【知識點總結+例題講解】
一、平面鏡成像實驗：
1.實驗器材：平板玻璃（透明）、兩支相同的蠟燭、白紙、刻度尺、筆；
2.實驗環(huán)境：光線暗一點；
3.注意事項：玻璃板垂直桌面、玻璃板薄一點；
4.平面鏡成像的原理：光的反射；
5.平面鏡成像特點：等大、等距、垂直、虛像；
（1）正立的、等大的、虛像；
（2）像、物分居平面鏡兩側；
（3）像、物到鏡面的距離相等：u=v；
（4）像、物的連線與鏡面垂直；（像與物關于平面鏡對稱）
（5）物體靠近平面鏡，像也靠近平面鏡，靠近的速度大小相等；
（6）注意：像的大小與平面鏡的大小、位置、形狀，以及物體到平面鏡的距離等無關。
6.平面鏡成像實驗考點總結：
（1）選擇玻璃板代替平面鏡進行實驗的目的是 便于準確確定像的位置 ；
（2）在探究活動中對玻璃板放置的要求是 豎直放置 ；
若玻璃板沒有豎直放置： 玻璃板后面的蠟燭與前面蠟燭的像不能重合 ；
（3）選取兩段完全相同的蠟燭的目的是為了 比較像與物的大小 關系；
（4）實驗中使用刻度尺，是為了 測量像與物到玻璃板的距離 ；
（5）移去后面的蠟燭B，并在其所在位置上放一光屏，則光屏上 不能 接收到蠟燭燭焰的像；
（6）小明將蠟燭逐漸遠離玻璃板時，它的像 大小不變 ；
（7）為便于觀察，該實驗最好在 較黑暗 環(huán)境中進行；
（8）采用透明玻璃板代替平面鏡，雖然成像不如平面鏡清晰，但卻能在觀察到A蠟燭像的同時，也能觀察到B蠟燭， 巧妙地解決了確定像的位置和大小的問題 ；
（9）點燃A蠟燭，小心地移動B蠟燭，直到與A蠟燭的像完全重合為止，這時發(fā)現(xiàn)像與物的 大小相等 ；
若直接將蠟燭放在直尺上進行實驗，進一步觀察A、B兩支蠟燭在直尺上的位置
發(fā)現(xiàn)： 像和物的連線與玻璃板垂直 ； 像和物到玻璃板的距離相等 ；
（10）觀察A蠟燭的像時，會發(fā)現(xiàn)兩個幾乎重疊的像，這是由于玻璃板的兩個面反射各成一個像；這兩個像的間距為兩倍玻璃板的距離；實驗應該選用 較薄的 玻璃板，這是為了 使玻璃板兩個面反射成的像盡量重疊 ，便于準確確定像的位置；
（11）多次進行實驗的目的： 尋找普遍規(guī)律 。
【例題1】用如圖所示裝置探究平面鏡成像的特點。把一張大紙鋪在桌面上，紙上豎立一塊玻璃板，沿著玻璃板在紙上畫一條直線OO1，代表平面鏡的位置。
（1）把一支點燃的蠟燭放在玻璃板前面的適當位置，再拿一支外形相同但不點燃的蠟燭，豎立著在玻璃板的后面移動，當移動到某位置時，發(fā)現(xiàn)該蠟燭與點燃蠟燭的像完全重合。此說明平面鏡成的像 。（選填序號）
A.是虛像
B.大小與物體的大小相等
C.和物體到平面鏡的距離相等，和物體連線與鏡面垂直
（2）移動點燃的蠟燭分別到A、B、C點，重復（1）中的操作，記錄與點燃蠟燭的像重合的A1、B1、C1點，用直線將A、B、C和A1、B1、C1分別連接成三角形，將紙沿OO1對折，發(fā)現(xiàn)兩個三角形幾乎重合。此說明平面鏡成的像 。（選填序號）
A.是虛像
B.大小與物體的大小相等
C.和物體到平面鏡的距離相等，和物體連線與鏡面垂直
（3）有同學在實驗過程中，觀察到點燃蠟燭的像好像總是“懸浮”在紙面上方。造成該現(xiàn)象的原因可能是 。（選填序號）
A.玻璃板太厚
B.玻璃板未垂直桌面，且偏離點燃蠟燭一側
C.玻璃板未垂直桌面，且偏向點燃蠟燭一側
【變式2】利用圖甲裝置探究“平面鏡成像的特點”。
（1）在水平桌面上鋪一張白紙，再將玻璃板豎立在白紙上，把點燃的蠟燭A放在玻璃板前面，拿 （選填“點燃”或“未點燃”）的蠟燭B豎立在玻璃板后面移動，直到看上去蠟燭B跟 完全重合。
（2）為了探究平面鏡成像的虛實，將一張白卡片豎直放在蠟燭B所在的位置，應在玻璃板 （選填“前”或“后”）面觀察白卡片上是否有A的像。
（3）圖乙是小明某次測量蠟燭A到平面鏡的距離為 cm；將蠟燭靠近玻璃板一些，像的大小將 （選填“變大”、“變小”或“不變”）。
（4）若將玻璃板向左傾斜，如圖丙所示，觀察到蠟燭A的像大致位置在圖中的 （選填①或②）處。
二、凸透鏡成像：
1.實驗器材：光具座、凸透鏡、蠟燭、光屏；
2.實驗原理：光的折射；
（1）實驗注意：實驗時點燃蠟燭，使燭焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度；
目的：使燭焰的像成在光屏中央；
（2）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；
②燭焰在焦點上；
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；
3.實驗結論：（凸透鏡成像規(guī)律）
F分虛實，2f大小，實倒虛正，具體見下表：
結論:①當物距大于一倍焦距時，成 實 像，當物距小于1倍焦距時，成 虛 像；
