中考物理光学实验练习带答案挑战文档格式.docx
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小红的实验装置是:
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)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)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。
(5)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____。
(6)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”)。
(7)小红将蜡烛逐渐远离玻璃板时,它的像__________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(8)为证实上述有关成像特点是否可靠,你认为应采取下列哪一项操作?
(______)
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
4.某同学利用图示装置来研究凸透镜成像.
(1)如图所示,当凸透镜位于光具座上A处时,恰好在光屏上成清晰的像,成的是________(正立/倒立)的像.蜡烛燃烧一段时间后,烛焰的像将位于光屏中心的________方;
(2)在保持
(1)中蜡烛和光屏位置不变的情况下,将凸透镜向右移到B处(图中未标出),光屏上再次成清晰的像,成的是________(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的像;
(3)在上述探究活动中,若已知蜡烛与光屏间的距离为L0,与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L,如图所示,则该透镜焦距f________L(选填“>”、“<”或“=”),透镜先后两次所在位置A、B之间的距离S=________(用L0、L表示).
(4)当光屏上呈现清晰的像时,保持发光体“F”和凸透镜位置不变,取一只与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜,替代原来的凸透镜再次实验,所成的像与原来的像相比,你可观察到的现象有________.
5.新思维科技社团的同学们学完光学中小孔成像知识后,提出一个问题,小孔在光屏上所成像的形状与什么因素有关,同学们经过讨论后提出以下猜想:
猜想一:
像的形状可能与物体形状有关;
猜想二:
像的形状可能与小孔的形状有关。
同学们在辅导老师的帮助下制作了“E”、“F”和“R”形状的LED发光字来充当物体,做成两个小孔形状不同的纸筒,纸筒另一端绷装半透明膜,做好装置后同学们进行实验探究.
(1)物理上将“F”、“E”和“R”形状的LED发光的字称为________,射出的光在同种均匀介质中沿__________传播;
为了便于观察,该实验最好在______(选填“较明亮”或“较黑暗”)的环境中进行。
(2)同学们将“F”发光字固定好后,先用小圆孔纸筒进行实验,同学们在半透明膜上观察到倒立的“F”,如图所示,小孔成像中所成的像能呈现在半透明膜上,说明所成的像是________(选填实像或虚像),同学们将实验结果记录在设计好的表格后,再换用小方孔纸筒进行实验,并观察记录。
(3)同学们再换用“E”和“R”形状发光字,分别按照实验
(2)进行实验,将观察到的结果记录在表中。
实验次数
发光字
小孔形状
像的形状
半透明膜上是否呈现
1
F
圆形
倒立
呈现
2
方形
3
E
4
5
R
6
(4)通过比较________,同学们验证了猜想一,得出结论:
在小孔形状相同时,小孔所成的像与物体的形状有关。
(5)同学们通过比较1、2,3、4和5、6,得出结论:
(6)实验小组在该实验中采用的实验方法是______________.
6.小明同学做“探究凸透镜成像规律”的实验,他根据收集的数据作出如图甲所示的图像:
(1)由图像可知,小明同学使用的凸透镜的焦距为___________cm。
(2)当蜡烛放置在光具座上的45cm刻度处时,小明应该如何观察烛焰的像?
