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2023年中考物理二轮专题复习：《光学》实验题姓名：___________班级：___________考号：___________1．小茗用图甲所示装置进行“探究平面镜成像的特点”实验。
（1）准备的实验器材有：玻璃板，A、B两支完全相同的蜡烛，白纸，铅笔，光屏。
需要添加的测量器材是__________ _；（2）用玻璃板代替平面镜进行实验，目的是便于____ _______；（3）把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合，说明平面镜所成的像与物体的大小___________；（4）改变蜡烛A的位置，进行三次实验。
用直线将物和像的位置连接起来，如图乙所示，发现物和像的连线与镜面___________，用刻度尺测得像和物到镜面的距离相等；（5）小轿车前挡风玻璃是倾斜安装的，这样安装的好处是：夜间行车时，如果车内开灯，车内乘客经前挡风玻璃成的像在司机的___________（选填“斜上方”、“正前方”或“斜下方”），这样会减小对司机观察路况的干扰；（6）蜡烛A的像，是蜡烛发出的光经玻璃板___________而形成的。
要判断平面镜所成的像是实像还是虚像，在玻璃板后面像的位置放一个光屏，应___________（选填“透过”或“不透过”）玻璃板观察光屏上有没有像。
2．小周同学用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）实验前，小明找到一个焦距为12cm的凸透镜，然后在光具座上从左到右分别放置蜡烛、凸透镜和光屏，将焰心、透镜中心、光屏中心调在__________；（2）保持蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处，如图a所示。
则人眼在图中的__________（选填“A”或“B”）处能观察到蜡烛的像，像是图b中的__________（选填“1”“2”“3”或“4”）；（3）光屏上得到发光体清晰的像时，一只小飞虫飞到了凸透镜上，此时光屏上__________（选填“A”、“B”或“C”）；A．会有小飞虫的像B．会出现小飞虫的影子C．发光体的像完整且暗了一些（4）在模拟人眼成像的过程中，调节光源和光屏的位置，如图c所示，光屏上刚好能成清晰的实像，现紧靠凸透镜左侧戴上近视眼镜，发现光屏上的像不清晰了，此时将光源__________（选填“向左”或“向右”），或将光屏__________（选填“向左”或“向右”）移动适当距离，还能在光屏上再次看到清晰的像，说明近视眼镜对光线有__________（选填“会聚”或“发散”）作用。
专题05 光学五类重点实验问题经典习题【例题1】(2020吉林长春模拟)小明在探究“物距和物高一定时，物体经小孔所成的像的高度和像距的关系”时，所用的实验器材有：用发光二极管做成的物体、有小孔的方纸板、用半透明塑料膜做成的屏、量程为0～30cm的直尺，实验装置的示意图如图所示．(1)该实验应该在较________的环境下进行．(选填“亮”或“暗”)(2)记录的实验数据如表，请在方格纸上画出像高与像距的关系图象．实验次数 1 2 3 4 5 6物距u/cm 相同物高h1/cm 相同像距v/cm 4.0 8.0 12.0 16.0 20.0 24.0像高h2/cm 2.0 4.1 6.0 8.0 9.9 12.0(3)根据图象，得出的探究结论是：__________________________________．(4)另一名同学在做该实验时，更换了部分实验器材，其实验装置的示意图如图所示．外筒(足够长)用不透明的材料制成，左端开有小孔；内筒(内径约14cm)的筒壁用不透明的材料制成，左端用半透明塑料膜做屏，并可以在外筒中自由地拉出或推入．其他器材不变．和小明所用的装置相比较，请说出该同学用这样的装置做实验的好处和不足．(各写一条即可)好处：________________；不足：________________．【答案】(1)暗；(2)见解析；(3)在物距和物高一定时，物体经小孔所成像的高度和像距成正比；(4)方便改变像距；像高不方便测量．【解析】(1)本实验探究“物距和物高一定时，物体经小孔所成的像的高度和像距的关系”时，发光二极管是成像物体，在明亮的环境中，发光二极管和明亮环境的对比度降低，成像不太清晰，故该实验应该在较暗的环境下效果更好．(2)根据表格中的数据描点，并用平滑的线连接起来，见下图：(3)由表格上的数据可知，像的高度随像到小孔距离的增大而增大，且像的高度与像到小孔距离的比值是一个定值，所以得出的探究结论是：在物距和物高一定时，物体经小孔所成像的高度和像距成正比．(4)另一名同学所用的实验装置，左端用半透明塑料膜做屏可以在外筒中自由地拉出或推入，可以很方便的改变像距；外筒(足够长)用不透明的材料制成，不受外界实验环境亮暗的影响，便于观察所成的像；但是由于左端用半透明塑料膜做成的屏在外筒里面，不方便测量像高．【对点练习】晴天正午，小明与同学从树荫下走过时，发现地面上有许多大小、形状不同的光斑，如图所示。
红外物理特性及应用实验波长范围在0.75~1000微米的电磁波称为红外波，对红外频谱的研究历来是基础研究的重要组成部分。
对原子与分子的红外光谱研究，帮助我们洞察它们的电子，振动，旋转的能级结构，并成为材料分析的重要工具。
对红外材料的性质，如吸收、发射、反射率、折射率、电光系数等参数的研究，为它们在各个领域的应用研究奠定了基础。
