初中物理光现象实验--4.光现象——实验专题练习

光现象实验专题

一、光的直线传播

1、为了研究影子长度与哪些因素有关，某科学兴趣小组的同学做了如图所示实验：在水平地面上竖直固定一根长杆，长杆上装有一个可以上下移动的点光源A，再在地面上竖立一根短木条（短木条始终低于点光源A）。

（1）保持短木条的长度和位置不变，该同学将点光源A从图示位置逐渐向上移动，测得数据如下表：

点光源的高度H／cm20 30 40 50 60

影子长度L／cm30 15 10 7．5 6

该科学兴趣小组同学做此实验，想要验证的假设是____________________________。

（2）分析上述实验数据还可旋拂：在点光源逐渐上移过程中，若点光源高度的增加量相同，则影子长度L的变化量__________。（选填“增大”、“减小”或“不变”）

（3）图中S表示点光源到短木条的距离，如果要研究影子长度L与点光源到短木条的距离S 的关系，应如何操作 __________________________________。

2、小孔能成像，但所成像的形状和哪些因素有关呢？小华决定做实验进行研究.她在两个相同的空罐底部中央分别打上圆孔和方孔，再用两片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上.接着她将圆形小孔和方形小孔分别正对烛焰和发光的灯丝，并保持小孔到它们的距离相等.小华看到了烛焰和灯丝通过小孔所成像的各种情况如图17所示.

（1）比较甲、乙两图，实验条件中只有不同，而所成的像却相同.由此可知：小孔成像，像的形状与所研究的那个因素（有关/无关）. （2）比较甲、丙两图可知，小孔成像，像的形状与有关. （3）根据以上探究结论，可以作出如下判断：丁图中灯丝所成像的形状与丙图中灯丝所成像的形状（相同/不同）.

3、小明同学用易拉罐做小孔成像实验，他用钉子在易拉罐底部中央戳了个三角形的小孔．

（1）小明把易拉罐正对着点燃的蜡烛(如图1所示)，则在半透明纸上会看到蜡烛的______（选填“正立”或“倒立”）的像，这现象可用光的_________________知识解释．

（2）小明实验时发现小孔成像的大小会变化，于是他设计实验探究小孔所成像的大与哪些因素有关．他猜想所成像的大小可能与蜡烛到小孔的距离、物体的高度以及像到小孔的距离有关．于是他用同一支蜡烛实验，且保持蜡烛到小孔的距离不变，在多次改变小孔到半透明纸之间的距离时，他测出了像的高度（见下表）．

小孔到半透明纸的距离s／cm 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 像的高度h／cm 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0

请你根据表中的数据在图2中画出h与s的关系图像．

（3）从图像中可以看出：当蜡烛和小孔的距离保持不变时，半透明纸离小孔越远，所成的像越_________．

（4）请你根据有关结论判断：当半透明纸距小孔12 cm时，像的高度是________cm．

（5）通过实验，小明得到了正确的结论后很高兴．但他又想，像的大小会不会跟蜡烛离小孔的距离有关呢?在设计这个实验时小明应注意控制_____________________、

________________________不变．

二、光的反射

4、在探究“光的反射规律”实验时，进行如图14所示的实验操作．

（1）让光线贴着纸板沿AO方向射向镜面，反射光线沿OB方向射出，如图14甲所示，反射

角入射角．

（2）在实验过程中，若将纸板倾斜，如图14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（选填“在”或“不在”）同一平面内，在纸板上（选填“能”或“不能”）看到反射光线．

