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文档简介
浙教版7年级下册第二章对环境的察觉实验探究题一、声音和听觉1.某班学探究小组就为什么要用两只耳朵听声音建立了如下猜想:①用两只耳朵听到的声音响度大,可以听得更清楚;
②用两只耳朵听声音可以辨别声源的方向。(1)为了验证其猜想①的正确与否,同学们设计并做了如下实验:
在离同一声源同样远近的条件下,同一人用两只耳听声音,然后再用一只耳听声音(另一只耳用耳塞塞住)。若猜测①是正确的,则实验结果应该是________,实验中同学们应用了科学探究中的________和________方法。(2)为了验证其猜测②的正确与否,同学们又做了实验且实验结果如下:
让一同学蒙上眼睛,用两只耳朵听某一声源发出的声音,结果该同学对声源的方位判断正确,然后改用一只耳听(声源换了方位),结果该同学对声源的方位判断错误。根据以上实验的结果,可以判断猜测②是________的。【答案】(1)用两只耳听比一只耳听更清楚;对照法;控制变量法(2)正确【解析】【分析】本题为探究实验题,通过分析实验,可以得出答案。在实验设置中,要遵循控制变量原则。【解答】(1)在离同一声源同样远近的条件下,同一人用两只耳听声音,然后再用一只耳听声音(另一只耳用耳塞塞住)。若猜测①是正确的,则实验结果应该是用两只耳听比一只耳听更清楚,实验中同学们应用了科学探究中的对照法和控制变量法。(2)为了验证其猜测②的正确与否,让一同学蒙上眼睛,用两只耳朵听某一声源发出的声音,结果该同学对声源的方位判断正确,然后改用一只耳听(声源换了方位),结果该同学对声源的方位判断错误。根据以上实验的结果,可以判断猜测②是正确的。
故答案为:(1)用两只耳听比一只耳听更清楚;对照法;控制变量法;(2)正确编号材料长度粗细松紧甲钢丝10cm0.2mm2紧乙钢丝10cm0.1mm2紧丙钢丝5cm0.1mm2紧丁钢丝5cm0.1mm2松2.某同学为了探究物体发声时振动的频率大小与哪些因素有关,他选择了四根钢丝进行实验,如图所示,具体数据如下页表。(1)用同样的力拨动钢丝甲和乙,发现拨动________钢丝时的音调高,由此可以得出的结论是:在弦的松紧程度、长度相同时,振动的频率高低与弦的________有关。(2)探究发声体振动频率高低与弦的长度的关系,他应用同样大小的力先后拨动________钢丝。(3)先后用同样大小的力拨动钢丝丙和丁,可以得出的结论是________。【答案】(1)乙;粗细(2)乙丙
(3)在弦的长度、粗细相同的情况下,振动的频率高低与松紧程度有关【解析】【分析】(1)甲和乙两根钢丝哪个因素不同,得出的结论中频率就与哪个因素有关;
(2)探究频率与长度的关系,就要保证材料、粗细和松紧相同,据此选择;
(3)根据控制变量法的要求,先描述相同因素,再描述不同因素,最后根据实验现象判断是否与此因素有关。
【解答】(1)甲和乙钢丝材料、长度和松紧相同,只有粗细不同,因此:用同样的力拨动钢丝甲和乙,发现拨动乙钢丝时的音调高,由此可以得出的结论是:在弦的松紧程度、长度相同时,振动的频率高低与弦的粗细有关。
(2)探究频率与长度的关系,就要保证材料、粗细和松紧相同,改变长度,因此应该选择乙丙两根钢丝;
(3)丙和丁两根钢丝材料、长度和粗细相同,只是松紧不同,因此得到结论:在弦的长度、粗细相同的情况下,振动的频率高低与松紧程度有关。
故答案为:(1)乙,粗细;(2)乙丙;(3)在弦的长度、粗细相同的情况下,振动的频率高低与松紧程度有关3.在探究声音的产生与传播时,小明和小华一起做了下面的实验:(1)如甲图所示,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,可观察到________,它说明了声音是振动产生的。此探究中悬挂着的乒乓球的作用是________。(2)小明、小华等同学在探究完上述问题之后,又提出这样一个问题:声音是怎样从发声物体传播到远处的?针对这一问题,他们经过认真地思考,提出了两种猜想:①声音要传播出去,需要物质作媒介
②声音要传播出去,不需要物质作媒介。究竟哪一种猜想是正确的呢?小明他们进行了如下的实验:如乙图所示,随着向外不断抽气,结果发现手机铃声越来越________(选填“大”或“小”),由此现象可以推理:猜想①是正确的。【答案】(1)乒乓球被弹起;将音叉的振动放大(2)小【解析】【分析】(1)音叉的振动幅度很小,用肉眼根本看不出来,借助乒乓球的大幅度跳动,可以间接的感受到发声的音叉在振动;
(2)声音的传播需要介质,真空不能传声;真空罩中的空气越稀薄,传声能力越弱,听到的手机铃声肯定越小。【解答】(1)如甲图所示,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,可观察到乒乓球被弹起,它说明了声音是振动产生的。此探究中悬挂着的乒乓球的作用是将音叉的振动放大。
(2)如乙图所示,随着向外不断抽气,结果发现手机铃声越来越小,由此现象可以推理:猜想①是正确的。
故答案为:(1)乒乓球被弹起,将音叉的振动放大;(2)小4.为了探究声音产生的原因,小明和小丽一起做了几个实验:小明把手放在喉咙处,大声讲话,感觉喉头振动了;小丽把发声的音叉放在水中,可以激起水花。(1)通过对上面的种种实验现象的分析,你能得出的结论:________。(2)小华同学,用手敲鼓,鼓面发出响声,但是他看到鼓面几乎没有什么异样。为了使看到的实验现象更明显,你的改进方法是________。(3)小明、小丽等同学在探究上述问题之后,又提出这样一个问题:声音是怎样从发声物体传播到远处的?针对这一问题,他们经过认真地思考,提出了两种猜想:①声音要传播出去,需要别的物质做媒介;②声音要传播出去,不需要什么物质做媒介究竟哪一种猜想是正确的呢?小明他们进行了如下的实验:如图所示,接通瓶中的手机,随着向外不断抽气,发现手机铃声越来越小。由此现象可以推得猜想________是正确的。【答案】(1)声音是由于振动产生的(2)在桌子上放一些小纸屑(3)①【解析】【分析】(1)声音由物体振动产生;
(2)鼓皮的振动幅度较小,无法用肉眼看出来,这时可以借助转换法:在鼓皮上放上轻小的物体,通过轻小物体的跳动就能感知到鼓皮的振动;
(3)瓶子中的空气越来越少,听到声音越来越小,不难推测:如果瓶中没有空气,那么就听不到手机的铃声,可见,声音是需要空气等物质做媒介才能传递出去,据此判断。
【解答】(1)喉头振动,说明声带在振动;音叉激起水花,说明发声的音叉在振动,因此得到结论:声音是由于振动产生的;
(2)小华同学,用手敲鼓,鼓面发出响声,但是他看到鼓面几乎没有什么异样。为了使看到的实验现象更明显,你的改进方法是:在桌子上放一些小纸屑;
