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专题08光学经典实验专项突破思维导图思维导图专题过关专题过关一小孔成像实验1.如图所示,某同学自制了一只小孔成像仪观察烛焰,现有以下说法:①薄膜上出现烛焰的像是倒立的;②薄膜上出现烛焰的像可能是缩小的,也可能是放大的;③保持小孔和烛焰的距离不变,向后拉动内筒增加筒长,烛焰的像变大;④保持小孔和烛焰的距离不变,向前推动内筒缩短筒长,烛焰的像更明亮了。其中正确的是()。A.①②③④ B.①③④ C.①② D.③④【答案】A【解析】【分析】根据小孔成像的成因和变化规律分析解答。
【解答】①由于光沿直线传播,因此薄膜上出现烛焰的像是倒立的,故①正确;
②薄膜上出现烛焰的像可能是缩小的,也可能是放大的,取决于像距和物距的比值大小,故②正确;
③保持小孔和烛焰的距离不变,向后拉动内筒增加筒长,则像距和物距的比值变大,那么烛焰的像变大,故③正确;
④保持小孔和烛焰的距离不变,向前推动内筒缩短筒长,则像距和物距的比值变小,即像变小,但是烛焰的像更明亮了,故④正确。
则正确的是①②③④。
故选A。2.(2024七下·吴兴期中)某同学在课外利用如图所示的装置做小孔成像实验。如果易拉罐底部有一个很小的方形小孔,则他在半透明纸上看到的是()A.蜡烛的正立像 B.蜡烛的倒立像C.圆形光斑 D.方形光斑【答案】B【解析】【分析】根据光沿直线传播的知识分析判断。
【解答】小孔成像的形状与小孔的形状无关,只与物体的形状有关,其实成的是倒立的实像,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。(2题图)(3题图)3.(2024七下·杭州期中)如图所示,在一个空铁罐的底部中央打一个小孔,再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。将小孔对着烛焰,可以看到烛焰在薄膜上呈现的像。关于此现象说法正确的是()A.适当增大小孔能使像大一些B.呈现的像是倒立的虚像C.将烛焰远离小孔,像会变小D.将空铁罐进行旋转,像也会旋转【答案】C【解析】【分析】(1)小孔成像的大小取决于像距和物距的比值,比值越大,像越大;
(2)小孔成像成的是倒立的实像;
(3)(4)根据小孔成像的变化规律判断。
【解答】A.小孔成像的大小与小孔的大小无关,则适当增大小孔不使像大一些,故A错误;
B.根据光沿直线传播的规律可知,呈现的像是倒立的实像,故B错误;
C.将烛焰远离小孔,物距增大但像距不变,则像距和物距的比值会变小,因此像会变小,故C正确;
D.像的特征只与物体有关,则将空铁罐进行旋转,像不会跟着旋转,故D错误。
故选C。4.(2024七下·余姚期中)北宋的沈括在《梦溪笔谈》中记述了光的直线传播和小孔成像的实验.他首先直接观察老鹰,发现它在空中飞动,地面上的影子也跟着移动,移动的方向与它的方向一致.然后,他在纸窗上开一小孔,使窗外老鹰的影子呈现在室内的纸屏上,结果观察到:“鸢东则影西,鸢西则影东”.阅读了上述材料后,你认为下列说法错误的是()A.“鸢东则影西,鸢西则影东”的现象是小孔成像B.沈括观察到“鸢在空中飞动,地面上的影子也跟着移动”,是小孔成像C.影子、小孔成像可用光的直线传播解释D.小孔成像时,像移动的方向与物移动的方向相反【答案】B【解析】【分析】1、影子的形成和小孔成像的原理是相同的都是由于光的直线传播;
2、影子是由于光被不透明的物体挡住后在物体后不能被照亮而形成的阴影;
3、小孔成像的物体成倒立的实像,物体的运动方向与像的运动方向是相反的。
【解答】A、由题中信息可知,鹰通过窗上小孔成像,且像与物的运动方向相反,符号小孔成像的特点,说法正确,A错误;
B、沈括观察到“鸢在空中飞动,地面上的影子也跟着移动”,是小孔成像,题中说这是直接观察看到的,并未经过小孔,所以是影子,说法错误,B正确;
C、小孔成像可用光的直线传播解释,说法正确,C错误;
D、小孔成像时成的是倒像,所以像移动的方向与物移动的方向相反,说法正确,D错误。
故答案为:B5.(2023七下·北仑期中)如图所示,点燃的蜡烛放在距小孔a处,它成像在距小孔b的半透明纸上,且a>b。半透明纸上的像是()A.倒立、放大的像 B.正立、缩小的像C.倒立、缩小的像 D.正立、放大的像【答案】C【解析】【分析】蜡烛发出的光在空气中沿直线传播,经过小孔射在半透明纸上,从而形成一个倒立的烛焰的像。
像的大小与像距和物距的关系有关,若像距大于物距,像大于物;若像距小于物距,像小于物。
【解答】小孔成像成的是一个倒立的像,像是由实际光线会聚而成的,是实像。
像到小孔的距离b小于蜡烛到小孔的距离a,所成的像是缩小的像。
故答案为:C。6.(2023七下·慈溪期中)在探究树荫下光斑的综合实践活动中,为了研究孔的大小对光斑形状的影响,小华设计了四种有不同形状孔的卡片甲,并用另一张卡片乙覆盖在甲上,如图所示。接着,从图示位置沿箭头方向水平移动乙,观察光斑形状的变化情况,图中合乎要求的是()A.B.C. D.【答案】A【解析】【分析】小孔成像是光的直线传播形成的,探究孔的大小对光斑形状的影响,必须控制孔的形状不变,只改变孔的大小。
【解答】A、图中随着卡片乙向左移动,孔的形状始终是三角形,并且逐渐变小,故A符合要求。
BCD、三图中随着卡片乙向左移动,孔的形状发生了变化,故BCD不符合要求。
故答案为:A。7.用自制针孔照相机观察烛焰,有以下四种说法:①薄膜上出现的烛焰的像是倒立的;②薄膜上烛焰的像可能是缩小的也可能是放大的;③保持小孔和烛焰的距离不变,向后拉动内简,增加简长,烛焰的像变大;④保持小孔和烛焰的距离不变,向前推动内筒,烛焰的像更明亮。对于这四句说法,其中正确的是()A.①②③④ B.①③④ C.①② D.③④【答案】A【解析】【分析】针孔照相机利用了光的直线传播原理,烛焰上端发出的光线经小孔后照到光屏下端,烛焰下端发出的光线经小孔后照到光屏上端,所以成像是倒立的。
像可能放大可能缩小,当物与孔的距离大于屏与孔的距离时成像缩小,当物与孔的距离小于屏与孔的距离时,成像放大。
【解答】薄膜上出现烛焰的像是倒立的,故①正确。
针孔照相机利用了光的直线传播原理,当物与孔的距离大于屏与孔的距离时成像缩小,当物与孔的距离小于屏与孔的距离时,成像放大,故②正确。
保持小孔和烛焰的距离不变,向后拉动内筒,增加了筒长,因为像距变大,烛焰的像也变大,故③正确。
保持小孔和烛焰的距离不变,向前推动内筒,像变小,则烛焰的像更明亮,故④正确。
故答案为:A。8.(2023·衢州)小科选取了“”光源、带小孔的纸板、光屏等材料,按如图顺序依次固定在光具座上,通过左右移动光源和光屏,开展“小孔成像”实验。实验中光屏上不可能出现的是()B. C.D.【答案】B【解析】【分析】根据小孔成像的特点分析判断。
【解答】小孔成像由光的直线传播形成,上面的光线到达下面,下面的到达上面,因此成的是倒立的实像,不可能成正立的实像,故B符合题意,而A、C、D不合题意。
