專題五與光學相關的實驗——精剖細解復習講義知識點1：與光學相關的實驗1、探究光的反射定律【實驗目的】探究發生光的反射現象時，反射光線、入射光線、法線的位置關系，反射角與入射角的大小關系，光路的特點。【實驗器材】平面鏡、激光筆、帶刻度的折板、光屏、支架、量角器等。【實驗裝置圖】【實驗步驟】把一平面鏡放在桌面上，再將紙板豎直地立在平面鏡上；根據圖甲沿折板平面用激光筆射出一束光線，觀察入射光線和反射光線并用筆描出，用量角器量出入射角和反射角的大小，并記錄入射角和反射角，將數據填入表格中；改變入射光線方向（入射角）重復上述實驗并記錄表格；沿折板中軸（ON）將折板向后轉動，觀察反射光線是否仍在OF上；選擇一次實驗，沿原反射光線反方向改變為入射光線，觀察反射光線判斷光路可逆性；整理器材。【實驗數據】【實驗結論】反射光線、入射光線、法線在同一平面內，反射光線和入射光線分居在法線兩側。反射角等于入射角。在反射現象中，光路是可逆的。1.可折轉白色粗糙硬紙板的作用：①顯示光路，對光線起漫反射作用；②探究入射光線、法線和反射光線是否在同一平面內；2.實驗應在較暗的環境中進行：減小其他光線對實驗的影響，使實驗現象更明顯；3.紙板與鏡面的放置要求：紙板與鏡面垂直放置；第6頁共28頁第6頁共28頁4.探究反射角和入射角的大小關系：多次改變入射角的大小，分別測量反射角、入射角的大小，比較入射角和反射角的大小；5.探究反射光線、入射光線和法線是否在同一平面內：將紙板NOF向前或向后折轉，觀察硬紙板上是否顯示反射光線；6.驗證光路是否可逆：將光線逆著反射光線的方向射入，觀察新的反射光的傳播路徑是否與原來的入射光線重合；第6頁共28頁第6頁共28頁7.實驗中改變入射角大小，多次實驗的目的：避免實驗的偶然性，讓實驗結論更具有普遍性；8.讓光線緊貼紙板（光屏）射向點的目的：在硬紙板（光屏）上能顯示光路；9.實驗描繪光的傳播路徑的方法：在入射光線和反射光線上取一個點，將該點與反射點連接；10.區分每一組的對應的入射光線和反射光線的方法：對每一組入射光線和反射光線分別用不同顏色的筆進行描繪，或者對每一組入射光線和反射光線進行編號。11.實驗時從紙板前不同的位置都能看到光的傳播路徑的原因：光在紙板上發生了漫反射。2、探究平面鏡成像的特點【提出問題】平面鏡成像時，像的位置、大小跟物體的位置、大小有什么關系？【猜想與假設】像和物體的大小可能相等，像和物體到平面鏡的距離可能相等。【實驗目的】探究平面鏡成像的特點。【實驗原理】光的反射定律。【實驗器材】薄玻璃板、支架、兩個完全相同的蠟燭、白紙一張、刻度尺、筆等。【實驗裝置圖】【實驗步驟】把一支點燃的蠟燭A放在玻璃板前面，觀察到玻璃板后面出現了蠟燭A的像。；再拿一支相同的蠟燭B在玻璃板后面移動，使它與前面蠟燭A的像重合(左右移動,直到從不同位置看上去它們都重合在一起)，這時蠟燭B所在的位置就是蠟燭A的像的位置。改變玻璃前蠟燭A的位置，再進行兩次實驗，每次都記下兩支蠟燭的位置；在白紙上畫出玻璃板的位置，移開玻璃板，量出兩支蠟燭到玻璃板的距離，記錄并比較它們的大小，把物點和像點連接起來看是否與鏡面垂直；把測量結果填在表格中。【實驗數據】次數物到玻璃板的距離/cm像到玻璃板的距離/cm像與物大小比較第一次第二次第三次【實驗結論】像與物體的大小相等；像與物體到平面鏡的距離相等；像與物體(對應點)的連線與鏡面垂直。總結：平面鏡所成的像與物體關于鏡面對稱。①玻璃板代替平面鏡的目的：便于確定到像的位置（玻璃板反射光的同時透光）。②選擇較薄的玻璃板的原因：防止蠟燭通過玻璃板的前后兩個表面兩次反射成兩個像，影響實驗效果。③在室內光線較暗的環境下或用茶色玻璃：使成像更清晰，便于觀察。④玻璃板與桌面垂直放置：便于確定像的位置和大小。⑤用兩只形狀外形相同的蠟燭目的：便于比較像與物的大小關系。⑥刻度尺的作用：便于確定像和物體與玻璃板距離的關系。⑦實驗中多次測量目的：使實驗結論更具有普遍性。⑧實驗方法為等效替代，用未點燃的蠟燭代替點燃的蠟燭，比較像與物的大小關系;用未點燃的蠟燭代替點燃的蠟燭的像，比較物距與像距的大小關系。實驗應在暗環境下進行，使實驗現象更明顯。玻璃板要與水平桌面垂直放置，確保像與物能夠完全重合。判斷平面鏡成虛像的操作：移去玻璃板后面的蠟燭，將光屏置于原蠟燭的位置，光屏上不能成像。測得蠟燭和像到平面鏡距離不相等的原因：玻璃板后的蠟燭與像沒有完全重合；玻璃板太厚；實驗過程中玻璃板改變了位置。3、探究光折射的特點實驗觀察：讓一束光從空氣以不同的角度射入水中，觀察光束在空氣和水中的徑跡。光束進入水中以后傳播方向是否發生了偏折？向哪個方向偏折？實驗發現（如下圖所示），光從空氣射入水中時，傳播方向發生了偏折，這種現象叫做光的折射。光的折射規律：折射光線、入射光線和法線都在同一個平面內；光從空氣斜射入水中或其他介質中時，折射光線向法線方向偏折（折射角＜入射角）；光從水或其他介質中斜射入空氣中時（如下圖所示），折射光線向界面方向偏折（折射角＞入射角）；光垂直入射時時傳播方向不改變（如下圖所示）；在折射現象中，光路是可逆的；在光的折射現象中，入射角增大，折射角也隨之增大；在光的折射現象中，介質的密度越小，光速越大，與法線形成的角越大。總結如下表所示：4、探究凸透鏡成像規律【實驗目的】探究凸透鏡成像的規律。【實驗原理】光的折射定律。【實驗器材】光具座、凸透鏡、蠟燭、光屏等。【實驗裝置圖】【實驗步驟】按照以上裝置圖安裝好實驗器材，并將蠟燭、凸透鏡和光屏的中心調至同一水平高度；讓一束平行于主光軸的光射入凸透鏡，在另一側移動光屏，直至得到一個最小、最亮的光點，焦距等于光屏到透鏡的距離；將蠟燭移到凸透鏡兩倍焦距以外，記錄下蠟燭到凸透鏡的距離，并移動光屏直至觀察到清晰的像為止，記錄光屏到凸透鏡的距離，并將以上距離和像的特點記錄在表格中；將蠟燭逐漸往凸透鏡移近，并在等于二倍焦距、小于二倍焦距大于一倍焦距、一倍焦距和小于一倍焦距處各記錄下各自的距離和像的特點。【實驗數據】【實驗結論】為了方便觀察，本實驗應選擇在較暗的環境下進行；凸透鏡的選取：根據光具座的量程選取，一般情況下，光具座的量程大于凸透鏡的四倍焦距；實驗器材的放置順序：由左向右依次為蠟燭、凸透鏡、光屏；實驗前調節燭焰、凸透鏡和光屏的中心在同一高度的目的是：使像成在光屏中央；焦距的測量及判斷：①跟主光軸平行的光經凸透鏡后，在凸透鏡的另一側用光屏承接到最小、最亮的光斑，測出光斑到凸透鏡光心的距離即可；②利用物距等于2倍焦距時成倒立、等大的像來確定焦距；成實像時眼睛的觀察方法：①眼睛注視光屏上的像；②去掉光屏，從光屏一側（即蠟燭與眼睛在凸透鏡異側）通過透鏡，逆著折射光線觀察蠟燭所成的像；實驗過程中蠟燭燃燒的時間越長，蠟燭越短，燭焰的位置越低，像的位置越高；可將光屏或蠟燭向上移動或將凸透鏡和光屏同時向下移動；動態規律：成實像時，物近像遠像變大，物遠像近像變小；光屏上找不到像、像不完整、像沒成在光屏中央的原因：燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心沒有在同一高度；物距小于或等于一倍焦距；物距太小，像距太大，超過了光具座的量程。當光屏上成清晰的像時，對調物與光屏的位置，光屏上還能成清晰的像，說明折射現象中，光路可逆。用紙遮住凸透鏡一部分（或凸透鏡缺一角），光屏上仍會成完整的像，像會變暗些。在蠟燭和凸透鏡之間加透鏡時像的變化問題：加遠視鏡（凸透鏡），光線提前會聚，要使光屏上能成像，光屏需靠近凸透鏡；加近視鏡（凹透鏡），光線推遲會聚，要使光屏上能成像，光屏需遠離凸透鏡。換透鏡時焦距發生變化，凸透鏡越厚，焦距越小。燭焰作為發光體的不足分析：①燭焰形狀不穩定，不易比較像與物的大小關系；②蠟燭會越燒越短，像偏離光屏的中央；③燭焰亮度不大。用LED燈替代蠟燭的好處：①成像更清晰、更穩定；②準確比較物與像的大小。