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专题03 光学实验-备战 中考物理常考热点实验攻略（人教版）
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专题03 光学实验（解析版）
目录
实验一、探究光反射时的规律 1
实验二、探究平面镜成像的特点 7
实验三：探究光折射时的特点 15
实验四：探究凸透镜成像的规律 21
实验一、探究光反射时的规律
【实验目的】验证光的反射定律。即：共面（反射光线、入射光线与法线在一个平面内）、分居（反射光线与入射光线分居法线两侧）、等角（反射角等于入射角）和可逆（光路是可逆）。
【实验器材】平面镜一块、激光笔一支、带刻度的折板光屏一块、支架等。
【实验步骤】一、按图组装器材
二、根据图甲沿折板平面用激光笔射出一束光线，观察入射光线和反射光线，并记录入射角和反射角；数据填入表格。
三、改变入射光线方向（入射角）重复上述实验并记录表格。
次数
入射角
反射角
1
2
3
…
四、沿折板中轴（N）将折板F向后转动，观察反射光线是否仍在F上。
五、选择一次实验，沿原反射光线反方向改变入射光线，观察反射光线判断光路可逆性。
六、整理器材。
【实验结论】共面（反射光线、入射光线与法线在同一平面内）、分居（反射光线、入射光线分别位于法线两侧）、等角（反射角等于入射角）。
【考向点拨】
1.验证三线共面：沿折版中轴折转光屏是否还能看见反射光线；
2.验证分居：观察反射光线、入射光线是否在中轴两侧；
3.验证等角：通过量角器测量或带有刻度的折板光屏测量；
4.观察光路是否可逆：沿原反射光线路径改变入射光线，观察反射光线；
5.漫反射：能看见光线的传播方向说明折板发生了漫反射；
6.改变入射角（改变入射光线方向），进行多次实验的目的：寻找实验结论的普遍性；
7.光线的理想化模型：观察激光笔射出的光线即可构建用带箭头的直线表示光的传播方向和路径；
8.折转光屏用白色的目的：显示光线的路径；
9.实验应选较暗的环境目的是：便于观察实验现象；
10.实验时，折板应与平面镜垂直的目的：否则折板上看不到反射光；
11.当光垂直镜面入射时，入射角为零，为什么看不到反射光线：有反射光线，但反射角也为零，反射光线与入射光线在一条直线上。
【典例1】（2021·青海）在“探究光的反射规律”的实验中，小莉设计了如图所示的实验，平面镜放在水平桌面上，纸板可绕ON转动。
（1）实验前，应将纸板______放置于平面镜上。一束光EO贴着纸板A绕入射点O沿逆时针方向转动，可观察到反射光束OF沿______时针方向转动；
（2）某时刻入射光线与镜面夹角为30°时，其反射角等于______；
（3）将纸板A、B置于同一平面，一束光贴着纸板B沿FO射到O点，反射光束将沿图中的OE方向射出，说明光在反射时______；
（4）在纸板前从不同方向都可以看到入射光EO的径迹，这是因为光在纸板上发生了______反射。
【答案】①竖直（垂直）；②顺；③60°；④光路可逆；⑤漫。
【解析】（1）为了能清晰的在纸板上显示光的传播径迹，需将纸板垂直与平面镜放置。
光EO贴着纸板A绕入射点O沿逆时针方向转动时，入射角变大，反射角始终等于入射角，所以反射角也会随之变大，所以反射光束OF沿顺时针方向转动。
（2）入射光线与镜面的夹角为30°时，入射角为60°，反射角等于入射角，所以反射角也为60°。
（3）将光沿着反射光线的位置入射，反射光将沿着原来入射光线的位置被反射，说明在反射现象中，光路是可逆的。
（4）发生漫反射时，反射光朝四面八方。在纸板前从不同方向都可以看到入射光EO的径迹，说明光在纸板上发生了漫反射。
【典例2】（2021·衡阳）如图所示，是陈涛同学探究光的反射规律的实验。他进行了下面的操作：
（1）如图甲，让一束光贴着纸板沿某一个角度射到O点，经平面镜的反射，沿另一个方向射出，在纸上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。改变光束的入射角度，多做几次，取下纸板，用量角器测量ON两侧的∠i和∠r，得到的结论是反射角 入射角（选填“大于”、“等于”或“小于”）；
（2）如图乙，纸板ENF是用两块纸板连接起来的，把半面纸板NOF向前折或向后折，这时在NOF上看不到反射光线，说明反射光线、入射光线与法线 同一平面内（选填“在”或“不在”）；
（3）使入射光线逐渐靠近法线ON，可观察到反射光线 （选填“靠近”或“远离”）法线；
（4）如果让光线逆着OF的方向射向镜面，会发现反射光线沿着OE方向射出，这表明：在光的反射现象中， ；
（5）陈涛同学还想用图丙和图丁模拟镜面反射与漫反射，照图丙那样，把几根细针垂直入一张硬纸板中，表示法线，当入射光线平行射到各入射点时，反射光线将平行射出。随后将纸板随意弯折，如图丁所示，这时会看到“法线”不再平行，当入射光线平行射到各入射点上时，反射光线 （选填“平行”或“不平行”），根据你所学的知识判断，漫反射 （选填“遵循”、“不遵循”）光的反射定律。
【答案】（1）等于；（2）在；（3）靠近；（4）光路是可逆的；（5）不平行；遵循。
【解析】（1）改变光束的入射角度，多做几次，取下纸板，用量角器测量ON两侧的∠i和∠r，会发现反射角等于入射角；
（2）如图乙，把半面纸板NOF向前折或向后折，这时，在NOF上看不到反射光线，说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。此时，反射光依然存在；
（3）若将入射光线逐渐靠近法线ON，则入射角减小，反射角等于入射角，所以反射光线也靠近法线；
（4）由让光线逆着OF的方向射向镜面，会发现反射光线沿着OE方向射出可知，将反射光线改为入射光线，光路图照样成立，体现了光路是可逆的；
（5）随后将纸板随意弯折，根据图丁可知，会看到“法线”不再平行，当入射光线平行射到各入射点上时，反射光线不平行，但漫反射仍然遵循光的反射定律。
1．如图所示，课堂上，老师用一套科学器材进行“研究光的反射定律”的实验演示，其中有一个可折转的光屏。
（1）光屏在实验中的作用是_____；
（2）课后，某同学利用一套实验器材，选择入射角分别为15°、30°、45°的三条光线进行实验，结果得到了不同的数据，如图所示。经检查，三次试验中各角度的测量值都是准确的，但总结的规律却与反射定律相违背。你认为其中的原因是_____。多次实验的目的为：______；
实验次数
入射角
反射角
1
15°
75°
2
30°
60°
3
45°
45°
将图中的数据改正后，由此表格得出结论：______；
（3）如图甲，当E、F在同一平面上时。让入射光线AO沿纸板E射向镜面，在F上可看到反射光线OB，如图乙，若将F面向后折，F面上______（填“有”或“没有”）反射光，此时反射光线的位置______（填“有”或“没有”）改变；
（4）在实验过程中，若将纸板倾斜，如图丙所示，让光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面，此时反射光线与入射光线______（填“在”或“不在”）同一平面内，在纸板上______（填 “能”或“不能”）看到反射光线；
（5）如图甲乙，得出的结论：在反射现象中，______。
【答案】显示光线传播路径；把反射光线与平面镜所成的角当作了反射角；使实验的结论更具普遍性；反射角等于入射角；没有；没有；在；不能；反射光线与入射光线、法线在同一平面内。
【解析】（1）[1]由于光线直接观察比较困难，可以让光线紧贴粗糙的硬纸板，光线在纸板上发生漫反射，便于在各个方向观察光线的路径。故光屏的作用是显示光线的传播路径。
（2）[2]反射角是反射光线与法线所成的角，法线与平面镜垂直，所以反射角同反射光线与平面镜所成的角互余，从表格数据关系可知，错误的原因是错把反射光线与平面镜所成的角当作了反射角。
[3]本实验的目标是寻找光的反射规律，为了减小实验的偶然性，使结论更具普遍性，应多次实验。故多次实验的目的是使结论更具普遍性。
[4]更正数据后，由表格中的数据可知，反射角总是与对应的入射角大小相等，故结论为反射角等于入射角。
（3）[5][6]当纸板F向后折时，由于入射光线和反射面均没有改变，故反射光线的位置不变，反射光线与入射光线、法线仍在同一平面内，而此由于纸板F向后折时，F与E就不在同平面内了，故无法在F上看到反射光线。
（4）[7][8]如果纸板不与平面镜垂直，此时法线仍与平面镜是垂直的，即纸板此时不在入射光线与法线所在平面内了，根据光的反射定律，反射光线与入射光线、法线仍然在同平面内，故无法在纸板上看到反射光线。
（5）[9]由甲乙两图可知，当纸板F与E在同平面时，即与入射光线和法线所在平面共面时，可以看到反射光线，而F向后折，不与E处于同一平面时，无法看到反射光线，故反射光线与反射光线、法线在同一平面内。
2．下面是小明在研究光的反射规律时的主要步骤：
实验次数
入射角 ∠ i
反射角 ∠ r
1
30°
2
42°
42°
3
60°
60°
（1）请根据如图（甲）所示实验装置，把下面的操作按正确顺序排列出来：______；
A．改变光束的入射方向，再重做一次，换另一种颜色的笔，记录光的径迹；
B．取下纸板，用量角器测量ON两侧的入射角∠i和反射角∠r，并记入表中；
C．把一个平面镜放在水平桌面上，再把用NOE和NOF两块纸板连接成一张纸板ENF竖直地立在平面镜上，纸板上的轴线ON垂直于镜面，如图甲所示；
D．让一束光贴着纸板沿某角度入射到O点，经平面镜反射，沿另一个方向射出，在纸板上用笔描出入射光和反射光的径迹；
（2）正确操作所测得的数据如表所示，分析表中的数据所得的结论是：在光的反射现象中，______；
（3）为了方便同学们观察，则光在纸板NOE上发生的是______（选填“镜面”或“漫”）反射；
（4）在实验中，如果让光逆着反射光路的方向射到平面镜，那么反射光恰好与入射光路重合，这说明在反射时，光路是______；
（5）如图乙所示，把纸板NOF向后折，保持一束光贴着纸板NOE沿某角度入射到O点，发现纸板NOF上没有反射光，但此时反射光______（选填“仍存在”或“不存在”）。
【答案】CDAB；反射角等于入射角；漫；可逆的；仍存在。
【解析】（1）[1]研究光的反射规律，要先组装好器材，做出第一组入射光线和反射光线，然后改变入射角再做几次，最后取下纸板测得反射角和入射角的数据，并将数据填入表中进行分析，所以顺序是CDAB。
（2）[2]根据表中的数据可以得出的结论是：在光的反射现象中，反射角等于入射角。
（3）[3]纸板NOE凹凸不平，光在纸板NOE上发生的是漫反射，从各个方向看到光的传播路径。
（4）[4]如果让光逆着反射光路的方向射到平面镜那么反射光恰好与入射光路重合，这说明光在发生反射时，光路是可逆的。
（5）[5]保持一束光贴着纸板NOE沿某角度入射到O点，把纸板NOF向后折，由于反射光线、入射光线和法线在同一平面内，所以在纸板上不能观察到反射光线，此时反射光线仍是存在的。
3．如图为某实验小组“探究光的反射规律”的实验装置，平面镜M放在水平桌面上，E、F是两块粘接起来的硬纸板，而且F板可绕ON转动。
（1）使用可以旋转的硬纸板，其目的是______；______；
（2）将入射光线AO向ON靠近时，看到反射光线OB______（选填 “靠近”或“远离”）ON；
（3）若将一束光贴着纸板F沿BO射向O点，光将沿图中______的方向射出，说明在光的反射现象中，光路是______的；
（4）无意中，小明看到自己在平面镜中的像是______（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的______（选填“实”或“虚”）像；
（5）某同学在实验时，让入射光线AO沿纸板E射向镜面，然后转动纸板F，并使其与纸板E在同一平面内，但在F上没有发现反射光线，其原因可能是______。
【答案】呈现光路；验证反射光线与入射光线及法线在同一平面内；靠近；OA；可逆；等大；虚；硬纸板没有竖直放置。
【解析】（1）[1][2]实验需要观察光的传播路径和探究入射光线、反射光线和法线的关系，硬纸板可以呈现光路，因为能够旋转，可以验证反射光线与入射光线及法线在同一平面内。
（2）[3]若将AO靠近ON，入射角减小，反射角等于入射角，所以OB也靠近法线。
