初中物理光现象实验题

实验探究

（1）探究晶体熔化时温度的变化规律

如图甲是某晶体熔化时温度时间变化的图像，下表是几种晶体的熔点表。

晶体	熔点 ${/}^{°}\text{C}$	晶体	熔点 ${/}^{°}\text{C}$
铝	660	萘	80.5
铅	328	海波	48
锡	232	冰	0

①根据上述信息判断，该晶体可能是　         　。

②图甲中　      　段表示该晶体的熔化过程，此过程中它的内能　　        。

（2）探究凸透镜成像规律

①蜡烛和凸透镜置于光具座上图示位置，凸透镜焦距为 $10\mathit{cm}$，调节光屏位置，光屏上会出现清晰的　　    （选填“放大”“等大”或“缩小”）的像，据此规律可制成　　     。

②保持蜡烛和光屏位置不动，将凸透镜逐渐向　     　移动，光屏上能成清晰缩小的像。

（3）探究平面镜成像特点

①如图丙，把一只点燃的蜡烛 $a$放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像，再拿一只外形相同但不点燃的蜡烛 $b$　      　，以确定像的位置。

②将蜡烛向镜面靠近，所成像的大小　       　。

小明探究“光的折射规律”时，做了两个实验，如图所示。对比两图，你有什么发现？　                    　。根据这两幅图，请你提出一个有探究价值的问题：　                          　。

利用图甲装置探究“平面镜成像的特点”：在水平桌面上铺一张白纸，再将玻璃板竖立在白纸上，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 $B$竖立在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛 $A$的像完全重合。

（1）把光屏放在玻璃板后，无论如何移动，都不能承接到蜡烛 $A$的像，说明平面镜所成的像是　      　像。

（2）图乙是小强某次测量蜡烛 $A$到平面镜的距离 $L$为　       　 $\mathit{cm}$；将蜡烛靠近玻璃板，像的大小将　      　。（选填“变大”、“变小”或“不变”）

（3）若将玻璃板向左倾斜，如图丙所示，观察到蜡烛 $A$的像的大致位置在图中的　   　（选填“①”或“②”）处。

在“探究平面镜成像的特点”实验中，如图1所示：

（1）用玻璃板作为平面镜是为了　                　。

（2）为了得到像和物体到平面镜的距离关系，需要将镜前蜡烛放在　          　位置进行多次实验（选填“同一”或“不同”）。

（3）将蜡烛远离平面镜移动一段距离，蜡烛的像的大小将　        　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。将一光屏放在镜后，无论如何移动，在光屏上都不能得到蜡烛的像，说明平面镜所成的像是　         　像。

（4）在“探究光反射时的规律”实验中，把平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板 $\mathit{ENF}$　　         地立在平面镜上，如图2甲所示，这是为了在纸板 $\mathit{ENF}$上同时呈现入射光线和反射光线。把纸板 $\mathit{NOF}$向前折或向后折，如图2乙所示。在纸板上　　         （选填“能”或“不能”）看到反射光线，说明反射光线、入射光线和法线都在同一平面内。

在“探究光的反射规律”的实验中，平面镜水平放置，白色纸板竖直立在平面镜上，纸板由 $E$、 $F$两部分组成，可绕竖直接缝 $\mathit{ON}$翻转，如图1所示。

实验次数	入射角	反射角
1	$30°$	$30°$
2	$45°$	$45°$
3	$60°$	$60°$

（1）实验中还需要的器材是：　 　、激光笔和铅笔。

（2）将一束光贴着纸板 $E$沿 $\mathit{AO}$射到 $O$点，纸板 $F$上会显示出反射光束 $\mathit{OB}$；为探究反射光和入射光是否在同一平面内，下一步的操作是：　　。

