2023年中考物理二轮分类复习：光学实验专题（答案）

2023年中考物理二轮分类复习：光学实验专题（含答案）
考点一：探究光的反射规律
1.在“探究光的反射规律”的实验中，如图所示，水平放置平面镜，白色纸板竖直立在平面镜上，纸板由E、F两部分组成，可以绕ON翻折。
（1）实验时，把纸板ENF垂直放在平面镜上，入射光线AO的法线是___________，光线AO的入射角大小是___________度；
（2）为了探究反射角与入射角大小的关系，应进行的操作是___________；
A．改变纸板与平面镜之间的夹角 B．沿ON向后转动纸板E
C．沿ON向后转动纸板F D．改变入射角的大小
（3）将一束光贴着纸板E沿AO射到镜面上O点，纸板F上会显示出反射光束OB，接着将纸板F绕ON向后翻折，则纸板F上___________（选填“能”或“不能”）显示出反射光束，由此说明反射光线、入射光线与法线在___________内（选填“同一平面”或“不同平面”）
（4）若让另一束光沿BO方向射向平面镜，反射光将沿OA方向射出。该实验现象说明___________。
A．反射角等于入射角 B．在光的反射现象中，光路可逆
2.小明用如图所示装置“探究光的反射规律”。
（1）表面粗糙的纸板应_______立在水平平面镜上，让一束光紧贴纸板A射向镜面上的O点，在纸板B上呈现出反射光束，以ON为轴，把纸板B向后翻折，纸板B上反射光束消失，由此可初步得出：反射光线、入射光线和法线______；
（2）把纸板B翻折至能呈现反射光束的位置后，让纸板A上的入射光束绕O点顺时针转动，此过程中反射角的大小变化情况是______；
（3）若将图中纸板整体以底边EF为轴向后旋转45°后，纸板B上______（选填“能”或“不能”）呈现出反射光束，纸板A上的入射光束______（选填“能”或“不能”）在平面镜中成像。
3．小明利用如图所示的实验装置，进行“探究光的反射定律”实验。
实验次数 入射角 反射角
1
2
3
4
（1）除了图中器材外，还应补充的测量仪器是______；
（2）实验时让一束光贴着纸板入射是为了______；纸板应______平面镜放置；
（3）为验证反射光线、入射光线与法线是否在同一平面上，应将纸板F______，在纸板F上______（选填“能”或“不能”）看到反射光线，此时反射光线、入射光线和法线______（选填“在”或“不在”）同一平面内；
（4）小明的实验记录如表所示。其中有一个数据错误，你认为原因可能是______；
（5）如图，若将一束光贴着纸板F沿FO方向射到O点，这束光将沿图中的______方向射出，这说明______。
4．在“探究光的反射规律”的实验中，小东将平面镜放置在水平桌面上，白色纸板竖立在平面镜上，白色纸板由A、B两部分组成，可绕竖直缝ON翻折。
（1）如图甲所示，使纸板竖立在平面镜上，将一束光贴着纸板A沿EO方向（与水平面成50°的角）射到镜面上O点，纸板B上会显示出反射光线OF，请在图甲中画出反射光线OF，并标出反射角的大小；______
（2）若将一束光逆着反射光线OF射入，发现这束光会沿着OE射出，由此可以说明，在反射现象中，______；
（3）如图乙所示，实验过程中若将纸板整体倾斜，让光仍贴着纸板A沿EO方向射向镜面，此时纸板B上______（填“会”或“不会”）显示反射光线；
（4）若将纸板B剪为两部分，如图丙所示，将纸板B的上半部分绕ON向后翻折，让光仍贴着纸板A沿EO方向射向镜面，则纸板B ______（填“上半部分”或“下半部分”）不会显示出反射光线，由此说明反射光线、入射光线与法线ON在______内，在纸板B的上半部分绕ON向后翻折的过程中，EO的反射光线的传播方向______（填“改变”或“不变”）。
5．如图所示，是小明同学探究光的反射规律的实验，他进行了下面的操作。
（1）如图甲，使一束光贴着纸板沿某一个角度射到O点，经平面镜反射，沿另一个方向射出。在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。改变光束的入射角度，多做几次，取下纸板，用量角器测量ON两侧的∠i和∠r，得到的结论是________；
（2）如图乙，纸板ENF是用两块纸板连接起来的，把纸板NOF向前折或向后折，这时在NOF上看不到反射光，说明反射光线、入射光线和法线的位置关系是：________；
（3）使入射光线逐渐靠近法线ON，可观察到反射光线________（选填“靠近”或“远离”）法线；
（4）小明同学还想用图丙和图丁模拟镜面反射与漫反射，照图丙那样，把几根细针垂直插入一张硬纸板中，表示法线，当入射光线平行射到各入射点时，反射光线将平行射出，随后将纸板随意弯折，如图丁所示，这时会看到“法线”不再平行，当入射光线平行射到各入射点上时，反射光线________（选填“平行”或“不平行”），根据你所学的知识判断，漫反射________（选填“遵循”或“不遵循”）光的反射定律。
6．小明和小聪在探究光的反射规律，实验装置如图所示，一束光线沿EO方向入射，a为入射角。
（1）为验证反射光线、入射光线和法线是否在同一平面，以法线ON为轴线，将白色硬纸板的____（选填“A”或“B”）面绕法线ON向后旋转，此时反射光线的位置_____（选填“发生”或“不发生”）变化；
（2）若将一束光贴着纸板沿FO方向射到O点，光将沿图中_________的方向射出，因为在反射现象中，光路是________（选填“可逆”或“不可逆”）；
（3）在研究反射角和入射角的关系时，收集数据如下表：小明分析表中数据，得出的结论是__________；小聪说，此结论不具有普遍性。请你针对实验中的不足加以改进：_______；
入射角 反射角
35° 35°
（4）小聪根据正确的实验数据，作出了关于“反射角—入射角”的图像（如下图所示），横轴和纵轴单位长度相同，符合科学规律的图像是_____。
A． B． C． D．
考点二：探究平面镜成像的特点
1.如图所示，在“探究平面镜成像规律”时，固定蜡烛甲，为确定其像的位置，下列操作正确的是（　　）
A. 移动丙靠近乙
