2024年中考物理核心素养提升(全国通用)4.4光学实验探究(原卷版+解析)

这是一份2024年中考物理核心素养提升(全国通用)4.4光学实验探究(原卷版+解析)，共20页。试卷主要包含了8光学实验探究中考真题精选精练等内容，欢迎下载使用。
4.8光学实验探究中考真题精选精练
1.【2023无锡】如图所示，平面镜M水平放置，白色纸板竖直地立在平面镜上，纸板由A、B两部分组成，可绕接缝ON翻折。使一束光紧贴纸板A射向镜面上的O点，只有当纸板B翻折至图中位置时，才能观察到纸板B上呈现反射光线，可知反射光线、入射光线和法线在____________，此时角度为400，则β为________，将一束光沿FO方向入射，则反射光将沿________方向射出。
2.【2023济南】如图所示，半圆形滑轨垂直固定在水平底座上，红色激光笔可以保持半径方向沿半圆形滑轨自由滑动；水平底座上装有一可在水平面内自由转动的L形支架，绿色激光笔B安装在支架的水平横梁上并可以沿横梁移动，在半圆形滑轨的圆心处放置一块小平面镜。
小梅和小丽在用该装置探究光的反射规律的实验中
（1）打开红色激光笔A的开关，让其发出的红色激光入射到小平面镜上的O点，小梅观察发现此时这条红色入射光经平面镜反射后有_________条反射光。
（2）小梅沿半圆形滑轨移动红色激光笔A，发现红色入射光向中间位置靠近时红色反射光也向中间位置靠近，反之亦然。她猜想：红色反射光与红色入射光之间是不是有一条对称轴呢？
为了验证她的猜想，她打开绿色激光笔B并调节其位置，让其发出的绿色激光从O点正上方入射到O点，此时没有观察到绿色反射光。重新打开红色激光笔A并不断改变红色入射光的方向，发现这条绿色激光真的好像是红色反射光与红色入射光之间的对称轴！
同组的小丽从周围不同方向观察红色入射光、红色反射光和绿色激光，竟然发现从某个方向看去它们是重合的。这说明红色反射光、红色入射光和绿色激光_________。
（3）这条绿色激光的位置是否真的是红色反射光与红色入射光之间的对称轴呢？在没有量角器的情况下，小丽又打开一支蓝色激光笔，让蓝色激光逆着红色反射光的方向入射到O点，如果_________，就说明这条绿色激光的位置的确是红色反射光与红色入射光之间的对称轴。
（4）尽管激光笔发出的激光很亮，但观察效果还是不理想。请写出能够更清楚地看到本实验中入射光和反射光的一种做法：_________。
3.【2023长春】在“探究平面镜成像的特点”实验中：
（1）用玻璃板代替平面镜的目的是___________；
（2）将白纸铺在水平桌面上，再将玻璃板___________放在白纸上，把点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，如图所示。将未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动，直到跟蜡烛A的像完全重合，说明平面镜所成的像与物体大小___________；
（3）将光屏放在蜡烛A的像的位置，直接观察光屏，光屏上没有呈现蜡烛A的像，说明平面镜所成的像是___________。
4.【2023益阳】用如图所示装置“探究平面镜成像的特点”。
（1）请将下列实验步骤合理排序，合理的实验步骤顺序为A______F（填序号）；
A.在桌面上铺一张大纸，纸上竖立一块玻璃板作为平面镜。沿着玻璃板在纸上画一条直线，代表平面镜的位置。
B.用直线把蜡烛和它的像在纸上的位置连起来，并用刻度尺分别测量它们到玻璃板的距离。
C.拿一支外形相同但不点燃的蜡烛，竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它跟前面那支蜡烛的像完全重合。
D.把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像。
E.在纸上记下蜡烛和它的像的位置。
F.根据上述实验分析得出平面镜成像的规律：平面镜所成的像与物体关于平面镜对称。
