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第二章 光现象


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光现象
知识精讲
实验突破
针对训练
例2 (2018南充)如图是小明在“探究平面镜成像的特点”的实验装置.
(1)你认为本实验小明应选择较________( 选填“厚”或“薄”)的玻璃板来 薄 完成实验. (2)在玻璃板前面放一支点燃的蜡烛A,再拿一支外形相同但 不点燃的蜡烛B,竖立在玻璃板后面并移动,直到与蜡烛A的 大小 关系. 像完全重合,这样做是为了比较像与物的________
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重难点突破
光现象作图 (注意事项)
光的反射、折射作用 Flash—“动”悉重难点
1.作图时必须使用直尺,铅笔(有答题纸的先用铅笔,确认无误后用黑色
签字笔描); 2.实际光线(入射光线、反射光线及折射光线)用实线表示,不是实际光线 (虚像、法线、光的反向延长线等辅助光线)用虚线表示;
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(4)实验时,反射角度数为________ 40° ;若入射角变大,反射角将 ________( 变大 选填“变大”、“变小”或“不变”); (5)另一小组同学利用同样的实验装置进行实验,记录的数据如下表所示, 经检查三次实验中各角度的测量值都是准确的,但总结的规律却与反射
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【解析】(1)因为厚玻璃板的前后两个面都可以当作反射面,会出现两个
像,影响到实验效果,所以应选用较薄的玻璃板;(2)在玻璃板前面放一 支点燃的蜡烛A,再拿一支未点燃的相同的蜡烛B,在玻璃板后面移动, 直至与蜡烛A的像重合,说明像与物的大小相等,故这样做是为了比较像 与物的大小关系;(3)实像和虚像的重要区别是实像能用光屏承接,虚像 不能用光屏承接,平面镜所成的像是虚像,故白屏上不能呈现蜡烛的像; (4)蜡烛A置于玻璃板前5 cm,然后远离玻璃板3 cm,则物距为8 cm,像距 即蜡烛B到玻璃板的距离为8 cm,则蜡烛A距蜡烛B的间距为16 cm.
如图所示,平面镜与桌面不垂直,请作出:
①物体A在平面镜中的像点A′; ②在B处人眼通过平面镜看到A点的光路图.
A′
例4题图
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例5
(2018遂宁)一小球A在水平桌面上匀速向左运动,桌面上放置一平
面镜,如图所示是小球A和它在该平面镜中的像A′在某一时刻对应的位 置,请作出该平面镜(保留作图痕迹).
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【解析】(1)要使入射光线和其反射光线的径迹同时在纸板上出现,则法
线必须与平面镜垂直,并且反射光线、入射光线和法线必须在同一平面 内,因此纸板与平面镜的位置关系应垂直放置;入射角是入射光线与法 线的夹角,故应为90°-50°=40°;(2)实验操作得出结论是不合理 的.实验中要探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内,应将 纸板F沿法线向后折转,再次观察纸板F上是否还能看到反射光线;(3)根 据光路的可逆性可知,入射光线沿BO射入,反射光线将沿OA方向射出.
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3.光线一定带箭头,光线与光线之间不能断开,且入射光线的箭头方向
都是“指向界面”,反射、折射光线的箭头方向都是“背离界面”;
4.法线与界面垂直,像、物连线与平面镜垂直,应标注垂直符号;
5.画平面镜时,一定要用斜线标注出背面涂层;
6.所画光线应符合光的反射、折射规律和平面镜成像特点.
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实验二
命题点
探究平面镜成像的特点
实验视频
【设计与进行实验】
1. 实验原理:光的反射;
探究平面镜成像的特点
2. 主要实验器材:玻璃板、刻度尺、两根完全相同的蜡烛、白纸等;
(1)用玻璃板代替平面镜:平面镜不透光,无法确定像的位置;
(2)选择薄玻璃板:太厚的玻璃板的前后表面都会成像,产生重影;
是用两块纸板E和F连接起来,可绕ON折转. (1)实验时,把平面镜放在桌面上,为了使入射光和反射光的径迹同时显 示在纸板上,应把纸板ENF与平面镜________ 放置,图中的入射角是 垂直 ________ 40 度.
例1题图
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(2)多次改变入射光的方向,总能在纸板上观察到入射光和反射光的径迹,
(3)选用两支相同的蜡烛:确定像的位置,便于比较像与物的大小关系;
(4)刻度尺的作用:测量像与物到玻璃板的距离.
