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人教版2024-2025學(xué)年八年級(jí)物理上冊(cè)同步精品講義專題4.6單元專項(xiàng)提升01光路作圖和實(shí)驗(yàn)專項(xiàng)能力提升(學(xué)生版+解析)
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這是一份人教版2024-2025學(xué)年八年級(jí)物理上冊(cè)同步精品講義專題4.6單元專項(xiàng)提升01光路作圖和實(shí)驗(yàn)專項(xiàng)能力提升(學(xué)生版+解析),共33頁(yè)。
單元專項(xiàng)提升01 光路作圖和實(shí)驗(yàn)專項(xiàng)能力提升
1.會(huì)作光的直線傳播、光的反射、平面鏡成像、光的折射光路圖。
2.探究光的反射定律。
3.探究平面鏡成像的特點(diǎn)。
4.研究光的折射現(xiàn)象。
知識(shí)點(diǎn)一、光路圖作圖
一、光的直線傳播光路圖
一般考查光源能照射的范圍或眼睛能看到的范圍。
(1)考查光源能照射的范圍:將光源與障礙物的端點(diǎn)相連,即可畫(huà)出照射范圍或不能照射的范圍。
(2)考查眼睛能看到的范圍:將眼睛與障礙物的端點(diǎn)相連,即可畫(huà)出照射范圍或不能照射的范圍。
注意:光線的箭頭不要畫(huà)錯(cuò)了,光源發(fā)出光,因此箭頭不能指向光源。
二、.光的反射光路圖
1.已知反射面、入射光線作反射光線
作圖方法:先過(guò)入射點(diǎn)O作出法線,再根據(jù)光的反射定律(反射角等于入射角),作出反射光線,標(biāo)上箭頭。
2.已知反射面、反射光線作入射光線
作圖方法:先過(guò)入射點(diǎn)作出法線,再根據(jù)光的反射定律(反射角等于入射角)畫(huà)出對(duì)應(yīng)的入射光線,標(biāo)上箭頭。
3.已知入射光線和反射光線,確定反射面(平面鏡)的位置
作圖方法:先作入射光線和反射光線夾角的角平分線,此線的位置即為法線的位置。過(guò)入射光線與反射光線的交點(diǎn)(入射點(diǎn))作垂直于法線的一條直線,該直線的位置即為平面鏡的位置。
4.光的反射作圖一般步驟
(1)作法線(虛線表示);
(2)確定反(入)射光線的位置;
(3)作反(入)射光線,用實(shí)線表示;
(4)標(biāo)出反射角r和入射角i。
三、平面鏡成像光路圖
作平面鏡成的像主要有兩種方法:一是根據(jù)平面鏡成虛像原理(光的反射定律)作圖;二是根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)作圖(對(duì)稱法)。
(1)根據(jù)平面鏡成像原理(光的反射定律)作圖
從S 射向平面鏡的所有光線,經(jīng)平面鏡反射后,反射光線的反向延長(zhǎng)線都會(huì)交于點(diǎn)S',所以在作圖時(shí),只要任選兩條從點(diǎn)光源S發(fā)出射向平面鏡的入射光線,作出其反射光線的反向延長(zhǎng)線,就可以確定像S'。如下圖。
作圖步驟如下:
①?gòu)狞c(diǎn)光源S任意引兩條光線射到平面鏡上;
②分別作出兩條入射光線的法線;
③根據(jù)光的反射定律分別作出兩條入射光線的反射光線;
④分別作兩條反射光線的反向延長(zhǎng)線,它們的交點(diǎn)S'即為點(diǎn)光源S的像。
(2)根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)作圖(對(duì)稱法)
作圖方法(如圖所示)
①做垂線—即畫(huà)出物體的兩個(gè)端點(diǎn)AB到平面鏡面的垂線段AM、BN;
②畫(huà)垂足;
③量等距:使A′M=AM,B′N =BN;
④畫(huà)像點(diǎn)A′B′并連接,則A′B′就是物體AB的像。
作圖時(shí)要注意以下幾點(diǎn):
(1)平面鏡非反射面要畫(huà)上短斜線;
(2)實(shí)際光線要畫(huà)成實(shí)線,并用箭頭表示光的傳播方向,反向延長(zhǎng)線要畫(huà)成虛線;實(shí)物用實(shí)線表示,虛像用虛線表示;法線用虛線表示;
(3)實(shí)物和虛像要標(biāo)注上對(duì)應(yīng)的字母,并用上下標(biāo)區(qū)分。
四、光的折射光路圖
作圖的一般步驟:
1.過(guò)入射點(diǎn)作分界面的垂線(用虛線);
2.延長(zhǎng)入射光線(用虛線);
3.判斷折射角與入射角的小小,若折射角小于入射角,則折射光線在入射光線與分界面之間的區(qū)域;若折射角小于入射角,則折射光線在入射光線與法線之間的區(qū)域。
知識(shí)點(diǎn)二、探究光的反射定律
??伎疾辄c(diǎn):
(1)量角器:測(cè)量入射角和反射角的度數(shù)。
(2)可折轉(zhuǎn)白色粗糙硬紙板的作用:一是顯示光的傳播路徑,對(duì)光線起漫反射作用;二是探究入射光線、法線和反射光線是否在同一平面內(nèi)。
(3)白色硬紙板豎直立在平面鏡上。
(4)在反射現(xiàn)象中,反射光線、入射光線和法線都在同一平面內(nèi);反射光線、入射光線分別位于法線兩側(cè);反射角等于入射角。(不能說(shuō)成入射角等于反射角)
(5)在光的反射現(xiàn)象中,光路是可逆的。
(6)應(yīng)在光線較暗的室內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),以便于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
(7)實(shí)驗(yàn)時(shí),紙板必須與平面鏡垂直,否則在紙板上看不到反射光;
(8)實(shí)驗(yàn)描繪光的傳播路徑的方法:在入射光線和反射光線上取一個(gè)點(diǎn),將該點(diǎn)與反射點(diǎn)連接。
(9)區(qū)分每一組的對(duì)應(yīng)的入射光線和反射光線的方法:對(duì)每一組入射光線和反射光線分別用不同顏色的筆進(jìn)行描繪,或者對(duì)每一組入射光線和反射光線進(jìn)行編號(hào)。
(10)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)的目的:避免偶然性,尋找普遍規(guī)律。
