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2023-2024人教版八年物理上册同步学讲练测学案(全国通用)
专题4.6 《光现象》单元物理核心素养达标测试卷
满分100分,答题时间90分钟
一、选择题(10小题,每小题3分,共30分)
1.下列现象中,对应的物理知识属于“光的直线传播”的是( )
A. 雨后的彩虹 B. 射击瞄准时要做到“三点一线”
C. 在平静的湖面可以看到蓝天白云 D. 游泳池注水后,看上去好像变浅了
2.1月6日,新年第一场天文奇观——“日偏食”如约而至,如图是东营市民拍摄的日偏食照片。下列光现象与日偏食形成原因相同的是( )
A.筷子“折断” B.小孔成像 C.雨后彩虹 D.水中倒影
3. (2022浙江宁波)如图所示是一个放置于宁波某地水平地面上的简易计时模型,圭杆垂直底盘。下列描述错误的是( )
A. 杆影的形成是由于光在均匀介质中沿直线传播
B. 一天内,杆影移动是由地球公转造成的
C. 一天内,正午的杆影最短
D. 该模型依据杆影的方位计时
4. 如图所示的光学现象是由光的直线传播形成的是( )
A B.
C. D.
5. (2022湖南郴州)下列属于光的反射现象的是( )
A. 旗杆在太阳下的影子 B. 雨后的彩虹
C. 海市蜃楼 D. 水塘边树的倒影
6. 如图所示,在平静的水面,国家大剧院和它的倒影相映成趣,宛如一个巨大的蛋壳。这个倒影形成的原理是( )
A. 光的直线传播 B. 光的反射
C. 光的折射 D. 光的色散
7. 如图所示,下列现象与平面镜成像原理相同的是( )
A. 放大镜成像 B. 水中的倒影 C. 水面“断筷” D. 手影的形成
8. (2022山东临沂)临沂市文化公园是我市一道亮丽的风景线。1.5m深的荷花池内,一只立于荷尖上的蜻蜓距水面0.6m(如图),蜻蜓在水中的像( )
A. 因光的折射而形成 B. 是比蜻蜓略小的虚像
C. 在水面下0.9m深处 D. 与蜻蜓相距1.2m
9.下列说法正确的是( )
A. 放大镜下拇指变大——光的色散
B. 列队时,前面的同学挡住了后面的同学——平面镜成像
C. 彩虹——光沿直线传播
D. 深圳湾大桥的倒影——光的反射
10. 下列正确表示光从空气斜射到水面的光路是( )
A. B. C. D.
二、填空题(7小题,16个空,每空2分,共32分)
1. (2022辽宁沈阳)如图所示是2022年4月在荷兰阿尔梅勒世界园艺博览会上拍摄的中国竹园的展馆景象,“中国竹园”凭借其融合中国传统文化和现代工艺于一体的独特风格而备受瞩目。竹房在水中的“倒影”是光的______形成的,水中的“竹房”是______(选填“实”或“虚”)像。
2. “西塞山前白鹭飞,桃花流水鳜鱼肥”([唐]张志和《渔歌子》)。图是白鹭在如镜的水面上飞行的情形。水中的“白鹭”是由光的_______形成的______(选填“实”或“虚”)像。若水深3m,当白鹭距离水面5m时,它的像距离水面______m。
3. (2022苏州)用图甲中的器材探究平面镜成像的特点时,发现不便得到像和物左右之间的关系。为解决这一问题,应选用图乙中的_____ (a/b/c)棋子进行实验,分析可得像与物关于镜面_____。
4. 如图所示为“探究光的反射规律”的实验装置。采用可转折的两部分纸板是为了研究______、入射光线和法线是否在同一平面内;实验中,从纸板前不同的方向都能看到纸板上光的径迹,是因为光在纸板上发生了_____(填“镜面”或“漫”)反射;入射光线AO靠近法线ON时,反射光线OB将______(填“靠近”或“远离”)法线ON。
5. (2022天津)如图所示,天津永乐桥上直径为110m的摩天轮,有着“天津之眼”的美誉,它与水中的倒影相映成趣。倒影的形成是由于光的______,倒影中“摩天轮”的直径______110m(选填“大于”“小于”或“等于”)。
