题型03 光与热实验探究题（题型专练）（湖南专用）2026年中考物理二轮复习讲练测

题型03 光与热实验探究题 内●容●导●航 第一部分 题型解码 高屋建瓴，掌握全局 题型概述 考向分类 技巧点拨 第二部分 考向破译 微观解剖，精细教学 典例引领 方法透视 变式演练 考向01 研究固体熔化时温度的变化规律 考向02 探究水在沸腾前后温度变化的特点 考向03 探究光的反射定律 考向04 探究平面镜成像的特点 考向05 探究凸透镜成像的规律 第三部分 题型训练 整合应用，模拟实战 题●型●解●码 题型概述 光学与热学实验是湖南中考实验探究题的基础部分，通常占4-8分。这类实验重在考查基本操作、现象分析和结论归纳，难度不大但要求语言表述规范，是多数考生必须拿满的“保分题”。 考向分类 光学实验主要围绕“光的反射定律（三线共面、两角相等）”、“平面镜成像（等效替代法、像与物等大等距）”和“凸透镜成像规律（物距与成像关系、应用）”三个经典实验展开，重点考查器材操作、现象观察和规律归纳；热学实验则聚焦“晶体熔化”与“水沸腾”两个模型，核心考查温度-时间图像分析、状态判断及“吸热不升温”等关键结论的规范表述。 技巧点拨 光学实验注意“薄玻璃板替代平面镜找像、光屏接收辨虚实”，热学实验牢记“水浴法使受热均匀、根据气泡变化区分沸腾前后”，同时所有操作均需规范表述“吸热但温度保持不变”等核心结论。 考●向●破●译 考向01 研究固体熔化时温度的变化规律 典例引领 【典例01】（2026·陕西宝鸡·一模）在探究“冰熔化时温度变化的规律”的实验中，在烧杯和试管中都放入适量的碎冰，并各放了一支温度计，组成如图1所示的实验装置，完成下面的探究实验。 (1)点燃酒精灯给烧杯加热，一段时间后温度计A的示数如图1所示，此时温度计的示数为________℃； (2)实验过程中A、B两个温度计的示数随时间变化的图像如图2，通过分析图像可知________（选填“实”或“虚”）线是试管内碎冰的温度随时间变化的图像； (3)第7min时试管内的碎冰处于________（选填“固”“液”或“固液共存）态； (4)分析图像可知冰是________（选填“晶”或“非晶”）体。 【答案】(1)-2 (2)虚 (3)固 (4)晶 【详解】（1）由图1可知，温度计的分度值是1℃，液柱在0℃以下，所以示数为-2℃。 （2）烧杯中的碎冰会先吸热熔化，温度保持不变；试管内的碎冰需要等烧杯中的碎冰熔化完后，才能从烧杯的水中吸热熔化，所以虚线是试管内碎冰的温度随时间变化的图像。 （3）第7min时烧杯中的碎冰还没熔化完，试管内的冰还没开始熔化，此时试管内的碎冰处于固态。 （4）从图2可以看出，冰在熔化过程中温度保持不变，有固定的熔点，所以冰是晶体。 方法透视 考向解读 本实验是热学部分的常考实验，主要考查晶体与非晶体的区别、温度-时间图像分析、实验操作规范以及“吸热不升温”这一核心结论的理解与应用。 方法技能 实验操作遵循自下而上组装、水浴法加热、碎末状固体三原则确保受热均匀，图像分析时抓住水平段对应熔点、固液共存吸热不升温这一核心特征。 核心知识总结 实验装置 · 组装顺序：自下而上（先放酒精灯→石棉网→烧杯→试管→温度计） · 水浴法优点：①受热均匀；②熔化缓慢，便于观察 · 碎末状固体：增大受热面积，受热更均匀 · 温度计使用：玻璃泡完全浸入固体中，不碰试管底和壁 晶体熔化图像分析 关键结论 · 晶体熔化条件：①温度达到熔点；②持续吸热 · 晶体熔化特点：持续吸热，温度保持不变 · 非晶体熔化特点：持续吸热，温度持续上升 变式演练 【变式01】（2026·湖北十堰·一模）小明利用图甲所示的实验装置“探究冰熔化时温度的变化规律”。 (1)实验中需要的测量工具是温度计和_____ ，应选用颗粒_____ （选填“较大”或“较小”）的碎冰。安装实验器材时，应按照_____  （选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序进行； (2)图乙是根据实验数据绘制的图像，冰在A点时温度计的示数如图丙所示，为_____℃。冰的熔化过程经历了_____min。 【答案】(1) 秒表 较小 自下而上 (2) -2 6 【详解】（1）[1]实验中需要测量冰熔化过程中温度随加热时间的变化情况，所以需要测量温度和时间，所以需要的测量工具是温度计和秒表。 [2]选用颗粒较小的碎冰，可以使冰块均匀受热。 [3]实验时，需要用酒精灯的外焰加热，温度计不能碰到容器底部或容器壁，所以安装实验器材时，放置好酒精灯，根据酒精灯火焰高度确定放置烧杯的铁圈高度，然后再固定试管、温度计，即应按照自下而上的顺序进行组装。 （2）[1]如图丙所示，温度计分度值是1℃，液柱液面在0刻度线以下第二格处，则其示数为。 [2]如图乙所示，冰从第4min开始熔化，到第10min熔化完成，冰的熔化过程经历的时间 考向02 探究水在沸腾前后温度变化的特点 典例引领 【典例02】（2026·福建泉州·一模）茶圣陆羽在《茶经》中形容沸腾的水“势如奔涛”。水沸腾前后温度变化有何特点呢？某同学组装了如图甲所示的装置进行实验探究。 (1)【证据】 ①安装该实验装置时，应先固定图甲中_______（填“A”或“B”）的位置； ②当水温升高到90℃后，该同学每隔1min记录一次温度，第3min时温度计示数如图甲所示，示数为____________℃；待水沸腾后再记录四次温度计的示数，并将数据填写在表格中。 时间t/min 0 1 2 3 4 5 6 7 水温℃ 90 92 94 98 98 98 98 (2)【解释】 分析实验数据可知： ①水在沸腾前，不断吸热，温度升高；水在沸腾时，不断吸热，温度_______。 ②测得水的沸点为_______℃；如果只考虑气压因素，可推断该地当时气压_______（填“大于”“等于”或“小于”）1个标准大气压； (3)【交流】 为了了解供暖系统的工作原理，该同学又设计了如图乙所示的实验装置，在a、b两个大试管中分别加入一定量的水，给a管加热，一段时间后发现b管中温度计示数升高了，同时b管中水面会_______（填“升高”或“降低”）。 【答案】(1) B 96 (2) 保持不变 98 小于 (3)升高 【详解】（1）[1]考虑酒精灯应使用外焰加热，温度计的玻璃泡不触底、不接触侧壁、确保浸没，则组装时应自下而上安装，所以应先固定B的位置。 [2]图甲中温度计的分度值为1℃，液柱所在位置的示数为96℃。 （2）[1]由表格数据可知，水在沸腾时，不断吸热，温度保持沸点不变。 [2]由表格数据可知，水温保持98℃不变，所以沸点为98℃。 [3]当地沸点低于100℃，所以该地当时气压低于一个标准大气压。 （3） 给a管加热后，a管内的水受热汽化，产生大量高温水蒸气，水蒸气顺着导管流入温度更低的b试管；高温水蒸气在b管内遇冷液化，额外增加了b管内的水量，因此b管水面会升高。液化是放热过程，放出的热量被b管内的水吸收，使b管内水的温度升高，因此温度计示数随之升高，这个装置正是模拟了供暖系统利用液化放热传递热量的工作原理。 方法透视 考向解读 本实验主要考查水沸腾时“持续吸热、温度保持不变”的核心规律，命题聚焦器材组装与操作规范（自下而上安装、石棉网使用、缩短加热时间的方法）、沸腾现象辨析（气泡变化特点）以及沸点与气压关系的分析应用。 方法技能 组装器材遵循自下而上顺序，采用温水、加盖、适量水三招缩短加热时间，观察气泡由小变大、上升破裂判断沸腾状态，并牢记撤火后水继续沸腾一小会儿说明石棉网有余热。 核心知识总结 实验装置与操作要点 组装顺序：自下而上（先放酒精灯→石棉网→烧杯→温度计），确保用酒精灯外焰加热 温度计使用：玻璃泡完全浸入水中，不碰烧杯底和壁 缩短加热时间的方法：①用温水；②烧杯加盖；③适量水 沸腾现象辨析 气泡变化：沸腾前气泡由大变小（上升过程中遇冷液化）；沸腾后气泡由小变大（上升过程中水汽化进入）。 