②當物距大于2倍焦距時，成 縮小 像，當物距小于2倍焦距時，成 放大 像；
③無論成什么像，當物體靠近焦點時，所成的像變 大 ，且像距變 大 ；
④所有的虛像都是 正立的 ；所有的實像都是 倒立的 ；
⑤成放大的像： v﹥u ；成縮小的像： v﹤u 。
【例題2】小紅同學在探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗中：
（1）如圖在光具座上依次擺放蠟燭、凸透鏡、光屏，并調整它們的高度，使 的中心、透鏡中心和光屏中心大致在同一高度。
（2）上圖所示情景時光屏上恰好有清晰的像，此時的像距是 cm，這個時候所成的像與實際生活中 （選填“照相機”“投影儀”或“放大鏡”）的成像原理相同；如果此時將蠟燭和光屏位置對調，光屏上 （選填“能”或“不能”）出現(xiàn)清晰的像。
（3）實驗過程中，燃燒的蠟燭在不斷縮短，導致光屏上的像不在成在光屏中央，為了使燭焰的像能成在光屏中央，可以進行的操作是 。
【變式2】某同學用光具座、凸透鏡、蠟燭、光屏和刻度尺等實驗器材，探究“凸透鏡成像的規(guī)律”。
（1）為了測量凸透鏡的焦距，讓一束平行于主光軸的光射向凸透鏡，移動光屏，直到光屏上出現(xiàn)最小、最亮的光斑，用刻度尺測出光斑到凸透鏡中心的距離，如圖甲所示。凸透鏡焦距為
cm。
（2）將凸透鏡固定在光具座50cm刻度線處，蠟燭放置在光具座40cm刻度線處，點燃蠟燭，左右移動光屏，出現(xiàn)圖乙所示現(xiàn)象（成像清晰）。為使像呈現(xiàn)在光屏中央，應將光屏向 調節(jié)。
（3）保持凸透鏡位置不變，調整燭焰中心、透鏡中心和光屏中心在同一高度。將蠟燭移至34cm刻度線處，移動光屏，直到光屏上再次出現(xiàn)清晰的像，該像是倒立、 的實像。保持凸透鏡位置不變，將蠟燭繼續(xù)向左移動10.0cm，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應向 移動一段距離。
【例題3】在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中：
（1）如圖1是小明確定凸透鏡焦距時所做的實驗，兩束平行于主光軸的光線，過凸透鏡都照射到A點，由此可以測得該凸透鏡的焦距為 cm。
（2）請在圖2中畫出蠟燭AB發(fā)出的兩條光線通過透鏡后的光線，此時蠟燭AB通過凸透鏡成的像是 （選填“放大”或“縮小”） （選填“正立”或“倒立”）的。這個像用光屏 （填“能”或“不能”）接收到。
（3）當實驗裝置如圖3所示擺放時，在光屏上得到了燭焰清晰的像，此時的像是 （選填“放大”或“縮小”）的 （選填“虛像”或“實像”）。
（4）在圖3所示實驗中，保持透鏡位置不變，將蠟燭移至35cm刻度處，為了在光屏上再次成清晰的像，應將光屏 （選填“靠近”或“遠離”）凸透鏡。
【變式3】利用光具座以及蠟燭、凸透鏡、光屏等器材，可進行“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗。
（1）實驗時，首先在光具座上放置實驗器材，若光具座A處放置蠟燭（如圖所示），則C處應放置 （選填“凸透鏡”或“光屏”。器材正確放置后，還應對其進行調整，使燭焰和光屏的中心位于凸透鏡的 上。
（2）實驗后，可得出凸透鏡成像規(guī)律。根據(jù)成像規(guī)律判斷下列說法，說法正確的是 。
A．若凸透鏡的焦距為10cm，則燭焰距離凸透鏡30cm時，可在光屏上成放大的像
B．實驗過程中，蠟燭因燃燒而變短，則燭焰在光屏上的像會下移
C．若燭焰朝著凸透鏡方向前后不斷晃動，則光屏上仍能觀察到清晰的燭焰像
D．若燭焰在光屏上成縮小的像，則光屏到凸透鏡的距離小于燭焰到凸透鏡的距離
（3）某物理興趣小組在探究凸透鏡成像規(guī)律后，得到了如下數(shù)據(jù)：
下列對表中數(shù)據(jù)的分析，錯誤的是 。
A．當凸透鏡的焦距相同，物距不同時，所成的像有可能相同
B．當物距相同，凸透鏡的焦距越大時，像距越大
C．當物距相同，凸透鏡的焦距不同時，所成像的性質有可能相同
D．當凸透鏡的焦距相同，且成放大實像時，像距與物距之和隨物距的增大而減小
（4）將蠟燭置于凸進鏡一倍焦距處，結果仍能觀察到燭焰放大的像，這是為什么？
三、其他光學實驗：
1.小孔成像：倒立的、實像；
（1）成像特點：倒立的實像；
（2）成像與小孔的形狀：無關；
（3）成像原理：光沿直線傳播；
【例題4】如圖所示是小明用易拉罐制成的簡易針孔照相機：
（1）使用針孔照相機時，圓筒上應使用 （選填“透明”、“不透明”或“半透明”）塑料膜制成光屏。
（2）小明從實驗室借來用發(fā)光二極管制成的“F”字樣光源，如圖甲所示，將“F”字樣光源、簡易針孔照相機按圖乙所示位置放好，小明觀察到塑料膜上所成的像是圖丙中的 （填序號），這個像是 （選填“實像”或“虛像”），此成像的原理是 。
