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显示光路
法线
三束光重合
反射光线、入射光线、法线在同一平面内
反射角等于入射角
反射光线将沿与原光线平行方向反射回去,平面镜发生的是镜面反射
位置
差一些
未点燃
蜡烛②
b
远离
不变
仍然
【分析】
逐个分析问题:
1. 光在空气中传播时光路不易直接观察,加湿器产生的水雾可增强光的散射,让光路显现,因此选显示光路;
2. 法线是垂直于反射面(平面镜)的直线,光NO垂直射向平面镜,符合法线特征,相当于法线;
3. 转动圆台时,只有反射光线、入射光线、法线在同一平面内时,反射光线才会正常射出,此时三束光重合,说明三线共面;
4. 多次改变入射角,测量对应反射角,数据显示反射角等于入射角;
5. 自行车尾灯是角反射器,属于镜面反射,反射光线会沿与入射光线平行的方向返回,因此司机看到尾灯特别亮。
【解析】
(1) 光的传播路径在空气中肉眼难以直接观察,加湿器产生的水雾能使光的散射增强,清晰显示光路,故填显示光路;
(2) 法线定义为垂直于反射面的直线,光NO垂直射向平面镜,符合法线的特征,因此相当于法线;
(3) 当转动圆台改变平面时,只有反射光线、入射光线、法线在同一平面内,反射光线才会沿OB射出,此时可观察到三束光重合,该现象说明反射光线、入射光线、法线在同一平面内;
(4) 多次改变AO与NO的夹角(即入射角),测量对应的反射角,可得结论:反射角等于入射角;
(5) 自行车尾灯的角反射器由相互垂直的平面镜组成,属于镜面反射,入射光线经两次反射后,反射光线与原入射光线平行,因此能将汽车灯光平行反射回去,使司机看到尾灯特别亮。
【答案】
(1)显示光路
(2)法线
(3)三束光重合;反射光线、入射光线、法线在同一平面内
(4)反射角等于入射角
(5)反射光线将沿与原光线平行方向反射回去,平面镜发生的是镜面反射
【知识点】
光的反射定律;法线;镜面反射
【点评】
本题围绕“探究光的反射规律”实验展开,考查实验操作目的、光的反射相关概念及规律的应用,属于基础实验题,侧重核心知识点的理解与应用,难度适中。
【难度系数】
0.7
【分析】
本题围绕“探究平面镜成像的特点”实验展开,需结合实验操作目的、成像规律逐一分析:
(1) 玻璃板透明,既能反射成像又能透过光线,便于确定像的位置;但玻璃板透光,反射光线比平面镜少,因此像的清晰度差于平面镜。
(2) 选外形相同的蜡烛②是为了对比像与物的大小,未点燃的蜡烛可避免火焰干扰,便于与蜡烛①的像重合。
(3) 判断像的虚实需用光屏承接,光屏应放在像的位置(蜡烛②处);观察光屏时,眼睛需在像的一侧(玻璃板后b处),才能判断光屏是否承接像。
(4) 平面镜成像中,像与物到镜面距离相等,像与物大小相等,因此蜡烛远离玻璃板时像也远离,像大小不变。
(5) 像与物关于镜面对称的规律与玻璃板是否倾斜无关,倾斜后仍满足对称关系。
【解析】
(1) 实验用薄玻璃板代替平面镜,目的是便于确定像的位置;由于玻璃板同时透光和反射,反射光线少于平面镜,故像的清晰度比平面镜差一些。
(2) 实验中选与蜡烛①外形相同且未点燃的蜡烛②,这样可移动蜡烛②使其与蜡烛①的像完全重合,从而比较像与物的大小,若点燃会干扰像的观察,因此选未点燃。
(3) 确定像的虚实需在像的位置(蜡烛②处)放光屏,实像可在光屏呈现,虚像不能;观察光屏时,眼睛要在玻璃板的另一侧(图乙中b处),因此需在蜡烛②位置放光屏,在b处观察。
(4) 根据平面镜成像特点:像与物到平面镜的距离相等,所以蜡烛远离玻璃板时,像也远离玻璃板;像与物大小始终相等,故像的大小不变。
(5) 平面镜成像的核心是像与物关于镜面对称,与玻璃板是否倾斜无关,因此玻璃板倾斜后,蜡烛①的像仍然与蜡烛①关于镜面对称。
【答案】
(1) 位置 差一些 (2) 未点燃 (3) 蜡烛② b (4) 远离 不变 (5) 仍然
【知识点】
平面镜成像特点、探究平面镜成像实验、实像与虚像
【点评】
本题是光学实验的基础题型,考查平面镜成像实验的操作目的、成像规律的应用,需熟练掌握实验设计意图和成像特点,是中考常考的实验类题目,侧重对实验细节和核心规律的理解。
【难度系数】
0.7