光学实验题.docx
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光学实验题
光学实验探究
1、为了研究影子长度与哪些因素有关，某科学兴趣小组的同学做了如图所示实验：
在水平地面上竖直固定一根长杆，长杆上装有一个可以上下移动的点光源A，再在地面上竖立一根短木条（短木条始终低于点光源A）。
（1）保持短木条的长度和位置不变，该同学将点光源A从图示位置逐渐向上移动，测得数据如下表：
点光源的高度H／cm
20
30
40
50
60
影子长度L／cm
30
15
10
7．5
6
该科学兴趣小组同学做此实验，想要验证的假设是____________________________。
（2）分析上述实验数据还可旋拂：
在点光源逐渐上移过程中，若点光源高度的增加量相同，则影子长度L的变化量__________。
（选填“增大”、“减小”或“不变”）
（3）图中S表示点光源到短木条的距离，如果要研究影子长度L与点光源到短木条的距离S的关系，应如何操作__________________________________。
2、一同学用“可乐瓶”做小孔成像实验，实验装置如图（甲图）所示。
（1）请在甲图中的半透明纸上画出蜡烛AB的像A`C`.
（2）该同学发现蜡烛和小孔的位置固定后，像离小孔越远，像就越大。
他测出了不同距离时的像的高度（见下表）.请根据表中的数据，在乙图中的坐标中画出h与S的关系图像。
（3）从图像中看出h与S是什么关系？
3、如图所示是探究光的反射规律的两个步骤
（1）请你完成以下表格的填写。
实验序号
入射角
反射角
1
50°
50°
2
40°
3
20°
（2）实验中，纸板应_________于平面镜。
（填“平行”或“垂直”）
（3）由甲图我们可以得到的结论是：
________________________________________。
（4）由乙图我们可以得到的结论是：
________________________________________。
（5）如果光线沿BO的顺序射向平面镜，则反射光线_________（填“会”或“不会”）与OA重合，说明了______________ __________。
4、小红要探究光的反射规律：
（1）她需要这些主要的器材：
激光手电筒、一块硬纸板、____________、____________。
（2）小红依次使入射光线与法线的夹角为10°、20°、30°……，分别测量____________。
得到下列几组实验数据：
（3）通过分析数据，能判断_____________次数据有错误。
（4）请你在表格中把它改正过来。
（5）根据数据你能得到结论_____________。
（6）错误的原因可能是_______________________________________。
5、如图6是“探究平面镜成像特点”的情景：
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）为便于观察，该实验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
（2）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___________．
（3）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
6、在“探究平面镜成像的特点”实验中，某同学用玻璃板、相同的两个棋子A和B、刻度尺、白纸等器材进行实验，如图所示．
（1）用玻璃板代替平面镜，主要是利用玻璃板透明的特点，便于__________ ____________；
（2）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；
（3）在寻找棋子A的像位置时，眼睛应该在棋子___ __（选填“A”或“B”）这一侧观察，移动玻璃板后的棋子B，使它与棋子A在玻璃板中所成的像重合；
（4）移动玻璃板后棋子B，但无论怎样移动都不能使它与棋子A在玻璃板中所成的
像重合，最有可能的原因是 ；
（5）实验中使用刻度尺，是为了____ ___；
（6）将棋子逐渐远离玻璃板，棋子像的大小 （变大/变小/不变）；
（7）移开棋子B，用白纸做屏幕放在该位置，直接观察白纸，白纸上 （能/不能）接收到棋子A的像，可知平面镜所成的像是 像．
7、如图是“探究平面镜成像特点”的情景：
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）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。
（2）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_____ __。
（3）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
8、如图所示是探究平面镜成像特点的实验装置.
（1）用玻璃板代替平面镜，主要是利用玻璃板透明的特点，便于_________；
（2）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；
（3）如果玻璃板没有放正，将对实验产生什么影响？
.
