挑战12 实验探究题（光学综合41题）（原卷版）

2023 年中考物理真题《压轴挑战》分类汇编（原卷版） 挑战12 实验探究题（电学综合41 题） 【题型1 光的反射定律的应用】.............................................................................................................................1 【题型2 探究光反射时的规律】.............................................................................................................................3 【题型3 平面镜成像的特点】.................................................................................................................................5 【题型4 探究平面镜成像的特点】.........................................................................................................................6 【题型5 探究凸透镜成像的规律】.........................................................................................................................9 【题型1 光的反射定律的应用】 1．（2023• “ ” 淮安）在探究光的反射规律实验中，平面镜水平放置于桌面上，E、F 是两块 可以绕接缝翻折的白色硬纸板。 实验次数 1 2 3 入射角 60° 45° 30° 反射角 60° 45° 30° （1 ）如图甲所示，白色硬纸板应当 立在平面镜上。 （2）让一束光紧贴纸板E 沿方向射向镜面上的点，在纸板F 上呈现反射光束B，然后 将纸板F 绕向前或向后翻折，在纸板F 上看不到反射光束，这表明反射光线、入射光线 和法线在 。 （3）多次改变入射光的方向并描绘光的传播路径，用量角器量出每组反射角与入射角 的大小并记入表格，可得结论：反射角与入射角大小 。 （4）当反射光与入射光夹角为100° 时，入射角为 °。若入射光束绕点顺时针旋 转，将观察到反射光束B 在平面镜中所成的像绕点 时针旋转。 （5）如图乙所示，一束光经水平放置的平面镜反射后在天花板上形成光斑，水平向右 移动平面镜，观察到光斑位置的变化情况是 。 2．（2023• “ ” 贵州）在探究光的反射定律实验中，器材有：激光笔、可折转光屏、平面镜 和喷雾器。 （1）将平面镜置于水平桌面，如图甲所示。激光笔的光束射向平面镜上点，在平面镜 上方喷水雾，从前向后观察，可在镜面上方看到 条光束。 （2）将折转光屏垂直于平面镜放置，让入射光沿左半屏射到点，如图乙所示。要呈现 反射光，需将右半屏向 “ ” “ ” （选填前或后）折转。 （3）保持入射点不变，多次改变入射方向，在光屏上记录每次实验的光路'、bb'和'，如 图丙所示。为了研究反射光线和入射光线的位置关系，发现左、右半屏相对应的光线关 于转轴对称，可将此对称轴视为 。同时根据光屏上的信息可得结论，反射角与 入射角的大小 。 3．（2023• “ ” 金昌）小林在探究光的反射规律实验中，如图甲所示，把一个平面镜放在水 平桌面上，再把一张纸板EF 竖直的立在平面镜上，使一束光贴着纸板沿某一角度射到 点，经平面镜反射，沿另一个方向射出。在纸板上用笔描出入射光E 和反射光F 的路 径。 （1）图甲中，用激光笔让一束光沿着E 平行纸板射向镜面上的点，小林能从不同方向 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E 的方 向，重复上述实验，取下纸板，用量角器量出光线E 与 “” “ （选填 或D”）的夹 角，即为入射角，记下数据，比较反射角和入射角的大小关系； （2）图甲中，当光沿F 的方向射向点时，光会沿着E 的方向射出，说明在反射现象中 光路是 的； （3）小林让激光笔发出的激光沿E 射到平面镜上的点，先不折转光屏时，右侧光屏上 能观察到反射光线，再将右侧光屏沿向后转动，如图乙所示，右侧光屏上观察不到反射 光线。这说明光的反射现象中，反射光线、入射光线和法线在 平面上； （4）小林使入射光线与反射光线的夹角为60° 时，则反射角大小应为 。 4．（2023•眉山）同学们利用图甲所示的器材（纸板F 可绕翻折）探究光的反射定律。 （1）图乙中，用激光笔沿方向入射，当入射光线与平面镜夹角为60°时，入射角大小为 ；再将纸板F 绕向后折，纸板F 上 “ ” “ ” （选填有或没有）反射光线，这一步骤 的目的是探究反射光线、入射光线、法线 。 （2）图乙中，若让另一束光线沿B 方向射向平面镜，反射光线沿方向射出，这一现象 说明 （3 “ ” ）为了得到反射角等于入射角这一普遍规律，接下来的操作是改变 ， 多次实验。 （4）图丙中，保持入射光线不变，将平面镜绕入射点旋转，使入射角增大10°，则反射 光线偏转的角度为 。 【题型2 探究光反射时的规律】 5．（2023•聊城）为了探究光反射时的规律，小强同学利用平面镜、可绕折转的纸板、量 角器和激光笔进行如图所示的实验。 （1）把一个平面镜放在水平桌面上，再把纸板立在平面镜上，纸板上的直线与镜面保 持 。 （2 ）为了探究反射角与入射角的关系，实验时应进行的操作是 。 沿前后转动纸板E B 沿前后转动纸板F 改变光束B 与的夹角 D 改变光束与的夹角 （3）让光沿着B 的方向射到镜面，发现反射光沿着方向射出。这表明，在反射现象 中，光路 。 （4）若将纸板倾斜，如图乙所示，让光束仍贴着纸板沿方向射到镜面，此时反射光与 入射光 “ ” “ ” （选填在或不在）同一平面内。 6．（2023•齐齐哈尔）小明利用如图装置探究光反射时的规律。 （1）如图1 所示，实验时，把一个平面镜放在水平桌面上，再把白色纸板EF（右侧可 绕翻折）竖直地立在平面镜上，纸板上的直线应 于镜面。使一束光贴着纸板沿 某一角度射到点，光在纸板上发生 “ ” “ ” （选填镜面或漫）反射，呈现径迹。光 经平面镜反射，沿另一个方向射出。 （2）改变光束入射的角度，多做几次，换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。取下纸 ∠ ∠ 板，用量角器测量两侧的 和 r ，是为了 ；根据实验结论可知：当入射光E 与平面镜夹角为50° 时，反射角为 。 （3）让光沿图1 中F 方向照射到镜面，它会沿着E 方向射出。这表明：在光的反射现 象中，光路是 的。 （4）如图2 所示，把纸板EF 右侧绕向前折或向后折，在右侧纸板上看不到反射光。这 表明：在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在 内。 【题型3 平面镜成像的特点】 7．（2023• “ 临沂）敬老爱亲的小明跟奶奶拉呱时，发现奶奶一直认为人离平面镜越近，人 ” 在镜中的像越大，为了纠正奶奶的错误认知，小明做了如下实验。 （1）如图所示，将白纸平铺在水平桌面上，用支架把玻璃板架在白纸上，并让玻璃板 与纸面 。 （2 ）将两支相同的蜡烛和B 分别竖放在玻璃板前后，点燃蜡烛 （选 “” “ 填 或B”），并移动蜡烛B，直至与蜡烛的像重合。 （3 ）为了纠正奶奶的错误认知，小明多次改变蜡烛的位置时，需确保 （选 “ ” “ ” 填左右或前后）位置不同。 （4）小明给奶奶变了个戏法：将与蜡烛的像重合的蜡烛B 拿走，并在它的位置处竖放 “ 一个光屏，让奶奶透过玻璃板看光屏，光屏上有蜡烛B”；不透过玻璃板直接看光屏， “ 光屏上的蜡烛B”却消失了。这个小戏法逗得奶奶开怀大笑，同时小明也给奶奶解释了 玻璃板成 “ ” “ ” （选填虚或实）像的道理。 8．（2023•包头）小华观察蜡烛在玻璃板中的成像情况，如图所示。