【中考物理】2023届北京市第二轮复习分类专题—光学实验探究（提升篇）含解析

这是一份【中考物理】2023届北京市第二轮复习分类专题—光学实验探究（提升篇）含解析，共13页。试卷主要包含了小阳在生活中发现，7°等内容，欢迎下载使用。

【中考物理】2023届北京市第二轮复习分类专题—光学实验探究
（提升篇）
题型精练
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.(2022海淀一模)如图所示为某实验小组探究光的反射规律的实验装置。平面镜M放在水平桌面上,E、F是两块粘接起来竖直放置的长方形硬纸板,其中E板固定不动,F板可绕两板连接的竖直线ON转动。

甲

乙
(1)如图甲所示,将纸板E、F调整到同一竖直平面内,让一束入射光贴着纸板E由A射向镜面的O点,则在纸板F上可以看到反射光OB。
①此时反射光OB与ON的夹角应　 　　(选填“等于”或“不等于”)入射光AO与ON的夹角。 
②在其他条件不变的情况下,将纸板F绕ON向后折,此时在纸板F上看不到反射光,如图乙所示。再多次改变入射光AO与ON的夹角,在纸板F上均看不到反射光。此实验现象说明:光在发生反射时,　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　。 
(2)在如图甲所示的实验装置中,若将一束光沿BO方向贴着纸板F射向镜面的O点,则反射光将沿OA射出,说明在光的反射现象中,光路是　　 　　的。 

2.(2021朝阳二模)小阳在生活中发现:不同的物体在平面镜中所成像的大小不同;物体距离平面镜越远所看到的像越小。由此他提出如下问题:
问题1:平面镜所成像的高度与物体到平面镜的距离有关吗?
问题2:平面镜所成像的高度与物体的高度有关吗?
小阳利用如图甲所示的装置(透明玻璃板作为平面镜)、刻度尺和如图乙所示的两根外形完全相同且长度可调的伸缩杆A、B进行实验。

甲

乙
(1)为了探究问题1,他进行了如下实验:
①调节伸缩杆A的高度为25 cm,放在平面镜前适当位置,测量A到镜面的距离u,将伸缩杆B放到平面镜的另一侧,调节B的位置和高度,直至从不同角度观察B与A的像完全重合,测量B的高度h,将u、h的数据记录到表中。
②改变A到平面镜的距离,仿照步骤①再进行一次实验。
u/cm
10
25
h/cm
25
25
分析表中的数据,可以得到的实验结论是:　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　; 
(2)小阳接下来继续探究问题2。小阳认为:实验中必须保持伸缩杆A到平面镜的距离不变;小红认为:改变A到平面镜的距离,仍然可以探究问题2。你认为　　 　　 　　 　　 　　的说法是正确的,请你说明理由　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　。 
实验中,小阳使用两根完全相同且长度可调的伸缩杆的目的是:①　　 　　;②　　 　　 　　。 

3.(2022朝阳二模)在实验桌上有图所示的装置、刻度尺和完全相同的两支蜡烛A和B等器材。小阳利用这些器材进行了实验,主要实验步骤如下:

①调整并保持透明玻璃板(作为平面镜)与纸面垂直。
②将蜡烛A放在平面镜前某处,将蜡烛B放在平面镜另一侧,并通过平面镜观察蜡烛A所成的像和蜡烛B,移动蜡烛B直至从各个角度观察都与蜡烛A所成的像重合。用刻度尺分别量出蜡烛A到平面镜的距离u和蜡烛B到平面镜的距离v,并记录在表格中。
③改变蜡烛A到平面镜的距离,仿照步骤②再做5次实验。记录蜡烛A和蜡烛B到平面镜的距离。
根据以上步骤,回答下列问题:
(1)由蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,可以判断蜡烛A的像与蜡烛A的大小　　 　　,理由是　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　。 
(2)在测量蜡烛A到平面镜的距离和蜡烛B到平面镜的距离时,需要确定它们对应点的位置,请你写出确定对应点位置的方法:　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　。 

