光学实验探究题

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 / cm

9.8

6.2 4.8

3.7

3.1

图1

L /cm

10

6 2

4 2

5 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