中考物理复习冲刺 29.光学基础 实验题

第29讲：光学基础实验题《2023中考物理各题型专项复习讲义》冲刺阶段查缺补漏第一部分：中考真题1、如图甲所示是小明探究“平面镜成像的特点”的实验装置，图中A、B是两段外形相同的蜡烛。（1）选用透明的玻璃板代替平面镜，主要是利用玻璃板透明的特点，便于。（2）小明将玻璃板竖直立在水平桌面上，在玻璃板前放置点燃的蜡烛A，将蜡烛B放在玻璃板后并移动，直到B与A的像完全重合，这说明。（3）为探究平面镜所成的像是实像还是虚像，将蜡烛B移去，在相同位置上放上光屏，光屏上（填“能”或“不能”）承接到蜡烛A的像，说明平面镜所成的像是（填“实”或“虚”）像。（4）小明把蜡烛A向靠近玻璃板方向移动一段距离，会发现蜡烛A的像的大小（填“变大”、“变小”或“不变”）。（5）实验结束后，小明想，若把玻璃板沿MN截成两部分，如图乙所示，并分别向两侧平移一小段距离，则蜡烛通过左右两部分玻璃板成像的情况：。A．都成完整的像，且两个像在同一位置B．各成半个像，合起来成一个完整的像2、在探究“凸透镜成像规律”的实验中，将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处不动，移动蜡烛和光屏至如图所示的位置时，在光屏上得到烛焰清晰的像。(1)该凸透镜的焦距为______cm。(2)将蜡烛移到10cm刻度线处，烛焰所成的像是______（填“放大”、“缩小”或“等大”）的，生活中的______（填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）利用了该原理工作。(3)在烛焰和凸透镜之间放一眼镜的镜片，发现光屏上的像由清晰变模糊了。将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离后，光屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜的镜片是______（填“凸透镜”或“凹透镜”），可用于矫正______（填“近视眼”或“远视眼”）。(4)蜡烛随着燃烧而变短，为了使像仍能成在光屏中央，这时需要______（填“向上”或“向下”）移动光屏。3、小明同学利用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验，将凸透镜固定在光具座50cm刻度线处不变。（1）实验前将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调节到同一高度，目的是___________。将蜡烛固定在40cm刻度线处时，移动光屏，在光屏上始终得到一个大小不变的光斑，则该凸透镜的焦距为________cm。（2）当他将三个元件移动到如图所示的位置时，光屏上恰好出现了烛焰清晰的像，利用该成像规律制成的光学仪器是_________（填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）。此时保持蜡烛和光屏不动，将凸透镜移动到________cm刻度线处时，仍能在光屏上成清晰的像。（3）在成像清晰的情况下，用一张不透明纸把透镜上半部分遮挡住，看到的像会如何变化？________（填“像部分消失”、“像完整亮度不变”或“像完整亮度变暗”）。（4）将原凸透镜更换为一个焦距较小凸透镜后，其他元件不动，为了使光屏上再次得到清晰的像，可以在蜡烛和凸透镜之间放置个________（填“凸”或“凹”）透镜，所放置的透镜可以用来矫正______（填“近视眼”或“远视眼”）。第二部分：考点解读知识点1：光的直线传播规律实验本实验在中考中常从以下几方面进行考查：1.光源：能够自行发光的物体叫光源。2.光沿直线传播的规律：光在均匀介质中是沿直线传播的。3.光速：光在真空中速度为3×10m/s；光在空气中传播速度约等于真空中的速度。4.用光的直线传播可解释影子的形成、小孔成像、日食等。知识点2：探究光的反射定律实验本实验在中考中常从以下几方面进行考查：1.入射角（反射角）是指入射光线（反射光线）与法线的夹角。2.如果想探究反射光线与入射光线是否在同一平面内，应如何操作？