2021浙教版科学中考第一轮复习--物理模块（三）：光学实验探究【word，含答案】

一、光的反射
实验目的：探究光的反射规律。
实验结论
在反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
反射光线、入射光线分别位于法线两侧。
反射角等于入射角。
实验题眼突破
实验仪器的选取。
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)。
量角器的作用(便于测量反射角、入射角的大小)。
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)。
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)。
光路的确定(在纸板的光线上描两点，连接并标上方向)。
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)。
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。
“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)。
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)。
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)。
数据表格的设计与记
第1次 第2次 第3次
入射角


反射角


实验数据的分析及结论的总结。
平面镜成像
实验目的：探究平面镜成像特点。
实验结论
像的大小和物体大小相等。
像和物体到平面镜的距离相等。
像和物体的连线与镜面垂直。
平面镜成虚像。
实验题眼突破
本实验所用实验方法(观察比较法、等效代替法)。
实验器材选取。
刻度尺的作用(测量物和像到玻璃板的距离)。
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)。
选择方格纸比白纸好(可以更加准确地确定像和物的位置)。
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)。
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)。
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)。
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)。
选择较暗的实验环境的目的(使实验现象更明显)。
验证平面镜成虚像(用光屏承接不到)。
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)。
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)。
记录测量数据
测量次数 像距/cm 物距/cm 像的大小 像的性质
1



2



3



凸透镜成像
实验目的：探究凸透镜所成像与物距的关系。
实验器材：凸透镜、光屏、蜡烛、光具座(带刻度尺)。
凸透镜成像规律口诀：
一倍焦距分虚实，二倍焦距定大小。
虚像同侧正，实像异侧倒。
(下面几句话成立条件：焦点以外，成实像时)
物近像远像变大，物远像近像变小。
像的大小物距定，像儿跟着物体跑。
实验结论：
①当u>2f时，成倒立、缩小的实像。 ②当u＝2f时，成倒立、等大的实像。
③当f实验题眼突破：
实验器材的组装[在光具座上自左向右分别放置：蜡烛、凸透镜、光屏(白色硬纸板)]。
使烛焰的像能成在光屏的中央的方法(实验前先调节烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一水平高度)。
凸透镜对光线的作用(会聚作用)。
焦距的测量及判断(用平行光垂直照射到凸透镜上，在凸透镜的另一侧用光屏承接到最小最亮的亮点，测出亮点到凸透镜光心的距离即可)。
蜡烛用发光二极管代替的目的(让所成的像稳定并容易对比大小)。
根据像的要求调整物体、凸透镜或光屏的位置。
光屏上找不到像的原因(蜡烛在焦点以内)。
光屏上成清晰像时，对调物与光屏的位置，光屏上还能成像(光路可逆)。
用纸遮住凸透镜一部分，出现的现象(光屏的像只会暗些，像还是一个完整的像)。
凸透镜前加透镜时像的变化
①加凸透镜：物距变大、像距变小、像变小；
②加凹透镜：物距变小、像距变大、像变大。
蜡烛变短时透镜的调整(当蜡烛燃烧变短时，透镜应向下调节或将蜡烛向上调节，使烛焰和透镜在同一高度)。
表格数据分析及根据表格数据描绘物距与像距的关系图像。
例1．(杭州)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，光屏上出现了清晰的像。回答下列问题：
（1）光屏上像的性质为 。
（2）关于本实验中得到的像在生活中的应用，
