2023-2024学年浙教版科学七年级下册期末考点大串讲：专题08 光学经典实验专项突破

专题08 光学经典实验专项突破 思维导图 专题过关 一 小孔成像实验 1．如图所示，某同学自制了一只小孔成像仪观察烛焰，现有以下说法：①薄膜上出现烛焰的像是倒立的；②薄膜上出现烛焰的像可能是缩小的，也可能是放大的；③保持小孔和烛焰的距离不变，向后拉动内筒增加筒长，烛焰的像变大；④保持小孔和烛焰的距离不变，向前推动内筒缩短筒长，烛焰的像更明亮了。其中正确的是(　　)。 A．①②③④ B．①③④ C．①② D．③④ 【答案】A 【解析】【分析】根据小孔成像的成因和变化规律分析解答。 【解答】①由于光沿直线传播，因此薄膜上出现烛焰的像是倒立的，故①正确； ②薄膜上出现烛焰的像可能是缩小的，也可能是放大的，取决于像距和物距的比值大小，故②正确； ③保持小孔和烛焰的距离不变，向后拉动内筒增加筒长，则像距和物距的比值变大，那么烛焰的像变大，故③正确； ④保持小孔和烛焰的距离不变，向前推动内筒缩短筒长，则像距和物距的比值变小，即像变小，但是烛焰的像更明亮了，故④正确。 则正确的是①②③④。 故选A。 2．（2024七下·吴兴期中）某同学在课外利用如图所示的装置做小孔成像实验。如果易拉罐底部有一个很小的方形小孔，则他在半透明纸上看到的是（　　） A．蜡烛的正立像 B．蜡烛的倒立像 C．圆形光斑 D．方形光斑 【答案】B 【解析】【分析】根据光沿直线传播的知识分析判断。 【解答】小孔成像的形状与小孔的形状无关，只与物体的形状有关，其实成的是倒立的实像，故B正确，而A、C、D错误。 故选B。 （2题图） （3题图） 3．（2024七下·杭州期中）如图所示，在一个空铁罐的底部中央打一个小孔，再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。将小孔对着烛焰，可以看到烛焰在薄膜上呈现的像。关于此现象说法正确的是（　　） A．适当增大小孔能使像大一些 B．呈现的像是倒立的虚像 C．将烛焰远离小孔，像会变小 D．将空铁罐进行旋转，像也会旋转 【答案】C 【解析】【分析】（1）小孔成像的大小取决于像距和物距的比值，比值越大，像越大； （2）小孔成像成的是倒立的实像； （3）（4）根据小孔成像的变化规律判断。 【解答】A.小孔成像的大小与小孔的大小无关，则适当增大小孔不使像大一些，故A错误； B.根据光沿直线传播的规律可知，呈现的像是倒立的实像，故B错误； C.将烛焰远离小孔，物距增大但像距不变，则像距和物距的比值会变小，因此像会变小，故C正确； D.像的特征只与物体有关，则将空铁罐进行旋转，像不会跟着旋转，故D错误。 故选C。 4．（2024七下·余姚期中）北宋的沈括在《梦溪笔谈》中记述了光的直线传播和小孔成像的实验．他首先直接观察老鹰，发现它在空中飞动，地面上的影子也跟着移动，移动的方向与它的方向一致．然后，他在纸窗上开一小孔，使窗外老鹰的影子呈现在室内的纸屏上，结果观察到：“鸢东则影西，鸢西则影东”．阅读了上述材料后，你认为下列说法错误的是（　　） A．“鸢东则影西，鸢西则影东”的现象是小孔成像 B．沈括观察到“鸢在空中飞动，地面上的影子也跟着移动”，是小孔成像 C．影子、小孔成像可用光的直线传播解释 D．小孔成像时，像移动的方向与物移动的方向相反 【答案】B 【解析】【分析】1、影子的形成和小孔成像的原理是相同的都是由于光的直线传播； 2、影子是由于光被不透明的物体挡住后在物体后不能被照亮而形成的阴影； 3、小孔成像的物体成倒立的实像，物体的运动方向与像的运动方向是相反的。 【解答】A、由题中信息可知，鹰通过窗上小孔成像，且像与物的运动方向相反，符号小孔成像的特点， 说法正确，A错误； B、 沈括观察到“鸢在空中飞动，地面上的影子也跟着移动”，是小孔成像，题中说这是直接观察看到的，并未经过小孔，所以是影子，说法错误，B正确； C、 小孔成像可用光的直线传播解释，说法正确，C错误； D、小孔成像时成的是倒像，所以像移动的方向与物移动的方向相反，说法正确，D错误。 故答案为：B 5．（2023七下·北仑期中）如图所示，点燃的蜡烛放在距小孔a处，它成像在距小孔b的半透明纸上，且a＞b。半透明纸上的像是（　　） A．倒立、放大的像 B．正立、缩小的像 C．倒立、缩小的像 D．正立、放大的像 【答案】C 【解析】【分析】蜡烛发出的光在空气中沿直线传播，经过小孔射在半透明纸上，从而形成一个倒立的烛焰的像。 像的大小与像距和物距的关系有关，若像距大于物距，像大于物；若像距小于物距，像小于物。 【解答】 小孔成像成的是一个倒立的像，像是由实际光线会聚而成的，是实像。 像到小孔的距离b小于蜡烛到小孔的距离a，所成的像是缩小的像。 故答案为：C。 6．（2023七下·慈溪期中）在探究树荫下光斑的综合实践活动中，为了研究孔的大小对光斑形状的影响，小华设计了四种有不同形状孔的卡片甲，并用另一张卡片乙覆盖在甲上，如图所示。接着，从图示位置沿箭头方向水平移动乙，观察光斑形状的变化情况，图中合乎要求的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】【分析】小孔成像是光的直线传播形成的，探究孔的大小对光斑形状的影响，必须控制孔的形状不变，只改变孔的大小。 【解答】 A、图中随着卡片乙向左移动，孔的形状始终是三角形，并且逐渐变小，故A符合要求。 BCD、三图中随着卡片乙向左移动，孔的形状发生了变化，故BCD不符合要求。 故答案为：A。 7．用自制针孔照相机观察烛焰，有以下四种说法： ①薄膜上出现的烛焰的像是倒立的； ②薄膜上烛焰的像可能是缩小的也可能是放大的； ③保持小孔和烛焰的距离不变，向后拉动内简，增加简长，烛焰的像变大； ④保持小孔和烛焰的距离不变，向前推动内筒，烛焰的像更明亮。 对于这四句说法，其中正确的是（　　） A．①②③④ B．①③④ C．①② D．③④ 【答案】A 【解析】【分析】针孔照相机利用了光的直线传播原理，烛焰上端发出的光线经小孔后照到光屏下端，烛焰下端发出的光线经小孔后照到光屏上端，所以成像是倒立的。 像可能放大可能缩小，当物与孔的距离大于屏与孔的距离时成像缩小，当物与孔的距离小于屏与孔的距离时，成像放大。 【解答】薄膜上出现烛焰的像是倒立的，故①正确。 针孔照相机利用了光的直线传播原理，当物与孔的距离大于屏与孔的距离时成像缩小，当物与孔的距离小于屏与孔的距离时，成像放大，故②正确。 保持小孔和烛焰的距离不变，向后拉动内筒，增加了筒长，因为像距变大，烛焰的像也变大，故③正确。 保持小孔和烛焰的距离不变，向前推动内筒，像变小，则烛焰的像更明亮，故④正确。 故答案为：A。 8．（2023·衢州）小科选取了“”光源、带小孔的纸板、光屏等材料，按如图顺序依次固定在光具座上，通过左右移动光源和光屏，开展“小孔成像”实验。实验中光屏上不可能出现的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】【分析】根据小孔成像的特点分析判断。 【解答】小孔成像由光的直线传播形成，上面的光线到达下面，下面的到达上面，因此成的是倒立的实像，不可能成正立的实像，故B符合题意，而A、C、D不合题意。 故选B。 10．（2024七下·苍南期中）为研究小孔成像与哪些因素有关，小科在硬纸板上挖了不同大小与形状的小孔，对太阳成像进行实验，其结果记录如下： 小孔的形状 ○ △ □ 实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 小孔最大外径/毫米 1 5 10 1 5 10 1 5 10 地面光斑形状 小孔距地面 10cm ○ ○ ○ △ △ △ □ □ □ 小孔距地面20cm ○ ○ ○ ○ △ △ ○ □ □ 小孔距地面 40cm ○ ○ ○ ○ △ △ ○ □ □ 小孔距地面 80cm ○ ○ ○ ○ ○ △ ○ ○ □ 小孔距地面 160cm ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 请回答： （1）小孔成像的原理是：光在同一种均匀介质中是沿　 　传播的。 （2）通过对比　 　（填序号）的数据可得，小孔形状一样时，要使太阳成像，小孔距地的距离会随小孔最大外径的增大而增大。 （3）同学小科受到启发，改用形状为“☆”小孔进行实验，当“☆”最大外径为 10 毫米，要在地面上形成太阳的像，则小孔离地面的距离为　 　厘米。 【答案】（1）直线 （2）4 5 6 （或7 8 9） （3）160 【解析】【分析】（1）根据小孔成像的原理进行解答； （2）在小孔成像的时候，所成像的形状与物体的形状有关，而与孔的形状无关。 【解答】（1）小孔成像的原理是：光在同种均匀介质中沿直线传播； （2）通过4、5、6（或7、8、9）的数据可知：小孔形状一样时，要使太阳成像，小孔距地的距离会随小孔最大外径的增大而增大； （3）改用形状为“☆”小孔进行实验，当“☆”最大外径为 10 毫米，要在地面上形成太阳的像，则小孔离地面的距离160厘米。 故答案为：（1） 直线；（2）4 5 6 （或7 8 9）；（3）160。 11．（2023七下·宁海期中）在观察小孔成像特点时，小宁发现：光屏到小孔的距离越远，所成的像越大，像的大小与该距离有什么定量关系？于是他在光线较暗的环境中进一步探究： ①用发光二极管按“F”字样拼装在不透明的纸板上，如图甲所示。 ②将“F”字样纸板、带小孔的不透明纸板、半透明塑料板（光屏）依次置于光具座的A、B、C位置，使发光二极管“F”对准小孔，如图乙所示。 请你回答下列问题： （1）给二极管通电，随即在光屏上呈现出“F”的像，小宁观察到光屏上呈现的像是图丙中的　 　（填写序号）。其成的像与小孔的形状　 　（选填“有关”或“无关”） （2）小孔成的像能被光屏承接所以其像是　 　（选填“实像”或“虚像”） （3）保持“F”字样纸板，小孔位置不变，只改变光屏到小孔的距离（像距），用刻度尺逐次测量像高，记录数据如表所示： 实验次数 1 2 3 4 像距v/cm 12.0 16.0 20.0 24.0 像高h/cm 3.0 4.0 5.0 6.0 根据表中的数据，请你用一个数学表达式来表示h与v的关系　 　。 （4）于是小宁得出结论：小孔成像时，同一物体像的大小与像距成正比，你认为这一结论需要补充的条件是　 　。 【答案】（1）4；无关 （2）实像 （3）h=25.0v （4）物体到小孔距离不变 12．（2023七下·北仑期中）小科为了探究小孔成像的特点，在易拉罐的底部中心位置打了一个直径约 1mm的小孔，将罐的顶部有拉环的这一个圆面剪去，用硬纸板制作了一个直径略小于易拉罐的圆筒，使易拉罐恰好能套在它的外面在圆筒的一端包上如图乙的半透明的方格纸（格子与LED 发光单元等大）并插入易拉罐中，如图甲所示。 像距s/cm 4.0 6.0 8.0 像的高度h/cm 2.0 3.0 4.0 （1）小科应该将半透明的方格纸包在圆筒的　 　端（选填“A”或“B”）。 （2）小科将光源和小孔的位置固定，多次改变光屏的位置，记录下像距和像的高度如上表所示，则根据表中数据得出结论　 　。 （3）相比较于烛焰，小科选用“F”形光源的好处是____。 A．led发光体的亮度更亮，成的像更明显； B．选用”F”形光源更便于研究像和光源的正倒关系； C．选用“H”形光源也能达到同样的实验效果。 （4）小明开始实验时，眼睛从右侧看过去，无论怎样调节易拉罐与光源之间的距离，屏上都看不到光源的像，而只能看到一片光亮，最有可能的是：____。 A．小孔扎成了三角形 B．小孔扎成了正方形 C．小孔太大 D．小孔太小 （5）要想使像更亮一些，半透明薄膜应　 　（选填“靠近”或“远离”）小孔。 （6）小明无意间在易拉罐底部不同位置戳了两个小孔，用它来观察蜡烛，则半透明膜上会____。 A．只会出现一个像 B．在不同的位置出现两个像 C．出现两个重合的像 【答案】（1）A （2）物距和物高一定时，物体经小孔所成像的高度h和像距s成正比 （3）A （4）C （5）靠近 （6）B 【解析】【分析】（1）由图知，易拉罐左端为小孔，圆筒从右端插入，为了减小外面光线的影响，看得更清楚，A端是用半透明薄纸制成的光屏。 （2）根据表格数据得出结论。 （3） 蜡烛换成LED灯便于观察。 （4）物体发出或反射的光通过小孔后，在小孔后面的光屏上形成倒立的实像，这就是小孔成像，小孔成像时小孔不可太大。 （5）要想使像更亮一些，半透明薄膜应靠近小孔。 （6）两个小孔，用它来观察蜡烛，则半透明膜上会出现两个像。 【解答】（1）实验中，半透明薄纸相当于光屏，为了使成的像更清晰，便于观察，半透明的薄纸应该放在圆筒的A端，B端周围环境太亮，看不清像。 （2）光源和小孔的位置固定，即物距一定，研究像的高度h和像距s的关系，要物高一定，由图象可得出的结论是：物距和物高一定时，物体经小孔所成像的高度h和像距s成正比。 （3）A、蜡烛换成LED灯实验现象更明显、便于观察，故A正确。 B、选用“F”形光源更便于研究像和光源的正倒关系，故B正确。 C、选用“H”形光源不便于研究像和光源的正倒关系，不能达到同样的实验效果，故C错误。 故选：AB。 （4）小孔太大时，烛焰不能通过小孔成像，所以无论怎样调节易拉罐与蜡烛之间的距离，屏上都看不到烛焰的像，而只能看到一片光亮，最有可能的是小孔太大，故C正确。 （5）要想使像更亮一些，半透明薄膜应靠近小孔。 （6）无意间在易拉罐底部不同位置戳了两个小孔，用它来观察蜡烛，则半透明膜上会出现两个像，故选：B。 故答案为：（1）A；（2）物距和物高一定时，物体经小孔所成像的高度h和像距s成正比；（3）AB；（4）C；（5）靠近；（6）B。 13．（2024七下·余姚期中）小科利用易拉罐、半透明塑料薄膜、圆筒制作一个简易“针孔相机”，方法如下：在空易拉罐底部的中央，用钉子戳一个小孔；将易拉罐的顶部剪去后，圆筒的A端蒙上一层半透明塑料薄膜，如图。 （1）制作成功后，小科正确用简易“针孔相机”观察物体，看到的是　 　（填“倒立”或“正立”）的像。 （2）将蜡烛放在小孔前适当距离，如果易拉罐底部小孔形状是三角形，则他在塑料薄膜上看到的像是____。 A．三角形光斑 B．圆形光斑 C．蜡烛的正立像 D．蜡烛的倒立像 （3）若想使半透明塑料薄膜上看到的像更大一些，可以采取的措施是　 　（写出一种方法） 【答案】（1）倒立 （2）D （3）将“针孔相机”靠近被观察物体。 【解析】【分析】将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置，能观察到蜡烛在塑料薄膜上成像情况，这种现象叫做小孔成像，其成像的原理是光的直线传播。为了确保人眼能看到物体清晰的像，要注意以下几点：①所开的小孔要尽可能小，孔大后，相当于很多小孔在成像，多个像交叠在--起，像会变得很模糊.②因为小孔成像的原理是光沿直线传播，所以简易“针孔相机”的小孔对准外面较亮的物体，这样才会有更多光线进人小孔内，像才会更清晰。 【解答】(1)物体上部发出或反射的光经小孔后射到薄膜的下部，物体下部发出或反射的光经小孔后射到薄膜的上部，所成像是倒立的像。 (2)蜡烛经小孔成倒立的实像，像的形状与蜡烛形状相同，与小孔的形状无关，即蜡烛在塑料薄膜上成的像是蜡烛的倒立的实像，故ABC不符合题意，D符合题意。 故答案为：D。 （3）在用“针孔相机”看物体时，薄膜到孔的距离不变，将“针孔相机”远离被观察物体时，物体与小孔间的距离逐渐变大，像的大小是越来越小，反之像的大小是越来越小。 若想使半透明塑料薄膜上看到的像更大一些，可以采取的措施是将“针孔相机”靠近被观察物体。 14．（2024七下·鄞州期中）某兴趣小组制作的小孔成像仪如图甲所示，蜡烛到小孔的距离为a，小孔到半透明膜的距离为b，且a>b，请回答下列问题： 甲 乙 （1）半透明膜上蜡烛的像是　 　（填“正立放大”、“正立缩小”、“倒立放大”或“倒立缩小”）的像，像的形状是　 　（填序号）。 A.小孔的形状 B.烛焰的形状 C.半透明膜的形状 D.纸筒的形状 （2）若由于蜡烛高度不合适导致得到的像如图乙所示，则可通过向　 　移动蜡烛使像移到光屏中央。 【答案】（1）倒立缩小；B （2）上 【解析】【分析】蜡烛发出的光在空气中沿直线传播，经过小孔射在半透明纸上，从而形成一个倒立的烛焰的像；像的大小与像距和物距的关系有关，若像距大于物距，像大于物；若像距小于物距，像小于物。 【解答】（1）由于光沿直线传播，成像应为倒立的实像，形状与孔无关，是物体的形状；由数学知识可知，a>b，则物体长度大于像的长度，即成缩小的像。 （2） 由于蜡烛高度不合适导致其成像偏上，要想让形成的像下移，物体应向上移。 15．（2023七下·北仑期中）学习小组用图甲所示的圆柱形纸筒做“探究小孔成像规律”的实验，发现像的大小不同，亮度也不一样关于像的亮度与哪些因素有关，他们提出以下猜想： 猜想1：与小孔到光屏的距离有关。猜想2：与小孔的形状有关。猜想3：与小孔的大小有关。 （1）验证猜想1时，应固定　 　的位置，让光屏从图示位置沿纸筒慢慢远离小孔，在这过程中观察光屏上像的亮度。 （2）验证猜想2时，固定烛焰、纸筒和光屏的位置，更换使用如图乙所示的三个小孔进行实验，分别观察比较所成像的亮度。他们实验中存在的问题是　 　。 （3）为验证猜想3，固定烛焰、小孔和光屏位置，只改变圆孔直径，观察现象如下表 圆孔的直径/mm 小于1.0 1.0 1.5 2.0 2.5 4.0 像的清晰度 清晰 清晰 清晰 清晰 较模糊 模糊 像的明亮程度 ﹣﹣﹣﹣﹣逐渐变亮→ 实验现象表明：在小孔成像清晰时，　 　。 【答案】（1）蜡烛和小孔 （2）没有控制小孔的大小相等 （3）在小孔成像清晰时，小孔越大，像的明亮程度越亮。 【解析】【分析】（1）他那就小孔成像的亮度与小孔到光屏的距离的关系时，需要控制蜡烛和小孔的距离和小孔的形状相同，而改变小孔到光屏的距离，然后观察亮度即可。 （2）探究小孔成像的亮度与小孔形状的关系时，必须控制小孔的大小相同，而改变小孔的形状； （3）根据表格，分析小孔成像的亮度与小孔直径大小的关系。 【解答】(1)、验证猜想1时，应固定蜡烛和小孔的位置，让光屏从图示位置沿纸筒慢慢远离小孔，在这过程中观察光屏上像的亮度。 （2）验证猜想2时，固定烛焰、纸筒和光屏的位置，更换使用如图乙所示的三个小孔进行实验，分别观察比较所成像的亮度。他们实验中存在的问题是：没有控制小孔的大小相等。 （3）实验现象表明：在小孔成像清晰时，小孔越大，像的明亮程度越亮。 16．（2023七下·海曙期中）如图所示是某兴趣小组的小制作活动： （1）在“制作小孔成像观察仪”活动中，需将一端用塑料薄膜蒙好的圆筒插入易拉罐中，为了便于更清楚观察像，应在圆筒　 　（填“A”或“B”）端蒙上塑料薄膜作为光屏。 （2）现在此观察仪前放置一点燃的蜡烛，若固定易拉罐，移动圆筒向右，塑料薄膜上的像的大小将　 　（填“变大”、“变小”或“不变”），若用一挡板将易拉罐底部的小孔挡住一半，像的大小　 　（填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】（1）A （2）变大；不变 【解析】【分析】(1)光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播，影子、日食、月食、小孔成像都是光的直线传播形成的； (2)增大光屏与小孔的距离，光屏上的像变大；孔的形状不改变像的形状。 【解答】（1）小孔成像是光在同一均匀介质中沿直线传播的具体应用，半透明薄纸相当于光屏，为了成的像更清晰，便于观察，半透明的薄纸应该放在圆筒的A端； (2)移动圆筒向右，光屏与小孔之间的距离增大，光屏上的像将变大；若用一挡板将易拉罐底部的小孔挡住一半，像的大小与孔的大小无关，所以像大小不变。 17．（2022七下·宁波期中）在探究“小孔成像”的实验中，一组同学相互配合做了以下实验，请你根据他们的实验过程和现象回答问题： ①如图2所示，找来5个同样的易拉罐，在每个罐的底部钻出大小不同的孔，制作了5个小孔成像仪器； ②如图1所示，用一个“F”形状的发光器作为实验光源；③将光源和小孔成像器固定在光具座上，保持光源与小孔的距离不变，用5个小孔成像仪器分别观测像的大小，并进行比较，记录的现象和表格如下（d表示小孔直径）： 孔径大小/mm 成像清晰度 亮度 像的大小 1 号 ＜1 很清晰 很暗 很小 2 号 1 比较清晰 比较暗 比较小 3 号 2 清晰 明亮 正常大小 4 号 3 模糊 比较亮 比较大 5 号 5 很模糊 很亮 很大 （1）由此得出结论：在光源与小孔距离一定时，小孔越大，成的像越　 　（“清晰”或“模糊”）。因此在做小孔成像实验时，为了使观察到的像更清晰，应将易拉罐底部的孔钻的　 　一些（“大”或“小”）。 （2）做完这组实验以后，有的同学想知道小孔成像时像的大小与哪些因素有关，他做出以下猜想： 猜想一：孔径的大小，孔径越大，像越大； 猜想二：小孔与物体的距离，距离越长，像越小； 猜想三：小孔与光屏的距离，距离越长，像越大。 为了验证猜想二，必须控制　 　相同、　 　相同，改变　 　，这种研究物理问题的方法叫做　 　。实验过程中，小组的同学发现，随着光源距离小孔的距离越来越近，所成的像越来越　 　，说明猜想二是　 　（“正确”或“错误”）的； （3）请你判断，小孔成像像的性质是　 　（“正立”或“倒立”）的　 　（“实像”或“虚像”）。 【答案】（1）模糊；小 （2）小孔与光屏的距离；孔径大小；小孔到物体的距离；控制变量法；大；正确 （3）倒立；实像 【解析】【分析】（1）根据表格数据分析成像的清晰程度与孔的大小的关系； （2）根据控制变量法的要求可知，当探究某个因素对物理量的影响时，必须控制其它因素相同，据此分析解答。 （3）根据光的直线传播的知识解答 【解答】（1）根据表格数据可知，在光源与小孔距离一定时，小孔越大，成的像越模糊。因此在做小孔成像实验时，为了使观察到的像更清晰，应将易拉罐底部的孔钻的小一些。 （2）根据猜想可知，小孔成像的大小可能与小孔到物体的距离有关，与小孔到光屏的距离有关、与小孔的大小有关，则：为了验证猜想二，必须控制孔径大小相同、小孔与光屏的距离相同，改变小孔到物体的距离，这种研究物理问题的方法叫做控制变量法。实验过程中，小组的同学发现，随着光源距离小孔的距离越来越近，所成的像越来越大，说明猜想二正确。 （3）小孔成像的原理是光沿直线传播，上面的光线到下面，下面的光线到上面，左边的光线到右边，右边的光线到左边，因此成倒立的实像。 18．（2022七下·浙江期中）墨子对小孔成像的研究比牛顿还要早2000年，墨子的研究表明：实验时像的大小不一。 