6. 雨天的夜晚,我们在马路上,有时可以看到路灯周围一圈圈美丽的彩虹。这是由于雨天,空气中充满着细小的水珠,而这些小水珠相当于______ (选填“平面镜”或“三棱镜”),路灯的光透过小水珠发生光的_______ 现象,不同颜色的光在灯的周围“编织”成一圈圈美丽的彩虹。
7.小明探究“光的折射规律”时,做了两个实验,如图所示。对比两图,你有什么发现?________。根据这两幅图,请你提出一个有探究价值的问题:_________。
三、作图题(3小题,每题各3分,共9分)
1.在图中根据给出的入射光线AO画出反射光线OB。
2. (2022湖北孝感)有时,黑板反射的光会“晃”着一些同学的眼睛。如图所示,A点表示被“晃”人的眼睛,OA是发生这种现象时的一条反射光线。请在图中作出OA的入射光线。
3.如图所示,S'为发光点S在平面镜MN中所成的像,请在图中画出发光点S的位置,并画出一条由S点发出,经平面镜反射后通过P点的光线。
四、实验探究题(4小题,共29分)
1.(8分)为探究光的反射规律,小金进行如图所示的实验。
(1)当入射角为40°时,反射角为 。
(2)小金将纸板F绕垂直于镜面ON向后转动,在纸板F上还能看到反射光吗? 。
请分析原因: 。
(3)若使入射光线与平面镜的夹角为30°,那么反射光线与入射光线的夹角为: 。
2. (5分)在探究“平面镜成像的特点”实验中,装置如图1所示。
(1)为了更好的完成实验,最好选用_______(选填“无色”或“茶色”)玻璃板,玻璃板应______放置在水平桌面上,可用_______(填器材名称)来检验;
(2)将棋子A置于玻璃板前方,观察到A的两个像,在玻璃板后方放置棋子B,使之与棋子A较亮的像重合。在白纸上记下棋子A和B的位置,如图2所示,此时物到镜面的距离为_______,像到镜面的距离为_______(选填“AC”、“AD”、“BD”或“BC”)。可沿_______方向(选填“MN”或“PQ”)移动棋子A多次实验,寻找普遍规律。
3. (8分)某兴趣小组为了验证“人在平面镜中所成的像“近大远小”这个观点是否正确,找来了玻璃板、两只完全相同的蜡烛A和B、白纸、刻度尺、火柴等器材。
(1)探究过程如下:
①如图所示,在桌面上铺一张大白纸,纸上竖立一块玻璃板作为平面镜。沿着玻璃板在纸上画一条直线,代表平面镜的位置;
②将点燃的蜡烛A放在玻璃板前,在玻璃板后移动未点燃的蜡烛B,发现在某一位置蜡烛B与蜡烛A的像能够完全重合,在白纸上标记蜡烛A和B的位置;
③改变蜡烛A的位置,在玻璃板后移动蜡烛B,始终能找到与蜡烛A的像完全重合的位置,标记蜡烛A和B的位置;
④在蜡烛所成像的位置放一张白纸,发现白纸上不能得到蜡烛的像;
⑤用刻度尺分别测量蜡烛A和B到玻璃板的距离数据记录如表2。
表2
次数 蜡烛A到玻璃板的距离/cm 蜡烛A的像到玻璃板的距离/cm 蜡烛的像与蜡烛的大小关系
1 5.02 5.01 相等
2 10.02 1002 相等
3 15.01 15.00 相等
(2)分析了表2的实验数据,得到以下结论:
①像到平面镜的距离和物体到平面镜的距离___________;
②平面镜所成像的大小与物体到平面镜的距离________(选填“有关”或“无关”),说明“人在平面镜中所成的像近大远小”的观点是错误的;
③平面镜所成的像是___________(选填“实像”或“虚像”)。
(3)为了保证实验效果,做这个实验时应选择较______(选填“厚”或“薄”)的玻璃板。
4. (8分)如图是某同学利用光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的光路,经过多次实验并记录了如下数据:
入射角 10° 30° 45° 60°
折射角 7.1° 20.7° 30° 37.8°
(1)实验中,光具盘除了能读出入射角和折射角大小外,还具有______作用;
