光學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題

1、實(shí)驗(yàn)探究-光學(xué)【題目一】小陽(yáng)與幾位同學(xué)在做手影游戲時(shí)，發(fā)現(xiàn)手影的大小經(jīng)常在改變。他猜想：影子的大小可能與光源到物體的距離有關(guān)。于是他設(shè)計(jì)了如圖1甲所示的實(shí)驗(yàn)，保持橡皮到墻壁之間的距離不變，把手電筒打開(kāi)后放在距離橡皮不同的位置，分別測(cè)量在墻壁上所形成的影子的長(zhǎng)度。記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：光源到橡皮的距離l/cm510152025影子的長(zhǎng)度h/ cm9.86.24.83.73.1l/cm106242520151058h/cm圖2甲乙圖1（1）分析數(shù)據(jù)后，小陽(yáng)發(fā)現(xiàn)：若保持其他因素不變，當(dāng)手電筒由近處逐漸遠(yuǎn)離橡皮時(shí)，影子的長(zhǎng)度隨之 。(2）為了進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律，小陽(yáng)根據(jù)資料以手電筒到橡皮的距離l為橫坐

2、標(biāo)、影子的長(zhǎng)度h為縱坐標(biāo)，繪制了影子的長(zhǎng)度h隨手電筒到橡皮的距離l變化的圖像，如圖1乙所示。由圖像可知，當(dāng)手電筒到橡皮的距離l=17.5，影子的長(zhǎng)度h大約是 cm?！敬鸢浮浚?）減小 （2）4 （3）慢（3）當(dāng)手電筒距離橡皮較遠(yuǎn)時(shí)，小陽(yáng)觀察圖像的變化趨勢(shì)發(fā)現(xiàn)：影子變小的 （選填：“快”或“慢”）?！绢}目二】如圖2是同學(xué)們探究“平面鏡成像特點(diǎn)”的幾種情境。下列說(shuō)法正確的是（ ）玻璃板a甲丙玻璃板a玻璃板a乙a若蠟燭a距玻璃板4cm，則蠟燭b距玻璃板8cm才能與蠟燭a的像完全重合b若蠟燭a在玻璃板中的像偏高且傾斜，則乙圖是產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因c若在玻璃板與b蠟燭之間放一塊擋光板，則不能透過(guò)玻璃板看到a

3、的像d以上說(shuō)法均不正確【答案】 b【題目三】小明在探究凸透鏡成像規(guī)律時(shí)，不小心將焦距為10cm的凸透鏡掉在地上，摔碎成大小不同的3塊。他不知道每塊鏡片的焦距是否與原凸透鏡的焦距相等，于是他選擇其中較大的一塊鏡片，利用平行光源、光屏和刻度尺，測(cè)量出這塊鏡片的焦距f并記錄。小明發(fā)現(xiàn)這塊鏡片的焦距與原凸透鏡的焦距相等，由此她得出“每塊鏡片的焦距與原凸透鏡的焦距相等”的結(jié)論。如果請(qǐng)你對(duì)小明的實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行評(píng)估，你認(rèn)為小明的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是否存在問(wèn)題？請(qǐng)說(shuō)明你的理由?！敬鸢浮看嬖趩?wèn)題，理由是只測(cè)量其中一塊的焦距，實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有偶然性，不能得出“每塊鏡片的焦距都與原透鏡的焦距相等”的結(jié)論。應(yīng)該再測(cè)量其他塊的焦距，才

4、能得出初步結(jié)論?！绢}目四】圖3是“探究光的反射規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置（1）白紙的主要作用是什么？圖3（2）實(shí)驗(yàn)中，放置平面鏡和白紙的順序是：先把一個(gè)小平面鏡豎直立在一塊長(zhǎng)方形木板上，然后把一張白紙平鋪在木板上，使白紙邊緣緊貼平面鏡放置，而不是先放白紙?jiān)侔哑矫骁R豎直立在白紙上，這樣做的好處是什么？【答案】（1）白紙的主要作用是：呈現(xiàn)反射光線，驗(yàn)證反射光線與入射光線及法線是否在同一平面內(nèi)。（2）因?yàn)榉ň€與鏡面垂直，所以先把一個(gè)小平面鏡豎直立在一塊長(zhǎng)方形木板上，然后把一張白紙平鋪在木板上，使白紙邊緣緊貼平面鏡放置，這樣能準(zhǔn)確確定白紙的鏡面的垂直關(guān)系，而先放白紙?jiān)侔哑矫骁R豎直立在白紙上，若桌面不是水平的，那