那么，像的大小与哪些因素有关呢？某学习小组提出以下猜想： 猜想1：与小孔的大小有关 猜想2：与白纸到小孔的距离有关 猜想3：与蜡烛到小孔的距离有关 他们用蜡烛、带小孔的硬纸板、白纸进行实验（如图甲所示）。 （1）每次实验中白纸上都呈现的是　 　的像。（填“倒立”或“正立”） （2）为验证猜想　 　，该学习小组的成员固定蜡烛、硬纸板和白纸的位置，更换使用如图乙所示3种硬纸板（孔径为1mm、2mm、3mm）依次进行实验，发现像的大小相同。 （3）学习小组在验证猜想3后，将实验结果记录在下表中。 实验次数 蜡烛到小孔的距离（cm） 白纸到小孔的距离（cm） 白纸上像的大小 1 5 10 大 2 10 10 中 3 15 10 小 问：①需要用到的测量工具有　 　； ②根据表格中数据，可以得出结论：　 　. 【答案】（1）倒立 （2）1 （3）刻度尺；当小孔大小、白纸到小孔的距离相同时，蜡烛到小孔的距离越大，像越小 【解析】【分析】（1）根据小孔成像的原理推测像的性质； （2）根据题目的描述，分析哪个因素发生改变，即可确定探究的因素。 （3）①根据所测的物理量选择合适的测量工具； ②根据控制变量法的要求，确定哪些因素相同，哪个因素不同，然后表述结论即可。 【解答】（1）小孔成像是光沿直线传播形成的，上面的光线到达下面，下面的光线到达上面，音叉所成的像是倒立的。 （2）根据“孔径为1mm、2mm、3mm”可知，变化的因素为小孔的大小，因此探究成像的大小与小孔大小的关系，即验证猜想1。 （3）① 根据表格可知，要测量两个距离，应该选择测量工具为刻度尺。 ②根据表格数据得到：当小孔大小、白纸到小孔的距离相同时，蜡烛到小孔的距离越大，像越小。 二 光的反射定律及验证 1．小吴与小徐用如图所示装置研究光的反射定律，有关实验操作与目的不合理的是(　　) A．沿ON前后转动纸板F，可研究反射光线与入射光线是否在同一平面内 B．改变OB与法线的夹角，可研究反射角与入射角的大小关系 C．观察每一次入射光线与反射光线的位置，可说明它们分居法线两侧 D．若光沿BO入射，反射光线沿OA射出，可说明光路可逆 【答案】B 【解析】【分析】（1）要解决此题，需要掌握光的反射定律的内容：反射光线、入射光线与法线在同一平面内；反射光线和入射光线分别位于法线两侧；反射角等于入射角。 （2）根据入射光线、反射光线和法线的关系进行分析，即可判断。 【解答】A、沿ON前后转动板F，观察是否能看到反射光线，可研究反射光线与入射光线是否在同一平面，故A正确。 B、由于反射光线随着入射光线的改变而改变，所以应改变OA与法线的夹角，可研究反射角与入射角大小关系，而不是改变OB与法线的夹角，故B错误。 C、观察每一次入射光线与反射光线的位置，可说明它们分居法线两侧，故C正确。 D、若光沿BO入射，反射光线沿OA射出，可说明光路可逆，故D正确。 故答案为：B。 （1题图） （2题图） 2．（2024七下·义乌期中）如图所示，入射光线与平面镜成30度角，则（　　） A．入射角是30度 B．反射光线与镜面的夹角60度 C．镜面逆时针旋转10度，反射光线与入射光线的夹角减小20度 D．入射角增加5度，反射角增加10度 【答案】C 3．（2024七下·长兴期中）把一平面镜放在水平桌面上，再把一可沿ON折转的白色硬纸板竖直立在平面镜上。让一束光贴着直板沿 EO 射向平面镜，反射光线沿 OF 射出，如图所示。下列说法正确的是 A．为了看清楚纸板上的光路，硬纸板应光滑一些 B．当光线沿法线射向平面镜时，反射角和入射角都是90° C．图甲中当光线沿着 FO 射向平面镜，则反射光线会沿 OE 射出 D．图乙中当硬纸板 F 沿 ON 向后折转时，入射光线、反射光线和法线不在同一平面内 【答案】C 【解析】【分析】探究光的反射实验，光的反射遵循反射定律。 【解答】A.为了看清纸板，上的光路，硬纸板应该粗糙一些，A错误； B.当光线沿着法线射向平面镜时，反射角和入射角都是0°，B错误； C.由于光反射时，光路可逆，图甲中当光线沿着 FO 射向平面镜，则反射光线会沿 OE 射出，C正确； D.硬纸板F沿ON向后旋转，入射光线、反射光线和法线仍在同一平面，D错误； 故答案为：C。 4．（2024七下·义乌期中）小宇在探究光的反射规律时将一块平面镜放在水平桌面上，再把一张硬纸板竖直放在平面镜上，让一束光线贴着纸板沿EO方向入射，如图甲所示： （1）小宇想探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内，应将纸板　 　（选填“A”或“B”）绕ON向前或向后弯折； （2）另一同学也把一束光贴着纸板A射到O点（如图乙所示），但纸板并未与平面镜垂直，他　 　（选填“能”或“不能”）在纸板B上看到反射光线； （3）小宇接着在探究平面镜成像的特点时，点燃蜡烛A放于薄玻璃板之前，然后在薄玻璃板的后面移动蜡烛B，直到看上去它　 　，记下像与物的位置。小宇重复做三次实验，像与物的位置如图丁所示，分析丁图可得出的结论：　 　。 【答案】（1）B （2）不能 （3）与蜡烛A的像完全重合；像和物体到玻璃板的距离相等，像和物的连线与玻璃板垂直 5．（2024七下·柯桥期中）小金探究光的折射特点时，观察到光从空气射入水中的光路。 （1）根据光路的特点，小金确认反射角为　 　(选填“α”“β”或“γ”)。 （2）通过实验还得到如表数据，由数据可知①处为　 　度。 （3）光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的变化关系是：折射角随入射角的增大而增大，且折射角　 　（选填“大于”“等于”或“小于”）入射角。由此可推测，②处的数据θ范围是　 　。 A.11.3°＜θ＜35.4° B.11.3°＜θ＜30° C.30°＜θ＜35.4° D.15°＜θ＜45° 【答案】（1）β （2）0 （3）小于；B 【解析】【分析】（1）（2）反射定律：反射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角；根据定律反射光线和入射光线与法线的夹角一定相等，由此可确定入射光线和反射光线； （3）光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角，折射角随入射角的改变而改变，根据表中信息分析。 【解答】（1）已知法线，界面，因为反射光线、折射光线都位于法线的同一侧，∠γ是折射角，∠β是反射角，∠α是入射角； （2）反射角等于入射角，通过实验还得到如表数据，由数据可知①处为0度； （3）由表中数据可知，光从空气斜射到水面时，当入射角不断增大时，折射角也随之增大，故折射角随入射角的变化关系是：折射角随入射角的增大而增大，且折射角小于入射角。 当入射角为30°时的折射角的数值应在入射角15°和小于30°的入射角之间的范围内，即11.3°＜γ＜30°故答案为：B。 6．如图甲所示是小宇同学探究“光的反射规律”的实验装置，平面镜M平放在水平桌面上，白色硬纸板垂直立在平面镜上。 （1）小宇让一束光贴着纸板沿AO方向射向镜面，反射光沿OB方向射出，测出反射角和入射角大小，改变光的入射角度，多次重复上述实验步骤。 ①上述实验探究得到的规律是　 　(填字母)。 A．光沿直线传播 B．反射角等于入射角 C．平面镜成像的特点 ②白色硬纸板在实验中的作用是　 　(写出一条即可)。 （2）实验过程中若将纸板倾斜，如图乙所示，让光仍贴着纸板沿AO方向射向镜面，此时反射光　 　(填“在”或“不在”)纸板这一平面内。 【答案】（1）B；显示光的传播路径 （2）不在 【解析】【分析】（1）由图可知，图中有平面镜、法线、入射光线、反射光线，可以来探究光的反射光线的规律。 （2）根据入射光线、反射光线和法线的关系进行分析，使光线不在一个平面内，观察现象，得出结论。物像关于镜面对称。 【解答】（1）①已知入射光线AO和反射光线OB，多次改变光的入射角度，测反射角与入射角的大小，并比较得出反射角与入射角的大小关系，因此该实验探究了反射定律中的反射角等于入射角。 ②白色硬纸板在实验中的作用显示光的传播路径。 （2）根据光的反射定律可知，在反射现象中，反射光线、入射光线分居法线两侧；反射光线、入射光线和法线在同一平面内，因此若将纸板倾斜，如图乙所示，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仍在同一平面内，但反射光不在纸板这一平面内，所以看不到反射光线。 故答案为：（1）①B；②显示光的传播路径；（2）不在。 7．（2023七下·吴兴期末）用图甲、乙的实验装置探究光的反射规律：平面镜放在水平桌面上，E、F是两块粘接起来的硬纸板，F板可绕法线ON转动。 （1）实验时，硬纸板E、F应与平面镜摆放有什么要求？ 　 　 （2）如图乙，将硬纸板F沿PQ剪开，并把F的上半部分向后折转，请说出现象及其所能论证的观点？　 　。 （3）小明继续探究光的反射规律，请帮助小明设计本步骤需要记录实验数据的表格。　 　. （4）小明想利用该平面镜继续研究平面镜成像的特点，你认为是否可行，并说明理由。 【答案】（1）硬纸板E、F与平面镜垂直 （2）在F的上半部分观察不到反射光线 （3） 实验次数 入射角∠i 反射角∠r 1 2 3 （4）不可行，无法确定像的位置 【解析】【分析】（1）在光的反射现象中，反射光线、法线和入射光线在同一平面内，且这个平面与镜面垂直。如果纸板不与镜面垂直，那么纸板上不会同时呈现三条线，据此分析解答。 （2）将纸板的右半边向后折叠后，它与左半边不在同一直线上，根据“三线共面”可知，此时将不能在纸板上看到反射光线； （3）根据探究目的确定要记录的物理量，据此确定表格的行数和列数即可。 （4）在探究平面镜成像特点的实验中，不能使用平面镜，应该使用半透明的玻璃板，因为透过玻璃板可以看到后面蜡烛的位置，通过移动它可以确定前面蜡烛的像的位置，据此分析解答。 【解答】（1）根据题意可知，实验时，为了使反射光线、法线和入射光线同时出现在纸板上，则硬纸板E、F与平面镜垂直； （2）如图乙，将硬纸板F沿PQ剪开，并把F的上半部分向后折转，则F的上半部分就与左边纸板不在同一平面内了，因此看到的现象为：在F的上半部分观察不到反射光线。 （3）在探究光的反射规律的实验中，要记录入射角和对应的反射角，实验至少进行3次，那么应该有三列，分别记录实验次数、入射角和反射角，共四行，如下图所示： 实验次数 入射角∠i 反射角∠r 1 2 3 （4）我认为不可行，因此物体透过平面镜肯定后面的蜡烛，进而无法确定像的位置。 8．（2023七下·浙江期中）为了探究光反射时的规律，小科把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张可以绕ON翻折的纸板ABCD竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面。他将一束光贴着纸板沿EO方向射向O点，在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。 （1）如图甲所示，反射角的大小为　 　°； （2）如图乙，实验过程中，将 F 板绕 ON 前后转动，在 F 板上看不到反射，这一现象说明了什么？答：　 　。 （3）进行下列哪项操作后，在纸板上仍可以看到反射光线？答：____。 A．如图丙所示，将纸板与入射光束一起以ON为轴旋转 B．如图丁所示，将纸板与入射光束一起以CD为轴向后倾倒 【答案】（1）50 （2）入射光线、反射光线、法线在同一平面内 （3）A 【解析】【分析】（1）反射角是反射光线与法线的夹角； （2）根据“三线共面”的规律解答； （3）根据三线的位置关系分析判断。 【解答】（1）根据甲图可知，反射光线OF与法线ON的夹角为50°，则反射角为50°。 （2）如图乙，实验过程中，将 F 板绕 ON 前后转动，在 F 板上看不到反射，这一现象说明了：入射光线、反射光线、法线在同一平面内。 （3）根据反射定律可知，反射光线、法线和入射光线在同一平面内，这个平面与镜面垂直，则：如图丙所示，将纸板与入射光束一起以ON为轴旋转，则在纸板上仍可以看到反射光线，故选A。 9．（2023七下·嵊州期中）探究光的反射定律。 （1）如图甲，先将平面镜A放在水平桌面上，再经硬纸板B竖直放置在平面镜A上，让激光紧贴纸板射向O点。在纸板上标出刻度是为了方便测量 　 　的大小。 （2）让激光紧贴纸板射向O点多次改变入射光的方向，测得了几组数据如表所示，由此可得出，反射角与入射角大小 　 　（选填“相等”或“不相等”）。 序号 入射角 反射角 1 30° 30° 2 45° 45° 3 60° 60° （3）接下来老师进行了如下演示，先用加湿器使整个教室充满雾气，将平面镜放在一能转动的水平圆台上，在柱M上固定一红色激光笔，使其发出的光垂直射向平面镜上的O点，其作用是为了显示 　 　的位置，然后打开固定在柱N上的绿色激光笔，使绿色激光射向O点，出现了如图乙所示的情景，老师沿水平方向缓慢转动圆台，当我们观察到绿色反射光线、入射光线和 　 　看起来重合时，可判断反射光线、入射光线和法线在同一平面内。 【答案】（1）反射角和入射角 （2）相等 （3）法线；入射红光 【解析】【分析】 （1）根据镜面反射和漫反射的不同可的出结论；在纸板上标出刻度，可以测量角的大小； （2）实验只做一次结论具有偶然性，若需进一步验证该规律的正确性，需多次改变入射角的大小进行实验，表中所示反射角等于入射角； （3）法线与平面镜垂直；反射光线、入射光线和法线在同一平面内，可以通过硬纸板显示光路。 【解答】 （1）为了看清楚纸板上的光路，纸板材质应是较粗糙，光线射在上面发生了漫反射，反射光线射向各个方向，无论从哪个角度看，都能看得清楚； 在纸板上标出刻度是为了方便测量反射角和入射角的大小； （2）从表格中的数据可知，反射角等于入射角； （3）加湿器使整个教室充满雾气，这样能显示出光的传播路径；法线与平面镜是垂直的，红色激光笔发出的光垂直射向平面镜上的O点，可以显示法线的位置；沿水平方向缓慢转动圆台，当我们观察到入射绿光、入射红光和反射绿光看起来重合时，可以根据光的传播路径来判断三线是否在同一平面内。 故答案为：（1）反射角和入射角；（2）相等；（3）法线；入射红光。 10．小明在探究光的折射规律时，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，如图所示，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表： （1）分析表中数据可知光从玻璃射向空气时，折射角随入射角的增大而　 　（选填“增大”或“减小”）。 （2）光从玻璃斜射向空气时，折射光线消失，只有反射，这种现象叫做全反射．当入射角t≥ 　 　°时，就发生了全反射现象。 （3）当光从空气斜射向玻璃时，折射角小于入射角，折射光线不能消失，无法出现全反射现象．请你猜想一条发生全反射现象的条件：　 　。 【答案】（1）增大 （2）41.8 （3）光从密度较小的介质斜射入密度较大的介质 【解析】【分析】此题通过实验效果图一步步引导学生，发挥想象力得出全反射的条件及结论，是考查学生的创新能力的一道好题。（1）由表中数据可知：当入射角增大时，反射能量和折射角也随着增大；（2）光从玻璃斜射向空气时，当入射角为41.8°时，折射光线消失了，反射能量达到100%；（3）光从空气射向玻璃，折射角小于入射角．假设发生全反射，折射角等于90°，那入射角必大于90°，不符合实际，比较空气和玻璃的密度关系可得出结论。 【解答】（1）由表格中数据可知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； （2）由表格中数据知，当入射角达到41.8°时，反射能量达到100%，折射角为90°，就发生了全反射现象，所以当入射角t≥41.8°时，就发生了全反射现象； （3）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，因此折射光线不能消失，则不能发生全反射现象，比较玻璃和空气的密度大小关系，可猜想，光从密度较小的介质斜射入密度较大的介质时，折射角大于入射角，可能发生全反射现象。 故答案为：（1）增大；（2）41.8；（3）光从密度较小的介质斜射入密度较大的介质。 三 平面镜成像特点探究 1．（2024·杭州二模） 如图甲所示是小金同学探究“平面镜成像特点”的实验装置。 （1）A、B两根蜡烛的大小和形状相同，这样做的目的是　 　； （2）小金同学按照如图甲所示测出来蜡烛和像的位置以及它们到平面镜的距离后，让蜡烛以1cm/s的速度在桌面上沿着平面镜向右水平直线移动，像相对于蜡烛的速度是　 　cm/s； （3）实验中，若看到蜡烛A 通过玻璃板成两个像，如图乙所示，其中距离观察者较近的像A' 较 　 　(选填“亮”或“暗”) ； （4）丙图为猫咪照镜子的情境，若猫的头部位置保持不变，把镜子沿中间截成两半，将右边一半沿原来位置直线向右移一段距离，则左、右两半面镜子____。 A．各成半个像，合起来成一个完整的像； B．左半边镜子成完整像，右半边不成像； C．都成完整的像，但两个像在不同位置； D．都成完整的像，且两个像在同一位置。 【答案】（1）便于确定像的位置 （2）0 （3）亮 （4）D 【解析】【分析】（1）两根蜡烛的大小和形状应相同，当B与A的像重合时可知像与物大小相等，这样便于比较像和物的大小关系； （2）物体在平面镜中成虚像，虚像和物体关于平面镜对称； （3）玻璃表明比较光滑，而且是透明的，因此光线射到玻璃上，要发生反射和折射，这两种光现象都可以使蜡烛成像；平面镜成的像与物到镜面的距离相等； （4）根据平面镜成像特点分析。 【解答】（1）A、B两根蜡烛的大小和形状应相同，便于确定像的位置； （2）玻璃板沿CD移动时，蜡烛A的物距不变，像距也不变，像和物体位置关于玻璃板对称，像还在原来位置，所以像相对于蜡烛A不动，像相对于蜡烛的速度是0cm/s； （3）光线射到玻璃上，要发生反射和折射，玻璃有两个表面，前表面直接反射，较亮，所以其中距离观察者较近的像较亮； （4）平面镜所成的像，像和物体形状、大小相同，与平面镜的大小无关，半个平面镜仍能成完整像；平面镜左右两部分都能成完整的像，像与小猫关于镜面对称，因为将右边一半沿原来位置直线向右移一段距离，所以两个像的位置是相同的，故选：D。 故答案为：（1）便于确定像的位置；（2）0；（3）亮；（4）D。 2．（2024七下·婺城期中）小科同学利用图甲所示装置做“探究平面镜成像规律”的实验中。一起完成以下问题： （1）为达到实验目的，小科最好选用的器材和实验环境是____（填字母编号）。 A．用平面镜在明亮的环境中实验 B．用茶色薄玻璃板在明亮的环境中实验 C．用无色薄玻璃板在明亮的环境中实验 D．用茶色薄玻璃板在较暗的环境中实验 （2）小科把一块薄玻璃板放在水平放置的白纸上，把点燃的蜡烛A放置在玻璃板前，再拿一支与之完全相同的蜡烛B（不点燃），坚立在玻璃板后面，来回移动蜡烛B，直到看上去蜡烛B和点燃的蜡烛A的像　 　为止。 （3）改变蜡烛A的位置，重复以上实验。移去玻璃板，用直线把每次实验中的蜡烛A和它的像的位置连起来，接下来的操作是　 　，并加以比较。 （4）小柯为了探究平面镜成的像是虚像还是实像，设计了三种实验方案（如图乙所示），通过改变一块不透光木板（图中黑色长方形）的位置，人眼在不同的位置观察，从而达到探究目的。其中　 　方案可行。 【答案】（1）D （2）完全重合 （3）分别测出像和物到平面镜的距离 （4）C 3．（2024七下·柯桥期中）小东站在试衣镜前，离镜子近时感觉看到自己在镜内的像就大些，离镜子远时感觉看到自己在镜内的像就小些。基于上述生活经验，小东同学借助家中常见生活物品来探究平面镜成像大小的特点。 （1）[建立假设]平面镜成像时，　 　. （2）[器材选择]厨房与客厅之间的玻璃门、拖鞋若干等。 [方案设计] ①将左拖鞋放在客厅的某一位置(如图甲)； ②将另一只拖鞋移至厨房，将其放到合适的位置： ③观察移至厨房的鞋与左拖鞋所成的像是否完全重合：. ④多次改变左拖鞋到玻璃门的距离，重复上述实验。 [交流讨论] 器材选择时，小科应选择　 　(填“方案1”或”方案2”)两只拖鞋做实验。 （3）实验过程中，若像与左拖鞋不能完全重合，可能的原因有 (____) A．厨房地面比客厅高 B．平面镜成的是虚像 C．玻璃门与地面不垂直 D．玻璃门下端有金属框影响，不能完整成像 （4）若出现成像较暗，不易辨识的现象，你可以提供的解决方案是　 　. 【答案】（1）像的大小可能与物体到平面镜的距离有关 （2）方案1 （3）A；C （4）客厅灯打开或厨房灯关闭 【解析】【分析】（1）平面镜成像可能与物体到平面镜的距离有关； （2）像和物体左右相反； （3）根据平面镜成的像与物关于平面镜对称分析解答； （4）物体和环境对比度大，像清晰一些。 【解答】（1）离镜子近时感觉看到自己在镜内的像就大些，离镜子远时感觉看到自己在镜内的像就小些，猜想：像的大小可能与物到平面镜的距离有关； （2）为了便于比较像与物体的大小关系，应选用两个完全相同但左右相反的拖鞋，故小明应选择方案1的两只鞋做实验； （3）像与物是关于镜子对称的，实验时玻璃门不竖直放置或厨房地面与客厅地面高度不同，不论怎样移动后面的拖鞋都不可能与前面拖鞋的像完全重合，故AC说法正确； （4）若出现成像较暗，不易辨识的现象，可以客厅灯打开或厨房灯关闭。 4．（2024七下·长兴期中） 兴趣小组用如图所示装置研究“平面镜成像特点”，其实验步骤如下： ①将一块薄玻璃板竖直立在铺有白纸的水平桌面上； ②取两支相同的蜡烛，点燃玻璃板前的蜡烛 A， 移动玻璃板后的蜡烛 B， 使它与蜡烛A 在玻璃板后所 成的像完全重合，并用笔在白纸上标记出蜡烛A 和蜡烛B 的位置； ③多次改变蜡烛A 的位置，重复前面的步骤； ④用刻度尺分别测量蜡烛 A 和蜡烛B 到玻璃板的距离。 在此实验中： （1）步骤①中选用玻璃板代替平面镜的目的是　 　。 （2）步骤②中蜡烛B 跟蜡烛 A 在玻璃板后所成的像完全重合，说明平面镜成像时，像与物的大小相等，这里采用了　 　的科学方法。 （3） 为验证“平面镜成的像是虚像”，可进行的操作是　 　。 【答案】（1）便于确定像的位置 （2）等效替代 （3）将白纸放在蜡烛 B 的位置，观察白纸上是否有蜡烛 A 的像 【解析】【分析】利用玻璃板透明的特点，可以观察到玻璃板的另一侧，便于找到像的位置．