光学实验设计与探究 知识点
实验器材：画有角度的可折叠的白色硬纸板、一面镜子、两个光源、一张白纸、大头针（或牙签）、铅笔、直尺等。
我们选择对光反射能力强的平面镜做反射面，用白色硬纸板和白纸显示光束传播的路径.
（1）按图甲所示，先使E、F成为同一平面，使入射光线沿纸板射向镜面上的O点，让学生观察从镜面反射的光线的方向
（2）改变入射光线的方向，让学生观察反射光线的方向怎样改变
（3）按图乙那样，把纸片F向前折或向后折，观察能否看到反射光线
实验结论 反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧； 反射角等于入射角。
光学实验设计与探究 知识点题库
某实验小组在探究光的折射规律时，让一束光从空气斜射如玻璃水槽内的水中，看到如图所示的现象：
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（1） 请在图中分别作出入射角（用字母i表示）和折射角（用字母r表示） ．
-
（2） 为了探究从空气斜射入水中时折射角和入射角的关系，以下方案中正确的是： （选填“A”、“B”或“C”）．
A . 只测量图中的入射角和折射角，分析并得出结论 B . 保持入射角不变，进行多次实验，测量入射角和每次实验的折射角，分析并得出结论 C . 改变入射角，进行多次实验，测量每次实验时入射角和折射角，分析并得出结论．
入射角 | 15° | 30° | 60° |
反射角 | 15° | 30° | 60° |
（1）如图所示，为了探究“光的反射定律”，晓婷将一张白纸B放在水平桌面上，将一个平面镜A垂直白纸放置，用激光手电贴着 （选填“A”或“B”）照射，并记录下了反射角和入射角的度数如上表．通过表格中的数据可得到的结论是 ．
（2）为了探究“平面镜成像特点”她将平面镜换成了 ，并取来了两个完全相同的蜡烛．在实验过程中，随着蜡烛的燃烧变短，蜡烛的像与用来找像的蜡烛 （选填“完全重合”或“部分重合”）．此时所成的像与物大小 （选填“相同”或“不相同”）．
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（1） 如图甲，当E、F在同一平面上时，让入射光线AO沿纸板E射向镜面，在F上可看到反射光线OB，测出入射角和反射角的大小；改变入射光线的方向，再观测几组入射角和反射角，这样做的目的是为了比较的大小．若将AO向ON 靠近，则OB（选填“靠近”或“远离”）ON．
-
（2） 如图乙，以法线ON为轴线，把纸板F向后缓慢旋转，这样做的目的是为了：．
-
（3） 本实验得出的结论是①；②；③
【提出问题】光从空气斜射入水中遵循什么规律？
【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．
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（1） 为了更清晰地观察到水中光路，可以采用的方法是
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（2） 张明通过实验得出下表四组数据：根据表中数据分析可验证猜想是正确的，当入射角增大时折射角（选填“增大”或“减小”）；若光从水斜射入空气中，则折射角入射角（选填“大于”或“小于”）
次数
1
2
3
4
入射角
30°
45°
60°
0°
折射角
25°
40°
55°
0°
-
（3） 通过分析实验，你能归纳出光的折射有什么规律吗？（至少两条）
①．
②．
光源到橡皮的距离L/cm | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
影子的长度H/cm | 10 | 6 | 4.5 | 3.7 | 3.1 |
-
（1） 分析数据后，小阳发现：若保持其他因素不变，当手电筒由近处逐渐远离橡皮时，影子的长度随之．
-
（2） 为了进一步发现其中的规律，小阳根据资料以手电筒到橡皮的距离L为横坐标、影子的长度H为纵坐标，绘制了影子的长度H随手电筒到橡皮的距离L变化的图象，如图乙所示．由图象可知，当手电筒到橡皮的距离L=17.5cm，影子的长度H大约是 cm．
-
（3） 小阳观察图象的变化趋势发现：当手电筒距离橡皮较远时，影子的长度变小的越（选填：“快”或“慢”）．
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（1） 使一束光贴着纸板EON沿某一角度入射到O点，纸板FON上没有观察到反射光，原因可能是．
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（2） 正确操作实验，并在纸板上记录每次光的径迹，如图乙所示．取下纸板，接下来进行的操作是，将数据记录在表格中，并比较．
-
（3） 纸板ENF是用两块纸板连接而成的，这样做的目的是．
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，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，并记录在下面的表格中；
④逐渐增大入射角，重复②③步骤数次；
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 |
入射角 | 0° | 30° | 45° | 60° |
折射角 | 0° | 17° | 24° | 30° |
