專題5光學(xué)探究實(shí)驗(yàn)【例題精析】類型1光的反射定律和折射規(guī)律【熱點(diǎn)搜尋】光的反射定律與折射規(guī)律的探究分幾步走,一是得出三線共面,方法是將反(折)射光線所在平面向前或后折,發(fā)現(xiàn)反(折)射光線不在該平面上了;二是通過(guò)改變?nèi)肷浣?發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎么變,反(折)射光線和入射光線都分居法線兩側(cè);三是通過(guò)測(cè)量入射角和反(折)射角的大小關(guān)系,得出角度之間的大小關(guān)系?？嫉谋容^多的是第一步?！纠?】小明同學(xué)要探究光從空氣射入不同介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)的規(guī)律。她將光從空氣射入水、玻璃后發(fā)生折射實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在下表中：入射角水中折射角玻璃中折射角光速0°0°0°C為光在真空中的傳播速度V空氣＝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）比較數(shù)據(jù)中第一行，得出結(jié)論是：；（2）比較第一、第二列或第一、第三列，可得出的結(jié)論是：光從空氣斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，，且隨著入射角的增加折射角；（3）比較表中數(shù)據(jù)，可初步得出的結(jié)論：當(dāng)光以相同入射角斜射入不同介質(zhì)時(shí)，在介質(zhì)中的傳播速度越大，折射角?！咀兪?】同學(xué)意外發(fā)現(xiàn)：當(dāng)光沿某方向從半圓玻璃磚射向空氣時(shí)，折射光消失而反射光卻變得更亮，如圖，老師告訴他這是光的全反射現(xiàn)象。同學(xué)查閱資料并在老師的指導(dǎo)下展開探究實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：入射角α0°10°20°30°40°41.2°41.8°42°折射角β0°15.2°30.9°48.6°81°81°90°/反射能量5%7%26%43%84%84%100%100%（1）該同學(xué)不斷增大入射角的的目的是。（2）根據(jù)題意和表格數(shù)據(jù)分析要發(fā)生全反射現(xiàn)象需要的條件是。（至少寫出兩點(diǎn)））（3）根據(jù)光的折射規(guī)律，請(qǐng)猜想當(dāng)光從空氣斜射向玻璃時(shí)，不能發(fā)生全反射現(xiàn)象，原因是?！咀兪?】陶瓷茶杯底部放有一枚硬幣，人移動(dòng)到某一位置時(shí)恰好看不見硬幣（如圖甲），往茶杯中倒入一些水后，又能夠看見硬幣了（如圖丙）。（1）倒入一些水后看到硬幣的是（選填“實(shí)”或“虛”）像，比硬幣實(shí)際的位置（選填“高”或“低”）。（2）在圖乙中，大致畫出所示光線所對(duì)應(yīng)的折射光線。（3）在圖丙中，通過(guò)圖示和標(biāo)注的形式說(shuō)明為什么能看到硬幣。類型2平面鏡成像【熱點(diǎn)搜尋】平面鏡成像的特點(diǎn):像是虛像;像和物關(guān)于鏡面對(duì)稱(像和物的大小相等,到鏡面的距離相等,對(duì)應(yīng)點(diǎn)的連線和鏡面垂直);像和物上下相同,左右相反(鏡中人的左手是人的右手,看鏡子中的鐘的時(shí)間要看紙張的反面);物體遠(yuǎn)離或靠近鏡面時(shí),像的大小不變。【例2】探究光的反射規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。平面鏡放在水平桌面上，標(biāo)有刻度（圖中未畫出）的白色紙板ABCD，能繞垂直于CD的ON軸翻轉(zhuǎn)，在紙板上安裝一支可在紙板平面內(nèi)自由移動(dòng)的激光筆。（1）實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)將紙板放置于平面鏡上。移動(dòng)激光筆，使入射光束繞入射點(diǎn)O沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，可觀察到反射光束沿時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)；（2）移動(dòng)激光筆，使入射角為45°，測(cè)得反射角也為45°．由此就得出“光反射時(shí)，反射角等于入射角”的結(jié)論。你認(rèn)為有何不妥之處？；（3）如圖乙所示，將紙板右半部分繞ON向后翻轉(zhuǎn)任意角度，發(fā)現(xiàn)紙板上均無(wú)反射光束呈現(xiàn)。此現(xiàn)象說(shuō)明了：?！咀兪?】圖1是利用激光測(cè)轉(zhuǎn)的原理示意圖，圖中圓盤可繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，盤邊緣側(cè)面上有一小段涂有很薄的反光材料。當(dāng)盤轉(zhuǎn)到某一位置時(shí)，接收器可以接收到反光涂層所反射的激光束，并將所收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，在示波器顯示屏上顯示出來(lái)（如圖2所示）。（1）若圖2中示波器顯示屏橫向的每大格（5小格）對(duì)應(yīng)的時(shí)間為5.00×10﹣2s，則圓盤的轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)/s（保留3位有效數(shù)字）。（2）若測(cè)得圓盤直徑為10.20cm，則可求得圓盤側(cè)面反光涂層的長(zhǎng)度為

cm（保留3位有效數(shù)字）。類型3凸透鏡成像規(guī)律【熱點(diǎn)搜尋】關(guān)于凸透鏡成像的題目是初中光學(xué)中數(shù)量最多、難度最大的一類,在初中光學(xué)中占有重要地位,特別是這類題目中的焦距f、物距u、像距v發(fā)生變化引起所成像性質(zhì)的改變。熟記凸透鏡的成像規(guī)律是熟練解決這類問(wèn)題的前提,有時(shí)用到光路的可逆性和像、物的對(duì)應(yīng)性,要靈活處理。【例3】用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置“探究凸透鏡成像規(guī)律”：（1）要使?fàn)T焰的像能成在光屏的中央，應(yīng)將蠟燭向（選填“上”或“下”）調(diào)節(jié)：（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了如圖乙的圖象（v表示像距，u表示物距），則該凸透鏡的焦距是cm；（3）蠟燭靠近凸透鏡時(shí)，若想在光屏上再次看到清晰的像，則光屏應(yīng)向移動(dòng)（填“左”或“右”）；（4）當(dāng)蠟燭距凸透鏡5cm時(shí)，移動(dòng)光屏始終無(wú)法呈現(xiàn)蠟燭的像，原因是?！咀兪?】金老師讓大家一起探究“凸透成像的規(guī)律”給同學(xué)們準(zhǔn)備了凸透鏡、凹透鏡、光具座、蠟燭、光屏各一個(gè)，一盒火柴。（1）在挑選透鏡時(shí)，把兩個(gè)透鏡甲、乙分別正對(duì)太陽(yáng)光，在光屏上出現(xiàn)了如圖1所示的光斑，你認(rèn)為他應(yīng)該選擇（選填“甲”、“乙”）透鏡來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（2）為了使?fàn)T焰的像出現(xiàn)在光屏的中央，應(yīng)調(diào)整燭焰、凸透鏡和光屏，使?fàn)T焰中心和光屏的中心和凸透鏡中心在上。（3）如圖2所示燭焰在光屏上成倒立、等大的像，則凸透鏡的焦距f為cm。（4）如圖3所示，切除凸透鏡中間的陰影部分后，一個(gè)凸透鏡變?yōu)閮蓚€(gè)小半塊凸透鏡。切除后若保持凸透鏡剩余部分原來(lái)位置不變動(dòng)，然后將蠟燭放在P點(diǎn)，則蠟燭能成