实验时采用两个完全相同的蜡烛，一支蜡烛放在玻璃板的前面并点燃，另一支放在玻璃板的后面，当玻璃板后面的蜡烛和玻璃板前面的蜡烛的像完全重合时，可以确定像的位置，同时也可以比较物像大小关系． 【解答】（1）利用玻璃板透明的特点，可以观察到玻璃板的另一侧，便于找到像的位置； （2） 像与物的大小相等，这里采用等效替代的科学方法，即用实际物体代替成的像； （3）虚像不能呈现在光屏，实像可以呈现在光屏。 5．（2024七下·温州期中）小新用如图甲所示实验装置探究“平面镜成像的特点”，把点燃的蜡烛A 放在玻璃板前，在玻璃板的后面放一根完全相同但未点燃的蜡烛B，移动蜡烛B的位置使其与蜡烛A的像完全重合。然后在白纸上沿蜡烛A和B的边缘画圆（如图乙所示），分别测量A 到玻璃板的距离LA， B到玻璃板的距离LB，多次改变蜡烛A 的位置，重复以上操作，得到三组数据。 次数 1 2 3 平均 LA/cm 4.00 5.00 6.00 5.00 LB/cm 4.00 5.00 6.00 5.00 （1）蜡烛A通过玻璃板成的像为虚像，写出判断蜡烛A的像是虚像的方法及现象。 （2）如图甲，小明仅将玻璃板从M位置水平向右移至 N位置时，蜡烛A的像　 　（填“向左移动”或“向右移动”或“不会移动”）。 （3）小新将三组数据取平均值，得到LB和LA的平均值相等，并由此得出结论：像与物到平面镜的距离相等。请判断该数据处理方法是否正确并说明理由　 　。 【答案】（1）在像的位置放置一个光屏，光屏上承接不到像，说明是虚像。（合理即可给分） （2）不会移动 （3）不正确，因为多次测量后，即可以比较蜡烛和像距离玻璃板的距离，不用求平均值。 【解析】【分析】平面镜成像成的是正立等大的虚像。 【解答】（1）虚像不能在光屏上呈现，所以可以据此来判断像的虚实情况。 （2）平面镜成像中，物和像是关于平面镜对称的，左右移动平面镜，平面镜所处的还是同一个平面，物关于该平面对称的像位置不变。 （3）测像距和物距的目的就是比较两者的大小关系，所以不用取平均值。 6．（2024七下·杭州期中）杭州观成实验学校在走廊上为同学们设置了许多围棋桌。小乐想用木质的围棋盘做平面镜成像实验。如图，小乐在ab处放置一块玻璃板，请你帮助小乐完成实验。 （1）小乐用两颗相同的围棋子替代蜡烛，为了获得更好的成像效果，应该选择　 　（选填“黑”或“白”）色的围棋。 （2）选择围棋盘做平面镜成像实验的优点是：　 　。 （3）小乐在C点位置放置一粒围棋子，在玻璃板另一侧移动另一粒相同的围棋子，但无论怎样移动，始终无法与C点围棋子的像重合，原因可能是：　 　。 （4）改正错误后，小乐通过玻璃板观察到了两个像是由于　 　。小乐测量了两个像之间的距离为1格，则玻璃板的厚度为　 　格。 【答案】（1）白色 （2）方便记录相距与物距的大小关系 （3）玻璃板与围棋桌面没有垂直放置 （4）玻璃板有厚度；0.5 【解析】【分析】（1）为了获得好的成像效果，需要物体“亮”一些，据此分析； （2）将玻璃板和蜡烛下面放围棋盘进行实验，便于探究像和物与平面镜的位置关系； （3）如果无论怎样移动围棋子都无法与像重合，则原因玻璃板没有竖直放置； （4）根据平面镜所成像与物到平面镜的距离相等，进行分析。 【解答】（1）为了获得好的成像效果，需要物体“亮”一些，因白色能够增强光的反射，所以应该选择白色的围棋； （2）若将玻璃板和蜡烛下面放围棋盘进行实验，这种做法的优点是方便记录相距与物距的大小关系； （3）玻璃板竖直放在水平桌面上，像在水平桌面上，玻璃板没有竖直放置时，像会偏上或偏下，所以如果无论怎样移动围棋子都无法与像重合，则原因玻璃板与围棋桌面没有垂直放置； （4）小乐通过玻璃板观察到了两个像是由于玻璃板有厚度；根据平面镜所成像与物到平面镜的距离相等可知，平面镜前后两面所成的像之间的距离为平面镜厚度的2倍，故平面镜的厚度为0.5格。 故答案为：（1）白；（2）方便记录相距与物距的大小关系；（3）玻璃板与围棋桌面没有垂直放置；（4）玻璃板有厚度；0.5。 7．（2024九下·萧山月考）在探究“平面镜成像特点”的实验中，小金所在小组的同学们选取一块平板玻璃、两根完全相同的蜡烛A和B、刻度尺、白纸、火柴等器材进行实验，如图甲所示。请回答： （1）小金将蜡烛A竖直放在水平桌面的白纸上，点燃蜡烛A，他发现：平板玻璃中蜡烛A的像偏高且倾斜。你认为在图乙所示的1、2、3三幅图中，图　 　是产生以上实验现象的原因； （2）在找准像的位置后，小金在白纸上标记出a、b、c三点，如图丙所示；他应分别测出　 　(填“a、b”、“b、c”或“a、c”)两点到平板玻璃的距离进行比较； （3）如图所示，小金把四个模型分别面对平板玻璃直立在桌面上，用于研究像与物左右位置关系，最好选用　 　(填字母编号)。 【答案】（1）2 （2）a、c （3）A 【解析】【分析】（1）由平面镜的成像特点，像物关于镜面对称可知：玻璃板如果不竖直，蜡烛的像与蜡烛不能重合；根据平面镜的成像特点，像物关于镜面对称作出蜡烛的像点即可确定平板玻璃中蜡烛A的像偏低且倾斜的是哪一个； （2）实验时应分别测出物体和像两点到平面镜的距离作为物距和像距，并加以比较； （3）根据四个模型的结构和研究目的“研究像与物左右位置的关系”可做出选择。 【解答】（1）实验时平面镜必须要竖直放置，如果不竖直，不论怎样移动后面的蜡烛都不可能与前面蜡烛的像完全重合，由图可知，1图平面镜竖直放置，不会出现像偏高的情况，2和3图平面镜没有竖直放置，分别作出蜡烛A的关于平面镜的对称点可知，2图出现蜡烛A的像偏高且倾斜，3图平板玻璃中蜡烛A的像偏低且倾斜； （2）由图可知，要分别测出物体和像两点到平面镜的距离作为物距和像距，则应分别测出 a、c两点到平面镜的距离作为物距和像距，经多次试验得出：像和物到平面镜的距离是相等的； （3）由图可知，四个模型分别为C、A、T、V，从模型上看，只有C左右不同，而A、T、V，左右相同，所以当小明把四个模型分别面对玻璃板直立在桌面上，用模型A、T、V不能达到实验目的，只有C左右不同，所以能够达到实验目的，故选A。 故答案为：（1）2；（2）a、c；（3）A。 8．在探究光的折射规律时，从水面上方看水中的物体变浅了，为了确定水中物体所成像的位置，某学习小组进行了如下探究： A．把一个小灯泡a放在水中某处，观察灯泡所成像的位置。 B．将另一个相同的小灯泡b放在水面上方，调整其位置，使它的像与灯泡a的像重合。 C．用刻度尺测量灯泡b到水面的距离。 （1）测量时，把刻度尺的零刻度线对准灯泡b，水面处对应的刻度如图所示，则灯泡b到水面的距离为　 　mm。 （2）灯泡a的像到水面的距离与灯泡b到水面的距离一定相等，依据是平面镜所成的像____。 A．是虚像 B．和物体大小相等 C．和物体到镜面的距离相等 D．和物体的连线与镜面垂直 （3）测量时，如果直接将刻度尺竖直插入水中，使看到的零刻度线与灯泡a的像重合，则刻度尺在水面处的示数表示　 　到水面的距离。 【答案】（1）81.2 （2）C （3）灯泡 【解析】【分析】（1）根据图片确定刻度尺的分度值，根据“测量值=准确值+估读值”记录测量结果； （2）（3）根据平面镜成像“物像等距”分析。 【解答】（1）根据图甲可知，刻度尺的分度值为1mm，则灯泡b到水面的距离为：8.12cm=81.2mm； （2）因为平面镜成正立、等大的虚像，并且像到平面镜的距离和物到平面镜的距离相等，所以灯泡a的像到水面的距离与灯泡b到水面的距离一定相等，故选C； （3）测量时，如果直接将刻度尺竖直插入水中，使看到的零刻度线与灯泡a的像重合，则刻度尺在水面处的示数表示像距。根据“物像等距”可知，这个示数就是灯泡a到水面的距离。 9．利用图甲装置探究平面镜成像特点在水平面上铺一张白纸，再将玻璃板竖直在白纸上，把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，再拿一支外形完全相同但不点燃的蜡烛B竖立再玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合。 （1）图乙是小强某次测量蜡烛A到平面镜的距离L，为　 　cm；将蜡烛靠近玻璃板，像的大小将　 　(选填“变大”“变小”或“不变”) （2）如果有5mm和2mm厚的两块玻璃板，应选择　 　mm厚的玻璃板做实验比较合适； （3）在实验过程中，小丽移动蜡烛B，使它与蜡烛A的像完全重合，确定了像的位置，为了研究平面镜所成的是实像还是虚像，小丽用光屏代替蜡烛B，她　 　 (选填“能”或“不能”)用光屏接收到蜡烛A的像： （4）若将玻璃板向左倾斜，如图丙所示，观察到蜡烛A的像大致位置在图甲中的　 　(①或②)处。 【答案】（1）3.50；不变 （2）2 （3）不能 （4）② 【解析】【分析】使用刻度尺时要明确其分度值，起始端从0开始，读出末端刻度值，就是物体的长度；起始端没有从0刻度线开始的，要以某一刻度线为起点，读出末端刻度值，减去起始端所对刻度即为物体长度，注意刻度尺要估读到分度值的下一位。 （2）为了避免重像，平面镜应该选择薄一点的玻璃板。 （3）虚像不能用光屏承接。 （4）像与物关于平面镜对称。 【解答】（1） 由图乙知：刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是0.1cm=1mm，即此刻度尺的分度值为1mm，物体左侧与0刻度线对齐，右侧与3.5cm对齐，估读为3.50cm，当物体靠近平面镜时，像的大小不变。 （2）为了避免重像，应该选择较薄的玻璃板，即选择2mm的玻璃板。 （3）平面镜所成的是虚像，不能用光屏承接，所以在光屏上不能看到像。 （4）物体与像关于平面镜对称，当玻璃板向左倾斜时，观察到蜡烛A的像大致位置在图甲中②的位置处。 10．探究平而镜成像特点的实验如图甲所示 （1）现有厚度分别为5mm和2mm的两块玻璃板，应选择　 　mm厚的玻璃板做实验，目的是　 　。 （2）用玻璃板代替平面镜的原因是　 　，便于研究平面镜的成像特点。 （3）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的　 　(填“前侧”或“后侧”)观察，直到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，这种确定像与物大小关系的方法是　 　(填“控制变量法”或“等效替代法”)。 （4）用光屏在玻璃板后面无论怎样移动，在光屏上都　 　(填“能”或“不能”)成像，说明平面镜所成的是　 　像。 （5）如图乙所示是从平面镜中看到墙上的时钟的像，请在图丙中画出时钟的实际时间。 【答案】（1）2；防止厚玻璃板前后表面成两个像，影响实验效果 （2）便于观察和确定像的位置 （3）前侧；等效替代法 （4）不能；虚 （5）如图 【解析】【分析】（1）玻璃板有前后两个面，光在上面发生两次反射形成两个虚像。且玻璃板越厚，两个虚像的距离越大，从而为寻找像的位置产生影响。 （2）玻璃板是半透明的，虽然成像没有平面镜清晰，但是透过它可以看到后面的物体，便于找到前面物体像的位置； （3）根据平面镜成像时寻找像的位置的操作解答。等效替代法是在保证某种效果(特性和关系)相同的前提下，将实际的、陌生的、复杂的物理问题和物理过程用等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程代替来研究和处理的方法。 （4）实像由实际光线会聚而成，可以成在光屏上；否则为虚像。 （5）根据平面镜成像的对称性完成作图。 【解答】（1）现有厚度分别为5mm和2mm的两块玻璃板，应选择2mm厚的玻璃板做实验，目的是：防止厚玻璃板前后表面成两个像，影响实验效果。 （2）用玻璃板代替平面镜的原因是便于观察和确定像的位置，便于研究平面镜的成像特点。 （3）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的前侧观察，直到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，这种确定像与物大小关系的方法是等效替代法。 （4）用光屏在玻璃板后面无论怎样移动，在光屏上都不能成像，说明平面镜所成的是虚像。 （5）连接12点和6点的刻度线作为对称轴，然后根据“物像等距”在右侧找到时针和分针的端点对应的位置，最后与转轴相连，得到对应的分针和时针的位置即可，如下图所示： 11．（2022八下·象山期中）在探究“平面镜成像特点”的实验中，小丽同学选取一块薄平板玻璃、两根完全相同的蜡烛A和B、刻度尺、白纸、火柴等器材进行实验，如图所示： （1）小丽将蜡烛A竖直放在水平桌面的白纸上，点燃蜡烛A，她观察发现：平板玻璃中蜡烛A的像偏高且倾斜，你认为在如图所示的甲、乙、丙三幅图中，图　 　是产生以上实验现象的原因。 （2）正确做完某次实验后，将收集和处理的信息记录在白纸上，如图正确的是　 　。 实验表明：像与物体的大小　 　；像到平面镜的距离　 　物体到平面镜的距离。 【答案】（1）乙 （2）C；相等；等于 【解析】【分析】（1）根据平面镜成像的对称性分析解答； （2）①根据平面镜成像的对称性分析解答； ②根据平面镜成像的特点分析解答。 【解答】（1）根据平面镜成像的特点作图如下： 则图乙是产生以上实验现象的原因。 （2）①根据平面镜成像的特点可知，像和物体关于镜面对称，故选C； ②实验表明：像与物体的大小相等；像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离。 12．（2023七下·金东期末）用如图甲装置，探究平面镜成像的特点： （1）在该成像实验中应选择　 　；(选填“平面镜”或”玻璃板”) （2）将点燃的蜡烛1放在A位置，拿一支相同的蜡烛2竖立着在后面移动，直到看上去它跟蜡烛1的像完全重合时，该位置记为A'；来回移动蜡烛的位置是为了确定　 　的位置； （3）改变蜡烛1的位置，重复步骤(2)，可得像与物位置的对应关系如图乙，可知平面镜成像时，像与物到镜面的距离　 　。 （4）将图乙中C处的蜡烛沿直线CC“向镜面位置移动1cm，像的大小的变化情况是　 　。 【答案】（1）玻璃板 （2）像 （3）相等 （4）不变 【解析】【分析】 （1）平面镜成像特点的实验中，关键是确定像的位置，选择玻璃板还是选择平面镜作为实验器材，不是看成像效果，而是看是否方便准确确定像的位置； （2）在实验中为了便于研究像的大小与位置，应用两支相同的蜡烛，将另一支蜡烛放在像的位置与像进行比较； （3）平面镜所成的像为虚像； （4）像与物体关于平面镜对称； （5）像与物体的大小相等。 【解答】 （1）玻璃板透光，既可以看到A蜡烛在玻璃板后成的像A′，又可以看到玻璃后面的另一支蜡烛，让另一支蜡烛与A′完全重合，则这支蜡烛的位置就是像的位置，从而准确的确定了像的位置，如果用反射效果好的平面镜，尽管成像清晰，但无法看到后面的物体，所以无法确定像的位置； （2）完全一样的蜡烛2与蜡烛1的像完全重合时，这样蜡烛2就可以替代蜡烛1的像了，从而确定了像的位置，大小关系； （3）分析图乙可知，像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离，且像与物体的连线与平面镜垂直，即像与物体关于平面镜对称； （4）根据平面镜成像特点可知，像物等距，故将图乙中C处的蜡烛沿直线CC'向玻璃板方向移动1cm，像的大小不变。 故答案为：（1）玻璃板；（2）像；（3）相等；（4）不变。 13．（2023七下·金华期中）某兴趣小组在学习了光的反射后，对光的反射规律和平面镜成像特点分别进行了实验探究。下表是该小组为了验证平面镜成像特点，利用同一组蜡烛和三块玻璃板进行实验，记录数据如下： 玻璃板厚度/mm 5 5 5 10 10 10 15 15 15 （2）题图 像距/cm 3.00 5.80 8.70 3.95 6.50 9.35 3.18 5.40 7.85 物距/cm 2.65 5.50 8.35 3.30 5.95 8.72 2.05 4.30 6.90 像距与物距的差值/cm 0.35 0.30 0.35 0.65 0.55 0.63 1.13 1.10 0.95 请结合表中数据回答以下问题： （1）兴趣小组同学分析实验数据发现像距总是大于物距，其原因是　 　。 （2）保持蜡烛的位置不变，用不透明的物体将玻璃杯MN以下部分遮挡，则蜡烛所成的像___________________。 A．完整，位置上移 B．半个像，位置不变 C．完整，位置不变 D．不能成像 （3）如图所示是该小组探究光的反射规律的实验装置，在平面镜上放一块硬纸板，纸板可以绕ON转折的E、F两部分组成。若使一束光贴着沿EO射到O点，则经镜面反射后的光将沿OF射出。若接下来要证明在光的反射中，光路是可逆的，则该小组应沿着　 　方向射入一束光。 （4）实验时，该小组先使E、F两部分位于同一平面内，再让一束光贴着纸板E射到平面镜上，但是在纸板F上没有看到反射光的径迹，原因可能是　 　。 【答案】（1）玻璃板太厚，蜡烛根据玻璃板前后两个反射面所成的像不重人侮听测具的具放后射面和后成像之间的距离 （2）C （3）FO （4）纸板未与镜面垂直 【解析】【分析】（1）在探究平面镜成像的实验中，玻璃板有两个反射面，则物体会在前后两个面上发生反射从而形成两个像。如果玻璃板太厚，那么这两个像的距离会比较大，从而导致像的位置测量误差较大。 （2）根据平面镜成像的对称性分析判断。 （3）根据图片可知，当入射光与原来的反射光线OF重合时，此时的反射光线与原来的入射光线EO重合，这说明光路是可逆的。 （4）反射光线和入射光线、法线在同一平面内，这个平面与镜面垂直。如果纸板与镜面不垂直，那么反射光线就不会呈现在纸板上，自然看不到它的存在，据此分析解答。 【解答】（1）兴趣小组同学分析实验数据发现像距总是大于物距，其原因是：玻璃板太厚，蜡烛根据玻璃板前后两个反射面所成的像不重人侮听测具的具放后射面和后成像之间的距离。 （2）物体在平面镜中所成的像与平面镜的大小无关，则保持蜡烛的位置不变，用不透明的物体将玻璃杯MN以下部分遮挡，所成的像依然是完整的。由于平面镜和物体的位置不变，因此成像的位置保持不变，故选C。 （3）若使一束光贴着沿EO射到O点，则经镜面反射后的光将沿OF射出。若接下来要证明在光的反射中，光路是可逆的，则该小组应沿着FO方向射入一束光。 （4）实验时，该小组先使E、F两部分位于同一平面内，再让一束光贴着纸板E射到平面镜上，但是在纸板F上没有看到反射光的径迹，原因可能是纸板未与镜面垂直。 四 光的折射定律及验证 1．（2023七上·杭州期中）某同学在做“探究光的折射规律”的实验，如图所示为光空气从空气射入水中时的光路，实验中发现，入射光线、折射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧，通过实验得到如表所示数据： 入射角 0 15 30 45 60 反射角 0 15 30 45 60 折射角 0 11 22.1 35.4 40.9 （1）当光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的变化关系是　 　。 （2）当光从空气垂直射到水面时，折射角的大小为　 　度。 （3）小金根据表格数据的变化规律作出推测：若将激光从水射入空气中，入射角增大到一定角度时，折射光线会消失。小金的推测是　 　（填“正确”或“错误”）的。 【答案】（1）折射角随入射角的增大而增大 （2）0 （3）正确 【解析】【分析】光从空气中斜射入水中时，在水面会发生反射与折射，光发生反射时，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角=入射角，发生折射时，折射光线与入射光线分居法线两侧，折射角小于入射角。 【解答】（1）从表格中的数据看出，入射角增大时，折射角也会增大，由此可知，折射角随入射角的增大而增大； （2）当光从空气垂直射入水面时，折射角大小为0度； （3）由于光在折射时，光路是可逆的，从表格中的数据可知，光从空气中斜射入水中时，折射角小于入射角，相反，光从水中斜射向空气中时，折射角大于入射角，入射角增大时折射角也会增大，则入射角增大到一定角度时，折射角会先增大到90度，此时折射光线消失，故小金的推测是正确的。 故答案为：（1）折射角随入射角的增大而增大；（2）0；（3）正确。 2．（2023七下·越城期中）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，并在光屏上记录的AO和OB 两条光线。此时入射角是　 　. （2）取出玻璃砖，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。为了控制变量接下的操作是 　 　. （3）小华最终在光屏上记录下了，在水中的折射光线，通过分析光路，得出玻璃比水这对光的偏折能力强的结论。你认为相对折射光线OB 这次记录的光线在水中的折射情况是　 　. 【答案】（1）∠AON （2）保持入射光线入射角度不变 （3）折射角大于∠BON’ 【解析】【分析】（1）入射角是入射光线与法线的夹角； （2）根据控制变量法的要求可知，当入射角不变时，折射角越小，说明对光线的偏折能力越强； （3）折射角越大，则偏折能力越弱；折射角越小，则偏折能力越强。 【解答】（1）根据乙图可知，法线为NN'，入射光线为AO，则入射角为∠AON； （2）取出玻璃砖，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。为了控制变量接下的操作是：保持入射光线入射角度不变。 （3） 玻璃比水这对光的偏折能力强的结论，则玻璃中的入射角∠BON'小于在水中的折射角，那么相对折射光线OB的光线情况，即折射角大于∠BON'。 3．（2024七上·柯桥月考）小怡利用如图所示的实验装置探究光的折射。在玻璃水槽中竖直放置的光屏是由E和F两个半圆形光屏组成的，NOM为两个半圆形光屏的分界线，其中光屏F可绕直径NOM前后折转。实验测量数据如表所示。 入射角 0° 30° 45° 60° 折射角 0° 22° 32° 41° （1）通过分析表格数据，你能得出什么结论：　 　； （2）如图所示，若小怡将光屏F绕直径NOM前后折转一定角度，在光屏F上　 　（选填“能”或“不能”）看到折射光线； （3）据所学知识及表格数据，当光与水面成68°角从水射入空气时，折射角等于　 　度； （4）为了更好地显示实验时光在水中的传播路径，请你给小怡提供一个合理的措施　 　。 【答案】（1）当光从空气射向水中时，折射角随着入射角增大而增大，且入射角大于折射角。 （2）不能 （3）30 （4）在水中滴入少量牛奶或墨水 【解析】【分析】光从一种介质斜射到另一种介质时，传播方向会发生偏折，这种现象叫 做光的折射。光从空气斜射人水或玻璃中时，折射光线向法线偏 折，折射角小于入射角。入射角增大时，折射角也增大。光垂直射到水或玻 璃中时，折射光线与人射光线在同一直线上。 【解答】（1）通过分析表格数据， 可得当光从空气射向水中时，折射角随着入射角增大而增大，且入射角大于折射角。 （2）若小怡将光屏F绕直径NOM前后折转一定角度，由于折射关系与入射光线不在同一个平面上，在光屏F上不能看到折射光线 ； （3）当光与水面成68°角从水射入空气时 ，则入射角为22度，由上表可得此时折射角等于30度。 （4）在水中滴入少量牛奶或墨水使光线发生色散，就能更好地显示实验时光在水中的传播路径。 4．（2023·宁波模拟）三棱镜是一种重要的光学元件，光通过三棱镜的传播路线是怎样的呢?小宁用红光以一定角度射到三棱镜上，光路图如图1所示。改变入射角度，光路图如图2、图3所示。 （1）经过两次折射后，红光均向三梭镜的　 　(填“顶角 A"或“底面BC")偏折。 （2）这个规律对于其他的单色光成立吗?小宁选用其他不同的单色光重复上述实验，发现了同样的规律。 了解了小宁的探究后，老师建议小宁把凸透镜分割成两部分进行思考，如图4所示。小宁经过分析和综合，理解了凸透镜对光具有　 　作用的原因。 【答案】（1）底面BC （2）会聚 【解析】【分析】（1）太阳光遇到三棱镜会发生色散现象； （2）折射光线与入射光线相比，若其更靠近主光轴则为会聚作用； 【解答】（1）由图可知，红光向地面BC偏折； （2）将其当做两个三棱镜，故都偏向中间部分，即为会聚作用。 5．（2023·柯桥模拟）小科学完光学知识后回家进行了实验，先根据课本介绍将铅笔放入水中观察到了预期的现象（图甲），后又发现将铅笔竖直放入盛有水的圆柱形的杯子当中，观察到水中的铅笔变粗并错位。将铅笔由水杯中间向两边移动，发现水中的铅笔错位更加明显，快到水杯边上时，水中的铅笔竟然“消失”了，如图乙。 于是小科在老师的指导下，查阅了一些资料，并且将实验现象画成简图。 资料一：若界面为弧形，可以将折射点及反射点的切面视为该点的折射面（图丙）。 资料二：光从水中射向空气中折射角与入射角的变化规律如下表。 入射角 0° 10° 20° 30° 40° 50° 60° 折射角 0° 13.4° 27.1° 41.7° 58.7° 无 无 （1）请在图丙中画出入射光线ao大致的折射光线； （2）当铅笔放入盛有水的圆柱形杯子当中，水杯相当于凸透镜，铅笔的位置小于一倍焦距成正立放大的　 　（填“虚”或“实”）像，因此筷子变粗； （3）分析表中数据，反射的光线通过折射面射入人眼，折射角大于入射角，进一步分析可得到折射角之间的差值，随着入射角的增大而　 　，因此铅笔错位更加厉害； （4）图表中还可发现入射角大于一定角度时（如大于50°时），铅笔会“消失”视野中，发生这个现象的原因是因为此时的光线　 　的缘故。 【答案】（1） （2）虚 （3）增大 （4）只有反射，没有折射，光线消失无法进入人眼（全反射） 【解析】【分析】（1）根据光的折射规律完成作图； （2）根据凸透镜的成像规律解答； （3）根据表格数据分析解答； （4）根据折射光线的变化分析解答。 【解答】（1）当光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角，如下图所示： （2）铅笔放入盛有水的圆柱形杯子当中，水杯相当于凸透镜，铅笔的位置小于一倍焦距成正立放大的虚像，因此筷子变粗； （3）根据表格数据可知，入射角增大10°时，折射角依次增大13.7°、14°和17°，因此：射角之间的差值，随着入射角的增大而增大，因此铅笔错位更加厉害； （4）图表中还可发现入射角大于一定角度时（如大于50°时），铅笔会“消失”视野中，发生这个现象的原因是因为此时的光线只有反射，没有折射，光线消失无法进入人眼的缘故。 6．（2022七下·温州期末）在学习了“光的折射”的相关知识后，小明想进一步探究光的偏折能力与溶液的浓度之间的关系。他利用底部贴有白纸的透明水槽、激光笔、记号笔等器材按如图甲所示装置进行实验： ①在水槽项部固定一激光笔，打开激光笔，用记号笔标记水槽底部的白纸上光点的位置为A。 ②向水槽中加入一定最的清水，用记号笔标记光折射后在白纸上的光点位置为B。 ③继续向水槽中加入10克蔗糖，待蔗糖完全溶解后，用记号笔标记此时白纸上的光点位置为C。 ④重复步骤③，标记光点位置为D，实验结果如图乙。 （1）为减小加入蔗糖后液面高低变化对实验结果的影响，应选择图丙中的装置　 　。 （2）实验中，小明判断溶液对光的偏折能力大小的标准是　 　。 （3）小明分析实验结果得出结论：溶液的浓度越人，对光的偏折能力也越大。同桌小红认为该结论不具有普遍性，其原因是　 　。 【答案】（1）Ⅱ （2）折射后在白纸上的光点离A点的距离 （3）未用其他种类的溶液进行实验 【解析】【分析】（1）根据V=Sh分析； （2）根据乙图可知，将入射点和容器底部白纸上对应的光点连接，从而得到对应的折射光线。折射容器底部的光点越靠左，则偏折角度越大。 （3）在科学探究中，往往需要换用不同的实验器材反复进行多次实验，从而收集更多的实验数据，这样得到的结论会更客观，具有普遍意义。 【解答】（1）根据V=Sh可知，当水的体积增大量相同时，容器的底面积越大，液面升高量越小，故选丙图中的II。 （2）实验中，小明判断溶液对光的偏折能力大小的标准是：折射后在白纸上的光点离A点的距离。 （3）小明分析实验结果得出结论：溶液的浓度越人，对光的偏折能力也越大。同桌小红认为该结论不具有普遍性，其原因是：未用其他种类的溶液进行实验。 7．（2022七下·鹿城月考）在探究“光从空气斜射入水和油时，哪种液体对光的偏折本领较大”的实验中，小明提出如下实验方案：先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中，记录下光斑位置(如图所示)；接着分别倒入水和油，记录对应的光斑位置，再通过分析就可得到实验结论。经讨论，同学们认为这一方案是可行的，于是进行了探究实验。 （1）要实现探究目标，他们应选择图中的　 　(填字母)两图进行实验。 （2）实验时，同学们在水槽底部贴上一把自制纸质刻度尺，这样做的目的是为了　 　。 （3）某小组同学正确实验后，所记录的三次光斑的相对位置如图所示，经分析可得出结论：　 　。 【答案】（1）B、D （2）方便记录光斑的位置 （3）光从空气斜射入水和油时，油对光的偏折本领较大 【解析】【分析】（1）根据控制变量法的要求选择对照实验； （2）光斑偏离原来的距离越大，说明液体对光线的偏折本领越强； （3）将水中的光斑到原来光斑的距离与油中光斑的距离到原来光斑的距离进行比较，从而确定哪种液体对光线的偏折本领更大。 【解答】（1）探究液体对光偏折本领的大小时，必须控制液体的液面高度、入射光的角度等因素相同，而改变液体的种类，故选实验BD。 （2）实验时，同学们在水槽底部贴上一把自制纸质刻度尺，这样做的目的是为了方便记录光斑的位置。 （3）根据图丙可知，油中的光斑到原来位置的距离更大，因此得到结论：光从空气斜射入水和油时，油对光的偏折本领较大。 8．（2021七下·嵊州期末）小明在探究光的折射规律时，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1)，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所示： 入射角i 0° 10° 20° 30° 40° 41.2° 41.8° 42° 折射角r 0° 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：折射角随入射角的增大而　 　。 （2）光从玻璃射向空气时，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2中图线　 　(选填 “a”或“b”)反映了上述实验中的入射角与折射角之间的关系。 （4）当光从空气斜射向玻璃时，不能发生全反射现象。原因是折射角　 　入射角。(选填“>”“=”或“<") 【答案】（1）增大 （2）41.8 （3）a （4）< 【解析】【分析】（1）根据表格数据分析折射角随入射角大小的变化规律； （2）根据表格，找到反射能量第一次达到100%时对应的入射角即可； （3）根据表格数据分析折射角和入射角的变化规律是否成正比即可； （4）根据表格可知，当光从玻璃射入空气时，折射角大于入射角，当二者都增大时，折射角会首先达到90°而发生全反射。如果光从空气射入玻璃时，折射角小于入射角，即当入射角等于90°时，折射角还没有达到90°，肯定不会发生全反射。 【解答】（1）根据表格可知，光从玻璃射向空气时，折射角随入射角的变化关系是：折射角随入射角的增大而增大。 （2）根据表格可知，光从玻璃射向空气时，当入射角i≥41.8 °时，反射能量达到100%，就发生了全反射现象。 （3）根据表格数据可知，折射角随入射角的增大而增大，但是二者之间不能正比关系，则它们的变化图像肯定不是一条直线，则图2中图线a反映了实验中的入射角与折射角之间的关系。 （4）当光从空气斜射向玻璃时，不能发生全反射现象。原因是折射角<入射角。 9．（2021七下·浦江期中）在学习了“光的折射”相关知识后，小明为了 进一步探究：人在液体上方不同角度观察液体中同 一物体所成像的位置是否发生变化，他利用透明水 槽、白色硬纸板、橡皮泥板、激光笔等器材按如图 所示装置进行如下实验 1在水槽底部的边缘S处放置一激光笔，并向水槽内加入一定量的清水 2打开激光笔，让激光沿着硬纸板传播，并调整激光笔与水平面之间的夹角，使折射光线对准水面上方人眼的位置E1点。 3用铅笔沿着E1O方向伸入水面以下并戳中橡皮泥板，记录凹陷点为A，即为此时人眼在E1点所看到的激光笔所成像的位置。 4重复步骤2、3，使激光笔分别射中水面上方的E2、E3点，并记录橡皮泥板上的凹陷点分别为B、C 5倒掉水槽中的水，用刻度尺分别测量出S点与橡皮泥板上的凹陷点A、B、C之间距离为s1、s2、s3 （1）实验中，小明让激光沿着硬纸板传播的目的是 　 　 （2）若人的视线与液面的夹角越小，观察到物体所成像的位置越浅。则实验中所测量的s1、s2、s3 的大小关系应为 　 　 （3）为了使实验结论更具普遍性，则小明还应进一步增加怎样的实验? 　 　 【答案】（1）将光的传播路径呈现在硬纸板上，便于观察和记录像的位置 （2）S1<S2<S3 （3）将水槽中的水更换为其他种类的液体，重复上述实验 【解析】【分析】（1）当光在空气中传播时，我们无法看到传播路径。让光从纸板表面经过，在纸板凸凹不平的表面发生漫反射，于是可以看到光的路径。 （2）根据图片确定三个像点的相对位置，然后比较三个距离的大小； （3）这个实验只用了一种液体，可以换用其它液体，据此分析解答。 【解答】（1）实验中，小明让激光沿着硬纸板传播的目的是：将光的传播路径呈现在硬纸板上，便于观察和记录像的位置。 （2）若人的视线与液面的夹角越小，观察到物体所成像的位置越浅，即像的位置越靠上。根据图片可知，三个眼睛的视线与液面的夹角依次减小，那么所成像的位置依次靠上，因此像到发光点S的距离 S1<S2<S3 。 （4）为了使实验结论更具普遍性，则小明还应进一步增加实验：将水槽中的水更换为其他种类的液体，重复上述实验。 10．（2021八下·海曙月考）在研究光的折射时，小明知道光从空气斜射入水中时折射角小于入射角；光从水中斜射入空气中时折射角大于入射角。小明想：光在其他透明介质的分界面上发生折射时有什么规律呢?即在什么条件下折射角小于入射角，在什么情况下折射角大于入射角。为了研究这个问题，他在老师的指导下作了如下实验：让一支激光笔射出的光束从水中斜射入玻璃，再从玻璃斜射入冰、空气中 (光路图如图甲所示)。然后老师又告诉他光在一些透明介质中的传播速度(如下表所示)。 物质 水 玻璃 冰 空气 酒精 光速（米/秒） 2.25×108 2.0×108 2.30×108 3.0×108 2.2×108 （1）观察光路图，可以发现光从玻璃斜射入冰时，折射角 　 　(填“大于”或“小于”)入射角。 （2）仔细观察图甲中的光路图，对照表中的数据，可以得出结论，当光从传播速度较大的物质斜射入传播速度较小的物质时，折射角　 　入射角。(填“大于”或“小于”) （3）根据你得出的结论，请在图乙中画出光从玻璃斜射入酒精时，折射光线的大致位置。 【答案】（1）> （2）< （3） 【解析】【分析】（1）折射角是折射光线与法线的夹角，入射角是入射光线与法线的夹角，根据图甲分析解答； （2）将图甲与表格中的数据进行比较，分析折射角大小与光速的关系。 （3）根据上面得出的结论，结合玻璃和酒精的光速，确定折射角和入射角的大小关系，从而完成左图。 【解答】（1）观察光路图甲可知，可以发现光从玻璃斜射入冰时，折射角>入射角。 （2）甲图中，光在水中的光速大于在玻璃中的光速，此时折射角小于入射角，则得到结论：当光从传播速度较大的物质斜射入传播速度较小的物质时，折射角<入射角。 （3）根据（2）中的结论可知，当光从光速小的玻璃斜射入光速大的酒精中时， 折射角大于入射角，如下图所示： 11．（2021八下·北仑期中）在探究“光的折射的特点”实验中 （1）如图甲，小科将一束激光射至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，小科继续探究“光从空气射入水中时的折射特点”，他使用可折转的光屏，是为了研究折射光线、入射光线和法线是否　 　。如图丙，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 （2）在同一平面内；减小；0 【解析】【分析】（1）根据光从空气射入水中时的折射规律分析判断。如果空气中存在细小的颗粒，那么激光会在颗粒上发生散射，我们就能清晰的看到激光的传播路径。 （2）将光屏沿法线向里偏折，我们就只能看到入射光线和法线，而不能看到折射光线，据此可知三条线在同一平面内。在光的折射现象中，折射角随入射角的增大而增大，减小而减小。折射角为折射光线和法线的夹角。 【解答】（1）当水槽内加水后，光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，即折射光线向左偏折，因此水底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。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烟雾。 （2）如图乙，小科继续探究“光从空气射入水中时的折射特点”，他使用可折转的光屏，是为了研究折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。 如图丙，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，折射角随之减小。 当光沿着NO方向射入时会沿ON′方向射出，由于折射光线与法线重合，则此时折射角为0度。 五 凸透镜成像规律探究 1．（2024·拱墅二模） 小乐在做“探究凸透镜成像规律”实验时，将测得的物距(u)、像距(v)、计算得到的物距+像距(u+v)、成像情况记录在表中。 实验序号 物距 (u) /cm 像距 (v) /cm 物距+像距(u+v) /cm| 像与物大小比较 像的虚实 1 60.0 12.0 72.0 缩小 实像 2 50.0 12.5 62.5 缩小 实像 3 40.0 13.3 53.3 缩小 实像 4 30.0 15.0 45.0 缩小 实像 5 18.0 22.5 405 放大 实像 6 16.0 26.7 42.7 放大 实像 7 14.0 35.0 49.0 放大 实像 8 12.0 60.0 72.0 放大 实像 （1）根据实验序号1~8的数据，可得出的初步结论是：凸透镜成实像时，v随u的减小而　 　。 （2）根据实验序号　 　的数据，分析比较u和v的大小关系与成像情况，得出的初步结论是：凸透镜成缩小实像时，u>v；通过其他数据的分析，亦可得出“凸透镜成放大实像时，u<v”的初步结论。 （3）根据实验序号 1~8的数据，分析比较u+v 随u变化的情况，推测凸透镜成实像时，u+v存在最小值， 当u在　 　(选填“16.0~18.0cm”或“18.0~30.0cm”)范围内可找到这个最小值。 （4）某次实验时，将蜡烛放在图示 P 点位置，光屏上得到一个清晰像。若切除凸透镜的阴影部分，再将上部剩余部分向下移动，直到下沿在 O 点位置，此时光屏上仍有清晰像，此像的位置在原来成像位置的　 　(选填“上方” “下方”或“原处”)。 【答案】（1）增大 （2）1～4 （3）18.0～30.0cm （4）下方 【解析】【分析】（1）（2）（3）逐一分析实验数据，在分析表格中数据时，要注意分析物距的变化、像距的变化及成像特点的变化，同时要注意像距与物距与焦距之间的关系。 （4）凸透镜中间厚、边缘薄，切去中间部分后再合拢在一起，相当于两个透镜，会导致上面的像下移、下面的像上移，据此分析。 【解答】（1）根据实验序号1～8的数据可知，凸透镜成实像时，v随u的减小而增大。 （2）由实验序号1～4的数据可知，u＞v，凸透镜成缩小实像。 （3）由表格中的信息可知，物距从60.0cm减小至18.0cm时，u+v变小，且像由缩小的实像变为放大的实像；物距从18.0cm减小至12.0cm时，u+v变大，且像始终为放大的实像，所以，当物距u在18.0～30.0cm这个范围内可以找到这个最小值。 （4）切除凸透镜的阴影部分，再将上部剩余部分向下移动，直到下沿在O点位置，由于光心的位置改变了，会导致上面的像下移，所以，通过上部分透镜所成的像的位置在原来成像位置的下方。 故答案为：（1）增大；（2）1～4；（3）18.0～30.0cm；（4）下方。 2．（2024七下·瑞安期中）每年6月6日是全国“爱眼日”，作为青少年要爱眼护眼，科学用眼。为进一步探究“眼睛的成像规律”，小科自制了一个水凸透镜来模拟晶状体，如图甲所示。水凸透镜通过注水或抽水可改变自身厚度大小。当向水凸透镜里注水时，水凸透镜的焦距将变小；当向水凸透镜里抽水时，水凸透镜的焦距将变大。 （1）小科将蜡烛、水凸透镜和光屏安装至如图甲所示位置，恰能在光屏上得到一个清像，此时像的性质是　 　，同时可推断出此时水凸透镜的焦距可能是　 　(选填“8cm”、“18cm"或“28cm”)。 （2）在所示实验场景下，小科把自己的眼镜给水凸透镜“戴上”，当从水凸透镜中注入适量的水后，他发现像再次变清晰了，由此判断小科戴的是　 　眼镜(选填“近视’或“远视”)。若小科想摘掉眼镜，还可通过睡眠时使用角膜塑形镜(俗称“0K镜）来改变原本厚度均匀的眼睛的角膜弧度，实现视力的矫正，经过一段时间的治疗，小科的眼角膜应该呈现哪种形态　 　？ 【答案】（1）倒立缩小的实像；18cm （2）近视；B 【解析】【分析】（1）比较像距和物距的大小，从而确定凸透镜的成像特点，结合成像规律确定焦距范围； （2）根据水透镜对光线的作用分析眼镜的种类。中间厚、边缘薄的透镜为凸透镜，中间薄、边缘厚的透镜为凹透镜。 【解答】（1）根据图甲可知，此时物距u=70cm-20cm=50cm，像距v=90cm-70cm=20cm，即像距小于物距，因此成的倒立缩小的实像。 此时50cm>2f，f<20cm<2f，解得：10cm<f<20cm，故选18cm。 （2） 当从水凸透镜中注入适量的水后，他发现像再次变清晰了， 说明水透镜的凸度增大会聚能力增强，那么原来戴上眼镜后光线比原来发散，因此为凹透镜，也就是近视眼镜。 根据图片可知，B中中间薄边缘厚，相当于凹透镜，故选B。 3．（2024·临平模拟） 在探究“凸透镜成像规律”的实验中： （1）在挑选透镜时，把两个透镜甲、乙分别正对太阳光，在光屏上出现了如图1所示的光斑，则应选　 　(填“甲”或“乙”)透镜来进行实验。 （2）如图2所示，蜡烛在光屏上成倒立、等大的像，若保持凸透镜的位置不变，将蜡烛逐渐靠近凸透镜，要使光屏上仍能得到清晰的像，光屏应　 　(填“靠近”或“远离”)凸透镜。 （3）如图3所示，将蜡烛放在P 点的位置，若切除凸透镜中间的阴影部分，再将剩余部分向中间合拢在一起，烛光通过透镜折射后能成　 　个像，其中通过上部分透镜所成的像的位置在原来成像位置的　 　(填“上方” “下方”或“原处”)。 【答案】（1）乙 （2）远离 （3）2；下 【解析】【分析】（1）凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用； （2）根据凸透镜成像时“物近像远大，物远像近小”的规律分析； （3）凸透镜中间厚、边缘薄，切去中间部分后再合拢在一起，相当于两个透镜，会导致上面的像下移、下面的像上移，据此分析。 【解答】 （1）图甲光斑的中间比较暗，图乙中间出现亮斑，这说明甲对光线具有发散作用，则甲是凹透镜，乙对光线具有会聚作用，则乙是凸透镜，所以要选择乙透镜探究“凸透镜成像规律”； （2）当烛焰逐渐靠近凸透镜时，物距变小，由凸透镜成像 规律“物近像远大”的规律可知，像距应变大，所以应将光屏远离凸透镜，光屏上才会重新出现清晰的像； （3）凸透镜中间厚、边缘薄，切去中间部分后再合拢在一起时，相当于两个透镜，光心的位置改变了，会导致上面的像下移、下面的像上移，将错位成两个像，所以，通过上部分透镜所成的像的位置在原来成像位置的下方。 4．（2024七下·义乌期中）小红用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材，探究凸透镜成像的规律。 （1）如甲图所示，让一束平行光正对着凸透镜，移动光屏，直到在光屏上得到一个最小最亮的光斑、该凸透镜的焦距为　 　cm。 （2）如乙图所示，把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛，将烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致调到　 　，这时（如图乙），仅移动光屏。可在光屏上得到一个清晰倒立、　 　（选填“放大”或“缩小”）实像。 （3）实验过程中，如果用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分，则光屏上的像____。 A．只出现烛焰像的上半部分 B．只出现烛焰像的下半部分 C．出现烛焰完整的像，但像更小了 D．