（3）[4][5]当光逆着原来的反射光线入射时，反射光线也逆着原来的入射光线反射出去，即将一束光贴着纸板F沿BO射到O点，光将沿图中的OA方向射出，这说明在反射现象中光路是可逆的。
（4）[6][7]平面镜所成的像是正立、等大的虚像，所以小明看到自己在平面镜中的像是等大的虚像。
（5）[8]当E、F在同一平面上时，让入射光线AO沿纸板E射向镜面，在F上没有发现反射光线，这说明硬纸板没有与镜面垂直，反射光线从其他方向射出。
实验二、探究平面镜成像的特点
【实验目的】探究平面镜成像规律。即等大（像与物大小相等）、等距（像与物到平面镜的距离相等）、对称（像与物相对于平面镜对称）、反向（像与物左右位置相反）、虚像（像是虚像）。
【实验器材】玻璃板一块、相同的蜡烛两支、光屏一块、火柴一盒、刻度尺和支架等。
【实验步骤】一、按图组装器材。在玻璃板的一侧立一支点燃的蜡烛，观察另一侧蜡烛的像。
二、将光屏置于像的位置，不透过光屏观察光屏上有无蜡烛的像。
三、将另一支未点燃的蜡烛置于像的位置，比较两只蜡烛的大小关系。
四、移动蜡烛的位置，观察像的大小有无变化。
五、用刻度尺量出两支蜡烛到平面镜的距离。
六、通过平面镜观察像与物的左右位置关系。
七、重复上述步骤并记录实验数据于表格。
次数
像与物的大小关系
物到平面镜距离（cm）
像到平面镜的距离（cm）
物像连线与平面镜的关系
像与物的左右位置关系
像的
虚实
位置1
位置2
位置3
…
八、整理器材。
【实验结论】等大（像与物大小相等）、等距（像与物到平面镜的距离相等）、对称（像与物以平面镜为对称轴）、垂直（像与物对应点的连线垂直于平面镜）、虚像（平面镜成像是虚像）。
2.考查内容
考查方向
解答思路
光的反射
【考向点拨】
1.平面镜成像原理：光的反射（镜前可以观察到像，镜后无法看到）；
2.用两支相同蜡烛的目的：为了比较像与物的大小关系；
3.点燃蜡烛目的：清楚的观察成像；
4.实验方法：等效替代法；
5.多次实验的目的：实验结论具有普遍性（寻找普遍规律）；
6.等距验证：利用刻度尺进行测量；
7.对虚像的理解：光屏（物在平面镜中像的位置）无法呈接到像；
8.对对称的理解：通过观察可见像与物左右位置相反；
9.实验出现误差的原因：刻度尺与平面镜不垂直、实验装置安装存在问题；
10.实验应选较暗的环境目的是：便于观察实验现象；
11.用玻璃板代替平面镜的目的：便于观察和确定像的位置，比较物像大小关系；
12.实验应选较薄的玻璃板的目的：玻璃板前后表面可以各成一个像，玻璃板较厚时，两个像会产生错位，难以确定像的位置；
13.实验中使用两只完全相同的蜡烛的目的：比较像与物的大小关系。
【典例1】（2021·嘉兴）某科学兴趣小组用如图所示装置研究平面镜成像特点。探究像距与物距关系时的实验步骤如下：
①在水平桌面上铺上白纸，将玻璃板竖立在白纸中间位置，记下玻璃板的位置；
②将点燃的蜡烛放在玻璃板前面，再拿另一支大小相同的未点燃的蜡烛竖立在玻璃板后面移动，直到看上去它跟玻璃板前面那支蜡烛的像完全重合，用笔记下两支蜡烛的位置；
③移动点燃的蜡烛到另一个位置，重复上述实验；
④用直线连接每次实验中的蜡烛和它的像的位置，用刻度尺测量出每次的物距和像距，记录数据如表。
次数
物距/cm
像距/cm
1
5.0
5.0
2
8.0
8.0
3
12.0
12.0
（1）等效替代法是指在研究中，因实验本身的限制，要用与实验对象具有相似或共同特征的对象来替代的方法。本实验中用到的等效替代法具体体现在______ 。
（2）分析表格中的数据，可得出的结论是______ 。
（3）实验中，有同学用一张白纸挡在玻璃板和像之间，你认为该同学还能观察到蜡烛的像吗？并说出你的理由。______ 。
【答案】用未点燃的蜡烛替代像；像距等于物距；能；平面镜成像的原理是光的反射所成的虚像。
【解析】（1）本实验中用到的等效替代法具体体现在用未点燃的蜡烛替代像；
（2）根据表格数据分析可得像距等于物距；
（3）用一张白纸挡在玻璃板和像之间，该同学还能观察到蜡烛的像，因为平面镜成像的原理是光的反射所成的虚像。
故答案为：（1）用未点燃的蜡烛替代像；（2）像距等于物距；（3）能，平面镜成像的原理是光的反射所成的虚像。
【典例2】（2021·云南）如图1所示，用两根完全相同的蜡烛和一块厚玻璃板探究“平面镜成像的特点”。
（1）用透明玻璃板代替平面镜的目的是可以确定像的 。实验中有同学从蜡烛一侧透过玻璃板看到像有“重影”，其原因可能是玻璃板的前后表面都发生了光的 射。改善“重影”问题的办法是 。解决问题后，移动点燃的蜡烛，多次测量并分析得出结论。
（2）小明发现上述实验中难于准确测量像和物到玻璃板的距离，且未用大小不同的物体进行多次实验，就得出了像与物大小的关系，于是他换用一些完全相同的木块进行实验。
①如图2甲所示，将一组木块置于玻璃板前，改变该组木块的位置，进行三次实验，用笔在白纸上标记出每次像和物的位置，如图2乙所示。根据对应顶点就能准确测出相应的距离，再将白纸沿 （选填“EF”或“GH”）对折，若像和物的对应顶点都 ，则证明平面镜所成的像和物具有对称性。
②如图3所示，用叠加的方法改变物的大小进行实验，记录数据如下表。分析可知平面镜所成的像与物的大小 。
木块的位置
保持不变
物的大小（玻璃板前木块的个数/个）
1
2
3
像的大小（玻璃板后木块的个数/个）
1
2
3
（3）某小组在较暗的环境中实验时，发现木块的像较暗、不易辨识，联系日常照镜子的经验，解决方法是 （选填“照亮木块的像”或“照亮木块”）。
【答案】（1）位置；反；用较薄的玻璃板；（2）①GH；重合；②相等；（3）照亮木块。
【解析】（1）透明的玻璃板，可以观察到玻璃板的另一侧，便于观察并确定像的位置；
玻璃板的前后表面都会发生反射现象，造成重影；
玻璃板如果薄，两个像距离近，测量误差小，实验效果好，所以为了改善“重影”，可以选择较薄的玻璃板；
（2）①实验中应该将实验数据沿平面镜的位置对折，即为GH，若像和物的对应顶点都重合，说明平面镜所成的像和物具有对称性；
②分析表格数据可知，玻璃板前后木块的个数始终相等，说明平面镜所成的像与物的大小相等；
（3）物体成像要清晰，就必须让木块有足够光线射向平面镜才能成像，所以应该照亮木块。
故答案为：（1）位置；反；用较薄的玻璃板；（2）①GH；重合；②相等；（3）照亮木块。
1．小彤同学在“探究平面镜成像的特点”的实验情景如图所示：
（1）用玻璃板代替平面镜做实验时，会看到两个不重合的像，分别是玻璃板前后两个面反射形成的，为消除此现象可选用___________（选填“厚”或“薄”）一些的玻璃板代替平面镜。玻璃板不仅可以成像，还便于确定像的___________。为了便于比较像与物的大小关系，蜡烛A、B应选择外形_________（选填 “相同”或“不相同”）的。
（2）将点燃的蜡烛A竖立在玻璃板的前面，将__________（选填“点燃”或“未点燃”）的蜡烛B竖立在玻璃板后面并移动，直到看上去蜡烛B跟蜡烛A的像完全重合；
（3）标记蜡烛A、B的位置，测得蜡烛B到玻璃板的距离________（选填“小于”、“等于”或“大于”）蜡烛A到玻璃板的距离；
（4）当蜡烛A远离玻璃板时，像的大小______（选填“变小”、“不变”或“变大”）；
（5）将光屏竖立在像的位置（与玻璃板平行），光屏上无法呈现蜡烛A的像，说明平面镜所成的像是_________（选填 “虚”或“实”）像。
【答案】薄；位置；相同；未点燃；等于；不变；虚。
【解析】（1）[1]因为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面，会出现两个像，影响到实验效果，所以应选用薄玻璃板，玻璃板越薄两个面成的像越近，对实验影响越小。
[2][3]将玻璃板垂直放置在水平桌面上，这样能透过玻璃板观察到像，便于确定像的位置；
为了比较像与物的大小关系，实验中应选择两只完全相同的蜡烛。
（2）[4]将点燃的蜡烛A竖立在玻璃板的前面，将未点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面并移动，直到看上去蜡烛B跟蜡烛A的像完全重合；这是为了像和物大小关系。
（3）[5]标记蜡烛A、B的位置，通过测量可知，B到镜面的距离等于蜡烛A到镜面的距离。
（4）[6]像与物大小相等，因此若将蜡烛A远离玻璃板时，则像将远离玻璃板移动；像的大小不变。
（5）[7]将光屏竖立在像的位置（与玻璃板平行），光屏上无法呈现蜡烛的像，由于虚像不能成在光屏上，所以平面镜成的是虚像。
2.如图是小红“探究平面镜成像特点”的情景：小红的实验装置是：竖立的透明玻璃板下方放一把直尺，直尺与玻璃板垂直；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）小红选择玻璃板代替镜子进行实验的目的是______，这种实验方法物理上称为______。
（2）所用刻度尺的作用是便于比较像与物______关系。
（3）选取两段完全相同的蜡烛是为了比较像与物的______关系。
（4）实验过程中若发现怎么移动蜡烛B都无法与蜡烛A的像重合，试分析其原因：______。
（5）移去后面的蜡烛B，并在其所在位置上放一光屏，则光屏上_____接收到蜡烛烛焰的像（填“能”或“不能”）。所以平面镜所成的像是_____（填“虚”或“实”）。
（6）为证实上述有关成像特点是否可靠，你认为应采取下列哪一项操作？______。
A.保持A、B两支蜡烛的位置不变，多次改变玻璃板的位置进行观察
B.保持玻璃板位置不变，多次改变A蜡烛的位置，进行与上述（2）相同的操作
【答案】便于确定像的位置和大小；等效替代法；到平面镜的距离大小；大小；玻璃与桌面没有垂直；不能；虚；B。
【解析】（1）[1] [2]玻璃板即可以反射光线成像，又可以让光线透过，便于确定像的位置和大小，用没有点燃的蜡烛来替代点燃的蜡烛，用的是等效替代法。
（2）[3]实验中分别测出像和物到平面镜的距离，是为了比较像与物到平面镜的距离。
（3）[4]实验中让像和没有点燃的蜡烛完全重合，目的是为经比较像与物的大小关系。
（4）[5]如果平面镜没有和桌面完全垂直，像就不会成在桌面上，故像与物不能完全重合，是因为平面镜没有和桌面垂直。
（5）[6] [7]平面镜反射成像是因为反射光线反射延长线的交点形成的，并不是实际光线汇聚而成，所以不能在光屏上承接，故像是虚像。
（6）[8]实验中，为了使结论具有可靠性，可以多次改变物体的位置，记录对应像的位置，比较像的大小关系和像距和物距的关系。故A不符合题意，B符合题意。故选B。
3.为完成“探究平面镜成像特点”实验，小芳选择了如图所示的实验装置。
（1）小芳用玻璃板代替平面镜的目的是_______。
（2）小芳把点燃的蜡烛A放在玻璃板前，还要在玻璃板的后面放一支外形相同但没有点燃的蜡烛B，小芳应在_______（选填“A”或“B”）蜡烛一侧观察玻璃板中的像；
（3）当把蜡烛靠近玻璃板时，蜡烛在玻璃板所成像的大小将_______（选填“变大”“不变”或“变小”
（4）移去蜡烛B，在其原位置放置一块光屏，光屏上不能得到蜡烛A的像，说明平面镜所成的像是_______（选填“实像”或“虚像”）；
（5）实验中，发现在水平桌面上无论怎样移动蜡烛B，都与蜡烛A的像无法完全重合，你认为原因可能是_______。
（6）如图所示，仅将玻璃板由图中甲的位置水平向右平移至乙的位置时，蜡烛A的成像情况是_______（选题字母代号）。
A.蜡烛成像仍在B处 B.蜡烛成像在B处右侧 C.蜡烛无法通过玻璃板成像
【答案】便于确定像的位置；A；不变；虚像；平面镜与桌面不垂直；A。
【解析】（1）[1]小芳用玻璃板代替平面镜，能通过平面镜看到镜子后面像，目的是便于确定像的位置。
（2）[2]在玻璃板的后面放一支外形相同但没有点燃的蜡烛B时，小芳应在A蜡烛一侧观察玻璃板中的像，只有在 A 侧反射光线才会进入眼睛，从而看到A的像B，在B侧看不到像。
（3）[3]当把蜡烛靠近玻璃板时，根据平面镜成像时，像和物大小相等，蜡烛在玻璃板所成像的大小将不变。
（4）[4]移去蜡烛B，在其原位置放置一块光屏，光屏上不能得到蜡烛A的像，说明平面镜所成的像是虚像，虚像不是实际光线的会聚点，不能成在光屏上。
