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给你一支铅笔，请用它设计一个光学小实验，可以添加器材并说明做法和所用的物理知识或产生的物理现象。-八年级物理

[db:作者] 2019-12-24 00:00:00 互联网

题文

给你一支铅笔，请用它设计一个光学小实验，可以添加器材并说明做法和所用的物理知识或产生的物理现象。
题型：探究题难度：偏难

答案

（1）将铅笔斜插入装有水的玻璃杯中，看到铅笔在水面处“弯折”了，说明发生了光的折射现象。
（2）透过装水的玻璃杯，看到铅笔变粗了，说明“水杯”相当于凸透镜有放大作用。
（3）铅笔放在平面镜前，从平面镜中可看到铅笔的像，说明平面镜可以成像。（答案不唯一）

据专家权威分析，试题“给你一支铅笔，请用它设计一个光学小实验，可以添加器材并说明做..”主要考查你对光的折射现象，平面镜成像的特点和原因等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

光的折射现象平面镜成像的特点和原因

考点名称：光的折射现象

概念：

	概念	说明
光的折射现象	光从一种介质斜射入另一种介质时，传播的方向发生偏折，这种现象叫做光的折射。光从空气斜射入水或其他介质时，折射光线向法线方向偏折，如图所示	(1)对光发生折射现象的理解：入射光和折射光分别在两种不同的介质中，因此它们的传播速度不同，传播方向也往往发生改变 (2)通常在发生光的折射现象时，在界面上也同时会发生光的反射现象 (3)光线垂直射人界面时，将不会看到折射现象，即光的传播方向不发生变化

生活中的折射现象：
斜插入水中的筷子在水下的部分看起来向上弯折；往脸盆中倒水，看到盆底深度变浅；潜水中的人看岸边的人变高；从厚玻璃砖后看到钢笔“错位”等。

常见折射现象及解释：
1．光的折射现象光的折射会造成许多光学现象，如水底看起来比实际的浅，一半斜捅入水中的筷子变弯曲，鱼缸中的鱼看起来变大，海市蜃楼等。要解释这些现象，首先要知道看见的并非实际物体，而是物体经折射后成的虚像。

2．举例分析光的折射现象以池水看起来“变浅”为例，其原因我们可以作如下分析：
      我们能够看见物体是由于有光射入我们的眼睛里，假设从水池底的一点A射出的两条光线经折射后射入人眼(如图甲所示)，眼睛根据光沿直线传播的经验(人的感觉总认为光沿直线传播)，逆着折射光线看过去，就会觉得光好像是从水中的A’射入我们眼睛里的，因此我们会觉得A’比A高了，即看起来池底升高，池水“变浅”了。有经验的渔民都知道，在叉鱼时，只有瞄准鱼的下方，才能把鱼叉到。

    若从水中去观察岸上的物体，P点的位置将会升高，如图乙所示。例如跳水运动员在水下观察10m跳台，就会感到其高度超过10m。
    因此可以得出结论：从岸上看水里和从水里看岸上相同，都是看到升高了的虚像。
    补充：人眼之所以看到物体的虚像，都是因为折射光线(或反射光线)进入人的眼睛，而人眼总认为光沿直线传播，这就使人在折射光线(或反射光线)的反向延长线上看到一个虚像。
光的折射的特殊情况：
全反射
1. 定义：光由光密（即光在此介质中的折射率大的）媒质射到光疏（即光在此介质中折射率小的）媒质的界面时，全部被反射回原媒质内的现象。

2. 原理：
公式为n=sin90°/sinc=1/sinc
sinc=1/n
(c为临界角）
     当光射到两种介质界面，只产生反射而不产生折射的现象．当光由光密介质射向光疏介质时，折射角将大于入射角．当入射角增大到某一数值时，折射角将达到90°，这时在光疏介质中将不出现折射光线，只要入射角大于或等于上述数值时，均不再存在折射现象，这就是全反射．所以产生全反全反射全反射射的条件是：①光必须由光密介质射向光疏介质．②入射角必须大于或等于临界角(C)．
    所谓光密介质和光疏介质是相对的。两物质相比，折射率较小的，光速在其中较快的，就为光疏介质；折射率较大的，光速在其中较慢的，就为光密介质。例如，水折射率大于空气，所以相对于空气而言，水就是光密介质，而玻璃的折射率比水大，所以相对于玻璃而言，水就是光疏介质。
   临界角是折射角为90度时对应的入射角（只有光线从光密介质进入光疏介质且入射角大于临界角时，才会发生全反射）

