2021年中考物理三轮冲刺过关 专题05常考的光学四类重点实验解答策略（学生版）

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解决专题问题策略
重点实验1：探究光的反射定律实验

1.入射角(反射角)是指入射光线(反射光线)与法线的夹角。
2.如果想探究反射光线与入射光线是否在同一平面内，应如何操作？将纸板沿中轴ON向后折，观察在纸板B上是否有反射光线。
3.如果让光线逆着OF的方向射向镜面，会发现反射光线沿着OE方向射出，这表明：在反射现象中，光路是可逆的。4.理想模型法：用带箭头的直线表示光的传播路径和方向。
5.量角器的作用：测量反射角和入射角的大小。
6.从纸板不同方向都能看到光的传播路径原因是：光在纸板上发生了漫反射。
7.多次改变入射角大小并进行多次实验的目的：保证实验结论具有普遍性。
8.光的反射定律：在反射现象中，反射光线，入射光线，法线在同一平面内，反射光线，入射光线分居法线两侧；反射角等于入射角。
重点实验2：探究平面镜成像特点实验
1.实验器材：薄玻璃板、两个完全相同的蜡烛、火柴、刻度尺、一张白纸、 笔。
2.操作步骤：实验时，将白纸铺在水平桌面上，将玻璃板竖直放在白纸上，点燃蜡烛法现玻璃板的后面有蜡烛的像，为了确定像的位置具体做法是移动另一侧未点燃的蜡烛，直至与像完全重合，用笔在白纸上做出标记。
3.如何确定像的虚实？将未点燃的蜡烛拿走，拿一个光屏放在该处不透过平面镜看光屏上是否有像。
5.得出结论：平面镜成像特点：物与像成正立、等大、左右相反的虚像，物与像对应点的连线垂直平面镜，物与像到平面镜的距离相等。
6.如果在实验中发现两个像，是由于玻璃板太厚导致的。两个像之间的距离由玻璃板的厚度决定
7.玻璃板后面的蜡烛为什么不需要点燃？若点燃后方蜡烛，使像的背景变亮，使像变淡，不便于观察像。
8.为什么用两只完全相同的蜡烛？便于比较物与像之间的大小关系。
9.实验中用玻璃板代替平面镜是因为？用平面镜不便于确定像的位置。
10.玻璃板为什么需要竖直放置？蜡烛能够与像重合，准确确定像的位置。
11.实验方法：等效替代
12.多次测量的目的：使实验结论具有普遍性，避免偶然性。
13.无论怎样移动玻璃板后方的蜡烛，都无法与像完全重合，是因为？玻璃板没有与水平桌面竖直放置。
14.刻度尺的作用？测量物与像到玻璃板距离。
重点实验3：探究光的折射规律的实验
1.光的折射现象：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫做光的折射。当发生折射现象时，一定也发生了反射现象。当光线垂直射向两种物质的界面时，传播方向不变。
2.光的折射规律：在折射现象中，折射光线、入射光线和法线都在同一个平面内；光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折(折射角＜入射角)；光从水或其他介质中斜射入空气中时，折射光线向界面方向偏折(折射角＞入射角)。在折射现象中，光路是可逆的。在光的折射现象中，入射角增大，折射角也随之增大。在光的折射现象中，介质的密度越小，光速越大，与法线形成的角越大。
3.折射的现象实例：①从岸上向水中看，水好像很浅，沿着看见鱼的方向叉，却叉不到；从水中看岸上的东西，好像变高了。②筷子在水中好像“折”了。③海市蜃楼。④彩虹。
重点实验4：探究凸透镜成像规律
1.实验操作：实验时点燃蜡烛，使烛焰中心、凸透镜光心、光屏的中心(即焰心、光心、光屏中心)大致在同一高度，目的是：使烛焰的像成在光屏中央。 实验时发现蜡烛的像呈在光屏的上半部分，要想使像呈在光屏的中心，该如何操作：①向上移动光屏；②向上移动蜡烛；③向下移动凸透镜。
2.如果用手将凸透镜遮住一半，则光屏上依然是一个完整的像，但亮度较暗。
3.若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：①蜡烛在焦点以内(u4.燃烧的蜡烛不断变短，光屏上的像向上移动，为使像呈在光屏中央，应该将光屏向上移动或蜡烛向上移动或凸透镜向下移动。
5.实验结论：(凸透镜成像规律)F分虚实,2f大小,实倒虚正,具体见下表。
6.对规律的进一步认识：一倍焦距分虚实 二倍焦距分大小，物近像远像变大。像跟着物体跑(谁远谁大)。
中考典型例题解析
【例题1】(2020黑龙江龙东农垦森工)(1)在“探究光的反射规律”的实验中，小亮进行如图甲所示的实验，让一束光EO贴着纸板射到平面镜上，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 。在甲图中如果让光线逆着OF的方向射向镜面，会看到反射光线沿着OE方向射出，这表明 。
(2)如图丙所示是小亮同学“探究平面镜成像特点”的实验装置，平面镜成像的原理是 。在竖立的玻璃板前A处放一支点燃的蜡烛，可以看到玻璃板的后面出现蜡烛的像，拿一支大小和点燃蜡烛相同的蜡烛在玻璃板后面移动，当移动到A′处时，可以看到它跟像完全重合。由此可以得出的结论是 。经过三次实验后，在白纸上记录像与物的对应点如图丁所示，用刻度尺分别测出其到玻璃板的距离，并进行比较，进一步分析得出结论 。用玻璃板代替平面镜的原因是 ，便于研究平面镜的成像特点。
