配套K12中考物理 光学中的简单观察说理型实验透视素材.docx

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配套K12中考物理光学中的简单观察说理型实验透视素材

光学中的“简单观察说理型”实验透视

简单观察说理型”实验是指课堂上老师演示或同学自己随堂做的一些小实验（也包括课外实验或教材课后习题出现的实验）。

近几年中考对简单观察说理型实验的考查比重逐渐增大，主要考查物理现象及小实验的原理或规律，随着课程改革，考察的内容也将更加全面综合，预计2017年还会以课本中的图片为背景考查其所研究的物理现象，会涉及到初中所学的各个知识模块。

【考查角度】：

实验现象、实验结论、实验操作方法、相关道理的应用、实验涉及的科学方法（控制变量法、转化法等）、实验设计、解释现象、实验结论或实验过程评估等。

【解题技巧】：

审视实验操作装置图明晰实验操作方法进而明确所研究的物理问题锁定相关知识点进行分析作答。

【典例剖析】：

考点一：

探究光的直线传播

例1：

（2016秋•兴化市期中）小明探究光的传播时做的一个实验，他在家中的空水缸中倒入水，再在其中倒入了大量的盐，过了几天，他让一束激光射入盐水中，光路如右图所示，图中光线沿（填直线或曲线）传播，原因可能是，这说明，光沿直线传播是有条件的，介质应当具有的特点．实验中，小明为了能清楚的在水中呈现出光路，可以．

解析：

光必须在同一种均匀的介质中才是沿直线传播的，盐水的密度如果不均匀，光在盐水中传播路径就不是直线；

为了清楚的呈现光在水中的传播路径，可以在水中倒一点牛奶，利用牛奶对光的反射呈现传播路径．

故答案为：

曲线；盐水的密度不均匀；均匀；在水中倒一点牛奶．

考点二：

小孔成像的特点

例2：

（2016•安庆一模）某校研究性学习小组同学进行一组光的直线传播的综合实践活动．

（1）如图甲通过三个小孔去观察烛焰，若要看到烛焰，应满足的条件是；

（2）如图乙所示是用易拉罐做的简易针孔照相机，利用它观察窗外景物时，人的眼睛对着（选填“膜”或“孔”）进行观察，可以看到、

、像；

（3）如图丙在树荫下观察，阳光透过树叶的缝隙倾泻下来，在地上留下斑驳的树影和圆形的光斑，圆形的光斑实质是的像．

解析：

（1）根据光的直线传播可知，当三个小孔与烛焰、眼睛在同一条直线上时，我们就能看到后面的蜡烛．

（2）易拉罐简易针孔照相机，利用它观察窗外景物，实际是利用了小孔成像，人的眼睛对着膜进行观察，可以看倒立、缩小的实像．

（3）如图丙在树荫下观察：

阳光透过树叶的缝隙倾泻下来，在地上留下斑驳的树影和圆形的光斑，这是小孔成像现象，所以圆形的光斑实质是太阳的实像．

故答案为：

（1）三个小孔和蜡烛在一条直线上； 

（2）膜； 倒立； 缩小； 实；（3）太阳．

考点三：

光的色散

例3：

（2016秋•江都区校级期中）如图所示，将一束太阳光投射到玻璃三棱镜上，在棱镜后侧的白色光屏上，观察到不同颜色的光．

（1）此现象叫做光的．此现象是英国物理学家发现的．

（2）此实验说明白光（填“是”或“不是”）单色光．

（3）小明将温度计的玻璃泡放在A处，发现温度计的示数上升较快．说明A处有一种看不见光．请写出它在生活中的应用．（一种即可）

（4）小华想证明C处也有一种看不见光，那么她应该把放到C处．（填“温度计”、“1元硬币”或“100元纸币”）。

解析：

（1）太阳光经三棱镜后发生色散现象，图中位置从A到B依次呈现红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七种颜色的色光；此现象是英国物理学家牛顿发现的；

