专题26 实验题——光 备战中考物理重难点题型专题突破
展开本专题涉及的考点:
1.探究光的反射规律命题点总结:
(1)两纸板与镜面的放置要求:两纸板与镜面垂直;
(2)纸板的作用:显示光线位置,对光线起漫反射作用;
(3)光线位置确定:在两纸板的光线上描两点,再连接并标上方向;
(4)角度测量:角度是对应的光线与法线的夹角,不是光线与镜面的夹角;
(5)反射角与入射角大小关系判断:反射角等于入射角,反射角随入射角的增大而增大;
(6)多次测量的目的:保证实验结论的普遍性;
(7)“三线同一平面”的判断方法:两纸板中F板折转,观察上面是否有光线,当转动后不会有光线,说明三线在同一平面上;
(8)光路可逆思想的理解和应用:如果让光线逆着反射光的方向射到镜面,那么光线就会逆着原来入射光的方向射出。
2.平面镜成像
(1)选择较暗的实验环境:实验现象会更加明显;
(2)用玻璃板代替平面镜的原因:易于确定像的位置;
(3)铺白纸的作用:便于确定像的位置;
(4)选择薄玻璃板:太厚的玻璃板前后表面都会成像,会产生重影;
(5)选用两支完全相同的蜡烛:便于比较像与物的大小;
(6)玻璃板放置的要求:竖直放置,水平面的蜡烛B才能与蜡烛A的像完全重合;
(7)观察像时,眼睛的位置:与物体同侧;
(8)平面镜只能成虚像,不能用光屏承接。
3.光的折射
4.凸透镜成像的几点注意:
(1)调整烛焰中心、透镜中心、光屏中心在同一高度的目的:使像成在光屏中央;
(2)光屏上找不到像的原因:
①物距等于或小于1倍焦距;
②像的位置超出了光具座的范围;
③烛焰、透镜、光屏三者中心不在同一高度。
(3)遮住透镜的一部分,光屏上仍能成完整的像,只是像会变暗。
(4)蜡烛与光屏互换后,仍能成清晰的像(光的折射现象中光路可逆)
(5)凸透镜前加镜片的判断:
①加远视眼镜(凸透镜):光线提前会聚,像距变小,像变小;
②加近视眼镜(凹透镜):光线延迟会聚,像距变大,像变大。
一、实验题
1.(2022·湖南长沙·统考中考真题)为了探究光反射时的规律,小丽把一个平面镜放在水平桌面上,再把一张可以绕ON翻折的纸板ABCD竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON垂直于镜面。她将一束光贴着纸板沿EO方向射向O点,在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。
(1)如图甲所示,反射角的大小为______°;
(2)实验过程中,进行下列哪项操作后,在纸板上仍可以看到反射光?______
A.如图乙所示,将纸板的右半部分向后翻折
B.如图丙所示,将纸板与入射光束一起以ON为轴旋转
C.如图丁所示,将纸板与入射光束一起以CD为轴向后倾倒
2.(2022·江苏盐城·统考中考真题)小红做“探究光的反射定律”实验。
(1)将平面镜水平放置,白色硬纸______放在平面镜上;
(2)如图甲所示,让一束光_____着纸板射向镜面上的O点;小红能从不同方向看到纸板上的光束,是因为发生了_____反射,在纸板上画出光路,再次改变_________的方向,重复上述实验,取下纸板,用量角器量出光线AO与_____(填“ON”或“CD”)的夹角,即为入射角,记下数据,比较射角和入射角的大小关系;
(3)为了寻找反射光线与入射光线构成的平面究竟在哪里,小红用如图乙所示的装置对实验进行改进。光屏安装在底座上,可以绕水平直径偏转,平面镜固定在水平底座上,将光屏倒向后方,用激光笔作光源,将激光束沿固定方向照射到平面镜中心处,水平旋转底座并改变_____的角度,设法使光屏上呈现出________的径迹,如图丙所示,此时光屏所在的平面就是要寻找的平面。
3.(2022·江苏泰州·统考中考真题)小明用如图所示装置“探究光的反射规律”。
(1)表面粗糙的纸板应_______立在水平平面镜上,让一束光紧贴纸板A射向镜面上的O点,在纸板B上呈现出反射光束,以ON为轴,把纸板B向后翻折,纸板B上反射光束消失,由此可初步得出:反射光线、入射光线和法线______;
(2)把纸板B翻折至能呈现反射光束的位置后,让纸板A上的入射光束绕O点顺时针转动,此过程中反射角的大小变化情况是______;
(3)若将图中纸板整体以底边EF为轴向后旋转45°后,纸板B上______(选填“能”或“不能”)呈现出反射光束,纸板A上的入射光束______(选填“能”或“不能”)在平面镜中成像。
4.(2022·四川自贡·统考中考真题)在“探究光的反射规律”的实验中,如图所示,水平放置平面镜,白色纸板竖直立在平面镜上,纸板由E、F两部分组成,可以绕ON翻折。
(1)实验时,把纸板ENF垂直放在平面镜上,入射光线AO的法线是___________,光线AO的入射角大小是___________度;
(2)为了探究反射角与入射角大小的关系,应进行的操作是___________;
A.改变纸板与平面镜之间的夹角 B.沿ON向后转动纸板E
C.沿ON向后转动纸板F D.改变入射角的大小
(3)将一束光贴着纸板E沿AO射到镜面上O点,纸板F上会显示出反射光束OB,接着将纸板F绕ON向后翻折,则纸板F上___________(选填“能”或“不能”)显示出反射光束,由此说明反射光线、入射光线与法线在___________内(选填“同一平面”或“不同平面”)
(4)若让另一束光沿BO方向射向平面镜,反射光将沿OA方向射出。该实验现象说明___________。
A.反射角等于入射角 B.在光的反射现象中,光路可逆
5.(2022·湖北宜昌·中考真题)在“探究光从玻璃斜射入空气的折射规律”的实验中,小东借助激光笔、半圆形玻璃块和带刻度的光具盘完成了实验,观察到如图所示的1、2、3三条光束,并在光具盘上用笔描出了对应的光路。
(1)图中的折射角大小为___________;
