专题5 光学实验
1. [2018·淮安]如图WT5-7所示,在“探究平面镜成像特点”的实验中。
图WT5-7
(1)实验时应选择较 (选填“厚”或“薄”)的玻璃板垂直放置在水平桌面上。?
(2)将棋子A放在玻璃板的前面,应在玻璃板 (选填“前面”或“后面”)观察棋子A经玻璃板所成的像。?
(3)当棋子A远离玻璃板时,像的大小 。?
(4)将光屏放到像的位置,无法直接在光屏上观察到像,说明所成的像是 像。?
(5)用木板紧贴在玻璃板背面,挡住玻璃板后面的光,人眼在玻璃板前 (选填“能”或“不能”)看见棋子A的像。?
2.在焦距为5 cm、9 cm和15 cm的凸透镜中选择一个放置在如图WT5-8所示的位置,将蜡烛、光屏分别置于光具座上透镜两侧,调整透镜和光屏的中心大致与烛焰的中心在 ;若将蜡烛放置在A点通过三个凸透镜都能在光屏上成像,则焦距为 cm的透镜所成的像最大;若在B、C间移动光屏时可在光屏上得到清晰的像,则实验中所用透镜的焦距可能是 cm。 ?
图WT5-8
3.某同学在做“探究光的折射特点实验”,图WT5-9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:
图WT5-9
入射角α
0°
15°
30°
45°
60°
反射角β
0°
15°
30°
45°
60°
折射角γ
0°
11.3°
22.1°
35.4°
40.9°
(1)分析表中数据,可得出结论:光从空气斜射到水面时,将同时发生反射和折射现象;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 (选填“大于”“等于”或“小于”)入射角,当光从空气垂直射到水面时,折射角等于零。该同学根据以上结论总结出了光的折射规律。?
(2)请你指出该同学上述探究实验过程存在的不足: 。?
4.凸透镜的焦距可以在阳光下用刻度尺来测量,小明同学为了探究凸透镜的焦距跟什么因素有关,他做了相关实验,根据表格中记录的数据,回答下列问题:
实验次数
1
2
3
4
凸透镜
厚度
1 cm
0.5 cm
0.5 cm
0.5 cm
直径
4 cm
4 cm
6 cm
4 cm
材料
玻璃
玻璃
玻璃
塑料
焦距
3 cm
5 cm
8 cm
6 cm
(1)此实验运用了 的科学方法来探究问题。?
(2)比较实验 与 ,得出同材料、同直径的凸透镜,厚度越厚、凸透镜焦距越小。?
(3)比较实验 与 ,得出同材料、同厚度的凸透镜,直径越大、凸透镜焦距越大。?
(4)比较实验2与4,得出结论? 。?
5.如图WT5-10所示,自制水滴显微镜,探究显微镜的工作原理。
图WT5-10
器材:焦距较长的凸透镜(f=30 cm)一个,滴管一个,废录音带盒一个,清水,白纸,细盐粉,头发丝,昆虫翅膀等:
(1)小水滴可看作一个焦距很小的 镜,本实验以小水滴作为显微镜的 镜,它与被观察物体的间距为10~15 mm,如图甲所示。?
(2)透过这个小水滴,应该能看到一个与原来方向相反的、放大了的箭头(如果不是这样,需要调整水滴与箭头间的距离,或者改变水滴的直径),这是通过小水滴所成的一个 (选填“虚”或“实”)像。?
(3)透过这个小水滴,如果看到一个与原来方向相同的、放大的箭头,在不调整水滴与箭头间的距离时,应该把水滴变 (选填“厚”或“薄”),直至成一个与原来方向相反的、放大了的箭头。如果废录音带盒的厚度是12 mm,那么最终水滴凸透镜的焦距范围是 以内。?
(4)使凸透镜成为 (选填“物”或“目”)镜,与小水滴的距离小于凸透镜的焦距,通过凸透镜去观察小水滴,使箭头、小水滴、凸透镜在同一 上,并且保持凸透镜是 的,且眼睛不要离太近,边观察、边微微调节凸透镜的位置,即可看到箭头被放大的 (选填“虚”或“实”)像。如图乙所示,比图甲中通过小水滴观察到的箭头要 (选填“大”或“小”)得多,看到的箭头相对于原来的箭头是 (选填“正立”或“倒立”)的。如果箭头顺时针转动,箭头的像将沿 (选填“顺”或“逆”)时针转动;如果要看到箭头更大的像,应把凸透镜略微向 (选填“上”或“下”)移动。?
