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专题二实验题科学探究实验是物理学的重要组成部分,所以中考题里面都会有一定的实验探究题。安徽中考实验题从近十年来一直都是三个题目,分值约为20分,约占22%,主要集中在力学和电学,有时出现光学实验题。此题型的主要特点是注重操作过程和实验设计的考查;对教材中常见的活动、小实验、演示实验进行改编;注重对实验过程中存在的问题、误差进行反思和评估等。从安徽近几年的中考题可以看出,实验题主要是考查学生的观察能力、实验能力、仪器的选用能力、实验故障的判断和排除能力、实验结果的归纳分析能力、综合运用知识能力以及实验设计能力。题型一、光学实验题型突破纵观历年中考,安徽省对光学实验的考查主要集中在对光的反射、光的折射规律以及凸透镜成像规律实验的考查上,分值一般设为4~6分,主要考查各种光现象的实验结论、实验过程以及实验现象。1.光的反射例1(2018·山东淄博中考)小明利用右图中的实验装置探究光的反射规律。纸板ENF是用两块纸板E和F连接起来的,可绕ON折转。(1)实验时,把平面镜放在桌面上,为了使入射光和反射光的径迹同时显示在纸板上,应把纸板ENF与平面镜放置,图中的入射角是度。(2)多次改变入射光的方向,总能在纸板上观察到入射光平面镜和反射光的径迹,由此小明得出结论:在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在同一平面内。小明得出结论的过程是否合理?,说明理由:。(3)若让一束光沿BO方向射向平面镜,反射光沿方向射出。解析:(1)实验时,把平面镜放在桌面上,为了使入射光和反射光的径迹同时显示在纸板上,应把纸板ENF与平面镜垂直放置,图中的入射角是90°-50°=40°。(2)不合理。实验中要探究反射光线、入射光线是否在同一平面内,应将纸板F沿法线方向折转,再次观察纸板上是否还能看到反射光。(3)让光线逆着反射光线射向镜面,沿BO方向射向平面镜,反射光沿OA方向射出,即反射光线逆着原入射光线方向射出,表明反射时光路是可逆的。答案:(1)垂直40(2)不合理应将纸板F沿法线方向折转,再次观察纸板上是否还能看到反射光(3)OA方法归纳本题主要考查了光的反射实验,这是光学中的重点,也是近几年来中考经常出现的题型,要求学生熟练掌握,并学会灵活运用。同时考查学生动手操作实验的能力,并能通过对实验现象的分析得出正确结论。解题的关键在于理解反射规律。例2(2018·宁夏中考)如图所示是小军“探究平面镜成像特点”的情景:竖立的透明薄玻璃板下方放一把直尺,两支相同的蜡烛A、B竖立于玻璃板两侧的直尺上,以A蜡烛为成像物体。(1)实验时不采用平面镜而采用透明薄玻璃板,不仅能观察到A蜡烛的像,也便于。(2)在实验中点燃A蜡烛,在水平桌面上无论怎样移动B蜡烛,也不能使B蜡烛与A蜡烛的像完全重合,原因是。(3)小军解决上述问题后,进一步观察A、B两支蜡烛在直尺上的位置,发现像和物到玻璃板的距离相等;移去后面的B蜡烛,并在其所在位置上放一光屏,光屏上不能接收到A蜡烛的像,说明平面镜所成的像是像。(选填“虚”或“实”)(4)为证实上述成像特点的可靠性,小军接下来进行的实验操作是。解析:(1)该实验采用透明薄玻璃板代替日常使用的平面镜,玻璃板是透明的,观察到A蜡烛像的同时,也能观察到蜡烛B,当蜡烛B和蜡烛A的像重合时,蜡烛B的位置便是蜡烛A的像的位置;(2)无法让蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,可能是实验时玻璃板没有竖直放置时,像与物体不在同一水平面上;(3)移去后面的蜡烛,并在所在位置上放一光屏,则光屏上不能接收到蜡烛烛焰的像。所以平面镜所成的像是虚像;(4)一次实验不具备代表性,应采取同样的实验方案多做几次,避免实验现象的偶然性,才能保证结论的正确,所以应该保持玻璃板位置不变,多次改变A、B蜡烛的位置进行实验。答案:(1)确定像的位置(2)玻璃板与桌面不垂直(3)虚(4)保持玻璃板的位置不变,多次改变A、B蜡烛的位置进行实验方法归纳本题主要考查了平面镜成像特点的实验,主要考查学生设计实验与动手操作实验的能力,并会对实验现象进行分析。