1、错题集训23：中考模拟试题精选之实验探究题（光学）1晴天正午，地面上有许多大小、形状不同的光斑。光斑的形状与什么要素有关呢？光斑又是如何形成的呢？，对此进行了探究，关于光斑的形状猜想如下：a与树叶形状有关，光斑是树叶的影子；b与树叶间空隙形状（即孔的形状）有关；c与树叶间空隙大小（即孔的大小）有关。（1）根据所学知识，可确定猜想a是 （合理、不合理）的；（2）小明采用如图1所示的方式进行小孔成像的实验，可以看到较大孔对应的光斑为孔的形状，较小的孔对应的光斑为圆形（太阳的像）。如果增大光屏与小孔的距离，则光斑的形状会渐渐变成圆形。屏到孔的距离为30cm（如图2），光斑形状和孔一样为三角形；如屏到
2、孔的距离为150cm，光斑形状变为圆形（图3）。通过探究，他们得到了以下结论，其中错误的是 。A如果孔太大，通过孔形成的光斑形状的确与孔的形状有关；B小孔形成的圆形光斑是实像，此像所对应的物体是太阳；C如果要使小孔所形成的圆形光斑大一些，应将孔到地面的距离变小；D不管孔的大小、孔的形状如何变化，光斑都是由光的直线传播形成的2为了研究影子长度与哪些因素有关，某科学兴趣小组的同学做了如图实验：在水平地面上竖直固定一根长杆，长杆上装上一个可以上下移动的点光源A，再在地面上竖立一根短木条（短木条始终低于点光源A）。（1）保持短木条的长度和位置不变，该同学将点光源A从图示位置逐渐向上移动，则测得数据如下
3、表：点光源的高度H/cm来源:学.科.网Z.X.X.K2030405060影子长度L/cm3015107.56该科学兴趣小组同学做此实验，想要验证的假设是 。 （2）分析上述实验数据还可以得出：在点光源逐渐上移的过程中，若点光源高度的增加量相同，则影子长度L的变化量 （填“增大”，“减小”或“不变”）。（3）图中S表示点光源到短木条的距离，如果要研究短木条的影子长度L与点光源到短木条的距离S的关系，要控制 相同，改变短木条与点光源的距离S。3阅读短文并回答下列问题：一束激光从某种玻璃中射向空气，保持入射点不动，改变入射角（每次增加0.2），当入射角增大到引41.8时，折射光线消失，只存在入射光
4、线与反射光线，这种现象叫做光的全反射，发生这种现象时的入射角叫做这种物质的临界角。当入射角大于临界角时，只发生反射，不发生折射。（1）上述玻璃的临界角是 。（2）折射光线消失后反射光线的亮度会增强，其原因是折射光消失后，入射光几乎全部变为 。（3）当光从空气射向玻璃， （选填“会”或“不会”）发生光的全反射现象，原因是 。 第3题图 第4题图4小明利用如图所示的实验装置，进行“探究光的反射规律”的实验。实验次数入射角反射角130030025005003600600（1）使光线以不同角度入射进行实验，测量结果如表所示。小明得出：在反射现象中，反射角 入射角。（选填“大于”、“小于”或“等于”）（
5、2）将一束光贴着纸板A沿EO射入O点，若将纸板B向前或向后折，这一时刻在纸板B上 看到反射光线。（选填“能”或“不能”）（3）若将一束光贴着纸板B沿FO射到O点，光将沿图中的OE方向射出，说明在光的反射中光路具有 。5如图所示为研究光的反射规律的实验装置，竖直平面E固定不动，竖直平面F可绕竖直线ON前后转动，小平面镜M固定于平面E的底部且垂直于平面E，O点为小平面镜边缘中点与平面E右侧边缘的交点，A为带磁性的激光笔（可吸在竖直平面E上）。请你利用该实验装置设计一个实验证明：“在光的反射现象中，反射角等于入射角”。（1）请写出实验步骤；（2）画出实验数据记录表格。实验步骤： （2）记录表格： 6
6、如图所示，在“探究平面镜成像特点”的实验中，明明同学设计了下列实验步骤：A在水平桌面上铺一张白纸，纸上竖立一块玻璃板，在纸上记录玻璃板的位置。B拿另一支完全相同的没有点燃的蜡烛放在玻璃板后方，移动到某一位置时，发现该蜡烛与被点燃的蜡烛的像完全重合，在纸上记下该蜡烛的位置。C改变玻璃板前蜡烛的位置，重复以上实验，在纸上记录物与像的位置。D点燃蜡烛放在玻璃板前，看到它在玻璃板后面的像，在纸上记录蜡烛的位置。（1）以上实验步骤，合理的顺序是 （填写实验步骤前的字母）。（2）步骤C的实验目的是 。（3）如果实验中采用厚玻璃板，观测到蜡烛通过玻璃板在不同位置成了两个清晰的像，且测得两个像之间的距离为0.
