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备战2024中考二轮物理《高频及难度考点冲刺》（全国通用）
专题04 光学三类常考实验问题
探究光的反射定律、探究平面镜成像的特点、探究凸透镜成像的规律，这3个实验都是新课标规定的学生必做实验，也就是每年中考必考实验。一般全国省市每年试卷都会出现这3个实验中的一个。分值在4——6分之间。难度不大，但属于高频考点，复习时加强训练，考场上就会游刃而余，轻松自如。
一、掌握探究光的反射定律实验命题点及其结论
1.入射角（反射角）是指入射光线（反射光线）与法线的夹角。
2.如果想探究反射光线与入射光线是否在同一平面内，应如何操作？将纸板沿中轴ON向后折，观察在纸板B上是否有反射光线。
3.如果让光线逆着OF的方向射向镜面，会发现反射光线沿着OE方向射出，这表明：在反射现象中，光路是可逆的。4.理想模型法：用带箭头的直线表示光的传播路径和方向。
5.量角器的作用：测量反射角和入射角的大小。
6.从纸板不同方向都能看到光的传播路径原因是：光在纸板上发生了漫反射。
7.多次改变入射角大小并进行多次实验的目的：保证实验结论具有普遍性。
8.光的反射定律：在反射现象中，反射光线，入射光线，法线在同一平面内，反射光线，入射光线分居法线两侧；反射角等于入射角。
二、掌握探究平面镜成像特点实验命题考点及其结论
1.实验器材：薄玻璃板、两个完全相同的蜡烛、火柴、刻度尺、一张白纸、 笔。
2.操作步骤：实验时，将白纸铺在水平桌面上，将玻璃板竖直放在白纸上，点燃蜡烛法现玻璃板的后面有蜡烛的像，为了确定像的位置具体做法是移动另一侧未点燃的蜡烛，直至与像完全重合，用笔在白纸上做出标记。
3.如何确定像的虚实？将未点燃的蜡烛拿走，拿一个光屏放在该处不透过平面镜看光屏上是否有像。
5.得出结论：平面镜成像特点：物与像成正立、等大、左右相反的虚像，物与像对应点的连线垂直平面镜，物与像到平面镜的距离相等。
6.如果在实验中发现两个像，是由于玻璃板太厚导致的。两个像之间的距离由玻璃板的厚度决定
7.玻璃板后面的蜡烛为什么不需要点燃？若点燃后方蜡烛，使像的背景变亮，使像变淡，不便于观察像。
8.为什么用两只完全相同的蜡烛？便于比较物与像之间的大小关系。
9.实验中用玻璃板代替平面镜是因为？用平面镜不便于确定像的位置。
10.玻璃板为什么需要竖直放置？蜡烛能够与像重合，准确确定像的位置。
11.实验方法：等效替代
12.多次测量的目的：使实验结论具有普遍性，避免偶然性。
13.无论怎样移动玻璃板后方的蜡烛，都无法与像完全重合，是因为？玻璃板没有与水平桌面竖直放置。
14.刻度尺的作用？测量物与像到玻璃板距离。
三、掌握探究凸透镜成像规律实验命题考点及其结论
1.实验操作：实验时点燃蜡烛，使烛焰中心、凸透镜光心、光屏的中心（即焰心、光心、光屏中心）大致在同一高度，目的是：使烛焰的像成在光屏中央。 实验时发现蜡烛的像呈在光屏的上半部分，要想使像呈在光屏的中心，该如何操作：①向上移动光屏；②向上移动蜡烛；③向下移动凸透镜。
2.如果用手将凸透镜遮住一半，则光屏上依然是一个完整的像，但亮度较暗。
3.若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：①蜡烛在焦点以内（u4.燃烧的蜡烛不断变短，光屏上的像向上移动，为使像呈在光屏中央，应该将光屏向上移动或蜡烛向上移动或凸透镜向下移动。
5.实验结论：（凸透镜成像规律）F分虚实,2f大小,实倒虚正,具体见下表。
物距 像的性质 像距 应用
倒、正 放、缩 虚、实
u>2f 倒立 缩小 实像 ff2f 幻灯机
u6.对规律的进一步认识：一倍焦距分虚实 二倍焦距分大小，物近像远像变大。像跟着物体跑（谁远谁大）。
第一类实验：探究光的反射定律
【例题1】（2023齐齐哈尔） 小明利用如图装置探究光反射时的规律。
（1）如图1所示，实验时，把一个平面镜放在水平桌面上，再把白色纸板（右侧可绕翻折）竖直地立在平面镜上，纸板上的直线应______于镜面。使一束光贴着纸板沿某一角度射到点，光在纸板上发生______（选填“镜面”或“漫”）反射，呈现径迹。光经平面镜反射，沿另一个方向射出；
（2）改变光束入射的角度，多做几次，换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。取下纸板，用量角器测量两侧的和，是为了_____；根据实验结论可知：当入射光与平面镜夹角为时，反射角为______；
（3）让光沿图1中方向照射到镜面，它会沿着方向射出。这表明：在光的反射现象中，光路是__的。
（4）如图2所示，把纸板右侧绕向前折或向后折，在右侧纸板上看不到反射光。这表明：在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在________内。
第二类实验：探究平面镜成像的特点
【例题2】某兴趣实验小组用如图所示的实验器材探究“平面镜成像的特点”的实验，请帮他完成下列问题：
①实验中用薄玻璃板替代平面镜的目的是__________；
②实验中将蜡烛向玻璃板靠近，则像的大小__________；
③在实验过程中，将物理课本放在像与薄玻璃板之间，还__________（选填“能”或“不能”）观察到像；