凸透鏡成像規律總結：物距與焦距的關系光路圖（請完成下列作圖）像距與焦距的關系成像特點動態成像規律應用u＞2ff＜v＜2f倒立、縮小、實像成實像時，物距增大，像距減小，像變小；物距減小，像距增大，像變大；照相機u=2fv=2f倒立、等大、實像計算焦距f＜u＜2fv＞2f倒立、放大、實像投影儀u=f不成像u＜f正立、放大、虛像物距減小，像距減小，像變小；放大鏡成實像時：成虛像時：當物體從遠處向焦點靠近時，像逐漸變大，遠離凸透鏡。（物近像遠像變大）物體與像的速度關系：①當u＞2f，物體比像移動得快；②當f＜u＜2f，物體比像移動得慢。虛像，物、像同側正（放大）；實像，物、像異側倒（放大或者縮小）。實驗：探究光的反射定律1．（2023?陽春市二模）小李利用如圖所示的實驗裝置，進行“探究光的反射定律”實驗。實驗次數入射角反射角130°30°240°40°360°30°475°75°（1）除了圖中器材外，還應補充的測量儀器是量角器。（2）實驗時讓一束光貼著紙板入射是為了顯示光路。（3）實驗中使用可折轉的硬紙板，這樣可以方便探究反射光線、入射光線與法線是否在同一平面內。（4）為了得到反射角與入射角大小關系的普遍規律，應當改變入射角的大小，多次實驗。（5）小李的實驗記錄如表所示。其中有一個數據錯誤，你認為原因可能是測量的不是反射角，而是反射光線與鏡面的夾角。（6）如圖所示，若將一束光貼著紙板B沿FO方向射到O點，這束光將沿圖中的OE方向射出。這說明在反射現象中，光路是可逆的。【分析】（1）根據實驗目的確定這個實驗需要的器材；（2）實驗中讓光貼著紙板入射是為了顯示光路；實驗過程中法線要與平面鏡垂直；（3）在光的反射中，三線在同一平面上，是通過光屏展現在我們眼前的，通過折轉反射光線所在的紙板，觀察紙板是否還有反射光線；（4）為了得到反射角與入射角大小關系的普遍規律，應當多次實驗；（5）根據反射角與入射角相等的關系得出反射角大小；（6）根據入射光線和反射光線的位置互換進行實驗，觀察反射光線與原來入射光線的關系得出結論。【解答】解：（1）因為實驗時要測量反射角和入射角的大小，所以需要量角器；（2）實驗時如果不讓光貼著紙板入射，則無法看見入射光線以及反射光線，就無法確定反射光線、入射光線，所以讓光貼著紙板入射是為了顯示光路；法線在紙板上，法線與鏡面垂直，入射光線、法線、反射光線在同一平面內，如果紙板與平面鏡不垂直，則鏡面的法線不在紙板上，入射光沿紙板照射后，反射光線不在紙板上，則我們在紙板上看不到反射光線；（3）實驗中把紙板B向前或向后折轉，則在紙板B上都不能看到反射光線，說明反射光線、入射光線和法線應在同一平面內；（4）為了得到反射角與入射角大小關系的普遍規律，應當改變入射角的大小，多次實驗；（5）根據反射定律，反射角等于入射角，反射角是反射光線與法線的夾角，入射角是入射光線與法線的夾角，當入射角為60°時，反射光線與法線的夾角，即反射角也應是60°，不是30°，而30°正好是反射光線與鏡面的夾角；（6）若將一束光貼著紙板B沿FO方向射到O點，這時的入射角為原來的反射角，根據光的反射定律，反射角等于入射角，這時的反射角為原來的入射角，所以會發現光線原路返回，即光將沿圖中的OE方向射出，也就是在反射現象中，光路是可逆的。故答案為：（1）量角器；（2）顯示光路；（3）法線；（4）改變入射角的大小，多次實驗；（5）測量的不是反射角，而是反射光線與鏡面的夾角；（6）在反射現象中，光路是可逆的。【點評】本類型題考查對平面鏡成像實驗的掌握情況，實驗探究的關鍵是對相應的知識理解透徹，思路清晰。2．（2023秋?章丘區期中）在進行“光的反射定律”的探究實驗中，同學們設計了如圖甲所示的實驗，平面鏡平放在水平桌面上，A、B是粘在一起的兩塊硬白紙板，紙板B可繞垂直于鏡面的接縫ON轉動。實驗次數12入射角30°50°反射角30°50°（1）實驗時，為了使入射光和反射光的徑跡同時顯示在紙板上，應把紙板A和紙板B與平面鏡垂直放置：硬紙板應選擇粗糙（填“光滑”或“粗糙”）的使實驗效果更明顯；（2）將一束光貼著紙板A沿EO射到鏡面上O點，紙板B上會顯示出反射光束OF，接著將紙板B繞ON向后翻折，如圖乙所示，則紙板B上不能（填“能”或“不能”）顯示出反射光束；在實驗過程中，若將紙板傾斜（即紙板與平面鏡不垂直），如圖丙所示，讓光線仍貼著紙板沿EO方向射向鏡面，此時反射光線與入射光線在（選填“在”或“不在”）同一平面內；（3）若讓另一束光沿FO方向射向平面鏡，反射光將沿OE方向射出。該實驗現象說明光路是可逆的；（4）為了探究反射角與入射角大小的關系，應進行的操作是A（選填序號）；A.改變光線EO與ON的夾角B.沿ON向后轉動紙板FC.改變紙板與平面鏡之間的夾角（5）小明實驗兩次次測得的數據由上表1可知，可知反射角等于入射角（選填“大于”、“小于”或“等于”）；同組小紅同學指出應多次實驗，目的是尋找規律，使實驗結論具有普遍性。【分析】（1）法線始終垂直于平面鏡，要使入射光和反射光的徑跡同時顯示在紙板上，則入射光、反射光和法線所在的平面應與平面鏡垂直，據此分析；根據鏡面反射和漫反射的定義進行分析；（2）光的反射定律的內容，知道反射角等于入射角。知道反射光線、入射光線和法線在同一平面內；（3）光在反射時，光路是可逆的；（4）為了探究反射角與入射角大小的關系，應進行的操作改變多次改變入射角大小，觀察反射角大小如何；（5）分析表格中數據得出反射角和入射角之間的大小關系；在物理實驗中，多次實驗的目的一般有兩個：取平均值減小誤差；總結規律，避免結論的偶然性。【解答】解：（1）法線始終垂直于平面鏡，入射光線、反射光線、法線在同一平面內，為了使入射光和反射光的徑跡同時顯示在紙板上，應把紙板ENF與平面鏡垂直放置；硬紙板應選用粗糙材質，光在硬紙板上發生漫反射，在紙板前不同方位都能看到光的傳播途徑；（2）根據光的反射定律可知，反射光線、入射光線和法線都在同一平面內，如圖所示，將紙板B繞ON向后翻折，紙板B和紙板A不在同一平面上了，所以在紙板B上就無法呈現出反射光線了；法線始終垂直于平面鏡，入射光線、反射光線、法線在同一平面內，若將紙板傾斜（即紙板與平面鏡不垂直），讓光線仍貼著紙板沿EO方向射向鏡面，此時反射光線、入射光線、法線仍在同一平面內，只是紙板B上就無法呈現出反射光線；（3）如果讓入射光線沿著FO的方向射向鏡面，這時的入射角為原來的反射角，根據光的反射定律，反射角等于入射角，這時的反射角為原來的入射角，所以會發現反射光線沿OE射出，也就是在反射現象中，光路是可逆的；（4）為了探究反射角與入射角大小的關系，應進行的操作改變多次改變入射角大小，觀察反射角大小如何隨入射角大小變化，故選A；（5）分析表格中數據得出反射角等于入射角；小紅同學指出應多次實驗，目的是：尋找規律，使實驗結論具有普遍性。故答案為：（1）垂直；粗糙；（2）不能；在；（3）可逆；（4）A；（5）尋找規律，使實驗結論具有普遍性。【點評】本題是探究光反射時的規律實驗，要掌握規律的內容，注意紙板的選擇及各個特點探究的方法。3．（2023春?西峰區校級月考）如圖為某實驗小組“探究光的反射規律”的實驗裝置，平面鏡M放在水平桌面上，E、F是兩塊粘接起來的硬紙板。（1）為了顯示光路，硬紙板要粗糙（選填“光滑”或“粗糙”）；（2）將入射光線AO向ON靠近時，看到反射光線OB靠近（選填“靠近”或“遠離”）ON；（3）若將一束光貼著紙板F沿BO射向O點，光將沿圖甲中OA的方向射出，說明在光的反射現象中，光路是可逆的；（4）某同學在實驗時，讓入射光線如圖AO沿紙板E射向鏡面，然后轉動紙板F，使紙板F和紙板E在同一平面內，但在F上沒有發現反射光線，其原因可能是硬紙板沒有豎直放置；（5）實驗時，小明發現每次用鉛筆把光的傳播路徑描下來非常不方便。認真思考后，他認為在正確操作時，只要在光的傳播路徑上標記兩個點就能確定了，他用到的光學知識是光在同種均勻介質中是沿直線傳播的。