精选人教版物理八年级上册 光现象实验专题练习解析版.docx
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精选人教版物理八年级上册光现象实验专题练习解析版
一、初二物理光现象实验易错压轴题(难)
1.学习小组用图甲所示的圆柱形纸质套筒做“探究小孔成像规律”的实验,发现像的大小不同,亮度也不一样.
(1)关于像的亮度与哪些因素有关,他们提出以下猜想:
猜想1:
与小孔到光屏的距离有关;
猜想2:
与小孔的形状有关;
猜想3:
与小孔的大小有关.
①类比利用太阳光测凸透镜焦距时,光屏从焦点处远离透镜过程中,光斑越大越暗的现象,可判断猜想1是_________的.
②验证猜想2时,固定烛焰、纸筒和光屏的位置,更换使用如图乙所示的三个小孔进行实验,分别观察比较所成像的亮度.他们实验中存在的问题是______________________.
③为验证猜想3,固定烛焰、小孔和光屏位置,只改变圆孔直径,观察到的现象如下表.
实验现象表明:
在小孔成像清晰时,_____________________.
(2)学习小组对像的清晰度与亮度问题作进一步探究.
①在纸筒底部中心开一小孔a,又在a上下等距的位置再开两个小孔b、c,光屏上观察到三个像.在b、c两孔处放置两相同的三棱镜,移动光屏到图丙位置时,光屏上只出现一个清晰的更亮的像.则b、c两小孔处三菱镜放置的方式可能是________.
②他们设想在b、c两孔之间再开若干个小孔,并在小孔处放置棱镜,所成的像都与b、c两孔处三棱镜所成的像重合,则光线通过这些棱镜的偏折程度比通过b、c两孔处三棱镜的要________(选填“大”或“小”).
③若开一个大孔,并在大孔处放一合适的凸透镜替代上述所有棱镜后,恰能在图丙位置光屏上呈现清晰的像,则此像是_______的倒立实像;若只用a孔替代凸透镜,在图丙位置光屏上所成的像与该透镜所成的像相比,像的亮度________,像的大小_________.
【答案】正确没有控制小孔的大小相等小孔越大亮度越亮C小缩小更亮相等
【解析】
【详解】
(1)①根据题意知道,当光屏从焦点处远离透镜过程中,出现光斑越大越暗的现象,则说明像的亮度与小孔到光屏的距离有关,故可判断猜想1是正确的;
②要探究像的亮度与小孔的形状的关系,则需要控制孔的大小不变,只改变形状,而图乙中即改变了孔的形状,没有改变孔的大小,所以,此过程中存在的问题是:
没有控制小孔的大小相等;
③分析表格的实验数据知道:
在小孔成像清晰时,小孔越大,像的明亮程度越亮;
(2)①三棱镜具有偏折光的能力,要想使光都会聚在光屏中心的位置,则在bc两处放置的三棱镜的方式可能是凸透镜的形状,即图C的形状;
②在b、c两孔之间再开若干个小孔,并在小孔处放置棱镜,此装置类似凸透镜,过光心时传播方向不变,越靠近光心的光线偏折程度的越小,故则光线通过这些棱镜的偏折程度比通过b、c两孔处三棱镜的要小;
③根据图知,物距大于像距,可以判断出此时凸透镜成的是一个倒立缩小的实像,因为凸透镜和小孔都成倒立缩小的实像,像距和物距相等,所以像的大小是相等的,因为入射到凸透镜上的光数量较多,经凸透镜折射后,经过的像点的光线多,所以看起来亮一些
(2)①因为凸透镜对光线有会聚作用,三棱镜具有偏折光的能力,所以,要想使光都会聚在光屏中心的位置,则在bc两处放置的三棱镜的方式应是凸透镜的形状,即图C所示的形状。
②根据题意知道,在b、c两孔之间再开若干个小孔,并在小孔处放置棱镜,此装置类似凸透镜,由于过光心时传播方向不变,越靠近光心的光线偏折程度的越小,所以光线通过这些棱镜的偏折程度比通过b、c两孔处三棱镜的要小些。
③由图知道,此时物距大于像距,所以此时凸透镜成的是一个倒立缩小的实像,由于像的大小由物距和像距共同决定,物距和像距都不变,像的大小不变,但凸透镜越大,像越亮,因为入射到凸透镜上的光数量较多,经凸透镜折射后,经过的像点的光线多,所以看起来亮一些。
【点睛】
本题考查的是小孔成像的探究和凸透镜成像的应用,考查了根据题中信息分析解答能力,有一定的难度。
2.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
【解析】
【分析】
【详解】
(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。
3.在探究树荫下光斑的活动中,小华猜想光斑形状可能与孔的形状、孔的大小和孔到光屏的距离有关。
为了研究孔的大小对光斑形状的影响,她找来平行光源和图a所示的四种打好孔的卡片。
(1)小华在四种卡片中选择了卡片甲。
她这样选择的原因是____________。
(2)让平行光垂直照射在卡片上,调节卡片甲与光屏距离,透过孔的光在光屏上形成一个与卡片甲三角形孔相同的光斑;再用另一张卡片覆盖在甲上,如图b,自右侧无孔处开始,向左缓缓推动乙;起初,观察到光屏上的光斑形状_______,光斑大小________;过一会儿,观察到光屏上出现圆形的光斑,继续缓缓推动卡片乙使透过平行光的三角形孔变小,则光屏上的光斑形状________,光斑大小________。
【答案】在改变孔的大小过程中,孔的形状保持不变不变变小不变不变
【解析】
【分析】
(1)根据控制变量的思路,探究孔的大小对光斑形状的影响,必须控制孔的形状不变,只改变孔的大小。
(2)小孔较大时,通过孔形成的光斑不是小孔成像现象,而是影子的原因,则光斑形状与孔的形状有关;小孔较小时,通过孔形成的光斑属于小孔成像现象,光斑形状与孔的形状无关。
【详解】
(1)a图中卡片甲是三角形,从右侧拦住部分仍是三角形,形状不变,故A符合要求;
乙、丙、丁三图中随着卡片移动,孔的形状发生了变化,不符合要求。
(2)在卡片到地面(孔到光屏)的距离一定时,当孔较大时,在地面上形成的是孔的像,与影子形成相同,形状与孔的形状相同,当孔小到一定程度时,为小孔成像现象,光斑的形状与孔的形状无关,所以向左缓缓推动乙;起初,观察到光屏上的光斑形状不变,光斑变小;孔较小时,光屏上出现光源的像,继续缓缓推动卡片乙使透过平行光的三角形孔变小,则光屏上的光斑形状不变,光斑大小不变。
4.小东利用如图甲装置探究“平面镜成像的特点”.
