中考物理二轮四大模块针对集训(全国通用)专题03光学实验专题练习(原卷版+解析)

这是一份中考物理二轮四大模块针对集训(全国通用)专题03光学实验专题练习(原卷版+解析)，共27页。试卷主要包含了初中物理实验方法，探究性实验等内容，欢迎下载使用。

*知识与方法
一、初中物理实验方法
1.控制变量法：在研究物理问题时，某一物理量往往受几个不同因素的影响，为了确定该物理量与各个不同因素之间的关系，就需要控制某些因素，使其固定不变，只研究其中一个因素，看所研究的因素与该物理量之间的关系。
分析思路：找好自变量、因变量和控制变量。
自变量：实验中主动变化的量。
因变量：实验中被动变化的量，一般也是研究目标。
控制变量：除自变量之外其他可能会引起因变量变化的量，需控制不变。
2.转换法：在科学探究中，对于一些看不见、摸不着或者不易观察的现象，通常改用一些非常直观的现象去认识。
3.等效替代法：等效替代法是在保证某种效果（特性和关系）相同的前提下，将实际的、陌生的、复杂的物理问题和物理过程用等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程代替来研究和处理的方法。
4.科学推理法：以可靠的事实为基础，以真实的实验为原型，通过合理的推理得出结论，深刻地揭示科学规律的本质。
二、探究性实验
1.光的反射实验
（1）器材：平面镜、可折转的纸板、激光笔、量角器、铅笔等。
（2）纸板的作用：
①对光起漫反射的作用，显示光路。（为了显示光路，纸板的表面应粗糙些）
②为了探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面；
（3）操作及结论：
①纸板垂直于镜面放置；
②让激光沿着纸板射到平面镜上，观察另一侧纸板上是否有反射光线；
③将纸板另一侧向后偏折，观察偏折后的纸板上看不到反射光线，说明反射光线、入射光线与法线在同一平面内。
④让激光笔发出的光逆着原来的反射光线射向镜面时，此时的反射光线将沿着OE方向射出，说明光路可逆。
（4）在实验中，多次改变入射角的大小去测量反射角大小的目的是：多次实验总结普遍规律，避免偶然性。
2.平面镜成像特点及实验
（1）器材：带支架的透明薄玻璃板、两根完全相同的蜡烛、火柴、白纸、铅笔、刻度尺、光屏。
（2）实验步骤：
①把一块较薄的玻璃板垂直放在白纸上，作为平面镜；
②在玻璃板的一侧立一支点燃的蜡烛A，透过玻璃板观察蜡烛A 的像；
③把一支完全相同的、未点燃的蜡烛B 放在平面镜的后面并移动位置，从蜡烛A 所在的这一侧观察，直到蜡烛B与蜡烛A 像完全重合，在白纸上标出两个蜡烛的位置；
④改变蜡烛A 到玻璃板的距离，重做几次实验。
⑤撤去玻璃板，用刻度尺量出蜡烛和像到玻璃板的距离，把蜡烛和像的位置连起来，看连线和玻璃板的关系。
（3）结论：
①平面镜成的是正立的虚像；
②平面镜成的像和物体等大；
③像和物到平面镜的距离相等；
④像与物的连线与平面镜垂直。
常考知识点：
①用两个等大的蜡烛是为了比较像和物的大小关系；
②用玻璃板代替平面镜是便于确定像的位置；
③如果用厚玻璃板是会有两个反射面，出现两个像；
④在较暗的环境下进行实验是为了让成像更清晰
⑤玻璃板必须与桌面垂直，否则无论怎样移动蜡烛B，都无法完全和蜡烛A 的像重合；
⑥像不能用光屏接收到，说明平面镜成的像是虚像。
3.探究凸透镜成像规律的实验
调等高：F字光源中心、凸透镜的光心、光屏的中心调到同一高度，目的是为了使像成在光屏中央。
常考知识点：
（1）如果F字光源偏上，如何操作能够使成像在光屏中央呢？
① 移动光屏——向上移动
② 移动透镜——向下移动
③ 移动F字光源——向上移动
（2）遮住部分透镜问题
遮住部分透镜后，光屏上还能收到完整的像，但是像的亮度变暗了。
（3）物像移动距离的关系和移动速度的关系
①如果u > v（即u > 2 f 时），物体的移动距离> 像的移动距离，物体的移动速度> 像的移动速度
②如果u < v（即u < 2 f 时，包括f < u < 2 f 和u < f ），物体的移动距离<像的移动距离，物体的移动速度<像的移动速度。
*针对训练
一、单选题
1．（2023秋·湖北武汉·八年级校联考期末）利用如图所示装置“探究光的反射规律”，下列判断不正确的是（ ）
A．粗糙的硬纸板ENF必须竖直的立在水平镜面上
B．图甲中，如果让光沿着FO方向射到镜面，反射光线将沿着OE方向射出
C．图乙中，将纸板NOF向后折时纸板上看不到反射光线，此时反射光线与入射光线不在同一平面
D．改变入射光线的角度，反射角始终和入射角相等
2．（2023秋·山东泰安·八年级统考期末）在探究“平面镜成像特点”的实验中，选用的实验器材有：一块薄平板玻璃、两个完全相同的蜡烛A和B、刻度尺和白纸，如图所示。则下列与实验相关的说法中错误的是（ ）
A．实验过程应在较亮的环境中进行
B．选用薄平板玻璃替代平面镜是为了便于确定像的位置
C．使用完全相同的蜡烛A、B，目的是比较像与物的大小
D．将光屏放到像的位置，光屏不能够承接到像
二、实验题
