第三章 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(2024五四学制鲁科版)
2025-10-29
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理鲁科版(五四学制)八年级上册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第三章 光现象 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 10.57 MB |
| 发布时间 | 2025-10-29 |
| 更新时间 | 2025-11-28 |
| 作者 | 安信教研 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-10-29 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54604401.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第三章 光现象(实验题30道)
1.如图为某实验小组探究光的反射规律的实验装置,平面镜放在水平桌面上,a、b是两块粘接起来的硬纸板,且b板可绕ON转动。
(1)为了使实验现象明显,实验应在较 (选填“亮”或“暗”)的环境下进行;为了能从不同方向看到光传播的径迹应选 纸板(选填“粗糙”或“光滑”);
(2)如图甲改变入射光线AO,使,则 ,由此得出“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)如图乙所示,将右侧的纸板b沿着ON逆时针转动一定角度,在纸板b上 (选填“能”或“不能”)观察到反射光线:如图丙所示,将纸板ab向后倾斜一定角度,让光束贴着纸板沿AO入射到O点,在纸板上 (选填“能”或“不能”)看到反射光线,说明 ;
(4)图甲中若光沿BO方向入射,反射光线将沿OA方向射出,说明在光的反射现象中,光路是 的。
【答案】 暗 粗糙 30 一次实验可能有很大的误差,需改变入射角多次进行实验 不能 不能 反射光线,入射光线,法线在同一平面内 可逆
【详解】(1)[1]实验应在较暗的环境下进行,对比明显,便于观察实验现象。
[2]选粗糙纸板,是为了纸板能发生漫反射,能从不同方向看到光传播的径迹。
(2)[3][4]如图甲,根据反射角等于入射角可知,改变入射光线AO,使,则,由此得出“光反射时,反射角等于入射角”的结论,一次实验可能有很大的误差,需改变入射角多次进行实验。
(3)[5]如图乙,根据光的反射现象可知,反射光线,入射光线,法线在同一平面内,所以将右侧的纸板b沿着ON逆时针转动一定角度,在纸板b上不能观察到反射光线。
[6][7]如图丙所示,根据光的反射现象可知,反射光线,入射光线,法线在同一平面内,所以将纸板ab向后倾斜一定角度,让光束贴着纸板沿AO入射到O点,在纸板上不能看到反射光线。
(4)[8]图甲中,因为在光的反射现象中,光路是可逆的,所以若光沿BO方向入射,反射光线将沿OA方向射出。
2.小明在做“探究平面镜成像”的实验时,将白纸平铺在桌面上,将玻璃板垂直纸面放置,取两支完全相同的蜡烛A和B,点燃玻璃板前的蜡烛A,小心地移动蜡烛B,直到与蜡烛A的像重合。
(1)实验时应选用 (选填“较薄”或“较厚”)的玻璃板代替平面镜;用玻璃板代替平面镜是为了便于确定像的 ;(选填“位置”或“大小”)
(2)选用两支完全相同的蜡烛是为了比较像与物的 关系;(选填“位置”或“大小”)
(3)移去蜡烛B并在其位置上放一光屏,则光屏上 (填“能”或“不能”)接收到蜡烛A的像,这表明平面镜所成的像是 (填“虚”或“实”)像;
(4)实验过程中,将蜡烛A靠近玻璃板时,蜡烛B应 (选填“靠近”或“远离”)玻璃板;若无论怎么调节蜡烛B都不能与蜡烛A的像完全重合,这可能是 ;
(5)本实验多次改变蜡烛A的位置,得到多组数据的目的是 (选填序号)
A.多次测量取平均值减小误差
B.避免实验的偶然性,得到普遍规律
【答案】 较薄 位置 大小 不能 虚 靠近 玻璃板没有与桌面垂直 B
【详解】(1)[1]因为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面,会出现两个像,影响到实验效果,所以应选用较薄玻璃板。
[2]用玻璃板代替平面镜,同时观察到蜡烛A的像和玻璃板后面的蜡烛B,便于确定像的位置, 便于比较物像大小关系。
(2)[3]在实验中,选取两段完全相同的蜡烛是为了比较像与物的大小关系。
(3)[4][5]平面镜成像是由于光的反射,移去蜡烛B,并在其位置上放一光屏,则光屏上不能承接到像,说明平面镜成虚像。
(4)[6]如果使蜡烛A离玻璃板近一些,根据平面镜成像特点可知,蜡烛B会靠近玻璃板。
[7]若实验中无论怎样调节后面的蜡烛B,都能与蜡烛的像重合,说明像和物体未在同一水平面,则可能是玻璃板未与桌面垂直造成。
(5)[8]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,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
3.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,如图甲,将一束平行光射向凸透镜,光屏上得到一个最小、最亮的光斑(未画出)。
(1)该凸透镜的焦距为 cm。图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像(未画出),则该像是倒立、 (选填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像;
(2)若在图乙中烛焰和凸透镜之间放一凹透镜,则将光屏向 移动才能再次看到清晰的像;
(3)若在图乙中将蜡烛向左移至30cm位置处,此时将光屏调整到 cm处,可以再次看到倒立、 (选填“放大”、“缩小”或“等大”)的清晰的像。
【答案】 10.0 放大 右 70.0 等大
【详解】(1)[1]将一束平行光射向凸透镜,光屏上得到一个最小、最亮的光斑,这个光斑到凸透镜的距离就是该凸透镜的焦距,即
60.0cm-50.0cm=10.0cm
[2]图乙中,物距等于
50.0cm-35.0cm=15.0cm
物体位于在1倍焦距到2倍焦距之间,像距等于
80.0cm-50.0cm=30.0cm
像位于2倍焦距以外,则该像是倒立、放大的实像。
(2)[3]在图乙中,烛焰和凸透镜之间放一凹透镜,凹透镜对光有发散作用,像会在更右边,所以将光屏向右边移动才能再次看到清晰的像。
(3)[4][5]若在图乙中将蜡烛向左移至30cm位置处,物距为
50.0cm-30.0cm=20.0cm
即物体位于2倍焦距处,此时像也位于2倍焦距处,则将光屏调整到
50.0cm+20.0cm=70.0cm
处,可以再次看到倒立、等大的实像。
4.小明用凸透镜(焦距是10cm)、蜡烛、光屏和刻度尺等器材,探究凸透镜成像的规律:
(1)实验前,要调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在 ;
(2)把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,当蜡烛距凸透镜25cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个清晰的倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的实像;
(3)小明在如图所示位置得到一个清晰的像。老师要求他在凸透镜不动的情况下,让光屏上的实像变大些,小明应当把蜡烛向 (选填“远离”或“靠近”)透镜方向移动,同时把光屏向 (选填“远离”或“靠近”)透镜方向移动;
(4)实验一段时间后蜡烛变短,要使烛焰的像仍然成在光屏的中心,应将光屏向 移动;
(5)将蜡烛向凸透镜靠近,移动到某一位置时,无论怎样移动光屏,都不能在光屏上成像,原因是 ;
(6)在探究凸透镜成实像的过程中,他们尝试用白纸挡住凸透镜的一半,发现在光屏上 (选填“仍能”或“不能”)形成烛焰完整的像。
【答案】 同一高度 缩小 靠近 远离 上 物距小于焦距或等于焦距,成虚像 仍能
【详解】(1)[1]为了使像成在光屏中央,应将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调到同一高度。
(2)[2]当蜡烛距凸透镜25cm,此时物距
成倒立、缩小的实像。
(3)[3][4]要想让在光屏上的实像变大些,根据凸透镜成实像时,物近像远像变大可知,小明应当把蜡烛向靠近透镜方向移动,同时把光屏向远离透镜方向移动。
(4)[5]蜡烛燃烧后逐渐变短,根据过光心的光线传播方向不变可知,光屏上烛焰的像也将逐渐向上移动。
(5)[6]将蜡烛向凸透镜靠近,此时物距减小,当
不成像;当
成正立放大的虚像,虚像不能用光屏承接,故无论怎样移动光屏,都不能在光屏上成像。
(6)[7]凸透镜成实像时,所有透过透镜的光会聚到光屏上成像,用白纸遮挡住凸透镜的一半,整个物体发出的光虽有一部分被挡住,但总会有一部分光通过上半部分凸透镜而会聚成像,因此,像与原来相同,仍然完整。
5.小明生日时爸爸送给他一台手持单筒望远镜,如图所示。小明阅读说明书。了解到该望远镜的目镜和物镜都是凸透镜,他想知道目镜和物镜哪个的焦距大,于是他将望远镜的目镜和物镜的镜片拆了下来。请你设计实验帮助小明进行比较。
(1)实验步骤: ;
(2)实验结论: 。
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【详解】(1)分别将两个凸透镜正对着太阳光,上下移动透镜,当纸上形成最小、最亮的光斑时,量出此时透镜到纸的距离即为焦距。
(2)物镜的焦距比目镜的焦距大。
6.如图所示,是陈涛同学探究光的反射规律的实验。他进行了下面的操作:
(1)在实验中使用白色硬纸板能显示 ;
