2022年光学实验探究题 .pdf
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1、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=
2、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
3、4 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 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 10 页【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
4、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
5、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:呈现反射光线,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
6、纸再把平面镜竖直立在白纸上。图 3 图 4 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 10 页逐渐增大时,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
7、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” ) 。CA 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
8、出的结论才具有普遍性、排除了偶然性。故 C 答案是正确的。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 10 页【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。若将光屏向靠近透镜的方向移动适
9、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” ) 。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: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
10、数据。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。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,做四次实验。请根据以上叙述回答下列问题:小军计划探究的问题中的自变量是_; 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;针对小军计划探究的问题,在实验步骤中,应改变_。【答案】(1)缩小;实;(2)注入;前;凹图 4 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 10 页【题目九】 小明
11、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
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