光学实验练习题

光学实验专项练习

一、光的直线传播规律实验（小孔成像）

1、小孔成像是光的直线传播的实例。北宋科学家沈括也做过精彩的描述，他在《梦溪笔谈》中写道：“…若鸢飞空中，其影随鸢而移；或中间为窗隙所束，则影与鸢遂相违，鸢东则影西，鸢西则影东。又如窗隙中楼塔之影，中间为富所束，亦皆倒垂…”。（如图）

杨光同学根据课本中的“试一试”用易拉罐做小孔成像实验。

（1）请在图中作出蜡烛AB在屏上所成的像A'B'（要求标出A′、B′）。 （2）杨光发现蜡烛和小孔的位置固定后，像离小孔越远，像就越大。他测出了不同距离时像的高度，填在表格中：

像的高度h／cm 1．0 2．0 3．0 4．0 5．0 像到小孔的距离s／cm 2．0 4．0 6．0 8．0 10．0 请你根据表中的数据在坐标系中画出h与s的关系图像。

（3）从图像中可以看出h与s的关系为：__________________。

（4）杨光知道树荫下的圆形光斑就是太阳通过树叶间的小孔在地面上成的像，他测出了光斑的直径为7．0cm，

11

光斑到小孔的距离为7．5m，从书上查到太阳到地球的距离为1．5×10m，由此可以估算出太阳的直径为___________m。

二、光的反射定律实验

1、如图所示，小明和小刚两位同学用激光手电、平面镜、白色硬纸板和量角器做光的反射规律实验，实验数据如下表：

入射光线与法线的夹角 反射光线与法线的夹角

0 0 4545

0 0 3030

0 06060

（1）实验时，光屏应如何放置？ ．光屏在实验中的作用是：① ； ② ； （2）请在图中标出反射角的度数。 （3）小明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?____________________________________。 当把纸板B向后折，不能看到反射光线，说明 ； （4）从这些数据得出的结论是：

（a）入射光线偏离法线，反射光线 法线；入射角增大，反射角 ； （b）反射角 入射角。（填“大于、小于、等于”）； （c）入射光线垂直平面镜入射时，反射角为_______度。 （5）如果让光线逆着OF的方向射向镜面，会发现反射光线沿着OE方向射出，这表明： 。 （6）实验中多次改变入射光线EO与ON的夹角进行实验，测量记录如上表所示。同组的小东分析数据得出的结论是：光在反射时，入射角等于反射角；小聪认为应是：光在反射时，反射角等于入射角。你认为 的结论正确，理由是 。

oo

（7）课后，某同学利用同一套实验器材，选择入射角分别为20、30、

实验次数 入射角 反射角 o

50的三条光线进行实验，结果得到了不同的数据，如图所示。经检查，00第一次 20 70 三次试验中各角度的测量值都是准确的，他根据表中数据得出的结论

00第二次 30 60 和其他同学的结论并不一致。请你根据表中的数据分析小明实验中出

00第三次 50 40 现错误的原因是 。

三、平面镜成像特点实验

1、如图甲所示是探究“平面镜成像特点”的实验。 （l）下面步骤a 中横线处的内容是 。实验步骤a 、 b、c、d的合理顺序是 （填写步骤前字母）

a.在水平桌面上铺一张白纸，纸上竖立一块玻璃板， 。 b.拿另一支完全相同的没有点燃的蜡烛放在玻璃板的后方，移动到某一位置时，发现该蜡烛与被点燃的蜡烛的像重合，在纸上记下该蜡烛的位置A1'.

c.改变玻璃板前蜡烛的位置，重复以上实验，在纸上记录物与像的位置A2、A2'；A3、A3'（如

图乙所示）。

d.点燃蜡烛放在玻璃板前，看到它在玻璃板后面的像，在纸上记录蜡烛的位置A1 。 （2）如图乙所示，分别将实验中的物点与像点连接，发现它们的连线始终与玻璃板面垂直为了得到平面镜成像的特点，某同学将实验数据填入右表．请将表头中空白部分填上合适的内容

（3）如果在像A1'的位置放一光屏，光屏 （填“能”或“不能”）承接到像，这说明 。

2、如图甲所示，是小明在水平桌面上探究“平面镜成像的特点”时的实验装置． （1）为便于观察，该实验最好在 _________ （选“较明亮”或“较黑暗”）环境中进行；在实验中用平板玻璃代替平面镜，主要是利用玻璃透明的特点，便于 ；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．