(2)如图甲,将平面镜放在水平桌面上,再将硬纸板 放置在平面镜上,进行实验。让一束光贴着纸板沿某一个角度射到O点,经平面镜的反射,沿另一个方向射出,用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。改变光束的入射角度,多做几次,取下纸板,用量角器测量ON两侧的∠i和∠r为了探究反射角与入射角的关系,多次改变入射角大小并测量对应的反射角,比较两者大小关系,这样的探究方式是为了 (填“A”或“B”);
A.多次测量求平均值,减小误差 B.多次测量,寻找普遍规律
(3)如图乙,纸板ENF是用两块纸板连接起来的,把半面纸板NOF向前或向后折,这时在NOF上 (填“看得到”或“看不到”)反射光线,此时反射光线是 (选填“存在”或“不存在”),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)使入射光线逐渐靠近法线ON,可观察到反射光线 (填“靠近”或“远离”)法线;
(5)如果让光线逆着OF的方向射向镜面,会发现反射光线沿着OE方向射出,这表明:在光的反射现象中,光路是 的。
【答案】 光路 竖直 B 看不到 存在 在 靠近 可逆
【详解】(1)[1]实验中,为了显示光路,所以,使用白色硬纸板。
(2)[2]为了能够比较出像与物的大小关系,硬纸板应竖直地立在平面镜上。
[3]探究光的反射规律,多次改变入射角大小并测量对应的反射角,是为了寻找普遍规律,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
(3)[4][5][6]如图乙,为了验证反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内,操作是把半面纸板NOF向前折或向后折,这时在NOF上看不到反射光线,但是,反射光依然存在的。
(4)[7]若将入射光线逐渐靠近法线ON,则入射角减小,根据反射角等于入射角可知,所以反射光线也靠近法线。
(5)[8]由让光线逆着OF的方向射向镜面,会发现反射光线沿着OE方向射出可知,将反射光线改为入射光线,光路图照样成立,体现了光路是可逆的。
7.如图所示,在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)如图甲所示,凸透镜的焦距为 cm;
(2)如图乙所示,蜡烛恰好在光屏上成倒立、 的实像(选填“放大”、“缩小”或“等大”)。人们利用这一成像特点,制成了 (选填“照相机”或“投影仪)。
【答案】 10.0 放大 投影仪
【详解】(1)[1]凸透镜焦点到光心的距离叫焦距。如图甲所示,凸透镜的焦距为
(2)[2][3]如图乙所示,物距
此时
根据凸透镜成像规律可知,蜡烛在光屏上成倒立、放大的实像,人们利用这一成像特点,制成了投影仪。
8.小刚利用如图所示的实验装置探究平面镜成像的特点。
(1)在水平桌面上铺一张白纸,纸上竖直放置一块薄透明平板玻璃。把蜡烛A放在玻璃板的前面,小刚应在玻璃板 (选填“前面”或“后面”)观察蜡烛A经玻璃反射所成的像;
(2)再拿一支外形相同的蜡烛B放在玻璃板后面移动,直到从多个角度看上去都跟蜡烛A的像重合,选取两段完全相同的蜡烛的目的是便于 ;
(3)如果在蜡烛A的像的位置上放一张白纸板做屏幕,则白纸板上将 (填“有”或“没有”)蜡烛A的像;如果将玻璃板保持竖立,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。
【答案】 前面 比较像与物的大小 没有 不发生
【详解】(1)[1]用玻璃板代替平面镜,主要是利用玻璃板 既能成像又能透光的特点。在玻璃板前放一支点燃的蜡烛A,眼睛应该在玻璃板前面才能观察到蜡烛A经玻璃板反射所成的像。
(2)[2]实验中选取完全相同的两支蜡烛A、B,在玻璃板前面放一支点燃的蜡烛A,再拿一支没点燃的相同的蜡烛B,在玻璃板后面移动,直至与蜡像A的像完全重合,选取两段完全相同的蜡烛的目的是便于比较像与物的大小关系。
(3)[3]在蜡烛A的像的位置上放一张白纸板做屏幕(相当于光屏),由于光屏只能接收实像,不能承接虚像,所以白纸板上没有蜡烛A的像。
[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,像和物体位置关于玻璃板对称,像还在原来位置,故蜡烛A的像相对于桌面不发生移动。
9.小致在做“探究凸透镜成像规律”的实验中时,凸透镜的位置固定不动,在图示位置时,蜡烛恰好在光屏上成清晰的像,凸透镜焦距为10cm。
(1)为了使像成在光屏中央,实验前应该将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致调整到 ;
(2)实验中发现,随着蜡烛燃烧变短,光屏上的像会逐渐偏向 方,此时可将透镜适当向 移动,使像回到光屏中央;(以上两空均选填“上”或“下”)
(3)实验时,得到一组清晰的像,如图所示,写出此时的成像原理在生活中的一个具体应用实例: ;
(4)图中保持透镜、光屏位置不变,将蜡烛左移,应在透镜和蜡烛之间加 (选填“凸透镜”或“凹透镜”),才有可能在光屏上成清晰的像;
(5)若图中保持蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜移动到 cm刻度处,光屏上会再次出现一个清晰的像;
(6)当蜡烛移动到一倍焦距以内时,无论怎样移动光屏,都不能在光屏上得到烛焰的像。此时眼睛在 (选填“蜡烛”或“光屏”)一侧通过透镜观察,可以看到 、 的虚像。
【答案】(1)同一高度上
(2) 上 下
(3)照相机
(4)凹透镜
(5)35
(6) 光屏 正立 放大
【详解】(1)把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛,将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调到同一高度上,其目的是使像成在光屏的中央。
(2)[1]蜡烛燃烧变短,根据经过凸透镜光心的光线的传播方向不变可知,像会向上移动。
[2]为了使像成在光屏中央,应让烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度,因此应将凸透镜和光屏向下移动一些。
(3)由图可知,蜡烛与凸透镜的距离50cm-20cm=30cm
即物距为30cm,大于二倍焦距,由凸透镜成像的规律可知,此时成倒立、缩小的实像,应用于照相机。
(4)图中保持透镜、光屏位置不变,将蜡烛左移,此时物距增大,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,此时像成在光屏的左侧,凹透镜对光线具有发散作用,会将光线推迟会聚成像,要在光屏上成清晰的像,应在透镜和蜡烛之间加凹透镜。
(5)若图中保持蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜移动到35cm刻度处,此时物距等于原来的像距,像距等于原来的物距,根据在光的折射中,光路是可逆的可知,光屏上会再次出现一个清晰的像。
(6)[1][2][3]当物距小于一倍焦距时成正立、放大的虚像,此时像与物同侧,眼睛应在光屏一侧透过透镜观察。
10.小华用如图甲所示的装置进行“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)首先如图甲所示,他应调整烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一 ,以便进行后续实验。
(2)图乙是根据实验画出的像距和物距之间的关系图像。当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图甲所示时,光屏上会出现烛焰 、 的像。
(3)分析图乙中像距和物距之间的关系图像可知,保持凸透镜位置不变,当他将蜡烛放在光具座 cm位置时,无论怎么移动右侧的光屏,在光屏上都能得到一个与凸透镜等大的光斑。
【答案】(1)高度
(2) 倒立 等大
(3)30
【详解】(1)为了使物体的像能够成在光屏的中心,实验前需要调整凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度上。
(2)[1][2]由图可知此时物距等于像距,在光屏上能成倒立等大的实像。
(3)物距等于像距时,此时物距等于2f,由图可知,即,则。当物距等于一倍焦距时,烛焰位于透镜的焦点处,根据焦点发出的光通过凸透镜折射后平行于主光轴可知,光屏上会有与凸透镜等大的光斑,所以应将蜡烛置于距离透镜一倍焦距的位置,即30cm刻度线的位置。
11.小明和小聪在探究光的反射规律时,实验装置如图所示:
入射角
反射角
30°
30°
(1)实验时纸板应与平面镜 ;
(2)一束光沿BO射到镜面,在纸板上会看到反射光OC。若沿着CO的方向再入射一束光,它的反射光沿OB方向射出,此现象说明 ;
(3)在研究反射角和入射角的关系时,收集数据如上表,小明分析表中数据,得出的结论是 。小聪说,此结论不具有普遍性。请指出实验中的不足 ,改进方法是
【答案】 垂直 在反射时,光路是可逆的 反射角等于入射角 实验中只测量一组数据 我们可以改变入射的角度,测量并分析比较对应的反射角和入射角的大小关系,从而得出普遍性能的规律
【详解】(1)[1]为了在纸板上看到反射光线,纸板必须与平面镜垂直。
(2)[2]如果让光沿FO方向射到镜面,会发现反射光沿OE方向射出,这表明在反射现象中,光路是可逆的。
(3)[3]分析表中数据,可得出反射角等于入射角的结论。
[4][5]实验中通过一次实验就得出结论,得出的结论不具有普遍性,为了得到普遍的规律,实验中应多次改变入射角的大小,测量并分析对应的反射角的大小,得出普遍规律。
12.在“制作小孔成像观察仪”活动中,需要把制作好的圆筒插入易拉罐中,如图所示,圆筒的 (选填“A”或“B")端是用半透明薄纸做成的光屏:半透明纸上所成的像是 (选填“正立”或“倒立”)的;移动圆筒位置,增大光屏与小孔之间的距离,则光屏上的像将填 (选“变大”、“变小”或“不变”),像的亮度 (选填“变亮”、“变暗”或“不变”)
【答案】 A 倒立 变大 变暗
【详解】[1]小孔成像时,为了能清晰观察到像,光屏(半透明薄纸)应放在圆筒的A 端(光线通过小孔后,在 A 端的半透明纸上成像,方便观察)
