2光學(xué)實(shí)驗(yàn)探究（原卷版）

實(shí)驗(yàn)探究一直是學(xué)生面前的一大難題。在中考實(shí)驗(yàn)探究中，一方面是考察我們對(duì)知識(shí)點(diǎn)掌握；另一方面是突出對(duì)考題文字的揣摩，最后在組織文字回答。所以需要我們積累平常學(xué)習(xí)過程中的實(shí)驗(yàn)探究如何規(guī)范作答，更要突出知識(shí)體系，將出題人設(shè)置的陷阱正確避開。一定要圍繞核心知識(shí)以不變應(yīng)萬變。知識(shí)點(diǎn)1：探究光的反射規(guī)律1、把一個(gè)平面鏡放在水平桌面上，再把一張紙板ENF豎直地立在平面鏡上，紙板上的直線ON垂直于鏡面，如圖甲所示：2、把一個(gè)平面鏡放在水平桌面上，再把一張紙板ENF豎直地立在平面鏡上，紙板上的直線ON垂直于鏡面，如圖甲所示：3、在紙板上畫出兩條入射光線，用激光筆沿入射光線射入，找到對(duì)應(yīng)的反射光線。4、觀察兩組反射光線和入射光線，猜想反射光線和入射光線的位置關(guān)系：①反射光線、入射光線和鏡面的夾角相等；②反射光線和入射光線關(guān)于法線對(duì)稱。5、把紙板NOF向前折或向后折如圖乙，觀察還能看到反射光線嗎？6、取下紙板，用量角器測(cè)量角i和r。知識(shí)點(diǎn)2：探究平面鏡成像規(guī)律1、問題與猜想：（1）問題：平面鏡成像有什么特點(diǎn)？像的位置有什么特點(diǎn)？像的大小有什么特點(diǎn)。（2）猜想：像可能與物體的大小相等，關(guān)于鏡面對(duì)稱等。2、制定計(jì)劃：（1）實(shí)驗(yàn)器材：兩支相同的蠟燭、平面鏡、玻璃板、支架、方格紙、同樣大小的三角尺（貼有b,d)、刻度尺。（2）實(shí)驗(yàn)步驟：①在桌上鋪一張方格紙，中間畫一條線后在方格紙的前方任意畫一個(gè)三角形，在方格紙中間線的位置豎立玻璃板。②把一支點(diǎn)燃的蠟燭放在玻璃板前方方格紙上畫的三角形的一個(gè)頂點(diǎn)上，觀察玻璃板后面出現(xiàn)的蠟燭的像，另外拿一支相同的蠟燭在璃板后面移動(dòng)，直到看上去它們完全重合，后面的蠟燭好像被點(diǎn)燃為止，后一支蠟燭的位置就是前面蠟燭的像的位置，用筆標(biāo)出兩支蠟燭的位置。③用刻度尺測(cè)量?jī)芍灎T到平面鏡的距離，并記錄在表格中。④在三角形的另外兩個(gè)頂點(diǎn)位置重復(fù)②、③所進(jìn)行的操作。⑤取下玻璃板，以鏡后三個(gè)像的位置為頂點(diǎn)，畫一個(gè)三角形。⑥將標(biāo)有字母“d”的三角尺放在鏡前，拿著標(biāo)有字母“b”的三角尺放在鏡后面移動(dòng)，直到跟所看到的像重合，觀察兩個(gè)三角尺上的字母的左右關(guān)系。3、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)：取下桌面上的方格紙，沿中間所畫的線對(duì)著折疊，然后在任一面的三角形頂點(diǎn)上用筆尖扎穿折疊后的紙，觀察兩個(gè)三角形是否重合。實(shí)驗(yàn)次數(shù)物到平面鏡的距離/cm像到平面鏡的距離/cm像與物大小比較（放大、縮小或相等）12知識(shí)點(diǎn)3：透鏡凸透鏡成像的規(guī)律1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹客哥R凸透鏡成像規(guī)律。像與物的大小關(guān)系、物距變化成像規(guī)律變化、像的虛實(shí)?！緦?shí)驗(yàn)器材】凸透鏡、光具座、蠟燭、光屏、火柴等?！緦?shí)驗(yàn)步驟】一、按圖組裝器材。調(diào)整蠟燭、凸透鏡、光屏在同一水平線上。二、將蠟燭放在遠(yuǎn)處（此時(shí)u>2f），移動(dòng)光屏直至在光屏上成清晰的像；觀察像的大小、正立還是倒立，并測(cè)量物距和像距；數(shù)據(jù)記錄實(shí)驗(yàn)表格。