期中专题复习:光学实验专题(二) 2026-2027学年苏科版物理八年级上学期
2026-10-28
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内容正文:
2026年苏科版八年级上册物理期中专题复习:光学实验专题(二)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
1.如图甲、乙为某实验小组“探究光的反射规律”的实验装置,平面镜M放在水平桌面上,E、F是两块粘接起来的硬纸板,而且F板可绕ON转动。
次数
入射角
反射角
1
20°
20°
2
40°
40°
3
60°
60°
(1)如图甲所示,实验时应使纸板与水平桌面上的平面镜________。
(2)纸板的作用是________,激光在纸板表面发生________反射。
(3)实验中多次改变入射角的度数,同时测量反射角的度数并记录在表格中,本实验多次测量的目的是为了________________,由表中实验数据可得出的结论:________________________。
(4)若将一束光垂直射到平面镜上,反射角为________度。
(5)若将一束光贴着纸板F沿BO射向O点,光将沿图中________方向射出,说明在反射现象中,________________。
(6)若将纸板F向后折转一定角度,如图乙所示。纸板F上________(选填“能”或“不能”)观察到反射光线,说明反射光线、入射光线和法线在________________。
2.如图所示,是小明同学探究光的反射规律的实验。他进行了下面的操作:
(1)如图甲,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,在纸上用笔描出入射光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,得到的结论是反射角_______入射角(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(2)如图乙,纸板ENF是用两块纸板连接起来的,把半面纸板NOF向前折或向后折,这时在NOF上看不到反射光线,说明反射光线、入射光线与法线_____同一平面内(选填“在”或“不在”);
(3)使入射光线逐渐靠近法线ON,可观察到反射光线_______(选填“靠近”或“远离”)法线;
(4)如果让光线逆着OF的方向射向镜面,会发现反射光线沿着_______方向射出,这表明:在光的反射现象中,___________;
(5)小明同学还想用图丙和图丁模拟镜面反射与漫反射,照图丙那样,把几根细针垂直扎入一张表面贴有反光膜的硬纸板中表示法线,当入射光线平行射到各入射点时,反射光线将平行射出。随后将纸板随意弯折,如图丁所示,这时会看到“法线”不再平行,当入射光线平行射到各入射点上时,反射光线________(选填“平行”或“不平行”),根据你所学的知识判断,漫反射_______(选填“遵循”、“不遵循”)光的反射定律。
3.如图(a)所示是小明用易拉罐制成的简易针孔照相机。
(1)使用针孔照相机时,小孔对着____________(较亮/较暗)的物体进行观察,更容易看到物体的像。
(2)小明从实验室借来用发光二极管制成的“F”字样光源,如图(b)甲所示,将“F”字样光源、简易针孔照相机按图(b)乙所示位置放好,小明观察到塑料膜上所成的像是图(b)丙中的____________(填序号)。
(3)若只将小圆孔改为三角形小孔,则像的形状____________(改变/不变)。
(4)晴天的正午时分,走在公园的树林里,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是____________(太阳/树叶的缝隙/树叶)的____________(像/影子)。圆形光斑大小不一的原因主要是树叶间缝隙到____________(地面,太阳)距离不同。
4.利用如图甲所示的装置进行“探究平面镜成像的特点”的实验。
(1)实验时,将透明玻璃板与水平桌面______放置;
(2)实验室提供了厚薄不同的两块玻璃板,你应选择______(选填“厚”或“薄”) 玻璃板进行实验;
(3)移去蜡烛 B, 在其原来位置上放置一块光屏, 直接观察光屏,光屏上______(选填“能”或“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;
(4)实验中,让玻璃板沿 OO'轴(如图中玻璃板与桌面的接触部分)方向水平向右移动,结果他发现镜中的像______(选填“向右”或“向左”或“不”)移动;
(5)实验时,一位同学不小心将玻璃板打碎了一个角,如图乙所示,则蜡烛 A 的像______(选填“仍然完整”或“变得不完整”)。
5.小明利用如图甲所示的实验装置以及铅笔和刻度尺,进行“探究平面镜成像的特点”的实验。
(1)实验中所用的茶色玻璃板应选_________(选填“薄”或“厚”)一些的,且应_________放置在水平方格纸上方;茶色玻璃板不仅能起到成像的作用,还便于确定__________________;
