【精选】北师大版物理八年级上册 光现象实验专题练习(解析版)
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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.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.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.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。
(1)如图乙中A、B所示,其中______图是水沸腾时的气泡变化情况;在这次实验中,发现从开始加热到沸腾的这段时间过长,为了缩短实验的时间,可以采取的措施是______;(2)小杰同学在探究“光的反射规律”时将一块平面镜放在水平桌面上,再把一张硬纸板竖直放在平面镜上,让一束光线贴着纸板沿EO方向入射,如图丙所示,小杰想探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内,应将纸板______(填“A”或“B”)绕ON向前或向后弯折;另一同学也把一束光贴着纸板A射到O点(如图丁所示),但纸板并未与平面镜垂直,此时反射光线、入射光线和法线______(填“在”或“不在”)同一平面内。
【答案】A 减小水的质量 B 在【解析】【分析】(1)沸腾前,上层的水温度较低,上升的气泡遇低温液化,气泡减小。
沸腾时,由于此时整个容器内的水温相同,气泡不断升高,深度不断减小,水压不断减小,并且产生水蒸气不断进入气泡,气泡逐渐变大;为了缩短实验的时间,可以采取的措施是减少水的质量、加盖或者提高水的初温。
(2)在反射现象中,反射光线、入射光线和法线始终在同一平面内。
【详解】(1)[1]沸腾时,由于此时整个容器内的水温相同,气泡不断升高,深度不断减小,水压不断减小,并且产生水蒸气不断进入气泡,气泡逐渐变大,所以如图乙中A、B所示,其中A 图是水沸腾时的气泡变化情况。
[2]在这次实验中,发现从开始加热到沸腾的这段时间过长,为了缩短实验的时间,可以采取的措施是减小水的质量。
(2)[3]小杰同学在探究“光的反射规律”时将一块平面镜放在水平桌面上,再把一张硬纸板竖直放在平面镜上,让一束光线贴着纸板沿EO方向入射,如图丙所示,小杰想探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内,应将纸板B绕ON向前或向后弯折,观察纸板B上有没有反射光线。
[4]任何反射现象都要遵循反射定律,所以纸板未与平面镜垂直,反射光线、入射光线和法线也在同一平面内。
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.3.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。
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.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.3.(1)在“探究光的反射规律”的实验中,小亮进行如图甲所示的实验,让一束光EO贴着纸板射到平面镜上,将纸板沿ON向后折,此时在NOF面上看不到反射光线,如图乙所示。
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.在“探究平面镜成像的特点”实验中.(1)实验室提供平面镜、茶色玻璃板和透明玻璃板,应选________作为实验器材,这样做的目的是为了便于________ ;(2)小丁选择两只大小外形完全一样的蜡烛是为了比较________;(3)如图1,蜡烛放在画有方格的平板上,像的位置在________;(A/B/C/D),在该位置放一光屏,屏上________(能/不能)承接到像,说明平面镜成的像是________像;(4)细心的小丁透过玻璃观察蜡烛的像时,看到在像的后面还有一个较模糊与像有部分重叠的像,出现两个像的原因是________,此时成两个像对应的物距分别是蜡烛到玻璃板前后两个面的距离,若玻璃板厚度为3mm,则两个像的中心距离为________mm.(5)如图2,小丁把四个模型分别面对玻璃板直立在桌面上,用于研究像与物左右位置的关系.其中能够达到实验目的是________;(6)小丁同学实验过程中,如果在平面上无论怎样移动镜后的蜡烛,都无法与镜前蜡烛的像完全重合,原因可能是________.【答案】茶色玻璃板确定像的位置便于比较像和物体的大小关系 B 不能虚玻璃板太厚 6 C 玻璃板与桌面不垂直(或玻璃板为竖直放置)【解析】(1)实验室提供平面镜、茶色玻璃板和透明玻璃板,研究平面镜的成像实验时,因为用平面镜不能看到后面的物体,所以不能用,为了减小环境光线对成像的干扰,提高成像的对比度,应选茶色玻璃板作为实验器材,这样做的目的是为了便于确定像的位置.