所用器材有薄玻璃 板、两根相同蜡烛和B、白纸、火柴、三角板等。 （1 ）为了便于观察像，从环境亮度考虑，应在 的环境中进行实验。 （2 ）实验时点燃蜡烛，此时应在蜡烛 “” “ （选填 或B”）一侧观察蜡烛的像，所 成的像是光射到玻璃板发生 形成的。 （3）选用蜡烛B 的目的是 （写出一条即可）。 9．（2023• “ ” 朝阳）在湖边散步的小明发现一只小鸟在水中飞翔，他所看到的是空中小鸟 的 “ ” “ ” “ ” （选填虚或实）像；当小鸟向高处飞行时，水中的小鸟将 “ ” “ ” （选填靠近或远离）水面。 【题型4 探究平面镜成像的特点】 10．（2023• “ ” 德州）某小组的同学用如图甲所示器材完成了探究平面镜成像的特点的实 验。 （1 ）实验中用薄玻璃板代替平面镜目的是：便于确定像的 。 （2）实验中应选择与蜡烛① 外形相同且 “ ” “ ” （选填已点燃或未点燃）的蜡烛 ②，移动蜡烛②发现其恰好能与蜡烛① 的像完全重合，说明像与物 。 （3）将蜡烛① 远离玻璃板，像的大小将 “ ” “ ” “ ” （选填变大、变小或不变）。 （4）如图乙，将玻璃板倾斜，蜡烛① 的像将 “ ” “ ” （选填仍然或不再）与蜡烛 ①关于镜面对称。 11．（2023• “ ” 南通）如图所示，小明做探究平面镜成像的特点实验，他将棋子放在玻璃板 前，在玻璃板后移动棋子B，直至与的像重合。 （1）选择与完全相同的棋子B ，是为了比较像和物的 关系。在方格纸上进行 实验，是为了便于比较 ； （2 ）改变自己的位置，观察棋子的像。当他远离玻璃板时，像的大小将 。当 他向右移动时，像的位置相对于玻璃板将 “ ” “ ” “ ” （选填向左、向右或不变）； （3）移走棋子B ，将一张白纸竖直放在该位置，直接观察白纸，白纸上 （选 “ ” “ ” 填能或不能）看到棋子的像，说明平面镜成的是 像。 12．（2023• “ ” 黑龙江）某兴趣实验小组用如图所示的实验器材探究平面镜成像的特点的实 验，请帮他完成下列问题： （1 ）实验中用薄玻璃板替代平面镜的目的是 ； （2 ）实验中将蜡烛向玻璃板靠近，则像的大小 ； （3 ）在实验过程中，将物理课本放在像与薄玻璃板之间，还 “ ” “ （选填能或不 ” 能）观察到像； （4 ）完成实验后，该小组同学发现平面镜所成的像与物体关于平面镜 。 13．（2023• “ ” 长沙）在探究平面镜成像的特点的实验中： （1）第一小组找到如图甲所示的两种器材，器材是平面镜，器材b 是在薄玻璃板的一 面贴上几条镜面纸的自制具。为了确定像的位置，可选择器材 （写出器材的字 母符号即可）； （2）第二小组选取两支相同的蜡烛做实验，实验装置如图乙所示，同学们发现玻璃板 后面的蜡烛总是能和玻璃板前面那支蜡烛的像完全重合，这说明平面镜所成像的大小与 物体的大小 ； （3）在探究像距和物距的关系时，小明在第一次实验中测出物距为1250m，像距为 1250m 。为了得到像距和物距关系的规律，你对他接下来的操作建议是 。 14．（2023• “ ” 吉林）如图是探究平面镜成像的特点的实验装置。 （1 ）用玻璃板代替平面镜是为了便于确定像的 。 （2 ）实验中应将玻璃板与水平桌面 。 （3）选用两支外形完全相同的蜡烛和B ，目的是得到像和物的 的关系。 15．（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）将光屏放在蜡烛的像的位置，直接观察光屏，光屏上没有呈现蜡烛的像，说明平 面镜所成的像是 。 16．（2023• “ ” 阜新）小新利用图甲的装置进行探究平面镜成像特点实验。选用主要器材： 薄玻璃板、两个完全相同的蜡烛和B、白纸、刻度尺和黑色纸板等。 （1 ）实验时用薄玻璃板替代平面镜的目的是 。 （2）实验中将玻璃板竖立在白纸上，把点燃的蜡烛放在玻璃板前，可以看到它在玻璃 板后的像。把未点燃的蜡烛B 放在玻璃板后移动，直到看上去它与蜡烛的像完全重合， 说明蜡烛的像与蜡烛 。 （3）多次改变蜡烛的位置，并移动蜡烛B 确定像的位置，每次标记出蜡烛和它像的位 置（如图乙所示）。请根据小新完成的下列实验数据表格，在①、②处填写数据名 称。 