人教版物理八年级上册 光现象实验单元测试与练习word解析版.docx

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人教版物理八年级上册光现象实验单元测试与练习word解析版

一、初二物理光现象实验易错压轴题（难）

1．宁宁对有关光学实验进行了回顾和思考：

（1）如图甲所示把一个小平面镜竖直立在白纸上，在白纸上画出一条垂直于镜面的法线ON，用激光笔沿着白纸表面让光斜射到平面镜上，观察反射光．

①让光沿着白纸的表面照射，这样做的目的是________．

②让光沿AO方向照射在平面镜的O点，a图能观察到反射光OB，而b图却看不到反射光OB，这说明________．

（2）如图乙所示是“探究平面镜成像特点”的实验装置：

①宁宁将用玻璃板来代替平面镜，这样做的目的是为了确定________，取两只相同蜡烛的目的是为了能比较像与物的________．

②实验过程中，如果在平面上无论怎样移动蜡烛B，都无法与蜡烛A的像完全重合，原因可能是________．

③排除了上述情况的干扰后，他继续进行实验，在玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的前侧观察，直至蜡烛B蜡烛A的像完全重合，这种确定像与物大小关系的方法是________（选填“控制变量法”或“等效替代法”）．

④移去蜡烛B，在其原来位置上放置一块光屏，光屏上________（选填“能”或“不能”）呈现蜡烛的像．

⑤蜡烛A放在玻璃板前40cm处，现以5cm/s的水平速度向玻璃板匀速靠近，则经过2s后蜡烛A与像的距离为________cm，像的大小将________（选填“变大”、“不变”或“变小”）；若将玻璃板放置成与水平面成45°角，将会观察到蜡烛A运动的方向与像运动的方向互相________．

【答案】显示出光的路径入射光线、反射光线、法线三者不在同一平面内像的位置大小玻璃板没有竖直放置等效替代法不能60不变垂直

【解析】

【分析】

（1）①白色物体能够反射所有色光，黑色物体吸收所有色光；

②在光的反射中，反射光线、法线、入射光线三线在同一平面上，是通过光屏展现在眼前的；

（2）①研究平面镜成像特点时，确定像的位置是关键，像的位置用蜡烛B与蜡烛A的像重合来确定，实验中既能看到物体A的像，又能看到蜡烛B，要采用透明的玻璃板，研究物像的大小采用的是等效替代法，把蜡烛A像的大小用蜡烛B来代替；

②玻璃板没有竖直放置时，像会偏上或偏下，使玻璃板后面的蜡烛和玻璃板前面蜡烛的像不能完全重合；

③等效替代法是在保证某种效果相同的前提下，将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程来研究和处理的方法，等效替代法是物理中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一；

④虚像光屏接收不到，实像光屏能接收到；

⑤利用

计算出2s蜡烛A移动的距离，求出其距离平面镜的距离，利用像与物到镜面距离相等计算经过2s后蜡烛A与像的距离；由平面镜成像特点知像、物连线与镜面垂直，且它们到镜面的距离相等，作图解答．

【详解】

（1）①为了更好的观察到反射光线和入射光线，实验中采用了白色硬纸板，光线在白色纸板上的轨迹就容易观察到了，也方便观察反射角和入射角的大小；

②让光沿AO方向照射在平面镜的O点，a图能观察到反射光OB，而b图却看不到反射光OB，这说明反射光线、法线、入射光线不在同一平面内；

（2）①为了确定像的位置，让蜡烛A的像和蜡烛B重合，既能观察到A蜡烛像的同时，也能观察到B蜡烛，实验中要使用透明的玻璃板；选用大小相同的两个蜡烛，是为了用蜡烛B代替蜡烛A的像，来比较物、像的大小；

②玻璃板竖直放在水平桌面上，像在水平桌面上，玻璃板没有竖直放置时，像会偏上或偏下，所以如果无论怎样移动蜡烛都无法与像重合，则原因是玻璃板没有竖直放置；

③在玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的前侧观察，直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，这种确定像与物大小关系的方法是等效替代法；

