八年级物理上册光现象实验专题练习解析版.docx
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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.如图所示是“探究平面镜成像特点”的实验装置.
(1)在此实验中,用玻璃板代替平面镜的目的是______;选取两支完全相同的蜡烛是为了比较像与物的______关系.
(2)此实验最好在_____(选填“较亮”或“较暗”)的环境中进行,观察到的效果会更好些.
(3)移开蜡烛B.在其原来位置放一光屏,光屏上无法呈现蜡烛的像,说明平面镜成的是______像.
【答案】便于确定像的位置大小较暗虚
【解析】
(1)为了确定像的位置,让蜡烛A的像和蜡烛B重合,既能观察到A蜡烛像的同时,也能观察到B蜡烛,实验中要使用透明的玻璃板;选用大小相同的两个蜡烛,是为了用蜡烛B代替蜡烛A,来比较物像的大小.
(2)因蜡烛是点燃的,所以适合在较黑暗的环境下才可看清蜡烛的像.(3)因为光屏只能接收实像,不能接收虚像,光屏不能接收到蜡烛A的烛焰的像,所以说明平面镜成的像是虚像.
点睛:
研究平面镜成像特点时,确定像的位置是关键.像的位置用蜡烛B与蜡烛A的像重合来确定.实验中既能看到物体A的像,又能看到蜡烛B,要采用透明的玻璃板;研究物像的大小采用的是等效替代法,把蜡烛A的大小用蜡烛B来代替;当实验环境光线较暗时,实验现象会更加明显.
2.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。
3.小明同学在探究“平面镜成像特点”的实验时所用的实验器材有带底座的玻璃板、白纸笔、火柴、光屏、刻度尺、两支外形相同的蜡烛A和B。
(1)实验过程中一切准备就绪后,小明在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿_____(选填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动,人眼一直在玻璃板的前侧观察,直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合如图所示。
这种确定像与物大小关系的方法是_____(选填“控制变量法”或“等效替代法”);
(2)小明移去蜡烛B在其原来位置上放置一块光屏,光屏上无法呈现蜡烛A的像,这说明平面镜成的像是_____(选填“虚或”实”)像;
(3)为了让右座的同学也能够看清蜡烛的像,小明只将玻璃板向右平移,则蜡烛像的位置_____(选填“向左移动”、“向右移动”或“不变”)。
【答案】未点燃等效替代法虚不变
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]在竖立的玻璃板前点燃蜡烛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(A侧)观察,直至它与蜡烛A的像完全重合,这种确定像与物大小关系的方法是等效替代法。
(2)[3]移去蜡烛B,在其原来位置上放置一块光屏,光屏上无法呈现蜡烛的像,这说明平面镜成的是虚像。
[4]为了让右座的同学也能够看清蜡烛的像,艾英只将玻璃板向右平移,在向右移动的过程中,由于物像到平面镜的距离相等,所以蜡烛像的位置不变。
4.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。
5.如图甲所示为“探究光的反射定律”的实验装置:
(1)小明在用该装置进行实验时,除了要用到铁架台、空白纸板做成的可折转光屏、光源和直尺外,还要用到_________和__________;
(2)小明多次改变入射光的方向,总能在ON两侧同一平面的光屏上观察到入射光和反射光,由此得出“光反射时,反射光线、入射光线和法线都在同一平面内”的结论,为使结论可靠,同学小敏建议:
将光屏绕轴线ON向前或向后折转,同时观察_________光线是否仍旧出现在光屏上;
(3)小明测量图中入射角∠__________(选填“1”、“2”、“3”或“4”)和反射角的大小,将数据记录在表格中;
(4)另一组的小军将原本垂直于平面镜的纸板向后倾斜一个角度,调节入射光线仍能呈现在纸板A上,但始终没能在纸板B上找到反射光线,经检查纸板A、B在同一平面上。
这是因为法线_____,而反射光线应在入射光线和法线所决定的平面内。
