2023年中考物理高频考点突破——光学实验
1.某实验小组利用如图所示的实验装置探究“平面镜成像的特点”:
(1)平面镜成像的原理是光的______(选填“反射”或“折射”);
(2)选取两支外形______(选填“相同”或“不相同”)的蜡烛A、B做实验,目的是为了比较像与物的大小关系;
(3)在实验过程中,把点燃的蜡烛A放在玻璃板前20cm处,则蜡烛A在玻璃板中所成的像与玻璃板的距离是______cm;
(4)实验中,移去蜡烛B,在其原来位置放一光屏,发现光屏上不能承接到蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是______(选填“实”或“虚”)像。
2.在“探究凸透镜成像规律”时,实验桌上有焦距为10cm和30cm两个凸透镜,光具座的长度是90cm。
(1)实验应选择焦距为 ______ cm的凸透镜;
(2)当光屏上出现清晰的像时,蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示,像是倒立、 ______ 的实像,根据这一原理制成 ________ (选填“照相机”或“投影仪”)。
3.小明对如图甲所示的投影仪产生了兴趣,了解到投影仪主要由一个镜头(相当于一个凸透镜)和靠近镜头的液晶元件(相当于投影片)组成。于是利用蜡烛(S为烛焰中心)、焦距f=10cm的凸透镜和光屏等器材,探究屏幕上成放大像时物距应满足的条件。
(1)正确安装和调整器材后,保持透镜位置不动,将蜡烛从贴近透镜的位置向焦点移动,同时移动光屏,光屏上一直出现的是______(填“光斑”或“像”)。
(2)请在图乙中画出光线SP经过透镜后的折射光线______。
(3)继续将蜡烛从焦点位置向远离透镜的方向移动,同时移动光屏发现
①光屏上烛焰的像______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
②从30cm刻度线处开始,光屏上不再出现放大的像。
(4)通过实验得出,屏幕上成放大的像时,物距u应满足______(填“u
4.在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,小明利用如图所示的装置进行实验,他先调整烛焰中心、透镜中心及光屏中心位于同一高度上,然后将它们调节到图示位置时,光屏上得到清晰的像。
(1)此时像的特点是什么?______(说明像的倒正、大小和虚实)
(2)若保持透镜位置不动,把蜡烛移到零刻度处,则应向______(选填“左”或“右”)移动光屏才能在光屏上再次得到清晰的像,且像的大小______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)若将蜡烛移到20cm刻度处透镜保持不动,移动光屏后再次得到清晰的像,则此时蜡烛经凸透镜成______(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的像;
(4)人的眼睛是通过改变晶状体的厚度来看清远近不同物体的,现将图中虚线圆圈部分行做是人的“眼睛”,当蜡烛远离“眼睛”时,“眼睛”需调节凸透镜的厚度使其______(选填“变薄”或“变厚”),改变其对光线的偏折能力,从而在光屏上成清晰的像。若该“眼睛”无法调节凸透镜达到应有的厚度,则该“眼睛”为______(选填“近视眼”或“远视眼”),应该佩戴______(选填“凸透镜”或“凹透镜”)进行矫正。
5.探究“光的反射规律”时,某实验小组设计了如图所示的实验。
次数 入射角 反射角
1 60° 60°
2 45° 45°
3 30° 30°
(1)实验中为了使光线能在纸板上显示出来,他们应该采取的操作是______(选填“A”或“B”);
A.让光束垂直纸板射到O点
B.让光束贴着纸板射到O点
(2)根据上表实验数据得出结论:在光的反射现象中,反射角______入射角;
(3)若将一束光沿FO方向射到O点,光将沿图中的OE方向射出,说明在光的反射现象中光路是______的。
6.小勇看到自己离镜子越远,像越小。于是用如图甲所示的装置,探究物体远离平面镜时,像的大小如何变化。
(1)小勇选取了两个外形相同的蜡烛A和B,将蜡烛A放在薄玻璃板前点燃,小勇应在蜡烛______(选填“A”或“B”)的一侧观察,同时移动蜡烛B,使它和蜡烛A的像______;
(2)将蜡烛A向左移动,重复上述实验过程,得到了相同的实验结果。得出:物体远离平面镜时,所成像的大小______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)小勇又找来一些实验器材,想继续探究物体远离凸透镜时,光屏上像的大小如何变化。
