27　专项突破提升(三)　光学实验 鲁科版（五四制）物理 八年级上册

专项突破提升(三)　光学实验
(时间：90分钟　满分：100分)
【类型一】 探究光的反射定律
1．(22分)在“探究光的反射定律”的实验中，如图所示，平面镜M平放在平板上，A、B是两个粘起来的硬纸板，可绕垂直于镜面的接缝ON转动。
第1题图
(1)如图甲所示，让一束光贴着纸板A沿EO的方向射向镜面，在纸板B上可以看到光线沿OF的方向射出，在纸板上用笔描出光线EO和OF的径迹，则EO与垂直镜面的直线ON的夹角是　入射角　(选填“入射角”或“反射角”)。
(2)如图乙所示，把纸板B向前或向后折，在纸板B上　不能　(选填“能”或“不能”)看到反射光线，这说明反射光线、入射光线和法线　在同一平面内　。
(3)在探究过程中，小明得到了表1中的数据，小明在实验过程中漏记了一个数据，这个数据是　45°　，分析数据可知，反射角　等于　(选填“大于”“小于”或“等于”)入射角；当入射角变大时，光线OF　远离　(选填“远离”或“靠近”)直线ON。
表1
实验次数 入射角 反射角
1 30° 30°
2 45°
3 60° 60°
表2
实验次数 入射角 反射角
1 15° 75°
2 30° 60°
3 45° 45°
(4)如果让光线逆着OF的方向射向镜面，会发现反射光线沿着OE的方向射出，这表明　在光的反射中，光路是可逆的　。
(5)为了看清楚纸板上的光路，纸板的材质应是较　粗糙　(选填“粗糙”或“光滑”)的。
(6)另一小组的同学利用同样的实验装置进行实验，记录的数据见表2所示，经检查，三次的测量数据都准确，但规律不对，你认为其中的原因是　将入射光线与镜面的夹角当成入射角(或将反射光线与镜面的夹角当成反射角)　。
(7)另一小组的同学多次改变入射光线的方向，总能在纸板上观察到入射光线和反射光线的径迹，由此得出结论：在反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一平面内。该小组得出的结论合理吗？答：　不合理　。原因：　没有折转纸板进行观察实验　。
2．(15分)某小组同学利用如图所示的装置进行“探究光的反射定律”的实验，纸板由A、B两部分组成，可绕竖直接缝ON翻折。
第2题图
[设计与进行实验]
(1)除图中的实验器材外，实验中还需要用到的测量仪器是　量角器　。
(2)在较暗的环境中进行实验的好处是　实验现象更明显　。
(3)实验中，纸板的作用是　显示光的传播路径，探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内　。
(4)如图所示，先将平面镜放在水平桌面上，再将硬纸板　垂直　放在平面镜上，让一束光线贴着硬纸板沿某一方向射向平面镜，在硬纸板上可以看到光线沿着另一方向射出，在纸板上用笔描出入射光线EO和反射光线OF的轨迹，则EO与垂直于平面镜的直线ON的夹角为　入射角　(选填“反射角”或“入射角”)。
[分析论证]
(5)多次改变入射角的大小，测得的实验数据见表所示。
实验次数 入射角 反射角
1 30° 30°
2 45° 45°
3 50° 50°
分析数据可得：反射角　等于　入射角；当入射角增大时，反射角　增大　(选填“增大”或“减小”)。
(6)以直线ON为轴线，把纸板B向后翻折，在纸板B上　不能　(选填“能”或“不能”)看到反射光线OF，由此说明　反射光线、入射光线与法线在同一平面内　。
(7)在实验过程中，若将硬纸板(连同激光笔)绕CD向后倾斜，此时反射光线　C　(选填字母)。
A． 仍在纸板上呈现
B． 被纸板挡住了
C． 在纸板的前方
(8)实验结束后，同组的小明和小刚都想从镜子中看到对方的眼睛，而不想让对方看到自己的眼睛，结果他俩谁都没有做到，你认为他们没有做到的原因是　在光的反射现象中，光路是可逆的　。
[交流与评估]
(9)实验时，从纸板前的不同角度都能看到反射光线，这是因为光在纸板上发生了　漫　(选填“漫”或“镜面”)反射。
(10)小明分别测出入射角和反射角均为40°，于是他得出了反射角等于入射角的结论。小明得出结论的过程是否合理，请说明理由：　不合理，一次实验得出的结论具有偶然性　。
(11)小红建议将实验中的白纸板换成带有角刻度线的纸板，是为了　方便测量反射角和入射角的大小　。(2分)
【类型二】 探究平面镜成像的特点
3．(15分)某实验小组做“探究平面镜成像特点”的实验。
甲
乙
第3题图
(1)实验室提供平面镜、茶色玻璃板和透明玻璃板，应选　茶色玻璃板　作为实验器材，这样做的目的是便于　确定像的位置　；实验中为了测量物到玻璃板的距离和像到玻璃板的距离，还需要的器材是　刻度尺　。
(2)小丁选择两支大小、外形完全一样的蜡烛是为了比较　像与物的大小关系　。
(3)如图甲所示，蜡烛放在画有方格的平板上，像的位置在　B　(选填“A”“B”“C”或“D”)点，在该位置放一光屏，光屏上　不能　(选填“能”或“不能”)承接到像，这说明平面镜成的像是　虚　像。
