光學五類重點實驗問題

知識點1：光的直線傳播規(guī)律實驗

本實驗在中考中常從以下幾方面進行考查：

1.光源：能夠自行 發(fā)光 的物體叫光源。

2.光沿直線傳播的規(guī)律：光在均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的。

3.光速：光在真空中速度為3×10m/s；光在空氣中傳播速度約等于真空中的速度。

4.用光的直線傳播可解釋影子的形成、小孔成像、日食等。

知識點2：探究光的反射定律實驗

本實驗在中考中常從以下幾方面進行考查：

1.入射角(反射角)是指入射光線(反射光線)與法線的夾角。

2.如果想探究反射光線與入射光線是否在同一平面內(nèi)，應(yīng)如何操作？將紙板沿中軸ON向后折，觀察在紙板B上是否有反射光線。

3.如果讓光線逆著OF的方向射向鏡面，會發(fā)現(xiàn)反射光線沿著OE方向射出，這表明：在反射現(xiàn)象中，光路是可逆的。4.理想模型法：用帶箭頭的直線表示光的傳播路徑和方向。

5.量角器的作用：測量反射角和入射角的大小。

6.從紙板不同方向都能看到光的傳播路徑原因是：光在紙板上發(fā)生了漫反射。

7.多次改變?nèi)肷浣谴笮〔⑦M行多次實驗的目的：保證實驗結(jié)論具有普遍性。

8.光的反射定律：在反射現(xiàn)象中，反射光線，入射光線，法線在同一平面內(nèi)，反射光線，入射光線分居法線兩側(cè)；反射角等于入射角。

知識點3：探究平面鏡成像特點實驗

在中考試題中常從以下幾個方面考查：

1.實驗器材：薄玻璃板、兩個完全相同的蠟燭、火柴、刻度尺、一張白紙、 筆。

2.操作步驟：實驗時，將白紙鋪在水平桌面上，將玻璃板豎直放在白紙上，點燃蠟燭法現(xiàn)玻璃板的后面有蠟燭的像，為了確定像的位置具體做法是移動另一側(cè)未點燃的蠟燭，直至與像完全重合，用筆在白紙上做出標記。

3.如何確定像的虛實？將未點燃的蠟燭拿走，拿一個光屏放在該處不透過平面鏡看光屏上是否有像。

5.得出結(jié)論：平面鏡成像特點：物與像成正立、等大、左右相反的虛像，物與像對應(yīng)點的連線垂直平面鏡，物與像到平面鏡的距離相等。

6.如果在實驗中發(fā)現(xiàn)兩個像，是由于玻璃板太厚導(dǎo)致的。兩個像之間的距離由玻璃板的厚度決定

7.玻璃板后面的蠟燭為什么不需要點燃？若點燃后方蠟燭，使像的背景變亮，使像變淡，不便于觀察像。

8.為什么用兩只完全相同的蠟燭？便于比較物與像之間的大小關(guān)系。

9.實驗中用玻璃板代替平面鏡是因為？用平面鏡不便于確定像的位置。

10.玻璃板為什么需要豎直放置？蠟燭能夠與像重合，準確確定像的位置。

11.實驗方法：等效替代

12.多次測量的目的：使實驗結(jié)論具有普遍性，避免偶然性。

13.無論怎樣移動玻璃板后方的蠟燭，都無法與像完全重合，是因為？玻璃板沒有與水平桌面豎直放置。

14.刻度尺的作用？測量物與像到玻璃板距離。

知識點4：光的折射規(guī)律實驗

在中考試題中通常從以下幾個方面考查：

1.實驗數(shù)據(jù)分析；

2.折射角與入射角的大小和變化關(guān)系；

3.折射過程中光路是可逆的；

4.實驗拓展：全反射現(xiàn)象。

知識點5：探究凸透鏡成像規(guī)律實驗

本實驗在中考中常從以下幾個方面考查：

1.實驗操作：實驗時點燃蠟燭，使燭焰中心、凸透鏡光心、光屏的中心(即焰心、光心、光屏中心)大致在同一高度，目的是：使燭焰的像成在光屏中央。實驗時發(fā)現(xiàn)蠟燭的像呈在光屏的上半部分，要想使像呈在光屏的中心，該如何操作：①向上移動光屏；②向上移動蠟燭；③向下移動凸透鏡。  

2.如果用手將凸透鏡遮住一半，則光屏上依然是一個完整的像，但亮度較暗。

3.若在實驗時，無論怎樣移動光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：①蠟燭在焦點以內(nèi)(u<f)②燭焰在焦點上(u=f) ③燭焰、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度 ④蠟燭到凸透鏡的距離稍大于焦距，成像在很遠的地方，光具座的光屏無法移到該位置。

