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专题05 期中实验题 难点分析
一、实验题
1.(24-25八年级上·江苏扬州·期中)同学们在学习声现象时探究了以下实验:
实验一:在探究声音的产生与传播的实验中:
(1)如图甲,用竖直悬挂的泡沫塑料球接触发声的音叉时,泡沫塑料球会被音叉弹开,这个现象说明声音是由物体 产生的。实验操作过程中,小李先将音叉离开乒乓球一定距离,敲击音叉发声,然后再靠近乒乓球,观察现象;小高先将音叉贴近乒乓球,然后再敲击音叉发声,观察现象。你认为 (选填“小李”或“小高”)的操作更合理。若让音叉发出更大的声音,重复实验会发现泡沫塑料球被弹开的距离 (选填“更大”、“不变”或“更小”),说明声音的响度与声源的 有关。
(2)如图乙,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起,这个现象能够说明声音可以在 中传播;若将实验地点换成月球表面做上述的实验,敲右边的音叉,与左边的音叉靠近的小球 (选“会“或“不会”)弹起。
(3)如图丙,小明利用示波器来显示音叉发出市音的波形,发现音叉发出声音的 (选填“音调”、“响度“或“音色”)明显在变化。
实验二:如图丁所示,小毛将正在发声的闹铃悬挂在广口瓶内,用抽气机将广口瓶中的空气抽出。
(4)抽气一段时间后小毛发现听到的闹铃声音没有明显变化,造成这一现象可能原因是___________(填序号);
A.闹铃声音的响度太大 B.闹铃声音的频率太高
C.未塞紧瓶塞存在漏气 D.插入广口瓶中导管不足够长
(5)调节好仪器并能正常使用,再次用抽气机抽气,随着瓶内空气逐渐变少。我们发现闹铃 (选填“仍在“或“不在”)振动,但听到的手机声音在逐渐变 (选填“大”或“小”)。小毛得出声育不能在真空中传播的结论。你认为他得出这一结论是 (填序号)
A.用实验直接证实的 B.通过理论推导出来的
C.通过日常生活经验得出 D.建立在实验基础上加科学的推理得出的
【答案】(1) 振动 小李 更大 振幅
(2) 空气 不会
(3)响度
(4)C
(5) 仍在 小 D
【详解】(1)[1]发声的音叉振动的幅度非常小,不容易看到,可以用乒乓球接触正在发声的音叉,如果乒乓球被弹开,说明音叉在振动,即这个现象说明声音是由物体振动产生的。
[2]小李的做法能说明声音是由物体振动产生的;小高的方法分不清到底是音叉振动使乒乓球被弹开,还是在敲击音叉时乒乓球在振动,不能得出声音是由物体振动产生的。
[3][4]本实验运用了转换法,若让音叉发出更大的声音,重复实验会发现泡沫塑料球被弹开的距离更大,说明声音的响度与声源的振幅有关。
(2)[1]左右两个音叉之间是空气,敲击右边音叉,左边音叉发声并且把乒乓球弹起,说明空气可以传声。
[2]月球是真空,真空不能传声,所以图乙中右边音叉的振动不会传到左边的音叉,因此不会观察到乒乓球被弹开。
(3)由图丙可知声波的振动幅度减小,则音叉发出声音的响度明显发生变化。
(4)抽气一段时间后小毛发现听到的闹铃声音没有明显变化,说明没有将瓶内的气体抽出瓶塞肯定漏气了.
故选C。
(5)[1]产生振动的物体受空气影响极小,向外抽气会减少瓶内的空气但是不会改变物体振动的频率,所以看到闹铃仍在振动。
[2]向外抽气会减少瓶内的空气,传播声音的介质少了因此听到的响度会变小。
[3因为瓶内的空气用抽气机是没有办法完全抽成真空的瓶内总会有一些空气的,因此能听到微弱的声音,所以不可以直接得出真空不能传声的结论。所以是通过建立在实验基础上加科学的推理得出的.
故选D。
2.(24-25八年级上·江苏无锡·期中)小明同学学习物理知识后知道古筝振动发声的音调高低可能与弦的长短、粗细和松紧等都有关,于是小明找来了各种不同的琴弦,想通过实验进行探究,琴弦的编号及情况如表所示(五根琴弦安装的松紧相同)。
(1)若选择①、②两琴弦做实验,则研究的目的是探究音调与琴弦 的关系;
(2)若要探究音调与琴弦长度的关系,则应选择 两琴弦实验,这两根会发出不同的音符“do(1)、re(2)”,则 会发出re(2)的音符;
控制条件
/编号
琴弦的
材料
琴弦的长度(cm)
琴弦的粗细(mm2)
①
钢
30
0.3
②
钢
30
0.6
③
尼龙丝
40
0.5
④
铜
50
0.5
⑤
尼龙丝
50
0.5
(3)如图甲所示,在一个空盒上固定一根木柄,琴弦一端固定在木盒O处,另一端跟木柄上的旋钮相接,就制成了一把简单的古筝,古筝使用一段时间后会发生“走音”现象,这是指琴弦发声的 偏离了标准,于是她就拿出“调音器”拧动琴弦左端的旋钮来“调音”,这是通过改变琴弦的 来实现的。
【答案】(1)粗细
(2) ③⑤ ③
(3) 音调 松紧
【详解】(1)本题考查控制变量法,①、②两琴弦材料、长度均相同,粗细不同,因此研究①、②两琴弦的目的是探究音调与琴弦粗细的关系。
(2)[1]要探究音调与琴弦长度的关系,需要控制材料和粗细相同,长度不同,故选择③⑤。
[2]长度越长音调越低,长度越短音调越高,do(1)的音调低,re(2)的音调高,则长度较短的③可以发出re(2)。
(3)[1][2]古筝使用一段时间后会发生“走音”现象,这是指琴弦发声的音调偏离了标准,于是她就拿出“调音器”拧动琴弦左端的旋钮来“调音”,这是通过改变琴弦的松紧程度来实现的。
3.(24-25八年级上·江苏盐城·期中)在制作乐器的跨学科实践中,小红和几位同学受贾湖骨笛(图甲)的启发,计划利用生活中常见材料制作一种简易乐器。
(1)她首先用5只相同材料、相同厚度的玻璃量筒(如图乙)探究音调与哪些因素有关。各量筒内装有水,小红猜想气柱发声的音调可能与: A.气柱的长短有关;B.气柱的横截面积有关;C.水柱的长度有关。于是她在实验室找来了测量声音频率的仪表,用同样大小的力在量筒口上吹气,并记录声音的频率,如表(图丙):
①选择量筒c、d,小红用同样大小的力在它们口上吹气,发现发出的声音音调相同,说明气柱发声的音调与水柱的长度 (有关/无关);
②若探究猜想A,应选量筒 ;若选择的是量筒b、c,则探究的猜想是 (B/C);
③在量筒e口上吹气,所发出声音的频率可能是 Hz(380/300/240);
④小红又用同样大小的力敲击a和b,使它们发声,发现a发出的声音音调较低。
(2)小红找来7个相同的高脚杯,装入不同量的水制作成酒杯打击乐器,如图丁,用筷子敲击,发现能发出“1、2、3、4、5、6、7”不同音阶的声音来。
①敲击 (填字母序号)杯时,发出的是“7”音;
②小红演奏时,同学们一听就知道是乐曲《茉莉花》,同学们 (是/不是)根据音色来辨别的。
【答案】(1) 无关 a、b B 300
(2) A 是
【详解】(1)①[1]选择量筒c、d进行实验,实验发现所发声音的频率相同,说明所发声音的音调相同,即音调与水柱长度无关。
②[2]若探究猜想A,所选量筒应该是:横截面积相同,但水面上方气柱长度不同。故应选择量筒a、b。
[3]若选择的是量筒b、c,这两个量筒水柱长度、气柱长度均相同,只是横截面积不同,这是探究猜想B。
③[4]与d比,气柱的横截面积小,其音调应该高于d;与b比,气柱的横截面积大,其音调应该低于b。即其音调介于274Hz~352Hz之间,故选300Hz。
(2)①[1]用筷子敲击酒杯时,声音是由酒杯振动产生的,装不同的水量的酒杯振动频率不同,从左往右杯内水的质量逐渐增加,因此声音的音调会越低,故敲击A杯时,发出的是“7”音。
②[2]音色反映了声音的品质和特色,不同发声体的材料、结构不同,发出声音的音色也就不同,小红演奏时,同学们一听就知道是乐曲《茉莉花》,同学们是根据音色来辨别的。
4.(24-25八年级上·江苏常州·期中)学校开展自制排箫“跨学科实践”活动。如图甲所示,排箫是由若干长短不一的竹管组成。演奏时,用嘴对着竹管吹气,便能发出声音,声音的频率与管长间的关系如图乙所示,音级、音区与频率的关系如表所示。如图丙所示,小组同学选择若干根相同的长为20cm的吸管,用剪刀剪裁后,按由长到短的顺序横向连接制得“排箫”。
音级、音区与频率的关系
音级
不同音区的频率/Hz
低音区
中音区
高音区
Do
262
523
1046
Re
294
587
1175
Mi
330
659
1318
Fa
349
698
1397
So
392
784
1568
La
440
880
1760
Si
494
988
1976
(1)演奏时,对着竹管吹气,便能发出声音,这是由于吹气时管内的 发生振动。
(2)由图乙知,对着竹管吹气发出声音的频率与管长的关系是:管长越长,频率越 。
(3)根据自制排箫评价量表,该小组制作的排箫等级为 (优秀/合格/待改进),理由是 。
自制排箫评价量表
评价指标
评价等级
优秀
合格
待改进
音区数量
能吹奏出3个完整的音区
能吹奏出1-2个完整的音区
不能吹奏出完整的音区
【答案】(1)空气柱
(2)低
(3) 合格 排箫只能吹出中音区和高音区两个完整的音区
【详解】(1)声音是由物体的振动产生的,演奏时,对着竹管吹气,便能发出声音,这是由于吹气时管内的空气柱振动产生。
(2)由图乙可知,随着管长的增加,声音频率逐渐降低,故对着竹管吹气发出声音的频率与管长的关系是:管长越长,频率越低。
(3)[1][2]由于管长只有20cm,由图乙可知,排箫能吹出的频率范围约为420Hz~2000Hz,只能吹出中音区和高音区两个完整的音区,故该小组制作的排箫等级为合格。
5.(24-25八年级上·江苏南京·阶段练习)如下图(a)所示是“探究光的反射定律”的实验装置。白板安装在底座上,可绕水平直径MN偏转:平面镜固定在水平底座上。用激光笔作光源,让其发出的激光束始终沿白板斜射到平面镜的中心点O。
(1)为了寻找反射光与入射光构成的平面究竟在哪里,让白板绕着MN偏转,设法使白板上呈现入射光和 的径迹,如图b所示,此时还观察到 ,从而说明 在同一平面内;
(2)实验中选择自带量角器的白板,其目的是 ;
(3)如下图甲所示,另一组同学把一个平面镜放在水平桌面上,再把一张可以绕ON翻折的纸板ABCD竖直地立在平面镜上,也对“光的反射定律”进行了探究;
(4)如上图甲所示,入射光线EO和反射光线OF已经呈现在纸板上,此时让另一束光沿FO方向射向平面镜,反射光沿OE方向射出,该实验现象说明 ;
(5)如上图乙所示,在图甲的基础上,将纸板右侧部分绕ON向后翻折,在右侧纸板ONBC上观察不到反射光线,此时反射光线 (选填“消失”或“存在”);
(6)如上图丙所示,将入射光EO连同纸板一起以ON为轴旋转一定角度;图丁中入射光EO连同纸板一起以CD为轴向后旋转一定角度。以上甲、乙、丙、丁四幅图中,纸板上仍可以看到反射光线的有 ,入射角的大小未改变的有 ,法线位置未改变的有 。(填“甲”“乙”“丙”“丁”)
【答案】 反射光 白板垂直平面镜 反射光线、入射光线和法线 测量反射角和入射角的大小 光路可逆 存在 甲、丙 甲、乙、丙 甲、乙、丙、丁
【详解】(1)[1][2][3]让白板绕着MN偏转,让光束沿着白板射向镜面,设法使白板上呈现入射光和反射光线的径迹。 由图b所示知道,此时白板垂直于平面镜,即法线与平面镜垂直,且法线在白板上,同时在白板上还观察到入射光和反射光线,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(2)[4]实验中选择自带量角器的白板,这样可以直接测量反射角和入射角的大小。
(4)[5]当光贴着纸板沿FO射到O点,反射光将沿图中的OE方向射出,说明光在反射时,光路是可逆的。
(5)[6]光在反射时,反射光线、入射光线、法线在同一平面内,所以将纸板面绕轴ON向后折,此时反射光线没有随纸板向后折转,故在NOF面上看不到反射光线,反射光线仍然在原来位置,即反射光线仍然存在。
(6)[7]根据题意知道,甲图中入射光线EO和反射光线OF已经呈现在纸板上;图乙中将纸板右侧部分绕ON向后翻折,在右侧纸板ONBC上观察不到反射光线;将入射光EO连同纸板一起以ON为轴旋转一定角度,反射光线依然会出现在ONBC上;图丁中入射光EO连同纸板一起以CD为轴向后旋转一定角度,这样纸板已经不与镜面垂直,所以,无法看到反射光线。
[8][9]法线垂直于平面镜,入射光线与法线的夹角叫入射角。由图知道,入射角的大小未改变的有甲、乙、丙,法线位置未改变的有甲、乙、丙、丁。
6.(24-25八年级上·江苏扬州·期中)小明用如图A所示装置探究平面镜成像特点:
(1)他应选取两支外形 (选填“相同”或“不同”)的蜡烛进行实验;
(2)小明选择用玻璃板代替平面镜进行实验的目的是 ;
(3)蜡烛B和蜡烛A的像完全重合说明像和物 ;
(4)其他小组使用跳棋完成实验时,发现棋子M的像M′偏暗,于是进行了如图B所示的几种操作,a是对着棋子M照射,b和c都是对着像M′照射,a、b、c三种操作中,观察到M的像最亮的是 ;
(5)小明坐家中汽车时发现前挡风玻璃正前方投射了重要行车的数据,他认为与他学习的平面镜成像的特点的实验有关联,于是上网查阅得到了如下资料,根据资料回答问题:如图甲是汽车抬头显示系统(HcadUpDisplay),简称HUD。HUD是利用平面镜成像原理工作的,如图乙所示,将显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方,驾驶员透过前挡风玻璃观察前方路况的同时,不必低头能够轻易的将车外的景象与车辆信息通过挡风玻璃所成的像融合在一起,从而避免分散注意力,确保驾驶舒适安全。
a.已知某车辆HUD显示器水平放置在中控台上,通过挡风玻璃成垂直于水平面的像,则挡风玻璃与水平面的夹角为 度,驾驶员发现挡风玻璃所成的像过低,不便于观察,这时需要将显示器沿水平方向 (选填“远离”或“靠近”)挡风玻璃;
b.HUD有一个技术难题,即挡风玻璃所成的像易产生重影(如图丙所示),影响使用效果,重影产生的原因是挡风玻璃有 (选填“厚度”或“透明度”);为减弱重影影响,厂方对前挡风玻璃进行了改造,应选用如图丁中 所示的玻璃。
【答案】(1)相同
(2)便于确定像的位置
(3)大小相等
(4)a
(5) 45 远离 厚度 B
【详解】(1)为了方便比较像与物的大小关系,实验中应选取两支外形相同的蜡烛。
(2)玻璃板是透明的,透过玻璃板能直接观察到成像,便于确定像的位置。
(3)蜡烛B和A完全相同,B与A的像完全重合,说明B与A的像大小相等,则A与A的像大小相等。
(4)棋子M的像偏暗,是它射向平面镜的光线偏少,可对着棋子M照射,让M射向平面镜的光线增多,反射光线也增多,则像变亮,故a符合题意,bc不符合题意。
(5)[1]显示器水平放置,通过挡风玻璃成像垂直于水平面,根据在平面镜成像中,像和物关于镜面对称,则玻璃与水平面的夹角为45度。
[2]成像过低时,像到挡风玻璃的距离过小,而像与物到镜面的距离相等,此时显示器到玻璃的距离也过小,所以需要将显示器沿水平方向远离挡风玻璃。
[3]挡风玻璃成像产生重影,是玻璃有一定的厚度,显示器通过玻璃的两个面都成像。
[4]图A两条反射光线平行,反射光线的反向延长线没有交点,成的像不会重合,故A不符合题意;图B两条反射光线不平行,反射光线的反向延长线相交于一点,成的像重合,故B符合题意,可避免重影;C.图C两条反射光线不平行,反射光线的反向延长线不能交于一点,成的像不重合,故C不符合题意。故选B所示玻璃。
故选B。
7.(23-24八年级上·江苏盐城·期中)在“探究平面镜成像的特点”实验中,实验装置如图甲所示。
(1)为了便于确定像的位置,应选择 (选填 “5mm”或“2mm”)厚的玻璃板替代平面镜竖立在方格纸上;
(2)实验时眼睛应在玻璃板的 (选填“前面”或“后面”)观察蜡烛A所成的像。再拿一支完全相同且 (选填“点燃”或“不点燃”)的蜡烛B,竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟A的像完全重合,这个位置就是A像的位置,在纸上记下这两个位置,其中选取两支完全相同的蜡烛A和B目的是为了 ,这里采用的研究方法是 ;
(3)小明将未点燃的蜡烛竖直放在玻璃板后的桌面上移动,发现前面点燃的蜡烛的像总在未点燃蜡烛的上方偏高处,造成该现象的原因是 ;
(4)小海在方格纸上的实验记录如图乙,分析可知:蜡烛的像到平面镜的距离 蜡烛到平面镜的距离;
(5)如图丙所示,蜡烛A放在竖直的平面镜前,像在B处;将平面镜平移至图丁所示的位置时,蜡烛A成像在 处(选填“B”、“C”或“D”)。
【答案】 2mm 前面 不点燃 比较像与物的大小关系 等效替代法 玻璃板没有垂直于水平桌面 等于 B
【详解】(1)[1]当玻璃板越薄,两个反射面所成的像距离越接近,可近似看成一个像,避免干扰,所以应选择2mm的玻璃板。
(2)[2][3][4][5]因为平面镜成像的原理是光的反射,把一个点燃的蜡烛放在玻璃板前,观察时眼睛应在玻璃板前透过玻璃板去观察玻璃板后的像,为了比较物与像的大小关系,需要用不点燃的蜡烛放在平面镜后,看不点燃的蜡烛是否与点燃的蜡烛的像完全重合,如果将后面的蜡烛点燃,两个蜡烛的火焰无法控制完全相同,不方便实验,这里用的是等效替代法。
(3)[6]根据平面镜成像特点,物与像关于平面镜对称,如果点燃的蜡烛的像总在未点燃蜡烛的上方偏高处,那么说明玻璃板没有与水平桌面垂直,且向点燃的蜡烛所在方向倾斜。
(4)[7]由图乙可知,A1与B1到玻璃板的距离都是一格,A2与B2到玻璃板的距离都是三格,A3与B3到玻璃板的距离都是两格,所以蜡烛的像到平面镜的距离等于蜡烛到平面镜的距离。
(5)[8]根据平面镜成像特点,物与像到平面镜距离相等,玻璃板移动后,物体到玻璃板的距离不变,所以像到玻璃板的距离不变,又因为物与像的连线与平面镜垂直,所以蜡烛A的像仍在B处。
8.(23-24八年级上·江苏南京·期中)为了探究平面镜成像特点,小柯将一块厚度为的玻璃板(P和Q两个平面都是可以作为平面镜使用,如图甲所示)竖直架在水平台板上面,再取两支完全相同的蜡烛A和蜡烛B,分别竖直置于玻璃板两侧,点燃玻璃板前的蜡烛A,进行实验。
(1)在实验中,为使实验的效果更好,实验室内光线应 一些(选填“亮”或“暗”),小柯透过玻璃板看到了蜡烛A的2个清晰的像,他用 (选填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B找到了这两个像,分别位于图中的和处,其中处的像是蜡烛A通过玻璃板的 (选填“P”或“Q”)平面镜成像得到的;
(2)探究蜡烛A的像是实像还是虚像,写出实验操作 ;
(3)小柯按照图甲中的测量方法,改变蜡烛A的位置,认真测量并记录了一些数据:得出像距小于物距的结论。你认为他的测量错误的是( )(选填“物距u”或“像距v”),根据数据推算玻璃板的厚度为 ,小柯吸取了经验教训,重新选择了一块 (选填“薄”或“厚”)的玻璃板进行了实验;
物距
5.0
6.0
7.0
8.0
像距
4.5
5.5
6.5
7.5
(4)在探究像与物大小关系时,小柯用一个跟A蜡烛完全相同的B蜡烛,在玻璃板后面移动,使其跟A蜡烛的像重合,此时B蜡烛 (选填“替代蜡烛A”或“替代蜡烛A的像”,下同);在探究像与物到镜面的关系时,测量B蜡烛到镜面的距离,此时B蜡烛 ;
(5)小柯用图甲中的器材探究平面镜成像的特点时,发现不便得到像和物左右之间的关系。为解决这一问题,应选用图乙中的 (选填字母)棋子进行实验。
【答案】 暗 未点燃 P 在像的位置放一光屏,如果像可以在光屏上呈现,则为实像,若不可以,则为虚 像 像距v 0.5 薄 替代蜡烛A 替代蜡烛A的像 a
【详解】(1)[1][2][3]蜡烛点燃时比较亮,在较暗的环境中,烛焰和环境的对比度比较大,烛焰的像会更清晰;应该用未点燃的B蜡烛代替A的像,这种方法是替代法。根据物体在平面镜中成像,物像到平面镜的距离相等,通过测量,可以得到A和A'到平面镜P面的距离是相等的,所以A'是蜡烛A通过玻璃板P 面的成像得到的。
(2)[4]在像的位置放一光屏,如果像可以在光屏上呈现,则为实像,若不可以,则为虚像。
(3)[5][6][7]如图,小柯测量时把像A'到玻璃板Q面的距离作为像距,像距测量错误,忽略了玻璃板的厚度;根据上面数据推算 玻璃板的厚度为
L=5.0cm-4.5cm=0.5cm
为了减小误差,实验中应选用薄玻璃板进行实验。
(4)[8][9]在探究像与物的大小关系时,我们用一个跟A蜡烛完全相同的B蜡烛,在玻璃板后面移动,使其跟A蜡烛的像重合,因为A蜡烛与A蜡烛的像无法直接比较大小,所以B蜡烛是替代A蜡烛与镜后A蜡烛的像比较大小关系; 在探究像与物到镜面的关系时,测量B蜡烛到镜面的距离,此时B蜡烛替代A蜡烛的像。
(5)[10]由平面镜成像的特点可知,像和物相对于平面镜对称,所以利用图甲中的器材探究平面镜成像的特点时,应选用图 乙中的a棋子进行实验,因为a棋子形状不规则不对称,所以可以得出像与物关于镜面对称的结论。
9.(22-23八年级上·江苏南京·期中)如图所示,将茶色玻璃板作为平面镜竖直放置在一张方格纸上,并准备了两个相同的棋子 A 和 B 以及刻度尺、铅笔等,用来探究棋子 A 在平面镜中成像的特点。
(1)实验操作要解决两个问题:
①如何确定 的位置?
