专题07 实验题专项训练 11大题型33题（期中专项训练）八年级物理上学期新教材沪粤版

专题07 实验题专项训练 基础·固本强基 题型1 长度测量与特殊测量 题型2 声音的产生与传播 题型3 声音三特性控制变量实验 题型4 光的直线传播与小孔成像实验 题型5 光的反射定律实验探究 提升·进阶突破 题型6 平面镜成像特点实验探究 题型7 光的折射规律实验探究 题型8 凸透镜成像规律实验探究 题型9 视力矫正模拟实验探究 题型10 实验方法与误差分析 题型11 综合实验设计与评估 基础·固本强基 题型1 长度测量与特殊测量实验探究（共3小题） 【模型】刻度尺规范测量 + 特殊测量等效模型 【方法】一、刻度尺规范测量方法 1．使用前：三看原则 看量程：根据测量对象选择合适量程的刻度尺，量程略大于被测长度最佳。 看分度值：明确测量精度，读数需估读到分度值的下一位。 看零刻度：检查零刻度线是否磨损，磨损时选取某一整刻度作为测量起点，最终结果减去起始刻度值。 测量时：放置规范 刻度尺要放正，刻度线紧贴被测物体，不能悬空、歪斜。 零刻度线（或选定的起始刻度）对准被测物体的一端。 2．读数时：视线垂直 视线与尺面垂直，正对刻度线，不能仰视或俯视。 记录结果 = 准确值 + 估读值 + 单位，估读位只能有一位。 二、特殊测量方法 1．累积法（测多算少法） 适用场景：被测物理量远小于刻度尺分度值，直接测量误差极大（如纸张厚度、细铜丝直径、邮票质量）。 操作要点：将n个完全相同的微小量整齐叠加，测量总长度(L)；单个量。 误差规律：叠加数量n越大，相对误差越小；要求被测对象完全相同、排列紧密无间隙。 2．化曲为直法 适用场景：测量曲线长度（如地图上的铁路线、河流长度、跑道周长）。 操作要点：用无弹性的柔软棉线与被测曲线完全重合，标记两端点；将棉线拉直，用刻度尺测量标记间的长度。 误差来源：棉线有弹性、重合度不足、拉直力度不同。 3．辅助法（平移法/夹卡法） 适用场景：测量几何体的等高线长度（如球体直径、圆锥高度、硬币直径）。 操作要点：用两个三角板的直角边夹住被测物体，将直径/高度平移到刻度尺上读数。 操作关键：两个三角板的直角边与刻度尺垂直，保证平移的是直线距离。 三、误差分析 系统误差：刻度尺本身刻度不均匀、方法局限导致，不可避免，只能改进方法。 偶然误差：读数估读、操作不规范导致，多次测量求平均值可减小。 1．小明同学测量某木块的长度，如图所示。 长度L1/cm 长度L2/cm 长度L3/cm 长度L4/cm （　　） （1）用A、B两刻度尺测同一木块的边长，就分度值而言，______刻度尺精密些；读数时，视线应该______刻度线，木块的长度为______cm。 （2）设计实验表格如表。表格中（    ）位置应该填写______，多次测量的目的是______。 （3）另外，小明还对测量中的一些误差问题进行了深入的分析，比如在用塑料卷尺测量物体的长度时，若用力拉伸卷尺进行测量，其结果与真实值相比将______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】（1）A 正对 2.20；（2）长度平均值L/cm 减小误差；（3）偏小 【解析】（1）[1]分度值是指刻度尺相邻两刻度线之间的长度，A刻度尺的分度值是1mm，B刻度尺的分度值是2mm，所以A刻度尺更精密。 [2]读数时，视线应该正对刻度线，否则会偏大或偏小。 [3]木块的长度测量以A刻度尺为准，其左端对齐0刻度线，右端对齐2.20cm，所以木块的长度为2.20cm （2）[1]完整记录数据表格，应该包括物理量和单位，所以表格中括号位置应该填写长度平均值L/cm。 [2]测量时通常要多次测量取平均值，是为了减小误差。 （3）用力拉伸塑料卷尺时，卷尺被拉长，刻度间距变大，测量同一物体时，读数会比真实值小，所以结果与真实值相比将偏小。 2．米安同学欲用累积法测量物理课本一张纸的厚度，他的实验步骤如下： A．用刻度尺测出纸的总厚度H B．算出每张纸的厚度 C．将封面在内的100页纸合拢 （1）米安同学的实验步骤存在两次错误的地方，请分别指出：____________和____________。 （2）改正后实验步骤的合理顺序应是____________。 （3）如果计算出一张纸的厚度为______。 （4）某同学在测量过程中，共测三次，目的是__________________。 【答案】（1）将封面包括在内 把100页当成100张计算；（2）CAB；（3）80；（4）求平均值，减小误差 【解析】【小题1】[1][2]步骤 B中，100页纸是50张，不是100张，厚度计算错误；步骤C中，其将封面在内的100页纸合拢，封面比内页厚，不应包括封面，否则总厚度偏大。 【小题2】正确步骤应先取100页（即50张）内页纸，不包括封面，压紧；然后用刻度尺测出总厚度；最后计算一张纸厚度 ，所以顺序为CAB。 【小题3】 【小题4】多次测量的目的是求平均值，减小误差。 3．商丘古城，建于明正德六年（l51l年）。古城由砖城、城湖、城廓三部分构成，成一巨大的古钱币造型，建筑十分独特。现商丘古城为国家历史文化名城、全国重点文物保护单位、国家AAAA级旅游景区、国家水利风景区。若想知道商丘古城城墙的周长，请你根据如图的地图（若地图比例尺是l∶k），估测商丘古城城墙的周长s。 （1）操作器材：—根足够长的细棉线、___________（写—测量器材）； （2）测量步骤： ①用细线沿着地图上城墙的边缘绕一圈，标出起点和终点位置，将细线___________。 ②用刻度尺测量此细线起点和终点间的长度L。 （3）测量结果s=___________（用测量物理量及已知条件，写出表达式）。 （4）小明在测量时不慎看错了刻度，这样的测量结果属于___________（选填“误差”或“错误”）。 （5）假如你去商丘古城旅游，在现场不借助其他任何测量工具，怎样用一把米尺估测出商丘古城城墙的周长，写出测量的方法：___________。 【答案】（1）刻度尺；（2）拉直；（3）kL；（4）错误；（5）用米尺量出我走一步大约的长度为l，然后沿着古城墙四周走一圈，记下总步数n，根据s=nl就算出了商丘古城城墙的周长。 【解析】（1）本实验中需要测量长度，所以，选择的工具为刻度尺。 （2）刻度尺尺无法直接测量曲线的长度，只能测量直线的长度，所以，要先将细线拉直再测量起点和终点之间的距离，采用了化曲为直法。 （3）地图的比例尺为1∶k，细线起点和终点的长度为L，则城墙的实际周长为细线上长度的k倍，即测量结果为s=kL。 （4）小明在测量时不慎看错了刻度，这样的测量结果属于错误，是可以避免的。 （5）略。 题型2 声音的产生与传播实验探究（共3小题） 【模型】振动验证转换模型 + 传声条件理想实验模型 【方法】一、声音产生实验（转换法） 实验目的：验证声音是由物体振动产生的。 典型实验装置：音叉、乒乓球（用细线悬挂）、水槽、鼓、纸屑。 转换法原理：发声体的振动幅度很小，肉眼不易直接观察，通过乒乓球的摆动、水花的飞溅、纸屑的跳动等明显现象，将微小振动放大，便于观察。 核心结论：一切发声的物体都在振动；振动停止，发声停止，但已发出的声音仍会继续传播。 二、声音传播实验（理想实验法/实验推理法） 典型实验：真空罩闹铃实验。 实验操作：将正在发声的闹钟放在玻璃罩内，逐渐抽出罩内空气，观察铃声变化；再逐渐通入空气，观察铃声变化。 实验现象：抽气时，铃声逐渐变小；通气时，铃声逐渐变大。 实验推理：声音的传播需要介质，真空不能传声。 方法说明：绝对真空在实验室中无法实现，结论是在实验现象的基础上通过科学推理得出，因此称为理想实验法（实验推理法）。 三、介质传声验证实验 固体传声：土电话实验，说明固体可以传声，且传声效果比气体好。 液体传声：水中敲击石块实验，说明液体可以传声。 4．实验一：在探究声音的产生与传播的实验中： （1）用竖直悬挂的乒乓球接触发声的音叉时，乒乓球会被弹起，该现象说明______；越用力敲击音叉，小球被弹开的幅度越大，听到的声音响度也越大，实验说明声音的响度与______有关。 （2）上述实验中用到的实验探究方法是______； 实验二：小毛将正在发声的闹铃悬挂在广口瓶内，用抽气筒将广口瓶中的空气抽出。 （3）抽气一段时间后小毛发现听到的闹铃声音没有明显变化，造成这一现象可能原因是______； A．闹铃声音的响度太大 B．闹铃声音的频率太高 C．未塞紧瓶塞存在漏气 D．插入广口瓶中导管不足够长 （4）调整器件完好后，小毛用抽气筒有效地逐渐向外抽气，在抽气的过程中，小毛会发现听到的闹铃声音的音调______，响度______（选填“变大”或“变小”或“不变”）； （5）小毛用抽气筒不停地向外抽气，经过较长的时间后，小毛将______（选填“完全不能听到”或“还能听到微弱的”）闹铃声音，由此现象______（选填“可以”或“不可以”）直接得出真空不能传声的结论，若想得出上述结论，需要用到的物理方法是：______，若想让听到的铃声再逐渐变大，接下来的操作是______。 【答案】（1）声音是由物体的振动产生的 振幅；（2）转换法；（3）C；（4）不变 变小；（5）还能听到微弱的 不可以 推理法 往瓶内充气 【解析】（1）[1]声音是由物体的振动产生的。如图所示，用竖直悬挂的小球接触发声的音叉时，球被弹起，这个现象说明发声体在振动。 [2]声音的响度与振幅有关；用力敲击音叉，小球弹开幅度较大，音叉发出声音的响度大，此实验说明声音的响度与振幅有关。 （2）为了便于观察实验现象，把不容易看到的现象转换成便于观察的现象，叫转换法；本实验将音叉微小的振动转为乒乓球摆动的幅度。 （3）声音传播需要介质，抽气时声音应减弱，若声音无明显变化，可能是未塞紧瓶塞存在漏气，瓶内空气未明显减少，故选C。 （4）[1]音调是由物体的振动频率决定的；因为闹钟振动频率不变，所以音调不变。 [2]当用抽气筒向外抽气时，瓶内空气变少，声音传播的介质减少，传播声音的能力变弱，所以响度变小。 （5）[1][2][3]实际实验中无法将瓶内空气完全抽成真空，所以小毛还能听到微弱的闹铃声音，由此现象不可以直接得出真空不能传声的结论。只能在此基础上推理得出真空不能传声，所以本实验中得出声音的传播需要介质的这个结论，用到的实验方法为推理法。 [4]声音的传播需要介质，若想让听到的铃声逐渐变大，接下来的操作是往瓶内充气。 5．在探究声音的产生与传播时，小明和小华一起做了如图所示的实验： （1）如图1所示，用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉．此探究中悬挂着的乒乓球的作用是____________，本实验说明______________； （2）如图2所示，为了验证（1）中的探究结论，小华同学用手使劲敲桌子，桌子发出了很大的声响，但他几乎没有看到桌子的振动，为了明显地看到实验现象，你的改进方法是：______________； （3）如图3所示，敲响右边的音义，左边完全相同的音叉也会发声，并且把泡沫塑料球弹起，该实验能说明______可以传声； （4）如图4甲所示，把正在响铃的电铃放在玻璃罩内，在逐渐抽出玻璃罩内空气的过程中，会听到铃声逐渐变小，打开阀门，让空气逐渐进入玻璃罩内，又会听到铃声逐渐变大推理过程：如果玻璃罩内抽成真空后，就听不到电铃响铃的声音了； （5）结论：声音的传播需要______； （6）此实验中用抽气机抽气不能得到真空，实验结论是通过______（填序号）得出的结论； A．实验推理    B．实验验证    C． 归纳总结 （7）小明还想利用歌里的暖水瓶来探究真空能否传声如图4乙所示是暖水瓶的简易剖面图，他把芯片放入瓶中，根据听到的声音进行判断。下列是他设计的几组比较因素，其中合理的是_____（单选，填序号） A．用一个完好的和一个已经漏气的瓶胆进行比较 B．将音量大小不同的芯片先后放入瓶胆中进行比较 【答案】 见解析 见解析 在桌面上撒一些纸屑 空气 介质 A A 【解析】（1）[1][2]用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉，可观察到乒乓球弹跳起来；它说明发声体在振动；音叉的振动不能直接观察，乒乓球起的作用是将音叉的振动放大，更容易直观观察，说明声音是由物体振动产生的。 （2）[3]桌子是较大的物体，发声振动不易观察，可转换成桌面上小纸屑的振动，所以可在桌子上撒一些纸屑。 （3）[4]如图3所示，敲击右边的音叉，左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起，这个现象说明空气可以传播声音。 （5）[5]把正在响铃的电铃放在玻璃罩内，在逐渐抽出玻璃罩内空气的过程中，传播的物质（空气）逐渐减少造成的，会听到铃声的响度逐渐变小；如果玻璃罩内抽成真空后，就听不到电铃响铃的声音了，说明声音的传播需要空气（介质），真空不能传播声音。 （6）[6]此实验中，用抽气机抽气不能得到真空，实验的结论是通过实验推理得出的结论，故选A。 （7）[7]小明还想利用家里的暖水瓶来探究真空能否传声，应选取音量大小相同芯片，分别放入一个完好的和一个已经漏气的瓶胆进行比较，故选A。 6．如图所示，两位同学利用纸盒，棉线，金属丝等材料做了一个“土电话”，它可以实现距离的通话。 （1）“土电话”能够传声，说明声音能在___________（选填“固体”“液体”或“气体”）中传播。 （2）同样的距离，讲话者以同样的响度讲话，若连接土电话的是棉线，听者听到的声音小，而如果改用金属丝连接土电话，则听到的声音就大一些，这说明___________ 的传声性能好。 （3）使用“土电话”时，如果另一个同学捏住棉线的某一部分，则听的一方就听不到声音了，这是由于捏住棉线时，棉线停止了___________ 。 （4）使用“土电话”时，如果线没有拉直，处于松弛状态，则听的一方___________（选填“能”或“不能”）听到对方的讲话声。 （5）学校开运动会，运动员听到枪声立刻起跑，裁判员正拿着扩音器指挥现场，裁判员的声音通过扩音后的声波波形是图___________（选填“甲”、“乙”或“丙”） 【答案】（1）固体；（2）金属丝；（3）振动；（4）不能；（5）甲 【解析】（1）声音的传播需要介质，固体、液体、气体都可以传声。“土电话”能够传声是靠拉紧的棉线传声，说明声音能在固体中传播。 （2）同样的距离，用金属丝连接土电话听到的声音大一些，说明金属丝的传声效果好。 （3）使用土电话时，如果捏住棉线的某一部分，另一方就听不到声音，是因为捏住棉线，棉线停止了振动。 （4）如果线没有拉直，那么由于线是松软的，从而无法传递振动，另一方就听不到声音。 （5）声音扩音后响度变大，音调不变，则波形的振幅变大，频率不变，所以裁判员的声音通过扩音后的声波波形是图中的甲。 题型3 声音三特性控制变量实验探究（共3小题） 【模型】控制变量法探究三特性模型 【方法】一、控制变量法核心思路 明确探究目标，确定自变量（要研究的影响因素）。 控制其他所有可能影响实验结果的无关变量，保持不变。 只改变自变量，观察实验结果的变化，得出结论。 结论表述必须带前提条件：“在××和××相同时，××越××，××越××”。 二、三特性探究要点 1．探究音调与频率的关系 自变量：振动频率（弦的长度、粗细、松紧；钢尺伸出长度）。 控制变量：振幅（用力大小）、材料、其他结构因素。 结论：在振幅、材料相同时，频率越高，音调越高。 2．探究响度与振幅的关系 自变量：振动振幅（用力大小）。 控制变量：频率（同一发声体、同一长度）、距离。 结论：在频率、距离相同时，振幅越大，响度越大。 3．探究音色的影响因素 自变量：发声体的材料、结构。 控制变量：音调、响度。 结论：不同材料、结构的发声体，音色不同。 7．为了探究声音的三个特性，实验小组同学用两把大小完全一样的钢尺和塑料尺分别进行了以下操作，如图所示： （1）把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌面，拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时观察钢尺振动的快慢；改变钢尺伸出桌面的长度，再次拨动，使钢尺每次振动的幅度大致相同：实验发现尺子伸出桌面的长度越长，振动越慢；发出声音的音调越_________；由此可得出结论：音调的高低与发声体的_________有关； （2）保持钢尺伸出长度不变，用大小________（选填“不同”或“相同”）的力拨动它伸出桌面的端部，听它振动发出的声音，同时观察钢尺的振动情况，从而得出了声音的响度与发声体的_________有关； （3）把（2）步骤中的钢尺换成塑料尺，其它操作相同，听出了两次声音的________不同； （4）在上述探究过程中用到了控制变量法。下列研究问题的方法不是采用这种方法的是_________。（选填字母代号） A．鼓声响度的大小与敲打鼓面的力度有关 B．用悬挂的乒乓球接触正在发声的音叉，乒乓球被弹开 C．琴弦发出声音的音调高低与琴弦长短、粗细、松紧的关系 【答案】（1）低 振动频率；（2）不同 振幅；（3）音色；（4）B 【解析】（1）[1][2]使钢尺每次振动的幅度大致相同，当尺子伸出桌面的长度越长时，振动越慢，发出声音的音调越低；当尺子伸出桌面的长度越短时，振动越快，发出声音的音调越高；由此可得出结论：音调的高低与发声物体的振动频率有关。 （2）[1][2]保持钢尺伸出桌面的长度不变，先后用大小不同的力拨动它，这样会导致钢尺振动的幅度不同，听到发出声音的响度不同，可以得出了声音的响度与振幅有关。 （3）将钢尺换成塑料尺，其它操作相同时，由于振动的物体不同，所以听到声音的音色不同。 （4）探究音调时，控制发声体的音色和响度不变；探究响度时，控制发声体的音色和音调不变；这种探究方法叫控制变量法。 A．鼓声响度的大小与敲打鼓面的力度有关，用到控制变量法，故A不符合题意； B．用悬挂的乒乓球接触正在发声的音叉，乒乓球被弹开，说明声音是由物体振动产生的，这是采用了转换法，故B符合题意； C．探究琴弦发出声音的音调高低与琴弦长短、粗细、松紧的关系，对于三个因素要一个一个地探究，探究某一因素时要控制另两个因素不变，采用了控制变量法，故C不符合题意。 故选B。 8．小明在探究声音的有关知识时，做了以下实验，请你回答下列问题： （1）如图甲所示，在鼓面上撒一些纸屑，轻敲鼓面，观察纸屑“跳动”幅度，听其声音，再用力敲鼓面，这时纸屑“跳动”的幅度变大，声音的______变大； （2）如图乙所示，用一张硬卡片在木梳的齿上划过，一次快一些，一次慢一些，实验发现：卡片划过木梳的速度越快，发出声音的音调越______；由此可得出结论：音调的高低与声源振动的______有关； （3）如图丙所示，用同样的力分别拨动外形完全相同且伸出桌面的长度也相同的钢尺和塑料尺子时，听到声音的______不同； （4）如图丁所示，用正在发声的音叉接触悬挂着的乒乓球，乒乓球会被多次弹开，该实验能得出结论：______，实验中乒乓球的作用采用的思维方法是______（选填“转换法”“等效法”或“类比法”）。 （5）如图戊所示，敲击右边的音叉，左边完全相同的音叉把乒乓球弹开，该实验能说明______。 （6）如图己所示，在四个相同的饮料瓶A、B、C、D中装水，水面高度不同。如果用嘴对瓶里吹气，会引起______的振动发声，产生声音的音调由低到高的顺序依次是______；如果用筷子敲打这些瓶子，音调最高的是______瓶。 【答案】（1）响度；（2）高 频率；（3）音色；（4）声音是由物体振动产生的 转换法；（5）声音可以在空气中传播；（6）空气柱 C、B、D、A C 【解析】（1）由于响度与振幅有关，所以如图甲所示，在鼓面上撒一些纸屑，轻敲鼓面，鼓面的振动幅度小，故响度小，观察纸屑“跳动”幅度小；再用力敲鼓面，这时鼓面振动幅度变大，故纸屑“跳动”的振幅变大，声音的响度变大。 （2）[1][2]音调跟频率有关，频率越高，音调越高。如图乙所示，用一张硬卡片先后在木梳的齿上划过，一次快一些，即此时振动快，频率高，音调高；一次慢一些，即此时振动慢，频率低，音调低，故可可得出结论：音调的高低与频率有关。 （3）如图丙所示，用同样的力分别拨动外形完全相同且伸出桌面的长度也相同的钢尺和塑料尺子时，物体振动的频率和幅度相同，所以音调和响度相同，振动的物体的材料不同，所以听到声音的音色不同。 （4）[1][2]音叉发声时乒乓球被弹开，说明音叉在振动，即声音是由物体振动产生的，通过乒乓球的弹开间接体现音叉的振动，这是转换法的应用。 （5）敲击右边的音叉，左边完全相同的音叉把乒乓球弹开，说明声音通过空气传播到左边音叉，引起左边音叉振动发声。 （6）[1][2]用嘴吹气时，是瓶内空气柱振动发声，空气柱越短，振动频率越高，音调越高，因此音调由低到高为C、B、D、A。 [3]用筷子敲打时，是瓶子和水振动发声，水越少，振动频率越高，音调越高，C瓶水最少，故音调最高。 9．明在观察小提琴、二胡等乐器的弦振动时，思考琴弦发声的音调高低与哪些因素有关，并提出以下几种猜想： 猜想一：可能与琴弦的长度有关，长度越长，音调越低； 猜想二：可能与琴弦的粗细有关，琴弦越粗，音调越低； 猜想三：可能与琴弦的材料有关； 猜想四：可能与琴弦的松紧有关； 于是小明找来了各种不同长度、材料和横截面积（粗细）的琴弦，想通过如图实验装置进行探究。琴弦的编号及情况如下表所示。 控制条件编号 琴弦的材料 琴弦的长度（cm） 琴弦的横截面积（mm2） A 钢 30 0.3 B 钢 30 0.6 C 尼龙丝 40 0.5 D 铜 50 0.5 E 尼龙丝 50 0.5 （1）为了准确比较音调高低，小明用软件记录声音的波形图，如题图是两根不同的琴弦发出的波形图，A图对应的声音音调比B图______（选填“高”或“低”）； （2）小明挑选琴弦D和E进行实验，是为了探究猜想______（选填序号）； （3）小明想探究琴弦发声的音调高低与琴弦的粗细的关系，选______两根琴弦（选填琴弦编号）进行实验； （4）为了探究音调与琴弦的松紧程度的关系，需要控制琴弦的材料、横截面积和______相同，这种实验方法称为______法； 【答案】（1）高；（2）三；（3）AB；（4）长度 控制变量 【解析】（1）音调由频率决定，频率越高音调越高。