第四章 光现象 实验专题训练-【同步实验课】2024-2025学年初中物理教材实验大盘点（人教版2024）

王牌物理 王牌物理 第四 章光现象 1、 光的直线传播 小明同学在学习了光的传播知识后，猜想光在空气中是沿直线传播的，为了验证这一猜想，他设计了如下实验，请你阅读并根据所学知识和他一起填写实验结果： 实验方案： ①在桌子上放一张白纸作为光屏，利用铁架台把一张中心有孔的硬纸片固定在白炽灯与白纸之间，如图所示. ②打开白炽灯，上下调整硬纸片的距离，直到在白纸上出现灯丝清晰的像，观察像的正倒. ③上下移动硬纸片，改变白炽灯泡与小孔的距离，观察像的大小变化. 实验现象： （1） 实验发现白纸上灯丝像的开口与灯丝的开口方向相反，此时所成的像为　 倒立 （正立/倒立） 的 实 （实/虚）像. （2）灯泡与小孔的距离越小，所成的像越　 大 ；当灯泡与小孔的距离大于小孔与白纸的距离时，所成的像是　缩小 （放大/缩小）的，小明同学分析实验现象得出的结论是　光在空气中是沿直线传播的 . （3）上述实验现象叫　小孔 　成像，生活中与上述实验现象相同的例子还有（举一例）：　 太阳光穿过树叶间的空隙，在地面形成很多圆形光斑 　. 【实验分析】光在同种均匀物质中沿直线传播；当光通过小孔时由于光有沿直线传播的特点，在小孔的后方形成一个倒立的像，像的大小既与物体到小孔的距离有关，又与屏幕到小孔的距离有关，在小孔成像中由于屏幕到小孔的距离不同，即可成倒立放大的像，也可成倒立缩小的像，但小孔不能太大，否则不能成像. 【解析】【解答】（1）灯丝在白纸上成的像是小孔成像，白纸上像的开口处与灯丝的开口处方向相反，说明所成的像是倒立的像，像是实际光线会聚而成的，是实像；（2）灯泡与小孔的距离越小，所成的像越大；当灯泡与小孔的距离大于小孔与白纸的距离时，所成的像是缩小的；分析实验现象得出的结论是：光在空气中沿直线传播的；（3）上面实验现象叫小孔成像，应用小孔成像的例子：太阳光穿过树叶间的空隙，在地面形成很多圆形光斑。 光沿直线传播可以通过以下几点来说明： 1. 小孔成像实验：在一个暗室中，通过一个小孔让光线进入，会在对面的墙上形成一个倒立的图像。这个现象证明了光线在传播过程中是沿直线行进的。 2. 激光笔演示：使用激光笔在空间中移动，可以看到激光点在墙壁或其他平面上的移动轨迹是直线，这表明光线传播是直线性的。 3. 日食和月食现象：当地球位于太阳和月球之间时，地球的影子会投射在月球上，形成月食；而当月球位于地球和太阳之间时，月球的影子会投射在地球上，形成日食。这些现象说明太阳光是直线传播的。 4. 光的反射定律：当光线遇到平面镜时，反射光线与入射光线以及垂直于镜面的法线都在同一平面内，且反射角等于入射角，这进一步证实了光线直线传播的特性。 5. 光的折射现象：当光线从一种介质进入另一种介质时，光线会改变方向，但入射光线和折射光线仍然在同一平面内，且遵循斯涅尔定律，这同样表明光线是沿直线传播的。 【练习1】如表是小明同学在硬纸板上挖孔所做的研究太阳的小孔成像实验记录表： 小孔的形状 □ 〇 △ 小孔的最大外径/mm 1 5 10 1 5 10 1 5 10 地 面 光 斑 形 状 小孔距地10cm时 □ □ □ 〇 〇 〇 △ △ △ 小孔距地20cm时 〇 □ □ 〇 〇 〇 〇 △ △ 小孔距地40cm时 〇 □ □ 〇 〇 〇 〇 △ △ 小孔距地80cm时 〇 〇 □ 〇 〇 〇 〇 〇 △ 小孔距地120cm时 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 小孔距地200cm时 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 小明和他的同学分析上表的结果，得出了一些结论，请你帮他们补充完整. （1）小孔成像是由于　 　形成的. （2）由于太阳距我们很远，到达地面的光线几乎平行，所以，当小孔到地面的距离足够小，地面上的光斑与小孔的形状是　 　（选填“一致的”或“不一致的”），这不是太阳的像. （3）要使太阳通过小孔成像，必须注意小孔的大小和小孔到地面的距离，当小孔到地面的距离一定时，小孔越　 　（填“大”或“小”），地面上就越容易得到太阳的像. （4）如上表所示，当小孔的最大外径为5mm，小孔距地80cm时，用一张卡片覆盖在△孔上（相当于把孔变小），遮住孔的一部分，让太阳光透过小孔，与不遮住小孔相比，光斑的形状　 　（选填“变化”或“不变”），亮度　 　（选填“变亮”、“变暗”或“不变”）。 【练习2】学习了光学知识后，爱动脑筋的小明和小红想自己探究小孔成像现象．如图所示，他们给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔，再用两片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上．分别将小孔对着烛焰和灯丝，可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像． （1）甲图中点燃的蜡烛距小孔20cm，它成像在距小孔15cm，则半透明膜上的像是（　　） A．倒立、放大的像 B．正立、缩小的像 C．倒立、缩小的像 D．正立、放大的像 （2）由甲、乙两图可知实验是在研究小孔成像与　 　的关系． （3）分析比较　 　和　 　两图，可以得出小孔成像与物体的形状有关； （4）小明和小红明白了：树荫下的圆形光斑（如图所示）就是　 　通过树叶间的小孔在地面上形成的像． （5）小明和小红还联想到：在太阳光或者日光灯下， 如果挡住了光的去路，地面上就会形成影子．细心的小明进一步发现，在日光灯下的影子灰蒙蒙一片，一点也不清楚，特别是处处装点着电灯的大厅里，人和物的影子就更是模糊不清了．这是为什么呢？小明去问物理老师，老师拿出几根蜡烛、一个圆柱形铁块，让小明做了如下实验： ①木块放在桌子上，旁边点上一只蜡烛．观察铁块的影子．（如图a） ②在旁边再点上一只蜡烛，观察铁块的影子（如图b） ③继续在铁块旁边点蜡烛，直到将蜡烛围满铁块四周，观察铁块的影子（如图c和d） 小明发现，蜡烛影子越来越　 　（填“深”或“浅”），这时他又比较了一下白炽灯和日光灯，看到白炽灯的灯丝很集中，而日光灯的灯管却很长，他想了一会后，高兴的说：“老师，我明白了！” 请你替小明回答：原来不透明物体的周围，若四周都有光源，就　 　.生活中的　 　（填一种应用）就运用这一结论. 【练习3】如图所示某兴趣小组在空易拉罐的底部中央戳个小圆孔，将顶部剪去后，蒙上一层塑料薄膜，制作成一个简易针孔照相机。如图甲所示，将其水平放置，在左侧固定一支点燃的蜡烛，可在塑料薄膜上看到烛焰倒立的像。 （1）若将点燃的蜡烛向上移动，则塑料薄膜上的像向　 　（选填“上”或“下”）方移动；若将易拉罐向右移动少许，蜡烛的像将　 　(选填“变大”、“变小”或“不变”)。 （2）若只将小圆孔改为三角形小孔，则像的形状　 　(选填“改变”或“不变”) （3）晴天的正午时分，走在长广溪湿地树林下，小明看到阳光透过树叶的缝隙在地上留下许多大小不同的圆形光斑（如图乙所示），这是　 　（选填“太阳”、“树叶的缝隙”或“树叶”）的　 　（选填“实像”、“影子”或“虚像”）。 （4）小明测出其中一个光斑的直径为7.0cm，树的高度大约是7m，从网上查到太阳到地面的距离为1.5×1011m，由此可以估算太阳的直径约为　 　km． （5）小明还想探究光斑的形状是否与卡片到地面的距离有关，他选用了如图丙所示的卡片（其中孔的尺寸较大，是边长为2厘米的菱形），逐步增大菱形与地面的距离，他的具体发现是：　 　。 【练习4】（1）晴天的正午时分，走在公园茂密的树林下，你会看到阳光透过树叶的缝隙而在地上留下许多大小不同的圆形光斑（如图所示），这是太阳的　 　（选填“像”或“影子”），形成的原因是　 　． （2）在探究树荫下光斑的综合实践活动中，为了研究孔的大小对光斑形状的影响，小华设计了四种开有不同形状孔的卡片甲，并用另一张卡片乙覆盖在甲上，如图所示．接着，从图示位置沿箭头方向水平移动乙，观察光斑形状的变化情况．下列合乎要求的是_____． A． B． C． D． （3）小明通过 阅读课本了解到小孔会成上下颠倒，左右相反的像，为了验证这个说法，他准备制作几个发光字来进行实验，其中最适合的是_____（填序号）． A． B． C． D． 二、探究光的反射定律 为了探究光的反射规律，小明用如图所示的装置进行实验，装置置于水平桌面上，把一可沿折叠的白色硬纸板竖直放置在平面镜上。 次数 入射角 反射角 （1）为了看清楚纸板上的光路，硬纸板材质应是　粗糙的 选填“粗糙的”或“光滑的”； （2）分析如表所示数据可得：反射角　等于 　选填“大于”、“小于”或“等于”入射角；当入射角变大时，反射光线　远离 选填“远离”或“靠近”； （3）以为轴线，把纸板向前或向后折，在纸板上　不能 　选填“能”或“不能”看到反射光线，由此说明反射光线、入射光线与法线在　同一 选填“同一”或“不同”平面内； （4）如果让光线沿着的方向射向镜面，会发现反射光线沿着　 OE 　方向射出，这表明：在反射现象中，　光路是可逆的 　。 【实验分析】（1） 为了看清纸板上的光路，硬纸板的材料通常选择略显粗糙的材质。这是因为粗糙的表面可以增加光线的漫反射，使得光线在纸板表面反射得更加分散，从而更容易观察到光路的细节。相比之下，如果纸板表面非常光滑，光线会发生镜面反射，大部分光线会沿着特定的角度反射出去，而不是分散在各个方向上。这样就会使得光路的细节难以观察到。 （2） 当入射角增大时，反射角也会随之增大，并且反射光线与法线的夹角也会增大。具体来说，当光从一种介质射向另一种介质时，在两种介质的交界面上会发生反射。入射角是入射光线与法线的夹角，反射角是反射光线与法线的夹角。根据反射定律，这两个角度是相等的。 因此，当入射角变大时，反射角也会变大，反射光线会偏离法线，即远离法线。 （3） 当沿法线对折纸板后，纸板上的入射光线和法线会位于同一平面内，但是反射光线却不会在这个平面内。说明反射光线、入射光线和法线必须在同一平面内才能发生反射。如果这三个光线不在同一平面内，那么它们就无法构成一个完整的反射光路。因此，当纸板被对折后，反射光线就无法在纸板上被看到，这说明了反射光线、入射光线和法线必须在同一平面内才能发生反射。 （4） 如果光线沿着刚才的反射线路射回镜面，它会再次被反射，并沿着原来的入射线路方向射出。 【解析】【解答】（1） 为了看清楚纸板上的光路，硬纸板材质应是粗糙的，这样光照射在上面才能看清光路，故该空填“粗糙的”； （2）由表中数据可得，反射角等于入射角，故该空填“等于”；当入射角变大时，反射光线远离ON，故该空填“远离”； （3）把纸板向前或向后折，在纸板 不能看到反射光线，故该空填“不能”， 说明反射光线、入射光线与法线在 同一平面内，故该空填“同一”； （4） 让光线沿着的方向射向镜面，会发现反射光线沿 方向射出，故该空填“ ”，这说明光路是可逆的。 实验目标：研究光的反射规律，掌握入射光线、反射光线与法线之间的相互关系。 实验材料：平面镜、激光指示器、角度测量工具、绘图纸、标记笔。 实验流程： 1. 在绘图纸上绘制一条直线，代表平面镜的位置。 2. 将平面镜垂直于直线上的某一点放置，并确保其可以自由转动。 