2023年中考物理高频考点突破——光学实验
1.探究凸透镜成像特点时。
(1)小聪将凸透镜正对着太阳光,在透镜下方平行地放上白纸,如图1所示,测出透镜与白纸间距离s与对应的白纸被烤焦的时间t,绘出如图2所示图像,由图可知,白纸被烤焦的最短时间为2min,对应的s为 ______cm,此距离即为该透镜的焦距f;
(2)当透镜与蜡烛的距离为15cm时,可在光屏上得到一个倒立、______(选填“放大”“缩小”或“等大”)的清晰实像,利用这一成像原理可制成生活中的 ______(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”);
(3)仅将题(2)中蜡烛和光屏位置对调,根据光路可逆,在光屏上 ______(选填“能”或“不能”)得到一个清晰的像;
(4)将蜡烛移至如图3所示位置,可以透过凸透镜看到烛焰所成的 ______(选填“虚”或“实”)像;
(5)凸透镜对光有会聚作用,可以用来制成 ______(选填“近视”或“远视”)眼镜。
2.用如图所示装置探究平面镜成像特点。
(1)将蜡烛、薄玻璃板、光屏和刻度尺按如图所示放置,则在光屏上______(选填“能”或“不能”)呈现烛焰的像,说明物体通过平面镜成的是______像;
(2)用焦距为8cm的凸透镜替换薄玻璃板,若不改变蜡烛的位置,则应将光屏向______(选填“左”或“右”)移动,才能在光屏上呈烛焰清晰的像,生活中的______(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这样的成像原理工作的。
3.在做“凸透镜成像的规律”实验时,如图所示:
(1)小明用发出平行光的手电筒正对凸透镜照射,移动光屏到图甲位置时,光屏上出现了最小最亮的光斑,这说明凸透镜对光有______(选填“会聚”或“发散”)作用,此凸透镜的焦距是______cm;
(2)实验中出现如图乙所示的实像,他判断此像是实像的依据应是______,请你列举一例此成像规律在生活中的应用,_______;
(3)在(2)的基础上,保持蜡烛、光屏不动,向右缓慢移动凸透镜直到光屏上又出现烛焰的像,此时成像的情况是________。
4.如图所示,平行光通过图中左侧虚线框(其中放置一块透镜)后,在右侧光屏上形成一个圆形光斑,该光斑的直径比透镜大。请你判断虚线框中是否是凸透镜,说出接下来的操作及判断方法。(不添加其它器材)
(1)操作:将光屏______;
(2)判断方法:______。
5.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______。
6.某同学利用可折叠纸板ENF、两支完全相同的蜡烛、薄玻璃板、平面镜、刻度尺等器材,进行部分光学实验探究:
次数 ∠i ∠r
1 30° 30°
2 45° 45°
3 60° 60°
(1)用图甲装置“探究光反射时的规律”,得到表中的多组数据。
①分析数据得出的结论是__________。
②为验证反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内,他接下来的操作是__________。
(2)他继续用图丙装置“探究平面镜成像的特点”。
①点燃的蜡烛到玻璃板的距离为__________cm。
②当蜡烛远离玻璃板时,蜡烛像的大小将__________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
③他发现玻璃板前点燃的蜡烛逐渐变短,移动玻璃板后面的蜡烛,它与玻璃板前蜡烛的像__________(选填“能”或“不能”)完全重合。
7.学*小组“探究凸透镜成像的规律”,进行了如下操作:
(1)安装好器材后,调节烛焰、凸透镜和光屏,使它们三者中心在______;
(2)实验时,将凸透镜放置在光具座50cm刻度处,烛和光屏移动到如图所示的位置时,光屏上得到烛焰清晰的像,保持蜡烛和光屏的位置不动,将凸透镜移动到光具座_____cm刻度处,光屏上再次出现烛焰______(选填“放大”、“等大”或“缩小”)的清晰的像,生活中_______(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是根据这个原理制成的;
