专题04 光现象作图与实验专题【考题猜想】(52题9大类型)-2024-2025学年八年级物理上学期期末考点大串讲(鲁科版2024)
2024-12-06
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理鲁科版(五四学制)八年级上册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第三章 光现象 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 光学 |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 山东省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 16.21 MB |
| 发布时间 | 2024-12-06 |
| 更新时间 | 2024-12-06 |
| 作者 | 理化课代表精品中心 |
| 品牌系列 | 上好课·考点大串讲 |
| 审核时间 | 2024-12-06 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/49132745.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题04 光现象作图与实验专题
【作图1 光的直线传播作图】 1
【作图2 光的反射光路图】 4
【作图3 根据平面镜成像特点作光路图】 8
【作图4 光的折射光路图】 14
【作图5 透镜的特殊光线作图】 20
【实验6 探究光的反射定律实验】 24
【实验7 探究平面镜成像特点实验】 29
【实验8 探究光的折射特点实验】 34
【实验9 探究凸透镜成像规律的实验】 38
【作图1 光的直线传播作图】
1.(23-24八年级上·山东泰安·期末)“井底之蛙”这个成语大家都很熟悉,如图甲所示,枯井中的青蛙位于井底“坐井观天”。请在图乙中画出青蛙(眼睛用点O表示)通过井口观察到的天空范围的光路图。
【答案】
【详解】图中O点是青蛙的位置,将O点与井口左边的端点相连成一直线,将O点与井口右边的端点相连成一直线,然后在直线上标出箭头,即得到两条射向青蛙眼睛的光线,这两条光线就决定了青蛙的观察范围,如下图所示
2.(23-24八年级上·山东济宁·期中)如图所示,小明在房间的A点直接看到了坐在客厅沙发上B点的爸爸,请画出此现象的光路图。
【答案】
【详解】由题知,小明爸爸B点反射的光直接传到小明的眼睛,小明看到爸爸,如图所示:
3.(23-24八年级上·山东淄博·期末)“井底之蛙”这个成语大家都很熟悉。如图所示为“井底观天”的示意图,设P点为青蛙的眼睛,请作出青蛙看到天空范围的光路图。
【答案】
【详解】光在均匀的介质中沿直线传播,所以能看到最大的天空的范围是井外的物体的光线能沿井沿直线射进井中的。作图如下:
4.(21-22八年级下·山东济宁·开学考试)如图所示,甲、乙两人分别站立于一面墙的两边,若要在墙上开一个窗使两人彼此都能看到对方的全身,利用光学知识画出所需的最小窗位置的光路图,并标出最小窗位置范围MN。
【答案】
【详解】根据光在同种均匀介质中沿直线传播,过乙头顶和脚底分别作两条直线到甲的眼睛,过甲头顶和脚底分别作两条直线到乙的眼睛,因为要满足两人彼此都能看到对方的全身,所以取这四条直线与墙的交点中,距离最远的两个点,用线段连接起来,就是所需最小窗MN位置范围,光路如下图所示:
【作图2 光的反射光路图】
5.(23-24八年级上·山东济南·期末)如图所示,OA是某光线经平面镜反射后的光线,请画出OA的入射光线并标出入射角的度数。
【答案】
【详解】过入射点O作法线,因为反射光线与镜面的夹角是30°,所以反射角为
90°﹣30°=60°
根据反射角与入射角相等,所以入射角也为60°,据此作出入射光线并标出入射角的度数。如图所示:
6.(23-24八年级上·山东临沂·期末)如图所示,入射光线与镜面成角,请画出反射光线:
【答案】
【详解】过入射点垂直于镜面做出法线,已知入射光线与镜面的夹角为30°,则入射角为
90°-30°=60°
根据反射角等于入射角,则反射角也等于60°,在法线的右侧即可做出反射光线.如下图所示:
7.(23-24八年级上·辽宁铁岭·期中)如图,小丽想让室外太阳光照射到A处的平面镜上,反射后射到盆中花上的B处。请在图中把光路补充完整,并大致画出平面镜位置。
【答案】
【详解】连接A、B,并在AB上标上由A指向B的箭头,即为反射光线,根据光的反射定律可知,作出反射光线和入射光线夹角的角平分线,即为法线,过入射点A做法线的垂线,垂线所在位置就是平面镜的位置,最后在平面镜背面画上短斜线,如下图所示:
8.(2023·山东菏泽·中考真题)室内有一吸顶灯S,人从平面镜MN中能够看到吸顶灯。请在图中画出人眼A经平面镜MN看到吸顶灯的完整光路图。
【答案】
【详解】人眼A经平面镜MN看到吸顶灯,是由于吸顶灯发出的光经平面镜反射后浸入人的眼睛,作点S关于平面镜的对称点S′,连接S′A与镜面的交点O即为入射点,连接SO即为入射光线,如图所示
9.(2023·山东枣庄·中考真题)自行车尾灯可有效避免夜间交通事故的发生,它由多组“直角反射器”组成,其中一组“直角反射器”如图所示,一束光射向平面镜S1,请在图中画出经过S1、S2两个平面镜反射后的光路图。
【答案】
【详解】如图过入射点作镜面S1的垂线为法线,根据反射角等于入射角做出反射光线,反射光线与平面镜S2的交点作为入射点,再重复上述过程,做出反射光线,最后的反射光线与射向S1的入射光线平行,具体作图如图所示:
10.(21-22八年级上·山东潍坊·期末)如图所示,在一次野外探险中,小明想要利用一块平面镜使一束光水平射入洞中。请你通过作图标出平面镜的位置,并画出反射光线、标出反射角的度数。
【答案】
【详解】因为反射光线水平射入洞中,过入射点O水平向右做出反射光线OB;然后作的角平分线即为法线ON;过O点作法线的垂线即为平面镜;由图可知:反射光线和入射光线的夹角
则反射角为
如图所示:
11.(23-24八年级上·山东聊城·期末)2023年全国中学物理年会科学晚会上,两位老师表演了主题为“切不断的光线”节目,如甲图所示,老师将光的传播路径放在一个木质暗箱里,让观众误以为光是沿直线传播的,当用木质隔板插入暗箱去切光线时,发现光线没有被切断。“切不断的光线”原理是利用了三面平面镜让光发生反射,光沿水平方向射入,最终又沿水平方向射出。请将如图木箱中的第三面平面镜的位置画出来。(不需要画固定平面镜的木条)
【答案】
【详解】根据题意,由反射定律可知,入射角等于反射角,则法线在入射光线与反射光线夹角的角平分线上,先画出法线,再画出第三面平面镜与法线垂直,如图所示
【作图3 根据平面镜成像特点作光路图】
12.(24-25八年级上·山东济宁·期中)按题目要求作图:
(1)请在图1中画出平面镜和光路图,使得太阳光照射到A点时,经过反射可以照射到B点;
(2)如图2甲所示,家用小轿车的前挡风玻璃都是倾斜的,这样可以保证夜间行车时,车内景物成的像在司机前面斜上方避免干扰司机视线,保证驾驶安全。请你在图2乙中画出挡风玻璃前一只笔(用箭头AB替代)在挡风玻璃中所成的像,请保留作图痕迹。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)图2中,太阳光照射到A点,经过反射后,反射光线过B点,则A点为入射点,AB为反射光线,在光的反射现象中,反射角等于入射角,据此确定法线的位置,而镜面与法线垂直,从而确定镜的位置,作图如下:
(2)平面镜成像时,像与物的连线与镜面垂直,像与物到镜面的距离相等,分别过A和B点作镜面的垂线,可确定对应的像点A′和B′,连接A′和B′即为对应的像,作图如下:
13.(24-25八年级上·山东淄博·期中)
(1)如图1,我国敦煌的塔式光热电站通过平面镜把太阳光反射后会聚到吸热塔,其中某束光的传播路径如图2所示,在图2中画出平面镜的位置。(用“”表示平面镜)
(2)根据平面镜成像特点作出图3中AB的像。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)先做出入射光线与反射光线的夹角的角平分线,即为法线,过入射点做法线的垂线,即为镜面,如图所示:
(2)像与物体关于平面镜对称,分别做出A、B点关于镜面的对称点A′、B′,连接A′B′,并在A′点上打上箭头,如图所示:
14.(24-25八年级上·山东潍坊·期中)平面镜在各行各业中都有广泛的应用,图甲是医生借助平面镜检查牙齿的情景,请在图乙中画出能反映此过程的光路图。
【答案】
【详解】由平面镜成像规律可知,平面镜所成的像与物体关于平面镜对称,过平面镜找到与牙齿相对称的像点,连接人眼与像点,该连线与平面镜的交点即为入射点,人眼与入射点间的光线即为反射光线,连接牙齿与入射点即为入射光线,如图所示
15.(23-24八年级上·山东德州·阶段练习)请你面出平面镜,把太阳光竖直反射到井底。(保留作图痕迹)
【答案】
【详解】因将一束太阳光反射到竖井底,所以过入射点作入射光线与反射光线夹角的平分线(即法线),再过入射点作垂直于法线的平面镜,如下图所示:
16.(23-24八年级上·山东日照·期末)2023年第35个“全国爱牙日”的宣传主题是“口腔健康全身健康”,如图中,牙医借助平面镜观察牙齿的背面,请利用平面镜成像特点在图中画出能反映此过程的光路图。
【答案】
【详解】先作出牙齿关于平面镜的对称点,即牙齿的像的位置,连接像和人眼与平面镜交于一点,即为入射点,连接牙齿和入射点为入射光线,连接入射点和人眼为反射光线,如图所示:
17.(23-24八年级上·山东淄博·期末)如图所示,A点为某同学的眼睛,他从平面镜中看到了自己的鞋子(B点),请画出这位同学看到自己鞋子的光路图。
【答案】
