第四章光现象 专题训练光现象实验探究2021-2022学年人教版八年级物理上册（有答案）

第四章 专题训练 光现象实验探究
1．在探究光现象的实验活动中：
（一）制作“小孔成像观察仪”活动。
（1）需要把制作好的圆筒插入易拉罐中，如图甲所示，圆筒的________ （选填“A”或“B”）端是用半透明薄纸做成的光屏；
（2）用制成的小孔成像观察仪观察景物时，移动圆筒位置，增大光屏与小孔之间的距离，则光屏上的像将_______ （选填“变大”“变小”或“不变”），像的亮度______ （选填“变亮”“变暗”或“不变”）。
（二）如图乙所示是“探究光的反射规律”的实验装置。
序号 ∠i ∠r
1 30° 30°
2 45° 45°
3 50° 50°
（3）让一束光贴着纸板A沿EO方向射向镜面，在纸板B上可看到光线沿OF方向射出。在纸板上用笔描出光线EO和OF的轨迹，并用量角器测出∠i和∠r的大小。多次改变入射光线与ON的夹角，重复实验。将实验得到的数据记录在表中；
（4）分析实验数据可得出结论：__________；
（5）以直线ON为轴线，把纸板B向前或向后折，在纸板B上 ________（选填“能”或“不能”）看到反射光线OF，由此说明反射光线、入射光线与法线在_______ （选填“同一”或“不同”）平面内；
（6）实验中，从实验室的各个方向都能观察到粗糙纸板表面反射的光线，这种反射属于_______（选填“镜面”或“漫”）反射。
2．在探究“平面镜成像特点”的实验中：
（1）将一张半透明白纸放在水平桌面上，将玻璃板与纸面______放置。沿玻璃板在白纸上画一条直线，代表玻璃板的位置；
（2）在玻璃板前放置点燃的蜡烛A，将完全相同______（选填“点燃”或“没点燃”）的蜡烛B放在玻璃板后并移动，人眼一直在玻璃板的前侧观察，观察到B与A的像完全重合，由此可得出像与物的大小相等；
（3）移动点燃的蜡烛A，再做二次实验，在白纸上记录像与物对应点的位置如图乙所示。将白纸沿放置玻璃板的直线折叠，发现点A1和B1，A2和B2，A3和B3基本重合，由此可以得出的结论是像和物体______；
（4）因为蜡烛燃烧会变短，小强改用两块相同的圆柱体铜块代替蜡烛。利用圆柱体做实验，除了亮度比蜡烛暗之外，还有缺点是______；
（5）小强同学将蜡烛A取走，正立放置一电子手表在该位置，从平面镜中看到的时间如图所示，则实际的时间是______。
3．如图所示，用两根完全相同的蜡烛和一块厚玻璃板探究“平面镜成像的特点”。
（1）用透明玻璃板代替平面镜的目的是可以确定像的__________。实验中有同学从蜡烛一侧透过玻璃板看到像有“重影”，其原因可能是玻璃板的前后表面都发生了光的__________射。改善“重影”问题的办法是__________。解决问题后，移动点燃的蜡烛，多次测量并分析得出结论。
（2）小明发现上述实验中难于准确测量像和物到玻璃板的距离，且未用大小不同的物体进行多次实验，就得出了像与物大小的关系，于是他换用一些完全相同的木块进行实验。①如图甲所示，将一组木块置于玻璃板前，改变该组木块的位置，进行三次实验，用笔在白纸上标记出每次像和物的位置，如图乙所示。根据对应顶点就能准确测出相应的距离。再将白纸沿__________（选填“EF”或“GH”）对折，若像和物的对应顶点都__________，则证明平面镜所成的像和物具有对称性。
②如图所示，用叠加的方法改变物的大小进行实验，记录数据如下表。分析可知平面镜所成的像与物的大小__________。
木块的位置 保持不变
物的大小（玻璃板前木块的个数/个） 1 2 3
像的大小（玻璃板后木块的个数/个） 1 2 3
（3）某小组在较暗的环境中实验时，发现木块的像较暗、不易辨识，联系日常照镜子的经验，解决方法是__________（选填“照亮木块的像”或“照亮木块”）。
4．如图所示，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。
（1）光屏在实验中的作用是______；
（2）课后，某同学利用同一套实验器材，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，三次试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______。
实验次数 入射角 反射角
1 15° 75°
2 30° 60°
3 45° 45°
（3）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OB，如图乙，若将F面向后折，F面上______（填“有”或“没有”）反射光，此时反射光线的位置______（填”有”“没有”）改变