①他将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏调节到图乙所示的位置时,光屏上出现清晰的像,所成的像是______(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的烛焰的像;
②保持凸透镜的位置不变,将蜡烛向左移动一段距离,移动光屏直到光屏上再一次出现清晰的像,对比两次光屏上像的大小得出:物体远离凸透镜时,光屏上所成的像变______(选填“大”或“小”);
(4)小勇将蜡烛继续向左移动,保持凸透镜和光屏的位置不变,在蜡烛和凸透镜之间放置了一个度数合适的眼镜,光屏上也得到了清晰的像,他放置的应该是______(选填“近视眼镜”或“远视眼镜”)。
7.如图甲是小明探究光的反射规律的实验装置图。
(1)该实验中,纸板A、B的作用是______(写出一条即可);
(2)让入射光线沿FO方向射入,则发现反射光线沿______方向射出;
(3)实验结束后,小明想继续探究平面镜成像的特点,装置如图乙,却发现点燃蜡烛A,在平面镜后移动未点燃的蜡烛B,根本无法透过平面镜看到蜡烛B。小明可用______代替平面镜,让实验顺利完成;
(4)实验结束时,小华将一枚硬币放在竖直的平面镜前,硬币的像在a处,如图丙。现将平面镜移至图丁位置,硬币的成像情况是______(填字母代号)。
A.硬币成像在a处 B.硬币成像在b处
C.硬币成像在c处 D.硬币无法通过平面镜成像
8.小明在探究“凸透镜成像的规律”实验中,操作如下:
(1)实验前,小明调节______、凸透镜、光屏的中心在同一高度。
(2)将蜡烛放在如甲图所示的位置,在光屏上看到一个清晰的、等大的实像,小明计算出这个凸透镜的焦距是_____cm。
(3)把蜡烛移到 25cm 刻度线处,向__________(选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动光屏,可以得到倒立的、__________的实像(选填 “放大”或“缩小”),这一成像规律应用在__________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)上。
(4)乙图中,能够观察到烛焰所成的虚像的是______(选填“A”或“B”)。
9.用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等器材来“探究凸透镜成像的规律”。
(1)把凸透镜、蜡烛、光屏放置在如图的光具座上,凸透镜应放在_______(选填“A”、“B”或“C”)滑块上。点燃蜡烛,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度;
实验次数 物体到凸透镜的距离(物距)cm 光屏到凸透镜的距离(像距)cm 像的情况
倒立或正立 放大或缩小
1 40 13 倒立 缩小
2 30 15 倒立 缩小
3 20 20 倒立 等大
4 15 30 倒立 放大
5 13 40 倒立 放大
(2)把蜡烛放在离凸透镜较远的地方,逐渐向凸透镜移动。在移动过程中,选取若干个位置,调整光屏位置,寻找烛焰清晰的像。记录实验数据,如表所示。由数据可知:
①该凸透镜的焦距f=_______cm;
②当物距逐渐变小时,像距逐渐变_______,光屏上的像逐渐变_______(均选填“大”或“小”);
(3)蜡烛燃烧一段时间后变短,烛焰的像会向_______(选填“上”或“下”)偏离光屏中心;
(4)摄像师用照相机给九年级同学拍摄毕业照时,想让被拍的同学成的像大一些,摄像师应_______(选填“靠近”或“远离”)同学。该摄像师是近视眼患者,他戴的眼镜是_______(选填“凸”或“凹”)透镜。
10.如图是某实验小组合作探究“凸透镜成像规律”的实验装置:
(1)由图甲可知,该组同学使用的凸透镜的焦距是______cm;
(2)实验时凸透镜与光屏高度已经调好,但烛焰在光屏上像的位置偏高,要想使像成在光屏中央,应调节蜡烛使烛焰向______(填“上”或“下”)移动;
(3)如图乙中,在光屏上成了一个清晰的像。若凸透镜位置不变,将蜡烛远离凸透镜移动7cm,并调节光屏成清晰的像,下列光学器材的成像远离与其相同的是______;
A.放大镜 B.近视眼镜 C.投影仪 D.照相机
(4)全国中小学生体质健康调研表明:中小学生近视发生率急剧上升,且低龄化。患了近视的小玉同学测出自己眼镜片的焦距为0.5m,那么她所戴眼镜镜片的度数是______度。