(3)将一个凹透镜放在蜡烛和凸透镜之间,光屏上的像变得模糊了,向_______(选填“左”或“右”)移动光屏,像又变得清晰了,用这种方法可以矫正_______(选填“近视”或“远视”);
(4)实验中蜡烛燃烧变短,烛焰的像离开了光屏的中央,将凸透镜向_______移动,烛焰的像就可以重新回到光屏的中央。
8.同学们用如图甲的装置探究影响凸透镜成像虚实的因素,进行如下实验。
(1)为更好地观察实验现象,应选择在 ___________(选填“较暗”或“较亮”)的环境下进行实验。
(2)用手电筒的光水平照射凸透镜,通过确定光的会聚点来测量凸透镜的焦距,在相同实验条件下,小丁和小刚测量相同透镜的焦距,小刚的测量结果总比小丁的测量结果小,经对比发现两人使用的手电筒略有不同(如图乙),则使用手电筒 ___________的测量结果准确度较高,小刚使用的应该是手电筒 ___________。
(3)正确测出焦距f后,点燃蜡烛继续实验。发现当物距u<f时,光屏上不能出现烛焰的像,但直接用眼睛透过透镜能观察到烛焰的像,说明该像是 ___________(选填“实”或“虚”)像;当u=f时,___________(选填“能”或“不能”)观察到烛焰的像;当u>f时,光屏上能出现烛焰的像,说明该像是 ___________(选填“实”或“虚”)像。同学们分析得出结论:像的虚实由u和f的大小关系决定。
9.小林用图甲装置来探究凸透镜成像的规律。
(1)实验前,应调整烛焰和光屏的中心在凸透镜的___________上。
(2)当蜡烛、凸透镜和光屏处于图甲所示位置时,恰好在光屏上成清晰的像,所成的像是___________(填“正立”或“倒立”)的___________(填“实”或“虚”)像。
(3)保持凸透镜位置不变,将图甲中蜡烛和光屏的位置互换,此时光屏上所成像的特点与___________ (填“照相机”“放大镜”或“投影仪”)相同。
(4)小林进行了进一步探究:如图乙所示,凸透镜的焦距为10cm,保持光屏位置不变,让蜡烛和凸透镜分别以2cm/s和1cm/s的速度,从图示位置同时匀速向左运动,经过___________s,光屏上成清晰___________(填“放大”“等大”或“缩小”)的像。
10.如图所示,用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)为了使像成在光屏中央,应调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的___________上。
(2)如图所示,当蜡烛距离凸透镜15cm时,移动光屏,可在光屏上找到一个清晰的倒立、___________ (填“放大”“等大”或“缩小”)的实像。在照神相机、投影仪、放大镜中,成像情况与之类似的是___________。
(3)当光屏上成清晰的像时,用白纸遮住凸透镜的上半部分,则烛焰的像亮度将___________。
11.同学们在探究“平面镜成像特点”,实验装置如图所示:
(1)同学们选用_________(选填“平面镜”或“玻璃板”),目的是便于确定像的位置;
(2)将一支蜡烛点燃,放在距竖立的玻璃板前5cm处,将另一支外形相同但不点燃的蜡烛放在玻璃板后,与前面那支蜡烛相距_________cm,才能与前面那支蜡烛的像完全重合;
(3)同学们经多次实验,并分析实验数据后得到结论:平面镜所成的像与物体关于镜面________(用两个最合适的字描述)。
12.小滨探究“平面镜成像的特点”。
(1)实验中,他在水平桌面的白纸上竖立一块玻璃板作为平面镜,主要是利用玻璃板透明的特点,便于确定______的位置;
(2)在玻璃板前放一支点燃的蜡烛A,可以看到玻璃板后面蜡烛的像,如图所示,小滨拿另一支外形相同但______的蜡烛B,竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像______;
