第四章 光现象(专项训练)物理北师大版2024八年级上册
2025-10-30
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2份
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49页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理北师大版八年级上册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第四章 光现象 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.26 MB |
| 发布时间 | 2025-10-30 |
| 更新时间 | 2025-09-08 |
| 作者 | 傅七七 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2024-10-17 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/47970291.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2024-2025学年八年级物理上册单元测试卷(北师大版)
第四章 光现象
(B卷•专项卷)
注意事项:
1.测试范围:北师大版八年级上册第4章。
1、 光现象原理的判断(共8小题)
2、 光的反射、光的折射作图(共11小题)
3、 光的反射实验(共6小题)
4、 平面镜成像特点实验(共6小题)
5、 光的折射实验(共6小题)
6、 光的反射、光的折射作图(共11小题)
一.光现象原理的判断(共8小题)
1.如图是笔直光束交相舞动的场景。下列现象中与“笔直光束”形成原理相同的是( )
A.树荫下的光斑 B.天空中的彩虹
C.倒车镜里的像 D.水面处“折断”的笔
2.下列光现象的成因,与小孔成像原理相同的是( )
A.一叶障目 B.水中倒影 C.镜中汽车 D.空中彩虹
3.下列光学现象中属于光的折射现象的是( )
A.①树荫下的圆形光斑 B.②水中树的倒影
C.③阳光下栏杆的影子 D.④放大镜中放大的字
4.小明家的新房在装修时,铺贴了某品牌的地板砖,砖面锃亮可鉴。小明通过砖面看到了屋中家具的“倒影”,下列现象与“倒影”形成原理相同的是( )
A.透过放大镜,看到了放大的字
B.路灯下,人在地面上形成的影子
C.梳妆镜前,看到镜中自己的像
D.渔民站在船上,看到了水中的鱼
5.光与影的世界美妙无穷。如图所示的光现象中,能用光的直线传播解释的是( )
A.手在灯光下成影 B.后视镜中的像
C.水中倒影 D.筷子弯折
6.阳燧是我国古代劳动人民用于取火的一种工具。如图所示,阳燧是用铜制成的凹面镜,将其凹面正对太阳光从而聚集日光,点燃艾炷取火。阳燧的工作原理是( )
A.光的直线传播 B.光的折射
C.光的反射 D.平面镜成像
7.如图所示的光现象中,由于光的折射形成的是( )
A.墙上呈现手的影子 B.青山在水中形成倒影
C.笔好像在水面处折断 D.物在车观后镜中成像
8.如图所示的光现象中,由光的反射形成的是( )
A.日食现象 B.美丽的彩虹
C.穿过森林的阳光 D.水中的倒影
二.光的反射、光的折射作图(共11小题)
9.根据图中给出的折射光线,请画出对应的入射光线。
10.如图所示,一束光线从空气中入射到半球形玻璃砖中的O点,请画出光线经过O点后,折射到空气中的大致方向。
11.潭清疑水浅,荷动知鱼散。小明在河边看到池底的鱼很浅而实际却很深,请在图中画出眼睛在B处看到河底A处鱼的像在C处的光路图。
12.如图所示,光从水中沿AO方向斜射入空气,请画出折射光线和反射光线。
13.如图所示,一束光射向一块玻璃砖。请画出这束光进入玻璃砖和离开玻璃砖后的径迹(请保留作图痕迹)。
14.图甲中是渔民叉鱼的场景,请在乙图中完成渔民看到鱼在水中的像的光路图,同时标出入射角i(其中B代表渔民看到的鱼,A代表鱼的实际位置)。
15.如图所示,一条光线从空气射入玻璃砖中,请根据光的折射规律画出大致的折射光线。
16.如图所示,B点和C点代表一条静止的玩具鱼和从A点看到鱼的像的位置,请画出激光笔从A点发出一束光射向水下并照亮水下玩具鱼的光路图。
17.如图所示,光线在空气和玻璃的交界面上发生了折射和反射,请在图中括号内填上“空气”或“玻璃”,并画出反射光线。
18.用对称法画出物体AB在平面镜MN中所成的像A′B′。
19.请在图中画出折射光线(注意标明法线)。
三.光的反射实验(共6小题)
20.在“探究光反射的规律”时,进行了如图甲所示的实验。
(1)实验中用到了白板,白板的作用是 ,光在白板上发生了 (镜面/漫)反射。
(2)平面镜平放在水平桌面上固定入射光EO方向和入射点不变,转动白板,多次实验发现:当白板上同时观察到反射光和入射光时,还观察到 ,从而说明反射光线、入射光线和法线在 。
(3)同一平面内多次改变入射光方向进行实验,比较反射角和入射角的大小关系,可出结论 ,多次实验的目的是 。
(4)调整到白板上能看到入射光和反射光后:如图甲,若将入射光贴着白板,绕底边整体再向后倾斜;如图乙,将白板绕ON向后折后。甲、乙两种操作后,下列叙述正确的是 。
A.白板上都还能看到反射光
B.反射光的方向都没有改变
C.反射角和入射角的大小关系都没有改变
D.法线的位置都没有改变
(5)实验发现:法线在探究过程中起到非常重要的作用,下列理解正确的是 。
A.法线是真实存在的一条光线
B.法线可以帮助我们判断并测出入射角和反射角
C.法线有助于确定反射光线、入射光线在同一个平面
21.在“探究光的反射定律”实验中:
(1)要使入射光线和其反射光线的径迹同时在纸板上出现,你认为纸板与平面镜的位置关系是 的。
(2)图甲中,多次改变入射光线的方向,用量角器测量入射角和反射角,数据记录在表格中,分析表格数据可得出结论:在光的反射现象中, ;使入射光沿NO方向射到O点时,发现光束变亮了,原因是 。
实验次数
1
2
3
入射角i
30°
45°
60°
反射角r
30°
45°
60°
(3)小明利用探究结果做了一个简易水位自动识别仪,如图乙所示。保持入射光的方向不变,当反射光的光斑从B点向左移动到B′点时,说明水面 (选填“上升”或“下降”)了。
22.在“探究光反射时的规律”实验中:
(1)如图甲所示,把一个平面镜放在水平桌面上,再把白色纸板ENF(右侧可绕ON翻折)竖直地立在平面镜上,使一束光贴着纸板沿某一角度射到O点,光经平面镜反射,沿另一个方向射出;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。多做几次实验,是为了 ;根据实验结论可知:当入射光EO与平面镜夹角为50°时,反射角为 。
(2)如图乙所示,把纸板ENF右侧绕ON向前折或向后折,在右侧纸板上看不到反射光。这表明:在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在 内。
(3)如图丙所示,汽车的前挡风玻璃是倾斜的,晚上开车时,来自后方车的强光入射到前挡风玻璃,被反射到 (选填“上方”或“下方”),减少对司机视线的干扰。
23.在“探究光的反射规律”实验中,平面镜水平放置于桌面上,E、F是两块可以绕接缝ON翻折的白色硬纸板。
实验次数
1
2
3
入射角
60°
45°
30°
反射角
60°
45°
30°
(1)如图甲所示,白色硬纸板应当 立在平面镜上;
(2)让一束光紧贴纸板E沿AO方向射向镜面上的O点,在纸板F上呈现反射光束OB,然后将纸板F绕ON向前或向后翻折,在纸板F上看不到反射光束,这表明反射光线、入射光线和法线在 ;
(3)多次改变入射光的方向,将测量数据记入表格,得出反射角与入射角大小相等的结论。实验中多次测量的目的是 ;
(4)若入射光束AO绕O点顺时针旋转,将观察到反射光束OB在平面镜中所成的像绕O点 时针旋转。
24.如图所示,在“探究光的反射规律”的实验中:
(1)实验前,应将纸板 放置于平面镜上,让一束光贴着纸板射到O点,经平面镜的反射,沿另一个方向射出,如图甲所示,此时反射角为 度;
(2)移动激光笔,使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动,可观察到反射光束 时针方向转动;
(3)将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度,发现纸板上 (选填“能”或“不能”)观察到反射光线;如图乙所示,旋转光屏E到位置1时,也同时需要旋转光屏F到位置 才能观察到完整光路,通过以上操作过程可知,要观察完整的光路,光屏E、F两部分旋转后要处于 ;
(4)若让另一束光沿BO方向射向平面镜,反射光将沿OA方向射出。说明 。
(5)同学还想用图中的丙和丁模拟镜面反射与漫反射。照图丙那样,把几根细针垂直插入一张硬纸板中,表示法线,当入射光线平行射到各入射点时,反射光线将平行射出。随后将纸板随意弯折,如图丁所示,这时会看到“法线”不再平行,当入射光线平行射到各入射点上时,反射光线 (选填“平行”或“不平行”)。
25.小明利用如图装置探究光反射时的规律。
(1)如图1所示,实验时,把一个平面镜放在水平桌面上,再把白色纸板ENF(右侧可绕ON翻折)竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON应 于镜面。使一束光贴着纸板沿某一角度射到O点,光在纸板上发生 (选填“镜面”或“漫”)反射,呈现径迹。光经平面镜反射,沿另一个方向射出;
(2)让光沿图1中FO方向照射到镜面,它会沿着OE方向射出。这表明:在光的反射现象中,光路是 的;
(3)如图2所示,把纸板ENF右侧绕ON向前折或向后折,在右侧纸板上看不到反射光。这表明:在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在 内。
四.平面镜成像特点实验(共6小题)
26.小明和小聪在探究“平面镜成像”实验中,研究像与物的大小关系时:
(1)小明选择玻璃板进行实验。为了便于比较像和物的大小关系,小明取来两支完全相同的蜡烛,在玻璃板一侧点燃蜡烛A,在另一侧将未点燃的蜡烛B放到A像的位置,发现它们完全重合,说明 ;
(2)小聪选择平面镜进行实验。他想用如图所示的方法,把刻度尺贴在平面镜上测出像的高度,你同意他的方法吗?为什么?