3. 全反射的应用：光导纤维是全反射现象的重要应用。蜃景的出现，是光在空气中全反射形成的。

考点名称：平面镜成像的特点和原因

平面镜成像的特点：
①像和物体大小相等
②像和物体到镜面的距离相等
③像和物体的连线跟镜面垂直
④物体在平面镜中所成的像是虚像
以上可以缩句为：“物像等大、连线垂直、等距虚像”。

平面镜成像的原理：
平面镜所成的像是物体发出(或反射)的光线射到镜面上发生反射，由反射光线的反向延长线在镜后相交而形成的，如图所示。点光源s在镜后的像s’并不是实际光线会聚形成的，而是由反射光线的反向延长线相交形成的，所以s’叫做s的虚像。如果把光屏放在s’处，是接收不到这个像的，所以虚像只能用眼睛看到，而不能成在屏上

解释：
照镜子就是这样的原理。可以说，只要利用到平面镜，就一定是反射。平面镜中的像是由光的反射光线的延长线的交点形成的，所以平面镜中的像是虚像。虚像与物体等大，距离相等。像和物体的大小相等。所以像和物体对镜面来说是对称的。　根据平面镜成像的特点，像和物的大小，总是相等的。无论物体与平面镜的距离如何变化，它在平面镜中所成的像的大小始终不变，与物体的大小总一样。但由于人在观察物体时都有“近大远小”的感觉，当人走向平面镜时，视觉确实觉得像在“变大”，这是由于人眼观察到的物体的大小，不仅仅与物体的真实大小关于，而且还与“视角”密切相关。从人眼向被观察物体的两端各引一条直线，这两条直线的夹角即为“视角”，如果视角大，人就会认为物体大，视角小，人就会认为物体小。当人向平面镜走近时，像与人的距离小了，人观察物体的视角也就增大了，因此所看到的像也就感觉变大了，但实际上像与人的大小始终是相等的，这就是人眼看物体“近大远小”的原因。这正如您看到前方远处向您走来一个人一样，一开始看到是一个小黑影，慢慢变得越来越大，走到您面前时更大，其实那一个小黑影和走到您面前的人是一样大的，只是因为视觉的关系，平面镜成像的像和物关于镜面对称，因此人逐渐靠近镜面。像也一定逐渐靠近镜面，人的感觉是“近大远小”，这是一种视觉效果。
小孔成像及平面镜成像的区别
探究平面镜成像的科学方法：
     在做平面镜成像的实验中，用玻璃板代替平面镜是因为平面镜成的像是虚像，无法用光屏承接，我们用未点燃的蜡烛去代替像的原因是因为像是虚像，我们没有办法确定它在哪里，用蜡烛与像重合，也就确定了像的大小及位置，我们这样确定像凭的是视觉效果相同，这种方法叫等效替代或等效代换。

有关成像规律的计算
     根据平面镜的成像特点可知：像和物关于平面镜是对称的，由于物体到镜面的距离和像到镜面的距离相等，则物体到镜面的距离变化了多少，像到镜面的距离也变化多少。若变化的时间相等，则物体移动的速度和像移动的速度相等，像相对于物体的速度是物体速度的2倍。
   例一个人站在镜子前2．5m的地方，则人和像的距离为__m，人向前1m，则人和像之间的距离缩短了__m，此人在镜子中的像的大小将__ (填“变大”、“变小”或“不变”)。
解析根据平面镜成像的特点，人和像的距离应为2．5×2=5m。人向前1m，像也向前1m，故两者距离缩短2m。像的大小始终与人等大。
答案 5 2 不变

用对称法解决平面镜成像的作图
    对称思想作为一种科学研究思想，应用于平面镜解题时，可启发直觉思维，使许多问题不必进行全面周全的论述，借助于对称性即可直接做出判断。
   平面镜的成像特点是：像和物的大小相等；它们到平面镜的距离相等；像和物的连线与平面镜垂直。像和物关于平面镜是对称的，这种对称性广泛地应用在了平面镜作图上。如图所示，是关于平面镜成像的几个变式。不管物体如何复杂，平面镜位置如何变化，还是考查角度如何变化，但有一条始终不变，那就是像和物的“对称性”。

例1：请在图中画出物体AB在平面镜中所成的像A’B’。

解析：根据平面镜成像特点：像与物大小相等，连线与平面镜垂直，关于平面镜对称，成的像是虚像。分别作A、B相对平面镜的对称点A’、B’，再用虚线连接 A’B’。
答案：如图所示