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3. 玻璃板的放置要求:为确保物像重合,玻璃板要与水平桌面垂直放置;
4. 实验方法:等效替代法(比较像和物的大小关系时,用两根完全相同的 蜡烛,其中未点燃的等效点燃的); 5. 实验应在较暗环境下进行:减小其他光线对实验的影响,使实验现象 更明显;
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3. 纸板与镜面的放置要求:纸板与镜面垂直放置;
4. “三线共面”的判断:将纸板NOF向后折转,观察是否 有反射光线,若纸板上没有反射光线,说明三线共面; 5. 光路的可逆性验证:将光线逆着反射光线射入,观察光的传播路径是 否重合; 6. 实验应多次测量:改变入射角的大小,观察反射角大小的变化,探究 入射角与反射角的大小关系,保证实验结论具有普遍性. 【分析数据,总结结论】 7. 数据测量过程中的问题分析:可能将入射光线与反射面的夹角当成入 射角(或将反射光线与反射面的夹角当成反射角)导致无法得出实验结论;
11. 平面镜成像特点的应用:如判断物体移动时,像移动方向、距离、
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速度的判断;
12. 用灯泡等效替代蜡烛:不会由于蜡烛的燃烧而导致物和像之间的高度 不等、灯泡比蜡烛亮,实验效果更明显、灯泡可以反复使用. 实验结论: 平面镜成像特点: ①像的大小和物体大小相等;②像和物体到平面镜的距离相等; ③像和物体的连线与镜面垂直;④平面镜成虚像.
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(5)除如图所示的实验装置,本实验还需要的测量工具是________ 刻度尺 ;为了 使像看起来清晰,实验最好在________( 较暗 选填“较亮”或“较暗”)的环境 中进行; (6)在实验中,用玻璃板来代替平面镜的目的是____________________ 玻璃能透光,便于确定 像的位置 ; __________________ (7)小明将蜡烛A以3 cm/s的速度远离玻璃板,像的大小将________( 不变 选填 “变大”、“变小”或“不变”),为了找到像的位置,蜡烛B应以同样的 速度 ________(选填“远离”或“靠近”)玻璃板. 远离
命题点
【设计与行实验】
探究光反射时的规律
1. 主要实验器材选取:(1)可折转粗糙硬纸板(①显示光的传播路径,对 光线起漫反射作用;②探究入射光线与反射光线是否在同一平面内); (2)量角器(测量反射角、入射角的大小); 2. 实验应在较暗环境下进行:减小其他光线对实验的影响,使实验现象
更明显;
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由此小明得出结论: 在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在同
一平面内.小明得出结论的过程是否合理?________ .说明理由: 不合理
应将纸板F沿法线向后折转,再次观察纸板F上是否还能看到反射光线. _____________________________________________________________ OA 方向射出. (3)若让一束光沿BO方向射向平面镜,反射光沿________
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类型1 利用光的反射规律作图
例1 (2018重庆A卷改编)OB为经平面镜反射后的光线,请在图中画出入
Hale Waihona Puke 射光线AO,并标出入射角大小.
60°
例1题图
第二章 例2
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如图所示,工程师在位置A处安装平面镜,使B处被太阳光照
亮.请在A处添加平面镜并完成光路图.
定律相违背,你认为其中的原因应该是 将入射光线与反射面的夹角当成入射角 (或将反射光线与反射面的夹角 _______________________________________________________________ 当成反射角 ) ___________.
实验次数 1 2 3 入射角 15° 30° 45° 反射角 75° 60° 45°
6. 观察像时眼睛的位置:与物同侧;
7. 验证平面镜成虚像:
①用光屏代替未点燃的蜡烛,看在光屏上是否能承接到蜡烛成的像;
②移动未点燃的蜡烛使其与点燃的蜡烛的像重合,在未点燃的蜡烛上放 一根火柴,火柴不能被点燃.
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8. 实验应多次测量:多次改变蜡烛与玻璃板的间距,使结论具有普遍性; 9. 分析数据,总结结论. 【交流与反思】 10. 若测得蜡烛和像到玻璃板的距离不等,可能的原因: ①蜡烛没有垂直放置; ②后支蜡烛与前支蜡烛在玻璃板中的像没有完全重合; ③玻璃板太厚.
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8. 分析数据,得出结论. 【交流与反思】 9. 错误操作得出实验结论的评估; 10. 实验操作的改进. 实验结论:在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在同一平面内; 反射光线、入射光线分别位于法线两侧;反射角等于入射角.
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例1 (2018淄博)小明利用图中的实验装置探究光的反射规律,纸板ENF
例5题图
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