(5)再用这个显微镜观察头发丝、细盐粉,昆虫翅膀花纹的像。
(6)若用眼镜代替凸透镜,在家里完成上述实验,应该选用 (选填“近视”或“远视”)眼镜。?
【参考答案】
1.(1)薄 (2)前面
(3)不变 (4)虚 (5)能
2.同一高度 15 5(或9)
[解析]要调整烛焰、光屏和凸透镜的中心大致在同一高度上,才可以使烛焰的像成在光屏的中央。由题图可知,A点到凸透镜的距离为25 cm,即物距为25 cm;焦距为5 cm的凸透镜,因物距大于其2倍焦距,所以成的是倒立、缩小的实像;焦距为9 cm的凸透镜,因物距大于其2倍焦距,所以成的是倒立、缩小的实像;焦距为15 cm的凸透镜,因物距大于其1倍焦距、小于2倍焦距,所以成的是倒立、放大的实像。故焦距为15 cm的凸透镜成的像最大。在B、C间移动光屏时可在光屏上得到清晰的像,即在凸透镜右侧5~20 cm间移动光屏时可在光屏上得到清晰的像;物距为25 cm,结合前面分析可知:焦距为5 cm的凸透镜,成的是倒立、缩小的实像,像距的范围f12f3,即v3>30 cm,在5~20 cm范围内移动光屏时不能在光屏上得到清晰的像,故凸透镜焦距不可能为15 cm。综上分析可知,凸透镜焦距不可能为15 cm,可能为5 cm或9 cm。
3.(1)折射角随入射角的增大而增大 小于
(2)未换用其他透明介质进行实验,结论具有偶然性
4.(1)控制变量法 (2)1 2 (3)2 3 (4)同厚度、同直径的凸透镜,组成凸透镜的材料不同,凸透镜焦距也不同
5.(1)凸透 物 (2)实 (3)厚 6~12 mm
(4)目 直线 水平 虚 大 倒立 顺 上 (6)远视
课件32张PPT。2020年浙江省中考科学专题复习课件物理 | 第二部分 专题突破类型一 光的反射定律和折射规律例1 探究光的反射定律。
(1)如图WT5-1甲所示,先将平面镜A放在水平桌面上,再将硬纸板B 放置在平面镜A上,让激光紧贴纸板射向O点。?图WT5-1[答案](1)垂直
[解法指导](1)为了使光的传播路径能呈现在硬纸板上,应将硬纸板B垂直放置在平面镜A上,让激光紧贴纸板射向O点。例1 探究光的反射定律。
(2)为了显示光路,纸板的表面应 (选填“光滑”或“粗糙”)些,在纸板上标出刻度是为了方便测量 的大小。?图WT5-1[答案](2)粗糙 反射角和入射角
[解法指导](2)为了看清楚纸板上的光路,纸板表面应较粗糙,使光线射在上面发生漫反射,反射光线射向各个方向,无论从哪个角度看,都能看得清楚;在纸板上标出刻度是为了方便测量反射角和入射角的大小。例1 探究光的反射定律。
(3)多次改变入射光线的方向,测得几组数据如下表所示,由此可得出,反射角与入射角大小? (选填“相等”或“不相等”)。图WT5-1相等例1 探究光的反射定律。
(4)接下来老师进行了如下演示,先用加湿器使整个教室充满雾气,将平面镜放在一个能转动的水平圆台上,在柱M上固定一红色激光笔,使其发出的光垂直射向平面镜上的O点,其作用是显示 的位置,然后打开固定在柱N上的绿色激光笔,使绿色激光射向O点,出现
了如图乙所示的情景,老师沿水平
方向缓慢转动圆台,当我们观察到
时,可判断反射光线,
入射光线和法线在同一平面内。?图WT5-1[答案](4)法线 反射的绿光挡住红光和入射光线
[解法指导](4)用加湿器使整个教室充满雾气,这样能显示出光的传播路径;法线与平面镜是垂直的,红色激光笔发出的光垂直射向平面镜上的O点,可以显示法线的位置;沿水平方向缓慢转动圆台,当我们观察到反射的绿光挡住红光和入射的绿光时,可以判断出三线在同一平面内。【变式1】[2015·湖州]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,小明首先想到这种现象与光的折射有关。为此他根据光从水中射向空气的光路进行了推测,如图WT5-2甲所示。光从水中射向空气时,折射角大于入射角,当入射角逐渐增大时,折射角也逐渐增大,那么,当入射角增大到某一值时,会不会…
(1)小明的推测是 。图WT5-2[答案](1)折射光线消失
