第41页

信息发布者:
像的位置
竖直

A
大小不同
完全重合
相等
B
3
挡板上看不见蜡烛A的像
烟雾
垂直
垂直
同一平面
远离
始终相等
【分析】
这道题围绕探究平面镜成像特点的实验展开,我们可以顺着实验的逻辑一步步推导每个空的答案:
1. 第一小问:玻璃板和平面镜的区别是透明,能透过玻璃板看到后方的蜡烛,所以方便我们确定像的位置;如果玻璃板不竖直放在桌面,蜡烛A的像会偏上或偏下,后方的蜡烛无法和像重合,所以必须竖直放置;厚玻璃板的两个反射面都会成像,会出现两个重影干扰实验,所以要选薄玻璃板。
2. 第二小问:实验中只需要点燃玻璃板前的A蜡烛,让它的像足够明亮,后方的B蜡烛是用来和像比对的,不需要点燃;如果A的像直接出现在B“身上”,说明两支蜡烛大小不一样,无法完全重合,是器材选择的错误。
3. 第三小问:实验操作要求移动B蜡烛直到它和A的像完全重合,这就直接说明像和物的大小是相等的;要得出普遍的成像规律,不能只做一次实验,应该保持玻璃板位置不变,多次改变A蜡烛的位置重复操作,避免实验偶然性,所以选B选项。
4. 第四小问:验证虚像的原理是虚像不能在光屏上承接,所以要把不透明挡板放在像所在的一侧,也就是图丙的3位置,直接观察挡板,如果挡板上看不到A的像,就说明平面镜成的是虚像。
【解析】
(1) 玻璃板透明,能观察到玻璃板另一侧的操作,便于确定像的位置;玻璃板必须竖直(垂直于水平桌面)放置,否则像会偏离水平面,无法让后方蜡烛与像重合;薄玻璃板的两个反射面所成的像几乎重合,不会出现明显重影,能减小实验误差,因此选薄玻璃板。
(2) 实验时仅点燃玻璃板前方的A蜡烛,使A的像更清晰,未点燃的B蜡烛用来与像进行比对;若A烛焰的像出现在B“身上”,说明两支蜡烛大小不同,无法实现完全重合,是器材选择的失误。
(3) 移动B蜡烛直到与A蜡烛的像完全重合,说明像与物的大小相等;为了得到普遍规律,避免单次实验的偶然性,需要保持玻璃板位置不变,多次改变蜡烛A的位置重复实验,因此选B。
(4) 验证虚像时,需要将不透明挡板放在像的位置,也就是图丙的3处,直接观察挡板,若挡板上无法承接蜡烛A的像,就证明平面镜成的是虚像。
【答案】
(1) 像的位置 竖直 薄
(2) A 大小不同
(3) 完全重合 相等 B
(4) 3 挡板上看不见蜡烛A的像
【知识点】
平面镜成像特点
平面镜成像实验
虚像的判定
【点评】
本题全面覆盖了平面镜成像实验的核心操作细节与易错考点,从器材选择的原理、实验操作的规范,到多次实验的目的、虚像的验证逻辑都有考察,既需要学生牢记实验步骤,也要求学生理解每一步操作背后的物理原理,是该实验的典型常规考题。
【难度系数】
0.7
【分析】
我们可以顺着实验探究的逻辑一步步思考:
1. 第一问要实现不同方向都能看到光的传播路径,核心是让光发生漫反射,需要在空气中添加能散射光线的悬浮小颗粒,回忆光现象实验里显示光路的常用操作,就能想到喷烟雾。
2. 第二问①,已知纸板和平面镜的夹角都是90°,且纸板和入射光、反射光所在的平面完全重合,直接就能推出入射、反射光线所在平面和平面镜的位置关系是垂直。
② 底边PQ紧贴平面镜,ON是PQ的垂线,根据几何关系就能得到ON和镜面垂直,正好符合法线的定义;结合前一步的结论,入射、反射光线所在平面垂直于镜面,法线也垂直于镜面,自然就能得到三者共面的结论。
3. 第三问,入射光线和法线的夹角是入射角,入射角变大说明入射光线远离法线,结合光的反射定律的核心结论,反射角等于入射角,就能得到两个角的大小关系。
【解析】
(1) 在平面镜上方喷烟雾时,烟雾中的悬浮小颗粒会对光产生漫反射,让光路向各个方向散射,因此可以在不同方向都观察到光的传播路径。
(2) ① 测得纸板和平面镜的夹角均为90°,且纸板与AO、OB所在平面完全重合,说明反射光线、入射光线所在平面和平面镜相互垂直。
② 长方形纸板的底边PQ紧贴平面镜,过O点作PQ的垂线ON,根据几何关系可知ON与镜面垂直,符合法线的定义;结合①的结论,反射光线、入射光线所在平面垂直于平面镜,法线ON也垂直于平面镜,因此反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(3) 入射光线与法线的夹角为入射角,入射角增大时入射光线会逐渐远离法线,分析实验数据可得反射角∠NOB和入射角∠AON的大小始终相等,符合光的反射规律。
【答案】
(1) 烟雾
(2) ① 垂直 ② 垂直 同一平面
(3) 远离 始终相等
【知识点】
光的反射定律,漫反射应用,法线定义
【点评】
本题是光的反射定律探究的创新题型,没有采用传统的纸板翻折的考察方式,通过全新的实验场景引导学生自主推导三线共面的结论,既考察了基础实验操作常识,也深化了学生对光的反射定律核心内容的理解,整体设问梯度平缓,符合基础实验的考察要求。
【难度系数】
0.8