【备考2023】浙教版科学中考第二轮复习讲义第2讲：光学实验【word，含答案】

一、 光的反射
1.实验目的：探究光的反射规律。
2.实验结论
（1）在反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
（2）反射光线、入射光线分别位于法线两侧。
（3）反射角等于入射角。
3.实验题眼突破
（1）实验仪器的选取。
（2）纸板的作用(显示光的传播路径；若纸板不平整，光路图可能不完整)。
（3）量角器的作用(便于测量反射角、入射角的大小)。
（4）纸板与平面镜的放置要求及目的(纸板与平面镜应垂直，若不垂直则在纸板上看不到反射光线)。
（5）实验时从纸板前不同位置都能看到光的传播路径的原因(光在纸板上发生了漫反射)。
（6）光路的确定(在纸板的光线上描两点，连接并标上方向)。
（7）入射角与反射角的大小关系(反射角等于入射角，反射角随入射角的增大而增大)。
（8）不容易观察到光的路径的解决办法：
①充烟雾或喷水雾；
②在黑暗环境(如暗室、夜晚等)；
③水中掺牛奶；
④直接用激光笔。
（9）“三线共面”的判断方法(如图，将F板绕ON前后转动，观察纸板上是否有反射光线，若纸板上没有光线，说明三线共面)。
（10）证明光反射时，光路可逆(将激光笔逆着反射光线射入，观察光的传播路径是否重合)。
（11）多次改变入射角大小进行测量的目的(保证实验结论具有普遍性)。
（12）数据表格的设计与记
（13）实验数据的分析及结论的总结。
二、平面镜成像
1. 实验目的：探究平面镜成像特点。
2. 实验结论
（1）像的大小和物体大小相等。
（2）像和物体到平面镜的距离相等。
（3）像和物体的连线与镜面垂直。
（4）平面镜成虚像。
3. 实验题眼突破
（1）本实验所用实验方法(观察比较法、等效代替法)。
（2）实验器材选取。
（3）刻度尺的作用(测量物和像到玻璃板的距离)。
（4）白纸的作用(在白纸上标注镜面、物、像的位置，便于实验数据的处理)。
（5）选择方格纸比白纸好(可以更加准确地确定像和物的位置)。
（6）玻璃板要与水平桌面垂直放置(确保物和像重合。若玻璃板向点燃蜡烛的方向倾斜，则蜡烛的像总在未点燃蜡烛的上方偏高处；若玻璃板向未点燃蜡烛的方向倾斜，则蜡烛的像总在未点燃蜡烛的下方偏低处)。
（7）用透明玻璃板代替平面镜的原因(玻璃透明，易于确定像的位置和比较像与物的大小)。
（8）选择薄玻璃板的原因(避免厚玻璃板前后表面成像，产生重影)。
（9）选用两支完全相同的蜡烛的原因(便于对比物像的大小关系)。
（10）选择较暗的实验环境的目的(使实验现象更明显)。
（11）验证平面镜成虚像(用光屏承接不到)。
（12）多次改变蜡烛与玻璃板的间距进行测量的目的(使实验结论具有普遍性)。
（13）若测得的物体和像到玻璃板的距离不等，可能的原因(玻璃板与桌面不垂直、后支蜡烛与前支蜡烛在玻璃板中的像没有完全重合、玻璃板有厚度、测量长度时存在误差等)。
（14）记录测量数据
三、凸透镜成像
1. 凸透镜对光的作用
2. 实验环境的选取(为了方便观察，本实验应选择在较暗的环境条件进行)
3. 实验主要器材的放置顺序(在光具座上依次放置蜡烛、透镜、光屏)
4. 实验前调整蜡烛、凸透镜、光屏的中心在同一高度(这样做的目的是为了使像能成在光屏中央)
5. 焦距的测量
(1)用一束平行光通过凸透镜后在光屏上得到一个最小最亮的光斑时，焦距等于光屏与透镜光心的距离(注意光斑应在光屏中心，读数时需要估读)
(2)移动光屏到某一位置恰能在光屏上成清晰的倒立、等大的像，此时蜡烛到透镜光心距离的为凸透镜焦距
6. 焦距范围判断
7. 光屏上找不到像的原因：
(1)物距小于或等于一倍焦距
(2)像距太大，超过了光具座的量程
8. 物距小于一倍焦距时观察像的方法(取下光屏，从光屏一侧，通过透镜，观察蜡烛所成的像)
9. 蜡烛燃烧变短的相关分析：
(1)像的位置变化：像会逐渐向上移；