②如何比较 的大小来判断像的性质?
(2)实验时,将茶色玻璃板 放置在一张方格纸上,在玻璃板前放一个棋子 A(如图所示),应 (选 填“透过 ”或“不透过 ”)玻璃板来观察这个棋子的像;
(3)为了确定像的位置,将另一个相同的棋子 B 放到镜后,使它与 重合,此时棋子 B 的位置就是棋子 A 的像的位置。这种确定像与物大小关系的方法是 (选填“控制变量法 ”或“等效替代法 ”)。细心的小芳看到在像 B 处的后面还有一个较模糊、与像 B 有部分重叠的像,出现两个像的原因是 。
(4)为了研究像和物到镜面距离的关系,应多次改变 (选填“A ”或“B ”)棋子的位置,重复上面的实 验。你会发现两个棋子到镜面的距离 ,两棋子关于镜面 。
(5)移去棋子 B ,将白卡片放在棋子 B 的位置上,观察光屏上的像是否存在。人的眼睛应该 (选填“棋 子 A 处透过玻璃板观察 ”或“直接观察光屏 ”)。
(6)实验中,小强正在观察蜡烛 A 的像,,这个像是由光的 形成的。小雨同学用物理书挡在玻璃板的 后面,那么小强 (选填“能 ”或“不能 ”)看到蜡烛 A 的像;
(7)如果实验选择蜡烛做实验,与棋子相比好处是: ,缺点是:
(8)若将蜡烛 A 向右移动,则观察到的像将 (向右/向左/不)移动,若蜡烛 A 不动,将玻璃板向左移动, 则观察到的像 (向右/向左/不)移动。
(9)实验时,选用 0.5cm 的玻璃板,将蜡烛 A 距离玻璃板前侧 10cm ,发现在玻璃板的后面呈两个像,则两个 像之间距离为 cm。
(10)某同学共进行了三次实验,用刻度尺分别测出蜡烛和像到玻璃板的距离他进行多次实验的目的是
(11)同小组的小强从实验中得到启发,想确定家中穿衣镜成像的反射面,他将笔尖紧贴镜面 A,如图己所示,发现笔尖的像与笔尖之间有一段距离,说明镜面 (填“A ”或“B ”)是反射面。
(12)小明在实验过程中,让玻璃板沿 OO ′轴(玻璃板与桌面的接触部分)方向水平向右移动,
结果他发现镜中自己的像相对于自己 移动(向右/向左/不);他又将玻璃板绕 OO ′轴转向自己,发现镜 中自己的像 (转向自己/转离自己/不动)。
(13)若把平面镜换成表面不平的毛玻璃, (选填“能 ”或“不能 ”)探究出平面镜的成像规律。
(14)小柯按照图中的测量方法,改变蜡烛 A 的位置,认真测量并记录了一些数据:
物距 U(cm)
5.0
6.0
7.0
8.0
像距 V(cm)
4.5
5.5
6.5
7.5
然后得出像距小于物距的结论,你认为他得出错误结论的原因是: 。
【答案】 像 像与物 竖直 透过 A的像 等效替代法 玻璃板太厚 A 相等 对称 直接观察光屏 反射 能 成像清晰 燃烧使蜡烛A变短,不利于比较像与物的大小 向右 不 1 避免偶然性,得到普遍规律 B 不 转向自己 不能 测量像到玻璃板后表面的距离作为像距
【详解】(1)[1]①用玻璃板代替平面镜,在玻璃板前面既能看到A的像,又能看到玻璃板后面的棋子B,便于确定像的位置。
[2]②移动B棋子,直到与A棋子的像完全重合为止,重合说明像和物的大小相等,这就是通过比较像与物的大小来判断像的性质。
(2)[3][4]实验时,将茶色玻璃板竖直放置在一张方格纸上,在玻璃板前放一个棋子A(如图所示〉,应透过玻璃板来观察这个棋子的像。
(3)[5]为了确定像的位置,将另一个相同的棋子B放到镜后,使它与A的像完全重合,此时棋子B的位置就是棋子A的像的位置。
[6]这种确定像与物大小关系的方法是等效替代法。
[7]由于像是由光的反射形成的,而普通玻璃的两面都能反射光,能成两个像,所以通过玻璃板该同学看到了同一个蜡烛的两个像,且玻璃板越厚,现象越明显,故小芳看到在像B处的后面还有一个较模糊、与像B有部分重叠的像,出现两个像的原因是茶色玻璃板较厚导致的。
(4)[8]为了研究像和物到镜面距离的关系,应多次改变A棋子的位置,重复上面的实验。
[9][10]会发现两个棋子到镜面的距离相等,两棋子关于镜面对称。
(5)[11]移去棋子B,将白卡片放在棋子B的位置上,观察光屏上的像是否存在,人的眼睛应该直接观察光屏即可,由于平面镜所成的像是虚像,所以光屏上不会出现像。
(6)[12][13]实验中,小强正在观察蜡烛A的像,这个像是由光的反射形成的,小雨用物理书挡在玻璃板的后面不影响成像,故小强能看到蜡烛A的像。
(7)[14][15]如果实验选择蜡烛做实验,与棋子相比成像更清晰、便于观察,但是蜡烛A燃烧后会变短,不利于比较像与物的大小。
(8)[16]在实验过程中,若将蜡烛A向右移动,根据物体和像关于平面镜对称,所以像也向右移动。
[17]若蜡烛A不动,将玻璃板向左移动,A和平面镜之间的距离不变,根据物像到平面镜的距离相等,A的像和平面镜之间的距离也不变,所以他观察到的像不移动。
(9)[18]实验时,选用0.5cm的玻璃板,将蜡烛A距离玻璃板前侧l0cm,在玻璃板的后面呈两个像,其中的一个像是玻璃板前面形成的像,像到前面的距离为10cm,另一个像是玻璃板后侧的面形成的像,物体到后侧面的距离为10.5cm,则像到后侧面的距离为10.5cm,到前侧面的距离为llcm,则两个像的距离是
llcm-l0cm=lcm
(10)[19]某同学共进行了三次实验,用刻度尺分别测出蜡烛和像到玻璃板的距离他进行多次实验的目的是避免偶然性,使得到的规律具有普遍性。
(11)[20]将笔尖紧贴境面A,发现笔尖的像与笔尖之间有一段距离,这是因为玻璃有一定的厚度,笔尖通过B面成像(穿衣镜的里层镀了膜,镀膜后增强了光的反射),从而造成笔尖的像与笔尖之间有一段距离,由此可见,B是反射面。
(12)[21]小明在实验过程中,让玻璃板沿OO'轴方向水平向右移动,A和平面镜之间的距离不变,根据物像到平面镜的距离相等,A的像和平面镜之间的距离也不变,所以镜中的像相对于自己不移动。
[22]由于像与物关于镜面是对称的,当镜子绕OO’向人转动时,如图所示
所以像也向人的方向转动。
(13)[23]若把平面镜换成表面不平的毛玻璃,由于毛玻璃的透光性差,所以不容易确定像的位置,故不能探究出平面镜的成像规律。
(14)[24]小柯测的物距是A到玻璃前面的板的距离,而像距是像到玻璃后面的板的距离,所以测量出的像距小于物距,像距应是像到玻璃前面的板的距离。
10.(20-21八年级上·江苏南京·期中)如图是探究平面镜成像特点(图甲)和光的反射规律(图乙)的两个实验。
(1)在探究平面镜成像特点的实验中:
①实验中使用的是玻璃板,而不用平面镜,这是为了 。
②实验中用两个相同的棋子,是为了 。
③在棋子 B 与玻璃板之间放置一块较大的不透明硬纸板,人在 A 侧透过玻璃板 (能/不能)看到棋子 B, (能/不能)看到棋子 A 的像。
④若将玻璃板绕底边向棋子 B 一侧翻转 90 度,则在此过程中,棋子 A 的像大小变化情况是 ,棋子 A 顶端与其像之间的距离变化情况是 。
⑤实验时小明发现棋子 A 的像较暗,很难使棋子 B 与之重合,用手电筒对着玻璃照射棋子A 的像, (选填“能”或“不能”)使像变亮。
⑥实验中也有同学选择蜡烛进行实验,从观察实验现象的角度,说出使用蜡烛进行实验的一 个好处 。把作为物体的蜡烛 A 放在镜面前,把另一支蜡烛 B 放在镜面 的另一侧,蜡烛 B (要/不要)点燃。
⑦实验后,小明用手电筒对着平面镜中的像 A'B'照射时,如图所示,会发现像比原来亮 多了,这是因为( )
A.光照到像上所以像变亮 B.镜子比原来亮,所以像也比原来亮 C.光照到镜子上发生反射,使物体变亮 D.光照到像上后,人的感觉不同
(2)为了探究光反射时的规律,小明进行了如图乙所示的实验:
①图中的光屏是由两块可折转的硬纸板 P 和 Q 组成,此光屏在实验中的作用是:利用光的 现象来显示光束路径;两块可折转的硬纸板还可以用来研究 。
②在某次实验中测得光线 AO 与 ON 的夹角为 40°,则此时的反射角为 ,当 AO 垂直镜 面入射时,其反射角为 。
③在实验中若把入射光线 AO 绕 O 点逆时针转过 10°,则反射光线将绕 O 点沿 方向转过 °。
④如果让光线逆着 OB 的方向射向镜面,会发现反射光线沿着 OA 方向射出,这表明 。
(3)关于这两个实验,下列说法中正确的有( )
A.这两个实验都需要进行多次测量,多次测量的目的相同
B.甲中的玻璃板与桌面垂直,乙图中的活动板也要与镜面垂直
C.这两个实验中都需要用到刻度尺这个测量工具
D.人看到甲图中烛焰在镜中的像,是由光的反射引起的
【答案】 便于确定像的位置 确定像和物的大小关系 不能 能 不变 先变大再变小 能 点燃的蜡烛的像更清晰 不要 C 漫反射 反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内 40° 0° 顺时针 10 反射现象中,光路是可逆的 ABD
【详解】(1)①[1]平面镜不能透光,不能确定像的位置,所以不能选用平面镜而选用玻璃板,这样既能透光让小明看到玻璃板后面的棋子B,又能反射光,让小明看到棋子A的像。
②[2]实验时采用两个完全相同的棋子,当玻璃板后面的棋子和玻璃板前面的棋子的像完全重合时可以比较物像大小关系。
③[3][4]在棋子 B 与玻璃板之间放置一块较大的不透明硬纸板,则棋子B被挡起来了,不能看到,而由于玻璃板仍然位于原处,仍可以看到棋子A的像。
④[5][6]将玻璃板绕底边向棋子 B 一侧翻转 90 度过程中,由于像与物体的大小相等,故棋子 A 的像大小不变。棋子 A 顶端与其像之间的距离在玻璃板反转过程中先变大后变小。
⑤[7]用手电筒对着玻璃照射棋子A 的像时,由于玻璃板对光的反射,会有一部分光反射到棋子A上,使棋子A反射出的光增多,故可以使像变亮。
⑥[8]蜡烛本身就是光源,使用蜡烛进行实验,点燃的蜡烛的像更清晰,更方便观察。
[9]为探究平面镜成像特点,把另一支蜡烛 B 放在镜面 的另一侧时,不需要点燃蜡烛B,以免造成干扰。
⑦[10]用手电筒对着平面镜中的像 A'B'照射时,平面镜会对光进行反射,照到物体AB上,使物体变亮,故像会变亮。
(2)①[11]在研究光的反射规律时,安装一个光屏后,能够利用光的漫反射现象在光屏上看到光的传播途径。
[12]光屏的左半部分向前后翻折,就不会看到反射光线,只有当整个光屏为一平面时,才能够看到反射光线,因此可以探究反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内。
②[13][14]光线 AO 与 ON 的夹角为 40°,即入射角为40°,根据光的反射定律,反射角也为40°。当 AO 垂直镜 面入射时,则入射角为0°,此时反射角也为0°。
③[15][16]入射角与反射角关于法线对称,因此若把入射光线 AO 绕 O 点逆时针转过 10°,则反射光线将绕 O 点沿顺时针方向转过10°。
④[17]让光线逆着 OB 的方向射向镜面,会发现反射光线沿着 OA 方向射出,说明光路是可逆的。
(3)[18]A.探究平面镜成像特点的实验、探究光的反射规律实验和体积凸透镜成像的规律都需要多次实验,其目的都是为找到普遍规律,故A正确;B.因为像与物体的连线始终与平面镜平面垂直,所以探究“平面镜成像特点”实验中的玻璃板与桌面垂直;“探究光的反射规律这个实验中,反射光线、入射光线、法线在同一平面内,因此要求实验中的活动板也要与镜面垂直,故B正确;C.探究“平面镜成像特点”需要测量物像到镜面的距离,需要用到刻度尺,“探究光的反射规律"实验不需要测量长度,所以不需要刻度尺,故C错误;D.在探究“平面镜成像特点”实验中人看到烛焰在镜中的像,是由于光的反射,故D正确。故选ABD。
11.(23-24八年级上·江苏连云港·期中)下面是“梦想组”和“创新组”的同学探究小孔成像实验的过程:
(1)①“创新组”在“制作小孔成像观察仪”活动中,把制作好的圆筒插入易拉罐中,如图甲所示,为了使像更清楚,圆筒的 (选填A或B)端是用半透明薄纸制成的光屏。某同学将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置,观察到蜡烛将在塑料薄膜上成像,这种现象叫小孔成像。他还发现蜡烛和小孔的位置固定后,像离小孔越近,像就越 (选填“大”或“小”);
②请在乙图中作出蜡烛AB的像 ;
(2)下表是“梦想组”同学在硬纸板上挖孔所做的研究太阳的小孔成像实验记录表:
小孔的形状
□
○
△
小孔的最大外径/mm
1
5
10
1
5
10
1
5
10
地面光斑形状
小孔距地10cm时
□
□
□
○
○
○
△
△
△
小孔距地20cm时
○
□
□
○
○
○
○
△
△
小孔距地40cm时
○
□
□
○
○
○
○
△
△
小孔距地80cm时
○
○
□
○
○
○
○
○
△
小孔距地120cm时
○
○
○
○
○
○
○
○
○
小孔距地200cm时
○
○
○
○
○
○
○
○
○
小明和他的同学分析.上表的结果,得出了一些结论,请你帮他们补充完整:
①由于太阳距我们很远,到达地面的光线几乎平行,所以,当小孔到地面的距离足够小,地面上的光斑与小孔的形状是 (选填“一致的”或“不一致的”),这不是太阳的像;
②要使太阳通过小孔成像,必须注意小孔的大小和小孔到地面的距离,当小孔到地面的距离一定时,小孔越 (填“大”或“小”),地面上就越容易得到太阳的像;
③如上表所示,当小孔的最大外径为5毫米,小孔距地80厘米时,用一张卡片覆盖在△孔上(相当于把孔变小),遮住孔的一部分,让太阳光透过小孔,与不遮住小孔相比,光斑的形状 (选填“变化”或“不变”)。
【答案】 A 小 一致的 小 不变
【详解】(1)[1]A端是半透明的光屏,它在整个装置的中部,周围环境较暗,观察到光屏上的像比较明亮清晰。
[2]实验表明:像离小孔越近,像就越小。
[3]小孔成像成的是倒立的实像,如图所示:
(2)[4]小孔距地10cm时的实验结果表明:当小孔距离地面非常近时,地面光斑与小孔形状是一致的,说明光斑形状是由小孔形状决定的,不是太阳的像。
[5]比较方形孔与三角形孔的成像情况,可以发现,小孔的最大外径越小,地面上就越容易得到太阳的像。
[6]此时,已经在地面上得到了太阳的像。再将小孔的外径变小,地面上依然是太阳的像,形状是不变的。
12.(23-24八年级上·江苏扬州·期中)小明用易拉罐自制了一个简易针孔照相机,做小孔成像实验。
(1)如甲图所示,他将易拉罐盖子去除,在底部中心钻个小孔,AB为两端开口的圆形纸筒,用半透明塑料薄膜将A端蒙住,然后将纸筒插入易拉罐观察。为便于观察研究,应将 (A/B)端插入易拉罐,利用它观察窗外景物时,人眼应对着 (薄膜/小孔)进行观察,可观察所成的像。将纸筒向易拉罐内推的过程中,观察到的像将 (变大/不变/变小);
(2)针孔照相机的原理是: ;
(3)利用它观察烛焰的成像时,若只将小圆孔改为三角形小孔,可在照相机上看到倒立 (选填“三角形”、“圆形”或“烛焰”)的像。若他在底部扎了两个小孔,则在半透明膜上可以观察到烛焰的像有 (选填“一”或“两”)个;
(4)小明同学如果采用LED灯研究像的性质,下列形状的LED光源最合适的是 ;
A.C形 B.T形 C.X形 D.P形
(5)小孔所成的像是上下 (正立/倒立),左右 (正立/倒立)的 (实/ 虚)像;
(6)晴天的正午时分,走在扬州三湾公园的树林里,小明看到阳光透过树叶的缝隙在地上留下许多大小不同的圆形光斑,圆形光斑大小不一原因是 ;
(7)小明同学又制作了挖空的硬纸板,如乙图所示,大小正方形孔的边长分别约2mm和5cm,他将纸板抓在手中对着太阳,调节纸板观察地面上的光斑,下面四幅图中光斑的大小形状符合实际的是 ,小明在实验中发现有时光斑呈椭圆形,则原因可能是: 。
【答案】 A 薄膜 变小 光的直线传播 烛焰 两 D 倒立 倒立 实 树叶的缝隙到地面的距离不等 C 阳光与地面不垂直
【详解】(1)[1][2][3]半透明塑料薄膜相当于光屏,为了成的像更清晰,便于观察,应将半透明膜的另一端插入易拉罐,即A端插入易拉罐;利用它观察窗外景物时,孔对着窗外,膜对着眼睛进行观察;小孔成像的大小取决于像到小孔的距离,像离小孔越近时成像越小,所以将纸筒向易拉罐内推的过程中,观察到的像将变小。
(2)[4]针孔照相机属于小孔成像现象,原理是光的直线传播。
(3)[5][6]小孔所成的像的形状只跟物体形状有关,与孔的形状无关,故只将小圆孔改为三角形小孔,可在照相机上看到倒立的烛焰的像;小孔成像是光通过小孔在光屏上形成的光斑,若在底部扎了两个小孔,每个孔都能形成一个光斑,则在半透明膜上可以观察到烛焰的像有两个。
(4)[7]物体上部发出(或反射)的光沿直线传播经过小孔后射到光屏的下部,物体下部发出(或反射)的光沿直线传播经过小孔后射到光屏的上部,因此小孔成像中成的是倒立的实像,为了便于观察,实验时探应该让发光体本身上下左右是不同的,故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。
(5)[8][9][10]由光的直线传播特点可知,小孔成像成的是倒立的实像,倒立是上下左右都倒立。
(6)[11]小孔所成的像与物体到小孔和光屏到小孔的距离有关,因树叶的缝隙到地面的距离不等,相当于小孔到光屏的距离不等,故小明看到阳光透过树叶的缝隙在地上留下许多大小不同的圆形光斑。
(7)[12][13]太阳光通过2mm的小孔时成太阳倒立缩小的实像,太阳光通过5cm的大孔由于光的直线传播,形成与孔形状相同的光斑,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。当阳光与地面垂直时,形成圆形光斑,当阳光与地面不垂直时,形成椭圆形光斑。
13.(24-25八年级上·江苏南通·期中)下面是“创新组”和“梦想组”的同学探究小孔成像实验的过程:
(1)①“创新组”在“制作小孔成像观察仪”活动中,把制作好的圆形纸筒插入易拉罐中,如图甲所示,为便于观察研究,应将A端用 (选填“不透明”、“半透明”或“透明”)纸制作成光屏。
②实验中小孔最好对着 (选填“明亮的窗外”或“较暗的室内”)的景物进行观察,若像在光屏下方,可将整个装置向 (选填“上”或“下”)平移,能使像成在光屏中央。
(2)表格中是“梦想组”同学在硬纸板上挖孔所做的研究太阳的小孔成像实验记录:
小孔的形状
小孔的最大外径/mm
1
5
10
1
5
10
1
5
10
地面光斑形状
小孔距地10cm时
小孔距地20cm时
小孔距地40cm时
小孔距地80cm时
小孔距地120cm时
小孔距地200cm时
小明和他的同学分析表中记录的结果,得出了一些结论,请你帮他们补充完整:
①由于太阳距我们很远,到达地面的光线几乎平行,所以,当小孔到地面的距离很小时,地面上的光斑与小孔的形状是 (填“一致的”或“不一致的”),这不是太阳的像;
②分析比较小孔距地面40cm和80cm时的实验记录可知:小孔到地面的距离一定时,小孔越 (填“大”或“小”),地面上就越容易得到圆形的光斑,这是 (选填“太阳”、“孔”或“硬纸板”)的像;
③如表所示,当小孔的最大外径为5毫米,小孔距地面80厘米时,用一张卡片覆盖在△孔上(相当于把孔变小),遮住孔的一部分,让太阳光透过小孔,与不遮住小孔相比,光斑的形状 (填“变化”或“不变”),亮度 (填“变亮”“变暗”或“不变”)。
④最后“梦想组”同学小明又制作了一个挖空的硬纸板如图乙所示,两个正方形孔的边长分别为4mm和1cm,他将纸板抓在手中正对着太阳,调节纸板离地面的距离观察地面上的光斑,下面四个选项中光斑的大小和形状一定不会出现的是 。
【答案】(1) 半透明 明亮的窗外 上
(2) 一致的 小 太阳 不变 变暗 D
【详解】(1)①[1]把制作好的圆形纸筒插入易拉罐中,观察到蜡烛将在塑料薄膜上成像,为了成的像更清晰,便于观察,应用半透明的薄纸放在光线较暗的圆筒的A端。
②[2][3]成像物体和环境的对比度越大,并且物体越亮,物体成像会越清晰,实验中小孔最好对着明亮的窗外的景物进行观察。根据光的直线传播,实验中发现像偏向光屏下方,要使像成在光屏中央,应将整个装置向上平移。
(2)①[1]由表中实验数据可知,当小孔到地面的距离足够小,地面上的光斑与小孔的形状是一致的,这不是太阳的像。
②[2][3]由表中实验数据可知,当小孔到地面的距离一定时,小孔越小,地面上就越容易得到太阳的像。
③[4][5]如上表所示,当小孔的最大外径为5毫米,小孔距地面80厘米时,此时是小孔成像,用一张卡片覆盖在△孔上(相当于把孔变小),遮住孔的一部分,让太阳光透过小孔,与不遮住小孔相比,光斑的形状不变;由于通过的光线变少,则亮度变暗。
④[6]A.结合实验数据可知,调节纸板到地面的距离为 80cm左右时,太阳光通过4mm的小孔时成太阳倒立缩小的实像,太阳光通过1cm的大孔时由于光的直线 传播,形成与小孔形状相同的光斑,可能出现,故A不符合题意;
B.由实验数据可知,调节纸板到地面的距离至足够 大时,太阳光通过4mm的小孔和1cm的大孔时,均可 以成倒立缩小的实像,且像距一定时所成实像的大小相同,可能出现,故B不符合题意;
C.根据上面①的结论可知,当小孔到地面的距离足够小,地面上的光斑与小孔的形状是相同的,可能出现,故C不符合题意;
D.小孔成像的大小,只与物距和像距有关,与孔的 大小无关; 4mm的小孔和1cm的大孔,当孔到地面的 距离相同时,其成像的大小相同,则D选项中光斑的 大小和形状的一定不会出现,故D符合题意。
故选D。
14.(24-25八年级上·江苏常州·期中)甜甜同学从路灯下经过,发现自己的影长不断变化,她决定对此开展探究。
(一)问题:
影子长度与哪些因素有关呢?甜甜做了以下猜想:
①影子长度可能与物体离光源的远近有关;
②影子长度可能与光源的高度有关;
③影子长度可能与物体高度有关.
