第三章 光现象(实验题30道)-【刷好题】2025-2026学年八年级物理上学期热点题型专练(2024北师大版北京)
2025-10-31
|
2份
|
49页
|
255人阅读
|
16人下载
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理北师大版(北京)八年级全一册 |
| 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) | 北京市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.98 MB |
| 发布时间 | 2025-10-31 |
| 更新时间 | 2026-01-19 |
| 作者 | 安信教研 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-10-31 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54653098.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第三章 光现象(实验题30道)
1.小聪在探究光的折射规律实验中,让光从空气分别射入水和玻璃中,测出相应的入射角、折射角,记录在表格中,分析数据,可以得出:
空气中的入射角i/°
0
30
45
60
水中的折射角r/°
0
22
32
40
玻璃中的折射角o/°
0
19
28
35
(1)光从一种介质垂直射入另一种介质时,传播方向 ;
(2)光从空气斜射入其他介质时,折射角随入射角的增大而 ;
(3)光以28°的入射角从玻璃射向空气时,折射角大小为 °;
(4)分析表中数据猜想,光从水中射入空气中,逐渐增大入射角, (选填“入射角”或“折射角”)先达到90°;
(5)小芳对实验进行拓展,如图所示,保证入射光传播方向不变,把容器的右侧略微抬高,折射角 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 不变 增大 45 折射角 不变
【详解】(1)[1]当空气中的入射角为时,水中的折射角r和玻璃中的折射角都为,所以,当光从一种介质垂直射入到另一种介质时,传播方向不变。
(2)[2]由表格中的数据可知:当空气中的入射角逐渐增大时,折射角也随之增大。
(3)[3]光的折射中,光路是可逆的,由表格可知,当光线以入射角从玻璃中射向空气时,则折射角是。
(4)[4]由表中数据可知,光从水中斜射入空气中,折射角大于入射角,逐渐增大入射角,则折射角先达到。
(5)[5]当把容器的右端垫高些时,水面仍然是水平的,即法线方向仍然是竖直方向,所以,入射角不变,所以反射角和折射角也不变化。
2.如图甲是王楠同学利用光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的光路,经过多次实验并记录了数据:
入射角
折射角
(1)由表格中的数据还可以判断:当光以55°的入射角从空气射入玻璃中时,其折射角 30°(选填“等于”、“小于”或“大于”);
(2)当光以30°的入射角从玻璃斜射入空气中时,其折射角是 ,你的依据是:在光的折射中, ;
(3)同班的陈新同学利用图乙探究光从空气斜射入水中时的光路。实验时,光贴着光屏从空气斜射入水中,将F板向后折转一定的角度,则在F板上 (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;
(4)保持图乙的入射光不动,继续往水槽里加适量的水,会看到水槽底部的亮斑B向 移动。
【答案】 大于 45° 光路是可逆的 不能 在 左
【详解】(1)[1]由表格数据可知,当光由空气斜射入玻璃中时,随着入射角的增大,折射角也增大,当入射角等于45度时,折射角为30度,当入射角等于60度时,折射角为37.8度,所以当入射角等于55度时,折射角
(2)[2][3]根据在光的折射中,光路是可逆的,当光由玻璃射入空气时,入射角小于折射角,且当入射角等于30度时,折射角为45度。
(3)[4][5]因折射光线和入射光线和法线在同一平面内,所以光贴着光屏从空气射入水中,该小组同学将F板向后折转一定角度,则在F板上不能看到折射光,此时折射光线、入射光线与法线在同一平面内。
(4)[5]当光从空气斜射入水时,折射角小于入射角,保持入射光不动,继续加水,入射点向左移动,折射角不变,折射光与原来的折射光平行,会看到亮点B向左移动。
3.乐凡同学利用如图所示的装置及两个完全相同的蜡烛甲、乙等器材,探究平面镜所成像的大小与物体到平面镜的距离是否有关。
(1)他用透明薄玻璃板替换平面镜,是为了便于 ;
(2)他将玻璃板垂直放置于水平桌面的白纸上,然后将甲蜡烛点燃后竖直放在薄玻璃板前面的A点,透过玻璃板观察到甲在镜中的像,接下来他应该进行的操作是: ;
(3)乐凡又将点燃的蜡烛甲竖直放在薄玻璃板前面的B点,仿照步骤(2)再次进行实验;
(4)乐凡分析,在改变了物体甲到平面镜的距离后,如果发现 ,则可以得到结论:物体通过平面镜所成像大小与物体到平面镜的距离无关;
(5)请根据乐凡的实验结论以及平面镜成像的特点,在图中大致画出蜡烛甲在平面镜中的像的位置。
【答案】 便于确定像的位置 见详解 像与物体大小相等
【详解】(1)[1]因为玻璃板既能成像,又能透光,用玻璃板代替平面镜是为了便于确定像的位置。
(2)[2]将一支蜡烛点燃,竖直放在薄玻璃板前面的A点处,他可以透过玻璃板观察到A在镜中的像,接下来他应该进行的操作是:用另一支完全相同的不点燃的蜡烛,竖直放置在薄玻璃板后并调整位置,直到从各个角度看去它都跟点燃的蜡烛的像完全重合。
(4)[3]在改变了物体甲到平面镜的距离后,如果发现像与物体大小相等,则可以得到结论:物体通过平面镜所成像大小与物体到平面镜的距离无关。
(5)[4]分别作出图中蜡烛甲两端关于平面镜的对称点,用实线连接蜡烛甲像的两端即可,如图所示:
4.在“探究光的反射规律”的实验中,小莉设计了如图所示的实验,平面镜放在水平桌面上,纸板可绕ON转动。
(1)实验前,应将纸板 放置于平面镜上。一束光EO贴着纸板A绕入射点O沿逆时针方向转动,可观察到反射光束OF沿 时针方向转动;
(2)某时刻入射光线与镜面的夹角为30°时,其反射角等于 ;
(3)将纸板A、B置于同一平面,一束光贴着纸板B沿FO射到O点,反射光束将沿图中的OE方向射出,说明光在反射时 ;
(4)在纸板前从不同方向都可以看到入射光EO的径迹,这是因为光在纸板上发生了 反射。
【答案】 竖直(垂直) 顺 60° 光路可逆 漫
【详解】(1)[1]为了能清晰的在纸板上显示光的传播径迹,需将纸板垂直与平面镜放置。
[2]光EO贴着纸板A绕入射点O沿逆时针方向转动时,入射角变大,反射角始终等于入射角,所以反射角也会随之变大,所以反射光束OF沿顺时针方向转动。
(2)[3]入射光线与镜面的夹角为30°时,入射角为60°,反射角等于入射角,所以反射角也为60°。
(3)[4]将光沿着反射光线的位置入射,反射光将沿着原来入射光线的位置被反射,说明在反射现象中,光路是可逆的。
(4)[5]发生漫反射时,反射光朝四面八方。在纸板前从不同方向都可以看到入射光EO的径迹,说明光在纸板上发生了漫反射。
5.在“探究光的反射定律”实验中:
(1)当入射光线与平面镜的夹角为50°时,反射角为 。
(2)将纸板B沿法线向后折,在纸板上 (选填“能”或“不能”)看到反射光线。
【答案】(1)40°
(2)不能
【详解】(1)当入射光线与平面镜的夹角为50°时,入射角等于
90°−50°=40°根据光的反射定律可知,反射角总是等于入射角,所以反射角也是40°。
(2)因为入射光线、法线、反射光线在同一平面内,如果将纸板B沿法线向后折,入射光沿纸板照射后,反射光线不在纸板上,则我们在纸板上看不到反射光线。