【详解】在平面镜的另一侧作出自己的鞋子的点B的对称点B′,即为B在平面镜中的像;连接像点与眼睛A点与镜面相交于一点O,即为入射点,连接AO、OB,则BO是入射光线,OA为反射光线,光路如下图:
18.(23-24八年级上·山东临沂·期末)图甲是“小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上头”的画面。图乙,A'点表示水中“蜻蜓”的位置,请画出蜻蜓位置A和光从蜻蜓经水面反射后进入人眼的光路图;
【答案】
【详解】由题意知,A'是蜻蜓在水中的像,此时的水面相当于平面镜。连接与眼睛的直线,直线与水面的交点为入射点,入射点到眼睛的线为反射光线,过作水面的垂线,据平面镜的成像特点:像与物到镜面的距离相等,作出A点,即蜻蜓所在的位置,连接入射点与A点,这条线即为入射光线,作图如下:
【作图4 光的折射光路图】
19.(24-25八年级上·山东东营·期中)《康熙几暇格物编·蒙气》中记载:“正如置钱碗底,远视若无,及盛满水时,则钱随水光而显现矣。”人眼从A处向水中看去,看到在C点的硬币在水中所成的像位于B点。请画出从A点看到C点的光路图。
【答案】
【详解】光的折射现象中,人眼看到的是靠上的虚像,即人眼和虚像在同一条直线上,因此将B点与A点连线,折射面以上用实线,该实现是进入人眼的折射光线,折射面以下用虚线,AB线与折射面的交点为折射点,折射点与C点的连线是硬币发出的入射光线,光路图如下图所示:
20.(24-25八年级上·山东济宁·期中)
(1)如图,S’为点光源S在平面镜MN中的像,请确定平面镜MN的位置;
(2)如图,一束光射向左右表面平行的玻璃砖,画出光从玻璃砖左表面射出的光线。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由平面镜成像特点可知,像与物成镜面对称,用虚线连接S S’,平面镜与对称线S S’垂直,如图所示:
(2)过入射点作玻璃砖左表面的垂线,即法线,当光从玻璃斜射入空气时,折射角大于入射角,此时的入射角等于光从空气斜射入玻璃砖中时的折射角,因为光路可逆,所以光从玻璃斜射入空气的折射光线与最初光从空气斜射入玻璃砖中时的入射光线平行,如图所示:
21.(24-25八年级上·山东临沂·期中)光从空气斜射入到玻璃中,在空气与玻璃的交界面上发生折射和反射,反射光线如图所示,请在图中画出入射光线和折射光线的大致方向,并标出入射角的大小。
【答案】
【详解】光从空气斜射入到玻璃中,在空气与玻璃的交界面上发生折射和反射,过O点作分界面MN的垂线即法线。由图可知,反射光线与界面的夹角为40°,则反射角为
90°-40°=50°
由光的反射定律可知,反射角等于入射角,所以入射角为50°。入射光线和反射光线分别位于法线两侧,画出入射光线AO;由光的折射规律可知,入射光线和折射光线分别位于法线两侧,光从空气斜射入到玻璃中,折射角小于入射角,故折射光线应靠近法线,据此画出折射光线OB,如图所示:
22.(24-25八年级上·山东济宁·期中)作图题:
(1)一束光线从空气斜射到平静的水面上,请在图中画出该入射光线的反射光线和折射光线的大致方向;
(2)请利用平面镜成像的特点在图中作出AB物体在平面镜中的像,保留作图痕迹。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)一束光线从空气斜射到平静的水面上,根据反射角等于入射角作出反射光线,根据折射角小于入射角作出大致的折射光线,作图如下:
(2)根据平面镜成的像关于平面镜对称,分别做A、B点关于平面镜的对称点、,连接、即为AB物体在平面镜中的像,作图如下:
23.(23-24八年级上·江苏无锡·期末)如图是一束光线从空气中斜射到水面,试画出折射光线并标出入射角α。
【答案】
【详解】光由空气斜射进入水中时,折射光线向靠近法线方向偏折,折射角小于入射角,据此画出折射光线;入射角是入射光线与法线的夹角,据此标明入射角,如下图所示:
24.(23-24八年级上·广西南宁·期末)如图所示,在图中,根据给出的入射光线,画出相应的折射光线并标出折射角。
【答案】
【详解】光从空气中斜射入水中,根据光的折射规律,折射角小于入射角,图中法线已画出,在左下水中画出折射光线,并标出折射角θ,如图所示
25.(23-24八年级上·山东聊城·期末)如图所示,水面在虚线1位置时,一束光射入杯中,在杯底A处形成光斑,逐渐往杯中加水,当水面至虚线2位置时,请画出这束光进入水后的光路,并标出此时光斑的位置,用字母B表示。
【答案】
【详解】由于该束光在水面1的位置和水面2的位置时,入射角是相同的,那么它们的折射角大小也相同,两条折射光线是相互平行的,在该束光与水面2的交点上,作法线,再过该点,作平行于水面1折射光线的光线,此为水面2的折射光线,该光线与杯底的交点,为光斑的位置,用字母B表示,如下图所示:
【作图5 透镜的特殊光线作图】
26.(23-24八年级上·山东聊城·期末)如图,一条光线由空气射向水面发生了反射和折射,反射光线AB经凸透镜的“F”点射向凸透镜。请画出:
(1)入射光线;
(2)水中的折射光线;
(3)光线AB经过透镜后的折射光线。
【答案】
【详解】(1)反射定律:反射光线、入射光线、法线在同一个平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角;由此画出入射光线,如下图所示。
(2)折射定律:折射光线、入射光线、法线在同一个平面内,折射光线、入射光线分居法线两侧,当光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时,折射光线向靠近法线方向偏折,折射角小于入射角;当光由水中或其它透明介质斜射进入空气中时,折射光线向远离法线方向偏折,折射角大于入射角;由此画出折射光线,如下图所示。
(3)根据凸透镜成像中,物体在2f处成等大、倒立的实像画出经过透镜的折射光线,如下图所示。
27.(23-24八年级上·山东济宁·期末)如图,凸透镜的主光轴与水面重合,水中有一条平行于凸透镜主光轴的光束,请作出其经透镜折射并射出水面的光路。
【答案】
【详解】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,折射光线通过凸透镜焦点;通过凸透镜后的光线射向水面时会发生折射,先过入射点画出法线,法线与界面垂直,根据折射定律,当光从水中射向空气时,折射光线远离法线偏折,折射角大于入射角,从而在空气中法线的另一侧画出折射光线,如图所示:
28.(23-24八年级上·山东菏泽·期末)如图,由水中射出一束光ab照射到凸透镜上,该光束与凸透镜的主光轴平行(F为凸透镜的焦点,O为光心)。请画出ab光束在水中的入射光和通过凸透镜后的折射光。
【答案】
【详解】先过入射点画出法线,再在法线左侧的水中根据折射角大于入射角,画出入射光线,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,折射光线经过焦点,如图所示:
29.(23-24八年级上·山东德州·期末)画出下列图中透镜的折射光线或入射光线的方向。
【答案】
【详解】光通过凸透镜时,从焦点射向凸透镜的光通过凸透镜后与主光轴平行;与主光轴平行的光通过凸透镜后通过焦点;
光通过凹透镜时,射向凹透镜另一侧焦点的光,通过凹透镜后,与主光轴平行;与主光轴平行的光通过凹透镜后,与主光轴离散,反射延长线与凹透镜另一侧的焦点在同一直线上。
答案如图:
30.(23-24八年级上·山东泰安·期末)请完成图中光路图(是凹透镜的虚焦点)。
【答案】
【详解】对于凹透镜,延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴,经过凹透镜光心的光线传播方向不变,如图所示:
31.(23-24八年级上·山东淄博·期中)在下图方框中画一个合适的透镜。
【答案】
【详解】由图可知,光线经过透镜后发散,说明透镜可以发散光线,所以是凹透镜,如图所示
32.(23-24八年级上·广东河源·期末)如图所示,S'是点光源S在平面镜中所成的像,S发出的一条光线经平面镜反射后恰好射向凹透镜右侧虚焦点F。要求:
(1)画出点光源S;
(2)补充入射光线;
(3)画出反射光线经过凹透镜的折射光线。
【答案】
【详解】平面镜成像时,像与物体关于镜面是对称的,据此作出发光点S;由图可知,像与反射光线的连线与镜面的交点为反射点,连接S和反射点,该光线为入射光线;延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴,如图所示:
【实验6 探究光的反射定律实验】
33.(24-25八年级上·山东东营·期中)在“探究光的反射规律”的实验中,如图所示,水平放置平面镜,白色纸板竖直立在平面镜上,纸板由E、F两部分组成,可以绕ON翻折。
(1)实验时,纸板ENF的作用是 ;
(2)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,光线AO的入射角大小是 度;
(3)接着将纸板F绕ON向后翻折,则纸板F上不能显示出反射光束,由此说明:在反射现象中, ;
(4)某同学在实验时,让入射光线AO沿纸板E射向镜面,然后转动纸板F,并使其与纸板E在同一平面内,但在F上没有发现反射光线,其原因可能是 ;
(5)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。该实验现象说明_______。(选填“A”或“B”)
A.反射角等于入射角
B.在光的反射现象中,光路可逆
【答案】(1)显示光路
(2)40
(3)反射光线、入射光线和法线在同一平面内
(4)纸板没有与平面镜垂直
(5)B
【详解】(1)实验时,纸板ENF的作用是显示光路,并且确定入射光线、法线、反射光线是否在同一平面内。
(2)入射角是入射光线与法线的夹角,由图可知入射角是