3. 在纸上选定一点作为光线入射点，并进行标记。 4. 使用激光指示器从入射点发射光线，调整光线方向，使其与镜面形成特定角度。 5. 观察并记录反射光线的方向。 6. 利用角度测量工具测量入射角和反射角的具体数值。 7. 记录数据，然后改变平面镜的位置，重复步骤4至6，进行多次测量。 8. 对收集的数据进行分析，以验证反射定律是否成立。 实验结果：通过观察和数据分析，可以得出结论：在均匀介质中，光的反射定律是成立的，即反射光线、入射光线和法线位于同一平面内，且反射角与入射角相等。 【典例1】为了探究光反射时的规律，某同学将一块平面镜放在水平桌面上，再把硬纸板ENF放置在平面镜上，如图甲所示，硬纸板ENF是两块纸板连接起来的，可绕ON转动。 （1）本实验中应选用　 　(填“粗糙”或“光滑”)的纸板做实验. （2）使一束光贴着已经在同一平面的纸板ENF沿某一角度从E点入射到O点，纸板NOF上没有观察到反射光线，接下来的操作是　 　。 （3）正确操作实验，然后在纸板上记录每次光的径迹，如图乙所示。取下纸板，接下来用量角器测量法线两侧的　 ，将数据记录在表格中，并比较测量结果，得出结论：在反射现象中，　 。若入射光线E0与平面镜的夹角为40°，此时反射角为　 . （4）把纸板NOF向前折或向后折，这样做的目的是为了探究 　。 （5）根据本实验的结论，小明想要利用一块平面镜让垂直于地面的太阳光水平射入涵洞中，如图丙所示。请你通过作图标出平而镜的位置。 【典例2】在探究“光反射时的规律”实验中，进行如图所示的实验操作。 （1）本实验中纸板ABDC的主要作用是：①显示　 ；②探究反射光线、入射光线与法线是否在同一平面内。实验中应选用　 　(选填“光滑”或“粗糙”)一些的纸板，这样可以让光在纸板上发生　 反射，让各个方向的人都能看见光路； （2）如图甲所示，若入射光线绕着O点沿顺时针方向转动20°，则可以观察到反射光线与入射光线的夹角 　(选填“增大”或“减小”)的度数为 ； （3）接着做如图乙所示操作，将纸板NBDO沿ON后折，在纸板NBDO上不能看到反射光线，此时反射光线 　(选填“存在”或“消失”)； （4）实验结束后，同组的小明和小刚都想从同一镜子中看到对方的眼睛，而不想让对方看到自己的眼睛，结果他俩谁都没能做到，你认为没能做到的原因是 　。 【练习1】在“探究光反射的规律”时，小李进行了如图甲所示的实验。 （1）平面镜平放在水平桌面上，一块标有刻度的白色粗糙硬纸板与平面镜保持 　 　，如图甲所示； （2）实验时，在甲图中将一束光贴着纸板P沿EO射到镜面上O点，纸板Q上会显示出反射光束OF。接着将纸板Q绕ON向前或向后翻折　 　（选填“能”或“不能”）显示出反射光束，由此说明反射光线、入射光线与法线在同一平面内，在纸板Q绕ON向后翻折的过程中　 　（选填“改变”或“不变”）； （3）若保持平面镜位置不变，将纸板向后倾斜一个角度（如图乙），入射光线仍能呈现在纸板P上，此时 　 　（选填“能”或“不能”）在纸板Q上看到反射光线，此时反射光线、入射光线和法线 　 　（选填“在”或“不在”）同一平面内； （4）在甲图中硬纸板上描出入射光线EO和反射光线OF，并测出反射角和入射角，改变入射角大小多次实验后将测得的数据记录在表格中　 　。 【练习2】如图甲是探究光的反射定律实验装置，在平面镜上放置一块硬纸板，由可以绕ON转折的E、F 两部分组成。 实验次数 1 2 3 4 入射角 15° 35° 45° 60° 反射角 15° 55° 45° 60° （1）为了从不同方向都能看到硬纸板上光的径迹，应选用表面　 　（选填“光滑”或“粗糙”）的硬纸板； （2）组装器材时，你认为硬纸板与平面镜的位置关系是　 　； （3）如图乙，若想在硬纸板上同时呈现反射光和入射光，你的操作是：　 　； （4）多次实验记录数据如表所示，在分析数据时，发现表格中一组数据有误，这组数据是第　 　组； （5）在进行实验评估时，小明认为：当光垂直入射时，不存在反射光。你认为他的观点是否正确并说明理由　 　。 【练习3】某实验小组在水平鼓面上固定了一块平面镜，用固定位置的激光笔照射平面镜，此时观察到墙面上出现了一个小光斑。 （1）画出经过平面镜照射到墙壁的反射光线并标出反射角　 　；你在确定光路图时应用到的物理原理主要是　 　定律。 （2）在多个角度都观察到墙上的光斑，说明了光在墙壁上发生了　 　反射（选填“镜面”或“漫”）； （3）轻压图中平面镜左侧的鼓面，墙壁上光斑位置　 　（选填“上移”、“不变”或“下移”）； （4）实验时在敲击鼓面力度相同的情况下，要让光斑跳动的幅度更大些以便于观察，你的做法是　 　。 【练习4】 探究光的反射规律，器材有：激光笔、平面镜、标有刻度的白色硬纸板（可沿中缝折叠）、白板； （1）如图甲所示，将一束光照射到平面镜上，它的反射光在光屏上形成一个光斑，保持光在平面镜上的入射点不变，减小入射光与平面镜的夹角，则光屏上的光斑向　 　（选填“上”或“下”）移动； （2）利用图乙所示的装置进行探究； ①平面镜水平放置，标有刻度的白色硬纸板竖直地立在平面镜上，使一束光紧贴纸板A，射向镜面上的O点，将纸板B绕接缝ON向前或向后翻折，当纸板B和纸板A在　 　时，纸板B上能呈现反射光束； ②改变入射光的方向，读出入射角和反射角的大小，将测得的数据记录在表格中，由此可知：反射角与入射角大小　 　； 实验序号 入射角 反射角 ① 30° 30° ② 45° 45° ③ 60° 60° ③用另一束光逆着反射光的方向射到镜面，观察到反射后的光会逆着原来入射光的方向射出，这表明：　 　； （3）利用如图丙所示的装置进行探究。让一束光斜射到平面镜上，在入射点O放置白板并调整位置，发现白板只在某一位置能同时呈现入射光和反射光，测得此时白板与镜面成角，说明白板与镜面的位置关系是：　 　，实验表明：　 　； （4）自行车尾灯是由许多角反射器组成的反光装置，角反射器是由互相垂直的反光面组成的。当汽车的灯光照在尾灯上时，司机看到尾灯特别亮，原因是：　 　。 三、探究平面镜成像特点 为完成“探究平面镜成像特点”实验，小芳选择了如图所示的实验装置。 （1）小芳用玻璃板代替平面镜的目的是　便于确定像的位置 ； （2）小芳把点燃的蜡烛A放在玻璃板前，还要在玻璃板的后面放一支外形相同但没有点燃的蜡烛B，小芳应在　A （选填“A”或“B”）蜡烛一侧观察玻璃板中的像； （3）当把蜡烛靠近玻璃板时，蜡烛在玻璃板所成像的大小将　不变 （选填“变大”“不变”或“变小”）； （4）实验中，发现在水平桌面上无论怎样移动蜡烛B，都与蜡烛A的像无法完全重合，你认为原因可能是　玻璃板与桌面不垂直 ； （5）如图所示，仅将玻璃板由图中甲的位置水平向右平移至乙的位置时，蜡烛A的成像情况是_A_ （选题字母代号）。 A．蜡烛成像仍在B处 B．蜡烛成像在B处右侧 C．蜡烛无法通过玻璃板成像 【实验分析】(1)测量物像到平面镜的距离，首先要确定像的位置，利用透明的玻璃。 (2) (3)根据平面镜成像的实质是光的反射现象；平面镜所成的像是与物体等大的虚像； (4)无论怎样调节后面的蜡烛B，都不能与蜡烛A的像重合，可能玻璃板和水平面不垂直； (5)物体在平面镜中成像特点进行判断：物体在平面镜中成虚像，物像大小相等，物像连线与镜面垂直，物像到平面镜的距离相等。 (6)等效替代法，物理学研究术语，是科学研究中常用的方法之一，是在保证某种效果相同的前提下，将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程来研究和处理的方法，将复杂的问题简单化。 【解析】【解答】(1)实验中用玻璃板代替平面镜，原因是可以方便的找到像的位置，便于测量物距和像距； (2) 实验时，小芳同学应在A这一侧观察蜡烛A经玻璃板所成的像； (3)当把蜡烛靠近玻璃板时，由于像的大小与物体大小相同，蜡烛在玻璃板所成像的大小将不变；(4)如果玻璃板与桌面不垂直，A蜡烛所成的像可能偏高或偏低，这样B蜡烛与A蜡烛的像就无法重合了； (5)平面镜所成的像与物关于平面镜对称，蜡烛A位置不变，将平面镜平移，平面镜仍在原来像与成像物体对称轴上，像的位置不变，故选：A。 (6)本实验中用两根完全一样的蜡烛，物与像大小相同，这种物理方法是等效替代法。 探究串联电路的电阻时，引入“总电阻”的概念，采用的是等效替代法； 故答案为：(1) 便于确定像的位置 ；(2) A； (3)不变；(4)玻璃板与桌面不垂直；(5) A； 平面镜成像特点的实验探究过程如下： 实验目的 探究平面镜成像的特点，包括像与物体的大小关系、像的虚实性、像与物体到镜面的距离关系以及像与物体的连线与镜面的关系。 实验器材 两支完全一样的蜡烛（一支点燃，一支未点燃）、 一块薄的透明玻璃板、 一个光屏、 火柴 刻度尺、 一张白纸（用于铺设在实验桌上） 实验步骤 1.准备阶段： - 在桌面上铺一张白纸，以便记录玻璃板的位置和后续的实验数据。 - 将玻璃板竖直放置在白纸上，确保其与桌面垂直，以减少成像误差。 2. 放置点燃的蜡烛： - 在玻璃板前放置一支点燃的蜡烛，作为物体，观察其在玻璃板后的成像情况。 3. 探究像与物体的大小关系： - 拿另一支未点燃的相同蜡烛，在玻璃板后面移动，直到看上去它与点燃蜡烛的像完全重合。此时，该位置即为点燃蜡烛像的位置。通过观察，可以得出结论：像与物体大小相等。 4. 验证像的虚实性： - 将光屏放置在像的位置，观察光屏上是否有像呈现。由于平面镜成的是虚像，因此光屏上不会显示像，从而验证了像的虚实性。 5. 测量像与物体到镜面的距离： - 使用刻度尺分别测量点燃的蜡烛（物体）和未点燃的蜡烛（像）到玻璃板的距离，并记录数据。通过多次测量和比较，可以得出结论：像与物体到镜面的距离相等。 6. 探究像与物体的连线与镜面的关系： - 用直线连接点燃的蜡烛（物体）和未点燃的蜡烛（像）的位置，观察该连线与玻璃板（镜面）的关系。通过观察和测量，可以得出结论：像与物体的连线与镜面垂直。 实验结论 通过上述实验过程，我们可以得出平面镜成像的以下特点： 1. 像与物体大小相等。 2. 平面镜成的是虚像，无法在屏幕上显示。 3. 像与物体到镜面的距离相等。 4. 像与物体的连线与镜面垂直。 这些特点不仅有助于我们理解平面镜成像的基本原理，还在实际生活中有着广泛的应用，如镜子、潜望镜等光学仪器的设计和使用。 【典例】小华做“探究平面镜成像特点”的实验。 （1）在竖直放置的茶色玻璃板前放棋子A，按照图甲中 （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镜的目的是 　，应选择 （选填“薄”或“厚”）玻璃板进行实验； （2）把与A相同的棋子B放到玻璃板后，并移动直至棋子B与A的像完全重合，这种确定像与物大小的方法是 　（填“控制变量法”或“等效替代法”）； （3）移去玻璃板后面的棋子B，在其原来位置上放一光屏，按照图甲中 （填“①”、“②”或“③”）的方式观察光屏，根据 的现象说明平面镜成的是虚像； （4）改变A的位置，三次实验得到三组物、像位置点如图乙所示，由此可知初步结论是平面镜所成的像与物到平面镜之间的距离 　（填“相等”或“不相等”）； （5）用木板紧贴在玻璃板背面，挡住玻璃板后面的光，人眼在玻璃板前 （填“能”或“不能”）看见蜡烛A的像。