(2)小丁选择两只大小外形完全一样的蜡烛,实验时像和物体可以完全重合,所以便于比较像和物体的大小关系.(3)如图,蜡烛放在画有方格的平板上,根据像和物到镜面的距离相等,连线与镜面垂直的特点,可知像的位置在B处;因为平面镜成虚像,由反射光线的反射延长线相交而形成的,所以在该位置放一光屏,屏上不能承接到像.(4)细心的小丁透过玻璃观察蜡烛的像时,看到在像的后面还有一个较模糊与像有部分重叠的像,出现两个像的原因是玻璃板的两面都能成像,即会成两个像,此时成两个像对应的物距分别是蜡烛到玻璃板前后两个面的距离,若玻璃板厚度为3mm,则后面的像物距和像距都大了3mm,所以两个像会相距6mm.(5)要研究像与物左右位置的关系,如图中的字母:ATV都是左右对称的,所以不能达到目的,C字母左右不对称,所以其中能够达到实验目的是C图;(6)平面镜成的像与物体的连线与镜面垂直,像和物体关于平面镜对称,如果在平面上无论怎样移动镜后的蜡烛,都无法与镜前蜡烛的像完全重合,原因可能是:玻璃板与桌面不垂直(或玻璃板未竖直放置),此时像不在桌面上,所以不能重合.点睛:平面镜成像的实验中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.3.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,可绕竖直接缝ON翻折.(1)如图甲,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_____(选填“能”或“不能”)显示出反射光束,由此说明反射光线、入射线光与ON在_____内.(2)当纸板E、F在同一平面内,将一束光沿原BO方向射O点,它反射后沿_____方向射出.这现象说明:_____;当入射光线垂直于平面镜入射时,反射光线与入射光线的夹角为_____°.(3)小明在测入射角和反射角大小时只记录了一组数据(如乙表),根据这组数据,他_____(选填“能”或“不能”)得出关于光反射时反射角与入射角关系的结论,理由:_____.【答案】不能同一平面 OA 在反射时,光路是可逆的 0 不能一次实验具有很大的偶然性【解析】【分析】(1)光的反射定律的内容,知道反射角等于入射角.知道反射光线、入射光线和法线在同一平面内.(2)光在反射时光路是可逆的,若沿反射光线的方向入射,则反射光线沿入射光线的方向射出,当入射光线垂直于平面镜入射时,入射光线、法线、反射光线三线重合.(3)一次实验具有很大的偶然性.【详解】(1)在实验过程中,若将纸板倾斜,让光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面,此时反射光线、入射光线在同一平面内,由于反射光线和入射光线构成的平面与平面镜垂直,故不能看到反射光线.(2)当光贴着纸板F沿BO射到O点,反射光将沿图中的OA方向射出,说明光在反射时,光路是可逆的;当入射光线垂直于平面镜入射时,入射光线、法线、反射光线三线重合,入射角为0°;反射角等于入射角,也为0°;(3)一次实验具有很大的偶然性,为了得到反射角与入射角大小关系的普遍规律,应当改变入射角进行多次实验.故答案为 (1)不能;同一平面;(2)OA;在反射时,光路是可逆的;0°;(3)不能;一次实验具有很大的偶然性.4.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、平面境一块、玻璃板一块、白纸一张(如图甲所示)。
一、初二物理光现象实验易错压轴题(难)1.小明同学在探究“平面镜成像特点”的实验时所用的实验器材有带底座的玻璃板、白纸笔、火柴、光屏、刻度尺、两支外形相同的蜡烛A和B。
(1)实验过程中一切准备就绪后,小明在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿_____(选填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动,人眼一直在玻璃板的前侧观察,直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合如图所示。
这种确定像与物大小关系的方法是_____(选填“控制变量法”或“等效替代法”);(2)小明移去蜡烛B在其原来位置上放置一块光屏,光屏上无法呈现蜡烛A的像,这说明平面镜成的像是_____(选填“虚或”实”)像;(3)为了让右座的同学也能够看清蜡烛的像,小明只将玻璃板向右平移,则蜡烛像的位置_____(选填“向左移动”、“向右移动”或“不变”)。
【答案】未点燃等效替代法虚不变【解析】【分析】【详解】(1)[1][2]在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛B竖直在玻璃板后面移动,人眼一直在玻璃板的前侧(A侧)观察,直至它与蜡烛A的像完全重合,这种确定像与物大小关系的方法是等效替代法。
(2)[3]移去蜡烛B,在其原来位置上放置一块光屏,光屏上无法呈现蜡烛的像,这说明平面镜成的是虚像。
