2020年中考物理试题分类命题备考方略 专题03 光学实验探究题（含解析）

2020年物理试卷分类命题备考方略专题三光学实验探究题命题诠释各地的中考命题针对实验探究问题有着不同程度的偏重，也不可能面面俱到地进行考查，这也就给命题带来了多个角度的可能性。比如同是考查凸透镜成像规律，但由于考查的环节或是角度不同，考查的方式也就明显不同，因此在平时的教学中，要尽可能的引导学生对每个知识点、每个环节要做到理解和掌握。新课程改革以来，各地中考命题中涉及不同版本教材外的物理探究实验逐年在出新。但纵观其考查内容，大都来源于学生生活实际，并且所考核的方法和能力都是学生应了解和掌握的。所以学生进行应考时对此不要产生心理上的障碍，只要抓住方法、应用得当，一般都能轻松解决。纵观历年实验探究题，其规律是力学一道题、电学一道题，光学或热学一道题。对光学部分实验探究问题主要包括：光的反射定律实验、平面镜成像规律实验、光的折射定律实验、凸透镜成像规律实验。常考热点有：光的反射定律实验、平面镜成像规律实验、凸透镜成像规律实验。这些问题均属于常考热点，提高认识，找其规律，才能从容备考。题型解密一、光的反射定律实验1.实验内容【实验目的】验证光的反射定律。即：共面（反射光线、入射光线与法线在一个平面内）、分居（反射光线与入射光线分居法线两侧）、等角（反射角等于入射角）和可逆（光路是可逆）。【实验器材】平面镜一块、激光笔一支、带刻度的折板光屏一块、支架等。【实验步骤】一、按图组装器材二、根据图甲沿折板平面用激光笔射出一束光线，观察入射光线和反射光线，并记录入射角和反射角；数据填入表格。三、改变入射光线方向（入射角）重复上述实验并记录表格。次数入射角反射角123四、沿折板中轴（n）将折板f向后转动，观察反射光线是否仍在f上。五、选择一次实验，沿原反射光线反方向改变入射光线，观察反射光线判断光路可逆性。六、整理器材。【实验结论】共面、分居、等角。2.考查方向考查方向解答思路三线共面沿折版中轴折转光屏是否还能看见反射光线分居观察反射光线、入射光线是否在中轴两侧等角通过量角器可逆沿原反射光线路径改变入射光线，观察反射光线漫反射能看见光线的传播方向说明折板发生了漫反射实验结论的普遍性改变入射角（改变入射光线方向），进行多次实验光线的理想化模型观察激光笔射出的光线即可构建用带箭头的直线表示光的传播方向和路径3.真题呈现【典例一】（2019苏州）“探究光的反射规律”的实验装置如图甲所示平面镜放在水平桌面上，标有刻度（图中未画出）的白色纸板abcd，能绕垂直于cd的on轴翻转，在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。（1）实验前，应将纸板_放置于平面镜上移动激光笔，使入射光束绕入射点o沿逆时针方向转动，可观察到反射光束沿_时针方向转动；（2）移动激光笔，使入射角为45，测得反射角也为45由此就得出“光反射时，反射角等于入射角”的结论你认为有何不妥之处？_；（3）如图乙所示，将纸板右半部分绕on向后翻转任意角度，发现纸板上均无反射光束呈现。此现象说明了：_；（4）在图甲中，若将纸板（连同激光笔）绕cd向后倾斜，此时反射光束_。a仍在纸板上呈现b被纸板挡住c在纸板前方【答案】垂直；顺；一次实验得到的结论具有偶然性；反射光线、入射光线和法线在同一平面内；c。【解析】（1）白色纸板abcd应垂直放置于平面镜上，这样反射光线才可以在硬纸板上呈现；如图甲，移动激光笔，使入射光束绕入射点o沿逆时针方向转动，则入射角增大，反射角也增大，则反射光线会远离法线，即反射光线将会顺时针转动；（2）因为一次实验具有有很大的偶然性，所以不能只由一组数据就得出结论，应改变入射角的度数进行多次实验。（3）如图乙所示，将纸板右半部分绕on向后翻转任意角度，发现纸板上均无反射光束呈现。此现象说明了反射光线、入射光线和法线在同一平面内；（4）在图甲中，若将纸板（连同激光笔）绕cd向后倾斜，而法线始终垂直于平面镜，则反射光线、入射光线、法线所在的平面也垂直于平面镜，所以可知反射光束在纸板前方，故应选c。故答案为：（1）垂直；顺；（2）一次实验得到的结论具有偶然性；（3）反射光线、入射光线和法线在同一平面内；（4）c。【典例二】（2018青岛）探究光的反射定律。如图，m是小平面镜，e、f是两块粘接在一起的硬纸板，且e、f在同一平面，并与镜面垂直。用激光笔和量角器进行实验，测得数据如下表次数123入射角i/254060反射角r/254060在图屮标出入射角i的位置。在反射现象中，反射角入射角如果要探究反射光线与入射光线、法线是否在同一平面内，应将硬纸板的右半面f。【答案】（1）如图示；（2）等于；（3）以法线为轴逆时针旋转。【解析】（1）入射光线与法线的夹角为入射角；（2）由实验测得的数据可知，反射角等于入射角；（3）要探究反射光线与入射光线、法线是否在同一平面内，需要将反射光线所在的平面旋转通常应将硬纸板的右半面f以法线为轴逆时针旋转。故答案为：（1）如图示；（2）等于；（3）以法线为轴逆时针旋转。