若玻璃板上端向左倾斜（如图丙），蜡烛A在玻璃板中成像的位置会 （选填“偏高”或“偏低”）； （6）实验结束，小华离开实验室，走近自动感应玻璃门时，门自动平移打开，则她在玻璃门中的像将 （填“随”或“不随”）门平移。 【练习1】小华探究“平面镜成像特点”. （1）实验装置如图甲所示，为顺利完成实验，MN应选择　 　（透明玻璃板/平面镜），并将其　 　放置在水平桌面上. （2）将点燃的蜡烛A放置在MN前面，将外形相同、没有点燃的蜡烛B在MN后面移动，直至与A的像完全重合，重合现象说明　 　.此时，蜡烛B所处的位置即为像的位置. （3）改变蜡烛A的位置，重复步骤（2），可得三组像与物的位置，如图乙所示，由此可知平面镜成像时，　 　. （4）为判断平面镜成像的虚实，用光屏替代蜡烛B，然后　 　（直接/隔着MN）观察光屏上有无像，根据实验现象可得平面镜所成的像是　 　像. 【练习2】如图所示是“探究平面镜成像特点”的情景：竖立的透明玻璃板下方放一把刻度尺，刻度尺与玻璃板垂直；两支相同的蜡烛M、N竖立于玻璃板两侧的刻度尺上，以M蜡烛为成像物体。 （1）为便于观察，该实验最好在 　 　（选填“较明亮”或“较黑暗”）的环境中进行；此外，采用透明玻璃板代替平面镜，虽然成像不如平面镜清晰，但却能在观察到M蜡烛像的同时也能观察到 　 　，巧妙地解决了确定像的位置和大小的问题； （2）点燃蜡烛M，慢慢地移动蜡烛N，直到蜡烛N与蜡烛M的像重合为止，这时发现像与物的大小 　 　；进一步观察M、N两支蜡烛在刻度尺上的位置发现，像和物的连线与玻璃板 　 　，像和物到玻璃板的距离相等； （3）为证实上述有关成像特点是否可靠，你认为应采取下列哪一项操作 　 　（选填“A”或“B”）； A.保持玻璃板位置不变，多次改变M蜡烛的位置，进行与上述（2）相同的操作。 B.保持M、N两支蜡烛的位置不变，多次改变玻璃板的位置进行观察。 （4）移去蜡烛N，在其原来的位置放一块光屏，光屏上不能承接到蜡烛M的像，这说明平面镜所成的像是 　 　（选填“虚”或“实”）像。 【练习3】小明照镜子时，看到镜中自己的像，这个像有什么特点呢？为此他进行了实验探究。 实验思路： （1）探究平面镜成像的特点，关键是要确定像的位置和大小； 可选用　 　作为平面镜观察像，先将点燃的蜡烛置于镜前，再用一支外形相同未点燃的蜡烛在镜后移动，通过是否与像重合来确定像的位置和大小，进而得到平面镜成像的特点； 实验过程： （2）按照实验思路进行操作，观察蜡烛与像完全重合后，在纸上分别标记平面镜、蜡烛和像的位置，并测量蜡烛和像到平面镜的　 　，记录在表格中。试着用光屏承接平面镜后面的像，观察光屏上能否呈现点燃蜡烛的像； （3）换用两个相同的跳棋子、两块相同的橡皮重复上述操作。多次实验的目的是　 　； 实验结论： （4）平面镜所成的像为　 　（选填“实”或“虚”）像，像与物体关于镜面对称。 【练习4】 某同学探究平面镜成像的特点。 （1）如图（a），在水平桌面上铺一张纸，纸上　 　放置一块手机钢化膜（薄透明板）作为平面镜。沿着钢化膜在纸上画一条直线，代表平面镜的位置。选取手机钢化膜作为平面镜，这样做便于确定　 　的位置； （2）将一个蓝色长尾票夹（型号：5#）放在钢化膜前，将另一个相同型号的粉色长尾票夹放在钢化膜的后面并移动其位置，若看到粉色票夹与蓝色票夹的像完全重合，则说明平面镜所成的像与物的大小　 　。在像的位置放一个光屏，若光屏承接不到像，则说明所成的是　 　像； （3）如图（b），将蓝色票夹放在纸上，在蓝色票夹一侧通过钢化膜看到是图（c）中的　 　。 四、探究光的折射现象 小明同学在探究光的反射和折射规律时，用玻璃砖做实验，并测量一些数据填写下表（但反射角一个数据漏填写），在坐标轴上描点如图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）分析表中数据可知：光从__A__（选填“A”或“B”）传播； A．玻璃到空气 B．空气到玻璃 （2）分析表中数据，补充表中剩余反射角的一个数据是　41.2° 　； （3）推断出当入射角大于65°时，能不能找到折射光线？　不能 　； （4）由表格数据可知：图1中图线　 c 　（选填“a”“b”或“c”）反映了上述实验中的折射角与入射角关系；图线　 b 　（选填“a”“b”或“c”）反映反射角与入射角关系； （5）如图2所示，当θ增大5度，入射光线与反射光线的夹角将　增大 　（选填“增大”或“减小”）　 10 　度； （6）小明想利用紫光探究光的反射定律，他利用三棱镜和遮光板将阳光中的紫光分离出来，如图3所示，三种遮挡方法最有可能得到紫光的是　 3 　。（选填“1”“2”或“3”） 【实验分析】（1）光线发生折射时，空气中的角度较大； （2）光在反射时，反射角等于入射角； （3）当入射角很大，空气中的折射角大于90°，不能发生折射； （4）折射角随入射角的增大而增大；反射角等于入射角； （5）入射角增大时，反射角增大相同度数； （6）紫光的折射角度比其它色光大。 【解析】【解答】究光的反射和折射规律时， （1）根据表格数据，入射角小于折射角，由于折射时，空气中角度大，在折射光线在空气中，光玻璃到空气，A符合题意； （2）由于光在反射时，反射角等于入射角，最后的入射角为41.2°，在反射角为41.2°； （3）根据数据，当入射角为41.2°时，折射角为81°，空气中的折射角比入射角大39.8°，继续增大入射角时，折射角增大，当入射角为65°时，不能看到折射光线； （4）根据图1，入射角增大，折射角增大更明显，c反映折射角的变化规律；在反射时，反射角等于入射角，和入射角成正比，是b图线； （5）当入射角增大5°，反射角增大5°，入射角和反射角的夹角增大10°； （6）因为紫光的折射角度偏大，发生色散时，折射角度最大，挡住3时，不能挡住紫光，能得到紫光。 探究光的折射定律可以通过以下步骤进行： 1. 准备实验器材：需要准备的器材包括光源、玻璃砖、量角器、白纸、笔和直尺。 2. 搭建实验平台：将白纸铺在桌面上，用直尺在纸上画出一条直线作为入射光线的参考线。 3. 放置玻璃砖：将玻璃砖放置在参考线上，确保玻璃砖的边缘与参考线对齐。 4. 发射光线：打开光源，调整光源位置，使光线沿着参考线方向射向玻璃砖的一个面。 5. 观察折射现象：观察光线进入玻璃砖后如何改变方向，并在白纸上标记折射光线的位置。 6. 测量角度：使用量角器测量入射光线与法线（垂直于玻璃砖面的线）的夹角，即入射角；测量折射光线与法线的夹角，即折射角。 7. 记录数据：记录下入射角和折射角的数值，并重复实验几次以确保数据的准确性。 8. 分析数据：比较不同入射角下的折射角，探究它们之间的关系。 9. 得出结论：光的折射定律：折射光线、入射光线和法线在同一平面内；折射光线与入射光线分居法线两侧；当光从水斜射入空气中时，折射角大于入射角；当光线垂直射入时，传播方向不变；当入射角增大时，折射角也增大；空气中的角永远大，不管是入射还是折射。 【典例】如图所示，为了探究光折射时的特点，某实验小组将一束光斜射到一块平行板玻璃砖的上表面，并让其出射光线从玻璃砖下表面射出，他们得到以下结论： （1）当入射角θ减小时，折射角也 ； （2）在光的折射现象中，光路是 的； （3）这一束光进入玻璃砖前的光线与离开玻璃砖后的光线的关系是 的； （4）若透过平行板玻璃砖上表面观看置于玻璃砖下表面的一枚硬币，看到硬币的位置比实际的 　（选填“深”或“浅”）。 【练习1】某小组选用了图甲中光源、水、水槽、可折转的光屏（带刻度）等器材，用于完成探究“光从空气射入水中时的折射规律”：图丙是光从空气射入水中，入射点为O点，不断改变入射角，读出刻度盘上对应的折射角，将实验结果画在图丙中，其中1和1'、2和2'、3和3'、4和4'分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。试问： （1）甲图中一束光从空气射入水中，各个方向的同学都能观察到此现象，是因为光发生了　 　反射； （2）当光从空气垂直射到水面时，折射角等于　 　度； （3）图乙中的把光屏向后翻的目的是为了　 　； （4）由图丙可以得到：光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而　 　。 【练习2】如表是光和声音在时在几种介质中运动的速度，如图甲是光在几种介质中发生折射时的光路图。 介质 声速 光速 密度 空气 水 人体软组织 （1）分析表中数据，总结光速和介质关系可以得出的结论是　 　等。 （2）综合分析表中数据和图甲中的光路图可以得出的结论是　 　。 （3）医学中常用超声波击碎人体内的结石，这是利用了声音可以传递能量超声波从空气中斜射入人体类似光一样发生折射，也遵守速度与偏折规律。已知超声波在人体中的传播速度比在空气中快，如图乙所示，超声波进入人体击碎结石时，试在图乙中画出超声波的大致路线图。 【练习3】如图甲是学习光的折射的实验情景，图乙是示意图． （1）实验前，点燃固定在盒盖下方的蚊香，盖上盒盖，打开亮度较亮的激光，可清晰观察到沿直线传播的光路，在透明塑料盒的右侧面上可看到一个亮点，之所以能够看清光路是利用了光的　 　 知识； （2）向塑料盒中逐渐加入掺有少量牛奶的水，达到一定高度后会观察到在右侧面原来亮点的上方出现一个亮点，这个亮点是因为光照射到水面时发生了光的　 　 现象形成的，还有一个在原来亮点的下方，这是由于光在　 　 处传播方向发生改变而产生的； （3）保持入射光不动，继续加水，会看到原来的两个亮点移动的方向是　　 　 　 A．两个亮点都向上　　　　　　　　　　B．两个亮点都向下 C．上面的亮点向上，下面的亮点向下　　D．上面的亮点向下，下面的亮点向上 （4）为了研究入射角增大时折射角的变化情况，结合图乙说明，应进行的操作是　 　 ，注意观察的现象是　 　 　【练习4】 小刚用如图所示的实验装置(光具盘固定不能转折)探究光的折射特点，他让一束光分别从空气中以不同角度射入水(如图甲)和玻璃(如图乙)中，将入射角与折射角记录在表一和表二中． 表一 光从空气射入水中 入射角/° 0 30 45 60 折射角/° 0 21 35 40 表二 光从空气射入玻璃中 入射角/° 0 30 45 60 折射角/° 0 17 24 30 通过分析表一和表二中的数据可知： （1）光从空气斜射入其他介质中时，折射角　 　入射角． （2）对比表一和表二可知：入射角不为0的情况下，折射角随入射角的增大而　 　(选填“增大”“减小”或“不变”). （3）若一束光从玻璃斜射入空气中，入射角是24°，则折射角是　 　°. （4）请判断通过本次实验能否验证“折射光线、入射光线和法线在同一平面内”并说明理由　 　. 王牌物理 河南中考风向标 王牌物理 河南中考风向标 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$王牌物理 王牌物理 第四 章光现象 1、 光的直线传播 小明同学在学习了光的传播知识后，猜想光在空气中是沿直线传播的，为了验证这一猜想，他设计了如下实验，请你阅读并根据所学知识和他一起填写实验结果： 实验方案： ①在桌子上放一张白纸作为光屏，利用铁架台把一张中心有孔的硬纸片固定在白炽灯与白纸之间，如图所示. ②打开白炽灯，上下调整硬纸片的距离，直到在白纸上出现灯丝清晰的像，观察像的正倒. ③上下移动硬纸片，改变白炽灯泡与小孔的距离，观察像的大小变化. 