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12. 小明在做“探究平面镜成像特点”实验时,利用如图甲所示的器材进行以下操作:
(1)把点燃的蜡烛$A$放在与水平桌面垂直的玻璃板前,在玻璃板后面放一支____(填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛$B$,移动$B$,发现$A$烛焰的像出现在$B$“身上”,如图甲所示,说明他在器材选择上存在的问题是____。
(2)重新选择器材后,小明多次改变蜡烛____(选填“$A$”或“$B$”)的位置,并移动另一支蜡烛,确定每次像的位置,将玻璃板及每次物和像的位置记录在玻璃板下面的白纸上,连接物和对应的像点,如图乙所示。由此可得出的结论是____,且它们的连线与镜面____。
(3)小明想确定家中穿衣镜成像的反射面,他将笔尖紧贴镜面$M$,如图丙所示,发现笔尖的像与笔尖之间有一段距离,说明____(选填“$M$”或“$N$”)是反射面。
(1)把点燃的蜡烛$A$放在与水平桌面垂直的玻璃板前,在玻璃板后面放一支____(填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛$B$,移动$B$,发现$A$烛焰的像出现在$B$“身上”,如图甲所示,说明他在器材选择上存在的问题是____。
(2)重新选择器材后,小明多次改变蜡烛____(选填“$A$”或“$B$”)的位置,并移动另一支蜡烛,确定每次像的位置,将玻璃板及每次物和像的位置记录在玻璃板下面的白纸上,连接物和对应的像点,如图乙所示。由此可得出的结论是____,且它们的连线与镜面____。
(3)小明想确定家中穿衣镜成像的反射面,他将笔尖紧贴镜面$M$,如图丙所示,发现笔尖的像与笔尖之间有一段距离,说明____(选填“$M$”或“$N$”)是反射面。
答案
【解析】：
(1) 实验中，在玻璃板后面放一支未点燃的蜡烛$B$，这样可以通过观察$B$与$A$的像是否重合来确定像的位置。若$A$烛焰的像出现在$B$“身上”，说明$A$、$B$蜡烛大小不同，因为只有大小相同的蜡烛，才能通过重合来准确探究成像特点。
(2) 实验中多次改变蜡烛$A$的位置，因为$A$是物体，改变$A$的位置才能探究不同物距下的成像情况。通过连接物和对应的像点，由图乙可知，像和物到玻璃板的距离相等，且它们的连线与镜面垂直。
(3) 若笔尖紧贴镜面$M$，笔尖的像与笔尖之间有一段距离，说明反射面不是$M$。因为如果$M$是反射面，笔尖与像应重合（不考虑玻璃板厚度），而现在有距离，说明反射面是$N$，是$N$面反射成像，所以笔尖到$N$面有一定距离，导致像与笔尖有距离。
【答案】：
(1) 未点燃；$A$、$B$蜡烛大小不同
(2) $A$；像和物到玻璃板的距离相等；垂直
(3) $N$
(1) 实验中，在玻璃板后面放一支未点燃的蜡烛$B$，这样可以通过观察$B$与$A$的像是否重合来确定像的位置。若$A$烛焰的像出现在$B$“身上”，说明$A$、$B$蜡烛大小不同，因为只有大小相同的蜡烛，才能通过重合来准确探究成像特点。
(2) 实验中多次改变蜡烛$A$的位置，因为$A$是物体，改变$A$的位置才能探究不同物距下的成像情况。通过连接物和对应的像点，由图乙可知，像和物到玻璃板的距离相等，且它们的连线与镜面垂直。
(3) 若笔尖紧贴镜面$M$，笔尖的像与笔尖之间有一段距离，说明反射面不是$M$。因为如果$M$是反射面，笔尖与像应重合（不考虑玻璃板厚度），而现在有距离，说明反射面是$N$，是$N$面反射成像，所以笔尖到$N$面有一定距离，导致像与笔尖有距离。
【答案】：
(1) 未点燃；$A$、$B$蜡烛大小不同
(2) $A$；像和物到玻璃板的距离相等；垂直
(3) $N$
13. 学校物理项目研究性学习小组,想测量一种矿石的密度。现有器材:小矿石块、天平(含砝码)、一个烧杯、足量的水、细线。小组同学们设计了一个测量矿石密度的方案如下:
(1)调节天平平衡后,小明用天平测量矿石块的质量,如图甲所示,请你指出实验操作中的错误:____。改正错误后,小明用正确的方法称矿石块的质量,天平平衡时放在盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示,则矿石块的质量$m_{0}$为____g。
