2022年中考物理二轮重点训练：光现象实验探究(有答案)

光现象实验探究

(含答案)

1.新思维科技社团的同学们学完光学中小孔成像知识后，提出一个问题，小孔在光屏

上所成像的形状与什么因素有关，同学们经过讨论后提出以下猜想：

猜想一：像的形状可能与物体形状有关；

猜想二：像的形状可能与小孔的形状有关。

同学们在辅导老师的帮助下制作了“E”、"F”和“R”形状的LED发光字来充当物体，做成

两个小孔形状不同的纸筒，纸筒另一端绷装半透明膜，做好装置后同学们进行实验探究.

同回回OO

不同的发光字小孔形状

(1)物理上将“F”、"E”和“R”形状的LED发光的字称为,射出的光在同种均

匀介质中沿——传播；为了便于观察，该实验最好在_—(选填较明亮”或较

黑暗”)的环境中进行。

(2)同学们将“F”发光字固定好后，先用小圆孔纸筒进行实验，同学们在半透明膜上观

察到倒立的“F”，如图所示，小孔成像中所成的像能呈现在半透明膜上，说明所成的像是

(选填实像或虚像)，同学们将实验结果记录在设计好的表格后，再换用小方孔纸

筒进行实验，并观察记录。

(3)同学们再换用“E”和“R”形状发光字，分别按照实验(2)进行实验，将观察到的

结果记录在表中。

实验次数发光字小孔形状像的形状半透明膜上是否呈现

1F圆形倒立,1呈现

2F方形倒立.1呈现

3E圆形倒立q呈现

4E方形倒立呈现

5R圆形倒立)i呈现

6R方形倒立1|呈现

(4)通过比较,同学们验证了猜想一，得出结论：在小孔形状相同时，小孔

所成的像与物体的形状有关。

（5）同学们通过比较1、2,3、4和5、6,得出结论：

（6）实验小组在该实验中采用的实验方法是.

2.（1）小雨同学平时注意观察，发现爸爸晚上开车时，打开汽车头灯时，空中会出现

一道直的光柱。于是，他得出光在空气中沿直线传播的结论，并进行了其他相关实验：

①能在空气中看到直线光柱，可能是空气中悬浮的尘埃将光到我们眼中所致；

②若想探究光在水中是否沿直线传播，可在水中添加几滴或撒些粉笔灰作辅助器

材，再用激光笔对着玻璃杯中的水射去，（选填能"或不能”）看到光在水中的直

线传播路径。

（2）小雨同学回忆有一次夏天下午坐爸爸的车时，发现前方地面在晃”动；咨询老师

才知道是因为空气受热不均匀造成光在不均匀空气中不是沿直线传播。为了验证这种分析是

否正确，回到家后，小雨利用一支激光笔、一个装有酒精的浅盘及火柴，进行了如下的探究。

激光笔

墙面

①如图所示，将激光笔固定在小桌上沿水平方向照射，用喷壶向激光笔的前方喷水，看

到激光笔发出的一束红光射向墙面，墙面上有一个红色光点保持不动；

②如果要让这束红光穿过不均匀的空气，接下来小雨的做法应该是：一

③如果小雨的分析是正确的，他观察到的现象应该是：；

④无论是固体、液体还是气体，光在中都是沿直线传播的。

3.为了探究光反射时，反射光沿什么方向射出”，同学们进行了如图所示的实验。所

用的实验器材有：激光笔，平面镜M,纸板ENF,直尺，量角器、铅笔。

（1）为确定和描述反射光线在空间中的位置，老师指导学生首先确定一条过入射点并

且垂直于平面镜的辅助线一一法线，法线与入射光线所在的平面与平面镜所在平面

（选填簟合"、垂直”或平行”）

人射反射

光线光线

（2）让一束光贴着纸板沿某一角度射向。点，经平面镜反射后，沿0B方向射出。如

图甲所示，同学发现反射光与入射光分别位于法线的两侧，并且到法线的夹角（命名为入

射角”和反射角”）大小相近，由此猜想：先反射时，反射角可能等于入射角”。为验证猜

想，同学用量角器量出反射角和入射角的大小，并改变入射角多次实验得到数据如下:

次数入射角i/C反射角r/C

12020

24545

36060

①分析表格中实验数据，可得出结论：;

②实验设计3次的目的是：；

(3)接着将右侧的纸板NOF沿ON向后折，如图乙所示，纸板上看不到反射光线，将

纸板折回NOE所在平面时，在纸板NOF上又重新看到反射光线这说明：在反射现象中，

(4)如图甲所示装置，同学用激光笔沿BO方向射向平面镜，观察反射光，这是为了

探究：光的反射现象中，;

(5)实验结束后，同学整理器材时发现选用纸板的表面粗糙，选择粗糙纸板实验的目

的是o

4.如图所示是探究光反射时的规律”的部分实验装置。

实验次数123

入射角30°45°60°

反射角30°45°60°

(1)如图甲所示，使纸板与水平桌面上的平面镜O

(2)在图甲中，使一束光贴着纸板A沿EO射向平面镜上。点，观察反射光线和对应

的入射光线。改变光束入射角度，多做几次，描绘每次光的径迹，量出入射角和反射角，记

录如表。比较反射角和入射角，可以得出结论，反射角入射角。

(3)在图甲中，如果让光逆着OF的方向射向平面镜，会看到反射光沿着0E方向射出。

这表明，在反射现象中，光路是的。

(4)在图乙中，将纸板B沿PQ剪开，把纸板B的上半部分向后折。实验时在纸板B

上观察到现象，表明反射光线、入射光线和法线都在同一平面内。

5.小花同学利用图甲装置探究平面镜成像的特点”。A是点燃的蜡烛，B是与A完全

相同但未点燃的蜡烛。

（1）为了观察到蜡烛清晰的像，该实验应在亮度（选填较亮'域较暗”）的环境

中进行；

（2）实验中选用两支相同的蜡烛是为了比较像与物的关系。为保证实验效果，应

选择较（选填厚”或簿”）的玻璃板代替平面镜做实验，目的是为了便于确定;