(3)接通瓶中的手机,随着向外不断抽气,发现手机铃声越来越小。由此现象可知,声音的传播需要物质作为媒介,那么可以推得猜想①是正确的。5.为探究声音的反射与吸收特点,小明同学进行实验研究。(1)在玻璃圆筒内垫上一层棉花,棉花上放一块机械表,耳朵靠近玻璃圆筒口正上方l0cm处,能清晰地听见表声,表声是通过________传播到人的耳朵的。(2)当人的头水平移动离开玻璃圆筒口一段距离后,如图(甲)所示位置,恰好看不见表,这说明________,同时也听不见表声;如果此时在玻璃圆筒口正上方安放一块平面镜,调整平面镜的角度直到眼睛能从镜面里看到表,如图(乙)所示,则∠AOB是该光路的________(入射角/反射角)。此时耳朵又能清晰地听见表声了,说明声音________(能/不能)像光一样反射。(3)用海绵板代替平面镜,听见的声音明显减弱,说明海绵板吸收声音的能力________(强/弱)于玻璃板。
【答案】(1)空气(2)光在同一均匀介质中沿直线传播;入射角;能(3)强【解析】【分析】(1)声音的传播需要介质,声音能在空气中传播;
(2)光在同一种均匀的介质中是沿直线传播的。入射光线与法线的夹角称为入射角,反射光线与法线的夹角称为反射角。根据光的反射可知,这是声的反射;
(3)根据听到声音的强弱可以得出两种材料的吸收声音的能力。【解答】(1)人耳与表之间隔着空气,由题可知,表声是通过空气传播到人的耳朵的;
(2)当人的头水平移动离开玻璃圆筒口一段距离后,如图(甲)所示位置,恰好看不见表,这说明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的,同时也听不见表声;如果此时在玻璃圆筒口正上方安放一块平面镜,调整平面镜的角度直到眼睛能从镜面里看到表,如图(乙)所示,则∠AOB是入射光线与法线的夹角,所以∠AOB入射角。此时耳朵又能清晰地听见表声了,说明声音能像光一样反射;
(3)用海绵板代替平面镜,听见的声音明显减弱,说明海绵板吸收声音的能力强于玻璃板。
故答案为:(1)空气;(2)光在同一种均匀介中沿直线传播、入射角、能;(3)强6.古筝,是中国独特的、重要的民族乐器之一,已经有2500年的历史了,目前最常用的规格为二十一弦。
(1)小红在古筝演奏中发现,拨动不同琴弦发出的音调与弦线的长度、粗细和松紧程度有关。于是她利用弦音计(如图甲)做研究,弦音计上有四根固定在“音箱”上的琴弦,每根弦线的松紧程度都相同。她选用的琴弦长度、粗细、材料图中已标出.若她选择b、c两弦线做实验,则研究的目的是探究音调与弦线________的关系。(2)小红在古筝演奏中还发现,古筝使用一段时间后会发生“走音”现象,这是指琴弦发声的________偏离了标准,于是她就拿出“调音器”拧动琴弦右端的弦钉来“调音”(如图乙所示),这是通过改变琴弦的________来实现的。【答案】(1)粗细(2)音调;松紧程度【解析】【分析】掌握弦乐音调高低的影响因素,利用控制变量法探究琴弦音调跟琴弦长度、粗细、材料、松紧的关系。(1)弦乐的音调跟弦的长度、材料、松紧、粗细有关,在探究琴弦和一个因素的关系时,控制其它量不变。要探究音调高低跟粗细的关系时,保持材料和长度相同。要探究音调高低跟材料的关系时,保持长度和粗细相同;(2)音调的高低与发声体振动快慢有关,物体振动越快,音调就越高。
【解答】(1)选择b、c两弦线做实验,材料和长度相同,故探究的是音调与弦线粗细的关系;
(2)调节琴弦的松紧,就会改变琴弦的振动快慢,所以古筝使用一段时间后会发生“走音”现象,这是指琴弦发声的音调偏离了标准,于是她就拿出“调音器”拧动琴弦右端的弦钉来“调音”,这是通过改变琴弦的松紧程度来改变声音的音调;
故答案为:(1)粗细;(2)音调;松紧程度。7.教室的窗玻璃是双层的.课间,同学在窗外敲玻璃时,小明感觉双层玻璃与单层玻璃的振动情况不一样.于是他想探究“受敲击时,双层玻璃和单层玻璃的振动强弱情况”.为此,小明进行了以下实验:①将单层玻璃板固定在有一定倾角的斜面上,把玻璃球靠在玻璃板的右侧,把橡胶球悬挂在支架上靠在玻璃板的左侧(如图所示).②随意拉开橡胶球,放手后让其敲击玻璃板,玻璃球被弹开,记下玻璃球被弹出的距离.共做6次.③换成双层玻璃板重复上述实验(1)实验后,发现玻璃球被弹开距离的数据比较杂乱,这与实验中的哪一操作不当有关?
________小明改进后,重做了实验,获得了如下数据:实验次数123456平均值玻璃球被弹开的距离(cm)单层20.220.821.120.520.720.920.7双层19.920.320.120.219.920.220.1(2)受到橡胶球的敲击时,玻璃板振动的强弱是通过________来反映的.(3)根据上表中的实验数据分析,可以得出的结论是________(4)实验中为了能使两种玻璃把玻璃球弹开的距离有较大的差异,请你提出一种可行的实验改进办法:________【答案】(1)随意拉开橡胶球,放手后让其敲击玻璃板
(2)玻璃球被弹开的距离
(3)受敲击时,单层玻璃比双层玻璃的振动强
(4)减小斜面的坡度【解析】【分析】此实验是把玻璃板振动的强弱转换成了玻璃球被弹开的距离,利用了转换的思想方法,这样通过观察玻璃球被弹开的距离就可以比较单层和双层玻璃板的振动强弱.解决此类实验题目要结合相关的物理研究方法进行分析解答.【解答】解:(1)随意拉开橡胶球,放手后让其敲击玻璃板,是造成玻璃球被弹开距离的数据比较杂乱的主要原因;(2)当玻璃板受到橡胶球的敲击时,玻璃板振动的强弱是通过玻璃球被弹开的距离来反映的,这是转换的研究方法;(3)同样的撞击下,单层玻璃后的玻璃球比双层玻璃后的玻璃球运动的距离远;所以结论是:受敲击时,单层玻璃比双层玻璃的振动强;(4)从表格数据中可以看出,双层玻璃与单层玻璃振动时,玻璃球被弹开的距离较近,为了能使两种玻璃把玻璃球弹开的距离有较大的差异,可减小斜面的坡度进行实验.故答案为:(1)随意拉开橡胶球,放手后让其敲击玻璃板;(2)玻璃球被弹开的距离;(3)受敲击时,单层玻璃比双层玻璃的振动强;(4)减小斜面的坡度.8.随着生活水平的日益提高,不少场所的装修会考虑声学吸音效果。小明同学想比较几种常见装修材料的吸音性能,他找来厚度相同的四种小块材料(聚酯棉、软木、泡沫和海绵),进行了图示实验:桌面上放一个玻璃杯,在玻璃杯下分别放上待测试的小块材料,将悬挂在细线下的小球拉到同一高度释放去敲击玻璃杯,仔细比较玻璃杯发出的声音大小。
材料种类聚酯棉软木泡沫玻璃杯发声大小最小最大较大最强最弱较弱(1)为控制实验过程中敲击玻璃杯的力大小相同,小明的做法是________
(2)小明实验数据记录如表:你认为表中空格处应填入________
(3)小明实验中的四种材料,仅从吸音性能的角度考虑,最适合隔音墙装修的是________
(4)你认为影响吸音性能的因素除了材料的种类,可能还有材料的________
