【精选】苏科版八年级上册物理 光现象实验章末训练(Word版 含解析)
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一、初二物理光现象实验易错压轴题(难)1.如图是小明利用透明玻璃板“探究平面镜成像特点”的实验装置。
(1)实验时,玻璃板应该_____(选填“竖立”、“斜立”)在白纸上。
(2)实验中选择两根完全一样的蜡烛A和B,其目的是_____。
移动蜡烛B直到它与蜡烛的像位置相同,小明记录了两根蜡烛的位置,目的是_____。
(3)当蜡烛A远离玻璃板时,它的像将_____(选填“靠近”、“远离”)玻璃板,像_____(选填“变大”“变小”“不变”)。
(4)细心的小明透过玻璃观察蜡烛A的像时,看到像的后面还有一个较模糊、与像有部重叠的像,出现两个像的原因是_____。
【答案】竖立为了比较物像的大小关系便于比较像与物到玻璃板的距离是否相等远离不变玻璃的两个表面同时反射,每个表面成一个像【解析】【分析】(1)玻璃板要竖直放置,否则不论怎样移动后面的蜡烛都不会与前面蜡烛成的像完全重合。
(2)平面镜成的像与物体的大小相等;到镜面的距离相等;移动蜡烛B直到它与蜡烛的像位置相同,小明记录了两根蜡烛的位置,便于比较像与物到玻璃板的距离是否相等;(3)物体在平面镜中成虚像,物像大小相等,物像连线与镜面垂直,物像到平面镜的距离相等。
(4)从玻璃的两面都能反射光,利用光的反射现象可知能成两个像,从这个角度去析此题。
【详解】(1)像与物是关于镜子对称的,实验时玻璃板要竖立放置,如果不竖立,成的像就偏高或偏低,后面的蜡烛是摆在桌面上的,不论怎样移动后面的蜡烛都不可能与前面蜡烛的像完全重合。
(2)实验中选择两根完全一样的蜡烛A 和B,是为了比较物像的大小关系;移动蜡烛B直到它与蜡烛的像位置相同,小明记录了两根蜡烛的位置,目的是便于比较像与物到玻璃板的距离是否相等;(3)物与像到平面镜的距离相等,因此若将蜡烛A远离玻璃板时,则像将远离玻璃板移动;平面镜中的像的大小跟物体大小有关,跟物体到平面镜的距离无关,所以物体远离平面镜,像也远离平面镜,像的大小不变(等于物体的大小)。
一、初二物理光现象实验易错压轴题(难)1.在“探究平面镜成像的特点”实验中,小明用玻璃板、相同的两个棋子A及B、刻度尺、橡皮泥、白纸等器材进行实验,如图所示.(1)实验时玻璃板应该__________放置在水平桌面上.(2)实验器材选择相同的两个棋子A、B,其目的是为了___________________.(3)为了说明平面镜中所成的像是实像还是虚像,应采取的具体操作步骤是:____________;直接观察白纸,可发现_____________,所以,平面镜所成的像为_____________像.(4)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,结果他发现镜中的像相对于A_________移动(选填“向右”.“向左”或“不”);他又将玻璃板绕OO'轴转向自己,发现镜中的像__________(选填“转向自己”、“转离自己”或“不动”).【答案】竖直比较像和物的大小移去棋子B,在B处放置一白纸像不能成在白纸上虚不转向自己【解析】【分析】(1)像与物关于玻璃板对称,玻璃板的摆放角度要能够使后面的棋子与前面棋子的像完全重合;(2)实验中让A棋子与B棋子完全相同,B又与A的像完全重合,结果就可以得出A的像与A大小相同的结论;(3)平面镜所成的像不是实际光线会聚成而,所成的像是虚像,用光屏接收不到,只能用眼睛观察;(4)平面镜成像特点是:物体在平面镜中成虚像,物像大小相等,物像连线与镜面垂直,物像到平面镜的距离相等,据此判断像的变化。
【详解】(1)平面镜成像时,像与物关于玻璃板对称,如果玻璃板不竖直,则后面的棋子与前面棋子的像不在同一高度上,所以怎样操作都不会重合的,也就无法比较像与物的大小关系,故实验时玻璃板应该竖直放置在水平桌面上;(2)实验器材选择相同的两个棋子A、B,其目的是为了比较像与物的大小关系;(3)为了说明平面镜中所成的像是实像还是虚像,可以将白纸竖直放在蜡烛B处,移开蜡烛B,观察像能否成在白纸上(或白纸上有没有像);若像不能成在白纸上(或白纸上没有像);则说明平面镜所成的像为虚像;若像能成在白纸上(或白纸上有像);则说明平面镜所成的像为实像;(4)当镜子沿00′轴(玻璃板与桌面的接触部分)方向水平向右移动时,由于像与物关于镜面是对称的,镜子在竖直方向上没有发生变化,所以镜中的像相对于A不移动;当镜子绕OO′向人转动时,像也向人的方向转动,如图:2.某物理兴趣小组的同学用如图甲所示的装置来研究水的沸腾。
