光学实验练习题.docx

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光学实验练习题

光学实验练习题

光学实验专项练习

一、光的直线传播规律实验（小孔成像）

1、小孔成像是光的直线传播的实例。

北宋科学家沈括也做过精彩的描述，他在《梦溪笔谈》中写道：

“…若鸢飞空中，其影随鸢而移；或中间为窗隙所束，则影与鸢遂相违，鸢东则影西，鸢西则影东。

又如窗隙中楼塔之影，中间为富所束，亦皆倒垂…”。

（如图）

杨光同学根据课本中的“试一试”用易拉罐做小孔成像实验。

（1）请在图中作出蜡烛AB在屏上所成的像A'B'（要求标出A′、B′）。

（2）杨光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像的高度，填在表格中：

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

请你根据表中的数据在坐标系中画出h与s的关系图像。

（3）从图像中可以看出h与s的关系为：

__________________。

（4）从这些数据得出的结论是：

（a）入射光线偏离法线，反射光线法线；入射角增大，反射角；

（b）反射角入射角。

（填“大于、小于、等于”）；

（c）入射光线垂直平面镜入射时，反射角为_______度。

（5）如果让光线逆着OF的方向射向镜面，会发现反射光线沿着OE方向射出，这表明：

。

（6）实验中多次改变入射光线EO与ON的夹角进行实验，测量记录如上表所示。

同组的小东分析数据得出的结论是：

光在反射时，入射角等于反射角；小聪认为应是：

光在反射时，反射角等于入射角。

你认为的结论正确，理由是。

实验次数

入射角

反射角

第一次

200

700

第二次

300

600

第三次

500

400

（7）课后，某同学利用同一套实验器材，选择入射角分别为20o、30o、50o的三条光线进行实验，结果得到了不同的数据，如图所示。

经检查，三次试验中各角度的测量值都是准确的，他根据表中数据得出的结论和其他同学的结论并不一致。

请你根据表中的数据分析小明实验中出现错误的原因是。

三、平面镜成像特点实验

1、如图甲所示是探究“平面镜成像特点”的实验。

（l）下面步骤a 中横线处的内容是。

实验步骤a 、

b、c、d的合理顺序是（填写步骤前字母）

a.在水平桌面上铺一张白纸，纸上竖立一块玻璃板，。

b.拿另一支完全相同的没有点燃的蜡烛放在玻璃板的后方，移动到某一位置时，发现该蜡烛与被点燃的蜡烛的像重合，在纸上记下该蜡烛的位置A1'.

c.改变玻璃板前蜡烛的位置，重复以上实验，在纸上记录物与像的位置A2、A2'；A3、A3'（如图乙所示）。

d.点燃蜡烛放在玻璃板前，看到它在玻璃板后面的像，在纸上记录蜡烛的位置A1。

（2）如图乙所示，分别将实验中的物点与像点连接，发现它们的连线始终与玻璃板面垂直为了得到平面镜成像的特点，某同学将实验数据填入右表．请将表头中空白部分填上合适的内容

（3）如果在像A1'的位置放一光屏，光屏（填“能”或“不能”）承接到像，这说明。

2、如图甲所示，是小明在水平桌面上探究“平面镜成像的特点”时的实验装置．

（1）为便于观察，该实验最好在 _________ （选“较明亮”或“较黑暗”）环境中进行；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．

（2）取两只相同蜡烛的目的是为了能比较像与物的。

（3）在竖立的玻璃板前A处放一支点燃的蜡烛，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在玻璃板后面移动，当蜡烛移动到A′处时，可以看到它跟像完全重合．由此可以得出的结论是　　．

（4）如果当蜡烛B与蜡烛A的像完全重合后，再移去蜡烛B，在蜡烛B的原来位置上放一光屏，光屏上（选填“能”或“不能”）承接到蜡烛A的像。

由此可以得出的结论是　　．

（5）如果玻璃板放置得不够竖直，将对实验产生的影响是：

　　．

（6）经过三次实验，记录的像与物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：

　　．

3、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：

．

（6）他们发现，旁边一组同学是将玻璃板和蜡烛放在方格纸上进行实验的。

你认为选择白纸和方格纸哪种做法更好？

说出你的理由：

 ____________________________________________。

四、光的折射规律实验

1、如图所示，小李把筷子插水杯中发现筷子好象在水面上折断了，于是他想探究“光的折射规律”。

（1）提出问题：

光从空气斜射入水中遵循什么规律？

（2）猜想：

A.光从空气斜射入水中折射角大于入射角；B.光从空气斜射入水中折射角小于入射角。

次数

1

2

3

4

入射角а/°

30

45

60

0

折射角β/°

25

40

50

0

（3）小李通过实验得出右表四组数据：

通过实验探究，验证了小李猜想是正确的（填序号）。

要使折射角大于入射角，光线应该从中斜射入中。

如果光线垂直射入水面，则折射角度。

（4）通过分析实验，请你归纳得出光的折射规律（至少两条）

①；

②。

2、某同学在做探究光的折射特点实验，右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α

０°

15°

30°

45°

60°

反射角β

０°

15°

30°

45°

60°

折射角γ

０°

11°

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：

．

3、在研究光的折射时，小明知道了光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角；光从水斜射入空气中时，折射角大于入射角。