(3)移去蜡烛B,在其位置上放置一块光屏,光屏上______(选填“能”或“不能”)呈现蜡烛的像;
(4)当蜡烛A向玻璃板靠近时,像的大小______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(5)为了让左侧的同学也能够看清蜡烛A的像,小滨只将玻璃板向左平移,则蜡烛A的像的位置______(选填“向右移动”、“向左移动”或“不变”)。
13.小彤同学在“探究平面镜成像的特点”的实验情景如图所示:
(1)用玻璃板代替平面镜做实验时,会看到两个不重合的像,分别是玻璃板前后两个面反射形成的,为消除此现象可选用 ___________(选填“厚”或“薄”)一些的玻璃板代替平面镜。玻璃板不仅可以成像,还便于确定像的 ___________。为了便于比较像与物的大小关系,蜡烛A、B应选择外形 ___________(选填“相同”或“不相同”)的。
(2)将点燃的蜡烛A竖立在玻璃板的前面,将 ___________(选填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B竖立在玻璃板后面并移动,直到看上去蜡烛B跟蜡烛A的像完全重合;
(3)标记蜡烛A、B的位置,测得蜡烛B到玻璃板的距离 ___________(选填“小于”、“等于”或“大于”)蜡烛A到玻璃板的距离;
(4)当蜡烛A远离玻璃板时,像的大小 ___________(选填“变小”、“不变”或“变大”);
(5)将光屏竖立在像的位置(与玻璃板平行),光屏上无法呈现蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是 ___________(选填“虚”或“实”)像。
14.小明做“探究凸透镜成像规律”的实验,选用的凸透镜焦距为10cm。
(1)蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示,恰好能在光屏上接收到清晰的烛焰的像,但像没有完整的成在光屏的中央。为了使像成在光屏的中央,应将凸透镜向 ___________(选填“上”或“下”)调节。
(2)把蜡烛移到光具座25cm刻度线处,凸透镜不动,移动光屏,光屏上再次出现清晰倒立、___________(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像,这个成像性质在生活中的应用是 ___________(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)。
(3)接着,小明取下自己戴的眼镜放于蜡烛和凸透镜之间,光屏上的像又变得模糊。保持蜡烛和凸透镜不动,当光屏向左移动适当距离后像又清晰。由此推断,小明的眼睛属于 ___________(选填“近视眼”或“远视眼”)。
(4)小明取走自己的眼镜,将蜡烛移到光具座30cm刻度线处,凸透镜不动,移动光屏,当光屏上再次出现清晰的像时,发现蜡烛和光屏之间的距离 ___________(选填“大于”、“等于”或“小于”)(2)中光屏上出现清晰的像时蜡烛和光屏之间的距离。
15.观察下列实验图示,完成填空:
(1)如图甲所示,随着瓶内空气不断地向外抽出,听见手机铃声越来越小,这说明声音的传播需要 ___________。
(2)如图乙所示,当蜡烛、透镜、光屏处在如图位置时,烛焰在光屏上清晰的呈现倒立 ___________(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像。
(3)如图丙所示,在“探究影响电阻大小因素的实验”中,将导体B和导体C分别接入电路,是为了探究导体电阻与 ___________的关系。
(4)如图丁所示,ab棒水平运动切割磁感线使灵敏电流表发生偏转,这种现象叫做 ___________。
16.在探究“凸透镜成像规律”的实验中:
(1)下图是利用太阳光测凸透镜焦距的方法,其中操作最合理的是______。
