初中物理光现象实验 4.光现象——实验专题练习

- --- 光现象实验专题

一、光的直线传播 1、为了研究影子长度与哪些因素有关，某科学兴趣小组的同学做了如图所示实验：在水平地面上竖直固定一根长杆，长杆上装有一个可以上下移动的点光源A，再在地面上竖立一根短木条（短木条始终低于点光源A）。 （1）保持短木条的长度和位置不变，该同学将点光源A从图示位置逐渐向上移动，测得数据如下表：

点光源的高度H／cm 20 30 40 50 60

影子长度L／cm 30 15 10 7．5 6

该科学兴趣小组同学做此实验，想要验证的假设是____________________________。 （2）分析上述实验数据还可旋拂：在点光源逐渐上移过程中，若点光源高度的增加量相同，则影子长度L的变化量__________。（选填“增大”、“减小”或“不变”） （3）图中S表示点光源到短木条的距离，如果要研究影子长度L与点光源到短木条的距离S的关系，应如何操作 __________________________________。

2、小孔能成像，但所成像的形状和哪些因素有关呢？小华决定做实验进行研究.她在两个相同的空罐底部中央分别打上圆孔和方孔，再用两片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上.接着她将圆形小孔和方形小孔分别正对烛焰和发光的灯丝，并保持小孔到它们的距离相等.小华看到了烛焰和灯丝通过小孔所成像的各种情况如图17所示. （1）比较甲、乙两图，实验条件中只有 不同，而所成的像却相同.由此可知：小孔成像，像的形状与所研究的那个因素 （有关/无关）. （2）比较甲、丙两图可知，小孔成像，像的形状与 有关. （3）根据以上探究结论，可以作出如下判断：丁图中灯丝所成像的形状与丙图中灯丝所成像的形状 （相同/不同）. -

--- 3、小明同学用易拉罐做小孔成像实验，他用钉子在易拉罐底部中央戳了个三角形的小孔． （1）小明把易拉罐正对着点燃的蜡烛(如图1所示)，则在半透明纸上会看到蜡烛的______（选填“正立”或“倒立”）的像，这现象可用光的_________________知识解释． （2）小明实验时发现小孔成像的大小会变化，于是他设计实验探究小孔所成像的大与哪些因素有关．他猜想所成像的大小可能与蜡烛到小孔的距离、物体的高度以及像到小孔的距离有关．于是他用同一支蜡烛实验，且保持蜡烛到小孔的距离不变，在多次改变小孔到半透明纸之间的距离时，他测出了像的高度（见下表）． 小孔到半透明纸的距离s／cm 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0

像的高度h／cm 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 请你根据表中的数据在图2中画出h与s的关系图像．

（3）从图像中可以看出：当蜡烛和小孔的距离保持不变时，半透明纸离小孔越远，所成的像越_________． （4）请你根据有关结论判断：当半透明纸距小孔12 cm时，像的高度是________cm． （5）通过实验，小明得到了正确的结论后很高兴．但他又想，像的大小会不会跟蜡烛离小孔的距离有关呢?在设计这个实验时小明应注意控制_____________________、________________________不变．

二、光的反射 - --- 4、在探究“光的反射规律”实验时，进行如图14所示的实验操作． （1）让光线贴着纸板沿AO方向射向镜面，反射光线沿OB方向射出，如图14甲所示，反射角 入射角． （2）在实验过程中，若将纸板倾斜，如图14乙所示，让光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面，此时反射光线与入射光线 （选填“在”或“不在”）同一平面内，在纸板上 （选填“能”或“不能”）看到反射光线．

5、为了探究光反射时的规律，小明进行了如图15所示的实验。 （1）请在图中标出反射角的度数。 （2）实验时从光屏前不同的方向都能看到光的传播路径， 这是因为光在光屏上发生了 反射。 （3）若将F板向后折转一定的角度，则在F板上 （填“能”或“不能”）看到反射光，此时反射光线和入射光线 （填“在”或“不在”）同一平面内。 （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OE方向射出，这表明： 。

6、如图所示，把一可沿ON折叠的白色硬纸板放置在平面镜上，使一束光紧贴硬纸板射向镜面上的O点，在纸板上描出入射光线AO和反射光线OB，并测出反射角和入射角．改变光的入射角度，重复上述实验步骤． （1）该实验探究的问题是_______ A．光能否发生反射？ B．光线是否沿直线传播？ C．光是否只能在镜面上反射？ D．反射光线的位置有什么规律？ （2）硬纸板放在平面镜上时，要保持与镜面_______ （3）将ON右侧纸板向后折，就看不到反射光线，这说明反射光线和入射光线在_______ （4）接下来，如果想探究对于已知光路，光能否沿它的反方向传播，请你简要说明做法_______________________________ 让光线沿着纸板上已经画出的一条反射光线射到平面镜上的O点，观察反射光线是否与原入射光 线重合；选择其他反射光线，重复上述步骤 - --- 三、平面镜成像 7、如图是“探究平面镜成像特点”的情景：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; （1）为便于观察，该实验最好在_______环境中进行（选填“较明亮”或“较黑暗”）；此外，采用透明玻璃板代替平面镜，虽然成像不如平面镜清晰，但却能在观察到A蜡烛像的同时．也能观察到_______，巧妙地解决了确定像的位置和大小的问题 （2）点燃A蜡烛，小心地移动B蜡烛，直到与A蜡烛的像为止，这时发现 像与物的大小_______；进一步观察A、B两支蜡烛在直尺上的位置发现， 像和物的连线与玻璃板_______．像和物到玻璃板的距离_______． （3）为证实上述有关成像特点是否可靠，你认为应采取 项操作。 A．保持A、B两支蜡烛的位置不变，多次改变玻璃板的位置进行观察 B．保持玻璃板位置不变，多次改变A蜡烛的位置，进行与上述（2）相同的操作. 8、如图所示是探究“平面镜成像的特点”的情景：竖立的薄透明玻璃板下方放一张白纸，再准备A、B两支大小、外形完全一样的蜡烛，然后把点燃的蜡烛A立在玻璃板前，又把蜡烛B放在玻璃板后面，以A蜡烛为成像物体．

