内容正文:
28
专题特训(二) 光现象作图 ▶ “答案与解析”见P11
类型一 根据光的直线传播规律作图
1.
日晷是古代的一种“时钟”,利用太阳光下指
针的影子指示不同的时刻,如图所示。请根
据指针的影子AB,画出此时太阳光的传播
方向(太阳光视为平行光)。
(第1题)
(第2题)
2.
如图所示,在墙壁上有孔 MN,室外有物体
AB。小明想通过孔MN 在室内看到物体的
全部情况,请你作图画出小明眼睛的大致范
围(用阴影表示)。
类型二 根据平面镜成像的特点作图
3.
请在图中画出三角形ABC 在平面镜MN 中
所成的像。
(第3题)
类型三 根据光的反射定律作图
4.
在汽车驾驶室内,驾驶员通过左右两侧后视
镜观察,有看不到的区域(盲区),人或其他车
辆应尽量避免进入盲区。如图所示,S 为驾
驶员眼睛的位置,M、N 为左侧后视镜左右
两边界点,请作出反射光线NS 的入射光线,
并标出BM 到车左侧(虚线所示)之间的盲区
(用阴影表示)。
(第4题)
答案讲解
5.
(2023·宜昌)航天员进行舱外作业
时,宽厚的航天服限制了他的视野,
为了看清胸前的操作面板,可以通
过手腕处的小镜子(如图甲)进行观察。图乙
中A 点代表航天员的眼睛,B 点代表胸前某
一按钮,C 点是小镜子的位置,请你根据反射
光路图在C 点准确画出镜面,并标出镜面与
竖直面的夹角。(保留作图痕迹)
(第5题)
类型四 根据平面镜成像的特点和原理作图
6.
(2023·黄冈)“仙女飞天”魔术表演中,位于
P 点的观众看到云雾中漫舞的仙女A',实质
是挡板后的演员A 在平面镜中的虚像,如图
所示。请作出平面镜的位置,并完成P 点观
众看到仙女的光路图。
(第6题)
(第7题)
7.
如图所示,在某房间的天花板上装有平面镜
M,S为一只灯泡,P 为一堵不透明的墙。请
画出灯泡发出的光经平面镜反射后,能够照
亮P 墙右侧区域的光路图。
8.
如图所示,平面镜MN 上方有一个物体AB。
要使人眼在镜前P 点看不到物体在镜中所
成的像,应将一部分镜面遮住,请画出至少应
遮住的区域(用CD 表示)。
(第8题)
物理(苏科版)八年级上
29
专题特训(三) 光现象实验 ▶ “答案与解析”见P12
类型一 分解太阳光
1.
如图所示,让一束太阳光经过平面镜、狭缝、
三棱镜,最后落在白色光屏上,实验中,观察
到太阳光会分解成多种色光。如果要观察到
经过狭缝后光的传播路径,你打算采用什么
方法? 。实验时可观察到光从狭
缝到三棱镜的传播路线是一条 ;光经
过三棱镜偏折后,呈现在光屏上的是
(彩色光谱/一条亮线/一块暗斑),此时在三
棱镜与光屏之间放置一块绿色透明玻璃,则
在光屏上应该观察到 (与之前没有
变化/只出现绿色光/没有绿色光)。
(第1题)
答案讲解
类型二 小孔成像实验
2.
小华用一次性杯子和半透明薄膜做
了一个“针孔照相机”,她在一次性
杯子的底部用针戳了一个小孔,在
杯口蒙上一层半透明薄膜,如图甲所示。
(第2题)
(1)
小华采用正确的观察方法,发现实际观
察时,无论怎样调节孔到蜡烛的距离,半透明
薄膜上烛焰的像仍不够清晰,你能帮她想个
可行的办法解决这一问题吗?
