第四章 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．如图所示，是小明在“探究平面镜成像的特点”的活动中所选用的器材和活动过程。
(1)在探究活动中对玻璃板放置的要求是：________；
(2)两等长的蜡烛是为了比较像与物________的关系。
(3)如果在图a中蜡烛像的位置上放一张白纸板作屏幕，则白纸板上将_____（选填“有”或“没有”）蜡烛的像。
(4)把蜡烛B放到蜡烛A像的位置上，将会看到图c所示的现象。这说明：__________；
(5)如果将蜡烛向靠近镜面的方向移动，那么像的大小将_______（选填“变大”“变小”或“不变”）。
2．如图所示，小明给一个空罐的底部中央打上一个小圆孔，再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上，然后将小孔对着烛焰，可以看到烛焰通过小孔所成的像。
(1)通过实验，可以看到烛焰在塑料膜上成的是______（选填“正立”或“倒立”）的实像。
(2)将蜡烛向上移动，则在半透明塑料膜上的像将向______（选填“上”或“下”）移动。
(3)如果小孔适当变大，则它在薄膜上的像将变______（填“清晰”或“模糊”）
(4)如果空罐底部小孔是三角形，则在半透明塑料膜上看到的是______（填选项符号）
A．三角形光斑 B．圆形光斑 C．蜡烛的影子 D．烛焰的像
3．用如图所示装置探究光的反射定律，白色硬纸板EF垂直于平面镜放置，能沿ON折转，ON垂直于平面镜。
1 2 3 4 5 6
入射角i
反射角r
（1）让入射光贴着纸板EF沿AO射向平面镜上的O点，观察反射光的方向。多次改变入射光的方向，观察并描绘光的径迹，量出入射角i和反射角r，记录如上表。比较r和i，可以得出：光反射时，反射角______入射角；为了比较反射角与入射角的关系，多次改变入射角进行实验的目的是______。
（2）纸板EF右侧没有沿ON折转时，能观察到反射光，有折转时，观察不到反射光，说明光反射时，反射光线、入射光线和法线在______；在实验过程中，若将纸板倾斜（即纸板与平面镜不垂直），如图所示，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，纸板上______（选填“能”或“不能”）看到反射光线。
（3）将一束光贴着纸板EF沿BO射到O点，光沿图中的OA方向射出，说明光反射时，光路是______的；由于光在纸板上发了______（选填“镜面反射”或“漫反射”），所以同学们从不同方向都可以观察到光在纸板上传播的路径。
4．小沛洗漱时感觉离镜子越近镜中的像越大，这与课本中描述的平面镜成像特点不相符，于是他用带支架的玻璃板，两支完全相同的蜡烛、刻度尺、白纸、火柴、铅笔等实验器材进行了探究，如图所示。
(1)实验探究应在___________（选填“较暗”或“较亮”）的环境中进行；
(2)用玻璃板代替平面镜，既能成像又便于确定___________；
(3)点燃玻璃板前的蜡烛A，将蜡烛B___________（选填“点燃”或“不点燃”）放在玻璃板后并移动至适当位置，使蜡烛B能与蜡烛A的像完全重合，多次改变蜡烛A到玻璃板的距离，相应移动蜡烛B后总能与蜡烛A的像完全重合，这说明平面镜成像的大小与物体到镜面的距离___________（选填“有关”或“无关”）；
(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___________（选填“能”或“不能”）接收到蜡烛烛焰的像，说明平面镜所成的像是___________像（选填“虚”或“实”）。
5．（1）小雨同学平时注意观察，发现爸爸晚上开车时，打开汽车头灯时，空中会出现一道直的光柱。于是，他得出光在空气中沿直线传播的结论，并进行了其他相关实验：
①能在空气中看到直线光柱，可能是空气中悬浮的尘埃将光______到我们眼中所致；
②若想探究光在水中是否沿直线传播，可在水中添加几滴______或撒些粉笔灰作辅助器材，再用激光笔对着玻璃杯中的水射去，______ （选填“能”或“不能”）看到光在水中的直线传播路径。
（2）小雨同学回忆有一次夏天下午坐爸爸的车时，发现前方地面在“晃”动；咨询老师才知道是因为空气受热不均匀造成光在不均匀空气中不是沿直线传播。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；
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：______；
④无论是固体、液体还是气体，光在______中都是沿直线传播的。
6．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目的是_______。
（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中的像；
（3）当把蜡烛靠近玻璃板时，蜡烛在玻璃板所成像的大小将_______（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）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_______。
（6）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_______（选题字母代号）。
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
7．小彤同学在“探究平面镜成像特点”实验（如图）时：
（1）用玻璃板代替平面镜实验时，会看到两个不重合的像，分别是玻璃板前后两个面反射形成的，为消除此影响可选用______（选填“厚”或“薄”）一些的玻璃板代替平面镜。为了便于比较像与物的大小关系，所用的两支蜡烛A、B，应选择外形______（选填“相同”或“不相同”）的；