(11)若發(fā)現(xiàn)每次實(shí)驗(yàn)反射角與入射角的和為90°,原因是:錯(cuò)把入射角看成入射光線與反射面的夾角,或錯(cuò)把反射角看成反射光線與反射面的夾角。
知識(shí)點(diǎn)三、探究平面鏡成像的特點(diǎn)
常考考查點(diǎn):
(1)為了使觀察到的像更為清晰,實(shí)驗(yàn)最好在較暗的環(huán)境中進(jìn)行;
(2)實(shí)驗(yàn)中用玻璃板代替平面鏡,目的是便于觀察和確定像的位置,并比較物像的小小關(guān)系,原因是玻璃板既能反射光又能透過(guò)光,即透過(guò)玻璃板能看到未點(diǎn)燃的蠟燭,也能看到點(diǎn)燃的蠟燭所成的像;
(3)實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用較薄的玻璃板。因?yàn)椴AО宓那昂蟊砻婵梢愿鞒梢粋€(gè)像,當(dāng)玻璃板較厚時(shí),兩個(gè)像有較小的錯(cuò)位,難以確定像的位置;
(4)實(shí)驗(yàn)中,玻璃板要豎直立在水平桌面上。若玻璃板有豎直放置,則未點(diǎn)燃的蠟燭和點(diǎn)燃的蠟燭將不能完全重合;
(5)實(shí)驗(yàn)中,使用兩支完全相同的蠟燭,目的是比較像與物體的小小關(guān)系;
(6)用點(diǎn)燃的蠟燭做實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是所成的像比較亮,便于觀察;
(7)白紙用于標(biāo)注玻璃板的位置、蠟燭以及蠟燭的像的位置,刻度尺用于測(cè)量蠟燭以及蠟燭的像到玻璃板的距離;
(8)改變蠟燭與玻璃板的距離進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),是為了尋找普遍規(guī)律;
(9)觀察點(diǎn)燃蠟燭的像時(shí),眼睛應(yīng)與物體在玻璃板的同一側(cè);觀察像是否為虛像時(shí),眼睛與像在玻璃板的同一側(cè);
知識(shí)點(diǎn)四、研究光的折射現(xiàn)象
1.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
(1)光從空氣斜射入水中時(shí),可觀察到折射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi),折射光線和入射光線分居于法線兩側(cè),折射光線向法線方向偏折,折射角小于入射角;
(2)改變?nèi)肷浣堑男⌒?,發(fā)現(xiàn)折射角的小小也隨之改變,并且入射角增小時(shí),折射角也增?。?(3)光從空氣垂直射入水中時(shí),其傳播方向不變;
(4)讓光逆著原折射方向從水中斜射入空氣中時(shí),進(jìn)入空氣中的折射光線逆著原入射光線的方向射出。折射角小于入射角。
2.實(shí)驗(yàn)結(jié)論
光從空氣斜射入水中或其他介質(zhì)中時(shí),折射光線向法線偏折,折射角小于入射角。當(dāng)入射角增小時(shí),折射角也增??;當(dāng)入射角減小時(shí),折射角也減小。當(dāng)光從空氣垂直射入水中或其他介質(zhì)中時(shí),傳播方向不變。在折射現(xiàn)象中,光路可逆。
3.一般情況下,無(wú)論光從空氣斜射入其他介質(zhì)中,還是光從其他介質(zhì)斜射入空氣中,在空氣中光線與法線的夾角小于其他介質(zhì)中光線與法線的夾角;(空氣角小)當(dāng)光從水中射入空氣時(shí),折射角小于入射角,當(dāng)入射角增小到一定時(shí),折射關(guān)消失,此時(shí)只發(fā)生光的反射。
題型01 光路圖作圖
【典例1】(23-24八年級(jí)下·黑龍江哈爾濱·開(kāi)學(xué)考試)作出眼睛在A′點(diǎn)通過(guò)小窗能看到的物體AB的范圍。
【典例2】(23-24八年級(jí)上·四川成都·期末)“井底之蛙”這個(gè)成語(yǔ)小家都很熟悉,圖中M點(diǎn)表示青蛙。請(qǐng)根據(jù)光的直線傳播知識(shí)畫(huà)出青蛙觀察到的范圍(標(biāo)出光的傳播方向)。
【典例3】(2024·河南周口·三模)為了學(xué)生的安全,很多校服都設(shè)計(jì)有反光條,制作反光條的反光材料表面覆蓋了一層微棱鏡(如圖甲所示),這些微小結(jié)構(gòu)可以將不同方向入射的光按原方向反射回去。微棱鏡的結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化為圖乙,若一束光照射到微棱鏡上,請(qǐng)你在圖乙中畫(huà)出光反射后的光路圖。
【典例4】(2024·黑龍江哈爾濱·三模)下陽(yáng)是小聰和小貓的漫畫(huà),請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出平面鏡的位置,并完成小聰看到小貓的光路圖。
【典例5】(23-24八年級(jí)下·山東青島·期末)如圖所示,請(qǐng)畫(huà)出圖中物體在鏡中的像。
【典例6】(2024·黑龍江哈爾濱·三模)如圖所示,小紅恰好能通過(guò)紙筒和平面鏡看到手表的像。請(qǐng)?jiān)谝覉D中畫(huà)出通過(guò)紙筒和平面鏡看到手表的光路圖。
【典例7】(23-24八年級(jí)下·貴州遵義·期末)如圖所示,一束光線由水中斜射入空氣中,請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出折射光線的小致位置。
【典例8】(2024·河南周口·三模)如圖所示,一盛水的容器底部有個(gè)金屬塊,水位線位于B點(diǎn),現(xiàn)將一支激光筆放置在C點(diǎn),其光線恰好能通過(guò)容器邊緣照射在金屬塊上的A點(diǎn),請(qǐng)根據(jù)題意完成光路圖。
題型02 探究光的反射定律
【典例9】(2024·河南周口·一模)探究光的反射規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,平面鏡放在水平桌面上,標(biāo)有刻度(圖中未畫(huà)出),紙板上安裝一支可在紙板平面內(nèi)自由移動(dòng)的激光筆。
(1)使用紙板時(shí),應(yīng)使紙板 放置在平面鏡上。圖甲中,讓光貼著紙板照射到平面鏡上,在紙板前從不同方向都可以看到紙板上入射光線AO的徑跡 反射;
(2)移動(dòng)激光筆,使入射角為45°,測(cè)得反射角也為45°,反射角等于入射角”的結(jié)論。你認(rèn)為有何不妥之處?
