中小学教育资源及组卷应用平台
光学重点实验 专题突破
实验一：探究光的反射规律(杭州2018.31)
1. (2019常德)在探究光的反射定律时，小波将一块平面镜放在水平桌面上，再把一块纸板(分E、F两个面)垂直放置在平面镜上，如图甲所示。
(1)图甲中，E、F在同一平面上，让光线沿纸板E上的AO射向镜面，则在纸板F上得到沿OB的反射光线，测得AO、OB与法线的夹角均为40°，于是小波得出结论：反射角等于入射角。你认为小波得出结论的过程____________(选填“合理”或“不合理”)，原因是___________________。
(2)在实验过程中，若将纸板倾斜(即纸板与平面镜不垂直)，如图乙所示，让光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面，此时反射光线与入射光线________(选填“在”或“不在”)同一平面内，纸板上________(选填“能”或“不能”)看到反射光线。
2. (2018绥化)如图所示为小斌同学“探究光的反射规律”的实验装置。把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面。
(1)如果纸板没有与平面镜垂直放置，当光贴着纸板E入射时，在纸板F上________(选填“能”或“不能”)看到反射光线；
(2)小斌想要探究反射光线与入射光线是否在同一平面内，接下来的操作是________________；
(3)他让一束光线沿着BO方向入射，发现反射光线沿着OA方向射出，说明光在反射时光路是________的；
(4)对于每一条确定的入射光线而言，________光线是唯一的。
实验二：探究平面镜成像规律(台州2考，绍兴2考)
3. (2019杭州西湖区一模)小金利用下述器材完成“探究平面镜成像的特点”实验：一个带支架的玻璃板，两支完全相同的蜡烛，一张白纸，一盒火柴，一把刻度尺。
(1)若观察到蜡烛A的像总是在蜡烛B的上方，可能的原因是________。
(2)当玻璃板后面的蜡烛B与蜡烛A的像完全重合时，将蜡烛B换为光屏并前后移动，若______________，可说明平面镜所成的是虚像。
(3)当蜡烛燃烧完后，小金换了一支比平面镜高的蜡烛，此时，平面镜能否成完整的像？请判断并 举例说明________________________________________________________________________。
4. (2019常州)同学们探究“平面镜成像特点”。
(1)小华在竖直的玻璃板前A位置放置点燃的蜡烛，看到玻璃板后出现蜡烛的像，如图甲所示。用一张不透明纸挡在玻璃板与像之间，她在图甲所示位置观察，________(选填“仍能”或“不能”)看到蜡烛的像。这说明像是由于光的________(选填“反射”或“折射”)形成的。
(2)撤去不透明纸，小华又拿另一支大小相同的蜡烛放到玻璃板后像的位置，发现它跟像完全重合。由此可知平面镜成________(选填“缩小”“等大”或“放大”)的像。记录物、像的位置A、A′。
(3)经过三次实验得到三组物、像位置点，如图乙所示，由此可知_____________________。
(4)小明自备器材做该实验，在玻璃板前放置一支点燃的蜡烛，看到玻璃板后出现蜡烛的两个像，这是因为________________________________________________________________________。
5. (2019通辽改编)某同学为了探究“平面镜成像时，像与物到平面镜的距离的关系”，使用的实验器材有：单面镀膜的玻璃板、支架、两个相同的跳棋、白纸和刻度尺。实验装置如图甲所示：
(1)在白纸上画一条直线，将玻璃板竖直立在白纸上，使玻璃板有膜那一面的下边线与直线重合。
(2)用镀膜玻璃板和跳棋做实验，实验环境有：①几乎无光的实验室；②有阳光的实验室，在________(选填“①”或“②”)中进行实验效果好。
(3)在同样的实验环境下，用镀膜玻璃板实验比用普通玻璃板实验成像更清楚，主要原因是________________。
(4)在白纸上沿跳棋A和B的边缘画圈，测出物距u和像距v的数据如表：
实验次数 1 2 3
物距u/cm 3.39 5.11 6.39
像距v/cm 5.22 6.51
①如图乙所示，第1次实验测量的物距是A的右端到直线的距离，则像距v1＝________cm。
②该同学发现三次实验的像距都比物距略大一些，原因是________________。
实验三：光的折射规律
（2019绍兴）同学们学习了“光的折射”后，知道了光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角。入射角增大，折射角也增大。那么当光从空气斜射入玻璃中时，折射角与入射角大小是否成正比呢?
