初中物理2021考前突击训练15：光学实验探究题
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一、实验探究题（共20小题）
1、小明在探究光的折射规律时,意外发现:当光沿某方向从半圆玻璃砖射向空气时,折射光消失而反射光却变得更亮,如图1,老师告诉他这是光的全反射现象.课后,小明查到光从玻璃射向空气时的一些数据如下表
|
入射角i |
| | | | | | | |
| 折射角r | | | | | | | | / |
| 反射能量 | 5% | 7% | | | | | | |
(1)分析以上数据可知光从玻璃射向空气时,折射角随入射角的变化关系是: ，光从玻璃斜射向空气时,反射能量随着入射角的增大而 ,
(2)光从玻璃射向空气时，当入射角i≥ °时,反射能量达到 
,就发生了全反射现象;
,就发生了全反射现象;
(3)由表格数据可知:图2中图线 (选填“a”或“b”)反映了上述实验中的两角关系.
(4)根据光路可逆,当光从空气斜射向玻璃时,折射角 (选填“大于”或“等于”或“小于”)入射角,因此折射光线不能消失,则 (选填“能”或“不能”)发生全反射现象.其理由是 。
2、如图所示，某同学在做“探究平面镜成像特点”的实验时，在桌子上铺好一张大白纸，然后在中间画一横线，将一块玻璃板竖直沿此直线放好，取两段等长的蜡烛，将蜡烛A点燃放在玻璃板的前方，然后用另外一根蜡烛B在玻璃板的后方来回移动。
(1)该实验采用半透明薄玻璃板代替日常使用的平面镜的目的是 。
(2)在寻找蜡烛像的位置时，眼睛应该在蜡烛 （选填“A”或“B”）侧观察。
(3)找到A的像的位置后，连结蜡烛A和蜡烛B所在的位置，发现该连线与玻璃板所在平面相 ，两段蜡烛等长是为了比较像与物的 关系。
(4)将蜡烛B在玻璃板后的纸面上来回移动，发现都无法让它与蜡烛A的像完全重合（如图甲）。你分析出现这种情况的原因可能是 。
(5)解决以上问题后，蜡烛B与蜡烛A的像能够完全重合，此时若将蜡烛A靠近玻璃板时，则像将 （选填“靠近”或“远离”）玻璃板移动，像的大小 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
(6)图乙是某小组的同学经过三次实验，这样做的目的是： 。
3、如图是探究“平面镜成像的特点”实验装置。选择器材时，小明建议：
(1)为确定像的位置，用厚度较(选填“厚”或“薄”)的代替平面镜。
(2)A、B两根蜡烛的大小和形状应(选填“相同”或“不同”)，这样便于验证像和物的关系。实验过程中，小组同学互相配合，按规范完成实验。
(3)将蜡烛A点燃后放在M前方，透过M可以清晰地观察到(选填“A蜡烛”或“A的烛焰”)的像。接着移动蜡烛B，使它与像完全重合，从而确定的位置。
(4)在蜡烛B的位置放上一张白纸，白纸上(选填“能”或“不能”)呈现烛焰的像。由此表明平面镜成的是像(选填“实”或“虚”)。
(5)小明改变蜡烛A的位置，则像的大小将，像的位置将(均选填“改变”或“不变”)。平面镜成像时，像与物相对镜面是的。
4、小明为探究光的折射规律设计了如图甲所示的实验装置，其中光屏F可绕直径NOM前后折转。
(1)实验时，光贴着光屏从空气射入水中，小明将F板向后折转一定的角度，则在F板上 （选填“能”或“不能”）看到折射光，此时折射光线和入射光线 （选填“在”或“不在”）同一平面内。
(2)小明将光屏F恢复原状，保持入射光不动，继续加水，会看到杯底的亮斑B向 （选填“左”、“右”或“上”）移动。
(3)小明继续用另一只激光笔让光沿着BO射向水面时，可看到折射光沿OA射出，这说明 。
(4)让一束激光从某玻璃斜射向空气（如图乙）。保持入射点不动，改变入射角（每次增加0.2°），当入射角增大到41.8°时，折射光消失，只存在入射光与反射光，这种现象叫做光的全反射，如图丙所示。此时的入射角叫做这种物质的临界角。当入射角大于临界角时，只发生反射，不发生折射，根据以上内容可判断：