(2)将焦距为10cm的凸透镜,固定在光具座50cm的刻度处,将蜡烛从下图所示位置,移到光具座20cm刻度处,需将光屏向______移动(选填“左”或“右”),直至在光屏上成清晰的、______的实像(选填“正立”或“倒立”),此成像的特点与______原理相同(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”);这时若将蜡烛和光屏位置互换,光屏上______再次得到烛焰清晰的像(选填“能”或“不能”)。
(3)下面能说明远视眼成像和它矫正方法的原理图是______。
17.小明在科技书上利用凸透镜制作一个照相机,他找到了一个凸透镜和一些器材,首先在实验室探究凸透镜成像的规律,部分操作如下:
(1)实验前先调节烛焰、___________、光屏的中心在同一水平直线上;
(2)当蜡烛到凸透镜距离为20cm时,能在光屏上呈现等大的像,则该凸透镜焦距f=_________cm;
(3)小明将蜡烛移动到距离凸透镜30cm处,调节光屏的位置,光屏上能呈现清晰倒立缩小的___________(选填“实”或“虚”)像;
(4)小明用一个凸透镜制成照相机的镜头,能在底片上呈现清晰的近处景物的像,而远处景物的像却相当模糊,小明找来了家中废弃的眼镜镜片放在自制照相机镜头前,发现远处景物的像也变得清晰了,则该镜片属于___________(选填“近视”或“远视”)眼镜;取走镜片,他________(选填“增大”或“减小”)相机镜头与底片的距离也能使远处景物的像变得清晰。
18.在“探究光的反射规律”的实验中,如图所示,水平放置平面镜,白色纸板竖直立在平面镜上,纸板由E、F两部分组成,可以绕ON翻折。
(1)实验时,把纸板ENF垂直放在平面镜上,入射光线AO的法线是___________,光线AO的入射角大小是___________度;
(2)为了探究反射角与入射角大小的关系,应进行的操作是___________;
A.改变纸板与平面镜之间的夹角 B.沿ON向后转动纸板E
C.沿ON向后转动纸板F D.改变入射角的大小
(3)将一束光贴着纸板E沿AO射到镜面上O点,纸板F上会显示出反射光束OB,接着将纸板F绕ON向后翻折,则纸板F上___________(选填“能”或“不能”)显示出反射光束,由此说明反射光线、入射光线与法线在___________内(选填“同一平面”或“不同平面”)
(4)若让另一束光沿BO方向射向平面镜,反射光将沿OA方向射出。该实验现象说明___________。
A.反射角等于入射角 B.在光的反射现象中,光路可逆
19.为了探究平面镜成像特点,小薇同学准备了白纸、薄玻璃板、刻度尺、光屏和A、B两只大小相同的蜡烛。
①实验时,薄玻璃板需___________放置在水平桌面上;
②如图所示,点燃蜡烛A,她应从蜡烛___________(选填“A”或“B”)所在一侧观察蜡烛A的像,同时用蜡烛B与蜡烛A的像重合并记录位置;
③使用刻度尺的目的是便于比较像与物到平面镜的___________关系。
20.在“探究光反射时的规律”实验中,如图(甲)所示,把一个平面镜放在水平桌面上,再把一张纸ENF竖直地立在平面镜上,使一束光贴着纸板沿某一角度射到O点,经平面镜反射,沿另一个方向射出。在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。
(1)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,用量角器测量法线ON两侧的 和 ,并将数据记录如下:
实验次数 1 2 3
60° 45° 30°
60° 45° 30°
分析表中的数据,得出规律,在光的反射现象中,反射角______入射角;
(2)把纸板NOF向前或向后折,如图(乙)所示,都无法在纸板上看到反射光,把纸板NOF折回到原来的位置,又能在纸板上看到反射光了。这个现象表明,反射光线、入射光线和法线都在______内;
(3)实验中,让光逆着反射光的方向射到镜面,被反射后就会逆着原来的入射光的方向射出。这表明,在光的反射现象中,光路______。