(2)分析表格中的数据,你能得出的结论(写出一条即可):______;
(3)根据表格中的数据还可以判断:当光以35°的入射角从空气射入玻璃中时,其折射角______30°(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(4)当光以30°的入射角从玻璃射入空气中时,其折射角是______。
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专题4.6 《光现象》单元物理核心素养达标测试卷
满分100分,答题时间90分钟
一、选择题(10小题,每小题3分,共30分)
1.下列现象中,对应的物理知识属于“光的直线传播”的是( )
A. 雨后的彩虹 B. 射击瞄准时要做到“三点一线”
C. 在平静的湖面可以看到蓝天白云 D. 游泳池注水后,看上去好像变浅了
【答案】B
【解析】A.雨后的彩虹是光的折射和光的色散,故A不符合题意;
B.射击瞄准时要做到“三点一线”,利用光的直线传播,故B符合题意;
C.在平静的湖面可以看到蓝天白云,是光的反射,故C不符合题意;
D.游泳池注水后,看上去好像变浅了,是光的折射,故D不符合题意。
2.1月6日,新年第一场天文奇观——“日偏食”如约而至,如图是东营市民拍摄的日偏食照片。下列光现象与日偏食形成原因相同的是( )
A.筷子“折断” B.小孔成像 C.雨后彩虹 D.水中倒影
【答案】B
【解析】月球遮住太阳的一部分形成的日食叫日偏食,属于光的直线传播现象,
A.筷子好像在水面折断是由于来自筷子的光从水中进入空气中发生了折射,折射光线进入人眼,人眼逆着光线看去,所看到的是筷子的虚像,像比物体的位置高,属于光的折射,故A不符合题意;
B.小孔成像,是光在同一均匀介质中沿直线传播形成的。故B符合题意;
C.雨后彩虹是光色散现象,实质上是光折射现象形成的,故C不符合题意;
D.水中倒影属于平面镜成像,这是利用了光的反射。故D不符合题意。
3. (2022浙江宁波)如图所示是一个放置于宁波某地水平地面上的简易计时模型,圭杆垂直底盘。下列描述错误的是( )
A. 杆影的形成是由于光在均匀介质中沿直线传播
B. 一天内,杆影移动是由地球公转造成的
C. 一天内,正午的杆影最短
D. 该模型依据杆影的方位计时
【答案】B
【解析】A.光在同一种均匀介质中沿直线传播,杆影的形成是由于光在均匀介质中沿直线传播形成的,故A正确,不符合题意;
B.一天内,杆影移动是由地球自转造成的,故B错误,符合题意;
C.一天内,正午太阳高度角最大,因此正午的杆影最短,故C正确,不符合题意;
D.影子的方向在改变。在北回归线以北的地方,早晨的影子在西方,中午的影子在北方,傍晚的影子在东方。从原理上来说,根据影子的长度或方向都可以计时,但根据影子的方向来计时更方便一些。故通常都是以影子的方位计时。故D正确,不符合题意。故选B。
4. 如图所示的光学现象是由光的直线传播形成的是( )
A B.
C. D.
【答案】A
【解析】A.图中所示的光学现象是小孔成像,小孔成像是利用光的直线传播原理形成的倒立的实像,故A符合题意;
B.图中所示的光学现象是利用凸透镜矫正远视眼,是光的折射现象,故B不符合题意;
C.白光通过三棱镜被分解成七种色光,是光的色散现象,属于光的折射,故C不符合题意;
D.平行光线射到凹凸不平的物体表面发生漫反射,是光的反射现象,故D不符合题意。
故选A。
5. (2022湖南郴州)下列属于光的反射现象的是( )
A. 旗杆在太阳下的影子 B. 雨后的彩虹
C. 海市蜃楼 D. 水塘边树的倒影
【答案】D
【解析】A.影子是由于光的直线传播产生的,旗杆挡住了射向地面的太阳光,在地面上形成的光照射不到的区域,故A不符合题意;
B.彩虹是光的色散现象,太阳光通过雨后天空中的小水滴分解成各种色光形成了彩虹,故B不符合题意;