温度变化：沸腾前温度持续上升；沸腾后温度保持不变 沸腾图像分析 结论 · 沸腾条件：①温度达到沸点；②持续吸热 · 沸腾特点：持续吸热，温度保持不变 · 沸点与气压关系：气压越高，沸点越高；气压越低，沸点越低 变式演练 【变式02】（2026·江苏宿迁·一模）实验小组做“探究水在沸腾前后温度变化的特点”实验，装置如图甲所示： 时间/s 0 10 20 30 40 50 60 70 80 … ① 90 92 94 96 97 98 98 98 98 … (1)图甲中三种读数，正确的是________；数据记录表格中“①”处应填________； (2)实验中，不必要观察和记录的数据或现象有________；（选填字母） A．温度计示数 B．水中气泡情况 C．加热时间 D．实验时的室温 (3)第一组同学将实验数据绘制成图乙中的a图线，第二组同学在相同的环境下，同样的加热装置进行实验，并绘制成b图线，由图像可知，第一组的水量________第二组的水量（选填“”、“”或“”）：由图像可知，在当时条件下，水的沸点是________。 (4)实验结束后，另一组同学将刚停止沸腾的水装入烧瓶，迅速塞上瓶塞并倒置，然后向瓶底浇冷水，发现水重新沸腾起来，如图丁所示，原因是瓶内气压减小，水的沸点________（选填“升高”、“降低”或“不变”）。 【答案】(1) B 温度/℃ (2)D (3) > 98 (4)降低 【详解】（1）[1]温度计读数时，视线应与温度计内液柱的上表面相平，俯视读数偏大、仰视读数偏小，因此B正确。 [2]实验为“探究水在沸腾前后温度变化的特点”，因此需要记录水温随时间的变化，因此表格下表为温度（水温），单位为摄氏度（℃）。 （2）实验探究的是水沸腾前后的温度变化，实验时的室温不会影响水沸腾的现象和沸点，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。 （3）[1]在相同环境和加热装置下，b图线升温更快，说明水量更少；a图线升温更慢，说明水量更多。因此第一组的水量大于第二组的水量。 [2]由图乙可知，水温达到98℃后，继续加热水温也不会再升高，故在当时条件下，水的沸点是98℃。 （4）气压会影响水的沸点，气压越低，水的沸点越低。因此向瓶底浇冷水会使瓶内气体气压减小，使瓶内水的沸点降低，而尚未完全降温的瓶中水会再次沸腾。 考向03 探究光的反射定律 典例引领 【典例03】（2026·山东济南·一模）小聪和同学们一起设计了如图所示的实验装置探究“光的反射定律”。 (1)选择粗糙纸板做实验，是为了让光在纸板上发生________，从而显示光的传播路径。 表一 实验次数 入射角 反射角 1 30° 30° 2 40° 40° 3 60° 60° 表二 实验次数 入射角 反射角 1 15° 75° 2 30° 60° 3 40° 50° (2)实验中多次改变入射光线AO与ON的夹角进行实验，测量记录如表一所示。 ①分析表中数据，可得出的初步结论是：光发生反射时，________。 ②实验中多次改变入射角进行测量的目的是________。 (3)另一小组的同学在实验中三次改变入射角的大小，测得数据如表二所示，他们根据表中数据得出的结论跟小聪组的结论不一致，请分析一下测量过程中出现的问题可能是________。 (4)为了确定反射光线和入射光线的位置关系，实验时还可以使用能旋转的光屏（如图乙所示，光屏的A、B两部分均可绕轴ON旋转）、平面镜和激光电筒。如图丙所示，将光屏竖直立放在水平放置的镜面上，让激光电筒发出的光沿光屏A入射到O点，只有将光屏B旋转到位置2时才能观察到完整的光路，这说明：在光的反射现象中，________。 (5)如图丁所示，把纸板E、F均倾斜相同角度立在同一平面内，使一束光贴着纸板E仍沿某一个角度射到O点，经平面镜反射，在纸板F上不能看到反射光。请你进一步推断：反射光线与入射光线所在的平面与平面镜的位置关系是________（选填“垂直”或“不垂直”）的。 【答案】(1)漫反射 (2) 反射角等于入射角 寻找普遍规律 (3)将反射光线与平面镜的夹角当成了反射角/将入射光线与平面镜的夹角当成了入射角 (4)反射光线、入射光线和法线在同一平面内 (5)垂直 【详解】（1）为了在不同位置观察到光路，需要用粗糙的纸板，使光在其表面发生漫反射。 （2）[1]由表一可知，对应的反射角与入射角相等，可得出的初步结论是：光发生反射时，反射角等于入射角。 [2]探究性类实验多次试验的目的是寻找普遍规律，避免单次实验的偶然性。 （3）表二中对应反射角与入射角互余，可能原因是将入射光线与平面镜的夹角当成了入射角或将反射光线与平面镜的夹角当成了反射角。 （4）光屏B转到2时与光屏A构成一个平面，此时观察到完整的光路，这说明：在光的反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一平面内。 （5）虽然纸板E、F与平面镜不垂直，在纸板F上不能看到反射光，但法线仍与平面镜垂直，反射光线、入射光线和法线在同一平面上，所以反射光线与入射光线所在的平面与平面镜垂直。 方法透视 考向解读 本实验主要考查反射定律中“三线共面、两角相等、光路可逆”三大核心结论，命题聚焦纸板垂直放置要求、反射角与入射角的大小关系辨析，以及“将纸板向前/后折”验证共面的操作与现象。 方法技能 实验前确保纸板与镜面垂直（否则看不到反射光线），验证三线共面时将有反射光线的纸板向前或后折并观察光线是否消失，记录多组数据是为了得出反射角等于入射角的普遍规律（避免偶然性）。 核心知识总结 实验装置与操作要点 纸板与镜面垂直，使反射光线显示在纸板上 纸板表面粗糙（漫反射），便于观察光路 测量多组入射角和反射角，得出普遍规律，避免偶然性 核心实验操作与现象 将纸板（有反射光线的一侧）向前/后折，纸板上看不到反射光线，说明反射光线、入射光线、法线在同一平面内 让光沿原反射光线方向入射，反射光线沿原入射光线方向射出，说明光路是可逆的 改变入射角多次实验，反射角始终等于入射角，说明反射角等于入射角 结论： · 在反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一平面内；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。 变式演练 【变式03】（2026·湖北黄石·一模）小红用图1所示装置探究光的反射定律，平面镜置于水平底座中心，激光笔可沿弧形轨道移动，且保持激光始终射向平面镜上的O点。 实验次数 1 0° 0° 2 25° 25° 3 48° 48° 4 72° 72° (1)实验时在平面镜上方喷些烟雾，是为了________。多次改变激光笔在轨道上的位置，调整视角，均能观察到反射光OB挡住入射光AO的现象。 (2)如图2所示，将长方形纸板与AO、OB所在平面重合，其底边PQ紧贴平面镜，在纸板上即可显示出入射光和反射光，测得纸板和平面镜的夹角均为90°；在纸板上过O点作出底边PQ的垂线ON，则ON为________。由（1）（2）可得：反射光线、入射光线和法线在________内。 (3)改变入射光的方向，依次记录实验数据如表所示，分析实验数据可知：入射光线AO逐渐________（选填“靠近”或“远离”）平面镜；反射角与入射角的大小________。 【答案】(1)在不同方向都能观察到光的传播路径 (2) 法线 同一平面 (3) 靠近 相等 【详解】（1）实验时在平面镜上方喷些烟雾，光遇到烟雾发生漫反射，是为了在不同方向都能观察到光的传播路径。 （2）[1][2]入射光线AO，反射光线OB都在纸板上时，纸板和平面镜垂直，在纸板上过O点作出底边PQ的垂线ON，则ON为法线；由（1）（2）可得：反射光线、入射光线和法线在同一平面内。 （3）[1]改变入射光的方向，由表中的数据可知，入射角逐渐增大，则入射光线AO逐渐靠近平面镜。 [2]由表格中的数据可知，反射角与入射角的大小相等。 考向04 探究平面镜成像的特点 典例引领 【典例04】（2026·山东济宁·一模）某学校教学楼安装了“仪容镜”，方便师生整理仪容仪表。