内容正文:
物理
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命题点2 光现象实验
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实验1 探究光的反射定律(2024.24、2020.26、2018.26)
(《课标》要求探究类学生必做实验)
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1.实验装置图(如图1)
2.实验器材分析
(1)实验器材:平面镜、可折转的硬纸板、激光笔、笔、直尺、量角器.
(2)主要器材的作用:可折转的硬纸板:①显示光的传播路径;②探究反射光线、入
射光线和法线是否在__________内.量角器:测量入射角和反射角的大小.
同一平面
图1
3.设计与进行实验
(1)应选择在较暗的环境中进行,可以使实验现象更明显.
(2)硬纸板应______放置在水平平面镜上,否则在硬纸板上将________________.
垂直
看不到反射光线
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(3)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,图甲中
是______(填“入射”或“反射”)角.
使光路能显示在纸板上
反射
图1
(4)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,这样做的目的是_____________________.
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____(填“顺”或“逆”)时针方向转动.
使实验结论具有普遍性
顺
(5)如图乙所示,将硬纸板的面沿 向后或向前折转,让入射光束贴
着硬纸板的面射向平面镜,在硬纸板 面上观察不到反射光束,此现
象说明了在光的反射中______________________________________.
反射光线、入射光线和法线在同一平面内
(6)在图甲中让激光沿着方向射入,若观察到反射光束沿着 方向射
出,则说明在反射现象中__________.
光路可逆
图1
4.实验结论:
(1)在反射现象中,反射光线、入射光线和法线在同一平面内;
(2)反射光线和入射光线分别位于法线两侧;
(3)反射角等于入射角;
(4)光路可逆.
5.交流与反思
不垂直
(1)如图甲所示装置,若无论怎么调整入射角度,都不能观察到反射光线,原因可能是硬纸板与平面镜________.
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(2)如图甲所示装置,若改变光线入射的角度,多次实验后,得到了如
下几组数据:
实验次数 1 2 3 4 5 6
入射角
反射角
①在第3、4次实验中,发现反射角不等于入射角,且两角之和等于 ,
原因可能是______________________________________________________
_____________;②某次实验测得入射光线和反射光线的夹角为 ,则
此时入射角大小为_____.
误把入射光线(或反射光线)与平面镜的夹角当成了入射角(或反射角)
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(3)实验装置改进:①换用标有角度的硬纸板,优点是_______________
___________________;②向纸板上喷烟或雾、换用颜色鲜亮的激光笔,
优点是使显示的光线更明显.
便于直接读出入射角和反射角的大小
(1)[图像分析]小琴根据正确的实验数据,作出了关于“反射角-入射
角”的图像(如图2),横轴和纵轴单位长度相同,符合科学规律的图
像是___.
图2
A
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(2)实验时,小琴发现每次用铅笔把光的传播路径描下来非常不方便.认
真思考后,她认为在正确操作时,只要在光的传播路径上标记两个点就能
确定了,此处用到的光学知识是__________________________________.
光在同种均匀介质中是沿直线传播的
(3)[生活实践]小琴联想到在家照镜子时,从镜中看到了妈妈的眼睛,
则妈妈从镜子中____(填“能”或“不能”)看到小琴的眼睛,原因是在光的
反射现象中,光路是________.
能
可逆的
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(4)[创新装置][2024福州二检改编]为了继续探究,小琴参加了兴趣
小组并设计了一套新的实验装置如图3所示,先用加湿
器使整个玻璃缸(图中未画出)中充满水雾,将平面镜
放在玻璃缸的水平工作台上,工作台可以 旋转,
在入射点上方悬挂一重垂线,模拟法线,重垂线与平
面镜______.当工作台旋转到某一特定位置时,可观察到
反射光线挡住了入射光线和重垂线,表明三线在____________.
垂直
同一平面内
图3
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图4
将白纸沿法线对折,看反射光线与入射光线是否重合,若能重合,则可证明反射角等于入射角
改变激光笔的位置,多次实验,在纸上画出入射光线和对应的反射光线,如图4所示,不用量角器也能快速得出反射角等于入射角这一结论,你的操作是____________________________________________________________________________________ .
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实验2 探究平面镜成像的特点(2022.24)
(《课标》要求探究类学生必做实验)
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1.实验装置图(如图1)
图1
2.平面镜成像原理:__________.
光的反射
3.实验器材分析
(1)实验器材:白纸、带支架的透明薄玻璃板、两支完全相同的蜡烛 和
、火柴、记号笔、刻度尺、光屏.