（5）[5]实验中，发现在水平桌面上无论怎样移动蜡烛B，都与蜡烛A的像无法完全重合，可能是平面镜与桌面不垂直，导致蜡烛A的像偏高或偏低，无法在桌面上找到与蜡烛A重合的像。
（6）[6]将玻璃板由图中甲的位置水平向右平移至乙的位置时，根据平面镜成像特点：像和物关于镜面对称可知，蜡烛A的成像仍在B处，故A符合题意，BC不符合题意。故选A。
实验三：探究光折射时的特点
【实验目的】验证光的折射定律。即：共面（反射光线、入射光线与法线在一个平面内）、分居（反射光线与入射光线分居法线两侧）、不等角（反射角不等于入射角）和可逆（光路是可逆）。
【实验器材】光的折射实验水槽一个、激光笔一支、带刻度的折板光屏一块、支架等。
【实验步骤】一、按图组装器材
二、按图沿折板平面用激光笔射出一束光线，观察入射光线、折射光线和反射光线，并记录入射角和反射角；数据填入表格。
三、改变入射光线方向（入射角）重复上述实验并记录表格。
次数
入射角
折射角
1
2
3
…
四、沿折板中轴（N）将折板F向前转动，观察折射光线是否仍在F上。
五、选择一次实验，沿原反射光线反方向改变入射光线，观察反射光线判断光路可逆性。
六、整理器材。
【实验结论】共面、分居、不等角（入射角增大，折射角跟着增大）。
【考向点拨】
1.判断三线共面：沿折版中轴折转光屏是否还能看见折射光线；
2.判断分居：观察折射光线、入射光线是否在中轴两侧；
3.不等角：通过量角器测量；
4.判断是否可逆：沿原反射光线路径改变入射光线，观察反射光线；
5.如何实现实验结论的普遍性：改变入射角（改变入射光线方向），进行多次实验；
6.光线的理想化模型：观察激光笔射出的光线即可构建用带箭头的直线表示光的传播方向和路径；
7.光从空气射入水（或其他介质）时：入射角大于折射角；
8.光从水（或其他介质）射入空气时：折射角大于入射角；
9.光从水（或其他介质）射入空气时，当入射角较大时：不再反生折射现象，只有发射光线（全反射）；
10.光从空气垂直射入水（或其他介质）中时：传播方向不变（光速会改变）。
【典例1】（2019·贵阳）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NN'和MM'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________所致，鉴于本实验的目的，此时最应该记录的两条光线是________________。
（2）接下来他要观察光从空气中进入水中的情况，他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，入射光线应该从A点向O点射入，这是为了保证_______________，其实本实验小华还考虑了入射光线所在一侧的________相同。
（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）若用激光以相同的入射角分别从玻璃和水中斜射入空气中，则________射出的折射光线更远离法线。
【答案】（1）有部分光线并没有通过玻璃砖，而依旧在空气中传播；AO和OB；（2）入射光线重合；入射角；（3）玻璃；（4）玻璃。
【解析】（1）光线AO到OC，光的传播路线没有改变，说明光在同一种均匀介质中传播，所以可以判断有部分光线并没有通过玻璃砖，而依旧在空气中传播。
本实验探究光的折射规律，要记录光的折射光线和入射光线，所以要记录的两条光线是AO和OB。
（2）探究光在玻璃和水的折射能力，要控制入射光线相同，入射角相同，观察折射光线和折射角的变化情况，所以入射光线应从A点向O点射入，这是为了保证入射光线重合，入射角相同。
（3）如乙丙图，当光在空气中传播时AO入射，OC传播；当光线从空气斜射入水中，AO入射，OE传播；当光线从空气斜射入玻璃中，AO入射，OB传播，比较OB偏离OC更多，所以玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是玻璃。
（4）光路是可逆的，光从空气斜射入玻璃偏折能力强，当光从玻璃斜射入空气中偏折能力也强，所以远离法线。
故答案为：（1）有部分光线并没有通过玻璃砖，而依旧在空气中传播；AO和OB；（2）入射光线重合；入射角；（3）玻璃；（4）玻璃。
【典例2】（2019·绵阳）在“探究光折射时的特点”试验中，让光源发出的一束光从水中以不同的角度射入空气，观察到光束在水中和空气中的径迹如图所示。回答以下问题：
（1）此现象说明_______（选填序号）。
A．光路可逆
B．光在水面只发生了折射
C．光在水面只发生了反射射
D．光在水面既发生了折射又发生了反射
（2）增大这一束光与竖直方向的夹角，发现射入空气的光的径迹与竖直方向的夹角也增大，此现象说明_________（选填序号）。
A．入射角增大，折射角减小
B．入射角增大，折射角增大
C．折射角的大小与入射角的大小成正比
D．折射角的正弦值与入射角的正弦值成正比
（3）让这一束光垂直于水面射入空气。传播方向__________（选填序号）。
A．向右偏 B．向左偏 C．不偏
【答案】（1）D；（2）B；（3）C。
【解析】（1）让光源发出的一束光从水中以不同的角度射入空气，观察到光束在水中和空气中的径迹如图所示，图中可以看到反射光线，同时也看到折射光线，故选D。
（2）光源射出的光线和竖直方向的夹角是入射角，空气中的光线和竖直方向的夹角是折射角；
增大这一束光与竖直方向的夹角，即增大了入射角，发现射入空气的光的径迹与竖直方向的夹角也增大，也就是折射角也增大，此现象说明入射角增大，折射角增大，但不能得出成正比的关系，故选B。
（3）光垂直射到界面时不改变方向；所以，让这一束光垂直于水面射入空气，其传播方向不偏转，故选C。
故答案为：（1）D；（2）B；（3）C。
1.甲、乙、丙、丁四组同学在实验室做光学实验。
（1）图中是甲组同学设计的探究“光的反射定律”的实验装置，同学们将一张白纸B放在水平桌面上，将一个平面镜A垂直白纸放置，用激光手电贴着______（选填“A”或“B”）照射，经过多次实验并记录下了反射角和入射角的度数如下表．甲组同学多次实验的目的是：________。
（2）其他三组同学都探究光的折射规律，乙、丙两组同学根据实验现象作出了光路图。对比光路图可以发现，当光以相同的入射角斜射入________（选填“相同的”或“不同的”）介质中时，折射角不同。折射角的大小可能与什么因素有关？同学们展开了热烈的讨论，你的猜想是：折射角的大小可能与_______有关。
（3）丁组同学意外发现：当光沿某方向从半圆玻璃砖射向空气时，折射光消失而反射光却变得更亮，如图，老师告诉他这是光的全反射现象．课后，小明查到光从玻璃射向空气时的一些数据如下表。
①分析以上数据可知光从玻璃射向空气时，折射角随入射角的变化关系是：___________。
②光从玻璃斜射向空气时，反射能量随着入射角的增大而________，当入射角 i≥_______°时，反射能量达到100%，就发生了全反射现象；
③由表格数据可知：图中的图线________（选填“a”或“b”）反映了上述实验中的两角关系。
④根据光路可逆，当光从空气斜射向玻璃时，______（选填“能”或“不能”）发生全反射现象。
【答案】B；多次实验找普遍规律；不同的；介质种类；折射角随着入射角的增大而增大；增大；41.8；a；不能。
【解析】（1）探究“光的反射定律”的实验过程，将一个平面镜A垂直白纸放置，用激光手电贴着B照射到平面镜上，则入射光线和其反射光线的径迹同时在纸板上出现；
本实验中多次实验的目的是寻找光反射的普遍规律；
（2）图中光线射入的介质分别是水和玻璃，即光线射入的是不同的介质；
由图可知，光线在两种介质中折射角的大小不同，而两种介质的密度不同，所以，提出的猜想是：折射角的大小可能与介质种类有关；
（3）①②光从玻璃斜射向空气时，折射角、反射能量随着入射角的增大而增大；
当入射角达到41.8°时，反射能量达到100%，就发生了全反射现象；
③折射角随着入射角的增大而增大，但折射角总大于入射角，而图b中，当入射角等于45°时，反射角也等于45°，a图象中的折射角始终大于入射角，因此图a反映了折射角与入射角的关系；
④根据光路可逆，当光从空气斜射向玻璃时，折射角小于入射角，因此折射光线不可能消失，则不能发生全反射现象。
2.在“初识光的折射现象”和“探究光的折射特点”实验中:
(1)如图甲,小明将一束激光射至P点,形成一个光斑,向水槽内慢慢注水,水槽底部光斑的位置将 (选填“向左移动”“向右移动”或“不动”),这说明光从空气斜射入水中时,传播方向 (选填“会”或“不会”)发生偏折。实验中光在空气中的传播路径并不清晰,为解决此问题,他在水面上方喷了一些 。
(2)如图乙所示,小明继续探究光从空气射入水中时的折射特点,他使用可折转的光屏,是为了探究折射光线、入射光线和法线是否 。如图丙所示,他将光沿着AO方向射向水面上的O点,光在水中沿着OB方向射出,调整激光笔使入射光逐步偏向法线,折射光也逐步偏向法线,说明光从空气斜射入水中时,入射角减小,折射角随之 (选填“增大”“减小”或“不变”)。当光沿着NO方向射入时会沿ON'方向射出,此时折射角为 度。
【答案】(1)向左移动；会；烟雾(或水雾,合理即可)；(2)在同一平面内；减小；0。
【解析】(1)光从空气斜射入水中,折射角小于入射角;
如果按照题图甲中的角度照射激光,同时向水槽内慢慢注水,水槽底部光斑的位置将向左移动,这说明光从空气斜射入水中时,传播方向会发生偏折;
向水面上方喷些烟雾,这时光通过烟雾时发生漫反射,便于在各个角度观察光的传播路径。
(2)使用可折转的光屏,是为了观察折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内;因为当入射光偏向法线时,折射光也随之偏向法线,所以可以说明光从空气斜射入水中时,入射角减小,折射角随之减小。
当光沿着NO方向射入时会沿ON'方向射出,即入射光线垂直界面入射,折射光线与法线重合,则此时折射角为0度。
3.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NN'和MM'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________所致，鉴于本实验的目的，此时最应该记录的两条光线是________________。
（2）接下来他要观察光从空气中进入水中的情况，他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，入射光线应该从A点向O点射入，这是为了保证_______________，其实本实验小华还考虑了入射光线所在一侧的________相同。
（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）若用激光以相同的入射角分别从玻璃和水中斜射入空气中，则________射出的折射光线更远离法线。
【答案】（1）有部分光线并没有通过玻璃砖，而依旧在空气中传播；AO和OB；（2）入射光线重合；入射角；（3）玻璃；（4）玻璃。
【解析】（1）光线AO到OC，光的传播路线没有改变，说明光在同一种均匀介质中传播，所以可以判断有部分光线并没有通过玻璃砖，而依旧在空气中传播。本实验探究光的折射规律，要记录光的折射光线和入射光线，所以要记录的两条光线是AO和OB。
（2）探究光在玻璃和水的折射能力，要控制入射光线相同，入射角相同，观察折射光线和折射角的变化情况，所以入射光线应从A点向O点射入，这是为了保证入射光线重合，入射角相同。
（3）如乙丙图，当光在空气中传播时AO入射，OC传播；当光线从空气斜射入水中，AO入射，OE传播；当光线从空气斜射入玻璃中，AO入射，OB传播，比较OB偏离OC更多，所以玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是玻璃。
（4）光路是可逆的，光从空气斜射入玻璃偏折能力强，当光从玻璃斜射入空气中偏折能力也强，所以远离法线。
实验四：探究凸透镜成像的规律
【实验目的】透镜凸透镜成像规律。像与物的大小关系、物距变化成像规律变化、像的虚实。
【实验器材】凸透镜、光具座、蜡烛、光屏、火柴等。
【实验步骤】一、按图组装器材。调整蜡烛、凸透镜、光屏在同一水平线上。
