专题05 光现象实验（原卷版）.docx

更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址： 专题05 光现象实验（原卷版） 类型一 探究光的反射定律 【方法技巧】 考点: (1)验证三线共面。 (2)反射角与入射角的关系。 (3)入射角变化时反射角的变化规律总结、光路可逆性。 技巧： 解答时从实验器材的特点入手，通过纸板的翻折验证出三线共面、根据两角的关系得出反射角等于入射角。 【专项训练】 1.用如图所示装置探究光的反射定律，白色硬纸板EF垂直于平面镜放置，能沿ON折转，ON垂直于平面镜． 角度　　　　 次数 1 2 3 4 5 6 入射角i 15° 30° 45° 60° 70° 80° 反射角r 15° 30° 45° 60° 70° 80° (1)让入射光贴着纸板EF沿AO射向平面镜上的O点，观察反射光的方向．多次改变入射光的方向，观察并描绘光的径迹，量出入射角i和反射角r，记录如上表．比较r和i，可以得出：光反射时，反射角________入射角． (2)纸板EF右侧没有沿ON折转时，能观察到反射光，有折转时，观察不到反射光，说明光反射时，反射光线、入射光线和法线在____________． (3)将一束光贴着纸板EF沿BO射到O点，光沿图中的OA方向射出，说明光反射时，光路是________的． (4)由于光在纸板上发生了________(选填“镜面反射”或“漫反射”)，所以从不同方向都可以观察到光在纸板上传播的径迹． 2.为了探究光反射时的规律，同学们进行如图所示的实验。 (1)为了完成实验，需要的测量工具是______。 (2)把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板ENF ______地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面。 (3)如图甲所示，使一束光贴着纸板射到О点，经平面镜反射后。沿另一方向射出。当入射角增大时，反射光线______(填“靠近”或“远离”)平面镜。 (4)某同学的实验数据如表，其中有一组数据测错了，这组数据是第______次实验的，原因可能是将反射光线与______的夹角当成反射角。改正该组数据后，同学们发现这次实验中的平面镜让入射光线改变了______度角。 次数 1 2 3 4 5 6 ∠i 20° 30° 40° 50° 60° 70° ∠r 20° 30° 40° 40° 60° 70° (5)如图乙，把纸板NOF向前折或向后折，在纸板上都不能看到反射光线，说明：反射光线、入射光线和法线______。 (6)试验中若保证激光笔的位置不变，将左侧纸板以ON为轴向后旋转，则在左侧纸板上______(选填“能”或“不能”)看到入射光线，此时在右侧纸板上______(选填“能”或“不能”)看到反射光线。 (7)保持图甲所示的E、F在同一平面，而把平面E、F一起向后倾倒使得整个平面与水平面成30°的夹角，仍然让光线AO沿纸板E射向镜面如图丙，则在F上______(选填“能”或“不能”)看到反射光线OB。 3.小宗在探究“光的反射定律”实验时，进行如所示的实验操作。 (1)他先将平面镜平放在水平桌面上，再把白色硬纸板放在平面镜上且与镜面保持______ ，白色的硬纸板表面应尽可能______ 。(选填“光滑”或“粗糙”) (2)小宗让入射光线贴着该纸板沿AO方向射向镜面，反射光线沿OB方向射出，并用量角器测量入射角和反射角大小，结果如图甲所示。接着小宗多次改变______ 方向，重复上述操作，最终才能得出“______ ”的普遍性规律。 (3)在实验过程中，若将硬纸板倾斜，如图乙所示，让入射光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面，此时反射光线与入射光线、法线______ 同一平面内，反射光线______ (以上两空选填“在”或“不在”)倾斜的硬纸板上；若此时通过平面镜观察纸板，则看到的图象应为丙图中的______ 。(此空选填“①”、“②”或“③”)。 4.在探究“光的反射规律”的实验中，为了确定反射光线和入射光线的位置关系，实验器材有：可旋转的光屏(如图甲所示，光屏的A、B两部分均可绕轴ON旋转)、平面镜和激光电筒。如图乙所示，将光屏立放在水平放置的镜面上，让激光电筒发出的光沿光屏A入射到O点。 (1)实验中，光屏A是用来呈现______ 光线的，为了观察到完整的光路，光屏B需旋转到图乙中的位置______ (填序号)； (2)旋转光屏A到位置1时，也同时需要旋转光屏B到位置3才能观察到完整光路，通过以上操作过程可知，要观察完整的光路，光屏A、B两部分旋转后要处于______ ； (3)记录多次实验光路，进一步研究发现反射光线和入射光线关于转轴ON对称，这条过入射点并______ 于镜面的直线ON叫做______ ，根据这条线便可以确定反射光线和入射光线的位置关系。 5.为了探究光反射时的规律，同学们进行如图所示的实验． (1)为了完成实验，需要的测量工具是________． (2)把一个平面镜放在水平桌面上．再把一张纸板ENF________地立在平面镜上．纸板上的直线ON垂直于镜面． (3)如图甲所示，使一束光贴着纸板射到O点，经平面镜反射后，沿另一方向射出．