3．（2023秋·山西吕梁·八年级统考期末）用如图所示装置探究光的反射定律，白色硬纸板EF垂直于平面镜放置，能沿ON折转，ON垂直于平面镜。让入射光贴着纸板EF沿AO射向平面镜上的O点，观察反射光的方向。
（1）实验中纸板的作用是________，将入射光线AO向法线靠近时，看到反射光线OB________（选填“靠近”或“远离”）法线；
（2）纸板EF右侧没有沿ON折转时，能观察到反射光线，有折转时，观察不到反射光，说明光反射时，反射光线和入射光线、法线在_______；
（3）将一束光贴着纸板EF沿BO射到O点，光沿图中的OA方向射出，说明光反射时，光路是______的；
（4）由于光在纸板上发生了________（选填“镜面反射”或“漫反射”），所以从不同方向都可以观察到光在纸板上传播的途径；
（5）实验测得入射角为45°，反射角也为45°，由此得出“光反射时，反射角等于入射角”的结论，你认为得出的结论______（选填“合理”或“不合理”），原因是______。
4．（2023秋·北京·八年级北京二中校考期末）小华利用如图所示的实验装置，进行探究光的反射规律的实验，她先将纸板F以ON为轴转动到与纸板E同一平面，使激光笔发出的光束AO沿纸板E照射到平面镜的O点，则在纸板F上可观察到反射光OB。
（1）小华多次改变入射角，并测量了每组入射角和反射角的度数，记录入数据表如下，请你分析数据，得出的结论是：在光的反射现象中，______；
（2）如图乙所示，将硬纸板F向后折转时，______（选填“能”或“不能”）看到反射光线，说明反射现象中，反射光线、入射光线、法线在同一平面内；
（3）若使入射光逆着原来反射光的方向射向镜面O点，进行多次实验，均可观察到反射光逆着原来入射光的方向射出。实验现象说明：在光的反射现象中，______。
5．（2023秋·北京西城·八年级统考期末）小乐做“探究反射现象中，反射角与入射角的关系”的实验。
（1）他将平面镜放在水平桌面上，把纸板ENF竖直立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面，如图所示。他使一束光贴着纸板沿某一角度射到O点，经平面镜反射，沿另一方向射出。在纸板上用笔描出入射光和反射光的径迹。改变______，多做几次实验，记录每次入射光和反射光的径迹；
（2）取下纸板，用量角器测量入射角i和反射角r，记录数据如表。分析数据得出结论：在反射现象中，______。
6．（2023秋·河北保定·八年级统考期末）小辉同学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：
（1）由表中数据可得到的结论是：当光从空气斜射入水中时，反射角_________入射角，折射角_________入射角，（前两空选填“大于”、“小于”或“等于”）且折射角随着入射角的增大而__________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（2）由表中数据可知，当光从水中以32°入射角斜射到空气中时，折射角为___________；
（3）分析表中数据猜想，当光从空气射入其他介质时，折射角___________（填“可能”或“不可能”）达到90°；
（4）小辉同学在实验时，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__________。
7．（2023秋·山东滨州·八年级校考期末）小刚利用如图甲所示的实验装置探究平面镜成像的特点。
（1）在水平桌面上铺一张白纸，纸上竖直放置一块薄透明平板玻璃。把蜡烛A放在玻璃板的前面，小刚应在玻璃板______（选填“前面”或“后面”）观察蜡烛A经玻璃板______（选填“反射”或“折射”）所成的像；
（2）再拿一支外形相同的蜡烛B放在玻璃板后面移动，直到从多个角度看上去都跟蜡烛A的像完全______。选取两段完全相同的蜡烛的目的是便于______；
（3）实验中，使用薄透明平板玻璃代替平面镜，能够使观察者看到蜡烛A的像的同时，看到蜡烛B，便于______；
（4）如果在蜡烛A的像的位置上放一张白纸板做屏幕，则白纸板上将______（填“有”或“没有”）蜡烛A的像；
（5）若将玻璃板向左倾斜，如图乙所示，观察到蜡烛A的像的大致位置在图中的______（选填“①”或“②”）处。
8．（2023秋·辽宁丹东·八年级统考期末）在“探究平面镜成像特点”的实验中：
（1）如图甲所示，在竖直放置的茶色玻璃板前放棋子A，按照图甲中______（选填“①”“②”或“③”）的方式看到棋子A的像A'，用茶色玻璃板代替平面镜的目的是便于______；
（2）把与A相同的棋子B放到玻璃板后，并移动棋子B与A的像A'完全重合，得出像与物大小相等的结论，这种研究像与物大小关系的科学探究方法称为______（选填“控制变量法”或“等效替代法”）；
（3）如图乙所示，将物体放在A处时，眼睛在C处看不见A在平面镜中所成的像。不改变眼睛的位置，下列操作方法能看到物体A在平面镜中像的是______。