（3）实验时，他应该在玻璃板（选填前"或踣“）观察蜡烛的像；

（4）实验过程中将蜡烛靠近玻璃板一些，像的大小将_—（选填变大"、变小”或不

变”）；

（5）若将玻璃板向左倾斜，如图乙所示，观察到蜡烛A的像大致位置在图中的

（选填①"或②"）处；

（6）若想验证平面镜所成的像是虚像，请你写出将如何操作。

6.如图是小红同学探究平面镜成像的特点''实验装置。

平面镜

图乙

图丙

（1）如图甲，在竖立的玻璃板前放一支点燃的蜡烛A,可以看到玻璃板后面出现蜡烛

的像.小红拿另一支大小相同、.（选填矩燃"或不点燃”）的蜡烛B在玻璃板后面移

动，直到它跟蜡烛A的像完全重合。

（2）实验时，小红同学应在（选填"A”或"B”）侧观察蜡烛A经玻璃板所成的像。

移去后面的蜡烛B,在其所在位置上放一光屏，这时，观察者直接对屏观察，看不到蜡烛A

的像，由此可知平面镜所成的像是o

（3）在该实验中，所用玻璃板是特制的，为了保证实验效果，其中一面镀了膜，此时

只能看到一个像且像更加清晰是因为镀膜后增强了光的反射，实验时应选玻璃板的边

缘（选填镀膜面”或不镀膜面”）与白纸上的横线重合。

（4）若图乙中猫的头部位置保持不变，把镜子沿MN截成两半，其中的一半平行向后

移一段距离，则猫的头部通过左、右两半面镜子（）

A,都不能成像B.各成半个像，合起来成一个完整的像

C.都成完整的像，且两个像在同一位置D.都成完整的像，且两个像在不同位置

（5）若图丙中平面镜MN竖直放置，镜前有一个发光物体S,现将平面镜绕M点从

MN转到MN，位置，如图丙所示，物体S在平面镜中的像S，的轨迹为（填直线”或＞

线”），S离M点的距离_—。（填变小“变大“不变”先变小后变大”先变大后变小”）

7.在探究光的折射特点”实验中：

（1）如图甲，小明将一束激光射至P点，形成一个光斑，向水槽内慢慢注水，水槽底

部光斑的位置将——（选填不动”或恂左移动”或'向右移动”），这说明光从空气斜

射入水中时，传播方向（选填堤"或不会“）发生偏折。

（2）如图乙，小明继续探究光从空气射入水中时的折射特点”，他使用可折转的光屏，

是为了研究折射光线、入射光线和法线（选填是"或不是"）在同一平面内。

如图丙，他将光沿着A0方向射向水面上的0点，光在水中沿着0B方向射出，调整激光笔

使人射光逐步偏向法线，折射光也逐步偏向法线，说明光从空气斜射入水中时,入射角减小，

折射角随之（选填增大”或减小"或不变”）。当光沿着NO方向射入时，此时

折射角为度。

8.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。

甲

乙丙丁

⑴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'域不在"）同一平面内。

⑵小明将光屏F恢复原状，保持人射光不动，继续加水，会看到杯底的亮斑B向

（选填左"、第"或生”）移动。

（3处明继续用另一只激光笔让光沿着B0射向水面时，可看到折射光沿OA射出，这说

明o

（4滋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附，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一（填稔”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（）

9.探究光的反射规律的实验装置如图甲所示，平面镜的上方垂直放置一块附有量角器

的白色光屏，它由可以绕ON折转的E、F两块板组成。

（1）让一束光沿着E板从A点射到镜面的。点，由于光在E板发生_______反射（选

填镜面"或漫”），从光屏前不同方向都可以看到E板上光线AO的径迹。

（2）让一束光沿着E板从A点射到镜面的。点，将纸板沿ON向后折，此时在NOF

面上看不到反射光线，如图乙所示。此实验现象说明光反射时，一—；

（3）实验中，观察到入射角为45。时，反射角也为45。，由此就得出光反射时，反射

角等于入射角”的结论。你认为有何不妥之处?o

10.在探究光的反射规律”的实验中，小明设计了如图所示的实验，平面镜放在水平桌

面上，纸板可绕ON转动。

（1）实验中，要使入射光线和其反射光线的径迹同时在纸板上出现，纸板应

—放置在平面镜上；在纸板前从不同方向都可以看到入射光EO的径迹，这是因

为光在纸板上发生了——反射；若光线EO贴着纸板左侧绕入射点。沿逆时针方

向转动，反射光线将沿时针方向转动；

（2）移动激光笔，使入射角为45。，测得反射角也为45。；由此就得出光反射时，反

射角等于入射角”的结论，你认为有何不妥之处？;

（3）如图乙所示，将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度，发现纸板上均无反射光

束呈现；此现象说明了：;

（4）在图丙中，若将纸板（连同激光笔）绕CD向后倾斜，此时反射光束__（填

序号）。

A.仍在纸板上呈现B.被纸板挡住C.在纸板前方

11.在探究平面镜成像特点”的实验中，如图所示，在水平桌面上平铺一张中间画线

MN的白纸。将玻璃板沿着画线竖立在白纸上，在玻璃板前放棋子A,可以看到它在玻璃板

后的像，再拿另一支外形相同的棋子B放在玻璃板后，移动棋子B直到与棋子A的像充全

重合，在白纸上记下棋子A和棋子B的位置。

玻璃板

（1）你认为本实验应选择较（选填暗”或凫”）的环境中进行，实验效果会好

些。若只有黑白两色棋子（大小形状完全一样），选用（选填'白色"或黑色”）棋子

作为棋子A更好；

（2）棋子B与棋子A的像完全重合，说明像的大小与物的大小—，此时棋子B的

作用是替代（选填棋子A”或棋子A的像”）来确定像的位置；

（3）移去棋子B,在其原来棋于B位置上放置一块光屏，（选填黄过玻璃板”

或直接”）观察光屏，光屏上_—（选填能"或不能”）呈现模子的像，说明平面镜成

______像；

（4）在实验过程中，将玻璃板绕MN轴转向棋子A,发现镜中棋子A