2024年中考物理实验专题二——光学实验专题
1．如图所示，小明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适当位置，观察并研究小孔成像的特点。
（1）图中烛焰在塑料薄膜上所成的像是 （选填“实像”或“虚像”）；其成像的原理是 。
（2）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，最有可能的是： 。
A.小孔扎成了三角形 B.小孔扎成了正方形 C.小孔太大 D.小孔太小
（3）实验中蜡烛燃烧变短，则它在薄膜上的像将向 （选填“上”或“下”）方向移动；要想使像更亮一些，半透明薄膜应 （选填“靠近”或“远离”）小孔。
（4）小明无意间在易拉罐底部不同位置戳了两个小孔，用它来观察蜡烛，则半透明膜上会 。
A.只会出现一个像 B.在不同的位置出现两个像 C.出现两个重合的像
2．学习了光学知识后，爱动脑筋的小明想自己探究小孔成像，如图所示，他给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔，再用两片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上，分别将孔对着烛焰和灯丝，可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像。
（1）分析比较甲、乙两图，蜡烛在塑料膜上所成的像的形状与小孔的形状 （选填“有关”或“无关”）；
（2）分析比较 两图，可以得出结论：物体在塑料膜所成的像的形状与物体的形状 （选填“有关”或“无关”）；
（3）通过实验，可以看到烛焰和灯丝在塑料膜上成的都是 （选填“正立实像”、“正立虚像”、“倒立实像”或“倒立虚像”）；
（4）杨光同学根据课本中的“试一试”用易拉罐做小孔成像下实验：杨光同学发现蜡烛和小孔的位置固定后，像离小孔越远，像就越大，他测出了不同距离时像的高度，填在表内：
像的高度h/cm 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
像到小孔的距离s/cm 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0
从实验数据记录中，可以得出的结论是：蜡烛和小孔的位置固定后，h与s成 （选填“正比”、“反比”）关系。
3．如表是小明同学在硬纸板上挖孔所做的研究太阳的小孔成像实验记录表：
小孔的形状 □ 〇 △
小孔的最大外径/mm 1 5 10 1 5 10 1 5 10
地面光斑形状 小孔距地10cm时 □ □ □ 〇 〇 〇 △ △ △
小孔距地20cm时 〇 □ □ 〇 〇 〇 〇 △ △
小孔距地40cm时 〇 □ □ 〇 〇 〇 〇 △ △
小孔距地80cm时 〇 〇 □ 〇 〇 〇 〇 〇 △
小明和他的同学分析上表的结果，得出了一些结论：
（1）由于太阳距我们很远，到达地面的光线几乎平行，所以当小孔到地面的距离足够小，地面上的光斑与小孔的形状是 （选填“一致的”、“不一致的”），这不是太阳的像；
（2）要使太阳通过小孔成像，必须注意小孔的大小和小孔到地面的距离，当小孔到地面的距离一定时，小孔越 （选填“大”或“小”），地面上就越容易得到太阳的像；
（3）如下表，当小孔的最大外径为2mm，小孔距地80cm时，用一张卡片覆盖在△孔上（相当于把孔变小），遮住孔的一部分，让太阳光透过小孔，与不遮住小孔相比，光斑的形状 （选填“变化”、“不变”）亮度 （选填“变暗”、“不变”、“变亮”）。
小孔的形状（△） 小孔的最大外径/mm 地面的光斑 像的清晰程度 像的亮度
小孔距地80cm 1 〇 最清晰 很暗
小孔距地80cm 1.5 〇 清晰 暗
小孔距地80cm 2 〇 较清晰 较亮
4．在“探究光的反射规律”时，小宇进行了如图甲所示的实验。
（1）先将平面镜平放在水平桌面上，再把白色硬纸板放在平面镜上且与镜面保持 ；白色的硬纸板表面应尽可能 （选填：粗糙/光滑）；
（2）小宇让一束光AO贴着纸板射到平面镜上，在纸板上会看到反射光线OB，然后将纸板绕ON向后折，如图乙所示，此时在NOF面上看不到反射光线，此时，反射光线 （存在/不存在）；
（3）为了进一步确定此时反射光线的位置，小宇将纸板沿PQ剪开，将纸板的上半部分向后折，如图丙所示，发现在纸板右侧的 （上部/下部）会看到反射光线。此实验现象说明反射光线、入射光线和法线在 ；