(2)根据实验现象初步发现,光从玻璃斜射入空气时,折射角___________(选填“>”、“=”或“<”)入射角;
(3)现在要探究光的折射现象中光路是否可逆,具体的操作是___________,如果看到___________现象,就可证明光路是可逆的。
6.(2022·山东枣庄·统考中考真题)如图是某同学利用光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的光路,经过多次实验并记录了如下数据:
(1)实验中,光具盘除了能读出入射角和折射角大小外,还具有______的作用;
(2)分析表格中的数据,你能得出的结论(写出一条即可):______;
(3)根据表格中的数据还可以判断:当光以35°的入射角从空气射入玻璃中时,其折射角______30°(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(4)当光以30°的入射角从玻璃射入空气中时,其折射角是______。
7.(2022·广西河池·统考中考真题)某同学做“探究光的折射规律”实验,她把半圆形玻璃砖固定在圆盘中心,让激光束沿圆盘半径入射到玻璃砖圆心处,激光束经玻璃砖折射后从半圆弧边射出(如图所示)。旋转圆盘,多次改变激光束入射角度,观察折射光线方向并记录数据,如下表所示。
(1)做第三次实验时,忘了记录入射角的数据,结合图可知,此时的入射角为________;
(2)分析实验数据可知:当光从空气斜射到玻璃表面时,折射角________入射角,折射角随入射角增大而________。
8.(2022·云南·统考中考真题)小华偶然间整直向下看到放在玻璃砖下面的字发生了错位。
(1)他想光斜射时才发生偏折,才会出现“池底变浅”的现象,那么光在垂直入射时,光线不再偏折,还会有“池底变浅”的现象吗?上述过程在科学探究中做___________(选填“设计实验”“提出问题”或“分析论证”)。
(2)①联想到“平面镜成像”找像位置的方法,于是他按如图所示将玻璃砖紧贴物体摆放在水平桌面上的一张白纸上,标记出物体的位置。按照图乙的方式沿水平方向观察物体(观察盒上的条形码)。当看到物体经玻璃砖成的像时,前后移动小卡片,使小卡片与像在同一个平面上,将小卡片此时的位置标记在白纸上,这样就找到了放置一块玻璃砖时___________的位置。
②随后,他将玻璃砖离开物体向观察者移动一小段距离后进行观察,发现像的位置不变,说明玻璃砖与物体的距离___________影响成像位置(选填“会”或“不会”)。
(3)为了观察不同厚度玻璃的成像情况,他将第二块相同玻璃砖紧贴在第一块后面,如图丙所示,观察并记录像的位置;他再将第三块相同玻璃砖紧贴在前两块后面,如图丁所示,观察并记录像的位置。记录数
①分析图的数据可知,用一块玻璃砖观察时,像与物体的距离是___________cm;
②三次实验都说明了光在垂直入射时,像的位置会___________观察者(选填“靠近”或“远离”)。
(4)从图的实验数据还可以得出:玻璃的厚度越厚,像与物的距离越___________。
(5)从以上探究可知,从竖直方向看到的池底比它的实际位置___________(选填“浅”或“深”)。
9.(2022·山东日照·统考中考真题)为进一步探究光的反射和折射现象,小明根据老师的要求认真完成了下列实验。
(1)为了证明在光的反射过程中光路是可逆的,如图所示,小明已完成了实验步骤①②;
①在水平白纸板上画一条直线PQ,做ON垂直PQ于O点,画一条斜线AO;
②沿PQ放置平面镜,让一束光沿AO射向平面镜,在反射光线经过处标上一点B;
接下来应该让入射光线沿___________,若反射光线沿___________方向射出,说明光路是可逆的;
(2)如图所示,一束白光通过三棱镜后,在白屏上形成一条彩色的光带。据此可判断:红光和紫光以相同的入射角射向同一块玻璃砖,红光的折射角___________紫光的折射角(填“大于”、“小于”或“等于”);
(3)在“探究凸透镜成像的规律”时,记录的实验数据如下表:
由上表数据可知,凸透镜成实像的条件是___________;成虚像的条件是___________。根据光路是可逆的这一特点可知,当物距时,像距___________;
(4)请写出一种测量凸透镜焦距的方法:___________,并简要说明主要操作步骤:___________。
10.(2022·辽宁大连·统考中考真题)在探究“平面镜成像特点”的实验中,所用器材有:两个相同的蜡烛、玻璃板、支架、白纸、刻度尺、火柴等。
(1)用两个相同的蜡烛做实验,主要是为了比较像与物的____________关系,这里用到的是科学研究中的___________(选填“控制变量法”“转换法”或“等效替代法”);
(2)在水平桌面上铺一张白纸,可以在白纸上标记平面镜、物和___________的位置;
(3)把架在支架上的玻璃板放在白纸上,沿着玻璃板在纸上画一条直线代表平面镜的位置、若玻璃板没有与白纸垂直,则所画的直线能否代表平面镜的位置?___________;
(4)如果要使像更清楚,可以在___________(选填“物”或“像”)一侧铺上黑纸。
11.(2022·黑龙江哈尔滨·统考中考真题)小明和小聪在探究“平面镜成像”实验中,研究像与物的大小关系时:
(1)小明选择玻璃板进行实验。为了便于比较像和物的大小关系,小明应取来两支___________的蜡烛,在玻璃板一侧点燃蜡烛A,在另一侧将未点燃的蜡烛B放到A像的位置,发现它们完全重合,说明___________。
(2)小聪选择平面镜进行实验。他想用如图所示的方法,把刻度尺贴在平面镜上测出像的高度,你同意他的方法吗?为什么?___________。