11.如图所示,在“验证凸透镜成像的规律”的实验中,选用了焦距为10cm的凸透镜。
(1)在实验中,应调节烛焰、光屏的中心和凸透镜的中心在_____;
(2)如果此时光屏上成一清晰的烛焰像,则该像一定是_____的(选填“放大”“缩小”或“等大”);
(3)如果此时将蜡烛向靠近凸透镜的方向移动,想在光屏上得到清晰的像,应该将光屏向_____凸透镜的方向移动(选填“靠近”或“远离”)。
12.在“探究平面镜成像的特点”实验中,如图1所示:
(1)用玻璃板作为平面镜是为了_____;
(2)为了得到像和物体到平面镜的距离关系,需要将镜前蜡烛放在_____位置进行多次实验(选填“同一”或“不同”);
(3)将蜡烛远离平面镜移动一段距离,蜡烛的像的大小将_____(选填“变大”、“变小”或“不变”)。将一光屏放在镜后,无论如何移动,在光屏上都不能得到蜡烛的像,说明平面镜所成的像是_____像;
(4)在“探究光反射时的规律”实验中,把平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板ENF_____地立在平面镜上,如图2甲所示,这是为了在纸板ENF上同时呈现入射光线和反射光线。把纸板NOF向前折或向后折,如图2乙所示。在纸板上_____(选填“能”或“不能”)看到反射光线,说明反射光线、入射光线和法线都在同一平面内。
13.小佳用如图的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验,凸透镜的焦距是10cm。
(1)将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,为使烛焰的像成在光屏中央,应调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度,使烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在______;
(2)将蜡烛和光屏放在如图所示位置时,光屏上成清晰的像,这个像是倒立、______的实像,生活中的_____利用了这个原理;
(3)保持蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜移到______cm刻度线处,光屏上还能成清晰的像;
(4)凸透镜在如图所示的位置时,将蜡烛移到55cm刻度线处,在移动光屏的过程中,光屏上______(“能”或“不能”)承接到像;
(5)在(2)的条件下,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,小佳将一副近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间的合适位置,为使光屏上仍能成清晰的像,应将光屏向______(填“左”或“右”)移动适当距离。
14.在“探究平面镜成像特点”的实验中:
(1)照图那样在桌面上铺一张大纸,纸上竖立一块玻璃板作为平面镜,沿着玻璃板在纸上画一条直线,代表_____。把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面,再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛,竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟前面那支蜡烛的像完全_____。由此可知平面镜成像时,像和物体的_____相等;
(2)某同学共进行了三次实验,用刻度尺分别测出蜡烛和像到玻璃板的距离,数据记录如下:
次数 蜡烛到玻璃板的距离/cm 像到玻璃板的距离/cm
1 10 10
2 15 15
3 20 20
分析上表数据可以得出:平面镜成像时_____;
(3)用直线把每次实验中蜡烛和它的像在纸上的位置连起来,发现像和物的连线与玻璃板_____;
(4)如果实验时将玻璃板竖直向上提起1cm,则蜡烛的像竖直向上移动_____。
A. 2cm B. 1cm C. 0.5cm D. 0cm。
15.如图甲、乙所示,小佳手拿一个凸透镜,先看了自己的指纹,再伸直手臂看窗外远处的物体,看到的像是不同的。这是为什么呢?他做了如图丙所示的探究实验,凸透镜的焦距为10cm,他先后将蜡烛放在A、B、C三个区域内。调整光屏的位置,观察成像情况。
(1)将蜡烛放在______区域时,反映的是图甲的成像原理,此时眼睛要在______(选填“蜡烛”或“光屏”)一侧观察,才能看到一个______(选填“正立””或“倒立”)、放大的虚像;