(3)将纸板F绕ON向后翻折,此时两个纸板不在同一平面内,纸板F上不能显示出反射光束。由此可以说明:在反射现象中,反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(4)让入射光线AO沿纸板E射向镜面,然后转动纸板F,并使其与纸板E在同一平面内,但在F上没有发现反射光线,可能的原因是纸板未与平面镜垂直。
(5)让另一束光沿BO方向射向平面镜,反射光将沿OA方向射出,即光可以沿着原光路返回,该现象说明光的反射现象中光路是可逆的,故选B。
34.(24-25八年级上·山东济宁·期中)图甲是“探究光的反射定律”的实验装置,平面镜M放在水平面上,E、F是两块粘接起来的硬纸板,而且纸板F可绕ON转动。
(1)组装器材时,应使纸板与平面镜之间保持 ;
(2)为了探究反射角与入射角的大小关系,应该进行的操作是___________(填字母);
A.改变纸板与平面镜之间的夹角,多次实验
B.改变入射角的大小,多次实验
(3)将一束光沿AO入射时,纸板F上会显示出反射光束OB,接着将纸板F绕ON向后翻转,则纸板F上 (选填“能”或“不能”)显示出反射光束,由此说明 ;
(4)为了让学生更直观地观察实验现象,老师进行了如图丙的改进,在一个透明玻璃罩内充满烟雾,激光笔1发出的光束AO为入射光线,光束OB为反射光线;用激光笔2发出垂直于镜面射向入射点O的光束作为 ,缓慢转动水平圆台,当看到三束光线相互遮挡时,也能证明步骤(3)中的结论。
【答案】(1)垂直
(2)B
(3) 不能 反射光线、入射光线、法线在同一平面内
(4)法线
【详解】(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必垂直。
(2)在探究反射角与入射角的大小关系时,为了得出普遍的规律,应多次改变入射角的大小,进行多次实验,这样才能避免结论的偶然性,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
(3)[1][2]将一束光沿AO入射时,纸板F上会显示出反射光束OB,接着将纸板F绕ON向后翻转,则光线与纸板不在一个平面内,则纸板F上不能显示出反射光束,由此说明反射光线、入射光线、法线在同一平面内。
(4)激光笔2发出的光束垂直于镜面射向入射点O,因此它作为法线使用。当三束光线(入射光线、反射光线和法线)在一条直线上或相互遮挡时,可以直观地证明入射光线、反射光线和法线在同一平面内。
35.(24-25八年级上·山东临沂·期中)在“探究光反射的定律”时,小明进行了如图所示的实验。
实验次序
入射角
反射角
1
30°
30°
2
50°
50°
3
60°
60°
(1)如图甲所示,让激光笔紧贴白纸板E射向镜面,光在白纸板上发生了 (选填“镜面”或“漫”)反射,方便观察光的传播路径;
(2)当纸板EF在同一平面上时,在F上可看到反射光线,若只将纸板F向后弯折,则此时________(选填字母符号);
A.仍在白纸板F上呈现反射光线
B.反射光的位置没有改变
C.法线的位置没有改变
(3)多次测量入射角及对应反射角的大小,记录如表所示的数据,分析数据可以得出结论:光反射时, ;
(4)实验中发现,当光逆着反射光的方向射向镜面时,反射光将逆着原来入射光的方向射出,表明在光的反射现象中,光路 。
【答案】(1)漫
(2)BC
(3)反射角等于入射角
(4)可逆
【详解】(1)要从不同方向看到白纸板上的光束,应选用粗糙的白纸板,使光在白纸板上发生漫反射。
(2)A.在光的反射中,反射光线、入射光线和法线在同一平面内;将纸板F向后弯折,纸板F不在反射光线、入射光线和法线所在的平面内,所以纸板F上不能呈现出反射光线,故A不符合题意;
BC.由于法线过点O且垂直平面镜,而点O和平面镜位置不变,所以法线位置不变;又入射光线位置不变,所以反射光线位置也不变,故BC符合题意。
故选BC。
(3)由表可知,每次实验中反射角度数都等于入射角度数,故可得出结论:光的反射中,反射角等于入射角。
(4)当光逆着反射光的方向射向镜面时,反射光将逆着原来入射光的方向射出,即沿着原来光的传播径迹反向传播,说明在光的反射中,光路可逆。
36.(24-25八年级上·山东德州·期中)在“探究光的反射规律”的实验中,平面镜M水平放置,白色纸板立在平面镜上,纸板由P、Q两部分组成,可绕竖直接缝ON翻折。
(1)如图甲实验时,应使纸板与平面镜保持 。将一束光贴着纸板P沿EO射到镜面上O点,纸板Q上会显示出反射光束OF。实验中,从纸板前不同的方向都能看到纸板上光的径迹,这是因为光在纸板上发生了 反射(选填“镜面”或“漫”);接着将纸板Q绕ON向后翻折,则纸板Q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,在纸板Q绕ON向后翻折的过程中,反射光线的传播方向 (选填“改变”或“不变”);
(2)如图乙,实验过程中若将纸板P、Q整体倾斜,让光仍贴着纸板沿EO方向射向镜面,此时纸板Q上 (选填“有”或“没有”)反射光束。
【答案】(1) 垂直 漫 不能 同一平面 不变
(2)没有
【详解】(1)[1]为了使光的传播路径能呈现在硬纸板上,应让纸板垂直放置在平面镜上。
[2]纸板表面比较粗糙,光照射到纸板上,会发生漫反射,从纸板前不同的方向都能看到纸板上光的径迹。
[3][4][5]在实验过程中,若将纸板Q绕ON向后翻折,让光线仍贴着纸板沿EO方向射向镜面,此时纸板P和纸板Q不在同一平面上,所以在纸板Q上就不能呈现出反射光束,由此说明反射光线、入射光线与法线在同一平面内。在纸板Q绕ON向后翻折的过程中,入射光线和反射面位置不变,则反射光线的传播方向不变。
(2)由于反射光线、入射光线和法线都在同一平面内,当将纸板倾斜,让光线仍贴着纸板沿EO方向射向镜面,此时纸板所在平面与反射光线、入射光线所在平面不是同一平面,所以此时纸板Q上没有反射光线。
37.(24-25九年级上·山东烟台·期中)在探究光的反射定律的实验中,如图所示,把一个平面镜放在水平桌面上,再把一张可沿着NO向后折叠的纸板ENF竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON垂直于镜面。使一束光贴着纸板沿某一角度射到0点,经平面镜反射,沿另一个方向射出。在纸板上用笔描出入射光 EO 和反射光 OF 的径迹。
(1)当入射光线逐渐靠近法线ON时,反射光线如何变化?
(2)让一束光贴着纸板沿多个角度射到O点,在纸板上记录每次的光路。记录时,为了区分每次的光路,可采用的方法是什么?
(3)当光线沿NO方向射入时,发现光的径迹更亮,这说明什么?
(4)以ON为轴,把纸板NOF向后折,在纸板上看不到反射光,这表明什么?
【答案】(1)反射光线逐渐靠近法线ON
(2)用不同颜色的笔画线将其描画下来
(3)此时反射光线与入射光线重合
(4)在反射现象中,反射光线、入射光线和法线在同一平面内
【详解】(1)当入射光线逐渐靠近法线ON时,入射角变小,反射角等于入射角,则发现反射光线逐渐靠近法线ON。
(2)为了便于测量和研究,需要把光路记录在纸板上,方法可以是:用不同颜色的笔画线将其描画下来。
(3)当光线沿NO方向射入即垂直入射时,此时入射光线与法线重合,入射角为0°,因反射角等于入射角,故反射角也为0°;由此可知光的径迹更亮,是因为反射光线与入射光线重合。
(4)当显示入射光线、反射光线的纸板在同一平面上时,入射光线、反射光线都能同时看见;以ON为轴,把纸板NOF向后折时,即显示反射光线的纸板NOF向前折或向后折,这时在NOF上看不到反射光,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
【实验7 探究平面镜成像特点实验】
38.(24-25八年级上·山东东营·期中)如图所示,为了完成“探究平面镜成像特点”的实验,小林选用的实验器材有带底座的玻璃板、白纸、笔、火柴、光屏、刻度尺、两只外形相同的蜡烛A和B。
(1)小林用玻璃板代替平面镜的目的是 ;
(2)将点燃的蜡烛A竖立在玻璃板的前面,将完全相同的 的蜡烛B竖立在玻璃板后面并移动(选填“点燃”或“未点燃”),直到看上去蜡烛B跟蜡烛A的像完全重合,此实验现象说明 ;
(3)移去玻璃板后面的蜡烛B,并在其所在位置放一白纸(光屏),则白纸(光屏) (选填“能”或者“不能”)接收到蜡烛烛焰的像,此实验现象说明 。
【答案】(1)便于确定像的位置
(2) 未点燃 像的大小与物的大小相等
(3) 不能 平面镜所成的像为虚像
【详解】(1)实验采用玻璃板代替平面镜,是因为玻璃板既能成像,又能透光,便于确定像的位置。
(2)[1][2]为了比较像与物体的大小关系,同时再取一个与蜡烛A相同的蜡烛B放在玻璃板后,如果点燃玻璃板后方的蜡烛B,B的烛焰的光线透过平面镜,干扰对A的烛焰的光经平面镜反射后的反射光线的观察,难以确定像的位置,从而对实验造成影响,所以实验过程中蜡烛B不需要点燃。不断改变蜡烛B的位置,直到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,此时说明平面镜所成的像与物大小相等,使用了等效替代法。
(3)[1][2]平面镜所成的像是反射光线反向延长线的交点所在位置,并非实际光线成形成的,所以为虚像,虚像不能呈现在光屏上,因此白纸上不能接收到蜡烛烛焰的像。
39.(24-25九年级上·山东烟台·期中)如图甲所示,在探究平面镜成像特点的实验中
(1)该实验利用薄透明玻璃板代替平面镜,请你说出这样做的好处;
(2)为了探究像距跟物距的关系,需要多次改变 ,进行实验。
(3)实验中,在判断平面镜中成的是实像还是虚像时,你的操作方法是什么?
(4)完成实验后,小亮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,该硬币的像应怎样动?