4.(2021顺义一模)利用如图所示的装置研究凸透镜成像规律。设u为物距,即烛焰至透镜的距离,v为像距,即光屏上呈现最清晰的像时光屏至透镜的距离。调整u,测量相对应的v,部分实验数据如表所示。结合表中数据回答下列问题:

u/cm
40
30
20
15
12.9
v/cm
13.3
15
20
30
45
(1)此凸透镜的焦距f=　　 　　cm。 
(2)当u=30 cm,v=15 cm时,光屏上呈现的是烛焰清晰的　　 　　(选填“放大”或“缩小”)的像。这个实验现象可以说明　　 　　(选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”)的成像特点。  
(3)物距从30 cm减小至15 cm过程中,像大小的变化情况是　 　　 。(选填选项前的字母) 
A.一直变小　B.一直变大
C.先变小再变大　D.先变大再变小

5.(2020东城一模)小东同学用如图所示的实验器材做“探究凸透镜成像规律”的实验。

(1)实验开始时,小东在如图所示位置放置好了点燃的蜡烛、凸透镜、光屏,并调整蜡烛的焰心、透镜的光心和光屏的中心在　 　　 　。 
(2)小东观察到蜡烛在如图所示的位置时,可以在光屏上观察到清晰的等大、倒立的实像,由此他判断出实验所用透镜的焦距为　　 　　cm。 
(3)小东把点燃的蜡烛向左移到光具座的10 cm刻度线处,他应向　　 　　(选填“左”或“右”)移动光屏到适当的位置,再次在光屏上观察到了一个清晰的像。 
(4)接下来,小东保持蜡烛位置不动,将光屏移回到图中所示位置。他可以在蜡烛与凸透镜之间适当位置放置一个　　 　　(选填“凸透镜”或“凹透镜”),同样可以在光屏上观察到一个清晰、倒立的像。 

6.(2019西城一模)小兰利用如图所示的装置做实验研究凸透镜成像规律。设u为烛焰至透镜的距离,v为光屏上得到最清晰的像时,光屏至透镜的距离。小兰调整u,测量相对应的v,部分实验数据如表所示。根据表中数据可知

u/cm
60
30
20
15
13
…
v/cm
12
15
20
30
45
…
(1)此凸透镜的焦距f=　　 　　cm。 
(2)如果u=16 cm,光屏上能得到烛焰的　　 　　的像。(选填“放大”或“缩小”) 
(3)设想光具座足够长,u足够大,则v的值接近　 　cm。(选填“0”“5”或“10”) 
(4)若透镜的下半部以黑布遮住,则看到烛焰的像会变　　 　。(选填“亮”或“暗”) 

7.(2022山东枣庄中考)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:
入射角α
10°
30°
45°
60°
折射角β
7.1°
20.7°
30°
37.8°
(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　　 　。 


答案解析
题型精练
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.(2022海淀一模)如图所示为某实验小组探究光的反射规律的实验装置。平面镜M放在水平桌面上,E、F是两块粘接起来竖直放置的长方形硬纸板,其中E板固定不动,F板可绕两板连接的竖直线ON转动。

甲

乙
(1)如图甲所示,将纸板E、F调整到同一竖直平面内,让一束入射光贴着纸板E由A射向镜面的O点,则在纸板F上可以看到反射光OB。
①此时反射光OB与ON的夹角应　等于　(选填“等于”或“不等于”)入射光AO与ON的夹角。 
②在其他条件不变的情况下,将纸板F绕ON向后折,此时在纸板F上看不到反射光,如图乙所示。再多次改变入射光AO与ON的夹角,在纸板F上均看不到反射光。此实验现象说明:光在发生反射时,　反射光线、入射光线与法线在同一平面内　。 
(2)在如图甲所示的实验装置中,若将一束光沿BO方向贴着纸板F射向镜面的O点,则反射光将沿OA射出,说明在光的反射现象中,光路是　可逆　的。 
解析　(1)①根据反射定律可知,在反射现象中,反射角等于入射角,即∠NOB=∠AON, 所以这两个角是相等的。
②在反射现象中,纸板的作用是显示出光的传播径迹,在同一平面上时可以看到反射光和入射光,弯折之后就看不到反射光了,说明反射光线、入射光线与法线在同一平面内。
(2)观察图甲中显示的光的传播径迹,一束光沿BO入射,可以沿图中OA的方向射出,光的传播径迹是相同的,说明在反射现象中,光路是可逆的。
2.(2021朝阳二模)小阳在生活中发现:不同的物体在平面镜中所成像的大小不同;物体距离平面镜越远所看到的像越小。由此他提出如下问题:
问题1:平面镜所成像的高度与物体到平面镜的距离有关吗?
问题2:平面镜所成像的高度与物体的高度有关吗?
小阳利用如图甲所示的装置(透明玻璃板作为平面镜)、刻度尺和如图乙所示的两根外形完全相同且长度可调的伸缩杆A、B进行实验。

