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专题02 光学必考的三个重点实验
模型解读｜模型构建｜真题演练｜素养通关
高频模型 中考题型与分值分布 命题特点
模型01 探究光的反射定律 （常考点） 选择题、填空题、实验题（2-4分） 一般情况下，各省中考物理命题，光学三个实验部分会出现1道题，常以选择题、填空题、实验题形式出现，分值2—4分。总之，在各省物理试卷里，三个光学实验必考其中一个。
模型02 探究平面镜成像的特点（常考点） 选择题、填空题、实验题（2-4分）
模型03 探究凸透镜成像的规律 （常考点） 选择题、填空题、实验题（2-4分）
模｜型｜构｜建
『模型解读，给思维方法及解题规律』
一、学会探究光的反射规律实验的思路是提高探究能力必备知识
【实验猜想】（1）光的反射光线、入射光线与镜面的夹角相等；（2）反射光线和入射光线关于法线是对称的。
【实验器材】平面镜一块、红色激光笔、直尺、不同颜色的笔、量角器、一张可绕中线折转的白色硬纸片。
【进行实验与收集证据】（1）如图甲所示，把平面镜放在水平桌面上，再将白色硬纸板竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面，右侧纸板NOF可绕直线ON旋转；
（2）先将纸板EON和纸板NOF处在同一平面内，然后使入射光贴着纸板沿某一角度射向O点，观察反射光的方向。在硬纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹；
（3）改变光束的入射角度，进行多次实验（寻找普遍规律），换用不同颜色的笔记录每次光的径迹；
（4）取下纸板，用量角器分别测量ON两侧的入射角和反射角的大小，并将数据记录在表格中；
（5）如图乙所示，将纸板NOF向前或向后折转，在纸板上观察反射光的径迹。
实验次数 入射角 反射角
1 60° 60°
2 45° 45°
3 30° 30°
…
【分析论证】（1）当纸板EON和NOF在同一平面内时，能观察到反射光的径迹，且入射光、反射光分居发现两侧，反射光线的方向随着入射光线方向的改变而改变；
（2）分析表中的数据可知，反射角等于入射角。反射角随着入射角的减小而减小；
（3）把纸板NOF向前折或向后折时，观察不到反射光的径迹，说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
【实验结论】在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在同一平面内；反射光线、入射光线分别位于法线两侧；反射角等于入射角。
二、学会探究光的反射规律实验的考查点是快速解题的技巧
（1）应在光线较暗的室内进行实验，以便于观察实验现象；
（2）实验时，纸板必须与平面镜垂直，否则在纸板上看不到反射光；
（3）实验过程中严禁将激光对着人眼，以防灼伤眼睛；
（4）通过镜面对入射光的反射作用，可以看出镜子有改变光路的作用；
（5）本实验时一个归纳性实验，改变入射光的方向多次实验的目的是为了得到多组实验数据，从而得出普遍规律，避免实验结论的偶然性。
（6）能根据表格数据总结归纳实验结论：在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在同一平面内；反射光线、入射光线分别位于法线两侧；反射角等于入射角。
【例题1】（2024福建中考真题）探究光的反射定律，实验装置如图1。让一束光贴着光屏射向平面镜的O点，改变入射光线多次实验，数据记录于下表。
序号 入射光线相对法线的位置 反射光线相对法线的位置 入射角i 反射角r
1 左 右 30° 30°
2 左 右 45° 45°
3 左 右 60° 60°
4 右 左 60° 60°
（1）能从不同方向观察到光的传播路径，是因为光在光屏上发生______反射；
（2）分析表中数据得出结论：①反射光线、入射光线分别位于法线______；
②反射角______入射角；