。
(2)
小华在另一个一次性杯子底部挖了一个
三角形的小孔,如图乙所示,继续观察同一个
蜡烛,发现在半透明薄膜上的像的形状
(有/没有)变化。
(3)
另有几名同学在硬纸板上挖孔来研究太
阳的小孔成像,为了研究孔的大小对光斑形
状的影响,小华、小明分别设计了如图丙、丁
所示的装置。接着,从图示位置沿箭头方向
水平移动B,改变孔的大小,同时观察光斑形
状的变化情况。你认为 (小华/小
明)的设计更合理,依据是
。若保持孔的大小不变,逐
渐增大硬纸板与地面间的距离,你会发现地
面上的光斑将变 (大/小)。
(第2题)
3.
请回答以下问题:
(1)
正常天气情况下,太阳为圆形时,小明想
估测太阳的直径D。他将11只相同的一次
性纸杯对接起来,并将中间打通,前部戳一个
小孔,尾部用半透明塑料薄膜套封住作为观
察屏,制作了一个观察装置,如图(a)所示。
将带小孔的一端正对着太阳方向,拍下此时观
察屏的照片,如图(b)所示。若地球与太阳之
间的距离为a;从小孔到观察屏的距离为L。
以下有关数据可供选择性使用:月球与地球
之间的距离b=3.8×108m;地球与太阳之间
的距离a=1.5×1011m;杯口的直径d=
80mm;从小孔到观察屏的距离L=1m。
(第3题)
第二章 光 现 象
30
①
在 此 实 验 中,还 需 测 量 的 物 理 量 是
。
②
测量结果的表达式为D= (用已
知量和测量量的字母表示)。
③
请你完成测量,求出测量值D= m
(光斑的直径约为0.9cm)。
④
若要估测月球的直径,需要补充的测量任
务是 。
(2)
为了探究树荫下光斑的成因,小明设计
了开有菱形状孔(边长约为5cm)的卡片甲,
将其正对太阳光,如图(c)所示,并用另一张
卡片乙紧贴在卡片甲上,沿箭头方向水平移
动,观察距卡片50cm且与甲平行放置的光
屏上光斑的变化情况。光斑未变成圆形前,
其亮度 (变大/不变/变小);变成圆
形后,其大小 (变大/不变/变小)。
若观察到光斑呈椭圆状,原因可能是
。
[第3题(c)]
类型三 探究物体影子长度的影响因素
4.
为了探究影子长度与哪些因素有关,某科学
兴趣小组的同学做了如图所示的实验:在水
平地面上竖直固定一根长杆,长杆上装有一
个可以上下移动的点光源A,再在地面上竖
立一根短木条(短木条始终低于点光源A)。
(第4题)
(1)
保持短木条的长度和位置不变,该同学
将点光源A 从图示位置逐渐向上移动,测得
数据如表所示。该小组同学做此实验,想要
验证的假设是 。
点光源的
高度H/cm 20 30 40 50 60
影子长度
L/cm 30 15 10 7.5 6
(2)
分析上述实验数据还可发现:在点光源
逐渐上移的过程中,若点光源的高度增加量
相同,则影子长度L 的变化量 (增
大/不变/减小)。
(3)
图中的s表示点光源到短木条的水平距
离,如果要探究影子长度L 与点光源到短木
条的水平距离s的关系,应如何操作?
。
类型四 探究平面镜成像的特点
5.
如图所示为小明在水平桌面上“探究平面镜
成像的特点”的实验装置。
(第5题)
(1)
实验中用玻璃板代替平面镜,利用了玻
璃透明的特点,便于确定 ,玻璃板应
放置。
(2)
在玻璃板前面放一枚棋子A,再拿一枚
相同的棋子B 在玻璃板后面移动,直至与棋
子A的像重合,这样做是为了比较
的关系;若将光屏放在棋子B 所在的位置,
直接观察光屏,不能看到棋子A 的像,说明
平面镜所成的像是 (实/虚)像。
(3)
实验时小明发现棋子A 的像较暗,很难
使棋子B 与之重合,用手电筒对着玻璃板照
射棋子 A 的像, (能/不能)使像
变亮。
物理(苏科版)八年级上
31
6.