(2)调节方法：蜡烛上移或光屏上移或凸透镜下移；
10. 根据凸透镜成像规律判断仪器的移动方向和成像特点
【分析数据和现象，总结结论】
11. 根据物距与像距的关系判断成像特点
12. 实验数据正误判断(从凸透镜成像规律的角度分析)
【交流与反思】
13. 测量像距误差较大的原因(凸透镜所成像的位置不容易确定)
14. 用纸遮住凸透镜一部分时的实验现象(还能呈现完整的像，但像会变暗)
15. 折射现象中，光路可逆的相关分析：
(1)成清晰像时，蜡烛与凸透镜位置互换仍成清晰像，折射现象中光路可逆；
(2)成清晰像时，蜡烛与凸透镜位置互换后物距与像距、成像特点的判断；
16. 凸透镜前加镜片的相关分析：
(1)加远视镜(凸透镜)(光线提前会聚、像距变小、像变小；要仍想在光屏上得到清晰的像，光屏应向靠近透镜的方向移动)
(2)加近视镜(凹透镜)(光线延迟会聚、像距变大、像变大；要仍想在光屏上得到清晰的像，光屏应向远离透镜的方向移动)
17. 用发光二极管代替蜡烛的优点(成像稳定，容易对比物与像的大小关系)
实验结论
(1)当u＞2f时成倒立、缩小的实像(照相机)，此时f＜v＜2f；
(2)当u＝2f时成倒立、等大的实像(测焦距)，此时v＝2f；
(3)当f＜u＜2f时成倒立、放大的实像(投影仪)，此时v＞2f；
(4)当u＝f时不成像；
(5)当u＜f时成正立、放大的虚像(放大镜)。
例1、（2022杭州）下列所成的像为实像的是（ ）
A．人在平面镜中成的像 B．山在水中的倒影
C．邮票经放大镜成的正立放大的像 D．太阳经过小孔在地面上成的圆形光斑
例2、（2021杭州）一束光从空气中斜射向玻璃砖并穿过，其光路如图所示。关于四个角的大小关系正确的是( )
A.α1＞γ1 B.α2＞γ2 C.α1=α2 D.γ1＞γ2
例3、（2020杭州）照相机和放大镜都是凸透镜成像原理的具体应用。对应右图，下列关于照相机、放大镜使用和成像的说法正确的是（ ）
A. 照相机：被拍物体应在甲区域内，成倒立缩小实像
B. 照相机：被拍物体应在乙区域内，成倒立缩小实像
C. 放大镜：被观察物体应在乙区域内，成正立放太虚像
D. 放大镜：被观察物体应在丙区域内，成正立放大实像
例4、小李、小张和小诸在一起探究光的反射规律。实验时使用了激光笔、纸板、平面镜、量角器等器材。
（1）实验过程中，入射光线可见，发现反射光线只能看到其中部分光路，如图。你觉得造成该现象的原因是___________________________。请帮他们解决？_____________________________。
改进后，进行实验，记录数据如表所示。小李和小张对测得的数据进行了分析：
小李认为只有一组实验数据反射角和入射角是相等，而其它入射角都比反射角小，说明第一组数据测量有误：小张认为后两组数据不等是因为误差造成的，已经可以得出反射角等于入射角的结论了。但小诸却认为两人的说法都有问题，正确的做法是_________________________________。
例5、在探究“平面镜成像规律”的实验中，实验装置如图甲所示。A、B是两支相同的蜡烛，C是薄玻璃板。
（1）做这个实验时，教室里的光线应该________（选填“明亮”或“较暗”）更好。
（2）若实验中把薄玻璃板向右平移一段距离，A蜡烛的像________（选填“会”或“不会”）向右平移；若实验中B蜡烛在白纸上移动，始终不能与A蜡烛的像重合，则可能的原因是__________________________________________________________。
（3）如图乙，在平面镜前有一个点光源S，它发出的某一条光线经平面镜反射后恰好通过P点，根据平面镜成像规律在答题纸上画出此过程的光路图。
例6、在探究“凸透镜成像规律”的实验中，记录的部分实验数据见下表。
（1）实验过程中观察到第2次所成的像______（选填“大于”“等于”或“小于”）第1次所成的像。
（2）请补充表格中的数据。