（3）光热电站利用追日镜将太阳光反射到吸热塔用于发电。图2为上午某时刻的光路图，根据上述实验结论推断，随着太阳的运动，追日镜应沿______时针方向旋转，使反射光线射向吸热塔。
【模型1变式1】 （2025武汉市一模）如图所示，为了探究光反射时的规律，把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上，纸板ENF是用两块纸板连接起来的，纸板NOF可以向前或向后折。下列说法正确的是（ ）
A. 纸板NOF向前或向后折，是为了探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内
B. 入射光线靠近ON时，反射光线远离ON
C. 使一束光贴着纸板沿NO方向射到O点，这时没有反射光射出
D. 使用此实验装置不能探究光在反射时光路是否可逆
【模型1变式2】 （2025新疆一模）如图所示为“探究光的反射规律”的实验装置。采用可转折的两部分纸板是为了研究_______、入射光线和法线是否在同一平面内；实验中，从纸板前不同的方向都能看到纸板上光的径迹，是因为光在纸板上发生了______（填“镜面”或“漫”）反射；入射光线AO靠近法线ON时，反射光线OB将______（填“靠近”或“远离”）法线ON。
【模型1变式3】（2025·河南·一模）在“探究光的反射规律”实验中，小明选用了平面镜、硬纸板、激光笔和铅笔进行实验。硬纸板垂直立在平面镜上，纸板由E、F两部分组成，可绕与平面镜垂直的接缝ON转动，如图所示。
（1）实验中还需要的器材是 。硬纸板在实验中除了显示光路，还可以探究反射光线、入射光线和法线；
（2）实验时多次改变入射角的大小进行实验，然后得出结论。多次实验的目的是 ；
（3）光在E纸板上沿AO方向入射，其反射光在F纸板上沿OB方向射出。AO与镜面的夹角为40°时，其对应的反射角大小为 ；让光沿BO方向入射，发现反射光沿OA方向射出，说明在反射现象中 ；
（4）实验时，从硬纸板前不同方向都可以看到纸板上光的径迹，是由于光在纸板上发生了 （选填“镜面反射”或“漫反射”）。
『模型解读，给思维方法及解题规律』
一、学会探究平面镜成像特点实验的思路是提高探究能力必备知识
【提出问题】平面镜成像时，像的位置、大小跟物体的位置、大小有什么关系。
【实验方法】等效替代法
【猜想与假设】平面镜所成的像的大小可能与物体的大小相等，像到平面镜的距离可能物体到平面镜的距离相等。
【实验器材】薄玻璃板一块、支架、笔一只、两支相同的蜡烛、刻度尺、白纸等。
【设计并进行实验】（1）在水平桌面上铺一张白纸，纸上竖立一块薄的玻璃板作为平面镜，在纸上沿着玻璃板画一条直线，这条直线代表玻璃板的位置；
（2）如图所示，把一只点燃的蜡烛放在玻璃板的前面，透过玻璃板进行观察，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一只外形完全相同的蜡烛（未点燃），竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它跟前面的蜡烛的像完全重合。这个位置就是前面那个蜡烛的像的位置；
（3）在纸上记录下两支蜡烛的位置，并注意观察蜡烛的大小和它的像的大小是否相同；
（4）移动点燃的蜡烛，重做实验；
（5）用直线把两次实验中的蜡烛和它的像在纸上的位置连接起来，用量角器测量蜡烛和像连线与镜面的夹角；
（6）用刻度尺分别测量蜡烛和像到玻璃板的距离，将测得的数据记录在表格中
【实验数据】薄玻璃板一块、支架、笔一只、两支相同的蜡烛、刻度尺、白纸等。
次数 蜡烛到平面镜的距离 蜡烛的像到平面镜的距离/cm 蜡烛的像与蜡烛的大小关系 蜡烛的像与蜡烛的连线与镜面位置的关系
1 10 10 等大 垂直
2 15 15 等大 垂直
3 20 20 等大 垂直
4 25 25 等大 垂直
【分析论证】（1）未点燃的蜡烛可以与点燃的蜡烛的像完全重合，说明蜡烛的像的大小与蜡烛大小相等；
（2）由实验数据可知，蜡烛和它的像的连线与镜面垂直，蜡烛的像到平面镜的距离与蜡烛到平面镜的距离相等。