（2）此实验说明白光不是单色光，是复色光；

（3）A的外侧是红外线，红外线具有热效应，它位于红色光的外面，所以温度计放应放在A处的外侧示数会上升，红外取暖器利用了这一特点；

（4）在紫光之外有看不见的紫外线，紫外线可以使荧光物质发光，所以可以用100元纸币放到C处来证明C处也有一种看不见光．

故答案为：

（1）色散；牛顿；

（2）不是；（3）红外取暖器；（4）100元纸币．

考点四：

看不见的光和色光的混合

例4：

（2016秋•镇江期中）如图所示是牛顿曾经做过的光的色散实验．实验中将一束太阳光投射到玻璃三棱镜上，在棱镜后侧白色光屏上的AB范围内可以观察到不同颜色的光，该实验说明：

我们平时看到的太阳光是由多种色光混合而成的．

（1）图中A处应该是光；在该实验中，小明在测量不同色光区域的温度时，发现温度计放在（选填：

“A”或“B”）的外侧时温度计示数上升得较快，说明在这一区域有一种看不见的光，这种光叫，其主要特性是具有效应．探测时，我们可以将温度计玻璃泡涂黑，其原因是，目的是．

（2）如果在三棱镜和光屏之间放上一块蓝色的玻璃，则光屏会呈现色光带．

解析：

（1）太阳光经三棱镜后发生色散，图中位置从A到B依次呈现红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七种颜色的色光；故A处应该是红光；B处应该是紫光．红外线具有热效应，它位于红色光的外面，所以温度计放应放在A处的外侧示数会上升；黑色物体能吸收各种色光，使射到温度计上的光全部变成热能，即这样做的目的是：

使温度计示数升高更明显．

（2）在三棱镜和白屏之间放上一块透明的蓝色玻璃，透明物体的颜色是由它透过的色光决定的．因此蓝色玻璃只能透过蓝光，白屏上呈现蓝色．

故答案为：

（1）红；A；红外线；热；黑色物体能吸收所有色光；使温度计示数升高更明显；

（2）蓝．

考点五：

透镜对光的作用

例5：

（2016秋•梁子湖区期末）某物理兴趣小组利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成凹、凸形状可改变的液体透镜，如图所示．

（1）在探究“凸透镜对光线的作用”时，首先在两个透明玻璃长方体容器中充入蚊香烟雾，然后将水注入橡皮膜，制成液体透镜．再将液体透镜放置在两个玻璃容器之间，如图甲所示．让光线沿图示方向射入玻璃容器，经透镜折射后折射光线将（选填“偏离”或“偏向”）主光轴．如果此时再用注射器向橡皮膜注水，改变液体透镜的凸起程度，则折射光线偏折的程度（选填“会改变”或“不改变”）．在玻璃容器中充入蚊香烟雾的目的是．

（2）为了探究“影响液体透镜折光能力强弱的因素”，物理兴趣小组人员做了如下实验：

在图甲所示的装置中，保持液体透镜的凸起程度、即形状不变，先后在橡皮膜中注入酒精和煤油，观察光线经不同液体透镜折射后的偏折程度，此时，他们是在探究液体透镜折光能力与 是否有关，在此探究过程中保持液体透镜的凸起程度，即形状不变的具体原因是．

解析：

（1）由图可知，玻璃容器的形状相当于一个凸透镜，凸透镜对光有会聚作用，经透镜折射后折射光线将向主光轴方向偏折；凸透镜对光的偏折能力与凸透镜的凸起程度有关，用注射器向橡皮膜注水，改变液体透镜的凸起程度，则折射光线偏折的程度会发生改变；在玻璃容器中充入蚊香烟雾，当光照到烟雾时，烟雾颗粒对光的反射方向是不同的，会发生漫反射现象，所以我们从各角度可以看到光的路径；

（2）在图甲所示的装置中，保持液体透镜的凸起程度、即形状不变，先后在橡皮膜中注入酒精和煤油，观察光线经不同液体透镜折射后的偏折程度，此时，他们是在探究液体透镜折光能力与液体的种类是否有关，在此探究过程中保持液体透镜的凸起程度，即形状不变是因为凸透镜对光的偏折能力与凸透镜的凸起程度有关；

故答案为：

（1）偏向；会改变；观察光的路径；

（2）液体种类；凸透镜对光的偏折射能力与凸透镜的凸起程度有关．

考点六：

平行光会聚法测凸透镜焦距

例6：

（2016秋•太仓市期末）在利用太阳光测量凸透镜焦距时，小华将凸透镜正对着太阳，再把一张纸放在它的下方，如图所示．当在纸上呈现一个并非最小的光斑时，测得这个光斑到凸透镜的距离为L．小华推断，凸透镜的焦距一定大于L．

