《2025年多维互动提优课堂八年级物理上册提升版》

21. (10分)小红用如图甲所示的装置探究“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点O。

(1)为了在不同方向都能观察到光的传播路径,应在平面镜上方喷些烟雾（或水雾等）。
(2)多次改变激光笔在轨道上的位置,小红调整视角,均能观察到反射光OB挡住入射光AO的现象。如图乙所示,将长方形纸板与AO、OB所在平面重合,其底边PQ紧贴平面镜,在纸板上即可显示出入射光和反射光。多次测量纸板和平面镜的夹角。
① 上述实验中测得的夹角均为90°,则反射光线、入射光线所在平面和平面镜相互垂直。
② 在纸板上过点O作出底边PQ的垂线ON,则ON与镜面垂直,可知ON为法线。由①、②可得:反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(3)改变入射光的方向,依次记录实验数据如下表所示,分析实验数据可知:入射光线AO逐渐靠近法线ON;∠NOB与∠AON的大小相等。

答案： 【解析】：
本题主要考查光的反射定律的实验探究，涉及光路的显示方法、反射光线、入射光线和法线的位置关系以及入射角和反射角的变化规律等知识点。
（1）
为了在不同方向都能观察到光的传播路径，需要在平面镜上方喷些烟雾（或水雾等），因为光在传播过程中遇到烟雾（或水雾等）会发生漫反射，从而能让我们从不同方向看到光的传播路径。
（2）
①当多次测量纸板和平面镜的夹角均为$90^{\circ}$时，说明反射光线、入射光线所在平面和平面镜相互垂直。
②在纸板上过点$O$作出底边$PQ$的垂线$ON$，由于纸板和平面镜垂直，所以$ON$与镜面垂直，$ON$为法线。由①、②可得：反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
（3）
分析实验数据可知：
随着$\angle AOP$逐渐减小，说明入射光线$AO$逐渐靠近法线$ON$。
观察表格数据，$\angle NOB$与$\angle AON$的大小始终相等。
【答案】：
(1)烟雾（或水雾等）
(2)①垂直；②垂直；同一平面
(3)靠近；相等

22. (14分)如图所示是小红同学探究“平面镜成像特点”的情景,她是按如下实验步骤进行的:
a. 将点燃的蜡烛A放在玻璃板前,如图所示。
b. 将另一支完全一样的蜡烛B点燃后放到蜡烛A的像的位置,观察像与物的大小关系。
c. 将光屏放到蜡烛B所在的位置,不透过玻璃板,直接观察光屏上有无像。
d. 用刻度尺分别测量出蜡烛A和蜡烛B到玻璃板的距离。
(1)小红同学的实验操作中有一处明显的错误,请你指出来:蜡烛B不应点燃。
(2)实验中,小红在寻找蜡烛A的像的位置时,眼睛应该在蜡烛A(A/B)这一侧观察。在玻璃板的另一侧慢慢移动蜡烛B,直到与蜡烛A的像完全重合为止,证明像与物的大小相同。但小红在桌面上无论怎样移动玻璃板后面的蜡烛B,都无法与蜡烛A的像完全重合,请你推断其原因是玻璃板没有与桌面垂直。
(3)实验中若移开蜡烛B,用白纸作光屏放在像的位置,则眼睛应该在蜡烛B(A/B)这一侧观察白纸,若白纸上没有蜡烛A的像,则说明平面镜成的是虚像。
(4)为了让右边的同学也能够看清蜡烛的像,小红只将玻璃板向右平移,则蜡烛的像的位置不变(向右移动/向左移动/不变)。

答案： 【解析】：
(1) 在探究平面镜成像特点的实验中，为了比较像与物的大小关系，需要用到等效替代法，即用另一支完全相同的未点燃的蜡烛去替代像，观察是否能与像重合，从而得出像与物大小相等的结论。而小红将蜡烛$B$点燃，这样在观察时，蜡烛$B$自身的火焰会干扰对像的观察，无法准确判断像与物的大小关系。
(2) 由于平面镜成像是光的反射形成的，蜡烛$A$发出的光经玻璃板反射后进入人眼，所以眼睛应该在蜡烛$A$这一侧观察。在玻璃板的另一侧慢慢移动蜡烛$B$，直到与蜡烛$A$的像完全重合，就可以证明像与物的大小相同。如果玻璃板没有与桌面垂直放置，那么蜡烛$A$的像会偏高或偏低，导致蜡烛$B$无法与蜡烛$A$的像完全重合。
(3) 实验中若移开蜡烛$B$，用白纸作光屏放在像的位置，因为虚像不能呈现在光屏上，所以眼睛应该在蜡烛$B$这一侧观察白纸，若白纸上没有蜡烛$A$的像，则说明平面镜成的是虚像。
(4) 平面镜成像时，像与物关于镜面对称，玻璃板向右平移，蜡烛的位置不变，所以蜡烛的像的位置也不变。
【答案】：
(1) 蜡烛$B$不应点燃；
(2) $A$；完全重合；玻璃板没有与桌面垂直；
(3) $B$；白纸上没有蜡烛$A$的像；
(4) 不变。