[4]为了让右座的同学也能够看清蜡烛的像,艾英只将玻璃板向右平移,在向右移动的过程中,由于物像到平面镜的距离相等,所以蜡烛像的位置不变。
2.如图甲所示为“探究光的反射定律”的实验装置:(1)小明在用该装置进行实验时,除了要用到铁架台、空白纸板做成的可折转光屏、光源和直尺外,还要用到_________和__________;(2)小明多次改变入射光的方向,总能在ON两侧同一平面的光屏上观察到入射光和反射光,由此得出“光反射时,反射光线、入射光线和法线都在同一平面内”的结论,为使结论可靠,同学小敏建议:将光屏绕轴线ON向前或向后折转,同时观察_________光线是否仍旧出现在光屏上;(3)小明测量图中入射角∠__________(选填“1”、“2”、“3”或“4”)和反射角的大小,将数据记录在表格中;(4)另一组的小军将原本垂直于平面镜的纸板向后倾斜一个角度,调节入射光线仍能呈现在纸板A上,但始终没能在纸板B上找到反射光线,经检查纸板A、B在同一平面上。
一、初二物理光现象实验易错压轴题(难)1.小明同学在探究“平面镜成像特点”的实验时所用的实验器材有带底座的玻璃板、白纸笔、火柴、光屏、刻度尺、两支外形相同的蜡烛A和B。
(1)实验过程中一切准备就绪后,小明在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿_____(选填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动,人眼一直在玻璃板的前侧观察,直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合如图所示。
这种确定像与物大小关系的方法是_____(选填“控制变量法”或“等效替代法”);(2)小明移去蜡烛B在其原来位置上放置一块光屏,光屏上无法呈现蜡烛A的像,这说明平面镜成的像是_____(选填“虚或”实”)像;(3)为了让右座的同学也能够看清蜡烛的像,小明只将玻璃板向右平移,则蜡烛像的位置_____(选填“向左移动”、“向右移动”或“不变”)。
【答案】未点燃等效替代法虚不变【解析】【分析】【详解】(1)[1][2]在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛B竖直在玻璃板后面移动,人眼一直在玻璃板的前侧(A侧)观察,直至它与蜡烛A的像完全重合,这种确定像与物大小关系的方法是等效替代法。
(2)[3]移去蜡烛B,在其原来位置上放置一块光屏,光屏上无法呈现蜡烛的像,这说明平面镜成的是虚像。
[4]为了让右座的同学也能够看清蜡烛的像,艾英只将玻璃板向右平移,在向右移动的过程中,由于物像到平面镜的距离相等,所以蜡烛像的位置不变。
2.(1)在“探究光的反射规律”的实验中,小亮进行如图甲所示的实验,让一束光EO贴着纸板射到平面镜上,将纸板沿ON向后折,此时在NOF面上看不到反射光线,如图乙所示。
此实验现象说明______。
在甲图中如果让光线逆着OF的方向射向镜面,会看到反射光线沿着OE方向射出,这表明______;(2)如图丙所示是小亮同学“探究平面镜成像特点”的实验装置,平面镜成像的原理是______。
在竖立的玻璃板前A处放一支点燃的蜡烛,可以看到玻璃板的后面出现蜡烛的像,拿一支大小和点燃蜡烛相同的蜡烛在玻璃板后面移动,当移动到A'处时,可以看到它跟像完全重合。
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.小勇同学利用如图所示的装置探究“平面镜成像的特点”。
(1)在实验中用透明的玻璃板代替平面镜,是为了便于_____。
(2)为探究平面镜所成像的大小与物体的大小关系时,小勇做了如下操作:他先点燃蜡烛A并将其放在玻璃板前,再拿一只外形与蜡烛A相同,但不点燃的蜡烛B竖立着在玻璃板后移动,当移动到A像的位置时,观察到它与蜡烛A的像完全重合,这表明_____。
(3)在实验中,小勇将蜡烛A向远离玻璃板的方向移动了3cm,再次将蜡烛B移到蜡烛A 像的位置,经测量,蜡烛A与它的像之间的距离变化了_____cm,同时观察像的大小_____(填“变大”、“变小”或“不变”)。
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.如图所示,小明同学为了探究平面镜成像特点,准备如下器材:各种粗细相同长度不同的烛若干5mm 厚和2mm 厚的两块玻璃板、白纸、火柴等。
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.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.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.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。