苏科版八年级物理上册第三章光现象章节训练考试时间:90分钟;命题人:物理教研组考生注意:1、本卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间90分钟2、答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置,如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用涂改液、胶带纸、修正带,不按以上要求作答的答案无效。
第I卷(选择题 15分)一、单选题(5小题,每小题3分,共计15分)1、如图所示,平面镜M直立在水平地面上,长6cm的铅笔平放在地面上且与平面镜垂直,笔尖离平面镜10cm,现铅笔以2cm/s的速度垂直平面镜向它匀速靠近。
则()A.铅笔的像为虚像,且尖端朝右B.笔尖的像移动速度大于笔尾的像移动速度C.经过3s,笔尖的像与笔尾的像相距6cm D.将M逆时针转动45°,铅笔的像竖直且尖端朝上2、如图所示景象叫作日晕,在5000m左右高空,水蒸气遇冷形成小冰晶,太阳光照射小冰晶后分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光,这样太阳周围就出现一个巨大的彩色光环,称为“光晕”。
下列说法正确的是()A.光晕现象属于光的色散B.太阳光照射小冰晶后反射分解为七色光C.太阳光只能分解为七种颜色可见光D.该现象相当于凸透镜成像3、如图所示,一块平面镜摔碎成大小不同的两块镜片后重新组合在一起,关于两块镜片成像的说法,正确的是()A.两块镜片都成完整的像,像的大小相同B.两块镜片都成完整的像,像的大小不同C.两块镜片都成不完整的像,像的大小相同D.两块镜片都成不完整的像,像的大小不同4、如图是晚上汽车在干燥的沥青路面和潮湿的沥青路面上行驶时大灯部分光路简图,在晚上开车时()A.潮湿的路面更容易发生漫反射B.干燥的路面更容易发生镜面反射C.对面无车时,驾驶员看潮湿的路面更暗D.对面无车时,驾驶员看干燥的路面更暗5、关于平面镜所成的像,下列说法正确的是()A.像比物体大B.像比物体小C.像是实像D.像是虚像第Ⅱ卷(非选择题 85分)二、填空题(5小题,每小题4分,共计20分)1、小王走向正前方的玻璃窗,想看看美丽的夜景,却发现玻璃窗里有个“自己”迎面走来,这是光的____________(选填“直线传播”、“反射”或“折射”)现象。
一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题(难)1.康巴什是全国首个以城市景观命名的国家4A级景区,来自南京的小华拍了一张康巴什大桥的照片,如图甲,感觉有点小,更换镜头站在原地又拍了一张,如图乙。
两次像的大小不同是何原因呢?他猜想可能是两个镜头的焦距不同造成的,为此,返校后小华在实验室找来相关器材进行了以下探究:(1)如图丙,他先将f=10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度处,再将蜡烛放在10cm 刻度处,移动光屏直到成清晰的像,此时光屏应在_____刻度范围内。
(2)基于实验目的,接下来他换用f=5cm的凸透镜仍固定在50cm刻度处,保持蜡烛位置不变,移动光屏找到最清晰的像,此像大小比(1)中所成的像_____。
(3)依据(2)问的结论,他又联想到望远镜的物镜(凸透镜)和目镜(凸透镜)的焦距大小也不同,为了尽可能成更大更清晰的像,则f物_____f目,若将物镜和目镜互换位置,站在原地看同一物体,此时所成像的大小_____不换位置时所成像的大小(均选填“>”“<”“=”)。
【答案】60﹣70cm 变小><【解析】【分析】【详解】(1)[1]当焦距为f=10cm,由图可知物距u=40cm,那么u>2f,此时的像距在一倍焦距和二倍焦距之间,即在60﹣70cm之间。
(2)[2]换用f=5cm的凸透镜仍固定在50cm刻度处,保持蜡烛位置不变,焦距变小,相当于增大了物距,物距变大时实像会变小。
(3)[3] [4]望远镜的物镜相当于是照相机,成的是倒立、缩小的实像,为了使像更大一些,应增大焦距,望远镜的目镜相当于是放大镜,在物距不变的情况下,焦距越小,成的像越大,由于望远镜的长度不变,故为了成更大的像,应使f物>f目。
若将物镜和目镜互换位置,站在原地看同一物体,由于在光的折射中,光路是可逆的,放大作用没有改变,此时所成像要小于不换位置时所成像的大小。
