光學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題

1、試驗(yàn)探究 - 光學(xué)【題目一】 小陽(yáng)與幾位同學(xué)在做手影玩耍時(shí)，發(fā)覺(jué)手影的大小常常在轉(zhuǎn)變；他猜想： 影子的大小可能與光源到物體的距離有關(guān)；于是他設(shè)計(jì)了如圖1 甲所示的試驗(yàn)， 保持橡皮到墻壁之間的距離不變， 把手電筒打開(kāi)后放在距離橡皮不同的位置，分別測(cè)量在墻壁上所形成的影子 的長(zhǎng)度；記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：光源到橡皮的距離l/cm510152025影子的長(zhǎng)度h/ cm9.86.24.83.73.1108642甲圖 1h /cm5101520乙25l /cm（1）分析數(shù)據(jù)后，小陽(yáng)發(fā)覺(jué)：如保持其他因素不變，當(dāng)手電筒由近處逐步遠(yuǎn)離橡皮時(shí)，影子的長(zhǎng)度隨之；2）為了進(jìn)一步發(fā)覺(jué)其中的規(guī)律，小陽(yáng)依據(jù)資料以手電筒到橡皮

2、的距離l 為橫坐標(biāo)、影子的長(zhǎng)度 h 為縱坐標(biāo)，繪制了影子的長(zhǎng)度h 順手電筒到橡皮的距離l 變化的圖像，如圖1 乙所示；由圖像可知，當(dāng)手電筒到橡皮的距離l =17.5，影子的長(zhǎng)度h 大約是cm；（3）當(dāng)手電筒距離橡皮較遠(yuǎn)時(shí)，小陽(yáng)觀看圖像的變化趨勢(shì)發(fā)覺(jué)：影子變小的（選填： “快”或“慢” ）；【答案】（1）減?。?2）4（ 3）慢【題目二】 如圖 2 是同學(xué)們探究 “平面鏡成像特點(diǎn)”的幾種情境； 以下說(shuō)法正確選項(xiàng) （）玻璃板玻璃板玻璃板aaa甲乙丙圖 2a 如蠟燭a 距玻璃板4cm，就蠟燭b 距玻璃板8cm 才能與蠟燭a 的像完全重合 b如蠟燭a 在玻璃板中的像偏高且傾斜，就乙圖是產(chǎn)生該現(xiàn)象的緣由

3、 c如在玻璃板與b 蠟燭之間放一塊擋光板，就不能透過(guò)玻璃板看到a 的像d以上說(shuō)法均不正確【答案】b【題目三】 小明在探究凸透鏡成像規(guī)律時(shí)，不當(dāng)心將焦距為10cm 的凸透鏡掉在地上，摔碎成大小不同的3 塊；他不知道每塊鏡片的焦距是否與原凸透鏡的焦距相等，于是他挑選其中較大的一塊鏡片，利用平行光源、光屏和刻度尺，測(cè)量出這塊鏡片的焦距f 并記錄；小明發(fā)覺(jué)這塊鏡片的焦距與原凸透鏡的焦距相等，由此她得出“每塊鏡片的焦距與原凸透鏡的焦距 相等 ”的結(jié)論；假如請(qǐng)你對(duì)小明的試驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行評(píng)估，你認(rèn)為小明的試驗(yàn)結(jié)論是否存在問(wèn)題？ 請(qǐng)說(shuō)明你的理由；【答案】存在問(wèn)題，理由是只測(cè)量其中一塊的焦距，試驗(yàn)結(jié)論具有偶然性，不

4、能得出“每塊鏡片的焦距都與原透鏡的焦距相等”的結(jié)論；應(yīng)當(dāng)再測(cè)量其他塊的焦距，才能得出初步結(jié)論；【題目四】 圖 3 是“探究光的反射規(guī)律”的試驗(yàn)裝置（1）白紙的主要作用是什么？（2）試驗(yàn)中，放置平面鏡和白紙的次序是：先把一個(gè)小平面鏡豎直立在一塊長(zhǎng)方形木板上，然后把一張白紙平鋪在木板上，使白紙邊緣緊貼平面鏡放置，而不是先放白紙?jiān)侔哑矫骁R豎直立在白紙上，圖 3這樣做的好處是什么？【答案】（ 1）白紙的主要作用是：出現(xiàn)反射光線，驗(yàn)證反射光線與入射光線及法線是否在同一平面內(nèi)； （ 2）由于法線與鏡面垂直，所以先把一個(gè)小平面鏡豎直立在一塊長(zhǎng)方形木板上， 然后把一張白紙平鋪在木板上，使白紙邊緣緊貼平面鏡放置