6.探究平面镜成像特点的实验,如图所示。
(1)点燃蜡烛A,眼睛应在图中 (选填“a”或“b”)处观察A在玻璃板后的像;移动与A外形相同的蜡烛B,发现B与A的像重合,说明平面镜所成像与物的大小 ;
(2)得到平面镜成像规律后,若换用面积较大的玻璃板进行实验,蜡烛A的像的大小 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)实验中要进行多次实验,应采取的操作是 。(选填“①”或“②”)
①保持A、B两支蜡烛的位置不变,多次改变玻璃板的位置;
②保持玻璃板位置不变,多次改变蜡烛A的位置,进行与上述相同的操作。
【答案】(1) a 相等
(2)不变
(3)②
【详解】(1)[1][2]把点燃的蜡烛A放在玻璃板前,应在A蜡烛一侧a处观察玻璃板中的像,移动蜡烛B的位置使之与蜡烛A的像重合,说明平面镜所成像与物的大小相等。
(2)若换用面积较大的玻璃板进行实验,像始终与物体大小相等,因而蜡烛所成像的大小将不变。
(3)为了探究像与物到镜面的距离关系,进行多次实验,应采取的操作是保持玻璃板位置不变,多次改变蜡烛A的位置,进行与上述相同的操作。
故选②。
7.同学们“探究平面镜成像特点”。
(1)小华拿一根大小相同的蜡烛放到玻璃板后像的位置,发现它跟像完全重合,由此可知平面镜成 (选填“等大”或“放大”)的像。记录物与像的位置A、A';
(2)经过三次实验得到三组物、像位置点,如图乙所示,物点与像点到镜面的距离是相等的,由此可知, ;
(3)小明自备器材做该实验,在玻璃板前放置一根点燃的蜡烛,看到玻璃板后出现两根蜡烛的像,这是因为 。
【答案】(1)等大
(2)像和物体到平面镜的距离相等
(3)厚玻璃板有两个反射面,两个反射面都会成像
【详解】(1)小华拿一根大小相同的蜡烛放到玻璃板后像的位置,发现它跟像完全重合,由此可知平面镜成的像与玻璃板后的蜡烛大小相等,因两蜡烛完全相同,故可知平面镜成等大的像。
(2)经过三次实验得到三组物、像位置点,如图乙所示,由此可知,像和物体到平面镜的距离的格数据是相同的,即平面镜成的像和物体到平面镜的距离相等。
(3)用厚玻璃板实验时,玻璃板两个面成两个相距较远的像,小明自备器材做该实验,在玻璃板前放置一根点燃的蜡烛,看到玻璃板后出现两根蜡烛的像,这是因为:厚玻璃板有两个反射面,两个反射面都会成像。
8.图是“探究光的折射规律”的实验光路;
(1)如图,将有折射光线的半个光屏向后折转一个角度,观察到光屏上无折射光线,得出结论:折射光线、入射光线与法线 ;
(2)改变入射角的大小,观察折射光线和折射角的变化情况,记录如下:
入射角i
10°
20°
30°
40°
50°
60°
70°
80°
85°
折射角r
8°
15°
22°
29°
35°
41°
45°
47°
48°
折射光线亮度
亮→暗
分析实验数据发现:光从空气斜射入水时,折射角 入射角,折射角随入射角增大而 ;
(3)由表格数据猜想,随着入射角的增大,反射光线的亮度变化情况为 。
【答案】 在同一平面内 小于 增大 变亮
【详解】(1)[1]根据光的折射定律:在折射现象中,折射光线、入射光线分居法线两侧;折射光线、入射光线和法线在同一平面内,所以将有折射光线的半个光屏向后折转一个角度,观察到光屏上无折射光线,得出结论:折射光线、入射光线与法线在同一平面内。
(2)[2][3]由表格数据可知,光从空气斜射入水时,入射角增大,折射角也随着增大,但折射角始终小于入射角。
(3)[4]由表格数据可知,折射光线亮度由亮变暗,即折射光线所分散的能力越来越少了,故随着入射角的增大,反射光线逐渐变亮。
9.某校研究性学习小组进行了一组光学实验活动。
(1)如图甲所示,让太阳光透过硬纸板的圆孔,将红色透明塑料薄膜蒙在硬纸板的圆孔上,在下方白纸上看到光斑的颜色是 ;
(2)如图乙所示,将红、绿、 三种色光照白纸上,中间相互重叠区域会出现白色;
(3)如图丙所示,小明想通过三张纸片上的小孔看见烛焰,他应将烛焰、三个小孔和人眼调到 上,这样操作的依据是 ;
(4)如图丁所示,找一个空的易拉罐,用钉子在易拉罐底部的中央敲一个小孔,将易拉罐的顶部剪去后,蒙上一层塑料薄膜,这样就制成了一个针孔照相机。将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置,人的眼睛应对着 (选填“塑料薄膜”或“小孔”)进行观察,可以看到烛焰的 (选填“正立”或“倒立”)的像。
【答案】 红色 蓝 同一直线 光在同种均匀的介质中沿直线传播 塑料薄膜 倒立
【详解】(1)[1]透明物体可以透过和它颜色相同的色光,红色透明塑料薄膜能透过红光;不透明物体可以反射与它颜色相同的色光,吸收其他色光,白色能反射所以的色光,当红光照射到白纸上时,我们会看到红色。
(2)[2]色光的三原色是红、绿、蓝,所以当红、绿、蓝三种色光照白纸上,中间相互重叠区域会出现白色。
(3)[3][4]光在同种均匀的介质中沿直线传播,所以,小明想通过三张纸片上的小孔看见烛焰,他应将烛焰、三个小孔和人眼调到同一直线上。
(4)[5][6] 小孔成像的原理是光的直线传播,将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置,人的眼睛应对着塑料薄膜进行观察,可以看到烛焰的倒立的像。
10.小明同学在做“探究光的折射规律”的实验,如图是光从空气射入水中时的光路图。实验中发现,入射光线、折射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧。通过实验还得到如表数据:
入射角α
0°
15°
30°
45°
60°
反射角β
0°
15°
30°
45°
60°
折射角γ
0°
11.3°
22.1°
31.8°
40.9°
(1)分析表中的数据,可得出的结论是:
①光从空气斜射到水面时,将同时发生反射和折射现象;
②当光从空气垂直射到水面时,折射角等于 ;当光从空气斜射到水面时,折射角随入射角的变化关系是: ,且折射角 (选填“大于”、“等于”或“小于”)入射角;
③通过对数据的进一步分析可以发现:当光从空气斜射入水中时,随着入射角的增大,折射角数值的变化越来越 (选填“大”或“小”)。
(2)使用上述实验装置,小明同学使光线沿CO方向射向O点,则折射光线将沿 方向射出,这说明在折射现象中,光路 ;同时还可以得出:光从水中斜射入空气中时,折射角 入射角。
【答案】 0° 折射角随入射角的增大而增大 小于 小 OA 是可逆的 大于
【详解】(1)②[1]当光从空气垂直射到水面时,折射角等于0°。
[2][3]由表中数据可知,光从空气斜射到水面时,当入射角不断增大时,折射角也随之增大,故折射角随入射角的变化关系是:折射角随入射角的增大而增大(折射角随入射角的减小而减小),且折射角小于入射角。
③[4]分析表中数据可知,入射角每增大15°,增大的折射角分别为11.3°、10.8°、9.7°、9.1°,所以通过对数据的进一步分析可以发现:当光从空气斜射入水中时,随着入射角的增大,折射角数值的变化越来越小。
(2)[5][6][7]小明同学使光线沿CO方向射向O点,则折射光线将沿OA射出,这说明在光的折射现象中,光路是可逆的;同时说明光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角。
11.小明在实验室探究光的反射和折射规律。实验中,小明将光从空气射向水面,得到的实验数据如下表所示:
入射角/°
0
15
30
45
60
反射角/°
0
15
30
45
60
折射角/°
0
11
22
32
40
(1)通过分析实验数据,你能发现哪些规律?(写出两条即可)
(2)当光从水中射向空气,若入射角为22°,则光在空气中的折射角为多少?
(3)小明想利用紫光探究光的反射定律,他利用三棱镜和遮光板将阳光中的紫光分离出来,如图所示,三种遮挡方法最有可能得到紫光的是哪种方法?