（2）取两只相同蜡烛的目的是为了能比较像与物的 。 （3）在竖立的玻璃板前A处放一支点燃的蜡烛，可以看到玻璃板后面出现蜡烛的像．小明拿另一支大小相同的蜡烛在玻璃板后面移动，当蜡烛移动到A′处时，可以看到它跟像完全重合．由此可以得出的结论是 ． （4）如果当蜡烛B与蜡烛A的像完全重合后，再移去蜡烛B，在蜡烛B的原来位置上放一光屏，光屏上 (选填“能”或“不能”)承接到蜡烛A的像。由此可以得出的结论是 ． （5）如果玻璃板放置得不够竖直，将对实验产生的影响是： ．

（6）经过三次实验，记录的像与物对应的位置如图乙所示．为了得到更多的实验结论，接下来小明应该进行的操作是： ． 3、如图是小芳同学探究“”平面镜成像的特点“实验装置．

（1）在实验中用透明的玻璃板代替平面镜，主要是利用玻璃透明的特点，便于 ． （2）在竖立的玻璃板前放一支点燃的蜡烛M，可以看到玻璃板后面出现蜡烛的像．小明拿另一支大小相同的蜡烛N在玻璃板后面移动，直到它跟蜡烛M的像完全重合．由此可以得出的结论是 ．

（3）实验时，小芳同学应在 （填“M”或“N”）侧观察蜡烛M经玻璃板所成的像．

（4）细心的小芳透过玻璃观察蜡烛M的像时，看到在像的后面还有一个较模

糊、与像有部分重叠的像，出现两个像的原因是 ．

（5）经过三次实验，记录的像A'、B'、C'与物A、B、C对应的位置如图乙所示．为了得到更多的实验结论，接下来小明应该进行的操作是： ． （6）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哪种做法更好？说出你的理由： ____________________________________________。

四、光的折射规律实验

1、如图所示，小李把筷子插水杯中发现筷子好象在水面上折断了，于是他想探究“光的折射规律”。

（1）提出问题：光从空气斜射入水中遵循什么规律？ （2）猜想：

A.光从空气斜射入水中折射角大于入射角； B.光从空气斜射入水中折射角小于入射角。 （3）小李通过实验得出右表四组数据：

1 2 3 次 数 通过实验探究，验证了小李猜想 是正确的（填序号）。

4 要使折射角大于入射角，光线应该从 中斜射入 中。入射角а/° 30 45 60 0 如果光线垂直射入水面，则折射角 度。

折射角β/° 25 40 50 0 （4）通过分析实验，请你归纳得出光的折射规律（至少两条）

① ； ② 。

2、某同学在做探究光的折射特点实验，右图是光从空气射入水中时的光路．实验中发现，入射光线、折射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧．通过实验还得到如下数据： 入射角α 反射角β 折射角γ

(1)分析表中数据，可得出结论：

①光从空气斜射到水面时，将同时发生 和 现象； ②光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的变化关系是： ，且折射角 （大于／等于／小于）入射角．当光从空气垂直射到水面时，折射角等于零．该同学根据上述实验中的发现和结论②总结出了光的折射特点。

(2)请你对该同学通过上述探究实验得出光的折射特点的过程作出评价． 是否存在不足？答： （是／否）；请简要说明理由： ． 3、在研究光的折射时，小明知道了光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角；光从水斜射入空气中时，折射角大于入射角。小明想：光在其他透明介质的分界面发生折射时有什么规律呢？即什么条件下折射角小于入射角，什么条件下折射角大于入射角？

为了研究这个问题，他在老师的指导下做了如下实验：让一激光手电筒射出的光束从水斜射入玻璃，再从玻璃依次斜射入冰、空气中，其光路如图所示。然后老师又告诉他光在一些透明介质中的传播速度，如下表。

０° ０° ０° 15° 15° 11° 30° 30° 22.1° 45° 45° 35.4° 60° 60° 40.9°

试回答：

（1）针对小明提出的问题，仔细观察图中的光路，对照表格中的数据进行分析，你能得出什么结论？

（2）根据你得出的结论，请在图中画出光由玻璃斜射入酒精时，折射光线的大致位置。

五、凸透镜成像规律实验

1、在探究凸透镜成像时同学们经历了如下过程：

（1）【提出问题】凸透镜成像规律是怎样的？ （2）【猜想与假设】根据用凸透镜看近处和看远处成的像不同，同学们猜想“凸透镜的成像规律”与________有关。 （3）【设计实验、进行实验】

①实验器材如图甲，实验开始前，应如何摆放和调整器材？

②实验时找到物体实像的标志是什么？

③实验中很多小组找不到清晰的实像，请你分析产生这一现象的原因是什么？

（4）【收集证据及分析论证】

实验序号 物距u/cm 像距v/cm 像的性质 同学们所用的透镜焦距为f=10cm

① 当u>2f时，在凸透镜 侧得到一个 1 30 15 倒立、缩小、实像 像，像的位置在_____ 和 之间； 2 25 16.7 倒立、缩小、实像 ② 当2f>u> f时，在凸透镜_____侧得到一个

