光学实验探究题[精.选]

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：（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”）。

【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（ ）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 ．以上说法均不正确光源到橡皮的距离L /cm 5 10 15 20 25 影子的长度H / cm9.86.2 4.83.73.1图1L /cm106 24 25 20 15 10 5 8 H /cm【答案】（1）减小 （2）4 （3）慢乙甲【答案】 B玻璃板A甲丙玻璃板A玻璃板 A乙 图2【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。

【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，这样做的好处是什么？【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：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【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。

【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。

图3图4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： 。

【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）。

（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】（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图3【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。

（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。

【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）缩小；实；（2）注入；①前；②凹图4【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：．【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）1 60 12 0.6 0.2 72 2 50 12.5 0.75 0.25 62.53 30 15 1.5 0.5 454 18 22.5 3.75 1.25 40.5 5 16 26.7 5 1.67 42.7 6 14357.52.549①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：(b)根据实验序号1-6 的数据，分析比较物距u 变化时， L 像、u + v 的变化情况，可得出得 初步结论是：【题目十三】2014年7月，小阳在水塘中看到形状特殊的“虾”。