（4）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，此时反射光线与入射光线 ______（填“在”或“不在”）同一平面内，在纸板上______（填“能”或“不能”）看到反射光线。
（5）如图甲乙，得出的结论______。
5．如图所示是探究平面镜成像特点的实验装置。
(1)薄透明玻璃板应______放在白纸上，再准备A、B两支大小______（选填“相同”或“不同”）的蜡烛；
(2)实验时，点燃蜡烛A放在如图所示位置，在平面镜后面放置一个光屏，移动光屏发现光屏上始终无法接收到像，说明平面镜所成的像是______（选填“实”或“虚”）像；
(3)移动玻璃板后面的蜡烛B，当蜡烛B与蜡烛A的像______时，说明像与物的大小相同；
(4)若有8mm和2mm厚的两块玻璃板，则应该选择______mm厚的玻璃板做实验；如果选用另一个，可能明显出现的情况是______。
6．小丽在照镜子时发现，她面镜，像也面镜；她远离平面镜，像也远离平面镜。于是她想平面镜所成的像和物到镜面的距离有什么关系？她按图甲摆放器材，进行实验．
（1）她选择玻璃板代替平面镜是为了便于确定_________。
（2）实验中，选取了两支完全相同的蜡烛，她在玻璃板前放置点燃的蜡烛A，将未点燃的蜡烛B放在玻璃板后并移动，在玻璃板的A侧观察，发现当蜡烛B移动到蜡烛A的像的位置时，蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，这说明：平面镜成像时，_________。
（3）改变A的位置，重复实验，分别测出A和B到玻璃板的距离，将实验数据记录在下表中，分析表中的数据，可以得出结论：平面镜成像时，_________。
实验次数 1 2 3
A到玻璃板的距离/cm 5 4 6
B到玻璃板的距离/cm 5 4 6
（4）小丽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照射到平面静上的O点，反射光线沿OF射出，则∠NOF_________∠EON（选填“>”、”<”或“=”）。
（5）小丽又让入射光线沿着FO入射到O点，看到反射光线沿OE射出，这说明在反射现象中_________。
7．小笛用如图甲所示装置进行了“探究平面镜成像特点”的实验。
(1)小笛选择实验器材时，他选用玻璃板而不选平面镜来进行实验的原因是__________。
(2)实验中，如果把蜡烛A远离平面镜，看到的像会______（选填“远离”或“靠近”）平面镜，像的大小_______（选填“变大”“不变”或“变小”）。
(3)实验过程中，如果玻璃板没有垂直放在纸上，而是如图乙所示倾斜，蜡烛A的像最接近图中的_____（选填“”“ ”或“”）。
(4)若要确认平面镜所成的像是虚像还是实像，进一步的操作是__________________。
(5)实验过程中，小笛仔细观察，发现蜡烛的像有重影。请你帮小笛分析产生这一现象的原因是______________。
8．“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___________放置于平面镜上，为使实验效果更明显，整个实验过程应在较___________（选填“亮”或“暗”）的环境中进行。
（2）实验时让光贴着白纸板入射是为了___________，实验时从纸板前不同的方向都能看到入射光线和反射光线，这是因为光在纸板上发生了___________（选填“镜面”或“漫”）反射。
（3）移动激光笔，使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动。可观察到反射光束沿______时针方向转动。
（4）移动激光笔，使入射角为45°，测得反射角也为45°，由此就得出“光反射时，反射角等于入射角”的结论，你认为有何不妥之处？_______。
（5）实验中逐渐增大入射光线与法线的夹角，观察反射光线并测量入射角和反射角。实验数据如下表，小雨根据表中数据得出的结论和书上的结论并不一致，你分析出现这种情况的原因可能是将反射光线与_______的夹角当成了反射角。
入射角/度 20 30 50 60 70 80
反射角/度 70 60 40 30 20 10
9．小明意外发现，当光沿某方向从半圆玻璃砖射入空气时，折射光消失而反射光却变得更亮，如图所示，老师告诉他这是光的全反射现象。小明查阅资料并在老师的指导下展开探究实验，实验数据记录如下：