(二)证据:
(1)如图甲所示,甜甜把一块橡皮放在客厅的平板灯下,发现橡皮的影子十分暗淡,无法开展探究.这是因为平板灯的发光面很大,灯光从 (不同/相同)角度照射橡皮所致。
(2)如图乙所示,甜甜用手电筒作光源,保持橡皮到墙壁之间的距离不变,把手电筒打开后放在距离橡皮不同的位置,分别测量在墙壁上所形成的影子的长度.记录实验数据如下表,甜甜探究的是(一)中的猜想 (填序号)。
光源到橡皮的距离L/cm
5
10
15
20
25
影子的长度H/cm
10
6
4.5
3.7
3.1
(三)解释:
(3)分析数据,甜甜发现:若保持其他因素不变,当手电筒由近处逐渐远离橡皮时,影子的长度将 (变长/不变/变短)。
(4)如图丙所示,甜甜依据表中数据,绘制了影长H随手电筒到橡皮的距离L变化的图像.由图像可知,当手电筒到橡皮的距离时,影长H大约是 cm。
(5)甜甜观察图像的变化趋势发现:当手电筒距离橡皮较远时,影子的长度变小的越 (快/慢)。
(四)交流:
(6)甜甜发现当手电筒离橡皮较远时,墙上橡皮的影子边缘会变模糊,不利于准确测量,影子是由光的 形成的,甜甜受同学启发,她准备用激光笔代替手电筒进行实验,如图丁所示,你认为此方案 (可行/不可行)。
【答案】(1)不同
(2)①
(3)变短
(4)4
(5)漫
(6) 直线传播 可行
【详解】(1)如图甲所示,甜甜把一块橡皮放在客厅的平板灯下,发现橡皮的影子十分暗淡,无法开展探究。这是因为平板灯的发光面很大,多个光源从不同角度照射橡皮所致。
(2)根据表格数据,改变的是光源到橡皮的距离L,影子长度可能与物体离光源的远近有关,故探究的是猜想①。
(3)分析数据,若保持其他因素不变,当手电筒由近处逐渐远离橡皮时,影子的长度将变短。
(4)如图丙所示,甜甜依据表中数据,绘制了影长H随 手电筒到橡皮的距离L变化的图像。由图像可知,当光源到橡皮的距离为17.5cm时,影长大约是 4cm。
(5)甜甜观察图像的变化趋势发现,图像越来越平缓,当手电筒距离橡皮较远时,影子的长度变小的越慢。
(6)[1][2]影子是由光的直线传播形成的,甜甜受同学启发, 她准备用激光笔代替手电筒进行实验,如图丁所示沿着橡皮的边缘照射,也可以确定影子的长度,故方案是可行的。
15.(23-24八年级上·江苏盐城·期中)某小组在实验室进行探究凸透镜成像规律的实验。
(1)如图甲所示,先将凸透镜固定在光具座上,用平行于主光轴的一束光照射透镜,左右移动光屏直到光屏上呈现一个最小、最亮的光斑,测出该凸透镜的焦距为 cm;
(2)装置如图乙位置放置时,光屏上恰好呈现清晰的像,这与生活中 (放大镜/照相机/投影仪)的原理相同。此时从蜡烛的左边看到的火焰的形状如图丙,则在光屏上看到所成像的大致形状是 (选填下列选项前的字母序号);
A、 B、 C、 D、
(3)将图乙中的蜡烛适当向左移动一段距离后, (向左/向右)适当移动光屏才能再次在光屏上看到清晰的像,重新呈现的像与之前的像相比 (更大/更小/大小/不变);
(4)若在图乙的蜡烛和凸透镜之间放一副眼镜,发现光屏上原本清晰的像变模糊了;只将光屏向右适当移动一段距离后,光屏上再次呈现清晰的像。则该眼镜是 (近视/远视)眼镜,移去眼镜,要得到清晰的像,应该将蜡烛向 (右/左)移动。
(5)若不改变乙图中的蜡烛与光屏的位置,只需将凸透镜向左移动 cm可以在光屏上再一次得到清晰的像。
【答案】(1)10.0
(2) 照相机 D
(3) 向左 更小
(4) 近视 右
(5)15.0
【详解】(1)平行于凸透镜主光轴的光会聚在焦点上,焦点到凸透镜光心的距离为焦距,由图可知,光具座上刻度尺的分度值为,光心对应的刻度值为,焦点即光屏所对应的刻度值为,该凸透镜的焦距为
(2)[1][2]由图乙可知,光具座的刻度尺分度值为,蜡烛所对应的刻度值为,凸透镜所对应的刻度值为,此时物距为
根据第(1)小问可知,焦距,则物距大于两倍焦距,光屏上恰好呈现清晰的像,光屏上成倒立、缩小的实像,这与生活中照相机的原理相同。此时蜡烛火焰的形状如图丙,光屏上所成像上下颠倒,左右相反,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(3)[1][2]凸透镜成实像时,“物远像近像变小”,因此将图乙中的蜡烛适当向左移动一段距离后,向左适当移动光屏才能再次在光屏上看到清晰的像,重新呈现的像与之前的像相比变小。
(4)[1]若在图乙的蜡烛和凸透镜之间放一副眼镜,发现光屏上原本清晰的像变模糊了;只将光屏向右适当移动一段距离后,光屏上再次呈现清晰的像,由此可知该眼镜对光起发散作用,即该眼镜片为凹透镜,所以该眼镜是近视眼镜。
[2]根据题意可知,光屏向右移动了,移去眼镜,根据凸透镜成实像时,“物近像远像变大”可知,要得到清晰的像,应该将蜡烛向右移动。
(5)由乙图可知,光具座的刻度尺分度值为,蜡烛所对应的刻度值为,凸透镜所对应的刻度值为,此时物距为
光屏所对应的刻度值为,此时像距
根据光的折射现象中,光路可逆可知,当物距为,像距为时,光屏上再一次得到清晰的像,此时成倒立、放大的实像,因此不改变乙图中的蜡烛与光屏的位置,只需将凸透镜向左移动。
16.(24-25八年级上·江苏南通·期中)进入初二年级后,部分同学由于用眼过度,导致视力下降,形成了近视眼。小组同学开展了“保护视力,远离近视”的项目学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程,请帮助他们完成以下内容。
【项目分解】
(i)探究“凸透镜成像规律”,
(ii)近视眼的形成原因及如何矫正近视眼;
【项目实施】
(1)探究“凸透镜成像规律”
①如图甲所示,让平行光经过凸透镜后,在光屏上出现一个 的光斑,凸透镜的焦距是 cm;
②如图乙所示,用该凸透镜做成像实验,把蜡烛放在距凸透镜18cm的位置,移动光屏,在光屏上形成清晰的像, (照相机/投影仪/放大镜)就是利用这一原理工作的。若撤去光屏,人眼在图乙所示的位置 (选填“能”或“不能”)观察到蜡烛的像;
(2)①近视眼的形成原因
小明使用“F”字样的光源代替物体,光屏模拟视网膜。图丁所示的②号凸透镜模拟晶状体,打开光源,调节器材高度和位置,直到光屏上呈现倒立缩小的清晰的像。请回答下列问题:
模拟近视眼视物情况,应选择图丁中的 (填序号)号透镜代替②号透镜安装在光具座上后,光屏上的像变模糊;保持光源不动,适当向 (填“左”或“右”)移动光屏,光屏上的像再次清晰。由此可知近视眼的形成原因可能是晶状体过 (填“厚”或“薄”),折光能力过强造成的。
②如何矫正近视眼
用如图戊所示的水透镜放在光具座上的合适位置,代替眼镜模拟近视眼矫正视力。应将水透镜置于光具座上的 (填“A”“B”或“C”)点,缓缓调节水透镜中的水量,当水透镜形成焦距合适的 透镜时,光屏上呈现清晰的像,近视眼的成像情况得到改善。近视程度更严重的同学应选择焦距更 (填“大”或“小”)的透镜来矫正视力。
【项目拓展】
该小组同学查阅资料得知,近视是由于角膜或晶状体的屈光力过强,或者是眼轴过度延长,从而导致外界光线经过眼睛的屈光系统折射之后,“焦点”没有能够准确地聚在视网膜上,而是聚在视网膜前,造成视网膜上投影模糊不清,引起视力下降。
老花眼则是由于年龄因素引起晶状体弹性降低,睫状体的调节功能减退,不能将近距离30cm内的细小物件和字体聚焦成像于视网膜,导致患者近视力下降,属于一种生理性的衰退现象。
现在有一款眼镜(如图),集近视眼镜和老花眼镜功能于一身,给人们带来极大的便利。这款眼镜叫渐进多焦点眼镜,镜片不同区域有不同焦点、不同度数,一般分四个区域:远用区域A、近用区域B、渐进区域C、左右变形区D(也可称周边区或模糊区),如图所示。
A区,用于看清远处物体。
B区,用于看清近处物体。
C区,是一个自上而下规律变化的区域,用于看清中间距离的物体。
D区,是度数变化区域,通过该区域看东西会感到模糊,但会随着使用过程中的适应程度而逐渐改善。
有了这款眼镜,无论是在户外眺望远方,还是在家中看书学习,都不会再有更换眼镜的烦恼了。
请阅读上述材料结合所学知识,回答下列问题:
(3)同一个物体放在人眼前远近不同位置观察,物体在远处时视网膜上所成的像 (选填“大于”“小于”或“等于”)在近处时视网膜上所成的像。
(4)远视眼所成的清晰像处于视网膜 (选填“前”或“后“)方,需佩戴远视眼镜进行校正,远视眼镜属于 (选填“凸”或“凹”)透镜;渐进多焦点眼镜的 区镜片相当于此眼镜。
(5)如果把眼镜上方的A区设置成看近区,你认为 (选填“合适”或“不合适”)。
【答案】(1) 最小 11.0 投影仪 能
(2) ③ 左 厚 B 凹 小
(3)小于
(4) 后 凸 B
(5)不合适
【详解】(1)[1]根据焦点的定义可知,让平行光经过凸透镜后,在光屏上出现一个最小的光斑即为焦点。
[2]焦点到透镜光心的距离即为焦距,即
[3]由图可知此时物距为u=18cm,这时2f>u>f,成倒立、放大实像,投影仪就是利用这个原理。
[4]由于实像是由实际光线会聚形成的,所以人眼睛在图乙所示的位置能看到物体的实像。
(2)[1][2][3]近视眼是晶状体凸度过大或眼球前后径过长,外界物体的像成在视网膜前方引起的,因此应选取凸度更大的③号透镜模拟近视眼的晶状体,由此可知,近视眼的形成原因可能是晶状体过厚,折光能力过强造成的。凸透镜会聚作用使得像成在光屏的前方,所以需要向左移动光屏才能得到清晰的像。
[4]图丙中C点在凸透镜(晶状体)和光屏(视网膜)之间,是眼睛的内部,因此模拟近视眼镜的水透镜应放置在模拟晶状体的凸透镜前的B点。
[5]由于近视眼需要配戴凹透镜矫正,因此应将水透镜调节成焦距合适的凹透镜。
[6]根据上述实验现象可知,近视程度更严重的同学,其晶状体焦距更小,对光的会聚能力更强,故需用对光发散能力更强焦距更小的凹透镜矫正。
(3)凸透镜成像原理物远像近像变小,物近像远像变大,由此可知同一物体放在眼前远近不同的位置观察,物距远像小,物距近像大,故同一物体放在眼前远近不同的位置观察,物体在远处时视网膜上的像小于在近处时视网膜上所成的像。
(4)[1]远视眼是由于晶状体的弹性降低,晶状体的调节能力减弱引起的看近处的物体时所成的像在视网膜后面。
[2]为了使像在视网膜上,要纠正远视眼需要把光线会聚即用凸透镜。
[3]渐进多焦点眼镜B区看近处区的镜片是纠正远视眼的。
(5)上方改为看近区不合适,因为人们看近处的物体向下看,看远处的物体向上看。
17.(24-25八年级上·江苏无锡·期中)某实验小组进行探究凸透镜成像的实验,操作如下:
(1)实验前,调整烛焰中心和光屏的中心在凸透镜的 ,这样做的目的是为了让 。
(2)正确测出凸透镜的焦距f,当物距u<f,时,烛焰成正立放大的 ;当u=f时, (填“能”、“不能”)观察到烛焰的像;当u>f时,烛焰成倒立放大或倒立缩小的 像,同学们分析得出,像的虚实由 大小关系决定。
(3)当蜡烛、凸透镜和光屏处于图甲所示位置时,恰好在光屏上成清晰的像,此时光屏上所成倒立、 的实像。
(4)若仅将图甲中的凸透镜换成焦距相同直径较小的凸透镜,光屏上所成的像与原来所成像相比 了。(填“变小”、“变暗”“或“变不完整”)
(5)若仅将图甲中的凸透镜换成直径相同,焦距稍小的凸透镜,需将光屏 (填“向左”、“向右”)移动才能成清晰的像。
(6)在实验时,发现光屏上出现的像只有中间清晰,两侧却较模糊,小明只对凸透镜进行了调整就在光屏上得到了清晰的像,他的调整是______________。
A.左、右适当移动凸透镜 B.上、下适当移动凸透镜
C.适当扭转凸透镜 D.左右适当移动光屏
(7)将透镜、蜡烛及光屏置于光具座上,(如图丙)做成像实验,记录每次成实像的物距u、像距v、物像间距L(u+v),此处L(u+v)表示L=(u+v)。绘出图线(以f为长度单位),由图可知,要想成实像,蜡烛与光屏的间距应满足L≥ (用f表示)物理学中,有一个凸透镜成像的“新概念”:放大率n==,结合乙、丙两图,可知当物距u=1.5f时,n= 。
【答案】(1) 主光轴上 让像成在光屏中央
(2) 虚像 不能 实 物距与焦距
(3)放大
(4)变暗
(5)向左
(6)C
(7) 4f 2
【详解】(1)[1][2]为了使像成在光屏中央,实验前,应调整烛焰中心和光屏的中心在凸透镜的主光轴上。
(2)[1]正确测出凸透镜的焦距f,当物距u<f时,烛焰成正立放大虚像。
[2]当u=f时,不能观察到烛焰的像。
[3]当u>f时,烛焰成倒立实像。
[4]分析得出,像的虚实由物距和焦距大小关系决定。
(3)由图甲可知,此时物距小于像距,根据凸透镜成实像时,物距小于像距,成倒立、放大的实像。
(4)若仅将图甲中的凸透镜换成焦距相同直径较小的凸透镜,替代原来的凸透镜再次实验,成像大小不会变化,但经凸透镜的光线变少,所成的像与原来的像相比,比原来暗。
(5)若仅将图甲中的凸透镜换成直径相同,焦距稍小的凸透镜,比起原来就相当于将物距变大了,那么像距就要减小,像变小,光屏要靠近凸透镜,即向左移动才能成清晰的像。
(6)发现光屏上出现的像只有中间清晰,两侧较模糊,说明中间部分的物距此时正好在光屏上成清晰的像,两侧部分的物距大于或小于中间部分的物距,因此适当扭转凸透镜,使凸透镜与光屏平行,在光屏上得到清晰的像,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(7)[1]根据凸透镜的成实像时满足u>f,由图丙可知,随着物距u的增大,物像间距L先减小后增大,当物距u=2f时,物像间距L最小为4f,因此,要想成实像,蜡烛与光屏的间距应满足L≥4f。
[2]由图丙可知,当物距u=3f时,物像间距L=4.5f,像距
因在光的折射中,光路是可逆的,故当物距u=1.5f时,像距
则放大率
18.(24-25八年级上·江苏常州·期中)小亮用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)实验前,小亮先想办法测凸透镜的焦距,如图甲,他将该凸透镜正对着太阳光,此时纸上呈现一个并非最小的光斑时,测得这个光斑到凸透镜的距离为L。此时再将这个凸透镜与纸之间距离稍微增大,发现光斑变大了,则凸透镜的焦距f L(选填“>”、“<”或“=”;调整以后正确地测得该透镜的焦距为10cm;
(2)实验时,为使像成在光屏中央,应调整蜡烛、光屏的中心在 ,此时应 (选填“点燃”或“不点燃”)蜡烛;
(3)小亮在实验过程中不断移动烛焰位置,观察到如图丙中①至⑤的五种烛焰清晰的像,请按蜡烛到凸透镜距离由远到近所得到的5个像进行排序,正确顺序为 ;
(4)蜡烛燃烧变短,光屏上的像 (选填“向上”或“向下”)移动,需将透镜 调节,使像成在光屏中央;
