09光学经典实验专项突破

浙教版7年级下册期中期末考点大串讲09光学经典实验专项突破小孔成像实验①让太阳光通过硬纸片上各种不同形状的1厘米小孔，观察阳光通过不同形状的小孔后在地面上形成的光斑形状。②让太阳光通过硬纸片上的5厘米正方形大孔，观察阳光通过大孔后在地面上形成的光斑形状。另取一张硬纸片，把正方形大孔遮去一部分，观察阳光通过变小的孔在地面上形成的光斑形状。移动纸片减小孔的大小，直到阳光通过孔在地面上形成圆形的光斑为止。阳光通过大孔时，地面上形成的光斑形状与大孔的形状有关。实验表明：小孔很小时，地面上的亮斑是太阳经小孔所形成的像。小孔成像实验说明了光在均匀物质中是沿直线传播的。二、光的反射定律：①把一面平面镜M放在水平桌面上，再把一块白色硬纸板竖直地立在平面镜上，纸板由可绕ON折转的E、F两块板组成，纸板上的直线ON垂直于镜面。使E、F两板面处于同一平面内，让一束光贴着纸板沿着某一个角度射到O点，经过平面镜的反射，沿着另一个方向射出，在纸板上用红色笔描出入射光和反射光的径迹。改变光束的入射方向，重做两次。换用其他颜色的笔描出入射光和反射光的径迹。由入射光和反射光的径迹可看出，入射光线和反射光线位于法线ON两侧。②将F板绕ON前后转动，在F板上还能看到反射光吗?这一现象说明了什么?③取下硬纸板，用量角器量出入射角和反射角，记录在表中。观察比较每次入射角和反射角的大小关系。可发现每组实验中反射角和入射角的大小相等。④关于光的反射，你能得出什么结论?在光的反射现象中，入射光线、反射光线和法线在同一平面内；反射光线和入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角。三、平面镜成像规律：(1)实验过程：如图所示，把一支蜡烛点燃，放在玻璃板的前面，玻璃板后面将出现蜡烛的像。再拿一支没有点燃的蜡烛竖立在玻璃板后面移动，直到看上去它跟前面那支蜡烛的像完全重合。这个位置就是点燃蜡烛的像的位置。多次改变点燃的蜡烛在平面镜前的位置，重复以上步骤，用直线把每次实验中的蜡烛和它的像的位置连起来，用刻度尺测量出它们到玻璃板的距离，记录数据并加以比较。(2)实验结果：每次实验中点燃的蜡烛与它的像到平面镜的距离相等，且物与像的连线与平面镜垂直。(3)分析与论证：蜡烛所成像的位置和蜡烛的位置有什么关系?它们的大小有什么关系?蜡烛所成的像的位置和蜡烛的位置关于镜面对称，它们的大小相等。平面镜成像特点：平面镜成像中像和物等大，且关于镜面对称。①物体在平面镜中成的是正立、等大的虚像；②像和物体到镜面的距离相等；③像和物体的连线与镜面垂直。2.用光的反射来分析平面镜成像的原理（平面镜成像作图方法一）(1)在蜡烛上任选一点S。(2)S点会发出很多光线，其中一部分会经过平面镜反射进入人眼。(3)因为人眼总是感觉光沿直线传播，所以人眼逆着反射光线看过去，就感觉光线是由反射光线的反向延长线在镜后的交点S′发出的。我们把S′叫做S的虚像。(4)物体上的每个点在镜子里都有一个虚像点,所有的像点就组成整个物体的虚像。(5)平面镜所成的像是反射光线的反向延长线相交而成的，不是实际光线相交而成的，故为虚像。3.平面镜成像作图（方法二）根据平面镜成像的规律，像与物关于平面镜对称，过A点作平面镜的垂线，与平面镜交于点，延长垂线段，在平面镜右侧作一点A'，使A'O1=AO。同理，找出B'点，使B'B垂直于平面镜且B'O2=BO2。用虚线连接A'B'并补画箭头，则A'B'就是AB在平面镜中的像，如图所示。四、光的折射现象中的概念：在光的折射现象中，要掌握“一点”(入射点)、“两角”(入射角、折射角)和“三线”(入射光线、法线、折射光线)分别代表的含义。如图所示，O叫作入射点，AO叫作入射光线，OC叫作折射光线，过入射点O的垂直于界面的直线NN'叫作法线，入射光线AO跟法线的夹角α叫作入射角，折射光线OC跟法线NN'的夹角r叫作折射角。①让一束光通过玻璃槽盖子上的狭缝斜射到水面，光进入水中时，其传播方向会发生变化吗?光的传播方向会发生变化，折射角小于入射角。②在课本第72页图256中，改变入射角α的大小，比较每一次入射角α和折射角y的大小以及折射角γ随入射角α的变化情况，你能得出什么结论?如果让光垂直射向水面，进入水中的光又会怎样?折射角随入射角的增大而增大，随入射角的减小而减小；光垂直射向水面时，进入水中的光与入射光在同一条直线上。五、凸透镜成像规律说明：照相机的镜头相当于凸透镜,被照景物与镜头的距离为物距,镜头到胶片(光屏)的距离为像距(暗箱的长度)。拍近景时,相当于物距缩小,则像距要增大,而胶片是无法前后移动的,只有靠移动镜头的前伸来扩大像距。反之则反。像的性质应用物距像距放大缩小倒立正立实象虚象同侧异侧u>2ff<v<2f缩小倒立实象异侧照相机u=2fv=2f等大倒立实象异侧f<u<2fv>2f放大倒立实象异侧幻灯机u=f/不成像u<fu<v放大正立虚象同侧放大镜一、小孔成像实验1．学习了光学知识后，爱动脑筋的小桐和小朵想自己探究小孔成像现象。如图所示，她们给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔，再用两片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。分别将小孔对着烛焰和灯丝，可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像。（1）通过实验，可以看到烛焰和灯丝在塑料膜上成的都是(选填“正立”或“倒立”)的实像。（2）分析比较甲、乙两图，可以得出怎样的结论？。（3）分析比较甲、丙两图，又可以得出怎样的结论？。【答案】（1）倒立（2）小孔成像(的形状)与小孔的形状无关（3）小孔成像(的形状)与物体的形状有关【解析】（1）通过实验，可以看到烛焰和灯丝在塑料膜上成的都是倒立的实像。