(4)细心的小丁透过玻璃板观察蜡烛的像时，看到在像的后面还有一个较模糊与像有部分重叠的像，出现两个像的原因是　玻璃板有厚度，蜡烛在前后表面都成像　，此时两个像对应的物距分别是蜡烛到玻璃板前后两个面的距离，若玻璃板厚度为 3 mm，则两个像的中心距离为　6　mm。
(5)如图乙所示，小丁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　A　。
(6)小丁同学在实验过程中，如果在水平桌面上无论怎样移动镜后的蜡烛，都无法与镜前蜡烛的像完全重合，原因可能是　玻璃板与水平桌面不垂直　。
(7)若将蜡烛A放置在玻璃板前3 cm的位置，则蜡烛B距玻璃板　3　cm，将蜡烛A远离玻璃板，观察到的像将　远离　(选填“远离”或“靠近”)玻璃板，且大小将　不变　(选填“变大”“不变”或“变小”)。
(8)本实验应用到的物理探究方法是　等效替代法　。
4．(28分)在“探究平面镜成像特点”的实验中，小强同学利用如图甲的实验器材进行实验。
第4题图
(1)为了比较像与物的大小关系，应选取两支　完全相同　的蜡烛A、B。
(2)实验时小强用玻璃板代替平面镜，原因是玻璃板透光，便于　确定像的位置　。
(3)现有厚度分别为5 mm和2 mm的两块玻璃板，应选择　2 mm　厚的玻璃板做实验。
(4)小强将白纸平铺在水平桌面上，蜡烛A正确放在白纸上，玻璃板　垂直桌面放在白纸的中央　，沿玻璃板在白纸上画一条直线代表　平面镜　的位置。
(5)拿　未点燃　(选填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B，在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板　前面　(选填“前面”或“后面”)观察，直到看上去蜡烛B跟　蜡烛A的像　(选填“蜡烛A”或“蜡烛A的像”)完全重合，在白纸上记下这两支蜡烛的位置。
(6)多次移动蜡烛A重复实验，小强在白纸上记录了物与像对应点的位置如图乙所示，用　刻度尺　分别测量它们到玻璃板的距离，并记录在下表中。
次数 蜡烛到玻璃板 的距离/cm 蜡烛的像到玻璃 板的距离/cm 蜡烛的像与蜡 烛的大小关系
1 8 8 相等
2 12 12 相等
3 16 16 相等
实验表明：平面镜所成像的大小与物体的大小　相等　，像和物体到平面镜的距离　相等　，像和物体的连线与镜面　垂直　。
(7)小强将图乙的白纸沿玻璃板的位置对折后，用一枚细针分别在A1、A2、A3处扎孔，打开白纸，发现B1、B2、B3处也有了针孔，结合(6)的分析可知：平面镜所成像与物体关于平面镜　对称　。
(8)实验中若移开与像完全重合的蜡烛B，将光屏放在像的位置，不透过玻璃板，直接观察光屏，看不到蜡烛A的像，说明　平面镜成的像是虚像　。
【类型三】 探究凸透镜成像的规律
5．(20分)某实验小组做“探究凸透镜成像规律”的实验。
第5题图
(1)实验时，首先在光具座上放置实验器材，若图甲中光具座A处放置蜡烛，则C处应放置　光屏　(选填“凸透镜”或“光屏”)。
(2)实验前老师让同学们将实验室的窗帘拉上后进行实验，据此小组同学讨论后认为实验应在光线较　暗　的环境中进行更便于观察。
(3)器材位置正确放置后，点燃蜡烛，为了使烛焰的像成在光屏中央，应使烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在　同一高度　。
(4)为了测量凸透镜的焦距，小组同学进行如下测量：将一束平行于主光轴的光线射向凸透镜后，在光屏上形成一个　最小、最亮　的光斑，用刻度尺测量光斑到凸透镜光心的距离，结果如图乙所示，则该凸透镜的焦距为　10.0　cm。
(5)测量焦距后，小组同学开始进行实验，当各元件位置如图丙所示时，光屏上成清晰的像。
第5题图
①此时物距是　30.0　cm，光屏上得到一个清晰的倒立、　缩小　(选填“放大”或“缩小”)的实像，生活中　照相机　(选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”)就是利用这一成像原理制成的。
②若将蜡烛与光屏的位置互换，光屏上　能　(选填“能”或“不能”)看到清晰的像，原因是　光路是可逆的　，此时成像情况符合　幻灯机　(选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”)的原理。(6分)
(6)若将图丙中的蜡烛移动到30.0 cm刻度线处，移动光屏到　70.0　cm刻度线处时，在光屏上可成烛焰倒立、　等大　的实像。
(7)实验过程中小明不小心用指尖触摸到了凸透镜，这时光屏上的像　变暗　(选填“变暗”“无变化”或“变残缺”)。(2分)
(8)同组的小华在图丙的基础上，改用焦距为20.0 cm的凸透镜继续进行实验，要在光屏上成清晰的像，光屏应向　右　(选填“左”或“右”)移动，所成像的大小　变大　(选填“变大”或“变小”)。
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