[2]根据小孔成像的特点,光沿直线传播,物体上方的光线通过小孔后会射到光屏下方,物体下方的光线通过小孔后会射到光屏上方,因此所成的像是倒立的。
[3]小孔成像中,像的大小与光屏和小孔的距离有关。当增大光屏与小孔之间的距离时,光线传播的范围更 “分散”,像会被 “拉得更大”,所以像将变大。
[4]在小孔成像中,通过小孔的光线总量是一定的。当像变大时,光线分布的面积增大,单位面积上的光线减少,因此像的亮度会变暗。
13.探究光的反射规律,器材有:激光笔、平面镜、标有刻度的白色硬纸板(可沿中缝折叠)、白板:
(1)如图甲所示,保持光在平面镜上的入射点不变,减小入射光与平面镜的夹角,则光屏上的光斑向 (选填“上”或“下”)移动;
(2)利用图乙所示的装置进行探究:
①平面镜水平放置,标有刻度的白色硬纸板竖直地立在平面镜上,使一束光紧贴纸板A,射向镜面上的O点,将纸板B绕接缝ON向前或向后翻折,当纸板B和纸板A在 时,纸板B上能呈现反射光束;
②改变入射光的方向,读出入射角和反射角的大小,将测得的数据记录在表格中,由此可知:反射角与入射角的大小 ;进行多次实验的目的是,使归纳出的结论更具有 性。
实验序号
入射角
反射角
①
30°
30°
②
45°
45°
③
60°
60°
③用另一束光逆着反射光的方向射到镜面,观察到反射后的光会逆着原来入射光的方向射出,这表明:光反射,光路是 的;
(3)反射有两种,一种是镜面反射,一种是漫反射。我们能从不同方向看到讲台上的物理老师,是属于 反射,老师身上反射的光进入我们的眼睛。
【答案】(1)下
(2) 同一平面内 相等 普遍 可逆
(3)漫
【详解】(1)保持光在平面镜上的入射点不变,减小入射光与平面镜的夹角,则入射角增大,根据反射角等于入射角,反射角也增大,由此可知,此时光屏上的光斑向下移动。
(2)[1]在探究光的反射规律时,需要确保反射光线、入射光线和法线都在同一平面内;因此当纸板B绕接缝ON向前或向后翻折时,只有纸板B和纸板A在同一平面内时,纸板B上才能呈现反射光束。
[2][3]由表中数据可得,反射角等于入射角,改变光束入射角度,多做几次实验的目的是:得出普遍规律,避免偶然性。
[4]如果让光逆着反射光的方向射到镜面上,那么它被反射后就会逆着原来入射光的方向射出,这个现象表明在光的反射现象中,光路是可逆的。
(3)反射包括镜面反射和漫反射,它们都遵守光的反射定律;我们能从不同方向看到本身不发光的物体,是因为光在物体表面上发生了漫反射,反射光线射向各个方向的缘故。
14.在“探究光的反射规律”的实验中,平面镜M水平放置,白色纸板竖直立在平面镜上,纸板由E、F两部分组成,可以绕ON翻折。
(1)实验时,把平面镜放在桌面上,为了使入射光和反射光的径迹同时显示在纸板上,应把纸板ENF与平面镜 放置,图中的入射角是 度;
(2)为了探究反射角与入射角大小的关系,应进行的操作 ;
A.改变光线AO与ON的夹角 B.沿ON向后转动纸板F
C. 改变纸板与平面镜之间的夹角 D.沿ON向后转动纸板E
(3)如图,将一束光贴着纸板E沿AO射到镜面上O点,纸板F上会显示出反射光束OB,接着将纸板F绕ON向后翻折,则纸板F上 (能/不能)显示出反射光束,由此说明反射光线、入射光线与ON在 内;
(4)若让另一束光沿BO方向射向平面镜,反射光将沿 方向射出。该实验现象说明 。
【答案】 垂直 40 A 不能 同一平面 OA 光发生反射时,光路是可逆的
【详解】(1)[1]反射时,反射光线跟入射光线和法线在同一平面内,为了显示光路,实验时,应把纸板ENF与平面镜垂直放置。
[2]入射角为入射光线与法线的夹角,所以图中的入射角是
(2)[3]为了探究反射角与入射角大小的关系,得到具有普遍性的实验结论,应该多次改变入射角的大小,观察比较每一次改变后入射角和反射角的大小。改变光线AO与ON的夹角,即改变入射角,符合题意;因反射光线跟入射光线和法线在同一平面内,沿ON向后转动纸板F、沿ON向后转动纸板E或改变纸板与平面镜之间的夹角,纸板上都不能承接到所有光线,无法直接观察到实验现象,不符合题意,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
(3)[4][5]将一束光贴着纸板E沿AO射到镜面上O点,纸板F上会显示出反射光束OB,接着将纸板F绕ON向后翻折,则纸板F上不能显示出反射光束,因为纸板E、F不在同一平面上,由此说明反射光线、入射光线与ON在同一平面内。
(4)[6][7]让另一束光沿BO方向射向平面镜,反射光将沿OA方向射出,说明光的反射现象中,光路是可逆的。
15.如图是探究“平面镜成像特点”的实验装置。所提供的主要器材有:玻璃板甲(厚度为2mm)和玻璃板乙(厚度为1cm)、两根等大的蜡烛、刻度尺一把。
(1)实验中选用玻璃板的目的是为了便于 。在这个实验时,应选用玻璃板 (选填“甲”或“乙”),若选了另一块玻璃板,由于玻璃板前后表面均能成蜡烛的像,所以将会观察到两个不重叠的蜡烛的像,请问:这两个像间的距离是 cm;
(2)实验中选择两根完全一样的蜡烛A和B是为了比较像与物的 ;
(3)对着玻璃板既可看到前面蜡烛在玻璃板后所成的像,又可看到放在玻璃板后的蜡烛。则前者是光的 形成的像,后者是光的 形成的像。(填“折射”或“反射”)
【答案】 确定像的位置 甲 2 大小关系 反射 折射
【详解】(1)[1]玻璃板既能透光,又能成像,实验中选用玻璃板的目的是为了便于确定像的位置。
[2]玻璃板有两个面,所以蜡烛会在前后面各成一次像,玻璃板越厚,对实验影响越大,因此我们应该选择较薄的玻璃进行实验,所以选甲玻璃。
[3]由题意可知,乙玻璃的厚度为1cm,则物体两次成像使距离平面镜的距离差为1cm;根据平面镜成像的特点,像与物到镜面的距离相等,因此这两个像间的距离是2cm。
(2)[4]选用大小相同的两个蜡烛,是为了用蜡烛B代替蜡烛A的像,来比较物像的大小。
(3)[5][6]平面镜成像的原理是光的反射,反射光线的反向延长线相交形成虚像,对着玻璃板既可看到前面蜡烛在玻璃板后所成的像,是蜡烛发出的光经玻璃板反射形成的,则前者是光的反射形成的虚像;同时又可看到放在玻璃板后的蜡烛,是后面蜡烛发射的光线经空气、玻璃、空气传播后射入人的眼睛,此过程中会发生光的折射,因此后者是光的折射形成的像。
16.如图甲所示,是小明在水平桌面上探究“平面镜成像的特点”的实验装置。
(1)在实验中用平板玻璃代替平面镜,是因为玻璃板有什么特点?
这样做的目的是什么;
(2)在竖立的玻璃板前A处放一支点燃的蜡烛,可以看到玻璃板后面出现蜡烛的像。小明拿另一支大小相同的蜡烛在玻璃板后面移动,当后面的蜡烛移动到A′处时,可以看到它跟蜡烛A的像完全重合。改变位置到B、C时,重复实验,可以观察到相同的现象。由此可以得出的什么结论;
(3)如果玻璃板放置得不够竖直,将对实验产生的影响是什么;
(4)经过三次实验,记录了像与物对应的位置如图乙所示。为了获得更多信息,基于证据得出更多实验结论,小明接下来应该继续进行的操作是什么。
【答案】 玻璃既透明又能给物体成像 便于确定像的位置 像和物体的大小相等 后面的蜡烛无法和像重合 用直线把每次实验中的蜡烛和它对应的像在纸上的位置连起来,并用刻度尺分别测量它们到平面镜的距离
【详解】(1)[1][2]在实验中用平板玻璃代替平面镜,主要是利用玻璃透明的特点,玻璃既透明又能给物体成像,便于确定像的位置,或比较像和物体的大小。
(2)[3]未点燃的蜡烛与点燃的蜡烛的像完全重合,可知蜡烛和其成的像大小相等,物体和像关于平面镜对称,同时还可以确定像的位置。
(3)[4]平面镜所成的像和物体关于平面镜对称,如果玻璃板没有放正,蜡烛的像与蜡烛不在同一水平面上,所以后面的蜡烛无法和像重合,故有可能找不到像。
(4)[5]本实验是探究验证平面镜成像的特点,所成的像是虚像;像和物体各对应点的连线与平面镜垂直;像和物体各对应点到平面镜间距离相等。他们下一步应该连接像与物的对应点,判断连线与镜面是否垂直,并用刻度尺分别测量它们到平面镜的距离;通过归纳处理即可得出如下结论:物和像的连线与镜面垂直,物体和像到镜面的距离相等。
17.小明用木板和支架制作了一个“漫画临摹神器”。如图甲所示,OA为一木板并用一可伸缩的支架支撑,在木板上放置平板电脑,平板电脑的屏幕上打开一幅待临摹的漫画,在OB处放置某光学器材,在桌面OC处平放一张白纸,可在白纸上进行临摹。
(1)OB处所放置的光学器材应该选用 (选填“普通梳妆镜”或“透明茶色玻璃”),为了增强临摹效果,该光学器材应该 (选填“厚”或“薄”)一点。
(2)开始临摹时,小明发现成像太暗看不太清,为了让像看起来更清晰些,小明可以( )
A.在图甲的状态下,将木板绕O点顺时针转动一定角度
B.在图甲的状态下,将OB处所放置的光学器材绕O点逆时针转动一定角度
C.将平板电脑的屏幕亮度调亮一些
D.将装置整体挪至光照条件更好的阳台完成临摹
(3)平板电脑发出的光在该光学器材表面上所发生的是 (选填“漫反射”或“镜面反射”)。
(4)调整木板的角度,当屏幕上漫画的像恰好与白纸重合时停止调节,该像是 (选填“实像”或“虚像”)。
(5)为了看清图案的细节,小明想要让待临摹漫画的像变大一些,以下方法合理可行的是( )
A.将平板电脑靠近该光学器材
B.将平板电脑远离该光学器材
C.将绘画纸适当靠近该光学器材
D.将平板电脑上的漫画适当放大
(6)临摹时,人眼应该在乙图中 (选填“D”“E”或“F”)处按图示方向观察。
【答案】(1) 茶色玻璃 薄
(2)C
(3)镜面反射
(4)虚像
(5)D
(6)E
【详解】(1)[1][2]放置的光学器材应该用茶色玻璃,既可以成像,又可以看见后面的笔尖和白纸,为了增强临摹效果,该光学器材应该薄一点,避免出现两个像而模糊。
(2)AB.由于平面镜成的像与物关于平面镜对称,在图甲的状态下,将木板绕O点顺时针转动一定角度此时像会成在白纸偏上方,因此会更加模糊;将OB处所放置的光学器材绕O点逆时针转动一定角度此时像也会成在白纸偏上方,故AB错误;
CD.将平板电脑的屏幕亮度调亮一些即将物的亮度调高,反射后也会有更多的光线,因此像更加清晰;在较黑暗的环境中,可以减少杂光的干扰,使得成像更加清晰。故D错误;C正确。
故选C。
(3)镜面反射发生在光滑的表面上,而漫反射则发生在粗糙或不规则的表面上,本实验用的光滑茶色玻璃,因此是镜面反射。