故选B。10.(2024七下·苍南期中)为研究小孔成像与哪些因素有关,小科在硬纸板上挖了不同大小与形状的小孔,对太阳成像进行实验,其结果记录如下:小孔的形状○△□实验序号123456789小孔最大外径/毫米151015101510地面光斑形状小孔距地面10cm○○○△△△□□□小孔距地面20cm○○○○△△○□□小孔距地面40cm○○○○△△○□□小孔距地面80cm○○○○○△○○□小孔距地面160cm○○○○○○○○○请回答:(1)小孔成像的原理是:光在同一种均匀介质中是沿传播的。(2)通过对比(填序号)的数据可得,小孔形状一样时,要使太阳成像,小孔距地的距离会随小孔最大外径的增大而增大。(3)同学小科受到启发,改用形状为“☆”小孔进行实验,当“☆”最大外径为10毫米,要在地面上形成太阳的像,则小孔离地面的距离为厘米。【答案】(1)直线(2)456(或789)(3)160【解析】【分析】(1)根据小孔成像的原理进行解答;
(2)在小孔成像的时候,所成像的形状与物体的形状有关,而与孔的形状无关。
【解答】(1)小孔成像的原理是:光在同种均匀介质中沿直线传播;
(2)通过4、5、6(或7、8、9)的数据可知:小孔形状一样时,要使太阳成像,小孔距地的距离会随小孔最大外径的增大而增大;
(3)改用形状为“☆”小孔进行实验,当“☆”最大外径为10毫米,要在地面上形成太阳的像,则小孔离地面的距离160厘米。
故答案为:(1)直线;(2)456(或789);(3)160。11.(2023七下·宁海期中)在观察小孔成像特点时,小宁发现:光屏到小孔的距离越远,所成的像越大,像的大小与该距离有什么定量关系?于是他在光线较暗的环境中进一步探究:①用发光二极管按“F”字样拼装在不透明的纸板上,如图甲所示。②将“F”字样纸板、带小孔的不透明纸板、半透明塑料板(光屏)依次置于光具座的A、B、C位置,使发光二极管“F”对准小孔,如图乙所示。请你回答下列问题:(1)给二极管通电,随即在光屏上呈现出“F”的像,小宁观察到光屏上呈现的像是图丙中的(填写序号)。其成的像与小孔的形状(选填“有关”或“无关”)(2)小孔成的像能被光屏承接所以其像是(选填“实像”或“虚像”)(3)保持“F”字样纸板,小孔位置不变,只改变光屏到小孔的距离(像距),用刻度尺逐次测量像高,记录数据如表所示:实验次数1234像距v/cm12.016.020.024.0像高h/cm3.04.05.06.0根据表中的数据,请你用一个数学表达式来表示h与v的关系。(4)于是小宁得出结论:小孔成像时,同一物体像的大小与像距成正比,你认为这一结论需要补充的条件是。【答案】(1)4;无关(2)实像(3)h=25.0v(4)物体到小孔距离不变12.(2023七下·北仑期中)小科为了探究小孔成像的特点,在易拉罐的底部中心位置打了一个直径约1mm的小孔,将罐的顶部有拉环的这一个圆面剪去,用硬纸板制作了一个直径略小于易拉罐的圆筒,使易拉罐恰好能套在它的外面在圆筒的一端包上如图乙的半透明的方格纸(格子与LED发光单元等大)并插入易拉罐中,如图甲所示。像距s/cm4.06.08.0像的高度h/cm2.03.04.0(1)小科应该将半透明的方格纸包在圆筒的端(选填“A”或“B”)。(2)小科将光源和小孔的位置固定,多次改变光屏的位置,记录下像距和像的高度如上表所示,则根据表中数据得出结论。(3)相比较于烛焰,小科选用“F”形光源的好处是____。A.led发光体的亮度更亮,成的像更明显;B.选用”F”形光源更便于研究像和光源的正倒关系;C.选用“H”形光源也能达到同样的实验效果。(4)小明开始实验时,眼睛从右侧看过去,无论怎样调节易拉罐与光源之间的距离,屏上都看不到光源的像,而只能看到一片光亮,最有可能的是:____。A.小孔扎成了三角形 B.小孔扎成了正方形C.小孔太大 D.小孔太小(5)要想使像更亮一些,半透明薄膜应(选填“靠近”或“远离”)小孔。(6)小明无意间在易拉罐底部不同位置戳了两个小孔,用它来观察蜡烛,则半透明膜上会____。A.只会出现一个像B.在不同的位置出现两个像C.出现两个重合的像【答案】(1)A(2)物距和物高一定时,物体经小孔所成像的高度h和像距s成正比(3)A(4)C(5)靠近(6)B【解析】【分析】(1)由图知,易拉罐左端为小孔,圆筒从右端插入,为了减小外面光线的影响,看得更清楚,A端是用半透明薄纸制成的光屏。
(2)根据表格数据得出结论。
(3)蜡烛换成LED灯便于观察。
(4)物体发出或反射的光通过小孔后,在小孔后面的光屏上形成倒立的实像,这就是小孔成像,小孔成像时小孔不可太大。
(5)要想使像更亮一些,半透明薄膜应靠近小孔。
(6)两个小孔,用它来观察蜡烛,则半透明膜上会出现两个像。
【解答】(1)实验中,半透明薄纸相当于光屏,为了使成的像更清晰,便于观察,半透明的薄纸应该放在圆筒的A端,B端周围环境太亮,看不清像。
(2)光源和小孔的位置固定,即物距一定,研究像的高度h和像距s的关系,要物高一定,由图象可得出的结论是:物距和物高一定时,物体经小孔所成像的高度h和像距s成正比。
(3)A、蜡烛换成LED灯实验现象更明显、便于观察,故A正确。
B、选用“F”形光源更便于研究像和光源的正倒关系,故B正确。
C、选用“H”形光源不便于研究像和光源的正倒关系,不能达到同样的实验效果,故C错误。
故选:AB。
(4)小孔太大时,烛焰不能通过小孔成像,所以无论怎样调节易拉罐与蜡烛之间的距离,屏上都看不到烛焰的像,而只能看到一片光亮,最有可能的是小孔太大,故C正确。
(5)要想使像更亮一些,半透明薄膜应靠近小孔。
(6)无意间在易拉罐底部不同位置戳了两个小孔,用它来观察蜡烛,则半透明膜上会出现两个像,故选:B。
故答案为:(1)A;(2)物距和物高一定时,物体经小孔所成像的高度h和像距s成正比;(3)AB;(4)C;(5)靠近;(6)B。13.(2024七下·余姚期中)小科利用易拉罐、半透明塑料薄膜、圆筒制作一个简易“针孔相机”,方法如下:在空易拉罐底部的中央,用钉子戳一个小孔;将易拉罐的顶部剪去后,圆筒的A端蒙上一层半透明塑料薄膜,如图。(1)制作成功后,小科正确用简易“针孔相机”观察物体,看到的是(填“倒立”或“正立”)的像。(2)将蜡烛放在小孔前适当距离,如果易拉罐底部小孔形状是三角形,则他在塑料薄膜上看到的像是____。A.三角形光斑 B.圆形光斑C.蜡烛的正立像 D.蜡烛的倒立像(3)若想使半透明塑料薄膜上看到的像更大一些,可以采取的措施是(写出一种方法)【答案】(1)倒立(2)D(3)将“针孔相机”靠近被观察物体。【解析】【分析】将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置,能观察到蜡烛在塑料薄膜上成像情况,这种现象叫做小孔成像,其成像的原理是光的直线传播。为了确保人眼能看到物体清晰的像,要注意以下几点:①所开的小孔要尽可能小,孔大后,相当于很多小孔在成像,多个像交叠在起,像会变得很模糊.②因为小孔成像的原理是光沿直线传播,所以简易“针孔相机”的小孔对准外面较亮的物体,这样才会有更多光线进人小孔内,像才会更清晰。
【解答】(1)物体上部发出或反射的光经小孔后射到薄膜的下部,物体下部发出或反射的光经小孔后射到薄膜的上部,所成像是倒立的像。
