5. [福州期中] 如图所示,小华同学用激光笔照射水面,在水槽壁上出现两个红点A和B。

重点实
重点实
答案
5.(1)顺时针;B₁ (2)下降;不变
【点拨】(1)当光从空气斜射到水面时,会同时发生反射和折射现象,反射角等于入射角,折射角小于入射角,如图甲所示,现保持入射点O的位置不变,欲使光点A下移至A₁处,则反射光线偏离法线,反射角增大,根据反射角等于入射角,则入射角也要增大,故使入射光线绕着O点沿顺时针方向转动。同时,入射角增大,折射角也会相应增大,因此,会观察到另一亮点B点会移动到点B₁。(2)在水面变化过程中,由于入射光线不变,即入射角不变,则折射角也不发生改变,保持入射光线不变,使B点上移至B₁,应使水面下降,如图乙所示。在水面变化过程中,入射角大小不变,折射角大小不变。
解析
【分析】本题考查光的反射定律和光的折射规律的应用,分两个问题分析:① 光点A是光的反射形成的,光点B是光的折射形成的。要使A下移,需根据反射角等于入射角判断入射光线的转动方向,再结合折射角随入射角的变化确定B的移动位置;② 要使B上移,需分析水面变化对入射点的影响,结合入射角不变时折射角不变的规律,判断水面变化和折射角的变化。
【解析】
(1) 当光从空气斜射到水面时,同时发生反射和折射现象:反射时遵循反射定律,反射角等于入射角,光点A是反射光线在水槽壁形成的,要使A下移,说明反射光线向下移动,反射角增大,因此入射角需增大,入射光线绕O点沿顺时针方向转动;折射时,折射角随入射角的增大而增大,入射角增大后,折射角也增大,折射光线向下移动,因此光点B会移动到B₁处。
(2) 光点B是折射光线形成的,要使B上移,折射光线需向上移动,说明水面下降(入射光线方向不变,水面降低,入射点左移,折射光线向上偏);由于入射光线不变,入射角大小不变,根据折射规律,折射角大小也不变。
【答案】(1)顺时针;B₁ (2)下降;不变
【知识点】光的反射定律,光的折射规律
【点评】本题结合实际情境考查光的反射和折射规律,需要区分反射光线与折射光线对应的光点变化,理解入射角、反射角、折射角的关系,是光学部分的基础应用题型。
【难度系数】0.5
【解析】
(1) 当光从空气斜射到水面时,同时发生反射和折射现象:反射时遵循反射定律,反射角等于入射角,光点A是反射光线在水槽壁形成的,要使A下移,说明反射光线向下移动,反射角增大,因此入射角需增大,入射光线绕O点沿顺时针方向转动;折射时,折射角随入射角的增大而增大,入射角增大后,折射角也增大,折射光线向下移动,因此光点B会移动到B₁处。
(2) 光点B是折射光线形成的,要使B上移,折射光线需向上移动,说明水面下降(入射光线方向不变,水面降低,入射点左移,折射光线向上偏);由于入射光线不变,入射角大小不变,根据折射规律,折射角大小也不变。
【答案】(1)顺时针;B₁ (2)下降;不变
【知识点】光的反射定律,光的折射规律
【点评】本题结合实际情境考查光的反射和折射规律,需要区分反射光线与折射光线对应的光点变化,理解入射角、反射角、折射角的关系,是光学部分的基础应用题型。
【难度系数】0.5
1. [福州期中]小杨利用如图装置探究光的反射定律。平面镜置于水平底座中心,激光笔可沿弧形轨道移动,且保持激光始终射向平面镜上的O点。


(1)如图1甲所示,小杨打开激光笔,在平面镜上方喷些水雾,在不同方向都能观察到光的传播路径,这是因为激光照射到水雾发生反射;小杨在轨道上多次移动激光笔,改变这条入射光的方向,发现入射光每次经平面镜反射后,只有条反射光。
(2)如图1乙所示,半圆形白纸板竖直立在平面镜上,其右半屏纸板可沿法线ON前后翻折,将右半屏向后折转到图中位置,在右半屏纸板上看到反射光;在平面镜上方喷些水雾,小杨(前两空均选填“能”或“不能”)看到反射光。若要让反射光呈现在右半屏纸板上,应将右半屏折转到与左半屏在上。