(3)利用玻璃板和平面镜都能看到蜡烛A的像,是因为光在它们表面发生___________后进入人眼。经观察对比后发现在玻璃板中成的像稍暗些,其原因是___________。
12.(2022·湖北恩施·统考中考真题)同学们利用两支相同的蜡烛、白纸、带支架的薄玻璃板(薄玻璃板与水平纸面垂直)等器材,探究平面镜成像的特点。
(1)如图所示,实验中取两支大小相同的蜡烛,将一支蜡烛固定在玻璃板前方,另一支蜡烛放在玻璃板的后方,移动并寻找合适位置,目的是________(选填“比较像的亮度”、“确定像的虚实”或“替代蜡烛的像”),当后面蜡烛与前方蜡烛的像完全重合,就能确定像的位置和大小了。
(2)将蜡烛靠近玻璃时,蜡烛所成像的高度________。(选填“变小”、“变大”或“不变”)
(3)实验过程中,两同学都在玻璃前方观察,甲通过玻璃看到乙的眼睛,乙通过玻璃也能看到甲的眼睛,这说明反射光路是________的。
13.(2022·湖南湘潭·统考中考真题)如图所示,在表演“浇不灭的蜡烛”的魔术时,把玻璃板竖立在水平桌面上,玻璃板前竖放一根蜡烛,玻璃板后有一玻璃杯,点燃蜡烛,透过玻璃板看到“蜡烛在杯中燃烧”,向杯中逐渐加水,透过玻璃板,会看到“杯中燃烧的蜡烛没有被水浇灭”。
(1)该魔术主要利用了_______(选填“平面镜”或“凸透镜”)成像的原理。在较_______(选填“明”或“暗”)的环境中表演,现象更明显;
(2)杯中的“蜡烛”是实际蜡烛形成的_______(选填“正”或“倒”)立的_______(选填“虚”或“实”)像,与实际蜡烛大小_______(选填“相等”或“不相等”)。
14.(2022·湖南益阳·统考中考真题)在“探究凸透镜成像的规律”实验时:
(1)若发现凸透镜表面沾满了灰尘,下面去除灰尘的方法中最合理的是:___________(选填序号);
A.直接用手将灰尘擦去
B.先用水冲洗,再用柔软纸巾轻轻擦干
C.用毛巾将灰尘擦去
(2)要能在光屏上成像,必须将蜡烛和光屏安放在凸透镜的___________(选填“同侧”或“异侧”),并且烛焰、光心和光屏的中心在同一水平直线上;
(3)做完实验后,将凸透镜平放在物理课本封面上,通过透镜看到书名《物理》的“物”字形状是下图中的___________。
A. B.C. D.
15.(2022·广东深圳·统考中考真题)探究平面镜成像实验:
(1)平面镜成像实验选择的是___________(选择“平面镜”或“玻璃板”);
(2)来回移动蜡烛的位置是为了确定___________的位置;
(3)将物像连线连接在纸上,继续分析和研究,得出平面镜成像特点___________;
(4)图中哪里存在错误:___________。
16.(2022·江苏淮安·统考中考真题)如图所示,探究平面镜成像的特点。
(1)准备的实验器材有:玻璃板,A、B两支完全相同的蜡烛,白纸,铅笔,光屏。需要添加的测量器材是______;
(2)竖直放置的玻璃板前面,点燃蜡烛A,玻璃板前观察到蜡烛A的像是由光的______形成的;
(3)玻璃板后移动______(选填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B,发现蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,表明像与物______;
(4)探究像与物到平面镜距离的特点时,应多次改变______,测量像与物到镜面的距离;
(5)撤去蜡烛B,放一光屏到B撤走时的位置,直接观察光屏,看不到蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是______。
17.(2022·山东青岛·统考中考真题)五代时期名士谭峭所著《化书》中,记载了照镜子时“影与形无异”的现象。关于平面镜成像的特点,小明用图甲所示装置进行了探究。
(1)用玻璃板代替平面镜进行实验,目的是便于______;
(2)把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合,说明平面镜所成的像与物体大小______,证实了“影与形无异”;
(3)改变蜡烛A的位置,进行三次实验。用直线将物和像的位置连接起来,如图乙所示,发现物和像的连线与镜面______,用刻度尺测得像和物到镜面的距离相等;
(4)综上可得,平面镜所成的像与物体关于镜面______;
(5)蜡烛A的像,是它发出的光经玻璃板反射而形成的______像。若在玻璃板后放置一块木板,蜡烛A______(选填“仍能”或“不能”)通过玻璃板成像。
18.(2022·内蒙古包头·统考中考真题)如图所示,小明利用凸透镜成像原理来研究电影放映时银幕上的影像情况。
(1)进入影院,小明发现银幕表面较为粗糙,观众在不同位置都可以看到银幕上的影像,这是因为光在银幕上发生了_______反射。
(2)小明在银幕上看到了清晰的影像,这个影像相对于胶片上的图案是_______(填“正立”或“倒立”)的。同时,影像又是放大的,是因为胶片放在了距离镜头_______(填答案序号)的位置。
A.一倍焦距以内 B.一倍焦距到二倍焦距之间 C.二倍焦距以外
(3)放映过程中影像大小超出了银幕边界,要使影像缩小到银幕范围且仍然清晰,在放映机镜头靠近银幕的同时,还要将胶片到镜头的距离调_______(填“大”或“小”)一些。
19.(2022·内蒙古通辽·统考中考真题)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,所用凸透镜的焦距是10cm,将凸透镜因定在光具座50cm刻度线处,实验装置如图所示:
(1)实验前调节烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度,目的是___________;