（4）使点燃的蜡烛在两个不同的位置，分别测出物距和像距相等的两组数据，得出实验结论之一：
“像距与物距相等”.你认为这种方法是否合理？
.理由是：
___________.
9、某小组同学在“研究光的折射规律”的实验中，选用不同颜色的光（红光、黄光和紫光），分别以不同的入射角i从空气射入玻璃砖中，如图所示，每次的入射点均为O点，然后测出折射光线对应的折射角r并记录在下表中。
实验过程中，他们通过网上查阅相关物理资料发现不同颜色的光在同种介质中的传播速度是不同的，对于红、黄、紫三种颜色的光，红光在玻璃中的传播速度最快，黄光次之，而紫光在玻璃中传播速度最慢。
表一（红光光源实验）
实验
序号
入射角i
（度）
折射角r（度）
1
0
0
2
25
16.4
3
50
30.7
4
75
40.1
表二（黄光光源实验）
实验
序号
入射角i
（度）
折射角r
（度）
5
0
0
6
25
15.7
7
50
29.4
8
75
38.3
表三（紫光光源实验）
实验
序号
入射角i
（度）
折射角r
（度）
9
0
0
10
25
15.1
11
50
28.2
12
75
36.6
（1）初步分析三个表中的数据，可以看出，当光从一种介质进入另一种介质中时，光的传播方向 （选填“一定”或“不一定”）发生改变。
（2）分析比较实验序号 的数据及相关条件，可以得到初步结论：
不同颜色的光从空气中以相同的入射角斜射入另一种介质时，光在这种介质中传播速度越慢，折射角越小。
（3）请进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及相关条件，并归纳得出结论。
①综合分析比较表一（或表二或表三）中的数据及相关条件，可以得出结论：
同种颜色的光从空气斜射
入同种介质中时， ；
②综合分析比较表一、表二和表三中的数据及相关条件，可以得出结论：
不种颜色的光从空气斜射入同种介质中时， 。
10、小明在探究光的折射规律时，意外发现：
当光沿某方向从半圆玻璃砖射向空气时，折射光消失而反射光却变得更亮，如图，老师告诉他这是光的全反射现象。
课后，小明查到光从玻璃射向空气时的一些数据如下表。
（1）分析以上数据可知光从玻璃射向空气时，随着入射角的增大反射能量 ，当入射角i≥ 时，反射能量达到100%，就发生了全反射现象；
（2）请猜想：
若光从空气射向玻璃， （选填“能”、“不能”）发生全反射现象。
（3）小明还了解到光纤就是利用全反射原理制成的，2009年诺贝尔物理学奖就颁发给了有“光纤之父”美誉的英国华裔科学家（ ）
A．杨振宁 B．李政道 C．高锟 D．钱学森
11、下图是小红和小明在课堂中看到的折射现象，这个现象说明：
光从空气斜射入水中，折射光线向法线偏折，但细心的小红发现在这个现象中折射光线和入射光线分居法线两侧，她马上产生了这样的想法：
折射：
光线和入射光线是否一定分居法线两侧呢?
她把她的想法告诉了小明，小红认为折射光线和入射光线
一定分居法线两侧，小明则认为不一定，小红和小明决定用实验来验证他们的想法．
他们取了一个装满水的水槽，在水槽的内表面竖了一个白色塑料板，在塑料板上画一条红线和水面垂直，当作法线，法线和水面的交点作为入射点，为了看清光在水中的传播路径，他们在水中滴入牛奶使水浑浊，将室内灯关掉后，用激光手电沿着白板射入水面，在入射点处发生折射，很明显折射光线和入射光线分居法线两侧，小红让入射光线逐渐远离法线，折射光线也随着远离法线，折射光线和入射光线明显分居在法线两侧；小红再让入射光线逐渐靠近法线，折射光线也随着靠近法线，折射光线和入射光线还是分居在法线两侧，但因为折射光线向法线偏折，折射光线比入射光线更靠近法线，接着让入射光线再靠近法线，发观折射光线和法线越来越近了,小明激动地说：
“快点，再靠近，折射光线马上要越过法线了．”但是小明最终还是失望了，任入射光线如何靠近法线，折射光线也不会越过法线和入射光线在法线同侧。
（1）在文中用线划出小红和小明提出的研究问题。
（2）通过上述实验他们得出了一个什么结论?