【答案】(1)便于确定像的位置
(2)物体到镜面的距离
(3)在蜡烛A像的位置放一个光屏,眼睛在像的一侧观察光屏,观察像能否呈现在光屏上
(4)不动,在原位置
【详解】(1)透明的玻璃板,既能成像又可以观察到玻璃板的另一侧。即在观察到A蜡烛像的同时,也能观察到蜡烛B,便于确定像的位置。
(2)为了得到普遍的规律,探究像距跟物距的关系时,需要多次改变物体到平面镜的距离,进行实验。
(3)实像都是由实际光线会聚形成的。在判断平面镜中成的是实像还是虚像时,在像所在位置放一光屏后,人眼的观察位置应该是直接观察光屏,在光屏上若能观察到蜡烛A像,则为实像;不能看到蜡烛的像,则平面镜所成的像是虚像。
(4)平面镜所成的像与物关于平面镜对称,硬币位置不变,将玻璃板水平向右移动2cm,平面镜仍在原来的对称轴上,物距不变,则像的位置不变,在原位置。
40.(24-25八年级上·山东淄博·期中)五代时期名士谭峭所著《化书》中,记载了照镜子时“影与形无异”的现象。关于平面镜成像的特点,小华用图甲所示的装置进行探究。
(1)实验中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,且大小,证实了“影与形无异”。比较像与蜡烛的大小关系,这里采用的探究方法是 (选填“等效替代法”或“控制变量法”)。蜡烛A的像,是它发出的光经玻璃板反射而形成的 (选填“实”或“虚”)像,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,发现物和像的连线与镜面 ;
(3)当蜡烛A向玻璃板靠近时,像的大小 (选填“变大”“不变”或“变小”)。如图丙所示是小花在检查视力,则小花在镜中的像与小花的距离为 m;
(4)在此实验中,玻璃板要求竖直放置,而小华发现汽车的挡风玻璃却不会竖直安装,其主要原因是为了___________(选填字母序号);
A.造型奇特 B.减小外界噪音的干扰
C.增大采光面积 D.排除因平面镜成像造成的不安全因素
(5)小明在做同样的实验时,发现透过玻璃板观察蜡烛的像时,看到在像的后面还有一个与它有部分重叠、较模糊的像,要避免这种现象,改进的措施是选用较 (选填“厚”或“薄”)的玻璃板进行实验。
【答案】(1)便于确定像的位置
(2) 等效替代法 虚 垂直
(3) 不变 4.6
(4)D
(5)薄
【详解】(1)用透明玻璃板代替平面镜,既能成像,又能透光便于确定像的位置。
(2)[1]该实验采用等效替代法,拿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,可以比较像与物的大小关系。
[2]平面镜成虚像,不是由实际光线会聚而成。
[3]平面镜成像时像与物成镜面对称,即物和像的连线与镜面垂直。
(3)[1]由平面镜成像特点可知,像与实物大小相同,当蜡烛A向玻璃板靠近时,蜡烛A大小不变,所以像的大小不变。
[2]由图可知,小花到平面镜的距离为
由平面镜成像特点可知,像与物到平面镜的距离相同,所以小花到平面镜的距离为2.3m,则小花在镜中的像与小花的距离为
(4)汽车玻璃倾斜放置时,车内乘客的像在挡风玻璃上方,和路人行人分开,比较安全,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
(5)较厚的玻璃板两面都可以成像,会出现两个不重和的像,从而影响实验效果,要避免这种现象,改进的措施是选用较薄的玻璃板代替平面镜实验。
41.(24-25八年级上·山东日照·期中) 用如图装置探究平面镜成像特点;
(1)为了保障实验效果, 应该选择 (选填“平面镜”“厚玻璃板”或“薄玻璃板”) 。实验最好在 (选填“较亮”或“较暗”) 的环境中进行;
(2)实验时,他应在 (填“A”或“B”)侧观察蜡烛B,缓慢移动蜡烛B 直到与蜡烛A的像 ,若将蜡烛A 逐渐远离玻璃板时, 它的像的大小将 (选填“变大”“不变”“变小”);
(3)通过仔细观察可以得知像与物大小 ;用刻度尺和笔将A、B所在的位置连接起来,发现像和物的连线与玻璃板 ;
(4)如果在蜡烛B的位置上放光屏,无论怎样移动,在光屏上 (选填“能”或“不能”) 承接到蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是 像;
(5)移动蜡烛A进行多次实验, 目的是 ;
(6)晓兰同学在桌面上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,请你推断其原因是 。
【答案】(1) 薄玻璃板 较暗
(2) A 完全重合 不变
(3) 相等 垂直
(4) 不能 虚
(5)寻找普遍规律
(6)玻璃板没有竖直放置
【详解】(1)[1]选择玻璃板为了便于确定像的位置,选择薄玻璃板是为了避免前后两个面反射成像,无法确定像的位置。
[2]实验最好在较暗的环境中进行,目的避免杂光的干扰。
(2)[1]由于是蜡烛A点燃发出的光线经平面镜反射后成像,人眼逆着反射光线看到像,反射光线在A侧,故人眼在A侧观察。
[2]缓慢移动蜡烛B直到与蜡烛A的像完全重合,从而确定像的位置。
[3]根据平面镜成像规律可知,像与物体等大,若将蜡烛A 逐渐远离玻璃板时,物体的大小不变,它的像的大小将不变。
(3)[1]蜡烛B直到与蜡烛A的像完全重合,说明像和物体的大小相等。
[2]像和物体关于平面镜对称,用刻度尺和笔将A、B所在的位置连接起来,发现像和物的连线与玻璃板垂直。
(4)[1][2]蜡烛A点燃发出的光线经平面镜反射后成像,人眼逆着反射光线看到像,是虚像,无法用光屏承接。
(5)移动蜡烛A进行多次实验,目的是寻找普遍规律,避免偶然性。
(6)玻璃板没有竖直放置,像偏上或者偏下,蜡烛B无法蜡烛A的像重合。
42.(24-25八年级上·山东济宁·期中)在做“探究平面镜成像”的实验时,如图所示。
(1)点燃蜡烛A,透过玻璃板观察到A的像,把与A完全相同的蜡烛B放在像的位置,观察到B与像完全重合,说明像与物 ;如果移去后面的蜡烛,在B位置上放一张白纸板,则白纸板上将 (选填“有”或“没有”)蜡烛的像;
(2)为了探究像与物到平面镜距离的关系,应 (选填“前后”或“左右”)移动蜡烛,进行多次实验;实验过程中如果玻璃板没有垂直架在纸上,而是如图乙所示倾斜,蜡烛A的像应是图中的 (选填“”、“”或“”);
(3)为了进一步探究像与物的对称关系,你建议选取丙图中序号为 的字母积木进行探究。根据实验的经验可知,如果白天在较暗的室内照镜子,为了更清楚看到自己的容貌,人应该让 (选填“镜子”“脸”或“镜子和脸”)朝向窗户。
【答案】(1) 大小相等 没有
(2) 前后
(3) ② 脸
【详解】(1)[1]蜡烛B和A的像重合,说明蜡烛B和A的像等大,AB是相同的蜡烛,所以A蜡烛和A的像相同。所以当B蜡烛与A蜡烛的像重合时,证明像与物的大小相等。
[2]移去后面的蜡烛B,并在原位置上放一光屏,平面镜成的像是虚像,光屏上不能呈现蜡烛A的像。
(2)[1]为了探究像与物到平面镜距离的关系,需要改变蜡烛和平面镜之间的距离,应该前后移动蜡烛,多次实验。
[2]实验过程中如果玻璃板没有垂直架在纸上,而是如图乙所示倾斜,物与像关于镜面对称,蜡烛A的像应是图中的A1。
(3)[1]为了进一步探究像与物的对称关系,建议选取图中序号②的字母积木进行探究,因为序号为①③④的字母积木左右对称,无法判断像和物体的左右关系,故①③④不符合题意,②符合题意,
故选②。
[2]照镜子时,为了让成像更加清晰,光照亮脸部,使脸上能反射更多的光,能够成像更加清晰。所以如果白天在较暗的室内照镜子,为了更清楚看到自己的容貌,人应该让脸朝向窗户。
【实验8 探究光的折射特点实验】
43.(24-25八年级上·山东济宁·期中)探究光的折射规律的实验装置如图所示,竖直放置的光屏EF可绕其上MN所在直线前后折转。
(1)实验时小兰让光束沿AO射入水中,光束进入水中后折射光线会向 (选填“靠近”或“远离”)法线的方向偏折,说明光从空气斜射入水中时传播方向发生了改变;
(2)小兰和小芳多次改变入射光线AO与ON的夹角进行实验,测量结果如表所示。分析数据可得:光从空气斜射入水中,入射角增大时,折射角 (选填“增大”或“减小”);
入射角
折射角
(3)如果让光束从空气垂直射入水中,此时光的传播方向 (选填“改变”或“不变”)。
【答案】(1)靠近
(2)增大
(3)不变
【详解】(1) 让光束沿AO射入水中,光束进入水中后,由于折射角要小于入射角,则折射光线会向法线方向偏折,说明光从空气斜射入水中时传播方向发生了改变。
(2)根据表格中的数据可知,光从空气中斜射入水中时,折射角小于入射角;入射角增大,折射角也增大。
(3)根据表格中的数据可知,入射角为0°时折射角也为0°,即光束从空气垂直射入水中,传播方向不变。
44.(24-25八年级上·山东济宁·期中)实验小组的同学一起进行光学实验探究:
(1)在探究“平面镜成像的特点”的实验中,他们准备的实验器材有薄玻璃板、完全一样的蜡烛A和B、白纸、火柴、三角板等,进行实验时的情景如图1所示。
①使用玻璃板代替平面镜,原因是玻璃板能透光,便于 ;
②将点燃的蜡烛A远离玻璃板,其像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”);
③沿水平桌面移动蜡烛B前应先点燃蜡烛A,但无论怎样移动B,始终不能与蜡烛A的像完全重合,造成这种情况的原因是 ;
④测量视力时,利用平面镜成像特点可以节省空间。如图2所示,让被测者面对着镜子背对视力表,此人看到视力表的像离她的距离是 m;
(2)在探究“光的反射和折射规律”的实验中。如图所示,同学们将光从空气射向水面,得到的实验数据如表格所示:
入射角
反射角
折射角
①通过分析表格中的实验数据,你能发现哪些规律?(只写出一条) ;
②当光从水中射向空气,若入射角为,则光在空气中的折射角为 。
【答案】(1) 确定像的位置 不变 见解析 5
(2) 见解析 30°
【详解】(1)[1] 该实验采用透明薄玻璃板代替平面镜,在蜡烛A一侧能看到蜡烛A的像,同时还能看到蜡烛B,便于确定像的位置。
[2]蜡烛A远离玻璃板,A的大小不变,则其像的大小也不变。
[3]蜡烛B与A的像不能重合,可能是玻璃板不是垂直于水平面放置,则A的像不在水平面上。
[4]由图2知,视力表与平面镜的距离为3m,则视力表的像与镜面的距离为3m,此时视力表的像与人的距离
s=3m+2m=5m
(2)[1]由表格数据知,当入射角分别为0度、15度、30度、45度和60度时,反射角对应为0度、15度、30度、45度和60度,即在反射中,反射角等于入射角。
[2]表格中,当光由空气射入水中,折射角为22度时,入射角为30度,在光的折射现象中,光路是可逆的,所以光从水中射向空气,入射角为22度,则光在空气中的折射角为30度。
45.(23-24八年级上·山东淄博·期末)两名同学合作探究光的折射特点,让一束光分别从空气中以不同角度射入水和玻璃中,将入射角与折射角记录在表一和表二中:
表一光从空气射入水中
入射角/°
0
30
45
60
折射角/°
0
21
35
40
表二光从空气射入玻璃中
入射角/°
0
30
45
60
折射角/°
0
17
24
30
(1)当光从空气垂直射入其他介质时,折射角的大小是 ;
(2)光从空气斜射入其他介质时,折射角随着入射角的增大而 (选填“增大”或“减小”);进一步分析表中数据,推理可得初步结论:光从空气射入其他介质时,折射角 (选填“可能”或“不可能”)达到;
(3)当光线以35°入射角从水中射向空气时,折射角的大小是 ;
(4)根据表中数据分析,用塑料薄膜和水制成的“水凸透镜”与外观尺寸相同的“玻璃凸透镜”相比,“玻璃凸透镜”的焦距更 (选填“大”或“小”);
(5)本实验多次改变入射角的目的是 。
【答案】 0° 增大 不可能 45° 小 寻找普遍规律
【详解】(1)[1]从表格中数据可得,当光从一种介质垂直射入到另外一种介质时,光的传播方向不变,折射角为0°。
(2)[2]根据表中数据可知,光从空气斜射入其他介质时,入射角的增大,折射角随着增大。
[3]从表格中数据可以得出,光从空气射入水中时,空气中的入角度较大,当入射角等于90°时,折射角也达不到90°,所以折射角不可能达到 90°。
(3)[4]光路是可逆的,从表格中数据可得,当光线以 35°入射角从水中射向空气时,折射角等于45°。
(4)[5]由表格中数据可得,光从空气中到水中的折射程度小于光从空气中到玻璃的折射程度大,所以“玻璃凸透镜”的焦距更小。
(5)[6]本实验多次改变入射角,是为了得到普遍规律,避免偶然性。
46.(23-24八年级上·山东临沂·期末)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
反射角
折射角
(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,入射角为时,则折射角为 .