A．将物体A靠近平面镜
B．将平面镜水平向右平移
C．将平面镜顺时针旋转一定的角度
9．（2023秋·八年级统考期末）两位同学在探究“平面镜成像”实验中，研究像与物的大小关系时：
（1）一位同学选择玻璃板进行实验。为了便于比较像与物的大小，应取来两支______的蜡烛，在玻璃板一侧点燃蜡烛A，在另一侧将未点燃的蜡烛B放到A像的位置，发现它们完全重合，说明：______；
（2）另一位同学则选择了平面镜进行实验。他想用如图所示的方法，把刻度尺贴在平而镜上测出像的高度，从长度测量的角度看，这样测说存在的问题是______；
（3）利用玻璃板和平面镜都能看到蜡烛A的像，是因为光在它们表面发生______后进入人眼。经观察对比后发现，蜡烛在玻璃板中所成的像比较暗，其原因是：______。
10．（2023秋·山东泰安·八年级统考期末）某学习小组“探究凸透镜成像的规律”，进行了如下操作：
（1）将点燃的蜡烛、光屏放在凸透镜的两侧，并将烛焰、凸透镜和光屏的中心调整到______；
（2）通过探究，记录并绘制了物距u与像距v之间的关系图像，如图甲所示，则该凸透镜的焦距是______cm；
（3）将凸透镜固定在图乙中的光具座上，位于50cm刻度线处，光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜两侧；小华将蜡烛移至35cm刻度线处，移动光屏，直到光屏上出现了烛焰清晰的像，则该像是倒立、______的实像（选填“缩小”、“放大”或“等大”），生活中的______（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）利用了这条成像规律；
（4）若将透镜的上半部分用不透明的纸板挡住，则光屏上______（选填“能”或“不能”）成完整的像。
11．（2023秋·江西南昌·八年级统考期末）小华做“探究凸透镜成像规律”的实验中。
（1）实验前，调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在______；
（2）蜡烛在如图甲所示的位置时，成的像是等大、倒立的实像，分析实验成像情况可知，实验中所用透镜的焦距为______cm；
（3）当把点燃的蜡烛由图甲所示的位置向左移至光具座的25cm刻度时，应向______（选填“左”或“右”）移动光屏到适当的位置，得到一个倒立、缩小的实像；此时小华发现烛焰的像成在光屏的上方，为了使像成在光屏的中央，她应向______调整蜡烛（选填“上”或“下”）；
（4）调整好后，保持蜡烛与凸透镜位置不变，换用不同焦距的凸透镜，将光屏向右移动重新得到清晰的像，此时像将______（选填“变大”“变小”或“不变”），则换用的凸透镜焦距为______（选填以下选项）；
A．6cm
B．8cm
C．15cm
D．30cm
（5）小华继续探究近视眼的成因，现将近视眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间，如图乙所示，光屏上原来清晰的像变模糊了；使光屏远离透镜，又能在光屏上看到蜡烛清晰的像，由此可知，在近视眼得到矫正之前，物体的像成在视网膜______（选填“前”或“后”）。
12．（2023秋·八年级统考期末）某个小组做“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）如图甲所示，将一束平行光正对凸透镜照射，光屛上出现一个最小、最亮的光斑，则凸透镜的焦距f=______cm；
（2）在某次实验中，将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上如图乙所示的位置，光屏上呈现清晰的像，此像是倒立、______的实像，生活中______（选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”）就是依据此成像原理制成的；
（3）在图乙中烛焰和凸透镜之间的适当位置放一副眼镜，发现光屏上原本清晰的像变模糊了。将蜡烛向靠近凸透镜方向移动适当距离后，光屏上再次得到清晰的像，则该眼镜是______（选填“近视”或“远视”）眼镜；
（4）保持蜡烛位置不变，移动凸透镜至如图丙所示位置，则人眼在图中______（选填“A”或“B”）处能观察到烛焰的像。
15
30
45
55
65
80
15
30
45
55
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80
次数
入射角
反射角
1
30°
30°
2
40°
40°
3
50°
50°
入射角α
0°
30°
45°
60°
反射角γ
0°
30°
45°
60°
折射角β
0°
22°
32°
41°
模块三 光学
专题03 光学实验
*知识与方法
一、初中物理实验方法
1.控制变量法：在研究物理问题时，某一物理量往往受几个不同因素的影响，为了确定该物理量与各个不同因素之间的关系，就需要控制某些因素，使其固定不变，只研究其中一个因素，看所研究的因素与该物理量之间的关系。