_________________________。
(3)实验过程中,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,调皮的明明把近视眼镜放在凸透镜和蜡烛之间,如图乙所示,小明发现光屏上烛焰的像变模糊了,此时他应该把光屏向_______(选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动,才能得到清晰的烛焰的像。
7.在探究光的折射规律时,从水面上方看水中的物体变浅了.为了确定水中物体所成像的位置,某学习小组进行了如下探究:
u/mm
30
60
90
120
150
180
v/mm
23
45
67
113
134
A.把一个小灯泡a放在水中某处,观察灯泡所成像的位置。
B.将另一个相同的小灯泡b放在水面上方,调整其位置,使它的像与灯泡a
的像重合。
C.用刻度尺测量灯泡b到水面的距离。
(1)测量时,把刻度尺的零刻度线对准灯泡b,水面处对应的刻度如图甲所示,则灯泡b到水面的距离为_____cm。
(2)灯泡a的像到水面的距离与灯泡b到水面的距离一定相等,理由是:
_______
(3)测量时,如果直接将刻度尺竖直插入水中,使看到的零刻度线与灯泡a的像重合,则刻度尺在水面处的示数表示_________。
(4)某小组实验时,每次都从灯泡a的正上方观察,测得灯泡a到水面距离u和灯泡a的像到水面距离v的对应关系如上表所示。
根据表中数据,请在图乙坐标中描点作出v-u关系图线。
(___________)
由图线可知,v与u成______(选填“正比”、“反比”)。
8.小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)如图1,让一束平行于主光轴的平行光射向凸透镜,移动光屏,直到在光屏上出现一个最小最亮的光斑,则该凸透镜的焦距为____________cm。
(2)如图2,要使像成在光屏的中央,应将光屏向____________调整(选填“上”或“下”)。
(3)当烛焰距离凸透镜12cm处时,移动光屏,可在光屏上得到一个清晰的像,生活中的________就是利用这个原理制成的。
(4)当烛焰逐渐远离凸透镜时,烛焰所成的实像将____________(选填“变大”或“变小”)。
(5)蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图,此时光屏上得到了一个清晰的像,这个像是倒立、______(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像。
(6)随着实验的进行,蜡烛在逐渐变短,出现了如图甲所示现象,为了把像调整到光屏中央,应选_______。
A.将蜡烛向下移动B.将凸透镜向下移动C.将光屏向下移动
(7)在上一步实验获得清晰的像后,小明取了一副近视眼镜放在凸透镜前(如图乙),要使光屏上再次成清晰的像,可将蜡烛向____________(左/右)移。
(8)如图,蜡烛在光具座上A处向左移动距离s到C,为在光屏上再次成清晰的像,则他应将光屏向左移动,光屏移动距离为s′______s(填“>
”“=”或“<
”)。
9.如图所示,是小明在“探究平面镜成像的特点”的活动中所选用的器材和活动过程.
(1)在探究活动中为便于观察,该实验最好在______(选填“较明亮”或“较黑暗”)环境中进行.
(2)小明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,对蜡烛A和B的要求是_____,这是为了_____.这种确定像与物大小的方法是______.(选填“控制变量法”或“等效替代法”)
(3)在寻找蜡烛像的位置时,眼睛应该在蜡烛______(填“A”或“B”)这一侧观察,如果小明无论怎样调节后面的蜡烛,都不能与蜡烛的像重合,请你推测可能的原因是_____________.
(4)小明用跳棋代替点燃的蜡烛进行实验,但看不清跳棋的像,请你帮想个办法看清跳棋的像:
____.
(5)实验时在玻璃板前面放置一支点燃的蜡烛,再拿没有点燃的相同蜡烛在玻璃板后面移动,直到跟前面那支蜡烛的像______,若用光屏替换玻璃板后面的蜡烛,在玻璃板后面观察光屏,______观察到玻璃板前点燃蜡烛的像(选填“能”、“不能”).说明平面镜成的是______(选填“虚”或“实”)像.
(6)在实验中用平板玻璃代替平面镜,主要是利用玻璃透明的特点,便于_______;
如果有3mm厚和2mm厚的两块玻璃板,应选择______mm厚的玻璃板做实验.
(7)为了让右座的同学也能够看清蜡烛的像,小明只将玻璃板向右平移,则蜡烛像的位置______(选填“向右移动”、“向左运动”或“不变”).
(8)实验中,看到点燃的蜡烛通过玻璃板成两个像,其中距离观察者较远的像较______(填“亮”或“暗”).远处的像是来自于蜡烛的入射光经过玻璃板______(只有一个选项正确,将正确选项的字母填在横线上).