将纸板沿中轴ON向后折，观察在纸板B上是否有反射光线。3.如果让光线逆着OF的方向射向镜面，会发现反射光线沿着OE方向射出，这表明：在反射现象中，光路是可逆的。4.理想模型法：用带箭头的直线表示光的传播路径和方向。5.量角器的作用：测量反射角和入射角的大小。6.从纸板不同方向都能看到光的传播路径原因是：光在纸板上发生了漫反射。7.多次改变入射角大小并进行多次实验的目的：保证实验结论具有普遍性。8.光的反射定律：在反射现象中，反射光线，入射光线，法线在同一平面内，反射光线，入射光线分居法线两侧；反射角等于入射角。知识点3：探究平面镜成像特点实验在中考试题中常从以下几个方面考查：1.实验器材：薄玻璃板、两个完全相同的蜡烛、火柴、刻度尺、一张白纸、笔。2.操作步骤：实验时，将白纸铺在水平桌面上，将玻璃板竖直放在白纸上，点燃蜡烛法现玻璃板的后面有蜡烛的像，为了确定像的位置具体做法是移动另一侧未点燃的蜡烛，直至与像完全重合，用笔在白纸上做出标记。3.如何确定像的虚实？将未点燃的蜡烛拿走，拿一个光屏放在该处不透过平面镜看光屏上是否有像。5.得出结论：平面镜成像特点：物与像成正立、等大、左右相反的虚像，物与像对应点的连线垂直平面镜，物与像到平面镜的距离相等。6.如果在实验中发现两个像，是由于玻璃板太厚导致的。两个像之间的距离由玻璃板的厚度决定7.玻璃板后面的蜡烛为什么不需要点燃？若点燃后方蜡烛，使像的背景变亮，使像变淡，不便于观察像。8.为什么用两只完全相同的蜡烛？便于比较物与像之间的大小关系。9.实验中用玻璃板代替平面镜是因为？用平面镜不便于确定像的位置。10.玻璃板为什么需要竖直放置？蜡烛能够与像重合，准确确定像的位置。11.实验方法：等效替代12.多次测量的目的：使实验结论具有普遍性，避免偶然性。13.无论怎样移动玻璃板后方的蜡烛，都无法与像完全重合，是因为？玻璃板没有与水平桌面竖直放置。14.刻度尺的作用？测量物与像到玻璃板距离。知识点4：光的折射规律实验在中考试题中通常从以下几个方面考查：1.实验数据分析；2.折射角与入射角的大小和变化关系；3.折射过程中光路是可逆的；4.实验拓展：全反射现象。知识点5：探究凸透镜成像规律实验本实验在中考中常从以下几个方面考查：1.实验操作：实验时点燃蜡烛，使烛焰中心、凸透镜光心、光屏的中心（即焰心、光心、光屏中心）大致在同一高度，目的是：使烛焰的像成在光屏中央。实验时发现蜡烛的像呈在光屏的上半部分，要想使像呈在光屏的中心，该如何操作：①向上移动光屏；②向上移动蜡烛；③向下移动凸透镜。2.如果用手将凸透镜遮住一半，则光屏上依然是一个完整的像，但亮度较暗。3.若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：①蜡烛在焦点以内（u<f）②烛焰在焦点上(u=f)③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置。4.燃烧的蜡烛不断变短，光屏上的像向上移动，为使像呈在光屏中央，应该将光屏向上移动或蜡烛向上移动或凸透镜向下移动。5.实验结论：（凸透镜成像规律）F分虚实,2f大小,实倒虚正,具体见下表。物距像的性质像距应用倒、正放、缩虚、实u>2f倒立缩小实像f<v<2f照相机f<u<2f倒立放大实像v>2f幻灯机u<f正立放大虚象不考虑放大镜6.对规律的进一步认识：一倍焦距分虚实二倍焦距分大小，物近像远像变大。像跟着物体跑（谁远谁大）。第三部分：例题解析同学们为了“探究平面镜成像的特点”，准备了平面镜、玻璃板、两支相同的蜡烛A和B、光具座、光屏等实验器材。（1）如图所示，将一支点燃的蜡烛A放置在光具座的甲位置，选用______（选填“平面镜”或“玻璃板”）竖直放置在乙位置，未点燃的蜡烛B放置在乙位置右侧。移动蜡烛B到丙位置时，发现蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，说明像和物的大小______；（2）将蜡烛B换成光屏，不能在光屏上直接观察到蜡烛A的像，说明平面镜所成的是______像；（3）接着同学们想利用上述装置“探究凸透镜成像规律”，只将乙处器材换成一个凸透镜，光屏上恰好成一个等大的实像，则此凸透镜的焦距是______cm；（4）把蜡烛A移动到光具座上10cm刻度线处，适当向左移动光屏，可在光屏上出现倒立、______（选填“放大”或“缩小”）的实像；若继续向左移动蜡烛A，光屏位置不动，为了在光屏上仍得到清晰的像，可在蜡烛A和凸透镜之间放置一个______（选填“近视眼镜”或“远视眼镜”）。