①当光从空气射向玻璃时 （填“会”或“不会”）发生光的全反射现象；
②一个三棱镜由上述玻璃制成，一束光垂直于三棱镜的一个面射入，如图丁所示。则关于这束光经过三棱镜后的光路描述，下图中正确的是（ ）
A． 
B． 
C． 
D． 
5、在“探究平面镜成像的特点”实验中，实验装置如图甲所示。A、B是两支相同的蜡烛，C是3mm厚的玻璃板。
(1)图乙是小明某次测量蜡烛A到平面镜的距离L为cm，将蜡烛A靠近玻璃板，像的大小将。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
(2)实验中，发现蜡烛A成两个像，这两个像之间的距离为mm。
(3)为了让坐在右侧的小亮也看到蜡烛A的像，小明把玻璃板沿直线向右移动了一段距离，在此过程中，蜡烛A的像（选填“会”或“不会”）向右平移。
6、小明和小聪在探究光的反射规律实验装置如图所示。
(1)∠NOF是（选填入射或反射）角。
(2)一束光沿EO射到镜面，在纸板上会看到反射光OF，若沿着FO的方向再入射一束光，反射光沿方向射出，此现象说明光反射时光路是可逆的。
(3)在研究反射角和入射角的关系时，收集数据如下表：
|
入射角 |
反射角 |
|
30° |
30° |
小明分析表中数据，得出光反射时反射角等于入射角的结论。小聪说，此结论不具有普遍性。请指出实验中的不足，并加以改进。
7、小乐同学在做“探究平面镜成像特点”的实验时，
在竖立的玻璃板前 5cm 处放一支点燃的蜡烛 A，烛焰高 4cm，小乐发现在玻璃板的后面出 现蜡烛的像，她再取一段未点燃的同样的蜡烛 B 放在像处，发现该蜡烛与蜡烛 A 的像完全重合，如图所示。
(1)实验中用玻璃板代替平面镜的目的是；
(2)从 A 这一侧看 B 蜡烛好像被点燃了，其烛焰的高是cm ；
(3)为了使像看起来更清晰，该实验最好在的环境中进行（选填“较亮”或“较暗”）；
(4)小乐把 A 蜡烛逐渐远离玻璃板时，A
蜡烛在玻璃板中所成的像的大小（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
(5)小乐用厚玻璃板做实验时，透过玻璃板看到了蜡烛 A 的两个像，其中一个呈清晰明亮的像，这个像是由于（选填“光的反射”或“光的折射”）形成的。
8、如图甲所示是“探究平面镜成像的特点”的实验装置．
(1)取两支完全相同的蜡烛，是为了探究像与物的关系．
(2)将点燃的蜡烛A放在玻璃板前，移动玻璃板后的蜡烛B直至与蜡烛A的像完全重合，记录蜡烛A、蜡烛B的位置．改变蜡烛A的位置，重复上述实验，实验记录如图乙所示．蜡烛A位于2位置时的像在点；蜡烛A由2位置移到3位置，像的大小．选填（“变大”、“变小”或“不变”）．
(3)人看到蜡烛像是由于反射光进入人眼，请在图丙中画出与反射光线对应的入射光线．
9、小亮在家做了这样一个实验：把一枚硬币放在一个没有水的碗里，把碗放在桌子上并慢慢向远处推移，直到眼睛刚好看不到硬币为止。保持头部不动，缓缓地向碗中倒水，倒着、倒着，怪事出现了，小亮又重新看到碗底的硬币。
(1)将碗移动后刚好看不到硬币是由于原因造成的。
(2)倒入一些水后看到的硬币是（选填“实”或“虚”）像，比硬币实际的位置（选填“高”或“低”）。
(3)小亮想用作图方法说明这个结论，如图所示的四幅光路图中正确的是（）
A． 
B。 
C。 
D。 
10、如图是“探究光的反射规律”的实验装置，其中ABCD是白色硬纸板制成的光屏，并能沿ON折转，ON垂直于CD．
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 入射角 | 600 | 500 | 400 | 300 | 200 | 00 |
| 反射角 | 600 | 500 | 400 | 600 | 200 | 00 |
(1)实验时，将光屏放置在平面镜上，让一束光紧贴光屏射向镜面上的O点，可在光屏上看到反射光，如图甲：将光屏右半部分向后折转任意角度，光屏上都看不到反射光，如图乙．说明反射光线、入射光线与法线在．
