专题10 物理说理证明-2021-2022学年浙江中考科学冲击重高培优讲义

专题10 物理说理证明 【解题技巧】 初中物理说理题的设计是千变万化的，答题时，要根据具体题目和题型采用不同的方法，做到题变我变，灵活组织相应的答案。 （1）把握问题重点。 （2）根据审题的几个方面确定答案要点，根据理顺的思路针对题目进行回答。 （3）除问什么答什么外，还应当对所答内容作必须的简要说明，以把问题说得清楚具体。总之，应以简明扼要为原则。 证明题一般为公式书写证明过程，需要较强的数学能力 ①明确科学本质，确定知识点，确定基本公式，并按照公式逐步推导，演化，替代； ②将科学结论转化为用科学公式表达，需要学生运用较多科学语言（文字或科学公式等），并运用因果关系，体现一定逻辑顺序，来阐述、解释某一科学问题或科学现象的综合性试题 【例题精析】 一、光学 1．如图1灯距地面的高度为H，身高为h的人自路灯的正下方经过，看到自己头部的影子正好在自己脚下。如图2，如果人以不变的速度v匀速向前走，由A到B，则人头部的影子由C运动到D．证明：人头部影子的速度为。 【解答】证明： 如图，则△OAB和△OCD相似，根据相似三角形对应边成比例，则有：①； 因为人在做匀速直线运动，所以人的头也在做匀速直线运动， 则：AB＝vt…② 将②式代入①式，得： CDvt； 由于v是不变的，因此人的影子从C点到D的过程也是做匀速直线运动，所以人头部影子的速度为。 2．如图所示，竖直放置平面镜MN前有一直立人体AB、人眼可通过平面镜观测到自己的像，试结合平面镜成像特点和光的反射原理推证：平面镜所需最小长度为人体长度的一半时，人眼即可观看到全身像。（设人眼在A点，不考虑成像宽度） 【解答】解： 如图所示，A、B分别表示人的头顶和脚的位置，MN为平面镜位置，由平面镜成像特点可确定A′B′为AB的像， 根据平面镜所成的像与物体到镜面距离相等可知，因为AC＝CA′，所以ACAA′，由图可知CD为△AA′B′的中位线，所以CDA′B′AB，CD为平面镜的最小长度，AB为人的身高，所以镜的长度应为人身高的一半。 3．如图a为学校升旗时的旗杆，小朱同学借助一块平面镜就测出旗杆大致高度，如图b，先把一小块平面镜m水平放置在你和旗杆间水平地面上的适当位置O点，当你从平面镜中恰能看到旗杆A点的像A'，测出这时平面镜和你及旗杆间的水平距离l和L，再测出你的眼距地面的高度（近似为身高）h，根据平面镜成像的特点，即可算出旗杆的高度。 （1）请在b图中作出人眼从平面镜中观察到旗杆A点的像的光路图。 （2）请推导旗杆高度Hh。 【解答】解： （1）反射光线的延长线一定过像点，所以先作出A的像点A'，连接CA'，与平面镜的交点E为入射点，连接入射点E与C点连线为反射光线，再连接A也入射点E连线为入射光线，如图所示： 。 （2）由图知，Rt△ABE∽Rt△CDE， 所以，即：， 所以Hh。 答：（1）见上图；（2）推导过程见上。 4．二平面镜相互垂直，一光线斜射入其中一块平面镜，经过二次反射后射出。 （1）画出二次反射的光路图（保留作图痕迹） （2）证明：第一次入射光线与第二次反射光线平行 【解答】解：（1）先过第一次入射点垂直镜面作出法线，再根据反射角等于入射角画出反射光线；反射光线到达第二个反射面，同理先作法线，再作反射光线，注意第二次反射的反射光线与第一次反射的入射光线平行，如图所示： （2）证明：如图设平面镜M和N垂直相交，AO1为任意角度射到平面镜的光线。 O2B为最后的反射光线，根据光的反射定律， ∵∠α＝∠β，∠β+∠γ＝90°， ∴∠AO1O2＝180°﹣2∠α， ∴∠O1O2B＝180°﹣2∠γ， ∴∠AO1O2+∠O1O2B＝180°﹣2∠α+180°﹣2∠γ＝360°﹣2（∠α+∠γ）＝360°﹣2×90°＝180°， ∴与O2B平行的。（同旁内角互补，两直线平行）， 由作图可知：AO1与O2B是平行且方向相反的。 5．有一块上下两面MN与EF相平行的均匀玻璃砖，现有入射光线AB斜射到玻璃砖上，经玻璃砖两次折射后，出射光线为CD，且AB、CD与玻璃砖的夹角均为α，如图所示。 （1）画出光线在玻璃砖内的传播路径； （2）证明：出射光线CD与入射光线AB相平行。 【解答】解：（1）先过入射点B垂直玻璃砖上表面作出法线，再在玻璃砖内部法线的另一侧作出折射光线，注意折射角小于入射角，并且最后的折射光线CD与玻璃砖上表面的入射光线AB平行，如图所示： （2）如下图，延长AB，反向延长CD， 因为∠1＝∠α，∠2＝∠α， 所以∠1＝∠2， 因为MN∥EF， 所以∠NBC＝∠ECB， 即∠1+∠3＝∠2+∠4， 所以∠3＝∠4， 所以AB∥CD。 6．如图所示，在x轴的原点放一点光源S，距点光源为a处，放一不透光的边长为a的正方体物块，若在x轴的上方距x轴为2a处放一个平行于x