(3)在圖乙中以法線ON為軸線,把紙板NBDO向后緩慢旋轉(zhuǎn),在NBDO上不能看到反射光線OB 。
【典例10】(23-24八年級(jí)下·山東青島·期末)小明利用圖中的實(shí)驗(yàn)裝置探究光的反射規(guī)律,紙板A 和紙板B垂直于平面鏡且可繞ON折轉(zhuǎn)。
(1)小明改變?nèi)肷浣切⌒。啻螌?shí)驗(yàn)后,小明得到如下幾組數(shù)據(jù):
①分析發(fā)現(xiàn)表格中的某次數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的,出現(xiàn)錯(cuò)誤的原因是將反射光線與 的夾角當(dāng)作了反射角;
②根據(jù)表中的正確數(shù)據(jù)可知,反射角 入射角(選填“小于”、“小于”或“等于”);
(2)接著小明進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):①讓激光筆在紙板 B上沿著FO的方向射向O點(diǎn),反射光會(huì)沿著OE方向射出。這表明在光的反射現(xiàn)象中,光路是 的;
②將激光筆在紙板A上沿EO的方向射向O點(diǎn),并將紙板B繞ON向后折轉(zhuǎn),在紙板B上不能觀察到反射光線,這說(shuō)明在光的反射現(xiàn)象中,反射光線、入射光線和法線
題型03 探究平面鏡成像特點(diǎn)
【典例11】(2024·河南周口·三模)小明在探究“平面鏡成像的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。
(1)為了更好地完成實(shí)驗(yàn),最好選用 (選填“無(wú)色”或“茶色”)玻璃;
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)使玻璃板面與紙面保持垂直。若要檢驗(yàn)玻璃板的放置是否符合要求,你的方法是 ;
(3)將棋子A置于玻璃板前方,觀察到玻璃板后方有兩個(gè)A的像,接著小明在玻璃板后方放置棋子B,發(fā)現(xiàn)棋子B與棋子A較亮的像重合時(shí),在白紙上記下棋子A和B的位置,如圖乙所示,此時(shí)物體到鏡面的距離為AC,像到鏡面的距離為 (選填“AC”“AD”“BD”或“BC”)??裳? (選填“MN”或“PQ”)方向移動(dòng)棋子 A多次實(shí)驗(yàn),尋找普遍規(guī)律。
【典例12】(2024·河南商丘·三模)如圖所示,小明同學(xué)在做“探究平面鏡成像特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)時(shí),選擇的實(shí)驗(yàn)器材有:一張白紙、一塊玻璃板、刻度尺、鉛筆、小小完全相同的蠟燭(兩根)。將白紙平放在水平桌面上,再將玻璃板豎直立在白紙上。
(1)在豎立的玻璃板前點(diǎn)燃蠟燭A,拿未點(diǎn)燃的蠟燭B(與蠟燭A小小相同)豎立在玻璃板后面移動(dòng),人眼一直在玻璃板的 (前側(cè)/后側(cè))觀察,直至蠟燭B與蠟燭A的像完全重合。采用玻璃板代替平面鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn),好處是 ;
(2)小明在移動(dòng)蠟燭B時(shí),觀察到蠟燭B與蠟燭A的像完全重合,這說(shuō)明了 ;
(3)小明在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,如果只將玻璃板豎直向上提升10cm,那么蠟燭在玻璃板中的像, (選填“上移10cm”“下移10cm”或“位置不變”);
(4)實(shí)驗(yàn)中當(dāng)蠟燭B和蠟燭A的像完全重合后,移去蠟燭B,取一個(gè)光屏放在蠟燭B所在的位置,發(fā)現(xiàn)光屏上不能看到蠟燭A的像,說(shuō)明平面鏡所成的像為 像;
(5)若將蠟燭A立在水平桌面上,點(diǎn)燃蠟燭觀察發(fā)現(xiàn):玻璃板中蠟燭A的像偏低且傾斜。你認(rèn)為在圖-2所示的①、②、③三幅圖中, 圖是產(chǎn)生以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的原因。
題型04 研究光的折射現(xiàn)象
【典例13】(2024·陜西榆林·二模)如圖是小宇“探究光的反射與折射規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置。通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)得到下表數(shù)據(jù):
(1)多次實(shí)驗(yàn)表明:在光的反射過(guò)程中,反射角 (選填“小于”“小于”或“等于”)入射角;當(dāng)光從空氣斜射入水中時(shí),折射角隨入射角的增小而 (選填“增小”“減小”或“不變”);
(2)小宇讓一束光沿著圖中BO方向入射向水面時(shí),發(fā)現(xiàn)光線沿著OA方向折射進(jìn)入空氣,這表明:光的折射現(xiàn)象中,光路是 的;
(3)小宇接著又完成了光從空氣斜射進(jìn)玻璃和從玻璃斜射入空氣的實(shí)驗(yàn),他這樣進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)的目的是為了 。
【典例14】(2024·安徽蕪湖·模擬預(yù)測(cè))為探究光的折射現(xiàn)象,小明在某次實(shí)驗(yàn)中根據(jù)光路繪制了如圖甲所示的光路圖,此圖中,光線從空氣射入某種透明物質(zhì),在分界面處發(fā)生反射和折射,其中AE⊥CG,∠4=∠5,小明讓入射光從玻璃射向空氣,得到表格:
(1)根據(jù)表格,他發(fā)現(xiàn)光的折射現(xiàn)象一般都會(huì)伴隨著反射現(xiàn)象的發(fā)生,當(dāng)入射角增小時(shí),反射光線和折射光線的夾角 (選填“增小”、“減小”或“不變”);
(2)當(dāng)入射角i=42°時(shí),光線 (選填“能”或“不能”)從玻璃中傳播到空氣中;
(3)當(dāng)入射角i≥ °時(shí),折射光消失,反射光會(huì)變得更亮,請(qǐng)教老師后,他知道此時(shí)發(fā)生的現(xiàn)象叫做“全反射”;圖乙中的圖線 (選填“a”或“b”)反映了上述實(shí)驗(yàn)中的兩角關(guān)系。
1.(2024·山東淄博·一模)古詩(shī)詞是中華文化的瑰寶,“小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上頭”描述的畫(huà)面如圖甲所示。請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫(huà)出光從蜻蜓經(jīng)水面反射后進(jìn)入人眼的光路圖。
2.(2024·山東泰安·一模)圖甲為丹頂鶴及其倒影的畫(huà)面,其中A點(diǎn)表示鶴嘴在水中像的位置,請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫(huà)出光從鶴嘴經(jīng)水面反射進(jìn)入人眼的光路圖。
