备考2024年中考物理重难点精讲精练：54-热点28 与光现象有关的实验（精讲）

中考物理热点复习精讲精练

热点28与光现象有关的实验（精讲）

实验一、探究光反射时的规律

温馨提示

1.实验时，在硬纸板前不同位置都能看到光的传播路径，折射因为光在纸板上发生了漫反射。

2.纸板NOF前后折转的目的是探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。

3.如果纸板与平面镜不垂直，则反射光线仍然存在，但在另一半纸板上无法看不到反射光线。

实验二、探究平面镜成像特点实验

温馨提示：

1.实验中用玻璃板代替平面镜是为了便于确定像的位置。

2.选取两支完全相同的蜡烛是为了比较像与物的大小关系。

3.实验时玻璃板应于桌面垂直放置，否则玻璃板后面的蜡烛无法与像完全重合，不能确定像的位置。且观察像的时候，眼睛应与玻璃板前点燃的蜡烛在同侧。

4.应选择较薄的玻璃板进行实验，因为厚玻璃板的两个面都可以作为反射面，从而使玻璃板后出现两个像，影响实验效果。

典例讲解

例1.了“探究光反射时的规律”，实验小组的同学选用了平面镜、纸板、激光器和几种不同颜色的笔，依据教材设计了如图所示的实验。

（1）实验中还需要的器材是 　   　。

（2）实验中为了使光线能在纸板上显示出来，方便实验研究，你该采取的操作是 　   　。

A.向纸板喷烟或雾

B.使光束垂直纸板射到O点

C.使光束贴着纸板射到O点

（3）改变光束入射的角度，多做几次，换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。取下纸板，测量ON两侧的∠i和∠r将数据记录在上表中，根据数据得出的结论是 　   　。

（4）若将一束光贴着纸板沿FO方向射到O点，光将沿图中的OE方向射出，因为在反射现象中，　   　。

（5）如图是“探究光的反射规律”的装置将一张可以沿ON折转的白色硬纸板ABCD 　   　放置在平面镜上，让一束光紧贴硬纸板射向镜面上的O点，可在ABCD平面内看到反射光线。实验中使用可折转的硬纸板，除了能呈现光路外，另一个目的是探究 　   　。

【分析】（1）探究光反射时的规律时，需要测量出入射角和反射角的大小；从纸板前不同的方向看到光的传播路径，是由于光在光屏上发生了漫反射而进入我们的眼里；

（2）实验中为了使光线能在纸板上显示出来，要使激光紧贴纸板面入射；

（3）反射角等于入射角；

（4）在光的反射现象中，光路是可逆的；

（5）当把纸板向后缓慢旋转时，纸板上将不能观察到反射光线，但光线实际位置是不变的，这一现象证明了反射光线、法线、入射光线在同一平面内。

【解答】（1）为了测量入射角和反射角的大小，还需要的测量工具是量角器；

（2）此实验为了使光线能在纸板上显示出来，可以采取的操作是使激光紧贴纸板面入射，即选项C的说法符合题意。

（3）改变光束入射的角度，多做几次，换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。取下纸板，测量ON两侧的∠i和∠r将数据记录在上表中，根据数据得出的结论是反射角等于入射角；

（4）若将一束光贴着纸板沿FO方向射到O点，会发现反射光线沿着OE方向射出，该现象说明在反射时，光路是可逆的；

（5）将一张可以沿ON折转的白色硬纸板ABCD垂直放置在平面镜上，让一束光紧贴硬纸板射向镜面上的O点，可在ABCD平面内看到反射光线。实验中使用可折转的硬纸板，除了能呈现光路外，另一个目的是探究反射光线和入射光线、法线是否在同一平面内。

故答案为：（1）量角器；粗糙；（2）C；（3）反射角等于入射角；（4）光路是可逆的；（5）垂直；反对光线，入射光线和法线是否在同一平面内。

例2.军同学在做“探究平面镜成像特点”的实验时，将一块玻璃板竖直架在水平台上，再取两段完全相同的蜡烛A和B，点燃玻璃板前的蜡烛A进行观察，如图所示，在此实验中：

（1）小军选择玻璃板代替镜子的目的是 　   　。应选择 　   　（选填“薄”或“厚”）玻璃板进行实验。

（2）选取两段完全相同的蜡烛是为了比较像与物的 　   　关系；这种研究方法是 　   　（选填字母“A.转换法”、“B.控制变量法”、“C.等效替代法”）。

（3）所用刻度尺的作用是便于比较像与物到镜面的 　   　关系。

（4）若玻璃板上端向左倾斜（如图），蜡烛A在玻璃板中成像的位置会 　   　（选填“偏高”或“偏低”）。

（5）如图是小军本人，他在进行实验时，从镜中也观察到了自己的像，那么他在镜中所成自己的像应是如图乙中的 　   　（选填序号“A”、“B”、“C”）。

【分析】（1）实验时用透明玻璃代替平面镜，在观察到蜡烛的像的同时，也能观察到另一侧的蜡烛，便于确定像的位置；从厚玻璃板的两个面都可以当作反射面，会出现两个像这一角度去分析此题；