（3）保持“F”字樣光源的位置不變，將易拉罐靠近發(fā)光的“F”小明觀察到塑料膜上所成的像的會 （選填“變大”、“變小”或“不變”）。
（4）當“F”字樣光源順時針旋轉，小明觀察到塑料膜上所成的像會 （選填“順”或“逆”）時針旋轉。
（5）小華在實驗中在易拉罐的底部扎了兩個小孔，則在半透明膜上可以觀察到的“F”像有 （選填“—”或“二”）個。
【變式4】如圖所示某興趣小組在空易拉罐的底部中央戳個小圓孔，將頂部剪去后，蒙上一層塑料薄膜，制作成一個簡易針孔照相機。如圖甲所示，將其水平放置，在左側固定一支點燃的蠟燭，可在塑料薄膜上看到燭焰的像。
（1）針孔照相機成像的原理是 ，塑料薄膜上所成的像是 （選填“正立”或“倒立”）的實像，若將點燃的蠟燭向上移動，則塑料薄膜上的像向 （選填“上”或“下”）方移動；若將易拉罐向右移動少許，蠟燭的像將 （選填“變大”、“變小”或“不變”）。
（2）若只將小圓孔改為三角形小孔，則像的形狀 （選填“改變”或“不變”）。
（3）晴天的正午時分，走在濱江公園的樹林里，小明看到陽光透過樹葉的縫隙在地上留下許多大小不同的圓形光斑（如圖乙所示），圓形光斑大小不一原因是 。
2.光的反射定律： 三線同面 、 法線居中 、 兩角相等 、 光路可逆 ；
（1）三線共面：反射光線與入射光線、法線在同一平面上；
（2）法線居中：反射光線和入射光線分居于法線的兩側；
（3）兩角相等： 反射角＝入射角 ；
（4）光路可逆：光的反射過程中光路是可逆的；
【例題5】為了探究光反射時的規(guī)律，小明進行了如圖所示的實驗。
（1）實驗時從光屏前不同的方向都能看到光的傳播路徑，這是因為光在光屏上發(fā)生了 反射；
（2）若將B板向后折轉一定的角度，則在B板上 （“能”或“不能”）看到反射光，此時反射光線和入射光線 （“在”或“不在”）同一平面內；
（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： ；
（4）為了研究反射角與入射角之間的關系，實驗時應進行的操作是 ；
A．沿ON前后轉動板A B．沿ON前后轉動板B
C．改變光線OF與ON的夾角 D．改變光線EO與ON的夾角
（5）表中記錄了光做以不同角度入射時對應的反射角，分析表中數(shù)據(jù)可得：反射角 入射角（用漢字填寫這兩個角的大小關系），若一束光與鏡面的夾角70°射到鏡面上，則對應的反射角為 。
【變式5】在“探究光反射的規(guī)律”時，小李進行了如圖甲所示的實驗。
（1）平面鏡平放在水平桌面上，一塊標有刻度的白色 （選填“粗糙”或“光滑”）硬紙板與平面鏡保持 ，如圖甲所示。
（2）實驗時，將一束光貼著紙板P沿EO射到鏡面上O點，紙板Q上會顯示出反射光束OF。接著將紙板Q繞ON向前或向后翻折，則紙板Q上 （選填“能”或“不能”）顯示出反射光束，由此說明反射光線、入射光線與法線在同一平面內，在紙板Q繞ON向后翻折的過程中，反射光線的位置 （選填“改變”或“不變”）。
（3）若保持平面鏡位置不變，將紙板向后傾斜一個角度（如圖乙），入射光線仍能呈現(xiàn)在紙板上，且沿EO方向入射到平面鏡的O點，此時 （選填“能”或“不能”）在紙板上看到反射光線，此時反射光線、入射光線和法線 （選填“在”或“不在”）同一平面內。
（4）在硬紙板上描出入射光線EO和反射光線OF，并測出反射角和入射角，改變入射角大小多次實驗后將測得的數(shù)據(jù)記錄在表格中，可得到的實驗結論是 。
3.光的折射規(guī)律：
（1）三線共面：折射光線、入射光線和法線都在同一個平面內；
（2）法線居中：折射光線和入射光線分居法線兩側；（反射光線和折射光線在法線同側）
（3）光路可逆：在折射現(xiàn)象中，光路是可逆的；
（4）入射角增大，折射角也隨之增大；
（5）在光的折射現(xiàn)象中，介質的密度越小，光速越大，與法線形成的角越大：
①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）；
②光從水或其他介質中斜射入空氣中時，折射光線向界面方向偏折：（折射角＞入射角）；
【例題6】光從空氣斜射入水和玻璃時都會發(fā)生折射現(xiàn)象，但是水和玻璃的折射情況會相同嗎？為了探究這個問題，小華選擇了光屏、透明玻璃磚、水槽、激光電筒等器材進行實驗。他在光屏上畫出互相垂直的NN’和MM’兩條線段并相交于O點，如圖甲所示。
（1）小華將玻璃磚的一個表面與MM’齊平放置，讓激光電筒發(fā)出的光線從A點到O點入射，他看到了如圖乙所示的光路（AO、OC為同一直線），你認為出現(xiàn)光線OC是因為 所致，鑒于本實驗的目的，此時最應該記錄的兩條光線是 。
（2）接下來他要觀察光從空氣中進入水中的情況，他將光屏豎直放入水槽中，（使線段MM’水平）并向水槽中慢慢注水至水面與MM’齊平，入射光線應從A點向O點射入，這是為了保證 ，其實本實驗小華還考慮了入射光線所在一側的 相同。