某同学想知道物体在平面镜中成像的特点，到实验室做了如下探究： (1)为了便于确定像的大小和位置，应选用________代替平面镜； (2)他选用两支完全相同的蜡烛，点燃一支竖立固定在“平面镜”的前面，移动后面未点燃的蜡烛，直到看上去它跟前面蜡烛的像________，记录它们的位置及像的虚实。移动点燃的蜡烛，再做几次实验，收集实验数据如表所示； 次数 蜡烛到平面镜的距离/cm 蜡烛的像到平面镜的距离/cm 蜡烛的像与蜡烛的大小关系 像的虚实 1 5.0 5.0 相等 虚像 2 8.0 8.0 相等 虚像 3 10.0 10.0 相等 虚像 (3)他分析成像的特点，利用数学知识总结出：平面镜所成的像与物体关于镜面________。 【答案】(1)玻璃板 (2)完全重合 (3)对称 【详解】（1）平面镜不透明，无法直接确定像的位置；而玻璃板透明，既能反射成像，又能透过玻璃板看到后面的蜡烛，便于确定像的大小和位置，因此实验中选用薄玻璃板代替平面镜。 （2）选用两支完全相同的蜡烛，移动后面未点燃的蜡烛，直到它与前面点燃蜡烛的像完全重合，以此来验证像与物体的大小相等，这是等效替代法的应用。 （3）平面镜成像的特点是像与物大小相等，像与物到平面镜的距离相等，像与物的连线与平面镜垂直，总结成一句话就是像与物关于平面镜对称。 方法透视 考向解读 本实验主要考查平面镜成像“等大、等距、垂直、虚像”四大特点，命题聚焦“等效替代法”的应用（用玻璃板代替平面镜、用相同棋子确定像的位置与大小）、实验环境选择（较暗环境使像更清晰），以及虚像的判断方法（光屏能否承接）。 方法技能 本实验的方法技能可概括为：选用薄玻璃板（避免重影）且垂直放置（否则像与物无法重合），采用相同蜡烛实现等效替代（确定像的位置和比较大小），在较暗环境中进行实验（使像更清晰），并多次改变蜡烛位置以得出普遍规律。 核心知识总结 实验装置与操作要点 用薄玻璃板代替平面镜，目的是①便于确定像的位置；②避免重影 玻璃板与桌面垂直，目的是使像与物重合（便于比较大小和确定位置） 在较暗的环境中进行，目的是使像更清晰。（注：若用棋子，应在较亮的环境中进行，或用手电筒照亮棋子） 用完全相同的棋子（或蜡烛），目的是比较像与物的大小关系 改变棋子到玻璃板的距离，多次实验，目的是得出普遍规律，避免偶然性 平面镜成像的特点 平面镜所成的像为虚像， 其大小与物体的大小相等，像和物体到平面镜的距离相等，像和物体的连线与镜面垂直。 实验方法 · 等效替代法：①用相同的蜡烛替代物，是为了比较像与物的大小关系；②用相同的蜡烛代替像，是为了确定像的位置。 变式演练 【变式04】（2026·山东枣庄·一模）如图甲所示，小明同学在“探究平面镜成像特点”的实验时，所用的实验器材有带底座的玻璃板、白纸、笔、火柴、光屏、刻度尺、两支外形相同的蜡烛A和B； (1)此实验应在_________（选填“较暗”或“较亮”）的环境进行； (2)实验时选择外形相同的两支蜡烛，目的是：便于比较像与物的_________关系； (3)在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃外形相同的蜡烛B竖直在玻璃板后面移动，若蜡烛B与蜡烛A的像能完全重合，则说明_________； (4)为了探究平面镜所成的像是实像还是虚像，可以移去蜡烛B，在其原来位置上放置一块_________，若无法承接蜡烛的像，这说明平面镜所成的像是_________像； (5)为了让右边的同学也能够看清蜡烛的像，小明同学只将玻璃板向右平移，则蜡烛像的位置_________（选填“向右移动”、“向左移动”或“不变”）； (6)若玻璃板如图乙所示放置，则蜡烛A所成像的位置大致在_________（选填“”“”“”）处。 【答案】(1)较暗 (2)大小 (3)平面镜所成的像与物大小相等 (4) 光屏 虚 (5)不变 (6)A1 【详解】（1）在较暗的环境中，蜡烛的像会更清晰，实验现象更明显。 （2）选择外形相同的两支蜡烛，用未点燃的蜡烛与点燃蜡烛的像重合，从而直观比较像与物的大小关系。 （3）蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，说明像的大小和物体的大小完全相同。 （4）[1][2]实像可以用光屏承接，虚像不能。移去蜡烛B，在其位置放光屏，若无法承接到像，说明平面镜成的是虚像。 （5）平面镜成像中，像与物关于镜面对称。玻璃板向右平移时，蜡烛A到镜面的垂直距离不变，因此像的位置不变。 （6）平面镜成像的特点是像与物关于镜面对称。当玻璃板如乙图倾斜时，像会向上偏移，对应图中的 A1位置。 考向05 探究凸透镜成像的规律 典例引领 【典例05】（2026·福建三明·一模）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，所用凸透镜的焦距是15cm。 (1)将烛焰、凸透镜、光屏依次摆放到光具座上，为了使像在光屏正中央，需要调节三者的中心在________。 (2)如图所示当把凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛固定到15cm刻度线位置时，光屏在________（选填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”）区域内左右移动，才能在光屏上得到清晰的像，生活中________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一原理制成的。 (3)光屏上得到完整清晰的像后，如果将透镜的下半部分遮住，我们将看到烛焰的________（选填“上半部分”、“下半部分”或“整个部分”）。 (4)实验小组发现，如果保持蜡烛和凸透镜的位置不变，把光屏向右移动一小段距离时，要想在光屏上再次得到清晰的像，应该在凸透镜和蜡烛之间放置焦距适当的_____（选填“凸透镜”或“凹透镜”）才能实现。 【答案】(1)同一高度 (2) Ⅱ 照相机 (3)整个部分 (4)凹透镜 【详解】（1）实验中为了使像成在光屏的正中央，需要调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度。 （2）[1]凸透镜的焦距是15cm，当凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛固定在15cm刻度线位置，物距大于2倍焦距（）。根据凸透镜成像规律，此时像距应在1倍焦距到2倍焦距之间（15cm 到 30cm 之间）。凸透镜在50cm处，所以光屏应在到之间，即Ⅱ区域内。 [2]根据凸透镜成像规律，物距大于2倍焦距，生活中照相机就是利用这一原理制成的。 （3）遮住透镜下半部分时，烛焰每个点发出的光线仍有一部分通过透镜上半部分会聚成像，因此仍然能看到烛焰完整的整个像，只是像的亮度会变暗。 （4）保持蜡烛和凸透镜位置不变，光屏向右移动后，需要让光线推迟会聚（使像向右移动到光屏上），凹透镜对光线有发散作用，能使像后移，因此需要放置凹透镜。 方法透视 考向解读 本实验主要考查凸透镜成像规律中“物距与像距、像的性质（大小、倒正、虚实）之间的关系”，命题聚焦实验操作规范（烛焰、凸透镜、光屏三者中心调至同一高度）、成像规律的应用（照相机、投影仪、放大镜的原理），以及无法成像的原因分析（u<f成虚像或u=f不成像）。 方法技能 实验前将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调至同一高度（使像成在光屏中央），成像分析牢记“一倍焦距分虚实、二倍焦距分大小”的口诀，并注意当光屏接收不到像时可能是u<f（成虚像）或u=f（不成像）。 