(2)实验中将蜡烛移至光具座上25cm刻度线处,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的实像,这是___________的原理(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”);
(3)再将蜡烛从光具座上25cm处移到10cm刻度线处,若使烛焰在光屏上再次成清晰的像,光屏应___________透镜(选填“远离”或“靠近”);此过程中,烛焰移动的速度___________烛焰的像移动的速度(选填“大于”“小于”或“等于”);
(4)某小组同学将发光的小灯泡放在该凸透镜的焦点处,在透镜另一侧将光屏沿主光轴远离透镜的过程中,光屏上的光斑大小将___________。
20.(2022·辽宁沈阳·统考中考真题)在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)为了探究蜡烛的烛焰能否在光屏上成实像,应该把凸透镜放在如图甲所示的______(选填“A”、“B”或“C”)处。为了使像成在光屏中央,应调整烛焰、凸透镜和光屏,使它们的中心在______;
(2)下表是小雨设计的实验表格,请你在表格中横线处补全缺少的项目,小雨用焦距为的凸透镜做实验,蜡烛放到较远处,调整光屏到凸透镜的距离,直到烛焰在光屏上成清晰的实像,观察像的性质,同时测出此时物距和像距,把蜡烛向凸透镜移近一些,重复以上操作。把实验测出的数据和成像的性质填入表中;
(3)通过分析表中数据,可以得到规律:凸透镜成实像时,物距变小,像距______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)小雨换用如图乙所示焦距不同的A、B两个凸透镜中的一个再进行实验,当物距为时,移动光屏在光屏上得到清晰的像,测出像距为,结合上表的实验数据,可以判断出小雨这次实验用的是______(选填“A”或“B”)透镜;
(5)凸透镜成像利用了光的折射,生活中存在由于光的折射而产生“错觉”的现象,如泳池水看起来变浅了,所以不能贸然下水,以免发生危险。如图丙所示,人眼在B点看到水中A点的像在点处,请完成人眼在B点看到A点的像的光路图______。
21.(2022·辽宁丹东·统考中考真题)如图所示,是“探究凸透镜成像的规律”的实验装置,已知使用的凸透镜的焦距为10cm。
(1)实验时,要将___________(选填“蜡烛”或“烛焰”)、凸透镜、光屏三者的中心调到同一___________;
(2)如图所示,光屏上承接到清晰的实像,像距为___________cm,___________(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这个成像原理制成的;
(3)保持透镜位置不动,将蜡烛向右移动10cm,光屏移动到___________cm的刻度线处,光屏上再次得到清晰的像;
(4)实验中,由于蜡烛变短,烛焰在光屏上的像位于光屏的___________选填(“上半部”或“下半部”)。
22.(2022·辽宁锦州·统考中考真题)小明做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)如图甲所示,将一束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;
(2)小明在某次实验中,将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上如图乙所示的位置,光屏上呈现清惭的像,此像是倒立、______的实像,生活中______(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是依据此成像原理制成的;
(3)保持蜡烛位置不变,移动凸透镜至如图丙所示位置,则人眼在图中______(选填“A”或“B”)处能观察到烛焰的像;
(4)小明在图乙中烛焰和凸透镜之间的适当位置放一副眼镜,发现光屏上原本清晰的像变模糊了。将蜡烛向靠近凸透镜方向移动适当距离后,光屏上再次得到清晰的像,则该眼镜是______(选填“近视”或“远视”)眼镜。
23.(2022·辽宁盘锦·统考中考真题)小明利用一个纸筒、凸透镜和半透明薄膜自制了如图甲所示的模型照相机。在使用时发现,被拍摄物体和照相机的距离有变化时,像会变得不清晰。老师告诉小明,当物距改变时,照相机可通过伸缩镜头或调节镜头焦距两种方式再次得到清晰的像。为了验证老师的说法,小明选取了蜡烛、多个不同焦距的凸透镜、光具座等器材进行实验探究:
(1)实验前应将烛焰中心、凸透镜光心、光屏中心调至___________;
(2)当蜡烛、光屏、凸透镜在如图乙所示位置时,光屏上成清晰的像。将蜡烛向左调节到某一位置时,凸透镜向___________(选填“左”或“右”)调节,光屏上再次成清晰倒立缩小的像。得出:当物距改变时,伸缩镜头可以再次获得清晰的像;
(3)小明将蜡烛、光屏、凸透镜调回如图乙所示位置。将蜡烛向左调节到某一位置时,换用焦距___________(选填“更大”或“更小”)的凸透镜,光屏上再次成清晰的像。得出:当物距改变时,调节镜头焦距可以再次获得清晰的像;
(4)蜡烛燃烧一段时间后,光屏上的像位置偏高,小明将光具座左侧抬高,___________(选填“可以”或“不可以”)使像回到光屏中央;
(5)请在图丙中画出烛焰S发出的平行于主光轴的光线经过凸透镜后的折射光线。( )
24.(2022·黑龙江齐齐哈尔·统考中考真题)小聪同学在做“探究凸透镜成像规律”实验时,着重研究了以下几个心中存在困惑的问题:
(1)将平行光正对凸透镜,移动光屏,直到光屏上形成一个最小最亮的光斑,如图甲所示,该凸透镜的焦距为___________cm;