C.海市蜃楼是光的折射现象,沙漠或者海面上空的空气由于不同高度的温度不同导致了空气的密度不同,光在不均匀的空气中传播方向发生了偏折,故C不符合题意;
D.水中倒影是平面镜成像(光反射现象),水面相当于镜面,水中的倒影是水塘边的树通过水面形成的像,故D符合题意。故选D。
6. 如图所示,在平静的水面,国家大剧院和它的倒影相映成趣,宛如一个巨大的蛋壳。这个倒影形成的原理是( )
A. 光的直线传播 B. 光的反射
C. 光的折射 D. 光的色散
【答案】B
【解析】A.光的直线传播会形成影子、日食、月食、小孔成像,但不会形成倒影,故A不符合题意;
B.国家大剧院倒影的形成是平面镜成像,而成像的原理是光的反射,故B符合题意;
C.光的折射是光从一种介质斜射入另外一种介质时,会发生偏折,故C不符合题意;
D.光的色散现象是太阳光经过三棱镜后分解为七色光,其原理是光的折射,故D不符合题意。故选B。
7. 如图所示,下列现象与平面镜成像原理相同的是( )
A. 放大镜成像 B. 水中的倒影 C. 水面“断筷” D. 手影的形成
【答案】B
【解析】A.平面镜成像的原理为光的反射,用放大镜把文字放大的成像原理为光的折射,故A不符合题意;
B.湖面相当于镜子,水中的倒影是平面镜成像,原理为光的反射,故B符合题意;
C.水面筷子的“折断”是光的折射现象,故C不符合题意;
D.手影是由于光的直线传播形成的 ,故D不符合题意。故选B。
8. (2022山东临沂)临沂市文化公园是我市一道亮丽的风景线。1.5m深的荷花池内,一只立于荷尖上的蜻蜓距水面0.6m(如图),蜻蜓在水中的像( )
A. 因光的折射而形成 B. 是比蜻蜓略小的虚像
C. 在水面下0.9m深处 D. 与蜻蜓相距1.2m
【答案】D
【解析】A.蜻蜓在水中的像是平面镜成像,是光的反射,故A不符合题意;
B.蜻蜓在水中的像是平面镜成像,成的是等大的虚像,故B不符合题意;
C.蜻蜓在水中的像是平面镜成像,像到平面镜的距离等于物体到水面的距离等于0.6m,故C不符合题意;
D.蜻蜓在水中的像与蜻蜓相距
故D符合题意。故选D。
9.下列说法正确的是( )
A. 放大镜下拇指变大——光的色散
B. 列队时,前面的同学挡住了后面的同学——平面镜成像
C. 彩虹——光沿直线传播
D. 深圳湾大桥的倒影——光的反射
【答案】D
【解析】A.放大镜下拇指变大——是手指经过空气、放大镜折射形成的放大的虚像,故A错误;
B.列队时,前面的同学挡住了后面的同学——人是不透明的物体,光线在不透明的介质中不能沿直线传播,故B错误;
C.彩虹——太阳光经过水珠发生色散现象,故C错误;
D.深圳湾大桥的倒影——大桥在水面上成像,是光的反射,故D正确。
10. 下列正确表示光从空气斜射到水面的光路是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】A.光从空气斜射到水中,折射光线向法线偏转,折射角小于入射角,图中折射角大于入射角,是错误的,故A不符合题意;
B.光从空气斜射到水面一部分光会发生反射现象,反射光线和入射光线分居法线两侧,图中反射光线与入射光线在法线的一侧,是错误的,故B不符合题意;
C.光从空气斜射到水面一部分光会发生反射现象,入射光线和反射光线分居法线的两侧,反射角等于入射角,另一部分光会发生折射现象,折射光线和入射光线分居法线两侧,折射角小于入射角,图中光路图是正确的,故C符合题意;
D.光从空气斜射到水中,折射光线向法线偏转,折射角小于入射角,图中折射角等于入射角,是错误的,故D不符合题意。故选C。
二、填空题(7小题,16个空,每空2分,共32分)
1. (2022辽宁沈阳)如图所示是2022年4月在荷兰阿尔梅勒世界园艺博览会上拍摄的中国竹园的展馆景象,“中国竹园”凭借其融合中国传统文化和现代工艺于一体的独特风格而备受瞩目。竹房在水中的“倒影”是光的______形成的,水中的“竹房”是______(选填“实”或“虚”)像。