(1)若保持入射点O的位置不变,欲使A点下移至A₁,应使入射光线MO绕着点O沿(选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动;同时观察到另一亮点B点会移动到点(选填“B₁”或“B₂”)。
(2)若保持入射光线不变,欲使B点上移至B₁,应使水面(选填“上升”“下降”或“不变”),在水面变化过程中,折射角大小。
验梳理
(3)如图1丙所示,多次改变入射光的方向并描绘光的传播路径,依次将数据记录在表格中,可得结论:反射角与入射角大小。
实验次数 | 1 | 2 | 3
入射角 | | 60° | 40°
反射角 | 70° | 60° | 40°
(4)(真实情境)小杨理发后想看后脑勺的头发(A点)。他背朝墙上的大镜子M,手握小镜子N略微仰头,如图2所示,假设A点反射的一条光线射向镜子M,再反射到小镜子N上,此时还看不到A点,小华调节小镜子N,需使入射角i(选填“增大”或“减小”),才能看到A点。
(1)如图1甲所示,小杨打开激光笔,在平面镜上方喷些水雾,在不同方向都能观察到光的传播路径,这是因为激光照射到水雾发生反射;小杨在轨道上多次移动激光笔,改变这条入射光的方向,发现入射光每次经平面镜反射后,只有条反射光。
(2)如图1乙所示,半圆形白纸板竖直立在平面镜上,其右半屏纸板可沿法线ON前后翻折,将右半屏向后折转到图中位置,在右半屏纸板上看到反射光;在平面镜上方喷些水雾,小杨(前两空均选填“能”或“不能”)看到反射光。若要让反射光呈现在右半屏纸板上,应将右半屏折转到与左半屏在上。
(1)若保持入射点O的位置不变,欲使A点下移至A₁,应使入射光线MO绕着点O沿(选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动;同时观察到另一亮点B点会移动到点(选填“B₁”或“B₂”)。
(2)若保持入射光线不变,欲使B点上移至B₁,应使水面(选填“上升”“下降”或“不变”),在水面变化过程中,折射角大小。
验梳理
(3)如图1丙所示,多次改变入射光的方向并描绘光的传播路径,依次将数据记录在表格中,可得结论:反射角与入射角大小。
实验次数 | 1 | 2 | 3
入射角 | | 60° | 40°
反射角 | 70° | 60° | 40°
(4)(真实情境)小杨理发后想看后脑勺的头发(A点)。他背朝墙上的大镜子M,手握小镜子N略微仰头,如图2所示,假设A点反射的一条光线射向镜子M,再反射到小镜子N上,此时还看不到A点,小华调节小镜子N,需使入射角i(选填“增大”或“减小”),才能看到A点。
答案
1.(1)漫;1 (2)不能;能;同一平面 (3)相等 (4)减小
解析
【分析】
本题围绕光的反射定律的探究实验展开,需结合反射定律的核心内容(三线共面、两角相等)分析各现象:
1. 第(1)问:不同方向能看到光路,源于漫反射的特点(反射面粗糙时,反射光线向各个方向);根据反射定律,确定入射光线和平面镜后,反射光线唯一,故只有1条反射光。
2. 第(2)问:反射光线、入射光线与法线需在同一平面,右半屏后折后与左半屏不在同一平面,因此不能看到反射光;喷水雾后,反射光遇水雾小颗粒发生漫反射,故能看到反射光;要呈现反射光,需右半屏与左半屏在同一平面。
3. 第(3)问:分析表格中入射角与反射角的数值,二者大小相等,得出结论。
4. 第(4)问:要看到后脑勺的A点,需调整小镜子N,使反射光线进入眼睛,根据反射规律,需减小入射角以调整反射光线方向。
【解析】