【典例三】（2018淄博）小明利用下图中的实验装置探究光的反射规律。纸板enf是用两块纸板e和f连接起来的，可绕on折转。（1）实验时，把平面镜放在桌面上，为了使入射光和反射光的径迹同时显示在纸板上，应把纸板enf与平面镜放置，图中的入射角是度。（2）多次改变入射光的方向，总能在纸板上观察到入射光平面镜和反射光的径迹，由此小明得出结论：在反射现象中，反射光线，入射光线和法线都在同一平面内。小明得出结论的过程是否合理？，说明理由：。（3）若让一束光沿bo方向射向平面镜，反射光沿方向射出。【答案】（1）垂直；40；（2）不合理；应将纸板f沿法线方向折转，再次观察纸板上是否还能看到反射光；（3）oa。（3）光在反射和折射中光路是可逆的。【解析】（1）实验时，把平面镜放在桌面上，为了使入射光和反射光的径迹同时显示在纸板上，应把纸板enf与平面镜垂直放置，图中的入射角是9050=40。（2）不合理。实验中要探究反射光线、入射光线是否在同一平面内，应将纸板f沿法线方向折转，再次观察纸板上是否还能看到反射光。（3）让光线逆着反射光线射向镜面，沿bo方向射向平面镜，反射光沿oa方向射出，即反射光线逆着原入射光线方向射出，表明反射时光路是可逆的；故答案为：（1）垂直；40；（2）不合理；应将纸板f沿法线方向折转，再次观察纸板上是否还能看到反射光；（3）oa。二、平面镜成像规律实验1.实验内容【实验目的】探究平面镜成像规律。即等大（像与物大小相等）、等距（像与物到平面镜的距离相等）、对称（像与物相对于平面镜对称）、反向（像与物左右位置相反）、虚像（像是虚像）。【实验器材】玻璃板一块、相同的蜡烛两支、光屏一块、火柴一盒、刻度尺和支架等。【实验步骤】一、按图组装器材。在玻璃板的一侧立一支点燃的蜡烛，观察另一侧蜡烛的像。二、将光屏置于像的位置，不透过光屏观察光屏上有无蜡烛的像。三、将另一支未点燃的蜡烛置于像的位置，比较两只蜡烛的大小关系。四、移动蜡烛的位置，观察像的大小有无变化。五、用刻度尺量出两支蜡烛到平面镜的距离。六、通过平面镜观察像与物的左右位置关系。七、重复上述步骤并记录实验数据于表格。次数像与物的大小关系物到平面镜距离（cm）像到平面镜的距离（cm）物像连线与平面镜的关系像与物的左右位置关系像的虚实位置1位置2位置3八、整理器材。【实验结论】等大、等距、对称、反向、虚像。2.考查内容考查方向解答思路平面镜成像原理光的反射（镜前可以观察到像，镜后无法看到）大小关系两支相同蜡烛为了比较大小关系点燃蜡烛目的清楚的观察成像实验方法等效替代法多次实验的目的实验结论具有普遍性等距验证利用刻度尺进行测量虚像光屏（物在平面镜中像的位置）无法呈接到像反向通过观察可见像与物左右位置相反实验出现误差刻度尺与平面镜不垂直、实验装置安装存在问题3.真题呈现【典例一】（2019德州）利用图甲装置探究“平面镜成像的特点”：在水平桌面上铺一张白纸，再将玻璃板竖立在白纸上，把一支点燃的蜡烛放在玻璃板前面，再拿一支外形完全相同但不点燃的蜡烛竖立在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛的像完全重合。（1）把光屏放在玻璃板后，无论如何移动，都不能承接到蜡烛的像，说明平面镜所成的像是像。（2）图乙是小强某次测量蜡烛到平面镜的距离为；将蜡烛靠近玻璃板，像的大小将。（选填“变大”、“变小”或“不变” （3）若将玻璃板向左倾斜，如图丙所示，观察到蜡烛的像的大致位置在图中的（选填“”或“”处。【答案】（1）虚；（2）3.50；不变；（3）。【解析】（1）光屏不能接收虚像，只能接收到实像，而平面镜所成的像是虚像；所以光屏放在玻璃板后，无论如何移动，都不能承接到蜡烛的像，说明平面镜所成的像是虚像；（2）由图知：刻度尺上之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是，即此刻度尺的分度值为；物体左侧与0刻度线对齐，右侧与对齐，估读为。平面镜成像所成的像与物的大小相同，将点燃的蜡烛逐渐靠近玻璃板，它的像将不变；（3）如下图，作出蜡烛火焰关于平面镜的对称点，可知在实验中如果把平板玻璃向左倾斜（如图丙），观察到蜡烛的像的大致位置在图中的处；【典例二】（2019朝阳）如图所示是探究“平面镜成像特点”的实验装置。（1）为了使观察到的实验现象更好一些，该实验最好选择在（填“较亮”或“较暗”）的环境中进行。（2）实验中选择薄玻璃板代替平面镜是为了便于确定。（3）实验中将点燃的蜡烛a放在玻璃板前，然后将未点燃的蜡烛b放在玻璃板后面并移动，直到蜡烛b与蜡烛a的像完全重合。此实验现象说明像与物。（4）将蜡烛b拿走，然后在蜡烛b的位置上放一张白纸，在白纸上（填“能”或“不能”）看到蜡烛a的像。说明平面镜所成的像是（“实”或“虚”）像。【答案】（1）较暗；（2）像的位置；（3）大小相等；（4）不能；虚。【解析】（1）在比较明亮的环境中，很多物体都在射出光线，干扰人的视线，在较黑暗的环境中，蜡烛是最亮的，蜡烛射向平面镜的光线最多，反射光线最多，进入人眼的光线最多，感觉蜡烛的像最亮，所以应在比较暗的环境中进行实验。