（2）为了使实验结论更具科学性，应补充的实验步骤是_________；
（3）在上述实验中，如果在玻璃板背面粘贴一张不透光的白纸，将玻璃板背面完全遮挡住，还能看到蜡烛在玻璃板后面的像吗？答：______看到。（选填“能”或“不能”）
5.【2023荆州】为了探究平面镜成像特点，小华同学准备了透明玻璃板、刻度尺、光屏和A、B两只大小相同的蜡烛，如图所示。
（1）用透明玻璃板代替平面镜是为了便于确定像的______，用玻璃板代替平面镜实验时，应选用______（选填“厚”或“薄”）一些的玻璃板；
（2）当蜡烛A远离玻璃板时，它的像会______（选填“变小”“不变”或“变大”）；
（3）实验中若只将玻璃板水平向左平移，蜡烛所成像的位置______（选填“向左移”“向右移”或“不变”）；
（4）小华同学在实验中将透明玻璃板与水平桌面垂直方向成30°角放置，然后将蜡烛沿水平桌面向玻璃板方向移动一段距离L，如图所示。则蜡烛所成像的像距变化量为______。
6.【2023南充】小科同学在探究平面镜成像特点时，利用如图甲所示器材进行了以下操作：
（1）实验中小科同学从点燃的蜡烛一侧透过玻璃板看到像有重影，改善重影问题的方法是________，实验中选取同样大小的蜡烛A、B是为了_________；
（2）改进器材后多次改变蜡烛A的位置，并移动另一支蜡烛，确定每次像的位置，将玻璃板及每次物和像的位置记录在玻璃板下面的白纸上，连接物和对应的像点，如图乙所示，由此可得出的结论是：像与物到平面镜的距离_________；
（3）完成实验后，小科同学又将一枚硬币放在玻璃板前，能看到它在玻璃板后的像在a的位置，如图丙所示，若将玻璃板水平向右移动3cm，该硬币的像_________（选填“向右移动3cm”、“在原位置”或“向左移动3cm”）。
7.【2023武汉】用F为焦点，探究焦距为f的凸透镜成像规律，在实验中；
（1）发光物体和凸透镜的位置如图所示，图中光屏未画出，光屏上所成清晰的像在图中______（填数字序号）区域，像的箭头方向是竖直向 ______的，像的大小比发光物体要 ______；
（2）将光屏放在凸透镜右侧，发光物体放在A处，发现无论怎样调整光屏的位置，在光屏上都无法得到发光物体的像。撤去光屏，从凸透镜右侧向凸透镜看去，观察到发光物体的像，此像到凸透镜的距离______（填“大于”“等于”或“小于”）发光物体到凸透镜的距离。
8.【2023衡阳】小明同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像规律：
（1）如图甲所示，小明将一束平行光正对凸透镜，移动光屏，直到光屏上形成一个最小最亮的光斑，该凸透镜的焦距为___________cm；
（2）实验时，把凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，为使像成在光屏中央，应将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调到___________；
（3）小明将蜡烛移至光具座20cm刻度线处，如图乙所示，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是倒立、___________的实像。生活中的___________（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）就是利用这种成像规律工作的；
（4）接着，小明保持凸透镜在光具座上的位置不动，如果仅将图乙中蜡烛和光屏的位置互换，发现光屏上仍能观察到烛焰清晰的像。这是因为在光的折射现象中，光路是___________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。
9.【2023牡丹江】根据凸透镜成像规律，物远像近像变小，像成在光屏的前方，此现象可以体现近视眼的成像情况。小明利用光具座复习光学实验。
