2023-2024学年人教版物理八年级上册 第四章 光现象 实验专题
1.如图甲所示,在一个空罐的底部中央打一个小圆孔,再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上,将小孔对着烛焰,我们可以看到烛焰在薄膜上呈现的像;
(1)实验中的烛焰属于 ,为了清楚地观察薄膜上烛焰的像,实验应在 (选填“较暗”或“较亮”)的环境中进行;
(2)若只将小圆孔改为小方孔,则像的形状 (选填“改变”或“不变”);若将蜡烛靠近小孔,则烛焰在薄膜上的像将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);若将烛焰向上移动,则烛焰在薄膜上的像 (选填“向上”、“向下”)移动;
(3)如图乙所示,烛焰AB通过小孔在薄膜上成的像为;请根据光的传播规律,在图乙中画出两条光线和。
2.在探究小孔成像的实验中,小明选用一个空的易拉罐,在其底部中央开一个小圆孔,并将其顶部剪去,蒙上一层半透明薄膜。将点燃的蜡烛按图示的位置放置在小孔的前方:
(1)为让实验效果更明显,应该在 (选填“明亮”或“暗”)的环境中进行实验;
(2)实验中,小明利用此装置可以看到烛焰在半透明膜上成的是 (选填“正立”或“倒立”)的像,此成像的原理是 ;
(3)小明增大蜡烛与小孔之间的距离,在半透明膜上成的像 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)实验中,小明提出问题:小孔成像的清晰度与哪些因素有关?请你对此问题作出猜想与假设: 。
3.学习了光学知识以后,爱动脑筋的锐锐和辰辰同学想自己探究小孔成像现象,如图所示,他们在两个空罐的底部分别打上一个圆孔和一个方孔,再用两片半透明的塑料膜蒙住罐口,分别将小孔对着烛焰和灯丝,可看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像。
(1)分析比较甲、乙两图,可以得出结论:像的形状与 无关;
(2)分析比较甲、丙两图,可以得出结论:像的形状与 有关;
(3)通过实验,可以看到烛焰和灯丝在塑料膜上成的都是 (选填“正立”或“倒立”)的实像,说明小孔成像的原理是: 。
(4)晴天在树荫下的圆形光斑就是 通过树叶间的小孔在地面上所成的像。
4.在学习光的直线传播规律的课堂上,小明对老师关于“阳光透过树叶缝隙在地面上形成的光斑形状与树叶间缝隙的形状无关”的说法感到怀疑,于是他决定在课后找几个有兴趣的同学共同探究“树荫下的光斑”。以下是他们的探究过程:
实验器材:10cm×5cm的卡纸两张,小刀一把,白纸两张
(1)探究光斑形状是否与小孔形状有关
步骤1:用小刀在一张卡纸上均匀刻出几个不同形状的小孔,请你在虚线框中画出这些小孔的形状(至少三个形状),在刻这些小孔时,不同形状的小孔尺寸 (选填“需要”或“不需要”)大致相同。
步骤2:将其中的一张白纸铺在地面上当做光屏,把带孔的卡纸置于白纸上方1m左右的位置,正对太阳,使太阳光透过卡片上不同形状的小孔,观察地面的白纸上出现的光斑形状。
步骤3:比较 形状与小孔形状,若白纸上的光斑如乙图所示,则可得出的结论是树荫下的太阳光斑形状与小孔形状 (选填“有关”或“无关”)。
(2)探究光斑的形状是否与小孔的大小有关
方案一:在另一张卡片上挖几个直径不同的圆形小孔,如图丙所示,正对太阳,使太阳光透过卡片上不同的小孔,观察地面的白纸上出现的光斑形状。
方案二:在另一张卡片上挖一个边长约1cm的菱形小孔,用另一张白纸遮住菱形小孔的一部分,如图所示丁所示,正对太阳,使太阳光透过卡片上的小孔,移动覆盖在小孔上的白纸,改变通光孔的大小,观察地面上的白纸上出现的光斑形状的变化。
以上两种方案,你认为方案 更合理,理由是: 。
(3)如果小明想继续探究“光斑的形状是否与小孔到地面的距离有关”,小明接下来的操作是:保持 不变,改变 ,观察 ,多次实验,分析得出结论。
5.小明同学在学习了光的传播知识后,猜想光在空气中是沿直线传播的,为了验证这一猜想,他设计了如下实验,请你阅读并根据所学知识和他一起填写实验结果。
实验方案:
(1)在桌子上放一张白纸作为光屏,利用铁架台把一张中心有孔的硬纸片固定在白炽灯与白纸之间,如图所示;
(2)打开白炽灯,上下调整硬纸片的距离,直到在白纸上出现灯丝清晰的像,观察像的正倒;
(3)上下移动硬纸片,改变白炽灯泡与小孔的距离,观察像的大小变化。
实验现象:
(1)实验发现白纸上灯丝像的开口与灯丝的开口方向相反,此随所成的像为 (“正立”或“倒立”)的 (“实”或“虚”)像,该现象可用光的 知识解释;
(2)灯泡与小孔的距离越小,所成的像越 ;当灯泡与小孔的距离大于小孔与白纸的距离时,所成的像是 (“放大”或“缩小”)的;
(3)上述实验现象叫 成像,生活中与上述实验现象相同的例子还有(举一例): 。
6.小明与同学们在树荫下玩耍时发现:地上有许多圆形的和非圆形的光斑。小强认为:小孔成的是太阳的像,应该是圆形的,怎么会出现非圆形的呢?小星猜想:非圆形的光斑可能是由于小孔太大造成的;小明猜想:非圆形的光斑可能是由于小孔离地面太近造成的。为此他们进行了下列实验:①在卡片纸上挖一方形小孔,在地面上放一白纸作为光屏;让太阳光穿过小孔,移动卡片纸,在光屏上形成圆形光斑;测出卡片纸离光屏的距离为s;②让卡片纸逐渐靠近光屏,发现像由圆形慢慢变成方形;③保持卡片纸离光屏的距离s不变,逐渐增大方形孔,发现像由圆形慢慢变成方形。
(1)通过以上探究证实了 (小星/小明/两人)的猜想是正确的;
(2)小明通过进一步实验发现:当小方孔的边长一定时,若卡片纸到地面的距离大于某一个值(通常称为临界值)时,光斑是圆形;而当卡片纸到地面的距离小于临界值时,光斑开始变成方形,且通过实验收集了下表所示数据。通过数据分析可知:临界值s和小方孔的边长a之间的数量关系为 ,如果小方孔的边长为1.0cm,则卡片纸到地面的距离至少为 cm时才能看到圆形的光斑;
小方孔的边长a/cm 0.2 0.4 0.6 0.8
临界值s/cm 8 32 72 128
(3)如果他们采用“”形状的光源进行实验,则光屏上所出现的像的形状是图甲中的 ;
(4)在探究光斑的形状与孔的大小关系时,小华在地面上铺一张白纸,将刻有边长为3cm等边三角形的纸板正对着太阳,保持纸板与地面距离为1m不变,用另一张卡片覆盖在三角形孔上,遮住孔的一部分,如上图乙所示。让太阳光透过小孔,移动覆盖的卡片,改变通光孔的大小。刚开始时,白纸上光斑大小将 (“变大”、“不变”或“变小”),光斑亮度 (“增强”、“不变”或“减弱”);当小孔足够小时,此时光斑形状是 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 (“变大”、“不变”或“变小”),亮度 (“增强”、“不变”或“减弱”)。
7.学习了光学知识后,爱动脑筋的小明想自己探究小孔成像,如图所示,他给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔,再用两片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上,分别将孔对着烛焰和灯丝,可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像。
(1)分析比较甲、乙两图,蜡烛在塑料膜上所成的像的形状与小孔的形状 (填选“有”或“无”)关;
(2)分析比较 两图,可以得出结论:物体在塑料膜所成的像的形状与物体的形状 ;
(3)通过实验,可以看到烛焰和灯丝在塑料膜上成的都是 (选填“正立实像”、“正立虚像”、“倒立实像”、或“倒立虚像”);
(4)杨光同学根据课本中的“试一试”用易拉罐做小孔成像下实验:
①杨光同学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,填在表内:
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
②从实验数据记录中,可以得出的结论是:蜡烛和小孔的位置固定后,h与s的关系为: ;
③杨光知道树荫下的圆形光斑是太阳的像,他测出了光斑的直径为7.0mm,光斑到小孔的距离为7.5m,从书上查到太阳到地球的距离为,由此可以估算出太阳的直径为 m。
8.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的实验: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,再在地上竖立一根短木条(短木条始终低于点光源A)。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,测的数据如下表:
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
(1)根据表格中的数据得出的实验结论是:当短木条的长度和 相同时, ;
(2)图中s可表示点光源到短木条的距离,如果要研究影子长度L与光源到短木条的距离s的关系,应操作:保持点光源的位置和短木条的长度不变,改变 ,测量并比较影子长度L的大小。
9.如图所示,用易拉罐制作的简易针孔照相机,做小孔成像实验。
(1)针孔照相机的原理是: ,利用它观察蜡烛的成像时,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)若只将小圆孔改为三角形小孔,可在照相机上看到倒立 (选填“三角形 ”、“圆形 ” 或“烛焰 ”)的像。若他在底部扎了两个小孔,则在半透明膜上可以观察到烛焰的像有 (选 填“一 ”或“两 ”)个。
(4)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 、D), 理由是:
(5) ①正对着太阳,保持纸板与地面距离为 1m 不变,刚开始时, 白纸上光斑大小将 (“变大 ”、“不变 ” 或“变小 ”),光斑亮度 (“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 (“变大 ”、“不变 ”或“变小 ”),光斑亮度 (“增强 ”、“不变 ”或“减弱 ”)。