(2)将蜡烛______区域时,反映的是图乙的成像原理,这个成像性质在实际生活中的应用是______(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”);
(3)实验完毕,小佳将蜡烛换成一个高亮度的LED小灯,调整好高度,把它放到光具座的某一位置,左右移动光屏,发现光屏上出现了一个大小始终不变的圆形光斑(不是像),出现这种情况的原因是______。
16.在某次光学实验活动中,小明做了如下两个实验:
(1) “探究凸透镜成像规律”实验如图甲所示
①蜡烛放在A点,移动光屏直到光屏上出现最清晰的像,利用此成像原理可以制成_____;
②保持蜡烛位置不变,小明将自己的近视镜片放在蜡烛与凸透镜之间,并靠近凸透镜,若想在光屏上再次得到清晰的像,小明应该向_____(填“靠近”或“远离”)凸透镜方向移动光屏;
③小明又把蜡烛放在B点,继续观察蜡烛所成的像,此时眼睛应在_____(填“蜡烛一侧”或“光屏一侧”)观察;
(2)“探究平面镜成像特点”实验如图乙所示
①在水平桌面上平铺一张大白纸,玻璃板应_____放置;
②把一支点燃的蜡烛放在玻璃板前面,再拿一支外形相同的未点燃的蜡烛在玻璃板后面移动,直到看上去它与前面那支蜡烛的像完全重合。两支蜡烛外形相同是为了验证像与物
③多次实验后,小明将数据记录如表二分析表中数据可以得出平面镜成像时,像与物_____;
次数 蜡烛到玻璃板的距离/cm 像到玻璃板的距离/cm
1 10 10
2 15 15
3 20 20
17.小芳同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上。
(1)正确调节好装置的,移动蜡烛到图甲位置,观察光屏上有清晰的像,生活中的______(“照相机”或“投影仪”)利用这一原理制成的。
(2)如果保持光屏位置不变,把蜡烛向左移动一段距离,想在光屏上得到清晰的像,应该在凸透镜和蜡烛之间放一个焦距适当______(选填“凸透镜”或“凹透镜”)。
(3)为了从不同方向看到光屏上的像,光屏应选用较______(选填“光滑”或“粗糙”)的白板。
(4)完成上述实验后,小芳把凸透镜换成了透明玻璃板,又探究了“平面镜成像特点”,如乙图所示。他把光屏移动到蜡烛像的位置,发现光屏上没像,说明平面镜成的像是______(选填“实像”或“虚像”)。他又把蜡烛远离玻璃板,蜡烛像的大小______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)细心的小芳透过玻璃板观察蜡烛的像时,看到在像的后面还有一个与它有部分重叠的、较模糊的像,出现两个像的原因是______。
18.如图所示为“探究光的反射定律”的实验装置。
(1)小强在用该实验装置进行实验时,除了要用到铁架台、可折转光屏和量角器外,还要用到 ______ 和 ______ 。
(2)小强用到的实验器材中,可折转光屏可以非常方便地绕轴线ON向前或向后折转。这个实验中,小强选用可折转光屏的目的是为了探究反射光线是否在 ______ 所决定的平面内。
(3)小强通过实验测得的数据如表一。
实验次数 入射角/° 反射角/°
表 1 30.0 29.8
一 2 50.0 50.0
3 70.0 70.3
分析表中的数据,可以得出的实验结论是:光反射时, ______ 。
(4)通过实验,小刚测得的数据如表二。
实验次数 入射角/° 反射角/°
表 1 30.0 28.8
二 2 50.0 49.0
3 70.0 69.2
据此,他得出了“反射角小于入射角”的结论。进行交流时,发现他的结论与其他组的结论不同,小刚又反复进行了多次测量,确定自己从读数到分析论证得出结论都没有问题。导致小刚得出“反射角小于入射角”的原因可能是 ______ :。
19.如图所示是“探究凸透镜成像”实验的装置.实验时,先调节烛焰、凸透镜,光屏三者的中心大致在同一高度上,然后不断改变蜡烛到凸透镜的距离,并移动光屏的位置,得到的实验数据如表:
实验序号 物距 (cm) 像距 (cm) 像的性质
正倒 大小 虚实
1 40 13.3 倒立 大小 实像
2 30 15 倒立 缩小 实像
3 20 20 倒立 放大 实像
4 15 30 倒立 放大 实像
5 12 60 倒立 放大 实像
6 10 / 不成像
7 8 / 正立 放大 虚像
8 4 / 正立 放大 虚像
(1)图甲中所示的实验操作目的是什么?
(2)实验过程中,观察到随着蜡焰位置的变化,像的变化有两个转折点,分析表中数据认为这两个转折点的位置在何处?它们分别是像的哪种变化过程的转折点?
