光学实验探究题.docx
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光学实验探究题.docx
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光学实验探究题
实验探究-----光学
【题目一】小阳与几位同学在做手影游戏时,发现手影的大小经常在改变。
他猜想:
影子的
大小可能与光源到物体的距离有关。
于是他设计了如图1甲所示的实验,保持橡皮到墙壁之
间的距离不变,把手电筒打开后放在距离橡皮不同的位置,分别测量在墙壁上所形成的影子
的长度。
记录实验数据如下表:
光源到橡皮的距离L/cm510152025
影子的长度H/cm9.86.24.83.73.1
H/cm
10
8
6
4
2
510152025
L/cm
甲图1
乙
(1)分析数据后,小阳发现:
若保持其他因素不变,当手电筒由近处逐渐远离橡皮时,影
子的长度随之。
(2)为了进一步发现其中的规律,小阳根据资料以手电筒到橡皮的距离L为横坐标、影子的
长度H为纵坐标,绘制了影子的长度H随手电筒到橡皮的距离L变化的图像,如图1乙所
示。
由图像可知,当手电筒到橡皮的距离L=17.5,影子的长度H大约是cm。
(3)当手电筒距离橡皮较远时,小阳观察图像的变化趋势发现:
影子变小的(选填:
“快”或“慢”)。
【答案】
(1)减小
(2)4(3)慢
【题目二】如图2是同学们探究“平面镜成像特点”的几种情境。
下列说法正确的是()
玻璃板
玻璃板
玻璃板
AAA
甲丙
乙
图2
A.若蜡烛A距玻璃板4cm,则蜡烛B距玻璃板8cm才能与蜡烛A的像完全重合
B.若蜡烛A在玻璃板中的像偏高且倾斜,则乙图是产生该现象的原因
C.若在玻璃板与B蜡烛之间放一块挡光板,则不能透过玻璃板看到A的像
D.以上说法均不正确
【答案】B
【题目三】小明在探究凸透镜成像规律时,不小心将焦距为10cm的凸透镜掉在地上,摔碎
成大小不同的3块。
他不知道每块镜片的焦距是否与原凸透镜的焦距相等,于是他选择其中
较大的一块镜片,利用平行光源、光屏和刻度尺,测量出这块镜片的焦距f并记录。
小明发
现这块镜片的焦距与原凸透镜的焦距相等,由此她得出“每块镜片的焦距与原凸透镜的焦距
相等”的结论。
如果请你对小明的实验结论进行评估,你认为小明的实验结论是否存在问题?
请说明你的理由。
【答案】存在问题,理由是只测量其中一块的焦距,实验结论具有偶然性,不能得
出“每块镜片的焦距都与原透镜的焦距相等”的结论。
应该再测量其他块的焦距,
才能得出初步结论。
【题目四】图3是“探究光的反射规律”的实验装置.
(1)白纸的主要作用是什么?
(2)实验中,放置平面镜和白纸的顺序是:
先把一个小平面镜竖直
立在一块长方形木板上,然后把一张白纸平铺在木板上,使白纸边
缘紧贴平面镜放置,而不是先放白纸再把平面镜竖直立在白纸上,
图3
这样做的好处是什么?
【答案】
(1)白纸的主要作用是:
①呈现反射光线,②验证反射光线与入射光线及
法线是否在同一平面内。
(2)因为法线与镜面垂直,所以先把一个小平面镜竖直立
在一块长方形木板上,然后把一张白纸平铺在木板上,使白纸边缘紧贴平面镜放置,
这样能准确确定白纸的镜面的垂直关系,而先放白纸再把平面镜竖直立在白纸上,
若桌面不是水平的,那么白纸和平面镜就不一定垂直,因此不是先放白纸再把平面
镜竖直立在白纸上。
【题目五】小明喝水时,偶然发现透过水
面看不见玻璃水杯外侧的手指,他感到很
惊奇;玻璃和水都是透明物质,为什么光
却不能透过呢?
小明决定找出原因,下面
是小明的探究过程:
图4
根据光经过的路径,首先想到了这种现象与光的折射有关,为此他根据光从水中射向
空气的光路进行了推测,如图4所示,光从水中射向空气时,折射角大于人射角,当入射角
逐渐增大时,折射角也逐渐增大,那么,当人射角增大到某一值时,会不会⋯
(1)小明的推测是。
(2)小明为了验证自己的推测,进行了如图4所示的实验,实验过程中逐渐增大激光笔射
向水面的入射角的角度,当增大到某一角度时,小明观察到,证实了自己的推
测。
(3)当光从空气射向水中时,也会出现“看不见”的现象吗?