5、么白紙和平面鏡就不一定垂直，因此不是先放白紙?jiān)侔哑矫骁R豎直立在白紙上。圖4【題目五】小明喝水時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)透過(guò)水面看不見(jiàn)玻璃水杯外側(cè)的手指，他感到很驚奇；玻璃和水都是透明物質(zhì)，為什么光卻不能透過(guò)呢？小明決定找出原因，下面是小明的探究過(guò)程：根據(jù)光經(jīng)過(guò)的路徑，首先想到了這種現(xiàn)象與光的折射有關(guān)，為此他根據(jù)光從水中射向空氣的光路進(jìn)行了推測(cè)，如圖4所示，光從水中射向空氣時(shí)，折射角大于人射角，當(dāng)入射角逐漸增大時(shí)，折射角也逐漸增大，那么，當(dāng)人射角增大到某一值時(shí)，會(huì)不會(huì)（1）小明的推測(cè)是 。（2）小明為了驗(yàn)證自己的推測(cè)，進(jìn)行了如圖4所示的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中逐漸增大激光筆射向水面的入射角的角度，當(dāng)增大到某一角度時(shí)，

6、小明觀察到 ，證實(shí)了自己的推測(cè)。（3）當(dāng)光從空氣射向水中時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)“看不見(jiàn)”的現(xiàn)象嗎？說(shuō)出你的觀點(diǎn)并解釋： ?！敬鸢浮浚?）折射光線消失 （2）光斑消失 （3）不會(huì) 光從空氣斜射入水水中時(shí)，折射角始終小于入射角【題目六】某實(shí)驗(yàn)小組在探究光的折射規(guī)律時(shí)，讓一束光從空氣斜射入玻璃水槽內(nèi)的水中，看到如圖所示的現(xiàn)象：圖3（1）請(qǐng)?jiān)趫D中分別做出入射角（用字母i表示）和折射角（用字母r表示）。（2）為了探究光從空氣斜射入水中時(shí)折射角和入射角的關(guān)系，以下方案中正確的是： （選填“a”、“b”或“c”）。ca 只測(cè)量圖中的入射角和折射角，分析并得出結(jié)論b 保持入射角不變，進(jìn)行多次試驗(yàn)，測(cè)量入射角和每次試驗(yàn)的

7、折射角，分析并得出結(jié)論c 改變?nèi)肷浣?，進(jìn)行多次試驗(yàn)，測(cè)量每次試驗(yàn)的入射角和折射角，分析并得出結(jié)論：【答案】由于探究光從空氣斜射入水中時(shí)折射角和入射角的關(guān)系，所以應(yīng)該多次實(shí)驗(yàn)且不斷改變?nèi)肷浣堑拇笮?，只有這樣得出的結(jié)論才具有普遍性、排除了偶然性。故c答案是正確的?！绢}目七】在探究“近視眼的矯正”課外實(shí)驗(yàn)中，如圖4所示：圖4（1）調(diào)整燭焰（模擬遠(yuǎn)處所視物）、水凸透鏡（模擬人眼晶狀體，并與注射器相連，其凸起程度可通過(guò)注射器注入或吸收水量來(lái)調(diào)節(jié)）、光屏（模擬人眼視網(wǎng)膜）在光具座上的位置，如圖所示，此時(shí)在光屏上得到了燭焰清晰的像，該像是倒立、_的像。（2） 向水凸透鏡內(nèi)（填“注入”或“吸取”）適量的水來(lái)模