【详解】（1）[1][2]将一支点燃的蜡烛A放置在光具座的甲位置，用玻璃板而不用平面镜的原因是透明的玻璃板可以观察到玻璃板的另一侧，便于确定像的位置，从而研究平面镜的成像特点。选用玻璃板竖直放置在乙位置，未点燃的蜡烛B放置在乙位置右侧。移动蜡烛B到丙位置时，发现蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，这说明像与物是等大的，即像和物的大小相等。（2）[3]实像是由实际光线会聚而成，能用光屏承接。虚像不是由实际光线会聚而成，不能用光屏承接。将蜡烛B换成光屏，不能在光屏上直接观察到蜡烛A的像，说明平面镜所成的像是虚像。（3）[4]接着同学们想利用上述装置“探究凸透镜成像规律”，只将乙处器材换成一个凸透镜，由图可知，此时的物距为u=50.0cm-20.0cm=30.0cm光屏上恰好成一个等大的实像，由凸透镜成实像的规律可知，此时物距等于二倍焦距，因此凸透镜的焦距是（4）[5][6]把蜡烛A移动到光具座上10cm刻度线处，物体远离凸透镜，此时物距大于二倍焦距，适当向左移动光屏，由凸透镜成实像的规律可知，可在光屏上出现倒立、缩小的实像。若继续向左移动蜡烛A，根据凸透镜成实像的规律：物远像近像变小可知，此时应将光屏靠近透镜。但若光屏位置不动，此时像成在了光屏的前方，为了在光屏上仍得到清晰的像，应减小凸透镜的会聚能力，光线应该发散一些，故可在蜡烛A和凸透镜之间放置一个凹透镜，使光线发散后，再经凸透镜的会聚后在光屏上成像，因此选择近视眼镜。第四部分：自主练习1、如图是小雨同学“探究平面镜成像特点”的实验装置。（1）在实验中用透明的玻璃板代替平面镜，主要是利用玻璃板透明的特点，便于_______；（2）实验时发现蜡烛A的像始终在蜡烛B的上端，不能重合。这说明玻璃板向_______蜡烛（填“A”或“B”）的方向倾斜了；（3）调整好玻璃板后，使蜡烛B与A的像可以完全重合，这表明平面镜所成像与物的大小_______；（4）为探究平面镜所成的像是实像还是虚像，他将一块纸板贴在玻璃板背面，从蜡烛A侧观察，仍能看到蜡烛A的像，说明平面镜所成的像是由光的_______形成的；拿走蜡烛B，将纸板移动到蜡烛A像的位置时，眼睛要_______（填“透过”或“不透过”）玻璃进行观察，才能发现纸板上没有像，这说明平面镜成的是虚像；（5）移动蜡烛多次实验，用直线把蜡烛和它的像在纸上的位置连起来，会发现像和物体的连线与镜面_______。再用刻度尺分别测量它们到镜面的距离，又可以得出像和物体到镜面的距离_______。2、在探究“平面镜成像特点”的实验中，所用器材有：两个相同的蜡烛、玻璃板、支架、白纸、刻度尺、火柴等。（1）用两个相同的蜡烛做实验，主要是为了比较像与物的____________关系，这里用到的是科学研究中的___________（选填“控制变量法”“转换法”或“等效替代法”）；（2）在水平桌面上铺一张白纸，可以在白纸上标记平面镜、物和___________的位置；（3）把架在支架上的玻璃板放在白纸上，沿着玻璃板在纸上画一条直线代表平面镜的位置、若玻璃板没有与白纸垂直，则所画的直线能否代表平面镜的位置？___________；（4）如果要使像更清楚，可以在___________（选填“物”或“像”）一侧铺上黑纸。3、小明利用如图甲所示的装置“探究平面镜成像的特点”：在水平桌面上铺一张大纸，纸上竖立一块玻璃板作为平面镜。沿着玻璃板在纸上画一条直线，代表平面镜的位置，把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一支外形相同但没有点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合。