【答案】 反射 虚
【解析】竹房在水中“倒影”,属于平面镜成像,是由光的反射形成的。
水中的“竹房”并不是由实际光线会聚而成的,因而是虚像。
2. “西塞山前白鹭飞,桃花流水鳜鱼肥”([唐]张志和《渔歌子》)。图是白鹭在如镜的水面上飞行的情形。水中的“白鹭”是由光的_______形成的______(选填“实”或“虚”)像。若水深3m,当白鹭距离水面5m时,它的像距离水面______m。
【答案】 反射 虚 5
【解析】平静的水面相当于平面镜,所以水中的“白鹭”相当于平面镜成像,平面镜成像成的是虚像,其原理是光的反射。
根据平面镜成像的特点,像到镜面的距离等于物体到镜面的距离,故白鹭距离水面5m时,它的像距离水面5m。
3. (2022苏州)用图甲中的器材探究平面镜成像的特点时,发现不便得到像和物左右之间的关系。为解决这一问题,应选用图乙中的_____ (a/b/c)棋子进行实验,分析可得像与物关于镜面_____。
【答案】 a 对称
【解析】图乙中,a物体左右不对称,b、c物体左右对称,用对称的b、c物体研究平面镜成像时,不容易识别像和物体的左右之间的关系,因此应选a物体探究平面镜成像的特点。
由平面镜成像的特点可知:像与物体的大小相同、像与物体的连线与镜面垂直、像与物体到平面镜的距离相等。即平面镜成像时,像与物体关于镜面对称。
4. 如图所示为“探究光的反射规律”的实验装置。采用可转折的两部分纸板是为了研究______、入射光线和法线是否在同一平面内;实验中,从纸板前不同的方向都能看到纸板上光的径迹,是因为光在纸板上发生了_____(填“镜面”或“漫”)反射;入射光线AO靠近法线ON时,反射光线OB将______(填“靠近”或“远离”)法线ON。
【答案】 反射光线 漫 靠近
【解析】采用可转折的两部分纸板是为了研究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内,当纸板不转折时,竖直立在平面镜上,此时从A点入射,可以在纸板上看到反射光线,若纸板沿法线向后翻折,反射光线仍然在原来的位置,而两纸板不在同一平面内,故只能看到入射光线,看不到反射光线,故说明光的反射定律中反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
从纸板前不同的方向都能看到纸板上光的径迹,因为纸板凹凸不平,是粗糙的,发生了漫反射。
入射光线AO靠近法线ON时,入射角变小,则反射角变小,反射光线也靠近法线。
5. (2022天津)如图所示,天津永乐桥上直径为110m的摩天轮,有着“天津之眼”的美誉,它与水中的倒影相映成趣。倒影的形成是由于光的______,倒影中“摩天轮”的直径______110m(选填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】 反射 等于
【解析】摩天轮在水中形成的倒影属平面镜成像,平面镜成像是由于光的反射形成的。
根据平面镜成像的特点,平面镜所成的像的大小与物体的大小相等,所以倒影中“摩天轮”的直径等于摩天轮的直径110m。
6. 雨天的夜晚,我们在马路上,有时可以看到路灯周围一圈圈美丽的彩虹。这是由于雨天,空气中充满着细小的水珠,而这些小水珠相当于______ (选填“平面镜”或“三棱镜”),路灯的光透过小水珠发生光的_______ 现象,不同颜色的光在灯的周围“编织”成一圈圈美丽的彩虹。
【答案】 三棱镜 色散
【解析】空气中的小水珠相当于三棱镜,路灯的光透过小水珠,发生折射,不同颜色的光分离开,产生光的色散现象。
7.小明探究“光的折射规律”时,做了两个实验,如图所示。对比两图,你有什么发现?________。根据这两幅图,请你提出一个有探究价值的问题:_________。
【答案】在入射角相同时,不同介质中的折射角不同;影响折射角大小的因素是什么?
