2025年中考物理【热点·重点·难点】专练重难点02 光学中的重点实验（原卷版）

重难点02光线中的重点实验实验考点三年考情分析2025考向预测探究平面镜成像的特点1.像与物的对称性（等大、等距、连线垂直镜面）；2.像的虚像性质（光屏无法接收像）；3.实验操作细节（如玻璃板需竖直放置、使用薄玻璃板代替平面镜）2024·常州（6）2023·南通（6）2022·淮安（6）创新情境：结合坐标系或方格纸定量分析像与物的位置关系；跨学科应用：解释汽车后视镜、潜望镜等实际场景中的成像特点；实验改进：探究不同材质玻璃板（如茶色玻璃）对成像清晰度的影响探究光的反射定律1.反射定律（反射角=入射角，三线共面）；2.光路可逆性（若光线沿原反射路径入射，反射路径与原入射路径重合）；3.实验操作（如纸板翻折验证共面性）2024·徐州（4）2024·镇江（6）2024·无锡（7）2023·淮安（6）2022·盐城（7）创新装置：结合激光笔和光敏传感器验证反射定律的定量关系；生活应用：分析自行车尾灯、道路反光标志的反射原理；误差探究：讨论粗糙表面（如白纸）对漫反射实验的影响探究光的折射规律1.折射现象（光从空气进入水中路径偏折）；2.折射角与入射角的关系（空气＞其他介质时折射角＜入射角）；3.应用解释（如池水变浅、筷子弯折）2021·连云港（3）综合实验：探究不同介质（如玻璃、水）中折射规律的差异；环保主题：分析光污染治理中折射原理的应用（如建筑玻璃幕墙设计）；动态分析：研究光从水斜射入空气时全反射现象的临界角计算。探究凸透镜成像的规律1.成像规律（物距与像距关系，如“物近像远像变大”）；2.动态变化（移动蜡烛或透镜时像的变化）；3.实际应用（照相机、投影仪、放大镜原理）。2024·淮安（4）2024·南通（5）2024·宿迁（5）2023·南京（4）2023·镇江（6）2023·宿迁（4）创新设计：结合手机摄像头探究多焦距透镜的成像特点；跨学科整合：分析显微镜、望远镜中透镜组合的光路原理；数字化实验：利用光传感器实时记录物距-像距关系并绘制图像【题型解读】1.探究平面镜成像特点•作图题：根据平面镜成像的对称特点，作出物体在平面镜中的像，或根据像与物的位置确定平面镜的位置。•实验探究题：考查实验器材的选择及作用、实验步骤的设计与评估、实验数据的分析与处理、对实验误差的分析等，如问为什么用玻璃板而不用平面镜，如何判断像与物是否等大。•选择题：考查平面镜成像特点的理解，如像的虚实、像与物的大小关系、像距与物距的关系等，给出一些关于平面镜成像的现象，判断说法是否正确。2.探究光的反射定律•作图题：根据入射光线画出反射光线，或根据反射光线确定入射光线，标注出反射角和入射角的度数。•实验探究题：探究光的反射定律实验中，考查如何验证反射光线、入射光线和法线在同一平面内，如何探究反射角与入射角的关系，以及对实验中多次测量目的的理解。•选择题：考查对光的反射定律的理解，如反射角与入射角的大小关系判断，镜面反射和漫反射的特点及应用等，给出一些生活中的反射现象，判断属于哪种反射。•填空题：常考查反射定律的内容填空，如反射角等于入射角，或根据给定的反射现象填写相关角度等。3.探究光的折射规律•作图题：根据入射光线画出折射光线，或根据折射光线确定入射光线，特别是光从空气与其他介质相互斜射时的光路图绘制。•实验探究题：考查探究光的折射规律的实验过程，如如何探究折射角与入射角的关系，怎样验证光路的可逆性，以及对实验现象的分析和结论的得出。•选择题：考查对光的折射规律的理解，如判断不同介质中折射角和入射角的大小关系，解释生活中的折射现象，如海市蜃楼、筷子在水中“折断”等。•填空题：常根据光的折射规律填写折射角与入射角的大小关系，或根据给定的折射现象填写相关角度的变化情况等。4.探究凸透镜成像规律•实验探究题：考查实验器材的组装与调整，如如何使烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度；探究凸透镜成像规律的实验步骤、数据记录与分析；根据实验现象和数据总结成像规律，以及对实验中出现的问题进行分析和解决，如像不能成在光屏中央的原因。