(5)若按如图丁所示的方式,将透镜中间部分切除,再将剩余部分往中间凑紧,重新组成一个“透镜”进行实验,则在光屏上可以呈现 个像(光屏足够大)。
(6)如图所示,小亮将另一光源AB平行于主光轴平放于凸透镜前,是AB的像。下列关于AB所成像的示意图中,正确的是_______。
A. B.
C. D.
(7)小亮又在圆柱形的玻璃瓶里面装满水,把如图2所示的一幅卡通图片放在玻璃瓶的一侧,透过玻璃瓶可以看到那幅卡通图片,如图1所示。如果把卡通图片由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动,通过玻璃瓶在选项中不能看到的像是下图的_______。
A. B. C. D.
【答案】(1)<
(2) 同一高度 点燃
(3)①②④⑤③
(4) 向上 下
(5)2
(6)D
(7)AC
【详解】(1)将凸透镜与纸之间距离稍微增大,发现光斑变大了,反之,将凸透镜与纸间的距离变小些,光斑才会变小,才能找到最小最亮的光斑,说明凸透镜的焦距比L小,即。
(2)[1][2]为了使像成在光屏中央,应调整烛焰的中心、凸透镜中心和光屏的中心在同一高度,因此应点燃蜡烛。
(3)蜡烛到凸透镜距离由远到近移动过程中,根据凸透镜成倒立的实像时,物近像远像变大;成正立的虚像时,物近像近像变小,可知正确顺序为①②④⑤③。
(4)[1][2]蜡烛燃烧变短,根据过光心的光线传播方向不变可知,光屏上的像向上移动,需将透镜向下调节,使像成在光屏中央。
(5)因为凸透镜中间厚,边缘薄,切去部分后相当于两个透镜,光心位置改变了,上面的像下移,下面的像上移,错位将成2个像。
(6)将A、B点到主轴的距离看成是物体的高度,根据凸透镜成实像时,物近像远像变大可知,B点所成的像B'到主轴的距离小于A点所成的像A'到主轴的距离,故ABC错误,D正确。
故选D。
(7)由于玻璃杯的上下是一样粗细的,相当于一个柱面透镜,上下方向是没有会聚作用的,所成的像是正立的。把卡通图片由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢的移动时,是物体逐渐远离凸透镜的过程,由凸透镜成像的规律可知,物体在一倍焦距内远离透镜时,像是正立的且会逐渐变宽;当物体在一倍焦距到二倍焦距之间时,所成的像是正立的、放大(变宽)的实像,当物距为2倍焦距时,成的是正立、等大的实像;物距大于二倍焦距时,成的是正立的、缩小(变窄)的实像,故不可能看到A和C。
19.(24-25八年级上·江苏南京·阶段练习)小明使用焦距为15cm的凸透镜进行了探究凸透镜成像规律的实验,
(1)实验开始前,应调节蜡烛、透镜和光屏至合适的位置,具体操作是使 。
(2)小明将点燃的蜡烛、凸透镜调整好位置后,无论怎样移动光屏,在光屏中心都只能看到一个大小不变的圆形光斑,你认为可能出现的原因应该是 。
(3)如图甲所示,当小明把凸透镜固定在50cm刻度线位置,蜡烛固定在15cm刻度线位置时,光屏应在 (选填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)区域内左右移动,才能在光屏上得到清晰的 (选填“放大”或“缩小”)倒立的实像, (选填“照相机”或“投影仪”)是根据这一原理制成的。
(4)在做实验时,小军用手遮住了凸透镜的上半部分,则他观察到光屏上的像___________。
A.不能看到烛焰的顶部 B.不能看到烛焰的底部
C.不能看到烛焰的全部 D.可以看到烛焰的全部,但像会变暗一些
(5)实验时小明发现,在观察光屏上清晰的烛焰像的过程中,随着蜡烛的燃烧,光屏上的像向 (选填“上”或“下”)移动。
(6)小明在实验中将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜,物距u随时间t的变化图像如图乙所示,则像距v与t的大致变化关系为丙图中的
(7)如图丁所示,同组的小华同学用A、B两个不同焦距的凸透镜分别距离课本上的字10cm观察到两种情景,现将两透镜到课本的距离调整为5cm,则下列说法正确的有___________。
A.A、B所成的像都是正立、放大的像
B.A的焦距小于B
C.A所成的像与物在透镜的两侧,B所成的像与物在透镜的同侧
【答案】(1)烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度上
(2)蜡烛放在焦点上
(3) Ⅱ 缩小 照相机
(4)D
(5)上
(6)C
(7)A
【详解】(1)本实验中为了使成的像更清晰,更便于观察实验结果,在实验开始前应应调节蜡烛、透镜和光屏的位置使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度上。
(2)根据凸透镜成像的规律可知,当光源位于焦点处时,经过凸透镜后所有光线都是平行的,光屏只能承接到一个大小不变的圆形光斑,所以可知出现该现象的原因可能是把蜡烛放在了焦点上。
(3)[1][2][3]由题意可知蜡烛到凸透镜的距离即物距为35cm,大于2倍焦距,由凸透镜成像规律可知,此时成的像为倒立、缩小的实像,像距大于一倍焦距小于二倍焦距,所以光屏应放在Ⅱ区域内才能承接到像,生活中常见的光学仪器中照相机就是用这一原理制成的。
(4)用手遮住凸透镜的上半部分后,经过凸透镜的光减少,但是依然会成完整的像,由于光减少了所以成的像会变暗,故选D。
(5)蜡烛变短后烛焰向下移动,因为成的是倒立的实像,所以随着烛焰向下移动光屏上的像会向上移动。
(6)因为“物远像近像变小”,所以当物距增大时,像距会减小,当物距大于二倍焦距并继续增大,像距会无线趋近于一倍焦距,故选C。
(7)根据凸透镜成像的规律可知,A凸透镜成正立、放大的虚像,物距小于一倍焦距,即
fA>10cm
B凸透镜成倒立、放大的实像,说明物距大于一倍焦距小于二倍焦距,即
2fB>10cm>fB
所以可知B的焦距大于5cm但小于10cm,B的焦距小于A的焦距,当将两透镜到课本的距离调整为5cm时,可知此时的物距小于A的焦距也小于B的焦距,因此都成正立、放大的虚像,像与物在同侧,故A正确,B、C错误。
故选A。
20.(21-22八年级上·江苏南通·期中)如图甲所示,小明在探究光折射现象时,将一束入射角为50°的光线斜射入杯中,在杯底形成光斑,然后逐渐往杯中加水,观察杯底光斑的位置变化。他对实验中光偏折程度的差异产生了兴趣.为了定量反映这种差异,他将“折射角与入射角的比值”定义为“偏折比”。根据所学知识和生活经验,小明对影响“偏折比”大小的因素提出如下猜想:
猜想1:与液体深度有关
猜想2:与液体种类有关
猜想3:与入射光的颜色有关
(1)图甲实验中,测得折射角为35°,则此时的“偏折比”为 。加水过程中,杯底光斑将向 (填“左”或“右”)移动。
(2)你认为猜想1 (选填“正确”或“不正确”),理由是: 。
(3)为了探究猜想2,小明只将图甲中的水换成油,当油的深度小于水的深度(如图乙所示),杯底光斑位置恰与图甲实验时光斑位置重合.对比可知:在相同条件下,油对光的“偏折比”比水对光的“偏折比” (选填“大”或“小”)。
(4)为了探究猜想3,小明用图甲装置先后入射红、蓝色激光,杯底光斑位置如图丙所示, 则 光的“偏折比”大。
(5)将一束激光穿过如图丁所示的玻璃砖,若光在玻璃砖上表面折射时的“偏折比”为0.8,则光在下表面折射时的“偏折比”为 。
【答案】 0.7 右 不正确 水面上升或下降时,入射角和折射角都不变 小 红
1.25
【详解】(1)[1] “折射角与入射角的比值”定义为“偏折比”,图甲实验中,测得折射角为35°,已知入射角为50°,则偏折比为
[2]当容器内逐渐加水时,光的折射程度不变,但入射点逐渐抬高且向右移动,由光的折射规律作出的折射光线照射在容器底的光斑会逐渐向右移动。
(2)[3][4]猜想1不正确。由图可知,水面上升或下降时,入射角和折射角都不变,则折射角与入射角的比值即偏折比也不变,由此说明偏折比与液体深度无关,故猜想1不正确。
(3)[5]将图甲中的水换成油,当油的深度小于水的深度,杯底光斑位置恰与图甲实验时光斑位置重合,如图1可知:水中的折射角大于油中的折射角,由于入射角相同,则在相同条件下,油对光的“偏折比”比水对光的“偏折比”小。
(4)[6]光线的入射角和入射点不变,红、蓝色激光的折光线如图2所示,由图2可知:红色激光的折射角大于蓝色激光的折射角,由于入射角相同,则根据“偏折比”的定义可知:红光的“偏折比”大。
(5)[7]将一束激光穿过如图丁所示的玻璃砖,若光在玻璃砖上表面折射时入射角为r,折射角为i,如图3所示,此时“偏折比”为0.8,即
当光在下表面折射时,如图3中,则此时入射角为r′,折射角为i′,根据几何知识可知
∠r′=∠i
∠i′=∠r所以,光在下表面折射时的“偏折比”为
21.(24-25八年级上·江苏宿迁·期中)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、入射光线和法线 (选填“在”或“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”或“上”)移动;
(3)小明继续用另一支激光笔让光沿着射向水面时,可看到折射光沿射出,这说明在光的折射现象中光路是 ;
(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),不断调整入射角的大小,通过实验得到如下表格:
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≥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 (选填真“a”或“b”)反映了上述实验中的两角关系。
入射角
0°
10°
20°
30°
40°
41.8°
50°
折射角
0°
15.2°
30.9°
48.6°
81°
90°
反射能量
5%
7%
26%
43%
84%
100%
100%
【答案】(1) 两侧 在
(2)左
(3)可逆的
(4) 增大 减小 a
【详解】(1)[1][2]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,即AO为入射光线,OB为反射光线,NM为法线,这说明折射光线和入射光线位于法线两侧;当F板向后折转一定的角度后,则呈现折射光线的F板和呈现入射光线的E板不在同一平面内,在F板上不能看到折射光,说明折射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(2)若杯中的水增多,如图所示:可见,当水增多时,液面升高,入射角不变,折射角也不变,入射点向左移,则杯底亮斑也会向左移动。
(3)另一支激光笔让光线沿着BO射向水面时,可看到折射光线沿OA射出,与原光路重合,这说明:在光的折射现象中,光路是可逆的。
(4)①[1][2]由表中数据可知:当入射角增大时,折射角也随着增大,反射光线能量增大,则折射光线的能量减小。
②[3]由表格数据可知: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°,a图线中的折射角始终大于入射角,因此图线a反映了实验中折射角与入射角的关系。
22.(24-25八年级上·江苏泰州·期中)小明为探究光的折射规律设计了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,光贴着光屏从空气射入水中,小明将F板向后折转一定的角度 (选填“能”或“不能”)看到折射光,此时折射光线和入射光线 (选填“在”或“不在”)同一平面内;
(2)小明将光屏F恢复原状,调整入射角度,当入射光线靠近法线时,会看到杯底的亮斑B向 (选填“左”或“右”)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 ;
(4)让一束激光从某玻璃斜射向空气(如图乙)。保持入射点不动,改变入射角(每次增加0.2°),当入射角增加到41.8℃时,折射光消失,只存在入射光与反射光,这种现象叫做光的全反射,如图丙所示。此时的入射角叫做这种物质的临界角。当入射角大于临界角时,只发生反射,不发生折射,根据以上内容可判断:
①当光从空气射向玻璃时 (填“会”或“不会”)发生光的全反射现象;
②一个三棱镜由上述玻璃制成,一束光垂直于三棱镜的一个面射入,如图丁所示。则关于这束光经过三棱镜后的光路描述,图戊中正确的是 。
【答案】(1) 不能 在
(2)左
(3)光的折射现象中,光路是可逆的
(4) 不会 D
【详解】(1)[1][2]当F板向后折转一定的角度后,则呈现折射光线的F板和呈现入射光线的E板不在同一平面内,所以在F板不能看到折射光;但此时折射光线和入射光线在同一平面内。
(2)光的折射中,折射角随入射角的增大而增大,当入射光线靠近法线时,入射角减小,折射角也减小,所以折射光线靠近法线,光斑向左移动。
(3)小明继续用另一支激光笔让光线沿着BO射向水面时,可看到折射光线沿OA射出,此时的折射光线为原来的入射光线,说明在光的折射中光路是可逆的。
(4)①[1]光从空气斜射向玻璃,折射角总小于入射角,折射角总小于90°,故不会发生全反射现象。
②[2]光线从空气垂直于玻璃入射时,光的传播方向不变,当光射到玻璃的右表面时,由图可知入射角为45°,大于临界角41.8°,所以会发生全反射现象(折射光线消失,只有反射光线)其光路图如下图所示:
故ABC错误,D正确。
故选D。
23.(23-24八年级上·江苏南通·期中)如图甲所示,小明和小华在探究“光的折射现象”时,将一束入射角为50°的光斜射入杯中的水里,更换杯中的介质时他们发现光的偏折程度不同。为了定量反映这种差异,小明将“折射角与入射角的比值”定义为“偏折比”,并根据所学物理知识和生活经验,对影响“偏折比”大小的因素提出以下猜想:
猜想1:“偏折比”与液面的高度有关;
猜想2:“偏折比”与液体的种类有关;
猜想3:“偏折比”与入射光的颜色有关;
(1)小华认为猜想1是错误的,其理由是 。根据小明的定义,图甲实验中,测得折射角为40°,则此时的“偏折比”为 ;
(2)为了验证猜想2,小明只将图甲中的水换成油。如图乙所示,油的高度小于水的高度,杯底光斑的位置恰与图甲实验时光斑的位置重合,对比可知:在相同条件下,油对光的“偏折比” (选填“大于”、“等于”或“小于”)水对光的“偏折比”;
(3)为了探究猜想3,小明用图甲装置先后射入绿色和紫色的激光,杯底光斑位置如图丙所示,则 光的“偏折比”大。将其中的一束激光穿过如图丁所示的玻璃砖,若光在玻璃砖上表面折射时的“偏折比”为0.8,则光在下表面折射时的“偏折比”为 ;
(4)根据小明的操作和计算结果,小华认为,应该将“偏折比”定义为“光线在空气中与法线的夹角α和光线在介质中与法线的夹角β之比”。如图丁所示,经过对多组不同玻璃砖的实验,测得数据如表所示:
玻璃砖A
玻璃砖B
玻璃砖C
光线在空气中与法线夹角α
30.0°
45.0°
60.0°
30.°0
45.0°
60.0°
30.0°
45.0°
60.0°
光线在玻璃中与法线夹角β
22.0°
32.0°
40.5°
17.0°
24.4°
30.4°
20.0°
28.9°
36.3°
1.36
1.41
1.48
1.76
1.84
1.97
1.50
1.58
1.65
根据表格中的数据,分析可得:光在空气与另一种透明介质中传播时,对于不同的入射角,“偏折比” (选填“相等”或“不相等”);对于相同的入射角,“偏折比”越大,介质对光的折射程度越 (选填“高”或“低”)。
【答案】 液面的高度改变,入射角、折射角的大小不变,“偏折比”不变 0.8 小于 绿 1.25 不相等 高
【详解】(1)[1]分析可知,水面上升或下降时,入射角和折射角都不变,则折射角与入射角的比值即偏折比也不变,由此说明偏折比与液体深度无关,故猜想1不正确。
[2]图甲实验中,测得折射角为40°,已知入射角为50°,则偏折比
(2)[3]将图甲中的水换成油,当油的深度小于水的深度,杯底光斑位置恰与图甲实验时光斑位置重合,如图1
由图1可知:水中的折射角大于油中的折射角,由于入射角相同,则在相同条件下,油对光的折射能力更强,其“偏折比”比水对光的“偏折比”小。
(3)[4]小明用图甲装置先后射入绿色和紫色的激光,光线的入射角和入射点不变,绿、紫色激光的折光线,如图2所示:
由图2可知:绿色激光的折射角大于紫色激光的折射角,由于入射角相同,则根据“偏折比”的定义可知:绿光的“偏折比”大。
[5]将一束激光穿过如图丁所示的玻璃砖,若光在玻璃砖上表面折射时入射角为i,折射角为r,此时“偏折比”为0.8,即;当光在下表面折射时如图3中,则此时入射角为i′,折射角为r′,如图3所示:
根据几何知识可知∠i′=∠r,∠r′=∠i,所以,光在下表面折射时的“偏折比”为
(4)[6]分析玻璃砖A(或玻璃砖B或玻璃砖C)的数据可知,光在空气与另一种透明介质中传播时,对于不同的入射角,α和β之比不同,即“偏折比”不相等。
[7]分析表中数据,当光线在空气中与法线夹角都是30°时,光线分别在A、B、C三种玻璃中与法线的夹角越大,α和β之比越大,即“偏折比”越大,说明介质对光的折射程度越高。
一、实验题
1.小明在观察图甲所示的二胡时猜想:弦发声的音调可能与弦的长度、粗细和松紧有关。于是他找来两根粗细不同的钢丝,设计了如图乙所示的装置,拨动枕木AB间的钢丝,进行了四次对比探究,四次实验的部分信息如丙表所示。
实验次数
1
2
3
4
钢丝
粗
细
AB间距/cm
50
50
50
30
钩码个数
3
3
4
3
(1)实验中,在钢丝末端悬挂不同数目的钩码是为了改变钢丝的 ;
(2)第1、2两次实验是为了探究音调与弦的 关系。拨动后发现第1次实验发声音调低,则小明可得出结论: ;
(3)为了探究其余猜想,关于第3、4两次钢丝的粗细选择,一定要满足 ;
A.3粗4细 B.4粗3细 C.粗细相同 D.粗细均可
(4)探究结束反思实验时,小明认为可以将钢丝换成易于拉长和缩短的橡皮筋更方便探究音调与弦的长度关系。你认为可行吗?为什么? ;
(5)二胡演奏时可通过手指按压、松开、滑动等指法配合产生优美旋律。图丁中小明两手指按压的是音符“3、4”位置,为发出“3”音符,他此时最简单合理的操作是: 。
【答案】 松紧 粗细 当长度、松紧相同时,弦越粗(细)音调越低(高) D 不可行,无法在改变橡皮筋长度时控制粗细、松紧不变 松开中指
【详解】(1)[1]实验中,钢丝末端悬挂钩码,钢丝受到拉力的作用,钩码个数不同,钢丝受到的拉力也不同,则钢丝的松紧程度也不同。所以挂个数不同的钩码是为了改变钢丝的松紧程度。
(2)[2]由表格数据知,1、2两次实验中,钢丝在AB间的长度相同,所挂钩码个数相同,即钢丝的松紧程度相同,但粗细不同,所以是为了探究音调与弦的粗线的关系。
[3]其余因素相同、粗细不同的钢丝,拨动时,粗钢丝发音音调低,这说明:长度、松紧程度相同时,弦越粗,音调越低。
(3)[4]第3次实验中,所挂钩码个数与1、2两次不同,即松紧程度不同,而AB间距离相同,即长度相同,通过1和3或2和3可探究音调与松紧程度的关系,则3的粗细可与1的相同,粗钢丝,或与2的相同,细钢丝。第4次实验中,所挂钩码个数相同,即松紧程度相同,AB间距不同,即长度不同,通过1和4或2和4可探究音调与长度的关系,则4的粗细可与1的相同,粗钢丝,或与2的相同,细钢丝。所以3、4次钢丝的粗细可为粗钢丝,也可为细钢丝。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(4)[5]用橡皮筋替代钢丝不可行,因为在改变橡皮筋的长度时,橡皮筋容易发生形变,则粗细及松紧也随着变化。
