光现象实验专题练习解析版文档格式.docx
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(6)实验中多次改变蜡烛A的位置,是为了多次实验,从而寻找普遍规律,防止实验的偶然性。
(7)实验中,看到点燃的蜡烛通过玻璃板成两个像,玻璃前后两个面都能反射成像,由于后面的反射面反射光少,所以成的像较暗,故距离观察者较远的像较暗;
如果实验采用厚玻璃板,观测到蜡烛A通过玻璃板在不同的位置成两个清晰像,且测得两个像之间的距离为0.8cm,则玻璃板的厚度为0.4cm.玻璃板的前后两个面相当于两块平面镜,两个平面镜相距0.4cm时,镜前同一物体的像相距0.8cm.
点睛:
本题中求玻璃板厚度较难,可结合画图解答。
2.新思维科技社团的同学们学完光学中小孔成像知识后,提出一个问题,小孔在光屏上所成像的形状与什么因素有关,同学们经过讨论后提出以下猜想:
猜想一:
像的形状可能与物体形状有关;
猜想二:
像的形状可能与小孔的形状有关。
同学们在辅导老师的帮助下制作了“E”、“F”和“R”形状的LED发光字来充当物体,做成两个小孔形状不同的纸筒,纸筒另一端绷装半透明膜,做好装置后同学们进行实验探究.
(1)物理上将“F”、“E”和“R”形状的LED发光的字称为________,射出的光在同种均匀介质中沿__________传播;
为了便于观察,该实验最好在______(选填“较明亮”或“较黑暗”)的环境中进行。
(2)同学们将“F”发光字固定好后,先用小圆孔纸筒进行实验,同学们在半透明膜上观察到倒立的“F”,如图所示,小孔成像中所成的像能呈现在半透明膜上,说明所成的像是________(选填实像或虚像),同学们将实验结果记录在设计好的表格后,再换用小方孔纸筒进行实验,并观察记录。
(3)同学们再换用“E”和“R”形状发光字,分别按照实验
(2)进行实验,将观察到的结果记录在表中。
实验次数
发光字
小孔形状
像的形状
半透明膜上是否呈现
1
F
圆形
倒立
呈现
2
方形
3
E
4
5
R
6
(4)通过比较________,同学们验证了猜想一,得出结论:
在小孔形状相同时,小孔所成的像与物体的形状有关。
(5)同学们通过比较1、2,3、4和5、6,得出结论:
___________
(6)实验小组在该实验中采用的实验方法是______________.
【答案】光源直线较黑暗实像1、3、5(或2、4、6)在物体形状相同时,小孔所成的像与小孔的形状无关控制变量法
【分析】
【详解】
(1)[1]能自行发光的物体称为光源,LED发光的字是光源。
[2]光在同种均匀介质中沿直线传播。
[3]为了便于观察,实验在较黑暗的环境进行,成的像会比较清晰。
(2)[4]实像是实际光线会聚而成的,可以成在光屏上,孔成像中所成的像,能呈现在半透明膜上,说明所成的像是实像。
(4)[5]通过比较1、3、5(或2、4、6)实验数据可知,小孔形状相同,物体形状不同,所成像的形状不同,说明在小孔形状相同时,小孔所成的像与物体的形状有关。
(5)[6]通过比较1、2,3、4和5、6,实验数据可知,物体形状相同,小孔形状不同,所成像的形状相同,说明在物体形状相同时,小孔所成的像与小孔形状无关。
(6)[7]实验小组在该实验中,有两个变量物体形状和小孔形状,采用的实验方法是控制变量法。
3.