④完成实验后，该小组同学发现平面镜所成的像与物体关于平面镜__________。
第三类实验：探究凸透镜成像的规律
【例题3】（2023安徽）某小组探究平面镜和凸透镜成像的特点，将光源和光屏分别竖直放置在水平光具座上的A、C位置，B是AC的中点，如图1所示。在AB之间朝向A观察，看到的光源形状如图2中的甲所示。
（1）在B处竖直放置一块平面镜，镜面朝向光源，小丽在AB之间观察平面镜中的像，小明在BC之间观察光屏。此后，小亮将平面镜更换为一个凸透镜，恰能在光屏上成等大的像，他在BC之间观察光屏上的像。上述实验过程中，小丽、小明和小亮观察到的分别是图2中的______（选填“①”“②”“③”或“④”）；
①甲、丙、戊 ②乙、丙、丁 ③乙、乙、丁 ④乙、乙、戊
（2）小亮继续实验，要在光屏上得到一个缩小的像，可保持光源位置不变，将凸透镜向______（选填“A”或“C”）移动，并调节光屏的位置直到呈现清晰的像。
第一类实验：探究光的反射定律
1. （2023江苏扬州）“探究光的反射规律”装置如图所示，白纸板放在水平桌面上，再将一块平面镜竖直放在纸板上，在纸板上安装一支可自由移动的激光笔，使其发出的光紧贴纸板入射。
（1）图中的入射角是______度；
（2）当_______时，反射光线与入射光线重合，此时入射光线向右偏转一定角度，反射光线向______偏转；
（3）多次实验，在纸板上画出入射光线和对应的反射光线后，发现没有量角器，为了得出反射角等于入射角这一结论，你的操作是______。
2．如图甲，在“探究光的反射规律”实验中：
（1）在纸板前从不同方向都可以看到纸板上入射光线EO的径迹，这是因为光在纸板上发生了 （选填“漫”或“镜面”）反射；
（2）多次改变入射角的大小进行实验，可以得出结论：反射角 入射角；
（3）小明发现实验中所用的激光垂直照在光屏上不是一个点而是一条直线，这样使实验中更容易观察光路。他很好奇这是如何做到的，于是拆开激光笔。如图乙所示，一束很细的激光发射出来后通过一个透明的圆柱体，由于圆柱体对光有 （选填“会聚”或“发散”）作用，最终使激光在光屏上展开得很宽。
3.在“探究光反射时的规律”的实验中：
实验次数 1 2 3
入射角 i 30° 45° 60°
反射角 r 30° 45° 60°
（1）如图甲所示，使一束光贴着纸板E入射到O点，观察反射光。实验中，从不同方向都能在纸板F上看到反射光，是因为光在纸板F上发生了 _反射；
（2）多次改变入射光的方向，用量角器测量入射角和反射角，记录在表格中，分析数据得出：在反射现象中，反射角 入射角；
（3）将纸板F按照图乙所示的方式偏折，则在纸板F上看不到反射光，说明在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在 。
4.用如图所示装置探究光的反射定律，白色硬纸板EF垂直于平面镜放置，能沿ON折转，ON垂直于平面镜。
1 2 3 4 5 6
入射角i 15° 30° 45° 60° 70° 80°
反射角r 15° 30° 45° 60° 70° 80°
(1)让人射光贴着纸板EF沿AO射向平面镜上的O点，观察反射光的方向。多次改变入射光的方向，观察并描绘光的径迹，量出入射角i和反射角r，记录如上表。比较r和i。可以得出：光反射时，反射角_______人射角；
(2)纸板EF右侧没有沿ON折转时，能观察到反射光，有折转时，观察不到反射光，说明光反射时，反射光线、人射光线和法线在_______；
(3)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_______的；
(4)由于光在纸板上发了_______（选填“镜面反射”或“漫反射”），所以从不同方向都可以观察到光在纸板上传播的径迹。
第二类实验：探究平面镜成像的特点
1. 用如图甲装置，探究平面镜成像的特点：
（1）为了便于确定像的位置，玻璃板应______放置在水平桌面的白纸上；
（2）将蜡烛1放在A位置，可看到它在玻璃板后面的像。拿一支相同的蜡烛2竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛1的像______时，该位置记为A'；
（3）将光屏放在A'位置，任意转动都承接不到像，可知平面镜成像是______像；
（4）改变蜡烛1的位置，重复步骤（2），可得像与物位置的对应关系如图乙，可知平面镜成像时，像与物关于镜面______；
（5）将图乙中C处的蜡烛沿直线CC'向玻璃板方向移动1cm，此时像与物之间的距离是______cm，像的大小的变化情况是______。
2.如图甲是探究“平面镜成像特点”的实验装置．实验步骤如下：把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，再拿一支完全相同的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动，直到看上去跟蜡烛A的像完全重合，此时在白纸上记下蜡烛A和蜡烛B的位置．移动点燃的蜡烛，多做几次实验．
(1)实验过程中蜡烛B__________ (选填“需要”或“不需要”)点燃．
(2)选取两支相同的蜡烛是为了比较像与物的________关系．