(2)某同学的实验数据如上表，其中有一组数据测错了，这组数据是第次实验的，原因可能是将反射光线与的夹角当成反射角．
11、爱米探究平面镜的成像特点，器材有：各种长度的蜡烛若干、平面镜一块、玻璃板一块、白纸一张等，如图所示。
(1)平面M所选的器材是 （选填“平面镜”或“玻璃板”）；
(2)爱米把蜡烛A点燃放在M前面，再把其他各支蜡烛依次放在M后面适当位置，当某支蜡烛放在后面时，从前面看那支蜡烛好像也被点燃了一样。此时后面的那支蜡烛与蜡烛A的大小关系是 ；
(3)爱米测量两侧蜡烛到平面M的距离，再让蜡烛A远离M，则后面的蜡烛要 （选填“远离”或“靠近”）M才能再次看上去像被点燃了一样；
(4)多次观察及测量距离之后，爱米得到初步结论：平面镜所成的像与物体关于平面镜 ；
(5)如图甲所示，一枚硬币放在竖直的平面镜前，硬币的像在a处；将平面镜平移至图乙所示的位置时，硬币的成像情况是 ______ （选填字母代号）；
(5)
(5)
A . 硬币成像在a处
B . 硬币成像在b处
C . 硬币成像在c处
D . 硬币无法通过平面镜成像
(6)光从空气斜射到水面时，一部分光射进水中，另一部分光返回到空气中，其光路如图甲所示。现在让光逆着折射光线的方向从水中斜射到水与空气的分别面，请在图乙中画出相应的折射光线和反射光线。
12、如图所示， 探究平面镜成像的特点。
(1)选用的平面镜是 （选填“穿衣镜”、“铜镜”或“玻璃板”）， 利用其既能 光线，
也能透射光线的特点。
(2)橡皮泥的作用是 （选填“装饰平面镜”、“固定平面镜”或“增强平面镜的透光性”），此过程需要注意的是 。
(3)选取2 枚相同的棋子，其中一枚用作 ，另一枚的作用是 。
(4)将光屏放到像的位置， 光屏上 （选填“有”或“没有”）像， 原因是平面镜所成的像是 。
13、为了验证光的反射定律，小华同学准备了激光笔、一块平面镜、一块画有法线ON的平整白卡纸板、直尺、量角器及铅笔。
(1)本实验中白卡纸板的主要作用是。
(2)在图甲中，当入射角增大10°，反射光线与入射光线的夹角增大。
(3)接着做如图乙所示操作，将纸板沿ON向后折，此时在NOF面上看不到反射光线，此实验现象说明。
(4)若将纸板倾斜（如图丙）：①在白纸板上（选填“能”、“不能”）观察到反射光线；②此时，ON（选填“是”或“不是”）入射光线EO的法线。
14、如图所示，小明用激光笔探究光现象中的一些规律．
(1)如图甲，在空水槽中，要使激光束照射后的亮点与事先设置的A点重合，激光笔必须“对准”A点照射，这个操作的物理依据是，若要显示激光的传播路径，可以进行的操作有（仅要求写出一种方法）；
(2)保持入射光和水槽不动，向水槽中注水，当水面超过A点时（如图乙），激光照射的亮点将出现在A点（选填“上方”、“下方”或“重合位置”），随着水面上升，亮点的位置将（选填“上升”、“下降”或“不变”）；
(3)保持入射光、水槽和水面高度不变，若将水槽的左底部慢慢抬起，激光束的折射角将，反射角将（以上两空均选填“增大”、“不变”或“减小”）。
15、学习了光学知识后，李红对有关探究实验进行了回顾和思考：
(1)如图A是“探究平面镜成像特点”的装置。两支的蜡烛A、B竖立于玻璃板两侧的直尺上，以A蜡烛为成像物体。
①如果有5mm厚和2mm厚的两块玻璃板，应选择厚的玻璃板做实验较合适。②为了研究平面镜所成的是实像还是虚像，李红用光屏代替蜡烛B，她不能用光屏接收到蜡烛A的像，由此说明平面镜成的像是像。
(2)在“探究树荫下的光斑”综合实践活动中：
①李红在一张卡片上挖了一个边长为1cm的正方形孔（如图B所示），在阳光下卡片水平放在离地面5cm处，发现地面上的光斑是正方形；若要在地面上能出现圆形光斑，应将卡片（填“靠近”或“远离”）地面；前者光斑是由于（选填“直线传播”、“反射”或“色散”）形成，后者光斑是（选填“太阳”或“孔”）的像。