三、將蠟燭往凸透鏡方向移動(dòng)，使2f>u>f，移動(dòng)光屏直至在光屏上成清晰的像；觀察像的大小、正立還是倒立，并測(cè)量物距和像距；數(shù)據(jù)記錄實(shí)驗(yàn)表格。四、將蠟燭繼續(xù)往凸透鏡方向移動(dòng)，使u=f，移動(dòng)光屏，看能否成像。五、將蠟燭繼續(xù)往凸透鏡方向移動(dòng)，使u<f，移動(dòng)光屏，看在光屏上能否找到像。六、實(shí)驗(yàn)表格物距與焦距關(guān)系物距（cm）像的性質(zhì)像距（cm）大小正倒虛實(shí)u>2fu=2f2f>u>fu=fu<f七、整理器材【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】等大、等距、對(duì)稱、反向、虛像。物距像的性質(zhì)像距（cm）應(yīng)用大小正倒虛實(shí)u>2f縮小倒立實(shí)像2f<v<f照相機(jī)2f>u>f放大倒立實(shí)像v>2f投影儀u<f放大正立虛像放大鏡1、三條特殊光線的光路圖入射光線過光心平行于主光軸過（虛）焦點(diǎn)折射光線凸透鏡方向不變過焦點(diǎn)與主光軸平行凹透鏡方向不變反向延長(zhǎng)線經(jīng)過虛焦點(diǎn)與主光軸平行2、凸透鏡成像規(guī)律結(jié)論物距與焦距的關(guān)系光路圖（請(qǐng)完成下列作圖）像距與焦距的關(guān)系成像特點(diǎn)動(dòng)態(tài)成像規(guī)律應(yīng)用u＞2ff＜v＜2f倒立、縮小、實(shí)像成實(shí)像時(shí)，物距增大，像距減小，像變??；物距減小，像距增大，像變大；照相機(jī)u=2fv=2f倒立、等大、實(shí)像計(jì)算焦距f＜u＜2fv＞2f倒立、放大、實(shí)像投影儀u=f不成像u＜f正立、放大、虛像物距減小，像距減小，像變?。环糯箸R記憶口訣：一倍焦距分虛實(shí)；二倍焦距分大小。成實(shí)像時(shí)：物近像遠(yuǎn)像變大，物遠(yuǎn)像近像變小。成虛像時(shí)：物近像近像變小。1、在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，光具座上依次擺放蠟燭、凸透鏡和光屏，如圖所示，此時(shí)燭焰在光屏上恰好成清晰等大的像。下列說法正確的是（）A．凸透鏡的焦距為B．當(dāng)蠟燭因燃燒逐漸變短，光屏上的像會(huì)逐漸向上移動(dòng)C．若遮擋凸透鏡的一部分，光屏上將得不到完整的像D．若在蠟燭和凸透鏡之間放置一個(gè)遠(yuǎn)視鏡，為得到清晰的像光屏應(yīng)向右移動(dòng)2、在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，蠟燭、凸透鏡、光屏在光具座上的位置如圖所示，這時(shí)燭焰在光屏上能成等大清晰的像。關(guān)于本實(shí)驗(yàn)下列說法正確的是（）A．凸透鏡的焦距是20cmB．把蠟燭移至刻度尺10cm處，凸透鏡不動(dòng)，移動(dòng)光屏，能在光屏上得到清晰的像C．把蠟燭移至刻度尺32cm處，凸透鏡不動(dòng)，移動(dòng)光屏，能在光屏上得到清晰的像。這與照相機(jī)的成像原理相同D．把蠟燭移至刻度尺45cm處，凸透鏡不動(dòng)，移動(dòng)光屏，會(huì)再次在光屏上得到清晰的像3、在做凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：物距cm時(shí)，成正立的像；cm時(shí)，成倒立的像，則下面說法正確的是（）A．cm時(shí)，可能成放大的實(shí)像 B．cm時(shí)，一定成縮小的實(shí)像C．cm時(shí)，可能成放大的虛像 D．cm時(shí)，一定成縮小的實(shí)像4、（多選題）圖甲是小明在做“探究凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)時(shí)的裝置，圖乙是他根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪的物距像距圖像。