[解法指导](1)光从水中射向空气时,折射角大于入射角,当入射角逐渐增大时,折射角也逐渐增大,那么,当入射角增大到某一值时,可能会出现折射光线消失。【变式1】[2015·湖州]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,小明首先想到这种现象与光的折射有关。为此他根据光从水中射向空气的光路进行了推测,如图WT5-2甲所示。光从水中射向空气时,折射角大于入射角,当入射角逐渐增大时,折射角也逐渐增大,那么,当入射角增大到某一值时,会不会…图WT5-2(2)小明为了验证自己的推测,进行了如图乙所示的实验。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。?图WT5-2[答案](2)光斑消失
[解法指导](2)据(1)的猜想可知,若猜想正确,即该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,光斑会消失。【变式1】[2015·湖州]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,小明首先想到这种现象与光的折射有关。为此他根据光从水中射向空气的光路进行了推测,如图
WT5-2甲所示。光从水中射向空气时,
折射角大于入射角,当入射角逐渐增大
时,折射角也逐渐增大,那么,当入射角
增大到某一值时,会不会…
(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:? 。?图WT5-2[答案](3)不会,光从空气斜射入水中时,折射角始终小于入射角
[解法指导](3)据上面的规律不难看出,由于光从水中斜射向空气时,折射角大于入射角,所以当折射角增大到某种程度后,折射光线会消失;而光线从空气斜射向水中时,折射角小于入射角,所以不会出现上述现象。类型二 平面镜成像例2 [2018·杭州江干一模]如图WT5-3所示为小红同学探究平面镜成像特点的实验装置图。她将一块玻璃板竖直架在水平桌面上的白纸上,并保持玻璃板与水平桌面垂直,再取两支完全相同的蜡烛A与B分别竖直置于玻璃板两侧的白纸上,点燃玻璃板前的蜡烛A,移动玻璃板后的蜡烛B进行观察和调整,使它与蜡烛A的像重合,多次改变蜡烛A到玻璃板的距离重复上述实验。
(1)分别测量玻璃板到物(蜡烛A)以及玻璃板到对应的像
(蜡烛B)的距离u和v,总结归纳得到的结果是v (选
填“大于”“等于”或“小于”)u。?图WT5-3等于例2 [2018·杭州江干一模]如图WT5-3所示为小红同学探究平面镜成像特点的实验装置图。她将一块玻璃板竖直架在水平桌面上的白纸上,并保持玻璃板与水平桌面垂直,再取两支完全相同的蜡烛A与B分别竖直置于玻璃板两侧的白纸上,点燃玻璃板前的蜡烛A,移动玻璃板后的蜡烛B进行观察和调整,使它与蜡烛A的像重合,多次改变蜡烛A到玻璃板的距离重复上述实验。
(2)移走蜡烛B,并在其所在位置放一光屏,这时观察者直接观察光屏,看不到蜡烛A的像,由此可知平面镜所成的像是 。图WT5-3虚像例2 [2018·杭州江干一模]如图WT5-3所示为小红同学探究平面镜成像特点的实验装置图。她将一块玻璃板竖直架在水平桌面上的白纸上,并保持玻璃板与水平桌面垂直,再取两支完全相同的蜡烛A与B分别竖直置于玻璃板两侧的白纸上,点燃玻璃板前的蜡烛A,移动玻璃板后的蜡烛B进行观察和调整,使它与蜡烛A的像重合,多次改变蜡烛A到玻璃板的距离重复上述实验。
(3)小红在家中照平面镜时,发现她在镜中的像“近大远小”,于是她认为:物体在平面镜中所成像的大小与物体到平面镜的距离有关。
请运用上述实验分析说明“像的高度h与物体到平
面镜的距离u是否有关”。图WT5-3[答案](3)多次改变蜡烛A的位置重复试验,从不同角度观察,若每次蜡烛B与蜡烛A的像均完全重合,则说明像的高度h与物体到平面镜的距离u无关;若蜡烛B与蜡烛A的像不能完全重合,则说明像的高度h与物体到平面镜的距离u有关。【变式2】[2018·台州] 图WT5-4是验证“平面镜成像特点”的实验装置,其中A为玻璃板前点燃的蜡烛,B为玻璃板后未点燃的蜡烛。有关本实验的说法错误的是