(6)晴天的正午时分,走在滨江公园的树林里,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(如图乙所示),圆形光斑大小不一原因是 。
(7)兴趣小组页 2 自制道具探究小孔成像:如下图甲图所示,她将易拉罐盖子去除,在底部中心钻个小孔,AB 为两端开口的圆形纸筒,用半透明塑料薄膜将 A 端蒙住,然后将纸筒插入易拉罐观察。为便于观察研究,应将 (A/B)端插入易拉罐,利用它观察窗外景物时,人眼应对着 (薄膜 /小孔)进行观察,将纸筒向易拉罐内推的过程中,观察到的像将 (变大/不变/变小)
(8)小组同学采用 LED 灯研究像的性质,下列形状的 LED 光源最合适的是
A.C 形 B.T 形 C.X 形 D.P 形
(9)小孔所成的是上下 (正立/倒立),左右 (正立/倒立)的 (实/虚)像。
(10)小组同学又制作了挖空的硬纸板,如乙图所示,大小正方形孔的边长分别约 5cm和 2mm ,他们将纸板抓 在手中对着太阳,调节纸板观察地面上的光斑,上面右图四图中光斑的大小形状符合实际的是 。小明在实验中发现有时光斑呈椭圆形,则原因可能是:
10.某中学物理兴趣小组在“探究光的反射规律”的实验中,水平放置平面镜,纸板由E、F两部分组成,可以绕ON翻折。
(1)实验时纸板ENF放置时应与平面镜 ;实验中还需要测量仪器
(2)为了探究反射光线,入射光线和法线三者的关系,应进行的操作是 ;
A.改变纸板与平面镜之间的夹角B.沿ON向后转动纸板F
C.改变入射点位置D.改变入射角的大小
(3)同学们实验过程中某次实验如图所示,此时反射角= ;多次改变入射角可以得出光反射时,入射角和反射角的关系,即
(4)若让另一束光沿BO方向射向平面镜,反射光将沿OA方向射出。该实验现象说明在反射现象中, ;
11.在“探究光的反射规律”的实验中,如图所示,水平放置平面镜,白色纸板竖直立在平面镜上,纸板由E、F两部分组成,可以绕ON翻折。
(1)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上不能显示出反射光束,由此说明:反射光线、入射光线与法线在 (选填“同一平面”或“不同平面”)内;
(2)为了探究反射角与入射角大小的关系,应进行的操作是 ;
A.改变纸板与平面镜之间的夹角
B.沿ON向后转动纸板E
C.沿ON向后转动纸板F
D.改变入射角的大小
(3)下表是实验记录的数据,分析数据可知,在光的反射现象中, 。本次实验多次测量的目的是 (选填“减小误差”或“寻找普遍规律”);
实验次数 入射角 反射角
1
2
3
(4)若让另一束光沿BO方向射向平面镜,反射光将沿OA方向射出。该实验现象说明在光的反射现象中, ;
(5)若将一束光垂直射到平面镜上,反射光将垂直平面镜射出,此时的反射角大小为 。
12.课堂上,老师用一套科学器材进行“研究光的反射定律”的实验演示,其中有一个可折转的光屏,如下图所示。
(1)光屏在实验中的作用是 ;
(2) 课后,某同学利用一套实验器材, 选择入射角分别为15°、30°、45°的三条光线进行实验,结果得到了不同的数据,如图所示。经检查,三次实验中各角度的测量值都是准确的,但总结的规律却与反射定律相违背。你认为其中的原因是 ,多次实验的目的为 ;
实验次数 入射角 反射角
1 15° 75°
2 30° 60°
3 45° 45°
将图中的数据改正后,分析表格中的数据,得出结论: ;
(3)在实验过程中,若将纸板倾斜,如图丙所示, 让光线仍贴着纸板沿 AO方向射向镜面,在纸板上不能看到反射光线,此时的反射光线与入射光线 (填“在”或“不在”)同一平面内。
13.如图甲是探究“光的反射定律”实验。把一块平面镜放在水平桌面上,再将一张纸板放在平面镜上。纸板由E、F两块纸板粘成,可绕接缝转动。
(1)实验时,硬纸板E、F应与平面镜相互 。选用的白色硬纸板的表面应尽可能 (选填“光滑”或“粗糙”);
(2)让一束光贴着纸板射到平面镜点,此时在板上可以看到反射光线。接着将板绕接缝向后折,如图乙,此时在板上 (选填“能”或“不能”)看到反射光线。此时反射光 (选填“存在”或“不存在”);
(3)为进一步确定反射光线的位置,小闽将纸板沿剪开,只将板的上半部向后折,如图丙所示。则此时在板的 (选填“上部”或“下部”)能看到反射光线。此现象说明:光反射时,反射光线、入射光线和法线在 ;
(4)小闽和小军都想从镜子中看到对方的眼睛,但又不想让对方看到自己的眼睛,但他们做不到这一点的。这是因为:在光的反射中,光路是 的;
(5)本实验要改变入射角进行多次实验,目的是为了 。
14.在“探究光的反射规律”实验中,一同学选用平面镜、硬纸板、激光笔和铅笔进行实验。
(1)实验中还需要的器材是 ;
(2) 把一个平面镜放在水平桌面上,再把硬纸板立在平面镜上,纸板由E、F两部分组成,纸板上的直线 ON 与镜面保持垂直。实验时,从硬纸板前不同方向都可以看到纸板上光的径迹,是由于光在纸板上发生了 (选填“镜面反射”或“漫反射”);
(3)分析表格中数据,发现无法得出“反射角等于入射角”的结论,造成这种结果的原因是 ;
实验次序 入射角 反射角
1 20° 70°
2 40° 50°
3 55° 35°
(4)当入射光线与法线ON 重合时,反射角的度数是 ;
(5)如图,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向前、向后翻折,这样做的目的是为了探究反射光线、入射光线、法线是否在 ;
(6)让光沿 BO 方向入射,发现反射光沿 OA 方向射出, 说明在反射现象中 。
15.在探究光的反射规律时。
(1)小红将一可沿折转的白色硬纸板 放置在平面镜上,让一束光紧贴硬纸板射向镜面上的点;
(2)如图甲所示,当、在同一平面上,让入射光线沿射向镜面,在纸板上可看到反射光线,此时 。若将向靠近,则 (选填“靠近”或“远离”);
(3)在图乙中,把纸板向前或向后折叠,则在纸板上都 (能/不能)看到反射光线,说明反射光线与入射光线和法线应在 ;
(4)若让光线沿方向(如图)射向平面镜,则反射光线将沿 方向射出,这说明,在光的反射中,光路是 的;
(5)在研究反射角与入射角之间的关系时,为了使得到的结论更具有普遍性,应当 。
16.“探究光的反射规律”的实验装置如图甲所示,平面镜放在水平桌面上,标有刻度(图中未画出)的白色纸板ABCD能绕垂直于CD的ON轴翻转,在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。
(1)实验前,应将纸板 放置在平面镜上;
(2)实验过程中移动激光笔,使入射光束绕入射点O逆时针方向转动,可观察到反射光束 (选填“顺”或“逆”)时针方向转动;
(3)小明移动激光笔,使入射角为50°,测得反射角也为50°,由此就得出“光反射时,反射角等于入射角”的结论,其他组员认为这不合理,原因是 ;
(4)如图乙所示,将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度,发现纸板上均无反射光束呈现,此时反射光线 (选填“存在”或“不存在”),此现象说明了 ;
(5)在图甲中,若将纸板(连同激光笔)绕CD向后倾斜,此时反射光线 。
A.仍在纸板上呈现 B.被纸板挡住 C.在纸板前方
17.探究光的反射定律时,图将一块平面镜放在水平桌面上,再把一张硬纸板放在平面镜上,硬纸板由可以绕折转的E、F两块板组成。让一束光贴着硬纸板左侧的E板沿方向射到O点,在右侧F板上能看到反射光线。
实验序号 入射角 反射角
1 50° 50°
2 40° 40°
3 20° 20°
(1)在组装实验器材时,应将可转折的硬纸板与镜面 放置,开始实验时,小聪将呈现反射光线光路的活动硬纸板F向后折,活动硬纸板上 (填“能”或“不能”)观察到反射光线,这说明反射光线、法线和入射光线 ;
(2)为了精确探究光的反射定律,除了图中的器材,还需要笔、刻度尺和 ;
(3)如果将光线沿着方向射向平面镜时,反射光线沿有方向射出,这说明在光的反射现象中,光路是 ;
(4)若将入射光线远离法线,则反射光线 (填“靠近”或“远离”)法线;实验中多次改变入射光线与的夹角,记录了多组入射角和反射角的大小,多次实验的目的是 ;如表所示,分析数据得出的结论是:在光的反射现象中, ;
(5)为了纸板上能清晰地显示出光路,应该选用较为 (填“粗糙”或“光滑”)的纸板。
18.如图为某实验小组“探究光的反射规律”的实验装置,平面镜放在水平桌面上,A、B是两块粘接起来的硬纸板,而且纸板B可绕ON转动。
实验次数 1 2 3
入射角/° 30 40 50
反射角/° 30 40 50
(1)如图甲所示,将平面镜平放在水平桌面上,再把白色硬纸板放在平面镜上且与镜面保持 ;
(2)在图甲中,使一束光贴着纸板A沿EO射向平面镜上O点,观察反射光线和对应的入射光线。改变光束入射角度,多做几次,描绘每次光的径迹,量出入射角和反射角,记录如表。比较反射角和入射角的大小,可以得出结论: 。实验中进行多次实验的目的是为了 ;
①求平均值,减小误差
②寻找普遍规律
(3)在图甲中,如果让光逆着OF的方向射向平面镜,会看到反射光沿着OE方向射出。这表明,在反射现象中光路是 的;
(4)将纸板B沿PQ剪开,把纸板B的上半部分向后折(如图乙所示)。实验时在纸板B上观察到下半部分 (填“有”或“没有”)反射光线,上半部分 (填“有”或“没有”)反射光线,该实验说明 ;
(5)实验时从不同的方向都能看到光的传播路径,是由于光在白色纸板上发生了 (填“镜面”或“漫”)反射的缘故。
19.“探究光的反射规律”的实验装置如图甲所示,平面镜放在水平桌面上,纸板上标有刻度(图中未画出),在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。
(1)实验前,组装好实验器材,纸板与平面镜要互相 ,移动激光笔,使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动,则反射光束沿 时针方向转动(选填“顺”或“逆”);
(2)移动激光笔多次测量发现了反射现象中角度的关系,即反射角 入射角(选填“>”“=”或“<”);
(3)如图乙所示,将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度,发现纸板上均无反射光束呈现,此现象说明了:反射光线、入射光线、法线在 ;