例2：如图所示，物体位于平面镜前方A点，眼睛位于平面镜前方C点。请作出物体发出的光线经平面镜反射后进入眼睛的光路图。

解析：(1)过A点作MN的垂线AE，延长AE至 A'，使A'E=AE，A’为物A的像。
(2)连接A'C与MN交于0点，0点为入射点(DC 是反射光线)。
(3)连接AO，并在AO、OC上画出箭头表示光的传播方向，AO就是入射光线，OC是经平面镜反射通过眼睛的光线。
答案：如图所示

巧解平面镜的时钟问题
(1)逆向读法
根据平面镜成像规律和成像性质，镜中“钟面”与实际钟面总是相对于平面镜对称。即实际时钟(如图甲所示)的指针按顺时针方向走动时，镜中“钟面”内表示钟点的数字是按上“12”、下“6”、左“3”和右“9”排列。如图乙所示的实际时刻为7：30。

（2）还原法
由平面镜成像的性质，镜叶1“钟面”与实际钟面左右对称。因此，镜中“钟面”的“背面”与实际钟面相对应．即还原出一个实际的钟面。这样，对印刷在书籍或试卷上的镜中“钟面”，只要从其背面对着光亮处透视 “钟面”并直接从中读取钟点数，即为实际钟点数?如图乙所示镜中“钟面”读得实际点数为7：30.
（3）对称作图法根据平面镜成像性质——像与物左右对称。．镜中 “钟面”内的“指针”位置与实际钟面内的指针位置对称。因此，求解这类“镜中时钟”问题，只要由镜中“钟面”作出以上“12”下“6”为对称轴的指针位置图形，再对作出的图形按实际钟面读出钟点数。图所示虚线为实线所示镜中“指针”的左右对称图形，读得实际钟点数为9：40。

等效替代法探究平面镜的成像特点
   等效替代法就是在保证某一方面效果相同的前提下，用理想的、熟悉的、简单的物理对象、物理过程、物理现象替代实际的、陌生的、复杂的物理对象、物理过程、物理现象的思想方法。主要有：物理模型的等效替代，物理过程的等效替代，作用效果的等效替代以及物理图形的等效替代等形式例小红同学在做“探究平面镜成像”的实验时，将一块玻璃板竖直放存水平台上，再取两段完全相同的蜡烛。A和B，点燃玻璃板前的蜡烛A，进行观察，如图所示，在此实验中：

(1)小红选择玻璃板代替镜子进行实验的目的是______________。
(2)刻度K的作用是便于比较像与物________________。
__关系。
(3)选取两段完全相同的蜡烛是为了比较像与物的__关系。
(4)移走后面的蜡烛B，并在其所存位置上放一光屏，则光屏上____接收到蜡烛烛焰的像(选填 “能”或“不能”)。所以平面镜所成的像是____ (选填“实”或“虚”)像。
(5)小红将蜡烛A逐渐远离玻璃板时，它的像的大小(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(6)在玻璃板的同一侧，该同学通过玻璃看到了同一个蜡烛的两个像，产生这种现象的原因是_____。
解析：研究平面镜成像特点时，要研究像的大小、倒正及到平面镜的距离关系等，采用玻璃板的目的是利用了玻璃板能透光，在物A侧能观察到另一侧的情况，这样当A的像与另一侧B重合时，说明B所在位置就是A的像的位置，观察像与物的大小关系，并用刻度尺测出A、B分别到平面镜的距离，就可判断两距离大小和像的大小。当取走B，放上光屏时，在光屏上得不到像，而只能用眼睛存物一侧观察玻璃板才能看到，所以说平面镜所成的像是一个正立、等大的虚像，当物体逐渐远离平面镜时，像的大小不变。
答案：(1)能准确找到像的位置 (2)到平面镜的距离 (3)大小 (4)不能虚 (5)不变 (6)玻璃的两个表面同时发生反射，各成一个像

同一物体靠近或远离平面镜时，像的大小变化问题
物体在平面镜中成的是正立的虚像，像与物体大小相等，即像的大小与物体的大小有关，与物体距平面镜的远近、平面镜的大小等因素无关。
例：某同学从远处走向一面穿衣镜，他住镜中像的大小及像和人之问的距离的变化情况正确的是 ( )
A．像大小不变，像和人之问的距离变小
B．像变大，像和人之间的距离变大
C．像变大，像和人之间的距离变小
D．像大小不变，像和人之间的距离不变
解析：像的大小与物体到平面镜的距离无关，我们平常说的所谓远小近大，只是人的视觉造成的错觉。根据平面镜成像特点可以知道，像和物大小相等，像和物到镜面的距离相等。因为该同学的大小没有变化，所以像大小小变；而该同学到平面镜的距离在变小，所以像到平面镜的距离也在变小，从而像和人之间的距离在变小。
答案：A

http://www.00-edu.com/html/201912/26455.html十二生肖
十二星座