（3）小華最終在光屏上記錄下了如丙所示的光路圖（OE為水中的折射光線）通過分析光路，你認為玻璃和水這兩種介質對光的偏折能力較強的是 。
（4）若激光相同的入射角分別從玻璃和水中斜射入空氣中，則 射出的折射光線更遠離法線。
【變式6】在“初識光的折射現(xiàn)象”和“探究光的折射規(guī)律”實驗中。
（1）如圖甲所示，小明將一束激光射至P點，形成一個光斑，向水槽內慢慢注水，水槽底部光斑的位置將 （選填“向左移動”、“向右移動”或“不動”），這說明光從空氣斜射入水中時，傳播方向會發(fā)生偏折。
（2）如圖乙所示，小明繼續(xù)探究“光從空氣射入水中時的折射特點”。他使用可折轉的光屏，是為了研究折射光線、入射光線和法線是否 。
（3）如圖丙，他將光沿著AO方向射向水面上的0點，光在水中沿著OB方向射出，再將光沿BO方向射入，目的是為了研究折射時光路 。
跟蹤訓練
1．起床后，你開始洗漱，洗完臉照鏡子，鏡子里出現(xiàn)了你的像。關于平面鏡成像，下列說法正確的是（ ）
A．成的像是實像
B．成像大小與物體到鏡面的距離有關
C．成像原理是光的反射
D．成像原理是光的折射
2．如圖，物體S在平面鏡中所成的像為S'。若在鏡后放置一塊透明玻璃AB，則像S'將（ ）
A．變亮
B．變暗
C．不變
D．偏離原位置
3．小芳站在學校大廳衣冠鏡前2m處，她在鏡中的像與她相距（ ）
A．1mB．2mC．3mD．4m
4．小明身高1.5m，站在平面鏡前2m處，他以0.1m/s的速度遠離平面鏡，2s后，他的像到他的距離和像的大小變化描述正確的是（ ）
A．1.5m，像變大B．4.4m，大小不變
C．2.2m，大小不變D．2m，像變小
5．寧遠文廟荷花池里“小荷才露尖尖角，早有蜻蜓立上頭”，若一蜻蜓立于距水面0.5m處的荷尖上，池中水深1m，則蜻蜓在水中的像距水面（ ）
A．1mB．1.5mC．0.5mD．3m
6．臨沂市文化公園是我市一道亮麗的風景線。1.5m深的荷花池內，一只立于荷尖上的蜻蜓距水面0.6m（如圖），蜻蜓在水中的像（ ）
A．因光的折射而形成
B．是比蜻蜓略小的虛像
C．在水面下0.9m深處
D．與蜻蜓相距1.2m
7．在一個水深為20m的湖面的正上方，有一名跳傘運動員正從高40m的空中以5m/s的速度勻速下降，關于他在水中成像的情況，下列各種說法正確的是（ ）
A．運動員在水中的像始終只能在水面下20m處
B．運動員下降到20m高度時才能在水中形成像
C．運動員在水中始終能成像，像以10m/s的速度向水面靠攏
D．運動員在水中始終能成像，像以10m/s的速度向他本人靠攏，且像的大小不變
8．如圖所示是“科學探究：凸透鏡成像”的實驗操作情景，下列說法不正確的是（ ）
A．從圖甲中可知該透鏡的焦距為10.0cm
B．如圖乙所示，在蠟燭和透鏡之間放入度數(shù)合適的近視鏡片，光屏上可以得到清晰的像
C．如圖乙所示，將蠟燭移至30cm處，光屏上可得到等大的實像
D．如圖乙所示，將蠟燭移至45cm處，移動光屏可以得到放大的實像
9．在做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中，小敏所在的小組利用如圖甲所示的裝置，測出凸透鏡的焦距，正確安裝并調節(jié)實驗裝置后，在光屏上得到一個清晰的像，如圖乙所示。下列說法中正確的是（ ）
A．由圖甲可知該凸透鏡的焦距是40.0cm
B．燭焰在如圖乙所示的位置時，成像特點與照相機成像特點相同
C．若燭焰從光具座30.0cm刻線處向遠離凸透鏡方向移動，燭焰所成的像將逐漸變小
D．若燭焰從光具座40.0cm刻線處向靠近凸透鏡方向移動，燭焰所成的像將逐漸變大
10．當蠟燭距凸透鏡40厘米時，在離該透鏡30厘米的光屏上能成一個清晰的燭焰像；如果蠟燭到該透鏡的距離為30厘米時，則在光屏上（ ）
A．一定成一個放大的像B．一定成一個縮小的像
C．可能成一個正立的像D．可能不成像
11．在“探究平面鏡成像特點”的實驗中，小明選擇的實驗器材有：薄玻璃板、兩支蠟燭、刻度尺、火柴、白紙等。
請回答下列問題：
（1）實驗器材選用薄玻璃板而非平面鏡的原因是 。
（2）實驗時，小明將白紙對折，如圖甲所示，鋪在水平桌面上，沿折痕畫線作為玻璃板底邊所在的位置，在實驗過程中應始終保持其與紙面 。
（3）小明將點燃的蠟燭置于玻璃板前，透過玻璃板觀察到蠟燭的像，如圖甲所示。然后將另一支未點燃的蠟燭放到像的位置，在白紙上記錄此時兩支蠟燭的位置，變換點燃蠟燭的位置，重復上述操作。將白紙上像和蠟燭位置的對應點連接，并測量點到平面鏡的距離，如圖乙所示。由此得出結論：像與物體到平面鏡的 相等。