(2)蜡烛经小孔成倒立的实像,像的形状与蜡烛形状相同,与小孔的形状无关,即蜡烛在塑料薄膜上成的像是蜡烛的倒立的实像,故ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
(3)在用“针孔相机”看物体时,薄膜到孔的距离不变,将“针孔相机”远离被观察物体时,物体与小孔间的距离逐渐变大,像的大小是越来越小,反之像的大小是越来越小。若想使半透明塑料薄膜上看到的像更大一些,可以采取的措施是将“针孔相机”靠近被观察物体。14.(2024七下·鄞州期中)某兴趣小组制作的小孔成像仪如图甲所示,蜡烛到小孔的距离为a,小孔到半透明膜的距离为b,且a>b,请回答下列问题:甲乙(1)半透明膜上蜡烛的像是(填“正立放大”、“正立缩小”、“倒立放大”或“倒立缩小”)的像,像的形状是(填序号)。A.小孔的形状B.烛焰的形状C.半透明膜的形状D.纸筒的形状(2)若由于蜡烛高度不合适导致得到的像如图乙所示,则可通过向移动蜡烛使像移到光屏中央。【答案】(1)倒立缩小;B(2)上【解析】【分析】蜡烛发出的光在空气中沿直线传播,经过小孔射在半透明纸上,从而形成一个倒立的烛焰的像;像的大小与像距和物距的关系有关,若像距大于物距,像大于物;若像距小于物距,像小于物。
【解答】(1)由于光沿直线传播,成像应为倒立的实像,形状与孔无关,是物体的形状;由数学知识可知,a>b,则物体长度大于像的长度,即成缩小的像。
(2)由于蜡烛高度不合适导致其成像偏上,要想让形成的像下移,物体应向上移。15.(2023七下·北仑期中)学习小组用图甲所示的圆柱形纸筒做“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)验证猜想1时,应固定的位置,让光屏从图示位置沿纸筒慢慢远离小孔,在这过程中观察光屏上像的亮度。(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,观察现象如下表圆孔的直径/mm小于1.01.01.52.02.54.0像的清晰度清晰清晰清晰清晰较模糊模糊像的明亮程度﹣﹣﹣﹣﹣逐渐变亮→实验现象表明:在小孔成像清晰时,。【答案】(1)蜡烛和小孔(2)没有控制小孔的大小相等(3)在小孔成像清晰时,小孔越大,像的明亮程度越亮。【解析】【分析】(1)他那就小孔成像的亮度与小孔到光屏的距离的关系时,需要控制蜡烛和小孔的距离和小孔的形状相同,而改变小孔到光屏的距离,然后观察亮度即可。
(2)探究小孔成像的亮度与小孔形状的关系时,必须控制小孔的大小相同,而改变小孔的形状;
(3)根据表格,分析小孔成像的亮度与小孔直径大小的关系。【解答】(1)、验证猜想1时,应固定蜡烛和小孔的位置,让光屏从图示位置沿纸筒慢慢远离小孔,在这过程中观察光屏上像的亮度。
(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:没有控制小孔的大小相等。
(3)实验现象表明:在小孔成像清晰时,小孔越大,像的明亮程度越亮。16.(2023七下·海曙期中)如图所示是某兴趣小组的小制作活动:(1)在“制作小孔成像观察仪”活动中,需将一端用塑料薄膜蒙好的圆筒插入易拉罐中,为了便于更清楚观察像,应在圆筒(填“A”或“B”)端蒙上塑料薄膜作为光屏。(2)现在此观察仪前放置一点燃的蜡烛,若固定易拉罐,移动圆筒向右,塑料薄膜上的像的大小将(填“变大”、“变小”或“不变”),若用一挡板将易拉罐底部的小孔挡住一半,像的大小(填“变大”、“变小”或“不变”)。【答案】(1)A(2)变大;不变【解析】【分析】(1)光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播,影子、日食、月食、小孔成像都是光的直线传播形成的;
(2)增大光屏与小孔的距离,光屏上的像变大;孔的形状不改变像的形状。
【解答】(1)小孔成像是光在同一均匀介质中沿直线传播的具体应用,半透明薄纸相当于光屏,为了成的像更清晰,便于观察,半透明的薄纸应该放在圆筒的A端;
(2)移动圆筒向右,光屏与小孔之间的距离增大,光屏上的像将变大;若用一挡板将易拉罐底部的小孔挡住一半,像的大小与孔的大小无关,所以像大小不变。17.(2022七下·宁波期中)在探究“小孔成像”的实验中,一组同学相互配合做了以下实验,请你根据他们的实验过程和现象回答问题:①如图2所示,找来5个同样的易拉罐,在每个罐的底部钻出大小不同的孔,制作了5个小孔成像仪器;②如图1所示,用一个“F”形状的发光器作为实验光源;③将光源和小孔成像器固定在光具座上,保持光源与小孔的距离不变,用5个小孔成像仪器分别观测像的大小,并进行比较,记录的现象和表格如下(d表示小孔直径):孔径大小/mm成像清晰度亮度像的大小1号<1很清晰很暗很小2号1比较清晰比较暗比较小3号2清晰明亮正常大小4号3模糊比较亮比较大5号5很模糊很亮很大(1)由此得出结论:在光源与小孔距离一定时,小孔越大,成的像越(“清晰”或“模糊”)。因此在做小孔成像实验时,为了使观察到的像更清晰,应将易拉罐底部的孔钻的一些(“大”或“小”)。(2)做完这组实验以后,有的同学想知道小孔成像时像的大小与哪些因素有关,他做出以下猜想:猜想一:孔径的大小,孔径越大,像越大;猜想二:小孔与物体的距离,距离越长,像越小;猜想三:小孔与光屏的距离,距离越长,像越大。为了验证猜想二,必须控制相同、相同,改变,这种研究物理问题的方法叫做。实验过程中,小组的同学发现,随着光源距离小孔的距离越来越近,所成的像越来越,说明猜想二是(“正确”或“错误”)的;(3)请你判断,小孔成像像的性质是(“正立”或“倒立”)的(“实像”或“虚像”)。【答案】(1)模糊;小(2)小孔与光屏的距离;孔径大小;小孔到物体的距离;控制变量法;大;正确(3)倒立;实像【解析】【分析】(1)根据表格数据分析成像的清晰程度与孔的大小的关系;
(2)根据控制变量法的要求可知,当探究某个因素对物理量的影响时,必须控制其它因素相同,据此分析解答。
(3)根据光的直线传播的知识解答【解答】(1)根据表格数据可知,在光源与小孔距离一定时,小孔越大,成的像越模糊。因此在做小孔成像实验时,为了使观察到的像更清晰,应将易拉罐底部的孔钻的小一些。
(2)根据猜想可知,小孔成像的大小可能与小孔到物体的距离有关,与小孔到光屏的距离有关、与小孔的大小有关,则:为了验证猜想二,必须控制孔径大小相同、小孔与光屏的距离相同,改变小孔到物体的距离,这种研究物理问题的方法叫做控制变量法。实验过程中,小组的同学发现,随着光源距离小孔的距离越来越近,所成的像越来越大,说明猜想二正确。
