2020人教版中考物理专题试卷29-光学实验探究

专题29-光学实验探究一、小孔成像1、如图甲所示，小明同学找来一个空的易拉罐，用钉子在易拉罐底部的中央敲一个小孔，将易拉罐的顶部剪去后，蒙上一层塑料薄膜，这样就制成了一个针孔照相机，其实就是小孔成像的实验装置，将点燃的蜡烛置于小孔前的某一位置，观察并研究小孔成像的特点:（1）小明开始实验时，眼睛从右侧看过去，无论怎样调节易拉罐与蜡烛之间的距离，屏上都看不到烛焰的像，而只能看到一片光亮，最有可能的原因是____________;（2）换了易拉罐重新正确制作并操作后，小明看到了烛焰在塑料薄膜上所成的像，该像是烛焰的_______(选填“正立”或“倒立”)的______ (选填“实像”或“虚像”)，其成像的原理是____________;（3）实验中将蜡烛向上方移动，则它在薄膜上的像将向___________(选填“上方”或“下方”移动;将蜡烛靠近易拉罐，则它在薄膜上的像将________(选填“增大”或“减小”)（4）小明进一步进行实验研究，如图乙所示，实验1和实验2做对比是在研究小孔成像与______的关系.分析比较_______两个实验，可以得出小孔成像与物体的形状有关。

2、晴天正午，小明与同学从树荫下走过时，发现地面上有许多大小、形状不同的光斑，如图所示。

光斑形状与什么因素有关呢？光斑又是如何形成的呢？对此他们马上进行了探究。

他们猜想光斑形状：a．与树叶形状有关，光斑是树叶的影子；b．与树叶间空隙形状有关；c．与树叶间空隙大小有关。

（1）根据所学知识，可确定猜想a＿＿＿＿（选填“合理”或“不合理”）。

（2）为进行探究，他们制作了甲、乙、丙、丁四张带孔卡片，如图所示。

其中，甲、乙卡片中小孔的尺寸均为3mm ，甲、丙、丁卡片中大孔的尺寸均大于2cm ，且丙、丁卡片中大孔尺寸相同。

在进行探究时，他们在地上铺上一张白纸，把带孔的卡片置于上方，让太阳光透过卡片上的孔，观察纸面上出现的光斑形状。

若让你在甲、乙、丙、丁四张卡片中选择一张卡片来证实“光斑形状与树叶间空隙形状有关”，应选用＿＿卡片。

在探究“光斑形状与树叶间空隙大小是否有关”时，小明选用甲卡片进行实验探究，发现白纸上得到四个圆形光斑，由此得出“光斑形状与树叶间空隙大小无关”的结论，这结论＿＿＿＿（选填“可靠”或“不可靠”）。

若由你进行探究，你将如何设计带孔的卡片？请在虚线框内画出孔的形状。

（3）通过探究，他们得到了以下结论，其中错误．．的是＿＿＿＿。

A ．通过小孔形成的圆形光斑是像，通过大孔形成的光斑不是像B ．小孔形成的光斑与小孔的形状无关，大孔形成的光斑与大孔的形状有关C ．小孔和大孔所形成的光斑，其大小均与孔到地面的距离有关D ．不管光斑是不是像，它们都是由光的直线传播形成的二、光的反射定律1、如图所示为研究光的反射规律的实验装置，其中O 点为入射点，ON 为法线。

入射光为EO 时，反射光为OF 。

当反射光线、入射光线和法线在同一平面内时，三次实验得到的数据填在如下表格中。

甲 乙 丙 丁（1）根据实验数据表格的分析，你能得到的结论是：_____________________________。

（2）想探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内，应如何操作？______________。

（3）如果让光线逆着OF 的方向射向平面镜，会发现反射光线沿着OE 方向射出，这个现象表明了：_________________________。

2、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：_________。

3、为了探究光反射的规律，某同学将一个平面镜放在水平桌面上，再把纸板ENF 放置在平面镜上，如图甲所示。

（1）实验中使用纸板ENF 的作用是 ；（2）使一束光贴着纸板EON 沿某一角度入射到O 点，尽管纸板FON 与纸板EON 已经是同一个平面了，但纸板FON 上还是没有观察到反射光，原因可能是 。