实验次数 ① ② 蜡烛的像与蜡烛的大小关系 1 65 65 … 2 4 4 … 3 5 5 … （4 ）分析实验数据得出，蜡烛的像和蜡烛到玻璃板的距离 。 （5）将黑色的纸板放在玻璃板与蜡烛B 之间，小新在蜡烛侧 “ ” “ （选填能或不 ” 能）观察到蜡烛的像。 【题型5 探究凸透镜成像的规律】 17．（2023•通辽）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 的蜡烛和B、光具座、光屏等实验器材。 （1 ）如图所示，将一只点燃的蜡烛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 与蜡烛的像完全重合。 （2）取下蜡烛B，并在丙位置处放一光屏，光屏上不能承接到蜡烛的像，说明平面镜 成的像是 “ ” “ ” （选填实像或虚像）。 （3）接着同学们想利用上述装置探究凸透镜成像规律，将乙处器材换成一个凸透镜， 再将蜡烛移至35m 刻度线处，丙位置的光屏上恰好出现了烛焰清晰的像，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。此时，用直径相 同、焦距更大的凸透镜替换原凸透镜，移动光屏也得到了清晰的像，则此时的像较原来 的像 “ ” “ ” “ ” （选填变大、变小或不变）。 （4）在上一步实验的基础上，小明将一远视镜片放在凸透镜与蜡烛之间，要使光屏上 还能呈清晰的像，可将光屏适当向 “ ” “ ” （选填左或右）移动。 18．（2023• “ ” 锦州）小明在探究凸透镜成像规律的实验中。 （1）当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示时，光屏上出现一个清晰的烛 焰的像，这个凸透镜的焦距可能是 （填选项）； 5m B10m 15m D20m （2）小明把蜡烛向右移动一小段距离，发现光屏上烛焰的像变模糊了。他可以将光屏 向 移动或者不移动光屏，将一个度数合适的 “ ” “ ” （选填近视或远视） 眼镜的镜片放在凸透镜和烛焰之间，都能让光屏上的像重新变清晰； （3）完成上述探究后，小明把凸透镜换成一块薄玻璃板，透过玻璃板能看到烛焰正 立、 “ ” “ ” “ ” （选填放大、缩小或等大）的像，把光屏移到像所在的位置，直接 观察光屏，光屏上 “ ” “ ” （选填有或没有）烛焰的像。 19．（2023•福建）在探究凸透镜成像规律的实验中： （1 ）如图甲所示，用平行光测出凸透镜的焦距为 m。 （2）将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在水平光具座上，调节烛焰、凸透镜和光屏三者中 心在 。 （3）调节蜡烛、凸透镜和光屏至图乙所示的位置，则烛焰在光屏上成倒立、 的 像。根据这一成像特点，可制成 。 （4 ）若要使光屏上的像变小，应使蜡烛与凸透镜的距离变 ，再调节光屏位置。 20．（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 的规律： （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 m。 （2）实验时，把凸透镜固定在光具座50m 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20m 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。 21．（2023• “ ” 滨州）某小组在探究凸透镜成像的规律的实验中： （1 ）实验前，应先调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在 。 （2）如图所示，烛焰恰好在光屏上成倒立、 “ ” “ ” “ ” （选填放大、等大或缩小） 清晰的实像，这是 “ ” “ ” “ ” （选填照相机、投影仪或放大镜）的工作原理。 （3）若凸透镜位置不变，调换蜡烛和光屏的位置， “ ” “ ” （选填仍能或不能）在 光屏上得到清晰的像，这说明光发生折射时，光