4.燃燒的蠟燭不斷變短，光屏上的像向上移動，為使像呈在光屏中央，應(yīng)該將光屏向上移動或蠟燭向上移動或凸透鏡向下移動。

5.實驗結(jié)論：(凸透鏡成像規(guī)律)F分虛實,2f大小,實倒虛正,具體見下表。

6.對規(guī)律的進一步認識：一倍焦距分虛實  二倍焦距分大小，物近像遠像變大。像跟著物體跑(誰遠誰大)。

【答案】

【對點練習】晴天正午，小明與同學從樹蔭下走過時，發(fā)現(xiàn)地面上有許多大小、形狀不同的光斑，如圖所示。光斑形狀與什么因素有關(guān)呢？光斑又是如何形成的呢？對此他們馬上進行了探究。他們猜想光斑形狀：

a．與樹葉形狀有關(guān)，光斑是樹葉的影子；

b．與樹葉間空隙形狀有關(guān)；

c．與樹葉間空隙大小有關(guān)。

(1)根據(jù)所學知識，可確定猜想a__________(選填“合理”或“不合理”)。

(2)為進行探究，他們制作了甲、乙、丙、丁四張帶孔卡片，如圖所示。其中，甲、乙卡片中小孔的尺寸均為3mm，甲、丙、丁卡片中大孔的尺寸均大于2cm，且丙、丁卡片中大孔尺寸相同。在進行探究時，他們在地上鋪上一張白紙，把帶孔的卡片置于上方，讓太陽光透過卡片上的孔，觀察紙面上出現(xiàn)的光斑形狀。

若讓你在甲、乙、丙、丁四張卡片中選擇一張卡片來證實“光斑形狀與樹葉間空隙形狀有關(guān)”，應(yīng)選用_____卡片。

在探究“光斑形狀與樹葉間空隙大小是否有關(guān)”時，小明選用甲卡片進行實驗探究，發(fā)現(xiàn)白紙上得到四個圓形光斑，由此得出“光斑形狀與樹葉間空隙大小無關(guān)”的結(jié)論，這結(jié)論__________(選填“可靠”或“不可靠”)。若由你進行探究，你將如何設(shè)計帶孔的卡片？請在虛線框內(nèi)畫出孔的形狀。

(3)通過探究，他們得到了以下結(jié)論，其中錯誤的是__________。

A．通過小孔形成的圓形光斑是像，通過大孔形成的光斑不是像

B．小孔形成的光斑與小孔的形狀無關(guān)，大孔形成的光斑與大孔的形狀有關(guān)

C．小孔和大孔所形成的光斑，其大小均與孔到地面的距離有關(guān)

D．不管光斑是不是像，它們都是由光的直線傳播形成的

【答案】(1)不合理(2)丙   不可靠   如圖所示(3)C

【解析】(1)猜想a是光斑是樹葉的影子，因為光斑是現(xiàn)象，不是影子，所以不合理．(2)①根據(jù)控制變量法可知：驗證“光斑的形狀與樹葉間空隙形狀(即孔的形狀)有關(guān)”時，保持樹葉間空隙大小不變，改變孔的形狀，觀察光斑的形狀，所以符合這一條件的是乙卡片；②小明選用甲卡片進行實驗探究，而甲卡片孔的形狀相同，孔的大小改變，根據(jù)控制變量法可知：驗證“光斑的形狀與樹葉間空隙形狀(即孔的形狀)有關(guān)”時，保持樹葉間空隙大小不變，改變孔的形狀，所以由此得出的結(jié)論是不可靠． ③根據(jù)控制變量法可知：驗證“光斑的形狀與樹葉間空隙形狀(即孔的形狀)有關(guān)”時，保持樹葉間空隙大小不變，孔的形狀不同，所以設(shè)計的帶孔的卡片如圖：(3)在光屏與小孔的距離相同的條件下，如果孔較小，通過孔形成的光斑是現(xiàn)象，光斑形狀與孔的形狀無關(guān)；如果孔太大，通過孔形成的光斑不再是現(xiàn)象，而是影子的原因，則光斑形狀與孔的形狀有關(guān)；在孔的形狀一定的條件下，如果光屏與小孔的距離較近，通過孔形成的光斑不再是小孔成像現(xiàn)象，而是影子的原因，則光斑形狀與孔的形狀有關(guān)；如果光屏與小孔的距離較遠時，通過孔形成的光斑屬于小孔成像現(xiàn)象，光斑形狀與孔的形狀無關(guān)；由上可知：A、B、D正確.

【例題2】(2020甘肅天水)“探究光的反射規(guī)律”的實驗裝置如圖甲所示，平面鏡放在水平桌面上，標有刻度(圖中未畫出)的白色紙板ABCD能繞垂直于CD的ON軸翻轉(zhuǎn)，在紙板上安裝一支可在紙板平面內(nèi)自由移動的激光筆。

(1)實驗前，應(yīng)將紙板  放置平面鏡上；移動激光筆，使入射光束繞入射點O沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，可觀察到反射光束沿  時針方向轉(zhuǎn)動；

(2)移動激光筆，使入射角為45°，測得反射角也為45°，由此就得出“光反射時，反射角等于入射角”的結(jié)論你認為有何不妥之處？           ；

(3)如圖乙所示，將紙板右半部分繞ON向后翻轉(zhuǎn)任意角度，發(fā)現(xiàn)紙板上均無反射光束呈現(xiàn)此現(xiàn)象說明了：                 ；