(3)小孔成像的原理是光沿直线传播,上面的光线到下面,下面的光线到上面,左边的光线到右边,右边的光线到左边,因此成倒立的实像。18.(2022七下·浙江期中)墨子对小孔成像的研究比牛顿还要早2000年,墨子的研究表明:实验时像的大小不一。那么,像的大小与哪些因素有关呢?某学习小组提出以下猜想:猜想1:与小孔的大小有关猜想2:与白纸到小孔的距离有关猜想3:与蜡烛到小孔的距离有关他们用蜡烛、带小孔的硬纸板、白纸进行实验(如图甲所示)。(1)每次实验中白纸上都呈现的是的像。(填“倒立”或“正立”)(2)为验证猜想,该学习小组的成员固定蜡烛、硬纸板和白纸的位置,更换使用如图乙所示3种硬纸板(孔径为1mm、2mm、3mm)依次进行实验,发现像的大小相同。(3)学习小组在验证猜想3后,将实验结果记录在下表中。实验次数蜡烛到小孔的距离(cm)白纸到小孔的距离(cm)白纸上像的大小1510大21010中31510小问:①需要用到的测量工具有;②根据表格中数据,可以得出结论:.【答案】(1)倒立(2)1(3)刻度尺;当小孔大小、白纸到小孔的距离相同时,蜡烛到小孔的距离越大,像越小【解析】【分析】(1)根据小孔成像的原理推测像的性质;
(2)根据题目的描述,分析哪个因素发生改变,即可确定探究的因素。
(3)①根据所测的物理量选择合适的测量工具;
②根据控制变量法的要求,确定哪些因素相同,哪个因素不同,然后表述结论即可。【解答】(1)小孔成像是光沿直线传播形成的,上面的光线到达下面,下面的光线到达上面,音叉所成的像是倒立的。
(2)根据“孔径为1mm、2mm、3mm”可知,变化的因素为小孔的大小,因此探究成像的大小与小孔大小的关系,即验证猜想1。
(3)①根据表格可知,要测量两个距离,应该选择测量工具为刻度尺。
②根据表格数据得到:当小孔大小、白纸到小孔的距离相同时,蜡烛到小孔的距离越大,像越小。二光的反射定律及验证1.小吴与小徐用如图所示装置研究光的反射定律,有关实验操作与目的不合理的是()A.沿ON前后转动纸板F,可研究反射光线与入射光线是否在同一平面内B.改变OB与法线的夹角,可研究反射角与入射角的大小关系C.观察每一次入射光线与反射光线的位置,可说明它们分居法线两侧D.若光沿BO入射,反射光线沿OA射出,可说明光路可逆【答案】B【解析】【分析】(1)要解决此题,需要掌握光的反射定律的内容:反射光线、入射光线与法线在同一平面内;反射光线和入射光线分别位于法线两侧;反射角等于入射角。
(2)根据入射光线、反射光线和法线的关系进行分析,即可判断。
【解答】A、沿ON前后转动板F,观察是否能看到反射光线,可研究反射光线与入射光线是否在同一平面,故A正确。
B、由于反射光线随着入射光线的改变而改变,所以应改变OA与法线的夹角,可研究反射角与入射角大小关系,而不是改变OB与法线的夹角,故B错误。
C、观察每一次入射光线与反射光线的位置,可说明它们分居法线两侧,故C正确。
D、若光沿BO入射,反射光线沿OA射出,可说明光路可逆,故D正确。
故答案为:B。(1题图)(2题图)2.(2024七下·义乌期中)如图所示,入射光线与平面镜成30度角,则()A.入射角是30度B.反射光线与镜面的夹角60度C.镜面逆时针旋转10度,反射光线与入射光线的夹角减小20度D.入射角增加5度,反射角增加10度【答案】C3.(2024七下·长兴期中)把一平面镜放在水平桌面上,再把一可沿ON折转的白色硬纸板竖直立在平面镜上。让一束光贴着直板沿EO射向平面镜,反射光线沿OF射出,如图所示。下列说法正确的是A.为了看清楚纸板上的光路,硬纸板应光滑一些B.当光线沿法线射向平面镜时,反射角和入射角都是90°C.图甲中当光线沿着FO射向平面镜,则反射光线会沿OE射出D.图乙中当硬纸板F沿ON向后折转时,入射光线、反射光线和法线不在同一平面内【答案】C【解析】【分析】探究光的反射实验,光的反射遵循反射定律。
【解答】A.为了看清纸板,上的光路,硬纸板应该粗糙一些,A错误;
B.当光线沿着法线射向平面镜时,反射角和入射角都是0°,B错误;
C.由于光反射时,光路可逆,图甲中当光线沿着FO射向平面镜,则反射光线会沿OE射出,C正确;
D.硬纸板F沿ON向后旋转,入射光线、反射光线和法线仍在同一平面,D错误;
故答案为:C。4.(2024七下·义乌期中)小宇在探究光的反射规律时将一块平面镜放在水平桌面上,再把一张硬纸板竖直放在平面镜上,让一束光线贴着纸板沿EO方向入射,如图甲所示:(1)小宇想探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内,应将纸板(选填“A”或“B”)绕ON向前或向后弯折;(2)另一同学也把一束光贴着纸板A射到O点(如图乙所示),但纸板并未与平面镜垂直,他(选填“能”或“不能”)在纸板B上看到反射光线;(3)小宇接着在探究平面镜成像的特点时,点燃蜡烛A放于薄玻璃板之前,然后在薄玻璃板的后面移动蜡烛B,直到看上去它,记下像与物的位置。小宇重复做三次实验,像与物的位置如图丁所示,分析丁图可得出的结论:。【答案】(1)B(2)不能(3)与蜡烛A的像完全重合;像和物体到玻璃板的距离相等,像和物的连线与玻璃板垂直5.(2024七下·柯桥期中)小金探究光的折射特点时,观察到光从空气射入水中的光路。(1)根据光路的特点,小金确认反射角为(选填“α”“β”或“γ”)。(2)通过实验还得到如表数据,由数据可知①处为度。(3)光从空气斜射到水面时,折射角随入射角的变化关系是:折射角随入射角的增大而增大,且折射角(选填“大于”“等于”或“小于”)入射角。由此可推测,②处的数据θ范围是。A.11.3°<θ<35.4°B.11.3°<θ<30°C.30°<θ<35.4°D.15°<θ<45°【答案】(1)β(2)0(3)小于;B【解析】【分析】(1)(2)反射定律:反射光线、入射光线、法线在同一个平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角;根据定律反射光线和入射光线与法线的夹角一定相等,由此可确定入射光线和反射光线;
(3)光从空气斜射入水或其他介质中时,折射角小于入射角,折射角随入射角的改变而改变,根据表中信息分析。
【解答】(1)已知法线,界面,因为反射光线、折射光线都位于法线的同一侧,∠γ是折射角,∠β是反射角,∠α是入射角;
(2)反射角等于入射角,通过实验还得到如表数据,由数据可知①处为0度;
(3)由表中数据可知,光从空气斜射到水面时,当入射角不断增大时,折射角也随之增大,故折射角随入射角的变化关系是:折射角随入射角的增大而增大,且折射角小于入射角。
当入射角为30°时的折射角的数值应在入射角15°和小于30°的入射角之间的范围内,即11.3°<γ<30°故答案为:B。6.如图甲所示是小宇同学探究“光的反射规律”的实验装置,平面镜M平放在水平桌面上,白色硬纸板垂直立在平面镜上。(1)小宇让一束光贴着纸板沿AO方向射向镜面,反射光沿OB方向射出,测出反射角和入射角大小,改变光的入射角度,多次重复上述实验步骤。①上述实验探究得到的规律是(填字母)。A.光沿直线传播B.反射角等于入射角C.平面镜成像的特点②白色硬纸板在实验中的作用是(写出一条即可)。(2)实验过程中若将纸板倾斜,如图乙所示,让光仍贴着纸板沿AO方向射向镜面,此时反射光(填“在”或“不在”)纸板这一平面内。【答案】(1)B;显示光的传播路径(2)不在【解析】【分析】(1)由图可知,图中有平面镜、法线、入射光线、反射光线,可以来探究光的反射光线的规律。