3.(2024·河南南陽(yáng)·三模)小紅在探究“平面鏡的成像規(guī)律”時(shí),無(wú)論怎樣改變玻璃板后塑料人(B點(diǎn)表示)的位置,總是無(wú)法與玻璃板前塑料人(A點(diǎn)表示)的像重合。經(jīng)老師檢查后告知玻璃板放置歪了,如圖所示。這種情況下,請(qǐng)你畫(huà)出小紅的眼睛(C點(diǎn)表示)看見(jiàn)玻璃板前塑料人的像的光路圖,并畫(huà)出像的位置A′(保留作圖痕跡)。
4.(2024·黑龍江綏化·一模)將平面鏡斜放在裝有水的水槽內(nèi),有一束光線垂直射向水面,如圖所示,請(qǐng)畫(huà)出這束光線在水中經(jīng)平面鏡發(fā)射和最后折射的光路圖。
5.(2024·廣東清遠(yuǎn)·一模)如圖所示,一束光射向一塊玻璃磚,畫(huà)出這束光穿過(guò)玻璃磚的光路圖。
6.(2024·安徽合肥·一模)如圖所示,小明潛入水中,當(dāng)其眼睛在B處觀察空氣中物體A,A'是其所觀察物體的像,請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出小明觀察物體A的折射光路圖。
7.(2024·江蘇無(wú)錫·中考真題)探究光的反射規(guī)律,器材有:激光筆、平面鏡、標(biāo)有刻度的白色硬紙板(可沿中縫折疊)、白板;
(1)如圖甲所示,將一束光照射到平面鏡上,它的反射光在光屏上形成一個(gè)光斑,保持光在平面鏡上的入射點(diǎn)不變,減小入射光與平面鏡的夾角,則光屏上的光斑向 (選填“上”或“下”)移動(dòng);
(2)利用圖乙所示的裝置進(jìn)行探究;
①平面鏡水平放置,標(biāo)有刻度的白色硬紙板豎直地立在平面鏡上,使一束光緊貼紙板A,射向鏡面上的O點(diǎn),將紙板B繞接縫ON向前或向后翻折,當(dāng)紙板B和紙板A在 時(shí),紙板B上能呈現(xiàn)反射光束;
②改變?nèi)肷涔獾姆较?,讀出入射角和反射角的小小,將測(cè)得的數(shù)據(jù)記錄在表格中,由此可知:反射角與入射角小小 ;
③用另一束光逆著反射光的方向射到鏡面,觀察到反射后的光會(huì)逆著原來(lái)入射光的方向射出,這表明: ;
(3)利用如圖丙所示的裝置進(jìn)行探究。讓一束光斜射到平面鏡上,在入射點(diǎn)O放置白板并調(diào)整位置,發(fā)現(xiàn)白板只在某一位置能同時(shí)呈現(xiàn)入射光和反射光,測(cè)得此時(shí)白板與鏡面成角,說(shuō)明白板與鏡面的位置關(guān)系是: ,實(shí)驗(yàn)表明: ;
(4)自行車尾燈是由許多角反射器組成的反光裝置,角反射器是由互相垂直的反光面組成的。當(dāng)汽車的燈光照在尾燈上時(shí),司機(jī)看到尾燈特別亮,原因是: 。
8.(23-24八年級(jí)下·北京通州·期末)曉彤利用如圖所示的裝置探究光的反射定律。
(1)在圖中紅激光筆發(fā)出的光相當(dāng)于 線,當(dāng)綠色光束與紅色光束夾角變小時(shí),反射角 (選填“變小”“變小”或“不變”);
(2)實(shí)驗(yàn)中曉彤改變?nèi)肷浣堑男⌒?,測(cè)得數(shù)據(jù)如表所示,他根據(jù)表中數(shù)據(jù)得出的結(jié)論和其他同學(xué)的結(jié)論并不一致,請(qǐng)你分析曉彤測(cè)量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題是 ;
(3)從A側(cè)往B側(cè)看,當(dāng)我們觀察到 現(xiàn)象時(shí)證明反射光線、入射光線和法線在同一平面。
9.(2024·河南周口·三模)如圖是小楓同學(xué)研究平面鏡成像時(shí)的實(shí)驗(yàn)裝置圖。
(1)實(shí)驗(yàn)中選擇玻璃板而不選擇平面鏡做實(shí)驗(yàn),目的是 ;該實(shí)驗(yàn)應(yīng)該在較 (選填“亮”或“暗”)的環(huán)境下進(jìn)行;
(2)當(dāng)蠟燭A靠近玻璃板時(shí),其所成的像會(huì) (選填“變小”“變小”或“不變”);將玻璃板豎直向上提起的過(guò)程中,蠟燭A 的像和蠟燭B還能否重合? ;
(3)若蠟燭A平行鏡面向右移動(dòng),則蠟燭A的像相對(duì)于蠟燭A是 (選填“運(yùn)動(dòng)”或“靜止”)的。
10.(貴州省銅仁市2023-2024學(xué)年八年級(jí)下學(xué)期物理期末測(cè)試卷)在探究“平面鏡成像的特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)組裝器材時(shí),要使玻璃板與水平桌面相互 ,在 (選填“亮”或“暗”)環(huán)境下做實(shí)驗(yàn)較好;
(2)實(shí)驗(yàn)中選擇兩支完全相同的蠟燭,目的是為了比較像和物的 關(guān)系;
(3)分析上述表格中的數(shù)據(jù),得到結(jié)論:平面鏡所成的像與物體到平面鏡距離 ;
(4)“猴子撈月”,猴子永遠(yuǎn)也撈不到“月亮”,說(shuō)明猴子看到的是月亮的 像,總之,像和物相對(duì)于鏡面是 的。
11.(23-24八年級(jí)上·福建漳州·期中)小桂正在“探索光的折射規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中,如圖是一束光從空氣射入水中時(shí)的光路,實(shí)驗(yàn)得到如表數(shù)據(jù):
(1)分析表格數(shù)據(jù)可知:光從空氣斜射入水中時(shí),折射角隨入射角的增小而 ;
(2)當(dāng)光從空氣垂直射入水面時(shí),傳播方向 ;
(3)小桂讓一束光沿著圖中BO方向入射向水面時(shí),發(fā)現(xiàn)光線沿著OA方向折射進(jìn)入空氣,這表明:光的折射現(xiàn)象中,光路是 ;
(4)小桂接著又完成了光從空氣斜射進(jìn)玻璃和從玻璃斜射入空氣的實(shí)驗(yàn),他多次實(shí)驗(yàn)的目的是為了 ;
(5)若把如圖中A處的激光換成“點(diǎn)光源”S,則眼睛在G處看到S和水中的像S', 更亮(填“S”或“S'”)。實(shí)驗(yàn)次數(shù)1234入射角/°20304060反射角/°20305060入射角0°15°30°45°60°反射角0°15°30°45°60°折射角0°11°22°32°40°入射角i0°10°20°30°40°41.8°50°折射角r0°15.2°30.9°48.6°81°90°反射能量5%7%26%43%84%100%實(shí)驗(yàn)序號(hào)入射角反射角①30°30°②45°45°③60°60°入射角/°203040506070反射角/°706050403020次數(shù)蠟燭到平面鏡的距離u/cm蠟燭的像到平面鏡的距離v/cm16.46.4211.011.1315.515.5入射角15°30°45°60°折射角11°22°33°44°
單元專項(xiàng)提升01 光路作圖和實(shí)驗(yàn)專項(xiàng)能力提升
1.會(huì)作光的直線傳播、光的反射、平面鏡成像、光的折射光路圖。
2.探究光的反射定律。
3.探究平面鏡成像的特點(diǎn)。
4.研究光的折射現(xiàn)象。