二、将蜡烛放在远处（此时u>2f），移动光屏直至在光屏上成清晰的像；观察像的大小、正立还是倒立，并测量物距和像距；数据记录实验表格。
三、将蜡烛往凸透镜方向移动，使2f>u>f，移动光屏直至在光屏上成清晰的像；观察像的大小、正立还是倒立，并测量物距和像距；数据记录实验表格。
四、将蜡烛继续往凸透镜方向移动，使u=f，移动光屏，看能否成像。
五、将蜡烛继续往凸透镜方向移动，使u
物距与焦距关系
物距（cm）
像的性质
像距（cm）
大小
正倒
虚实
u>2f
u=2f
2f>u>f
u=f
u
七、整理器材。
【实验结论】
物距
像的性质
像距（cm）
应用
大小
正倒
虚实
u>2f
缩小
倒立
实像
2f
2f>u>f
放大
倒立
实像
v>2f
投影仪
u
正立
虚像
--
放大镜
1.焦点是成实像和虚像的分界点：物距大于一倍焦距时，成实像；当物距小于一倍焦距时，成虚像；当物距等于一倍焦距时，不成像。
2.二倍焦距处是成放大实像还是成缩小实像的分界点：物距大于二倍焦距时，成缩小的实像；当物距小于二倍焦距时，成放大的实像；当物距大于二倍焦距时，成等大的实像。
3.实像都是倒立的，且物像异侧；虚像都是正立的，且物像同侧；
4.凸透镜成实像时，随着物距的减小，像和像距都变大；成虚像时，随着物距的减小，像和像距都变小。
2.考查内容
考查方向
解答思路
如何测量焦距
一束平行光通过凸透镜后会聚的点即为焦点，可测焦距
【考向点拨】
1.如何测量焦距：一束平行光通过凸透镜后会聚的点即为焦点，可测焦距；
2.保障实验成功：蜡烛、凸透镜不动，移动光屏直至在光屏上成清晰的像；
3.如何判断成虚像：物距小于焦距时，无论怎么移动光屏都无法在光屏上成像；
4.无法成像的原因：蜡烛在焦点上或物距小于焦距、焦距太大成像在光具座外、蜡烛与凸透镜和光屏没有在同一水平线上；
5.成像位置如何移动：可调节蜡烛或凸透镜；
6.蜡烛变短：成像上移；
7.像的明暗变化：用遮光板挡住部分光线，成像完整但像变暗；
8.用光具座进行实验时，应做到：烛焰、凸透镜的中心、光屏中心应在同一直线上（同一高度），目的使烛焰的像成在光屏中央；
9.同一物距范围内，不断改变物距进行实验的目的：排除偶然因素，使实验结论更具普遍性；
10.实验中无论怎样移动光屏都找不到像的原因：（1）烛焰、凸透镜中心、光屏中心未在同一高度；（2）蜡烛恰好在凸透镜一倍焦距位置；（3）物距稍大于一倍焦距，像距很大，光具座长度有限；（4）物距小于一倍焦距，成的是虚像。
【典例1】（2021年贵州省铜仁市中考物理试题）在探究“凸透镜成像规律”的实验中，华华同学进行了如下实验：
（1）按图甲所示操作，测得凸透镜的焦距为______cm；
（2）调节蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图乙所示，发现光屏上得到一个倒立______（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的清晰实像；
（3）若蜡烛和光屏的位置保持不变，将凸透镜移动到60cm处，光屏上的像模糊不清，这与______（选填“近视眼”或“远视眼”）相似。
【答案】10.0；放大；近视眼。
【解析】（1）[1]焦距是指从焦点到凸透镜光心的距离，由图甲可知焦距f=60.0cm-50.0cm=10.0cm
（2）[2]由图乙可知，物距为u=50.0cm-35.0cm=15.0cm
2f＞u＞f
光屏上得到一个倒立放大的实像。
（3）[3]若蜡烛和光屏的位置保持不变，将凸透镜移动到60cm处，物距变大，像距变小，像成在光屏的前方，近视眼的晶状体变厚，会聚能力增强，像呈在视网膜的前方，这与近视眼相似。
【典例2】（2021·福建中考真题）在“探究凸透镜成像规律实验”中：
（1）将蜡烛、凸透镜和光屏依次安装在光具座上，点燃蜡烛，调整它们的高度使烛焰中心、透镜光心和光屏中心在______；
（2）如图甲所示，光屏上成清晰的像。由光路可逆可以推断，保持蜡烛和光屏的位置不变，只移动透镜到______cm 刻度处，光屏上可再次成清晰______、倒立的实像；
（3）实验一段时间后，原来在光屏中心的像“跑”到光屏上方，如图乙所示位置。能让像重新回到光屏中心的操作是______；（填序号）
①光屏下调 ②蜡烛上调 ③透镜上调
（4）实验中，光屏上成模糊的像，如果蜡烛和透镜位置不变，将光屏往凸透镜方向靠近，光屏上能成清晰的像；如果蜡烛、凸透镜和光屏位置不变，在蜡烛与凸透镜之间放上一个合适的凹透镜。光屏上也能成清晰的像。上述现象说明凹透镜对光具有______作用。______视眼的矫正与上述成像过程类似。
【答案】同一高度；55；缩小；②；发散；近。
【解析】（1）[1]为了是蜡烛的像呈现在光屏的中央，应该将点燃蜡烛，调整它们的高度使烛焰中心、透镜光心和光屏中心在同一高度。
（2）[2]如图甲所示，光屏上成清晰的像。由光路可逆可以推断，
u1=v2=40.0cm-25.0cm=15.0cm
v1=u2=70.0cm-40.0cm=30.0cm
保持蜡烛和光屏的位置不变，移动透镜到刻度尺上的刻度为70.0cm-15.0cm=55.0cm
[3]如图甲所示，光屏上呈现的是倒立、放大的实像，根据光路的可逆性，光屏上可再次成清晰缩小、倒立的实像。
（3）[4]实验一段时间后，蜡烛燃烧变短，原来在光屏中心的像“跑”到光屏上方，要让像重新回到光屏中心，可将蜡烛上调、将光屏上调或将透镜下调，故①③不符合题意，②符合题意。故选②。
（4）[5][6]实验中，光屏上成模糊的像，如果蜡烛和透镜位置不变，将光屏往凸透镜方向靠近，光屏上能成清晰的像，说明此时像呈现在原来位置的前侧，与近视眼类似。如果蜡烛、凸透镜和光屏位置不变，在蜡烛与凸透镜之间放上一个合适的凹透镜，光屏上也能成清晰的像。说明凹透镜对光线具有发散作用。
1．在做“探究凸透镜成像规律”的实验中：
（1）一束平行光通过凸透镜后在光屏上得到一个最小最亮的光点，如图甲所示，测得凸透镜的焦距为10.0cm；
（2）如图乙所示，此时光屏上恰好有一个清晰的像，日常生活中______（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）利用此原理来工作的；
（3）若在图乙所示位置的基础上，保持凸透镜位置不动，将蜡烛和光屏同时向左移动10cm后，光屏上______（选填“能”或“不能”）看到清晰的像；
（4）在图丙中画出经过透镜的折射光线；______
（5）在图乙所示位置的基础上，小丽将自己的眼镜放于蜡烛和凸透镜之间，光屏上的像又变得模糊，小丽将光屏远离透镜方向移动，模糊的像又清晰了，请你判断小丽的眼睛与如图丁所示的______（选填“甲“或“乙”）图中所表现的状况相同；若不移动光屏，并保持透镜的位置不变，小丽更换另一个凸透镜，光屏上也得到了清晰的像，那么此凸透镜的焦距应______（选填“大于”或“小于”）10cm。
【答案】投影仪；不能；如图；甲；小于。
【解析】（2）[1]凸透镜的焦距是10.0cm，烛焰放在距凸透镜15cm处时，物体在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立放大的实像。投影仪是利用这一成像规律工作的。
（3）[2]保持凸透镜位置不动，将蜡烛和光屏同时向左移动10cm后，此时物距u=25cm>2f
此时像应在一倍焦距和二倍焦距之间。而将光屏向左移动10cm后，光屏到凸透镜的距离为20cm，位于二倍焦距的位置上，因此不能成清晰的像。
（4）[3]平行于主光轴的光线经凸透镜折射后经过焦点射出，据此传播规律作图如下
（5）[4]小丽将自己的眼镜放于蜡烛和凸透镜之间，光屏上的像又变得模糊，当光屏向远离透镜方向（向右）移动适当距离后像又清晰，说明小丽的眼镜片能使光发散，使成像的会聚点向后移，则该镜片对光线有发散作用，是凹透镜，即近视眼镜；近视眼的形成是因为晶状体对光的会聚能力过强，使像成在视网膜的前方，如图甲所示。
[5]若不移动光屏，并保持透镜的位置不变，小丽更换另一个凸透镜，光屏上也得到了清晰的像，由此推断更换的凸透镜会聚光的能力较强，焦距变小，像距也变小，此透镜焦距小于10cm。
2.小明利用如图所示的器材做“探究凸透镜成像规律”的实验
(1)如上图所示，光源放在30 cm刻度处时，移动光屏可得倒立、等大的清晰像，此时光屏在_______cm刻度处；若用纸片将透镜的上半部遮挡住，则光屏上的像的变化情况是___________。
(2)光源右移至 35cm 刻度处时，将光屏向________（选填“左”或“右”）移动，可得到的清晰像；
(3) 源放在45cm刻度处时，人眼从光屏一侧通过透镜看到的像是下图中的__________。
A. B. C. D.
(4)小红在早上9：00利用太阳光测量凸透镜的焦距。找焦点时，她将凸透镜与水平地面平行放置，调节凸透镜到地面的距离，直至地而上出现一个最小最亮的光点，她认为此点就是凸透镜的焦点。你认为他的过程中存在的问题是：___________。
【答案】70.0；变暗；右；C；没有将凸透镜正对太阳光。
【解析】(1)[1]凸透镜成等大实像时，物距和像距均等于二倍焦距；如图，物距为
则像距也为20.0cm，所以，光屏的位置应为
[2]若用纸片将透镜的上半部遮挡住，仍成完整的像，成像的光线变弱，所以光屏上的像会变暗。
(2)[3]由上可知，透镜的焦距为10cm，光源右移至35cm刻度处时，物距为15cm，仍成实像，物距变小，像距将变大，所以，将光屏向右移动，可得到清晰像。
(3)[4]光源放在45cm刻度处时，物距为5cm，物距小于焦距，成正立、放大的虚像，人眼从光屏一侧通过透镜看到的像是下图中的C。
(4)[5]平行于凸透镜主光轴的平行过，经凸透镜后，会聚于焦点，小红实验中存在的问题是：没有将凸透镜正对太阳光，使太阳光平行于凸透镜主光轴。
3.如图所示，是小禹探究“凸透镜成像规律”的实验。
（1）如图甲所示，将A、B两块透镜分别正对太阳光时，在光屏上出现了不同的光斑，由此判断______是凸透镜。
（2）如图乙所示，点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一______上。
（3）如图乙所示的位置关系，若此时光屏上得到一个清晰的像，则该像应该是倒立、______的实像，______（填光学仪器名称）就是利用这一成像规律工作的。
（4）如图丙所示，小禹经过多次实验，记录并绘制了“像到凸透镜的距离v与烛焰到凸透镜的距离u”的关系图象．分析图象可知该凸透镜的焦距等于______cm。
（5）若实验中无论怎样移动光屏，光屏上始终得不到烛焰清晰的像，其原因不可能是______（填序号即可）。
A．蜡烛到凸透镜的距离小于1倍焦距
B．蜡烛到凸透镜的距离等于1倍焦距
C．蜡烛到凸透镜的距离大于1倍焦距
（6）保持图乙中蜡烛和光屏的位置不动，仅将凸透镜缓慢向右移动，这过程中光屏上将再出现______次清晰的像。
【答案】B；高度；放大；投影仪；10；C；2（1）。
【解析】（1）由图知，图中的A对光起发散作用，是凹透镜，B对光起会聚作用，是凸透镜，探究凸透镜成像规律应该选择B透镜进行实验；
（2）实验前，应该调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度，以使像成在光屏的中央；
（3）如图乙，物距小于像距，由成像规律知，此时成倒立、放大的实像；
（4）投影仪就是利用凸透镜成倒立、放大的实像这一原理工作的；
（5）在凸透镜成像规律中，当物距等于像距时，成倒立、等大的实像，此时物距和像距都等于二倍焦距，由图丁可以看出，当物距和像距都为20cm时，此时物距和像距都为二倍焦距，故凸透镜的焦距为10cm；
（6）若实验中无论怎样移动光屏，光屏上始终得不到烛焰清晰的像，其原因不可能是：
A．蜡烛到凸透镜的距离小于1倍焦距，此时不成像，不符合题意；
B．蜡烛到凸透镜的距离等于1倍焦距，此时不成像，不符合题意；
C．蜡烛到凸透镜的距离大于1倍焦距，成倒立放大的实像，可以在光屏上承接到像，符合题意；
（7）保持图乙中蜡烛和光屏的位置不动，仅将凸透镜缓慢向右移动，如果开始时蜡烛和光屏的距离正好是4f，当凸透镜移动到一定位置，当物距和像距都为二倍焦距时成倒立等大实像；当凸透镜移动到某一位置，即与原来的物距和像距互换时，此时成倒立缩小的实像，故这过程中光屏上将再出现2次清晰的像。如果开始时蜡烛和光屏的距离不是4f，则只能出现1次清晰的像。