(1) 水雾由小水滴组成,表面粗糙,激光照射后发生漫反射,反射光线向各个方向,因此不同方向都能观察到光路;根据光的反射定律,入射光线方向确定时,反射光线唯一,故只有1条反射光。
(2) 反射光线、入射光线和法线在同一平面,右半屏向后折后,与左半屏(法线所在平面)不在同一平面,因此不能看到反射光;喷水雾后,反射光在水雾中发生漫反射,故能看到反射光;要让反射光呈现在右半屏,需将右半屏折转到与左半屏在同一平面上。
(3) 分析表格数据:入射角60°对应反射角60°,入射角40°对应反射角40°,可得结论:反射角与入射角大小相等。
(4) 要看到后脑勺的A点,需调整小镜子N使反射光线进入眼睛,根据光的反射规律,需使入射角减小,才能调整反射光线方向,看到A点。
【答案】
1.(1)漫;1 (2)不能;能;同一平面 (3)相等 (4)减小
【知识点】
光的反射定律、漫反射现象
【点评】
本题考查光的反射定律的实验探究及实际应用,核心是理解反射定律的“三线共面、两角相等”,结合实验现象分析,难度适中,属于基础实验题,需学生掌握实验操作的原理和现象的原因。
【难度系数】
0.5
本题围绕光的反射定律的探究实验展开,需结合反射定律的核心内容(三线共面、两角相等)分析各现象:
1. 第(1)问:不同方向能看到光路,源于漫反射的特点(反射面粗糙时,反射光线向各个方向);根据反射定律,确定入射光线和平面镜后,反射光线唯一,故只有1条反射光。
2. 第(2)问:反射光线、入射光线与法线需在同一平面,右半屏后折后与左半屏不在同一平面,因此不能看到反射光;喷水雾后,反射光遇水雾小颗粒发生漫反射,故能看到反射光;要呈现反射光,需右半屏与左半屏在同一平面。
3. 第(3)问:分析表格中入射角与反射角的数值,二者大小相等,得出结论。
4. 第(4)问:要看到后脑勺的A点,需调整小镜子N,使反射光线进入眼睛,根据反射规律,需减小入射角以调整反射光线方向。
【解析】
(1) 水雾由小水滴组成,表面粗糙,激光照射后发生漫反射,反射光线向各个方向,因此不同方向都能观察到光路;根据光的反射定律,入射光线方向确定时,反射光线唯一,故只有1条反射光。
(2) 反射光线、入射光线和法线在同一平面,右半屏向后折后,与左半屏(法线所在平面)不在同一平面,因此不能看到反射光;喷水雾后,反射光在水雾中发生漫反射,故能看到反射光;要让反射光呈现在右半屏,需将右半屏折转到与左半屏在同一平面上。
(3) 分析表格数据:入射角60°对应反射角60°,入射角40°对应反射角40°,可得结论:反射角与入射角大小相等。
(4) 要看到后脑勺的A点,需调整小镜子N使反射光线进入眼睛,根据光的反射规律,需使入射角减小,才能调整反射光线方向,看到A点。
【答案】
1.(1)漫;1 (2)不能;能;同一平面 (3)相等 (4)减小
【知识点】
光的反射定律、漫反射现象
【点评】
本题考查光的反射定律的实验探究及实际应用,核心是理解反射定律的“三线共面、两角相等”,结合实验现象分析,难度适中,属于基础实验题,需学生掌握实验操作的原理和现象的原因。
【难度系数】
0.5
2. [成都期中]在“探究平面镜成像特点”的实验中,小刚同学用两个大小相同的“F”字样物体a和b、白纸、刻度尺、薄玻璃板(带支架)进行如下探究:

(1)将白纸对折后展开铺于水平桌面上,沿折痕画一条直线MN,再将玻璃板纸面放置,且底边与MN重合。物体a置于玻璃板前方,如图甲所示。
(2)在探究像与物大小关系时,应在玻璃板(选填“前”或“后”)观察物体a的像,将物体b按图乙中(选填“①”或“②”)置于玻璃板后,不断移动b的位置,直至与a的像重合。由此得出初步结论:平面镜成像,像与物体的大小。
