定像的位置,便于比較物像大小。(2)小心地移動N蠟燭,直到與M蠟燭的像完全重合為止,對比物像大小發(fā)現(xiàn):物像大小相等;物像連線與玻璃板垂直,測量物和像到玻璃板的距離比較可以發(fā)現(xiàn):物像到玻璃板的距離相等。(3)A.保持玻璃板位置不變,多次改變M蠟燭的位置,進行與上述(2)相同的操作,可以多次改變物距,探究平面鏡的成像性質(zhì),故A符合題意。B.保持M、N兩支蠟燭的位置不變,多次改變玻璃板的位置進行觀察,每一次的物距都是相同的,雖然可以改變位置,但是不能改變物距,不具有普遍性,故B不符合題意。故選A。(4)光屏只能接收實像,不能接受虛像,所以移去蠟燭N,并在其位置上放一光屏,發(fā)現(xiàn)光屏不能接收到蠟燭M的像,說明平面鏡成的像是虛像。
【練習3】小明照鏡子時,看到鏡中自己的像,這個像有什么特點呢?為此他進行了實驗探究。實驗思路:(1)探究平面鏡成像的特點,關(guān)鍵是要確定像的位置和大?。豢蛇x用作為平面鏡觀察像,先將點燃的蠟燭置于鏡前,再用一支外形相同未點燃的蠟燭在鏡后移動,通過是否與像重合來確定像的位置和大小,進而得到平面鏡成像的特點;實驗過程:(2)按照實驗思路進行操作,觀察蠟燭與像完全重合后,在紙上分別標記平面鏡、蠟燭和像的位置,并測量蠟燭和像到平面鏡的,記錄在表格中。試著用光屏承接平面鏡后面的像,觀察光屏上能否呈現(xiàn)點燃蠟燭的像;(3)換用兩個相同的跳棋子、兩塊相同的橡皮重復(fù)上述操作。多次實驗的目的是;實驗結(jié)論:(4)平面鏡所成的像為(選填“實”或“虛”)像,像與物體關(guān)于鏡面對稱?!敬鸢浮浚?)玻璃板(2)距離(3)使結(jié)論具有普遍性(4)虛【知識點】探究平面鏡成像的特點【解析】【解答】(1)可選用玻璃板作為平面鏡觀察像,先將點燃的蠟燭置于鏡前,再用一支外形相同未點燃的蠟燭在鏡后移動,通過是否與像重合來確定像的位置和大小,進而得到平面鏡成像的特點;
(2)在紙上分別標記平面鏡、蠟燭和像的位置,并測量蠟燭和像到平面鏡的距離,可得出像與物到平面鏡的距離關(guān)系;
(3)換用兩個相同的跳棋子、兩塊相同的橡皮重復(fù)上述操作,多次實驗的目的是為了得出普遍結(jié)論,避免偶然性;
(4)由實驗可得出平面鏡所成是虛像,像與物體關(guān)于鏡面對稱。
【練習4】某同學(xué)探究平面鏡成像的特點。(1)如圖(a),在水平桌面上鋪一張紙,紙上放置一塊手機鋼化膜(薄透明板)作為平面鏡。沿著鋼化膜在紙上畫一條直線,代表平面鏡的位置。選取手機鋼化膜作為平面鏡,這樣做便于確定的位置;(2)將一個藍色長尾票夾(型號:5#)放在鋼化膜前,將另一個相同型號的粉色長尾票夾放在鋼化膜的后面并移動其位置,若看到粉色票夾與藍色票夾的像完全重合,則說明平面鏡所成的像與物的大小。在像的位置放一個光屏,若光屏承接不到像,則說明所成的是像;(3)如圖(b),將藍色票夾放在紙上,在藍色票夾一側(cè)通過鋼化膜看到是圖(c)中的?!敬鸢浮浚?)豎直;像(2)相等;虛(3)甲【知識點】探究平面鏡成像的特點【解析】【解答】1)如圖(a),在水平桌面上鋪一張紙,紙上豎直放置放置一塊手機鋼化膜(薄透明板)作為平面鏡。沿著鋼化膜在紙上畫一條直線,代表平面鏡的位置。選取手機鋼化膜作為平面鏡,這樣做便于確定像的位置
綜上第1空、豎直;第2空、像
2)看到粉色票夾與藍色票夾的像完全重合,則說明平面鏡所成的像與物的大小相等,在像的位置放一個光屏,若光屏承接不到像,則說明所成的是虛像
綜上第1空、相等;第2空、虛
3)平面鏡成像關(guān)于平面鏡對稱,所以i在藍色票夾一側(cè)通過鋼化膜看到是圖(c)中的甲
綜上第1空、甲