【答案】(1)见解析;(2)光在空气中的折射角为30°;(3)第3种遮挡方法最有可能得到紫光
【详解】(1)由表中数据可知:①在反射现象中,反射角等于入射角;②在反射现象中,反射角随入射角的增大而增大;③在折射现象中,光从空气斜射入水中,折射角小于入射角;④在折射现象中,折射角随入射角的增大而增大;⑤光从空气垂直射入水中,光的传播方向不变。
(2)由表中数据可知,光从空气射向水面时,当入射角为30°时,折射角为22°,根据折射时光路是可逆的,可知,当光从水中射向空气,若入射角为22°,光在空气中的折射角为30°。
(3)白光经三棱镜后,光屏上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带,因为紫光的偏折能力最大,在光屏的最下面,所以第3种遮挡方法最有可能得到紫光。
12. 在探究“光从空气斜射入水和油时,哪种液体对光的偏折本领较大”的实验中,小明提出如下实验方案:先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中,记录下光斑位置(如图甲所示);接着分别倒入水和油(如图乙所示),记录对应的光斑位置,再通过分析就可得到实验结论。
(1)实验时,同学们在水槽底部贴上一把自制纸质刻度尺,这样做的目的是为了确定光斑的 ,以方便比较。
(2)小明实验方案中存在明显问题,请你帮他指出来。答: 没有控制 相同。
(3)某小组同学根据修改后正确的实验方案实验后,所记录的三次光斑的相对位置如图丙所示,经分析可知:光从空气斜射入水和油时, 对光的偏折本领较大。
【答案】 位置 液体的深度相同和入射角 油
【详解】(1)[1]在水槽底部贴上一把自制纸质刻度尺,目的是为了记录液体对光的偏折的光斑的位置,比较液体对光的偏折程度,体现了转换法的思想。
(2)[2]根据控制变量法可知,小明在实验没注意控制液体的深度相同和入射角相同。
(3)[3]根据记录,油中光斑的位置距离空气比较远,因此油对光线的偏折程度大,对光的偏折本领较大。
13.如图是探究“平面镜成像的特点”实验装置。应在 (选填“M” 或“N”)侧观察蜡烛 A 经玻璃板所成的像。在玻璃板前放一支点燃的蜡烛A,拿另一支大小相同的蜡烛 B 在玻璃板后面移动,直到它跟蜡烛A的像完全重合。由此可以得出的结论:平面镜所成的像与物体大小
【答案】 M 相等
【解析】【小题1】[1]平面镜成的像是光的反射形成的虚像,A蜡烛发出的光线经玻璃板反射,被人眼接收,才能看到像,故眼睛在A蜡烛所在这一侧观察。即应在M侧观察蜡烛 A 经玻璃板所成的像。
[2]蜡烛B与蜡烛A大小相等,蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,说明蜡烛B与蜡烛A的像大小相等,故蜡烛A与蜡烛A的像大小相等。由此可以得出的结论:平面镜所成的像与物体大小相等。
14.如图所示,小刚同学用薄玻璃板、白板、刻度尺、光屏和两支完全相同的蜡烛A、B探究平面镜成像的特点。
(1)用薄玻璃板代替平面镜的目的是 。
(2)点燃蜡烛A,在薄玻璃板后面移动不点燃的蜡烛B,直到B与A的像完全重合,用刻度尺测量出蜡烛A到玻璃板的距离和蜡烛B到玻璃板的距离。移动点燃的蜡烛A,多次重复实验后,发现平面镜所成像的大小和物的大小 ,像和物到平面镜的距离 。
(3)移去蜡烛B,在该位置放置的光屏上 (选填“能”或“不能”)承接到蜡烛A的像。
【答案】(1)便于确定像的位置
(2) 相等 相等
(3)不能
【详解】(1)玻璃板既能反射光成像,又能透光看到后面的蜡烛,便于确定像的位置。
(2)[1]蜡烛B与A的像完全重合,且蜡烛A、B完全相同,说明像与物大小相等。
[2]多次测量蜡烛到玻璃板距离,可知像和物到平面镜的距离相等。
(3)平面镜成的是虚像,虚像不能呈现在光屏上,所以移去蜡烛B,在该位置光屏不能承接到蜡烛A的像。
15.如图是小文同学用两支外形相同的蜡烛“探究平面镜成像的特点”。
(1)现有厚度分别为5mm和2mm的两块玻璃板,应选择 mm厚的玻璃板做实验,实验时应该使环境 (选填“较亮”、“较暗”、“都可以”);
(2)用玻璃板代替平面镜的原因是便于找到 的位置,便于研究平面镜的成像特点;
(3)选取相同的蜡烛,是为了便于比较像和物体的 关系;
(4)在实验过程中,把一只点燃的蜡烛放在玻璃板前,再将另一支 蜡烛(选填“点燃”或“不点燃”)放在玻璃板的后面来回移动,直到看上去跟前面的蜡烛的像 ;
(5)当点燃的蜡烛放在玻璃板前面20cm的A处时,玻璃板后B处的蜡烛好像也被“点燃”了;移去B处的蜡烛,将光屏放在B处,发现光屏上并没有蜡烛的像,这说明平面镜所成的像是 像;
(6)在某次实验中,把蜡烛A放到玻璃板前,在玻璃板后的桌面上无论怎样移动蜡烛B,都无法让它与蜡烛A的像完全重合,其原因可能是玻璃板与纸没有相互 。
【答案】 2 较暗 像 大小 不点燃 重合 虚像 垂直
【详解】(1)[1]选取的玻璃板太厚,前后两个面都会成像,会干扰实验,所以选择2mm厚的玻璃板。
[2]实验环境暗一些,蜡烛的像与环境对比更明显,即实验现象会更明显。
(2)[3]玻璃既能透光又能反射光使物体成像,能看到前面物体在玻璃板后面成的像,也能看到玻璃板后面的物体,便于确定像的位置。我们实验时用薄玻璃板代替平面镜。
(3)[4]为了便于比较物与像的大小关系,根据等效替代法可知,我们选取的蜡烛大小应该相同。
(4)[5][6]在玻璃板另一侧的蜡烛不需要点燃,移动该蜡烛,直至与点燃蜡烛的像完全重合。
(5)[7]将光屏放在B处,发现光屏上并没有蜡烛的像,说明蜡烛的像不是由实际光线会聚而成的,是虚像。
(6)[8]实验时要将玻璃板与桌面垂直,因为平面镜所成的像与物体关于平面镜对称,若没有垂直放置,则像不在桌面上,就会出现题中这样无论怎样移动蜡烛B,都无法让它与蜡烛A的像完全重合的现象。
16.某小组选用了图甲中光源、水、水槽、可折转的光屏(带刻度)等器材,用于完成探究“光从空气射入水中时的折射规律”:图丙是光从空气射入水中,入射点为O点,不断改变入射角,读出刻度盘上对应的折射角,将实验结果画在图丙中,其中1和1′、2和2′、3和3′、4和4′分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。试问:
(1)甲图中一束光从空气射入水中,各个方向的同学都能观察到此现象,是因为光发生了 反射;
(2)当光从空气垂直射到水面时,折射角等于 度;
(3)图乙中的把光屏向后翻的目的是为了 ;
(4)由图丙可以得到:光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而 。
【答案】 漫 0 验证三线共面 增大
【详解】(1)[1]甲图中一束光从空气射入水中,光线在光屏上传播时发生漫反射,各个方向的同学都能观察到此现象。
(2)当光从空气垂直射到水面时,由图丙1可知,入射角为0°,折射角等于0°,即垂直入射时,光在空气和水的界面不发生折射。
(3)[3]图乙中的把光屏向后翻折,不能在光屏上看到折射光线,目的是为了验证入射光线。折射光线、法线在同一平面内。
(4)[4]由图丙可知,入射角增大,折射角随着增大,可得结论:光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而增大。
17.某小组同学设计了如图甲所示的实验装置探究光的折射规律,在玻璃水槽中竖直放置的光屏由E和F两个半圆形光屏组成,其竖直方向的直径NOM为两半圆的分界线。
(1)将光屏F调至与光屏E在同一平面内,保持入射点O不变,多次改变入射光线AO与ON的夹角进行实验:
入射角
折射角
分析表格中的数据可知,当光从空气垂直射入水中时,光的传播方向 ;
(2)为了能够更清晰地看清水中的光路,我们可以在水中加入适量的 ;
(3)另一小组的小华在做光的折射实验时,将一束光以相同的入射角从空气分别斜射入水和玻璃中,如图乙所示。分析实验现象可知折射角是 (选填“不同”或“相同”)的,水对光的折射本领 (选填“大于”“等于”或“小于”)玻璃对光的折射
本领。
【答案】(1)不改变
(2)在水中加入少许牛奶
(3) 不同 小于
【详解】(1)当光从空气垂直射入水中时,入射角和折射角都为0°,光的传播方向不改变。
(2)为了更清晰地看到光路,应使水稍微浑浊一些,可以放入少量的牛奶,就能看到入射光线、折射光线。
(3)[1]由图乙知道,第一个图中的折射角为
折射角小于入射角,第二个图中的折射角为
折射角小于入射角,这表明不同介质对光的折射本领是不同的。
[2]由图知道,光不管是从空气斜射入水中,还是从空气斜射入玻璃中,折射光线都要靠近法线,折射角都小于入射角,因此可知,光以相同的入射角从空气斜射入不同的介质中折射角是不相同的,由在水中的折射角要大于在玻璃中的折射角,可知,水对光的折射本领小于玻璃对光的折射本领。
18.同学们利用实验器材进行以下光学实验。
(1)如图甲所示,人眼通过三个不透明板A、B、C的小孔去观察烛焰,此时人眼从小孔中看见的 (选填“是”或“不是”)烛焰通过小孔成的像。若撤去不透明板A,移动不透明板B,可以在不透明板B上观察到烛焰的 (选填“虚”或“实”)像;
(2)如图乙所示,在探究“平面镜成像的特点”实验中,桌面上已给出的器材有:带支架的薄玻璃板、铅笔各一个,白纸一张,火柴一盒;
①点燃放置在 (填“A一侧”或“B一侧”)的蜡烛时,眼睛在A一侧观察,移动另一支蜡烛;