（1）你认为小华的推断（选填“正确”或“不正确”）．

（2）为了检验小华的推断是否正确，可将凸透镜向下方的纸张慢慢移近，若观察到纸上呈现的光斑变（选填“大”或“小”），则他的推断是正确的．

解析：

平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚一点，这点是凸透镜的焦点，光线到达焦点并且继续向前射出，这个非最小的光斑可能在焦点之前，也可能在焦点之后．小华猜测焦距大于L，说明光斑在焦点之前．

如果向下移动凸透镜，此时光斑变大，说明光斑在焦点之前，焦距大于L，说明小华推断正确．

如果向下移动凸透镜，此时光斑变小，说明光斑在焦点之后，焦距小于L，说明小华推断错误．

故答案为：

（1）不正确；

（2）大．

考点七：

视力矫正

例7：

（2016春•榆林校级月考）小明进行“视力的矫正”探究活动，他将自己戴的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，如图（甲）在光屏上得到了一个缩小倒立的清晰实像，拿开眼镜后，光屏上的像变得模糊了．

（1）小明为了使光屏上的像重新变得清晰，在不移动光屏和凸透镜位置的前提下，他该．如果他不戴眼镜看书，应该将书（填“靠近”或“远离”）眼睛．

（2）如图（乙）所示的四幅小图中，正确表示近视眼成像情况的是图，其矫正做法是图；远视眼成像情况的是图，其矫正做法是图．

解析：

（1）拿走眼镜后，就是近视眼的成因：

像成在了视网膜的前方，只能看清近处的物体．要想成清晰的像，应减小物距．

（2）近视眼是由于像成在了视网膜的前方，是A图，近视要用凹透镜来矫正，是C图．

远视眼是由于像成在了视网膜的后方，是B图，远视要用凸透镜来矫正，是D图．

故答案为：

（1）将蜡烛向凸透镜靠近；靠近；

（2）A、C、B、D．

考点八：

光的色散和透镜对光的作用综合

例8：

（2016•枣庄）小峰在探究凸透镜成像规律之后，又对凸透镜的焦距与其凸起程度的关系进行了探究：

（1）小峰第一次选取一个凸起程度较小的凸透镜，测量焦距的实验如图甲所示，测得的焦距为．

（2）第二次他又选用一个凸起程度较大的凸透镜，测得的焦距为8cm，由这两次实验可得出的初步结论：

．

（3）小峰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（如图乙所示），受此启发，于是他选取焦距为10cm的凸透镜，用红光和蓝光来进行图甲的实验，实验结论：

对同一凸透镜，的焦距大些．

（4）在用焦距为10cm的凸透镜探究成“等大实像”的实验时，老师发现有两个小组所测像距分别为17.5cm和22cm，与理论像距20cm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：

．

解析：

（1）焦点到透镜中心的距离为焦距，刻度尺的分度值为1cm，此时读数为10.0cm，即透镜焦距为f=10.0cm；

（2）由图甲可知，第一次测得凸透镜的焦距为10cm；根据1、2次的实验数据可知，材料和横截面积相同的凸透镜，凸起程度越大其焦距越小；

（3）用红光和蓝光平行于同一个凸透镜的主光轴射入，红光、蓝光对凸透镜的焦距不相同．红色光较蓝色光偏折能力弱，所以红色光对凸透镜的焦距大；蓝光入射时焦距小些．

（4）同一凸透镜，物距一定，像距一定，小组实验的像距不同，是因为光屏上还没有出现清晰的像就测像距．

故答案为：

（1）10.0cm；

（2）材料和横截面积相同的凸透镜，凸面程度越大其焦距越小；（3）红；（4）光屏上还没有出现清晰的像时就测出了像距．

考点九：

显微镜的工作原理

例9：

（2014秋•兴化市校级期末）自制水滴显微镜，探究显微镜的工作原理．器材：

焦距较长的凸透镜一个，滴管一个，废录音带盒一个，清水．

（1）小水滴可看作一个焦距很小的镜，本实验以小水滴作为显微镜的镜，它与被观察物体的间距为10-15mm，如左图所示．

（2）如图所示中，任意滴一滴水滴，透过这个小水滴，如果看到一个与原来方向相同的、放大的箭头，在不调整与箭头的距离，应该把水珠变（填“厚”或者”薄”），直至与原来方向相反的、放大了的箭头．如果废录音带盒的厚度是12mm，那么最终水滴凸透镜的焦距范围是：