【分析】（1）實驗時從白色硬紙板前不同的方向都能看到光的傳播路徑，是由于白色硬紙板表面凹凸不平，光在這里發生了漫反射的緣故；（2）根據入射角的變化和反射角的變化而得出結論；（3）當光逆著原來的反射光線入射時，反射光線也逆著原來的入射光線反射出去，就說明光路是可逆的。（4）實驗時，硬紙板應與水面桌面垂直；（5）光在同種均勻介質中是沿直線傳播的。【解答】解：（1）為了更清晰地顯示光路，白色硬紙板的表面應是較粗糙，反射光線射向各個方向，都能看得清楚。（2）光發生反射時，反射角等于入射角，則入射光線AO向ON靠近時，反射光線OB也靠近ON。（3）在光的反射現象中，光路是可逆的，當光逆著原來的反射光線入射時，反射光線也逆著原來的入射光線反射出去，光將沿圖中的OA方向射出。（4）當E、F在同一平面上時，在F上沒有發現反射光線，入射光線和法線所在的平面與紙板不是同一個平面，故可能的原因是：硬紙板沒有豎直放置。（5）因為光在同種均勻介質中是沿直線傳播的，因此沿光路用鉛筆相隔一定距離時在紙板上各打兩個點、鉛筆將光的路徑畫在紙板上（兩點確定直線）。故答案為：（1）粗糙；（2）靠近；（3）OA；可逆；（4）硬紙板沒有豎直放置；（5）光在同種均勻介質中是沿直線傳播的。【點評】本題考查光的反射定律實驗的有關內容，主要考查學生對實驗過程中出現問題的應對能力，就是為了鍛煉學生的動手、動腦的能力。4．（2023?濮陽一模）在“探究光的反射規律”的實驗中，平面鏡M水平放置，白色紙板立在平面鏡上，紙板由E、F兩部分組成，可繞豎直接縫ON翻折。（1）應該在較暗的環境下進行該實驗，且應使紙板與平面鏡保持垂直；（2）將一束光貼著紙板E沿AO射到鏡面上O點，紙板F上會顯示出反射光線OB，若光線沿BO入射，則反射后光線沿OA射出，這說明了在光的反射中，光路是可逆的；（3）將紙板F繞ON向后翻折，則紙板F上看不到反射光，由此說明反射光線、入射光線與ON在同一平面內。【分析】（1）實驗應在較暗的環境中進行，這樣可以使光路更加清晰，實驗現象更明顯。法線始終垂直于平面鏡，要使入射光和反射光的徑跡同時顯示在紙板上，則入射光、反射光和法線所在的平面應與平面鏡垂直，據此分析；（2）在反射現象中，光路是可逆的；（3）光的反射定律的內容，知道反射角等于入射角。知道反射光線、入射光線和法線在同一平面內。【解答】解：（1）實驗應在較暗的環境中進行，這樣可以使光路更加清晰，實驗現象更明顯。實驗時，把平面鏡放在桌面上，為了使入射光和反射光的徑跡同時顯示在紙板上，應把紙板與平面鏡垂直放置。（2）讓一束光沿BO方向射向平面鏡，即讓光線逆著原來的反射光線射向鏡面，反射光將沿OA方向射出，即反射光線逆著原入射光線方向射出，該實驗現象說明，在反射現象中，光路是可逆的。（3）實驗中將紙板F向后折轉，紙板F上不能看到反射光線，說明反射光線、入射光線和法線在同一平面內。故答案為：（1）暗；垂直；（2）可逆的；（3）在。【點評】此題主要通過實驗探究了光的反射定律。通過各個分實驗分別探究了兩角大小和三線之間的關系。實驗探究題是中考中必不可少的題目，要加強實驗教學，引導學生從實驗中分析現象，歸納總結規律。培養學生觀察、分析、概括能力。5．（2023秋?朝陽區期中）小剛利用如圖裝置“探究光的反射定律”。實驗次數123入射角30°45°60°反射角30°45°60°（1）如圖甲所示，實驗時，把一個平面鏡放在水平桌面上，再把一張紙板ENF（右側可繞ON翻折）立在平面鏡上，紙板上的直線ON應垂直于鏡面。（2）在探究的過程中，得到如表格所示數據，分析數據可知：在反射現象中，反射角等于入射角。（3）讓光沿圖甲中FO方向照射到鏡面，它會沿著OE方向射出。這表明：在光的反射現象中，光路是可逆的。（4）如圖乙所示，小剛將右側紙板沿PQ剪開，將上半部分向后折，則在上半部分紙板上不會（選填“會”或“不會”）看到反射光線，說明反射光線、入射光線和法線在（選填“在”或“不在”）同一平面內。【分析】（1）只有硬紙板和平面鏡垂直，才能保證法線在紙板上；（2）分析表中數據得出反射角與入射角的關系；（3）在光的反射中，光路是可逆的；（4）光的反射定律：反射光線、入射光線、法線在同一平面內，反射光線和入射光線分居在法線的兩側；反射角等于入射角；根據光的反射定律，可判斷紙向后折時，是否能觀察到反射光線。【解答】解：（1）如果紙板沒有與平面鏡垂直放置，由于法線與鏡面垂直，且反射光線、入射光線、法線在同一平面內，因此，當光貼著紙板沿EO入射時，不能在紙板上看到反射光，所以硬紙板放在平面鏡上時，要保持與鏡面垂直；（2）分析表中數據得出：在反射現象中，反射角等于入射角；（3）在圖甲的實驗中如果讓光沿FO方向射到鏡面，會發現反射光沿OE方向射出，這說明在光的反射中，光路是可逆的；（4）光在反射時，反射光線、入射光線、法線在同一平面內，將紙板的上半部分向后折，如圖乙所示，發現在紙板右側的下部會看到反射光線，而上部不會看到反射光線，此實驗現象說明反射光線、入射光線和法線在同一平面。故答案為：（1）垂直；（2）等于；（3）可逆；（4）不會；在。【點評】本題考查光的反射定律實驗的有關內容，主要考查學生對實驗過程中出現問題的應對能力，就是為了鍛煉學生的動手、動腦的能力。實驗：探究平面鏡成像的特點6．（2023?廣東模擬）小華發現小轎車的前擋風玻璃是傾斜安裝的，由此他想借助玻璃板，A、B兩個完全相同的棋子，白紙，鉛筆等器材來探究平面鏡成像的特點，如圖甲所示。（1）為了完成實驗，還需要添加的測量工具是刻度尺；實驗時，由于環境太暗難以找到棋子A的像，小華解決的辦法是用手電筒照射棋子A（選填“A”或“B”）；（2）換用更薄的玻璃板，三次改變棋子A的位置，得到三組物、像位置點，如圖乙所示，接下來他的操作是物、像位置點連線與鏡面是否垂直，并測量物、像到鏡面的距離。通過實驗得到的結論是：平面鏡所成的像與物體關于鏡面對稱；（3）實驗中，小華透過玻璃板看到棋子A的兩個像A′、A″，分別在白紙上標記棋子A與兩個像的位置如圖丙所示，通過分析可知玻璃板的厚度為5mm；（4）小轎車前擋風玻璃是傾斜安裝的，從光學角度分析，這樣安裝的好處是小汽車前面的擋風玻璃相當于平面鏡，前擋風玻璃傾斜安裝可以使像成在斜上方，不干擾司機觀察路況（任寫一條）。【分析】（1）本實驗要研究像與物到鏡面的距離關系，據此分析；實驗時，由于環境太暗難以找到棋子A的像，說明物反射的光太少，據此回答；（2）本實驗要研究像與物到鏡面的距離關系，據此分析回答；平面鏡所成的像與物體關于鏡面對稱；（3）根據像與物到鏡面的距離相等，從而得出玻璃板的厚度；（4）平面鏡成的像關于鏡面對稱，據此分析。【解答】解：（1）本實驗要研究像與物到鏡面的距離關系，為了完成實驗，還需要添加的測量工具是刻度尺；實驗時，由于環境太暗難以找到棋子A的像，說明物反射的光太少，小華解決的辦法是用手電筒照射棋子A；（2）換用更薄的玻璃板，三次改變棋子A的位置，得到三組物、像位置點，如圖乙所示，接下來他的操作是物、像位置點連線與鏡面是否垂直，并測量物、像到鏡面的距離；通過實驗得到的結論是：平面鏡所成的像與物體關于鏡面對稱；（3）設棋子A距玻玻璃板左反射面的距離為l，玻璃板的厚度為h，成的像為A′，右反射面對應的像為A″，根據像與物到鏡面的距離相等，結合已知條件可知2l＝30cm2（l+h）＝31cm可知玻璃板的厚度為：h＝5mm；（4）平面鏡成的像關于鏡面對稱，小轎車前擋風玻璃是傾斜安裝的，從光學角度分析，這樣安裝的好處是：小汽車前面的擋風玻璃相當于平面鏡，前擋風玻璃傾斜安裝可以使像成在斜上方，不干擾司機觀察路況。故答案為：（1）刻度尺；A；（2）物、像位置點連線與鏡面是否垂直，并測量物、像到鏡面的距離；對稱；（3）5；（4）小汽車前面的擋風玻璃相當于平面鏡，前擋風玻璃傾斜安裝可以使像成在斜上方，不干擾司機觀察路況。【點評】本題探究平面鏡成像的特點，考查對實驗過程的理解及平面鏡成像規律的運用。7．（2023?淅川縣一模）小胖利用如圖所示的裝置探究“平面鏡成像的特點”。