【实验目的】1、 了解红外通信的原理及基本特性。
2、 了解部分材料的红外特性。
3、 了解红外发射管的伏安特性，电光转换特性。
4、 了解红外发射管的角度特性。
5、 了解红外接收管的伏安特性。
【实验原理】 1、红外通信在现代通信技术中，为了避免信号互相干扰，提高通信质量与通信容量，通常用信号对载波进行调制，用载波传输信号，在接收端再将需要的信号解调还原出来。
不管用什么方式调制，调制后的载波要占用一定的频带宽度，如音频信号要占用几千赫兹的带宽，模拟电视信号要占用8兆赫兹的带宽。
载波的频率间隔若小于信号带宽，则不同信号间要互相干扰。
能够用作无线电通信的频率资源非常有限，国际国内都对通信频率进行统一规划和管理，仍难以满足日益增长的信息需求。
通信容量与所用载波频率成正比，与波长成反比，目前微波波长能做到厘米量级，在开发应用毫米波和亚毫米波时遇到了困难。
红外波长比微波短得多，用红外波作载波，其潜在的通信容量是微波通信无法比拟的，红外通信就是用红外波作载波的通信方式。
红外传输的介质可以是光纤或空间，本实验采用空间传输。
2、红外材料光在光学介质中传播时，由于材料的吸收，散射，会使光波在传播过程中逐渐衰减，对于确定的介质，光的衰减dI 与材料的衰减系数α ，光强I ，传播距离dx 成正比：dI Idx α=- （1）对上式积分，可得：Lo I I e α-= （2）上式中L 为材料的厚度。
材料的衰减系数是由材料本身的结构及性质决定的，不同的波长衰减系数不同。
普通的光学材料由于在红外波段衰减较大，通常并不适用于红外波段。
大功率LED热学特性研究（课题实验）发光二极管（Light Emitting Diode, LED）在过去十几年里有了飞速的发展，逐渐突破了仅能作为低功率指示灯光源的限制，被广泛应用于日常照明和显示等领域[1-2]。
LED是通过外电流注入的电子和空穴在耗尽层中复合，以辐射复合产生光子而发光，同时也会有部分复合能量传递给晶格原子或离子，发生非辐射跃迁，这部分能量转换成热能损耗在PN结内。
对于小功率LED来说这部分热量很小可以不作考虑。
然而，对于大功率照明用LED而言，其发热量大幅提高，直接影响到了LED的发光效率和器件的使用寿命，以及引起波长的漂移，造成颜色不纯等一系列问题。
因此，研究功率型LED的热学与发光特性不仅涉及半导体物理的基础问题，也是目前光电工程领域的开发热点[3-4]。
一、实验原理简介1. 脉冲法测量结温准确测量LED的结温是研究LED热学特性的基础。
LED灯的基本结构如图1所示，其芯片的核心结构是一个半导体的PN结，所谓LED的结温指的就是PN结的温度。
由于PN 结的尺寸很小，又被荧光材料和树脂胶包裹，无法直接测量其温度，因此常用间接法来测量结温。
本实验仪器采用一种较为新颖的脉冲法测量结温，该方法于2008年由美国NIST实验室提出[7]。
其核心思想是通过脉冲电流来限制结温TJ的上升，使之与器件表面可测量温度TB接近一致。
当给待测LED灯通入一个幅值为额定值的脉冲电流时，芯片在脉冲内正常发光并升温，但由于电流占空比很小，芯片温度会在一个较长的电流截止状态下降低到和表面温度一致。
从整体效果来看，只要脉冲占空比足够小，LED的芯片温度能维持和表面温度一致，如图2所示。
这样，只要借助温控仪就能在脉冲电流下定标出芯片两端的电压‒温度曲线。
由于在电流一定时，特定PN结的压降仅和结温有关，所以在有了LED的电压‒温度曲线后，只需测量正常工作时LED两端的电压就可以得到其实际的结温。
图1 功率型LED 基本结构示意图图2 （a ）LED 在不同占空比的脉冲电流下结温随时间的变化示意图；（b ）待测LED 灯珠在脉冲电流和稳流状态下点亮时，器件表面温度随时间的变化曲线。
LD/LED光源特性测试实验1. 实验目的通过测量LED发光二极管和LD半导体激光器的输出功率－电流（P-I）特性曲线和P-I特性随器件温度的变化，理解LED发光二极管和LD半导体激光器在工作原理及工作特性上的差异。
2. 实验原理2.1 LD工作原理从激光物理学中我们知道，半导体激光器的粒子数反转分布是指载流子的反转分布。
正常条件下，电子总是从低能态的价带填充起，填满价带后才能填充到高能态的导带；而空穴则相反。
如果我们用电注入等方法，使p-n结附近区域形成大量的非平衡载流子，即在小于复合寿命的时间内，电子在导带，空穴在价带分别达到平衡，如图1所示，那么在此注入区内，这些简并化分布的导带电子和价带空穴就处于相对反转分布，称之为载流子反转分布。
注入区称为载流子分布反转区或作用区。
结型半导体激光器通常用与p-n结平面相垂直的一对相互平行的自然解理面构成平面腔。
在结型半导体激光器的作用区内，开始时导带中的电子自发地跃迁到价带和空穴复合，产生相位、方向并不相同的光子。
大部分光子一旦产生便穿出p-n结区，但也有一部分光子在p-n结区平面内穿行，并行进相当长的距离，因而它们能激发产生出许多同样的光子。
这些光子在平行的镜面间不断地来回反射，每反射一次便得到进一步的放大。
这样重复和发展，就使得受激辐射趋于占压倒的优势，即在垂直于反射面的方向上形成激光输出。
图1半导体激光器的能带图2.2 LED 工作原理发光二极管是大多由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs （砷化镓）、GaP （磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成的，其核心是PN 结。
因此它具有一般P-N 结的I-N 特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。