7、8cm，则玻璃板的厚度为 cm。7小燕多次乘车了解到夜间开汽车，若车内亮灯，车内物体会在前面的挡风玻璃上形成清晰的像，干扰司机的视线，影响行车安全。为今后安全行车，小燕根据生活中透明平板玻璃所成像“明”、“暗”程度不同的多种情况做以下探究：【提出问题】物体在透明平板玻璃中成像的“明”、“暗”程度与哪些因素有关？【进行猜想】猜想1：透明平板玻璃成像的“明”、“暗”程度可能与物体离光源的距离有关；猜想2：透明平板玻璃成像的“明”、“暗”程度可能与光源的强度有关；猜想3：透明平板玻璃成像的“明”、“暗”程度可能与物体的颜色有关。【进行实验，收集数据】实验一：如图所示，在水平桌面上竖直固定一块透明平板
8、玻璃，同一物体固定在离透明平板玻璃0.5m的A点，在桌面的C点先后用不同功率的灯照亮A点处的物体，观察同一物体在不同光照下在透明平板玻璃中所成像的“明”、“暗”程度。每次实验人的眼睛都在同一位置从右向左观察物体在透明玻璃板中的像，结果记入表。灯的功率/W物体和灯的距离/m像的明暗程度51暗251较暗401亮实验二：同一物体位置固定在A点不动，用同一盏5W的灯先后在桌面B、C、D三点照亮A处的同一物体，同一位置观察同一物体在透明平板玻璃（仍固定不变）中成像的“明”、“暗”程度。结果记入表。灯的功率/W物体和灯的距离/m像的明暗程度50.5明51.0较明51.5暗（1）小燕是用实验一来探究猜想 （
9、选填“1”、“2”或“3”）。（2）分析实验二的实验数据及结果可得结论：物体与灯的 越小，物体所成的像越亮；（3）你认为物体在透明平板玻璃中所成像的“明”、“暗”程度还与 有关（至少写一个因素），你说的因素在小燕上述两个实验中 控制改变量（选填“没有”或“已经”）。（4）小燕猜想1和猜想2还可归为物体成像的“明”、“暗”程度与物体的 有关。（5）小燕猜想3中的“物体的颜色”这个变量在实验一和实验二中通过使用 来进行控制的。（6）请你就光现象根据光学知识对司机提出一条有利于安全行驶的建议： 8小明选用了茶色薄玻璃板、两支相同的蜡烛A、B和白纸等，组成如图甲所示的装置“探究平面镜成像的特点”，实验
10、中：（1）用玻璃板代替平面镜，主要是利用玻璃板透明的特点，便于 ；（2）从实验效果出发，应将玻璃板和蜡烛下面的白纸换成方格纸进行实验，这种做法的优点是 ；（3）实验过程中，小明困惑于无论怎样移动蜡烛B，都不能使它与蜡烛A的像重合？原因可能是 ；（4）将A蜡烛从距玻璃板5.8cm的某处，以5cm/s的速度匀速直线远离玻璃板，2s后A蜡烛与它的像A相距 cm；（5）如图乙是他们经过实验后在纸上留下的实验记录，他们根据这个记录得出结论：物和像到镜面的距离相等。你认为这样做合理吗？为什么？ 。9某同学在“探究平面镜成像特点”的实验中，取两只相同的棋子A和B，如图1所示，回答下列问题：（1）实验中应选择
11、较 （选填“厚”或“薄”）的茶色玻璃板；（2）实验中无论怎样移动B，始终不能与棋子A的像完全重合，造成这种情况的可能原因是 ；（3）做完实验后该同学总结了一些关于平面镜成像的知识，其中正确的是 A将蜡烛A远离玻璃板，像逐渐变小B当蜡烛与玻璃板的距离为10cm时，像和物相距10cmC将蜡烛和像所在的位置用直线连接，连线跟玻璃板垂直D将玻璃板换成平面镜，成像更清晰，更有利于探究（4）如图1所示，该同学在实验过程中，将玻璃板竖直向上提起1cm，观察镜中的像会 （选填“竖直向上移动1cm”、“竖直向下移动1cm”或“静止不动”）。（5）另一位同学直接用平面镜来确定像的位置：如图2所示，平面镜竖直放置在
12、铺有白纸的水平桌面上，将5节同样的小电池直立在白纸上，保持电池的位置不变，移动其它电池，使电池遮挡住电池的像和电池，电池遮挡住电池的像和电池，在白纸上记录下电池的位置如图3所示。请在图3中作出电池像的位置并用“”表示。10在探究光的折射特点的实验中。（1）为了清楚地看到光在空气或水中传播的路径，可在水面上方喷些烟雾并在水中滴几点牛奶，其中利用的物理原理是 。（2）在进行实验过程中，提醒大家不要将激光束射向人眼，激光会对眼睛造成伤害，严重时会导致失明!这个提醒说明光具有 。（3）在实验中，光从空气射向水中时，折射角小于入射角，如图a所示。小明同学想若让光从水中射向空气，折射角是否还是小于入射角？