专题03 光学实验（解析版）
目录
实验一、探究光反射时的规律 1
实验二、探究平面镜成像的特点 7
实验三：探究光折射时的特点 15
实验四：探究凸透镜成像的规律 21
实验一、探究光反射时的规律
【实验目的】验证光的反射定律。即：共面（反射光线、入射光线与法线在一个平面内）、分居（反射光线与入射光线分居法线两侧）、等角（反射角等于入射角）和可逆（光路是可逆）。
【实验器材】平面镜一块、激光笔一支、带刻度的折板光屏一块、支架等。
【实验步骤】一、按图组装器材
二、根据图甲沿折板平面用激光笔射出一束光线，观察入射光线和反射光线，并记录入射角和反射角；数据填入表格。
三、改变入射光线方向（入射角）重复上述实验并记录表格。
次数
入射角
反射角
1
2
3
…
四、沿折板中轴（N）将折板F向后转动，观察反射光线是否仍在F上。
五、选择一次实验，沿原反射光线反方向改变入射光线，观察反射光线判断光路可逆性。
六、整理器材。
【实验结论】共面（反射光线、入射光线与法线在同一平面内）、分居（反射光线、入射光线分别位于法线两侧）、等角（反射角等于入射角）。
【考向点拨】
1.验证三线共面：沿折版中轴折转光屏是否还能看见反射光线；
2.验证分居：观察反射光线、入射光线是否在中轴两侧；
3.验证等角：通过量角器测量或带有刻度的折板光屏测量；
4.观察光路是否可逆：沿原反射光线路径改变入射光线，观察反射光线；
5.漫反射：能看见光线的传播方向说明折板发生了漫反射；
6.改变入射角（改变入射光线方向），进行多次实验的目的：寻找实验结论的普遍性；
7.光线的理想化模型：观察激光笔射出的光线即可构建用带箭头的直线表示光的传播方向和路径；
8.折转光屏用白色的目的：显示光线的路径；
9.实验应选较暗的环境目的是：便于观察实验现象；
10.实验时，折板应与平面镜垂直的目的：否则折板上看不到反射光；
11.当光垂直镜面入射时，入射角为零，为什么看不到反射光线：有反射光线，但反射角也为零，反射光线与入射光线在一条直线上。
【典例1】（2021·青海）在“探究光的反射规律”的实验中，小莉设计了如图所示的实验，平面镜放在水平桌面上，纸板可绕ON转动。
（1）实验前，应将纸板______放置于平面镜上。一束光EO贴着纸板A绕入射点O沿逆时针方向转动，可观察到反射光束OF沿______时针方向转动；
（2）某时刻入射光线与镜面夹角为30°时，其反射角等于______；
（3）将纸板A、B置于同一平面，一束光贴着纸板B沿FO射到O点，反射光束将沿图中的OE方向射出，说明光在反射时______；
（4）在纸板前从不同方向都可以看到入射光EO的径迹，这是因为光在纸板上发生了______反射。
【答案】①竖直（垂直）；②顺；③60°；④光路可逆；⑤漫。
【解析】（1）为了能清晰的在纸板上显示光的传播径迹，需将纸板垂直与平面镜放置。
光EO贴着纸板A绕入射点O沿逆时针方向转动时，入射角变大，反射角始终等于入射角，所以反射角也会随之变大，所以反射光束OF沿顺时针方向转动。
（2）入射光线与镜面的夹角为30°时，入射角为60°，反射角等于入射角，所以反射角也为60°。
（3）将光沿着反射光线的位置入射，反射光将沿着原来入射光线的位置被反射，说明在反射现象中，光路是可逆的。
（4）发生漫反射时，反射光朝四面八方。在纸板前从不同方向都可以看到入射光EO的径迹，说明光在纸板上发生了漫反射。
【典例2】（2021·衡阳）如图所示，是陈涛同学探究光的反射规律的实验。他进行了下面的操作：
（1）如图甲，让一束光贴着纸板沿某一个角度射到O点，经平面镜的反射，沿另一个方向射出，在纸上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。改变光束的入射角度，多做几次，取下纸板，用量角器测量ON两侧的∠i和∠r，得到的结论是反射角 入射角（选填“大于”、“等于”或“小于”）；
（2）如图乙，纸板ENF是用两块纸板连接起来的，把半面纸板NOF向前折或向后折，这时在NOF上看不到反射光线，说明反射光线、入射光线与法线 同一平面内（选填“在”或“不在”）；
（3）使入射光线逐渐靠近法线ON，可观察到反射光线 （选填“靠近”或“远离”）法线；
（4）如果让光线逆着OF的方向射向镜面，会发现反射光线沿着OE方向射出，这表明：在光的反射现象中， ；
（5）陈涛同学还想用图丙和图丁模拟镜面反射与漫反射，照图丙那样，把几根细针垂直入一张硬纸板中，表示法线，当入射光线平行射到各入射点时，反射光线将平行射出。随后将纸板随意弯折，如图丁所示，这时会看到“法线”不再平行，当入射光线平行射到各入射点上时，反射光线 （选填“平行”或“不平行”），根据你所学的知识判断，漫反射 （选填“遵循”、“不遵循”）光的反射定律。
【答案】（1）等于；（2）在；（3）靠近；（4）光路是可逆的；（5）不平行；遵循。
【解析】（1）改变光束的入射角度，多做几次，取下纸板，用量角器测量ON两侧的∠i和∠r，会发现反射角等于入射角；
（2）如图乙，把半面纸板NOF向前折或向后折，这时，在NOF上看不到反射光线，说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。此时，反射光依然存在；
（3）若将入射光线逐渐靠近法线ON，则入射角减小，反射角等于入射角，所以反射光线也靠近法线；
（4）由让光线逆着OF的方向射向镜面，会发现反射光线沿着OE方向射出可知，将反射光线改为入射光线，光路图照样成立，体现了光路是可逆的；
（5）随后将纸板随意弯折，根据图丁可知，会看到“法线”不再平行，当入射光线平行射到各入射点上时，反射光线不平行，但漫反射仍然遵循光的反射定律。
1．如图所示，课堂上，老师用一套科学器材进行“研究光的反射定律”的实验演示，其中有一个可折转的光屏。
（1）光屏在实验中的作用是_____；
（2）课后，某同学利用一套实验器材，选择入射角分别为15°、30°、45°的三条光线进行实验，结果得到了不同的数据，如图所示。经检查，三次试验中各角度的测量值都是准确的，但总结的规律却与反射定律相违背。你认为其中的原因是_____。多次实验的目的为：______；
实验次数
入射角
反射角
1
15°
75°
2
30°
60°
3
45°
45°
将图中的数据改正后，由此表格得出结论：______；
（3）如图甲，当E、F在同一平面上时。让入射光线AO沿纸板E射向镜面，在F上可看到反射光线OB，如图乙，若将F面向后折，F面上______（填“有”或“没有”）反射光，此时反射光线的位置______（填“有”或“没有”）改变；
（4）在实验过程中，若将纸板倾斜，如图丙所示，让光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面，此时反射光线与入射光线______（填“在”或“不在”）同一平面内，在纸板上______（填 “能”或“不能”）看到反射光线；
（5）如图甲乙，得出的结论：在反射现象中，______。
【答案】显示光线传播路径；把反射光线与平面镜所成的角当作了反射角；使实验的结论更具普遍性；反射角等于入射角；没有；没有；在；不能；反射光线与入射光线、法线在同一平面内。
【解析】（1）[1]由于光线直接观察比较困难，可以让光线紧贴粗糙的硬纸板，光线在纸板上发生漫反射，便于在各个方向观察光线的路径。故光屏的作用是显示光线的传播路径。
（2）[2]反射角是反射光线与法线所成的角，法线与平面镜垂直，所以反射角同反射光线与平面镜所成的角互余，从表格数据关系可知，错误的原因是错把反射光线与平面镜所成的角当作了反射角。
[3]本实验的目标是寻找光的反射规律，为了减小实验的偶然性，使结论更具普遍性，应多次实验。故多次实验的目的是使结论更具普遍性。
[4]更正数据后，由表格中的数据可知，反射角总是与对应的入射角大小相等，故结论为反射角等于入射角。
（3）[5][6]当纸板F向后折时，由于入射光线和反射面均没有改变，故反射光线的位置不变，反射光线与入射光线、法线仍在同一平面内，而此由于纸板F向后折时，F与E就不在同平面内了，故无法在F上看到反射光线。
（4）[7][8]如果纸板不与平面镜垂直，此时法线仍与平面镜是垂直的，即纸板此时不在入射光线与法线所在平面内了，根据光的反射定律，反射光线与入射光线、法线仍然在同平面内，故无法在纸板上看到反射光线。
（5）[9]由甲乙两图可知，当纸板F与E在同平面时，即与入射光线和法线所在平面共面时，可以看到反射光线，而F向后折，不与E处于同一平面时，无法看到反射光线，故反射光线与反射光线、法线在同一平面内。
2．下面是小明在研究光的反射规律时的主要步骤：
实验次数
入射角 ∠ i
反射角 ∠ r
1
30°
2
42°
42°
3
60°
60°
（1）请根据如图（甲）所示实验装置，把下面的操作按正确顺序排列出来：______；
A．改变光束的入射方向，再重做一次，换另一种颜色的笔，记录光的径迹；
B．取下纸板，用量角器测量ON两侧的入射角∠i和反射角∠r，并记入表中；
C．把一个平面镜放在水平桌面上，再把用NOE和NOF两块纸板连接成一张纸板ENF竖直地立在平面镜上，纸板上的轴线ON垂直于镜面，如图甲所示；
D．让一束光贴着纸板沿某角度入射到O点，经平面镜反射，沿另一个方向射出，在纸板上用笔描出入射光和反射光的径迹；
（2）正确操作所测得的数据如表所示，分析表中的数据所得的结论是：在光的反射现象中，______；
（3）为了方便同学们观察，则光在纸板NOE上发生的是______（选填“镜面”或“漫”）反射；
（4）在实验中，如果让光逆着反射光路的方向射到平面镜，那么反射光恰好与入射光路重合，这说明在反射时，光路是______；
（5）如图乙所示，把纸板NOF向后折，保持一束光贴着纸板NOE沿某角度入射到O点，发现纸板NOF上没有反射光，但此时反射光______（选填“仍存在”或“不存在”）。
【答案】CDAB；反射角等于入射角；漫；可逆的；仍存在。
【解析】（1）[1]研究光的反射规律，要先组装好器材，做出第一组入射光线和反射光线，然后改变入射角再做几次，最后取下纸板测得反射角和入射角的数据，并将数据填入表中进行分析，所以顺序是CDAB。
（2）[2]根据表中的数据可以得出的结论是：在光的反射现象中，反射角等于入射角。
（3）[3]纸板NOE凹凸不平，光在纸板NOE上发生的是漫反射，从各个方向看到光的传播路径。
（4）[4]如果让光逆着反射光路的方向射到平面镜那么反射光恰好与入射光路重合，这说明光在发生反射时，光路是可逆的。
（5）[5]保持一束光贴着纸板NOE沿某角度入射到O点，把纸板NOF向后折，由于反射光线、入射光线和法线在同一平面内，所以在纸板上不能观察到反射光线，此时反射光线仍是存在的。
3．如图为某实验小组“探究光的反射规律”的实验装置，平面镜M放在水平桌面上，E、F是两块粘接起来的硬纸板，而且F板可绕ON转动。
（1）使用可以旋转的硬纸板，其目的是______；______；
（2）将入射光线AO向ON靠近时，看到反射光线OB______（选填 “靠近”或“远离”）ON；
（3）若将一束光贴着纸板F沿BO射向O点，光将沿图中______的方向射出，说明在光的反射现象中，光路是______的；
（4）无意中，小明看到自己在平面镜中的像是______（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的______（选填“实”或“虚”）像；
（5）某同学在实验时，让入射光线AO沿纸板E射向镜面，然后转动纸板F，并使其与纸板E在同一平面内，但在F上没有发现反射光线，其原因可能是______。
【答案】呈现光路；验证反射光线与入射光线及法线在同一平面内；靠近；OA；可逆；等大；虚；硬纸板没有竖直放置。
【解析】（1）[1][2]实验需要观察光的传播路径和探究入射光线、反射光线和法线的关系，硬纸板可以呈现光路，因为能够旋转，可以验证反射光线与入射光线及法线在同一平面内。
（2）[3]若将AO靠近ON，入射角减小，反射角等于入射角，所以OB也靠近法线。
（3）[4][5]当光逆着原来的反射光线入射时，反射光线也逆着原来的入射光线反射出去，即将一束光贴着纸板F沿BO射到O点，光将沿图中的OA方向射出，这说明在反射现象中光路是可逆的。