（3）小红和小明在探究过程中体现了哪几个科学探究要素?
12、某小组同学在“研究光的折射规律”的实验中，按正确的方法安装和调节好实验装置。
他们使光从空气斜射入水中，按表一中的入射角i依次进行了三次实验，并将相应的折射角r记录在表一中。
然后他们使光从空气斜射入玻璃中，重复上述实验，并将数据记录在表二中。
为了进一步探究入射角i和折射角r之间的关系，他们进行适量的运算，将结果分别记录在表一和表二的后四列中。
表一（空气斜射入水）
实验
序号
入射角i（度）
折射角r（度）
入射角的正弦sini（×10－2）
折射角的正弦sinr（×10－2）
入射角的余弦cosi（×10－2）
折射角的余弦cosr（×10－2）
1
23.0
17.5
39
30
92
95
2
36.0
26.7
59
45
81
89
3
51.0
36.9
78
60
63
80
表二（空气斜射入玻璃）
实验
序号
入射角i（度）
折射角r（度）
入射角的正弦sini（×10－2）
折射角的正弦sinr（×10－2）
入射角的余弦cosi（×10－2）
折射角的余弦cosr（×10－2）
4
23.0
15.0
39
26
92
97
5
36.0
23.0
59
39
81
92
6
51.0
31.3
78
52
63
85
（1）分析比较实验序号______数据中的入射角i与折射角r变化关系及相关条件，可得出的初步结论是：
光从空气斜射入其它介质，折射角随入射角的增大而增大。
（2）分析比较每一次实验数据中的入射角i与折射角r的大小关系及相关条件，可得出的初步结论是：
_____________。
（3）分析比较实验序号1与4（或2与5、3与6）数据中的入射角i与折射角r的关系及相关条件，可得出的初步结论是：
______。
（4）请进一步综合分析比较表一、表二中经运算后得到的数据及相关条件，并归纳得出结论。
（a）分析比较______；（b）分析比较_______。
13、在进行光学实验的探究过程中：
（1）小明同学用如图所示的装置，研究光的反射规律，其中有一个可折转的光屏，这个光屏在实验中除了能呈现光外，另一个重要作用是：
____________________________
（2）小明利用透明玻璃板、两段完全相同的蜡烛等器材探究平面镜成像的特点。
选取两段完全相同的蜡烛的目的是______________.
（3）小明同学在做“探究凸透镜成像规律”实验时，蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示，点燃蜡烛后，光屏上得到了清晰的像。
由此可知，下列说法正确的是_______
A．得到的像是正立缩小的实像
B．得到的像是倒立放大的实像
C．把蜡烛向左移动，调整光屏的位置，得到的清晰像变小
D．把蜡烛向右移动少许，要得到清晰的像，应向左移动光屏
14、如图所示，某同学探究“视力的矫正”原理．他实验观察到如下现象：
①将眼镜甲放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变得模糊；只将光屏远离透镜移动时，又能在光屏上看到烛焰清晰的像．
②将另一只眼镜乙放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像也变得模糊了，只将光屏靠近透镜移动时，又可以在光屏上看到烛焰清晰的像．
（1）分析实验现象可知：
甲乙两个眼镜中，______是凸透镜，______是凹透镜．
（2）在实验现象①和②中，属于近视眼矫正原理的是______，属于远视眼矫正原理的是______．（填写实验现象序号）
15、阅读下面的材料，回答下列问题：
凹透镜
平常我们看到的凹透镜是中间比边缘薄、采用透明的玻璃制成的。
我们已经知道平行玻璃板使平行光透过后还是平行的光，那么平行光透过凹透镜后怎样呢？
小丽同学进行了大胆的猜想：