（2）用透明的玻璃板代替平面镜，在物体一侧能看到物体的像，同时还能看到代替物体的另一个物体，便于确定像的位置，也便于比较物像的大小关系。（3）实验时，她在玻璃板前放置点燃的蜡烛a，将蜡烛b放在玻璃板后并移动，在玻璃板的a侧现察；当b和a的像完全重合时说明像和物的大小相等；（4）移动玻璃板后的蜡烛b，使它与蜡烛a在玻璃板中所成的像重合，移开蜡烛b，用白纸做屏幕放在该位置，直接观察白纸，在白纸上不能看到蜡烛的像，可知平面镜所成的像是虚像。故答案为：（1）较暗；（2）像的位置；（3）大小相等；（4）不能；虚。【典例三】（2019泸州）泸州如图所示是小明在“探究平面镜成像特点”的实验装置。（1）本实验中器材m应选择_来完成实验。（选填“玻璃板”或“平面镜”）（2）小明竖直放好点燃的蜡烛a，移动蜡烛b，直至与蜡烛a的像完全重合，分别记录a和b的位置；移去蜡烛b，在其位置上竖立光屏，在光屏上_（选填“能”或“不能”）承接到蜡烛a的像。（3）实验中如果蜡烛a靠近器材m，则蜡烛b应_（选填“远离”或“靠近”）器材m，才能与蜡烛a的像完全重合。【答案】玻璃板；不能；靠近。【解析】（1）实验时选择透明的玻璃板，能同时观察到像和代替蜡烛a的蜡烛b，便于确定像的位置；（2）平面镜成虚像，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；（3）实验中，如果蜡烛a靠近玻璃板m，蜡烛a成的像也靠近玻璃板m，为了使蜡烛蜡烛b与蜡烛a的像完全重合，则蜡烛b应靠近器材m。故答案为：（1）玻璃板；（2）不能；（3）靠近。三、凸透镜成像规律实验1.实验内容【实验目的】透镜凸透镜成像规律。像与物的大小关系、物距变化成像规律变化、像的虚实。【实验器材】凸透镜、光具座、蜡烛、光屏、火柴等。【实验步骤】一、按图组装器材。调整蜡烛、凸透镜、光屏在同一水平线上。二、将蜡烛放在远处（此时u2f），移动光屏直至在光屏上成清晰的像；观察像的大小、正立还是倒立，并测量物距和像距；数据记录实验表格。三、将蜡烛往凸透镜方向移动，使2fuf，移动光屏直至在光屏上成清晰的像；观察像的大小、正立还是倒立，并测量物距和像距；数据记录实验表格。四、将蜡烛继续往凸透镜方向移动，使u=f，移动光屏，看能否成像。五、将蜡烛继续往凸透镜方向移动，使u2fu=2f2fufu=fu2f缩小倒立实像2fvuf放大倒立实像v2f投影仪uf放大正立虚像-放大镜2.考查内容考查方向解答思路如何测量焦距一束平行光通过凸透镜后会聚的点即为焦点，可测焦距保障实验成功蜡烛、凸透镜不动，移动光屏直至在光屏上成清晰的像如何判断成虚像物距小于焦距时，无论怎么移动光屏都无法在光屏上成像无法成像的原因蜡烛在焦点上或物距小于焦距、焦距太大成像在光具座外、蜡烛与凸透镜和光屏没有在同一水平线上成像位置如何移动可调节蜡烛或凸透镜蜡烛变短成像上移像的明暗变化用遮光板挡住部分光线，成像完整但像变暗3.真题呈现【典例一】（2019济南市莱芜区）如图所示为“探究凸透镜成像规律”的实验装置。（1）实验前老师为同学们准备了焦距分别为和两个凸透镜，为了顺利完成实验，你应该选择焦距为的凸透镜；（2）将点燃的蜡烛和光屏分别放在如图所示的位置，此时光屏上呈现了烛焰清晰的像，像的性质是倒立的（选填“放大”或“缩小” 的实像，（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜” 就是根据这一原理工作的；如果此时将蜡烛和光屏对调，光屏上（选填“能”或“不能” 呈现烛焰清晰的像；（3）若小华在做实验时，不小心让凸透镜和自己的衣服发生了摩擦带了静电，将一小片碎纸片吸附到了凸透镜上面，将凸透镜的镜面遮挡住了一部分，此时光屏上（选填“烛焰的像不完整”、“会有纸片的像”或“烛焰的像变暗了些” 。【答案】（1）10；（2）放大；投影仪；能；（3）烛焰的像变暗了些。【解析】（1）若选择焦距为的凸透镜，则凸透镜的2倍焦距为，光具座刻度尺的量程为，将凸透镜放在光具座处会无法完成实验，故应选焦距为的凸透镜；（2）如题图所示，此时蜡烛到凸透镜的距离是，像到凸透镜的距离为，物距小于像距，此时凸透镜成倒立放大的实像，应用这一原理可制成投影仪；在折射现象中光路是可逆的，如果此时将蜡烛和光屏对调，光屏上会出现倒立缩小的实像；（3）凸透镜被遮住一部分，光屏上仍然会出现完整的像，但是通过凸透镜的光线减少，所成的像会变暗一些。答案为：（1）10；（2）放大；投影仪；能；（3）烛焰的像变暗了些。【典例二】（2019青海）小丽同学用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律。（1）将蜡烛、凸透镜和光屏依次摆放在光具座上，点然蜡烛，使烛焰、凸透镜和光屏的中心在。（2）把蜡烛放在距凸透镜16cm处，会在光屏上得到一个清晰倒立、的实像。生活中的就是利用这个原理工作的。