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2024年初中科学重点题型复习---光学实验题
1．小明用如图所示装置探究“凸透镜成像的规律”：
（1）小明按图甲所示操作，让平行于主光轴的光经过凸透镜后，在光屏上出现一个最小最亮的光斑。由此可知，该凸透镜的焦距是 cm；（要求估读）
（2）将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在 ，之后保持凸透镜在光具座上的位置不变；
（3）蜡烛、光屏和凸透镜在光具座上的位置如图乙所示，光屏上成清晰的像，生活中的 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）利用了这个成像原理；
（4）将蜡烛向右移动到30cm刻度处，此时应将光屏向 （填“左”或“右”）移动，光屏上会再次出现清晰的像，像的大小与物体相比是 （选填“放大”、“缩小”或“等大”）的；
（5）若将图乙中蜡烛与光屏的位置互换，则光屏上 （选填序号）；
A．成倒立、缩小的实像
B．成倒立、放大的实像
C．成正立、放大的虚像
（6）若将图乙中蜡烛移到45cm刻度处，为了观察到凸透镜所成的像，应 （选填序号）；
A．把光屏放在凸透镜右侧进行移动，观察上面的成像情况
B．把光屏放在凸透镜左侧进行移动，观察上面的成像情况
C．眼睛从凸透镜右侧，透过凸透镜向左观察
D．眼睛从凸透镜左侧，绕开凸透镜直接观察
正确操作后，观察到像是 （选填“倒立”或“正立”）的。
2．为了“探究平面镜成像的特点”，准备了玻璃板、两支相同的蜡烛A和B、光具座、光屏等实验器材。

（1）如图1将一支点燃的蜡烛A放置在光具座的甲位置，将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A的像完全重合，说明像和物大小 ；
（2）将蜡烛B换成光屏，不能在光屏上观察到蜡烛A的像，说明平面镜所成的是 像；
（3）同学们想利用上述装置“探究凸透镜成像规律”：
①只将（2）中乙处器材换成凸透镜，光屏上恰好成一个等大的实像，则此凸透镜的焦距是 cm；
②把蜡烛A移动到光具座上10cm刻度线处，适当向左移动光屏，可在光屏上出现清晰的实像；若继续向左移动蜡烛A，光屏和透镜位置不动，为了在光屏上仍得到清晰的像，可在蜡烛A和凸透镜之间放置一个 （选填“近视”或“远视”）眼镜；
③完成图2中光线通过凸透镜后的光路图 。
3．如图是探究平面镜成像特点的实验装置。
（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）如果有3mm厚和2mm厚的两块玻璃板，应选择 mm厚的玻璃板做实验；
（3）移去后面的蜡烛B，并在其所在的位置放一光屏，则光屏上 （选填“能”或“不能”）呈现出蜡烛的像，这表明平面镜所成的像是 像。
4．如图所示，小明在研究平面镜成像特点的实验时，将图甲的玻璃板竖直放在水平桌面的白纸上，沿玻璃板在纸上画一条直线MN，取两枚相同的棋子E和F，先将棋子E放在玻璃板前，移动玻璃板后面的棋子F，直到它看上去与棋子E的像完全重合，请你帮他解答下列问题：
（1）用玻璃板代替平面镜的目的是 ；
棋子F与棋子E的像完全重合说明平面镜所成的像与物的大小 ；
（2）为了让坐在右侧D处的小亮也看到棋子E的像，小明把玻璃板沿直线MN向右移动了一段距离，在此过程中，棋子E的像 （填“会”或“不会”）向右平移．
（3）在图乙所示的俯视图中，利用平面镜成像的特点，画出小亮看到棋子E的像的光路图；
（4）他拿走棋子F，再将棋子E横放，这时他看到的应该是图丙中的 种情形．