(3)实验中若移开蜡烛B，将光屏放在像的位置，不透过玻璃板，直接观察光屏，看不到蜡烛A的像，说明平面镜成的是________ (选填“虚像”或“实像”)．
(4)如图乙，玻璃板原来沿直线BC竖直放置，若实验中将玻璃板沿顺时针方向转过一定角度θ(θ＜90°)后，蜡烛A成的像移动到点A1处，已知图中方格均为边长相等的正方形，则θ＝________．
3.下图是小芳同学探究“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）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。小明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。
（3）实验时，小芳同学应在（填“M”或“N”）侧观察蜡烛M经玻璃板所成的像。
（4）细心的小芳透过玻璃观察蜡烛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。
（5）经过三次实验，记录的像A'、B'、C'与物A、B、C对应的位置如图乙所示。为了得到更多的实验结论，接下来小明应该进行的操作是：。
第三类实验：探究凸透镜成像的规律
1. 在“探究凸透镜成像规律”实验中，有如下操作：
（1）实验前，小刚利用“平行光聚焦法”（如图甲所示）粗略测出凸透镜的焦距。焦距越小，凸透镜对光的会聚作用越_____（选填“强”或“弱”）；
（2）小刚将（1）中测过焦距的凸透镜、蜡烛以及光屏放置在光具座上的位置如图乙所示，欲使光屏上成一个清晰的实像，应将光屏________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜；
（3）通过步骤（2）的调整，光屏上出现了清晰的像后，某同学将自己的近视眼镜取下来放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上的像变模糊了，此时他应将蜡烛_________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜，光屏上才能再次成清晰的像。
2.（2023广东省） 小明在学习了凸透镜成像的规律后，继续深入探究，选用题表中某一规格的凸透镜做实验，调整好器材后如题图甲所示，此时烛焰在光屏上成放大的像；
凸透镜编号 焦距/cm 直径/cm
① 5 3.5
② 5 4.5
③ 10 4.5
④ 15 45
（1）光屏上的像是实像还是虚像？________；
（2）一段时间后，小明发现烛焰的像如图乙所示，此时将蜡烛向_____调节可以使烛焰的像移到光屏中央；
（3）小明选的凸透镜焦距为_______cm；
（4）小明将蜡烛换成F字光源，调整了光源和光屏的位置，在光屏上仍可观察到清晰的像，如题图所示，则小明看到的像应是________（选填字母）；
（5）小明认为凸透镜成像的规律还可能与凸透镜的直径有关；若要验证其猜想，则可在题表中选取编号为_______两个凸透镜进行实验验证。
3. 小华用焦距为10.0cm的凸透镜探究凸透镜成像规律。
（1）实验前，应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在 ___________；
（2）当各器材位置如图所示时，在光屏上成烛焰清晰的像，此时烛焰的成像特点与 ___________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的成像特点相同；
（3）实验时，若用一张纸片遮住了凸透镜的上半部，光屏上 ___________（选填“能”或“不能”）成完整的像；
（4）小华将一副老花镜的镜片放在烛焰与凸透镜之间且靠近凸透镜的位置，若保持蜡烛的位置不变，仅将光屏向 ___________端移动适当距离，光屏上即可重新成烛焰清晰的像。
4.“一双好眼睛，能更好地探索未来”，小丽了解到人眼的晶状体相当于凸透镜，眼睛是如何看清远近不同物体的？她对这一问题产生了浓厚兴趣；
（1）首先用平行光正对凸透镜A照射，如图甲所示，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距f=______cm；
（2）然后适当调整凸透镜A和光屏的位置，移动蜡烛，使烛焰在光屏上成清晰的像，如图乙所示；接着她将凸透镜A换为焦距稍大的凸透镜B，并保持位置不变，移动蜡烛，使烛焰在光屏上再次成清晰的像，如图丙所示，可见小丽研究的问题是：当凸透镜成实像时保持______距离不变，探究______的关系；
（3）通过探究发现，当人眼观察近处物体时，晶状体的焦距变______。
专题考情
方法策略
典例讲析
专题精炼
纸板
M
N
A
B
C
A＇
B＇
C＇
平板玻璃
放置处
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专题04 光学三类常考实验问题
探究光的反射定律、探究平面镜成像的特点、探究凸透镜成像的规律，这3个实验都是新课标规定的学生必做实验，也就是每年中考必考实验。一般全国省市每年试卷都会出现这3个实验中的一个。分值在4——6分之间。难度不大，但属于高频考点，复习时加强训练，考场上就会游刃而余，轻松自如。
