人教版物理八年级上册同步提优训练：第四章　光现象 本章复习（含答案）

章末复习(四)
思维导图建构　 构建知识网络　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
易错考点专训　　　　　　　　　　　　　辨析易错易混
易错点一　对入射角与反射角的定义认识模糊
例1　如所示,一束光线斜射到平面镜上,入射光线与平面镜的夹角为30°,光的传播方向改变　　　　;若入射光线的方向不变,让平面镜绕入射点顺时针转动10°,那么,反射光线顺时针转动　　　　。以上两空应依次填入 (　　)
A.120°　10°　　　　 B.120°　20°
C.60°　10° D.60°　20°
[易错总结] (1)无论是入射角还是反射角都是光线与法线的夹角,而不是光线与反射面的夹角。(2)若入射光线不变,反射面绕入射点旋转α,则法线也会旋转α,反射角改变α,反射光线与入射光线的夹角改变2α。
易错点二　分不清反射光线和折射光线
例2　如所示,光在玻璃和空气的界面同时发生了反射和折射,以下说法正确的是 (　　)
A.入射角为60°,界面右侧是空气
B.折射角为45°,界面右侧是玻璃
C.入射角为30°,界面左侧是空气
D.折射角为45°,界面左侧是玻璃
[易错总结] 对于没有指明界面、法线和光线的综合光路图,如何确定入射光线、反射光线、折射光线以及入射角、反射角和折射角是解决此类问题的关键。①确定法线、界面和三条光线:根据法线和界面垂直,可知图中两条相互垂直的线就是法线和界面,其余的三条线为光线;②确定入射光线、反射光线和折射光线:根据反射角等于入射角,可知图中相邻、相等的两个角的平分线就是法线,法线左右两边分别为入射光线和反射光线,剩下的一条光线就是折射光线;③确定介质种类:根据入射角和折射角的大小关系(“气大他小”)确定界面两侧介质。
易错点三　不能正确识别镜面反射和漫反射
例3　如所示,雨后的晚上,天刚放晴,地面虽已干,但仍有不少水洼,为了不踩在水洼里,则 (　　)
A.迎着月亮走时,地面上较暗处是水洼
B.迎着月亮走时,地面上较亮处是水洼
C.背着月亮走时,地面上较暗处是地面
D.背着月亮走时,地面上较亮处是水洼
[易错总结] 反射面光滑平整发生的是镜面反射,它可以把平行光沿特定的方向平行反射出去,在该方向人眼接收到的反射光感觉很强;反射面粗糙发生的是漫反射,它可以把平行光向各个方向反射出去,人在各个角度都能接收到反射光,但接收到的反射光不太强。镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律。
易错点四　没有正确理解平面镜成像特点
例4　一个身高为1.7 m的人站在离平面镜5 m远的地方,则他在镜中的像高为　　　　m,当他以1 m/s的速度朝镜面方向运动2 s后,他与像之间的距离为　　　m,像的大小将　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
[易错总结] 平面镜成像的特点:①像和物体大小相等;②像和物体到镜面的距离相等;③像和物体的连线跟镜面垂直;④物体在平面镜中所成的像是虚像。以上可以简记为:“物像等大、连线垂直、等距虚像”。
易错点五　“影”与“像”区分不开
例5　沈括的《梦溪笔谈》中有如下记载:“若鸢飞空中,其影随鸢而移;或中间为窗隙所束,则影与鸢遂相违,鸢东则影西,鸢西则影东。”意思是说,若鹞鹰在空中飞翔,它的影子随它而移动;若鹞鹰和其影子中间被窗户孔隙所约束,影子与鹞鹰向相反方向移动,鹞鹰向东则影子向西,鹞鹰向西则影子向东。此现象的原理与以下哪个成语的原理不一样 (　　)
A.立竿见影 B.形影不离
C.形单影只 D.杯弓蛇影
[易错总结] 小孔成像和影子都是由于光沿直线传播形成的,但区别在于:可见光无法透过某些物体,在其后方形成了暗区,就是影子;小孔成像是光透过不透光物体上面的小孔,直接照射在其后方,形成一个明亮、倒立的像,是由物体本身发出或反射的光所形成的。
重点实验突破　　　　　　　　　　　　　整合突破考点