5．某同学利用图甲所示装置，做“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）实验时，为使光屏上所成的像更亮，应该选择直径 （选填“大”或“小”）的凸透镜做实验；
（2）该同学把凸透镜放在光具座的零刻度线处，让平行光照射到凸透镜上，移动光屏找到最小、最亮的光斑，此时光屏所在位置如图乙所示，则该凸透镜的焦距为 cm；
（3）各个元件所在位置如图丙所示时，烛焰在光屏上恰好呈现一个清晰的像，此时光屏上所成的是 （选填“放大”“等大”或“缩小”）的像。
（4）一同学用图丁所示的LED光源代替蜡烛进行实验，不考虑环保因素，这样改进的优点是 （写出一条即可）。
6．小阳用图的实验装置探究光的折射特点，他让一束光分别从空气中以不同角度射入水（如图甲）和玻璃（如图乙）中，将入射角与折射角记录在表一和表二中．
表一光从空气射入水中
入射角/° 0 30 45 60
折射角/° 0 21 35 40
表二光从空气射入玻璃中
入射角/° 0 30 45 60
折射角/° 0 17 24 30
（1）通过分析表一和表二中的数据可得出的初步结论是：光从空气斜射入其他介质中时，折射角 入射角，当入射角增大时，折射角 ；当光从空气垂直射入其他介质中时，折射角 入射角；
（2）小阳如果用该装置继续探究在光的折射现象中光路是否可逆，接下来他应该让光从 射向 ．
7．如图是探究平面镜成像特点的实验装置。

（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）如果玻璃板没有放正，将对实验产生什么影响？ ；
（3）使点燃的蜡烛在两个不同的位置，分别测出物距和像距相等的两组数据，得出实验结论之一：“像距与物距相等”。你认为这种方法是否合理 ；
理由： 。
8．在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1) 需要将凸透镜、蜡烛和光屏安装在光具座上，置于中间位置的应是 o
(2)调好装置，将蜡烛放在2倍焦距之外，光屏上能成 (选填“放大”或“缩小”)、倒立的 像(选填“实”或“虚”)．生活中常用的 是利用这一成像规律制作的．
(3) 将蜡烛移至1、2倍焦距之间某处，光屏上成清晰的像．若烛焰中心下降lcm，光屏上的像会 移动(选填“向上”或“向下")，移动的距离 1cm(选填“大于”“小于"或“等于”)．
9．在“探究凸透镜成像规律”的实验时。
（1）为了便于观察实验现象，实验环境应该 （选填“较亮”或“较暗”）一些，组装并调整实验器材，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 上；
（2）如图所示，当蜡烛距离凸透镜40cm时，移动光屏，可在光屏上找到一个清晰的倒立的实像，紧接着用不透明的硬纸板挡住凸透镜的下半部分，发现光屏上呈现的像是 （选填“完整”或“不完整”）的；
（3）实验进行一段时间后，蜡烛变短，像会出现在光屏的 方，为使像回到光屏中央，可以将凸透镜和光屏一起向 （选填“上”或“下”）调节；
（4）当把蜡烛移动至在如图所示位置时，无论怎样移动光屏都接收不到烛焰的像，原因可能是 。
10．在“探究平面镜成像的特点”的实验中，小华填写的实验报告（部分）如下，请完成空格处的内容。
《实验名称XXXXXX》
实验目的： 。
实验器材：玻璃板、两支 蜡烛A和B、白纸、火柴、刻度尺。
实验步骤：
（1）在水平桌面上铺一张白纸，纸上 放置一块玻璃板作为平面镜。
（2）在玻璃板前放一支点燃的蜡烛A，在玻璃板后放另一支 的蜡烛B。
（3）移动玻璃板后的蜡烛B，直到从玻璃板前 位置看去，玻璃板后的蜡烛B好像被点燃似的，在纸上记下这个位置。……实验中，要比较像与物的、像与物到镜面的以及物像连线与镜面的夹角关系。