5、，這樣能精確確定白紙的鏡面的垂直關(guān)系，而先放白紙?jiān)侔哑矫骁R豎直立在白紙上，如桌面不是水平的，那么白紙和平面鏡就不肯定垂直，因此不是先放白紙?jiān)侔哑矫骁R豎直立在白紙上；【題目五】 小明喝水時(shí)， 偶然發(fā)覺(jué)透過(guò)水面看不見(jiàn)玻璃水杯外側(cè)的手指，他感到很詫異；玻璃和水都是透亮物質(zhì)，為什么光 卻不能透過(guò)呢？小明打算找出緣由，下面是小明的探究過(guò)程：圖 4依據(jù)光經(jīng)過(guò)的路徑，第一想到了這種現(xiàn)象與光的折射有關(guān)，為此他依據(jù)光從水中射向空氣的光路進(jìn)行了估計(jì)，如圖 4 所示，光從水中射向空氣時(shí)，折射角大于人射角，當(dāng)入射角逐步增大時(shí)，折射角也逐步增大，那么，當(dāng)人射角增大到某一值時(shí)，會(huì)不會(huì)（1）小明的估計(jì)是；（2）小明為了驗(yàn)證

6、自己的估計(jì)，進(jìn)行了如圖4 所示的試驗(yàn)，試驗(yàn)過(guò)程中逐步增大激光筆射 向水面的入射角的角度，當(dāng)增大到某一角度時(shí)，小明觀看到，證明了自己的估計(jì)；（3）當(dāng)光從空氣射向水中時(shí)，也會(huì)顯現(xiàn)“看不見(jiàn)”的現(xiàn)象嗎？說(shuō)出你的觀點(diǎn)并說(shuō)明：；【答案】（ 1）折射光線消逝（ 2）光斑消逝（ 3）不會(huì)光從空氣斜射入水水中時(shí)，折射角始終小于入射角【題目六】 某試驗(yàn)小組在探究光的折射規(guī)律時(shí)，讓一束光從空氣斜射入玻璃水槽內(nèi)的水中，看到如下列圖的現(xiàn)象：（1）請(qǐng)?jiān)趫D中分別做出入射角（用字母 i 表示） 和折射角 （用字母 r 表示）；圖 3（2）為了探究光從空氣斜射入水中時(shí)折射角和入射角的關(guān)系，以下方案中正確選項(xiàng)：（選填“ a ”、

7、“b ”或“ c”）；ca 只測(cè)量圖中的入射角和折射角，分析并得出結(jié)論b 保持入射角不變，進(jìn)行多次試驗(yàn)，測(cè)量入射角和每次試驗(yàn)的折射角，分析并得出結(jié)論c 轉(zhuǎn)變?nèi)肷浣?，進(jìn)行多次試驗(yàn)，測(cè)量每次試驗(yàn)的入射角和折射角，分析并得出結(jié)論：【答案】 由于探究光從空氣斜射入水中時(shí)折 射角和入射角的關(guān)系，所以應(yīng)當(dāng)多次試驗(yàn)且不斷轉(zhuǎn)變?nèi)肷浣堑拇笮?，只有這樣得出的結(jié)論才具有普遍性、排除了偶然性；故 c 答案是正確的；【題目七】 在探究“近視眼的矯正”課外試驗(yàn)中，如圖4 所示：（ 1）調(diào)整燭焰（模擬遠(yuǎn)處所視物）、水凸透鏡（模擬人眼晶狀體，并與注射器相連，其凸起程度可通過(guò)注射器注入或吸取水量來(lái)調(diào)劑）、光屏（模擬人眼視網(wǎng)膜）