(写出一个即可)。【答案】(1)小球拉到同一高度释放(2)吸音性能(3)聚酯棉(4)厚度(或密度)【解析】【解答】(1)小球的位置越高,下落时敲击玻璃杯发出声音越大,实验中为控制敲击玻璃杯的力度,必须把小球拉到同一高度释放;(2)本实验比较的是不同材料的吸音性能,因此表格中应该填入吸音性能;(3)吸音效果的好坏通过玻璃杯被敲击发出的声音的大小反应出来,聚酯棉垫在杯子底下时发出声音最小,因此它的吸音性能最好,适合装修隔音墙用;(4)影响吸音性能的因素除了材料的种类,可能还有材料的密度、厚度等。【分析】本题通过实验的形式探究不同材料的吸音性能,考查了实验探究的能力;解决本题的关键是控制变量法的应用。9.下表是声音在不同介质,不同温度下的传播速度。序号介质温度(℃)速度(m/s)A空气0331B空气15340C空气20344D水01450E铁04900读表回答下列问题:(1)通过比较________(填“序号”),可得:在相同温度下,声音在不同介质中的传播速度是不同的。(2)通过比较A、B、C,可得出的结论是:________。(3)小明和小刚利用一根足够长的充满水的自来水管做了一个有趣的实验,小明将一只耳朵紧贴在水管一端,小刚在另一端敲一下,则小明会听到________声敲打声。【答案】(1)A、D、E(2)在不同温度下,声音在相同介质中的传播速度是不同的(3)3【解析】【分析】(1)找到温度相同但介质不同的实验比较即可;
(2)确定三个实验中哪个因素相同,哪个因素不同,然后根据控制变量法的要求得到结论;
(3)一般声速的大小关系:固体>液体>气体。
【解答】(1)温度相同但介质不同的是A、D、E,因此:通过比较A、D、E,可得:在相同温度下,声音在不同介质中的传播速度是不同的;
(2)A、B、C中介质种类相同,但温度不同,因此得到结论:在不同温度下,声音在相同介质中的传播速度是不同的;
(3)声音会从水管、水和空气三个途径传递到小明的耳朵中,因此它会听到3次敲打声。
故答案为:(1)A、D、E;(2)在不同温度下,声音在相同介质中的传播速度是不同的;(3)3二、光的颜色和传播10.某校在一次学生探究“物体吸热本领与表面颜色关系”的活动中,向同学们提供了一些实验器材及生活废弃物(均已消毒),小明所在实验小组领取了如下物品:A.250ml易拉罐2个
B.50m矿泉水瓶2个
C.铁皮两片
D.火柴
E.蜡烛
F.温度计
G.黑色密封带(用胶带代替小明仔细查看后,发现每个实验组至少可以选择不同的三组材料进行实验。(1)如果你是小明,请你选择合适的一组材料进行实验:________(填编号)。(2)根据你所选的上述材料设计实验,写出简要步骤:________。(3)假如小明的实验设计及操作都没有问题,请你根据你所掌握的知识推断小明通过本实验得出的结论:________
。【答案】(1)AFG(2)将其中一个易拉罐用黑色胶带密封,把这两个易拉罐放在阳光下照射一段时间,然后分别用温度计测量它们的温度并记录(其它合理答案均可)
(3)物体表面颜色越深,吸热本领越强(不同颜色的物体对热的吸收能力不同给1分)【解析】【分析】(1)为了探究表面颜色对吸热本领的影响,必须使用两个实验进行对照,控制材料等其它因素相同,改变物体表面的颜色,通过温度的变化判断即可;
(2)根据(1)中的实验原理设计实验步骤;
(3)根据实验现象分析物体颜色和吸热本领之间的关系。【解答】(1)使用两个实验进行对照,因此可选250mL的易拉罐2个,用黑色胶带改变易拉罐表面的颜色,通过温度计测量温度确定吸热本领的大小,因此应选:AFG;
(2)实验步骤为:将其中一个易拉罐用黑色胶带密封,把这两个易拉罐放在阳光下照射一段时间,然后分别用温度计测量它们的温度并记录;
(3)通过实验可知,密封有黑色胶带的易拉罐的温度更高,说明物体的表面颜色越深,吸热本领越强。11.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,________。(4)通过该探究实验,当成像清晰时,可观察到的像的形状有
。A.
烛焰形
B.
三角形
C.
圆形
D.
棱形【答案】(1)烛焰和纸筒(小孔)(2)没有控制孔的大小(面积)相同(3)小孔越大,成像越明亮
(4)A【解析】【分析】(1)像的亮度与烛焰和纸筒(小孔)的距离和小孔到光屏的距离有关,探究像的亮度与小孔到光屏的距离的关系,必须控制烛焰和纸筒(小孔)的距离相等;
(2)根据控制变量法的要求,烛焰、纸筒和光屏的位置
、小孔的大小等会影响成像的亮度,因此探究猜想2时,必须控制烛焰、纸筒和光屏的位置
和小孔的面积大小相同;
(3)分析表格数据得到小孔大小与成像明亮程度的关系;
(4)在小孔成像的实验中,像的形状与物体的形状相同,当方向是倒立的。
【解答】(1)验证猜想1时,应固定烛焰和纸筒(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:没有控制孔的大小(面积)相同;
(3)实验现象表明:在小孔成像清晰时,小孔越大,成像越明亮;
(4)通过该探究实验,当成像清晰时,可观察到的像的形状有烛焰形,故选A。12.某学校课外兴趣小组在黑暗的实验室里,对透明物体和不透明物体的颜色由什么决定的进行了如下的探究。实验一:光后用不同颜色的玻璃对着不同额色的光进行观察.得到的结果如表一所示。表一:透明物体的颜色照射光的颜色绿色红色红色绿色白光玻璃的颜色绿色红色蓝色红色黄色观察到的颜色绿色红色黑色黑色黄色(1)由表一可以待出:透明物体的颜色是由________决定的;(2)实验二:将不同颜色的光分别照射到不同颜色的纸上,观察纸的颜色,得到的结果如表二所示。表二:不透明物体的颜色照射光的颜色绿色红色红色绿色白光玻璃的颜色绿色红色蓝色红色黄色观察到的颜色绿色红色黑色黑色黄色由表二可以得出:不透明物体的颜色是由________决定的。(3)请你由上述结论解,为什么水果店卖两瓜(红瓤)时,总喜欢挥一顶红色的遮阳伞?【答案】(1)透过色光的颜色(2)反射色光的颜色
(3)因为红伞主要透过的是红光,红光照射到西瓜的红瓢上反射的主要也是红光,看上去瓜更红,更新鲜【解析】【分析】控制变量在进行科学实验的概念,是指那些除了实验因素(自变量)以外的所有影响实验结果的变量,这些变量不是本实验所要研究的变量,所以又称无关变量、无关因子、非实验因素或非实验因子。
【解答】(1)由表一可知,照射光是什么颜色,物体就是什么颜色,因此可知,透明物体的颜色由光的颜色决定的;
(2)由表二可知,用光照射不透明的物体时,用不同颜色的光照射时,当物体的光与照射的光相同时,观察到的颜色就照射光的颜色;而用白色光照射黄色物体时,观察到黄色,因为黄光物体能够反射黄色光,所以观察到黄色,故不透明物体的颜色由反射光的颜色决定的;
(3)当白色的光照到红色的遮阳伞时,透过的光只有红光,而当红光照射到红色的瓜瓤上时,反射的是红光,这样西瓜瓜瓤看起来就更红了;
故答案为:(1)透过色光的颜色;(2)反射光的颜色;(3)因为红伞主要透过的是红光,红光照射到西瓜的红瓢上反射的主要也是红光,看上去瓜更红,更新鲜。13.小科了解到电视机遥控是通过一种人眼看不见的光------红外线来传输信号的。他想进一步了解红外线是否具有可见光的某些传播规律。进行了探究:实验一:在遥控器前面分别用相同厚度和大小的硬纸板与玻璃板遮挡,保持遥控器方向、遥控器和电视机的距离相间,多次按下遥控器的“开/待机”按钮,发现用硬纸板遮挡时不能控制电视机,用玻璃板遮挡时能控制电视机。实验二:将遥控器对准天花板,调整遥控器的方向并多次按下遥控器的“开/待机”按钮,发现遥控器处于某些方向时能控制电视机。(1)小科进行实验一所探究的问题是:________?(2)实验二现象能证明
。A.