一、掌握探究光的反射定律实验命题点及其结论
1.入射角（反射角）是指入射光线（反射光线）与法线的夹角。
2.如果想探究反射光线与入射光线是否在同一平面内，应如何操作？将纸板沿中轴ON向后折，观察在纸板B上是否有反射光线。
3.如果让光线逆着OF的方向射向镜面，会发现反射光线沿着OE方向射出，这表明：在反射现象中，光路是可逆的。4.理想模型法：用带箭头的直线表示光的传播路径和方向。
5.量角器的作用：测量反射角和入射角的大小。
6.从纸板不同方向都能看到光的传播路径原因是：光在纸板上发生了漫反射。
7.多次改变入射角大小并进行多次实验的目的：保证实验结论具有普遍性。
8.光的反射定律：在反射现象中，反射光线，入射光线，法线在同一平面内，反射光线，入射光线分居法线两侧；反射角等于入射角。
二、掌握探究平面镜成像特点实验命题考点及其结论
1.实验器材：薄玻璃板、两个完全相同的蜡烛、火柴、刻度尺、一张白纸、 笔。
2.操作步骤：实验时，将白纸铺在水平桌面上，将玻璃板竖直放在白纸上，点燃蜡烛法现玻璃板的后面有蜡烛的像，为了确定像的位置具体做法是移动另一侧未点燃的蜡烛，直至与像完全重合，用笔在白纸上做出标记。
3.如何确定像的虚实？将未点燃的蜡烛拿走，拿一个光屏放在该处不透过平面镜看光屏上是否有像。
5.得出结论：平面镜成像特点：物与像成正立、等大、左右相反的虚像，物与像对应点的连线垂直平面镜，物与像到平面镜的距离相等。
6.如果在实验中发现两个像，是由于玻璃板太厚导致的。两个像之间的距离由玻璃板的厚度决定
7.玻璃板后面的蜡烛为什么不需要点燃？若点燃后方蜡烛，使像的背景变亮，使像变淡，不便于观察像。
8.为什么用两只完全相同的蜡烛？便于比较物与像之间的大小关系。
9.实验中用玻璃板代替平面镜是因为？用平面镜不便于确定像的位置。
10.玻璃板为什么需要竖直放置？蜡烛能够与像重合，准确确定像的位置。
11.实验方法：等效替代
12.多次测量的目的：使实验结论具有普遍性，避免偶然性。
13.无论怎样移动玻璃板后方的蜡烛，都无法与像完全重合，是因为？玻璃板没有与水平桌面竖直放置。
14.刻度尺的作用？测量物与像到玻璃板距离。
三、掌握探究凸透镜成像规律实验命题考点及其结论
1.实验操作：实验时点燃蜡烛，使烛焰中心、凸透镜光心、光屏的中心（即焰心、光心、光屏中心）大致在同一高度，目的是：使烛焰的像成在光屏中央。 实验时发现蜡烛的像呈在光屏的上半部分，要想使像呈在光屏的中心，该如何操作：①向上移动光屏；②向上移动蜡烛；③向下移动凸透镜。
2.如果用手将凸透镜遮住一半，则光屏上依然是一个完整的像，但亮度较暗。
3.若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：①蜡烛在焦点以内（u4.燃烧的蜡烛不断变短，光屏上的像向上移动，为使像呈在光屏中央，应该将光屏向上移动或蜡烛向上移动或凸透镜向下移动。
5.实验结论：（凸透镜成像规律）F分虚实,2f大小,实倒虚正,具体见下表。
物距 像的性质 像距 应用
倒、正 放、缩 虚、实
u>2f 倒立 缩小 实像 ff2f 幻灯机
u6.对规律的进一步认识：一倍焦距分虚实 二倍焦距分大小，物近像远像变大。像跟着物体跑（谁远谁大）。
第一类实验：探究光的反射定律
【例题1】（2023齐齐哈尔） 小明利用如图装置探究光反射时的规律。
（1）如图1所示，实验时，把一个平面镜放在水平桌面上，再把白色纸板（右侧可绕翻折）竖直地立在平面镜上，纸板上的直线应______于镜面。使一束光贴着纸板沿某一角度射到点，光在纸板上发生______（选填“镜面”或“漫”）反射，呈现径迹。光经平面镜反射，沿另一个方向射出；
（2）改变光束入射的角度，多做几次，换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。取下纸板，用量角器测量两侧的和，是为了_____；根据实验结论可知：当入射光与平面镜夹角为时，反射角为______；
（3）让光沿图1中方向照射到镜面，它会沿着方向射出。这表明：在光的反射现象中，光路是__的。
（4）如图2所示，把纸板右侧绕向前折或向后折，在右侧纸板上看不到反射光。这表明：在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在________内。
【答案】 （1）垂直 漫 （2）探究反射角与入射角的大小关系 （3） 可逆 （4）同一平面
【解析】（1）法线与镜面垂直，纸板上的直线相当于法线，所以ON应垂直于镜面。
我们能在纸板上看到入射光线和发射光线的路径，是由于光线在粗糙的纸板上发生了漫反射。
（2）用量角器测量两侧的和，是入射角，是反射角，可以探究反射角与入射角的大小关系。
当入射光与平面镜夹角为时，反射角
90°-50°=40°
（3）若将一束光贴着纸板沿FO方向射到O点，光将沿图中的OE方向射出，即光线沿着原来反射光线的路径入射，反射光线会沿着原来入射光线的路径反射，说明在反射现象中，光路是可逆的。
（4）把纸板右侧绕向前折或向后折，纸板E与F不在同一平面内，在纸板F上不能看到反射光线，说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