（2）标记蜡烛A、B的位置，测得蜡烛B到镜面的距离______（选填“小于”、“等于”或“大于”）蜡烛A到镜面的距离；
（3）当蜡烛A远离玻璃板时，像的大小______（选填“变小”、“不变”或“变大”）；
（4）将光屏竖立在像的位置（与玻璃板平行），光屏上无法呈现蜡烛的像，说明平面镜所成的像是_____（选填“虚”或“实”）像；
（5）如图甲所示，一枚硬币放在竖直的平面镜前，硬币的像在a处；将平面镜平移至图乙所示的位置时，硬币的成像情况是______（选填字母代号）。
A．硬币成像在a处
B．硬币成像在b处
C．硬币成像在c处
D．硬币无法通过平面镜成像
8．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”）。
9．在进行“光的反射定律”的探究实验中，实验小组的同学选用了平面镜、白色硬纸板、激光手电筒和刻度尺进行了如图甲所示的实验：
(1)在实验中，白色硬纸板作用：______；
(2)实验时还需要的测量工具是______；
(3)实验小组的小红同学发现，从平面镜中能看到小明同学的眼睛，小明同学也能看到小红的眼睛，于是他们使光线沿FO入射，观察到反射光线沿着OE射出，这表明在反射现象中光路是______；
(4)为了研究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内，该小组进行了如图乙所示的操作，将纸板向后折，在纸板上______（填“能”或“不能”）看到反射光线，这说明反射光线、入射光线和法线______（填“在”或“不在”）同一平面内。
10．如图所示，将一块平面镜置于水平桌面上，在其上方竖直放置一块可绕ON旋转的白纸板，让一束光紧贴着白纸板，沿某个角度射到O点，观察反射光线沿什么方向射出，并测量反射角和入射角的大小，改变入射光线的方向，重复以上步骤，归纳总结出光的反射定律
实验次数 入射角 反射角
1 15 75
2 30 60
3 45 45
（1）正确的实验步骤是______（填序号）；
A、使一束光贴着白纸板，沿某一个角度射到点O
B、用铅笔在白纸板上描出入射光线和反射光线的径迹
C、改变光束的入射角，多做几次
D、取下白纸板，用量角器分别测量入射角和对应反射角的大小，记录在表格中
（2）白纸板ENF是用两块纸板连接起来的，把白纸板ENF向前折或向后折，在白纸板上______（选填“能”或“不能”）看到反射光；
（3）实验时，为了从可折转的白纸板前不同的方向都能看到光的传播路径，白纸板应选择较为粗糙的，这是因为光在白纸板上发生了______（填“镜面”或“漫”）反射；
（4）若另一同学用激光笔沿着FO方向射向O点，则将看到FO的反射光线沿OE方向射出。此现象说明______；
（5）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，如上表。经检查，三次试验中各角度的测量值都是准确的，但与光的反射定律相违背。你认为其中的原因应该是______。
11．小文在探究光的折射规律时，将光从空气分别射入玻璃和水中．其实验过程如下：
实验一：将光从空气射入玻璃中．
①将半圆形玻璃砖放在标有角度的圆盘上，如图所示；
②将一束激光从空气射向玻璃砖的圆心O处，激光在O处发生折射．记录入射角和折射角；
③逐渐增大入射角，重复步骤②；
实验所测数据如下：
实验二：将光从空气射入水中．
①将标有角度的圆盘按如图所示安放；
②将一束激光从空气射向水面O处，激光在O处发生折射，记录入射角和折射角；
③逐渐增大入射角，重复步骤②；
实验所测数据如下：
分析以上数据可得：
（1）当光从空气垂直入射到其他透明介质时，传播方向___________________．
（2）当光从空气斜射入玻璃或水中时，折射角_____________（填“大于”“等于”或“小于”）入射角；
（3）当光从空气以相同的入射角斜射入不同的介质中时，折射角_________（填“相等”或“不相等”）．
12．某小组选用了图甲中光源、水、水槽、可折转的光屏（带刻度）等器材，用于完成探究“光从空气射入水中时的折射规律”。
(1)在图乙中，使用可折转的光屏，是为了观察折射光线，入射光线和法线是否______；
(2)光从空气射入水中，入射点为O点，不断改变入射角，读出刻度盘上对应的折射角，将实验结果画在图丙中，其中1和1'、2和2'、3和3'、4和4’分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。由此可得出，光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而______，且折射角______（选填“大于”、“等于”或“小于”）入射角；当光从空气垂直射入水中时，折射角等于______度；
(3)光从空气斜射到水面时，为了更精晰地观察到水中光路，可以采用的方法是______；
(4)图丙中当激光从水中沿4'方向射入O点时，折射光线将会沿着______（选其“1”“2”“3”或“4”）的方向射出，说明折射现象中光路是______的。
参考答案
1．与水平面垂直 大小 没有 成等大的像 不变
2．倒立 下 模糊 D
3．等于 避免偶然性，使得出的结论更具有普遍性 同一平面内 在 不能 可逆 漫反射
4．较暗 像的位置 不点燃 无关 不能 虚
5．反射 牛奶（或墨水、其他饮料等） 能 将装有酒精的浅盘放在激光笔前方的下侧，用火柴点燃酒精 墙上红色的光点在晃动 同种均匀介质
6．便于确定像的位置 A 不变 虚像 平面镜与桌面不垂直 A
7．薄 相同 等于 不变 虚像 A
8．位置 反 用薄玻璃板 GH 重合 相等 照亮木块
9．显示光路 量角器 可逆的 不能 在
10．ABDC 不能 漫 光反射时光路是可逆的
11．不发生改变 小于 不相等
12．在同一平面内 增大 小于 O 向水中加几滴牛奶 4 可逆