．

（3）透过凸透镜去观察小水滴，使箭头、小水滴，凸透镜，并且保持凸透镜水平，看到的箭头相对于原来的箭头是（填“正立”或“倒立”），如果要看到箭头更大的像，应把凸透镜略微向（填“上”或“下”）移动．

解析：

（1）小水滴接近圆形，所以其相当于一个焦距很小的凸透镜，是当作显微镜的物镜来使用的；

（2）由题意可知，小水滴此时相当于放大镜，成的是正立、放大的虚像，说明箭头在小水滴的焦点之内，即小水滴的焦距过大，因此应该把水珠变得再厚些，使其焦距变小，直至成倒立、放大的实像，此时物距满足：

f＜12mm＜2f，即：

凸透镜的焦距为：

6mm＜f＜12mm；

（3）透过凸透镜去观察小水滴，使箭头、小水滴，凸透镜在同一直线上，此时，凸透镜镜相当于一个放大镜，成的是一个正立、放大的虚像；虽然二次放大成的像相对于物体是倒立的，但旋转的方向是一致的；要使成的虚像更大一些，应增大物距，把凸透镜向上移动．

故答案是：

（1）凸透；物；

（2）厚；6～12mm；

（3）同一竖直直线上；倒立；上．

考点十：

数理结合综合型探究小孔成像规律

例10：

（2016秋•沛县校级期中）小华用两个硬纸筒制成针孔照相机探究小孔成像，如图a所示．

（1）请在图a中画图解释蜡烛AB在屏上所成A′B′像的原因．

（2）2009年夏季，中国出现了日食奇观．若小华借助小孔成像实验装置对“”形太阳进行观察，如图b所示，则她在半透明光屏上看到像的形状是。

（3）①小华发现蜡烛和小孔的位置固定后，像离小孔越远，像就越大．她测出了不同距离时像的高度，填在表格中．请根据表格中的数据，在图c中作出像的高度h随像到小孔的距离s变化的图线．根据表中的数据及描绘的图线可得到：

蜡烛和小孔的位置固定后，像的高度h与像到小孔的距离S关系的数学表达式为．

像的高度h/cm

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

像到小孔的距离S/cm

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

②如图d所示，小孔的位置和屏的位置固定后，只将蜡烛AB由甲位置移到乙位置，可观察到屏上蜡烛的像（选填“变大”、“变小”或“不变”）．

（4）晴天的正午时分，走在泰兴羌溪公园茂密的樟树林下，你会看到阳光透过树叶的缝隙而在地上留下许多大小不同的圆形光斑（如图e所示），这是（选填“太阳”、“树叶的缝隙”或“树叶”）的

（选填“像”或“影子”），光斑大小不同的原因是．

解析：

（1）由于小孔成像是据光的直线传播的原理形成的，所以据光的直线传播的特点画出即可，见下图1；

（2）由小孔成像的特点可知日偏食经小孔成的像的缺口正好在日偏食缺口的对侧，所以选项B符合题意；

（3）①据表格中的数据不难看出，蜡烛和小孔的位置固定后，像的高度h与像到小孔的距离S关系的数学表达式为h=

（或S=2h）；再据描点连线的方法做出对应的图即可，答案见上图2；

②如图d所示，小孔的位置和屏的位置固定后，只将蜡烛AB由甲位置移到乙位置，据光的直线传播可知，屏上蜡烛的像将变小，同时像距也变小．

 （4）光斑是太阳通过树叶间的小孔所成的像，由于树叶缝隙到地面的距离（或树叶缝隙的高度）不同，使得光斑大小不同．

故答案为：

（1）见上图；

（2）B；（3）①见图2； h=

（或S=2h）； ②变小；4）太阳； 像；树叶缝隙到地面的距离（或树叶缝隙的高度）．