（2）分析比较甲、乙两图，可以得出：小孔成像(的形状)与小孔的形状无关；

（3）分析比较甲、丙两图，可以得到结论：小孔成像(的形状)与物体的形状有关。2．（2019七下·永康期末）学习小组用图甲所示的圆柱形纸筒做“探究小孔成像规律”的实验，发现像的大小不同，亮度也不一样。关于像的亮度与哪些因素有关，他们提出以下猜想：猜想1：与小孔到光屏的距离有关。猜想2：与小孔的形状有关。猜想3：与小孔的大小有关。（1）验证猜想1时，应固定的位置，让光屏从图示位置沿纸筒慢慢远离小孔，在这过程中观察光屏上像的亮度。（2）验证猜想2时，固定烛焰、纸筒和光屏的位置，更换使用如图乙所示的三个小孔进行实验，分别观察比较所成像的亮度。他们实验中存在的问题是。（3）为验证猜想3，固定烛焰、小孔和光屏位置，只改变圆孔直径，观察现象如下表。圆孔的直径/mm小于1.01.01.52.02.54.0像的清晰度清晰清晰清晰清晰较模糊模糊像的明亮程度——逐渐变亮→实验现象表明：在小孔成像清晰时，。（4）通过该探究实验，当成像清晰时，可观察到的像的形状有。A．烛焰形 B．三角形 C．圆形 D．棱形【答案】（1）烛焰和纸筒（小孔）（2）没有控制孔的大小（面积）相同（3）小孔越大，成像越明亮（4）A【解析】（1）验证猜想1时，应固定烛焰和纸筒（小孔）的位置，让光屏从图示位置沿纸筒慢慢远离小孔，在这过程中观察光屏上像的亮度。

（2）验证猜想2时，固定烛焰、纸筒和光屏的位置，更换使用如图乙所示的三个小孔进行实验，分别观察比较所成像的亮度。他们实验中存在的问题是：没有控制孔的大小（面积）相同；

（3）实验现象表明：在小孔成像清晰时，小孔越大，成像越明亮；

（4）通过该探究实验，当成像清晰时，可观察到的像的形状有烛焰形，故选A。3．（2021七下·余姚期中）探究透明物体、不透明物体的颜色，小明做了如下实验：（1）如图甲所示，让太阳光透过硬纸板的圆孔，将红色透明塑料薄膜蒙在硬纸板的圆孔上，在下方白纸上看到的颜色是。（2）如图乙所示，让太阳光穿过纸板的狭缝射到三棱镜上，经三棱镜分解后的彩色光带通过蓝色玻璃板，在白纸上观察到的光带颜色是。（3）仍用图乙实验装置，用绿色的纸屏直接吸收经棱镜色散后的彩色光带，观察到纸屏上出现的颜色是。（4）实验结论：透明物体的颜色是它能的颜色；不透明物体的颜色跟被它反射的色光的颜色相同。【答案】（1）红色（2）蓝色（3）绿色（4）透过色光【解析】（1）红色透明塑料薄膜只能透过红光，红光照到白纸上呈现红色；

（2）蓝色玻璃板只能透过蓝光，蓝光照到白纸上呈现蓝色；

（3）绿色的纸屏只能发射绿光，其它色光被吸收，因此纸屏上出现的颜色为绿色；

（4）实验结论：透明物体的颜色是它能透过色光的颜色；不透明物体的颜色跟被它反射的色光的颜色相同。4．（2021七下·诸暨期中）照相机为什么不采用小孔成像而采用凸透镜成像？为了解答这个问题，某同学利用如图装置进行实验。该装置由两个不透光的筒组成，内筒能在外筒内左右移动。内筒开口处用半透明纸作光屏，在外筒的孔上放置凸透镜(实验序号1)，调节内筒位置，直至出现清晰的像，并记录现象。然后保持内外筒位置不变，仅对孔上放置的透镜及孔的大小按照序号2、3、4、5、6进行实验，记录如表：实验序号123456外筒孔中放置物体未遮盖的凸透镜小部分遮盖的凸透镜大部分遮盖凸透镜较大孔径的小孔中等孔径的小孔较小孔径的小孔像的清晰程度清晰，能分辨出笔画清晰，能分辨出笔画清晰，能分辨出笔画很模糊，基本看不清笔画模糊，能分辨出笔画清晰，能分辨出笔画像的亮暗亮中暗亮中暗请回答以下问题：（1）小孔成像和凸透镜成像分别利用了光的什么原理？。A．光的直线传播，光的反射 B．光的直线传播，光的折射C．光的反射，光的折射 D．光的折射，光的反射（2）本实验用发光字而不用蜡烛烛焰，是因为发光字相比烛焰有以下优点：。（3）一张照片要求成像清晰、亮度合适，根据实验结果分析相机中采用凸透镜成像而不采用小孔成像的原因是。【答案】（1）B（2）更容易判断像的清晰程度/光源亮度更稳定（3）凸透镜成像能兼顾亮度和清晰度，而小孔成像亮度合适时像模糊，像清晰时亮度暗【解析】（1）小孔成像的原理是光沿直线传播，而凸透镜成像时，光从空气射入玻璃再射入空气时发生了光的折射现象，故选B（2）本实验用发光字而不用蜡烛烛焰，是因为发光字相比烛焰有以下优点：更容易判断像的清晰程度/光源亮度更稳定（3）一张照片要求成像清晰、亮度合适，根据实验结果分析相机中采用凸透镜成像而不采用小孔成像的原因是：凸透镜成像能兼顾亮度和清晰度，而小孔成像亮度合适时像模糊，像清晰时亮度暗。二、光的反射定律验证5．（2021九下·富阳期中）在“探究光的反射规律”的实验中，如图所示，平面镜M放在平板上，E、F是两块粘接起来的硬纸板，可绕垂直镜面的接缝ON转动。实验次数入射角反射角120°70°230°60°350°40°①如图甲，当E、F在同一平面上时，让入射光线AO沿纸板E射向镜面，在F上可看到反射光线OB，测出入射角和反射角的大小；改变入射光线的方向，再观测几组入射角和反射角，这样做的目的是为了比较。②如图乙，以法线ON为轴线，把纸板F向后缓慢旋转，这样做的目的是为了：。③小金同学在实验时，选择入射角分别为20o、30o、50o的三条光线进行实验，结果得到了不同的数据（见表格）。经检查，三次实验中各角度的测量值都是准确的，但总结的规律却与反射定律相违背。你认为其中的原因应该是。【答案】反射角与入射角的大小关系；探究反射光线、法线、入射光线是否在同一平面内；将反射光线与反射面的夹角视为反射角【解析】①如图甲，当E、F在同一平面上时，让入射光线AO沿纸板E射向镜面，在F上可看到反射光线OB，测出入射角和反射角的大小；改变入射光线的方向，再观测几组入射角和反射角，这样做的目的是为了比较反射角与入射角的大小关系。