(4)在图甲中,若将纸板(连同激光笔)绕CD向后倾斜此时反射光束 (选填字母符号);
A.仍在纸板上呈现 B.被纸板挡住 C.在纸板前方
(5)探究过程中,要多次实验的目的 (选填字母符号);
A.取平均值,减小误差 B.获得普遍规律,避免偶然性
(6)实验结束后,小吴从镜子中能看到小王的眼睛,那小王也能通过平面镜看到小吴的眼睛,因为反射现象中光路是 的。
20.如图所示是小华“探究平面镜成像特点”的实验装置图。
(1)实验时,不采用平面镜而采用透明薄玻璃板,不仅能观察到蜡烛的像,也便于 ;
(2)实验进行时,应选择 (选填“较亮”、“较暗”)环境开展实验;
(3)点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛B竖在玻璃板后面移动,人眼一直在玻璃板的 (选填“前面”或“后面”)观察,直至蜡烛B和蜡烛A的像完全重合,说明像与物 ;
(4)移开蜡烛B,将光屏放到像的位置,无法直接在光屏上观察到像,说明所成的像是 像;
(5)实验时,将蜡烛A逐渐靠近玻璃板时,它的像的大小 。
21.如图甲所示是“探究平面镜成像特点”的实验装置,把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面,再拿另一支外形相同的蜡烛B竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去跟蜡烛A的像完全重合,在白纸上记下A和B的位置。移动蜡烛A,重复做多次实验。
(1)为确保实验顺利完成,需在光线较 (选填“暗”或“亮”)的环境中进行,选用玻璃板代替平面镜,主要是为了 ;
(2)实验中两支蜡烛要完全一样,目的是为了 ;
(3)当蜡烛A远离玻璃板时,它的像的大小将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)将蜡烛A竖直放在水平桌面上,点燃蜡烛观察发现:玻璃板中蜡烛A的像偏低且倾斜。你认为在图乙所示的①、②、③三幅图中, 图是产生以上实验现象的原因。
22.小涵同学“探究平面镜成像特点”。
(1)把点燃的蜡烛A放在与水平桌面垂直的玻璃板前,在玻璃板后面放一支 (填“点燃”或“没点燃”)的蜡烛B,实验要求蜡烛A和蜡烛B (填“大小相同”或“大小不相同”);
(2)点燃蜡烛A后,多次改变蜡烛 (填“A”或“B”)的位置,并移动另一支蜡烛,确定每次像的位置,将玻璃板及每次物和像的位置记录在玻璃板下面的白纸上,连接物和对应的像点,如图乙所示,由此可得出的结论是:像与物到平面镜的距离 ,且它们的连线与镜面 ;
(3)小明想确定家中穿衣镜成像的反射面,他将笔尖紧贴镜面A,如图丙所示,发现笔尖的像与笔尖之间有一段距离,说明 (填“A”或“B”)是反射面。
23.小滨探究“平面镜成像的特点”。
(1)实验中,他在水平桌面的白纸上竖立一块玻璃板作为平面镜,主要是利用玻璃板透明的特点,便于确定的 位置;
(2)在玻璃板前放一支点燃的蜡烛A,可以看到玻璃板后面蜡烛的像如图所示,小滨需拿另一支外形相同 (选填“点燃”或“不点燃”)的蜡烛B,竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合,由此得出平面镜成像特点为 ;
(3)小滨将蜡烛A向玻璃板移近2cm,则蜡烛B应 (选填“靠近”或“远离”)玻璃板2cm才能与A的像完全重合。用笔标记蜡烛A和蜡烛B的位置,再用 量出A、B到镜面的距离,比较物距和像距的大小关系;
(4)移去蜡烛B,在其位置上放置一块光屏,在B侧观察光屏上 (选填“能”或“不能”)呈现蜡烛的像;
(5)小滨想让右侧的同学也能够看清蜡烛A的像,只将玻璃板向右平移,蜡烛A的像的位置 (选填“向右移动”、“向左移动”或“不变”)。
24.为完成“探究平面镜成像特点”实验,小芳选择了如图所示的实验装置。
(1)小芳用玻璃板代替平面镜的主要目的是 ;实验中应使用 (选填“薄”或“厚”)一点的玻璃板;
(2)小芳把点燃的蜡烛A放在玻璃板前,还要在玻璃板的后面放一支与A外形相同但没有点燃的蜡烛B,小芳应在 (选填“A”或“B”)蜡烛一侧观察玻璃板后的像;使用两支外形相同的蜡烛目的是 ;
(3)当把蜡烛靠近玻璃板时,蜡烛所成像的大小将 (选填“变大”“不变”或“变小”);
(4)移去蜡烛B,在其原位置放置一块光屏,光屏上不能得到蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是 (选填“实像”或“虚像”);
(5)某同学发现看到蜡烛A的像不明亮、不清晰,于是他将蜡烛B也点燃,用来增加像的亮度。他这样做 (填“能”或“不能”)使看到的像更明亮、清晰;
(6)实验中,发现在水平桌面上无论怎样移动蜡烛B,都与蜡烛A的像无法完全重合,你认为原因可能是 ;
(7)如图所示,仅将玻璃板由图中甲的位置水平向右平移至乙的位置时,蜡烛A的成像情况是 (选填字母代号):
A.蜡烛成像仍在B处 B.蜡烛成像在B处右侧 C.蜡烛无法通过玻璃板成像
25.小明用如图甲所示的器材“探究平面镜成像特点”:
(1)为了使成像更清晰且便于确定像的位置,小明应选用 (茶色/无色)的平板玻璃在 (较暗/较亮)环境中进行实验;
(2)组装器材时,应使玻璃板与水平桌面 ;实验中,他看到蜡烛A在玻璃板中成两个不重合的像,为不影响观察,应对 (蜡烛的长度/玻璃板的厚度)作调整;
(3)他将蜡烛A适当远离玻璃板,移动蜡烛B (仍能/不能)再次与A的像重合,说明平面镜所成像的大小与物体始终是 的;
(4)为探究像的虚实,应将白卡片放在蜡烛 (A/B)的位置,并 (直接/透过玻璃板)观察白卡片上有无蜡烛A的像;
(5)如图乙,小明把玻璃板倾斜固定在桌面上,水平移动蜡烛B, (仍能/不能)使其和A的像重合,因为此时像成在 (桌面上/桌面的上方/桌面的下方);
(6)雯雯同学在做实验时,找不到玻璃板,只有一小块长方形平面镜。为了找到像的大致位置,她将平面镜垂直纸面靠右放置,且让镜面垂直于已经画好的直线MN,将点光源S放在MN所在的直线上,俯视图如图丙所示。接着,只要让眼睛从 (选填“A”、“B”或“C”)区域进行观察便可确定蜡烛像的大致位置。
26.如图是探究平面镜成像特点的实验。
(1)实验中使用的是玻璃板,而不用平面镜,这是为了 ;
(2)实验中用两个相同的棋子,是为了 ;
(3)在棋子B与玻璃板之间放置一块较大的不透明硬纸板,人在A侧透过玻璃板 (能/不能)看到棋子B, (能/不能)看到棋子A的像;
(4)若将玻璃板绕底边向棋子B一侧翻转90度,则在此过程中,棋子A的像大小变化情况是 ,棋子A顶端与其像之间的距离变化情况是 ;
(5)实验中也有同学选择蜡烛进行实验,从观察实验现象的角度,说出使用蜡烛进行实验的一个好处 。把作为物体的蜡烛A放在镜面前,把另一支蜡烛B放在镜面的另一侧,蜡烛B (要/不要)点燃;
(6)实验后,小明用手电筒对着平面镜中的像照射时,如图所示,会发现像比原来亮多了,这是因为( )。
A.光照到像上所以像变亮 B.镜子比原来亮,所以像也比原来亮
C.光照到镜子上发生反射,使物体变亮 D.光照到像上后,人的感觉不同
27.小明用如图甲所示装置“探究光的反射规律”。
(1)表面粗糙的纸板应 立在水平平面镜上。让一束光紧贴纸板A射向镜面上的O点,在纸板B上呈现出反射光束;以ON为轴,把纸板B向后翻折,纸板B上反射光束消失,由此可初步得出: ;
(2)把纸板B翻折至能呈现反射光束的位置后,让纸板A上的入射光束绕O点逆时针转动,此过程中反射角的大小变化情况是 (选填“增大”“减小”或“不变”);
(3)若将图中纸板整体以底边CD为轴向后旋转后(如图乙),纸板B上 (选填“能”或“不能”)呈现出反射光束;
(4)如图丙是小明同学“探究平面镜成像特点”的实验装置。
①在该实验中选用玻璃板而非平面镜的原因是 ;
②将蜡烛放在A位置,可看到它在玻璃板后面的像。拿一支相同的蜡烛竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛的像 时,该位置记为;
③将光屏放在位置,任意转动都承接不到像,可知平面镜成的像是 ;
④将A处的蜡烛沿垂直于玻璃板的方向移动1cm,此时像与物之间的距离变化了 cm,像的大小的变化情况是 。
28.小明的书桌放在南窗边,冬日的暖阳斜射在书桌上,书桌上有一圆镜,在房间竖直墙壁上留下一块规则的光斑。有一次他将一支铅笔放在玻璃圆镜正上方约10cm处,墙上的圆形光斑中出现了两个黑色的阴影,小明思考:
(1)光斑的形成是因为 ,影子的形成是由于 ;
(2)为什么墙上有两个黑影呢?小明进行了探究,如图甲和乙所示,当笔靠放在玻璃圆镜上时,两个黑影紧挨着,改变铅笔和玻璃圆镜的距离,发现两个黑影对称着变化移动,于是他认为两个黑影中一个是铅笔的影子,另一个是铅笔通过平面镜所成的像,请帮助分析他的猜想是否有道理? (选填“有道理”或“没有道理”),理由: ;
(3)为什么一只笔出现了两个影子呢?小明再次移动铅笔偏离镜面的正上方,结果发现影子只剩下一个,如图丙所示,小明为了搞清楚背后的原理,请教了老师,老师告诉小明:一个影子是由镜子反射的光照射到铅笔上被铅笔挡住形成的,另一个影子是射向镜子的太阳光被铅笔挡住形成的,请你用光学作图找到两个黑影的位置 。
29.在验证“光的折射规律”的实验中,小华同学利用激光笔、水槽、水和一个可绕折转的光屏进行了如图所示实验。
(1)实验中应选择表面较 (选填“光滑”或“粗糙”)的光屏来承接光路,打开激光光源,当光从空气射入水中时,传播方向 (选填“一定”或“不一定”)发生改变;
(2)小华将折射光线所在的半个光屏向后折转一个角度,她这样操作的目的是为了验证 ;
(3)保持入射光线不变,向水槽中缓慢地持续加水,小华发现折射光线在水槽底部形成的光斑逐渐向左移动,于是她认为折射角在逐渐变小。她的观点是否正确? (选填“正确”或“不正确”);
(4)小华测得如下表所示的两组数据:
表1:光从空气斜射入水中表
序号 1 2 3
入射角/° 30 45 60
折射角/° 22 32 40
2:光从水中斜射入空气中
序号 1 2 3
入射角/° 22 ◆ 40
折射角/° 30 45 60
①表2中“◆”数据被遮挡住看不到,由表中信息可知这个数据是 ;
②如果小华在探究光从空气斜射入水中的折射规律时,完成了第4次实验,入射角是,折射角可能是 ;