分析思路：找好自变量、因变量和控制变量。
自变量：实验中主动变化的量。
因变量：实验中被动变化的量，一般也是研究目标。
控制变量：除自变量之外其他可能会引起因变量变化的量，需控制不变。
2.转换法：在科学探究中，对于一些看不见、摸不着或者不易观察的现象，通常改用一些非常直观的现象去认识。
3.等效替代法：等效替代法是在保证某种效果（特性和关系）相同的前提下，将实际的、陌生的、复杂的物理问题和物理过程用等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程代替来研究和处理的方法。
4.科学推理法：以可靠的事实为基础，以真实的实验为原型，通过合理的推理得出结论，深刻地揭示科学规律的本质。
二、探究性实验
1.光的反射实验
（1）器材：平面镜、可折转的纸板、激光笔、量角器、铅笔等。
（2）纸板的作用：
①对光起漫反射的作用，显示光路。（为了显示光路，纸板的表面应粗糙些）
②为了探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面；
（3）操作及结论：
①纸板垂直于镜面放置；
②让激光沿着纸板射到平面镜上，观察另一侧纸板上是否有反射光线；
③将纸板另一侧向后偏折，观察偏折后的纸板上看不到反射光线，说明反射光线、入射光线与法线在同一平面内。
④让激光笔发出的光逆着原来的反射光线射向镜面时，此时的反射光线将沿着OE方向射出，说明光路可逆。
（4）在实验中，多次改变入射角的大小去测量反射角大小的目的是：多次实验总结普遍规律，避免偶然性。
2.平面镜成像特点及实验
（1）器材：带支架的透明薄玻璃板、两根完全相同的蜡烛、火柴、白纸、铅笔、刻度尺、光屏。
（2）实验步骤：
①把一块较薄的玻璃板垂直放在白纸上，作为平面镜；
②在玻璃板的一侧立一支点燃的蜡烛A，透过玻璃板观察蜡烛A 的像；
③把一支完全相同的、未点燃的蜡烛B 放在平面镜的后面并移动位置，从蜡烛A 所在的这一侧观察，直到蜡烛B与蜡烛A 像完全重合，在白纸上标出两个蜡烛的位置；
④改变蜡烛A 到玻璃板的距离，重做几次实验。
⑤撤去玻璃板，用刻度尺量出蜡烛和像到玻璃板的距离，把蜡烛和像的位置连起来，看连线和玻璃板的关系。
（3）结论：
①平面镜成的是正立的虚像；
②平面镜成的像和物体等大；
③像和物到平面镜的距离相等；
④像与物的连线与平面镜垂直。
常考知识点：
①用两个等大的蜡烛是为了比较像和物的大小关系；
②用玻璃板代替平面镜是便于确定像的位置；
③如果用厚玻璃板是会有两个反射面，出现两个像；
④在较暗的环境下进行实验是为了让成像更清晰
⑤玻璃板必须与桌面垂直，否则无论怎样移动蜡烛B，都无法完全和蜡烛A 的像重合；
⑥像不能用光屏接收到，说明平面镜成的像是虚像。
3.探究凸透镜成像规律的实验
调等高：F字光源中心、凸透镜的光心、光屏的中心调到同一高度，目的是为了使像成在光屏中央。
常考知识点：
（1）如果F字光源偏上，如何操作能够使成像在光屏中央呢？
① 移动光屏——向上移动
② 移动透镜——向下移动
③ 移动F字光源——向上移动
（2）遮住部分透镜问题
遮住部分透镜后，光屏上还能收到完整的像，但是像的亮度变暗了。
（3）物像移动距离的关系和移动速度的关系
①如果u > v（即u > 2 f 时），物体的移动距离> 像的移动距离，物体的移动速度> 像的移动速度
②如果u < v（即u < 2 f 时，包括f < u < 2 f 和u < f ），物体的移动距离<像的移动距离，物体的移动速度<像的移动速度。
*针对训练
一、单选题
1．（2023秋·湖北武汉·八年级校联考期末）利用如图所示装置“探究光的反射规律”，下列判断不正确的是（ ）
A．粗糙的硬纸板ENF必须竖直的立在水平镜面上
B．图甲中，如果让光沿着FO方向射到镜面，反射光线将沿着OE方向射出
C．图乙中，将纸板NOF向后折时纸板上看不到反射光线，此时反射光线与入射光线不在同一平面
D．改变入射光线的角度，反射角始终和入射角相等
【答案】C
【解析】A．为了显示光路，粗糙的硬纸板ENF必须竖直的立在水平镜面上，故A正确，不符合题意；
B．图甲中，光从EO射入，从OF射出，由光路可逆得，如果让光沿着FO方向射到镜面，反射光线将沿着OE方向射出，故B正确，不符合题意；
C．图乙中，当纸板在同一平面上时，能够同时看到入射光线和反射光线，将纸板NOF向后折时纸板上看不到反射光线，说明此时反射光线与入射光线在同一平面，故C错误，符合题意；
D．由实验得，改变入射光线的角度，反射角随入射角的改变而改变，反射角始终和入射角相等，故D正确，不符合题意。
故选C。
2．（2023秋·山东泰安·八年级统考期末）在探究“平面镜成像特点”的实验中，选用的实验器材有：一块薄平板玻璃、两个完全相同的蜡烛A和B、刻度尺和白纸，如图所示。则下列与实验相关的说法中错误的是（ ）
A．实验过程应在较亮的环境中进行
B．选用薄平板玻璃替代平面镜是为了便于确定像的位置