（1）小明把光屏放在玻璃板后面，无论如何移动，都不能承接到蜡烛A的像，说明平面镜所成的像是______（选填“实”或“虚”）像；（2）小明将蜡烛A靠近玻璃板，像的大小将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；（3）如图乙所示，若将玻璃板向左倾斜，观察到蜡烛A的像的大致位置在图中的______（选填“①”或“②”）处。4、在探究平面镜成像特点的实验中，我们一般选用玻璃板代替平面镜，这样既能看见物体的像，也能透过玻璃板看见另一侧的物体，便于确定物体像的位置，但在实验中，由于玻璃板前后两个面都能成像，并且玻璃板的厚度对研究成像规律也有影响，聪明的小明利用网上定制的两块小镜子（该平面镜的前表面为反射面）也完成了实验。小明的实验步骤如下：（1）如图甲所示，将两块平面镜分开一定距离固定于不锈铜框架上，将铅笔A放在平面镜前，可以看见铅笔通过平面镜成上下两段不完整的___________（选填“虚像”或“实像”）。此像虽然不完整，但优点是比玻璃板成像要___________。（2）小明用与铅笔A完全一样的铅笔B找到了铅笔A像的位置。他具体的操作是___________。（3）为了消除平面镜厚度对测量物距和像距的影响，小明用图乙的方法测出了物距和像距。图丙为图乙的简化图，图丙中___________表示像距（选填“BD”或“BC”）。（4）根据实验结论，小明学以致用。如图丁所示，小明的眼睛在点A处，他通过平面镜看到自己脚尖B点，请完成光路图，()5、小华同学在探究“平面镜成像时，像距与物距是否相等”实验中，所用的实验装置如图所示。A、B是两支相同的蜡烛，刻度尺。（1）实验时，将白纸铺在桌面上，玻璃板应______放在白纸上；（2）把A蜡烛点燃并放在玻璃板的前面，点燃A蜡烛的好处是______；（3）用B蜡烛来找A蜡烛像的位置时，眼睛应该从______（选填“A蜡烛侧”或“B蜡烛侧”）向玻璃板观察；（4）下表是小华实验中记录的实验数据；次数物距u/cm像距v/cm18.258.25211.4011.40313.5113.51小华使用刻度尺的分度值是________；分析表中的实验数据，可得到的结论是：______；（5）小华改变物距做3次实验的目的是：______。6、小明在探究“平面镜成像特点”时，利用如图甲所示器材进行了以下操作：（1）把点燃的蜡烛A放在与水平桌面重直的玻璃板前，在玻璃板后面放一支______（填“点燃”或“没点燃”）的蜡烛B。移动B，发现A烛焰的像出现在B“身上”，如图甲所示，说明他在器材选择上存在的问题是______。（2）改进器材后，多次改变蜡烛______（填“A”或“B”）的位置，并移动另一支蜡烛，确定每次像的位置，将玻璃板及每次物和像的位置记录在玻璃板下面的白纸上，连接物和对应的像点，如图乙所示，由此可得出的结论是像与物到平面镜的距离______，且它们的连线与镜面______。（3）小明想确定家中穿衣镜成像的反射面，他将笔尖紧贴镜面A。如图丙所示，发现笔尖的像与笔尖之间有一段距离，说明______（填“A”或“B”）是反射面。7、在探究“凸透镜成像规律”的实验中：（1）如图甲所示，让平行光正对着凸透镜照射，左右移动光屏，直到光屏上出现一个最小最亮的光斑，测得凸透镜的焦距f=___________cm；（2）将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，调节它们的高度，使烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度，目的是___________。如图乙所示，烛焰能在光屏上形成清晰地像，此像是倒立、___________的实像；（3）在图乙的情况下，如果保持凸透镜的位置不变，将蜡烛和光屏的位置对调，那么在光屏上也能成清晰的像，此像是倒立、___________的实像；如果保持蜡烛和光屏的位置不变，将凸透镜移至___________cm处，在光屏上仍能成清晰的像；（4）由于蜡烛燃烧变短，发现光屏上的像偏上，为使像仍能成在光屏中央，应将凸透镜向___________（填“上”或“下”）调节；（5）在图乙的情况下，将凸透镜换成焦距更小的凸透镜，并保持蜡烛、凸透镜的位置都不变，则须使光屏向凸透镜___________（选填“靠近”或“远离”）才能在光屏上得到清晰的像。