A. B. C. D.
30.小明在学了光的折射后,他想知道:光在其他透明介质的分界面折射时有什么规律呢?即什么条件下折射角小于入射角,什么条件下折射角大于入射角?老师帮他设计了下面的实验:用一厚玻璃缸盛一定量的水,让一激光手电筒射出的光束从空气中斜射入水中,从水中进入玻璃,再次进入空气中,其光路如图所示。小明上网查出一些介质的其他参数如下表。
物质 密度/(kg/m3) 光速/(m/s)
空气 1.29 3.0×108
水 1.0×103 2.25×108
玻璃 2.0×108
植物油 0.8×103
(1)分析表中数据规律猜想玻璃的密度比水的密度 (选填“大”或“小”);
(2)分析光路图(a)和表中数据可得出的结论: ;
(3)现代医学治疗中常用超声波击碎人体内的结石,当超声波斜射入人体时,能发生类似光一样的折射。如图(b)所示,超声波进入人体击碎结石时,入射点应在O点的 侧。(选填“左”或“右”)
31.在“初识光的折射现象”和“探究光的折射特点”实验中:
(1)如图甲所示,小明将一束激光射至P点,形成一个光斑,向水槽内慢慢注水,水槽底部光斑的位置将 (填“向左移动”、“向右移动”或“不动”),这说明光从空气斜射入水中时,传播方向 (填“会”或“不会”)发生偏折。光在空气中的传播速度是 m/s;
(2)如图乙所示,小明继续探究“光从空气射入水中时的折射特点”,他使用可折转的光屏,是为了探究折射光线、入射光线和法线是否 。如图丙所示,他将光沿着AO方向射向水面上的O点,光在水中沿着OB方向射出,调整激光笔使入射光逐步偏向法线,折射光也逐步偏向法线,说明光从空气斜射入水中时,入射角减小,折射角随之 (填“增大”、“减小”或“不变”)。折射角 入射角(填“大于”、“小于”或“等于”)。当光沿着NO方向射入水中时会沿方向射出,此时折射角为 度;
(3)他将光在水中沿着BO方向射向空气中时,光在空气中沿着OA方向射出,说明在折射现象中,光路是 的;
(4)在探究中,该同学在水中滴几滴牛奶并搅匀,在水面上方的空气中熏点烟雾,目的是: 。
32.某小组同学探究光的折射规律,他们分别测量并记录了光从空气斜射入玻璃和光从玻璃斜射入空气时的入射角和折射角,实验数据如表一、表二所示。
表一:光从空气斜射入玻璃中 表二:光从玻璃斜射入空气中
实验 序号 入射角 (度) 折射角 (度) 实验 序号 入射角 (度) 折射角 (度)
1 20 13 6 13 20
2 30 19 7 19 30
3 40 25 8 25 40
4 50 31 9 28 45
5 60 35 10 33 55
(1)分析比较实验序号1~5折射角与入射角的大小关系可得: ;
(2)分析比较实验序号6~10折射角与入射角的变化关系可得: ;
(3)分析比较实验序号1与6或2与7或3与8可得: ;
表三:光从空气斜射入玻璃中 表四:光从玻璃斜射入空气中
实验 序号 入射角 (度) 折射角 (度) 实验 序号 入射角 (度) 折射角 (度)
11 65 37 15 40
12 70 39 16 50
13 80 41 17 60
14 89 42 18 70
他们增大入射角继续研究,表三为光从空气斜射入玻璃时的实验数据,表四中的入射角为当光从玻璃斜射入空气时进行实验的数据;
(4)小王分析了表三的数据,结合之前得到的实验结论,认为表四中实验序号 中拟定的入射角会找不到折射光线,理由是 。
33.如图甲所示,这是探究光的反射定律和光的折射规律的装置,纸板A和B可沿折痕和向前或向后翻折。
实验次数 1 2 3 4
入射角(度) 60 45 30 43
反射角(度) 60 45 30 43
折射角(度) 43 32 21 60
(1)如图甲,调整半圆形玻璃砖的圆心与重合,并使玻璃砖上边沿与 ;
(2)如图甲,使一束光贴着纸板射向点,观察入射光对应的反射光线和折射光线。改变光束入射角度,多做几次,描绘每次光的径迹,量出入射角、反射角和折射角,记录数据如上表。分析实验数据,可以得出结论:在光的反射中,反射光线和入射光线分别位于 两侧,反射角 入射角;比较折射角和入射角,可以得出结论:光从空气斜射入玻璃中时,折射角 入射角,且折射角随入射角增大而 ;
(3)如图乙,将纸板A和向后翻折,这一现象说明光在介质交界面同时发生反射和折射时反射光线、折射光线、入射光线和法线在 。
(4)如图丙,第4次实验数据与表中第 次实验数据对比可得:“光在折射时,光路可逆”。
34.在探究“光的反射定律”时,小年进行了如图1所示的实验。
(1)要使反射光线和入射光线同时在纸板上出现,安装纸板时必须与平面镜 ;
(2)若将纸板B向后折转一定的角度,则在纸板B上 (选填“能”或“不能”)看到反射光线,此时反射光线与入射光线 (选填“在”或“不在”)同一平面;
(3)为了探究反射角与入射角之间的关系,实验时应进行的操作是 (选填选项字母);
A.沿ON前后转动纸板A
B.沿ON前后转动纸板B
C.改变光线OF与ON的夹角
D.改变光线EO与ON的夹角
(4)表中记录了光线以不同角度入射时对应的反射角,分析表中数据可得结论: 。
入射角 30° 40° 60°
反射角 30° 40° 60°
(5)实验结束后,瑶瑶继续探究光的折射特点。如图2是光从空气射入水中时的光路,实验中发现,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧。多次增大入射角,记录入射角和折射角。实验数据如表:
次数 1 2 3 4
入射角α 0° 30° 45° 60°
折射角β 0° 17° 24° 30°
分析数据可得:
①当光从空气垂直射入水中时,传播方向 ;
②当光从空气斜射入水时,折射角 (选填“大于”“等于”或“小于”)入射角;
③当入射角增大时,折射角随之 (选填“增大”或“减小”)。
35.某小组同学在“研究光的折射规律”的实验中,按正确的方法安装和调节好实验装置。他们使光从空气斜射入水中,按表一中的入射角α依次进行了三次实验,并将相应的折射角γ记录在表一中、然后他们使光从空气斜射入玻璃中,重复上述实验,并将数据记录在表二中、为了进一步探究入射角α和折射角γ之间的关系,他们进行了适量的运算,将结果分别记录在表一和表二的后两列中。
表一 空气斜射入水
实验 序号 入射角α (度) 折射角γ (度) 入射角的正弦 sinα(×10-2) 折射角的正弦 sinγ(×10-2)
1 23.0 17.5 39 30
2 35.8 26.7 58.5 45
3 51.0 36.9 78 60
表二 空气斜射入玻璃
实验 序号 入射角α (度) 折射角γ (度) 入射角的正弦 sinα(×10-2) 折射角的正弦 sinγ(×10-2)
4 23.0 15.0 39 26
5 35.8 23.0 58.5 39
6 51.0 31.3 78 52
(1)分析比较实验序号 数据中的入射角α与折射角γ变化关系及相关条件,可得出的初步结论是:光从空气斜射入其他介质,折射角随入射角的增大而增大,且始终小于入射角;
(2)分析比较实验序号1与4(或2与5、3与6)的数据中的入射角α与折射角γ的关系及相关条件,可得出的初步结论是: ;
(3)请进一步综合分析比较表一、表二中入射角的正弦sinα与折射角的正弦sinγ的比值及相关条件,归纳得出结论;
①分析比较表一(或表二)的相关数据,可以得出: ;
②分析比较表一与表二的相关数据,可以得出: 。
36.在探究光的折射规律实验中,某实验小组将光分别射入水和玻璃中,并记录了如下数据:
空气中的入射角 0° 30° 45° 60°
水中的折射角 0° 22° 32° 40°
玻璃中的折射角 0° 17° 24° 30°
分析表中数据,可以得到一些规律:
(1)当光从一种介质垂直射入另一种介质时,传播方向 (选填“改变”或“不改变”);
(2)光从空气斜射入其他介质时,折射角随着入射角的增大而 (选填“增大”或“减小”)。分析表中数据猜想,光从空气斜射入其他介质时,折射角 (选填“可能”或“不可能”)达到90°;
(3)依据光路的可逆性,若当光线以32°入射角从水中射向空气时,则折射角是 ;同时还可以得出:光从水中斜射入空气中时,折射角 入射角(“大于”、“小于”或“等于”);
(4)从表中数据看出,同一光线在不同介质中的偏折程度不同。可以猜想,当光从水中斜射入玻璃时,折射角 入射角(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
37.光从空气斜射入水和玻璃时都会发生折射现象,但是水和玻璃的折射情况会相同吗?为了探究这个问题,小华选择了光屏、透明玻璃砖、水槽、激光电筒等器材进行实验。他在光屏上画出互相垂直的和两条线段并相交于O点,如图甲所示。
(1)小华将玻璃砖的一个表面与MM齐平放置,让激光电筒发出的光线从A点到O点入射,他看到了如图乙所示的光路(AO、OC为同一直线),你认为出现光线OC是因为 ,鉴于本实验的目的,此时最应该记录的两条光线是 ;
(2)接下来观察光从空气中进入水中的传播情况,小华应想办法保证 相同,她的做法是:将光屏竖直放入水槽中(使线段MM'水平),并向水槽中慢慢注水至水面与MM'齐平,入射光线应从 点向O点射入;
(3)小华最终在光屏上记录下了如丙所示的光路图(OE为水中的折射光线),通过分析光路,你认为玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是 ;
(4)若激光以相同的入射角分别从玻璃和水中斜射入空气中,则 射出的折射光线更远离法线。
38.小明用如图所示装置将一细光束从水中斜射到空气中,用于探究光的折射规律,实验测得的数据如下表。
入射角
折射角 41.7
(1)分析实验数据可知:当入射角增大时,折射角增大,且折射角 (选填“小于”、“等于”或“大于”)入射角;
(2)当入射角增大到时,折射角会达到。若继续增大入射角,将会发现折射光线消失,而只存在反射光线,这种现象称为全反射现象。根据实验分析,小明思考如果将一细光束从空气斜射到水中时, (选填“可能”或“不可能”)发生全反射现象。