B. 移动丙远离乙
C. 移动乙靠近丙
D. 移动乙远离丙
2.为了探究平面镜成像特点，小薇同学准备了白纸、薄玻璃板、刻度尺、光屏和A、B两只大小相同的蜡烛。
①实验时，薄玻璃板需___________放置在水平桌面上；
②如图所示，点燃蜡烛A，她应从蜡烛___________（选填“A”或“B”）所在一侧观察蜡烛A的像，同时用蜡烛B与蜡烛A的像重合并记录位置；
③使用刻度尺的目的是便于比较像与物到平面镜的___________关系。
3.如图所示，在表演“浇不灭的蜡烛”的魔术时，把玻璃板竖立在水平桌面上，玻璃板前竖放一根蜡烛，玻璃板后有一玻璃杯，点燃蜡烛，透过玻璃板看到“蜡烛在杯中燃烧”，向杯中逐渐加水，透过玻璃板，会看到“杯中燃烧的蜡烛没有被水浇灭”。
（1）该魔术主要利用了_______（选填“平面镜”或“凸透镜”）成像的原理。在较_______（选填“明”或“暗”）的环境中表演，现象更明显；
（2）杯中的“蜡烛”是实际蜡烛形成的_______（选填“正”或“倒”）立的_______（选填“虚”或“实”）像，与实际蜡烛大小_______（选填“相等”或“不相等”）。
4.李华同学在实验室探究平面镜成像的特点。如图所示，保持玻璃板与直尺垂直，取两支外型相同的蜡烛和分别竖直置于玻璃板两侧的直尺上，点燃玻璃板前的蜡烛，进行观察和调整。
（1）利用直尺是为了便于测量像与物到平面镜的___________；
（2）选择两支外型相同的蜡烛是为了便于比较像与物的___________关系；
（3）确定出蜡烛所成像的位置后，在像的位置上放一光屏，光屏上不能承接到蜡烛的像，说明平面镜成的像是___________（选填“实像”或“虚像”）；
（4）在物理实验中，为了减小误差或寻找普遍规律，经常需要多次测量。下列实验中多次测量的目的与本实验多次测量的目的相同的是___________（选填字母符号）。
A．“探究串、并联电路中电流的规律”时，换用不同规格的小灯泡，多次测量
B.“用刻度尺测长度”时，需要多次测量被测物体的长度
5.如图所示，探究平面镜成像的特点。
（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）竖直放置的玻璃板前面，点燃蜡烛A，玻璃板前观察到蜡烛A的像是由光的______形成的；
（3）玻璃板后移动______（选填“点燃”或“未点燃”）的蜡烛B，发现蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，表明像与物______；
（4）探究像与物到平面镜距离的特点时，应多次改变______，测量像与物到镜面的距离；
（5）撤去蜡烛B，放一光屏到B撤走时的位置，直接观察光屏，看不到蜡烛A的像，说明平面镜所成的像是______。
考点三：探究光的折射规律
1.研究光从空气进入玻璃和从玻璃进入空气时的传播规律．选用如图所示的圆盘形量角器作光屏，半圆形玻璃砖及激光器等器材．
实验步骤如下：
（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）如图甲所示，将一束激光从A射向圆心O，激光在O处发生折射，射向B；读出入射角和折射角的大小，入射角大小为_________度，折射角大小为_________度．
（3）减小入射角再次实验，如图乙所示，从实验现象中可以得出的结论是__________________．采用半圆形玻璃砖来进行实验的一个明显的好处是_______________．
（4）根据光路可逆原理，如果让光从半圆表面斜射入玻璃中，可能发生的情况是_____________，此时一组可能的入射角和折射角是_________度和_________度．
2.在研究光的折射时，小明知道光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角；光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角。小明想：光在其他透明介质的分界面上发生折射时有什么规律呢？即在什么条件下折射角小于入射角，在什么情况下折射角大于入射角。
为了研究这个问题，他在老师的指导下作了如下实验：让一激光笔射出的光束从水中斜射入玻璃，再从玻璃斜射入冰、空气中，（光路图如图甲所示）。然后老师又告诉他光在一些透明介质中的传播速度（如下表）
物质 水 玻璃 冰 空气 酒精
光速
（米/秒） 2.25×108 2.0×108 2.30×108 3.0×108 2.2×108
（1）观察光路图，可以发现光从水斜射入玻璃时，折射角______（填“大于”或“小于”）入射角。
（2）仔细观察图中的光路，对照表中的数据，可以得出结论：当光从传播速度小的介质斜射入传播速度大的介质时，折射角______入射角。（填“大于”或“小于”）
（3）根据光的折射定律，请在图乙中画出光由玻璃斜射入酒精时，折射光线的大致位置。
3.某同学在做探究光的折射特点实验，如图是光从空气射入水中时的光路。实验中发现，入射光线、折射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧，
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：光从空气斜射到水面时，将同时发生反射和折射现象：光从空气斜射到水面时，折射角______（选填“大于”“等于”或“小于”）入射角；当光从空气垂直射到水面时，折射角等于______度。
（2）将一支铅笔放入水中，看起来铅笔发生了弯折。这是因为______
A．光在空气和水酌分界面发生了镜面反射　　B．光在空气和水的分界面发生了漫反射
C．光从空气射入水中，传播方向不变　　 D．光从水射入空气中，传播方向改变
4.光从空气斜射入水和玻璃时都会发生折射现象，但是水和玻璃的折射情况会相同吗 为了探究这个问题，班级同学在金老师的带领下选择了光屏、透明玻璃砖、水槽、激光手电筒等器材进行实验．他在光屏上画出互相垂直的 NN′和 MM′两条线段并相交于 O 点，如图甲所示.
（1）第一组同学小华将玻璃砖的一个表面与 MM′齐平放置，让激光电筒发出的光线从 A 点到 O点入射，他看到了如图乙所示的光路（AO、OC 为同一直线），你认为此时的折射光线应该是____（填写代表光线的字母）
（2）第二组同学小王观察光从空气进入水中的情況，向塑料盒中逐渐加入掺有少量牛奶的水如图丙所示，达到一定高度后会观察到在右面原来亮点 B 上方出现一个亮点 C，还有一个在原来亮点的下方 D 处，上方的 C 点是由于光的_____ 现象产生的.
（3）保持入射光不动，继续加水，下面的亮点 D 将向_____移动（均选填“上”或“下”），向水槽中慢慢注水至水面与 MM′齐平，入射光线应该从 A 点向 O 点射入，这是为了控制相同
（4）小华和小王最终在光屏上记录下了如丁所示的光路图（OE 为水中的折射光线），通过分析光路，你认为玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较弱的是（填“水”或“玻璃”）
（5）若激光以相同的入射角分別从玻璃和水中斜射入空气中，则_____ 射出的折射光线更远离法线。
5.在探究光的折射规律时，从水面上方看水中的物体变浅了，为了确定水中物体所成像的位置，某学习小组进行了如下探究：
A．把一个灯泡a放在水中某处，观察灯泡a所成像的位置。
B．将另一个相同的灯泡b放在水面上方，调整其位置，使它与灯泡a的像重合。
C．用刻度尺测量灯泡b到水面的距离。
（1）灯泡a的像到水面的距离与灯泡b到水面的距离一定相等，依据是平面镜所成的像（ ）
A．是虚像 B．和物体大小相等
C．和物体到镜面的距离相等 D．和物体的连线与镜面垂直
（2）测量时，如果直接将刻度尺竖直插入水中，使看到的灯泡a的像在零刻度线处，则刻度尺在水面处的示数表示__________________的距离。
（3）某小组实验时，每次都从灯泡a的正上方观察，测得灯泡a到水面距离u和灯泡a的像到水面的距离v的对应关系如表所示：
根据表中数据，请在如图1所示坐标纸上描点作出v-u的关系图象，由图象可知，v和u的定量关系是________。
6.某实验小组在探究光的折射规律时，让一束光从空气斜射入玻璃水槽内的水中，看到如图所示的现象：
（1）为了探究光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，进行多次试验，测量入射角和每次试验的折射角，分析并得出结论
C 改变入射角，进行多次试验，测量每次试验的入射角和折射角，分析并得出结论
（2）通过实验还得到如下数据：
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°
分析表中数据，可得出结论：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______（大于/等于/小于）入射角。当光从空气垂直射到水面时，折射角等于零。
（3）该同学根据上述实验，总结出了光的折射特点。请你对该同学通过上述探究实验得出光的折射特点的过程作出评价。是否存在不足？答：______（是/否）；请简要说明理由：______。
7.小华偶然间整直向下看到放在玻璃砖下面的字发生了错位。
（1）他想光斜射时才发生偏折，才会出现“池底变浅”的现象,那么光在垂直入射时,光线不再偏折,还会有“池底变浅”的现象吗？上述过程在科学探究中做___________（选填“设计实验”“提出问题”或“分析论证”）。
（2）①联想到“平面镜成像”找像位置的方法，于是他按如图所示将玻璃砖紧贴物体摆放在水平桌面上的一张白纸上，标记出物体的位置。按照图乙的方式沿水平方向观察物体（观察盒上的条形码）。当看到物体经玻璃砖成的像时，前后移动小卡片，使小卡片与像在同一个平面上，将小卡片此时的位置标记在白纸上，这样就找到了放置一块玻璃砖时___________的位置。
②随后，他将玻璃砖离开物体向观察者移动一小段距离后进行观察，发现像的位置不变，说明玻璃砖与物体的距离___________影响成像位置（选填“会”或“不会”）。
（3）为了观察不同厚度玻璃的成像情况，他将第二块相同玻璃砖紧贴在第一块后面，如图丙所示，观察并记录像的位置；他再将第三块相同玻璃砖紧贴在前两块后面，如图丁所示，观察并记录像的位置。记录数
①分析图的数据可知，用一块玻璃砖观察时，像与物体的距离是___________cm；
②三次实验都说明了光在垂直入射时，像的位置会___________观察者（选填“靠近”或“远离”）。
（4）从图的实验数据还可以得出：玻璃的厚度越厚，像与物的距离越___________。
（5）从以上探究可知，从竖直方向看到的池底比它的实际位置___________（选填“浅”或“深”）。
考点四：探究凸透镜成像的规律
1.关于图中“凸透镜成像规律”的实验，下列说法正确的是（　　）
A. 图中蜡烛到凸透镜的距离为（为焦距）
B. 图中凸透镜成像规律与投影仪的成像原理相同
C. 图中光路图说明光在不同介质间传播的方向一定改变
D. 从不同方向能看清光屏上的像，是因为光在光屏上发生了漫反射
2.某小组利用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律，此时光屏上呈现了烛焰清晰的像，该像是倒立、___________的实像（选填“放大”或“缩小”），该成像特点是___________的成像原理（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）。
3.在“探究凸透镜成像规律”的实验中，小宇选用焦距为10cm的凸透镜，将蜡烛、凸透镜和光屏分别放置在光具座上：
①首先应使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度上，目的是__________；
