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．小华用一次性杯子和半透明薄膜也做了一个“针孔照相机”，他在一次性杯子的底部用针戳了一个小孔，在杯口蒙上一层半透明薄膜（如图所示）。
（1）小华采用正确的观察方法，发现实际观察时，无论如何调节孔到蜡烛的距离，半透明薄膜上蜡烛的像仍不够清晰，你能帮她想个可行的办法解决这一问题吗？________。
（2）小华在另一个一次性杯子底部挖了一个三角形的小孔（如图所示，右图为孔的形状特写），继续观察同一个蜡烛，发现在半透明薄膜上的像的形状________（选填“有”或“没有”）变化。
（3）另有几个同学在硬纸板上挖孔来研究太阳的小孔成像，为了研究孔的大小对光斑形状的影响，小华设计了图1的装置，小明设计了图2的装置，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，同时观察光斑形状的变化情况。你认为_______ 设计更合理，依据是_______。保持孔的大小不变，逐渐增大纸板与地面间的距离，你会发现地面上那个亮斑将变_______（选填“大”或“小”）。
2．新思维科技社团的同学们学完光学中小孔成像知识后，提出一个问题，小孔在光屏上所成像的形状与什么因素有关，同学们经过讨论后提出以下猜想：
猜想一：像的形状可能与物体形状有关；
猜想二：像的形状可能与小孔的形状有关。
同学们在辅导老师的帮助下制作了“E”、“F”和“R”形状的LED发光字来充当物体，做成两个小孔形状不同的纸筒，纸筒另一端绷装半透明膜，做好装置后同学们进行实验探究。
（1）物理上将“F”、“E”和“R”形状的LED发光的字称为光源；为了便于观察，该实验最好在 ______（选填“较明亮”或“较黑暗”）的环境中进行。
（2）同学们将“F”发光字固定好后，先用小圆孔纸筒进行实验，同学们在半透明膜上观察到倒立的“F”，如图所示，小孔成像中所成的像能呈现在半透明膜上，同学们将实验结果记录在设计好的表格后，再换用小方孔纸筒进行实验，并观察记录。
（3）同学们再换用“E”和“R”形状发光字，分别按照实验（2）进行实验，将观察到的结果记录在表中。
实验次数 发光字 小孔形状 像的形状 半透明膜上是否呈现
1 F 圆形 倒立 呈现
2 F 方形 倒立 呈现
3 E 圆形 倒立 呈现
4 E 方形 倒立 呈现
5 R 圆形 倒立 呈现
6 R 方形 倒立 呈现
（4）通过比较 ______，同学们验证了猜想一，得出结论：在小孔形状相同时，小孔所成的像与物体的形状有关。
（5）同学们通过比较1、2，3、4和5、6，得出结论：______。
（6）实验小组在该实验中采用的实验方法是 ______。
3．如图是小红同学探究“平面镜成像的特点”实验装置。
（1）如图甲，在竖立的玻璃板前放一支_______（填“点燃”或“不点燃”）的蜡烛M，可以看到玻璃板后面出现蜡烛的像。小红拿另一支大小相同的蜡烛N在玻璃板后面移动，直到它跟蜡烛M的像完全重合，由此可以得出的结论是_______；
（2）实验时，小红同学应在_______（填“M”或“N”）侧观察蜡烛M经玻璃板所成的像.移去后面的蜡烛N，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”）；
（3）在该实验中，所用玻璃板是特制的，其中一面镀了膜.为了保证实验效果，实验时应选玻璃板_______的边缘（镀膜面/不镀膜面）与白纸上的横线重合，此时只能看到一个像且像更加清晰是因为镀膜后增强了光的反射；
（4）若图乙中猫的头部位置保持不变，把镜子沿MN截成两半，其中的一半平行向后移一段距离，则猫的头部通过左、右两半面镜子_______；
A．都不能成像 B．各成半个像，合起来成一个完整的像
C．都成完整的像，且两个像在同一位置 D．都成完整的像，且两个像在不同位置
（5）若图丙中平面镜MN竖直放置，镜前有一个发光物体S，现将平面镜绕M点从MN转到MN′位置，如图丙所示，物体S在平面镜中的像S'的轨迹为_______（填“直线”或“曲线”），S'离M点的距离_______。（填“越来越近”“越来越远”“保持不变”）
4．在探究“光从空气射到某玻璃中时，折射角与入射角的关系”实验中，所用的实验器材有：激光笔、长方形玻璃砖、刻度尺、白纸。
（1）还需要的实验器材是___________ 。
（2）实验前，在白纸上已画出表示界面的直线和法线。为了保证实验时激光的入射角等于预设值，还应在白纸上画出___________ 。