(2)在烧杯中倒满水,称出烧杯和水的总质量$m_{1}$;将矿石块轻轻放入装满水的烧杯中,矿石块沉入杯底,烧杯溢出水后,将烧杯壁外的水擦干净,放在天平左盘上,称出此时烧杯、杯内矿石块和水的总质量$m_{2}$。写出矿石块密度的表达式$\rho_{矿石}=$____(用$m_{0}$、$m_{1}$、$m_{2}$、$\rho_{水}$来表示)。通过测量数据计算,查阅密度表,推测其成分。
(1)调节天平平衡后,小明用天平测量矿石块的质量,如图甲所示,请你指出实验操作中的错误:____。改正错误后,小明用正确的方法称矿石块的质量,天平平衡时放在盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示,则矿石块的质量$m_{0}$为____g。
(2)在烧杯中倒满水,称出烧杯和水的总质量$m_{1}$;将矿石块轻轻放入装满水的烧杯中,矿石块沉入杯底,烧杯溢出水后,将烧杯壁外的水擦干净,放在天平左盘上,称出此时烧杯、杯内矿石块和水的总质量$m_{2}$。写出矿石块密度的表达式$\rho_{矿石}=$____(用$m_{0}$、$m_{1}$、$m_{2}$、$\rho_{水}$来表示)。通过测量数据计算,查阅密度表,推测其成分。
答案
【解析】：
### （1）实验操作错误及矿石质量计算
天平使用规则是“左物右码”，且要用镊子夹取砝码，不能用手直接拿砝码。图甲中用手直接拿砝码是错误的。
天平读数时，物体质量等于砝码质量与游码示数之和。由图乙知，标尺分度值为$0.2g$，游码示数为$2.4g$，砝码质量为$20g + 20g + 5g=45g$，所以矿石块质量$m_{0}=45g + 2.4g = 47.4g$。
### （2）矿石密度表达式推导
溢出水的质量$m_{溢}=m_{1}+m_{0}-m_{2}$。
根据$\rho=\frac{m}{V}$，可得溢出水的体积$V_{溢}=\frac{m_{溢}}{\rho_{水}}=\frac{m_{1}+m_{0}-m_{2}}{\rho_{水}}$，因为矿石块浸没在水中，所以矿石块体积$V_{矿石}=V_{溢}=\frac{m_{1}+m_{0}-m_{2}}{\rho_{水}}$。
再根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$，矿石块密度$\rho_{矿石}=\frac{m_{0}}{V_{矿石}}=\frac{m_{0}}{\frac{m_{1}+m_{0}-m_{2}}{\rho_{水}}}=\frac{m_{0}\rho_{水}}{m_{1}+m_{0}-m_{2}}$。
【答案】：
(1) 用手直接拿砝码；$\boldsymbol{47.4}$
(2) $\boldsymbol{\frac{m_{0}\rho_{水}}{m_{1}+m_{0}-m_{2}}}$
### （1）实验操作错误及矿石质量计算
天平使用规则是“左物右码”，且要用镊子夹取砝码，不能用手直接拿砝码。图甲中用手直接拿砝码是错误的。
天平读数时，物体质量等于砝码质量与游码示数之和。由图乙知，标尺分度值为$0.2g$，游码示数为$2.4g$，砝码质量为$20g + 20g + 5g=45g$，所以矿石块质量$m_{0}=45g + 2.4g = 47.4g$。
### （2）矿石密度表达式推导
溢出水的质量$m_{溢}=m_{1}+m_{0}-m_{2}$。
根据$\rho=\frac{m}{V}$，可得溢出水的体积$V_{溢}=\frac{m_{溢}}{\rho_{水}}=\frac{m_{1}+m_{0}-m_{2}}{\rho_{水}}$，因为矿石块浸没在水中，所以矿石块体积$V_{矿石}=V_{溢}=\frac{m_{1}+m_{0}-m_{2}}{\rho_{水}}$。
再根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$，矿石块密度$\rho_{矿石}=\frac{m_{0}}{V_{矿石}}=\frac{m_{0}}{\frac{m_{1}+m_{0}-m_{2}}{\rho_{水}}}=\frac{m_{0}\rho_{水}}{m_{1}+m_{0}-m_{2}}$。
【答案】：
(1) 用手直接拿砝码；$\boldsymbol{47.4}$
(2) $\boldsymbol{\frac{m_{0}\rho_{水}}{m_{1}+m_{0}-m_{2}}}$