【答案】 同一平面 小于 反射 等于 15°
【详解】(1)[1]由光的折射规律知,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)[2]分析表中数据发现:光从空气斜射入水中时,折射角都小于入射角,可得出结论:光从空气斜射到水中时,折射角小于入射角。
(3)[3][4]小明发现,一束光从空气斜射到水面时,有一部分光被反射回空气中,另一部分光会进入水中发生折射,说明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,而且反射角等于入射角。
(4)[5]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°。
【实验9 探究凸透镜成像规律的实验】
47.(23-24八年级上·山东东营·期末)小刚在做探究“凸透镜成像规律”的实验。
(1)一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后,在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。由图可知,该凸透镜的焦距是 cm;
(2)将蜡烛移至光具座上35cm刻度线处,凸透镜位置不变,想要找到清晰的像应该向 (选填“左”或“右”)移动光屏,像的特点是倒立、 的实像;生活中的 就是利用这个规律制成的;
(3)当光屏上得到清晰的实像时,保持透镜位置不动,把蜡烛和光屏对调一下位置,光屏上 (选填“能”或“不能”)得到清晰的像;
(4)在实验过程中,当光屏上出现清晰的像时,用不透光的纸板挡住凸透镜的左半部,此时光屏上的像将 ;
A.像的大小、形状不变,像的亮度变暗
B.像的左半部消失
C.像的右半部消失
D.像缩小一半
(5)某同学在实验中无论怎样移动光屏,光屏上都得不到像,可能的原因是: 。(写出一种即可)
【答案】 10.0 右 放大 投影仪 能 A 蜡烛在一倍焦距以内,成虚像
【详解】(1)[1]由图可知,最小、最亮的光斑就是焦点,焦点到光心的距离即焦距为
(2)[2][3][4]凸透镜焦距为10.0cm,将蜡烛移至光具座上35cm刻度线处,物距为15cm,物距大于一倍焦距小于二倍焦距,像距应大于二倍焦距,即光屏位于70.0cm刻度线右侧,因此光屏应向右移动,此时成倒立放大的实像,投影仪就是利用这一原理制成的。
(3)[5]根据光路是可逆的,保持透镜位置不动,把蜡烛和光屏对调一下位置,物距和像距对调,光屏上仍能得到清晰的像。
(4)[6]用不透光的纸板挡住凸透镜的左半部,右半部分仍能够折射成像,只不过到达像点的光变少了,像变暗了,但光屏上的像仍然是完整的,大小形状均不变,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(5)[7]无论怎样移动光屏都得不到像,其原因可能是因为物距小于一倍焦距,成了虚像,不能成在光屏上;有可能物体在焦点上,不能成像;有可能烛焰、凸透镜、光屏不在同一水平高度上,像无法成在光屏上;也有可能物体虽然在一倍焦距与二倍焦距之间,但是离焦点太近,像距太大,超过了光具座的长度,光屏上得不到像。
48.(23-24八年级上·山东菏泽·期末)小宋进入实验室准备探究凸透镜成像规律的实验时,恰好看到窗户通过凸透镜在光屏上所成的清晰的像,如图甲所示,此时凸透镜和光屏分别在光具座的50cm、61cm刻度线处,如图乙所示。
(1)图甲光屏上窗户的像是倒立、 的实像,生活中 就是应用这一成像原理工作的。如果实验室只有焦距为“10cm”和“20cm”两种规格的凸透镜,根据他观察到的现象,可知光具座上凸透镜的焦距为 cm;
(2)把点燃的蜡烛放在光具座的20cm刻度线处,凸透镜、光屏保持如图乙所示的位置不变,调整烛焰、凸透镜和光屏,使三者的中心在 。可以适当的向 (选填“左”或“右”)移动光屏,使光屏上得到烛焰清晰的像;
(3)如乙图保持凸透镜在50cm刻度线处不动,把蜡烛移动到30cm刻度线处,要想在光凭上呈现清晰的像,需将光凭移动到 cm刻度线处,此时成的像是倒立的、 的实像。
【答案】 缩小 照相机 10 同一高度 右 70.0 等大
【详解】(1)[1][2]由图甲得,窗户得到完整的像可以呈现在光屏上,说明此时光屏上窗户的像是倒立、缩小的实像,生活中照相机就是应用这一成像原理工作的。
[3]图甲中的像距为
则
故如果实验室只有焦距为“10cm”和“20cm”两种规格的凸透镜,光具座上凸透镜的焦距为10cm。
(2)[4]为了使像呈现在光屏的中心,实验中应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度。
[5]依题意得
此时像距在f~2f之间,即像在刻度尺上60~70cm之间,则可以适当的向右移动光屏,使光屏上得到烛焰清晰的像。
(3)[6][7]依题意得
此时
则应将光屏移动到70.0cm刻度线处,此时成的像是倒立的、等大的实像。
49.(23-24八年级上·山东济宁·期末)如图所示是小明和同学共同探究“凸透镜成像规律”的实验情景:
序号
物距u/cm
像距v/cm
像的性质
1
12
24
倒立、放大、实像
2
16
16
倒立、等大、实像
3
20
13.3
倒立、缩小、实像
(1)实验时需点燃蜡烛,调节凸透镜和光屏的高度,使他们的中心和烛焰的中心大致在 。
(2)蜡烛发出的光经凸透镜折射后到达光屏,在光屏上发生了 (选填“镜面反射”或“漫反射”)。
(3)小明实验规范,测量准确,根据实验记录信息如表格所示,可知凸透镜的焦距为 cm;若将物距调为24cm,则像距为 cm。
【答案】 同一高度 漫反射 8 12
【详解】(1)[1]为了让像成在光屏中央,应该调节凸透镜和光屏的高度,使他们的中心和烛焰的中心大致在同一高度。
(2)[2]光屏上较为粗糙,光在光屏上发生漫反射。
(3)[3]由表格可知,当
物体成倒立等大的实像,所以凸透镜的焦距是8cm。
[4]由表格可知,当物距为12cm时,像距为24cm,根据光路可逆,当物距为24cm时,像距为12cm。
50.(23-24八年级上·山东淄博·期末)一同学利用如图所示的实验装置探究凸透镜成像规律。将蜡烛放在凸透镜左侧适当位置,调整光屏到凸透镜的距离,使蜡烛在光屏上成清晰的像,分别测出物距u和像距v,实验数据如下表所示:
实验次数
1
2
3
4
5
物距
60
30
20
15
12
像距
12
15
20
30
60
(1)实验时,首先要使烛焰、凸透镜、光屏的中心在 上,目的是使像成在光屏中心;
(2)分析表格中的数据可知凸透镜的焦距为 cm;
(3)从第1次实验到第5次实验,蜡烛在光屏上成的像越来越 (选填“大”或“小”);
(4)第4次实验时蜡烛和光屏的位置如图所示,光屏上承接到烛焰清晰 (选填“放大”或“缩小”)的实像。应用了此成像特点的是 (选填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”);
(5)若第4次实验完成后,保持蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜移到光具座 ,光屏上还能成清晰的像;
(6)若第4次实验完成后,在凸透镜与蜡烛之间某处放一透镜,发现光屏上原来清晰的像变模糊了。向左移动光屏,光屏上又呈现烛焰清晰的像,则该透镜对光线有 作用;
(7)若第4次实验完成后,不改变图中蜡烛和透镜位置,只将甲凸透镜换成材料和口径相同的乙凸透镜,再次实验,则需将光屏 (选填“向左”或“向右”)移动才能成清晰的像,光屏上所成的像比原来的像 (选填“变大”或“变小”)了;
(8)第5次实验完成后,该同学取下光具座上的凸透镜靠近课本,发现课本上的字变大了。为了探究这一情境下凸透镜的成像规律,他保持凸透镜在光具座50cm处的位置不变,将蜡烛移动到光具座 (选填“30~40cm”或“40~50cm”或“50~60cm”)范围内,发现无论怎样调节光屏,都找不到烛焰在光屏上的像。在同学的帮助下,他观察到了烛焰的像,他的观察方法是 。
【答案】 同一高度 10 大 放大 投影仪 65 会聚 向左 变小 50~60cm 取下光屏,从凸透镜的右侧透过凸透镜观察像
【详解】(1)[1]实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心,使它们的中心在同一高度上,目的是使像成在光屏的中央。
(2)[2]由表格数据知,当物距为20cm时,像距也为20cm,根据凸透镜成像的规律,当u=v=2f时,成倒立、等大的实像,所以2f=20cm,则f=10cm。
(3)[3]从第1次实验到第5次实验,物距变小,像距变大,成的像会变大的。
(4)[4][5]第4次实验时蜡烛和光屏的位置如图所示,物距为15cm,蜡烛处于1倍和2倍焦距之间,成倒立、放大的实像,生活中投影仪也是利用此规律制成的。
(5)[6]在第4次实验中,物距为15cm,像距为30cm,成倒立、放大的实像;在光的折射中,光路是可逆的,,保持蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜移到光具座65cm处,,物距为30cm,像距为15cm,成倒立、缩小的实像。