(2)在光具座上将点燃的蜡烛、光屏放在凸透镜的两侧,调节它们的高度,使烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一水平高度上,这样做的目的是使像呈现在___________;
(3)在如图乙所示实验情形下,此时恰好在光屏上得到烛焰清晰的像,此像是___________(选填“正立”或“倒立”)、___________(选填“放大”或“缩小”)的实像;
(4)在如图乙所示实验情形下,如果保持蜡烛和光屏的位置不变,把凸透镜移到光具座上35cm刻线处,可以在光屏上再次得到烛焰清晰的像。生活中的___________(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一原理工作的;
(5)在如图乙所示实验情形下,如果保持凸透镜和光屏的位置不变,将蜡烛适当远离凸透镜,发现光屏上烛焰的像变得模糊不清,此现象可以体现___________(选填“近视眼”或“远视眼”)的成像情况。
25.(2022·湖北·统考中考真题)小红和家人一起乘高铁去旅行,进站时要进行身份验证,她发现屏幕上的头像较小,不能完成人脸识别,后来在工作人员的指导下顺利完成了识别。她了解到屏幕上的头像是通过摄像头内的凸透镜形成的,于是带着兴趣进行了以下实验。
(1)小红将蜡烛、凸透镜、光屏安装在光具座上并靠在一起,点燃蜡烛,调整烛焰、透镜和光屏的中心大致在___________;
(2)如图甲所示,烛焰恰好在光屏上成清晰的像,光屏上的像是___________(选填“镜面反射”或“漫反射”)形成的,保持凸透镜位置不变,若将蜡烛向右移动少许,则应将光屏向___________(选填“左”或“右”)移动才能再次在光屏上成清晰的像,此时的像变大;
(3)根据以上实验,小红进行人脸识别时,为使屏幕上的头像变大,她应该___________(选填“靠近”或“远离”)镜头;
(4) 在图乙所示位置时,烛焰也在光屏上成清晰的像,这个像是倒立、___________(选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像,由此可知凸透镜的焦距为___________cm。
26.(2022·黑龙江牡丹江·统考中考真题)眼睛是人体重要的器官之一,小冰想弄清楚晶状体的厚度对眼睛成像远近的影响。根据凸透镜成像的规律,他用凸透镜和球形半透明的塑料盒自制了一个简易眼睛模型,模型上的凸透镜相当于人眼的晶状体,后面的塑料盒相当于视网膜,将蜡烛和模型放在光具座上。
(1)我们观察物体时,物体在视网膜上能成___________实像;
(2)如图甲所示,调节蜡烛到合适的高度后,移动蜡烛的位置,模型上成清晰的像,此时,像的位置在___________之间;
(3)如图乙所示,给模型换上一块焦距小的凸透镜,像变模糊了。移动蜡烛,直到成清晰的像,发现蜡烛的位置离凸透镜近了。这表明焦距小的凸透镜厚度大,对光的___________作用强。此时,若蜡烛远离凸透镜,像的位置会___________凸透镜,模型上的像就不清晰了;
(4)小冰分析,当晶状体变厚时,远处物体成像在视网膜前方,所以就只能看清___________的物体;
(5)为了保护视力,你应该___________。(写出一点)
27.(2022·贵州贵阳·统考中考真题)近视程度不同的同学需要佩戴焦距不同的眼镜。为了探究近视眼的矫正过程,组装如图甲所示的实验装置,其中“F”字样的光源代替可视物体,光屏模拟视网膜。选用如图乙所示的2号凸透镜模拟晶状体,打开“F”光源,调节各个元件的位置,直到光屏上呈现倒立缩小的清晰像,正常眼睛的视物模型便组装完成。
请回答下列问题:
(1)模拟近视眼视物情况,选择图乙中的___________(填序号)号透镜替代2号透镜安装在光具座上后,光屏上的像变模糊;
(2)用如图丙所示的水透镜模拟近视眼矫正视力。应将水透镜置于光具座上的___________(选填“A”“B”或“C”)点,缓慢调节水透镜中的水量,当水透镜形成焦距合适的___________透镜时,光屏上呈现清晰的像,近视眼的成像情况得到改善;
(3)更换焦距更小的凸透镜模拟近视程度更严重的眼睛晶状体,为了改善视网膜上的成像情况,实验时需要用注射器___________(选填“抽取”或“注入”)适量水;
(4)根据上述实验,近视程度更严重的同学应选择焦距更大还是更小的透镜来矫正呢?___________,请结合透镜对光的作用来分析选择的理由:___________。
28.(2022·陕西·统考中考真题)如图-1所示,人眼的功能类似于照相机,学习了凸透镜成像规律后,小明对人眼和照相机如何成清晰的像,进行了进一步研究;
(1)人眼结构中,视网膜到晶状体的距离不变,相当于“探究凸透镜成像规律”实验中,___________到凸透镜的距离不变,能否看清远近不同的物体,可能与晶状体的焦距有关,使用变焦照相机拍照,能否得到清晰的像,可能同时与焦距和像距有关,于是他用图-2装置进行探究;
(2)实验前,调节“F”光源和光屏的中心在凸透镜的主光轴上,是为了使像呈现在___________;
(3)实验主要步骤:①保持光屏到凸透镜的距离不变,换上不同焦距的凸透镜,调节“F”光源到凸透镜的距离,直到光屏上成清晰的像,分别记录焦距、物距和像的高度;
②保持___________到凸透镜的距离不变,换上不同焦距的凸透镜,调节光屏到凸透镜的距离,直到光屏上成清晰的像,分别记录焦距、像距和像的高度;
(4)实验数据如下表所示:物体的高度H=5.0cm
①分析___________三组数据可知:当像距不变时,物距变大,要成清晰的像,凸透镜焦距要变大;
②分析4、5、6三组数据可知:当物距不变时,凸透镜焦距越___________,像距越大,像也越大;