（4）若一束光线从BO方向射入，则反射光线从 方向射出，这个现象说明在光的反射现象中光路是 。
5．在“探究光反射的规律”时，小李进行了如图甲所示的实验。
（1）平面镜平放在水平桌面上，一块标有刻度的白色 （选填“粗糙”或“光滑”）硬纸板与平面镜保持 ，如图甲所示；
（2）实验时，将一束光贴着纸板P沿EO射到镜面上O点，纸板Q上会显示出反射光束OF。接着将纸板Q绕ON向前或向后翻折，则纸板Q上 （选填“能”或“不能”）显示出反射光束，由此说明反射光线、入射光线与法线在同一平面内，在纸板Q绕ON向后翻折的过程中，反射光线的位置 （选填“改变”或“不变”）；
（3）若保持平面镜位置不变，将纸板向后倾斜一个角度（如图乙），入射光线仍能呈现在纸板上，且沿EO方向入射到平面镜的O点，此时 （选填“能”或“不能”）在纸板上看到反射光线，此时反射光线、入射光线和法线 （选填“在”或“不在”）同一平面内；
（4）在硬纸板上描出入射光线和反射光线，并测出反射角和入射角，为了探究反射角和入射角的大小关系，应多次改变 角的大小。
6．“探究光的反射规律”的实验装置如图甲所示，平面镜放在水平桌面上，标有刻度（图中未画出）的白色纸板ABCD能绕垂直于CD的ON轴翻转，在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。
（1）实验前，应将纸板垂直放置平面镜上；移动激光笔，使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动，可观察到反射光束沿 时针方向转动；
（2）移动激光笔，使入射角为45°，测得反射角也为45°，由此就得出“光反射时，反射角等于入射角”的结论你认为有何不妥之处 ；
（3）如图乙所示，将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度，发现纸板上均无反射光束呈现，此现象说明了反射光线、入射光线和法线在 。
（4）在图甲中，若将纸板（连同激光笔）绕CD向后倾斜，此时反射光束 （选填字母符号）。
A．仍在纸板上呈现； B．被纸板挡住； C．在纸板前方。
（5）实验中多次改变入射光线与法线的夹角，观察反射光线并测量入射角和反射角。实验数据如表，小明根据表中数据得出的结论和书上的结论并不一致。你分析出现这种情况的原因可能是 。
入射角/度 20 30 50 60 70 80
反射角/度 70 60 40 30 20 10
（6）实验结束后，同组的小明和小刚都想从镜子中看到对方的眼睛，而不想让对方看到自己的眼睛，结果他俩谁都没有能做到，你认为没有能做到的原因是 。
7．如图是小红同学探究“平面镜成像的特点”实验装置。
（1）实验时，小红同学应在 （选填“A”或“B”）侧观察蜡烛A经玻璃板所成的像；
（2）玻璃板的厚度对蜡烛所成的像的大小 （选填“有”或“没有”）影响；
（3）实验中，小红透过玻璃板看到了蜡烛A的2个清晰的像，分别位于A1和A2处，如图所示，其中A1处的像是蜡烛A通过玻璃板 （选填“P”或“Q”）平面镜成像得到的；
（4）小红按照图乙中测量方法，多次改变蜡烛A的位置，认真测量并记录了对应数据。根据实验数据分析得出像距小于物距，这个结论与平面镜成像特点不相符，原因是像到反射面的距离选择不正确；根据下面数据推算玻璃板的厚度为 cm；
序号 1 2 3 4
物距u/cm 4.2 5.0 6.8 10.0
像距v/cm 3.7 4.5 6.3 9.5
（5）当玻璃板放置的位置如图丙所示时，蜡烛的像可能是图中的 （选填“A”“B”或“C”）；
（6）如图丁所示，小车的前挡风玻璃是倾斜的，从光学角度分析，晚上开车时，来自后方车辆的强光入射到前挡风玻璃，被反射到 （选填“上方”或“下方”），以减少对司机视线的干扰。
8．小明看到国家大剧院和它的倒影相映成趣，宛如一个巨大的蛋壳，如图甲所示。于是他找来一些器材和同学一起探究“平面镜成像时，像的位置、大小与物体的位置、大小的关系”，所用的实验器材有：玻璃板、支架、两支完全相同的蜡烛、方格纸等。
（1）用玻璃板代替平面镜，利用了玻璃板透明的特点，便于确定 的位置。
（2）如图乙，将玻璃板 于水平桌面放置，将点燃的蜡烛A放在玻璃板前，小明拿未点燃的蜡烛B在玻璃板后移动，按照图中方式 （填“①”或“②”）观察，发现蜡烛B可以与蜡烛A的像完全重合，确定并记录物、像的位置A1、B1，同时说明蜡烛A的像的大小与蜡烛A的大小是 的。