实验一:“探究光的反射规律”
例6　在“探究光的反射规律”的实验中,设计了如下方案:
如甲所示,把一面平面镜M平放在水平桌面上,将一个白色硬纸板竖直立在平面镜上。硬纸板是由E、F两块纸板粘接起来的,可以绕接缝ON转动,ON垂直于镜面。
(1)先使E、F两块纸板在同一平面上(如图甲所示),让入射光线沿纸板射向镜面上的O点,观察到反射光线的方向与入射光线的方向　　　　(选填“相同”或“不同”)。
(2)使入射角变大,观察到反射角　　　　(选填“变小”“变大”或“不变”)。用量角器量出反射角和入射角的大小,比较两角的大小可得到的结论是:　。
(3)把纸板F向后折,如图乙所示,在纸板F上　　　　(选填“能”或“不能”)看到反射光,可得到的结论是:　 。
【变式延伸】结合上例探究以下问题:
(1)为了探究反射角与入射角的大小关系,需要多次改变　 。
(2)实验时从硬纸板前不同的方向都能看到入射光线,这是因为光在硬纸板上发生了
　　　(选填“镜面”或“漫”)反射。
(3)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并记录在下表中。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。你认为其中的原因应该是将　　　　　　　　　　　　　　作为反射角。
实验次数 1 2 3
入射角 15° 30° 45°
反射角 75° 60° 45°
实验二:“探究平面镜成像特点”
例7　如所示是探究“平面镜成像特点”的情景:竖立的透明玻璃板下方放一把直尺,直尺与玻璃板垂直;两支相同的蜡烛A、B竖立于玻璃板两侧的直尺上,以蜡烛A为成像物体。
(1)为便于观察,该实验最好在　　　　(选填“较明亮”或“较黑暗”)环境中进行;此外,采用透明玻璃板代替平面镜,虽然成像不如平面镜清晰,但却能在观察到蜡烛A像的同时也能观察到　　　　,巧妙地解决了确定像的位置的问题。
(2)点燃蜡烛A,小心地移动蜡烛B,直到与蜡烛A的像　　　　　为止,这时发现像与物的大小　　　　;进一步观察A、B两支蜡烛在直尺上的位置发现,像和物的连线与玻璃板　　　　,像和物到玻璃板的距离　　　　　。
(3)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A的像。
(4)做实验时,其中有一组同学怎么也不能使蜡烛B与蜡烛A的像重合,你认为原因可能是: 　。
(5)小明和小华同学也在做这个实验,(a)(b)所示为他们完成的实验记录单。从记录单上的信息可知,OO'记录的均是　　　　的位置,实验时需将其　　　　放置在水平桌面上。其中实验过程合理、完整的是　　　　同学。
　　①小明在实验时测出一组物距和像距相等的数据,就得出实验结论:像距与物距相等。你认为这种方法是否合理 　　　　,理由:　 　。
②小华将实验数据填入下表,对实验数据进行分析得到结论:像到平面镜的距离不一定等于物到平面镜的距离。
物距u/cm 10.00 15.20 20.00
像距v/cm 10.03 15.23 20.00
小华的结论对吗 　　　,理由:　
　。
【变式延伸】结合上例探究以下问题:
如所示,小明站在地铁站台上,他透过玻璃板制成的屏蔽门,可以看到车道另一侧竖直墙壁上的广告牌及自己在玻璃屏蔽门中所成的虚像。小明根据该现象设计了在站台上粗测玻璃屏蔽门与车道另一侧广告牌之间距离d的实验。实验步骤如下,请完成相关内容。
(1)小明相对于玻璃屏蔽门前后移动直到观察到　 。
(2)记录　　　　　　　　　。
(3)量出　　　　　　　　　　　　　　　的距离。除记录工具外,小明要完成上述实验还必须使用的器材是　　　　　　。
(4)步骤(3)中测得的距离就是玻璃屏蔽门与广告牌之间的距离d,物理依据是
　。
实验三:“探究光折射时的特点”
例8　某同学在做探究光的折射特点实验,如所示是光从空气射入水中时的光路。实验中发现,折射光线、入射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧。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°