实验现象： （1） 实验发现白纸上灯丝像的开口与灯丝的开口方向相反，此时所成的像为　 倒立 （正立/倒立） 的 实 （实/虚）像. （2）灯泡与小孔的距离越小，所成的像越　 大 ；当灯泡与小孔的距离大于小孔与白纸的距离时，所成的像是　缩小 （放大/缩小）的，小明同学分析实验现象得出的结论是　光在空气中是沿直线传播的 . （3）上述实验现象叫　小孔 　成像，生活中与上述实验现象相同的例子还有（举一例）：　 太阳光穿过树叶间的空隙，在地面形成很多圆形光斑 　. 【实验分析】光在同种均匀物质中沿直线传播；当光通过小孔时由于光有沿直线传播的特点，在小孔的后方形成一个倒立的像，像的大小既与物体到小孔的距离有关，又与屏幕到小孔的距离有关，在小孔成像中由于屏幕到小孔的距离不同，即可成倒立放大的像，也可成倒立缩小的像，但小孔不能太大，否则不能成像. 【解析】【解答】（1）灯丝在白纸上成的像是小孔成像，白纸上像的开口处与灯丝的开口处方向相反，说明所成的像是倒立的像，像是实际光线会聚而成的，是实像；（2）灯泡与小孔的距离越小，所成的像越大；当灯泡与小孔的距离大于小孔与白纸的距离时，所成的像是缩小的；分析实验现象得出的结论是：光在空气中沿直线传播的；（3）上面实验现象叫小孔成像，应用小孔成像的例子：太阳光穿过树叶间的空隙，在地面形成很多圆形光斑。 光沿直线传播可以通过以下几点来说明： 1. 小孔成像实验：在一个暗室中，通过一个小孔让光线进入，会在对面的墙上形成一个倒立的图像。这个现象证明了光线在传播过程中是沿直线行进的。 2. 激光笔演示：使用激光笔在空间中移动，可以看到激光点在墙壁或其他平面上的移动轨迹是直线，这表明光线传播是直线性的。 3. 日食和月食现象：当地球位于太阳和月球之间时，地球的影子会投射在月球上，形成月食；而当月球位于地球和太阳之间时，月球的影子会投射在地球上，形成日食。这些现象说明太阳光是直线传播的。 4. 光的反射定律：当光线遇到平面镜时，反射光线与入射光线以及垂直于镜面的法线都在同一平面内，且反射角等于入射角，这进一步证实了光线直线传播的特性。 5. 光的折射现象：当光线从一种介质进入另一种介质时，光线会改变方向，但入射光线和折射光线仍然在同一平面内，且遵循斯涅尔定律，这同样表明光线是沿直线传播的。 【练习1】如表是小明同学在硬纸板上挖孔所做的研究太阳的小孔成像实验记录表： 小孔的形状 □ 〇 △ 小孔的最大外径/mm 1 5 10 1 5 10 1 5 10 地 面 光 斑 形 状 小孔距地10cm时 □ □ □ 〇 〇 〇 △ △ △ 小孔距地20cm时 〇 □ □ 〇 〇 〇 〇 △ △ 小孔距地40cm时 〇 □ □ 〇 〇 〇 〇 △ △ 小孔距地80cm时 〇 〇 □ 〇 〇 〇 〇 〇 △ 小孔距地120cm时 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 小孔距地200cm时 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 小明和他的同学分析上表的结果，得出了一些结论，请你帮他们补充完整. （1）小孔成像是由于　 　形成的. （2）由于太阳距我们很远，到达地面的光线几乎平行，所以，当小孔到地面的距离足够小，地面上的光斑与小孔的形状是　 　（选填“一致的”或“不一致的”），这不是太阳的像. （3）要使太阳通过小孔成像，必须注意小孔的大小和小孔到地面的距离，当小孔到地面的距离一定时，小孔越　 　（填“大”或“小”），地面上就越容易得到太阳的像. （4）如上表所示，当小孔的最大外径为5mm，小孔距地80cm时，用一张卡片覆盖在△孔上（相当于把孔变小），遮住孔的一部分，让太阳光透过小孔，与不遮住小孔相比，光斑的形状　 　（选填“变化”或“不变”），亮度　 　（选填“变亮”、“变暗”或“不变”）。 【答案】（1）光的直线传播 （2）一致的 （3）小 （4）不变；变暗 【知识点】光的直线传播及其应用 【解析】【解答】（1）小孔成像是由于光的直线传播形成的.（2）由表中实验数据可知，当小孔到地面的距离足够小，地面上的光斑与小孔的形状是一致的，这不是太阳的像.（3）由表中实验数据可知，当小孔到地面的距离一定时，小孔越小，地面上就越容易得到太阳的像.（4）小孔所成的像与孔的形状无关，与物体的形状相同，用一张卡片覆盖在△孔上（相当于把孔变小），遮住孔的一部分，让太阳光透过小孔，与不遮住小孔相比，光斑的形状不变，通过的光线变少，亮度变暗.故答案为：（1）光的直线传播；（2）一致的；（3）小；（4）不变；变暗. 故答案为：（1）光的直线传播；（2）一致的；（3）小；（4）不变；变暗。 【练习2】学习了光学知识后，爱动脑筋的小明和小红想自己探究小孔成像现象．如图所示，他们给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔，再用两片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上．分别将小孔对着烛焰和灯丝，可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像． （1）甲图中点燃的蜡烛距小孔20cm，它成像在距小孔15cm，则半透明膜上的像是（　　） A．倒立、放大的像 B．正立、缩小的像 C．倒立、缩小的像 D．正立、放大的像 （2）由甲、乙两图可知实验是在研究小孔成像与　 　的关系． （3）分析比较　 　和　 　两图，可以得出小孔成像与物体的形状有关； （4）小明和小红明白了：树荫下的圆形光斑（如图所示）就是　 　通过树叶间的小孔在地面上形成的像． （5）小明和小红还联想到：在太阳光或者日光灯下， 如果挡住了光的去路，地面上就会形成影子．细心的小明进一步发现，在日光灯下的影子灰蒙蒙一片，一点也不清楚，特别是处处装点着电灯的大厅里，人和物的影子就更是模糊不清了．这是为什么呢？小明去问物理老师，老师拿出几根蜡烛、一个圆柱形铁块，让小明做了如下实验： ①木块放在桌子上，旁边点上一只蜡烛．观察铁块的影子．（如图a） ②在旁边再点上一只蜡烛，观察铁块的影子（如图b） ③继续在铁块旁边点蜡烛，直到将蜡烛围满铁块四周，观察铁块的影子（如图c和d） 小明发现，蜡烛影子越来越　 　（填“深”或“浅”），这时他又比较了一下白炽灯和日光灯，看到白炽灯的灯丝很集中，而日光灯的灯管却很长，他想了一会后，高兴的说：“老师，我明白了！” 请你替小明回答：原来不透明物体的周围，若四周都有光源，就　 　.生活中的　 　（填一种应用）就运用这一结论. 【答案】（1）C （2）孔的形状 （3）甲；丙 （4）太阳 （5）浅；不会形成影子；无影灯 【知识点】光的直线传播及其应用 【解析】【解答】（1）小孔成像成的是一个倒立的像，像是由实际光线会聚而成的，是实像；像到小孔光的距离b小于蜡烛到小孔的距离a，所成的像是缩小的像，故选C；（2）甲图和乙图中孔的形状不同，物体（蜡烛焰）形状相同，所成的像形状相同，由此可见：小孔成像中像的形状取决于物体的形状，与小孔的形状无关；（3）乙图与丙图（或甲图与丙图）中物体的形状不同，小孔的形状相同，所成的像形状不同；（4）树荫下的圆形光斑就是太阳的像（5）不透明物体的周围，光源越多，形成的影子越淡，四周都有光源，就不会形成影子，为防止做手术时出现影子影响手术的进行，手术室内用无影灯. 故答案为：（1）C（2）孔的形状（3）甲丙（4）太阳（5）浅；不会形成影子；无影灯 【练习3】如图所示某兴趣小组在空易拉罐的底部中央戳个小圆孔，将顶部剪去后，蒙上一层塑料薄膜，制作成一个简易针孔照相机。如图甲所示，将其水平放置，在左侧固定一支点燃的蜡烛，可在塑料薄膜上看到烛焰倒立的像。 （1）若将点燃的蜡烛向上移动，则塑料薄膜上的像向　 　（选填“上”或“下”）方移动；若将易拉罐向右移动少许，蜡烛的像将　 　(选填“变大”、“变小”或“不变”)。 （2）若只将小圆孔改为三角形小孔，则像的形状　 　(选填“改变”或“不变”) （3）晴天的正午时分，走在长广溪湿地树林下，小明看到阳光透过树叶的缝隙在地上留下许多大小不同的圆形光斑（如图乙所示），这是　 　（选填“太阳”、“树叶的缝隙”或“树叶”）的　 　（选填“实像”、“影子”或“虚像”）。 （4）小明测出其中一个光斑的直径为7.0cm，树的高度大约是7m，从网上查到太阳到地面的距离为1.5×1011m，由此可以估算太阳的直径约为　 　km． （5）小明还想探究光斑的形状是否与卡片到地面的距离有关，他选用了如图丙所示的卡片（其中孔的尺寸较大，是边长为2厘米的菱形），逐步增大菱形与地面的距离，他的具体发现是：　 　。 【答案】（1）下；变小 （2）不变 （3）太阳；实像 （4）1.5×106 （5）光斑的形状由菱形变为圆形 【知识点】光的直线传播及其应用 【解析】【解答】（1）小孔成像是由光的直线传播形成的，所以若将点燃的蜡烛向上移动，则塑料薄膜上的像向下方移动；若将易拉罐向右移动少许，即物距减小，在像距不变时，蜡烛的像将变小。（2）小孔成像时，像的形状由物体的形状决定，与小孔的形状无关，所以若只将小圆孔改为三角形小孔，则像的形状不变。（3）晴天的正午时分，走在长广溪湿地树林下，小明看到阳光透过树叶的缝隙在地上留下许多大小不同的圆形光斑（如图乙所示），这是小孔成像现象，光斑是太阳通过小孔成的倒立的实像。（4）小明测出其中一个光斑的直径为7.0cm，树的高度大约是7 m，从网上查到太阳到地面的距离为1.5×1011m，可得： ，估算太阳的直径约为：D= =1.5×109m=1.5×106m；（5）小明还想探究光斑的形状是否与卡片到地面的距离有关，他选用了如图丙所示的卡片（其中孔的尺寸较大，是边长为2厘米的菱形），由于小孔成像时对小孔的要求是小孔要足够小，而边长为2厘米的菱形，此小孔较大，当离地面较近时，小孔成像现象不明显，直接用光的直线传播解释，类似影子现象，所以光斑为菱形；当逐步增大菱形与地面的距离时，小孔成像现象逐渐明显，光斑逐渐变为圆形；所以他的具体发现是：光斑的形状由菱形变为圆形。 【练习4】（1）晴天的正午时分，走在公园茂密的树林下，你会看到阳光透过树叶的缝隙而在地上留下许多大小不同的圆形光斑（如图所示），这是太阳的　 　（选填“像”或“影子”），形成的原因是　 　． （2）在探究树荫下光斑的综合实践活动中，为了研究孔的大小对光斑形状的影响，小华设计了四种开有不同形状孔的卡片甲，并用另一张卡片乙覆盖在甲上，如图所示．接着，从图示位置沿箭头方向水平移动乙，观察光斑形状的变化情况．下列合乎要求的是_____． A． B． C． D． （3）小明通过 阅读课本了解到小孔会成上下颠倒，左右相反的像，为了验证这个说法，他准备制作几个发光字来进行实验，其中最适合的是_____（填序号）． A． B． C． D． 【答案】（1）像；光沿直线传播 （2）A （3）D 【知识点】光的直线传播及其应用 【解析】【解答】（1）茂密的树林下，大小不同的圆形光斑是太阳透过树叶的缝隙(相当于小孔）形成的太阳的像，形成的原因是光的直线传播； （2）小孔成像是光的直线传播形成的，探究孔的大小对光斑形状的影响，必须控制孔的形状不变，只改变孔的大小．