（1）在研究凸透镜成像规律的实验中，把蜡烛、凸透镜（）和光屏依次放在光具座上、点燃蜡烛，调整它们的高度和位置，直至光屏上成清晰的像，如图甲所示，光屏上成倒立、______的实像，______（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用了这条规律；
（2）为研究平面镜成像特点，用薄玻璃板替换凸透镜放到光具座上，撤去光屏；
①在玻璃板前观察，可以看到蜡烛清晰的像。拿另一支完全相同但不点燃的蜡烛，放在玻璃板后面，前后移动直到看上去与前面那支蜡烛的像完全重合，如图乙所示。此时，像的大小与物体的大小______，像与物体到平面镜的距离______；
②用光具座研究平面镜成像特点，只能研究物体和像同时沿光具座移动的情况，这样实验得出的结论缺乏______；
③请在图丙中画出烛焰上的一点A在平面镜中的像。
10.【2023丹东】小潘同学选用焦距为15cm的凸透镜，做“探究凸透镜的成像规律”的实验。
（1）实验在 _______（选填“较暗”或“较亮”）的环境中进行，现象更明显；
（2）小潘将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度，这样做的目的是使像呈现在 ____________；
（3）小潘将蜡烛放在10cm刻度线处，移动光屏到如图所示位置，光屏上恰好呈现一清晰的像，该像的性质是倒立、_______（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像；
（4）保持凸透镜位置不变，小潘将蜡烛移动到25cm刻度线处，若想在光屏上得到清晰的像，应把光屏向 _____移动（选填“左”或“右”），像将 _______（选填“变大”“变小”或“不变”）；
（5）保持凸透镜位置不变，小潘将蜡烛移动到40cm刻度线处，无论怎样移动光屏，在光屏上都找不到清晰的像，当小潘的眼睛在凸透镜的右侧，透过凸透镜观察到烛焰 _______、放大的像（选填“正立”或“倒立”），生活中的 ________就是利用这样的成像原理工作的（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）。
2024年中考物理核心素养提升
4.7光学实验探究
一、探究光的反射规律
【常考点归纳】
【中考题实例剖析】
【例1】【2023扬州】“探究光的反射规律”装置如图所示，白纸板放在水平桌面上，再将一块平面镜竖直放在纸板上，在纸板上安装一支可自由移动的激光笔，使其发出的光紧贴纸板入射。
（1）图中的入射角是______度；
（2）当_______时，反射光线与入射光线重合，此时入射光线向右偏转一定角度，反射光线向______偏转；
（3）多次实验，在纸板上画出入射光线和对应的反射光线后，发现没有量角器，为了得出反射角等于入射角这一结论，你的操作是______。
【分析与解答】
（1）入射光线与法线的夹角叫入射角。由图可知：入射光线与平面镜的夹角为40°，则入射角为：90°-40°=50°。
（2）当入射光线垂直射向平面镜，反射光线垂直平面镜射出，此时反射角等于入射角，都等于0°，反射光线与入射光线重合。反射时，反射光线和入射光线分居法线两侧。入射光线向右偏转一定角度，位于法线的右侧，则反射光线会向左偏转相同角度，位于法线左侧。
（3）没有量角器无法直接测量角度大小，此时可以把白纸板沿法线对折，如果入射光线与对应的反射光线重合，说明反射时反射角等于入射角。
【答案】（1）50 （2）入射光线垂直射向平面镜 左 （3）把白纸板沿法线对折，观察反射光线与对应的入射光线是否重合
二、探究平面镜成像的特点（高频考点）
【常考点归纳】
【中考题实例剖析】
【例2】【2023常德】如图甲所示是“探究平面镜成像特点”的实验装置，把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面，再拿另一支外形相同的蜡烛B竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去跟蜡烛A的像完全重合，在白纸上记下A和B的位置。移动蜡烛A，重复做多次实验。

