(完整版)光学实验汇编.pdf

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1、1.玻璃水槽 实验室的圆形玻璃水槽可以用来做这个实验。如果用 3mm 厚的薄玻璃自制一个长 25cm、宽 8cm、高 20cm 的玻璃水槽更好。具体的粘接工艺参看第五章有关内容。2.光具盘(J2501 型)光具盘的外型如图 36 所示。这种光具盘可以演示光的反射、折射、全反射，凹凸镜的光学性质，透镜的光学性质及成像等几何光学实验。一、探究光的反射定律 1实验步骤一：利用你手中的实验器材，按照右图实验射向镜面的入射角为 40，那么会发现经镜面反射出的反射角为 。同理按上述实验依次改变入射角为 60、30、0，分别测出反射角的度数，并将数据填入下表。我们得到规律一入射角与反射角的关系是：如果当入射

2、光线垂直射向平面镜时，入射角为 度，反射角为 度。2 实验步骤二：利用手中的激光笔在纸板 a 内改变入射光线的方向，我们会发现 始终都在纸板 b 内，所以我们能发现规律二：入射光线和反射光线 的两侧。3实验步骤三：当纸板 b 不动时，我们能看到反射光线呈现在纸板 b 上，但当我们将纸板b 向前或向后折时，此时的反射光线 （填会或不会）在纸板 b 上消失。那么说明了反射光线与入射光线以及法线在 。4.实验步骤四：如果让光线逆着 OB 的方向射向镜面，会发现反射光线沿着 的方向射出，这表明，在反射时，光路是 。光的反射定律 三线共面：、在同一平面内。两线分居：和 分居法线两侧。两角相等：和 相等。

3、实验次数 入射角/度 反射角/度 1 60 2 40 3 30 4 0 你还有什么发现呢？（安徽）19下图是研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。入射角 i 10 20 30 40 50 60 70 80 折射角 6.7 13.3 19.6 25.2 30.7 35.1 38.6 40.6（l）请你结合图，以光从空气进入到玻璃中的情况为例，分析实验数据（光从空气进入其它透明介质中也可得到具有相同规律的实验数据），对光从空气进入其它透明介质中的折射规律加以总结（补充完整）a折射光线跟入射光线和法线在同一平面内，并且分别位于法线两侧；b_。(2）请定量

4、比较实验数据把你新的发现写在下面：_。入射角 300 450 600 反射角 （11龙岩）25小林在探究光的折射规律时发现：当光由空气沿半圆玻璃砖边缘垂直射入圆心处发生反射和折射时，不断加大入射角会发生折射光消失而反射光却变得更亮的情况，如图所示，老师告诉他这是光的全反射现象。课后，小林查到光从玻璃射向空气时的一些数据如下表：入射角 0 10 20 30 40 41.2 41.8 42 折射角 0 15.2 30.9 48.6 74.6 81 90/反射能量 5%7%26%43%77%84%100%100%表中数据说明：（1）光从玻璃斜射向空气时，折射角、反射能量随着入射角的增大而 ，当入射角

5、达到 时，反射能量达到 100%，就发生了全反射现象。（2）根据光路可逆原理，当光从空气斜射向玻璃时，折射角 入射角（填“大于”、“等于”或“小于”）。答案：（1）增大（或增加）41.8（2）小于 【实验器材】平板玻璃一块、两根相同的蜡烛、木板一块(约 60154cm)、橡皮泥少许、直尺、大头针、白纸、玻璃水槽、光源(平行光源或激光光源)、平面镜、光具盘(JI201 型)、物理支架、画有直线的薄木板一块、夹子两个。1.为了探究光反射时的规律，小明进行了如图所示的实验。请在图中标出反射角的度数。小明想探究反射光线与入射光线是否在同一平面内，他应如何操作？_ 如果让光线逆着 OF 的方向射向镜面，

6、会发现反射光线沿着 OE方向射出，这表明：2某同学做“平面镜成像的特点”实验时，将一块玻璃板竖直架在一把直尺的上面，再取两段等长的蜡烛 A 和 B 一前一后竖放在直尺上，点燃玻璃板前的蜡烛 A，用眼睛进行观察，如图所示在此实验中：(1)直尺的作用是便于比较物与像的_关系；(2)两段等长的蜡烛是为了比较_关系；(3)移去蜡烛 B，并在其所在位置上放一光屏，则光屏上_接收到蜡烛 A 的烛焰的像(填“能”或“不能”)这说明平面镜成的是_像 3下图甲是探究平面镜成像的实验装置，关于这个实验：(1)应选择_ _来研究平面镜成像特点(填“平面镜”或“平板玻璃”)；(2)观察像时，会发现两个几乎重叠的像，这