像仍然是完整的，且大小不变，只是变暗了 【答案】（1）10.0 （2）同一高度；缩小 （3）D 5．（2024七下·苍南期中）学校logo是校园文化最直接的体现。某校文化墙上需要一个直径为1米，图文均正立的logo，要求可以根据不同的活动需求，更换logo底片。现向同学征集投影方案，小科利用 logo底片（直径2厘米）、纸板、打孔器和手电筒自制了“logo投影装置”，示意图如下： （1）第一次调试发现 logo投影太小，在不增加器材的情况下，想要进一步放大logo，可以作何调整？ （2）小科进行了2.0版本的设计，就是用凸透镜代替小孔，在调试位置的过程中为保证logo投影大小还能达到1米，应在　 　（选填“A”“B”或“C”）位置固定凸透镜； （3）小科在使用2.0版本的装置，想要在白墙中心上成正立的像，则安装logo底片时需要注意什么？　 　。 【答案】（1）把带小孔的可移动支架向 logo底片靠近 （2）C （3）让logo底片中心和光源、凸透镜光心在同一高度；logo底片倒立放置 【解析】【分析】凸透镜在成像时，u>2f成倒立缩小的实像，2f>v>f，u=2f时，成倒立等大的实像，v=2f，2f>u>f时，成倒立放大的实像，v>2f，u<f时，成正立放大的虚像；在小也成像时，物距减小，像距不变时，所成像变大。 【解答】（1）从图中可知，在这道题目中，是通过小孔成像制成的logo投影装置，因此，要想使logo变大，可以把带小孔的可移动支架向 logo底片靠近； （2）从图中可以看出，在A位置的凸透镜，物距大于2倍焦距，成倒立缩小的实像，在B位置，物距等于2倍焦距，成倒立等大实像，在C位置，物距介于1倍焦距与2倍焦距之间，成倒立放大实像，因此，要想使logo的投影达到1米，应把凸透镜固定在C处； （3）要想在白墙中心上成正立的像，应让logo底片中心和光源、凸透镜光心在同一高度；logo底片倒立放置。 故答案为：（1）把带小孔的可移动支架向 logo底片靠近；（2）C；（3）让logo底片中心和光源、凸透镜光心在同一高度；logo底片倒立放置。 6．（2024八下·海曙期中）在利用光具座进行透镜成像的实验探究中： （1）如图甲所示，一束平行于透镜主光轴的光线经过透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑，由图可知该透镜的焦距是　 　cm。 （2）进行凸透镜成像的探究实验时，将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，发现像呈现在光屏的上方且部分像不在光屏上，为使像能呈现在光屏中央，应将蜡烛向　 　移动（选填“上”、“下”、“左”或“右”）。 （3）如图乙，调整后，把烛焰放在距凸透镜16cm处时，光屏上得到清晰的像。如果将蜡烛远离透镜，光屏应向　 　（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动才能再次得到清晰的像。如果将蜡烛移动到距凸透镜22cm的位置，光屏上将得到倒立、　 　、实像。 （4）实验过程中，将凸透镜的上半部分用不透明的纸板遮住时，光屏上的像大小　 　（选填“变大”、“不变”、“变小”）。 【答案】（1）11.0 （2）上 （3）靠近；等大 （4）不变 【解析】【分析】平行于主光轴的平行光经凸透镜会聚后能够会聚于焦点； 在探究凸透镜成像的规律时，为使所成的像在光屏的中心，应使烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心在同一高度； 凸透镜成像时，u>2f，成倒立缩小的实像；u=2f，成倒立等大的实像；2f>u>f，成倒立放大的实像；u<f，成正立放大的虚像。 【解答】（1）从甲图可以看出，该透镜的焦距是11.0cm； （2）点燃蜡烛后，像呈现在光屏的上方，说明蜡烛变短了，为使像呈现在光屏的中央，应将蜡烛向上移动； （3）把烛焰放在距凸透镜16cm处，u>2f，此时成倒立放大的实像，如果将蜡烛远离透镜，则物距增大，所成的像将变小，像距变小，则应将光屏向靠近透镜的方向移动才能再次得到清晰的像；如果将蜡烛移动到距凸透镜22cm的位置，u=2f，光屏上得到的像是倒立等大的实像； （4）在实验的过程中，将凸透镜的上半部分用不透明的纸板遮住时，光屏上的像大小不变。 故答案为：（1）11.0；（2）上；（3）靠近；等大；（4）不变。 7．（2024七下·乐清期中）在学完凸透镜成像规律后，小山选择了一块焦距未知的凸透镜，对凸透镜成像特点做了进一步探究。 （1）请简述利用实验室器材将蜡烛、凸透镜和光屏安装成如图甲所示的相关步骤　 　。 （2）当调整至图甲位置时，恰好在光屏上接收到清晰的像，请描述所成像的性质　 　、　 　、　 　；若保持此时蜡烛和光屏的位置不变，请写出当光屏上可再次出现清晰的像时的方法：　 　。 （3）小山将他的眼镜片放在图甲中的凸透镜前，光屏上的像变模糊了，适当向左移动蜡烛，像就又清晰了，由此可判断小山戴的是　 　（选填“近视”或“远视”）眼镜。 （4）如图乙，线段AB为用另一只凸透镜多次成像时的物距倒数和像距倒数所描绘出的图像，则该凸透镜焦距为　 　cm。 【答案】（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同一高度。 （2）倒立；缩小；实像；将凸透镜向左平移 15cm （3）近视 （4）5 【解析】【分析】凸透镜成像时，u>2f，成倒立缩小的实像；u=2f，成倒立等大的实像；2f>u>f，成倒立放大的实像；u<f，成正立放大的虚像。 【解答】（1）在探究凸透镜成像规律时，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同一高度； （2）从图中可以看出，此时u>v，则成倒立缩小的实像，若此时保持蜡烛和光屏的位置不动，让物距和像距交换，仍可得清晰的像，即将凸透镜向左平移15cm； （3）小山将他的眼镜片放在图甲中的凸透镜前，光屏上的像变模糊了，适当向左移动蜡烛，像就又清晰了，说明小山的眼镜对光线具有发散的作用，即为凹透镜，凹透镜可以矫正近视眼，故小山戴的是近视眼镜； （4）从乙图中可以看出，在AB上有一点对应的横坐标与纵坐标均为10cm，即u=v=2f=10cm，则f=5cm。 故答案为：（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同一高度；（2）倒立；缩小；实像；将凸透镜向左平移15cm；（3）近视；（4）5。 8．（2024七下·长兴期中） 科学课上，同学们开展“眼球成像模型”项目化学习活动，活动包括学习眼球结构、制作眼球成像模 型、用模型模拟近视原理等环节。如图为某项目化小组设计的眼球成像模型，该模型以牛奶箱作为眼球主体，由两层塑料薄膜包裹圆环而制成的水透镜，可以过注射器改变水透镜的曲度。 （1）模型中的光屏模拟眼球中的.　 　(填眼球结构名称) （2）模型中不用点光源而采用“L” 光源，主要是为了便研究像与物体的 　 　(选填“大小”、“正立倒立”或“实像虚像”)关系。 （3）在光屏上得到清晰的像后，向水透镜注水模拟晶状体变厚，发现光屏上的像变模糊了。要在光 屏上重新得到清晰的像，应将光源 　 　水透镜。 (选填“靠近”或“远离”) 【答案】（1）视网膜 （2）正立倒立 （3）靠近 【解析】【分析】依据凸透镜成像原理制作了一个可调节的眼球成像模型可知，图中模拟眼球成像实验：光屏相当于视网膜，中间的水透镜相当于眼球的晶状体，L光源相当于我们看的外界物体。 【解答】（1） 由分析知模型中的光屏模拟眼球中的视网膜； （2）模型中不用点光源而采用“L” 光源，主要是为了便研究像与物体的正立倒立关系，L形物体的正立和倒立的图像很容易区分； （3） 在光屏上得到清晰的像后，向水透镜注水模拟晶状体变厚，发现光屏上的像变模糊了。 类似于人类近视眼的形成，可以将光源靠近水透镜。 9．（2024九下·余姚模拟）小余在学习了凸透镜成像的规律后，继续深入探究。选用表中某一规格的凸透镜做实验，调整好器材后如图甲所示，此时烛焰在光屏上成放大的像。 凸透镜编号 焦距/cm 直径/cm ① 5 3.5 ② 5 4.5 ③ 10 4.5 ④ 15 4.5 （1）一段时间后，小余发现烛焰的像如图乙所示，此时将蜡烛向　 　调节可以使烛焰的像移到光屏中央。 （2）小余选的是编号为　 　的凸透镜（填“①”或“②”或“③”或“④”）。 （3）小余将蜡烛换成F字光源，调整了光源和光屏的位置，在光屏上仍可观察到清晰的像，如图丙所示，则小余看到的像应是　 　（填字母）。 【答案】（1）上 （2）③ （3）D 【解析】【分析】（1）根据通过光心的光线传播方向不变分析； （2）根据凸透镜的成像特点确定凸透镜的焦距范围即可； （3）根据凸透镜的成像特点判断。 【解答】 （1）如图乙所示烛焰的像靠上，则像要向下移动。根据过光心的光传播方向不变，应该将蜡烛向上移，才能使像成在光屏中央； （2）由图甲可知，物距u=15.0cm，像距v=30.0cm，成倒立放大的实像，故f<15.0cm<2f，30.0cm>2f，解得：7.5cm<f<15cm，故选③； （3） 光屏上成实像时，物与像上下、左右颠倒，故看到的像是D。 10．（2024七下·浙江月考）在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，如图所示，小明用高4cm发光体(由发光二极管组成)作为物体，把凸透镜固定在光具座50cm刻度线处不动，记录多次成实像的物距u，像距v，物象间距L(u+v)，绘出图线乙： （1）分析图中数据可知，实验中所用凸透镜的焦距为　 　cm； （2）某次当光屏上出现清晰实像时，取一只与原透镜焦距相同但直径较小的凸透镜替代原来的凸透镜，其它不变，则所成的像与原来的像相比，你可观察到的变化是　 　 （3）科学上有一个关于凸透镜成实像的“新概念”：放大率n=像高/物体高=v/u， 结合甲、乙两图，可知当u=15cm时，像的高度是　 　。 （4）某次当光屏上出现清晰实像时，将整个图甲装置浸入水中，发现光屏上发光物的像变模糊了，为了将像重新调清晰，可以将光屏　 　选填“靠近透镜”或“远离透镜”，下同)或将发光物　 　又或者换用同材质但更　 　(选填“凸”或“平”)的凸透镜。 【答案】（1）10 （2）像变暗了 （3）8cm （4）远离透镜；远离透镜；凸 【解析】【分析】物距等于焦距的两倍，物距等于像距。根据凸透镜的物距改变对应不同的成像规律进行分析。 【解答】(1)从乙图看出，当u= 20cm时，像距为v= L-u= 40cm - 20cm= 20cm ，表明此时u =v=2f ，故焦距f = 10cm。 ( 2 )透镜焦距不变，对光的偏折能力不变，故像的大小和像的位置均不变，但透镜的直径减小，更少的光在像的位置会聚，故像的亮度减弱。 (3)从乙图看出，当物距为15cm时，像距为v= L-u= 45cm- 15cm= 30cm ，放大率为n=2 ，故像的高度为2 x 4cm = 8cm。 (4)整个装置浸入水中，凸透镜对光的偏折能力减弱，折射光线延缓会聚，像离光屏更远，故光屏应远离透镜；根据“成实像时物远像近像变小”， 若不移动光屏，则应将发光物远离透镜。浸入水中的凸透镜，对光的偏折能力减弱，相当于焦距变长 ，若不移动发光体和光屏，则应将凸透镜的焦距变短，故应选择更凸的凸透镜。 11．如图所示，某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律，当向水透镜里注水时，水透镜的焦距将变小；当从水透镜里抽水时，水透镜的焦距将变大。 （1）如图甲所示，一束平行于主光轴的光射向水透镜，在光屏上得到一个最小光斑，则此时水透镜的焦距为　 　；实验前，应调节烛焰、水透镜和光屏三者中心在同一高度。 （2）该同学移动蜡烛，水透镜和光屏至图乙所示位置时，恰能在光屏上看到清晰的像，利用此成像特点可制成　 　（选填“照相机”或“投影仪”)；若仅将蜡烛与光屏位置对调，则在光屏上　 　(选填“能”或“不能”)看到清晰的像。 （3） 在图乙所示实验场景下，该同学把自己的眼镜给水透镜“戴上”(如图丙所示)，当从水透镜中抽出适量的水后，他发现烛焰的像再次变得清晰，由此判断该同学戴的是　 　（选填“近视”或“远视”)眼镜。 （4）如图1所示为某同学的照片，图2是将图甲中的水透镜紧贴照片，然后逐渐远离照片，透过透镜所能看到的照片的像，则在远离的过程中看到的顺序是　 　 A.②③④① B. ③②①④ C.②③①④ D.④①②③ 【答案】（1）8.0 （2）照相机；能 （3）远视 （4） 【解析】【分析】（1）凸透镜的焦距就是光心到焦点的距离； （2）①比较像距和物距的大小，从而确定成像特点和应用； ②根据光路的可逆性分析。 （3）根据抽水后对光线的作用确定放入眼镜后对光线的作用，进而确定透镜的种类即可； （4）根据凸透镜的成像特点分析解答。 【解答】（1）根据图片可知，光屏上得到的最小、最亮的光斑便是凸透镜的焦点，所以焦距为18.0cm-10.0cm=8.0cm； （2）①根据图乙可知，此时物距大于像距，则光屏上成倒立缩小的实像，应用为照相机。 ②光路是可逆的，所以只对调蜡烛和光屏，此时物距在一倍焦距到二倍焦距之间，在光屏上可以看到倒立放大的实像； （3）抽水对光线的会聚能力减弱，此时成像清晰，说明像又回到原来的位置，那么放入眼镜后光线应该比原来会聚了，即放入的是凸透镜，也就是远视眼镜。 （4）物体远离透镜，根据凸透镜的成像规律，物体在一倍焦距以内，成正立放大虚像，物体离凸透镜近，虚像小，物体离凸透镜远，虚像大；在一倍焦距到二倍焦距之间，成倒立放大的实像；在二倍焦距以外，成倒立缩小的实像； 所以成虚像时应该是正立从小到大，成实像时，倒立从大到小，即顺序为③②①④，故选B。 12．小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中，所用凸透镜的焦距为15cm。 （1）如图甲所示，移动光屏找到清晰的蜡烛的像，这个像是图乙中的　 　，利用此原理可以制成　 　(填“照相机”、“幻灯片”或“放大镜”) （2）小明把蜡烛依次放在A、B位置，在坐标纸上记录了光屏上像的大小，如图丙所示(A'、B'分别表示蜡烛在A、B处所成的像)。跟同学们交流后发现： ①成倒立放大像的条件是　 　； ②成实像时，物距减小，像距　 　； （3）保持凸透镜位置不动，小明又把蜡烛放在距凸透镜18cm处，在光具座上无论怎样移动光屏，都找不到清晰的像，原因可能是　 　。 聪明的小明拿起一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间靠近凸透镜处，在光具座上移动光屏，光屏上出现了清晰的像，则小明拿起的眼镜是　 　。(填“近视镜”或“远视镜”) 【答案】（1）D；照相机 （2）f<u<2f；增大 （3）像在100cm之外；远视镜 【解析】【分析】（1）比较像距和物距的大小，从而确定成像的特点和应用； （2）①根据图片确定物距，再与焦距进行比较，从而确定放大像的条件； ②当物距减小时，比较二者像距的大小即可。 （3）①根据“物近像远大”的规律分析像距的大小变化即可； ②根据光屏的移动方向确定光线会聚了还是发散了，据此确定透镜的种类即可。 【解答】（1）根据甲图可知，此时像距小于物距，那么光屏上成倒立缩小的实像，应该为D，应用为照相机。 （2）①根据丙图可知，凸透镜的焦距为15cm，二倍焦距为30cm，则一倍焦距处在25cm处，二倍焦距在10cm处，A、B都在一倍和二倍焦距之间，成的都是倒立放大的实像，那么成倒立放大实像的条件为： f<u<2f ； ②根据丙图可知，B的物距小于A的物距，而B的像距大于A的像距，那么得到： 成实像时，物距减小，像距增大 。 （3）①当蜡烛在18cm处物距更小，那么像距更大，可能大于100cm，因此光具座上不能找到清晰像的原因可能是： 像在100cm之外 ； ②放入眼镜后光屏上看到了像，说明像距减小了，即光线比原来会聚了，那么应该是凸透镜，即小明拿起的眼镜为远视镜。 13．（2022八下·象山期中）某同学利用图示装置来研究凸透镜成像。 图1 图2 （1）如图1所示，当凸透镜位于光具座上A处时，恰好在光屏上成清晰的像。蜡烛燃烧一段时间后，烛焰的像将位于光屏中心的　 　方； （2）在图1成清晰的像后，取一副近视镜放在凸透镜和蜡烛之间，要使光屏上还能成清晰的像，保持凸透镜和光屏的位置不动，可将蜡烛适当向　 　（填“左”或“右”）移动。 （3）在图1中蜡烛和光屏位置不变的情况下，要使光屏上再次成清晰的像，需将光屏向　 　（填“左”或“右”）移动。 （4）在上述探究活动中，若已知蜡烛与光屏间的距离为L0，与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L，如图2所示，则该透镜焦距f　 　L（选填“＞”、“＜”或“＝”），透镜先后两次所在位置A、B之间的距离S＝　 　（用L0、L表示）。 （5）当光屏上呈现清晰的像时，保持蜡烛和凸透镜位置不变，取一只与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜，替代原来的凸透镜再次实验，所成的像与原来的像相比，你可观察到的现象有　 　。 【答案】（1）上 （2）左 （3）右 （4）<；L0-2L （5）像的亮度比原来弱 【解析】【分析】（1）根据凸透镜成像的倒立性可知，像的移动方向与物体的移动方向相反； （2）根据近视眼镜对光线的作用分析像距的变化即可； （3）根据光路的可逆性可知，当物距和像距的数值交换时，光屏上仍然成清晰的实像； （4）根据光屏和蜡烛的距离不变，结合凸透镜成像特点分析解答。 （5）注意凸透镜会聚光线多少对成像亮度的影响即可。 【解答】（1） 蜡烛燃烧一段时间后， 蜡烛火焰向下移动，根据成像倒立性可知，光屏上的像位于光屏中心的上方。 （2）近视眼镜对光线有发散作用，因此会使像距变大。要使像重新回到光屏上，就要使像距缩小。根据“物远像近小”的规律可知，此时要将蜡烛远离，即向左运动； （3）根据左图可知，此时像距大于物距，根据光路的可逆性可知，将像距和物距交换后，光屏上还能成清晰的实像，即此时像距缩小，物距增大，那么凸透镜向右移动； （4）在上述探究活动中，若已知蜡烛与光屏间的距离为L0，与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L，成倒立放大实像条件是f＜u＜2f，如图2所示，则该透镜焦距f＜L；当凸透镜移至B位置时，因为在光屏上出现清晰的像，根据光的可逆性原理，可以假设蜡烛在光屏位置时，像应成在原蜡烛位置，因此，光屏到透镜位置B的距离应为L，故透镜先后两次所在位置A、B之间的距离s=L0-2L。 （5）两个凸透镜的交际相同，则成像的特点相同，但是直径小的凸透镜会聚的光线少，因此成像没有原来明亮。 14．（2023七下·东阳期末）在学习”凸透镜成像的规律”后，某校科学兴趣小组的同学针对”手机视频app投屏需要收费”开展”自制手机投影仪”的项目化学习活动。 [投影原理]凸透镜成像规律 [实验材料]凸透镜、内部涂黑的硬纸盒(规格：28cm×20cm×12cm)、纸板、胶水、剪刀等。 [透镜选择] （1）实验需要选择焦距合适的凸透镜，如图所示是利用太阳光测量凸透镜焦距的方法，其中最合理的是　 　。 （2）根据合理的方法，小组同学测出了实验材料所提供的凸透镜的焦距为30cm。 [产品制作]将凸透镜固定在硬纸盒的一侧，并在纸盒中卡入纸板便于放置手机，纸板可在纸盒内前后移动。产品实物图及原理图如图所示。 [产品调试] 调试①：为了使投影仪使用过程中具有良好的观影效果，手机应该选择　 　(填“甲”或”乙”)的放置方式。 （3）调试②：小东同学建议选择光滑的白板作为屏幕，而小阳同学建议选择白墙作为屏幕。你赞成谁的建议？并说明理由　 　。 （4）[产品评价]以下表格为该小组同学制定的部分评价量表。 “自制手机投影仪设计”评价量表 评价指标 优秀 合格 待改进 指标一 设计合理，结构完整 结构较完整 结构不完整，有缺失 指标二 能模拟投影仪成像，成像清晰 能模拟投影仪成像，但成像效果一般 无法模拟投影仪成像 兴趣小组的同学根据评价量表对某同学自制的投影仪进行评价，”指标一”评为优秀，“指标二”评为待改进。请结合凸透镜成像规律的相关知识，你认为该同学自制的投影仪还需要进行的改进是：　 　。 【答案】（1）B （2）乙 （3）我赞成小阳的观点，因为光照在白墙上会发生漫反射，人在各个方向都能清晰观影 （4）纸盒的长度太短或提供的凸透镜焦距太大 【解析】【分析】利用太阳光测量凸透镜焦距，应让凸透镜正对太阳光，白纸应与凸透镜平行，来回移动透镜，找到最小最亮的光斑；凸透镜成像规律：u>2f，此时2f>v>f。成倒立缩小的实像，应用是照相机；2f>u>f，此时v>2f，成倒立放大的实像，应用是投影仪。u<f，成正立放大的虚像，应用是放大镜。 【解答】（1）(1)利用太阳光测量凸透镜焦距，应让凸透镜正对太阳光，白纸应与凸透镜平行，来回移动透镜，找到最小最亮的光斑，光斑到透镜中心的距离即为焦距应选择B； (2)凸透镜成实像时，像与物上下颠倒；为了使投影仪使用过程中具有良好的观影效果，手机应该应该倒着放，故应选择乙的放置方式； (3)若用光滑的白板作为屏幕，反射光线将射向同一方向，其它方向的人无法清晰观影，而选择白墙作为白墙作为屏幕，白墙表面粗糙，发生的是漫反射，各个方向的人都能清晰观影，故成小阳的观点； （4）由于无法模拟投影仪成像，说明uf，造成此现象的原因可能是纸盒的长度太短或提供的凸透镜焦距太大，故还需要进行的改进是：增大纸盒的长度或换用焦距较短的凸透镜。 15．（2023八下·海曙期末）在某次探究凸透镜成像规律的实验中： （1）小曙想知道实验中所用透镜的焦距，做了如图甲实验，让镜面垂直于阳光，在透镜下面放上白纸与镜面平行，测出透镜与白纸间距s(单位cm)与对应的白纸被烤焦的时间t(单位min)，绘出如图乙所示的图像，可判断该透镜的焦距f为　 　cm； （2）如图丙所示，另取一块焦距为15cm的凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛固定在15cm刻度线位置时，光屏应在　 　(选填“Ⅰ”“Ⅱ"或“Ⅲ”)区域内左右移动，才能在光屏上得到清晰的实像； （3）小曙在实验中将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜，该过程中像的大小将　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)，物距u随时间t的变化图象如下图所示，则像距v与t的大致变化关系为下图中的　 　。 