2.小丽同学用焦距为15cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验:(1)实验过程中,当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时,光屏上会得到一个清晰的倒立、______的实像,如果在凸透镜前放一个近视镜,小丽需要向______(填“左”或“右”)移动光屏才能看到烛焰清晰的像;(2)如图乙所示,一条平行于凹透镜主光轴的光线,经凹透镜和凸透镜折射后恰好经过A 点,请在图中画出经过两透镜后的折射光线______。
一、初二物理光现象实验易错压轴题(难)1.如图所示是“探究平面镜成像特点”的实验装置.(1)在此实验中,用玻璃板代替平面镜的目的是______;选取两支完全相同的蜡烛是为了比较像与物的______关系.(2)此实验最好在_____(选填“较亮”或“较暗”)的环境中进行,观察到的效果会更好些.(3)移开蜡烛B.在其原来位置放一光屏,光屏上无法呈现蜡烛的像,说明平面镜成的是______像.【答案】便于确定像的位置大小较暗虚【解析】(1)为了确定像的位置,让蜡烛A的像和蜡烛B重合,既能观察到A蜡烛像的同时,也能观察到B蜡烛,实验中要使用透明的玻璃板;选用大小相同的两个蜡烛,是为了用蜡烛B代替蜡烛A,来比较物像的大小. (2)因蜡烛是点燃的,所以适合在较黑暗的环境下才可看清蜡烛的像. (3)因为光屏只能接收实像,不能接收虚像,光屏不能接收到蜡烛A的烛焰的像,所以说明平面镜成的像是虚像.点睛:研究平面镜成像特点时,确定像的位置是关键.像的位置用蜡烛B与蜡烛A的像重合来确定.实验中既能看到物体A的像,又能看到蜡烛B,要采用透明的玻璃板;研究物像的大小采用的是等效替代法,把蜡烛A的大小用蜡烛B来代替;当实验环境光线较暗时,实验现象会更加明显.2.小红在学习了光学的相关知识后,在暗室进行了一些实验探究.(1)实验一:让一细束太阳光照射三棱镜,射出的光射到竖直放置的白屏上.如图所示,白屏Ⅱ区上出现了彩色光带,这是光的________现象.将灵敏温度计放在________(选填“Ⅰ” 或“Ⅲ")区,温度计示数会明显升高,是因为________;(2)实验二:将一束蓝光照在穿白上衣、红裙子的洋娃娃身上,小红看到了洋娃娃上衣呈________色,裙子呈________色;(3)实验三:通过学习,小红知道红、________、蓝是光的三原色,它们自身________(选填“能”或“不能”)由其它色光混合而成.她将亮度相等的这三种色光叠加在一起,看到了________光.【答案】色散Ⅲ红外线具有热效应蓝黑绿不能白【解析】【详解】(1)实验一:太阳光经过三棱镜后被分解为七色光的现象,是光的色散现象.红光的折射较小,紫光的折射较大,所以图中Ⅲ区是红外线,且红外线具有明显的热效应,所以将灵敏温度计放在Ⅲ区,温度计示数会明显升高.(2)实验二:将一束蓝光照在穿白上衣,白上衣能反射所有颜色的光,即白上衣反射蓝光,所以小红看到了洋娃娃上衣呈蓝色;红裙子只能反射红光,所以蓝光照在红裙子上,洋娃娃身上裙子呈黑色.(3)实验三:光的三原色是红、绿、蓝,它们自身不能由其它色光混合而成,她将亮度相等的这三种色光叠加在一起,看到了白光.3.小明同学根据课本中的“试一试”,用易拉罐做小孔成像实验.(1)请在图中作出蜡烛AB的像A'B'________.(2)小明发现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,填在表格中:请你根据表中的数据在下图坐标中画出h与s的关系图像:____________(3)从图像中可以看出h与s的关系为:_____________________.【答案】见解析所示见解析所示 h与s成正比【解析】(1)根据光的直线传播,分别做出由A、B两点在透明纸上的像,从而得出AB的像,如图所示:(2)根据表格中数据描点,并用平滑的曲线连接起来,如图:(3)从图象中看出;h随s的变大而变大,且增大的倍数相同,即h与s成正比关系;因此,本题正确答案是: (1). 见解析所示 (2). 见解析所示 (3). h与s成正比【的距离】(1)小孔成像是光的直线传播现象;物体上部的光线通过小孔后,射到了光屏的下部;物体下部的光线通过小孔后,射到了光屏的上部,因此通过小孔后所成的像是倒立的像.(2)找出表格中的数据在坐标纸中的对应点,然后连接成平滑的曲线;(3)可以看出,当像离小孔越远,像的大小是变大的.4.新思维科技社团的同学们学完光学中小孔成像知识后,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。