(3)利用玻璃板和平面镜都能看到蜡烛A的像,经观察对比后发现在玻璃板中成的像稍暗些,其原因是 。
27.小菊用图甲所示的装置探究平面镜成像的特点。
(1)应选择两支相同的蜡烛A、B进行实验,目的是为了比较像和物的 关系;
(2)为了便于观察,实验应选择在 (选填“较明亮”或“较黑暗”)的环境中进行;实验时,小菊点燃蜡烛A,她应该在 (选填“蜡烛A”或“像”)的一侧进行观察以便确定像的位置;
(3)实验中,她发现蜡烛的像不能用光屏承接,说明平面镜所成的像是 (选填“实”或“虚”)像;
(4)若保持A不动,将玻璃板向远离蜡烛A的方向平移,使得A与玻璃板之间的距离增加,则此时A的像与玻璃板的距离将 ;
(5)实验中,把玻璃板向右倾斜(如图乙),请你画出蜡烛通过玻璃板所成的像。
28.小天同学在地铁站候车时,通过玻璃门观察到了自己的像,引发了思考,回到家后他利用如图甲所示的装置及相同的蜡烛等器材,做“探究平面镜成像特点”的实验。
①在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,可以看到蜡烛A在玻璃板后面的像,取一支外形相同但不点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合。这说明像与物的 ;
②把光屏放在蜡烛A所成像的位置,在光屏上并没有看到蜡烛A的像,说明平面镜所成的是 像(选填“虚”或“实”);
③在实验中,如果把玻璃板向右倾斜(如图乙),蜡烛A在玻璃板中成的像会 (选填“偏高”或“偏低”);
④图丙是小天在地铁站台上玻璃屏敲门外候车的情景。地铁到站后,小天在原地等候,直至玻璃屏蔽门向两侧完全打开,在此过程中,小天在左右两侧玻璃屏蔽门中的成像情况分析正确的是 (填字母)。
A.各成半个像,像的大小越来越小
B.各成半个像,像的大小不变
C.都成完整的像,像的位置重合且保持不变
D.都成完整的像,像的位置随玻璃屏蔽门向两侧移动
29.在“探究平面镜成像的特点”实验中(图1):
(1)实验中,应 放置玻璃板,此处用玻璃板替代平面镜的目的是 。
(2)选择大小 的两支蜡烛A和B,并点燃蜡烛 (选填“A”、“B”或“A和B”)。将蜡烛B在玻璃板后面移动,人 (选填“透过玻璃板”或“直接”)观察,直至它与蜡烛A的像 ,这说明像与物体的大小相同,这种确定像与物大小关系的方法是 。
(3)为了验证平面镜所成的是虚像,如图2拿走蜡烛B,用白纸代替蜡烛B,应该用 (①/②/③)的方式观察白纸,根据 的实验现象说明平面镜成的像是虚像;
(4)如果实验中采用厚玻璃板,观测到蜡烛A通过玻璃板在不同位置成了两个清晰的像,且测得两个像之间的距离为0.6cm,则玻璃板的厚度为 cm。
(5)在图1中,以下操作中,蜡烛A在玻璃板中成的像位置不会发生变化的是 。
A.将玻璃板竖直向上提高20cm
B.将玻璃板水平向右移到白纸外侧
C.将玻璃板绕底边向自己方向转20°
D.将玻璃板沿竖直线划成左右两块,并从原来位置左右平移
30.小明利用如图甲所示的装置及两支相同的蜡烛A、B等器材,做“探究平面镜成像特点”的实验。
(1)该实验选取两支相同的蜡烛是为了比较像与物的 关系。利用薄透明玻璃板代替平面镜,是为了能确定 ;
(2)若探究像距跟物距的关系,需要多次改变 ,进行实验;
(3)实验中,小明把蜡烛A点燃竖立在玻璃板的前面,可以看到它在玻璃板后面的像;再将未点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动,直到蜡烛B跟蜡烛A的像 ,移去蜡烛B,在蜡烛B的位置放一光屏,光屏上看不到蜡烛A的像,说明平面镜成的是 像;
(4)完成实验后,小明将一枚硬币放在玻璃板前,能看到它在玻璃板后的像在a的位置,如图乙所示,若将玻璃板水平向右移动2cm,则该硬币的像 (选填“向右移动2cm”“在原位置”或“向左移动2cm”)。
31.在“探究平面镜成像特点”的实验中,利用如图甲所示的装置进行实验。
(1)在实验时用透明玻璃板代替平面镜的目的是 ;
(2)把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再拿一支外形相同但未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合,说明平面镜所成的像与物体大小 ;
(3)若把手指放在蜡烛B的“火焰”上,手指 (选填“会”或“不会”)被烧痛;
(4)改变蜡烛A的位置,进行三次实验,用直线将物和像的位置连接起来,如图乙所示,并用刻度尺分别测量蜡烛与像到玻璃板的距离。由此可知,将蜡烛A逐渐远离玻璃板,它的像到玻璃板的距离 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
五.光的折射实验(共6小题)
32.某小组选用了图甲中光源、水、水槽、可折转的光屏(带刻度)等器材,用于完成探究“光从空气射入水中时的折射规律”:图丙是光从空气射入水中,入射点为O点,不断改变入射角,读出刻度盘上对应的折射角,将实验结果画在图丙中,其中1和1′、2和2′、3和3′、4和4′分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。试问:
(1)甲图中一束光从空气射入水中,各个方向的同学都能观察到此现象,是因为光发生了 反射;
(2)当光从空气垂直射到水面时,折射角等于 度;
(3)图乙中的把光屏向后翻的目的是为了 ;
(4)由图丙可以得到:光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而 。
33.在“探究光从玻璃斜射入空气的折射规律”实验中,小东借助激光笔、半圆形玻璃块和带刻度的光具盘完成了实验,观察到如图所示的1、2、3三条光束,并在光具盘上用笔描出了对应的光路。
(1)图中的折射角大小为 ;
(2)根据实验现象发现,光从玻璃斜射入空气时,折射角 (选填“>”“=”或“<”)入射角;
(3)现在要探究光的折射现象中光路是否可逆,具体的操作是 ,如果看到 现象,就可证明光路是可逆的。
34.小明在做“探究光的折射规律”实验,如图是光从空气斜射入水中时的光路,通过实验还得到如表数据:
入射角α
0°
15°
30°
45°
60°
反射角β
0°
15°
30°
45°
60°
折射角γ
0°
11.3°
22.1°
35.4°
40.9°
(1)实验中发现,折射光线、入射光线和法线在 内,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧;
(2)分析表中数据,可得出结论:光从空气斜射到水中时,折射角 (选填“大于”、“等于”或“小于”)入射角;
(3)小明发现,光从空气斜射到水面时,光不但会发生折射现象,还会发生 现象,而且反射角 (选填“大于”、“等于”或“小于”)入射角;
(4)若光从水斜射入空气,入射角为11.3°时,则折射角为 。
35.如图是小宇“探究光的反射与折射规律”的实验装置。通过多次实验得到如表数据:
入射角
0°
15°
30°
45°
60°
反射角
0°
15°
30°
45°
60°
折射角
0°
11°
22°
32°
40°
(1)多次实验表明:在光的反射过程中,反射角 (选填“大于”“小于”或“等于”)入射角;当光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而 (选填“增大”“减小”或“不变”);
(2)小宇让一束光沿着图中BO方向入射向水面时,发现光线沿着OA方向折射进入空气,这表明:光的折射现象中,光路是 的;
(3)小宇接着又完成了光从空气斜射进玻璃和从玻璃斜射入空气的实验,他这样进行多次实验的目的是为了 。
36.创新实验小组为了探究“光从空气斜射入各种介质时折射角大小与哪些因素有关”,同学们利用激光笔、玻璃、水、光具盘等进行如图﹣1所示的实验探究。先让光从空气斜射入玻璃,分别测出入射角和折射角的大小,记录在表中。
实验序号
介质种类
入射角/°
折射角/°
1
水
60
40.5
2