此外，在一定条件下，它还具有发光特性。
在正向电压下，电子由N 区注入P 区，空穴由P 区注入N 区。
进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光，如图2所示。
由于复合是在少子扩散区内发光的，所以光仅在靠近PN 结面数μm 以内产生。
利用发光二极管探究感应电流的方向作者：任伟臧明轩来源：《新课程·教研版》2011年第04期人民教育出版社出版的普通高中课程标准实验教科书《物理》选修3-2的第五章第3节中，利用条形磁铁、线圈、电流表、导线探究感应电流的方向。
其中电流表的作用是显示电流的方向，当然实验之前必须弄清楚线圈导线的绕向及电流方向、指针摆动的方向与电流表红、黑接线柱的关系。
在选修3-1的第二章第3节中，课本通过如图1所示的晶体二极管的伏安特性曲线介绍了晶体二极管的单向导电性，在此启发下，笔者对利用发光二极管探究感应电流的方向进行了尝试。
一、实验目的利用发光二极管探究感应电流的方向。
二、实验器材BD-Ⅱ型“百拼电子世界”套材，线圈，钕铁硼强磁铁，铁芯，两根导线。
三、实验原理图2为实验的原理图，发光二极管具有单向导电性，当钕铁硼强磁铁插入或者拔出线圈时，线圈中会产生感应电流，如果绿色发光二极管闪亮，则感应电流的方向为a流向b，如果红色发光二极管闪亮，则感应电流的方向为b流向a，由此可以判断出当钕铁硼强磁铁的N极或者S极分别插入或者拔出线圈时产生的感应电流的方向，进而得出楞次定律。
四、实验操作步骤1.如图3所示，用“百拼电子世界”套材拼搭发光二极管的并联电路。
“百拼电子世界”套材将电子元件制作成多彩的ABS元件块，采用了独特的子母扣电路安全导接，并设置DIY自助学习功能，如图4所示，可以使教师或者学生很快入门，并在很短的时间内将电路拼搭完毕。
2.由于钕铁硼强磁铁比较短小，为了操作的简便，可以将钕铁硼强磁铁与铁芯组合使用，如图5所示。
用导线将线圈连接到电路中，与发光二极管构成闭合回路，如图6所示。
至此实验仪器组装完成。
3.教师或者学生利用仪器进行探究实验。
实验的情况有四种，分别是N极插入和拔出线圈，S极插入和拔出线圈，在實验操作过程中完成下表：4.由上表总结得出线圈中的磁通量的变化和感应电流的磁场的关系，进而得出楞次定律。
发光二极管物理实验报告Title: Experiment on Light Emitting Diodes (LEDs)Abstract:The aim of this experiment is to investigate the properties and characteristics of Light Emitting Diodes (LEDs). LEDs are a type of semiconductor device that emits light when an electric current is passed through it. In this experiment, we will study the relationship between the voltage and current in LED circuits, analyze the color spectrum produced by different LEDs, and explore the effect of temperature on LED performance. Theresults obtained from this experiment will help deepen our understanding of the physics behind LEDs and their potential applications.1. Introduction:1.1 Background1.2 ObjectiveThe objective of this experiment is to investigate the properties and characteristics of LEDs, including therelationship between voltage and current, the color spectrum produced, and the effect of temperature on LED performance.2. Materials and Methods:2.1 Materials- Light Emitting Diodes (LEDs) of different colors- Power supply- Resistors of various values- Thermometer2.2 Experimental Setup- Set up a circuit with a power supply, resistor, and LED in series.- Repeat the measurements for different resistor values.- Adjust the power supply voltage and record the current through the LED to analyze the voltage-current relationship.- Use a diffraction grating to analyze the color spectrum produced by the LED.