一、初二物理光现象实验易错压轴题(难)1.小明同学根据课本中的“试一试”,用易拉罐做小孔成像实验.(1)请在图中作出蜡烛AB的像A'B'________.(2)小明发现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,填在表格中:请你根据表中的数据在下图坐标中画出h与s的关系图像:____________(3)从图像中可以看出h与s的关系为:_____________________.【答案】见解析所示见解析所示 h与s成正比【解析】(1)根据光的直线传播,分别做出由A、B两点在透明纸上的像,从而得出AB的像,如图所示:(2)根据表格中数据描点,并用平滑的曲线连接起来,如图:(3)从图象中看出;h随s的变大而变大,且增大的倍数相同,即h与s成正比关系;因此,本题正确答案是: (1). 见解析所示 (2). 见解析所示 (3). h与s成正比【的距离】(1)小孔成像是光的直线传播现象;物体上部的光线通过小孔后,射到了光屏的下部;物体下部的光线通过小孔后,射到了光屏的上部,因此通过小孔后所成的像是倒立的像.(2)找出表格中的数据在坐标纸中的对应点,然后连接成平滑的曲线;(3)可以看出,当像离小孔越远,像的大小是变大的.2.小明用图甲的装置探究“平面镜成像的特点”,操作如下:①在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,可以看到蜡烛A在玻璃板中的像,取一支外形相同但不点燃的蜡烛B在玻璃板后面来回移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合;②移去蜡烛B,在其原来位置上放置一块光屏,观察光屏上是否有蜡烛的像;③将玻璃板倾斜,再次观察“蜡烛A的像”,如图乙所示。
请你解答下列问题:(1)实验不用平面镜而用玻璃板的目的是便于______;(2)操作①中通过玻璃板能够看到蜡烛A的像是由于发生了光的______;蜡烛B与蜡烛A 的像完全重合,说明像与物的大小______;(3)操作②的探究目的是______;(4)操作③中蜡烛A此时的像是图乙中的______(选填“A1”、“A2”或“A3”)。
一、初二物理光现象实验易错压轴题(难)1.如图所示是“探究平面镜成像特点”的实验装置.(1)在此实验中,用玻璃板代替平面镜的目的是______;选取两支完全相同的蜡烛是为了比较像与物的______关系.(2)此实验最好在_____(选填“较亮”或“较暗”)的环境中进行,观察到的效果会更好些.(3)移开蜡烛B.在其原来位置放一光屏,光屏上无法呈现蜡烛的像,说明平面镜成的是______像.【答案】便于确定像的位置大小较暗虚【解析】(1)为了确定像的位置,让蜡烛A的像和蜡烛B重合,既能观察到A蜡烛像的同时,也能观察到B蜡烛,实验中要使用透明的玻璃板;选用大小相同的两个蜡烛,是为了用蜡烛B代替蜡烛A,来比较物像的大小. (2)因蜡烛是点燃的,所以适合在较黑暗的环境下才可看清蜡烛的像. (3)因为光屏只能接收实像,不能接收虚像,光屏不能接收到蜡烛A的烛焰的像,所以说明平面镜成的像是虚像.点睛:研究平面镜成像特点时,确定像的位置是关键.像的位置用蜡烛B与蜡烛A的像重合来确定.实验中既能看到物体A的像,又能看到蜡烛B,要采用透明的玻璃板;研究物像的大小采用的是等效替代法,把蜡烛A的大小用蜡烛B来代替;当实验环境光线较暗时,实验现象会更加明显.2.如图所示,某同学做“平面镜成像的特点”实验.他将一块玻璃板垂直架在桌面上,再取两段等长的蜡烛A和B一前一后竖放在玻璃两侧,点燃玻璃板前的蜡烛A.(1)在实验中用平板玻璃代替平面镜,这是为了________ ;如果有3mm厚和2mm厚的两块玻璃板,应选择________ mm厚的玻璃板做实验.(2)实验中,小华同学用左手将放在玻璃板前的蜡烛点燃,发现玻璃板中的“自己”是用________(填“左”或“右”)手点燃蜡烛的.他又将玻璃板绕其底边转向自己,发现镜中的像________ (选填“转向自己”、“转离自己”或“不动”).(3)实验中,玻璃板后的蜡烛和玻璃板前的蜡烛产生的像无法完全重合,原因是________.(4)小琳将图甲中的玻璃板换成平面镜,垂直于纸板放置(如图乙所示),探究“光反射时的规律”.他用激光笔沿硬纸板EO照射到平面镜上的O点.反射光线沿OF射出,则∠NOF________∠EON(选填“>”、”<”或“=”).如果纸板没有与平面镜垂直放置那么实验出现的现象是:________.(5)小琳又让入射光线沿着FO入射到O点看到反射光线沿着OE射出,这说明光反射时:________.