沪科版物理八年级全一册同步提优训练：第四章　多彩的光 章末复习（含答案解析）

章末复习
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　混淆各种“影”
例1　周末,小科一家到丽江边游玩。妈妈拍照时,小科正在欣赏美景:对岸树木的倒影、水中的鱼“影”……此时地面上留下了他的身影。关于“影”的形成原理,下列说法中不正确的是
(　　)
A.妈妈的摄“影”——光的折射 B.树木的倒“影”——光的反射
C.水中的鱼“影”——光的反射 D.小科的身“影”——光的直线传播
[易错总结] 在光现象的判断中,辨析各种“影”的形成原因是难点。“影”的形成主要分为三类:
一是由光的直线传播形成:当光照射到不透明的物体上时,在物体后方就形成一个与物体形状相似的黑色区域,如图“立竿见影”中的“影”;
二是由光的反射形成:一般为平面镜成像,如图在平静的湖面看到树木在水中的“倒影”;
三是由光的折射形成:此时的“影”是由光的折射形成的像,如图幕布上的“电影”画面就是光经过凸透镜折射后形成的实像。
易错点二　不能正确判断反射角和入射角
例2　用平面镜可以改变光线的方向,当光线与平面镜成90°角入射时,入射角等于
　　　　度,反射角等于　　　　度;若入射光线不变,镜面旋转20°,此时入射角是　　　　度,反射光线和入射光线间的夹角是　　　　度。
[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。
易错点三　误认为“物距平面镜越远,像越小”
例3　一个人从远处走向一块竖直挂着的平面镜,他在镜中的像将 (　　)
A.逐渐变大,并且逐渐向镜面靠近 B.逐渐变小,并且逐渐离开镜面
C.先变大后变小,先靠近镜面再离开镜面 D.大小不变,但逐渐向镜面靠近
[易错总结] 由平面镜成像特点可知,像和物的大小总是相等的,无论物体与平面镜的距离怎样变化,它在平面镜中所成像的大小始终不变,与物体的大小总是相同的。但由于“视角”的原因,使我们在观察时有“近大远小”的错觉。
易错点四　不能正确识别镜面反射和漫反射
例4　如图所示是晚上汽车在干燥的沥青路面和潮湿的沥青路面上行驶时大灯部分光路简图,在晚上开车时 (　　)
A.潮湿的路面更容易使光发生漫反射
B.干燥的路面发生镜面反射
C.对面无车时,驾驶员看潮湿的路面更暗
D.照射到干燥路面上的光不遵循光的反射定律
[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,在特定的方向上,人眼接收到的反射光很强;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。
易错点五　光学作图中的误区
例5　中作图正确的是 (　　)
[易错总结] (1)光的反射作图时,要注意反射角与入射角相等,且两角都为对应光线与法线的夹角。(2)平面镜成像作图时,像与物关于平面镜对称,且应用虚线画虚像。
易错点六　光的反射和折射中角的大小关系
例6　如图所示是光在空气和玻璃两种介质中传播的情形,下列说法中正确的是
(　　)
A.入射角等于30° B.折射角等于50°
C.NN'是界面 D.MM'的右边是玻璃
[易错总结] (1)入射角、反射角、折射角分别是入射光线、反射光线、折射光线与法线的夹角。(2)解决此类问题时,先根据图中相等的两个角(反射角和入射角)确定法线和界面;再根据折射角与入射角的关系,确定界面两侧的介质种类。
易错点七　判断物体经凸透镜在光屏上所成像的性质