A图中随着卡片乙向左移动，孔的形状始终是三角形，并且逐渐变小，A符合要求；BCD三图中随着卡片乙向左移动，孔的形状发生了变化，不符合要求； （3）为了了解小孔所成的像上下颠倒，左右相反的特点，我们应该选择D ， 其他三个字都是左右对称的无法观察左右是否对称 . 故答案为：（1）像；光沿直线传播；（2）A；（3）D . 二、探究光的反射定律 为了探究光的反射规律，小明用如图所示的装置进行实验，装置置于水平桌面上，把一可沿折叠的白色硬纸板竖直放置在平面镜上。 次数 入射角 反射角 （1）为了看清楚纸板上的光路，硬纸板材质应是　粗糙的 选填“粗糙的”或“光滑的”； （2）分析如表所示数据可得：反射角　等于 　选填“大于”、“小于”或“等于”入射角；当入射角变大时，反射光线　远离 选填“远离”或“靠近”； （3）以为轴线，把纸板向前或向后折，在纸板上　不能 　选填“能”或“不能”看到反射光线，由此说明反射光线、入射光线与法线在　同一 选填“同一”或“不同”平面内； （4）如果让光线沿着的方向射向镜面，会发现反射光线沿着　 OE 　方向射出，这表明：在反射现象中，　光路是可逆的 　。 【实验分析】（1） 为了看清纸板上的光路，硬纸板的材料通常选择略显粗糙的材质。这是因为粗糙的表面可以增加光线的漫反射，使得光线在纸板表面反射得更加分散，从而更容易观察到光路的细节。相比之下，如果纸板表面非常光滑，光线会发生镜面反射，大部分光线会沿着特定的角度反射出去，而不是分散在各个方向上。这样就会使得光路的细节难以观察到。 （2） 当入射角增大时，反射角也会随之增大，并且反射光线与法线的夹角也会增大。具体来说，当光从一种介质射向另一种介质时，在两种介质的交界面上会发生反射。入射角是入射光线与法线的夹角，反射角是反射光线与法线的夹角。根据反射定律，这两个角度是相等的。 因此，当入射角变大时，反射角也会变大，反射光线会偏离法线，即远离法线。 （3） 当沿法线对折纸板后，纸板上的入射光线和法线会位于同一平面内，但是反射光线却不会在这个平面内。说明反射光线、入射光线和法线必须在同一平面内才能发生反射。如果这三个光线不在同一平面内，那么它们就无法构成一个完整的反射光路。因此，当纸板被对折后，反射光线就无法在纸板上被看到，这说明了反射光线、入射光线和法线必须在同一平面内才能发生反射。 （4） 如果光线沿着刚才的反射线路射回镜面，它会再次被反射，并沿着原来的入射线路方向射出。 【解析】【解答】（1） 为了看清楚纸板上的光路，硬纸板材质应是粗糙的，这样光照射在上面才能看清光路，故该空填“粗糙的”； （2）由表中数据可得，反射角等于入射角，故该空填“等于”；当入射角变大时，反射光线远离ON，故该空填“远离”； （3）把纸板向前或向后折，在纸板 不能看到反射光线，故该空填“不能”， 说明反射光线、入射光线与法线在 同一平面内，故该空填“同一”； （4） 让光线沿着的方向射向镜面，会发现反射光线沿 方向射出，故该空填“ ”，这说明光路是可逆的。 实验目标：研究光的反射规律，掌握入射光线、反射光线与法线之间的相互关系。 实验材料：平面镜、激光指示器、角度测量工具、绘图纸、标记笔。 实验流程： 1. 在绘图纸上绘制一条直线，代表平面镜的位置。 2. 将平面镜垂直于直线上的某一点放置，并确保其可以自由转动。 3. 在纸上选定一点作为光线入射点，并进行标记。 4. 使用激光指示器从入射点发射光线，调整光线方向，使其与镜面形成特定角度。 5. 观察并记录反射光线的方向。 6. 利用角度测量工具测量入射角和反射角的具体数值。 7. 记录数据，然后改变平面镜的位置，重复步骤4至6，进行多次测量。 8. 对收集的数据进行分析，以验证反射定律是否成立。 实验结果：通过观察和数据分析，可以得出结论：在均匀介质中，光的反射定律是成立的，即反射光线、入射光线和法线位于同一平面内，且反射角与入射角相等。 【典例1】为了探究光反射时的规律，某同学将一块平面镜放在水平桌面上，再把硬纸板ENF放置在平面镜上，如图甲所示，硬纸板ENF是两块纸板连接起来的，可绕ON转动。 （1）本实验中应选用　粗糙 　(填“粗糙”或“光滑”)的纸板做实验. （2）使一束光贴着已经在同一平面的纸板ENF沿某一角度从E点入射到O点，纸板NOF上没有观察到反射光线，接下来的操作是　将纸板竖直地立在平面镜上（或将纸板与镜面垂直放置） 　。 （3）正确操作实验，然后在纸板上记录每次光的径迹，如图乙所示。取下纸板，接下来用量角器测量法线两侧的　入射角和反射角 ，将数据记录在表格中，并比较测量结果，得出结论：在反射现象中，　 反射角等于入射角。若入射光线E0与平面镜的夹角为40°，此时反射角为　50° 　. （4）把纸板NOF向前折或向后折，这样做的目的是为了探究　反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内 　。 （5）根据本实验的结论，小明想要利用一块平面镜让垂直于地面的太阳光水平射入涵洞中，如图丙所示。请你通过作图标出平而镜的位置。 【实验分析】1、探究反射定律试验：实验仪器由纸板（探究反射光线、入射光线、法线是否在同一平面），平面镜，量角器（探究入射角和反射角的大小关系） 实验步骤： （1）将一块平面镜放在水平桌面上，再把两张在同一平面内的硬纸板 E 和 F 竖直放在平面 镜上 ；（2） 让一束光贴着纸板 E 沿 AO 方向入射，可观察到反射光线出现在 纸板 ；3、改变入射角的大小，使用量角器测量入射角和反射角的大小。 2、反射分类：漫反射是投射在粗糙表面上的光向各个方向反射的现象，镜面反射：指若反射面比较光滑，当平行入射的光线射到这个反射面时，仍会平行地向一个方向反射出来 3、反射定律：反射角等于入射角，反射光线、入射光线、法线处于同一平面、在反射中光路是可逆的 【解析】【解答】1）镜面反射从侧面无法观察的光路图，漫反射，可以从不同角度看到反射的光路，所以本题中，为了从测量看到光路图，所以应该选择粗糙的纸板，使其发生漫反射观察实验现象 综上 第1空、粗糙 2） 纸板NOF上没有观察到反射光线 说明纸板于镜子不垂直，所以需要 将纸板与镜面垂直放置 综上 第1空、将纸板竖直地立在平面镜上（或将纸板与镜面垂直放置） 3） 在纸板上记录每次光的径迹，取下纸板，接下来用量角器测量法线两侧的入射角和反射角，比较大小，结论为，入射角等于反射角，反射角为反射管线和法线的夹角，所以反射角为50° 综上第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“光反射时的规律”实验中，进行如图所示的实验操作。 （1）本实验中纸板ABDC的主要作用是：①显示　光路 ；②探究反射光线、入射光线与法线是否在同一平面内。实验中应选用　粗糙 　(选填“光滑”或“粗糙”)一些的纸板，这样可以让光在纸板上发生　 漫 反射，让各个方向的人都能看见光路； （2）如图甲所示，若入射光线绕着O点沿顺时针方向转动20°，则可以观察到反射光线与入射光线的夹角　减小 　(选填“增大”或“减小”)的度数为　40° ； （3）接着做如图乙所示操作，将纸板NBDO沿ON后折，在纸板NBDO上不能看到反射光线，此时反射光线　存在 　(选填“存在”或“消失”)； （4）实验结束后，同组的小明和小刚都想从同一镜子中看到对方的眼睛，而不想让对方看到自己的眼睛，结果他俩谁都没能做到，你认为没能做到的原因是　光路是可逆的 　。 【实验分析】漫反射则发生在物体表面粗糙的情况下，如纸张、墙壁或衣服等。在这种情况下，反射光线向各个方向散射，使得从不同角度都能看到反射光。光的反射定律的内容：反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角。 【解析】【解答】（1）实验中用纸板的主要作用是为了显示光的传播路 径，实验时，从纸板前不同的方向都能看到光的径迹，是由于纸板表面粗糙，光在纸板上发生了漫反射，这样可以记录反射光线和入射光线的位置。 第一空填写： 光路；第二空填写：粗糙；第三空填写：漫 (2)由光的反射定律可知反射角等于入射角，入射光线 绕着O点沿顺时针方向转动20°，此时入射角和反射 角都减小20°，故入射角和反射角的夹角减小共40°。 第一空填写： 减小；第二空填写：40℃ (3)纸板NOD沿ON向后折，此时在纸板NOD上不能看到反射光线，但是反射光线并没有消失。 答案填写： 存在 (4)根据光的反射定律可知：光路是可逆的。 答案填写： 光路是可逆的 【练习1】在“探究光反射的规律”时，小李进行了如图甲所示的实验。 （1）平面镜平放在水平桌面上，一块标有刻度的白色粗糙硬纸板与平面镜保持 　 　，如图甲所示； （2）实验时，在甲图中将一束光贴着纸板P沿EO射到镜面上O点，纸板Q上会显示出反射光束OF。接着将纸板Q绕ON向前或向后翻折　 　（选填“能”或“不能”）显示出反射光束，由此说明反射光线、入射光线与法线在同一平面内，在纸板Q绕ON向后翻折的过程中　 　（选填“改变”或“不变”）； （3）若保持平面镜位置不变，将纸板向后倾斜一个角度（如图乙），入射光线仍能呈现在纸板P上，此时 　 　（选填“能”或“不能”）在纸板Q上看到反射光线，此时反射光线、入射光线和法线 　 　（选填“在”或“不在”）同一平面内； （4）在甲图中硬纸板上描出入射光线EO和反射光线OF，并测出反射角和入射角，改变入射角大小多次实验后将测得的数据记录在表格中　 　。 【答案】（1）垂直 （2）不能；不变 （3）不能；在 （4）反射角等于入射角 【知识点】光的反射定律 【解析】【解答】探究光反射的规律时， （1）平面镜水平放置，标有刻度的白色粗糙硬纸板与平面镜保持垂直； （2）实验时，若将纸板Q绕ON向前或向后翻折，使Q和P不在同一平面内，Q上不能显示反射光束，可知反射光线、入射光线与法线在同一平面内，在纸板Q绕ON向后翻折的过程中，反射光线不变； （3）如图乙，平面镜位置不变，将纸板向后倾斜，入射光线仍能呈现在纸板P上，反射光线不在Q上，不能在纸板Q上看到反射光线，此时反射光线、入射光线和法线在同一平面内； （4）甲图中，多次进行实验，并测出反射角和入射角，根据测量的数据，总结：反射角等于入射角。 【练习2】如图甲是探究光的反射定律实验装置，在平面镜上放置一块硬纸板，由可以绕ON转折的E、F 两部分组成。 实验次数 1 2 3 4 入射角 15° 35° 45° 60° 反射角 15° 55° 45° 60° （1）为了从不同方向都能看到硬纸板上光的径迹，应选用表面　 　（选填“光滑”或“粗糙”）的硬纸板； （2）组装器材时，你认为硬纸板与平面镜的位置关系是　 　； （3）如图乙，若想在硬纸板上同时呈现反射光和入射光，你的操作是：　 　； （4）多次实验记录数据如表所示，在分析数据时，发现表格中一组数据有误，这组数据是第　 　组； （5）在进行实验评估时，小明认为：当光垂直入射时，不存在反射光。你认为他的观点是否正确并说明理由　 　。 【答案】粗糙；垂直；解析；2；不合理，反射光线与入射光线重合 【知识点】光的反射定律；镜面反射与漫反射 【解析】【解答】（1）为了从不同方向都能看到硬纸板上光的径迹，应选用表面粗糙的硬纸板。因为粗糙的表面可以产生漫反射，使得从不同方向都能看到光的径迹。 （2）组装器材时，硬纸板与平面镜的位置关系应该是垂直。这样可以确保反射光线、入射光线和法线在同一平面内，便于观察和记录实验数据。 （3）如图乙，若想在硬纸板上同时呈现反射光和入射光，可以将硬纸板向前或向后翻折，使得反射光线和入射光线分别落在硬纸板的两侧。这样就可以同时观察到反射光和入射光的径迹。 （4）多次实验记录数据如表所示，在分析数据时，发现表格中一组数据有误，这组数据是第4组。因为在光的反射定律中，反射角等于入射角，而第4组数据中，反射角和入射角不相等，因此这组数据有误。 （5）在进行实验评估时，小明认为：当光垂直入射时，不存在反射光。他的观点是不正确的。因为在光的反射定律中，当光垂直入射时，反射角等于入射角，即反射角等于0度，此时反射光线与入射光线重合，但反射光仍然存在。 综上第1空为粗糙；第2空为垂直；第3空为可以将硬纸板向前或向后翻折，使得反射光线和入射光线分别落在硬纸板的两侧。这样就可以同时观察到反射光和入射光的径迹；第4空为2；第5空为不合理，反射光线与入射光线重合 【练习3】某实验小组在水平鼓面上固定了一块平面镜，用固定位置的激光笔照射平面镜，此时观察到墙面上出现了一个小光斑。 （1）画出经过平面镜照射到墙壁的反射光线并标出反射角　 　；你在确定光路图时应用到的物理原理主要是　 　定律。 （2）在多个角度都观察到墙上的光斑，说明了光在墙壁上发生了　 　反射（选填“镜面”或“漫”）； （3）轻压图中平面镜左侧的鼓面，墙壁上光斑位置　 　（选填“上移”、“不变”或“下移”）； （4）实验时在敲击鼓面力度相同的情况下，要让光斑跳动的幅度更大些以便于观察，你的做法是　 　。 【答案】（1）；光的反射 （2）漫 （3）上移 （4）增大桌子与墙壁的距离 【知识点】光的反射；镜面反射与漫反射 【解析】【解答】（1）根据反射角等于入射角作出反射光线，反射角为反射光线与法线的夹角，如图所示： 确定光路图时应用到的物理原理主要是光的反射定律：即根据反射角等于入射角进行作图。 故答案为：；光的反射。 （2）在多个角度都观察到墙上的光斑，说明了光在墙壁上发生了漫反射，反射光线分散到各个方向。 故答案为：漫。 （3）轻压图中平面镜左侧的鼓面，镜面左边向下倾斜，入射角减小，反射角也减小，墙壁上光斑位置上移。 故答案为：上移。 （4）实验时在敲击鼓面力度相同的情况下，入射角与反射角改变程度相同，要让光斑跳动的幅度更大些以便于观察，可以增大桌子与墙壁的距离，当鼓面向下凹陷时，墙壁上光斑上移距离较大；当鼓面向上凸起时，墙壁上光斑下移距离较大。 故答案为：增大桌子与墙壁的距离。 【练习4】 探究光的反射规律，器材有：激光笔、平面镜、标有刻度的白色硬纸板（可沿中缝折叠）、白板； （1）如图甲所示，将一束光照射到平面镜上，它的反射光在光屏上形成一个光斑，保持光在平面镜上的入射点不变，减小入射光与平面镜的夹角，则光屏上的光斑向　 　（选填“上”或“下”）移动； （2）利用图乙所示的装置进行探究； ①平面镜水平放置，标有刻度的白色硬纸板竖直地立在平面镜上，使一束光紧贴纸板A，射向镜面上的O点，将纸板B绕接缝ON向前或向后翻折，当纸板B和纸板A在　 　时，纸板B上能呈现反射光束； ②改变入射光的方向，读出入射角和反射角的大小，将测得的数据记录在表格中，由此可知：反射角与入射角大小　 　； 实验序号 入射角 反射角 ① 30° 30° ② 45° 45° ③ 60° 60° ③用另一束光逆着反射光的方向射到镜面，观察到反射后的光会逆着原来入射光的方向射出，这表明：　 　； （3）利用如图丙所示的装置进行探究。让一束光斜射到平面镜上，在入射点O放置白板并调整位置，发现白板只在某一位置能同时呈现入射光和反射光，测得此时白板与镜面成角，说明白板与镜面的位置关系是：　 　，实验表明：　 　； （4）自行车尾灯是由许多角反射器组成的反光装置，角反射器是由互相垂直的反光面组成的。当汽车的灯光照在尾灯上时，司机看到尾灯特别亮，原因是：　 　。 【答案】（1）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，入射光线、反射光线、法线三线在同一个平面内 （4）由于角反射器是由互相垂直的反光面组成的，当汽车的灯光照在尾灯上时，经过两次反射后，光线将平行于入射光线，反射进入司机眼中，司机看到尾灯特别亮。 【知识点】光的反射定律 【解析】【解答】 （1）保持光在平面镜上的入射点不变，减小入射光与平面镜的夹角，则入射角增大，根据反射角等于入射角，反射角也增大，由此可知，此时光屏上的光斑向下移动； （2）①以法线为轴，将硬纸板的B面向后旋转，这时在B面上不能观察到反射光；在纸板AB在同一平面情况下，纸板B上能呈现光路，由此可知：入射光线、反射光线和法线在同一平面内； ②由表中数据可得，反射角等于入射角； ③如果让光逆着反射光的方向射到镜面上，那么它被反射后就会逆着原来入射光的方向射出，这个现象表明在光的反射现象中，光路是可逆的； （3）由“测得此时白板与镜面成90°角”说明白板与镜面的位置关系是垂直关系，在实验过程中，若将纸板倾斜（即纸板与平面镜不垂直），让光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面，此时反射光线与入射光线在同一平面内，由于法线不再在纸板平面内，则纸板上不能看到反射光线； （4）两个互成直角的平面镜放在一起，如下图所示：当光线AO射到平面镜1上时，发生第一次反射，先过入射点做出法线，根据反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角做出反射光线OB，反射光线OB作为入射光线又射到反射镜2上发生第二次反射，同理，做出最终反射光线O'C，将沿与原光线平行方向反射回去，平面镜发生的是镜面反射。 三、探究平面镜成像特点 为完成“探究平面镜成像特点”实验，小芳选择了如图所示的实验装置。 （1）小芳用玻璃板代替平面镜的目的是　便于确定像的位置 ； （2）小芳把点燃的蜡烛A放在玻璃板前，还要在玻璃板的后面放一支外形相同但没有点燃的蜡烛B，小芳应在　A （选填“A”或“B”）蜡烛一侧观察玻璃板中的像； （3）当把蜡烛靠近玻璃板时，蜡烛在玻璃板所成像的大小将　不变 （选填“变大”“不变”或“变小”）； （4）实验中，发现在水平桌面上无论怎样移动蜡烛B，都与蜡烛A的像无法完全重合，你认为原因可能是　玻璃板与桌面不垂直 ； （5）如图所示，仅将玻璃板由图中甲的位置水平向右平移至乙的位置时，蜡烛A的成像情况是_A_ （选题字母代号）。 A．蜡烛成像仍在B处 B．蜡烛成像在B处右侧 C．蜡烛无法通过玻璃板成像 【实验分析】(1)测量物像到平面镜的距离，首先要确定像的位置，利用透明的玻璃。 (2) (3)根据平面镜成像的实质是光的反射现象；平面镜所成的像是与物体等大的虚像； (4)无论怎样调节后面的蜡烛B，都不能与蜡烛A的像重合，可能玻璃板和水平面不垂直； (5)物体在平面镜中成像特点进行判断：物体在平面镜中成虚像，物像大小相等，物像连线与镜面垂直，物像到平面镜的距离相等。 (6)等效替代法，物理学研究术语，是科学研究中常用的方法之一，是在保证某种效果相同的前提下，将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程来研究和处理的方法，将复杂的问题简单化。 【解析】【解答】(1)实验中用玻璃板代替平面镜，原因是可以方便的找到像的位置，便于测量物距和像距； (2) 实验时，小芳同学应在A这一侧观察蜡烛A经玻璃板所成的像； (3)当把蜡烛靠近玻璃板时，由于像的大小与物体大小相同，蜡烛在玻璃板所成像的大小将不变；(4)如果玻璃板与桌面不垂直，A蜡烛所成的像可能偏高或偏低，这样B蜡烛与A蜡烛的像就无法重合了； (5)平面镜所成的像与物关于平面镜对称，蜡烛A位置不变，将平面镜平移，平面镜仍在原来像与成像物体对称轴上，像的位置不变，故选：A。 (6)本实验中用两根完全一样的蜡烛，物与像大小相同，这种物理方法是等效替代法。 探究串联电路的电阻时，引入“总电阻”的概念，采用的是等效替代法； 故答案为：(1) 便于确定像的位置 ；(2) A； (3)不变；(4)玻璃板与桌面不垂直；(5) A； 平面镜成像特点的实验探究过程如下： 实验目的 探究平面镜成像的特点，包括像与物体的大小关系、像的虚实性、像与物体到镜面的距离关系以及像与物体的连线与镜面的关系。 实验器材 两支完全一样的蜡烛（一支点燃，一支未点燃）、 一块薄的透明玻璃板、 一个光屏、 火柴 刻度尺、 一张白纸（用于铺设在实验桌上） 实验步骤 1.准备阶段： - 在桌面上铺一张白纸，以便记录玻璃板的位置和后续的实验数据。 - 将玻璃板竖直放置在白纸上，确保其与桌面垂直，以减少成像误差。 2. 放置点燃的蜡烛： - 在玻璃板前放置一支点燃的蜡烛，作为物体，观察其在玻璃板后的成像情况。 3. 探究像与物体的大小关系： - 拿另一支未点燃的相同蜡烛，在玻璃板后面移动，直到看上去它与点燃蜡烛的像完全重合。此时，该位置即为点燃蜡烛像的位置。通过观察，可以得出结论：像与物体大小相等。 4. 验证像的虚实性： - 将光屏放置在像的位置，观察光屏上是否有像呈现。由于平面镜成的是虚像，因此光屏上不会显示像，从而验证了像的虚实性。 5. 测量像与物体到镜面的距离： - 使用刻度尺分别测量点燃的蜡烛（物体）和未点燃的蜡烛（像）到玻璃板的距离，并记录数据。通过多次测量和比较，可以得出结论：像与物体到镜面的距离相等。 6. 探究像与物体的连线与镜面的关系： - 用直线连接点燃的蜡烛（物体）和未点燃的蜡烛（像）的位置，观察该连线与玻璃板（镜面）的关系。通过观察和测量，可以得出结论：像与物体的连线与镜面垂直。 实验结论 通过上述实验过程，我们可以得出平面镜成像的以下特点： 1. 像与物体大小相等。 2. 平面镜成的是虚像，无法在屏幕上显示。 3. 像与物体到镜面的距离相等。 4. 像与物体的连线与镜面垂直。 这些特点不仅有助于我们理解平面镜成像的基本原理，还在实际生活中有着广泛的应用，如镜子、潜望镜等光学仪器的设计和使用。 【典例】小华做“探究平面镜成像特点”的实验。 （1）在竖直放置的茶色玻璃板前放棋子A，按照图甲中　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镜的目的是　便于确定像的位置 　，应选择　薄 （选填“薄”或“厚”）玻璃板进行实验； （2）把与A相同的棋子B放到玻璃板后，并移动直至棋子B与A的像完全重合，这种确定像与物大小的方法是　等效替代法 　（填“控制变量法”或“等效替代法”）； （3）移去玻璃板后面的棋子B，在其原来位置上放一光屏，按照图甲中　② （填“①”、“②”或“③”）的方式观察光屏，根据　光屏上看不到棋子的像 的现象说明平面镜成的是虚像； （4）改变A的位置，三次实验得到三组物、像位置点如图乙所示，由此可知初步结论是平面镜所成的像与物到平面镜之间的距离　相等 　（填“相等”或“不相等”）； （5）用木板紧贴在玻璃板背面，挡住玻璃板后面的光，人眼在玻璃板前　能 （填“能”或“不能”）看见蜡烛A的像。若玻璃板上端向左倾斜（如图丙），蜡烛A在玻璃板中成像的位置会　偏高 （选填“偏高”或“偏低”）； （6）实验结束，小华离开实验室，走近自动感应玻璃门时，门自动平移打开，则她在玻璃门中的像将　 不随 （填“随”或“不随”）门平移。 