（3）改变蜡烛A的位置，再进行两次实验得到像和物体对应的位置如图丙所示，他发现像和物体的连线与镜面MN垂直，像和物体到镜面MN的距离 ，从而得出像与物体的位置关系。通过上述探究过程，小明终于明白了“相映成趣”的原因是：像与物体关于镜面是对称的。
（4）在前面实验的基础上探究像的虚实，拿走蜡烛B，并在蜡烛B的位置放一个光屏，直接观察光屏，若 ，可说明蜡烛通过玻璃板所成的像是虚像。
9．小明用如图甲所示的装置探究“平面镜成像的特点”。
（1）为了保证实验效果，应该选择 （选填“厚玻璃板”或“薄玻璃板”），且最好在较 （选填“亮”或“暗”）的环境中进行。
（2）如果用方格纸代替白纸的话，能更好的比较像与物到玻璃板的 关系。
（3）小明为了验证像的虚实，他移去蜡烛B，在其位置上放置一块光屏，你认为应采取下列哪一项操作： （选填字母）。
A.直接观察光屏，看上面是否有蜡烛A的像 B.透过玻璃板观察光屏，看上面是否有蜡烛A的像
（4）实验时，若玻璃板的上端向蜡烛A倾斜，如图乙，此时所成的像将出现在桌面的 （选填“上端”或“下端”）。
（5）实验结束后，小强无意间从平面镜中看到墙上的钟如图丙所示，此时的时间是 。
10．在“探究平面镜成像特点”的实验中，小刚同学用两个大小相同的“F”字样物体a和b、白纸、刻度尺、薄玻璃板（带支架）进行如下探究：
（1）将白纸对折后展开铺于水平桌面上，沿折痕画一条直线MN，再将玻璃板 纸面放置，且底边与MN重合。物体a置于玻璃板前方，如图甲所示。
（2）在探究物像大小关系时，应在玻璃板前观察物体a的像，将物体b按图乙中 （选填“①”或“②”）置于玻璃板后，不断移动b的位置，直至与a的像重合。由此得出初步结论：平面镜成像，像与物体的大小 。
（3）在探究像物位置关系时，将物体a旋转一个角度放置，再次调整物体b使其与a的像重合，记录下此时两物体的位置。在a的位置上标出A、B、C三点，再在b的位置上标出对应点A′、B′、C′，如图丙所示。测量并比较A、B、C三点以及对应点到MN的距离，发现相等。通过这次实验小刚得出结论：平面镜成像，像和物到平面镜的距离相等。你认为这一过程所得的结论是否可信？（选填“可信”或“不可信”） 。
（4）移去后面的物体b，并在其所在位置上放一光屏，在玻璃板前 （选填“能”或“不能”）看到光屏上有物体a的像。在光屏一侧 （选填“能”或“不能”）承接到物体a的像，所以平面镜所成的是 （选填“实”或“虚”）像。
11．小强同学利用如图所示的实验装置探究“光的反射和折射规律”。在玻璃水槽中竖直放置的光屏是由E和F两个半圆形光屏组成的，NOM为两半圆的分界线，其中光屏F可绕直径NOM前后折转。实验测量数据如表所示：
入射角α 0° 30° 45° 60°
反射角γ 0° 30° 45° 60°
折射角β 0° 22° 32° 41°
（1）当光从空气射入水中时的传播方向 （选填“一定”或“不一定”）发生改变。
（2）由表中数据可知，光从空气斜射入水中时，反射角 入射角，折射角 （以上两空均选填“大于”“等于”或“小于”）入射角，且折射角随着入射角的增大而 。
（3）小明同学在实验时，当他沿AO方向射入一束光，F光屏上没有反射光和折射光，可能原因是 。
12．在验证“光的折射规律”的实验中，小华同学利用激光笔、水槽、水和一个可绕ON折转的光屏进行了如图所示实验。
（1）实验中打开激光光源，当光从空气射入水中时，传播方向 （选填“一定”或“不一定”）发生改变；
（2）光屏上呈现的光路如图所示，小华在光屏上记录下光路并标出了此时的入射角和折射角，据此她得出：光从空气斜射入水中时，折射角大于入射角这一错误结论，小华得出该错误结论的原因是 ；
（3）小华测得如表所示的两组数据：
表一：光从空气斜射入水中
序号 1 2 3
入射角α° 30 45 60
折射角r° 22 32 40
表二：光从水中斜射入空气中
序号 1 2 3
入射角α° 22 ◆ 40
折射角r° 30 45 60
①表二中“◆”数据被遮挡住看不到，由表中信息可知这个数据是 ；
②如果小华在探究光从空气斜射入水中的折射规律时，完成了第4次实验，入射角是40°，折射角可能是 。
A．20° B．28° C．35° D．60°
13．如图甲是王楠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数据：
入射角α 10° 30° 45° 60°
折射角β 7.1° 20.7° 30° 37.8°