透明树脂
60
35.3
3
透明树脂
45
28.1
4
透明树脂
30
19.5
5
玻璃
60
31.7
(1)如图﹣1所示是某次实验情形,此次试验的入射角是 ;
(2)分析序号为 的三次实验数据可得初步结论:光从空气斜射入某种透明介质中时,折射角随入射角的增大而 ;
(3)分析序号为1、2、5的三次实验数据可知,当入射角相同时,光从空气斜射入玻璃的折射角 (选填“大于”“小于”或“等于”)光从空气斜射入水的折射角,因此,光从空气斜射入其他介质时,折射角大小还与 有关;和水相比玻璃对光的折射本领较 ;
(4)如图﹣1、图﹣2两种组装器材的方式中,小明认为更合理的是图﹣2,理由是此种组装方式能更方便地测出 。
37.小明为探究光的折射规律设计了下面两个实验装置:如图甲所示的实验装置,其中光屏F可绕直径NOM前后折转。
(1)实验时,先让光屏E、F位于同一平面内,一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中,在光屏F上可以看到折射后的光束,观察发现折射光线和入射光线位于法线 ;小明将光屏F向后折转一定角度后,在光屏F上不能看到折射光,说明折射光线和入射光线 (选填“在”、“不在”)同一平面内;
(2)小明将光屏F恢复原状,保持入射光不动,继续加水,会看到杯底的亮斑B向 (选填“左”、“右”、“上”)移动;
(3)小明继续用另一支激光笔让光沿着BO射向水面时,可看到折射光沿OA射出,这说明在光折射现象中光路是 。
(4)小明让一束光强不变的激光从某玻璃斜射向空气(如图乙、丙),不断调整入射角,通过实验得到如表格:
入射角α
0°
10°
20°
30°
40°
41.8°
50°
折射角β
0°
15.2°
30.9°
48.6°
81°
90°
反射能量
5%
7%
26%
43%
84%
100%
100%
①光的折射现象一般都会伴随着反射现象的发生,当入射角增大时,折射角 (选填“增大”、“减小”或“不变”),折射光线的能量 (选填“增大”、“减小”或“不变”);
②当入射角α≥41.8°时,折射光线消失,反射光线会变得更亮,即发生光的全反射现象。图像丁中的图线 (选填“a”或“b”)反映了上述实验中的两角关系。
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2024-2025学年八年级物理上册单元测试卷(北师大版)
第四章 光现象
(B卷•专项卷)
注意事项:
1.测试范围:北师大版八年级上册第4章。
1、 光现象原理的判断(共8小题)
2、 光的反射、光的折射作图(共11小题)
3、 光的反射实验(共6小题)
4、 平面镜成像特点实验(共6小题)
5、 光的折射实验(共6小题)
6、 光的反射、光的折射作图(共11小题)
一.光现象原理的判断(共8小题)
1.如图是笔直光束交相舞动的场景。下列现象中与“笔直光束”形成原理相同的是( )
A.树荫下的光斑 B.天空中的彩虹
C.倒车镜里的像 D.水面处“折断”的笔
【答案】A
【解答】解:笔直的激光束是由于光的直线传播形成的。
A.树荫下的光斑是由于光的直线传播形成的,属于小孔成像现象。故A正确;
B.天空中的彩虹是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的,白光经水珠折射以后,分成各种彩色光,这种现象叫做光的色散现象,属于光的折射。故B不正确;
C.倒车镜里的像是由于光的反射形成的,故C不正确;
D.水面“折断”的笔是由于光的折射形成的,故D不正确。
故选:A。
2.下列光现象的成因,与小孔成像原理相同的是( )
A.一叶障目 B.水中倒影 C.镜中汽车 D.空中彩虹
【答案】A
【解答】解:小孔成像是光在同种均匀介质中沿直线传播形成的。
A.一叶障目是光由于沿直线传播,挡住了进入人眼的光线,故A正确;
B.水中倒影,是平面镜成像,属于光的反射现象,故B错误;
C.后视镜内的“汽车”,是凸面镜成像,属于光的反射现象,故C错误;
D.雨后彩虹是光的折射形成的色散现象,故D错误。
故选:A。
3.下列光学现象中属于光的折射现象的是( )
A.①树荫下的圆形光斑 B.②水中树的倒影
C.③阳光下栏杆的影子 D.④放大镜中放大的字
【答案】D
【解答】解:A、树荫下圆形光斑,是由于光的直线传播形成的,故A不符合题意;
B、水中树的倒影属于平面镜成像,是由于光的反射造成的,故B不符合题意;
C、阳光下栏杆的影子,是由于光的直线传播形成的,故C不符合题意;
D、放大镜中放大的字是光的折射形成的,故D符合题意。
故选:D。
4.小明家的新房在装修时,铺贴了某品牌的地板砖,砖面锃亮可鉴。小明通过砖面看到了屋中家具的“倒影”,下列现象与“倒影”形成原理相同的是( )
A.透过放大镜,看到了放大的字
B.路灯下,人在地面上形成的影子
C.梳妆镜前,看到镜中自己的像
D.渔民站在船上,看到了水中的鱼
【答案】C
【解答】解:小明通过砖面看到了屋中家具的“倒影”属于平面镜成像,是由光的反射形成的;
A.透过放大镜,看到了放大的字,是凸透镜成像,凸透镜成像属于光的折射,故A错误;
B.影子的形成原因光的直线传播,故B错误;
C.梳妆镜前,看到镜中自己的像属于平面镜成像,平面镜成像原理是光的反射,故C正确;
D.在水中,而渔民在船上,则来自鱼的光线需要从水中射向空气中进入人眼,此时光线就会发生折射,折射光线进入人眼,人看到的是鱼的虚像,属于光的折射,故D错误。
故选:C。
5.光与影的世界美妙无穷。如图所示的光现象中,能用光的直线传播解释的是( )
A.手在灯光下成影 B.后视镜中的像
C.水中倒影 D.筷子弯折
【答案】A
【解答】解:A.手在灯光下成影,是光线被手挡住后在手后面行程的暗影区,是光的直线传播形成的,故A正确;
B.后视镜是凸面镜,后视镜中的像是光的反射形成的,故B不正确;
C.水中的倒影是平面镜成像,是光的反射形成的,故C不正确;
D.筷子弯折,是筷子反射的光线从水中进入空气时发生折射,折射光线偏离发现形成的,是光的折射现象,故D不正确。
故选:A。
6.阳燧是我国古代劳动人民用于取火的一种工具。如图所示,阳燧是用铜制成的凹面镜,将其凹面正对太阳光从而聚集日光,点燃艾炷取火。阳燧的工作原理是( )
A.光的直线传播 B.光的折射
C.光的反射 D.平面镜成像
【答案】C
【解答】解:阳燧是用铜制成的凹面镜,将其凹面正对太阳光从而聚集日光,点燃艾炷取火,这是光的反射现象。
故选:C。
7.如图所示的光现象中,由于光的折射形成的是( )
A.墙上呈现手的影子 B.青山在水中形成倒影
C.笔好像在水面处折断 D.物在车观后镜中成像
【答案】C
【解答】解:A、影子是光沿直线传播形成的,属于光的直线传播,故A错误。
B、“倒影”是平面镜成像,属于光的反射,故B错误。
C、水中部分的笔反射的光线由水斜射入空气时发生折射,折射光线远离法线,向水面偏折,看起来在水面处笔好像断了,这是光的折射现象造成的,故C正确。
D、在汽车观后镜中看到的景物是凸面镜成像,属于光的反射,故A错误。
故选:C。
8.如图所示的光现象中,由光的反射形成的是( )
A.日食现象 B.美丽的彩虹
C.穿过森林的阳光 D.水中的倒影
【答案】D
【解答】解:A、日食现象是光的直线传播现象,故A不符合题意;
B、雨过天晴时,常在天空出现彩虹,这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的,白光经水珠折射以后,分成各种彩色光,这种现象叫做光的色散现象,所以说雨后的天空出现彩虹是由光的折射形成的,故B不符合题意;
C、穿过森林的阳光属于小孔成像现象,是利用光的直线传播,故C不符合题意;
D、水中的倒影,是平面镜成像现象,是光的反射现象,故D符合题意。
故选:D。
二.光的反射、光的折射作图(共11小题)
9.根据图中给出的折射光线,请画出对应的入射光线。
【答案】
【解答】解:首先过折射点垂直于界面作出法线,然后根据光由空气斜射进入水中时折射光线向法线偏折,折射角小于入射角作出入射光线,如图所示:
10.如图所示,一束光线从空气中入射到半球形玻璃砖中的O点,请画出光线经过O点后,折射到空气中的大致方向。
【答案】
【解答】解:过入射点作出法线,光线AO从玻璃斜射入空气时,折射角大于入射角,折射光线更远离法线。如图所示:
11.潭清疑水浅,荷动知鱼散。小明在河边看到池底的鱼很浅而实际却很深,请在图中画出眼睛在B处看到河底A处鱼的像在C处的光路图。
【答案】
【解答】解:
当折射光线射入人眼时,人凭光沿直线传播的感觉,认为A在折射光线的反向延长线上的C处,人看到的是A的虚像;
由题可知,像在C处,眼睛在B处;先连接B、C两点,与水面交于O点,则O为入射点;连接AO,标上箭头为入射光线,则OB为折射光线,并标上箭头,如图所示:
12.如图所示,光从水中沿AO方向斜射入空气,请画出折射光线和反射光线。
【答案】见解析。
【解答】解:过入射点作法线,光由水中斜射入空气中时,折射角大于入射角,据此画出折射光线,根据反射角等于入射角画出反射光线,如图所示:
。
13.如图所示,一束光射向一块玻璃砖。请画出这束光进入玻璃砖和离开玻璃砖后的径迹(请保留作图痕迹)。
【答案】
【解答】解:先过入射点作法线,当光从空气斜射入玻璃时,入射光线和折射光线分居法线的两侧,折射角小于入射角,由此在法线右侧的玻璃中作出折射光线;
当光从玻璃斜射入空气时,再过入射点作法线,根据入射光线和折射光线分居法线的两侧,折射角大于入射角,在法线右侧的空气中作出离开玻璃的折射光线,并且与进入玻璃的入射光线平行,如下图所示:
14.图甲中是渔民叉鱼的场景,请在乙图中完成渔民看到鱼在水中的像的光路图,同时标出入射角i(其中B代表渔民看到的鱼,A代表鱼的实际位置)。
【答案】
【解答】解:人之所以能看到水中的鱼,是由鱼反射的光线经水面折射后进入人眼,鱼的像是人眼逆着折射光线看到的,假设看到的鱼在B点,直接连接眼睛与B,与水面的交点即为入射点;鱼在B点的下方,在A处,根据折射角大于入射角画出入射光线,鱼在B点的下方,在A处,如图所示:
15.如图所示,一条光线从空气射入玻璃砖中,请根据光的折射规律画出大致的折射光线。
【答案】
【解答】解:根据光由空气斜射进入玻璃砖时:折射光线向法线偏折,折射角小于入射角可以画出折射光线,如图所示:
16.如图所示,B点和C点代表一条静止的玩具鱼和从A点看到鱼的像的位置,请画出激光笔从A点发出一束光射向水下并照亮水下玩具鱼的光路图。
【答案】
【解答】解:由分析,连接光源A和像点B,与水面的交点为入射点O,连接光源A与入射点O的连线为入射光线,连接入射点O与C的连线为光源A发光照亮水下玩具鱼的折射光线,如图所示:
17.如图所示,光线在空气和玻璃的交界面上发生了折射和反射,请在图中括号内填上“空气”或“玻璃”,并画出反射光线。
【答案】
【解答】解:根据光的折射定律可知,光从玻璃中斜射入空气中时,折射光线向远离法线方向偏折,折射角大于入射角,折射光线与法线的夹角为折射角,下面是空气,上面括号内是玻璃,
首先过入射点垂直于界面做出法线,然后根据反射角等于入射角,在法线上侧做出反射光线,
如图所示:
18.用对称法画出物体AB在平面镜MN中所成的像A′B′。
【答案】
【解答】解:根据平面镜成像原理,作出端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′,用虚线连接A′、B′即为物体AB的像,如图所示:
19.请在图中画出折射光线(注意标明法线)。
【答案】
【解答】解:过入射点垂直于界面作出法线,再根据光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,在法线右侧的水中画出折射光线,如图所示:
三.光的反射实验(共6小题)
20.在“探究光反射的规律”时,进行了如图甲所示的实验。
(1)实验中用到了白板,白板的作用是 显示光的传播路径 ,光在白板上发生了 漫 (镜面/漫)反射。
(2)平面镜平放在水平桌面上固定入射光EO方向和入射点不变,转动白板,多次实验发现:当白板上同时观察到反射光和入射光时,还观察到 法线 ,从而说明反射光线、入射光线和法线在 同一平面内 。
(3)同一平面内多次改变入射光方向进行实验,比较反射角和入射角的大小关系,可出结论 反射角等于入射角 ,多次实验的目的是 寻找普遍规律 。
(4)调整到白板上能看到入射光和反射光后:如图甲,若将入射光贴着白板,绕底边整体再向后倾斜;如图乙,将白板绕ON向后折后。甲、乙两种操作后,下列叙述正确的是 C 。
A.白板上都还能看到反射光
B.反射光的方向都没有改变
C.反射角和入射角的大小关系都没有改变
D.法线的位置都没有改变
(5)实验发现:法线在探究过程中起到非常重要的作用,下列理解正确的是 B 。
A.法线是真实存在的一条光线
B.法线可以帮助我们判断并测出入射角和反射角
C.法线有助于确定反射光线、入射光线在同一个平面
【答案】(1)显示光的传播路径;漫;(2)法线;同一平面内;(3)反射角等于入射角;寻找普遍规律;(4)C;(5)B。
【解答】解:(1)白板的作用是显示光的传播路径;
实验时从纸板前不同的方向都能看到入射光线,发生了漫反射;
(2)当白板上同时观察到反射光和入射光时,还能观察到法线,从而说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内;
(3)同一平面内多次改变入射光方向进行实验,可出结论反射角等于入射角;
本实验通过多次改变入射角,进行多次测量的主要目的是寻找普遍规律;
(4)A、由于反射光线、入射光线、法线在同一平面内,所以图甲和图乙中都将看不到反射光线,故A错误;
B、图甲中入射光线的方向发生改变,所以反射光线的方向也将发生改变,故B错误;
C、在光的反射现象中,反射角等于入射角,故C正确;
D、法线是经过入射点垂直于反射面的直线,所以图甲中法线的位置将会发生改变,故D错误;
(5)法线是经过入射点垂直于反射面的直线,它是一条辅助线,通常用虚线表示,有助于帮助我们判断并测出入射角和反射角,所以B正确,故选:B。
故答案为:(1)显示光的传播路径;漫;(2)法线;同一平面内;(3)反射角等于入射角;寻找普遍规律;(4)C;(5)B。
21.在“探究光的反射定律”实验中:
(1)要使入射光线和其反射光线的径迹同时在纸板上出现,你认为纸板与平面镜的位置关系是 垂直 的。
(2)图甲中,多次改变入射光线的方向,用量角器测量入射角和反射角,数据记录在表格中,分析表格数据可得出结论:在光的反射现象中, 反射角等于入射角 ;使入射光沿NO方向射到O点时,发现光束变亮了,原因是 反射光和入射光重合 。
实验次数
1
2
3
入射角i
30°
45°
60°
反射角r
30°
45°
60°
(3)小明利用探究结果做了一个简易水位自动识别仪,如图乙所示。保持入射光的方向不变,当反射光的光斑从B点向左移动到B′点时,说明水面 上升 (选填“上升”或“下降”)了。
【答案】(1)垂直;(2)反射角等于入射角;反射光和入射光重合;(3)上升。
【解答】解:
(1)要使入射光线和其反射光线的径迹同时在纸板上出现,则法线必须与平面镜垂直,并且反射光线、入射光线和法线必须在同一平面内,因此纸板与平面镜的位置关系应该是垂直;
(2)由表格数据可知,在反射现象中,反射角等于入射角;使入射光沿NO方向射到O点,此时入射角为0°,在光的反射中,反射角等于入射角,此时反射角也为0°,即反射光和入射光重合,故光束变亮了;
(3)入射光线方向不变,水平上升或下降后,水面是平行的,所以反射光线也是平行的,由此先画出光斑B左移动到B'点的反射光线,与入射光线的交点为入射点,再过入射点作出水面,如丙图所示:
,
由图可知水面上升了。
故答案为:(1)垂直;(2)反射角等于入射角;反射光和入射光重合;(3)上升。
22.在“探究光反射时的规律”实验中:
(1)如图甲所示,把一个平面镜放在水平桌面上,再把白色纸板ENF(右侧可绕ON翻折)竖直地立在平面镜上,使一束光贴着纸板沿某一角度射到O点,光经平面镜反射,沿另一个方向射出;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。多做几次实验,是为了 得到普遍结论 ;根据实验结论可知:当入射光EO与平面镜夹角为50°时,反射角为 40° 。
