内容正文:
物理
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模块二 光 学
命题点3 光现象实验(2023.19、2021.18)
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实验1 探究光的反射定律
(2022版课标要求必做实验)
1.实验装置(如图1所示)
图1
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2.实验器材:平面镜、可折转的粗糙硬纸板、激光笔、笔、直尺、量角器.
(1)量角器的作用:测量入射角和反射角的度数.
(2)可折转白色粗糙硬纸板的作用:一是通过光在硬纸板上发生漫反射
来显示光的传播路径;二是探究入射光线、法线和反射光线是否在同一平
面内.
★实验装置的改进
(1)若要直接读出入射角和反射角的大小,可换用标有角度的硬纸板.
(2)若要使显示的光线更加明显,可向纸板上喷烟、雾或换用颜色鲜艳
的激光笔.
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4.进行实验
(1)组装器材、描绘光线径迹:①如图1甲所示,将平面镜放在水平桌面
上,镜面朝上,再把硬纸板竖直放置在平面镜上,纸板上的直线
______于镜面.
②让激光笔紧贴着硬纸板,使光射向平面镜,其目的是________________
_______.入射光经平面镜反射后,用笔在纸板上沿着光路画出入射光线和
反射光线,图1甲中 是______(选填“入射”或“反射”)角.
垂直
让光路能显示在纸板上
反射
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3.实验环境:应在______(选填“较亮”或“较暗”)环境中进行实验,使现
象更明显.
较暗
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(2)探究三线共面问题:①如图1乙所示,将硬纸板的面沿 向后或向
前折转,让入射光线贴着硬纸板的面射向平面镜,在硬纸板的 面上观
察不到反射光线.
②将纸板沿法线回折,发现反射光线又出现在纸板 上,此现
象说明了在光的反射中______________________________________.
③[装置改进]为了探究反射光线、入射光线和法线是否必须在同一平面
内,小明将纸板沿 剪开,把上半部分向后折,如图1丙所示,则在
纸板 ____(选填“上”或“下”)半部分会看到反射光线,说明在光的反
射现象中,反射光线、入射光线和法线______________.
反射光线、入射光线和法线在同一平面内
下
在同一平面内
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(3)探究反射角和入射角的关系:为验证反射角与入射角的大小关系,
多次改变入射光线的方向,分别测量反射角与入射角的大小,这样多次实
验的目的是______________________.某次实验中,移动激光笔,使入射光
束绕 点沿逆时针方向转动,可观察到反射光束沿____(选填“顺”或“逆”)
时针方向转动.
使实验结论具有普遍性
顺
(4)探究光路可逆问题:在图1甲中让激光沿着 方向射入,若观察到
反射光线沿着 方向射出,则说明反射现象中__________.
光路可逆
5.实验结论
在反射现象中,反射光线、入射光线和法线在同一平面内;反射光线和入
射光线分别位于法线两侧;反射角等于入射角;光路可逆.
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(1)[生活实践]实验时,在硬纸板前不同位置都能看到光的传播路径,
这是因为光在纸板上发生了____反射.
漫
(2)[批判质疑]小明在实验时得到结论:当光垂直平面镜入射时,不
存在反射光,他的观点是______(选填“正确”或“错误”)的,理由是_____
_________________________________________.
错误
当光垂直平面镜入射时,反射光线垂直平面镜射出
图1丁
(3)[特殊操作]如图1丁所示,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 方向射向镜面,此时纸板上______(选填“能”或
“不能”)看到反射光线.
不能
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图2
(1)[实验设计]为了寻找反射光
线与入射光线构成的平面究竟在哪里,
小明用如图2所示的装置对实验进行
改进.光屏安装在底座上,可以绕水
光屏
反射光线
平直径偏转,平面镜固定在水平底座上,将光屏倒向后方,用激光笔作光
源,将激光束沿固定方向照射到平面镜中心处,水平旋转底座并改变
______的角度,直至使光屏上呈现出__________的径迹,如图2乙所示,
此时光屏所在的平面就是要寻找的平面.
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图3
(2)[创新装置]兴趣小组用如图3所示的装
置探究光的反射规律,图中红光激光笔发出的
光相当于______;采用所选的方法显示光路后,
实验中小明在玻璃缸的前后左右一周进行观察,
发现在左侧面或右侧面的特定位置只能看到入
法线
反射光线、入射光线与法线在同一平面内
反射角与入射角的大小不容易测量
射光或反射光,看不到其他两条光路;而其他位置能看到三条光路.该现象
得出的结论是:______________________________________. 继续实验发
现在探究反射角与入射角之间的关系时有一定困难,原因是:__________
______________________.
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实验2 探究平面镜成像的特点
版课标要求必做实验,、
1.实验装置图(如图1所示)
图1
图2
2.平面镜成像的原理:__________.