(2023·包头)小华观察蜡烛在玻璃板中的成
像情况,如图所示。所用器材有薄玻璃板、两
根相同的蜡烛A 和B、白纸、火柴、三角尺等。
(第6题)
(1)
为了便于观察像,从环境的亮度考虑,应
在 的环境中进行实验。
(2)
实验时先点燃蜡烛A,此时应在蜡烛
(A/B)一侧观察蜡烛A 的像,所成
的像是光射到玻璃板发生 形成的。
(3)
选用蜡烛B 的目的是
(写出一条即可)。
类型五 探究光的反射定律
7.
(2023·仙桃)用如图所示的装置探究“光的
反射定律”。将平面镜M 水平放置,附有量
角器(未画出)的白纸板由E、F 两部分构成,
始终竖直立在M 上,可以绕ON 翻折。
(第7题)
(1)
如图甲所示,E、F 在同一平面内,让入射
光AO 射向镜面,量角器上显示入射角和反
射角的大小,可得出∠r (>/=/
<)∠i。
(2)
改变入射光的方向,再测几组入射角和
反射角,这样做的目的是 。
(3)
若光沿BO 入射,经M 反射后沿OA 射
出,这表明:在光的反射现象中,光路是
的。
(4)
如图乙所示,把F 向前或向后翻折,则在
F 上 (能/不能)看到反射光,这说明
反射光线、入射光线和法线在 。
8.
(2022·盐城)如图所示,小红做“探究光的反
射定律”实验。
(第8题)
(1)
将 平 面 镜 水 平 放 置,白 色 硬 纸 板
放在平面镜上。
(2)
如图甲所示,让一束光 着纸板
射向镜面上的O 点。小红能从不同方向看
到纸板上的光束,是因为发生了 反
射,在纸板上画出光路,再次改变 的
方向,重复上述实验,取下纸板,用量角器量
出入射光AO 与 (ON/CD)的夹角,
即为入射角,记录数据,比较反射角和入射角
的大小关系。
(3)
为了确定反射光线与入射光线构成的平
面的位置,小红用如图乙所示的装置对实验
进行改进。将光屏安装在底座上,使其可以
绕水平直径偏转,将平面镜固定在水平底座
上,让光屏倒向后方,用激光笔作光源,将激
光束沿固定方向照射到平面镜中心处,水平
旋转底座并改变 的角度,设法使光
屏上呈现出 的径迹,如图丙所示,此
时光屏所在的平面就是要寻找的平面。
第二章 光 现 象
14.
A [解析]若眼睛要看到新鞋在
镜中所成的像,则眼睛与鞋子在镜中
像的连线与试鞋镜要有交点。如图所
示,由于试鞋镜的高度太小,连线与试
鞋镜没有交点,所以人看不到新鞋的
像。当人站在原地下蹲时,眼睛与像
的连线就可以跟镜面相交了,从而能
看到镜中的鞋,故A正确;通过作图
可知,保持直立靠近或远离“试鞋镜”,
或站在原地竖直向上提起一只脚,“试
鞋镜”中的像与眼睛的连线与“试鞋
镜”都没有交点,所以都不能看到新鞋
的像,故B、C、D错误。
(第14题)
15.
D [解析]镜中所成的是正立、等
大的虚像,故A错误;像与物大小相
等,人远离平面镜或靠近平面镜,像大
小不变,故B错误;当θ为90°时,人要
看到镜中的像,由光的反射定律和几
何知识可知,镜子长度约为人身高的
一半,若镜子长度为身高的1
4
,人在
远离平面镜的过程中,一定不能看到
脚上的鞋在镜中的像,故C错误;改
变θ的值,即便镜子长度小于身高的
1
2
,脚上鞋反射的光线也可能进入人
的眼睛,所以镜子长度为身高的1
4
,
改变θ的值可能看得到脚上的鞋在镜
中的像,故D正确。
专题特训(二) 光现象作图
1.