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实验器材 作用
带支架的透明薄玻璃板 代替平面镜;玻璃板能成像,且具有透光性,便
于______________
两支完全相同的蜡烛 便于比较像与物的______关系;便于确定像的位置
记号笔 记录玻璃板和实验中点燃蜡烛以及点燃蜡烛的像
的位置
刻度尺 测量点燃蜡烛和点燃蜡烛的像到玻璃板的距离
光屏 根据是否能承接到像判断像的虚实
确定像的位置
大小
(2)器材的作用
4.实验中用到的物理研究方法——等效替代法:比较像与物的大小、像距
与物距的关系时,用未点燃的蜡烛代替点燃蜡烛的像.
5.设计与进行实验
(1)实验选择在______(填“较亮”或“较暗”)的环境中进行,以便于在玻
璃板上成更清晰的像.
(2)先将一张白纸铺在水平桌面上,用记号笔在白纸中间画一条合适的
直线,代表平面镜的位置,然后把玻璃板______放置在纸面的直线上.
较暗
竖直
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(3)取蜡烛 放在玻璃板前面的某一位置并点燃,拿________
(填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛 在玻璃板后面移动,眼睛在与物______
(填“同侧”或“异侧”)位置观察像,直至蜡烛和 蜡烛的像完全重合,这
样做既确定了像的位置,又验证了平面镜所成的像与物__________,用记
号笔在纸上记下此时两支蜡烛对应的位置,如图1所示.若实验过程中,无论
怎样移动蜡烛,它都无法与蜡烛 的像重合,可能的原因是_____________
_________.
未点燃
同侧
大小相等
玻璃板没有竖直放置
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(4)多次改变蜡烛 的位置,重复上述(3)中的操作,在纸上获取多组
两支蜡烛的位置,目的是______________________.
使实验结论具有普遍性
(5)移去蜡烛,将光屏放在蜡烛 像的位置,________(填“透过”或“不
透过”)玻璃板观察,无论如何移动光屏,光屏上都______(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
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图2
(6)经过多次实验后,在白纸上记录了像与物对应的位置,
连接像与物的对应点(如图2),将白纸沿玻璃板位置对折
后,发现与、与、与 对应点完全重合,这说明
蜡烛的像与蜡烛关于平面镜______,用刻度尺分别测出 和
、和、和 到玻璃板的距离,比较各个对应点到玻
对称
相等
相等
玻璃板与桌面不垂直(或玻璃板有厚度或测量长度时存在误差等)
璃板的距离,若发现点燃的蜡烛的像到玻璃板的距离和点燃的蜡烛到玻璃
板的距离都______(填“相等”或“不相等”),则说明像和物体到平面镜的
距离______,若实验中测得物体到玻璃板和像到玻璃板的距离不相等,可
能的原因是______________________________________________________
_______.
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6.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)像和物体的连线与平面镜垂直;(4)平面
镜成正立的虚像.
7.交流与反思
(1)若将蜡烛向远离玻璃板的方向移动,像与玻璃板的距离______,像
的大小______.
(2)实验器材改进及其优点
①选用较薄的玻璃板,优点:厚玻璃板的两个面都能成像,实验时会看到
两个像,而薄玻璃板可以减小重影对实验的影响.
②用方格纸代替白纸,优点:便于测量物到玻璃板的距离和像到玻璃板的
距离.
变大
不变
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图3
(1)[2024福州模拟]如图3甲所示,做完
实验后,小明将一枚硬币放在竖直的玻璃
板前,硬币的像在 处;将玻璃板向右平
移至图3乙所示的位置时,硬币的成像情
况是 ______(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. 硬币无法通过玻璃板成像
√
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图4
(2)如图4所示,小明回家后发现家中的镜子是由一定厚
度的玻璃制成,他想确定镜子成像的反射面,于是将笔尖
紧贴镜子前表面 ,发现笔尖的像与笔尖之间有一段距离,
说明___(填“”或“ ”)是反射面,接下来小明将镜子斜
仍然
靠在桌上,此时笔尖的像______(填“仍然”或“不再”)与笔尖关于镜面对称.
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(3)[生活实践][2024莆田二检]平面镜成像有很多应用,如图5是播
音员的提词器,为方便播音员看台词,将显示屏上的台词通过一块专用镀
膜玻璃竖直呈现在播音员的正前方,简化图如图6所示,则镀膜玻璃与显
示屏所成的角度 大小应为_____.当播音员正视前方看到一行“爱我中华”
字样时,若直接低头看显示器,则显示器上显示的是___.
C
图5
图6
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