(4)平面镜所成的市正立、等大的虚像,因此调整木板的角度,当屏幕上漫画的像恰好与白纸重合时停止调节,该像是虚像。
(5)由于平面镜成的像与物是等大的,因此要想像变大,只能调节物的大小使其放大。
故选D。
(6)平面镜成像是光的反射形成的,临摹时,人眼应该在物体一侧透过玻璃板观察,即图中E处观察。
18.小强同学探究凸透镜成像的规律如图装置,凸透镜的焦距是10cm。
(1)点燃蜡烛后,应调节烛焰、凸透镜和光屏,使它们的中心在 上;
(2)将实验器材按图中甲位置放置后,光屏上成清晰的像,应用此规律工作的是 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。实验一段时间后,光屏上的像“跑”到图乙所示的位置,若要像重新回到光屏中央,应将凸透镜向 移(选填“上”或“下”);
(3)图丙是2021年12月9日“天宫课堂”中,航天员王亚平为大家直播演示“神奇的太空小水球”实验,如图是通过水球成了一个倒立的 (选填“实”或“虚”)像的瞬间。
【答案】 同一高度 投影仪 下 实
【详解】(1)[1]实验中,为了使像成在光屏的中央位置,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。
(2)[2]图甲中,物距
40.0cm-25.0cm=15.0cm
蜡烛在一倍焦距和二倍焦距之间,根据凸透镜的成像规律,此时成倒立放大的实像,其应用是投影仪。
[3]由图乙可知,像落在光屏的上方,要使像成在光屏的中央,应将凸透镜向下调整,也可以将蜡烛向上移动,像就向下移动。
(3)[4]水球具有中间厚、边缘薄的特点,则水球相当于一个凸透镜,所以可以看到王亚平的倒立、缩小的实像。
19.如图甲所示,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和B、刻度尺、铅笔等,用来探究棋子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)为了研究像和物到镜面距离的关系,应多次改变 ,重复实验;
(3)为验证平面镜所成的是虚像,用白纸代替棋子,正确操作,验证了实验的结论。支持该结论的实验现象是 ;
(4)如图所示,将方格纸平铺在水平桌面上,用支架把玻璃板架在纸上,在探究过程中使用方格纸张的好处是 ;
(5)实验创新:用美工刀将平面镜的一部分水银刮掉(相当于玻璃板),如图乙所示,有水银的部分为,刮去水银部分为。将白纸平铺在水平桌面上,镜面与桌面垂直放置,图丙是实验过程中的俯视图,其中点A表示蜡烛的位置,人眼在蜡烛一侧适当的位置观察实验现象。为了便于观察实验现象,且更有利于实验探究,应按照 (填“图丁”或“图戊”)的方式放置。
【答案】(1) 像 像与物
(2)棋子与平面镜的距离
(3)白纸上没有像
(4)便于比较像距和物距
(5)图戊
【详解】(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]移动棋子B,直到与A棋子的像完全重合,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)只做一次实验,结论不具有普遍性,为了研究像和物到镜面距离的关系,应多次改变棋子与平面镜的距离,重复以上的实验。
(3)为验证平面镜所成的是虚像,用白纸代替棋子,直接看向白纸,在白纸上看不到像,说明平面镜所成的是虚像。
(4)在探究过程中使用方格纸张的好处是便于比较像距和物距。
(5)刮去部分水银的目的是使平面镜透光,便于确定像的位置,为了便于坐在镜面两侧的同学观察操作过程中的烛焰的像,且更有利于实验探究,应该将透明的部分放在上部,所以按照图戊的方式放置。
20.在探究“凸透镜成像规律”的实验中,华华同学进行了如下实验:
(1)按图甲所示操作,此凸透镜的焦距是 cm;
(2)调节蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图乙所示,发现光屏上得到一个倒立 (选填“放大”、“缩小”或“等大”)得清晰实像,利用这一成像原理可制成生活中的 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”);
(3)当蜡烛燃烧一段时间后会变短,烛焰的像会往 (填“上”“下”)偏离光屏中心;
(4)如图乙所示,若把蜡烛移到45cm刻度处,能得到 (选填“正立”“倒立”)放大的像;
(5)如图乙所示,若将蜡烛和光屏对调,光屏上 (选填“能”或“不能”)呈现烛焰清晰的像;
(6)实验过程中,飞来一只小昆虫落在凸透镜上,光屏上 (填“会”或“不会”)出现小昆虫的像。
【答案】 10.0 放大 投影仪 上 正立 能 不会
【详解】(1)[1]刻度尺的分度值为1cm,此时凸透镜光心对应的刻度线为50.0cm,光屏对应的刻度线处为60.0cm;凸透镜能够将平行于主光轴的光会聚成最小最亮的光斑,最小最亮的光斑的位置是凸透镜的焦点,则该凸透镜的焦距为
f=60.0cm-50.0cm=10.0cm
(2)[2][3]由图乙可知,此时物距为
u=50.0cm-35.0cm=15.0cm
位于一倍焦距和二倍焦距之间时,成倒立、放大的实像,应用为投影仪。
(3)[4]随着蜡烛燃烧而变短,根据过光心的光线不改变传播方向可知,像会向上移动。
(4)[5]把蜡烛移到45cm刻度处,此时物距为
u′=50.0cm-45.0cm=5.0cm
物距小于焦距,成正立放大的虚像。
(5)[6]若将蜡烛和光屏对调,此时物距等于原来的像距,像距等于原来的物距,根据在光的折射中,光路是可逆的可知,光屏上能呈现烛焰清晰的像。
(6)[7]实验过程中,飞来一只小昆虫落在凸透镜上,昆虫在凸透镜上,物距小于一倍焦距,不能成实像,光屏上不会出现小昆虫的像。
21.如图所示是“探究光的反射规律”的实验装置。
(1)实验中,纸板应 平面镜放置,硬纸板的作用是 ;
(2)使一束光贴着纸板A沿EO方向射向平面镜,观察反射光线在纸板B上的位置,描绘出反射光线和入射光线的径迹,如图甲所示。量出入射角和反射角,并记录于表格中;
实验次数
1
2
3
入射角
反射角
实验时要多次改变入射角的大小并进行测量比较,目的是 ;
A.减小误差 B.寻找普遍规律
比较反射角和入射角,可以得出的结论是 ;
(3)图甲中若让光逆着OF的方向射向平面镜,会看到反射光沿着OE方向射出。这表明:光反射时,光路是 的;
(4)在图乙中,将纸板B沿PQ剪开,把纸板B的上半部分向后折转。实验时发现在纸板B的上半部分 (选填“能”或“不能”)看见反射光线,表明反射光线、入射光线和法线在 。
【答案】 垂直于 显示光的传播路径 B 反射角等于入射角 可逆 不能 同一平面内
【详解】(1)[1][2]入射光线、反射光线、法线在同一平面上,实验中,为了显示光的传播路径,纸板应垂直平面镜放置。
(2)[3]实验时要多次改变入射角的大小进行多次实验,并进行测量比较,目的是寻找普遍规律,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
[4]由表格中数据,比较反射角和入射角,可以得出的结论是反射角等于入射角。
(3)[4]当光线从EO入射时,光线从OF射出;图甲中若让光逆着OF的方向射向平面镜,会看到反射光沿着OE方向射出。这表明:光反射时,光路是可逆的。
(4)[5][6]在图乙中,将纸板B沿PQ剪开,把纸板B的上半部分向后折转,纸板B上半部分与显示入射光线的纸板A不在同一平面上,纸板B下半部分与显示入射光线的纸板A在同一平面上,发现在纸板B的上半部分能看见反射光线,纸板B下半部分能看见反射光线,表明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
22.为“探究凸透镜成像的规律”,设计的实验装置如图所示,其中凸透镜的焦距为10.0cm。
(1)安装实验器材时,要使蜡烛的火焰、凸透镜的主光轴和光屏中心在同一条直线上,这样做的目的是 ;
(2)在图示位置时,光屏上正好呈现倒立、清晰、缩小的实像,此时若想让光屏上呈现更大的像,应将蜡烛向 (选填“左”或“右”)移动,并调整光屏;
(3)如果想让光屏上呈现与火焰等大的像,蜡烛应调整至 cm刻度处,此时成像的位置在 cm刻度处;
(4)当蜡烛移至35cm刻度处时,看到像位置在透镜的 (选填“左”或“右”)侧,此时在凸透镜另一侧观察凸透镜,能看到正立、 (选填“等大”、“放大”或“缩小”)的像。根据这一成像规律人们发明了 (填字母)。
a.放大镜
b.近视镜
c.照相机
【答案】 使像成在光屏的中央 右 20 60 左 放大 a
【详解】(1)[1]点燃蜡烛后,使凸透镜的主光轴和光屏中心的中心与烛焰中心大致在同一水平直线上,可使火焰的像成在光屏中央。
(2)[2]在图示位置时,光屏上正好呈现倒立、缩小的实像,要像变大,物距应变小,像距变大,则需要将蜡烛向右移动。
(3)[3][4]如果想让光屏上呈现与火焰等大的像,则u=v=2f=20.0cm,蜡烛应调整到20cm刻度线处,此时成像的位置在60cm刻度处。
(4)[5][6][7]当蜡烛移至35cm刻度处时,u<f,成正立、放大的虚像,看到像位置在透镜的左侧,故a符合题意,bc不符合题意。
故选a。
23.在探究凸透镜成像规律的实验中
(1)如图甲,要使像能够成在光屏的中央,应将凸透镜向 (填“上”或“下”)调整;
(2)若凸透镜的焦距是15cm,当蜡烛距凸透镜23m时,在光屏上成倒立 的实像;若将凸透镜用不透明的纸遮挡一半,则光屏上 成像(填“能”或“不能”),当只将蜡烛向左移动,要在光屏上成清晰的像,需将光屏向 (填“左”或“右”)移;
(3)在上一步实验获得清晰的像后、小明取了一副近视眼镜放在凸透镜前(如图乙),要使光屏上还能成清晰的像,可将蜡烛向 (填“左”或“右”)移。或将光屏向 (填“左”或“右”)移。
【答案】 下 放大 能 左 左 右
【详解】(1)[1]蜡烛、凸透镜、光屏,三者在同一条直线上,三者的中心大致在同一高度,像才能呈在光屏的中心,所以凸透镜向下移动。
(2)[2][3][4]由题意知,f=15cm,u=23cm,处于f和2f之间,所以凸透镜能成倒立、放大的实像;若遮住凸透镜的下半部分,则凸透镜的上半部分仍能折射光线,能成烛焰完整的像,由于凸透镜折射光线的数量比原来减少,所以像比原来变暗;烛焰远离透镜,物距变大,则像距变小,成的像也变小,要使光屏上出现清晰的像,应将光屏向靠近凸透镜的方向即左移动。