11．小燕同学在做“探究凸透镜成像规律”实验：
（1）成像出现了如图所示的问题．解决的方法是把凸透镜往 调，使烛焰中心、透镜、光屏在同一高度；（填“上”或“下”）
（2）小燕根据实验记录，绘制了物体离凸透镜的距离u跟实像到透镜的距离v之间的关系图像（如图），则此凸透镜的焦距为 cm；
（3）将物体由距凸透镜40cm处匀速移动到20cm处，所用的时间为2s，物体的像移动的平均速度是 m/s。
12．在“探究凸透镜成像规律”的实验中：

（1）实验时应调节烛焰的中心、光屏的中心位于凸透镜的 上；
（2）如图乙所示，当蜡烛、凸透镜在图示位置时，光屏上可得到一个清晰的像，该像应是倒立、 （填“放大”“等大”或“缩小”）的实像，生活中利用这个规律制成的光学仪器是 （填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）；
（3）小明想利用下列LED发光字来研究凸透镜成像的上下、左右位置关系，如图丙所示，则丙图中汉字适合作为LED光源的是 。
13．某小组进行“探究凸透镜成像规律”的实验：
（1）由图甲可知，该透镜的焦距是 cm．
（2）实验时，为了使像成在光屏的中央，要调节烛焰、透镜和光屏三者的中心在 ．
（3）如图乙所示，若在光屏上（光屏未画出）得到清晰放大的实像，则烛焰应位于透镜左侧a、b、c、d四点中的 点，此成像规律在实际生活中的应用是 ．
（4）小莉同学患近视眼．下列四个选项中，正确表示小莉同学近视眼及其矫正情况的是 ．
参考答案：
1． 10.0 同一高度 照相机 右 等大 B C 正立
【详解】（1）[1]由图甲可知，该凸透镜的焦距为
f=60.0cm-50.0cm=10.0cm
（2）[2]为了使像成在光屏中央，需调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度。
（3）[3]如图乙所示，物距大于像距，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像，照相机就是利用这一原理制作的。
（4）[4]凸透镜成实像时，蜡烛向右移动，物体靠近凸透镜，所成的像远离凸透镜，所以此时应将光屏向右移动。
[5]将蜡烛向右移动到30cm刻度处，蜡烛到透镜的距离为20cm，等于2f，根据凸透镜成像规律，成倒立、等大的实像。
（5）[6]将图乙中蜡烛与光屏的位置互换，依然能够成实像，根据光路的可逆性，原来物距大于像距，成倒立、缩小的实像，反过来则物距小于像距，成倒立、放大的实像，故AC错误，B正确，故选B。
（6）[7] [8]将图乙中蜡烛移到45cm刻度处，此时物距等于5cm，小于焦距，根据凸透镜成像规律，成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接，故AB错误；成虚像时像与物体在同一侧，所以眼睛从凸透镜右侧，透过凸透镜向左观察，故D错误，C正确，故选C。
2． 相等 虚 15.0 近视
【详解】（1）[1]在实验过程中，将一支点燃的蜡烛A放置在光具座的甲位置，将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A的像完全重合，表明蜡烛B和蜡烛A的像的大小相等，故说明像和物的大小相等。
（2）[2]不能在光屏上直接观察到蜡烛A的像，因为平面镜所成的是虚像，光屏不能承接虚像。
（3）①[3]由图可知，此时物距和像距相等，即
则，故该凸透镜的焦距为15.0cm。
②[4]若继续向左移动蜡烛A，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，光屏位置不动，为了在光屏上仍得到清晰的像，光线应该发散一些，可在蜡烛A和凸透镜之间放置一个凹透镜，故可放置一个近视眼镜。