例7　(2021潍坊)(多选)某同学利用光具座、透镜、蜡烛、光屏探究凸透镜成像规律,记录物距u、像距v后得到的图像如图所示,则 (　　)
A.当u=10 cm时,成倒立、等大的像
B.当u=15 cm时,成倒立、放大的像
C.当u=20 cm时,成倒立、放大的像
D.当u=25 cm时,成倒立、缩小的像
[易错总结] (1)能呈现在光屏上的像都是实像,不能用光屏承接的像是虚像。(2)通常情况下,需要首先确定物距u、焦距f及2倍焦距2f,然后根据凸透镜成像的规律判断。(3)在焦距未知的情况下,可以根据物距u和像距v的大小关系进行判断:若u>v,则像一定是缩小的实像;若u=v,则像一定是等大的实像;若u易错点八　罩住部分凸透镜,判断光屏上所成的像
例8　在探究凸透镜成像规律时,小明用10个红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色方格板上代替蜡烛作为光源,又用同样的白色方格板做光屏,实验使用的凸透镜的焦距为12 cm,实验装置如图甲所示(图中方格线未画出)。将光源“F”放在距凸透镜18 cm处,其大小如图图乙所示,如图果用白纸将凸透镜的上半部分罩住,调节光屏,则光屏上所成的像是中的 (　　)
[易错总结] 凸透镜成像时,如图果用遮光罩将凸透镜的上半部分罩住,凭经验可能以为所成的像会没有下半部分,容易错选。实际上,凸透镜的下半部分仍能成完整的像,且成像的性质不变,只不过通过凸透镜的光线减少,所成像的亮度降低。此外还要注意“倒立”的像的含义,即像相对于物体而言上下、左右均倒置。
易错点九　凸透镜动态成像问题
例9　小明用凸透镜、蜡烛、光屏和刻度尺等器材,探究凸透镜成像的规律。如图甲所示,让一束平行光经过凸透镜,在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。小明在如图图乙所示位置得到一个清晰的像(像未画出),则下列说法中正确的是 (　　)
A.在凸透镜不动的情况下,要使光屏上的实像变大些,只需把蜡烛向靠近透镜的方向移动
B.将蜡烛从图乙位置移到40 cm刻度处的过程中,像一直变大,像与物的距离一直变大
C.小明把爷爷的老花眼镜放在凸透镜与蜡烛之间,向远离凸透镜的方向移动光屏,可再次得到清晰的像
D.实验一段时间后蜡烛变短,要使烛焰的像仍然呈现在光屏的中心,应将光屏向上移动
[易错总结] 凸透镜成实像的动态规律为“物近像远像变大,物远像近像变小,像儿跟着物体跑”。如图果沿主光轴方向移动物体,则像与物移动方向相同;如图果沿垂直于主光轴的方向移动物体,则像与物移动方向相反。如图果像是等大的,则像的移动速度等于物体的移动速度;如图果像是缩小的,则像的移动速度小于物体的移动速度。
易错点十　更换透镜类问题
例10　(2020镇江)当蜡烛、透镜甲和光屏放置在如图所示位置时,烛焰在光屏上成清晰的像。现保持蜡烛和透镜的位置不变,将透镜甲更换为透镜乙后,需将光屏向左移动距离s,方可在光屏上再次成清晰的像,则下列说法中一定正确的是 (　　)
A.透镜甲的焦距为20 cm
B.透镜甲的焦距比乙的大
C.第二次所成的像是放大的
D.光屏移动的距离s<10 cm
[易错总结] 更换透镜之后要注意新透镜的焦距与原来透镜焦距的大小关系,新透镜焦距小于原来透镜焦距,保持物体和透镜位置不动,则物距不变,像距会发生变化,通过透镜成像规律判断物体的成像情况。
重点实验突破　　　　　　　　　　　　　整合突破考点
实验一:“探究平面镜成像的特点”
例11　如图所示是“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“较亮”或“较暗”)的环境中进行。