核心知识总结 实验装置与操作要点 蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，便于调节和测量物距、像距 烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调至同一高度，使像成在光屏中央 改变蜡烛到透镜的距离，移动光屏找清晰的像，探究不同物距下的成像规律 实验结论 物距u 像距v 同/异侧 正倒 缩放 虚实 应用 u＞2f f＜v＜2f 异侧 倒立 缩小 实像 照相机 u＝2f v＝2f 异侧 倒立 等大 实像 测焦距 f＜u＜2f v＞2f 异侧 倒立 放大 实像 投影仪 u＝f 不成像 u＜f v＞u 同侧 正立 放大 虚像 放大镜 动态变化 · 1. 上下调节：根据过光心的光线传播方向不变分析 · 2. 左右调节：像与物的移动方向相同，像距越大，像越大。 · 3. 变焦距：成实像时，焦距越小，像距越小，像越小；成虚像时，焦距越小，像距越大，像越大。 变式演练 【变式05】（2026·河南·一模）物理兴趣小组用水透镜探究凸透镜成像的规律，请你帮他们解决实验中遇到的问题。 (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、最亮的光斑，则此时水透镜的焦距为____cm； (2)将光具座上点燃蜡烛的烛焰、水透镜和光屏三者的中心调节在同一高度，其目的是使像成在_____； (3)将蜡烛固定在某一位置，调节光屏，眼睛注意观察光屏上的像是否清晰，当光屏移至图乙所示位置时，恰好能在光屏上看到清晰、缩小的像。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； (4)当把蜡烛移动到距离水透镜5cm时，应从_____（选填“光屏”或“蜡烛”）一侧直接透过水透镜观察，可以观察到一个_____（选填“正立”或“倒立”）的像； (5)小红认为还应该改变焦距再重新研究，这时应保持_____不变。从水透镜中抽水，可以使水透镜的焦距变_____。 【答案】(1)10.0 (2)光屏的中央 (3)能 (4) 光屏 正立 (5) 物距 大 【详解】（1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，由图甲可知，水透镜的焦距 （2）为了使像成在光屏中央，应让烛焰、水透镜和光屏三者中心处于同一高度。 （3）当光屏移至图乙所示位置时，恰好能在光屏上看到清晰、缩小的像。若仅将蜡烛与光屏位置对调，由光的折射现象中，光路可逆性可知，光屏上可得到倒立、放大的实像。 （4）[1][2]当把蜡烛移动到距离水透镜5厘米时，此时物距小于1倍焦距，成正立、放大的虚像，虚像和蜡烛在同一侧，应从光屏一侧直接透过水透镜观察。 （5）[1][2]实验中为了避免偶然性，归纳普遍结论，还应该改变焦距，保持物距不变，再重新研究；从水透镜中抽水，水透镜变薄，折光能力变弱，可以使水透镜的焦距变大。 题●型●训●练 1．（2026·湖南湘西·一模）在探究固态熔化实验得出的甲乙两种固体的熔化——时间图像，如图所示。 (1)固体________是晶体，熔点是________℃； (2)冬天道路结冰时，撒盐可以________（填“增大”或“减小”）冰的熔点，使冰雪在较低温度下熔化。 【答案】(1) 甲 48 (2)减小 【详解】（1）[1]晶体和非晶体的核心区别是：晶体熔化时有固定熔点，熔化过程温度保持不变，在熔化图像中会出现一段水平线段，非晶体没有固定熔点，温度持续上升。由图可知，甲的熔化图像存在温度不变的水平段，因此甲是晶体； [2]水平段对应的温度就是晶体的熔点，根据纵轴刻度可得该温度为。 （2）冰中撒入盐后，掺入了杂质，会减小冰的熔点，让冰可以在更低的温度下熔化，因此道路结冰时撒盐融雪就是这个原理。 2．（2026·江西吉安·二模）如图甲所示，这是物理实验室常见的加热物体的装置，现在我们用这个装置来做一些探究实验。 【证据】 (1)实验装置的安装顺序是________（填“自上而下”或“自下而上”）。 (2)安装好如图甲所示实验装置后，加热水至沸腾，观察“水的沸腾”，在加热过程中，每隔1min记录水的温度变化。某时刻温度计的示数如图乙所示，为________。甲同学按如图甲所示的方式进行读数，其读数与实际值相比将________（填“偏大”或“偏小”）。 (3)将水加热至沸腾后，乙同学将装有海波的大试管放入上面实验的沸水中，并取走酒精灯，如图丙所示。两支温度计分别测量海波和烧杯中热水的温度，根据两个温度计的示数，绘制出了海波和热水的温度随时间变化的图像（如图丁）。由图像可知，海波的凝固点是________。本次实验中采用水浴法加热的好处是__________。 【交流】 (4)再用图甲装置装入与水质量相同的油，并每隔1min记录油的温度变化。与加热水的温度变化相比较，可探究得出________的吸热本领更强。 (5)撤去酒精灯后，水仍能继续沸腾一小段时间，其原因是陶土网和烧杯底部的余温比水的沸点高，说明水沸腾时除了要达到沸点外，还需要________。 【答案】(1)自下而上 (2) 96 偏大 (3) 48 使被加热物体受热均匀 (4)水 (5)继续吸热 【详解】（1）酒精灯需用外焰加热，所以要放好酒精灯，再固定铁圈的高度，故安装实验器材时应按照自下而上的顺序进行。 （2）[1]由图乙可知，温度计的分度值为1°C，液柱所在位置读数为96°C，所以水的沸点为96°C。 [2]按照图甲中的读数方式为俯视读数，其读数与实际值相比将偏大。 （3）[1]如图丁，海波温度达到48°C时，热水温度仍然逐渐下降，海波温度保持不变，所以，海波的熔点为48°C，晶体的熔点和凝固点相同，海波的凝固点是48°C。 [2]水浴法加热的好处是使被加热物体受热均匀，水的温度分布相对均匀，能让物体各个部位的温度变化更一致，避免局部过热， 同时也能让温度变化更平缓，便于观察实验现象。 （4）由于水的比热容大于油的比热容，质量相同的水和油，相同时间内，水的温度变化小，所以可探究得出水的吸热本领更强。 （5）陶土网和烧杯底部的余温比水的沸点高，存在温度差，撤去酒精灯后，水仍能继续沸腾一小段时间，说明水沸腾时除了要达到沸点外，还需要吸收热量。 3．（2026·安徽合肥·一模）如图所示是“探究光的反射规律”的实验装置. 实验次数 1 2 3 入射角 反射角 (1)使一束光贴着纸板沿方向射向平面镜，观察反射光线在纸板上的位置，描绘出反射光线和入射光线的径迹，如图甲所示.多次量出入射角和反射角，并记录于表格中，分析可以得出普遍规律，该规律表述为_____________； (2)如图乙所示，将纸板沿剪开，把纸板的上半部分向后折转.推测可知在纸板的上半部分________（选填“能”或“不能”）看见反射光线，而这一现象也很好地论证了反射光线、入射光线和法线在同一平面内. 【答案】(1)在光的反射现象中，反射角等于入射角 (2)不能 【详解】（1）分析表格中数据，可以看到：每次实验反射角都等于入射角，由此可以得出结论：在光的反射现象中，反射角等于入射角。 （2）在光的反射中，反射光线、入射光线和法线在同一平面，把纸板B的上半部分向后折转，B的上半部分与纸板A就不在同一平面内，则纸板B的上半部分就不能看见反射光线。 4．（2026·山东枣庄·一模）在“探究光的反射定律”实验中： 实验次数 1 2 3 入射角 反射角 (1)如图甲所示，平面镜放在水平桌面上，将白色硬纸板__________地立在平面镜上。 (2)实验中应选择较粗糙的硬纸板当作光屏，光屏的作用是__________；光在白色硬纸板上发生了__________（选填“镜面”或“漫”）反射。 (3)多次改变入射光的方向并测量入射角和反射角的大小，依次将数据记录在表中，由表中数据可知，反射角与入射角大小__________。将纸板向后折，让光仍贴着纸板沿方向射向镜面，发现纸板上不能看到反射光，如图乙所示，说明反射光线、入射光线和法线在__________。 (4)为了验证光发生反射时光路是可逆的，具体的操作是：让光逆着反射光的方向射向镜面，若观察到__________，就表明在光的反射现象中光路是可逆的。 (5)某同学理发后想看后脑勺的头发（A点），他背朝墙上的大镜子M，手握小镜子N略微仰头，如图丙所示，假设从点反射的一条光线射向镜子M，又反射到小镜子N上，此时还不能通过小镜子N看到点，那么他需要绕手__________（选填“顺”或“逆”）时针转动小镜子N，才能看到点。 【答案】(1)竖直 (2) 显示光路 漫 (3) 相等 同一平面内 (4)反射光线沿着原入射光线的反方向射出 (5)顺 【详解】（1）实验中法线与平面镜垂直，只有硬纸板竖直（垂直）立在平面镜上，才能让法线落在硬纸板所在平面上，方便探究规律。 （2）[1][2]硬纸板的作用是呈现光的传播路径，即显示光路；粗糙的硬纸板会对光发生漫反射，让不同方向的观察者都能看到光路。 （3）[1]由表格数据可得：每一次实验中反射角都等于入射角，因此反射角与入射角大小相等。 [2]将纸板向后折，右侧纸板与入射光线、法线不在同一平面内，无法在纸板上看到反射光，说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。 （4）验证光路可逆时，逆着原反射光的方向入射，若观察到反射光线沿着原入射光线的反方向射出，即光逆着原来的方向传播，说明在光的反射中，光路是可逆的。 （5）当前经小镜子反射的光线在眼睛下方，无法进入眼睛，要使反射光进入眼睛，应减小光在小镜子N上反射时的入射角，所以应绕手顺时针转动小镜子N。 5．（2026·安徽滁州·一模）在“探究平面镜成像特点”的实验中，如甲图所示，所用的实验器材有带底座的玻璃板、白纸、笔、火柴、光屏、刻度尺、两只外形相同的蜡烛A和B。 (1)小明将一枚硬币放在竖直的玻璃板前，硬币的像在a处，将平面镜平移至如图乙所示的位置时，硬币的成像情况是_________（选填“a”“b”或“c”）。 (2)为了进行多次实验，应采取的操作是_________。（选填“①”或“②”） ①保持A、B两支蜡烛的位置不变，多次改变玻璃板的位置。 ②保持玻璃板位置不变，多次改变蜡烛A的位置。 【答案】(1)a (2)② 【详解】（1）根据平面镜成像的特点，像与物关于镜面对称，可知当平面镜平移至如图乙所示的位置时，硬币的位置不变，像的位置也不变，所以硬币的成像位置在a处。 （2）为了避免实验的偶然性，使实验结论具有普遍性，应保持玻璃板位置不变，多次改变蜡烛A的位置，故选②。 6．（2026·云南临沧·一模）实验小组在“探究平面镜成像特点”的实验中。 (1)实验装置如图甲所示，为顺利完成实验，MN应选择______（选填“透明玻璃板”或“平面镜”），这样选择的好处是便于确定像的______；再将MN______放置于水平桌面上。 (2)将点燃的蜡烛A放置在MN前面，将外形相同、没有点燃的蜡烛B在MN后面移动到某一位置时，蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，说明平面镜所成的像的大小与物体的大小______。此时，蜡烛B所处的位置即为像的位置。 (3)改变蜡烛A的位置，重复步骤（2），可得三组像与物的位置，如图乙所示，由此可知平面镜成像时，像与物关于镜面______。 (4)结束步骤（3）后，将蜡烛B拿走，并在其位置竖直放置一块光屏，此时未在光屏上发现蜡烛A的像，说明平面镜所成的像是______像。 (5)小组同学使用两个相同的棋子代替蜡烛进行实验，发现棋子成的像较暗看不清，于是用手电筒进行照射，则他们应用手电筒照射______（选填“棋子”或“MN”）。用棋子进行实验的好处是便于得到像和物左右之间的关系，因此应选用图丙中的棋子______（选填“C”“D”或“E”）。 【答案】(1) 透明玻璃板 位置 竖直 (2)相等 (3)对称 (4)虚 (5) 棋子 C 【详解】（1）[1][2][3]本实验选用透明玻璃板代替平面镜，是因为玻璃板透光，可以同时观察到前方蜡烛的像和玻璃板后方的蜡烛，便于确定像的位置；实验时必须将玻璃板竖直放置在水平桌面上，若倾斜，无法让后方蜡烛与像重合，不能完成实验。 （2）将点燃的蜡烛A放置在MN前面，将外形相同、没有点燃的蜡烛B在MN后面移动，直至与A的像完全重合，因两蜡烛相同，根据重合现象说明像与物的大小相等。 （3）多次实验后可得：平面镜成像时，像和物体对应点到镜面的距离相等、对应点连线与镜面垂直，即像与物关于镜面对称。 （4）虚像不能被光屏承接，光屏上无法呈现蜡烛A的像，说明平面镜成的是虚像。 （5）[1]棋子本身不发光，成像较暗时，照射棋子可以让棋子反射更多光线，使像更清晰。 [2]要探究像和物的左右关系，需要选用左右不对称的棋子，才能观察到像和物左右相反的特点，图中只有C棋子左右不对称，故选C。 7．（2026·湖北黄石·一模）小华同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验。 凸透镜 焦距f=14cm 焦距f=16cm 实验序号 1 2 3 4 5 6 物距u/cm 30 40 60 30 40 60 像距v/cm 26 22 18 34 27 22 (1)如图甲，让平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距f=______cm； (2)当元件摆放位置如图乙所示，在光屏上呈现清晰的蜡烛的倒立、______的实像；______成像原理与此相似（填一光学仪器）。保持蜡烛和光屏位置不变，将凸透镜向______（选填“左”或“右”）移动适当距离，光屏上可再次成清晰的像； (3)小红选择了焦距分别为14cm、16cm的两个透镜，进一步探究不同焦距的凸透镜成像特点。小红把不同焦距的凸透镜成实像时测量得到的物距和像距记录在表格中。分析表格中的数据：在物距一定时，凸透镜的焦距越大，所成实像的像距越______；在凸透镜焦距一定时，物距越______，所成实像的像距越小；（选填“大”或“小”） 【答案】(1)10.0 (2) 缩小 照相机 左 (3) 大 大 【详解】（1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是 （2）[1][2]当元件摆放位置如图乙所示，在光屏上呈现清晰的蜡烛的像，此时物距大于像距，根据凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，应用于照相机。 [3]根据光路可逆，当透镜向左移动到使物距等于移动前的像距，像距等于移动前的物距的位置时，光屏上可再次成清晰的像。 （3）[1]由表格可知，物距u=30cm时，焦距f=14cm对应的像距为v=26cm，焦距f=16cm对应的像距为v=34cm，故在物距一定时，凸透镜的焦距越大，所成实像的像距越大。 [2]由表格可知，当凸透镜焦距一定时，如f=14cm时，物距越大，像距越小。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 8 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型03 光与热实验探究题 内●容●导●航 第一部分 题型解码 高屋建瓴，掌握全局 题型概述 考向分类 技巧点拨 第二部分 考向破译 微观解剖，精细教学 典例引领 方法透视 变式演练 考向01 研究固体熔化时温度的变化规律 考向02 探究水在沸腾前后温度变化的特点 考向03 探究光的反射定律 考向04 探究平面镜成像的特点 考向05 探究凸透镜成像的规律 第三部分 题型训练 整合应用，模拟实战 题●型●解●码 题型概述 光学与热学实验是湖南中考实验探究题的基础部分，通常占4-8分。这类实验重在考查基本操作、现象分析和结论归纳，难度不大但要求语言表述规范，是多数考生必须拿满的“保分题”。 考向分类 光学实验主要围绕“光的反射定律（三线共面、两角相等）”、“平面镜成像（等效替代法、像与物等大等距）”和“凸透镜成像规律（物距与成像关系、应用）”三个经典实验展开，重点考查器材操作、现象观察和规律归纳；热学实验则聚焦“晶体熔化”与“水沸腾”两个模型，核心考查温度-时间图像分析、状态判断及“吸热不升温”等关键结论的规范表述。 