（1）分析表格中的数据，你能得出的结论（写出一条即可）： ；
（2）由表格中的数据还可以判断：当光以55°的入射角从空气射入玻璃中时，其折射角 30°（选填“等于”、“小于”或“大于”）；
（3）当光以30°的入射角，从玻璃斜射入空气中时，其折射角是 度；
（4）同班的陈新同学利用图乙探究光从空气斜射入水中时的光路。实验时，光紧贴着光屏从空气斜射入水中，如果将右半部分的F板向后折转一定的角度，则在F板上 （选填“能”或“不能”）看到折射光，此时折射光线和入射光线 （选填“在”或“不在”）同一平面内；
（5）保持图乙的入射光不动，若从水槽里取出适量的水，会看到水槽底部的亮斑B 。（选填“向左移动”、“向右移动”或“保持不动”）
14．通过如图所示的探究，我们对太阳光有了更多的了解。
（1）一束太阳光通过三棱镜后，被分解成七种颜色的光，在白色光屏上形成一条七彩光带，这个现象叫 ；
（2）太阳光通过三棱镜，在光屏上呈现彩色光带，这说明太阳光是由 组成的；
（3）若只将绿纸贴在白屏上，则看到 色，若只将红色玻璃放在三棱镜和白屏之间，则看到 色；
（4）光屏上A、B是靠近光带外缘的区域，是人眼看不见的光，B区域为 线；
（5）用温度计分别测试A、B、C三个区域，使温度计示数增大较多的是 区域。
15．如图所示，通过探究，我们对太阳光有了更多的了解。
（1）图甲中，阳光通过三棱镜后，在白色光屏上呈现彩色光带，这是光的 现象；
（2）若将温度计的玻璃泡放在图示区域①处，会看到温度上升很快，这一区域存在着人眼看不到的 ；
（3）图乙中，在三棱镜和白色光屏之间放一块与光屏等大的蓝色玻璃，光屏呈现的光的颜色为 色。
16．小明在学习了凸透镜后，想探究凸透镜的焦距大小与什么因素有关，于是他让平行光通过如图（a）的四个透镜（其中甲、乙和丙、丁是两组形状相同的凸透镜，它们分别用玻璃、塑料和水晶制成）。
（1）当与主光轴平行的光经过甲、丙两凸透镜后会聚于焦点处，如图（b）所示，比较两次实验数据，可以得到的结论是：在凸透镜的材料相同时，凸透镜表面越凸，凸透镜的焦距越 （选填“大”或“小”）；
（2）如果要探究凸透镜的焦距大小与材料的关系，应选择 两个透镜，这里主要用到的一个物理研究方法是 ；
（3）联想到如图（c）光的色散现象，如果分别用红光和紫光测同一个凸透镜的焦距，用 （选填“红”或“紫”）光测出的凸透镜焦距更大；
（4）小明用乙透镜测焦距时发现边缘有一小块已经缺损，这会使测得的焦距 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
17．三棱镜是一种重要的光学元件，小丽研究光通过三棱镜时的传播路线，她用红光以一定入射角度射到三棱镜上，光路图如图①所示。改变入射角的度数，光路图分别如图②和③所示。
（1）小丽发现，红光经过三棱镜ABC两次折射后，向三棱镜的 （选填“顶角A”或“底面BC”）偏折。这个规律对于其他的单色光成立吗？小丽选用其他不同的单色光重复上述实验，发现了同样的规律；
（2）指导老师提示小丽，可以把凸透镜看成是由两部三棱镜组成的，如图④所示。小丽经过分析得出结论：单色光经过三棱镜DBC两次折射后，也向底面BC方向偏折，进而理解了凸透镜对光具有 作用的光学原理。
18．如图所示，在“探究凸透镜成像规律的实验”中。
（1）实验要求烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在同一高度，这样做的目的是使像成在 ；
（2）如图甲所示，是小明测量焦距时所做的实验，则该凸透镜的焦距为 cm；
（3）如图乙所示，将凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，把点燃的蜡烛放置在光具座15cm刻度线处时，移动光屏，能成倒立、 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像；
（4）实验一段时间后，蜡烛因燃烧变短，所成像向上移动，要使像能够成在光屏的中央，保持蜡烛和凸透镜不动，只需光屏将向 （选填“上”或“下”）调整；
（5）如果将蜡烛在乙图的基础上远离透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向 （选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动。当光屏上出现清晰的像后，用不透明物体挡住透镜上半部分，光屏上的像将会 （选填“是”或“不是”）完整的。