C．使用完全相同的蜡烛A、B，目的是比较像与物的大小
D．将光屏放到像的位置，光屏不能够承接到像
【答案】A
【解析】A．点燃的蜡烛是成像物体，比较亮，环境越暗，蜡烛和环境的对比度越大，蜡烛成像越清晰，为了使像更清晰，应较暗的环境中进行，故A错误，符合题意；
B．使用平面镜时，只能成像，而不能透光，不容易确定像的位置，用薄平板玻璃时，既能成像，又能透光，便于确定出像的位置，故B正确，不符合题意；
C．使用两个完全相同的蜡烛A和B，用蜡烛B在镜面后移动，直到蜡烛B与A的像重合时，说明像与物大小相等，故其目的是为了便于比较像与物体的大小关系，故C正确，不符合题意；
D．因为光屏只能接收实像，不能接收虚像，而平面镜成的虚像，所以将光屏放到像的位置，光屏不能够承接到像，故D正确，不符合题意。
故选A。
二、实验题
3．（2023秋·山西吕梁·八年级统考期末）用如图所示装置探究光的反射定律，白色硬纸板EF垂直于平面镜放置，能沿ON折转，ON垂直于平面镜。让入射光贴着纸板EF沿AO射向平面镜上的O点，观察反射光的方向。
（1）实验中纸板的作用是________，将入射光线AO向法线靠近时，看到反射光线OB________（选填“靠近”或“远离”）法线；
（2）纸板EF右侧没有沿ON折转时，能观察到反射光线，有折转时，观察不到反射光，说明光反射时，反射光线和入射光线、法线在_______；
（3）将一束光贴着纸板EF沿BO射到O点，光沿图中的OA方向射出，说明光反射时，光路是______的；
（4）由于光在纸板上发生了________（选填“镜面反射”或“漫反射”），所以从不同方向都可以观察到光在纸板上传播的途径；
（5）实验测得入射角为45°，反射角也为45°，由此得出“光反射时，反射角等于入射角”的结论，你认为得出的结论______（选填“合理”或“不合理”），原因是______。
【答案】 见解析 靠近 同一个平面内 可逆 漫反射 不合理 见解析
【解析】（1）[1]在研究光的反射规律时，需要一个白色硬纸板，使光路在纸板上显现出来。
[2]将入射光线AO向法线靠近时，入射角减小，则反射角也随之减小，因此看到反射光线OB靠近法线。
（2）[3]当两块硬纸板在一个平面内时，可以看到入射光线和反射光线，将硬纸板右侧向后折转一个角度后，看不到反射光线，由此说明反射光线、入射光线和法线在同一个平面内。
（3）[4]如果让光沿BO方向入射O点，反射光将沿OA方向射出，这表明在光的反射现象中，光路是可逆的。
（4）[5]纸板表面比较粗糙，光入射到纸板上发生漫反射，从不同方向都可以观察到光在纸板上传播的途径。
（5）[6][7]只进行一次实验，根据一次测量就得出实验结论，实验结论不具有普遍性，为了得出普遍结论，使结论符合客观事实，应改变入射角的大小，进行多次实验。
4．（2023秋·北京·八年级北京二中校考期末）小华利用如图所示的实验装置，进行探究光的反射规律的实验，她先将纸板F以ON为轴转动到与纸板E同一平面，使激光笔发出的光束AO沿纸板E照射到平面镜的O点，则在纸板F上可观察到反射光OB。
（1）小华多次改变入射角，并测量了每组入射角和反射角的度数，记录入数据表如下，请你分析数据，得出的结论是：在光的反射现象中，______；
（2）如图乙所示，将硬纸板F向后折转时，______（选填“能”或“不能”）看到反射光线，说明反射现象中，反射光线、入射光线、法线在同一平面内；
（3）若使入射光逆着原来反射光的方向射向镜面O点，进行多次实验，均可观察到反射光逆着原来入射光的方向射出。实验现象说明：在光的反射现象中，______。
【答案】 反射角等于入射角 不能 光路是可逆的
【解析】（1）[1]由反射角和入射角的度数可知：在反射现象中，反射角等于入射角。
（2）[2]在实验过程中，将纸板F向后折，是为了验证反射光线与入射光线在同一平面内，此时把半面纸板F向后折，不能看到反射光线，说明反射光线与入射光线及法线ON在同一平面内。
（3）[3]用激光笔紧贴硬纸板F射出一束光，让光逆着OB的方向射向镜面，会发现反射光沿着OA方向射出，这表明：在光的反射现象中，光路是可逆的。
5．（2023秋·北京西城·八年级统考期末）小乐做“探究反射现象中，反射角与入射角的关系”的实验。
（1）他将平面镜放在水平桌面上，把纸板ENF竖直立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面，如图所示。他使一束光贴着纸板沿某一角度射到O点，经平面镜反射，沿另一方向射出。在纸板上用笔描出入射光和反射光的径迹。改变______，多做几次实验，记录每次入射光和反射光的径迹；
（2）取下纸板，用量角器测量入射角i和反射角r，记录数据如表。分析数据得出结论：在反射现象中，______。
【答案】 光束的入射角 反射角等于入射角
【解析】（1）[1]使一束光贴着纸板沿某一角度射到O点，经平面镜反射，沿另一方向射出，在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。改变光束EO的入射角，多做几次，记录每次入射光和反射光的径迹。
