八年級物理期末光學(xué)實(shí)驗(yàn)操作考核卷-2025年光學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)競賽試題

八年級物理期末光學(xué)實(shí)驗(yàn)操作考核卷——2025年光學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)競賽試題一、實(shí)驗(yàn)器材使用與操作（10分）1.請根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟，選擇正確的實(shí)驗(yàn)器材：（1）探究光的反射定律實(shí)驗(yàn)中，需要使用的器材是：A.平面鏡B.玻璃板C.激光筆D.紙條（2）探究光的折射現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)中，需要使用的器材是：A.玻璃杯B.水C.激光筆D.紙條（3）探究光的色散現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)中，需要使用的器材是：A.三棱鏡B.玻璃杯C.激光筆D.紙條2.請根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，完成以下操作：（1）在“探究光的反射定律”實(shí)驗(yàn)中，如何調(diào)整激光筆與平面鏡的距離，以使光反射到白紙上？（2）在“探究光的折射現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中，如何觀察并記錄光從空氣進(jìn)入水中時的折射現(xiàn)象？（3）在“探究光的色散現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中，如何調(diào)整三棱鏡的角度，以觀察不同顏色的光分開的現(xiàn)象？二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與分析（20分）1.記錄以下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：（1）在“探究光的反射定律”實(shí)驗(yàn)中，記錄入射角和反射角的大?。唬?）在“探究光的折射現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中，記錄入射角和折射角的大??；（3）在“探究光的色散現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中，記錄不同顏色光的折射角大小。2.分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，回答以下問題：（1）在“探究光的反射定律”實(shí)驗(yàn)中，入射角和反射角是否相等？為什么？（2）在“探究光的折射現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中，入射角和折射角的大小關(guān)系如何？為什么？（3）在“探究光的色散現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中，不同顏色的光折射角大小有何不同？為什么？三、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論（15分）1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，回答以下問題：（1）在“探究光的反射定律”實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)入射角逐漸增大時，反射角如何變化？（2）在“探究光的折射現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)入射角逐漸增大時，折射角如何變化？（3）在“探究光的色散現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中，不同顏色的光在通過三棱鏡后，是否會發(fā)生偏折？為什么？2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，總結(jié)以下結(jié)論：（1）光的反射定律；（2）光的折射定律；（3）光的色散現(xiàn)象。四、光學(xué)原理應(yīng)用題（25分）1.下列哪種現(xiàn)象說明光的折射？為什么？（1）水中的魚看起來比實(shí)際位置要高。（2）透過放大鏡看物體，物體看起來變大。（3）平面鏡中的影像。2.一個透明的直角玻璃磚，其兩個面分別與空氣接觸。光線從空氣垂直射入玻璃磚，進(jìn)入玻璃磚后的傳播路徑是什么？3.紅光在空氣中的傳播速度是3.0×10^8m/s，當(dāng)紅光進(jìn)入水中后，其速度變?yōu)?.0×10^8m/s，求紅光在水中傳播的折射率。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析題（25分）1.以下是某學(xué)生在探究光的折射現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)中記錄的數(shù)據(jù)：入射角i(度)|折射角r(度)----------------|--------------10|520|1030|1540|20請根據(jù)以上數(shù)據(jù)，分析并繪制出折射角r隨入射角i變化的函數(shù)圖像。2.在探究光的色散現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)中，某學(xué)生使用了白光通過三棱鏡后的光譜數(shù)據(jù)如下：波長λ(nm)|角度θ(度)------------|--------------400|35460|38500|42580|47請分析這些數(shù)據(jù)，解釋為什么不同波長的光在通過三棱鏡后會以不同的角度折射。六、綜合應(yīng)用題（20分）1.在一個透明的圓形水池中，有一只小船正在水面漂浮。若從空中以45度角向下看水面，看到小船的像比實(shí)際位置高了一些，請解釋這一現(xiàn)象，并說明光的折射如何影響這一觀察結(jié)果。2.某光纖通信系統(tǒng)使用的光纖材料具有折射率為1.5。如果光在光纖中的傳播速度是2.0×10^8m/s，求光在光纖中的波長。本次試卷答案如下：一、實(shí)驗(yàn)器材使用與操作（10分）1.（1）A（2）A（3）A2.（1）逐漸增大激光筆與平面鏡的距離，使激光束照射到白紙上。（2）將激光筆斜射入水中，觀察激光在水面處的折射現(xiàn)象，并記錄折射角。（3）調(diào)整三棱鏡的角度，使白光通過三棱鏡，觀察不同顏色的光分開的現(xiàn)象。二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與分析（20分）1.（1）入射角和反射角的大小分別為10度和10度。（2）入射角和折射角的大小分別為20度和10度。（3）不同顏色光的折射角大小分別為35度、38度、42度和47度。2.（1）在“探究光的反射定律”實(shí)驗(yàn)中，入射角和反射角相等，因?yàn)榉瓷涔饩€、入射光線和法線在同一平面內(nèi)，且反射光線和入射光線分別位于法線的兩側(cè)。（2）在“探究光的折射現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中，入射角大于折射角，因?yàn)楣鈴目諝膺M(jìn)入水中時，折射率大于1，導(dǎo)致光線向法線方向偏折。（3）在“探究光的色散現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中，不同顏色的光折射角大小不同，因?yàn)椴煌伾墓饩哂胁煌牟ㄩL，波長越長，折射率越小，折射角越大。三、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論（15分）1.（1）當(dāng)入射角逐漸增大時，反射角也隨之增大。（2）當(dāng)入射角逐漸增大時，折射角逐漸減小。（3）不同顏色的光在通過三棱鏡后會發(fā)生偏折，因?yàn)椴煌伾墓饩哂胁煌牟ㄩL，波長越長，偏折角度越大。2.（1）光的反射定律：反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)，且反射光線和入射光線分別位于法線的兩側(cè)。（2）光的折射定律：光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時，折射角與入射角之間存在一定的關(guān)系，且折射率與兩種介質(zhì)的折射率有關(guān)。（3）光的色散現(xiàn)象：不同顏色的光在通過介質(zhì)時，由于折射率不同，導(dǎo)致不同顏色的光以不同的角度折射。四、光學(xué)原理應(yīng)用題（25分）1.（1）水中的魚看起來比實(shí)際位置要高，因?yàn)楣饩€從水中射向空氣時發(fā)生折射，折射角大于入射角，導(dǎo)致觀察者看到的魚的位置比實(shí)際位置高。（2）透過放大鏡看物體，物體看起來變大，因?yàn)榉糯箸R對光線有會聚作用，使光線在物體上形成一個放大的虛像。（3）平面鏡中的影像，因?yàn)楣饩€在平面鏡上發(fā)生反射，形成一個與物體等大的虛像。2.光線從空氣垂直射入玻璃磚后，傳播路徑為直線。3.紅光在水中傳播的折射率為n=v_air/v_water=3.0×10^8m/s/2.0×10^8m/s=1.5。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析題（25分）1.根據(jù)數(shù)據(jù)繪制出折射角r隨入射角i變化的函數(shù)圖像，圖像為一條過原點(diǎn)的直線，斜率為1。2.根據(jù)數(shù)據(jù)，不同波長的光在通過三棱鏡后會以不同的角度折射，這是因?yàn)椴煌ㄩL的光具有不同的折射率，折射率與光的