39.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 10° 30° 45° 60°
折射角 7.1° 20.7° 30° 37.8°
(1)分析表格中的数据,你能得出的结论(写出一条即可): ;
(2)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”);
(3)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 ;
(4)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;
(5)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。
40.如图1所示,小军利用半圆形玻璃砖(O点为圆心)“探究光的折射特点”,并将收集的实验数据记录在下面的表格中。
实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8
玻璃中的入射角i 0 10° 20° 30° 40° 41.2° 42° 50°
空气中的折射角γ 0 15.2° 30.9° 48.6° 74.6° 81° 没有发生光的折射
(1)由第1次实验数据可知:当光从玻璃垂直射向空气中时,小军观察到的现象是 ;
(2)小军分析第2~6次实验数据,发现光折射时的特点是 ; (写出两条)
(3)在2~6次实验中,小军在玻璃与空气的分界面除了观察到光的折射现象外,还同时观察到另一种光现象。而在7、8两次实验中,小军都没有观察到光的折射现象,但却发现另一种光现象中光的亮度比之前几次实验的亮度大。请用作图的方法,在图2中尝试画出小军在第8次实验时看到的现象;
(4)若光从空气斜射向O点,且空气中的入射角为48.6°,则玻璃中的折射角大小为 ;
(5)为了便于观察和发现光折射时的特点,在实验操作中,应使入射光始终 照射。
41.小雨同学对光现象部分知识归纳总结如下:
(1)一束太阳光通过三棱镜后,被分解成多种颜色的光,在白色光屏上形成一条彩色光带,如图甲所示,这个现象叫光的 ,该现象说明了太阳光是 (选填“单色光”或“复色光”),如果使用的是一块蓝色透明的三棱镜,我们在光屏上将 (选填“能”或“不能”)看到彩色光带。万物生长靠太阳,绿色植物生长需要太阳,请由此分析不利于绿色植物生长的是 光;
(2)如图乙所示,将红、绿、 三种色光以相同比例照在白纸上,中间相互重叠区域会出现白色;
(3)如图丙所示,用一束绿色激光照射到一个白色气球表面,气球不易“射”破,但把气球上被照亮的区域用颜料涂成黑色,气球很容易被“射”破,其中物理道理是 ;气球能被激光“射”破,说明了 。
42.通过如图所示的探究,我们对太阳光有了更多的了解。
(1)一束太阳光通过三棱镜后,被分解成七种颜色的光,在白色光屏上形成一条七彩光带,这个现象叫 ;
(2)太阳光通过三棱镜,在光屏上呈现彩色光带,这说明太阳光是由 组成的;
(3)若只将绿纸贴在白屏上,则看到 色,若只将红色玻璃放在三棱镜和白屏之间,则看到 色;
(4)光屏上A、B是靠近光带外缘的区域,是人眼看不见的光,B区域为 线;
(5)用温度计分别测试A、B、C三个区域,使温度计示数增大较多的是 区域。
43.在研究光的色散的实验中,小明和小华两位同学进行了实验操作,在白纸做成的光屏上获得了一条彩色的光带,这种现象叫 ,并画出了如图所示的实验示意图;
(1)根据实验现象可知,太阳光是由多种色光混合而成的。最早研究该现象的是英国物理学家 。在示意图中,彩色光带中的红光靠近光带的 处(填“A”或“B”),因为这种色光通过玻璃时的偏折程度较 (选填“大”“小”);
(2)如果用红纸做的光屏来接收,则光屏上 (填“能”或“不能”)接收到彩色光带;
(3)彩色电视机屏幕上色彩艳丽,放大后发现是由红、 、蓝三种光通过适当的比例混合得到的,我们把这三种颜色叫做光的 。
44.将皮肤晒黑的罪魁祸首是太阳光中的紫外线,每逢夏季,很多人总会为防止晒黑采取各种手段,穿防晒服是其中的一种,不同衣服的防晒效果是不一样的,小丽想知道衣服的防晒效果跟什么有关;为此,同学们收集了若干衣服进行讨论交流猜想:
猜想一:衣服的防晒效果可能与衣服的材质有关;
猜想二:衣服的防晒效果可能与衣服的厚度有关;
同学们根据猜想进行了如下探究:
首先,用光纤探头和计算机测算阳光中紫外线的强度;接着,把衣服挡在光纤探头上测算透射到光纤探头上的紫外线强度;然后,利用前后两次测得的紫外线的强度计算出紫外线的透过率,实验数据如下表所示:
实验序号 衣服材质 衣服厚度(布料层数) 紫外线透过率
1 纯棉 1 7%
2 桑蚕丝 1 13%
3 2 8%
4 聚酯纤维 1 29%
5 2 14%
(1)该实验是通过比较 来分析衣服的防晒效果的;
(2)通过比较实验 (填序号)可以验证猜想一,应用的研究方法是 (选填“控制变量法”或“等效替代法”);
(3)比较实验2、3或4、5得到的结论是 ;
(4)根据测量结果,请提出一条夏季户外活动时的着装建议: 。
45.在“制作小孔成像观察仪”活动中,小明把制作好的圆筒插入易拉罐中,如图甲所示,圆筒的A端是半透明薄纸制成的光屏。
(1)在光屏上得到的像是倒立的,这说明了光 ;
(2)用制成的小孔成像观察仪观察静物时,小明移动圆筒位置,增大光屏与小孔之间距离,则光屏上像将 (填“变大”、“不变”、“变小”);
(3)小明拿掉圆筒上的光屏,仍然像刚才那样观察,他 (选填“能”或“不能”)观察到像;
(4)若把圆形小孔换成大小差不多的正方形或长方形小孔,则像将 (选填“有变化”或“没有变化”);
(5)一束光通过三棱镜会发生偏折。如图乙,现在用互相平行的一束红光与一束紫光(紫光在上)照向三棱镜,在三棱镜右边放置一块光屏,则光屏上可能观察到的现象有 。
①红光在上,紫光在下
②紫光在上,红光在下
③光屏上只有一个光斑
参考答案:
1. 光源 较暗 不变 变大 向下
【详解】(1)[1]实验中的烛焰能够自己发光,所以烛焰是光源。
[2]为了清楚地观察薄膜上烛焰的像,实验应在较暗的环境中进行,避免其他光线对像的影响。
(2)[3]小孔成像,像的形状与物体的形状相同,与孔的形状无关,若只将小圆孔改为小方孔,则像的形状不变。
[4]因为烛焰到小孔的距离越小,烛焰顶端射到小孔光线AA'和BB'的张角越大,所以若将蜡烛靠近小孔少许,则烛焰在薄膜上的像将变大。
[5]因为烛焰经小孔在薄膜上成倒立的实像,所以若将烛焰向上移动,则烛焰在薄膜上的像向下移动。
(3)[6]小孔成像的原理是光在同种均匀介质中沿直线传播,据此作出光路图,如下图所示:
2. 暗 倒立 光的直线传播 变小 小孔成像的清晰度可能与孔径大小有关
【详解】(1)[1] 因为蜡烛光的强度比较弱,烛焰是成像物体,在明亮的环境中,烛焰成的像比较暗,成像不太清晰,所以要想看得到清晰的像,该实验在较暗的环境下效果更好。
(2)[2] [3] 物体发出或反射的光通过小孔后,在小孔后面的半透膜上形成倒立的实像,这就是小孔成像,其原理是光在同种均匀介质中沿直线传播。
(3)[4] 小明增大蜡烛与小孔之间的距离,即物距变大了,由于孔到薄膜的距离一定,则在半透明膜上成的像将变小。
(4)[5] 在光源与小孔距离一定时, 小孔越大,成的像越模糊,所以可以进行的猜想与假设是:小孔成像的清晰度可能与孔径大小有关。
3. 孔的形状 物体的形状 倒立 光的直线传播 太阳光
【详解】(1)[1]分析甲、乙两图,物体的形状一样,孔的形状不一样,但是最后所成的像的形状是一样的,说明像的形状与孔的形状无关。
(2)[2]分析甲、丙两图,物体的形状不一样,孔的形状相同,所成像不相同,分别与物体形状一样,说明像的形状与物体的形状有关。
(3)[3][4]通过观察可知,烛焰所成的是倒立的像,灯丝所成的是倒立的像,所以在塑料膜上都是成倒立的实像,用烛焰和灯丝通过小孔探究通过小孔所成的像,最后都能在塑料膜上呈现出实像,说明小孔成像是由光的直线传播形成的。
(4)[5]晴天,阳光照在树上,当太阳光通过树叶间的小孔时由于直线传播,产生了小孔成像现象,圆形光斑就是太阳的像。
4. 需要 光斑 无关 二 保持了孔的形状不变,只改变了孔的大小 小孔的形状、大小 小孔到地面的距离 光斑的形状是否改变
【详解】(1)[1]探究光斑形状是否与小孔形状有关实验时,根据控制变量法可知∶用小刀在一张卡纸上均匀刻出几个不同形状的小孔,这些不同形状的小孔尺寸需要大致相同。
[2][3]观察白纸上光斑形状后,应比较光斑形状与小孔形状,白纸上的光斑如乙图所示,几乎都是圆形的,则可得出的结论是树荫下的太阳光斑形状与小孔形状无关。
(2)[4][5]要探究小孔成像是否与小孔的大小有关,应该保持孔的形状不变,改变孔的大小,由此可知方案一中孔的大小和形状都发生了改变,存在两个变量,无法研究;而方案二中保持了孔的形状不变,只改变了孔的大小,符合实验要求。
(3)[6][7][8]探究“光斑的形状是否与小孔到地面的距离有关”,根据控制变量的思想,小明接下来的操作是:保持小孔的形状、大小不变,改变小孔到地面的距离,观察光斑的形状是否改变;多次实验,分析得出结论。
5. 倒立 实 直线传播 大 缩小 小孔 太阳光穿过树叶间的空隙,在地面形成很多圆形光斑
【详解】(1)[1][2][3]灯丝在白纸上成的像是小孔成像,白纸上像的开口处与灯丝的开口处方向相反,这说明成的像是倒立的像,像是实际光线会聚而成的,是实像,小孔成像的原理是光是沿直线传播的。
(2)[4][5]分析实验现象可知,灯泡与小孔的距离越小,所成的像越大,当灯泡与小孔的距离大于小孔与白纸的距离时,所成的像是缩小的。
(3)[6][7]太阳光穿过树叶间的小空隙,在地面上留下了光斑,属于小孔成像,是由于光的直线传播造成的。
6. 两人 s=200a2 200 C 变小 不变 圆 不变 减弱