举一个例子 。
（3）从图中读出物距为 cm，并推算出焦距为 （选填字母）。
A．f < 15cm B．15cm < f < 20cm C．f > 30cm
（4）如果保持蜡烛与凸透镜的位置不变，撤去光屏，是否仍然成像？ 。
例2．(杭州)小金在实验室利用光具座研究凸透镜成像的规律。
(1)当小金将三个元件移动到图示位置时，光屏上出现了清晰的像。光屏上像的性质为________________，并推算出焦距为___________厘米。
(2)保持蜡烛和凸透镜位置_??????????°?é?????_了个凸透镜继续实验，并使透镜光心、蜡烛焰心和光屏中心三者高度相同，但在透镜右侧无论怎样移动光屏都无法在屏上成像（光具座足够长），请你帮助小金分析产生此现象的原因 。
例3、（2018杭州）为探究光的反射规律，小金进行如图所示的实验。
（1）当入射角为 40°时，反射角为_____。
（2）小金将纸板 F 绕垂直于镜面 ON 向后转动，在纸板 F 上还能看到反射光吗？ 。请分析原因： 。
（3）若使入射光线与平面镜的夹角为 30 ° ， 那么反射光线与入射光线的夹角为：_____。
例4．(杭州)在利用光具座进行凸透镜成像的实验探究中：
（1）如图所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑，由图可知，凸透镜对光线具有 作用，该凸透镜的焦距是 cm。【来
(2)在凸透镜成像实验测量物距和像距的过程中， (选填“物距”或“像距”)的测量误差较大，原因是 。
1、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____________________________．
2、 小兰看到教学楼对面的玻璃幕墙把太阳光反射到教室里，她想光在反射时会遵循怎样的规律？于是她利用平面镜、可向后折的纸板、量角器和激光笔进行如图甲和乙的实验．
(1)由图甲可得出结论∠FON________∠EON(选填“<”“＝”或“>”)．
(2)如图乙将纸板NOF向后折，纸板上________(选填“能”或“不能”)看到反射光线，这说明反射光线、入射光线和法线在____________．
(3)在图甲中当光沿FO的方向射入O点时，光线会沿着OE的方向射出，说明反射现象中光路是________．
(4)小兰由(1)中一组实验数据直接得出实验结论，你认为她得出结论的过程________(选填“合理”或“不合理”)，原因是___________________________．
(5)同组的小明三次改变入射角的大小，实验所测得数据如下表所示，根据表中数据得出的结论和其他同学的结论并不一致．请你分析小明测量实验数据过程中出现的问题________________________.
实验次数 入射角 反射角
1 20° 70°
2 30° 60°
3 50° 40°
(6)实验时，从纸板前不同的方向都能看到光的径迹，这是因为光在纸板上发生了________反射．　　
3．小明用蜡烛、凸透镜（焦距为15厘米）和光屏做“探究凸透镜成像的规律”的实验。如图示：
（1）当他按照如下图示（甲）位置固定好蜡烛和光屏，然后左右移动凸透镜，你认为在光屏上可能得到的是 ①倒立放大的实像 ②倒立缩小的实像
③倒立放大的实像和倒立缩小的实像 ④不可能得到实像
甲 乙
（2）通过分析，他重新进行了实验，如图示（乙），此时在光屏上成了清晰的像，只是像成在光屏下方，他将凸透镜向 调整(选填“上”、“下”、“左”、“右”)，使像成在光屏的中央。
(3)在上叙实验基础上，他将一个黑色的纸袋罩住凸透镜的上半部分，则光屏上的像将 。
实验序号 物距u/cm 像距v/cm 像的性质
1 30 15 倒立、缩小的实像
2 25 16.7 倒立、缩小的实像
3 20 20 倒立、等大的实像
4 15 ？ 倒立、放大的实像
5 5
正立、放大的虚像
4．小明利用一未知焦距的凸透镜探究透镜的成像规律，进行了如下操作并得到了相关结论。请你将空缺部分补充完整。
（1）根据表中数据可知，该透镜的焦距为
cm。
（2）实验序号4的像距为 cm。
（3）当烛焰从远处向透镜靠近时，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向 透镜的方向移动。
5、小明在实验室利用光具座研究凸透镜成像的规律
（1）当小明在选择器材时，应选择图乙中所示的 （选填“A”或“B”）透镜。
（2）保持蜡烛和光屏位置不变，小明在操作透镜光心、蜡烛焰心和光屏中心三者高度相同这个步骤中，将透镜向下移动，光屏上的像如何移动？
（假设这个过程中像能成在光屏上） 。
（3）当移动光屏至图甲所示位置时，恰好能得到一个清晰的像，此时像的性质是 。
6、 如图为探究“凸透镜成像规律”的实验装置。
（1）当蜡烛到凸透镜的距离为20cm时，移动光屏，恰好能在光屏上成清晰的倒立、等大的实像，则该凸透镜的焦距为 cm；
（2）某同学在做该实验时，蜡烛的像成在了光屏上方，为了使蜡烛的像能成在光屏中央，以下操作中可达到实验目的是 .