蠟燭在光具座上移動(dòng)過程中的三個(gè)位置A、B、C分別與圖像中三點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。則下列說法正確的是（）A．該凸透鏡的焦距為20cmB．當(dāng)蠟燭在A位置時(shí)，移動(dòng)光屏，可在光屏上呈現(xiàn)燭焰清晰放大的實(shí)像C．將蠟燭從B移動(dòng)到C的過程中，所成像逐漸變大D．當(dāng)蠟燭在C點(diǎn)時(shí)，在緊貼凸透鏡的左側(cè)放置一遠(yuǎn)視鏡片，移動(dòng)光屏，可在光屏上呈現(xiàn)燭焰清晰的實(shí)像，此時(shí)物距像距的對(duì)應(yīng)坐標(biāo)應(yīng)出現(xiàn)在C點(diǎn)的正下方5、在“探究凸透鏡的成像特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中，所用凸透鏡的焦距為10cm，光屏是用表面涂有白漆的鐵板制成的。小科把“F”發(fā)光物置于離凸透鏡13cm處，移動(dòng)光屏，在光屏上找到清晰的像，如圖所示。小科看到光屏上像的形狀和大小分別是()A．、放大B．、放大C．、縮小D．、縮小6、將一只點(diǎn)燃的蠟燭放在凸透鏡前30cm處，光屏上得到了等大的燭焰的像，將蠟燭向透鏡方向移動(dòng)4cm，光屏上得到燭焰倒立、的清晰的像（填“放大”“縮小”或“等大”），然后在蠟燭和凸透鏡之間放置一個(gè)近視眼鏡片，由于近視眼鏡片對(duì)光線有作用，所以光屏上燭焰的像變模糊了（如圖所示），若想在光屏上重新得到清晰的像，可將光屏凸透鏡（填“遠(yuǎn)離”“靠近”）。7、在探究凸透鏡成像的規(guī)律時(shí)，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)保持較的環(huán)境（填“亮”或“暗”），為了判斷光屏上的像是否最清晰，需要移動(dòng)光屏，觀察像是否變模糊。如圖所示位置光屏上成清晰的像，則像的大小比燭焰。8、光在玻璃纖維中的傳輸情況是光線每次由內(nèi)層玻璃芯射向外包層的分界面時(shí)，均要發(fā)生反射，從而使光在不斷地反射中沿內(nèi)層玻璃芯向遠(yuǎn)處傳播，如圖所示，請(qǐng)根據(jù)圖回答：當(dāng)增大入射光線AB的入射角時(shí)，CD光線的入射角(填“增大”“減小”或“不變”)，D點(diǎn)將要向(填“左”或“右”)側(cè)移動(dòng)。9、如圖是池塘上方警示牌和它在水中“倒影”的兩幅照片：（1）圖甲中的倒影沒有牌子本身明亮，這是由于；（2）由于刮風(fēng)，圖乙中的水面有漣漪，倒影有些模糊，這是由于光發(fā)生了。10、請(qǐng)寫出下列現(xiàn)象所對(duì)應(yīng)的物理知識(shí)：A．在平靜的湖面可以看到藍(lán)天白云；B．游泳池注水后，看上去變淺了；C．光遇到不透明物體后，可形成影子；D．太陽(yáng)光經(jīng)過三棱鏡后可以產(chǎn)生彩色光帶；E．陽(yáng)光透過樹葉縫隙射到地上形成圓形光斑。11、某小組在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中：（1）實(shí)驗(yàn)前，要調(diào)整燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心大致在。（2）通過調(diào)整，恰好在光屏上得到燭焰等大的像，如圖，則所用凸透鏡的焦距是cm。（3）在圖中，把蠟燭向左移動(dòng)15cm，凸透鏡的位置不變，應(yīng)把光屏向（選填“左”或“右”）適當(dāng)調(diào)節(jié)才能在光屏上得到燭焰清晰倒立、（選填“放大”、“縮小”或“不變”）的實(shí)像。（4）在探究凸透鏡成實(shí)像的過程中，他們又嘗試用白紙遮擋住凸透鏡的一半，發(fā)現(xiàn)在光屏上（選填“仍能”或“不能”）形成燭焰完整的像。