(5)[6]图示中,按压食指时,弦线长度较长,拨动弦振动较慢,发出的声音音调较低,按压中指时,弦线较短,拨动弦振动较快,发出声音的音调较高。而音符3的音调比4的低,所以最简单合理的操作是松开中指。
2.在比较材料的隔声性能实验中:
(1)小茗和小岚在家中用手机铃声作为声源开展探究,他们准备利用人刚听不到声音时,人与声源的距离来进行比较,实验过程中他们应将手机铃声响度 (选填“调大”或“调小”)一些,同时在比较不同材料时手机铃声响度应 (选填“随材料而改变”或“保持不变”)。
(2)实验中小明选用了报纸、羽绒服、塑料袋、泡沫板等材料,把手机用不同材料包裹好塞满鞋盒,逐步远离声源,直至听不见声音为止,他们通过探究得到表格中的实验数据,根据数据可分析出这些材料中隔声性能最好的是 。
材料
报纸
羽绒服
塑料袋
泡沫板
人听不到声音的距离/m
8
4
7
5
(3)两同学观察后发现粗糙的材料比平滑材料隔音性能 (选填“好”或“差”)。
(4)小茗想探究聚酯棉材料和海绵材料谁的隔声性能更好,利用原来的器材,设想如下方案:人距鞋盒一定距离处,先后比较人听到手机在两种材料的鞋盒里发出声音大小,小岚对此方案不赞同,她不赞同的理由是 。小岚在小茗的设想上进行了改进,设计了新的方案:
①分别用这两种材料做了如图甲所示的隔音盒。该制作的错误之处是 。
②改正错误后,她们在安静的环境下,如图乙所示,将“手机1”播放80dB的声音,先后置于两种隔音盒中,另一个“手机2”打开“噪声测试软件”,在距隔音盒不同距离的位置多次接收声音,并记录噪声测试软件所显示的声音分贝值;得出如表中的数据。表格A处应填写 。
材料
聚酯棉
海绵
距离/m
1
2
3
1
2
3
A/dB
54.3
49.1
46.6
61.7
55.8
53.4
③利用数据进行比较,得出 材料的隔声性能更强。
④在探究实验中多次测量数据目的是 。
【答案】(1) 调小 保持不变
(2)羽绒服
(3)好
(4) 人耳难以辨别,响度差别不大的两个声音 没有控制隔音盒的厚度相同 响度 聚酯棉 找到普遍规律,避免实验的偶然性
【详解】(1)[1]响度指声音的强弱或大小,与振幅和距离有关;由于房间的空间较小,距离改变的程度受到限制;故实验过程中他们应将手机铃声响度调小。
[2]因为手机铃声响度越大,人要听不到声音时与声源的距离将越大;实验中要运用控制变量法,在比较不同材料时手机铃声响度应保持不变。
(2)实验中将鞋盒塞满的原因是可以有效地控制不同材料的厚度相等;分析数据可得出声音结论:隔声性能最好的是羽绒服,因为听到铃声的距离最小。
(3)根据所得数据可知,材料越粗糙,听到声音的距离越小,故得出粗糙的材料比平滑材料隔音性能好,原因是粗糙材料吸收声音的性能要比平滑材料强。
(4)[1]人距隔音盒一定距离处,先后比较人听到手机在两种材料的隔音盒里发出声音大小,这个很难比较,人耳难以辨别,响度差别不大的两个声音。
[2]用两种材料做的隔音盒大小,厚度应该相同,控制变量,从图中可以看出,制作的错误之处是大小不同,厚度不同,即没有控制隔音盒的厚度相同。
[3]手机2在距隔音盒不同距离的位置测量接收声音的响度,单位是dB。
[4]利用数据进行比较,距离相等,响度小的效果好,得出聚酯棉材料的隔音性更强。
[5]在试验中应避免做一次实验,实验数据太少具有偶然性,本探究实验中多次测量数据目的是找到普遍规律,避免实验的偶然性。
3.如图甲,小明和小红做“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,拿未点燃的蜡烛B(与蜡烛A大小相同)竖立在玻璃板后面移动,直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,这说明平面镜成像时,像与物 ;
(2)如图乙,移去蜡烛B,在其原来位置上放置一块不透明的光屏,按照眼睛 (选填“①”“②”或“③”)的方法观察光屏,光屏上不能出现蜡烛的像,说明物体通过平面镜所成的像是 (选填“虚”或“实”)像;
(3)下列操作中,像的位置不发生变化的是______;
A.让玻璃板沿所在平面向右移动
B.将玻璃板绕轴(如图中玻璃板与桌面的接触部分)转向自己
C.将玻璃板沿着水平桌面向后平移
D.将玻璃板沿着水平桌面向前平移
(4)如图丙所示,小明在实验中采用的是厚玻璃板,他观察到蜡烛A通过玻璃板成了两个清晰的像和,则像的像距为 (填“”或“”);
(5)小明想进一步探究像和物的左右是否对调,她应将蜡烛改成图戊中的 (填“a”、“b”或“c”)光源进行实验;
(6)完成上述实验后,小明反思实验过程,提出一个质疑:实验中利用玻璃板镀膜的那一面成像,应该在镀膜那一面下边划线,作为平面镜的位置。怎样判断玻璃板哪面镀膜呢?小组同学讨论出一种方法:将铅笔尖分别贴在玻璃板的左右两面,观察到铅笔较清楚的像如图丁所示,由此可以判断镀膜在玻璃板的 (选填“左”或“右”)面。
【答案】(1)大小相等
(2) ② 虚
(3)A
(4)v2
(5)a
(6)左
【详解】(1)根据等效替代法,与蜡烛A大小相同的蜡烛B放在A像的位置时能与其完全重合,可知,蜡烛A与蜡烛A的像大小相等,说明平面镜成像时,像与物的大小相等。
(2)[1][2]移去蜡烛B,在B位置上放置一块不透明的光屏,为了判断蜡烛A通过玻璃板由于光的反射所形成的像是否可以在光屏上承接,则应按照眼睛②的方法观察光屏;此时光屏上不能出现蜡烛的像,说明物体通过平面镜所成的像是虚像(光屏只能承接实像)。
(3)A.平面镜成的像与物关于镜面对称,让玻璃板沿所在平面向右移动,对称面的位置没有变化,所以像的位置不发生变化,故A符合题意;
B.根据平面镜成像特点可知,像与物关于镜面是对称的,将玻璃板绕OO′轴(如图中玻璃板与桌面的接触部分)转向自己,像会向上运动,像的位置发生变化,故B不符合题意;
C.将玻璃板沿着水平桌面向后平移,物距变大,像距也变大,像的位置发生变化,故C不符合题意;
D.将玻璃板沿着水平桌面向前平移,物距变小,像距也变小,像的位置发生变化,故D不符合题意。
故选A。
(4)k1是由于蜡烛通过平面镜的前表面形成的像,k1到平面镜的前表面的距离为v2,故像的像距为v2。
(5)要探究像与物是否左右对调,为了便于观察,需要挑选左右不对称的物体,由图可知b、c均为对称图形,a不对称,故a符合题意,bc不符合题意。
故选a。
(6)镀膜那一面,反射效果好为反射面,将铅笔尖分别贴在玻璃板的左右两面,观察到铅笔较清楚的像如图丁左所示,由像与物体关于平面镜对称可知,左侧为反射面,由此可以判断镀膜在玻璃板的左面。
4.浩浩同学在学完光学中小孔成像的知识后,提出一个问题:小孔在光屏上所成像的形状与什么因素有关?浩浩同学经过讨论后提出以下猜想。
猜想一:像的形状可能与物体的形状有关。
猜想二:像的形状可能与小孔的形状有关。
浩浩同学在王老师的帮助下制作了“E”、“F”和“R”形状的LED发光字来充当物体,并制作了两个带有不同形状小孔的纸筒,纸筒另一端绷装半透明膜,做好装置后浩浩同学进行了如下实验探究:
(1)请在图1中的半透明纸上画出物体AB的像A'B';
(2)物理学上将“E”、“F”和“R”形状的LED发光的字称为 。为了便于观察,该实验最好在较 (选填“明亮”或“黑暗”)的环境中进行;
(3)浩浩同学将“F”发光字固定好后,先用小圆形孔纸筒进行实验,在半透明膜上观察到倒立的“F”,如图2甲所示。小孔成像中所成的像能呈现在半透明膜上,实验中发现像偏向光屏下方,要使像成在光屏中央,应将物体向 (选填“上”或“下”)移动,调整好后浩浩同学将实验结果记录在设计好的表格中,再换用小方形孔纸筒进行实验,并观察记录;
(4)同学们再换用“E”和“R”形状的发光字,分别按照实验(3)进行实验,并将观察到的结果记录在表格中(如表所示)。
①通过比较 (每组用3次实验做对比,并用顿号隔开,写一组即可),同学们验证猜想一,得出结论:当小孔的形状相同时,小孔所成的像与物体的形状有关。
②同学们通过比较1、2,3、4和5、6,同学们验证了猜想二,得出结论: ;
③浩浩同学在上述实验过程中,采用的主要的探究物理问题的方法是 ;
④通过研究,浩浩同学明白了:树荫下的圆形光斑(如图2乙)就是 通过树叶间的小孔在地面上形成的像。
实验次数
发光字
小孔形状
像的形状
1
F
圆形
倒立
2
F
方形
倒立
3
E
圆形
倒立
4
E
方形
倒立
5
R
圆形
倒立
6
R
方形
倒立
【答案】 光源 黑暗 下 1、3、5 当物体的形状相同时,像的形状和小孔的形状无关 控制变量法 太阳
【详解】(1)[1]根据光沿直线传播,即可作出物体AB的像,如下图所示:
(2)[2]物理学中将能够发光的物体称为光源。
[3]光源的亮度和周围环境亮度差别越大,观察到的像越清晰,所以应该放在黑暗环境中进行实验。
(3)[4]由物体的中心、小孔的中心和像的中心三者应该在同一条直线上可知,当像的中心往上移动时,物体应该向下移动。
(4)[5]要验证像的形状与物体的形状的关系,就要控制小孔的形状相同,故可以比较1、3、5和2、4、6两组实验数据。
[6]由1、2,3、4和5、6三组数据可以看出,小孔的形状不同,但像的形状相同,故结论为:当物体的形状相同时,像的形状和小孔的形状无关。
[7]实验中在探究其中一个因素对小孔形状的影响时,控制另外的因素相同,用到了控制变量法。
[8]树荫下的圆形光斑是太阳通过树叶间的小孔在地面上形成的像。
5.(1)如图甲所示是小宇同学探究“光的反射定律”的实验装置。
①将平面镜放在水平面,白板倾斜放置在平面镜上,让一束光AO紧贴白板斜射到平面镜上的O点,然后白板绕MN缓慢旋转,当白板转至与平面镜位置 时,就能使入射光、反射光同时呈现在白板上;
②为了完成实验,除了图中器材外,还需要的测量工具是 ;
③小明探究反射角和入射角之间的关系时,三次改变入射角α的大小(如图乙),实验所测数据如下表,他根据表中数据得出的结论和其他同学的结论并不一致。请你根据表中的数据分析小明错误的原因是 。将表中的错误数据纠正后,小明得出结论:反射角 入射角。
实验次数
入射角
反射角
1
20°
70°
2
30°
60°
3
50°
40°
(2)依依同学对上述装置进行了改进:如图a所示,她先用加湿器使整个半球形玻璃罩内充满水雾,将一小块平面镜放在一个能转动的水平圆台上,用固定放置的红色激光笔发出一束垂直射向平面镜的光NO,然后用另一个绿色激光笔斜射向O点发出一束光AO,经平面镜反射后沿OE方向射出。
①实验中,用加湿器使整个玻璃罩内充满水雾的目的是 (选填“显示光路”或“降低温度”);
②将绿色激光笔固定在玻璃罩上后,缓慢转动圆台,在某一位置可以看到三束光重合,这说明光的反射中,反射光线、入射光线和法线在 ;
③为了方便比较反射角与入射角的关系,在(1)③中结论的基础上依依借鉴地理中学习过的“等高线”在半球形玻璃罩表面上做好标记,如图丙b所示,发现绿色激光从A点入射O点经平面镜反射后从E点射出,依依又将绿色激光从C点入射O点,则反射光线将从图中的 点射出(填写图中字母);
④如图c所示,依依保持入射角度不变,让绿色激光笔继续沿A点所在的等高线顺时针移动,使入射光射向O点,发现反射光线将 (顺时针或逆时针)转动;当激光笔恰好转到从E点射向O点时,反射光线从A点射出,这说明 。
【答案】(1) 垂直 量角器 见解析 等于
(2) 显示光路 同一平面内 F 顺时针 见解析
【详解】(1)[1]当白板转到与平面镜位置垂直时,则入射光线、反射光线都在白板所在的平面上,白板上能同时呈现两种光线。
[2]在实验中,需要测量反射角与入射角,从而确定它们的大小关系,所以还需要测量角度的量角器。
[3]由表格数据知,当入射角分别为20度、30度和50度时,反射角分别为70度、60度和40度,即每组对应的反射角与入射角的和为90度,则可能是在测量时,把反射光线与入射面的夹角当成了反射角。
[4]纠正错误后,三次实验中反射角分别为20度、30度和50度,所以在光的反射现象中,反射角等于入射角。
(2)[1]实验中用加湿器使整个玻璃罩内充满水雾,是为了利用水雾清晰的显示出光传播的路径,便于完成实验研究。
[2]缓慢转动圆台,从侧面可以看到三束光相互重合,说明反射光线、入射光线、法线此时处在同一平面内。故在光的反射现象中,反射光线与入射光线、法线在同一平面内。
[3]图(b)中,连接AO及OE分别为入射光线及反射光线,ON为法线,如图所示:
在光的反射现象中,反射角等于入射角,则∠NOE=∠AON。同理则有∠NOF=∠CON,则光从CO射入时,从OF射出,即此时反射光线从F点射出。
[4]在光的反射现象中,入射光线、反射光线和法线在同一平面内,当入射光线顺时针转动时,反射光线也顺时针转动,才能让入射光线、反射光线和法线总保持在同一平面内。
[5]当激光笔恰好从E点射向O点,即光线逆着反射光线入射时,反射光线从A点射出,即逆着入射光线射出,这说明在光的反射现象中,光路是可逆的。
6.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,甲图中凸透镜的焦距为10cm。
(1)为使凸透镜所成的像位于光屏的中央,应调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 上;
(2)小红同学做“观察凸透镜成像”的实验时,进行了两次实验,如乙图所示,在实验1中,她能在凸透镜的另一侧的光屏上观察到倒立、放大的“烛焰”;实验2中,她通过凸透镜能观察到正立、放大的“烛焰”。则该同学在实验1中使用的凸透镜的焦距 实验2中使用的凸透镜的焦距;
(3)图甲中凸透镜不动,移动蜡烛到30~40cm之间时,按 (A或B)方式观察到的像与在原透镜位置正确放置一块薄玻璃板,在蜡烛一侧透过玻璃板观察到的像比较,在“正倒”、“大小”“虚实”三个方面 ;
A.有一个方面相同,两个方面不同
B.三个方面都不同
C.三个方面都相同
D.有两个方面相同,一个方面不同
(4)如图丙所示,当蜡烛在光具座A处时,光屏在B处得到了烛焰清晰的像,现将蜡烛由A处向左移动距离s到C处,为再次在光屏上成清晰的像,则他应将光屏向 (填“左或右”)移动距离s′,则s′ s;(填“>”“<”或“=”)
(5)小丽发现实验中当物距u等于焦距f时,发现在光屏侧透过凸透镜看到了烛焰正立放大的像。你觉得下列解释合理的是( )
A.因为烛焰有一定的宽度,实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍大于焦距
B.因为烛焰有一定的宽度,实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍小于焦距
C.这是烛焰发出的光经凸透镜表面反射形成的像
【答案】(1)主光轴
(2)小于
(3) B D
(4) 左 >
(5)B
【详解】(1)为使凸透镜所成的像位于光屏的中央,应调节烛焰,光屏,凸透镜的中心在同一高度,即让它们的中心位于凸透镜的主光轴上。
(2)实验1在光屏上观察到倒立、放大的像,则f1<6cm<2f1,即3cm<f1<6cm;实验2在光屏上观察到正立、放大的像,则f2>6cm,所以该同学在实验1中使用的凸透镜的焦距小于实验2中使用的凸透镜的焦距。
(3)[1]图甲中凸透镜不动,移动蜡烛到30~40cm之间时,物距小于焦距,成正立放大的虚像,像与物同侧,故应按B方式观察像。
[2]在原透镜位置正确放置一块薄玻璃板,在蜡烛一侧透过玻璃板观察到的像为正立等大的虚像,相比可知,都是正立虚像两个方面相同,一个是放大的,一个是等大的像,一个方面不同,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
(4)[1][2]将蜡烛由A处向左移动距离s到C处,此时物距在一倍焦距和二倍焦距之间成倒立放大的实像,由凸透镜成像规律可知,成实像时物距增大,像距会减小,所以为再次在光屏上成清晰的像,则他应将光屏向左移动;成倒立放大实像时,像移动速度比物体快,所以像距减小距离大于物距增大距离,即s'>s。
(5)A.若因为烛焰有一定的宽度,它的某些部分到凸透镜的距离稍大于焦距,应成倒立、放大的实像,与题干中成“正立”的像矛盾,故A不符合题意;
B.若因为烛焰有一定的宽度,它的某些部分到凸透镜的距离稍小于焦距,应成正立、放大的虚像,故B符合题意;
C.透镜表面反射成像为镜面反射(类似平面镜),成等大虚像,与“放大”矛盾,故C不符合题意。
故选B。
7.利用如图所示器材探究“凸透镜成像规律”,操作如下:
(1)同学们在挑选透镜时,把两个透镜甲、乙分别正对太阳光,在光屏上出现了如图甲所示的光斑,你认为他们应该选择 (选填“甲”、“乙”)透镜来进行实验;
(2)如图乙所示,为了方便观察所成的像,实验时,应先将烛焰中心、光屏中心调到凸透镜的 ;实验一段时间后,蜡烛燃烧变短,光屏上的像“跑”到光屏上方,若要像重新回到光屏中央,应将凸透镜向 移;(选填“上”或“下”)
(3)实验时,光屏上得到了烛焰清晰的像,一只小飞虫正好落在凸透镜的上半部分,光屏上 (选填“出现”或“不出现”)小飞虫的像;
(4)此组同学进行了多次实验,并得到的凸透镜的像距v和物距u关系的图象如图丙。由图象可知凸透镜的焦距是 cm;
(5)进行实验探究时,他们将其中两组蜡烛与光屏上像的位置和大小记录在记录纸上,如图丁(用带箭头的线段表示物, A'、B'分别表示蜡烛在A、B处像的位置)所示,从图丁中可以看出,蜡烛在A、B位置时光屏上得到的都是倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的实像;
(6)各小组交流后发现,当蜡烛在距透镜15cm∼30cm之间时,像均成在透镜另一侧距透镜30cm以外处。但是,当他们把蜡烛放在C位置时,在光具座上无论怎样移动光屏,都不能得到清晰的像,原因是 ;为了让蜡烛在C位置的像成在光具座上的光屏上,他们保持蜡烛和透镜的位置不变,更换凸透镜,在光具座上移动光屏,光屏上又出现了清晰的像,由此推断更换的凸透镜会聚光的能力较 (选填“强”或“弱”),从而得出此透镜焦距 15cm(选填“大于”“小于”或“等于”);
(7)某小组在做成像实验时,记录下每次成清晰的实像的物距u,像距v,物像间距L=u+v,绘出如图戊所示的图(f为焦距),查阅资料发现,在物理学中,有一个凸透镜成像的“新概念”:放大率。当物距u=1.5f,烛焰成清晰的实像时,放大率n= 。
【答案】(1)
乙
(2) 主光轴上 下
(3)不出现
(4)15
(5)放大
(6) 像距太大,超出了光具座的长度范围 强 小于
(7)2
【详解】(1)图甲光斑的中间比较暗,图乙中间出现亮斑,所以甲对光线具有发散作用,是凹透镜;乙对光线具有会聚作用,是凸透镜,所以要选择乙透镜进行实验。
(2)[1]为使像能成在光屏的中心,实验时,应先将烛焰中心、光屏中心调到凸透镜的主光轴上。
[2]实验一段时间后,光屏上的像“跑”到光屏上方,若要像重新回到光屏中央,根据过光心的光线传播方向不变可知,应将凸透镜向下移。
(3)飞虫落在凸透镜的上半部分,小飞虫在凸透镜一倍焦距以内,故光屏上没有小飞虫的像。
(4)由图知,当物距为30cm时,像距为30cm,根据凸透镜成像的规律,物距等于像距等于2倍焦距,故焦距为15cm。
(5)从图丁中可以看出,蜡烛在A,B位置时,2f>u>f,凸透镜成倒立、放大的实像,应用是幻灯机或投影仪。
(6)[1]当蜡烛在距透镜15cm∼30cm之间,即在一倍焦距与二倍之间,无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像,可能是物距接近于焦距,像距太大,不能成在光屏上,此时像距太大,超出了光具座的长度范围。
[2][3]保持蜡烛和透镜的位置不变,更换凸透镜,在光具座上移动光屏,光屏上又出现了清晰的像,由此推断更换的凸透镜会聚光的能力较强,焦距变小,像距也变小,此透镜焦距小于15cm。
(7)由图戊可求知,当物距u=1.5f时,像距v=L-u=4.5f-1.5f=3f