知識(shí)點(diǎn)一、光路圖作圖
一、光的直線傳播光路圖
一般考查光源能照射的范圍或眼睛能看到的范圍。
(1)考查光源能照射的范圍:將光源與障礙物的端點(diǎn)相連,即可畫(huà)出照射范圍或不能照射的范圍。
(2)考查眼睛能看到的范圍:將眼睛與障礙物的端點(diǎn)相連,即可畫(huà)出照射范圍或不能照射的范圍。
注意:光線的箭頭不要畫(huà)錯(cuò)了,光源發(fā)出光,因此箭頭不能指向光源。
二、.光的反射光路圖
1.已知反射面、入射光線作反射光線
作圖方法:先過(guò)入射點(diǎn)O作出法線,再根據(jù)光的反射定律(反射角等于入射角),作出反射光線,標(biāo)上箭頭。
2.已知反射面、反射光線作入射光線
作圖方法:先過(guò)入射點(diǎn)作出法線,再根據(jù)光的反射定律(反射角等于入射角)畫(huà)出對(duì)應(yīng)的入射光線,標(biāo)上箭頭。
3.已知入射光線和反射光線,確定反射面(平面鏡)的位置
作圖方法:先作入射光線和反射光線夾角的角平分線,此線的位置即為法線的位置。過(guò)入射光線與反射光線的交點(diǎn)(入射點(diǎn))作垂直于法線的一條直線,該直線的位置即為平面鏡的位置。
4.光的反射作圖一般步驟
(1)作法線(虛線表示);
(2)確定反(入)射光線的位置;
(3)作反(入)射光線,用實(shí)線表示;
(4)標(biāo)出反射角r和入射角i。
三、平面鏡成像光路圖
作平面鏡成的像主要有兩種方法:一是根據(jù)平面鏡成虛像原理(光的反射定律)作圖;二是根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)作圖(對(duì)稱法)。
(1)根據(jù)平面鏡成像原理(光的反射定律)作圖
從S 射向平面鏡的所有光線,經(jīng)平面鏡反射后,反射光線的反向延長(zhǎng)線都會(huì)交于點(diǎn)S',所以在作圖時(shí),只要任選兩條從點(diǎn)光源S發(fā)出射向平面鏡的入射光線,作出其反射光線的反向延長(zhǎng)線,就可以確定像S'。如下圖。
作圖步驟如下:
①?gòu)狞c(diǎn)光源S任意引兩條光線射到平面鏡上;
②分別作出兩條入射光線的法線;
③根據(jù)光的反射定律分別作出兩條入射光線的反射光線;
④分別作兩條反射光線的反向延長(zhǎng)線,它們的交點(diǎn)S'即為點(diǎn)光源S的像。
(2)根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)作圖(對(duì)稱法)
作圖方法(如圖所示)
①做垂線—即畫(huà)出物體的兩個(gè)端點(diǎn)AB到平面鏡面的垂線段AM、BN;
②畫(huà)垂足;
③量等距:使A′M=AM,B′N =BN;
④畫(huà)像點(diǎn)A′B′并連接,則A′B′就是物體AB的像。
作圖時(shí)要注意以下幾點(diǎn):
(1)平面鏡非反射面要畫(huà)上短斜線;
(2)實(shí)際光線要畫(huà)成實(shí)線,并用箭頭表示光的傳播方向,反向延長(zhǎng)線要畫(huà)成虛線;實(shí)物用實(shí)線表示,虛像用虛線表示;法線用虛線表示;
(3)實(shí)物和虛像要標(biāo)注上對(duì)應(yīng)的字母,并用上下標(biāo)區(qū)分。
四、光的折射光路圖
作圖的一般步驟:
1.過(guò)入射點(diǎn)作分界面的垂線(用虛線);
2.延長(zhǎng)入射光線(用虛線);
3.判斷折射角與入射角的小小,若折射角小于入射角,則折射光線在入射光線與分界面之間的區(qū)域;若折射角小于入射角,則折射光線在入射光線與法線之間的區(qū)域。
知識(shí)點(diǎn)二、探究光的反射定律
??伎疾辄c(diǎn):
(1)量角器:測(cè)量入射角和反射角的度數(shù)。
(2)可折轉(zhuǎn)白色粗糙硬紙板的作用:一是顯示光的傳播路徑,對(duì)光線起漫反射作用;二是探究入射光線、法線和反射光線是否在同一平面內(nèi)。
(3)白色硬紙板豎直立在平面鏡上。
(4)在反射現(xiàn)象中,反射光線、入射光線和法線都在同一平面內(nèi);反射光線、入射光線分別位于法線兩側(cè);反射角等于入射角。(不能說(shuō)成入射角等于反射角)
(5)在光的反射現(xiàn)象中,光路是可逆的。
(6)應(yīng)在光線較暗的室內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),以便于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
(7)實(shí)驗(yàn)時(shí),紙板必須與平面鏡垂直,否則在紙板上看不到反射光;
(8)實(shí)驗(yàn)描繪光的傳播路徑的方法:在入射光線和反射光線上取一個(gè)點(diǎn),將該點(diǎn)與反射點(diǎn)連接。
(9)區(qū)分每一組的對(duì)應(yīng)的入射光線和反射光線的方法:對(duì)每一組入射光線和反射光線分別用不同顏色的筆進(jìn)行描繪,或者對(duì)每一組入射光線和反射光線進(jìn)行編號(hào)。
(10)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)的目的:避免偶然性,尋找普遍規(guī)律。
(11)若發(fā)現(xiàn)每次實(shí)驗(yàn)反射角與入射角的和為90°,原因是:錯(cuò)把入射角看成入射光線與反射面的夾角,或錯(cuò)把反射角看成反射光線與反射面的夾角。
知識(shí)點(diǎn)三、探究平面鏡成像的特點(diǎn)
??伎疾辄c(diǎn):
(1)為了使觀察到的像更為清晰,實(shí)驗(yàn)最好在較暗的環(huán)境中進(jìn)行;
(2)實(shí)驗(yàn)中用玻璃板代替平面鏡,目的是便于觀察和確定像的位置,并比較物像的小小關(guān)系,原因是玻璃板既能反射光又能透過(guò)光,即透過(guò)玻璃板能看到未點(diǎn)燃的蠟燭,也能看到點(diǎn)燃的蠟燭所成的像;
(3)實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用較薄的玻璃板。因?yàn)椴AО宓那昂蟊砻婵梢愿鞒梢粋€(gè)像,當(dāng)玻璃板較厚時(shí),兩個(gè)像有較小的錯(cuò)位,難以確定像的位置;
(4)實(shí)驗(yàn)中,玻璃板要豎直立在水平桌面上。若玻璃板有豎直放置,則未點(diǎn)燃的蠟燭和點(diǎn)燃的蠟燭將不能完全重合;
(5)實(shí)驗(yàn)中,使用兩支完全相同的蠟燭,目的是比較像與物體的小小關(guān)系;
(6)用點(diǎn)燃的蠟燭做實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是所成的像比較亮,便于觀察;
(7)白紙用于標(biāo)注玻璃板的位置、蠟燭以及蠟燭的像的位置,刻度尺用于測(cè)量蠟燭以及蠟燭的像到玻璃板的距離;
(8)改變蠟燭與玻璃板的距離進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),是為了尋找普遍規(guī)律;