（3）实验时，为了测出折射角，还要在白纸上画出折射光线。那么怎样做才能在白纸上画出折射光线___________ ？
（4）记录的实验数据如下表。
实验次数 1 2 3 4 5 6
入射角i/° 10 25 40 55 70 85
折射角r/° 6.5 16 25 32.5 38 41
分析表中数据可得到的探究结论是：光从空气射到玻璃中时，___________ 。理由是：___________ 。
5．某实验小组在探究光的折射规律时，让一束光从空气斜射入玻璃水槽内的水中，看到如图所示的现象：
（1）为了探究光从空气斜射入水中时折射角和入射角的关系，以下方案中正确的是：　___________ 　（选填“A”、“B”或“C”）。
A 只测量图中的入射角和折射角，分析并得出结论
B 保持入射角不变，进行多次试验，测量入射角和每次试验的折射角，分析并得出结论
C 改变入射角，进行多次试验，测量每次试验的入射角和折射角，分析并得出结论
（2）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°
分析表中数据，可得出结论：光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的变化关系是：___________ ，且折射角___________ （大于/等于/小于）入射角。当光从空气垂直射到水面时，折射角等于零。
（3）该同学根据上述实验，总结出了光的折射特点。请你对该同学通过上述探究实验得出光的折射特点的过程作出评价。是否存在不足？答：___________ （是/否）；请简要说明理由：___________
6．在“探究平面镜成像特点”的实验中，竖立的薄玻璃板下方放一张白纸，再准备两支蜡烛，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。
（1）平面镜所成的像比玻璃板成像更清晰，选择玻璃板探究平面镜成像特点的理由是______；
（2）若玻璃板与桌面不垂直，在桌面上移动蜡烛B，______（选填“能”或“不能”）看到蜡烛B与蜡烛A的像重合；
（3）为了探究像与物的大小关系，实验中选取器材的要求是______；
（4）为验证物体通过平面镜所成的像是虚像还是实像，应该进行的操作是______；
（5）如图是同学们探究“平面镜成像特点”的几种情境，下列说法正确的是______（选填序号）。
A．若蜡烛A距玻璃板4cm，则蜡烛B距玻璃板8cm才能与蜡烛A的像重合
B．若蜡烛A在玻璃板中的像偏高且倾斜，则乙图是产生该现象的原因
C．若在玻璃板与B蜡烛之间放一块挡光板，则不能透过玻璃板看到A的像
7．小明同学用如图所示的装置，研究光的反射规律，在平面镜的上方垂直放置一块光屏，光屏由可以绕ON折转的E、F两块纸板组成。
（1）其中可折转的光屏，在实验中的作用是：（写出两条即可）①___________；②___________
（2）如图所示，让一束光贴着光屏左侧的E板沿AO方向射到O点，在右侧F板上能看到反射光线OB。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___________ （选填“镜面”或“漫”）反射。
（3）如图，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，测出入射角和反射角的大小，便立即得出实验结论：___________。你认为这样得出的结论___________（选填“合理”或“不合理”），原因是___________。
（4）如果让光线从逆着BO的方向射向镜面，会发现反射光线沿着OA方向射出，这表明：___________。
8．在“探究平面镜成像特点”的实验中。小阳利用如图甲的器材进行了以下操作。
（1）将一张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）将一支点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面，利用 _____（选填“点燃”或“未点燃”）的蜡烛B在玻璃板后面寻找并记下蜡烛A的像的位置。为了比较像与物的大小关系，蜡烛B应与蜡烛A大小 ________。
（3）移动点燃的蜡烛A，再做两次实验，在白纸上记录像与物对应点的位置如图乙所示。将白纸沿着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，说明像与物到镜面的距离 ________。