(2)在玻璃板前放置棋子A,将棋子B放在玻璃板后并移动,人眼一直在玻璃板前观察,直至B与A的像完全重合,表明平面镜所成的像和物大小_________,所用的科学探究方法是__________________(选填“等效替代”“转换”或“控制变量”)法;小明想借助光照使棋子A的像更清晰,那么光应该照在_________(选填“棋子A”“棋子B”或“玻璃板”)上;
(3)将一个同样的棋子B放到棋子A的像的位置,在方格纸上标出棋子A、B的位置。重复几次上述步骤,得到如图丙所示的标记点。由此可以得到的结论是像与物关于镜面_________;
(4)为了验证平面镜所成的像是虚像,用白纸代替棋子B,按照图乙中_________(选填“①”或“②”)的方式进行观察,根据纸上_________(选填“有”或“没有”)棋子A的像的现象即可验证;
(5)若要进一步探究像和物左右位置的关系,应将棋子改成图丁的_________(选填“①”、“②”、“③”或“④”)光源进行实验。
6.探究小孔成像的特点。
(1)如图,该实验最好在______(较明亮、较暗)的环境中完成。
(2)烛焰所成的是________(选填“倒立”或“正立”)的像。实验过程中蜡烛燃烧不断缩短,导致光屏上烛焰的像向________(选填“上”或“下”)移动;若将蜡烛靠近小孔一些,烛焰的像将________(选填“变大”“变小”“不变”);若只将小圆孔改为三角形小孔,则像的形状________(选填“改变”或“不变”)。
(3)蜡烛和小孔的位置固定后,像离小孔越远,像就越大。他测出了不同距离时像的高度,并将实验结果填在下面表格中。根据数据,蜡烛和小孔的位置固定后,像的高度h与像到小孔的距离s的关系表达式为:h=________。
像的高度h/cm
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
像到小孔的距离s/cm
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
(4)有同学建议用“F”形光源代替蜡烛,如图,好处是________。(写出一个即可)
(5)小孔成像的原理是________。这与井底之蛙原理相同,如图所示,青蛙坐在井底的O点,请画出青蛙能看到的天空范围(用光线表示,并用阴影标出范围)。
7.如图甲是“探究平面镜成像特点”的实验装置。
(1)实验中用玻璃板代替平面镜的目的是_________;在实验中将平板玻璃_________放置在水平桌面上。如果有3 mm厚和1 mm厚的两块玻璃板,应选用_________mm厚的玻璃板做实验。
(2)小明拿另一支大小相同的蜡烛B在玻璃板后面移动,蜡烛B_________(选填“需要”或“不需要”)点燃,他可以将蜡烛B和蜡烛A的像完全重合,由此可以得出的初步结论是像与物大小_________。小明在此处主要采用的研究方法是_________(选填“控制变量”“等效替代”或“理想模型”)法。
(3)小明取走蜡烛B,把光屏放在像的位置,这时应该_________(选填“透过”或“不透过”)玻璃板观察,发现光屏上没有像,这说明物体在平面镜中成的是_________像。
(4)为了避免驾驶员低头观看仪表信息而造成交通事故,车内安装了如图乙-1所示的汽车平视显示系统(简称HUD),可将水平显示器上重要行车数据通过前挡风玻璃(看作平面镜)呈现在司机正前方(垂直于水平面),方便司机查看。如图乙-2所示,若驾驶员看到的像过高,可将显示器AB_________(选填序号)移动,移动之后所成像的大小_________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
A.水平向右 B.水平向左 C.竖直向下 D.竖直向上
8.如图为某学习小组“探究光的反射定律”的实验装置。实验器材如下:平面镜M、光屏、刻度尺、铁架台、激光笔。平面镜M平放在水平桌面上,长方形光屏(可沿对称轴折叠)垂直放置在平面镜M上,与平面镜M的交点为。实验过程中,让激光笔发出的光始终紧贴光屏射向平面镜M上的点。
序号
入射角
反射角
①
30°
30°
②
45°
45°
③
60°
60°
(1)为使入射光线和反射光线能清晰地呈现在光屏上,应选用表面____(选填“光滑”或“粗糙”)一些的光屏。
(2)将显示有反射光线的半个光屏向后折转一定角度,观察到光屏上不再有反射光线。由此可以得出结论:反射光线、入射光线与法线在________________。
(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______;改变入射角进行多次实验是为了______。
A.减小实验误差 B.避免实验的偶然性,得出普遍规律
(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)该小组将另一平面镜N垂直于光屏放置,使经平面镜M反射后的光线入射到N后,经N反射的光与从激光笔发出的光平行,以下平面镜N的放置图可能正确的是(以下均为正视图)__________。
A.
B.
C.