【例题2】(2021贵州贵阳三模)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，小华选择了光屏、透明玻璃砖、水槽、激光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)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)，你认为出现光线OC是因为________所致，鉴于本实验的目的，此时最应该记录的两条光线是________________。
(2)接下来他要观察光从空气中进入水中的情况，他将光屏竖直放入水槽中，(使线段MM'水平)并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，这是为了保证_______________，其实本实验小华还考虑了入射光线所在一侧的________相同。
(3)小华最终在光屏上记录下了如丙所示的光路图(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强的是________。
(4)若用激光以相同的入射角分别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。
【例题3】(2020长春)如图所示是“探究凸透镜成像的规律”的实验装置，凸透镜的焦距为10cm。
(1)请画出图中折射光线对应的入射光线______；
(2)实验中，调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在______；
(3)蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示，光屏上成清晰的像，生活中______是利用这一原理工作的；
(4)保持蜡烛和凸透镜的位置不变，换用焦距为5cm的凸透镜，要在光屏上成清晰的像，光屏应向______(选填“左”或“右”)移动；
(5)利用凸透镜可以矫正______(选填“近视眼”或“远视眼”)。
临门一脚预测练
1.(2021湖北孝感二模)“探究光的反射规律”的实验装置如图甲所示平面镜放在水平桌面上，标有刻度(图中未画出)的白色纸板ABCD，能绕垂直于CD的ON轴翻转，在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。
(1)实验前，应将纸板______放置于平面镜上移动激光笔，使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动，可观察到反射光束沿______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)在图甲中，若将纸板(连同激光笔)绕CD向后倾斜，此时反射光束______。
A．仍在纸板上呈现 B．被纸板挡住 C．在纸板前方
2.(2020甘肃天水)“探究光的反射规律”的实验装置如图甲所示，平面镜放在水平桌面上，标有刻度(图中未画出)的白色纸板ABCD能绕垂直于CD的ON轴翻转，在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。
(1)实验前，应将纸板 放置平面镜上；移动激光笔，使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动，可观察到反射光束沿 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)在图甲中，若将纸板(连同激光笔)绕CD向后倾斜，此时反射光束 (选填字母符号)。
A．仍在纸板上呈现 B．被纸板挡住 C．在纸板前方
(5)实验结束后，同组的小明和小刚都想从镜子中看到对方的眼睛，而不想让对方看到自己的眼睛，结果他俩谁都没有能做到，你认为没有能做到的原因是 。
3.(2020齐齐哈尔)小彤同学在“探究平面镜成像特点”实验时：
(1)用玻璃板代替平面镜实验时，会看到两个不重合的像，分别是玻璃板前后两个面反射形成的，为消除此影响可选用 (选填“厚”或“薄”)一些的玻璃板代替平面镜。将玻璃板垂直放置在水平桌面上，这样做是为了便于确定像的 。为了便于比较像与物的大小关系，所用的两只蜡烛A、B，应选择外形
(选填“相同”或“不相同”)的。
(2)将点燃的蜡烛A竖立在玻璃板的前面，将 (选填“点燃”或“不点燃”)的蜡烛B竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去蜡烛B跟蜡烛A的像完全重合。
(3)标记蜡烛A、B的位置，测得蜡烛B到镜面的距离 (选填“小于”、“等于”或“大于”)蜡烛A到镜面的距离。
(4)当蜡烛A远离玻璃板时，像会 (选填“靠近”或“远离”)玻璃板，像的大小 (选填“变小”、“不变”或“变大”)。
(5)将光屏竖立在像的位置(与玻璃板平行)，光屏上无法呈现蜡烛的像，说明平面镜所成的像是 (选填“虚”或“实”)像。
4.(2021云南二模)用如图所示装置探究光的反射定律，白色硬纸板EF垂直于平面镜放置，能沿ON折转，ON垂直于平面镜。
(1)让人射光贴着纸板EF沿AO射向平面镜上的O点，观察反射光的方向。多次改变入射光的方向，观察并描绘光的径迹，量出入射角i和反射角r，记录如上表。比较r和i。可以得出：光反射时，反射角______人射角；