图中∠r是________(选填“入射”或“反射”)角． (4)当入射角增大时，反射光线________(选填“靠近”或“远离”)平面镜． (5)下表是实验中记录的数据： 次数 1 2 3 4 5 6 ∠i 20° 30° 40° 50° 60° 70° ∠r 20° 30° 40° 50° 60° 70° 分析实验数据可知：反射角________入射角． (6)如图乙，把纸板NOF向后折，在纸板上都不能看到反射光线，说明：反射光线、入射光线和法线________________． (7)在图甲中若将光线贴着纸板NOF沿记录的反射光线射向O点，发现反射光线和纸板上记录的入射光线重合，这说明在反射现象中________________． 类型二 探究平面镜成像的特点 【方法技巧】 （1）“等效替代法”的应用。实验中，用玻璃板而不用平面镜是为了便于确定像的位置；实验中为了确定像的位置和比较像与物体的大小关系，是用完全相同的蜡烛来探究的，这样使得复杂的问题简单化，这种方法在物理学中称为“等效替代法”。 （2）实验需要多次重复进行，目的是使实验结论具有普遍性。 【专项训练】 1.小明同学在“探究平面镜成像特点”的实验时，所用的实验器材有带底座的玻璃板、白纸、笔、火柴、光屏、刻度尺、两支外形相同的蜡烛A和B。 (1)选用玻璃板代替平面镜，主要是为了便于______。 (2)在竖直放置的玻璃板前点燃蜡烛A，拿______(选填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B竖直在玻璃板后面移动，在寻找蜡烛A的像的位置时，移动玻璃板后的蜡烛B，眼睛在蜡烛______(选填“A”或“B”)这一侧观察，使它与蜡烛A在玻璃板中所成的像重合。 (3)为了确定像的虚实，移动蜡烛B，在其原来位置上放置一块光屏，眼睛应该在图中的______(选填“A”或“B”)这一侧观察光屏上是否有像；光屏上无法呈现蜡烛的像，这说明平面镜成的是______(选填“虚”或“实”)像。 (4)当蜡烛A向玻璃板靠近时，像的大小______。 (5)为了让右座的同学也能够看清蜡烛的像，小明只将茶色玻璃板向右平移，则蜡烛像的位置______(选填“向右移动”“向左运动”或“不变”)。 (6)实验结束后，小明无意间从平面镜中看到墙上的电子钟的像如图乙所示，这时的时间是______。 2.如图甲所示是探究“平面镜成像特点”的实验装置图． (1)实验时，不采用平面镜而采用透明薄玻璃板，不仅能观察到蜡烛的像，也便于__________________． (2)在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，可以看到蜡烛A在玻璃板后面的像，取一支外形相同但不点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合．在比较物与像的大小关系时，蜡烛B替代的是________(选填“蜡烛A”或“蜡烛A的像”)．看到蜡烛A的像是由光的________(选填“反射”或“折射”)形成的． (3)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A的像． (4)实验过程中如果玻璃板没有垂直架在纸上，而是如图乙所示倾斜，蜡烛A的像应是图中的________(选填“A1”“A2”或“A3”)． 3.小明用茶色玻璃板和两个相同的棋子做探究像与物到平面镜距离关系的实验。 (1)将玻璃板竖直立在水平桌面上，在白纸上沿玻璃板前后两表面画线MM/和NN/。 (2)在玻璃板前放棋子A，将棋子B放到玻璃板后，使它与___________重合。 (3)在白纸上沿棋子A和B的边缘画图，测量A的直径为0.70cm。 (4)改变A的位置，将数据记录在下表中，表中有一组数据异常，该组数据是___ cm，该数据最有可能是_________________________的距离。 次数 1 2 3 4 LA/cm 4.00 6.40 7.10 8.80 LB/cm 3.70 5.40 6.80 8.50 (5)修正(4)中异常数据后，比较LB和LA，发现LB总是小于LA，为准确获得实验结论，请你对小明实验中的错误操作进行纠正，答：_____________________。 (6)另一组同学用另一块玻璃板测得的是A，B到玻璃板同一个面的距离；发现每组数据的物距都比像距小4mm，他的错误是___________________________________________，由此推断玻璃板厚度为______mm。 4. 如图1是“探究平面镜成像特点”的实验装置图。 (1)实验室提供了厚薄不同的两块玻璃板，你应选择______(厚/薄)玻璃板进行实验； (2)在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B(与蜡烛A大小相同)竖立在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的______(前侧/后侧)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______(控制变量法/等效替代法/转换法)： (3)移去蜡烛B，在其原来位置上放置一块光屏，直接观察光屏，光屏上______(能/不能)出现蜡烛的像，说明物体通过平面镜所成的像是______(虚/实)像： (4)实验时，将蜡烛A逐渐靠近玻璃板时，它的像的大小______(变大/不变/变小)； (5)实验中，让玻璃板沿OO'轴(如图中玻璃板与桌面的接触部分)方向水平向右移动，结果他发现镜中的像相对于A______(向右/向左/不)移动，他又将玻璃板绕OO'轴转向自己，发现镜中的像______(转向自己/转离自己/不动)。 (6)小刚根据所学的平面镜知识，设计了如2图所示为水位测量仪的示意图，A点与光屏PQ在同一水平面上，从A点发出的一束与水平面成45°角，方向不变的激光，经水面反射后，在光屏上的B点处形成一个光斑，光斑位置随水位变化而发生变化。若A点与水面相距3m，则A与它在水中的像A'之间的距离为______m；若光斑B向左移动了1m，说明水位______(上升/下降)了。 类型三 探究光的折射规律 【方法技巧】 考点： （1）两角的识别。 （2）两角的大小关系。 （3）实验数据的分析。 （4）光路可逆性的验证。 技巧： 解答时以实验现象为切入点，以实验数据为关键点得出所需验证的结论。 【专项训练】 1.在“初识光的折射现象”和“探究光的折射特点”实验中： (1)如图甲，小明将一束激光射至P点，形成一个光斑，向水槽内慢慢注水，水槽底部光斑的位置将________________(选填“向左移动”“向右移动”或“不动”)，这说明光从空气斜射入水中时，传播方向______(选填“会”或“不会”)发生偏折．实验中光在空气中的传播路径并不清晰，为解决此问题，他在水面上方喷了一些__________． (2)如图乙，小明继续探究“光从空气射入水中时的折射特点”，他使用可折转的光屏，是为了研究折射光线、入射光线和法线是否____________．如图丙，他将光沿着AO方向射向水面上的O点，光在水中沿着OB方向射出，调整激光笔使入射光逐步偏向法线，折射光也逐步偏向法线，说明光从空气斜射入水中时，入射角减小，折射角随之______(选填“增大”“减小”或“不变”)．当光沿着NO方向射入时会沿ON′方向射出，此时折射角为______度． 2.某实验小组用如图所示的器材探究“光由空气进入玻璃”中的情形，实验所测数据如表格一。又继续探究了“光由空气进入水”中的情形，实验所测数据如表格二。 表格一： 实验次数 1 2 3 4 入射角i 0° 30° 45° 60° 玻璃中折射角r 0° 17° 24° 30° 表格二： 实验次数 1 2 3 4 入射角i 0° 30° 45° 60° 水中折射角r 0 22° 35° 40° 分析以上数据可得： (1)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)当光从空气斜射入玻璃或水中时，折射角与入射角的大小关系是：折射角______入射角，且折射角随着入射角的增大而______(填“增大”或“减小”)。 (3)当光以相同的入射角由空气斜射入不同的介质中时，不同介质对光的折射本领是______(选填“不同”或“相同”)的，水和玻璃相比，______的折射本领更强。 3.为了研究光从一种介质射入另一种介质时的传播情况，甲组同学进行了如图所示的实验．他们先将激光束从空气中以相同的方向从入射点O分别射入不同介质，实验现象如图(a)、(b)、(c)所示，根据实验现象归纳得出初步结论(图中AO是入射光线，OB是折射光线)： (1)由图(a)、(b)或(a)、(c)可得：__________________________________________________． 为了进一步探究，他们继续实验，将i叫做入射角，r叫做折射角，实验中逐渐增大入射角(i1<i2<i3)，实验现象如图(d)、(e)、(f)所示．根据实验现象及相关条件，可归纳得出初步结论： (2)由图(d)、(e)、(f)可得：________________． 4.某小组同学为了探究光从一种介质斜射入另一种介质时的传播情况。进行了如图1所示的实验，得到的数据分别填入表一、表二、表三中。 表一(光从空气射入水中) 实验 序号 入射角 (度) 折射角(度) 1 55° 40° 2 45° 30° 3 20° 15° 表二(光从空气射入玻璃中) 实验 序号 入射角 (度) 折射角 (度) 4 55° 35° 5 45° 25° 6 20° 10° 表三(光从水中射入空气中) 实验 序号 入射角 (度) 折射角 (度) 7 15° 20° 8 30° 45° 9 40° 55° (1)分析比较实验序号1、2或3(或表二中的4、5或6或表三中的7、8或9)中的数据，可得出的初步结论是：当光从一种介质斜射入另一种介质时，______。 (2)分析比较实验序号1、2和3(或表二中的4、5和6)中折射角随入射角的变化关系，可得出的初步结论是：当光从空气斜射入其它介质时，______。 (3)分析比较实验序号3与7、2与8、1与9中的数据，可以发现光的折射现象也遵循光路______的规律。 (4)分析比较实验序号1、2或3(或表二中的4、5或6)中折射角与入射角的大小关系，可得出的初步结论是：当光从______。 (5)小王同学在(4)实验步骤的基础上继续实验，发现了如图2所示的实验现象，并在此基础上对折射光线的变化趋势进行了合理的猜测：当继续增大入射角时，可能发生的现象会是以下选项中的______项。 更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：