由图可知，相同长度的波形图中，A图振动次数更多、频率更高，因此A图对应的音调比B图更高。 （2）琴弦D和E的琴弦长度、琴弦的横截面积相同，琴弦的材料不同，故为了探究音调与琴弦的材料是否有关，即探究猜想三。 （3）探究琴弦发声的音调高低与琴弦的粗细的关系，应保证琴弦长度、琴弦的材料相同，只改变横截面积，故应选琴弦A和B。 （4）为了探究音调与琴弦的松紧程度的关系，需要控制琴弦的长度、琴弦的横截面积和琴弦的材料相同，只改变松紧程度，这种控制其他变量不变、只改变研究变量的方法叫控制变量法。 题型4 光的直线传播与小孔成像实验探究（共3小题） 【模型】直线传播验证 + 小孔成像规律模型 【方法】一、光的直线传播验证 常见现象：影子、日食、月食、小孔成像、三点一线、激光准直。 实验验证：在暗室中，用激光笔沿烟雾传播，显示直线路径；或用三个带孔纸板，只有三孔在同一直线上时才能看到光。 二、小孔成像实验 实验原理：光的直线传播。 实验装置：蜡烛、带小孔的纸板、光屏。 成像特点：倒立的实像；像的形状与物体形状相同，与小孔形状无关。 大小规律： 物距不变，像距越大，像越大；像距不变，物距越大，像越小；像的大小 = 物的大小 ×（像距/物距）。 亮度规律：像越大，亮度越暗（光分散到更大面积）。 10．学习了光的直线传播知识后，小明和同学一起利用生活中的废旧物品探究小孔成像。 （1）为了确保人眼能看到物体清晰的像，所开的孔要尽可能________（选填：大/小） （2）小明发现蜡烛和小孔的位置固定后，移动内筒改变半透明薄膜离小孔的距离，像的大小会发生改变，于是他测出了小孔到半透明薄膜的距离不同时像的高度，填在表格中： 小孔到半透明纸的距离s/cm 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 像的高度h/cm 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 从数据可以看出：当蜡烛和小孔的距离保持不变时，半透明薄膜离小孔越远，像越________（选填大/小）；并由此可推测像的亮度越________（选填：亮/暗）。 （3）小华在一次性杯子的底部用针戳了一个小孔，在杯口蒙上一层半透明薄膜，利用该装置来观察烛焰通过小孔所成的像，以下观察方法（如图）正确的是________（选填：A/B） （4）为了进一步探究小孔成像的性质，小华可选择的最佳光源是________ A．“B”型光源 B．“W”型光源 C．“R”型光源 （5）在探究光斑的形状与孔的大小关系时，小华在地面上铺一张白纸，将刻有边长为3cm等边三角形的纸板正对着太阳，保持纸板与地面距离为1m不变，用另一张卡片覆盖在三角形孔上，遮住孔的一部分，如图所示。让太阳光透过小孔，移动覆盖的卡片，逐渐减小光孔的大小刚开始时，白纸上光斑大小将________（“变大”“不变”或“变小”），光斑亮度________（“增强”、“不变”或“减弱”）；当小孔足够小时，此时光斑形状是________形，继续移动覆盖的卡片，减小孔的大小，白纸上光斑大小将________（“变大”、“不变”或“变小”），光斑亮度________（“增强”、“不变”或“减弱”）。 （6）晴天正午时分，走在茂密的树林下，你会看到阳光透过树叶的缝隙而在地上留下许多大小不同的圆形光斑，其中圆形亮斑是________，此外亮斑大小不同的原因是________。 【答案】（1）小；（2）大 暗；（3）A；（4）C；（5）变小 不变 圆 不变 减弱；（6）太阳的像 树叶缝隙到地面的距离不同 【解析】（1）为了确保人眼能看到物体清晰的像，所开的小孔要尽可能小，这样成像效果更好。 （2）从表中的数据可以看出，当蜡烛和小孔的距离保持不变时，半透明薄膜离小孔越远，所成的像越大，像越大光线越分散，像会越暗。 （3）如图，用该装置观察烛焰通过小孔所成的像时，孔对着烛焰，光线从小孔直射入装置，在半透明薄膜上成倒立的实像，故正确的观察像的方法是A，方法B中眼睛紧贴在薄膜上看不清像。 （4）小孔所成的像是倒立的实像，故光源的形状应该是上下不同的，“R”型光源符合题意，故选C。 （5）因为太阳光是平行光，开始时孔较大，所以形成的是和孔面积大小相等的光斑，而且亮度与孔大小无关，光斑亮度不变，则减小孔的大小时，白纸上光斑大小将变小，光斑亮度不变； 当小孔到地面的距离一定时，小孔越来越小，地面上就越容易得到太阳的像（小孔成像），此时光斑形状是圆形；继续移动覆盖的卡片，减小通光孔的大小，白纸上光斑大小将不变，光斑亮度减弱。 （6）光斑是太阳通过树叶间的小孔所成的像，由于树叶缝隙到地面的距离（或树叶缝隙的高度）不同，使得光斑大小不同。 11．小明发现小孔成像时像的大小会变化，于是他设计了探究“小孔所成像的大小与哪些因素有关”的实验，如甲图所示。他猜想：小孔所成像的大小可能与烛焰到小孔的距离、烛焰ab的高度以及像到小孔的距离有关。于是他用同一个蜡烛实验，且保持烛焰ab到小孔的距离为8cm不变，多次改变小孔到薄膜之间的距离时，他测出了像的高度填入表格内（见表）。 实验次数 ① ② ③ ④ ⑤ 小孔到薄膜的距离s/cm 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 像的高度h/cm 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 （1）小孔成像的原理是：_______； （2）为了使效果明显，应将图中圆筒的_______（选填“A”或“B”）端蒙上薄膜作光屏； （3）如果易拉罐底部小孔是三角形，则他在薄膜上看到的像是（　　）； A．三角形光斑 B．圆形光斑 C．烛焰的正立虚像 D．烛焰的倒立实像 （4）若只将三角形小孔改为小圆孔，则像的形状_______（选填“改变”或“不变”）； （5）从表格中可以看出：当烛焰AB和小孔的距离保持不变时，薄膜离小孔越远，所成的像越_______（选填“大”或“小”）；当薄膜距小孔12cm时，像的高度是_______ cm； （6）小明看到阳光透过树叶的缝隙在地上留下许多大小不同的圆形光斑，根据上述结论：圆形光斑大小不一原因是_______； （7）若将点燃的蜡烛向上移动，则薄膜上的像向_______（选填“上”或“下”）方移动； （8）小明无意间在易拉罐底部不同位置戳了两个小孔，用它来观察烛焰，则薄膜上会 （填字母）； 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 （9）小明又制作了挖空的硬纸板，如乙图所示，大小正方形孔的边长分别约2mm和5cm，他将纸板抓在手中对着太阳， 调节纸板观察地面上的光斑， 下面四幅图中光斑的大小形状符合实际的是（　　）。 A． B． C． D． 【答案】（1）光的直线传播；（2）A；（3）D；（4）不变；（5）大 6.0；（6）树叶缝隙离地面距离不同；（7）下；（8）B；（9）C 【解析】（1）小孔成像的原理是光的直线传播。 （2）为了更清楚的观察到像，实验应在较暗的环境中进行，故应在图中圆筒的A端蒙上薄膜作光屏。 （3）小孔成像中所成像的形状只与物的形状有关，与空的形状无关，故仍然成烛焰的倒立实像，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 （4）小孔成像中所成像的形状只与物的形状有关，与空的形状无关，故将三角形小孔改为小圆孔，则像的形状不变。 （5）[1]从表格中可以看出：当烛焰AB和小孔的距离保持不变时，薄膜离小孔越远，所成的像越大。 [2]由表格中可以看出，当小孔与薄膜的距离每增加2cm，像的高度增大1cm，故当薄膜距小孔12cm时，像的高度是6.0cm。 （6）由表格中数据可知，小孔与薄膜的距离不同，所成像的大小不同，故圆形光斑大小不一原因是树叶缝隙离地面距离不同。 （7）根据光的直线传播，若将点燃的蜡烛向上移动，则薄膜上的像向下移动。 （8）在易拉罐底部不同位置戳了两个小孔，用它来观察烛焰，烛焰通过两个空出现两个像，故在不同的位置出现两个像，故AC不符合题意，B符合题意。 故选B。 （9）正方形孔的边长分别约2mm时，通过小孔成的是太阳倒立的实像，当正方形孔的边长分别约5cm时，由于空的直径更大，故成的不是太阳的像，而是空的形状，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 12．我校研究性学习小组进行了一组光学综合实践活动。小庄设计了探究“小孔所成像的大小与哪些因素有关”的实验，如甲图。他猜想：小孔所成像的大小可能与烛焰到小孔的距离、烛焰的高度以及像到小孔的距离有关。于是他用同一个蜡烛实验，且保持烛焰到小孔的距离为8cm不变，他测出了像的高度填入表格内（见表）： 实验次数 ① ② ③ ④ ⑤ 小孔到半透明纸的距离s/cm 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 像的高度h/cm 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 （1）眼睛在半透明纸上看到的是烛焰的 ___________（选填“实”或“虚”）像；若将点燃的蜡烛向上移动，则半透明纸上的像向 ___________（选填“上”或“下”）方移动；从表中数据可以看出：当烛焰和小孔的距离保持不变时，半透明纸离小孔越远，像的高度越___________； （2）如果易拉罐底部小孔是三角形，则他在半透明纸上看到的像是 ___________； A．烛焰的正立像 B．烛焰的倒立像 C．三角形光斑 D．圆形光斑 （3）他想小孔成的像会不会左右也相反呢？为了验证这个说法，他准备制作一个LED灯组作为物体进行研究，如图乙所示。下列关于LED灯组制作形状的选择最适合的是 ___________（选填“A”、“B”、“C”、“D”）； （4）如图丙将红、绿、___________三种色光照白纸上，中间相互重叠区域会出现白色；如图丁是小明用乒乓球、足球和灯泡来演示日食现象，灯泡代表___________；乒乓球代表 ___________。（均选填“地球”、“太阳”或“月球”） 【答案】 实 下 大 B D 蓝 太阳 月球 【解析】（1）[1]能用光屏承接的像是实像，故烛焰在半透明纸上成的是实像。 [2]光线沿直线传播，因在小孔后面的光屏上形成是倒立像，若将点燃的蜡烛向上移动，则它在薄膜上的像将向下方移动。 [3]由表中数据可知，如果保持蜡烛和小孔位置不改变，随着半透明纸远离小孔，像的高度逐渐变大。 （2）[4]蜡烛经小孔成倒立的实像，像的形状与蜡烛形状相同，与孔的形状无关，即蜡烛在薄膜上成的像是蜡烛的倒立像。 故选B。 （3）[5]A．X形状的光源，左右对称，左右颠倒后形状和原来是一样的，故A不符合题意； B．H形状的光源，左右对称，左右颠倒后形状和原来是一样的，故B不符合题意； C．W形状的光源，左右对称，左右颠倒后形状和原来是一样的，故C不符合题意； D．L形状的光源、左右颠倒后，像的形状发生了改变，所以能明显的表现出小孔成像的特性，故D符合题意。 故选D。 （4）[6]红、绿、蓝被称为光的三原色，三种色光照白纸上，中间相互重叠区域会出现白色。 [7][8]日食是由于月球挡住了太阳射向地球的光线，故灯泡代表太阳，足球代表地球，乒乓球代表月球。 题型5 光的反射定律实验探究（共3小题） 【模型】三线共面验证 + 两角相等探究模型 【方法】一、实验器材 平面镜、白色硬纸板（可沿ON折叠）、激光笔、量角器、刻度尺、铅笔。 二、核心操作与目的 纸板垂直平面镜：确保法线在纸板平面内，便于在纸板上显示光路。 激光紧贴纸板入射：在纸板上留下清晰的光路，便于记录和测量角度。 改变入射角多次实验：避免实验偶然性，得出普遍规律。 纸板沿法线折叠：验证反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。 逆向入射：验证光路可逆。 三、实验结论 三线共面：反射光线、入射光线和法线在同一平面内。 两线分居：反射光线和入射光线分居法线两侧。 两角相等：反射角等于入射角。 光路可逆：在反射现象中，光路是可逆的。 四、误差与故障分析 反射角总大于/小于入射角：纸板没有与平面镜垂直，法线不在纸板平面内。 纸板上看不到反射光线：纸板倾斜、入射光线没紧贴纸板。 13．如图所示是小琴同学探究光的反射规律的实验装置，在平面镜上放置一块硬纸板，纸板由可以绕ON转折的E、F两部分组成。 （1）将平面镜水平放置，白色硬纸板___________放在平面镜上，硬纸板应选择___________（填“光滑”或“粗糙”）的使实验效果更明显； （2）实验时，为了使光线能在纸板上显示出来，方便实验研究，应使光束________着纸板射到O点，小琴能从不同方向看到纸板上的光束，是因为发生了_________反射； （3）在纸板上画出光路，再次改变_______的方向，重复上述实验，取下纸板，用量角器量出光线AO与___________（填“ON”或“CD”）的夹角，即为入射角，记下数据，比较反射角和入射角的大小关系； （4）小琴让一束光沿AO贴着纸板E射到平面镜上，在纸板F上可看到反射光OB的径迹。三次改变入射角的大小，实验所测得数据如表所示，她根据表中数据得出的结论和其他同学的结论并不一致，请你分析小琴测量实验数据过程中出现的问题可能是___________； 实验次数 入射角 反射角 1 20° 70° 2 30° 60° 3 50° 40° （5）在图中以法线ON为轴线，把纸板F向后缓慢旋转，在纸板F___________（选填“能”或“不能”）看到反射光线OB；在实验过程中，若将纸板倾斜（即纸板与平面镜不垂直），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___________（选填“在”或“不在”）同一平面内； （6）将一束光贴着纸板EF沿BO射到O点，光沿图中的OA方向射出，说明光反射时，光路是___________。 【答案】 竖直 粗糙 紧贴 漫 入射光线 ON 把反射光线与平面镜的夹角当成了反射角 不能 在 可逆的 【解析】（1）[1]反射光线、法线、入射光线均在同一平面上，且法线与反射面是垂直的，所以纸板要垂直于镜面放置，这样，法线在纸板上，入射光线、反射光线才在纸板所在的平面上，由于平面镜水平放置，因此白色硬纸板要竖直放在平面镜上。 [2]硬纸板应选择粗糙材质，光在粗糙硬纸板上发生漫反射，在纸板前不同方位能看到光的传播途径，实验效果更明显。 （2）[3][4]实验时，为了使光线能在纸板上显示出来，方便实验研究，应使光束紧贴着纸板射到O点，小琴能从不同方向看到纸板上的光束，是因为发生了漫反射。 （3）[5]实验需要多组数据，不同的入射角，因此在纸板上画出光路后，再次改变入射光线的方向，改变入射角。 [6]ON为法线，入射光线与法线的夹角即为入射角，即AO与ON为的夹角。 （4）[7]反射角和反射光线与镜面的夹角大小互余，所以小陈测量实验数据过程中可能出现的问题是：错将反射光线与镜面的夹角当成了反射角。 （5）[8]为了研究反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内，实验中可以以法线ON为轴线，把纸板F向后缓慢旋转。因为反射现象中“三线共面”，所以此时在板F上不能看到反射光线OB。 [9]法线始终垂直于平面镜，入射光线、反射光线、法线在同一平面内，若将纸板倾斜（即纸板与平面镜不垂直），让光线仍贴着纸板沿EO方向射向镜面，此时的ON不是法线，但反射光线、入射光线、法线仍在同一平面内，只是纸板F上无法呈现出反射光线。 （6）[10]将一束光贴着纸板EF沿BO射到O点，光沿图中的OA方向射出，说明光反射时，光路是可逆的。 14．小芳用如图甲所示的装置探究“光的反射定律”实验。 （1）图甲中硬纸板与平面镜的夹角是__________度； （2）图甲中反射角是__________； （3）如图乙，以法线ON为轴线，把纸板F向后缓慢旋转，在F上__________（选填“能”或“不能”）看到反射光线OB，这样做的目的是为了探究反射光线、入射光线、法线三者是否在同一平面内。 （4）为了测量反射角和入射角大小，小芳将量角器打印后贴在白板上，选用如图（　　）中量角器可使测量过程更便捷； A． B． C． （5）小芳多次改变入射角的大小，记录入射角和反射角如下表所示。分析表格中数据，可以归纳得出初步结论：在光的反射中，_________。 次数 1 2 3 4 5 入射角 20° 30° 40° 50° 60° 反射角 20° 30° 41° 50° 60° 【答案】（1）90；（2）；（3）不能；（4）C；（5）反射角等于入射角 【解析】（1）为了显示光路，图甲中硬纸板应与平面镜垂直，即硬纸板与平面镜的夹角是90°。 （2）反射角是反射光线与法线的夹角，图甲中反射角是。 （3）如图乙，以法线ON为轴线，把纸板F向后缓慢旋转，此时纸板F与显示入射光线的纸板E不在同一平面上，则在F上不能看到反射光线OB。 （4）反射光线与入射光线在法线的两侧，反射角与入射角在法线的两侧，为了测量反射角和入射角大小，选用图C的量角器较便捷，故AB不符合题意，C符合题意。 故选C。 （5）由表格中数据得，入射角增大，反射角也增大，在光的反射中，反射角等于入射角。 15．小晶探究光的反射定律时，选用了一个在适当位置开有孔槽的大玻璃罩（如图甲），一个带支架且底边即为0刻度线的量角器（如图乙，可放入玻璃罩中），两只激光笔、一块平面镜和一台加湿器。她将平面镜放在玻璃罩的中间位置，向玻璃罩中喷入水雾，用激光笔1发出的光束作为入射光线，用光束作为反射光线；用激光笔2发出垂直于镜面射向入射点的光束作为法线，如图丙所示。 （1）实验中，当小晶看到____________现象时，说明在这次反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一个平面内。 （2）在图所示的情景中，多次改变光束入射的角度，用笔记录每次光的路径。用量角器测出每次实验的入射角和反射角的大小，并记录在下表中。 0 15 30 45 60 75 0 15 30 45 60 75 分析表格中的数据，归纳得出：在光的反射现象中，____________。 （3）在此情景中，请你证明：在光的反射现象中，光路可逆。你的实验操作及观察到的实验现象是____________。 【答案】（1）反射光线同时遮挡住了代表法线的光束和入射光束。（2）反射角等于入射角。（3）用激光笔1发出的光束沿 方向入射，发现反射光线恰好沿 方向射出。 【解析】（1）从特定的观察方向（例如从右向左）看过去，反射光线、入射光线和法线会重合在一条视线上。此时，我们会看到反射光线同时遮挡住了代表法线的光束和入射光束。这说明它们在同一平面内。 （2）分析表格数据可知，每一组实验中反射角 的度数都与入射角 的度数相等。由此可归纳出光的反射规律：在光的反射现象中，反射角等于入射角。 （3）要证明光路可逆，需让光线逆着原反射光线的方向入射，观察新的反射光线是否逆着原入射光线射出。操作是用激光笔1发出的光束沿 方向入射，观察到反射光线恰好沿 方向射出，即可证明光路可逆。 提升·进阶突破 题型6 平面镜成像特点实验探究（共3小题） 【模型】等效替代法探究成像特点模型 【方法】一、实验器材 薄玻璃板、两支完全相同的蜡烛、刻度尺、白纸、光屏、火柴。 二、核心操作与目的 用薄玻璃板代替平面镜：玻璃板既能反射光成像，又能透光看到后面的蜡烛，便于确定像的位置。 两支完全相同的蜡烛：便于比较像与物体的大小关系，用到等效替代法（用镜后蜡烛等效替代镜前蜡烛的像）。 玻璃板垂直桌面放置：确保镜后蜡烛能与镜前蜡烛的像完全重合。 多次改变蜡烛位置实验：避免实验偶然性，得出普遍成像规律。 光屏放在像的位置：验证像的虚实（虚像不能用光屏承接）。 三、实验结论 大小：像与物体大小相等。 距离：像与物体到镜面的距离相等。 连线：像与物体的连线与镜面垂直。 虚实：成正立的虚像。 对称：像与物体关于镜面对称。 四、常见问题分析 重影：玻璃板太厚，前后两个表面都反射成像。 像不重合：玻璃板没有垂直桌面放置。 像变暗：玻璃板反射光少，成像较暗。 16．在探究“平面镜成像特点”的实验中，小宾所在的小组的同学们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甲。 （1）实验时，玻璃板要与水平面 _____放置，实验时用玻璃板代替平面镜的目的是便于 _____，该实验用到的方法是 _____； （2）选择A、B两支完全相同的蜡烛的目的：为了比较像与物的 _____关系； （3）移去蜡烛B，在其位置上竖立光屏，直接观察光屏，看不到蜡烛A的像，说明平面镜成的是 _____像； （4）为便于观察，该实验最好在较 _____的环境中进行； （5）小宾将蜡烛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的像偏低且倾斜。你认为在图乙的1、2、3三幅图中图 _____是产生以上实验现象的原因； （6）为了让右座的同学也能够看清蜡烛A的像，小宾只将玻璃板向右平移，则蜡烛A的像的位置 _____（选填“向右移动”、“向左移动”或“不变”）； （7）如果通过玻璃板看到了两个蜡烛的像，产生这种现象的原因是 _____。 【答案】 垂直 确定像的位置 等效替代法 大小 虚 黑暗 3 不变 玻璃板的两个表面都发生了光的反射而成像 【解析】（1）[1]为了使蜡烛B能和蜡烛A的像完全重合，实验前需要将玻璃板与水平面垂直放置。 [2][3]实验中使用玻璃板，利用了玻璃板既能成像，也能透光的特点，便于确定像的位置；实验中确定像的位置时，用蜡烛B代替蜡烛A的像的位置，用到了等效替代法。 （2）[4]选择两支完全相同的蜡烛，是为了便于比较像与物体的大小关系。 （3）[5]移去蜡烛B，在其位置上竖立光屏，直接观察光屏，看不到蜡烛A的像，说明平面镜成的是虚像。 （4）[6]探究平面镜成像实验时，烛焰是成像的物体，在明亮的环境中，烛焰和明亮环境的对比度降低，在玻璃板上成像不太清晰，故该实验最好在较黑暗的环境下进行。 （5）[7]实验时玻璃板必须要竖直放置，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，图1玻璃板竖直放置，不会出现像偏高的情况，图2和图3玻璃板没有竖直放置，图2中玻璃板靠近蜡烛A，根据像与物关于镜面对称可知，像成在斜上方；图3中玻璃板远离蜡烛A，根据像物关于镜面对称可知，像成在斜下方，故平板玻璃中蜡烛A的像偏低且倾斜，是图3的成像情况。 （6）[8]为了让右座的同学也能够看清蜡烛的像，只将玻璃板向右平移，蜡烛A的位置不变，且像与物体关于镜面对称，所以在向右移动的过程中，蜡烛像的位置不变。 （7）[9]由于像是由光的反射形成的，而玻璃的两面都能反射光，即同时成像，所以通过玻璃板该同学看到了同一个蜡烛的两个像。 17．实验内容：探究平面镜成像特点。 方案一：小明用如图1甲所示器材，在竖立的玻璃板前5cm处放一支点燃的蜡烛A，小明发现在玻璃板的后面出现蜡烛的像，他再取一段未点燃的同样的蜡烛B放在像处，观察所成像的特点，如图所示。请你帮他完成下列问题： （1）如图甲，点燃A蜡烛，小心地移动B蜡烛，直到与A蜡烛的像完全重合为止，这说明像与物的大小相等，这种确定像与物大小关系的方法是___________（选填“控制变量法”、“等效替代法”或“科学推理法”）； （2）如果有3mm厚和1.5mm厚的两块玻璃板，应选择___________mm厚的玻璃板做实验； （3）小明继续移动蜡烛B，当蜡烛B与蜡烛A的像完全重合时，移去蜡烛B，在原位置放一光屏，直接观察光屏上___________（选填“能”或“不能”）出现蜡烛A的像，说明平面镜成的是___________像； （4）小明用直线把蜡烛A和它的像的位置A′连起来，用刻度尺测量它们到平面镜的距离是相等的，于是，他得出实验结论：“像与物到镜面的距离相等。”你认为这样做是否合理？___________。理由是：___________； （5）实验中小明发现看到蜡烛A的像不清晰，于是他将蜡烛B也点燃，用来增加像的亮度，他这样做___________（选填“能”或“不能”）使看到的像更清晰； （6）若蜡烛A离玻璃板距离为10cm，则利用蜡烛B确定像的位置后，蜡烛A和B之间的距离为___________cm；当蜡烛A靠近玻璃板，则A的像会___________（选填“靠近”或“远离”）玻璃板； （7）如图2若在一面竖立着的平面镜左方水平放置着一个九格的棋盘，从甲处观察，“馬”在镜中的像应该在___________点； 方案二：在实验中我们一般选用玻璃板代替平面镜，这样既能看见物体的像，也能透过玻璃板看见另一侧的物体，便于确定物体像的位置，但在实验中，由于玻璃板前后两个面都能成像，并且玻璃板的厚度对研究成像规律也有影响。聪明的小明利用生活中梳洗用的两块小镜子（该平面镜的前表面为反射面）也完成了实验，小明的实验步骤如下： （8）如图甲所示将两块平面镜分开一定距离固定于不锈钢框架上，将铅笔A放在平面镜前，可以看见铅笔通过平面镜成上下两段不完整的虚像，则此时___________（选填“有”或“没有”）经平面镜反射的铅笔A的光进入人眼，此像虽然不完整，但比玻璃板成像要更___________； （9）小明用与铅笔A完全一样的铅笔B找到了铅笔A像的位置，他具体的操作是：___________； （10）为了消除平面镜厚度对测量的影响，小明用图乙的方法测出了物与像到镜面的距离，图丙为图乙的简化图，图丙中___________表示像到镜面的距离（选填“BD”或“BC”）。 【答案】（1）等效替代法；（2）1.5；（3）不能 虚；（4）不合理 需多次实验，寻找普遍规律，避免偶然性；（5）不能；（6）20 靠近；（7）P；（8）有 清晰；（9）让B与A的像看起来是一支完整的铅笔；（10）BD 【解析】（1）实验中用未点燃的蜡烛B来代替点燃的蜡烛A所成的像，用到了等效替代法。 （2）实验中，为了避免出现重影，应选择较薄的玻璃板，故应选择1.5mm厚的玻璃板。 （3）[1][2]实像和虚像的区别就是能否用光屏承接，实像可以用光屏承接，而虚像不能，直接观察光屏上是不能看到蜡烛A的像的，说明平面镜成的是虚像。 （4）[1][2]只做一次实验就得出结论，实验结果具有偶然性，为了得到普遍规律，应多做几次实验。 （5）将蜡烛B也点燃，玻璃板的后面会更亮，像会更加不清楚，故他这样做不能使看到的像更清晰。 （6）[1]平面镜所成的像与物到平面镜的距离相等，若蜡烛A离玻璃板的距离为10cm，则蜡烛A的像离玻璃板的距离也为10cm，即蜡烛B离玻璃板的距离为10cm，故蜡烛A和B之间的距离为 [2]由于平面镜所成的像与物到平面镜的距离相等，当蜡烛A靠近玻璃板，则A的像也会靠近玻璃板。 （7）平面镜所成的像与物关于镜面对称，由图可知，“馬”所在位置关于镜面的对称点为点P，故“馬”在镜中的像应该在P点。 （8）[1]此时人可以看见铅笔通过平面镜所成的像，说明有经平面镜反射的铅笔A的光进入人眼。 [2]玻璃板既能反射光也能透过光，而平面镜只能反射光，故用平面镜反射的光较多，成像更清晰。 （9）将铅笔B放在平面镜后，使B与A的像看起来像一支完整的铅笔。 （10）平面镜所成像与物是关于反射面对称，故像到镜面的距离应是像到反射面的距离，即BD。 18．如图所示，是小华同学在一次研学活动中发现人站在哈哈镜前，会由于哈哈镜的特殊形状而使人体不同部位的像或被拉长或被压短而变形，令人发笑。这个现象引发了小华同学探究镜面成像规律的兴趣。 （一）利用如图所示的装置探究平面镜的成像特点。 （1）实验时应选_____（选填“较厚”或“较薄”）的玻璃板代替平面镜竖立在水平桌面上。 （2）在玻璃板前放置点燃的蜡烛A，将相同的蜡烛B放在玻璃板后并移动，直至B与蜡烛A在玻璃板后的像完全重合，此时蜡烛B好像也被点燃了，由此可得结论___。 （3）为了探究平面镜成像的虚实情况，将一张白纸竖直放在蜡烛B所在的位置，应在玻璃板______（选填“前”或“后”）侧观察白纸片上是否有A的像； （4）改变蜡烛A的位置，重复（2）中步骤并分别用直尺测出A和B到玻璃板的距离，记录在表中。 序号 1 2 3 A到玻璃板的距离/cm 4.00 6.00 9.00 B到玻璃板的距离/cm 4.00 6.00 9.00 分析表中数据，可以得出结论_____ （二）非平面镜的成像规律。 （5）汽车的后视镜是凸面镜，可以扩大观察范围，凸面镜可以成______（选填“放大”或“缩小”）的虚像。 （6）有一种化妆镜是凹面镜，可以帮助化妆者看清所照部分的细微之处，凹面镜可以成________（选填“放大”或“缩小”）的虚像。 （三）拓展应用 （7）如图所示，是由两个水平方向的面镜连接而成的哈哈镜，竖直置于水平地面上，当一个与哈哈镜等高的人站在其正前方时，他看到的像的情况是（ ） A．上半身的像被拉长    B．下半身的像被拉长 C．全身的像都被拉长    D．全身的像都被压短 【答案】 较薄 像与物的大小相等 后 像与物到平面镜的距离相等 缩小 放大 A 【解析】（一）（1）[1]玻璃杯越薄，两个反射面所在的像距离越近，这样可以使确定的像的位置更加准确，厚玻璃板会形成两个像，会影响对实验结果的判断。 （2）[2]在玻璃板前放置点燃的蜡烛A，将完全相同的蜡烛B放在玻璃板后并移动，人眼一直在玻璃板的前侧观察，直至B与A的像完全重合，这样做的目的既确定了像的位置，又验证了物象大小相等。 （3）[3]在玻璃板前面能看到蜡烛A和蜡烛B在平面镜中的像，在玻璃板后面不能看到蜡烛在平面镜中像，所以在玻璃板后面观察光屏上是否有像。 （4）[4]由表中物距与像距的数值可知，像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等。 （二）（5）[5]凸面镜对光有发散作用，能成正立、缩小的虚像。 （6）[6]凹面镜对光有会聚作用，能成正立、放大的虚像。 （三）（7）[7]哈哈镜中凸起的部分就相当于一个凸面镜，成缩小的像，所以人像会变短；凹下去的部分相当于一个凹面镜，成放大的像，所以人像会变长，故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 题型7 光的折射规律实验探究（共3小题） 【模型】两角关系探究 + 光路可逆验证模 【方法】一、实验器材 玻璃水槽、激光笔、量角器、白色光屏、可折转纸板、清水。 二、核心操作与目的 激光斜射水面：观察折射光线的偏折方向，比较折射角与入射角的大小。 改变入射角大小：探究折射角随入射角的变化规律。 光线从水中斜射入空气：验证光路可逆。 垂直入射：观察特殊情况下的传播方向。 换用不同介质：探究不同介质对光的偏折能力。 三、实验结论 三线共面：折射光线、入射光线和法线在同一平面内。 两线分居：折射光线和入射光线分居法线两侧。 两角关系：光从空气斜射入水或其他介质，折射角小于入射角；光从水或其他介质斜射入空气，折射角大于入射角；入射角增大，折射角也增大；垂直入射时，传播方向不变，折射角为0°。 光路可逆：折射现象中光路可逆。 偏折能力：不同介质对光的偏折能力不同，玻璃偏折能力强于水。 19．光的反射与折射规律在生产生活中有着广泛应用，某同学结合水面监测装置的原理展开实验探究。 （1）如图所示是一种水面升降监测装置原理图。点光源发出的一束激光与水平液面成射向平静的水面，经水面反射后射到上方水平标尺上的点，则反射角为_____°，同时发现还有部分光线折射进入水中，请在图中画出折射光线的大致位置，并标出折射角_____；当水面上升时，光点将_____（选填“向左”“向右”或“不会”）移动。 （2）该同学继续探究“光的折射规律”，他将光束从水射到空气中时，测得的实验数据如表3。 表3 入射角（°） 0 10 20 30 40 折射角（°） 0 15 25 45 60 ①当入射角为时，折射角大小为，说明当光从水垂直射入空气中时，传播方向_____。 ②若光线从空气斜射入水中，入射角为，则折射角大小为_____，这是因为在光的折射现象中，_____。 ③该同学继续增大入射角，发现折射光线消失，请根据表3中数据和所学知识尝试分析产生这一现象的原因_____。 【答案】（1）50 向左；（2）不变 40 光路是可逆的 当入射角增大到某一角度时，折射角会先达到，此时折射光线消失，光线全部反射回水中，发生了全反射现象。 【解析】（1）[1]入射光线与水平液面成，则入射光线与法线的夹角（入射角）为。根据光的反射定律，反射角等于入射角，因此反射角为。 [2]光从空气斜射入水中，折射光线向法线靠近，折射角小于入射角。先过入射点画出法线，法线画虚线，入射点为垂足，按照折射角小于入射角画出折射光线，标出折射光线与法线的夹角，如图所示： [3]入射光线传播方向不变，根据光的反射定律，反射角等于入射角，反射光线的方向也不变。水面上升，入射点向左上方移动，反射光线向左上方平移。光点向左移动。 （2）[1]当入射角为时，折射角大小为，说明光从水垂直射入空气中时，传播方向不变。 [2]根据表格数据，光从水射入空气时，入射角，对应折射角；在光的折射现象中，光路是可逆的，因此当光从空气斜射入水，入射角为时，折射角为。 [3] 略。 20．科学探究是初中物理课本内容的重要组成部分，探究的形式可以是多种多样的。 （一）探究平面镜成像的特点 爱好物理的“620”创新小组的同学们，发现手机有一种“镜子”功能。于是，激起了他们探究平面镜成像特点的兴趣。 【设计实验】 由于用手机中的“镜子”作平面镜进行实验，无法找到像的位置。于是他们选用了玻璃板、规格相同的两个棋子、白纸等，组装成如图所示的实验装置。 【进行实验与收集证据】 （1）小华同学将棋子A移到玻璃板前某位置不动，小普同学在玻璃板另一侧帮忙移动棋子B，无论小普在水平桌面上怎样移动棋子B，小华都看不到棋子B与棋子A的像重合，善于观察的小林同学发现这是因为玻璃板与桌面______，调整后，小华便能看到棋子B与棋子A的像完全重合。 （2）把棋子A在玻璃板前移动多次，同时调整玻璃板后棋子B的位置，每次都使得棋子B与棋子A的像的位置重合，这不仅可以找到像的位置，还可以比较出像与物的______关系。 （3）实验中还需要______，用来测量像与物到玻璃板的______。 【分析与论证】 平面镜成像的特点中有关“物距和像距的关系”与“像与物的大小关系”可以概括为一句话：像与物关于镜面______。 （二）探究光的折射规律 小明同学要探究光从空气射入不同介质发生折射时的规律。她将光从空气射入水、玻璃后发生折射实验数据记录在下表中： 入射角 水中折射角 玻璃中折射角 光速 0° 0° 0° c为光在真空中的传播速度 v空气＝c，v水＝c，v玻＝c 10° 8.9° 6.7° 20° 17.4° 13.3° 30° 21.5° 19.6° 40° 26.3° 25.2° 50° 33.5° 30.7° （4）比较数据中第一行，得出结论是：______。 （5）比较表中数据，可初步得出的结论：当光以相同入射角斜射入不同介质时，在介质中的传播速度越大，折射角______。 【答案】 不垂直 大小 刻度尺 距离 对称 垂直入射时，光不改变传播方向 越大 【解析】（1）[1]平面镜所成的像和物体关于平面镜对称，如果玻璃板没有垂直桌面，棋子的像与棋子不在同一水平面上，所以棋子成的像不与棋子重合。 （2）[2]实验中的两棋子要求大小相同，这是为了探究物像的大小关系。 （3）[3][4]为了探究像与物到玻璃板的距离关系，应使用刻度尺测量其距离大小。 [5]利用数学中的知识，平面镜成像的规律也可以表述为像与物关于镜面对称。 （4）[6]第一行中，光线垂直入射，结果发现光介质中的传播方向没有发生变化，即垂直入射光不改变方向。 （5）[7]由表中数据可知，同样的入射角入射时，光在光速较大的水中，折射角也大，故说明折射角的大小应与光速有关，在介质中的传播速度越大，则折射角越大。 21．如图是一同学利用光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的实验情景，实验数据如下表所示。 入射角α 0° 10° 30° 45° 60° 折射角β 0° 7.1° 20.7° 30° 37.8° （1）分析表格中的数据，你能得出的结论（写出一条即可）：当光从空气斜射入玻璃中时，________ ；由表格中的数据还可以判断：当光从空气垂直射入玻璃中时，光的传播方向________ （选填“改变”或“不改变”）。 （2）由表格中的数据推理可知：当光以50°的入射角从空气斜射入玻璃中时，折射角_______ 30°（选填“等于”“小于”或“大于”）。 （3）为了验证光的折射现象中光路可逆，进行了如下操作：用一支激光笔让光从玻璃中以37.8°的入射角射向空气，当出现_________ 的现象时，可以初步验证。 （4）如下表是另一同学的实验数据。从表中数据可以看出：光以相同的入射角从空气斜射到不同介质中时，在不同介质中的偏折程度不同，在_______ 中的偏折程度要大一些（选填“水”或“玻璃”）。 空气中的入射角i 0° 30° 45° 60° 水中的折射角r 0° 22° 32° 40° 玻璃中的折射角β 0° 17° 24° 30° 【答案】（1）折射角小于入射角 不改变；（2）大于；（3）折射角是60°；（4）玻璃 【解析】（1）[1]根据表中数据可知，实验中，光从空气斜射入玻璃中，折射角总小于入射角，故能得出的结论是：光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角。 [2]当光从空气垂直射入玻璃中时，入射光线与法线夹角为0，故入射角为0°，光线不发生偏折，传播方向不改变。 （2）根据表格中的数据可知，当光线以45°的入射角从空气射向玻璃时，其折射角是30°；当入射角为50°时，入射角变大了，折射角随之变大，所以折射角会大于30°。 （3）已知光线以60°的入射角从空气射向玻璃时，其折射角是37.8°。根据光路的可逆性，用一支激光笔让光从玻璃中以37.8°的入射角射向空气，当光以37.8°的入射角从玻璃射入空气中时，其折射角是60°。 （4）由表格可知，当光从水中射入玻璃时，折射角小于入射角，玻璃对光线的折射程度要大一些。 题型8 凸透镜成像规律实验探究（共3小题） 【模型】成像区间探究 + 动态变化分析模型 【方法】一、实验器材 光具座、凸透镜（焦距已知）、蜡烛、光屏、火柴。 二、核心操作与目的 三心同高：调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度，目的是使像成在光屏中央。 固定透镜，改变物距：分别探究u>2f、u=2f、f<u<2f、u=f、u<f五种情况下的成像特点。 移动光屏找最清晰的像：确定像的位置和性质。 多次实验：总结普遍成像规律，避免偶然性。 三、成像规律口诀 一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小； 实像倒立异侧，虚像正立同侧； 实像：物近像远像变大； 虚像：物远像远像变大。 四、常见故障分析 光屏上找不到像：物距小于焦距，成虚像，光屏无法承接；物体在焦点上，不成像；三心不同高，像偏出光屏；像距太大，超出光具座范围。 像偏上：蜡烛燃烧变短；调节：蜡烛上移、凸透镜下移或光屏上移。 挡住部分透镜：像完整但变暗。 22．某小组做探究“凸透镜成像规律”的实验，实验装置如图甲所示。 （1）为了便于观察，本实验应在光线较___________（填“亮”或“暗”）的环境中进行。 （2）将烛焰、凸透镜和光屏的中心大致调整在同一高度，目的是___________。 （3）如图乙所示，一束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。 （4）调整各元件在光具座上的位置，当各元件位置如图丙所示时，光屏上恰好呈现清晰的像（像未画出）。 ①此时物距是___________cm，像距是___________cm，像的性质是___________（填像的正倒、大小特点）的实像。生活中___________（填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一成像原理制成的。 ②保持凸透镜位置不动，小红将蜡烛移至30cm刻度线处时，要想得到清晰的像，光屏应移至___________cm刻度线处，此时成___________（填像的正倒、大小特点）的实像。 ③小红保持凸透镜位置不变，将蜡烛从10cm刻度线处移至35cm刻度线处时应将光屏向___________（填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动，光屏上可以成___________（填“放大”或“缩小”）的像。 ④保持凸透镜位置不动，小红将蜡烛移动至45cm刻度线处时，无论怎么移动光屏，光屏上都无法承接到像，原因是___________。此时烛焰发出的光经凸透镜折射后成___________（填像的正倒、大小特点）的___________（填“虚”或“实”）像，应从___________（填“光屏”或“蜡烛”）一侧透过凸透镜观察这个像。 （5）如图丙所示，若将蜡烛与光屏的位置互换，光屏上会呈现___________（填像的正倒、大小特点）的像，此时成像特点符合___________（填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的原理。 （6）实验过程中，蜡烛由于燃烧而逐渐变短，此时烛焰的像在光屏上的位置会向___________方移动，为了能让烛焰的像回到光屏的中央，可将凸透镜向___________调节。（均填“上”或“下”） 【能力设问】 （7）在图丙的实验中，若在凸透镜和蜡烛之间放置一凹透镜，则需要将光屏向___________（填“左”或“右”）移动才能在光屏上得到清晰的像。 （8）如图丁所示，在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜，发现光屏上的像由清晰变模糊了，将光屏向靠近透镜方向移动适当距离后，光屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜是___________（填“近视”或“远视”）眼镜。 （9）在图丙的实验中，若保持蜡烛和凸透镜位置不变，更换凸透镜，在光具座上向左移动光屏，光屏上又出现了清晰的像。这表明像距变___________（填“大”或“小”）了，由此可推断出更换的凸透镜对光的会聚能力__________（填“增强”或“减弱”），此透镜的焦距___________（填“大于”“小于”或“等于”）10.0cm。 【拓展设问】 （10）在图丙的实验中，若用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分，则光屏上___________（填选项序号）。 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．烛焰的像仍然是完整的，且大小不变，只是变暗了 （11）在图丙实验中，小红保持凸透镜在50cm位置处不变，当蜡烛移动到38cm刻度线处时，发现在凸透镜右侧无论怎样移动光屏，光屏上都无法成清晰的像，请你判断产生此现象的原因可能是___________。 （12）如图甲所示，当光屏上呈现清晰的像时，不改变图甲中蜡烛和透镜位置： ①若将凸透镜换成焦距相同、镜面较小的凸透镜，再次做实验，光屏上所成的像与原来相比___________（填“变小”“变暗”或“变不完整”）了。 ②若将凸透镜换成镜面大小相同、焦距稍小的凸透镜，再次实验，则需将光屏___________（填“向左”或“向右”）移动才能成清晰的像，光屏上所成的像与原来的像相比___________（填“变大”“不变”或“变小”）。 （13）如图戊所示，若切除凸透镜中间的阴影部分，再将剩余部分靠拢合在一起，蜡烛在P点时将成___________个像。 （14）小红认为凸透镜成实像时，不但像与物上下是颠倒的，而且左右也是相反的。请你设计一种简单的方法验证小红的观点：___________。 【答案】（1）暗；（2）使烛焰的像成在光屏中央；（3）10；（4）40 13 倒立、缩小 照相机 70 倒立、等大 远离 放大 此时物距小于凸透镜的一倍焦距 正立、放大 虚 光屏；（5）倒立、放大 投影仪；（6）上 下；（7）右；（8）远视；（9）小 增强 小于 （10）D；（11）像距太大，超出光具座的调节范围；（12）变暗 向左 变小；（13）2；（14）沿垂直于光具座的方向吹动烛焰，观察光屏上的像晃动方向是否与烛焰的晃动方向相反 【解析】（1）略 （2）略 （3）焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，根据图乙可知，凸透镜的焦距为 （4）由（3）小问、图丙可知，当物距是40.0cm，像距是13.0cm，物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，是照相机的成像原理；将蜡烛移动至30cm刻度线处时，此时物距等于二倍焦距，成倒立、等大的实像，像距也等于二倍焦距，故光屏应移动至70cm处；将蜡烛从10cm刻度线处移至35cm刻度线处时，物距处于一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，像距大于二倍焦距，因此光屏应远离凸透镜；当蜡烛移动至45cm刻度线处时，物距小于一倍焦距，成正立、放大的虚像，光屏上无法承接，应从光屏一侧透过凸透镜观察。 （5）由于光路可逆，将蜡烛与光屏的位置互换后，此时物距小于像距，所以成倒立、放大的实像，应用为投影仪。 （6）由于蜡烛燃烧而逐渐变短，烛焰向下移动，烛焰的像向上移动，为了让烛焰的像回到光屏中央，可将凸透镜向下调节。 （7）凹透镜对光有发散作用，则射向光屏的光经过凹透镜将推迟会聚，即光屏要向右移动才能在光屏上得到清晰的像。 （8）将光屏向靠近透镜的方向移动适当距离后，光屏上再次呈现清晰的像，说明光线提前会聚，故镜片是凸透镜，该眼镜是远视眼镜； （9）更换凸透镜后需要向左移动光屏才能得到清晰的像，说明光提前会聚了，即像距变小了，所更换的凸透镜对光的会聚能力更强，故此透镜的焦距小于10.0 cm。 （10）若用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分，还会有部分光线经凸透镜下半部分折射会聚成完整的像，只是折射光线减少，成的像变暗。 （11）当蜡烛移动到38cm刻度线处时，物距非常接近一倍焦距，像距很大，超出了光具座的调节范围。 （12）透镜镜面较小表示通过透镜的光较少，由于焦距和物距不变，成的像大小不变，只是成的像变暗了；透镜换成焦距较小的凸透镜，凸透镜的会聚能力增强了，像会提前会聚，需要将光屏向左移动，且像距变小，像变小。 （13）切割后，凸透镜一分为二，有两个光心，成的像有2个。 （14）为了探究凸透镜成实像时是否左右相反，可沿着垂直于光具座的方向吹动烛焰，观察光屏上的像晃动方向是否与烛焰相反。 23．某小组做探究“凸透镜成像规律”的实验，实验装置如图甲所示： 【基础设问】 （1）为了便于观察，本实验应在光线较______（填“亮”或“暗”）的环境中进行； （2）将烛焰、凸透镜和光屏的中心大致调整在同一高度，目的是__________________________； （3）如图乙所示，一束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______； （4）调整各元件在光具座上的位置，当各元件位置如图丙所示时，光屏上恰好呈现清晰的像像未画出）： 此时物距是______，像距是______，像的性质是______填像的正倒、大小特点的实像。生活中______填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一成像原理制成的； 保持凸透镜位置不动，小红将蜡烛移至处时，要想得到清晰的像，光屏应移至______处，此时成______填像的正倒、大小特点）的实像； 小红保持凸透镜位置不变，将蜡烛从处移至处时应将光屏向______填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动，光屏上可以成______填“放大”或“缩小”）的像； 保持透镜位置不动，小红将蜡烛移动至处时，无论怎么移动光屏，光屏上都无法承接到像，原因是______。此时烛焰发出的光经凸透镜折射后成______（填像的正倒、大小特点）的______（填“虚”或“实”）像，应从______（填“光屏”或“蜡烛”）侧透过凸透镜观察这个像。 （5）如图丙所示，若将蜡烛与光屏的位置互换，光屏上会呈现______（像的正倒、大小特点）像，此时成像特点符合______（“照相机”“投影仪”或“放大镜”）原理； （6）实验过程中，蜡烛由于燃烧而逐渐变短，此时烛焰的像在光屏上的位置会向______方移动，为了能让烛焰的像回到光屏的中央，可将凸透镜向______调节；（填“上”或“下”） 【能力设问】 （7）在图丙的实验中，若在凸透镜和蜡烛之间放置一凹透镜，则需要将光屏向____（“左”或“右”）动才能在光屏上得到清晰的像； （8）如图丁所示，在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜，发现光屏上的像由清晰变模糊了，将光屏向靠近透镜方向移动适当距离后，光屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜是______（“近视”或“远视”）镜； （9）在图丙的实验中，若保持蜡烛和凸透镜位置不变，更换凸透镜，在光具座上向左移动光屏，光屏上又出现了清晰的像。这表明像距变_____（填“大”或“小”）了，由此可推断出更换的凸透镜对光的会聚能力_____填“增强”或“减弱”），此透镜的焦距______（填“大于”“小于”或“等于”）。 【拓展设问】 （10）在图丙的实验中，若用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分，则光屏上______（选项序号） 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．烛焰的像仍然是完整的，且大小不变，只是变暗了 （11）在图丙实验中，小红保持凸透镜在位置处不变，当蜡烛移动到刻度线处时，发现在凸透镜右侧无论怎样移动光屏，光屏上都无法成清晰的像，请你判断产生此现象的原因可能是______________________； （12）如图戊所示，若切除凸透镜中间的阴影部分，再将剩余部分靠拢合在一起，蜡烛在点时将成______个像； （13）小红认为凸透镜成实像时，不但像与物上下是颠倒的，而且左右也是相反的。请你设计一种简单的方法验证小红的观点：______________________。 【答案】（1）暗；（2）使烛焰的像成在光屏中央；（3）；（4） 倒立、缩小 照相机 倒立、等大 远离 放大 物距小于凸透镜一倍焦距 正立、放大 虚 光屏；（5）倒立、放大 投影仪；（6）上 下；（7）右；（8）远视；（9）小 增强 小于；（10）D；（11）像距太大，超出光具座的调节范围；（12）2；（13）见解析 【解析】（1）环境越暗，烛焰相对越亮，烛焰成像会越清晰，所以为了便于观察，本实验应在光线较暗的环境中进行。 （2）为使像成在光屏的中央，应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度处。 （3）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，根据图乙可知，凸透镜的焦距 （4）[1][2][3][4]由图丙可知，此时物距 像距 此时物距大于二倍焦距，成倒立缩小的实像，照相机就是利用该原理制成的。 [5][6]小红将蜡烛移至处时，此时 要想得到清晰的像，此时像距 即光屏需要移到，此时成倒立等大的实像。 [7][8]将蜡烛从处移至处时，此时物距变小，像距要变大，所以需要将光屏远离凸透镜，此时的物距 位于一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立放大的实像。 [9][10][11][12]小红将蜡烛移动至处时，此时物距 所以成正立放大的虚像，虚像不能用光屏承接，凸透镜成虚像时，像物同侧，所以需要在光屏一侧透过凸透镜观察。 （5）[1][2]由于光路可逆，将蜡烛与光屏的位置互换后，此时，所以成倒立放大的实像，应用为投影仪。 （6）[1][2]凸透镜成实像是倒立的，蜡烛燃烧变短时，烛焰向下移动，根据通过光心的方向不变，那么光屏上的像要向上移动，为了能让所成清晰的像回到光屏中央，可将凸透镜向下调节。 （7）由于凹透镜对光线具有发散作用，会延迟光线的会聚，所以需要将光屏右移。 （8）在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜，发现光屏上的像由清晰变模糊了，将光屏向靠近透镜方向移动适当距离后，说明该镜片对光线具有会聚作用，所以为凸透镜，用来矫正远视眼。 （9）[1][2][3]保持蜡烛和透镜的位置不变，更换凸透镜，在光具座上向靠近凸透镜移动光屏，光屏上又出现了清晰的像，由此推断更换的凸透镜会聚光的能力变强，焦距变小，像距也变小，此透镜焦距小于原凸透镜的焦距，即小于10.0cm。 （10）凸透镜上半部分被遮挡后，仍有光线会透过透镜成像，只是透过的光线减少，成像变暗，故选D。 （11）当把蜡烛移到刻度线处时，此时的物距为 物距物距接近焦距，像距会远远大于二倍焦距，像成在了光具座以外，所以无论怎样移动光屏，光屏上也都找不到清晰的像。 （12）因为凸透镜中间厚，边缘薄，切去部分后再将剩余部分靠拢合在一起，光心位置改变了，相当于两个透镜，上面部分透镜成的像下移，下面部分透镜成的像上移，错位将成两个像。 （13）为了证明凸透镜所成的像不仅上下相反，而且左右相反，可以沿垂直于光具座方向吹动烛焰，观察光屏上像的晃动方向是否与烛焰的晃动方向相反。 24．小明在家玩爷爷的老花镜时发现：当镜片靠近课本时，能看到正立、放大的“字”；用镜片看向窗外远处时，则看到倒立、缩小的“楼房和树木”。针对观察到的现象，他和同学们一起探究凸透镜成像的规律。 【猜想与假设】 （1）凸透镜成像的正倒、大小可能与_________有关。 【进行实验与收集证据】 （2）小明将图甲中高为3.0 cm的F形光源、凸透镜和带有刻度的光屏按图乙所示安装在水平光具座上，接着他将三者的中心调整到同一高度，其目的是_________。 正确调整后，小明不断改变光源与透镜间的距离并移动光屏，下表是他记录的物距、像距、像的高度和正倒情况。 物距 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 20.0 22.0 24.0 26.0 28.0 像距／cm ／ ／ ／ ／ 60.4 35.6 26.6 22.3 20.0 18.4 17.3 16.6 15.7 像的高度／cm ／ ／ ／ ／ 15.1 7.6 5.0 3.7 3.0 2.5 2.1 1.9 1.7 像的正倒 正 正 正 ／ 倒 倒 倒 倒 倒 倒 倒 倒 倒 【分析与论证】 （3）根据表中数据判断该凸透镜的焦距为_________cm； （4）比较像距、像高随物距变化的情况，可得结论：同一凸透镜成实像时，物距变小，像距_________，像高_________。（以上两空选填“变大”“变小”或“不变”） 【评估交流】 （5）当光源距离透镜很近时，无论怎样移动光屏都找不到像，小明经过思考后撤去光屏，从_________（选填“光屏一侧”或“光源一侧”）通过透镜可观察到光源的像。 （6）邻组的同学在实验探究时发现：当物距都为22.0 cm时，测量出像距却分别为18.8 cm和18.2 cm，造成像距差异的原因可能是光屏上未出现_________（选填“清晰”或“完整”）的像就进行了测量。 【拓展应用】 （7）使用照相机给某位同学拍完半身照，再拍全身照时，应将镜头_________（选填“靠近”或“远离”）这位同学，才能拍出清晰的照片。 （8）如图丙所示，为凸透镜的焦点，为物体通过凸透镜在光屏上所成的像，则物体AB应在图中_________区域。（选填序号） 【答案】（1）物距；（2）让像完整呈现在光屏中央；（3）10.0；（4）变大 变大；（5）光屏一侧；（6）清晰；（7）远离；（8）④ 【解析】（1） 题干中，凸透镜靠近课本（物距小）成正立放大的像，看远处景物（物距大）成倒立缩小的像，因此猜想成像的正倒、大小和物距有关。 （2）实验中调整三者中心在同一高度，目的是让像完整呈现在光屏中央，方便观察。 （3）根据凸透镜成像规律，当时，成倒立等大的实像。表格中时，像高等于物高，因此 得焦距。 （4）分析表格数据可得：同一凸透镜成实像时，物距变小，像距变大，像高变大。 （5）当物距小于焦距时，凸透镜成正立放大的虚像，虚像与物体同侧，因此需要从光屏一侧透过透镜观察像。 （6）物距相同，像距测量不同，是因为没有等光屏上出现清晰的像就开始测量，造成了测量结果有差异。 （7）拍半身照后改拍全身照，像需要变小，根据凸透镜成实像规律，像变小则物距需要增大，因此镜头要远离同学。 （8）图丙中像在凸透镜右侧一倍焦距和二倍焦距之间，根据凸透镜成像规律，物体在凸透镜左侧二倍焦距点左侧；凸透镜成倒立的实像，像和物的位置也上下颠倒，因此物体在左侧二倍焦距外、主光轴下方的④区域。 题型9 视力矫正模拟实验探究（共3小题） 【模型】视力缺陷与矫正模拟模型 【方法】一、实验原理 晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏。 近视眼：晶状体太厚，折光能力太强，像成在视网膜前方；用凹透镜矫正（发散光线，使像后移到视网膜上）。 远视眼：晶状体太薄，折光能力太弱，像成在视网膜后方；用凸透镜矫正（会聚光线，使像前移到视网膜上）。 二、模拟实验操作 用凸透镜模拟晶状体，光屏模拟视网膜。 成清晰像后，将光屏远离透镜，模拟远视眼（像成在视网膜后）；放入凸透镜，像再次清晰，模拟远视矫正。 成清晰像后，将光屏靠近透镜，模拟近视眼（像成在视网膜前）；放入凹透镜，像再次清晰，模拟近视矫正。 25．某小组同学探究凸透镜成像的规律，实验器材有：一个凸透镜A、光屏、高度为3.0cm的发光二极管和光具座。 （1）实验开始，先调节发光二极管、凸透镜和光屏，使它们的中心高度________。 （2）实验时，物距从4.0cm开始，每次增加2.0cm。下表是他们记录的物距、像距、像的高度和正倒情况。 物距/cm 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 20.0 22.0 24.0 26.0 28.0 像距/cm 60.4 35.6 26.6 22.3 20.0 18.4 17.3 16.6 15.7 像的高度/cm 15.1 7.6 5.0 3.7 3.0 2.5 2.1 1.9 1.7 像的正倒 正 正 正 倒 倒 倒 倒 倒 倒 倒 倒 倒 ①实验中判断实像是放大的还是缩小的方法是________； ②根据表中数据判断该凸透镜的焦距是________； ③在这个实验中，要使所成的像为倒立、缩小的实像，发光二极管的位置应在的范围是________。 （3）我们每天用眼睛看东西，眼球好像一架照相机，如果长期不注意用眼卫生，就容易形成近视眼。为了探究近视眼的成因和矫正原理，小组同学利用上述实验器材，并再增加一个焦距为8cm的凸透镜B，进行了下列探究： ①步骤一：如图所示，选用原来实验中的凸透镜A模拟正常眼睛的晶状体，打开“F”光源，调节各元件位置，直到光屏上呈现清晰的像，组装好正常眼睛的视物模型，该模型中，“F”光源作为可视物体，光屏模拟视网膜。 步骤二：用凸透镜B替换原来的凸透镜A，观察到光屏上的像会变模糊。 步骤三：将光屏向靠近凸透镜的方向移动时，光屏上能再次呈现清晰的像。 分析上述探究可知，_______（选填“A”或“B”）凸透镜折射光的能力更强，这是近视眼形成的原因之一，从而导致像成在了视网膜_______（选填“前方”或“后方”），而看不清物体。 ②进行步骤二后，在发光二极管和凸透镜之间放置一个_______透镜也能使光屏上再次出现清晰的像，据此可以得到近视眼的矫正办法。请结合透镜对光的作用，分析说明该透镜能矫正近视眼的原理是_______。 【答案】（1）在同一高度；（2）比较像的高度与物体的高度 10.0cm 物距大于20.0cm；（3）B 前方 凹 对光具有发散作用 【解析】（1）为使像成在光屏的中央，实验开始时需调节发光二极管、凸透镜和光屏，使它们的中心高度在同一高度。 （2）[1]比较像的高度与物体的高度，若像的高度大于物体高度，则为放大像；反之则为缩小像。 [2] 当物距u=2f 时，像距v=2f ，成等大的实像。 表格中，当物距为20.0cm时，像距为20.0cm ，因此2f=20.0cm ，解得焦距f=10.0cm 。 [3]由表中数据可知，成倒立、缩小实像的条件是u>2f ，代入f=10.0cm得u>20.0cm，因此发光二极管应在物距大于20.0cm的范围。 （3）[1][2]凸透镜B的折射光能力更强，焦距为8cm，比原凸透镜更短，使光线提前会聚，导致像成在视网膜前方，这是近视眼的成因之一。 [3][4]由于凹透镜对光线有发散作用，能将原本会聚在视网膜前方的像向后推，使其准确成在视网膜上，所以在发光二极管和凸透镜之间放置一个凹透镜，可使光屏上再次出现清晰的像。 26．进入初二年级后，部分同学由于用眼过度，导致视力下降，形成了近视眼。小组同学开展了“保护视力，远离近视”的项目学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助他们完成以下内容。 【项目分解】 （i）探究“凸透镜成像规律”， （ii）近视眼的形成原因及如何矫正近视眼； 【项目实施】 （1）探究“凸透镜成像规律” ①如图甲所示，让平行光经过凸透镜后，在光屏上出现一个___________的光斑，凸透镜的焦距是___________cm； ②如图乙所示，用该凸透镜做成像实验，把蜡烛放在距凸透镜18cm的位置，移动光屏，在光屏上形成清晰的像，___________（照相机/投影仪/放大镜）就是利用这一原理工作的。若撤去光屏，人眼在图乙所示的位置___________（选填“能”或“不能”）观察到蜡烛的像； （2）①近视眼的形成原因 小明使用“F”字样的光源代替物体，光屏模拟视网膜。图丁所示的②号凸透镜模拟晶状体，打开光源，调节器材高度和位置，直到光屏上呈现倒立缩小的清晰的像。请回答下列问题： 模拟近视眼视物情况，应选择图丁中的 ___________（填序号）号透镜代替②号透镜安装在光具座上后，光屏上的像变模糊；保持光源不动，适当向___________（填“左”或“右”）移动光屏，光屏上的像再次清晰。由此可知近视眼的形成原因可能是晶状体过 ___________（填“厚”或“薄”），折光能力过强造成的。 ②如何矫正近视眼 用如图戊所示的水透镜放在光具座上的合适位置，代替眼镜模拟近视眼矫正视力。应将水透镜置于光具座上的 ___________（填“A”“B”或“C”）点，缓缓调节水透镜中的水量，当水透镜形成焦距合适的 ___________透镜时，光屏上呈现清晰的像，近视眼的成像情况得到改善。近视程度更严重的同学应选择焦距更 ___________（填“大”或“小”）的透镜来矫正视力。 【项目拓展】 该小组同学查阅资料得知，近视是由于角膜或晶状体的屈光力过强，或者是眼轴过度延长，从而导致外界光线经过眼睛的屈光系统折射之后，“焦点”没有能够准确地聚在视网膜上，而是聚在视网膜前，造成视网膜上投影模糊不清，引起视力下降。 老花眼则是由于年龄因素引起晶状体弹性降低，睫状体的调节功能减退，不能将近距离30cm内的细小物件和字体聚焦成像于视网膜，导致患者近视力下降，属于一种生理性的衰退现象。 现在有一款眼镜（如图），集近视眼镜和老花眼镜功能于一身，给人们带来极大的便利。这款眼镜叫渐进多焦点眼镜，镜片不同区域有不同焦点、不同度数，一般分四个区域：远用区域A、近用区域B、渐进区域C、左右变形区D（也可称周边区或模糊区），如图所示。 A区，用于看清远处物体。 B区，用于看清近处物体。 C区，是一个自上而下规律变化的区域，用于看清中间距离的物体。 D区，是度数变化区域，通过该区域看东西会感到模糊，但会随着使用过程中的适应程度而逐渐改善。 有了这款眼镜，无论是在户外眺望远方，还是在家中看书学习，都不会再有更换眼镜的烦恼了。 请阅读上述材料结合所学知识，回答下列问题： （3）同一个物体放在人眼前远近不同位置观察，物体在远处时视网膜上所成的像 ___________（选填“大于”“小于”或“等于”）在近处时视网膜上所成的像。 （4）远视眼所成的清晰像处于视网膜 ___________（选填“前”或“后“）方，需佩戴远视眼镜进行校正，远视眼镜属于 ___________（选填“凸”或“凹”）透镜；渐进多焦点眼镜的 ___________区镜片相当于此眼镜。 （5）如果把眼镜上方的A区设置成看近区，你认为 ___________（选填“合适”或“不合适”）。 【答案】（1）最小 11.0 投影仪 能；（2）③ 左 厚 B 凹 小；（3）小于；（4）后 凸 B；（5）不合适 【解析】（1）[1]根据焦点的定义可知，让平行光经过凸透镜后，在光屏上出现一个最小的光斑即为焦点。 [2]焦点到透镜光心的距离即为焦距，即 [3]由图可知此时物距为u=18cm，这时2f>u>f，成倒立、放大实像，投影仪就是利用这个原理。 [4]由于实像是由实际光线会聚形成的，所以人眼睛在图乙所示的位置能看到物体的实像。 （2）[1][2][3]近视眼是晶状体凸度过大或眼球前后径过长，外界物体的像成在视网膜前方引起的，因此应选取凸度更大的③号透镜模拟近视眼的晶状体，由此可知，近视眼的形成原因可能是晶状体过厚，折光能力过强造成的。凸透镜会聚作用使得像成在光屏的前方，所以需要向左移动光屏才能得到清晰的像。 [4]图丙中C点在凸透镜（晶状体）和光屏（视网膜）之间，是眼睛的内部，因此模拟近视眼镜的水透镜应放置在模拟晶状体的凸透镜前的B点。 [5]由于近视眼需要配戴凹透镜矫正，因此应将水透镜调节成焦距合适的凹透镜。 [6]根据上述实验现象可知，近视程度更严重的同学，其晶状体焦距更小，对光的会聚能力更强，故需用对光发散能力更强焦距更小的凹透镜矫正。 （3）凸透镜成像原理物远像近像变小，物近像远像变大，由此可知同一物体放在眼前远近不同的位置观察，物距远像小，物距近像大，故同一物体放在眼前远近不同的位置观察，物体在远处时视网膜上的像小于在近处时视网膜上所成的像。 （4）[1]远视眼是由于晶状体的弹性降低，晶状体的调节能力减弱引起的看近处的物体时所成的像在视网膜后面。 [2]为了使像在视网膜上，要纠正远视眼需要把光线会聚即用凸透镜。 [3]渐进多焦点眼镜B区看近处区的镜片是纠正远视眼的。 （5）上方改为看近区不合适，因为人们看近处的物体向下看，看远处的物体向上看。 27．随着手机用户的增多，伴随近视眼的增加，都是由于长时间用眼，造成用眼过度，眼睛的晶状体变厚，如图 1 所示． 【提出问题】小明同学为了弄清楚是不是因为晶状体变厚造成近视眼，同时想弄清楚近视眼度数越大，是不是因为晶状体越厚． 【设计并进行实验】因此利用实验室中的水凸透镜等器材进行探究实验： ①调整烛焰（模拟远处所视物）、水凸透镜（模拟人眼晶状体，并与注射器相连，其凸起程度可通过注射器注入或吸收水量来调节）、光屏（模拟人眼视网膜）在光具座上的位置，如图2 所示，在光屏上得到了烛焰清晰的______（选填“放大”或“缩小”）像． ②当向水凸透镜内注入适量水来模拟近视眼，发现光屏上原来清晰的像变模糊了，将光屏向靠近透镜的方向移动适当距离，再次得到清晰的像，说明凸透镜变厚后，凸透镜的焦距变____，像距变_______；（两空均选填“长”或“短”） 【分析论证】 ③根据所学的内容知道，近视眼成因之一是由于长时间用眼后，造成晶状体变______，眼睛将远处的物体成像在视网膜_____（选填“前”或“后”）． ④若光屏不移动，在烛焰和水凸透镜间加一个焦距合适的凹透镜，光屏上也能得到清晰的像， 说明近视眼镜是_____透镜． 【拓展延伸】小明移动凸透镜前的蜡烛，物距 u 随时间 t 的变化图象如图 3 所示，则像距 v 与t 的大致变化关系为如图 4 中的_____． 【答案】 倒立、缩小的实 小 变小 厚 前 凹 C 【分析】①根据像距与物距的大小关系判断成像的特点； ②凸透镜越厚，会聚能力越强； ③④近视眼是因为晶状体变厚，折光能力太强引起的；近视眼的像成在视网膜之前，需佩戴具有发散作用的凹透镜进行矫正； 焦点是凸透镜成虚像与实像的分界点．凸透镜成实像时物距增大，像距减小，像减小． 【解析】①由图知，像距小于物距，此时物距大于2倍焦距，所以此时成倒立、缩小的实像； ②当向水凸透镜内注入适量水，此时凸透镜变厚，将光屏向靠近透镜的方向移动适当距离，才能再次得到清晰的像，说明其会聚作用增强，也就是焦距变小，像距变小； ③如果长时间近距离看书，就会使晶状体变厚，使得远处的物体的像成在视网膜的前方，故能看清近处的物体，但不能看清远处的物体，形成近视眼； ④近视眼患者若想看清楚物体，应减小像距，即将光屏向靠近透镜的方向移动适当距离；或者让光线推迟会聚，即要在烛焰和水凸透镜间加一个焦距合适的凹透镜，光屏上也能得到清晰的像；说明近视眼镜是凹透镜； 【拓展延伸】当物距大于焦距时凸透镜成的是实像；将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜，物距变大，像距则变小，故图象为C图． 题型10 实验方法与误差分析综合探究（共3小题） 【模型】实验方法识别 + 误差分析模型 【方法】一、初中物理常用实验方法 控制变量法：多因素探究，每次只改变一个因素，控制其他因素不变；如探究音调影响因素、凸透镜成像规律。 转换法：将不易观察的物理量转换为易观察的物理量；如音叉弹乒乓球、鼓面纸屑跳动。 等效替代法：用已知物理量等效替代未知物理量；如平面镜成像用蜡烛替代像、用电阻箱替代待测电阻。 理想实验法（实验推理法）：实验+科学推理得出结论；如真空不能传声、牛顿第一定律。 累积法：测多算小，减小相对误差；如测纸张厚度、细铜丝直径。 化曲为直法：曲线转化为直线测量；如测地图铁路线长度。 二、误差与错误 误差：客观因素导致，不可避免，只能减小；减小方法：多次测量求平均值、选用精密仪器、改进测量方法。 错误：主观操作不规范导致，可以避免。 三、多次实验的目的 测量类实验：多次测量求平均值，减小误差。 探究类实验：多次改变条件，寻找普遍规律，避免偶然性。 28．请选择下列各事件中运用到的物理研究方法：（选填下面的字母） （1）探究降落伞在空中滞留的时间与哪些因素有关；_______ （2）引入“光线”；_______ （3）敲响的音叉能溅起水花；_______ （4）研究真空无法传声的钟罩实验；_______ （5）研究声波时，把声波比作水波；_______ （6）探究平面镜成像的特点时，用大小完全相同的蜡烛在玻璃板后找像及比较像与物大小是否相等。（　　） A．比值法 B．转换法 C．实验推理法 D．控制变量法 E．等效替代法 F．建立理想模型法 G．类比法 【答案】（1）D；（2）F；（3）B；（4）C；（5）G；（6）E 【解析】【小题1】降落伞在空中滞留的时间与多个因素有关，在探究降落伞在空中滞留的时间与某一因素的关系时，控制其他因素不变，采用的是控制变量法。故选D。 【小题2】在研究光的传播现象时，引入实际不存在的光线描述光的传播特点，采用的是理想模型法。故选F。 【小题3】用发声的音叉接触水面溅起水花来研究声源的振动，是将声源的振动转换为水的运动，因此该实验采用了转换法。故选B。 【小题4】研究真空无法传声时，把电铃放入扣在抽气盘上的玻璃钟罩内，在向外抽气的过程中，声音越来越小，进一步推理得出，若没有介质，将不能传播声音，采用的是实验推理法。故选C。 【小题5】研究声的传播时，将声波与水波进行比较，采用了类比法。故选G。 【小题6】在探究“平面镜成像的特点”实验中，用大小完全相同的蜡烛在玻璃板后找像，将玻璃板前的蜡烛的像替代为玻璃板后的蜡烛，便于比较像与物的大小关系，采用的是等效替代法。故选E。 29．小明在做“探究平面镜成像”的实验时，将白纸平铺在桌面上，将玻璃板垂直纸面放置，取两支完全相同的蜡烛A和B，点燃玻璃板前的蜡烛A，小心地移动蜡烛B，直到与蜡烛A的像重合。 （1）实验时应选用________（选填“较薄”或“较厚”）的玻璃板代替平面镜；用玻璃板代替平面镜是为了便于确定像的________；（选填“位置”或“大小”） （2）选用两支完全相同的蜡烛是为了比较像与物的________关系；（选填“位置”或“大小”） （3）移去蜡烛B并在其位置上放一光屏，则光屏上________（填“能”或“不能”）接收到蜡烛A的像，这表明平面镜所成的像是________（填“虚”或“实”）像； （4）实验过程中，将蜡烛A靠近玻璃板时，蜡烛B应________（选填“靠近”或“远离”）玻璃板；若无论怎么调节蜡烛B都不能与蜡烛A的像完全重合，这可能是________； （5）本实验多次改变蜡烛A的位置，得到多组数据的目的是________（选填序号） A．多次测量取平均值减小误差B．避免实验的偶然性，得到普遍规律 （6）实验中，若将玻璃板沿水平向右移动，则蜡烛A在镜中的像的位置________（选填“改变”或“不变”），他又将玻璃板以为轴向蜡烛A转动（如图乙所示），则蜡烛A在镜中的像________（选填“向上”或“向下”）运动，小轿车倾斜的前挡风玻璃就是利用这个原理设计的，可以防止________（选填“车内”或“车外”）物体成像在车的正前方干扰司机视线。 【答案】 较薄 位置 大小 不能 虚 靠近 可能是玻璃板未与桌面垂直放置造成。 B 不变 向上 车内 【解析】（1）[1]因为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面，会出现两个像，影响到实验效果，所以应选用较薄玻璃板。 [2]用玻璃板代替平面镜，能同时观察到蜡烛A的像和玻璃板后面的蜡烛B，便于确定像的位置。 （2）[3]在实验中，选取两段完全相同的蜡烛是为了比较像与物的大小关系。 （3）[4][5]平面镜成像是由于光的反射形成的，移去蜡烛B，并在其位置上放一光屏，则光屏上不能承接到像，说明平面镜成虚像。 （4）[6]如果使蜡烛A离玻璃板近一些，根据平面镜成像特点可知，蜡烛B也应靠近玻璃板。 [7]若实验中无论怎样调节后面的蜡烛B，都不能与蜡烛A的像重合，说明像和物体未在同一水平面上，则可能是玻璃板未与桌面垂直放置造成。 （5）[8]一次实验总结的规律不具备代表性，应采取同样的实验方案多做几次，避免实验现象的偶然性，故A不符合题意，B符合题意。 故选B。 （6）[9][10]由于像和物体关于镜面对称，让玻璃板沿OO'轴（玻璃板与桌面的接触部分）方向水平向右移动，像相对于A不移动； 将玻璃板以OO′为轴向蜡烛A转动（如图乙所示），则蜡烛A在镜中的像将向上移动。 [11]小汽车前面玻璃是倾斜的，汽车内物体的像成在汽车的前上方，司机看前方道路时，物体的像不会影响司机的视线。 30．如图1甲是小明同学探究“平面镜成像特点”的实验装置。 （1）实验时，不采用平面镜而采用透明薄玻璃板，目的是_______； （2）实验时，小明同学应在_______（选填“M”或“N”）侧观察蜡烛A经玻璃板所成的像； （3）在竖立的玻璃板前放一支点燃的蜡烛A，可以看到玻璃板后面出现蜡烛的像。小明拿另一支大小相同的蜡烛B在玻璃板后面移动，直到它跟蜡烛A的像完全重合。由此可以得出的结论：平面镜所成的像与物体大小________； （4）移去蜡烛B，在其原来位置上放置一块光屏，光屏上________（选填“会”或“不会”）呈现蜡烛A的像，说明平面镜所成的像是________； （5）如图1乙所示，经过三次实验，记录的像A′、B′、C′与物A、B、C对应的位置，并量取三次对应的物距与像距进行比较，在探究实验的过程中，若把蜡烛A放在距玻璃板30cm处，蜡烛A与所成像的距离是_______cm；当蜡烛A远离玻璃板时，它的像的大小将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）； （6）将蜡烛A竖直放在水平桌面的白纸上，点燃蜡烛A，观察发现：玻璃板中蜡烛A的像偏低且倾斜。则图2所示的①、②、③三幅图中，________图是产生以上实验现象的原因； （7）在物理实验中，为了减小误差或寻找普遍规律，经常需要多次测量。下列实验中多次测量的目的与本实验多次测量的目的相同的是________（选填字母符号）。 A．“用刻度尺测长度”时，需要多次测量被测物体的长度 B．“探究光的反射定律”时，多次改变入射角度，进行测量 【答案】 便于确定像的位置 M 相等 不会 虚像 60 不变 ③ B 【解析】（1）[1]实验时，采用透明薄玻璃板，既可以反射光线成像，又可以让光线透过，便于确定像的位置。 （2）[2]实验时，蜡烛A所成的像是光的反射现象形成的，观察的是反射光线，故小明同学应在M侧观察蜡烛A经玻璃板反射所成的像。 （3）[3]本实验用相同的蜡烛B替代A，与A的像进行比较，直到它跟蜡烛A的像完全重合，表明B与A的像大小相等。由此可以得出的结论：平面镜所成的像与物体大小相等。 （4）[4][5]平面成像是光的反射现象，像是反射光线反向延长线的交点所形成的，并不是实际光线，属于虚像，不能在光屏上呈现。 （5）[6]根据平面成像的特点，像与物到平面镜的距离相同，若把蜡烛A放在距玻璃板30cm处，蜡烛A与所成像的距离是 [7]根据平面成像的特点，像与物大小相同，当蜡烛A远离玻璃板时，它的像的大小将不变。 （6）[8]根据平面镜成像的特点，像与物关于平面镜是对称的，平面镜相当于对称轴，玻璃板中蜡烛A的像偏低且倾斜，表明平面镜向右则倾斜，图2所示的③图是产生以上实验现象的原因。 （7）[9]本实验多次测量的目的是寻找普遍规律。 A．“用刻度尺测长度”时，由于估计等原因会造成误差，需要多次测量被测物体的长度，然后求平均值，是为了减小误差，故A不符合题意； B．“探究光的反射定律”时，多次改变入射角度，进行测量，目的是探究反射角与入射角的大小关系，寻找普遍规律，故B符合题意。 故选B。 题型11 综合实验设计与评估（共3小题） 【模型】实验设计三维评估模型 【方法】一、实验设计步骤 明确实验目的；根据实验原理选择合适的器材；设计实验步骤（体现控制变量、转换法等科学方法）；预测实验现象，得出实验结论。 二、实验评估维度 科学性：原理是否正确、变量控制是否合理、结论是否可靠。 可行性：操作是否简便、现象是否明显、器材是否易得。 误差性：误差大小、是否有改进空间。 三、改进思路 针对误差来源改进；针对现象不明显改进；针对结论普遍性改进。 31．声音的传播需要介质，固体、液体、气体均可以传声。固体不仅可以传声，并且传声的效果比气体好，请你利用生活中的物品设计一个简单的实验，验证固体传声比空气传声效果好。 实验器材：___________。 实验步骤：___________。 实验结论：__________。 【答案】 手机、较长的桌子 用手机放在桌子的一端播放音乐，在桌子的另一端听手机音乐声的大小，然后将耳朵紧贴在桌面上听手机音乐声的大小 若耳朵贴在桌面上听到的音乐声比较响亮，则说明固体传声的效果比空气好 【解析】[1]验证固体传声比空气传声效果好，需要发声体发出声音，且发声体发出的声音要稳定，则可以选用手机作为声源，且需要通过固体与空气分别传递声音，则可选用较长的桌子进行传声。 [2]实验步骤如下：用手机放在桌子的一端播放音乐，在桌子的另一端听手机音乐声的大小，此时声音通过空气传递；然后将耳朵紧贴在桌面上听手机音乐声的大小，此时声音通过桌子（固体）传递。 [3]若耳朵贴在桌面上听到的音乐声比较响亮，则说明固体传声的效果比空气好。 32．如图是小红同学探究“平面镜成像的特点”实验装置。 （1）在实验中用透明的玻璃板代替平面镜，主要是利用玻璃透明的特点，便于__________。 （2）我们应选择________ （选 填“较厚”、“较 薄”）的平板玻璃来进行实验；为了便于观察， 该实验最好在________（选填“较亮”或“较暗”）的环境中进行； （3）在竖立的玻璃板前放一支点燃的蜡烛 M，可以看到玻璃板后面出现蜡烛的像．小红拿另一支大小相同的蜡烛 N 在玻璃板后面移动，直到它跟蜡烛 M 的像完全重合．由此可以得出的结论是_______。实验时，小红同学应在________（填“M”或“N”）侧观察蜡烛 M 经玻璃板所成的像． （4）移去后面的蜡烛 N，在其所在位置上放一光屏，则光屏上___________接收到蜡烛烛焰的像（填“能”或“不能”），所以平面镜所成的像是__________像。（填“实”或“虚”）．为了验证像的虚实，我们应该在________（填“M”或“N”）侧观察。 （5）小红在做此探究实验时，只做了一组数据就得到了平面镜成像的特点，你认为小红下一步应该怎样做 （ ）。 A、整理器材，完成实验。 B、改变发光的蜡烛到平面镜的距离，再得到几组数据，分析得出结论。 （6）细心的小红透过玻璃观察蜡烛 M 的像时，看到在像的后面还有一个较模糊、与像有部分重叠的像，出现两个像的原因是__________。 （7）在“探究平面镜成像特点”的实验中,我们一般选用玻璃板代替平面镜,优点是既能看见物体的像,也能透过玻璃板看见另一侧的物体．缺点是,由于常规的玻璃板会出现小红所发现的重叠的像，对研究成像规律带来影响。聪明的小明利用生活中梳洗用的两块小镜子（该平面镜的前表面为反射面）也完成了实验,小明的实验步骤如下： 　 ①如图甲所示,将两块平面镜分开一定距离固定于不锈钢框架上．将铅笔A放在平面镜前,可以看见铅笔通过平面镜成上下两段不完整的_____像（选填“虚”或“实”）．此像虽然不完整,但比玻璃板成像要______。 ②小明用与铅笔A完全一样的铅笔B找到了铅笔A像的位置．他具体的操作是：______。 ③为了消除平面镜厚度对物距和像距测量的影响,小明用图乙的方法测出了物距和像距．图丙为图乙的简化图,图丙中______表示像距（选填“BD”或“BC”）。 【答案】 确定像的位置 较薄 较暗 像和物大小相等 M 不能 虚 N B 玻璃板比较厚，蜡烛经过两个反射面都会形成像 虚 清晰 把铅笔B放在平面镜后，使B与A的像看起来是一个完整的像 BD 【解析】（1）[1]透明的玻璃板，可以观察到玻璃板的另一侧，便于观察并确定像的位置。 （2）[2]玻璃板如果薄，两个像距离近，测量误差小，实验效果好；反之，较厚的玻璃板两面，都可以成像，会出现了两个不重合的像，从而影响实验效果。 [3]实际操作可知，光线较暗时，玻璃板上成的像更清晰，即实验现象会更加明显。 （3）[4]未点燃的大小相同的蜡烛N与点燃的蜡烛M的像完全重合，可知像与物等大。 [5]由于平面镜成的是虚像，所以在寻找蜡烛M的像的位置时，人眼应在蜡烛M这一侧观察．使它与蜡烛M在玻璃板中所成的像完全重合。 （4）[6][7][8]移去后面的蜡烛N，在其所在位置上放一光屏，则光屏上不能接收到蜡烛烛焰的像，所以平面镜所成的像是虚像。 （5）[9]为得到多次实验数据，使得到的结论更具普遍性，要改变蜡烛的位置继续进行几次实验。故选B。 （6）[10]由于像是由光的反射形成的，玻璃的两面都能反射光，能成两个像，所以出现两个像的原因是玻璃太厚，玻璃板的两个面都成了像。 （7）①[11]铅笔射向平面镜的光经平面镜反射后不能会聚成像，而反射光线的反向延长线会聚在一起形成虚像。 [12]玻璃板既能透光又能反射光，平面镜只能反射光，故用平面镜反射的光多，成像清晰。 ②[13]为了确定像的位置，小明将铅笔B放在平面镜后，使B与A的像看起来是一个完整的铅笔。 ③[14]AD是物体到平面镜的距离即物距，根据物体到平面镜的距离等于像到平面镜的距离知，BD是像到平面镜的距离即像距。 33．在光学复习中，以“像”的形成原因、“像”的性质等进行分类，是一种清晰高效的复习思路。 【成像】 （1）如图所示，小南和小岗整理了自然界与生活中的部分光学现象，请仔细观察并对其进行分类： 由于光的直线传播形成的有：_____；由于光的折射形成的有：_____； A．水中倒影     B．投影机的投影     C．水球成像 D．树下光斑     E．镜中人物     F．小孔成像 （2）小南和小岗发现，由光的反射形成的像在生活中很常见。为了进一步梳理其具体规律，他们接下来进行了“平面镜成像特点”的实验。他们将中间画有直线的白纸铺在水平桌面上，沿直线竖立一个平面镜，把一支点燃的蜡烛放在平面镜前面； 【找像】 ①他们发现此时无法确定像的位置。为了确定像的位置，请你帮他们提出改进建议：_____； 【析像】 ②改进后，小南和小岗相互配合，出现了如图所示的情境。请写出他们确定像的位置的依据________，证明平面镜所成的像是虚像的现象是________； ③小南想利用横截面积相同但长度不同的圆柱形蜡烛探究“像与物的大小关系”。你认为小南能不能完成此实验？若能，请写出思路；若不能，请说明理由_____； 【交流】 （3）在实验中，小岗想让所成的“像”更亮些，请写出可行的办法_____。 【答案】（1）DF BC；（2）用玻璃板代替平面镜 小南：哇，你摸到烛火了 小岗的手上什么都没有 不能，所成的像与物体不能完全重合；（3）在较暗的环境中进行实验 【解析】（1）[1][2]A．水中倒影是平面镜成像，属于光的反射现象；B．投影机的投影，是凸透镜成像，属于光的折射；C．水球成像，是凸透镜成像，属于光的折射；D．树下光斑，是小孔成像，属于光的直线传播；E．镜中人物，是平面镜成像，属于光的反射现象；F．小孔成像，属于光的直线传播，综上分析可知，由于光的直线传播形成的有：DF；由于光的折射形成的有：BC。 （2）[1]实验选取平面镜做实验，由于平面镜不透明，则只能观察到像，但不能确定像的位置，故改进方法是选取玻璃板代替平面镜，因为玻璃板既能成像又能确定像的位置。 [2][3]小南和小岗相互配合，出现了如图所示的情景。通过小南的语言：哇，你摸到烛火了，可以看出他们确定了像的位置，又通过小岗的手上什么都没有现象，证明了平面镜成像是虚像。 [4]小南想利用横截面积相同但长度不同的圆柱形蜡烛探究“像与物的大小关系”。此时像与物不能完全重合，不能比较像和物的大小关系。故小南不能完成此实验。 （3）进行平面镜成像实验时，物体和环境的对比度越大，物体越亮，物体在平面镜中成像越亮，效果更好。故小岗想让所成的“像”更亮些，可行的办法在较暗的环境中进行实验。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题07 实验题专项训练 基础·固本强基 题型1 长度测量与特殊测量 题型2 声音的产生与传播 题型3 声音三特性控制变量实验 题型4 光的直线传播与小孔成像实验 题型5 光的反射定律实验探究 提升·进阶突破 题型6 平面镜成像特点实验探究 题型7 光的折射规律实验探究 题型8 凸透镜成像规律实验探究 题型9 视力矫正模拟实验探究 题型10 实验方法与误差分析 题型11 综合实验设计与评估 基础·固本强基 题型1 长度测量与特殊测量实验探究（共3小题） 【模型】刻度尺规范测量 + 特殊测量等效模型 【方法】一、刻度尺规范测量方法 1．