（2）[2]由表中数据可知，每组数据的反射角和入射角相等，可以得到在反射现象中，反射角等于入射角。
6．（2023秋·河北保定·八年级统考期末）小辉同学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：
（1）由表中数据可得到的结论是：当光从空气斜射入水中时，反射角_________入射角，折射角_________入射角，（前两空选填“大于”、“小于”或“等于”）且折射角随着入射角的增大而__________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（2）由表中数据可知，当光从水中以32°入射角斜射到空气中时，折射角为___________；
（3）分析表中数据猜想，当光从空气射入其他介质时，折射角___________（填“可能”或“不可能”）达到90°；
（4）小辉同学在实验时，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__________。
【答案】 等于 小于 增大 45° 不可能 F光屏绕直径NOM向前或者向后折转了一定角度
【解析】（1）[1][2][3]由表中数据（或由光的折射规律）可知，反射角始终等于入射角；光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角；后三组对应的数据中，折射角都小于入射角；且折射角随着入射角的增大而增大。
（2）[4]从表格中数据可得，当空气中的入射角为45°时，水中的折射角为32°，由光路可逆得，当光从水中射向空气，若入射角为32°，则光在空气中的折射角为45°。
（3）[5]由表格中的数据可知，当空气中的入射角逐渐增大时，折射角也随之增大；但折射角始终小于入射角，故光从空气射入其他介质时，折射角不可能达到90°。
（4）[6]根据光的反射和折射规律，入射光线、折射光线、反射光线始终处于同一平面内，因为光线AO是贴着E光屏入射的，所以只要F光屏与E光屏在同一平面内，在F光屏上就能看到反射光线和折射光线，而题中F光屏上没有反射光和折射光，说明F光屏与E光屏并不在同一平面，原因是F光屏绕直径NOM向前或者向后折转了一定角度。
7．（2023秋·山东滨州·八年级校考期末）小刚利用如图甲所示的实验装置探究平面镜成像的特点。
（1）在水平桌面上铺一张白纸，纸上竖直放置一块薄透明平板玻璃。把蜡烛A放在玻璃板的前面，小刚应在玻璃板______（选填“前面”或“后面”）观察蜡烛A经玻璃板______（选填“反射”或“折射”）所成的像；
（2）再拿一支外形相同的蜡烛B放在玻璃板后面移动，直到从多个角度看上去都跟蜡烛A的像完全______。选取两段完全相同的蜡烛的目的是便于______；
（3）实验中，使用薄透明平板玻璃代替平面镜，能够使观察者看到蜡烛A的像的同时，看到蜡烛B，便于______；
（4）如果在蜡烛A的像的位置上放一张白纸板做屏幕，则白纸板上将______（填“有”或“没有”）蜡烛A的像；
（5）若将玻璃板向左倾斜，如图乙所示，观察到蜡烛A的像的大致位置在图中的______（选填“①”或“②”）处。
【答案】 前面 反射 重合 比较像与物的大小 确定像的位置 没有 ②
【解析】（1）[1][2]探究平面镜成像时，取两个完全相同的蜡烛，一只点燃，一只未点燃，眼睛要在玻璃板前面观察蜡烛A经玻璃板反射所成的像点燃蜡烛反射后的成像，同时也观察透明玻璃板后面的未点燃的蜡烛。
（2）[3][4]实验中选取完全相同的两支蜡烛A、B，在玻璃板前面放一支点燃的蜡烛A，再拿一支没点燃的相同的蜡烛B，在玻璃板后面移动，直至与蜡像A的像重合，选取两段完全相同的蜡烛的目的是为了便于比较像与物的大小关系。
（3）[5]平面镜不能透光，不容易确定像的位置，玻璃既能成像又能透光，成像虽没有平面镜清晰，但能观察到蜡烛B，便于确定像的位置。
（4）[6]在蜡烛A的像的位置上放一张白纸板做屏幕（相当于光屏），由于光屏只能接收实像，不能承接虚像，所以白纸板上没有蜡烛A的像。
（5）[7]如下图，作出蜡烛火焰关于平面镜的对称点，可知在实验中如果把平板玻璃向左倾斜（如图丙），观察到蜡烛的像的大致位置在图中的②处。
8．（2023秋·辽宁丹东·八年级统考期末）在“探究平面镜成像特点”的实验中：
（1）如图甲所示，在竖直放置的茶色玻璃板前放棋子A，按照图甲中______（选填“①”“②”或“③”）的方式看到棋子A的像A'，用茶色玻璃板代替平面镜的目的是便于______；
（2）把与A相同的棋子B放到玻璃板后，并移动棋子B与A的像A'完全重合，得出像与物大小相等的结论，这种研究像与物大小关系的科学探究方法称为______（选填“控制变量法”或“等效替代法”）；
（3）如图乙所示，将物体放在A处时，眼睛在C处看不见A在平面镜中所成的像。不改变眼睛的位置，下列操作方法能看到物体A在平面镜中像的是______。
A．将物体A靠近平面镜