(6)[7]在凸透镜与蜡烛之间某处放一透镜,发现光屏上原来清晰的像变模糊了,向左移动光屏,光屏上又呈现烛焰清晰的像,说明光线提前会聚了,说明该透镜是凸透镜,对光线有会聚作用。
(7)[8][9]如图所示,甲凸透镜比较薄,乙凸透镜比较厚,则乙透镜比甲透镜的的焦距小、折射能力强;第4次实验完成后,不改变图中蜡烛和透镜位置,只将甲凸透镜换成材料和口径相同的乙凸透镜,相当于增大了物距,光会提前会聚,需将光屏向左移动才能成清晰的像,像也比原来的小。
(8)[10][11]当物距小于焦距时,成虚像,在光屏不能呈现;则保持凸透镜在光具座50cm处的位置不变,将蜡烛移动到光具座50~60cm范围内,物距小于焦距,发现无论怎样调节光屏,都找不到烛焰在光屏上的像,此时取下光屏,应从凸透镜的右侧透过凸透镜观察像。
51.(23-24八年级上·山东聊城·期末)如图乙所示是小红探究“凸透镜成像规律”的实验装置。
(1)图甲,让平行光经过凸透镜后,在光屏上出现一个最小最亮的光斑,由此可知,该凸透镜的焦距是 ;
(2)某次实验中将蜡烛和光屏调整到图乙位置时,光屏上出现清晰的倒立、 (选填“放大”、“缩小”或“等大”)的像,生活中的 (选填“照相机”或“投影仪”“放大镜”)就是利用这个成像原理制成的;
(3)保持图乙中蜡烛和光屏的位置不动,只将凸透镜向左移动,可以在光屏上再次看到一个清晰的倒立、 (选填“放大”、“缩小”或“等大”)的像;
(4)若将一远视眼镜片放在凸透镜前,光屏上原本清晰的像变模糊了,接着要将光屏 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜移动,才能再次得到清晰的像;所成的像 (选填“变大”或“变小”);
(5)当烛焰随着燃烧而变短,为了使像仍成在光屏的中央,可以采取的方法是:① ;② 。
【答案】 10.0 缩小 照相机 放大 靠近 变小 将凸透镜下移 将光屏上移
【详解】(1)[1]由图甲知,平行于主光轴的光会聚在焦点上,凸透镜的焦距为
60.0cm-50.0cm=10.0cm
(2)[2][3]将蜡烛和光屏调整到图乙位置时,物体位于二倍焦距之外,成倒立、缩小的实像;生活中的照相机就是利用这个成像原理制成的。
(3)[4]保持图乙中蜡烛和光屏的位置不动,只将凸透镜向左移动,根据光路可逆性,当物距等于前一次成像的像距时,可以在光屏上再次看到一个清晰的倒立、放大的实像。
(4)[5]远视眼镜片是凸透镜,所以远视眼镜片对光线有会聚作用;将远视眼镜片放在蜡烛和凸透镜之间,经过凸透镜的光线会比原来提前会聚成像,所以将光屏向左移动靠近凸透镜,才能在光屏上重新得到清晰的像。
[6]凸透镜与远视镜叠加的效果相当于焦距变短,即像距变短,所成的像比原来变小。
(5)[7][8]为使像能成在光屏的中央,应调整凸透镜、光屏和烛焰,使三者的中心大致在同一高度处;蜡烛在燃烧过程中不断变短,为使像重新回到光屏中央,可将蜡烛向上移动、将光屏适当向上移动或将凸透镜适当向下移动。
52.(23-24八年级上·山东聊城·期末)根据实验数据,仔细分析,发现规律,得出结论,是非常重要的能力。如图所示,是一位同学在做“探究凸透镜成像的规律”实验时得到的数据和观察结果,请分析表格中的记录,回答以下问题:
______cm
实验序号
物距u/cm
像的性质
像距v/cm
正/倒
大/小
虚/实
1
30
倒立
缩小
实像
15
2
26
倒立
缩小
实像
16.2
3
23
倒立
缩小
实像
17.7
4
20
倒立
等大
实像
20
5
18
倒立
放大
实像
24.3
6
15
倒立
放大
实像
30
7
13
倒立
放大
实像
40
8
10
9
5
正立
放大
虚像
10
3
正立
放大
虚像
(1)记录数据的同学忘了填写凸透镜的焦距,根据表格数据可知凸透镜的焦距 cm;
(2)当凸透镜的物距u与焦距f满足 (填表达式)关系时,凸透镜成放大的实像;
(3)当物体靠近凸透镜时,所成的实像 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜;
(4)当凸透镜成缩小的像时,u v(选填“>”“=”或“<”);
(5)如果在此透镜前再放一个凹透镜,那么第1次实验数据中的像距将 (选填“变大”“不变”或“变小”);
(6)在第8次实验中,发现物体在焦点时不成像,为了说明时不成像,请将下面凸透镜成像规律的光路图补充完整 。
【答案】 10 远离 > 变大
【详解】(1)[1] 由表格数据可知,当物距和像距均等于20cm时,成倒立、等大的实像。根据凸透镜成像规律可知,此时
则焦距。
(2)[2] 由表格数据可知,当物距在10cm和20cm之间时,凸透镜成放大的实像,即此时物距满足
(3)[3] 由表格数据可知,当物距变小时,像距变大,所以当物体靠近凸透镜时,所成的实像远离凸透镜。
(4)[4] 由表格数据可知,当凸透镜成缩小的像时,物距均大于像距,即。
(5)[5] 凹透镜对光线具有发散作用,如果在此透镜前再放一个凹透镜,则像距会变大。
(6)[6] 根据过光心的光线传播方向不变,平行于主光轴的光线穿过凸透镜后过焦点,作出时凸透镜成像规律的光路图,如下图所示:
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专题04 光现象作图与实验专题
【作图1 光的直线传播作图】 1
【作图2 光的反射光路图】 4
【作图3 根据平面镜成像特点作光路图】 8
【作图4 光的折射光路图】 14
【作图5 透镜的特殊光线作图】 20
【实验6 探究光的反射定律实验】 24
【实验7 探究平面镜成像特点实验】 29
【实验8 探究光的折射特点实验】 34
【实验9 探究凸透镜成像规律的实验】 38
【作图1 光的直线传播作图】
1.(23-24八年级上·山东泰安·期末)“井底之蛙”这个成语大家都很熟悉,如图甲所示,枯井中的青蛙位于井底“坐井观天”。请在图乙中画出青蛙(眼睛用点O表示)通过井口观察到的天空范围的光路图。
2.(23-24八年级上·山东济宁·期中)如图所示,小明在房间的A点直接看到了坐在客厅沙发上B点的爸爸,请画出此现象的光路图。
3.(23-24八年级上·山东淄博·期末)“井底之蛙”这个成语大家都很熟悉。如图所示为“井底观天”的示意图,设P点为青蛙的眼睛,请作出青蛙看到天空范围的光路图。
4.(21-22八年级下·山东济宁·开学考试)如图所示,甲、乙两人分别站立于一面墙的两边,若要在墙上开一个窗使两人彼此都能看到对方的全身,利用光学知识画出所需的最小窗位置的光路图,并标出最小窗位置范围MN。
【作图2 光的反射光路图】
5.(23-24八年级上·山东济南·期末)如图所示,OA是某光线经平面镜反射后的光线,请画出OA的入射光线并标出入射角的度数。
6.(23-24八年级上·山东临沂·期末)如图所示,入射光线与镜面成角,请画出反射光线:
7.(23-24八年级上·辽宁铁岭·期中)如图,小丽想让室外太阳光照射到A处的平面镜上,反射后射到盆中花上的B处。请在图中把光路补充完整,并大致画出平面镜位置。
8.(2023·山东菏泽·中考真题)室内有一吸顶灯S,人从平面镜MN中能够看到吸顶灯。请在图中画出人眼A经平面镜MN看到吸顶灯的完整光路图。
9.(2023·山东枣庄·中考真题)自行车尾灯可有效避免夜间交通事故的发生,它由多组“直角反射器”组成,其中一组“直角反射器”如图所示,一束光射向平面镜S1,请在图中画出经过S1、S2两个平面镜反射后的光路图。
10.(21-22八年级上·山东潍坊·期末)如图所示,在一次野外探险中,小明想要利用一块平面镜使一束光水平射入洞中。请你通过作图标出平面镜的位置,并画出反射光线、标出反射角的度数。
11.(23-24八年级上·山东聊城·期末)2023年全国中学物理年会科学晚会上,两位老师表演了主题为“切不断的光线”节目,如甲图所示,老师将光的传播路径放在一个木质暗箱里,让观众误以为光是沿直线传播的,当用木质隔板插入暗箱去切光线时,发现光线没有被切断。“切不断的光线”原理是利用了三面平面镜让光发生反射,光沿水平方向射入,最终又沿水平方向射出。请将如图木箱中的第三面平面镜的位置画出来。(不需要画固定平面镜的木条)
【作图3 根据平面镜成像特点作光路图】
12.(24-25八年级上·山东济宁·期中)按题目要求作图:
(1)请在图1中画出平面镜和光路图,使得太阳光照射到A点时,经过反射可以照射到B点;
(2)如图2甲所示,家用小轿车的前挡风玻璃都是倾斜的,这样可以保证夜间行车时,车内景物成的像在司机前面斜上方避免干扰司机视线,保证驾驶安全。请你在图2乙中画出挡风玻璃前一只笔(用箭头AB替代)在挡风玻璃中所成的像,请保留作图痕迹。
13.(24-25八年级上·山东淄博·期中)
(1)如图1,我国敦煌的塔式光热电站通过平面镜把太阳光反射后会聚到吸热塔,其中某束光的传播路径如图2所示,在图2中画出平面镜的位置。(用“”表示平面镜)
(2)根据平面镜成像特点作出图3中AB的像。
14.(24-25八年级上·山东潍坊·期中)平面镜在各行各业中都有广泛的应用,图甲是医生借助平面镜检查牙齿的情景,请在图乙中画出能反映此过程的光路图。
15.(23-24八年级上·山东德州·阶段练习)请你面出平面镜,把太阳光竖直反射到井底。(保留作图痕迹)