(3)[5][6]在上一步实验获得清晰的像后,小明取了一副近视眼镜放在凸透镜前(如图乙),近视眼镜是发散透镜,像成在光屏的后面,要使光屏上还能成清晰的像,可将蜡烛向左远离凸透镜,像靠近,成在光屏的正中央,或光屏向右远离凸透镜,承接到像。
24.学校科技社团的同学们在阅读了教材中小孔成像知识后,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,同学们经过讨论后提出以下猜想:
猜想一:像的形状可能与物体形状有关;
猜想二:像的形状可能与小孔的形状有关。
同学们在辅导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,做成两个小孔形状不同的纸筒,纸筒另一端绷装半透明膜,做好装置后同学们进行实验探究。
(1)物理上将“F”、“E”和“R”形状的LED发光的字称为 。射出的光在同种均匀介质中沿 传播;为了便于观察,该实验最好在 (选填“较明亮”或“较黑暗”)的环境中进行。
(2)同学们将“F”发光字固定好后,先用小圆孔纸筒进行实验,同学们在半透明膜上观察到倒立的“F”,如图所示,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 (上/下)移动,调整后同学们将实验结果记录在设计好的表格后,再换用小方孔纸筒进行实验,并观察记录。
(3)同学们再换用“E”和“R”形状发光字,分别按照实验(2)进行实验,将观察到的结果记录在表中。
实验次数
发光字
小孔形状
像的形状
半透明膜上是否呈现
1
F
圆形
倒立
呈现
2
F
方形
倒立
呈现
3
E
圆形
倒立
呈现
4
E
方形
倒立
呈现
5
R
圆形
倒立
呈现
6
R
方形
倒立
呈现
通过比较1、3、5,同学们验证了猜想一,得出结论:在小孔形状相同时,小孔所成的像与物体的形状 (选填“有关”或“无关”);同学们通过比较1、2,3、4和5、6,得出结论:像的形状可能与小孔的形状 (选填“有关”或“无关”)。
(4)通过研究同学们明白了:树荫下的圆形光斑(如图所示)就是 通过树叶间的小孔在地面上形成的像。
【答案】(1) 光源 直线 较黑暗
(2)下
(3) 有关 无关
(4)太阳
【详解】(1)[1]能自行发光的物体称为光源,故题中的LED发光的字是光源。
[2]光在同种均匀介质中沿直线传播,实验环境周围的空气属于同种均匀介质,故LED光源射出的光会沿直线传播。
[3]实验时,环境较黑暗时,成像的LED灯和环境对比度比较大,LED灯成像会更清晰,故该实验最好在较黑暗的环境中进行。
(2)小孔成像的原理是由于光在同种均匀介质中沿直线传播,若所成的像偏向光屏下方,说明物体的位置偏上,故要使像成在光屏中央,应将物体向下移动。
(3)[1]通过比较1、3、5,发现:小孔的形状相同,而像与物体的开状相同,故可得结论:在小孔形状相同时,小孔所成的像与物体的形状有关。
[2]通过比较1、2,3、4和5、6,发现同一个物体,在不同的小孔中所成的像是相同的,故可得出结论:当物体的形状相同时,像的形状和小孔的形状无关。
(4)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太阳的像,是小孔成像现象,所以地上的光斑都是与太阳形状相同的圆形。
25.在研究“平面镜成像特点”的实验中,选取完全相同的蜡烛A和B。如图所示,在竖直放置的玻璃板前处放一支点燃的蜡烛A。
(1)为了便于观察,该实验最好在较 (选填“亮”或“暗”)的环境中进行;
(2)实验中选择两根完全一样的蜡烛A和B,是为了比较像与物的 关系;
(3)现有厚度为4mm和2mm的两块玻璃板,应选择 mm厚的玻璃板做实验;
(4)如图甲,在玻璃板前面点燃蜡烛A,将另一支不点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动,人眼一直在玻璃板 (选填“A”或“B”)侧观察,直至蜡烛B和蜡烛A的像完全重合;
(5)如果在蜡烛B的位置放一块光屏,光屏 (选填“能”或“不能”)承接到像,这说明平面镜所成的像是 (选填“实”或“虚”)像;
(6)实验过程中,若将玻璃板向左倾斜,如图乙所示,观察到蜡烛A的像的大致位置在图中的 (填“①”或“②”)处。
【答案】 暗 大小 2 A 不能 虚 ②
【详解】(1)[1]为了便于观察,该实验最好在较暗的环境中进行,可以使成像更清晰。
(2)[2]实验中选择两根完全一样的蜡烛A和B,是为了比较像与物的大小关系,用玻璃板后的蜡烛替代玻璃板前的蜡烛与它的像进行比较,采用了等效替代法。
(3)[3]若玻璃板太厚,前后两个反射面分别成像,两个像的距离较大,形成重影,不便于确定像的位置,所以应该选择2mm厚的玻璃板做实验。
(4)[4]平面镜成的像是由反射光线的反向延长线会聚而成的,反射光线进入人眼才能看到像,所以,人眼一直在玻璃板A侧观察。
(5)[5]如果在蜡烛B的位置放一块光屏,由于没有成像光线会聚到光屏上,光屏不能承接到像。
[6]实像可以成在光屏上,虚像不能成在光屏上,这说明平面镜所成的像是虚像。
(6)[7]平面镜成的像与物体关于镜面对称,实验过程中,若将玻璃板向左倾斜,如图乙所示,观察到蜡烛A的像的大致位置在图中的②处。
26.阳阳和他同组同学一起探究凸透镜的成像规律。
(1)如图,在光具座上按图示位置放置,应先调整凸透镜、烛焰和光屏的中心在 ,然后移动蜡烛和光屏的位置,此时在光屏中心呈现了清晰的烛焰的像(如图,光屏上像没有画出),则此凸透镜的焦距为 cm;
(2)阳阳用一张不透明纸把透镜上半部分遮挡住,看到的像会如何变化? (选填“像部分消失”、“像完整亮度不变”或“像完整亮度变暗”);
(3)将蜡烛放在44cm刻度处,接下来的操作应该: 。
【答案】 同一高度 10.0 像完整亮度变暗 取下光屏,从凸透镜的右侧通过凸透镜观察像
【详解】(1)[1][2]点燃蜡烛后,调节烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心大致在同一高度上,其目的是使像成在光屏中央;移动蜡烛和光屏的位置,此时在光屏中心恰能呈现清晰的烛焰的像,物距等于像距,物距等于2倍焦距即20.0cm,则此凸透镜的焦距为10.0cm。
(2)[3]当用纸挡住透镜的某一部分时,由于通过凸透镜会聚的光线数量减少,所以像会比原来变暗,但仍成完整的像。
(3)[4]把蜡烛放在44cm刻度线处,物距小于焦距,成正立、放大的虚像,虚像与蜡烛在凸透镜的同一侧,接下来应该取下光屏,从凸透镜的右侧通过凸透镜观察像。
27.小强同学用合适的凸透镜、蜡烛、光屏探究凸透镜成像规律。
(1)小强依次将蜡烛、凸透镜、光屏放置在光具座上,按的要求调整好三者中心的位置,但无论怎样移动光屏,在光屏上始终都没能看到烛焰所成的像,原因可能是(写出一个原因即可) ;
(2)如图所示,在光屏上能得到清晰倒立 (选填“放大”、“缩小”或“等大”)的烛焰实像;实验中一只苍蝇落在了透镜上,将透镜遮住了一部分,光屏上 (选填“能”或“不能”)得到烛焰整个像;
(3)小强把蜡烛向左移动,此时他应当向 (选填“左”或“右”)移动光屏,可再次得到清晰的像;然后他又将自己的近视眼镜镜片平行放在凸透镜前,此时他应该将光屏向 (选填“左”或“右”)移动,可再次得到清晰的像。
【答案】 物距小于焦距 放大 能 左 右
【详解】(1)[1]因为当u<f时,由凸透镜成像规律可知,此时成正立、放大的虚像,即在光屏上不成像,所以无论怎样移动光屏,在光屏上始终都没能看到烛焰所成的像。
(2)[2]由图可知,此时u<v,即物距大于一倍焦距而小于二倍焦距,像距大于二倍焦距,由凸透镜成像规律可知,此时在光屏上成倒立、放大的实像。
[3]因为形成的像是由光的折射导致的,所以苍蝇遮挡了一部分折射光线,会导致成像亮度变低,但是并不会影响像的完整性。
(3)[4]小强把蜡烛向左移动,物距变大,像距变小,此时他应当向左移动光屏,可再次得到清晰的像。
[5]然后他又将自己的近视眼镜镜片平行放在凸透镜前,近视眼镜是凹透镜,对光线有发散作用,此时他应该将光屏向右移动,可再次得到清晰的像。
28.松松同学想要探究光的反射规律,正确组装实验装置如图甲所示,实验过程如下:
次数
1
2
3
4
入射角
30°
40°
50°
60°
反射角
30°
40°
50°
60°
(1)将纸板 放在水平桌面上,当光线沿EO紧贴纸板入射到O点,在同一平面的右侧纸板上观察到反射光线OF,小东在纸板上用笔描出EO和OF的径迹。此时白纸板的作用是 ;
(2)接着他把右侧纸板以ON为轴向前或向后转动(如图乙),这样操作的目的是: ;
(3)在图甲中,若将纸板(连同激光笔)绕PQ向后倾斜,此时反射光束 (填字母);
A.被纸板挡住
B.仍在纸板上呈现
C.在纸板前方
(4)完成实验后,同组的小东和小红想体验“从镜子中看到对方的眼睛,而不想让对方看到自己的眼睛” ,结果没有体验成功。此现象说明 ;
(5)使光束以不同角度入射,进行实验测量数据如上表,由此可得:在反射现象中, 。
【答案】 垂直 显示光路 探究反射光线,入射光线,法线是否在同一平面内 C 反射时,光路是可逆的 反射角等于入射角
【详解】(1)[1][2]如果纸板与平面镜不垂直,则镜面的法线不在纸板上,入射光沿纸板照射后,反射光线将不在纸板上,则我们在纸板上看不到反射光线,故实验时应使纸板与平面镜垂直;本实验中硬纸板的主要作用是显示光路。
(2)[3]把右侧纸板以ON为轴向前或向后转动,这样操作的目的是为了探究反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内。
(3)[4]在图甲中,若将纸板(连同激光笔)绕PQ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,此时反射光束反射光束在纸板前方,纸板上不能看到反射光线。故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(4)[5]因为反射时,光路是可逆的,所以小明和小刚都能从镜子中看到对方的眼睛,而不想让对方看到自己的眼睛是做不到的。