（1）选用玻璃板代替平面镜，主要是为了 ___________。
（2）实验中两支蜡烛要完全一样，目的是为了 _______。
（3）当蜡烛A远离玻璃板时，它的像的大小将 _______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）将蜡烛A竖直放在水平桌面上，点燃蜡烛观察发现：玻璃板中蜡烛A的像偏低且倾斜。你认为在图乙所示的①、②、③三幅图中，_____图是产生以上实验现象的原因。
【分析与解答】
（1）因为玻璃板既能让光透过也可以反射光，容易确定像的位置，而平面镜是不透明的，无法确定像的位置，所以选用玻璃板代替平面镜。
（2）进行“探究平面镜成像特点”的实验，选取两支外形相同的蜡烛进行实验，目的是为了比较像与物的大小关系。
（3）由于物体与像始终大小相等，当蜡烛A远离玻璃板时，它的像仍与A相等，像的大小将不变。
（4）实验时平面镜必须要竖直放置，如果不竖直，不论怎样移动后面的蜡烛都不可能与前面蜡烛的像完全重合。由图可知：甲图平面镜竖直放置，不会出现像偏低的情况，乙和丙图平面镜没有竖直放置，分别作出蜡烛A的关于平面镜的对称点可知，丙图平板玻璃中蜡烛A的像偏低且倾斜，如下图所示：
；
根据图中，③符合题意。
【答案】（1）确定物像的位置 （2）比较像与物的大小关系 （3）不变 （4）③
三、探究光的折射规律（较少出现）
【常考点归纳】
四、探究凸透镜的成像规律（高频考点）
【常考点归纳】
【中考题实例剖析】
【例3】【2023无锡】小红拿到一块玻璃透镜，仔细观察这块透镜，发现一面有螺纹，一面是光滑的，她对此透镜进行了探究。
（1）她把该透镜靠近书上的“实验”二字，观察到如图甲所示的现象，由此可以判定该透镜是_______________（选填“凸”或“凹”）透镜；
（2）小红查阅资料后了解到，用如图乙所示的三棱镜组合可以描述该透镜对光的作用，请在图乙中画出平行光入射两个三棱镜后出射光线的大致方向；
（3）为探究该透镜成像规律，小红将“F”光源、透镜、光屏放置在光具座上，调整好后，固定透镜位置，使“F”光源从距离透镜较远处逐次靠近透镜，每次都调节光屏到透镜的距离，使“F”光源在光屏上成清晰的像，将结果记录在下表中，则该透镜的焦距为_______。当“F”光源位于如图丙所示位置时，光屏应适当向________（选填“左”或“右”）移动，才能在光屏上得到清晰的像。
（4）在了解了该透镜的成像规律后，小红用长方形不透明纸盒、平面镜、该透镜设计制作了一个投影仪，其剖面图如图丁所示，平面镜与底面夹角为450，平面镜的中心位于透镜的主光轴上，盒上方开一方形孔，将“F”光源按照图示方式朝下平放在方形孔上、中心与平面镜中心在一条竖直线上，若盒子高度h为10cm，为保证在正对透镜前方的屏幕上能看到一个放大的投影，则盒子长度l的范围为______，屏幕上所成的图像形状是_________。（选填“ ”、“ ”或“ ”）
【分析与解答】
（1）由图甲可知：“实验”二字被放大了，透镜起放大作用，是放大镜，说明该透镜是凸透镜。
（2）从折射点作法线，光从玻璃斜射入空气中，折射角大于入射角，如答案图所示。
（3）由表中数据可知，第2次实验中物距和像距相等，成倒立等大的实像，此时u=v=2f=20cm，凸透镜焦距f=10cm。由表中数据可知：物距是15cm，像距是30cm，图丙中，光屏到透镜的距离是30cm，如果“F”光源在25cm刻度处，光屏上成清晰的像，但是“F”光源在23cm刻度处，物距增大，像距减小，才能成清晰的像，所以光屏应适当向左移动，才能在光屏上得到清晰的像。
（4）A点为光源的位置，根据平面镜成像的特点作出A点的像点A′点，为保证在正对透镜前方的屏幕上能看到一个放大的投影，物距大于1倍焦距小于2倍焦距，所以A′点到透镜距离大于10cm小于20cm，盒子长度l的范围为10cm