20.(1)图甲是“探究平面镜成像特点”的实验装置图,平面镜成像的原理是______。小亮在竖直放置的玻璃板前A处放一支点燃的蜡烛,可以看到玻璃板的后面出现蜡烛的像,拿一支大小和点燃蜡烛相同的蜡烛在玻璃板后面移动,当移动到A′处时,可以看到它跟像完全重合,由此可以得出的结论是______;
(2)经过三次实验后,在白纸上记录像与物的对应点如图乙,用刻度尺分别测出其到玻璃板的距离,并进行比较,进一步分析得出结论______用玻璃板代替平面镜的原因是______;
(3)小亮在某次实验中把点燃的蜡烛a放在玻璃板前,移动玻璃板后面的未点燃的蜡烛a′发现无论怎样在水平面上移动,都不能使蜡烛a与蜡烛a′的像重合。接下来应该______。
参考答案:
1. 反射 相同 20 虚
【分析】平面镜成像的原理是光的反射形成的;
平面镜所成的像是等大的虚像。
【详解】(1)[1]平面镜成像是平面镜前的物体的光传播到镜面,发生反射,于是在镜的背面形成虚像。
(2)[2]在实验中,要选取两支外形完全相同的蜡烛A、B,是为了验证点燃蜡烛的像与蜡烛本身的大小关系。因为未点燃的蜡烛与已点燃蜡烛的像能重合,则说明像与物的大小相等。
(3)[3]在实验过程中,点燃蜡烛与镜面的距离为20cm,那么像与镜面的距离也为20cm,因为在平面镜成像中,物体与镜面的距离与像到镜面的距离相等。
(4)[4]实验中,在点燃蜡烛成像的位置放一光屏,不能在光屏上看到蜡烛的像,这说明平面镜所成的像是虚像。
2. 10 放大 投影仪
【详解】(1)[1]当物体在2倍焦距之外时,像在一倍与两倍焦距之间,像物之间的距离超过3倍焦距,故选焦距为10cm的凸透镜。
(2)[2][3]如图所示像距大于物距,说明物体处于一倍和二倍焦距之间时,像距大于二倍焦距,此时成倒立、放大的实像,投影仪就是根据这一原理制成的。
3. 光班 变小 f【详解】(1)[1]将蜡烛从贴近透镜的位置向焦点移动,由于物距小于焦距,光屏上不成像,一直出现的是光班。
(2)[2]由图乙可知,物距为
u=50cm-40cm=10cm
物距等于焦距,SP是从焦点出发的光线,经过凸透镜折射后平行于主光轴,如图所示:
(3)①[3]将蜡烛从焦点位置向远离透镜的方向移动,成实像,物远像近像变小,光屏上烛焰的像变小。
③[4]由实验现象可知,当f4. 倒立、缩小的实像 左 变小 缩小 变薄 近视眼 凹透镜
【详解】(1)[1]由图得,像距小于物距,所以此时凸透镜成的是倒立、缩小的实像。
(2)[2][3]凸透镜中成像满足“物远像近像变小”,若保持透镜位置不动,把蜡烛移到零刻度处,物体离凸透镜的距离变远,像离凸透镜的距离变近,像变小,所以应该向左移动光屏才能在光屏上再次得到清晰的像。
(3)[4]由图得,该凸透镜的焦距满足
,
所以
将蜡烛移到20cm刻度处透镜保持不动,此时物距为30cm,大于2f,所以凸透镜成的是缩小的实像。
(4)[5]人眼相当于凸透镜,成像在视网膜上,看距离不同的物体通过调整晶状体的厚度使物体成像在视网膜上。当蜡烛远离“眼睛”时,为使成像仍然在光屏上,“眼睛”需调节凸透镜的厚度使其变薄,减弱其对光线的偏折能力。
[6][7] 若该“眼睛”无法调节凸透镜达到应有的厚度,则将成像在光屏前面。则该“眼睛”为近视眼,应该佩戴凹透镜进行矫正。
5. B 等于 可逆
【详解】(1)[1]让光束贴着纸板射到O点,经过平面镜的反射。这样入射光线和反射光线都能纸板上显示。故选B。
(2)[2]由表中数据可知,在光的反射现象中,入射角等于反射角。
(3)[3]若把入射光线的方向与反射光线相反,依然发现入射角等于反射角,可知在光的反射现象中光路是可逆的。
6. A 完全重合 不变 缩小 小 近视眼镜