（2）选取两段完全相同的蜡烛的目的是比较像与物的大小关系；等效替代法是在保证某种效果相同的前提下，将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程来研究和处理的方法，等效替代法是初中物理中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一；

（3）用刻度尺测出两支蜡烛到玻璃板的距离便可得出像和物体到平面镜的距离相等；

（4）根据平面镜成像时，像与物体关于平面镜对称分析；

（5）根据平面镜中成像特点进行判断：

①作图法：根据平面镜成像特点，作出物体的实际情况；

②翻看法：由于物体在平面镜中成像时，物像相对平面镜对称，根据这个特点把试卷翻过来观察，即可得出像的情况。

【解答】（1）实验时用透明玻璃代替平面镜，在观察到蜡烛的像的同时，也能观察到另一侧的蜡烛，便于确定像的位置；因为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面，会出现两个像，影响到实验效果，所以应选用薄玻璃板；

（2）两段蜡烛大小相同，后面的蜡烛又和前面蜡烛的像完全重合，这样就证明了像与物大小相同，所以两段蜡烛等长是为了比较像与物大小关系用的。

在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B竖直在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的前侧（A侧）观察，直至它与蜡烛A的像完全重合，这种确定像与物大小关系的方法是等效替代法；

（3）在实验中用到刻度尺，但尺并不是测量像、物的大小用的，而是测像到镜面的距离、物到镜面的距离，然后比较二者关系用的；

（4）由平面镜的成像特点，像物关于镜面对称可知：玻璃板上端向左倾斜，蜡烛A在玻璃板中成像的位置会偏高；

（5）方法一：根据物像连线与镜面垂直，物像到平面镜距离相等，物像大小相等，左右对称，确定小军在平面镜中的像，如图：

方法二：把试卷翻过来，观察小军在平面镜中的像，故选A。

故答案为：（1）便于确定像的位置；薄；（2）大小；C；（3）距离；（4）偏高；（5）A。

例3小李同学探究“平面镜成像特点”的实验装置如图甲所示。

（1）为了便于观察，实验最好在 　   　（填“较明亮”或“较黑暗”）的环境中进行。

（2）在实验中，用玻璃板代替平面镜，主要是利用玻璃板透明的特点，便于 　   　。

（3）为探究平面镜所成的像是实像还是虚像，他拿走蜡烛A′，将一块纸板放在蜡烛A像的位置，　   　（填“透过”或“不透过”）玻璃板观察，发现纸板上没有像，这说明平面镜成的是 　   　（填“实”或“虚”）像。

（4）若小李实验时，不慎将竖立在水平桌面的玻璃板推到了如图乙所示的MN1位置时，请在图丙中画出此时蜡烛A在玻璃板中成的像的位置，并完成小李在B点看到蜡烛A像的光路图。

（5）小李得出平面镜成像特点实验结论后，推测若图丁中人的头部位置保持不变，把镜子沿中间曲线MN截成两半，并分别向上、向下竖直平移一段距离，则人的头部通过上、下两半面镜子 　   　。

A.都不能成像

B.各成半个像，合起来成一个完整的像

C.都成完整的像，且两个像在同一位置

D.都成完整的像，且两个像在不同位置

【分析】（1）探究平面镜成像实验时，物体和环境对比度越大，并且物体越亮，物体的像越清晰；

（2）在平面镜成像特点实验中采用玻璃板代替平面镜，其目的是为了确认物像的位置及大小；

（3）平面镜是由于光的反射形成的，为虚像；

（4）根据平面镜成像的特点：像与物体关于镜面对称；并且要知道反射光线的反向延长线过像点；

（5）平面镜成像的特点是：像与物大小相等、到平面镜的距离相等、连线与镜面垂直，即像、物关于平面镜对称。

【解答】（1）蜡烛点燃时比较亮，在较暗的环境中，烛焰和环境的对比度比较大，烛焰的像会更清晰；

（2）在实验中用透明的玻璃板代替平面镜，因为玻璃板既能成像又能透光，便于确定像的位置；

（3）在观察平面镜成像的虚实时，不能让平面镜反射的光进入人眼，所以应该不透过玻璃板观察；

光屏上没有接收到蜡烛A的像，由此说明平面镜成的像是虚像；

（4）做A关于镜面MN1的对称点A′，连接B与A′与镜面相交于一点，即为入射点，连接A与入射点、B与入射点，即为入射光线和反射光线，如下图所示：

；

（5）因为平面镜成像的特点是：像与物大小相等、到平面镜的距离相等、连线与镜面垂直，即像、物关于平面镜对称；所以，当镜子分开后，人在两个镜子中都成完整的像，且两个像在同一位置，故ABD错误，C正确。

故答案为：（1）较黑暗；（2）确定像的位置；（3）不透过；虚；（4）见解答图；（5）C