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专项(一) 光学实验
类型1 光的传播规律实验
1.如图Z1-1甲所示,在“探究光的反射定律”实验中,平面镜M平放于水平桌面上,E、F是两个粘起来的硬纸板,可绕垂直于镜面的接缝ON转动。
图Z1-1
(1)如图乙所示,将纸板F向后折时,在纸板F上 (选填“能”或“不能”)看到反射光线,说明反射光线、入射光线和法线ON在 。
(2)下表是小明在实验中得到的数据,其中小明漏记了一个数据,该数据是 。
次序
入射角
反射角
1
30°
30°
2
45°
3
60°
60°
(3)如果让光线逆着OB的方向射向镜面,会发现反射光线沿着OA方向射出,说明: 。
(4)分析上表实验数据,能得出的结论是 。
2.小明在探究光的折射现象时,发现折射角会随着入射角的增大而增大,但二者增加的角度并不相等,谁的增加量更大呢?小明通过实验对这一问题进行探究,实验步骤如下:
①将半圆形玻璃砖放在标有角度的圆盘上,使二者的圆心重合;
②如图Z1-2所示,将一束激光从A射向圆心O,激光在O处发生折射;
③读出入射角和折射角的大小,并记录在下表中;
④逐渐增大入射角,重复②③步骤;
⑤对记录的数据进行处理,并比较入射角增加量与折射角增加量的大小,得出结论。
图Z1-2
实验次数
1
2
3
4
入射角i
0°
30°
45°
60°
折射角r
0°
21°
30°
38°
(1)图中光线的折射角大小为 。
(2)采用半圆形玻璃砖来进行实验的明显好处是 。
(3)上表为实验中记录的数据,分析可以得到的结论是 。
3.[2018·阜阳三模]如图Z1-3所示是某小组探究光的折射规律的实验原理图,下表记录了不同的入射角和对应的折射角的实验测量数据。
图Z1-3
入射角i
6.7°
13.3°
19.6°
25.2°
30.7°
35.1°
38.6°
40.6°
折射角r
10°
20°
30°
40°
50°
60°
70°
80°
(1)请你根据表格中的数值并结合光路图,以光从玻璃进入空气中的情况为例,对光从其他透明介质进入空气中的折射规律加以总结,将下列结论补充完整。
a.折射光线、入射光线和法线在同一平面内,并且折射光线与入射光线分别位于法线两侧。
b. 。
(2)该组同学在实验中发现,光从玻璃进入空气中时,有一部分光反射到玻璃内,请你在图中作出这条入射光线经过玻璃面反射后的光路图。
(3)当入射角增大到某一角度,使折射角达到90°时,折射光线就消失了,只剩下反射光线,这种现象叫全反射。该组同学在进行光从玻璃进入空气中的实验时观察到了这样的现象,他们继续进行光从空气进入玻璃中的实验,当入射角增大时, (选填“能”或“不能”)观察到全反射现象。
类型2 物体成像实验
4.[2019·瑶海区二模]如图Z1-4所示是小红同学“探究平面镜成像特点”的实验装置。
图Z1-4
(1)实验中用玻璃板代替平面镜,目的是 。
(2)为探究平面镜所成的像是实像还是虚像,他将一块与玻璃板等大的不透明的白板竖直放在玻璃板与蜡烛B之间,从蜡烛A一侧观察,仍能看到蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是由光的
形成的。
(3)实验中玻璃板与水平桌面应保持垂直,请你说出若不垂直放置,则会对实验带来怎样的影响? 。
5.[2019·沿淮五校联盟模拟]在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)实验时,小明在光屏上接收到一个清晰的像,但像的位置在光屏偏上的位置,他才意识到实验前他漏掉了一个步骤,这个漏掉的步骤是 。
(2)如图Z1-5甲所示,此时光屏上能接收到的像是倒立、 (选填“缩小”“放大”或“等大”)的实像。
图Z1-5
(3)若保持蜡烛和光屏位置不变,只需要将凸透镜移至 cm刻度线处也能在光屏上再次得到清晰的像。
(4)为了解释凸透镜成实像的原因,请你在图乙中画出点光源S通过凸透镜所成的像的位置S'。
6.某班在分组做“探究凸透镜成像规律”的实验时,设计了如下的实验步骤并进行了实验:
(1)第二组同学组装的实验装置如图Z1-6甲所示,则他们接下来还需要进行的调整是 。
(详细写出调整的器材和方法)
图Z1-6
(2)调整完成后,老师安排各小组都使用焦距为10 cm的凸透镜进行实验,并把其中七个小组的实验结果画在同一幅图上,如图乙所示(P点为二倍焦距处),分析 两组数据可知,当物体位于二倍焦距以外时成倒立、 (选填“缩小”“放大”或“等大”)的实像,根据此原理可制成 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。
(3)若要观察蜡烛在6和7两个位置所成的像,这两组同学观察的方法是 。
(4)在做实验的过程中,小明用不透明的纸板遮住了凸透镜的下半部分,此时光屏上呈现的像 。(填字母序号)
A.没有影响
B.不能成像
C.成一半的像
D.仍能成完整的像,但亮度变暗
7.[2019·颍泉区一模]小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中。
(1)当蜡烛、凸透镜和光屏的相对位置如图Z1-7甲所示时,光屏上出现清晰的像。利用此成像原理可以制成 。
图Z1-7
(2)保持蜡烛位置不变,小明将自己的近视眼镜的镜片放在蜡烛与凸透镜之间,并靠近凸透镜,若想在光屏上再次得到清晰的像,小明应该向
(选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动光屏。
(3)小明换用了另一块透镜进行实验,发现如图乙所示,从A处入射一条光线(即入射光线为AC),出射光线(即折射光线)为CB,且AO<OB。已知OB=10 cm,该凸透镜的焦距可能是 。
A.f=4 cm B.f=5 cm
C.f=8 cm D.f=12 cm
【参考答案】
1.(1)不能 同一平面内
(2)45°
(3)光反射时,光路是可逆的
(4)光反射时,反射角等于入射角
2.(1)30° (2)便于测量角度的大小 (3)光从空气射入玻璃砖中时入射角的增加量比折射角的增加量大
3.(1)入射角增大时,折射角也增大;但折射角总是大于入射角
(2)如图所示
(3)不能
4.(1)便于确定像的位置
(2)反射
(3)无论怎么移动蜡烛B都不能与像重合
5.(1)调节凸透镜和光屏的高度,使它们的中心与烛焰中心大致在同一高度
(2)缩小 (3)40
(4)如图所示
6.(1)调整蜡烛和光屏的位置,使烛焰中心、凸透镜的光心及光屏的中心在同一水平高度
(2)4、5 缩小 照相机
(3)在右侧(光屏一侧)透过凸透镜观察所成的像
(4)D
7.(1)照相机 (2)远离 (3)A
5
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