（4）在完成步驟（3）后小明發(fā)現(xiàn)，像和蠟燭位置的連線垂直于玻璃板，結合（3）的結論，小明認為自己已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了平面鏡成像的規(guī)律：平面鏡所成的像與物體關于鏡面對稱。你認為小明對這一規(guī)律的總結過程是否科學合理？ ，原因是 。
12．某興趣小組為了驗證“人在平面鏡中所成的像“近大遠小”這個觀點是否正確，找來了玻璃板、兩只完全相同的蠟燭A和B、白紙、刻度尺、火柴等器材。
（1）探究過程如下：
①如圖所示，在桌面上鋪一張大白紙，紙上豎立一塊玻璃板作為平面鏡。沿著玻璃板在紙上畫一條直線，代表平面鏡的位置；
②將點燃的蠟燭A放在玻璃板前，在玻璃板后移動未點燃的蠟燭B，發(fā)現(xiàn)在某一位置蠟燭B與蠟燭A的像能夠完全重合，在白紙上標記蠟燭A和B的位置；
③改變蠟燭A的位置，在玻璃板后移動蠟燭B，始終能找到與蠟燭A的像完全重合的位置，標記蠟燭A和B的位置；
④在蠟燭所成像的位置放一張白紙，發(fā)現(xiàn)白紙上不能得到蠟燭的像；
⑤用刻度尺分別測量蠟燭A和B到玻璃板的距離數(shù)據(jù)記錄如表。
（2）分析了如表的實驗數(shù)據(jù)，得到以下結論：
①像到平面鏡的距離和物體到平面鏡的距離 ；
②平面鏡所成像的大小與物體到平面鏡的距離 （選填“有關”或“無關”），說明“人在平面鏡中所成的像近大遠小”的觀點是錯誤的；
③平面鏡所成的像是 （選填“實像”或“虛像”）。
（3）為了保證實驗效果，做這個實驗時應選擇較 （選填“厚”或“薄”）的玻璃板。
13．小明在復習凸透鏡成像的知識時想到了2021年12月9日“太空教師”王亞平給我們展示的“天宮課堂”中的水球成像實驗，于是利用水透鏡（注射器和彈性膜制成的凸透鏡）、蠟燭、光屏、光具座等器材進行探究，小明在測量水透鏡焦距時發(fā)現(xiàn)：當向水透鏡里注水時，水透鏡的焦距將變??；當從水透鏡里抽水時，水透鏡的焦距將變大。
（1）如圖甲所示，一束平行于主光軸的光線射向水透鏡，在光屏上得到一個最小最亮光斑，則此水透鏡的焦距為 cm；
（2）再將蠟燭置于光具座上，并讓燭焰、水透鏡光心和光屏中心處于 ；
（3）將實驗器材按圖乙位置放置，光屏上成清晰的像，此像應該是倒立、 （選填“放大”或“縮小”）的實像，這與生活中 （選填“放大鏡”、“投影儀”或“照相機”）原理相同；
（4）王亞平在天宮課堂上展示了一個中間充有氣泡的水球，透過這個水球我們可以看到“一正一倒”兩個縮小的像，如圖丙所示，中間氣泡中形成的縮小、正立的像 （填“是”或“不是”）凸透鏡成像的結果，倒立的像是水球所成的倒立、縮小的實像，若王亞平靠近水球，倒立的像 （選填“變大”、“變小”或“不變”）；
（5）在圖乙所示的實驗情景下，該同學從水透鏡中抽水發(fā)現(xiàn)光屏上的像變模糊了，為了使像再次清晰，他應將蠟燭適當 （選填“靠近”或“遠離”）透鏡；若不移動蠟燭，要讓光屏上的像變清晰，可在蠟燭與水透鏡之間適當?shù)奈恢冒惭b一個 （選填“凸”或“凹”）透鏡。
14．如圖，在（探究凸透鏡成像規(guī)律）的實驗中：
（1）如圖甲，平行光正對凸透鏡照射，光屏上出現(xiàn)一個最小最亮的光斑，則凸透鏡的焦距
f＝ cm。實驗前應調節(jié)燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心，使它們在 高度上。
（2）實驗過程中，當蠟燭與凸透鏡的距離如圖乙所示時，在光屏上可得到一個清晰的倒立、 的實像（選填“放大”或“縮小”），生活中利用這個規(guī)律制成的光學儀器是 （選填“照相機”、“投影儀”或“放大鏡”）。
（3）實驗時，由于實驗時間較長，蠟燭變短，燭焰的像在光屏上的位置會向 方移動（選填“上”或“下”）。
（4）如圖乙，保持凸透鏡位置不變，蠟燭從35cm刻度線處向右移動2cm，移動光屏直到像重新清晰，則此時光屏移動的距離 2cm（選填“＞”、“＝”或“＜”）。
（5）仍如圖乙，蠟燭、透鏡和光屏分別在35cm、50cm、80cm刻度線處，蠟燭和光屏位置不變的情況下，把凸透鏡向右移動到 cm的刻度線處，光屏上會再次呈現(xiàn)清晰的像。
（6）如圖丙所示，將蠟燭放在P點，若切除凸透鏡中間的陰影部分后，再將剩余部分靠緊重新結合在一起，蠟燭能成 個像。
15．小明利用如圖甲所示的裝置探究光的反射定律，平面鏡平放在水平桌面上，板E、F可以繞ON軸轉動。
（1）為了看清楚板上的光路，板的材質應是 （選填“粗糙的”或“光滑的”）；
（2）為了研究反射角與入射角之間關系，實驗時應進行的操作是 ；
A．繞ON前后轉動板E B．繞ON前后轉動板F
C．改變光線AO與ON間的夾角 D．改變光線OB與ON間的夾角
（3）讓入射角等于 時，反射光線與入射光線重合；
（4）若保持平面鏡水平不變，將板向后傾斜一個角度（如圖乙），入射光線仍能呈現(xiàn)紙板上，且沿AO方向入射到平面鏡的O點，此時與圖甲情形對比，發(fā)生改變的有 ；