②当蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示时，光屏上成清晰的像，则光屏上所成的像是__________（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的__________（选填“实”或“虚”）像；
③若将蜡烛和光屏互换位置，在光屏上__________（选填“能”或“不能”）成烛焰清晰的像。
4.在探究凸透镜成像规律的实验中：
（1）将蜡烛和焦距为10cm的凸透镜甲固定在如图所示的位置，点燃蜡烛后，位于90cm刻度线处的光屏上得到烛焰清晰______（填“放大”“缩小”或“等大”）的实像。（填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）______就是根据该原理工作的；
（2）保持上述实验中凸透镜位置不变，将蜡烛移动到15cm刻度线处，应该向______（填“左”或“右”）移动光屏，才能再次得到烛焰清晰的像；
（3）改用焦距为20cm的凸透镜乙继续进行实验。将凸透镜乙和光屏分别固定在70cm和85cm刻度线处，再将点燃的婚烛从15cm刻度线处缓慢地向右移动到50cm刻度线处，在光屏上得到烛焰清晰像的次数是______（填“0”“1”“2”或“3”）。
5.小明利用一个纸筒、凸透镜和半透明薄膜自制了如图甲所示的模型照相机。在使用时发现，被拍摄物体和照相机的距离有变化时，像会变得不清晰。老师告诉小明，当物距改变时，照相机可通过伸缩镜头或调节镜头焦距两种方式再次得到清晰的像。为了验证老师的说法，小明选取了蜡烛、多个不同焦距的凸透镜、光具座等器材进行实验探究：
（1）实验前应将烛焰中心、凸透镜光心、光屏中心调至___________；
（2）当蜡烛、光屏、凸透镜在如图乙所示位置时，光屏上成清晰的像。将蜡烛向左调节到某一位置时，凸透镜向___________（选填“左”或“右”）调节，光屏上再次成清晰倒立缩小的像。得出：当物距改变时，伸缩镜头可以再次获得清晰的像；
（3）小明将蜡烛、光屏、凸透镜调回如图乙所示位置。将蜡烛向左调节到某一位置时，换用焦距___________（选填“更大”或“更小”）的凸透镜，光屏上再次成清晰的像。得出：当物距改变时，调节镜头焦距可以再次获得清晰的像；
（4）蜡烛燃烧一段时间后，光屏上的像位置偏高，小明将光具座左侧抬高，___________（选填“可以”或“不可以”）使像回到光屏中央；
（5）请在图丙中画出烛焰S发出的平行于主光轴的光线经过凸透镜后的折射光线。（ ）
6.眼睛是人体重要的器官之一，小冰想弄清楚晶状体的厚度对眼睛成像远近的影响。根据凸透镜成像的规律，他用凸透镜和球形半透明的塑料盒自制了一个简易眼睛模型，模型上的凸透镜相当于人眼的晶状体，后面的塑料盒相当于视网膜，将蜡烛和模型放在光具座上。
（1）我们观察物体时，物体在视网膜上能成___________实像；
（2）如图甲所示，调节蜡烛到合适的高度后，移动蜡烛的位置，模型上成清晰的像，此时，像的位置在___________之间；
（3）如图乙所示，给模型换上一块焦距小的凸透镜，像变模糊了。移动蜡烛，直到成清晰的像，发现蜡烛的位置离凸透镜近了。这表明焦距小的凸透镜厚度大，对光的___________作用强。此时，若蜡烛远离凸透镜，像的位置会___________凸透镜，模型上的像就不清晰了；
（4）小冰分析，当晶状体变厚时，远处物体成像在视网膜前方，所以就只能看清___________的物体；
（5）为了保护视力，你应该___________。（写出一点）
7.物理创新实验小组的同学探究凸透镜成像的规律。
【实验器材】蜡烛、凸透镜、光屏、光具座等
【进行实验与收集证据】
（1）测焦距：如图所示，让凸透镜正对着太阳光，在它的另一侧找到最小最亮的光斑，说明凸透镜对光具有______作用，该凸透镜的焦距为______cm；
（2）组装实验装置：将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上，并对三者进行调节、如图所示，是他们分别调节完的实验装置，其中调节正确的是______装置（填写字母序号），理由是______，使像清晰地星现在光屏的中央；
A、 B、
C、 D、
（3）设计实验表格：请将表格中①和②的内容补充到横线上：①______②______；
物距u跟焦距f的关系 像的性质
① 大小 ②
【分析与论证】略
【拓展】在实验过程中，光屏上呈现了一个清晰的像，此时，某同学将焦距相同、直径更大的凸透镜替换原凸透镜，则光屏上呈现的像比原来的像______（选填“更大”、“更小”或“更亮”）。
2023年中考物理分类复习：光学实验专题参考答案
考点一：探究光的反射规律
1.在“探究光的反射规律”的实验中，如图所示，水平放置平面镜，白色纸板竖直立在平面镜上，纸板由E、F两部分组成，可以绕ON翻折。
（1）实验时，把纸板ENF垂直放在平面镜上，入射光线AO的法线是___________，光线AO的入射角大小是___________度；
（2）为了探究反射角与入射角大小的关系，应进行的操作是___________；
A．改变纸板与平面镜之间的夹角 B．沿ON向后转动纸板E
C．沿ON向后转动纸板F D．改变入射角的大小
（3）将一束光贴着纸板E沿AO射到镜面上O点，纸板F上会显示出反射光束OB，接着将纸板F绕ON向后翻折，则纸板F上___________（选填“能”或“不能”）显示出反射光束，由此说明反射光线、入射光线与法线在___________内（选填“同一平面”或“不同平面”）
（4）若让另一束光沿BO方向射向平面镜，反射光将沿OA方向射出。该实验现象说明___________。
A．反射角等于入射角 B．在光的反射现象中，光路可逆
【答案】 ①. ON ②. 40 ③. D ④. 不能 ⑤. 同一平面 ⑥. B
2.小明用如图所示装置“探究光的反射规律”。
