最新八年级物理上册光现象实验专题练习解析版.docx
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最新八年级物理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.在“探究光的反射规律”的实验中,平面镜M水平放置,白色纸板竖直立在平面镜上,纸板由E、F两部分组成,可绕竖直接缝ON翻折.
(1)如图甲,将一束光贴着纸板E沿AO射到镜面上O点,纸板F上会显示出反射光束OB.接着将纸板F绕ON向后翻折,则纸板F上_____(选填“能”或“不能”)显示出反射光束,由此说明反射光线、入射线光与ON在_____内.
(2)当纸板E、F在同一平面内,将一束光沿原BO方向射O点,它反射后沿_____方向射出.这现象说明:
_____;当入射光线垂直于平面镜入射时,反射光线与入射光线的夹角为_____°.
(3)小明在测入射角和反射角大小时只记录了一组数据(如乙表),根据这组数据,他_____(选填“能”或“不能”)得出关于光反射时反射角与入射角关系的结论,理由:
_____.
【答案】不能同一平面OA在反射时,光路是可逆的0不能一次实验具有很大的偶然性
【解析】
【分析】
(1)光的反射定律的内容,知道反射角等于入射角.知道反射光线、入射光线和法线在同一平面内.
(2)光在反射时光路是可逆的,若沿反射光线的方向入射,则反射光线沿入射光线的方向射出,当入射光线垂直于平面镜入射时,入射光线、法线、反射光线三线重合.
(3)一次实验具有很大的偶然性.
【详解】
(1)在实验过程中,若将纸板倾斜,让光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面,此时反射光线、入射光线在同一平面内,由于反射光线和入射光线构成的平面与平面镜垂直,故不能看到反射光线.
(2)当光贴着纸板F沿BO射到O点,反射光将沿图中的OA方向射出,说明光在反射时,光路是可逆的;
当入射光线垂直于平面镜入射时,入射光线、法线、反射光线三线重合,入射角为0°;反射角等于入射角,也为0°;
(3)一次实验具有很大的偶然性,为了得到反射角与入射角大小关系的普遍规律,应当改变入射角进行多次实验.
故答案为
(1)不能;同一平面;
(2)OA;在反射时,光路是可逆的;0°;(3)不能;一次实验具有很大的偶然性.
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
F
方形
倒立
呈现
3
E
圆形
倒立
呈现
4
E
方形
倒立
呈现
5
R
圆形
倒立
呈现
6
R
方形
倒立
呈现
(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
【解析】
【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.如图所示,将透明的薄壁
厚度可忽略不计
方形水槽水平放置,固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束,小彬通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象.
(1)如图水槽中未注水时可在侧壁上A处得到一个光点,注入一定量的水后,光点移至B处,这是由于光在水面处发生了光的______现象,此时入射角______角
选填“大于”“等于”或“小于”
;
(2)为使B处的光点移至C处,则应使水槽中的水量______,若BC间距离为2cm,则水面高度的变化量
______
选填“
”“
”或“
”
;
(3)如图所示,小彬将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射,为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播,则激光笔照射的方向应满足的条件是______,且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区______
选填“①”②”或“③”
内.
【答案】折射小于增加
平行于DE②
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]水槽中未加水水时,由于光的直线传播,激光射到侧壁上的A点;当水槽中加水时,光点下移到B点位置,这是由于光的折射现象引起的,当光从水中射入空气中时,折射角大于入射角,此时入射角小于角Q;
(2)[3]入射角和折射角都不变,所以要使B处的光点移到C处,则应使水槽中的水量增加;
[4]若BC间距离为2cm,因为两次的折射光线是平行的,光斑移动的竖直高度小于水面上升的高度,故水面高度的变化量大于2cm;
(3)[5]光从空气中进入水中,再从水中射出到空气中,发生折射时,折射角一次减小,一次增大,最终的入射光线与折射光线是平行的,即激光笔照射的方向应满足的条件是:
平行于DE;
[6]且因为第一次折射进入水中时,折射角小于入射角,则激光笔应该与激光笔照射在水槽底部的位置必须在区②内.
【点睛】
重点是根据光的折射定律的应用,关键是记清楚光由空气斜射入水或玻璃中时,折射角小于入射角,反之折射角大于入射角,可根据光路可逆的特征进行记忆.