A．法線方向 B．反射光線方向
C．入射角度數(shù) D．反射角和入射角關系
（5）某同學在做探究光的折射特點實驗，如圖2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，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(shù)據(jù)：
（6）閱讀短文并回答下列問題：光的全反射一束激光從某種玻璃中射向空氣（如圖3所示），保持入射點不動，改變入射角（每次增加0.2°），當入射角增大到8°時，折射光線消失，只存在入射光線與反射光線，這種現(xiàn)象叫做光的全反射，發(fā)生這種現(xiàn)象時的入射角叫做這種物質的臨界角。當入射角大于臨界角時，只發(fā)生反射，不發(fā)生折射。
a、當光從空氣射向玻璃， （選填“會”或“不會”）發(fā)生光的全反射現(xiàn)象；
b、一個三棱鏡由上述玻璃構成，讓一束光垂直于玻璃三棱鏡的一個面射入（如圖4所示），請在圖中完成這束入射光的光路圖。
真題過關
一、選擇題（共5小題）：
1．（2022?濱州）如圖所示，在“探究平面鏡成像的特點”實驗中。下列說法正確的是（ ）
A．用玻璃板代替平面鏡，是為了觀察到的蠟燭的像更清晰
B．只要把光屏放在恰當?shù)奈恢?，就能承接到蠟燭的像
C．蠟燭距玻璃板越遠，蠟燭的像就越小
D．只把玻璃板向左平移，蠟燭的像的位置不變
2．（2022?益陽）如圖所示，人站在豎直放置的平面鏡前，下列判斷正確的是（ ）
A．人靠近平面鏡時，他的像變大
B．人與平面鏡的距離增大時，他與像的距離變小
C．平面鏡垂直紙面向里移動，他的像位置不變
D．平面鏡的上端向人傾斜，他的像位置不變
3．（2022?鎮(zhèn)江）如圖所示，凸透鏡位于P處（圖中未畫出）位置不變，移動蠟燭，光屏先后在P同側的甲、乙兩處得到燭焰清晰的像，且甲處的像比乙處大，則（ ）
A．甲處可能成的是虛像B．乙處像可能是放大的
C．P點位置在甲的左側D．蠟燭的移動方向向左
4．（2022?鄂州）實驗操作考試臨近，同學們上實驗室動手實驗，通過訓練提高操作技能。如圖，小明正在做凸透鏡成像實驗，此時光屏上出現(xiàn)了清晰的像。下列說法正確的是（ ）
A．該透鏡與近視眼鏡的鏡片是同一類透鏡
B．該透鏡的焦距是30cm
C．此時成的是倒立、等大的實像
D．如果將蠟燭向左移，光屏需要適當右移才能再次形成清晰的像
5．（2022?上海）已知某物體透過凸透鏡在距離透鏡25厘米的光屏上成放大的像，若將物體移動到距離凸透鏡30厘米處，則此時成（ ）
A．放大的虛像B．正立的虛像C．放大的實像D．縮小的實像
二、填空題（共5小題）：
6．（2022?鎮(zhèn)江）如圖所示，豎直放置的平面鏡能繞水平軸MN轉動，小明站在平面鏡正前方，他在鏡中成的是 （選填“實”或“虛”）像；小明垂直鏡面移動8cm，他與像的距離改變 cm；為了讓他站著就能看到鏡中腳的像，可以讓平面鏡繞軸沿 時針方向轉動。
7．（2021?鞍山）如圖所示，一只天鵝在水深為1.5m的水面上方水平飛行，它在水中的倒影是由于光的 形成的。若此時的天鵝距水面2m，它在水中的倒影離天鵝 m。若以水中的倒影為參照物，水面上方飛行的天鵝是 （選填“運動”或“靜止”）的。
8．（2021?寧夏）檢查視力時要求被檢查者與視力表相距5m。某同學在學校醫(yī)務室檢查視力，由于空間有限，用如圖方式檢查，他應距平面鏡 m。他在平面鏡里看到的視力表是 （選填“實”或“虛”）像。
9．（2022?巴中）在探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗中，小聰用凸透鏡先看到了某物體正立放大的像，則此像為 像（選填“實”或“虛”）；若他想看到這個物體倒立放大的像，應將此凸透鏡與物體的距離 （選填“增大”、“不變”或“減小”）。
10．（2022?涼山州）某同學在做探究凸透鏡成像規(guī)律實驗時，蠟燭和光屏的位置如圖所示，此時在光屏上得到了倒立、等大、清晰的實像。接下來把蠟燭移動到35cm刻度處，則應將光屏向 （選填“左”或“右”）移動，光屏上才可以得到倒立、 、清晰的實像。
三、實驗探究題（共10小題）：
11．（2022?淮安）如圖所示，探究平面鏡成像的特點。
（1）準備的實驗器材有：玻璃板，A、B兩支完全相同的蠟燭，白紙，鉛筆，光屏。需要添加的測量器材是 。
（2）在豎直放置的玻璃板前面點燃蠟燭A，玻璃板前觀察到蠟燭A的像是由光的 形成的。
（3）玻璃板后移動 （選填“點燃”或“未點燃”）的蠟燭B，發(fā)現(xiàn)蠟燭B與蠟燭A的像完全重合，表明像與物 。
（4）探究像與物到平面鏡距離的特點時，應多次改變 ，測量像與物到鏡面的距離。
