内容正文:
物理
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模块二 光学(2024年,10分)
命题点3 光现象实验
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实验1 探究光的反射定律(2022版课标必做实验)
1. 实验装置(如图1)
图1
2.实验器材:平面镜、激光笔、可折转的硬纸板、笔、直尺、量角器.
(1)平面镜的作用:____射入射光线.
反
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(3)可折转的硬纸板的作用是__________和探究反射光线与入射光线是
否在同一平面内,其表面要______(填“粗糙”或“光滑”)一些,使光在其
表面发生____反射,以便人从纸板前不同位置都能看到光的传播路径.
显示光路
粗糙
漫
(2)量角器的作用:测量入射角和反射角的度数.
★实验装置的改进
(4)换用如图1丙所示的标有角度的硬纸板,其优点是
_______________________________________________.
(5)向纸板上喷烟或雾、换用带颜色的激光笔,其目的是_____________
_____________.
可直接读出入射角和反射角的度数,简化实验操作
使光路更加明显,便于观察
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3.设计与进行实验
(1)本实验应选择在______(填“较亮”或“较
暗”)的环境中进行,可使实验现象较明显.
(2)可折转的硬纸板应______放置在水平放置的平面镜上,否则,在硬
纸板上将________________.
较暗
竖直
看不到反射光线
(3)激光笔紧贴着硬纸板让光斜射向平面镜,使光路显示在纸板上.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∠r 是______(填“入射”或“反射”)角.
反射
. .
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(4)为验证反射角与入射角的大小关系,应多次改变________________,
分别测量反射角与入射角的大小,多次实验的目的是__________________
_____.某次实验中,移动激光笔,使入射光线绕O 点沿逆时针方向转动,
可观察到反射光线沿____(填“顺”或“逆”)时针方向转动.
光线入射的角度
使实验结论具有普遍性
顺
(5)如图1乙所示,将硬纸板的F面沿ON 向后或向前折转,让入射光线贴
着硬纸板的E面斜射向平面镜,在硬纸板的F 面上观察不到反射光线,此现
象说明:在光的反射中,反射光线、入射光线和法线______________.
在同一平面内
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(6)在图1甲中让激光沿着FO方向射入,若观察到反射光线沿着OE 方向
射出,则说明反射现象中__________.
光路可逆
(7)分析实验数据时,若出现反射角不等于入射角且两角之和等于90∘
的结果,其原因是________________________________________________
_____________________.
误把入射光线(或反射光线)与平面镜镜面的夹角当成入射角(或反射角)
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4.实验结论
在反射现象中,反射光线、入射光线和法线在____________;反射光线和
入射光线分别位于法线两侧;反射角______入射角;光路可逆.
同一平面内
等于
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图2
1.[意外现象]在实验过程中,如图2所示,若将纸板
沿CD 边向后倾斜(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____(填“在”或“不在”)同一平面内,反射光线
___(填字母符号).
在
C
A. 仍在纸板上呈现 B. 被纸板挡住 C. 在纸板前方
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图3
2.在图1甲实验基础上,为了进一步确定反射光线的位
置,小明将纸板的F面沿PQ 剪开,把上半部分向后折,
如图3,发现在纸板的F 面____(填“上”或“下”)半部
分会看到反射光线.
下
3.实验结束后,同组的小明和小刚都想从镜子中看到对方的眼睛,而不想
让对方看到自己的眼睛,结果他俩谁都没有做到,你认为没有做到的原因
是________________________.
光反射时,光路是可逆的
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4.如图4所示,一束光经水平放置的平面镜反射后在天花板上形成光斑,水
平向右移动平面镜,观察到光斑位置的变化情况是______.
不变
图4
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图5
1.[创新装置]兴趣小组用如图5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,
法线
反射光线、入射光线与法线在同一平面
反射角与入射角的大小不容易测量
发现在左侧面或右侧面的特定位置只能看到入射光或反射光,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
(2024.20)(2022版课标必做实验)
1. 实验装置(如图1)
图1
2.平面镜成像原理:光的______(填“折射”或“反射”);
实验方法:等效替代法.
3.实验器材:带支架的透明薄玻璃板、两支完全相同的蜡烛、光屏、白纸、
刻度尺、火柴、记号笔
反射
. .
. .
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(2)带支架的透明薄玻璃板:a.作用是替代平面镜成像;b .玻璃板具
有透光性,既能成像也能透过玻璃板看见后面未点燃的蜡烛,便于______
_________;c .由于薄玻璃板的两个反射面成的像之间的距离很近,故可
近似看成一个像,减小重影干扰.
(3)刻度尺的作用:测量点燃的蜡烛到玻璃板的距离
(即物距)和它的像到玻璃板的距离(即像距).