⑤对记录到的数据进行处理，并比较入射角增加量与折射角增加量的大小，得出结论．
-
（1） 图中光线的入射角大小为，折射角大小为
-
（2） 分析表格中的数据，入射角增加量与折射角增加量的大小，谁的更大呢？
-
（3） 分析表格中的数据，你一定还会有所发现，请写出两点．
-
（1） 实验时让光贴着纸板入射是为了．
-
（2） 如果纸板没有与平面镜垂直放置，当光贴着纸板沿AO入射时，（填“能”或“不能”）在纸板上看到反射光．
-
（3） 为了便于测量和研究，需要把光路记录在纸板上，你的方法是：．
-
（4） 为了得到反射角与入射角大小关系的普遍规律，应当．
-
（1） 在探究“凸透镜对光线的作用”时，首先在两个透明玻璃长方体容器中充入蚊香烟雾，然后将水注入橡皮膜，制成液体透镜，再将液体透镜放置在两个玻璃容器之间，如图甲所示，让光线沿图示方向射入玻璃容器，经透镜折射后折射光线将（选填“偏离”或“偏向”）主光轴．如果此时再用注射器向橡皮膜注水，改变液体透镜的凸起程度，则折射光线偏折的程度（选填“会改变”或“不改变”），在玻璃容器中充入蚊香烟雾的目的是．
-
（2） 在用液体透镜探究“凸透镜成像规律”时，蜡烛、光屏和液体透镜的位置如图乙所示，光屏上出现清晰的烛焰像，若透镜位置不动，将蜡烛移到光具座10cm刻度时，则烛焰经凸透镜所称的像是 ．A . 放大、倒立的实像 B . 放大、正立的虚像 C . 缩小、倒立的实像 D . 缩小、正立的实像
-
（3） 为了探究“影响液体透镜折光能力强弱的因素”，物理兴趣小组人员做了如下实验：在图甲所示的装置中，保持液体透镜的凸起程度、即形状不变，先后在橡皮膜中注入酒精和煤油，观察光线经不同液体透镜折射后的偏折程度，此时，他们是在探究液体透镜折光能力与是否有关，在此探究过程中保持液体透镜的凸起程度，即形状不变的具体原因是．
-
（4） 利用液体透镜还可以探究哪些问题？（写出一个即可）
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（1） 写出实验需要的器材；
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（2） 说明所运用的物理和数学知识；
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（3） 写出实验步骤．并写出旗杆高度的表达式．
-
（1） 其中可折转的光屏，在实验中的作用是：（写出两条）
①；
②．
-
（2） 光屏放在平面镜上时，要保持与镜面．
-
（3） 如图，让一束光贴着光屏左侧的E板沿AO方向射到O点，在右侧F板上能看到反射光线OB．实验时从光屏前不同的方向都能看到光的传播路径，这是因为光在光屏上发生了（选填“镜面”或“漫”）反射．若将F板向后折转一定的角度，则在F板上（选填“能”或“不能”）看到反射光，此时反射光线的位置（选填“发生”或“不发生”）变化；反射光线和入射光线（选填“在”或“不在”）同一平面内．
-
（4） 如果让光线逆着从OB的反方向射向镜面，会发现反射光线沿着OA方向射出，这表明：．
-
（5） 接下来，如果想探究对于已知光路，光能否沿它的反方向传播，请你简要说明做法．．
-
（1） 该同学发现蜡烛和小孔的位置固定后，像离小孔越远，像就．他测出了不同距离时像的高度，并将实验结果填在了表格中，根据表中的数据可以得到的结论是：蜡烛和小孔的位置固定后，像的高度h与像到小孔的距离s成（选填“正比”或“反比”）．
像的高度h/m
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
像到小孔的距离s/m
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
-
（2） 我们除了发现像的大小与像到小孔的距离有关外，还与物体到小孔的距离有关吗？在进行探究的过程中，我们应控制到小孔的距离不变，只改变物体到小孔的距离．
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（3） 该同学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，他测出了某一个光斑的直径为1.4cm，光斑到小孔的距离为1.5m，从书上查到太阳到地球的距离为1.5×1011m，由此可以估算太阳的直径为 m．
-
（1） 实验一：“探究光反射时的规律”
①如图甲所示为实验装置图．让一束光线EO贴着纸板射到平面镜上，在纸板上会看到反射光线OF．将纸板向后折，此时在纸板上看不到反射光线，如图乙所示，此现象说明：．
②在图甲中，如果让光线逆着OF的方向射到平面镜上，会看到反射光线沿着OE方向射出，此现象说明：．
-
（2） 实验二：“探究凸透镜成像规律”的实验时，所使用的凸透镜焦距是15cm．
①如图丙所示，当把凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛固定在15cm刻度线位置时，光屏应在（选填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）区域内左右移动，才能在光屏上得到清晰的像，（选填“照相机”或“投影仪”）是根据这一原理制成的．
②把自己的近视眼镜放在凸透镜和蜡烛之间，发现光屏上的像变得模糊不清，应该向透镜方向移动光屏（选填“靠近”或“远离”），可再次得到清晰的像．