【详解】(1)[1]保持孔的大小与形状不变,让卡片纸逐渐靠近光屏,发现像由圆形慢慢变成方形,说明光斑的形状与孔到光屏的距离有关,说明小明的猜想是正确的;保持卡片纸离光屏的距离s不变,逐渐增大方形孔,发现像由圆形慢慢变成方形,说明光斑的形状与孔的大小有关,证明小星的猜想是正确的;由以上分析可以知道,小明与小星两人的猜想都是正确的。
(2)[2]由表中实验数据可以知道,a变为原来的2、3、4倍时,s变为原来的:4、9、16倍,说明s与a的平方成正比,设s= ka2,将a= 0.2cm,s=8cm代入计算得出:k= 200/cm,则临界值s和小方孔的边长a之间的数量关系为s= 200a2。
[3]如果小方孔的边长为1.0cm ,s的临界值
s= 200a2= 200/cm×(1.0cm)2= 200cm
则卡片纸到地面的距离至少为200cm时才能看到圆形的光斑。
(3)[4]由小孔成像的特点可以知道日偏食经小孔成的像的缺口正好和日偏食缺口对称,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(4)[5][6]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。
[7][8][9]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,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。
7. 无 甲丙 有关 倒立实像 h与s成正比 1.4×108
【详解】(1)[1]甲、乙两图,小孔形状不同,但是像的形状相同,所以小孔成像与小孔的形状无关。
(2)[2][3]甲、丙两图小孔形状相同,物体形状不同,像的形状也不同,所以小孔成像与物体的形状有关。
(3)[4]通过观察甲、乙、丙的像可知,小孔成像是倒立实像,这是光的直线传播造成的。
(4)②[5]由表格中的数据可知,像的高度随像到小孔距离的增大而增大,像到小孔的距离增大几倍,对于的像的高度增大几倍,所以像的高度h与像到小孔的距离s成正比。
③[6]光斑的直径与光斑到小孔的距离的比值是一个定值,根据光线传播的可逆性可知太阳直径和太阳与小孔之间的距离的比值是一个定值,且和光斑的直径与光斑到小孔的距离的比值相等,所以,太阳的直径
8. 位置 点光源高度越大,影长越短 短木条的位置
【详解】(1)[1][2]由数据可知,在短木条的长度和位置相同时,将点光源A从图示位置逐渐向上移动,影子的长度从30cm变成了6cm,点光源高度越大,影长越短。
(2)[3]要研究影子长度L与点光源到短木条的距离s的关系,根据控制变量法知,改变短木条的位置。
9. 光的直线传播 蜡烛 变大 烛焰 两 A 控制小孔形状一定 变小 不变 不变 减弱 树叶缝隙到地面距离不同 A 薄膜 变小 D 倒立 倒立 实 C 阳光与地面不垂直
【详解】(1)[1]题中的简易针孔照相机是利用小孔成像的原理制作的,小孔成像是光的直线传播形成的。
[2]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)[3]将蜡烛靠近针孔照相机少许,物距减小,像距不变,所以蜡烛的像将变大。
(3)[4]小孔成像时像的形状与小孔的形状无关,所以只将小圆孔改为三角形小孔,像的形状不变,所以看到的还是烛焰的像。
[5]由于有两个小孔,每个小孔会成一个像,因此可以再薄膜上观察到两个像。
(4)[6][7]在研究小孔大小对成像的影响,则孔的形状不应该改变,A图中从图示位置沿箭头方向水平移动乙时,孔的大小改变,形状没变,而其他三个图中从图示位置沿箭头方向水平移动乙时,孔的大小和形状都发生了改变,故A符合题意。
故选A。
(5)[8][9]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,当减小孔的大小时,白纸上光斑大小将变小,光斑亮度不变。
[10][11]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,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,白纸上的光斑大小将不变,光斑亮度减弱。
(6)[12]阳光透过树叶缝隙在地上留下的光斑,属于小孔成像现象,此时树叶间的缝隙就是小孔,地面上的圆形光斑大小不同,是因为小孔与地面的距离不同,小孔与太阳之间的距离基本相同的,小孔与地面的距离越远,在地面上留下的光斑会越大。
(7)[13]半透明塑料薄膜相当于光屏,为了成像清晰、便于观察,应将半透明膜的另一端插入易拉罐,也就是A端插入易拉罐。
[14]利用它观察窗外景物时,孔对着窗外,膜对着眼睛进行观察。
[15]将纸筒向易拉罐内推的过程中,物距不变,像距减小,观察到的像将变小。
(8)[16]为了研究成像性质,以及便于观察,实验时应选择上下左右都是不同的LED灯。
故选D。
(9)[17][18][19]小孔所成的像是倒立的实像,倒立是上下左右都倒。
(10)[20]太阳光通过2mm的小孔时成太阳倒立缩小的实像,太阳光通过5cm的大孔时,由于太阳光是平行光,孔较大时,形成的是与孔形状相同的光斑。
故选C。
[21]可能是阳光斜射入小孔,得到椭圆形光斑。
10. 垂直 量角器 B 40° 反射角等于入射角 光路可逆
【详解】(1)[1][2]要使入射光线和其反射光线的径迹同时在纸板上出现,则法线必须与平面镜垂直,并且反射光线、入射光线和法线必须在同一平面内,因此纸板与平面镜的位置关系必垂直; 实验中需要用量角器测量反射角、入射角的大小。
(2)[3]要研究入射光线、法线、反射光线是否在同一平面内,我们可以以法线为轴线转动光屏上反射光线所在部分,即沿 ON前后转动纸板F,通过现象进行判断。
故选B。
(3)[4][5]实验中入射光与境面间的夹角为50°,入射角是入射光线与法线的夹角,入射角等于90°一50°=40°,反射角等于入射角,则此时反时角为40°; 光反射时,反射角等于入射角。
(4)[6]若让另一束光沿BO方向时同平面镜,反射光将沿OA方向射出,该实验现象说明在光的反射现象中,光路是可逆的。
11. 同一平面 D 反射角等于入射角 寻找普遍规律 光路是可逆的
【详解】(1)[1]将一束光贴着纸板E入射后会有反射光束OB,此时纸板E、纸板F、ON在同一平面内,接着将纸板F绕ON向后翻折,此时纸板E、纸板F、ON不在同一平面内,则纸板F上不能显示出反射光束,说明入射光线、反射光线与法线在同一平面内。
(2)[2]为了探究反射角与入射角的关系,需要改变入射角的大小,改变纸板与平面镜之间的夹角、沿ON转动纸板E、F都不是改变入射角,故D符合题意,ABC都不符合题意。
故选D。
(3)[3]根据表格中的数据可知,每次实验中,都会得到反射角与入射角相等。
(3)[4]本实验进行多次的目的是避免偶然性,使实验结论具有普遍性。
(4)[5]一束光沿AO射到镜面上O点,会显示出反射光束OB,若让另一束光沿BO方向射向平面镜,反射光将沿OA方向射出,则说明光路是可逆的,入射光线和反射光线可互换。
(5)[6]一束光垂直射到平面镜上,入射角为0°,根据反射定律入射角和反射角相等,所以反射角也为0°。
12. 显示光的传播路径 反射角找错了 寻找普遍规律 反射角等于入射角 在
【详解】(1)[1]光在空气中无法的路径不易观察,光屏在实验中的作用是显示光的传播路径。
(2) [2]由表格中数据得,入射角与反射角之和等于90°,反射角是反射光线与法线的夹角,测量时可能将反射光线与镜面的夹角当作反射角。
[3]多次实验的目的为避免偶然性,得到普遍规律。
[4]由正确的数据得,光的反射现象中,反射角等于入射角。
(3)[5]反射光线、入射光线、法线在同一平面上。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,由于法线与平面镜垂直,此时纸板不在反射光线的平面上,则纸板上没有反射光线。
13. 垂直 粗糙 不能 存在 下部 同一平面内 可逆 寻找普遍规律,避免偶然性
【详解】(1)[1][2]实验时为了使入射光线和法线在同一平面内,硬纸板E、F应与平面镜相互垂直;为了看清楚纸板上的光路,纸板材质应较粗糙些,光线射在上面发生了漫反射,反射光线射向各个方向,无论从哪个角度看,都能看得清楚。
(2)[3][4]如图2所示的操作,将纸板F向后折,纸板E、F不在同一平面内,在纸板F上不能看到反射光线,但反射光线仍然存在,只是没在F板上,此现象说明反射光线、入射光线和法线是在同一平面内的。
(3)[5][6]将纸板的上半部分向后折,两半部分不在同一平面内,如图丙所示,发现在纸板右侧的下部会看到反射光线,而上部不会看到反射光线,此实验现象说明:反射光线、入射光线和法线在同一平面。
(4)[7]光在反射过程中光路是可逆的,小闽看到小军的眼睛,同时小军也能看到小闽的眼睛。
(5)[5]多次试验的目的是寻找普遍规律,避免偶然性。
14. 量角器 漫反射 读错了反射角 0° 同一个平面内 光路是可逆的
【详解】(1)[1]为了探究光的反射规律,需要测量反射角、入射角的大小,故需要用到量角器。
(2)[2]漫反射反射光向着四面八方。]实验时,从硬纸板前不同方向都可以看到纸板上光的径迹,是由于光在纸板上发生了漫反射的缘故。
(3)[3]因为
90°-70°=20°
90°-50°=40°
90°-35°=55°
所以无法得出“反射角等于入射角”是因为把反射光线与镜面的夹角读成反射角。
(4)[4]当入射光线与法线ON 重合时,反射角等于入射角等于0°。
(5)[5]在实验过程中,将纸板向前或向后折,是为了探究反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内。
(6)[6]让光沿BO方向入射,发现反射光沿OA方向射出,可知将反射光线改为入射光线,光路图照样成立,这说明在光的反射现象中,光路是可逆的。
15. 竖直 = 靠近 不能 同一个平面内 OA 可逆 改变入射角进行多次实验,进行多次测量