B．将平面镜水平向右平移
C．将平面镜顺时针旋转一定的角度
【答案】 ① 确定像的位置 等效替代法 A
【解析】（1）[1]实验时，将茶色玻璃板竖直放置在一张方格纸上，在玻璃板前放一个棋子A（如图所示），应透过玻璃板来观察这个棋子的像，故按照图甲中①的方式看到棋子A的像A′。
[2]用茶色玻璃板代替平面镜的目的是便于确定像的位置。
（2）[3]把与A的相同的棋子B放到镜后，并移动直至棋子B与A的像A′完全重合，这种确定像与物大小关系的方法是等效替代法。
（3）[4]根据光的反射定律画出能看到A的位置，如图所示，之所以能够通过平面镜看到A的像，是因为A反射的光线经平面镜反射后射入眼睛，A的像在反射光线的反向延长线上，如图：
A．将物体A靠近平面镜，物体A反射的光线经平面镜反射后能射入眼睛，所以能通过平面镜看到物体A，故A符合题意；
BC．将平面镜水平向右平移一段距离、将平面镜子顺时针旋转一定的角度，物体A反射的光线经平面镜反射后不能射入眼睛，都不能通过平面镜看到物体A，故BC不符合题意。
故选A。
9．（2023秋·八年级统考期末）两位同学在探究“平面镜成像”实验中，研究像与物的大小关系时：
（1）一位同学选择玻璃板进行实验。为了便于比较像与物的大小，应取来两支______的蜡烛，在玻璃板一侧点燃蜡烛A，在另一侧将未点燃的蜡烛B放到A像的位置，发现它们完全重合，说明：______；
（2）另一位同学则选择了平面镜进行实验。他想用如图所示的方法，把刻度尺贴在平而镜上测出像的高度，从长度测量的角度看，这样测说存在的问题是______；
（3）利用玻璃板和平面镜都能看到蜡烛A的像，是因为光在它们表面发生______后进入人眼。经观察对比后发现，蜡烛在玻璃板中所成的像比较暗，其原因是：______。
【答案】 相同 像与物大小相等 刻度尺有刻度线的一边没有紧靠被测物体且与被边保持平行 反射 平面镜只反射光，而玻璃板除反射外还有部分光发生折射，玻璃板反射的光比平面镜少
【解析】（1）[1][2]为了比较像与物的大小关系，实验中应选择两支完全相同的蜡烛，在玻璃板一侧点燃蜡烛A，在另一侧将未点燃的蜡烛B放到A像的位置，发现它们完全重合，则蜡烛A的像与B大小相等，从而说明像与物体大小相等。
（2）[3]用刻度尺测量时，有刻度线的一边要紧靠被测物体且与被边保持平行。把刻度尺贴在平面镜上测出像的高度，这样测量存在的问题是：刻度尺有刻度线的一边没有紧靠被测物体且与被边保持平行。
（3）[4][5]利用玻璃板和平面镜都能看到蜡烛A的像，均为平面镜成像，因为光在它们表面发生反射后进入人眼。玻璃板中成的像稍暗些，其原因是平面镜只反射光，而玻璃板除反射外还有部分光发生折射，玻璃板反射的光比平面镜少。
10．（2023秋·山东泰安·八年级统考期末）某学习小组“探究凸透镜成像的规律”，进行了如下操作：
（1）将点燃的蜡烛、光屏放在凸透镜的两侧，并将烛焰、凸透镜和光屏的中心调整到______；
（2）通过探究，记录并绘制了物距u与像距v之间的关系图像，如图甲所示，则该凸透镜的焦距是______cm；
（3）将凸透镜固定在图乙中的光具座上，位于50cm刻度线处，光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜两侧；小华将蜡烛移至35cm刻度线处，移动光屏，直到光屏上出现了烛焰清晰的像，则该像是倒立、______的实像（选填“缩小”、“放大”或“等大”），生活中的______（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）利用了这条成像规律；
（4）若将透镜的上半部分用不透明的纸板挡住，则光屏上______（选填“能”或“不能”）成完整的像。
【答案】 同一高度 10 放大 投影仪 能
【解析】（1）[1]根据实验的要求，为使像成在光屏的中心，要将烛焰、凸透镜和光屏三者的中心调整到同一高度。
（2）[2]由图象可知u1=v=2f=20cm
所以该凸透镜的焦距是f=10cm
（3）[3][4]小华将蜡烛移至35cm刻度线处，物距为u2=50cm-35cm=15cm
物距大于一倍焦距小于二倍焦距，调节光屏，能在光屏上得到一个倒立、放大的实像，其应用是投影仪。
（4）[5]物体由无数点组成，物体上任一点射向凸透镜有无数条光线，经凸透镜折射后，有无数条折射光线会聚成该点的像；当遮住凸透镜的一部分，还有另外的部分光线，经凸透镜折射会聚成像。当将透镜的上半部分挡住后，整个物体发出的光虽有一部分被挡住，但总会有一部分光通过下半部分凸透镜而会聚成像，因此，光屏上能成完整的像。
11．（2023秋·江西南昌·八年级统考期末）小华做“探究凸透镜成像规律”的实验中。
（1）实验前，调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在______；
（2）蜡烛在如图甲所示的位置时，成的像是等大、倒立的实像，分析实验成像情况可知，实验中所用透镜的焦距为______cm；