(4)在实验过程中当光线从某个角度入射时,反射光线与入射光线的夹角为90°,请在图丙中画出平面镜的位置。______
参考答案:
1. 10 放大 投影仪 能 虚 远视
【详解】(1)[1]由图乙可知,当透镜与白纸间距s=10cm时,白纸被烤焦的时间t=2min,所用的时间最短,说明太阳光经过凸透镜会聚后该点的温度最高,这个点就是凸透镜的焦点,则测出透镜与白纸间距即为焦距f=10cm。
(2)[2][3]凸透镜的焦距是10cm,烛焰放在距凸透镜15cm处时,物体在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、放大的实像,像在二倍焦距以外,投影仪就是利用这一成像规律工作的。
(3)[4]仅将题(2)中蜡烛和光屏位置对调,根据光路可逆,在光屏上能得到一个清晰的像;这时物体在二倍焦距以外,像在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、缩小的实像。
(4)[5]将蜡烛移至如图3所示位置,即把蜡烛放在凸透镜焦点以内,可以透过凸透镜看到烛焰所成的正立的、放大的虚像。
(5)[6]凸透镜对光有会聚作用,可以用来制成远视眼镜,从而矫正远视眼因晶状体曲度变小使物体成像在视网膜后的病因。
2. 不能 虚 左 照相机
【详解】(1)[1][2]薄玻璃板相当于平面镜,平面镜成虚像,不能成在光屏上。
(2)[3][4]由题可知物距大于两倍焦距,成倒立缩小实像,像距在一倍二倍焦距之间,即在刻度38.0~46.0cm之间,所以光屏左移,照相机就是利用这样的成像原理工作的。
3. 会聚 20.0 像能够在光屏上呈现 投影仪 倒立、缩小的实像
【详解】(1)[1]凸透镜能够将平行于主光轴的光会聚成最小最亮的光斑,说明凸透镜对光有会聚作用。
[2]最小最亮的光斑处即凸透镜的焦点,则该凸透镜的焦距为
f=50.0cm-30.0cm=20.0cm
(2)[3]虚像不能在光屏上呈现,实像能在光屏上呈现,图乙中光屏上能够呈现出像,说明此像是实像。
[4]图乙中物距小于像距,根据凸透镜成像规律可知,此时物距在一倍焦距到二倍焦距之间,成倒立、放大的实像,生活中投影仪就是利用这个原理工作的。
(3)[5]保持蜡烛、光屏不动,向右缓慢移动凸透镜,直到光屏上又出现烛焰的像,根据光路的可逆性可知,此时的物距等于原来的像距、像距等于原来的物距,即此时物距大于二倍焦距,则成倒立、缩小的实像。
4. 向左移动 若光斑一直变小,则为凹透镜;若光斑先变小后变大,则为凸透镜
【详解】(1)[1]凸透镜对光线有会聚作用,且光线会在焦点后又会发散;而凹透镜对光有发散作用。因为此时光屏上成的是光斑,不是最小最亮的点,所以应该将光屏向左移动。
(2)[2]根据透镜对光线的作用可判断,在光屏向左移动的过程中,若光斑一直变小,则为凹透镜;若光斑先变小后变大,则为凸透镜。
5. 漫 等于 同一平面内
【详解】(1)[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)[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)[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。
6. 见解析 将纸板NOF向前折或向后折 4.00 不变 不能
【详解】(1)①[1]由表中数据可知,反射角等于入射角。
②[2]探究反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内,以法线ON为轴线,向前折或向后折,观察F面上是否有反射光线,若能观察到反射光线,则说明了反射光线、法线、入射光线不在同一平面内,若不能观察到反射光线,则说明了反射光线、法线、入射光线在同一平面内。
(2)①[3]由图可知,点燃的蜡烛到玻璃板的距离为
5.00cm-1.00cm=4.00cm
②[4]平面镜成像的大小和物体大小相等,当蜡烛远离玻璃板时,蜡烛像的大小不变。
③[5]玻璃板前点燃的蜡烛逐渐变短,像变短,移动玻璃板后面的蜡烛,像和玻璃板后面的蜡烛大小不相等,不能完全重合。