9.小华用如图甲所示的装置探究平面镜成像特点,图乙是茶色玻璃板的示意图。实验准备了棋子A和B、刻度尺等器材。
(1)本实验用茶色玻璃板代替平面镜是为了________________________,此时成像的清晰度比日常使用的平面镜________________________(好/差)一些;
(2)选用这条线段表示平面镜所在的位置,则应将茶色玻璃的________________________(前表面/后表面/中间位置)与之对齐;
(3)棋子A和B应该完全相同,是为了便于比较物像大小关系,此时棋子B代替的是________________________。将棋子A放置在前面,将棋子B在后面移动,多次改变棋子A的位置,分别找到相应的像,并设计了如下表格,用于记录数据,表格内的(a)位置应该填________________________;
实验序号
①
②
③
(a)
棋子B到平面镜的距离/cm
(4)为了使棋子A的像看得更清楚,可以采取的措施有________________________。
A.在几乎无光的实验室里完成实验;
B.用手电筒照射棋子B;
C.用手电筒照射棋子A。
(5)实验过程中,小华又把棋子面对玻璃板竖移、向右侧移、向左侧移、向右倾斜移,用于研究像与物左、右位置的关系,如图丙所示,其中不能够达到实验目的的是图丙中的________________________。
10.在“探究平面镜成像的特点”实验中:
(1)小明在实验中用透明的玻璃板代替平面镜,主要是利用玻璃既能反射光又能透过光的特点,便于______________。如果有厚度分别为10mm和2mm的两块玻璃板,应该选择厚度为_______mm的玻璃板做实验;
(2)如图甲所示,选择大小和形状________的两支蜡烛A和B,点燃蜡烛A,将蜡烛B在玻璃板后面移动,透过玻璃板从______________(选填“不同角度”或“某一特定角度)观察,直至蜡烛B与_________________完全重合,这说明像与物体的大小相等;
(3)为了验证平面镜所成像的虚实,小明拿走蜡烛B,将白纸板放在蜡烛B的位置,如图乙所示,用______(选填“①”“②”或“③”)的方式观察白纸板,若在白纸板上______(选填“能”或“不能”)看到蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是虚像;
(4)完成上述实验后,小明反思实验过程,提出一个质疑:因为实验中需要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。那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丙所示,由此可以判断镀膜在玻璃板的_______(选填“左”或“右”)面。
11.如图甲所示,平面镜水平放置,将一束光斜射到平面镜上,尝试用一张白纸去寻找入射光和反射光,并使它们同时呈现在白纸上。
(1)实验时将入射光贴着白纸入射到平面镜上,在白纸上没有出现反射光,其原因是________________________________________________。
(2)改变入射光方向,使入射光绕入射点旋转,逐渐远离法线,此过程中反射角____________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(3)如图乙所示,将一束激光射向透明玻璃罩中心处的平面镜,向罩内注入烟雾,入射光、反射光的光路就会清楚地显示出来。若在反射光一侧观察,当反射光线与入射光线重合时,可以判断反射光线、入射光线和法线在________________________。
(4)如图丙所示,小明在暗室里继续使用平面镜开展探究活动,他将小平面镜放在较大的白纸上,用手电筒照射白纸和镜面,避开平面镜反射光的方向观察,发现____________(选填“白纸”或“平面镜”)显得更亮。此时在小明视角上看到更亮的地方发生的是____________反射(选填“镜面反射”或“漫反射”)。
12.某兴趣小组观察光现象时发现,强光照射高楼玻璃幕墙产生的炫光如图1所示,会造成“光污染”,遂探究“光的反射定律”以减少污染。
实验器材有:可折叠的光屏,如图2(a)所示,光屏的A、B两部分均可绕轴ON旋转、平面镜、激光电筒和量角器。