8、擬近視眼，發(fā)現(xiàn)光屏上原來(lái)清晰的像變模糊了。 若將光屏向靠近透鏡的方向移動(dòng)適當(dāng)距離，再次得到清晰的像。說(shuō)明近視眼將遠(yuǎn)處的物體成像在視網(wǎng)膜（填“前”或“后”）。 若光屏不移動(dòng)，在燭焰和水凸透鏡間加一個(gè)焦距合適的凹透鏡，光屏上也能得到清晰的像。說(shuō)明近視眼鏡是透鏡?！敬鸢浮浚?）縮小；實(shí)；（2）注入；前；凹【題目八】實(shí)驗(yàn)桌上有如圖 17 所示的實(shí)驗(yàn)裝置(其中的透明玻璃為平面鏡)，還提供了一把刻度尺和相同大小的中國(guó)象棋棋子18個(gè)，9個(gè)為紅色，9個(gè)為綠色。小軍計(jì)劃用這些器材探究“物體在平面鏡中所成像的大小與物體大小的關(guān)系”，小軍的主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：將兩個(gè)疊放的紅棋子作為物體放在平面鏡前面的白紙上，在平面鏡

9、后面改變兩個(gè)疊放的綠模子的位置，使得從不同角度觀察，兩個(gè)綠棋子與物體的像均完成重合，并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。改變物體(兩個(gè)疊放的紅棋子)到平面鏡的距離，在平面鏡后面改變兩個(gè)疊放的綠棋子的位置，使得從不同角度觀察，兩個(gè)綠棋子與物體的像均完全生命，并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。再改變四次物體(兩個(gè)疊放的紅棋子)到平面鏡的距離，仿照步驟，做四次實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)根據(jù)以上敘述回答下列問(wèn)題：小軍計(jì)劃探究的問(wèn)題中的自變量是_;根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)步驟可知，小軍實(shí)際探究的是物體在平面鏡中所成像的大小與_的關(guān)系；針對(duì)小軍計(jì)劃探究的問(wèn)題，在實(shí)驗(yàn)步驟中，應(yīng)改變_。【答案】（1）物體大小；（2）物體到平面鏡的距離；（3）疊放紅棋子和綠棋子的個(gè)數(shù)。【題目九

10、】小明同學(xué)在做“探究平面鏡成像的特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，想起了走過(guò)教學(xué)大樓門廳內(nèi)的大平面鏡時(shí)的情景：靠近鏡子時(shí)，感覺(jué)自己的像變大了，遠(yuǎn)離鏡子時(shí)感覺(jué)像變小了。自己的感覺(jué)對(duì)嗎？在老師和同學(xué)們的幫助下小時(shí)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。小時(shí)所用的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示（其中的透明玻璃板作為平面鏡）。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）在玻璃板前面放置一支點(diǎn)燃的蠟燭a，在玻璃板后面移動(dòng)一支沒(méi)有點(diǎn)燃的相同的蠟燭b。當(dāng)把蠟燭b移動(dòng)到某一位置的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)蠟燭b與蠟燭a的像重合，測(cè)量并記錄此時(shí)物、像和玻璃板之間的位置關(guān)系。（2）多次改變蠟燭a到平面鏡的距離，在平面鏡后移動(dòng)蠟燭b，發(fā)現(xiàn)總能找到一個(gè)對(duì)應(yīng)位置，在鏡前從不同角度觀察，蠟燭b與蠟燭a的像均重合

11、，測(cè)量并記錄每次實(shí)驗(yàn)的相關(guān)數(shù)據(jù)。請(qǐng)根據(jù)以上敘述回答下列問(wèn)題：根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)步驟可知，能驗(yàn)證小明感覺(jué)的是步驟 （選填（1）或（2）；“探究平面鏡成像的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論是：平面鏡所成像的大小與 ，像和物體到平面鏡的距離 ，像和物體的連線與鏡面 。若用光屏代替蠟燭b，在玻璃板后面觀察光屏，將 （選填“能”或“不能”）觀察到蠟燭a的像，說(shuō)明所成的是 像（選填“虛”或“實(shí)”）。【答案】（2） 物體大小相等 相等 垂直 不能 虛【題目十】某同學(xué)在做探究光的折射特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，如圖是光從空氣射入水中時(shí)的光路，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，入射光線、折射光線和法線在同一平面內(nèi)，折射光線和入射光線分別位于法線的兩側(cè)通過(guò)實(shí)驗(yàn)還得到如下