7. 同一高度 65 缩小 照相机 右 近视 下
【详解】(1)[1]在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,为了使像呈现在光屏的中央,应该调节烛焰、凸透镜和光屏,使它们三者中心在同一高度上。
(2)[2][3][4]由图可知,蜡烛在35.0cm刻度尺,凸透镜在50.0cm刻度尺,光屏在80.0cm刻度尺,此时物距为
50.0cm-35.0cm=15.0cm
像距为
80.0cm-50.0cm=30.0cm
此时光屏上得到的是倒立放大的实像;根据折射中光路可逆的特点,可将物距、像距交换,即将凸透镜移动到光具座65.0cm处,让物距增大为30.0cm,此时光屏上将出现倒立、缩小的实像,生活中照相机是利用这一原理制成的。
(3)[5][6]将一个凹透镜放在蜡烛和凸透镜之间,由于凹透镜具有发散作用,这是折射光线会延迟会聚,即像距增大,导致光屏上的像变得模糊了,要想光屏上的像重新变得清晰,应该将光屏向右移;近视眼可以用这一方法进行矫正。
(4)[7]蜡烛燃烧变短,根据光线经过透镜中心传播方向不变,可知烛焰的像会偏高,为了使像呈现在光屏的中央,此时应该将凸透镜向下调节。
8. 较暗 A A 虚 不能 实
【详解】(1)[1]蜡烛点燃时比较亮,在较暗的环境中,烛焰和环境的对比度比较大,烛焰的像会更清晰。
(2)[2][3]测量凸透镜的焦距,需要用平行于主光轴的光经凸透镜折射后会聚成的最小、最亮的点才是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是焦距,所以手电筒A出来的光线是平行光,测量结果比较准确;手电筒B出来的光线是发散光线,测量的焦点比平行光测量的焦点距离凸透镜远一些,用它测量的焦距较大,小刚使用的应该是手电筒A。
(3)[4]当物距u<f时,光屏上不能出现烛焰的像,该像是正立放大的虚像。
[5]当u=f时,经过凸透镜折射光线是平行光,不能得到蜡烛的像。
[6]实像可以成在光屏上,当u>f时,光屏上能出现烛焰的像,说明该像是实像。
9. 主光轴 倒立 实 照相机 5 等大
【详解】(1)[1]实验前,应调整烛焰和光屏的中心在凸透镜的主光轴上,这样像才能成在光屏的中央。
(2)[2][3]如题图甲所示,当凸透镜位于甲所示位置时,恰好在光屏上成清晰的像,由图可知此时物距小于像距,即物距在一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、放大的实像。
(3)[4]保持凸透镜位置不变,将图甲中蜡烛和光屏的位置互换,则像距在一倍焦距和二倍焦距之间,物距大于二倍焦距,根据光在折射时光路的可逆性可知,此时成倒立、缩小的实像,照相机就是利用这个原理制成的。
(4)[5][6]由图乙知此时物距等于像距等于15cm,且蜡烛向左移动的速度是凸透镜向左移动速度的2倍,设它们移动时间t后物距和像距相等,都等于2倍焦距,即20cm,则可得
2cm/s×t+15cm – 1cm/s ×t=20cm
解得
t=5s
此时光屏上成清晰等大的实像。
10. 主光轴 放大 投影仪 变暗
【详解】(1)[1]为了使像成在光屏中央,便于观察,应调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上。
(2)[2][3]由图中可知,当蜡烛距离凸透镜15cm时,此时物距大于一倍焦距小于二倍焦距,故此时所成的像为倒立、放大的实像;成像情况与之类似的是投影仪。
(3)[4]用白纸遮住凸透镜的上半部分时,凸透镜的剩余部分对光仍然具有偏折能力,但因遮住了上半部分,故入射光线将减少,因此烛焰的像亮度将变暗。
11. 玻璃板 10 对称
【详解】(1)[1]在探究“平面镜成像特点”的实验中,为了便于确定像的位置,选用透明的玻璃板进行实验,能够看到后面的蜡烛,从而找到像的位置。
(2)[2]平面镜成的像与物到平面镜的距离相等,要想玻璃板后外形相同但不点燃的蜡烛与前面那支蜡烛的像完全重合,则这支不点燃的蜡烛到玻璃板的距离应该和玻璃板前点燃的蜡烛到玻璃板的距离相同为5cm,即两支蜡烛应该像距10cm。