【实验分析】（1）用玻璃板代替平面镜，既能看到物体的虚像，又能透过玻璃板看到镜后的物体，当镜后的物体与虚像重合时，镜后的物体的位置就是虚像的位置，这样做的目的是为了便于确定像的位置；为了防止玻璃的两个面都能成像，出现叠影影响实验效果，所以通常选择薄玻璃板进行实验； （2）等效替代法是在保证某种效果相同的前提下，将实际复杂的问题转化为等效简单的问题，进行研究的方法，等效替代法是初中物理学中常用的研究方法之一； （3）实像与虚像的重要区别在于：实像能用光屏承接，而虚像不能用光屏承接； （4）根据三组物、像位置点，分析判断出像与物体的位置关系； （5） 平面镜成像是光的反射，由平面镜成像的特点知：像与物关于镜面成轴对称图形，如果玻璃板不竖直，则物体像的位置将偏高； （6）玻璃门中的像是由于光的反射形成的，是虚像，不在玻璃门上，不会随玻璃门的平移而移动。 【解析】【解答】（1）实验时，将茶色玻璃板竖直放置在一张方格纸上，在玻璃板前放一个棋子A（如图甲所示），应透过玻璃板来观察这个棋子的像，故应按照图甲中“①”的方式看棋子A的像 ； 用茶色玻璃板代替平面的目的是“便于确定像的位置”； 为了防止玻璃的两个面都能成像，出现叠影影响实验效果，所以通常选择“薄”玻璃板进行实验； （2） 把与A相同的棋子B放到玻璃板后，并移动直至棋子B与A的像完全重合，这种确定像与物大小的方法是 “等效替代法”； （3） 移去玻璃板后面的棋子B，在其原来位置上放一光屏，为了区别所成的像是虚像还是实像，应按照图甲中“②”的方式观察光屏，由于“光屏上看不到棋子的像”，说明平面镜所成的像是虚像； （4）分析图乙中三次实验得到的三组物、像位置点 （A和、B和B、C和C）可知， 平面镜所成的像与物到平面镜之间的距离 “相等”； （5） 平面镜成像是光的反射形成的，棋子反射出的光线经玻璃板再次反射后进入人眼，被人眼接收，就能看到物体的虚像，所以用木板紧贴在玻璃板背面，挡住玻璃板后面的光，不会影响玻璃板对前面的光的反射，因此人眼在玻璃板前仍“能”看到棋子A的虚像；若玻璃板上端向左倾斜（如图丙所示），根据平面镜成像特点知：蜡烛A在玻璃板中成像的位置会”偏高“； （6） 人在玻璃门中所成的像是虚像，由平面镜成像原理知：像与物体的位置连线始终与镜面垂直，当玻璃门平移打开时，由于人在走近玻璃门的过程中，虚像与人的位置还是在原来位置的连线上。“不随“玻璃门平移，但像与人之间的距离会减小，像的大小会不变； 综上可知，本题正确答案为：第（1）小题的第1 空应填：“①”，第2 空应填：“便于确定像的位置”；第3 空应填“薄”；第（2）小题的第1 空应填：“等效替代法”；第（3）小题的第1 空应填：“②”，第2 空应填：“光屏上看不到棋子的像”；第（4）小题的第1 空应填： “相等”；第（5）小题的第1 空应填“能”，第2 空应填：”偏高“ ；第（6）小题的第1 空应填：”不随“ 。 【练习1】小华探究“平面镜成像特点”. （1）实验装置如图甲所示，为顺利完成实验，MN应选择　 　（透明玻璃板/平面镜），并将其　 　放置在水平桌面上. （2）将点燃的蜡烛A放置在MN前面，将外形相同、没有点燃的蜡烛B在MN后面移动，直至与A的像完全重合，重合现象说明　 　.此时，蜡烛B所处的位置即为像的位置. （3）改变蜡烛A的位置，重复步骤（2），可得三组像与物的位置，如图乙所示，由此可知平面镜成像时，　 　. （4）为判断平面镜成像的虚实，用光屏替代蜡烛B，然后　 　（直接/隔着MN）观察光屏上有无像，根据实验现象可得平面镜所成的像是　 　像. 【答案】（1）透明玻璃板；竖直 （2）像与物大小相等 （3）像与物体到镜面的距离相等 （4）直接；虚 【知识点】平面镜成像的原理、特点 【解析】【解答】1） 实验装置如图甲所示，为顺利完成实验，MN应选择 透明玻璃板 ，竖直放置在水平桌面上 综上第1空、透明玻璃板；第2空、竖直 2） 将点燃的蜡烛A放置在MN前面，将外形相同、没有点燃的蜡烛B在MN后面移动，直至与A的像完全重合，重合现象说明 像与物大小相等 综上 第1空、像与物大小相等 3） 改变蜡烛A的位置，重复步骤（2），可得三组像与物的位置，如图乙所示，由此可知平面镜成像时 像与物体到镜面的距离相等 综上 第1空、像与物体到镜面的距离相等 4） 为判断平面镜成像的虚实，用光屏替代蜡烛B，然后 直接 观察光屏上有无像，根据实验现象可得平面镜所成的像是 虚像 综上 第1空、直接 第2空、虚 【练习2】如图所示是“探究平面镜成像特点”的情景：竖立的透明玻璃板下方放一把刻度尺，刻度尺与玻璃板垂直；两支相同的蜡烛M、N竖立于玻璃板两侧的刻度尺上，以M蜡烛为成像物体。 （1）为便于观察，该实验最好在 　 　（选填“较明亮”或“较黑暗”）的环境中进行；此外，采用透明玻璃板代替平面镜，虽然成像不如平面镜清晰，但却能在观察到M蜡烛像的同时也能观察到 　 　，巧妙地解决了确定像的位置和大小的问题； （2）点燃蜡烛M，慢慢地移动蜡烛N，直到蜡烛N与蜡烛M的像重合为止，这时发现像与物的大小 　 　；进一步观察M、N两支蜡烛在刻度尺上的位置发现，像和物的连线与玻璃板 　 　，像和物到玻璃板的距离相等； （3）为证实上述有关成像特点是否可靠，你认为应采取下列哪一项操作 　 　（选填“A”或“B”）； A.保持玻璃板位置不变，多次改变M蜡烛的位置，进行与上述（2）相同的操作。 B.保持M、N两支蜡烛的位置不变，多次改变玻璃板的位置进行观察。 （4）移去蜡烛N，在其原来的位置放一块光屏，光屏上不能承接到蜡烛M的像，这说明平面镜所成的像是 　 　（选填“虚”或“实”）像。 【答案】较黑暗；蜡烛N；相等；垂直；A；虚 【知识点】探究平面镜成像的特点 【解析】【解答】（1）烛焰在黑暗环境中，烛焰和黑暗环境的对比度大，成像更清晰；所以应该在较黑暗的环境进行。点燃蜡烛，烛焰在明亮的环境中，烛焰和明亮环境对比度较小，成像不太清晰。 实验过程中，用透明的玻璃板代替平面镜，在物体一侧，既能看到蜡烛M的像，也能看到代替蜡烛M的蜡烛N，当蜡烛M的像和蜡烛N重合时，便于确定像的位置，便于比较物像大小。 （2）小心地移动N蜡烛，直到与M蜡烛的像完全重合为止，对比物像大小发现：物像大小相等；物像连线与玻璃板垂直，测量物和像到玻璃板的距离比较可以发现：物像到玻璃板的距离相等。 （3）A．保持玻璃板位置不变，多次改变M蜡烛的位置，进行与上述（2）相同的操作，可以多次改变物距，探究平面镜的成像性质，故A符合题意。 B．保持M、N两支蜡烛的位置不变，多次改变玻璃板的位置进行观察，每一次的物距都是相同的，虽然可以改变位置，但是不能改变物距，不具有普遍性，故B不符合题意。 故选A。 （4）光屏只能接收实像，不能接受虚像，所以移去蜡烛N，并在其位置上放一光屏，发现光屏不能接收到蜡烛M的像，说明平面镜成的像是虚像。 【练习3】小明照镜子时，看到镜中自己的像，这个像有什么特点呢？为此他进行了实验探究。 实验思路： （1）探究平面镜成像的特点，关键是要确定像的位置和大小； 可选用　 　作为平面镜观察像，先将点燃的蜡烛置于镜前，再用一支外形相同未点燃的蜡烛在镜后移动，通过是否与像重合来确定像的位置和大小，进而得到平面镜成像的特点； 实验过程： （2）按照实验思路进行操作，观察蜡烛与像完全重合后，在纸上分别标记平面镜、蜡烛和像的位置，并测量蜡烛和像到平面镜的　 　，记录在表格中。试着用光屏承接平面镜后面的像，观察光屏上能否呈现点燃蜡烛的像； （3）换用两个相同的跳棋子、两块相同的橡皮重复上述操作。多次实验的目的是　 　； 实验结论： （4）平面镜所成的像为　 　（选填“实”或“虚”）像，像与物体关于镜面对称。 【答案】（1）玻璃板 （2）距离 （3）使结论具有普遍性 （4）虚 【知识点】探究平面镜成像的特点 【解析】【解答】 （1）可选用玻璃板作为平面镜观察像，先将点燃的蜡烛置于镜前，再用一支外形相同未点燃的蜡烛在镜后移动，通过是否与像重合来确定像的位置和大小，进而得到平面镜成像的特点； （2）在纸上分别标记平面镜、蜡烛和像的位置，并测量蜡烛和像到平面镜的距离，可得出像与物到平面镜的距离关系； （3）换用两个相同的跳棋子、两块相同的橡皮重复上述操作，多次实验的目的是为了得出普遍结论，避免偶然性； （4）由实验可得出平面镜所成是虚像，像与物体关于镜面对称。 【练习4】 某同学探究平面镜成像的特点。 （1）如图（a），在水平桌面上铺一张纸，纸上　 　放置一块手机钢化膜（薄透明板）作为平面镜。沿着钢化膜在纸上画一条直线，代表平面镜的位置。选取手机钢化膜作为平面镜，这样做便于确定　 　的位置； （2）将一个蓝色长尾票夹（型号：5#）放在钢化膜前，将另一个相同型号的粉色长尾票夹放在钢化膜的后面并移动其位置，若看到粉色票夹与蓝色票夹的像完全重合，则说明平面镜所成的像与物的大小　 　。在像的位置放一个光屏，若光屏承接不到像，则说明所成的是　 　像； （3）如图（b），将蓝色票夹放在纸上，在蓝色票夹一侧通过钢化膜看到是图（c）中的　 　。 【答案】（1）竖直；像 （2）相等；虚 （3）甲 【知识点】探究平面镜成像的特点 【解析】【解答】1） 如图（a），在水平桌面上铺一张纸，纸上竖直放置 放置一块手机钢化膜（薄透明板）作为平面镜。沿着钢化膜在纸上画一条直线，代表平面镜的位置。选取手机钢化膜作为平面镜，这样做便于确定 像的位置 综上第1空、竖直；第2空、像 2） 看到粉色票夹与蓝色票夹的像完全重合，则说明平面镜所成的像与物的大小 相等， 在像的位置放一个光屏，若光屏承接不到像，则说明所成的是 虚像 综上第1空、相等；第2空、虚 3)平面镜成像关于平面镜对称，所以i 在蓝色票夹一侧通过钢化膜看到是图（c）中的 甲 综上 第1空、甲 四、探究光的折射现象 小明同学在探究光的反射和折射规律时，用玻璃砖做实验，并测量一些数据填写下表（但反射角一个数据漏填写），在坐标轴上描点如图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）分析表中数据可知：光从__A__（选填“A”或“B”）传播； A．玻璃到空气 B．空气到玻璃 （2）分析表中数据，补充表中剩余反射角的一个数据是　41.2° 　； （3）推断出当入射角大于65°时，能不能找到折射光线？　不能 　； （4）由表格数据可知：图1中图线　 c 　（选填“a”“b”或“c”）反映了上述实验中的折射角与入射角关系；图线　 b 　（选填“a”“b”或“c”）反映反射角与入射角关系； （5）如图2所示，当θ增大5度，入射光线与反射光线的夹角将　增大 　（选填“增大”或“减小”）　 10 　度； （6）小明想利用紫光探究光的反射定律，他利用三棱镜和遮光板将阳光中的紫光分离出来，如图3所示，三种遮挡方法最有可能得到紫光的是　 3 　。（选填“1”“2”或“3”） 【实验分析】（1）光线发生折射时，空气中的角度较大； （2）光在反射时，反射角等于入射角； （3）当入射角很大，空气中的折射角大于90°，不能发生折射； （4）折射角随入射角的增大而增大；反射角等于入射角； （5）入射角增大时，反射角增大相同度数； （6）紫光的折射角度比其它色光大。 