(4)在圖甲中，若將紙板(連同激光筆)繞CD向后傾斜，此時反射光束 (選填字母符號)。

A．仍在紙板上呈現(xiàn)   B．被紙板擋住   C．在紙板前方

(5)實驗結(jié)束后，同組的小明和小剛都想從鏡子中看到對方的眼睛，而不想讓對方看到自己的眼睛，結(jié)果他倆誰都沒有能做到，你認為沒有能做到的原因是               。

【答案】(1)垂直；順；(2)一次實驗得到的結(jié)論具有偶然性；(3)反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)；(4)C；(5)反射時，光路是可逆的。

【解析】(1)白色紙板ACDB應(yīng)垂直放置于平面鏡上，這樣反射光線才可以在硬紙板上呈現(xiàn)；

如圖甲，移動激光筆，使入射光束繞入射點O沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，則入射角增大，反射角也增大，則反射光線會遠離法線，即反射光線將會順時針轉(zhuǎn)動；

(2)因為一次實驗具有有很大的偶然性，所以不能只由一組數(shù)據(jù)就得出結(jié)論，應(yīng)改變?nèi)肷浣堑亩葦?shù)進行多次實驗。

(3)如圖乙所示，將紙板右半部分繞ON向后翻轉(zhuǎn)任意角度，發(fā)現(xiàn)紙板上均無反射光束呈現(xiàn)。此現(xiàn)象說明了反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)；

(4)在圖甲中，若將紙板(連同激光筆)繞CD向后傾斜，而法線始終垂直于平面鏡，則反射光線、入射光線、法線所在的平面也垂直于平面鏡，所以可知反射光束在紙板前方，故應(yīng)選C。

(5)因為反射時，光路是可逆的，所以小明和小剛都能從鏡子中看到對方的眼睛，而不想讓對方看到自己的眼睛是做不到的。

【點評】實驗題是中考中必不可少的題目，要加強實驗教學，引導(dǎo)學生從實驗中分析現(xiàn)象，歸納總結(jié)規(guī)律。培養(yǎng)學生觀察、分析、概括能力。

【對點練習】如圖所示為研究光的反射規(guī)律的實驗裝置，其中O點為入射點，ON為法線。入射光為EO時，反射光為OF。當反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)時，三次實驗得到的數(shù)據(jù)填在如下表格中。

(1)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)表格的分析，你能得到的結(jié)論是：_____________________________。

(2)想探究反射光線、入射光線和法線是否在同一平面內(nèi)，應(yīng)如何操作？______________。

(3)如果讓光線逆著OF的方向射向平面鏡，會發(fā)現(xiàn)反射光線沿著OE方向射出，這個現(xiàn)象表明了：_________________________。

【答案】(1)光發(fā)生反射時，反射角等于入射角。

(2)把紙板B向后(或向前)彎折，觀察紙板B上是否有反射光線。

(3)在反射現(xiàn)象中光路可逆。

【解析】(1)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)表格的分析，每次實驗?zāi)艿玫椒瓷浣堑扔谌肷浣恰?/span>

(2)想探究反射光線、入射光線和法線是否在同一平面內(nèi)，就是當把紙板B向后(或向前)彎折，觀察紙板B上是否有反射光線。要出現(xiàn)反射光線，說明反射光線和入射光線不在同一平面內(nèi)；要不出現(xiàn)反射光線，說明反射光線和入射光線在同一平面內(nèi)。

 (3)如果讓光線逆著OF的方向射向平面鏡，會發(fā)現(xiàn)反射光線沿著OE方向射出，這個現(xiàn)象表明了在反射現(xiàn)象中，光路具有可逆性。

【例題3】(2020山東聊城)利用如圖所示的裝置“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(guān)系？

設(shè)計和進行實驗：

(1)為了便于確定像的位置。要用玻璃板作為平面鏡。原因是玻璃板能成像，面且______(只填字母代號)。

A．透過玻璃板可以看見后面的蠟燭

B．玻璃板比平面鏡成像更清晰

C．蠟燭經(jīng)玻璃板可成實像

D．玻璃板只透光不反射光

(2)為了比較像與物體的大小關(guān)系，需要選用兩根外形_____(選填“相同”或“不同”)的蠟燭；

(3)除圖中提供的器材外，實驗中還用到一種測量距離的工具，它是______；

(4)在尋找蠟燭A的像的位置時，眼睛應(yīng)在故有蠟燭______(選填“A”或“B”)的一側(cè)觀察。

【答案】 (1) A  (2) 相同  (3) 刻度尺  (4) A

【解析】(1)在探究平面鏡成像的特點實驗中，為了便于確定像的位置，我們選用透明的玻璃板代替平面鏡完成實驗，因為可以透過玻璃板觀察后面的蠟燭，故應(yīng)選A。

