八年级上册期末总复习专题四:光学实验习题
展开光学实验主要包括探究光的反射定律、探究平面镜成像的特点、探究光的折射规律。1.探究光的反射定律实验,往往考查验证三线共面、反射角与入射角的关系、入射角变化时反射角的变化规律总结、光路可逆性的验证等。解答时从实验器材的特点入手,通过折纸板的翻折验证出三线共面、根据两角的大小关系得出反射角与入射角的关系。
2.探究平面镜成像特点时,要理解几个关键点:一是等效替代法的应用。实验中,用玻璃板而不用平面镜是为了便于确定像的位置;实验中为了确定像的位置和比较像与物体大小的关系,取的是完全相同的蜡烛来探究,这样使得一个复杂的问题简单化,这种方法在物理学中称为“等效替代法”。二是实验需要多次重复进行,目的是更好地得出平面镜成像的特点。3.探究光的折射规律实验,往往考查两角的识别、两角的大小关系、实验数据的分析、光路可逆性的验证等。解答时以实验现象为切入点,以实验数据为关键点得出所需验证的结论。
类型一 探究光的反射定律1.如图所示,在研究光的反射规律实验中,平面镜M平放在平板上,E、F是两张粘接起来的硬纸板,可绕垂直于镜面的接缝ON转动。
(1)如图甲,当E、F在同一平面上时,让入射光线AO沿纸板E射向镜面,在F上可看到反射光线,若将AO向ON靠近,则OB_______(填“靠近”或“远离”)ON。(2)如图乙,把半面纸板F向前或向后折,则_______(填“能”或“不能”)看到反射光线,说明反射光线与入射光线及法线在__________。
2.如图是小明探究光的反射规律的实验装置,在平面镜上放置一块硬纸板,纸板由可以绕ON转折的E、F两部分组成。(1)要使入射光线和其反射光的径迹同时在纸板上出现,你认为纸板与平面镜的位置关系是______(填“垂直”或“不垂直”)。实验时,从纸板前不同的方向都能看到光的径迹,这是因为光在纸板上发生了____反射。
(2)小明让一束光沿AO贴着纸板E射到平面镜上,在纸板F上会看到反射光OB的径迹,三次改变入射角的大小,实验所测得数据如表所示。他根据表中数据得出的结论和其他同学的结论并不一致。请你分析小明测量实验数据过程中出现的问题可能是__________________________________________________。
把反射光线与镜面的夹角当成了反射角
(3)三次实验中,总能在纸板上观察到入射光和反射光的径迹,由此小明得出结论:“在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在同一平面内”。请你评估小明的做法是否合理,并说明理由:____________________________________________________________________。
不合理。应将纸板F沿法线方向折转,再次观察纸板上是否还能看到反射光
类型二 探究平面镜成像特点3.小明同学利用如图所示装置进行“探究平面镜成像特点”的实验。(1)小明选用玻璃板而不选用平面镜,是因为这样_________________。(2)实验时,小明在玻璃板前放一支点燃的蜡烛甲,还要在玻璃板后面放一支未点燃的蜡烛乙。对这两只蜡烛的要求是________________。(3)小明在寻找蜡烛甲的像的位置时,眼睛应在玻璃板放有蜡烛____(填“甲”或“乙”)的一侧观察。
(4)如果小明在寻找蜡烛甲的像的位置时,无论怎样沿桌面移动蜡烛乙,都不能使它与蜡烛甲的像重合,可能的原因是________________________。(5)在玻璃板的同一侧,小明同学通过玻璃板看到了蜡烛甲的两个像。形成两个像的原因是_________________________________________,解决这一问题的办法是_________________________。
玻璃的两个表面同时反射,每个表面成一个像
4.利用如图装置探究平面镜成像特点。(1)实验时应选_______(填“较厚”或“较薄”)的玻璃板代替平面镜竖立在水平桌面上。(2)在玻璃板前放置棋子A,将完全相同的棋子B放在玻璃板后并移动,人眼一直在玻璃板的前侧观察,直至B与A的像完全重合,由此可得出结论:________________。(3)为了探究平面镜成像的虚实情况,将一张白卡片竖直放在B所在的位置,应在玻璃板____(填“前”或“后”)侧观察白卡片上是否有A的像。
(4)改变A的位置,重复(2)中步骤并分别测出A和B到玻璃板的距离,记录在下表中。
分析表中数据,可以得到结论:_______________________________。
像与物体到平面镜的距离相等
5.小红为小鹏表演了一个“水火相融”的小魔术。她先用一块透明的薄玻璃板将桌子分割成甲、乙两个区域,再用一块不透明的挡板将乙区域分割成两部分。小红在甲区域内放置了一个盛满水的烧杯,且里面浸没着一支蜡烛A,并在乙区域挡板后的指定位置放置蜡烛B,准备就绪后,小红请小鹏坐在乙区域一侧的某处P(如图所示),并迅速将乙区域已准备好的蜡烛B点燃,在小红一只手麻利地在小鹏跟前绕过的同时,另一只手悄悄地将挡板拉开一个缝隙,当小鹏沿着小红的手指望向蜡烛A时,奇迹出现了:蜡烛A竟然在水中燃烧了!
(1)若实验中完全相同的蜡烛A和B到薄玻璃板的垂直距离分别为s1和s2,则s1____(填“>”“<”或“=”)s2。(2)小鹏之所以能看到“水火相融”的奇迹,是因为他看到的燃烧的蜡烛A实际上是蜡烛B通过薄玻璃板所成的等大的、______、____像。
类型三 探究光的折射规律6.小刚同学探究光从空气射入不同介质发生折射时的一些规律,他将一束光从空气射入水中发生折射的实验数据记录于下表。
(1)分析第1次的实验数据,结论是__________________________________________________________。(2)分析第2次至第6次的实验数据,结论是光从空气斜射入水中,____________________________________________。(3)分析第2次至第6次的实验数据的变化,结论是光从空气斜射入水中时,________________________________________________。
当光从空气垂直射入水中时,光的传播方向不变
入射角增大,折射角也增大,但折射角总是小于入射角
7.在探究“光从空气斜射入水和油中时,哪种液体对光的偏折本领较大”的实验中,小明提出如下实验方案:先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中,记录下光斑位置(如图甲所示);接着分别倒入水和油,记录对应的光斑位置,再通过分析就可得到实验结论。经讨论,同学们认为这一方案是可行的,于是进行了探究实验。
(1)要实现探究目标,他们应选择图乙中的___________(填字母序号)两图示实验。(2)由A、D两图的实验________(填“能”或“不能”)得出结论,原因是_______________________________。
没有控制液面的高度相同
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