7、是_ _造成的；(3)如果在像 A的位置放一个光屏，在光屏上_承接到像 A(填“能或“不能”)，说明平面镜成的像是_像；(4)如果将蜡烛向靠近镜面的方向移动，那么像的大小将_(填“变大”、“变小”或“不变”)。(5)图乙是小军本人，他在进行实验时，从镜中也观察到了自己的像。那么他在镜中看到自己的像应是图丙中的_(填序号)。8在探究“平面镜成像的特点”的实验中：(1)在玻璃板前面放置一支点燃的蜡烛，再拿一支没有点燃的相同蜡烛，在玻璃板后面移动，直到跟前面那支蜡烛的像_.若用光屏替换玻璃板后面的蜡烛，在玻璃板后面观察光屏，_观察玻璃板前点燃蜡烛的像(选填“能”、“不能”)。(2)记录了如下实验数据

8、 物距cm 像距cm 像与物大小比较 第一次 120 120 等大 第二次 150 150 等大 实验表明，像与物体的大小_。像到平面镜的距离_物体到平面镜的距离。11.图中是探究平面镜成像特点的实验装置。(1)用玻璃板代替平面镜，主要是利用玻璃板透明的特点，便于_；(2)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；(3)如果玻璃板没有放正，将对实验产生什么影响？_.（4）使点燃的蜡烛在两个不同的位置，分别测出物距和像距相等的两组数据，得出实验结论之一：“像距与物距相等”。你认为这种方法是否合理？_理由是：_ _。7、凸透镜成像的规律：物距 u 成像性质 像距

9、 v 应用 二个点 U=f U=2f 三个范围 U2f fU2f Uf 【合作探究】1、在“观察凸透镜成像”的实验中，保持凸透镜的位置不变，先后把烛焰放在a、b、c、d、e点，如图所示，同时调整光屏的位置，那么：1)把烛焰放在_点，屏上出现的像最小；2)把烛焰放在_点，屏上出现的像最大；3)把烛焰放在_点，屏上不出现烛焰的像.2、在做“探究凸透镜成像”的实验中（l）将凸透镜正对太阳光，在透镜的另一侧移动光屏，在距透镜 10cm处，屏上呈现出最小最亮的光斑，则此凸透镜焦距约是_cm。（2）小莉做实验时，发现烛焰在光屏上的像偏高，如图，若要使烛焰成像在光屏中心，应将光屏向_（填“上”、“下”）调节

10、。（3）若将烛焰移至距凸透镜 15cm 处，移动光屏，使烛焰在屏上得到倒立、_清晰的实像，_就是应用这一原理制成的（填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”）。3、小周用如图所示的装置“探究凸透镜成像规律”。(1)调节烛焰、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心 大致在 ，其目的是 。(2)小周在如图位置得到一个清晰的像。老师要求在凸透镜不动情况下，在光屏上成一个更小的像，她应当把蜡烛向 移动，同时把光屏向 移动。(3)小周把自己的近视眼镜放在凸透镜与蜡烛之间，发现光屏上的像变得模糊不清，她应当向 移动光屏，可再次得到清晰的像。12、小芳同学在“探究凸透镜成像”实验中，她按如图 15 装配仪器(图中点是

11、焦点，H点是 2 倍 焦距处)，此时光屏上得到了一个清晰的像，但像的位置偏高。(1)造成这一现象的原因是 ；(2)为了使像成在光屏的中央，应把蜡烛向 调(填“上”、“下”)；调节好蜡烛的高度后，把蜡烛移到A点，此时光屏上的像很模糊。为了得到清晰的像，应把光屏向 移动(填“左”或“右”)；(3)若想从光屏侧透过透镜看到蜡烛正立的像，可将物体放在 点(填字母符号)。（盐城）25（6 分）某小组在探究凸透镜成像规律时，不小心将 透镜掉在地上碎成三块他们不知道碎镜片的焦 距是否与原透镜相等，于是选取其中一块镜片，准备测量其焦距（1）请你设计一个简单实验，测量所选镜片的焦距 所用的主要器材有 ；在图中虚

12、线框内画 出你所设计的实验示意图（图中镜片已画出）（2）测量后，发现这块镜片的焦距与原透镜相等，由 此他们得出“每块镜片的焦距都与原透镜相等”的结论他们这种推断方法存在 的主要问题是 答案：1）平行光源 光屏 刻度尺 实验示意图如图所示（2）只测一块镜片焦距具有偶然性 （南昌）25【探究名称】探究凸透镜成像的大小与哪些因素有关【提出问题】小明通过前面物理知识的学习，知道放大镜就是凸透镜.在活动课中，他用放大镜观察自己的手指（图 22 甲），看到手指 的像；然后再用它观察远处的房屋（图 22 乙），看到房屋 的像.（选填“放大”、“等大”或“缩小”）他想：凸透镜成像的大小可能与哪些因素有关？来源