【实验结论】平面镜成像的特点：平面镜所成像的大小与物体大小相等，像和物体到平面镜的距离相等，像和物体的连线与平面镜垂直，即平面镜所成的像与物体关于平面镜对称。
二、学会探究平面镜成像特点实验的考查点是快速解题的技巧
【实验注意事项及主要考查点】
（1）为了使观察到的像更为清晰，实验最好在较暗的环境中进行；
（2）实验中用玻璃板代替平面镜，目的是便于观察和确定像的位置，并比较物像的大小关系，原因是玻璃板既能反射光又能透过光，即透过玻璃板能看到未点燃的蜡烛，也能看到点燃的蜡烛所成的像；
（3）实验应选用较薄的玻璃板。因为玻璃板的前后表面可以各成一个像，当玻璃板较厚时，两个像有较大的错位，难以确定像的位置；
（4）实验中，玻璃板要竖直立在水平桌面上。若玻璃板没有竖直放置，则未点燃的蜡烛和点燃的蜡烛将不能完全重合；
（5）实验中，使用两支完全相同的蜡烛，目的是比较像与物体的大小关系；
（6）用点燃的蜡烛做实验的优点是所成的像比较亮，便于观察；
（7）白纸用于标注玻璃板的位置、蜡烛以及蜡烛的像的位置，刻度尺用于测量蜡烛以及蜡烛的像到玻璃板的距离；
（8）改变蜡烛与玻璃板的距离进行多次实验，是为了寻找普遍规律。
【例题2】（2024湖南中考真题）小明在探究“平面镜成像的特点”时，有以下操作：
（1）如图甲所示，将一张白纸平铺在水平桌面上，并将一块薄玻璃板竖立在白纸中间位置，沿着玻璃板在纸上画一条直线，代表________的位置；
（2）如图乙所示，此时蜡烛2与蜡烛1的像已完全重合。接下来使蜡烛1向远离玻璃板方向移动到某一位置，蜡烛2应向________玻璃板方向移动，才能与蜡烛1的像再次重合；
（3）三次实验物和像的位置记录如图丙所示。他在探究像和物的连线与平面镜的位置关系时，用直线连接图丙中物点A与像点________，完成三次连线后找到了规律。
【模型2变式1】（2025陕西西安·一模）小明利用如图所示的装置，探究平面镜成像的特点。下列说法正确的是（　　）
A. 用玻璃板代替平面镜，目的是使蜡烛a的像更清晰
B. 使用相同的蜡烛a、b，目的是比较像与物的大小
C. 将光屏放到像的位置，光屏能够承接到像
D. 将蜡烛a靠近玻璃板，它所成的像变大
【模型2变式2】（2025江苏徐州一模）如图所示，在探究平面镜成像的特点时，应将茶色玻璃板____放置在水平桌面上。在玻璃板前放一个棋子A，可以看到它在玻璃板后的像，将另一个相同的棋子B放在玻璃板后，使它与______重合，记下两个棋子的位置，两个位置之间的连线与玻璃板____。
【模型2变式3】（2025河南·一模）用如图甲所示的装置“探究平面镜成像时，像的位置和物体的位置有什么关系”。A、B是两支外形相同的蜡烛，M是有一面镀膜的玻璃板。镀膜玻璃也称反射玻璃，是在玻璃表面涂镀一层合金或金属化合物薄膜，镀膜后增强了对光的反射，又能保证一定的透光性。
（1）将白纸放在水平桌面上，将玻璃板与纸面 放置。沿着玻璃板在纸上画一条直线，代表平面镜的位置；
（2）将蜡烛A放在玻璃板前，用蜡烛B在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合。如图乙所示，在蜡烛A靠近玻璃板一侧记下物体的位置A1，应该在蜡烛B （选填“靠近”或“远离”）玻璃板一侧记下像的位置B1；
（3）改变蜡烛A的位置重复实验，三次实验在白纸上记录的像与物对应的位置如图丙所示。将白纸沿放置玻璃板的直线对折，发现点B1和A1，B2和A2，B3和A3基本重合。由此可以得出的结论是：平面镜成像时，① ，② ；
（4）完成上述实验后，小明反思实验过程，提出一个质疑：实验中利用玻璃板镀膜的那一面成像，应该在镀膜那一面下边划线，作为平面镜的位置。怎样判断玻璃板哪面镀膜呢？小组同学讨论出一种方法：将铅笔尖分别贴在玻璃板的左右两面，观察到铅笔较清楚的像如图丁所示，由此可以判断镀膜在玻璃板的 （选填“左”或“右”）面。
『模型解读，给思维方法及解题规律』
一、学会探究凸透镜成像规律实验的思路是提高探究能力必备知识
【实验器材】 蜡烛、凸透镜、光屏、火柴、光具座（带刻度尺）
把凸透镜固定在光具座上，再将光屏和点燃的蜡烛分别放置在凸透镜的两侧，调整凸透镜和光屏的高度，并使烛焰、凸透镜、和光屏的中心大致在同一高度上，这可以使像成在光屏中央。