②如图乙，以法线ON为轴线，把纸板F向后缓慢旋转，这样做的目的是为了探究反射光线、法线、入射光线是否在同一平面内。

③经检查，三次实验中各角度的测量值都是准确的，但总结的规律却与反射定律相违背。我认为其中的原因应该是：将反射光线与反射面的夹角视为反射角。6．（2020七下·椒江期末）小柯利用如图所示的实验装置，探究“光的反射定律”。（1）让一束光沿纸板E射到镜面O点，在纸板E上可看到入射光线AO，若将纸板F向前或向后折，纸板F上不能看到反射光线，说明。（2）小柯想探究反射角和入射角的关系。具体做法是：多次改变入射光线的方向，观察反射光线的方向是否改变，用量角器测量入射角和反射角，并把测量结果记录在表格中。请你帮助小柯设计该实验的记录表，并画在虚线框内。

（3）小柯想验证“光路是可逆的”，他接下来的操作应该是：.【答案】（1）反射光线、法线和入射光线在同一平面镜内（2）（3）在纸板上记录下入射光线和反射光线的路径。然后让光线沿着原来反射光线的路径反向射回去，观察现在的反射光线是否与原来的入射光线重合即可【解析】（1）让一束光沿纸板E射到镜面O点，在纸板E上可看到入射光线AO，若将纸板F向前或向后折，纸板F上不能看到反射光线，说明：反射光线、法线和入射光线在同一平面镜内；

（2）实验中需要记录的项目为实验次数、入射角和反射角，因此表格有三列；实验要进行3次，加上第一行，共有四行，如下图所示：

（3）在纸板上记录下入射光线和反射光线的路径。然后让光线沿着原来反射光线的路径反向射回去，观察现在的反射光线是否与原来的入射光线重合即可。7．（2020八上·余杭开学考）如图所示，在“探究光的反射规律”的实验中，先把一个平面镜M放在水平桌面上，再把一个可折叠的半圆形的屏竖直地立在平面镜上，此屏由两个大小相同的扇形面E、F连接而成，用来显示光的传播路径，屏上的直线ON为屏F可绕其转动的轴线，且垂直于镜面。使一束光贴着屏E沿AO射到O点，经平面镜反射，就可以通过反射光OB的情况探究光的反射规律。（1）在图甲所示的情景中，若使一束光贴着屏F沿BO射到O点，则经镜面反射后的光将沿OA射出，这说明了在光的反射现象中，光路是的(选填“可逆”或“不可逆”)。（2）如图乙所示，若以轴线ON(法线)为轴，在水平面内将屏F向后转动，则在屏F上(选填“能”或“不能”)看到反射光。（3）为了得到反射角与入射角大小关系的普遍规律，正确的做法是。【答案】（1）可逆（2）不能（3）改变入射角的大小，进行多次实验【解析】（1）在图甲所示的情景中，若使一束光贴着屏F沿BO射到O点，则经镜面反射后的光将沿OA射出，这说明了在光的反射现象中，光路是可逆的。

（2）根据光的反射定律可知，反射光线、入射光线和法线都在同一平面内。如图乙所示，若以轴线ON(法线)为轴，在水平面内将屏F向后转动，则在屏F上不能看到反射光。

（3）为了得到反射角与入射角大小关系的普遍规律，正确的做法是：改变入射角的大小，进行多次实验。8．（2020七下·台州月考）如图所示，在探究光的反射规律时，在平面镜Ｍ的上方垂直放置一块光屏，光屏由可以绕ON折转的E、F两块板组成。让一束光贴着光屏左侧的E板沿AO方向射到O点，在右侧F板上能看到反射光线OB。（1）要完成本实验，除了图中出现的实验器材外，还应补充一个测量仪器是。（2）实验中的可活动纸板除了能显示光路的作用外，还有的作用是。（3）实验中，若用另一支激光笔沿反射光线照射，发现光线可从之前的入射光方向射出，说明。（4）探究了反射角和入射角之间的关系后，把纸板EOF向后倾倒(如图c)，而入射光线仍然紧贴纸板照射到平面镜上，这时在纸板上(选填“能”或“不能”)看到反射光线。【答案】（1）量角器（2）探究入射光线、法线、反射光线是否在同一平面上（3）光路是可逆的（4）不能【解析】（1）在实验中，要探究反射角和入射角的大小关系，因此应该补充一个测量仪器：量角器；

