光学作图和实验.doc

光学作图和实验1、 光学作图1.作图：（1）如图，AB，CD是由发光点S发出并经平面镜反射的两条光线。在图中画出S和它在平面镜中的像S（2）如图所示，S是发光点，S是S在平面镜中的像，L是射向平面镜的一条入射光线在图中画出平面镜的位置和L的反射光线2.如图所示，平面镜上方有一竖直挡板户，在AB和CD之间的区域内可以看见挡板左侧的一个发光点S在平面镜中的像在图中找出挡板左侧这个发光点的位置3. 如图所示的两条反射光线是同一发光点S发出的光经平面镜反射后形成的，请你用作图法画出发光点S的位置 第2题图 第3题图4（北京市东城区）根据光线通过的透镜前后的方向，在图中的虚线框内画出适当的透镜5（山西省）在图的a、b方框中分别填入适当的光学元件第4题图 ab6（1）如图甲中，入射光线平行于凸透镜的主轴，画出经凸透镜折射后的光线（2）如图乙所示，SA表示从空气斜射向水面的一束光线，在图中画出这束光线从空气射入水中的折射光线（大致方向）。（3）下午的阳光斜射向地面，在井口放置一平面镜能使阳光正好竖直射向井底。在图丙中的适当位置画出能实现上述目的的平面镜（用“”表示平面镜）图甲图乙 图丙第5题图6（沈阳市）完成光路图： 第6题图7小红坐在教室内如图12中虚线框内的某一位置，一束阳光从教室侧面的窗户射入经玻璃窗户A反射后使小红感到刺眼，请作图并标出小红可能坐的位置B点.2、 平面镜成像实验1在“探究平面镜成像特点”的实验中，作为平面镜的是_。另外，还有两支相同的蜡烛、火柴、白纸和_。2.在“探究平面镜成像的特点”实验中：（1）所需的器材有： 的蜡烛、 、纸、刻度尺、笔、火柴等。（2）实验时要注意观察比较 的大小，记录下 的位置，并分别测出 ，从而归纳得出结论。3.在“探究平面镜成像的特点”实验中，各小组同学都完成了各自的实验报告。以下是从不同报告中摘录出来的四句话：平面镜所成的像与物体大小相等。玻璃板后的物体与玻璃板前的物体的像完全重合。当物体到玻璃板的距离为10厘米时，像到玻璃板的距离也为10厘米。当物体到玻璃板的距离增大时，像到玻璃板的距离也增大，且像的大小不变。这四句话中，属于现象的是 ；属于结论的是 。（均选填序号）4.小红同学在做“探究平面镜成像”的实验时，将一块玻璃板竖直架在水平台上。再取两段完全相同的蜡烛A和B，点燃玻璃板前的蜡烛A，进行观察。如图所示，在此实验中：（1）小红选择玻璃板代替镜子进行实验的目的是 .（2）所用刻度尺的作用是便于比较像与物的 关系（3）选取两段完全相同的蜡烛是为了比较像与物的 关系（4）移去后面的蜡烛B，并在其所在位置上放一光屏，则光屏上 接收到蜡烛烛焰的像（填“能”或“不能”），所以平面镜所成的像是 （填“实”或“虚”）像.（5）小红将蜡烛逐渐远离玻璃板时，它的像 （填“变大”、“变小”或“不变”）.5.在研究“平面镜成像规律”的实验中：1）我们用_来代替平面镜，因为用真的平面镜只能看到蜡烛的像，而无法_ _.2）图中A、B两支蜡烛大小应_（选填“相同”或“不同”）。3）点燃蜡烛A，移动蜡烛B，直到从镜前不同位置上看去，镜后的蜡烛B好像_。把手指放在镜后蜡烛B的烛芯上，手指烧痛了没有？答:_。蜡烛B所在的位置就是_的位置。4）实验中量出两支蜡烛到平面镜的距离是_的，它们的连线跟镜面_。5）观察到镜中蜡烛的像与蜡烛的大小_。6.某同学在用厚玻璃做平面镜成像实验时，发现能成两个像，如图23A.所示。于是用三块材料相同、厚度不同的厚玻璃分别进行实验，并将现象分别记录在如图23B.、C.、D.所示的方格纸上。图中A1、A2(B1、B2和C1、C2)为物体A(B和C)分别在厚玻璃中通过前、后反射面所成的像。请仔细观察装置和实验现象，然后归纳得出结论：A. B. C. D.图23(1)比较图23B.或C.或D.中前反射面所成的像与物到前反射面的距离关系，可以初步得出： 。(2) 进一步分析比较图23B.和C.和D.中同一支蜡烛形成的两个像间的距离与玻璃板厚度的关系，可以初步得出： 。3、 光的折射和凸透镜成像实验1.某同学们在研究凸透镜成像规律时作了如下的记录：当物体距u1=30厘米时，在光屏上出现倒立、缩小的像；当物距u2=20厘米，在光屏上出现倒立、放大的像；当物距u=10厘米，在光屏上始终得不到像。由此可判断凸透距是（ ）A. 大于20厘米 B. 大于15厘米，小于20厘米 C. 小于10厘米 D. 大于10厘米，小于15厘米2. 验证凸透镜成像的规律”的实验中，凸透镜的焦距为10厘米，蜡烛距凸透镜16厘米且位置不变。在图中，光屏上成的像符合凸透镜成像规律的是 （ ） A B C D3.在“验证凸透镜成像规律”的实验中：某同学发现凸透镜的焦距未知，于是取来平行光源，让一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。如图13所示，则该凸透镜的焦距是 cm。取下平行光源，保持凸透镜位置不变，把点燃的蜡烛放在光具座20cm刻度处，这时应该向 (选填“左”或“右”)侧移动光屏，会在光屏上得到一个 立、缩小的实像。然后，把点燃的蜡烛放在光具座45cm刻度处，应该在 (选填“蜡烛”或“光屏”)一侧透过透镜观察像。4.在研究凸透镜成实像的规律时，甲组同学安装的器材如图13所示，他们在实验中只能在光屏上看到一个残缺的像，造成这一现象的原因是 。乙组同学安装的器材如图14所示，光屏上得到了一个清晰的像。在不改变烛焰和光屏位置的前提下，当把凸透镜移到某一位置时，光屏上再次出现一个烛焰的像。他们是把凸透镜向 （选填“左”、“右”）移动到该位置的，新出现的像是 （选填“缩小”、“放大”）的 （选填“实”、“虚”）像。5.某同学在研究凸透镜成像规律时，将物体放在同一凸透镜(焦距为10厘米)前的不同位置上，根据观察到的实验现象画出了如图6所示的（A）、（B）、（C）三图。请仔细观察实验现象，归纳得出初步结论。（1）观察图6（A）或（B）或（C）可得： 。（2）比较图6（A）和（B）和（C）可得：_ _。0102030405060708090cm0102030405060708090cm0102030405060708090cmA. B. C.图66.某同学用焦距为fl、f2(f2f1)两个凸透镜进行成像实验，共做了4次，每次的物(1、2、3、4)与像(1、2、3、4)如图所示。 (1)比较(1和2)或(3和4)的实验条件和现象，可以得出的结论是凸透镜成实像时 ； (2)比较(1和3)或(2和4)的实验条件和现象，可以得出的结论是凸透镜成实像时 。7.某同学通过实验研究凸透镜成实像时的规律。他用同一光具座分别进行了三次实验，每次都使光屏上的像最清晰，实验的结果如图（a）、（b）、（c）所示。请比较图中的实验结果及相关条件，归纳得出初步结论。（1）分析比较图（a）、（b）、（c）中像距随物距变化的关系及相关条件可知：_；（2）分析比较图（a）、（b）、（c）中物与像的距离关系及相关条件可知： 。8.在研究凸透镜成像规律的实验中，小明同学所用凸透镜的焦距为10厘米。他将凸透镜固定于光具座上“0”刻度处，并将蜡烛置于主光轴上距凸透镜一定距离处，移动光屏使光屏上的像最清晰，此时成像情况如图（a）所示。接着他将蜡烛逐渐向凸透镜方向移动，重复上述实验过程，成像情况分别如图（b）和（c）所示。（1）观察并比较图中_可以得到：当物距大于焦距小于两倍焦距时，通过凸透镜可成一个倒立、放大的实像。（2）观察并比较图（a）、（b）和（c）中物距与像距的变化关系及成像情况可以得到：当物距大于一倍焦距时， 。9.某同学用三个材料相同而厚度不同的凸透镜来研究它们对平行光的作用。研究过程如图26中（a）、（b）、C.所示。请仔细观察装置和实验现象，然后归纳得出初步结论： （a） （b） （c）（1） 。（2） 。10.某同学通过实验研究凸透镜的成像规律。他选择了焦距分别为f1和f2（f1 f2）的两块凸透镜进行实验。实验时，他将蜡烛分别置于主光轴上距离凸透镜L1和L2（L1 L2）的位置处，通过移动光屏找像，成像情况如图8（a）、（b）、（c）、（d）所示。 （1）比较图8（a）与（b）或（c）与（d）的物距、焦距、像距，以及光屏上的成像情况可知：同一凸透镜，成实像时，物距越大， 。 （2）比较图8（a）与（c）或（b）与（d） 的物距、焦距、像距，以及光屏上的成像情况可知： 。11.某小组同学在做“验证凸透镜成像规律”实验过程中发现：发光物体通过不同凸透镜所成实像的高度有时是相同的，有时是不同的。为了研究发光物体通过凸透镜所成实像的高度与哪些因素有关，他们把不同高度的发光物体A、B分别放在焦距为f1和f2的凸透镜前，按正确的方法安装和调节好实验装置，进行了多次实验，每次都在光屏上得到发光体清晰的像，并记下相应的物距u和像距v，测出像的高度h，记录数据如表一、表二和表三所示。分析比较实验序号 中的数据及相关条件，可得出的初步结论是：发光物体通过凸透镜所成实像的高度与发光物体的高度 （选填“有关”或“无关”）。请进一步综合分析比较表二和表三中的数据及相关条件，并归纳得出结论。（a） 分析比较 中的数据及相关条件，可得出的初步结论是： ，像的高度是相同的。（b）分析比较 中的数据及相关条件，可得出的初步结论是： 。12.某小组同学在“研究凸透镜成像规律”的实验中，记下所用凸透镜的焦距，按正确的方法安装和调节好实验装置。他们在光具座上先固定焦距为10厘米的凸透镜，按表一中的物距u依次进行实验，每次都使光屏上烛焰的像最清晰，并将相应的像距v和成像情况记录在表一中。然后他们换用焦距为12厘米的凸透镜，重复上述实验，并将数据和现象记录在表二中。 表一（凸透镜的焦距为f1=10厘米）实验序号u（厘米）v（厘米）成像情况像的正倒像的虚实像的大小15012.5倒立实像缩小23015倒立实像缩小32020倒立实像等大41530倒立实像放大实验序号u（厘米）v（厘米）成像情况像的正倒像的虚实像的大小55015.8倒立实像缩小63020倒立实像缩小72030倒立实像放大81560倒立实像放大表二（凸透镜的焦距为f2=12厘米） （1）分析实验序号3和7，可以得出的初步结论是： _。（2）分析比较实验序号1、2（或5、6）数据中的像距v与物距u以及成像情况，可得出的初步结论是：同一凸透镜物距大于像距时，_。（3）分析比较实验序号_数据中的物距u与像距v的关系及相关条件，可得出的初步结沦是：不同的凸透镜，当它们成实像时，物距相同，像距随焦距的增大而增大。（4）分析比较实验序号1、2、3与4（或5、6、7与8）数据中的像距v与物距u变化关系及相关条件，可得出的初步结论是：_。13某小组同学在做“研究凸透镜成像规律”的实验中，记下所用凸透镜的焦距，按正确的方法安装和调节好实验装置。他们在光具座上先固定焦距为f1=0.1米的凸透镜，按表一中的物距u依次进行实验，每次都使光屏上烛焰的像最清晰，他们用物体的高和光屏上像的高分别代表物体和像的大小，并将相应的像距v、成像情况记录在表一中。然后他们换用焦距为f2=0.12米的凸透镜，重复上述实验，并将数据记录在表二中。表一（凸透镜的焦距为f1=0.1米）表二（凸透镜的焦距为f2=0.12米）实验序号u（米）v（米）物体高度（米）光屏上像的高度（米）实验序号u（米）v（米）物体高度（米）光屏上像的高度（米）10.050.05光屏上不成像50.060.05光屏上不成像20.150.30.050.160.150.60.050.230.20.20.050.0570. 240.240.050.0540.30.150.050.02580.30.20.050.033（1） 分别比较实验序号1或5中的物距u与各自凸透镜焦距的大小关系，及成像情况，可得出的初步结论是：_ 。（2）、分析比较实验序号2与3与4（或6与7与8）数据中的物距u与像距v及所成像的变化关系，可得出的初步结论是： 。（3）分析比较实验序号_数据中的物距u与像距v的关系及成像情况，可得出的初步结沦是：不同的凸透镜，当它们成实像时，物距相同，像距和所成的像随焦距的增大而增大。（4）甲、乙两位同学进一步综合分析了表一、表二中的数据及成像情况，甲同学得出的结论是：当物距等于凸透镜两倍焦距时，像的大小与物体的大小相同，当物距小于凸透镜两倍焦距时，像比物体大；当物距大于凸透镜两倍焦距时，像比物体小。乙同学得出的结论是：当它们成实像时，像距和物距的倒数之和等于凸透镜焦距的倒数。请判断，甲同学的分析_，乙同学的分析_。(均选填“错误”、“合理但结论不完整”或“合理且结论完整”。14.上图为某同学利用薄壁透明塑料盒和激光器所做的三次光学实验，图(b)盒中盛有水，图(c)盒中放一块玻璃，将激光从空气中以相同的入射角从盒的O点射入，在塑料盒的底部分别得到A、B、C三个光点。(1)观察图(a)和(b)和(c)可知： ；_。(2) 比较(b)、(c)两图可知： 。15.某小组同学在“研究光的折射规律”的实验中，选用不同颜色的光（红光、黄光和紫光），分别以不同的入射角i从空气射入玻璃砖中，如图25所示，每次的入射点均为O点，然后测出折射光线对应的折射角r并记录在下表中。实验过程中，他们通过网上查阅相关物理资料发现不同颜色的光在同种介质中的传播速度是不同的，对于红、黄、紫三种颜色的光，红光在玻璃中的传播速度最快，黄光次之，而紫光在玻璃中传播速度最慢。表一（红光光源实验）实验序号入射角i（度）折射角r（度）10022516.435030.747540.1表二（黄光光源实验）实验序号入射角i（度）折射角r（度）50062515.775029.487538.3表三（紫光光源实验）实验序号入射角i（度）折射角r（度）900102515.1115028.2127536.6图25（1）初步分析三个表中的数据，可以看出，当光从一种介质进入另一种介质中时，光的传播方向 （选填“一定”或“不一定”）发生改变。（2）分析比较实验序号 的数据及相关条件，可以得到初步结论：不同颜色的光从空气中以相同的入射角斜射入另一种介质时，光在这种介质中传播速度越慢，折射角越小。（3）请进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及相关条件，并归纳得出结论。 综合分析比较表一（或表二或表三）中的数据及相关条件，可以得出结论：同种颜色的光从空气斜射入同种介质中时， ； 综合分析比较表一、表二和表三中的数据及相关条件，可以得出结论：不种颜色的光从空气斜射入同种介质中时， 。【中考真题演练】1.（2009）在“验证凸透镜成像规律”的实验中，小明设计的实验报告（部分）如下，请填写空格处的内容。实验目的：验证凸透镜成像规律。实验器材：凸透镜、光屏、 （5） 、蜡烛和火柴等。实验步骤：1记录凸透镜的 （6） 。2安装和调试实验装置时，应使凸透镜和光屏的中心跟烛焰的中心大致在 （7） 。3固定凸透镜的位置，将蜡烛放在适当的位置后，移动 （8） 找像，在移动过程中，眼睛要注意规察光屏上的像直到清晰为止。测量并记录此时的物距和像距。实验目的：验证凸透镜成像规律。实验器材：凸透镜、光屏、 （5） 、蜡烛和火柴等。实验步骤：1记录凸透镜的 （6） 。2安装和调试实验装置时，应使凸透镜和光屏的中心跟烛焰的中心大致在 （7） 。3固定凸透镜的位置，将蜡烛放在适当的位置后，移动 （8） 找像，在移动过程中，眼睛要注意规察光屏上的像直到清晰为止。测量并记录此时的物距和像距。2.（2007）在图12中，凸透镜焦距为10厘米。保持透镜位置不变，当蜡烛在15厘米刻度 处时，为了在光屏的中心找到