则放大率
8.如图1所示:人眼的功能类似于照相机。学习了凸透镜成像规律后,小帅对人眼和照相机如何成清晰的像,进行了研究。
(1)人眼能否看清远近不同的物体,可能与晶状体的焦距有关;使用变焦照相机拍照,可能同时与焦距和像距有关。于是他用如图2装置进行探究;
(2)实验主要步骤:①保持光屏到凸透镜的距离不变,换上不同焦距的凸透镜,调节“F”光源到凸透镜的距离,分别记录焦距、物距和像的高度;
②保持 到凸透镜的距离不变,换上不同焦距的凸透镜,调节光屏到凸透镜的距离,分别记录焦距、像距和像的高度;
(3)实验数据如下表所示:
物体的高度H=5.0cm
实验序号
物距u/cm
像距v/cm
焦距f/cm
像的高度h/cm
1
17.1
15.0
8.0
4.4
2
30.0
15.0
10.0
2.5
3
60.0
15.0
12.0
1.3
4
25.0
11.8
8.0
2.4
5
25.0
16.7
10.0
3.3
6
25.0
23.1
12.0
4.6
①分析1、2、3三组数据可知:当像距不变时,物距变大,要成清晰的像 要变大;
②分析4、5、6三组数据可知:当物距不变时,所成像的大小随焦距的增大而 ;根据以上探究可知:利用凸透镜成实像时所成像的大小既与物距有关,比如我们总结的物近像远像变大;也与凸透镜本身的 有关。如图3是小帅用此可变焦的手机相机站在同一位置拍摄同一物体的截屏图,拍摄这两幅照片所用镜头焦距 大, 所用镜头的折光能力强。(以上两空均选填“甲”或“乙”)。
【答案】 “F”光源 焦距 增大 焦距 乙 甲
【详解】(2)②[1]由表中的数据可知,保持“F”光源到凸透镜的距离不变,换上不同焦距的凸透镜,调节光屏到凸透镜的距离,分别记录焦距、像距和像的高度;
(3)①[2]分析1、2、3三组数据可知:当像距不变时,凸透镜的焦距越大,物距越大,像越小;可得结论:当像距不变时,物距变大,要成清晰的像凸透镜的焦距要增大。
②[3]分析4、5、6三组数据可知:当物距不变时,凸透镜焦距越大像距越大,像越大;可得结论:当物距不变时,所成像的大小随焦距的增大而增大。
[4]由②探究结论可知:利用凸透镜成实像时所成像的大小既与物距有关,也与凸透镜本身的焦距有关。
[5][6]如图3是小帅用此可变焦的手机相机站在同一位置拍摄同一物体的截屏图,此时物距不变,甲的图像小于乙的图像;当物距不变时,所成像的大小随焦距的增大而增大,拍摄这两幅照片所用镜头焦距乙大;凸透镜的焦距越小,折光能力越强,所以甲所用镜头的折光能力强。
9.小明和小丽做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)小明将凸透镜、点燃的蜡烛、光屏置于光具座上,调整烛焰焰心,光屏的中心在凸透镜的主光轴上,目的是 。点燃的蜡烛、凸透镜、光屏在如图甲所示的位置时,恰好在光屏上呈现了烛焰倒立的、 (选填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像;
(2)该凸透镜的焦距可能是___________(填下面选项前的字母)
A.5cm B.10cm C.15cm D.20cm
(3)在实验中,小明将蜡烛移到光具座上35cm刻度线处,测得的像距为35cm,而小丽则认为这个数据不准确,准确的像距应该是 ,若小明从刻度尺上读数是正确的,则造成他所测像距偏差较大的原因可能是 ;
(4)如图乙所示,当蜡烛距透镜7.0cm时,无论怎样移动光屏,光屏上都看不到烛焰的像,光屏上 (选填“有”或“无”)烛焰经透镜折射后的光线。此时,像成在 (选填“光屏”或“蜡烛”)一侧,人眼在 (选填“1”、“2”或“3”)处能观察到蜡烛的像;
(5)①小明将自己的眼镜甲放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上原来清晰的像变得模糊,只将光屏远离透镜移动时,才能在光屏上看到烛焰清晰的像。②然后他将光屏移回原位置后又将老师眼镜乙放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上原来清晰的像也变得模糊了,只将光屏靠近透镜移动时,又可以在光屏上看到烛焰清晰的像。分析实验现象可知:甲、乙两个眼镜中, 是凹透镜。在实验现象①和②中,属于远视眼矫正原理的是 。
(6)在实验中,小明透过凸透镜看到烛焰S的像点S',请画出光线SA经过凸透镜折射后的折射光线,并确定任意一个焦点F的位置。图中O为光心(保留必要的作图痕迹)。
(7)另一实验小组的同学用高度为3.0 cm的光源和刻度尺替代蜡烛。实验时,物距从4.0 cm开始,每次增加1.0cm或2.0 cm。下表是他们记录的物距、像距、像的高度和正倒情况。实验中他们测量像的高度的目的是 ;他们选择的凸透镜的焦距为 cm;当物距u和焦距f满足 的关系时,实像的高度将大于光源高度的2倍。
物距/cm
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
15.0
16.0
18.0
20.0
22.0
24.0
26.0
28.0
像距/cm
/
/
/
/
60.4
35.6
30.0
26.6
22.3
20.0
18.4
17.3
16.6
15.7
像的高度/cm
/
/
/
/
15.1
7.6
6.0
5.0
3.7
3.0
2.5
2.3
2.1
1.7
像的正倒
正
正
正
/
倒
倒
倒
倒
倒
倒
倒
倒
倒
倒
【答案】(1) 像成在光屏中央 缩小
(2)B
(3) 30cm 光屏上的像没有清晰就读数了
(4) 有 蜡烛 2
(5) 甲 ②
(6)
(7) 比较像与物体的大小关系 10.0 f<u<1.5f
【详解】(1)[1]将凸透镜、点燃的蜡烛、光屏置于光具座上,调整烛焰焰心、光屏的中心在凸透镜的主光轴上,目的是使像成在光屏中央。
[2]由图甲可知,物距大于像距,光屏上成倒立、缩小的实像。
(2)由甲图可知,物距u=30cm,像距v=15cm,由于成倒立缩小的实像,所以满足
30cm>2f,f<15cm<2f
解得
7.5cm<f<15cm
故选B。
(3)[1]在实验中,将蜡烛移到光具座上35cm刻度线处,此时物距15cm,根据光路的可逆性可知,像距应为30cm。
[2]若小明从刻度尺上读数是正确的,则造成他所测像距偏差较大的原因可能是光屏上的像没有清晰就读数了。
(4)[1]当蜡烛距透镜7.0cm时,光屏上有烛焰经透镜折射后的光线,只不过折射光线发散,不会聚成像,因此无论怎样移动光屏,光屏上都看不到烛焰的像。
[2][3]当蜡烛距透镜7.0cm时,物距小于焦距,根据凸透镜成像规律可知,成正立、放大的虚像,像物同侧,人眼通过凸透镜看向蜡烛一侧才能看到像,故人眼在2处能观察到蜡烛的像。
(5)[1][2]小明将自己的眼镜甲放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上原来清晰的像变得模糊,只将光屏远离透镜移动时,才能在光屏上看到烛焰清晰的像,说明眼镜甲对光有发散作用,是凹透镜,用于矫正近视眼;将另一只眼镜乙放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上原来清晰的像也变得模糊了,只将光屏靠近透镜移动时,又可以在光屏上看到烛焰清晰的像,说明眼镜对光线有会聚作用,是凸透镜,用于矫正远视眼。所以甲、乙两个眼镜中,甲是凹透镜,在实验现象①和②中,属于远视眼矫正原理的是②。
(6)由图可知,此时像物同侧,成的是放大的虚像,因此做平行于主轴的光线,经凸透镜折射后,反向延长线过S′,折射光线与主光轴的交点即为焦点F的位置;SA经凸透镜折射后反向延长线过S′,作图如下:
(7)[1]实验中测量像的高度的目的是比较像与物体的大小关系,判断是成放大还是缩小是像。
[2]由凸透镜成像规律可知,当u=v时,成倒立等大的实像。由表中数据可知
u=v=20.0cm
成成倒立等大的实像,故焦距为f=10.0cm。
[3]由表中数据可知,当u=15cm时,当物距小于15cm大于10cm时,实像的高度大于物体高度的2倍,即物距和焦距满足
f<u<1.5f
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专题05 期中实验题 难点分析
一、实验题
1.(24-25八年级上·江苏扬州·期中)同学们在学习声现象时探究了以下实验:
实验一:在探究声音的产生与传播的实验中:
(1)如图甲,用竖直悬挂的泡沫塑料球接触发声的音叉时,泡沫塑料球会被音叉弹开,这个现象说明声音是由物体 产生的。实验操作过程中,小李先将音叉离开乒乓球一定距离,敲击音叉发声,然后再靠近乒乓球,观察现象;小高先将音叉贴近乒乓球,然后再敲击音叉发声,观察现象。你认为 (选填“小李”或“小高”)的操作更合理。若让音叉发出更大的声音,重复实验会发现泡沫塑料球被弹开的距离 (选填“更大”、“不变”或“更小”),说明声音的响度与声源的 有关。
(2)如图乙,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起,这个现象能够说明声音可以在 中传播;若将实验地点换成月球表面做上述的实验,敲右边的音叉,与左边的音叉靠近的小球 (选“会“或“不会”)弹起。
(3)如图丙,小明利用示波器来显示音叉发出市音的波形,发现音叉发出声音的 (选填“音调”、“响度“或“音色”)明显在变化。
实验二:如图丁所示,小毛将正在发声的闹铃悬挂在广口瓶内,用抽气机将广口瓶中的空气抽出。
(4)抽气一段时间后小毛发现听到的闹铃声音没有明显变化,造成这一现象可能原因是___________(填序号);
A.闹铃声音的响度太大 B.闹铃声音的频率太高
C.未塞紧瓶塞存在漏气 D.插入广口瓶中导管不足够长
(5)调节好仪器并能正常使用,再次用抽气机抽气,随着瓶内空气逐渐变少。我们发现闹铃 (选填“仍在“或“不在”)振动,但听到的手机声音在逐渐变 (选填“大”或“小”)。小毛得出声育不能在真空中传播的结论。你认为他得出这一结论是 (填序号)
A.用实验直接证实的 B.通过理论推导出来的
C.通过日常生活经验得出 D.建立在实验基础上加科学的推理得出的
2.(24-25八年级上·江苏无锡·期中)小明同学学习物理知识后知道古筝振动发声的音调高低可能与弦的长短、粗细和松紧等都有关,于是小明找来了各种不同的琴弦,想通过实验进行探究,琴弦的编号及情况如表所示(五根琴弦安装的松紧相同)。
(1)若选择①、②两琴弦做实验,则研究的目的是探究音调与琴弦 的关系;
(2)若要探究音调与琴弦长度的关系,则应选择 两琴弦实验,这两根会发出不同的音符“do(1)、re(2)”,则 会发出re(2)的音符;
控制条件
/编号
琴弦的
材料
琴弦的长度(cm)
琴弦的粗细(mm2)
①
钢
30
0.3
②
钢
30
0.6
③
尼龙丝
40
0.5
④
铜
50
0.5
⑤
尼龙丝
50
0.5
(3)如图甲所示,在一个空盒上固定一根木柄,琴弦一端固定在木盒O处,另一端跟木柄上的旋钮相接,就制成了一把简单的古筝,古筝使用一段时间后会发生“走音”现象,这是指琴弦发声的 偏离了标准,于是她就拿出“调音器”拧动琴弦左端的旋钮来“调音”,这是通过改变琴弦的 来实现的。
3.(24-25八年级上·江苏盐城·期中)在制作乐器的跨学科实践中,小红和几位同学受贾湖骨笛(图甲)的启发,计划利用生活中常见材料制作一种简易乐器。
(1)她首先用5只相同材料、相同厚度的玻璃量筒(如图乙)探究音调与哪些因素有关。各量筒内装有水,小红猜想气柱发声的音调可能与: A.气柱的长短有关;B.气柱的横截面积有关;C.水柱的长度有关。于是她在实验室找来了测量声音频率的仪表,用同样大小的力在量筒口上吹气,并记录声音的频率,如表(图丙):
①选择量筒c、d,小红用同样大小的力在它们口上吹气,发现发出的声音音调相同,说明气柱发声的音调与水柱的长度 (有关/无关);
②若探究猜想A,应选量筒 ;若选择的是量筒b、c,则探究的猜想是 (B/C);
③在量筒e口上吹气,所发出声音的频率可能是 Hz(380/300/240);
④小红又用同样大小的力敲击a和b,使它们发声,发现a发出的声音音调较低。
(2)小红找来7个相同的高脚杯,装入不同量的水制作成酒杯打击乐器,如图丁,用筷子敲击,发现能发出“1、2、3、4、5、6、7”不同音阶的声音来。
①敲击 (填字母序号)杯时,发出的是“7”音;
②小红演奏时,同学们一听就知道是乐曲《茉莉花》,同学们 (是/不是)根据音色来辨别的。
4.(24-25八年级上·江苏常州·期中)学校开展自制排箫“跨学科实践”活动。如图甲所示,排箫是由若干长短不一的竹管组成。演奏时,用嘴对着竹管吹气,便能发出声音,声音的频率与管长间的关系如图乙所示,音级、音区与频率的关系如表所示。如图丙所示,小组同学选择若干根相同的长为20cm的吸管,用剪刀剪裁后,按由长到短的顺序横向连接制得“排箫”。
音级、音区与频率的关系
音级
不同音区的频率/Hz
低音区
中音区
高音区
Do
262
523
1046
Re
294
587
1175
Mi
330
659
1318
Fa
349
698
1397
So
392
784
1568
La
440
880
1760
Si
494
988
1976
(1)演奏时,对着竹管吹气,便能发出声音,这是由于吹气时管内的 发生振动。
(2)由图乙知,对着竹管吹气发出声音的频率与管长的关系是:管长越长,频率越 。
(3)根据自制排箫评价量表,该小组制作的排箫等级为 (优秀/合格/待改进),理由是 。
自制排箫评价量表
评价指标
评价等级
优秀
合格
待改进
音区数量
能吹奏出3个完整的音区
能吹奏出1-2个完整的音区
不能吹奏出完整的音区
5.(24-25八年级上·江苏南京·阶段练习)如下图(a)所示是“探究光的反射定律”的实验装置。白板安装在底座上,可绕水平直径MN偏转:平面镜固定在水平底座上。用激光笔作光源,让其发出的激光束始终沿白板斜射到平面镜的中心点O。
(1)为了寻找反射光与入射光构成的平面究竟在哪里,让白板绕着MN偏转,设法使白板上呈现入射光和 的径迹,如图b所示,此时还观察到 ,从而说明 在同一平面内;
(2)实验中选择自带量角器的白板,其目的是 ;
(3)如下图甲所示,另一组同学把一个平面镜放在水平桌面上,再把一张可以绕ON翻折的纸板ABCD竖直地立在平面镜上,也对“光的反射定律”进行了探究;
(4)如上图甲所示,入射光线EO和反射光线OF已经呈现在纸板上,此时让另一束光沿FO方向射向平面镜,反射光沿OE方向射出,该实验现象说明 ;
(5)如上图乙所示,在图甲的基础上,将纸板右侧部分绕ON向后翻折,在右侧纸板ONBC上观察不到反射光线,此时反射光线 (选填“消失”或“存在”);
(6)如上图丙所示,将入射光EO连同纸板一起以ON为轴旋转一定角度;图丁中入射光EO连同纸板一起以CD为轴向后旋转一定角度。以上甲、乙、丙、丁四幅图中,纸板上仍可以看到反射光线的有 ,入射角的大小未改变的有 ,法线位置未改变的有 。(填“甲”“乙”“丙”“丁”)
6.(24-25八年级上·江苏扬州·期中)小明用如图A所示装置探究平面镜成像特点:
(1)他应选取两支外形 (选填“相同”或“不同”)的蜡烛进行实验;
(2)小明选择用玻璃板代替平面镜进行实验的目的是 ;
(3)蜡烛B和蜡烛A的像完全重合说明像和物 ;
(4)其他小组使用跳棋完成实验时,发现棋子M的像M′偏暗,于是进行了如图B所示的几种操作,a是对着棋子M照射,b和c都是对着像M′照射,a、b、c三种操作中,观察到M的像最亮的是 ;
(5)小明坐家中汽车时发现前挡风玻璃正前方投射了重要行车的数据,他认为与他学习的平面镜成像的特点的实验有关联,于是上网查阅得到了如下资料,根据资料回答问题:如图甲是汽车抬头显示系统(HcadUpDisplay),简称HUD。HUD是利用平面镜成像原理工作的,如图乙所示,将显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方,驾驶员透过前挡风玻璃观察前方路况的同时,不必低头能够轻易的将车外的景象与车辆信息通过挡风玻璃所成的像融合在一起,从而避免分散注意力,确保驾驶舒适安全。
a.已知某车辆HUD显示器水平放置在中控台上,通过挡风玻璃成垂直于水平面的像,则挡风玻璃与水平面的夹角为 度,驾驶员发现挡风玻璃所成的像过低,不便于观察,这时需要将显示器沿水平方向 (选填“远离”或“靠近”)挡风玻璃;
b.HUD有一个技术难题,即挡风玻璃所成的像易产生重影(如图丙所示),影响使用效果,重影产生的原因是挡风玻璃有 (选填“厚度”或“透明度”);为减弱重影影响,厂方对前挡风玻璃进行了改造,应选用如图丁中 所示的玻璃。
7.(23-24八年级上·江苏盐城·期中)在“探究平面镜成像的特点”实验中,实验装置如图甲所示。
(1)为了便于确定像的位置,应选择 (选填 “5mm”或“2mm”)厚的玻璃板替代平面镜竖立在方格纸上;
(2)实验时眼睛应在玻璃板的 (选填“前面”或“后面”)观察蜡烛A所成的像。再拿一支完全相同且 (选填“点燃”或“不点燃”)的蜡烛B,竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟A的像完全重合,这个位置就是A像的位置,在纸上记下这两个位置,其中选取两支完全相同的蜡烛A和B目的是为了 ,这里采用的研究方法是 ;
(3)小明将未点燃的蜡烛竖直放在玻璃板后的桌面上移动,发现前面点燃的蜡烛的像总在未点燃蜡烛的上方偏高处,造成该现象的原因是 ;
(4)小海在方格纸上的实验记录如图乙,分析可知:蜡烛的像到平面镜的距离 蜡烛到平面镜的距离;
(5)如图丙所示,蜡烛A放在竖直的平面镜前,像在B处;将平面镜平移至图丁所示的位置时,蜡烛A成像在 处(选填“B”、“C”或“D”)。
8.(23-24八年级上·江苏南京·期中)为了探究平面镜成像特点,小柯将一块厚度为的玻璃板(P和Q两个平面都是可以作为平面镜使用,如图甲所示)竖直架在水平台板上面,再取两支完全相同的蜡烛A和蜡烛B,分别竖直置于玻璃板两侧,点燃玻璃板前的蜡烛A,进行实验。
(1)在实验中,为使实验的效果更好,实验室内光线应 一些(选填“亮”或“暗”),小柯透过玻璃板看到了蜡烛A的2个清晰的像,他用 (选填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B找到了这两个像,分别位于图中的和处,其中处的像是蜡烛A通过玻璃板的 (选填“P”或“Q”)平面镜成像得到的;
(2)探究蜡烛A的像是实像还是虚像,写出实验操作 ;
(3)小柯按照图甲中的测量方法,改变蜡烛A的位置,认真测量并记录了一些数据:得出像距小于物距的结论。你认为他的测量错误的是( )(选填“物距u”或“像距v”),根据数据推算玻璃板的厚度为 ,小柯吸取了经验教训,重新选择了一块 (选填“薄”或“厚”)的玻璃板进行了实验;
物距
5.0
6.0
7.0
8.0
像距
4.5
5.5
6.5
7.5
(4)在探究像与物大小关系时,小柯用一个跟A蜡烛完全相同的B蜡烛,在玻璃板后面移动,使其跟A蜡烛的像重合,此时B蜡烛 (选填“替代蜡烛A”或“替代蜡烛A的像”,下同);在探究像与物到镜面的关系时,测量B蜡烛到镜面的距离,此时B蜡烛 ;
(5)小柯用图甲中的器材探究平面镜成像的特点时,发现不便得到像和物左右之间的关系。为解决这一问题,应选用图乙中的 (选填字母)棋子进行实验。
9.(22-23八年级上·江苏南京·期中)如图所示,将茶色玻璃板作为平面镜竖直放置在一张方格纸上,并准备了两个相同的棋子 A 和 B 以及刻度尺、铅笔等,用来探究棋子 A 在平面镜中成像的特点。
(1)实验操作要解决两个问题:
①如何确定 的位置?
②如何比较 的大小来判断像的性质?