（1）該實驗應在較黑暗（選填“明亮”或“黑暗”）的環境中進行，現有5mm和1cm的玻璃板，應選擇5mm（選填“5mm”或“1cm”）的玻璃板（2）實驗中用玻璃板代替平面鏡的目的是便于確定像的位置；選取兩個完全相同的蠟燭的目的是為了比較像與物的大小關系。（3）實驗時，在B處放一張白紙，白紙上沒有（選填“有”或“沒有”）A的像。（4）點燃蠟燭A后，小胖將蠟燭B放在玻璃板另一側移動，此時人應該從A（選填“A”或“B”）側觀察，發現蠟燭A的像始終在蠟燭B的左側，無法與蠟燭B重合，這時小胖可以將玻璃板適當順時針（填“順時針”或“逆時針”）旋轉一定角度即可。（5）解決問題后，將蠟燭B放在如圖所示位置時，剛好與蠟燭A的像完全重合，那么可以得出：像與物的大小相等。（6）若將圖中玻璃板向左移動10cm，這時需要將蠟燭B移動到60cm刻度處，才能再一次與蠟燭A的像完全重合。【分析】（1）為使成像更清晰，該實驗應在較黑暗的環境中進行；因為厚玻璃板的兩個面都可以當作反射面，會出現兩個相距較遠的像；（2）透明的玻璃板既能成像，又能確定像的位置；根據實驗操作及兩支蠟燭等長分析；（3）虛像不能呈現在光屏上；（4）平面鏡成的像與物關于鏡面對稱分析；（5）根據蠟燭B與蠟燭A的像完全重合，且兩蠟燭完全相同分析；（6）根據像與物到鏡面的距離相等分析。【解答】解：（1）點燃蠟燭，燭焰在明亮的環境中，燭焰和明亮環境對比度較小，成像不太清晰；燭焰在黑暗環境中，燭焰和黑暗環境的對比度大，成像更清晰，該實驗應在較黑暗的環境中進行；透明的玻璃板，可以觀察到玻璃板的另一側；因為厚玻璃板的兩個面都可以當作反射面，會出現兩個相距較遠的像，影響到實驗效果，所以應選用薄玻璃板，用5mm厚的。（2）使用平面鏡時，只能成像，而不能透光，不容易確定像的位置，用玻璃時，既能成像，又能透光，便于確定出像的位置；兩支蠟燭大小相同，后面的蠟燭又和前面蠟燭的像完全重合，這樣就證明了像與物大小相同，所以兩支蠟燭等長是為了比較像與物大小關系用的。（3）平面鏡所成的虛像，不能呈現在光屏上，故白紙上沒有A的像。（4）平面鏡成像屬于光的反射，故人透過鏡面觀察B是否與A的像重合，應從A側觀察。蠟燭A的像始終在蠟燭B的左側，像與物關于鏡面對稱，順時針旋轉時，像會從左往右移動，故應順時針旋轉一定角度即可。（5）蠟燭B與蠟燭A的像完全重合，那么可以得出：像與物的大小相等。（6）玻璃板向左移動10cm，物距減小10cm，像物距離減小20cm，故應將蠟燭B從80cm處移動到60cm處。故答案為：（1）黑暗；5mm（2）便于確定像的位置；大小；（3）沒有；（4）A；順時針；（5）相等；（6）60。【點評】本題探究“平面鏡成像的特點”，考查對器材的要求、操作過程及成像規律的運用。8．（2023?龍馬潭區模擬）利用如圖所示的裝置“探究平面鏡成像的特點”。（1）實驗時，選用玻璃板代替平面鏡的目的是便于確定像的位置。（2）選用兩根外形相同的蠟燭，是為了比較像和物的大小關系。（3）除圖中提供的器材外，實驗中還用到一種測量工具，它是刻度尺。（4）在尋找蠟燭A像的位置時，眼睛應在蠟燭A（選填“A”或“B”）的一側觀察。實驗時小明發現蠟燭A的像較暗，用手電筒對著玻璃板照射蠟燭A的像，不能（選填“能”或“不能”）使像變亮。（5）若將光屏放在蠟燭B所在的位置，直接觀察光屏，不能（選填“能”或“不能”）看到蠟燭A的像，說明平面鏡所成的像是虛（選填“實”或“虛”）像；（6）若在玻璃板背面放置一塊不透明木板（如圖），則在玻璃板中能（選填“能”或“不能”）看到蠟燭A的像。【分析】（1）探究平面鏡成像實驗中，要用透明的玻璃板代替平面鏡，雖然成像不太清晰，但是在物體一側能看到物體的像，同時還能看到代替物體的另一個物體，便于確定像的位置。（2）在玻璃板一邊將蠟燭A點燃，可以看到玻璃板另一邊出現蠟燭的像，另外一支相同的蠟燭B與豎立在玻璃板前面點燃的蠟燭A的像能完全重合，可知蠟燭A和它成的像大小相等。（3）平面鏡成像規律：像和物到平面鏡距離相等。（4）實驗過程中，眼睛要在蠟燭A側觀察，眼睛既能看到蠟燭A，又能看到代替蠟燭A的蠟燭B．如果在蠟燭B側觀察，只能看到蠟燭B和透過透明玻璃板看到蠟燭A，不能看到蠟燭A的像；要使像更亮一些，就要使物體更亮一些，物體反射的光線會更強。（5）平面鏡所成的像是虛像，虛像不是實際光線的會聚點，所以不會出現在光屏上。（6）平面鏡成像原理光的反射，像是反射光線的反向延長線會聚形成的，而且平面鏡成虛像。【解答】解：（1）探究平面鏡成像實驗中，要用透明的玻璃板代替平面鏡，雖然成像不太清晰，但是在物體一側能看到物體的像，同時還能看到代替物體的另一個物體，便于確定像的位置。（2）在玻璃板一邊將蠟燭A點燃，可以看到玻璃板另一邊出現蠟燭的像，另外一支相同的蠟燭B與豎立在玻璃板前面點燃的蠟燭A的像能完全重合，說明蠟燭B與A的像大小相等，又因為蠟燭B與蠟燭A完全相同，所以蠟燭A和A的像大小相等。（3）在探究像和物到平面鏡距離相等時，需要測量像和物到平面鏡的距離，所以需要刻度尺。（4）平面鏡成的像是光的反射形成的，A蠟燭發出的光線經玻璃板反射，被人眼接收，才能看到像，故眼睛在A蠟燭所在這一側，用手電筒對著玻璃照射蠟燭A的像，不能使像變亮。（5）因為光屏只能接收實像，不能接收虛像，所以光屏不能接收到蠟燭A的燭焰的像，說明平面鏡成的像是虛像。（6）平面鏡成像是反射光線的反向延長線會聚形成的，若將一塊不透明木板放在玻璃板的后面，不影響反射光線進入人的眼睛，所以在物體一側還能看到玻璃板內點亮蠟燭的像。故答案為：（1）便于確定像的位置；（2）像和物的大小；（3）刻度尺；（4）A；不能；（5）不能；虛；（6）能。【點評】本題考查了平面鏡成像的特點。探究平面鏡成像特點的實驗是中考出題的一個熱點，本題圍繞這個探究過程可能遇到的問題，解決辦法，合理的思考和解釋來考查同學的。9．（2023?興化市三模）探究平面鏡成像的特點：（蠟燭A與蠟燭B大小相同）（1）如圖甲，小明選用玻璃板代替平面鏡進行實驗，他認為透過玻璃板不僅能看到蠟燭A的像，而且能看到后面的蠟燭B，移動蠟燭B使其與蠟燭A的像重合，進而可以確定像的位置，并可以比較像與物的大小。（2）小華思考后覺得小明的方案并不妥，因為玻璃板有一定的厚度，其透過玻璃板看到的是蠟燭B的像與A的像重合，所以蠟燭B的位置并不是A的像的真實位置，此方法測得的像距偏大（選填“偏大”或“偏小”）。（3）他們對實驗進行改進，經討論設計了如圖乙所示的方案：將兩塊平面鏡分開一定的距離并固定于不銹鋼框架上，將蠟燭A放在平面鏡前，可以看見蠟燭通過平面鏡成上下兩段不完整的虛像，此像雖然不完整，但比玻璃板成像要清晰。他們用此方案確定了蠟燭A像的位置，具體操作是將蠟燭B放在平面鏡后，使蠟燭B與蠟燭A的像看起來是一個完整的蠟燭。【分析】（1）玻璃板有透光性，既能成像又能確定像的位置；（2））玻璃板有一定厚度，有兩個反射面，光通過玻璃板時會發生折射；（3）玻璃板既能透光又能反射光，平面鏡只能反射光，據此回答；根據物像大小相等完成操作。【解答】解：（1）玻璃板有透光性，既能成像又能確定像的位置，如圖甲，小明選用玻璃板代替平面鏡進行實驗，他認為透過玻璃板不僅能看到蠟燭A的像，而且能看到后面的蠟燭B，移動蠟燭B使其與蠟燭A的像重合，進而可以確定像的位置，并可以比較像與物的大小；（2）玻璃板有一定厚度，蠟燭B反射的光通過玻璃板時發生折射而進入人眼，人眼看到的蠟燭B是由于光的折射形成的虛像，這個虛像比蠟燭B更靠近玻璃板一些，當我們認為蠟燭B與蠟燭A的像重合時，而實際的蠟燭B在蠟燭A的像的后方，所以導致每次測得的像距都比物距略大一些，即此方法測得的像距偏大；（3）平面鏡成的是虛像；玻璃板既能透光又能反射光，平面鏡只能反射光，故用平面鏡反射的光多，此像雖然不完整，但比玻璃板成像要清晰；用此方案確定了蠟燭A像的位置，具體操作是：將蠟燭B放在平面鏡后，使蠟燭B與蠟燭A的像看起來是一個完整的蠟燭。故答案為：（1）像的位置；（2）偏大；（3）清晰；將蠟燭B放在平面鏡后，使蠟燭B與蠟燭A的像看起來是一個完整的蠟燭。