（3）使光束以不同角度入射进行实验，测量数据如上表所示。由此可得：在反射现象中，　　。

（4）如图2所示，已知入射光线与反射光线的夹角为 $90°$，请在图中画出平面镜的位置并标出反射角的度数。

运用知识解决问题：

（1）叉鱼时要瞄准鱼的下方，因为水中的鱼反射的光在水面发生折射，折射光线　　法线，人逆着折射光线看到水中鱼的虚像在其　　（填“上方”或“下方” $)$。

（2）请画出图1中经凹透镜折射后的光线。

（3）如图2是 $200g$冰的熔化图象，它在 $\mathit{CD}$段吸收的热量是多少？（请写出计算过程）

回顾实验和探究（请将下列实验报告中的空缺部分填写完整） $:$

（1）探究水沸腾时温度变化的特点：

表格	时间 $/\mathit{min}$ 0 1 2 3 4 5 6 7 温度 ${/}^{°}\text{C}$ 90 92 94 96 98 98 98 98
结论	水沸腾过程中，不断吸热，温度保持　　 ${}^{°}\text{C}$不变。
方法	实验中通过　　来说明水吸收热量的多少，运用的科学方法是转换法。
问题	再增加烧杯、红墨水和滴管，可验证“热运动和温度的关系”；分别在质量相等的 ${30}^{°}\text{C}$、 ${50}^{°}\text{C}$、 ${80}^{°}\text{C}$的水中滴入等量红墨水，观察水的颜色变化快慢。设计记录表格： 实验次数 1 2 3

（2）探究光的反射定律：

过程 方法	如图，让一束光贴着纸板沿 $\mathit{EO}$射到 $O$点，把纸板 $\mathit{NOF}$向后折，在 $\mathit{NOF}$面上　　（填“能”或“不能” $)$观察到反射光线。这说明：在反射现象中，反射光线、入射光线和法线在　　。运用的科学方法是　　法。
问题 结论	如图， $a$、 $b$是两支相同的蜡烛，当 $b$与 $a$的像完全重合时，移去 $b$换上光屏，光屏上观察不到像，说明 $a$的像是　　（填“实像”或“虚像” $)$。

为了“探究光反射时的规律”，实验小组的同学选用了平面镜、纸板、激光器和几种不同颜色的笔，依据教材设计了如图所示的实验。

次数	$\angle i$	$\angle r$
1	$70°$	$70°$
2	$45°$	$45°$
3	$30°$	$30°$

（1）实验中还需要的器材是　　。

（2）实验中为了使光线能在纸板上显示出来，方便实验研究，你该采取的操作是　　。

$A$．向纸板喷烟或雾   $B$．使光束垂直纸板射到 $O$点   $C$．使光束贴着纸板射到 $O$点

（3）改变光束入射的角度，多做几次，换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。取下纸板，测量 $\mathit{ON}$两侧的 $\angle i$和 $\angle r$，将数据记录在上表中，根据数据得出的结论是　　；

（4）若将一束光贴着纸板沿 $\mathit{FO}$方向射到 $O$点，光将沿图中的 $\mathit{OE}$方向射出，因为在反射现象中，　　。

如图所示为“探究光的反射定律”的实验装置。

（1）小强在用该实验装置进行实验时，除了要用到铁架台、可折转光屏和量角器外，还要用到　　和　　。

（2）小强用到的实验器材中，可折转光屏可以非常方便地绕轴线 $\mathit{ON}$向前或向后折转。这个实验中，小强选用可折转光屏的目的是为了探究反射光线是否在　　所决定的平面内。

（3）小强通过实验测得的数据如表一。

表一	实验次数	入射角 $/°$	反射角 $/°$
	1	30.0	29.8
	2	50.0	50.0
	3	70.0	70.3

分析表中的数据，可以得出的实验结论是：光反射时，　　。

（4）通过实验，小刚测得的数据如表二。

	实验次数	入射角 $/°$	反射角 $/°$
	1	30.0	28.8
	2	50.0	49.0
	3	70.0	69.2

据此他得出了“反射角小于入射角”的结论。

进行交流时，发现他的结论与其他组的结论不同，小刚又反复进行了多次测量，确定自己从读数到分析论证得出的结论都没有问题。

导致小刚得出“反射角小于入射角”的原因可能是：　　。

光从空气斜射入水和玻璃时都会发生折射现象，但是水和玻璃的折射情况会相同吗？为了探究这个问题，小华选择了光屏、透明玻璃砖、水槽、激光电筒等器材进行实验。他在光屏上画出互相垂直的NN′和MM′两条线段并相交于O点，如图甲所示。

（1）小华将玻璃砖的一个表面与MM′齐平放置，让激光电筒发出的光线从A点到O点入射，他看到了如图乙所示的光路（AO、OC为同一直线），你认为出现光线OC是因为　     所致，鉴于本实验的目的，此时最应该记录的两条光线是　      。

（2）接下来他要观察光从空气中进入水中的情况，他将光屏竖直放入水槽中，（使线段MM′水平）并向水槽中慢慢注水至水面与MM′齐平，入射光线应从A点向O点射入，这是为了保证　   　，其实本实验小华还考虑了入射光线所在一侧的　   相同。

