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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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.小明同学根据课本中的“试一试”,用易拉罐做小孔成像实验.
(1)请在图中作出蜡烛AB的像A'B'________.
(2)小明发现蜡烛和小孔的位置固定后,像离小孔越远,像就越大,他测出了不同距离时像的高度,填在表格中:
请你根据表中的数据在下图坐标中画出h与s的关系图像:
____________
(3)从图像中可以看出h与s的关系为:
_____________________.
【答案】见解析所示见解析所示h与s成正比
【解析】
(1)根据光的直线传播,分别做出由A、B两点在透明纸上的像,从而得出AB的像,如图所示:
(2)根据表格中数据描点,并用平滑的曲线连接起来,如图:
(3)从图象中看出;h随s的变大而变大,且增大的倍数相同,即h与s成正比关系;
因此,本题正确答案是:
(1).见解析所示
(2).见解析所示(3).h与s成正比
【的距离】
(1)小孔成像是光的直线传播现象;物体上部的光线通过小孔后,射到了光屏的下部;物体下部的光线通过小孔后,射到了光屏的上部,因此通过小孔后所成的像是倒立的像.
(2)找出表格中的数据在坐标纸中的对应点,然后连接成平滑的曲线;
(3)可以看出,当像离小孔越远,像的大小是变大的.
3.小军在做“探究平面镜成像的特点”的实验,如图
(1)应选择_____(选填“明亮”“黑暗”)的环境;
(2)实验时应选择较薄的玻璃板代替平面镜来研究平面镜成像的特点,优点在于既能看到A的像,又能看到后面的蜡烛B,其原理为_____
A.两者都是光的反射形成的B.前者是光的反射形成的,后者是光的直线传播形成的
C.两者都是光的折射形成的D.前者是光的反射形成的,后者是光的折射形成的
(3)小军选用了两只大小完全一样的蜡烛,在玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛B竖直在玻璃板后面移动,人眼一直在玻璃板的前侧观察,直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合.这种确定像与物大小的方法是_____.(选填“控制变量法”或“等效替代法”).
(4)移去蜡烛B,在其原来位置上放置一块光屏,光屏上_____(选填“不能”“能”)呈现蜡烛的像,这说明平面镜所成的像是_____(选填“虚”或“实”)像.
(5)小军把玻璃板沿直线MN向右平移一段距离,在此过程中,蜡烛A的像_____(选填“会”或“不会”)向右平移.
(6)实验中多次改变蜡烛A的位置,是为了多次实验_____(选填“寻找普遍规律”“求平均值减小误差”).
(7)实验中,看到点燃的蜡烛通过玻璃板成两个像,其中距离观察者较远的像较_____(选填“亮”或“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_____cm.
【答案】黑暗D等效替代法不能虚不会寻找普遍规律暗0.4
【解析】
(1)应选择在黑暗的环境进行实验,像看起来更清晰。
(2)玻璃板代替平面镜,既能看到A的像,又能看到后面的蜡烛B,A的像形成原理是光的反射;光在穿过玻璃时发生折射,透过玻璃看到B是光的折射,故D正确。
(3)蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,确定像与物大小,用B替代A的像,此方法是等效替代法。
(4)虚像不能用光屛承接,所以移去蜡烛B,在其原来位置上放置一块光屏,光屏上不能呈现蜡烛的像,这说明平面镜所成的像是虚像。
(5)小军把玻璃板沿直线MN向右平移一段距离,根据平面镜成像特点,物和像关于平面镜对称,在此过程中,蜡烛A的像不会向右平移。
(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。
4.小强同学为了探究平面镜成像特点,准备如下器材:
各种长度的蜡烛若干、平面境一块、玻璃板一块、白纸一张(如图甲所示)。
(1)除了图甲中画出的器材,本实验中还需要的测量工具是______。
(2)平面M所选的器材是______(选填“平面镜”或“玻璃板”);这样选择,主要是为了便于确定像的______。
(3)小强把蜡烛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,人眼在M的______(选填“前面”或“后面”)观察,看起来那支蜡烛也被点燃了一样。
此时,后面的那支蜡烛与蜡烛A的大小关系是______。
【答案】刻度尺玻璃板位置前面相等
【解析】
【分析】
【详解】
略
5.小科同学在学习了平面镜的知识后,回家做了一个实验。
他将一支铅笔和平面镜平行并竖直放置在水平桌面上,平面镜PN高30厘米,铅笔长20厘米,它们之间相距20厘米。
(1)倘若要使铅笔与其像垂直,则小科可将铅笔转过_____度。
(2)如果铅笔不动,小科把平面镜绕N点沿顺时针方向转过90°,他发现B点在平面镜中的像B〞与之前的像B'相距_____厘米。
【答案】4540
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]根据平面镜成像特点可知,像与物是对称的,所以当铅笔的物和像垂直时,铅笔与镜成45度夹角。
(2)[2]原来铅笔的像点到平面镜的距离和B点到平面镜的距离相等,即都是20cm;若铅笔不动,平面镜绕N点沿顺时针方向转过90°,则相当于平面镜中的像转过180度,此时铅笔尖底部B与镜面在同一平面上,所以B的像关于镜面对称,即都在镜面上,即B〞与B点重合,所以B〞与之前的像B′的距离是20cm+20cm=40cm。
6.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
【解析】
【分析】
【详解】
(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。
7.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。
8.如图所示,是小林同学探究光反射规律的实验.他进行了下面的操作:
硬纸板是由E、F两块粘接起来的,可以绕ON转动,ON垂直于镜面,让入射光线沿纸板射向镜面上的O点.