【點評】本題探究平面鏡成像的特點，考查對器材的要求、平面鏡成像規律的運用及對實驗方案的改進。10．（2023?清江浦區校級二模）如圖1所示，將茶色玻璃板作為平面鏡豎直放置在一張方格紙上，并準備了兩個相同的棋子A和B、刻度尺、鉛筆、手電筒等。（1）實驗中“調整棋子B位置”的操作過程中，人眼應該一直在玻璃板前（選填“前”或“后”）側觀察；（2）將玻璃板沿所在平面向右平移，像將不會移動；（選填“向左”“向右”或“不會”）（3）移去棋子B，在該位置放置光屏，不透過（選填“透過”或“不透過”）玻璃板觀察光屏，發現光屏上沒有像，所以棋子A所成的像是虛像；（4）為便于觀察，該實驗最好在較黑暗環境中進行；手電筒的作用是使棋子A的像更清晰；（5）若把棋子A換為點燃的蠟燭，將會發現它通過玻璃板成兩個像（如圖2所示），其中離玻璃板較遠的像，是來自蠟燭的入射光經過玻璃板C形成的。A.一次反射、一次折射B.兩次反射、一次折射C.一次反射、兩次折射D.兩次反射、兩次折射【分析】（1）平面鏡成的像屬于光的反射；（2）平面鏡成的像與物關于鏡面對稱，據此分析；（3）虛像不能成在光屏上，據此分析；（4）為便于觀察，該實驗最好在較黑暗環境中進行；用手電筒照亮棋子A，增強棋子A的反射光線；（5）光線射到玻璃上，要發生反射和折射。【解答】解：（1）平面鏡成的像屬于光的反射，實驗中“調整棋子B位置”的操作過程中，人眼應該一直在玻璃板前側觀察；（2）平面鏡成的像與物關于鏡面對稱，將玻璃板沿所在平面向右平移，因對稱面的位置不變，故像將不會移動；（3）虛像不能成在光屏上，移去棋子B，在該位置放置光屏，不透過玻璃板觀察光屏，發現光屏上沒有像，所以棋子A所成的像是虛像；（4）為便于觀察，該實驗最好在較黑暗環境中進行；用手電筒照亮棋子A，增強棋子A的反射光線，棋子A的像更清晰；（5）反射是光線到達玻璃板后有一部分被反射到人的眼睛中，所以看到1次反射，2次折射是光到了玻璃板后還有一部分光透過玻璃板，而光從空氣進入玻璃板后會折射，這是第一次，然后又要從玻璃板另一側出來，又一次折射，所以1次反射，2次折射；故C正確。故答案為：（1）前；（2）不會；（3）B；不透過；（4）使棋子A的像更清晰；（5）C。【點評】本題研究平面鏡成像，考查對操作過程的理解及成像規律的運用。實驗：探究光折射的特點11．（2022春?潮陽區校級期中）某興趣小組在實驗室做“探究光的折射規律”實驗：細心的陳遠君同學發現，當光以較小的入射角從玻璃磚斜射入空氣中時，既能觀察到反射光線，又能觀察到折射光線，如圖所示。當入射角的增大到一定程度時，折射光線就消失了，而反射光線變得跟入射光線一樣亮。老師告訴遠君這種現象在物理學中叫做“全反射”，并讓遠君同學將每次實驗的數據及觀察到的現象記錄下來，并查閱相關資料，制成了以下表格。請你分析實驗數據回答以下問題：入射角i0°10°30°40°41.2°41.8°42°折射角α0°15.2°48.6°74.6°81°90°/反射能量5%7%43%77%84%100%100%（1）光從玻璃斜射向空氣時，折射角大于入射角，反射光線比入射光線暗（選填“亮”或“暗”）。當入射角i≥41.8°時，反射能量達到100%，此時發生全反射；（2）當光由玻璃垂直射入空氣中時，不能（選填“能”或“不能”）發生全反射；（3）根據光路可逆，當光從空氣斜射向玻璃時，折射角小于入射角（選填“大于”、“小于”或“等于”），因此不能（選填“能”或“不能”）發生全反射。【分析】（1）光從玻璃斜射入空氣中時，折射角大于入射角，同時發生反射和折射；光從玻璃斜射向空氣時，當入射角為41.8°時，折射光線消失了，反射能量達到100%；（2）由表數知據分析：當光由玻璃垂直射入空氣中時，反射能量較小；（3）根據光路可逆分析解答。【解答】解：（1）由表格中的數據可知，光從玻璃斜射向空氣時，折射角大于入射角。光從玻璃斜射入空氣中時會發生反射和折射，即一部分入射光線被反射，一部分光線會折射，所以此時反射光線比入射光線暗。由表格中的數據可知，當入射角i≥41.8°時，反射能量達到100%，折射角為90°，此時就發生了全反射現象。（2）由表格中的數據可知，當光由玻璃垂直射入空氣中時，即入射角i＝0°時，反射能量為5%，而反射能量達到100%，才會發生全反射，所以當光由玻璃垂直射入空氣中時，不能發生全反射。（3）由表格中的數據可知，光從玻璃斜射向空氣時，折射角大于入射角，當光從空氣斜射向玻璃時，根據光路是可逆的可得，折射角小于入射角。因為折射角小于入射角，因此折射光線不能消失，始終存在，所以不能發生全反射。故答案為：（1）大于；暗；41.8；（2）不能；（3）小于；不能。【點評】本題考查了光的折射，結合材料內容分析解答。12．（2022?高州市校級開學）某同學在做探究光的折射特點實驗，如圖是光從空氣射入水中時的光路。實驗中發現，入射光線、折射光線和法線在同一平面內，折射光線和入射光線分別位于法線的兩側。通過實驗還得到如下數據：入射角α0°15°30°45°60°反射角β0°15°30°45°60°折射角γ0°11°22.1°35.4°40.9°（1）分析表中數據，可得出結論：①光從空氣斜射到水面時，將同時發生反射和折射現象；②光從空氣斜射到水面時，折射角隨入射角的變化關系是：折射角隨入射角的增大而增大，且折射角小于（大于/等于/小于）入射角。當光從空氣垂直射到水面時，折射角等于零。該同學根據上述實驗中的發現和結論②總結出了光的折射特點。（2）請你對該同學通過上述探究實驗得出光的折射特點的過程作出評價。是否存在不足？答：是（是/否）；請簡要說明理由：應換用其它透明介質再做實驗，避免實驗結論的偶然性。【分析】（1）①光從空氣斜射到水面時，將同時發生反射和折射現象；②光從空氣斜射入水或其他介質中時，折射角小于入射角，折射角隨入射角的改變而改變。一束光線從空氣垂直水面射入時，此時入射光線、折射光線與法線重合，所以夾角為0°，即入射角為0°，反射角也為0°，折射角為0°。（2）實驗次數較少，結論具有偶然性，多次測量是為了獲取多組數據，得出普遍性的結論，換用其他透明介質再做此實驗，得出的結論更具有普遍性。【解答】解：（1）①光從空氣斜射到水面時，將同時發生反射和折射現象；②由表中數據可知，光從空氣斜射到水面時，當入射角不斷增大時，折射角也隨之增大，故折射角隨入射角的變化關系是：折射角隨入射角的增大而增大（折射角隨入射角的減小而減小），且折射角小于入射角。當光從空氣垂直射到水面時，折射角等于零。（2）評價：存在不足，應該換用其他透明介質再做此實驗，這樣得出的結論將更具有普遍性。故答案為：（1）②折射角隨入射角的增大而增大；小于；（2）是；應換用其它透明介質再做實驗，避免實驗結論的偶然性。【點評】此題考查光的折射定律及歸納法的應用，光從空氣斜射入水或其他介質中時，折射角小于入射角，折射角隨入射角的改變而改變。13．（2023秋?普陀區校級期中）在探究光的折射規律的實驗中，某小組同學讓一束激光從水斜射入空氣中，實驗現象如圖（A）所示。逐漸增大入射角，觀察到的實驗現象如圖（B）、（C）、（D）和（E）所示。請根據實驗現象，歸納得出初步結論。（1）分析比較圖（A）、（B）和（C）折射角和入射角大小關系以及變化規律，可以得出初步結論：當光從水斜射入空氣中時，折射角大于入射角，且折射角隨入射角的增大而增大。（2）為了進一步探究折射光線產生和消失的條件，該小組同學必須對入射角在40°～50°范圍內的情況進行實驗探究。（3）當光從空氣斜射向水中時，也會出現“看不見”的現象嗎？說出你的觀點并解釋：不會，光從空氣斜射入水中時，折射角始終小于入射角。【分析】（1）根據圖（A）、（B）或（C）中折射角分別與入射角的大小關系可得出結論。（2）根據（A）、（B）、（C）、（D）和（E）中入射角和折射角的變化可得出結論。