④光屏能接收到实像，但接收不到虚像，因为平面镜成的是虚像，所以移去蜡烛B，在蜡烛B的原来位置上放一光屏，光屏上不能承接到蜡烛A的像；

⑤根据

可得2s蜡烛A移动的距离

，蜡烛A此时距离平面镜的距离为40cm−10cm=30cm，则像到平面镜的距离也为30cm，所以，经过2s后蜡烛A与像的距离为30cm+30cm=60cm；平面镜成像的特点是物像等大，故蜡烛向靠近镜面的方向移动，像的大小不变；

若将玻璃板放置成与水平面成45°角，由平面镜成像特点知像、物连线与镜面垂直，且它们到镜面的距离相等，当蜡烛A沿桌面由A位置运动到B位置时，分别作出蜡烛在两个位置所成的像，将会观察到蜡烛运动的方向与像运动的方向互相垂直，如图所示：

2．学习小组用图甲所示的圆柱形纸质套筒做“探究小孔成像规律”的实验，发现像的大小不同，亮度也不一样．

（1）关于像的亮度与哪些因素有关，他们提出以下猜想：

猜想1：

与小孔到光屏的距离有关；

猜想2：

与小孔的形状有关；

猜想3：

与小孔的大小有关．

①类比利用太阳光测凸透镜焦距时，光屏从焦点处远离透镜过程中，光斑越大越暗的现象，可判断猜想1是_________的．

②验证猜想2时，固定烛焰、纸筒和光屏的位置，更换使用如图乙所示的三个小孔进行实验，分别观察比较所成像的亮度．他们实验中存在的问题是______________________．

③为验证猜想3，固定烛焰、小孔和光屏位置，只改变圆孔直径，观察到的现象如下表．

实验现象表明：

在小孔成像清晰时，_____________________．

（2）学习小组对像的清晰度与亮度问题作进一步探究．

①在纸筒底部中心开一小孔a，又在a上下等距的位置再开两个小孔b、c，光屏上观察到三个像．在b、c两孔处放置两相同的三棱镜，移动光屏到图丙位置时，光屏上只出现一个清晰的更亮的像．则b、c两小孔处三菱镜放置的方式可能是________．

②他们设想在b、c两孔之间再开若干个小孔，并在小孔处放置棱镜，所成的像都与b、c两孔处三棱镜所成的像重合，则光线通过这些棱镜的偏折程度比通过b、c两孔处三棱镜的要________（选填“大”或“小”）．

③若开一个大孔，并在大孔处放一合适的凸透镜替代上述所有棱镜后，恰能在图丙位置光屏上呈现清晰的像，则此像是_______的倒立实像；若只用a孔替代凸透镜，在图丙位置光屏上所成的像与该透镜所成的像相比，像的亮度________，像的大小_________．

【答案】正确没有控制小孔的大小相等小孔越大亮度越亮C小缩小更亮相等

【解析】

【详解】

（1）①根据题意知道，当光屏从焦点处远离透镜过程中，出现光斑越大越暗的现象，则说明像的亮度与小孔到光屏的距离有关，故可判断猜想1是正确的；

②要探究像的亮度与小孔的形状的关系，则需要控制孔的大小不变，只改变形状，而图乙中即改变了孔的形状，没有改变孔的大小，所以，此过程中存在的问题是：

没有控制小孔的大小相等；

③分析表格的实验数据知道：

在小孔成像清晰时，小孔越大，像的明亮程度越亮；

（2）①三棱镜具有偏折光的能力，要想使光都会聚在光屏中心的位置，则在bc两处放置的三棱镜的方式可能是凸透镜的形状，即图C的形状；

②在b、c两孔之间再开若干个小孔，并在小孔处放置棱镜，此装置类似凸透镜，过光心时传播方向不变，越靠近光心的光线偏折程度的越小，故则光线通过这些棱镜的偏折程度比通过b、c两孔处三棱镜的要小；

③根据图知，物距大于像距，可以判断出此时凸透镜成的是一个倒立缩小的实像，因为凸透镜和小孔都成倒立缩小的实像，像距和物距相等，所以像的大小是相等的，因为入射到凸透镜上的光数量较多，经凸透镜折射后，经过的像点的光线多，所以看起来亮一些

（2）①因为凸透镜对光线有会聚作用，三棱镜具有偏折光的能力，所以，要想使光都会聚在光屏中心的位置，则在bc两处放置的三棱镜的方式应是凸透镜的形状，即图C所示的形状。