【详解】(1)[1][2]在探究平面镜成像特点的实验中,应该在玻璃板前面透过玻璃板来观察蜡烛的像,即在蜡烛A的一侧观察;同时,移动蜡烛B,使其与A的像完全重合。
(2)[3]根据平面镜成像的特点可知,物体远离平面镜时所成像的大小不变。
(3)①[4]根据图乙中物距和像距可知,物距大于像距,此时所成的像是倒立缩小的实像。
②[5]保持凸透镜的位置不变,将蜡烛向左移动一段距离,根据“凸透镜成实像,物远像近像变小”的规律可知,物体远离凸透镜时,光屏上所成的像变小。
(4)[6]小勇将蜡烛继续向左移动,则像距会变得更小,即像更靠近凸透镜。此时保持凸透镜和光屏的位置不变,在蜡烛和凸透镜之间放置了一个度数合适的眼镜,光屏上也得到了清晰的像,说明这个镜片对光起到了发散的作用,因此,他放置的应该是矫正近视眼的凹透镜片。
7. 显示光路(或显示光的传播路径/径迹 或验证反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内) OE 玻璃板(或薄玻璃板) A
【详解】(1)[1]实验中纸板A、B上可以显示出光路。
(2)[2]让入射光线沿FO方向射入,则反射光线沿OE方向射出,因为光路是可逆的。
(3)[3]实验中直接用平面镜探究,无法观察到点燃蜡烛所成的像是否与未点燃的重合,因为平面镜是不透明的,无法通过平面镜来观察其成像情况,所以实验中可用薄琉璃板来代替平面镜。
(4)[4]先将硬币放在平面镜前,所成的像在a处,然后移动平面镜至丁位置处,则硬币的像仍然在a处,因为硬币的位置没有变化,则其像的位置也不变,故A选项正确。
8. 烛焰 10 远离 放大 投影仪 A
【详解】(1)[1]为了使像成在光屏的中央,应调整烛焰中心、凸透镜中心、光屏的中心在同一高度。
(2)[2]由图可知,物距等于像距等于20.0cm ,在光屏上看到一个清晰的、等大的实像,由凸透镜成像特点知,此时
u= v=20.0cm =2f
可得
f=10.0cm
(3)[3][4][5]将蜡烛移到光具座上25cm刻线处,此时2f>u>f,物距变小,由物近像远像变大知,像距变大,应向远离凸透镜的方向移动光屏,可以得到倒立的、放大的实像,这一成像规律可应用于投影仪或幻灯机。
(4)[6]物体通过凸透镜成虚像时,像与物在透镜同侧,故能够观察到烛焰所成的虚像的是A。
9. B 10 大 大 上 靠近 凹
【详解】(1)[1]光具座上依次放蜡烛、凸透镜、光屏,所以中间B位置一定放置凸透镜;为使像呈现在光屏上,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。
(2)①[2]分析表格可知u=2f成倒立、等大的实像,故凸透镜的焦距为20cm的一半,为10cm。
②[3][4]当烛焰向透镜靠近时,物距变小,根据凸透镜成实像时,物近(物距变小)像远(像距变大)像变大,像距逐渐变大,光屏上的像逐渐变大。
(3)[5]蜡烛燃烧一段时间后变短,蜡烛的焰心下降,则光屏上的像会向上移动。
(4)[6][7]想让被拍的同学成的像大一些,根据凸透镜成实像时,物近(物距变小)像远(像距变大)像变大可知应减小物距,即摄影者要使照相机同学。近视眼佩戴凹透镜进行矫正。
10. 10.0 上 D ﹣200
【详解】(1)[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)[2]由于烛焰在光屏上像的位置偏高,要想使像成在光屏中央,应调节蜡烛使烛焰向上调节,或将凸透镜向下移动。