個(gè)像?！踞槍?duì)訓(xùn)練】1．在“探究光的反射定律”的實(shí)驗(yàn)中。（1）如圖甲，先將平面鏡A放在水平桌面上，再將硬紙板B于平面鏡A放置其上，讓激光緊貼紙板射向O點(diǎn)。（2）為了顯示光路，紙板的表面應(yīng)（選填“光滑“或“粗糙“）些。（3）如果垂直射向鏡面，則入射角為度，接著多次改變?nèi)肷涔獾姆较?，測(cè)得了幾組數(shù)據(jù)如表所示，由此可得出：光反射時(shí)，。序號(hào)入射角反射角130°30°245°45°360°60°（4）接下來(lái)老師進(jìn)行了如下演示：先用加濕器使整個(gè)教室充滿霧氣，將平面鏡放在一能轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓臺(tái)上，在柱M上固定一紅色激光筆，使其發(fā)出的光垂直射向平面鏡上的O點(diǎn)，其作用是為了顯示的位置。然后打開固定在柱N上的綠色激光筆，使綠色激光射向O點(diǎn)，出現(xiàn)了如圖乙所示的情景。老師水平方向緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)圓臺(tái)，當(dāng)我們只能觀察到一條光線時(shí)，可判斷。2．小明用蠟燭、凸透鏡和光屏做“探究凸透鏡成像的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，如圖所示：（1）當(dāng)他按照如圖甲位置固定好蠟燭和光屏，然后左右移動(dòng)凸透鏡，發(fā)現(xiàn)無(wú)論如何移動(dòng)均不能在光屏上得到像，你認(rèn)為原因是。（2）如圖甲所示，當(dāng)凸透鏡位于光具座上A處時(shí)，恰好在光屏上成清晰的像，成的是

（選填：“正立”或“倒立”、“放大”、“縮小”或“等大”）的像。蠟燭燃燒一段時(shí)間后，燭焰的像將位于光屏中心的方（選填：“上”、“下”、“左”或“右”）。（3）在保持（2）中蠟燭和光屏位置不變的情況下，將凸透鏡向右移到B處（圖中未標(biāo)出）。光屏上再次成清晰的像，成的是（選填“正立”或“倒立”“放大”、“縮小”或“等大”）的像。（4）在上述探究活動(dòng)中，若已知蠟燭與光屏間的距離為L(zhǎng)0，與凸透鏡第一次所在位置間的距離為L(zhǎng)，如圖乙所示，則該透鏡焦距fL（選填：“＞”、“＜”或“＝”），透鏡先后兩次所在位置A、B之間的距離（用L0、L表示）。3．小宇利用如圖所示裝置將一束紅光斜射到空氣中，用于探究“光的折射規(guī)律”。（1）為了更清晰地觀察水中的光路，可以采用的的方法。實(shí)驗(yàn)中，（填“能”或“不能”）看見反射光。（2）實(shí)驗(yàn)的折射光路如圖中所示，可以判定折射角（填“大于”、“小于”或“等于”）入射角。增大入射角觀察到折射角在（填“增大”或“減小”）。4．小明在探究“物距和物高一定時(shí)，物體經(jīng)小孔所成像的高度和像距的關(guān)系”時(shí)，所用的實(shí)驗(yàn)器材有：用發(fā)光二極管做成的物體、有小孔的方紙板、用半透明塑料膜做成的屏、量程為0﹣﹣﹣30cm的直尺。實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖如圖1所示。（1）該實(shí)驗(yàn)應(yīng)該在較（選填“亮”或“暗”）的環(huán)境下進(jìn)行；（2）記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表，請(qǐng)?jiān)趫D2方格紙上畫出像高與像距的關(guān)系圖象；（3）根據(jù)圖象，得出的探究結(jié)論是：。實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456物距u/cm相同物高h(yuǎn)1/cm相同像距v/cm4.08.012.016.020.024.0像高h(yuǎn)2/cm2.04.16.08.09.912.05．同學(xué)們利用光具座進(jìn)行凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)：讓蠟燭的（用字母表示）處與凸透鏡、光屏的中心處于同一高度。（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中：①若在光屏上得到一個(gè)清晰的倒立放大的像，此時(shí)凸透鏡和光屏在光具座上的位置如圖所示。由此可以判斷，該凸透鏡的焦距f的大小范圍是。②蠟燭在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中由于燃燒會(huì)變短，此時(shí)光屏上所成的像會(huì)往移。（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后：同學(xué)們總結(jié)出了一些成像規(guī)律，其中正確的是A，光屏上的像都是倒立的B．物距等于2f是成實(shí)像和虛像的分界點(diǎn)C．物距變大，像距也變大D．物距等于f是成倒立和正立像的分界點(diǎn)6．在光具座上自左向右依次豎直放置一個(gè)凹透鏡、凸透鏡和平面鏡，兩個(gè)透鏡的主光軸重合，凸透鏡的焦距為f，此時(shí)兩個(gè)透鏡之間的距離為L(zhǎng)．在凹透鏡的左側(cè)有一水平平行光束通過(guò)兩個(gè)透鏡后入射到平面鏡上，經(jīng)平面鏡反射后，反射光恰能沿原來(lái)的光路返回，據(jù)此可判斷凹透鏡的焦距為。在本實(shí)驗(yàn)中通過(guò)平面鏡的反射來(lái)判斷。7．小金利用燭焰當(dāng)物體、不同焦距的凸透鏡當(dāng)晶狀體、光屏作視網(wǎng)膜來(lái)探究視覺的形成與調(diào)節(jié)。（1）當(dāng)人眼正常觀察時(shí)，物體、晶狀體和視網(wǎng)膜的距離關(guān)系符合事實(shí)的是圖一中的。（2）保持圖一A中的凸透鏡與光屏位置不變，將蠟燭向左調(diào)節(jié)一段距離后，要想在光屏上成清晰的像，應(yīng)將A中凸透鏡換成焦距更的。相當(dāng)物體遠(yuǎn)離時(shí)要調(diào)節(jié)晶狀體的屈光度才能觀察清楚（3）若步驟（2）中未調(diào)整凸透鏡，則需在凸透鏡前加一個(gè)（填“凸”或“凹”）透鏡，才能在光屏上得到清晰倒立的像。這一步驟則相當(dāng)于帶上眼鏡調(diào)節(jié)視力。（4）在實(shí)驗(yàn)中，同組的小東將印有字母“F”的紙片（如圖二）放在離凸透鏡5cm的地方，已知該凸透鏡的焦距為10cm，我們能看到的清晰的像是圖二中的（填序號(hào)）。8．為探究光的反射規(guī)律，小金進(jìn)行如圖所示的實(shí)驗(yàn)。（1）當(dāng)入射角為40°時(shí)，反射角為。（2）小金將紙板F繞垂直于鏡面ON向后轉(zhuǎn)動(dòng)，在紙板F上還能看到反射光嗎？請(qǐng)分析原因：。（3）若使入射光線與平面鏡的夾角為30°，那么反射光線與入射光線的夾角為：。9．如圖是小峰在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置。根據(jù)學(xué)過(guò)的知識(shí)回答以下問(wèn)題：（1）小峰將蠟燭、凸透鏡、光屏放在光具座上，并調(diào)節(jié)到如圖甲所示的位置時(shí)，光屏上出現(xiàn)了倒立、（填“放大”“縮小”或“等大”）的燭焰的像。