解题的关键在于理解平面镜成像的特点。2.凸透镜成像例3(2018·江苏徐州中考)如图所示,在“探究凸透镜成像的规律”实验中。(1)组装调整实验器材时,要使烛焰和的中心位于凸透镜的主光轴上。(2)实验所用凸透镜的焦距为20cm,若烛焰在凸透镜前30cm处,则可在凸透镜的另一侧得到一个。A.倒立、放大的实像B.倒立、缩小的实像C.正立、放大的虚像D.正立、缩小的虚像(3)接下来,保持烛焰和凸透镜的位置不变,换一个焦距小一些的凸透镜,则所成像的大小比刚才的像。(4)如果要估测题(3)中凸透镜的焦距,可以让烛焰距离凸透镜,此时像距就近似等于焦距。解析:(1)为使像能成在光屏的中央,应使凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度处;(2)由题意可知凸透镜焦距f=20cm,物距u=30cm,满足fu2f,因此成倒立放大的实像,故选A;(3)换用一个焦距略小一些的凸透镜进行实验,物距相对增大,则物远像近像变小;(4)根据凸透镜成实像时,物远像近,因此如果要估测题(3)中凸透镜的焦距,可以让烛焰距离凸透镜足够远,此时像距就近似等于焦距。答案:(1)光屏(2)A(3)小(4)足够远方法归纳此题考查了探究凸透镜成像规律,实验前一般要先测量或给定凸透镜的焦距,再调整装置使凸透镜、烛焰、光屏的中心大致在同一高度处。改变物距,能在光屏上找到清晰的像。同时还要注意凸透镜成像的规律的应用。解题时应结合经历的实验探究过程,分析实验数据,抓住物距变化时,像距和像的大小逐渐如何变化,总结实验结论。对应训练1.(2018·山东青岛中考)探究光的反射定律如图,M是小平面镜,E、F是两块粘接在一起的硬纸板,且E、F在同一平面,并与镜面垂直。用激光笔和量角器进行实验,测得数据如下表。(1)在图中标出入射角i的位置。(2)在反射现象中,反射角入射角。(3)如果要探究反射光线与入射光线、法线是否在同一平面内,应将硬纸板的右半面F。次数123入射角i/°254060反射角r/°254060答案:(1)如解析图示(2)等于(3)以法线为轴逆时针旋转解析:(1)入射光线与法线的夹角为入射角。(2)由实验测得的数据可知,反射角等于入射角。(3)要探究反射光线与入射光线、法线是否在同一平面内,需要将反射光线所在的平面旋转,通常应将硬纸板的右半面F以法线为轴逆时针旋转。2.(2018·黑龙江绥化中考)如图所示为小斌同学“探究光的反射规律”的实验装置。把一个平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON垂直于镜面。(1)如果纸板没有与平面镜垂直放置,当光贴着纸板E入射时,在纸板F上(选填“能”或“不能”)看到反射光线;(2)小斌想要探究反射光线与入射光线是否在同一平面内,接下来的操作是;(3)他让一束光线沿着BO方向入射,发现反射光线沿着OA方向射出,说明光在反射时光路是的。(4)对于每一条确定的入射光线而言,光线是唯一的。答案:(1)不能(2)以法线ON为轴线,把纸板F向后缓慢旋转(3)可逆(4)反射解析:(1)法线在纸板上,法线与镜面垂直,入射光线、法线、反射光线在同一平面内,如果纸板与平面镜不垂直,则镜面的法线不在纸板上,入射光沿纸板照射后,反射光线不在纸板上,则我们在纸板上看不到反射光线;(2)以法线ON为轴线,把纸板F向后缓慢旋转,在F纸板上不能观察到反射光线,此时反射光线存在,只有在E,F板在同一平面上时,才能观察到反射光线。则证明了反射光线、法线、入射光线在同一平面内;(3)将一束光贴着纸板F沿BO射到O点,反射光线将沿图中的OA方向射出,这说明光路是可逆的;(4)每一条确定的入射光线,有唯一的反射光线。3.(2018·辽宁大连中考)某同学为了探究“平面镜成像时,像与物到平面镜的距离的关系”,所用的实验器材有:单面镀膜的玻璃板、支架、两个相同的跳棋、白纸和刻度尺。实验装置如图甲所示。(1)在白纸上画一条直线,将玻璃板竖直立在白纸上,使玻璃板那一面的下边线与直线重合(选填“有膜”或“无膜”)。