使用前：三看原则 看量程：根据测量对象选择合适量程的刻度尺，量程略大于被测长度最佳。 看分度值：明确测量精度，读数需估读到分度值的下一位。 看零刻度：检查零刻度线是否磨损，磨损时选取某一整刻度作为测量起点，最终结果减去起始刻度值。 测量时：放置规范 刻度尺要放正，刻度线紧贴被测物体，不能悬空、歪斜。 零刻度线（或选定的起始刻度）对准被测物体的一端。 2．读数时：视线垂直 视线与尺面垂直，正对刻度线，不能仰视或俯视。 记录结果 = 准确值 + 估读值 + 单位，估读位只能有一位。 二、特殊测量方法 1．累积法（测多算少法） 适用场景：被测物理量远小于刻度尺分度值，直接测量误差极大（如纸张厚度、细铜丝直径、邮票质量）。 操作要点：将n个完全相同的微小量整齐叠加，测量总长度(L)；单个量。 误差规律：叠加数量n越大，相对误差越小；要求被测对象完全相同、排列紧密无间隙。 2．化曲为直法 适用场景：测量曲线长度（如地图上的铁路线、河流长度、跑道周长）。 操作要点：用无弹性的柔软棉线与被测曲线完全重合，标记两端点；将棉线拉直，用刻度尺测量标记间的长度。 误差来源：棉线有弹性、重合度不足、拉直力度不同。 3．辅助法（平移法/夹卡法） 适用场景：测量几何体的等高线长度（如球体直径、圆锥高度、硬币直径）。 操作要点：用两个三角板的直角边夹住被测物体，将直径/高度平移到刻度尺上读数。 操作关键：两个三角板的直角边与刻度尺垂直，保证平移的是直线距离。 三、误差分析 系统误差：刻度尺本身刻度不均匀、方法局限导致，不可避免，只能改进方法。 偶然误差：读数估读、操作不规范导致，多次测量求平均值可减小。 1．小明同学测量某木块的长度，如图所示。 长度L1/cm 长度L2/cm 长度L3/cm 长度L4/cm （　　） （1）用A、B两刻度尺测同一木块的边长，就分度值而言，______刻度尺精密些；读数时，视线应该______刻度线，木块的长度为______cm。 （2）设计实验表格如表。表格中（    ）位置应该填写______，多次测量的目的是______。 （3）另外，小明还对测量中的一些误差问题进行了深入的分析，比如在用塑料卷尺测量物体的长度时，若用力拉伸卷尺进行测量，其结果与真实值相比将______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 2．米安同学欲用累积法测量物理课本一张纸的厚度，他的实验步骤如下： A．用刻度尺测出纸的总厚度H B．算出每张纸的厚度 C．将封面在内的100页纸合拢 （1）米安同学的实验步骤存在两次错误的地方，请分别指出：____________和____________。 （2）改正后实验步骤的合理顺序应是____________。 （3）如果计算出一张纸的厚度为______。 （4）某同学在测量过程中，共测三次，目的是__________________。 3．商丘古城，建于明正德六年（l51l年）。古城由砖城、城湖、城廓三部分构成，成一巨大的古钱币造型，建筑十分独特。现商丘古城为国家历史文化名城、全国重点文物保护单位、国家AAAA级旅游景区、国家水利风景区。若想知道商丘古城城墙的周长，请你根据如图的地图（若地图比例尺是l∶k），估测商丘古城城墙的周长s。 （1）操作器材：—根足够长的细棉线、___________（写—测量器材）； （2）测量步骤： ①用细线沿着地图上城墙的边缘绕一圈，标出起点和终点位置，将细线___________。 ②用刻度尺测量此细线起点和终点间的长度L。 （3）测量结果s=___________（用测量物理量及已知条件，写出表达式）。 （4）小明在测量时不慎看错了刻度，这样的测量结果属于___________（选填“误差”或“错误”）。 （5）假如你去商丘古城旅游，在现场不借助其他任何测量工具，怎样用一把米尺估测出商丘古城城墙的周长，写出测量的方法：___________。 题型2 声音的产生与传播实验探究（共3小题） 【模型】振动验证转换模型 + 传声条件理想实验模型 【方法】一、声音产生实验（转换法） 实验目的：验证声音是由物体振动产生的。 典型实验装置：音叉、乒乓球（用细线悬挂）、水槽、鼓、纸屑。 转换法原理：发声体的振动幅度很小，肉眼不易直接观察，通过乒乓球的摆动、水花的飞溅、纸屑的跳动等明显现象，将微小振动放大，便于观察。 核心结论：一切发声的物体都在振动；振动停止，发声停止，但已发出的声音仍会继续传播。 二、声音传播实验（理想实验法/实验推理法） 典型实验：真空罩闹铃实验。 实验操作：将正在发声的闹钟放在玻璃罩内，逐渐抽出罩内空气，观察铃声变化；再逐渐通入空气，观察铃声变化。 实验现象：抽气时，铃声逐渐变小；通气时，铃声逐渐变大。 实验推理：声音的传播需要介质，真空不能传声。 方法说明：绝对真空在实验室中无法实现，结论是在实验现象的基础上通过科学推理得出，因此称为理想实验法（实验推理法）。 三、介质传声验证实验 固体传声：土电话实验，说明固体可以传声，且传声效果比气体好。 液体传声：水中敲击石块实验，说明液体可以传声。 4．实验一：在探究声音的产生与传播的实验中： （1）用竖直悬挂的乒乓球接触发声的音叉时，乒乓球会被弹起，该现象说明______；越用力敲击音叉，小球被弹开的幅度越大，听到的声音响度也越大，实验说明声音的响度与______有关。 （2）上述实验中用到的实验探究方法是______； 实验二：小毛将正在发声的闹铃悬挂在广口瓶内，用抽气筒将广口瓶中的空气抽出。 （3）抽气一段时间后小毛发现听到的闹铃声音没有明显变化，造成这一现象可能原因是______； A．闹铃声音的响度太大 B．闹铃声音的频率太高 C．未塞紧瓶塞存在漏气 D．插入广口瓶中导管不足够长 （4）调整器件完好后，小毛用抽气筒有效地逐渐向外抽气，在抽气的过程中，小毛会发现听到的闹铃声音的音调______，响度______（选填“变大”或“变小”或“不变”）； （5）小毛用抽气筒不停地向外抽气，经过较长的时间后，小毛将______（选填“完全不能听到”或“还能听到微弱的”）闹铃声音，由此现象______（选填“可以”或“不可以”）直接得出真空不能传声的结论，若想得出上述结论，需要用到的物理方法是：______，若想让听到的铃声再逐渐变大，接下来的操作是______。 5．在探究声音的产生与传播时，小明和小华一起做了如图所示的实验： （1）如图1所示，用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉．此探究中悬挂着的乒乓球的作用是____________，本实验说明______________； （2）如图2所示，为了验证（1）中的探究结论，小华同学用手使劲敲桌子，桌子发出了很大的声响，但他几乎没有看到桌子的振动，为了明显地看到实验现象，你的改进方法是：______________； （3）如图3所示，敲响右边的音义，左边完全相同的音叉也会发声，并且把泡沫塑料球弹起，该实验能说明______可以传声； （4）如图4甲所示，把正在响铃的电铃放在玻璃罩内，在逐渐抽出玻璃罩内空气的过程中，会听到铃声逐渐变小，打开阀门，让空气逐渐进入玻璃罩内，又会听到铃声逐渐变大推理过程：如果玻璃罩内抽成真空后，就听不到电铃响铃的声音了； （5）结论：声音的传播需要______； （6）此实验中用抽气机抽气不能得到真空，实验结论是通过______（填序号）得出的结论； A．实验推理    B．实验验证    C． 归纳总结 （7）小明还想利用歌里的暖水瓶来探究真空能否传声如图4乙所示是暖水瓶的简易剖面图，他把芯片放入瓶中，根据听到的声音进行判断。下列是他设计的几组比较因素，其中合理的是_____（单选，填序号） A．用一个完好的和一个已经漏气的瓶胆进行比较 B．将音量大小不同的芯片先后放入瓶胆中进行比较 6．如图所示，两位同学利用纸盒，棉线，金属丝等材料做了一个“土电话”，它可以实现距离的通话。 （1）“土电话”能够传声，说明声音能在___________（选填“固体”“液体”或“气体”）中传播。 （2）同样的距离，讲话者以同样的响度讲话，若连接土电话的是棉线，听者听到的声音小，而如果改用金属丝连接土电话，则听到的声音就大一些，这说明___________ 的传声性能好。 （3）使用“土电话”时，如果另一个同学捏住棉线的某一部分，则听的一方就听不到声音了，这是由于捏住棉线时，棉线停止了___________ 。 （4）使用“土电话”时，如果线没有拉直，处于松弛状态，则听的一方___________（选填“能”或“不能”）听到对方的讲话声。 （5）学校开运动会，运动员听到枪声立刻起跑，裁判员正拿着扩音器指挥现场，裁判员的声音通过扩音后的声波波形是图___________（选填“甲”、“乙”或“丙”） 题型3 声音三特性控制变量实验探究（共3小题） 【模型】控制变量法探究三特性模型 【方法】一、控制变量法核心思路 明确探究目标，确定自变量（要研究的影响因素）。 控制其他所有可能影响实验结果的无关变量，保持不变。 只改变自变量，观察实验结果的变化，得出结论。 结论表述必须带前提条件：“在××和××相同时，××越××，××越××”。 二、三特性探究要点 1．探究音调与频率的关系 自变量：振动频率（弦的长度、粗细、松紧；钢尺伸出长度）。 控制变量：振幅（用力大小）、材料、其他结构因素。 结论：在振幅、材料相同时，频率越高，音调越高。 2．探究响度与振幅的关系 自变量：振动振幅（用力大小）。 控制变量：频率（同一发声体、同一长度）、距离。 结论：在频率、距离相同时，振幅越大，响度越大。 3．探究音色的影响因素 自变量：发声体的材料、结构。 控制变量：音调、响度。 结论：不同材料、结构的发声体，音色不同。 7．为了探究声音的三个特性，实验小组同学用两把大小完全一样的钢尺和塑料尺分别进行了以下操作，如图所示： （1）把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌面，拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时观察钢尺振动的快慢；改变钢尺伸出桌面的长度，再次拨动，使钢尺每次振动的幅度大致相同：实验发现尺子伸出桌面的长度越长，振动越慢；发出声音的音调越_________；由此可得出结论：音调的高低与发声体的_________有关； （2）保持钢尺伸出长度不变，用大小________（选填“不同”或“相同”）的力拨动它伸出桌面的端部，听它振动发出的声音，同时观察钢尺的振动情况，从而得出了声音的响度与发声体的_________有关； （3）把（2）步骤中的钢尺换成塑料尺，其它操作相同，听出了两次声音的________不同； （4）在上述探究过程中用到了控制变量法。下列研究问题的方法不是采用这种方法的是_________。（选填字母代号） A．鼓声响度的大小与敲打鼓面的力度有关 B．用悬挂的乒乓球接触正在发声的音叉，乒乓球被弹开 C．琴弦发出声音的音调高低与琴弦长短、粗细、松紧的关系 8．小明在探究声音的有关知识时，做了以下实验，请你回答下列问题： （1）如图甲所示，在鼓面上撒一些纸屑，轻敲鼓面，观察纸屑“跳动”幅度，听其声音，再用力敲鼓面，这时纸屑“跳动”的幅度变大，声音的______变大； （2）如图乙所示，用一张硬卡片在木梳的齿上划过，一次快一些，一次慢一些，实验发现：卡片划过木梳的速度越快，发出声音的音调越______；由此可得出结论：音调的高低与声源振动的______有关； （3）如图丙所示，用同样的力分别拨动外形完全相同且伸出桌面的长度也相同的钢尺和塑料尺子时，听到声音的______不同； （4）如图丁所示，用正在发声的音叉接触悬挂着的乒乓球，乒乓球会被多次弹开，该实验能得出结论：______，实验中乒乓球的作用采用的思维方法是______（选填“转换法”“等效法”或“类比法”）。 （5）如图戊所示，敲击右边的音叉，左边完全相同的音叉把乒乓球弹开，该实验能说明______。 （6）如图己所示，在四个相同的饮料瓶A、B、C、D中装水，水面高度不同。如果用嘴对瓶里吹气，会引起______的振动发声，产生声音的音调由低到高的顺序依次是______；如果用筷子敲打这些瓶子，音调最高的是______瓶。 9．明在观察小提琴、二胡等乐器的弦振动时，思考琴弦发声的音调高低与哪些因素有关，并提出以下几种猜想： 猜想一：可能与琴弦的长度有关，长度越长，音调越低； 猜想二：可能与琴弦的粗细有关，琴弦越粗，音调越低； 猜想三：可能与琴弦的材料有关； 猜想四：可能与琴弦的松紧有关； 于是小明找来了各种不同长度、材料和横截面积（粗细）的琴弦，想通过如图实验装置进行探究。琴弦的编号及情况如下表所示。 控制条件编号 琴弦的材料 琴弦的长度（cm） 琴弦的横截面积（mm2） A 钢 30 0.3 B 钢 30 0.6 C 尼龙丝 40 0.5 D 铜 50 0.5 E 尼龙丝 50 0.5 （1）为了准确比较音调高低，小明用软件记录声音的波形图，如题图是两根不同的琴弦发出的波形图，A图对应的声音音调比B图______（选填“高”或“低”）； （2）小明挑选琴弦D和E进行实验，是为了探究猜想______（选填序号）； （3）小明想探究琴弦发声的音调高低与琴弦的粗细的关系，选______两根琴弦（选填琴弦编号）进行实验； （4）为了探究音调与琴弦的松紧程度的关系，需要控制琴弦的材料、横截面积和______相同，这种实验方法称为______法； 题型4 光的直线传播与小孔成像实验探究（共3小题） 【模型】直线传播验证 + 小孔成像规律模型 【方法】一、光的直线传播验证 常见现象：影子、日食、月食、小孔成像、三点一线、激光准直。 实验验证：在暗室中，用激光笔沿烟雾传播，显示直线路径；或用三个带孔纸板，只有三孔在同一直线上时才能看到光。 二、小孔成像实验 实验原理：光的直线传播。 实验装置：蜡烛、带小孔的纸板、光屏。 成像特点：倒立的实像；像的形状与物体形状相同，与小孔形状无关。 大小规律： 物距不变，像距越大，像越大；像距不变，物距越大，像越小；像的大小 = 物的大小 ×（像距/物距）。 亮度规律：像越大，亮度越暗（光分散到更大面积）。 10．学习了光的直线传播知识后，小明和同学一起利用生活中的废旧物品探究小孔成像。 （1）为了确保人眼能看到物体清晰的像，所开的孔要尽可能________（选填：大/小） （2）小明发现蜡烛和小孔的位置固定后，移动内筒改变半透明薄膜离小孔的距离，像的大小会发生改变，于是他测出了小孔到半透明薄膜的距离不同时像的高度，填在表格中： 小孔到半透明纸的距离s/cm 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 像的高度h/cm 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 从数据可以看出：当蜡烛和小孔的距离保持不变时，半透明薄膜离小孔越远，像越________（选填大/小）；并由此可推测像的亮度越________（选填：亮/暗）。 （3）小华在一次性杯子的底部用针戳了一个小孔，在杯口蒙上一层半透明薄膜，利用该装置来观察烛焰通过小孔所成的像，以下观察方法（如图）正确的是________（选填：A/B） （4）为了进一步探究小孔成像的性质，小华可选择的最佳光源是________ A．“B”型光源 B．“W”型光源 C．“R”型光源 （5）在探究光斑的形状与孔的大小关系时，小华在地面上铺一张白纸，将刻有边长为3cm等边三角形的纸板正对着太阳，保持纸板与地面距离为1m不变，用另一张卡片覆盖在三角形孔上，遮住孔的一部分，如图所示。让太阳光透过小孔，移动覆盖的卡片，逐渐减小光孔的大小刚开始时，白纸上光斑大小将________（“变大”“不变”或“变小”），光斑亮度________（“增强”、“不变”或“减弱”）；当小孔足够小时，此时光斑形状是________形，继续移动覆盖的卡片，减小孔的大小，白纸上光斑大小将________（“变大”、“不变”或“变小”），光斑亮度________（“增强”、“不变”或“减弱”）。 （6）晴天正午时分，走在茂密的树林下，你会看到阳光透过树叶的缝隙而在地上留下许多大小不同的圆形光斑，其中圆形亮斑是________，此外亮斑大小不同的原因是________。 11．小明发现小孔成像时像的大小会变化，于是他设计了探究“小孔所成像的大小与哪些因素有关”的实验，如甲图所示。他猜想：小孔所成像的大小可能与烛焰到小孔的距离、烛焰ab的高度以及像到小孔的距离有关。于是他用同一个蜡烛实验，且保持烛焰ab到小孔的距离为8cm不变，多次改变小孔到薄膜之间的距离时，他测出了像的高度填入表格内（见表）。 实验次数 ① ② ③ ④ ⑤ 小孔到薄膜的距离s/cm 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 像的高度h/cm 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 （1）小孔成像的原理是：_______； （2）为了使效果明显，应将图中圆筒的_______（选填“A”或“B”）端蒙上薄膜作光屏； （3）如果易拉罐底部小孔是三角形，则他在薄膜上看到的像是（　　）； A．三角形光斑 B．圆形光斑 C．烛焰的正立虚像 D．烛焰的倒立实像 （4）若只将三角形小孔改为小圆孔，则像的形状_______（选填“改变”或“不变”）； （5）从表格中可以看出：当烛焰AB和小孔的距离保持不变时，薄膜离小孔越远，所成的像越_______（选填“大”或“小”）；当薄膜距小孔12cm时，像的高度是_______ cm； （6）小明看到阳光透过树叶的缝隙在地上留下许多大小不同的圆形光斑，根据上述结论：圆形光斑大小不一原因是_______； （7）若将点燃的蜡烛向上移动，则薄膜上的像向_______（选填“上”或“下”）方移动； （8）小明无意间在易拉罐底部不同位置戳了两个小孔，用它来观察烛焰，则薄膜上会 （填字母）； 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 （9）小明又制作了挖空的硬纸板，如乙图所示，大小正方形孔的边长分别约2mm和5cm，他将纸板抓在手中对着太阳， 调节纸板观察地面上的光斑， 下面四幅图中光斑的大小形状符合实际的是（　　）。 A． B． C． D． 12．我校研究性学习小组进行了一组光学综合实践活动。小庄设计了探究“小孔所成像的大小与哪些因素有关”的实验，如甲图。他猜想：小孔所成像的大小可能与烛焰到小孔的距离、烛焰的高度以及像到小孔的距离有关。于是他用同一个蜡烛实验，且保持烛焰到小孔的距离为8cm不变，他测出了像的高度填入表格内（见表）： 实验次数 ① ② ③ ④ ⑤ 小孔到半透明纸的距离s/cm 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 像的高度h/cm 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 （1）眼睛在半透明纸上看到的是烛焰的 ___________（选填“实”或“虚”）像；若将点燃的蜡烛向上移动，则半透明纸上的像向 ___________（选填“上”或“下”）方移动；从表中数据可以看出：当烛焰和小孔的距离保持不变时，半透明纸离小孔越远，像的高度越___________； （2）如果易拉罐底部小孔是三角形，则他在半透明纸上看到的像是 ___________； A．烛焰的正立像 B．烛焰的倒立像 C．三角形光斑 D．圆形光斑 （3）他想小孔成的像会不会左右也相反呢？为了验证这个说法，他准备制作一个LED灯组作为物体进行研究，如图乙所示。下列关于LED灯组制作形状的选择最适合的是 ___________（选填“A”、“B”、“C”、“D”）； （4）如图丙将红、绿、___________三种色光照白纸上，中间相互重叠区域会出现白色；如图丁是小明用乒乓球、足球和灯泡来演示日食现象，灯泡代表___________；乒乓球代表 ___________。（均选填“地球”、“太阳”或“月球”） 题型5 光的反射定律实验探究（共3小题） 【模型】三线共面验证 + 两角相等探究模型 【方法】一、实验器材 平面镜、白色硬纸板（可沿ON折叠）、激光笔、量角器、刻度尺、铅笔。 二、核心操作与目的 纸板垂直平面镜：确保法线在纸板平面内，便于在纸板上显示光路。 激光紧贴纸板入射：在纸板上留下清晰的光路，便于记录和测量角度。 改变入射角多次实验：避免实验偶然性，得出普遍规律。 纸板沿法线折叠：验证反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。 逆向入射：验证光路可逆。 三、实验结论 三线共面：反射光线、入射光线和法线在同一平面内。 两线分居：反射光线和入射光线分居法线两侧。 两角相等：反射角等于入射角。 光路可逆：在反射现象中，光路是可逆的。 四、误差与故障分析 反射角总大于/小于入射角：纸板没有与平面镜垂直，法线不在纸板平面内。 纸板上看不到反射光线：纸板倾斜、入射光线没紧贴纸板。 13．如图所示是小琴同学探究光的反射规律的实验装置，在平面镜上放置一块硬纸板，纸板由可以绕ON转折的E、F两部分组成。 （1）将平面镜水平放置，白色硬纸板___________放在平面镜上，硬纸板应选择___________（填“光滑”或“粗糙”）的使实验效果更明显； （2）实验时，为了使光线能在纸板上显示出来，方便实验研究，应使光束________着纸板射到O点，小琴能从不同方向看到纸板上的光束，是因为发生了_________反射； （3）在纸板上画出光路，再次改变_______的方向，重复上述实验，取下纸板，用量角器量出光线AO与___________（填“ON”或“CD”）的夹角，即为入射角，记下数据，比较反射角和入射角的大小关系； （4）小琴让一束光沿AO贴着纸板E射到平面镜上，在纸板F上可看到反射光OB的径迹。