红外线遇障碍物会发生反射
B.
红外线反射时遵循光的反射定律【答案】(1)红外线能否透过透明和不透明的物体?(2)A【解析】【分析】(1)硬纸板与玻璃板的厚度相同,实验中遥控器方向、遥控器和电视机的距离也相同,唯一区别是二者一个透明,另一个不透明,所以可以探究红外线是否能穿过透明(不透明)物体;
(2)如果要研究红外线是否遵循光的反射定律,就必须测量出相关的实验数据才行,根据准确的实验数据才能得到定量的结论。
【解答】(1)实验一中硬纸板和玻璃板的其它因素相同,就是透明度不同,因此探究的问题是:红外线能否透过透明和不透明的物体;
(2)由于实验二没有具体的实验数据,因此不能得到光的反射定律,只能说明红外线遇到障碍物会发生反射。
故选A。
故答案为:(1)红外线能否透过透明和不透明的物体;(2)A14.探究树荫下光斑的综合实践活动。(1)为了研究孔的大小对光斑的影响,设计了四种开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,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,下列合乎要求的是________。(2)研究距离的大小对光斑形状的影响时,用开有尺寸大小为1厘米的菱形孔的卡片甲对着太阳,当卡片距地面30厘米时,光斑呈________形,将卡片逐渐远离地面时,光斑逐渐变________(填“亮”或“暗”)。(3)活动中太阳通过小孔在地面上形成的光斑的现象称为小孔成像,小孔成像现象说明了________。【答案】(1)A(2)菱;暗(3)光是沿直线传播的【解析】【分析】(1)小孔成像是光的直线传播形成的,在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;
(2)小孔与光屏比较近的时候,不再是小孔成像,而是影子的形成;
(3)小孔成像成的是一个倒立的实像。【解答】(1)图A中,卡片乙向左移动的过程中,孔的形状始终是三角形的,只是大小发生了变化,故A符合题意;
图BCD中,当卡片乙向左移动的过程中,孔的形状都发生了变化,故BCD不符合题意;
(2)当卡片距离地面30厘米时,地面上形成的光斑是菱形的,将卡片远离地面时,光斑逐渐变暗;
(3)小孔成像说明光是沿直线传播的;
故答案为:(1)A;(2)菱;暗;(3)光是沿直线传播的。15.小雨在吃烤肉串时,偶然发现了一个现象:通过烤炉上方看对面的人,感觉对面的人好像在晃动。为什么会出现这种现象呢?小雨根据学过的知识进行分析:火炉上方的空气被加热后,其疏密程度在不断发生变化,光进入这种不均匀的热空气会发生折射,传播方向也在不断发生变化,因此看起来感觉对面的人在晃动。为了验证这种分析是否正确,回到家后,小雨利用一支激光笔、一个装有酒精的浅盘及火柴,进行了如下的探究。(1)如图所示,将激光笔固定在小桌上沿水平方向照射,用喷壶向激光笔的前方喷水,看到激光笔发出的一束红光射向墙面,墙面上有一个红色光点保持不动,这说明光在均匀的空气中是________传播的。(2)如果要让这束红光穿过不均匀的空气,接下来小雨的做法应该是:________。(3)如果小雨的分析是正确的,他观察到的现象应该是:________。【答案】(1)直线(2)将装有酒精的浅盘放在激光笔前方的下侧,用火柴点燃酒精(3)墙上红色的光点在晃动【解析】【分析】本题通过光沿直线传播现象和光的折射现象,考查学生分析实验以及设计实验的能力,本类型题是学生的弱项,需要大量练习,不断提高自己。(1)先分析介质的均匀程度,然后根据光在均匀介质中是沿直线传播的进行分析;(2)根据温度不同会使空气密度不同的思路进行分析,即燃烧的酒精,其上方空气的密度随温度的改变而改变;(3)根据光在不均匀介质中传播时路径不再是直线,因此看到的像也不是固定位置。【解答】(1)因为光在喷出的水雾中传播时,介质仍然是均匀的,故光是沿直线传播;
(2)点燃浅盘,酒精燃烧,其酒精周围的温度则不同,故燃烧的酒精上方的空气不再均匀,因此点燃浅盘中的酒精,让激光笔发出的红光在燃烧的酒精上方照射;
(3)因为光在不均匀介质中传播时,光的传播路径不再是直线,因此像的位置不再固定,故墙面上的光点在晃动。故答案为:(1)沿直线;(2)将装有酒精的浅盘放在激光笔前方的下侧,用火柴点燃酒精;(3)墙上红色的光点在晃动。三、光的反射16.为探究平面镜成像规律,小金进行了实验。(1)小金应选择________(选填”平面镜”或”玻璃板”)作为实验材料之一,以便观察到其后方的蜡烛,更好地确定像的位置等;(2)小金按甲图实验,将蜡烛靠近(1)中所选的材料一段距离,像________(选填“变大”或“变小”或“不变”);(3)小金做了三次实验,获得物与像的位置关系如图乙所示,接下来的处理是________,从而得出平面镜成像规律.【答案】(1)玻璃板(2)不变
(3)首先在平面镜所在位置画直线,然后确定蜡烛M的位置,并在此位置标A;移动蜡烛N,直到与蜡烛M的像完全重合,并在蜡烛N位置标A′;改变蜡烛M的位置,同上确定B、B′,C、C′。物距等于像距,物像连线与平面镜垂直。【解析】【分析】(1)玻璃板是透明的,不但能使蜡烛在里面成像,还能透过玻璃板看到后面的另一支蜡烛,便于找到像的位置;
(2)平面镜所成的像和物体大小相等;
(3)根据探究平面镜成像的规律分析解答。
【解答】(1)小金应选择玻璃板作为实验材料之一,以便观察到其后方的蜡烛,更好地确定像的位置等;
(2)小金按甲图实验,将蜡烛靠近(1)中所选的材料一段距离,像不变;
(3)小金做了三次实验,获得物与像的位置关系如图乙所示,接下来的处理是:首先在平面镜所在位置画直线,然后确定蜡烛M的位置,并在此位置标A;移动蜡烛N,直到与蜡烛M的像完全重合,并在蜡烛N位置标A′;改变蜡烛M的位置,同上确定B、B′,C、C′,接下来用刻度尺测量物距和像距的关系,用三角板测量物像连线与平面镜的位置关系,从而得出平面镜成像规律。17.某同学在探究光的折射规律的实验时,将光从不同方向由空气斜射入水中时获得的数据如表所示。入射角α0°15°30°45°50°60°反射角β0°15°30°45°50°60°折射角γ0°11°21°30°
41°(1)当光从空气斜射到水面时,将同时发生光的________现象。(2)由表中数据可知,光从空气斜射到水面时,折射角增大值________入射角增大值。(选填“大于”、“等于”或“小于”)。(3)请你根据上述规律判断:当入射角为50°时,折射角大小的范围是
。A.