12、數(shù)據(jù)：入射角015304560反射角015304560折射角011.322.135.440.9（1）分析表中數(shù)據(jù)，可得出結(jié)論：光從空氣斜射到水面時(shí)，將同時(shí)發(fā)生 和 現(xiàn)象；光從空氣斜射到水面時(shí)，折射角隨入射角的變化關(guān)系是： ，且折射角 （大于/等于/小于）入射角當(dāng)光從空氣垂直射到水面時(shí)，折射角等于零該同學(xué)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)中的發(fā)現(xiàn)和結(jié)論總結(jié)出了光的折射特點(diǎn)（2）請(qǐng)你對(duì)該同學(xué)通過(guò)上述探究實(shí)驗(yàn)得出光的折射特點(diǎn)的過(guò)程作出評(píng)價(jià)是否存在不足？答： （是/否）；請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明理由： 。【答案】（1）反射 折射折射角隨入射角的增大而增大，小于（2）：是，三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以，但沒(méi)有換用其他透明介質(zhì)做此實(shí)驗(yàn)。【題目十一】如圖

13、是小芳同學(xué)探究“”平面鏡成像的特點(diǎn)“實(shí)驗(yàn)裝置（1）在實(shí)驗(yàn)中用透明的玻璃板代替平面鏡，主要是利用玻璃透明的特點(diǎn)，便于 （2）在豎立的玻璃板前放一支點(diǎn)燃的蠟燭m，可以看到玻璃板后面出現(xiàn)蠟燭的像小明拿另一支大小相同的蠟燭n在玻璃板后面移動(dòng)，直到它跟蠟燭m的像完全重合由此可以得出的結(jié)論是 。（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，小芳同學(xué)應(yīng)在 （填“m”或“n”）側(cè)觀察蠟燭m經(jīng)玻璃板所成的像（4）細(xì)心的小芳透過(guò)玻璃觀察蠟燭m的像時(shí)，看到在像的后面還有一個(gè)較模糊、與像有部分重疊的像，出現(xiàn)兩個(gè)像的原因是 （5）經(jīng)過(guò)三次實(shí)驗(yàn)，記錄的像a、b、c與物a、b、c對(duì)應(yīng)的位置如圖乙所示為了得到更多的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，接下來(lái)小明應(yīng)該進(jìn)行的操作是： 【

14、答案】（1）確定像的位置（2）像和物大小相等（3）m（4）玻璃板比較厚，蠟燭經(jīng)過(guò)兩個(gè)反射面都會(huì)形成像。（5）連接對(duì)應(yīng)的像點(diǎn)和物點(diǎn)，判斷連線是否和鏡面垂直；測(cè)出像點(diǎn)和物點(diǎn)到玻璃板的距離進(jìn)行比較【題目十二】在“驗(yàn)證凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，某小組同學(xué)利用焦距為10 厘米的凸透鏡、高為3厘米的發(fā)光體，光屏和光具座進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將測(cè)得的物距u 、像距v 以及所成像的高l像分別記錄在下表中。在驗(yàn)證得到凸透鏡成像的初步規(guī)律后，為了進(jìn)一步研究，他們進(jìn)行適量的運(yùn)算，將結(jié)果分別記錄在下表的后兩列中。實(shí)驗(yàn)序號(hào)物距u/cm像距v/cm像高l像cm像距與物距之比（）物距與像距之和（）160120.60.27225012.5

15、0.750.2562.5330151.50.54541822.53.751.2540.551626.751.6742.7614357.52.549根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要1-6的數(shù)據(jù)，分析比較像距v隨物距u 的變化情況及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：凸透鏡成像時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)序號(hào)1-6 的數(shù)據(jù)，分析比較像高l像與v/u 的變化情況及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：凸透鏡成像時(shí)，該小組同學(xué)繼續(xù)利用表中的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，分析、歸納得出結(jié)論(a)根據(jù)實(shí)驗(yàn)序號(hào) 1-3 的數(shù)據(jù)，分析比較物距變化量u與相距變化量v的大小關(guān)系及成像情況，可得出的初步結(jié)論是：(b)根據(jù)實(shí)驗(yàn)序號(hào)1-6 的數(shù)據(jù)，分析比較物距u 變化時(shí)， l像、u