（4）小阳取走蜡烛B，把光屏放在像的位置，这时应该 _______（选填“透过”或“不透过”）玻璃板观察，发现光屏上没有像，这说明物体在平面镜中成的是 ________像。
9．如图是探究光的反射规律的实验装置。
（1）为了看清楚硬纸板上显示的光路，硬纸板材质应是______（选填“粗糙的”或“光滑的”）；
（2）纸板B沿着ON向后翻折一定的角度，在B板上______（选填“能”或“不能”）看见到反射光，这说明入射光线、反射光线和法线______；
（3）在图中，如果入射光线沿BO的路径射向平面镜，则反射光线______（填“会”或“不会”）与OA重合，说明了______；
（4）本实验要改变入射角进行多次实验，目的是______（减小误差/寻找普遍规律）；
（5）实验过程中若将整个纸板倾斜，如图所示，让光仍贴着纸板沿AO方向射向平面镜，此时反射光线______（选填“在”或“不在”）纸板这一平面内。
10．如图甲所示，小红在检查视力时发现用到了平面镜，于是她利用图乙所示的装置探究平面镜成像特点，图中A、B是两根相同的蜡烛。
（1）相同条件下，______（填“平面镜”或“玻璃板”）所成的像更清晰，实验时小红用玻璃板代替平面镜目的是______ 。
（2）如图乙，点燃玻璃板前的蜡烛A，寻找像的位置时，眼睛应在玻璃板______（选填“A”或“B”）侧观察，此像是由于光的______（选填“反射”或“折射）形成的；移动蜡烛B，直到B与A的像完全重合，此时蜡烛A和B到玻璃板的距离______ 。
（3）移去蜡烛B，在其原来位置放置一块光屏，光屏上______（选填“能”或“不能）呈现蜡烛的像。
（4）实验后小红明白了平面镜在检查视力时的作用，如图甲，若测视力时要求人到视力表距离为5m，房间宽度3m，则小红到平面镜的距离是______ m。
11．物理兴趣小组选用了图中光源、水、水槽、可折转的光屏（带刻度）等器材，用来研究光从水中斜射到与空气的分界面时所发生的光现象
（1）使用可折转的光屏，是为了观察折射光线和入射光线是否______ ；
（2）使入射角i在一定范围内由小变大，会发现折射角______（选填“由小变大”、“由大变小”或者“不变”），且折射角总是______相应的入射角（选填“大于”、“小于”或者“不变”）。
12．小南在研究“平面镜成像特点”的实验中，实验器材有：平面镜、带底座的玻璃板、白纸、笔、火柴、光屏，两支完全相同的蜡烛A和B。如图甲所示：
（1）为了探究像和物的大小关系，在竖立的玻璃板前面点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B竖直在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的___________（选填“前”或“后”）侧观察，直至它与蜡烛A的像重合。
（2）图乙是小南某次测量蜡烛A到平面镜的距离，L为___________cm。
（3）小汽车挡风玻璃为什么要倾斜安装呢？小南做了如下实验：使玻璃板与水平面成45°角放置，则蜡烛的像为图丙中的___________（选填“A”、“B”或“C“））。如果把蜡烛看成司机，则司机所成的像不会遮挡司机的视线而影响司机驾驶。
参考答案
1．在比较黑暗的环境中进行实验 没有 小华 实验中应该控制孔的形状不变，改变孔的大小 大
2．较黑暗 1、3、5或2、4、6 当物体的形状相同时，像的形状和小孔的形状无关 控制变量法
3．点燃 平面镜成像物像大小相等 M 不能 镀膜面 D 曲线 保持不变
4．量角器 入射光线 见解析 随着入射角的增大，折射角增大的越来越缓慢 入射角的增加量相同时，折射角的增加量越来越小
5．C 折射角随入射角的增大而增大 小于 是 没有换用其他透明介质做此实验
6．便于确定像的位置 不能 选取两支相同的蜡烛 在像的位置放一光屏，直接看光屏，如果能看到像，说明是实像，如果看不到，说明是虚像 B
7．显示光的传播路径 探究入射光线、反射光线、法线是否共面 漫 反射角等于入射角 不合理 凭一次实验数据得出结论有偶然性 反射时，光路时可逆的
8．垂直 未点燃 相等 相等 不透过 虚
9．粗糙的 不能 在同一平面内 会 光路可逆 寻找普遍规律 不在
10．平面镜 既能成像，又能方便确定像的位置 A 反射 相等 不能 2
11．在同一平面 由小变大 大于
12．前 3.74~3.76 A