②如果在图中蜡烛的像的位置上放一张白纸板做屏幕,则白纸板上将 (填写“有”或“没有”)蜡烛的像;这说明: ;
③若点燃的蜡烛与薄玻璃板之间的距离为10cm。保持点燃的蜡烛不动,将薄玻璃板靠近点燃的蜡烛方向平移1cm,则烛焰的像将 (选填“靠近”或“远离”)点燃的蜡烛方向平移 cm;
④请利用平面镜成像的特点,在图丁中画出图丙钟表时针和分针在平面镜中的像 。
【答案】 不是 实 A一侧 没有 平面镜成虚像 靠近 1 见解析
【详解】(1)[1][2]人眼通过三个不透明板A、B、C的小孔去观察烛焰,烛焰发出的光线沿直线传播,此时观察到的是烛焰,而不是烛焰的像;若撤去不透明板A,移动不透明板B,烛焰通过小孔C成像,其原理是小孔成像,故看到的是实像。
(2) ①[3]寻找蜡烛A的像的位置时,眼睛应在蜡烛A一侧观察,因为平面镜靠近A侧是反射面,经过光的反射,人眼逆着反射光线看到像,故应该在蜡烛A侧观察到蜡烛A的像。
②[4][5]平面镜成像原理是光的反射,逆着反射光线看到了像,说明平面镜成虚像,虚像不能呈现在光屏上,则白纸板上将没有承接到烛焰的像。
③[6][7]保持点燃的蜡烛不动,玻璃板靠近蜡烛A,则烛焰的像将靠近点燃的蜡烛方向平移1cm。
④[8]如图作时针和分针关于平面镜的对称图形,画图如下:
19.“探究光的反射定律和光的折射规律”的实验装置如图所示。请你完成下列问题:
(1)如图甲所示,保持激光笔射出的入射光紧贴着光屏射向水面,若将圆形可折转光屏的右侧半个光屏以直径NOM为轴向后旋转一个角度,则正对纸面观察,在光屏上______(选填代表正确答案的字母);
A.只能看到反射光路 B.反射光路和折射光路均看不到
C.只能看到折射光路 D.同时看到反射光路和折射光路
(2)如图乙所示,将一束光从一种介质斜射入另一种介质中,光发生了反射与折射,根据光的反射定律和光的折射规律可知图乙中折射光线与分界面的夹角为 。(填写夹角的度数)
【答案】(1)B
(2)60°
【详解】(1)光从空气斜射入水或其它介质时,反射光线、折射光线与入射光线、法线在同一平面内,若将光屏绕直径NOM向后折转,反射光线与光屏不在同一平面内,折射光线与光屏也不在同一平面内,则在光屏上反射光线和折射光线均看不到,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(2)图乙中将一束光从一种介质斜射入另一种介质中,光发生了反射与折射,根据光的反射定律和光的折射规律知道,图乙中AB为分界面,折射光线与分界面的夹角为
20.如图甲所示,用易拉罐制作的简易针孔照相机,做小孔成像实验。
(1)利用针孔照相机观察蜡烛的成像时,孔对着 (选填“蜡烛”或“眼睛”),可观察所成的像;
(2)将蜡烛靠近针孔照相机少许,蜡烛的像将 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)正午时,小华在地面上铺一张白纸,将刻有边长为1cm的小孔的纸板正对着太阳,保持纸板与白纸的距离为30cm,观察白纸上的光斑。为了研究小孔大小对成像的影响,小明又设计了四种有不同形状孔的卡片甲,并用另一张卡片乙覆盖在甲上。如乙图所示。接着,从图示位置沿箭头方向水平移动乙,改变孔的大小,观察光斑形状的变化情况,能满足实验要求的 (选填“A”、“B”、“C”或“D”)理由是: ;
(4)①正对着太阳,保持纸板与地面距离不变,地面的白纸上出现亮斑,缓慢向左移动覆盖卡片乙,改变透光孔的大小,观察到的现象是:刚开始时,白纸上光斑大小将 (选填“变大”、“不变”或“变小”),光斑亮度 (选填“增强”、“不变”或“减弱”);②当小孔足够小时,此时光斑形状是圆形,继续移动覆盖的卡片,减小通光孔的大小,白纸上光斑大小将 (选填“变大”、“不变”或“变小”),光斑亮度 (选填“增强”、“不变”或“减弱”);
(5)晴天的正午时分,走在公园的树林里,小华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 。
【答案】(1)蜡烛
(2)变大
(3) A 只有A改变了孔的大小形状不变,其他的改变孔的大小的同时改变了形状;
(4) 变小 不变 不变 减弱
(5)树叶缝隙到地面距离不同
【详解】(1)孔应该对着蜡烛,让火焰的光线通过小孔进入筒内,可观察到塑料薄膜上形成的像。
(2)将蜡烛靠近针孔照相机少许,蜡烛的像将变大,因为物距变小,像变大。
(3)[1][2]从图示位置沿箭头方向水平移动乙,改变孔的大小,观察光斑形状的变化情况,能满足实验要求的A,理由是:只有A改变了孔的大小形状不变,其他的改变孔的大小的同时改变了形状;而BCD图中从图示位置沿箭头方向水平移动乙时,孔的大小和形状都改变。故应该选择A图。
(4)[1][2]因为太阳光是平行光,开始时孔较大,所以形成的是和孔面积大小相等的光斑,而且亮度与孔大小无关,光斑亮度不变;则减小孔的大小时,白纸上光斑大小将变小,光斑亮度不变。
[3][4]当小孔到地面的距离一定时小孔越来越小地面上就越容易得到太阳的像(小孔成像),此时光斑形状是圆形;继续移动覆盖的卡片,减小通光孔的大小,白纸上光斑大小将不变,光斑亮度减弱。
(5)树叶缝隙到地面距离不同,太阳到孔的距离都近似相等的,但缝隙大小不同,那么较大的缝隙会形成较大的圆形光斑,而较小的缝隙则会形成较小的圆形光斑。这是因为缝隙越大,通过的光线就越多,形成的像也就越大;反之,缝隙越小,通过的光线就越少,形成的像也就越小。
21.某同学用身边的器材验证平面镜成像特点,实验操作如下:
①在水平桌面上铺一张白纸,在白纸上竖立一透明玻璃板,在白纸上沿透明玻璃板画一条直线;
②取两个相同的矿泉水瓶盖a、b,盖的边缘涂上印泥,在玻璃板一侧放置瓶盖a且用力按一下,观察a在玻璃板中的像。手持瓶盖b移至与a像重合。稍用力按下b记录a像的位置;
③多次改变a的位置,重复步骤②,白纸上得到对应的物、像痕迹。
请回答下列问题:
(1)为保证实验效果,下列操作正确的是 。
A.实验过程中玻璃板底边必须与所画直线重合
B.实验过程中玻璃板底边与直线平行即可
C.玻璃板必须垂直纸面
D.玻璃板可适当倾斜
E.应选用较厚的玻璃板
(2)若不使用直尺和三角板,要验证物、像是否对称,接下来进行的实验操作是 。
【答案】 AC 见详解
【详解】(1)[1]AB.因玻璃板有一定的厚度,为了减小误差,将玻璃板的前表面(反射面)与所画直线重合,效果最好,故A正确,B错误;
CD.为了使后面瓶盖与前面瓶盖的像完全重合,玻璃板要与纸面垂直,故C正确,D错误;
E.玻璃板较厚,两个面都会发生反射,所以应该用较薄玻璃板,故E错误。
故选AC。
(2)[2]要验证物、像是否对称,可以把白纸沿所画直线对折,看物的位置像的位置能否重合。
22.如图甲所示,小西在一次检查视力时发现用到了平面镜,这激起了她探究平面镜成像特点的欲望,于是她利用图乙所示的装置进行实验,图中A、B是两只外形相同的蜡烛。
(1)在相同条件下, (填“平面镜”或“玻璃板”)所成的像更清晰,小西选择玻璃板代替平面镜目的是方便确定 ;
(2)小西点燃玻璃板前的蜡烛A,观察蜡烛A经玻璃板 (填“反射”或“折射”)所成的像;移动蜡烛B,直到B与A的像完全重合,此时蜡烛A和B到玻璃板的距离是 的;
(3)保持镜前蜡烛A的位置不动,小西将玻璃板水平向左平移。蜡烛A的像将 (填“向左移”、“位置不动”或“向右移”);
(4)实验后小西明白了平面镜在检查视力时的作用。如甲所示,要求测量距离为5m,房间宽度3m,小西距离平面镜的距离是 。
【答案】 平面镜 像的位置 反射 相等 位置不动 2
【详解】(1)[1]在相同条件下,平面镜所成的像更清晰,因为玻璃板是透明的,能看到后面物体,与所成的像混淆。
[2]小西选择玻璃板代替平面镜目的是方便对比像与玻璃板后面的物体,从而确定像的位置。
(2)[3]小西点燃玻璃板前的蜡烛A,蜡烛A发出光线,在玻璃板表面反射,会成像,不是折射的光线。
[4]根据平面镜的成像规律,物到平面镜的距离,大小等于像到平面镜的距离,所以移动蜡烛B,直到B与A的像完全重合,此时蜡烛A和B到玻璃板的距离是相等的。
(3)[5]保持镜前蜡烛A的位置不动,小西将玻璃板水平向左平移,根据平面镜的成像规律,像与物的连线垂直镜面,所以蜡烛A不动,则蜡烛A的像也不动,否则,蜡烛A与蜡烛A的像连线不垂直镜面。
(4)[6]从图中可以看到,视力表与平面镜的距离是3m,根据平面镜的成像规律可知,视力表的像与平面镜的距离也是3m,由题意可知,要求测量距离为5m,即小西与视力表的像的距离是5m,则小西距离平面镜的距离是
小西距离平面镜的距离是2m。
23.小明同学对如图甲所示的插图提出质疑,认为物体浸入水中的部分应该在水面处“错位”,且水中部分比空气中部分看起来要粗一些。为此,小明准备了玻璃杯、铅笔、水等物品,对“竖直插入水中的铅笔发生偏折情况”进行探究。
(1)当竖直插入水中的铅笔在玻璃杯左端时,水下部分向左发生显著偏折,如图乙所示。移至玻璃杯右端时,水下部分向右发生显著偏折,如图丁所示。当铅笔在中间位置时,如图丙所示,观察到的现象是 ,由此判断中间位置是发生偏折的分界点;
(2)小明注意到铅笔在三处位置共同的成像特点是 ,由此判断盛水的玻璃杯类似于 ;
(3)小明根据实验绘制铅笔在左端时的光路图,并进行分析,其中符合实际的是( ),由此可知铅笔水下部分向左显著偏折的原因是 。
A.B.C.