（3）據上面的規律不難看出，由于光從水中斜射向空氣時，折射角大于入射角，所以當折射角增大到某種程度后，折射光線會消失；而光線從空氣斜射向水中時，折射角小于入射角，據此就可以判斷出是否能出現上述現象。【解答】解：（1）根據圖（A）、（B）或（C）中折射角與入射角的大小關系可得：當光從水斜射入空氣中時，折射角大于入射角，且折射角隨入射角的增大而增大；（2）由（1）可知，光從水斜射入空氣中，入射角增大，折射角也增大；當入射角增大為50°時，折射光線消失，但該小組同學沒有對入射角在40°～50°范圍內的情況進行探究，所以為了進一步探究折射光線產生和消失的條件，該小組同學必須對入射角在40°～50°范圍內的情況進行實驗探究。（3）據上面的規律不難看出，由于光從水中斜射向空氣時，折射角大于入射角，所以當折射角增大到某種程度后，折射光線會消失；而光線從空氣斜射向水中時，折射角小于入射角，所以不會出現上述現象；故答案為：（1）當光從水斜射入空氣中時，折射角大于入射角，且折射角隨入射角的增大而增大；（2）40°～50°；（3）不會，光從空氣斜射入水中時，折射角始終小于入射角。【點評】本題主要考查學生利用光路圖進行分析，總結光的折射規律的能力。光從水斜射入空氣的折射規律，折射光線和入射光線分居法線兩側，折射角大于入射角，折射角隨入射角的增大而增大。14．（2023春?蜀山區校級月考）小明同學在探究光的折射規律時，意外發現：當光沿某方向從玻璃磚射向空氣時，折射光消失而反射光卻變得更亮，老師告訴他這是光的全反射現象。課后，小明查到光從玻璃射向空氣時的一些數據如表。入射角i0°10°20°30°40°41.2°41.8°42°折射角r0°15.2°30.9°48.6°74.6°81°90°/反射能量5%7%26%43%77%84%100%100%（1）分析表中數據可知，光從玻璃斜射向空氣時，當入射角≥41.8°時，反射能量達到100%，就發生了全反射現象；（2）由表格數據可知：圖中圖線a（選填“a”或“b”）反映了上述實驗中的兩角關系。【分析】（1）由表中數據可知：當入射角增大時，反射能量和折射角也隨著增大；當入射角大于等于41.8°時，折射光線消失了，反射能量達到100%；（2）光從玻璃斜射向空氣時，折射角隨著入射角的增大而增大，且折射角總大于入射角，據此解答。【解答】解：（1）分析表中數據可知，光從玻璃斜射向空氣時，當入射角≥41.8°時，反射能量達到100%，就發生了全反射現象；（2）光從玻璃斜射向空氣時，折射角隨著入射角的增大而增大，且折射角總大于入射角；圖線b中，當入射角等于45°時，折射角也等于45°；圖線a中的折射角始終大于入射角，且入射角接近45°時，折射角達到90°（即發生全反射），符合題意，因此圖線a反映了折射角與入射角的關系。故答案為：（1）≥41.8°；（2）a。【點評】本題考查了表格數據得出發生全反射的條件及結論是解題的關鍵，是考查學生的創新能力的一道好題。實驗：探究凸透鏡成像規律15．（2023秋?東莞市校級期中）某學習小組“探究凸透鏡成像的規律”，該凸透鏡的焦距是10cm，進行了如下操作：（1）安裝并調節燭焰、透鏡、光屏，使它們三者中心大致在同一高度，這樣做的目的是使像成在光屏中央。（2）當蠟燭放在如圖甲所示位置時，調節光屏，可在光屏上得到一個放大（選填“放大”或“縮小”）、倒立（選均“倒立”或“正立”）的實像，生活中的投影儀（選填“照相機”、“投影儀”、“放大鏡”）就是利用這樣的成像原理工作的。（3）實驗過程中，蠟燭會逐漸變短，為了使蠟燭的像能始終成像在光屏的中央，應將光屏向上調整。（選填“向上”或“向下”）。（4）若將蠟燭向左移動一段距離，則光屏要向左（選填“左”或“右”）移動才能使像再次清晰地呈現在光屏上。（5）當光屏上出現燭焰清晰的像時，如果突然飛來一只小昆蟲落在凸透鏡上，我們觀察光屏時，將會在光屏看到C。A.燭焰你的下半部分B.燭焰像的上半部分C.燭焰完整的像，像的亮度變暗D.燭焰完整的像，像的亮度不變（6）若有一個新凸透鏡，小明通過探究，記錄并繪制了物距u與像距v之間的關系圖象，如圖所示，則該凸透鏡的焦距是5cm。【分析】（1）為了使像成在光屏中央，應調節燭焰、透鏡、光屏，使它們三者中心大致在同一高度；（2）根據2f＞u＞f，成倒立、放大的實像，投影儀就是利用此原理制成的；（3）根據過光心的光線傳播方向不變分析回答；（4）根據凸透鏡成實像時，物遠像近像變小分析回答；（5）物體有無數點組成，物體上任一點射向凸透鏡有無數條光線，經凸透鏡折射后，有無數條折射光線會聚成該點的像；當遮住凸透鏡的一部分，還有另外的部分光線，經凸透鏡折射會聚成像；（6）根據u＝v＝2f，成倒立、等大的實像，據此確定凸透鏡的焦距。【解答】解：（1）為了使像成在光屏中央，應調節燭焰、透鏡、光屏，使它們三者中心大致在同一高度；（2）當蠟燭放在如圖甲所示位置，此時物距2f＞u＝50cm﹣35cm＝15cm＞f，成倒立、放大的實像，投影儀就是利用此原理制成的；（3）實驗過程中，蠟燭會逐漸變短，為了使蠟燭的像能始終成像在光屏的中央，根據過光心的光線傳播方向不變可知，應將光屏向上調整；（4）若將蠟燭向左移動一段距離，此時物距增大，根據凸透鏡成實像時，物遠像近像變小可知，光屏要向左移動才能使像再次清晰地呈現在光屏上；（5）飛來一只小昆蟲停在凸透鏡的上，擋住透鏡一部分，其余部分仍能折射光線成像，所以光屏上所成的蠟燭的像是完整的，只是會聚光線比原來變少，像變暗了，故選：C；（6）由圖乙可知，u＝v＝10cm，根據u＝v＝2f'，成倒立、等大的實像，即2f'＝10cm，故該凸透鏡的焦距為f'＝5cm。故答案為：（1）同一高度；使像成在光屏中央；（2）放大；倒立；投影儀；（3）向上；（4）左；（5）C；（6）5。【點評】此題考查了凸透鏡成像規律的探究及應用，關鍵是熟記成像規律的內容，并做到靈活運用。16．（2023秋?西豐縣期末）小明用自制“水凸透鏡”探究凸透鏡成像規律，當蠟燭、“水凸透鏡”和光屏位于如圖所示的位置時，光屏上呈現燭焰清晰的像。（1）實驗前，應在光具座上調節燭焰、“水凸透鏡”和光屏三者的中心大致在同一高度上。（2）此時成像的特點是倒立、放大的實像（請完整描述），生活中投影儀（選填“照相機”、“投影儀”或“放大鏡”）成像特點與此相同。（3）小明想起老師說過應先測量“水凸透鏡”的焦距，再探究成像規律，于是他將蠟燭和光屏均向左（選填“左”或“右”）移動，直至在光屏上找到一個倒立、等大的像時，測量物距，再用測量得出的物距除以2可以得出焦距。（4）若保持蠟燭和“水凸透鏡”如圖所示的位置不變，試圖將焦距調整為15cm，應緩慢調節“水透鏡”的厚度，使其厚度變小（選填“變小”、“變大”或“不變”），同時前后移動光屏位置直至光屏上出現與水凸透鏡等大的圓形光斑，此時折射光為平行光。【分析】（1）為了使像成在光屏中央，應調節燭焰、“水凸透鏡”和光屏三者的中心大致在同一高度上；（2）根據凸透鏡成實像時，物距小于像距，成倒立、放大的實像，投影儀就是利用此原理制成的；（3）根據u＝v＝2f，成倒立、等大的實像，據此確定凸透鏡的焦距；（4）凸透鏡凸度越小，對光線的偏折能力越弱，焦距越大；從焦點發出的光線經凸透鏡折射后為平行光。【解答】解：（1）為了使像成在光屏中央，應調節燭焰、“水凸透鏡”和光屏三者的中心大致在同一高度上；（2）由圖可知，此時物距小于像距，根據凸透鏡成實像時，物距小于像距，成倒立、放大的實像，投影儀就是利用此原理制成的；（3）要測量“水凸透鏡”的焦距，根據u＝v＝2f，成倒立、等大的實像，因此應將蠟燭和光屏均向左移動，直至在光屏上找到一個倒立、等大的實像時，測量物距，再用測量得出的物距除以2可以得出焦距；（4）由圖可知，光屏上成倒立、放大的實像，說明此時2f＞u＝40cm﹣25cm＝15cm＞f，即水凸透鏡焦距小于15cm，若將水凸透鏡的焦距調整為15cm，即水凸透鏡的焦距變大，根據凸透鏡凸度越小，對光線的偏折能力越弱，焦距越大可知，應緩慢調節“水透鏡”的厚度，使其厚度變小；同時前后移動光屏位置直至光屏上出現與水凸透鏡等大的圓形光斑，說明燭焰在焦點上，此時折射光為平行光。