说出你的观点并解
释:
。
【答案】
(1)折射光线消失
(2)光斑消失(3)不会光从空气斜
射入水水中时,折射角始终小于入射角
【题目六】某实验小组在探究光的折射规律时,让一束光从空气
斜射入玻璃水槽内的水中,看到如图所示的现象:
(1)请在图中分别做出入射角(用字母i表示)和折射角(用字
母r表示)。
图3
(2)为了探究光从空气斜射入水中时折射角和入射角的关系,以下方案中
正确的是:
(选填“A”、“B”或“C”)。
C
A只测量图中的入射角和折射角,分析并得出结论
B保持入射角不变,进行多次试验,测量入射角和每次试验的折射角,分析并得出结论
C改变入射角,进行多次试验,测量每次试验的入射角和折射角,分析并得出结论:
【答案】由于探究光从空气斜射入水中时折射角和入射角的关系,所以应该多次实
验且不断改变入射角的大小,只有这样得出的结论才具有普遍性、排除了偶然性。
故C答案是正确的。
【题目七】在探究“近视眼的矫正”课外实验中,如图4所示:
(1)调整烛焰(模拟远处所视物)、水凸透镜
(模拟人眼晶状体,并与注射器相连,其凸起
程度可通过注射器注入或吸收水量来调节)、光
屏(模拟人眼视网膜)在光具座上的位置,如
图所示,此时在光屏上得到了烛焰清晰的像,
该像是倒立、________的像。
图4
(2)向水凸透镜内(填“注入”或“吸取”)适量的水来模拟近视眼,发现光屏
上原来清晰的像变模糊了。
①若将光屏向靠近透镜的方向移动适当距离,再次得到清晰的
像。
说明近视眼将远处的物体成像在视网膜(填“前”或“后”)。
②若光屏不移动,在
烛焰和水凸透镜间加一个焦距合适的凹透镜,光屏上也能得到清晰的像。
说明近视眼镜是
透镜。
【答案】
(1)缩小;实;
(2)注入;①前;②凹
【题目八】实验桌上有如图17所示的实验装置(其中的透
明玻璃为平面镜),还提供了一把刻度尺和相同大小的中国
象棋棋子18个,9个为红色,9个为绿色。
小军计划用这
些器材探究“物体在平面镜中所成像的大小与物体大小的
关系”,小军的主要实验步骤如下:
①将两个叠放的红棋子作为物体放在平面镜前面的白纸
上,在平面镜后面改变两个叠放的绿模子的位置,使得从不同角度观察,两个绿棋子与
物体的像均完成重合,并记录实验数据。
②改变物体(两个叠放的红棋子)到平面镜的距离,在平面镜后面改变两个叠放的绿棋子
的位置,使得从不同角度观察,两个绿棋子与物体的像均完全生命,并记录实验数据。
③再改变四次物体(两个叠放的红棋子)到平面镜的距离,仿照步骤②,做四次实验。
请
根据以上叙述回答下列问题:
⑴小军计划探究的问题中的自变量是_______;
⑵根据以上实验步骤可知,小军实际探究的是物体在平面镜中所成像的大小与_______
的关系;
⑶针对小军计划探究的问题,在实验步骤②中,应改变_______。
【答案】
(1)物体大小;
(2)物体到平面镜的距离;
(3)叠放红棋子和绿棋子的个数。
【题目九】小明同学在做“探究平面镜成像的特点”的实验时,想起了走过教学大楼门厅内
的大平面镜时的情景:
靠近镜子时,感觉自己的像变大了,远离镜子时感觉像变小了。
自己
的感觉对吗?