实验序号 1 2 3 4
入射角 20° 40° 60° 80°
折射角 13° ⑴________ 35° 41°
【建立猜想】折射角与入射角大小可能成正比。
【实验探究】同学们测得了四组实验数据。第2次实验如图所示，请将实验数据填入表格中。
【实验结论】折射角与入射角大小⑵________（选填“成正比”或（“不成正比”）。
【评价与交流】根据实验数据，还可以得出的结论是⑶________
7.（2017.衢州一模）在探究“光从空气斜射入水和煤油时，哪种液体对光的偏折本领较大”的实验中，小科提出如下实验方案：如图甲所示先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中，记录光斑位置；接着做如图乙所示实验，分别倒入相同深度的水和煤油，记录对应的光斑位置，再通过分析就可得到实验结论。
（1）实验时，在水槽底部贴上一把自制纸质刻度尺，这样做的目的是为了________。
（2）某小组同学正确实验后，实验记录如图丙所示，经分析可知：光从空气斜射入水和煤油时，________对光的偏折本领较大。
8.（2019长兴7年级期末）小明在做探究光的折射规律的实验时，他让光从玻璃中斜射入空气中，光在分界面上同时发生反射和折射现象。当增大入射角到某一值时，发生了折射光消失而反射光却变得更亮的情况，通过查阅资料，小明得知这是光的全反射现象。小明还查到光从玻璃射向空气时的一些数据，如表所示：
入射角i 0° 30° 39° 39°30‘ 40° 50°
折射角r 0° 51° 79° 82° 90°
反射的能量 4.7% 6.8% 36% 47% 100% 100%
（1）当入射角i≥________时，发生光的全反射现象。图象中的图线________（选填“a”或“b”）反映了上述实验中的两角关系。
（2）如果光从空气射向玻璃，则反射的能量________（选填“可能”或“不可能”）达到100%。
9.（2018温州模拟）某小组同学研究“光从空气斜射入食盐水中，折射角与食盐水浓度的关系”，他们使光从空气斜射入不同浓度的食盐水，按表中的入射角 i ， 依次进行了三次实验，并将相应的折 射角 r 记录在表中。
实验序号 入射角α（度） 15%食盐水折射角 r（度） 20%食盐水折射角 r（度） 25%食盐水折射角 r（度）
1 23.0 17.5 15.0 -
2 36.0 26.7 23.0 18.9
3 51.0 36.9 31.3 24.8
（1）分析比较实验数据，可得出的结论是________；
（2）小组成员提出此实验结论，“仅是适用于食盐水，不适用于其它液体”，该如何继续进行实验________
（3）小组成员在配制食盐水时，先倒入 25%食盐水，再缓慢倒入 15%食盐水未搅拌混合， 请参考上述实验数据，完成以下光路图。（要求画出折射光线，标出入射角 a 和折射角r）
10.（2017嘉兴调研）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，如图甲，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，当入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，进行了如图乙所示的实验，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：________。
实验四：探究凸透镜成像规律(杭州3考，其中2017－2015连续考查；台州2考)
11. (2019南通)小华用同一个凸透镜进行如下探究：
(1)将凸透镜正对太阳，调节凸透镜下方白纸的位置，直至白纸上出现一最小最亮的光斑，实验示意图如图甲所示，则该透镜的焦距为________cm，将发光小灯泡、凸透镜和光屏如图乙放置，光屏上呈现一个圆形光斑，若将光屏向右移动，光斑大小将________。
(2)凸透镜和光屏的位置如图乙所示，移去小灯泡，将点燃的蜡烛放置于光具座的15cm刻度处，将光屏向________移动一段合适的距离，能在光屏上得到烛焰清晰倒立、________的实像；小华发现屏上的像时而清晰时而模糊，请分析造成这一现象的可能原因：__________________________。
12. (2019山西)在“探究凸透镜成像的规律”实验中：
(1)小明将LED灯、焦距为10 cm的凸透镜和光屏依次放在光具座上，通过调节使三者中心在________。接着，小明调节LED灯、凸透镜至如图所示的位置，移动光屏，会在光屏上得到倒立、________(选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。
(2)把焦距10 cm的凸透镜换成焦距更小的凸透镜，光屏上原来清晰的像变模糊了。若不改变凸透镜和光屏的位置，要使光屏上再次得到清晰的像，你采取的具体办法是___________________。
(3)小明选择LED灯替代平时常用的蜡烛做实验，优点是________________(写出一条即可)。
13. (2019杭州江干区一模)实验室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，光屏上出现比较清晰的像。回答下列问题：