(2)如图乙所示,把纸板ENF右侧绕ON向前折或向后折,在右侧纸板上看不到反射光。这表明:在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在 同一平面 内。
(3)如图丙所示,汽车的前挡风玻璃是倾斜的,晚上开车时,来自后方车的强光入射到前挡风玻璃,被反射到 上方 (选填“上方”或“下方”),减少对司机视线的干扰。
【答案】(1)得到普遍结论;40°;(2)同一平面;(3)上方。
【解答】解:(1)使一束光贴着纸板沿某一角度射到O点,光经平面镜反射,沿另一个方向射出;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。多做几次实验,是为了得到普遍结论;根据实验结论可知:当入射光EO与平面镜夹角为50°时,则入射角为90°﹣50°=40°,则反射角为40°;
(2)把纸板ENF右侧绕ON向前折或向后折,ON两侧的纸板就不在同一平面内,在右侧纸板上看不到反射光;再折回到原位置后,又能看到反射光线,说明在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在同一平面内。
(3)如图丙所示,汽车的前挡风玻璃是倾斜的,晚上开车时,来自后方车的强光入射到前挡风玻璃,被反射到上方,减少对司机视线的干扰。
故答案为:(1)得到普遍结论;40°;(2)同一平面;(3)上方。
23.在“探究光的反射规律”实验中,平面镜水平放置于桌面上,E、F是两块可以绕接缝ON翻折的白色硬纸板。
实验次数
1
2
3
入射角
60°
45°
30°
反射角
60°
45°
30°
(1)如图甲所示,白色硬纸板应当 竖直 立在平面镜上;
(2)让一束光紧贴纸板E沿AO方向射向镜面上的O点,在纸板F上呈现反射光束OB,然后将纸板F绕ON向前或向后翻折,在纸板F上看不到反射光束,这表明反射光线、入射光线和法线在 同一平面内 ;
(3)多次改变入射光的方向,将测量数据记入表格,得出反射角与入射角大小相等的结论。实验中多次测量的目的是 得到普遍规律 ;
(4)若入射光束AO绕O点顺时针旋转,将观察到反射光束OB在平面镜中所成的像绕O点 顺 时针旋转。
【答案】(1)竖直;(2)同一平面内;(3)得到普遍规律;(4)顺。
【解答】解:(1)过入射点与反射面垂直的直线叫法线,因反射光线、入射光线和法线在同一平面内,故白色硬纸板应当垂直立在平面镜上。
(2)将纸板F绕ON向前或向后翻折,此时E和F不在同一水平面上,在纸板F上看不到反射光束,这表明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(3)一次实验得出的结论有偶然性,多次改变入射光的方向,将测量数据记入表格,得出反射角与入射角大小相等的结论。实验中多次测量的目的是寻找普遍规律,避免偶然性。
(4)在光的反射现象中,反射角等于入射角若入射光束AO绕O点顺时针旋转,入射角变小,反射角变小,则反射光束OB将沿逆时针方向转动,因平面镜成的像与物关于镜面对称,所以可观察到反射光束OB在平面镜中所成的像绕O点顺时针方向转动。
故答案为:(1)竖直;(2)同一平面内;(3)得到普遍规律;(4)顺。
24.如图所示,在“探究光的反射规律”的实验中:
(1)实验前,应将纸板 垂直 放置于平面镜上,让一束光贴着纸板射到O点,经平面镜的反射,沿另一个方向射出,如图甲所示,此时反射角为 40 度;
(2)移动激光笔,使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动,可观察到反射光束 顺 时针方向转动;
(3)将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度,发现纸板上 不能 (选填“能”或“不能”)观察到反射光线;如图乙所示,旋转光屏E到位置1时,也同时需要旋转光屏F到位置 3 才能观察到完整光路,通过以上操作过程可知,要观察完整的光路,光屏E、F两部分旋转后要处于 同一平面 ;
(4)若让另一束光沿BO方向射向平面镜,反射光将沿OA方向射出。说明 在反射现象中,光路是可逆的 。
(5)同学还想用图中的丙和丁模拟镜面反射与漫反射。照图丙那样,把几根细针垂直插入一张硬纸板中,表示法线,当入射光线平行射到各入射点时,反射光线将平行射出。随后将纸板随意弯折,如图丁所示,这时会看到“法线”不再平行,当入射光线平行射到各入射点上时,反射光线 不平行 (选填“平行”或“不平行”)。
【答案】(1)垂直;40;(2)顺;(3)3;同一平面;(4)在反射现象中,光路是可逆的;(5)不平行。
【解答】解:(1)实验时,为了探究入射光线和反射光线、法线是否在同一平面内,应把纸板ENF与平面镜垂直放置;
由图甲可知,入射光线与反射面的夹角是40°,则入射角是90°﹣50°=40°,因为反射角等于入射角,所以反射角是40°;
(2)移动激光笔,使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动,则入射角增大,反射角也增大,则反射光线会远离法线,即反射光线将会顺时针转动;
(3)由图乙可知,旋转光屏E位置1,旋转光屏F位置3时,光屏E光屏F同一平面内,此时才能观察到完整光路,说明要观察完整的光路,光屏E、F两部分旋转后要处于同一平面;
(4)让一束光沿BO方向射向平面镜,即让光线逆着原来的反射光线射向镜面,反射光将沿OA方向射出,即反射光线逆着原入射光线方向射出,该实验现象说明,在反射现象中,光路是可逆的;
(5)由图丁得,入射面不在同一平面上,当入射光线平行射到各入射点上时,反射光线不平行。
故答案为:(1)垂直;40;(2)顺;(3)3;同一平面;(4)在反射现象中,光路是可逆的;(5)不平行。
25.小明利用如图装置探究光反射时的规律。
(1)如图1所示,实验时,把一个平面镜放在水平桌面上,再把白色纸板ENF(右侧可绕ON翻折)竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON应 垂直 于镜面。使一束光贴着纸板沿某一角度射到O点,光在纸板上发生 漫 (选填“镜面”或“漫”)反射,呈现径迹。光经平面镜反射,沿另一个方向射出;
(2)让光沿图1中FO方向照射到镜面,它会沿着OE方向射出。这表明:在光的反射现象中,光路是 可逆 的;
(3)如图2所示,把纸板ENF右侧绕ON向前折或向后折,在右侧纸板上看不到反射光。这表明:在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在 同一平面 内。
【答案】(1)垂直;漫;(2)可逆;(3)同一平面。
【解答】解:(1)纸板上的直线ON相当于法线,法线必须与镜面垂直;为了能从各个方向都能看到纸板上光的传播路径,纸板表面应比较粗糙,使光发生漫反射。
(2)光线沿EO方向射向平面镜,它会沿着OF方向射出;光沿FO方向照射到镜面,它会沿着OE方向射出,说明在反射现象中,光路是可逆的。
(3)把纸板ENF右侧绕ON向前折或向后折,ON两侧的纸板就不在同一平面内,在右侧纸板上看不到反射光;再折回到原位置后,又能看到反射光线,说明在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在同一平面内。
故答案为:(1)垂直;漫;(2)可逆;(3)同一平面。
四.平面镜成像特点实验(共6小题)
26.小明和小聪在探究“平面镜成像”实验中,研究像与物的大小关系时:
(1)小明选择玻璃板进行实验。为了便于比较像和物的大小关系,小明取来两支完全相同的蜡烛,在玻璃板一侧点燃蜡烛A,在另一侧将未点燃的蜡烛B放到A像的位置,发现它们完全重合,说明 像与物大小相等 ;
(2)小聪选择平面镜进行实验。他想用如图所示的方法,把刻度尺贴在平面镜上测出像的高度,你同意他的方法吗?为什么?