γ<30°
B.
30°<γ<41°
C.
γ>41°(4)当光从空气斜射到水面,入射角为45°时,折射光线与反射光线之间的夹角大小为________。【答案】(1)反射和折射(2)小于(3)B(4)105°【解析】【分析】(1)根据表格中的信息判断光发生的现象;
(2)取出相邻的两组数据,计算入射角和折射角的增大值,最后比较大小;
(3)折射角会随着入射角的增大而增大,减小而减小,相邻折射角的大小关系和相邻入射角的大小关系一致。
(4)做出光路图,然后利用数学知识计算即可。
【解答】(1)表格中既有入射角又有折射角,因此当光从空气斜射到水面时,将同时发生光的反射和折射现象。
(2)比较第二组和第三组数据,入射角增大:30°-15°=15°;
对应折射角增大:21°-11°=10°;
因为10°<15°;
所以:光从空气斜射到水面时,折射角增大值小于射角增大值;
(3)因为入射角50
°在45°和60°之间,所以对应的折射角也在这二者之间,即30°<γ<41°;
(4)当光从空气斜射到水面,入射角为45°时,光路如下:
那么折射光线和反射光线之间的夹角大小为:∠BOC=180°-45°-30°=105°。18.小明同学在做“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,再取两支完全相同的蜡烛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)实验中选取两只完全相同的蜡烛,是为了比较像和物的________关系。(2)实验时不采用平面镜而采用透明薄玻璃板,不仅能观察到A蜡烛的像,也便于________。(3)实验中若移开与像完全重合的蜡烛B,用光屏放在像的位置,不透过玻璃板,直接观察光屏,看不到蜡烛A的像,说明平面镜成的________像。(4)小红正对玻璃板,为了让她右边的同学也能够看见蜡烛A的像,她只将玻璃板向右平移,则蜡烛A的像的位置________。【答案】(1)大小(2)确定像的位置(3)虚(4)不变【解析】【分析】(1)一只蜡烛放在玻璃板前当物体,另一支蜡烛放到玻璃板后移动位置,直至与前面蜡烛的像完全重合,从而研究物和像的大小关系;
(2)使用平面镜,虽然成像非常清晰,但是它不透明,因此无法看到后面移动的蜡烛,无法找到像的位置;
(3)实像由实际光线会聚而成,可以成在光屏上;虚像不是由实际光线会聚而成,不可以成在光屏上;
(4)物体和它的像关于平面镜所在的直线对称,因此只要平面镜不离开它所在的直线,像的位置不变。
【解答】(1)实验中选取两只完全相同的蜡烛,是为了比较像和物的大小关系。
(2)实验时不采用平面镜而采用透明薄玻璃板,不仅能观察到A蜡烛的像,也便于确定像的位置;
(3)实验中若移开与像完全重合的蜡烛B,用光屏放在像的位置,不透过玻璃板,直接观察光屏,看不到蜡烛A的像,说明平面镜成的虚像。
(4)小红正对玻璃板,为了让她右边的同学也能够看见蜡烛A的像,她只将玻璃板向右平移,则蜡烛A的像的位置不变。19.科学兴趣小组在做探究“平面镜成像特点”的实验时,将玻璃板M竖直放在水平桌面上,取两支相同的蜡烛A和B,将蜡烛A放置于玻璃板前固定并点燃,如图所示。(1)为确定蜡烛A所成像的位置,接下来的操作是________。(2)第一次成像时测得A到玻璃板的距离为5cm。固定蜡烛A不变,将玻璃板平移至B点再次成像,此时像到蜡烛A的距离为________cm。若在像与玻璃间放一与玻璃板等大的木板,________(选填“能”或“不能”)观察到像。(3)实验中将蜡烛靠近玻璃板,像的大小________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。【答案】(1)在蜡烛A侧透过玻璃板观察蜡烛A的像,并移动蜡烛B,使它与蜡烛A所成的像重合,看上去蜡烛B也被点燃(合理即可)(2)20;能(3)不变【解析】【分析】(1)在探究平面镜成像特点的实验中,之所以准备两只完全相同的蜡烛,就是为了用另一支蜡烛在镜后与前面蜡烛的像重合,从而研究距离关系和大小关系;
(2)根据“物像等距”判断AB两点之间的距离,然后再计算玻璃板移动后像到A点的距离;平面镜所成的像是虚像,不是由实际光线会聚而成;
(3)平面镜所成的像与物体大小相等,与距离无关。
【解答】(1)为确定蜡烛A所成像的位置,接下来的操作是:在蜡烛A侧透过玻璃板观察蜡烛A的像,并移动蜡烛B,使它与蜡烛A所成的像重合,看上去蜡烛B也被点燃;
(2)第一次成像时测得A到玻璃板的距离为5cm,那么这时所成的像即B点所在的位置距离玻璃板也是5cm,那么AB两点之间距离为10cm。将玻璃板平移至B点再次成像,这时蜡烛A和它的像都距离玻璃板10cm,那么二者的距离是20cm;若在像与玻璃间放一与玻璃板等大的木板,能观察到像。
(3)实验中将蜡烛靠近玻璃板,像的大小不变。20.小欢和小乐在实验室合作探究“平面镜成像规律”,据图回答问题:(1)小欢将点燃的蜡烛A竖立在薄玻璃板前,并拿外形相同但不点燃的蜡烛B在薄玻璃板后移动,直到看到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合为止,如图甲所示。在完成上述操作时,实验室内的光线应________(选填“强”或“弱”)一些;此时,从小乐的角度看,蜡烛B与蜡烛A的像________
(选填“重合”或“不重合”)。(2)小欢若按图乙所示进行探究,会因一处操作不当而难以得出平面镜成像规律。写出操作不当之处________;并在图乙中画出蜡烛A所成的像。________
。【答案】(1)弱;重合
(2)薄玻璃板未与纸面(或水平面)垂直(合理即可);【解析】【分析】(1)平面镜中的像的亮度取决于物体的亮度,蜡烛A越亮,周围的环境越暗,在镜子里成的像就越清晰;当完全重合时,无论从哪个角度看,蜡烛B与A的像都会变成一个;
(2)在桌面上完成这个实验时,由于两只蜡烛只能呆在水平桌面上,而物像关于平面镜对称,所以玻璃板必须与桌面垂直;如果玻璃板不垂直,那么成的像就不在水平桌面上,自然就无法做到完全重合。
【解答】(1)小欢将点燃的蜡烛A竖立在薄玻璃板前,并拿外形相同但不点燃的蜡烛B在薄玻璃板后移动,直到看到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合为止,如图甲所示。在完成上述操作时,实验室内的光线应(选弱一些;此时,从小乐的角度看,蜡烛B与蜡烛A的像重合。
(2)小欢若按图乙所示进行探究,会因一处操作不当而难以得出平面镜成像规律。写出操作不当之处:薄玻璃板未与纸面垂直。
通过蜡烛A的上下两点分别做薄玻璃板的垂线,然后根据“物像等距”在另一侧做出它们的像点,最后将两个像点连接起来即可。
21.通过玻璃门(如图甲)可简单地验证平面镜成像的某些规律。(1)先在房间A的地砖拼接处放一标记物,然后到房间B,若实验者及标记物的位置如图乙所示。为了让实验者所成的像落在标记物上,他应向________(填序号)方向移动。(2)为了让成像更清晰,房间B的亮度要比房间A________。(3)对本实验的相关评价,合理的有_____。A.