【答案】 水中铅笔的左右两边均变大 放大 放大镜 C 水中的入射角小于空气中的折射角
【详解】(1)[1]由图丙得,观察到的现象是水中铅笔的左右两边均变大,且变大程度相同,由此判断中间位置是发生偏折的分界点。
(2)[2][3]小明注意到铅笔在三处位置共同的成像特点是像均变大,由此判断盛水的玻璃杯类似于凸透镜中的放大镜,起到放大作用。
(3)[4][5]水中的入射角小于空气中的折射角,眼睛以为光是沿直线传播,所以导致铅笔在左端时,像向左变偏折,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
24.实验小组同学在探究光的折射规律时,在一装有水的容器中放置一个光源,让光从水斜射入空气中,发现既有光线反射回水中,又有光线进入空气,如图 所示。他们分别测得入射角α、反射角β、折射角γ的大小,然后多次改变入射角大小,并测得相应的反射角和折射角的大小,填入下表中。
实验序号
入射角a(度)
反射角β(度)
折射角γ(度)
1
10
10
12.7
2
20
20
26.1
3
30
30
40.5
4
40
40
56.1
5
48.8
48.8
90
6
60
60
7
70
70
(1)分析表格第2列、第3列数据可知,在光的反射现象中 ;
(2)分析表格第2列、第4列和实验序号1、2、3、4、5 的入射角和折射角大小及其变化数据可知,当光从水中斜射入空气中时, ;
(3)分析实验序号5 可知,当入射角增大到一定值时,折射角为 90 度,如果继续增大入射角,请你推理将会发生什么现象: ;
(4)在 1、2、3、4 组实验中,让另一束光逆着折射光线方向射入水中,其折射光线刚好射到光源的位置上,因为在折射中 ;
(5)实验小组的同学查资料得:“当光线以相同的入射角分别斜射入水和玻璃中时,在玻璃中的折射光线向法线偏折更明显,这说明玻璃对光的折射能力比水强。”结合这句话和表中数据及相关信息,当光线从空气斜射入玻璃中时, (选填:“一定不”、“不一定”或“一定”)会发生第(3) 问中的现象。
【答案】(1)反射角等于入射角
(2)折射角大于入射角
(3)全反射现象
(4)光路可逆
(5)一定不
【详解】(1)分析表格第2列、第3列数据可知,在光的反射现象中,入射角增大,反射角也增大,且反射角等于入射角。
(2)分析表格第2列、第4列和实验序号1、2、3、4、5的入射角和折射角大小及其变化数据可知,当光从水中斜射入空气中时,入射角增大,折射角也增大,且折射角大于入射角。
(3)在实验序号5中,当入射角增大到一定值时,折射角达到了90度。这意味着折射光线已经沿着介质表面传播,即与介质表面相切。如果此时我们继续增大入射角,那么折射角将无法再增大(因为最大只能为90度),而光线将无法在第二种介质中继续传播。此时,光线将全部被反射回原介质中,且反射光线、入射光线和法线都将处在同一平面内,反射光线和入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。这种现象被称为全反射。故我们可以推理得出:当入射角增大到一定值,折射角为90度时,如果继续增大入射角,将会发生全反射现象,即光线将全部被反射回原介质中。
(4)在1、2、3、4组实验中,当光线从空气射入水中时,我们观察到了折射现象。现在,我们让另一束光逆着折射光线的方向射入水中,根据光路可逆的原理,我们可以推断出这束光线在水中的折射光线将会刚好射到原来的光源位置上。故原因是在折射中光路是可逆的。
(5)当光线从空气(光疏介质)斜射入玻璃(光密介质)时,无论入射角如何变化,折射角都不可能达到90∘(因为折射角总是小于入射角),所以也就不可能满足全反射的条件。因此,在这种情况下,一定不会发生全反射现象。
25.下面是“圆梦组”和“追梦组”的同学探究小孔成像实验的过程:
(1)①“圆梦组”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端用半透明纸制作成光屏,小孔成像的原理是: ;
②实验中小孔最好对着 (选填“明亮的窗外”或“较暗的空内”)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。
小孔形状
□
△
小孔最大外径/mm
1
5
10
1
5
10
地面光斑形状
小孔距地面10cm时
□
□
□
△
△
△
小孔距地面20cm时
○
□
□
○
△
△
小孔距地面40cm时
○
□
□
○
△
△
小孔距地面80cm时
○
○
□
○
○
△
小孔距地面120cm时
○
○
○
○
○
○
小孔距地面200cm时
○
○
○
○
○
○
(2)上表是“追梦组”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:分析表格内的结果,同学们得出了一些结论,请补充完整:
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当小孔到地面的距离足够远,地面上的圆形光斑,这是太阳的像;
③如上表所示,当小孔的最大外径为5mm,小孔距地80cm时,用一张卡片覆盖在△孔上,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”);
④最后“追梦组”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 。
A. B.C. D.
【答案】 光沿直线传播 明亮的窗外 上 一致的 不变 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,应将物体向上移动。
(2)①[4]由表中实验数据知道,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。
③[5]小孔所成的像与孔的形状无关,与物体的形状相同,用一张卡片覆盖在Δ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,通过的光线变少,亮度变暗。
④[6]A.根据实验数据可知,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,形成与孔形状相同的光斑,故A不符合题意;
B.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,可以成倒立缩小的实像,故B不符合题意;
C.当纸板离地面的距离,足够小时,太阳光通过4mm的小孔和1cm的大孔时,由于光的直线传播,形成与孔形状相同的光斑,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,到地面的距离和到地面的距离是相同的,故其成的像的大小相同,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。
26.小强同学为了探究平面镜成像特点,准备如下器材:各种长度的蜡烛若干、平面镜一块、玻璃板一块、白纸一张(如图甲所示)
(1)除了图甲中画出的器材,本实验中还需要的测量工具是 。
(2)平面 M所选的器材是 (选填“平面镜”或“玻璃板”) 这样选择,主要是为了 。
(3)小强把蜡烛 A 点燃放在 M前面,再把其它各支蜡烛依次放在 M后面适当位置,当某支 蜡烛放在后面时,人眼在 M的 (选填“前面”或“后面”)观察,看起来那支蜡烛也被点燃了一样。此时,后面的那支蜡烛与蜡烛 A的大小关系是 。
【答案】 刻度尺 玻璃板 便于确定像的位置 前面 大小相等
【详解】(1)[1]除了图甲中画出的器材,本实验中测量物距、像距需要测量工具刻度尺。
(2)[2][3]平面M应选用玻璃板,是因为玻璃板是透明的,即可以反射成像,又能透过光线,便于准确确定像的位置。
(3)[4][5]当某支蜡烛放在后面时,人眼在M的前面观察,看起来那支蜡烛也被点燃了一样,后面的那支蜡烛与蜡烛 A的大小相等,由此证明了像与物体的大小相等。
27.如图是小明探究光的反射规律的实验装置,在平面镜上放置一块硬纸板,纸板由可以绕ON直线转折的两部分组成。
(1)采用可转折的两部分纸板是为了探究 是否在同一平面内;
实验次数
入射角
反射角
1
20°
70°
2
30°
60°
3
50°
40°
(2)实验中,从纸板前不同的方向都能看到纸板上光的径迹,这是因为光在纸板上发生了 反射(选填“镜面”或“漫”);
(3)小明让一束光贴着纸板射到平面镜上,在纸板上会看到反射光的径迹。改变入射角的大小,实验所测得数据如表所示,他根据表中数据得出的结论和其他同学的结论并不一致。请你分析小明测量实验数据过程中出现的问题可能是 。
【答案】 反射光线与入射光线和法线 漫 见解析
【详解】(1)[1]当将另一侧纸板向前或向后折时,该纸板上就看不到反射光线,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面上,所以采用可转折的两部分纸板是为了研究反射光线与入射光线和法线是否在同一平面内。
(2)[2]实验时从纸板前不同的方向都能看到光的传播路径,是由于纸板表面凹凸不平,光在这里发生了漫反射的缘故。
(3)[3]反射角是反射光线与法线的夹角,入射角是入射光线与法线的夹角,当入射角分别为20°、30°、50°时,因为反射角等于入射角,反射角也应分别是20°、30°、50°,而70°,60°,40°正好是反射光线与镜面的夹角,所以是把反射光线与镜面的夹角当成了反射角。
28.某小组选用了图甲中光源、水、水槽、可折转的光屏(带刻度)等器材,用于完成探究“光从空气射入水中时的折射规律”:
(1)使用光屏,是为了使光发生 显示光路,用可折转的光屏,便于观察折射光线和入射光线是否 ;
(2)光从空气射入水中,入射点为O点,不断改变入射角,读出刻度盘上对应的折射角,将实验结果画在图丙中,其中1和1′、2和2′、3和3′、4和4′分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。由此可得出,光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而 ,且折射角 (填“大于”、“等于”或“小于”)入射角;折射角的增大值 (填“大于”、“等于”或“小于”)入射角的增大值,当光从空气垂直射入水中时,折射角等于 度;
(3)图丙中当激光笔从水中沿3′方向射入O点,则折射光线将会与 (选填“1”、“2”、“3”或“4”)重合,说明折射时光路是 的。
【答案】 漫反射 在同一平面内 增大 小于 小于 0 3 可逆
【详解】(1)[1]使用光屏,是为了使光发生漫反射时能显示光路。
[2]将光屏的半部分向前后翻折,就不会看到折射光线,只有当整个光屏为一平面时,才能够看到折射光线,说明入射光线、折射光线、法线共面,这说明使用可折转的光屏,是为了观察折射光线和入射光线是否在同一平面内。