(1)如图2(b)所示,将光屏垂直立放在水平放置的镜面上,让激光电筒发出的光沿光屏A入射到O点。光屏A是用来呈现______的,为了观察到反射光线,绕ON转动屏B到图2(b)中的______位置(选填“1”或“2”或“3”),能够显示如图2(C)所示的光路;
(2)继续让激光电筒发出的光沿不同方向射向入射点O,通过转动光屏,找到反射光线的位置,发现可以找到各入射光线与其对应的反射光线所在的平面,可得出结论:反射光线与入射光线在______。这些平面相交于同一条过入射点O且与镜面相______的直线,叫做法线;
(3)小组同学分析图2(c),并用量角器测出了∠AON和∠BON的大小,得出以下结论:光发生反射时,反射光线与入射光线分别位于法线的两侧;反射角等于入射角。你认为得出该结论的过程是否科学并说明理由______;
(4)通过查阅资料,小组同学了解到城市中的玻璃幕墙会因______反射形成光污染,请写出一条防止此类光污染的合理建议______。
13.小马发现金属图钉的光亮表面可以看成是一种称作凸面镜的光学镜子,于是他对凸面镜探究如图:
(1)他用多支激光手电筒正对着一只凸面镜照射时,情况如图所示,可见凸面镜对光线有___________(填“会聚”或“发散”)作用;
(2)小马设计如下方案研究凸面镜成的像:
①器材;透明弧形(球冠形)玻璃、光屏、长短不同的多支蜡烛、光具座;
②步骤:在光具座上,在透明弧形玻璃前某位置放一支点燃的蜡烛,先用光屏进行像的承接;然后再选择另一支与这个像长短___________的蜡烛,放在玻璃后面,与像的位置___________。改变蜡烛的位置做多次实验;
③实验记录如下:
蜡烛离弧形玻璃的距离
光屏上的像
玻璃后的像
很近
无
缩小
正立
较远
无
缩小
正立
很远
无
缩小
正立
(3)小马得出结论:凸面镜只能成___________、___________的___________像;
(4)日常生活中能看到的凸面镜有:金属图钉面、___________。凸面镜的主要优点是:相同面积的凸面镜比平面镜观察到的范围___________。
14.制作角反射器
【项目提出】
生活中自行车的尾灯能在夜间起警示作用,其核心是角反射器,当汽车的灯光照在它身上,能将灯光反射回来,回光特性非常显著。项目小组为了探究其中的奥秘,现想要利用多块平面镜自制一个简易的角反射器。
【项目设计】
器材准备:多个平面镜、大的玻璃缸、激光笔、蚊香。
(1)如图甲所示,项目小组将两块平面镜形成一定夹角,将其放入大的玻璃缸内,向缸内喷入烟雾,目的是______;入射光经过角反射器的反射面发生______反射,使最终的出射光沿着特定的方向返回;
【项目实施】
(2)将一束光与镜面M成30°角入射(如图乙所示),最后经平面镜N反射出去的光果然与镜面M上的入射光平行,此时镜面N上的反射角是_________°;
(3)接着,保持入射光方向不变,在入射光与两镜面构成的平面内将双面角反射器绕O点整体顺时针转动20°,此时入射光线入射到镜面 M 时的入射角为_________°,经两平面镜反射后的出射光的方向转动了_________°;
(4)小组继续探索:双面角反射器不动,改变_________,最终出射光与对应入射光有时平行,有时不平行;
【项目优化】
(5)小组查阅资料发现,实际的角反射器采用三块互相垂直放置的平面镜,如图丙所示。相比双面角反射器,它能够将_________角度入射的光,沿平行于入射光的方向返回,实现反光警示;
【项目评价】
(6)如图丁所示,用白色硬纸板当作光屏,以此模拟汽车驾驶员的眼睛。在光屏中央开一个孔径大小与手电筒粗细相一致的孔,把开孔的光屏套在强光手电筒上。打开手电筒模拟发光的汽车大灯,使光射向自制的自行车尾灯。当入射光经过该自制车尾灯反射后,观察到光屏上会出现亮的反射光斑,教师改变光的入射角度,学生能观察到_________的现象,说明角反射器符合制作要求。
15.在学习了光的反射定律之后,小明联想到声音遇到障碍物也是会发生反射,那么声音的反射是否会遵循相同的规律呢?为此小明利用生活中的物品开展了下面的探究活动。
(1)实验器材:装薯片的空桶、小闹钟、平面镜。如图甲所示
(2)实验操作:
如图乙所示,将小闹钟调至响铃的状态,放在空薯片桶的底部,在桶口上方的A点放置一个平面镜,逐渐调整平面镜的角度并观察平面镜,同时要留意听到的声音___________的变化(填声音的特性);
(3)实验现象:
小明发现,当平面镜调整至某一角度时,听到的铃声明显变大,同时恰好能够___________,则可以初步得到结论:声音的反射与光的反射大致遵循相同的规律;
(4)实验拓展:
结合上面的探究结果,小明和同组的小刚同学联想到凹面镜对光具有___________作用的原理,设计出了一款“无绳土电话”。如图丙所示,他们找到了两个相同的大凹面镜正对太阳光,用一张白纸放在凹面镜内部的上下移动,直到在纸上出现一个___________的光斑,他们将两个圆环和支架,分别固定在两个凹面镜内部,使圆环恰好处在光斑所在位置;
将其中一个凹面镜放在如图丁P点所在位置,另一个凹面镜放在较远的Q点,其中一个人对着P点圆环小声说话,另一个人耳朵放在Q点圆环处,便可以清楚的听到说话声,则凹面镜在Q点的放置方向应为图戊中的___________。如果将凹面镜的内部换成粗糙不平的材料,则“无绳土电话”的通话效果将会___________(选填“受影响”或“不受影响”)。
试卷第1页(共3页)
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参考答案
1.(1)垂直
(2) 显示光路 漫
(3) 寻找普遍规律 反射角等于入射角
(4)0
(5) OA 光路是可逆的
(6) 不能 同一平面内
【详解】(1)因为反射光线、入射光线、法线在同一平面内,且法线过入射点与镜面垂直,为了在纸板上显示光路,实验时应使纸板与水平桌面上的平面镜垂直。
(2)纸板的作用是为了显示光路;光在纸板F上发生了漫反射,光向四面八方反射,使我们从不同方向都能在纸板F上看到光路。
(3)实验中多次改变入射角的度数,同时测量反射角的度数并记录在表格中,多次测量的目的是为了避免偶然性,寻找普遍规律。
从表格中可以看到,三次实验,反射角都是等于入射角的,可以得出结论:反射角等于入射角。
(4)若将一束光垂直射到平面镜上,则入射光线与法线夹角为0度,即入射角为0度,根据光的反射定律可知,此时反射角等于入射角,即反射角为0度。
(5)当光逆着原来的反射光线入射时,反射光线也逆着原来的入射光线反射出去,即将一束光贴着纸板F沿BO射到O点,光将沿图中的OA方向射出,这说明在反射现象中光路是可逆的。
(6)以ON为轴线,把纸板F向后缓慢旋转一个角度,在纸板上不能看到反射光线,是因为纸板F面和反射光线以及法线不在同一个平面上,以法线ON为轴线,把纸板F向后缓慢旋转,这样做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。
2.(1)等于
(2)在
(3)靠近
(4) OE 光路是可逆的
(5) 不平行 遵循
【详解】(1)
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,会发现反射角等于入射角。
(2)
如图乙,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,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(3)
若将入射光线逐渐靠近法线ON,则入射角减小,反射角等于入射角,所以反射光线也靠近法线。
(4)
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。
(5)
入射光线平行射入,但法线不再平行,则反射光线也不平行射出了;入射光线平行射入,发生漫反射时的反射光线不平行射出,但反射角仍然会等于入射角,所以漫反射也遵循光的反射定律。
3.(1)较亮
(2)②
(3)不变
(4) 太阳 像 地面
【详解】(1)较亮的物体能反射或发出更多光线,经过小孔后在暗的塑料膜端形成的像对比度更高,更容易观察。
(2)小孔成像的特点是成倒立的实像,即上下、左右均相反的像,故小明观察到塑料膜上所成的像是图(b)丙中的②。
(3)小孔成像的像的形状由物体形状决定,和小孔本身的形状无关,所以换成三角形小孔,则像的形状不变。
(4)树叶的缝隙其实就是一个小孔,太阳光透过树叶的缝隙,就是太阳光穿过小孔,是小孔成像现象,所以圆形光斑是太阳的实像;
