第二章 光现象(实验题30道)-【刷好题】2025-2026学年八年级物理上册热点题型专练(2024苏科版)
2025-09-25
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内容正文:
第2章 光现象(实验题30道)
1.在“探究平面镜成像特点”的实验时,装置如图所示。
(1)实验时,玻璃板应 放置在水平桌面上;
(2)实验使用玻璃板替代平面镜是为了便于 ;
(3)选用两根完全相同的蜡烛A、B,是为了比较像与物的 关系;
(4)调节蜡烛B与像完全重合后,将光屏放在蜡烛B的位置,直接看光屏,光屏上观察不到像,说明平面镜所成的像是 像;
(5)实验一段时间后,蜡烛B与蜡烛A的像无法完全重合,是因为 。
2.探究平面镜成像特点的实验装置图,如图所示。
(1)本实验器材M应选择 (选填“玻璃板”或“平面镜”)进行实验;
(2)小峰将点燃的蜡烛A竖直放好,从 (选填“A侧”或“B侧”)观察到蜡烛A的像,然后移动完全相同的蜡烛B,直至与蜡烛A的像完全重合,分别记录A和B的位置;多次移动蜡烛A重复实验;
(3)最后小峰得出结论:平面镜的成像性质:正立、等大、 像。
3.探究平面镜成像特点:
(1)如图甲,在竖直放置的玻璃板前A处放一支点燃的蜡烛,可以看到玻璃板的后面出现蜡烛的像。拿一支大小和点燃蜡烛相同的蜡烛在玻璃板后面移动,当移动到处时,可以看到它跟像 ,在处放置一个光屏,在光屏上找不到点燃蜡烛的像,这是因为 。
(2)经过三次实验后,在白纸上记录像与物的对应点如图乙,用刻度尺分别测出其到玻璃板的距离,并进行比较,进一步分析可以得出结论 。
4.在探究“平面镜成像特点”的活动过程:
(1)实验时为了方便确定像的位置,选用了玻璃板代替平面镜,此时成像的清晰度比日常使用的平面镜 (选填“好一些”或“差一些”);实验时发现玻璃板后面有两个像,两像间距为 8mm,则玻璃板的厚度为 ;
(2)实验时,将蜡烛A放在玻璃板前,把另一支相同的蜡烛B放到玻璃板的后面,蜡烛B (需要/不需要)点燃,边移动,边观察,直到 重合,观察时,眼睛应该在如图乙中 处观察(选填“a”、“b”、“c”或“d”);为确定像的虚实,需在像的位置放一个光屏,并在如图中的 (选填“a”、“b”、“c”或“d”)处观察光屏上是否有像;
(3)如图丙是小明本人,他在进行实验时,从玻璃板中也观察到了自己的像。那么他的像应是如图丙中的 (选填“A”、“B”、“C”);若将玻璃板竖直向上缓慢平移,他的像 (选填“向上平移”、“不移动”或“向下平移”);此时另一同学站在玻璃板后,小明 (选填“能”或“不能”)看到自己的像;
(4)如图丁所示,若将玻璃板与水平桌面成45°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
(5)移动蜡烛A 进行多次实验,实验表明:在蜡烛远离玻璃板的过程中,玻璃板中所成像的大小 (变大/变小/不变),像与物关于镜面 。
5.如图所示,在“探究平面镜成像特点”的实验中:
(1)为了更好地完成实验,M应是一块 (选填“A、B或C”);
A.2mm的平面镜 B.2mm的平板玻璃 C.1mm的有色平板玻璃
(2)两段相同的蜡烛是为了比较像与物的 关系;
(3)实验时应在蜡烛 (选填“A”或“B”)一侧观察蜡烛A的像;如果将竖立的M沿图中虚线水平向右移动一段距离,则蜡烛A的像相对于桌面 (选填“向左”、“向右”或“不发生”)移动:
(4)移去后面的蜡烛B,并在其所在位置上放一光屏,则光屏上 (选填“能”或“不能”)接收到蜡烛A的像;
(5)正确进行实验,多次改变蜡烛A的位置,并准确测出蜡烛A和蜡烛B到镜面的距离,其目的是为了 (选填“减小误差”或“寻求普遍规律”)。
6.在研究光的传播路径时,小明做了下面几个小实验:
(1)图甲中,为了显示激光在空气中传播路径,可以采取的方法是 ,(写出一种方法即可)图乙中,为了显示激光在水中的传播路径,可以在水中加入少量的 ;
A.食用油或牛奶 B.牛奶或咖啡 C.咖啡或食用油
(2)要得出“光在均匀介质中沿直线传播”这一普遍结论,还需要再做一个光在_________中传播的实验;
A.酒精 B.玻璃砖 C.木块
(3)我国古代学者对“光沿直线传播”的现象曾做过许多研究,例如战国时期的《墨经》就有小孔成像的解释,如图丙所示:
①小孔成的像是 的 像;
②若将小孔由圆形改为三角形,则所成的像的形状 (选填“改变”或“不变”);
③若只将蜡烛远离小孔,则所成像的大小将 ;
(4)如图丁所示,小明想通过A、B两张纸片上的小孔看见烛焰,他应将 和两个小孔及人眼调到 上,此时人眼看见的 (选填“是”或“不是”) 烛焰通过小孔成的像。
(5)生活中与小孔成像实验原理相同的例子还有(请举一例): 。
7.如图所示,小明正在检查视力,要求小明与视力表在平面镜中的像相距5m。则:
(1)图中的长度L应为 m;
(2)视力表中的图案在平面镜中所成的像是 (选填“”、“”、“”或“”);
(3)若小明得了近视眼,则他需要配戴由 (选填“凸”或“凹”)透镜片制成的眼镜矫正视力。
8.某同学利用如图所示的装置探究光的反射定律,A、B两块纸板可沿ON折叠,且与平面镜垂直放置。
实验次数
入射角
反射角
1
30°
30°
2
45°
45°
3
70°
70°
(1)该实验在较 的环境中进行效果会好些,将纸制成可以沿ON折叠,主要是为了 。
(2)用激光笔在E处沿EO射入,反射光线沿OF射出,记录此时的入射角和反射角,改变入射角多次进行实验,记录的实验数据如上表所示,分析表中数据可得实验结论 。
(3)用另一支激光笔让光线沿着FO(即逆着原反射光线)射向平面镜时,可看到反射光线沿OE射出,说明了 。
9.如图所示是“探究平面镜成像特点”的实验装置。
(1)现有厚度分别为5mm和2 mm的两块玻璃板,应选择 mm厚的玻璃板做实验,目的是 。
(2)用玻璃板代替平面镜的原因是 。
(3)实验中A、B两支蜡烛的外形应 (选填“相同”或“不同”)。在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛B竖直放在玻璃板后面移动,人眼应一直在玻璃板的 方(选填“前”或“后”)。
(4)当B蜡烛与A蜡烛的像完全重合时,移去B蜡烛,在原来的位置上放一光屏,在光屏上 (选填“能”或“不能”)显现A蜡烛的像,说明平面镜成的像是 像。
(5)移动B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( )
A.控制变量法 B.转换法 C.等效替代法 D.类比法
10.小明用如图所示装置探究光的反射规律。
(1)实验时将可翻折的白色硬纸板 立在平面镜上,如图甲将一束光紧贴纸板E射向平面镜,在教室不同位置的同学都能观察到纸板上的光束,是因为光在纸板表面发生了 反射;
(2)当纸板F在图甲位置时能呈现反射光束,若将纸板F向后折转一定的角度,如图乙所示,则在F板上 (选填“能“或“不能”)看到反射光,此时,反射光 (选填“存在”或“不存在”)。由此可知,反射光线和入射光线 (选填“在”或“不在”)同一平面内;
(3)纸板F翻折到图甲位置,读出入射角和反射角的大小,接下来应进行的操作是 ,多测几次数据;
(4)同组的小华用相同器材进行实验,将纸板F翻折到与纸板E在同一平面时,在纸板F上却看不见反射光束,原因可能是 。
11.小明在做探究“平面镜成像特点”的实验时,将玻璃板M竖直放在水平桌面上,取两支相同的蜡烛A和B,将蜡烛A放置于玻璃板前固定并点燃,如图甲所示:
(1)本实验应在 (填“较暗”或“较亮”)环境下进行,实验中用透明的玻璃板代替平面镜,主要是利用玻璃透明的特点,便于 ;
(2)在实验中,小明看到蜡烛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 ;
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
(3)小明移动玻璃板后面的蜡烛B,使它与A所成的像重合,在蜡烛B处做好标记,测得B到A的距离为10cm;再移出蜡烛B,将玻璃板平移到B的位置,此时所成像与前一次成像的大小相比将 (“变大”“变小”或“不变”),第二次所成像到蜡烛A的距离为 cm;
(4)小明将未点燃的蜡烛B竖直放在玻璃板后的桌面上移动,发现前面点燃的蜡烛A的像总在未点燃蜡烛的上方偏高处,造成该现象的原因是 ;
(5)如图乙所示,将玻璃板与水平桌面成45°角固定在水平桌面上,让蜡烛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“水平向右”“水平向左”“竖直向上”或“竖直向下”)运动。
12.在探究“光的反射定律”的实验中,小明选用了如图的平面镜、纸板、激光器和几种不同颜色的笔进行实验。
(1)实验中还需要的测量器材是 ;
(2)改变入射光的方向,多次实验,将数据记录在表格中,分析数据可得出结论: ;
(3)若ON为轴线,把纸板F向后慢慢旋转,在纸板F上不能看见反射光线,这说明反射光线、入射光线与法线 (选填“在”或“不在”)同一平面内。
实验次数
1
2
3
入射角
30°
45°
60°
反射角
30°
45°
60°
13.“探究光的反射规律”的实验装置如图甲所示,平面镜放在水平桌面上,标有角度(图中未画出)的白色纸板ABCD竖直放置于平面镜上,能绕垂直于CD的ON轴向后折转,在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。
(1)白色纸板选用粗糙材质目的是发生 反射(选填“镜面”或“漫”)便于观察。