在老师和同学们的帮助下小时进行了实验探究。
小时所用的实验装置如图所示
(其中的透明玻璃板作为平面镜)。
主要实验步骤如下:
(1)在玻璃板前面放置一支点燃的蜡烛A,在玻璃板后面移
动一支没有点燃的相同的蜡烛B。
当把蜡烛B移动到某一位置
的时候,发现蜡烛B与蜡烛A的像重合,测量并记录此时物、
像和玻璃板之间的位置关系。
(2)多次改变蜡烛A到平面镜的距离,在平面镜后移动蜡烛B,发现总能找到一个对应位
置,在镜前从不同角度观察,蜡烛B与蜡烛A的像均重合,测量并记录每次实验的相关数
据。
请根据以上叙述回答下列问题:
①根据以上实验步骤可知,能验证小明感觉的是步骤(选填
(1)或
(2));
②“探究平面镜成像的特点”实验得到的结论是:
平面镜所成像的大小与,像
和物体到平面镜的距离,像和物体的连线与镜面。
③若用光屏代替蜡烛B,在玻璃板后面观察光屏,将(选填“能”或“不能”)观
察到蜡烛A的像,说明所成的是像(选填“虚”或“实”)。
【答案】①
(2)②物体大小相等相等垂直③不能虚
【题目十】某同学在做探究光的折射特点实验,如图是光从空气射入水中时的光路,实验中
发现,入射光线、折射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线的两
侧.通过实验还得到如下数据:
入射角α0°15°30°45°60°
反射角β0°15°30°45°60°
折射角γ0°11.3°22.1°35.4°40.9°
(1)分析表中数据,可得出结论:
①光从空气斜射到水面时,将同时发生和现象;
②光从空气斜射到水面时,折射角随入射角的变化关系
是:
,且折射角(大于/等于/小于)入
射角.当光从空气垂直射到水面时,折射角等于零.
该同学根据上述实验中的发现和结论②总结出了光的折射特点.
(2)请你对该同学通过上述探究实验得出光的折射特点的过程作出评价.
是否存在不足?
答:
(是/否);请简要说明理由:
。
【答案】
(1)①反射折射
②折射角随入射角的增大而增大,小于
(2):
是,三次实验数据可以,但没有换用其他透明介质做此实验。
【题目十一】如图是小芳同学探究“平”面镜成像的
特点“实验装置.
(1)在实验中用透明的玻璃板代替平面镜,主要
是利用玻璃透明的特点,便于.
(2)在竖立的玻璃板前放一支点燃的蜡烛M,可
以看到玻璃板后面出现蜡烛的像.小明拿另一支大
小相同的蜡烛N在玻璃板后面移动,直到它跟蜡烛M的像完全重合.由此可以得出的结论
是。
(3)实验时,小芳同学应在(填“M”或“N”)侧观察蜡烛M经玻璃板所成的像.
(4)细心的小芳透过玻璃观察蜡烛M的像时,看到在像的后面还有一个较模糊、与像有部
分重叠的像,出现两个像的原因是.
(5)经过三次实验,记录的像A'、B'、C'与物A、B、C对应的位置如图乙所示.为了得到
更多的实验结论,接下来小明应该进行的操作是:
.
【答案】
(1)确定像的位置
(2)像和物大小相等
(3)M
(4)玻璃板比较厚,蜡烛经过两个反射面都会形成像。
(5)连接对应的像点和物点,判断连线是否和镜面垂直;测出像点
和物点到玻璃板的距离进行比较
【题目十二】在“验证凸透镜成像规律”实验中,某小组同学利用焦距为10厘米的凸透镜、
高为3厘米的发光体,光屏和光具座进行实验,将测得的物距u、像距v以及所成像的高L
像
分别记录在下表中。
在验证得到凸透镜成像的初步规律后,为了进一步研究,他们进行适量
的运算,将结果分别记录在下表的后两列中。
实验序号物距u/cm像距v/cm像高L像/cm
像距与物距之比
(v/u)
物距与像距之
和(u+v)
160120.60.272
25012.50.750.2562.5
330151.50.545
41822.53.751.2540.5
51626.751.6742.7
614357.52.549
①根据实验需要1-6的数据,分析比较像距v随物距u的变化情况及相关条件,可得出的初
步结论是:
凸透镜成像时,
②根据实验序号1-6的数据,分析比较像高L像与v/u的变化情况及相关条件,可得出的初
步结论是:
凸透镜成像时,
③该小组同学继续利用表中的数据及相关条件,分析、归纳得出结论
(a)根据实验序号1-3的数据,分析比较物距变化量u与相距变化量v的大小关系及成像
情况,可得出的初步结论是:
像、u+v的变化情况,可得出得(b)根据实验序号1-6的数据,分析比较物距u变化时,L
初步结论是:
【答案】
①像距随物距的减小而增大;
②物高与像高的比值等于物距与像距的比值;
③(a)当物距大于二倍焦距时,物距变化量△u大于像距变化量△v;
(b)当物体成实像时,物距越小,像越大,像距与物距的和(u+v)先变小后变大。
【题目十三】2014年7月,小阳在水塘中看到形状特殊的“虾”。
(1)如图甲所示,他看到的“虾”是因为光的________而形成的______像,真正的虾在水中
______(C/D/E/F)处.他用激光笔从A点向_______(B/C/D/E/F)处射出光束,即可把虾
照亮。
(2)拍照得到虾的胶片后,他用如图乙所示的幻灯机展示给同学们看.