5、为了探究光反射时的规律，小明进行了如图15所示的实验。

（1）请在图中标出反射角的度数。

（2）实验时从光屏前不同的方向都能看到光的传播路径，

这是因为光在光屏上发生了反射。

（3）若将F板向后折转一定的角度，则在F板上（填“能”或“不能”）看到反射光，此

时反射光线和入射光线（填“在”或“不在”）同一平面内。

（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方向射出，这表

明：。

6、如图所示，把一可沿ON折叠的白色硬纸板放置在平面镜上，使一束光紧贴硬纸板射向镜面上

的O点，在纸板上描出入射光线AO和反射光线OB，并测出反射角和入射角．改变光的入射角度，

重复上述实验步骤．

（1）该实验探究的问题是_______

A．光能否发生反射？ B．光线是否沿直线传播？

C．光是否只能在镜面上反射？ D．反射光线的位置有什么规律？

（2）硬纸板放在平面镜上时，要保持与镜面_______

（3）将ON右侧纸板向后折，就看不到反射光线，这说明反射光线和入射光线在_______

（4）接下来，如果想探究对于已知光路，光能否沿它的反方向传播，请你简要说明做法

_______________________________

让光线沿着纸板上已经画出的一条反射光线射到平面镜上的O点，观察反射光线是否与原入射光

线重合；选择其他反射光线，重复上述步骤

三、平面镜成像

7、如图是“探究平面镜成像特点”的情景：竖立的透明玻璃板下方放一把直尺，直尺与玻璃板垂直；两支相同的蜡烛A、B竖立于玻璃板两侧的直尺上，以A蜡烛为成像物体;

（1）为便于观察，该实验最好在_______环境中进行（选填“较明亮”或“较黑暗”）；此外，采用透明玻璃板代替平面镜，虽然成像不如平面镜清晰，但却能在观察到A蜡烛像的同时．也能观察到_______，巧妙地解决了确定像的位置和大小的问题

（2）点燃A蜡烛，小心地移动B蜡烛，直到与A蜡烛的像为止，这时发现

像与物的大小_______；进一步观察A、B两支蜡烛在直尺上的位置发现，

像和物的连线与玻璃板_______．像和物到玻璃板的距离_______．

（3）为证实上述有关成像特点是否可靠，你认为应采取项操作。

A．保持A、B两支蜡烛的位置不变，多次改变玻璃板的位置进行观察

B．保持玻璃板位置不变，多次改变A蜡烛的位置，进行与上述（2）相同的操作.

8、如图所示是探究“平面镜成像的特点”的情景：竖立的薄透明玻璃板下方放一张白纸，再准备

A、B两支大小、外形完全一样的蜡烛，然后把点燃的蜡烛A立在玻璃板前，又把蜡烛B放在玻璃板后面，以A蜡烛为成像物体．

(1)该实验选择两个相同的蜡烛A和B，是为了比较像与物的关系．

(2)该实验采用透明薄玻璃板代替日常使用的平面镜，能在观察到A蜡烛像的同时，也能观察到，从而确定，此时成像的清晰度比日常使用的平面镜（选填“好一些”或“差一些”）．(3)将蜡烛B在玻璃板后的纸面上来回移动，发现无法让它与蜡烛A的像完全重合，你分析出现这种情况的原因可能是．

(4)解决以上问题后，蜡烛B与蜡烛A的像能够完全重合，此时若将蜡烛A靠近玻璃板时，则像将（选填“靠近’或“远离”）玻璃板移动，像的大小（选填“变大”、“变小”或“不变”）．

(5)实验中，当蜡烛B与蜡烛A的像完全重合时，撤去蜡烛B，并在原蜡烛B的位置放一与玻璃板平行的光屏，则光屏上（选填“能”或“不能”）显示蜡烛A的像，说明物体通过平面镜所成的像是像．

(6)如图是某实验小组的同学经过三次实验后，在白纸上记录的像与物对应点的位置．他们接着就连接像与物的对应点，判断连线与镜面是否，再分别测

量的距离，判断像与物是否关于平面镜对称．

9、小红同学在做“探究平面镜成像”的实验时，将一块玻璃板竖直架在水平台上，再取两段完全相同的蜡烛A和B，点燃玻璃板前的蜡烛A，进行观察，如图所示，在此实验中：

(1)小红选择玻璃板代替镜子进行实验的目的是__________．

(2)所用刻度尺的作用是便于比较像与物________关系．

(3)选取两段完全相同的蜡烛是为了比较像与物的__________关系．

(4)移去后面的蜡烛B，并在其所在位置上放一光屏，则光屏上__________接收到蜡烛烛焰的像(填“能”或“不能”)．所以平面镜所成的像是__________像(填“虚”或“实”)．