【实验设计】
（1）大于二倍焦距（u>2f）
（2）等于二倍焦距（u=2f）
（3）大于一倍焦距小于二倍焦距（f（4）等于一倍焦距（u=f）
（5）小于一倍焦距（u【实验表格的设计】
成像条件物距（u） 成像的性质 像距（v）
u﹥2f 倒立、缩小的实像 fu=2f 倒立、等大的实像 v=2f
f﹤u﹤2f 倒立、放大的实像 v>2f
u=f 不成像
0﹤u﹤f 正立、放大的虚像
【分析与结论】凸透镜成像特点口诀：
一焦分虚实，二焦分大小；
虚像同侧正，实像异侧倒；
实像物远像近像变小，物近像远像变大。
虚像物远像远像变大。
【交流与反思】
（1）光屏上找不到像、像不完整、像没成在光屏中央的原因？
①烛焰、凸透镜、光屏三者的中心没有在同一高度上；
②物距小于或等于一倍焦距；
③光具座长度有限，光屏不能成像。
（2）用LED灯替代蜡烛的好处？
①成像更清晰、更稳定；
②准确比较物与像的大小。
（3）蜡烛变短（或光源下移），像的位置如何变化？应该如何调节？
①像向上移动；
②将光屏或蜡烛向上移动，或将凸透镜和光屏同时向下移动。
（4）当成实像时，用手挡住透镜的一半，光屏上的像可能有什么变化？
光屏上仍成完整的像，只不过更暗了一些。
（5）成倒立缩小的实像时，交换蜡烛和光屏的位置，像会怎么样？
成倒立放大的实像
（6）光屏上成实像时，换一个焦距小的凸透镜，则光屏应如何移动，才能承接到清晰的像？
靠近凸透镜
（7）光屏上成实像时，在蜡烛和凸透镜之间加一个凹透镜，光屏要如何移动才能重新得到清晰的像？
光屏向右移，远离凸透镜。
（8）保持透镜和光屏位置不变，将蜡烛右移，应在透镜和蜡烛之间加什么透镜，才能在光屏上呈清晰的像？
放个凸透镜，用来聚光。
二、学会探究凸透镜成像规律实验的考查点是快速解题的技巧
(1)确定凸透镜的焦距；根据u=v=2f可求出焦距。关键要看光具座上刻度尺分度值来确定焦距，数值要体现分度值的下一位。
(2)实验器材的放置和调节；烛焰、凸透镜、光屏三者的中心没有在同一高度上。
(3)成像的性质和对应的像距及物距；
记忆理解实验规律表格
成像条件物距（u） 成像的性质 像距（v）
u﹥2f 倒立、缩小的实像 fu=2f 倒立、等大的实像 v=2f
f﹤u﹤2f 倒立、放大的实像 v>2f
u=f 不成像
0﹤u﹤f 正立、放大的虚像
(4)像距随物距变化的规律，像随像距变化的规律；一倍焦距分虚实；二倍焦距分大小；物近像远像变大；物远像近像变小；虚像正立实像倒。
(5)光屏接收不到像的原因
①烛焰、凸透镜、光屏三者的中心没有在同一高度上；
②物距小于或等于一倍焦距；
③光具座长度有限，光屏不能成像。
【例题3】（2024贵州省中考真题）如图所示，用焦距为10cm的凸透镜、高度为6cm的F形光源、光屏和光具座等器材探究凸透镜成像大小的变化规律，通过测量像的高度反映像的大小。
（1）若要测量光源在光屏上所成像的高度，还需要的测量工具是______。
（2）将光源逐渐靠近凸透镜，移动光屏，三次成倒立实像的相关数据记录如表。分析表中数据，可得出结论：凸透镜成实像时，物距变小，像距变______，像变______。
物高6cm
实验次数 1 2 3
物距/cm 30 20 15
像距/cm 15 20 30
像高/cm 3 6 12
（3）继续移动光源至物距为6cm时，发现无论如何移动光屏，均不能在光屏上成像，人眼应从______（选填“光源”或“光屏”）一侧透过凸透镜观察光源的像，此时能否用（1）问中的测量工具直接测出观察到的像高？______（选填“能”或“不能”）。
（4）若保持光源到光屏的距离为45cm不变，仅移动凸透镜改变物距，则上表中第______次实验的成像情况不能探究，理由是：____________。
【模型3变式1】（2025天津一模）在用一凸透镜研究其成像的规律时，某同学得到的部分实验信息如下表所示。根据表中信息判定下列说法正确的是（　　）
实验次序 物距/cm 像的性质 像距/cm
1 20 倒立、等大、实像
2 30 15
3 15 倒立、放大、实像 30