A.一次反射、一次折射形成的
B.两次反射、一次折射形成的
C.一次反射、两次折射形成的
D.两次反射、两次折射形成的
10.小军在做“探究平面镜成像的特点”的实验,如图
(1)应选择_____(选填“明亮”“黑暗”)的环境;
(2)实验时应选择较薄的玻璃板代替平面镜来研究平面镜成像的特点,优点在于既能看到A的像,又能看到后面的蜡烛B,其原理为_____
A.两者都是光的反射形成的B.前者是光的反射形成的,后者是光的直线传播形成的
C.两者都是光的折射形成的D.前者是光的反射形成的,后者是光的折射形成的
(3)小军选用了两只大小完全一样的蜡烛,在玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛B竖直在玻璃板后面移动,人眼一直在玻璃板的前侧观察,直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合.这种确定像与物大小的方法是_____.(选填“控制变量法”或“等效替代法”).
(4)移去蜡烛B,在其原来位置上放置一块光屏,光屏上_____(选填“不能”“能”)呈现蜡烛的像,这说明平面镜所成的像是_____(选填“虚”或“实”)像.
(5)小军把玻璃板沿直线MN向右平移一段距离,在此过程中,蜡烛A的像_____(选填“会”或“不会”)向右平移.
(6)实验中多次改变蜡烛A的位置,是为了多次实验_____(选填“寻找普遍规律”“求平均值减小误差”).
(7)实验中,看到点燃的蜡烛通过玻璃板成两个像,其中距离观察者较远的像较_____(选填“亮”或“暗”);
如果实验采用厚玻璃板,观测到蜡烛A通过玻璃板在不同的位置成两个清晰像,且测得两个像之间的距离为0.8cm,则玻璃板的厚度为_____cm.
11.学习小组用图1中甲所示的圆柱形纸质套筒做“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.
(1)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类比利用太阳光测凸透镜焦距时,光屏从焦点处远离透镜过程中,光斑越大越暗的现象,可判断猜想1是________的.
②验证猜想2时,固定烛焰、纸筒和光屏的位置,更换使用如图乙中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,观察到的现象如下表:
圆孔的直径/mm
小于1.0
1.0
1.5
2.0
2.5
4.0
像的清晰度
清晰
像的明亮程度
……逐渐变亮
实验现象表明:
在小孔成像清晰时,________.
(2)学习小组对像的清晰度与亮度问题作进一步探究,如图丙所示:
①在纸筒底部中心开一小孔a,又在a上下等距的位置再开两个小孔b、c,光屏上观察到三个像.在b、c两孔处放置两相同的三棱镜,移动光屏到图丙位置时,光屏上只出现一个清晰的更亮的像.则b、c两小孔处三棱镜放置的方式可能是________.
②他们设想在b、c两孔之间再开若干个小孔,并在小孔处放置棱镜,所成的像都与b、c两孔处三棱镜所成的像重合,则光线通过这些棱镜的偏折程度比通过b、c两孔处三棱镜的要________(选填“大”或“小”)
③若只用a孔替代凸透镜,在图丙位置光屏上所成的像与该透镜所成的像相比,像的亮度________,像的大小________.
参考答案
1.主光轴投影仪没有上左小近视眼镜65变小
【分析】
(1)探究凸透镜成像的实验时,在桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏,使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上,像才能呈在光屏的中心。
(2)凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立缩小的实像;
物距等于像距时,成倒立等大的实像;
物距小于像距时,成倒立放大的实像,应用于投影仪或幻灯机;
凸透镜成像属于光的折射现象,物体发出的光线经凸透镜折射后,会聚在凸透镜另一侧的光屏上,形成物体的实像;
如果凸透镜的口径大,透过的光多,像就亮;
口径小,透过的光少,像就暗;
实验一段时间后,蜡烛变短了,根据过光心不改变方向,判断透镜的移动方向。
(3)①根据凸透镜成实像时,物远(物距变大)像近(像距变小)像变小。
②凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散的作用。