（3）当把点燃的蜡烛由图甲所示的位置向左移至光具座的25cm刻度时，应向______（选填“左”或“右”）移动光屏到适当的位置，得到一个倒立、缩小的实像；此时小华发现烛焰的像成在光屏的上方，为了使像成在光屏的中央，她应向______调整蜡烛（选填“上”或“下”）；
（4）调整好后，保持蜡烛与凸透镜位置不变，换用不同焦距的凸透镜，将光屏向右移动重新得到清晰的像，此时像将______（选填“变大”“变小”或“不变”），则换用的凸透镜焦距为______（选填以下选项）；
A．6cm
B．8cm
C．15cm
D．30cm
（5）小华继续探究近视眼的成因，现将近视眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间，如图乙所示，光屏上原来清晰的像变模糊了；使光屏远离透镜，又能在光屏上看到蜡烛清晰的像，由此可知，在近视眼得到矫正之前，物体的像成在视网膜______（选填“前”或“后”）。
【答案】 光屏的中心 10 左 上 变大 C 前
【解析】（1）[1]实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心，使它们的中心在同一高度上，目的是使像成在光屏的中央。
（2）[2]当凸透镜成的像是等大、倒立的实像时，物距和像距均为焦距的2倍，由图可知物距或像距为20.0cm，则凸透镜的焦距为10.0cm。
（3）[3]根据凸透镜成像规律可知，物远像近像变小，当把点燃的蜡烛由图中所示位置向左移至光具座的25cm刻度时，故向左移动光屏会得到一个倒立、缩小的实像。
[4]过凸透镜光心的光线经凸透镜折射后传播方向不变，像在光屏的上方，要使像向下移动，则需将蜡烛向上移动。
（4）[5]保持蜡烛与凸透镜位置不变，换用不同焦距的凸透镜，将光屏向右移动重新得到清晰的像，此时像距变大，像变大。
[6]AB．根据凸透镜成实像时，物近像远像变大的特点可知，物距减小了，若换用焦距大的凸透镜，相当于减小了物距，所以换用的凸透镜的焦距大于10cm，故AB不符合题意；
C．若透镜的焦距是15.0cm，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，此时凸透镜成倒立、放大的实像，故C符合题意；
D．若透镜的焦距是30.0cm，则物距在1倍焦距内，此时凸透镜成正立、放大的虚像，在光屏上不能得到像，故D不符合题意。
故选C。
（5）[7]由于近视镜片对光线有发散作用，将近视镜片放在发光体与凸透镜之间，像要远离凸透镜，此时要在光屏上得到清晰的像，应使光屏远离凸透镜；在近视眼得到矫正之前，物体的像成在视网膜前。
12．（2023秋·八年级统考期末）某个小组做“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）如图甲所示，将一束平行光正对凸透镜照射，光屛上出现一个最小、最亮的光斑，则凸透镜的焦距f=______cm；
（2）在某次实验中，将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上如图乙所示的位置，光屏上呈现清晰的像，此像是倒立、______的实像，生活中______（选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”）就是依据此成像原理制成的；
（3）在图乙中烛焰和凸透镜之间的适当位置放一副眼镜，发现光屏上原本清晰的像变模糊了。将蜡烛向靠近凸透镜方向移动适当距离后，光屏上再次得到清晰的像，则该眼镜是______（选填“近视”或“远视”）眼镜；
（4）保持蜡烛位置不变，移动凸透镜至如图丙所示位置，则人眼在图中______（选填“A”或“B”）处能观察到烛焰的像。
【答案】 10.0 放大 幻灯机 远视 B
【解析】（1）[1]焦点到透镜光心的距离是焦距，根据图甲可知，凸透镜的焦距为f=50.0cm-40.0cm=10.0cm
（2）[2][3]由图乙可知，蜡烛与凸透镜的距离为u=25.0cm-10.0cm=15.0cm
像距为v=55.0cm-25.0cm=30.0cm
凸透镜的焦距为f=10.0cm，因此有2f>u>f
由凸透镜成像规律可知，成倒立、放大的实像，是幻灯机的制作原理。
（3）[4]在烛焰和凸透镜之间放一眼镜的镜片，发现光屏上的像由清晰变模糊了，将蜡烛向凸透镜方向移动适当距离后，光屏上再次呈现清晰的像，说明该镜片把光线会聚了，凸透镜对光线有会聚作用，故该眼镜是远视眼镜。
（4）[5]保持蜡烛位置不变，移动透镜至17.0cm刻度线处，此时u=17.0cm-10.0cm=7.0cm凸透镜成正立放大的虚像，光屏上接不到，透过凸透镜观察蜡烛看到正立放大的虚像；虚像与成像物体同侧，所以应从B处观察。
15
30
45
55
65
80
15
30
45
55
65
80
次数
入射角
反射角
1
30°
30°
2
40°
40°
3
50°
50°
入射角α
0°
30°
45°
60°
反射角γ
0°
30°
45°
60°
折射角β
0°
22°
32°
41°