（4）[6][7]平面镜所成的像是正立、等大的虚像，所以小明看到自己在平面镜中的像是等大的虚像。
（5）[8]当E、F在同一平面上时，让入射光线AO沿纸板E射向镜面，在F上没有发现反射光线，这说明硬纸板没有与镜面垂直，反射光线从其他方向射出。
实验二、探究平面镜成像的特点
【实验目的】探究平面镜成像规律。即等大（像与物大小相等）、等距（像与物到平面镜的距离相等）、对称（像与物相对于平面镜对称）、反向（像与物左右位置相反）、虚像（像是虚像）。
【实验器材】玻璃板一块、相同的蜡烛两支、光屏一块、火柴一盒、刻度尺和支架等。
【实验步骤】一、按图组装器材。在玻璃板的一侧立一支点燃的蜡烛，观察另一侧蜡烛的像。
二、将光屏置于像的位置，不透过光屏观察光屏上有无蜡烛的像。
三、将另一支未点燃的蜡烛置于像的位置，比较两只蜡烛的大小关系。
四、移动蜡烛的位置，观察像的大小有无变化。
五、用刻度尺量出两支蜡烛到平面镜的距离。
六、通过平面镜观察像与物的左右位置关系。
七、重复上述步骤并记录实验数据于表格。
次数
像与物的大小关系
物到平面镜距离（cm）
像到平面镜的距离（cm）
物像连线与平面镜的关系
像与物的左右位置关系
像的
虚实
位置1
位置2
位置3
…
八、整理器材。
【实验结论】等大（像与物大小相等）、等距（像与物到平面镜的距离相等）、对称（像与物以平面镜为对称轴）、垂直（像与物对应点的连线垂直于平面镜）、虚像（平面镜成像是虚像）。
2.考查内容
考查方向
解答思路
光的反射
【考向点拨】
1.平面镜成像原理：光的反射（镜前可以观察到像，镜后无法看到）；
2.用两支相同蜡烛的目的：为了比较像与物的大小关系；
3.点燃蜡烛目的：清楚的观察成像；
4.实验方法：等效替代法；
5.多次实验的目的：实验结论具有普遍性（寻找普遍规律）；
6.等距验证：利用刻度尺进行测量；
7.对虚像的理解：光屏（物在平面镜中像的位置）无法呈接到像；
8.对对称的理解：通过观察可见像与物左右位置相反；
9.实验出现误差的原因：刻度尺与平面镜不垂直、实验装置安装存在问题；
10.实验应选较暗的环境目的是：便于观察实验现象；
11.用玻璃板代替平面镜的目的：便于观察和确定像的位置，比较物像大小关系；
12.实验应选较薄的玻璃板的目的：玻璃板前后表面可以各成一个像，玻璃板较厚时，两个像会产生错位，难以确定像的位置；
13.实验中使用两只完全相同的蜡烛的目的：比较像与物的大小关系。
【典例1】（2021·嘉兴）某科学兴趣小组用如图所示装置研究平面镜成像特点。探究像距与物距关系时的实验步骤如下：
①在水平桌面上铺上白纸，将玻璃板竖立在白纸中间位置，记下玻璃板的位置；
②将点燃的蜡烛放在玻璃板前面，再拿另一支大小相同的未点燃的蜡烛竖立在玻璃板后面移动，直到看上去它跟玻璃板前面那支蜡烛的像完全重合，用笔记下两支蜡烛的位置；
③移动点燃的蜡烛到另一个位置，重复上述实验；
④用直线连接每次实验中的蜡烛和它的像的位置，用刻度尺测量出每次的物距和像距，记录数据如表。
次数
物距/cm
像距/cm
1
5.0
5.0
2
8.0
8.0
3
12.0
12.0
（1）等效替代法是指在研究中，因实验本身的限制，要用与实验对象具有相似或共同特征的对象来替代的方法。本实验中用到的等效替代法具体体现在______ 。
（2）分析表格中的数据，可得出的结论是______ 。
（3）实验中，有同学用一张白纸挡在玻璃板和像之间，你认为该同学还能观察到蜡烛的像吗？并说出你的理由。______ 。
【答案】用未点燃的蜡烛替代像；像距等于物距；能；平面镜成像的原理是光的反射所成的虚像。
【解析】（1）本实验中用到的等效替代法具体体现在用未点燃的蜡烛替代像；
（2）根据表格数据分析可得像距等于物距；
（3）用一张白纸挡在玻璃板和像之间，该同学还能观察到蜡烛的像，因为平面镜成像的原理是光的反射所成的虚像。
故答案为：（1）用未点燃的蜡烛替代像；（2）像距等于物距；（3）能，平面镜成像的原理是光的反射所成的虚像。
【典例2】（2021·云南）如图1所示，用两根完全相同的蜡烛和一块厚玻璃板探究“平面镜成像的特点”。
（1）用透明玻璃板代替平面镜的目的是可以确定像的 。实验中有同学从蜡烛一侧透过玻璃板看到像有“重影”，其原因可能是玻璃板的前后表面都发生了光的 射。改善“重影”问题的办法是 。解决问题后，移动点燃的蜡烛，多次测量并分析得出结论。
（2）小明发现上述实验中难于准确测量像和物到玻璃板的距离，且未用大小不同的物体进行多次实验，就得出了像与物大小的关系，于是他换用一些完全相同的木块进行实验。
①如图2甲所示，将一组木块置于玻璃板前，改变该组木块的位置，进行三次实验，用笔在白纸上标记出每次像和物的位置，如图2乙所示。根据对应顶点就能准确测出相应的距离，再将白纸沿 （选填“EF”或“GH”）对折，若像和物的对应顶点都 ，则证明平面镜所成的像和物具有对称性。
②如图3所示，用叠加的方法改变物的大小进行实验，记录数据如下表。分析可知平面镜所成的像与物的大小 。
木块的位置
保持不变
物的大小（玻璃板前木块的个数/个）
1
2
3
像的大小（玻璃板后木块的个数/个）
1
2
3
（3）某小组在较暗的环境中实验时，发现木块的像较暗、不易辨识，联系日常照镜子的经验，解决方法是 （选填“照亮木块的像”或“照亮木块”）。
【答案】（1）位置；反；用较薄的玻璃板；（2）①GH；重合；②相等；（3）照亮木块。
【解析】（1）透明的玻璃板，可以观察到玻璃板的另一侧，便于观察并确定像的位置；
玻璃板的前后表面都会发生反射现象，造成重影；
玻璃板如果薄，两个像距离近，测量误差小，实验效果好，所以为了改善“重影”，可以选择较薄的玻璃板；
（2）①实验中应该将实验数据沿平面镜的位置对折，即为GH，若像和物的对应顶点都重合，说明平面镜所成的像和物具有对称性；
②分析表格数据可知，玻璃板前后木块的个数始终相等，说明平面镜所成的像与物的大小相等；
（3）物体成像要清晰，就必须让木块有足够光线射向平面镜才能成像，所以应该照亮木块。
故答案为：（1）位置；反；用较薄的玻璃板；（2）①GH；重合；②相等；（3）照亮木块。
1．小彤同学在“探究平面镜成像的特点”的实验情景如图所示：
（1）用玻璃板代替平面镜做实验时，会看到两个不重合的像，分别是玻璃板前后两个面反射形成的，为消除此现象可选用___________（选填“厚”或“薄”）一些的玻璃板代替平面镜。玻璃板不仅可以成像，还便于确定像的___________。为了便于比较像与物的大小关系，蜡烛A、B应选择外形_________（选填 “相同”或“不相同”）的。
（2）将点燃的蜡烛A竖立在玻璃板的前面，将__________（选填“点燃”或“未点燃”）的蜡烛B竖立在玻璃板后面并移动，直到看上去蜡烛B跟蜡烛A的像完全重合；
（3）标记蜡烛A、B的位置，测得蜡烛B到玻璃板的距离________（选填“小于”、“等于”或“大于”）蜡烛A到玻璃板的距离；
（4）当蜡烛A远离玻璃板时，像的大小______（选填“变小”、“不变”或“变大”）；
（5）将光屏竖立在像的位置（与玻璃板平行），光屏上无法呈现蜡烛A的像，说明平面镜所成的像是_________（选填 “虚”或“实”）像。
【答案】薄；位置；相同；未点燃；等于；不变；虚。
【解析】（1）[1]因为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面，会出现两个像，影响到实验效果，所以应选用薄玻璃板，玻璃板越薄两个面成的像越近，对实验影响越小。
[2][3]将玻璃板垂直放置在水平桌面上，这样能透过玻璃板观察到像，便于确定像的位置；
为了比较像与物的大小关系，实验中应选择两只完全相同的蜡烛。
（2）[4]将点燃的蜡烛A竖立在玻璃板的前面，将未点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面并移动，直到看上去蜡烛B跟蜡烛A的像完全重合；这是为了像和物大小关系。
（3）[5]标记蜡烛A、B的位置，通过测量可知，B到镜面的距离等于蜡烛A到镜面的距离。
（4）[6]像与物大小相等，因此若将蜡烛A远离玻璃板时，则像将远离玻璃板移动；像的大小不变。
（5）[7]将光屏竖立在像的位置（与玻璃板平行），光屏上无法呈现蜡烛的像，由于虚像不能成在光屏上，所以平面镜成的是虚像。
2.如图是小红“探究平面镜成像特点”的情景：小红的实验装置是：竖立的透明玻璃板下方放一把直尺，直尺与玻璃板垂直；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）小红选择玻璃板代替镜子进行实验的目的是______，这种实验方法物理上称为______。
（2）所用刻度尺的作用是便于比较像与物______关系。
（3）选取两段完全相同的蜡烛是为了比较像与物的______关系。
（4）实验过程中若发现怎么移动蜡烛B都无法与蜡烛A的像重合，试分析其原因：______。
（5）移去后面的蜡烛B，并在其所在位置上放一光屏，则光屏上_____接收到蜡烛烛焰的像（填“能”或“不能”）。所以平面镜所成的像是_____（填“虚”或“实”）。
（6）为证实上述有关成像特点是否可靠，你认为应采取下列哪一项操作？______。
A.保持A、B两支蜡烛的位置不变，多次改变玻璃板的位置进行观察
B.保持玻璃板位置不变，多次改变A蜡烛的位置，进行与上述（2）相同的操作
【答案】便于确定像的位置和大小；等效替代法；到平面镜的距离大小；大小；玻璃与桌面没有垂直；不能；虚；B。
【解析】（1）[1] [2]玻璃板即可以反射光线成像，又可以让光线透过，便于确定像的位置和大小，用没有点燃的蜡烛来替代点燃的蜡烛，用的是等效替代法。
（2）[3]实验中分别测出像和物到平面镜的距离，是为了比较像与物到平面镜的距离。
（3）[4]实验中让像和没有点燃的蜡烛完全重合，目的是为经比较像与物的大小关系。
（4）[5]如果平面镜没有和桌面完全垂直，像就不会成在桌面上，故像与物不能完全重合，是因为平面镜没有和桌面垂直。
（5）[6] [7]平面镜反射成像是因为反射光线反射延长线的交点形成的，并不是实际光线汇聚而成，所以不能在光屏上承接，故像是虚像。
（6）[8]实验中，为了使结论具有可靠性，可以多次改变物体的位置，记录对应像的位置，比较像的大小关系和像距和物距的关系。故A不符合题意，B符合题意。故选B。
3.为完成“探究平面镜成像特点”实验，小芳选择了如图所示的实验装置。
（1）小芳用玻璃板代替平面镜的目的是_______。
（2）小芳把点燃的蜡烛A放在玻璃板前，还要在玻璃板的后面放一支外形相同但没有点燃的蜡烛B，小芳应在_______（选填“A”或“B”）蜡烛一侧观察玻璃板中的像；
（3）当把蜡烛靠近玻璃板时，蜡烛在玻璃板所成像的大小将_______（选填“变大”“不变”或“变小”
（4）移去蜡烛B，在其原位置放置一块光屏，光屏上不能得到蜡烛A的像，说明平面镜所成的像是_______（选填“实像”或“虚像”）；
（5）实验中，发现在水平桌面上无论怎样移动蜡烛B，都与蜡烛A的像无法完全重合，你认为原因可能是_______。
（6）如图所示，仅将玻璃板由图中甲的位置水平向右平移至乙的位置时，蜡烛A的成像情况是_______（选题字母代号）。
A.蜡烛成像仍在B处 B.蜡烛成像在B处右侧 C.蜡烛无法通过玻璃板成像
【答案】便于确定像的位置；A；不变；虚像；平面镜与桌面不垂直；A。
【解析】（1）[1]小芳用玻璃板代替平面镜，能通过平面镜看到镜子后面像，目的是便于确定像的位置。
（2）[2]在玻璃板的后面放一支外形相同但没有点燃的蜡烛B时，小芳应在A蜡烛一侧观察玻璃板中的像，只有在 A 侧反射光线才会进入眼睛，从而看到A的像B，在B侧看不到像。
（3）[3]当把蜡烛靠近玻璃板时，根据平面镜成像时，像和物大小相等，蜡烛在玻璃板所成像的大小将不变。
（4）[4]移去蜡烛B，在其原位置放置一块光屏，光屏上不能得到蜡烛A的像，说明平面镜所成的像是虚像，虚像不是实际光线的会聚点，不能成在光屏上。
（5）[5]实验中，发现在水平桌面上无论怎样移动蜡烛B，都与蜡烛A的像无法完全重合，可能是平面镜与桌面不垂直，导致蜡烛A的像偏高或偏低，无法在桌面上找到与蜡烛A重合的像。
（6）[6]将玻璃板由图中甲的位置水平向右平移至乙的位置时，根据平面镜成像特点：像和物关于镜面对称可知，蜡烛A的成像仍在B处，故A符合题意，BC不符合题意。故选A。