12、小華同學(xué)在探究“凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中。（1）將點(diǎn)燃的蠟燭、光屏放在凸透鏡的兩側(cè)，并將燭焰、凸透鏡和光屏的中心調(diào)整到；（2）小華為了準(zhǔn)確的知道凸透鏡的焦距，找到了平行光源，進(jìn)行了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，該凸透鏡的焦距是cm；（3）將凸透鏡固定在圖乙中的光具座上，位于50cm刻度線處，光屏和點(diǎn)燃的蠟燭位于凸透鏡兩側(cè)。小華將蠟燭移至35cm刻度線處，移動(dòng)光屏，直到光屏上出現(xiàn)了燭焰清晰的像，則該像是倒立、的實(shí)像，（選填“照相機(jī)”、“投影儀”或“放大鏡”）利用了這條規(guī)律。13、在探究“光的反射定律”的實(shí)驗(yàn)中，如圖所示，將平面鏡置于水平桌面，把一可沿ON折轉(zhuǎn)的光屏置于平面鏡上。(1)為了能在光屏上清晰地顯示出光的傳播路徑，光屏表面應(yīng)（選填：“光滑”或“粗糙”）些；(2)打開激光電筒使光線沿AO入射，當(dāng)光屏上呈現(xiàn)出反射光線時(shí)，光屏與鏡面是相互的，此時(shí)將定義為入射角（填寫圖中的序號(hào)）；(3)為了研究反射光線和入射光線的位置關(guān)系，應(yīng)多次改變的大小，觀察兩條光線的變化情況；(4)在上問的實(shí)驗(yàn)中，光屏上總能同時(shí)呈現(xiàn)出反射光線和入射光線，于是得出結(jié)論：光反射時(shí)，反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)。這樣得出的結(jié)論是否可信？（選填；“是”或“否”），理由是：。14、閱讀材料，回答問題。汽車中的光現(xiàn)象汽車抬頭顯示（如圖1）又叫汽車平視顯示系統(tǒng)（HeadUpDisplay），簡(jiǎn)稱HUD，是為了提高安全性而研發(fā)的。它利用平面鏡成像原理（如圖2），使顯示器上的重要行車數(shù)據(jù)通過前擋風(fēng)玻璃成像在正前方，駕駛員不必低頭，就可以看到車輛行駛的車速、油耗等信息。凸面鏡和凹面鏡對(duì)光的作用在汽車上也有應(yīng)用，它們也對(duì)汽車的安全行駛起著至關(guān)重要的作用。（1）行車數(shù)據(jù)在擋風(fēng)玻璃上所成的像是由光的（選填“反射”或“折射”）形成的；（2）某HUD顯示器水平放置在汽車中控臺(tái)上，通過擋風(fēng)玻璃成垂直于水平面的像，則擋風(fēng)玻璃與水平面夾角為度；（3）HUD有一個(gè)技術(shù)難題，即擋風(fēng)玻璃所成的像易產(chǎn)生重影，影響使用效果。重影產(chǎn)生的原因是擋風(fēng)玻璃有一定的（選填“厚度“或“透明度”）；（4）某駕駛員發(fā)現(xiàn)擋風(fēng)玻璃所成的像過高，不便于觀察，這時(shí)需要將顯示器沿水平方向（選填“遠(yuǎn)離”或“靠近”）擋風(fēng)玻璃；如果成像不清晰，可以（選填“增強(qiáng)”或“減弱”）顯示器亮度，改善成像效果；（5）汽車前燈的反光裝置相當(dāng)于（選填“平面鏡”“凹面鏡”或“凸面鏡”），當(dāng)汽車的遠(yuǎn)光燈位于該鏡焦點(diǎn)位置時(shí)，射出的光接近于平行。15、小濱用如圖所示裝置進(jìn)行了“探究平面鏡成像特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn).（1）他應(yīng)選取兩支外形（選填“相同”或“不同”）的蠟燭進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（2）小濱選擇用玻璃板代替平面鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的目的是