（2）若圖中的點(diǎn)劃線為凸透鏡的主光軸，A點(diǎn)為燭焰上的一點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)诘膱D甲上通過(guò)作圖確定A點(diǎn)在光屏上的像A'的位置和凸透鏡的一個(gè)焦點(diǎn)F。（3）如果保持蠟燭與凸透鏡的位置不變，撤去光屏，是否仍然成像？。（4）小峰回想起白光經(jīng)三棱鏡后，光屏上自上而下出現(xiàn)了紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫的色帶（如圖乙所示），受此啟發(fā)，他選取實(shí)驗(yàn)中的凸透鏡，利用測(cè)凸透鏡焦距的原理圖（如丙圖所示），分別用紅光和紫光來(lái)進(jìn)行測(cè)凸透鏡焦距的實(shí)驗(yàn)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：對(duì)同一凸透鏡，光的焦距大些（選填“紅”或“紫”），你的依據(jù)是。10．如圖為一聲速測(cè)量?jī)x器的使用說(shuō)明書和實(shí)驗(yàn)裝置圖，閱讀并回答問(wèn)題。（1）若把銅鈴放在甲、乙的中點(diǎn)，則液晶顯示屏的示數(shù)為ms。（2）一同學(xué)將銅鈴放到甲的左邊，并與甲、乙均在一條直線上，則銅鈴離甲越遠(yuǎn)，液晶顯示屏的數(shù)值（填“變大”、“變小”或“不變”）11．如圖甲所示，小明在探究光折射現(xiàn)象時(shí)，將一束入射角為50°的光線斜射入杯中，在杯底形成光斑，然后逐漸往杯中加水，觀察杯底光斑的位置變化．他對(duì)實(shí)驗(yàn)中光偏折程度的差異產(chǎn)生了興趣．為了定量反映這種差異，他將“折射角與入射角的比值”定義為“偏折比”．根據(jù)所學(xué)知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)，小明對(duì)影響“偏折比”大小的因素提出如下猜想：猜想1：與液體深度有關(guān)猜想2：與液體種類有關(guān)猜想3：與入射光的顏色有關(guān)（1）圖甲實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得折射角為35°，則此時(shí)的“偏折比”為．加水過(guò)程中，杯底光斑將向（填“左”或“右”）移動(dòng)．（2）你認(rèn)為猜想1（選填“正確”或“不正確”），理由是：．（3）為了探究猜想2，小明只將圖甲中的水換成油，當(dāng)油的深度小于水的深度（如圖乙所示），杯底光斑位置恰與圖甲實(shí)驗(yàn)時(shí)光斑位置重合．對(duì)比可知：在相同條件下，油對(duì)光的“偏折比”比水對(duì)光的“偏折比”（選填“大”或“小”）．（4）為了探究猜想3，小明用圖甲裝置先后入射紅、藍(lán)色激光，杯底光斑位置如圖丙所示，則光的“偏折比”大．（5）將一束激光穿過(guò)如圖丁所示的玻璃磚，若光在玻璃磚上表面折射時(shí)的“偏折比”為0.8，則光在下表面折射時(shí)的“偏折比”為．12．某興趣小組的甲、乙、丙三位同學(xué)合作估測(cè)常溫下聲音在空氣中的傳播速度。（1）他們選擇了鼓（含鼓槌）做實(shí)驗(yàn)，除這器材外，至少還需要的實(shí)驗(yàn)器材是

和。（2）如圖1所示，甲負(fù)責(zé)敲鼓、乙負(fù)責(zé)計(jì)時(shí)、丙負(fù)責(zé)聽聲。實(shí)驗(yàn)步驟如下，請(qǐng)你將實(shí)驗(yàn)操作的步驟B補(bǔ)充完整。A、量出甲、乙兩人之間的直線距離s，并記錄；B、甲同學(xué)用力敲一下鼓，乙同學(xué)在時(shí)立即開始記時(shí)；C、負(fù)責(zé)聽聲的丙同學(xué)聽到鼓聲時(shí)就立即喊“?！?，聽到丙同學(xué)“?！钡闹噶?，乙同學(xué)立即按停秒表；D、將測(cè)得的時(shí)間t記錄下來(lái)；E、計(jì)算出聲音的速度v聲，則v聲（速度）＝（文字表達(dá)也可以）。（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)后，三位同學(xué)反思自己的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，認(rèn)識(shí)到用這樣的方法所測(cè)量的聲音傳播時(shí)間可能不是很準(zhǔn)確度，原因是：。（4）挫折使人進(jìn)步，甲、乙兩同學(xué)通過(guò)網(wǎng)上交流，認(rèn)識(shí)到手機(jī)軟件在實(shí)驗(yàn)中可以發(fā)揮神奇的功效，于是他們下載了一款名為Phyphox的物理實(shí)驗(yàn)手機(jī)軟件繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。該軟件能夠自動(dòng)記錄下所接收到的兩次響聲之間的時(shí)間間隔，當(dāng)手機(jī)接收到第一次響聲時(shí)能自動(dòng)開始計(jì)時(shí)，當(dāng)再次接收到響聲時(shí)能自動(dòng)停止計(jì)時(shí)，而且它對(duì)聲音的響應(yīng)非常靈敏，計(jì)時(shí)可精確到0.001s。下面是他們倆第二次實(shí)驗(yàn)的過(guò)程（如圖2）：A、找一空曠的廣場(chǎng)，分別站于間距為s的A、B兩處，打開手機(jī)軟件做好計(jì)時(shí)準(zhǔn)備。B、甲先在自己的手機(jī)邊擊掌一次，乙聽到甲的擊掌聲后，也在自己手機(jī)邊擊掌一次。C、查看甲、乙兩手機(jī)記錄下的時(shí)間值，分別為t甲、t乙。問(wèn)：①本實(shí)驗(yàn)中兩手機(jī)所記錄的時(shí)間大小關(guān)系是t甲t乙（＞/＝/＜）。②測(cè)得空氣中聲音的傳播速度v聲＝。（用t甲、t乙、s表示）13．物理興趣小組想知道某只透鏡的焦距f為多少，做實(shí)驗(yàn)甲，鏡面垂直于陽(yáng)光，在透鏡下面放上白紙（紙、鏡平行），測(cè)出透鏡與白紙間距s/cm與對(duì)應(yīng)的白紙被烤焦的時(shí)間t/min，繪出圖線乙。（1）可判斷該透鏡的焦距f為；（2）將透鏡及蠟燭、光屏置于光具座上（如圖丙），器材正確放置后，還應(yīng)對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，使?fàn)T焰和光屏的中心位于凸透鏡的上。做成像實(shí)驗(yàn)，記錄每次成實(shí)像的物距u，像距v．物像間距L（u+v），繪出圖線?。ㄒ詅為長(zhǎng)度單位），由圖可知，要想成實(shí)像，蠟燭與光屏的間距應(yīng)滿足L≥（用f表示）。（3）在物理學(xué)中，有一個(gè)凸透鏡成像的“新概念”：放大率n=A'B'AB=vu14．在某次探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，所使用的凸透鏡焦距是15cm。（1）如圖所示，當(dāng)把凸透鏡成固定在50cm刻度線位置，蠟燭固定在15cm刻度線位置時(shí)，光屏應(yīng)在（選填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）區(qū)域內(nèi)左右移動(dòng)，才能在光屏上得到清晰的（選填“放大”或“縮小”）倒立的實(shí)像；照相機(jī)、投影儀和放大鏡是常用的三種光學(xué)儀器，其中遵循此成像規(guī)律。（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，燃燒的蠟燭變短，導(dǎo)致光屏上的像向移動(dòng)，可將凸透鏡的高度調(diào)（選填“高”或“低”），使像呈現(xiàn)在光屏中央。（3）若將一個(gè)不透明小于透鏡的小圓紙片貼在凸透鏡的中央，則在另一側(cè)的光屏上