【答案】确定像的位置2右转向自己玻璃板没有竖直放置=纸板上看不到反射光线光路是可逆的【解析】【分析】【详解】(1)用透明的玻璃板代替平面镜,在物体一侧能看到物体的像,同时还能看到代替物体的另一个物体,便于确定像的位置;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,所以应选用薄玻璃板,用2mm厚的;(2)镜中的左手的像与左手在同一直线上,相对于小华是左边,但是因为是在镜子里,人物就要左右颠倒,所以小华用左手将放在玻璃板前的蜡烛点燃,发现玻璃板中的“自己”是用右手点燃蜡烛的;由于像与物关于镜面是对称的,当镜子绕底边转向向人转动时,如图所示,所以像也向人的方向转动;(3)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,所以蜡烛成的像不与蜡烛重合;(4)用激光笔沿硬纸板EO照射到平面静上的O点.反射光线沿OF射出,则根据光的反射定律可知,∠NOF=∠EON;由于反射光线、入射光线和法线都在同一平面内,当纸板F 转过一定的角度后,两块纸板不在同一平面上,所以在纸板F上就无法呈现出反射光线了;(5)反射光路是可逆的,当让光线逆着OF的方向射向镜面,会发现反射光线沿着OE方向射出.3.如图是小红“探究平面镜成像特点”的情景:小红的实验装置是:竖立的透明玻璃板下方放一把直尺,直尺与玻璃板垂直;两支相同的蜡烛A、B竖立于玻璃板两侧的直尺上,以A蜡烛为成像物体。
一、初二物理光现象实验易错压轴题(难)1.如图小明站在地铁站台,他透过玻璃板制成的屏蔽门,可以看到车道另一侧竖直墙壁上的广告牌,及自己在玻璃屏蔽门后面的虚像.小明根据该现象设计了在站台上粗测玻璃屏蔽门到车道另一侧广告牌之间距离d的实验,实验步骤如下,请完成相关内容。
(1)小明相对于玻璃屏蔽门前后移动直到观察到______________;(2)记录_____________;(3)量出________的距离.除记录工具外,小明要完成上述实验必需使用的仪器是______,步骤(3)中量得的距离就是玻璃屏蔽门到广告牌之间的距离d,物理依据是_______。
【答案】自己的像和广告牌重合时自己站的位置自己站的位置到玻璃屏蔽门刻度尺物像到平面镜的距离相等【解析】【分析】【详解】(1)[1]小明相对于玻璃屏蔽门前后移动直到观察到小明在玻璃屏蔽门后所成的像与广告牌在同一竖直平面上,广告牌在小明像的位置。
(2)[2]根据物体和平面镜的距离与像和平面镜的距离相等,小明相对于玻璃屏蔽门前后移动直到观察到自己的像落在广告牌上时,并记录此时自己站立的位置。
(3)[3][4][5]实验时要用刻度尺测量小明到玻璃屏蔽门之间的距离;测量小明到平面镜的距离,间接知道广告牌和玻璃屏蔽门之间的距离,根据是物像到平面镜的距离相等。
2.小明同学在使用洗手间水龙头时发现:当手伸进水龙头下如图所示窗口前时,水龙头出水,当手离开时断水。
(1)小明听老师说这是一种由红外线控制的自动出水龙头,他想到:任何物体都会向外辐射红外线,水龙头自动出水可能是温度较高的手辐射的红外线被窗口接收,使控制阀打开而出水.为验证猜想,他取3个相同的塑料杯分别装入等质量不同温度的水,以相同的方式将杯子逐渐靠近窗口,发现控制阀是否打开出水与杯子到窗口的________有关,把刚好出水时杯子与窗口的距离定为最远出水距离,每次测量这个距离都是15 cm.他对实验现象分析如下:温度不同的杯子辐射的红外线强弱________(选填不同或相同),最远出水距离应该不同,但实际却相同,可见他的猜想是错误的。
一、初二物理光现象实验易错压轴题(难)1.小红在学习了光学的相关知识后,在暗室进行了一些实验探究.(1)实验一:让一细束太阳光照射三棱镜,射出的光射到竖直放置的白屏上.如图所示,白屏Ⅱ区上出现了彩色光带,这是光的________现象.将灵敏温度计放在________(选填“Ⅰ” 或“Ⅲ")区,温度计示数会明显升高,是因为________;(2)实验二:将一束蓝光照在穿白上衣、红裙子的洋娃娃身上,小红看到了洋娃娃上衣呈________色,裙子呈________色;(3)实验三:通过学习,小红知道红、________、蓝是光的三原色,它们自身________(选填“能”或“不能”)由其它色光混合而成.她将亮度相等的这三种色光叠加在一起,看到了________光.【答案】色散Ⅲ红外线具有热效应蓝黑绿不能白【解析】【详解】(1)实验一:太阳光经过三棱镜后被分解为七色光的现象,是光的色散现象.红光的折射较小,紫光的折射较大,所以图中Ⅲ区是红外线,且红外线具有明显的热效应,所以将灵敏温度计放在Ⅲ区,温度计示数会明显升高.(2)实验二:将一束蓝光照在穿白上衣,白上衣能反射所有颜色的光,即白上衣反射蓝光,所以小红看到了洋娃娃上衣呈蓝色;红裙子只能反射红光,所以蓝光照在红裙子上,洋娃娃身上裙子呈黑色.(3)实验三:光的三原色是红、绿、蓝,它们自身不能由其它色光混合而成,她将亮度相等的这三种色光叠加在一起,看到了白光.2.新思维科技社团的同学们学完光学中小孔成像知识后,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。