三次改变入射角的大小，实验所测得数据如表所示，她根据表中数据得出的结论和其他同学的结论并不一致，请你分析小琴测量实验数据过程中出现的问题可能是___________； 实验次数 入射角 反射角 1 20° 70° 2 30° 60° 3 50° 40° （5）在图中以法线ON为轴线，把纸板F向后缓慢旋转，在纸板F___________（选填“能”或“不能”）看到反射光线OB；在实验过程中，若将纸板倾斜（即纸板与平面镜不垂直），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___________（选填“在”或“不在”）同一平面内； （6）将一束光贴着纸板EF沿BO射到O点，光沿图中的OA方向射出，说明光反射时，光路是___________。 14．小芳用如图甲所示的装置探究“光的反射定律”实验。 （1）图甲中硬纸板与平面镜的夹角是__________度； （2）图甲中反射角是__________； （3）如图乙，以法线ON为轴线，把纸板F向后缓慢旋转，在F上__________（选填“能”或“不能”）看到反射光线OB，这样做的目的是为了探究反射光线、入射光线、法线三者是否在同一平面内。 （4）为了测量反射角和入射角大小，小芳将量角器打印后贴在白板上，选用如图（　　）中量角器可使测量过程更便捷； A． B． C． （5）小芳多次改变入射角的大小，记录入射角和反射角如下表所示。分析表格中数据，可以归纳得出初步结论：在光的反射中，_________。 次数 1 2 3 4 5 入射角 20° 30° 40° 50° 60° 反射角 20° 30° 41° 50° 60° 15．小晶探究光的反射定律时，选用了一个在适当位置开有孔槽的大玻璃罩（如图甲），一个带支架且底边即为0刻度线的量角器（如图乙，可放入玻璃罩中），两只激光笔、一块平面镜和一台加湿器。她将平面镜放在玻璃罩的中间位置，向玻璃罩中喷入水雾，用激光笔1发出的光束作为入射光线，用光束作为反射光线；用激光笔2发出垂直于镜面射向入射点的光束作为法线，如图丙所示。 （1）实验中，当小晶看到____________现象时，说明在这次反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一个平面内。 （2）在图所示的情景中，多次改变光束入射的角度，用笔记录每次光的路径。用量角器测出每次实验的入射角和反射角的大小，并记录在下表中。 0 15 30 45 60 75 0 15 30 45 60 75 分析表格中的数据，归纳得出：在光的反射现象中，____________。 （3）在此情景中，请你证明：在光的反射现象中，光路可逆。你的实验操作及观察到的实验现象是____________。 提升·进阶突破 题型6 平面镜成像特点实验探究（共3小题） 【模型】等效替代法探究成像特点模型 【方法】一、实验器材 薄玻璃板、两支完全相同的蜡烛、刻度尺、白纸、光屏、火柴。 二、核心操作与目的 用薄玻璃板代替平面镜：玻璃板既能反射光成像，又能透光看到后面的蜡烛，便于确定像的位置。 两支完全相同的蜡烛：便于比较像与物体的大小关系，用到等效替代法（用镜后蜡烛等效替代镜前蜡烛的像）。 玻璃板垂直桌面放置：确保镜后蜡烛能与镜前蜡烛的像完全重合。 多次改变蜡烛位置实验：避免实验偶然性，得出普遍成像规律。 光屏放在像的位置：验证像的虚实（虚像不能用光屏承接）。 三、实验结论 大小：像与物体大小相等。 距离：像与物体到镜面的距离相等。 连线：像与物体的连线与镜面垂直。 虚实：成正立的虚像。 对称：像与物体关于镜面对称。 四、常见问题分析 重影：玻璃板太厚，前后两个表面都反射成像。 像不重合：玻璃板没有垂直桌面放置。 像变暗：玻璃板反射光少，成像较暗。 16．在探究“平面镜成像特点”的实验中，小宾所在的小组的同学们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甲。 （1）实验时，玻璃板要与水平面 _____放置，实验时用玻璃板代替平面镜的目的是便于 _____，该实验用到的方法是 _____； （2）选择A、B两支完全相同的蜡烛的目的：为了比较像与物的 _____关系； （3）移去蜡烛B，在其位置上竖立光屏，直接观察光屏，看不到蜡烛A的像，说明平面镜成的是 _____像； （4）为便于观察，该实验最好在较 _____的环境中进行； （5）小宾将蜡烛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的像偏低且倾斜。你认为在图乙的1、2、3三幅图中图 _____是产生以上实验现象的原因； （6）为了让右座的同学也能够看清蜡烛A的像，小宾只将玻璃板向右平移，则蜡烛A的像的位置 _____（选填“向右移动”、“向左移动”或“不变”）； （7）如果通过玻璃板看到了两个蜡烛的像，产生这种现象的原因是 _____。 17．实验内容：探究平面镜成像特点。 方案一：小明用如图1甲所示器材，在竖立的玻璃板前5cm处放一支点燃的蜡烛A，小明发现在玻璃板的后面出现蜡烛的像，他再取一段未点燃的同样的蜡烛B放在像处，观察所成像的特点，如图所示。请你帮他完成下列问题： （1）如图甲，点燃A蜡烛，小心地移动B蜡烛，直到与A蜡烛的像完全重合为止，这说明像与物的大小相等，这种确定像与物大小关系的方法是___________（选填“控制变量法”、“等效替代法”或“科学推理法”）； （2）如果有3mm厚和1.5mm厚的两块玻璃板，应选择___________mm厚的玻璃板做实验； （3）小明继续移动蜡烛B，当蜡烛B与蜡烛A的像完全重合时，移去蜡烛B，在原位置放一光屏，直接观察光屏上___________（选填“能”或“不能”）出现蜡烛A的像，说明平面镜成的是___________像； （4）小明用直线把蜡烛A和它的像的位置A′连起来，用刻度尺测量它们到平面镜的距离是相等的，于是，他得出实验结论：“像与物到镜面的距离相等。”你认为这样做是否合理？___________。理由是：___________； （5）实验中小明发现看到蜡烛A的像不清晰，于是他将蜡烛B也点燃，用来增加像的亮度，他这样做___________（选填“能”或“不能”）使看到的像更清晰； （6）若蜡烛A离玻璃板距离为10cm，则利用蜡烛B确定像的位置后，蜡烛A和B之间的距离为___________cm；当蜡烛A靠近玻璃板，则A的像会___________（选填“靠近”或“远离”）玻璃板； （7）如图2若在一面竖立着的平面镜左方水平放置着一个九格的棋盘，从甲处观察，“馬”在镜中的像应该在___________点； 方案二：在实验中我们一般选用玻璃板代替平面镜，这样既能看见物体的像，也能透过玻璃板看见另一侧的物体，便于确定物体像的位置，但在实验中，由于玻璃板前后两个面都能成像，并且玻璃板的厚度对研究成像规律也有影响。聪明的小明利用生活中梳洗用的两块小镜子（该平面镜的前表面为反射面）也完成了实验，小明的实验步骤如下： （8）如图甲所示将两块平面镜分开一定距离固定于不锈钢框架上，将铅笔A放在平面镜前，可以看见铅笔通过平面镜成上下两段不完整的虚像，则此时___________（选填“有”或“没有”）经平面镜反射的铅笔A的光进入人眼，此像虽然不完整，但比玻璃板成像要更___________； （9）小明用与铅笔A完全一样的铅笔B找到了铅笔A像的位置，他具体的操作是：___________； （10）为了消除平面镜厚度对测量的影响，小明用图乙的方法测出了物与像到镜面的距离，图丙为图乙的简化图，图丙中___________表示像到镜面的距离（选填“BD”或“BC”）。 18．如图所示，是小华同学在一次研学活动中发现人站在哈哈镜前，会由于哈哈镜的特殊形状而使人体不同部位的像或被拉长或被压短而变形，令人发笑。这个现象引发了小华同学探究镜面成像规律的兴趣。 （一）利用如图所示的装置探究平面镜的成像特点。 （1）实验时应选_____（选填“较厚”或“较薄”）的玻璃板代替平面镜竖立在水平桌面上。 （2）在玻璃板前放置点燃的蜡烛A，将相同的蜡烛B放在玻璃板后并移动，直至B与蜡烛A在玻璃板后的像完全重合，此时蜡烛B好像也被点燃了，由此可得结论___。 （3）为了探究平面镜成像的虚实情况，将一张白纸竖直放在蜡烛B所在的位置，应在玻璃板______（选填“前”或“后”）侧观察白纸片上是否有A的像； （4）改变蜡烛A的位置，重复（2）中步骤并分别用直尺测出A和B到玻璃板的距离，记录在表中。 序号 1 2 3 A到玻璃板的距离/cm 4.00 6.00 9.00 B到玻璃板的距离/cm 4.00 6.00 9.00 分析表中数据，可以得出结论_____ （二）非平面镜的成像规律。 （5）汽车的后视镜是凸面镜，可以扩大观察范围，凸面镜可以成______（选填“放大”或“缩小”）的虚像。 （6）有一种化妆镜是凹面镜，可以帮助化妆者看清所照部分的细微之处，凹面镜可以成________（选填“放大”或“缩小”）的虚像。 （三）拓展应用 （7）如图所示，是由两个水平方向的面镜连接而成的哈哈镜，竖直置于水平地面上，当一个与哈哈镜等高的人站在其正前方时，他看到的像的情况是（ ） A．上半身的像被拉长    B．下半身的像被拉长 C．全身的像都被拉长    D．全身的像都被压短 题型7 光的折射规律实验探究（共3小题） 【模型】两角关系探究 + 光路可逆验证模 【方法】一、实验器材 玻璃水槽、激光笔、量角器、白色光屏、可折转纸板、清水。 二、核心操作与目的 激光斜射水面：观察折射光线的偏折方向，比较折射角与入射角的大小。 改变入射角大小：探究折射角随入射角的变化规律。 光线从水中斜射入空气：验证光路可逆。 垂直入射：观察特殊情况下的传播方向。 换用不同介质：探究不同介质对光的偏折能力。 三、实验结论 三线共面：折射光线、入射光线和法线在同一平面内。 两线分居：折射光线和入射光线分居法线两侧。 两角关系：光从空气斜射入水或其他介质，折射角小于入射角；光从水或其他介质斜射入空气，折射角大于入射角；入射角增大，折射角也增大；垂直入射时，传播方向不变，折射角为0°。 光路可逆：折射现象中光路可逆。 偏折能力：不同介质对光的偏折能力不同，玻璃偏折能力强于水。 19．光的反射与折射规律在生产生活中有着广泛应用，某同学结合水面监测装置的原理展开实验探究。 （1）如图所示是一种水面升降监测装置原理图。点光源发出的一束激光与水平液面成射向平静的水面，经水面反射后射到上方水平标尺上的点，则反射角为_____°，同时发现还有部分光线折射进入水中，请在图中画出折射光线的大致位置，并标出折射角_____；当水面上升时，光点将_____（选填“向左”“向右”或“不会”）移动。 （2）该同学继续探究“光的折射规律”，他将光束从水射到空气中时，测得的实验数据如表3。 表3 入射角（°） 0 10 20 30 40 折射角（°） 0 15 25 45 60 ①当入射角为时，折射角大小为，说明当光从水垂直射入空气中时，传播方向_____。 ②若光线从空气斜射入水中，入射角为，则折射角大小为_____，这是因为在光的折射现象中，_____。 ③该同学继续增大入射角，发现折射光线消失，请根据表3中数据和所学知识尝试分析产生这一现象的原因_____。 20．科学探究是初中物理课本内容的重要组成部分，探究的形式可以是多种多样的。 （一）探究平面镜成像的特点 爱好物理的“620”创新小组的同学们，发现手机有一种“镜子”功能。于是，激起了他们探究平面镜成像特点的兴趣。 【设计实验】 由于用手机中的“镜子”作平面镜进行实验，无法找到像的位置。于是他们选用了玻璃板、规格相同的两个棋子、白纸等，组装成如图所示的实验装置。 【进行实验与收集证据】 （1）小华同学将棋子A移到玻璃板前某位置不动，小普同学在玻璃板另一侧帮忙移动棋子B，无论小普在水平桌面上怎样移动棋子B，小华都看不到棋子B与棋子A的像重合，善于观察的小林同学发现这是因为玻璃板与桌面______，调整后，小华便能看到棋子B与棋子A的像完全重合。 （2）把棋子A在玻璃板前移动多次，同时调整玻璃板后棋子B的位置，每次都使得棋子B与棋子A的像的位置重合，这不仅可以找到像的位置，还可以比较出像与物的______关系。 （3）实验中还需要______，用来测量像与物到玻璃板的______。 【分析与论证】 平面镜成像的特点中有关“物距和像距的关系”与“像与物的大小关系”可以概括为一句话：像与物关于镜面______。 （二）探究光的折射规律 小明同学要探究光从空气射入不同介质发生折射时的规律。她将光从空气射入水、玻璃后发生折射实验数据记录在下表中： 入射角 水中折射角 玻璃中折射角 光速 0° 0° 0° c为光在真空中的传播速度 v空气＝c，v水＝c，v玻＝c 10° 8.9° 6.7° 20° 17.4° 13.3° 30° 21.5° 19.6° 40° 26.3° 25.2° 50° 33.5° 30.7° （4）比较数据中第一行，得出结论是：______。 （5）比较表中数据，可初步得出的结论：当光以相同入射角斜射入不同介质时，在介质中的传播速度越大，折射角______。 21．如图是一同学利用光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的实验情景，实验数据如下表所示。 入射角α 0° 10° 30° 45° 60° 折射角β 0° 7.1° 20.7° 30° 37.8° （1）分析表格中的数据，你能得出的结论（写出一条即可）：当光从空气斜射入玻璃中时，________ ；由表格中的数据还可以判断：当光从空气垂直射入玻璃中时，光的传播方向________ （选填“改变”或“不改变”）。 （2）由表格中的数据推理可知：当光以50°的入射角从空气斜射入玻璃中时，折射角_______ 30°（选填“等于”“小于”或“大于”）。 （3）为了验证光的折射现象中光路可逆，进行了如下操作：用一支激光笔让光从玻璃中以37.8°的入射角射向空气，当出现_________ 的现象时，可以初步验证。 （4）如下表是另一同学的实验数据。从表中数据可以看出：光以相同的入射角从空气斜射到不同介质中时，在不同介质中的偏折程度不同，在_______ 中的偏折程度要大一些（选填“水”或“玻璃”）。 空气中的入射角i 0° 30° 45° 60° 水中的折射角r 0° 22° 32° 40° 玻璃中的折射角β 0° 17° 24° 30° 题型8 凸透镜成像规律实验探究（共3小题） 【模型】成像区间探究 + 动态变化分析模型 【方法】一、实验器材 光具座、凸透镜（焦距已知）、蜡烛、光屏、火柴。 二、核心操作与目的 三心同高：调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度，目的是使像成在光屏中央。 固定透镜，改变物距：分别探究u>2f、u=2f、f<u<2f、u=f、u<f五种情况下的成像特点。 移动光屏找最清晰的像：确定像的位置和性质。 多次实验：总结普遍成像规律，避免偶然性。 三、成像规律口诀 一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小； 实像倒立异侧，虚像正立同侧； 实像：物近像远像变大； 虚像：物远像远像变大。 四、常见故障分析 光屏上找不到像：物距小于焦距，成虚像，光屏无法承接；物体在焦点上，不成像；三心不同高，像偏出光屏；像距太大，超出光具座范围。 像偏上：蜡烛燃烧变短；调节：蜡烛上移、凸透镜下移或光屏上移。 挡住部分透镜：像完整但变暗。 22．某小组做探究“凸透镜成像规律”的实验，实验装置如图甲所示。 （1）为了便于观察，本实验应在光线较___________（填“亮”或“暗”）的环境中进行。 （2）将烛焰、凸透镜和光屏的中心大致调整在同一高度，目的是___________。 （3）如图乙所示，一束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。 （4）调整各元件在光具座上的位置，当各元件位置如图丙所示时，光屏上恰好呈现清晰的像（像未画出）。 ①此时物距是___________cm，像距是___________cm，像的性质是___________（填像的正倒、大小特点）的实像。生活中___________（填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一成像原理制成的。 ②保持凸透镜位置不动，小红将蜡烛移至30cm刻度线处时，要想得到清晰的像，光屏应移至___________cm刻度线处，此时成___________（填像的正倒、大小特点）的实像。 ③小红保持凸透镜位置不变，将蜡烛从10cm刻度线处移至35cm刻度线处时应将光屏向___________（填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动，光屏上可以成___________（填“放大”或“缩小”）的像。 ④保持凸透镜位置不动，小红将蜡烛移动至45cm刻度线处时，无论怎么移动光屏，光屏上都无法承接到像，原因是___________。此时烛焰发出的光经凸透镜折射后成___________（填像的正倒、大小特点）的___________（填“虚”或“实”）像，应从___________（填“光屏”或“蜡烛”）一侧透过凸透镜观察这个像。 （5）如图丙所示，若将蜡烛与光屏的位置互换，光屏上会呈现___________（填像的正倒、大小特点）的像，此时成像特点符合___________（填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的原理。 （6）实验过程中，蜡烛由于燃烧而逐渐变短，此时烛焰的像在光屏上的位置会向___________方移动，为了能让烛焰的像回到光屏的中央，可将凸透镜向___________调节。（均填“上”或“下”） 【能力设问】 （7）在图丙的实验中，若在凸透镜和蜡烛之间放置一凹透镜，则需要将光屏向___________（填“左”或“右”）移动才能在光屏上得到清晰的像。 （8）如图丁所示，在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜，发现光屏上的像由清晰变模糊了，将光屏向靠近透镜方向移动适当距离后，光屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜是___________（填“近视”或“远视”）眼镜。 （9）在图丙的实验中，若保持蜡烛和凸透镜位置不变，更换凸透镜，在光具座上向左移动光屏，光屏上又出现了清晰的像。这表明像距变___________（填“大”或“小”）了，由此可推断出更换的凸透镜对光的会聚能力__________（填“增强”或“减弱”），此透镜的焦距___________（填“大于”“小于”或“等于”）10.0cm。 【拓展设问】 （10）在图丙的实验中，若用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分，则光屏上___________（填选项序号）。 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．烛焰的像仍然是完整的，且大小不变，只是变暗了 （11）在图丙实验中，小红保持凸透镜在50cm位置处不变，当蜡烛移动到38cm刻度线处时，发现在凸透镜右侧无论怎样移动光屏，光屏上都无法成清晰的像，请你判断产生此现象的原因可能是___________。 （12）如图甲所示，当光屏上呈现清晰的像时，不改变图甲中蜡烛和透镜位置： ①若将凸透镜换成焦距相同、镜面较小的凸透镜，再次做实验，光屏上所成的像与原来相比___________（填“变小”“变暗”或“变不完整”）了。 ②若将凸透镜换成镜面大小相同、焦距稍小的凸透镜，再次实验，则需将光屏___________（填“向左”或“向右”）移动才能成清晰的像，光屏上所成的像与原来的像相比___________（填“变大”“不变”或“变小”）。 （13）如图戊所示，若切除凸透镜中间的阴影部分，再将剩余部分靠拢合在一起，蜡烛在P点时将成___________个像。 （14）小红认为凸透镜成实像时，不但像与物上下是颠倒的，而且左右也是相反的。请你设计一种简单的方法验证小红的观点：___________。 23．某小组做探究“凸透镜成像规律”的实验，实验装置如图甲所示： 【基础设问】 （1）为了便于观察，本实验应在光线较______（填“亮”或“暗”）的环境中进行； （2）将烛焰、凸透镜和光屏的中心大致调整在同一高度，目的是__________________________； （3）如图乙所示，一束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______； （4）调整各元件在光具座上的位置，当各元件位置如图丙所示时，光屏上恰好呈现清晰的像像未画出）： 此时物距是______，像距是______，像的性质是______填像的正倒、大小特点的实像。生活中______填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一成像原理制成的； 保持凸透镜位置不动，小红将蜡烛移至处时，要想得到清晰的像，光屏应移至______处，此时成______填像的正倒、大小特点）的实像； 小红保持凸透镜位置不变，将蜡烛从处移至处时应将光屏向______填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动，光屏上可以成______填“放大”或“缩小”）的像； 保持透镜位置不动，小红将蜡烛移动至处时，无论怎么移动光屏，光屏上都无法承接到像，原因是______。