【備考方略】
1.實驗内容
【實驗目的】探究平面鏡成像規律。即等大(像與物大小相等)、等距(像與物到平面鏡的距離相等)、對稱(像與物相對于平面鏡對稱)、反向(像與物左右位置相反)、虛像(像是虛像)。
【實驗器材】玻璃闆一塊、相同的蠟燭兩支、光 屏 一塊、火柴一盒、刻度尺和支架等。
【實驗步驟】一、按圖組裝器材。在玻璃闆的一側立一支點燃的蠟燭,觀察另一側蠟燭的像。
二、将光屏置于像的位置,不透過光屏觀察光屏上有無蠟燭的像。
三、将另一支未點燃的蠟燭置于像的位置,比較兩隻蠟燭的大小關系。
四、移動蠟燭的位置,觀察 像 的大小有無變化。
五、用刻度尺量出兩支蠟燭到平面鏡的距離。
六、通過平面鏡觀察像與物的左右位置關系。
七、重複上述步驟并記錄實驗數據與表格。
八、整理器材。
【實驗結論】等大、等距、對稱、反向、虛像。
2.考察内容
【經典例題】
(2021·雲南中考真題)如圖所示,用兩根完全相同的蠟燭和一塊厚玻璃闆探究“平面鏡成像的特點”。
(1)用透明玻璃闆代替平面鏡的目的是可以确定像的__________。實驗中有同學從蠟燭一側透過玻璃闆看到像有“重影”,其原因可能是玻璃闆的前後表面都發生了光的__________射。改善“重影”問題的辦法是__________。
解決問題後,移動點燃的蠟燭,多次測量并分析得出結論。
(2)小明發現上述實驗中難于準确測量像和物到玻璃闆的距離,且未用大小不同的物體進行多次實驗,就得出了像與物大小的關系,于是他換用一些完全相同的木塊進行實驗。①如圖甲所示,将一組木塊置于玻璃闆前,改變該組木塊的位置,進行三次實驗,用筆在白紙上标記出每次像和物的位置,如圖乙所示。根據 對 應的頂 點 就能準确測出相應的距離。再将白紙沿__________(選填“EF”或“GH”)對折,若像和物的對應頂點都__________,則證明平面鏡所成的像和 物 具有對稱性。
②如圖所示,用疊加的方法改變物的大小進行實驗,記錄數據如下表。分析可知平面鏡所成的像與物的大小__________。
(3)某小組在較暗的環境中實驗時,發現木塊的像較暗、不易辨識,聯系日常照鏡子的經驗,解決方法是__________(選填“照亮木塊的像”或“照亮木塊”)。
【解析】(1)[1]為了确定像的位置,讓蠟燭的像和另一蠟燭重合,實驗中要使用透明的玻璃闆。
[2][3]從蠟燭一側透過玻璃闆看到像有“重影”,因為玻璃闆有兩個面,兩個面都發生了反射,形成了兩個像,要改善可以使用較薄的玻璃闆,讓玻璃闆兩個面間距離足夠小。
(2)[4][5]因為木塊放在平面鏡兩側,所以GH相當于平面鏡,将白紙沿GH對折,如果平面鏡所成的像和物具有對稱性,則對應點在對折後會重合。
[6]由表格可知,物有幾個木塊,像也需要幾個,所以物像等大。
(3)[7]物體經過平面鏡反射,反射光線進入人眼的光線越多,人眼感到物體的 像 越 亮,所以需要照亮木塊。
【舉一反三】
1.(2021·浙江嘉興市中考真題)某科學興趣小組用如圖所示裝置研究平面鏡成像特點。探究像 距與物距關系時的實驗步驟如下:
①在水平桌面上鋪上白紙,将玻璃闆豎立在白紙中間位置,記下玻璃闆的位置;
②将點燃的蠟燭放在玻璃闆前面,再拿另一支大小相同的未點燃的蠟燭豎立在玻璃闆後面移動,直到看上去它跟玻璃闆前面那支蠟燭的像完全重合,用筆記下兩支蠟燭的位置;
③移動點燃的蠟燭到另一個位置,重複上述實驗;
④用直線連接每次實驗中的蠟燭和它的像的位置,用刻度尺測量出每次的物距和像距,記錄數據如表。