(2)纸板EF右侧没有沿ON折转时，能观察到反射光，有折转时，观察不到反射光，说明光反射时，反射光线、人射光线和法线在______；
(3)将一束光贴着纸板EF沿BO射到O点，光沿图中的OA方向射出，说明光反射时，光路是______的；
(4)由于光在纸板上发了______(选填“镜面反射”或“漫反射”)，所以从不同方向都可以观察到光在纸板上传播的径迹。
5.(2021广东二模)如图甲所示，在“探究平面镜成像特点”的实验中，选取两支等大的蜡烛A和B。
(1)实验中选择薄玻璃板效果好。此实验不能用平面镜进行，是因为平面镜______，不能确定像的位置．
(2)选取两支等大蜡烛的目的是_________。
(3)小组一同学在实验过程中始终不能使像与物体重合，其原因是____________。
(4)如图乙是小组调节好平面镜放置后的实验记录，通过分析发现像与物到玻璃板的距离相等，像与物的连线与玻璃板垂直。该小组实验的不足之处是___________。
6.(2021湖北武汉二模)物理兴趣小组在探究“凸透镜成像的规律”实验时：
(1)用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距为cm。
(2)图乙是某次实验时观察到的现象，生活中的 (选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”)是利用这一原理制成的。保持凸透镜不动，把蜡烛向左移动一段距离，要 想在光屏上再次得到清晰的像，应该把光屏向(选填“左”或“右”)移动一段距离，像(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)实验时，光屏上得到了蜡烛清晰的像，一同学不小心在凸透镜上溅了一个小泥点，则 光屏上(选填“有”或“没有”)小泥点的像或影子。
(4)将近视眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了。使光屏远离 透镜，又能在光屏上看到蜡烛清晰的像，这说明近视眼镜对光线有___________作用。由此可知，在近视眼得到矫正之前，物体的像成在视网____________。
7.(2021苏州三模)小明同学在做“探究凸透镜成像现律”的实验，
(1)前面学过，物体离照相机的镜头比较远，成缩小的实像，物体离投影仪的镜头比较近，成放大的实像，物体离放大镜比较近，成放大、正立的虚像。据此小明据出的问题是，像的虚实、大小，正倒跟 有什么关系？
(2)如图甲，小明让平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距
f= cm。
(3)小明所用实验装置如图乙所示，若将凸透镇放在光具座刻度50cm位置处不变，把蜡烛放在刻度10cm处，利用此时凸透镜成像的特点制成的光学仪器是 (选填“照相机”、“放大镜”或”投影仪”)
(4)如图丙所示是小明通过实验得到的凸透镜成像时的像距v和物距u关系的图象，由图象可知成实像时物距逐渐减小，像距逐渐 。当u＞2f时，物体移动速度 (选“大于”、“小于“或“等于”)像移动的速度，当f＜u＜2f时，物体移动速度 (选填“大于”，“小于”或“等于”)像移动的速度。
8.(2021湖南长沙二模)下图是小芳同学探究“平面镜成像的特点”实验装置。
(1)在实验中用透明的玻璃板代替平面镜，主要是利用玻璃透明的特点，便于 。
(2)在竖立的玻璃板前放一支点燃的蜡烛M，可以看到玻璃板后面出现蜡烛的像。小明拿另一支大小相同的蜡烛N在玻璃板后面移动，直到它跟蜡烛M的像完全重合。由此可以得出的结论是。
(3)实验时，小芳同学应在(填“M”或“N”)侧观察蜡烛M经玻璃板所成的像。
(4)细心的小芳透过玻璃观察蜡烛M的像时，看到在像的后面还有一个较模糊、与像有部分重叠的像，出现两个像的原因是。
(5)经过三次实验，记录的像A'、B'、C'与物A、B、C对应的位置如图乙所示。为了得到更多的实验结论，接下来小明应该进行的操作是：。
纸板
M
N
A
B
C
A＇
B＇
C＇
平板玻璃
放置处
9.(2020辽宁盘锦)小明对如图甲所示的投影仪产生了兴趣，了解到投影仪主要由一个镜头(相当于一个凸透镜)和靠近镜头的液晶元件(相当于投影片)组成。于是利用蜡烛(S为烛焰中心)、焦距f=10cm的凸透镜和光屏等器材，探究屏幕上成放大像时物距应满足的条件。
(1)正确安装和调整器材后，保持透镜位置不动，将蜡烛从贴近透镜的位置向焦点移动，同时移动光屏，光屏上一直出现的是______(填“光斑”或“像”)。
(2)请在图乙中画出光线SP经过透镜后的折射光线______。
(3)继续将蜡烛从焦点位置向远离透镜的方向移动，同时移动光屏发现
①光屏上烛焰的像______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
②从30cm刻度线处开始，光屏上不再出现放大的像。
(4)通过实验得出，屏幕上成放大的像时，物距u应满足______(填“u2f”)。
物距
像的性质
像距
应用
倒、正
放、缩
虚、实
u>2f
倒立
缩小
实像
f照相机
f倒立
放大
实像
v>2f
幻灯机
u正立
放大
虚象
不考虑
放大镜
1
2
3
4
5
6
入射角i
15°
30°
45°
60°
70°
80°
反射角r
15°
30°
45°
60°
70°
80°