一、初二物理光现象实验易错压轴题(难)1.小华在探究平面镜成像的特点时,将棋子A放在玻璃板的一侧,看到玻璃板后有棋子A 的像.(1)此时用另一个完全相同的棋子B在玻璃板后的纸面上来回移动,发现无法让它与棋子A的像完全重合(图甲).你分析出现这种情况的原因可能是:________(2)解决上面的问题后,棋子B与棋子A的像能够完全重合,说明________(3)图乙是他们经过三次实验后,在白纸上记录的像与物对应点的位置.他们下一步应该怎样利用和处理这张“白纸”上的信息得出实验结论:________【答案】玻璃板没有竖直放置;像与物体的大小相等;连接像与物的对应点判断连线与镜面是否垂直,分别测量对应点到镜面的距离,分析得出结论: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的距离相等.【解析】【分析】(1)实验时玻璃板如果不竖直,不论怎样移动后面的蜡烛都不可能与前面蜡烛的像完全重合.(2)实验中选择两根完全一样的蜡烛是为了比较物体与像的大小关系.(3)从实验的目的:探究,验证平面镜成像的特点的角度分析即可.【详解】(1)实验时玻璃板要竖直放置,即垂直于桌面,如果不竖直,所成的像不在桌面上,所以不论怎样移动后面的蜡烛都不可能与前面蜡烛的像完全重合,就无法比较像与物的大小.(2)实验时用完全一样的蜡烛是为了比较物体与像的大小关系.蜡烛B与蜡烛A的像能够完全重合,说明像与物体的大小相等.(3)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.所以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,像距和物距是否相等;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.2.学习小组用图甲所示的圆柱形纸质套筒做“探究小孔成像规律”的实验,发现像的大小不同,亮度也不一样.(1)关于像的亮度与哪些因素有关,他们提出以下猜想:猜想1:与小孔到光屏的距离有关;猜想2:与小孔的形状有关;猜想3:与小孔的大小有关.①类比利用太阳光测凸透镜焦距时,光屏从焦点处远离透镜过程中,光斑越大越暗的现象,可判断猜想1是_________的.②验证猜想2时,固定烛焰、纸筒和光屏的位置,更换使用如图乙所示的三个小孔进行实验,分别观察比较所成像的亮度.他们实验中存在的问题是______________________.③为验证猜想3,固定烛焰、小孔和光屏位置,只改变圆孔直径,观察到的现象如下表.实验现象表明:在小孔成像清晰时,_____________________.(2)学习小组对像的清晰度与亮度问题作进一步探究.①在纸筒底部中心开一小孔a,又在a上下等距的位置再开两个小孔b、c,光屏上观察到三个像.在b、c两孔处放置两相同的三棱镜,移动光屏到图丙位置时,光屏上只出现一个清晰的更亮的像.则b、c两小孔处三菱镜放置的方式可能是________.②他们设想在b、c两孔之间再开若干个小孔,并在小孔处放置棱镜,所成的像都与b、c 两孔处三棱镜所成的像重合,则光线通过这些棱镜的偏折程度比通过b、c两孔处三棱镜的要________(选填“大”或“小”).③若开一个大孔,并在大孔处放一合适的凸透镜替代上述所有棱镜后,恰能在图丙位置光屏上呈现清晰的像,则此像是_______的倒立实像;若只用a孔替代凸透镜,在图丙位置光屏上所成的像与该透镜所成的像相比,像的亮度________,像的大小_________.