(1)分析表中数据,可得出结论:
①光从空气斜射到水面时,将同时发生　　　　和　　　　现象。
②光从空气斜射到水面时,折射角随入射角的变化关系是: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。当光从空气垂直射到水面时,传播方向　　　　　　。
(2)若用激光沿CO方向从水中射入空气,激光在空气中传播的光路是　　　(选填“OA”或“OB”);此时激光经过水面反射时的反射角等于　　　(选填“α”“β”或“γ”)。
【变式延伸】结合上例探究以下问题:
在探究光的折射规律的实验中,三名同学分别将光从一种介质射入另一种介质,测得的数据如下表所示。
小明
实验次数 1 2 3
空气中入射角 30° 45° 60°
水中折射角 22° 35° 40°
小红
实验次数 1 2 3
空气中入射角 30° 45° 60°
玻璃中折射角 17° 24° 30°
小刚
实验次数 1 2 3
水中入射角 22° 35° 40°
空气中折射角 30° 45° 60°
　　(1)分析小明和小红的实验数据,我们发现:光从空气斜射入其他介质中,折射角随入射角的增大而　　　　,折射角　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)入射角。
(2)分析小刚的实验数据,我们发现:光从其他介质斜射入空气中,折射角随入射角的增大而　　　　,折射角　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)入射角。
(3)综合小明和小刚的实验数据,我们发现:在折射现象中,光路是　　　　的。(2)中得出结论的不足之处是　 。
(4)根据小刚的测量结果,我们推测:当光从水中斜射入空气中时,随着入射角的增大,
　　　　(选填“折射角”或“入射角”)先达到90°;当入射角再增大时,将会发现不再有　　　　光线,而只存在　　　　光线。
答案解析
[思维导图建构]
1.(2)同种均匀介质
(3)真空
2.(1)反射角等于入射角
(2)镜面反射
3.(1)光的反射
(2)大小　距离　镜面　虚　相反
(3)发散　会聚
4.(1)发生改变
(3)小于　大于　不变
5.(1)光的折射
(3)绿　蓝
(4)强　荧光
[易错考点专训]
例1　D　解： 由于入射光线与镜面的夹角为30°,则入射角为60°,根据反射角等于入射角,可得反射光线和入射光线的夹角为120°。
则光的传播方向改变了:180°-120°=60°。
让平面镜绕入射点顺时针转动10°,则入射角增大10°,根据反射角等于入射角,反射角也增大10°,所以反射光线和入射光线的夹角增大20°;因为入射光线的方向不变,所以反射光线顺时针转动20°。
例2　D　解： 根据折射光线和入射光线分别位于界面两侧,则OE为折射光线,BO为入射光线,OA为反射光线,由图可知入射角为30°,折射角为45°,故界面左侧是玻璃,右侧是空气。
例3　B　解： 平静的水面发生的是镜面反射,地面发生的是漫反射。
(1)迎着月光走,水面发生的是镜面反射,而地面发生的是漫反射,水面反射的光进入眼睛较多,所以水洼处是亮的,地面看上去是暗的。
(2)背着月光走,水面发生镜面反射的光射向前方,几乎没有光线进入人的眼睛,而地面发生漫反射,会有一部分光进入眼睛,因此水洼处是暗的,地面看上去是亮的。
例4　1.7　6　不变　解： (1)身高为1.7 m的人站在镜前5 m处,根据物体在平面镜中成像时,像与物大小相等可知,人在平面镜中成的像高度是1.7 m。
(2)人运动的距离:s'=vt=1 m/s×2 s=2 m。则当他以1 m/s的速度朝镜面方向运动2 s后,他到平面镜的距离:s″=s-s'=5 m-2 m=3 m;根据物体在平面镜中成像的特点,像、物到平面镜的距离相等,像与物大小相等,所以他与像之间的距离是3 m+3 m=6 m,像的大小不变。
