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第二部分　专题突破
专题四　实验探究题
一、光学探究类学生必做实验
1．(2023·齐齐哈尔)小明利用如图装置探究光反射时的规律.
探究光的反射定律[2021.25(1)]
(1)如图甲所示,实验时,把一个平面镜放在水平桌面上,再把白色纸板ENF(右侧可绕ON翻折)竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON应______于镜面.使一束光贴着纸板沿某一角度射到O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.
垂直
漫
(2)改变光束入射的角度,多做几次实验,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ON两侧的∠i和∠r,是为了______________________________;根据实验结论可知:当入射光EO与平面镜夹角为50°时,反射角为______.
(3)让光沿图甲中FO方向照射到镜面,
它会沿着OE方向射出.这表明:在光的
反射现象中,光路是______的.
探究入射角与反射角的大小关系
40°
可逆
(4)如图乙所示,把纸板ENF右侧绕ON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.
同一平面
2．如图甲为某实验小组“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是两块粘接起来的硬纸板,且F板可绕ON转动.
(1)使用可绕ON转动的硬纸板,其目的是_________;__________________
_________________________.
呈现光路
验证反射光线与入射
光线及法线在同一平面内
(2)如图乙所示,将入射光线AO向ON靠近时,看到反射光线OB______(选填“靠近”或“远离”)ON.
靠近
(3)若将一束光贴着纸板F沿BO射向O点,光将沿图乙中______的方向射出,说明在光的反射现象中,光路是______的.
(4)如图甲所示,某同学在实验时,让入射光
线AO沿纸板E射向镜面,然后转动纸板F,使
其与纸板E在同一平面内,但在F上没有发
现反射光线,其原因可能是_____________
__________.
OA
可逆
硬纸板没有
竖直放置
【实验拓展】
(5)无意中,小明看到自己在平面镜中的像,该像是______(选填“放大”“等大”或“缩小”)的____(选填“实”或“虚”)像.
等大
虚
3．(2020·贺州)在做“探究平面镜成像特点”的实验时,实验装置如图所示.
(1)为保证实验效果,应选择较____(选填
“厚”或“薄”)的玻璃板代替平面镜
做实验,便于确定像的位置.
探究平面镜成像的特点[2023.25(1)、2022.25(2)]
薄
(2)在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,将未点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动,直到B与A的像完全重合,此时B与A的距离是18 cm,则A到玻璃板的距离是___cm.
(3)移去蜡烛B后,在其原位置上放置一个光屏,光屏上不能呈现蜡烛A的像,这说明平面镜成的是____(选填“虚”或“实”)像.
(4)当蜡烛A向玻璃板靠近时,像的大小将______(选填“变大”“变小”或“不变”).
(5)实验还表明:平面镜所成的像和物体的连线与镜面______.
9
虚
不变
垂直
4．在“探究平面镜成像特点”的实验中,小明选择的实验器材有:薄玻璃板、两支相同的蜡烛、刻度尺、火柴、白纸等.
请回答下列问题:
(1)实验器材选用薄玻璃板而非平面镜的原因是__________________.
(2)实验时,小明将白纸对折,如图甲所示,铺在
水平桌面上,沿折痕画线作为玻璃板底边所
在的位置,在实验过程中应始终保持玻璃板
与纸面______.
便于确定像的位置
垂直
(3)小明将点燃的蜡烛置于玻璃板前,透过玻璃板观察到蜡烛的像,如图甲所示.然后将另一支未点燃的蜡烛放到像的位置,在白纸上记录此时两支蜡烛的位置,变换点燃蜡烛的位置,重复上述
操作.将白纸上像和蜡烛位置的对应点连接,
并测量点到平面镜的距离,如图乙所示.由此
得出结论:像与物体到平面镜的______相等.
距离
(4)在完成步骤(3)后小明发现,像和蜡烛位置的连线垂直于玻璃板,结合(3)的结论,小明认为自己已经发现了平面镜成像的规律:平面镜所成的像与物体关于镜面对称.你认为小明对这一规律的总结过程是否科学合理 ______,原因是______________________________________________
___________________________________________________________________________________________________________________.
合理
小明将每次实验对应的像和蜡烛的位置在白纸上连线后,发现这些连线与平面镜垂直,再综合上述实验的所有结果,总结出:平面镜所成的像与物体关于镜面对称
【实验拓展】
(5)如果要使像更清楚,可以在____(选填“物”或“像”)的一侧铺上黑纸.
像
5．[科学探究]在“天宫课堂”的水球实验中,小玉看到王亚平老师倒立、缩小的像,如图甲所示.于是她利用实验室的光学器材探究凸透镜成像的规律.
探究凸透镜成像的规律
(1)小玉找到了一个焦距未知的凸透镜,用一束平行光正对凸透镜照射,移动光屏,直到光屏上出现最小、最亮的光斑,如图乙所示.则凸透镜的焦距是______cm.
10.0
(2)如图丙所示,将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上.点燃蜡烛,调整它们的高度到合适的位置.
(3)将凸透镜固定在50 cm刻度线处,蜡烛移动到20 cm刻度线处,向______(选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动光屏,直到出现烛焰倒立、______的实像.
远离
缩小
(4)在(3)的基础上,更换成另一个焦距为9 cm的凸透镜,光屏上的像变模糊了,此现象与________(选填“近视眼”或“远视眼”)的成因相似.为了使光屏上的像恢复清晰,可向______(选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动蜡烛.
(5)在实验过程中,原来光屏中央的像“跑”到上方,为了使像回到中央,接下来的操作是____(选填“①”“②”或“③”).
①向下调光屏　　　　
②向上调凸透镜
③向上调蜡烛
近视眼
靠近
③
6．(2023·辽宁)小宋进入实验室准备探究凸透镜成像规律的实验时,恰好看到窗户通过凸透镜在光屏上所成的清晰的像,如图甲所示,此时凸透镜和光屏分别在光具座的50 cm、61 cm刻度线处,如图乙所示.
甲
乙
(1)图甲光屏上窗户的像是倒立、______的实像,生活中________(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)就是应用这一成像原理工作的.如果实验室只有焦距为“10 cm”和“20 cm”两种规格的凸透镜,根据他观察到的现象,可知光具座上凸透镜的焦距为____cm.
甲
缩小
照相机
10
(2)把点燃的蜡烛放在光具座的20 cm刻度线处,凸透镜、光屏保持如图乙所示的位置不变,调整烛焰、凸透镜和光屏,使三者的中心在__________.可以适当地向____(选填“左”或“右”)移动光屏,使光屏上得到烛焰清晰的像.
(3)在(2)的基础上,把蜡烛向右移动一段距离,光屏上的像模糊了,可以在凸透镜和蜡烛之间的适当位置放一个度数合适的______(选填“近视”或“远视”)镜片,使光屏上再次呈现烛焰清晰的像.
乙
同一高度
右
远视

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