(2)选取两支完全相同的蜡烛是为了比较像与物的　　　　关系。
(3)实验室提供了厚薄不同的两块玻璃板,你应选择　　　　　　(选填“厚玻璃板”或“薄玻璃板”)进行实验。
(4)该实验采用透明玻璃板代替平面镜,虽然成像不如图平面镜清晰,但能在观察到蜡烛A的像的同时,也能观察到　　　　,巧妙地解决了确定像的位置和大小的问题。
(5)点燃蜡烛A,小心地移动蜡烛B,直到蜡烛B与蜡烛A的像　　　　　　　为止,这时发现像与物的大小　　　　,这种确定像与物大小的方法是　　　　　　　。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　　　　。
(6)在寻找蜡烛A的像的位置时,眼睛应该在蜡烛　　　　(选填“A”或“B”)这一侧观察。
(7)移去蜡烛B,并在其原来位置上放一光屏,这时,观察者直接观察光屏,看不到蜡烛A的像,由此可知平面镜所成的像是　　　　。
【变式延伸】结合上例探究以下问题:
(1)为证实上述平面镜成像特点是否可靠,你认为应采取的操作是　　　　。(填字母)
A.保持A、B两支蜡烛的位置不变,多次改变玻璃板的位置进行观察
B.保持玻璃板位置不变,多次改变蜡烛A的位置,进行与上例(5)相同的操作
(2)移动蜡烛B,若蜡烛B始终不能与蜡烛A的像完全重合,则原因可能是
　 。
(3)小明在实验过程中,让玻璃板沿OO'轴(玻璃板与桌面的接触部分)方向水平向右移动,结果他发现镜中的像相对于蜡烛A　　　　(选填“向右”“向左”或“不”)移动,镜中的像相对于玻璃板　　　　(选填“向右”“向左”或“不”)移动。
(4)小明学面镜成像后,回家观察到他家里的餐桌桌面上有一块水平的圆形玻璃转盘,距转盘1.8 m高处有一盏灯,该灯通过转盘成像如图所示。则灯的像距离该灯
　　　　m;若用手拨动转盘使其水平旋转,则会观察到灯的像的位置　　　　(选填“改变”或“不变”)。
(5)在探究平面镜成像特点的过程中,小明把四个模型分别面对玻璃板直立在桌面上,用于研究像与物左右位置的关系。其中能够达到实验目的的是中的　　　　(选填“A”“B”“C”或“D”)。
(6)如图果实验中采用厚玻璃板,观测到蜡烛A通过玻璃板在不同位置成了两个清晰的像,且测得两个像之间的距离为0.8 cm,则玻璃板的厚度为　　　　cm。
实验二:“探究凸透镜成像的规律”
例12　如图所示,小明在探究凸透镜成像规律时:
(1)实验时,首先应调节光具座上依次排列的蜡烛、凸透镜和光屏,使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在　　　　　　　　。
(2)当物距为20 cm时,移动光屏可以在光屏上得到一个倒立、等大的实像,该凸透镜的焦距是　　　　cm。
(3)当物距为30 cm时,移动光屏,可得到一个清晰的倒立、　　　　的实像;在放大镜、照相机和投影仪中,成像规律与此类似的是　　　　。
(4)在上述实验的基础上,将蜡烛向远离透镜的方向移动,要在光屏上得到清晰的像,则应将光屏向　　　　(选填“远离”或“靠近”)透镜的方向移动,光屏上的像　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)将蜡烛移到距凸透镜5 cm处,无论怎样调节光屏,光屏上始终接收不到清晰的像,这时应从　　　　(选填“左”或“右”)侧透过凸透镜直接观察。
【变式延伸】结合上例探究以下问题:
(1)小明在光具座上依次摆放蜡烛、凸透镜、光屏,点燃蜡烛后,发现无论如图何移动光屏都找不到像,其原因可能是 。(写出一种即可)