(5)[6]通过表中数据可以知道在反射现象中,反射角等于入射角。
29.如图甲所示是小宇同学探究“光的反射规律”的实验装置,用加湿器使整个玻璃罩内充满水雾,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ON,然后用另一个绿色激光笔向O点发出一束光AO,经平面镜反射后沿OB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”),红色激光笔发出的光束ON相当于 ;
(2)将绿色激光笔固定在玻璃罩上后,缓慢转动圆台,可以看到三束光重合,这说明反射光线、入射光线和法线在 内;
(3)利用量角器,测出对应入射光线、反射光线到 (选填“ON”或“镜面”)的夹角,并比较大小;多次测量是为了使实验结论更具有 性;
(4)实验时,小雨发现每次用铅笔把光的传播路径用铅笔描下来非常不方便。认真思考后,她认为在正确操作时,只要在光传播的路径上标记两个合适的点就能确定了,用到的光学知识是光在 中沿直线传播;
(5)如图丙,用固定激光笔照向鼓面上的平面镜,墙面出现一个光点,轻压平面镜左侧鼓面使其稍许凹陷,则墙上光点位置会 (选填“上移”、“不变”或“下移”)。
【答案】(1) 显示光路 法线
(2)同一平面
(3) ON 普遍
(4)同种均匀介质
(5)上移
【详解】(1)玻璃罩内充满水雾,则入射光线及反射光线的传播路径都能显示出来;利用红色激光比较明显,容易观察到,其发出的光束ON相当于法线。
(2)缓慢转动圆台,反射光线位置随着入射光线的变化而变化,当看到三束光重合时,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(3)实验中需要量角器测出反射角和入射角的大小,即测出对应入射光线、反射光线到法线ON的夹角,这样做的目的是为了比较反射角和入射角的大小关系,多次测量是为了使实验结论更具有普遍性。
(4)因为光在同种均匀介质中是沿直线传播的,因此沿光路用铅笔相隔一定距离时在纸板上各打两个点,再过两点用直尺、铅笔将光的路径画在纸板上。
(5)轻压图中平面镜左侧的鼓面,平面镜逆时针转动,入射光线不动,此时的入射角会变小,反射角也变小,则反射光线会逆时针转动,则墙壁上光点位置上移。
30.学习了光学知识后,爱动脑筋的小桐和小朵想自己探究小孔成像现象。如图甲所示,她们给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔,可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像。
(1)通过小孔所成的像是 (选填“实像”或“虚像”);
(2)分析比较甲、乙两图,可以得出结论:物体所成的像的形状与 无关;
(3)分析比较甲、丙两图,可以得出结论:物体所成的像的形状与 有关;
(4)为了探究孔的大小是否影响小孔所成的像,则应选择下列乙图所示的 孔,然后用卡片覆盖并移动卡片以改变孔的大小进行实验;
(5)人眼从光屏右侧观察,若将光源顺时针旋转,则屏上的像将 (选填“顺时针”或“逆时针”)旋转;
(6)保持小孔距光屏的位置不变,应将蜡烛向 移动(选填“左”或“右”),可以使得屏上的像变大;
(7)勤于思考的小朵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。
【答案】 实像 孔的形状/小孔的形状 物的形状/物体的形状 B 顺时针 右 两
【详解】(1)[1]小孔成像是光的直线传播现象,成的是倒立的实像。
(2)[2]甲、乙两图,相同的蜡烛通过小孔的形状不同,但所成的像的形状相同,这说明物体所成的像的形状与小孔的形状无关。
(3)[3]甲、丙两图小孔形状相同,但物体不同,则所成像的形状也不同。这说明:物体所成的像的形状与物体的形状有关。
(4)[4]为了探究孔的大小是否影响小孔所成的像,应保持小孔的形状不变,将卡片沿着三角形的底边边缘逐渐向上移动,孔的大小发生变化,但孔的形状不变,所以B符合题意。
(5)[5]由于小孔成像是根据光沿直线传播的原理形成的,成的是倒立的实像,当光源顺时针旋转时,屏上的像将顺时针旋转。
(6)[6]保持小孔距光屏的位置不变,即像距不变,要想成像变大,应减小物距,即蜡烛向右移动。
(7)[7]若在底部扎了两个小孔,那么物体通过每个小孔都会成像,所以在光屏上成两个像。
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第三章 光现象(实验题30道)
1.如图为某实验小组探究光的反射规律的实验装置,平面镜放在水平桌面上,a、b是两块粘接起来的硬纸板,且b板可绕ON转动。
(1)为了使实验现象明显,实验应在较 (选填“亮”或“暗”)的环境下进行;为了能从不同方向看到光传播的径迹应选 纸板(选填“粗糙”或“光滑”);
(2)如图甲改变入射光线AO,使,则 ,由此得出“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)如图乙所示,将右侧的纸板b沿着ON逆时针转动一定角度,在纸板b上 (选填“能”或“不能”)观察到反射光线:如图丙所示,将纸板ab向后倾斜一定角度,让光束贴着纸板沿AO入射到O点,在纸板上 (选填“能”或“不能”)看到反射光线,说明 ;
(4)图甲中若光沿BO方向入射,反射光线将沿OA方向射出,说明在光的反射现象中,光路是 的。
2.小明在做“探究平面镜成像”的实验时,将白纸平铺在桌面上,将玻璃板垂直纸面放置,取两支完全相同的蜡烛A和B,点燃玻璃板前的蜡烛A,小心地移动蜡烛B,直到与蜡烛A的像重合。
(1)实验时应选用 (选填“较薄”或“较厚”)的玻璃板代替平面镜;用玻璃板代替平面镜是为了便于确定像的 ;(选填“位置”或“大小”)
(2)选用两支完全相同的蜡烛是为了比较像与物的 关系;(选填“位置”或“大小”)
(3)移去蜡烛B并在其位置上放一光屏,则光屏上 (填“能”或“不能”)接收到蜡烛A的像,这表明平面镜所成的像是 (填“虚”或“实”)像;
(4)实验过程中,将蜡烛A靠近玻璃板时,蜡烛B应 (选填“靠近”或“远离”)玻璃板;若无论怎么调节蜡烛B都不能与蜡烛A的像完全重合,这可能是 ;
(5)本实验多次改变蜡烛A的位置,得到多组数据的目的是 (选填序号)
A.多次测量取平均值减小误差
B.避免实验的偶然性,得到普遍规律
3.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,如图甲,将一束平行光射向凸透镜,光屏上得到一个最小、最亮的光斑(未画出)。
(1)该凸透镜的焦距为 cm。图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像(未画出),则该像是倒立、 (选填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像;
(2)若在图乙中烛焰和凸透镜之间放一凹透镜,则将光屏向 移动才能再次看到清晰的像;
(3)若在图乙中将蜡烛向左移至30cm位置处,此时将光屏调整到 cm处,可以再次看到倒立、 (选填“放大”、“缩小”或“等大”)的清晰的像。
4.小明用凸透镜(焦距是10cm)、蜡烛、光屏和刻度尺等器材,探究凸透镜成像的规律:
(1)实验前,要调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在 ;
(2)把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,当蜡烛距凸透镜25cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个清晰的倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的实像;
(3)小明在如图所示位置得到一个清晰的像。老师要求他在凸透镜不动的情况下,让光屏上的实像变大些,小明应当把蜡烛向 (选填“远离”或“靠近”)透镜方向移动,同时把光屏向 (选填“远离”或“靠近”)透镜方向移动;
(4)实验一段时间后蜡烛变短,要使烛焰的像仍然成在光屏的中心,应将光屏向 移动;
(5)将蜡烛向凸透镜靠近,移动到某一位置时,无论怎样移动光屏,都不能在光屏上成像,原因是 ;
(6)在探究凸透镜成实像的过程中,他们尝试用白纸挡住凸透镜的一半,发现在光屏上 (选填“仍能”或“不能”)形成烛焰完整的像。
5.小明生日时爸爸送给他一台手持单筒望远镜,如图所示。小明阅读说明书。了解到该望远镜的目镜和物镜都是凸透镜,他想知道目镜和物镜哪个的焦距大,于是他将望远镜的目镜和物镜的镜片拆了下来。请你设计实验帮助小明进行比较。
(1)实验步骤: ;
(2)实验结论: 。
6.如图所示,是陈涛同学探究光的反射规律的实验。他进行了下面的操作:
(1)在实验中使用白色硬纸板能显示 ;
(2)如图甲,将平面镜放在水平桌面上,再将硬纸板 放置在平面镜上,进行实验。让一束光贴着纸板沿某一个角度射到O点,经平面镜的反射,沿另一个方向射出,用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。改变光束的入射角度,多做几次,取下纸板,用量角器测量ON两侧的∠i和∠r为了探究反射角与入射角的关系,多次改变入射角大小并测量对应的反射角,比较两者大小关系,这样的探究方式是为了 (填“A”或“B”);
A.多次测量求平均值,减小误差 B.多次测量,寻找普遍规律
(3)如图乙,纸板ENF是用两块纸板连接起来的,把半面纸板NOF向前或向后折,这时在NOF上 (填“看得到”或“看不到”)反射光线,此时反射光线是 (选填“存在”或“不存在”),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)使入射光线逐渐靠近法线ON,可观察到反射光线 (填“靠近”或“远离”)法线;
(5)如果让光线逆着OF的方向射向镜面,会发现反射光线沿着OE方向射出,这表明:在光的反射现象中,光路是 的。
7.如图所示,在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)如图甲所示,凸透镜的焦距为 cm;