（3）实验完成后，小丽把自己的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，如图所示，光屏上原来清晰的像变得模糊了，若想在光屏上重新得到清晰的像，在不改变蜡烛和凸透镜位置的情况下，应将光屏（选填“靠近”或“远离”）凸透镜。【答案】（1）同一高度；（2）放大；投影仪；（3）远离。【解答】解：（1）为了使蜡烛的像成在光屏中央，使蜡烛、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度处；（2）把蜡烛放在距凸透镜16cm处，u16cm，2fuf时，成倒立放大的实像，投影仪就是利用此原理制成的；（3）近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，使原来会聚成像的光线推迟会聚，像远离凸透镜，要用光屏接到清晰的像，应将光屏向右调节，即向远离凸透镜的方向调节，才能使像变清晰。故答案为：（1）同一高度；（2）放大；投影仪；（3）远离。【典例三】（2019郴州）如图所示，小明和实验小组同学利用透镜、光屏、蜡烛等实验器材探究凸透镜成像的规律。实验数据记录如下：物距u/cm像距v/cm像的性质缩放正倒虚实3514缩小倒立实像2517缩小倒立实像2020等大倒立实像1625放大倒立实像5放大正立虚像根据以上实验回答下列问题：（1）在实验过程中，要使透镜中心、烛焰和光屏中心大致在；（2）由实验数据可判断，该透镜的焦距约为cm；（3）分析实验数据可知，凸透镜成实像时，随着物距的减小，像逐渐（选填“变大”或“变小”或“不变”），像距逐渐增大；（4）如果用该实验中的透镜来矫正视力，可以制成（选填“近视”或“远视”）眼镜。【答案】（1）同一高度；（2）10；（3）变大；（4）远视。【解析】（1）使光具座上的蜡焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度，可使像成在光屏中央；（2）由实验数据可判断，uv2f20cm，成倒立、等大的实像，所以凸透镜的焦距是：f10cm；（3）分析实验数据可知，凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大，随着物距的减小，像逐渐变大，像距逐渐增大；（4）物距减小，像距增大，像变大，用该实验中的透镜来矫正视力，说明对光线起了会聚作用，则为凸透镜，可以制成远视眼镜。故答案为：（1）同一高度；（2）10；（3）变大；（4）远视。专项突破一、光的反射定律实验验证1.（2019潍坊）在“探究光反射时的规律”实验中，将一块平面镜平放在水平桌面上，再把一张硬纸板竖直放在平面镜上，用激光笔将一束光贴着纸板射到平面镜上，用直尺和笔描出光线的传播路径。（1）上述实验中硬纸板的作用是_；（2）为了探究完整的反射规律，还需要用到的器材是_。【答案】（1）显示光的传播路径；（2）量角器。【解析】（1）根据题意可知，上述实验中硬纸板的作用是能够间接的在纸板上看到光的传播途径，即显示光的传播路径；（2）“探究光反射时的规律”实验的目的有：探究反射光线和入射光线是否共面；反射光线与入射光线是否位于法线两侧；反射角与入射角的大小关系。实验中采用可折转的纸板，可以探究反射光线、入射光线是否共面，可以探究反射光线与入射光线是否位于法线两侧；要想探究反射角与入射角的大小关系，则需要使用量角器量出反射角和入射角的大小，然后进行比较，所以还需要用到的器材是量角器。故答案为：（1）显示光的传播路径；（2）量角器。2（2019盘锦）为了探究光反射时的规律，同学们进行如图所示的实验。（1）为了完成实验，需要的测量工具是。（2）把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板enf地立在平面镜上，纸板上的直线on垂直于镜面。（3）如图甲所示，使一束光贴着纸板射到o点，经平面镜反射后，沿另一方向射出。图中r是（填“入射”或“反射”）角。（4）当入射角增大时，反射光线（填“靠近”或“远离”）平面镜。（5）下表是实验中记录的数据：次数123456i203040506070r203040506070分析实验数据可知：反射角入射角。（6）如图乙，把纸板nof向前折或向后折，在纸板上都不能看到反射光线，说明：反射光线、入射光线和法线。【答案】（1）量角器；（2）竖直；（3）反射；（4）靠近；（5）等于；（6）在同一平面内。【解析】（1）因为实验时要测量反射角和入射角的大小，所以需要量角器；（2）法线在纸板上，当把纸板enf竖直地立在平面镜上，法线与镜面垂直，入射光线、法线、反射光线在同一平面内，如果纸板与平面镜不垂直，则镜面的法线不在纸板上，入射光沿纸板照射后，反射光线不在纸板上，则我们在纸板上看不到反射光线；（3）垂直镜面的是法线，射向镜面的光线为入射光线，离开镜面的光线为入射光线，入射光线与法线的夹角是入射角，反射光线与法线的夹角为反射角；由图甲知oe为入射光线，of为反射光线，r是反射角；（4）当入射角增大时，反射角也增大，反射光线靠近平面镜；（5）根据表中的数据可以得出结论：反射角等于入射角。