实验三：探究光折射时的特点
【实验目的】验证光的折射定律。即：共面（反射光线、入射光线与法线在一个平面内）、分居（反射光线与入射光线分居法线两侧）、不等角（反射角不等于入射角）和可逆（光路是可逆）。
【实验器材】光的折射实验水槽一个、激光笔一支、带刻度的折板光屏一块、支架等。
【实验步骤】一、按图组装器材
二、按图沿折板平面用激光笔射出一束光线，观察入射光线、折射光线和反射光线，并记录入射角和反射角；数据填入表格。
三、改变入射光线方向（入射角）重复上述实验并记录表格。
次数
入射角
折射角
1
2
3
…
四、沿折板中轴（N）将折板F向前转动，观察折射光线是否仍在F上。
五、选择一次实验，沿原反射光线反方向改变入射光线，观察反射光线判断光路可逆性。
六、整理器材。
【实验结论】共面、分居、不等角（入射角增大，折射角跟着增大）。
【考向点拨】
1.判断三线共面：沿折版中轴折转光屏是否还能看见折射光线；
2.判断分居：观察折射光线、入射光线是否在中轴两侧；
3.不等角：通过量角器测量；
4.判断是否可逆：沿原反射光线路径改变入射光线，观察反射光线；
5.如何实现实验结论的普遍性：改变入射角（改变入射光线方向），进行多次实验；
6.光线的理想化模型：观察激光笔射出的光线即可构建用带箭头的直线表示光的传播方向和路径；
7.光从空气射入水（或其他介质）时：入射角大于折射角；
8.光从水（或其他介质）射入空气时：折射角大于入射角；
9.光从水（或其他介质）射入空气时，当入射角较大时：不再反生折射现象，只有发射光线（全反射）；
10.光从空气垂直射入水（或其他介质）中时：传播方向不变（光速会改变）。
【典例1】（2019·贵阳）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NN'和MM'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________所致，鉴于本实验的目的，此时最应该记录的两条光线是________________。
（2）接下来他要观察光从空气中进入水中的情况，他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，入射光线应该从A点向O点射入，这是为了保证_______________，其实本实验小华还考虑了入射光线所在一侧的________相同。
（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）若用激光以相同的入射角分别从玻璃和水中斜射入空气中，则________射出的折射光线更远离法线。
【答案】（1）有部分光线并没有通过玻璃砖，而依旧在空气中传播；AO和OB；（2）入射光线重合；入射角；（3）玻璃；（4）玻璃。
【解析】（1）光线AO到OC，光的传播路线没有改变，说明光在同一种均匀介质中传播，所以可以判断有部分光线并没有通过玻璃砖，而依旧在空气中传播。
本实验探究光的折射规律，要记录光的折射光线和入射光线，所以要记录的两条光线是AO和OB。
（2）探究光在玻璃和水的折射能力，要控制入射光线相同，入射角相同，观察折射光线和折射角的变化情况，所以入射光线应从A点向O点射入，这是为了保证入射光线重合，入射角相同。
（3）如乙丙图，当光在空气中传播时AO入射，OC传播；当光线从空气斜射入水中，AO入射，OE传播；当光线从空气斜射入玻璃中，AO入射，OB传播，比较OB偏离OC更多，所以玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是玻璃。
（4）光路是可逆的，光从空气斜射入玻璃偏折能力强，当光从玻璃斜射入空气中偏折能力也强，所以远离法线。
故答案为：（1）有部分光线并没有通过玻璃砖，而依旧在空气中传播；AO和OB；（2）入射光线重合；入射角；（3）玻璃；（4）玻璃。
【典例2】（2019·绵阳）在“探究光折射时的特点”试验中，让光源发出的一束光从水中以不同的角度射入空气，观察到光束在水中和空气中的径迹如图所示。回答以下问题：
（1）此现象说明_______（选填序号）。
A．光路可逆
B．光在水面只发生了折射
C．光在水面只发生了反射射
D．光在水面既发生了折射又发生了反射
（2）增大这一束光与竖直方向的夹角，发现射入空气的光的径迹与竖直方向的夹角也增大，此现象说明_________（选填序号）。
A．入射角增大，折射角减小
B．入射角增大，折射角增大
C．折射角的大小与入射角的大小成正比
D．折射角的正弦值与入射角的正弦值成正比
（3）让这一束光垂直于水面射入空气。传播方向__________（选填序号）。
A．向右偏 B．向左偏 C．不偏
【答案】（1）D；（2）B；（3）C。
【解析】（1）让光源发出的一束光从水中以不同的角度射入空气，观察到光束在水中和空气中的径迹如图所示，图中可以看到反射光线，同时也看到折射光线，故选D。
（2）光源射出的光线和竖直方向的夹角是入射角，空气中的光线和竖直方向的夹角是折射角；
增大这一束光与竖直方向的夹角，即增大了入射角，发现射入空气的光的径迹与竖直方向的夹角也增大，也就是折射角也增大，此现象说明入射角增大，折射角增大，但不能得出成正比的关系，故选B。
（3）光垂直射到界面时不改变方向；所以，让这一束光垂直于水面射入空气，其传播方向不偏转，故选C。
故答案为：（1）D；（2）B；（3）C。
1.甲、乙、丙、丁四组同学在实验室做光学实验。
（1）图中是甲组同学设计的探究“光的反射定律”的实验装置，同学们将一张白纸B放在水平桌面上，将一个平面镜A垂直白纸放置，用激光手电贴着______（选填“A”或“B”）照射，经过多次实验并记录下了反射角和入射角的度数如下表．甲组同学多次实验的目的是：________。
（2）其他三组同学都探究光的折射规律，乙、丙两组同学根据实验现象作出了光路图。对比光路图可以发现，当光以相同的入射角斜射入________（选填“相同的”或“不同的”）介质中时，折射角不同。折射角的大小可能与什么因素有关？同学们展开了热烈的讨论，你的猜想是：折射角的大小可能与_______有关。
（3）丁组同学意外发现：当光沿某方向从半圆玻璃砖射向空气时，折射光消失而反射光却变得更亮，如图，老师告诉他这是光的全反射现象．课后，小明查到光从玻璃射向空气时的一些数据如下表。
①分析以上数据可知光从玻璃射向空气时，折射角随入射角的变化关系是：___________。
②光从玻璃斜射向空气时，反射能量随着入射角的增大而________，当入射角 i≥_______°时，反射能量达到100%，就发生了全反射现象；
③由表格数据可知：图中的图线________（选填“a”或“b”）反映了上述实验中的两角关系。
④根据光路可逆，当光从空气斜射向玻璃时，______（选填“能”或“不能”）发生全反射现象。
【答案】B；多次实验找普遍规律；不同的；介质种类；折射角随着入射角的增大而增大；增大；41.8；a；不能。
【解析】（1）探究“光的反射定律”的实验过程，将一个平面镜A垂直白纸放置，用激光手电贴着B照射到平面镜上，则入射光线和其反射光线的径迹同时在纸板上出现；
本实验中多次实验的目的是寻找光反射的普遍规律；
（2）图中光线射入的介质分别是水和玻璃，即光线射入的是不同的介质；
由图可知，光线在两种介质中折射角的大小不同，而两种介质的密度不同，所以，提出的猜想是：折射角的大小可能与介质种类有关；
（3）①②光从玻璃斜射向空气时，折射角、反射能量随着入射角的增大而增大；
当入射角达到41.8°时，反射能量达到100%，就发生了全反射现象；
③折射角随着入射角的增大而增大，但折射角总大于入射角，而图b中，当入射角等于45°时，反射角也等于45°，a图象中的折射角始终大于入射角，因此图a反映了折射角与入射角的关系；
④根据光路可逆，当光从空气斜射向玻璃时，折射角小于入射角，因此折射光线不可能消失，则不能发生全反射现象。
2.在“初识光的折射现象”和“探究光的折射特点”实验中:
(1)如图甲,小明将一束激光射至P点,形成一个光斑,向水槽内慢慢注水,水槽底部光斑的位置将 (选填“向左移动”“向右移动”或“不动”),这说明光从空气斜射入水中时,传播方向 (选填“会”或“不会”)发生偏折。实验中光在空气中的传播路径并不清晰,为解决此问题,他在水面上方喷了一些 。
(2)如图乙所示,小明继续探究光从空气射入水中时的折射特点,他使用可折转的光屏,是为了探究折射光线、入射光线和法线是否 。如图丙所示,他将光沿着AO方向射向水面上的O点,光在水中沿着OB方向射出,调整激光笔使入射光逐步偏向法线,折射光也逐步偏向法线,说明光从空气斜射入水中时,入射角减小,折射角随之 (选填“增大”“减小”或“不变”)。当光沿着NO方向射入时会沿ON'方向射出,此时折射角为 度。
【答案】(1)向左移动；会；烟雾(或水雾,合理即可)；(2)在同一平面内；减小；0。
【解析】(1)光从空气斜射入水中,折射角小于入射角;
如果按照题图甲中的角度照射激光,同时向水槽内慢慢注水,水槽底部光斑的位置将向左移动,这说明光从空气斜射入水中时,传播方向会发生偏折;
向水面上方喷些烟雾,这时光通过烟雾时发生漫反射,便于在各个角度观察光的传播路径。
(2)使用可折转的光屏,是为了观察折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内;因为当入射光偏向法线时,折射光也随之偏向法线,所以可以说明光从空气斜射入水中时,入射角减小,折射角随之减小。
当光沿着NO方向射入时会沿ON'方向射出,即入射光线垂直界面入射,折射光线与法线重合,则此时折射角为0度。
3.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NN'和MM'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________所致，鉴于本实验的目的，此时最应该记录的两条光线是________________。
（2）接下来他要观察光从空气中进入水中的情况，他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，入射光线应该从A点向O点射入，这是为了保证_______________，其实本实验小华还考虑了入射光线所在一侧的________相同。
（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）若用激光以相同的入射角分别从玻璃和水中斜射入空气中，则________射出的折射光线更远离法线。
【答案】（1）有部分光线并没有通过玻璃砖，而依旧在空气中传播；AO和OB；（2）入射光线重合；入射角；（3）玻璃；（4）玻璃。
【解析】（1）光线AO到OC，光的传播路线没有改变，说明光在同一种均匀介质中传播，所以可以判断有部分光线并没有通过玻璃砖，而依旧在空气中传播。本实验探究光的折射规律，要记录光的折射光线和入射光线，所以要记录的两条光线是AO和OB。
（2）探究光在玻璃和水的折射能力，要控制入射光线相同，入射角相同，观察折射光线和折射角的变化情况，所以入射光线应从A点向O点射入，这是为了保证入射光线重合，入射角相同。
（3）如乙丙图，当光在空气中传播时AO入射，OC传播；当光线从空气斜射入水中，AO入射，OE传播；当光线从空气斜射入玻璃中，AO入射，OB传播，比较OB偏离OC更多，所以玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是玻璃。
（4）光路是可逆的，光从空气斜射入玻璃偏折能力强，当光从玻璃斜射入空气中偏折能力也强，所以远离法线。
实验四：探究凸透镜成像的规律
【实验目的】透镜凸透镜成像规律。像与物的大小关系、物距变化成像规律变化、像的虚实。
【实验器材】凸透镜、光具座、蜡烛、光屏、火柴等。
【实验步骤】一、按图组装器材。调整蜡烛、凸透镜、光屏在同一水平线上。
二、将蜡烛放在远处（此时u>2f），移动光屏直至在光屏上成清晰的像；观察像的大小、正立还是倒立，并测量物距和像距；数据记录实验表格。
三、将蜡烛往凸透镜方向移动，使2f>u>f，移动光屏直至在光屏上成清晰的像；观察像的大小、正立还是倒立，并测量物距和像距；数据记录实验表格。