(3)利用玻璃板和平面镜都能看到蜡烛A的像,经观察对比后发现在玻璃板中成的像稍暗些,其原因是 平面镜只反射光,而玻璃板除反射外还有部分光发生折射,玻璃板反射的光比平面镜少 。
【答案】(1)像与物大小相等;(2)不同意,刻度尺的刻度线应紧贴被测物体,而像与刻度尺有一段距离;(3)平面镜只反射光,而玻璃板除反射外还有部分光发生折射,玻璃板反射的光比平面镜少。
【解答】解:(1)在实验中,小明在玻璃板一侧点燃蜡烛A,然后在另一侧将未点燃的蜡烛B放到A像的位置,发现它们完全重合。这个现象说明像与物的大小是相等的,即平面镜成像时,像与物的大小相同;
(2)小聪是把刻度尺贴在平面镜上测出像的高度,这种做法不同意,刻度尺的刻度线应紧贴被测物体,而像与刻度尺有一段距离;
(3)因为玻璃板是透明的,当光线照射到玻璃板上时,一部分光线会被反射形成像,而另一部分光线则会穿透玻璃板继续传播。因此,与平面镜相比,玻璃板成的像会稍暗一些。
故答案为:(1)像与物大小相等;(2)不同意,刻度尺的刻度线应紧贴被测物体,而像与刻度尺有一段距离;(3)平面镜只反射光,而玻璃板除反射外还有部分光发生折射,玻璃板反射的光比平面镜少。
27.小菊用图甲所示的装置探究平面镜成像的特点。
(1)应选择两支相同的蜡烛A、B进行实验,目的是为了比较像和物的 大小 关系;
(2)为了便于观察,实验应选择在 较黑暗 (选填“较明亮”或“较黑暗”)的环境中进行;实验时,小菊点燃蜡烛A,她应该在 蜡烛A (选填“蜡烛A”或“像”)的一侧进行观察以便确定像的位置;
(3)实验中,她发现蜡烛的像不能用光屏承接,说明平面镜所成的像是 虚 (选填“实”或“虚”)像;
(4)若保持A不动,将玻璃板向远离蜡烛A的方向平移,使得A与玻璃板之间的距离增加,则此时A的像与玻璃板的距离将 变大 ;
(5)实验中,把玻璃板向右倾斜(如图乙),请你画出蜡烛通过玻璃板所成的像。
【答案】(1)大小;(2)较黑暗;蜡烛A;(3)虚;(4)变大;(5)如图所示。
【解答】解:(1)选择两支相同的蜡烛A、B进行实验,目的是为了比较像和物的大小关系,采用了等效替代法;
(2)实验应在较黑暗的环境中进行,因为在较黑暗环境中,烛焰与周围环境间的差异较大,实验现象更明显;
蜡烛A经平面镜所成的像是虚像,其原理是光的反射,因此实验时应从蜡烛A一侧观察以便确定像的位置;
(3)实像可以呈现在光屏上,虚像不能呈现在光屏上,实验中她发现蜡烛的像不能用光屏承接,说明平面镜所成的像是虚像;
(4)平面镜所成的像与物体关于平面镜对称,所以若保持A不动,将玻璃板向远离蜡烛A的方向平移,使得A与玻璃板之间的距离增加,则此时A的像与玻璃板的距离将变大;
(5)平面镜所成的像与物体关于平面镜对称,当把玻璃板向右倾斜时,像的位置会偏低,如图所示:
故答案为:(1)大小;(2)较黑暗;蜡烛A;(3)虚;(4)变大;(5)如图所示。
28.小天同学在地铁站候车时,通过玻璃门观察到了自己的像,引发了思考,回到家后他利用如图甲所示的装置及相同的蜡烛等器材,做“探究平面镜成像特点”的实验。
①在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,可以看到蜡烛A在玻璃板后面的像,取一支外形相同但不点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合。这说明像与物的 大小相等 ;
②把光屏放在蜡烛A所成像的位置,在光屏上并没有看到蜡烛A的像,说明平面镜所成的是 虚 像(选填“虚”或“实”);
③在实验中,如果把玻璃板向右倾斜(如图乙),蜡烛A在玻璃板中成的像会 偏低 (选填“偏高”或“偏低”);
④图丙是小天在地铁站台上玻璃屏敲门外候车的情景。地铁到站后,小天在原地等候,直至玻璃屏蔽门向两侧完全打开,在此过程中,小天在左右两侧玻璃屏蔽门中的成像情况分析正确的是 C (填字母)。
A.各成半个像,像的大小越来越小
B.各成半个像,像的大小不变
C.都成完整的像,像的位置重合且保持不变
D.都成完整的像,像的位置随玻璃屏蔽门向两侧移动
【答案】①大小相等;②虚;③偏低;④C。
【解答】解:①由于蜡烛B与蜡烛A外形相同,且蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,所以蜡烛A的像与蜡烛A大小相同,故物与像的大小相同,这里运用了等效替代法;
②因为平面镜所成的是虚像,所以把光屏放在蜡烛A所成像的位置,在光屏上并没有看到蜡烛A的像;
③若玻璃板上端向右倾斜(如图乙),根据像与物体关于镜面对称可知,蜡烛A在玻璃板中成的像会偏低;
④根据平面镜成像的特点知道,像与物到镜面的距离相等,像与物的连线与镜面垂直,像与物大小相同,在安全门向两侧打开后,人到镜面的距离不变,所以像的位置不变,在两个平面镜中都能成完整的像,且两个像的位置与原来像的位置重合,故C正确,ABD错误,故选C。
故答案为:①大小相等;②虚;③偏低;④C。
29.在“探究平面镜成像的特点”实验中(图1):
(1)实验中,应 垂直 放置玻璃板,此处用玻璃板替代平面镜的目的是 便于确定像的位置 。
(2)选择大小 相同 的两支蜡烛A和B,并点燃蜡烛 A (选填“A”、“B”或“A和B”)。将蜡烛B在玻璃板后面移动,人 透过玻璃板 (选填“透过玻璃板”或“直接”)观察,直至它与蜡烛A的像 完全重合 ,这说明像与物体的大小相同,这种确定像与物大小关系的方法是 等效替代法 。
(3)为了验证平面镜所成的是虚像,如图2拿走蜡烛B,用白纸代替蜡烛B,应该用 ② (①/②/③)的方式观察白纸,根据 光屏上没有成像 的实验现象说明平面镜成的像是虚像;
(4)如果实验中采用厚玻璃板,观测到蜡烛A通过玻璃板在不同位置成了两个清晰的像,且测得两个像之间的距离为0.6cm,则玻璃板的厚度为 0.3 cm。
(5)在图1中,以下操作中,蜡烛A在玻璃板中成的像位置不会发生变化的是 A 。
A.将玻璃板竖直向上提高20cm
B.将玻璃板水平向右移到白纸外侧
C.将玻璃板绕底边向自己方向转20°
D.将玻璃板沿竖直线划成左右两块,并从原来位置左右平移
【答案】(1)垂直;便于确定像的位置;
(2)相同;A;透过玻璃板;完全重合;等效替代法;
(3)②;光屏上没有成像;
(4)0.3;
(5)A。
【解答】解:(1)在“探究平面镜成像的特点”实验中,为了观察像的位置,实验中,应垂直放置玻璃板。玻璃板有透光性,既能成像也能确定像的位置,用玻璃板代替平面镜的目的是便于确定像的位置。
(2)为了确定像的大小与物的大小的关系,选择大小相等的两支蜡烛A和B,并点燃蜡烛A,将蜡烛B在玻璃板后面移动,人透过玻璃板观察,直至它与蜡烛A的像完全重合,这表明像与物体大小相等,这种确定像与物大小关系的方法是等效替代法。
(3)为了验证平面镜所成的是虚像,如图拿走蜡烛B,用白纸代替蜡烛B,需要直接看向白纸,即应该用②的方式观察白纸,由光屏上没有成像的实验现象说明平面镜成的像是虚像。
(4)根据像物到反射面的距离相等,平面镜的前后两面所成的像之间的距离为平面镜厚度的2倍,即平面镜的厚度为
(5)根据平面镜的成像特点可知,像和物关于平面镜对称,蜡烛的位置不变,对称轴的位置不变,则蜡烛的像的位置不变,由于将玻璃板水平向右移到白纸外侧、将玻璃板绕底边向自己方向转20°、将玻璃板沿竖直线划成左右两块,并从原来位置左右平移时,对称轴发生变化,则蜡烛A在玻璃板中成的像位置会发生变化,而将玻璃板竖直向上提高20cm时,蜡烛的位置不变,对称轴的位置不变,则蜡烛的像的位置不变,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选:A。
