专题训练(四) 光学实验

专题训练(四)光学实验

【专题概述】

光学实验题是每年中考的高频考点,主要包括光的反射实验、平面镜成像实验、光的折射实验、凸透镜成像规律实验;主要考查的内容有利用光的反射、折射规律作图、实验现象及数据分析、实验结论和规律的总结。

类型1探究光的反射规律

1.在“探究光的反射规律”实验中,如图所示,平面镜M放在水平桌面上,E、F是两块粘接起来的硬纸板,垂直于镜面且可绕ON转动。

(1)如图(a),当纸板E、F在同一平面上时,让入射光线AO沿纸板E射向镜面,在纸板F上可看到反射光线OB,测出入射角和反射角的大小,便立即得出实验结论:反射角等于入射角。你认为这样得出的结论不合理(选填“合理”或“不合理”),原因是凭一次实验数据得出的结论具有偶然性;

(2)若将一束光贴着纸板F沿BO射到O点,光将沿图中的OA方向射出;

(3)如图(b),以法线ON为轴线,把纸板F向后缓慢旋转,在纸板F上寻找反射光线OB,这样做的目的是为了探究反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内。

2.为了“探究光的反射规律”,小刚进行了如图所示的实验,使一束光贴着纸板沿某一角度射到O点,经平面镜反射,沿另一个方向射出,在纸板上用笔描出入射光EO的反射光OF的径迹。改变光束入射的角度,多做几次实验并换用不同颜色的笔记录每次光的径迹,实验数据如表,请完成下列问题:

(1)要测量反射角,在图中应测量∠NOF;

(2)ENF是用两块纸板连接起来的,若将纸板NOF向前或向后折,在纸板上看不见反射光线,由此表明反射光线、入射光线、法线在同一平面内;

(3)观察实验数据总结反射角与入射角的关系时,发现表格中有一个反射角的读数有误,是58°这个角。

类型2探究平面镜成像特点

3.如图是“探究平面镜成像特点”的实验装置图。

(1)实验室提供了厚薄不同的两块玻璃板,应选择薄(选填“厚”或“薄”)玻璃板进行实验;

(2)在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的与蜡烛A等大的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动,人眼一直在玻璃板的前侧(选填“前侧”或“后侧”)观察,直至蜡烛B与蜡烛A的像重合,这种确定像与物大小关系的方法是等效替代法(选填“控制变量法”或“等效替代法”); (3)实验时,将蜡烛A逐渐远离玻璃板时,它的像的大小不变(选填“变大”“不变”或“变小”);

(4)移去蜡烛B,在其原来的位置上放置一块光屏,光屏上不能(选填“能”或“不能”)呈现蜡烛的像。

4.某小组的同学在“探究平面镜成像的特点”时,将点燃的蜡烛A放在玻璃板的一侧,看到玻璃板后有蜡烛A的像(如图甲)。

(1)此时用另一个完全相同的蜡烛B在玻璃板后的纸面上来回移动,发现无法让它与蜡烛A的像完全重合,你分析出现这种情况的原因可能是玻璃板与桌面不垂直;

(2)解决上面的问题后,蜡烛B与蜡烛A的像能够完全重合,说明像与物体的大小相等;

(3)图乙是他们经过三次实验后,在白纸上记录的像与物对应点的位置,他们利用和处理这张白纸上的信息得出的实验结论:①像与物到镜面的距离相等,②像与物的连线与镜面垂直;

(4)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中哪一种进行实验更好?方格纸。

类型3探究光的折射规律

5.如图是小军探究光的折射规律的实验原理图,下表中记录了不同的入射角和对应的折射角的实验测量数据。

(1)请你结合实验原理图,以光从空气射入到玻璃中的情况为例,分析实验数据,对光从空气射入水中的折射规律加以总结(补充完整):

a.折射光线、入射光线和法线在同一平面内,并且分别位于法线两侧;

b.入射角增大,折射角也增大,但折射角总是小于入射角。

(2)请定量比较实验数据。把你新的发现写在下面:

当入射角较小时,入射角i与折射角γ近似成正比关系;当入射角较大时,正比关系不再成立(答出成正比即可)。

类型4探究凸透镜成像的规律

6.实验室利用光具座研究凸透镜成像的规律,当三个元件移动到图示位置时,光屏上出现了清晰的像。

(1)调整器材高度时,应点燃(选填“点燃”或“不点燃”)蜡烛;

(2)从图中读出物距为40.0cm,凸透镜的焦距范围为B(填字母);

A.f<15 cm

B.15 cm

C.f>30 cm

(3)如果保持蜡烛与凸透镜的位置不变,撤去光屏,凸透镜能够(选填“能够”或“不能”)成像。

7.小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时。凸透镜的位置固定不动,实验操作规范。在图示位置时,烛焰恰好在光屏上成清晰的像。

(1)这个像的成像原理与照相机(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)相同,若将蜡烛向右移动,则应将光屏向右(选填“左”或“右”)移动才能再次在光屏上成清晰的像,此时像的大小比刚才的像要大(选填“大”或“小”)些;

(2)再在凸透镜左侧附近放一凹透镜(图中未画出),这时需要将光屏向右(选填“左”或“右”)移动才能在光屏上成清晰的像;

(3)为了粗测凸透镜的焦距,小明上午第二节课下课后,将凸透镜与水平地面平行放置,调节凸透镜到地面的距离,直至地面上出现一个最小的亮点,小明认为此点就是凸透镜焦点的位置。旁边的同学却告诉他,这个亮点不是凸透镜的焦点位置,其理由是凸透镜没有正对着太阳光放置(或太阳光没有平行于主光轴入射到凸透镜上)。