(5)小红将蜡烛逐渐远离玻璃板时，它的像__________ (填“变大”、“变小”或“不变”)．

四、光的折射

10、某小组同学在“研究光的折射规律”的实验中，选用不同颜色的光（红

光、黄光和紫光），分别以不同的入射角i从空气射入玻璃砖中，如图所

示，每次的入射点均为O点，然后测出折射光线对应的折射角r并记录在

下表中。实验过程中，他们通过网上查阅相关物理资料发现不同颜色的光

在同种介质中的传播速度是不同的，对于红、黄、紫三种颜色的光，红光

在玻璃中的传播速度最快，黄光次之，而紫光在玻璃中传播速度最慢。

表一（红光光源实验）

实验

序号入射角

i

（度）

折射角

r（度）

1 0 0

2 25 16.4

3 50 30.7 表二（黄光光源实验）

实

验

序

号

入射角

i

（度）

折射角

r

（度）

5 0 0

6 25 15.7

7 50 29.4

表三（紫光光源实验）

实验

序号

入射角

i

（度）

折射角r

（度）

9 0 0

10 25 15.1

11 50 28.2

12 75 36.6

4 7

5 40.1 8 75 38.3

（1）初步分析三个表中的数据，可以看出，当光从一种介质进入另一种介质中时，光的传播方向（选填“一定”或“不一定”）发生改变。

（2）分析比较实验序号的数据及相关条件，可以得到初步结论：不同颜色的光从空气中以相同的入射角斜射入另一种介质时，光在这种介质中传播速度越慢，折射角越小。

（3）请进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及相关条件，并归纳得出结论。

①综合分析比较表一（或表二或表三）中的数据及相关条件，可以得出结论：同种颜色的光从空气斜射入同种介质中时，；

②综合分析比较表一、表二和表三中的数据及相关条件，可以得出结论：不种颜色的光从空气斜射入同种介质中时，。

11、某同学在做探究光的折射特点实验，右图是光从空气射入水中时的光路．实验中发现，入射光线、折射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧．通过实验还得到如下数据：

入射角α０°15°30°45°

60°

反射角

β

０°15°30°45°60°

折射角

γ

０°11°22.1°35.4°40.9°

(1)分析表中数据，可得出结论：

①光从空气斜射到水面时，将同时发生和现象；

②光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的变化关系是：，且折射角（大于／等于／小于）入射角．当光从空气垂直射到水面时，折射角等于零．该同学根据上述实验中的发现和结论②总结出了光的折射特点．

(2)请你对该同学通过上述探究实验得出光的折射特点的过程作出评价．是否存在不足？

答：（是／否）；请简要说明理由：．

12、小军同学在研究光的折射现象时，发现折射角会随着入射角的增大而增大，但增加的角度并不相等，谁的增加量更大呢？小军想通过实验对这一问题进行研究，实验步骤如下：

①将半圆形玻璃砖放在标有角度的圆盘上，使二者的圆心重合，如图16所示。

②将一束激光射向圆心O，激光在O处发生折射；

③读出入射角和折射角的大小，并记录在下面的表格中；

实验次数 1 2 3 4

入射角i0°30°45°60°

折射角r0°21°30°38°

④逐渐增大入射角，重复②③步骤数次；

⑤对记录的数据进行处理，并比较入射角增加量与折射角增加量的大小，得出结论。

（1）图中光线的入射角大小为_______，折射角大小为_______。

（2）分析表格中的数据，入射角增加量与折射角增加量的大小，谁的更大呢？。

（3）分析表格中的数据，你一定还会有所发现，请写出两点。

；

。

五、光的色散

13、钞票的某些位置用荧光物质印上了标记，在紫外线下识别这些标记，是一种有效的防伪措施。某同学在较暗的环境中做了下列三次实验

（1）如图甲所示，他用紫外线灯照射面值为100元的钞票，看到“100”字样发光。这表明紫外

线能使发光。

（2）如图乙所示，他用紫外线灯照射一块透明玻璃，调整透明玻璃的位置和角度，看到钞票上的

“100”字样再次发光。这表明紫外线能被透明玻璃。

（3）如图丙所示，他把这块透明玻璃放在紫外线灯和钞票之间，让紫外线灯正对玻璃照射，在另一侧无论怎样移动钞票，“100”字样都不发光。他做这次实验是为了探究。

14、如图所示，冬冬在探究光的色散现象时，看到白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带，冬冬对产生的原因进行了思考．受此启发，在测量凸透镜的焦距时，冬冬想：如果分别用红光和紫光平行于同一个凸透镜的主光轴射入，用红光、紫光测出的凸透镜的焦距是否不同呢?请写出你的推断：用色光测出的凸透镜的焦距大，你推断的理由是：．