(1)在“探究光的反射规律”的实验中,小亮进行如图甲所示的实验,让一束光EO贴着纸板射到平面镜上,将纸板沿ON向后折,此时在NOF面上看不到反射光线,如图乙所示。
此实验现象说明______。
在甲图中如果让光线逆着OF的方向射向镜面,会看到反射光线沿着OE方向射出,这表明______;
(2)如图丙所示是小亮同学“探究平面镜成像特点”的实验装置,平面镜成像的原理是______。
在竖立的玻璃板前A处放一支点燃的蜡烛,可以看到玻璃板的后面出现蜡烛的像,拿一支大小和点燃蜡烛相同的蜡烛在玻璃板后面移动,当移动到
处时,可以看到它跟像完全重合。
由此可以得出的结论是______,经过三次实验后,在白纸上记录像与物的对应点如图丁所示,用刻度尺分别测出其到玻璃板的距离,并进行比较,进一步分析得出结论______,用玻璃板代替平面镜的原因是______,便于研究平面镜的成像特点。
【答案】光反射时,反射光线、入射光线和法线在同一平面内光路可逆光的反射像与物的大小相等物和像的连线与镜面垂直,物体和像到镜面的距离相等在物体一侧能看到物体的像,同时还能看到代替物体的另一个物体。
(1)[1]将纸板沿ON向后折,此时在NOF面上看不到反射光线,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
[2]光从EO方向射入,然后从OF的方向射出,那么如果让光线逆着OF的方向射向镜面,会看到反射光线沿着OE方向射出,这表明光的反射现象中光路是可逆的。
(2)[3]平面镜成像利用的是光的反射。
[4]由于另一支点燃的蜡烛和A处蜡烛的像重合,而这支蜡烛是和A处蜡烛是相同的,那么A处蜡烛的像和A处蜡烛大小相等,即像和物的大小相等。
[5]用刻度尺量出A和
、B和
、C和
到镜面的距离,发现A和
到镜面的距离相同,可得出结论:
物和像的连线与镜面垂直,物体和像到镜面的距离相等
[6]在探究平面镜成像特点的实验中,为了便于确定像的位置和比较物与像的大小关系,以及在物体一侧能看到物体的像,同时还能看到代替物体的另一个物体。
选用透明的玻璃板代替平面镜完成实验。
4.小明同学为了“探究平面镜成像的特点”,准备了如下器材:
各种长度的蜡烛若干、平面镜一块、茶色玻璃板一块、白纸一张:
(1)平面M所选的器材是________(选填“平面镜”或“茶色玻璃板”)。
小明把蜡烛A点燃放在M前面,再把其它各支蜡烛依次放在M后面适当位置,当某支蜡烛放在后面时,从前面看那支蜡烛好像也被点燃了一样,如图1所示,此时,后面的那支蜡烛与蜡烛A的大小关系是:
__________;
(2)小明把一块不透明的挡光板放在M的后面、像的前面,可以发现蜡烛A在镜中的像_____(选填字母代号);
A.被挡板全部挡住,看不到像B.挡板挡不住,还是完整的像
C.被挡板挡住,只成一半的像D.蜡烛A的像成在了挡板上
(3)如图2甲所示,一枚硬币放在竖直放置的平面镜前,硬币的像在a处;
将平面镜从中间切开,并移至图2乙所示的位置竖直放置,硬币的成像情况是________(选填字母代号)。
A.硬币成像在b处,且成两个像B.硬币成像在c处
C.硬币成像在a处D.硬币无法通过平面镜成像
【答案】茶色玻璃板大小相等,外形相同(大小相同)BC
(1)[1]茶色玻璃板颜色深,与明亮的火焰的像对比明显,同时因为玻璃透明,能看到对面没有点燃的蜡烛,便于确定像的位置,所以选择茶色玻璃被做平面镜成像实验。
[2]把蜡烛A点燃放在M前面,再把其它各支蜡烛依次放在M后面适当位置,当某支蜡烛放在后面时,从前面看那支蜡烛好像也被点燃了一样,如图1所示,说明该蜡烛与蜡烛A的像重合了,则该蜡烛与蜡烛A大小相等、外形相同。
(2)[3]将一块不透明的挡光板放在M的后面、像的前面,依然能够看到蜡烛A在镜中成完整的虚像,像不在挡板上,所以应该选B。
(3)[4]平面镜所成的像与物关于平面镜对称,硬币位置不变,将平面镜平移,平面镜仍在原来像与成像物体的对称轴上,像的位置不变,所以应该选C。