(2)当入射光线EO与CO的夹角为50°时,此时入射角的大小为 。当入射光线靠近法线,反射光线 法线;(选填“靠近”或“远离”)
(3)如图乙所示,将纸板右半部分绕ON向后折转任意角度,发现纸板上均无反射光束呈现。由此说明:反射光线、法线和入射光线 (选填“在”或“不在”)同一平面内;
(4)如图丙所示,若将纸板(连同激光笔)绕CD向后倾斜,入射光线仍能呈现在纸板上,且仍紧贴EO入射到平面镜的O点。此时与图甲情形对比,发生改变的有___________(多选题,选填下方字母)。
A.法线位置 B.反射光线方向 C.入射角大小 D.反射角与入射角的大小关系
14.小明用如图所示装置进行“平面镜成像特点”的实验。
(1)他选用玻璃板代替平面镜进行实验的目的是 ;
(2)在实验中,把蜡烛放在距离玻璃板20cm处,它的像到蜡烛的距离是 cm,当蜡烛远离玻璃板时,它的像的大小将 ;
(3)小明走近实验楼的自动感应玻璃门时,门自动平移打开,则他在玻璃门中的像将 (填“随”或“不随”)门平移。
15.某实验小组用如图甲所示的实验装置“探究平面镜成像的特点”。
(1)实验时,不用镜子而使用透明薄玻璃板,不仅能观察到蜡烛的像,也便于 。
(2)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,取一支外形相同但未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动,发现它可以跟点燃的蜡烛A的像完全重合,说明像与物的大小 。
(3)移走蜡烛B,在其原来位置上放置一块光屏,光屏上不能呈现蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是 像。
(4)实验过程中如果玻璃板与桌面不垂直,而是如图乙所示倾斜,蜡烛A的像应是图中的 (选填“A1”“A2”或“A3”)。
16.为了探究平面镜成像特点,小薇同学准备了白纸、薄玻璃板、刻度尺、光屏和A、B两只大小相同的蜡烛。
①实验时,薄玻璃板需 放置在水平桌面上;
②如图所示,点燃蜡烛A,她应从蜡烛 (选填“A”或“B”)所在一侧观察蜡烛A的像,同时用蜡烛B与蜡烛A的像重合并记录位置;
③使用刻度尺的目的是便于比较像与物到平面镜的 关系。
17.如图所示,在探究光的反射规律的实中,先把一个平镜M放在水平桌面上,再把一个可折叠的半圆形的屏(由两个大小相同的扇形E,F连接而成,用来显示光的传播路径)竖直地立在平面镜上,屏上的竖直线ON为屏F可绕其转动的轴线。使一束光贴着屏E沿AO射到O点,经平面镜反射,就可以通过研究反射光OB的情况来探究光的反射规律了;
(1)在图甲所示的情景中,使一束光贴着屏E沿AO射到O点,则经镜面反射后的光沿OB射出。已知此时入射光AO与ON(法线)之间的夹角为50°,则反射光OB与ON之间的夹角为 ;若保证入射光AO的入射点不变,将AO顺时针向ON(法线)转过10°,则反射光OB与入射光AO之间的夹角将减小 ;
(2)在图甲所示的情景中,若使一束光贴着光屏F沿BO射向O点,可看到反射光沿OA方向射出,这说明在光的反射现象中光路是 ;
(3)如图乙所示,若以ON(法线)为轴,将屏F向后转动,发现在屏F上不能看到反射光。在屏E上改变入射光AO的入射角度,在屏F上仍不能看到反射光,这说明反射光线与 在同一平面内。
18.小明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、平面镜一块、玻璃板一块、白纸一张(如图1所示)。
(1)实验中用半透明玻璃板M替代平面镜 放置在水平桌面上,选用半透明玻璃板的目的是便于确定 ;
(2)为了便于观察实验应选在 (选填“较亮”或“较暗”)的环境中进行;
(3)小明分别测出这两支蜡烛到平面M的距离,再让蜡烛A远离M,则后面的蜡烛要 (选填“远离”或“靠近”)M才能再次与蜡烛A的像完全重合;
(4)多次观察及测量距离之后,小明分析得出结论:像到平面镜的距离 物到平面镜的距离,像的大小 物的大小;(选填“大于”“等于”“小于”)
(5)如图2甲所示,一枚硬币放置于平面镜前,硬币的像在a处,将平面镜平移至如图2乙所示位置时,硬币的成像情况是 (选填字母代号)。
A.成像在a处 B.成像在b处 C.成像在c处 D.硬币无法通过平面镜成像
19.在“探究平面镜成像的特点”实验中,某同学用玻璃板、相同的两支蜡烛和、刻度尺、白纸、橡皮泥等器材进行实验,如图所示:
(1)用玻璃板代替平面镜,主要是利用玻璃板透明的特点,便于 ;在寻找的像的位置时,眼睛应该在 (选填“A”或“B”)这一侧观察,同时移动蜡烛,使它与的像重合;
(2)在玻璃板同一侧,该同学看到了蜡烛的两个像,原因是 ;
(3)小明在较暗的环境中照镜子,发现像较暗,联系日常照镜子的经验,解决方法是 (选填“照亮镜子”或“照亮小明”);
(4)学习了平面镜成像的特点后,小明和小华做了进一步的观察和探究,他们分别代表物和像模拟平面镜成像,小明和小华面对面站立,若小明向右转,小华应向 转;小华走近办公楼的自动感应门时,门自动平移打开,则他在玻璃门中的像将 (选填“随”或“不随”)门平移。
20.如图甲是“探究光的反射定律”的实验装置。平面镜放在水平桌面上,标有刻度(图中未画出)的白色硬纸板ABCD,能绕垂直于CD的ON轴折转,在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。
(1)实验前,应将纸板 放置于平面镜上。移动激光笔,使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动,可观察到反射光束沿 时针方向转动;
(2)移动激光笔,使入射角为45°,测得反射角也为45°。由此就得出“光反射时,反射角等于入射角”的结论。你认为有何不妥之处? ;
(3)如图乙,将纸板右半部分绕ON向后折转任意角度,发现纸板上均无反射光束呈现,此现象说明反射光线、入射光线和法线 (选填“在”或“不在”)同一平面内;
(4)在图甲中,若将纸板(连同激光笔)绕CD向后倾斜,此时反射光束 (填序号)。
①仍在纸板上呈现 ②被纸板挡住 ③在纸板前方
21.在“探究光反射时的规律”实验中:
(1)如图甲,平面镜水平放置,把标有刻度的白色硬纸板应 放置在平面镜上方,白色硬纸板的作用是 和测量角度;
(2)在纸板前从不同方向都可以看到入射光EO的径迹,是因为光在纸板上发生了 ;
(3)如图甲所示,若在探究的过程中,将入射角增大,则光线OF将 (选填“靠近”或“远离”)法线。
(4)在图甲中,如果让光沿着FO的方向射向平面镜,会看到反射光沿着 方向射出。这表明,在反射现象中,光路是 的。
(5)如图乙所示,把纸板NOF绕ON向后折,在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。
(6)小明发现表格中第一组实验数据不符合“反射角等于入射角”这一结论,你认为导致这一问题的原因是 。
实验次数
1
2
3
入射角
30°
45°
60°
反射角
60°
45°
60°
22.如图为某次小明同学在暗室里做光的色散实验示意图。
(1)实验中阳光通过三棱镜后,在光屏上呈现彩色光带,这说明白光是由 混合而成的;
(2)历史上首先用实验研究光的色散的是英国科学家 ;
(3)如果分辨不清光屏上彩色光带的色彩,可以适当 (选填“增大”或“减小”)光屏与三棱镜间的距离;
(4)实验时用白色的光屏,是因为 ;
(5)若在三棱镜上贴满红色透明薄膜,在光屏上贴满绿纸则在光屏上可以看到 ;
A.红光 B.绿光 C.黄光 D.没有光、黑的
(6)小明想利用此实验来检验一张100元纸币的真伪,他应采取的操作是:把纸币放在 (选填“A”或“B”)光的外侧。
23.如图甲所示,小童在网上看到一个神奇的实验,利用四个梯形的塑料片,围成一圈立在手机上,就可以将手机上的影像成在空中,形成具有“3D”效果的“全息投影”。老师告诉他,这实际上就是平面镜成像的原理。于是,小童利用如图乙所示的装置,来探究“平面镜成像的特点”。
(1)实验时,小童选择玻璃板而没选择平面镜,目的是 ;
(2)小童将一个七号电池放在玻璃板前面,将另一个七号电池在玻璃后面移动,直到它与前面电池的像 。小童改变电池的位置多次实验,分别确定了物与像的三组位置,如图丙所示,分析图中数据可知: ;
(3)通过上面的实验过程,能够看出平面镜所成的像与物体大小相等。但小童认为若要更准确地得出这个结论,还应该_______(填写正确选项前的字母),再做几次实验才有说服力。
A.更换一个较厚的玻璃板;
B.再找来两个五号电池和两个一号电池。
(4)为了看到与网上视频相同的效果,小童将两个七号电池平放在桌面上,如图丁所示,再把两个玻璃板a和b立在桌面上,并调整玻璃板与桌面的夹角,直到无论在左侧还是右侧观察,都能看到电池的像垂直立在桌面上方。若要达到这种效果,两个玻璃板与水平桌面的夹角应为 度(锐角),眼睛在左侧通过a玻璃板看到电池的垂直立在桌面上方的像是 (填“左”或“右”)侧电池的像;
(5)小华同学也用蜡烛探究平面镜成像特点,如图戊,在实验过程中,如果将玻璃板绕EF轴顺时针转动,可以观察到像 (选填“顺时针转动”“逆时针转动”或“不动”)。若玻璃板以每秒5cm的速度匀速远离A蜡烛,2秒后B蜡烛应远离原来的位置 cm才能与A的像完全重合;
(6)如图己所示,两个平面镜L1和L2平行竖直放置,两镜相距s,物体A在两镜之间,A在L1中的一个像是A1,A在L2中的一个像是A2,已知A1、A2相距s1,当物体A在两镜之间移动时,A在两镜里成的像A1、A2的距离s1的变化情况是 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
24.探究光的反射规律的实验装置如图甲所示,平面镜放在水平桌面上,标有刻度(图中未画出)的白色纸板ABCD,能绕垂直于CD的ON轴翻转,在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。
(1)实验前,应将纸板 放置于平面镜上;
(2)如图乙所示,将纸板右半部分绕ON向后折任意角度,发现纸板。上均无反射光束呈现。那么反射光线 ;(选填“仍存在”或“不存在”)
(3)使一束光紧贴硬纸板射向镜面上的O点,在硬纸板上描出入射光线AO和反射光线OB,并测出反射角和入射角,改变入射角大小做三次实验后将测得的数据记录在下表中,该操作探究的问题是 ;(填序号)
A.光能否发生反射
B.光线是否沿直线传播
C.光是否只能在镜面上反射;
D.光反射时反射光线的位置遵循什么规律
(4)有一同学也把一束光贴着纸板A射到O点(如图丙所示),但纸板并未与平面镜垂直,他 (选填“能”或“不能”)在纸板B上看到反射光线。
实验次数
入射角
反射角
第一次
20°
20°
第二次
40°
40°
第三次
60°
60°
25.在“探究平面镜成像的特点”实验中,
(1)实验用玻璃板代替平面镜是为了便于确定像的 ;
(2)如图所示,把点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B竖立若在玻璃板后面移动,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 相等,这种研究方法是物理学中常用的 (选填“控制变量法”或“等效替代法”);
(3)将光屏放在蜡烛A的像的位置,直接观察光屏,光屏上没有呈现蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是 。
26.(1)在“探究光的反射规律”的实验中,小亮进行如图甲所示的实验,让一束光EO贴着纸板射到平面镜上,将纸板沿ON向后折,此时在NOF面上看不到反射光线,如图乙所示。此实验现象说明 ;
(2)如图丙所示是小亮同学“探究平面镜成像特点”的实验装置;
①实验开始时,玻璃板应与桌面 ;
②如果保持蜡烛A的位置不变,将丙图中的玻璃板向竖直向上的方向移动5cm,则像向上移动 cm。
27.在“探究光的反射规律”的实验中,小莉设计了如图甲所示的实验,平面镜放在水平桌面上,纸板可绕ON转动。
(1)实验前,应将纸板 地立在平面镜上。图甲中,让一束光EO贴着纸板A绕入射点O沿逆时针方向转动,可观察到反射光OF沿 时针方向转动;
(2)实验中,如果让光逆着OF方向射向平面镜,会看到及射光沿着OE方向射出。这表明,在光的反射现象中,光路是 的;
(3)在图乙中,将纸板B沿PQ剪开,把纸板B的上半部分向后折。实验时在纸板B的 (选填“上”或“下”)半部分会看到反射光线;
(4)图丙中的潜望镜利用了光的反射定律,入射光线AO的入射角为 。
28.在“探究平面镜成像的规律”实验中,如下图所示。
(1)实验需要的器材:
两支相同的蜡烛、一块玻璃板、玻璃板支架、一张纸、一个 、一把刻度尺及火柴;
(2)如图所示,为小红的实验步骤;
(3)步骤(a)中,将纸平铺在水平桌面上,玻璃板 (选填“垂直”或“倾斜”)架在纸上,在玻璃板的一侧立一支点燃的蜡烛,透过玻璃板观察其另一侧蜡烛的像;
(4)步骤(b)中,将另一支完全相同的、但未点燃的蜡烛放到玻璃板后像的位置,与像重合(观察到未点燃蜡烛的烛芯上好像也有了烛焰)。由此可以初步得出:物体通过平面镜所成的像与物体的大小 ;
(5)步骤(c)中,做了三次实验,在玻璃板下所铺的白纸上描绘出蜡烛、玻璃板和蜡烛像的位置,所得数据如下表:
实验次数
蜡烛到平面镜的距离(cm)
像到平面镜的距离(cm)
1
5
5
2
7
7
3
8
8
由上面的实验数据,可以初步得出: 。(写出一条即可)
29.小明在做“探究平面镜成像特点”的实验,将一块玻璃竖直架在水平台上,取两支完全相同的蜡烛A和B进行实验,如图A所示。
(1)小明得出“像与物等大”的结论,可小华认为:像的大小还和镜子面积的大小有关。在不更换和损坏玻璃板的前提下,你如何开展探究?简述做法及判断方法。做法: ,判断方法: ;
(2)小明了解到平面镜是在平板玻璃的背面均匀地镀上了一层金属膜制成的(如图B甲)。他有一个疑问:物体是通过镜子的前面成像还是背面成像?于是他将一支铅笔的笔尖贴在镜子上,如图B乙所示,眼睛从侧面观察,若发现 ,则说明物体是通过镜子背面成像。
30.在探究“光的反射定律”的实验中,为了确定反射光沿哪个方向射出,实验器材有:可折叠的光屏(如图甲所示,光屏的A、B两部分均可绕轴ON旋转)、平面镜、激光电筒和量角器。
(1)如图乙所示,将光屏垂直立放在水平放置的镜面上,让激光电筒发出的光沿光屏A入射到O点。光屏A是用来呈现 光线的,为了观察到反射光线,绕ON转动光屏B到图乙中的位置2,显示光路如图丙所示,说明反射光线与 在同一平面内。
(2)如图丁所示,保持光屏AB在同一平面,若将光屏倾斜,多次改变光屏与镜面夹角,让激光电筒发出的光仍沿光屏A入射到O点,此时光屏B上始终没有出现反射光线,说明反射光线与入射光线所在平面与镜面 。为了确定这个面,引入一条过入射点垂直于镜面的直线,叫做 。
(3)分析归纳得出:反射光线、入射光线与 在同一平面内,反射光线与入射光线分居法线 。
(4)为探究“反射角和入射角是否相等”,改变光束入射的角度,记录每次光的径迹。
取下纸板,测量ON两侧的入射角、反射角,记录在表中,得出的结论是 。
次数
入射角
反射角
1
70°
70°
2
45°
45°
3
30°
30°
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第二章 光现象(实验题30道)
1.在“探究平面镜成像特点”的实验时,装置如图所示。
(1)实验时,玻璃板应 放置在水平桌面上;
(2)实验使用玻璃板替代平面镜是为了便于 ;
(3)选用两根完全相同的蜡烛A、B,是为了比较像与物的 关系;
(4)调节蜡烛B与像完全重合后,将光屏放在蜡烛B的位置,直接看光屏,光屏上观察不到像,说明平面镜所成的像是 像;
(5)实验一段时间后,蜡烛B与蜡烛A的像无法完全重合,是因为 。
【答案】 竖直 确定像的位置 大小 虚 平面镜所成的像与物体大小相等
【详解】(1)[1]为了用棋子B准确确定A的像的位置,应将玻璃板竖直立在水平桌面上。
(2)[2]实验时,选择透明的玻璃板,能同时观察到像和代替蜡烛A的蜡烛B,便于确定像的位置。
(3)[3]为了比较物像大小关系,实验中选用两根相同的蜡烛A和B。
(4)[4]将光屏放到像的位置,光屏上承接不到像,这是因为平面镜成的像是虚像,虚像不能呈现在光屏上。
(5)[5]实验一段时间后,蜡烛A由于燃烧而变短,由于平面镜所成的像与物体大小相等,所以蜡烛A的像也变短,而蜡烛B不变,所以蜡烛B与蜡烛A的像无法完全重合。
2.探究平面镜成像特点的实验装置图,如图所示。
(1)本实验器材M应选择 (选填“玻璃板”或“平面镜”)进行实验;
(2)小峰将点燃的蜡烛A竖直放好,从 (选填“A侧”或“B侧”)观察到蜡烛A的像,然后移动完全相同的蜡烛B,直至与蜡烛A的像完全重合,分别记录A和B的位置;多次移动蜡烛A重复实验;
(3)最后小峰得出结论:平面镜的成像性质:正立、等大、 像。
【答案】 玻璃板 A侧 虚
【详解】(1)[1]实验时选择透明的玻璃板,因为玻璃板表面能反射成像,能透过玻璃板观察后面蜡烛B的移动,用玻璃板能同时观察到蜡烛A的像和蜡烛B,便于确定像的位置。
(2)[2]平面镜成像的原理是光的反射,所以应该在平面镜前方即A侧观察。
(3)[3]由平面镜成像的特点知,平面镜所成的是正立、等大的虚像。
3.探究平面镜成像特点:
(1)如图甲,在竖直放置的玻璃板前A处放一支点燃的蜡烛,可以看到玻璃板的后面出现蜡烛的像。拿一支大小和点燃蜡烛相同的蜡烛在玻璃板后面移动,当移动到处时,可以看到它跟像 ,在处放置一个光屏,在光屏上找不到点燃蜡烛的像,这是因为 。
(2)经过三次实验后,在白纸上记录像与物的对应点如图乙,用刻度尺分别测出其到玻璃板的距离,并进行比较,进一步分析可以得出结论 。
【答案】 完全重合 平面镜成的像是虚像 像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等
【详解】(1)[1][2]根据平面镜成像特点可知,未点燃的蜡烛和已点燃的蜡烛的像完全重合,在光屏上找不到点燃蜡烛的像,因为平面镜成的像是虚像。
(2)[3]由比较可知,这两个距离是相同的,表明像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等。
4.在探究“平面镜成像特点”的活动过程:
(1)实验时为了方便确定像的位置,选用了玻璃板代替平面镜,此时成像的清晰度比日常使用的平面镜 (选填“好一些”或“差一些”);实验时发现玻璃板后面有两个像,两像间距为 8mm,则玻璃板的厚度为 ;
(2)实验时,将蜡烛A放在玻璃板前,把另一支相同的蜡烛B放到玻璃板的后面,蜡烛B (需要/不需要)点燃,边移动,边观察,直到 重合,观察时,眼睛应该在如图乙中 处观察(选填“a”、“b”、“c”或“d”);为确定像的虚实,需在像的位置放一个光屏,并在如图中的 (选填“a”、“b”、“c”或“d”)处观察光屏上是否有像;
(3)如图丙是小明本人,他在进行实验时,从玻璃板中也观察到了自己的像。那么他的像应是如图丙中的 (选填“A”、“B”、“C”);若将玻璃板竖直向上缓慢平移,他的像 (选填“向上平移”、“不移动”或“向下平移”);此时另一同学站在玻璃板后,小明 (选填“能”或“不能”)看到自己的像;
(4)如图丁所示,若将玻璃板与水平桌面成45°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
(5)移动蜡烛A 进行多次实验,实验表明:在蜡烛远离玻璃板的过程中,玻璃板中所成像的大小 (变大/变小/不变),像与物关于镜面 。
【答案】 差一些 4mm 不需要 B与A的像 a b A 不移动 能 C 不变 对称
【详解】(1)[1]透明的玻璃板只能反射烛焰射出的一部分光线,另一部分透过玻璃板,所以玻璃板成的像比平面镜成的像清晰度差一些。
[2]根据物像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,即平面镜的厚度是4mm。
(2)[3][4][5]实验时,将蜡烛A放在玻璃板前,把另一个相同的未点燃的蜡烛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a处观察。
[6]为确定像的虚实,需在蜡烛B位置放一个光屏,并在如图中的b处观察光屏上是否有像。
(3)[7]方法一:根据物像连线与镜面垂直,物像到平面镜距离相等,物像大小相等,作出小军在平面镜中的像,如图:
方法二:把试卷翻过来,观察小军在平面镜中的像,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
[8]由于平面镜成像的规律是像与物关于镜面对称,所以只将玻璃板竖直向上缓慢平移,他的像的位置不变,即不移动。
[9]平面镜成的是虚像,像是反射光线的反向延长线会聚形成的,不是实际光线照到像点,所以此时另一同学站在玻璃板后,小明能看到自己的像。
(4)[10]如图,当蜡烛A沿着桌面向右做直线运动时,根据物像相对于镜面对称的性质,蜡烛A在平面镜中的像做竖直向下运动,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(5)[11][12]根据平面镜成像规律可知,在蜡烛远离玻璃板的过程中,玻璃板中所成像的大小不变,像与物关于镜面对称。
5.如图所示,在“探究平面镜成像特点”的实验中:
(1)为了更好地完成实验,M应是一块 (选填“A、B或C”);
A.2mm的平面镜 B.2mm的平板玻璃 C.1mm的有色平板玻璃
(2)两段相同的蜡烛是为了比较像与物的 关系;
(3)实验时应在蜡烛 (选填“A”或“B”)一侧观察蜡烛A的像;如果将竖立的M沿图中虚线水平向右移动一段距离,则蜡烛A的像相对于桌面 (选填“向左”、“向右”或“不发生”)移动:
(4)移去后面的蜡烛B,并在其所在位置上放一光屏,则光屏上 (选填“能”或“不能”)接收到蜡烛A的像;
(5)正确进行实验,多次改变蜡烛A的位置,并准确测出蜡烛A和蜡烛B到镜面的距离,其目的是为了 (选填“减小误差”或“寻求普遍规律”)。
【答案】 C 大小 A 不发生 不能 寻求普遍规律
【详解】(1)[1]玻璃板的两个面都能成像,当玻璃板越薄,两个反射面成像距离越近,可以近似看成一个像,而玻璃板厚时,能看到两个像,对实验有影响,但玻璃板的厚度对像的大小没有影响;为了更好的实验,应该选择的玻璃板厚度为1mm的有色玻璃,故AB不符合题意,C不符合题意。
故选C。
(2)[2]选择完全相同的两个蜡烛便于比较像与物的大小关系。
(3)[3]点燃蜡烛,蜡烛在玻璃板中成像,观察蜡烛的像时,眼睛要在蜡烛的一侧,才能通过玻璃板看到蜡烛的像,所以应该在A侧。
[4]将竖立的玻璃板沿图中虚线水平向右移动一段距离,蜡烛A的物距不变,像距也不变,因为像和物体位置关于玻璃板对称,像还在原来位置。
(4)[5]因为光屏只能接收实像,虚像不能呈现在光屏上,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。
(5)[6]一次实验不具备代表性,应采取同样的实验方案多做几次,研究像与物体到镜面距离的普遍规律,避免实验现象的偶然性。
6.在研究光的传播路径时,小明做了下面几个小实验:
(1)图甲中,为了显示激光在空气中传播路径,可以采取的方法是 ,(写出一种方法即可)图乙中,为了显示激光在水中的传播路径,可以在水中加入少量的 ;
A.食用油或牛奶 B.牛奶或咖啡 C.咖啡或食用油
(2)要得出“光在均匀介质中沿直线传播”这一普遍结论,还需要再做一个光在_________中传播的实验;
A.酒精 B.玻璃砖 C.木块
(3)我国古代学者对“光沿直线传播”的现象曾做过许多研究,例如战国时期的《墨经》就有小孔成像的解释,如图丙所示:
①小孔成的像是 的 像;
②若将小孔由圆形改为三角形,则所成的像的形状 (选填“改变”或“不变”);
③若只将蜡烛远离小孔,则所成像的大小将 ;
(4)如图丁所示,小明想通过A、B两张纸片上的小孔看见烛焰,他应将 和两个小孔及人眼调到 上,此时人眼看见的 (选填“是”或“不是”) 烛焰通过小孔成的像。
(5)生活中与小孔成像实验原理相同的例子还有(请举一例): 。
【答案】(1) 喷洒水雾或喷洒烟雾(点蚊香) B
(2)B
(3) 倒立 实 不变 变小
(4) 烛焰 同一直线 不是
(5)日食(月食)
【详解】(1)[1]为了显示激光在空气中传播路径,可用在空气中喷洒水雾或喷洒烟雾的方法显示光的传播路径。
[2]将激光射入加有少量牛奶或咖啡并搅拌均匀的水中,可利用光的漫反射显示出光的传播路径;食用油无法溶解在水中,故无法显示光的传播路径,牛奶和咖啡可以溶解在水中,可以显示光的传播路径,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
(2)已经做了光在空气中,在水中,要得出“光沿直线传播的”这一普遍结论,还需要再做一个光在固体中,还需要透明的物质,故需要玻璃砖做实验,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(3)[1][2]由于小孔所成的像是由实际光线会聚而成的,当物体上部的光线通过小孔后,射到了光屏的下部,而物体下部的光线通过小孔后,射到了光屏的上部,因此小孔成的像是倒立的实像,这是光的直线传播造成的。
[3]小孔所成的像是物体本身的像,与小孔的形状无关,所以若将小孔由圆形改为三角形,则所成的像的形状不变。
[4] 将蜡烛远离小孔,两条光线的夹角比较小,当其他条件不变时,则所成像大小将变小。
(4)[1][2]本实验的原理是光沿直线传播,图丁是通过两个小孔去观察烛焰,若要看到烛焰,则应将烛焰和两个小孔及人眼调到同一直线上。
[3]此时看到的是烛焰发出的光直接进入人眼观察到的,不是蜡烛通过小孔成的像。
(5)生活中与小孔成像实验原理相同的例子还有日食、月食、灯光下的影子、皮影等。
7.如图所示,小明正在检查视力,要求小明与视力表在平面镜中的像相距5m。则:
(1)图中的长度L应为 m;
(2)视力表中的图案在平面镜中所成的像是 (选填“”、“”、“”或“”);
(3)若小明得了近视眼,则他需要配戴由 (选填“凸”或“凹”)透镜片制成的眼镜矫正视力。
【答案】 0.6 凹
【详解】(1)[1]要求被测者与视力表像的距离是5m,由图知,小明到平面镜距离2.2m,所以视力表的像到平面镜距离为
视力表到平面镜距离也为2.8m,则L的大小应该是
(2)[2]平面镜所成像是正立、等大的虚像,像与物相对于平面镜对称。因视力表和平面镜都竖直放置,所以视力表中图案在平面镜中所成的像。
(3)[3]近视眼是由于人眼的晶状体变凸,会聚能力增强,像呈在视网膜的前方,故应佩戴发散透镜,即凹透镜,使光线发散,使像正好成在视网膜上。
8.某同学利用如图所示的装置探究光的反射定律,A、B两块纸板可沿ON折叠,且与平面镜垂直放置。
实验次数
入射角
反射角
1
30°
30°
2
45°
45°
3
70°
70°
(1)该实验在较 的环境中进行效果会好些,将纸制成可以沿ON折叠,主要是为了 。
(2)用激光笔在E处沿EO射入,反射光线沿OF射出,记录此时的入射角和反射角,改变入射角多次进行实验,记录的实验数据如上表所示,分析表中数据可得实验结论 。
(3)用另一支激光笔让光线沿着FO(即逆着原反射光线)射向平面镜时,可看到反射光线沿OE射出,说明了 。
【答案】(1) 暗 探究反射光线、入射光线和法线是否在同一个平面内
(2)在光的反射中,反射角等于入射角
(3)在反射现象中光路是可逆的
【详解】(1)[1]为了便于观察纸板上的光线,该实验在较暗的环境中进行效果会好些。
[2]当两块硬纸板在一个平面内时,可以看到入射光线和反射光线,不在同一平面上时,看不到反射光线,则可以探究反射光线、入射光线和法线是否在同一个平面内。
(2)改变入射角的大小进行三次实验,根据表中的数据可得实验结论为:在光的反射中,反射角等于入射角。
(3)当光线沿着FO射向平面镜时,可看到反射光线沿OE射出,这说明了在光的反射现象中光路是可逆的。
9.如图所示是“探究平面镜成像特点”的实验装置。
(1)现有厚度分别为5mm和2 mm的两块玻璃板,应选择 mm厚的玻璃板做实验,目的是 。
(2)用玻璃板代替平面镜的原因是 。
(3)实验中A、B两支蜡烛的外形应 (选填“相同”或“不同”)。在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛B竖直放在玻璃板后面移动,人眼应一直在玻璃板的 方(选填“前”或“后”)。
(4)当B蜡烛与A蜡烛的像完全重合时,移去B蜡烛,在原来的位置上放一光屏,在光屏上 (选填“能”或“不能”)显现A蜡烛的像,说明平面镜成的像是 像。
(5)移动B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( )
A.控制变量法 B.转换法 C.等效替代法 D.类比法
【答案】 2 避免重影 便于确定像的位置 相同 前 不能 虚 C
【详解】(1)[1][2]玻璃板前后二个面,会形成二个像,玻璃板越薄,两个反射面所成的像越近,这样可以更准确地确定像的位置,应选2mm的玻璃板,避免出现重影。
(2)[3]玻璃板既能成像,又能透过玻璃板看到后面的物体,便于确定像的位置。
(3)[4][5]平面镜成像与物等大,实验中应选外形相同的两支蜡烛,平面镜所成像为虚像,应在玻璃板前方观察。
(4)[6][7]平面镜所成像为虚像,虚像不能用光屏承接。
(5)[8]移动B直至它与蜡烛A的像完全重合,即用蜡烛B去替代蜡烛A的像,是等效替代法,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
10.小明用如图所示装置探究光的反射规律。
(1)实验时将可翻折的白色硬纸板 立在平面镜上,如图甲将一束光紧贴纸板E射向平面镜,在教室不同位置的同学都能观察到纸板上的光束,是因为光在纸板表面发生了 反射;
(2)当纸板F在图甲位置时能呈现反射光束,若将纸板F向后折转一定的角度,如图乙所示,则在F板上 (选填“能“或“不能”)看到反射光,此时,反射光 (选填“存在”或“不存在”)。由此可知,反射光线和入射光线 (选填“在”或“不在”)同一平面内;
(3)纸板F翻折到图甲位置,读出入射角和反射角的大小,接下来应进行的操作是 ,多测几次数据;
(4)同组的小华用相同器材进行实验,将纸板F翻折到与纸板E在同一平面时,在纸板F上却看不见反射光束,原因可能是 。
【答案】 垂直 不能 漫 存在 在 改变入射光线的方向 硬纸板没有垂直立在平面镜上
【详解】(1)[1][2]在探究光的反射规律时,将白色硬纸板垂直放置在平面镜上,这样可以使反射光线和入射光线在硬纸板上呈现;在不同方向都能看到光的传播路径,是由于光在粗糙的纸板上发生了漫反射。
(2)[3][4][5]当纸板右半部分和左半部分在同一平面上时,能同时看到反射光线和入射光线,当纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度,发现纸板上均无反射光束呈现,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(3)[6]在探究“光的反射定律”实验时,要探究反射角与入射角的关系,应该多次改变入射光线的方向,改变入射角的大小,最终才能得出“反射角等于入射角”的普遍性规律。
(4)[7]如果在实验中将纸板F翻折到与纸板E在同一平面时,在纸板F上却看不见反射光束,其原因可能是纸板与平面镜不垂直。
11.小明在做探究“平面镜成像特点”的实验时,将玻璃板M竖直放在水平桌面上,取两支相同的蜡烛A和B,将蜡烛A放置于玻璃板前固定并点燃,如图甲所示:
(1)本实验应在 (填“较暗”或“较亮”)环境下进行,实验中用透明的玻璃板代替平面镜,主要是利用玻璃透明的特点,便于 ;
(2)在实验中,小明看到蜡烛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 ;
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
(3)小明移动玻璃板后面的蜡烛B,使它与A所成的像重合,在蜡烛B处做好标记,测得B到A的距离为10cm;再移出蜡烛B,将玻璃板平移到B的位置,此时所成像与前一次成像的大小相比将 (“变大”“变小”或“不变”),第二次所成像到蜡烛A的距离为 cm;
(4)小明将未点燃的蜡烛B竖直放在玻璃板后的桌面上移动,发现前面点燃的蜡烛A的像总在未点燃蜡烛的上方偏高处,造成该现象的原因是 ;
(5)如图乙所示,将玻璃板与水平桌面成45°角固定在水平桌面上,让蜡烛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“水平向右”“水平向左”“竖直向上”或“竖直向下”)运动。
【答案】 较暗 确定像的位置 A 不变 20 玻璃板未与桌面垂直 竖直向下
【详解】(1)[1]在较暗的环境中实验时,蜡烛的像与环境的差异较大,实验现象会更明显。
[2]为了便于确定像的位置,在实验时,用薄玻璃板代替平面镜。
(2)[3]小明看到蜡烛A有两个不重合的像,原因是玻璃板太厚,前后两个面各成了一个像,因此应换薄玻璃板进行实验。
故选A。
(3)[4]由平面镜成像规律可知,物与像等大,所以即使改变了物体到平面镜的距离,像的大小也不会发生变化。
[5]将玻璃板平移到B的位置,此时蜡烛A和玻璃板间的距离为10cm,平面镜所成的像与物关于平面镜对称,所以像与玻璃板间的距离也为10cm,则A与像之间的距离为20cm。
(4)[6]前面点燃的蜡烛A的像总在未点燃蜡烛的上方偏高处,即蜡烛B不能与像完全重合,原因是玻璃板没有与桌面垂直放置。
(5)[7]平面镜所成的像始终与物体关于平面镜对称,所以将玻璃板与水平桌面成45°角固定在水平桌面上,让蜡烛A沿着桌面向右做直线运动,蜡烛A与平面镜间的距离变小,则像到平面镜的距离也在变小,故将看到蜡烛A在玻璃板后的像竖直向下运动。
12.在探究“光的反射定律”的实验中,小明选用了如图的平面镜、纸板、激光器和几种不同颜色的笔进行实验。
(1)实验中还需要的测量器材是 ;
(2)改变入射光的方向,多次实验,将数据记录在表格中,分析数据可得出结论: ;
(3)若ON为轴线,把纸板F向后慢慢旋转,在纸板F上不能看见反射光线,这说明反射光线、入射光线与法线 (选填“在”或“不在”)同一平面内。
实验次数
1
2
3
入射角
30°
45°
60°
反射角
30°
45°
60°
【答案】 量角器 反射角等于入射角 在
【解析】【小题1】(1)[1]为了测量入射角和反射角的大小,还需要的测量工具是量角器。
(2)[2] 分析表中反射角和入射角的数据可知,每次实验时的反射角度数虽然不同,但都与入射角的度数相等,故得出的结论是:在光的反射中,反射角等于入射角。
(3)[3]只有E、F板在同一平面上时,才能观察到反射光线,若ON为轴线,把纸板F向后慢慢旋转,在纸板F上不能看见反射光线,这说明反射光线、入射光线与法线在同一平面内。
13.“探究光的反射规律”的实验装置如图甲所示,平面镜放在水平桌面上,标有角度(图中未画出)的白色纸板ABCD竖直放置于平面镜上,能绕垂直于CD的ON轴向后折转,在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。
(1)白色纸板选用粗糙材质目的是发生 反射(选填“镜面”或“漫”)便于观察。
(2)当入射光线EO与CO的夹角为50°时,此时入射角的大小为 。当入射光线靠近法线,反射光线 法线;(选填“靠近”或“远离”)
(3)如图乙所示,将纸板右半部分绕ON向后折转任意角度,发现纸板上均无反射光束呈现。由此说明:反射光线、法线和入射光线 (选填“在”或“不在”)同一平面内;
(4)如图丙所示,若将纸板(连同激光笔)绕CD向后倾斜,入射光线仍能呈现在纸板上,且仍紧贴EO入射到平面镜的O点。此时与图甲情形对比,发生改变的有___________(多选题,选填下方字母)。
A.法线位置 B.反射光线方向 C.入射角大小 D.反射角与入射角的大小关系
【答案】(1)漫
(2) 40 靠近
(3)在
(4)BC
【详解】(1)为了更清晰地显示光路,白色纸板的表面应较粗糙,光射在纸板上会发声漫反射,反射光线向各个方向,无论从哪个角度看,都能看清楚。
(2)[1][2]当入射光线EO与CO的夹角为50°时,此时入射角的大小
根据光的发射定律,反射角等于入射角,当入射光线靠近法线,入射角减小,反射角随之减小,反射光线也靠近法线。
(3)当纸板右半部分和左半部分在同一平面上时,能同时看到反射光线和入射光线,当纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度,左右两个部分的纸板不在一个平面上,发现纸板上均无反射光束呈现,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(4)保持平面镜水平不变,将纸板向后倾斜一个角度,入射光线仍能呈现在纸板上,且沿EO方向入射到平面镜的O点,但与原来相比,入射光线的方向改变了,法线方向不变(垂直于镜面),由于反射光线、入射光线和法线在同一平面内,所以反射光线方向改变,则在纸板上不能看到反射光线,而入射角度数改变、反射角与入射角关系不改变,故AD不符合题意,BC符合题意。
故选BC。
14.小明用如图所示装置进行“平面镜成像特点”的实验。
(1)他选用玻璃板代替平面镜进行实验的目的是 ;
(2)在实验中,把蜡烛放在距离玻璃板20cm处,它的像到蜡烛的距离是 cm,当蜡烛远离玻璃板时,它的像的大小将 ;
(3)小明走近实验楼的自动感应玻璃门时,门自动平移打开,则他在玻璃门中的像将 (填“随”或“不随”)门平移。
【答案】 便于确定像的位置 40 不变 不随
【详解】(1)[1]实验时选择透明的玻璃板,能同时观察到像和另一蜡烛,便于确定像的位置。
(2)[2][3]物像等距,蜡烛到玻璃板的距离是20cm,那么蜡烛的像到玻璃板的距离等于20cm,所以蜡烛在玻璃板中所成的像到蜡烛的距离是40cm,物像等大,蜡烛不管是远离玻璃板还是靠近玻璃板,蜡烛所成像的大小不变。
(3)[4]像和物关于平面镜所在的平面对称,玻璃门中的像是由于光的反射形成的虚像,虚像不在玻璃门上,所以门自动平移打开,则他在玻璃门中的像不随门平移。
15.某实验小组用如图甲所示的实验装置“探究平面镜成像的特点”。
(1)实验时,不用镜子而使用透明薄玻璃板,不仅能观察到蜡烛的像,也便于 。
(2)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,取一支外形相同但未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动,发现它可以跟点燃的蜡烛A的像完全重合,说明像与物的大小 。
(3)移走蜡烛B,在其原来位置上放置一块光屏,光屏上不能呈现蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是 像。
(4)实验过程中如果玻璃板与桌面不垂直,而是如图乙所示倾斜,蜡烛A的像应是图中的 (选填“A1”“A2”或“A3”)。
【答案】(1)确定像的位置
(2)相等
(3)虚
(4)A1
【详解】(1)使用透明薄玻璃板,既能看到蜡烛A的像,又能看到后面的蜡烛B,便于确定像的位置 ,通过移动蜡烛B与A的像重合,来找到像的位置。
(2)未点燃的蜡烛B能与点燃的蜡烛A的像完全重合,这表明像与物的大小相等 ,利用等效替代法验证了像和物大小的关系。
(3)实像能呈现在光屏上,虚像不能。移走蜡烛B,光屏上不能呈现蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是虚像。
(4)平面镜成像时,像与物关于镜面对称。玻璃板倾斜,蜡烛A的像应是图中的A1 ,因为像的位置会随着镜面倾斜而改变,仍保持对称关系。
16.为了探究平面镜成像特点,小薇同学准备了白纸、薄玻璃板、刻度尺、光屏和A、B两只大小相同的蜡烛。
①实验时,薄玻璃板需 放置在水平桌面上;
②如图所示,点燃蜡烛A,她应从蜡烛 (选填“A”或“B”)所在一侧观察蜡烛A的像,同时用蜡烛B与蜡烛A的像重合并记录位置;
③使用刻度尺的目的是便于比较像与物到平面镜的 关系。
【答案】 竖直 A 距离
【详解】①[1]平面镜所成的像与物体关于镜面对称,实验时,为了便于确定像的位置,薄玻璃板需竖直放置在水平桌面上,玻璃板方向与桌面垂直。
②[2]因平面镜所成的像为光的反射形成的虚像,故应从蜡烛A所在一侧观察蜡烛A的像。
③[3]使用刻度尺可以测量物和像到平面镜的距离,从而比较像与物到平面镜的距离关系。
17.如图所示,在探究光的反射规律的实中,先把一个平镜M放在水平桌面上,再把一个可折叠的半圆形的屏(由两个大小相同的扇形E,F连接而成,用来显示光的传播路径)竖直地立在平面镜上,屏上的竖直线ON为屏F可绕其转动的轴线。使一束光贴着屏E沿AO射到O点,经平面镜反射,就可以通过研究反射光OB的情况来探究光的反射规律了;
(1)在图甲所示的情景中,使一束光贴着屏E沿AO射到O点,则经镜面反射后的光沿OB射出。已知此时入射光AO与ON(法线)之间的夹角为50°,则反射光OB与ON之间的夹角为 ;若保证入射光AO的入射点不变,将AO顺时针向ON(法线)转过10°,则反射光OB与入射光AO之间的夹角将减小 ;
(2)在图甲所示的情景中,若使一束光贴着光屏F沿BO射向O点,可看到反射光沿OA方向射出,这说明在光的反射现象中光路是 ;
(3)如图乙所示,若以ON(法线)为轴,将屏F向后转动,发现在屏F上不能看到反射光。在屏E上改变入射光AO的入射角度,在屏F上仍不能看到反射光,这说明反射光线与 在同一平面内。
【答案】 50 20 可逆的 入射光线和法线
【详解】(1)[1]在光的反射现象中,由于反射角始终等于入射角,所以当入射光AO与ON(法线)之间的夹角为50°时,反射光OB与ON之间的夹角也为50°。
[2]若保证入射光AO的入射点不变,将AO沿顺时针向ON(法线)转过一个很小的角度10°,则反射光OB也将向ON靠近,靠近的角度为10°,故反射光OB与入射光AO之间的夹角将减小20°。
(2)[3]在图甲所示的情景中,使一束光贴着屏E沿AO射到O点,则经镜面反射后的光在光屏F上沿OB射出;若使一束光贴着光屏F沿BO射向O点,可看到反射光沿OA方向射出,这说明在光的反射现象中光路是可逆的。
(3)[4]若以轴线ON(法线)为轴,将光屏F向后转动,此时光屏E、F不在同一平面内,发现在屏F上不能看到反射光,这说明反射光线与入射光线和法线在同一平面内。
18.小明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、平面镜一块、玻璃板一块、白纸一张(如图1所示)。
(1)实验中用半透明玻璃板M替代平面镜 放置在水平桌面上,选用半透明玻璃板的目的是便于确定 ;
(2)为了便于观察实验应选在 (选填“较亮”或“较暗”)的环境中进行;
(3)小明分别测出这两支蜡烛到平面M的距离,再让蜡烛A远离M,则后面的蜡烛要 (选填“远离”或“靠近”)M才能再次与蜡烛A的像完全重合;
(4)多次观察及测量距离之后,小明分析得出结论:像到平面镜的距离 物到平面镜的距离,像的大小 物的大小;(选填“大于”“等于”“小于”)
(5)如图2甲所示,一枚硬币放置于平面镜前,硬币的像在a处,将平面镜平移至如图2乙所示位置时,硬币的成像情况是 (选填字母代号)。
A.成像在a处 B.成像在b处 C.成像在c处 D.硬币无法通过平面镜成像
【答案】 垂直 像的位置 较暗 远离 等于 等于 A
【详解】(1)[1][2]实验中用半透明玻璃板替代平面镜垂直放置在水平桌面上,是因为半透明玻璃板有透光性,既能看到蜡烛A的像,又能看到另一侧的物体,便于确定像的位置。
(2)[3]实验环境应选放在较暗的地方,这样增加烛焰、像与环境的对比度,使观察效果更明显。
(3)[4]物像到平面镜的距离相等,蜡烛A远离M,A的像也远离平面镜,故后面的蜡烛要远离平面镜才能与像完全重合。
(4)[5]根据实验测量得到的数据分析可知,平面镜成像时,像与物到平面镜的距离相等。
[6]根据平面镜成像特点知:像的大小与物体等大,所以无论如何移动蜡烛,像的大小都不会变。
(5)[7]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对称轴上,像的位置不变,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
19.在“探究平面镜成像的特点”实验中,某同学用玻璃板、相同的两支蜡烛和、刻度尺、白纸、橡皮泥等器材进行实验,如图所示:
(1)用玻璃板代替平面镜,主要是利用玻璃板透明的特点,便于 ;在寻找的像的位置时,眼睛应该在 (选填“A”或“B”)这一侧观察,同时移动蜡烛,使它与的像重合;
(2)在玻璃板同一侧,该同学看到了蜡烛的两个像,原因是 ;
(3)小明在较暗的环境中照镜子,发现像较暗,联系日常照镜子的经验,解决方法是 (选填“照亮镜子”或“照亮小明”);
(4)学习了平面镜成像的特点后,小明和小华做了进一步的观察和探究,他们分别代表物和像模拟平面镜成像,小明和小华面对面站立,若小明向右转,小华应向 转;小华走近办公楼的自动感应门时,门自动平移打开,则他在玻璃门中的像将 (选填“随”或“不随”)门平移。
【答案】(1) 便于确定像的位置 A
(2)玻璃板过厚,前后两个面各成一个像
(3)照亮小明
(4) 左 不随
【详解】(1)[1]实验中选用透明的玻璃板目的是为了便于确定像的位置。
[2]由于平面镜成像是由光的反射形成的,因此眼睛应该在蜡烛A这一侧观察。
(2)平面镜成像利用的是光的反射,光线在玻璃板的前后表面均会发生反射,若玻璃板较厚,前后表面形成的像的距离较大,会出现双像的影响。
(3)通过平面镜观察到的小明是由小明身上反射的光线经平面镜反射进入人的眼睛,因此若要使像较亮,则应照亮小明。
(4)[1][2]平面镜成像中物与像关于平面镜对称,若小明向右转,小华应向左转;当小华走近办公楼的自动感应门时,门自动平移打开,由于小华的位置不变,则他在玻璃门中的像不随门平移。
20.如图甲是“探究光的反射定律”的实验装置。平面镜放在水平桌面上,标有刻度(图中未画出)的白色硬纸板ABCD,能绕垂直于CD的ON轴折转,在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。
(1)实验前,应将纸板 放置于平面镜上。移动激光笔,使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动,可观察到反射光束沿 时针方向转动;
(2)移动激光笔,使入射角为45°,测得反射角也为45°。由此就得出“光反射时,反射角等于入射角”的结论。你认为有何不妥之处? ;
(3)如图乙,将纸板右半部分绕ON向后折转任意角度,发现纸板上均无反射光束呈现,此现象说明反射光线、入射光线和法线 (选填“在”或“不在”)同一平面内;
(4)在图甲中,若将纸板(连同激光笔)绕CD向后倾斜,此时反射光束 (填序号)。
①仍在纸板上呈现 ②被纸板挡住 ③在纸板前方
【答案】 竖直 顺 一次实验得到的结论具有偶然性 在 ③
【详解】(1)[1]实验前,纸板应竖直放置,与水平放置的平面镜垂直。
[2]根据反射角等于入射角,入射光束沿逆时针方向转动时,反射光束将沿顺时针方向转动。
(2)[3]一次实验得到的结论具有偶然性,所以不能只由一组数据就得出结论,应多次改变入射角大小进行实验。
(3)[4]将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度,发现纸板上均无反射光束呈现,此现象说明了反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(5)[5]在图甲中,若将纸板(连同激光笔)绕CD向后倾斜,而法线始终垂直于平面镜,则反射光线、入射光线、法线所在的平面也垂直于平面镜,所以可知反射光束在纸板前方。
21.在“探究光反射时的规律”实验中:
(1)如图甲,平面镜水平放置,把标有刻度的白色硬纸板应 放置在平面镜上方,白色硬纸板的作用是 和测量角度;
(2)在纸板前从不同方向都可以看到入射光EO的径迹,是因为光在纸板上发生了 ;
(3)如图甲所示,若在探究的过程中,将入射角增大,则光线OF将 (选填“靠近”或“远离”)法线。
(4)在图甲中,如果让光沿着FO的方向射向平面镜,会看到反射光沿着 方向射出。这表明,在反射现象中,光路是 的。
(5)如图乙所示,把纸板NOF绕ON向后折,在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。
(6)小明发现表格中第一组实验数据不符合“反射角等于入射角”这一结论,你认为导致这一问题的原因是 。
实验次数
1
2
3
入射角
30°
45°
60°
反射角
60°
45°
60°
【答案】(1) 垂直(竖直) 显示光路(接收光路)
(2)漫反射
(3)远离
(4) OE 可逆
(5)同一平面内
(6)把反射角量成反射光线与镜面的夹角
【详解】(1)[1]纸板应垂直放置于平面镜上,这样反射光线才可以在硬纸板上呈现。
[2]本实验中硬纸板的主要作用是显示光路和测量角度。
(2)在不同方向都可以看到纸板上入射光EO的径迹,这是因为光在纸板上发生了漫反射的缘故。
(3)根据反射定律的内容可得,反射角等于入射角,将入射角增大5°则入射光线远离法线,反射角也随之增大,故反射光线也将远离法线。
(4)[1][2]在图甲中,如果让光线逆着OF的方向射向镜面,会看到反射光线沿着OE方向射出,这表明光反射时,光路是可逆的。
(5)光在反射时,反射光线、入射光线、法线在同一平面内,纸板NOF绕ON向后折,发现在纸板上看不到反射光,此实验现象说明反射光线、入射光线和法线在同一平面。
(6)根据光的反射定律,反射角等于入射角,反射角是反射线与法线的夹角,入射角是入射线与法线的夹角,其中有一组数据测错了,这组数据是第1次实验的,原因可能是将反射光线与镜面的夹角当成反射角。
22.如图为某次小明同学在暗室里做光的色散实验示意图。
(1)实验中阳光通过三棱镜后,在光屏上呈现彩色光带,这说明白光是由 混合而成的;
(2)历史上首先用实验研究光的色散的是英国科学家 ;
(3)如果分辨不清光屏上彩色光带的色彩,可以适当 (选填“增大”或“减小”)光屏与三棱镜间的距离;
(4)实验时用白色的光屏,是因为 ;
(5)若在三棱镜上贴满红色透明薄膜,在光屏上贴满绿纸则在光屏上可以看到 ;
A.红光 B.绿光 C.黄光 D.没有光、黑的
(6)小明想利用此实验来检验一张100元纸币的真伪,他应采取的操作是:把纸币放在 (选填“A”或“B”)光的外侧。
【答案】 多种色光 牛顿 增大 反射所有色光 D B
【详解】(1)[1]当太阳光经过三棱镜后,会分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光,这是光的色散现象;阳光通过三棱镜后,在光屏上呈现彩色光带,这说明太阳光是多种色光混合而成的。
(2)[2]最早研究光的色散的科学家是英国物理学家牛顿。
(3)[3]如果分辨不清光屏上彩色光带的色彩,则应增大彩色光带的宽度,通过适当增大光屏与三棱镜间的距离,可以使得不同颜色的光在光屏上分散得更开,从而更容易分辨出不同的色彩。即适当增大光屏与三棱镜间的距离。
(4)[4]实验时用白屏的主要原因是能反射各种色光,方便观察实验现象。
(5)[5]若在三棱镜上贴满红色透明薄膜,则只有红光能通过三棱镜,在光屏上贴满绿纸,绿纸会吸收红光,没有光线反射出来,看到的是黑色,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(6)[6]由图可知,太阳光经过三棱镜分解后,红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫依次排列,因此最下端B为紫色光,紫光以外是紫外线,紫外线能使荧光物质发光,可用于辨别纸币的真伪,因此应把纸币放在B光的外侧。
23.如图甲所示,小童在网上看到一个神奇的实验,利用四个梯形的塑料片,围成一圈立在手机上,就可以将手机上的影像成在空中,形成具有“3D”效果的“全息投影”。老师告诉他,这实际上就是平面镜成像的原理。于是,小童利用如图乙所示的装置,来探究“平面镜成像的特点”。
(1)实验时,小童选择玻璃板而没选择平面镜,目的是 ;
(2)小童将一个七号电池放在玻璃板前面,将另一个七号电池在玻璃后面移动,直到它与前面电池的像 。小童改变电池的位置多次实验,分别确定了物与像的三组位置,如图丙所示,分析图中数据可知: ;
(3)通过上面的实验过程,能够看出平面镜所成的像与物体大小相等。但小童认为若要更准确地得出这个结论,还应该_______(填写正确选项前的字母),再做几次实验才有说服力。
A.更换一个较厚的玻璃板;
B.再找来两个五号电池和两个一号电池。
(4)为了看到与网上视频相同的效果,小童将两个七号电池平放在桌面上,如图丁所示,再把两个玻璃板a和b立在桌面上,并调整玻璃板与桌面的夹角,直到无论在左侧还是右侧观察,都能看到电池的像垂直立在桌面上方。若要达到这种效果,两个玻璃板与水平桌面的夹角应为 度(锐角),眼睛在左侧通过a玻璃板看到电池的垂直立在桌面上方的像是 (填“左”或“右”)侧电池的像;
(5)小华同学也用蜡烛探究平面镜成像特点,如图戊,在实验过程中,如果将玻璃板绕EF轴顺时针转动,可以观察到像 (选填“顺时针转动”“逆时针转动”或“不动”)。若玻璃板以每秒5cm的速度匀速远离A蜡烛,2秒后B蜡烛应远离原来的位置 cm才能与A的像完全重合;
(6)如图己所示,两个平面镜L1和L2平行竖直放置,两镜相距s,物体A在两镜之间,A在L1中的一个像是A1,A在L2中的一个像是A2,已知A1、A2相距s1,当物体A在两镜之间移动时,A在两镜里成的像A1、A2的距离s1的变化情况是 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】(1)便于确定像的位置
(2) 重合 像距等于物距
(3)B
(4) 45 左
(5) 顺时针 20
(6)不变
【详解】(1)选择玻璃板而没选择平面镜,因为玻璃板有透光性,既能成像,又容易观察像。
(2)[1][2]将一个七号电池放在玻璃板前面,将另一个七号电池在玻璃板后面移动,为了确定像的位置,要将七号电池和玻璃板前面的七号电池的像重合;从丙图中的数据可知像距等于物距。
(3)为了更准确地得出结论,应更换大小不同的物体进行多次实验得出结论,使实验结论具有普遍性,故选B。
(4)[1][2]把两个玻璃板a和b立在桌面上,并调整玻璃杯与桌面的夹角,在左侧、右侧观察,都能看到电池的像垂直立在桌面上方,此时左、右两侧像和水面桌面都成90°,像和物关于玻璃板对称可知此时玻璃与水平桌面形成的锐角为
因为所成的像为虚像,不是实际光线会聚形成的,故眼睛在左侧通过玻璃板看到的是左侧电池的像。
(5)[1][2]当玻璃板绕EF轴顺时针转动,由平面镜成像规律可知,像也顺时针转动;当玻璃杯以每秒5cm的速度远离A,2s后蜡烛A与镜面的距离增大了
Δs=5cm/s×2s=10cm
根据平面镜成像原理可知像离镜面的距离也增加10cm,由于玻璃板也往后移动10cm,故2秒后B蜡烛应远离原来的位置20cm才能与A的像重合。
(6)由平面镜成像规律可知像A1到镜面L1的距离始终等于A到镜面L1的距离,像A2到镜面L2的距离始终等于A到镜面L2的距离,故当物体A在两镜面之间移动时,A在两镜里成的像A1、A2的距离始等于2s不变。
24.探究光的反射规律的实验装置如图甲所示,平面镜放在水平桌面上,标有刻度(图中未画出)的白色纸板ABCD,能绕垂直于CD的ON轴翻转,在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。
(1)实验前,应将纸板 放置于平面镜上;
(2)如图乙所示,将纸板右半部分绕ON向后折任意角度,发现纸板。上均无反射光束呈现。那么反射光线 ;(选填“仍存在”或“不存在”)
(3)使一束光紧贴硬纸板射向镜面上的O点,在硬纸板上描出入射光线AO和反射光线OB,并测出反射角和入射角,改变入射角大小做三次实验后将测得的数据记录在下表中,该操作探究的问题是 ;(填序号)
A.光能否发生反射
B.光线是否沿直线传播
C.光是否只能在镜面上反射;
D.光反射时反射光线的位置遵循什么规律
(4)有一同学也把一束光贴着纸板A射到O点(如图丙所示),但纸板并未与平面镜垂直,他 (选填“能”或“不能”)在纸板B上看到反射光线。
实验次数
入射角
反射角
第一次
20°
20°
第二次
40°
40°
第三次
60°
60°
【答案】 竖直 仍存在 D 不能
【详解】(1)[1]实验前,应将纸板竖直放置于平面镜上,这样反射光线才可以在硬纸板上呈现。
(2)[2]将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度,纸板的左右两半部分不在同一平面内,纸板上均无反射光束呈现,但反射光线仍存在,入射光线、反射光线、法线仍在同一平面内。
(3)[3]在此题中,已知入射光线AO和反射光线OB,测出入射角与反射角的大小;改变光线的入射角度,多次测量出反射角和入射角,是为了探究反射光线与入射光线之间的关系,即光反射时反射光线的位置遵循什么规律,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(4)[4]如果实验中硬纸板放得没有与平面镜垂直,稍有倾斜,则当入射光贴着硬纸板射向镜面上的O点后,法线将会不在硬纸板上,反射光线也不在硬纸板所在的平面,所以在硬纸板上不能看到反射光线。
【点睛】【点睛】
25.在“探究平面镜成像的特点”实验中,
(1)实验用玻璃板代替平面镜是为了便于确定像的 ;
(2)如图所示,把点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B竖立若在玻璃板后面移动,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 相等,这种研究方法是物理学中常用的 (选填“控制变量法”或“等效替代法”);
(3)将光屏放在蜡烛A的像的位置,直接观察光屏,光屏上没有呈现蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是 。
【答案】(1)位置
(2) 大小 等效替代法
(3)虚像
【详解】(1)玻璃板是透明的,可以透过玻璃板看到蜡烛B,并不断移动蜡烛B来确定像的位置。
(2)[1][2]把点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B竖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,实验中用蜡烛B替代了蜡烛A的像,蜡烛B跟蜡烛A的像完全重合,能说明平面镜所成的像与物体大小相等,用到了等效替代法。
(3)实像能呈现在光屏上,虚像不能呈现在光屏上。将光屏放在蜡烛A的像的位置,直接观察光屏,光屏上没有呈现蜡烛A的像,说明平面镜成的是虚像。
26.(1)在“探究光的反射规律”的实验中,小亮进行如图甲所示的实验,让一束光EO贴着纸板射到平面镜上,将纸板沿ON向后折,此时在NOF面上看不到反射光线,如图乙所示。此实验现象说明 ;
(2)如图丙所示是小亮同学“探究平面镜成像特点”的实验装置;
①实验开始时,玻璃板应与桌面 ;
②如果保持蜡烛A的位置不变,将丙图中的玻璃板向竖直向上的方向移动5cm,则像向上移动 cm。
【答案】 光反射时,反射光线、入射光线和法线在同一平面内 垂直 0
【详解】(1)[1]由于反射光线、入射光线和法线都在同一平面内,当纸板沿ON向后折后,两块纸板不在同一平面上,所以在NOF面上就看不到反射光线了,由此现象可得出结论:反射光线、入射光线和法线都在同一平面内。
(2)①[2]在“探究平面镜成像特点”的实验中,玻璃板应与水平桌面垂直放置,否则成的像偏高或偏低,不易确定像的位置。
②[3]根据平面镜成像的特点可知,平面镜成的像与物关于镜面对称,如果只将玻璃板竖直向上提升5cm,对称关系不会变,因此像的位置不变,故像向上移动的距离为0cm。
27.在“探究光的反射规律”的实验中,小莉设计了如图甲所示的实验,平面镜放在水平桌面上,纸板可绕ON转动。
(1)实验前,应将纸板 地立在平面镜上。图甲中,让一束光EO贴着纸板A绕入射点O沿逆时针方向转动,可观察到反射光OF沿 时针方向转动;
(2)实验中,如果让光逆着OF方向射向平面镜,会看到及射光沿着OE方向射出。这表明,在光的反射现象中,光路是 的;
(3)在图乙中,将纸板B沿PQ剪开,把纸板B的上半部分向后折。实验时在纸板B的 (选填“上”或“下”)半部分会看到反射光线;
(4)图丙中的潜望镜利用了光的反射定律,入射光线AO的入射角为 。
【答案】 竖直 顺 可逆 下 45°
【详解】(1)[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]移动激光笔,使入射光线绕入射点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,即反射光线会顺时针转动。
(2)[3]一束光贴着纸板B沿FO射到O点,反射光束将沿图中的OE方向射出,这说明光在反射时,光路是可逆的。
(3)[4]将纸板B的上半部分向后折,如图乙所示,发现在纸板B的下半部分有反射光线,上半部分无反射光线,此实验现象说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(4)[5]由图可知,因为入射光线AO与其反射光线是垂直的,所以入射角为45°。
28.在“探究平面镜成像的规律”实验中,如下图所示。
(1)实验需要的器材:
两支相同的蜡烛、一块玻璃板、玻璃板支架、一张纸、一个 、一把刻度尺及火柴;
(2)如图所示,为小红的实验步骤;
(3)步骤(a)中,将纸平铺在水平桌面上,玻璃板 (选填“垂直”或“倾斜”)架在纸上,在玻璃板的一侧立一支点燃的蜡烛,透过玻璃板观察其另一侧蜡烛的像;
(4)步骤(b)中,将另一支完全相同的、但未点燃的蜡烛放到玻璃板后像的位置,与像重合(观察到未点燃蜡烛的烛芯上好像也有了烛焰)。由此可以初步得出:物体通过平面镜所成的像与物体的大小 ;
(5)步骤(c)中,做了三次实验,在玻璃板下所铺的白纸上描绘出蜡烛、玻璃板和蜡烛像的位置,所得数据如下表:
实验次数
蜡烛到平面镜的距离(cm)
像到平面镜的距离(cm)
1
5
5
2
7
7
3
8
8
由上面的实验数据,可以初步得出: 。(写出一条即可)
【答案】 光屏 垂直 相同 像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等
【详解】(1)[1]除了以上实验需要的器材,为了验证平面镜成的像是虚像还是实像,还需要一个光屏。
(3)[2]步骤(a)中,将纸平铺在水平桌面上,玻璃板垂直架在纸上,在玻璃板的一侧立一支点燃的蜡烛,透过玻璃板观察其另一侧蜡烛的像;便于用另一支蜡烛在玻璃板另一侧的桌面上寻找蜡烛的像,使蜡烛与像重合;如果玻璃板与纸板不垂直,在桌面上移动蜡烛,无法使另一支蜡烛和蜡烛的像重合。
(4)[3]将另一支完全相同的、但未点燃的蜡烛放到玻璃板后像的位置,与像重合,说明像和原来的蜡烛大小相等,由此可以初步得出:物体通过平面镜所成的像与物体的大小相等。
(5)[4]三组数据中,像到平面镜的距离等于蜡烛到平面镜的距离,由上面的实验数据,可以初步得出:像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等。
29.小明在做“探究平面镜成像特点”的实验,将一块玻璃竖直架在水平台上,取两支完全相同的蜡烛A和B进行实验,如图A所示。
(1)小明得出“像与物等大”的结论,可小华认为:像的大小还和镜子面积的大小有关。在不更换和损坏玻璃板的前提下,你如何开展探究?简述做法及判断方法。做法: ,判断方法: ;
(2)小明了解到平面镜是在平板玻璃的背面均匀地镀上了一层金属膜制成的(如图B甲)。他有一个疑问:物体是通过镜子的前面成像还是背面成像?于是他将一支铅笔的笔尖贴在镜子上,如图B乙所示,眼睛从侧面观察,若发现 ,则说明物体是通过镜子背面成像。
【答案】 拿不透明的书挡住玻璃板前面的一部分,重复上面的实验 若同样大小的蜡烛B还能和像重合,说明像的大小和镜子面积无关,反之有关 笔尖的像和笔尖相隔有一段距离
【详解】(1)[1][2]在不更换和损坏玻璃板的前提下,探究像的大小还和镜子面积的大小有关。可以拿不透明的书挡住玻璃板前面的一部分,重复上面的实验,若同样大小的蜡烛B还能和像重合,说明像的大小和镜子面积无关,反之有关。
(2)[3]较厚的玻璃板两面,都可以成像,会出现了两个不重合的像。眼睛从侧面观察,若发现笔尖的像和笔尖没有相隔一段距离,则说明物体是通过镜子正面成像。若发现笔尖的像和笔尖相隔有一段距离,则说明物体是通过镜子背面成像。
30.在探究“光的反射定律”的实验中,为了确定反射光沿哪个方向射出,实验器材有:可折叠的光屏(如图甲所示,光屏的A、B两部分均可绕轴ON旋转)、平面镜、激光电筒和量角器。
(1)如图乙所示,将光屏垂直立放在水平放置的镜面上,让激光电筒发出的光沿光屏A入射到O点。光屏A是用来呈现 光线的,为了观察到反射光线,绕ON转动光屏B到图乙中的位置2,显示光路如图丙所示,说明反射光线与 在同一平面内。
(2)如图丁所示,保持光屏AB在同一平面,若将光屏倾斜,多次改变光屏与镜面夹角,让激光电筒发出的光仍沿光屏A入射到O点,此时光屏B上始终没有出现反射光线,说明反射光线与入射光线所在平面与镜面 。为了确定这个面,引入一条过入射点垂直于镜面的直线,叫做 。
(3)分析归纳得出:反射光线、入射光线与 在同一平面内,反射光线与入射光线分居法线 。
(4)为探究“反射角和入射角是否相等”,改变光束入射的角度,记录每次光的径迹。
取下纸板,测量ON两侧的入射角、反射角,记录在表中,得出的结论是 。
次数
入射角
反射角
1
70°
70°
2
45°
45°
3
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【答案】 入射 入射光线 垂直 法线 法线 两侧 反射角等于入射角
【详解】(1)[1]由题知,让激光电筒发出的光沿光屏A入射到O点,因此光屏A是用来呈现入射光线的。
[2]为了观察到反射光线,绕ON转动光屏B到图乙中的位置2,显示光路如图丙所示,此时两个屏在同一平面上,且在两个屏上分别观察到入射光线与反射光线,说明反射光线与入射光线在同一平面内。
(2)[3](1)中当两个在同一平面上的光屏与镜面垂直时,能够在两个光屏上观察到入射光线与反射光线。而此时两个在同一平面上的光屏与镜不垂直,观察不到反射光线。说明入射光线、反射光线所在的平面是与镜面垂直的。
[4]这条为了研究所画的线,叫做法线。
(3)[5][6]实验表明,反射光线、入射光线与法线在同一平面内。反射光线与入射光线分居在法线两侧。
(4)[7]分析表中数据,可以发现:每次实验,反射角总是与入射角相等的。
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