（6）把纸板nof向前折或向后折，纸板f与e不在同一平面内，在纸板f上不能看到反射光线，由此得出反射光线、入射光线和法线在同一平面内的结论。故答案为：（1）量角器；（2）竖直；（3）反射；（4）靠近；（5）等于；（6）在同一平面内。3.（2019聊城市开发区中考二模）为了探究光反射时的规律，小李进行了如图所示的实验，平面镜m平放在桌面上，a、b是粘在一起的两块硬纸板，b可绕垂直于镜面的接缝on转动。（1）当a、b在同一平面上，让入射光线沿eo射向镜面，在纸板b上可以看到反射光线of，此时（选填“大于”、“等于”或“小于”若将eo向on靠近，则of向on（选填“远离”或“靠近”），若光线沿fo射入，则经镜面反射后光线沿oe射出，这说明在光的反射中，光路是的。（2）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。（3）在图中，若把纸板b向后折，则在纸板b上（选填“能”或“不能”）看到反射光线，这说明反射光线、入射光线和法线在。【答案】（1）等于；靠近；可逆；（2）寻找普遍规律；（3）不能；同一平面内。【解析】（1）发生反射时，反射角等于入射角，所以fon等于eon；若将eo向on靠近，入射角减小，则反射角也减小，of向on靠近；若光线沿fo射入，则经镜面反射后光线沿oe射出，这说明在光的反射中，光路是可逆的。（2）因为一次实验数据具有偶然性，实验中为了得出普遍性的结论，应改变入射光线的方向，多测几组入射角和反射角进行分析。（3）若把纸板b向后折，则在纸板b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。故答案为：（1）等于；靠近；可逆；（2）寻找普遍规律；（3）不能；同一平面内。4.（2019武汉市武昌区中考一模）某同学利用如图的实验装置探究光的反射规律。纸板enf是用两块纸板a和b连接起来的，可绕on折转。（1）实验时，把平面镜放在桌面上。为了使入射光和反射光的径迹同时显示在纸板上，应把纸板enf与平面镜_放置，此时入射光线在纸板上发生_（填“漫反射”或“镜面反射”）。（2）实验中只将纸板a沿法线on向后折转，则在纸板b上_（填“不能“或“仍能”）看到反射光线。（3）实验中当入射角i为40时，如果将入射光线与镜面的夹角增大10，则反射角_（填“增大”或“减小”）10。【答案】垂直；漫反射；不能；减小。【解析】（1）实验前，把平面镜放在水平桌面上，要使入射光线和其反射光线的径迹同时在纸板上出现，则法线必须与平面镜垂直，并且反射光线、入射光线和法线必须在同一平面内，因此纸板与平面镜的位置关系必垂直；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）将纸板b向后折转一定的角度，由于反射光线和入射光线仍然在同一平面内则在纸板b上，所以在纸板b上将不能看到反射光；（3）此时入射角为40，则入射光线与镜面的夹角为90-40=50，如果将入射光线与镜面的夹角增大10，则入射角为90-60=30，反射角等于入射角也等于30，即反射角也减小10。故答案为：（1）垂直；漫反射；（2）不能；（3）减小。5（2019山西省初中学业水平考试模拟冲刺卷二）小明在探究“光反射的规律”时将一块平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板放置在平面镜上。（1）小明让一束光贴着纸板射到o点（如图甲），要使入射光线和其反射光线的径迹同时在纸板上出现，纸板与平面镜的位置关系是（选填“一定垂直”“一定不垂直”或“可以垂直也可以不垂直”）（2）小明探究反射角和入射角之间的关系时，三次改变入射角i的大小（如图乙），实验所测数据如下表，他根据表中数据得出的结论和其他同学的结论并不一致。请你根据表中的数据分析小明实验中出现错误的原因是。（3）如图乙所示，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。实验次数入射角反射角第一次2070第二次3060第三次5040【答案】（1）一定垂直；（2）把反射光线与镜面的夹角当成了反射角；（3）探究在反射现象中，反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。【解析】（1）要使入射光线和其反射光线的径迹同时在纸板上出现，由于反射光线、入射光线和法线必须在同一平面内，所以纸板与平面镜的位置关系一定垂直；（2）根据光的反射定律，反射角等于入射角，反射角是反射光线与法线的夹角，入射角是入射光线与法线的夹角；当入射角分别为20、30、50时，反射光线与法线的夹角，即反射角也应分别是20、30、50，而70，60，40正好是反射光线与镜面的夹角，所以可知出现错误的原因是把反射光线与镜面的夹角当成了反射角。（3）当把纸板f向后缓慢旋转时，f上的反射光线将会消失，所以证明了反射光线、法线、入射光线在同一平面内。