【答案】正确没有控制小孔的大小相等小孔越大亮度越亮 C 小缩小更亮相等【解析】【详解】(1)①根据题意知道,当光屏从焦点处远离透镜过程中,出现光斑越大越暗的现象,则说明像的亮度与小孔到光屏的距离有关,故可判断猜想1是正确的;②要探究像的亮度与小孔的形状的关系,则需要控制孔的大小不变,只改变形状,而图乙中即改变了孔的形状,没有改变孔的大小,所以,此过程中存在的问题是:没有控制小孔的大小相等;③分析表格的实验数据知道:在小孔成像清晰时,小孔越大,像的明亮程度越亮;(2)①三棱镜具有偏折光的能力,要想使光都会聚在光屏中心的位置,则在bc两处放置的三棱镜的方式可能是凸透镜的形状,即图C的形状;②在b、c两孔之间再开若干个小孔,并在小孔处放置棱镜,此装置类似凸透镜,过光心时传播方向不变,越靠近光心的光线偏折程度的越小,故则光线通过这些棱镜的偏折程度比通过b、c两孔处三棱镜的要小;③根据图知,物距大于像距,可以判断出此时凸透镜成的是一个倒立缩小的实像,因为凸透镜和小孔都成倒立缩小的实像,像距和物距相等,所以像的大小是相等的,因为入射到凸透镜上的光数量较多,经凸透镜折射后,经过的像点的光线多,所以看起来亮一些(2)①因为凸透镜对光线有会聚作用,三棱镜具有偏折光的能力,所以,要想使光都会聚在光屏中心的位置,则在bc两处放置的三棱镜的方式应是凸透镜的形状,即图C所示的形状。
②根据题意知道,在b、c两孔之间再开若干个小孔,并在小孔处放置棱镜,此装置类似凸透镜,由于过光心时传播方向不变,越靠近光心的光线偏折程度的越小,所以光线通过这些棱镜的偏折程度比通过b、c两孔处三棱镜的要小些。
③由图知道,此时物距大于像距,所以此时凸透镜成的是一个倒立缩小的实像,由于像的大小由物距和像距共同决定,物距和像距都不变,像的大小不变,但凸透镜越大,像越亮,因为入射到凸透镜上的光数量较多,经凸透镜折射后,经过的像点的光线多,所以看起来亮一些。
【点睛】本题考查的是小孔成像的探究和凸透镜成像的应用,考查了根据题中信息分析解答能力,有一定的难度。
3.在“探究平面镜成像的特点”实验中,如图所示。
(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,目的是避免出现两个像,影响实验效果。
(2)用玻璃板代替平面镜的目的是______。
(3)实验所用刻度尺是为了____________(4)玻璃板要和水平桌面_________(5)若点燃的蜡烛距玻璃板15cm,此时蜡烛与它的像的距离是______ cm将一张白纸放在玻璃板后,无论如何移动,在白纸上都______(填“能”或“不能”)成像,说明平面镜所成的像是______像。
(6)将蜡烛远离玻璃板移动一段距离,蜡烛的像的大小将______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(7)在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的和A相同的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动,人眼一直在玻璃板的__(选填“前”或“后”)侧观察,直至它与蜡烛A的像完全重合,这是为了探究______________(8)在实验中如果把平板玻璃向右倾斜,如图所示,观察到蜡烛的像的大致位置在图中的__(A/B)处.【答案】2mm 便于确定像的位置测量物距和像距垂直 30 不能虚像不变前比较物与像大小的关系 A【解析】【详解】(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,所以应选用薄玻璃板,用2mm厚的避免出现两个像。
(2)使用平面镜时,只能成像,而不能透光,不能确定像的位置,用玻璃时,既能成像,又能透光看到后面的蜡烛,所以便于确定像的位置。
(3)为了证明像和物体到镜面的距离相等,实验中要使用刻度尺分别测量物体到镜面和像到镜面的距离,即测量物距和像距。
(4)平面镜成像时,像与物体对称,只能当镜面与水平桌面垂直时,成像的位置才在水面桌面上,否则会偏高或偏低,影响实验的进行,所以玻璃板一定要和水平桌面垂直。
(5)因为平面镜成像时,物体到平面镜的距离与像到平面镜的距离相同,故将点燃的蜡烛放置在距玻璃板15cm处,蜡烛的像到平面镜的距离也是15cm,故此时蜡烛与它的像的距+=;离是15cm15cm30cm因为平面镜成虚像,光屏不能承接虚像,所以用白纸在玻璃板后面无论如何移动,在光屏上都不能成像。
(6)由平面镜成像特点之一:物像等大可知,将蜡烛远离玻璃板移动一段距离,蜡烛的像的大小将不变。
(7)在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的和A相同的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动,因为是点燃蜡烛A的反射成像,只能在A的一侧看到此像,所以人眼一直在玻璃板的前侧观察,直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,则可以说明像和物体大小相等,所以这个步骤为了探究:比较物与像大小的关系。