(2)用镀膜玻璃板和跳棋做实验,实验环境有:①几乎无光的实验室,②有阳光的实验室,在中进行实验效果好(选填“①”或“②”)。甲乙(3)在同样的实验环境下,用镀膜玻璃板实验比用普通玻璃板实验成像更清楚,主要原因是:。(4)在白纸上沿跳棋A和B的边缘画圆,测出物距u和像距v的值如下表:①如图乙所示,第1次实验测量的物距是A的右端到直线的距离,则像距v1=cm。②该同学发现三次实验的像距都比物距略大一些,原因是:。(只有一个正确选项,将正确选项的字母填在横线上)A.刻度尺测量像距时存在误差B.玻璃板有一定厚度C.物和像的标记点不对应D.玻璃板没有竖直放置实验次数123物距u/cm3.395.116.39像距v/cm5.226.51答案:(1)有膜(2)②(3)镀膜增强了对光的反射(4)①3.50②B解析:(1)在白纸上画一条直线,将玻璃板竖直立在白纸上,有膜的一面作为反射面,使玻璃板那一面的下边线与有膜直线重合;(2)用镀膜玻璃板和跳棋做实验,实验环境在有阳光的实验室进行实验效果好;几乎无光的实验室不能完成实验;(3)在同样的实验环境下,用镀膜玻璃板实验比用普通玻璃板实验成像更清楚,主要原因是:镀膜增强了对光的反射;(4)①由图知:刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是0.1cm,即此刻度尺的分度值为1mm;物体左侧与0对齐,右侧略偏过3.0cm,估读为3.50cm,所以物体的长度为L=3.50cm-0cm=3.50cm。②玻璃板有一定厚度,有两个反射面,测量时三次实验的像距都比物距略大一些。4.(2018·辽宁盘锦中考)如图所示,在“探究平面镜成像特点”实验中:(1)将一张白纸放在水平桌面上,将玻璃板与纸面放置。(2)蜡烛B与蜡烛A大小相同,目的是为了比较关系。(3)实验中,看到点燃的蜡烛A通过玻璃板成两个像,其中距离观察者较远的像比较(选填“亮”或“暗”)移开蜡烛B,在其原来位置放一光屏,透过玻璃板在光屏上(选填“能”或“不能”)看到蜡烛A的像。答案:(1)垂直(2)物像大小(3)暗不能解析:(1)实验时,玻璃板要与纸面垂直放置;如果玻璃板与纸面不垂直,根据平面镜所成的像和物体关于平面镜对称可知,蜡烛的像与蜡烛不在同一水平面上,所以有可能找不到像;(2)实验中,实验时采用两个完全相同的蜡烛,一支蜡烛放在玻璃板的前面并点燃,另一支放在玻璃板的后面,不需要点燃,然后将不点燃的蜡烛放在玻璃板的后面来回移动,直到看上去跟前面的蜡烛的像完全重合时,可以确定像的位置,同时也可以比较物像大小关系;(3)玻璃有两个表面,前表面直接反射,较亮,所以其中距离观察者较近的像较亮,距离观察者较远的像较暗;移去蜡烛B,在其原来位置上放置一块光屏,光屏上无法呈现蜡烛的像,这说明平面镜成的是虚像。5.(2018·湖南邵阳中考)某物理学习小组在研究“凸透镜成像规律”时,使用的器材如图所示,凸透镜的焦距是10cm。(刻度尺上标记的点,相邻两点间的距离为10cm)(1)实验前,将烛焰、凸透镜、光屏的中心调整到同一高度,其中凸透镜对光有的作用。(选填“会聚”或“发散”)(2)当凸透镜放在D点,蜡烛放在A点左侧,移动光屏直到光屏上得到一个清晰的、倒立的、缩小的实像。生活中的就是利用这一原理制成的。(3)当蜡烛与凸透镜距离小于cm时,无论怎么移动光屏,屏上都得不到蜡烛的像。答案:(1)会聚(2)照相机(3)10解析:(1)凸透镜对光有会聚作用。(2)当凸透镜放在D点,蜡烛放在A点左侧,此时物距大于二倍焦距,根据凸透镜成像的规律可知,此时物体成倒立的、缩小的实像。生活中的照相机就是利用凸透镜的这种成像情况制成的。(3)凸透镜焦距为10cm,物距小于焦距,即当蜡烛与凸透镜距离小于10cm时,成正立放大的虚像,虚像不能成在光屏上,所以无论怎样移动光屏都找不到清晰的像。6.(2018·江苏南京中考)在“探究凸透镜成像规律“实验中,凸透镜焦距为10cm,蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示。(1)图中光屏上