【答案】平面镜量角器反射光线2不在纸板上
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]因为实验是为了验证光的反射定律,所以必须有平面镜;另外还需要测量反射角、入射角的大小,还需要量角器。
(2)[3]将光屏绕轴线ON向前或向后折转,让入射光线贴着光屏沿AO方向射入,同时观察反射光线是否仍旧出现在另一侧的光屏上;
(3)[4]入射角是入射光线与法线的夹角,所以图中入射角是角2。
(4)[5]将原本垂直于平面镜的纸板向后倾斜一个角度后,当入射光线贴着纸板射向O点后,法线将不会在纸板上,所以在纸板B上看不到反射光线,但此时反射光线、入射光线、法线仍在同一平面内。
6.利用如图所示装置研究“平面镜成像的特点”。
在水平桌面上铺一张白纸,再将玻璃板竖直立在白纸上:
(1)实验时,不采用平面镜而采用透明玻璃板,不仅能观察到蜡烛的像,也便于______;
(2)把一支点燃的蜡烛A竖直立在玻璃板前面,再拿一支外形完全相同的_____(选填“点燃”或“不点燃”)的蜡烛B竖直立在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合;
(3)把光屏放在玻璃板后,无论如何移动,都不能承接到蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是_____像;
(4)如图甲所示,一枚硬币放在竖直的平面镜前,硬币的像在a处;将平面镜平移至如图乙所示的位置时,硬币的成像情况是_____(选填字母代号);
A.硬币成像在a处B.硬币成像在b处
C.硬币成像在c处D.硬币无法通过平面镜成像
(5)小强将硬纸板竖直地立在平面镜上,如图所示,用以进行“探究光的反射规律”实验,硬纸板上的直线ON垂直于镜面,右侧纸板可绕ON向后转动,如图甲所示,反射角等于_____;若将入射光线远离法线,则反射光线_____(选填“靠近”或“远离”)镜面;若将右侧纸板向后转动,如图乙所示,在右侧纸板上_________(选填“能”或“不能”)观察到反射光线。
【答案】确定像的位置不点燃虚A30°靠近不能
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]在研究“平面镜成像的特点”实验中,为了方便观察物体成的像以及确定成像位置,选用透明的玻璃板完成实验。
(2)[2]在研究“平面镜成像的特点”实验中,为了比较物与像的大小关系,选用两支完全相同的蜡烛,把一支点燃的蜡烛A竖直立在玻璃板前面,再拿一支外形完全相同的未点燃的蜡烛B竖直立在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合。
(3)[3]光屏能够承接的是实像,承接不到的是虚像。
(4)[4]如图甲所示,一枚硬币放在竖直的平面镜前,硬币的像在a处;将平面镜平移至如图乙所示的位置时,因为平面镜成的像与物是关于平面镜对称的,所以硬币成的像依然在a处,故选A。
(5)[5]反射角是反射光线与法线的夹角,如图甲所示反射角的大小是30°。
[6]光的反射中,反射角等于入射角,若将入射光线远离法线,则反射光线也远离法线,即靠近镜面。
[7]若将右侧纸板向后转,虽然如图乙所示,虽然入射光线、法线、反射光线在同一平面内,但是此时右侧纸板与左侧纸板不在同一平面内,所以右侧纸板上不能观察到反射光线。
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.菜同学为了探究“平面镜成像时,像与物到平面镜的距离的关系”,所用的实验器材有:
单面镀膜的玻璃板、支架、两个相同的跳棋、白纸和刻度尺.实验装置如图(甲)所示.
(1)在白纸上画一条直线,将玻璃板竖直立在白纸上,使玻璃板_____那一面的下边线与直线重合(选填“有膜”或“无膜”).
(2)用镀膜玻璃板和跳棋做实验,实验环境有:
①几乎无光的实验室,②有阳光的实验窒,在_____中进行实验效果好(选填“①”或“②”).
(3)在同样的实验环境下,用镀膜玻璃板实验比用普通玻璃板实验成像更清楚,主要原因是:
_____.
(4)在白纸上沿跳棋A和B的边缘画圆,测出物距u和像距v的值如下表:
实验次数
1
2
3
物距u/cm
3.39
5.11
6.39
像距v/cm
5.22
6.51
①如图(乙)所示,第1次实验测量的物距是A的右端到直线的距离,则像距v1=_____cm.