(1)如何操作找到最清晰的像_____________________________________________；
(2)将烛焰看成物体，水透镜看做晶状体，光屏看做视网膜。当向水透镜中注水(即增加晶状体的厚度)，光屏(视网膜)上的像不清晰，则此时像的位置是在图中视网膜________(选填“左侧”“右侧”或“上面”)；
(3)为让眼球重新看清物体，应配戴近视眼镜，请用所学光学知识说明理由__________________。
14. 凸透镜的成像规律可以通过画光路图去理解。在光路图中凸透镜可用“”表示，O点为光心，F为焦点，物距用u表示，像距用v表示，请完成下列问题。
(1)请在图甲中画出物体CD经过凸透镜所成的像C′D′的光路图；
(2)科学中用像距和物距的比值来表示凸透镜的放大率，即m＝，请说明教室投影仪成像时放大率是大于还是小于1？并解释理由：_________________________________________。
(3)小金在接下来的实验中将CD从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜，物距u随时间t的变化图像如图乙所示，则像距v与t的大致变化关系为图丙中的________。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)
中小学教育资源及组卷应用平台
答案解析部分
1. (1)不合理 由一次实验结果得出结论具有偶然性(2)在 不能
【解析】(1)在利用实验数据得出结论时，为了使结论具有可行性，应该多做几次实验，从多组数据中得出的结论才具有普遍性，可以避免结论的偶然性，因此，根据一次实验数据得出结论的过程是不合理的；(2)在光的反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一平面上，若实验中将纸板倾斜，由于反射光线和入射光线与法线在同一平面上，故我们在纸板上将看不到反射光线。
2. (1)不能 (2)把纸板F沿ON向前(后)弯折，观察纸板F上是否显示反射光线 (3)可逆 (4)反射
3. (1)玻璃板未垂直于桌面，且玻璃板向蜡烛A倾斜
(2)无法直接在光屏上观察到像
(3)能，例如小金身高1.8 m，站在1 m高的镜子前，他妈妈通过镜子看到小金完整的像(其他事例也行，言之成理即可)
4. (1)仍能 反射 (2)等大 (3)物和像的连线与镜面垂直，物体和像到镜面的距离相等 (4)选用的是厚玻璃板，两个面都可以当作反射面
5. (2)② (3)镀膜增强对光的反射 (4)①3.50②玻璃板有一定厚度(答案合理即可)
6. 25°；不成正比；光从空气斜射入玻璃中时，折射角增大值小于入射角增大值（合理即可）
7.（1）便于记录光斑位置（2）煤油
8.（1）40°；a（2）不可能
9.（1）光从空气斜射入食盐，水中入射角相同时，食盐水浓度越大，折射角越小
（2）换用其他浓度不同的不同液体按相同步骤进行实验
（3）解：如图所示：
10.（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
11. (1)10.0 不变 (2)右 放大 烛焰晃动
【解析】(1)太阳光可以近似看为平行光源，将凸透镜正对着太阳光，太阳光经凸透镜后将会聚在焦点。所以把白纸置于另一侧，改变光屏与凸透镜间的距离，直到光屏上出现一个最小最亮的光斑，这个光斑便为焦点。测出光斑到凸透镜的距离，便是焦距f＝10.0 cm；由图乙可知，物距u＝10 cm，正好在焦点的位置，平行光则不成像，在光屏上出现一个圆形的光斑，若将光屏向右移动，光斑的大小不变；(2)将点燃的蜡烛置于光具座15 cm的位置，u＝15 cm，f2f＝20 cm，应将光屏向右移动，在光屏上成倒立、放大的实像；小华观察光屏上蜡烛的像时而清楚时而模糊，是因为烛焰晃动，导致物距发生变化造成的。
12. (1)同一高度 缩小 (2)把LED灯向凸透镜方向移动适当的距离(答案合理即可) (3)成像稳定(答案合理即可)
【解析】(1)实验前应将光源、透镜、光屏三者中心调节到同一高度处，从而使像呈现在光屏中央；由题图知，此时物距大于两倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，故移动光屏，会在光屏上得到倒立、缩小的实像；(2)当换成焦距更小的凸透镜，且不改变透镜和光屏的位置，此时像将成在光屏之前，所以应将LED灯向凸透镜方向移动适当距离；(3)用LED灯替代蜡烛可以使成像更稳定一些，不会由于蜡烛燃烧变短引起像位置的变化。
13. (1)当蜡烛和凸透镜的位置确定后，左右移动光屏，当光屏上出现最亮最清晰的像时即可 (2)左侧 (3)原本晶状体对光的偏折能力强，成像在视网膜之前，近视眼镜是凹透镜，对光有发散作用，使成像延后，这样就刚好在视网膜上成像了
【解析】(2)根据凸透镜成实像时规律：物远像近像变小，当晶状体厚度增加时，焦距减小，相当于物距增大，则此时像距减小，即像成在视网膜左侧。
14. (1)如答图所示
(2)大于1，因为投影仪成放大的实像，像距大于物距，所以v与u的比值大于1
(3)C
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)