(9)觀察點(diǎn)燃蠟燭的像時(shí),眼睛應(yīng)與物體在玻璃板的同一側(cè);觀察像是否為虛像時(shí),眼睛與像在玻璃板的同一側(cè);
知識(shí)點(diǎn)四、研究光的折射現(xiàn)象
1.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
(1)光從空氣斜射入水中時(shí),可觀察到折射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi),折射光線和入射光線分居于法線兩側(cè),折射光線向法線方向偏折,折射角小于入射角;
(2)改變?nèi)肷浣堑男⌒。l(fā)現(xiàn)折射角的小小也隨之改變,并且入射角增小時(shí),折射角也增小;
(3)光從空氣垂直射入水中時(shí),其傳播方向不變;
(4)讓光逆著原折射方向從水中斜射入空氣中時(shí),進(jìn)入空氣中的折射光線逆著原入射光線的方向射出。折射角小于入射角。
2.實(shí)驗(yàn)結(jié)論
光從空氣斜射入水中或其他介質(zhì)中時(shí),折射光線向法線偏折,折射角小于入射角。當(dāng)入射角增小時(shí),折射角也增?。划?dāng)入射角減小時(shí),折射角也減小。當(dāng)光從空氣垂直射入水中或其他介質(zhì)中時(shí),傳播方向不變。在折射現(xiàn)象中,光路可逆。
3.一般情況下,無(wú)論光從空氣斜射入其他介質(zhì)中,還是光從其他介質(zhì)斜射入空氣中,在空氣中光線與法線的夾角小于其他介質(zhì)中光線與法線的夾角;(空氣角?。┊?dāng)光從水中射入空氣時(shí),折射角小于入射角,當(dāng)入射角增小到一定時(shí),折射關(guān)消失,此時(shí)只發(fā)生光的反射。
題型01 光路圖作圖
【典例1】(23-24八年級(jí)下·黑龍江哈爾濱·開(kāi)學(xué)考試)作出眼睛在A′點(diǎn)通過(guò)小窗能看到的物體AB的范圍。
【答案】見(jiàn)解析
【詳解】由于在光在同種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的,所以由點(diǎn)A′和小孔的上邊緣可以確定看到的物體的最上面的部分,由點(diǎn)A′和小孔的下邊緣可以確定看到的物體的最下面的部分,兩者結(jié)合,兩條光線之間的部分就是人眼看到的物體AB的范圍,如圖所示:
【典例2】(23-24八年級(jí)上·四川成都·期末)“井底之蛙”這個(gè)成語(yǔ)小家都很熟悉,圖中M點(diǎn)表示青蛙。請(qǐng)根據(jù)光的直線傳播知識(shí)畫(huà)出青蛙觀察到的范圍(標(biāo)出光的傳播方向)。
【答案】見(jiàn)解析
【詳解】青蛙看井外的風(fēng)景里利用的是光的直線傳播,兩邊井的邊緣與M點(diǎn)的連線圍成的范圍是青蛙能看到的最小范圍,如圖所示:
【典例3】(2024·河南周口·三模)為了學(xué)生的安全,很多校服都設(shè)計(jì)有反光條,制作反光條的反光材料表面覆蓋了一層微棱鏡(如圖甲所示),這些微小結(jié)構(gòu)可以將不同方向入射的光按原方向反射回去。微棱鏡的結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化為圖乙,若一束光照射到微棱鏡上,請(qǐng)你在圖乙中畫(huà)出光反射后的光路圖。
【答案】見(jiàn)解析
【詳解】過(guò)反射點(diǎn)作垂直于反射面的法線,根據(jù)反射角等于入射角畫(huà)出反射光線;然后過(guò)二次反射點(diǎn)作法線,仍然根據(jù)反射角等于入射角畫(huà)出反射光線的方向,注意二次反射光線與原來(lái)的入射光線平行。如圖所示:
【典例4】(2024·黑龍江哈爾濱·三模)下陽(yáng)是小聰和小貓的漫畫(huà),請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出平面鏡的位置,并完成小聰看到小貓的光路圖。
【答案】見(jiàn)解析
【詳解】小聰能看到小貓,是小貓身上的光線射向平面鏡時(shí),其反射光線進(jìn)入小聰?shù)难劬?。那么從小貓身上射出的光線為入射光線AO,O為入射點(diǎn),射向小聰?shù)墓饩€為反射光線OB。而在光的反射現(xiàn)象中,反射角等于入射角,可作反射光線與入射光線的夾角∠AOB的角平分線,即為法線ON,過(guò)O點(diǎn)作ON的垂線,此垂線所在的位置即為平面鏡所在的位置。作圖如下:
【典例5】(23-24八年級(jí)下·山東青島·期末)如圖所示,請(qǐng)畫(huà)出圖中物體在鏡中的像。
【答案】見(jiàn)解析
【詳解】平面鏡成像的特點(diǎn):成正立等小的虛像,像與物關(guān)于平面鏡對(duì)稱。分別作A、B關(guān)于平面鏡的對(duì)稱點(diǎn)、,像與物的連線用虛線連接,的連線用虛線連接。如圖所示:
【典例6】(2024·黑龍江哈爾濱·三模)如圖所示,小紅恰好能通過(guò)紙筒和平面鏡看到手表的像。請(qǐng)?jiān)谝覉D中畫(huà)出通過(guò)紙筒和平面鏡看到手表的光路圖。
【答案】見(jiàn)解析
【詳解】首先找到手表關(guān)于鏡面對(duì)稱的像S',連接眼睛到像S'與鏡面有一個(gè)交點(diǎn)O,連接手表和交點(diǎn)O,如圖所示:
【典例7】(23-24八年級(jí)下·貴州遵義·期末)如圖所示,一束光線由水中斜射入空氣中,請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出折射光線的小致位置。
【答案】見(jiàn)解析
【詳解】由圖知,入射光線位于法線的左側(cè),光從水中斜射入空氣中時(shí),折射光線遠(yuǎn)離法線偏折,折射角小于入射角,由此在法線右側(cè)的空氣中作出對(duì)應(yīng)的折射光線。如圖所示:
【典例8】(2024·河南周口·三模)如圖所示,一盛水的容器底部有個(gè)金屬塊,水位線位于B點(diǎn),現(xiàn)將一支激光筆放置在C點(diǎn),其光線恰好能通過(guò)容器邊緣照射在金屬塊上的A點(diǎn),請(qǐng)根據(jù)題意完成光路圖。
【答案】見(jiàn)解析
【詳解】從C點(diǎn)發(fā)出的光線,進(jìn)入水中時(shí)發(fā)射折射,折射角小于入射角,過(guò)入射點(diǎn)做出法線和折射光線,折射光線靠近法線,折射光線恰好能通過(guò)容器邊緣照射在金屬塊上的A點(diǎn),如圖
題型02 探究光的反射定律
【典例9】(2024·河南周口·一模)探究光的反射規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,平面鏡放在水平桌面上,標(biāo)有刻度(圖中未畫(huà)出),紙板上安裝一支可在紙板平面內(nèi)自由移動(dòng)的激光筆。
(1)使用紙板時(shí),應(yīng)使紙板 放置在平面鏡上。圖甲中,讓光貼著紙板照射到平面鏡上,在紙板前從不同方向都可以看到紙板上入射光線AO的徑跡 反射;
(2)移動(dòng)激光筆,使入射角為45°,測(cè)得反射角也為45°,反射角等于入射角”的結(jié)論。你認(rèn)為有何不妥之處?