光的反射
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3.实验器材:带支架的透明薄玻璃板、两支完全相同的蜡烛和 、白纸、
火柴、记号笔、刻度尺、光屏.
(1)带支架的透明薄玻璃板:①代替平面镜;②玻璃板能成像,且具有
透光性,便于______________;③尽量消除“重影”的影响.
(2)两支完全相同的蜡烛的作用:①便于比较像与物的大小关系;②便
于确定像的位置.
(3)光屏的作用:根据是否能承接到像检验像的虚实.
确定像的位置
. .
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4.实验环境:应在______(选填“较亮”或“较暗”)环境中进行实验,使现
象更明显.
较暗
5.实验中用到的物理研究方法——等效替代法
(1)用较薄的玻璃板代替平面镜.
(2)选用两支相同的蜡烛,比较像与物的大小关系时,用未点燃的蜡烛
等效点燃的蜡烛;比较像距与物距的关系时,用未点燃的蜡烛代替点燃蜡
烛的像.
. .
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6.进行实验
(1)组装器材
先将一张白纸铺在水平桌面上,用记号笔在白纸中间适当位置画一条直线,
代表________的位置,然后把玻璃板______放置在纸面的直线上.
平面镜
垂直
(2)探究像与物的大小关系
①取蜡烛 放在玻璃板前面的某一位置并点燃,拿________(选填“点燃”
或“未点燃”)的蜡烛 在玻璃板后面移动;眼睛在与物______(选填“同侧”
或“异侧”)位置观察像,直至蜡烛和蜡烛 的像完全重合;
未点燃
同侧
②以上现象说明:平面镜所成的像与物__________.
大小相等
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(3)探究像、物、平面镜的关系
①用记号笔在白纸上记下此时两支蜡烛相对应的位置,如图1所示;多次
改变点燃蜡烛的位置,重复上述操作,在纸上获取多组两支蜡烛的位置,
如图2所示;由图2可知,、、 连线都与玻璃板______
(说明像与物的连线与玻璃板垂直);
垂直
②分别测出和、和、和 到玻璃板的距离;比较各个对应点到
玻璃板的距离,发现点燃蜡烛的像到玻璃板的距离和点燃蜡烛到玻璃板的
距离都______(说明像和物体到平面镜的距离相等).
相等
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(4)探究成像的虚实问题
①移去蜡烛,将光屏放在蜡烛 像的位置,________(选填“透过”或“不
透过”)玻璃板观察;②无论如何移动光屏,光屏上都______
(选填“能”或“不能”)承接到蜡烛 的像,这说明平面镜成的像是____像.
不透过
不能
虚
7.实验结论:①平面镜所成像的大小与物体的大小相等;②像和物体到平
面镜的距离相等;③像和物体的连线与镜面垂直;④平面镜成虚像.
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(1)[器材改进]有同学建议用方格纸代替白纸,这样改进的好处是便
于________________________________________.
(2)[实验细节]若实验过程中无论怎样移动玻璃板,后面的蜡烛都无
法与像重合,可能的原因是____________________.
测量物到玻璃板的距离和像到玻璃板的距离
玻璃板没有竖直放置
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(3)[物理研究方法]在物理实验中,为了减小误差或寻找普遍规律,
经常需要多次测量.下列实验中多次测量的目的与本实验多次测量的目的相
同的是___(选填字母序号).
A. 刻度尺测铅笔的长度
B. 探究杠杆的平衡条件
C. 测量定值电阻的阻值
√
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图3
(4)[结论应用]如图3甲所示,一
枚硬币放在竖直的平面镜前,硬币的
像在 处;将平面镜平移至图3乙所示
的位置时,硬币的成像情况是___.
(选填字母代号).
A. 硬币成像在处 B. 硬币成像在 处
C. 硬币成像在 处 D. 硬币无法通过平面镜成像
√
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图4
(5)如图4,将玻璃板倾斜,蜡烛①的像将______
(选填“仍然”或“不再”)与蜡烛①关于镜面对称.
仍然
图5
(6)实验结束后,同学们想:若把玻璃板沿 截成两
部分,如图5所示,并分别向两侧平移一小段距离,则蜡
烛通过左右两部分玻璃板成像的情况是___.
A. 都成完整的像,且两个像在同一位置
B. 各成半个像,合起来成一个完整的像
√
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图6
[器材创新]小明换用一些完全相同
的木块进行实验.如图6甲所示,将一
组木块置于玻璃板前,改变该组木块
的位置,进行三次实验,用笔在白纸
上标记出每次像和物的位置,如图6
重合
乙所示.根据对应顶点就能准确测出相应的距离,再将白纸沿____
(选填“”或“ ”)对折,若像和物的对应顶点都______,则证明平面
镜所成的像和物具有对称性.
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$$