Question

1．寧寧對(duì)有關(guān)光學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了回顧和思考：

（1）如圖甲所示把一個(gè)小平面鏡豎直立在白紙上，在白紙上畫(huà)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，這樣做的目的是顯示出光的路徑．
②讓光沿AO方向照射在平面鏡的O點(diǎn)，a圖能觀察到反射光OB，而b圖卻看不到反射光OB，這說(shuō)明入射光線、反射光線、法線三者在同一平面內(nèi)．
（2）如圖乙所示是“探究平面鏡成像特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)裝置：
①寧寧將用玻璃板來(lái)代替平面鏡，這樣做的目的是為了確定像的位置，取兩只相同蠟燭的目的是為了能比較像與物的大小．
②實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，如果在平面上無(wú)論怎樣移動(dòng)蠟燭B，都無(wú)法與蠟燭A的像完全重合，原因可能是玻璃板未與平面垂直．
③排除了上述情況的干擾后，他繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在玻璃板前點(diǎn)燃蠟燭A，拿未點(diǎn)燃的蠟燭B在玻璃板后面移動(dòng)，人眼一直在玻璃板的前側(cè)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(guān)系的方法是等效替代法（選填“控制變量法”或“等效替代法”）．
④移去蠟燭B，在其原來(lái)位置上放置一塊光屏，光屏上不能（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(guò)2s后蠟燭A與像的距離為60cm，像的大小將不變（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(huì)觀察到蠟燭A運(yùn)動(dòng)的方向與像運(yùn)動(dòng)的方向互相垂直．

Answer 1

分析 （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，三線在同一平面上，是通過(guò)光屏展現(xiàn)在我們眼前的．
（2）①研究平面鏡成像特點(diǎn)時(shí)，確定像的位置是關(guān)鍵，像的位置用蠟燭B與蠟燭A的像重合來(lái)確定，實(shí)驗(yàn)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的大小用蠟燭B來(lái)代替；
②玻璃板沒(méi)有豎直放置時(shí)，像會(huì)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(shí)際的、復(fù)雜的物理問(wèn)題和物理過(guò)程轉(zhuǎn)化為等效的、簡(jiǎn)單的、易于研究的物理問(wèn)題和物理過(guò)程來(lái)研究和處理的方法．等效替代法是初中物理中常用的探索問(wèn)題和分析解決問(wèn)題的科學(xué)方法之一．
④虛像光屏接收不到，實(shí)像光屏能接收到；
⑤利用v=$\frac{s}{t}$計(jì)算出2s蠟燭A移動(dòng)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(jì)算經(jīng)過(guò)2s后蠟燭A與像的距離；由平面鏡成像特點(diǎn)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．

解答 解：
（1）①為了更好的觀察到反射光線和入射光線，實(shí)驗(yàn)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將一束光貼著紙板A沿EO射到O點(diǎn)，若將紙板B向前或向后折，此時(shí)在紙板B上看不到反射光，這樣做的目的是探究反射光線、法線、入射光線是否在同一平面內(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(shí)，也能觀察到B蠟燭，實(shí)驗(yàn)中要使用透明的玻璃板；
選用大小相同的兩個(gè)蠟燭，是為了用蠟燭B代替蠟燭A，來(lái)比較物像的大�。�
②玻璃板豎直放在水平桌面上，像在水平桌面上，玻璃板沒(méi)有豎直放置時(shí)，像會(huì)偏上或偏下，所以如果無(wú)論怎樣移動(dòng)蠟燭都無(wú)法與像重合，則原因玻璃板沒(méi)有豎直放置；
③在玻璃板前點(diǎn)燃蠟燭A，拿未點(diǎn)燃的蠟燭B在玻璃板后面移動(dòng)，人眼一直在玻璃板的前側(cè)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(guān)系的方法是等效替代法；
④光屏能接收到實(shí)像，但接收不到虛像，因?yàn)槠矫骁R成的是虛像，所以移去蠟燭B，在蠟燭B的原來(lái)位置上放一光屏，光屏上不能承接到蠟燭A的像；
⑤根據(jù)v=$\frac{s}{t}$可得2s蠟燭A移動(dòng)的距離s=vt=5cm/s×2s=10cm，蠟燭A此時(shí)距離平面鏡的距離為40cm-10cm=30cm，則像到平面鏡的距離也為30cm，所以，經(jīng)過(guò)2s后蠟燭A與像的距離為30cm+30cm=60cm；
平面鏡成像的特點(diǎn)是物像等大，故蠟燭向靠近鏡面的方向移動(dòng)，像的大小不變．
由平面鏡成像特點(diǎn)知像物連線與鏡面垂直，且它們到鏡面的距離相等，當(dāng)棋子沿桌面由A位置運(yùn)動(dòng)到B位置時(shí)，分別作出棋子在兩個(gè)位置所成的像，將會(huì)觀察到棋子運(yùn)動(dòng)的方向與像運(yùn)動(dòng)的方向互相垂直，如圖所示：

故答案為：（1）①顯示出光的路徑；
②入射光線、反射光線、法線三者在同一平面內(nèi)；
（2）①像的位置；大��；
②玻璃板未與平面垂直；
③等效替代法；
④不能；
⑤60；不變；垂直．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)的能力并能合理解決實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題．只要熟練掌握光的反射定律和平面鏡的成像特點(diǎn)，解答此類題目就很容易．