(1)先使E、F两块纸板在同一平面内,这时________(填“能”或“不能”)看到反射光线.
(2)把纸板F向前或向后折,这时________(填“能”或“不能”)看到反射光线.
(3)由
(1)
(2)可得出结论:
________.
(4)如图甲,让一束光贴着纸板沿某一个角度射到0点,经平面镜的反射,沿另一个方向射出,改变光束的入射方向,使入射角30º,这时反射角________,使入射角45º,这时反射角________,使入射角65º,这时反射角________,说明________.
【答案】能不能反射光线、入射光线、法线在同一平面内30º45º65º反射角等于入射角
【解析】
【分析】
【详解】
(1)光反射时反射光线、入射光线、法线在同一平面内,所以先使E、F两块纸板在同一平面内,这时能看到反射光线;
(2)把纸板F向前或向后折,这时不能看到反射光线,否则反射光线、入射光线、法线就不在同一个平面内了;
(3)所以由
(1)
(2)可得出结论:
反射光线、入射光线、法线在同一平面内(三线共面);
(4)入射角为30º,反射角与入射角相等也是30º,同理,使入射角为45º,这时反射角也为45º,使入射角65º,这时反射角65º;
通过实验可以说明,在光的反射现象中,反射角等于入射角。
9.在探究“平面镜成像特点”的活动过程:
(1)为了便于观察实验现象,应选在___________(选填“较亮”或“较暗”)的环境中进行;
(2)该实验用玻璃板代替平面镜,是为了方便确定_____,此时成像的清晰度比日常使用平面镜______(选填“好一些”或“差一些”);
(3)实验时,将蜡烛A放在玻璃板前,把另一个相同的蜡烛B放到玻璃板的另一侧,边移动、边观察,使它与A的像重合,观察时,眼睛应该在如图乙中________处观察(选填“a”、“b”、“c”或“d”),蜡烛B的位置即是________的位置.为确定像的虚实,需在________(选填“蜡烛A”或“蜡烛B”)位置放一个光屏,并在如图中的_______处观察光屏上是否有像(选填“a”、“b”、“c”或“d”);
(4)在实验中,小军看到蜡烛A有两个不重合的像,为了减小这个影响,下列做法可行的是______(选填序号);
A.换用较薄的玻璃板
B.换用较厚的玻璃板
C.调整观察的角度,使像重合
(5)如图丙是小军本人,他在进行实验时,从镜中也观察到了自己的像.那么他在镜中所成的像应是如图丙中的_______(填序号);
(6)如图丁所示,若将玻璃板与水平桌面成45°角固定在水平桌面上,当蜡烛A沿着桌面向右做直线运动,将看到蜡烛A在玻璃板后的像________(填选项字母)运动;
A.水平向右B.水平向左C.竖直向下D.竖直向上
(7)移动蜡烛A进行多次实验,目的是_____________;
(8)做完实验后某同学总结了一些关于平面镜成像的知识,其中不正确的是______
A.将蜡烛向玻璃板靠近,像的大小不变
B.将蜡烛和像所在的位置用直线连接,连线跟玻璃板垂直
C.当蜡烛与玻璃板的距离为10cm时,像和物相距20cm
D.若将玻璃板竖直向上缓慢平移,蜡烛的像也跟着向上平移
【答案】较暗像的位置差一些a像蜡烛BbAAC得到普遍规律D
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]在实验时,为了能看到更加清晰的像,最好在较暗的环境中进行;
(2)[2][3]用玻璃板代替平面镜,我们可以透过玻璃板看到像,方便确定像的位置,此时有部分光透过玻璃板射出,因此清晰度要比平面镜差一些;
(3)[4][5]平面镜成像是虚像,因此要在蜡烛的同侧观察,透过玻璃板来确定像的位置,因此应该在图乙的a处观察,把B放在像所在的位置,B的位置即为像的位置;
[6][7]要确定像是虚像,可在成像位置,即B处放一个光屏,然后在图中b处观察光屏上是否会成像,如果接收不到,说明是虚像;
(4)[8]成两个不重合的像可能是玻璃板较厚,在玻璃板两个面上都成像,因此要消除此影响,可换用较薄的玻璃板,故选A;
(5)[9]平面镜成像时所成的像是等大的,左右对称的,因此A为小军的像;
(6)[10]图丁中蜡烛成像关于玻璃板对称,当蜡烛右移靠近玻璃板时,像也靠近玻璃板,因为玻璃板与桌面成45°角,因此它的像原来在桌面正上方,向桌面移动,即竖直向下移动,故选C;
(7)[11]移动蜡烛多次实验是为了得到多组不同情况下的数据,使实验结论具有普遍性;
(8)[12]A.平面镜成像时所成的像是等大的像,与距离无关,A正确,不符合题意;
B.蜡烛与像是关于玻璃板对称的,因此它们的连线是与玻璃板垂直的,B正确,不符合题意;
C.蜡烛到玻璃板的距离与像到玻璃板的距离相等,C正确,不符合题意;
D.蜡烛的成像位置与蜡烛的位置有关,与玻璃板的位置无关,D错误,符合题意.
10.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)
【解析】
【分析】
【详解】
(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).
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