(2)[3][4]由图丙可知,当入射角逐渐减小,则折射角逐渐减小,入射角增大时,折射角也随着增大,即当光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而增大,随入射角的减小而减小,且折射角小于入射角。
[5]由图丙可知,折射角的增大值小于入射角的增大值。
[6]当光从空气垂直射到水面时,传播方向不变,此时入射角等于0度,折射角等于0度。
(3)[7][8]图丙中当激光笔从水中沿3′方向射入O点,则折射光线将会与3重合,说明折射时光路是可逆的。
29.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)利用图甲所示的装置进行探究,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)利用如图乙所示的装置进行探究。让一束光紧贴纸板射到平面镜上,发现白板上能否同时呈现入射光和反射光?答: ;
实验序号
入射角
反射角
①
30°
30°
②
45°
45°
③
60°
60°
(3)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:反射角与入射角大小 ;
(4)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: ;
(5)如图丙所示,将一束光照射到平面镜上,它的反射光在光屏上形成一个光斑,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 移动;
(6)自行车尾灯是由许多角反射器组成的反光装置,角反射器是由互相垂直的反光面组成的。当汽车的灯光照在尾灯上时,司机看到尾灯特别亮,原因是:其三个反射面相互垂直,其中两个反射面如图丁所示,一束光只在这两个反射面发生了反射,请在图丁中画出这束光反射的光路图。
【答案】(1)同一平面上
(2)不能
(3)相等
(4)光路是可逆的
(5)下
(6)
【详解】(1)将纸板B绕接缝ON向前或向后翻折,发现当纸板B和纸板A在同一平面内时,B板上才能够呈现出反射光线,说明光的反射定律中,入射光线和反射光线、法线三条光线在同一平面内。
(2)由图乙可知,白板与平面镜不垂直,则法线不在该白板上,入射光线、反射光线、法线不在纸板平面内,由于在光的反射定律中,入射光线、反射光线、法线三线在同一个平面内,所以不能看到白板上同时呈现反射光和入射光。
(3)分析表格中的数据发现,反射角的角度总是等于入射角得角度,所以由此可知:反射角与入射角大小相等。
(4)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,沿着原来的路径返回,故说明光路是可逆的。
(5)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,入射光线偏离法线,反射光线也偏离法线,故光斑向下移动。
(6)过入射点做法线垂直于镜面,由于反射角等于入射角,做出反射光线射向下方的平面镜,过入射点在做出法线垂直于镜面,由于反射角等于入射角,再做出反射光线,如下图所示:
30.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
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$
第三章 光现象(实验题30道)
1.小聪在探究光的折射规律实验中,让光从空气分别射入水和玻璃中,测出相应的入射角、折射角,记录在表格中,分析数据,可以得出:
空气中的入射角i/°
0
30
45
60
水中的折射角r/°
0
22
32
40
玻璃中的折射角o/°
0
19
28
35
(1)光从一种介质垂直射入另一种介质时,传播方向 ;
(2)光从空气斜射入其他介质时,折射角随入射角的增大而 ;
(3)光以28°的入射角从玻璃射向空气时,折射角大小为 °;
(4)分析表中数据猜想,光从水中射入空气中,逐渐增大入射角, (选填“入射角”或“折射角”)先达到90°;
(5)小芳对实验进行拓展,如图所示,保证入射光传播方向不变,把容器的右侧略微抬高,折射角 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
2.如图甲是王楠同学利用光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的光路,经过多次实验并记录了数据:
入射角
折射角
(1)由表格中的数据还可以判断:当光以55°的入射角从空气射入玻璃中时,其折射角 30°(选填“等于”、“小于”或“大于”);
(2)当光以30°的入射角从玻璃斜射入空气中时,其折射角是 ,你的依据是:在光的折射中, ;
(3)同班的陈新同学利用图乙探究光从空气斜射入水中时的光路。实验时,光贴着光屏从空气斜射入水中,将F板向后折转一定的角度,则在F板上 (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;
(4)保持图乙的入射光不动,继续往水槽里加适量的水,会看到水槽底部的亮斑B向 移动。
3.乐凡同学利用如图所示的装置及两个完全相同的蜡烛甲、乙等器材,探究平面镜所成像的大小与物体到平面镜的距离是否有关。
(1)他用透明薄玻璃板替换平面镜,是为了便于 ;
(2)他将玻璃板垂直放置于水平桌面的白纸上,然后将甲蜡烛点燃后竖直放在薄玻璃板前面的A点,透过玻璃板观察到甲在镜中的像,接下来他应该进行的操作是: ;
(3)乐凡又将点燃的蜡烛甲竖直放在薄玻璃板前面的B点,仿照步骤(2)再次进行实验;
(4)乐凡分析,在改变了物体甲到平面镜的距离后,如果发现 ,则可以得到结论:物体通过平面镜所成像大小与物体到平面镜的距离无关;
(5)请根据乐凡的实验结论以及平面镜成像的特点,在图中大致画出蜡烛甲在平面镜中的像的位置。
4.在“探究光的反射规律”的实验中,小莉设计了如图所示的实验,平面镜放在水平桌面上,纸板可绕ON转动。
(1)实验前,应将纸板 放置于平面镜上。一束光EO贴着纸板A绕入射点O沿逆时针方向转动,可观察到反射光束OF沿 时针方向转动;
(2)某时刻入射光线与镜面的夹角为30°时,其反射角等于 ;
(3)将纸板A、B置于同一平面,一束光贴着纸板B沿FO射到O点,反射光束将沿图中的OE方向射出,说明光在反射时 ;
(4)在纸板前从不同方向都可以看到入射光EO的径迹,这是因为光在纸板上发生了 反射。
5.在“探究光的反射定律”实验中:
(1)当入射光线与平面镜的夹角为50°时,反射角为 。
(2)将纸板B沿法线向后折,在纸板上 (选填“能”或“不能”)看到反射光线。
6.探究平面镜成像特点的实验,如图所示。
(1)点燃蜡烛A,眼睛应在图中 (选填“a”或“b”)处观察A在玻璃板后的像;移动与A外形相同的蜡烛B,发现B与A的像重合,说明平面镜所成像与物的大小 ;
(2)得到平面镜成像规律后,若换用面积较大的玻璃板进行实验,蜡烛A的像的大小 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)实验中要进行多次实验,应采取的操作是 。(选填“①”或“②”)
①保持A、B两支蜡烛的位置不变,多次改变玻璃板的位置;
②保持玻璃板位置不变,多次改变蜡烛A的位置,进行与上述相同的操作。
7.同学们“探究平面镜成像特点”。
(1)小华拿一根大小相同的蜡烛放到玻璃板后像的位置,发现它跟像完全重合,由此可知平面镜成 (选填“等大”或“放大”)的像。记录物与像的位置A、A';
(2)经过三次实验得到三组物、像位置点,如图乙所示,物点与像点到镜面的距离是相等的,由此可知, ;
(3)小明自备器材做该实验,在玻璃板前放置一根点燃的蜡烛,看到玻璃板后出现两根蜡烛的像,这是因为 。
8.图是“探究光的折射规律”的实验光路;
(1)如图,将有折射光线的半个光屏向后折转一个角度,观察到光屏上无折射光线,得出结论:折射光线、入射光线与法线 ;
(2)改变入射角的大小,观察折射光线和折射角的变化情况,记录如下:
入射角i
10°
20°
30°
40°
50°
60°
70°
80°
85°
折射角r
8°
15°
22°
29°
35°
41°
45°
47°
48°
折射光线亮度
亮→暗
分析实验数据发现:光从空气斜射入水时,折射角 入射角,折射角随入射角增大而 ;
(3)由表格数据猜想,随着入射角的增大,反射光线的亮度变化情况为 。
9.某校研究性学习小组进行了一组光学实验活动。
(1)如图甲所示,让太阳光透过硬纸板的圆孔,将红色透明塑料薄膜蒙在硬纸板的圆孔上,在下方白纸上看到光斑的颜色是 ;
(2)如图乙所示,将红、绿、 三种色光照白纸上,中间相互重叠区域会出现白色;
(3)如图丙所示,小明想通过三张纸片上的小孔看见烛焰,他应将烛焰、三个小孔和人眼调到 上,这样操作的依据是 ;
(4)如图丁所示,找一个空的易拉罐,用钉子在易拉罐底部的中央敲一个小孔,将易拉罐的顶部剪去后,蒙上一层塑料薄膜,这样就制成了一个针孔照相机。将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置,人的眼睛应对着 (选填“塑料薄膜”或“小孔”)进行观察,可以看到烛焰的 (选填“正立”或“倒立”)的像。
10.小明同学在做“探究光的折射规律”的实验,如图是光从空气射入水中时的光路图。实验中发现,入射光线、折射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧。通过实验还得到如表数据:
入射角α
0°
15°
30°
45°
60°
反射角β
0°
15°
30°
45°
60°
折射角γ
0°
11.3°
22.1°
31.8°
40.9°
(1)分析表中的数据,可得出的结论是:
①光从空气斜射到水面时,将同时发生反射和折射现象;
②当光从空气垂直射到水面时,折射角等于 ;当光从空气斜射到水面时,折射角随入射角的变化关系是: ,且折射角 (选填“大于”、“等于”或“小于”)入射角;
③通过对数据的进一步分析可以发现:当光从空气斜射入水中时,随着入射角的增大,折射角数值的变化越来越 (选填“大”或“小”)。
(2)使用上述实验装置,小明同学使光线沿CO方向射向O点,则折射光线将沿 方向射出,这说明在折射现象中,光路 ;同时还可以得出:光从水中斜射入空气中时,折射角 入射角。
11.小明在实验室探究光的反射和折射规律。实验中,小明将光从空气射向水面,得到的实验数据如下表所示:
入射角/°
0
15
30
45
60
反射角/°
0
15
30
45
60
折射角/°
0
11
22
32
40
(1)通过分析实验数据,你能发现哪些规律?(写出两条即可)
(2)当光从水中射向空气,若入射角为22°,则光在空气中的折射角为多少?