2 500 5003 300 300 平面镜OEN F 纸板A 纸板B（3）小明同学正确的完成了实验操作，并在纸板上用铅笔记录每次光的径迹，如图乙所示。

取下纸板，接下来进行的操作是，将数据记录在表格中，并比较从而得出。

（4）纸板ENF是用两块纸板连接而成的，这样做的目的是。

三、平面镜成像特点1、一组同学在探究平面镜成像的特点时，将点燃的蜡烛A放在玻璃板的一侧，看到玻璃板后有蜡烛的像。

（1）此时用另一个完全相同的蜡烛B在玻璃板后的纸面上来回移动，发现无法让它与蜡烛A的像完全重合（图甲）。

你分析出现这种情况的原因可能是：。

（2）解决上面的问题后，蜡烛B与蜡烛A的像能够完全重合，说明。

（3）图乙是他们经过三次实验后，在白纸上记录的像与物对应点的位置。

他们下一步应该怎样利用和处理这张“白纸”上的信息得出实验结论。

（4）他们发现，旁边一组同学是将玻璃板和蜡烛放在方格纸上进行实验的。

你认为选择白纸和方格纸哪种做法更好？说出你的理由：。

2、小明同学为了探究平面镜成像特点，准备如下器材：各种长度的蜡烛若干、平面镜一块、玻璃板一块、白纸一张（如图1所示）。

（1）平面M所选的器材是（选填：平面镜、玻璃板）。

小明把蜡烛A点燃放在M 前面，再把其它各支蜡烛依次放在M后面适当位置，当某支蜡烛放在后面时，从前面看那支蜡烛好像也被点燃了一样。

此时，后面的那支蜡烛与蜡烛A的大小关系是：。

小明测量两侧蜡烛到平面M的距离；再让蜡烛A远离M，则后面的蜡烛要（选填：远离、靠近）M才能再次看上去像被点燃了一样。

（2）多次观察及测量距离之后，小明同学得到初步结论是：平面镜所成的像与物关于平面镜。

（3）如图2甲所示，一枚硬币放在竖直的平面镜前，硬币的像在a处；将平面镜平移至图2乙所示的位置时，硬币的成像情况是（选填字母代号）。

A．硬币成像在a处B．硬币成像在b处C．硬币成像在c处D．硬币无法通过平面镜成像3、在探究“平面镜成像特点”的实验中，小强同学利用如题图甲的器材进行了以下操作：（1）将一张半透明白纸放在水平桌面上，将玻璃板与纸面放置。

沿玻璃板在白纸上画一条直线，代表玻璃板的位置。

（2）在玻璃板前放置点燃的蜡烛A，将完全相同未点燃的蜡烛B放在玻璃板后并移动，人眼一直在玻璃板的前侧观察，观察到B与A的像完全重合，由此可得论：。

（3）移动点燃的蜡烛A，再做二次实验，在白纸上记录像与物对应点的位置如图乙所示。

将白纸沿放置玻璃板的直线折叠，发现点A1和B1，A2和B2，A3和B3基本重合，由此可以得出的结论（填字母）A．平面镜成虚像B．像和物体到平面镜的距离相同C．平面镜所成像的大小与物体的大小相等（4）实验中，为了探究“平面镜成的像是实像还是虚像”，有一做法是移去后面的蜡烛B，并在B原来位置上放一个光屏，透过玻璃板观察光屏上是否有蜡烛A的像。

另外小强同学的做法是（选填“正确”或“错误”）的，用物理书挡在玻璃板的后面，小强（选填“能”或“不能”）看到蜡烛A的像。

（5）因为蜡烛燃烧会变短，小强改用两块相同的圆柱体铜块代替蜡烛。

利用圆柱体做实验，除了亮度比蜡烛暗之外，还有缺点是。

4、利用图甲装置探究“平面镜成像的特点”：在水平桌面上铺一张白纸，再将玻璃板竖立在白纸上，把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，再拿一支外形完全相同但不点燃的蜡烛B 竖立在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合。

（1）把光屏放在玻璃板后，无论如何移动，都不能承接到蜡烛A的像，说明平面镜所成的像是像。

（2）图乙是小强某次测量蜡烛A到平面镜的距离L为cm；将蜡烛靠近玻璃板，像的大小将。

（选填“变大”、“变小”或“不变”）（3）若将玻璃板向左倾斜，如图丙所示，观察到蜡烛A的像的大致位置在图中的（选填“①”或“②”）处。

四、光的折射规律1、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?【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。

实验序号 1 2 3 4入射角20°40°60°80°折射角13°⑴________ 35°41°【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________。

2、在“探究光折射时的特点”试验中，让光源发出的一束光从水中以不同的角度射入空气，观察到光束在水中和空气中的径迹如图所示。

回答以下问题：（1）此现象说明________（选填序号）A．光路可逆B．光在水面只发生了折射C．光在水面只发生了反射射D．光在水面既发生了折射又发生了反射（2）增大这一束光与竖直方向的夹角，发现射入空气的光的径迹与竖直方向的夹角也增大，此现象说明________（选填序号）A．入射角增大，折射角减小B．入射角增大，折射角增大C．折射角的大小与入射角的大小成正比D．折射角的正弦值与入射角的正弦值成正比（3）让这一束光垂直于水面射入空气。

传播方向________（选填序号）。

A．向右偏 B．向左偏 C．不偏3、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________。