•选择题：考查对凸透镜成像规律的理解和应用，如根据物距和焦距的关系判断成像情况，或根据成像情况判断物距和焦距的范围，给出一些关于凸透镜成像的说法，判断其正确性。•填空题：常考查凸透镜成像规律的应用，如根据成像特点填写像的性质、物距或像距的范围，或根据给定的成像情况计算焦距等。•作图题：根据凸透镜的三条特殊光线，画出经过凸透镜折射后的光线，或根据入射光线和出射光线确定凸透镜的位置和焦距。【知识必备】1.探究平面镜成像特点成像原理：光的反射。成像特点：像为虚像；像和物大小相等；像和物到平面镜的距离相等；像和物的连线与平面镜垂直，即像和物关于平面镜对称。实验方法：等效替代法，用玻璃板代替平面镜，方便确定像的位置，用未点燃的蜡烛替代点燃蜡烛的像来比较像与物的大小关系。2.探究光的反射定律基本概念：入射光线、反射光线、法线、入射角、反射角。反射定律：反射光线、入射光线和法线在同一平面内；反射光线和入射光线分别位于法线两侧；反射角等于入射角。反射类型：镜面反射和漫反射，二者都遵循光的反射定律。光路特性：在反射现象中，光路是可逆的。3.探究光的折射规律折射现象：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折。折射规律：折射光线、入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两侧；光从空气斜射入其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角；光从其他介质斜射入空气时，折射光线向远离法线的方向偏折，折射角大于入射角，折射角随入射角的增大而增大。光路特性：在折射现象中，光路是可逆的。探究凸透镜成像规律透镜概念：凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用；焦点、焦距的概念。成像规律：当物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，应用于照相机；当物距等于二倍焦距时，成倒立、等大的实像，像距等于二倍焦距；当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成倒立、放大的实像，像距大于二倍焦距，应用于投影仪；当物距小于一倍焦距时，成正立、放大的虚像，应用于放大镜。动态规律：凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大；凸透镜成虚像时，物距增大，像距增大，像变大。【重难解读】1.探究平面镜成像特点操作要点：实验应在较暗环境中进行，这样可以使蜡烛的像更清晰，便于观察。用玻璃板代替平面镜，且玻璃板要与桌面垂直放置，确保蜡烛的像能与未点燃的蜡烛完全重合，准确确定像的位置。选择两支完全相同的蜡烛，一支点燃放在玻璃板前，另一支未点燃的在玻璃板后移动，直至看上去与点燃蜡烛的像完全重合，以此来比较像与物的大小。注意事项玻璃板要尽量薄，以减小因玻璃板前后两个表面反射成像而产生的重影对实验的影响。多次改变蜡烛的位置进行实验，是为了排除偶然性，使结论更具有普遍性。2.探究光的反射定律操作要点实验时要让激光笔紧贴纸板入射，使入射光线、反射光线能在纸板上显示出来，便于观察和测量角度。可通过转动反射光线所在的半块纸板，来探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。用量角器准确测量入射角和反射角的度数，并记录数据，分析两角的关系。注意事项为了保证实验准确性，要确保纸板与平面镜垂直放置。多次改变入射角的大小进行实验，避免结论的片面性。3.探究光的折射规律操作要点可以使用玻璃砖或水槽等器材来进行实验，让光线从空气斜射入玻璃砖或水中。