甲

乙
(1)为了探究问题1,他进行了如下实验:
①调节伸缩杆A的高度为25 cm,放在平面镜前适当位置,测量A到镜面的距离u,将伸缩杆B放到平面镜的另一侧,调节B的位置和高度,直至从不同角度观察B与A的像完全重合,测量B的高度h,将u、h的数据记录到表中。
②改变A到平面镜的距离,仿照步骤①再进行一次实验。
u/cm
10
25
h/cm
25
25
分析表中的数据,可以得到的实验结论是:　平面镜所成像的高度与物体到平面镜的距离无关　; 
(2)小阳接下来继续探究问题2。小阳认为:实验中必须保持伸缩杆A到平面镜的距离不变;小红认为:改变A到平面镜的距离,仍然可以探究问题2。你认为　小红　的说法是正确的,请你说明理由　因为平面镜所成像的高度与物体到平面镜的距离无关,因此无须控制　。 
实验中,小阳使用两根完全相同且长度可调的伸缩杆的目的是:①　改变物体的高度　;②　确定像的高度　。 
解析　(1)分析表格中的数据发现,自变量物距u发生变化时,因变量像的高度h并没有随之改变,因此,平面镜所成像的高度与物体到平面镜的距离无关。
(2)小红的说法正确,因为平面镜所成像的高度与物体到平面镜的距离无关,物距的变化不会影响平面镜所成像的高度,因此无须控制。小阳使用两根完全相同且长度可调的伸缩杆的目的是可以调节物体B的高度与像的高度相等,便于确定像的高度,比较平面镜所成像的高度与物体高度的关系;此外使用这种伸缩杆的目的还可以改变自变量物体的高度。
3.(2022朝阳二模)在实验桌上有图所示的装置、刻度尺和完全相同的两支蜡烛A和B等器材。小阳利用这些器材进行了实验,主要实验步骤如下:

①调整并保持透明玻璃板(作为平面镜)与纸面垂直。
②将蜡烛A放在平面镜前某处,将蜡烛B放在平面镜另一侧,并通过平面镜观察蜡烛A所成的像和蜡烛B,移动蜡烛B直至从各个角度观察都与蜡烛A所成的像重合。用刻度尺分别量出蜡烛A到平面镜的距离u和蜡烛B到平面镜的距离v,并记录在表格中。
③改变蜡烛A到平面镜的距离,仿照步骤②再做5次实验。记录蜡烛A和蜡烛B到平面镜的距离。
根据以上步骤,回答下列问题:
(1)由蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,可以判断蜡烛A的像与蜡烛A的大小　相等　,理由是　蜡烛A与B完全相同,蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,因此蜡烛A的像与蜡烛A大小相等　。 
(2)在测量蜡烛A到平面镜的距离和蜡烛B到平面镜的距离时,需要确定它们对应点的位置,请你写出确定对应点位置的方法:　用笔沿蜡烛A的底部边缘在纸上画圆,通过平面镜观察,当蜡烛B与蜡烛A的像重合时,用笔沿蜡烛B的底部边缘在纸上画圆,两个圆的圆心位置就是对应点的位置　。 
4.(2021顺义一模)利用如图所示的装置研究凸透镜成像规律。设u为物距,即烛焰至透镜的距离,v为像距,即光屏上呈现最清晰的像时光屏至透镜的距离。调整u,测量相对应的v,部分实验数据如表所示。结合表中数据回答下列问题:

u/cm
40
30
20
15
12.9
v/cm
13.3
15
20
30
45
(1)此凸透镜的焦距f=　10　cm。 
(2)当u=30 cm,v=15 cm时,光屏上呈现的是烛焰清晰的　缩小　(选填“放大”或“缩小”)的像。这个实验现象可以说明　照相机　(选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”)的成像特点。  
(3)物距从30 cm减小至15 cm过程中,像大小的变化情况是　B　 。(选填选项前的字母) 
A.一直变小　B.一直变大
C.先变小再变大　D.先变大再变小
解析　(1)从题目中可以分析出,物距u的数据逐渐减小时,像距v的数据逐渐增大,这对应着凸透镜成实像时,物近像远像变大的现象。在此过程中,有一个特殊的点,在这个位置物体所成的像既不缩小,也不放大,成倒立、等大的实像,此时物距u等于像距v等于二倍焦距。从表格数据中得2f=20 cm,所以焦距f=10 cm。
(2)当u=30 cm,v=15 cm时,可以分析出此时像距v < 物距u, 光屏上呈现的实像一定是缩小的,根据物距u=30 cm,大于凸透镜的二倍焦距,成倒立、缩小的实像,这是照相机成像的特点。
(3)当物距从30 cm减小至15 cm过程中,由于物距u> f,在光屏上成实像,物体靠近凸透镜时,成像会远离凸透镜,并且成像变大。记忆口诀:当物体成实像时,物近像远像变大。
5.(2020东城一模)小东同学用如图所示的实验器材做“探究凸透镜成像规律”的实验。

(1)实验开始时,小东在如图所示位置放置好了点燃的蜡烛、凸透镜、光屏,并调整蜡烛的焰心、透镜的光心和光屏的中心在　同一高度　。 
(2)小东观察到蜡烛在如图所示的位置时,可以在光屏上观察到清晰的等大、倒立的实像,由此他判断出实验所用透镜的焦距为　15　cm。 
(3)小东把点燃的蜡烛向左移到光具座的10 cm刻度线处,他应向　左　(选填“左”或“右”)移动光屏到适当的位置,再次在光屏上观察到了一个清晰的像。 
(4)接下来,小东保持蜡烛位置不动,将光屏移回到图中所示位置。他可以在蜡烛与凸透镜之间适当位置放置一个　凹透镜　(选填“凸透镜”或“凹透镜”),同样可以在光屏上观察到一个清晰、倒立的像。 
解析　(1)为了使烛焰的像能成在光屏中央,实验开始时,调整蜡烛的焰心、透镜的光心和光屏的中心在同一高度上;(2)当物距等于二倍焦距时,成等大、倒立的实像,由图可知物距等于30 cm,所以,焦距等于15 cm;(3)当蜡烛向左移动时,像也向左移动,所以,光屏应向左移动到适当的位置,才可以再次在光屏上观察到一个清晰的像;(4)保持蜡烛位置不动,将光屏移回到图中所示位置,此时的像成在光屏左侧,相当于近视眼的成像情况,需用发散透镜(凹透镜)进行矫正。


易错警示
　　蜡烛放在20 cm刻度线处,不能错误地认为物距就是20 cm,物距是烛焰到凸透镜光心的距离。



6.(2019西城一模)小兰利用如图所示的装置做实验研究凸透镜成像规律。设u为烛焰至透镜的距离,v为光屏上得到最清晰的像时,光屏至透镜的距离。小兰调整u,测量相对应的v,部分实验数据如表所示。根据表中数据可知

u/cm
60
30
20
15
13
…
v/cm
12
15
20
30
45
…
(1)此凸透镜的焦距f=　10　cm。 
(2)如果u=16 cm,光屏上能得到烛焰的　放大　的像。(选填“放大”或“缩小”) 
(3)设想光具座足够长,u足够大,则v的值接近　10　cm。(选填“0”“5”或“10”) 
(4)若透镜的下半部以黑布遮住,则看到烛焰的像会变　暗　。(选填“亮”或“暗”) 
解析　(1)由表格中数据可知u=v=20 cm,此时物距等于二倍焦距,所以f=10 cm。(2)u=16 cm时,满足f2f时,f 7.(2022山东枣庄中考)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:
入射角α
10°
30°
45°
60°
折射角β
7.1°
20.7°
30°
37.8°
(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　显示光路　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):　折射角随着入射角的增大而增大(或折射角小于入射角,答案合理同样给分)　; 
(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　小于　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　45°　。 

解析　(1)实验中,光具盘除了能读出入射角和折射角大小外,还具有显示光路的作用;(2)根据表格中的数据,可知光从空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角,折射角随着入射角的增大而增大;(3)根据表格中的数据可知,当光以45°的入射角从空气射向玻璃时,其折射角是30°,当入射角为35°时,入射角变小了,折射角随之变小,所以折射角会小于30°;(4)根据光路的可逆性可知,当光以30°的入射角从玻璃射向空气时,其折射角是45°。