(2)实验时,将茶色玻璃板 放置在一张方格纸上,在玻璃板前放一个棋子 A(如图所示),应 (选 填“透过 ”或“不透过 ”)玻璃板来观察这个棋子的像;
(3)为了确定像的位置,将另一个相同的棋子 B 放到镜后,使它与 重合,此时棋子 B 的位置就是棋子 A 的像的位置。这种确定像与物大小关系的方法是 (选填“控制变量法 ”或“等效替代法 ”)。细心的小芳看到在像 B 处的后面还有一个较模糊、与像 B 有部分重叠的像,出现两个像的原因是 。
(4)为了研究像和物到镜面距离的关系,应多次改变 (选填“A ”或“B ”)棋子的位置,重复上面的实 验。你会发现两个棋子到镜面的距离 ,两棋子关于镜面 。
(5)移去棋子 B ,将白卡片放在棋子 B 的位置上,观察光屏上的像是否存在。人的眼睛应该 (选填“棋 子 A 处透过玻璃板观察 ”或“直接观察光屏 ”)。
(6)实验中,小强正在观察蜡烛 A 的像,,这个像是由光的 形成的。小雨同学用物理书挡在玻璃板的 后面,那么小强 (选填“能 ”或“不能 ”)看到蜡烛 A 的像;
(7)如果实验选择蜡烛做实验,与棋子相比好处是: ,缺点是:
(8)若将蜡烛 A 向右移动,则观察到的像将 (向右/向左/不)移动,若蜡烛 A 不动,将玻璃板向左移动, 则观察到的像 (向右/向左/不)移动。
(9)实验时,选用 0.5cm 的玻璃板,将蜡烛 A 距离玻璃板前侧 10cm ,发现在玻璃板的后面呈两个像,则两个 像之间距离为 cm。
(10)某同学共进行了三次实验,用刻度尺分别测出蜡烛和像到玻璃板的距离他进行多次实验的目的是
(11)同小组的小强从实验中得到启发,想确定家中穿衣镜成像的反射面,他将笔尖紧贴镜面 A,如图己所示,发现笔尖的像与笔尖之间有一段距离,说明镜面 (填“A ”或“B ”)是反射面。
(12)小明在实验过程中,让玻璃板沿 OO ′轴(玻璃板与桌面的接触部分)方向水平向右移动,
结果他发现镜中自己的像相对于自己 移动(向右/向左/不);他又将玻璃板绕 OO ′轴转向自己,发现镜 中自己的像 (转向自己/转离自己/不动)。
(13)若把平面镜换成表面不平的毛玻璃, (选填“能 ”或“不能 ”)探究出平面镜的成像规律。
(14)小柯按照图中的测量方法,改变蜡烛 A 的位置,认真测量并记录了一些数据:
物距 U(cm)
5.0
6.0
7.0
8.0
像距 V(cm)
4.5
5.5
6.5
7.5
然后得出像距小于物距的结论,你认为他得出错误结论的原因是: 。
10.(20-21八年级上·江苏南京·期中)如图是探究平面镜成像特点(图甲)和光的反射规律(图乙)的两个实验。
(1)在探究平面镜成像特点的实验中:
①实验中使用的是玻璃板,而不用平面镜,这是为了 。
②实验中用两个相同的棋子,是为了 。
③在棋子 B 与玻璃板之间放置一块较大的不透明硬纸板,人在 A 侧透过玻璃板 (能/不能)看到棋子 B, (能/不能)看到棋子 A 的像。
④若将玻璃板绕底边向棋子 B 一侧翻转 90 度,则在此过程中,棋子 A 的像大小变化情况是 ,棋子 A 顶端与其像之间的距离变化情况是 。
⑤实验时小明发现棋子 A 的像较暗,很难使棋子 B 与之重合,用手电筒对着玻璃照射棋子A 的像, (选填“能”或“不能”)使像变亮。
⑥实验中也有同学选择蜡烛进行实验,从观察实验现象的角度,说出使用蜡烛进行实验的一 个好处 。把作为物体的蜡烛 A 放在镜面前,把另一支蜡烛 B 放在镜面 的另一侧,蜡烛 B (要/不要)点燃。
⑦实验后,小明用手电筒对着平面镜中的像 A'B'照射时,如图所示,会发现像比原来亮 多了,这是因为( )
A.光照到像上所以像变亮 B.镜子比原来亮,所以像也比原来亮 C.光照到镜子上发生反射,使物体变亮 D.光照到像上后,人的感觉不同
(2)为了探究光反射时的规律,小明进行了如图乙所示的实验:
①图中的光屏是由两块可折转的硬纸板 P 和 Q 组成,此光屏在实验中的作用是:利用光的 现象来显示光束路径;两块可折转的硬纸板还可以用来研究 。
②在某次实验中测得光线 AO 与 ON 的夹角为 40°,则此时的反射角为 ,当 AO 垂直镜 面入射时,其反射角为 。
③在实验中若把入射光线 AO 绕 O 点逆时针转过 10°,则反射光线将绕 O 点沿 方向转过 °。
④如果让光线逆着 OB 的方向射向镜面,会发现反射光线沿着 OA 方向射出,这表明 。
(3)关于这两个实验,下列说法中正确的有( )
A.这两个实验都需要进行多次测量,多次测量的目的相同
B.甲中的玻璃板与桌面垂直,乙图中的活动板也要与镜面垂直
C.这两个实验中都需要用到刻度尺这个测量工具
D.人看到甲图中烛焰在镜中的像,是由光的反射引起的
11.(23-24八年级上·江苏连云港·期中)下面是“梦想组”和“创新组”的同学探究小孔成像实验的过程:
(1)①“创新组”在“制作小孔成像观察仪”活动中,把制作好的圆筒插入易拉罐中,如图甲所示,为了使像更清楚,圆筒的 (选填A或B)端是用半透明薄纸制成的光屏。某同学将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置,观察到蜡烛将在塑料薄膜上成像,这种现象叫小孔成像。他还发现蜡烛和小孔的位置固定后,像离小孔越近,像就越 (选填“大”或“小”);
②请在乙图中作出蜡烛AB的像 ;
(2)下表是“梦想组”同学在硬纸板上挖孔所做的研究太阳的小孔成像实验记录表:
小孔的形状
□
○
△
小孔的最大外径/mm
1
5
10
1
5
10
1
5
10
地面光斑形状
小孔距地10cm时
□
□
□
○
○
○
△
△
△
小孔距地20cm时
○
□
□
○
○
○
○
△
△
小孔距地40cm时
○
□
□
○
○
○
○
△
△
小孔距地80cm时
○
○
□
○
○
○
○
○
△
小孔距地120cm时
○
○
○
○
○
○
○
○
○
小孔距地200cm时
○
○
○
○
○
○
○
○
○
小明和他的同学分析.上表的结果,得出了一些结论,请你帮他们补充完整:
①由于太阳距我们很远,到达地面的光线几乎平行,所以,当小孔到地面的距离足够小,地面上的光斑与小孔的形状是 (选填“一致的”或“不一致的”),这不是太阳的像;
②要使太阳通过小孔成像,必须注意小孔的大小和小孔到地面的距离,当小孔到地面的距离一定时,小孔越 (填“大”或“小”),地面上就越容易得到太阳的像;
③如上表所示,当小孔的最大外径为5毫米,小孔距地80厘米时,用一张卡片覆盖在△孔上(相当于把孔变小),遮住孔的一部分,让太阳光透过小孔,与不遮住小孔相比,光斑的形状 (选填“变化”或“不变”)。
12.(23-24八年级上·江苏扬州·期中)小明用易拉罐自制了一个简易针孔照相机,做小孔成像实验。
(1)如甲图所示,他将易拉罐盖子去除,在底部中心钻个小孔,AB为两端开口的圆形纸筒,用半透明塑料薄膜将A端蒙住,然后将纸筒插入易拉罐观察。为便于观察研究,应将 (A/B)端插入易拉罐,利用它观察窗外景物时,人眼应对着 (薄膜/小孔)进行观察,可观察所成的像。将纸筒向易拉罐内推的过程中,观察到的像将 (变大/不变/变小);
(2)针孔照相机的原理是: ;
(3)利用它观察烛焰的成像时,若只将小圆孔改为三角形小孔,可在照相机上看到倒立 (选填“三角形”、“圆形”或“烛焰”)的像。若他在底部扎了两个小孔,则在半透明膜上可以观察到烛焰的像有 (选填“一”或“两”)个;
(4)小明同学如果采用LED灯研究像的性质,下列形状的LED光源最合适的是 ;
A.C形 B.T形 C.X形 D.P形
(5)小孔所成的像是上下 (正立/倒立),左右 (正立/倒立)的 (实/ 虚)像;
(6)晴天的正午时分,走在扬州三湾公园的树林里,小明看到阳光透过树叶的缝隙在地上留下许多大小不同的圆形光斑,圆形光斑大小不一原因是 ;
(7)小明同学又制作了挖空的硬纸板,如乙图所示,大小正方形孔的边长分别约2mm和5cm,他将纸板抓在手中对着太阳,调节纸板观察地面上的光斑,下面四幅图中光斑的大小形状符合实际的是 ,小明在实验中发现有时光斑呈椭圆形,则原因可能是: 。
13.(24-25八年级上·江苏南通·期中)下面是“创新组”和“梦想组”的同学探究小孔成像实验的过程:
(1)①“创新组”在“制作小孔成像观察仪”活动中,把制作好的圆形纸筒插入易拉罐中,如图甲所示,为便于观察研究,应将A端用 (选填“不透明”、“半透明”或“透明”)纸制作成光屏。
②实验中小孔最好对着 (选填“明亮的窗外”或“较暗的室内”)的景物进行观察,若像在光屏下方,可将整个装置向 (选填“上”或“下”)平移,能使像成在光屏中央。
(2)表格中是“梦想组”同学在硬纸板上挖孔所做的研究太阳的小孔成像实验记录:
小孔的形状
小孔的最大外径/mm
1
5
10
1
5
10
1
5
10
地面光斑形状
小孔距地10cm时
小孔距地20cm时
小孔距地40cm时
小孔距地80cm时
小孔距地120cm时
小孔距地200cm时
小明和他的同学分析表中记录的结果,得出了一些结论,请你帮他们补充完整:
①由于太阳距我们很远,到达地面的光线几乎平行,所以,当小孔到地面的距离很小时,地面上的光斑与小孔的形状是 (填“一致的”或“不一致的”),这不是太阳的像;
②分析比较小孔距地面40cm和80cm时的实验记录可知:小孔到地面的距离一定时,小孔越 (填“大”或“小”),地面上就越容易得到圆形的光斑,这是 (选填“太阳”、“孔”或“硬纸板”)的像;
③如表所示,当小孔的最大外径为5毫米,小孔距地面80厘米时,用一张卡片覆盖在△孔上(相当于把孔变小),遮住孔的一部分,让太阳光透过小孔,与不遮住小孔相比,光斑的形状 (填“变化”或“不变”),亮度 (填“变亮”“变暗”或“不变”)。
④最后“梦想组”同学小明又制作了一个挖空的硬纸板如图乙所示,两个正方形孔的边长分别为4mm和1cm,他将纸板抓在手中正对着太阳,调节纸板离地面的距离观察地面上的光斑,下面四个选项中光斑的大小和形状一定不会出现的是 。
14.(24-25八年级上·江苏常州·期中)甜甜同学从路灯下经过,发现自己的影长不断变化,她决定对此开展探究。
(一)问题:
影子长度与哪些因素有关呢?甜甜做了以下猜想:
①影子长度可能与物体离光源的远近有关;
②影子长度可能与光源的高度有关;
③影子长度可能与物体高度有关.
(二)证据:
(1)如图甲所示,甜甜把一块橡皮放在客厅的平板灯下,发现橡皮的影子十分暗淡,无法开展探究.这是因为平板灯的发光面很大,灯光从 (不同/相同)角度照射橡皮所致。
(2)如图乙所示,甜甜用手电筒作光源,保持橡皮到墙壁之间的距离不变,把手电筒打开后放在距离橡皮不同的位置,分别测量在墙壁上所形成的影子的长度.记录实验数据如下表,甜甜探究的是(一)中的猜想 (填序号)。
光源到橡皮的距离L/cm
5
10
15
20
25
影子的长度H/cm
10
6
4.5
3.7
3.1
(三)解释:
(3)分析数据,甜甜发现:若保持其他因素不变,当手电筒由近处逐渐远离橡皮时,影子的长度将 (变长/不变/变短)。
(4)如图丙所示,甜甜依据表中数据,绘制了影长H随手电筒到橡皮的距离L变化的图像.由图像可知,当手电筒到橡皮的距离时,影长H大约是 cm。
(5)甜甜观察图像的变化趋势发现:当手电筒距离橡皮较远时,影子的长度变小的越 (快/慢)。
(四)交流:
(6)甜甜发现当手电筒离橡皮较远时,墙上橡皮的影子边缘会变模糊,不利于准确测量,影子是由光的 形成的,甜甜受同学启发,她准备用激光笔代替手电筒进行实验,如图丁所示,你认为此方案 (可行/不可行)。
15.(23-24八年级上·江苏盐城·期中)某小组在实验室进行探究凸透镜成像规律的实验。
(1)如图甲所示,先将凸透镜固定在光具座上,用平行于主光轴的一束光照射透镜,左右移动光屏直到光屏上呈现一个最小、最亮的光斑,测出该凸透镜的焦距为 cm;
(2)装置如图乙位置放置时,光屏上恰好呈现清晰的像,这与生活中 (放大镜/照相机/投影仪)的原理相同。此时从蜡烛的左边看到的火焰的形状如图丙,则在光屏上看到所成像的大致形状是 (选填下列选项前的字母序号);
A、 B、 C、 D、
(3)将图乙中的蜡烛适当向左移动一段距离后, (向左/向右)适当移动光屏才能再次在光屏上看到清晰的像,重新呈现的像与之前的像相比 (更大/更小/大小/不变);
(4)若在图乙的蜡烛和凸透镜之间放一副眼镜,发现光屏上原本清晰的像变模糊了;只将光屏向右适当移动一段距离后,光屏上再次呈现清晰的像。则该眼镜是 (近视/远视)眼镜,移去眼镜,要得到清晰的像,应该将蜡烛向 (右/左)移动。
(5)若不改变乙图中的蜡烛与光屏的位置,只需将凸透镜向左移动 cm可以在光屏上再一次得到清晰的像。
16.(24-25八年级上·江苏南通·期中)进入初二年级后,部分同学由于用眼过度,导致视力下降,形成了近视眼。小组同学开展了“保护视力,远离近视”的项目学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程,请帮助他们完成以下内容。
【项目分解】
(i)探究“凸透镜成像规律”,
(ii)近视眼的形成原因及如何矫正近视眼;
【项目实施】
(1)探究“凸透镜成像规律”
①如图甲所示,让平行光经过凸透镜后,在光屏上出现一个 的光斑,凸透镜的焦距是 cm;
②如图乙所示,用该凸透镜做成像实验,把蜡烛放在距凸透镜18cm的位置,移动光屏,在光屏上形成清晰的像, (照相机/投影仪/放大镜)就是利用这一原理工作的。若撤去光屏,人眼在图乙所示的位置 (选填“能”或“不能”)观察到蜡烛的像;
(2)①近视眼的形成原因
小明使用“F”字样的光源代替物体,光屏模拟视网膜。图丁所示的②号凸透镜模拟晶状体,打开光源,调节器材高度和位置,直到光屏上呈现倒立缩小的清晰的像。请回答下列问题:
模拟近视眼视物情况,应选择图丁中的 (填序号)号透镜代替②号透镜安装在光具座上后,光屏上的像变模糊;保持光源不动,适当向 (填“左”或“右”)移动光屏,光屏上的像再次清晰。由此可知近视眼的形成原因可能是晶状体过 (填“厚”或“薄”),折光能力过强造成的。
②如何矫正近视眼
用如图戊所示的水透镜放在光具座上的合适位置,代替眼镜模拟近视眼矫正视力。应将水透镜置于光具座上的 (填“A”“B”或“C”)点,缓缓调节水透镜中的水量,当水透镜形成焦距合适的 透镜时,光屏上呈现清晰的像,近视眼的成像情况得到改善。近视程度更严重的同学应选择焦距更 (填“大”或“小”)的透镜来矫正视力。
【项目拓展】
该小组同学查阅资料得知,近视是由于角膜或晶状体的屈光力过强,或者是眼轴过度延长,从而导致外界光线经过眼睛的屈光系统折射之后,“焦点”没有能够准确地聚在视网膜上,而是聚在视网膜前,造成视网膜上投影模糊不清,引起视力下降。
老花眼则是由于年龄因素引起晶状体弹性降低,睫状体的调节功能减退,不能将近距离30cm内的细小物件和字体聚焦成像于视网膜,导致患者近视力下降,属于一种生理性的衰退现象。
现在有一款眼镜(如图),集近视眼镜和老花眼镜功能于一身,给人们带来极大的便利。这款眼镜叫渐进多焦点眼镜,镜片不同区域有不同焦点、不同度数,一般分四个区域:远用区域A、近用区域B、渐进区域C、左右变形区D(也可称周边区或模糊区),如图所示。
A区,用于看清远处物体。
B区,用于看清近处物体。
C区,是一个自上而下规律变化的区域,用于看清中间距离的物体。
D区,是度数变化区域,通过该区域看东西会感到模糊,但会随着使用过程中的适应程度而逐渐改善。
有了这款眼镜,无论是在户外眺望远方,还是在家中看书学习,都不会再有更换眼镜的烦恼了。
请阅读上述材料结合所学知识,回答下列问题:
(3)同一个物体放在人眼前远近不同位置观察,物体在远处时视网膜上所成的像 (选填“大于”“小于”或“等于”)在近处时视网膜上所成的像。
(4)远视眼所成的清晰像处于视网膜 (选填“前”或“后“)方,需佩戴远视眼镜进行校正,远视眼镜属于 (选填“凸”或“凹”)透镜;渐进多焦点眼镜的 区镜片相当于此眼镜。
(5)如果把眼镜上方的A区设置成看近区,你认为 (选填“合适”或“不合适”)。
17.(24-25八年级上·江苏无锡·期中)某实验小组进行探究凸透镜成像的实验,操作如下:
(1)实验前,调整烛焰中心和光屏的中心在凸透镜的 ,这样做的目的是为了让 。
(2)正确测出凸透镜的焦距f,当物距u<f,时,烛焰成正立放大的 ;当u=f时, (填“能”、“不能”)观察到烛焰的像;当u>f时,烛焰成倒立放大或倒立缩小的 像,同学们分析得出,像的虚实由 大小关系决定。
(3)当蜡烛、凸透镜和光屏处于图甲所示位置时,恰好在光屏上成清晰的像,此时光屏上所成倒立、 的实像。
(4)若仅将图甲中的凸透镜换成焦距相同直径较小的凸透镜,光屏上所成的像与原来所成像相比 了。(填“变小”、“变暗”“或“变不完整”)
(5)若仅将图甲中的凸透镜换成直径相同,焦距稍小的凸透镜,需将光屏 (填“向左”、“向右”)移动才能成清晰的像。
(6)在实验时,发现光屏上出现的像只有中间清晰,两侧却较模糊,小明只对凸透镜进行了调整就在光屏上得到了清晰的像,他的调整是______________。
A.左、右适当移动凸透镜 B.上、下适当移动凸透镜
C.适当扭转凸透镜 D.左右适当移动光屏
(7)将透镜、蜡烛及光屏置于光具座上,(如图丙)做成像实验,记录每次成实像的物距u、像距v、物像间距L(u+v),此处L(u+v)表示L=(u+v)。绘出图线(以f为长度单位),由图可知,要想成实像,蜡烛与光屏的间距应满足L≥ (用f表示)物理学中,有一个凸透镜成像的“新概念”:放大率n==,结合乙、丙两图,可知当物距u=1.5f时,n= 。
18.(24-25八年级上·江苏常州·期中)小亮用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)实验前,小亮先想办法测凸透镜的焦距,如图甲,他将该凸透镜正对着太阳光,此时纸上呈现一个并非最小的光斑时,测得这个光斑到凸透镜的距离为L。此时再将这个凸透镜与纸之间距离稍微增大,发现光斑变大了,则凸透镜的焦距f L(选填“>”、“<”或“=”;调整以后正确地测得该透镜的焦距为10cm;
(2)实验时,为使像成在光屏中央,应调整蜡烛、光屏的中心在 ,此时应 (选填“点燃”或“不点燃”)蜡烛;
(3)小亮在实验过程中不断移动烛焰位置,观察到如图丙中①至⑤的五种烛焰清晰的像,请按蜡烛到凸透镜距离由远到近所得到的5个像进行排序,正确顺序为 ;
(4)蜡烛燃烧变短,光屏上的像 (选填“向上”或“向下”)移动,需将透镜 调节,使像成在光屏中央;
(5)若按如图丁所示的方式,将透镜中间部分切除,再将剩余部分往中间凑紧,重新组成一个“透镜”进行实验,则在光屏上可以呈现 个像(光屏足够大)。
(6)如图所示,小亮将另一光源AB平行于主光轴平放于凸透镜前,是AB的像。下列关于AB所成像的示意图中,正确的是_______。
A. B.
C. D.
(7)小亮又在圆柱形的玻璃瓶里面装满水,把如图2所示的一幅卡通图片放在玻璃瓶的一侧,透过玻璃瓶可以看到那幅卡通图片,如图1所示。如果把卡通图片由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动,通过玻璃瓶在选项中不能看到的像是下图的_______。