(2)探究平面鏡成像特點實驗中，選用兩支外形完全相同的蠟燭的目的是為了便于比較物與像的大小關(guān)系。

(3)在探究平面鏡成像的特點實驗中，我們需要測量物與像到平面鏡的距離，比較它們之間的關(guān)系，所以實驗中還需要刻度尺。

(4)平面鏡成的像是虛像，只能在物體的一側(cè)通過玻璃板觀測到，所以在尋找蠟燭A的像的位置時，眼睛應(yīng)在故有蠟燭A的一側(cè)觀察。

【對點練習】(2020·吉林模擬)如圖是探究平面鏡成像特點的實驗裝置．

(1)選擇玻璃板代替平面鏡進行實驗的目的是           ；

(2)選擇完全相同的兩支蠟燭進行實驗是為了比較像與物的   關(guān)系；

(3)實驗中移動蠟燭B，直至與蠟燭A的像完全重合，此時蠟燭A到玻璃板的距離是12cm，則蠟燭B到玻璃板的距離是     cm．

【答案】(1)便于確定像的位置；(2)大??；(3)12．

【解析】(1)用透明的玻璃板代替平面鏡，在物體一側(cè)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)實驗時采用兩個完全相同的蠟燭，當玻璃板后面的蠟燭和玻璃板前面的蠟燭的像完全重合時，可以確定像的位置，同時也可以比較物像大小關(guān)系．

(3)根據(jù)平面鏡的呈現(xiàn)規(guī)律可知，像到鏡面的距離與物體到鏡面的距離相同，故像到鏡面的距離與物體到鏡面的距離相同12cm．

【點撥】本題主要考查了平面鏡成像特點的實驗．這是光學中的一個重點，也是近幾年來中考經(jīng)常出現(xiàn)的題型，要求學生熟練掌握，并學會靈活運用．

(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(cè)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，便于比較物像大小關(guān)系．

(2)實驗時用兩個完全相同的蠟燭，一支蠟燭放在玻璃板的前面并點燃，另一支放在玻璃板的后面，當玻璃板后面的蠟燭和玻璃板前面的蠟燭的像完全重合時，可以確定像的位置，同時也可以比較物像大小關(guān)系．

(3)像到鏡面的距離與物體到鏡面的距離相同．

【例題4】(2020桂林模擬)在探究光的折射規(guī)律的實驗中。 

(1)為了看清光在水中的傳播路徑，甲實驗小組采取向水中注入幾滴牛奶的方法，請分析這樣做的原因。___________________________________ 

(2)乙實驗小組將光從空氣分別射入水和玻璃，測得數(shù)據(jù)如下表：

分析表格中的數(shù)據(jù)，你肯定能 得出一些規(guī)律。請寫出三條：

① _________________________________。 

②_________________________________ 。 

③ _________________________________。 

(3)小明通過實驗研究光從水中射人空氣中的現(xiàn)象，如圖是他根據(jù)實驗現(xiàn)象畫的光路圖，改變?nèi)肷浣堑拇笮?，他發(fā)現(xiàn)空氣中的折射光線與法線的夾角隨著入射角的增大而增大。你猜想，當入射角增大到一定程度時，可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是什么?_____________________

【答案】見解析。

【解析】(1)在光進入水中的傳播路徑上，射向牛奶小顆粒的光發(fā)生漫反射進入人眼，人就可以借助這個光看到光在水中的傳播路徑。

(2)①光從空氣斜射入水或玻璃時，折射角小于入射角；

②入射角減小折射角也減??；

③以同樣的入射角斜射入水和玻璃中時，在玻璃中的折射角較??；

④當垂直入射時，折射角等于入射角都為0°

(3)折射光線沿水面射出或沒有折射光線，只有返回水中的反射光線。

【對點練習】某同學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(fā)現(xiàn)，入射光線、折射光線和法線在同一平面內(nèi)，折射光線和入射光線分別位于法線的兩側(cè)．通過實驗還得到如下數(shù)據(jù)：

(1)分析表中數(shù)據(jù)，可得出結(jié)論：

①光從空氣斜射到水面時，將同時發(fā)生______和______現(xiàn)象；

②光從空氣斜射到水面時，折射角隨入射角的變化關(guān)系是：____________________，且折射角_________(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(jù)上述實驗中的發(fā)現(xiàn)和結(jié)論②總結(jié)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/否)；請簡要說明理由：___________________________________．

【答案】(1)①反射；折射；②折射角隨入射角的增大而增大；小于；(2)是；五次實驗數(shù)據(jù)可以，但沒有換用其他透明介質(zhì)做此實驗．

【解析】(1)①光從空氣斜射到水面時，將同時發(fā)生反射和折射現(xiàn)象；②由表中數(shù)據(jù)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(guān)系是：折射角隨入射角的增大而增大，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(yīng)該換用其他透明介質(zhì)再做此實驗，這樣得出的結(jié)論將更具有普遍性．

【例題5】(2020四川南充)某學習小組“探究凸透鏡成像的規(guī)律'，進行了如下操作：

(1)安裝并調(diào)節(jié)燭焰透鏡、光屏，使它們?nèi)咧行拇笾略?/span>________；

(2)通過探究，記錄并繪制了物距u與像距v之間的關(guān)系圖像，如圖甲所示，則該凸透鏡的焦距是___________cm；

(3)當蠟燭放在如圖乙所示位置時，調(diào)節(jié)光屏，可在光屏上得到一個倒立、________的實像，生活中的________(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；

(4)若將透鏡的上半部分用不適明的紙板擋住，則光屏上________(選填'能”或“不能”)成完整的像；

(5)在圖乙中，小明借來物理老師的眼鏡將其放在蠟燭和凸透鏡之間，發(fā)現(xiàn)光屏上原本清晰的像變模糊了，向右移動光屏，光屏上的像又變清晰，說明老師戴的是________(選填“近視”或“遠視')眼鏡。