（2）在实验中，纸板初了能显示光路外，还可以通过半边纸板的偏折，探究入射光线、法线和反射光线是否在同一平面内；

（3）实验中，若用另一支激光笔沿反射光线照射，发现光线可从之前的入射光方向射出，说明光路是可逆的。

（4）探究了反射角和入射角之间的关系后，把纸板EOF向后倾倒(如图c)，而入射光线仍然紧贴纸板照射到平面镜上，这时在纸板上不能看到反射光线。9．（2020·诸暨模拟）探究光的反射规律时，小明将一块平面镜Ｍ放在水平桌面上，再把一张硬纸板竖直放在平面镜上，如图所示，硬纸板是由可以绕ON折转的E、F两块板组成。让一束光贴着硬纸板左侧的E板沿AO方向射到O点，在右侧F板上能看到反射光线OB。（1）从硬纸板前不同的方向都能看到入射光线，这是因为光在硬纸板上发生了(选填“镜面”或“漫”)反射。（2）若小明保持入射光线的位置不变，将平面镜Ｍ向右移，此时，反射光线将(选填“向左移”、“不移动”或“向右移”)。（3）多次改变入射光的方向，总能在纸板上观察到入射光和反射光的径迹，由此小明得出结论：在光的反射现象中，反射光线，入射光线和法线都在同一平面内。请你评估小明的做法是否合理并说明理由：。【答案】（1）漫（2）不移动（3）没有设计对比实验，证明当反射面不在同一平面上时，就不能同时看到反射光线【解析】（1）从硬纸板前不同的方向都能看到入射光线，这是因为光在硬纸板上发生了漫反射。

（2）若小明保持入射光线的位置不变，将平面镜Ｍ向右移，入射点的位置始终保持不变，因此反射光线将不移动；

（3）小明的做法不合理，理由是：没有设计对比实验，证明当反射面不在同一平面上时，就不能同时看到反射光线。10．为了探究光的反射定律。如下图，小明先将平面镜A放在水平桌面上，再经硬纸板B竖直放置在平面镜A上，让激光紧贴纸板射向O点。（1）为了显示光路，纸板的表面应（光滑/粗糙）些；（2）在纸板上标出刻度的优点是；（3）多次改变入射光的方向，测得了几组数据如表所示，由此可得出结论：。序号入射角反射角130°30°245°45°360°60°【答案】（1）粗糙（2）方便测量反射角和入射角的大小（3）反射角与入射角大小相等。【解析】（1）为了显示光路，纸板的表面应粗糙；

（2）在纸板上标出刻度的优点是：方便测量反射角和入射角的大小；

（3）多次改变入射光的方向，测得了几组数据如表所示，由此可得出结论：反射角与入射角大小相等。11．（2017七下·萧山期中）小文同学通过以下的实验过程，探究光的反射规律．【提出问题】光的反射光线与入射光线的位置有什么关系？【设计与进行实验】如图甲所示，把一可沿ON折叠的白色硬纸板（作光屏）竖立在水平放置的平面镜上，使一束光紧贴硬纸板射向镜面上的O点．（1）当一束光贴着左侧纸板沿AO方向射到O点时，在右侧纸板上能看到反射光线OB．实验时，在纸板前不同方位都能看到光的传播途径，这是因为光在光屏上发了反射．（2）让光线逆着BO的方向射向镜面O点，会发现反射想沿着OA方向射出，这表明：在光的反射现象中，光路具有性．由（2）、（3）能发现反射光线与入射光线在同一平面内．（3）若将右侧纸板向后折转一定的角度，则在右侧纸板上不能看到反射光线．这说明。（4）再如图乙所示，若将纸板倾斜，让光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面，则右侧纸板上（选填“能”或“不能”）看到反射光线．【答案】（1）漫（2）可逆（3）入射光线、反射光线、法线在同一平面（4）不能【解析】（1）实验时从光屏前不同的方向都能看到光的传播路径，是由于光屏表面凹凸不平，光在这里发生了漫反射的缘故；（2）实验中，如果将光线沿着BO射向平面镜时，反射光线沿着OA方向射出，这说明在光的反射现象中光路是可逆的；（3）由于反射光线、入射光线和法线都在同一平面内，当纸板B转过一定的角度后，两块纸板不在同一平面上，所以在纸板B上就无法呈现出反射光线了；（4）根据光的反射定律可知，在反射现象中，反射光线、入射光线分居法线两侧；反射光线、入射光线和法线在同一平面内，因此若将纸板倾斜，如图乙所示，让光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面，此时反射光线与入射光线仍在同一平面内，但不能在纸板上看到反射光线。三、平面镜成像特点探究12．（2021七下·上城期末）六一节晚上，小徐和同学一起去商场购物，路过一面超大的落地镜，看着镜中的自己，回想起课本中“探究平面镜成像的特点”的实验，如图所示。（1）小徐面向落地镜举起右手，则镜中小徐举起的是(选填“左手”或“右手”)；（2）为了近距离观察自己，小徐向落地镜走近，此过程中镜中小徐的像的大小将(选填“变大”“变小”或“不变”)；（3）在如图实验中，若烛焰距离玻璃板20厘米，此时在烛焰的像所在位置放置一光屏，光屏(选填“能”或“不能”)承接成像；（4）保持烛焰与光屏位置不变，将玻璃板替换为一凸透镜，调节三者中心在同一高度后，在光屏中央恰好呈现一倒立等大的像，据此判断此凸透镜的焦距为厘米。【答案】（1）左手（2）不变（3）不能（4）10【解析】（1）平面镜中所成的像与物体关于平面镜对称，其实就是左右颠倒，则：小徐面向落地镜举起右手，则镜中小徐举起的是左手。