【解析】【解答】究光的反射和折射规律时， （1）根据表格数据，入射角小于折射角，由于折射时，空气中角度大，在折射光线在空气中，光玻璃到空气，A符合题意； （2）由于光在反射时，反射角等于入射角，最后的入射角为41.2°，在反射角为41.2°； （3）根据数据，当入射角为41.2°时，折射角为81°，空气中的折射角比入射角大39.8°，继续增大入射角时，折射角增大，当入射角为65°时，不能看到折射光线； （4）根据图1，入射角增大，折射角增大更明显，c反映折射角的变化规律；在反射时，反射角等于入射角，和入射角成正比，是b图线； （5）当入射角增大5°，反射角增大5°，入射角和反射角的夹角增大10°； （6）因为紫光的折射角度偏大，发生色散时，折射角度最大，挡住3时，不能挡住紫光，能得到紫光。 探究光的折射定律可以通过以下步骤进行： 1. 准备实验器材：需要准备的器材包括光源、玻璃砖、量角器、白纸、笔和直尺。 2. 搭建实验平台：将白纸铺在桌面上，用直尺在纸上画出一条直线作为入射光线的参考线。 3. 放置玻璃砖：将玻璃砖放置在参考线上，确保玻璃砖的边缘与参考线对齐。 4. 发射光线：打开光源，调整光源位置，使光线沿着参考线方向射向玻璃砖的一个面。 5. 观察折射现象：观察光线进入玻璃砖后如何改变方向，并在白纸上标记折射光线的位置。 6. 测量角度：使用量角器测量入射光线与法线（垂直于玻璃砖面的线）的夹角，即入射角；测量折射光线与法线的夹角，即折射角。 7. 记录数据：记录下入射角和折射角的数值，并重复实验几次以确保数据的准确性。 8. 分析数据：比较不同入射角下的折射角，探究它们之间的关系。 9. 得出结论：光的折射定律：折射光线、入射光线和法线在同一平面内；折射光线与入射光线分居法线两侧；当光从水斜射入空气中时，折射角大于入射角；当光线垂直射入时，传播方向不变；当入射角增大时，折射角也增大；空气中的角永远大，不管是入射还是折射。 【典例】如图所示，为了探究光折射时的特点，某实验小组将一束光斜射到一块平行板玻璃砖的上表面，并让其出射光线从玻璃砖下表面射出，他们得到以下结论： （1）当入射角θ减小时，折射角也 　减小 　； （2）在光的折射现象中，光路是 　可逆 的； （3）这一束光进入玻璃砖前的光线与离开玻璃砖后的光线的关系是 　平行 的； （4）若透过平行板玻璃砖上表面观看置于玻璃砖下表面的一枚硬币，看到硬币的位置比实际的 　浅 　（选填“深”或“浅”）。 【实验分析】（1）光在发生折射时，入射角减小，折射角减小； （2）光在折射时，光路是可逆的； （3）光线进入后射出玻璃砖时，折射时偏折角度相同； （4）空气中看水中的物体时，由于折射，看到的比实际变浅。 【解析】【解答】（1）当入射角θ减小时，折射角变小，入射光线向法线靠拢，折射光线也向法线靠拢。 （2）在光的折射现象中，光路是可逆的，即逆着折射光线看过去，此时的折射光线就是原来的入射光线。 （3）光线从第一次射入玻璃的上表面时，入射角为 ，折射角一定，当玻璃中的光线经下表面进行第二次折射时，该折射角变为入射角，根据光路可逆，那么此时的折射角的大小为 ，故一束光进入玻璃砖前的光线与离开玻璃砖后的光线的关系是平行的。 （4）根据光路可逆，可以把离开玻璃板的光线看成是一枚硬币经反射发出的光线，逆着光线看过去，即可发现原来的一束光进入玻璃砖前的光线为折射后的光线，人眼逆着折射光线看过了即为硬币的像，故此像在硬币的上方，故看到硬币的位置比实际的浅。 【练习1】某小组选用了图甲中光源、水、水槽、可折转的光屏（带刻度）等器材，用于完成探究“光从空气射入水中时的折射规律”：图丙是光从空气射入水中，入射点为O点，不断改变入射角，读出刻度盘上对应的折射角，将实验结果画在图丙中，其中1和1'、2和2'、3和3'、4和4'分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。试问： （1）甲图中一束光从空气射入水中，各个方向的同学都能观察到此现象，是因为光发生了　 　反射； （2）当光从空气垂直射到水面时，折射角等于　 　度； （3）图乙中的把光屏向后翻的目的是为了　 　； （4）由图丙可以得到：光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而　 　。 【答案】（1）漫 （2）0 （3）验证三线共面 （4）增大 【知识点】镜面反射与漫反射；光的折射规律 【解析】【解答】（1）甲图中一束光从空气射入水中，光线在光屏上传播时发生漫反射，各个方向的同学都能观察到此现象。（2）当光从空气垂直射到水面时，由图丙1可知，入射角为0°，折射角等于0°，即垂直入射时，光在空气和水的界面不发生折射。（3）图乙中的把光屏向后翻折，不能在光屏上看到折射光线，目的是为了验证入射光线。折射光线、法线在同一平面内。（4）由图丙可知，入射角增大，折射角随着增大，可得结论：光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而增大。 故答案为：（1） 漫 ；（2）0 ；（3）验证三线共面；（4） 增大。 【分析】本题考查漫反射、折射现象的理解，漫反射时物体的粗糙表面能向各个方向反射光线，所以人们能从各个方向看到它。光的折射是指光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生改变，从而使光线在不同介质的交界处发生偏折的现象。属于光的折射现象。 【练习2】如表是光和声音在时在几种介质中运动的速度，如图甲是光在几种介质中发生折射时的光路图。 介质 声速 光速 密度 空气 水 人体软组织 （1）分析表中数据，总结光速和介质关系可以得出的结论是　 　等。 （2）综合分析表中数据和图甲中的光路图可以得出的结论是　 　。 （3）医学中常用超声波击碎人体内的结石，这是利用了声音可以传递能量超声波从空气中斜射入人体类似光一样发生折射，也遵守速度与偏折规律。已知超声波在人体中的传播速度比在空气中快，如图乙所示，超声波进入人体击碎结石时，试在图乙中画出超声波的大致路线图。 【答案】（1）光的传播速度与介质的种类有关 （2）光从传播速度大的介质斜射入传播速度小的介质中时，折射角小于入射角 （3） 【知识点】光的折射规律；光的折射现象及其应用；作光的折射光路图 【解析】【解答】 (1)、分析表中测量的光速数据，可以得出光的传播速度与介质的种类有关； (2)、有表格中数据可知光从传播速度大的介质斜射入传播速度小的介质中时，折射角小于入射角； (3)、超声波在人体中的传播速度比在空气中快，所以超声波经人体折射后会远离法线，则超声波的入射点在O点左侧，所以超声波的大致路线图如图： 。 【分析】 (1)（2）考查对数据的分析、归纳、总结能力，是必须掌握的基本技能之一； (3)、超声波在人体中的传播速度比在空气中快，所以超声波经人体折射后会远离法线，据此可以画出大致路线图。 【练习3】如图甲是学习光的折射的实验情景，图乙是示意图． （1）实验前，点燃固定在盒盖下方的蚊香，盖上盒盖，打开亮度较亮的激光，可清晰观察到沿直线传播的光路，在透明塑料盒的右侧面上可看到一个亮点，之所以能够看清光路是利用了光的　 　 知识； （2）向塑料盒中逐渐加入掺有少量牛奶的水，达到一定高度后会观察到在右侧面原来亮点的上方出现一个亮点，这个亮点是因为光照射到水面时发生了光的　 　 现象形成的，还有一个在原来亮点的下方，这是由于光在　 　 处传播方向发生改变而产生的； （3）保持入射光不动，继续加水，会看到原来的两个亮点移动的方向是　　 　 　 A．两个亮点都向上　　　　　　　　　　B．两个亮点都向下 C．上面的亮点向上，下面的亮点向下　　D．上面的亮点向下，下面的亮点向上 （4）为了研究入射角增大时折射角的变化情况，结合图乙说明，应进行的操作是　 　 ，注意观察的现象是　 　 【答案】（1）漫反射 （2）反射；水面 （3）C （4）增大入射角；折射角的变化． 【知识点】镜面反射与漫反射；光的折射现象及其应用 【解析】【解答】解：（1）烟是固体颗粒，光遇到空气中小的固体颗粒发生漫反射，反射的光进入人的眼睛，人能看到光的传播路线． （2）向塑料盒中逐渐加入掺有少量牛奶的水，达到一定高度后会观察到在右侧面原来亮点的上方出现一个亮点，这个亮点是因为光照射到水面时发生了光的反射现象形成的，还有一个在原来亮点的下方，这是由于光在水面处发生折射传播方向发生改变而产生的； （3）保持入射光不动，继续加水，入射点向左移动，会看到上面的亮点向上移动，下面的亮点向下移动． （4）为了研究入射角增大时折射角的变化情况，应将AO绕O点逆时针旋转，增大入射角，同时注意观察折射角的变化． 故答案为：（1）漫反射；（2）反射；水面；（3）C；（4）增大入射角； 折射角的变化． 【分析】（1）空气是透明的，不能反射光，没有光线进入人的眼睛，人不能看到光的传播路径，当空气中有灰尘、小水珠、或其它固体颗粒时，颗粒发生漫反射现象，反射的光线能进入人眼，人能看到光路． （2）当光线射向两种介质的界面上时，会同时发生反射和折射． （3）亮点随入射点的移动而改变． （4）在光的折射中，折射角随入射角的增大而增大． 　【练习4】 小刚用如图所示的实验装置(光具盘固定不能转折)探究光的折射特点，他让一束光分别从空气中以不同角度射入水(如图甲)和玻璃(如图乙)中，将入射角与折射角记录在表一和表二中． 表一 光从空气射入水中 入射角/° 0 30 45 60 折射角/° 0 21 35 40 表二 光从空气射入玻璃中 入射角/° 0 30 45 60 折射角/° 0 17 24 30 通过分析表一和表二中的数据可知： （1）光从空气斜射入其他介质中时，折射角　 　入射角． （2）对比表一和表二可知：入射角不为0的情况下，折射角随入射角的增大而　 　(选填“增大”“减小”或“不变”). （3）若一束光从玻璃斜射入空气中，入射角是24°，则折射角是　 　°. （4）请判断通过本次实验能否验证“折射光线、入射光线和法线在同一平面内”并说明理由　 　. 【答案】（1）小于 （2）增大 （3）45 （4）不能；光具盘固定不能转折，则无法观察折射光线能否呈现在其他面上 【知识点】光的折射现象及其应用 【解析】【解答】(1)由图知，光不管是从空气斜射入水中，还是从空气斜射入玻璃中，折射光线都要靠近法线，折射角都小于入射角； (2)偏折角度是指折射光线与原来入射光线的延长线之间的夹角，即入射角与折射角大小之差； 由表中的数据可知：入射角由30°增加到60°，光从空气射入水中的折射角由21°增加到40°，而光从空气射入玻璃中的折射角由17°增加到30°，所以入射角不为0的情况下，对光偏折程度较大的是玻璃； (3)折射现象中光路是可逆的，则用一束光沿折射光线的反方向由玻璃射向空气，发现此时的折射光线与原入射光线重合，由表二知，若一束光从玻璃斜射入空气中，入射角是24°，则折射角是45°。 故答案为：(1)小于；(2) 增大 ；(3)45°（4） 不能；光具盘固定不能转折，则无法观察折射光线能否呈现在其他面上 。 【分析】(1)(2)结合表格中的入射角和折射角的关系进行总结规律； (3)根据光路可逆分析回答。 王牌物理 河南中考风向标 王牌物理 河南中考风向标 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$