(3)[3]平面镜成的像与物到平面镜距离相同,像与物大小相同,像与物的连线与平面镜垂直,故可得到结论:平面镜所成的像与物体关于镜面对称。
12. 像 未点燃 完全重合 不能 不变 不变
【详解】(1)[1]透明的玻璃板,既可以成像,又可以观察到玻璃板的另一侧,便于确定像的位置。
(2)[2][3]拿另一支外形相同但未点燃的蜡烛B,竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像重合,此时蜡烛B所在位置就是蜡烛A像的位置。
(3)[4]平面镜所成的像是虚像,在像的位置上放置一块光屏,光屏上不能呈现蜡烛的像。
(4)[5]平面镜成像时,像与物大小一致,当蜡烛A向玻璃板靠近时,像的大小不变。
(5)[6]将玻璃板向左平移,平面镜所在平面没有变化,蜡烛A的位置没有变化,则蜡烛A的像的位置不变。
13. 薄 位置 相同 未点燃 等于 不变 虚
【详解】(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,所以应选用薄玻璃板,玻璃板越薄两个面成的像越近,对实验影响越小。
[2][3]将玻璃板垂直放置在水平桌面上,这样能透过玻璃板观察到像,便于确定像的位置;
为了比较像与物的大小关系,实验中应选择两只完全相同的蜡烛。
(2)[4]将点燃的蜡烛A竖立在玻璃板的前面,将未点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面并移动,直到看上去蜡烛B跟蜡烛A的像完全重合;这是为了像和物大小关系。
(3)[5]标记蜡烛A、B的位置,通过测量可知,B到镜面的距离等于蜡烛A到镜面的距离。
(4)[6]像与物大小相等,因此若将蜡烛A远离玻璃板时,则像将远离玻璃板移动;像的大小不变。
(5)[7]将光屏竖立在像的位置(与玻璃板平行),光屏上无法呈现蜡烛的像,由于虚像不能成在光屏上,所以平面镜成的是虚像。
14. 下 缩小 照相机 远视眼 小于
【详解】(1)[1]由图可知,像在光屏上的位置偏上,应使像向下移动,由于光线经光心传播方向不改变,应将凸透镜向下调节,使像成在光屏的中央。
(2)[2][3]把蜡烛移到光具座25cm刻度线处,此时物距等于25cm,因为凸透镜焦距为10cm,所以此时物距大于二倍焦距,根据凸透镜成像规律可知,此时光屏上出现清晰倒立、缩小的实像,这个成像性质在生活中的应用是照相机。
(3)[4]小明取下自己戴的眼镜放于蜡烛和凸透镜之间,光屏上的像又变得模糊。保持蜡烛和凸透镜不动,当光屏向左移动适当距离后像又清晰,说明小明的眼镜对光线起到了会聚作用,使像靠近凸透镜,所以小明的眼镜属于凸透镜,小明的眼镜属于远视眼。
(4)[5]将蜡烛移到光具座30cm刻度线处,此时的物距为20cm,等于二倍焦距,凸透镜不动,移动光屏,当光屏上再次出现清晰的像时,像距也为二倍焦距,此时蜡烛和光屏之间的距离为四倍焦距,在凸透镜成实像时,物体在二倍焦距时,物体与像之间的距离最小,为四倍焦距,所以此时蜡烛和光屏之间的距离小于(2)中光屏上出现清晰的像时蜡烛和光屏之间的距离。
15. 介质 缩小 长度 电磁感应
【详解】(1)[1]随着瓶内空气不断地向外抽出,听见手机铃声越来越小,这说明声音不能在真空中传播,声音的传播需要 介质。
(2)[2]从图中可以看出,物距大于像距,此时凸透镜成的是倒立、缩小的实像。
(3)[3]从图中可以看出,导体B和导体C都是镍铬丝,且横截面积相同,长度不同,说明在“探究影响电阻大小因素的实验”中,将导体B和导体C分别接入电路,是为了探究导体电阻与长度的关系。
(4)[4]ab棒水平运动切割磁感线使灵敏电流表发生偏转,闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流,这种现象叫电磁感应现象。
16. C 左 倒立 照相机 能 乙丁
【详解】(1)[1]利用太阳光测凸透镜焦距,应将凸透镜正对太阳光,且观察光斑的纸张也应正对太阳光,则光斑到凸透镜光心的距离就是该凸透镜的焦距。
故选C。