(3)[3]据图可知,此时的物距是15cm,若将蜡烛远离凸透镜移动7cm,即此时的物距是22cm,即处于2倍焦距以外,像成在另一侧的1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立缩小的实像,照相机是利用该原理制成的,故选D。
(4)[4]因为眼镜的度数等于焦距倒数的100倍,因此当一个凹透镜(近视眼镜镜片)的焦距为0.5m时,它的度数是
11. 同一高度 缩小 远离
【详解】(1)[1]在“验证凸透镜成像的规律”的实验中,使蜡烛的烛焰的像成现在光屏的中央,要保证在实验中,应调节烛焰、光屏的中心和凸透镜的中心在同一高度。
(2)[2]由图可知,物距大于像距,如果此时光屏上成一清晰的烛焰像,成倒立、缩小的实像。
(3)[3]如果此时将蜡烛向靠近凸透镜的方向移动,想在光屏上得到清晰的像,根据凸透镜成像的规律:物体靠近凸透镜,像远离凸透镜,所成的像会变大。所以,应该将光屏向远离凸透镜的方向移动
12. 便于确定像的位置 不同 不变 虚 竖直 不能
【详解】(1)[1]玻璃板能看到玻璃后面,便于确定像的位置,平面镜从前面看不到镜子后面。
(2)[2]多次实验避免偶然性。
(3)[3]平面镜成像时,像与物大小一致。
[4]能在光屏上呈现的像为实像,不能在光屏呈现的像为虚像。
(4)[5][6]平面镜成像时,入射光线、反射光线、法线三者在同一平面内,当纸板与镜面不垂直,或两纸板不在同一平面内,纸板NOF上看不到反射光线。
13. 同一高度 缩小 照相机 45 不能 右
【详解】(1)[1]为使烛焰的像能成在光屏的中心,需要调整凸透镜和光屏的高度,使它们的中心位置跟烛焰中心的位置大致在同一高度。
(2)[2][3]由图知道,将蜡烛移到光具座的“30cm”刻度线处,此时物距
u=60cm-30cm=30cm>2f
像距应处于f和2f之间,在光屏上得到清晰的倒立、缩小的实像;照相机是根据这个原理制成的。
(3)[4]由于折射时光路是可逆的,当保持蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜移到45cm刻度线处时,此时物距应处于f和2f之间,像距大于2f,凸透镜成倒立放大的实像。
(4)[5]将蜡烛移到55cm刻度线处,物距小于f,凸透镜成正立放大的虚像,虚像不能在光屏上承接。
(5)[6]近视镜是凹透镜,且凹透镜对光线有发散作用,若将凹透镜放在光屏和蜡烛之间,像会远离凸透镜,所以将光屏向远离凸透镜的方向(右)移动,才能使蜡烛的像变清晰。
14. 平面镜的位置 重合 大小 像和物体到镜面距离相等 垂直 D
【详解】(1)[1]做平面镜成像实验时,在桌面上铺一张大纸,纸上竖立一块玻璃板作为平面镜,沿着玻璃板在纸上画一条直线,代表平面镜,方便后面找规律。
[2]因为玻璃板是透明的,能在观察到前面蜡烛像的同时,还可以透过玻璃清楚的看到放在后面的蜡烛,便于确定像的位置,当其与像完全重合时,所在位置就是像的位置。
[3]玻璃板后面没有点燃的蜡烛和玻璃板前面点燃蜡烛的像完全重合,此时可以确定像的位置,同时也证明了像与物体的大小相等(或相同)。
(2)[4]由表格中的数据可知,蜡烛到玻璃板的距离与相对应的蜡烛的像到玻璃板的距离是相等的。
(3)[5]用直线把每次实验中蜡烛和它的像在纸上的位置连起来,发现像和物的连线与玻璃板垂直。
(4)[6]因为平面镜所成的像与物体的连线与镜面垂直,所以将玻璃板竖直向上提起1cm,则蜡烛的像的位置保持不变,即蜡烛的像竖直向上移动0cm,故D正确。
故选D。
15. C 光屏 正立 A 照相机 LED放在焦点上
【详解】(1)[1][2][3]图甲是放大镜的成像原理,所成的是正立放大的虚像,物距在1倍焦距内,故蜡烛要放在C区域,眼睛要在光屏一侧。