（2）为了近距离观察自己，小徐向落地镜走近，根据平面镜成像“物像等大”的规律可知，此过程中镜中小徐的像的大小将不变。

（3）蜡烛火焰在平面镜内成虚像，不是由实际光线会聚而成，因此光屏上不能承接成像。

（4）此时光屏上成倒立等大的实像，则u=v=2f=20cm，则凸透镜的焦距为10cm。13．（2021七下·浦江期末）小红所在的科学兴趣小组对“平面镜成像特点”进行了实验验证：（1）在实验时拉上窗帘，并将一张方格纸平铺在实验桌上，如图甲所示。用半透明的玻璃板代替平面镜，是利用玻璃半透明的特点；为了减小测量误差，应该选择（选填“薄”或“厚”）玻璃板进行实验。（2）在玻璃板前离玻璃板4格处放一支点燃的蜡烛A，可以看到垂直放置的玻璃板后面出现蜡烛的像，小红拿另一支大小相同的未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动，最终在玻璃板后4格位置跟蜡烛A的像完全重合，由此次实验操作可以直接验证的内容有：。（选填以下序号）①平面镜中所成的像是虚像②像的大小与物体大小相等③像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等④像与物的对应点的连线与镜面垂直（3）改变蜡烛A的位置进行多次实验。那么“多次改变蜡烛A的位置”进行实验的目的是：。（4）移去蜡烛B，并在其所在位置上放一光屏，则光屏（选填“能”或“不能”）承接到蜡烛A的像。（5）有同学提出：若蜡烛A不动，将玻璃板向右平移一段距离，使蜡烛A不在玻璃板的正前方（如图乙），还能完成（2）中验证的实验任务吗？像的位置会随着移动吗？以下有大家的几种看法，其中正确的是（）A．不能完成实验任务，用蜡烛B无法找到像的位置B．能完成实验任务，可以在原先蜡烛B的右侧找到像的位置C．能完成实验任务，像的位置不会变【答案】（1）薄（2）②③④（3）实验更具普遍性，结论更准确（4）不能（5）C【解析】（1）用半透明的玻璃板代替平面镜，是利用玻璃半透明的特点；为了减小测量误差，应该选择薄玻璃板进行实验。

（2）蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，可以验证像和物体的大小关系；通过蜡烛A和蜡烛B到平面镜小格的个数，可以验证物体和像到平面镜距离的关系；每个方格的相邻两条边都是垂直的，据此可以验证像与物体的连线与镜面的关系，故选②③④。

（3）改变蜡烛A的位置进行多次实验。那么“多次改变蜡烛A的位置”进行实验的目的是：实验更具普遍性，结论更准确。

（4）蜡烛A在玻璃板中成的像是虚像，不是由实际光线会聚而成的，因此光屏不能承接A的像。

（5）蜡烛A和它的像关于平面镜所在的那条直线对称，当A和平面镜的所在的那条直线位置不变时，像的位置不会发生改变，故选C。14．（2021七下·余杭期中）一组同学在探究平面镜成像的特点时，将点燃的蜡烛A放在玻璃板的一侧，看到玻璃板后有蜡烛的像(如图所示)。（1）该实验采用透明薄玻璃板代替平面镜，虽然成像不如平面镜清晰，但却能在观察到A蜡烛像的同时，也能观察到B蜡烛，是为了能确定；选取两支相同的蜡烛，目的是为了。（2）如果将点燃的蜡烛A远离玻璃板，则像将玻璃板。①此时用另一个完全相同的蜡烛B在玻璃后的纸面上来回移动，发现无法让它与蜡烛A的像完全重合(图甲)，你分析出现这种情况的原因可能是：。②解决上面的问题后，蜡烛B与蜡烛A的像能够完全重合，说明：。【答案】（1）像的位置；比较像与物的大小（2）远离；玻璃板没有竖直放置；物与像大小相等【解析】（1）该实验采用透明薄玻璃板代替平面镜，虽然成像不如平面镜清晰，但却能在观察到A蜡烛像的同时，也能观察到B蜡烛，是为了能确定像的位置；选取两支相同的蜡烛，目的是为了比较像与物的大小。

（2）根据“物像等距”的规律可知，如果将点燃的蜡烛A远离玻璃板，则像将远离玻璃板。

①此时用另一个完全相同的蜡烛B在玻璃后的纸面上来回移动，发现无法让它与蜡烛A的像完全重合(图甲)，你分析出现这种情况的原因可能是：玻璃板没有竖直放置。

②解决上面的问题后，蜡烛B与蜡烛A的像能够完全重合，说明：物与像大小相等。15．（2021七下·西湖期中）探究平面镜成像特点的实验如图甲所示。

（1）现有厚度分别为5mm和2mm的两块玻璃板，应选择mm厚的玻璃板做实验，目的是。（2）用玻璃板代替平面镜的原因是，便于研究平面镜的成像特点。（3）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的前侧观察，直到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，这种确定像与物大小关系的方法是（填“控制变量法”或“等效替代法”）。（4）如图乙所示是从平面镜中看到墙上的时钟的像、请在图丙中画出时钟的实际时间。【答案】（1）2；防止玻璃板的前后表面共同反射形成两个像（出现重影现象）（2）便于确定像的位置（3）等效替代法（4）【解析】（1）现有厚度分别为5mm和2mm的两块玻璃板，应选择2mm厚的玻璃板做实验，目的是防止玻璃板的前后表面共同反射形成两个像（出现重影现象）。

（2）用玻璃板代替平面镜的原因是便于确定像的位置，便于研究平面镜的成像特点。

（3）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的前侧观察，直到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，这种确定像与物大小关系的方法是等效替代法。

（4）根据平面镜成像的对称性可知，以表盘上6点和12点所在的直线为对称轴，然后在左侧上面第一格附近画出时针，在左侧下面第一格附近画出分针，如下图所示：

16．（2021七下·西湖期中）小敏同学在做“探究平面镜成像的特点”的实验时，将一块玻璃板竖直架在水平台上，再选取两段完全相同的蜡烛A和B，点燃玻璃板前的蜡烛A，进行观察，如图所示。在此实验中：（1）选用器材有玻璃板、火柴、光屏(白纸)、蜡烛、刻度尺，小敏选择玻璃板代替镜子进行实验的目的是。（2）选取两段完全相同的蜡烛是为了比较的关系。（3）移去后面的蜡烛B，并在其所在位置上放一光屏(白纸)，则光屏上（“能”或“不能”）承接到蜡烛烛焰的像.（4）小敏将蜡烛逐渐远离玻璃板时，它的像(填“变大”、“变小”或“不变”)。（5）如右上图所示，魔术师利用了平面镜成像规律，创造了“空间旋转”、“飞天仙女”等节目，当演员躺在转盘上做各种动作时，观众所看到的悬在空中做优美动作的演员，只不过是躺在转盘上的演员在平面镜里的像，当然事先要在转盘前安装挡板，使观众看不到转盘及演员，如图所示，如演员横躺在转盘上，当演员的头在左侧，观众可看到演员的像是（填“正立”、“倒立”“横躺”）的。挡板使观众看不到转盘及演员，运用了光原理【答案】（1）透光，能观察到B蜡烛的像（2）物和像的大小（3）不能（4）不变（5）正立；在同一均匀介质中，沿直线传播【解析】（1）选用器材有玻璃板、火柴、光屏(白纸)、蜡烛、刻度尺，小敏选择玻璃板代替镜子进行实验的目的是：透光，能观察到B蜡烛的像。