②根据题意知道，在b、c两孔之间再开若干个小孔，并在小孔处放置棱镜，此装置类似凸透镜，由于过光心时传播方向不变，越靠近光心的光线偏折程度的越小，所以光线通过这些棱镜的偏折程度比通过b、c两孔处三棱镜的要小些。

③由图知道，此时物距大于像距，所以此时凸透镜成的是一个倒立缩小的实像，由于像的大小由物距和像距共同决定，物距和像距都不变，像的大小不变，但凸透镜越大，像越亮，因为入射到凸透镜上的光数量较多，经凸透镜折射后，经过的像点的光线多，所以看起来亮一些。

【点睛】

本题考查的是小孔成像的探究和凸透镜成像的应用，考查了根据题中信息分析解答能力，有一定的难度。

3．小明同学根据课本中的“试一试”，用易拉罐做小孔成像实验．

（1）请在图中作出蜡烛AB的像A'B'________．

（2）小明发现蜡烛和小孔的位置固定后，像离小孔越远，像就越大，他测出了不同距离时像的高度，填在表格中：

请你根据表中的数据在下图坐标中画出h与s的关系图像：

____________

（3）从图像中可以看出h与s的关系为：

_____________________．

【答案】见解析所示见解析所示h与s成正比

【解析】

（1）根据光的直线传播,分别做出由A、B两点在透明纸上的像,从而得出AB的像,如图所示:

（2）根据表格中数据描点,并用平滑的曲线连接起来,如图:

（3）从图象中看出;h随s的变大而变大,且增大的倍数相同,即h与s成正比关系;

因此，本题正确答案是:

（1）.见解析所示

（2）.见解析所示（3）.h与s成正比

【的距离】

（1）小孔成像是光的直线传播现象;物体上部的光线通过小孔后,射到了光屏的下部;物体下部的光线通过小孔后,射到了光屏的上部,因此通过小孔后所成的像是倒立的像.

（2）找出表格中的数据在坐标纸中的对应点,然后连接成平滑的曲线;

（3）可以看出,当像离小孔越远,像的大小是变大的.

4．小明利用如图甲所示的实验器材，做“探究平面镜成像的特点”实验：

（1）小明用玻璃板代替平面镜的目的是__________；

（2）小明在玻璃板的前面放一支点燃的蜡烛A，还要在玻璃板的后面放一支没有点燃的蜡烛B，对蜡烛A和B的要求是_____，这是为了比较_____；实验中点燃蜡烛A的目的是__________；

（3）小明完成实验后，在老师的帮助下对上述实验进行了改进，如图乙所示，他将右侧贴有半透膜的玻璃板用夹子固定在量角器上，把形如“7”的未点燃的生日蜡烛C､D分别插在铺有方格纸的泡沫板的a、b处，透过普通玻璃看不到蜡烛C清晰的像，透过贴膜玻璃能看到蜡烛D清晰的像，他透过贴膜玻璃能看到蜡烛D清晰的像是因为__________；

（4）请你说出实验改进后的优点（至少说出两点）∶_______________｡

【答案】便于确定像的位置完全相同像与物的大小使蜡烛A的像更清晰贴膜玻璃前光线暗一些便于探究像和物与平面镜的位置关系；便于比较物与像的大小

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]在“探究平面镜成像的特点”实验中，为了便于确定像的位置以及方便观察像，用透明的玻璃板替代平面镜完成实验。

（2）[2][3]在“探究平面镜成像的特点”实验中，为了便于比较像与物的大小关系，需要选用的两支蜡烛完全相同。

[4]实验中点燃蜡烛A后比较亮，黑暗的环境和蜡烛的对比度大，使蜡烛A成的像更清晰。

（3）[5]普通玻璃比贴膜玻璃对光的反射要好一些，反射的光线多一些，导致贴膜玻璃比普通玻璃前光线要暗一些，所以透过贴膜玻璃能看到蜡烛D清晰的像。

（4）[6]铺上方格纸便于探究像和物与平面镜的位置关系；用形如“7”的未点燃的生日蜡烛做物体便于比较物与像的大小。

5．利用如图所示装置研究“平面镜成像的特点”。

在水平桌面上铺一张白纸，再将玻璃板竖直立在白纸上：

（1）实验时，不采用平面镜而