16、 + v 的變化情況，可得出得初步結(jié)論是：【答案】像距隨物距的減小而增大；物高與像高的比值等于物距與像距的比值；（a）當(dāng)物距大于二倍焦距時(shí)，物距變化量u 大于像距變化量v；（b）當(dāng)物體成實(shí)像時(shí)，物距越小，像越大，像距與物距的和（u+v）先變小后變大。【題目十三】2014年7月，小陽(yáng)在水塘中看到形狀特殊的“蝦”。 (1)如圖甲所示，他看到的“蝦”是因?yàn)楣獾腳而形成的_像，真正的蝦在水中_ (cdef)處他用激光筆從a點(diǎn)向_(b/c/d/e/f)處射出光束，即可把蝦照亮。 (2)拍照得到蝦的膠片后，他用如圖乙所示的幻燈機(jī)展示給同學(xué)們看膠片上蝦的頭部朝_。測(cè)得膠片到凸透鏡的距離為8cm，則該凸透鏡的

17、焦距可能是_。a2cm b7cm c9cm d10crn要使像變得更大，應(yīng)將幕布向_移，并將凸透鏡向_移。(3)生物老師證實(shí)，這是古老物種仙女蝦其卵可以在寒冷或高溫的沙土里休眠多年，直到遇水才孵化仙女蝦的卵殼具有_(寫出一點(diǎn)即可)的特性?！敬鸢浮浚?）折射；虛；e；b；（2）下；b；右，左；（3）硬度大.【題目十四】如圖所示為“探究平面鏡成像特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)裝置：豎立的透明玻璃板下方放一把直尺，直尺與玻璃板垂直；兩支相同的蠟燭a、b豎立于玻璃板兩側(cè)的直尺上，點(diǎn)燃a蠟燭，以a蠟燭為成像物體。（1）移動(dòng)b蠟燭，直到與a蠟燭的像重合為止。這時(shí)發(fā)現(xiàn)像與物的大小_，進(jìn)一步觀察a、b兩支蠟燭在直尺上的位置發(fā)現(xiàn)

18、，像和物到玻璃板的距離_；（2）為證實(shí)上述有關(guān)成像特點(diǎn)是否可靠，你認(rèn)為應(yīng)采取項(xiàng)措施。（選填序號(hào)）a保持a、b兩支蠟燭的位置不變，多次改變玻璃板的位置進(jìn)行觀察b保持玻璃板位置不變，多次改變a蠟燭的位置，進(jìn)行與上述（1）相同的操作 c保持玻璃板位置不變，只減小a蠟燭的高度，進(jìn)行與上述（1）相同的操作【答案】（1）相同、相等（2）b；【題目十五】一個(gè)晴朗的夏日里，小麗和一群小伙伴在樹(shù)下嬉戲打鬧，愛(ài)動(dòng)腦筋的小麗發(fā)現(xiàn)樹(shù)下有許許多多的光斑，這引起小麗的思考：這些光斑是怎樣形成的？光斑的形狀與什么因素有關(guān)？于是，她回家進(jìn)行了如下的探究：提出問(wèn)題：小孔成像的形狀與什么因素有關(guān)？猜想與假設(shè)：小孔所成像的形狀與物體和小孔的形狀有關(guān)。制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：將三個(gè)不同形狀的物體分別通過(guò)三個(gè)不同形狀的小孔進(jìn)行成像，觀察像的形狀并記錄（表格如下）小孔形狀成像情況物體形狀分析與論證：實(shí)驗(yàn)結(jié)論： ?！敬鸢浮啃】姿上竦男螤钆c物體的形狀有關(guān)。出題意圖：本題恰恰符合課標(biāo)上關(guān)于基本能力的一個(gè)變