技巧点拨 光学实验注意“薄玻璃板替代平面镜找像、光屏接收辨虚实”，热学实验牢记“水浴法使受热均匀、根据气泡变化区分沸腾前后”，同时所有操作均需规范表述“吸热但温度保持不变”等核心结论。 考●向●破●译 考向01 研究固体熔化时温度的变化规律 典例引领 【典例01】（2026·陕西宝鸡·一模）在探究“冰熔化时温度变化的规律”的实验中，在烧杯和试管中都放入适量的碎冰，并各放了一支温度计，组成如图1所示的实验装置，完成下面的探究实验。 (1)点燃酒精灯给烧杯加热，一段时间后温度计A的示数如图1所示，此时温度计的示数为________℃； (2)实验过程中A、B两个温度计的示数随时间变化的图像如图2，通过分析图像可知________（选填“实”或“虚”）线是试管内碎冰的温度随时间变化的图像； (3)第7min时试管内的碎冰处于________（选填“固”“液”或“固液共存）态； (4)分析图像可知冰是________（选填“晶”或“非晶”）体。 方法透视 考向解读 本实验是热学部分的常考实验，主要考查晶体与非晶体的区别、温度-时间图像分析、实验操作规范以及“吸热不升温”这一核心结论的理解与应用。 方法技能 实验操作遵循自下而上组装、水浴法加热、碎末状固体三原则确保受热均匀，图像分析时抓住水平段对应熔点、固液共存吸热不升温这一核心特征。 核心知识总结 实验装置 · 组装顺序：自下而上（先放酒精灯→石棉网→烧杯→试管→温度计） · 水浴法优点：①受热均匀；②熔化缓慢，便于观察 · 碎末状固体：增大受热面积，受热更均匀 · 温度计使用：玻璃泡完全浸入固体中，不碰试管底和壁 晶体熔化图像分析 关键结论 · 晶体熔化条件：①温度达到熔点；②持续吸热 · 晶体熔化特点：持续吸热，温度保持不变 · 非晶体熔化特点：持续吸热，温度持续上升 变式演练 【变式01】（2026·湖北十堰·一模）小明利用图甲所示的实验装置“探究冰熔化时温度的变化规律”。 (1)实验中需要的测量工具是温度计和_____ ，应选用颗粒_____ （选填“较大”或“较小”）的碎冰。安装实验器材时，应按照_____  （选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序进行； (2)图乙是根据实验数据绘制的图像，冰在A点时温度计的示数如图丙所示，为_____℃。冰的熔化过程经历了_____min。 考向02 探究水在沸腾前后温度变化的特点 典例引领 【典例02】（2026·福建泉州·一模）茶圣陆羽在《茶经》中形容沸腾的水“势如奔涛”。水沸腾前后温度变化有何特点呢？某同学组装了如图甲所示的装置进行实验探究。 (1)【证据】 ①安装该实验装置时，应先固定图甲中_______（填“A”或“B”）的位置； ②当水温升高到90℃后，该同学每隔1min记录一次温度，第3min时温度计示数如图甲所示，示数为____________℃；待水沸腾后再记录四次温度计的示数，并将数据填写在表格中。 时间t/min 0 1 2 3 4 5 6 7 水温℃ 90 92 94 98 98 98 98 (2)【解释】 分析实验数据可知： ①水在沸腾前，不断吸热，温度升高；水在沸腾时，不断吸热，温度_______。 ②测得水的沸点为_______℃；如果只考虑气压因素，可推断该地当时气压_______（填“大于”“等于”或“小于”）1个标准大气压； (3)【交流】 为了了解供暖系统的工作原理，该同学又设计了如图乙所示的实验装置，在a、b两个大试管中分别加入一定量的水，给a管加热，一段时间后发现b管中温度计示数升高了，同时b管中水面会_______（填“升高”或“降低”）。 方法透视 考向解读 本实验主要考查水沸腾时“持续吸热、温度保持不变”的核心规律，命题聚焦器材组装与操作规范（自下而上安装、石棉网使用、缩短加热时间的方法）、沸腾现象辨析（气泡变化特点）以及沸点与气压关系的分析应用。 方法技能 组装器材遵循自下而上顺序，采用温水、加盖、适量水三招缩短加热时间，观察气泡由小变大、上升破裂判断沸腾状态，并牢记撤火后水继续沸腾一小会儿说明石棉网有余热。 核心知识总结 实验装置与操作要点 组装顺序：自下而上（先放酒精灯→石棉网→烧杯→温度计），确保用酒精灯外焰加热 温度计使用：玻璃泡完全浸入水中，不碰烧杯底和壁 缩短加热时间的方法：①用温水；②烧杯加盖；③适量水 沸腾现象辨析 气泡变化：沸腾前气泡由大变小（上升过程中遇冷液化）；沸腾后气泡由小变大（上升过程中水汽化进入）。 温度变化：沸腾前温度持续上升；沸腾后温度保持不变 沸腾图像分析 结论 · 沸腾条件：①温度达到沸点；②持续吸热 · 沸腾特点：持续吸热，温度保持不变 · 沸点与气压关系：气压越高，沸点越高；气压越低，沸点越低 变式演练 【变式02】（2026·江苏宿迁·一模）实验小组做“探究水在沸腾前后温度变化的特点”实验，装置如图甲所示： 时间/s 0 10 20 30 40 50 60 70 80 … ① 90 92 94 96 97 98 98 98 98 … (1)图甲中三种读数，正确的是________；数据记录表格中“①”处应填________； (2)实验中，不必要观察和记录的数据或现象有________；（选填字母） A．温度计示数 B．水中气泡情况 C．加热时间 D．实验时的室温 (3)第一组同学将实验数据绘制成图乙中的a图线，第二组同学在相同的环境下，同样的加热装置进行实验，并绘制成b图线，由图像可知，第一组的水量________第二组的水量（选填“”、“”或“”）：由图像可知，在当时条件下，水的沸点是________。 (4)实验结束后，另一组同学将刚停止沸腾的水装入烧瓶，迅速塞上瓶塞并倒置，然后向瓶底浇冷水，发现水重新沸腾起来，如图丁所示，原因是瓶内气压减小，水的沸点________（选填“升高”、“降低”或“不变”）。 考向03 探究光的反射定律 典例引领 【典例03】（2026·山东济南·一模）小聪和同学们一起设计了如图所示的实验装置探究“光的反射定律”。 (1)选择粗糙纸板做实验，是为了让光在纸板上发生________，从而显示光的传播路径。 表一 实验次数 入射角 反射角 1 30° 30° 2 40° 40° 3 60° 60° 表二 实验次数 入射角 反射角 1 15° 75° 2 30° 60° 3 40° 50° (2)实验中多次改变入射光线AO与ON的夹角进行实验，测量记录如表一所示。 ①分析表中数据，可得出的初步结论是：光发生反射时，________。 ②实验中多次改变入射角进行测量的目的是________。 (3)另一小组的同学在实验中三次改变入射角的大小，测得数据如表二所示，他们根据表中数据得出的结论跟小聪组的结论不一致，请分析一下测量过程中出现的问题可能是________。 (4)为了确定反射光线和入射光线的位置关系，实验时还可以使用能旋转的光屏（如图乙所示，光屏的A、B两部分均可绕轴ON旋转）、平面镜和激光电筒。如图丙所示，将光屏竖直立放在水平放置的镜面上，让激光电筒发出的光沿光屏A入射到O点，只有将光屏B旋转到位置2时才能观察到完整的光路，这说明：在光的反射现象中，________。 (5)如图丁所示，把纸板E、F均倾斜相同角度立在同一平面内，使一束光贴着纸板E仍沿某一个角度射到O点，经平面镜反射，在纸板F上不能看到反射光。请你进一步推断：反射光线与入射光线所在的平面与平面镜的位置关系是________（选填“垂直”或“不垂直”）的。 方法透视 考向解读 本实验主要考查反射定律中“三线共面、两角相等、光路可逆”三大核心结论，命题聚焦纸板垂直放置要求、反射角与入射角的大小关系辨析，以及“将纸板向前/后折”验证共面的操作与现象。 方法技能 实验前确保纸板与镜面垂直（否则看不到反射光线），验证三线共面时将有反射光线的纸板向前或后折并观察光线是否消失，记录多组数据是为了得出反射角等于入射角的普遍规律（避免偶然性）。 