第二类实验：探究平面镜成像的特点
【例题2】某兴趣实验小组用如图所示的实验器材探究“平面镜成像的特点”的实验，请帮他完成下列问题：
①实验中用薄玻璃板替代平面镜的目的是__________；
②实验中将蜡烛向玻璃板靠近，则像的大小__________；
③在实验过程中，将物理课本放在像与薄玻璃板之间，还__________（选填“能”或“不能”）观察到像；
④完成实验后，该小组同学发现平面镜所成的像与物体关于平面镜__________。
【答案】 ①便于确定像的位置 ②不变 ③能 ④对称
【解析】①在探究“平面镜成像的特点”时，用玻璃板代替平面镜的目的是玻璃板不但反射光成像，还能透光看到玻璃板后面的蜡烛，以便于确定像的位置。
②平面镜成像时，像与物体等大。实验时，他把点燃的蜡烛向玻璃板靠近，像的大小不变，但观察到像的大小发生变化，这是因为物体对眼睛所成视角的大小发生了改变。
③玻璃板是通过光的反射成像，而将物理课本放在像与薄玻璃板之间不影响玻璃板的反射成像，所以还能观察到像。
④如果将白纸沿平面镜的位置对折，会发现蜡烛的位置和它的像的位置重合，这说明平面镜成的像与物体关于镜面对称。
第三类实验：探究凸透镜成像的规律
【例题3】（2023安徽）某小组探究平面镜和凸透镜成像的特点，将光源和光屏分别竖直放置在水平光具座上的A、C位置，B是AC的中点，如图1所示。在AB之间朝向A观察，看到的光源形状如图2中的甲所示。
（1）在B处竖直放置一块平面镜，镜面朝向光源，小丽在AB之间观察平面镜中的像，小明在BC之间观察光屏。此后，小亮将平面镜更换为一个凸透镜，恰能在光屏上成等大的像，他在BC之间观察光屏上的像。上述实验过程中，小丽、小明和小亮观察到的分别是图2中的______（选填“①”“②”“③”或“④”）；
①甲、丙、戊 ②乙、丙、丁 ③乙、乙、丁 ④乙、乙、戊
（2）小亮继续实验，要在光屏上得到一个缩小的像，可保持光源位置不变，将凸透镜向______（选填“A”或“C”）移动，并调节光屏的位置直到呈现清晰的像。
【答案】（1）② （2）C
【解析】（1）平面镜成像原理是光的反射，成正立、等大的虚像，虚像与物体左右相反。所以小丽在AB之间观察平面镜中的像，由于光的反射，看到的像是图乙；小明在BC之间观察光屏，由于虚像不能用光屏承接，所以小明在光屏上看不到像，如图丙；在B点放置凸透镜，此时
u=v=2f
在光屏上成倒立、等大的实像，且左右相反，小亮观察到的像如图丁，故②符合题意，①③④不符合题意。
故选②。
（2）根据凸透镜成像特点可知，要在光屏上得到一个缩小的像，物距u>2f，光源位置不变，需将凸透镜向C移动，并调节光屏的位置直到呈现清晰的像。
第一类实验：探究光的反射定律
1. （2023江苏扬州）“探究光的反射规律”装置如图所示，白纸板放在水平桌面上，再将一块平面镜竖直放在纸板上，在纸板上安装一支可自由移动的激光笔，使其发出的光紧贴纸板入射。
（1）图中的入射角是______度；
（2）当_______时，反射光线与入射光线重合，此时入射光线向右偏转一定角度，反射光线向______偏转；
（3）多次实验，在纸板上画出入射光线和对应的反射光线后，发现没有量角器，为了得出反射角等于入射角这一结论，你的操作是______。
【答案】（1）50 （2）入射光线垂直射向平面镜 左 （3）把白纸板沿法线对折，观察反射光线与对应的入射光线是否重合
【解析】（1）入射光线与法线的夹角叫入射角。由图可知，入射光线与平面镜的夹角为40°，则入射角为
90°-40°=50°
（2）当入射光线垂直射向平面镜，反射光线垂直平面镜射出，此时反射角等于入射角，都等于0°，反射光线与入射光线重合；
反射时，反射光线和入射光线分居法线两侧。入射光线向右偏转一定角度，位于法线的右侧，则反射光线会向左偏转相同角度，位于法线左侧。
（3）没有量角器无法直接测量角度大小，此时可以把白纸板沿法线对折，如果入射光线与对应的反射光线重合，说明反射时反射角等于入射角。
2．如图甲，在“探究光的反射规律”实验中：
（1）在纸板前从不同方向都可以看到纸板上入射光线EO的径迹，这是因为光在纸板上发生了 （选填“漫”或“镜面”）反射；
（2）多次改变入射角的大小进行实验，可以得出结论：反射角 入射角；
（3）小明发现实验中所用的激光垂直照在光屏上不是一个点而是一条直线，这样使实验中更容易观察光路。他很好奇这是如何做到的，于是拆开激光笔。如图乙所示，一束很细的激光发射出来后通过一个透明的圆柱体，由于圆柱体对光有 （选填“会聚”或“发散”）作用，最终使激光在光屏上展开得很宽。
【答案】漫；等于；会聚。
【解析】（1）漫反射与镜面反射的区别之一是：发生漫反射时，反射光线向各个方向传播；
（2）光反射时，反射角总是等于入射角；
（3）透明圆柱相当于一个凸透镜，对光有会聚作用。
解：（1）光在纸板上发生漫反射时，反射光线会向各个方向传播，使我们从各方向都能看到；
（2）光反射时，反射角总是等于入射角；
（3）透明圆柱相当于一个凸透镜，对光有会聚作用，把很细的激光会聚起来，形成亮光，再在光屏上展开。
【点评】本题考查实验“探究光的反射规律”，难度不大。
3.在“探究光反射时的规律”的实验中：
实验次数 1 2 3
入射角 i 30° 45° 60°