证明了平面镜所成的像是等大的虚像
B.
利用地砖方便地确定像和物体的位置关系
C.
巧妙利用生活中的物体进行实验,感受到科学就在我们身边【答案】(1)③(2)亮(3)B,C【解析】【分析】(1)平面镜所成的像与物体关于平面镜对称,据此判断标记物的位置即可;
(2)像的亮度由反射光线的强度决定,而反射光线的强度由入射光线决定,据此判断房间的亮度;
(3)实验中,物像的位置关系可通过地砖来反映,实验方法非常巧妙,但是由于没有完全相同的实验者,因此无法印证物和像的大小关系。
【解答】(1)平面镜所成的像与物体关于平面镜对称,因为标记物到玻璃门的距离是3格,所以它的像到玻璃门的距离也是3格,且二者在同一直线上,那么③的位置就是像的位置;
(2)只有实验者发出的光线明亮,经过镜面反射的光线多,看到的像才明亮,所以房间B的亮度比A亮;
(3)实验中,物像的位置关系可通过地砖来反映,实验方法非常巧妙,但是由于没有完全相同的实验者,因此无法印证物和像的大小关系,故BC合理。
故答案为:(1)③;(2)亮;(3)BC22.如图甲是“探究平面镜成像特点”的实验装置图。(1)实验室提供了平面镜和厚薄不同的两块玻璃板,你应选择________(平面镜/厚玻璃板/薄玻璃板)进行实验。(2)此实验中选择两支相同的蜡烛是为了________。(3)小金学习了平面镜成像后,回家观察到他家里的餐桌桌面上有块水平的圆形玻璃转盘,距转盘1.8m高处有一盏灯,该灯通过转盘成像如图乙所示。若用手拨动转盘使其水平旋转,则会观察到灯的像的位置________(改变/不变)(4)细心的小金还发现家里汽车(如图丙)的挡风玻璃是倾斜的,这样设的目的17的是夜间开车时使车内物体通过挡风玻璃所成的像在车窗的________(上方/下方),不致影响司机观察路况;【答案】(1)薄玻璃板(2)比较物体和像的大小关系(3)不变(4)上方【解析】【分析】(1)用玻璃板代替平面镜,即可以成像,又可以透过玻璃板看到另一支蜡烛,方便找到像的位置;光线会在玻璃板的前后两个表面上发生反射,在前后位置上成两个像;玻璃板越薄,二者的距离越小,对实验的影响越小;
(2)用另一支相同的蜡烛寻找像的位置,并且通过是否完全重合判断像和物的大小关系;
(3)像到玻璃转盘的距离和灯到玻璃转盘的距离相等;
(4)物体在平面镜中所成的像与物体关于平面镜对称。
【解答】(1)实验室提供了平面镜和厚薄不同的两块玻璃板,你应选择薄玻璃板;
(2)此实验中选择两支相同的蜡烛是为了比较物体和像的大小关系;
(3)若用手拨动转盘使其水平旋转,则会观察到灯的像的位置不变;
(4)细心的小金还发现家里汽车(如图丙)的挡风玻璃是倾斜的,这样设的目的的是夜间开车时使车内物体通过挡风玻璃所成的像在车窗的上方,不至于影响司机观察路况。
故答案为:(1)薄玻璃板;(2)比较物体和像的大小关系;(3)不变;(4)上方23.有位同学用如下图所示的装置来探究光的反射规律,竖直纸板可沿虚线折叠.(1)如图甲,先让纸板在同一平面内,沿纸面射入一条光线EO,并找到反射光线OF,用量角器量出入射角和反射角的大小;我们可以得到结论反射角________入射角(填“大于”、“小于”或“等于”)(2)将纸板如图乙折叠,________在纸板ONF上看到反射光线(填“能”或“不能”),由此实验我们可以得出光的反射规律有哪些?________;(3)如果把图甲中的入射光线沿FO射入,则反射光线将沿OE射出,这说明了光路具有________;【答案】(1)等于(2)不能;反射光线与入射光线在同一平面内(3)可逆性【解析】【分析】光的反射定律:①反射光线、入射光线和法线在同一平面内;②反射光线和入射光线分居在法线两侧;③反射角等于入射角,据此解答即可。【解答】(1)如图甲,先让纸板在同一平面内,沿纸面射入一条光线EO,并找到反射光线OF,用量角器量出入射角和反射角的大小;我们可以得到结论反射角等于入射角;
(2)将纸板如图乙折叠,不能在纸板ONF上看到反射光线,将纸板恢复到同一平面,就又能看到折射光线,由此实验我们可以得出光的反射规律:反射光线和入射光线在同一平面内;
(3)如果把图甲中的入射光线沿FO射入,则反射光线将沿OE射出,现在的路径和原来光的路径相同但方向相反,这说明了光路具有可逆性。
故答案为:(1)等于;(2)不能,反射光线与入射光线在同一平面内;(3)可逆性四、光的折射24.某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验时,所使用的凸透镜焦距是10cm。(1)当把凸透镜固定在50cm刻度线位置,蜡烛固定在10cm刻度线位置时,光屏应在________(填“I”“II”或“Ⅲ”)区域内左右移动,才能在光屏上得到清晰的像。若得到清晰的像后,只将光屏和蜡烛的位置对调,则像的大小________(填“变小”“不变”或“变大)。(2)当蜡烛逐渐燃烧变短时,光屏上烛焰的像将随之________(选填“上升”或“下降”)。【答案】(1)Ⅱ;变大(2)上升【解析】【分析】(1)在凸透镜成实像时,若u>2f,那么f<v<2f,成倒立缩小的实像;若f<u<2f,那么v>2f,成倒立放大的实像,据此判断光屏的位置范围;对调位置后,根据物体物距的特点判断成像的大小;
(2)当凸透镜不动时,像的移动方向与物体的移动方向相反。
【解答】(1)根据图片可知,这时物距u=50cm-10cm=40cm,而2f=20cm,那么u>2f,这时成缩小的实像,且像距f<v<2f,因此光屏应在II的区域内左右移动;若得到清晰的像后,只将光屏和蜡烛的位置对调,这时物距f<u<2f,那么成倒立放大的实像;
(2)当蜡烛逐渐燃烧变短时,相当于物体向下移动;根据像与物的运动方向相反可知,光屏上烛焰的像将随之上升。25.如图所示,甲、乙分别是小科同学用相同的蜡烛做“探究平面镜成像特点”和“探究凸透镜成像规律”的实验装置。(1)在“探究平面镜成像特点”的实验中,手指放在蜡烛