②为了研究孔的大小对光斑形状的影响，李红设计了开有三角形状孔的卡片甲，并用另一张卡片乙覆盖在甲上，如图C所示。接着，从图示位置沿箭头方向水平移动卡片乙的过程中（孔到地面的距离使终保持不变）。李红将观察到的光斑形状和大小变化情况在图D中方格纸内画出（分别用序号甲、乙、丙、丁表示），其中最左边的光斑为移动卡片乙前出现的真实情况。根据你的观察，李红所画光斑中不可能会出现的真实情况是（选填序号）。
16、在下列探究光现象实验中。
(1)如图甲所示，这种现象叫做光的。把温度计玻璃泡放在彩色光带外侧A点处，发现其示数升高明显，表明该处存在人眼看不见的。将绿底、红字的小纸片放在光屏上绿光区域，小纸片呈现底、字；
(2)如图乙所示，一束红光正对凸透镜照射，其焦点在F处，由图甲实验现象可推知：若改用一束绿光正对该凸透镜照射，其焦点应在（选填“F点左侧”、“F点右侧”或“F点处”）；
(3)如图丙所示，当用红光照亮物体E时，在光屏上恰好呈倒立、等大的实像。若改用绿光照亮该物体时，应将光屏适当向（选填“左”或“右”）侧移动，才能呈现清晰的（选填“缩小”、“ 等大”或“放大”）的像。
17、小琳为探究平面镜成像的特点，按图甲摆放好器材，并进行以下实验。
(1)为便于观察，该实验最好在较（选填“明亮”或“黑暗”）环境中进行。她选择玻璃板代替平面镜，目的是为了便于确定；
(2)实验时，她在玻璃板前放置点燃的蜡烛A，将蜡烛B放在玻璃板后方并移动，在玻璃板的（选填“A”或“B”）侧可观察到B与A的像完全重合，这说明；
(3)改变A的位置，重复上述实验，分别测出A和B到玻璃板的距离，记录数据如下表，分析表中数据可得出的结论是。
|
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
|
A到玻璃板的距离/cm |
5 |
4 |
6 |
|
B到玻璃板的距离/cm |
5 |
4 |
6 |
(4)小琳将图甲中的玻璃板换成平面镜，并垂直于平整的白纸板放置，其中ON与平面镜垂直，如图乙所示。她用激光笔沿纸板EO照射到平面镜上的O点，反射光沿OF射出，则∠FON∠EON（选填“>”、“<”或“=”）；接着她又将激光笔沿FO方向照射到O点，看到反射光沿OE射出，这说明。
18、在探究光从空气斜射入水和油时，哪种液体对光的偏折本领较大的实验中，小明提出如下实验方案：先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中，记录下光斑位置(如图甲所示)；接着分别倒入水和油，记录对应的光斑位置，再通过分析就可得到实验结论。经讨论，同学们认为这一方案是可行的，于是进行了探究实验。
(1)要实现探究目标，他们应选择图乙中的两图示实验。(选填字母序号)
(2)某小组同学正确实验后，所记录的三次光斑的相对位置如图丙所示，经分析可知：光从空气斜射入水和油时，对光的偏折本领较大。
19、如图甲是小宁探究“平面镜成像特点”的实验装置，图中 
、 
是两只外形完全相同的蜡烛。
、 是两只外形完全相同的蜡烛。 
(1)她将点燃的蜡烛 
逐渐远离玻璃板，则应将蜡烛 
向（选填“靠近”或“远离”）玻璃板的方向移动，才能与 
在玻璃板中所成的像重合；此过程中， 
在玻璃板中所成像的大小（选填“变大”“变小”或“不变”）。
逐渐远离玻璃板，则应将蜡烛 向（选填“靠近”或“远离”）玻璃板的方向移动，才能与 在玻璃板中所成的像重合；此过程中， 在玻璃板中所成像的大小（选填“变大”“变小”或“不变”）。
(2)做完实验后，她要测量自己的视力，要求自己距离视力表 
，但是房间可利用的宽度只有 
，小宁利用平面镜成像特点解决了这一问题，她的方法如图乙所示，小宁到平面镜的距离 
为 
。
，但是房间可利用的宽度只有 ，小宁利用平面镜成像特点解决了这一问题，她的方法如图乙所示，小宁到平面镜的距离 为 。
20、如图是探究平面镜成像特点的实验装置．
(1)选择玻璃板代替平面镜进行实验的目的是；
(2)选择相同的两支蜡烛进行实验是为了比较像与物的关系；
(3)实验中移动蜡烛B，直至与蜡烛A的像完全重合，此时蜡烛A到玻璃板的距离是12cm，则蜡烛B到玻璃板的距离是cm．