(1)等效替代法是指在研究中,因實驗本身的限制,要用與實驗對象具有相似或共同特征的對象來替代的方法。本實驗中用到的等效替代法具體體現在________。
(2)分析表格中的數據,可得出的結論是________。
(3)實驗中,有同學用一張白紙擋在玻璃闆和 像 之間,你認為該同學還能觀察到蠟燭的像嗎?并說出你的理由。_________。
【解析】(1)[1]實驗中用未點燃的蠟燭替代點燃蠟燭的像,使用了等效替代法。
(2)[2]由表中數據可知,物距始終等于 像 距。
(3)[3]能看到,因為平面鏡成像的原理是光的反射所成的虛像,虛像不能成在光屏上。
2.(2021·安徽中考真題)如圖所示,某小機用玻璃闆代替平面鏡探究平面鏡成像的特點。
(1)為了比較像與物到平面鏡的距離,需要的測量工具是______;
(2)将一支點燃的蠟燭A放在玻璃闆前,再拿一支外形相同______(選填“點燃”或“未點燃”)的蠟燭B,豎直着在玻璃闆後面移動,直到看上去它跟蠟燭A的像完全重合,這個位置就是蠟燭A的像的位置。
【解析】(1)[1]為了比較像與物到平面鏡的距離,需要的測量工具是刻度尺,刻度尺測量距離。
(2)[2]未點燃的蠟燭替代像,當像與蠟燭B重合時,感覺就像是蠟燭B在燃燒,說明平面鏡成 的 像是等大 的 像。
【答案】刻度尺;未點燃。
3.(2021·湖南衡陽市中考真題)如圖所示,是陳濤同學探究光的反射規律的實驗。他進行了下面的操作:
(1)如圖甲,讓一束光貼着紙闆沿某一個角度射到O點,經平面鏡的反射,沿另一個方向射出,在紙上用筆描出入射光EO和反射光OF的徑迹。改變光來的入射角度,多做幾次,取下紙闆,用量角器測量ON兩側的∠i和∠r,得到的結論是反射角______入射角(選填“大于”“等于”或“小于”);
(2)如圖乙,紙闆ENF是用兩塊紙闆連接起來的,把半面紙闆NOF向前折或向後折,這時在NOF上看不到反射光線,說明反射光線、入射光線與法線______同一平面内(選填‘在’或‘不在’);
(3)使入射光線逐漸靠近法線ON,可觀察到反射光線______(選填‘靠近’或‘遠離’)法線;
(4)如果讓光線逆着OF的方向射向鏡面,會發現反射光線沿着0E方向射出,這表明:在光的反射現象中,______;
(5)陳濤同學還想用圖丙和圖丁模拟鏡面反射與漫反射,照圖丙那樣,把幾根細針垂直入一張硬紙闆中,表示法線,當入射光線平行射到各入射點時,反射光線将平行射出随後将紙闆随意彎折,如圖丁所示,這時會看到“法線”不再平行,當入射光線平行射到各入射點上時,反射光線______(選填‘平行’或‘不平行’),根據你所學的知識判斷,漫反射______(選填‘遵循’‘不遵循’)光的反射定律。
【解析】(1)[1]通過實驗測量 知 ,∠i=∠r,即反射角等于入射角。
(2)[2]将紙闆NOF向前或向後折,在此紙闆上看不到反射光線,因為此時承接入射光線的紙闆ENF與NOF不在同一平面内,這說明反射光線、入射光線與法線在同一平面内。
(3)[3]入射光線靠近法線時入射角變小,那麼反射角也變小,則反射光線也靠近法線。
(4)[4]讓光線逆着OF的方向即原反射光線位置射入,其反射光線會沿OE方向射出,即從原入射光線的位置射出,這說明在光的反射現象中,光路是可逆的。
(5)[5]入射光線平行射入,但法線不再平行,則反射光線也不平行射出了。
[6]入射光線平行射入,發生漫反射時的反射光線不平行射出,但反射角仍然會等于入射角,所以漫反射也遵循光的反射定律。
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