(2)[4][5]将蜡烛放在A区域时,反映的是图乙的成像原理,生活中的应用是照相机。
(3)[6]光屏上出现了一个大小始终不变的圆形光斑(不是像),出现这种情况的原因是LED放在焦点上。
16. 照相机 远离 光屏一侧 垂直 到平面镜的距离相等
【详解】(1)[1] [2][3]将蜡烛放在A点,此时的物距是在两倍的焦距开外,其应用是照相机;近视镜片放在蜡烛与凸透镜之间,并靠近凸透镜,近视镜片凹透镜,对光线有发散作用,故光屏应该远离,才能承接到像;又把蜡烛放在B点,物距在一倍焦距以内,是放大镜,物与像同侧,故小明应该在光屏一侧观看。
(2)[4][5]探究平面镜成像时,玻璃板应该垂直放置;多次测量,发现像与物到平面镜的距离相等。
17. 投影仪 凹透镜 粗糙 虚像 不变 玻璃板的两个面均反射各成一个像
【详解】(1)[1]由图可知,移动蜡烛到图甲位置时,物距小于像距,成倒立放大的实像,投影仪或幻灯机就是利用这一原理制成的。
(2)[2]如果保持光屏位置不变,把蜡烛向左移动一段距离,根据凸透镜成像时,物近像远像变大可知,想在光屏上得到清晰的像,应把光屏向左移动一段距离,若光屏不动,根据凹透镜对光线的发散作用可知,则需在凸透镜和蜡烛之间放置适当的凹透镜。
(3)[3]为了从不同方向观察光屏上的像,光屏应选用非常粗糙的白板。
(4)[4]因为平面镜所成的像是虚像,在玻璃板后放一光屏,无论怎样移动光屏,均不能接收到蜡烛的像,这说明平面镜所成的像是虚像。
[5]平面镜所成的像的大小与物体的大小相等,所以将蜡烛逐渐远离玻璃板。像的大小会不变。
(5)[6]由于像是由光的反射形成的,而玻璃板的两面都能反射光,能成两个像,所以通过玻璃板该同学看到了同一个蜡烛的两个像。
18. 光源(激光灯) 平面镜 入射光线和法线 反射角等于入射角 可折转光屏的轴线与镜面不垂直,且偏离入射光线一侧
【分析】考查探究光的反射定律实验
【详解】(1)[1][2]实验器材中必须有光源和平面镜。
(2)[3]选用可折转光屏的目的是为了探究反射光线、入射光线和法线三者是否在同一平面内。
(3)[4]表中数据可看出反射角等于入射角。
(4)[5]表中数据可看出反射角比入射角小了1°左右,是因为可折转光屏的轴线与镜面不垂直,且偏离入射光线一侧。
【点睛】反射光线与入射光线与法线在同一平面上;反射光线和入射光线分居在法线的两侧;反射角等于入射角 。可归纳为:三线共面,两线分居,两角相等。
19.(1)测量凸透镜的焦距;(2)焦点是虚像和实像的分界点,二倍焦点是放大的像和缩小的像的分界点
【详解】(1)平行光经过凸透镜折射后会聚于一点,该点就是凸透镜的焦点,焦点到透镜的距离叫焦距,则图甲中所示的实验操作目的是测量凸透镜的焦距。
(2)由表中数据可知,当物距在不断的减小的过程中,成像性质发生改变的两个转折点是焦点和二倍焦点;其中焦点是虚像和实像的分界点,二倍焦点是放大的像和缩小的像的分界点。
20. 光的反射 像和物体大小相等 像和物体到镜面的距离相等 便于确定像的位置 调节玻璃板与水平桌面垂直
【详解】(1)[1][2]平面镜成像是光的反射形成的。拿一支大小和点燃蜡烛相同的蜡烛移动到A′处时,它跟像完全重合,说明平面镜所成的像的大小与原物体大小相等。
(2)[3]用刻度尺分别测出其到玻璃板的距离,并进行比较可知,这两个距离是相同的,这表明:像到镜面的距离等于物体到镜面的距离。
[4]在实验中用玻璃板代替平面镜,主要是利用玻璃的透光性,可以观察到玻璃板的另一侧,便于确定像的位置。
(3)[5]在寻找蜡烛的像的位置时,无论怎样沿着桌面移动蜡烛,都不能使它与蜡烛的像重合,可能的原因是玻璃板未与桌面垂直放置,需要调节玻璃板与水平桌面垂直。