(8)平面镜成像时,像和物体到镜面的距离相等,连线与镜面垂直,所以像和物体是关于镜面对称的,由图知,像A与物体是对称的,符合成像规律,所以观察到蜡烛的像的大致位置在图中的A处.【点睛】平面镜成像的实验中除了熟练掌握成像规律外,还有很多细节问题要注意,如在较暗的环境中实验,要用薄的玻璃板,要保证玻璃板与桌面垂直等,要注意多总结,用时则手到擒来。
4.如图所示,将透明的薄壁(厚度可忽略不计)方形水槽水平放置,固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束,小彬通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象.(1)如图水槽中未注水时可在侧壁上A处得到一个光点,注入一定量的水后,光点移至Bθ选填“大于”“等处,这是由于光在水面处发生了光的______现象,此时入射角______角(于”或“小于”);(2)为使B处的光点移至C处,则应使水槽中的水量______,若BC间距离为2cm,则水cm选填“>”“=”或“<”);面高度的变化量h△______2((3)如图所示,小彬将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射,为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播,则激光笔照射的方向应满足的条件是______,且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区______(选填“①”②”或“③”)内.【答案】折射小于增加>平行于DE②【解析】【分析】【详解】(1)[1][2]水槽中未加水水时,由于光的直线传播,激光射到侧壁上的A点;当水槽中加水时,光点下移到B点位置,这是由于光的折射现象引起的,当光从水中射入空气中时,折射角大于入射角,此时入射角小于角Q;(2)[3]入射角和折射角都不变,所以要使B处的光点移到C处,则应使水槽中的水量增加;[4]若BC间距离为2cm,因为两次的折射光线是平行的,光斑移动的竖直高度小于水面上升的高度,故水面高度的变化量大于2cm;(3)[5]光从空气中进入水中,再从水中射出到空气中,发生折射时,折射角一次减小,一次增大,最终的入射光线与折射光线是平行的,即激光笔照射的方向应满足的条件是:平行于DE;[6]且因为第一次折射进入水中时,折射角小于入射角,则激光笔应该与激光笔照射在水槽底部的位置必须在区②内.【点睛】重点是根据光的折射定律的应用,关键是记清楚光由空气斜射入水或玻璃中时,折射角小于入射角,反之折射角大于入射角,可根据光路可逆的特征进行记忆.5.在“探究平面镜成像特点”的实验中,如图所示.(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”)无论怎么移动蜡烛都无法与像重合的原因是_______.(2)用玻璃板代替平面镜的原因是 ______,便于研究平面镜的成像特点.(3)若白纸上每方格长度是5cm,将点燃的蜡烛由A点移至B点,此时它与移动后在玻璃板中所成的像的距离是 ______cm,用光屏在玻璃板后面无论如何移动,在光屏上都_______(选填“能”或“不能”)成像,说明平面镜所成的是 __________像.(4)用大小相同的两支蜡烛是为了__________.【答案】2 较暗玻璃板没有竖直放置(没有与水平面垂直)便于确定像的位置 20 不能虚比较像与物的大小【解析】【详解】(1)[1]玻璃板的选择应该选薄一点的玻璃板,由于玻璃板两个面都可以作为反射面,会出现两个像,影响实验效果,这样选择薄一点的玻璃板,避免明显地出现两个重复的像,应该选择2mm厚的玻璃板做实验;[2]实验时应该使环境较暗,这样蜡烛的像会比较明显看到,实验现象会更加明显;[3]实验过程中,无论怎么移动蜡烛都无法与像重合,这是因为玻璃板没有竖直放置,所成的像不在水平面;(2)[4]玻璃板是透明的,这样可以看到玻璃板的另一侧蜡烛和像,便于确定像的位置;(3)[5]由题意可知,将点燃的蜡烛由A点移至B点时,蜡烛与玻璃板的距离是10cm,根据平面镜的成像特点可知,像与物到平面镜的距离相等,蜡烛的像与玻璃板的距离也是10cm,那么蜡烛与移动后在玻璃板中所成的像的距离是20cm;[6][7]用光屏在玻璃板后面无论如何移动,在光屏上都不能成像;说明平面镜所成的是虚像;(4)[8]用大小相同的两支蜡烛,其中一支蜡烛可以和另一支蜡烛的像作对比,而这两支蜡烛大小是相同的,那么另一支蜡烛可以和它自身的像作对比,可以比较像与物的大小。