8、在光具座上的位置，如圖所示，此時(shí)在光屏上得到了燭焰清楚的像，該像是倒立、 的像；圖 4（2） 向水凸透鏡內(nèi)（填 “注入 ”或“吸取 ”）適量的水來(lái)模擬近視眼，發(fā)覺(jué)光屏上原先清楚的像變模糊了；如將光屏向靠近透鏡的方向移動(dòng)適當(dāng)距離，再次得到清楚的像；說(shuō)明近視眼將遠(yuǎn)處的物體成像在視網(wǎng)膜（填 “前”或“后”）；如光屏不移動(dòng)，在燭焰和水凸透鏡間加一個(gè)焦距合適的凹透鏡，光屏上也能得到清楚的像；說(shuō)明近視眼鏡是透鏡；【答案】（1）縮小；實(shí)；（2）注入；前；凹【題目八】 試驗(yàn)桌上有如圖17 所示的試驗(yàn)裝置其中的透亮玻璃為平面鏡 ，仍供應(yīng)了一把刻度尺和相同大小的中國(guó) 象棋棋子18 個(gè)， 9 個(gè)為紅色， 9 個(gè)為綠

9、色；小軍方案用這些器材探究“物體在平面鏡中所成像的大小與物體大小的關(guān)系”，小軍的主要試驗(yàn)步驟如下：將兩個(gè)疊放的紅棋子作為物體放在平面鏡前面的白紙上，在平面鏡后面轉(zhuǎn)變兩個(gè)疊放的綠模子的位置，使得從不同角度觀看，兩個(gè)綠棋子與物體的像均完成重合，并記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)；轉(zhuǎn)變物體 兩個(gè)疊放的紅棋子到平面鏡的距離，在平面鏡后面轉(zhuǎn)變兩個(gè)疊放的綠棋子的位置，使得從不同角度觀看，兩個(gè)綠棋子與物體的像均完全生命，并記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)；再轉(zhuǎn)變四次物體兩個(gè)疊放的紅棋子到平面鏡的距離，仿照步驟，做四次試驗(yàn)；請(qǐng)依據(jù)以上表達(dá)回答以下問(wèn)題：小軍方案探究的問(wèn)題中的自變量是 ;依據(jù)以上試驗(yàn)步驟可知，小軍實(shí)際探究的是物體在平面鏡中所成像的大小

10、與 的關(guān)系；針對(duì)小軍方案探究的問(wèn)題，在試驗(yàn)步驟中，應(yīng)轉(zhuǎn)變 ；【答案】（ 1）物體大?。唬?2）物體到平面鏡的距離；（ 3）疊放紅棋子和綠棋子的個(gè)數(shù)；【題目九】 小明同學(xué)在做 “探究平面鏡成像的特點(diǎn)”的試驗(yàn)時(shí)，想起了走過(guò)教學(xué)大樓門廳內(nèi) 的大平面鏡時(shí)的情形：靠近鏡子時(shí)，感覺(jué)自己的像變大了，遠(yuǎn)離鏡子時(shí)感覺(jué)像變小了；自己的感覺(jué)對(duì)嗎？在老師和同學(xué)們的幫忙下小時(shí)進(jìn)行了試驗(yàn)探究；小時(shí)所用的試驗(yàn)裝置如下列圖（其中的透亮玻璃板作為平面鏡）；主要試驗(yàn)步驟如下：（1）在玻璃板前面放置一支點(diǎn)燃的蠟燭a，在玻璃板后面移動(dòng)一支沒(méi)有點(diǎn)燃的相同的蠟燭b；當(dāng)把蠟燭b 移動(dòng)到某一位置的時(shí)候，發(fā)覺(jué)蠟燭b 與蠟燭 a 的像重合，測(cè)量

11、并記錄此時(shí)物、像和玻璃板之間的位置關(guān)系；（2）多次轉(zhuǎn)變蠟燭a 到平面鏡的距離，在平面鏡后移動(dòng)蠟燭b，發(fā)覺(jué)總能找到一個(gè)對(duì)應(yīng)位置，在鏡前從不同角度觀看，蠟燭b 與蠟燭 a 的像均重合，測(cè)量并記錄每次試驗(yàn)的相關(guān)數(shù) 據(jù)；請(qǐng)依據(jù)以上表達(dá)回答以下問(wèn)題：依據(jù)以上試驗(yàn)步驟可知，能驗(yàn)證小明感覺(jué)的是步驟（選填（ 1）或（ 2） ；“探究平面鏡成像的特點(diǎn)”試驗(yàn)得到的結(jié)論是：平面鏡所成像的大小與，像和物體到平面鏡的距離，像和物體的連線與鏡面；如用光屏代替蠟燭b，在玻璃板后面觀看光屏，將（選填“能”或“不能” ）觀看到蠟燭 a 的像，說(shuō)明所成的是像（選填“虛”或“實(shí)”）；【答案】（2）物體大小相等相等垂直不能虛【題目十