小明想：

光在其他透明介质的分界面发生折射时有什么规律呢？

即什么条件下折射角小于入射角，什么条件下折射角大于入射角？

为了研究这个问题，他在老师的指导下做了如下实验：

让一激光手电筒射出的光束从水斜射入玻璃，再从玻璃依次斜射入冰、空气中，其光路如图所示。

然后老师又告诉他光在一些透明介质中的传播速度，如下表。

试回答：

（1）针对小明提出的问题，仔细观察图中的光路，对照表格中的数据进行分析，你能得出什么结论？

（2）根据你得出的结论，请在图中画出光由玻璃斜射入酒精时，折射光线的大致位置。

五、凸透镜成像规律实验

1、在探究凸透镜成像时同学们经历了如下过程：

（1）【提出问题】凸透镜成像规律是怎样的？

（2）【猜想与假设】根据用凸透镜看近处和看远处成的像不同，同学们猜想“凸透镜的成像规律”与________有关。

（3）【设计实验、进行实验】

①实验器材如图甲，实验开始前，应如何摆放和调整器材？

②实验时找到物体实像的标志是什么？

③实验中很多小组找不到清晰的实像，请你分析产生这一现象的原因是什么？

实验序号

物距u/cm

像距v/cm

像的性质

1

30

15

倒立、缩小、实像

2

25

16.7

倒立、缩小、实像

3

20

20

倒立、等大、实像

4

15

30

倒立、放大、实像

5

5

正立、放大、虚像

（4）【收集证据及分析论证】

同学们所用的透镜焦距为f=10cm

1当u>2f时，在凸透镜侧得到一个像，像的位置在_____和之间；

2当2f>u>f时，在凸透镜_____侧得到一个_________像，像的位置在之外；

3当u=2f时，在凸透镜_____侧得到一个_________像，像的位置在；

4物体在焦点以外，在物距不断减少的过程中，像距不断变，像的大小不断变；

5当u＜2f时，在光屏上得像，但透过凸透镜可以看到________像，通过实验可知，物体经凸透镜像成实像和虚像的分界点是，成放大或缩小实像的分界点是。

2、在用光具座研究凸透镜成像规律的实验中：

（1）测量凸透镜的焦距如图所示，则该凸透镜的焦距为_____cm．

（2）将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上．点燃蜡烛后，调节、的中心和的中心大致在_______________上．

（3）当烛焰距凸透镜30cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰的倒立、_____的实像．_______就是利用这一成像规律工作的（填光学仪器）．

3、小明用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像的规律”的实验。

如图所示：

（1）要使像能够成在光屏的中央，应将光屏向调整（选填“上”或“下”）；

（2）实验过程中，当烛焰距凸透镜15cm时，移动光屏至某一位置，在光屏上得到一等大清晰的像，则该凸透镜的焦距是cm；

（3）接着使烛焰向右移动5cm，此时应该将光屏向移到某一位置（选填“左”或“右”），才能在屏上得到倒立、、清晰的实像（选填“放大”、“缩小”或“等大”）。

1、某物理学习小组在研究“凸透镜成像规律”时，使用的器材如图．（凸透镜的焦距是l0cm，刻度尺上标记着点，相邻两点间距为10cm）

（l）实验前，蜡烛、凸透镜、光屏摆放和调整好的要求是　　；

（2）凸透镜放在D点，当图中光屏上承接到烛焰的倒立、放大、清晰的像时，蜡烛应放在图中的　　；

（3）保持凸透镜位置不动，在

（2）实验基础上，想要在光屏上得到烛焰缩小、清晰的像，接下来的操作是　_____　

．

4、小宇在做“探究凸透镜成像规律”实验，其实验装置的示意图如图所示。

a、b、c、d、e是主光轴上的五个点，F点和2F点分别是凸透镜的焦点和二倍焦距点。

（l）在a、b、c、d、e这五个点中：

①把烛焰放在______点上，可以成正立、放大的虚像，像与物在凸透镜的侧（“同”“异”）

②把烛焰放在______点上，光屏所成的像最小,放在______点上，所成的像最大。

③把烛焰放在________点上是属于照相机原理。

④把烛焰放在________点上是属于投影仪原理。

（2）在图中的坐标画出该凸透镜物距U和像距V的关系，请根据图像求出这个凸透镜的焦距为cm

5、如图所示，小强用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像的规律”的实验。

（1）首先把点燃的蜡烛放在凸透镜的a点，在光屏上得到了一个清晰的像，但像的位置偏高，你解决的办法是。

（2）调整后，把蜡烛向右移动到b点，向右移动光屏，光屏上的

像将会比原来（填“变大”或“变小”）。

此规律应用很多，试举一例：

。

（3）再把蜡烛向右移动到d点，无论怎样调节光屏，光屏上始终

接受不到像，是因为此时成的像是、放大的像，要想看到这个像，应从图中（填“P”或“Q”）箭头所示的方向去观察。

（4）当烛焰从远处向透镜靠近时，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动。

6、小明在“探究眼睛是怎样看清楚远近物体的？

”

（1）猜想与假设：

A.眼睛是怎样看清楚远近物体,可能是眼睛的晶状体的焦距发生了变化；

B.眼睛是怎样看清楚远近物体,可能是眼睛的晶状体到视网膜的距离发生了变化。

（2）进行实验：

他取三个焦距不同的凸透镜（f1=9cm,f2=10cm,f3=11cm），在光具座上分别保持像距不变，观察焦距与像距的关系。

在光具座上从左到右依次放置蜡烛、凸透镜、光屏，实验过程中改变物距

换用焦距不同的凸透镜，但像距不变，实验的数据如下表：

实验次数

物距u/cm

焦距f/cm

像距V/cm

成像情况

1

26.7

10

16

倒立、缩小、实像

2

21

9

16

倒立、缩小、实像

3

35.2

11

16

倒立、缩小、实像

（3）分析论证：

比较实验1与2，当物体变近时，需换用焦距较（选“大”或“小”）的凸透镜。

比较实验2与3，当物体变远时，需换用焦距较（选“大”或“小”）的凸透镜。

（4）得出结论：

经过分析实验数据，证明了自己的猜想是正确的，得出结论是

。