核心知识总结 实验装置与操作要点 纸板与镜面垂直，使反射光线显示在纸板上 纸板表面粗糙（漫反射），便于观察光路 测量多组入射角和反射角，得出普遍规律，避免偶然性 核心实验操作与现象 将纸板（有反射光线的一侧）向前/后折，纸板上看不到反射光线，说明反射光线、入射光线、法线在同一平面内 让光沿原反射光线方向入射，反射光线沿原入射光线方向射出，说明光路是可逆的 改变入射角多次实验，反射角始终等于入射角，说明反射角等于入射角 结论： · 在反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一平面内；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。 变式演练 【变式03】（2026·湖北黄石·一模）小红用图1所示装置探究光的反射定律，平面镜置于水平底座中心，激光笔可沿弧形轨道移动，且保持激光始终射向平面镜上的O点。 实验次数 1 0° 0° 2 25° 25° 3 48° 48° 4 72° 72° (1)实验时在平面镜上方喷些烟雾，是为了________。多次改变激光笔在轨道上的位置，调整视角，均能观察到反射光OB挡住入射光AO的现象。 (2)如图2所示，将长方形纸板与AO、OB所在平面重合，其底边PQ紧贴平面镜，在纸板上即可显示出入射光和反射光，测得纸板和平面镜的夹角均为90°；在纸板上过O点作出底边PQ的垂线ON，则ON为________。由（1）（2）可得：反射光线、入射光线和法线在________内。 (3)改变入射光的方向，依次记录实验数据如表所示，分析实验数据可知：入射光线AO逐渐________（选填“靠近”或“远离”）平面镜；反射角与入射角的大小________。 考向04 探究平面镜成像的特点 典例引领 【典例04】（2026·山东济宁·一模）某学校教学楼安装了“仪容镜”，方便师生整理仪容仪表。某同学想知道物体在平面镜中成像的特点，到实验室做了如下探究： (1)为了便于确定像的大小和位置，应选用________代替平面镜； (2)他选用两支完全相同的蜡烛，点燃一支竖立固定在“平面镜”的前面，移动后面未点燃的蜡烛，直到看上去它跟前面蜡烛的像________，记录它们的位置及像的虚实。移动点燃的蜡烛，再做几次实验，收集实验数据如表所示； 次数 蜡烛到平面镜的距离/cm 蜡烛的像到平面镜的距离/cm 蜡烛的像与蜡烛的大小关系 像的虚实 1 5.0 5.0 相等 虚像 2 8.0 8.0 相等 虚像 3 10.0 10.0 相等 虚像 (3)他分析成像的特点，利用数学知识总结出：平面镜所成的像与物体关于镜面________。 方法透视 考向解读 本实验主要考查平面镜成像“等大、等距、垂直、虚像”四大特点，命题聚焦“等效替代法”的应用（用玻璃板代替平面镜、用相同棋子确定像的位置与大小）、实验环境选择（较暗环境使像更清晰），以及虚像的判断方法（光屏能否承接）。 方法技能 本实验的方法技能可概括为：选用薄玻璃板（避免重影）且垂直放置（否则像与物无法重合），采用相同蜡烛实现等效替代（确定像的位置和比较大小），在较暗环境中进行实验（使像更清晰），并多次改变蜡烛位置以得出普遍规律。 核心知识总结 实验装置与操作要点 用薄玻璃板代替平面镜，目的是①便于确定像的位置；②避免重影 玻璃板与桌面垂直，目的是使像与物重合（便于比较大小和确定位置） 在较暗的环境中进行，目的是使像更清晰。（注：若用棋子，应在较亮的环境中进行，或用手电筒照亮棋子） 用完全相同的棋子（或蜡烛），目的是比较像与物的大小关系 改变棋子到玻璃板的距离，多次实验，目的是得出普遍规律，避免偶然性 平面镜成像的特点 平面镜所成的像为虚像， 其大小与物体的大小相等，像和物体到平面镜的距离相等，像和物体的连线与镜面垂直。 实验方法 · 等效替代法：①用相同的蜡烛替代物，是为了比较像与物的大小关系；②用相同的蜡烛代替像，是为了确定像的位置。 变式演练 【变式04】（2026·山东枣庄·一模）如图甲所示，小明同学在“探究平面镜成像特点”的实验时，所用的实验器材有带底座的玻璃板、白纸、笔、火柴、光屏、刻度尺、两支外形相同的蜡烛A和B； (1)此实验应在_________（选填“较暗”或“较亮”）的环境进行； (2)实验时选择外形相同的两支蜡烛，目的是：便于比较像与物的_________关系； (3)在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃外形相同的蜡烛B竖直在玻璃板后面移动，若蜡烛B与蜡烛A的像能完全重合，则说明_________； (4)为了探究平面镜所成的像是实像还是虚像，可以移去蜡烛B，在其原来位置上放置一块_________，若无法承接蜡烛的像，这说明平面镜所成的像是_________像； (5)为了让右边的同学也能够看清蜡烛的像，小明同学只将玻璃板向右平移，则蜡烛像的位置_________（选填“向右移动”、“向左移动”或“不变”）； (6)若玻璃板如图乙所示放置，则蜡烛A所成像的位置大致在_________（选填“”“”“”）处。 考向05 探究凸透镜成像的规律 典例引领 【典例05】（2026·福建三明·一模）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，所用凸透镜的焦距是15cm。 (1)将烛焰、凸透镜、光屏依次摆放到光具座上，为了使像在光屏正中央，需要调节三者的中心在________。 (2)如图所示当把凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛固定到15cm刻度线位置时，光屏在________（选填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”）区域内左右移动，才能在光屏上得到清晰的像，生活中________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一原理制成的。 (3)光屏上得到完整清晰的像后，如果将透镜的下半部分遮住，我们将看到烛焰的________（选填“上半部分”、“下半部分”或“整个部分”）。 (4)实验小组发现，如果保持蜡烛和凸透镜的位置不变，把光屏向右移动一小段距离时，要想在光屏上再次得到清晰的像，应该在凸透镜和蜡烛之间放置焦距适当的_____（选填“凸透镜”或“凹透镜”）才能实现。 方法透视 考向解读 本实验主要考查凸透镜成像规律中“物距与像距、像的性质（大小、倒正、虚实）之间的关系”，命题聚焦实验操作规范（烛焰、凸透镜、光屏三者中心调至同一高度）、成像规律的应用（照相机、投影仪、放大镜的原理），以及无法成像的原因分析（u<f成虚像或u=f不成像）。 方法技能 实验前将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调至同一高度（使像成在光屏中央），成像分析牢记“一倍焦距分虚实、二倍焦距分大小”的口诀，并注意当光屏接收不到像时可能是u<f（成虚像）或u=f（不成像）。 核心知识总结 实验装置与操作要点 蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，便于调节和测量物距、像距 烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调至同一高度，使像成在光屏中央 改变蜡烛到透镜的距离，移动光屏找清晰的像，探究不同物距下的成像规律 实验结论 物距u 像距v 同/异侧 正倒 缩放 虚实 应用 u＞2f f＜v＜2f 异侧 倒立 缩小 实像 照相机 u＝2f v＝2f 异侧 倒立 等大 实像 测焦距 f＜u＜2f v＞2f 异侧 倒立 放大 实像 投影仪 u＝f 不成像 u＜f v＞u 同侧 正立 放大 虚像 放大镜 动态变化 · 1. 