入射角α 0° 10° 20° 30° 40° 41.2° 41.8° 42°
折射角β 0° 15.2° 30.9° 48.6° 81° 81° 90° /
反射能量 5% 7% 26% 43% 84% 84% 100% 100%
(1)该同学不断增大入射角的目的是________。
(2)根据题意和表格数据分析要发生全反射现象需要的条件：①_______；②_______。
10．小雨在吃烤肉串时，偶然发现了一个现象：通过烤炉上方看对面的人，感觉对面的人好像在晃动。为什么会出现这种现象呢？小雨根据学过的知识进行分析：火炉上方的空气被加热后，其疏密程度在不断发生变化，光进入这种不均匀的热空气会发生折射，传播方向也在不断发生变化，因此看起来感觉对面的人在晃动。为了验证这种分析是否正确，回到家后，小雨利用一支激光笔、一个装有酒精的浅盘及火柴，进行了如下的探究。
(1)如图所示，将激光笔固定在小桌上沿水平方向照射，用喷壶向激光笔的前方喷水，看到激光笔发出的一束红光射向墙面，墙面上有一个红色光点保持不动，这说明光在均匀的空气中是______传播的。
(2)如果要让这束红光穿过不均匀的空气，接下来小雨的做法应该是：______。
(3)如果小雨的分析是正确的，他观察到的现象应该是：______。
11．某同学做探究光的折射特点的实验，如图是光从空气斜射入水中的光路图。
（1）在探究中，该同学在清水中滴入几滴牛奶并搅拌，在水面上方的空气中熏了点烟雾，这是为了______；
（2）实验中发现，折射光线，入射光线和法线在______（选填“同一”或“不同”）平面内；
α 0° 15° 30°
β 0° 15° 30°
γ 0° 11° 22.1°
（3）分析表中数据，可得出结论：
①光______入射到水中时，折射角为0°；
②光从空气斜射到水面时，将同时发生光的______和______现象；
③光从空气斜射时水面时，折射角随入射角的增大而______，且折射角始终______（选填“小于”，“大于”或“等于”）入射角。
12．小强同学利用如图所示的实验装置探究“光的折射规律”。在玻璃水槽中竖直放置的光屏是由E和F两个半圆形光屏组成的，NOM为两半圆的分界线，其中光屏F可绕直径NOM前后折转。实验测量数据如表所示：
空气中的入射角α 0° 30° 45° 60°
水中的折射角β 0° 22° 32° 41°
（1）实验时，先让光屏E、F位于同一平面内，一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中，在光屏F上可以看到折射后的光束，这说明折射光线和入射光线位于法线______；小强将光屏F向后折转一定角度后，在光屏F上不能看到折射光，此时______（选填“有”或“没有”）折射光，说明折射光线和入射光线______（选填“在”或“不在”）同一平面内；
（2）当光从空气垂直射入水中时，光的传播方向______（填“改变”或“不改变”）；
（3）由表中数据可知，光从空气斜射入水中时，折射角______（选填“大于”“等于”或“小于”）入射角，且折射角随着入射角的增大而______；
（4）实验过程中，小强发现在水面处发生光的折射现象的同时还伴有光的______现象；
（5）若将光沿着如图所示BO方向射向空气时，光在空气中沿OA方向射出，若保持入射点位置不变，不断增大入射角的度数，折射光线______（选填“会”或“不会”）消失。
参考答案
1．A 变大 变暗 反射角等于入射角 不能 同一 漫
2．垂直 没点燃 到镜面的距离相等 不能判断像的正立、倒立的情况 15：01
3．位置 反 用薄玻璃板 GH 重合 相等 照亮木块
4．显示光的传播路径 反射角判断错误，把反射光线与镜面的夹角当成反射角了 为了得到普遍规律，避免偶然性 没有 没有 在 不能 反射光线、与入射光线和法线应在同一平面内
5．垂直 相同 虚 重合 2mm 出现两个像
6．像的位置 像与物大小相等 像距等于物距 = 光路是可逆的（或光路可逆）
7．便于透过玻璃板确定像的位置 远离 不变 把蜡烛B取走，光屏放在蜡烛B的位置上，看光屏上是否有蜡烛A的像，光屏上如果没有，说明平面镜成虚像 玻璃板的两个面都会反射成像，造成重影
8．垂直 暗 显示光路 漫 顺 一次实验结论具有偶然性 镜面
9．找到发生全反射现象的规律 光从玻璃斜射入空气 入射角大于或等于41.8°
10．沿直线 点燃浅盘中的酒精，让激光笔发出的红光在燃烧的酒精上方照射 墙面上的光点在晃动
11．显现光路 同一 垂直 反射 折射 增大 小于
12．两侧 有 在 不改变 小于 增大 反射 会