用激光笔发出光线，通过在介质中加入烟雾或牛奶等物质，使光路显示更清晰，便于观察和记录。同样要用量角器测量入射角和折射角，分析角度变化规律。注意事项实验过程中要注意区分入射角和折射角，明确它们是光线与法线的夹角。要缓慢改变入射角的大小，仔细观察折射角的变化情况，记录数据要准确。4.探究凸透镜成像规律操作要点实验前要先粗测凸透镜的焦距，可利用平行光聚焦法等方法。依次将蜡烛、凸透镜、光屏安装在光具座上，并调整它们的高度，使烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度，目的是使像能成在光屏的中央。改变蜡烛到凸透镜的距离，即物距，移动光屏，直到光屏上出现清晰的像，记录物距、像距和像的性质。注意事项要注意区分实像和虚像，实像能在光屏上呈现，虚像不能。当物距小于焦距时，要通过透镜向蜡烛方向观察虚像，不能在光屏上寻找。实验过程中要保持光具座的稳定，避免器材晃动影响实验结果。（建议用时：40分钟）一、单选题1．（2022·江苏无锡·中考真题）如图所示，小红正在做“探究平面镜成像的特点”实验，棋子A、B完全相同关于该实验，下列说法中错误的是（）A．选用茶色玻璃板便于确定像的位置 B．茶色玻璃板应竖直放置在方格纸上C．若B能与A的像完全重合，说明像与物等大D．在B位置放上光屏能接收到A的像2．（2023·江苏镇江·中考真题）如图为探究光的反射定律实验，平面镜水平放置，白色纸板竖直地立在镜面上，入射光线AO紧贴纸板射向镜面，纸板上能看到反射光线OB（图中未画出），O为入射点，ON为法线，则（）A．反射光线OB的位置在ON的左侧B．仅增大图中α的角度，反射光线OB将远离ONC．仅将平面镜在水平面内绕O旋转，OB位置不变D．仅将纸板取走，反射光线OB将不存在3．（2024·江苏扬州·三模）如图所示，小强利用激光笔、可折转的硬纸板、平面镜等器材探究光的反射定律。下列说法错误的是（）A．在选择硬纸板作为光屏时应尽量选择粗糙的B．如果纸板没有与平面镜垂直放置，在纸板上将看不到反射光C．实验中多次改变入射角，是为了避免实验结论的偶然性D．如果将左侧纸板往后折，将不发生反射4．（2023·江苏盐城·二模）如图所示，小海同学在“探究光的反射规律”实验时，利用红、绿、蓝三种色光的激光笔进行实验，他将位于同一平面内的白色纸板A、B立在平面镜上。下列说法中正确的是（）

A．②号光线为绿色B．红光的入射角为90°C．利用该装置进行实验时，纸板应垂直于平面镜放置D．将纸板B沿红光所在直线向后折，无法观察到反射光线，表明反射现象消失5．（2023·江苏扬州·中考真题）如图1，在装有水的杯子里，小红将一支铅笔分别紧贴杯壁内、外竖直放置，两次都观察到铅笔放大的像，俯视图如图2、图3所示，下列说法正确的是（）

A．图2中铅笔向前移，像一直变小B．图2中铅笔向前移，像先变小后变大C．图3中铅笔向后移，像一直变大D．图3中铅笔向后移，像先变小后变大6．（2022·江苏镇江·中考真题）如图所示，凸透镜位于P处（图中未画出）位置不变，移动蜡烛，光屏先后在P同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像，且甲处的像比乙处大，则（）A．甲处可能成的是虚像 B．乙处像可能是放大的C．P点位置在甲的左侧 D．蜡烛的移动方向向左二、填空题7．（2022·江苏苏州·中考真题）用图甲中的器材探究平面镜成像的特点时，发现不便得到像和物左右之间的关系。为解决这一问题，应选用图乙中的（a/b/c）棋子进行实验，分析可得像与物关于镜面。8．（2019·江苏徐州·中考真题）在“探究光的反射规律”实验中，平面镜水平放置，白纸板要放置在平面镜上；图中反射角度数为；能不能因此得出反射光线和入射光线总是垂直的结论？．9．