四、探究光的折射現(xiàn)象小明同學(xué)在探究光的反射和折射規(guī)律時,用玻璃磚做實驗,并測量一些數(shù)據(jù)填寫下表(但反射角一個數(shù)據(jù)漏填寫),在坐標軸上描點如圖1所示。入射角(i)0°10°20°30°40°41.2°折射角(r)0°15.2°30.9°48.6°74.6°81°反射角(r)0°10°20°30°40°(1)分析表中數(shù)據(jù)可知:光從__A__(選填“A”或“B”)傳播;A.玻璃到空氣 B.空氣到玻璃(2)分析表中數(shù)據(jù),補充表中剩余反射角的一個數(shù)據(jù)是41.2°;(3)推斷出當入射角大于65°時,能不能找到折射光線?不能;(4)由表格數(shù)據(jù)可知:圖1中圖線c(選填“a”“b”或“c”)反映了上述實驗中的折射角與入射角關(guān)系;圖線b(選填“a”“b”或“c”)反映反射角與入射角關(guān)系;(5)如圖2所示,當θ增大5度,入射光線與反射光線的夾角將增大(選填“增大”或“減小”)10度;(6)小明想利用紫光探究光的反射定律,他利用三棱鏡和遮光板將陽光中的紫光分離出來,如圖3所示,三種遮擋方法最有可能得到紫光的是3。(選填“1”“2”或“3”)【實驗分析】(1)光線發(fā)生折射時,空氣中的角度較大;
(2)光在反射時,反射角等于入射角;
(3)當入射角很大,空氣中的折射角大于90°,不能發(fā)生折射;
(4)折射角隨入射角的增大而增大;反射角等于入射角;
(5)入射角增大時,反射角增大相同度數(shù);
(6)紫光的折射角度比其它色光大?!窘馕觥俊窘獯稹烤抗獾姆瓷浜驼凵湟?guī)律時,
(1)根據(jù)表格數(shù)據(jù),入射角小于折射角,由于折射時,空氣中角度大,在折射光線在空氣中,光玻璃到空氣,A符合題意;
(2)由于光在反射時,反射角等于入射角,最后的入射角為41.2°,在反射角為41.2°;
(3)根據(jù)數(shù)據(jù),當入射角為41.2°時,折射角為81°,空氣中的折射角比入射角大39.8°,繼續(xù)增大入射角時,折射角增大,當入射角為65°時,不能看到折射光線;
(4)根據(jù)圖1,入射角增大,折射角增大更明顯,c反映折射角的變化規(guī)律;在反射時,反射角等于入射角,和入射角成正比,是b圖線;
(5)當入射角增大5°,反射角增大5°,入射角和反射角的夾角增大10°;
(6)因為紫光的折射角度偏大,發(fā)生色散時,折射角度最大,擋住3時,不能擋住紫光,能得到紫光。
探究光的折射定律可以通過以下步驟進行:1.準備實驗器材:需要準備的器材包括光源、玻璃磚、量角器、白紙、筆和直尺。2.搭建實驗平臺:將白紙鋪在桌面上,用直尺在紙上畫出一條直線作為入射光線的參考線。3.放置玻璃磚:將玻璃磚放置在參考線上,確保玻璃磚的邊緣與參考線對齊。4.發(fā)射光線:打開光源,調(diào)整光源位置,使光線沿著參考線方向射向玻璃磚的一個面。5.觀察折射現(xiàn)象:觀察光線進入玻璃磚后如何改變方向,并在白紙上標記折射光線的位置。6.測量角度:使用量角器測量入射光線與法線(垂直于玻璃磚面的線)的夾角,即入射角;測量折射光線與法線的夾角,即折射角。7.記錄數(shù)據(jù):記錄下入射角和折射角的數(shù)值,并重復(fù)實驗幾次以確保數(shù)據(jù)的準確性。8.分析數(shù)據(jù):比較不同入射角下的折射角,探究它們之間的關(guān)系。9.得出結(jié)論:光的折射定律:折射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi);折射光線與入射光線分居法線兩側(cè);當光從水斜射入空氣中時,折射角大于入射角;當光線垂直射入時,傳播方向不變;當入射角增大時,折射角也增大;空氣中的角永遠大,不管是入射還是折射?!镜淅咳鐖D所示,為了探究光折射時的特點,某實驗小組將一束光斜射到一塊平行板玻璃磚的上表面,并讓其出射光線從玻璃磚下表面射出,他們得到以下結(jié)論:(1)當入射角θ減小時,折射角也減小;(2)在光的折射現(xiàn)象中,光路是可逆的;(3)這一束光進入玻璃磚前的光線與離開玻璃磚后的光線的關(guān)系是平行的;(4)若透過平行板玻璃磚上表面觀看置于玻璃磚下表面的一枚硬幣,看到硬幣的位置比實際的淺(選填“深”或“淺”)?!緦嶒灧治觥浚?)光在發(fā)生折射時,入射角減小,折射角減小;