19．小明用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）调整器材高度时，应 （填“点燃”或“不点燃”）蜡烛。
（2）器材处于图甲所示位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像，这与 （填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的成像特点相同。
（3）将蜡烛移动至20cm刻度处，应将光屏移动到 （填序号）范围的某一位置才能再次在光屏得到清晰的像。
A.50cm～60cm B.60cm～70cm C.70cm～80cm
（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放大的 （填“虚”或“实）像。
（5）张老师用发光二极管制作了一个“F”形光源（如图乙）代替蜡烛放在30cm刻度处，则光屏上得到的清晰的像应该是图丙中的 （填序号）。
20．小明探究凸透镜的成像原理，与老师一起研制了如图的实验装置，用水透镜模拟眼睛，光屏模拟视网膜，通过对水透镜注水或抽水可改变水透镜的厚薄。蜡烛、光屏和水透镜在光具座上的位置如图所示。
（1）实验时，首先要使烛焰、水透镜、光屏三者的中心在 上，目的是使像成在光屏中心。
（2）三者摆放位置如图甲所示，在光屏上成了一个清晰的像（像未画出），该像为倒立、 的实像。此时水透镜的焦距f的范围为 。
（3）用水透镜模拟正常眼睛，将图甲中的蜡烛移动到光具座上40cm处，光屏不动，此时应对水透镜 （填“注水”或“抽水”），使其焦距变 （填“长”或“短”），才能在光屏上重新得到一个清晰的像。
（4）用水透镜模拟爷爷的老花眼，如图乙所示，若爷爷不戴老花镜时恰好能够看到图中位置上的蜡烛，在图中的虚线框内安装上适当度数的老花镜的镜片，则爷爷将能看清蜡烛位置 （填“左侧”或“右侧”）的物体。小明因为长期不注意用眼卫生，变成了近视眼，应该配戴 （填“凸”或“凹”）透镜矫正。
21．小明用薄膜充水后制成如图甲所示水透镜，并用它来进行“探究凸透镜成像规律”的实验，实验中测得图甲中水透镜的焦距为10cm，将水透镜固定在光具座上50cm处。
（1）实验时，为了能使像清晰地成在光屏的中央位置，要调整蜡烛、水透镜、光屏的高度，使它们的中心大致在 ；
（2）当把点燃的蜡烛放在20cm刻度处时，为了找到清晰的像，应将光屏在光具座上移到 cm～ cm的刻度范围内，才能在光屏上得到一个倒立、 的实像；
（3）保持蜡烛和透镜的位置不变，在水透镜中继续注入水，使之成为如图乙所示透镜，通过 （选填“向左”、“向右”）移动光屏，在光屏上观察到的像与原来相比将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
22．用焦距为10cm的凸透镜探究“凸透镜成像规律”。
（1）小豪同学将蜡烛、凸透镜、光屏随意固定在光具座上，点燃蜡烛后，沿光具座无论怎样移动光屏，在光屏上始终得不到烛焰的像，原因可能是 。
（2）重新调整后，将蜡烛、凸透镜固定在光具座上，如图甲所示，移动光屏后得到烛焰清晰、完整的像，该像是倒立 （选填“放大”或“缩小”）的实像。我们可以从不同角度看到光屏上的像，是因为发生了 （选填“镜面反射”或“漫反射”）。
（3）接下来保持蜡烛和光屏的位置不动，将凸透镜向蜡烛方向移动，光屏上再次出现了一个倒立
（选填“放大”或“缩小”）的清晰实像，与这种成像原理一致的光学仪器是 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）。
（4）当光屏上出现蜡烛清晰的像时，如果用遮光板挡住透镜的上半部分，我们观察光屏时，将会在光屏上看到 。
A．蜡烛像的下半部分 B．蜡烛像的上半部分
C．蜡烛完整的像，像的亮度变暗 D．蜡烛完整的像，像的亮度不变
（5）在图甲中，小豪把自己的近视眼镜放在凸透镜和蜡烛之间，发现光屏上的像变得模糊不清，应该向 （填“靠近”或“远离”）透镜方向移动光屏，可再次得到清晰的像。
（6）某小组实验时对图甲中的装置进行了改进，将蜡烛换成带有“F”形的LED灯、光屏贴上方格纸，如图乙所示，请写出改进后其中一个优点： 。
23．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： 。