8、同学们选取不同焦距的凸透镜，探究“凸透镜成像的规律”。（1）如图是利用太阳光测凸透镜焦距的方法，其中操作最合理的是_____；（2）小光同学选取焦距为f1=10cm的凸透镜，当蜡烛放在图甲位置，调节光屏，可在光屏上得到一个倒立、清晰的像，生活中______（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用此成像原理工作的；当光屏上成清晰的像时，用白纸遮住凸透镜的上半部分______再次得到烛焰清晰的像（选填“能”或“不能”）；（3）在图甲实验的基础上，更换焦距为f2=5cm的凸透镜，为在光屏上得到清晰的像，光屏应向______（选填“左”或“右）侧移动；（4）小焦同学发现，在（3）的基础上，不移动光屏，将自己的眼镜放到凸透镜前，如图乙，光屏上也能呈现清晰的像，说明该眼镜对光有______（选填“会聚”或“发散”）作用；（5）小焦同学实验后想知道发光点S经凸透镜后的出射光线，并确定发光点S的像点S′请你帮助他完成光路图丙。______

9、小明同学利用蜡烛、凸透镜、光屏、光具座等器材进行“探究凸透镜成像特点”的实验。（1）调整好器材后，小明移动蜡烛、凸透镜、光屏位置直至在光屏上得到清晰倒立、等大的像，如图甲所示，该凸透镜的焦距为___________cm。（2）再次移动蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上位置至如图乙所示时，光屏上出现的像的特点是___________（选填序号）。该成像原理应用于___________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）。A．倒立、缩小的实像B．倒立、放大的实像C．倒立、等大的实像D．正立、放大的虚像（3）实验一段时间后，蜡烛燃烧后变短了，光屏上所成的像将向___________移动，若保持蜡烛、光屏的位置不动，将凸透镜向___________移动适当距离，像将成在光屏的中央。（均选填“上”或“下”）（4）如图丙，请画出光经过透镜的折射光线和再经平面镜的反射光线，并标出反射角的度数。()10、小明用如图甲所示的装置来探究凸透镜的成像规律。（1）如图甲所示，点燃蜡烛，调节烛焰、凸透镜和光屏，使三者的中心大致在______。当凸透镜位于光具座上A处时，恰好在光屏上成倒立______（选填“缩小”或“放大”）清晰的像。若一只飞虫停落在透镜的中央，则光屏上所成的像是______（选填“完整”或“不完整”）的。（2）若图甲中，蜡烛与光屏间的距离为L0，蜡烛与凸透镜所在位置A间的距离为L，如图乙所示，则该透镜焦距f______L（选填“>”、“<”或“=”）。（3）用透明橡皮膜制作一个水透镜，利用注射器向水透镜内注水或往外抽水可以改变水透镜的焦距，模拟人眼的晶状体，进行眼睛视物原理的探究。若保持水透镜、烛焰和光屏如图丙所示位置，向水透镜内注水，发现光屏上的像变模糊。向左移动光屏，再次出现清晰的像。若没有向左移动光屏，要在光屏上得到清晰的像，也可以在蜡烛和水透镜之间加一个焦距合适的______透镜。这是在探究______眼的成因。（4）若将物体AB斜放在凸透镜前，请在图丁中画出物体AB经过凸透镜成的像A'B'。（要求有作图痕迹）______11、在探究“凸透镜成像规律”的实验中，华华同学进行了如下实验：（1）按图甲所示操作，测得凸透镜的焦距为______cm；（2）调节蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图乙所示，发现光屏上得到一个倒立______（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的清晰实像，生活中常用的______就是利用这个原理制成的；（3）若固定蜡烛和光屏不动，凸透镜向______（选填“右”或“左”）移动到另一位置，还可在光屏上得到一个清晰的像；（4）若蜡烛和光屏的位置保持不变，将凸透镜移动到30cm处，光屏上的像模糊不清，这与______（选填“近视眼”或“远视眼”）相似。12