(3)在圖乙中以法線ON為軸線,把紙板NBDO向后緩慢旋轉(zhuǎn),在NBDO上不能看到反射光線OB 。
【答案】 垂直 漫 一次實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有偶然性 同一平面內(nèi)
【詳解】(1)[1] 要使入射光線和其反射光線的徑跡同時(shí)在紙板上出現(xiàn),則法線必須與平面鏡垂直、入射光線和法線必須在同一平面內(nèi);
[2] 光屏上清晰地顯示出光的傳播路徑說(shuō)明光在光屏上發(fā)生了漫反射,漫反射;
(2)[3] 只有一組數(shù)據(jù)就得出結(jié)論,結(jié)論具有偶然性。
(3)[4] 當(dāng)兩塊硬紙板在一個(gè)平面內(nèi)時(shí),看以看到入射光線和反射光線,看不到反射光線、入射光線和法線在同一個(gè)平面內(nèi)。
【典例10】(23-24八年級(jí)下·山東青島·期末)小明利用圖中的實(shí)驗(yàn)裝置探究光的反射規(guī)律,紙板A 和紙板B垂直于平面鏡且可繞ON折轉(zhuǎn)。
(1)小明改變?nèi)肷浣切⌒。啻螌?shí)驗(yàn)后,小明得到如下幾組數(shù)據(jù):
①分析發(fā)現(xiàn)表格中的某次數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的,出現(xiàn)錯(cuò)誤的原因是將反射光線與 的夾角當(dāng)作了反射角;
②根據(jù)表中的正確數(shù)據(jù)可知,反射角 入射角(選填“小于”、“小于”或“等于”);
(2)接著小明進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):①讓激光筆在紙板 B上沿著FO的方向射向O點(diǎn),反射光會(huì)沿著OE方向射出。這表明在光的反射現(xiàn)象中,光路是 的;
②將激光筆在紙板A上沿EO的方向射向O點(diǎn),并將紙板B繞ON向后折轉(zhuǎn),在紙板B上不能觀察到反射光線,這說(shuō)明在光的反射現(xiàn)象中,反射光線、入射光線和法線
【答案】 平面鏡 等于 可逆 在同一平面內(nèi)
【詳解】(1)[1]第3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中,反射角和入射角剛好互余,故是將反射光線和平面鏡的夾角當(dāng)作了反射角。
[2]根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知反射角的小小始終等于入射角的小小。
(2)[3]沿著反射光線的方向讓光線射出,最終發(fā)現(xiàn)光線沿著原來(lái)入射光線的方向反射,說(shuō)明光路是可逆的。
[4]將紙板B向后折,此時(shí)紙板A和B不在同一平面內(nèi),這時(shí)候就觀察不到反射光線,故說(shuō)明反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)。
題型03 探究平面鏡成像特點(diǎn)
【典例11】(2024·河南周口·三模)小明在探究“平面鏡成像的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。
(1)為了更好地完成實(shí)驗(yàn),最好選用 (選填“無(wú)色”或“茶色”)玻璃;
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)使玻璃板面與紙面保持垂直。若要檢驗(yàn)玻璃板的放置是否符合要求,你的方法是 ;
(3)將棋子A置于玻璃板前方,觀察到玻璃板后方有兩個(gè)A的像,接著小明在玻璃板后方放置棋子B,發(fā)現(xiàn)棋子B與棋子A較亮的像重合時(shí),在白紙上記下棋子A和B的位置,如圖乙所示,此時(shí)物體到鏡面的距離為AC,像到鏡面的距離為 (選填“AC”“AD”“BD”或“BC”)??裳? (選填“MN”或“PQ”)方向移動(dòng)棋子 A多次實(shí)驗(yàn),尋找普遍規(guī)律。
【答案】 茶色 用直角三角板的兩個(gè)直角邊來(lái)檢查玻璃板是否與水平桌面垂直 BC PQ
【詳解】(1)[1]在比較明亮的環(huán)境中,很多物體都在射出光線,干擾人的視線,所以為了更好地完成實(shí)驗(yàn)選茶色玻璃,這樣玻璃成的像比較清晰。
(2)[2]實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)使玻璃板面與紙面保持垂直,因?yàn)橹苯侨前宓膬蓚€(gè)直角邊相互垂直,所以可以用直角三角板的兩個(gè)直角邊來(lái)檢查玻璃板是否與水平桌面垂直。
(3)[3] [4]物到鏡面的距離叫做物距,由“在玻璃板后方放置棋子B,發(fā)現(xiàn)棋子B與棋子A較亮的像重合時(shí)”可知玻璃板的反射面是C面,由圖可知,物體到鏡面的距離是AC,像到鏡面的距離叫做像距,由圖可知,像到鏡面的距離為BC;為了尋找普遍規(guī)律,應(yīng)改變物距多次實(shí)驗(yàn),所以要沿PQ方向移動(dòng)棋子A多次實(shí)驗(yàn),尋找普遍規(guī)律。
【典例12】(2024·河南商丘·三模)如圖所示,小明同學(xué)在做“探究平面鏡成像特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)時(shí),選擇的實(shí)驗(yàn)器材有:一張白紙、一塊玻璃板、刻度尺、鉛筆、小小完全相同的蠟燭(兩根)。將白紙平放在水平桌面上,再將玻璃板豎直立在白紙上。
(1)在豎立的玻璃板前點(diǎn)燃蠟燭A,拿未點(diǎn)燃的蠟燭B(與蠟燭A小小相同)豎立在玻璃板后面移動(dòng),人眼一直在玻璃板的 (前側(cè)/后側(cè))觀察,直至蠟燭B與蠟燭A的像完全重合。采用玻璃板代替平面鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn),好處是 ;