A. 将凸透镜往上移 ??B.将光屏往下移 ??C.将蜡烛往上移 ??D.将蜡烛往下移。
1、为了探究平面镜成像特点，小柯将一块厚度为0.5m的玻璃板（P、Q两个平面都可以作为平面镜使用，如图甲）竖直架在水平台板上面，再取两根完全相同的蜡烛A和蜡烛B，分别竖直置于玻璃板两侧，点燃玻璃板前的蜡烛A，进行实验．
（1）在实验中，小柯透过玻璃板看到了蜡烛A的2个清晰的像，他用未点燃的蜡烛B找到了这两个像，分别位于图甲中的A′和A′′处，其中A′处的像是蜡烛A通过玻璃板的　　　　　　（填“P”或“Q”）平面成像得到的．
（2）小柯在A′处都放了一张白纸做光屏，结果白纸上 （选填“能”或“不能”）接收到蜡烛A的像．
（3）小柯按照图甲中的测量方法，改变蜡烛A的位置，认真测量并记录了一些数据：
物距U（cm） 5.0 6.0 7.0 8.0
像距V（cm） 4.5 5.5 6.5 7.5
然后得出像距小于物距的结论，你认为他的测量错误是： （填“物距U”或“像距V”）．
（4）小柯吸取了经验教训，重新选择了一块 （填“薄”或“厚”）的玻璃板进行了实验．
（5）此实验采用透明玻璃板代替平面镜，虽然成像不如平面镜清晰，但却能在观察到A蜡烛像的同时，也能观察到B蜡烛，巧妙地解决了 不易确定的问题，他主要采用的研究方法是 （选填“控制变量”、“等效替代”或“理想模型”）．
（6）小柯在实验过程中，让玻璃板沿OO′轴（如图乙玻璃板与桌面的接触部分）方向水平向右移动，结果他发现镜中的像相对于A _______移动（选填“向右”．“向左”或“不”）．
2、小燕多次乘车了解到夜间开汽车，若车内亮灯，车内物体会在前面的挡风玻璃上成清晰的像，干扰司机的实现，影响行车安全．为今后安全行车，小燕根据生活中透明平板玻璃所成像“明”、“暗”不同的多种情况做以下探究：
【提出问题】物体在透明平板玻璃中成像的“明”、“暗”程度与哪些因素有关？
【进行猜想】猜想1：透明平板玻璃成像的“明”、“暗”程度可能与物体离光源的距离有关；
猜想2：透明平板玻璃成像的“明”、“暗”程度可能与与光源的强度有关；
猜想3：透明平板玻璃成像的“明”、“暗”程度可能与物体的颜色有关．
【进行实验，收集数据】
灯的功率/W 物体和灯的距离/m 像的明暗程度
5 1 暗
25 1 较暗
40 1 亮
实验一：如图所示，在水平桌面上竖直固定一块透明平板玻璃，同一物体固定在离透明平板玻璃0.5m的A点，在桌面的C点先后用不同功率的灯照亮A点处的物体，观察同一物体不同关照下在透明平板玻璃中所成像的“明”“暗”程度．各次实验人的眼睛都在同一位置从右向左观察物体在透明玻璃板中的像，结果记入如表．
实验二：同一物体位置固定在A点不动，用同一盏5W的灯先后在桌面B、C、D三点照亮A处的同一物体，同一位置观察同一物体在透明平板玻璃（仍固定不变）中成像的“明”“暗”程度．结果记入如表．
灯的功率/W 物体和灯的距离/m 像的明暗程度
5 0.5 明
5 1.0 较明
5 1.5 暗
（1）小燕是用实验一来探究猜想　　（选填“1”、“2”或“3”）；
（2）分析实验二的实验数据及结果可得结论：物体与灯的　 　越小，物体所成的像越亮；
（3）你认为物体在透明平板玻璃中所成像的“明”、“暗”程度还与　 　 　　有关（至少写一个因素），你说的因素在小燕上述两个实验中 　 　控制改变量（选填“没有”或“已经”）；
（4）小燕猜想1和猜想2还可归为物体成像的“明”、“暗”程度与物体的　 　有关；
（5）请你就光现象根据光学知识对司机提出一条有利于安全行驶的建议：　
3、如图是“探究平面镜成像特点”的实验装置图．
（1）实验室提供了厚薄不同的两块玻璃板，你应选择　 （选填“厚”或“薄”）玻璃板进行实验．