(2)[2][3][4]焦距为10cm的凸透镜,固定在光具座50cm的刻度处,将蜡烛从图所示位置,移到光具座20cm刻度处,则物距为30cm,根据凸透镜成像规律可知,像距应该在一倍焦距到二倍焦距之间,即在光具座的60cm~70cm之间,所以光屏需要向左移动。此时光屏上成倒立缩小的实像,与照相机的成像原理相同。
[5]将蜡烛和光屏位置互换,根据光路可逆的知识可知,光屏上仍能得到清晰的像,此时物距在一倍焦距到二倍焦距之间,烛焰可在光屏上成清晰倒立放大实像。
(3)[6]远视眼成因是晶状体曲度变小,会聚能力变弱,像成在视网膜后方,如乙图所示;为了能够让像成在视网膜上,需要提高会聚能力,即增加一个凸透镜,光线恰好能会聚在视网膜上,如图丁所示。
17. 凸透镜 10 实 近视 减小
【详解】(1)[1]由图可知,光具座上依次摆放蜡烛、凸透镜和光屏,为使凸透镜所成的像在光屏的中央,实验前要将烛焰、凸透镜、光屏的中心调整到同一水平线上。
(2)当凸透镜成等大的实像时,像和物体都位于凸透镜的二倍焦距的位置上,则凸透镜的焦距
(3)[3]当物距为30cm时,蜡烛位于凸透镜的二倍焦距以外,由凸透镜成像规律可知,光屏上应成倒立缩小的实像。
(4)[4][5]近处的景物能在底片上成清晰的像,远处的景物通过镜头成像,相当于增加了物距,此时清晰的像在底片的前面,则应减小像距才能在底片上成清晰的像,即减小相机镜头与底片的距离;若像距不变,也可以在镜头前放置一个对光具有发散作用的透镜,让光推迟会聚到底片上成清晰的像。近视眼镜是凹透镜,对光具有发散作用,远视眼镜是凸透镜,对光具有会聚作用,因此应在镜头前放近视眼镜片。
18. ON 40 D 不能 同一平面 B
【详解】(1)[1]纸板ENF垂直放在平面镜上,光线沿AO射入,经平面镜反射,沿OB射出。法线与入射光线AO和反射光线OB在同一平面内,且法线垂直于反射面,故入射光线AO的法线是ON。
[2]入射角是入射光线与法线的夹角,由图可知,光线AO的入射角大小为
(2)[3]为了探究反射角与入射角大小的关系,使实验结论更具普遍性,可多次改变入射角,记录每次反射角的变化,对比每次入射角和反射角的大小关系,得出实验结论,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
(3)[4][5]将纸板F绕ON向后翻折,反射光线的位置并不会随之发生改变,纸板F不能显示出反射光线,这说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(4)[6]若让另一束光沿BO方向射向平面镜,反射光将沿OA方向射出,说明在光的反射现象中,光路是可逆的,并不能说明反射角等于入射角,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
19. 垂直 A 距离
【详解】①[1]平面镜所成的像与物体关于镜面对称,实验时,为了便于确定像的位置,薄玻璃板需垂直放置在水平桌面上。
②[2]因平面镜所成的像为光的反射形成的虚像,故应从蜡烛A所在一侧观察蜡烛A的像。
③[3]使用刻度尺可以测量物和像到平面镜的距离,从而比较像与物到平面镜的距离关系。
20. 等于 同一平面 可逆
【详解】(1)[1]分析表中的数据,每组数据的反射角都等于入射角,得出规律:在光的反射现象中,反射角等于入射角。
(2)[2]把纸板NOF向前或向后折,如图(乙)所示,纸板NOF和纸板EON不在同一平面内,此时发射光线仍然存在,但不能在纸板NOF上看到反射光,说明反射光线不在转动后的平面内;把纸板NOF折回到原来的位置,又能在纸板上看到反射光了;这个现象表明,反射光线、入射光线和法线都在同一平面内。
(3)[3]实验中,让光逆着反射光的方向射到镜面,光线被镜面反射后,就会逆着原来的入射光的方向射出,这表明:在光的反射现象中,光路可逆。
(4)[4]作的平分线ON,ON为法线,过O点作ON的垂线AB,即为平面镜所在的位置,如图
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