(2)如图乙所示,蜡烛恰好在光屏上成倒立、 的实像(选填“放大”、“缩小”或“等大”)。人们利用这一成像特点,制成了 (选填“照相机”或“投影仪)。
8.小刚利用如图所示的实验装置探究平面镜成像的特点。
(1)在水平桌面上铺一张白纸,纸上竖直放置一块薄透明平板玻璃。把蜡烛A放在玻璃板的前面,小刚应在玻璃板 (选填“前面”或“后面”)观察蜡烛A经玻璃反射所成的像;
(2)再拿一支外形相同的蜡烛B放在玻璃板后面移动,直到从多个角度看上去都跟蜡烛A的像重合,选取两段完全相同的蜡烛的目的是便于 ;
(3)如果在蜡烛A的像的位置上放一张白纸板做屏幕,则白纸板上将 (填“有”或“没有”)蜡烛A的像;如果将玻璃板保持竖立,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。
9.小致在做“探究凸透镜成像规律”的实验中时,凸透镜的位置固定不动,在图示位置时,蜡烛恰好在光屏上成清晰的像,凸透镜焦距为10cm。
(1)为了使像成在光屏中央,实验前应该将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致调整到 ;
(2)实验中发现,随着蜡烛燃烧变短,光屏上的像会逐渐偏向 方,此时可将透镜适当向 移动,使像回到光屏中央;(以上两空均选填“上”或“下”)
(3)实验时,得到一组清晰的像,如图所示,写出此时的成像原理在生活中的一个具体应用实例: ;
(4)图中保持透镜、光屏位置不变,将蜡烛左移,应在透镜和蜡烛之间加 (选填“凸透镜”或“凹透镜”),才有可能在光屏上成清晰的像;
(5)若图中保持蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜移动到 cm刻度处,光屏上会再次出现一个清晰的像;
(6)当蜡烛移动到一倍焦距以内时,无论怎样移动光屏,都不能在光屏上得到烛焰的像。此时眼睛在 (选填“蜡烛”或“光屏”)一侧通过透镜观察,可以看到 、 的虚像。
10.小华用如图甲所示的装置进行“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)首先如图甲所示,他应调整烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一 ,以便进行后续实验。
(2)图乙是根据实验画出的像距和物距之间的关系图像。当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图甲所示时,光屏上会出现烛焰 、 的像。
(3)分析图乙中像距和物距之间的关系图像可知,保持凸透镜位置不变,当他将蜡烛放在光具座 cm位置时,无论怎么移动右侧的光屏,在光屏上都能得到一个与凸透镜等大的光斑。
11.小明和小聪在探究光的反射规律时,实验装置如图所示:
入射角
反射角
30°
30°
(1)实验时纸板应与平面镜 ;
(2)一束光沿BO射到镜面,在纸板上会看到反射光OC。若沿着CO的方向再入射一束光,它的反射光沿OB方向射出,此现象说明 ;
(3)在研究反射角和入射角的关系时,收集数据如上表,小明分析表中数据,得出的结论是 。小聪说,此结论不具有普遍性。请指出实验中的不足 ,改进方法是
12.在“制作小孔成像观察仪”活动中,需要把制作好的圆筒插入易拉罐中,如图所示,圆筒的 (选填“A”或“B")端是用半透明薄纸做成的光屏:半透明纸上所成的像是 (选填“正立”或“倒立”)的;移动圆筒位置,增大光屏与小孔之间的距离,则光屏上的像将填 (选“变大”、“变小”或“不变”),像的亮度 (选填“变亮”、“变暗”或“不变”)
13.探究光的反射规律,器材有:激光笔、平面镜、标有刻度的白色硬纸板(可沿中缝折叠)、白板:
(1)如图甲所示,保持光在平面镜上的入射点不变,减小入射光与平面镜的夹角,则光屏上的光斑向 (选填“上”或“下”)移动;
(2)利用图乙所示的装置进行探究:
①平面镜水平放置,标有刻度的白色硬纸板竖直地立在平面镜上,使一束光紧贴纸板A,射向镜面上的O点,将纸板B绕接缝ON向前或向后翻折,当纸板B和纸板A在 时,纸板B上能呈现反射光束;
②改变入射光的方向,读出入射角和反射角的大小,将测得的数据记录在表格中,由此可知:反射角与入射角的大小 ;进行多次实验的目的是,使归纳出的结论更具有 性。
实验序号
入射角
反射角
①
30°
30°
②
45°
45°
③
60°
60°
③用另一束光逆着反射光的方向射到镜面,观察到反射后的光会逆着原来入射光的方向射出,这表明:光反射,光路是 的;
(3)反射有两种,一种是镜面反射,一种是漫反射。我们能从不同方向看到讲台上的物理老师,是属于 反射,老师身上反射的光进入我们的眼睛。
14.在“探究光的反射规律”的实验中,平面镜M水平放置,白色纸板竖直立在平面镜上,纸板由E、F两部分组成,可以绕ON翻折。
(1)实验时,把平面镜放在桌面上,为了使入射光和反射光的径迹同时显示在纸板上,应把纸板ENF与平面镜 放置,图中的入射角是 度;
(2)为了探究反射角与入射角大小的关系,应进行的操作 ;
A.改变光线AO与ON的夹角 B.沿ON向后转动纸板F
C. 改变纸板与平面镜之间的夹角 D.沿ON向后转动纸板E
(3)如图,将一束光贴着纸板E沿AO射到镜面上O点,纸板F上会显示出反射光束OB,接着将纸板F绕ON向后翻折,则纸板F上 (能/不能)显示出反射光束,由此说明反射光线、入射光线与ON在 内;
(4)若让另一束光沿BO方向射向平面镜,反射光将沿 方向射出。该实验现象说明 。
15.如图是探究“平面镜成像特点”的实验装置。所提供的主要器材有:玻璃板甲(厚度为2mm)和玻璃板乙(厚度为1cm)、两根等大的蜡烛、刻度尺一把。
(1)实验中选用玻璃板的目的是为了便于 。在这个实验时,应选用玻璃板 (选填“甲”或“乙”),若选了另一块玻璃板,由于玻璃板前后表面均能成蜡烛的像,所以将会观察到两个不重叠的蜡烛的像,请问:这两个像间的距离是 cm;
(2)实验中选择两根完全一样的蜡烛A和B是为了比较像与物的 ;
(3)对着玻璃板既可看到前面蜡烛在玻璃板后所成的像,又可看到放在玻璃板后的蜡烛。则前者是光的 形成的像,后者是光的 形成的像。(填“折射”或“反射”)
16.如图甲所示,是小明在水平桌面上探究“平面镜成像的特点”的实验装置。
(1)在实验中用平板玻璃代替平面镜,是因为玻璃板有什么特点?
这样做的目的是什么;
(2)在竖立的玻璃板前A处放一支点燃的蜡烛,可以看到玻璃板后面出现蜡烛的像。小明拿另一支大小相同的蜡烛在玻璃板后面移动,当后面的蜡烛移动到A′处时,可以看到它跟蜡烛A的像完全重合。改变位置到B、C时,重复实验,可以观察到相同的现象。由此可以得出的什么结论;
(3)如果玻璃板放置得不够竖直,将对实验产生的影响是什么;
(4)经过三次实验,记录了像与物对应的位置如图乙所示。为了获得更多信息,基于证据得出更多实验结论,小明接下来应该继续进行的操作是什么。
17.小明用木板和支架制作了一个“漫画临摹神器”。如图甲所示,OA为一木板并用一可伸缩的支架支撑,在木板上放置平板电脑,平板电脑的屏幕上打开一幅待临摹的漫画,在OB处放置某光学器材,在桌面OC处平放一张白纸,可在白纸上进行临摹。
(1)OB处所放置的光学器材应该选用 (选填“普通梳妆镜”或“透明茶色玻璃”),为了增强临摹效果,该光学器材应该 (选填“厚”或“薄”)一点。
(2)开始临摹时,小明发现成像太暗看不太清,为了让像看起来更清晰些,小明可以( )
A.在图甲的状态下,将木板绕O点顺时针转动一定角度
B.在图甲的状态下,将OB处所放置的光学器材绕O点逆时针转动一定角度
C.将平板电脑的屏幕亮度调亮一些
D.将装置整体挪至光照条件更好的阳台完成临摹
(3)平板电脑发出的光在该光学器材表面上所发生的是 (选填“漫反射”或“镜面反射”)。
(4)调整木板的角度,当屏幕上漫画的像恰好与白纸重合时停止调节,该像是 (选填“实像”或“虚像”)。
(5)为了看清图案的细节,小明想要让待临摹漫画的像变大一些,以下方法合理可行的是( )
A.将平板电脑靠近该光学器材
B.将平板电脑远离该光学器材
C.将绘画纸适当靠近该光学器材
D.将平板电脑上的漫画适当放大
(6)临摹时,人眼应该在乙图中 (选填“D”“E”或“F”)处按图示方向观察。
18.小强同学探究凸透镜成像的规律如图装置,凸透镜的焦距是10cm。
(1)点燃蜡烛后,应调节烛焰、凸透镜和光屏,使它们的中心在 上;
(2)将实验器材按图中甲位置放置后,光屏上成清晰的像,应用此规律工作的是 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。实验一段时间后,光屏上的像“跑”到图乙所示的位置,若要像重新回到光屏中央,应将凸透镜向 移(选填“上”或“下”);
(3)图丙是2021年12月9日“天宫课堂”中,航天员王亚平为大家直播演示“神奇的太空小水球”实验,如图是通过水球成了一个倒立的 (选填“实”或“虚”)像的瞬间。
19.如图甲所示,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和B、刻度尺、铅笔等,用来探究棋子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)为了研究像和物到镜面距离的关系,应多次改变 ,重复实验;
(3)为验证平面镜所成的是虚像,用白纸代替棋子,正确操作,验证了实验的结论。支持该结论的实验现象是 ;
(4)如图所示,将方格纸平铺在水平桌面上,用支架把玻璃板架在纸上,在探究过程中使用方格纸张的好处是 ;
(5)实验创新:用美工刀将平面镜的一部分水银刮掉(相当于玻璃板),如图乙所示,有水银的部分为,刮去水银部分为。将白纸平铺在水平桌面上,镜面与桌面垂直放置,图丙是实验过程中的俯视图,其中点A表示蜡烛的位置,人眼在蜡烛一侧适当的位置观察实验现象。为了便于观察实验现象,且更有利于实验探究,应按照 (填“图丁”或“图戊”)的方式放置。
20.在探究“凸透镜成像规律”的实验中,华华同学进行了如下实验:
(1)按图甲所示操作,此凸透镜的焦距是 cm;