②该同学发现三次实验的像距都比物距略大一些,原因是:
_____(只有一个正确选项,将正确选项的字母填在横线上)
A.刻度尺测量像距时存在误差B.玻璃板有一定厚度
C.物和像的标记点不对应D.玻璃板没有竖直放置
【答案】有膜②镀膜增强了对光的反射3.50B
【解析】
【分析】
(1)有膜的一面作为反射面;
(2)物体射出的光线对人眼刺激越强,人眼感觉物体越亮,物体经过平面镜反射,反射光线进入人眼的光线越多,人眼感到物体的像越亮.
(3)用镀膜玻璃板实验比用普通玻璃板实验成像更清楚,是反射能力更强;
(4)①刻度尺的分度值是刻度尺相邻两刻度线表示的长度.使用刻度尺时要明确其分度值,起始端从0开始,读出末端刻度值,就是物体的长度;起始端没有从0刻度线开始的,要以某一刻度线为起点,读出末端刻度值,减去起始端所对刻度即为物体长度,注意刻度尺要估读到分度值的下一位;
②玻璃板有一定厚度,有两个反射面.
【详解】
(1)在白纸上画一条直线,将玻璃板竖直立在白纸上,有镀膜的一面因为成像更清晰,所以使玻璃板有膜那一面的下边线与直线重合.
(2)用镀膜玻璃板和跳棋做实验,因为跳棋本身不会发光,要靠反射的光线成像,所以应该在光线较好的环境中实验,即在有阳光的实验室实验.
(3)在同样的实验环境下,用镀膜玻璃板实验比用普通玻璃板实验成像更清楚,因为平面镜是反射成像的,所以镀膜后一定是增强了镜面对光的反射.
(4)①如图(乙)所示,第1次实验测量的物距是A的右端到直线的距离,因为像与物关于镜面对称,所以像距应为B的左端到直线的距离,刻度尺的分度值为1mm,则像距v1=3.50cm.
②该同学发现三次实验的像距都比物距略大一些,且去除误差因素后,每次像距与物距的差值相等,说明是同一原因引起的,考虑实验装置,原因只能是:
玻璃板有一定厚度造成的.
故选B.
【点睛】
平面镜成像的实验中有很多细节问题要注意,如要用薄的玻璃板,要保证玻璃板与桌面垂直等,要注意多总结,用时则手到擒来.另外要牢记平面镜成等大的虚像,像与物到镜面的距离相等,像与物的连线与镜面垂直,即像和物关于平面镜对称.
9.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。
10.小明利用如图所示的实验装置,进行“探究光的反射规律”的实验.
(1)使光线以不同角度入射进行实验,测量结果如表格所示.由此可得在反射现象中,反射角_____入射角.
实验次数
入射角
反射角
1
30°
30°
2
40°
40°
3
50°
50°
(2)将一束光贴着纸板A沿EO射到O点,若将纸板B向前或向后折,目的是探究反射光线与入射光线是否在_____内,此时在纸板B上_____(选填“能”或“不能”)看到反射光线.
(3)若将一束光贴着纸板B沿FO射到O点,光将沿图中的_____方向射出.
【答案】等于同一平面不能OE
【解析】
解:
(1)由表中实验数据可知,在光的反射现象中,反射角等于入射角.
(2)在实验过程中,将纸板向前或向后折,是为了验证反射光线与入射光线在同一平面内,此时在纸板B上将不能看到反射光线.
(3)在光的反射现象中,光路是可逆的,当光贴着纸板B沿F0射到O点,光将沿OE方向射出.
故答案为
(1)等于;
(2)同一平面;不能;(3)OE.
【点评】本题考查了光的反射定律实验,掌握光的反射定律的内容即可正确解题;光的反射定律:
反射光线、入射光线、法线在同一平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角;在光的反射现象中光路是可逆的.
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