【答案】  (1) 同一高度  (2) 5    (3)縮小    照相機    (4)能    (5) 近視

【解析】(1)為了使凸透鏡成像到光屏中央，安裝器材時，調(diào)節(jié)燭焰、透鏡、光屏，使它們?nèi)咧行拇笾略谕桓叨取?/span>

(2)凸透鏡成像的規(guī)律中，當物距等于兩倍焦距時，像距也等于兩倍焦距，此時成倒立、等大的實像，結(jié)合甲圖，當物距為10cm時，像距也為10cm，則焦距為5cm。

(3)當蠟燭放在如圖乙所示位置時，物距在兩倍焦距以外，凸透鏡成倒立、縮小的實像，與這一工作原理相符的是照相機。

(4)凸透鏡成實像時，所有透過透鏡的光會聚到光屏上成像，當將透鏡的上半部分擋住后，整個物體發(fā)出的光雖有一部分被擋住，但總會有一部分光通過下半部分凸透鏡而會聚成像，因此，像與原來相同。

(5)物理老師的眼鏡將其放在蠟燭和凸透鏡之間，右移動光屏，光屏上的像變清晰，說明了物理老師的眼鏡具有發(fā)散光的作用，因此是凹透鏡，近視眼鏡就是凹透鏡。

【對點練習】實驗“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗時：所使用的凸透鏡焦距是15cm。

(1)當把凸透鏡固定在50cm刻度線位置，蠟燭固定在15cm刻度線位置時，光屏應(yīng)

在     (選填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)區(qū)域內(nèi)左右移動，才能在光屏上得到清晰的像。若得到清晰的像后，只將光屏和蠟燭的位置對調(diào)，則像的大小  。(選填“變小”、“不變”或“變大”)。

(2)把自己的近視眼鏡放在上圖凸透鏡和蠟燭之間，發(fā)現(xiàn)光屏上的像變得模糊不清，應(yīng)該向   凸透鏡方向移動光屏(選填“靠近”或“遠離”)，可再次得到清晰的像，當凸透鏡成實像時，物距增大，像距    。(選填“增大”或“減小”)。

(3)在整理器材時，某同學偶然在凸透鏡上看到了身后景物的像，它的成像原因是光

的(填“直線傳播”、“反射”或“折射”)。

【答案】(1)Ⅱ；變大；(2)遠離；減??；(3)反射。

【解析】(1)凸透鏡焦距是15cm，當把凸透鏡固定在50cm刻度線位置，蠟燭固定在15cm刻度線位置時，物距為50cm﹣15cm＝35cm，大于2倍焦距，所以此時成倒立縮小的實像，像在1倍和2倍焦距之間，即光屏應(yīng)在Ⅱ區(qū)域內(nèi)左右移動；此時成的是倒立、縮小的實像；

若得到清晰的像后，只將光屏和蠟燭的位置對調(diào)，根據(jù)光路可逆可知，此時成的是倒立、放大的實像，像的大小變大；

(2)近視眼鏡是凹透鏡，對光線有發(fā)散作用，把自己近視眼鏡放在凸透鏡和蠟燭之間，由于凹透鏡的發(fā)散作用，像遠離凸透鏡，所以應(yīng)該向遠離凸透鏡的方向移動光屏；當凸透鏡成實像時，物距增大，像距變小；

(3)從凸透鏡上看到了身后景物正立、縮小的像，此時她所持的凸透鏡鏡面當成了反射面，即當做了凸面鏡，此時成的是正立縮小的虛像，是根據(jù)光的反射來成像的。

【點撥】(1)物距大于2倍焦距時，成倒立縮小的實像，像距處于1倍和2倍焦距之間；在光的折射中光路是可逆的；

(2)知道近視鏡是凹透鏡，對光線有發(fā)散作用，判斷像的移動方向，得出結(jié)論；凸透鏡成實像時，物距增大，像距減小，像變??；

(3)凸面鏡成倒立、縮小的虛像，是根據(jù)光的反射原理成像的。

1．(2020黑龍江龍東農(nóng)墾森工)(1)在“探究光的反射規(guī)律”的實驗中，小亮進行如圖甲所示的實驗，讓一束光EO貼著紙板射到平面鏡上，將紙板沿ON向后折，此時在NOF面上看不到反射光線，如圖乙所示。此實驗現(xiàn)象說明   。在甲圖中如果讓光線逆著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   。

(2)如圖丙所示是小亮同學“探究平面鏡成像特點”的實驗裝置，平面鏡成像的原理是   。在豎立的玻璃板前A處放一支點燃的蠟燭，可以看到玻璃板的后面出現(xiàn)蠟燭的像，拿一支大小和點燃蠟燭相同的蠟燭在玻璃板后面移動，當移動到A′處時，可以看到它跟像完全重合。由此可以得出的結(jié)論是   。經(jīng)過三次實驗后，在白紙上記錄像與物的對應(yīng)點如圖丁所示，用刻度尺分別測出其到玻璃板的距離，并進行比較，進一步分析得出結(jié)論   。用玻璃板代替平面鏡的原因是   ，便于研究平面鏡的成像特點。

