Question

【題目】寧寧對有關光學實驗進行了回顧和思考：

（1）如圖甲所示把一個小平面鏡豎直立在白紙上，在白紙上畫出一條垂直于鏡面的法線ON，用激光筆沿著白紙表面讓光斜射到平面鏡上，觀察反射光．

①讓光沿著白紙的表面照射，這樣做的目的是________．

②讓光沿AO方向照射在平面鏡的O點，a圖能觀察到反射光OB，而b圖卻看不到反射光OB，這說明________．

（2）如圖乙所示是“探究平面鏡成像特點”的實驗裝置：

①寧寧將用玻璃板來代替平面鏡，這樣做的目的是為了確定________，取兩只相同蠟燭的目的是為了能比較像與物的________．

②實驗過程中，如果在平面上無論怎樣移動蠟燭B，都無法與蠟燭A的像完全重合，原因可能是________．

③排除了上述情況的干擾后，他繼續(xù)進行實驗，在玻璃板前點燃蠟燭A，拿未點燃的蠟燭B在玻璃板后面移動，人眼一直在玻璃板的前側觀察，直至蠟燭B蠟燭A的像完全重合，這種確定像與物大小關系的方法是________（選填“控制變量法”或“等效替代法”）．

④移去蠟燭B，在其原來位置上放置一塊光屏，光屏上________（選填“能”或“不能”）呈現(xiàn)蠟燭的像．

⑤蠟燭A放在玻璃板前40cm處，現(xiàn)以5cm/s的水平速度向玻璃板勻速靠近，則經(jīng)過2s后蠟燭A與像的距離為________ cm，像的大小將________（選填“變大”、“不變”或“變小”）；若將玻璃板放置成與水平面成45°角，將會觀察到蠟燭A運動的方向與像運動的方向互相________．

Answer 1

【答案】顯示出光的路徑 入射光線、反射光線、法線三者不在同一平面內(nèi) 像的位置 大小 玻璃板沒有豎直放置 等效替代法 不能 60 不變 垂直

【解析】

（1）①白色物體能夠反射所有色光，黑色物體吸收所有色光；

②在光的反射中，反射光線、法線、入射光線三線在同一平面上，是通過光屏展現(xiàn)在眼前的；

（2）①研究平面鏡成像特點時，確定像的位置是關鍵，像的位置用蠟燭B與蠟燭A的像重合來確定，實驗中既能看到物體A的像，又能看到蠟燭B，要采用透明的玻璃板，研究物像的大小采用的是等效替代法，把蠟燭A像的大小用蠟燭B來代替；

②玻璃板沒有豎直放置時，像會偏上或偏下，使玻璃板后面的蠟燭和玻璃板前面蠟燭的像不能完全重合；

③等效替代法是在保證某種效果相同的前提下，將實際的、復雜的物理問題和物理過程轉化為等效的、簡單的、易于研究的物理問題和物理過程來研究和處理的方法，等效替代法是物理中常用的探索問題和分析解決問題的科學方法之一；

④虛像光屏接收不到，實像光屏能接收到；

⑤利用 計算出2s蠟燭A移動的距離，求出其距離平面鏡的距離，利用像與物到鏡面距離相等計算經(jīng)過2s后蠟燭A與像的距離；由平面鏡成像特點知像、物連線與鏡面垂直，且它們到鏡面的距離相等，作圖解答。

(1)①為了更好的觀察到反射光線和入射光線，實驗中采用了白色硬紙板，光線在白色紙板上的軌跡就容易觀察到了，也方便觀察反射角和入射角的大小；

②讓光沿AO方向照射在平面鏡的O點，a圖能觀察到反射光OB，而b圖卻看不到反射光OB，這說明反射光線、法線、入射光線不在同一平面內(nèi)；

(2)①為了確定像的位置，讓蠟燭A的像和蠟燭B重合，既能觀察到A蠟燭像的同時，也能觀察到B蠟燭，實驗中要使用透明的玻璃板；選用大小相同的兩個蠟燭，是為了用蠟燭B代替蠟燭A的像，來比較物、像的大小；

②玻璃板豎直放在水平桌面上，像在水平桌面上，玻璃板沒有豎直放置時，像會偏上或偏下，所以如果無論怎樣移動蠟燭都無法與像重合，則原因是玻璃板沒有豎直放置；

③在玻璃板前點燃蠟燭A，拿未點燃的蠟燭B在玻璃板后面移動，人眼一直在玻璃板的前側觀察，直至蠟燭B與蠟燭A的像完全重合，這種確定像與物大小關系的方法是等效替代法；

④光屏能接收到實像，但接收不到虛像，因為平面鏡成的是虛像，所以移去蠟燭B，在蠟燭B的原來位置上放一光屏，光屏上不能承接到蠟燭A的像；

⑤根據(jù) 可得2s蠟燭A移動的距離 ，蠟燭A此時距離平面鏡的距離為40cm10cm=30cm，則像到平面鏡的距離也為30cm，所以，經(jīng)過2s后蠟燭A與像的距離為30cm+30cm=60cm；平面鏡成像的特點是物像等大，故蠟燭向靠近鏡面的方向移動，像的大小不變；

若將玻璃板放置成與水平面成45°角，由平面鏡成像特點知像、物連線與鏡面垂直，且它們到鏡面的距離相等，當蠟燭A沿桌面由A位置運動到B位置時，分別作出蠟燭在兩個位置所成的像，將會觀察到蠟燭運動的方向與像運動的方向互相垂直，如圖所示：