(4)光的折射中光路是可逆的,据此进行分析。
【详解】
(1)[1]探究凸透镜成像规律时,调整蜡烛烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上,这样烛焰、光屏和光屏的中心在同一高度,像才能呈在光屏的中心。
(2)[2]由图可知,物距小于像距,成倒立、放大的实像,日常生活中投影仪就是利用这一原理制成的。
[3]凸透镜成实像时,所有透过透镜的光会聚到光屏上成像,凸透镜上溅了一个小泥点,整个物体发出的光虽有一小部分被挡住,但总会有一部分光通过凸透镜而会聚成像,因此,像与原来相同,大小不变;
由于透镜的一小部分被遮住,因此折射出的光线与原来相比减少了,像将完好,但亮度会变暗,所以不会出现泥点的影子。
[4]蜡烛变短了,根据过光心不改变方向可知,光屏上的像会向上移动。
(3)[5][6]①根据凸透镜成实像时,物远(物距变大)像近(像距变小)像变小,若采用移动光屏的方法,则应将光屏靠近凸透镜即左移,此时像的大小比原来的像要小些。
[7]②若不移动光屏,根据凹透镜对光线有发散作用,则可在蜡烛和凸透镜之间再放上一个焦距合适的凹透镜(近视眼镜),延迟了对光线会聚,也可再次在光屏上得到清晰的像。
(4)[8]根据折射中光路可逆可知,保持蜡烛和光屏位置不变,当物距为35cm时,即凸透镜移动至65cm刻度线处,在屏上能再次呈现清晰的像。
[9]移动凸透镜后,物距大于像距,成倒立、缩小的实像,故像的大小较之原来变小。
2.见解析所示见解析所示h与s成正比
【解析】
(1)根据光的直线传播,分别做出由A、B两点在透明纸上的像,从而得出AB的像,如图所示:
(2)根据表格中数据描点,并用平滑的曲线连接起来,如图:
(3)从图象中看出;
h随s的变大而变大,且增大的倍数相同,即h与s成正比关系;
因此,本题正确答案是:
(1).见解析所示
(2).见解析所示(3).h与s成正比
【的距离】
(1)小孔成像是光的直线传播现象;
物体上部的光线通过小孔后,射到了光屏的下部;
物体下部的光线通过小孔后,射到了光屏的上部,因此通过小孔后所成的像是倒立的像.
(2)找出表格中的数据在坐标纸中的对应点,然后连接成平滑的曲线;
(3)可以看出,当像离小孔越远,像的大小是变大的.
3.便于确定像的位置到平面镜的距离的大小较黑暗玻璃板后面的蜡烛重合相等垂直相等不能虚不变B
(1)实验过程中,用透明的玻璃板代替平面镜,在物体一侧,既能看到蜡烛A的像,也能看到代替蜡烛A的蜡烛B,当蜡烛A的像和蜡烛B重合时,便于确定像的位置,从而便于比较物像大小。
(2)在实验中用到刻度尺,是来测量像到镜的距离和物到镜的距离,从而得出二者的关系。
(3)两只蜡烛大小相同,后面的蜡烛又和前面蜡烛的像完全重合,这样就证明了像与物大小相同,所以两只蜡烛等长是为了比较像与物大小关系用的。
(4)点燃蜡烛,烛焰在明亮的环境中,烛焰和明亮环境对比度较小,成像不太清晰;
烛焰在黑暗环境中,烛焰和黑暗环境的对比度大,成像更清晰。
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。
也能观察到玻璃板后面的蜡烛,巧妙地解决了确定像的位置和大小的问题。
(5)点燃A蜡烛,小心地移动B蜡烛,直到与A蜡烛的像重合为止,这时发现像与物的大小相等;
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垂直。
像和物到玻璃板的距离相等。
(6)因为光屏只能接收实像,不能接收虚像,因此移走后面的蜡烛B,光屏不能接收到蜡烛A的烛焰的像,所以平面镜成的像是虚像。
(7)小红将蜡烛逐渐远离玻璃板时,它的像大小不变。
(8)一次实验不具备代表性,应采取同样的实验方案多做几次,避免实验现象的偶然性,才能保证结论的正确。
所以应采取B操作。
点睛:
探究平面镜成像实验时,成像物体和环境的对比度越大,并且物体越亮,物体成像越清晰。
4.倒立上缩小<L0-2L相比原来暗
(1)除了作为放大镜的作用外,凸透镜所成的像都是倒立的实像,蜡烛燃烧一段时间后高度减小,由于所成像是倒立的,烛焰的像将位于光屏中心的上方;
(2)凸透镜向右移动直到再次成清晰的像时,物距必将大于两倍的焦距,所成像为缩小、倒立的实像;
(3)在A点时,成放大、倒立的实像,此时物距在一倍焦距到二倍焦距之间,即f;
在B点时,成倒立、缩小的实像,由于光屏和蜡烛位置不变,则A点时的物距和B点时的像距长度相等,所以A、B间距离为L0-2L.