【答案】(1)光反射時，反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)；光反射時，光路是可逆的；(2)光的反射；像與物體大小相同；像到鏡面的距離等于物體到鏡面的距離；玻璃板既能反射光線，又能透過光線。

【解析】(1)由于反射光線、入射光線和法線都在同一平面內(nèi)，當紙板沿ON向后折后，兩塊紙板不在同一平面上，所以在NOF面上就看不到反射光線了，因此這個現(xiàn)象說明了：反射光線、入射光線和法線都在同一平面內(nèi)。

如果讓光線逆著OF的方向射向鏡面，這時的入射角為原來的反射角，根據(jù)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(fā)現(xiàn)光線原路返回，也就是說，在反射現(xiàn)象中，光路是可逆的。

(2)平面鏡成像的原理是光的反射；

完全一樣的蠟燭是為了比較物體與像的大小關(guān)系。用完全相同的物體代替，這種實驗方法叫等效代替法，小明拿一支大小和點燃蠟燭相同的蠟燭移動到A′處時，它跟像完全重合，這說明蠟燭A′就是蠟燭A在平面鏡中所成的像，又因為兩支蠟燭大小相同，實驗現(xiàn)象說明平面鏡所成的像的大小與原物體大小相等；

用刻度尺分別測出其到玻璃板的距離，并進行比較可知，這兩個距離是相同的，這表明：像到鏡面的距離等于物體到鏡面的距離；

在實驗中用玻璃板代替平面鏡，主要是利用玻璃的透光性，可以觀察到玻璃板的另一側(cè)，便于確定像的位置。

2.(2020湖北武漢)在探究平面鏡成像特點的實驗中:

(1)如圖甲所示，在水平桌面上鋪張大紙，將玻璃板豎立在紙上，沿著玻璃板在紙上畫條直線，這條直線代表__________的位置；

(2)把一支點燃的蠟燭A放在玻璃板前面，可以看到它在玻璃板后面的像，再拿一支外形相同但不點燃的蠟燭B，豎立著在玻璃板后面移動，直到看上去蠟燭B跟蠟燭A的像完全重合。若在蠟燭B和玻璃板之間豎直放置一張不透明的白紙，則從C處一定能看到的是____(填“蠟燭B”、“蠟燭A的像”、“蠟燭B的像”或“蠟燭A的像和蠟燭B”)；

(3)一束光從空氣斜射向這塊玻璃，并穿過玻璃進入空氣中。請在圖乙中畫出這束光進入玻璃和離開玻璃后的光線。(要求標出法線)(      )

【答案】 (1) 平面鏡  (2) 蠟燭A的像    (3)

【解析】(1)在水平桌面上鋪張大紙，由于玻璃的透光性，便于確定像的位置，將玻璃板豎立在紙上，沿著玻璃板在紙上畫條直線，這條直線代表平面鏡的位置。

(2)平面鏡成像原理是：光的反射，蠟燭A發(fā)出的光，經(jīng)平面鏡反射后，反射光線達到人的眼睛內(nèi)，逆著反射光線看去，感覺光是由蠟燭A的像發(fā)出的，故在C一定能看見蠟燭A的像。

(3)過O點做法線，當光從空氣中斜射入玻璃中時，入射角小于折射角，再過點做法線，光線玻璃中斜射入空氣中，此時，折射角大于入射角，如下圖所示。

3.(2020湖南常德)如圖所示是“探究平面鏡成像特點”的實驗裝置，把一支點燃的蠟燭A放在玻璃板的前面，再拿另一支外形相同的蠟燭B豎立著在玻璃板后面移動，直到看上去跟蠟燭A的像完全重合，這個位置就是像的位置，在白紙上記下A和B的位置。移動點燃的蠟燭，重做多次實驗。