A． B． C． D． 【答案】（1）10（2）Ⅱ（3）变小；C 【解析】【分析】（1）根据甲图可知，凸透镜到白纸之间的距离就是凸透镜的焦距； （2）根据凸透镜的成像规律确定像距的范围，从而确定光屏的位置即可； （3）①根据凸透镜成实像时“物近像远大，物远像近小”的规律分析解答。 ②根据凸透镜的成像规律分析相距v随之间的变化规律即可。 【解答】（1）当凸透镜和白纸之间的距离等于焦距时，凸透镜的焦点恰好成在白纸上，此时会聚程度最大，温度最大，而白纸被烤焦的时间最短。根据图乙可知，凸透镜的焦距f=10cm。 （2）根据丙图可知，此时物距u=50cm-15cm=35cm>2f，此时成倒立缩小的实像，那么相距f<v<2f，即在（50cm+15cm）和（50cm+30cm）之间，故选II。 （3）①小曙在实验中将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜，根据“物远像近小”的规律可知，此时像逐渐变小，像距逐渐减小。 ②根据题意可知，当物体远离凸透镜时，像距逐渐减小，且越靠近焦点，减小的速度越慢。但是无论怎样，像距都大于焦距，故C正确，而A、B、D错误。 故选C。 16．（2023七下·永嘉期中）科学课上，同学们开展“制作照相机模型”项目化学习活动，活动包括学习原理、制作简易照相机、评价模型作品三个环节。 （1）【学习】制作模型前，通过探究凸透镜成像规律的实验，知道物距（u），像距（v）应该满足f＜v＜2f，胶片上成的像的特点是　 　。 （2）【制作】小组同学利用A4卡纸、半透明纸和凸透镜制作出简易相机模型，组内同学进行测试时，发现拍摄不同距离的景物，有时模糊，请你指出该模型可能存在的缺陷是　 　。 （3）【制作】评价量表是作品制作过程的指引，又是作品等级评定的依据，下表为某小组设计的量规，将表格补充完整。 自制照相机评价量规 评价指标 作品等级 优秀 合格 待改进 功能完善 ①　 　 ②　 　 ③　 　 结构完整 结构完整，能成像 结构较完整，能成像 结构不完整，不能成像 外形美观 有固定的外形，且美观 有固定的外形，较美观 无固定的外形，不美观 （4）【改进】小组同学根据“功能完善”评价指标，认为照相机模型存在功能上的缺陷，组内同学提出了改进的建议　 　。 【答案】（1）倒立、缩小的实像 （2）不能调节像距 （3）能调节像距，成像清晰；不能调节物距，成像清晰；不能调节物距，成像模糊 （4）做一个可伸缩的镜头，来调节像距。 【解析】【分析】（1）根据物距和焦距的大小关系，确定凸透镜的成像特点； （2）在凸透镜成像时，如果物距发生改变，那么像距也会相应发生改变，只有将光屏调到最佳位置才能看到清晰的实像，据此分析解答； （3）可从成像的清晰度和是否能够调节像距的角度设计评价量规的指标。 （4）可从调节像距的角度分析解答。 【解答】（1）根据凸透镜成像的特点可知，当f<v<2f时，u>2f，那么光屏上成倒立缩小的实像。 （2）根据图片可知，镜头和影响传感器之间的距离是固定不变的，即像距不变，那么该模型可能存在的缺陷是：不能调节像距。 （3）根据成像的清晰度和是否调节像距，将表格补充如下： 自制照相机评价量规 评价指标 作品等级 优秀 合格 待改进 功能完善 ①能调节像距，成像清晰 ②不能调节物距，成像清晰 ③不能调节物距，成像模糊 结构完整 结构完整，能成像 结构较完整，能成像 结构不完整，不能成像 外形美观 有固定的外形，且美观 有固定的外形，较美观 无固定的外形，不美观 （4）小组同学根据“功能完善”评价指标，认为照相机模型存在功能上的缺陷，组内同学提出了改进的建议：做一个可伸缩的镜头，来调节像距。 17．（2023八下·鄞州期中）在“研究凸透镜成像规律”的实验中： （1）某次实验过程中，小煦移动光屏直到出现清晰的像，蜡烛、透镜和光屏在光具座上的位置如图（a）所示，此时所成的是倒立、　 　的实像。 （2）若通过移动透镜，使光屏上再次成清晰的像，透镜应该移到　 　厘米刻度处。 （3）实验一段时间后，原来成在光屏中央的像“跑”到图（b）中甲所示的位置。下列操作可以让像重新回到光屏中央的有　 　（填序号）。 ①光屏上移一段距离 ②蜡烛下移一段距离 ③透镜下移一段距离 （4）研究好成像规律后，小煦模拟了近视和远视的矫正。如图（b）中乙所示，小煦给透镜A戴上“眼镜”（凸透镜B），光屏上刚好出现清晰的像，摘下“眼镜”后，光屏上的像变模糊，如图（b）中丙所示。若要通过移动蜡烛使像再次清晰，应将蜡烛向　 　（填“靠近”或“远离”）透镜方向移动一段距离。 【答案】（1）放大 （2）45.0 （3）①③ （4）远离 【解析】【分析】（1）当凸透镜成实像时，如果像距大于物距，那么成放大的实像；如果像距小于物距，那么成缩小的实像。 （2）当凸透镜成实像时，如果将物距和像距交换数值后，在光屏上仍然成清晰的实像，只是像的大小不同。 （3）根据凸透镜成像的规律分析判断； （4）根据凸透镜对光线的作用分析拿掉透镜B后折射光线会聚了还是发散了，再据此确定像的位置变化，进而确定蜡烛的移动方向即可。 【解答】（1）根据图a可知，此时像距大于物距，则此时成的是倒立、放大的实像。 （2）根据图a可知，此时物距u=30cm-15cm=15cm，像距v=60cm-30cm=30cm。将像距和物距交换，即此时的物距u'=v=30cm，像距v'=u=15cm，光屏上仍然成清晰的实像，则此时透镜所对的刻度为：15cm+30cm=45cm。 （3）根据甲图可知，此时像成在光屏的上部。 ①将光屏上移一段距离，相当于光屏不动，像向下移动，故①正确； ②蜡烛下移一段距离后，而像的移动方向与蜡烛相反，即像向上移动，故②错误； ③像的移动方向与透镜的移动方向相同，则透镜下移一段距离后，像可以回到光屏中央，故③正确。 则正确的是①③。 （4）凸透镜B对光线有会聚作用，则拿掉B后，折射光线比原来发散，也就是像距增大。要使像回到光屏上，此时像距要减小。根据“物远像近小”的规律可知，此时应该增大物距，即蜡烛向远离透镜方向移动一段距离。 18．（2021七下·越城期中）阳光小组同学在做“验证凸透镜成像规律”实验的过程中发现：当发光物体与光屏之间的距离L 确定时，将凸透镜从发光物体处缓慢向光屏移动的过程中，有时能在光屏上成两次清晰的像， 有时只能成一次清晰的像，有时不能在光屏上成像。为了研究产生这些现象的条件，该小组同学进行实验，并将每次实验中的相关数据及现象记录在下表中。 凸透镜焦距f 实验序号 物屏距离L厘米 第一次成像 第一次成像 物距u厘米 像距v厘米 像的大小 物距u’厘米 像距v’厘米 像的大小 10厘米 1 49 14 35 放大 35 14 缩小 2 45 15 30 放大 30 15 缩小 3 40 20 20 等大 不能在光屏上第二次成像 4 35 不能在光屏上成像 15厘米 5 80 20 60 放大 60 20 缩小 6 64 24 40 放大 40 24 缩小 7 60 30 30 等大 不能在光屏上第二次成像 8 55 不能在光屏上成像 （1）分析比较实验序号 1、2、3(或 5、6、7)的第一次成像数据中像距 v 物距u 的变化关系及相关条件，可得出的结论：　 　。 （2）分析比较实验序号 1 或 2(或 5 或 6)的第一和第二次成像数据中物距与像距的关系及相关条件，可得出的结论：同一凸透镜，当　 　一定，移动凸透镜能在光屏上成两次像时，　 　。 （3）继续分析比较表格物屏距离 L 与凸透镜焦距f 的数据及观察到的现象，可得出的结论： 在　 　条件下，移动凸透镜，可以在光屏上得到一次放大的像和一次缩小的像。 【答案】（1）同一凸透镜，成实像时，像距v随着物距u的增大而减小 （2）物屏之间的距离；第一次成像的物距是第二次成像的像距 （3）物屏之间的距离大于4倍焦距 【解析】【分析】对相应的实验数据进行比较，从中寻找凸透镜成像的规律。【解答】（1）通过实验序号 1、2、3(或 5、6、7)的第一次成像数据可知，物距越小，而像距越大，所以得到结论：同一凸透镜，成实像时，像距v随物距u的增大而减小； （2）比较实验序号 1 或 2(或 5 或 6)的第一和第二次成像数据可知，物屏距离不变，而物距与像距交换，此时都能在光屏上成像，而且第一次成像的物距是第二次成像的像距。 （3）根据表格数据可知，只有序号1、2、5、6实验中，才可在屏上成两次像，可得出的结论：在物屏之间的距离大于4倍焦距条件下，移动凸透镜，可以在光屏上得到一次放大的像和一次缩小的像。 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题08 光学经典实验专项突破 思维导图 专题过关 一 小孔成像实验 1．如图所示，某同学自制了一只小孔成像仪观察烛焰，现有以下说法：①薄膜上出现烛焰的像是倒立的；②薄膜上出现烛焰的像可能是缩小的，也可能是放大的；③保持小孔和烛焰的距离不变，向后拉动内筒增加筒长，烛焰的像变大；④保持小孔和烛焰的距离不变，向前推动内筒缩短筒长，烛焰的像更明亮了。其中正确的是(　　)。 A．①②③④ B．①③④ C．①② D．③④ 2．（2024七下·吴兴期中）某同学在课外利用如图所示的装置做小孔成像实验。如果易拉罐底部有一个很小的方形小孔，则他在半透明纸上看到的是（　　） A．蜡烛的正立像 B．蜡烛的倒立像 C．圆形光斑 D．方形光斑 （2题图） （3题图） 3．（2024七下·杭州期中）如图所示，在一个空铁罐的底部中央打一个小孔，再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。将小孔对着烛焰，可以看到烛焰在薄膜上呈现的像。关于此现象说法正确的是（　　） A．适当增大小孔能使像大一些 B．呈现的像是倒立的虚像 C．将烛焰远离小孔，像会变小 D．将空铁罐进行旋转，像也会旋转 4．（2024七下·余姚期中）北宋的沈括在《梦溪笔谈》中记述了光的直线传播和小孔成像的实验．他首先直接观察老鹰，发现它在空中飞动，地面上的影子也跟着移动，移动的方向与它的方向一致．然后，他在纸窗上开一小孔，使窗外老鹰的影子呈现在室内的纸屏上，结果观察到：“鸢东则影西，鸢西则影东”．阅读了上述材料后，你认为下列说法错误的是（　　） A．“鸢东则影西，鸢西则影东”的现象是小孔成像 B．沈括观察到“鸢在空中飞动，地面上的影子也跟着移动”，是小孔成像 C．影子、小孔成像可用光的直线传播解释 D．小孔成像时，像移动的方向与物移动的方向相反 5．（2023七下·北仑期中）如图所示，点燃的蜡烛放在距小孔a处，它成像在距小孔b的半透明纸上，且a＞b。半透明纸上的像是（　　） A．倒立、放大的像 B．正立、缩小的像 C．倒立、缩小的像 D．正立、放大的像 6．（2023七下·慈溪期中）在探究树荫下光斑的综合实践活动中，为了研究孔的大小对光斑形状的影响，小华设计了四种有不同形状孔的卡片甲，并用另一张卡片乙覆盖在甲上，如图所示。接着，从图示位置沿箭头方向水平移动乙，观察光斑形状的变化情况，图中合乎要求的是（　　） A． B． C． D． 7．用自制针孔照相机观察烛焰，有以下四种说法： ①薄膜上出现的烛焰的像是倒立的； ②薄膜上烛焰的像可能是缩小的也可能是放大的； ③保持小孔和烛焰的距离不变，向后拉动内简，增加简长，烛焰的像变大； ④保持小孔和烛焰的距离不变，向前推动内筒，烛焰的像更明亮。 对于这四句说法，其中正确的是（　　） A．①②③④ B．①③④ C．①② D．③④ 8．（2023·衢州）小科选取了“”光源、带小孔的纸板、光屏等材料，按如图顺序依次固定在光具座上，通过左右移动光源和光屏，开展“小孔成像”实验。实验中光屏上不可能出现的是（　　） A． B． C． D． 10．（2024七下·苍南期中）为研究小孔成像与哪些因素有关，小科在硬纸板上挖了不同大小与形状的小孔，对太阳成像进行实验，其结果记录如下： 小孔的形状 ○ △ □ 实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 小孔最大外径/毫米 1 5 10 1 5 10 1 5 10 地面光斑形状 小孔距地面 10cm ○ ○ ○ △ △ △ □ □ □ 小孔距地面20cm ○ ○ ○ ○ △ △ ○ □ □ 小孔距地面 40cm ○ ○ ○ ○ △ △ ○ □ □ 小孔距地面 80cm ○ ○ ○ ○ ○ △ ○ ○ □ 小孔距地面 160cm ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 请回答： （1）小孔成像的原理是：光在同一种均匀介质中是沿　 　传播的。 （2）通过对比　 　（填序号）的数据可得，小孔形状一样时，要使太阳成像，小孔距地的距离会随小孔最大外径的增大而增大。 （3）同学小科受到启发，改用形状为“☆”小孔进行实验，当“☆”最大外径为 10 毫米，要在地面上形成太阳的像，则小孔离地面的距离为　 　厘米。 11．（2023七下·宁海期中）在观察小孔成像特点时，小宁发现：光屏到小孔的距离越远，所成的像越大，像的大小与该距离有什么定量关系？于是他在光线较暗的环境中进一步探究： ①用发光二极管按“F”字样拼装在不透明的纸板上，如图甲所示。 ②将“F”字样纸板、带小孔的不透明纸板、半透明塑料板（光屏）依次置于光具座的A、B、C位置，使发光二极管“F”对准小孔，如图乙所示。 请你回答下列问题： （1）给二极管通电，随即在光屏上呈现出“F”的像，小宁观察到光屏上呈现的像是图丙中的　 　（填写序号）。其成的像与小孔的形状　 　（选填“有关”或“无关”） （2）小孔成的像能被光屏承接所以其像是　 　（选填“实像”或“虚像”） （3）保持“F”字样纸板，小孔位置不变，只改变光屏到小孔的距离（像距），用刻度尺逐次测量像高，记录数据如表所示： 实验次数 1 2 3 4 像距v/cm 12.0 16.0 20.0 24.0 像高h/cm 3.0 4.0 5.0 6.0 根据表中的数据，请你用一个数学表达式来表示h与v的关系　 　。 （4）于是小宁得出结论：小孔成像时，同一物体像的大小与像距成正比，你认为这一结论需要补充的条件是　 　。 12．（2023七下·北仑期中）小科为了探究小孔成像的特点，在易拉罐的底部中心位置打了一个直径约 1mm的小孔，将罐的顶部有拉环的这一个圆面剪去，用硬纸板制作了一个直径略小于易拉罐的圆筒，使易拉罐恰好能套在它的外面在圆筒的一端包上如图乙的半透明的方格纸（格子与LED 发光单元等大）并插入易拉罐中，如图甲所示。 像距s/cm 4.0 6.0 8.0 像的高度h/cm 2.0 3.0 4.0 （1）小科应该将半透明的方格纸包在圆筒的　 　端（选填“A”或“B”）。 （2）小科将光源和小孔的位置固定，多次改变光屏的位置，记录下像距和像的高度如上表所示，则根据表中数据得出结论　 　。 （3）相比较于烛焰，小科选用“F”形光源的好处是____。 A．led发光体的亮度更亮，成的像更明显； B．选用”F”形光源更便于研究像和光源的正倒关系； C．选用“H”形光源也能达到同样的实验效果。 （4）小明开始实验时，眼睛从右侧看过去，无论怎样调节易拉罐与光源之间的距离，屏上都看不到光源的像，而只能看到一片光亮，最有可能的是：____。 A．小孔扎成了三角形 B．小孔扎成了正方形 C．小孔太大 D．小孔太小 （5）要想使像更亮一些，半透明薄膜应　 　（选填“靠近”或“远离”）小孔。 （6）小明无意间在易拉罐底部不同位置戳了两个小孔，用它来观察蜡烛，则半透明膜上会____。 A．只会出现一个像 B．在不同的位置出现两个像 C．出现两个重合的像 13．（2024七下·余姚期中）小科利用易拉罐、半透明塑料薄膜、圆筒制作一个简易“针孔相机”，方法如下：在空易拉罐底部的中央，用钉子戳一个小孔；将易拉罐的顶部剪去后，圆筒的A端蒙上一层半透明塑料薄膜，如图。 （1）制作成功后，小科正确用简易“针孔相机”观察物体，看到的是　 　（填“倒立”或“正立”）的像。 （2）将蜡烛放在小孔前适当距离，如果易拉罐底部小孔形状是三角形，则他在塑料薄膜上看到的像是____。 A．三角形光斑 B．圆形光斑 C．蜡烛的正立像 D．蜡烛的倒立像 （3）若想使半透明塑料薄膜上看到的像更大一些，可以采取的措施是　 　（写出一种方法） 14．（2024七下·鄞州期中）某兴趣小组制作的小孔成像仪如图甲所示，蜡烛到小孔的距离为a，小孔到半透明膜的距离为b，且a>b，请回答下列问题： 甲 乙 （1）半透明膜上蜡烛的像是　 　（填“正立放大”、“正立缩小”、“倒立放大”或“倒立缩小”）的像，像的形状是　 　（填序号）。 A.小孔的形状 B.烛焰的形状 C.半透明膜的形状 D.纸筒的形状 （2）若由于蜡烛高度不合适导致得到的像如图乙所示，则可通过向　 　移动蜡烛使像移到光屏中央。 15．（2023七下·北仑期中）学习小组用图甲所示的圆柱形纸筒做“探究小孔成像规律”的实验，发现像的大小不同，亮度也不一样关于像的亮度与哪些因素有关，他们提出以下猜想： 猜想1：与小孔到光屏的距离有关。猜想2：与小孔的形状有关。猜想3：与小孔的大小有关。 （1）验证猜想1时，应固定　 　的位置，让光屏从图示位置沿纸筒慢慢远离小孔，在这过程中观察光屏上像的亮度。 （2）验证猜想2时，固定烛焰、纸筒和光屏的位置，更换使用如图乙所示的三个小孔进行实验，分别观察比较所成像的亮度。他们实验中存在的问题是　 　。 （3）为验证猜想3，固定烛焰、小孔和光屏位置，只改变圆孔直径，观察现象如下表 圆孔的直径/mm 小于1.0 1.0 1.5 2.0 2.5 4.0 像的清晰度 清晰 清晰 清晰 清晰 较模糊 模糊 像的明亮程度 ﹣﹣﹣﹣﹣逐渐变亮→ 实验现象表明：在小孔成像清晰时，　 　。 16．（2023七下·海曙期中）如图所示是某兴趣小组的小制作活动： （1）在“制作小孔成像观察仪”活动中，需将一端用塑料薄膜蒙好的圆筒插入易拉罐中，为了便于更清楚观察像，应在圆筒　 　（填“A”或“B”）端蒙上塑料薄膜作为光屏。 （2）现在此观察仪前放置一点燃的蜡烛，若固定易拉罐，移动圆筒向右，塑料薄膜上的像的大小将　 　（填“变大”、“变小”或“不变”），若用一挡板将易拉罐底部的小孔挡住一半，像的大小　 　（填“变大”、“变小”或“不变”）。 17．（2022七下·宁波期中）在探究“小孔成像”的实验中，一组同学相互配合做了以下实验，请你根据他们的实验过程和现象回答问题： ①如图2所示，找来5个同样的易拉罐，在每个罐的底部钻出大小不同的孔，制作了5个小孔成像仪器； ②如图1所示，用一个“F”形状的发光器作为实验光源；③将光源和小孔成像器固定在光具座上，保持光源与小孔的距离不变，用5个小孔成像仪器分别观测像的大小，并进行比较，记录的现象和表格如下（d表示小孔直径）： 孔径大小/mm 成像清晰度 亮度 像的大小 1 号 ＜1 很清晰 很暗 很小 2 号 1 比较清晰 比较暗 比较小 3 号 2 清晰 明亮 正常大小 4 号 3 模糊 比较亮 比较大 5 号 5 很模糊 很亮 很大 （1）由此得出结论：在光源与小孔距离一定时，小孔越大，成的像越　 　（“清晰”或“模糊”）。因此在做小孔成像实验时，为了使观察到的像更清晰，应将易拉罐底部的孔钻的　 　一些（“大”或“小”）。 （2）做完这组实验以后，有的同学想知道小孔成像时像的大小与哪些因素有关，他做出以下猜想： 猜想一：孔径的大小，孔径越大，像越大； 猜想二：小孔与物体的距离，距离越长，像越小； 猜想三：小孔与光屏的距离，距离越长，像越大。 为了验证猜想二，必须控制　 　相同、　 　相同，改变　 　，这种研究物理问题的方法叫做　 　。实验过程中，小组的同学发现，随着光源距离小孔的距离越来越近，所成的像越来越　 　，说明猜想二是　 　（“正确”或“错误”）的； （3）请你判断，小孔成像像的性质是　 　（“正立”或“倒立”）的　 　（“实像”或“虚像”）。 18．（2022七下·浙江期中）墨子对小孔成像的研究比牛顿还要早2000年，墨子的研究表明：实验时像的大小不一。 那么，像的大小与哪些因素有关呢？某学习小组提出以下猜想： 猜想1：与小孔的大小有关 猜想2：与白纸到小孔的距离有关 猜想3：与蜡烛到小孔的距离有关 他们用蜡烛、带小孔的硬纸板、白纸进行实验（如图甲所示）。 （1）每次实验中白纸上都呈现的是　 　的像。（填“倒立”或“正立”） （2）为验证猜想　 　，该学习小组的成员固定蜡烛、硬纸板和白纸的位置，更换使用如图乙所示3种硬纸板（孔径为1mm、2mm、3mm）依次进行实验，发现像的大小相同。 （3）学习小组在验证猜想3后，将实验结果记录在下表中。 实验次数 蜡烛到小孔的距离（cm） 白纸到小孔的距离（cm） 白纸上像的大小 1 5 10 大 2 10 10 中 3 15 10 小 问：①需要用到的测量工具有　 　； ②根据表格中数据，可以得出结论：　 　. 二 光的反射定律及验证 1．小吴与小徐用如图所示装置研究光的反射定律，有关实验操作与目的不合理的是(　　) A．沿ON前后转动纸板F，可研究反射光线与入射光线是否在同一平面内 B．改变OB与法线的夹角，可研究反射角与入射角的大小关系 C．观察每一次入射光线与反射光线的位置，可说明它们分居法线两侧 D．若光沿BO入射，反射光线沿OA射出，可说明光路可逆 （1题图） （2题图） 2．（2024七下·义乌期中）如图所示，入射光线与平面镜成30度角，则（　　） A．入射角是30度 B．反射光线与镜面的夹角60度 C．镜面逆时针旋转10度，反射光线与入射光线的夹角减小20度 D．入射角增加5度，反射角增加10度 3．（2024七下·长兴期中）把一平面镜放在水平桌面上，再把一可沿ON折转的白色硬纸板竖直立在平面镜上。让一束光贴着直板沿 EO 射向平面镜，反射光线沿 OF 射出，如图所示。下列说法正确的是 A．为了看清楚纸板上的光路，硬纸板应光滑一些 B．当光线沿法线射向平面镜时，反射角和入射角都是90° C．图甲中当光线沿着 FO 射向平面镜，则反射光线会沿 OE 射出 D．图乙中当硬纸板 F 沿 ON 向后折转时，入射光线、反射光线和法线不在同一平面内 4．（2024七下·义乌期中）小宇在探究光的反射规律时将一块平面镜放在水平桌面上，再把一张硬纸板竖直放在平面镜上，让一束光线贴着纸板沿EO方向入射，如图甲所示： （1）小宇想探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内，应将纸板　 　（选填“A”或“B”）绕ON向前或向后弯折； （2）另一同学也把一束光贴着纸板A射到O点（如图乙所示），但纸板并未与平面镜垂直，他　 　（选填“能”或“不能”）在纸板B上看到反射光线； （3）小宇接着在探究平面镜成像的特点时，点燃蜡烛A放于薄玻璃板之前，然后在薄玻璃板的后面移动蜡烛B，直到看上去它　 　，记下像与物的位置。