（1）表面粗糙的纸板应_______立在水平平面镜上，让一束光紧贴纸板A射向镜面上的O点，在纸板B上呈现出反射光束，以ON为轴，把纸板B向后翻折，纸板B上反射光束消失，由此可初步得出：反射光线、入射光线和法线______；
（2）把纸板B翻折至能呈现反射光束的位置后，让纸板A上的入射光束绕O点顺时针转动，此过程中反射角的大小变化情况是______；
（3）若将图中纸板整体以底边EF为轴向后旋转45°后，纸板B上______（选填“能”或“不能”）呈现出反射光束，纸板A上的入射光束______（选填“能”或“不能”）在平面镜中成像。
【答案】 ①. 竖直 ②. 在同一平面内 ③. 变小 ④. 不能 ⑤. 能
3．小明利用如图所示的实验装置，进行“探究光的反射定律”实验。
实验次数 入射角 反射角
1
2
3
4
（1）除了图中器材外，还应补充的测量仪器是______；
（2）实验时让一束光贴着纸板入射是为了______；纸板应______平面镜放置；
（3）为验证反射光线、入射光线与法线是否在同一平面上，应将纸板F______，在纸板F上______（选填“能”或“不能”）看到反射光线，此时反射光线、入射光线和法线______（选填“在”或“不在”）同一平面内；
（4）小明的实验记录如表所示。其中有一个数据错误，你认为原因可能是______；
（5）如图，若将一束光贴着纸板F沿FO方向射到O点，这束光将沿图中的______方向射出，这说明______。
【答案】 量角器 显示光路 垂直 向前或向后折转 不能 在 测量的不是反射角，而是反射光线与镜面的夹角 在反射现象中，光路是可逆的
4．在“探究光的反射规律”的实验中，小东将平面镜放置在水平桌面上，白色纸板竖立在平面镜上，白色纸板由A、B两部分组成，可绕竖直缝ON翻折。
（1）如图甲所示，使纸板竖立在平面镜上，将一束光贴着纸板A沿EO方向（与水平面成50°的角）射到镜面上O点，纸板B上会显示出反射光线OF，请在图甲中画出反射光线OF，并标出反射角的大小；______
（2）若将一束光逆着反射光线OF射入，发现这束光会沿着OE射出，由此可以说明，在反射现象中，______；
（3）如图乙所示，实验过程中若将纸板整体倾斜，让光仍贴着纸板A沿EO方向射向镜面，此时纸板B上______（填“会”或“不会”）显示反射光线；
（4）若将纸板B剪为两部分，如图丙所示，将纸板B的上半部分绕ON向后翻折，让光仍贴着纸板A沿EO方向射向镜面，则纸板B ______（填“上半部分”或“下半部分”）不会显示出反射光线，由此说明反射光线、入射光线与法线ON在______内，在纸板B的上半部分绕ON向后翻折的过程中，EO的反射光线的传播方向______（填“改变”或“不变”）。
【答案】 光路是可逆的 不会 上半部分 同一平面 不变
5．如图所示，是小明同学探究光的反射规律的实验，他进行了下面的操作。
（1）如图甲，使一束光贴着纸板沿某一个角度射到O点，经平面镜反射，沿另一个方向射出。在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。改变光束的入射角度，多做几次，取下纸板，用量角器测量ON两侧的∠i和∠r，得到的结论是________；
（2）如图乙，纸板ENF是用两块纸板连接起来的，把纸板NOF向前折或向后折，这时在NOF上看不到反射光，说明反射光线、入射光线和法线的位置关系是：________；
（3）使入射光线逐渐靠近法线ON，可观察到反射光线________（选填“靠近”或“远离”）法线；
（4）小明同学还想用图丙和图丁模拟镜面反射与漫反射，照图丙那样，把几根细针垂直插入一张硬纸板中，表示法线，当入射光线平行射到各入射点时，反射光线将平行射出，随后将纸板随意弯折，如图丁所示，这时会看到“法线”不再平行，当入射光线平行射到各入射点上时，反射光线________（选填“平行”或“不平行”），根据你所学的知识判断，漫反射________（选填“遵循”或“不遵循”）光的反射定律。
【答案】 反射角等于入射角 反射光线、入射光线和法线在同一平面内 靠近 不平行 遵循
6．小明和小聪在探究光的反射规律，实验装置如图所示，一束光线沿EO方向入射，a为入射角。
（1）为验证反射光线、入射光线和法线是否在同一平面，以法线ON为轴线，将白色硬纸板的____（选填“A”或“B”）面绕法线ON向后旋转，此时反射光线的位置_____（选填“发生”或“不发生”）变化；
（2）若将一束光贴着纸板沿FO方向射到O点，光将沿图中_________的方向射出，因为在反射现象中，光路是________（选填“可逆”或“不可逆”）；
（3）在研究反射角和入射角的关系时，收集数据如下表：小明分析表中数据，得出的结论是__________；小聪说，此结论不具有普遍性。请你针对实验中的不足加以改进：_______；
入射角 反射角
35° 35°
（4）小聪根据正确的实验数据，作出了关于“反射角—入射角”的图像（如下图所示），横轴和纵轴单位长度相同，符合科学规律的图像是_____。
A． B． C． D．
【答案】 B 不发生 OE 可逆 反射角等于入射角 多次改变入射角的大小，测量并分析对应的反射角和入射角的大小 A
考点二：探究平面镜成像的特点
1.如图所示，在“探究平面镜成像规律”时，固定蜡烛甲，为确定其像的位置，下列操作正确的是（　　）
A. 移动丙靠近乙
B. 移动丙远离乙
C. 移动乙靠近丙
D. 移动乙远离丙
【答案】A
2.为了探究平面镜成像特点，小薇同学准备了白纸、薄玻璃板、刻度尺、光屏和A、B两只大小相同的蜡烛。
①实验时，薄玻璃板需___________放置在水平桌面上；
②如图所示，点燃蜡烛A，她应从蜡烛___________（选填“A”或“B”）所在一侧观察蜡烛A的像，同时用蜡烛B与蜡烛A的像重合并记录位置；
③使用刻度尺的目的是便于比较像与物到平面镜的___________关系。
【答案】 ①. 垂直 ②. A ③. 距离