(3)小明想利用紫光探究光的反射定律,他利用三棱镜和遮光板将阳光中的紫光分离出来,如图所示,三种遮挡方法最有可能得到紫光的是哪种方法?
12. 在探究“光从空气斜射入水和油时,哪种液体对光的偏折本领较大”的实验中,小明提出如下实验方案:先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中,记录下光斑位置(如图甲所示);接着分别倒入水和油(如图乙所示),记录对应的光斑位置,再通过分析就可得到实验结论。
(1)实验时,同学们在水槽底部贴上一把自制纸质刻度尺,这样做的目的是为了确定光斑的 ,以方便比较。
(2)小明实验方案中存在明显问题,请你帮他指出来。答: 没有控制 相同。
(3)某小组同学根据修改后正确的实验方案实验后,所记录的三次光斑的相对位置如图丙所示,经分析可知:光从空气斜射入水和油时, 对光的偏折本领较大。
13.如图是探究“平面镜成像的特点”实验装置。应在 (选填“M” 或“N”)侧观察蜡烛 A 经玻璃板所成的像。在玻璃板前放一支点燃的蜡烛A,拿另一支大小相同的蜡烛 B 在玻璃板后面移动,直到它跟蜡烛A的像完全重合。由此可以得出的结论:平面镜所成的像与物体大小
14.如图所示,小刚同学用薄玻璃板、白板、刻度尺、光屏和两支完全相同的蜡烛A、B探究平面镜成像的特点。
(1)用薄玻璃板代替平面镜的目的是 。
(2)点燃蜡烛A,在薄玻璃板后面移动不点燃的蜡烛B,直到B与A的像完全重合,用刻度尺测量出蜡烛A到玻璃板的距离和蜡烛B到玻璃板的距离。移动点燃的蜡烛A,多次重复实验后,发现平面镜所成像的大小和物的大小 ,像和物到平面镜的距离 。
(3)移去蜡烛B,在该位置放置的光屏上 (选填“能”或“不能”)承接到蜡烛A的像。
15.如图是小文同学用两支外形相同的蜡烛“探究平面镜成像的特点”。
(1)现有厚度分别为5mm和2mm的两块玻璃板,应选择 mm厚的玻璃板做实验,实验时应该使环境 (选填“较亮”、“较暗”、“都可以”);
(2)用玻璃板代替平面镜的原因是便于找到 的位置,便于研究平面镜的成像特点;
(3)选取相同的蜡烛,是为了便于比较像和物体的 关系;
(4)在实验过程中,把一只点燃的蜡烛放在玻璃板前,再将另一支 蜡烛(选填“点燃”或“不点燃”)放在玻璃板的后面来回移动,直到看上去跟前面的蜡烛的像 ;
(5)当点燃的蜡烛放在玻璃板前面20cm的A处时,玻璃板后B处的蜡烛好像也被“点燃”了;移去B处的蜡烛,将光屏放在B处,发现光屏上并没有蜡烛的像,这说明平面镜所成的像是 像;
(6)在某次实验中,把蜡烛A放到玻璃板前,在玻璃板后的桌面上无论怎样移动蜡烛B,都无法让它与蜡烛A的像完全重合,其原因可能是玻璃板与纸没有相互 。
16.某小组选用了图甲中光源、水、水槽、可折转的光屏(带刻度)等器材,用于完成探究“光从空气射入水中时的折射规律”:图丙是光从空气射入水中,入射点为O点,不断改变入射角,读出刻度盘上对应的折射角,将实验结果画在图丙中,其中1和1′、2和2′、3和3′、4和4′分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。试问:
(1)甲图中一束光从空气射入水中,各个方向的同学都能观察到此现象,是因为光发生了 反射;
(2)当光从空气垂直射到水面时,折射角等于 度;
(3)图乙中的把光屏向后翻的目的是为了 ;
(4)由图丙可以得到:光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而 。
17.某小组同学设计了如图甲所示的实验装置探究光的折射规律,在玻璃水槽中竖直放置的光屏由E和F两个半圆形光屏组成,其竖直方向的直径NOM为两半圆的分界线。
(1)将光屏F调至与光屏E在同一平面内,保持入射点O不变,多次改变入射光线AO与ON的夹角进行实验:
入射角
折射角
分析表格中的数据可知,当光从空气垂直射入水中时,光的传播方向 ;
(2)为了能够更清晰地看清水中的光路,我们可以在水中加入适量的 ;
(3)另一小组的小华在做光的折射实验时,将一束光以相同的入射角从空气分别斜射入水和玻璃中,如图乙所示。分析实验现象可知折射角是 (选填“不同”或“相同”)的,水对光的折射本领 (选填“大于”“等于”或“小于”)玻璃对光的折射
本领。
18.同学们利用实验器材进行以下光学实验。
(1)如图甲所示,人眼通过三个不透明板A、B、C的小孔去观察烛焰,此时人眼从小孔中看见的 (选填“是”或“不是”)烛焰通过小孔成的像。若撤去不透明板A,移动不透明板B,可以在不透明板B上观察到烛焰的 (选填“虚”或“实”)像;
(2)如图乙所示,在探究“平面镜成像的特点”实验中,桌面上已给出的器材有:带支架的薄玻璃板、铅笔各一个,白纸一张,火柴一盒;
①点燃放置在 (填“A一侧”或“B一侧”)的蜡烛时,眼睛在A一侧观察,移动另一支蜡烛;
②如果在图中蜡烛的像的位置上放一张白纸板做屏幕,则白纸板上将 (填写“有”或“没有”)蜡烛的像;这说明: ;
③若点燃的蜡烛与薄玻璃板之间的距离为10cm。保持点燃的蜡烛不动,将薄玻璃板靠近点燃的蜡烛方向平移1cm,则烛焰的像将 (选填“靠近”或“远离”)点燃的蜡烛方向平移 cm;
④请利用平面镜成像的特点,在图丁中画出图丙钟表时针和分针在平面镜中的像 。
19.“探究光的反射定律和光的折射规律”的实验装置如图所示。请你完成下列问题:
(1)如图甲所示,保持激光笔射出的入射光紧贴着光屏射向水面,若将圆形可折转光屏的右侧半个光屏以直径NOM为轴向后旋转一个角度,则正对纸面观察,在光屏上______(选填代表正确答案的字母);
A.只能看到反射光路 B.反射光路和折射光路均看不到
C.只能看到折射光路 D.同时看到反射光路和折射光路
(2)如图乙所示,将一束光从一种介质斜射入另一种介质中,光发生了反射与折射,根据光的反射定律和光的折射规律可知图乙中折射光线与分界面的夹角为 。(填写夹角的度数)
20.如图甲所示,用易拉罐制作的简易针孔照相机,做小孔成像实验。
(1)利用针孔照相机观察蜡烛的成像时,孔对着 (选填“蜡烛”或“眼睛”),可观察所成的像;
(2)将蜡烛靠近针孔照相机少许,蜡烛的像将 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)正午时,小华在地面上铺一张白纸,将刻有边长为1cm的小孔的纸板正对着太阳,保持纸板与白纸的距离为30cm,观察白纸上的光斑。为了研究小孔大小对成像的影响,小明又设计了四种有不同形状孔的卡片甲,并用另一张卡片乙覆盖在甲上。如乙图所示。接着,从图示位置沿箭头方向水平移动乙,改变孔的大小,观察光斑形状的变化情况,能满足实验要求的 (选填“A”、“B”、“C”或“D”)理由是: ;
(4)①正对着太阳,保持纸板与地面距离不变,地面的白纸上出现亮斑,缓慢向左移动覆盖卡片乙,改变透光孔的大小,观察到的现象是:刚开始时,白纸上光斑大小将 (选填“变大”、“不变”或“变小”),光斑亮度 (选填“增强”、“不变”或“减弱”);②当小孔足够小时,此时光斑形状是圆形,继续移动覆盖的卡片,减小通光孔的大小,白纸上光斑大小将 (选填“变大”、“不变”或“变小”),光斑亮度 (选填“增强”、“不变”或“减弱”);
(5)晴天的正午时分,走在公园的树林里,小华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 。
21.某同学用身边的器材验证平面镜成像特点,实验操作如下:
①在水平桌面上铺一张白纸,在白纸上竖立一透明玻璃板,在白纸上沿透明玻璃板画一条直线;
②取两个相同的矿泉水瓶盖a、b,盖的边缘涂上印泥,在玻璃板一侧放置瓶盖a且用力按一下,观察a在玻璃板中的像。手持瓶盖b移至与a像重合。稍用力按下b记录a像的位置;
③多次改变a的位置,重复步骤②,白纸上得到对应的物、像痕迹。
请回答下列问题:
(1)为保证实验效果,下列操作正确的是 。
A.实验过程中玻璃板底边必须与所画直线重合
B.实验过程中玻璃板底边与直线平行即可
C.玻璃板必须垂直纸面
D.玻璃板可适当倾斜
E.应选用较厚的玻璃板
(2)若不使用直尺和三角板,要验证物、像是否对称,接下来进行的实验操作是 。
22.如图甲所示,小西在一次检查视力时发现用到了平面镜,这激起了她探究平面镜成像特点的欲望,于是她利用图乙所示的装置进行实验,图中A、B是两只外形相同的蜡烛。