故答案为：（1）一定垂直；（2）把反射光线与镜面的夹角当成了反射角；（3）探究在反射现象中，反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。二、平面镜成像规律实验1.（2019江西）公共场所中经常看到有人饶有兴趣地低头玩手机游戏，殊不知手机中还有很多其它功能爱好物理的“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，小普同学在板一领帮忙移动棋子b，无能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】平面镜成像的特点是:像与物的大小_；像与物到镜面的距离_；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_。【答案】（1）垂直；(2)大小；(3)刻度尺；(4)距离；(5)相等；(6)相等；(7)轴对称。【解析】(1)由平面镜的成像特点，像物关于镜面对称可知：玻璃板如果不竖直，无论怎样在桌面上移动棋子b，都无法使它与棋子a的像完全重合。(2)两只蜡烛大小相同，蜡烛b又和蜡烛a的像完全重合，这样就证明了像与物大小相同，所以两只蜡烛等长是为了比较像与物大小关系用的。(3)为了比较像与物到平面镜距离，还需要刻度尺测量像与物到玻璃板的距离。通过实验可以得出平面镜成像的特点是:像与物的大小相等；像与物到镜面的距离相等，物像连线与镜面垂直。利用数学中的知识，平面镜成像的规律也可以表述为：像与物关于镜面轴对称。2.（2018烟台）如图是利用平板玻璃，两只相同的蜡烛a和b、刻度尺，笔等器材探究“平面镜成像特点”的实验装置。（1）实验器材选用两只相同蜡烛的目的是什么？刻度尺的作用是什么？（2）为了保证实验效果，对实验环境有什么要求？（3）简述确定记录像位置的方法步骤；（4）实验过程中，某实验小组无论怎样操作，总是观察到两个几乎重叠的像，其原因是什么？【解析】（1）两只蜡烛大小相同，后面的蜡烛又和前面蜡烛的像完全重合，这样就证明了像与物大小相同，所以两只蜡烛相同是为了比较像与物大小关系用的；在实验中用到刻度尺，是测像到镜面的距离、物到镜面的距离，然后比较二者关系用的；（2）在比较明亮的环境中，很多物体都在射出光线，干扰人的视线，在较黑暗的环境中，蜡烛是最亮的，蜡烛射向平面镜的光线最多，反射光线最多，进入人眼的光线最多，感觉蜡烛的像最亮。所以在比较黑暗的环境中进行实验；（3）确定记录像位置的方法步骤是：在水平桌面上铺一张白纸，将一块玻璃板后面竖立在纸上，在纸上记下玻璃板的位置。选取两支大小相同的蜡烛，把一支蜡烛点燃放在玻璃板的前面，看到玻璃板后面有蜡烛的像时，在纸上记下蜡烛的位置a。拿另一支没有点燃的蜡烛，竖立着在玻璃板后面移动，直到它与前面的蜡烛的像完全重合，在纸上记下该蜡烛的位置a。移动点燃的蜡烛到另一位置，重做上面的实验，在纸上记录物与像的位置b、b；c、c。（4）实验过程中，某实验小组无论怎样操作，总是观察到两个几乎重叠的像，其原因是玻璃板有两个反射面，两个反射面都能成像。两个反射面都能反射成像。所以看到两个像，玻璃板越厚，两个像距离越远，越明显。3.（2019枣庄）如图甲是探究“平面镜成像特点“的实验装置图。（1）实验时，不采用平面镜面采用透明薄玻璃板，不仅能观察到蜡烛的像，也便于。（2）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛，可以看到蜡烛在玻璃板后面的像，取一支外形相同但不点燃的蜡烛在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛的像完全重合。在比较物与像的大小关系时，蜡烛替代的是（选填“蜡烛”或“蜡烛的像” ，从玻璃板上看到蜡烛是由光的（填“反射”或“折射” 形成的。（3）移去蜡烛，在其原来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）实验过程中如果玻璃板没有垂直架在纸上，而是如图乙所示倾斜，蜡烛的像应是图中的（选填“”、“ ”或“” 。【答案】（1）确定像的位置；（2）蜡烛的像；反射；（3）不能；（4）【解析】（1）该实验采用透明薄玻璃板代替日常使用的平面镜，玻璃板是透明的，观察到蜡烛像的同时，也能观察到蜡烛，当蜡烛和蜡烛的像重合时，蜡烛的位置便是蜡烛的像的位置；（2）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛，拿未点燃的蜡烛竖直在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的前侧观察，直至它与蜡烛的像完全重合；在比较物与像的大小关系时，蜡烛替代的是蜡烛的像；看到蜡烛是由光的反射形成的；（3）移去后面的蜡烛，并在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；（4）实验过程中如果玻璃板没有垂直架在纸上，而是如图所示倾斜，物与像关于镜面对称，蜡烛的像应是图中的。