（1）、平行光透过凹透镜后可能会聚
（2）、可能发散，
（3）、可能不会聚也不发散。
上面三种情况，究竟哪种情况是正确的呢？
小丽同学接着进行了如下的探究实验：
她用激光光学演示仪发出一束平行光，正对着凹透镜照射，观察到如右图所示的现象。
（1）通过实验，小丽同学得出了什么结论？
（2）你认为凹透镜可以有哪些应用？
小丽同学在上述研究活动中采取了怎样的探究程序？
16、（09贵阳）．在探究“近视眼的形成原因和矫正方法”时，冰蓉同学选择了如下器材：
蜡烛（模拟所视物）、水凸透镜（模拟人眼晶状体，并与注射器相连）、光屏（模拟人眼视网膜）、光具座等。
（注：
水凸透镜的凸起程度可以通过注射器注入或吸取水的多少来调节。
）
（1）她安装并调整好实验装置，如图所示，将点燃的蜡烛置于透镜前某一位置时，在光屏上得到了烛焰清晰的像；当向水凸透镜内注入水，使透镜更凸后，发现光屏上已无烛焰清晰的像，若要在光屏上再次得到烛焰清晰的像，应在水凸透镜前放置一块 透镜；若撤去放置的透镜，应将光屏 （选填：
“靠近”或“远离”）水凸透镜，才能得到清晰的像。
（2）根据上述实验，可知近视眼的形成原因是：
。
17、小明想探究他爷爷所戴的眼镜的光学特性。
（1）小明把他爷爷的老花镜放在课本上，可看到课本中的字被放大了，于是判断他爷爷的眼镜是 透镜。
这类透镜在生产和生活中有着广泛的应用，例如：
就是利用它来成 、 、 像。
（2）小明将爷爷眼镜中的一块镜片放在光具座上（如图所示），准备探究它的成像规律。
根据图所示的情况，他首先要做的事是：
（填序号）
A．使镜片靠近蜡烛 B．移动光屏找到像点
C.把蜡烛剪短一点 D．测量并记录数据
（3）小明通过查阅资料得知眼镜的度数等于100除以焦距
（以米为单位）。
小明想测出眼镜的度数，请你告诉他该怎样做（即写出实验步骤）。
（4）上述测眼镜度数的方法对近视眼镜 （选填“适用”或“不适用”）。
18、小华有一架“傻瓜”相机，照相时不能根据景物的远近调节镜头到底片的距离，即不能调节像距．他从说明书中了解到：
相机镜头的焦距是35mm，拍摄时景物应在3m以外．对此，小华提出了一个问题：
为什么用该相机拍摄3m以外的景物时，就不需要调节像距了呢?
于是他查到了该相机镜头成像时像距和物距的数据如下表
物距
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
像距
36.27
35.84
35.62
35.50
35.4l
35.35
35.30
35.26
35.23
35.21
35.20
（1）请根据表中的数据简单说明用该相机拍摄3rn以外的景物时，不需要调节像距的理由：
____________________________________．
（2）请在坐标纸上画出像距与物距的关系图像
（3）从图像可以看出，像距与物距的关系是：
__________________________________________
光学实验参考答案
一、实验,探究题
1、
（1）表中所述的两个物理量是点光源的高度H和影子长度L，这就说明，这个实验是在研究点光源离地面的高度H与影长L的关系。
（2）先要从题中分析出影子的变化是保持短木条的长度和位置不变的条件下，改变了点光源A离地面的高度H，如图所示，当H增大时，点光源射出的光线与长杆的夹角变小，短木条的影子L变短，从表中的数据同样可以看出，当H增大时，L变小，L的变化量在表中第一次30cm－15cm＝15cm，第二次15cm－10cm＝5cm，第三次10cm－7．5cm＝2．5cm，第四次7．5cm－6cm＝1．5cm，是在逐渐变小的。
（3）当短木条的长度不变，改变短木条到光源的位置，如图所示，这时点光源离地面的高度H不变，短木条自身的长度为h，它的影子长度L，点光源到短木条的距离s，利用相似三角形的对应边成比例，可得到的关系式，从式中可得L与s成正比。