(2)实验中随着蜡烛的燃烧,光屏上依然得到烛焰清晰的像,但光屏上像的位置却偏高,为了使像仍呈现在光屏的中央,则应向　　　　(选填“上”或“下”)调节凸透镜,或调节蜡烛使烛焰向　　　　(选填“上”或“下”)移动。
(3)若把图中的凸透镜看作眼睛的晶状体,光屏看作视网膜,当“眼睛”戴上近视眼镜时,烛焰刚好在“视网膜”上成一清晰的像;若取下近视眼镜,则清晰的像会成在“视网膜”的　　　　(选填“前面”或“后面”)。
(4)完成上述实验后,老师给了小明一只焦距未知的凸透镜。小明做了如图甲所示的实验,将镜面垂直于阳光,在透镜下面放上白纸,测出透镜光心与白纸间距s与对应的白纸被烤焦的时间t,并绘出图像,如图图乙所示,则可判断该透镜的焦距f为　　　　。然后,小明将透镜及蜡烛、光屏置于光具座上(如图图丙所示)做成像实验,记录每次成实像时的物距u、像距v、像与物的间距L,绘出L-u图像如图图丁所示(以f为长度单位),由图可知,要想成实像,蜡烛与光屏的间距应满足L≥　　　　(用f表示)。
(5)通过网络搜索发现,物理学中,有一个凸透镜成像的“新概念”:放大率n==,由图丁可知,当物距u=1.5f时,n=　　　　。
答案
章末复习(三)
[思维导图建构]
1.发光　均匀　3.0×108
2.(2)共面　居中　相等 (3)可逆
3.(1)虚　相等　相等　对称
4.(2)共面　居中 (3)可逆
5.(1)红　紫 (2)红　绿　蓝
6.(1)厚　薄　会聚　薄　发散 (2)缩小　等大　实　虚
7.(2)前　凹　后　凸 (3)放大　放大　缩小　放大
[易错考点专训]
例1　C　解： 摄影是利用凸透镜成像,即光的折射,A正确;倒影是平面镜成像,即光的反射形成的,B正确;水中的鱼“影”是光的折射形成的,C不正确;小科的身影是光的直线传播形成的,D正确。
例2　0　0　20　40
例3　D　解： 物体在平面镜中所成像的大小跟物体的大小有关,跟其他因素无关;一个人从远处走向一块竖直挂着的平面镜,人的大小不变,像的大小不变。像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等,由于人到平面镜的距离减小,则像到平面镜的距离也减小,所以,像逐渐向镜面靠近。
例4　C　解： 光照射到潮湿的沥青路面上发生镜面反射,A错误;光照射到干燥的沥青路面上发生漫反射,反射光射向四面八方,不是镜面反射,B错误;光照射到潮湿的沥青路面上发生镜面反射,反射光平行射出,几乎没有反射光进入驾驶员眼中,所以对面无车时,驾驶员看潮湿的路面更暗,C正确;光照射到干燥路面上发生漫反射,漫反射遵循光的反射定律,D错误。
例5　D　解： 选项A中入射角为90°-40°=50°,根据光的反射定律可知,反射角等于入射角,则反射角也等于50°,而图中反射角等于40°,故A错误;选项B中反射角等于入射角等于0°而不是90°,故B错误;选项C中像与物关于平面镜不对称,故C错误;选项D作图正确。
例6　D　解： 根据光的反射定律,反射角等于入射角;由图可知:∠BOM=30°,则∠BON=90°-30°=60°,已知∠AON=60°,则∠AON=∠BON,故NN'为法线,MM'为界面。根据光线的分布可知,AO是入射光线,OB是反射光线,OC是折射光线,∠AON为入射角,∠BON为反射角,∠CON'为折射角。∠CON'=90°-50°=40°,则∠CON'<∠AON,根据光的折射规律可知,当光从空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角,故MM'的左边是空气,右边是玻璃。