13、:学.科.网【进行猜想】凸透镜成像的大小可能与 有关.【设计并进行实验】小明在图 23 所示的光具座上，不断改变蜡烛与透镜间的距离，并移动光屏进行实验，所获得的实验数据如右表所示.【结论与应用】(1)分析数据可知物体到凸透镜的距离越短，光屏上像的大小就越 ，同时发现像到凸透镜的距离就越 .(2)小明班照毕业照时，摄影师发现两旁还有同学没有进入取景框内，这时摄影师应使照相机 同学（选填“靠近”或“远离”），同时还应 照相机的暗箱长度（选填“增长”、“缩短”或“不改变”）.来源:学|科|网 Z|X|X|K （咸宁）22（5 分）在“凸透镜成像规律”实验中，某同学进行了如下两个探究：（1）为研究像距

14、与焦距的关系，他选用焦距不同的三个凸透镜进行实验，实验数据记录如下表。分析表中数据可知，保持物距不变时，焦距越大，则所成实像的像距越 (选填：“大”或“小”)。物体到凸透镜的距离/光屏上像到凸透镜的距离/光屏上像 的大小 40 13.5 缩小 30 15 缩小 20 20 等大 15 30 放大 10 光屏上没有像 8 光屏上没有像 物距 u/cm 实验序号 焦距 fcm 像距 v/cm 10 1 2 2.5 2 5 10 3来源:学|科|网Z|X|X|K 8 40 光屏 刻度尺 d 图 23 图 22 乙 甲（2）该同学用若干个发光二极管组成形状如“E”的发光物体，如图 15 甲所示，将发光

15、物体、凸透镜和光屏依次组装到光具座上并调整好，且物距调节为 6cm 时,在光屏上成的像如图 15 乙所示,则他选用的是三个透镜中焦距为 cm 的凸透镜；如果只将“E”，换成“R”，并在同一位置观察，光屏上成的像应是图 15 丙中的 (填数字序号)。答案：22（5 分）（1）大（1 分）（2）5（2 分）（2 分）21自行车是一种便捷的交通工具，它包含了许多物理知识例如，自行车尾灯就包含了光学知识它本身不发光，但在夜晚，当有汽车灯光照射到尾灯上时，就会发生反射，以引起司机注意尾灯的结构如图 13 所示，请在图 13 中画出反射光线，并说明反射光线有什么特点 答案：见图 1(3 分)入射光线平行射

16、人，反射光线平行射出反射光线与入射光线方向相反 (答出一条即给分)(1 分)（宿迁）25小明用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像的规律”实验（如图）：要使烛焰的像能成在光屏的中央，应将蜡烛向 （填“上”或“下”）调整 烛焰放距凸透镜 20cm 处，移动光屏至某位置，在光屏上得到一个等大清晰的像，则凸透镜的焦距是 cm 使烛焰向右移动 2cm，此时应该将光屏向 （填“左”或“右”）移至另一位置，才能得到一个倒立、（填“放大”、“缩小”或“等大”）甲 乙 丙 图 15 烛焰 透镜 光屏 的清晰实 答案：下 10 右 放大（每空 1 分）（武汉）10(5 分)小明用凸透镜、蜡烛、光屏和刻度尺等器材

17、探究凸透镜成像规律。如图所示，为了测出凸透镜的焦距，小明同学将凸透镜正对着太阳光，再把光屏放在它的另一侧，改变凸透镜与光屏的距离，直到光屏上出现一个 的光斑，就可以测出该凸透镜的焦距为 cm。请在图中画出凸透镜的主光轴。小明将烛焰、凸透镜和光屏的中心高速到同一高度后，在水平桌面上无论怎样移动光屏，都不能承接到烛焰的像，原因可能是 。实验一段时间后，蜡烛变短了，要使烛焰的像仍然成在光屏的中心，应该将光屏向 移动。答案：最小(最亮、最清晰)凸透镜的主光轴如图所示：蜡烛在凸透镜的一倍焦距以内(或焦点上)上 (镇江)16小章同学在做“探究平面镜成像”的实验时，将一块玻璃板竖直架在水平台上，再取两段完全

18、相同的蜡烛 A 和 B，点燃玻璃板前的蜡烛 A，小心地移动蜡烛 B，直到与蜡烛 A 的像重合，如图所示在此实验中：选取两段完全相同的蜡烛是为了比较像与物的大小关系；移去蜡烛 B，并在其位置上放一光屏，则光屏上 不能接收到蜡烛 A 烛焰的像(选填“能”或“不能”)；小章将蜡烛逐渐远离玻璃板时，蜡烛所成像的大小 不变(选填“变大”、“变小”或“不变”)（广东）（2）在“探究凸透镜成像规律”时，所用的凸透镜的焦距为 10cm。现将凸透镜、蜡烛和光屏放在如图 16 所示的光具座上进行实验。若图中 C 位置上放置光屏，则 B 位置上应放置。如图 16 所示，现要在光屏上成缩小的像，蜡烛应向移动，光屏应向移动。（填“左”或“右”）