(3)在探究像与物位置关系时,将物体a旋转一个角度放置,再次调整物体b使其与a的像重合,记录下此时两物体的位置。在a的位置上标出A、B、C三点,再在b的位置上标出对应点A'、B'、C',如图丙。测量并比较A、B、C三点以及对应点到MN的距离,发现相等。由此可得出结论:平面镜成像,像和物到平面镜的距离。
(4)(实验评估)对于探究像与物位置关系的实验方案,你认为所得的结论是(选填“可信”或“不可信”)的,请说明理由:。
(5)(科学推理)同组的小华选用镀膜玻璃板进行实验,他利用玻璃板镀膜的那一面成像,应该在(选填“镀膜”或“未镀膜”)那一面下边画线,作为平面镜的位置,但怎样判断玻璃板哪面镀膜呢?经与小刚讨论,他们将铅笔尖分别贴在玻璃板的左右两面,观察到铅笔较清楚的像如图丁所示,由此可以判断镀膜在玻璃板的(选填“左”或“右”)面。
(1)将白纸对折后展开铺于水平桌面上,沿折痕画一条直线MN,再将玻璃板纸面放置,且底边与MN重合。物体a置于玻璃板前方,如图甲所示。
(2)在探究像与物大小关系时,应在玻璃板(选填“前”或“后”)观察物体a的像,将物体b按图乙中(选填“①”或“②”)置于玻璃板后,不断移动b的位置,直至与a的像重合。由此得出初步结论:平面镜成像,像与物体的大小。
(3)在探究像与物位置关系时,将物体a旋转一个角度放置,再次调整物体b使其与a的像重合,记录下此时两物体的位置。在a的位置上标出A、B、C三点,再在b的位置上标出对应点A'、B'、C',如图丙。测量并比较A、B、C三点以及对应点到MN的距离,发现相等。由此可得出结论:平面镜成像,像和物到平面镜的距离。
(4)(实验评估)对于探究像与物位置关系的实验方案,你认为所得的结论是(选填“可信”或“不可信”)的,请说明理由:。
(5)(科学推理)同组的小华选用镀膜玻璃板进行实验,他利用玻璃板镀膜的那一面成像,应该在(选填“镀膜”或“未镀膜”)那一面下边画线,作为平面镜的位置,但怎样判断玻璃板哪面镀膜呢?经与小刚讨论,他们将铅笔尖分别贴在玻璃板的左右两面,观察到铅笔较清楚的像如图丁所示,由此可以判断镀膜在玻璃板的(选填“左”或“右”)面。
答案
2.(1)垂直 (2)前;①;相等 (3)相等 (4)可信;A、B、C三点到玻璃板的距离不同,可视为多次改变物体到镜面的距离进行实验 (5)镀膜;左
【点拨】(5)镀膜那一面反射效果好为反射面,将铅笔尖分别贴在玻璃板的左右两面,观察到铅笔较清楚的像如图丁所示,由像与物体关于平面镜对称可知,左侧为反射面,由此可以判断镀膜在玻璃板的左面。
【点拨】(5)镀膜那一面反射效果好为反射面,将铅笔尖分别贴在玻璃板的左右两面,观察到铅笔较清楚的像如图丁所示,由像与物体关于平面镜对称可知,左侧为反射面,由此可以判断镀膜在玻璃板的左面。
解析
【分析】
本题是探究平面镜成像特点的实验题,需结合实验操作要求、成像原理和结论解答各小问:
1. 实验中玻璃板需垂直纸面放置,才能保证像与物在同一水平高度,便于确定像的位置;
2. 观察物体a的像需在玻璃板前侧(物体所在侧),因平面镜成像是光的反射,反射光线从物体侧进入人眼;探究像与物大小关系时,需用与a相同的物体b与像重合,图乙中①与a形状一致,可准确比较大小,得出像与物大小相等;
3. 测量像和物到镜面的距离,可得出二者距离相等的结论;
4. 评估实验方案时,A、B、C三点到玻璃板距离不同,相当于多次改变物距,实验结论具普遍性,故可信;
5. 镀膜玻璃板的镀膜面是反射面,需在镀膜面画线作为平面镜位置;判断镀膜面时,利用像与物关于镜面对称,丁图中左侧像更清晰,说明左侧是反射面,即镀膜在左面。
【解析】
(1) 实验时玻璃板必须垂直纸面放置,若不垂直,像会偏高或偏低,无法让后面的物体b与像重合,故填“垂直”;
(2) 平面镜成像是光的反射,人眼需在玻璃板前侧(物体a所在侧)观察a的像;要比较像与物大小,需选用与a完全相同的物体b,图乙中①与a形状一致,能与a的像重合,由此得出像与物体大小相等,故依次填“前”“①”“相等”;