如图所示
(第1题)
[解析]影子是由光沿直线传播形成
的,过点A 向指针顶端作一条射线,
在射线上画出箭头表示出光的传播
方向。
2.
如图所示
(第2题)
[解析]分别作出来自物体两个端点A
和B 的经过孔MN 上、下边缘的两条
光线,这四条光线所围成的区域就是
眼睛所在的大致范围。
3.
如图所示
(第3题)
[解析]平面镜成像时,像与物关于镜
面对称,因此作图时,先找出A、B、C
三点的像A'、B'、C',然后将各像点连
接,注意连线用虚线。
4.
如图所示
(第4题)
[解析]先过N 点画出法线,再根据反
射角等于入射角画出入射光线AN,
则阴影区域就是BM 到车左侧(虚线
所示)之间的盲区。
5.
如图所示
(第5题)
[解析]根据光的反射规律,反射光线、
入射光线分居法线两侧,反射角等于
入射角,可以得出法线在入射光线和
反射光线夹角的平分线上;因为法线
是垂直于镜面的,所以用虚线作出法
线后,过入射点作法线的垂线,镜面就
在这条垂线上,镜面要朝向入射光线
和反射光线的一侧。因为反射光线与
竖直面的夹角为50°,入射光线与竖直
面的夹角为70°,所以反射角与入射角
之和为180°-50°-70°=60°,则反射
角和入射角都为30°,所以可以得出反
射光线与镜面的夹角为60°,则镜面与
竖直面的夹角为60°-50°=10°。
6.
如图所示
(第6题)
[解析]第一步:确定平面镜的位置。
由于像与物体关于平面镜对称,连接
AA',再作连线的垂直平分线,就是平
面镜的位置。第二步:确定反射光线
和入射光线。连接PA',连线与平面
镜的交点就是入射点,则A 点与入射
点的连线就是入射光线,入射点与P
点的连线就是反射光线。
7.
如图所示
(第7题)
[解析]S发出的光线要想经过平面镜
反射后照到P 墙右侧位置需要满足
两个条件:一是入射光线不能被墙挡
住,二是反射光线不能被墙挡住。当
人逆着反射光线看时,反射光线好像
从镜子后面的虚像发出,所以先作S
关于平面镜的对称点S',则只要连接
S'与墙的右上角的顶点并延长即可得
到最左侧的反射光线,进而得到相应
11
的入射点,连接S 和入射点即可得到
对应的入射光线;连接S 与墙的左上
角的顶点并延长,得到对应最右侧反
射光线的入射光线及入射点,连接S'
与相应的入射点并延长即可得到最右
侧的反射光线,则两条反射光线之间
的区域就是灯泡发出的光经平面镜反
射后,能够照亮P 墙右侧的区域。
8.
如图所示
(第8题)
专题特训(三) 光现象实验
1.
喷烟雾 直线 彩色光谱 只出
现绿色光
2.
(1)
在较暗环境下进行(或关闭实
验室的灯;或拉窗帘) (2)
没有
(3)
小华 孔的形状始终为三角形并
逐渐变小 大
3.
(1)
①
光斑的直径c ②
ac
L
③
1.35×109 ④
测出薄膜上黑斑的
直径e (2)
不变 不变 卡片与太
阳光不垂直 [解析](1)
①
在此实
验中,还需要测量的物理量是光斑的
直径c。②
根据光的直线传播可知,
太阳最边缘发出的光线经小孔后射向
光斑的边缘,根据数学中相似三角形
特点得到L
a=
c
D
,则太阳的直径D=
ac
L
。③
已 知 光 斑 的 直 径 约 为
0.9cm,那么测得的太阳的直径D=
ac
L =
1.5×1011m×0.9×10-2m
1m =
1.35×109m。④
当月球全把太阳光
遮住时,光斑便变成了黑斑,这个黑斑
便是月球的影子,此时测出黑斑的直
径为e。而据题意知,月球与地球间
的距离、小孔与观察屏的距离,再根据
光的直线传播及相似三角形的特点可
求出月球直径。(2)
图(c)中卡片乙
向左移动前,孔的形状是菱形的,孔比
较大,由于光沿直线传播,光屏上光斑
的形状是菱形,随着卡片向左移动,孔
的面积逐渐减小,由于光照强度不变,
所以未变成圆形前,光斑的亮度不变;
当孔小到一定程度时,地面上的光斑
是太阳经孔成的像(小孔成像),光斑
的形状与太阳的形状相同,是圆形的,
由于太阳到孔的距离不变,所以光斑
大小不变。若观察到光斑呈椭圆状,
原因可能是卡片与太阳光不垂直。
4.