答案
（1）影子长度可能与点光源的高度有关；
（2）减小；
（3）控制点光源的高度和短木条的长度不变，改变短木条的位置，测出多组L和s。
点评 本题是用数学方法处理物理问题。
题中所用的物理知识是光的直线传播，当光照到不透明的物体上时，在物体后面形成物体的影，影长和光线与竖直方向的夹角有关。
求解本题的关键在于能根据题中所给的条件，找出控制的量和变化的量，然后根据相似三角形中的几何关系去分析问题。
2、
（1）AB的像A`B`见甲图。
（2）h与s的关系图象见乙图。
（3）h与s成正比。
3、
（1）40°、20°
（2）垂直
（3）反射角等于入射角
（4）反射光线和入射光线在同一平面上
（5）会、光路可逆
4、 分析：
这是有关于光的反射规律的实验题，光的反射规律是反射角＝入射角（∠r＝∠i），把握住此规律分析即可获知答案。
答案：
（1）量角器，平面镜
（2）反射角的大小
（3）第4组、第6组数据有错
（4）提示：
将第4组的反射角（∠r）改为40°，第6组的反射角（∠r）改为30°。
说明：
改正时由于入射角是给定的，且反射角是由于入射角而获得的，所以改正数据只能修改反射角，而不能修改入射角。
（5）反射角＝入射角（∠r＝∠i）
（6）将反射角测量成反射光线和镜面的夹角了。
5、（l）像的位置（1分）；
（2）相等（1分），垂直（1分），相等（1分）；（3）B（3分）
6、
（1）观察并确定像的位置
（2）2 （3）A （4）玻璃板与桌面不垂直
（5）比较像与物到平面镜距离的关系 （6）不变 （7）不能 虚
7、
（1）较黑暗 B蜡烛
（2）重合 相等 垂直 相等（3）B
8、
（1）确定像的位置和大小;（只要说出其中一点就行）
（2）2;
（3）无法准确测量像距;
（4）不合理；数据太少，不具有一般性.
9、
（1）不一定； 1分
（2）2、6、10或3、7、11或4、8、12； 1分
（3）①折射角小于入射角，且折射角随着入射角的增大而增大； 2分
②在介质中传播速度越慢的光折射本领越强。
2分
10、
（1）增加 41.8°
（2）不能 （3）C
11、
（1）略
（2）折射光线和入射光线分居于法线两侧
（3）提出问题 猜想 实验检验 得出结论
12、
（1）1、2与3（或4、5与6）
（2）光从空气斜射入其它介质时，折射角总是小于入射角。
（3）光从空气斜射入其它介质，当入射角相同时，玻璃中的折射角较水小。
（4）（a）表一或表二中入射角和折射角的正弦两列数据及相关条件，可初步得出的结论是：
光从空气斜射入同一种介质时，入射角的正弦与折射角的正弦的比值是一个定值；
（b）表一和表二中入射角和折射角的正弦两列数据及相关条件，可初步得出的结论是：
光从空气斜射入不同介质时，入射角的正弦与折射角的正弦的比值是不同的，且光从空气斜射入玻璃时，这个比值较大。
13、
（1）验证反射光线跟入射光线和法线是否在同一平面上（1分）
（2）验证像和物体大小是否相等（1分）
（3）C（1分）
14、
（1）乙；甲；
（2）①；②
15、
（1）、结论：
平行光透国凹透镜后发散
（2）、做近视眼镜片等
（3）、提出问题-------进行猜想与假设---------设计实验---------得出结论
16、答案：
⑴ 凹 靠近
⑵ 晶状体较正常人眼更凸 或变厚（或像成在了视网膜之前）或晶状体偏折能力强或对光线的汇聚能力强
17、
（1）凸 照相机（或“幻灯机”等）
倒立、缩小、实（或“倒立、放大、实”等）
（2）C
（3）
①把镜片正对太阳，在镜片另一侧放一张白纸，反复调整镜片到白纸的距离，使太阳光在白纸上形成一个最小的亮斑。
②用刻度尺量出亮斑到镜片中心的距离L，则透镜焦距f=L
③用100除以f（以米为单位），就得到镜片的度数。
（4）不适用
1
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