（2）选取两段完全相同的蜡烛是为了比较物和像的大小的关系。

（3）移去后面的蜡烛B，并在其所在位置上放一光屏(白纸)，则光屏上不能承接到蜡烛烛焰的像。

（4）小敏将蜡烛逐渐远离玻璃板时，由于她大小不变，因此她的像大小不变。

（5）演员横躺在转盘上头在左侧时，它与平面镜的夹角为45°，根据“平面镜成像的对称性”可知，此时的像也与镜面成45°，即与水平地面成90°，因此他的像是正立的。

挡板使观众看不到转盘及演员，运用了光在同一均匀介质中，沿直线传播原理。17．（2021七下·诸暨期中）小金在探究“平面镜成像特点”时，完成如图甲乙所示操作，回答问题：（1）为完成该实验，除了图中出示的器材，还需要的实验器材是；（2）多次改变蜡烛的位置进行实验的目的是；（3）该实验对玻璃板的操作非常重要，下列操作中对实验结论的得出无影响的是。A．玻璃板未与白纸板垂直（如图1）B．玻璃板放置时与白纸板垂直，但未与白纸的XY边平行（如图2）C．玻璃板放置正确，但实验过程中忘了画出它所在位置，只记录了蜡烛和像所在的点（如图3）【答案】（1）刻度尺（2）多次实验，使实验结论具有普遍性（3）B【解析】（1）为了完成该实验，需要测量出蜡烛到平面镜的距离与像到平面镜距离，然后比较确定二者的大小关系，因此还需要的测量器材为刻度尺。

（2）多次改变蜡烛的位置进行实验的目的是：多次实验，使实验结论具有普遍性。

（3）A.玻璃板未与白纸板垂直，那么像成在桌面上方，则蜡烛N无法与蜡烛M的像完全重合，从而无法确定像的位置，比较像和物体的大小，故A不合题意；

B.玻璃板放置时与白纸板垂直，但未与白纸的XY边平行，对于研究物距和像距的关系，物像的连线与镜面的关系无影响，故B符合题意；

C.玻璃板放置正确，但实验过程中忘了画出它所在位置，只记录了蜡烛和像所在的点，就无法确定物距和像距，无法确定物像连线与镜面的关系，故C不合题意。故选B。18．某研究小组为了验证平面镜成像特点，利用同一组蜡烛和三块厚度不同的平面镜进行实验，记录数据如下。小组成员小敏发现像距总是大于物距，物象连线与平面镜夹角不总是90°。玻璃板厚度/mm555101010151515像距/cm3.005.808.703.956.509.353.185.407.85物距/cm2.655.508.353.305.958.722.054.306.90像距与物距的差值/cm0.350.300.350.650.550.631.131.100.95请结合表中数据回答以下问题：（1）根据实验数据发现，为了使实验更加准确，应该使用（填“5mm”、“10mm”或“15mm”）厚的玻璃板。（2）平面镜成像时，物像连接是与平面镜垂直的，但小组成员小贺发现，测量所得的物像连线与平面镜夹角不全为90°，请指出可能原因；（3）小组从实验中得出若干建议，你觉得有利于提高实验准确性的是()。A．选用最小刻度较小的刻度尺B．尽量确保玻璃板与和纸面垂直C．选用一对亮度较高的光源取代蜡烛D．在较亮的环境中进行实验【答案】（1）5mm（2）原因一：由于实验误差取法避免，且物像连线与平面镜夹角都是90°左右，在误差允许范围内，因此可以认定物像连线与面镜夹角为90°，（或者所测量数据在误差允许范围内，因此可以认定物像连线与面镜垂直）原因二：由于光的折射导致物像连线和平面镜夹角存在误差（3）A；B；C【解析】（1）为了使实验更加准确，应该使用5mm厚的玻璃板；

（2）测量所得的物像连线与平面镜夹角不全为90°的原因一：由于实验误差无法避免，且物像连线与平面镜夹角都是左右，在误差允许范围内，因此可以认定物像连线与面镜夹角为，（或者所测量数据在误差允许范围内，因此可以认定物像连线与面镜垂直）；原因二：玻璃板有一定的厚度，由于光的折射导致物像连线和平面镜夹角存在误差；

（3）为了提高实验准确性，可采取的措施：测量距离时应该选用准确度较高的刻度尺，确保玻璃板与和纸面垂直，提高光源的亮度，在较暗的环境中进行实验，故选ABC。四、光的折射定律验证19．同学们学习了“光的折射”后，知道了光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角。入射角增大，折射角也增大。那么当光从空气斜射入玻璃中时，折射角与入射角大小是否成正比呢？【建立猜想】折射角与入射角大小可能成正比。【实验探究】同学们测得了四组实验数据。第2次实验如图所示，请将实验数据填入表格中。实验序号1234入射角20°40°60°80°折射角13°⑴35°41°【实验结论】折射角与入射角大小(2)(选填“成正比”或“不成正比”)。【评价与交流】根据实验数据，还可以得出的结论是(3)。【答案】25°；不成正比；光从空气斜射入玻璃中时，折射角增大值小于入射角增大值(合理即可)【解析】【实验探究】图中量角器读数为65°，则折射角的读数为：90°－65°＝25°。

【实验结论】根据表格可知，当入射角依次增大20°时，折射角依次增大：12°、10°和6°，那么随着入射角的均匀增大，折射角增大的幅度越来越小，所以折射角与入射角大小不成正比。