例7　BD　解： 当u=v=2f时,凸透镜成倒立、等大的实像,即=时,凸透镜成倒立、等大的实像,由图像可知:==5.0 m-1,则u=v=2f==0.2 m=20 cm,解得:f=10 cm。当u=10 cm时,即u=f,不成像,故A错误;当u=15 cm时,即f2f,成倒立、缩小的实像,故D正确。
例8　D　解： 用白纸罩住凸透镜的一部分,只能影响像的亮暗,不影响像的性质;光源“F”放在距凸透镜18 cm处,物距大于1倍焦距小于2倍焦距,成倒立、放大的实像。
例9　D　解： 在凸透镜不动的情况下,要使光屏上的实像变大些,应该把蜡烛向靠近透镜方向移动的同时,将光屏向远离透镜的方向移动,故A选项错误。将蜡烛从图乙位置移到40 cm刻度处的过程中,成实像,则物距变小,像距变大,像变大。成缩小的实像时,像的移动速度比物体的移动速度小,则蜡烛移动时像与物的距离变小;成放大的实像时,像的移动速度比物体的移动速度大,则蜡烛移动时像与物的距离变大。综上所述,在此过程中像与物的距离先变小后变大,故B选项错误。小明把爷爷的老花眼镜放在凸透镜与蜡烛之间,对光的会聚作用增强,像靠近透镜,因此应向靠近透镜的方向移动光屏,可再次得到清晰的像,故C选项错误。实验一段时间后蜡烛变短,烛焰成的像在光屏的上方,要使烛焰的像仍然呈现在光屏的中心,应将光屏向上移动,故D选项正确。
例10　B　解： 由图可知,此时u=v=2f,成的是倒立、等大的实像,所以2f=20 cm,则f=10 cm,故A错误;现保持蜡烛和透镜的位置不变,将透镜甲更换为透镜乙后,需将光屏向左移动距离s,此时的像距减小,则物距不变的情况下,相当于减小了焦距,所以透镜甲的焦距比乙的大,故B正确;替换乙后,此时的物距大于像距,成倒立、缩小的实像,故C错误;由于不知道透镜乙的焦距大小,所以无法判定光屏移动的距离,故D错误。
[重点实验突破]
例11　(1)较暗　(2)大小　(3)薄玻璃板　(4)蜡烛B
(5)完全重合　相等　等效替代法　垂直　相等
(6)A　(7)虚像
【变式延伸】
(1)B　(2)玻璃板没有垂直于水平桌面放置
(3)不　向左　(4)3.6　不变　(5)A　(6)0.4
例12　(1)同一高度　(2)10　(3)缩小　照相机
(4)靠近　变小　(5)右
【变式延伸】
(1)蜡烛在凸透镜的1倍焦距以内,成正立、放大的虚像,而光屏不能承接虚像
(2)下　上　(3)前面　(4)12 cm　4f　(5)2
解： (1)造成这种情况的原因有多种,如图:物体在焦点上,不能成像;物距小于焦距,成虚像,不能用光屏承接;等等。
(2)由于蜡烛变短,根据“过光心的光线传播方向不变”可知,光屏上的像将向上移动;同理,根据“过光心的光线传播方向不变”可知,要使光屏上的像呈现在光屏的中央,可使凸透镜向下移动,也可使蜡烛向上移动。
(3)近视眼是由于晶状体变厚,像成在视网膜的前方;给“眼睛”戴上近视眼镜,此时光线发散一些,使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像;若取下近视眼镜,又恢复到原来状态。
(4)由图乙可知,当透镜与白纸间距s=12 cm时,白纸被烤焦所用的时间最短,说明此时太阳光经过凸透镜会聚到白纸上的点的温度最高,这个点就是凸透镜的焦点,则测出的透镜光心与白纸的间距即为焦距,即f=12 cm。凸透镜成实像时满足u>f,由图丁可知,随着u的增大,像、物间距L先减小后增大;当物距u=2f时,像、物间距L最小为4f,因此,要想成实像,蜡烛与光屏的间距应满足L≥4f。
(5)由图丁可知,当物距u=1.5f时,像、物间距L=4.5f;根据L=u+v可得,v=L-u=4.5f-1.5f=3f,故放大率n====2。