故答案為：（1）高度；（2）倒立、放大的實像；投影儀；（3）左；倒立、等大；（4）變小；與水凸透鏡等大的圓形光斑。【點評】此題考查了凸透鏡成像規律的探究及應用，關鍵是熟記成像規律的內容，并做到靈活運用。17．（2023秋?南京期末）在探究“凸透鏡成像規律”的實驗中。（1）如圖甲，平行光正對凸透鏡照射，光屏上出現一個最小最亮的光斑，則凸透鏡的焦距為10.0cm；（2）實驗前為了使像能夠成在光屏中央，必須調整燭焰、光屏的中心在凸透鏡的主光軸上。如圖乙，光屏上呈現清晰的像，此像的性質是倒立、放大的實像，若保持蠟燭和光屏位置不變，移動透鏡至40cm刻度線處能在光屏上再次呈現清晰的像；（3）如圖丙，將蠟燭放在圖示位置，光屏上恰好成清晰的像，若切除凸透鏡中間的陰影部分，再將剩余部分靠攏在一起，則蠟燭能成2（選填0、1、2、3）個像，如不切除凸透鏡中間的陰影部分并把陰影部分用黑紙遮擋起來，此時在光屏上成②（選填編號：①一個部分像、②一個全像、③兩個部分像、④兩個全像）。（4）如圖丁，在燭焰和凸透鏡之間放一副眼鏡，發現光屏上的像由清晰變模糊了。將光屏向透鏡移動適當距離后光屏上再次呈現清晰的像，則該眼鏡是遠視眼鏡（選填“近視”或“遠視”）。【分析】（1）平行于主光軸的光會聚于主光軸上一點，這一點叫焦點，焦點到光心的距離叫焦距，讀數時估讀到分度值的下一位；（2）為了使像成在光屏中央，應調整燭焰、光屏的中心在凸透鏡的主光軸上；根據2f＞u＞f，成倒立、放大的實像；在光的折射中，光路是可逆的；（3）根據光心的位置變化分析；當用黑紙擋住透鏡的某一部分時，由于通過凸透鏡會聚的光線數量減少，所以像會比原來變暗，但仍成完整的像；（4）遠視眼鏡是凸透鏡，凸透鏡對光線具有會聚作用。【解答】解：（1）平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后，會聚在主光軸上一點，這點是凸透鏡的焦點，焦點到光心的距離是凸透鏡的焦距，所以凸透鏡的焦距是：f＝20.0cm﹣10.0cm＝10.0cm；（2）為了使像成在光屏中央，應調整燭焰、光屏的中心在凸透鏡的主光軸上；由圖乙可知，此時物距2f＞u＝25cm﹣10cm＝15cm＞f，成倒立、放大的實像；若保持蠟燭和光屏位置不變，移動透鏡至40cm刻度線處，此時物距等于原來的像距，像距等于原來的物距，根據在光的折射中，光路是可逆的可知，光屏上能再次呈現清晰的實像；（3）因為凸透鏡中間厚，邊緣薄，切去中間部分后相當于兩個透鏡，光心位置改變了，上面的像下移，下面的像上移，錯位將成2個像；如果用黑紙擋住透鏡中間的陰影部分，其余部分仍能會聚光線成完整的像，但由于會聚的光線比原來減少，所以像比原來變暗，故選②；（4）如圖丁，在燭焰和凸透鏡之間放一副眼鏡，發現光屏上的像由清晰變模糊了；將光屏向透鏡移動適當距離后光屏上再次呈現清晰的像，說明該眼鏡對光線具有會聚作用，會將光線提前會聚成像，遠視眼鏡是凸透鏡，凸透鏡對光線具有會聚作用。故答案為：（1）10.0；（2）主光軸上；放大；40；（3）2；②；（4）遠視。【點評】此題考查了凸透鏡成像規律的探究及應用，關鍵是熟記成像規律的內容，并做到靈活運用。18．（2023秋?洛南縣期末）小東同學用一個焦距未知的凸透鏡、蠟燭、光屏、光具座等器材，探究凸透鏡的成像規律。（1）如圖1所示，用一束平行光正對凸透鏡照射，移動光屏，直到光屏上出現最小、最亮的光斑，該凸透鏡的焦距為10.0cm。（2）實驗前，小東發現所成像在光屏上的位置如圖2所示，則應向上（選填“上”或“下”）調整光屏，使燭焰、凸透鏡、光屏三者中心大致在同一高度。（3）如圖3所示，當蠟燭移至35cm刻度線處時，移動光屏（圖中光屏未畫出）到某一位置時，光屏上成一清晰的像，該像為倒立、放大（選填“放大”“縮小”或“等大”）的實像，生活中的投影儀（選填“照相機”“投影儀”或“放大鏡”）就是利用這個原理制成的。（4）圖3中凸透鏡的位置不變，將蠟燭和光屏的位置調換，光屏上仍能呈現燭焰清晰的像，原因是在光的折射現象中，光路是可逆的；該像是縮小（選填“放大”“縮小”或“等大”）的。（5）在實驗過程中，光屏上得到清晰的像，突然，一只飛蟲落到了凸透鏡表面上，則光屏上出現仍是燭焰的像（選填“飛蟲的像”“飛蟲的影子”或“仍是燭焰的像”）。【分析】（1）平行于主光軸的光會聚于主光軸上一點，這一點叫焦點，焦點到光心的距離叫焦距，讀數時估讀到分度值的下一位；（2）為了使像成在光屏中央，應調整燭焰、凸透鏡、光屏三者中心大致在同一高度；（3）根據2f＞u＞f，成倒立、放大的實像，投影儀就是利用此原理制成的；（4）在光的折射現象中，光路是可逆的；（5）凸透鏡成像屬于光的折射現象，物體發出的光線經凸透鏡折射后，會聚在凸透鏡另一側的光屏上，形成物體的實像；如果凸透鏡的口徑大，透過的光多，像就亮；口徑小，透過的光少，像就暗，據此分析。【解答】解：（1）平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后，會聚在主光軸上一點，這點是凸透鏡的焦點，焦點到光心的距離是凸透鏡的焦距，所以凸透鏡的焦距是：f＝40.0cm﹣30.0cm＝10.0cm；（2）為了使像成在光屏中央，應調整燭焰、凸透鏡、光屏三者中心大致在同一高度，故應向上調整光屏；（3）如圖3所示，當蠟燭移至35cm刻度線處，此時物距2f＞u＝50cm﹣35cm＝15cm＞f，成倒立、放大的實像，投影儀就是利用此原理制成的；（4）圖3中凸透鏡的位置不變，將蠟燭和光屏的位置調換，此時物距等于原來的像距，像距等于原來的物距，在光的折射現象中，光路是可逆的，因此光屏上仍能呈現燭焰清晰的像；因此時物距大于像距，根據凸透鏡成像規律，該像是縮小的；（5）凸透鏡成實像時，所有透過透鏡的光會聚到光屏上成像，飛蟲落在透鏡上后，整個物體發出的光雖有一小部分被擋住，但總會有一部分光通過凸透鏡而會聚成像，因此，像與原來相同，大小不變；由于透鏡的一小部分被遮住，因此折射出的光線與原來相比減少了，故亮度會變暗。故答案為：（1）10.0；（2）上；（3）放大；投影儀；（4）可逆；縮小；（5）仍是燭焰的像。【點評】此題考查了凸透鏡成像規律的探究及應用，關鍵是熟記成像規律的內容，并做到靈活運用。19．（2023秋?開原市校級期末）在“探究凸透鏡成像的規律”的實驗中，小剛選用了焦距為10cm的凸透鏡。（1）他將蠟燭、凸透鏡光屏放在光具座上，并調節到如圖所示的位置時，光屏上出現倒立、縮小（選填“放大””縮小”或“等大”）的燭焰的像。（2）實驗時，蠟燭燃燒變短，燭焰的像在光屏上的位置會向上方移動。（3）如果用不透明紙板將凸透鏡上半部分遮住，結果D（填序號）。A.沒有影響B.不能成像C.成一半的像D.仍能成完整的像，但亮度變暗（4）保持凸透鏡位置不變，將蠟燭移動到距凸透鏡5cm處時，移動光屏，在光屏上不能（選填“能”或“不能”）得到蠟燭的像，此時凸透鏡在生活中的應用是放大鏡。（5）小剛用發光二極管制作了一個“F”形光源（如圖甲）代替蠟燭，放在離透鏡20cm處，調整光屏位置，在光屏上得到的清晰像的形狀應該是圖乙中的B（填序號）。【分析】（1）根據u＞2f，成倒立、縮小的實像；（2）根據過光心的光線傳播方向不變分析回答；（3）當用不透明紙板擋住透鏡的某一部分時，由于通過凸透鏡會聚的光線數量減少，所以像會比原來變暗，但仍成完整的像；（4）根據u＜f，成正立、放大的虛像，放大鏡就是利用此原理制成的；（5）根據u＝v＝2f，成倒立、等大的實像。