由于小孔成像中成的像的大小与物距、像距大小有关,所以圆形光斑大小不一原因是树叶间缝隙到地面距离不同。
4.(1)垂直
(2)薄
(3) 不能 虚
(4)不
(5)仍然完整
【详解】(1)为了便于确定像的位置,应将透明玻璃板与水平桌面垂直放置。
(2)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,所以应选用薄玻璃板。
(3)[1][2]由于虚像不能呈现在光屏上,所以移去蜡烛,在其原来位置上放置一块光屏,直接观察光屏,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虚像。
(4)由于平面镜成像时,像与物体关于镜面对称,玻璃板沿OO'轴方向水平向右移动,蜡烛的位置不变,所以镜中的像位置不变,即不移动。
(5)平面镜成像时,像的大小和形状只与物体有关,与平面镜的大小无关,所以玻璃板打碎了一个角,蜡烛的像仍然完整。
5.(1) 薄 垂直 像的位置
(2) 相等 等效替代 棋子A
(3)对称
(4) ② 没有
(5)①
【详解】(1)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,所以应选用薄玻璃板。
玻璃板必须垂直放置在水平面上,才能让后方的棋子与前方棋子的像完全重合。
玻璃板透明,既可以反射成像,又能透过玻璃看到后方的棋子,从而方便确定像的位置。
(2)完全相同的棋子B与A的像完全重合,说明像与物大小相等。
用棋子B替代棋子A的像来比较大小,这种方法是等效替代法。
平面镜的成像原理是光的反射,照亮棋子A可以让A反射更多光,成的像会更清晰。
(3)由图丙可知,三组棋子和对应像到镜面MN的距离相等、连线与镜面垂直,因此可得像与物关于镜面对称。
(4)如果从棋子A这侧看,仍旧可以看到棋子A的像,无法确定像是否一定呈现在了白纸上,所以应按照图乙中②的方式进行观察,如果能看到白纸上有棋子A的像,则证明平面镜成的是实像;如果看不到,则证明平面镜成的是虚像。
(5) 要探究像和物的左右位置关系,需要选用左右不对称的物体,图丁中只有字母C是左右不对称的,故选①。
6.(1)较暗
(2) 倒立 上 变大 不变
(3)
(4)像更加稳定
(5) 光在同种均匀介质中沿直线传播
【详解】(1)为了避免环境光线的影响,该实验最好在较暗的环境中完成。
(2)根据小孔成像的原理可知,烛焰所成的是倒立的像。
小孔成像,成的是倒立的实像,实验过程中蜡烛燃烧不断缩短,导致光屏上烛焰的像向上移动。
若将蜡烛靠近小孔近一些,根据光的直线传播知,烛焰的像将变大。
若只将小圆孔改为三角形小孔,则像的形状不变,因为小孔所成的像与物体有关,与孔的形状无关。
(3)由表格上的数据可知,像的高度随像到小孔距离的增大而增大,求出像的高度和像到小孔距离的比值,可以发现比值是一个定值,像的高度h与像到小孔的距离s关系为
(4)用“F”形光源代替蜡烛,其增加物体的亮度;使成像更清晰;像更加稳定;发光体更安全、环保;便于比较像与物是否左右相反。
(5)小孔成像和井底之蛙的原理都是光在同种均匀介质中沿直线传播;
将O点分别与井口左边的端点、井口右边的端点相连成一直线即可得到两条射向青蛙眼睛的光线,这两条光线之间的天空就是青蛙的观察范围。
7.(1) 便于确定像的位置 竖直/垂直 1
(2) 不需要 相等 等效替代
(3) 不透过 虚
(4) B 不变
【详解】(1)玻璃板是透明的,既能反射成像,又能透过玻璃看到另一侧的蜡烛,因此可以便于确定像的位置;
实验时必须将玻璃板竖直放置在桌面,否则蜡烛的像会偏高或偏低,无法让后方蜡烛和像重合;
厚玻璃板的两个面都会反射成像,会出现重影干扰实验,因此选更薄的1mm厚玻璃板。
(2)蜡烛B不需要点燃,若点燃会让玻璃板后方过亮,反而难以观察蜡烛A的像;
未点燃的等大蜡烛B和A的像完全重合,说明像和物体大小相等;
这里用蜡烛B等效替代蜡烛A来比较像与物体的大小,属于等效替代法。
(3)验证平面镜成虚像时,需要不透过玻璃板直接观察光屏,若透过玻璃板观察会把玻璃板成的虚像误认为是光屏承接的像;
实像可以在光屏上呈现,虚像无法在光屏上承接。光屏上没有出现像,说明平面镜成的是虚像。
(4) 根据平面镜成像“像与物关于镜面对称”的特点,像过高时,将显示器水平向左移动,像会同步向下移动到合适位置,因此选B;