确定像的位置
(1)选用两支完全相同蜡烛的目的:a .在比较像与物的大小关系时,用
未点燃的蜡烛替代________________;b .在确定烛焰的像与物的位置关
系时,用未点燃的蜡烛确定点燃蜡烛的____的位置.
点燃的蜡烛的像
像
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4.实验环境:本实验应在______(填“较亮”或“较暗”)的环境中进行,可
使实验现象较明显,便于观察和比较.
较暗
5.实验步骤及注意事项
(1)在水平桌面上铺一张白纸,用记号笔在白纸中央画一条直线代表
________的位置,然后把薄玻璃板______放在该直线上,其目的是确保未
点燃蜡烛能和点燃蜡烛的像__________.
平面镜
竖直
完全重合
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(2)将一支点燃的蜡烛A 放在玻璃板前面的某一位置,拿另一支________
(填“点燃”或“未点燃”)的相同蜡烛B 在玻璃板后面来回移动,眼睛从玻
璃板____(填“前”或“后”)面透过玻璃板观察,直至蜡烛B和蜡烛A 的像完
全重合,说明像与物的__________.用记号笔在纸上分别标记此时两支蜡
烛的位置,作为物体和它的像的位置.
未点燃
前
大小相等
. .
. .
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(3)多次改变蜡烛___(填“A”或“B ”)的位置,且要保证其______(填“前
后”或“左右”)位置不同,重复以上操作,在纸上标记多组物与像的位置,
这样操作的目的是______________(填“减小实验误差”或“得出普遍规
律”).若将蜡烛A 远离玻璃板,它的像的大
小将______(填“变大”“变小”或“不变”).
A
前后
得出普遍规律
不变
(4)移去蜡烛B,将光屏放在蜡烛A 的像的位置,________(填“透过”或
“不透过”)玻璃板观察,若光屏上________(填“能看到”或“看不到”)蜡
烛A 的像,则说明平面镜成的像是虚像.
不透过
看不到
. .
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图2
6.实验数据处理:经过多次实验后,如图2所示,在白纸上标
出了多组表示像与物位置的点,连接对应像与物的点.
方法一:用刻度尺分别测出A和B、A′和B′、和 到______
___的距离,并记录在实验表格中,若每组两个点到玻璃板
的距离______,则说明像和物到平面镜的距离相等;
玻璃板
相等
重合
方法二:将白纸沿玻璃板所在位置线对折,若各组对应像与物的点______
(填“重合”或“不重合”),则说明像和物到平面镜的距离相等.
. .
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7.实验结论:平面镜所成像的大小与物体的大小______,像和物体到镜面
的距离______,像和物体的连线与镜面______,即像和物体关于镜面对称;
平面镜成____(填“实”或“虚”)像.
相等
相等
垂直
虚
8.实验器材的改进及其优点
(1)用LED灯或荧光棒代替蜡烛:a.亮度大、成像稳定且明显;b .可
解决因蜡烛燃烧变短而无法比较像与物的______关系的缺点.
(2)用方格纸代替白纸:方便测量蜡烛和像到玻璃板的距离,便于比较
像和物的______关系.
大小
位置
. .
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图3
1.图1中将蜡烛A 竖直放置在水平桌面的白纸上,将其点燃
后如果将玻璃板竖直向上移动一段距离,观察到蜡烛A 的像
将______(填“向上移动”“向下移动”或“不动”).当玻璃板
放置的位置如图3所示时,蜡烛的像可能是图中的___
(填“A”“B”或“C ”).
不动
C
图4
2.如图4所示,若在蜡烛B 和玻璃板之间竖直放置一张不
透明的白纸,则从C 处一定能看到的是____________
(填“蜡烛B”“蜡烛A的像”“蜡烛B 的像”或“蜡烛A的像和蜡
烛B ”),而且是______的(填“完整”或“不完整”).
蜡烛A的像
完整
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图5
3.实验结束后,同学们想:若把玻璃板沿MN 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
1.[意外现象]另一小组同学用棋子进行实验,
发现在较暗的环境中实验时,棋子的像较暗、不
易辨识,解决方法是照亮______(填“棋子的像”
或“棋子”).先将棋子A 置于玻璃板前方,观察到
A的两个像,在玻璃板后方放置棋子B ,使之与棋
棋子
AC
BC
PQ
子A较亮的像重合.在白纸上记下棋子A和B 的位置,如图6所示,此时物
到镜面的距离为____,像到镜面的距离为____(前两空均填“AC”“AD”“BD ”
或“BC”).可沿____(填“MN”或“PQ”)方向移动棋子A 多次实验,寻找
普遍规律.
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图7
2.[器材创新]小明换用一些完全相同的木
块进行实验.如图7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7乙所示.根据对应顶点就能准
GH
重合
确测出相应的距离,再将白纸沿_____ (填“EF”或“GH ”)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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$$