(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,说明所成的像是________(选填实像或虚像),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1F圆形倒立呈现2F方形倒立呈现3E圆形倒立呈现4E方形倒立呈现5R圆形倒立呈现6R方形倒立呈现(4)通过比较________,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有关。
(5)同学们通过比较1、2,3、4和5、6,得出结论:___________(6)实验小组在该实验中采用的实验方法是______________.【答案】光源直线较黑暗实像1、3、5(或2、4、6)在物体形状相同时,小孔所成的像与小孔的形状无关控制变量法【解析】【分析】【详解】(1)[1]能自行发光的物体称为光源,LED发光的字是光源。
[2]光在同种均匀介质中沿直线传播。
[3]为了便于观察,实验在较黑暗的环境进行,成的像会比较清晰。
(2)[4]实像是实际光线会聚而成的,可以成在光屏上,孔成像中所成的像,能呈现在半透明膜上,说明所成的像是实像。
(4)[5]通过比较1、3、5(或2、4、6)实验数据可知,小孔形状相同,物体形状不同,所成像的形状不同,说明在小孔形状相同时,小孔所成的像与物体的形状有关。
(5)[6]通过比较1、2,3、4和5、6,实验数据可知,物体形状相同,小孔形状不同,所成像的形状相同,说明在物体形状相同时,小孔所成的像与小孔形状无关。
(6)[7]实验小组在该实验中,有两个变量物体形状和小孔形状,采用的实验方法是控制变量法。
4.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。
(2)为了进一步寻找原因,小明分析得到控制水龙头出水的红外线可能是由窗口发出的,于是他取了面积形状完全相同的梳妆镜和透明玻璃板,保持它们与窗口平行,分别将它们逐渐靠近窗口,测出最远出水距离分别为32 cm、7 cm.入射到梳妆镜上的光线全部反射,而入射到玻璃板上的光线________(选填“全部”“部分”或“不发生”)反射,接收到的反射光越弱,最远出水距离会越________,因此说明水龙头出水是因为窗口发出的红外线被手____到窗口而使水龙头控制阀打开自动出水。
(3)得到出水原因后,他又进一步探究最远出水距离与哪些因素有关,设计并完成实验,数据记录如下:反射面面积/cm2最远出水距离/cm1瓷砖100302纸板10018.23棉布10017.54海绵10016.1实验结果表明,自动出水龙头的最远出水距离与____________有关,此表中________对红外线的反射效果最好。
实验后他查资料得知:有一种红外线夜视仪的原理是利用红外探照灯照射物体,接收反射的红外辐射形成图像,来看到物体。
为使物体不易被暴露,应使其表面材料对红外线反射作用较________(选填强或弱)。
【答案】距离不同部分近反射反射面材料瓷砖弱【解析】【分析】【详解】(1)[1]小明取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,实验中控制其它条件相同,水的温度不同,则控制阀是否打开出水与杯子到窗口距离不同,进而说明控制阀是否打开出水与杯子到窗口的距离有关。
[2]温度不同的杯子辐射的红外线强弱是不同的。
温度越高辐射的红外线越强。
(2)[3]入射到玻璃板上的光线会折射,所以入射到玻璃板上的光线部分反射。
[4]收到的反射光越弱,则需要的距离越近。
[5]通过实验说明水龙头出水是因为窗口发出的红外线被手反射到窗口而使水龙头控制阀打开自动出水。
(3)[6]通过实验数据可知,反射面积相同,反射面的材料不同,最远出水距离不同,说明自动出水龙头的最远出水距离与反射面的材料有关。
[7]通过表中数据可知,反射面积相同时,瓷砖的最最远出水距离最短说明,瓷砖的反射效果最好。
[8]使用表面对红外线反射作用较弱的材料,接收反射的红外辐射少,使物体不易被暴露。
5.小明利用如图甲所示的实验器材,做“探究平面镜成像的特点”实验:(1)小明用玻璃板代替平面镜的目的是__________;(2)小明在玻璃板的前面放一支点燃的蜡烛A,还要在玻璃板的后面放一支没有点燃的蜡烛B,对蜡烛A和B的要求是_____,这是为了比较_____;实验中点燃蜡烛A的目的是__________;(3)小明完成实验后,在老师的帮助下对上述实验进行了改进,如图乙所示,他将右侧贴有半透膜的玻璃板用夹子固定在量角器上,把形如“7”的未点燃的生日蜡烛C、D分别插在铺有方格纸的泡沫板的a、b处,透过普通玻璃看不到蜡烛C清晰的像,透过贴膜玻璃能看到蜡烛D清晰的像,他透过贴膜玻璃能看到蜡烛D清晰的像是因为__________;(4)请你说出实验改进后的优点(至少说出两点)∶_______________。【答案】便于确定像的位置完全相同像与物的大小使蜡烛A的像更清晰贴膜玻璃前光线暗一些便于探究像和物与平面镜的位置关系;便于比较物与像的大小【解析】【分析】【详解】(1)[1]在“探究平面镜成像的特点”实验中,为了便于确定像的位置以及方便观察像,用透明的玻璃板替代平面镜完成实验。