③[5]平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。如图所示：

3． 确定像的位置 2 不能 虚
【详解】（1）[1]用玻璃板代替平面镜，在物体一侧能看到物体的像，同时还能看到代替物体的另一个物体，便于确定像的位置，便于比较物像大小关系。
（2）[2]实验时比较厚的玻璃板，两个反射面成像比较远，容易出现两个不重合的像，使实验比较复杂；实验时采用比较薄的玻璃板，两个反射面成像比较近，可以近似的看出一个像，使实验简单化，所以实验时采用2mm的玻璃板。
（3）[3][4]物体在平面镜中成虚像，移去蜡烛B，在其所在位置上放一光屏，则光屏上不能承接到像。
4． 便于找到并确定像的位置 相等 不会 B
【详解】试题分析：（1）实验时选择透明的玻璃板，在物体的一侧，既能看到物体的像，也能看到代替物体的另一个物体，便于确定像的位置．
两枚相同的棋子E和F比较像与物的大小关系，运用了替代法．
（2）根据平面镜成像特点进行判断：物体在平面镜中成虚像，物像大小相等，物像连线与镜面垂直，物像到平面镜的距离相等．
（3）首先知道发光点发出的光线经平面镜反射后通过D点的反射光线只有一条，因此反射点的确定非常重要；
其次反射光线反向延长通过发光点在平面镜中的像点，因此根据平面镜成像的特点E的像点，本题作图就可以完成．
（4）平面镜成像的特点是：物体在平面镜中所成的像是虚像，像和物体的大小相等，它们的连线垂直于镜面，它们到镜面的距离相等；简记为：正立、等大、对称、虚像．
解：（1）实验时选择透明的玻璃板，能同时观察到像和代替蜡烛A的蜡烛B，便于确定像的位置．
取两枚相同的棋子E和F，先将棋子E放在玻璃板前，移动玻璃板后面的棋子F，直到它看上去与棋子E的像完全重合，说明平面镜所成的像与物的大小相等；
（2）在实验过程中，小明把玻璃板沿直线MN向右移动了一段距离，根据平面镜成像特点中的像距等于物距可知，棋子E和平面镜之间的距离不变，根据物像到平面镜的距离相等，E的像和平面镜之间的距离也不变，所以镜中的棋子E的像不移动．
（3）作出发光点E在平面镜中的像点E′，连接E′D交与平面镜于点O，连接EO作出入射光线，连接OD作出反射光线，如图：
（4）平面镜成的是正立、等大的虚像，且像与物体关于镜面对称，因此只有B正确．
故答案为（1）便于确定像的位置；相等；（2）不会；（3）见解答图；（4）B．
【点评】此题考查了平面镜成像的特点、平面镜成像作图，根据平面镜成像时，物像是关于平面镜对称的，是判断平面镜成像的重要依据．
5． 大 10.15 缩小 见解析
【详解】（1）[1]实验时，应选择直径较大的凸透镜，这样有更多的光透过凸透镜，所成的像会更亮。
（2）[2]与凸透镜主光轴平行的光经过凸透镜后，成为一个最小最亮的光斑，说明凸透镜将平行光汇聚到一个点上，对光起会聚作用；那个最小最亮的光斑位于凸透镜焦点位置，焦点到透镜中心的距离叫做焦距，所以这个透镜的焦距为10.15cm。
（3）[3]由图丙可知，此时物距大于2倍焦距，由凸透镜成像特点知，在光屏上呈现倒立、缩小的实像。
（4）[4]发光二极管比烛焰的亮度更大、可以增加物体的亮度，使成像更清晰。
6． 小于 增大 等于 水 空气
【详解】（1）通过分析表一和表二中的数据可知，光从空气斜射入其他介质中时，随着入射角的增大，折射角也增大了，且一直是折射角小于入射角.
当光从空气垂直射入其他介质中时，由表可知，入射角为0°时，折射角也为O°，即折射角等于入射角.
（2）为了探究在光的折射现象中光路是否可逆，接下来他应该让光从水或玻璃中射向空气中.
点睛：本题考查光的折射规律，通过比较分析找出规律，需要有敏锐的观察能力.