(1)
影子长度可能与点光源的高
度有关 (2)
减小 (3)
控制点光
源的高度和短木条的长度不变,改变
短木条的位置,测出多组L和s
[解析](1)
据题意可知,该小组同学
做此实验,想要验证的假设是影子长
度可能与点光源的高度有关。(2)
实
验中测得的五组数据,相邻两组点光
源高度的增加量均为10cm,影子长
度L 的变化量分别是15cm、5cm、
2.5cm、1.5cm,由此可知,在点光源
逐渐上移过程中,若点光源高度增加
量相同,则影子长度L 变化量减小。
(3)
短木条在地面上的影子是由于光
在空气中沿直线传播被短木条挡住形
成的,题图中影子长度L与H、s和短
木条的长度这三者有关,根据控制变
量法的要求,如要探究L与s的关系,
应控制H 和短木条的高度不变,改变
s,测出多组L和s。
5.
(1)
像的位置 竖直 (2)
像与物
大小 虚 (3)
能 [解析](3)
根据
平面镜成像的原理和光反射时光路可
逆的原理可知,用手电筒对着玻璃板
照射棋子A 的像,反射光会射向棋子
A,棋子A 的亮度增加,所成的像变
亮(若用手电筒照射棋子A 面向玻璃
板的一面,棋子A 的像更亮)。
6.
(1)
较暗 (2)
A 反射 (3)
比
较像与物的大小关系(或确定像的位
置等)
7.
(1)
= (2)
多次实验,得到普遍
规律 (3)
可逆 (4)
不能 同一平
面内
8.
(1)
竖直 (2)
沿 漫 入射光线
ON (3)
光 屏 反 射 光 线
[解析](1)
在“探究光的反射定律”实
验中,应将硬纸板竖直放在平面镜上。
(2)
要在纸板上看到光束,光束与纸
板需在同一平面内,因此应让光束沿
着纸板射向镜面;能从不同方向看到
光束,说明光能从不同方向进入人的
眼睛,发生的是漫反射;入射光线与法
线的夹角称为入射角。(3)
改变光屏
的角度,当光束与光屏处于同一平面
内时,光屏上就会呈现出反射光线的
径迹。
第二章复习
[知识体系构建]
本身发光 天然 人造 红、橙、黄、
绿、蓝、靛、紫 多种色光 红、绿、蓝
直线 路径 方向 3×108 虚 相
等 相等 对称 反射 平面 法线
等于 可逆 镜面 漫 会聚 发
散 凸
[高频考点突破]
典例1 直线传播 暗 大 [解析]小
孔成像是由光的直线传播形成的;要
让室内墙壁上的像更清楚,房间内的
亮度应较暗,形成对比;根据相似三角
形的知识可知,当室外的人靠近小孔
时,他在墙壁上所成像的大小将变大。
[跟踪训练]
1.
小孔成像 直线传播 变大
[解析]让白炽灯泡发出的光穿过小孔
射到白纸上,在白纸上可看到一个清
晰的灯丝的像,这是小孔成像现象。
小孔成像现象说明光在同种均匀介质
中沿直线传播。若向上移动小孔,小
孔与白炽灯泡间的距离变小,与白纸
间的距离变大,所以像将变大。
典例2 C [解析]图中的月食的轮
21