(1)该实验选择两个相同的蜡烛A和B，是为了比较像与物的 关系． (2)该实验采用透明薄玻璃板代替日常使用的平面镜，能在观察到A蜡烛像的同时，也能观察到 ，从而确定 ，此时成像的清晰度比日常使用的平面镜 （选填“好一些”或“差一些”）． (3)将蜡烛B在玻璃板后的纸面上来回移动，发现无法让它与蜡烛A的像完全重合，你分析出现这种情况的原因可能是 ． (4)解决以上问题后，蜡烛B与蜡烛A的像能够完全重合，此时若将蜡烛A靠近玻璃板时，则像将 （选填“靠近’或“远离”）玻璃板移动，像的大小 （选填“变大”、“变小”或“不变”）． - --- (5)实验中，当蜡烛B与蜡烛A的像完全重合时，撤去蜡烛B，并在原蜡烛B的位置放一与玻璃板

平行的光屏，则光屏上 （选填“能”或“不能”）显示蜡烛A的像，说明物体通过平面镜所成的像是 像． (6)如图是某实验小组的同学经过三次实验后，在白纸上记录的像与物对应点的位置．他们接着就连接像与物的对应点，判断连线与镜面是否 ，再分别测量 的距离，判断像与物是否关于平面镜对称．

9、小红同学在做“探究平面镜成像”的实验时，将一块玻璃板竖直架在水平台上，再取两段完全相同的蜡烛A和B，点燃玻璃板前的蜡烛A，进行观察，如图所示，在此实验中：

(1)小红选择玻璃板代替镜子进行实验的目的是__________． (2)所用刻度尺的作用是便于比较像与物________关系． (3)选取两段完全相同的蜡烛是为了比较像与物的__________关系． (4)移去后面的蜡烛B，并在其所在位置上放一光屏，则光屏上__________接收到蜡烛烛焰的像(填“能”或“不能”)．所以平面镜所成的像是__________像(填“虚”或“实”)．

(5)小红将蜡烛逐渐远离玻璃板时，它的像__________ (填“变大”、“变小”或“不变”)．

四、光的折射 10、某小组同学在“研究光的折射规律”的实验中，选用不同颜色的光（红光、黄光和紫光），分别以不同的入射角i从空气射入玻璃砖中，如图所示，每次的入射点均为O点，然后测出折射光线对应的折射角r并记录在下表中。实验过程中，他们通过网上查阅相关物理资料发现不同颜色的光在同种介质中的传播速度是不同的，对于红、黄、紫三种颜色的光，红光在玻璃中的传播速度最快，黄光次之，而紫光在玻璃中传播速度最慢。

表一（红光光源实验） 实验 序入射角i （度） 折射角r（度） 表二（黄光光源实验） 实验 序入射角i （度） 折射角r （度） 表三 （紫光光源实验）

实验 序号 入射角i （度） 折射角r （度） - --- 号 1 0 0 2 25 16.4 3 50 30.7 4 75 40.1 号

5 0 0 6 25 15.7 7 50 29.4 8 75 38.3

9 0 0 10 25 15.1 11 50 28.2 12 75 36.6

（1）初步分析三个表中的数据，可以看出，当光从一种介质进入另一种介质中时，光的传播方向 （选填“一定”或“不一定”）发生改变。 （2）分析比较实验序号 的数据及相关条件，可以得到初步结论：不同颜色的光从空气中以相同的入射角斜射入另一种介质时，光在这种介质中传播速度越慢，折射角越小。 （3）请进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及相关条件，并归纳得出结论。 ① 综合分析比较表一（或表二或表三）中的数据及相关条件，可以得出结论：同种颜色的光从空气斜射入同种介质中时， ； ② 综合分析比较表一、表二和表三中的数据及相关条件，可以得出结论：不种颜色的光从空气斜射入同种介质中时， 。

11、某同学在做探究光的折射特点实验，右图是光从空气射入水中时的光路．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．通过实验还得到如下数据：

入射角α ０° 15° 30° 45° 60° 反射角β ０° 15° 30° 45° 60°

折射角γ ０° 11° 22.1° 35.4° 40.9°

(1)分析表中数据，可得出结论： ①光从空气斜射到水面时，将同时发生 和 现象；