平面镜成像的大小始终和物体大小相等,显示器的大小不变,因此移动显示器后像的大小不变。
8.(1)粗糙
(2)同一平面内
(3) 相等 B
(4)在光的反射现象中光路是可逆的
(5)B
【详解】(1)粗糙的光屏会发生漫反射,反射光线向各个方向传播,能让不同位置的观察者都清晰看到入射、反射光路,因此选粗糙。
(2)将承载反射光线的半个光屏向后折转后,两个半屏不在同一平面,光屏上就无法呈现反射光线,说明反射光线、入射光线和法线必须处在同一平面内。
(3)表格中三组数据的反射角都和对应入射角大小相等,因此得出反射角与入射角大小相等的结论;本实验多次改变入射角,是为了避免单次实验的偶然性,得到普遍适用的光的反射规律,不是为了减小误差,故选B。
(4)让光线逆着原反射光的方向入射,新的反射光会逆着原入射光的方向射出,直接证明了光的反射现象中光路是可逆的。
(5)根据光的反射规律,当两个平面镜夹角为90°时,光线经两个平面镜两次反射后,最终的反射光线与原入射光线反向平行,故选B。
9.(1) 确定像的位置 差
(2)前表面
(3) 棋子A的像 棋子A到平面镜的距离/cm
(4)C
(5)A
【详解】(1)玻璃板是透明的,既能反射成像,又能透过玻璃观察到另一侧的棋子B,方便确定像的位置;
由于茶色玻璃板能透光,所以与平面镜相比,反射光会减少,此时成像的清晰度比日常使用的平面镜差一些。
(2)实验中物体A是在玻璃板的前侧,反射成像的主要界面是玻璃板的前表面,将前表面与MN对齐,才能准确测量物和像到反射面的距离,避免玻璃板厚度带来的误差。
(3)实验用完全相同的棋子B,是用B来替代棋子A在玻璃板后所成的像,以此比较物像大小关系;
平面镜成像的特点之一是像距等于物距,表格中已经记录了棋子B(对应像)到平面镜的距离,因此(a)处需要记录对应的物距,也就是棋子A到平面镜的距离,单位为cm。
(4)A.无光环境下棋子几乎不反光,无法成像,故A不符合题意;
B.实验中成像物体是棋子A,照亮棋子B并不能使A表面反射的光更多,不能增加A的像的亮度,故B不符合题意;
C.用手电筒照射棋子A,可让A反射出更多光线经玻璃板反射成像,让棋子A的像更清晰,故C符合题意。
故选C。
(5)要研究像与物的左右位置关系,需要让物体沿左右方向移动,使物体的左右方位发生改变,从而观察像的左右是否和物始终相反;图A中棋子沿垂直于镜面的竖方向移动,物体的左右方位没有发生变化,无法探究左右位置关系;B、C、D的移动都改变了物体的左右相对位置,可以完成探究,故选A。
10.(1) 确定像的位置 2
(2) 相同 不同角度 A的像
(3) ② 不能
(4)左
【详解】(1)玻璃板透光的特性能让我们在观察A的像的同时,透过玻璃板看到另一侧的蜡烛B,方便移动B来确定像的位置;
玻璃板越薄,两个反射面形成的重影偏差越小,10mm的厚玻璃板会出现明显重影干扰实验,因此选2mm的玻璃板。
(2)选择大小形状完全相同的蜡烛,是为了用B等效替代A的像来比较像物大小;
实验时要从不同角度观察,才能让B和A的像完全重合,最终验证像与物大小相等。
(3)验证虚像时要直接观察白纸板,不能透过玻璃板看,因此选②的观察方式;
虚像不能在光屏(白纸板)上呈现,所以纸板上不能看到A的像,证明平面镜成虚像。
(4)镀膜面是主要反射面,当铅笔紧贴镀膜的左侧面时,物和反射面几乎零距离,像和物的间距几乎为0,就会出现图丙中像和笔尖紧贴玻璃板的清晰成像效果,因此镀膜在左面。
11.(1)白纸没有与平面镜垂直放置,反射光线没有呈现在白纸上
(2)变大
(3)同一直线上
(4) 白纸 漫反射
【详解】(1)光的反射实验中,白纸需要与垂直于平面镜的法线所在平面重合,若白纸没有和平面镜垂直,法线不在白纸上,反射光线也会出现在白纸所在平面的外侧,因此白纸上无法呈现反射光。
(2)根据光的反射定律,反射角等于入射角;入射光远离法线时,入射角变大,因此对应的反射角也会随之变大。
(3)当反射光线与入射光线重合时,二者和法线三者共线,由此可以判断反射光线、入射光线和法线在同一平面上。
(4)平面镜的表面光滑,发生镜面反射,在避开镜面反射光的方向观察时,几乎没有反射光进入人眼,镜面看起来很暗;而白纸表面粗糙,光在白纸上发生漫反射,会把光线向各个方向反射,总有部分光线进入人眼,因此白纸看起来更亮。