(2)调节蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图乙所示,发现光屏上得到一个倒立 (选填“放大”、“缩小”或“等大”)得清晰实像,利用这一成像原理可制成生活中的 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”);
(3)当蜡烛燃烧一段时间后会变短,烛焰的像会往 (填“上”“下”)偏离光屏中心;
(4)如图乙所示,若把蜡烛移到45cm刻度处,能得到 (选填“正立”“倒立”)放大的像;
(5)如图乙所示,若将蜡烛和光屏对调,光屏上 (选填“能”或“不能”)呈现烛焰清晰的像;
(6)实验过程中,飞来一只小昆虫落在凸透镜上,光屏上 (填“会”或“不会”)出现小昆虫的像。
21.如图所示是“探究光的反射规律”的实验装置。
(1)实验中,纸板应 平面镜放置,硬纸板的作用是 ;
(2)使一束光贴着纸板A沿EO方向射向平面镜,观察反射光线在纸板B上的位置,描绘出反射光线和入射光线的径迹,如图甲所示。量出入射角和反射角,并记录于表格中;
实验次数
1
2
3
入射角
反射角
实验时要多次改变入射角的大小并进行测量比较,目的是 ;
A.减小误差 B.寻找普遍规律
比较反射角和入射角,可以得出的结论是 ;
(3)图甲中若让光逆着OF的方向射向平面镜,会看到反射光沿着OE方向射出。这表明:光反射时,光路是 的;
(4)在图乙中,将纸板B沿PQ剪开,把纸板B的上半部分向后折转。实验时发现在纸板B的上半部分 (选填“能”或“不能”)看见反射光线,表明反射光线、入射光线和法线在 。
22.为“探究凸透镜成像的规律”,设计的实验装置如图所示,其中凸透镜的焦距为10.0cm。
(1)安装实验器材时,要使蜡烛的火焰、凸透镜的主光轴和光屏中心在同一条直线上,这样做的目的是 ;
(2)在图示位置时,光屏上正好呈现倒立、清晰、缩小的实像,此时若想让光屏上呈现更大的像,应将蜡烛向 (选填“左”或“右”)移动,并调整光屏;
(3)如果想让光屏上呈现与火焰等大的像,蜡烛应调整至 cm刻度处,此时成像的位置在 cm刻度处;
(4)当蜡烛移至35cm刻度处时,看到像位置在透镜的 (选填“左”或“右”)侧,此时在凸透镜另一侧观察凸透镜,能看到正立、 (选填“等大”、“放大”或“缩小”)的像。根据这一成像规律人们发明了 (填字母)。
a.放大镜
b.近视镜
c.照相机
23.在探究凸透镜成像规律的实验中
(1)如图甲,要使像能够成在光屏的中央,应将凸透镜向 (填“上”或“下”)调整;
(2)若凸透镜的焦距是15cm,当蜡烛距凸透镜23m时,在光屏上成倒立 的实像;若将凸透镜用不透明的纸遮挡一半,则光屏上 成像(填“能”或“不能”),当只将蜡烛向左移动,要在光屏上成清晰的像,需将光屏向 (填“左”或“右”)移;
(3)在上一步实验获得清晰的像后、小明取了一副近视眼镜放在凸透镜前(如图乙),要使光屏上还能成清晰的像,可将蜡烛向 (填“左”或“右”)移。或将光屏向 (填“左”或“右”)移。
24.学校科技社团的同学们在阅读了教材中小孔成像知识后,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,同学们经过讨论后提出以下猜想:
猜想一:像的形状可能与物体形状有关;
猜想二:像的形状可能与小孔的形状有关。
同学们在辅导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,做成两个小孔形状不同的纸筒,纸筒另一端绷装半透明膜,做好装置后同学们进行实验探究。
(1)物理上将“F”、“E”和“R”形状的LED发光的字称为 。射出的光在同种均匀介质中沿 传播;为了便于观察,该实验最好在 (选填“较明亮”或“较黑暗”)的环境中进行。
(2)同学们将“F”发光字固定好后,先用小圆孔纸筒进行实验,同学们在半透明膜上观察到倒立的“F”,如图所示,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 (上/下)移动,调整后同学们将实验结果记录在设计好的表格后,再换用小方孔纸筒进行实验,并观察记录。
(3)同学们再换用“E”和“R”形状发光字,分别按照实验(2)进行实验,将观察到的结果记录在表中。
实验次数
发光字
小孔形状
像的形状
半透明膜上是否呈现
1
F
圆形
倒立
呈现
2
F
方形
倒立
呈现
3
E
圆形
倒立
呈现
4
E
方形
倒立
呈现
5
R
圆形
倒立
呈现
6
R
方形
倒立
呈现
通过比较1、3、5,同学们验证了猜想一,得出结论:在小孔形状相同时,小孔所成的像与物体的形状 (选填“有关”或“无关”);同学们通过比较1、2,3、4和5、6,得出结论:像的形状可能与小孔的形状 (选填“有关”或“无关”)。
(4)通过研究同学们明白了:树荫下的圆形光斑(如图所示)就是 通过树叶间的小孔在地面上形成的像。
25.在研究“平面镜成像特点”的实验中,选取完全相同的蜡烛A和B。如图所示,在竖直放置的玻璃板前处放一支点燃的蜡烛A。
(1)为了便于观察,该实验最好在较 (选填“亮”或“暗”)的环境中进行;
(2)实验中选择两根完全一样的蜡烛A和B,是为了比较像与物的 关系;
(3)现有厚度为4mm和2mm的两块玻璃板,应选择 mm厚的玻璃板做实验;
(4)如图甲,在玻璃板前面点燃蜡烛A,将另一支不点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动,人眼一直在玻璃板 (选填“A”或“B”)侧观察,直至蜡烛B和蜡烛A的像完全重合;
(5)如果在蜡烛B的位置放一块光屏,光屏 (选填“能”或“不能”)承接到像,这说明平面镜所成的像是 (选填“实”或“虚”)像;
(6)实验过程中,若将玻璃板向左倾斜,如图乙所示,观察到蜡烛A的像的大致位置在图中的 (填“①”或“②”)处。
26.阳阳和他同组同学一起探究凸透镜的成像规律。
(1)如图,在光具座上按图示位置放置,应先调整凸透镜、烛焰和光屏的中心在 ,然后移动蜡烛和光屏的位置,此时在光屏中心呈现了清晰的烛焰的像(如图,光屏上像没有画出),则此凸透镜的焦距为 cm;
(2)阳阳用一张不透明纸把透镜上半部分遮挡住,看到的像会如何变化? (选填“像部分消失”、“像完整亮度不变”或“像完整亮度变暗”);
(3)将蜡烛放在44cm刻度处,接下来的操作应该: 。
27.小强同学用合适的凸透镜、蜡烛、光屏探究凸透镜成像规律。
(1)小强依次将蜡烛、凸透镜、光屏放置在光具座上,按的要求调整好三者中心的位置,但无论怎样移动光屏,在光屏上始终都没能看到烛焰所成的像,原因可能是(写出一个原因即可) ;
(2)如图所示,在光屏上能得到清晰倒立 (选填“放大”、“缩小”或“等大”)的烛焰实像;实验中一只苍蝇落在了透镜上,将透镜遮住了一部分,光屏上 (选填“能”或“不能”)得到烛焰整个像;
(3)小强把蜡烛向左移动,此时他应当向 (选填“左”或“右”)移动光屏,可再次得到清晰的像;然后他又将自己的近视眼镜镜片平行放在凸透镜前,此时他应该将光屏向 (选填“左”或“右”)移动,可再次得到清晰的像。
28.松松同学想要探究光的反射规律,正确组装实验装置如图甲所示,实验过程如下:
次数
1
2
3
4
入射角
30°
40°
50°
60°
反射角
30°
40°
50°
60°
(1)将纸板 放在水平桌面上,当光线沿EO紧贴纸板入射到O点,在同一平面的右侧纸板上观察到反射光线OF,小东在纸板上用笔描出EO和OF的径迹。此时白纸板的作用是 ;
(2)接着他把右侧纸板以ON为轴向前或向后转动(如图乙),这样操作的目的是: ;
(3)在图甲中,若将纸板(连同激光笔)绕PQ向后倾斜,此时反射光束 (填字母);
A.被纸板挡住
B.仍在纸板上呈现
C.在纸板前方
(4)完成实验后,同组的小东和小红想体验“从镜子中看到对方的眼睛,而不想让对方看到自己的眼睛” ,结果没有体验成功。此现象说明 ;
(5)使光束以不同角度入射,进行实验测量数据如上表,由此可得:在反射现象中, 。
29.如图甲所示是小宇同学探究“光的反射规律”的实验装置,用加湿器使整个玻璃罩内充满水雾,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ON,然后用另一个绿色激光笔向O点发出一束光AO,经平面镜反射后沿OB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”),红色激光笔发出的光束ON相当于 ;
(2)将绿色激光笔固定在玻璃罩上后,缓慢转动圆台,可以看到三束光重合,这说明反射光线、入射光线和法线在 内;
(3)利用量角器,测出对应入射光线、反射光线到 (选填“ON”或“镜面”)的夹角,并比较大小;多次测量是为了使实验结论更具有 性;
(4)实验时,小雨发现每次用铅笔把光的传播路径用铅笔描下来非常不方便。认真思考后,她认为在正确操作时,只要在光传播的路径上标记两个合适的点就能确定了,用到的光学知识是光在 中沿直线传播;
(5)如图丙,用固定激光笔照向鼓面上的平面镜,墙面出现一个光点,轻压平面镜左侧鼓面使其稍许凹陷,则墙上光点位置会 (选填“上移”、“不变”或“下移”)。
30.学习了光学知识后,爱动脑筋的小桐和小朵想自己探究小孔成像现象。如图甲所示,她们给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔,可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像。
(1)通过小孔所成的像是 (选填“实像”或“虚像”);
(2)分析比较甲、乙两图,可以得出结论:物体所成的像的形状与 无关;
(3)分析比较甲、丙两图,可以得出结论:物体所成的像的形状与 有关;
(4)为了探究孔的大小是否影响小孔所成的像,则应选择下列乙图所示的 孔,然后用卡片覆盖并移动卡片以改变孔的大小进行实验;
(5)人眼从光屏右侧观察,若将光源顺时针旋转,则屏上的像将 (选填“顺时针”或“逆时针”)旋转;
(6)保持小孔距光屏的位置不变,应将蜡烛向 移动(选填“左”或“右”),可以使得屏上的像变大;
(7)勤于思考的小朵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。
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