（3）小华最终在光屏上记录下了如丙所示的光路图（OE为水中的折射光线）通过分析光路，你认为玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是　   　。

（4）若激光相同的入射角分别从玻璃和水中斜射入空气中，则　   　射出的折射光线更远离法线。

小明洗漱时感觉离镜子越近镜中的像越大，这与课本中描述的平面镜成像特点不相符。于是，他用带支架的玻璃板、两支完全相同的蜡烛、刻度尺、白纸、光屏、火柴、铅笔等实验器材进行了探究。

（1）实验探究应在　      　（选填“较暗”或“较亮”）的环境中进行。

（2）用玻璃板代替平面镜，既能成像又便于确定　         　。

（3）点燃玻璃板前的蜡烛 $A$，将蜡烛 $B$放在玻璃板后并移动至适当位置，蜡烛 $B$能与蜡烛 $A$的像完全重合，如图所示，多次改变蜡烛 $A$距玻璃板的距离，相应移动蜡烛 $B$后总能与 $A$的像完全重合，这说明平面镜成像的大小与物体到镜面的距离　       　（选填“有关”或“无关”）。

（4）小明继续探究平面镜成像的其他特点，他将光屏放在蜡烛 $B$的位置，光屏承接不到蜡烛 $A$的像，说明平面镜所成的像是　        　像。

利用如图所示的装置“探究平面镜成像的特点”。

提出问题：平面镜成像时，像的位置、大小跟物体的位置、大小有什么关系？

设计和进行实验：

（1）为了便于确定像的位置，要用玻璃板作为平面镜，原因是玻璃板能成像，而且　 　（只填字母代号）。

$A$．透过玻璃板可以看见后面的蜡烛

$B$．玻璃板比平面镜成像更清晰

$C$．蜡烛经玻璃板可成实像

$D$．玻璃板只透光不反射光

（2）为了比较像与物体的大小关系，需要选用两根外形　     　（选填“相同”或“不同”）的蜡烛。

（3）除图中提供的器材外，实验中还用到一种测量距离的工具，它是　        　。

（4）在寻找蜡烛 $A$的像的位置时，眼睛应在放有蜡烛　          　（选填“ $A$”或“ $B$”）的一侧观察。

如图是“探究平面镜成像时像与物的关系”的装置。在水平桌面上铺一张白纸，将玻璃板竖立在白纸上，把一支点燃的蜡烛 $A$放在玻璃板前面，一支完全相同但不点燃的蜡烛 $B$放在玻璃板后面移动，直到看上去它与蜡烛 $A$的像完全重合。移动点燃的蜡烛，多做几次实验。

（1）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 $B$，此操作目的是　                              　。

（2）在寻找蜡烛像的位置时，眼睛应该在蜡烛　       　（选填“ $A$”或“ $B$”）这一侧观察，某同学无论怎样调节蜡烛 $B$，发现都不能与蜡烛 $A$的像重合，发生这种现象的原因可能是　　       。

（3）实验中，如果把蜡烛 $A$远离平面镜，看到的像会　         　（选填“远离”或“靠近”），像的大小　          　（填“变大”，“不变”或“变小”）。

（4）若要确认平面镜所成的像是虚像还是实像，进一步的操作是　                 　。

小明利用下图中的实验装置探究光的反射规律。纸板 $\mathit{ENF}$是用两块纸板 $E$和 $F$连接起来的，可绕 $\mathit{ON}$折转。

（1）实验时，把平面镜放在桌面上，为了使入射光和反射光的径迹同时显示在纸板上，应把纸板 $\mathit{ENF}$与平面镜　　放置，图中的入射角是　　度。

（2）多次改变入射光的方向，总能在纸板上观察到入射光平面镜和反射光的径迹，由此小明得出结论：在反射现象中，反射光线，入射光线和法线都在同一平面内。小明得出结论的过程是否合理

？　　，说明理由：　　。

（3）若让一束光沿 $\mathit{BO}$方向射向平面镜，反射光沿　　方向射出。

如图是利用平板玻璃，两支相同的蜡烛 $A$和 $B$、刻度尺，笔等器材探究“平面镜成像特点”的实验装置

（1）实验器材选用两只相同蜡烛的目的是什么？刻度尺的作用是什么？

（2）为了保证实验效果，对实验环境有什么要求？

（3）简述确定记录像位置的方法步骤；

（4）实验过程中，某实验小组无论怎样操作，总是观察到两个几乎重叠的像，其原因是什么？