反射角 r 30° 45° 60°
（1）如图甲所示，使一束光贴着纸板E入射到O点，观察反射光。实验中，从不同方向都能在纸板F上看到反射光，是因为光在纸板F上发生了 _反射；
（2）多次改变入射光的方向，用量角器测量入射角和反射角，记录在表格中，分析数据得出：在反射现象中，反射角 入射角；
（3）将纸板F按照图乙所示的方式偏折，则在纸板F上看不到反射光，说明在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在 。
【答案】 漫 等于 同一平面内
【解析】（1）光的反射分为镜面反射和漫反射，实验中，从不同方向都能在纸板F上看到反射光，是因为纸板F表面比较粗糙，光在纸板F上发生了漫反射。
（2）由表中数据可知，每次实验中，反射角和入射角角度大小相等，所以可以得出：在反射现象中，反射角等于入射角。
（3）将纸板F按照图乙所示的方式偏折，此时纸板E和纸板F不在同一平面内，在纸板F上看不到反射光，说明在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在同一平面内。
4.用如图所示装置探究光的反射定律，白色硬纸板EF垂直于平面镜放置，能沿ON折转，ON垂直于平面镜。
1 2 3 4 5 6
入射角i 15° 30° 45° 60° 70° 80°
反射角r 15° 30° 45° 60° 70° 80°
(1)让人射光贴着纸板EF沿AO射向平面镜上的O点，观察反射光的方向。多次改变入射光的方向，观察并描绘光的径迹，量出入射角i和反射角r，记录如上表。比较r和i。可以得出：光反射时，反射角_______人射角；
(2)纸板EF右侧没有沿ON折转时，能观察到反射光，有折转时，观察不到反射光，说明光反射时，反射光线、人射光线和法线在_______；
(3)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_______的；
(4)由于光在纸板上发了_______（选填“镜面反射”或“漫反射”），所以从不同方向都可以观察到光在纸板上传播的径迹。
【答案】 (1)等于 (2)同一平面内 (3)可逆 (4)漫反射
【解析】(1)由表中反射角和入射角的度数，可得反射角等于入射角。
(2)纸板EF右侧没有沿ON折转时，能观察到反射光，有折转时，观察不到反射光，是因为折转时左右两侧不在同一平面，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。
(3)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，可知将反射光线改为入射光线，光路图照样成立，这表明：在光的反射现象中，光路是可逆的。
(4)实验时从不同方向都可以观察到光在纸板上传播的径迹，是由于纸板表面凹凸不平，光在这里发生了漫反射的缘故。
第二类实验：探究平面镜成像的特点
1. 用如图甲装置，探究平面镜成像的特点：
（1）为了便于确定像的位置，玻璃板应______放置在水平桌面的白纸上；
（2）将蜡烛1放在A位置，可看到它在玻璃板后面的像。拿一支相同的蜡烛2竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛1的像______时，该位置记为A'；
（3）将光屏放在A'位置，任意转动都承接不到像，可知平面镜成像是______像；
（4）改变蜡烛1的位置，重复步骤（2），可得像与物位置的对应关系如图乙，可知平面镜成像时，像与物关于镜面______；
（5）将图乙中C处的蜡烛沿直线CC'向玻璃板方向移动1cm，此时像与物之间的距离是______cm，像的大小的变化情况是______。
【答案】（1）竖直 （2）完全重合 （3）虚 （4）对称 5）10 不变
【解析】（1）为了便于确定像的位置，玻璃板应竖直放置，若玻璃板没有竖直放置，像会偏上或者偏下，无法确定像的位置。
（2）蜡烛2与蜡烛1的像完全重合位置，这样蜡烛2就可以替代蜡烛1的像了，从而确定了像的位置，大小关系。
（3）将光屏放在A'位置，任意转动都承接不到像，因为平面镜成的是虚像，光屏无法承接到虚像。
（4）分析图乙可知，像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离，且像与物体的连线与平面镜垂直，即像与物体关于平面镜对称。
（5）将图乙中C处的蜡烛沿直线CC'向玻璃板方向移动1cm，此时物体到平面镜的距离变为5cm，那么像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离，像到物体的距离为10cm；在移动的过程中，物体的大小不变，则像的大小不变。
2.如图甲是探究“平面镜成像特点”的实验装置．实验步骤如下：把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，再拿一支完全相同的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动，直到看上去跟蜡烛A的像完全重合，此时在白纸上记下蜡烛A和蜡烛B的位置．移动点燃的蜡烛，多做几次实验．
(1)实验过程中蜡烛B__________ (选填“需要”或“不需要”)点燃．