________的烛芯顶部不会被烧痛(选填“A”或“B”)。(2)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,选用的凸透镜焦距为20cm,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,将光屏移到________cm处,可以在光屏上呈现清晰的像。(3)在光屏上呈现清晰的像后,保持凸透镜的位置不变,将蜡烛向左移动5cm,为了在光屏上再次呈现清晰的像,应将光屏向左移动________(选填“大于”、“等于”或“小于”)5cm的距离。(4)请比较平面镜所成像与第(2)题中凸透镜所成像的不同点:________。【答案】(1)B(2)903)小于(4)平面镜成正立的虚像,凸透镜成倒立的实像。【解析】【分析】(1)平面镜所成的像是虚像,并不是由实际光线会聚而成,因此手指放在虚像处肯定不会感觉疼痛;
(2)在凸透镜成像的实验中,当物体在二倍焦距上时,像也成在二倍焦距上,据此计算光屏的位置;
(3)在凸透镜成像实验中,如果像距大于物距,那么像的移动速度大于物体的移动速度;如果像距小于物距,那么像的移动速度小于物体的移动速度;
(4)从成像的虚实和正倒两个方向进行比较。【解答】(1)在“探究平面镜成像特点”的实验中,手指放在蜡烛B的烛芯顶部不会被烧痛;
(2)据乙图可知,现在物距u=50cm-10cm=40cm=2f,那么像距v=u=40cm,即像的位置为:50cm+40cm=90cm;
(3)当蜡烛向左移动时,像距大于物距,因此像的移动速度小于物体的移动速度,即将蜡烛向左移动5cm,为了在光屏上再次呈现清晰的像,应将光屏向左移动小于5cm的距离。
(4)平面镜所成像与第(2)题中凸透镜所成像的不同点:平面镜成正立的虚像,凸透镜成倒立的实像。26.小欢利用光具座探究凸透镜成像规律。当蜡烛、凸透镜和光屏在如图所示的位置时,光屏的中心恰好呈现清晰的像。回答问题:(1)此实验中,凸透镜的焦距为________
cm;为了能从不同方向看到光屏上的像,光屏应选用较________
(选填“光滑”或“粗糙”)的白板。(2)若此时,小欢的手指尖不小心触碰到了凸透镜,在光屏上将看到
(选填字母)。A.
指尖的像
B.
指尖的影子
C.
烛焰完整的像
D.
烛焰不完整的像(3)小欢把蜡烛移动到A处,并通过移动光屏再次得到清晰的像,此时光屏上所成像的性质是________。小欢又将A处的蜡烛与光屏的位置互换,发现光屏上仍成清晰的像,只是像的大小发生了变化。写出光屏上仍成清晰的像的原因。________
。【答案】(1)10;粗糙(2)C(3)倒立、缩小的实像;光的折射中光路是可逆的【解析】【分析】(1)在凸透镜成像的实验中,只有当物体在凸透镜的二倍焦距上时,物距等于像距,据此判断焦距;光线在平滑的表面上发生镜面反射,在粗糙不平的表面上发生漫反射;
(2)当物体在一倍焦距内时,不成实像;凸透镜的大小不会影响成像的完整性,只会影响成像的亮度;
(3)根据“物近像远大,物远像近小”判断成像的性质;在光的折射现象中,光路是可逆的。
【解答】(1)根据图片可知,此时物距u=50cm-30cm=20cm,像距70cm-50cm=20cm,物距u=v=2f,那么凸透镜的焦距为:f=10cm;为了从不同方向看到光屏上的像,光屏必须发生漫反射,那么它的表面必须是粗糙的;
(2)若此时,小欢的手指尖不小心触碰到了凸透镜,由于手指在一倍焦距以内,所以光屏上不能成实像;此时手指遮住了一部分射到凸透镜上的光,使光屏上的像亮度下降,但成像是完整的,故选C;
(3)小欢把蜡烛移动到A处,此时物距增大,根据“物远像近小”可知,光屏上成的像是:倒立、缩小的实像;小欢又将A处的蜡烛与光屏的位置互换,发现光屏上仍成清晰的像,只是像的大小发生了变化,因为在光的折射中,光路是可逆的。27.小科对凸透镜焦距与制成凸透镜的材料种类、凸透镜凸起程度的关系进行了探究实验:(1)他第一次测量焦距的实验如图甲所示,则测得的焦距为________cm;(2)小科回想起白光经三棱镜后,光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带(如图乙),受此启发,于是他分别用红光和蓝光来进行图甲的实验,结论是:对同一凸透镜,________光入射时焦距小些;(3)探究完成后,小科和其他同学用焦距为8.0cm的凸透镜和蜡烛进行成像实验。从各组汇报数据中发现,当物距均为16.0cm时,有两个小组所测像距分别为19.0cm、13.0cm,与理论像距16.0cm相比偏差较大。若不是因为长度测量方法错误和测量误差导致的,请分析出现这种情况的原因:________。【答案】(1)10.0(2)蓝(3)光屏上还没有出现最清晰的像时就测出了像距【解析】【分析】(1)焦距是从凸透镜的光心到焦点的距离,据此计算;
(2)三棱镜对光的偏折角度越大,那么这种光在经过凸透镜后的焦距越小;
(3)光屏上的像是否清晰,都是凭个人的主观判断,因此很难确定最清晰的位置,那么像距自然就不是很准确。
【解答】(1)平行光线经过凸透镜后会聚在光屏上,那么光屏的位置就是焦点的位置,从凸透镜到光屏的距离就是焦距,即f=10cm-30cm=10cm;
(2)观察图乙可知,三棱镜对蓝光的偏折作用最强,因此蓝光经过凸透镜后和主光轴的焦点距离凸透镜最近,即蓝光入射时焦距小些;
(3)探究完成后,小科和其他同学用焦距为8.0cm的凸透镜和蜡烛进行成像实验。从各组汇报数据中发现,当物距均为16.0cm时,有两个小组所测像距分别为19.0cm、13.0cm,与理论像距16.0cm相比偏差较大。若不是因为长度测量方法错误和测量误差导致的,原因可能是:光屏上还没有出现最清晰的像时就测出了像距。
故答案为:(1)10;(2)蓝;(3)光屏上还没有出现最清晰的像时就测出了像距28.探究凸透镜成像规律的实验中:(1)小红先将凸透镜正对着太阳光,调整凸透镜和白纸间的距离,直到太阳光在白纸上会聚成一个最小最亮的点,如图甲所示,这一操作的目的是________。(2)实验中,当蜡烛、凸透镜和光屏位于如图乙所示的位置时,小红看到在光屏上成了一个烛焰清晰________(选填“放大”、“等大”或“缩小”)的像,________就是利用这一成像规律工作的(填光学设备名称)。(3)实验中,如图乙所示的位置,要使烛焰在光屏上所成的像变小,若蜡烛的位置不动,透镜应________(选填“靠近”或“远离”)蜡烛。(4)实验时,蜡烛越烧越短,光屏上的像向________移动,若用不透明纸遮住透镜的一半,光屏上的像________(选填A.无影响
B.像变为原来的一半
C.能成完整的像,像变暗D不成像)。(5)我们的眼睛中有类似于凸透镜的结构,眼睛通过睫状肌改变________的形状,使我们能够看清远近不同的物体。现代生活中,智能手机给人们带来了许多便利,但长时间盯着手机屏幕,容易导致视力下降,下列关于近视眼及其矫正原理图正确的是________。A.甲乙