- Measure the temperature of the LED while it is operating to investigate the effect of temperature on performance.3. Results and Analysis:3.1 Voltage-Current RelationshipRecord the voltage and current values for different resistor values and plot the data on a graph. Analyze the graph to determine the relationship between voltage and current in LED circuits.3.2 Color Spectrum Analysis3.3 Effect of Temperature on LED PerformanceMeasure the temperature of the LED while it is operating at different current levels. Record the current and temperature values and analyze the relationship between them. Discuss the effect of temperature on LED performance and potential implications.4. Discussion:5. Conclusion:In conclusion, this experiment successfully investigated the properties and characteristics of Light Emitting Diodes (LEDs). The analysis of the voltage-current relationship, color spectrum, and temperature effect provided valuable insights into the physics of LED operation. The findings contribute to a better understanding of LEDs and their potential applications invarious fields.6. References:Include a list of references used during the research and writing of the report. Follow a standard citation format.Note: This is a general outline for a LED physics experiment report. The actual content, data, and analysis may vary based on the specific experiment conducted. The word count provided inthe question (1500 words) can be met by adding detailed explanations, including raw data, calculations, and diagrams.。
红外物理特性及应用实验波长X 围在0.75~1000微米的电磁波称为红外波，对红外频谱的研究历来是根底研究的重要组成局部。
对原子与分子的红外光谱研究，帮助我们洞察它们的电子，振动，旋转的能级构造，并成为材料分析的重要工具。
对红外材料的性质，如吸收、发射、反射率、折射率、电光系数等参数的研究，为它们在各个领域的应用研究奠定了根底。
【实验目的】1、 了解红外通信的原理及根本特性。
2、 了解局部材料的红外特性。
3、 了解红外发射管的伏安特性，电光转换特性。
4、 了解红外发射管的角度特性。
5、 了解红外接收管的伏安特性。
【实验原理】 1、红外通信在现代通信技术中，为了防止信号互相干扰，提高通信质量与通信容量，通常用信号对载波进展调制，用载波传输信号，在接收端再将需要的信号解调复原出来。
不管用什么方式调制，调制后的载波要占用一定的频带宽度，如音频信号要占用几千赫兹的带宽，模拟电视信号要占用8兆赫兹的带宽。
载波的频率间隔假设小于信号带宽，那么不同信号间要互相干扰。
能够用作无线电通信的频率资源非常有限，国际国内都对通信频率进展统一规划和管理，仍难以满足日益增长的信息需求。
通信容量与所用载波频率成正比，与波长成反比，目前微波波长能做到厘米量级，在开发应用毫米波和亚毫米波时遇到了困难。
红外波长比微波短得多，用红外波作载波，其潜在的通信容量是微波通信无法比较的，红外通信就是用红外波作载波的通信方式。
红外传输的介质可以是光纤或空间，本实验采用空间传输。
2、红外材料光在光学介质中传播时，由于材料的吸收，散射，会使光波在传播过程中逐渐衰减，对于确定的介质，光的衰减dI 与材料的衰减系数α ，光强I ，传播距离dx 成正比：dI Idx α=- 〔1〕对上式积分，可得：Lo I I e α-= 〔2〕上式中L 为材料的厚度。
材料的衰减系数是由材料本身的构造及性质决定的，不同的波长衰减系数不同。
普通的光学材料由于在红外波段衰减较大，通常并不适用于红外波段。