(4)用另一只与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜,替代原来的凸透镜再次实验,经凸透镜的光线变少,所成的像与原来的像相比,比原来暗.
故答案为
(1).倒立上
(2).缩小(3).<L0-2L(4).相比原来暗
5.光源直线较黑暗实像1、3、5(或2、4、6)在物体形状相同时,小孔所成的像与小孔的形状无关控制变量法
(1)[1]能自行发光的物体称为光源,LED发光的字是光源。
[2]光在同种均匀介质中沿直线传播。
[3]为了便于观察,实验在较黑暗的环境进行,成的像会比较清晰。
(2)[4]实像是实际光线会聚而成的,可以成在光屏上,孔成像中所成的像,能呈现在半透明膜上,说明所成的像是实像。
(4)[5]通过比较1、3、5(或2、4、6)实验数据可知,小孔形状相同,物体形状不同,所成像的形状不同,说明在小孔形状相同时,小孔所成的像与物体的形状有关。
(5)[6]通过比较1、2,3、4和5、6,实验数据可知,物体形状相同,小孔形状不同,所成像的形状相同,说明在物体形状相同时,小孔所成的像与小孔形状无关。
(6)[7]实验小组在该实验中,有两个变量物体形状和小孔形状,采用的实验方法是控制变量法。
故答6.:
(1)10;
(2)在凸透镜的右侧通过凸透镜向左观察,能看到一个正立、放大的虚像;
(3)远离
(1)由图象可知,u=v=2f=20cm,所以凸透镜的焦距是10cm;
(2)当蜡烛放置在光具座上的45cm刻度处时,有图可知此时u=5cm物体处于1倍焦距以内,故此时应该在凸透镜的右侧通过凸透镜向左观察,能看到一个正立、放大的虚像;
(3)近视眼镜是凹透镜,由于凹透镜对光线有发散作用,所以当小明把自己的近视眼镜靠近凸透镜时,像会聚在光屏的后方,这样像距会增大,因此在光屏上要得到清晰的像,应把光屏向远离透镜的方向移动。
7.8.20像与物到镜面的距离相等灯泡a的深度
正比
(1)[1]从图甲可以看到,灯泡b到水面的距离为8.20cm;
(2)[2]根据平面镜的成像规律可知,灯泡b到水面的距离大小等于灯泡b的像到水面的距离,而灯泡b的像与灯泡a的像是重合的,所以灯泡a的像到水面的距离与灯泡b到水面的距离一定相等;
(3)[3]测量时,如果直接将刻度尺竖直插入水中,使看到的零刻度线与灯泡a的像重合,因为光的折射,刻度尺的零刻度线真实位置应该是在灯泡a的位置,所以刻度尺在水面处的示数表示灯泡a的深度;
(4)[4]根据表中数据,在坐标中描点作出v-u关系图线,如下图所示;
[5]由图线可知,v与u成正比。
8.10.0下投影仪变小放大B左>
(1)[1]移动光屏,直到在光屏上出现一个最小最亮的光斑,凸透镜所在的位置是50.0cm,光屏所在的位置是60.0cm,那么凸透镜的焦距是
(2)[2]从图2可以看到,光屏的位置过高,要使像成在光屏的中央,应将光屏向下调整;
(3)[3]当烛焰距离凸透镜12cm处时,物距大于一倍焦距,小于两倍焦距,根据凸透镜的成像规律可知,移动光屏,这时会成倒立、放大的实像,生活中的投影仪就是利用这个原理制成的;
(4)[4]根据凸透镜的动态成像规律可知,当烛焰逐渐远离凸透镜时,烛焰所成的实像将变小;
(5)[5]从图中可以看到,物距等于15cm,物距大于一倍焦距小于两倍焦距,根据凸
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