（3）第4次实验中像的性质是______________________。
（4）当把蜡烛调到距离透镜8cm的位置时，小欣发现无论移动光屏，光屏上始终得不到像。为了观察到这时所成的像，眼睛和蜡烛应该在凸透镜的________（选填“同”或“异”）侧。
1.小金同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图象，如图所示，下列判断正确的是（ ）
A.该凸透镜的焦距是16cm
B. 当u=12cm时，在光屏上能得到一个缩小的像
C.当u=20cm时成缩小的像。照相机就是根据这一原理制成的
D. 物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中，物像间距逐渐变小
2.在桌面上树立一块玻璃板，把一跟点燃的蜡烛放在玻璃板前面，看到玻璃板面出现蜡烛的像，在像的位置上放一根大小相同没点燃的蜡烛，如图所示。
（1）实验操作需要解决两个问题：①如何确定_________的位置？②如何比较_________的大小来判断像的性质？
（2）实验中分析测量数据可得到的结论表明：像与物相对于镜面________________________；
（3）请你分别从实验方法和画光路图两种方面分析说明平面成的是虚像。
3.小徐在探究“平面镜成像特点”实验中，按如图所示摆放器材。
（1）点燃蜡烛A，在_______侧（选填“A”或“B”）才能观察到蜡烛A的像；
（2）玻璃板向蜡烛A移动4cm，则蜡烛B需向蜡烛A移动_______cm才能与蜡烛A的像完全重合；
（3）小徐不小心把手指放在蜡烛B的“烛焰”上，结果手指不痛，请你帮助分析产生此现象的原因___________________。
4.实验室利用光具座研究凸透镜成像规律。当三个元件移动到图示位置时，光屏上出现了清晰的像。回答下列问题：
（1）光屏上像的性质为_____________________。
（2）根据图中信息可推算焦距范围为_______________________。
（3）若蜡烛位置固定，要想确保能成实像，则凸透镜必须放置在_____厘米刻度线之外。
5.小叶在实验室利用光具座研究凸透镜成像的规律。
（1）图甲所示，一个点光源A通过凸透镜后在光屏B点处成了一个清晰像，F是该凸透镜的焦点。根据透镜的性质，在答卷上相应位置画出图中两条光线通过该凸透镜后的光线。

（2）当小叶将三个元件移动到图乙所示位置时，光屏中心出现了清晰的像。则光屏上像的性质为_______。
（3）在图乙所示时，保持蜡烛和光屏不动，将凸透镜移至________刻度处时，可以再次得到一个清晰像。
1.在探究“平面镜成像特点”的实验中，小明同学选取一块薄的平板玻璃、两只完全相同的蜡烛A和B、刻度尺、白纸、火柴等器材进行实验，如图1所示，
(1)小明将蜡烛A竖直放在水平桌面的白纸上，点燃蜡烛A，她观察发现：平板玻璃中蜡烛A的像偏高且倾斜。你认为在图2所示的甲、乙、丙三辐图中，__________幅图是产生以上现象的原因？
(2)实验器材调整正常后，若在实验中，小明增大了蜡烛A与玻璃板的距离，则A的像__________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
(3)若小明将薄的平板玻璃换成厚的平板玻璃，实验中将会出现__________。
2.小明喝水时，偶然发现透过水面看不见玻璃水杯外侧的手指，他感到很惊奇；玻璃和水都是透明物质， 为什么光却不能透过呢？小明决定找出原因，下面是小明的探究过程：
根据光经过的路径，首先想到了这种现象与光的折射有关，为此他根据光从水中射向空气的光路进行了推测，如下图，光从水中射向空气时，折射角大于入射角，当入射角逐渐增大时，折射角也逐渐增大，那么，当人射角增大到某一值时，会不会…
（1）小明的推测是________________。