得到完整的像（選填“能”或“不能”）。（4）把蠟燭向左移動(dòng)一小段距離，發(fā)現(xiàn)光屏上燭焰的像變模糊了；為了使光屏上再次得到清晰的像，光屏應(yīng)向移動(dòng)；若不移動(dòng)光屏，將一個(gè)眼鏡片放在凸透鏡和燭焰之間，發(fā)現(xiàn)光屏上的像也變清晰了，則該眼鏡片是透鏡，可以用來(lái)矯正

（選填“近視”或“遠(yuǎn)視”）眼。（5）在探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)蠟燭從很遠(yuǎn)處向二倍焦距處移動(dòng)時(shí)，物體移動(dòng)的速度像移動(dòng)的速度（選填“大于”、“小于”或“等于”）。專題5光學(xué)探究實(shí)驗(yàn)【例題精析】類型1光的反射定律和折射規(guī)律【熱點(diǎn)搜尋】光的反射定律與折射規(guī)律的探究分幾步走,一是得出三線共面,方法是將反(折)射光線所在平面向前或后折,發(fā)現(xiàn)反(折)射光線不在該平面上了;二是通過(guò)改變?nèi)肷浣?發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎么變,反(折)射光線和入射光線都分居法線兩側(cè);三是通過(guò)測(cè)量入射角和反(折)射角的大小關(guān)系,得出角度之間的大小關(guān)系。考的比較多的是第一步?！纠?】小明同學(xué)要探究光從空氣射入不同介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)的規(guī)律。她將光從空氣射入水、玻璃后發(fā)生折射實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在下表中：入射角水中折射角玻璃中折射角光速0°0°0°C為光在真空中的傳播速度V空氣＝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）比較數(shù)據(jù)中第一行，得出結(jié)論是：；（2）比較第一、第二列或第一、第三列，可得出的結(jié)論是：光從空氣斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，，且隨著入射角的增加折射角；（3）比較表中數(shù)據(jù)，可初步得出的結(jié)論：當(dāng)光以相同入射角斜射入不同介質(zhì)時(shí)，在介質(zhì)中的傳播速度越大，折射角。【解答】解：由折射定律可得，光從空氣斜射入不同介質(zhì)時(shí)，折射角是不同的；（1）第一行中，光線垂直入射，結(jié)果發(fā)現(xiàn)光介質(zhì)中的傳播方向沒有發(fā)生變化，即垂直入射光不改變方向；（2）比較第一、第二列或第一、第三列，可得出的結(jié)論是，光從空氣斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向一般發(fā)生改變，當(dāng)入射角增大時(shí)，折射角也隨之發(fā)生變化，即折射角隨入射角的增大而增大；（3）由表中數(shù)據(jù)可知，同樣的入射角入射時(shí)，光在光速較大的水中，折射角也大，故說(shuō)明折射角的大小應(yīng)與光速有關(guān)，在介質(zhì)中的傳播速度越大，則折射角越大；故答案為：（1）垂直入射時(shí)，光不改變傳播方向；（2）傳播方向一般發(fā)生改變；增加；（3）越大。【變式1】同學(xué)意外發(fā)現(xiàn)：當(dāng)光沿某方向從半圓玻璃磚射向空氣時(shí)，折射光消失而反射光卻變得更亮，如圖，老師告訴他這是光的全反射現(xiàn)象。同學(xué)查閱資料并在老師的指導(dǎo)下展開探究實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：入射角α0°10°20°30°40°41.2°41.8°42°折射角β0°15.2°30.9°48.6°81°81°90°/反射能量5%7%26%43%84%84%100%100%（1）該同學(xué)不斷增大入射角的的目的是。（2）根據(jù)題意和表格數(shù)據(jù)分析要發(fā)生全反射現(xiàn)象需要的條件是。（至少寫出兩點(diǎn)））（3）根據(jù)光的折射規(guī)律，請(qǐng)猜想當(dāng)光從空氣斜射向玻璃時(shí)，不能發(fā)生全反射現(xiàn)象，原因是?！窘獯稹拷猓海?）由題意可知，該同學(xué)是要探究光的全反射現(xiàn)象，所以該同學(xué)不斷增大入射角的目的是找到發(fā)生全反射現(xiàn)象的規(guī)律。（2）由表格中的數(shù)據(jù)可知，發(fā)生全反射的條件是：①光從玻璃斜射入空氣；②入射角大于或等于41.8°；（3）由光的折射規(guī)律可知，當(dāng)光從空氣斜射向玻璃時(shí)，折射角小于入射角，折射角小于90°，因此折射光線不能消失，則不能發(fā)生全反射現(xiàn)象。故答案為：（1）找到發(fā)生全反射現(xiàn)象的規(guī)律；（2）①光從玻璃斜射入空氣；②入射角大于或等于41.8°；（3）當(dāng)光從空氣斜射向玻璃時(shí)，折射角小于入射角，折射角小于90°，因此折射光線不能消失?！咀兪?】陶瓷茶杯底部放有一枚硬幣，人移動(dòng)到某一位置時(shí)恰好看不見硬幣（如圖甲），往茶杯中倒入一些水后，又能夠看見硬幣了（如圖丙）。（1）倒入一些水后看到硬幣的是（選填“實(shí)”或“虛”）像，比硬幣實(shí)際的位置（選填“高”或“低”）。（2）在圖乙中，大致畫出所示光線所對(duì)應(yīng)的折射光線。（3）在圖丙中，通過(guò)圖示和標(biāo)注的形式說(shuō)明為什么能看到硬幣?！窘獯稹拷猓海?）保持眼睛和杯子的位置不變，慢慢向杯子里倒水，隨著水面的上升，將會(huì)看到硬幣的虛像，這是由于光在水面發(fā)生了光的折射現(xiàn)象所形成的。隨著杯中水面的不斷上升，根據(jù)折射角大于入射角可知，硬幣的像將向上移動(dòng)，比硬幣實(shí)際的位置高。（2）光從水斜射入空氣中時(shí)，折射光線向遠(yuǎn)離法線的方向偏折，折射角大于入射角，畫出空氣中的折射光線。如下圖乙所示：（3）根據(jù)光的折射規(guī)律，光從水斜射入空氣中時(shí)，折射光線向遠(yuǎn)離法線的方向偏折，折射角大于入射角，人眼逆著光的傳播方向看去，便可看到比硬幣實(shí)際的位置高的像。如圖丙所示。故答案為：（1）虛；高；（2）（3）如上圖所示。類型2平面鏡成像【熱點(diǎn)搜尋】平面鏡成像的特點(diǎn):像是虛像;像和物關(guān)于鏡面對(duì)稱(像和物的大小相等,到鏡面的距離相等,對(duì)應(yīng)點(diǎn)的連線和鏡面垂直);像和物上下相同,左右相反(鏡中人的左手是人的右手,看鏡子中的鐘的時(shí)間要看紙張的反面);物體遠(yuǎn)離或靠近鏡面時(shí),像的大小不變。【例2】探究光的反射規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。平面鏡放在水平桌面上，標(biāo)有刻度（圖中未畫出）的白色紙板ABCD，能繞垂直于CD的ON軸翻轉(zhuǎn)，在紙板上安裝一支可在紙板平面內(nèi)自由移動(dòng)的激光筆。（1）實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)將紙板放置于平面鏡上。