16.(23-24八年级上·山东日照·期末)2023年第35个“全国爱牙日”的宣传主题是“口腔健康全身健康”,如图中,牙医借助平面镜观察牙齿的背面,请利用平面镜成像特点在图中画出能反映此过程的光路图。
17.(23-24八年级上·山东淄博·期末)如图所示,A点为某同学的眼睛,他从平面镜中看到了自己的鞋子(B点),请画出这位同学看到自己鞋子的光路图。
18.(23-24八年级上·山东临沂·期末)图甲是“小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上头”的画面。图乙,A'点表示水中“蜻蜓”的位置,请画出蜻蜓位置A和光从蜻蜓经水面反射后进入人眼的光路图;
【作图4 光的折射光路图】
19.(24-25八年级上·山东东营·期中)《康熙几暇格物编·蒙气》中记载:“正如置钱碗底,远视若无,及盛满水时,则钱随水光而显现矣。”人眼从A处向水中看去,看到在C点的硬币在水中所成的像位于B点。请画出从A点看到C点的光路图。
20.(24-25八年级上·山东济宁·期中)
(1)如图,S’为点光源S在平面镜MN中的像,请确定平面镜MN的位置;
(2)如图,一束光射向左右表面平行的玻璃砖,画出光从玻璃砖左表面射出的光线。
21.(24-25八年级上·山东临沂·期中)光从空气斜射入到玻璃中,在空气与玻璃的交界面上发生折射和反射,反射光线如图所示,请在图中画出入射光线和折射光线的大致方向,并标出入射角的大小。
22.(24-25八年级上·山东济宁·期中)作图题:
(1)一束光线从空气斜射到平静的水面上,请在图中画出该入射光线的反射光线和折射光线的大致方向;
(2)请利用平面镜成像的特点在图中作出AB物体在平面镜中的像,保留作图痕迹。
23.(23-24八年级上·江苏无锡·期末)如图是一束光线从空气中斜射到水面,试画出折射光线并标出入射角α。
24.(23-24八年级上·广西南宁·期末)如图所示,在图中,根据给出的入射光线,画出相应的折射光线并标出折射角。
25.(23-24八年级上·山东聊城·期末)如图所示,水面在虚线1位置时,一束光射入杯中,在杯底A处形成光斑,逐渐往杯中加水,当水面至虚线2位置时,请画出这束光进入水后的光路,并标出此时光斑的位置,用字母B表示。
【作图5 透镜的特殊光线作图】
26.(23-24八年级上·山东聊城·期末)如图,一条光线由空气射向水面发生了反射和折射,反射光线AB经凸透镜的“F”点射向凸透镜。请画出:
(1)入射光线;
(2)水中的折射光线;
(3)光线AB经过透镜后的折射光线。
27.(23-24八年级上·山东济宁·期末)如图,凸透镜的主光轴与水面重合,水中有一条平行于凸透镜主光轴的光束,请作出其经透镜折射并射出水面的光路。
28.(23-24八年级上·山东菏泽·期末)如图,由水中射出一束光ab照射到凸透镜上,该光束与凸透镜的主光轴平行(F为凸透镜的焦点,O为光心)。请画出ab光束在水中的入射光和通过凸透镜后的折射光。
29.(23-24八年级上·山东德州·期末)画出下列图中透镜的折射光线或入射光线的方向。
30.(23-24八年级上·山东泰安·期末)请完成图中光路图(是凹透镜的虚焦点)。
31.(23-24八年级上·山东淄博·期中)在下图方框中画一个合适的透镜。
32.(23-24八年级上·广东河源·期末)如图所示,S'是点光源S在平面镜中所成的像,S发出的一条光线经平面镜反射后恰好射向凹透镜右侧虚焦点F。要求:
(1)画出点光源S;
(2)补充入射光线;
(3)画出反射光线经过凹透镜的折射光线。
【实验6 探究光的反射定律实验】
33.(24-25八年级上·山东东营·期中)在“探究光的反射规律”的实验中,如图所示,水平放置平面镜,白色纸板竖直立在平面镜上,纸板由E、F两部分组成,可以绕ON翻折。
(1)实验时,纸板ENF的作用是 ;
(2)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,光线AO的入射角大小是 度;
(3)接着将纸板F绕ON向后翻折,则纸板F上不能显示出反射光束,由此说明:在反射现象中, ;
(4)某同学在实验时,让入射光线AO沿纸板E射向镜面,然后转动纸板F,并使其与纸板E在同一平面内,但在F上没有发现反射光线,其原因可能是 ;
(5)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。该实验现象说明_______。(选填“A”或“B”)
A.反射角等于入射角
B.在光的反射现象中,光路可逆
34.(24-25八年级上·山东济宁·期中)图甲是“探究光的反射定律”的实验装置,平面镜M放在水平面上,E、F是两块粘接起来的硬纸板,而且纸板F可绕ON转动。
(1)组装器材时,应使纸板与平面镜之间保持 ;
(2)为了探究反射角与入射角的大小关系,应该进行的操作是___________(填字母);
A.改变纸板与平面镜之间的夹角,多次实验
B.改变入射角的大小,多次实验
(3)将一束光沿AO入射时,纸板F上会显示出反射光束OB,接着将纸板F绕ON向后翻转,则纸板F上 (选填“能”或“不能”)显示出反射光束,由此说明 ;
(4)为了让学生更直观地观察实验现象,老师进行了如图丙的改进,在一个透明玻璃罩内充满烟雾,激光笔1发出的光束AO为入射光线,光束OB为反射光线;用激光笔2发出垂直于镜面射向入射点O的光束作为 ,缓慢转动水平圆台,当看到三束光线相互遮挡时,也能证明步骤(3)中的结论。
35.(24-25八年级上·山东临沂·期中)在“探究光反射的定律”时,小明进行了如图所示的实验。
实验次序
入射角
反射角
1
30°
30°
2
50°
50°
3
60°
60°
(1)如图甲所示,让激光笔紧贴白纸板E射向镜面,光在白纸板上发生了 (选填“镜面”或“漫”)反射,方便观察光的传播路径;
(2)当纸板EF在同一平面上时,在F上可看到反射光线,若只将纸板F向后弯折,则此时________(选填字母符号);
A.仍在白纸板F上呈现反射光线
B.反射光的位置没有改变
C.法线的位置没有改变
(3)多次测量入射角及对应反射角的大小,记录如表所示的数据,分析数据可以得出结论:光反射时, ;
(4)实验中发现,当光逆着反射光的方向射向镜面时,反射光将逆着原来入射光的方向射出,表明在光的反射现象中,光路 。
36.(24-25八年级上·山东德州·期中)在“探究光的反射规律”的实验中,平面镜M水平放置,白色纸板立在平面镜上,纸板由P、Q两部分组成,可绕竖直接缝ON翻折。
(1)如图甲实验时,应使纸板与平面镜保持 。将一束光贴着纸板P沿EO射到镜面上O点,纸板Q上会显示出反射光束OF。实验中,从纸板前不同的方向都能看到纸板上光的径迹,这是因为光在纸板上发生了 反射(选填“镜面”或“漫”);接着将纸板Q绕ON向后翻折,则纸板Q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,在纸板Q绕ON向后翻折的过程中,反射光线的传播方向 (选填“改变”或“不变”);
(2)如图乙,实验过程中若将纸板P、Q整体倾斜,让光仍贴着纸板沿EO方向射向镜面,此时纸板Q上 (选填“有”或“没有”)反射光束。
37.(24-25九年级上·山东烟台·期中)在探究光的反射定律的实验中,如图所示,把一个平面镜放在水平桌面上,再把一张可沿着NO向后折叠的纸板ENF竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON垂直于镜面。使一束光贴着纸板沿某一角度射到0点,经平面镜反射,沿另一个方向射出。在纸板上用笔描出入射光 EO 和反射光 OF 的径迹。
(1)当入射光线逐渐靠近法线ON时,反射光线如何变化?
(2)让一束光贴着纸板沿多个角度射到O点,在纸板上记录每次的光路。记录时,为了区分每次的光路,可采用的方法是什么?
(3)当光线沿NO方向射入时,发现光的径迹更亮,这说明什么?
(4)以ON为轴,把纸板NOF向后折,在纸板上看不到反射光,这表明什么?
【实验7 探究平面镜成像特点实验】
38.(24-25八年级上·山东东营·期中)如图所示,为了完成“探究平面镜成像特点”的实验,小林选用的实验器材有带底座的玻璃板、白纸、笔、火柴、光屏、刻度尺、两只外形相同的蜡烛A和B。
(1)小林用玻璃板代替平面镜的目的是 ;
(2)将点燃的蜡烛A竖立在玻璃板的前面,将完全相同的 的蜡烛B竖立在玻璃板后面并移动(选填“点燃”或“未点燃”),直到看上去蜡烛B跟蜡烛A的像完全重合,此实验现象说明 ;
(3)移去玻璃板后面的蜡烛B,并在其所在位置放一白纸(光屏),则白纸(光屏) (选填“能”或者“不能”)接收到蜡烛烛焰的像,此实验现象说明 。
39.(24-25九年级上·山东烟台·期中)如图甲所示,在探究平面镜成像特点的实验中
(1)该实验利用薄透明玻璃板代替平面镜,请你说出这样做的好处;
(2)为了探究像距跟物距的关系,需要多次改变 ,进行实验。
(3)实验中,在判断平面镜中成的是实像还是虚像时,你的操作方法是什么?
(4)完成实验后,小亮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,该硬币的像应怎样动?