【评价交流】根据表格可知，当入射角依次增大20°时，折射角依次增大：12°、10°和6°，还可以得到结论：光从空气斜射入玻璃中时，折射角增大值小于入射角增大值。20．（2020八上·长兴开学考）某实验小组在探究光的折射规律时获得了下列数据，表格中表示的是光从空气分别射入水和玻璃时的入射角和折射角。人射角i空气030°45°60°折射角γ水022°32°40°折射角γ玻璃017°24°30°（1）通过分析实验数据，你肯定能得出一些规律，请写出一条：。（2）小组又通过实验研究光从水中射入空气中的现象，图中是根据实验现象画出的光路图，改变人射角的大小，他发现空气中的折射光线与法线的夹角随入射角的增大而增大，你猜想，当入射角增大到一定程度时，会出现的现象是。（3）如下图甲所示，笔在水中发生了“折断”，在图乙所示四幅光路图中，能正确说明产生这一现象的原因是(填选项中的字母)。【答案】（1）当入射角为0°时，折射角也为0°（2）折射光线会消失掉（3）C【解析】（1）根据表格中第一列数据可知：当入射角为0°时，折射角也为0°；

（2）小组又通过实验研究光从水中射入空气中的现象，图中是根据实验现象画出的光路图，改变人射角的大小，他发现空气中的折射光线与法线的夹角随入射角的增大而增大，你猜想，当入射角增大到一定程度时，会出现的现象是：折射光线会消失掉。

（3）我们看到水中的笔“折断”，光线肯定是从水中斜射入空气中；​​​​​​当光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角，故A、B、D错误，而C正确。故选C。21．（2020七下·上虞期末）小明喝水时，偶然发现透过水面看不见玻璃水杯外侧的手指，他感到很惊奇；玻璃和水都是透明物质，为什么光却不能透过呢？小明决定找出原因，下面是小明的探究过程：根据光经过的路径，首先想到了这种现象与光的折射有关，为此他根据光从水中射向空气的光路进行了推测，如下图，光从水中射向空气时，折射角大于人射角，当入射角逐渐增大时，折射角也逐渐增大，那么，当人射角增大到某一值时，会不会…（1）小明的推测是。（2）小明为了验证自己的推测，进行了如上图所示的实验，实验过程中逐渐增大激光笔射向水面的入射角的角度，当增大到某一角度时，小明观察到，证实了自己的推测。（3）当光从空气射向水中时，也会出现类似的现象吗？你的观点是。说出理由。【答案】（1）折射光线消失（2）光斑消失（3）不会（消失）；光从空气斜射入水水中时，折射角始终小于入射角【解析】（1）小明的推测是折射光线消失。

（2）小明为了验证自己的推测，进行了如上图所示的实验，实验过程中逐渐增大激光笔射向水面的入射角的角度，当增大到某一角度时，小明观察到光斑的消失，证实了自己的推测。