答案为：（1）确定像的位置；（2）蜡烛的像；反射；（3）不能；（4）4.（2019菏泽市中考模拟三）如图是小勇同学“探究平面镜成像特点”的实验装置。（1）为探究平面镜所成的像与物的大小关系，小勇做了如下操作：他先点燃蜡烛a放在玻璃板前，再拿一只外形相同但不点燃的蜡烛b竖立着在玻璃板后移动，当移动到a像的位置时，发现它与a的像完全重合，这表明平面镜所成像的大小与物的大小；（2）为探究平面镜所成的像是实像还是虚像，他将一块与玻璃板等大的不透明的白板竖放在玻璃板与蜡烛b之间，从蜡烛a侧观察，仍能看到蜡烛a的像，拿走蜡烛b，将这块白板移动到蜡烛a像的位置时，发现白板上不能承接到蜡烛a的像，这说明平面镜所成的像是（填“实”或“虚”）像；（3）拿走白板，他将蜡烛a向玻璃板靠近2cm，再将蜡烛b移到a像的位置，通过测量，他发现蜡烛a与它在玻璃板中像的距离变化了cm，同时发现像的大小（填“变大”、“变小”或“不变”）；（4）实验中玻璃板与水平桌面保持垂直，若不垂直，请你说出这样会对实验操作带来怎样的不便影响？。【答案】（1）相等；（2）虚；（3）4；不变；（4）发现像不能和蜡烛完全重合。【解析】（1）未点燃的蜡烛与点燃的蜡烛的像完全重合，可知蜡烛和它成的像大小相等；（2）因为平面镜成的像是光的反射，而不是光线的真实到达，而是反射光线的反向延长线的交点，所以在玻璃板与蜡烛b之间放上不透明的白板，从蜡烛a侧观察，仍能看到蜡烛a的像；当在a蜡烛像的位置上放一张白板做屏幕，白板上不能承接到像，说明平面镜成虚像。（3）他将蜡烛a向玻璃板靠近2cm，蜡烛a的像也向玻璃板靠近2cm；因此，再将蜡烛b移到a像的位置，通过测量，发现蜡烛a与它在玻璃板中像的距离变化了4cm；平面镜所成的像与物体等大，此过程像的大小不变。（4）实验时平面镜必须要竖直放置，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。故答案为：（1）相等；（2）虚；（3）4；不变；（4）发现像不能和蜡烛完全重合。5（2019莱芜市中考模拟二）小峰同学在做“探究平面镜的成像特点”实验时，将玻璃板竖直放在水平桌面上，再取两段相同的蜡烛a和b一前一后竖直放在桌面上，点燃玻璃板前的蜡烛a，移动蜡烛b，直到看上去它跟蜡烛a的像完全重合，如图。在此实验中：（1）用玻璃板代替平面镜，是为了能确定；（2）如果有3mm厚和2mm厚的两块玻璃板，应选择mm厚的玻璃板做实验；（3）用两段相同的蜡烛是为了比较像与物的关系；（4）移去蜡烛b，在其原来的位置上放一光屏，光屏上不能承接到蜡烛a的像，这说明平面镜所成的像是（选填“虚”或“实”）像；（5）把蜡烛a远离玻璃板，发现所成像的大小（选填“变大”、“变小”、“不变”）。【答案】（1）像的位置；（2）2；（3）大小；（4）虚；（5）不变。【解析】（1）实验时选择透明的玻璃板，能同时观察到像和代替蜡烛a的蜡烛b，便于确定像的位置。（2）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，用2mm厚的。（3）两只蜡烛大小相同，后面的蜡烛又和前面蜡烛的像完全重合，这样就证明了像与物大小相同，所以两只蜡烛等长是为了比较像与物大小关系用的。（4）因为光屏只能接收实像，不能接收虚像，所以移去蜡烛b，并在其所在位置上放一光屏，光屏不能接收到的烛焰的像，从而说明平面镜成的像是虚像。（5）平面镜成像大小跟物体大小有关，与物体到平面镜的距离无关，将蜡烛逐渐远离玻璃板时，像的大小不会变化。故答案为：（1）像的位置；（2）2；（3）大小；（4）虚；（5）不变。6（2019临沂市临沭县中考一模）小滨用如图所示装置进行了“探究平面镜成像特点”的实验。（1）他应选取两支外形（选填“相同”或“不同”）的蜡烛进行实验。（2）小滨选择用玻璃板代替平面镜进行实验的目的是。（3）在探究实验的过程中，他把蜡烛a放在距玻璃板30cm处，蜡烛a在玻璃板中所成的像到蜡烛a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”）。（4）在玻璃板后放一光屏，无论怎样移动光屏，都不能接收到蜡烛的像，说明。（5）实验过程中，小滨仔细观察，发现蜡烛的像有重影，请你帮小滨分析产生这一现象的原因是。【答案】（1）相同；（2）便于确定像的位置；（3）60；不变；（4）平面镜成的是虚像；（5）玻璃板有一定的厚度。【解析】（1）实验时选择两支等长的蜡烛，便于比较物像大小关系。（2）实验时选择透明的玻璃板，能同时观察到像和代替蜡烛a的蜡烛b，便于确定像的位置。（3）由平面镜成像特点之一：物像等距可知，蜡烛a到玻璃板的距离是30cm，那么蜡烛b到玻璃板的距离等于30cm，所以蜡烛a在玻璃板中所成的像到蜡烛a的距离是60cm；由平面镜成像特点之一：物像等大可知，将蜡烛不管是远离玻璃板还是靠近玻璃板时，蜡烛所成像的大小不变。