40.(24-25八年级上·山东淄博·期中)五代时期名士谭峭所著《化书》中,记载了照镜子时“影与形无异”的现象。关于平面镜成像的特点,小华用图甲所示的装置进行探究。
(1)实验中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,且大小,证实了“影与形无异”。比较像与蜡烛的大小关系,这里采用的探究方法是 (选填“等效替代法”或“控制变量法”)。蜡烛A的像,是它发出的光经玻璃板反射而形成的 (选填“实”或“虚”)像,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,发现物和像的连线与镜面 ;
(3)当蜡烛A向玻璃板靠近时,像的大小 (选填“变大”“不变”或“变小”)。如图丙所示是小花在检查视力,则小花在镜中的像与小花的距离为 m;
(4)在此实验中,玻璃板要求竖直放置,而小华发现汽车的挡风玻璃却不会竖直安装,其主要原因是为了___________(选填字母序号);
A.造型奇特 B.减小外界噪音的干扰
C.增大采光面积 D.排除因平面镜成像造成的不安全因素
(5)小明在做同样的实验时,发现透过玻璃板观察蜡烛的像时,看到在像的后面还有一个与它有部分重叠、较模糊的像,要避免这种现象,改进的措施是选用较 (选填“厚”或“薄”)的玻璃板进行实验。
41.(24-25八年级上·山东日照·期中) 用如图装置探究平面镜成像特点;
(1)为了保障实验效果, 应该选择 (选填“平面镜”“厚玻璃板”或“薄玻璃板”) 。实验最好在 (选填“较亮”或“较暗”) 的环境中进行;
(2)实验时,他应在 (填“A”或“B”)侧观察蜡烛B,缓慢移动蜡烛B 直到与蜡烛A的像 ,若将蜡烛A 逐渐远离玻璃板时, 它的像的大小将 (选填“变大”“不变”“变小”);
(3)通过仔细观察可以得知像与物大小 ;用刻度尺和笔将A、B所在的位置连接起来,发现像和物的连线与玻璃板 ;
(4)如果在蜡烛B的位置上放光屏,无论怎样移动,在光屏上 (选填“能”或“不能”) 承接到蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是 像;
(5)移动蜡烛A进行多次实验, 目的是 ;
(6)晓兰同学在桌面上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,请你推断其原因是 。
42.(24-25八年级上·山东济宁·期中)在做“探究平面镜成像”的实验时,如图所示。
(1)点燃蜡烛A,透过玻璃板观察到A的像,把与A完全相同的蜡烛B放在像的位置,观察到B与像完全重合,说明像与物 ;如果移去后面的蜡烛,在B位置上放一张白纸板,则白纸板上将 (选填“有”或“没有”)蜡烛的像;
(2)为了探究像与物到平面镜距离的关系,应 (选填“前后”或“左右”)移动蜡烛,进行多次实验;实验过程中如果玻璃板没有垂直架在纸上,而是如图乙所示倾斜,蜡烛A的像应是图中的 (选填“”、“”或“”);
(3)为了进一步探究像与物的对称关系,你建议选取丙图中序号为 的字母积木进行探究。根据实验的经验可知,如果白天在较暗的室内照镜子,为了更清楚看到自己的容貌,人应该让 (选填“镜子”“脸”或“镜子和脸”)朝向窗户。
【实验8 探究光的折射特点实验】
43.(24-25八年级上·山东济宁·期中)探究光的折射规律的实验装置如图所示,竖直放置的光屏EF可绕其上MN所在直线前后折转。
(1)实验时小兰让光束沿AO射入水中,光束进入水中后折射光线会向 (选填“靠近”或“远离”)法线的方向偏折,说明光从空气斜射入水中时传播方向发生了改变;
(2)小兰和小芳多次改变入射光线AO与ON的夹角进行实验,测量结果如表所示。分析数据可得:光从空气斜射入水中,入射角增大时,折射角 (选填“增大”或“减小”);
入射角
折射角
(3)如果让光束从空气垂直射入水中,此时光的传播方向 (选填“改变”或“不变”)。
44.(24-25八年级上·山东济宁·期中)实验小组的同学一起进行光学实验探究:
(1)在探究“平面镜成像的特点”的实验中,他们准备的实验器材有薄玻璃板、完全一样的蜡烛A和B、白纸、火柴、三角板等,进行实验时的情景如图1所示。
①使用玻璃板代替平面镜,原因是玻璃板能透光,便于 ;
②将点燃的蜡烛A远离玻璃板,其像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”);
③沿水平桌面移动蜡烛B前应先点燃蜡烛A,但无论怎样移动B,始终不能与蜡烛A的像完全重合,造成这种情况的原因是 ;
④测量视力时,利用平面镜成像特点可以节省空间。如图2所示,让被测者面对着镜子背对视力表,此人看到视力表的像离她的距离是 m;
(2)在探究“光的反射和折射规律”的实验中。如图所示,同学们将光从空气射向水面,得到的实验数据如表格所示:
入射角
反射角
折射角
①通过分析表格中的实验数据,你能发现哪些规律?(只写出一条) ;
②当光从水中射向空气,若入射角为,则光在空气中的折射角为 。
45.(23-24八年级上·山东淄博·期末)两名同学合作探究光的折射特点,让一束光分别从空气中以不同角度射入水和玻璃中,将入射角与折射角记录在表一和表二中:
表一光从空气射入水中
入射角/°
0
30
45
60
折射角/°
0
21
35
40
表二光从空气射入玻璃中
入射角/°
0
30
45
60
折射角/°
0
17
24
30
(1)当光从空气垂直射入其他介质时,折射角的大小是 ;
(2)光从空气斜射入其他介质时,折射角随着入射角的增大而 (选填“增大”或“减小”);进一步分析表中数据,推理可得初步结论:光从空气射入其他介质时,折射角 (选填“可能”或“不可能”)达到;
(3)当光线以35°入射角从水中射向空气时,折射角的大小是 ;
(4)根据表中数据分析,用塑料薄膜和水制成的“水凸透镜”与外观尺寸相同的“玻璃凸透镜”相比,“玻璃凸透镜”的焦距更 (选填“大”或“小”);
(5)本实验多次改变入射角的目的是 。
46.(23-24八年级上·山东临沂·期末)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
反射角
折射角
(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,入射角为时,则折射角为 .
【实验9 探究凸透镜成像规律的实验】
47.(23-24八年级上·山东东营·期末)小刚在做探究“凸透镜成像规律”的实验。
(1)一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后,在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。由图可知,该凸透镜的焦距是 cm;
(2)将蜡烛移至光具座上35cm刻度线处,凸透镜位置不变,想要找到清晰的像应该向 (选填“左”或“右”)移动光屏,像的特点是倒立、 的实像;生活中的 就是利用这个规律制成的;
(3)当光屏上得到清晰的实像时,保持透镜位置不动,把蜡烛和光屏对调一下位置,光屏上 (选填“能”或“不能”)得到清晰的像;
(4)在实验过程中,当光屏上出现清晰的像时,用不透光的纸板挡住凸透镜的左半部,此时光屏上的像将 ;
A.像的大小、形状不变,像的亮度变暗
B.像的左半部消失
C.像的右半部消失
D.像缩小一半
(5)某同学在实验中无论怎样移动光屏,光屏上都得不到像,可能的原因是: 。(写出一种即可)
48.(23-24八年级上·山东菏泽·期末)小宋进入实验室准备探究凸透镜成像规律的实验时,恰好看到窗户通过凸透镜在光屏上所成的清晰的像,如图甲所示,此时凸透镜和光屏分别在光具座的50cm、61cm刻度线处,如图乙所示。
(1)图甲光屏上窗户的像是倒立、 的实像,生活中 就是应用这一成像原理工作的。如果实验室只有焦距为“10cm”和“20cm”两种规格的凸透镜,根据他观察到的现象,可知光具座上凸透镜的焦距为 cm;
(2)把点燃的蜡烛放在光具座的20cm刻度线处,凸透镜、光屏保持如图乙所示的位置不变,调整烛焰、凸透镜和光屏,使三者的中心在 。可以适当的向 (选填“左”或“右”)移动光屏,使光屏上得到烛焰清晰的像;
(3)如乙图保持凸透镜在50cm刻度线处不动,把蜡烛移动到30cm刻度线处,要想在光凭上呈现清晰的像,需将光凭移动到 cm刻度线处,此时成的像是倒立的、 的实像。
49.(23-24八年级上·山东济宁·期末)如图所示是小明和同学共同探究“凸透镜成像规律”的实验情景:
序号
物距u/cm
像距v/cm
像的性质
1
12
24
倒立、放大、实像
2
16
16
倒立、等大、实像
3
20
13.3
倒立、缩小、实像
(1)实验时需点燃蜡烛,调节凸透镜和光屏的高度,使他们的中心和烛焰的中心大致在 。
(2)蜡烛发出的光经凸透镜折射后到达光屏,在光屏上发生了 (选填“镜面反射”或“漫反射”)。
(3)小明实验规范,测量准确,根据实验记录信息如表格所示,可知凸透镜的焦距为 cm;若将物距调为24cm,则像距为 cm。
50.(23-24八年级上·山东淄博·期末)一同学利用如图所示的实验装置探究凸透镜成像规律。将蜡烛放在凸透镜左侧适当位置,调整光屏到凸透镜的距离,使蜡烛在光屏上成清晰的像,分别测出物距u和像距v,实验数据如下表所示:
实验次数
1
2
3
4
5
物距
60
30
20
15
12
像距
12
15
20
30
60
(1)实验时,首先要使烛焰、凸透镜、光屏的中心在 上,目的是使像成在光屏中心;
(2)分析表格中的数据可知凸透镜的焦距为 cm;
(3)从第1次实验到第5次实验,蜡烛在光屏上成的像越来越 (选填“大”或“小”);
(4)第4次实验时蜡烛和光屏的位置如图所示,光屏上承接到烛焰清晰 (选填“放大”或“缩小”)的实像。应用了此成像特点的是 (选填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”);
(5)若第4次实验完成后,保持蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜移到光具座 ,光屏上还能成清晰的像;
(6)若第4次实验完成后,在凸透镜与蜡烛之间某处放一透镜,发现光屏上原来清晰的像变模糊了。向左移动光屏,光屏上又呈现烛焰清晰的像,则该透镜对光线有 作用;
(7)若第4次实验完成后,不改变图中蜡烛和透镜位置,只将甲凸透镜换成材料和口径相同的乙凸透镜,再次实验,则需将光屏 (选填“向左”或“向右”)移动才能成清晰的像,光屏上所成的像比原来的像 (选填“变大”或“变小”)了;
(8)第5次实验完成后,该同学取下光具座上的凸透镜靠近课本,发现课本上的字变大了。为了探究这一情境下凸透镜的成像规律,他保持凸透镜在光具座50cm处的位置不变,将蜡烛移动到光具座 (选填“30~40cm”或“40~50cm”或“50~60cm”)范围内,发现无论怎样调节光屏,都找不到烛焰在光屏上的像。在同学的帮助下,他观察到了烛焰的像,他的观察方法是 。
51.(23-24八年级上·山东聊城·期末)如图乙所示是小红探究“凸透镜成像规律”的实验装置。
(1)图甲,让平行光经过凸透镜后,在光屏上出现一个最小最亮的光斑,由此可知,该凸透镜的焦距是 ;
(2)某次实验中将蜡烛和光屏调整到图乙位置时,光屏上出现清晰的倒立、 (选填“放大”、“缩小”或“等大”)的像,生活中的 (选填“照相机”或“投影仪”“放大镜”)就是利用这个成像原理制成的;
(3)保持图乙中蜡烛和光屏的位置不动,只将凸透镜向左移动,可以在光屏上再次看到一个清晰的倒立、 (选填“放大”、“缩小”或“等大”)的像;
(4)若将一远视眼镜片放在凸透镜前,光屏上原本清晰的像变模糊了,接着要将光屏 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜移动,才能再次得到清晰的像;所成的像 (选填“变大”或“变小”);
(5)当烛焰随着燃烧而变短,为了使像仍成在光屏的中央,可以采取的方法是:① ;② 。
52.(23-24八年级上·山东聊城·期末)根据实验数据,仔细分析,发现规律,得出结论,是非常重要的能力。如图所示,是一位同学在做“探究凸透镜成像的规律”实验时得到的数据和观察结果,请分析表格中的记录,回答以下问题:
______cm
实验序号
物距u/cm
像的性质
像距v/cm
正/倒
大/小
虚/实
1
30
倒立
缩小
实像
15
2
26
倒立
缩小
实像
16.2
3
23
倒立
缩小
实像
17.7
4
20
倒立
等大
实像
20
5
18
倒立
放大
实像
24.3
6
15
倒立
放大
实像
30
7
13
倒立
放大
实像
40
8
10
9
5
正立
放大
虚像
10
3
正立
放大
虚像
(1)记录数据的同学忘了填写凸透镜的焦距,根据表格数据可知凸透镜的焦距 cm;
(2)当凸透镜的物距u与焦距f满足 (填表达式)关系时,凸透镜成放大的实像;
(3)当物体靠近凸透镜时,所成的实像 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜;
(4)当凸透镜成缩小的像时,u v(选填“>”“=”或“<”);
(5)如果在此透镜前再放一个凹透镜,那么第1次实验数据中的像距将 (选填“变大”“不变”或“变小”);
(6)在第8次实验中,发现物体在焦点时不成像,为了说明时不成像,请将下面凸透镜成像规律的光路图补充完整 。
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