故答案为:(1)垂直;便于确定像的位置;
(2)相同;A;透过玻璃板;完全重合;等效替代法;
(3)②;光屏上没有成像;
(4)0.3;
(5)A。
30.小明利用如图甲所示的装置及两支相同的蜡烛A、B等器材,做“探究平面镜成像特点”的实验。
(1)该实验选取两支相同的蜡烛是为了比较像与物的 大小 关系。利用薄透明玻璃板代替平面镜,是为了能确定 像的位置 ;
(2)若探究像距跟物距的关系,需要多次改变 物距 ,进行实验;
(3)实验中,小明把蜡烛A点燃竖立在玻璃板的前面,可以看到它在玻璃板后面的像;再将未点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动,直到蜡烛B跟蜡烛A的像 完全重合 ,移去蜡烛B,在蜡烛B的位置放一光屏,光屏上看不到蜡烛A的像,说明平面镜成的是 虚 像;
(4)完成实验后,小明将一枚硬币放在玻璃板前,能看到它在玻璃板后的像在a的位置,如图乙所示,若将玻璃板水平向右移动2cm,则该硬币的像 在原位置 (选填“向右移动2cm”“在原位置”或“向左移动2cm”)。
【答案】(1)大小;像的位置;(2)物距;(3)完全重合;虚;(4)在原位置。
【解答】解:(1)实验中用了两支相同的蜡烛,是为了比较像和物体的大小关系;为了确定平面镜成像的位置,实验中采用透明的玻璃板来代替平面镜;
(2)探究像距跟物距的关系,需要多次改变物体到平面镜的距离,进行实验;
(3)实验时采用两个完全相同的蜡烛,一支蜡烛放在玻璃板的前面并点燃,另一支放在玻璃板的后面,当玻璃板后面的蜡烛和玻璃板前面的蜡烛的像完全重合时可以得出像与物大小关系;移走蜡烛B,在B原来的位置放一光屏,在光屏上看不到蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是虚像;
(4)平面镜所成的像关于平面镜对称,若将玻璃板水平向右移动2cm,该硬币的像还在原位置。
故答案为:(1)大小;像的位置;(2)物距;(3)完全重合;虚;(4)在原位置。
31.在“探究平面镜成像特点”的实验中,利用如图甲所示的装置进行实验。
(1)在实验时用透明玻璃板代替平面镜的目的是 便于确定像的位置 ;
(2)把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再拿一支外形相同但未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合,说明平面镜所成的像与物体大小 相等 ;
(3)若把手指放在蜡烛B的“火焰”上,手指 不会 (选填“会”或“不会”)被烧痛;
(4)改变蜡烛A的位置,进行三次实验,用直线将物和像的位置连接起来,如图乙所示,并用刻度尺分别测量蜡烛与像到玻璃板的距离。由此可知,将蜡烛A逐渐远离玻璃板,它的像到玻璃板的距离 不变 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】(1)便于确定像的位置;(2)相等;(3)不会;(4)变大。
【解答】解:(1)因为玻璃板是透明的,能在观察到蜡烛A的像的同时,还可以透过玻璃板清楚地看到放在后面的蜡烛B,便于确定像的位置;
(2)玻璃板后面未点燃的蜡烛和玻璃板前面点燃蜡烛的像完全重合,说明物体在平面镜中所成的像与物体大小相等,利用了等效替代法;
(3)平面镜成的像为虚像,虚像不是光会聚成的像,因此把手指放在蜡烛B的“火焰”上,手指不会被烧痛;
(4)改变蜡烛A的位置,进行三次实验,用直线将物和像的位置连接起来,测量蜡烛与像分别到玻璃板的距离,发现像到玻璃板的距离等于蜡烛到玻璃板的距离,即像距等于物距,因此将蜡烛A远离玻璃板,它的像也远离玻璃板,像到玻璃板的距离变大。
故答案为:(1)便于确定像的位置;(2)相等;(3)不会;(4)变大。
五.光的折射实验(共6小题)
32.某小组选用了图甲中光源、水、水槽、可折转的光屏(带刻度)等器材,用于完成探究“光从空气射入水中时的折射规律”:图丙是光从空气射入水中,入射点为O点,不断改变入射角,读出刻度盘上对应的折射角,将实验结果画在图丙中,其中1和1′、2和2′、3和3′、4和4′分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。试问:
(1)甲图中一束光从空气射入水中,各个方向的同学都能观察到此现象,是因为光发生了 漫 反射;
(2)当光从空气垂直射到水面时,折射角等于 0 度;
(3)图乙中的把光屏向后翻的目的是为了 验证三线共面 ;
(4)由图丙可以得到:光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而 增大 。
【答案】(1)漫;(2)0;(3)验证三线共面;(4)增大。
【解答】解:(1)甲图中一束光从空气射入水中,光线在光屏上传播时发生漫反射,各个方向的同学都能观察到此现象。
(2)当光从空气垂直射到水面时,由图丙1可知,入射角为0°,折射角等于0°,即垂直入射时,光在空气和水的界面不发生折射。
(3)图乙中的把光屏向后翻折,不能在光屏上看到折射光线,目的是为了验证入射光线。折射光线、法线再同一平面内。
(4)由图丙可知,入射角增大,折射角随着增大,可得结论:光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而增大。
故答案为:(1)漫;(2)0;(3)验证三线共面;(4)增大。
33.在“探究光从玻璃斜射入空气的折射规律”实验中,小东借助激光笔、半圆形玻璃块和带刻度的光具盘完成了实验,观察到如图所示的1、2、3三条光束,并在光具盘上用笔描出了对应的光路。
(1)图中的折射角大小为 80° ;
(2)根据实验现象发现,光从玻璃斜射入空气时,折射角 > (选填“>”“=”或“<”)入射角;
(3)现在要探究光的折射现象中光路是否可逆,具体的操作是 让入射光逆着光路2射入 ,如果看到 折射光逆着光路1射出 现象,就可证明光路是可逆的。
【答案】(1)80°;(2)>;(3)让入射光逆着光路2射入;折射光逆着光路1射出。
【解答】解:(1)由图可知,光路1和3是关于90°线对称,所以90°线是法线,0°线是界面,而折射光线和入射光线分别位于法线两侧,则光路2是折射光线,由图可知,折射角为80°。
(2)由实验现象可知,光从玻璃斜射入空气时,光路1与法线夹角40°,即入射角为40°,根据(1)可知,折射角>入射角;
(3)为了验证折射现象中光路是否可逆,也可以让入射光逆着光路2射入,如果看到折射光逆着光路1射出现象,就可证明光路是可逆的。
故答案为:(1)80°;(2)>;(3)让入射光逆着光路2射入;折射光逆着光路1射出。
34.小明在做“探究光的折射规律”实验,如图是光从空气斜射入水中时的光路,通过实验还得到如表数据:
入射角α
0°
15°
30°
45°
60°
反射角β
0°
15°
30°
45°
60°
折射角γ
0°
11.3°
22.1°
35.4°
40.9°
(1)实验中发现,折射光线、入射光线和法线在 同一平面 内,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧;
(2)分析表中数据,可得出结论:光从空气斜射到水中时,折射角 小于 (选填“大于”、“等于”或“小于”)入射角;
(3)小明发现,光从空气斜射到水面时,光不但会发生折射现象,还会发生 反射 现象,而且反射角 等于 (选填“大于”、“等于”或“小于”)入射角;
(4)若光从水斜射入空气,入射角为11.3°时,则折射角为 15° 。