5.探究“平面镜成像特点”吋,选用镀膜玻璃板和两个相同的电子蜡烛a、b可以发光)进行实验,如图所示:
(1)为了便于观察蜡烛的像,以下一些做法可行的是__________________;
A.将玻璃板镀膜的一面朝向蜡烛a
B.在较暗的实验室让a蜡烛发光
C.在较暗的实验室让a、b蜡烛都发光
D.用手电筒对着玻璃板照射
(2)为了在实验中精确测量物距和像距,小王同学在白纸上标记蜡烛a底端上的一个点(图中的A点),在玻璃板后移动另一只蜡烛b,使之和像完全重合,也在白纸上标记蜡烛b底端上的一个点,量出两点到玻璃板的距离,则蜡烛b上符合实验要求的点是____________;
(3)当把蜡烛a远离玻璃板,其在玻璃板中像的大小________(选填“变大”“变小”“不变”)。
【答案】ABC不变
(1)[1]平面镜成像原理是光的反射,因此用一面镀了膜的玻璃板做实验时,镀膜的一面应该朝向像一侧放置,一面镀膜的玻璃板反射能力比较强,成像比较清晰,便于测量物距和像距,故A符合题意;
在比较明亮的环境中,有较多干扰人视线的光,在较黑暗的环境中,蜡烛是最亮的,蜡烛射向平面镜的光最多,反射光最多,进入人眼的光最多,感觉蜡烛的像最亮,所以最好在比较黑暗的环境中进行实验,故B符合题意、C不符合题意;
物体成像要清晰,就必须让物体有足够光线射向平面镜才能成像,而不是让平面镜上有足够的光线,故D不符合题意;
故选AB。
(2)[2]平面镜成像时,像的大小相等,但是左右相反,蜡烛b上符合实验要求的点是C。
(3)[3]平面镜成像时,物像大小相等,故当把蜡烛a远离玻璃板,其在玻璃板中像的大小不变。
6.同学们在做“探究平面镜成像特点”的实验时,王成在竖立的玻璃板前10cm处放一支点燃的蜡烛A,发现在玻璃板的后面出现蜡烛的像,他再取一段同样的点燃蜡烛B放在像处,使B与蜡烛A的像完全重合(如图所示)
(1)此时蜡烛B与蜡烛A的距离_____cm;
将A蜡烛以5cm/s的速度匀速远离玻璃板2s时,B蜡烛应与玻璃板相距_____cm才可能与A的像完全重合;
(2)实验中的错误之处是_____;
(3)纠正错误后某次实验,将光屏竖直放置蜡烛B的位置,光屏上_____(选填“能”或“不能”)接收到蜡烛A的像;
若将蜡烛A远离玻璃板,它的像的大小将_____(填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)实验中,看到点燃的蜡烛A通过玻璃板成两个像,其中距离观察者较远的像是来自于蜡烛的入射光经过玻璃板_____;
A.一次反射、一次折射形成的B.两次反射、一次折射形成的
C.两次反射、两次折射形成的D.一次反射、两次折射形成的
(5)玻璃板太厚不仅会看到蜡烛A在玻璃板后成两个像,同时也会使我们透过玻璃板看到的蜡烛B也不是其真实位置,我们透过玻璃板看到的蜡烛B到玻璃板比实际位置到玻璃板_____(选填近/远)。
【答案】2020B蜡烛被点燃了不能不变D近
(1)根据像物等距即可确定蜡烛B与蜡烛A的距离;
利用公式
可求出蜡烛A移动的距离,再根据像物等距可判断蜡烛B应放置的位置;
(2)当拿着点燃另一支蜡烛,竖立在玻璃板后面移动时,蜡烛的烛焰会晃动,很难与平面镜前面的蜡烛的烛焰重合,因此后面那个蜡烛还是不点燃更好;
(3)实像能用光屏承接,虚像不能用光屏承接;
根据物体在平面镜中成像特点进行判断:
物体在平面镜中成虚像,物像大小相等,物像连线与镜面垂直,物像到平面镜的距离相等;
(4)玻璃表面比较光滑,而且是透明的,因此光线射到玻璃上,要发生反射和折射,这两种光现象都可以使蜡烛成像;
(5)当光线从空气斜射入其它透明介质时,折射角小于入射角;
当光线从其它介质斜射入空气时,则折射角大于入射角。
(1)[1]据题意可知,王成在竖立的玻璃板前10cm处放一支点燃的蜡烛A,既镜中的像B距离镜面的距离也是10cm,故蜡烛B与蜡烛A的距离20cm;