四、将蜡烛继续往凸透镜方向移动，使u=f，移动光屏，看能否成像。
五、将蜡烛继续往凸透镜方向移动，使u
物距与焦距关系
物距（cm）
像的性质
像距（cm）
大小
正倒
虚实
u>2f
u=2f
2f>u>f
u=f
u
七、整理器材。
【实验结论】
物距
像的性质
像距（cm）
应用
大小
正倒
虚实
u>2f
缩小
倒立
实像
2f
2f>u>f
放大
倒立
实像
v>2f
投影仪
u
正立
虚像
--
放大镜
1.焦点是成实像和虚像的分界点：物距大于一倍焦距时，成实像；当物距小于一倍焦距时，成虚像；当物距等于一倍焦距时，不成像。
2.二倍焦距处是成放大实像还是成缩小实像的分界点：物距大于二倍焦距时，成缩小的实像；当物距小于二倍焦距时，成放大的实像；当物距大于二倍焦距时，成等大的实像。
3.实像都是倒立的，且物像异侧；虚像都是正立的，且物像同侧；
4.凸透镜成实像时，随着物距的减小，像和像距都变大；成虚像时，随着物距的减小，像和像距都变小。
2.考查内容
考查方向
解答思路
如何测量焦距
一束平行光通过凸透镜后会聚的点即为焦点，可测焦距
【考向点拨】
1.如何测量焦距：一束平行光通过凸透镜后会聚的点即为焦点，可测焦距；
2.保障实验成功：蜡烛、凸透镜不动，移动光屏直至在光屏上成清晰的像；
3.如何判断成虚像：物距小于焦距时，无论怎么移动光屏都无法在光屏上成像；
4.无法成像的原因：蜡烛在焦点上或物距小于焦距、焦距太大成像在光具座外、蜡烛与凸透镜和光屏没有在同一水平线上；
5.成像位置如何移动：可调节蜡烛或凸透镜；
6.蜡烛变短：成像上移；
7.像的明暗变化：用遮光板挡住部分光线，成像完整但像变暗；
8.用光具座进行实验时，应做到：烛焰、凸透镜的中心、光屏中心应在同一直线上（同一高度），目的使烛焰的像成在光屏中央；
9.同一物距范围内，不断改变物距进行实验的目的：排除偶然因素，使实验结论更具普遍性；
10.实验中无论怎样移动光屏都找不到像的原因：（1）烛焰、凸透镜中心、光屏中心未在同一高度；（2）蜡烛恰好在凸透镜一倍焦距位置；（3）物距稍大于一倍焦距，像距很大，光具座长度有限；（4）物距小于一倍焦距，成的是虚像。
【典例1】（2021年贵州省铜仁市中考物理试题）在探究“凸透镜成像规律”的实验中，华华同学进行了如下实验：
（1）按图甲所示操作，测得凸透镜的焦距为______cm；
（2）调节蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图乙所示，发现光屏上得到一个倒立______（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的清晰实像；
（3）若蜡烛和光屏的位置保持不变，将凸透镜移动到60cm处，光屏上的像模糊不清，这与______（选填“近视眼”或“远视眼”）相似。
【答案】10.0；放大；近视眼。
【解析】（1）[1]焦距是指从焦点到凸透镜光心的距离，由图甲可知焦距f=60.0cm-50.0cm=10.0cm
（2）[2]由图乙可知，物距为u=50.0cm-35.0cm=15.0cm
2f＞u＞f
光屏上得到一个倒立放大的实像。
（3）[3]若蜡烛和光屏的位置保持不变，将凸透镜移动到60cm处，物距变大，像距变小，像成在光屏的前方，近视眼的晶状体变厚，会聚能力增强，像呈在视网膜的前方，这与近视眼相似。
【典例2】（2021·福建中考真题）在“探究凸透镜成像规律实验”中：
（1）将蜡烛、凸透镜和光屏依次安装在光具座上，点燃蜡烛，调整它们的高度使烛焰中心、透镜光心和光屏中心在______；
（2）如图甲所示，光屏上成清晰的像。由光路可逆可以推断，保持蜡烛和光屏的位置不变，只移动透镜到______cm 刻度处，光屏上可再次成清晰______、倒立的实像；
（3）实验一段时间后，原来在光屏中心的像“跑”到光屏上方，如图乙所示位置。能让像重新回到光屏中心的操作是______；（填序号）
①光屏下调 ②蜡烛上调 ③透镜上调
（4）实验中，光屏上成模糊的像，如果蜡烛和透镜位置不变，将光屏往凸透镜方向靠近，光屏上能成清晰的像；如果蜡烛、凸透镜和光屏位置不变，在蜡烛与凸透镜之间放上一个合适的凹透镜。光屏上也能成清晰的像。上述现象说明凹透镜对光具有______作用。______视眼的矫正与上述成像过程类似。
【答案】同一高度；55；缩小；②；发散；近。
【解析】（1）[1]为了是蜡烛的像呈现在光屏的中央，应该将点燃蜡烛，调整它们的高度使烛焰中心、透镜光心和光屏中心在同一高度。
（2）[2]如图甲所示，光屏上成清晰的像。由光路可逆可以推断，
u1=v2=40.0cm-25.0cm=15.0cm
v1=u2=70.0cm-40.0cm=30.0cm
保持蜡烛和光屏的位置不变，移动透镜到刻度尺上的刻度为70.0cm-15.0cm=55.0cm
[3]如图甲所示，光屏上呈现的是倒立、放大的实像，根据光路的可逆性，光屏上可再次成清晰缩小、倒立的实像。
（3）[4]实验一段时间后，蜡烛燃烧变短，原来在光屏中心的像“跑”到光屏上方，要让像重新回到光屏中心，可将蜡烛上调、将光屏上调或将透镜下调，故①③不符合题意，②符合题意。故选②。
（4）[5][6]实验中，光屏上成模糊的像，如果蜡烛和透镜位置不变，将光屏往凸透镜方向靠近，光屏上能成清晰的像，说明此时像呈现在原来位置的前侧，与近视眼类似。如果蜡烛、凸透镜和光屏位置不变，在蜡烛与凸透镜之间放上一个合适的凹透镜，光屏上也能成清晰的像。说明凹透镜对光线具有发散作用。
1．在做“探究凸透镜成像规律”的实验中：
（1）一束平行光通过凸透镜后在光屏上得到一个最小最亮的光点，如图甲所示，测得凸透镜的焦距为10.0cm；
（2）如图乙所示，此时光屏上恰好有一个清晰的像，日常生活中______（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）利用此原理来工作的；
（3）若在图乙所示位置的基础上，保持凸透镜位置不动，将蜡烛和光屏同时向左移动10cm后，光屏上______（选填“能”或“不能”）看到清晰的像；
（4）在图丙中画出经过透镜的折射光线；______
（5）在图乙所示位置的基础上，小丽将自己的眼镜放于蜡烛和凸透镜之间，光屏上的像又变得模糊，小丽将光屏远离透镜方向移动，模糊的像又清晰了，请你判断小丽的眼睛与如图丁所示的______（选填“甲“或“乙”）图中所表现的状况相同；若不移动光屏，并保持透镜的位置不变，小丽更换另一个凸透镜，光屏上也得到了清晰的像，那么此凸透镜的焦距应______（选填“大于”或“小于”）10cm。
【答案】投影仪；不能；如图；甲；小于。
【解析】（2）[1]凸透镜的焦距是10.0cm，烛焰放在距凸透镜15cm处时，物体在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立放大的实像。投影仪是利用这一成像规律工作的。
（3）[2]保持凸透镜位置不动，将蜡烛和光屏同时向左移动10cm后，此时物距u=25cm>2f
此时像应在一倍焦距和二倍焦距之间。而将光屏向左移动10cm后，光屏到凸透镜的距离为20cm，位于二倍焦距的位置上，因此不能成清晰的像。
（4）[3]平行于主光轴的光线经凸透镜折射后经过焦点射出，据此传播规律作图如下
（5）[4]小丽将自己的眼镜放于蜡烛和凸透镜之间，光屏上的像又变得模糊，当光屏向远离透镜方向（向右）移动适当距离后像又清晰，说明小丽的眼镜片能使光发散，使成像的会聚点向后移，则该镜片对光线有发散作用，是凹透镜，即近视眼镜；近视眼的形成是因为晶状体对光的会聚能力过强，使像成在视网膜的前方，如图甲所示。
[5]若不移动光屏，并保持透镜的位置不变，小丽更换另一个凸透镜，光屏上也得到了清晰的像，由此推断更换的凸透镜会聚光的能力较强，焦距变小，像距也变小，此透镜焦距小于10cm。
2.小明利用如图所示的器材做“探究凸透镜成像规律”的实验
(1)如上图所示，光源放在30 cm刻度处时，移动光屏可得倒立、等大的清晰像，此时光屏在_______cm刻度处；若用纸片将透镜的上半部遮挡住，则光屏上的像的变化情况是___________。
(2)光源右移至 35cm 刻度处时，将光屏向________（选填“左”或“右”）移动，可得到的清晰像；
(3) 源放在45cm刻度处时，人眼从光屏一侧通过透镜看到的像是下图中的__________。
A. B. C. D.
(4)小红在早上9：00利用太阳光测量凸透镜的焦距。找焦点时，她将凸透镜与水平地面平行放置，调节凸透镜到地面的距离，直至地而上出现一个最小最亮的光点，她认为此点就是凸透镜的焦点。你认为他的过程中存在的问题是：___________。
【答案】70.0；变暗；右；C；没有将凸透镜正对太阳光。
【解析】(1)[1]凸透镜成等大实像时，物距和像距均等于二倍焦距；如图，物距为
则像距也为20.0cm，所以，光屏的位置应为
[2]若用纸片将透镜的上半部遮挡住，仍成完整的像，成像的光线变弱，所以光屏上的像会变暗。
(2)[3]由上可知，透镜的焦距为10cm，光源右移至35cm刻度处时，物距为15cm，仍成实像，物距变小，像距将变大，所以，将光屏向右移动，可得到清晰像。
(3)[4]光源放在45cm刻度处时，物距为5cm，物距小于焦距，成正立、放大的虚像，人眼从光屏一侧通过透镜看到的像是下图中的C。
(4)[5]平行于凸透镜主光轴的平行过，经凸透镜后，会聚于焦点，小红实验中存在的问题是：没有将凸透镜正对太阳光，使太阳光平行于凸透镜主光轴。
3.如图所示，是小禹探究“凸透镜成像规律”的实验。
（1）如图甲所示，将A、B两块透镜分别正对太阳光时，在光屏上出现了不同的光斑，由此判断______是凸透镜。
（2）如图乙所示，点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一______上。
（3）如图乙所示的位置关系，若此时光屏上得到一个清晰的像，则该像应该是倒立、______的实像，______（填光学仪器名称）就是利用这一成像规律工作的。
（4）如图丙所示，小禹经过多次实验，记录并绘制了“像到凸透镜的距离v与烛焰到凸透镜的距离u”的关系图象．分析图象可知该凸透镜的焦距等于______cm。
（5）若实验中无论怎样移动光屏，光屏上始终得不到烛焰清晰的像，其原因不可能是______（填序号即可）。
A．蜡烛到凸透镜的距离小于1倍焦距
B．蜡烛到凸透镜的距离等于1倍焦距
C．蜡烛到凸透镜的距离大于1倍焦距
（6）保持图乙中蜡烛和光屏的位置不动，仅将凸透镜缓慢向右移动，这过程中光屏上将再出现______次清晰的像。
【答案】B；高度；放大；投影仪；10；C；2（1）。
【解析】（1）由图知，图中的A对光起发散作用，是凹透镜，B对光起会聚作用，是凸透镜，探究凸透镜成像规律应该选择B透镜进行实验；
（2）实验前，应该调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度，以使像成在光屏的中央；
（3）如图乙，物距小于像距，由成像规律知，此时成倒立、放大的实像；
（4）投影仪就是利用凸透镜成倒立、放大的实像这一原理工作的；
（5）在凸透镜成像规律中，当物距等于像距时，成倒立、等大的实像，此时物距和像距都等于二倍焦距，由图丁可以看出，当物距和像距都为20cm时，此时物距和像距都为二倍焦距，故凸透镜的焦距为10cm；
（6）若实验中无论怎样移动光屏，光屏上始终得不到烛焰清晰的像，其原因不可能是：
A．蜡烛到凸透镜的距离小于1倍焦距，此时不成像，不符合题意；
B．蜡烛到凸透镜的距离等于1倍焦距，此时不成像，不符合题意；
C．蜡烛到凸透镜的距离大于1倍焦距，成倒立放大的实像，可以在光屏上承接到像，符合题意；
（7）保持图乙中蜡烛和光屏的位置不动，仅将凸透镜缓慢向右移动，如果开始时蜡烛和光屏的距离正好是4f，当凸透镜移动到一定位置，当物距和像距都为二倍焦距时成倒立等大实像；当凸透镜移动到某一位置，即与原来的物距和像距互换时，此时成倒立缩小的实像，故这过程中光屏上将再出现2次清晰的像。如果开始时蜡烛和光屏的距离不是4f，则只能出现1次清晰的像。
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