3.如图所示，在表演“浇不灭的蜡烛”的魔术时，把玻璃板竖立在水平桌面上，玻璃板前竖放一根蜡烛，玻璃板后有一玻璃杯，点燃蜡烛，透过玻璃板看到“蜡烛在杯中燃烧”，向杯中逐渐加水，透过玻璃板，会看到“杯中燃烧的蜡烛没有被水浇灭”。
（1）该魔术主要利用了_______（选填“平面镜”或“凸透镜”）成像的原理。在较_______（选填“明”或“暗”）的环境中表演，现象更明显；
（2）杯中的“蜡烛”是实际蜡烛形成的_______（选填“正”或“倒”）立的_______（选填“虚”或“实”）像，与实际蜡烛大小_______（选填“相等”或“不相等”）。
【答案】 ①. 平面镜 ②. 暗 ③. 正 ④. 虚 ⑤. 相等
4.李华同学在实验室探究平面镜成像的特点。如图所示，保持玻璃板与直尺垂直，取两支外型相同的蜡烛和分别竖直置于玻璃板两侧的直尺上，点燃玻璃板前的蜡烛，进行观察和调整。
（1）利用直尺是为了便于测量像与物到平面镜的___________；
（2）选择两支外型相同的蜡烛是为了便于比较像与物的___________关系；
（3）确定出蜡烛所成像的位置后，在像的位置上放一光屏，光屏上不能承接到蜡烛的像，说明平面镜成的像是___________（选填“实像”或“虚像”）；
（4）在物理实验中，为了减小误差或寻找普遍规律，经常需要多次测量。下列实验中多次测量的目的与本实验多次测量的目的相同的是___________（选填字母符号）。
A．“探究串、并联电路中电流的规律”时，换用不同规格的小灯泡，多次测量
B.“用刻度尺测长度”时，需要多次测量被测物体的长度
【答案】 ①. 距离关系 ②. 大小 ③. 虚像 ④. A
5.如图所示，探究平面镜成像的特点。
（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）竖直放置的玻璃板前面，点燃蜡烛A，玻璃板前观察到蜡烛A的像是由光的______形成的；
（3）玻璃板后移动______（选填“点燃”或“未点燃”）的蜡烛B，发现蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，表明像与物______；
（4）探究像与物到平面镜距离的特点时，应多次改变______，测量像与物到镜面的距离；
（5）撤去蜡烛B，放一光屏到B撤走时的位置，直接观察光屏，看不到蜡烛A的像，说明平面镜所成的像是______。
【答案】 ①. 刻度尺 ②. 反射 ③. 未点燃 ④. 大小相等 ⑤. 蜡烛Ａ的位置 ⑥. 虚像
考点三：探究光的折射规律
1.研究光从空气进入玻璃和从玻璃进入空气时的传播规律．选用如图所示的圆盘形量角器作光屏，半圆形玻璃砖及激光器等器材．
实验步骤如下：
（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）如图甲所示，将一束激光从A射向圆心O，激光在O处发生折射，射向B；读出入射角和折射角的大小，入射角大小为_________度，折射角大小为_________度．
（3）减小入射角再次实验，如图乙所示，从实验现象中可以得出的结论是__________________．采用半圆形玻璃砖来进行实验的一个明显的好处是_______________．
（4）根据光路可逆原理，如果让光从半圆表面斜射入玻璃中，可能发生的情况是_____________，此时一组可能的入射角和折射角是_________度和_________度．
【答案】（2）45 30
（3）当光线垂直于界面入射时传播方向不变 便于测量角度的大小
（4）折射角大于入射角或完全被反射回来 30 45
2.在研究光的折射时，小明知道光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角；光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角。小明想：光在其他透明介质的分界面上发生折射时有什么规律呢？即在什么条件下折射角小于入射角，在什么情况下折射角大于入射角。
为了研究这个问题，他在老师的指导下作了如下实验：让一激光笔射出的光束从水中斜射入玻璃，再从玻璃斜射入冰、空气中，（光路图如图甲所示）。然后老师又告诉他光在一些透明介质中的传播速度（如下表）
物质 水 玻璃 冰 空气 酒精
光速
（米/秒） 2.25×108 2.0×108 2.30×108 3.0×108 2.2×108
（1）观察光路图，可以发现光从水斜射入玻璃时，折射角______（填“大于”或“小于”）入射角。
（2）仔细观察图中的光路，对照表中的数据，可以得出结论：当光从传播速度小的介质斜射入传播速度大的介质时，折射角______入射角。（填“大于”或“小于”）
（3）根据光的折射定律，请在图乙中画出光由玻璃斜射入酒精时，折射光线的大致位置。
【答案】（1）小于；（2）大于；（3）
3.某同学在做探究光的折射特点实验，如图是光从空气射入水中时的光路。实验中发现，入射光线、折射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧，
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：光从空气斜射到水面时，将同时发生反射和折射现象：光从空气斜射到水面时，折射角______（选填“大于”“等于”或“小于”）入射角；当光从空气垂直射到水面时，折射角等于______度。
（2）将一支铅笔放入水中，看起来铅笔发生了弯折。这是因为______
A．光在空气和水酌分界面发生了镜面反射　　B．光在空气和水的分界面发生了漫反射
C．光从空气射入水中，传播方向不变　　 D．光从水射入空气中，传播方向改变
【答案】（1）小于；零；（2）D
4.光从空气斜射入水和玻璃时都会发生折射现象，但是水和玻璃的折射情况会相同吗 为了探究这个问题，班级同学在金老师的带领下选择了光屏、透明玻璃砖、水槽、激光手电筒等器材进行实验．他在光屏上画出互相垂直的 NN′和 MM′两条线段并相交于 O 点，如图甲所示.