[2]将A蜡烛以5cm/s的速度匀速远离玻璃板2s时,即运动了10cm,所以此时蜡烛A距离镜面是20cm,故蜡烛B蜡烛应与玻璃板相距也是20cm时才能与A重合;
(2)[3]当把一支点燃的蜡烛放在平面镜前面,然后再点燃另一支蜡烛,竖立在玻璃板后面移动时,两蜡烛的烛焰会晃动,很难重合,因此B蜡烛还是不点燃更好,故实验中的错误之处:
B蜡烛被点燃了;
(3)[4]由于平面镜成的是虚像,既不能成在光屏上,纠正错误后某次实验,将光屏竖直放置蜡烛B的位置,光屏上不能接收到蜡烛A的像;
[5]若将蜡烛A远离玻璃板,由于物像大小相等,所以它的像的大小将不变;
(4)[6]光线射到玻璃上,要发生反射和折射。
玻璃有两个表面,前表面直接反射,较亮,所以其中距离观察者较近的像较亮,距离观察者较远的像较暗;
反射是光线到达玻璃板后有一部分被反射到你的眼睛,所以看到1次反射,2次折射是光到了玻璃板后还有一部分光透过玻璃板,而光从空气进入玻璃板后会折射,这是第一次,然后又要从玻璃板另一侧出来,又一次折射,所以1次反射,2次折射;
(5)[7]我们透过玻璃板看到的蜡烛B,是蜡烛B反射的光线从空气射入玻璃,在界面上发生折射,折射光线向法线靠近,折射小于入射角,眼睛顺着折射光线看去,像在实际物体的前方,即像靠近玻璃板。
7.为了“探究光反射时的规律”,实验小组的同学选用了平面镜、纸板、激光器、刻度尺和几种不同颜色的笔,依据教材设计了如图甲所示的实验.
(1)实验中还需要的器材是___________.
(2)实验中为了使光线能在纸板上显示出来,方便实验研究,你该采取的操作是__________.
A.向纸板喷烟或雾B.使光束垂直纸板射到O点C.使光束贴着纸板射到O点
次数
∠i
∠r
70°
45°
30°
(3)改变光束入射的角度,多做几次,换用不同颜色的笔记录每次光的径迹.取下纸板,测量ON两侧的∠i和∠r,将数据记录在上表中,根据数据得出的结论是_______________;
(4)若将一束光贴着纸板沿FO方向射到O点,光将沿图中的OE方向射出,因为在反射现象中,___.
(5)实验过程中若将纸板倾斜,如图乙所示,让光仍贴着纸板沿AO方向射向镜面,此时反射光______(选填“在”或“不在”)纸板这一平面内.
【答案】量角器C反射角等于入射角光路是可逆的不在
(1)[1]实验中需要测量入射角和反射角的大小,需要用到量角器;
(2)[2]实验中为了使光线能在纸板上显示出来,使光束贴着纸板射到O点;
(3)[3]从表中数据可以看到,当入射角是70°
时,反射角是70°
,当入射角是45°
时,反射角是45°
,当入射角是30°
时,反射角是30°
,由此可推测反射角等于入射角;
(4)[4]若将一束光贴着纸板沿FO方向射到O点,光将沿图中的OE方向射出,这说明了在反射现象中,光路是可逆的;
(5)[5]根据光的反射定律,反射光线与入射光线、法线在同一平面,由于法线不在倾斜的纸板上,那么反射光线不会在纸板这一平面内.
8.在“探究平面镜成像”的实验中,如图所示.
(1)现有厚度分别为5mm和2mm的两块玻璃板,应选择_____mm厚的玻璃板做实验;
(2)用玻璃板代替平面镜的原因是_____,便于研究平面镜的成像特点;
(3)若白纸板每方格长度是5cm,将点燃的蜡烛由A点移至B点,此时它与移动后在玻璃板中所成的像距离是_____cm,用光屏在玻璃板后面无论如何移动,在光屏上都_____(选填“能”或“不能”)成像,说明平面镜所成是_____像;
(4)如图甲所示是从平面镜中看到墙上的时钟的像,请在乙图身上画出时钟的实际时间______.
【答案】2便于确定像的位置20不能虚
(1)透明的玻璃板,可以观察到玻璃板的另一侧;
因为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面,会出现两个像,影响到实验效果,所以应选用薄玻璃板,用2mm厚的.
(2)因为玻璃板既能让光透过也可以反射光,容易确定像的位置,而平面镜是不透明的,无法确定像的位置,所以选用玻璃板;
(3)若白纸上每方格长度是5cm,将点燃的蜡烛由A点移至B点,此时它与玻璃板的距离为2
5cm
10cm,像与玻璃板的距离为10cm,则它与像的距离为10cm
10cm
20cm;
因为平面镜成虚像,光屏不能承接虚像,所以用光屏在玻璃板后面无论如何移动,在光屏上都不能成像.
(4)根据平面镜成像特点可知平面镜所成的像和物体关于平面镜对称.所以图中表盘数字的顺序与实际顺序左右相反,时针指向10和11之间,分针指向7,实际时间为10:
35.如下图所示:
9.钞票的某些位置用荧光物质印上了标记,在紫外线下识别这些标记,是一种有效的防伪措施.某同学在较暗的环境中做了下列三次实验:
(1)如图甲所示,他用紫外线灯照射面值为100元的钞票,看到“100”字样发光.这表明紫外线能使________发光.
(2)如图乙所示,他用紫外线灯照射一块透明玻璃,调整透明玻璃的位置和角度,看到钞票上的“100”字样再次发光.这表明紫外线能被透明玻璃________.
(3)如图丙所示,他把这块透明玻璃放在紫外线灯和钞票之间,让紫外线灯正对玻璃照射,在另一侧无论怎样移动钞票,“100”字样都不发光.他做这次实验是为了探究________.
【答案】荧光物质反射紫外线能否透过玻璃(或玻璃对紫外线的吸收能力;
或玻璃对紫外线的反射能力等)
(1)[1]由于紫外线能够使荧光物质发光,因此用紫外线灯照射面值为100元的钞票,看到“100”字样发光;
(2)[2]只要钞票上的“100”发光,说明已经被紫外线照射到了,而紫外线灯并没有照射钞票,说明钞票上接收到的紫外线是透明玻璃反射的;
(3)[3]把这块透明玻璃放在紫外线灯和钞票之间,让紫外线灯正对玻璃照射,在另一侧无论怎样移动钞票,“100”字样都不发光,说明紫外线不能穿透玻璃而照射到钞票上,所以他做这次实验是为了探究紫外线穿透玻璃的能力(玻璃对紫外线的吸收能力;
玻璃对紫外线的反射能力等).
10.如图所示是小方同学用两只外形相同的蜡烛“探究平面镜成像的特点”
(1)用透明的玻璃板代替平面镜,主要是利用玻璃透明的特点,便于确定_______.
(2)选取相同的蜡烛,是为了便于比较像和物体的_______关系.
(3)在实验过程中,把一只点燃的蜡烛放在玻璃板前,再将另一支不点燃蜡烛放在玻璃板的后面来回移动,直到看上去跟前面的蜡烛的像_______.
(4)当点燃的蜡烛放在玻璃板前面20cm的A处时,玻璃板后B处的蜡烛好像也被“点燃”了;
移去B处的蜡烛,将光屏放在B处,发现光屏上并没有蜡烛的像,这说明平面镜所成的像是_______像.
(5)小方将玻璃板移去,在玻璃板位置放一个凸透镜,B处放光屏,发现光屏上恰好成倒立、等大的蜡烛的像,则该凸透镜的焦距为_______cm.
【答案】像的位置大小重合虚10
(1)实验中用透明的玻璃板代替平面镜,在物体的一侧能看到物体的像,同时透过玻璃板也能观察到代替物体的另一个物体,便于确定像的位置;
(2)完全一样的蜡烛是为了比较物体与像的大小关系;
(3)实验时要另外拿一支相同的未点燃的蜡烛在玻璃板后面移动,直到在玻璃板前看上去与玻璃板前的蜡烛在玻璃板中成的像完全重合时,说明平面镜成的像与物体是等大的;
(4)移去B处的蜡烛,将光屏放在B处,发现光屏上并没有蜡烛的像,因为虚像不能用光屏承接,说明是虚像;
(5)由题意可知,当物距为20cm时,物体成一个等大的实像,根据凸透镜成像的规律可知,此时的物距等于二倍焦距,所以,凸透镜的焦距是10cm。
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