移動(dòng)激光筆，使入射光束繞入射點(diǎn)O沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，可觀察到反射光束沿時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)；（2）移動(dòng)激光筆，使入射角為45°，測(cè)得反射角也為45°．由此就得出“光反射時(shí)，反射角等于入射角”的結(jié)論。你認(rèn)為有何不妥之處？；（3）如圖乙所示，將紙板右半部分繞ON向后翻轉(zhuǎn)任意角度，發(fā)現(xiàn)紙板上均無(wú)反射光束呈現(xiàn)。此現(xiàn)象說(shuō)明了：?！窘獯稹拷猓海?）白色紙板ABCD應(yīng)豎直放置于平面鏡上，這樣反射光線才可以在硬紙板上呈現(xiàn)；如圖甲，移動(dòng)激光筆，使入射光束繞入射點(diǎn)O沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，則入射角增大，反射角也增大，則反射光線會(huì)遠(yuǎn)離法線，即反射光線將會(huì)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；（2）因?yàn)橐淮螌?shí)驗(yàn)具有有很大的偶然性，所以不能只由一組數(shù)據(jù)就得出結(jié)論，應(yīng)改變?nèi)肷浣堑亩葦?shù)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)。（3）如圖乙所示，將紙板右半部分繞ON向后翻轉(zhuǎn)任意角度，發(fā)現(xiàn)紙板上均無(wú)反射光束呈現(xiàn)。此現(xiàn)象說(shuō)明了反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)；故答案為：（1）豎直；順；（2）一次實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論具有偶然性；（3）反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)?！咀兪?】圖1是利用激光測(cè)轉(zhuǎn)的原理示意圖，圖中圓盤可繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，盤邊緣側(cè)面上有一小段涂有很薄的反光材料。當(dāng)盤轉(zhuǎn)到某一位置時(shí)，接收器可以接收到反光涂層所反射的激光束，并將所收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，在示波器顯示屏上顯示出來(lái)（如圖2所示）。（1）若圖2中示波器顯示屏橫向的每大格（5小格）對(duì)應(yīng)的時(shí)間為5.00×10﹣2s，則圓盤的轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)/s（保留3位有效數(shù)字）。（2）若測(cè)得圓盤直徑為10.20cm，則可求得圓盤側(cè)面反光涂層的長(zhǎng)度為cm（保留3位有效數(shù)字）?！窘獯稹拷猓海?）從圖2顯示圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)一周在橫軸上顯示23格，由題意知道，每格表示1.00×10﹣2s，所以圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為0.23秒，則轉(zhuǎn)速為4.35r/s；（2）反光中引起的電流圖象在圖2中橫坐標(biāo)上每次一小格，說(shuō)明反光涂層的長(zhǎng)度占圓盤周長(zhǎng)的23分之一，故圓盤上反光涂層的長(zhǎng)度為πd22故答案為：4.35；1.39。類型3凸透鏡成像規(guī)律【熱點(diǎn)搜尋】關(guān)于凸透鏡成像的題目是初中光學(xué)中數(shù)量最多、難度最大的一類,在初中光學(xué)中占有重要地位,特別是這類題目中的焦距f、物距u、像距v發(fā)生變化引起所成像性質(zhì)的改變。熟記凸透鏡的成像規(guī)律是熟練解決這類問(wèn)題的前提,有時(shí)用到光路的可逆性和像、物的對(duì)應(yīng)性,要靈活處理。【例3】用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置“探究凸透鏡成像規(guī)律”：（1）要使?fàn)T焰的像能成在光屏的中央，應(yīng)將蠟燭向下（選填“上”或“下”）調(diào)節(jié)：（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了如圖乙的圖象（v表示像距，u表示物距），則該凸透鏡的焦距是cm；（3）蠟燭靠近凸透鏡時(shí)，若想在光屏上再次看到清晰的像，則光屏應(yīng)向移動(dòng)（填“左”或“右”）；（4）當(dāng)蠟燭距凸透鏡5cm時(shí)，移動(dòng)光屏始終無(wú)法呈現(xiàn)蠟燭的像，原因是。【解答】解：（1）由圖可知，像成在了光屏的下方，根據(jù)經(jīng)過(guò)光心的光線的傳播方向不變可知，應(yīng)將蠟燭下調(diào)節(jié)；（2）由凸透鏡成像規(guī)律可知，在光屏上得到一個(gè)等大清晰的像時(shí)u＝v＝2f，結(jié)合圖象可發(fā)現(xiàn)u＝v＝2f＝20.0cm＝2f，所以f＝10.0cm；（3）蠟燭靠近凸透鏡時(shí)，物距變小，像距變大，若想在光屏上再次看到清晰的像，光屏應(yīng)該遠(yuǎn)離凸透鏡，即向右移動(dòng)；（4）u＝5cm＜f時(shí)，成虛像，無(wú)法用光屏承接；故答案為：（1）下；（2）10；（3）右；（4）此時(shí)成的是虛像，虛像不能被光屏承接?！咀兪?】金老師讓大家一起探究“凸透成像的規(guī)律”給同學(xué)們準(zhǔn)備了凸透鏡、凹透鏡、光具座、蠟燭、光屏各一個(gè)，一盒火柴。（1）在挑選透鏡時(shí)，把兩個(gè)透鏡甲、乙分別正對(duì)太陽(yáng)光，在光屏上出現(xiàn)了如圖1所示的光斑，你認(rèn)為他應(yīng)該選擇（選填“甲”、“乙”）透鏡來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（2）為了使?fàn)T焰的像出現(xiàn)在光屏的中央，應(yīng)調(diào)整燭焰、凸透鏡和光屏，使?fàn)T焰中心和光屏的中心和凸透鏡中心在上。（3）如圖2所示燭焰在光屏上成倒立、等大的像，則凸透鏡的焦距f為cm。（4）如圖3所示，切除凸透鏡中間的陰影部分后，一個(gè)凸透鏡變?yōu)閮蓚€(gè)小半塊凸透鏡。切除后若保持凸透鏡剩余部分原來(lái)位置不變動(dòng)，然后將蠟燭放在P點(diǎn)，則蠟燭能成