①胶片上虾的头部朝_______。
②测得胶片到凸透镜的距离为8cm,则该凸透镜的焦距可能是_______。
A.2cmB.7cmC.9cmD.10crn
③要使像变得更大,应将幕布向_______移,并将凸透镜向________移。
(3)生物老师证实,这是古老物种仙女虾.其卵可以在寒冷或高温的沙土里休眠多年,直到
遇水才孵化.仙女虾的卵壳具有___________(写出一点即可)的特性。
【答案】
(1)折射;虚;E;B;
(2)①下;②B;③右,左;
(3)硬度大.
【题目十四】如图所示为“探究平面镜成像特点”的实验装置:
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,点燃A蜡烛,以A蜡烛为成像物
体。
(1)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_______,进一步观察A、B两支蜡
烛在直尺上的位置发现,像和物到玻璃板的距离_______;
(2)为证实上述有关成像特点是否可靠,你认为应采取项措施。
(选填序号)
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
(1)相同的操作
C.保持玻璃板位置不变,只减小A蜡烛的高度,进行与上述
(1)相同的操作
【答案】
(1)相同、相等
(2)B;
【题目十五】一个晴朗的夏日里,小丽和一群小伙伴在树下嬉戏打闹,爱动脑筋的小丽发现
树下有许许多多的光斑,这引起小丽的思考:
这些光斑是怎样形成的?
光斑的形状与什么因
素有关?
于是,她回家进行了如下的探究:
提出问题:
小孔成像的形状与什么因素有关?
猜想与假设:
小孔所成像的形状与物体和小孔的形状有关。
制定计划与设计实验:
将三个不同形状的物体分别通过三个不同形状的小孔进行成像,观察
像的形状并记录(表格如下)
小
成
孔
像
形
情
状
物
况
体
形
状
分析与论证:
实验结论:
。
【答案】小孔所成像的形状与物体的形状有关。
出题意图:
本题恰恰符合课标上关于基本能力的一个变化,“能通过收集到的信息资
源,对大量的物理事实和现象进行简单的归类比较,区分有关因素和无关因素,找出共
同特征,从而得出概念和规律。
另外小孔成像也是课堂演示和学生可以自主完成的实验,
本题可以考出课堂教学的过程。
【题目十六】小明在吃烤羊肉串时,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?
小东根据学过的光学知识进行分析:
火炉
上方的空气被加热后,其疏密程度在不断发生变化,光在这种不均匀的热空气中传播方向也
不断的发生变化,因此看起来感觉对面的人在晃动。
因此小明提出了一个观点:
光在均匀的
空气中沿直线传播。
请你利用一支激光笔、一个装有酒精的浅盘及火柴,设计一个实验证明
小明的观点是正确的。
写出实验步骤以及实验分析与结论,要求设计的实验具有可行性,要
符合安全规则。
【答案】实验步骤:
(1)将激光笔固定在实验桌上方沿水平方向向墙面照射,观察激光笔发出的激
光射到墙面上的红光斑情况;
(2)在激光笔前正下方处的实验桌上放上装有点燃的酒精的浅盘,仍使激光笔
沿水平方向向墙面照射,观察激光笔发出的激光射到墙面上的红光斑情况。
实验分析与结论:
当激光笔在均匀空气中沿水平方向向墙面照射时,观察到激光笔发出的激光
射到墙面上的红光斑静止不动;当激光笔在点燃的酒精上方沿水平方向向墙面照
射,由于此处空气被加热,空气不均匀,则观察到激光笔发出的激光射到墙面上
的红光斑晃动。
由此可见光在均匀的空气中沿直线传播。
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- 光学 实验 探究