（2）小明为了验证自己的推测，进行了如下图所示的实验，实验过程中逐渐增大激光笔射向水面的入射角的角度，当增大到某一角度时，小明观察到_________，证实了自己的推测。
（3）当光从空气射向水中时，也会出现“看不见”的现象吗？说出你的观点并解释：______________________________。
3.如图是“探究平面镜成像特点”的实验装置图，选取完全相同的两支蜡烛，如图将一块玻璃板竖直立在白纸上，把一支点燃的蜡烛放位置A，另一支未点燃的蜡烛与前面的蜡烛的像重合记下位置A’，移动点燃的蜡烛到B、C位置，重做上面的实验，分别在纸上记录物与像的位置B、B’；C、C’如图所示，则：
（1）选取完全相同的两支蜡烛进行实验的目的是______________________；
（2）分别测量A、B、C和A’、B’、C’到玻璃板前面的距离，和像的位置A’、B’、C’到玻
璃板后面的距离，记录如下表，比较数据发现像到镜面距离总是小于物体到镜面的距离，
造成数据偏差的原因是______________________；
（3）实验中他用白纸做屏幕放在所看到的蜡烛的像的位置，然后在玻璃板后侧直接观察白
纸，结果不能看到像，用光学原理解释成虚像的原因：______________________。
4.利用光具座研究凸透镜成像的规律。当三个元件移动到图示位置时，光屏中心出现了清晰的像。回答下列问题：
（1）该凸透镜的焦距为__________cm。
（2）若在图示情况下，王同学把蜡烛移到35cm刻度处，凸透镜位置不变，王同学将向__________（选填“左”或“右”）移动光屏才能再次看到清晰的像。
（3）若在图示情况下，王同学把蜡烛移到45cm刻度处，凸透镜位置不变，王同学怎么做才能看到清晰的像？______________________________。
5.在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当蜡烛、凸透镜、光屏位于图示位置时，烛焰在光屏上呈现清晰的像。现将蜡烛移动到20cm刻度处，请根据要求完成下列实验：
（1）凸透镜的位置保持不变，光屏在________（选填“50~60cm”“60~70cm”或“70~80cm”）刻度范围内移动，能再次获得清晰的像。此时，像的性质是________________的实像。
（2）蜡烛、凸透镜和光屏的位置均保持不变，要在光屏上再次获得清晰的像，简述实验原理和操作。_________________________________________________________________。
参考答案
例1、D
例2、A
例3、A
例4、（1）纸板不平整；换一块平整纸板（2）重复多组实验，找出普遍规律
例5、（1）较暗（2）不会；薄玻璃板与纸面没有垂直（3）如图所示
例6、（1）大于（2）10；13（3）倒立放大的实像；（4）异
1.C
2.（1）像；像和物（2）对称（3）像的位置上用光屏承接不到像或像的位置上用眼睛看不到像
3.（1）A （2）8 （3）因为是虚像
4.（1）倒立的缩小的实像（2）15cm＜f＜20cm（3）30
5.（1）如图 （2）倒立放大的实像。（3）55cm。
1.乙；不变；两个像
2.（1）折射光线消失 （2）光斑消失 （3）不会 光从空气射入水中时，折射角始终小于入射角
3.（1）便于比较物与像的大小关系；（2）玻璃板有一定的厚度，因为是以玻璃板的前面为反射面，距离相等指的是物与像到反射面的距离相等，而不是镜面；（3）反射所成的像点并没有实际光线会聚，而是反射光线反向延长线的交点，故光屏呈接不到，是虚像。
4.（1）10；（2）右；（3）从光屏一侧向凸透镜里看，调整眼睛位置，直到看到清晰的像
5.（1）“60~70cm”。倒立缩小。（2）根据近视矫正的原理，选一个焦距合适的凹透镜放在蜡烛和凸透镜之间（合理即可）。
【备考2023】浙教版科学中考第二轮复习--第2讲
光学实验