(1)小东选用玻璃板而不选用平面镜,因为这样______;实验时,小东在玻璃板交放一支点燃的蜡烛A,还要在玻璃板后面放一支未点燃的蜡烛B,对这两支蜡烛的要求是______.
(2)实验中,在寻找蜡烛A的像的位置时,如果无论怎样沿桌面移动蜡烛B,都不能使它与蜡烛A的像重合,可能的原因是______.
(3)小东在得出平面镜成像规律后,用图乙所示方法测视力时,镜中视力表的像到人的距离为______m.他用到的规律是______.
【答案】便于确定蜡烛所成像的位置形状、大小完全相同玻璃板与桌面不垂直4.6像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等
【解析】
(1)平面镜是不透明的,只能在平面镜中看到平面镜前物体的像,不能看到平面镜后面的物体,所以实验时不采用不透明的平面镜。
用透明的玻璃板代替平面镜,虽然成像不太清晰,但是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,便于确定像的位置。
探究实验中对蜡烛A和B的要求是形状、大小完全相同;主要是便于比较像与物体的大小;
(2)如果玻璃板与桌面不垂直,A蜡烛所成的像可能偏高或偏低,而B蜡烛在桌面上,与A蜡烛的像就无法重合了。
(3)根据平面镜成像特点可知,像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等,故视力表与镜距离为2.5m,视力表的像离镜距离也为2.5m,即视力表与它的像的距离为2.5m2.5m5m,又由于人在视力表前0.4m,所以人离视力表的像的距离为5m0.4m4.6m,即人离视力表的像距离为4.6m。
点睛:
无论怎样调节后面的蜡烛B,都不能与蜡烛A的像重合,可能玻璃板和水平面不垂直;依据平面镜成像特点,人和人的像相对于镜面对称,视力表和视力表的像相对于平面镜对称,依据数学知识计算。
5.如图甲所示的是探究平面镜成像的特点实验装置图。
(1)在甲图中,点燃玻璃板前面的蜡烛A,拿一支没有点燃的与A完全相同的蜡烛B竖立在玻璃板后面并移动,直到__________;
(2)移去蜡烛B,在其原位置上放置一块白屏,白屏上________,(填“能”或“不能”)成蜡烛A的清晰的实像。
(3)学习了平面镜成像后,小明回家观察到家里的餐桌桌面上有一块水平的圆形玻璃转盘,距转盘1.6m高处有一盏灯,该灯通过转盘成像如图乙所示。
则灯的像距离该灯_________m;若用手拨动转盘使其水平旋转,则会观察到灯的像的位置________。
(填“改变”或“不变”)
【答案】蜡烛B跟蜡烛A的像完全重合不能3.2m不变
【解析】
【详解】
(1)[1]在甲图中,点燃玻璃板前面的蜡烛A,拿一支没有点燃的与A完全相同的蜡烛B竖立在玻璃板后面并移动,直到蜡烛B跟蜡烛A的像完全重合。
(2)[2]平面镜成虚像,虚像不能用光屏承接,所以移去蜡烛B,在其原位置上放置一块白屏,白屏上不能成蜡烛A的清晰的实像。
(3)[3]根据平面镜成像规律可知,像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离,所以灯的像距离该灯3.2m。
(4)[4]根据平面镜成像规律可知,像和物关于镜面对称,若用手拨动转盘使其水平旋转,物的位置不变,所以像的位置也不变。
6.某同学利用如图所示的实验装置探究平面镜成像的特点。
(1)如图甲所示,在水平桌面上铺一张白纸,纸上竖立一块透明薄玻璃板。
把蜡烛a点燃放在玻璃板的前面,该同学应在玻璃板_________(选填“前面”或“后面”)观察蜡烛a经玻璃板________(选填“反射”或“折射”)所成的像。
(2)实验时,选用的蜡烛a和b的形状完全相同,是为了比较像与物的_________关系。
用玻璃板代替平面镜,成像虽然没有平面镜清晰,但能观察到蜡烛_________(选填“a”或“b”),便于确定像的位置。
以上实验操作中,用到的物理方法是________(选填“控制变量法”、“转换法”或“等效替代法”)
(3)如图乙所示,某同学使用厚玻璃板做实验,在玻璃板后看到了两个不重合的像,这两个像之间的距离正好是8mm,则该同学所用玻璃板的厚度为________mm。
【答案】前面反射大小b等效替代法4
【解析】
【详解】
(1)[1][2]平面镜成的像是光的反射形成的,要想看到像,即有光线进入
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