4.如图所示,某同学在做“探究平面镜成像特点”的实验时,在桌子上铺好一张大白纸,然后在中间画一横线,将一块玻璃板竖直沿此直线放好,取两段等长的蜡烛,将蜡烛A点燃放在玻璃板的前方,然后用另外一根蜡烛B在玻璃板的后方来回移动。
(1)该实验采用半透明薄玻璃板代替日常使用的平面镜的目的是:
_____。
(2)在寻找蜡烛像的位置时,眼睛应该在蜡烛_____(选填“A”或“B”)侧观察。
(3)找到A的像的位置后,连结蜡烛A和蜡烛B所在的位置,发现该连线与玻璃板所在平面相_____,两段蜡烛等长是为了比较像与物的_____关系。
(4)将蜡烛B在玻璃板后的纸面上来回移动,发现都无法让它与蜡烛A的像完全重合(如图甲).你分析出现这种情况的原因可能是_____。
(5)解决以上问题后,蜡烛B与蜡烛A的像能够完全重合,此时若将蜡烛A靠近玻璃板时,则像将_____(选填“靠近”或“远离”)玻璃板移动,像的大小_____(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(6)图乙是某小组的同学经过三次实验,这样做的目的是:
_____。
【答案】便于确定像的位置;A;垂直;大小;玻璃板太厚,两个面都能成像;靠近;不变;寻找普遍规律,避免实验具有偶然性。
【解析】
【详解】
(1)[1]用玻璃板代替平面镜,在玻璃板前面既能看到A的像,又能看到玻璃板后面的蜡烛B,便于确定像的位置;
(2)[2]平面镜成的像是光的反射形成的,A蜡烛发出的光线经玻璃板反射,被人眼接收,才能看到像,故眼睛在A蜡烛所在这一侧;
(3)[3]连接蜡烛A和蜡烛B所在的位置,发现该连线与玻璃板所在直线垂直,且对应点的连线被镜面垂直平分;
[4]完全一样的蜡烛是为了比较物体与像的大小关系;
(4)[5]无论怎样移动玻璃板后面的蜡烛B,都无法与蜡烛A的像完全重合的原因可能是玻璃板与桌面不垂直,也可能是玻璃板太厚,两个面都能反射成像,题干中已经说明玻璃板竖直放置,故可能的原因是:
玻璃板太厚,两个面都能反射成像;
(5)[6]物与像到平面镜的距离相等,若将蜡烛A靠近玻璃板时,则像将向靠近玻璃板方向移动;
[7]平面镜中的像的大小跟物体大小有关,跟物体到平面镜的距离无关,所以物体靠近平面镜,像也靠近平面镜,像的大小不变(等于物体的大小);
(6)[8]一次实验具有很大的偶然性,进行多次实验是为了寻找规律,使结论具有普遍性。
5.如图甲所示,小丽同学在进行“探究平面镜成像特点”的实验时,将玻璃板竖直放在水平桌面上。
再取两段相同的蜡烛A和B竖直地放于玻璃板前后(只点燃蜡烛A),在此实验中:
(1)如果有5mm厚和2mm厚的两块玻璃板,应选择_____mm厚的玻璃板做实验;为了便于观察,该实验最好在较_____(填“明亮”或“黑暗”)的环境中进行;
(2)小滨应在玻璃板_____(填“前面”或“后面”)观察蜡烛A经玻璃板_____(填“反射”或“折射”)所成的像;
(3)实验中,若用一张黑纸完全遮住B侧的镜面,将_____(填“能”或“不能”)继续在镜中观察到烛焰的像;
(4)若向左倾斜玻璃板,如图乙所示,蜡烛A的像将向_____移动。
(填“左”“右”“上”“下”或“不”)
【答案】2;黑暗;前面;反射;能;上。
【解析】
【分析】
本题考查平面镜成像特点实验的仪器选用、实验原理及操作过程中的注意点。
【详解】
(1)[1]]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,所以应选用较薄即2mm厚的玻璃板;
[2]这个实验探究要求成像物体尽量亮,而环境尽量暗,这样可以避免环境中的光线对成像的干扰,从而能观察到更清晰的像,所以应在较黑暗的环境中进行实验;
(2)[3]蜡烛所成的像在玻璃板后,所以为了观察成像的情况,小滨应在玻璃板前;
[4]平面镜成像的原理是光的反射,而此探究中用玻璃析代替平面镜,所以经过玻璃板成像是由于光的反射形成的;
(3)[5]平面镜本来就是不透光的,即光射到镜面被反射回来而成像,并不是光透过镜面成像,所以用黑纸遮住B侧琉璃面,虽然光不能透过玻璃,但会被反射回来而成像,故能继续观察到烛焰的像;