（3）当光从空气射向水中时，折射角小于入射角。当它们增大时，先变成90°的是入射角，那么此时会出现入射光线消失而折射光线存在的情形，因此：当光从空气射向水中时，不会出现类似的现象，理由是：光从空气斜射入水水中时，折射角始终小于入射角。22．小明在探究光的折射规律时，意外发现：当光沿某方向从半圆玻璃砖射向空气时，折射光消失而反射光却变得更亮，如图所示，老师告诉他这是光的全反射现象．课后，小明查到光从玻璃射向空气时的一些数据如表：（1）分析表中数据可知光从玻璃射向空气时，折射角随入射角的增大而（选填“增大”或“减小”）。（2）光从玻璃斜射向空气时，折射光线消失，只有反射，这种现象叫做全反射．当入射角t≥°时，就发生了全反射现象。（3）当光从空气斜射向玻璃时，折射角小于入射角，折射光线不能消失，无法出现全反射现象．请你猜想一条发生全反射现象的条件：。【答案】（1）增大（2）41.8（3）光从密度较小的介质斜射入密度较大的介质【解析】（1）由表格中数据可知光从玻璃斜射向空气时，折射角、反射能量随着入射角的增大而增大；（2）由表格中数据知，当入射角达到41.8°时，反射能量达到100%，折射角为90°，就发生了全反射现象，所以当入射角t≥41.8°时，就发生了全反射现象；（3）根据光路可逆，当光从空气斜射向玻璃时，折射角小于入射角，因此折射光线不能消失，则不能发生全反射现象，比较玻璃和空气的密度大小关系，可猜想，光从密度较小的介质斜射入密度较大的介质时，折射角大于入射角，可能发生全反射现象。23．（2016七下·洞头期中）某同学研究光的折射规律，记录实验数据如表：次数入射角折射角11015.122030.933048.644074.6（1）分析实验数据可知，当光从一种物质斜射入另一种物质时，折射角入射角（选填“大于”、“小于”或“等于”）．（2）请你推测这位同学做实验时，入射光线是从（选填“玻璃射向空气”或“空气射向玻璃”）．【答案】（1）大于（2）玻璃射向空气【解析】（1）由表中的数据可知：入射角由10°增加到40°，折射角由15.1°增加到74.6°，折射角随着入射角的增大而增大，并且折射角总大于入射角．（2）因为折射角大于入射角，因此入射光线可能从玻璃中进入空气．24．小林在探究光的折射规律时发现：当光由空气沿半圆玻璃砖边缘垂直射入圆心处发生反射和折射时，不断加大入射角会发生折射光消失而反射光却变得更亮的情况，如图所示，老师告诉他这是光的全反射现象．课后，小林查到光从玻璃射向空气时的一些数据如下表：入射角0°10°20°30°40°41.2°41.8°42°折射角0°15.2°30.9°48.6°74.6°81°90°/反射能量5%7%26%43%77%84%100%100%表中数据说明：（1）光从玻璃斜射向空气时，折射角、反射能量随着入射角的增大而，当入射角达到°时，反射能量达到100%，就发生了全反射现象．（2）根据光路可逆原理，当光从空气斜射向玻璃时，折射角入射角（填“大于”、“等于”或“小于”）．【答案】（1）增大；41.8（2）小于【解析】（1）由表中数据可知：光从玻璃斜射向空气时，折射角、反射能量随着入射角的增大而增大；当入射角达到41.8°时，折射光线消失了，反射能量达到100%，就发生了全反射现象；（2）光从玻璃斜射向空气时，折射角大于入射角；因为光在发生折射时光路具有可逆性；所以，当光从空气斜射向玻璃时，折射角小于入射角；25．小明注意到光线由空气进入水、玻璃等透明介质时会发生折射现象，他结合物理学习和日常生活中的相关经验，提出猜想：光线由空气进入水、玻璃等透明材料时发生折射的程度可能是不相同的。（1）你认为小明的猜想是（“有道理”或“无道理”）的。（2）小明与学校科技小组的同学进行了探究，实验中得到如下数据，表1是光从空气射入水中的测量数据，表2是光从空气射入玻璃的测量数据：表1入射角α15°30°45°60°折射角γ11.3°22.1°35.4°40.9°表2入射角α15°30°45°60°折射角γ9.9°19.5°28.1°35.3°（ａ）分析表1的数据，可以得出结论①②（ｂ）对表1、表2的数据进行对比分析，得出的结论是（3）小明想起自己去眼镜店配眼镜的情景，当时，配镜师傅提到一个术语“折射率”，师傅说：相同度数的眼镜使用折射率大的材料，眼镜就可以更轻薄，矫正视力的效果越理想。结合以上数据你对这两种透明介质的这种光学属性的判断是，水的“折射率”比玻璃（选填：“大、小或相同”），依据是。【答案】（1）有道理（2）入射角α增大、折射角γ也随之增大；折射角总是小于入射角；在入射角相同时，玻璃中的折射角比水中的折射角更小（3）小；在入射角相同时，水对光线的偏折较玻璃小【解析】（1）小明的猜想是有道理的，光在不同的介质中，偏折能力不同；（2）由表1、2中数据可知，光从空气射入水中，折射角小于入射角，入射角增大，折射角也随着增大。表1、2中数据对比可知，入射角相同时，玻璃中的折射角更小；（3）折射率是指物质对光线的偏折能力的大小，入射角相同时，玻璃中的折射角更小，说明玻璃的折射率比水的折射率大，水的折射率小。26．小文在探究光的折射规律时，将光从空气分别射入玻璃和水中，其实验过程如下：实验一：将光从空气射入玻璃中①将半圆形玻璃砖放在标有角度的圆盘上，如图甲所示；②将一束激光从空气射向玻璃砖的圆心O处，激光在O处发生折射，记录入射角和折射角；③逐渐增大入射角，重复步骤②。实验所测数据如表格一所示：表格一实验次数1234入射角0°30°45°60°反射角0°17°24°30°实验二：将光从空气射入水中①将标有角度的圆盘按图乙所示安放；②将一束激光从空气射向水面O处，激光在O处发生折射，记录入射角和折射角；③逐渐增大入射角，重复步骤②。实验所测数据如表格二所示：表格二实验次数1234入射角0°30°45°60°反射角0°22°35°40°由实验数据可得：（1）当光从空气垂直入射到其他透明介质中时，传播方向；（2）当光从空气斜射入玻璃或水中时，折射角（选填“大于”“等于”或“小于”）入射角；（3）当光以相同的入射角斜射入不同的透明介质中时，折射角（选填“相等”或“不相等”）。【答案】（1）不变（2）小于（3）不相等【解析】（1）由实验数据可知，当光从空气垂直入射到玻璃和水中时，就是入射角为零时，反射角也为零。即当光从空气垂直入射到其他透明介质中时，传播方向不改变；（2）由实验数据可知，当光从空气斜射入玻璃或水中时，折射角随入射角的增大而增大，但折射角都小于入射角；（3）由实验数据可知，当光以相同的入射角分别斜射入玻璃和水时，折射角不相等。五、凸透镜成像规律探究27．（）小明同学用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验。（1）实验过程中，当烛焰距凸透镜15cm时，移动光屏至某一位置，在光屏上得到一等大清晰的像，则该凸透镜的焦距是cm。（2）接着使烛焰向左移动5cm，此时应该将光屏向(填“左”或“右”)移至某一位置，才能在光屏上得到一个清晰的倒立、的实像，人们利用这个原理制成了。（3）在实验时，突然飞来了一只苍蝇，停在了透镜上，遮住了一部分透镜，则光屏上的像是(填字母)。A．苍蝇放大的像 B．苍蝇缩小的像C．蜡烛的像，但一部分没了 D．整支蜡烛的像，稍微变暗了些【答案】（1）7.5（2）左；缩小；照相机（3）D【解析】（1）蜡烛火焰在光屏成等大的实像，则U=2f=15cm，则凸透镜的焦距f=7.5cm；

（2）接着使烛焰向左移动5cm，即物距增大，根据“物远像近小”的规律可知，此时要减小像距，即将光屏向左移动。此时的物距为：u=50cm10cm=40cm>2f，成倒立缩小的实像，人们利用这个原理制成了照相机。（3）在实验时，突然飞来了一只苍蝇，停在了透镜上，遮住了一部分透镜，这时不会影响成像的完整性，只会减小会聚的光线，即仍然成整支蜡烛的像，只是稍微暗一些，故D正确，而A、B、C错误。故选D。28．（2021八上·西湖月考）小科同学用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距，并“探究凸透镜成像规律”，当蜡烛、透镜、光屏位置如图乙时，在光屏上可成清晰的像。（1）此凸透镜的焦距为cm；（2）图乙在光屏上得到了烛焰倒立、的实像；（3）实验过程中,如果用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分,则光屏上的像________(填字母)。A．只出现烛焰像的上半部分B．只出现烛焰像的下半部分C．出现烛焰完整的像,但像更小了D．像仍然是完整的,且大小不变,只是变暗了【答案