個(gè)像。【解答】解：（1）圖甲光斑的中間比較暗，圖乙中間出現(xiàn)亮斑，所以甲對(duì)光線具有發(fā)散作用，是凹透鏡，乙對(duì)光線具有會(huì)聚作用，是凸透鏡，所以要選擇乙透鏡探究“凸透鏡成像的規(guī)律”；（2）為了使?fàn)T焰的像出現(xiàn)在光屏的中央，應(yīng)調(diào)整燭焰、凸透鏡和光屏，使?fàn)T焰和光屏的中心和凸透鏡中心在同一高度上；（3）如圖2所示燭焰在光屏上成倒立、等大的像，u＝v＝2f＝50.0cm﹣30.0cm＝20.0cm，則凸透鏡的焦距f＝10.0cm；（4）因?yàn)橥雇哥R中間厚，邊緣薄，切去部分后相當(dāng)于凸透鏡被遮住一部分，凸透鏡的光心位置沒有改變，故還是成一個(gè)像。故答案為：（1）乙；（2）同一高度；（3）10.0；（4）1。【針對(duì)訓(xùn)練】1．在“探究光的反射定律”的實(shí)驗(yàn)中。（1）如圖甲，先將平面鏡A放在水平桌面上，再將硬紙板B于平面鏡A放置其上，讓激光緊貼紙板射向O點(diǎn)。（2）為了顯示光路，紙板的表面應(yīng)（選填“光滑“或“粗糙“）些。（3）如果垂直射向鏡面，則入射角為度，接著多次改變?nèi)肷涔獾姆较颍瑴y(cè)得了幾組數(shù)據(jù)如表所示，由此可得出：光反射時(shí)，。序號(hào)入射角反射角130°30°245°45°360°60°（4）接下來(lái)老師進(jìn)行了如下演示：先用加濕器使整個(gè)教室充滿霧氣，將平面鏡放在一能轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓臺(tái)上，在柱M上固定一紅色激光筆，使其發(fā)出的光垂直射向平面鏡上的O點(diǎn)，其作用是為了顯示的位置。然后打開固定在柱N上的綠色激光筆，使綠色激光射向O點(diǎn)，出現(xiàn)了如圖乙所示的情景。老師水平方向緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)圓臺(tái)，當(dāng)我們只能觀察到一條光線時(shí)，可判斷。【解答】解：（1）為了使光的傳播路徑能呈現(xiàn)在硬紙板上，應(yīng)讓硬紙板B垂直放置在平面鏡A上，讓激光緊貼紙板射向O點(diǎn)；（2）為了看清楚紙板上的光路，紙板的表面應(yīng)是較粗糙的，光線射在上面發(fā)生了漫反射，反射光線射向各個(gè)方向，無(wú)論從哪個(gè)角度看，都能看得清楚；（3）如果光垂直射向鏡面，反射光線、法線、入射光線重合，此時(shí)入射角為0°；由表中數(shù)據(jù)可知，光反射時(shí)，反射角等于入射角；（4）加濕器使整個(gè)教室充滿霧氣，這樣能顯示出光的傳播路徑；法線與平面鏡是垂直的，紅色激光筆發(fā)出的光垂直射向平面鏡上的O點(diǎn)，可以顯示法線的位置；沿水平方向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)圓臺(tái)，當(dāng)我們觀察到入射綠光、入射紅光和反射綠光看起來(lái)重合時(shí)（即只能觀察到一條光線時(shí)），可根據(jù)光的傳播路徑來(lái)判斷反射光線，入射光線和法線在同一平面內(nèi)。故答案為：（1）垂直；（2）粗糙；（3）0；反射角等于入射角；（4）法線；反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)。2．小明用蠟燭、凸透鏡和光屏做“探究凸透鏡成像的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，如圖所示：（1）當(dāng)他按照如圖甲位置固定好蠟燭和光屏，然后左右移動(dòng)凸透鏡，發(fā)現(xiàn)無(wú)論如何移動(dòng)均不能在光屏上得到像，你認(rèn)為原因是。（2）如圖甲所示，當(dāng)凸透鏡位于光具座上A處時(shí)，恰好在光屏上成清晰的像，成的是

（選填：“正立”或“倒立”、“放大”、“縮小”或“等大”）的像。蠟燭燃燒一段時(shí)間后，燭焰的像將位于光屏中心的方（選填：“上”、“下”、“左”或“右”）。（3）在保持（2）中蠟燭和光屏位置不變的情況下，將凸透鏡向右移到B處（圖中未標(biāo)出）。光屏上再次成清晰的像，成的是（選填“正立”或“倒立”“放大”、“縮小”或“等大”）的像。（4）在上述探究活動(dòng)中，若已知蠟燭與光屏間的距離為L(zhǎng)0，與凸透鏡第一次所在位置間的距離為L(zhǎng)，如圖乙所示，則該透鏡焦距fL（選填：“＞”、“＜”或“＝”），透鏡先后兩次所在位置A、B之間的距離（用L0、L表示）?！窘獯稹拷猓海?）蠟燭、凸透鏡、光屏在光具座上依次擺放，點(diǎn)燃蠟燭后，發(fā)現(xiàn)無(wú)論如何移動(dòng)光屏總找不到像，由圖可知，是因?yàn)槲锞嘈∮诮咕?，成的是虛像，虛像不能成在光屏上；?）由圖可知此時(shí)物距小于像距，即物距在一倍焦距和二倍焦距之間，成倒立放大實(shí)像；若蠟燭燃燒一段時(shí)間后，蠟燭整體下降，則燭焰的像將向上移動(dòng)；由于通過(guò)光心的光線方向不改變，燭焰的像將位于光屏中心的上方；（3）在保持圖中蠟燭和光屏位置不變的情況下，將凸透鏡向右移到某處，根據(jù)光路可逆可知，當(dāng)現(xiàn)在的物距等于原來(lái)的像距時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像；（4）在A點(diǎn)時(shí)，成放大、倒立的實(shí)像，此時(shí)物距在一倍焦距到二倍焦距之間，即f＜L；在B點(diǎn)時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像，由于光屏和蠟燭位置不變，則A點(diǎn)時(shí)的物距和B點(diǎn)時(shí)的像距長(zhǎng)度相等，所以A、B間距離為：L0﹣2L。故答案為：（1）可能是因?yàn)槲锞嘈∮诮咕啵闪颂撓?，不能成在光屏上；?）倒立、放大；上；（3）倒立、縮小；（4）小于；L0﹣2L。3．小宇利用如圖所示裝置將一束紅光斜射到空氣中，用于探究“光的折射規(guī)律”。（1）為了更清晰地觀察水中的光路，可以采用的的方法。實(shí)驗(yàn)中，（填“能”或“不能”）看見反射光。（2）實(shí)驗(yàn)的折射光路如圖中所示，可以判定折射角（填“大于”、“小于”或“等于”）入射角。增大入射角觀察到折射角在（填“增大”或“減小”）?！窘獯稹拷猓海?）為了更清晰地看到光路，應(yīng)使水稍微混濁一些，可以放入少量的牛奶，就能看到入射光線、反射光線；（2）折射光線和法線的夾角是折射角，入射光線和法線的夾角是入射角；由圖可知，折射角大于入射角；增大入射角，折射角也將增大。故答案為：（1）在水中加入少許牛奶；能；（2）大于；增大。4．小明在探究“物距和物高一定時(shí)，物體經(jīng)小孔所成像的高度和像距的關(guān)系”時(shí)，所用的實(shí)驗(yàn)器材有：用發(fā)光二極管做成的物體、有小孔的方紙板、用半透明塑料膜做成的屏、量程為0﹣﹣﹣30cm的直尺。實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖如圖1所示。（1）該實(shí)驗(yàn)應(yīng)該在較（選填“亮”或“暗”）的環(huán)境下進(jìn)行；（2）記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表，請(qǐng)?jiān)趫D2方格紙上畫出像高與像距的關(guān)系圖象；（3）根據(jù)圖象，得出的探究結(jié)論是：。實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456物距u/cm相同物高h(yuǎn)1/cm相同像距v/cm4.08.012.016.020.024.0像高h(yuǎn)2/cm2.04.16.08.09.912.0【解答】解：（1）本實(shí)驗(yàn)探究“物距和物高一定時(shí)，物體經(jīng)小孔所成的像的高度和像距的關(guān)系”時(shí)，發(fā)光二極管是成像物體，在明亮的環(huán)境中，發(fā)光二極管和明亮環(huán)境的對(duì)比度降低，成像不太清晰，故該實(shí)驗(yàn)應(yīng)該在較暗的環(huán)境下效果更好。（2）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)描點(diǎn)，并用平滑的線連接起來(lái)，見下圖：（3）由表格上的數(shù)據(jù)可知，像的高度隨像到小孔距離的增大而增大，且像的高度與像到小孔距離的比值是一個(gè)定值，所以得出的探究結(jié)論是：在物距和物高一定時(shí)，物體經(jīng)小孔所成像的高度和像距成正比。故答案為：（1）暗；（2）見上圖；（3）在物距和物高一定時(shí)，物體經(jīng)小孔所成像的高度和像距成正比；5．同學(xué)們利用光具座進(jìn)行凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)：讓蠟燭的（用字母表示）處與凸透鏡、光屏的中心處于同一高度。（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中：①若在光屏上得到一個(gè)清晰的倒立放大的像，此時(shí)凸透鏡和光屏在光具座上的位置如圖所示。由此可以判斷，該凸透鏡的焦距f的大小范圍是。②蠟燭在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中由于燃燒會(huì)變短，此時(shí)光屏上所成的像會(huì)往移。（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后：同學(xué)們總結(jié)出了一些成像規(guī)律，其中正確的是A，光屏上的像都是倒立的B．物距等于2f是成實(shí)像和虛像的分界點(diǎn)C．物距變大，像距也變大D．物距等于f是成倒立和正立像的分界點(diǎn)【解答】解：（1）做凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)，要使?fàn)T焰的焰心，凸透鏡的光心，光屏的中心三者位于同一高度，目的是使像成在光屏的中央，便于觀察，故讓蠟燭的A處與凸透鏡、光屏的中心處于同一高度。（2）①光屏上得到一個(gè)清晰的像，是倒立放大的實(shí)像，則焦距為f的凸透鏡：像離凸透鏡40.0cm﹣25.0cm＝15.0cm處，15.0cm＞2f，所以，7.5cm＞f；②據(jù)成像特點(diǎn)可知，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中蠟燭由于燃燒而變短，則光屏上燭焰的像將向上移動(dòng)。（3）A，實(shí)像都是倒立的，故光屏上的像都是倒立的，故A正確；B．物距等于2f是像與物大小的分界點(diǎn)，故B錯(cuò)誤；C．物距變大，像距變小，故C錯(cuò)誤；D．物距等于f是成虛像和實(shí)像的分界點(diǎn)，也是倒立和正立像的分界點(diǎn)，故D錯(cuò)正確故選：AD。故答案為：（1）A；（2）①7.5cm＞f；②上；（3）AD。6．在光具座上自左向右依次豎直放置一個(gè)凹透鏡、凸透鏡和平面鏡，兩個(gè)透鏡的主光軸重合，凸透鏡的焦距為f，此時(shí)兩個(gè)透鏡之間的距離為L(zhǎng)．在凹透鏡的左側(cè)有一水平平行光束通過(guò)兩個(gè)透鏡后入射到平面鏡上，經(jīng)平面鏡反射后，反射光恰能沿原來(lái)的光路返回，據(jù)此可判斷凹透鏡的焦距為。在本實(shí)驗(yàn)中通過(guò)平面鏡的反射來(lái)判斷?！窘獯稹拷猓寒?dāng)凸透鏡的焦點(diǎn)位于凸透鏡與凹透鏡之間時(shí)，因?yàn)閺陌纪哥R出來(lái)的光線為發(fā)散光線，所以不可能經(jīng)過(guò)凸透鏡焦點(diǎn)；當(dāng)凸透鏡焦點(diǎn)位于凹透鏡左邊時(shí)，則可能從凹透鏡出來(lái)的光線的反向延長(zhǎng)線經(jīng)過(guò)凸透鏡的焦點(diǎn)；而射入凹透鏡的光線為平行光線，故從凹透鏡出來(lái)的光線的反向延長(zhǎng)線也經(jīng)過(guò)凹透鏡的焦點(diǎn)，因而凹透鏡的焦點(diǎn)與凸透鏡的焦點(diǎn)重合，如圖，所以凹透鏡的焦距f′＝f﹣L。在本實(shí)驗(yàn)中通過(guò)平面鏡的反射來(lái)判斷：在光的反射中，光路是可逆的。故答案為：f﹣L；光路是可逆的。7．小金利用燭焰當(dāng)物體、不同焦距的凸透鏡當(dāng)晶狀體、光屏作視網(wǎng)膜來(lái)探究視覺的形成與調(diào)節(jié)。（1）當(dāng)人眼正常觀察時(shí)，物體、晶狀體和視網(wǎng)膜的距離關(guān)系符合事實(shí)的是圖一中的。（2）保持圖一A中的凸透鏡與光屏位置不變，將蠟燭向左調(diào)節(jié)一段距離后，要想在光屏上成清晰的像，應(yīng)將A中凸透鏡換成焦距更的。相當(dāng)物體遠(yuǎn)離時(shí)要調(diào)節(jié)晶狀體的屈光度才能觀察清楚（3）若步驟（2）中未調(diào)整凸透鏡，則需在凸透鏡前加一個(gè)（填“凸”或“凹”）透鏡，才能在光屏上得到清晰倒立的像。這一步驟則相當(dāng)于帶上眼鏡調(diào)節(jié)視力。（4）在實(shí)驗(yàn)中，同組的小東將印有字母“F”的紙片（如圖二）放在離凸透鏡5cm的地方，已知該凸透鏡的焦距為10cm，我們能看到的清晰的像是圖二中的（填序號(hào)）?！窘獯稹拷猓海?）當(dāng)人眼正常觀察時(shí)，眼睛成像的原理和照相機(jī)的原理相同，即物距大于兩倍焦距且物距大于像距，故物體、晶狀體和視網(wǎng)膜的距離關(guān)系符合事實(shí)的是圖一中的A圖；（2）保持圖一A中的凸透鏡與光屏位置不變，將蠟燭向左調(diào)節(jié)一段距離后，物距變大，像距減小，像變小，要想在光屏上成清晰的像，應(yīng)將A中凸透鏡換成焦距更大的，減小偏折能力；（3）未調(diào)節(jié)光屏的位置，則需在凸透鏡前加一個(gè)凹透鏡，使光線推遲會(huì)聚，也能在光屏上得到清晰倒立的像；（4）若將印有字母“F”的紙片（圖二）放在離凸透鏡5cm的地方，物距小于焦距，成正立、放大的虛像，故選A。故答案為：（1）A；（2）大；（3）凹；（4）A。8．為探究光的反射規(guī)律，小金進(jìn)行如圖所示的實(shí)驗(yàn)。（1）當(dāng)入射角為40°時(shí)，反射角為。（2）小金將紙板F繞垂直于鏡面ON向后轉(zhuǎn)動(dòng)，在紙板F上還能看到反射光嗎？請(qǐng)分析原因：。（3）若使入射光線與平面鏡的夾角為30°，那么反射光線與入射光線的夾角為：?！窘獯稹拷猓海?）如圖：反射角等于入射角，都為40°。（2）由光的反射定律可知：反射光線與入射光線在同一平面內(nèi)，則她將紙板B向后折不能接收到反射光線；（3）一條光線與平面鏡的夾角為30°，那么入射光線與法線間的夾角，即入射角為90°﹣30°＝60°；由光的反射定律知；反射角等于入射角為60°，反射光線與入射光線的夾角為60°+60°＝120°。故答案為：（1）40°；（2）不能；反射光線、入射光線、法線在同一平面內(nèi)；（3）120°。9．如圖是小峰在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置。根據(jù)學(xué)過(guò)的知識(shí)回答以下問(wèn)題：（1）小峰將蠟燭、凸透鏡、光屏放在光具座上，并調(diào)節(jié)到如圖甲所示的位置時(shí)，光屏上出現(xiàn)了倒立、（填“放大”“縮小”或“等大”）的燭焰的像。（2）若圖中的點(diǎn)劃線為凸透鏡的主光軸，A點(diǎn)為燭焰上的一點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)诘膱D甲上通過(guò)作圖確定A點(diǎn)在光屏上的像A'的位置和凸透鏡的一個(gè)焦點(diǎn)F。（3）如果保持蠟燭與凸透鏡的位置不變，撤去光屏，是否仍然成像？。（4）小峰回想起白光經(jīng)三棱鏡后，光屏上自上而下出現(xiàn)了紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫的色帶（如圖乙所示），受此啟發(fā)，他選取實(shí)驗(yàn)中的凸透鏡，利用測(cè)凸透鏡焦距的原理圖（如丙圖所示），分別用紅光和紫光來(lái)進(jìn)行測(cè)凸透鏡焦距的實(shí)驗(yàn)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：對(duì)同一凸透鏡，光的焦距大些（選填“紅”或“紫”），你的依據(jù)是。