( )
A.玻璃板应该与桌面垂直
B.实验宜在较暗的环境中进行
C.眼睛应从B一侧观察成像情况
D.蜡烛燃烧较长时间后像物不再重合C图WT5-4类型三 凸透镜成像规律例3 [2018·杭州富阳一模]小金同学用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验,装置如图WT5-5所示。
(1)实验过程中,当蜡烛距凸透镜18 cm时,移动光屏至某一位置,能在光屏上得到一个等大、清晰的像,则该凸透镜的焦距是 cm。?图WT5-59例3 [2018·杭州富阳一模]小金同学用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验,装置如图WT5-5所示。
(2)实验过程中,不小心将一小片不透明的物质粘在凸透镜上,则光屏上的像 。
A.像是完整的,像的大小不变
B.像是完整的,像的大小变小
C.像是不完整的,像中间有一个黑点
D.像是不完整的,像中间有一个不透明物质的像A图WT5-5例3 [2018·杭州富阳一模]小金同学用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验,装置如图WT5-5所示。
(3)小金同学多次实验后发现,当光屏上呈现烛焰清晰的像时,将蜡烛和光屏的位置对调,仍能在光屏上得到一个等大、清晰的像,出现这种现象的原因是 ?
。光在折图WT5-5射时,光路可逆【变式3】不同的凸透镜对光的折射程度可能是不相同的,即每一个凸透镜的焦距不一定相同,那么凸透镜的焦距与什么因素有关呢?小雷进行了探究实验,并将实验结果记录在下表中。
(1)如图WT5-6甲所示是他第一次测量凸透镜
焦距的情景,此凸透镜的焦距为 cm。?10.0图WT5-6【变式3】不同的凸透镜对光的折射程度可能是不相同的,即每一个凸透镜的焦距不一定相同,那么凸透镜的焦距与什么因素有关呢?小雷进行了探究实验,并将实验结果记录在下表中。
(2)请你分析表中的实验数据,由1、2次的实验
可得出的结论是 ?
。?材料、截面直径相同时,凸图WT5-6透镜凸起程度越大,焦距越小【变式3】不同的凸透镜对光的折射程度可能是不相同的,即每一个凸透镜的焦距不一定相同,那么凸透镜的焦距与什么因素有关呢?小雷进行了探究实验,并将实验结果记录在下表中。图WT5-6(3)小雷回想起白光经三棱镜后,光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带如图乙所示,受此启发,产生了一个问题:用红光、紫光测凸透镜的焦距是否相同?于是他分别用红光和紫光平行于同一个凸透镜的主光轴射入进行了实验,你认为 光射入时测出凸透镜的焦距大。?红图WT5-6【变式3】不同的凸透镜对光的折射程度可能是不相同的,即每一个凸透镜的焦距不一定相同,那么凸透镜的焦距与什么因素有关呢?小雷进行了探究实验,并将实验结果记录在下表中。图WT5-6(4)小雷又进行了“探究凸透镜成像规律”的实验,若其像成在光屏的左上角如图丙所示,应将凸透镜向 (选填“右下”“左上”“右上”或“左下”)调节,使像成在光屏的中央;当烛焰向透镜靠近时,光屏应向 (选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动才能得到清晰的像。?右下图WT5-6远离【变式3】不同的凸透镜对光的折射程度可能是不相同的,即每一个凸透镜的焦距不一定相同,那么凸透镜的焦距与什么因素有关呢?小雷进行了探究实验,并将实验结果记录在下表中。图WT5-6(5)小雷又发现他和同学使用相同焦距的凸透镜进行实验时,从各组汇报数据中发现,当物距均为12.0 cm时,有三个小组所测像距分别为23.0 cm、24.0 cm、26.0 cm。若他们的数据差别不是因为长度测量误差导致的,你认为出现这种情况的操作原因是 。?没有找到最清晰的像时就开始测量像距了图WT5-6【针对训练】内容见Word版资源：
专题05 光学实验