(5)[6]平面镜所成的像和物体的连线与镜面是垂直的,当镜面竖直放置时,像和物的连线在水平方向。
而镜面向左倾斜时,像与物体的连线要稍向上偏离水平线才能与镜面垂直,故像将向上移动。
6.如图所示是小华“探究平面镜成像特点”的实验装置图。
(1)实验时应选较_______(选填“厚”、“薄”)的玻璃板竖立在水平面上。
(2)点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛B竖在玻璃板后面移动,人眼一直在玻璃板的_______(选填“前面”或“后面”)观察,直至蜡烛B和蜡烛A的像完全重合,说明像与物_______。
(3)移开蜡烛B,将光屏放到像的位置,无法直接在光屏上观察到像,说明所成的像是_______像
(4)实验时,将蜡烛A逐渐远离玻璃板时,它的像的大小_______(填“变大”、“不变”或“变小”)。
(5)小华家的餐桌桌面上有一块水平的圆形玻璃转盘,距转盘1.8m高处有一灯,该灯遇过转盘成像如图所示,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______(选填“改变”或“不变”)。
【答案】薄前面大小相同虚不变3.6不变
【解析】
【详解】
(1)[1]实验时应选较薄的玻璃板竖立在水平面上,这是因为较厚的玻璃板会成明显的两个像,影响实验效果;
(2)[2][3]点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛B竖在玻璃板后面移动,人眼一直在玻璃板的前面观察,这是为了能够看到蜡烛A所成的像;当蜡烛B和蜡烛A的像完全重合,而蜡烛B和蜡烛A是相同的,那么蜡烛A的像和蜡烛A大小相同;
(3)[4]实像能呈现在光屏上,虚像则不能,无法直接在光屏上观察到像,说明所成的像是虚像;
(4)[5]实验时,将蜡烛A逐渐远离玻璃板时,它的像的大小是不变的;
(5)[6]根据平面镜的成像规律可知,像与物到平面镜的距离相等,即灯的像到玻璃转盘的距离等于该灯到玻璃转盘的距离,可知灯的像距离该灯距离是
[7]灯的位置不变,那么即使用手拨动转盘使其水平旋转,灯的像的位置也不变。
7.如图甲所示是小明同学探究“光的反射规律”的实验装置。
平面镜M平放在水平桌面上,白色硬纸板垂直立在平销面上。
(1)小明让一束光贴着纸板沿A0方向射向镜面,反射光沿OB方向射出,测出反射角和入射角大小。
改变光的入射角度,多次重复上述实验步骤。
①上述实验探究得到的规律是_____。
②白色硬纸板在实验中的作用是_____(写出一条即可)。
(2)如果入射光线垂直射向镜面,则反射角是_____。
如果让光逆着反射光线的方向射到镜面上,那么它被反射后就会逆着原来的入射光的方向射出。
这说明在光的反射现象中,光路是_____。
(3)实验过程中若将纸板倾斜,如图乙所示,让光仍贴纸板沿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:
通过平面镜观察镜中硬纸板上的反射情况与图丙中相符的是_____(选填序号)。
【答案】反射现象中,反射角等于入射角显示光的传播路径0°可逆的不在③
【解析】
【详解】
(1)①已知入射光线AO和反射光线OB,多次改变光的入射角度,测反射角与入射角的大小,并比较得出反射角与入射角的大小关系,因此该实验探究了反射定律中的反射角等于入射角;②白色硬纸板在实验中的作用显示光的传播路径;
(2)如果入射光线垂直射向镜面,入射角是0
则反射角是0
,在光的反射现象中,光路是可逆的;
(3)根据光的反射定律可知,在反射现象中,反射光线、入射光线分居法线两侧;反射光线、入射光线和法线在同一平面内,因此若将纸板倾斜,如图丙所示,让光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面,此时反射光线与入射光线仍在同一平面内,但不能在纸板上看到反射光线,若此时通过平面镜观察纸板,因为物像关于镜面对称,则看到的图象应为丙图中的③。
8.如图所示,小亮和小红为了探究平面镜的成像特点,将一块厚度为0.5cm的玻璃板架在水平台板上面,再取两根完全相同的蜡烛分别竖直置于玻璃板两侧,点燃玻璃板前的蜡烛进行实验.