13、实验结果如图b所示。图示实验a与b，说明光路具有 。（4）如图b所示，光从水中射向空气时，折射角大于入射角，当入射角逐渐增大时，折射角也逐渐增大（如图c，d所示），那么，当入射角增大到某一值时，可能会出现什么现象呢？说出你的观点并解释： 。（5）小明为了验证自己的推测，设计如图所示的实验，实验过程中逐渐增大激光笔射向水面的入射角的角度，当增大到某一角度时，小明观察到 ，证实了自己的推测。11小杰同学探究光从空气射入不同介质发生折射时的一些规律，他将一束光从空气射入水中发生折射的实验数据记录于下表：实验序号12345入射角i1020304050折射角r7.915.421.526.333.5（1）
14、分析实验序号1（或2或3或4或5）中折射角与入射角的大小关系，得出初步结论是： ；（2）分析实验序号1与2与3与4与5中折射角与入射角的变化关系，得出初步结论是： ；（3）该同学在得出以上结论后想要继续研究光在其他透明介质的分界面折射时有什么规律。表中是光在几种不同介质中的传播速度，如图1是光在这几种介质中发生折射的光路：介质水玻璃冰空气酒精光速（m/s）2.251082.01082.301083.01082.2108综合分析表中的数据和图1中的光路图可以得出的结论是：当光从传播速度大的介质斜射入传播速度小的介质中时，折射角 入射角。（选填“大于”或“小于”或“等于”）如图2所示，根据上述结论
15、，光从玻璃斜射向酒精后经过了点A，那么激光光源的入射点应在 。（选填“O点左侧”或“O点处”或“O点右侧”）12在探究“光从空气斜射入水和油时，哪种液体对光的偏折本领较大”的实验中，小明提出如下实验方案：先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中，记录下光斑位置（如图甲所示）；接着分别倒入水和油，记录对应的光斑位置，再通过分析就可得到实验结论。经讨论，同学们认为这一方案是可行的，于是进行了探究实验。（1）要实现探究目标，他们应选择图乙中的 （选填字母序号）两图示实验，实验中用的研究的方法是 。（2）某小组同学正确实验后，所记录的三次光斑的相对位置如图丙所示，经分析可知：光从空气斜射入水和油时
16、， 对光的偏折本领较大。13某同学在做探究光的折射特点实验，如图是光从空气射入水中时的光路。实验中发现，入射光线、折射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧。通过实验还得到如下数据：入射角015304560反射角015304560折射角01122.135.440.9（1）分析表中数据，可得出结论：光从空气斜射到水面时，将同时发生反射和折射现象；光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的变化关系是： ，且折射角 （大于/等于/小于）入射角。当光从空气垂直射到水面时，折射角等于零。该同学根据上述实验中的发现和结论总结出了光的折射特点。（2）请你对该同学通过上述探究实验得出光的折射
17、特点的过程作出评价。是否存在不足？答： （是/否）；请简要说明理由： 。14让一束光从某介质以不同角度射入空气中，观察光束在介质和空气中的径迹变化，得到光速在介质中的入射角i及其正弦值sini、折射角r及其正弦值sinr的值如下表所示。从探究中我们可以得出：折射角总是 入射角（选填“小于”、“等于”或“大于”）；采用多次测量求平均值的方法我们可以得到折射角的正弦与入射角的正弦之比等于 （保留两位小数）。次数数据物理量12来源:学科网3456i102030405060sini0.1740.3420.50.6430.7660.866r15.130.948.776.5-sinr0.260.5130.