B.甲丙
C.乙丙
D.丙丁【答案】(1)测量凸透镜的焦距(2)放大;幻灯机(3)远离(4)向上;C(5)晶状体;A【解析】【分析】(1)白纸上的最小最亮的亮斑是该凸透镜的焦点,焦点到凸透镜光心的距离为焦距;
(2)(3)根据凸透镜成像的特点可知,当物距大于像距时,成倒立、放大的实像,幻灯机和投影仪都是利用理制成的;物距越大,像越小;
(4)根据透过凸透镜光心的光线传播方向不变,判断蜡烛变短后,像的位置变化情况;透过凸透镜的光线越少,成的像越暗;
(5)眼睛的晶状体相当于凸透镜,可以成缩小的实像;近视眼是由于晶状体变厚,会聚能力变强,成像的位置提前,靠近晶状体,应用凹透镜矫正。
【解答】(1)小红先将凸透镜正对着太阳光,调整凸透镜和白纸间的距离,直到太阳光在白纸上会聚成一个最小最亮的点,此点为凸透镜的焦点,这一操作的目的是为了粗略测量凸透镜的焦距;
(2)根据凸透镜成像的特点,由图可知,物距小于像距,所以物体通过凸透镜成倒立、放大的实像,利用此原理制成了幻灯机(投影仪);
(3)根据凸透镜成像的特点可知,要使烛焰在光屏上所成的变小,应增大物距,由于蜡烛的位置不动,所以,透镜应远离蜡烛;
(4)因为透过凸透镜光心的光线传播方向不变,所以蜡烛变短后,像的位置会向上移动,为了使像仍成在光屏的中心,光屏也应向上移动;若用不透明纸遮住透镜的一半,由于透过的光线减少,光屏上的像会变暗,但仍是完整的像;
(5)眼睛的晶状体相当于凸透镜,可以成缩小的实像,通过调节晶状体的形状,可使我们看清远近不同的物体;近视眼是由于晶状体变厚,会聚能力变强,成像的位置提前,靠近晶状体,应用凹透镜矫正,使像正好成在视网膜上,图甲、乙符合题意。
故答案为:(1)为了粗略测量凸透镜的焦距;(2)放大;幻灯机;(3)远离;(4)向上;C;(5)晶状体;A。29.小军和小民班的同学在老师的指导下,用图甲所示的装置“探究凸透镜成像的规律”。(1)实验开始前,首先在光具座上依次安装发光体、凸透镜和光屏并进行调节,使它们的中心在同一高度,其目的为了________
。(2)小军和小民商议,先用眼睛来观察一下凸透镜成像的各种情况.于是,他们先把凸透镜固定在光具座上0cm处,小军负责将蜡烛从透镜一侧50cm处逐渐向透镜靠近,小民从另一侧透过透镜观察烛焰,并按照观察到的像的大小进行编号,然后整理记录观察到的几个像的情况如图乙所示.小军想知道观察到的各个像的先后顺序,小民有些已记不清楚.请你帮他排列出来:________
。(3)在图甲所示的实验中,已经在光屏上呈清晰的像,现保持光屏和凸透镜的位置不变,将蜡烛向右移动一小段距离,为在光屏上再次得到清晰的像,应在凸透镜左侧附近安装一个焦距适当的________透镜(选填“凸”或“凹”)。(4)在图甲中的光屏上已经呈清晰像的情况下,若用不透明的纸板挡住凸透镜的上半部分,则对光屏上的像会造成什么影响?
(选填)。A.
像变成原来的一半大小,但变亮
B.
像的大小、亮度均不变
C.
像变成原来的一半,但变暗
D.
像大小不变,但变暗【答案】(1)像在光屏中央(2)1、2、3、5、6、4(3)凸(4)D【解析】【分析】(1)如果发光体、凸透镜和光屏的中心不在同一高度,像可能会不能成在光屏上;
(2)在物体靠近凸透镜的过程中,先成实像后成虚像,实像是随物距减小越来越大的;虚像是随物距减小越来越小的,据此判断排序;
(3)首先根据“物近像远大,物远像近小”判断像距的变化,然后判断将像成在光屏上是需要会聚光线还是发散光线,最后再确定选择的透镜种类;
(4)凸透镜的大小不会影响成像的完整性,只会影响成像的亮度。【解答】(1)实验开始前,首先在光具座上依次安装发光体、凸透镜和光屏并进行调节,使它们的中心在同一高度,其目的为了像在光屏中央;
(2)当物距大于焦距时成实像,所有的实像都是倒立的;根据“物近像远大”的规律可知,当蜡烛靠近凸透镜时,实像在不断变大,因此实像的排列顺序应该是:1、2、3、5;当物距小于焦距时成虚像,虚像都是正立的,且物距越小,像越小,因此虚像的排列顺序为:6、4。那么所有像的排列顺序为:
1、2、3、5、6、4;
(3)将蜡烛向右移动一小段距离,根据“物近像远大”的规律可知,这时物距减小,像距增大,即这时像应该成在光屏的右边。如果要使像成在光屏上,就必须使光线提前会聚,因此应自爱凸透镜左侧附近安装一个适当的凸透镜;
(4)若用不透明的纸板挡住凸透镜的上半部分,凸透镜的焦距不变,成像的大小不变,只是会聚的光线减少,即像的亮度下降,故选D。
故答案为:(1)像在光屏中央;(2)1、2、3、5、6、4;(3)凸;(4)D30.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,小明将焦距为10cm的凸透镜放在光具座中央,调节烛焰,凸透镜和光屏的中心在同一高度。(1)实验中各器材的摆放位置如图甲所示,若要研究物距大于2倍焦距时,凸透镜的成像特点,则接下来的操作应该是(
)(填字母);a.蜡烛,凸透镜的位置保持不变,移动光屏直到找到清晰的像b.光屏位置保持不变,将蜡烛移至15cm刻线处,移动凸透镜直到找到清晰的像c.凸透镜位置保持不变,将蜡烛移至15cm刻线处,移动光屏直到找到清晰的像(2)凸透镜能成等大的像吗?为了在实验中准确的比较像和物的大小关系,小明采用了以下的做法:①将白纸铺在水平桌面上,把点燃的蜡烛和玻璃板放置在如图乙所示的位置上,用笔在纸上画出蜡烛的“像”。请你依据平面镜成像特点,在图乙中画出A点在平面镜中的像A′的位置,并画出入射光线AO的反射光线________;②将画有烛焰“像”的纸________(填“正”或“倒”)贴在光屏上,这样便能在接下来的实中准确的比较像和物的大小关系。【答案】(1)C
(2);倒【解析】【分析】(1)若要研究物距大于2倍焦距时,应将蜡烛移至凸透镜的2倍焦距之外,凸透镜位置保持不变,移动光屏直到找到清晰的像;(2)①利用对称法作出A点的虚像,反射光线的反向延长线过像点,由此可画出反射光线;②当u=2f时,物体通过凸透镜成倒立、等大的实像,像距等于物距,据此进行分析。【解答】(1)若要研究物距大于2倍焦距时,凸透镜的成像特点:a.若蜡烛、凸透
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