3 20 20 倒立、等大、实像 _________像，像的位置在 之外；

4 15 30 倒立、放大、实像 ③ 当u=2f时，在凸透镜_____侧得到一个_________

5 5 正立、放大、虚像 像，像的位置在 ；

④ 物体在焦点以外，在物距不断减少的过程中，像距不断变 ，像的大小不断变 ；

⑤ 当u＜2f时，在光屏上得 像，但透过凸透镜可以看到________像，通过实验可知，物体经凸

透镜像成实像和虚像的分界点是 ，成放大或缩小实像的分界点是 。

2、在用光具座研究凸透镜成像规律的实验中：

(1)测量凸透镜的焦距如图所示，则该凸透镜的焦距为_____cm．

(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上．点燃蜡烛后，调节 、

的中心和 的中心大致在_______________上．

(3)当烛焰距凸透镜30cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰的倒立、

_____的实像．_______就是利用这一成像规律工作的(填光学仪器)．

3、小明用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像的规律”的实验。如图所示： (1)要使像能够成在光屏的中央，应将光屏向 调整(选填“上”或“下”)； (2)实验过程中，当烛焰距凸透镜15cm时，移动光屏至某一位置，在光屏上得到一等大清晰的像，则该凸透镜的焦距是 cm；

(3)接着使烛焰向右移动5cm，此时应该将光屏向 移到某一位置(选填“左”或“右”)，才能在屏上得到倒立、 、清晰的实像(选填“放大”、“缩小”或“等大”)。

1、某物理学习小组在研究“凸透镜成像规律”时，使用的器材如图．（凸透镜的焦距是l0cm，刻度尺上标记着点，相邻两点间距为10cm）

（l）实验前，蜡烛、凸透镜、光屏摆放和调整好的要求是 ； （2）凸透镜放在D点，当图中光屏上承接到烛焰的倒立、放大、清晰的像时，蜡烛应放在图中的 ； （3）保持凸透镜位置不动，在（2）实验基础上，想要在光屏上得到烛焰缩小、清晰的像，接下来的操作是 _____ ．

4、小宇在做“探究凸透镜成像规律”实验，其实验装置的示意图如图所示。a、b、c、d、e是主光轴上的五个点，F点和2F点分别是凸透镜的焦点和二倍焦

距点。

（l）在a、b、c、d、e这五个点中：

①把烛焰放在______点上，可以成正立、放大的虚像，像与物在凸透镜的 侧（“同”“异”） ②把烛焰放在______点上，光屏所成的像最小,放在______点上，所成的像最大。 ③把烛焰放在________点上是属于照相机原理。 ④把烛焰放在________点上是属于投影仪原理。

（2）在图中的坐标画出该凸透镜物距U和像距V的关系，请根据图像求出这个凸透镜的焦距为 cm

5、如图所示，小强用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像的规律”的实验。 （1）首先把点燃的蜡烛放在凸透镜的a点，在光屏上得到了一个清晰的像，但像的位置偏高，你解决的办法是 。 （2）调整后，把蜡烛向右移动到b点，向右移动光屏，光屏上的 像将会比原来 （填“变大”或“变小”）。此规律应用很多，试举一例： 。

（3）再把蜡烛向右移动到d点，无论怎样调节光屏，光屏上始终 接受不到像，是因为此时成的像是 、放大的 像，要

想看到这个像，应从图中 （填“P”或“Q”）箭头所示的方向去观察。

（4）当烛焰从远处向透镜靠近时，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向 (选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动。

6、小明在“探究眼睛是怎样看清楚远近物体的？” （1）猜想与假设：

A.眼睛是怎样看清楚远近物体,可能是眼睛的晶状体的焦距发生了变化；

B.眼睛是怎样看清楚远近物体,可能是眼睛的晶状体到视网膜的距离发生了变化。 （2）进行实验：

他取三个焦距不同的凸透镜（f1=9cm,f2=10cm,f3=11cm），在光具座上分别保持像距不变，观察焦距与像距的关系。在光具座上从左到右依次放置蜡烛、凸透镜、光屏，实验过程中改变物距 换用焦距不同的凸透镜，但像距不变，实验的数据如下表：

实验次数 物距u/cm 焦距f/cm 像距V/cm 成像情况

1 26.7 10 16 倒立、缩小、实像

2 21 9 16 倒立、缩小、实像

3 35.2 11 16 倒立、缩小、实像

（3）分析论证：

比较实验1与2，当物体变近时，需换用焦距较 （选“大”或“小”）的凸透镜。 比较实验2与3，当物体变远时，需换用焦距较 （选“大”或“小”）的凸透镜。 （4）得出结论：

经过分析实验数据，证明了自己的猜想 是正确的，得出结论是 。