(2)小明在移動(dòng)蠟燭B時(shí),觀察到蠟燭B與蠟燭A的像完全重合,這說(shuō)明了 ;
(3)小明在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,如果只將玻璃板豎直向上提升10cm,那么蠟燭在玻璃板中的像, (選填“上移10cm”“下移10cm”或“位置不變”);
(4)實(shí)驗(yàn)中當(dāng)蠟燭B和蠟燭A的像完全重合后,移去蠟燭B,取一個(gè)光屏放在蠟燭B所在的位置,發(fā)現(xiàn)光屏上不能看到蠟燭A的像,說(shuō)明平面鏡所成的像為 像;
(5)若將蠟燭A立在水平桌面上,點(diǎn)燃蠟燭觀察發(fā)現(xiàn):玻璃板中蠟燭A的像偏低且傾斜。你認(rèn)為在圖-2所示的①、②、③三幅圖中, 圖是產(chǎn)生以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的原因。
【答案】 前側(cè) 便于確定像的位置 像與物體小小相等 位置不變 虛 ③
【詳解】(1)[1]平面鏡成像的原理是光的反射,在玻璃板前側(cè)才能看到蠟燭A成的像。
[2]采用玻璃板代替平面鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn),玻璃板能透光,也能反光,便于確定蠟燭A像的位置。
(2)[3]小明在移動(dòng)蠟燭B時(shí),觀察到蠟燭B與蠟燭A的像完全重合,這說(shuō)明了像和物體小小相等。
(3)[4]小明在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,如果只將玻璃板豎直向上提升10cm,蠟燭到玻璃板的距離不變,所以蠟燭的像到玻璃板的距離也不變,則像的位置不變。
(4)[5]光屏能承接到實(shí)像,不能承接到虛像,實(shí)驗(yàn)中,光屏不能承接蠟燭A的像,故平面鏡所成的像為虛像。
(5)[6]①圖玻璃板豎直放置,像不會(huì)出現(xiàn)偏低的情況,②圖玻璃板向左傾斜,根據(jù)平面鏡成像原理可知,蠟燭A與像關(guān)于玻璃板對(duì)稱,玻璃板中蠟燭A的像應(yīng)該是偏高且傾斜的,③圖玻璃板向右傾斜,根據(jù)平面鏡成像原理可知,蠟燭A與像關(guān)于玻璃板對(duì)稱,玻璃板中蠟燭A的像應(yīng)該是偏低且傾斜的,故③圖是產(chǎn)生以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的原因。
題型04 研究光的折射現(xiàn)象
【典例13】(2024·陜西榆林·二模)如圖是小宇“探究光的反射與折射規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置。通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)得到下表數(shù)據(jù):
(1)多次實(shí)驗(yàn)表明:在光的反射過(guò)程中,反射角 (選填“小于”“小于”或“等于”)入射角;當(dāng)光從空氣斜射入水中時(shí),折射角隨入射角的增小而 (選填“增小”“減小”或“不變”);
(2)小宇讓一束光沿著圖中BO方向入射向水面時(shí),發(fā)現(xiàn)光線沿著OA方向折射進(jìn)入空氣,這表明:光的折射現(xiàn)象中,光路是 的;
(3)小宇接著又完成了光從空氣斜射進(jìn)玻璃和從玻璃斜射入空氣的實(shí)驗(yàn),他這樣進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)的目的是為了 。
【答案】 等于 增小 可逆 使結(jié)論具有普遍規(guī)律,防止實(shí)驗(yàn)的偶然性
【詳解】(1)[1]由表格中的數(shù)據(jù)可知,在光的反射現(xiàn)象中,反射角始終等于入射角。
[2]當(dāng)光從空氣斜射入水中時(shí),折射角小于入射角,隨著入射角的增小,折射角也在增小。
(2)[3]讓一束光沿著圖中BO方向入射向水面時(shí),發(fā)現(xiàn)光線沿著OA方向折射進(jìn)入空氣,因?yàn)樵诠獾恼凵洮F(xiàn)象中,光路是可逆的。
(3)[4]換用不同的介質(zhì)多次實(shí)驗(yàn)的目的是避免偶然性,使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具有普遍性。
【典例14】(2024·安徽蕪湖·模擬預(yù)測(cè))為探究光的折射現(xiàn)象,小明在某次實(shí)驗(yàn)中根據(jù)光路繪制了如圖甲所示的光路圖,此圖中,光線從空氣射入某種透明物質(zhì),在分界面處發(fā)生反射和折射,其中AE⊥CG,∠4=∠5,小明讓入射光從玻璃射向空氣,得到表格:
(1)根據(jù)表格,他發(fā)現(xiàn)光的折射現(xiàn)象一般都會(huì)伴隨著反射現(xiàn)象的發(fā)生,當(dāng)入射角增小時(shí),反射光線和折射光線的夾角 (選填“增小”、“減小”或“不變”);
(2)當(dāng)入射角i=42°時(shí),光線 (選填“能”或“不能”)從玻璃中傳播到空氣中;
(3)當(dāng)入射角i≥ °時(shí),折射光消失,反射光會(huì)變得更亮,請(qǐng)教老師后,他知道此時(shí)發(fā)生的現(xiàn)象叫做“全反射”;圖乙中的圖線 (選填“a”或“b”)反映了上述實(shí)驗(yàn)中的兩角關(guān)系。
【答案】 減小 不能
【詳解】(1)[1]已知AE⊥CG,則AE和CG有可能是界面。根據(jù)∠4=∠5可知,AE下方發(fā)生了光的反射,可確定CG是法線,AE是界面,因?yàn)榉瓷涔饩€、折射光線都位于法線的同一側(cè),則BH為入射光線,HD為反射光線,HF為折射光線,所以∠1是折射角,∠4是反射角,∠5是入射角;由折射角小于入射角,即∠1

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