【解析】 如图,入射角都是60°,甲图中介质是水,乙图中介质是玻璃,介质不同,折射角不同,可以得到结论是:在入射角相同时,不同介质中的折射角不同;那么为什么介质不同,折射角不同呢?影响折射角大小的因素是什么? (说明:意思正确就给分。)
三、作图题(3小题,每题各3分,共9分)
1.在图中根据给出的入射光线AO画出反射光线OB。
【答案】如图所示。
【解析】根据反射定律作出反射光线的光路图,题目中已经作出法线,在根据反射光线和入射光线分居法线两侧,作出反射角等于入射角即可。根据光的反射定律,题目中已经作出垂直于镜面的法线,做反射光线OB使反射角等于入射角即可。
2. (2022湖北孝感)有时,黑板反射的光会“晃”着一些同学的眼睛。如图所示,A点表示被“晃”人的眼睛,OA是发生这种现象时的一条反射光线。请在图中作出OA的入射光线。
【答案】如图所示。
【解析】过入射点O作反射面的垂线即法线,过O点作入射光线,使入射光线与法线的夹角等于反射光线与法线的夹角。
3.如图所示,S'为发光点S在平面镜MN中所成的像,请在图中画出发光点S的位置,并画出一条由S点发出,经平面镜反射后通过P点的光线。
【答案】如下图所示:
【解析】根据平面镜成像的特点可知,物与像关于镜面对称,首先作出像点S′的发光点S,连接PS′,与镜面的交点为入射点O,再画出入射光线SO。
作出像点S′的对称点,即为发光点S,连接S′P,与镜面的交点为入射点O,再连接SO,画上箭头,则SO为入射光线,OP为反射光线。
四、实验探究题(4小题,共29分)
1.(8分)为探究光的反射规律,小金进行如图所示的实验。
(1)当入射角为40°时,反射角为 。
(2)小金将纸板F绕垂直于镜面ON向后转动,在纸板F上还能看到反射光吗? 。
请分析原因: 。
(3)若使入射光线与平面镜的夹角为30°,那么反射光线与入射光线的夹角为: 。
【答案】(1)40°;(2)不能;入射光线、反射光线、法线在同一平面内;(3)120°。
【解析】本题主要考查学生对光的折射规律的实验的探究,以及从实验数据中得出结论的能力。同时也培养学生的动手操作能力。还要注意反射光线与法线的夹角﹣﹣反射角,而不是反射光线与镜面的夹角。(1)由光的反射定律知,反射角等于入射角,都为40°。
(2)根据光的反射定律:反射光线、入射光线、法线都在同一平面内。反射光线、入射光线分居法线两侧,即可得出结论。由光的反射定律可知:入射光线与反射光线在同一平面内,则她将纸板B向后折不能接收到反射光线。
(3)入射角和反射角的概念:入射角是入射光线与法线的夹角;反射角是反射光线与法线的夹角。
一条光线与平面镜的夹角为30°,那么入射光线与法线间的夹角,即入射角为90°﹣30°=60°;
由光的反射定律知;反射角等于入射角为60°,反射光线与入射光线的夹角为60°+60°=120°。
2. (5分)在探究“平面镜成像的特点”实验中,装置如图1所示。
(1)为了更好的完成实验,最好选用_______(选填“无色”或“茶色”)玻璃板,玻璃板应______放置在水平桌面上,可用_______(填器材名称)来检验;
(2)将棋子A置于玻璃板前方,观察到A的两个像,在玻璃板后方放置棋子B,使之与棋子A较亮的像重合。在白纸上记下棋子A和B的位置,如图2所示,此时物到镜面的距离为_______,像到镜面的距离为_______(选填“AC”、“AD”、“BD”或“BC”)。可沿_______方向(选填“MN”或“PQ”)移动棋子A多次实验,寻找普遍规律。
【答案】 (1)茶色 垂直 刻度尺 (2)AC BC PQ
【解析】(1)无色玻璃透光性好,反光性差,茶色玻璃板透光较差,反光性强,成的像比较清晰,故应选茶色玻璃进行实验。
实验时,为了能够找到像的位置,玻璃板应该垂直放在水平面上,可用刻度尺的直角来验证玻璃板是否垂直放在水平桌面上。
(2)离光源较近的反射面成的像较亮,离光源较远的反射面成的像较暗,故较亮的像是由镜面C形成的像,此时物到镜面的距离为AC,像到镜面的距离为BC。
为了得到像距与物距的大小关系,应该改变物距进行多次实验,故应沿PQ移动棋子A多次实验。
3. (8分)某兴趣小组为了验证“人在平面镜中所成的像“近大远小”这个观点是否正确,找来了玻璃板、两只完全相同的蜡烛A和B、白纸、刻度尺、火柴等器材。
(1)探究过程如下:
①如图所示,在桌面上铺一张大白纸,纸上竖立一块玻璃板作为平面镜。沿着玻璃板在纸上画一条直线,代表平面镜的位置;
②将点燃的蜡烛A放在玻璃板前,在玻璃板后移动未点燃的蜡烛B,发现在某一位置蜡烛B与蜡烛A的像能够完全重合,在白纸上标记蜡烛A和B的位置;
③改变蜡烛A的位置,在玻璃板后移动蜡烛B,始终能找到与蜡烛A的像完全重合的位置,标记蜡烛A和B的位置;
④在蜡烛所成像的位置放一张白纸,发现白纸上不能得到蜡烛的像;
⑤用刻度尺分别测量蜡烛A和B到玻璃板的距离数据记录如表2。
表2
次数 蜡烛A到玻璃板的距离/cm 蜡烛A的像到玻璃板的距离/cm 蜡烛的像与蜡烛的大小关系
1 5.02 5.01 相等
2 10.02 1002 相等
3 15.01 15.00 相等
(2)分析了表2的实验数据,得到以下结论:
①像到平面镜的距离和物体到平面镜的距离___________;
②平面镜所成像的大小与物体到平面镜的距离________(选填“有关”或“无关”),说明“人在平面镜中所成的像近大远小”的观点是错误的;
③平面镜所成的像是___________(选填“实像”或“虚像”)。
(3)为了保证实验效果,做这个实验时应选择较______(选填“厚”或“薄”)的玻璃板。
【答案】 (1)相等 (2)无关 (3)虚像 (4)薄
【解析】(2)①由表2数据可知,第一次实验蜡烛A和蜡烛A的像到玻璃板的距离分别为5.02cm、5.01cm,,第三次实蜡烛A和蜡烛A的像到玻璃板的距离分别为15.01cm、15.00cm,只是估读不同,属于误差;第二次实验蜡烛A到玻璃板的距离为10.02cm,蜡烛A的像到玻璃板的距离为10.02cm。综上所述,得到结论:像到平面镜的距离和物体到平面镜的距离相等。
②由表2可知,蜡烛到平面镜的距离不同,但所成蜡烛的像大小与蜡烛的大小相等,由此可知,平面镜所成像的大小与物体到平面镜的距离无关。
③由探究过程④可知,在蜡烛所成像的位置放一张白纸,发现白纸上不能得到蜡烛的像,白纸相当于光屏,即在光屏只能承接实像,不能承接虚像,故平面镜所成的像是虚像。
(3)玻璃板有两个反射面,每个反射面相当于一个平面镜,都可以成像,选用薄玻璃板,两个像的距离近,测量误差小,实验效果好;反之选用厚玻璃板,两个像的距离较远,会出现两个不重合的像,从而影响实验效果。所以为了保证实验效果,做这个实验时应选择较薄的玻璃板实验。
4. (8分)如图是某同学利用光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的光路,经过多次实验并记录了如下数据:
入射角 10° 30° 45° 60°
折射角 7.1° 20.7° 30° 37.8°
(1)实验中,光具盘除了能读出入射角和折射角大小外,还具有______作用;
(2)分析表格中的数据,你能得出的结论(写出一条即可):______;
(3)根据表格中的数据还可以判断:当光以35°的入射角从空气射入玻璃中时,其折射角______30°(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(4)当光以30°的入射角从玻璃射入空气中时,其折射角是______。
【答案】 (1)显示光路 (2)光从空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角 (3)小于 (4)45o
【解析】(1)某同学利用光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的光路实验中,光具盘除了能读出入射角和折射角大小外,还具有显示光路的作用。
(2)根据表中数据可知,实验中,光从空气斜射入玻璃中,折射角总小于入射角,故能得出的结论是:光从空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角。
(3)根据表格中的数据可知,当光线以45°的入射角从空气射向玻璃时,其折射角是30°;当入射角为35°时,入射角变小了,折射角随之变小,所以折射角会小于30°。
(4)已知当光线以45°的入射角从空气射向玻璃时,其折射角是30°。根据光路的可逆性,当光以30°的入射角从玻璃射入空气中时,其折射角是45°。
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