(1)在相同条件下, (填“平面镜”或“玻璃板”)所成的像更清晰,小西选择玻璃板代替平面镜目的是方便确定 ;
(2)小西点燃玻璃板前的蜡烛A,观察蜡烛A经玻璃板 (填“反射”或“折射”)所成的像;移动蜡烛B,直到B与A的像完全重合,此时蜡烛A和B到玻璃板的距离是 的;
(3)保持镜前蜡烛A的位置不动,小西将玻璃板水平向左平移。蜡烛A的像将 (填“向左移”、“位置不动”或“向右移”);
(4)实验后小西明白了平面镜在检查视力时的作用。如甲所示,要求测量距离为5m,房间宽度3m,小西距离平面镜的距离是 。
23.小明同学对如图甲所示的插图提出质疑,认为物体浸入水中的部分应该在水面处“错位”,且水中部分比空气中部分看起来要粗一些。为此,小明准备了玻璃杯、铅笔、水等物品,对“竖直插入水中的铅笔发生偏折情况”进行探究。
(1)当竖直插入水中的铅笔在玻璃杯左端时,水下部分向左发生显著偏折,如图乙所示。移至玻璃杯右端时,水下部分向右发生显著偏折,如图丁所示。当铅笔在中间位置时,如图丙所示,观察到的现象是 ,由此判断中间位置是发生偏折的分界点;
(2)小明注意到铅笔在三处位置共同的成像特点是 ,由此判断盛水的玻璃杯类似于 ;
(3)小明根据实验绘制铅笔在左端时的光路图,并进行分析,其中符合实际的是( ),由此可知铅笔水下部分向左显著偏折的原因是 。
A.B.C.
24.实验小组同学在探究光的折射规律时,在一装有水的容器中放置一个光源,让光从水斜射入空气中,发现既有光线反射回水中,又有光线进入空气,如图 所示。他们分别测得入射角α、反射角β、折射角γ的大小,然后多次改变入射角大小,并测得相应的反射角和折射角的大小,填入下表中。
实验序号
入射角a(度)
反射角β(度)
折射角γ(度)
1
10
10
12.7
2
20
20
26.1
3
30
30
40.5
4
40
40
56.1
5
48.8
48.8
90
6
60
60
7
70
70
(1)分析表格第2列、第3列数据可知,在光的反射现象中 ;
(2)分析表格第2列、第4列和实验序号1、2、3、4、5 的入射角和折射角大小及其变化数据可知,当光从水中斜射入空气中时, ;
(3)分析实验序号5 可知,当入射角增大到一定值时,折射角为 90 度,如果继续增大入射角,请你推理将会发生什么现象: ;
(4)在 1、2、3、4 组实验中,让另一束光逆着折射光线方向射入水中,其折射光线刚好射到光源的位置上,因为在折射中 ;
(5)实验小组的同学查资料得:“当光线以相同的入射角分别斜射入水和玻璃中时,在玻璃中的折射光线向法线偏折更明显,这说明玻璃对光的折射能力比水强。”结合这句话和表中数据及相关信息,当光线从空气斜射入玻璃中时, (选填:“一定不”、“不一定”或“一定”)会发生第(3) 问中的现象。
25.下面是“圆梦组”和“追梦组”的同学探究小孔成像实验的过程:
(1)①“圆梦组”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端用半透明纸制作成光屏,小孔成像的原理是: ;
②实验中小孔最好对着 (选填“明亮的窗外”或“较暗的空内”)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。
小孔形状
□
△
小孔最大外径/mm
1
5
10
1
5
10
地面光斑形状
小孔距地面10cm时
□
□
□
△
△
△
小孔距地面20cm时
○
□
□
○
△
△
小孔距地面40cm时
○
□
□
○
△
△
小孔距地面80cm时
○
○
□
○
○
△
小孔距地面120cm时
○
○
○
○
○
○
小孔距地面200cm时
○
○
○
○
○
○
(2)上表是“追梦组”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:分析表格内的结果,同学们得出了一些结论,请补充完整:
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当小孔到地面的距离足够远,地面上的圆形光斑,这是太阳的像;
③如上表所示,当小孔的最大外径为5mm,小孔距地80cm时,用一张卡片覆盖在△孔上,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”);
④最后“追梦组”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 。
A. B.C. D.
26.小强同学为了探究平面镜成像特点,准备如下器材:各种长度的蜡烛若干、平面镜一块、玻璃板一块、白纸一张(如图甲所示)
(1)除了图甲中画出的器材,本实验中还需要的测量工具是 。
(2)平面 M所选的器材是 (选填“平面镜”或“玻璃板”) 这样选择,主要是为了 。
(3)小强把蜡烛 A 点燃放在 M前面,再把其它各支蜡烛依次放在 M后面适当位置,当某支 蜡烛放在后面时,人眼在 M的 (选填“前面”或“后面”)观察,看起来那支蜡烛也被点燃了一样。此时,后面的那支蜡烛与蜡烛 A的大小关系是 。
27.如图是小明探究光的反射规律的实验装置,在平面镜上放置一块硬纸板,纸板由可以绕ON直线转折的两部分组成。
(1)采用可转折的两部分纸板是为了探究 是否在同一平面内;
实验次数
入射角
反射角
1
20°
70°
2
30°
60°
3
50°
40°
(2)实验中,从纸板前不同的方向都能看到纸板上光的径迹,这是因为光在纸板上发生了 反射(选填“镜面”或“漫”);
(3)小明让一束光贴着纸板射到平面镜上,在纸板上会看到反射光的径迹。改变入射角的大小,实验所测得数据如表所示,他根据表中数据得出的结论和其他同学的结论并不一致。请你分析小明测量实验数据过程中出现的问题可能是 。
28.某小组选用了图甲中光源、水、水槽、可折转的光屏(带刻度)等器材,用于完成探究“光从空气射入水中时的折射规律”:
(1)使用光屏,是为了使光发生 显示光路,用可折转的光屏,便于观察折射光线和入射光线是否 ;
(2)光从空气射入水中,入射点为O点,不断改变入射角,读出刻度盘上对应的折射角,将实验结果画在图丙中,其中1和1′、2和2′、3和3′、4和4′分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。由此可得出,光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而 ,且折射角 (填“大于”、“等于”或“小于”)入射角;折射角的增大值 (填“大于”、“等于”或“小于”)入射角的增大值,当光从空气垂直射入水中时,折射角等于 度;
(3)图丙中当激光笔从水中沿3′方向射入O点,则折射光线将会与 (选填“1”、“2”、“3”或“4”)重合,说明折射时光路是 的。
29.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)利用图甲所示的装置进行探究,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)利用如图乙所示的装置进行探究。让一束光紧贴纸板射到平面镜上,发现白板上能否同时呈现入射光和反射光?答: ;
实验序号
入射角
反射角
①
30°
30°
②
45°
45°
③
60°
60°
(3)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:反射角与入射角大小 ;
(4)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: ;
(5)如图丙所示,将一束光照射到平面镜上,它的反射光在光屏上形成一个光斑,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 移动;
(6)自行车尾灯是由许多角反射器组成的反光装置,角反射器是由互相垂直的反光面组成的。当汽车的灯光照在尾灯上时,司机看到尾灯特别亮,原因是:其三个反射面相互垂直,其中两个反射面如图丁所示,一束光只在这两个反射面发生了反射,请在图丁中画出这束光反射的光路图。
30.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 。
学科网(北京)股份有限公司
$
相关资源
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。