12.(1) 入射光线 2
(2) 同一平面内 垂直
(3)不科学,一次实验具有偶然性
(4) 镜面 改用能发生漫反射的建材
【详解】(1)[1]实验中光屏的作用是显示光路,入射光沿光屏A入射,因此光屏A用来呈现入射光线。
[2]根据光的反射定律,反射光线、入射光线和法线需要在同一平面内,因此只有将光屏B转动到与A同平面的位置2,才能观察到反射光线。
(2)[1]多次实验发现,只有当光屏和入射光在同一平面内,才能承接到反射光线,故可得到结论:反射光线和入射光线在同一平面内。
[2]物理学定义中,法线是过入射点、垂直于反射面的直线。
(3)只进行一次实验就得出结论,结论具有偶然性,不具备普遍性,应多次改变入射角,测出对应的反射角,比较两者大小得出普遍性的结论。
(4)[1]玻璃幕墙表面光滑,发生镜面反射,平行入射的太阳光被平行反射,形成炫光,也就是光污染
[2]防止光污染可以通过减少玻璃幕墙使用、更换为粗糙不反光的外墙材料实现。
13. 发散 相同 重合 正立 缩小 虚 汽车观后镜 大
【详解】(1)[1]由图可知,平行光遇到凸面镜后其反射光线不再平行,且向外呈辐射状,所以凸面镜对光线有发散作用。
(2)②[2][3]步骤:在光具座上,在透明弧形玻璃前某位置放一支点燃的蜡烛,先用光屏进行像的承接;为了便于比较像与物的大小,然后再选择另一支与这个像长短相同的蜡烛,放在玻璃后面,与像的位置重合,便于比较像与物的大小。
(3)[4][5][6]由图表中的实验数据可知:凸面镜无法在光屏上成像,因此凸面镜只能成正立、缩小的虚像。
(4)[7][8]根据凸面镜的特点可知,日常生活中能看到的凸面镜有:金属图钉面、汽车观后镜。凸面镜的主要优点是:相同面积的凸面镜比平面镜观察到的范围大。
14.(1) 显示光的传播路径 镜面
(2)30
(3) 80 0
(4)入射光的入射方向
(5)任意
(6)改变入射角度后,仍能观察到光屏上始终出现亮的反射光斑。
【详解】(1)向缸内喷入烟雾,烟雾颗粒可以反射激光,从而显示光路;
入射光经过角反射器的平面镜反射面发生的是镜面反射。
(2)入射光与镜面M成30°角,则入射角为
由于最终出射光与入射光平行,结合两镜面垂直的几何关系,光在第一次反射后,射向镜面N的光线与镜面N的夹角为60°,因此镜面N上的入射角为
根据光的反射定律,反射角等于入射角,所以镜面N上的反射角是30°。
(3)入射光方向保持不变,双面角反射器整体顺时针转动20°,此时镜面M也随之转动20°,原本入射光与镜面M成30°角,转动后入射光与镜面M的夹角变为,因此新的入射角为
双面角反射器的核心特性是:无论整体在自身平面内如何转动,出射光始终与入射光保持平行,因此出射光的方向不会发生改变,转动角度为0°。
(4)双面角反射器的出射光与入射光保持平行的前提是入射光在两块镜面构成的平面内,当入射光的入射方向发生改变,不再处于该平面内时,出射光就不再和入射光平行。
(5)三块互相垂直的平面镜组成的角反射器,相比双面角反射器,能够将任意(或任意三维空间内的)角度入射的光,都沿平行于入射光的方向返回,实现全方向的反光警示。
(6)改变入射角,只要角反射器合格,反射光总会沿近似原方向返回,因此光屏(套在手电上的屏)上始终能看到反射光斑,证明符合要求。
15. 响度 通过平面镜看到闹钟的像 会聚 最小最亮 B 受影响
【详解】(2)[1]响度是指声音的强弱,为了确定声音反射的位置,要留意听到的声音的响度的变化。
(3)[2]当平面镜调整至某一角度时,听到的铃声明显变大,即声音正好经镜面反射到人耳处,同时恰好能够通过平面镜看到闹钟的像,则可以初步得到结论:声音的反射与光的反射大致遵循相同的规律。
(4)[3][4][5][6]凹面镜对光具有会聚作用;实验需要找到凹面镜的焦点,故用一张白纸放在凹面镜内部的上下移动,直到在纸上出现一个最小最亮的光斑;该实验利用凹面镜对光的会聚作用,将声音通过凹面镜会聚到焦点处,使声音响度增大,达到听见远处的声音的目的,故凹面镜在Q点的放置方向应为图戊中的B;如果将凹面镜的内部换成粗糙不平的材料,声音经过粗糙的物体表面会发生“漫反射”,反射的声音会射向四面八方,则焦点处接收的声音会减少,故“无绳土电话”的通话效果将会受影响。
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