（2）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的　 　（选填“前侧”或“后侧”）观察，直至蜡烛B蜡烛A的像完全重合，这种确定像与物大小关系的方法是　 　　 　（选填“控制变量法”或“等效替代法”）．
（3）实验时，将蜡烛A逐渐远离玻璃板时，它的像的大小　 　　 　（选填“变大”、“不变”或“变小”）．
（4）移去蜡烛B，在其原来位置上放置一块光屏，光屏上　 　　 　（选填“能”或“不能”）呈现蜡烛的像．
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）实验过程中，蜡烛在燃烧中不断缩短，导致光屏上的像向上移动。为使像重新回到光屏中央，应将凸透镜 ________（填“向上”或“向下”）移动。
5、小乐利用光具座研究凸透镜成像的规律。
（1）当小乐将三个元件移动到图示位置时，光屏中心出现了清晰的像。则光屏上像的性质为 。
（2）在（1）的基础上，保持凸透镜不动，将蜡烛移至20cm刻度处，若仍要在光屏上得到清晰的像，应进行的操作是 。
（3）若实验中用发绿光的F字形作光源，也恰好在图示位置，光屏上有清晰的F字形的像。此时，将光源换成大小和形状都相同、发红光的F字形，要在光屏上得到清晰的像，理论上应将光屏向 （选填“左”或“右”）移到合适位置，这是因为凸透镜对红光的偏折能力更 （选填“强”或“弱”）
6、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．（1） 倒立缩小的实像 （2）照相机 （3）40 B （4）能成像
例2．(1) 倒立、等大、实像 20
(2)因为换的凸透镜焦距大于或等于40厘米，所以物距小于或等于焦距，得不到实像
例3、 (1). 40° (2). 不能 (3). 因为入射光线、反射光线、法线在同一平面内.纸板 F转动后与E不在同.一平面内 (4). 120°
例4．(1)会聚　　11.0(2)像距　
测量物距时，物体与凸透镜的位置是固定的，因此误差较小；测量像距时，需调节光屏，寻找最清晰的实像，光屏所处位置会因实验者观察的不同而不同，因此误差较大。
1、 (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)选用的玻璃板较厚，两个面都可以当作反射面
2、 (1)＝　(2)不能　同一平面内　(3)可逆的
(4)不合理　 由一次实验结果得出结论具有偶然性　(5)可能是把反射光线和镜面的夹角当成反射角　(6)漫
3．（1）④ （2）上 （3）变暗
4．（1） 10 （2） 30 （3） 远离
5、（1）A；（2）向下移动；（3）倒立缩小的实像
6、 （1）10；（2）C. （1）等于；（2）虚像；（3）多次改变 A 蜡烛的位置重复实验，从不同角度观察，若每次 B 蜡烛与 A 蜡烛的像完全重合，则说明像的高度 h 与物体到平面镜的距离 u 无关；若 B 蜡烛与 A 蜡烛的像不能完全重合，则说明像的高度 h 与物体到平面镜的距离u 有关。
1、（1）P；（2）不能；（3）像距v；（4）薄；（5）像的位置；等效替代（6）不
2、（1）2；（2）距离；（3）物体；已经；（4）明暗；（5）夜间行车时，车内不能开灯
3、（1）薄；（2）前侧；等效替代法；（3）不变；（4）不能
4、（1）倒立缩小实像（2）15cm5、（1）倒立缩小实像。 （2）将光屏向右移至合适位置，待光屏上有较清晰像后再左右移动光屏，直到光屏上的像最清晰（合理即可）。 （3）右，弱。
6、(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)。