（5）撤去蠟燭B，放一光屏到B撤走時的位置，直接觀察光屏，看不到蠟燭A的像，說明平面鏡所成的像是 。
12．（2022?青島）五代時期名士譚峭所著《化書》中，記載了照鏡子時“影與形無異”的現(xiàn)象。關于平面鏡成像的特點，小明用圖甲所示裝置進行了探究。
（1）用玻璃板代替平面鏡進行實驗，目的是便于 。
（2）把一支點燃的蠟燭A放在玻璃板前面，再拿一支外形相同但不點燃的蠟燭B在玻璃板后面移動，直到看上去它跟蠟燭A的像完全重合，說明平面鏡所成的像與物體大小 ，證實了“影與形無異”。
（3）改變蠟燭A的位置，進行三次實驗。用直線將物和像的位置連接起來，如圖乙所示，發(fā)現(xiàn)物和像的連線與鏡面 ，用刻度尺測得像和物到鏡面的距離相等。
（4）綜上可得，平面鏡所成的像與物體關于鏡面 。
（5）蠟燭A的像，是它發(fā)出的光經(jīng)玻璃板反射而形成的 像。若在玻璃板后放置一塊木板，蠟燭A （選填“仍能”或“不能”）通過玻璃板成像。
13．（2022?安順）小華做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗：
（1）在調整蠟燭、凸透鏡和光屏高度時，蠟燭 （選填“需要”或“不需要”）點燃；調整它們高度的目的是 ；
（2）他用同一凸透鏡做了四次實驗，如圖中甲、乙、丙、丁所示，光屏上均有清晰的像（未畫出）。四次實驗中，成縮小像的是 圖（選填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）；由圖乙、丙、丁可知，隨著蠟燭向透鏡靠近，光屏上像的大小變化情況是 （選填“變大”或“變小”）；
（3）在圖乙所示的實驗中，僅將凸透鏡換為焦距更小的凸透鏡。為在光屏上得到清晰的像，應將光屏 （選填“靠近”或“遠離”）凸透鏡移動。
14．（2022?濱州）小濱同學“探究凸透鏡成像的規(guī)律”。
（1）如圖甲所示，小濱讓凸透鏡正對平行光，調整凸透鏡到光屏的距離，光屏上會出現(xiàn)一個很小、很亮的光斑，則該凸透鏡的焦距f＝ cm。
（2）小濱在組裝器材時，將蠟燭、凸透鏡和光屏依次放在光具座上，點燃蠟燭并調節(jié)燭焰、凸透鏡、光屏的中心在同一高度上，目的是讓燭焰的像成在 。
（3）如圖乙所示，小濱將凸透鏡固定在50cm刻度線處，當蠟燭距凸透鏡15cm時，移動光屏，可在光屏上得到一個倒立、 （選填“縮小”、“等大”或“放大”）的實像，利用該成像規(guī)律制成的光學儀器是 （選填“照相機”、“投影儀”或“放大鏡”）。此時，若在凸透鏡與光屏之間放置一遠視鏡片，要在光屏上成清晰的像，光屏應向 （選填“左”或“右”）移動。
（4）小濱在實驗過程中，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(xiàn) 。
A.飛蟲的像 B.飛蟲的影子 C.仍是燭焰的像
15．（2022?日照）為進一步探究光的反射和折射現(xiàn)象，小明根據(jù)老師的要求認真完成了下列實驗。
（1）為了證明在光的反射過程中光路是可逆的，如圖1所示，小明已完成了實驗步驟①②。
①在水平白紙板上畫一條直線PQ，做ON垂直PQ于O，點，畫一條斜線AO。
②沿PQ放置平面鏡，讓一束光沿AO射向平面鏡，在反射光線經(jīng)過處標上一點B。
接下來應該讓入射光線沿 ，若反射光線沿 方向射出，說明光路是可逆的。
（2）如圖2所示，一束白光通過三棱鏡后，在白屏上形成一條彩色的光帶。據(jù)此可判斷：紅光和紫光以相同的入射角射向同一塊玻璃磚，紅光的折射角 紫光的折射角（填“大于”、“小于”或“等于”）。
（3）在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”時，記錄的實驗數(shù)據(jù)如表：
由表中數(shù)據(jù)可知，凸透鏡成實像的條件是 ；成虛像的條件是 。根據(jù)光路是可逆的這一特點可知，當物距u＝15cm時，像距v＝ cm。
（4）請寫出一種測量凸透鏡焦距的方法： ，并簡要說明主要操作步驟： 。
16．（2022?遼寧）在“天宮課堂”的水球實驗中，小玉看到王亞平老師的倒立、縮小的像，如圖甲所示。于是她利用實驗室的光學器材探究凸透鏡成像的規(guī)律。
（1）小玉找到了一個焦距未知的凸透鏡，用一束平行光正對凸透鏡照射，移動光屏，直到光屏上出現(xiàn)最小最亮的光斑，如圖乙所示。則凸透鏡的焦距是 cm。
（2）如圖丙所示，將蠟燭、凸透鏡、光屏依次安裝在光具座上。點燃蠟燭，調整它們的高度到合適的位置。
（3）將凸透鏡固定在50cm刻度線處，蠟燭移動到20cm刻度線處，向 （填“靠近”或“遠離”）凸透鏡的方向移動光屏，直到出現(xiàn)燭焰倒立、 的實像。
（4）在（3）的基礎上，更換成另一個焦距為9cm的凸透鏡，光屏上的像變模糊了，此現(xiàn)象與 （填“近視眼”或“遠視眼”）成因相似。為了使光屏上的像恢復清晰，可向 （填“靠近”或“遠離”）凸透鏡的方向移動蠟燭。