12、】 某同學(xué)在做探究光的折射特點(diǎn)試驗(yàn)，如圖是光從空氣射入水中時(shí)的光路，試驗(yàn)中發(fā)覺(jué)，入射光線、折射光線和法線在同一平面內(nèi)，折射光線和入射光線分別位于法線的兩側(cè)通過(guò)試驗(yàn)仍得到如下數(shù)據(jù)：入射角0°15°30°45°60°反射角0°15°30°45°60°折射角0°11.3°22.1°35.4°40.9°（1）分析表中數(shù)據(jù)，可得出結(jié)論： 光從空氣斜射到水面時(shí)，將同時(shí)發(fā)生和現(xiàn)象； 光從空氣斜射到水面時(shí)，折射角隨入射角的變化關(guān)系是：，且折射角（大于 /等于 /

13、 小于）入射角當(dāng)光從空氣垂直射到水面時(shí)，折射角等于零該同學(xué)依據(jù)上述試驗(yàn)中的發(fā)覺(jué)和結(jié)論 總結(jié)出了光的折射特點(diǎn)（2）請(qǐng)你對(duì)該同學(xué)通過(guò)上述探究試驗(yàn)得出光的折射特點(diǎn)的過(guò)程作出評(píng)判是否存在不足？答：（是 /否）；請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明理由：；【答案】（1） 反射折射折射角隨入射角的增大而增大，小于（2）：是，三次試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以，但沒(méi)有換用其他透亮介質(zhì)做此試驗(yàn)；【題目十一】如圖是小芳同學(xué)探究“”平面鏡成像的特點(diǎn) “試驗(yàn)裝置（1）在試驗(yàn)中用透亮的玻璃板代替平面鏡，主要是利用玻璃透亮的特點(diǎn)，便于（2）在直立的玻璃板前放一支點(diǎn)燃的蠟燭m ，可以看到玻璃板后面顯現(xiàn)蠟燭的像小明拿另一支大小相同的蠟燭n 在玻璃板后面移動(dòng)，直到它跟

14、蠟燭m 的像完全重合由此可以得出的結(jié)論是；（3）試驗(yàn)時(shí)，小芳同學(xué)應(yīng)在（填 “m ”或“n”）側(cè)觀看蠟燭m 經(jīng)玻璃板所成的像（4）細(xì)心的小芳透過(guò)玻璃觀看蠟燭m 的像時(shí)， 看到在像的后面仍有一個(gè)較模糊、與像有部分重疊的像，顯現(xiàn)兩個(gè)像的緣由是（5）經(jīng)過(guò)三次試驗(yàn)，記錄的像a' 、b'、c'與物 a、b、c 對(duì)應(yīng)的位置如圖乙所示為了得到更多的試驗(yàn)結(jié)論，接下來(lái)小明應(yīng)當(dāng)進(jìn)行的操作是：【答案】（ 1）確定像的位置（ 2）像和物大小相等（ 3）m（ 4）玻璃板比較厚，蠟燭經(jīng)過(guò)兩個(gè)反射面都會(huì)形成像；（ 5）連接對(duì)應(yīng)的像點(diǎn)和物點(diǎn)，判定連線是否和鏡面垂直；測(cè)出像點(diǎn)和物點(diǎn)到玻璃板的距離進(jìn)行比較【

15、題目十二】在“驗(yàn)證凸透鏡成像規(guī)律”試驗(yàn)中，某小組同學(xué)利用焦距為10 厘米的凸透鏡、 高為 3厘米的發(fā)光體，光屏和光具座進(jìn)行試驗(yàn)，將測(cè)得的物距u 、像距 v 以及所成像的高l 像分別記錄在下表中；在驗(yàn)證得到凸透鏡成像的初步規(guī)律后，為了進(jìn)一步討論，他們進(jìn)行適量的運(yùn)算，將結(jié)果分別記錄在下表的后兩列中；（ ）和（ ）160120.60.27225012.50.750.2562.5330151.50.54541822.53.751.2540.551626.751.6742.7614357.52.549試驗(yàn)序號(hào)物距 u/cm像距 v/cm像高 l 像 cm像距與物距之比物距與像距之依據(jù)試驗(yàn)需要1-6的數(shù)據(jù)