(1)为便于观察,该实验最好在_____(选填“较亮”或“较暗”)的环境中进行.
(2)用透明玻璃板代替平面镜的目的是____,两根完全相同的蜡烛是为了便于比较像与物的____关系.
(3)实验过程中,如果在平台面上无论怎样移动蜡烛B,都无法与蜡烛A的像完全重合,原因可能是_____.
(4)小红透过玻璃观察蜡烛A的像时,看到在像的后面还有一个较模糊、与像有部分重叠的像,出现两个像的原因是_____.
(5)小亮改变蜡烛的位置,记录了蜡烛A和较清晰的像到平面镜的距离,如下表所示:
物体到平面镜的距离/cm
3.0
4.5
6.0
7.5
像到平面镜的距离/cm
3.0
4.5
6.0
7.5
最终他们得出结论:
平面镜成像时_____.
【答案】较暗便于确定像的位置大小玻璃板没有竖直放置玻璃太厚,玻璃板的两个面都成了像像与成像物体到平面镜的距离相等
【解析】
【分析】
【详解】
(1)蜡烛点燃时比较亮,在较暗的环境中,烛焰和环境的对比度比较大,烛焰的像会更清晰;
(2)在实验中用透明的玻璃板代替平面镜,因为玻璃板既能成像又能透光,目的是便于确定像的位置.选取两根完全相同的蜡烛,是为了比较像和物的大小关系;
(3)在平台面上,玻璃板如果没有竖直放置时,像会偏上或偏下,所以无论怎样移动蜡烛都无法与像重合;
(4)由于像是由光的反射形成的,玻璃的两面都能反射光,能成两个像,所以出现两个像的原因是玻璃太厚,玻璃板的两个面都成了像;
(5)得出结论:
平面镜成像时像与成像物体到平面镜的距离相等.
9.在“探究光的反射规律”的验中,平面镜M水平放置,自色纸板竖直立在平面镜上,纸板由E、F两部分组成,可绕竖直接缝ON转折。
(1)如图,将一束光贴着纸板E沿AO射到镜面上O点,纸板F上会显示出反射光束OB,接着将纸板F绕ON向后翻折,则纸板F上_____(选填“能”或“不能”)显示出反射光束,由此说明反射光线、入射光线与ON在_____内。
(2)如果在实验中无论怎样折转纸板F,都看不到反射光束,其原因可能是_____。
(3)小明在测入射角和反射角大小时只记录了一组数据(如下表),根据这组数据,他_____(选填“能”或“不能”)得出关于光反射时反射角与入射角关系的结论,理由:
_____。
实验序号
入射角α
反射角β
①
50°
50°
【答案】不能同一平面纸板与平面镜不垂直不能一次实验具有很大的偶然性
【解析】
【详解】
(1)根据光的反射定律可知,反射光线、入射光线和法线都在同一平面内,如图所示,若将纸板F绕ON向后翻折,纸板E和纸板F不在同一平面上了,所以在纸板F上就不能呈现出反射光线了,由此说明反射光线、入射光线与ON在同一平面内。
(2)如果在实验中无论怎样折转纸板F,都看不到反射光束,其原因可能是纸板与平面镜不垂直。
(3)一次实验具有很大的偶然性,为了得到反射角与入射角大小关系的普遍规律,应当改变入射角进行多次实验。
故答案为:
不能;同一平面;纸板与平面镜不垂直;不能;一次实验具有很大的偶然性。
10.小明和小聪探究光的反射规律,实验装置如图所示.先将平面镜______放在水平桌面上,再将纸板
放置在平面镜上,让一束激光紧贴纸板射向
点;在硬纸板
面内看到反射光_______(填“能”或“不能”);如果保持入射光的方向不变,将硬纸板
面以
为轴向后折转,如图乙所示,则在
面内_________(选填“能”或“不能”)看到反射光.此现象说明__________.
【答案】垂直能不能反射光线在入射光线和法线所在的平面内
【解析】
硬纸板ABCD必须垂直放置在平面镜上,才能获得反射光线、入射光线跟法线位置的关系;让一束激光紧贴纸板射向O点;在硬纸板ONBC面内能看到反射光,如果保持入射光的方向不变,将硬纸板ONBC面以ON为轴向后折转,则在ONBC面内不能看到反射光.此现象说明反射光线在入射光线和法线所在的平面内.
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