上下调节：根据过光心的光线传播方向不变分析 · 2. 左右调节：像与物的移动方向相同，像距越大，像越大。 · 3. 变焦距：成实像时，焦距越小，像距越小，像越小；成虚像时，焦距越小，像距越大，像越大。 变式演练 【变式05】（2026·河南·一模）物理兴趣小组用水透镜探究凸透镜成像的规律，请你帮他们解决实验中遇到的问题。 (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、最亮的光斑，则此时水透镜的焦距为____cm； (2)将光具座上点燃蜡烛的烛焰、水透镜和光屏三者的中心调节在同一高度，其目的是使像成在_____； (3)将蜡烛固定在某一位置，调节光屏，眼睛注意观察光屏上的像是否清晰，当光屏移至图乙所示位置时，恰好能在光屏上看到清晰、缩小的像。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； (4)当把蜡烛移动到距离水透镜5cm时，应从_____（选填“光屏”或“蜡烛”）一侧直接透过水透镜观察，可以观察到一个_____（选填“正立”或“倒立”）的像； (5)小红认为还应该改变焦距再重新研究，这时应保持_____不变。从水透镜中抽水，可以使水透镜的焦距变_____。 题●型●训●练 1．（2026·湖南湘西·一模）在探究固态熔化实验得出的甲乙两种固体的熔化——时间图像，如图所示。 (1)固体________是晶体，熔点是________℃； (2)冬天道路结冰时，撒盐可以________（填“增大”或“减小”）冰的熔点，使冰雪在较低温度下熔化。 2．（2026·江西吉安·二模）如图甲所示，这是物理实验室常见的加热物体的装置，现在我们用这个装置来做一些探究实验。 【证据】 (1)实验装置的安装顺序是________（填“自上而下”或“自下而上”）。 (2)安装好如图甲所示实验装置后，加热水至沸腾，观察“水的沸腾”，在加热过程中，每隔1min记录水的温度变化。某时刻温度计的示数如图乙所示，为________。甲同学按如图甲所示的方式进行读数，其读数与实际值相比将________（填“偏大”或“偏小”）。 (3)将水加热至沸腾后，乙同学将装有海波的大试管放入上面实验的沸水中，并取走酒精灯，如图丙所示。两支温度计分别测量海波和烧杯中热水的温度，根据两个温度计的示数，绘制出了海波和热水的温度随时间变化的图像（如图丁）。由图像可知，海波的凝固点是________。本次实验中采用水浴法加热的好处是__________。 【交流】 (4)再用图甲装置装入与水质量相同的油，并每隔1min记录油的温度变化。与加热水的温度变化相比较，可探究得出________的吸热本领更强。 (5)撤去酒精灯后，水仍能继续沸腾一小段时间，其原因是陶土网和烧杯底部的余温比水的沸点高，说明水沸腾时除了要达到沸点外，还需要________。 3．（2026·安徽合肥·一模）如图所示是“探究光的反射规律”的实验装置. 实验次数 1 2 3 入射角 反射角 (1)使一束光贴着纸板沿方向射向平面镜，观察反射光线在纸板上的位置，描绘出反射光线和入射光线的径迹，如图甲所示.多次量出入射角和反射角，并记录于表格中，分析可以得出普遍规律，该规律表述为_____________； (2)如图乙所示，将纸板沿剪开，把纸板的上半部分向后折转.推测可知在纸板的上半部分________（选填“能”或“不能”）看见反射光线，而这一现象也很好地论证了反射光线、入射光线和法线在同一平面内. 4．（2026·山东枣庄·一模）在“探究光的反射定律”实验中： 实验次数 1 2 3 入射角 反射角 (1)如图甲所示，平面镜放在水平桌面上，将白色硬纸板__________地立在平面镜上。 (2)实验中应选择较粗糙的硬纸板当作光屏，光屏的作用是__________；光在白色硬纸板上发生了__________（选填“镜面”或“漫”）反射。 (3)多次改变入射光的方向并测量入射角和反射角的大小，依次将数据记录在表中，由表中数据可知，反射角与入射角大小__________。将纸板向后折，让光仍贴着纸板沿方向射向镜面，发现纸板上不能看到反射光，如图乙所示，说明反射光线、入射光线和法线在__________。 (4)为了验证光发生反射时光路是可逆的，具体的操作是：让光逆着反射光的方向射向镜面，若观察到__________，就表明在光的反射现象中光路是可逆的。 (5)某同学理发后想看后脑勺的头发（A点），他背朝墙上的大镜子M，手握小镜子N略微仰头，如图丙所示，假设从点反射的一条光线射向镜子M，又反射到小镜子N上，此时还不能通过小镜子N看到点，那么他需要绕手__________（选填“顺”或“逆”）时针转动小镜子N，才能看到点。 5．（2026·安徽滁州·一模）在“探究平面镜成像特点”的实验中，如甲图所示，所用的实验器材有带底座的玻璃板、白纸、笔、火柴、光屏、刻度尺、两只外形相同的蜡烛A和B。 (1)小明将一枚硬币放在竖直的玻璃板前，硬币的像在a处，将平面镜平移至如图乙所示的位置时，硬币的成像情况是_________（选填“a”“b”或“c”）。 (2)为了进行多次实验，应采取的操作是_________。（选填“①”或“②”） ①保持A、B两支蜡烛的位置不变，多次改变玻璃板的位置。 ②保持玻璃板位置不变，多次改变蜡烛A的位置。 6．（2026·云南临沧·一模）实验小组在“探究平面镜成像特点”的实验中。 (1)实验装置如图甲所示，为顺利完成实验，MN应选择______（选填“透明玻璃板”或“平面镜”），这样选择的好处是便于确定像的______；再将MN______放置于水平桌面上。 (2)将点燃的蜡烛A放置在MN前面，将外形相同、没有点燃的蜡烛B在MN后面移动到某一位置时，蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，说明平面镜所成的像的大小与物体的大小______。此时，蜡烛B所处的位置即为像的位置。 (3)改变蜡烛A的位置，重复步骤（2），可得三组像与物的位置，如图乙所示，由此可知平面镜成像时，像与物关于镜面______。 (4)结束步骤（3）后，将蜡烛B拿走，并在其位置竖直放置一块光屏，此时未在光屏上发现蜡烛A的像，说明平面镜所成的像是______像。 (5)小组同学使用两个相同的棋子代替蜡烛进行实验，发现棋子成的像较暗看不清，于是用手电筒进行照射，则他们应用手电筒照射______（选填“棋子”或“MN”）。用棋子进行实验的好处是便于得到像和物左右之间的关系，因此应选用图丙中的棋子______（选填“C”“D”或“E”）。 7．（2026·湖北黄石·一模）小华同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验。 凸透镜 焦距f=14cm 焦距f=16cm 实验序号 1 2 3 4 5 6 物距u/cm 30 40 60 30 40 60 像距v/cm 26 22 18 34 27 22 (1)如图甲，让平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距f=______cm； (2)当元件摆放位置如图乙所示，在光屏上呈现清晰的蜡烛的倒立、______的实像；______成像原理与此相似（填一光学仪器）。保持蜡烛和光屏位置不变，将凸透镜向______（选填“左”或“右”）移动适当距离，光屏上可再次成清晰的像； (3)小红选择了焦距分别为14cm、16cm的两个透镜，进一步探究不同焦距的凸透镜成像特点。小红把不同焦距的凸透镜成实像时测量得到的物距和像距记录在表格中。分析表格中的数据：在物距一定时，凸透镜的焦距越大，所成实像的像距越______；在凸透镜焦距一定时，物距越______，所成实像的像距越小；（选填“大”或“小”） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 8 学科网（北京）股份有限公司 $