【详解】(1)[1]在探究光的反射规律时,由于法线与镜面垂直,将白色硬纸板垂直放置在平面镜上,这样可以使反射光线和入射光线同时呈现在硬纸板上。
(2)[2][3]在反射现象中,反射角等于入射角;若将AO向ON靠近,则OB向ON靠近,此时∠BON=∠AON,即反射角等于入射角。
(3)[4][5]把纸板F向前或向后折叠,则在纸板F上都不能看到反射光线,说明反射光线、与入射光线和法线应在同一平面内。
(4)[6][7]让光线逆着BO的方向射向镜面,会发现反射光线沿着OA方向射出。由此可知,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)[8]只进行一次实验,根据一次测量就得出实验结论,实验结论不具有普遍性,为了得出普遍结论,使结论符合客观事 实,应改变入射角进行多次实验,进行多次测量。
16. 垂直 顺 一次实验得到的结论具有偶然性 存在 反射光线、入射光线和法线在同一平面内 C
【详解】(1)[1]为了使光的传播路径能呈现在硬纸板上,应让纸板垂直放置在平面镜上,让激光笔发出的光贴着纸板射向O点。
(2)[2]由图甲知道,移动激光笔,使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动,则入射角增大,反射角也增大,则反射光线会远离法线,即反射光线将会顺时针转动。
(3)[3]只进行一次实验,根据一次测量就得出实验结论,实验结论不具有普遍性,为了得出普遍结论,使结论符合客观事实,应改变入射角的大小,进行多次实验。
(4)[4] [5]当纸板右半部分和左半部分在同一平面上时,能同时看到反射光线和入射光线,当纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度,发现纸板上均无反射光束呈现,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内,此时反射光线仍然是存在的。
(5)[6]在图甲中,若将纸板(连同激光笔)绕CD向后倾斜,而法线始终垂直于平面镜,则反射光线、入射光线、法线所在的平面也垂直于平面镜,所以可知反射光束在纸板前方,故应选C。
17. 垂直 不能 在同一平面上 量角器 可逆 远离 避免偶然性,获得普遍规律的结论 反射角等于入射角 粗糙
【详解】(1)[1]如图,在组装实验器材时,应将可转折的硬纸板与镜面垂直放置;因为实验时反射光线、入射光线和法线在同一平面上,如果硬纸板和镜面不是相互垂直的,我们就不能在硬纸板上同时观察到反射光线和入射光线。
[2][3]实验时,小聪将呈现反射光线光路的活动硬纸板F向后折,此时硬纸板的两个半边就不在同一平面上,所以活动硬纸板上不能观察到反射光线,说明反射光线、法线和入射光线在同一平面上。
(2)[4]如图,为了精确探究反射规律,需要测量角度,记录数据,列出表格,故除了图中的器材,还需要刻度尺、笔和量角器。
(3)[5]将光线沿着BO方向射向平面镜时,反射光线沿着OA方向射出,即将光逆着反射光的方向反射到镜面,它被反射后就会逆着原来的入射光的方向射出,这说明在光的反射现象中,光路是可逆的。
(4)[6][7][8]如图,根据实验现象可知,若将入射光线远离法线,则反射光线也远离法线;如果只根据一组数据就得出结论,这样的结论具有偶然性,所以实验中多次改变入射光线AO与ON的夹角,记录了多组入射角和反射角的大小,多次实验的目的是得出普遍性的结论;如表中实验数据所示,每组实验中的反射角度数和入射角度数都相等,所以分析数据得出的结论是:在光的反射现象中,反射角等于入射角。
(5)[9]为了看清楚纸板上的光路,纸板材质应是较粗糙的,光线射在上面发生漫反射,反射光线射向各个方向,无论从哪个角度看,都能看得清楚。
18. 垂直 在光的反射中,反射角等于入射角 ② 可逆 有 没有 反射光线、入射光线和法线在同一平面 漫
【详解】(1)[1]如果纸板没有与平面镜垂直放置,由于法线与镜面垂直,且反射光线、入射光线、法线在同一平面内,因此,当光贴着纸板沿EO入射时,不能在纸板上看到反射光。所以纸板放在平面镜上时,要保持与镜面垂直。
(2)[2][3]根据表格中的数据知道,在光的反射中,反射角等于入射角;因为一次实验具有很大的偶然性,所以不能只由一组数据就得出结论,应改变入射角的度数进行多次实验,得到普遍性规律,故选②。
(3)[4]若光线沿FO射入,则经镜面反射后光线沿OE射出,这说明在光的反射中,光路是可逆的。
(4)[5][6][7]光在反射时,反射光线、入射光线、法线在同一平面内,将纸板B的上半部分向后折,如图乙所示,发现在纸板B的上部会看不到反射光线,下部分有反射光线,此实验现象说明反射光线、入射光线和法线在同一平面。
(5)[8]在不同方向都能看到光的传播路径,是由于漫反射的缘故。
19. 垂直 顺 = 同一平面内 C B 可逆
【详解】(1)[1]组装实验器材时,根据实验目的可知,纸板与平面镜要互相垂直。
[2]根据题意可知,入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动,入射角增大,则反射角也要增大,所以反射光束沿顺时针方向转动。
(2)[3]根据实验现象可知,反射现象中,反射角等于入射角。
(3)[4]根据题意可知,如图乙,为了验证反射光线、入射光线、法线在同一平面内,将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度,发现纸板上均无反射光束呈现。
(4)[5]在图甲中,若将纸板(连同激光笔)绕CD向后倾斜,而法线始终垂直于平面镜,则反射光线、入射光线、法线所在的平面也垂直于平面镜,所以可知反射光束在纸板前方,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(5)[6]这个实验的目的是寻找规律,所以,探究过程中,要多次实验的目的获得普遍规律,避免偶然性,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
(6)[7]在反射现象中,光路是可逆的,所以小吴从镜子中能看到小王的眼睛,那小王也能通过平面镜看到小吴的眼睛。
20. 确定像的位置 较暗 前面 大小相等 虚 不变
【详解】(1)[1] 实验时采用透明薄玻璃板代替平面镜,玻璃板是透明的,观察到A蜡烛像的同时,也能观察到蜡烛B,当蜡烛B和蜡烛A的像重合时,蜡烛B的位置便是蜡烛A的像的位置,因此这样不仅能观察到蜡烛的像,还便于确定像的位置。
(2)[2] 蜡烛光的强度较弱,烛焰成的像比较暗,成像不太清晰,为了看到清晰的像,应选择较暗环境开展实验。
(3)[3] [4] 因为玻璃板反射烛焰的光线在玻璃板前面,所以人眼需要一直在玻璃板的前面观察,才能看到蜡烛A的像,因为平面镜成的是虚像,人眼在玻璃板后面是观察不到像的。蜡烛B和蜡烛A的像完全重合,说明玻璃板成的像与原物体大小相等。
(4)[5] 移开蜡烛B,将光屏放到像的位置,玻璃板后面没有反射光线,无法直接在光屏上成像,说明玻璃板所成的像是虚像。
(5)[6] 根据平面镜成像原理可知,将蜡烛A逐渐靠近玻璃板时,它的像的大小不变,像与物大小相等。
21. 暗 便于找到像的位置 便于比较像与物的大小 不变 ③
【详解】(1)[1]实验在较暗的环境中进行,明暗对比更强烈,成像更清晰。
[2]因为玻璃板既能让光透过也可以反射光,容易确定像的位置,而平面镜是不透明的,无法确定像的位置,所以选用玻璃板代替平面镜。
(2)[3]进行“探究平面镜成像特点”的实验,选取两支完全相同的蜡烛进行实验,目的是为了比较像与物的大小关系,当蜡烛B和蜡烛A的像完全重合时,说明像与物大小相等。
(3)[4]由于物体与像始终大小相等,当蜡烛A远离玻璃板时,像的大小将不变。
(4)[5]平面镜成像中像与物关于平面镜对称,玻璃板中蜡烛A的像偏低且倾斜,说明玻璃板向远离蜡烛A的一侧倾斜,如图③。
22. 没点燃 大小相同 A 相等 垂直 B
【详解】(1)[1][2]一支蜡烛放在玻璃板前面并点燃,另一支放在玻璃板后面,不需要点燃,若点燃,则不易区分蜡烛B和A的像;为了验证物与像的大小关系,选的两蜡烛大小要一样,这样如果蜡烛B能跟蜡烛A的像重合,说明像与物的大小相等,用到了等效替代法。
(2)[3]实验中要多次移动蜡烛A,改变物体位置,移动蜡烛B的位置,确定像的位置,并记录下来。
[4][5]由乙图可知:像与物到平面镜的距离相等,它们的连线与镜面垂直。
(3)[6]将笔尖紧贴镜面A,发现笔尖的像与笔尖之间有一段距离,这是因为玻璃有一定的厚度,笔尖通过B面成像(穿衣镜的里层镀了膜,镀膜后增强了光的反射),从而造成笔尖的像与笔尖之间有一段距离,由此可见,B是反射面。
23. 像 不点燃 像与物的大小相等 靠近 刻度尺 不能 不变
【详解】(1)[1]实验中用玻璃板代替平面镜,主要是利用玻璃板透明的特点,便于观察像并确定像的位置。
(2)[2][3]实验中选择两支相同的蜡烛,拿另一支未点燃的蜡烛B,竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合,可以得到像与物的大小相等。
(3)[4][5]当蜡烛A向玻璃板靠近2cm时,蜡烛B也应该向平面镜靠近2cm,使蜡烛B与蜡烛A的像完全重合;使用刻度尺测量AB到镜面的距离,比较物距和像距的大小关系。
(4)[6]虚像不能成在光屏上,移去蜡烛B,在其位置上放置一块光屏,光屏上不能呈现蜡烛的像,说明平面镜成的像是虚像。
(5)[7]玻璃板向右移动,蜡烛到玻璃板的距离不变,蜡烛A和蜡烛A的像关于玻璃板对称,则蜡烛像的位置不变。
24. 便于确定像的位置 薄 A 便于比较像与物的大小关系 不变 虚像 不能 玻璃板没有与水平桌面垂直放置 A
【详解】(1)[1]玻璃板既能透光,又能反射光,可以在看到像的同时还能看到玻璃板后面的蜡烛,便于观察确定像的位置。
[2]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,所以应选用较薄的玻璃板,使所成的两个像尽量重叠。
(2)[3]平面镜成像利用的是光的反射,实验时,利用点燃的蜡烛A成像,小芳同学应在A这一侧接收反射光线观察蜡烛A经玻璃板所成的像。
[4]为了比较像与物的大小关系,实验中对两根蜡烛的要求是外形大小完全相同。
(3)[5]当把蜡烛靠近玻璃板时,根据平面镜成像时,像和物大小相等,蜡烛在玻璃板所成像的大小将不变。
(4)[6]所以当移去蜡烛B时,将光屏放在其原位置上,光屏上不能得到蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是虚像,虚像不是实际光线的会聚点,不能呈现在光屏上。
(5)[7]在实验中如果将蜡烛B也点燃,只能看到B透过玻璃板的光,看不清A反射的光,不能用来增加像的亮度。他这样做不能使看到的像更明亮、清晰。
(6)[8]实验中,发现在水平桌面上无论怎样移动蜡烛B,都与蜡烛A的像无法完全重合,可能是平面镜与桌面不垂直,导致蜡烛A的像偏高或偏低,无法在水平桌面上找到与蜡烛A重合的像。
(7)[9]将玻璃板由图中甲的位置水平向右平移至乙的位置时,根据平面镜成像时像和物关于镜面对称的特点可知,蜡烛A的像仍在B处,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
25. 茶色 较暗 垂直 玻璃板的厚度 仍能 相同 B 直接 不能 桌面的上方 B
【详解】(1)[1][2]平面镜成像时,物体和环境的对比度越大,物体越亮,物体在平面镜成像越清晰,为了便于观察成像情况,实验应在较暗的环境中进行,同时选用茶色透明玻璃,这样反射的光线较多,玻璃成的像比较清晰。
(2)[3]组装器材时,应使玻璃板与水平桌面垂直放置,这样操作,实验过程中才能使像与另外一支蜡烛重合。
[4]他看到蜡烛A在玻璃板中成两个不重合的像,是因为玻璃板太厚,此时玻璃版的两个表面都会反射成像,导致出现两个不重合的像,所以要调整玻璃板的厚度。
(3)[5][6]平面镜成像的特点是:像与物大小相等、到平面镜的距离相等,将蜡烛A适当远离玻璃板,移动蜡烛B仍能再次与A的像重合,像的大小与物的大小相等。
(4)[7][8]平面镜所成的像是虚像,虚像是不能成在光屏上的,故移去蜡烛B,并在B所在位置上放白卡片,这时直接观察白卡片上不能呈现蜡烛的像。
(5)[9][10]把玻璃板倾斜固定在桌面上,水平移动蜡烛B,因为平面镜成像像与物关于镜面对称,此时像成在桌面的上方,不能与A的像重合。
(6)[11]平面镜成像原理是光的反射。蜡烛的像是蜡烛射出的光线经平面镜反射后进入人眼,但人眼感觉光是从蜡烛的像点发出射入人眼的,根据入射点、像点、人眼在一条直线上,所以从B区域观察,直到人眼通过平面镜看到蜡烛的像与另一支蜡烛完全重合,说明另一支蜡烛的位置就是蜡烛像的位置。
26. 便于确定像的位置 比较像与物的大小关系 不能 能 不变 变小 可以发光 不要 C
【详解】(1)[1]实验中使用是玻璃板,不仅可以反射光线成像,又可以让光线透过,便于观察和确定像的位置。
(2)[2]实验中用两个相同的棋子,棋子B替代A,与A所成的像进行比较,观察是否能完全重合,是为了比较像与物的大小关系。
(3)[3][4]在棋子B与玻璃板之间放置一块较大的不透明硬纸板,棋子B的光无法透过硬纸板,人在A侧透过玻璃板不能看到棋子B,而棋子A通过玻璃板反射成像,反射光线可反射到人的眼中,故仍能看到棋子A的像。
(4)[5][6]根据平面镜成像的特点,像与物大小相同,像距等于物距,若将玻璃板绕底边向棋子B一侧翻转90度,即与实验台重合, A的大小不变,故像大小不变,棋子A与玻璃板距离变小了,棋子A顶端与其像之间的距离变小。
(5)[7][8]蜡烛点燃后可以自己发光,使用蜡烛进行实验的一个好处物体能发光,所成的像亮度更大,有利于观察。实验中主要观察蜡烛A在平面镜中反射所成的像,为避免干扰,另一支蜡烛B不要点燃。
(6)[9]实验后,小明用手电筒对着平面镜中的像照射时,根据光的反射定律及光路的可逆性,光照到镜子上发生反射,反射光线再照到物体上,使物体变亮,来自物体的光更多,像会比原来更亮。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
27. 垂直 见解析 增大 不能 见解析 重合 虚像 2 不变
【详解】(1)[1]实验中,表面粗糙的纸板应垂直于水平平面镜放置,以保证反射光线与入射光线都在纸板上显示。
[2]纸板A和B在同一平面内时,反射光线与入射光线同时在纸板上显示出,B向后翻折时,B与A不在同一平面内,B上看不到反射光线,由此可得:在反射现象中,反射光线与入射光线及法线在同一平面内。
(2)[3]B和A能同时显示反射光线及入射光线时,将入射光线绕O点逆时针转动,则入射角增大,在光的反射现象中,反射角等于入射角,所以反射角增大。
(3)[4]将纸板整体以CD为轴向后旋转45度,如图乙所示,纸板B上不能呈现出反射光线,因为此时的反射光线虽然与入射光线在同一平面内,但不在纸板所在的平面。
(4)①[5]选用玻璃板代替平面镜,是因为玻璃板是透明的,透过玻璃板便能确定像的位置。
②[6]用一支相同的蜡烛在玻璃板后面移动,直至跟玻璃板前的蜡烛的像完全重合时,则玻璃板后面的蜡烛的位置即是像的位置A′。
③[7]光屏放在A′的位置,承接不到蜡烛的像,这是因为平面镜成的是虚像,光的反射光线的反射延长线会聚而成的虚像。
④[8]A处的蜡烛沿垂直于玻璃板的方向移动1 cm,物距变化的1 cm,则像距也变化1 cm,所以像与物之间的距离变化2 cm。
[9]此过程物的大小不变,像的大小也不变。
28. 光的反射 光沿直线传播 没有道理 平面镜成的是虚像,不可能在光屏上呈现
【详解】(1)[1][2]光斑是玻璃板反射的光照射在墙壁上形成的,属于光的反射现象;影子是光的直线传播形成的。
(2)[3][4]因为平面镜成的是虚像,虚像是不能在光屏(白墙)上呈现,所以不可能是铅笔通过平面镜所成的像,两个黑影都应该是铅笔的影子,故所以小明的猜想没有道理。
(3)[5]由老师的分析可知,一个影子是由镜子反射的光照射到铅笔上被铅笔挡住形成的,一个影子是射向镜子的太阳光被铅笔挡住形成的,如下图:
29. 粗糙 不一定 折射光线与入射光线和法线是否在同一平面 不正确 32 B
【详解】(1)[1][2]实验中应选择表面较粗糙的光屏来承接光路,打开激光光源,当光从空气射入水中时,传播方向不一定发生改变;因为光垂直界面入射时,传播方向不变。
(2)[3]小华将折射光线所在的半个光屏向后折转一个角度,她这样操作的目的是为了验证:折射光线与入射光线和法线是否在同一平面。
(3)[4]解决第(2)问的错误后,保持入射光线不变,向水槽中缓慢地持续加水,小华发现折射光线在水槽底部形成的光斑逐渐向左移动,于是她认为折射角在逐渐变小。她的观点是不正确的,因为入射角不变,折射角也应该不变。
(4)①[5]根据在折射中,光路是可逆的,分析表格中的数据:光从空气斜射入水中,当入射角为45°时,折射角为32°,所以光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角,折射角为45°,对应的入射角等于32°。
②[6]根据表一,当入射角等于30°时,折射角等于22°;当入射角等于45°时,折射角等于32°;当入射角等于40°时,折射角应该在22°和32°之间,故B符合题意,ACD不符合题意。
30. 大 当光从密度小的介质斜射入密度大的介质时,折射角小于入射角,当光从密度大的介质斜射入密度小的介质时,折射角大于入射角。 右
【详解】(1)[1] 根据图表发现,水的密度大于空气的密度,而光在水中的传播速度小于在空气中的传播速度,光在玻璃中的传播速度小于在水中的传播速度,说明玻璃的密度大于水的密度。
(2)[2] 由光路图(a)可知,光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向不再沿直线传播,而是发生了变化。光从空气中斜射入水中,折射角小于入射角,根据光的折射现象可逆,光从玻璃斜射入水中,折射角大于入射角,所以当光从密度小的介质斜射入密度大的介质时,折射角小于入射角,当光从密度大的介质斜射入密度小的介质时,折射角大于入射角。
(3)[3] 人体的密度与水的密度相似,则光由空气斜射入人体时,折射角小于入射角,根据题意可知,当超声波斜射入人体时,能发生类似光一样的折射,想让超声波进入人体击碎结石时,入射点应在O点的右侧。
31. 向左移动 会 在同一平面内 减小 小于 0 可逆 显示光路
【详解】(1)[1][2]小明将一束激光射至P点,形成一个光斑,向水槽内慢慢注水,当光从空气斜射入水或其它透明介质时,折射角小于入射角,则入射光线在水面处发生折射,水槽底部光斑的位置将向左移动,说明光从空气斜射入水中时,传播方向会发生改变。
[3]真空中光速为,空气中光速与此接近,也近似等于。
(2)[4]小明继续探究“光从空气射入水中时的折射特点”,若将纸板右半部分绕NN'向后翻转任意角度,会发现纸板上无折射光线呈现,这是为了探究折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。
[5][6]入射光线和法线的夹角是入射角,折射光线和法线的夹角是折射角,图丙中入射光逐步偏向法线,折射光也逐步偏向法线,说明入射角减小,折射角也减小,且折射角小于入射角。
[7]当光沿着NO方向射入时会沿ON′方向射出,此时光线垂直入射不改变传播方向,则此时入射角和折射角都等于0度。
(3)[8]光沿着BO方向射向空气时,光在空气中沿着OA方向射出,与之前正好相反,说明折射光路具有可逆性。
(4)[9]在水中滴几滴牛奶并搅匀,在水面上方的空气中熏点烟雾,都可以显示光路,更好地观察光线的传播。
32. 见解析 见解析 见解析 16、17、18 见解析
【详解】(1)[1]由表一实验序号1~5的数据可知,光从空气斜射入玻璃中,折射角小于入射角。
(2)[2]由表二实验序号6~10的数据可知,光从玻璃斜射入空气中,入射角越大,折射角越大。
(3)[3]比较实验