内容正文:
物理
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2
模块二 光 学
命题点3 光现象实验
3
实验一 探究光的反射定律
[2025.17(3),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、可折转的粗糙硬纸板、笔、直尺、量角器.
(1)平面镜的作用:反射入射光束.
(2)量角器的作用:测量入射角和反射角的度数.
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(3)可折转的硬纸板的作用:①__________;②探究反射光线、入射光
线和法线是否在同一平面内.硬纸板表面要粗糙一些,其目的是让光在其表
面发生____反射,以便人在纸板前不同位置都能看到光的传播路径.
显示光路
漫
. .
. .
★实验器材的改进: .换用如图1丙所示的标有角度的硬纸板,其优点是
______________________________________________.
.向纸板上喷白色烟或雾,换用带颜色的激光,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
使光路显示的
更加明显,便于观察
图1
5
3.设计与进行实验
(1)本实验应选择在______(选填“较亮”或“较暗”)的环境中进行,可使
实验现象较明显.
(2)纸板应______放在水平放置的平面镜上,确保纸板上的直线 垂直
于镜面,否则在纸板的另一半上将________________.
较暗
竖直
看不到反射光线
. .
. .
. .
图1
6
(3)激光笔紧贴着硬纸板让光束斜射向平面镜,让光路显示在纸板上.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 是______(选填“入射”或“反射”)角.注意:为了避免伤害眼睛,
使用激光笔时,禁止激光笔对着人的眼睛.
反射
. .
. .
. .
图1
7
(4)为验证反射角与入射角的大小关系,应多次改变________________,
用量角器分别测量反射角与入射角的大小.记录时,为了区分每次的光路,
可采用的方法是换用不同颜色的笔记录每次的光路(或对每次记录的光路
进行编号).多次实验的目的是______________________.按图1甲,某次实
验中,移动激光笔,使入射光线绕 点沿逆时针方向转动,可观察到反射
光线沿____(选填“顺”或“逆”)时针方向转动.
入射光束的角度
使实验结论具有普遍性
顺
. .
. .
图1
8
(5)如图1乙所示,让入射光线贴着硬纸板的 面射向平面镜,将硬纸板
的面沿轴向后或向前折转,在硬纸板的 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
. .
图1
9
(6)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,则说明在反射现象中__________.
光路可逆
(7)多次实验后,整理实验数据,若出现对应的反射角不等于入射角,
但两角之和等于 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)
. .
. .
图1
10
(1)在实验过程中,如图2所示,若将纸板沿 边向后倾斜(即纸板与
平面镜不垂直),让光线仍贴着纸板沿 方向射向平面镜,此时反射光
线与入射光线____(选填“在”或“不在”)同一平面内,反射光线___(选
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
图2
11
(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
的面沿线段剪开,把上半部分向后折,如图3,发现在纸板的 面____
(选填“上”或“下”)半部分会看到反射光线.
下
图1
图3
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(3)利用图4装置多次实验,在白纸板上画出多组入射光线和对应的反射
光线后,发现没有量角器,为了得出反射角等于入射角这一结论,你的操
作是____________________________________________________________
_____________.
将白纸板沿法线对折,若反射光线与入射光线重合,则可证明反射
角等于入射角
图4
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图5
[装置创新]某同学在“探究光的反射定律”时,
实验装置如图5所示,他先将平面镜放在一个
能转动的水平圆台上,用加湿器使整个玻璃
罩内充满水雾,用固定的红色激光笔发出一
束垂直射向平面镜的光 ,然后用另一个绿
色激光笔向点发出一束光,经平面镜反射后沿 方向射出.请回答下
列问题:
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(1)实验中,用加湿器使整个玻璃罩内充满水雾的目的是__________.
(2)红色激光 的作用是显示______的位置.
显示光路
法线
图5
(3)缓慢转动圆台,如果看到三束光线___________,则说明在反射现象
中反射光线、入射光线和法线在同一平面内.
相互重合
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实验二 探究平面镜成像的特点
(2020.18,2022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______(选填“折射”或“反射”);实验方法:等
效替代法.
反射
. .
. .
3.实验器材:带支架的茶色薄玻璃板、两支__________的蜡烛、光屏、白
纸、刻度尺、火柴、记号笔.
完全相同
. .