根据以上探究可知:人眼是通过调节晶状体焦距来看清远近不同物体的;用变焦照相机在同一位置拍摄同一物体时,是通过同时调节焦距和像距,使物体成大小不同的清晰的像;
(5)实验结束后,小明和同学们进行了如下交流:
①人长时间看近处物体,眼睛容易疲劳。学习较长时间后,建议同学们适当远眺,使睫状体放松,晶状体变___________(选填“厚”或“薄”),焦距变大,舒缓眼疲劳,保护眼睛;
②用变焦相机拍完西安钟楼的全景后,要在原地把钟楼上的钟拍得更大一些,应该把照相机的镜头___________(选填“向前伸”或“往后缩”)同时增大焦距。
29.(2022·辽宁鞍山·统考中考真题)同学们为了“探究平面镜成像的特点”,准备了平面镜、玻璃板、两支相同的蜡烛A和B、光具座、光屏等实验器材。
(1)如图所示,将一支点燃的蜡烛A放置在光具座的甲位置,选用______(选填“平面镜”或“玻璃板”)竖直放置在乙位置,未点燃的蜡烛B放置在乙位置右侧。移动蜡烛B到丙位置时,发现蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,说明像和物的大小______;
(2)将蜡烛B换成光屏,不能在光屏上直接观察到蜡烛A的像,说明平面镜所成的是______像;
(3)接着同学们想利用上述装置“探究凸透镜成像规律”,只将乙处器材换成一个凸透镜,光屏上恰好成一个等大的实像,则此凸透镜的焦距是______cm;
(4)把蜡烛A移动到光具座上10cm刻度线处,适当向左移动光屏,可在光屏上出现倒立、______(选填“放大”或“缩小”)的实像;若继续向左移动蜡烛A,光屏位置不动,为了在光屏上仍得到清晰的像,可在蜡烛A和凸透镜之间放置一个______(选填“近视眼镜”或“远视眼镜”)。
一、实验题
1.(2023春·北京·九年级北京师大附中校考开学考试)如图所示,在“探究光的反射规律”的实验中,先把一个平面镜 M 放在水平桌面上,再把一个可折叠的半圆形的屏(由两个大小相同的扇形面 E、F 连接而成,用来显示光的传播路径)竖直地立在平面镜上,屏上的直线 ON 为屏 F 可绕其转动的轴线,且垂直于镜面。使一束光贴着屏 E 沿 AO 射到 O 点,经平面镜反射,就可以通过反射光 OB 的情况探究光的反射规律了:
(1)使一束光贴着纸板沿 AO 方向入射到 O 点,经平面镜反射,沿纸板上 OB 方向射出,AO 和 ON 的夹角为∠i,OB 与 ON 的夹角为∠r;
(2)改变光束的入射方向,使∠i 减小,这时∠r______(选填“增大”“减小”或“不变”)。在实验过程中发现∠r总是______∠i;(选填“大于”“小于”或“等于”)
(3)在图甲所示的情景中,若使一束光贴着屏 F 沿 BO 射到 O 点,则经镜面反射后的光将沿 OA 射出,这说明了在光的反射现象中,光路是______(选填“可逆”或“不可逆”)的;
(4)如图乙所示,若以轴线 ON(法线)为轴,在水平面内将屏 F 向后转动,则在屏 F上______(选填“能”或“不能”)看到反射光。
2.(2023·山东东营·东营市东营区实验中学校考一模)探究光的反射定律时,图甲将一块平面镜放在水平桌面上,再把一张硬纸板放在平面镜上,硬纸板由可以绕ON折转的E、F两块板组成。让一束光贴着硬纸板左侧的E板沿AO方向射到O点,在右侧F板上能看到反射光线OB。
(1)在组装实验器材时,应将可转折的硬纸板与镜面 ___________放置,开始实验时,小聪将呈现反射光线光路的活动硬纸板F向后折,活动硬纸板上 ___________(填“能”或“不能”)观察到反射光线,这说明反射光线、法线和入射光线在 ___________;
(2)为了精确探究光的反射定律,除了图甲中的器材,还需要刻度尺和 ___________;
(3)如果将光线沿着BO方向射向平面镜时,反射光线沿着OA方向射出,这说明在光的反射现象中,光路 ___________;
(4)若将入射光线远离法线,则反射光线 ___________(填“靠近”或“远离”)法线;实验中多次改变入射光线AO与ON的夹角,记录了多组入射角和反射角的大小,多次实验的目的是 ___________;如表所示,分析数据得出的结论是:在光的反射现象中,___________;
(5)为了纸板上能清晰地显示出光路,应该选用较为 ___________(填“粗糙”或“光滑”)的纸板;
(6)有一种液面微变监视器,基本原理图如图乙所示,光束发射器始终以一定角度向被监视的液面发射一束细光,光束经液面反射后被光电转换接收器接收,若光电转换接收器接收到的光点从S1点移到S2,说明液面 ___________(填“上升”或“下降”)了。
3.(2023春·湖南长沙·九年级长沙市开福区青竹湖湘一外国语学校校考阶段练习)探究光的反射规律的实验装置如图甲所示,平面镜的上方垂直放置一块附有量角器的白色光屏,它由可以绕ON折转的E、F两块板组成。
(1)让一束光沿着E板从A点射到镜面的O点,由于光在E板发生______反射,从光屏前不同方向都可以看到E板上光线AO的径迹;
(2)当入射角增大时,反射光线按______时针方向转动;
(3)让一束光沿着E板从A点射到镜面的O点,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。此实验现象说明光反射时,______和法线在同一平面。
4.(2023·四川广安·广安中学校考二模)如图,探究光的反射规律时,光屏由可以绕ON折转的E、F两块板组成。让一束光贴着光屏左侧的E板沿AO方向射到O点,在右侧F板上能看到反射光线OB。
(1)实验时从光屏前不同的方向都能看到光的传播路径,这是因为光在光屏上发生了 _____(选填“镜面”或“漫”)反射;
(2)若将F板向后折转一定的角度,则在F板上 _____(填“能”或“不能”)看到反射光线,说明反射光线和入射光线在 _____;
(3)在该实验中,当光逆着原来的反射光线入射时,反射光线也逆着原来的入射光线反射出去,这说明在反射现象中,光路是 _____。
5.(2023·江苏苏州·苏州中学校考模拟预测)小朱同学在探究光的折射规律实验中,实验装置如图所示。
(1)实验时,先让光屏EF位于同一平面内,一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中,在光屏F上可以看到折射后的光束。小明将光屏F向后折转一定角度后,则在光屏F上不能看到折射光,这说明折射光线、法线和入射光线___________;
(2)保持入射点O不变,多次改变入射光AO与ON的夹角进行实验,他测量记录了如表所示的数据。分析这些数据得出折射角随入射角增大而___________;
(3)小朱同学将光屏F调至与光屏E在同一平面内,然后在玻璃水槽底部用另一支激光笔让光贴着光屏F沿BO射向水面时,可看到折射光沿OA方向射出,这说明在光的折射现象中光路是___________。
6.(2023春·湖南·九年级湖南师大附中校考阶段练习)小雅在做“探究光的折射特点”的实验时,如图是光从空气射入水中时的光路。通过实验得到如下数据,分析表中数据,可得出结论:
(1)光从空气斜射到水面时,将同时发生_________和折射现象;
(2)光从空气斜射到水面时,折射角_________(选填“大于”、“等于”或“小于”)入射角。
7.(2023·北京·北京市八一中学校考模拟预测)利用图所示的装置及蜡烛等器材探究平面镜成像的特点, 其中平板透明玻璃与水平纸面垂直。蜡烛通过玻璃板所成的像是_______像(选填“实”或“虚”),将蜡烛放置在玻璃前距玻璃4.6cm处,则蜡烛的像到玻璃板的距离是________cm。
8.(2023春·北京·九年级清华附中校考开学考试)如图是小明同学探究平面镜成像特点的实验装置。图中白纸放置在水平桌面上,透明的薄玻璃板跟纸面垂直。除了图中的实验器材以外,实验室还准备了高度分别为10cm和5cm的蜡烛各2根、一把刻度尺和一支铅笔。
(1)下面是小明的实验步骤,请你帮他将实验步骤补充完整:
①小明将一支高为10cm的蜡烛A点燃后放在玻璃板前面的白纸上的P点,人应站在玻璃板的______(选填“前”或“后”)面观察蜡烛通过玻璃板所成的像;
②将一支蜡烛B放在玻璃板的后面,缓慢移动B的位置,直到______,此时B所在的位置即为A在玻璃板中所成的像的位置;
③用刻度尺分别测出蜡烛A、B到平面镜的距离u、v并记录在表格中;
④将A更换为高5cm的蜡烛Aˊ,置于P点不变,仿照步骤②找到Aˊ像的位置,测量相应的像距与物距并记录在表格中。
(2)根据(1)中小明的实验过程判断,他探究的问题是______;
(3)完成上述探究后,将蜡烛Aˊ置于距玻璃板更远处,当Aˊ远离玻璃板时,它的像的大小将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
9.(2023·福建厦门·福建省同安第一中学校考一模)如图所示是探究“平面镜成像特点”的实验装置.
(1)为了使观察到的实验现象更好一些,该实验最好选择在____(填“较亮”或“较暗”)的环境中进行.
(2)实验中选择薄玻璃板代替平面镜是为了便于确定_____.
(3)实验中将点燃的蜡烛A放在玻璃板前,然后将未点燃的蜡烛B放在玻璃板后面并移动,直到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合.此实验现象说明像与物_____.
(4)将蜡烛B拿走,然后在蜡烛B的位置上放一张白纸,在白纸上_____(填“能”或“不能”)看到蜡烛A的像.说明平面镜所成的像是_____(“实”或“虚”)像.
10.(2023春·北京·九年级北京市第三十五中学校考阶段练习)小红利用如图所示装置探究“凸透镜成像的规律”。
(1)小红先利用如图甲所示的方法,使平行于主光轴的光线通过凸透镜会聚在光屏上,从而确定所使用凸透镜的焦距为 ___________cm;
(2)如图乙所示,小红将凸透镜固定在光具座上,将点燃的蜡烛移动到光具座上20cm刻线处,移动光屏直至光屏上呈现出烛焰清晰倒立,___________的实像,这一原理应用在 ___________(选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”)上。
11.(2023春·北京·九年级人大附中校考开学考试)小阳利用如图所示的装置进行实验,其中凸透镜的焦距为10cm。
(1)小阳先将光具座放在水平桌面上,再将凸透镜固定在光具座50cm刻线处。为确保在光屏上能得到烛焰清晰的像,在组装器材时要使烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心在同一___________上;
(2)将蜡烛放在25cm刻度线处,当光屏放在图中的位置时,可以得到清晰的实像,___________(选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”)应用了这个成像特点;
(3)在图的基础上,再在光具座45cm刻度线处放置一个凹透镜(图中未画出),这时需要将光屏向___________(选填“左”或“右”)移动才能在光屏上成清晰的像,___________(选填“近视”或“远视”)眼矫正原理与此相同。
12.(2023秋·天津·九年级耀华中学校考期末)小红探究凸透镜成像规律,所用凸透镜的焦距可以用如图甲所示的实验测得。
(1)该凸透镜的焦距是________;
(2)在实验时,为了使成像的位置在光屏的正中央,应先在光具座上调节烛焰、凸透镜、光屏,使三者的中心大致在_______;
(3)器材处于图乙所示位置时,烛焰恰好在光屏上成清晰的像,这与_______ (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)的成像特点相同;
(4)将蜡烛移动至45cm刻度处时,取下光屏,从凸透镜右侧通过凸透镜可以看到烛焰的 _____(填“放大”或“缩小”)的________(选填“虚”或“实”)像;
(5)老师用发光二极管制作了一个“F”形光源(如图丙)代替蜡烛放在30cm刻度处, 在光屏上得到清晰的像,应该是图丁中的 _______(填序号),若将发光二极管和光屏颠倒位置 _______(选填“能”或“不能”)在光屏上再次呈现清晰地像。
13.(2023·山西太原·山西大附中校考一模)在“探究凸透镜成像规律实验”中:
(1)将蜡烛、凸透镜和光屏依次安装在光具座上,点燃蜡烛,调整它们的高度使烛焰中心、透镜光心和光屏中心在______;
(2)如图甲所示,光屏上成清晰的像。由光路可逆可以推断,保持蜡烛和光屏的位置不变,只移动透镜到______cm 刻度处,光屏上可再次成清晰______、倒立的实像;
(3)实验一段时间后,原来在光屏中心的像“跑”到光屏上方,如图乙所示位置。能让像重新回到光屏中心的操作是______;(填序号)
①光屏下调 ②蜡烛上调 ③透镜上调
(4)实验中,光屏上成模糊的像,如果蜡烛和透镜位置不变,将光屏往凸透镜方向靠近,光屏上能成清晰的像;如果蜡烛、凸透镜和光屏位置不变,在蜡烛与凸透镜之间放上一个合适的凹透镜。光屏上也能成清晰的像。上述现象说明凹透镜对光具有______作用。______视眼的矫正与上述成像过程类似。
14.(2023·江苏苏州·苏州市振华中学校校考模拟预测)某小组同学用如图甲的装置“探究凸透镜成像特点”,其中凸透镜的焦距为15cm。他们进行实验的同时在坐标纸上记录蜡烛与光屏上像的位置和大小,如图乙。(用带箭头的线段表示物或像,A'、B'分别表示蜡烛在A、B处像的位置)
(1)从图乙中可以看出,蜡烛在A、B位置时光屏上得到的都是倒立、_____(放大/等大/缩小)的实像;
(2)和其他小组交流后发现,当他们把蜡烛放在C位置时,在光具座上无论怎样移动光屏都不能得到清晰的像。为了让蜡烛在C位置的像成在光具座上的光屏上,他们采用了两种做法。
做法一:保持蜡烛和透镜的位置不变更换凸透镜,在光具座上移动光屏,光屏上又出现了清晰的像,这表明像距变 _____了,由此推断更换的凸透镜会聚光的能力较强,此透镜焦距 _____15cm(大于/小于/等于);
做法二:保持蜡烛和透镜的位置不变,在蜡烛和透镜之间再放置一个凸透镜,在光具座上移动光屏,光屏上又出现了清哳的像。由此实验联系实际,远视眼的晶状体焦距较 _____(大/小),将近处物体的像成在视网膜 _____(前/后)方,故需配戴 _____透镜矫正;
(3)小明在实验中将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜,物距u随时间t的变化图像如图丙所示,则像距v与t的大致变化关系为丁图中的 _____;
(4)在图乙A位置成像的基础上,将蜡烛和光屏的位置互换,接着将透镜向左移动5cm,那么要在光屏重新得到清晰的像,应该将光屏向 _____(左/右)移动 _____(大于/小于/等于)5cm距离。
15.(2023·广东东莞·可园中学校考一模)小明把自己的边视眼镜和同学晓宇的眼镜都放在桌面的书上,透过眼镜看到了不同的像,如图甲、乙所示,结合透镜相关知识,他思考以下问题。
(1)图______(选填“甲”或“乙”)是小明的近视眼镜,该眼镜对光线具有________作用;
(2)小明在桌子上点燃蜡烛,手持图甲所示眼镜在蜡烛和白墙之间移动直到在墙上成清晰的像,位置如图丙所示,此时像是_______(选填“放大”、“等大”或“缩小”)的像,这一成像规律可应用于_________(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”);
(3)实验中,有一只小虫落到了镜片上,则在白墙上蜡烛的像是________(选填“完整的”或“不完整的”);
(4)小明再将一凸透镜放置在蜡烛和眼镜之间,成像变模糊,不改变凸透镜和眼镜的位置,若还要在白墙上再次成清晰的像,可采取的操作是_______。入射角
10°
30°
45°
60°
折射角
7.1°
20.7°
30°
37.8°
实验次数
1
2
3
4
5
入射角
折射角
像与物距的关系 凸透镜的焦距f=10cm
物距与焦距的关系
物距u/cm
像的性质
像距v/cm
虚实
大小
正倒
2f<u
30
实像
缩小
倒立
15
2f=u
20
实像
等大
倒立
20
f<u<2f
15
实像
放大
倒立
u<f
5
虚像
放大
正立
物距
像的性质
像距
虚实
大小
______
30
实
缩小
15
20
实
等大
20
15
实
放大
30
实验序号
物距
像距
焦距
像的高度
1
17.1
15.0
8.0
4.4
2
30.0
15.0
10.0
2.5
3
60.0
15.0
12.0
1.3
4
25.0
11.8
8.0
2.4
5
25.0
16.7
10.0
3.3
6
25.0
23.1
12.0
4.6
实验序号
入射角
反射角
1
50°
50°
2
40°
40°
3
20°
20°
入射角α
30°
45°
60°
折射角β
22°
32°
41°
入射角α
0°
15°
30°
45°
60°
反射角β
0°
15°
30°
45°
60°
折射角γ
0°
11°
22.1°
35.4°
40.9°
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