此时烛焰发出的光经凸透镜折射后成______（填像的正倒、大小特点）的______（填“虚”或“实”）像，应从______（填“光屏”或“蜡烛”）侧透过凸透镜观察这个像。 （5）如图丙所示，若将蜡烛与光屏的位置互换，光屏上会呈现______（像的正倒、大小特点）像，此时成像特点符合______（“照相机”“投影仪”或“放大镜”）原理； （6）实验过程中，蜡烛由于燃烧而逐渐变短，此时烛焰的像在光屏上的位置会向______方移动，为了能让烛焰的像回到光屏的中央，可将凸透镜向______调节；（填“上”或“下”） 【能力设问】 （7）在图丙的实验中，若在凸透镜和蜡烛之间放置一凹透镜，则需要将光屏向____（“左”或“右”）动才能在光屏上得到清晰的像； （8）如图丁所示，在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜，发现光屏上的像由清晰变模糊了，将光屏向靠近透镜方向移动适当距离后，光屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜是______（“近视”或“远视”）镜； （9）在图丙的实验中，若保持蜡烛和凸透镜位置不变，更换凸透镜，在光具座上向左移动光屏，光屏上又出现了清晰的像。这表明像距变_____（填“大”或“小”）了，由此可推断出更换的凸透镜对光的会聚能力_____填“增强”或“减弱”），此透镜的焦距______（填“大于”“小于”或“等于”）。 【拓展设问】 （10）在图丙的实验中，若用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分，则光屏上______（选项序号） 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．烛焰的像仍然是完整的，且大小不变，只是变暗了 （11）在图丙实验中，小红保持凸透镜在位置处不变，当蜡烛移动到刻度线处时，发现在凸透镜右侧无论怎样移动光屏，光屏上都无法成清晰的像，请你判断产生此现象的原因可能是______________________； （12）如图戊所示，若切除凸透镜中间的阴影部分，再将剩余部分靠拢合在一起，蜡烛在点时将成______个像； （13）小红认为凸透镜成实像时，不但像与物上下是颠倒的，而且左右也是相反的。请你设计一种简单的方法验证小红的观点：______________________。 24．小明在家玩爷爷的老花镜时发现：当镜片靠近课本时，能看到正立、放大的“字”；用镜片看向窗外远处时，则看到倒立、缩小的“楼房和树木”。针对观察到的现象，他和同学们一起探究凸透镜成像的规律。 【猜想与假设】 （1）凸透镜成像的正倒、大小可能与_________有关。 【进行实验与收集证据】 （2）小明将图甲中高为3.0 cm的F形光源、凸透镜和带有刻度的光屏按图乙所示安装在水平光具座上，接着他将三者的中心调整到同一高度，其目的是_________。 正确调整后，小明不断改变光源与透镜间的距离并移动光屏，下表是他记录的物距、像距、像的高度和正倒情况。 物距 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 20.0 22.0 24.0 26.0 28.0 像距／cm ／ ／ ／ ／ 60.4 35.6 26.6 22.3 20.0 18.4 17.3 16.6 15.7 像的高度／cm ／ ／ ／ ／ 15.1 7.6 5.0 3.7 3.0 2.5 2.1 1.9 1.7 像的正倒 正 正 正 ／ 倒 倒 倒 倒 倒 倒 倒 倒 倒 【分析与论证】 （3）根据表中数据判断该凸透镜的焦距为_________cm； （4）比较像距、像高随物距变化的情况，可得结论：同一凸透镜成实像时，物距变小，像距_________，像高_________。（以上两空选填“变大”“变小”或“不变”） 【评估交流】 （5）当光源距离透镜很近时，无论怎样移动光屏都找不到像，小明经过思考后撤去光屏，从_________（选填“光屏一侧”或“光源一侧”）通过透镜可观察到光源的像。 （6）邻组的同学在实验探究时发现：当物距都为22.0 cm时，测量出像距却分别为18.8 cm和18.2 cm，造成像距差异的原因可能是光屏上未出现_________（选填“清晰”或“完整”）的像就进行了测量。 【拓展应用】 （7）使用照相机给某位同学拍完半身照，再拍全身照时，应将镜头_________（选填“靠近”或“远离”）这位同学，才能拍出清晰的照片。 （8）如图丙所示，为凸透镜的焦点，为物体通过凸透镜在光屏上所成的像，则物体AB应在图中_________区域。（选填序号） 题型9 视力矫正模拟实验探究（共3小题） 【模型】视力缺陷与矫正模拟模型 【方法】一、实验原理 晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏。 近视眼：晶状体太厚，折光能力太强，像成在视网膜前方；用凹透镜矫正（发散光线，使像后移到视网膜上）。 远视眼：晶状体太薄，折光能力太弱，像成在视网膜后方；用凸透镜矫正（会聚光线，使像前移到视网膜上）。 二、模拟实验操作 用凸透镜模拟晶状体，光屏模拟视网膜。 成清晰像后，将光屏远离透镜，模拟远视眼（像成在视网膜后）；放入凸透镜，像再次清晰，模拟远视矫正。 成清晰像后，将光屏靠近透镜，模拟近视眼（像成在视网膜前）；放入凹透镜，像再次清晰，模拟近视矫正。 25．某小组同学探究凸透镜成像的规律，实验器材有：一个凸透镜A、光屏、高度为3.0cm的发光二极管和光具座。 （1）实验开始，先调节发光二极管、凸透镜和光屏，使它们的中心高度________。 （2）实验时，物距从4.0cm开始，每次增加2.0cm。下表是他们记录的物距、像距、像的高度和正倒情况。 物距/cm 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 20.0 22.0 24.0 26.0 28.0 像距/cm 60.4 35.6 26.6 22.3 20.0 18.4 17.3 16.6 15.7 像的高度/cm 15.1 7.6 5.0 3.7 3.0 2.5 2.1 1.9 1.7 像的正倒 正 正 正 倒 倒 倒 倒 倒 倒 倒 倒 倒 ①实验中判断实像是放大的还是缩小的方法是________； ②根据表中数据判断该凸透镜的焦距是________； ③在这个实验中，要使所成的像为倒立、缩小的实像，发光二极管的位置应在的范围是________。 （3）我们每天用眼睛看东西，眼球好像一架照相机，如果长期不注意用眼卫生，就容易形成近视眼。为了探究近视眼的成因和矫正原理，小组同学利用上述实验器材，并再增加一个焦距为8cm的凸透镜B，进行了下列探究： ①步骤一：如图所示，选用原来实验中的凸透镜A模拟正常眼睛的晶状体，打开“F”光源，调节各元件位置，直到光屏上呈现清晰的像，组装好正常眼睛的视物模型，该模型中，“F”光源作为可视物体，光屏模拟视网膜。 步骤二：用凸透镜B替换原来的凸透镜A，观察到光屏上的像会变模糊。 步骤三：将光屏向靠近凸透镜的方向移动时，光屏上能再次呈现清晰的像。 分析上述探究可知，_______（选填“A”或“B”）凸透镜折射光的能力更强，这是近视眼形成的原因之一，从而导致像成在了视网膜_______（选填“前方”或“后方”），而看不清物体。 ②进行步骤二后，在发光二极管和凸透镜之间放置一个_______透镜也能使光屏上再次出现清晰的像，据此可以得到近视眼的矫正办法。请结合透镜对光的作用，分析说明该透镜能矫正近视眼的原理是_______。 26．进入初二年级后，部分同学由于用眼过度，导致视力下降，形成了近视眼。小组同学开展了“保护视力，远离近视”的项目学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助他们完成以下内容。 【项目分解】 （i）探究“凸透镜成像规律”， （ii）近视眼的形成原因及如何矫正近视眼； 【项目实施】 （1）探究“凸透镜成像规律” ①如图甲所示，让平行光经过凸透镜后，在光屏上出现一个___________的光斑，凸透镜的焦距是___________cm； ②如图乙所示，用该凸透镜做成像实验，把蜡烛放在距凸透镜18cm的位置，移动光屏，在光屏上形成清晰的像，___________（照相机/投影仪/放大镜）就是利用这一原理工作的。若撤去光屏，人眼在图乙所示的位置___________（选填“能”或“不能”）观察到蜡烛的像； （2）①近视眼的形成原因 小明使用“F”字样的光源代替物体，光屏模拟视网膜。图丁所示的②号凸透镜模拟晶状体，打开光源，调节器材高度和位置，直到光屏上呈现倒立缩小的清晰的像。请回答下列问题： 模拟近视眼视物情况，应选择图丁中的 ___________（填序号）号透镜代替②号透镜安装在光具座上后，光屏上的像变模糊；保持光源不动，适当向___________（填“左”或“右”）移动光屏，光屏上的像再次清晰。由此可知近视眼的形成原因可能是晶状体过 ___________（填“厚”或“薄”），折光能力过强造成的。 ②如何矫正近视眼 用如图戊所示的水透镜放在光具座上的合适位置，代替眼镜模拟近视眼矫正视力。应将水透镜置于光具座上的 ___________（填“A”“B”或“C”）点，缓缓调节水透镜中的水量，当水透镜形成焦距合适的 ___________透镜时，光屏上呈现清晰的像，近视眼的成像情况得到改善。近视程度更严重的同学应选择焦距更 ___________（填“大”或“小”）的透镜来矫正视力。 【项目拓展】 该小组同学查阅资料得知，近视是由于角膜或晶状体的屈光力过强，或者是眼轴过度延长，从而导致外界光线经过眼睛的屈光系统折射之后，“焦点”没有能够准确地聚在视网膜上，而是聚在视网膜前，造成视网膜上投影模糊不清，引起视力下降。 老花眼则是由于年龄因素引起晶状体弹性降低，睫状体的调节功能减退，不能将近距离30cm内的细小物件和字体聚焦成像于视网膜，导致患者近视力下降，属于一种生理性的衰退现象。 现在有一款眼镜（如图），集近视眼镜和老花眼镜功能于一身，给人们带来极大的便利。这款眼镜叫渐进多焦点眼镜，镜片不同区域有不同焦点、不同度数，一般分四个区域：远用区域A、近用区域B、渐进区域C、左右变形区D（也可称周边区或模糊区），如图所示。 A区，用于看清远处物体。 B区，用于看清近处物体。 C区，是一个自上而下规律变化的区域，用于看清中间距离的物体。 D区，是度数变化区域，通过该区域看东西会感到模糊，但会随着使用过程中的适应程度而逐渐改善。 有了这款眼镜，无论是在户外眺望远方，还是在家中看书学习，都不会再有更换眼镜的烦恼了。 请阅读上述材料结合所学知识，回答下列问题： （3）同一个物体放在人眼前远近不同位置观察，物体在远处时视网膜上所成的像 ___________（选填“大于”“小于”或“等于”）在近处时视网膜上所成的像。 （4）远视眼所成的清晰像处于视网膜 ___________（选填“前”或“后“）方，需佩戴远视眼镜进行校正，远视眼镜属于 ___________（选填“凸”或“凹”）透镜；渐进多焦点眼镜的 ___________区镜片相当于此眼镜。 （5）如果把眼镜上方的A区设置成看近区，你认为 ___________（选填“合适”或“不合适”）。 27．随着手机用户的增多，伴随近视眼的增加，都是由于长时间用眼，造成用眼过度，眼睛的晶状体变厚，如图 1 所示． 【提出问题】小明同学为了弄清楚是不是因为晶状体变厚造成近视眼，同时想弄清楚近视眼度数越大，是不是因为晶状体越厚． 【设计并进行实验】因此利用实验室中的水凸透镜等器材进行探究实验： ①调整烛焰（模拟远处所视物）、水凸透镜（模拟人眼晶状体，并与注射器相连，其凸起程度可通过注射器注入或吸收水量来调节）、光屏（模拟人眼视网膜）在光具座上的位置，如图2 所示，在光屏上得到了烛焰清晰的______（选填“放大”或“缩小”）像． ②当向水凸透镜内注入适量水来模拟近视眼，发现光屏上原来清晰的像变模糊了，将光屏向靠近透镜的方向移动适当距离，再次得到清晰的像，说明凸透镜变厚后，凸透镜的焦距变____，像距变_______；（两空均选填“长”或“短”） 【分析论证】 ③根据所学的内容知道，近视眼成因之一是由于长时间用眼后，造成晶状体变______，眼睛将远处的物体成像在视网膜_____（选填“前”或“后”）． ④若光屏不移动，在烛焰和水凸透镜间加一个焦距合适的凹透镜，光屏上也能得到清晰的像， 说明近视眼镜是_____透镜． 【拓展延伸】小明移动凸透镜前的蜡烛，物距 u 随时间 t 的变化图象如图 3 所示，则像距 v 与t 的大致变化关系为如图 4 中的_____． 题型10 实验方法与误差分析综合探究（共3小题） 【模型】实验方法识别 + 误差分析模型 【方法】一、初中物理常用实验方法 控制变量法：多因素探究，每次只改变一个因素，控制其他因素不变；如探究音调影响因素、凸透镜成像规律。 转换法：将不易观察的物理量转换为易观察的物理量；如音叉弹乒乓球、鼓面纸屑跳动。 等效替代法：用已知物理量等效替代未知物理量；如平面镜成像用蜡烛替代像、用电阻箱替代待测电阻。 理想实验法（实验推理法）：实验+科学推理得出结论；如真空不能传声、牛顿第一定律。 累积法：测多算小，减小相对误差；如测纸张厚度、细铜丝直径。 化曲为直法：曲线转化为直线测量；如测地图铁路线长度。 二、误差与错误 误差：客观因素导致，不可避免，只能减小；减小方法：多次测量求平均值、选用精密仪器、改进测量方法。 错误：主观操作不规范导致，可以避免。 三、多次实验的目的 测量类实验：多次测量求平均值，减小误差。 探究类实验：多次改变条件，寻找普遍规律，避免偶然性。 28．请选择下列各事件中运用到的物理研究方法：（选填下面的字母） （1）探究降落伞在空中滞留的时间与哪些因素有关；_______ （2）引入“光线”；_______ （3）敲响的音叉能溅起水花；_______ （4）研究真空无法传声的钟罩实验；_______ （5）研究声波时，把声波比作水波；_______ （6）探究平面镜成像的特点时，用大小完全相同的蜡烛在玻璃板后找像及比较像与物大小是否相等。（　　） A．比值法 B．转换法 C．实验推理法 D．控制变量法 E．等效替代法 F．建立理想模型法 G．类比法 29．小明在做“探究平面镜成像”的实验时，将白纸平铺在桌面上，将玻璃板垂直纸面放置，取两支完全相同的蜡烛A和B，点燃玻璃板前的蜡烛A，小心地移动蜡烛B，直到与蜡烛A的像重合。 （1）实验时应选用________（选填“较薄”或“较厚”）的玻璃板代替平面镜；用玻璃板代替平面镜是为了便于确定像的________；（选填“位置”或“大小”） （2）选用两支完全相同的蜡烛是为了比较像与物的________关系；（选填“位置”或“大小”） （3）移去蜡烛B并在其位置上放一光屏，则光屏上________（填“能”或“不能”）接收到蜡烛A的像，这表明平面镜所成的像是________（填“虚”或“实”）像； （4）实验过程中，将蜡烛A靠近玻璃板时，蜡烛B应________（选填“靠近”或“远离”）玻璃板；若无论怎么调节蜡烛B都不能与蜡烛A的像完全重合，这可能是________； （5）本实验多次改变蜡烛A的位置，得到多组数据的目的是________（选填序号） A．多次测量取平均值减小误差B．避免实验的偶然性，得到普遍规律 （6）实验中，若将玻璃板沿水平向右移动，则蜡烛A在镜中的像的位置________（选填“改变”或“不变”），他又将玻璃板以为轴向蜡烛A转动（如图乙所示），则蜡烛A在镜中的像________（选填“向上”或“向下”）运动，小轿车倾斜的前挡风玻璃就是利用这个原理设计的，可以防止________（选填“车内”或“车外”）物体成像在车的正前方干扰司机视线。 30．如图1甲是小明同学探究“平面镜成像特点”的实验装置。 （1）实验时，不采用平面镜而采用透明薄玻璃板，目的是_______； （2）实验时，小明同学应在_______（选填“M”或“N”）侧观察蜡烛A经玻璃板所成的像； （3）在竖立的玻璃板前放一支点燃的蜡烛A，可以看到玻璃板后面出现蜡烛的像。小明拿另一支大小相同的蜡烛B在玻璃板后面移动，直到它跟蜡烛A的像完全重合。由此可以得出的结论：平面镜所成的像与物体大小________； （4）移去蜡烛B，在其原来位置上放置一块光屏，光屏上________（选填“会”或“不会”）呈现蜡烛A的像，说明平面镜所成的像是________； （5）如图1乙所示，经过三次实验，记录的像A′、B′、C′与物A、B、C对应的位置，并量取三次对应的物距与像距进行比较，在探究实验的过程中，若把蜡烛A放在距玻璃板30cm处，蜡烛A与所成像的距离是_______cm；当蜡烛A远离玻璃板时，它的像的大小将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）； （6）将蜡烛A竖直放在水平桌面的白纸上，点燃蜡烛A，观察发现：玻璃板中蜡烛A的像偏低且倾斜。则图2所示的①、②、③三幅图中，________图是产生以上实验现象的原因； （7）在物理实验中，为了减小误差或寻找普遍规律，经常需要多次测量。下列实验中多次测量的目的与本实验多次测量的目的相同的是________（选填字母符号）。 A．“用刻度尺测长度”时，需要多次测量被测物体的长度 B．“探究光的反射定律”时，多次改变入射角度，进行测量 题型11 综合实验设计与评估（共3小题） 【模型】实验设计三维评估模型 【方法】一、实验设计步骤 明确实验目的；根据实验原理选择合适的器材；设计实验步骤（体现控制变量、转换法等科学方法）；预测实验现象，得出实验结论。 二、实验评估维度 科学性：原理是否正确、变量控制是否合理、结论是否可靠。 可行性：操作是否简便、现象是否明显、器材是否易得。 误差性：误差大小、是否有改进空间。 三、改进思路 针对误差来源改进；针对现象不明显改进；针对结论普遍性改进。 31．声音的传播需要介质，固体、液体、气体均可以传声。固体不仅可以传声，并且传声的效果比气体好，请你利用生活中的物品设计一个简单的实验，验证固体传声比空气传声效果好。 实验器材：___________。 实验步骤：___________。 实验结论：__________。 32．如图是小红同学探究“平面镜成像的特点”实验装置。 （1）在实验中用透明的玻璃板代替平面镜，主要是利用玻璃透明的特点，便于__________。 （2）我们应选择________ （选 填“较厚”、“较 薄”）的平板玻璃来进行实验；为了便于观察， 该实验最好在________（选填“较亮”或“较暗”）的环境中进行； （3）在竖立的玻璃板前放一支点燃的蜡烛 M，可以看到玻璃板后面出现蜡烛的像．小红拿另一支大小相同的蜡烛 N 在玻璃板后面移动，直到它跟蜡烛 M 的像完全重合．由此可以得出的结论是_______。实验时，小红同学应在________（填“M”或“N”）侧观察蜡烛 M 经玻璃板所成的像． （4）移去后面的蜡烛 N，在其所在位置上放一光屏，则光屏上___________接收到蜡烛烛焰的像（填“能”或“不能”），所以平面镜所成的像是__________像。（填“实”或“虚”）．为了验证像的虚实，我们应该在________（填“M”或“N”）侧观察。 （5）小红在做此探究实验时，只做了一组数据就得到了平面镜成像的特点，你认为小红下一步应该怎样做 （ ）。 A、整理器材，完成实验。 B、改变发光的蜡烛到平面镜的距离，再得到几组数据，分析得出结论。 （6）细心的小红透过玻璃观察蜡烛 M 的像时，看到在像的后面还有一个较模糊、与像有部分重叠的像，出现两个像的原因是__________。 （7）在“探究平面镜成像特点”的实验中,我们一般选用玻璃板代替平面镜,优点是既能看见物体的像,也能透过玻璃板看见另一侧的物体．缺点是,由于常规的玻璃板会出现小红所发现的重叠的像，对研究成像规律带来影响。聪明的小明利用生活中梳洗用的两块小镜子（该平面镜的前表面为反射面）也完成了实验,小明的实验步骤如下： 　 ①如图甲所示,将两块平面镜分开一定距离固定于不锈钢框架上．将铅笔A放在平面镜前,可以看见铅笔通过平面镜成上下两段不完整的_____像（选填“虚”或“实”）．此像虽然不完整,但比玻璃板成像要______。 ②小明用与铅笔A完全一样的铅笔B找到了铅笔A像的位置．他具体的操作是：______。 ③为了消除平面镜厚度对物距和像距测量的影响,小明用图乙的方法测出了物距和像距．图丙为图乙的简化图,图丙中______表示像距（选填“BD”或“BC”）。 33．在光学复习中，以“像”的形成原因、“像”的性质等进行分类，是一种清晰高效的复习思路。 【成像】 （1）如图所示，小南和小岗整理了自然界与生活中的部分光学现象，请仔细观察并对其进行分类： 由于光的直线传播形成的有：_____；由于光的折射形成的有：_____； A．水中倒影     B．投影机的投影     C．水球成像 D．树下光斑     E．镜中人物     F．小孔成像 （2）小南和小岗发现，由光的反射形成的像在生活中很常见。为了进一步梳理其具体规律，他们接下来进行了“平面镜成像特点”的实验。他们将中间画有直线的白纸铺在水平桌面上，沿直线竖立一个平面镜，把一支点燃的蜡烛放在平面镜前面； 【找像】 ①他们发现此时无法确定像的位置。为了确定像的位置，请你帮他们提出改进建议：_____； 【析像】 ②改进后，小南和小岗相互配合，出现了如图所示的情境。请写出他们确定像的位置的依据________，证明平面镜所成的像是虚像的现象是________； ③小南想利用横截面积相同但长度不同的圆柱形蜡烛探究“像与物的大小关系”。你认为小南能不能完成此实验？若能，请写出思路；若不能，请说明理由_____； 【交流】 （3）在实验中，小岗想让所成的“像”更亮些，请写出可行的办法_____。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $