专题07光学实验探究(原卷版+解析)

专题07光学实验探究【解题技巧】光的实验探究一般分为光的反射、平面镜成像、折射与凸透镜成像。（1）光的反射规律①光的反射定律：三线共面，两线分居等②实验操作时光屏竖直放置且共面，通过实验数据总结光的反射定律③光路可逆，特殊光路角度时（垂直镜面）的分析（2）平面镜成像注意操作步骤，以及选用器材注意点：①选择两根完全一样的蜡烛是为了比较像与物体的大小关系。②移动玻璃板后面的蜡烛B都无法与蜡烛A的像完全重合，可能是由于玻璃板与桌面不垂直。③如何测量物与像之间的位置，用直线画出镜面所在的位置，拿掉镜子连接两个蜡烛所在的点，测量并比较.（3）光的折射①折射光线与入射光线、法线在同一平面内

②折射光线和入射光线分居法线两侧

③折射角随着入射角的增大而増大,减小而减小

④当光从空气斜射入其他透明介质中时,折射角小于入射角;当光从其他透明介质斜射入空气中时,折射角大于入射角

⑤当光垂直射向介质表面时,传播方向不改变

⑥在折射规律中光路是可逆的

（4）凸透镜成像规律(1)从②移动到③,u>2f,成的是倒立缩小到实像,此时到像距f<v<2f,可以看出物体的移动范围可以从2f到无穷远,而像距只能在f,2f之间来回移动,在相同时间内,物体的移动距离大于像

即u>2f,f<v<2f,此时v物>V像

并且在移动过程中像越来越小,越来越靠近焦点,所以当物体是匀速远离2f时候,像的速度会越来越慢

(2)从②移动到①,f<u<2f,v>2f,成的是倒立放大的实像,物体只能在f,2f之间来回移动,而像能从2f移动到无穷远,所以在相同时间内,像的移动距离要大于物体

即f<u<2,v>2f,此时v物<V像

并且在移动过程中像越来越大,越来越远离2f,所以当物体是匀速靠近焦点的时候,像的速度越来越快

【例题精析】一．光直线传播的应用1．小华同学根据课本中的“试一试”，用易拉罐做小孔成像实验。（1）请在图中半透明纸上作出蜡烛AB的像A'B'。（2）小华发现将蜡烛和小孔的位置固定后，像离小孔越远，像就越大。他记录的数据如表：像的高度h/cm1.02.03.04.05.0像到小孔的距离s/cm2.04.06.08.010.0请你根据表中的数据在坐标系中画出h与s的关系图像。（3）小华知道树荫下的圆形光斑就是太阳通过树叶间的小孔在地面上成的像，他测出了光斑的直径为7.0cm，光斑到小孔的距离为7.5m，又从书上查得太阳到地球的距离为1.5×1011m，由此可以估算出太阳的直径为m。二．光的反射定律的应用2．探究光反射时的规律：（1）如图1，将纸板ENF放置在平面镜上，让一束光紧贴纸板，以与平面镜成40°的角射向镜面上的O点，可在纸板NF上看到反射光，则反射角大小为。（2）如图2，平面镜竖直放置，激光笔向镜上的0点射出一束光，若要使图中的反射光射中地面上的目标P点，以下措施不可行的是（只有一个选项符合题意，填写对应字母）。A.平面镜不动，入射光向下平移B.平面镜不动，入射光绕O点逆时针旋转C.激光笔不动，平面镜向右平移三．平面镜成像的特点、原理、现象及其实验方案3．为了探究光的反射规律，小明将一个平面镜放在水平桌面上，再把纸板放置在平面镜上，如图1甲所示。（1）进行实验，在纸板上记录每次光的径迹，如图1乙所示。取下纸板，接下来量出每条光线与的夹角，记录并分析得到反射角等于入射角的结论；（2）接着他用如图2甲所示的装置探究“平面镜成像的特点”：①实验时，用透明玻璃板的目的是；②把一支点燃的蜡烛A竖直立在玻璃板前面，再拿一支外形完全相同的（选填“点燃”或“不点燃”）的蜡烛B竖直立在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合，说明平面镜所成的像与物的大小；③如图2乙所示，将一枚硬币放在竖直的平面镜前，硬币的像在a处；若将平面镜平移至如图2丙所示的位置时，则硬币成像在。A.a处B.b处C.c处D.硬币无法通过平面镜成像四．光的折射规律的应用4．小明同学要探究光从空气射入不同介质发生折射时的规律。她将光从空气射入水、玻璃后发生折射实验数据记录在下表中：入射角水中折射角玻璃中折射角光速0°0°0°C为光在真空中的传播速度V空气＝CV水=3V玻=210°8.9°6.7°20°17.4°13.3°30°21.5°19.6°40°26.3°25.2°50°33.5°30.7°（1）比较数据中第一行，得出结论是：；（2）比较第一、第二列或第一、第三列，可得出的结论是：光从空气斜射入另一种介质时，，且随着入射角的增加折射角；（3）比较表中数据，可初步得出的结论：当光以相同入射角斜射入不同介质时，在介质中的传播速度越大，折射角。五．光的折射现象及其应用5．一束激光从某种玻璃中射向空气（如图一所示），保持入射点不动，改变入射角（每次增加0.2°），当入射角增大到41.8°时，折射光线消失（如图二所示），只存在入射光线与反射光线，这种现象叫做光的全反射，发生这种现象时的入射角叫做这种物质的临界角。当入射角大于临界角时，只发生反射，不发生折射。（1）上述玻璃的临界角是。（2）当光从空气射向玻璃，（填“会”或“不会”）发生光的全反射现象。（3）一个三棱镜由上述玻璃构成，让一束光垂直于玻璃三棱镜的一个面射入（如图三所示），请在图中完成这束入射光的光路图。六．透镜的光路图6．如图6所示，O是凸透镜的光心，F是凸透镜的焦点，蜡烛烛焰在点P发出的两条光线a、b，通过凸透镜折射后成像在Q点。（1）通过光线a、b确定烛焰点P及其像Q的位置，请画出相应的光路图；（2）点燃蜡烛前，我们站在透镜左侧能用眼睛直接看见本身不发光的蜡烛，这是光的现象；点燃蜡烛后，我们站在透镜左侧能看见发光的蜡烛的火焰由于空气受热而晃动，这是光的现象（均选填“直线传播”、“反射”或“折射”）。（3）如图，点燃蜡烛后，要想在光屏上观察到烛焰的像，是否可行？（选填“可行”或“不可行”）；若想通过眼睛直接观察到Q，人应该站在区域（从A、B、C、D中选择填写），眼睛朝向（从“左”或“右”中选择填写）。七．凸透镜成像规律及其探究实验7．小金做“探究凸透镜成像的规律”实验时，首先按图示完成仪器装配，图中F点是1倍焦距处，H点是2倍焦距处。（1）经过调节，在光屏上得到了一个清晰的像，但像的位置偏高（如图所示），为了使像能成在光屏的中央，应把蜡烛向（选填“上”或“下”）调。（2）调节好蜡烛的高度后，她把蜡烛移到A点处，此时光屏上的像很模糊，为了得到清晰的像，应把光屏向（选填“左”或“右”）移动。（3）她再次把蜡烛移到B点处，无论怎样调节光屏，光屏上始终接收不到像，要想看到这个像，观察的方法应是。8．实验室利用光具座研究凸透镜成像的规律。当三个元件移动到图示位置时，光屏上出现比较清晰的像。回答下列问题：（1）此时光屏上所成的像性质为。（2）若将蜡烛靠近透镜的方向移动（物距始终大于一倍焦距），要使光屏上再次出现清晰的像，操作是。（3）科学中用像距和物距的比值来表示凸透镜的放大率，即m=vu，请说明教室投影仪成像时放大率是大于1还是小于1？并解释理由：9．小叶在实验室利用光具座研究凸透镜成像规律。（1）图甲所示，一个点光源A通过凸透镜后在光屏B点处成了一个清晰像，F是该凸透镜的焦点。根据透镜的性质，画出图中两条光线通过凸透镜后的光线。（2）当小叶将三个元件移动到图乙所示位置时，光屏中心出现了清晰的像，则光屏上像的性质为。（3）在图乙所示中，保持蜡烛和光屏不动，将凸透镜移至刻度处时，可以再次得到一个清晰的像。10．凸透镜的成像规律可以通过画光路图去理解。在光路图甲中凸透镜可用“”表示，O点为光心，F为焦点，物距用ư表示，像距用v表示，请完成下列问题。（1）请在图中画出物体CD经过凸透镜所成的像C′D′的光路图；（2）科学中用像距和物距的比值来表示凸透镜的放大率，即m=vu，请说明教室投影仪成像时放大率是大于还是小于1？并解释理由：（3）小金在接下来的实验中将CD从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜，物距u随时间t的变化图象如图乙所示，则像距ν与t的大致变化关系为丙图中的。11．物理兴趣小组想知道某只透镜的焦距f为多少和成像规律，做了以下实验：（1）他们将镜面垂直于阳光，在透镜下面放上白纸（纸、镜平行），测出透镜与白纸间距s/cm与对应的白纸被烤焦的时间t/min，绘出图线甲，可判断该透镜的焦距f为；（2）接着将透镜及蜡烛、光屏置于光具座上（如图乙），做成像实验，记录每次成实像的物距u，像距v，物像间距L（u+v），绘出图线丙（以f为长度单位），由图可知，要想成实像，蜡烛与光屏的间距应满足L≥（用f表示）。（3）晓红同学将自己的近视眼镜镜片放在了蜡烛与凸透镜（靠近凸透镜）之间，移动透镜和光屏，直到在光屏上得到了一个倒立缩小的清晰的像。将近视眼镜镜片取下，发现光屏上的像变模糊了。为了使屏上的像重新变得清晰，在不移动蜡烛和凸透镜位置的前提下，应将光屏向移动（选填“左”或“右”）。（4）经“百度”发现，物理学中，有一个凸透镜成像的“新概念”：放大率n=A'B'AB=12．利用焦距10cm的凸透镜进行“探究凸透镜成像特点”的实验，将透镜固定在光具座上50cm刻度线处不动。（1）如图甲所示，SA、SB是蜡烛发出的两束光，请你画出光经凸选镜折射后的光路。（2）如图乙所示，保持蜡烛和透镜的位置不变，光屏应当向（填“左”或“右”）移动，移至（选填序号A.50～60cmB.60～70cmC.70～80cm）范围内才能承接到清晰的（选填序号A.倒立缩小B.倒立放大C.正立放大）的像。（3）保持蜡烛和透镜的位置不变，将老花镜的镜片放在蜡烛和透镜之间适当位置，此时应将光屏向（选填“左”或“右”）移动，才能再次承接到清晰的像。13．物理兴趣小组在探究“凸透镜成像的规律”实验时：（1）用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距为cm。（2）图乙是某次实验时观察到的现象，生活中的（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）是利用这一原理制成的。保持凸透镜不动，把蜡烛向左移动一段距离，要想在光屏上再次得到清晰的像，应该把光屏向（选填“左”或“右”）移动一段距离，像（选填“变大”、“变小”或“不变”）。（3）实验时，光屏上得到了蜡烛清晰的像，一同学不小心在凸透镜上溅了一个小泥点，则光屏上（选填“有”或“没有”）小泥点的像或影子。（4）将近视眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了。使光屏远离透镜，又能在光屏上看到蜡烛清晰的像，这说明近视眼镜对光线有作用。由此可知，在近视眼得到矫正之前，物体的像成在视网膜的。14．小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验中，将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上并调节它们的中心位于凸透镜的，如图所示。现进行如下操作：（1）将蜡烛第一次放置在M处，第二次放置在N处，则蜡烛与所成像的位置关系为。A.两次都在凸透镜同侧B.两次都在凸透镜两侧C.第一次在凸透镜同侧，第二次在凸透镜两侧D.第一次在凸透镜两侧，第二次在凸透镜同侧（2）某次实验中将蜡烛放置在P处，光屏上所成的像在Q处，现将蜡烛放置在Q处，光屏上所成的像在处（选填“N”、“M”、“P”或“Q”）。（3）小明将遮光板紧贴着凸透镜自上而下插入透镜前，直至挡住其上半部分，在该过程中光屏上所成像的变化情况是；再将遮光板从图示位置沿凸透镜的主光轴向左平移到烛焰旁，像可能出现的变化是。A、像位置改变，像完整B、像位置不变，像不完整C、像位置不变，像完整但变小D、像位置不变，像完整15．小明同学探究凸透镜成像规律时，老师给他准备了凸透镜、凹透镜、蜡烛、光具座光屏、火柴等器材。（1）在挑选透镜时，他把甲、乙两个透镜分别正对着太阳光出现了如图所示的现象你认为他应该选择（选填“甲”或“乙”）透镜来进行实验；（2）小明测量出该透镜的焦距为10cm，用此透镜做实验，当装置如图丙所示时，烛焰在光屏上成清晰的像，光屏离凸透镜的距离可能是序号。A.28cmB.18cmC.8cm（3）保持凸透镜的位置不变，小明将蜡烛向左调节一段距离后，要想烛焰在光屏上成清晰的像，应将光屏向调节（选填“左”或“右”）。专题07光学实验探究【解题技巧】光的实验探究一般分为光的反射、平面镜成像、折射与凸透镜成像。（1）光的反射规律①光的反射定律：三线共面，两线分居等②实验操作时光屏竖直放置且共面，通过实验数据总结光的反射定律③光路可逆，特殊光路角度时（垂直镜面）的分析（2）平面镜成像注意操作步骤，以及选用器材注意点：①选择两根完全一样的蜡烛是为了比较像与物体的大小关系。②移动玻璃板后面的蜡烛B都无法与蜡烛A的像完全重合，可能是由于玻璃板与桌面不垂直。③如何测量物与像之间的位置，用直线画出镜面所在的位置，拿掉镜子连接两个蜡烛所在的点，测量并比较.（3）光的折射①折射光线与入射光线、法线在同一平面内

②折射光线和入射光线分居法线两侧

③折射角随着入射角的增大而増大,减小而减小

④当光从空气斜射入其他透明介质中时,折射角小于入射角;当光从其他透明介质斜射入空气中时,折射角大于入射角

⑤当光垂直射向介质表面时,传播方向不改变

⑥在折射规律中光路是可逆的

（4）凸透镜成像规律(1)从②移动到③,u>2f,成的是倒立缩小到实像,此时到像距f<v<2f,可以看出物体的移动范围可以从2f到无穷远,而像距只能在f,2f之间来回移动,在相同时间内,物体的移动距离大于像

即u>2f,f<v<2f,此时v物>V像

并且在移动过程中像越来越小,越来越靠近焦点,所以当物体是匀速远离2f时候,像的速度会越来越慢

(2)从②移动到①,f<u<2f,v>2f,成的是倒立放大的实像,物体只能在f,2f之间来回移动,而像能从2f移动到无穷远,所以在相同时间内,像的移动距离要大于物体

即f<u<2,v>2f,此时v物<V像

并且在移动过程中像越来越大,越来越远离2f,所以当物体是匀速靠近焦点的时候,像的速度越来越快

【例题精析】一．光直线传播的应用1．小华同学根据课本中的“试一试”，用易拉罐做小孔成像实验。（1）请在图中半透明纸上作出蜡烛AB的像A'B'。（2）小华发现将蜡烛和小孔的位置固定后，像离小孔越远，像就越大。他记录的数据如表：像的高度h/cm1.02.03.04.05.0像到小孔的距离s/cm2.04.06.08.010.0请你根据表中的数据在坐标系中画出h与s的关系图像。（3）小华知道树荫下的圆形光斑就是太阳通过树叶间的小孔在地面上成的像，他测出了光斑的直径为7.0cm，光斑到小孔的距离为7.5m，又从书上查得太阳到地球的距离为1.5×1011m，由此可以估算出太阳的直径为1.4×109m。【解答】解：（1）A点发出的光经过小孔沿直线传播会在光屏上成像A′，B点发出的光经过小孔沿直线传播会在光屏上成像B′，连接A′B′即为AB的像；如下图所示：（2）把表格中像的高度和像到小孔的距离，在图中描点作图，如下图所示：；（3）光斑的直径与光斑到小孔的距离的比值是一个定值，根据光线传播的可逆性可知太阳直径和太阳与小孔之间的距离的比值是一个定值，且和光斑的直径与光斑到小孔的距离的比值相等，所以，太阳的直径d=0.07m7.5m×1.5×1011故答案为：（1）如图；（2）如图；（3）1.4×109。二．光的反射定律的应用2．探究光反射时的规律：（1）如图1，将纸板ENF垂直放置在平面镜上，让一束光紧贴纸板，以与平面镜成40°的角射向镜面上的O点，可在纸板NF上看到反射光，则反射角大小为50°。（2）如图2，平面镜竖直放置，激光笔向镜上的0点射出一束光，若要使图中的反射光射中地面上的目标P点，以下措施不可行的是C（只有一个选项符合题意，填写对应字母）。A.平面镜不动，入射光向下平移B.平面镜不动，入射光绕O点逆时针旋转C.激光笔不动，平面镜向右平移【解答】解：（1）实验时，将光屏垂直放置在平面镜上，让一束光紧贴光屏射向镜面上的O点，可在光屏上看到反射光，如图1；以与平面镜成40°的角射向镜面上的O点，可在纸板NF上看到反射光，则反射角等于入射角，大小为90°﹣40°＝50°；（2）如图2，平面镜竖直放置，激光笔向镜上的0点射出一束光，若要使图中的反射光射中地面上的目标P点，以下措施不可行的是激光笔不动，平面镜向右平移，光的发射光线向右移动；平面镜不动，入射光向下平移与平面镜不动，入射光绕O点逆时针旋转效果相同，入射角变大，反射光射中地面上的目标P点，故选C。故答案为：（1）垂直；50°；（2）C。三．平面镜成像的特点、原理、现象及其实验方案3．为了探究光的反射规律，小明将一个平面镜放在水平桌面上，再把纸板放置在平面镜上，如图1甲所示。（1）进行实验，在纸板上记录每次光的径迹，如图1乙所示。取下纸板，接下来量出每条光线与法线的夹角，记录并分析得到反射角等于入射角的结论；（2）接着他用如图2甲所示的装置探究“平面镜成像的特点”：①实验时，用透明玻璃板的目的是确定像的位置；②把一支点燃的蜡烛A竖直立在玻璃板前面，再拿一支外形完全相同的不点燃（选填“点燃”或“不点燃”）的蜡烛B竖直立在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合，说明平面镜所成的像与物的大小相等；③如图2乙所示，将一枚硬币放在竖直的平面镜前，硬币的像在a处；若将平面镜平移至如图2丙所示的位置时，则硬币成像在A。A.a处B.b处C.c处D.硬币无法通过平面镜成像【解答】解：（1）取下纸板，接下来量出每条光线与法线的夹角，记录并分析得到反射角等于入射角的结论；（2）①该实验采用透明薄玻璃板代替平面镜，玻璃板是透明的，能确定像的位置；②把一支点燃的蜡烛A竖直立在玻璃板前面，再拿一支外形完全相同的不点燃的蜡烛B，直到B与A的像完全重合，说明蜡烛A的像与蜡烛A大小相等；③平面镜所成的像与物关于平面镜对称，硬币位置不变，将平面镜平移，平面镜仍在原来像与成像物体对称轴上，像的位置不变，故选A。故答案为：（1）法线；（2）①确定像的位置；②不点燃；相等；③A。四．光的折射规律的应用4．小明同学要探究光从空气射入不同介质发生折射时的规律。她将光从空气射入水、玻璃后发生折射实验数据记录在下表中：入射角水中折射角玻璃中折射角光速0°0°0°C为光在真空中的传播速度V空气＝CV水=3V玻=210°8.9°6.7°20°17.4°13.3°30°21.5°19.6°40°26.3°25.2°50°33.5°30.7°（1）比较数据中第一行，得出结论是：垂直入射时，光不改变传播方向；（2）比较第一、第二列或第一、第三列，可得出的结论是：光从空气斜射入另一种介质时，传播方向一般发生改变，且随着入射角的增加折射角增加；（3）比较表中数据，可初步得出的结论：当光以相同入射角斜射入不同介质时，在介质中的传播速度越大，折射角越大。【解答】解：由折射定律可得，光从空气斜射入不同介质时，折射角是不同的；（1）第一行中，光线垂直入射，结果发现光介质中的传播方向没有发生变化，即垂直入射光不改变方向；（2）比较第一、第二列或第一、第三列，可得出的结论是，光从空气斜射入另一种介质时，传播方向一般发生改变，当入射角增大时，折射角也随之发生变化，即折射角随入射角的增大而增大；（3）由表中数据可知，同样的入射角入射时，光在光速较大的水中，折射角也大，故说明折射角的大小应与光速有关，在介质中的传播速度越大，则折射角越大；故答案为：（1）垂直入射时，光不改变传播方向；（2）传播方向一般发生改变；增加；（3）越大。五．光的折射现象及其应用5．一束激光从某种玻璃中射向空气（如图一所示），保持入射点不动，改变入射角（每次增加0.2°），当入射角增大到41.8°时，折射光线消失（如图二所示），只存在入射光线与反射光线，这种现象叫做光的全反射，发生这种现象时的入射角叫做这种物质的临界角。当入射角大于临界角时，只发生反射，不发生折射。（1）上述玻璃的临界角是41.8°。（2）当光从空气射向玻璃，不会（填“会”或“不会”）发生光的全反射现象。（3）一个三棱镜由上述玻璃构成，让一束光垂直于玻璃三棱镜的一个面射入（如图三所示），请在图中完成这束入射光的光路图。【解答】解：（1）由题意可以知道，当入射角为41.8°时，折射光线消失了，所以玻璃的临界角为41.8°，（2）光只有从水或玻璃射向空气时，才会发生全反射，所以光从空气射向玻璃，入射角增大，折射光不可能完全消失；（3）光线从空气进入玻璃时，因是垂直照射，所以方向不变；当从玻璃中斜射入空气时，其入射角为45°大于临界角，故其发生全反射，其大致路径如下图：故答案为：（1）41.8；（2）不会；（3）见上图。六．透镜的光路图6．如图6所示，O是凸透镜的光心，F是凸透镜的焦点，蜡烛烛焰在点P发出的两条光线a、b，通过凸透镜折射后成像在Q点。（1）通过光线a、b确定烛焰点P及其像Q的位置，请画出相应的光路图；（2）点燃蜡烛前，我们站在透镜左侧能用眼睛直接看见本身不发光的蜡烛，这是光的反射现象；点燃蜡烛后，我们站在透镜左侧能看见发光的蜡烛的火焰由于空气受热而晃动，这是光的折射现象（均选填“直线传播”、“反射”或“折射”）。（3）如图，点燃蜡烛后，要想在光屏上观察到烛焰的像，是否可行？不可行（选填“可行”或“不可行”）；若想通过眼睛直接观察到Q，人应该站在区域C、D（从A、B、C、D中选择填写），眼睛朝向左（从“左”或“右”中选择填写）。【解答】解：（1）由题知，光线a、b是烛焰在点P发出的光，则光线a、b的反向延长线交点即为烛焰点P；a光线为过光心的光线，经凸透镜后方向不变，b光线是过焦点的光线，经凸透镜折射后平行于主光轴，据此作出它们的折射光线，两折射光线的反向延长线的交点即为P的像点Q。如图所示：（2）点燃蜡烛前，我们站在透镜左侧能用眼睛直接看见本身不发光的蜡烛，这是蜡烛反射的光进入了人的眼睛，属于光的反射现象；点燃蜡烛后，我们站在透镜左侧能看见发光的蜡烛的火焰由于空气受热而晃动，说明空气的密度不均匀，当光穿过时，发生了折射；（3）由图知，P到凸透镜距离小于一倍焦距，此时成正立、放大的虚像，所以在光屏上不能看到烛焰的像；若想直接观察到虚像Q，人应该在光屏一侧对着凸透镜观察，即人应站在C或D区域，眼睛向左观察。故答案为：（1）见上图；（2）反射；折射；（3）不可行；C、D；左。七．凸透镜成像规律及其探究实验7．小金做“探究凸透镜成像的规律”实验时，首先按图示完成仪器装配，图中F点是1倍焦距处，H点是2倍焦距处。（1）经过调节，在光屏上得到了一个清晰的像，但像的位置偏高（如图所示），为了使像能成在光屏的中央，应把蜡烛向上（选填“上”或“下”）调。（2）调节好蜡烛的高度后，她把蜡烛移到A点处，此时光屏上的像很模糊，为了得到清晰的像，应把光屏向右（选填“左”或“右”）移动。（3）她再次把蜡烛移到B点处，无论怎样调节光屏，光屏上始终接收不到像，要想看到这个像，观察的方法应是从凸透镜的右侧透过凸透镜去观察。【解答】解：（1）蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上。点燃蜡烛后，发现在光屏的上方出现了清晰的像，根据光线过光心不改变方向，所以蜡烛应向上移动，或凸透镜向下移动，或光屏向上移动；（2）当她把蜡烛移到A点，2f＞u＞f时，凸透镜成倒立放大的实像，v＞2f，所以应增大像距，把光屏向右移动；（3）再把蜡烛移到B点处，由凸透镜成像规律可知，此时物体处于一倍焦距之内时，成的是一个正立、放大的虚像，而且物像在同一侧，因此要想看到这个像，应从凸透镜的右侧透过凸透镜去观察。故答案为：（1）上（2）右；（3）从凸透镜的右侧透过凸透镜去观察。8．实验室利用光具座研究凸透镜成像的规律。当三个元件移动到图示位置时，光屏上出现比较清晰的像。回答下列问题：（1）此时光屏上所成的像性质为倒立、缩小的实像。（2）若将蜡烛靠近透镜的方向移动（物距始终大于一倍焦距），要使光屏上再次出现清晰的像，操作是向右移动光屏，直到光屏上呈现清晰的像。（3）科学中用像距和物距的比值来表示凸透镜的放大率，即m=vu，请说明教室投影仪成像时放大率是大于1还是小于1？并解释理由：【解答】解：（1）根据能在光屏上成像，得出一定是实像，再根据物距大于像距，可知，光屏上的像为倒立、缩小的实像；（2）若将蜡烛靠近透镜的方向移动，物距减小，要使光屏上再次出现清晰的像，应增大像距，所以操作是：向右移动光屏，直到光屏上呈现清晰的像；（3）投影仪成倒立、放大的实像，像距大于物距，即v＞u，则有：vu故答案为：（1）倒立、缩小的实像；（2）向右移动光屏，直到光屏上呈现清晰的像；（3）大于1；投影仪成像时，像距大于物距，即v＞u。9．小叶在实验室利用光具座研究凸透镜成像规律。（1）图甲所示，一个点光源A通过凸透镜后在光屏B点处成了一个清晰像，F是该凸透镜的焦点。根据透镜的性质，画出图中两条光线通过凸透镜后的光线。（2）当小叶将三个元件移动到图乙所示位置时，光屏中心出现了清晰的像，则光屏上像的性质为倒立、放大的实像。（3）在图乙所示中，保持蜡烛和光屏不动，将凸透镜移至55cm刻度处时，可以再次得到一个清晰的像。【解答】解：（1）光屏上的像是实像，是由实际光线会聚而成的；来自A点的光经透镜折射后成像在光屏的B点，所以将两个入射点与B点连接起来即可得到相应的折射光线，如图所示：（2）由图乙可知，物距u＜v，且光屏中心出现了清晰的像，由凸透镜成像规律可知，此时成倒立、放大的实像；（3）由图知，蜡烛在刻度尺的10cm处，u＝25cm﹣10cm＝15cm，v＝70cm﹣25cm＝45cm；根据光在折射时光路的可逆性可知，保持蜡烛和光屏位置不变，当物距等于原来的像距，即u′＝45cm时，即凸透镜移动至10cm+45cm＝55cm刻度线处，在光屏上能再次呈现清晰的像。故答案为：（1）见上图；（2）倒立、放大的实像；（3）55cm。10．凸透镜的成像规律可以通过画光路图去理解。在光路图甲中凸透镜可用“”表示，O点为光心，F为焦点，物距用ư表示，像距用v表示，请完成下列问题。（1）请在图中画出物体CD经过凸透镜所成的像C′D′的光路图；（2）科学中用像距和物距的比值来表示凸透镜的放大率，即m=vu，请说明教室投影仪成像时放大率是大于还是小于1？并解释理由：v＞u，v（3）小金在接下来的实验中将CD从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜，物距u随时间t的变化图象如图乙所示，则像距ν与t的大致变化关系为丙图中的C。【解答】解：（1）连接CO并延长，过C点作主光轴的平行线交凸透镜一点，连接该点和凸透镜的右焦点F，并延长，与CO的延长线交于一点，即为像点C′，作该点垂直于主光轴的垂线段，即为物体CD所成的像C′D′．如图所示：；（2）投影线能成放大的实像，v＞u，vu（5）将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透，物距逐渐增大，根据凸透镜成的实像时有：物远（物距变大）像近（像距变小）像变小，像距逐渐减小，从v＞2f到f＜v＜2f，但像距只能接近1倍焦距，而不能小于1倍焦距，C正确。故答案为：（1）如上图；（2）v＞u，vu11．物理兴趣小组想知道某只透镜的焦距f为多少和成像规律，做了以下实验：（1）他们将镜面垂直于阳光，在透镜下面放上白纸（纸、镜平行），测出透镜与白纸间距s/cm与对应的白纸被烤焦的时间t/min，绘出图线甲，可判断该透镜的焦距f为12cm；（2）接着将透镜及蜡烛、光屏置于光具座上（如图乙），做成像实验，记录每次成实像的物距u，像距v，物像间距L（u+v），绘出图线丙（以f为长度单位），由图可知，要想成实像，蜡烛与光屏的间距应满足L≥4f（用f表示）。（3）晓红同学将自己的近视眼镜镜片放在了蜡烛与凸透镜（靠近凸透镜）之间，移动透镜和光屏，直到在光屏上得到了一个倒立缩小的清晰的像。将近视眼镜镜片取下，发现光屏上的像变模糊了。为了使屏上的像重新变得清晰，在不移动蜡烛和凸透镜位置的前提下，应将光屏向左移动（选填“左”或“右”）。（4）经“百度”发现，物理学中，有一个凸透镜成像的“新概念”：放大率n=A'B'AB=【解答】解：（1）由图乙可知，当透镜与白纸间距S＝12cm时，白纸被烤焦的时间t＝4min，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＝12cm。（2）将透镜及蜡烛、光屏置于光具座上，且烛焰、光屏中心和透镜中心在同一高度，即位于凸透镜的主光轴上；根据凸透镜的成实像时满足u＞f，由图丙可知，随着物距u的增大，物像间距L先减小后增大，当物距u＝2f时，物像间距L最小为4f，因此，要想成实像，蜡烛与光屏的间距应满足L≥4f。（3）近视镜是凹透镜，对光线起了发散作用，因此去掉近视镜后，光屏应向靠近透镜的方向移动，即向左移动光屏；（4）由图丙可知，当物距u＝1.5f时，物像间距L＝4.5f，根据L＝u+v可得，v＝L﹣u＝4.5f﹣1.5f＝3f，则放大率n=A'B'故答案为：（1）12cm；（2）4f；（3）左；（4）2。12．利用焦距10cm的凸透镜进行“探究凸透镜成像特点”的实验，将透镜固定在光具座上50cm刻度线处不动。（1）如图甲所示，SA、SB是蜡烛发出的两束光，请你画出光经凸选镜折射后的光路。（2）如图乙所示，保持蜡烛和透镜的位置不变，光屏应当向左（填“左”或“右”）移动，移至B（选填序号A.50～60cmB.60～70cmC.70～80cm）范围内才能承接到清晰的A（选填序号A.倒立缩小B.倒立放大C.正立放大）的像。（3）保持蜡烛和透镜的位置不变，将老花镜的镜片放在蜡烛和透镜之间适当位置，此时应将光屏向左（选填“左”或“右”）移动，才能再次承接到清晰的像。【解答】解：（1）根据凸透镜对光线的作用可知，从焦点发出的光线经过凸透镜后会平行于主光轴；如图：；（2）如图乙所示，保持蜡烛和透镜的位置不变，此时的物距为u＝50.0cm﹣20.0cm＝30.0cm＞2f，像距f＜v＜2f，要将光屏移到60cm﹣70cm之间，成的是倒立、缩小的实像；（3）远视眼镜是凸透镜，将远视眼镜的镜片放在蜡烛和透镜之间适当位置，对光线能够起到提前会聚的作用，此时应将光屏向左移动，才能再次承接到清晰的像。故答案为：（1）如图；（2）左；B；A；（3）左。13．物理兴趣小组在探究“凸透镜成像的规律”实验时：（1）用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距为10.3cm。（2）图乙是某次实验时观察到的现象，生活中的照相机（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）是利用这一原理制成的。保持凸透镜不动，把蜡烛向左移动一段距离，要想在光屏上再次得到清晰的像，应该把光屏向左（选填“左”或“右”）移动一段距离，像变小（选填“变大”、“变小”或“不变”）。（3）实验时，光屏上得到了蜡烛清晰的像，一同学不小心在凸透镜上溅了一个小泥点，则光屏上没有（选填“有”或“没有”）小泥点的像或影子。（4）将近视眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了。使光屏远离透镜，又能在光屏上看到蜡烛清晰的像，这说明近视眼镜对光线有发散作用。由此可知，在近视眼得到矫正之前，物体的像成在视网膜的前方。【解答】解：（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：f＝40.3cm﹣30.0cm＝10.3cm。（2）由图乙知，像距小于物距，此时成倒立缩小的实像，照相机是根据这个原理制成的；根据凸透镜成像时，物近像远像变大可知，将蜡烛向左移动时，物距增大，则像距减小，要将光屏向靠近透镜方向移动，才能在光屏上再次得到清晰的像，像变小。（3）凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，凸透镜上溅了一个小泥点，整个物体发出的光虽有一小部分被挡住，但总会有一部分光通过凸透镜而会聚成像，因此，像与原来相同，大小不变；由于透镜的一小部分被遮住，因