(3) 测量A、B、C三点及其对应点到MN的距离,发现距离相等,说明像和物到平面镜的距离相等,故填“相等”;
(4) 实验中A、B、C三点到玻璃板的距离不同,相当于多次改变物体到镜面的距离进行实验,避免了实验偶然性,所得结论可信,故填“可信”,理由是“A、B、C三点到玻璃板的距离不同,可视为多次改变物体到镜面的距离进行实验”;
(5) 镀膜玻璃板的镀膜面反射效果好,是成像的反射面,因此应在镀膜那一面下边画线作为平面镜位置;判断镀膜面时,铅笔尖贴在玻璃板两面,像更清晰的一侧是反射面,丁图中左侧的像更清楚,说明镀膜在左面,故依次填“镀膜”“左”。
【答案】
(1) 垂直
(2) 前;①;相等
(3) 相等
(4) 可信;A、B、C三点到玻璃板的距离不同,可视为多次改变物体到镜面的距离进行实验
(5) 镀膜;左
【知识点】
平面镜成像特点;实验探究方法;光的反射
【点评】
本题围绕“探究平面镜成像特点”实验展开,涵盖实验操作、结论推导、实验评估及镀膜面判断,全面考查学生对实验原理、步骤和结论的掌握,需理解实验中各操作的目的和成像规律的应用。
【难度系数】
0.6
本题是探究平面镜成像特点的实验题,需结合实验操作要求、成像原理和结论解答各小问:
1. 实验中玻璃板需垂直纸面放置,才能保证像与物在同一水平高度,便于确定像的位置;
2. 观察物体a的像需在玻璃板前侧(物体所在侧),因平面镜成像是光的反射,反射光线从物体侧进入人眼;探究像与物大小关系时,需用与a相同的物体b与像重合,图乙中①与a形状一致,可准确比较大小,得出像与物大小相等;
3. 测量像和物到镜面的距离,可得出二者距离相等的结论;
4. 评估实验方案时,A、B、C三点到玻璃板距离不同,相当于多次改变物距,实验结论具普遍性,故可信;
5. 镀膜玻璃板的镀膜面是反射面,需在镀膜面画线作为平面镜位置;判断镀膜面时,利用像与物关于镜面对称,丁图中左侧像更清晰,说明左侧是反射面,即镀膜在左面。
【解析】
(1) 实验时玻璃板必须垂直纸面放置,若不垂直,像会偏高或偏低,无法让后面的物体b与像重合,故填“垂直”;
(2) 平面镜成像是光的反射,人眼需在玻璃板前侧(物体a所在侧)观察a的像;要比较像与物大小,需选用与a完全相同的物体b,图乙中①与a形状一致,能与a的像重合,由此得出像与物体大小相等,故依次填“前”“①”“相等”;
(3) 测量A、B、C三点及其对应点到MN的距离,发现距离相等,说明像和物到平面镜的距离相等,故填“相等”;
(4) 实验中A、B、C三点到玻璃板的距离不同,相当于多次改变物体到镜面的距离进行实验,避免了实验偶然性,所得结论可信,故填“可信”,理由是“A、B、C三点到玻璃板的距离不同,可视为多次改变物体到镜面的距离进行实验”;
(5) 镀膜玻璃板的镀膜面反射效果好,是成像的反射面,因此应在镀膜那一面下边画线作为平面镜位置;判断镀膜面时,铅笔尖贴在玻璃板两面,像更清晰的一侧是反射面,丁图中左侧的像更清楚,说明镀膜在左面,故依次填“镀膜”“左”。
【答案】
(1) 垂直
(2) 前;①;相等
(3) 相等
(4) 可信;A、B、C三点到玻璃板的距离不同,可视为多次改变物体到镜面的距离进行实验
(5) 镀膜;左
【知识点】
平面镜成像特点;实验探究方法;光的反射
【点评】
本题围绕“探究平面镜成像特点”实验展开,涵盖实验操作、结论推导、实验评估及镀膜面判断,全面考查学生对实验原理、步骤和结论的掌握,需理解实验中各操作的目的和成像规律的应用。
【难度系数】
0.6
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