小宇重复做三次实验，像与物的位置如图丁所示，分析丁图可得出的结论：　 　。 5．（2024七下·柯桥期中）小金探究光的折射特点时，观察到光从空气射入水中的光路。 （1）根据光路的特点，小金确认反射角为　 　(选填“α”“β”或“γ”)。 （2）通过实验还得到如表数据，由数据可知①处为　 　度。 （3）光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的变化关系是：折射角随入射角的增大而增大，且折射角　 　（选填“大于”“等于”或“小于”）入射角。由此可推测，②处的数据θ范围是　 　。 A.11.3°＜θ＜35.4° B.11.3°＜θ＜30° C.30°＜θ＜35.4° D.15°＜θ＜45° 6．如图甲所示是小宇同学探究“光的反射规律”的实验装置，平面镜M平放在水平桌面上，白色硬纸板垂直立在平面镜上。 （1）小宇让一束光贴着纸板沿AO方向射向镜面，反射光沿OB方向射出，测出反射角和入射角大小，改变光的入射角度，多次重复上述实验步骤。 ①上述实验探究得到的规律是　 　(填字母)。 A．光沿直线传播 B．反射角等于入射角 C．平面镜成像的特点 ②白色硬纸板在实验中的作用是　 　(写出一条即可)。 （2）实验过程中若将纸板倾斜，如图乙所示，让光仍贴着纸板沿AO方向射向镜面，此时反射光　 　(填“在”或“不在”)纸板这一平面内。 7．（2023七下·吴兴期末）用图甲、乙的实验装置探究光的反射规律：平面镜放在水平桌面上，E、F是两块粘接起来的硬纸板，F板可绕法线ON转动。 （1）实验时，硬纸板E、F应与平面镜摆放有什么要求？ 　 　 （2）如图乙，将硬纸板F沿PQ剪开，并把F的上半部分向后折转，请说出现象及其所能论证的观点？　 　。 （3）小明继续探究光的反射规律，请帮助小明设计本步骤需要记录实验数据的表格。　 　. （4）小明想利用该平面镜继续研究平面镜成像的特点，你认为是否可行，并说明理由。 8．（2023七下·浙江期中）为了探究光反射时的规律，小科把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张可以绕ON翻折的纸板ABCD竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面。他将一束光贴着纸板沿EO方向射向O点，在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。 （1）如图甲所示，反射角的大小为　 　°； （2）如图乙，实验过程中，将 F 板绕 ON 前后转动，在 F 板上看不到反射，这一现象说明了什么？答：　 　。 （3）进行下列哪项操作后，在纸板上仍可以看到反射光线？答：____。 A．如图丙所示，将纸板与入射光束一起以ON为轴旋转 B．如图丁所示，将纸板与入射光束一起以CD为轴向后倾倒 9．（2023七下·嵊州期中）探究光的反射定律。 （1）如图甲，先将平面镜A放在水平桌面上，再经硬纸板B竖直放置在平面镜A上，让激光紧贴纸板射向O点。在纸板上标出刻度是为了方便测量 　 　的大小。 （2）让激光紧贴纸板射向O点多次改变入射光的方向，测得了几组数据如表所示，由此可得出，反射角与入射角大小 　 　（选填“相等”或“不相等”）。 序号 入射角 反射角 1 30° 30° 2 45° 45° 3 60° 60° （3）接下来老师进行了如下演示，先用加湿器使整个教室充满雾气，将平面镜放在一能转动的水平圆台上，在柱M上固定一红色激光笔，使其发出的光垂直射向平面镜上的O点，其作用是为了显示 　 　的位置，然后打开固定在柱N上的绿色激光笔，使绿色激光射向O点，出现了如图乙所示的情景，老师沿水平方向缓慢转动圆台，当我们观察到绿色反射光线、入射光线和 　 　看起来重合时，可判断反射光线、入射光线和法线在同一平面内。 10．小明在探究光的折射规律时，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，如图所示，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表： （1）分析表中数据可知光从玻璃射向空气时，折射角随入射角的增大而　 　（选填“增大”或“减小”）。 （2）光从玻璃斜射向空气时，折射光线消失，只有反射，这种现象叫做全反射．当入射角t≥ 　 　°时，就发生了全反射现象。 （3）当光从空气斜射向玻璃时，折射角小于入射角，折射光线不能消失，无法出现全反射现象．请你猜想一条发生全反射现象的条件：　 　。 三 平面镜成像特点探究 1．（2024·杭州二模） 如图甲所示是小金同学探究“平面镜成像特点”的实验装置。 （1）A、B两根蜡烛的大小和形状相同，这样做的目的是　 　； （2）小金同学按照如图甲所示测出来蜡烛和像的位置以及它们到平面镜的距离后，让蜡烛以1cm/s的速度在桌面上沿着平面镜向右水平直线移动，像相对于蜡烛的速度是　 　cm/s； （3）实验中，若看到蜡烛A 通过玻璃板成两个像，如图乙所示，其中距离观察者较近的像A' 较 　 　(选填“亮”或“暗”) ； （4）丙图为猫咪照镜子的情境，若猫的头部位置保持不变，把镜子沿中间截成两半，将右边一半沿原来位置直线向右移一段距离，则左、右两半面镜子____。 A．各成半个像，合起来成一个完整的像； B．左半边镜子成完整像，右半边不成像； C．都成完整的像，但两个像在不同位置； D．都成完整的像，且两个像在同一位置。 2．（2024七下·婺城期中）小科同学利用图甲所示装置做“探究平面镜成像规律”的实验中。一起完成以下问题： （1）为达到实验目的，小科最好选用的器材和实验环境是____（填字母编号）。 A．用平面镜在明亮的环境中实验 B．用茶色薄玻璃板在明亮的环境中实验 C．用无色薄玻璃板在明亮的环境中实验 D．用茶色薄玻璃板在较暗的环境中实验 （2）小科把一块薄玻璃板放在水平放置的白纸上，把点燃的蜡烛A放置在玻璃板前，再拿一支与之完全相同的蜡烛B（不点燃），坚立在玻璃板后面，来回移动蜡烛B，直到看上去蜡烛B和点燃的蜡烛A的像　 　为止。 （3）改变蜡烛A的位置，重复以上实验。移去玻璃板，用直线把每次实验中的蜡烛A和它的像的位置连起来，接下来的操作是　 　，并加以比较。 （4）小柯为了探究平面镜成的像是虚像还是实像，设计了三种实验方案（如图乙所示），通过改变一块不透光木板（图中黑色长方形）的位置，人眼在不同的位置观察，从而达到探究目的。其中　 　方案可行。 3．（2024七下·柯桥期中）小东站在试衣镜前，离镜子近时感觉看到自己在镜内的像就大些，离镜子远时感觉看到自己在镜内的像就小些。基于上述生活经验，小东同学借助家中常见生活物品来探究平面镜成像大小的特点。 （1）[建立假设]平面镜成像时，　 　. （2）[器材选择]厨房与客厅之间的玻璃门、拖鞋若干等。 [方案设计] ①将左拖鞋放在客厅的某一位置(如图甲)； ②将另一只拖鞋移至厨房，将其放到合适的位置： ③观察移至厨房的鞋与左拖鞋所成的像是否完全重合：. ④多次改变左拖鞋到玻璃门的距离，重复上述实验。 [交流讨论] 器材选择时，小科应选择　 　(填“方案1”或”方案2”)两只拖鞋做实验。 （3）实验过程中，若像与左拖鞋不能完全重合，可能的原因有 (____) A．厨房地面比客厅高 B．平面镜成的是虚像 C．玻璃门与地面不垂直 D．玻璃门下端有金属框影响，不能完整成像 （4）若出现成像较暗，不易辨识的现象，你可以提供的解决方案是　 　. 4．（2024七下·长兴期中） 兴趣小组用如图所示装置研究“平面镜成像特点”，其实验步骤如下： ①将一块薄玻璃板竖直立在铺有白纸的水平桌面上； ②取两支相同的蜡烛，点燃玻璃板前的蜡烛 A， 移动玻璃板后的蜡烛 B， 使它与蜡烛A 在玻璃板后所 成的像完全重合，并用笔在白纸上标记出蜡烛A 和蜡烛B 的位置； ③多次改变蜡烛A 的位置，重复前面的步骤； ④用刻度尺分别测量蜡烛 A 和蜡烛B 到玻璃板的距离。 在此实验中： （1）步骤①中选用玻璃板代替平面镜的目的是　 　。 （2）步骤②中蜡烛B 跟蜡烛 A 在玻璃板后所成的像完全重合，说明平面镜成像时，像与物的大小相等，这里采用了　 　的科学方法。 （3） 为验证“平面镜成的像是虚像”，可进行的操作是　 　。 5．（2024七下·温州期中）小新用如图甲所示实验装置探究“平面镜成像的特点”，把点燃的蜡烛A 放在玻璃板前，在玻璃板的后面放一根完全相同但未点燃的蜡烛B，移动蜡烛B的位置使其与蜡烛A的像完全重合。然后在白纸上沿蜡烛A和B的边缘画圆（如图乙所示），分别测量A 到玻璃板的距离LA， B到玻璃板的距离LB，多次改变蜡烛A 的位置，重复以上操作，得到三组数据。 次数 1 2 3 平均 LA/cm 4.00 5.00 6.00 5.00 LB/cm 4.00 5.00 6.00 5.00 （1）蜡烛A通过玻璃板成的像为虚像，写出判断蜡烛A的像是虚像的方法及现象。 （2）如图甲，小明仅将玻璃板从M位置水平向右移至 N位置时，蜡烛A的像　 　（填“向左移动”或“向右移动”或“不会移动”）。 （3）小新将三组数据取平均值，得到LB和LA的平均值相等，并由此得出结论：像与物到平面镜的距离相等。请判断该数据处理方法是否正确并说明理由　 　。 6．（2024七下·杭州期中）杭州观成实验学校在走廊上为同学们设置了许多围棋桌。小乐想用木质的围棋盘做平面镜成像实验。如图，小乐在ab处放置一块玻璃板，请你帮助小乐完成实验。 （1）小乐用两颗相同的围棋子替代蜡烛，为了获得更好的成像效果，应该选择　 　（选填“黑”或“白”）色的围棋。 （2）选择围棋盘做平面镜成像实验的优点是：　 　。 （3）小乐在C点位置放置一粒围棋子，在玻璃板另一侧移动另一粒相同的围棋子，但无论怎样移动，始终无法与C点围棋子的像重合，原因可能是：　 　。 （4）改正错误后，小乐通过玻璃板观察到了两个像是由于　 　。小乐测量了两个像之间的距离为1格，则玻璃板的厚度为　 　格。 7．（2024九下·萧山月考）在探究“平面镜成像特点”的实验中，小金所在小组的同学们选取一块平板玻璃、两根完全相同的蜡烛A和B、刻度尺、白纸、火柴等器材进行实验，如图甲所示。请回答： （1）小金将蜡烛A竖直放在水平桌面的白纸上，点燃蜡烛A，他发现：平板玻璃中蜡烛A的像偏高且倾斜。你认为在图乙所示的1、2、3三幅图中，图　 　是产生以上实验现象的原因； （2）在找准像的位置后，小金在白纸上标记出a、b、c三点，如图丙所示；他应分别测出　 　(填“a、b”、“b、c”或“a、c”)两点到平板玻璃的距离进行比较； （3）如图所示，小金把四个模型分别面对平板玻璃直立在桌面上，用于研究像与物左右位置关系，最好选用　 　(填字母编号)。 8．在探究光的折射规律时，从水面上方看水中的物体变浅了，为了确定水中物体所成像的位置，某学习小组进行了如下探究： A．把一个小灯泡a放在水中某处，观察灯泡所成像的位置。 B．将另一个相同的小灯泡b放在水面上方，调整其位置，使它的像与灯泡a的像重合。 C．用刻度尺测量灯泡b到水面的距离。 （1）测量时，把刻度尺的零刻度线对准灯泡b，水面处对应的刻度如图所示，则灯泡b到水面的距离为　 　mm。 （2）灯泡a的像到水面的距离与灯泡b到水面的距离一定相等，依据是平面镜所成的像____。 A．是虚像 B．和物体大小相等 C．和物体到镜面的距离相等 D．和物体的连线与镜面垂直 （3）测量时，如果直接将刻度尺竖直插入水中，使看到的零刻度线与灯泡a的像重合，则刻度尺在水面处的示数表示　 　到水面的距离。 9．利用图甲装置探究平面镜成像特点在水平面上铺一张白纸，再将玻璃板竖直在白纸上，把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，再拿一支外形完全相同但不点燃的蜡烛B竖立再玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合。 （1）图乙是小强某次测量蜡烛A到平面镜的距离L，为　 　cm；将蜡烛靠近玻璃板，像的大小将　 　(选填“变大”“变小”或“不变”) （2）如果有5mm和2mm厚的两块玻璃板，应选择　 　mm厚的玻璃板做实验比较合适； （3）在实验过程中，小丽移动蜡烛B，使它与蜡烛A的像完全重合，确定了像的位置，为了研究平面镜所成的是实像还是虚像，小丽用光屏代替蜡烛B，她　 　 (选填“能”或“不能”)用光屏接收到蜡烛A的像： （4）若将玻璃板向左倾斜，如图丙所示，观察到蜡烛A的像大致位置在图甲中的　 　(①或②)处。 10．探究平而镜成像特点的实验如图甲所示 （1）现有厚度分别为5mm和2mm的两块玻璃板，应选择　 　mm厚的玻璃板做实验，目的是　 　。 （2）用玻璃板代替平面镜的原因是　 　，便于研究平面镜的成像特点。 （3）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的　 　(填“前侧”或“后侧”)观察，直到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，这种确定像与物大小关系的方法是　 　(填“控制变量法”或“等效替代法”)。 （4）用光屏在玻璃板后面无论怎样移动，在光屏上都　 　(填“能”或“不能”)成像，说明平面镜所成的是　 　像。 （5）如图乙所示是从平面镜中看到墙上的时钟的像，请在图丙中画出时钟的实际时间。 11．（2022八下·象山期中）在探究“平面镜成像特点”的实验中，小丽同学选取一块薄平板玻璃、两根完全相同的蜡烛A和B、刻度尺、白纸、火柴等器材进行实验，如图所示： （1）小丽将蜡烛A竖直放在水平桌面的白纸上，点燃蜡烛A，她观察发现：平板玻璃中蜡烛A的像偏高且倾斜，你认为在如图所示的甲、乙、丙三幅图中，图　 　是产生以上实验现象的原因。 （2）正确做完某次实验后，将收集和处理的信息记录在白纸上，如图正确的是　 　。 实验表明：像与物体的大小　 　；像到平面镜的距离　 　物体到平面镜的距离。 12．（2023七下·金东期末）用如图甲装置，探究平面镜成像的特点： （1）在该成像实验中应选择　 　；(选填“平面镜”或”玻璃板”) （2）将点燃的蜡烛1放在A位置，拿一支相同的蜡烛2竖立着在后面移动，直到看上去它跟蜡烛1的像完全重合时，该位置记为A'；来回移动蜡烛的位置是为了确定　 　的位置； （3）改变蜡烛1的位置，重复步骤(2)，可得像与物位置的对应关系如图乙，可知平面镜成像时，像与物到镜面的距离　 　。 （4）将图乙中C处的蜡烛沿直线CC“向镜面位置移动1cm，像的大小的变化情况是　 　。 13．（2023七下·金华期中）某兴趣小组在学习了光的反射后，对光的反射规律和平面镜成像特点分别进行了实验探究。下表是该小组为了验证平面镜成像特点，利用同一组蜡烛和三块玻璃板进行实验，记录数据如下： 玻璃板厚度/mm 5 5 5 10 10 10 15 15 15 （2）题图 像距/cm 3.00 5.80 8.70 3.95 6.50 9.35 3.18 5.40 7.85 物距/cm 2.65 5.50 8.35 3.30 5.95 8.72 2.05 4.30 6.90 像距与物距的差值/cm 0.35 0.30 0.35 0.65 0.55 0.63 1.13 1.10 0.95 请结合表中数据回答以下问题： （1）兴趣小组同学分析实验数据发现像距总是大于物距，其原因是　 　。 （2）保持蜡烛的位置不变，用不透明的物体将玻璃杯MN以下部分遮挡，则蜡烛所成的像___________________。 A．完整，位置上移 B．半个像，位置不变 C．完整，位置不变 D．不能成像 （3）如图所示是该小组探究光的反射规律的实验装置，在平面镜上放一块硬纸板，纸板可以绕ON转折的E、F两部分组成。若使一束光贴着沿EO射到O点，则经镜面反射后的光将沿OF射出。若接下来要证明在光的反射中，光路是可逆的，则该小组应沿着　 　方向射入一束光。 （4）实验时，该小组先使E、F两部分位于同一平面内，再让一束光贴着纸板E射到平面镜上，但是在纸板F上没有看到反射光的径迹，原因可能是　 　。 四 光的折射定律及验证 1．（2023七上·杭州期中）某同学在做“探究光的折射规律”的实验，如图所示为光空气从空气射入水中时的光路，实验中发现，入射光线、折射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧，通过实验得到如表所示数据： 入射角 0 15 30 45 60 反射角 0 15 30 45 60 折射角 0 11 22.1 35.4 40.9 （1）当光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的变化关系是　 　。 （2）当光从空气垂直射到水面时，折射角的大小为　 　度。 （3）小金根据表格数据的变化规律作出推测：若将激光从水射入空气中，入射角增大到一定角度时，折射光线会消失。小金的推测是　 　（填“正确”或“错误”）的。 2．（2023七下·越城期中）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，并在光屏上记录的AO和OB 两条光线。此时入射角是　 　. （2）取出玻璃砖，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。为了控制变量接下的操作是 　 　. （3）小华最终在光屏上记录下了，在水中的折射光线，通过分析光路，得出玻璃比水这对光的偏折能力强的结论。你认为相对折射光线OB 这次记录的光线在水中的折射情况是　 　. 3．（2024七上·柯桥月考）小怡利用如图所示的实验装置探究光的折射。在玻璃水槽中竖直放置的光屏是由E和F两个半圆形光屏组成的，NOM为两个半圆形光屏的分界线，其中光屏F可绕直径NOM前后折转。实验测量数据如表所示。 入射角 0° 30° 45° 60° 折射角 0° 22° 32° 41° （1）通过分析表格数据，你能得出什么结论：　 　； （2）如图所示，若小怡将光屏F绕直径NOM前后折转一定角度，在光屏F上　 　（选填“能”或“不能”）看到折射光线； （3）据所学知识及表格数据，当光与水面成68°角从水射入空气时，折射角等于　 　度； （4）为了更好地显示实验时光在水中的传播路径，请你给小怡提供一个合理的措施　 　。 4．（2023·宁波模拟）三棱镜是一种重要的光学元件，光通过三棱镜的传播路线是怎样的呢?小宁用红光以一定角度射到三棱镜上，光路图如图1所示。改变入射角度，光路图如图2、图3所示。 （1）经过两次折射后，红光均向三梭镜的　 　(填“顶角 A"或“底面BC")偏折。 （2）这个规律对于其他的单色光成立吗?小宁选用其他不同的单色光重复上述实验，发现了同样的规律。 了解了小宁的探究后，老师建议小宁把凸透镜分割成两部分进行思考，如图4所示。小宁经过分析和综合，理解了凸透镜对光具有　 　作用的原因。 5．（2023·柯桥模拟）小科学完光学知识后回家进行了实验，先根据课本介绍将铅笔放入水中观察到了预期的现象（图甲），后又发现将铅笔竖直放入盛有水的圆柱形的杯子当中，观察到水中的铅笔变粗并错位。将铅笔由水杯中间向两边移动，发现水中的铅笔错位更加明显，快到水杯边上时，水中的铅笔竟然“消失”了，如图乙。 于是小科在老师的指导下，查阅了一些资料，并且将实验现象画成简图。 资料一：若界面为弧形，可以将折射点及反射点的切面视为该点的折射面（图丙）。 资料二：光从水中射向空气中折射角与入射角的变化规律如下表。 入射角 0° 10° 20° 30° 40° 50° 60° 折射角 0° 13.4° 27.1° 41.7° 58.7° 无 无 （1）请在图丙中画出入射光线ao大致的折射光线； （2）当铅笔放入盛有水的圆柱形杯子当中，水杯相当于凸透镜，铅笔的位置小于一倍焦距成正立放大的　 　（填“虚”或“实”）像，因此筷子变粗； （3）分析表中数据，反射的光线通过折射面射入人眼，折射角大于入射角，进一步分析可得到折射角之间的差值，随着入射角的增大而　 　，因此铅笔错位更加厉害； （4）图表中还可发现入射角大于一定角度时（如大于50°时），铅笔会“消失”视野中，发生这个现象的原因是因为此时的光线　 　的缘故。 6．（2022七下·温州期末）在学习了“光的折射”的相关知识后，小明想进一步探究光的偏折能力与溶液的浓度之间的关系。他利用底部贴有白纸的透明水槽、激光笔、记号笔等器材按如图甲所示装置进行实验： ①在水槽项部固定一激光笔，打开激光笔，用记号笔标记水槽底部的白纸上光点的位置为A。 ②向水槽中加入一定最的清水，用记号笔标记光折射后在白纸上的光点位置为B。 ③继续向水槽中加入10克蔗糖，待蔗糖完全溶解后，用记号笔标记此时白纸上的光点位置为C。 ④重复步骤③，标记光点位置为D，实验结果如图乙。 （1）为减小加入蔗糖后液面高低变化对实验结果的影响，应选择图丙中的装置　 　。 （2）实验中，小明判断溶液对光的偏折能力大小的标准是　 　。 （3）小明分析实验结果得出结论：溶液的浓度越人，对光的偏折能力也越大。同桌小红认为该结论不具有普遍性，其原因是　 　。 7．（2022七下·鹿城月考）在探究“光从空气斜射入水和油时，哪种液体对光的偏折本领较大”的实验中，小明提出如下实验方案：先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中，记录下光斑位置(如图所示)；接着分别倒入水和油，记录对应的光斑位置，再通过分析就可得到实验结论。经讨论，同学们认为这一方案是可行的，于是进行了探究实验。 （1）要实现探究目标，他们应选择图中的　 　(填字母)两图进行实验。 （2）实验时，同学们在水槽底部贴上一把自制纸质刻度尺，这样做的目的是为了　 　。 （3）某小组同学正确实验后，所记录的三次光斑的相对位置如图所示，经分析可得出结论：　 　。 8．（2021七下·嵊州期末）小明在探究光的折射规律时，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1)，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所示： 入射角i 0° 10° 20° 30° 40° 41.2° 41.8° 42° 折射角r 0° 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：折射角随入射角的增大而　 　。 （2）光从玻璃射向空气时，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2中图线　 　(选填 “a”或“b”)反映了上述实验中的入射角与折射角之间的关系。 （4）当光从空气斜射向玻璃时，不能发生全反射现象。原因是折射角　 　入射角。(选填“>”“=”或“<") 9．（2021七下·浦江期中）在学习了“光的折射”相关知识后，小明为了 进一步探究：人在液体上方不同角度观察液体中同 一物体所成像的位置是否发生变化，他利用透明水 槽、白色硬纸板、橡皮泥板、激光笔等器材按如图 所示装置进行如下实验 1在水槽底部的边缘S处放置一激光笔，并向水槽内加入一定量的清水 2打开激光笔，让激光沿着硬纸板传播，并调整激光笔与水平面之间的夹角，使折射光线对准水面上方人眼的位置E1点。 3用铅笔沿着E1O方向伸入水面以下并戳中橡皮泥板，记录凹陷点为A，即为此时人眼在E1点所看到的激光笔所成像的位置。 4重复步骤2、3，使激光笔分别射中水面上方的E2、E3点，并记录橡皮泥板上的凹陷点分别为B、C 5倒掉水槽中的水，用刻度尺分别测量出S点与橡皮泥板上的凹陷点A、B、C之间距离为s1、s2、s3 （1）实验中，小明让激光沿着硬纸板传播的目的是 　 　 （2）若人的视线与液面的夹角越小，观察到物体所成像的位置越浅。则实验中所测量的s1、s2、s3 的大小关系应为 　 　 （3）为了使实验结论更具普遍性，则小明还应进一步增加怎样的实验? 　 　 10．（2021八下·海曙月考）在研究光的折射时，小明知道光从空气斜射入水中时折射角小于入射角；光从水中斜射入空气中时折射角大于入射角。小明想：光在其他透明介质的分界面上发生折射时有什么规律呢?即在什么条件下折射角小于入射角，在什么情况下折射角大于入射角。为了研究这个问题，他在老师的指导下作了如下实验：让一支激光笔射出的光束从水中斜射入玻璃，再从玻璃斜射入冰、空气中 (光路图如图甲所示)。然后老师又告诉他光在一些透明介质中的传播速度(如下表所示)。 物质 水 玻璃 冰 空气 酒精 光速（米/秒） 2.25×108 2.0×108 2.30×108 3.0×108 2.2×108 （1）观察光路图，可以发现光从玻璃斜射入冰时，折射角 　 　(填“大于”或“小于”)入射角。 （2）仔细观察图甲中的光路图，对照表中的数据，可以得出结论，当光从传播速度较大的物质斜射入传播速度较小的物质时，折射角　 　入射角。(填“大于”或“小于”) （3）根据你得出的结论，请在图乙中画出光从玻璃斜射入酒精时，折射光线的大致位置。 11．（2021八下·北仑期中）在探究“光的折射的特点”实验中 （1）如图甲，小科将一束激光射至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，小科继续探究“光从空气射入水中时的折射特点”，他使用可折转的光屏，是为了研究折射光线、入射光线和法线是否　 　。如图丙，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。 五 凸透镜成像规律探究 1．（2024·拱墅二模） 小乐在做“探究凸透镜成像规律”实验时，将测得的物距(u)、像距(v)、计算得到的物距+像距(u+v)、成像情况记录在表中。 实验序号 物距 (u) /cm 像距 (v) /cm 物距+像距(u+v) /cm| 像与物大小比较 像的虚实 1 60.0 12.0 72.0 缩小 实像 2 50.0 12.5 62.5 缩小 实像 3 40.0 13.3 53.3 缩小 实像 4 30.0 15.0 45.0 缩小 实像 5 18.0 22.5 405 放大 实像 6 16.0 26.7 42.7 放大 实像 7 14.0 35.0 49.0 放大 实像 8 12.0 60.0 72.0 放大 实像 （1）根据实验序号1~8的数据，可得出的初步结论是：凸透镜成实像时，v随u的减小而　 　。 （2）根据实验序号　 　的数据，分析比较u和v的大小关系与成像情况，得出的初步结论是：凸透镜成缩小实像时，u>v；通过其他数据的分析，亦可得出“凸透镜成放大实像时，u<v”的初步结论。 （3）根据实验序号 1~8的数据，分析比较u+v 随u变化的情况，推测凸透镜成实像时，u+v存在最小值， 当u在　 　(选填“16.0~18.0cm”或“18.0~30.0cm”)范围内可找到这个最小值。 （4）某次实验时，将蜡烛放在图示 P 点位置，光屏上得到一个清晰像。若切除凸透镜的阴影部分，再将上部剩余部分向下移动，直到下沿在 O 点位置，此时光屏上仍有清晰像，此像的位置在原来成像位置的　 　(选填“上方” “下方”或“原处”)。 2．（2024七下·瑞安期中）每年6月6日是全国“爱眼日”，作为青少年要爱眼护眼，科学用眼。为进一步探究“眼睛的成像规律”，小科自制了一个水凸透镜来模拟晶状体，如图甲所示。水凸透镜通过注水或抽水可改变自身厚度大小。当向水凸透镜里注水时，水凸透镜的焦距将变小；当向水凸透镜里抽水时，水凸透镜的焦距将变大。 （1）小科将蜡烛、水凸透镜和光屏安装至如图甲所示位置，恰能在光屏上得到一个清像，此时像的性质是　 　，同时可推断出此时水凸透镜的焦距可能是　 　(选填“8cm”、“18cm"或“28cm”)。 （2）在所示实验场景下，小科把自己的眼镜给水凸透镜“戴上”，当从水凸透镜中注入适量的水后，他发现像再次变清晰了，由此判断小科戴的是　 　眼镜(选填“近视’或“远视”)。若小科想摘掉眼镜，还可通过睡眠时使用角膜塑形镜(俗称“0K镜）来改变原本厚度均匀的眼睛的角膜弧度，实现视力的矫正，经过一段时间的治疗，小科的眼角膜应该呈现哪种形态　 　？ 3．（2024·临平模拟） 在探究“凸透镜成像规律”的实验中： （1）在挑选透镜时，把两个透镜甲、乙分别正对太阳光，在光屏上出现了如图1所示的光斑，则应选　 　(填“甲”或“乙”)透镜来进行实验。 （2）如图2所示，蜡烛在光屏上成倒立、等大的像，若保持凸透镜的位置不变，将蜡烛逐渐靠近凸透镜，要使光屏上仍能得到清晰的像，光屏应　 　(填“靠近”或“远离”)凸透镜。 （3）如图3所示，将蜡烛放在P 点的位置，若切除凸透镜中间的阴影部分，再将剩余部分向中间合拢在一起，烛光通过透镜折射后能成　 　个像，其中通过上部分透镜所成的像的位置在原来成像位置的　 　(填“上方” “下方”或“原处”)。 4．（2024七下·义乌期中）小红用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材，探究凸透镜成像的规律。 （1）如甲图所示，让一束平行光正对着凸透镜，移动光屏，直到在光屏上得到一个最小最亮的光斑、该凸透镜的焦距为　 　cm。 （2）如乙图所示，把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛，将烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致调到　 　，这时（如图乙），仅移动光屏。可在光屏上得到一个清晰倒立、　 　（选填“放大”或“缩小”）实像。 （3）实验过程中，如果用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分，则光屏上的像____。 A．只出现烛焰像的上半部分 B．只出现烛焰像的下半部分 C．出现烛焰完整的像，但像更小了 D．像仍然是完整的，且大小不变，只是变暗了 5．（2024七下·苍南期中）学校logo是校园文化最直接的体现。某校文化墙上需要一个直径为1米，图文均正立的logo，要求可以根据不同的活动需求，更换logo底片。现向同学征集投影方案，小科利用 logo底片（直径2厘米）、纸板、打孔器和手电筒自制了“logo投影装置”，示意图如下： （1）第一次调试发现 logo投影太小，在不增加器材的情况下，想要进一步放大logo，可以作何调整？ （2）小科进行了2.0版本的设计，就是用凸透镜代替小孔，在调试位置的过程中为保证logo投影大小还能达到1米，应在　 　（选填“A”“B”或“C”）位置固定凸透镜； （3）小科在使用2.0版本的装置，想要在白墙中心上成正立的像，则安装logo底片时需要注意什么？　 　。 6．（2024八下·海曙期中）在利用光具座进行透镜成像的实验探究中： （1）如图甲所示，一束平行于透镜主光轴的光线经过透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑，由图可知该透镜的焦距是　 　cm。 （2）进行凸透镜成像的探究实验时，将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，发现像呈现在光屏的上方且部分像不在光屏上，为使像能呈现在光屏中央，应将蜡烛向　 　移动（选填“上”、“下”、“左”或“右”）。 （3）如图乙，调整后，把烛焰放在距凸透镜16cm处时，光屏上得到清晰的像。如果将蜡烛远离透镜，光屏应向　 　（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动才能再次得到清晰的像。如果将蜡烛移动到距凸透镜22cm的位置，光屏上将得到倒立、　 　、实像。 （4）实验过程中，将凸透镜的上半部分用不透明的纸板遮住时，光屏上的像大小　 　（选填“变大”、“不变”、“变小”）。 7．（2024七下·乐清期中）在学完凸透镜成像规律后，小山选择了一块焦距未知的凸透镜，对凸透镜成像特点做了进一步探究。 （1）请简述利用实验室器材将蜡烛、凸透镜和光屏安装成如图甲所示的相关步骤　 　。 （2）当调整至图甲位置时，恰好在光屏上接收到清晰的像，请描述所成像的性质　 　、　 　、　 　；若保持此时蜡烛和光屏的位置不变，请写出当光屏上可再次出现清晰的像时的方法：　 　。 （3）小山将他的眼镜片放在图甲中的凸透镜前，光屏上的像变模糊了，适当向左移动蜡烛，像就又清晰了，由此可判断小山戴的是　 　（选填“近视”或“远视”）眼镜。 （4）如图乙，线段AB为用另一只凸透镜多次成像时的物距倒数和像距倒数所描绘出的图像，则该凸透镜焦距为　 　cm。 8．（2024七下·长兴期中） 科学课上，同学们开展“眼球成像模型”项目化学习活动，活动包括学习眼球结构、制作眼球成像模 型、用模型模拟近视原理等环节。如图为某项目化小组设计的眼球成像模型，该模型以牛奶箱作为眼球主体，由两层塑料薄膜包裹圆环而制成的水透镜，可以过注射器改变水透镜的曲度。 （1）模型中的光屏模拟眼球中的.　 　(填眼球结构名称) （2）模型中不用点光源而采用“L” 光源，主要是为了便研究像与物体的 　 　(选填“大小”、“正立倒立”或“实像虚像”)关系。 （3）在光屏上得到清晰的像后，向水透镜注水模拟晶状体变厚，发现光屏上的像变模糊了。要在光 屏上重新得到清晰的像，应将光源 　 　水透镜。 (选填“靠近”或“远离”) 9．（2024九下·余姚模拟）小余在学习了凸透镜成像的规律后，继续深入探究。选用表中某一规格的凸透镜做实验，调整好器材后如图甲所示，此时烛焰在光屏上成放大的像。 凸透镜编号 焦距/cm 直径/cm ① 5 3.5 ② 5 4.5 ③ 10 4.5 ④ 15 4.5 （1）一段时间后，小余发现烛焰的像如图乙所示，此时将蜡烛向　 　调节可以使烛焰的像移到光屏中央。 （2）小余选的是编号为　 　的凸透镜（填“①”或“②”或“③”或“④”）。 （3）小余将蜡烛换成F字光源，调整了光源和光屏的位置，在光屏上仍可观察到清晰的像，如图丙所示，则小余看到的像应是　 　（填字母）。 10．（2024七下·浙江月考）在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，如图所示，小明用高4cm发光体(由发光二极管组成)作为物体，把凸透镜固定在光具座50cm刻度线处不动，记录多次成实像的物距u，像距v，物象间距L(u+v)，绘出图线乙： （1）分析图中数据可知，实验中所用凸透镜的焦距为　 　cm； （2）某次当光屏上出现清晰实像时，取一只与原透镜焦距相同但直径较小的凸透镜替代原来的凸透镜，其它不变，则所成的像与原来的像相比，你可观察到的变化是　 　 （3）科学上有一个关于凸透镜成实像的“新概念”：放大率n=像高/物体高=v/u， 结合甲、乙两图，可知当u=15cm时，像的高度是　 　。 （4）某次当光屏上出现清晰实像时，将整个图甲装置浸入水中，发现光屏上发光物的像变模糊了，为了将像重新调清晰，可以将光屏　 　选填“靠近透镜”或“远离透镜”，下同)或将发光物　 　又或者换用同材质但更　 　(选填“凸”或“平”)的凸透镜。 11．如图所示，某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律，当向水透镜里注水时，水透镜的焦距将变小；当从水透镜里抽水时，水透镜的焦距将变大。 （1）如图甲所示，一束平行于主光轴的光射向水透镜，在光屏上得到一个最小光斑，则此时水透镜的焦距为　 　；实验前，应调节烛焰、水透镜和光屏三者中心在同一高度。 （2）该同学移动蜡烛，水透镜和光屏至图乙所示位置时，恰能在光屏上看到清晰的像，利用此成像特点可制成　 　（选填“照相机”或“投影仪”)；若仅将蜡烛与光屏位置对调，则在光屏上　 　(选填“能”或“不能”)看到清晰的像。 （3） 在图乙所示实验场景下，该同学把自己的眼镜给水透镜“戴上”(如图丙所示)，当从水透镜中抽出适量的水后，他发现烛焰的像再次变得清晰，由此判断该同学戴的是　 　（选填“近视”或“远视”)眼镜。 （4）如图1所示为某同学的照片，图2是将图甲中的水透镜紧贴照片，然后逐渐远离照片，透过透镜所能看到的照片的像，则在远离的过程中看到的顺序是　 　 A.②③④① B. ③②①④ C.②③①④ D.④①②③ 12．小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中，所用凸透镜的焦距为15cm。 （1）如图甲所示，移动光屏找到清晰的蜡烛的像，这个像是图乙中的　 　，利用此原理可以制成　 　(填“照相机”、“幻灯片”或“放大镜”) （2）小明把蜡烛依次放在A、B位置，在坐标纸上记录了光屏上像的大小，如图丙所示(A'、B'分别表示蜡烛在A、B处所成的像)。跟同学们交流后发现： ①成倒立放大像的条件是　 　； ②成实像时，物距减小，像距　 　； （3）保持凸透镜位置不动，小明又把蜡烛放在距凸透镜18cm处，在光具座上无论怎样移动光屏，都找不到清晰的像，原因可能是　 　。 聪明的小明拿起一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间靠近凸透镜处，在光具座上移动光屏，光屏上出现了清晰的像，则小明拿起的眼镜是　 　。(填“近视镜”或“远视镜”) 13．（2022八下·象山期中）某同学利用图示装置来研究凸透镜成像。 图1 图2 （1）如图1所示，当凸透镜位于光具座上A处时，恰好在光屏上成清晰的像。蜡烛燃烧一段时间后，烛焰的像将位于光屏中心的　 　方； （2）在图1成清晰的像后，取一副近视镜放在凸透镜和蜡烛之间，要使光屏上还能成清晰的像，保持凸透镜和光屏的位置不动，可将蜡烛适当向　 　（填“左”或“右”）移动。 （3）在图1中蜡烛和光屏位置不变的情况下，要使光屏上再次成清晰的像，需将光屏向　 　（填“左”或“右”）移动。 （4）在上述探究活动中，若已知蜡烛与光屏间的距离为L0，与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L，如图2所示，则该透镜焦距f　 　L（选填“＞”、“＜”或“＝”），透镜先后两次所在位置A、B之间的距离S＝　 　（用L0、L表示）。 （5）当光屏上呈现清晰的像时，保持蜡烛和凸透镜位置不变，取一只与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜，替代原来的凸透镜再次实验，所成的像与原来的像相比，你可观察到的现象有　 　。 14．（2023七下·东阳期末）在学习”凸透镜成像的规律”后，某校科学兴趣小组的同学针对”手机视频app投屏需要收费”开展”自制手机投影仪”的项目化学习活动。 [投影原理]凸透镜成像规律 [实验材料]凸透镜、内部涂黑的硬纸盒(规格：28cm×20cm×12cm)、纸板、胶水、剪刀等。 [透镜选择] （1）实验需要选择焦距合适的凸透镜，如图所示是利用太阳光测量凸透镜焦距的方法，其中最合理的是　 　。 （2）根据合理的方法，小组同学测出了实验材料所提供的凸透镜的焦距为30cm。 [产品制作]将凸透镜固定在硬纸盒的一侧，并在纸盒中卡入纸板便于放置手机，纸板可在纸盒内前后移动。产品实物图及原理图如图所示。 [产品调试] 调试①：为了使投影仪使用过程中具有良好的观影效果，手机应该选择　 　(填“甲”或”乙”)的放置方式。 （3）调试②：小东同学建议选择光滑的白板作为屏幕，而小阳同学建议选择白墙作为屏幕。你赞成谁的建议？并说明理由　 　。 （4）[产品评价]以下表格为该小组同学制定的部分评价量表。 “自制手机投影仪设计”评价量表 评价指标 优秀 合格 待改进 指标一 设计合理，结构完整 结构较完整 结构不完整，有缺失 指标二 能模拟投影仪成像，成像清晰 能模拟投影仪成像，但成像效果一般 无法模拟投影仪成像 兴趣小组的同学根据评价量表对某同学自制的投影仪进行评价，”指标一”评为优秀，“指标二”评为待改进。请结合凸透镜成像规律的相关知识，你认为该同学自制的投影仪还需要进行的改进是：　 　。 15．（2023八下·海曙期末）在某次探究凸透镜成像规律的实验中： （1）小曙想知道实验中所用透镜的焦距，做了如图甲实验，让镜面垂直于阳光，在透镜下面放上白纸与镜面平行，测出透镜与白纸间距s(单位cm)与对应的白纸被烤焦的时间t(单位min)，绘出如图乙所示的图像，可判断该透镜的焦距f为　 　cm； （2）如图丙所示，另取一块焦距为15cm的凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛固定在15cm刻度线位置时，光屏应在　 　(选填“Ⅰ”“Ⅱ"或“Ⅲ”)区域内左右移动，才能在光屏上得到清晰的实像； （3）小曙在实验中将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜，该过程中像的大小将　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)，物距u随时间t的变化图象如下图所示，则像距v与t的大致变化关系为下图中的　 　。 A． B． C． D． 16．（2023七下·永嘉期中）科学课上，同学们开展“制作照相机模型”项目化学习活动，活动包括学习原理、制作简易照相机、评价模型作品三个环节。 （1）【学习】制作模型前，通过探究凸透镜成像规律的实验，知道物距（u），像距（v）应该满足f＜v＜2f，胶片上成的像的特点是　 　。 （2）【制作】小组同学利用A4卡纸、半透明纸和凸透镜制作出简易相机模型，组内同学进行测试时，发现拍摄不同距离的景物，有时模糊，请你指出该模型可能存在的缺陷是　 　。 （3）【制作】评价量表是作品制作过程的指引，又是作品等级评定的依据，下表为某小组设计的量规，将表格补充完整。 自制照相机评价量规 评价指标 作品等级 优秀 合格 待改进 功能完善 ①　 　 ②　 　 ③　 　 结构完整 结构完整，能成像 结构较完整，能成像 结构不完整，不能成像 外形美观 有固定的外形，且美观 有固定的外形，较美观 无固定的外形，不美观 （4）【改进】小组同学根据“功能完善”评价指标，认为照相机模型存在功能上的缺陷，组内同学提出了改进的建议　 　。 17．（2023八下·鄞州期中）在“研究凸透镜成像规律”的实验中： （1）某次实验过程中，小煦移动光屏直到出现清晰的像，蜡烛、透镜和光屏在光具座上的位置如图（a）所示，此时所成的是倒立、　 　的实像。 （2）若通过移动透镜，使光屏上再次成清晰的像，透镜应该移到　 　厘米刻度处。 （3）实验一段时间后，原来成在光屏中央的像“跑”到图（b）中甲所示的位置。下列操作可以让像重新回到光屏中央的有　 　（填序号）。 ①光屏上移一段距离 ②蜡烛下移一段距离 ③透镜下移一段距离 （4）研究好成像规律后，小煦模拟了近视和远视的矫正。如图（b）中乙所示，小煦给透镜A戴上“眼镜”（凸透镜B），光屏上刚好出现清晰的像，摘下“眼镜”后，光屏上的像变模糊，如图（b）中丙所示。若要通过移动蜡烛使像再次清晰，应将蜡烛向　 　（填“靠近”或“远离”）透镜方向移动一段距离。 18．（2021七下·越城期中）阳光小组同学在做“验证凸透镜成像规律”实验的过程中发现：当发光物体与光屏之间的距离L 确定时，将凸透镜从发光物体处缓慢向光屏移动的过程中，有时能在光屏上成两次清晰的像， 有时只能成一次清晰的像，有时不能在光屏上成像。为了研究产生这些现象的条件，该小组同学进行实验，并将每次实验中的相关数据及现象记录在下表中。 凸透镜焦距f 实验序号 物屏距离L厘米 第一次成像 第一次成像 物距u厘米 像距v厘米 像的大小 物距u’厘米 像距v’厘米 像的大小 10厘米 1 49 14 35 放大 35 14 缩小 2 45 15 30 放大 30 15 缩小 3 40 20 20 等大 不能在光屏上第二次成像 4 35 不能在光屏上成像 15厘米 5 80 20 60 放大 60 20 缩小 6 64 24 40 放大 40 24 缩小 7 60 30 30 等大 不能在光屏上第二次成像 8 55 不能在光屏上成像 （1）分析比较实验序号 1、2、3(或 5、6、7)的第一次成像数据中像距 v 物距u 的变化关系及相关条件，可得出的结论：　 　。 （2）分析比较实验序号 1 或 2(或 5 或 6)的第一和第二次成像数据中物距与像距的关系及相关条件，可得出的结论：同一凸透镜，当　 　一定，移动凸透镜能在光屏上成两次像时，　 　。 （3）继续分析比较表格物屏距离 L 与凸透镜焦距f 的数据及观察到的现象，可得出的结论： 在　 　条件下，移动凸透镜，可以在光屏上得到一次放大的像和一次缩小的像。 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） 学科网（北京）股份有限公司 $$