36　专项突破提升(二)　光学实验 教科版 物理 八年级上册

　专项突破提升(二)　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．(11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，E、F是两个粘起来的硬纸板，可绕垂直于镜面的接缝ON转动。
甲　　　　　乙
第1题图
(1)如图甲所示，让一束光贴着纸板E沿AO方向射向镜面，在纸板F上可以看到光线沿OB方向射出，在纸板上用笔描出光线AO和OB的径迹，则AO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F向前或向后折，在纸板F上__不能__(选填“能”或“不能”)看到反射光线，这说明反射光线与入射光线及法线__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OB__远离__(选填“远离”或“靠近”)直线ON。
表1
实验次序 入射角 反射角
1 30° 30°
2 45°
3 60° 60°
表2
实验次序 入射角 反射角
1 15° 75°
2 30° 60°
3 45° 45°
(4)如果让光线逆着OB的方向射向镜面，会发现反射光线沿着OA方向射出，这表明__在反射现象中，光路是可逆的__。
(5)为了看清楚纸板上的光路，纸板材质应是__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的方向，总能在纸板上观察到入射光和反射光的径迹，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，该小组得出的结论是否合理？答：__不合理__。原因：__没有把另一侧的纸板向后或向前折转，然后观察向后或向前折转的纸板上是否有反射光线__。
【类型二】 探究平面镜成像的特点
2．(15分)如图所示为“探究平面镜成像特点”的实验。
甲
乙
第2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)小丁选择两支外形完全一样的蜡烛进行实验，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”)处，在该位置放一光屏，屏上__不能__(选填“能”或“不能”)承接到像，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且与像有部分重叠的像，出现两个像的原因是__玻璃板具有一定的厚度，蜡烛在玻璃板前后表面两次成像__，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，若玻璃板的厚度为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)小丁同学实验过程中，如果在平面上无论怎样移动玻璃板后的蜡烛，都无法与玻璃板前蜡烛的像完全重合，原因可能是__玻璃板没有垂直于水平桌面放置__。
(7)若将蜡烛放置在玻璃板前3 cm的位置，则蜡烛的像距玻璃板__3__cm，将蜡烛远离玻璃板，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__。
【类型三】 探究光的折射规律
3．(17分)为了探究“光的折射规律”，小明、小红、小刚分别按照下列装置进行实验。
第3题图
(1)三个装置中，带量角器的塑料板的作用是____呈现并记录光的传播路径__　。实验中激光笔要__紧贴__(选填“紧贴”或“远离”)塑料板照射。
(2)从图中可看出，光照射到透明物体表面时，将同时发生__反射__和__折射__现象。
(3)塑料板是由两个半圆形塑料板组装的。实验时，将塑料板F向后折转一定角度后，在塑料板F上__不能__(选填“能”或“不能”)看到折射光线，这说明折射光线、入射光线和法线__在__(选填“在”或“不在”)同一平面内。
(4)实验中，三位同学测得的数据见表所示。
小明
实验次数 1 2 3 4
入射角 0° 30° 45° 60°
水中的折射角 0° 22° 35° 40°
小红
实验次数 1 2 3 4
入射角 0° 30° 45° 60°
玻璃中的折射角 0° 17° 24° 30°
小刚
实验次数 1 2 3 4
入射角 0° 22° 35° 40°
空气中的折射角 0° 30° 45° 60°
①分析小明和小红的实验数据，我们发现：光从空气射入其他介质中时，垂直照射时，入射角是0°，折射角等于__0°__，光线不偏折；斜射时，折射角随入射角的增大而__增大__，折射角__小于__(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：光从其他介质射入空气中时，垂直照射时，折射角等于__0°__，光线不偏折；斜射时，折射角随入射角的增大而__增大__，折射角__大于__(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__可逆__的。其中②中得出的结论的不足之处是__没有换用其他透明介质做此实验__。
④根据小刚的测量结果，我们推测：随着入射角和折射角的增大，__折射角__(选填“折射角”或“入射角”)先到达90°；当入射角再增大时，将会发现不再有__折射__光线，而只存在__反射__光线。
【类型四】 探究凸透镜成像的规律
4．(36分)某实验小组做“探究凸透镜成像规律”的实验。
第4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窗帘拉上后进行实验，小组同学讨论后认为实验在光线较__暗__的环境中进行更便于观察。
(3)器材位置正确放置后，__点燃__(选填“点燃”或“不点燃”)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)为了测量透镜的焦距，小组成员进行如下测量：将一束平行于凸透镜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的距离，结果如图乙所示，则该透镜的焦距为__10.0__cm。
(5)测量完透镜的焦距后，小组成员开始进行实验，当各器材位置如图丙所示时，光屏上成清晰的像(图中未画出)。
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”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一成像原理制成的。
②若保持凸透镜的位置不动，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__在折射现象中，光路是可逆的__，此时成像情况符合__投影仪__(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的成像原理。
(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，在光屏上成一个清晰的__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”)。
(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”)，根据两次所成像的大小情况，可得出结论：__在物距相同时，焦距越大，像越大__。
5．(21分)物理兴趣小组用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验，所使用的凸透镜的焦距是15.0 cm。
第5题图
(1)在探究凸透镜成像规律时，有同学提出了本实验要探究的下列问题，你认为其中最有探究价值的一个问题是__D__(填字母)。
A．凸透镜是否能成像
B．凸透镜对光是否有发散作用
C．凸透镜对光是否有会聚作用
D．凸透镜所成像的虚实、大小、正倒与物距有什么关系
(2)当把凸透镜固定在50.0 cm刻度线、蜡烛固定在15.0 cm刻度线位置时，光屏应放在__Ⅱ__(选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)区域内左右移动，才能在光屏上得到清晰的像。
(3)在光屏上能看到清晰的像后，不再改变蜡烛和光屏的位置，取下凸透镜，用一个焦距10.0 cm的凸透镜替换原来15.0 cm的凸透镜，为了在光屏上仍然得到清晰的像，要在烛焰和凸透镜之间放一个合适的__凹__透镜，利用这个实验原理可以矫正__近视眼__(选填“近视眼”或“远视眼”)。
(4)当蜡烛逐渐燃烧变短时，光屏上烛焰的像将随之 __上升__(选填“上升”或“下降”)，此时若想让像继续呈现在光屏的中央，应将蜡烛__向上__(选填“向上”或“向下”)调。
(5)小明同学将图中凸透镜的上半部分遮住，若要使蜡烛继续在光屏上成像，光屏将__C__(选填字母)。(3分)
A．向左移动
B．向右移动
C．保持原来位置不变
D．无论如何移动都无法成像
(6)把蜡烛移到38.0 cm刻度线处，无论怎样调节光屏，光屏上始终接收不到像，是因为此时成的是正立、放大的__虚像__。(3分)
(7)小美用LED光源代替蜡烛改进了实验，她改进实验的优点是__增加物体的亮度，使成像更清晰__。(写出一条即可)(3分)
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