18、7510.972-15实验小组在探究光的折射规律时，让一束光从空气斜射入玻璃水槽内的水中，看到如图所示的现象：（1）请在图中分别做出入射角（用字母i表示）和折射角（用字母r表示）。（2）为探究光从空气斜射入水中时折射角和入射角的关系，以下方案正确的是： （选填“A”、“B”或“C”）。A只测量图中的入射角和折射角，分析并得出结论B保持入射角不变，进行多次试验，测量入射角和每次试验的折射角，分析并得出结论C改变入射角，进行多次试验，测量每次试验的入射角和折射角，分析并得出结论（3）研究完光的折射规律后，该实验小组某同学在一只空碗中放一枚硬币，后退到某处眼睛刚好看不到它。另一位同学慢慢往碗中倒水时
19、，小明在该处又看到硬币。这种现象可以用下列哪个光路图来解释？ 16. 实验室利用光具座研究凸透镜成像的规律。当三个元件移动到图示位置时，光屏上出现了清晰的像。回答下列问题：（1）光屏上像的性质为 。（2）关于本实验中得到的像在生活中的应用，举一个例子 。（3）从图中读出物距为 cm，并推算出焦距为 （选填字母）。Af 15cm B15cm f 30cm（4）如果保持蜡烛与凸透镜的位置不变，撤去光屏，是否仍然成像？ 。17. 在利用光具座进行凸透镜成像的实验探究中：（1）如图所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。由图可知，凸透镜对光线具有_作用，该凸
20、透镜的焦距是_cm。（2）在凸透镜成像实验测量物距和像距的过程中，_(填“物距”或“像距”)的测量误差较大，原因是_。18. 如图是探究“平面镜成像特点”的实验。（1）下面实验探究的步骤正确的顺序是 。A移动点燃的蜡烛到另一位置，重做上面的实验， 在纸上记录物与像的位置B、B；C、C。B拿另一支没有点燃的蜡烛，竖立着在玻璃板后面移动，直到它与前面的蜡烛的像完全重合。在纸上记下该蜡烛的位置A。C在桌面上铺一张白纸，将一块玻璃板竖立在纸上，在纸上记下玻璃板的位置。D选取两支大小相同的蜡烛，把一支蜡烛点燃放在玻璃板的前面，看到玻璃板后面有蜡烛的像时，在纸上记下蜡烛的位置A。 （2）步骤A的实验目的是
21、 。（3）图乙是物、像的位置实验记录。请你利用测量工具对乙图的实验记录作出处理并从中得出相应的规律 。19. 小金在实验室利用光具座研究凸透镜成像的规律。0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 cm （1）当小金将三个元件移动到图示位置时，光屏上出现了清晰的像。请你根据此现象回答下列问题：光屏上像的性质为 ，并推算出焦距为 厘米。 （2）保持蜡烛和凸透镜位置不变，小金换了个凸透镜继续实验，并使透镜光心、蜡烛焰心和光屏中心三者高度相同，但在透镜右侧无论怎样移动光屏都无法在屏上成像（光具座足够长），请你帮助小金分析产生此现象的原因 。20验证凸透镜成像规律”实验中，某小组同学利用
22、焦距10厘米的凸透镜，高为3厘米的发光体，光屏和光具座进行实验，将测得的物距u、像距v以及所成像的高L像分别记录在下表中，在验证得到凸透镜成像的初步规律后，为了进一步研究，他们进行适量的运算，将结果分别记录在下表的后两列中实验序号物距u（厘米）像距v（厘米）像高L像（厘米）像距与物距之比（v/u）物距与像距之和（u+v）（厘米）160.012.00.600.2072.0250.012.50.750.2562.5330.015.01.500.5045.0418.0来源:学科网ZXXK22.53.751.2540.5516.026.75.001.6742.7614.035.07.502.5049.