A. 第1次实验的像距为20cm B. 第2次实验成倒立、缩小的实像
C. 第3次实验成像特点与照相机成像特点相同 D. 若物距是12cm，物体通过透镜所成的像是虚像
【模型3变式2】（2025福建一模）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，用如图所示的实验器材进行实验，若凸透镜的焦距为10cm，将蜡烛放在距离凸透镜______（填“5.0”或“15.0”）cm位置时，移动光屏，可以在光屏上呈现清晰的______（填“缩小”或“放大”）的像。若使光屏上能呈现清晰的等大的像，选用的凸透镜的焦距最大为______cm。
【模型3变式3】（2025湖北一模）在“探究凸透镜成像规律”实验中，有如下操作：
（1）实验前，小刚利用“平行光聚焦法”（如图甲所示）粗略测出凸透镜的焦距。焦距越小，凸透镜对光的会聚作用越_____（选填“强”或“弱”）；
（2）小刚将（1）中测过焦距的凸透镜、蜡烛以及光屏放置在光具座上的位置如图乙所示，欲使光屏上成一个清晰的实像，应将光屏________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜；
（3）通过步骤（2）的调整，光屏上出现了清晰的像后，某同学将自己的近视眼镜取下来放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上的像变模糊了，此时他应将蜡烛_________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜，光屏上才能再次成清晰的像。
题组1. 探究光的反射定律试题精炼
1．（2025海南一模）如图所示，在做“探究光的反射规律”实验时，小明让一束光紧贴纸板A射向O点，纸板B可沿折缝ON前后翻折，下列说法错误的是（　　）
A．白色纸板上标有刻度是为了测量入射角和反射角的大小
B．让一束光紧贴纸板A射向O点是为了显示出入射光束径迹
C．纸板B向后翻折后，反射光线消失，说明此时没有反射光线
D．多次改变入射光的方向，是为了得到反射角与入射角的大小关系的普遍规律
2. （2025广西一模）如图所示，在探究光反射时的规律实验中，通过实验可知，反射光线、入射光线和法线都在________（选填“同”或“不同”）一平面内，反射角r________ 入射角i。
3. （2025江苏无锡市一模） 探究光的反射规律，器材有：激光笔、平面镜、标有刻度的白色硬纸板（可沿中缝折叠）、白板；
（1）如图甲所示，将一束光照射到平面镜上，它的反射光在光屏上形成一个光斑，保持光在平面镜上的入射点不变，减小入射光与平面镜的夹角，则光屏上的光斑向______（选填“上”或“下”）移动；
（2）利用图乙所示的装置进行探究；
①平面镜水平放置，标有刻度的白色硬纸板竖直地立在平面镜上，使一束光紧贴纸板A，射向镜面上的O点，将纸板B绕接缝ON向前或向后翻折，当纸板B和纸板A在______时，纸板B上能呈现反射光束；
②改变入射光的方向，读出入射角和反射角的大小，将测得的数据记录在表格中，由此可知：反射角与入射角大小______；
实验序号 入射角 反射角
① 30° 30°
② 45° 45°
③ 60° 60°
③用另一束光逆着反射光的方向射到镜面，观察到反射后的光会逆着原来入射光的方向射出，这表明：______；
（3）利用如图丙所示的装置进行探究。让一束光斜射到平面镜上，在入射点O放置白板并调整位置，发现白板只在某一位置能同时呈现入射光和反射光，测得此时白板与镜面成角，说明白板与镜面的位置关系是：______，实验表明：______；
（4）自行车尾灯是由许多角反射器组成的反光装置，角反射器是由互相垂直的反光面组成的。当汽车的灯光照在尾灯上时，司机看到尾灯特别亮，原因是：______。
4．（2025云南一模）“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，标有角度（图中未画出）的白色纸板ABCD竖直放置于平面镜上，能绕垂直于CD的ON轴向后折转，在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。