(2)选取两支相同的蜡烛是为了比较像与物的________关系．
(3)实验中若移开蜡烛B，将光屏放在像的位置，不透过玻璃板，直接观察光屏，看不到蜡烛A的像，说明平面镜成的是________ (选填“虚像”或“实像”)．
(4)如图乙，玻璃板原来沿直线BC竖直放置，若实验中将玻璃板沿顺时针方向转过一定角度θ(θ＜90°)后，蜡烛A成的像移动到点A1处，已知图中方格均为边长相等的正方形，则θ＝________．
【答案】:（1）不需要;（2）大小;（3）虚像;（4）45°
【解析】（1）实验过程中蜡烛B不需要点燃；
（2）实验中选取两支相同的蜡烛是为了比较像与物的大小关系；
（3）移去蜡烛B，在其位置上竖立光屏，在光屏上不能承接到蜡烛A的像，说明平面镜成虚像；
（4）平面镜成像与成像物体对应点连线与平面镜垂直，连接A、A1，做出连线的垂直平分线，即移动后平面镜位置，如下图，可知玻璃板沿顺时针方向转过45°.
3.下图是小芳同学探究“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）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。小明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。
（3）实验时，小芳同学应在（填“M”或“N”）侧观察蜡烛M经玻璃板所成的像。
（4）细心的小芳透过玻璃观察蜡烛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。
（5）经过三次实验，记录的像A'、B'、C'与物A、B、C对应的位置如图乙所示。为了得到更多的实验结论，接下来小明应该进行的操作是：。
【答案】⑴确定像的位置；⑵像和物大小相等；⑶M（4）玻璃板比较厚，蜡烛经过两个反射面都会形成像（5）连接对应的像点和物点，判断连线是否和镜面垂直.
【解析】（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，便于确定像的位置（或比较像和物的大小）.
（2）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。小明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像和物大小相等。
（3）实验时，小芳同学应在M侧观察蜡烛M经玻璃板所成的像。
（4）细心的小芳透过玻璃观察蜡烛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玻璃板比较厚，蜡烛经过两个反射面都会形成像。
（5）经过三次实验，记录的像A'、B'、C'与物A、B、C对应的位置如图乙所示。为了得到更多的实验结论，接下来小明应该进行的操作是：连接对应的像点和物点，判断连线是否和镜面垂直；测出像点和物点到玻璃板的距离进行比较（说出其一即可）。
第三类实验：探究凸透镜成像的规律
1. 在“探究凸透镜成像规律”实验中，有如下操作：
（1）实验前，小刚利用“平行光聚焦法”（如图甲所示）粗略测出凸透镜的焦距。焦距越小，凸透镜对光的会聚作用越_____（选填“强”或“弱”）；
（2）小刚将（1）中测过焦距的凸透镜、蜡烛以及光屏放置在光具座上的位置如图乙所示，欲使光屏上成一个清晰的实像，应将光屏________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜；
（3）通过步骤（2）的调整，光屏上出现了清晰的像后，某同学将自己的近视眼镜取下来放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上的像变模糊了，此时他应将蜡烛_________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜，光屏上才能再次成清晰的像。
【答案】（1）强 （2）靠近 （3）远离
【解析】（1）凸透镜对光具有会聚作用，凸透镜的焦距越小，说明焦点距离光心越近，透镜对光线的折射作用越强。
（2）由图甲可知，凸透镜的焦距为
当凸透镜、蜡烛以及光屏放置在光具座上的位置如图乙时，物距为
则物距与焦距的关系是u>2f，根据凸透镜的成像规律可知：u>2f，则
成倒立缩小实像，所以光屏应在1倍焦距与2倍焦距之间，在光具座的60cm到70cm之间，光屏应靠近凸透镜。
（3）将自己的近视眼镜取下来放在蜡烛和凸透镜之间，由于近视眼镜是凹透镜，对光线起发散作用，成像远离凸透镜，所以应将光屏远离凸透镜，光屏上才能再次成清晰的像。
2.（2023广东省） 小明在学习了凸透镜成像的规律后，继续深入探究，选用题表中某一规格的凸透镜做实验，调整好器材后如题图甲所示，此时烛焰在光屏上成放大的像；
凸透镜编号 焦距/cm 直径/cm
① 5 3.5
② 5 4.5
③ 10 4.5
④ 15 45
（1）光屏上的像是实像还是虚像？________；
（2）一段时间后，小明发现烛焰的像如图乙所示，此时将蜡烛向_____调节可以使烛焰的像移到光屏中央；
（3）小明选的凸透镜焦距为_______cm；