15、如图所示，让一束太阳光通过挡光板的夹缝照射到三棱镜的一个侧面上，用光屏接收到从三棱镜的另一侧出射的光线。

(1) 实验时，一边慢慢转动三棱镜，一边注意观察光屏，在光屏上可观察到彩色光带，这说明___________________。

(2) 如果分辨不清光屏上彩色光带的色彩，可以适当_________(选填“增大”或“减小”)光屏与三棱镜间的距离。

(3) 光屏上A、B是彩色光带边缘的色光，其中B为光，用温度计测试不同区域内光的热效应时，为了使它的示数变化更明显，改进措施

是。

16、盛夏来临，人们又为“怎样才能晒不黑”而犯愁。资料表明：将皮肤晒黑的罪魁祸首是太阳光中的长波紫外线。“好奇实验室”为此检测了若干衣服的防晒效果。

检测方法：先用光纤探头和计算机测算出阳光中长波紫外线的强度；再把衣服挡在光纤探头上，测算出透射到光纤探头上的长波紫外线强度。利用前后两次测得的长波紫外线的强度计算出长波紫外线的透过率。实验数据如下表所示：

实验序号衣服材质衣服布料层数长波紫外线透过

率

1

天蚕丝1 12％

2 2 5％

3

化纤1 28％

4 2 14％

5 全棉T恤（白色） 1 7％

6 全棉T恤（黑色） 1 4％

分析表中数据，回答下列问题：

（1）该实验是通过比较来分析衣服的防晒效果的。

（2）比较实验12或34得到的结论

是。

（3）根据测量结果，请向你的家人提出一条夏季户外活动时着装的建议

.

红纸绿纸蓝纸白纸黑纸

红光红黑黑红黑

绿光黑绿绿黑

17、小明用红、绿、蓝、白、黑五种种

颜色的彩纸和不同

颜色的彩灯研究颜色，他用不同的彩灯照射到彩纸上，观察颜色的变化，记录表格如下：

（1）把以上表格补充完整；

（2）由第2—4列数据可以得到的规律是：不透明的物体反射与它颜色_____（“相同”或“不同”）的色光，吸收与它颜色________（“相同”或“不同”）的色光；

（3）由第5列数据可以得到的规律是：________的物体会反射所有的色光；

（4）由第6列数据可以得到的规律是：黑色的物体可以_________________；

（5）由此启发，小明在用温度计测试不同光的热效应时，可以将温度计 ，从而

使它的示数变化更快。小明在次实验中发现 的热效应最强。

参考答案

1、（1）影子长度可能与点光源的高度有关；（2）减小；

（3）控制点光源的高度和短木条的长度不变，改变短木条的位置，测出多组L 和s 。

蓝光 黑 黑 蓝 蓝 白光 红 绿 蓝 黑

2、（1）小孔的形状无关（2）物体的形状（3）相同

3、（1）倒立直线传播（2）图略（3）高（4）6.0 （5）物体的高度像到小孔的距离（每空1分）

4、（1）等于（2）在不能

5、（1）400（2）漫（3）不能在（4）在光的反射中，光路是可逆的

6、（1）_D （2）垂直（3）同一平面（4）让光线沿着纸板上已经画出的一条反射光线射到平面镜上的O点，观察反射光线是否与原入射光线重合；选择其他反射光线，重复上述步骤（

7、较暗蜡烛B 重合相等垂直相等 B

8、（1）大小（2）蜡烛B、A蜡烛像的位置、差一些（3）玻璃板没有竖直放置

（4）靠近、不变（5）不能、虚（6）垂直、对应的两点到镜面

9、(1)能准确找到像的位置(透光、成像);(2)到平面镜的距离;(3)大小;(4)不能，虚; (5)不变.

10、（1）不一定；（2）2、6、10或3、7、11或4、8、12；（3）①折射角小于入射角，且折射角随着入射角的增大而增大；②在介质中传播速度越慢的光折射本领越强。

11、(1)①折射反射

②折射角随入射角的增大而增大（或折射角随入射角的减小而减小）小于

(2)是探究过程不完整，还应该做其他多种透明介质之间的折射实验（回答合理均得分）

12、

13、（1）荧光物质（2）反射（3）紫外线能否透过玻璃（玻璃对紫外线的吸收能力；玻璃对紫外线的反射能力等）

14、红光，凸透镜(或三棱镜)对红光偏折的程度小

15、太阳光是由多种色光组成增大紫温度计的玻璃泡涂黑

16、

17、