（4）因为光屏只能接收实像，不能接受虚像，而平面镜成的是虚像，所以移开b，并在其所在位置放一个光屏，则光屏上不能接收a的像，这说明蜡烛成的像是虚像。（5）玻璃板有一定的厚度，且有两个反射面，因为玻璃的两个表面同时发生反射，两个反射面各成一个像，所以成两个像。故答案为：（1）相同；（2）便于确定像的位置；（3）60；不变；（4）平面镜成的是虚像；（5）玻璃板有一定的厚度。7（2019烟台市中考模拟）小红同学在做“探究平面镜成像”的实验时，将一块玻璃板竖直架在水平直尺上，再取两段完全相同的蜡烛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，在此实验中：（1）为了便于观察，该实验最好在（选填“较明亮”或“较黑暗”）环境中进行；此外，采用透明玻璃板代替平面镜，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，巧妙地解决了确定像的位置和大小的问题；（2）选取两段完全相同的蜡烛是为了比较像与物的关系；（3）移去蜡烛b，并在其位置上放一光屏，则光屏上（选填“能”或“不能”）接收到蜡烛a烛焰的像，这表明平面镜所成的像是像（填“虚”或“实”）；（4）如果使蜡烛a离玻璃板远一些，则它所成像的大小（选填“变大”、“变小”或“不变”）；（5）通过实验还可得出像和物体到平面镜的距离；像和物体的连线与镜面。【答案】（1）较黑暗；蜡烛b；（2）大小；（3）不能；虚；（4）不变；（5）相等；垂直。【解析】（1）在较暗的环境中进行实验，会使像更清晰，便于观察。用玻璃板代替平面镜，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，便于比较物像的大小关系。（2）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）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，说明平面镜所成的像是虚像。（4）如果使蜡烛a离玻璃板远一些，物体不变，物体的像和物体大小相等，所以像的大小不变。（5）通过实验还可得出像和物体到平面镜的距离相等；像和物体的连线与镜面垂直。故答案为：（1）较黑暗；蜡烛b；（2）大小；（3）不能；虚；（4）不变；（5）相等；垂直。8（2019淄博市博山区中考一模）以下是某实验小组进行的两组光学实验：（1）图甲是“探究平面镜成像特点”的实验。实验中选取两只完全相同的蜡烛，是为了比较像和物的关系；蜡烛到玻璃板的距离为5cm时，像与物体的距离为cm；将蜡烛远离玻璃板，像的大小将（选填“变大”、“变小”或“不变”）。（2）图乙、丙、丁是探究“凸透镜成像规律”的实验。让一束平行光射向凸透镜，移动光屏，直到光屏上出现最小最亮的光斑，如图乙所示，把蜡烛放在距凸透镜15cm处，如图丙所示，在凸透镜的另一侧前后移动光屏，光屏上会得到一个倒立、的实像（选填“放大”、“缩小”或“等大”）；若烛焰在光屏上所成的像如图丁所示，为了使像能清晰地呈在光屏中央，应将凸透镜向（选填“上”或“下”）移动；若蜡烛远离透镜时，像的大小将（选填“变大”、“变小”或“不变”）如丙图所示，若将蜡烛与光屏对调，所成像与原理类似（选填“放大镜”、“照相机”或“投影仪”）。【答案】（1）大小；10；不变；（2）放大；下；变小；照相机。【解析】（1）两只蜡烛大小相同，后面的蜡烛又和前面蜡烛的像完全重合，这样就证明了像与物大小相同，所以两只蜡烛等长是为了比较像与物大小关系用的；蜡烛到玻璃板的距离为5cm时，根据平面镜成像的特点，物距等于像距，像到平面镜的距离也是5cm，则像与物体的距离为5cm+5cm10cm；平面镜成的像与物大小相同，和物到镜的距离无关，所以将蜡烛远离玻璃板，像的大小将不变；（2）由图乙可知，平行光线经凸透镜后会聚到一点，说明凸透镜对光线具有会聚作用，光屏上得到的最小、最亮的光斑便是凸透镜的焦点，所以凸透镜的焦距为30.0cm20.0cm10.0cm。把蜡烛放到距凸透镜15cm的位置，即物体处于1倍焦距和2倍焦距之间，所以此时光屏上成一个倒立、放大的实像；丁图中像的位置偏高，为了要使烛焰的像清晰地成在光屏的中央，像需要向下移动，因为过光心的光线经凸透镜后方向不变，所以应该将凸透镜向下移动。将蜡烛向远离透镜的方向移动，即物体远离透镜时，像就会靠近透镜，所以光屏应当靠近透镜，且光屏上的像会变小；由丙图所示，若将蜡烛与光屏对调时，u2f，成倒立、缩小的实像，是照相机的原理。故答案为：（1）大小；10；不变；（2）放大；下；变小；照相机。9（2019淄博市桓台县中考一模）如图所示是小明同学探究“平面镜成像特点”的实验情景：（1）小明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）在玻璃板前放一支点燃的蜡烛a，可以看到玻璃后面出现蜡烛的像，小明拿另一支大小相同的（填“点燃”或“未点燃”）的蜡烛b在玻璃后面移动，直到它跟蜡