（5）在實驗過程中，原來光屏中央的像“跑”到上方，為了使像回到中央，接下來的操作是 （填“①”“②”或“③”）。
①向下調光屏 ②向上調凸透鏡 ③向上調蠟燭
17．（2022?鹽城）小紅做“探究光的反射定律”實驗。
（1）將平面鏡水平放置，白色硬紙 放在平面鏡上。
（2）如圖甲所示，讓一束光 著紙板射向鏡面上的O點；小紅能從不同方向看到紙板上的光束，是因為發(fā)生了 反射，在紙板上畫出光路，再次改變 的方向，重復上述實驗，取下紙板，用量角器量出光線AO與 （填“ON”或“CD”）的夾角，即為入射角，記下數(shù)據(jù)，比較射角和入射角的大小關系。
（3）為了尋找反射光線與入射光線構成的平面究竟在哪里，小紅用如圖乙所示的裝置對實驗進行改進。光屏安裝在底座上，可以繞水平直徑偏轉，平面鏡固定在水平底座上，將光屏倒向后方，用激光筆作光源，將激光束沿固定方向照射到平面鏡中心處，水平旋轉底座并改變
的角度，設法使光屏上呈現(xiàn)出 的徑跡，如圖丙所示，此時光屏所在的平面就是要尋找的平面。
18．（2022?自貢）在“探究光的反射規(guī)律”的實驗中，如圖所示，水平放置平面鏡，白色紙板豎直立在平面鏡上，紙板由E、F兩部分組成，可以繞ON翻折。
（1）實驗時，把紙板ENF垂直放在平面鏡上，入射光線AO的法線是 ，光線AO的入射角大小是 度；
（2）為了探究反射角與入射角大小的關系，應進行的操作是 ；
A.改變紙板與平面鏡之間的夾角
B.沿ON向后轉動紙板E
C.沿ON向后轉動紙板F
D.改變入射角的大小
（3）將一束光貼著紙板E沿AO射到鏡面上O點，紙板F上會顯示出反射光束OB，接著將紙板F繞ON向后翻折，則紙板F上 （選填“能”或“不能”）顯示出反射光束，由此說明反射光線、入射光線與法線在 內（選填“同一平面”或“不同平面”）；
（4）若讓另一束光沿BO方向射向平面鏡，反射光將沿OA方向射出。該實驗現(xiàn)象說明 。
A.反射角等于入射角
B.在光的反射現(xiàn)象中，光路可逆
19．（2022?棗莊）如圖是某同學利用光具盤探究光從空氣斜射入玻璃中時的光路，經(jīng)過多次實驗并記錄了如下數(shù)據(jù)：
（1）實驗中，光具盤除了能讀出入射角和折射角大小外，還具有 的作用；
（2）分析表格中的數(shù)據(jù)，你能得出的結論（寫出一條即可）： 。
（3）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)還可以判斷：當光以35°的入射角從空氣射入玻璃中時，其折射角 30°（選填“大于”、“小于”或“等于”）；
（4）當光以30°的入射角從玻璃射入空氣中時，其折射角是 。
20．（2022?云南）小華偶然間豎直向下看到放在玻璃磚下面的字發(fā)生了錯位。
（1）他想光斜射時才發(fā)生偏折，才會出現(xiàn)“池底變淺”的現(xiàn)象。那么，光在垂直入射時，光線不再偏折，還會有“池底變淺”的現(xiàn)象嗎？上述過程，在科學探究中叫做 （選填“設計實驗”“提出問題”或“分析論證”）。
（2）①聯(lián)想到“平面鏡成像”找像位置的方法，于是他按如圖甲所示將玻璃磚緊貼物體擺放在水平桌面上的一張白紙上，標記出物體的位置。按照圖乙的方式沿水平方向觀察物體（觀察盒上的條形碼）。當看到物體經(jīng)玻璃磚成的像時，前后移動小卡片，使小卡片與像在同一個平面上，將小卡片此時的位置標記在白紙上，這樣就找到了放置一塊玻璃磚時 的位置。
②隨后，他將玻璃磚離開物體向觀察者移動一小段距離后進行觀察，發(fā)現(xiàn)像的位置不變，說明玻璃磚與物體的距離 影響成像位置（選填“會”或“不會”）。
（3）為了觀察不同厚度玻璃的成像情況，他將第二塊相同玻璃磚緊貼在第一塊后面，如圖丙所示，觀察并記錄像的位置；他再將第三塊相同玻璃磚緊貼在前兩塊后面，如圖丁所示，觀察并記錄像的位置。記錄數(shù)據(jù)如圖戊所示。
①分析圖戊的數(shù)據(jù)可知，用一塊玻璃磚觀察時，像與物體的距離是 cm；
②三次實驗都說明了光在垂直入射時，像的位置會 觀察者（選填“靠近”或“遠離”）。
（4）從圖戊的實驗數(shù)據(jù)還可以得出：玻璃的厚度越厚，像與物的距離越 。
（5）從以上探究可知，從豎直方向看到的池底比它的實際位置 （選填“淺”或“深”）。章節(jié)
考點
考試題型
難易度
光現(xiàn)象
平面鏡成像實驗探究
實驗題
★★
光沿直線傳播、光的反射、光的折射的規(guī)律探究
實驗題
★★
凸透鏡
凸透鏡成像實驗探究
實驗題
★★
物距
倒正
大小
虛實
像距
應用
u>2f
倒立
縮小
實像
f

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