（1）第一组同学小华将玻璃砖的一个表面与 MM′齐平放置，让激光电筒发出的光线从 A 点到 O点入射，他看到了如图乙所示的光路（AO、OC 为同一直线），你认为此时的折射光线应该是____（填写代表光线的字母）
（2）第二组同学小王观察光从空气进入水中的情況，向塑料盒中逐渐加入掺有少量牛奶的水如图丙所示，达到一定高度后会观察到在右面原来亮点 B 上方出现一个亮点 C，还有一个在原来亮点的下方 D 处，上方的 C 点是由于光的_____ 现象产生的.
（3）保持入射光不动，继续加水，下面的亮点 D 将向_____移动（均选填“上”或“下”），向水槽中慢慢注水至水面与 MM′齐平，入射光线应该从 A 点向 O 点射入，这是为了控制相同
（4）小华和小王最终在光屏上记录下了如丁所示的光路图（OE 为水中的折射光线），通过分析光路，你认为玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较弱的是（填“水”或“玻璃”）
（5）若激光以相同的入射角分別从玻璃和水中斜射入空气中，则_____ 射出的折射光线更远离法线。
【答案】（1）OB；（2）反射；（3）下；入射角；（4）水；（5）玻璃
5.在探究光的折射规律时，从水面上方看水中的物体变浅了，为了确定水中物体所成像的位置，某学习小组进行了如下探究：
A．把一个灯泡a放在水中某处，观察灯泡a所成像的位置。
B．将另一个相同的灯泡b放在水面上方，调整其位置，使它与灯泡a的像重合。
C．用刻度尺测量灯泡b到水面的距离。
（1）灯泡a的像到水面的距离与灯泡b到水面的距离一定相等，依据是平面镜所成的像（ ）
A．是虚像 B．和物体大小相等
C．和物体到镜面的距离相等 D．和物体的连线与镜面垂直
（2）测量时，如果直接将刻度尺竖直插入水中，使看到的灯泡a的像在零刻度线处，则刻度尺在水面处的示数表示__________________的距离。
（3）某小组实验时，每次都从灯泡a的正上方观察，测得灯泡a到水面距离u和灯泡a的像到水面的距离v的对应关系如表所示：
根据表中数据，请在如图1所示坐标纸上描点作出v-u的关系图象，由图象可知，v和u的定量关系是________。
【答案】（1）C （2）灯泡a到水面 （3）如图2所示；v＝0.75u
6.某实验小组在探究光的折射规律时，让一束光从空气斜射入玻璃水槽内的水中，看到如图所示的现象：
（1）为了探究光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，进行多次试验，测量入射角和每次试验的折射角，分析并得出结论
C 改变入射角，进行多次试验，测量每次试验的入射角和折射角，分析并得出结论
（2）通过实验还得到如下数据：
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°
分析表中数据，可得出结论：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______（大于/等于/小于）入射角。当光从空气垂直射到水面时，折射角等于零。
（3）该同学根据上述实验，总结出了光的折射特点。请你对该同学通过上述探究实验得出光的折射特点的过程作出评价。是否存在不足？答：______（是/否）；请简要说明理由：______。
【答案】C 折射角随入射角的增大而增大 小于 是 没有换用其他透明介质做此实验
7.小华偶然间整直向下看到放在玻璃砖下面的字发生了错位。
（1）他想光斜射时才发生偏折，才会出现“池底变浅”的现象,那么光在垂直入射时,光线不再偏折,还会有“池底变浅”的现象吗？上述过程在科学探究中做___________（选填“设计实验”“提出问题”或“分析论证”）。
（2）①联想到“平面镜成像”找像位置的方法，于是他按如图所示将玻璃砖紧贴物体摆放在水平桌面上的一张白纸上，标记出物体的位置。按照图乙的方式沿水平方向观察物体（观察盒上的条形码）。当看到物体经玻璃砖成的像时，前后移动小卡片，使小卡片与像在同一个平面上，将小卡片此时的位置标记在白纸上，这样就找到了放置一块玻璃砖时___________的位置。
②随后，他将玻璃砖离开物体向观察者移动一小段距离后进行观察，发现像的位置不变，说明玻璃砖与物体的距离___________影响成像位置（选填“会”或“不会”）。
（3）为了观察不同厚度玻璃的成像情况，他将第二块相同玻璃砖紧贴在第一块后面，如图丙所示，观察并记录像的位置；他再将第三块相同玻璃砖紧贴在前两块后面，如图丁所示，观察并记录像的位置。记录数
①分析图的数据可知，用一块玻璃砖观察时，像与物体的距离是___________cm；
②三次实验都说明了光在垂直入射时，像的位置会___________观察者（选填“靠近”或“远离”）。
（4）从图的实验数据还可以得出：玻璃的厚度越厚，像与物的距离越___________。
（5）从以上探究可知，从竖直方向看到的池底比它的实际位置___________（选填“浅”或“深”）。
【答案】 ①. 提出问题 ②. 像 ③. 不会 ④. 2.13 ⑤. 远离 ⑥. 大 ⑦. 深
考点四：探究凸透镜成像的规律
1.关于图中“凸透镜成像规律”的实验，下列说法正确的是（　　）
A. 图中蜡烛到凸透镜的距离为（为焦距）
B. 图中凸透镜成像规律与投影仪的成像原理相同
C. 图中光路图说明光在不同介质间传播的方向一定改变
D. 从不同方向能看清光屏上的像，是因为光在光屏上发生了漫反射
【答案】D
2.某小组利用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律，此时光屏上呈现了烛焰清晰的像，该像是倒立、___________的实像（选填“放大”或“缩小”），该成像特点是___________的成像原理（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）。