（2024·江苏无锡·二模）如图为“初识光的折射现象”的活动，在半透明水槽中放蚊香产生烟雾，打开激光笔，根据（选填“镜面”或“漫”）反射的原理，可观察到笔直光路，“笔直”说明，在水槽内壁的光斑P点处做上标记，向水槽内慢慢注水，水槽底部光斑将（选填“向左移动”、“向右移动”或“不动”）。10．（2024·江苏无锡·一模）某小组选用了光源、水、水槽、可折转的光屏：（带刻度）等器材，用于完成探究“光从空气射入水中时的折射规律”；如图甲，将一束光线从空气中斜射入水中，发现折射角入射角（填“>”、“=”或“<”），将右半光屏向后折，折射光线消失，该现象说明了：。11．（2024·江苏盐城·三模）探究凸透镜成像规律的实验，实验前应该首先测出实验所用凸透镜的，然后固定位置，再安装其它器材并调节其高度。随着实验的进行，蜡烛逐渐变短，光屏上烛焰的像将会逐渐向移动。12．（2024·江苏镇江·中考真题）在探究凸透镜成像规律的实验中，应调节烛焰和光屏中心位于凸透镜的上。已知凸透镜焦距为，各元件初位置如图所示，要使光屏上成清晰的像：（1）若移动光屏，应将光屏向（选填“左”或“右”）移动；（2）若透镜向左移动，最终光屏上成的是倒立、的实像。

13．（2024·江苏连云港·中考真题）小明将凸透镜正对太阳光，在距离凸透镜10cm的白纸上呈现一个最小、最亮的光斑，此凸透镜的焦距为cm。如图是他用该凸透镜观看书本上“中国梦”三个字时的情况，如果他想看到更大的正立的“国”字，小明需要将凸透镜书本（选填“远离”或“靠近”），凸透镜和书本的距离应满足的条件是。三、实验题14．（2024·江苏常州·中考真题）小华探究“平面镜成像特点”。（1）实验装置如图甲所示，为顺利完成实验，MN应选择（透明玻璃板/平面镜），并将其放置在水平桌面上；（2）将点燃的蜡烛A放置在MN前面，将外形相同、没有点燃的蜡烛B在MN后面移动，直至与A的像完全重合，重合现象说明。此时，蜡烛B所处的位置即为像的位置；（3）改变蜡烛A的位置，重复步骤（2），可得三组像与物的位置，如图乙所示，由此可知平面镜成像时，；（4）为判断平面镜成像的虚实，用光屏替代蜡烛B，然后（直接/隔着MN）观察光屏上有无像，根据实验现象可得平面镜所成的像是像。15．（2023·江苏淮安·中考真题）在“探究光的反射规律”实验中，平面镜水平放置于桌面上，、是两块可以绕接缝翻折的白色硬纸板。实验次数123入射角反射角（1）如图甲所示，白色硬纸板应当立在平面镜上；（2）让一束光紧贴纸板沿方向射向镜面上的点，在纸板上呈现反射光束，然后将纸板绕向前或向后翻折，在纸板上看不到反射光束，这表明反射光线、入射光线和法线在；（3）多次改变入射光的方向并描绘光的传播路径，用量角器量出每组反射角与入射角的大小并记入表格，可得结论：反射角与入射角大小；（4）当反射光与入射光夹角为时，入射角为。若入射光束绕点顺时针旋转，将观察到反射光束在平面镜中所成的像绕点时针旋转；（5）如图乙所示，一束光经水平放置的平面镜反射后在天花板上形成光斑，水平向右移动平面镜，观察到光斑位置的变化情况是。16．（2023·江苏泰州·二模）光从空气斜射入水和玻璃时都会发生折射现象，但是水和玻璃的折射情况会相同吗？为了探究这个问题，小华选择了光屏、透明玻璃砖、水槽、激光电筒等器材进行实验。他在光屏上画出互相垂直的和两条线段并相交于O点，如图甲所示。

（1）小华将玻璃砖的一个表面与MM齐平放置，让激光电筒发出的光线从A点到O点入射，他看到了如图乙所示的光路（AO、OC为同一直线），你认为出现光线OC是因为，鉴于本实验的目的，此时最应该记录的两条光线是；（2）接下来观察光从空气中进入水中的传播情况，小华应想办法保证相同，她的做法是：将光屏竖直放入水槽中（使线段MM'水平），并向水槽中慢慢注水至水面与MM'齐平，入射光线应从点向O点射入；（3）小华最终在光屏上记录下了如丙所示的光路图（OE为水中的折射光线），通过分析光路，你认为玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是；（4）