【解答】解：（1）他將蠟燭、凸透鏡光屏放在光具座上，并調節到如圖所示的位置，此時物距u＝50cm﹣20cm＝30cm＞2f，成倒立、縮小的實像；（2）實驗時，蠟燭燃燒變短，根據過光心的光線傳播方向不變可知，燭焰的像在光屏上的位置會向上方移動；（3）如果用不透明紙擋住透鏡的上半部分，下半部分仍能會聚光線成完整的像，但由于會聚的光線比原來減少，所以像比原來變暗，故選：D；（4）保持凸透鏡位置不變，將蠟燭移動到距凸透鏡5cm處，此時物距u＝5cm＜f，成正立、放大的虛像，虛像不能用光屏承接，放大鏡就是利用此原理制成的；（5）小剛用發光二極管制作了一個“F”形光源（如圖甲）代替蠟燭，放在離透鏡20cm處，此時u＝v＝2f，成倒立、等大的實像，故選：B。故答案為：（1）縮小；（2）上；（3）D；（4）不能；放大鏡；（5）B。【點評】此題考查了凸透鏡成像規律的探究及應用，關鍵是熟記成像規律的內容，并做到靈活運用。20．（2023秋?依安縣期末）小明同學用焦距為15cm的凸透鏡做“探究凸透鏡成像的規律”實驗：（1）實驗前需調節燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心在同一高度，比較規范的操作是B（填序號）。A.將三者分散排列，然后用目測的方法調節B.將三者靠攏，然后用目測的方法調節C.將三者分散排列，用刻度尺分別測量高度進行調節（2）實驗過程中，當蠟燭與凸透鏡的距離如圖甲所示時，在光屏上可得到一個清晰的倒立、縮小的實像。（3）在成像清晰的情況下，用一張不透明紙把透鏡上半部分遮擋住，看到的像完整亮度變暗（填“像部分消失”、“像完整亮度不變”或“像完整亮度變暗”）。（4）實驗過程中隨著蠟燭的燃燒，可觀察到光屏上的像向上（選填“上”或“下”）移動。（5）通過實驗觀察可知，在圖乙中左邊的蠟燭通過凸透鏡不可能形成的像是B。（6）固定透鏡位置如圖甲所示，蠟燭由圖示位置逐漸向右移動到標尺“30cm”刻度處，通過移動光屏，光屏上始終出現清晰的像，在此次移動過程中，蠟燭和光屏之間的距離變化是C。（填序號）A.始終變大B.始終變小C.先變小后變大D.先變大后變小E.保持不變（7）如圖甲，在凸透鏡前放一個老花鏡，結果光屏上像變模糊不清了，保持蠟燭、凸透鏡的位置不動，應將光屏靠近（選填“靠近”或“遠離”）凸透鏡，才能得到清晰的像。【分析】（1）探究凸透鏡成像的實驗時，在桌面上依次放蠟燭、凸透鏡、光屏，三者在同一條直線上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心；根據分散排列和三者靠攏的誤差大小分析；（2）根據u＞2f，成倒立、縮小的實像；（3）當用一張不透明紙擋住透鏡的某一部分時，由于通過凸透鏡會聚的光線數量減少，所以像會比原來變暗，但仍成完整的像；（4）根據過光心的光線傳播方向不變分析回答；（5）根據凸透鏡的成像特點分析解答；（6）當物體在二倍焦距上時，像也成在二倍焦距上，此時像和物體的距離最小，據此分析解答；（7）老花鏡是凸透鏡，凸透鏡對光線具有會聚作用。【解答】解：（1）為了使像成在光屏中央，應調節燭焰、透鏡、光屏三者的中心在同一高度上，比較規范的是將三者靠攏，然后用目測的方法調節，這樣誤差較小，故選：B；（2）實驗過程中，當蠟燭與凸透鏡的距離如圖甲所示，此時物距u＝50cm＞2f，成倒立、縮小的實像；（3）如果用一張不透明紙擋住透鏡的上半部分，下半部分仍能會聚光線成完整的像，但由于會聚的光線比原來減少，所以像比原來變暗；（4）實驗過程中隨著蠟燭的燃燒，蠟燭會變短，根據過光心的光線傳播方向不變可知，光屏上的像會向上移動；（5）物體通過凸透鏡成的實像都是倒立的，分大小；虛像都是正立的，且都是放大的，因此不可能成正立、縮小的實像，故選：B；（6）30cm處正好在凸透鏡的一倍焦距和二倍焦距之間；當蠟燭從二倍焦距外向二倍焦距移動的過程中，蠟燭和光屏之間的距離逐漸減小；當蠟燭恰好在2倍焦距時，蠟燭與光屏的距離最小；當蠟燭由2倍焦距向1倍焦距移動時，蠟燭和光屏之間的距離增大，故C正確，而ABDE錯誤；（7）如圖甲，在凸透鏡前放一個老花鏡，老花鏡是凸透鏡，凸透鏡對光線具有會聚作用，會將光線提前會聚成像，故應將光屏靠近凸透鏡，才能得到清晰的像。故答案為：（1）同一高度；B；（2）縮小；（3）像完整亮度變暗；（4）上；（5）B；（6）C；（7）靠近。【點評】此題考查了凸透鏡成像規律的探究及應用，關鍵是熟記成像規律的內容，并做到靈活運用。21．（2023秋?上杭縣期中）如圖所示是“探究光的反射規律”的實驗裝置。（1）實驗中，紙板應垂直平面鏡放置；（2）使一束光貼著紙板A沿EO方向射向平面鏡，圖觀察反射光線在紙板B上的位置，描繪出反射光線和入射光線的徑跡，如圖甲所示。量出入射角和反射角，并記錄于表格中。實驗時要多次改變入射角的大小并進行測量比較，目的是B；實驗次數123入射角30°45°60°反射角30°45°60°A．減小誤差B．尋找普遍規律比較反射角和入射角，可以得出的結論是在光的反射中，反射角等于入射角；（3）圖甲中若讓光逆著OF的方向射向平面鏡，會看到反射光沿著OE方向射出。這表明：光反射時，光路是可逆的；（4）在圖乙中，將紙板B沿PQ剪開，把紙板B的上半部分向后折轉。實驗時發現在紙板B的上半部分不能（選填“能”或“不能”）看見反射光線，表明反射光線、入射光線和法線在同一平面內。【分析】（1）只有硬紙板和平面鏡垂直，才能保證法線在硬紙板上，才能觀察到反射光線；（2）多次測量找普遍規律；分析實驗數據可得出結論；（3）在光的反射中，光路是可逆的；（4）根據光的反射定律，可判斷紙板向后折時是否能觀察到反射光線。【解答】解：（1）如果實驗中硬紙板沒有與平面鏡垂直放置時，稍有傾斜，則當入射光貼著硬紙板射向鏡面上的O點后，法線將會不在硬紙板上，所以在硬紙板上不能看到反射光線，故實驗中，紙板應垂直于平面鏡；（2）多次改變入射光線，再觀測幾組反射角和入射角，這樣做的目的是比較反射角和入射角的大小關系，使實驗結論具有普遍性，故選：B；根據表格中的數據可知，在光的反射中，反射角等于入射角；（3）如果讓光線逆著OF的方向射向鏡面，會看到反射光線沿著OE方向射出，這表明光反射時，光路是可逆的；（4）將紙板B的上半部分向后折，如圖乙所示，發現在紙板B的下半部分有反射光線，上半部分不能看到反射光線，此實驗現象說明反射光線、入射光線和法線在同一平面內。故答案為：（1）垂直；（2）B；在光的反射中，反射角等于入射角；（3）可逆；（4）不能；同一平面。【點評】本題考查光的反射定律實驗的有關內容，主要考查學生對實驗過程中出現問題的應對能力，鍛煉學生的動手、動腦的能力。22．（2023秋?平原縣期中）在“制作小孔成像觀察儀”活動中，需要在紙筒的A端蒙上用半透明薄紙做成的光屏，再將紙筒插入易拉罐中（易拉罐頂部已切去），如圖所示。（1）小孔成像原理是光在同種均勻介質中沿直線傳播；觀察儀最好放在較暗（選填“亮”或“暗”）的環境中進行觀察。（2）將點燃的蠟燭置于小孔前的適當位置，能在光屏上看見倒立（選填“正立”或“倒立”）的像，移動紙筒位置，增大光屏與小孔之間距離，則光屏上像將變大（選填“變大”“變小”或“不變”）。【分析】（1）小孔成像原理是光在同種均勻介質中沿直線傳播；為了讓像更清晰，物體應當選用亮些的物體，周圍的環境要暗些；（2）小孔所成的像是倒立的實像；小孔成像與物體到小孔的距離和光屏到小孔的距離有關。【解答】解：（1）小孔成像原理是光在同種均勻介質中沿直線傳播；為了讓像更清晰，物體應當選用亮些的物體，周圍的環境要暗些；所以觀察儀最好放在較暗的環境中進行觀察；（2）將點燃的蠟燭置于小孔前的適當位置，能在光屏上看見倒立的像；移動紙筒位置，增大光屏與小孔之間距離，則光屏上像將變大。故答案為：（1）光在同種均勻介質中沿直線傳播；暗；（2）倒立；變大。【點評】本題主要考查小孔成像的原理，屬于基礎知識，理解小孔成像是光沿直線傳播形成的是解題的關鍵。23．（2022秋?富川縣校級期末）（1）小富在探究“光的反射規律”時將一塊平面鏡放在水平桌面上，再把一張硬紙板豎直放在平面鏡上，讓一束光線貼著紙板沿EO方向入射，如圖甲所示。①小富想探究反射光線、入射光線和法線是否在同一平面內，應將紙板