【答案】 ①. 缩小 ②. 照相机
3.在“探究凸透镜成像规律”的实验中，小宇选用焦距为10cm的凸透镜，将蜡烛、凸透镜和光屏分别放置在光具座上：
①首先应使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度上，目的是__________；
②当蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示时，光屏上成清晰的像，则光屏上所成的像是__________（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的__________（选填“实”或“虚”）像；
③若将蜡烛和光屏互换位置，在光屏上__________（选填“能”或“不能”）成烛焰清晰的像。
【答案】 使像成在光屏的中央 缩小 实 能
4.在探究凸透镜成像规律的实验中：
（1）将蜡烛和焦距为10cm的凸透镜甲固定在如图所示的位置，点燃蜡烛后，位于90cm刻度线处的光屏上得到烛焰清晰______（填“放大”“缩小”或“等大”）的实像。（填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）______就是根据该原理工作的；
（2）保持上述实验中凸透镜位置不变，将蜡烛移动到15cm刻度线处，应该向______（填“左”或“右”）移动光屏，才能再次得到烛焰清晰的像；
（3）改用焦距为20cm的凸透镜乙继续进行实验。将凸透镜乙和光屏分别固定在70cm和85cm刻度线处，再将点燃的婚烛从15cm刻度线处缓慢地向右移动到50cm刻度线处，在光屏上得到烛焰清晰像的次数是______（填“0”“1”“2”或“3”）。
【答案】 ①. 放大 ②. 投影仪 ③. 左 ④. 0
5.小明利用一个纸筒、凸透镜和半透明薄膜自制了如图甲所示的模型照相机。在使用时发现，被拍摄物体和照相机的距离有变化时，像会变得不清晰。老师告诉小明，当物距改变时，照相机可通过伸缩镜头或调节镜头焦距两种方式再次得到清晰的像。为了验证老师的说法，小明选取了蜡烛、多个不同焦距的凸透镜、光具座等器材进行实验探究：
（1）实验前应将烛焰中心、凸透镜光心、光屏中心调至___________；
（2）当蜡烛、光屏、凸透镜在如图乙所示位置时，光屏上成清晰的像。将蜡烛向左调节到某一位置时，凸透镜向___________（选填“左”或“右”）调节，光屏上再次成清晰倒立缩小的像。得出：当物距改变时，伸缩镜头可以再次获得清晰的像；
（3）小明将蜡烛、光屏、凸透镜调回如图乙所示位置。将蜡烛向左调节到某一位置时，换用焦距___________（选填“更大”或“更小”）的凸透镜，光屏上再次成清晰的像。得出：当物距改变时，调节镜头焦距可以再次获得清晰的像；
（4）蜡烛燃烧一段时间后，光屏上的像位置偏高，小明将光具座左侧抬高，___________（选填“可以”或“不可以”）使像回到光屏中央；
（5）请在图丙中画出烛焰S发出的平行于主光轴的光线经过凸透镜后的折射光线。（ ）
【答案】 ①. 同一高度 ②. 右 ③. 更大 ④. 不可以 ⑤.
6.眼睛是人体重要的器官之一，小冰想弄清楚晶状体的厚度对眼睛成像远近的影响。根据凸透镜成像的规律，他用凸透镜和球形半透明的塑料盒自制了一个简易眼睛模型，模型上的凸透镜相当于人眼的晶状体，后面的塑料盒相当于视网膜，将蜡烛和模型放在光具座上。
（1）我们观察物体时，物体在视网膜上能成___________实像；
（2）如图甲所示，调节蜡烛到合适的高度后，移动蜡烛的位置，模型上成清晰的像，此时，像的位置在___________之间；
（3）如图乙所示，给模型换上一块焦距小的凸透镜，像变模糊了。移动蜡烛，直到成清晰的像，发现蜡烛的位置离凸透镜近了。这表明焦距小的凸透镜厚度大，对光的___________作用强。此时，若蜡烛远离凸透镜，像的位置会___________凸透镜，模型上的像就不清晰了；
（4）小冰分析，当晶状体变厚时，远处物体成像在视网膜前方，所以就只能看清___________的物体；
（5）为了保护视力，你应该___________。（写出一点）
【答案】 ①. 倒立缩小的 ②. 一倍与二倍焦距 ③. 会聚（或折射） ④. 靠近 ⑤. 近处 ⑥. 注意保持看书写字的距离
7.物理创新实验小组的同学探究凸透镜成像的规律。
【实验器材】蜡烛、凸透镜、光屏、光具座等
【进行实验与收集证据】
（1）测焦距：如图所示，让凸透镜正对着太阳光，在它的另一侧找到最小最亮的光斑，说明凸透镜对光具有______作用，该凸透镜的焦距为______cm；
（2）组装实验装置：将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上，并对三者进行调节、如图所示，是他们分别调节完的实验装置，其中调节正确的是______装置（填写字母序号），理由是______，使像清晰地星现在光屏的中央；
A、 B、
C、 D、
（3）设计实验表格：请将表格中①和②的内容补充到横线上：①______②______；
物距u跟焦距f的关系 像的性质
① 大小 ②
【分析与论证】略
【拓展】在实验过程中，光屏上呈现了一个清晰的像，此时，某同学将焦距相同、直径更大的凸透镜替换原凸透镜，则光屏上呈现的像比原来的像______（选填“更大”、“更小”或“更亮”）。
【答案】 ①. 会聚 ②. 5 ③. D ④. 烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度 ⑤. 虚或实 ⑥. 倒立或正立 ⑦. 更亮

2023年中考物理二轮分类复习：光学实验专题（答案）