23、0（1）根据实验需要1-6的数据，分析比较像距v随物距u的变化情况及相关条件，可得出的初步结论是：凸透镜成实像时， ；（2）根据实验序号1-6的数据，分析比较像高L像与v/u的变化情况及相关条件，可得出的初步结论是：凸透镜成实像时。（3）该小组同学继续利用表中的数据及相关条件、分析、归纳得出结论。（a）根据实验序号1-3的数据，分析比较物距变化量u与像距变化量v的大小关系及成像情况，可得出的初步结论是；（b）根据实验序号1-6的数据，分析比较物距u变化时，L像、u+v的变化情况，可得出得初步结论是。参考答案1（1）不合理；（2）C2（1）影子的长度与点光源的高度的关系；（2）减小；（3）点光源
24、高度H；点光源到短木条的距离s3（1）41.8；（2）反射光；（3）不会；光从空气斜射入水中时，折射角总小于入射角4（1）等于；（2）不能；（3）可逆性5（1）实验步骤如下：使激光笔发出的激光束贴着竖直平面E照射到平面镜上的O点，绕竖直直线ON旋转竖直平面F，直至在E、F上同时看到反射光和入射光入射光与竖直直线ON的夹角就是入射角，反射光与竖直直线ON的夹角就是反射角，用装置上的量角器测量入射角和反射角，并记录在表格中只改变入射角，仿照步骤的方法找到反射光，用装置上的量角器测量入射角和反射角并记录在表格中仿照步骤再做4次实验，将、的相应数据记在表格中（2）实验数据记录表格：入射角反射角来源:学
25、*科*网Z*X*X*K6（1）ADBC；（2）避免实验结论的偶然性，得出普遍规律；（3）0.47（1）2；（2）距离；（3）物体反射光的强弱；已经；（4）反射光的强弱；（5）用同一光源照射同一物体；（6）在夜间行驶时，驾驶室内不要开灯。8（1）确定像的位置；（2）便于比较像和物到镜面的距离；（3）玻璃板没有垂直于桌面放置；（4）31.6；（5）不合理，实验次数仅有一次，得出的结论具有偶然性9（1）薄； （2）玻璃板与桌面不垂直； （3）C； （4）静止不动；（5）见图 10（1）漫反射；（2）能量；（3）可逆性；（4）看不到折射光线；光从水中斜射入空气中，折射角大于入射角；（5）折射光线消失1
26、1（1）光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角；（2）光从空气斜射入水中时，当入射角变大时，折射角也随之变大；（3）小于；O点左侧12（1）B、D 控制变量 （2）油13（1）折射角随入射角的增大而增大；小于；（2）是；应换用其它透明介质再做实验，避免实验结论的偶然性14大于；1.5015（1）见图； （2）C；（3）B来源:Z|xx|k.Com16. （1） 倒立缩小的实像 （2）照相机 （3）40 B （4）能成像 17. （1）会聚11.0（2）像距 测量物距时，物体与凸透镜的位置是固定的，因此误差较小；测量像距时，需调节光屏，寻找最清晰的实像，光屏所处位置会因实验者观察的不同而不同，因此误差较大18. （1）CDBE （2）多次实验，寻找规律/多次实验，便于得出普遍规律。（3）图合理1分（将AA，、BB，、CC，连线，标明垂足，并注明测量数据），像与物的连线与镜面垂直，像与物体到平面镜的距离相等（2分）。19. （1）倒立、等大、实像 20 （2）因为换的凸透镜焦距大于或等于40厘米，所以物距小于或等于焦距，得不到实像20. （1）像距随物距的减小而增大；（2）物高与像高的比值等于物距与像距的比值；（3）（a）当物距大于二倍焦距时，物距变化量u大于像距变化量v； （b）当物体成实像时，物距越小，像越大，像距与物距的和（u+v）先变小后变大