【解答】解：（1）由圖可知：物距大于相距，則光屏上成倒立、縮小的實(shí)像。（2）在主軸上確定出凸透鏡的右邊的焦點(diǎn)位置。過(guò)A點(diǎn)和光心作一條光線，折射光線與光屏的交點(diǎn)為像點(diǎn)A′；過(guò)A點(diǎn)作平行于主光軸的入射光線，然后過(guò)透鏡后到達(dá)A′點(diǎn)，折射光線與主光軸的交點(diǎn)即為焦點(diǎn)F；如下圖所示：；（3）保持蠟燭與凸透鏡的位置不變，不影響成像。只是撤去光屏，光屏上不能承接到像了；（4）用紅光和紫光平行于同一個(gè)凸透鏡的主光軸射入，紅光、紫光對(duì)凸透鏡的焦距不相同。紅色光較紫色光偏折能力弱，所以紅色光對(duì)凸透鏡的焦距大。故答案為：（1）縮??；（2）如上圖；（3）是；（4）紅；紅色光較紫色光偏折能力弱。10．如圖為一聲速測(cè)量?jī)x器的使用說(shuō)明書和實(shí)驗(yàn)裝置圖，閱讀并回答問(wèn)題。（1）若把銅鈴放在甲、乙的中點(diǎn)，則液晶顯示屏的示數(shù)為ms。（2）一同學(xué)將銅鈴放到甲的左邊，并與甲、乙均在一條直線上，則銅鈴離甲越遠(yuǎn)，液晶顯示屏的數(shù)值（填“變大”、“變小”或“不變”）【解答】解：（1）如果銅鈴在甲、乙中點(diǎn)，則銅鈴與甲的距離和與乙的距離是相等的，且由于聲速相同，所以聲音從銅鈴到達(dá)甲、乙的時(shí)間相同。故液晶屏的示數(shù)為0；（2）因?yàn)殂~鈴與甲、乙在一條直線上，所以銅鈴離乙的距離總是比甲正好遠(yuǎn)甲、乙間的距離，由于乙比甲遠(yuǎn)的距離是一定的，所以聲音傳到乙和甲的時(shí)間差是不變的。故答案為：（1）0；（2）不變。11．如圖甲所示，小明在探究光折射現(xiàn)象時(shí)，將一束入射角為50°的光線斜射入杯中，在杯底形成光斑，然后逐漸往杯中加水，觀察杯底光斑的位置變化．他對(duì)實(shí)驗(yàn)中光偏折程度的差異產(chǎn)生了興趣．為了定量反映這種差異，他將“折射角與入射角的比值”定義為“偏折比”．根據(jù)所學(xué)知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)，小明對(duì)影響“偏折比”大小的因素提出如下猜想：猜想1：與液體深度有關(guān)猜想2：與液體種類有關(guān)猜想3：與入射光的顏色有關(guān)（1）圖甲實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得折射角為35°，則此時(shí)的“偏折比”為．加水過(guò)程中，杯底光斑將向（填“左”或“右”）移動(dòng)．（2）你認(rèn)為猜想1（選填“正確”或“不正確”），理由是：．（3）為了探究猜想2，小明只將圖甲中的水換成油，當(dāng)油的深度小于水的深度（如圖乙所示），杯底光斑位置恰與圖甲實(shí)驗(yàn)時(shí)光斑位置重合．對(duì)比可知：在相同條件下，油對(duì)光的“偏折比”比水對(duì)光的“偏折比”（選填“大”或“小”）．（4）為了探究猜想3，小明用圖甲裝置先后入射紅、藍(lán)色激光，杯底光斑位置如圖丙所示，則光的“偏折比”大．（5）將一束激光穿過(guò)如圖丁所示的玻璃磚，若光在玻璃磚上表面折射時(shí)的“偏折比”為0.8，則光在下表面折射時(shí)的“偏折比”為．【解答】解：（1）圖甲實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得折射角為35°，已知入射角為50°，則偏折比=35°當(dāng)容器內(nèi)逐漸加水時(shí)，光的折射程度不變，但入射點(diǎn)逐漸抬高且向右移動(dòng)，由光的折射規(guī)律作出的折射光線照射在容器底的光斑會(huì)逐漸向右移動(dòng)；（2）由圖可知，水面上升或下降時(shí)，入射角和折射角都不變，則折射角與入射角的比值即偏折比也不變，由此說(shuō)明偏折比與液體深度無(wú)關(guān)，故猜想1不正確；（3）將圖甲中的水換成油，當(dāng)油的深度小于水的深度，杯底光斑位置恰與圖甲實(shí)驗(yàn)時(shí)光斑位置重合，如圖1，由圖1可知：水中的折射角大于油中的折射角，由于入射角相同，則在相同條件下，油對(duì)光的“偏折比”比水對(duì)光的“偏折比”小；（4）光線的入射角和入射點(diǎn)不變，紅、藍(lán)色激光的折光線，如圖2，由圖2可知：紅色激光的折射角大于藍(lán)色激光的折射角，由于入射角相同，則根據(jù)“偏折比”的定義可知：紅光的“偏折比”大；（5）將一束激光穿過(guò)如圖丁所示的玻璃磚，若光在玻璃磚上表面折射時(shí)入射角為r，折射角為i，如圖3，此時(shí)“偏折比”為0.8，即：∠i∠r當(dāng)光在下表面折射時(shí)如圖3中，則此時(shí)入射角為r′，折射角為i′，根據(jù)幾何知識(shí)可知：∠r′＝∠i，∠i′＝∠r，所以，光在下表面折射時(shí)的“偏折比”為：∠i'∠r'故答案為：（1）0.7；右；（2）不正確；水面上升或下降時(shí)，入射角和折射角都不變；（3）??；（4）紅；（5）1.25。12．某興趣小組的甲、乙、丙三位同學(xué)合作估測(cè)常溫下聲音在空氣中的傳播速度。（1）他們選擇了鼓（含鼓槌）做實(shí)驗(yàn)，除這器材外，至少還需要的實(shí)驗(yàn)器材是

和。（2）如圖1所示，甲負(fù)責(zé)敲鼓、乙負(fù)責(zé)計(jì)時(shí)、丙負(fù)責(zé)聽聲。實(shí)驗(yàn)步驟如下，請(qǐng)你將實(shí)驗(yàn)操作的步驟B補(bǔ)充完整。A、量出甲、乙兩人之間的直線距離s，并記錄；B、甲同學(xué)用力敲一下鼓，乙同學(xué)在時(shí)立即開始記時(shí)；C、負(fù)責(zé)聽聲的丙同學(xué)聽到鼓聲時(shí)就立即喊“?！?，聽到丙同學(xué)“停”的指令，乙同學(xué)立即按停秒表；D、將測(cè)得的時(shí)間t記錄下來(lái)；E、計(jì)算出聲音的速度v聲，則v聲（速度）＝（文字表達(dá)也可以）。（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)后，三位同學(xué)反思自己的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，認(rèn)識(shí)到用這樣的方法所測(cè)量的聲音傳播時(shí)間可能不是很準(zhǔn)確度，原因是：。（4）挫折使人進(jìn)步，甲、乙兩同學(xué)通過(guò)網(wǎng)上交流，認(rèn)識(shí)到手機(jī)軟件在實(shí)驗(yàn)中可以發(fā)揮神奇的功效，于是他們下載了一款名為Phyphox的物理實(shí)驗(yàn)手機(jī)軟件繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。該軟件能夠自動(dòng)記錄下所接收到的兩次響聲之間的時(shí)間間隔，當(dāng)手機(jī)接收到第一次響聲時(shí)能自動(dòng)開始計(jì)時(shí)，當(dāng)再次接收到響聲時(shí)能自動(dòng)停止計(jì)時(shí)，而且它對(duì)聲音的響應(yīng)非常靈敏，計(jì)時(shí)可精確到0.001s。下面是他們倆第二次實(shí)驗(yàn)的過(guò)程（如圖2）：A、找一空曠的廣場(chǎng)，分別站于間距為s的A、