入射角/α | 0° | 15° | 30° | 45° | 60° |
反射角/β | 0° | 15° | 30° | 45° | 60° |
折射角/γ | 0° | 11° | 22.1° | 35.4° | 40.9° |
-
（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（选填“大于”、“小于”或“等于”）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） 你认为该同学通过上述探究实验得出光的折射特点的过程存在什么不足？
入射角 | 折射角 | 入射角 | 折射角 |
0o | 0o | 55o | 33o |
30o | 19o | 70o | 39o |
-
（1） .
-
（2） .
次数 | 入射角 | 反射角 |
1 | 20° | 20° |
2 | 50° | 50° |
3 | 70° | 70° |
-
（1） 小乐想探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内，应将纸板（选填“A”或“B”）绕ON向前或向后弯折．
-
（2） 将入射光线EO向法线靠近时，看到反射光线OF（选填“靠近”或“远离”）法线．
-
（3） 改变入射角的大小做三次实验后，小乐将测得的数据记录在表1中，根据数据得出的结论是：在光的反射现象中，．
-
（4） 若将一束光贴着纸板B沿FO射到O点，光将沿图中的方向射出，说明：在光的反射现象中，．
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（1） 为了清楚地看到光在空气或水中传播的路径，可在水面上方喷些烟雾并在水中滴几点牛奶，其中利用的物理原理是.
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（2） 在进行实验过程中，提醒大家不要将激光束射向人眼，激光会对眼睛造成伤害，严重时会导致失明!这个提醒说明光具有.
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（3） 在实验中，光从空气射向水中时，折射角小于入射角，如图a所示.小明同学想若让光从水中射向空气，折射角是否还是小于入射角?实验结果如图b所示.图示实验a与b，说明 光路具有.
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（4） 如图b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(如图c, d所示)，那么，当入射角增大到某一值时，可能会出现什么现象呢?说出你的观点并解释:.
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（5） 小明为了验证自己的推测，设计如图。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.
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（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。
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（2） 某同学的实验数据如右表，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。
实验次数
1
2
3
4
5
6
入射角
60°
50°
40°
30°
20°
0°
反射角
60°
50°
40°
60°
20°
0°
-
（1） 平面镜成像的原理是，
-
（2） 现有厚度分别为5mm和2mm的两块玻璃板，应选择 mm厚的玻璃板做实验，目的是．玻璃板放置时要桌面．
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（3） 用玻璃板代替平面镜的原因是，便于研究平面镜的成像特点．
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（4） 若自纸上每方格长度是5cm，将点燃的蜡烛由A点移至B点，此时它与移动后在玻璃板中所成的像的距离是cm．用光屏在玻璃板后面无论如何移动，在光屏上都(选填“能”或“不能”)成像，说明平面镜所成的是像．
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（5） 如图甲所示是从平面镜中看到墙上的时钟的像，请在乙图上画出时钟的实际时间．
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（1） 如图甲所示，纸板与平面镜应保持.将一束光贴着纸板P沿EO射到镜面上O点，纸板Q上会显示出反射光束OF.接着将纸板Q绕ON向后翻折，则纸板Q上(能/不能)显示出反射光束，由此说明反射光线、入射光线与ON在内，在纸板Q绕ON向后翻折的过程中，反射光线的传播方向 (改变/不变)。
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（2） 如图乙所示，实验过程中若将纸板P、Q整体倾斜，让光仍贴着纸板沿EO方向射向镜面，此时纸板Q上 (有/没有)反射光束。