(1)實驗過程中用玻璃板代替平面鏡的目的是_______；

(2)移去蠟燭B，在其位置上豎立光屏，在光屏上_________(選填 “能”或“不能”)承接到蠟燭A的像，說明所成的像是_______像。

(3)將蠟燭A靠近玻璃板，所成像的大小將________。(選填“變大”“變小”或“不變”)。

【答案】 (1)便于確定像的位置  (2)不能   虛    (3) 不變

【解析】(1)玻璃板是透明的，用玻璃板代替平面鏡是為了便于確定像的位置和便于比較物與像的大小關(guān)系。

(2)光屏能夠承接到的像是實像，移去蠟燭B，在其位置上豎立光屏，在光屏上不能承接到像，說明平面鏡成的像是虛像。

(3)平面鏡成的像與物關(guān)于平面鏡對稱，像與物的大小相同，將蠟燭A靠近玻璃板，所成像的大小不變。

4．(2020蘇州)用如圖所示的裝置探究平面鏡成像特點。

(1)組裝器材時，要使玻璃板與水平桌面相互   。實驗中選用兩只完全相同的棋子A、B，其目的是為了比較像與物   的關(guān)系；

(2)若在棋子A的像的位置上放一光屏，光屏上   (能/不能)呈現(xiàn)出像；

(3)若將玻璃板繞底邊向棋子B一側(cè)翻轉(zhuǎn)90°，則在此過程中，棋子A的像大小變化情況是   。棋子A頂端與其像之間的距離變化情況是   。

【答案】(1)垂直；大??；(2)不能；(3)不變；先變大后變小。

【解析】(1)為了比較物像大小和確定像的位置，實驗時玻璃板應(yīng)該垂直放置；

根據(jù)實驗要求，選擇兩棋子的規(guī)格是完全相同的，目的是通過比較看出像與物大小的關(guān)系；

(2)平面鏡成的是虛像，是由反射光線的反向延長線會聚而成的，所以不能成在光屏上；

(3)平面鏡成的像與物大小相同，和物到鏡的距離無關(guān)，人們感覺到的近大遠小是一種視覺效果，不影響真實的大小。所以將玻璃板繞底邊向棋子B一側(cè)翻轉(zhuǎn)90°，則在此過程中，棋子A的像大小變化情況是不變。將玻璃板繞底邊向棋子B一側(cè)翻轉(zhuǎn)90°，則在此過程中，像與物關(guān)于鏡面是對稱的，棋子A頂端與其像之間的距離變化情況是先變大后變小。

5.(2020山西模擬)如圖是“探究光的反射規(guī)律”的實驗裝置，其中ABCD是白色硬紙板制成的光屏，并能沿ON折轉(zhuǎn)，ON垂直于CD。

(1)實驗時，將光屏        放置在平面鏡上，讓一束光緊貼光屏射向鏡面上的O點，可在光屏上看到反射光，如圖甲：將光屏右半部分向后折轉(zhuǎn)任意角度，光屏上都看不到反射光，如圖乙。說明反射光線、入射光線與法線在          。

(2)某同學的實驗數(shù)據(jù)如上表，其中有一組數(shù)據(jù)測錯了，這組數(shù)據(jù)是第      次實驗的，原因可能是將反射光線與          的夾角當成反射角。

【答案】(1)垂直；同一平面內(nèi)；(2)4；平面鏡。

【解析】(1)實驗時，將光屏垂直放置在平面鏡上，讓一束光緊貼光屏射向鏡面上的O點，可在光屏上看到反射光，如圖甲；將光屏右半部分向后折轉(zhuǎn)任意角度，光屏上都看不到反射光，如圖乙。說明反射光線、入射光線與法線在同一平面內(nèi)；

(2)根據(jù)反射定律，反射角等于入射角，反射角是反射線與法線的夾角，入射角是入射線與法線的夾角，某同學的實驗數(shù)據(jù)如上表，其中有一組數(shù)據(jù)測錯了，這組數(shù)據(jù)是第4次實驗的，原因可能是將反射光線與平面鏡的夾角當成反射角。

6.(2020岳陽模擬)下圖是小芳同學探究“平面鏡成像的特點”實驗裝置。

(1)在實驗中用透明的玻璃板代替平面鏡，主要是利用玻璃透明的特點，便于     。

(2)在豎立的玻璃板前放一支點燃的蠟燭M，可以看到玻璃板后面出現(xiàn)蠟燭的像。小明拿另一支大小相同的蠟燭N在玻璃板后面移動，直到它跟蠟燭M的像完全重合。由此可以得出的結(jié)論是_______________。

(3)實驗時，小芳同學應(yīng)在_________(填“M”或“N”)側(cè)觀察蠟燭M經(jīng)玻璃板所成的像。

(4)細心的小芳透過玻璃觀察蠟燭M的像時，看到在像的后面還有一個較模糊、與像有部分重疊的像，出現(xiàn)兩個像的原因是______________________________。

(5)經(jīng)過三次實驗，記錄的像A'、B'、C'與物A、B、C對應(yīng)的位置如圖乙所示。為了得到更多的實驗結(jié)論，接下來小明應(yīng)該進行的操作是：____________________________。

【答案】⑴確定像的位置；⑵像和物大小相等；⑶M(4)玻璃板比較厚，蠟燭經(jīng)過兩個反射面都會形成像(5)連接對應(yīng)的像點和物點，判斷連線是否和鏡面垂直.

【解析】(1)在實驗中用透明的玻璃板代替平面鏡，主要是利用玻璃透明的特點，便于確定像的位置(或比較像和物的大小).

(2)在豎立的玻璃板前放一支點燃的蠟燭M，可以看到玻璃板后面出現(xiàn)蠟燭的像。小明拿另一支大小相同的蠟燭N在玻璃板后面移動，直到它跟蠟燭M的像完全重合。由此可以得出的結(jié)論是像和物大小相等。

(3)實驗時，小芳同學應(yīng)在M側(cè)觀察蠟燭M經(jīng)玻璃板所成的像。

(4)細心的小芳透過玻璃觀察蠟燭M的像時，看到在像的后面還有一個較模糊、與像有部分重疊的像，出現(xiàn)兩個像的原因是玻璃板比較厚，蠟燭經(jīng)過兩個反射面都會形成像。

(5)經(jīng)過三次實驗，記錄的像A'、B'、C'與物A、B、C對應(yīng)的位置如圖乙所示。為了得到更多的實驗結(jié)論，接下來小明應(yīng)該進行的操作是：連接對應(yīng)的像點和物點，判斷連線是否和鏡面垂直；測出像點和物點到玻璃板的距離進行比較(說出其一即可)。

7.(2020海南模擬)在探究凸透鏡成像規(guī)律時，如圖甲所示，將A凸透鏡固定在光具座上35cm刻線處，將點燃的蠟燭放置在光具座上5cm刻線處，移動光屏，使燭焰在光屏上成清晰的像，由A凸透鏡成像中物距和像距的變化關(guān)系畫出圖像如圖乙所示；接著他保持蠟燭的位置不變，將凸透鏡A換為凸透鏡B并保持位置不變，移動光屏，使燭焰在光屏上成清晰的像，如圖丙所示.