(2)根据入射光线、反射光线和法线的关系进行分析,使光线不在一个平面内,观察现象,得出结论。物像关于镜面对称。
【解答】(1)①已知入射光线AO和反射光线OB,多次改变光的入射角度,测反射角与入射角的大小,并比较得出反射角与入射角的大小关系,因此该实验探究了反射定律中的反射角等于入射角。
②白色硬纸板在实验中的作用显示光的传播路径。
(2)根据光的反射定律可知,在反射现象中,反射光线、入射光线分居法线两侧;反射光线、入射光线和法线在同一平面内,因此若将纸板倾斜,如图乙所示,让光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面,此时反射光线与入射光线仍在同一平面内,但反射光不在纸板这一平面内,所以看不到反射光线。
故答案为:(1)①B;②显示光的传播路径;(2)不在。7.(2023七下·吴兴期末)用图甲、乙的实验装置探究光的反射规律:平面镜放在水平桌面上,E、F是两块粘接起来的硬纸板,F板可绕法线ON转动。(1)实验时,硬纸板E、F应与平面镜摆放有什么要求?(2)如图乙,将硬纸板F沿PQ剪开,并把F的上半部分向后折转,请说出现象及其所能论证的观点?。(3)小明继续探究光的反射规律,请帮助小明设计本步骤需要记录实验数据的表格。.(4)小明想利用该平面镜继续研究平面镜成像的特点,你认为是否可行,并说明理由。【答案】(1)硬纸板E、F与平面镜垂直(2)在F的上半部分观察不到反射光线(3)实验次数入射角∠i反射角∠r123(4)不可行,无法确定像的位置【解析】【分析】(1)在光的反射现象中,反射光线、法线和入射光线在同一平面内,且这个平面与镜面垂直。如果纸板不与镜面垂直,那么纸板上不会同时呈现三条线,据此分析解答。
(2)将纸板的右半边向后折叠后,它与左半边不在同一直线上,根据“三线共面”可知,此时将不能在纸板上看到反射光线;
(3)根据探究目的确定要记录的物理量,据此确定表格的行数和列数即可。
(4)在探究平面镜成像特点的实验中,不能使用平面镜,应该使用半透明的玻璃板,因为透过玻璃板可以看到后面蜡烛的位置,通过移动它可以确定前面蜡烛的像的位置,据此分析解答。【解答】(1)根据题意可知,实验时,为了使反射光线、法线和入射光线同时出现在纸板上,则硬纸板E、F与平面镜垂直;
(2)如图乙,将硬纸板F沿PQ剪开,并把F的上半部分向后折转,则F的上半部分就与左边纸板不在同一平面内了,因此看到的现象为:在F的上半部分观察不到反射光线。
(3)在探究光的反射规律的实验中,要记录入射角和对应的反射角,实验至少进行3次,那么应该有三列,分别记录实验次数、入射角和反射角,共四行,如下图所示:实验次数入射角∠i反射角∠r123(4)我认为不可行,因此物体透过平面镜肯定后面的蜡烛,进而无法确定像的位置。8.(2023七下·浙江期中)为了探究光反射时的规律,小科把一个平面镜放在水平桌面上,再把一张可以绕ON翻折的纸板ABCD竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON垂直于镜面。他将一束光贴着纸板沿EO方向射向O点,在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。(1)如图甲所示,反射角的大小为°;(2)如图乙,实验过程中,将F板绕ON前后转动,在F板上看不到反射,这一现象说明了什么?答:。(3)进行下列哪项操作后,在纸板上仍可以看到反射光线?答:____。A.如图丙所示,将纸板与入射光束一起以ON为轴旋转B.如图丁所示,将纸板与入射光束一起以CD为轴向后倾倒【答案】(1)50(2)入射光线、反射光线、法线在同一平面内(3)A【解析】【分析】(1)反射角是反射光线与法线的夹角;
(2)根据“三线共面”的规律解答;
(3)根据三线的位置关系分析判断。
【解答】(1)根据甲图可知,反射光线OF与法线ON的夹角为50°,则反射角为50°。
(2)如图乙,实验过程中,将F板绕ON前后转动,在F板上看不到反射,这一现象说明了:入射光线、反射光线、法线在同一平面内。
(3)根据反射定律可知,反射光线、法线和入射光线在同一平面内,这个平面与镜面垂直,则:如图丙所示,将纸板与入射光束一起以ON为轴旋转,则在纸板上仍可以看到反射光线,故选A。9.(2023七下·嵊州期中)探究光的反射定律。(1)如图甲,先将平面镜A放在水平桌面上,再经硬纸板B竖直放置在平面镜A上,让激光紧贴纸板射向O点。在纸板上标出刻度是为了方便测量的大小。(2)让激光紧贴纸板射向O点多次改变入射光的方向,测得了几组数据如表所示,由此可得出,反射角与入射角大小(选填“相等”或“不相等”)。序号入射角反射角130°30°245°45°360°60°(3)接下来老师进行了如下演示,先用加湿器使整个教室充满雾气,将平面镜放在一能转动的水平圆台上,在柱M上固定一红色激光笔,使其发出的光垂直射向平面镜上的O点,其作用是为了显示的位置,然后打开固定在柱N上的绿色激光笔,使绿色激光射向O点,出现了如图乙所示的情景,老师沿水平方向缓慢转动圆台,当我们观察到绿色反射光线、入射光线和看起来重合时,可判断反射光线、入射光线和法线在同一平面内。【答案】(1)反射角和入射角(2)相等(3)法线;入射红光【解析】【分析】(1)根据镜面反射和漫反射的不同可的出结论;在纸板上标出刻度,可以测量角的大小;
(2)实验只做一次结论具有偶然性,若需进一步验证该规律的正确性,需多次改变入射角的大小进行实验,表中所示反射角等于入射角;
(3)法线与平面镜垂直;反射光线、入射光线和法线在同一平面内,可以通过硬纸板显示光路。【解答】(1)为了看清楚纸板上的光路,纸板材质应是较粗糙,光线射在上面发生了漫反射,反射光线射向各个方向,无论从哪个角度看,都能看得清楚;
在纸板上标出刻度是为了方便测量反射角和入射角的大小;
(2)从表格中的数据可知,反射角等于入射角;
(3)加湿器使整个教室充满雾气,这样能显示出光的传播路径;法线与平面镜是垂直的,红色激光笔发出的光垂直射向平面镜上的O点,可以显示法线的位置;沿水平方向缓慢转动圆台,当我们观察到入射绿光、入射红光和反射绿光看起来重合时,可以根据光的传播路径来判断三线是否在同一平面内。
故答案为:(1)反射角和入射角;(2)相等;(3)法线;入射红光。10.小明在探究光的折射规律时,意外发现:当光沿某方向从半圆玻璃砖射向空气时,折射光消失而反射光却变得更亮,如图所示,老师告诉他这是光的全反射现象.课后,小明查到光从玻璃射向空气时的一些数据如表:(1)分析表中数据可知光从玻璃射向空气时,折射角随入射角的增大而(选填“增大”或“减小”)。(2)光从玻璃斜射向空气时,折射光线消失,只有反射,这种现象叫做全反射.当入射角t≥°时,就发生了全反射现象。(3)当光从空气斜射向玻璃时,折射角小于入射角,折射光线不能消失,无法出现全反射现象.请你猜想一条发生全反射现象的条件:。【答案】(1)增大(2)41.8(3)光从密度较小的介质斜射入密度较大的介质【解析】【分析】此题通过实验效果图一步步引导学生,发挥想象力得出全反射的条件及结论,是考查学生的创新能力的一道好题。(1)由表中数据可知:当入射角增大时,反射能量和折射角也随着增大;(2)光从玻璃斜射向空气时,当入射角为41.8°时,折射光线消失了,反射能量达到100%;(3)光从空气射向玻璃,折射角小于入射角.假设发生全反射,折射角等于90°,那入射角必大于90°,不符合实际,比较空气和玻璃的密度关系可得出结论。【解答】(1)由表格中数据可知光从玻璃斜射向空气时,折射角、反射能量随着入射角的增大而增大;(2)由表格中数据知,当入射角达到41.8°时,反射能量达到100%,折射角为90°,就发生了全反射现象,所以当入射角t≥41.8°时,就发生了全反射现象;(3)根据光路可逆,当光从空气斜射向玻璃时,折射角小于入射角,因此折射光线不能消失,则不能发生全反射现象,比较玻璃和空气的密度大小关系,可猜想,光从密度较小的介质斜射入密度较大的介质时,折射角大于入射角,可能发生全反射现象。故答案为:(1)增大;(2)41.8;(3)光从密度较小的介质斜射入密度较大的介质。三平面镜成像特点探究1.(2024·杭州二模)如图甲所示是小金同学探究“平面镜成像特点”的实验装置。(1)A、B两根蜡烛的大小和形状相同,这样做的目的是;(2)小金同学按照如图甲所示测出来蜡烛和像的位置以及它们到平面镜的距离后,让蜡烛以1cm/s的速度在桌面上沿着平面镜向右水平直线移动,像相对于蜡烛的速度是cm/s;(3)实验中,若看到蜡烛A通过玻璃板成两个像,如图乙所示,其中距离观察者较近的像A'较(选填“亮”或“暗”);(4)丙图为猫咪照镜子的情境,若猫的头部位置保持不变,把镜子沿中间截成两半,将右边一半沿原来位置直线向右移一段距离,则左、右两半面镜子____。A.各成半个像,合起来成一个完整的像;B.左半边镜子成完整像,右半边不成像;C.都成完整的像,但两个像在不同位置;D.都成完整的像,且两个像在同一位置。【答案】(1)便于确定像的位置(2)0(3)亮(4)D【解析】【分析】(1)两根蜡烛的大小和形状应相同,当B与A的像重合时可知像与物大小相等,这样便于比较像和物的大小关系;
(2)物体在平面镜中成虚像,虚像和物体关于平面镜对称;
(3)玻璃表明比较光滑,而且是透明的,因此光线射到玻璃上,要发生反射和折射,这两种光现象都可以使蜡烛成像;平面镜成的像与物到镜面的距离相等;
(4)根据平面镜成像特点分析。
【解答】(1)A、B两根蜡烛的大小和形状应相同,便于确定像的位置;
(2)玻璃板沿CD移动时,蜡烛A的物距不变,像距也不变,像和物体位置关于玻璃板对称,像还在原来位置,所以像相对于蜡烛A不动,像相对于蜡烛的速度是0cm/s;
(3)光线射到玻璃上,要发生反射和折射,玻璃有两个表面,前表面直接反射,较亮,所以其中距离观察者较近的像较亮;
(4)平面镜所成的像,像和物体形状、大小相同,与平面镜的大小无关,半个平面镜仍能成完整像;平面镜左右两部分都能成完整的像,像与小猫关于镜面对称,因为将右边一半沿原来位置直线向右移一段距离,所以两个像的位置是相同的,故选:D。
故答案为:(1)便于确定像的位置;(2)0;(3)亮;(4)D。2.(2024七下·婺城期中)小科同学利用图甲所示装置做“探究平面镜成像规律”的实验中。一起完成以下问题:(1)为达到实验目的,小科最好选用的器材和实验环境是____(填字母编号)。A.用平面镜在明亮的环境中实验B.用茶色薄玻璃板在明亮的环境中实验C.用无色薄玻璃板在明亮的环境中实验D.用茶色薄玻璃板在较暗的环境中实验(2)小科把一块薄玻璃板放在水平放置的白纸上,把点燃的蜡烛A放置在玻璃板前,再拿一支与之完全相同的蜡烛B(不点燃),坚立在玻璃板后面,来回移动蜡烛B,直到看上去蜡烛B和点燃的蜡烛A的像为止。(3)改变蜡烛A的位置,重复以上实验。移去玻璃板,用直线把每次实验中的蜡烛A和它的像的位置连起来,接下来的操作是,并加以比较。(4)小柯为了探究平面镜成的像是虚像还是实像,设计了三种实验方案(如图乙所示),通过改变一块不透光木板(图中黑色长方形)的位置,人眼在不同的位置观察,从而达到探究目的。其中方案可行。【答案】(1)D(2)完全重合(3)分别测出像和物到平面镜的距离(4)C3.(2024七下·柯桥期中)小东站在试衣镜前,离镜子近时感觉看到自己在镜内的像就大些,离镜子远时感觉看到自己在镜内的像就小些。基于上述生活经验,小东同学借助家中常见生活物品来探究平面镜成像大小的特点。(1)[建立假设]平面镜成像时,.(2)[器材选择]厨房与客厅之间的玻璃门、拖鞋若干等。[方案设计]①将左拖鞋放在客厅的某一位置(如图甲);②将另一只拖鞋移至厨房,将其放到合适的位置:③观察移至厨房的鞋与左拖鞋所成的像是否完全重合:.④多次改变左拖鞋到玻璃门的距离,重复上述实验。[交流讨论]器材选择时,小科应选择(填“方案1”或”方案2”)两只拖鞋做实验。(3)实验过程中,若像与左拖鞋不能完全重合,可能的原因有(____)A.厨房地面比客厅高B.平面镜成的是虚像C.玻璃门与地面不垂直D.玻璃门下端有金属框影响,不能完整成像(4)若出现成像较暗,不易辨识的现象,你可以提供的解决方案是.【答案】(1)像的大小可能与物体到平面镜的距离有关(2)方案1(3)A;C(4)客厅灯打开或厨房灯关闭【解析】【分析】(1)平面镜成像可能与物体到平面镜的距离有关;
(2)像和物体左右相反;
(3)根据平面镜成的像与物关于平面镜对称分析解答;
(4)物体和环境对比度大,像清晰一些。
【解答】(1)离镜子近时感觉看到自己在镜内的像就大些,离镜子远时感觉看到自己在镜内的像就小些,猜想:像的大小可能与物到平面镜的距离有关;
(2)为了便于比较像与物体的大小关系,应选用两个完全相同但左右相反的拖鞋,故小明应选择方案1的两只鞋做实验;
(3)像与物是关于镜子对称的,实验时玻璃门不竖直放置或厨房地面与客厅地面高度不同,不论怎样移动后面的拖鞋都不可能与前面拖鞋的像完全重合,故AC说法正确;
(4)若出现成像较暗,不易辨识的现象,可以客厅灯打开或厨房灯关闭。4.(2024七下·长兴期中)兴趣小组用如图所示装置研究“平面镜成像特点”,其实验步骤如下:①将一块薄玻璃板竖直立在铺有白纸的水平桌面上;②取两支相同的蜡烛,点燃玻璃板前的蜡烛A,移动玻璃板后的蜡烛B,使它与蜡烛A在玻璃板后所成的像完全重合,并用笔在白纸上标记出蜡烛A和蜡烛B的位置;③多次改变蜡烛A的位置,重复前面的步骤;④用刻度尺分别测量蜡烛A和蜡烛B到玻璃板的距离。在此实验中:(1)步骤①中选用玻璃板代替平面镜的目的是。(2)步骤②中蜡烛B跟蜡烛A在玻璃板后所成的像完全重合,说明平面镜成像时,像与物的大小相等,这里采用了的科学方法。(3)为验证“平面镜成的像是虚像”,可进行的操作是。【答案】(1)便于确定像的位置(2)等效替代(3)将白纸放在蜡烛B的位置,观察白纸上是否有蜡烛A的像【解析】【分析】利用玻璃板透明的特点,可以观察到玻璃板的另一侧,便于找到像的位置.实验时采用两个完全相同的蜡烛,一支蜡烛放在玻璃板的前面并点燃,另一支放在玻璃板的后面,当玻璃板后面的蜡烛和玻璃板前面的蜡烛的像完全重合时,可以确定像的位置,同时也可以比较物像大小关系.
【解答】(1)利用玻璃板透明的特点,可以观察到玻璃板的另一侧,便于找到像的位置;
(2)像与物的大小相等,这里采用等效替代的科学方法,即用实际物体代替成的像;
(3)虚像不能呈现在光屏,实像可以呈现在光屏。5.(2024七下·温州期中)小新用如图甲所示实验装置探究“平面镜成像的特点”,把点燃的蜡烛A放在玻璃板前,在玻璃板的后面放一根完全相同但未点燃的蜡烛B,移动蜡烛B的位置使其与蜡烛A的像完全重合。然后在白纸上沿蜡烛A和B的边缘画圆(如图乙所示),分别测量A到玻璃板的距离LA,B到玻璃板的距离LB,多次改变蜡烛A的位置,重复以上操作,得到三组数据。次数123平均LA/cm4.005.006.005.00LB/cm4.005.006.005.00(1)蜡烛A通过玻璃板成的像为虚像,写出判断蜡烛A的像是虚像的方法及现象。(2)如图甲,小明仅将玻璃板从M位置水平向右移至N位置时,蜡烛A的像(填“向左移动”或“向右移动”或“不会移动”)。(3)小新将三组数据取平均值,得到LB和LA的平均值相等,并由此得出结论:像与物到平面镜的距离相等。请判断该数据处理方法是否正确并说明理由。【答案】(1)在像的位置放置一个光屏,光屏上承接不到像,说明是虚像。(合理即可给分)(2)不会移动(3)不正确,因为多次测量后,即可以比较蜡烛和像距离玻璃板的距离,不用求平均值。【解析】【分析】平面镜成像成的是正立等大的虚像。
【解答】(1)虚像不能在光屏上呈现,所以可以据此来判断像的虚实情况。
(2)平面镜成像中,物和像是关于平面镜对称的,左右移动平面镜,平面镜所处的还是同一个平面,物关于该平面对称的像位置不变。
(3)测像距和物距的目的就是比较两者的大小关系,所以不用取平均值。6.(2024七下·杭州期中)杭州观成实验学校在走廊上为同学们设置了许多围棋桌。小乐想用木质的围棋盘做平面镜成像实验。如图,小乐在ab处放置一块玻璃板,请你帮助小乐完成实验。(1)小乐用两颗相同的围棋子替代蜡烛,为了获得更好的成像效果,应该选择(选填“黑”或“白”)色的围棋。(2)选择围棋盘做平面镜成像实验的优点是:。(3)小乐在C点位置放置一粒围棋子,在玻璃板另一侧移动另一粒相同的围棋子,但无论怎样移动,始终无法与C点围棋子的像重合,原因可能是:。(4)改正错误后,小乐通过玻璃板观察到了两个像是由于。小乐测量了两个像之间的距离为1格,则玻璃板的厚度为格。【答案】(1)白色(2)方便记录相距与物距的大小关系(3)玻璃板与围棋桌面没有垂直放置(4)玻璃板有厚度;0.5【解析】【分析】(1)为了获得好的成像效果,需要物体“亮”一些,据此分析;
(2)将玻璃板和蜡烛下面放围棋盘进行实验,便于探究像和物与平面镜的位置关系;
(3)如果无论怎样移动围棋子都无法与像重合,则原因玻璃板没有竖直放置;
(4)根据平面镜所成像与物到平面镜的距离相等,进行分析。
【解答】(1)为了获得好的成像效果,需要物体“亮”一些,因白色能够增强光的反射,所以应该选择白色的围棋;
(2)若将玻璃板和蜡烛下面放围棋盘进行实验,这种做法的优点是方便记录相距与物距的大小关系;
(3)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围棋子都无法与像重合,则原因玻璃板与围棋桌面没有垂直放置;
(4)小乐通过玻璃板观察到了两个像是由于玻璃板有厚度;根据平面镜所成像与物到平面镜的距离相等可知,平面镜前后两面所成的像之间的距离为平面镜厚度的2倍,故平面镜的厚度为0.5格。
故答案为:(1)白;(2)方便记录相距与物距的大小关系;(3)玻璃板与围棋桌面没有垂直放置;(4)玻璃板有厚度;0.5。7.(2024九下·萧山月考)在探究“平面镜成像特点”的实验中,小金所在小组的同学们选取一块平板玻璃、两根完全相同的蜡烛A和B、刻度尺、白纸、火柴等器材进行实验,如图甲所示。请回答:(1)小金将蜡烛A竖直放在水平桌面的白纸上,点燃蜡烛A,他发现:平板玻璃中蜡烛A的像偏高且倾斜。你认为在图乙所示的1、2、3三幅图中,图是产生以上实验现象的原因;(2)在找准像的位置后,小金在白纸上标记出a、b、c三点,如图丙所示;他应分别测出(填“a、b”、“b、c”或“a、c”)两点到平板玻璃的距离进行比较;(3)如图所示,小金把四个模型分别面对平板玻璃直立在桌面上,用于研究像与物左右位置关系,最好选用(填字母编号)。【答案】(1)2(2)a、c(3)A【解析】【分析】(1)由平面镜的成像特点,像物关于镜面对称可知:玻璃板如果不竖直,蜡烛的像与蜡烛不能重合;根据平面镜的成像特点,像物关于镜面对称作出蜡烛的像点即可确定平板玻璃中蜡烛A的像偏低且倾斜的是哪一个;
(2)实验时应分别测出物体和像两点到平面镜的距离作为物距和像距,并加以比较;
(3)根据四个模型的结构和研究目的“研究像与物左右位置的关系”可做出选择。
【解答】(1)实验时平面镜必须要竖直放置,如果不竖直,不论怎样移动后面的蜡烛都不可能与前面蜡烛的像完全重合,由图可知,1图平面镜竖直放置,不会出现像偏高的情况,2和3图平面镜没有竖直放置,分别作出蜡烛A的关于平面镜的对称点可知,2图出现蜡烛A的像偏高且倾斜,3图平板玻璃中蜡烛A的像偏低且倾斜;
(2)由图可知,要分别测出物体和像两点到平面镜的距离作为物距和像距,则应分别测出a、c两点到平面镜的距离作为物距和像距,经多次试验得出:像和物到平面镜的距离是相等的;
(3)由图可知,四个模型分别为C、A、T、V,从模型上看,只有C左右不同,而A、T、V,左右相同,所以当小明把四个模型分别面对玻璃板直立在桌面上,用模型A、T、V不能达到实验目的,只有C左右不同,所以能够达到实验目的,故选A。
故答案为:(1)2;(2)a、c;(3)A。8.在探究光的折射规律时,从水面上方看水中的物体变浅了,为了确定水中物体所成像的位置,某学习小组进行了如下探究:A.把一个小灯泡a放在水中某处,观察灯泡所成像的位置。B.将另一个相同的小灯泡b放在水面上方,调整其位置,使它的像与灯泡a的像重合。C.用刻度尺测量灯泡b到水面的距离。(1)测量时,把刻度尺的零刻度线对准灯泡b,水面处对应的刻度如图所示,则灯泡b到水面的距离为mm。(2)灯泡a的像到水面的距离与灯泡b到水面的距离一定相等,依据是平面镜所成的像____。A.是虚像 B.和物体大小相等C.和物体到镜面的距离相等 D.和物体的连线与镜面垂直(3)测量时,如果直接将刻度尺竖直插入水中,使看到的零刻度线与灯泡a的像重合,则刻度尺在水面处的示数表示到水面的距离。【答案】(1)81.2(2)C(3)灯泡a【解析】【分析】(1)根据图片确定刻度尺的分度值,根据“测量值=准确值+估读值”记录测量结果;
(2)(3)根据平面镜成像“物像等距”分析。
【解答】(1)根据图甲可知,刻度尺的分度值为1mm,则灯泡b到水面的距离为:8.12cm=81.2mm;
(2)因为平面镜成正立、等大的虚像,并且像到平面镜的距离和物到平面镜的距离相等,所以灯泡a的像到水面的距离与灯泡b到水面的距离一定相等,故选C;
(3)测量时,如果直接将刻度尺竖直插入水中,使看到的零刻度线与灯泡a的像重合,则刻度尺在水面处的示数表示像距。根据“物像等距”可知,这个示数就是灯泡a到水面的距离。9.利用图甲装置探究平面镜成像特点在水平面上铺一张白纸,再将玻璃板竖直在白纸上,把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再拿一支外形完全相同但不点燃的蜡烛B竖立再玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合。(1)图乙是小强某次测量蜡烛A到平面镜的距离L,为cm;将蜡烛靠近玻璃板,像的大小将(选填“变大”“变小”或“不变”)(2)如果有5mm和2mm厚的两块玻璃板,应选择mm厚的玻璃板做实验比较合适;(3)在实验过程中,小丽移动蜡烛B,使它与蜡烛A的像完全重合,确定了像的位置,为了研究平面镜所成的是实像还是虚像,小丽用光屏代替蜡烛B,她(选填“能”或“不能”)用光屏接收到蜡烛A的像:(4)若将玻璃板向左倾斜,如图丙所示,观察到蜡烛A的像大致位置在图甲中的(①或②)处。【答案】(1)3.50;不变(2)2(3)不能(4)②【解析】【分析】使用刻度尺时要明确其分度值,起始端从0开始,读出末端刻度值,就是物体的长度;起始端没有从0刻度线开始的,要以某一刻度线为起点,读出末端刻度值,减去起始端所对刻度即为物体长度,注意刻度尺要估读到分度值的下一位。
(2)为了避免重像,平面镜应该选择薄一点的玻璃板。
(3)虚像不能用光屏承接。
(4)像与物关于平面镜对称。
【解答】(1)由图乙知:刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是0.1cm=1mm,即此刻度尺的分度值为1mm,物体左侧与0刻度线对齐,右侧与3.5cm对齐,估读为3.50cm,当物体靠近平面镜时,像的大小不变。
(2)为了避免重像,应该选择较薄的玻璃板,即选择2mm的玻璃板。
(3)平面镜所成的是虚像,不能用光屏承接,所以在光屏上不能看到像。
(4)物体与像关于平面镜对称,当玻璃板向左倾斜时,观察到蜡烛A的像大致位置在图甲中②的位置处。10.探究平而镜成像特点的实验如图甲所示(1)现有厚度分别为5mm和2mm的两块玻璃板,应选择mm厚的玻璃板做实验,目的是。(2)用玻璃板代替平面镜的原因是,便于研究平面镜的成像特点。(3)在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动,人眼一直在玻璃板的(填“前侧”或“后侧”)观察,直到蜡烛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(填“控制变量法”或“等效替代法”)。(4)用光屏在玻璃板后面无论怎样移动,在光屏上都(填“能”或“不能”)成像,说明平面镜所成的是像。(5)如图乙所示是从平面镜中看到墙上的时钟的像,请在图丙中画出时钟的实际时间。【答案】(1)2;防止厚玻璃板前后表面成两个像,影响实验效果(2)便于观察和确定像的位置(3)前侧;等效替代法(4)不能;虚(5)如图【解析】【分析】(1)玻璃板有前后两个面,光在上面发生两次反射形成两个虚像。且玻璃板越厚,两个虚像的距离越大,从而为寻找像的位置产生影响。
(2)玻璃板是半透明的,虽然成像没有平面镜清晰,但是透过它可以看到后面的物体,便于找到前面物体像的位置;
(3)根据平面镜成像时寻找像的位置的操作解答。等效替代法是在保证某种效果(特性和关系)相同的前提下,将实际的、陌生的、复杂的物理问题和物理过程用等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程代替来研究和处理的方法。
(4)实像由实际光线会聚而成,可以成在光屏上;否则为虚像。
(5)根据平面镜成像的对称性完成作图。
【解答】(1)现有厚度分别为5mm和2mm的两块玻璃板,应选择2mm厚的玻璃板做实验,目的是:防止厚玻璃板前后表面成两个像,影响实验效果。
(2)用玻璃板代替平面镜的原因是便于观察和确定像的位置,便于研究平面镜的成像特点。
(3)在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动,人眼一直在玻璃板的前侧观察,直到蜡烛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)用光屏在玻璃板后面无论怎样移动,在光屏上都不能成像,说明平面镜所成的是虚像。
(5)连接12点和6点的刻度线作为对称轴,然后根据“物像等距”在右侧找到时针和分针的端点对应的位置,最后与转轴相连,得到对应的分针和时针的位置即可,如下图所示:
11.(2022八下·象山期中)在探究“平面镜成像特点”的实验中,小丽同学选取一块薄平板玻璃、两根完全相同的蜡烛A和B、刻度尺、白纸、火柴等器材进行实验,如图所示:(1)小丽将蜡烛A竖直放在水平桌面的白纸上,点燃蜡烛A,她观察发现:平板玻璃中蜡烛A的像偏高且倾斜,你认为在如图所示的甲、乙、丙三幅图中,图是产生以上实验现象的原因。(2)正确做完某次实验后,将收集和处理的信息记录在白纸上,如图正确的是。实验表明:像与物体的大小;像到平面镜的距离物体到平面镜的距离。【答案】(1)乙(2)C;相等;等于【解析】【分析】(1)根据平面镜成像的对称性分析解答;
(2)①根据平面镜成像的对称性分析解答;
②根据平面镜成像的特点分析解答。
【解答】(1)根据平面镜成像的特点作图如下:
则图乙是产生以上实验现象的原因。
(2)①根据平面镜成像的特点可知,像和物体关于镜面对称,故选C;
②实验表明:像与物体的大小相等;像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离。12.(2023七下·金东期末)用如图甲装置,探究平面镜成像的特点:(1)在该成像实验中应选择;(选填“平面镜”或”玻璃板”)(2)将点燃的蜡烛1放在A位置,拿一支相同的蜡烛2竖立着在后面移动,直到看上去它跟蜡烛1的像完全重合时,该位置记为A';来回移动蜡烛的位置是为了确定的位置;(3)改变蜡烛1的位置,重复步骤(2),可得像与物位置的对应关系如图乙,可知平面镜成像时,像与物到镜面的距离。(4)将图乙中C处的蜡烛沿直线CC“向镜面位置移动1cm,像的大小的变化情况是。【答案】(1)玻璃板(2)像(3)相等(4)不变【解析】【分析】
(1)平面镜成像特点的实验中,关键是确定像的位置,选择玻璃板还是选择平面镜作为实验器材,不是看成像效果,而是看是否方便准确确定像的位置;
(2)在实验中为了便于研究像的大小与位置,应用两支相同的蜡烛,将另一支蜡烛放在像的位置与像进行比较;
(3)平面镜所成的像为虚像;
(4)像与物体关于平面镜对称;
(5)像与物体的大小相等。【解答】
(1)玻璃板透光,既可以看到A蜡烛在玻璃板后成的像A′,又可以看到玻璃后面的另一支蜡烛,让另一支蜡烛与A′完全重合,则这支蜡烛的位置就是像的位置,从而准确的确定了像的位置,如果用反射效果好的平面镜,尽管成像清晰,但无法看到后面的物体,所以无法确定像的位置;
(2)完全一样的蜡烛2与蜡烛1的像完全重合时,这样蜡烛2就可以替代蜡烛1的像了,从而确定了像的位置,大小关系;
(3)分析图乙可知,像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离,且像与物体的连线与平面镜垂直,即像与物体关于平面镜对称;
(4)根据平面镜成像特点可知,像物等距,故将图乙中C处的蜡烛沿直线CC'向玻璃板方向移动1cm,像的大小不变。
故答案为:(1)玻璃板;(2)像;(3)相等;(4)不变。13.(2023七下·金华期中)某兴趣小组在学习了光的反射后,对光的反射规律和平面镜成像特点分别进行了实验探究。下表是该小组为了验证平面镜成像特点,利用同一组蜡烛和三块玻璃板进行实验,记录数据如下:玻璃板厚度/mm555101010151515(2)题图像距/cm3.005.808.703.956.509.353.185.407.85物距/cm2.655.508.353.305.958.722.054.306.90像距与物距的差值/cm0.350.300.350.650.550.631.131.100.95请结合表中数据回答以下问题:(1)兴趣小组同学分析实验数据发现像距总是大于物距,其原因是。(2)保持蜡烛的位置不变,用不透明的物体将玻璃杯MN以下部分遮挡,则蜡烛所成的像___________________。A.完整,位置上移 B.半个像,位置不变C.完整,位置不变 D.不能成像(3)如图所示是该小组探究光的反射规律的实验装置,在平面镜上放一块硬纸板,纸板可以绕ON转折的E、F两部分组成。若使一束光贴着沿EO射到O点,则经镜面反射后的光将沿OF射出。若接下来要证明在光的反射中,光路是可逆的,则该小组应沿着方向射入一束光。(4)实验时,该小组先使E、F两部分位于同一平面内,再让一束光贴着纸板E射到平面镜上,但是在纸板F上没有看到反射光的径迹,原因可能是。【答案】(1)玻璃板太厚,蜡烛根据玻璃板前后两个反射面所成的像不重人侮听测具的具放后射面和后成像之间的距离(2)C(3)FO(4)纸板未与镜面垂直【解析】【分析】(1)在探究平面镜成像的实验中,玻璃板有两个反射面,则物体会在前后两个面上发生反射从而形成两个像。如果玻璃板太厚,那么这两个像的距离会比较大,从而导致像的位置测量误差较大。
(2)根据平面镜成像的对称性分析判断。
(3)根据图片可知,当入射光与原来的反射光线OF重合时,此时的反射光线与原来的入射光线EO重合,这说明光路是可逆的。
(4)反射光线和入射光线、法线在同一平面内,这个平面与镜面垂直。如果纸板与镜面不垂直,那么反射光线就不会呈现在纸板上,自然看不到它的存在,据此分析解答。【解答】(1)兴趣小组同学分析实验数据发现像距总是大于物距,其原因是:玻璃板太厚,蜡烛根据玻璃板前后两个反射面所成的像不重人侮听测具的具放后射面和后成像之间的距离。
(2)物体在平面镜中所成的像与平面镜的大小无关,则保持蜡烛的位置不变,用不透明的物体将玻璃杯MN以下部分遮挡,所成的像依然是完整的。由于平面镜和物体的位置不变,因此成像的位置保持不变,故选C。
(3)若使一束光贴着沿EO射到O点,则经镜面反射后的光将沿OF射出。若接下来要证明在光的反射中,光路是可逆的,则该小组应沿着FO方向射入一束光。
(4)实验时,该小组先使E、F两部分位于同一平面内,再让一束光贴着纸板E射到平面镜上,但是在纸板F上没有看到反射光的径迹,原因可能是纸板
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