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(1)选用两支完全相同蜡烛的目的: .在比较像与物的大小关系时,用未
点燃的蜡烛替代____________; .在确定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
像
(2)用茶色薄玻璃板的目的:.替代平面镜成像; .茶色薄玻璃板既能成
像也能透过玻璃板看见后面未点燃的蜡烛,便于观察和确定像的______;
.由于薄玻璃板两个反射面成的像之间距离很近,可近似看成一个像,可
消除______对实验的影响.
位置
重影
. .
. .
. .
. .
. .
(3)刻度尺的作用:测量点燃的蜡烛到玻璃板的距离和它的像到玻璃板
的距离.
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4.实验环境:本实验应在______(选填“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,其目的是确保移
动未点燃的蜡烛时能和点燃蜡烛的像__________.
平面镜
竖直
完全重合
图1
图1
18
(2)将一支点燃的蜡烛 放在玻璃板前面的某一位置,再拿另一支______
___(选填“点燃”或“未点燃”)的相同蜡烛 在玻璃板后面来回移动,眼睛
从玻璃板____(选填“前”或“后”)面透过玻璃板观察,直至蜡烛和蜡烛
的像完全重合,则说明像与物的__________.用记号笔在白纸上分别标记此
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
. .
图1
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(3)多次改变蜡烛___(选填“”或“ ”)的位置,且要保证其______(选
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______________(选填“减小实验误差”或“得出普
遍规律”).若将蜡烛 远离玻璃板时,它的像的大小将______(选填“变大”
“变小”或“不变”);若只将玻璃板水平左移,蜡烛 的像的位置将______
(选填“左移”“右移”或“不变”).
前后
得出普遍规律
不变
不变
图1
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(4)移去蜡烛,将光屏放在蜡烛 原来的位置,________(选填“透过”
或“不透过”)玻璃板观察,若光屏上________(选填“能看到”或“看不到”)
蜡烛 的像,则说明平面镜成的像是虚像.
不透过
看不到
. .
. .
图1
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方法一:用刻度尺分别测出和、和、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;
方法二:将白纸沿玻璃板所在位置的直线对折,
若各组对应物与像的点______(选填“重合”或
“不重合”),则说明像和物到平面镜的距离相等.
6.实验数据处理
经过多次实验后,在白纸上标出多组表示物与像位置的点,并连接对应物
与像的点,如图2所示.
图2
玻璃板
相等
重合
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7.交流与反思
(1)用灯或荧光棒代替蜡烛的优点: .亮度大、成像稳定,使实验现
象更明显;
.可避免因实验时间较长,蜡烛燃烧变短而无法比较像与物的______关系
的缺点.
(2)将桌面上的白纸换成方格纸的优点:方便比较和测量物体和它的像
到平面镜的距离.
大小
(3)实验中发现,在水平桌面上无论怎样移动蜡烛都无法与蜡烛 的像
完全重合,其原因可能是:.______________________________;
.两支蜡烛大小不相同.
玻璃板没有竖直放在水平桌面上
. .
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(1)若实验中用透明薄玻璃板代替平面镜,所成的像没有日常生活中所
用平面镜看的清楚,其原因是______________________________________
___________________.
透明玻璃板不仅反射光,还有一部分光透
过玻璃板发生了折射
(2)在如何测量蜡烛 和它的像到平面镜的距离时,小组成员产生分歧,
经过老师讲解后,确定图3中___是蜡烛 到平面镜的距离,____是像到平
面镜的距离.(均选填、、、 )
图3
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(3)图1中将蜡烛 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 的像将______(选填“向上移
动”“向下移动”或“不动”).当玻璃板放置的位置如图4所示时,蜡烛的像可
能是图中的___(选填“”“”或“ ”).
不动
图1
图4
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(4)如图5所示,若在蜡烛 和玻璃板之间竖直放置一张不透明的白纸,则
从处一定能看到的是___________(选填“蜡烛”“蜡烛的像”“蜡烛 的像”
或“蜡烛的像和蜡烛 ”),而且是______(选填“完整”或“不完整”)的.
蜡烛的像
完整
图5
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(5)实验结束后,同学们想:若把玻璃板沿直线 截成两部分,如图6
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
图6
√
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(1)若要探究平面镜成的像与物的左右关系,应选用图7中的___(选填
“”“”或“ ”)棋子进行实验.实验中发现棋子在玻璃板中所成的像比较暗,
看不清楚.为使像看的清楚,你的做法是__________________.(合理即可)
图7
用手电筒照亮棋子
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(2)[器材创新]小明换用一些完全相同的木块进行实验.如图8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8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.
重合
图8
29
$