(1)請根據(jù)上述實驗現(xiàn)象和凸透鏡成像規(guī)律判斷：凸透鏡A的焦距是      cm，凸透鏡A的焦距      凸透鏡B的焦距(選填“大于”、“小于”或“等于”).

(2)在甲圖中，保持凸透鏡不動，把蠟燭向右移動5cm，要想在光屏上再次得到清晰的像，應(yīng)該把光屏向______(選填“左”、“右”)移動一段距離，像將______(選填“變大”、“變小”或“不變”).

(3)圖丙所示的實驗現(xiàn)象可以說明_______的成像特點(選填“照相機”、“幻燈機”或“放大鏡”)；若將遠視眼鏡放在蠟燭與凸透鏡之間，光屏上原來清晰的像變模糊了，若保持凸透鏡和光屏的位置不動，應(yīng)使蠟燭________(選填“靠近”、“遠離”)凸透鏡，則又能在光屏上看到蠟燭清晰的像.

【答案】(1)10；小于；(2)右；變大；(3)靠近。

【解析】(1)根據(jù)圖乙可知，當u=v=20cm時，蠟燭成等大的實像，這時u=v=2f，所以f=10cm，即凸透鏡A的焦距是10cm。設(shè)凸透鏡B的 焦距為f_B，由圖丙知f_B＜30cm＜2f_B,所以15cm＜f_B＜30cm，所以凸透鏡A的焦距小于凸透鏡B的焦距。

(2)原來蠟燭距離凸透鏡30cm，蠟燭右移5cm后，物距變?yōu)?/span>25cm，根據(jù)凸透鏡成像特點，物距變小，像距變大，所以光屏應(yīng)向右移動，像距比原來更大，所以像將變大；

(3)圖丙所示實驗中，蠟燭通過凸透鏡成放大倒立的實像，與幻燈機的工作原理一致；把遠視眼鏡放在蠟燭與凸透鏡之間，遠視眼鏡相當于一個放大鏡，所以通過透鏡B成像的是蠟燭的放大的虛像，像的位置在蠟燭的左側(cè)，要想還在原來的裝置上成像，需要蠟燭靠近透鏡，使其通過遠視眼鏡所成的放大虛像在原來蠟燭的位置上。

8.(2020江蘇徐州模擬)五一期間小紅隨父親到宜昌市磨基山公園游玩，小紅父親用照相機拍攝了夷陵長江大橋的清晰照片，小紅發(fā)現(xiàn)相機中橋的像有點小，提議能否把橋的像拍得更大一些，她父親便更換相機鏡頭后在原地又拍攝了一張夷陵長江大橋的清晰照片，如圖12甲所示，兩次成像的大小不同是什么原因造成的呢？她猜想可能是兩個鏡頭的焦距不同造成的。為了驗證這一想法，返校后，她在學校實驗室找來了一只蠟燭、焦距分別為5cm和10cm的兩個凸透鏡、光具座、光屏等器材進行了以下探究：

(1)如圖乙所示，她先將f=5cm的凸透鏡固定在光具座50cm刻度處，再將蠟燭放在光具座10cm刻度處，移動光屏，使光屏上出現(xiàn)清晰的像，此時的像是一個倒立、_____的實像。

(2)接下來她換用f=10cm的凸透鏡，仍然固定在光具座50cm刻度處，為了再次得到清晰的像，她應(yīng)該保持_______不變，移動________，直到出現(xiàn)清晰的像為止。

(3)對比兩次實驗中像的大小，發(fā)現(xiàn)第二次成的像比第一次稍大，據(jù)此小紅得出的結(jié)論是：_________。

(4)用照相機拍照時，要想成的像更大，除了更換相機鏡頭外，還可以____________。

【答案】(1)縮?。?/span>(2)蠟燭位置(或物距)；光屏；(3)在物距相同時，焦距越大，像越大；(4)靠近物體(或減小物距)。

【解析】(1)由圖乙可知，此時u=40cm>2f，成倒立、縮小的實像；(2)為探究像的大小與焦距的關(guān)系，應(yīng)換用不同焦距的凸透鏡，保持物距不變，移動光屏，直至出現(xiàn)清晰的像為止，觀察并記錄像的特點；(3)第二次成像比第一次稍大，可得結(jié)論：在物距相同時，焦距越大，像越大；(4)用照相機拍照時，要想成的像更大，除了更換相機鏡頭外，還可以減小物距，將相機靠近被拍攝的物體。