(2)光在折射時,光路是可逆的;
(3)光線進入后射出玻璃磚時,折射時偏折角度相同;
(4)空氣中看水中的物體時,由于折射,看到的比實際變淺。【解析】【解答】(1)當入射角θ減小時,折射角變小,入射光線向法線靠攏,折射光線也向法線靠攏。(2)在光的折射現(xiàn)象中,光路是可逆的,即逆著折射光線看過去,此時的折射光線就是原來的入射光線。(3)光線從第一次射入玻璃的上表面時,入射角為,折射角一定,當玻璃中的光線經(jīng)下表面進行第二次折射時,該折射角變?yōu)槿肷浣?,根?jù)光路可逆,那么此時的折射角的大小為,故一束光進入玻璃磚前的光線與離開玻璃磚后的光線的關(guān)系是平行的。(4)根據(jù)光路可逆,可以把離開玻璃板的光線看成是一枚硬幣經(jīng)反射發(fā)出的光線,逆著光線看過去,即可發(fā)現(xiàn)原來的一束光進入玻璃磚前的光線為折射后的光線,人眼逆著折射光線看過了即為硬幣的像,故此像在硬幣的上方,故看到硬幣的位置比實際的淺?!揪毩?】某小組選用了圖甲中光源、水、水槽、可折轉(zhuǎn)的光屏(帶刻度)等器材,用于完成探究“光從空氣射入水中時的折射規(guī)律”:圖丙是光從空氣射入水中,入射點為O點,不斷改變?nèi)肷浣牵x出刻度盤上對應(yīng)的折射角,將實驗結(jié)果畫在圖丙中,其中1和1'、2和2'、3和3'、4和4'分別表示各次入射光線和對應(yīng)的折射光線的位置。試問:(1)甲圖中一束光從空氣射入水中,各個方向的同學(xué)都能觀察到此現(xiàn)象,是因為光發(fā)生了反射;(2)當光從空氣垂直射到水面時,折射角等于度;(3)圖乙中的把光屏向后翻的目的是為了;(4)由圖丙可以得到:光從空氣斜射入水中時,折射角隨入射角的增大而?!敬鸢浮浚?)漫(2)0(3)驗證三線共面(4)增大【知識點】鏡面反射與漫反射;光的折射規(guī)律【解析】【解答】(1)甲圖中一束光從空氣射入水中,光線在光屏上傳播時發(fā)生漫反射,各個方向的同學(xué)都能觀察到此現(xiàn)象。(2)當光從空氣垂直射到水面時,由圖丙1可知,入射角為0°,折射角等于0°,即垂直入射時,光在空氣和水的界面不發(fā)生折射。(3)圖乙中的把光屏向后翻折,不能在光屏上看到折射光線,目的是為了驗證入射光線。折射光線、法線在同一平面內(nèi)。(4)由圖丙可知,入射角增大,折射角隨著增大,可得結(jié)論:光從空氣斜射入水中時,折射角隨入射角的增大而增大。
故答案為:(1)漫;(2)0;(3)驗證三線共面;(4)增大。
【分析】本題考查漫反射、折射現(xiàn)象的理解,漫反射時物體的粗糙表面能向各個方向反射光線,所以人們能從各個方向看到它。光的折射是指光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時,傳播方向發(fā)生改變,從而使光線在不同介質(zhì)的交界處發(fā)生偏折的現(xiàn)象。屬于光的折射現(xiàn)象?!揪毩?】如表是光和聲音在時在幾種介質(zhì)中運動的速度,如圖甲是光在幾種介質(zhì)中發(fā)生折射時的光路圖。介質(zhì)聲速光速密度空氣水人體軟組織(1)分析表中數(shù)據(jù),總結(jié)光速和介質(zhì)關(guān)系可以得出的結(jié)論是等。(2)綜合分析表中
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