16、，分析比較像距v隨物距 u 的變化情形及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：凸透鏡成像時(shí)，依據(jù)試驗(yàn)序號(hào)1-6 的數(shù)據(jù)，分析比較像高l 像與v/u 的變化情形及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：凸透鏡成像時(shí)，該小組同學(xué)連續(xù)利用表中的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，分析、歸納得出結(jié)論a依據(jù)試驗(yàn)序號(hào)1-3 的數(shù)據(jù)，分析比較物距變化量u與相距變化量v的大小關(guān)系及成像情形，可得出的初步結(jié)論是：b 依據(jù)試驗(yàn)序號(hào)1-6 的數(shù)據(jù)，分析比較物距u 變化時(shí)，l像 、u + v 的變化情形，可得出得初步結(jié)論是：【答案】像距隨物距的減小而增大；物高與像高的比值等于物距與像距的比值；（ a）當(dāng)物距大于二倍焦距時(shí)，物距變化量u 大于像距變化量v；

17、（ b）當(dāng)物體成實(shí)像時(shí)，物距越小，像越大，像距與物距的和（u+v）先變小后變大；【題目十三】2021 年 7 月，小陽(yáng)在水塘中看到外形特別的 “蝦”；1 如圖甲所示，他看到的“蝦”是由于光的 而形成的 像，真正的蝦在水中 c d e f處他用激光筆從a 點(diǎn)向 b/c/d/e/f 處射出光束，即可把蝦照亮；2 拍照得到蝦的膠片后，他用如圖乙所示的幻燈機(jī)展現(xiàn)給同學(xué)們看膠片上蝦的頭部朝 ；測(cè)得膠片到凸透鏡的距離為8cm，就該凸透鏡的焦距可能是 ；a 2cmb 7cmc 9cmd 10crn要使像變得更大，應(yīng)將幕布向 移，并將凸透鏡向 移；3 生物老師證明，這是古老物種仙女蝦其卵可以在冰冷或高溫的沙土

18、里休眠多年，直到遇水才孵化仙女蝦的卵殼具有 寫出一點(diǎn)即可的特性；【答案】（ 1）折射；虛；e； b；（ 2）下； b；右，左；（ 3）硬度大 .【題目十四】 如下列圖為 “探究平面鏡成像特點(diǎn)”的試驗(yàn)裝置： 直立的透亮玻璃板下方放一把直尺，直尺與玻璃板垂直；兩支相同的蠟燭a、b直立于玻璃板兩側(cè)的直尺上，點(diǎn)燃a蠟燭，以 a蠟燭為成像物體；（ 1）移動(dòng) b蠟燭，直到與a蠟燭的像重合為止；這時(shí)發(fā) 現(xiàn)像與物的大小 ，進(jìn)一步觀看 a、b兩支蠟燭在直尺上的位置發(fā)覺(jué)，像和物到玻璃板的距離 ；（ 2）為證明上述有關(guān)成像特點(diǎn)是否牢靠，你認(rèn)為應(yīng)實(shí)行項(xiàng)措施；（選填序號(hào)）a 保持 a、b兩支蠟燭的位置不變，多次轉(zhuǎn)變玻璃

19、板的位置進(jìn)行觀看b保持玻璃板位置不變，多次轉(zhuǎn)變a蠟燭的位置，進(jìn)行與上述（1）相同的操作 c保持玻璃板位置不變，只減小a蠟燭的高度，進(jìn)行與上述（1）相同的操作【答案】（ 1）相同、相等（2） b ；【題目十五】 一個(gè)晴朗的夏日里，小麗和一群小伙伴在樹(shù)下玩耍打鬧，愛(ài)動(dòng)腦筋的小麗發(fā)覺(jué)樹(shù)下有許很多多的光斑，這引起小麗的摸索：這些光斑是怎樣形成的？光斑的外形與什么因 素有關(guān)？于是，她回家進(jìn)行了如下的探究：提出問(wèn)題：小孔成像的外形與什么因素有關(guān)？猜想與假設(shè)：小孔所成像的外形與物體和小孔的外形有關(guān)；制定方案與設(shè)計(jì)試驗(yàn)：將三個(gè)不同外形的物體分別通過(guò)三個(gè)不同外形的小孔進(jìn)行成像，觀看像的外形并記錄（表格如下）成小像孔形情狀物體況形狀分析與論證：試驗(yàn)結(jié)論：；【答案】小孔所成像的外形與物體的外形有關(guān)；出題意圖：