例5　D　解： 沈括描写的是小孔成像,它的原理是光沿直线传播。立竿见影是指竿遮挡了光线,形成了竿的影子,因此属于光的直线传播现象,故A不合题意。形影不离是由于自己的身体遮挡了光线,所以形成了自己的影子,属于光的直线传播现象,故B不合题意。形单影只中的影是指自己的影子,属于光的直线传播现象,故C不合题意。杯弓蛇影意思是对面的墙壁上挂着一张弓,弓的影子正好映在透明的酒杯中,好像一条蛇,因此属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故D符合题意。
[重点实验突破]
例6　(1)不同
(2)变大　光反射时,反射角等于入射角
(3)不能　光反射时,反射光线、入射光线与法线在同一平面内
解： (1)平面镜能改变光路,故观察到反射光线的方向与入射光线的方向不同。(2)因为反射角随入射角的变化而变化,所以使入射角变大,观察到反射角也变大。量出反射角和入射角的大小,比较两角的大小后可得到的结论是:反射角等于入射角。(3)把纸板F向前折或向后折,在纸板F上看不到反射光线,可得到的结论:反射光线、入射光线与法线在同一平面内。
【变式延伸】
(1)入射光线的方向(或入射角的大小)　(2)漫
(3)反射光线与反射面(或镜面)的夹角
解： (1)为了探究反射角与入射角的大小关系,需要多次改变入射角的大小。(2)实验时从硬纸板前不同的方向都能看到入射光线,是因为硬纸板表面凹凸不平,光在硬纸板上发生了漫反射。(3)根据光的反射定律,反射角等于入射角,反射角是反射光线与法线的夹角,入射角是入射光线与法线的夹角。当入射角分别为15°、30°、45°时,反射角也应分别是15°、30°、45°,而实验中得到的反射角分别为75°、60°、45°,则原因是把反射光线与镜面的夹角作为反射角。
例7　(1)较黑暗　蜡烛B
(2)完全重合　相等　垂直　相等
(3)不能
(4)玻璃板没有竖直放置
(5)玻璃板　竖直　小华　
①不合理
一组数据太少,由此得出的结论具有偶然性
②不对　由表中数据可知,对应的物距和像距的准确值都相同,不同的是估计值,实验中误差是允许存在的,在误差范围内,可以认为像距与物距相等
解： (1)点燃蜡烛,烛焰在明亮的环境中,成像不太清晰,烛焰在黑暗环境中,成像更清晰;实验过程中,用透明的玻璃板代替平面镜,在物体一侧,既能看到蜡烛A的像,也能看到蜡烛B,便于确定像的位置。
(2)点燃蜡烛A,小心地移动蜡烛B,直到与蜡烛A的像完全重合为止,这时发现像与物的大小相等;根据平面镜成像特点可知,像和物体的连线与玻璃板垂直,像和物体到玻璃板的距离相等。
(3)因为光屏只能接收实像,不能接收虚像,平面镜成的像是虚像,因此如果在蜡烛B的位置放一个光屏,在光屏上不能承接到像。
(4)玻璃板没有竖直放置时,像会偏上或偏下,此时无论怎样移动蜡烛B都无法与蜡烛A的像重合。
(5)由图可知,A和A'、B和B'、C和C'均关于OO'对称,所以可确定OO'记录的均是玻璃板的位置。实验时应将玻璃板竖直立在水平桌面上。一次实验具有很大的偶然性,进行多次实验是为了寻找规律,使结论具有普遍性。因此,小华的实验过程比较合理。
【变式延伸】
(1)自己的像落在广告牌上　
(2)自己的站位
(3)自己的站位到玻璃屏蔽门　刻度尺
(4)平面镜成像时,像与物到镜面的距离相等
例8　(1)①反射　折射　②增大　小于　不改变
(2)OA　γ
解： (1)①光从空气斜射到水面时,将同时发生反射和折射现象。②由表中数据可知,光从空气斜射到水面,当入射角不断增大时,折射角也随之增大,故折射角随入射角的变化关系是:折射角随入射角的增大而增大,且折射角小于入射角。当光从空气垂直射到水面时,传播方向不改变。(2)在光的折射现象中光路是可逆的,所以激光在空气中的光路是OA;光经水面反射时,反射角等于入射角,所以反射角大小等于γ。
【变式延伸】
(1)增大　小于　(2)增大　大于
(3)可逆　没有换用其他介质多次试验
(4)折射角　折射　反射