【答案】(1)同一平面;(2)小于;(3)反射;等于;(4)15°。
【解答】解:(1)实验中发现:折射光线、入射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧;
(2)分析表中数据可知,光从空气斜射到水面时,折射角随入射角的增大(或减小)而增大(或减小),且折射角小于入射角;
(3)光从空气斜射到水面时,同时发生反射和折射现象,且反射角等于入射角;
(4)光折射时光路是可逆的。由图可知,当光从空气斜射入水中,入射角为15°时,折射角为11.3°,则当光从水斜射入空气,入射角为11.3°时,则折射角为15°。
故答案为:(1)同一平面;(2)小于;(3)反射;等于;(4)15°。
35.如图是小宇“探究光的反射与折射规律”的实验装置。通过多次实验得到如表数据:
入射角
0°
15°
30°
45°
60°
反射角
0°
15°
30°
45°
60°
折射角
0°
11°
22°
32°
40°
(1)多次实验表明:在光的反射过程中,反射角 等于 (选填“大于”“小于”或“等于”)入射角;当光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而 增大 (选填“增大”“减小”或“不变”);
(2)小宇让一束光沿着图中BO方向入射向水面时,发现光线沿着OA方向折射进入空气,这表明:光的折射现象中,光路是 可逆 的;
(3)小宇接着又完成了光从空气斜射进玻璃和从玻璃斜射入空气的实验,他这样进行多次实验的目的是为了 使结论具有普遍规律,防止实验的偶然性 。
【答案】(1)等于;增大;(2)可逆;(3)使结论具有普遍规律,防止实验的偶然性。
【解答】解:(1)根据表格中的数据可知,在光的反射现象中,反射角始终等于入射角。
当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,随着入射角的增大,折射角也在增大。
(2)让一束光沿着图中BO方向入射向水面时,根据光路具有可逆性,光线沿着OA方向折射进入空气。
(3)换用不同的介质多次实验的目的是避免偶然性,使实验结论更具有普遍性。
故答案为:(1)等于;增大;(2)可逆;(3)使结论具有普遍规律,防止实验的偶然性。
36.创新实验小组为了探究“光从空气斜射入各种介质时折射角大小与哪些因素有关”,同学们利用激光笔、玻璃、水、光具盘等进行如图﹣1所示的实验探究。先让光从空气斜射入玻璃,分别测出入射角和折射角的大小,记录在表中。
实验序号
介质种类
入射角/°
折射角/°
1
水
60
40.5
2
透明树脂
60
35.3
3
透明树脂
45
28.1
4
透明树脂
30
19.5
5
玻璃
60
31.7
(1)如图﹣1所示是某次实验情形,此次试验的入射角是 30° ;
(2)分析序号为 2、3、4 的三次实验数据可得初步结论:光从空气斜射入某种透明介质中时,折射角随入射角的增大而 增大 ;
(3)分析序号为1、2、5的三次实验数据可知,当入射角相同时,光从空气斜射入玻璃的折射角 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)光从空气斜射入水的折射角,因此,光从空气斜射入其他介质时,折射角大小还与 介质种类 有关;和水相比玻璃对光的折射本领较 强 ;
(4)如图﹣1、图﹣2两种组装器材的方式中,小明认为更合理的是图﹣2,理由是此种组装方式能更方便地测出 入射角和折射角 。
【答案】(1)30°;(2)2、3、4;增大;(3)小于;介质种类;强;(4)入射角和折射角。
【解答】解:(1)图甲中,入射光线与法线的夹角就是入射角,为90°﹣60°=30°;
(2)由表中数据可得,若探究折射角大小与入射角大小有关时,控制介质种类不变,改变入射角大小,根据序号2、3、4可以得出光从空气斜射入某种透明介质中时,折射角随入射角的增大而增大;
(3)分析1、2、5实验可知,入射角大小相等,都为60°,介质的种类不同,光从空气斜射入玻璃的折射角为31.7°,光从空气斜射入水的折射角为40.5°,所以光从空气斜射入玻璃的折射角小于光从空气斜射入水的折射角,因此可知折射角大小与介质种类有关,可知玻璃对光的折射本领比水强;
(4)入射角和折射角分别为入射光线和折射光线与法线的夹角,图﹣2中,入射光线和折射光线在量角器对应的刻度线能直接表示入射角与折射角的大小,故图﹣2装置更为合理。
故答案为:(1)30°;(2)2、3、4;增大;(3)小于;介质种类;强;(4)入射角和折射角。
37.小明为探究光的折射规律设计了下面两个实验装置:如图甲所示的实验装置,其中光屏F可绕直径NOM前后折转。
(1)实验时,先让光屏E、F位于同一平面内,一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中,在光屏F上可以看到折射后的光束,观察发现折射光线和入射光线位于法线 两侧 ;小明将光屏F向后折转一定角度后,在光屏F上不能看到折射光,说明折射光线和入射光线 在 (选填“在”、“不在”)同一平面内;
(2)小明将光屏F恢复原状,保持入射光不动,继续加水,会看到杯底的亮斑B向 左 (选填“左”、“右”、“上”)移动;
(3)小明继续用另一支激光笔让光沿着BO射向水面时,可看到折射光沿OA射出,这说明在光折射现象中光路是 可逆的 。
(4)小明让一束光强不变的激光从某玻璃斜射向空气(如图乙、丙),不断调整入射角,通过实验得到如表格:
入射角α
0°
10°
20°
30°
40°
41.8°
50°
折射角β
0°
15.2°
30.9°
48.6°
81°
90°
反射能量
5%
7%
26%
43%
84%
100%
100%
①光的折射现象一般都会伴随着反射现象的发生,当入射角增大时,折射角 增大 (选填“增大”、“减小”或“不变”),折射光线的能量 减小 (选填“增大”、“减小”或“不变”);
②当入射角α≥41.8°时,折射光线消失,反射光线会变得更亮,即发生光的全反射现象。图像丁中的图线 a (选填“a”或“b”)反映了上述实验中的两角关系。
【答案】(1)两侧;在;(2)左;(3)可逆的;(4)①增大;减小;②a。
【解答】解:(1)实验时,先让光屏E、F位于同一平面内,一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中,在光屏F上可以看到折射后的光束,由图甲可知折射光线和入射光线位于法线两侧;
将光屏F向后折转一定角度后,在光屏F上不能看到折射光,这是因为呈现折射光线的F板和呈现入射光线的E板不在同一平面内,该现象可说明折射光线和入射光线在同一平面内;
(2)保持入射光不动,继续加水时,水面升高,入射点比原先偏左,入射角不变,折射角也不变,故杯底的亮斑会向左移动,如下图所示:
;
(3)小明继续用另一支激光笔让光沿着BO射向水面时,可看到折射光沿OA射出,这说明在光的折射现象中光路是可逆的;
(4)①由表格数据可知:入射角增大时,折射角也随着增大,且反射光线能量增大,则折射光线的能量将减小;
②折射角随着入射角的增大而增大,但折射角总大于入射角,而图线b中,当入射角等于45°时,折射角也等于45°,图线a中的折射角始终大于入射角,且当入射角为41.8°时,折射角为90°,所以图线a反映了上述实验中折射角与入射角的关系。
故答案为:(1)两侧;在;(2)左;(3)可逆的;(4)①增大;减小;②a。
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