（4）小明将蜡烛换成F字光源，调整了光源和光屏的位置，在光屏上仍可观察到清晰的像，如题图所示，则小明看到的像应是________（选填字母）；
（5）小明认为凸透镜成像的规律还可能与凸透镜的直径有关；若要验证其猜想，则可在题表中选取编号为_______两个凸透镜进行实验验证。
【答案】 （1）实像 （2）上 （3） 10 （4）C （5） ①、②
【解析】（1）如图甲所示，物距小于像距，此时烛焰在光屏上成放大的像，为投影仪的成像原理，成倒立、放大的实像。
（2）一段时间后，蜡烛越烧越短，此时烛焰的像在光屏上方呈现，为了使烛焰的像移到光屏中央可以将蜡烛上移，使得烛焰，透镜的光心和光屏中央在同一水平直线上。
（3）由甲图可知，此时物距小于像距，为投影仪的成像原理，此时物距为15.0cm，在一倍到两倍焦距之间，像距为30.0cm，像距在两倍焦距之外，根据表格可知，小明选的凸透镜焦距为10cm。
（4）将蜡烛换成F字光源，调整了光源和光屏的位置，在光屏上仍可观察到清晰的像，此时物距大于像距，为照相机的成像原理，成倒立、缩小的实像，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
（5）若要验证凸透镜成像的规律还可能与凸透镜的直径有关，则需要控制凸透镜的焦距相等，故可在题表中选取编号为①、②两个凸透镜进行实验验证。
3. 小华用焦距为10.0cm的凸透镜探究凸透镜成像规律。
（1）实验前，应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在 ___________；
（2）当各器材位置如图所示时，在光屏上成烛焰清晰的像，此时烛焰的成像特点与 ___________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的成像特点相同；
（3）实验时，若用一张纸片遮住了凸透镜的上半部，光屏上 ___________（选填“能”或“不能”）成完整的像；
（4）小华将一副老花镜的镜片放在烛焰与凸透镜之间且靠近凸透镜的位置，若保持蜡烛的位置不变，仅将光屏向 ___________端移动适当距离，光屏上即可重新成烛焰清晰的像。
【答案】 （1）同一高度 （2）照相机 （3）能 （4）左
【解析】（1）点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度上，这样才能使像成在光屏的中央位置。
（2）由图可知，物距u=50.0cm-20.0cm=30.0cm
像距v=65.0cm-50.0cm=15.0cm
已知f=10.0cm，此时u >2f，成倒立、缩小的实像，能够说明照相机的成像原理。
（3）若用一张纸片遮住了凸透镜的上半部，物体上任一点都有光线射向凸透镜下半部，经凸透镜折射后，照样能会聚成完整的烛焰的像，折射光线减少，会聚成的像变暗。
（4）老花镜是凸透镜，对光线有会聚作用，使光提前会聚，将一副老花镜的镜片放在烛焰与凸透镜之间且靠近凸透镜的位置，若保持光屏的位置不变，此时清晰的像成在光屏左侧，要在光屏上重新承接到烛焰清晰的像，光屏应向左移动。
4.“一双好眼睛，能更好地探索未来”，小丽了解到人眼的晶状体相当于凸透镜，眼睛是如何看清远近不同物体的？她对这一问题产生了浓厚兴趣；
（1）首先用平行光正对凸透镜A照射，如图甲所示，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距f=______cm；
（2）然后适当调整凸透镜A和光屏的位置，移动蜡烛，使烛焰在光屏上成清晰的像，如图乙所示；接着她将凸透镜A换为焦距稍大的凸透镜B，并保持位置不变，移动蜡烛，使烛焰在光屏上再次成清晰的像，如图丙所示，可见小丽研究的问题是：当凸透镜成实像时保持______距离不变，探究______的关系；
（3）通过探究发现，当人眼观察近处物体时，晶状体的焦距变______。
【答案】 ①. 10.0 ②. 光屏到凸透镜 ③. 远近不同物体成清晰的像与凸透镜焦距 ④. 短
【解析】（1）图甲中，用平行光正对位于10.0cm刻度处的凸透镜A照射，在位于20.0cm刻度的光屏上出现一个最小最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为f=20.0cm-10.0cm=10.0cm
（2）小丽提出的问题是“眼睛是如何看清远近不同物体的？”，实验中凸透镜相当于人眼的晶状体，光屏相当于视网膜，蜡烛相当于物体，因为眼球的前后距离是不变的，故乙、丙两图中保持光屏到凸透镜的位置不变，改变了凸透镜的焦距，调整蜡烛到凸透镜的距离，使光屏上再次出现清晰的像。这一过程中，保持了光屏到凸透镜距离不变，探究远近不同物体成清晰的像与凸透镜焦距的关系。
（3）当人眼观察近处物体时，物距减小，若晶状体的焦距不调节，根据凸透镜成像规律可知，此时像距会变大，所成的像会位于视网膜的后方。为了使像前移到视网膜上，则通过晶状体的光线要更加会聚，所以晶状体的凸度要变大，焦距要变短。
专题考情
方法策略
典例讲析
专题精炼
纸板
M
N
A
B
C
A＇
B＇
C＇
平板玻璃
放置处
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