A. B. C. D.
19.(24-25八年级上·江苏南京·阶段练习)小明使用焦距为15cm的凸透镜进行了探究凸透镜成像规律的实验,
(1)实验开始前,应调节蜡烛、透镜和光屏至合适的位置,具体操作是使 。
(2)小明将点燃的蜡烛、凸透镜调整好位置后,无论怎样移动光屏,在光屏中心都只能看到一个大小不变的圆形光斑,你认为可能出现的原因应该是 。
(3)如图甲所示,当小明把凸透镜固定在50cm刻度线位置,蜡烛固定在15cm刻度线位置时,光屏应在 (选填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)区域内左右移动,才能在光屏上得到清晰的 (选填“放大”或“缩小”)倒立的实像, (选填“照相机”或“投影仪”)是根据这一原理制成的。
(4)在做实验时,小军用手遮住了凸透镜的上半部分,则他观察到光屏上的像___________。
A.不能看到烛焰的顶部 B.不能看到烛焰的底部
C.不能看到烛焰的全部 D.可以看到烛焰的全部,但像会变暗一些
(5)实验时小明发现,在观察光屏上清晰的烛焰像的过程中,随着蜡烛的燃烧,光屏上的像向 (选填“上”或“下”)移动。
(6)小明在实验中将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜,物距u随时间t的变化图像如图乙所示,则像距v与t的大致变化关系为丙图中的
(7)如图丁所示,同组的小华同学用A、B两个不同焦距的凸透镜分别距离课本上的字10cm观察到两种情景,现将两透镜到课本的距离调整为5cm,则下列说法正确的有___________。
A.A、B所成的像都是正立、放大的像
B.A的焦距小于B
C.A所成的像与物在透镜的两侧,B所成的像与物在透镜的同侧
20.(21-22八年级上·江苏南通·期中)如图甲所示,小明在探究光折射现象时,将一束入射角为50°的光线斜射入杯中,在杯底形成光斑,然后逐渐往杯中加水,观察杯底光斑的位置变化。他对实验中光偏折程度的差异产生了兴趣.为了定量反映这种差异,他将“折射角与入射角的比值”定义为“偏折比”。根据所学知识和生活经验,小明对影响“偏折比”大小的因素提出如下猜想:
猜想1:与液体深度有关
猜想2:与液体种类有关
猜想3:与入射光的颜色有关
(1)图甲实验中,测得折射角为35°,则此时的“偏折比”为 。加水过程中,杯底光斑将向 (填“左”或“右”)移动。
(2)你认为猜想1 (选填“正确”或“不正确”),理由是: 。
(3)为了探究猜想2,小明只将图甲中的水换成油,当油的深度小于水的深度(如图乙所示),杯底光斑位置恰与图甲实验时光斑位置重合.对比可知:在相同条件下,油对光的“偏折比”比水对光的“偏折比” (选填“大”或“小”)。
(4)为了探究猜想3,小明用图甲装置先后入射红、蓝色激光,杯底光斑位置如图丙所示, 则 光的“偏折比”大。
(5)将一束激光穿过如图丁所示的玻璃砖,若光在玻璃砖上表面折射时的“偏折比”为0.8,则光在下表面折射时的“偏折比”为 。
21.(24-25八年级上·江苏宿迁·期中)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、入射光线和法线 (选填“在”或“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”或“上”)移动;
(3)小明继续用另一支激光笔让光沿着射向水面时,可看到折射光沿射出,这说明在光的折射现象中光路是 ;
(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),不断调整入射角的大小,通过实验得到如下表格:
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≥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 (选填真“a”或“b”)反映了上述实验中的两角关系。
入射角
0°
10°
20°
30°
40°
41.8°
50°
折射角
0°
15.2°
30.9°
48.6°
81°
90°
反射能量
5%
7%
26%
43%
84%
100%
100%
22.(24-25八年级上·江苏泰州·期中)小明为探究光的折射规律设计了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,光贴着光屏从空气射入水中,小明将F板向后折转一定的角度 (选填“能”或“不能”)看到折射光,此时折射光线和入射光线 (选填“在”或“不在”)同一平面内;
(2)小明将光屏F恢复原状,调整入射角度,当入射光线靠近法线时,会看到杯底的亮斑B向 (选填“左”或“右”)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 ;
(4)让一束激光从某玻璃斜射向空气(如图乙)。保持入射点不动,改变入射角(每次增加0.2°),当入射角增加到41.8℃时,折射光消失,只存在入射光与反射光,这种现象叫做光的全反射,如图丙所示。此时的入射角叫做这种物质的临界角。当入射角大于临界角时,只发生反射,不发生折射,根据以上内容可判断:
①当光从空气射向玻璃时 (填“会”或“不会”)发生光的全反射现象;
②一个三棱镜由上述玻璃制成,一束光垂直于三棱镜的一个面射入,如图丁所示。则关于这束光经过三棱镜后的光路描述,图戊中正确的是 。
23.(23-24八年级上·江苏南通·期中)如图甲所示,小明和小华在探究“光的折射现象”时,将一束入射角为50°的光斜射入杯中的水里,更换杯中的介质时他们发现光的偏折程度不同。为了定量反映这种差异,小明将“折射角与入射角的比值”定义为“偏折比”,并根据所学物理知识和生活经验,对影响“偏折比”大小的因素提出以下猜想:
猜想1:“偏折比”与液面的高度有关;
猜想2:“偏折比”与液体的种类有关;
猜想3:“偏折比”与入射光的颜色有关;
(1)小华认为猜想1是错误的,其理由是 。根据小明的定义,图甲实验中,测得折射角为40°,则此时的“偏折比”为 ;
(2)为了验证猜想2,小明只将图甲中的水换成油。如图乙所示,油的高度小于水的高度,杯底光斑的位置恰与图甲实验时光斑的位置重合,对比可知:在相同条件下,油对光的“偏折比” (选填“大于”、“等于”或“小于”)水对光的“偏折比”;
(3)为了探究猜想3,小明用图甲装置先后射入绿色和紫色的激光,杯底光斑位置如图丙所示,则 光的“偏折比”大。将其中的一束激光穿过如图丁所示的玻璃砖,若光在玻璃砖上表面折射时的“偏折比”为0.8,则光在下表面折射时的“偏折比”为 ;
(4)根据小明的操作和计算结果,小华认为,应该将“偏折比”定义为“光线在空气中与法线的夹角α和光线在介质中与法线的夹角β之比”。如图丁所示,经过对多组不同玻璃砖的实验,测得数据如表所示:
玻璃砖A
玻璃砖B
玻璃砖C
光线在空气中与法线夹角α
30.0°
45.0°
60.0°
30.°0
45.0°
60.0°
30.0°
45.0°
60.0°
光线在玻璃中与法线夹角β
22.0°
32.0°
40.5°
17.0°
24.4°
30.4°
20.0°
28.9°
36.3°
1.36
1.41
1.48
1.76
1.84
1.97
1.50
1.58
1.65
根据表格中的数据,分析可得:光在空气与另一种透明介质中传播时,对于不同的入射角,“偏折比” (选填“相等”或“不相等”);对于相同的入射角,“偏折比”越大,介质对光的折射程度越 (选填“高”或“低”)。
一、实验题
1.小明在观察图甲所示的二胡时猜想:弦发声的音调可能与弦的长度、粗细和松紧有关。于是他找来两根粗细不同的钢丝,设计了如图乙所示的装置,拨动枕木AB间的钢丝,进行了四次对比探究,四次实验的部分信息如丙表所示。
实验次数
1
2
3
4
钢丝
粗
细
AB间距/cm
50
50
50
30
钩码个数
3
3
4
3
(1)实验中,在钢丝末端悬挂不同数目的钩码是为了改变钢丝的 ;
(2)第1、2两次实验是为了探究音调与弦的 关系。拨动后发现第1次实验发声音调低,则小明可得出结论: ;
(3)为了探究其余猜想,关于第3、4两次钢丝的粗细选择,一定要满足 ;
A.3粗4细 B.4粗3细 C.粗细相同 D.粗细均可
(4)探究结束反思实验时,小明认为可以将钢丝换成易于拉长和缩短的橡皮筋更方便探究音调与弦的长度关系。你认为可行吗?为什么? ;
(5)二胡演奏时可通过手指按压、松开、滑动等指法配合产生优美旋律。图丁中小明两手指按压的是音符“3、4”位置,为发出“3”音符,他此时最简单合理的操作是: 。
2.在比较材料的隔声性能实验中:
(1)小茗和小岚在家中用手机铃声作为声源开展探究,他们准备利用人刚听不到声音时,人与声源的距离来进行比较,实验过程中他们应将手机铃声响度 (选填“调大”或“调小”)一些,同时在比较不同材料时手机铃声响度应 (选填“随材料而改变”或“保持不变”)。
(2)实验中小明选用了报纸、羽绒服、塑料袋、泡沫板等材料,把手机用不同材料包裹好塞满鞋盒,逐步远离声源,直至听不见声音为止,他们通过探究得到表格中的实验数据,根据数据可分析出这些材料中隔声性能最好的是 。
材料
报纸
羽绒服
塑料袋
泡沫板
人听不到声音的距离/m
8
4
7
5
(3)两同学观察后发现粗糙的材料比平滑材料隔音性能 (选填“好”或“差”)。
(4)小茗想探究聚酯棉材料和海绵材料谁的隔声性能更好,利用原来的器材,设想如下方案:人距鞋盒一定距离处,先后比较人听到手机在两种材料的鞋盒里发出声音大小,小岚对此方案不赞同,她不赞同的理由是 。小岚在小茗的设想上进行了改进,设计了新的方案:
①分别用这两种材料做了如图甲所示的隔音盒。该制作的错误之处是 。
②改正错误后,她们在安静的环境下,如图乙所示,将“手机1”播放80dB的声音,先后置于两种隔音盒中,另一个“手机2”打开“噪声测试软件”,在距隔音盒不同距离的位置多次接收声音,并记录噪声测试软件所显示的声音分贝值;得出如表中的数据。表格A处应填写 。
材料
聚酯棉
海绵
距离/m
1
2
3
1
2
3
A/dB
54.3
49.1
46.6
61.7
55.8
53.4
③利用数据进行比较,得出 材料的隔声性能更强。
④在探究实验中多次测量数据目的是 。
3.如图甲,小明和小红做“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,拿未点燃的蜡烛B(与蜡烛A大小相同)竖立在玻璃板后面移动,直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,这说明平面镜成像时,像与物 ;
(2)如图乙,移去蜡烛B,在其原来位置上放置一块不透明的光屏,按照眼睛 (选填“①”“②”或“③”)的方法观察光屏,光屏上不能出现蜡烛的像,说明物体通过平面镜所成的像是 (选填“虚”或“实”)像;
(3)下列操作中,像的位置不发生变化的是______;
A.让玻璃板沿所在平面向右移动
B.将玻璃板绕轴(如图中玻璃板与桌面的接触部分)转向自己
C.将玻璃板沿着水平桌面向后平移
D.将玻璃板沿着水平桌面向前平移
(4)如图丙所示,小明在实验中采用的是厚玻璃板,他观察到蜡烛A通过玻璃板成了两个清晰的像和,则像的像距为 (填“”或“”);
(5)小明想进一步探究像和物的左右是否对调,她应将蜡烛改成图戊中的 (填“a”、“b”或“c”)光源进行实验;
(6)完成上述实验后,小明反思实验过程,提出一个质疑:实验中利用玻璃板镀膜的那一面成像,应该在镀膜那一面下边划线,作为平面镜的位置。怎样判断玻璃板哪面镀膜呢?小组同学讨论出一种方法:将铅笔尖分别贴在玻璃板的左右两面,观察到铅笔较清楚的像如图丁所示,由此可以判断镀膜在玻璃板的 (选填“左”或“右”)面。
4.浩浩同学在学完光学中小孔成像的知识后,提出一个问题:小孔在光屏上所成像的形状与什么因素有关?浩浩同学经过讨论后提出以下猜想。
猜想一:像的形状可能与物体的形状有关。
猜想二:像的形状可能与小孔的形状有关。
浩浩同学在王老师的帮助下制作了“E”、“F”和“R”形状的LED发光字来充当物体,并制作了两个带有不同形状小孔的纸筒,纸筒另一端绷装半透明膜,做好装置后浩浩同学进行了如下实验探究:
(1)请在图1中的半透明纸上画出物体AB的像A'B';
(2)物理学上将“E”、“F”和“R”形状的LED发光的字称为 。为了便于观察,该实验最好在较 (选填“明亮”或“黑暗”)的环境中进行;
(3)浩浩同学将“F”发光字固定好后,先用小圆形孔纸筒进行实验,在半透明膜上观察到倒立的“F”,如图2甲所示。小孔成像中所成的像能呈现在半透明膜上,实验中发现像偏向光屏下方,要使像成在光屏中央,应将物体向 (选填“上”或“下”)移动,调整好后浩浩同学将实验结果记录在设计好的表格中,再换用小方形孔纸筒进行实验,并观察记录;
(4)同学们再换用“E”和“R”形状的发光字,分别按照实验(3)进行实验,并将观察到的结果记录在表格中(如表所示)。
①通过比较 (每组用3次实验做对比,并用顿号隔开,写一组即可),同学们验证猜想一,得出结论:当小孔的形状相同时,小孔所成的像与物体的形状有关。
②同学们通过比较1、2,3、4和5、6,同学们验证了猜想二,得出结论: ;
③浩浩同学在上述实验过程中,采用的主要的探究物理问题的方法是 ;
④通过研究,浩浩同学明白了:树荫下的圆形光斑(如图2乙)就是 通过树叶间的小孔在地面上形成的像。
实验次数
发光字
小孔形状
像的形状
1
F
圆形
倒立
2
F
方形
倒立
3
E
圆形
倒立
4
E
方形
倒立
5
R
圆形
倒立
6
R
方形
倒立
5.(1)如图甲所示是小宇同学探究“光的反射定律”的实验装置。
①将平面镜放在水平面,白板倾斜放置在平面镜上,让一束光AO紧贴白板斜射到平面镜上的O点,然后白板绕MN缓慢旋转,当白板转至与平面镜位置 时,就能使入射光、反射光同时呈现在白板上;
②为了完成实验,除了图中器材外,还需要的测量工具是 ;
③小明探究反射角和入射角之间的关系时,三次改变入射角α的大小(如图乙),实验所测数据如下表,他根据表中数据得出的结论和其他同学的结论并不一致。请你根据表中的数据分析小明错误的原因是 。将表中的错误数据纠正后,小明得出结论:反射角 入射角。
实验次数
入射角
反射角
1
20°
70°
2
30°
60°
3
50°
40°
(2)依依同学对上述装置进行了改进:如图a所示,她先用加湿器使整个半球形玻璃罩内充满水雾,将一小块平面镜放在一个能转动的水平圆台上,用固定放置的红色激光笔发出一束垂直射向平面镜的光NO,然后用另一个绿色激光笔斜射向O点发出一束光AO,经平面镜反射后沿OE方向射出。
①实验中,用加湿器使整个玻璃罩内充满水雾的目的是 (选填“显示光路”或“降低温度”);
②将绿色激光笔固定在玻璃罩上后,缓慢转动圆台,在某一位置可以看到三束光重合,这说明光的反射中,反射光线、入射光线和法线在 ;
③为了方便比较反射角与入射角的关系,在(1)③中结论的基础上依依借鉴地理中学习过的“等高线”在半球形玻璃罩表面上做好标记,如图丙b所示,发现绿色激光从A点入射O点经平面镜反射后从E点射出,依依又将绿色激光从C点入射O点,则反射光线将从图中的 点射出(填写图中字母);
④如图c所示,依依保持入射角度不变,让绿色激光笔继续沿A点所在的等高线顺时针移动,使入射光射向O点,发现反射光线将 (顺时针或逆时针)转动;当激光笔恰好转到从E点射向O点时,反射光线从A点射出,这说明 。
6.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,甲图中凸透镜的焦距为10cm。
(1)为使凸透镜所成的像位于光屏的中央,应调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 上;
(2)小红同学做“观察凸透镜成像”的实验时,进行了两次实验,如乙图所示,在实验1中,她能在凸透镜的另一侧的光屏上观察到倒立、放大的“烛焰”;实验2中,她通过凸透镜能观察到正立、放大的“烛焰”。则该同学在实验1中使用的凸透镜的焦距 实验2中使用的凸透镜的焦距;
(3)图甲中凸透镜不动,移动蜡烛到30~40cm之间时,按 (A或B)方式观察到的像与在原透镜位置正确放置一块薄玻璃板,在蜡烛一侧透过玻璃板观察到的像比较,在“正倒”、“大小”“虚实”三个方面 ;
A.有一个方面相同,两个方面不同
B.三个方面都不同
C.三个方面都相同
D.有两个方面相同,一个方面不同
(4)如图丙所示,当蜡烛在光具座A处时,光屏在B处得到了烛焰清晰的像,现将蜡烛由A处向左移动距离s到C处,为再次在光屏上成清晰的像,则他应将光屏向 (填“左或右”)移动距离s′,则s′ s;(填“>”“<”或“=”)
(5)小丽发现实验中当物距u等于焦距f时,发现在光屏侧透过凸透镜看到了烛焰正立放大的像。你觉得下列解释合理的是( )
A.因为烛焰有一定的宽度,实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍大于焦距
B.因为烛焰有一定的宽度,实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍小于焦距
C.这是烛焰发出的光经凸透镜表面反射形成的像
7.利用如图所示器材探究“凸透镜成像规律”,操作如下:
(1)同学们在挑选透镜时,把两个透镜甲、乙分别正对太阳光,在光屏上出现了如图甲所示的光斑,你认为他们应该选择 (选填“甲”、“乙”)透镜来进行实验;
(2)如图乙所示,为了方便观察所成的像,实验时,应先将烛焰中心、光屏中心调到凸透镜的 ;实验一段时间后,蜡烛燃烧变短,光屏上的像“跑”到光屏上方,若要像重新回到光屏中央,应将凸透镜向 移;(选填“上”或“下”)
(3)实验时,光屏上得到了烛焰清晰的像,一只小飞虫正好落在凸透镜的上半部分,光屏上 (选填“出现”或“不出现”)小飞虫的像;
(4)此组同学进行了多次实验,并得到的凸透镜的像距v和物距u关系的图象如图丙。由图象可知凸透镜的焦距是 cm;
(5)进行实验探究时,他们将其中两组蜡烛与光屏上像的位置和大小记录在记录纸上,如图丁(用带箭头的线段表示物, A'、B'分别表示蜡烛在A、B处像的位置)所示,从图丁中可以看出,蜡烛在A、B位置时光屏上得到的都是倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的实像;
(6)各小组交流后发现,当蜡烛在距透镜15cm∼30cm之间时,像均成在透镜另一侧距透镜30cm以外处。但是,当他们把蜡烛放在C位置时,在光具座上无论怎样移动光屏,都不能得到清晰的像,原因是 ;为了让蜡烛在C位置的像成在光具座上的光屏上,他们保持蜡烛和透镜的位置不变,更换凸透镜,在光具座上移动光屏,光屏上又出现了清晰的像,由此推断更换的凸透镜会聚光的能力较 (选填“强”或“弱”),从而得出此透镜焦距 15cm(选填“大于”“小于”或“等于”);
(7)某小组在做成像实验时,记录下每次成清晰的实像的物距u,像距v,物像间距L=u+v,绘出如图戊所示的图(f为焦距),查阅资料发现,在物理学中,有一个凸透镜成像的“新概念”:放大率。当物距u=1.5f,烛焰成清晰的实像时,放大率n= 。
8.如图1所示:人眼的功能类似于照相机。学习了凸透镜成像规律后,小帅对人眼和照相机如何成清晰的像,进行了研究。
(1)人眼能否看清远近不同的物体,可能与晶状体的焦距有关;使用变焦照相机拍照,可能同时与焦距和像距有关。于是他用如图2装置进行探究;
(2)实验主要步骤:①保持光屏到凸透镜的距离不变,换上不同焦距的凸透镜,调节“F”光源到凸透镜的距离,分别记录焦距、物距和像的高度;
②保持 到凸透镜的距离不变,换上不同焦距的凸透镜,调节光屏到凸透镜的距离,分别记录焦距、像距和像的高度;
(3)实验数据如下表所示:
物体的高度H=5.0cm
实验序号
物距u/cm
像距v/cm
焦距f/cm
像的高度h/cm
1
17.1
15.0
8.0
4.4
2
30.0
15.0
10.0
2.5
3
60.0
15.0
12.0
1.3
4
25.0
11.8
8.0
2.4
5
25.0
16.7
10.0
3.3
6
25.0
23.1
12.0
4.6
①分析1、2、3三组数据可知:当像距不变时,物距变大,要成清晰的像 要变大;
②分析4、5、6三组数据可知:当物距不变时,所成像的大小随焦距的增大而 ;根据以上探究可知:利用凸透镜成实像时所成像的大小既与物距有关,比如我们总结的物近像远像变大;也与凸透镜本身的 有关。如图3是小帅用此可变焦的手机相机站在同一位置拍摄同一物体的截屏图,拍摄这两幅照片所用镜头焦距 大, 所用镜头的折光能力强。(以上两空均选填“甲”或“乙”)。
9.小明和小丽做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)小明将凸透镜、点燃的蜡烛、光屏置于光具座上,调整烛焰焰心,光屏的中心在凸透镜的主光轴上,目的是 。点燃的蜡烛、凸透镜、光屏在如图甲所示的位置时,恰好在光屏上呈现了烛焰倒立的、 (选填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像;
(2)该凸透镜的焦距可能是___________(填下面选项前的字母)
A.5cm B.10cm C.15cm D.20cm
(3)在实验中,小明将蜡烛移到光具座上35cm刻度线处,测得的像距为35cm,而小丽则认为这个数据不准确,准确的像距应该是 ,若小明从刻度尺上读数是正确的,则造成他所测像距偏差较大的原因可能是 ;
(4)如图乙所示,当蜡烛距透镜7.0cm时,无论怎样移动光屏,光屏上都看不到烛焰的像,光屏上 (选填“有”或“无”)烛焰经透镜折射后的光线。此时,像成在 (选填“光屏”或“蜡烛”)一侧,人眼在 (选填“1”、“2”或“3”)处能观察到蜡烛的像;
(5)①小明将自己的眼镜甲放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上原来清晰的像变得模糊,只将光屏远离透镜移动时,才能在光屏上看到烛焰清晰的像。②然后他将光屏移回原位置后又将老师眼镜乙放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上原来清晰的像也变得模糊了,只将光屏靠近透镜移动时,又可以在光屏上看到烛焰清晰的像。分析实验现象可知:甲、乙两个眼镜中, 是凹透镜。在实验现象①和②中,属于远视眼矫正原理的是 。
(6)在实验中,小明透过凸透镜看到烛焰S的像点S',请画出光线SA经过凸透镜折射后的折射光线,并确定任意一个焦点F的位置。图中O为光心(保留必要的作图痕迹)。
(7)另一实验小组的同学用高度为3.0 cm的光源和刻度尺替代蜡烛。实验时,物距从4.0 cm开始,每次增加1.0cm或2.0 cm。下表是他们记录的物距、像距、像的高度和正倒情况。实验中他们测量像的高度的目的是 ;他们选择的凸透镜的焦距为 cm;当物距u和焦距f满足 的关系时,实像的高度将大于光源高度的2倍。
物距/cm
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
15.0
16.0
18.0
20.0
22.0
24.0
26.0
28.0
像距/cm
/
/
/
/
60.4
35.6
30.0
26.6
22.3
20.0
18.4
17.3
16.6
15.7
像的高度/cm
/
/
/
/
15.1
7.6
6.0
5.0
3.7
3.0
2.5
2.3
2.1
1.7
像的正倒
正
正
正
/
倒
倒
倒
倒
倒
倒
倒
倒
倒
倒
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