7． 确定像的位置 另一支蜡烛不能与像重合 不合理 只从一组数据不能找到普遍规律，至少要测三组以上
【详解】（1）[1]用玻璃板代替平面镜，利用了玻璃板透明的特点，使成像的同时，还能看到玻璃板后面的蜡烛，所以是为了确定像的位置。
（2）[2]我们知道，像与物的连线与镜面垂直，所以如果玻璃板没有放正，蜡烛与像不会重合。
（3）[3][4]使点燃的蜡烛在两个不同的位置，分别测出物距和像距相等的两组数据，得出实验结论之一：“像距与物距相等”不够合理，因为要得出一个结论，应进行多次实验，最少三次以上，使结论更具普遍性，避免偶然性，所以题中的两次实验次数偏少。
8． 凸透镜 缩小 实 照相机 向上 大于
【详解】(1) 凸透镜、蜡烛和光屏安装在光具座上，置于中间位置的应是凸透镜；
(2) 将蜡烛放在2倍焦距之外，光屏上能成缩小的、倒立的实像，照相机是利用这一成像规律制作的；
(3) 将蜡烛移至1、2倍焦距之间某处，光屏上能成放大的、倒立的实像，烛焰中心下降lcm，凸透镜位置不变，根据光线过光心不改变方向，烛焰在光屏上的像将向上移动，因为光屏上成的是放大的、倒立的实像，因此像移动的距离大于烛焰中心下降距离，即移动的距离大于1cm.
9． 较暗 主光轴 完整 上 下 见解析
【详解】（1）[1]烛焰较亮，在较暗的环境中对比度较大，实验效果明显，更易观察。
[2]为了使像成在光屏中央，需要调整烛焰、凸透镜光心和光屏中心在同一高度，在凸透镜的主光轴上。
（2）[3]用不透明的硬纸板挡住凸透镜的下半部分，光线仍能透过上半部分透镜成像，只是透过光线减少，像变暗。
（3）[4][5]实验中随着蜡烛的燃烧，蜡烛变短，烛焰向下移动，凸透镜成实像时，实像都是倒立的，则像向上移动，光屏上像的位置偏高，为了使像仍成在光屏的中央，则应向下调节凸透镜和光屏。
（4）[6]由图可知，无论怎样移动光屏都接收不到烛焰的像，可能是物距小于焦距，成正立放大的虚像，虚像不能用光屏承接。
10． 探究平面镜成像特点 完全相同的 竖直 未点燃 各个方向
【详解】[1]实验目的：探究平面镜成像特点。
[2]实验中为了便于比较像与物的大小关系，应该选用完全相同的两支蜡烛。
（1）[3]为了便于确定像的位置，达到实验效果，在水平桌上铺一张白纸，纸上竖直放一块平板玻璃板作为平面镜。
（2）[4]为验证物像的大小形状相同，使蜡烛A的像更清晰，必须将另一只未点燃的蜡烛放在平板玻璃板后面；
（3）[5]移动蜡烛B，直到从玻璃板前向各个方向看去它好像点燃似的。
11． 下 10 0.05
【详解】（1）[1]因为烛焰、凸透镜、光屏三者的中心必须在同一高度上，所以应该把凸透镜向下调。
（2）[2]当物距与像距相同并且等于二倍焦距时，可成等大倒立的实像，据图可知当
u=v=20cm
成等大的像，即
2f=20cm
得
f=10cm
（3）[3]由图可知，将物体由距凸透镜40cm处匀速移动到20cm处时，物体的像由距凸透镜10cm处匀整移动到20cm处，所用时间为2s，故速度
12． 主光轴 放大 投影仪 上
【详解】（1）[1]为使像成在光屏的中央，应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度处，即位于凸透镜的主光轴上。
（2）[2][3]由图乙知，物距小于像距，根据凸透镜成像规律，凸透镜成倒立放大的实像，利用这个规律制成的光学仪器是投影仪。
（3）[4]研究凸透镜成像的上下、左右位置关系，应该选用上下部分和左右部分都不对称的字，如图丙所示，适合做LED光源的汉字是“上”字。
13． 15 同一高度上 c 幻灯机 丙和甲
【详解】（1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是：f=60.0cm-45.0cm=15.0cm；
（2）为使所成像能在光屏的中心，必须使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上；
（3）由屏上得到清晰放大的实像可知，此时f＜u＜2f时，由图可知，c点正好在f和2f之间；其应用是投影仪；
（4）近视眼看远处的物体时，像成在视网膜的前面，所以丙是近视眼的成像情况，近视眼需戴凹透镜矫正，所以甲是近视眼的矫正做法．

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