（1）为了更清晰地显示光路，白色硬纸板的表面应 （选填“光滑”或“粗糙”）些；
（2）当入射光线EO与CO的夹角为时，此时入射角的大小为 。当入射光线靠近法线，反射光线 法线；
（3）如图乙所示，将纸板右半部分绕ON向后折转任意角度，发现纸板上均无反射光束呈现。由此说明：反射光线、法线和入射光线 （选填“在”或“不在”）同一平面内；
（4）如图丙所示，若将纸板（连同激光笔）绕CD向后倾斜，入射光线仍能呈现纸板上，且仍紧贴EO入射到平面镜的O点，则反射光线 。
A．向后倾斜，仍在白色纸板上；
B．方向不变，仍然垂直于CD；
C．向前倾斜，角度与纸板和桌面角度大小相等。
题组2.探究平面镜成像的特点试题精炼
5. （2025哈尔滨一模）小明利用如图所示的装置，探究平面镜成像的特点。下列说法正确的是（　　）
A. 用玻璃板代替平面镜，目的是使蜡烛a的像更清晰
B. 使用相同的蜡烛a、b，目的是比较像与物的大小
C. 将光屏放到像的位置，光屏能够承接到像
D. 将蜡烛a靠近玻璃板，它所成的像变大
6. （2025沈阳一模）如图所示，在“探究平面镜成像的特点”的实验中，对所选择的蜡烛A、B的要求是外形_______（选填“相同”或“不同”）；蜡烛A在玻璃板后面的像______（选填“能”或“不能”）在光屏上呈现。
7. （2025青海省一模）某兴趣小组为了验证“人在平面镜中所成的像“近大远小”这个观点是否正确，找来了玻璃板、两只完全相同的蜡烛A和B、白纸、刻度尺、火柴等器材。
（1）探究过程如下：
①如图所示，在桌面上铺一张大白纸，纸上竖立一块玻璃板作为平面镜。沿着玻璃板在纸上画一条直线，代表平面镜的位置；
②将点燃的蜡烛A放在玻璃板前，在玻璃板后移动未点燃的蜡烛B，发现在某一位置蜡烛B与蜡烛A的像能够完全重合，在白纸上标记蜡烛A和B的位置；
③改变蜡烛A的位置，在玻璃板后移动蜡烛B，始终能找到与蜡烛A的像完全重合的位置，标记蜡烛A和B的位置；
④在蜡烛所成像的位置放一张白纸，发现白纸上不能得到蜡烛的像；
⑤用刻度尺分别测量蜡烛A和B到玻璃板的距离数据记录如表2。
表2
次数 蜡烛A到玻璃板的距离/cm 蜡烛A的像到玻璃板的距离/cm 蜡烛的像与蜡烛的大小关系
1 5.02 5.01 相等
2 10.02 1002 相等
3 15.01 15.00 相等
（2）分析了表2的实验数据，得到以下结论：
①像到平面镜的距离和物体到平面镜的距离___________；
②平面镜所成像的大小与物体到平面镜的距离________（选填“有关”或“无关”），说明“人在平面镜中所成的像近大远小”的观点是错误的；
③平面镜所成的像是___________（选填“实像”或“虚像”）。
（3）为了保证实验效果，做这个实验时应选择较______（选填“厚”或“薄”）的玻璃板。
8. （2025齐齐哈尔一模）小明和小聪在探究“平面镜成像”实验中，研究像与物的大小关系时：
（1）小明选择玻璃板进行实验。为了便于比较像和物的大小关系，小明应取来两支_______的蜡烛，在玻璃板一侧点燃蜡烛A，在另一侧将未点燃的蜡烛B放到A像的位置，发现它们完全重合，说明_______。
（2）小聪选择平面镜进行实验。他想用如图所示的方法，把刻度尺贴在平面镜上测出像的高度，你同意他的方法吗？为什么？___________。
（3）利用玻璃板和平面镜都能看到蜡烛A的像，是因为光在它们表面发生_________后进入人眼。经观察对比后发现在玻璃板中成的像稍暗些，其原因是___________。
9．（2025吉林一模）在探究“平面镜成像特点”的实验中。
（1）首先确定像的位置，如图甲，小明将白纸平铺在水平桌面上，将 （选填“平面镜”或“玻璃板”）竖放在白纸上，在一侧点燃蜡烛A，在另一侧将未点燃的蜡烛B在白纸上来回移动，发现蜡烛B与蜡烛A的像能够重合，说明 ；
（2）为了便于比较像与物的大小关系，对蜡烛B的要求是 。实验中若观察到 ，可以得出“像与物大小相等”的结论；
（3）在确定像的位置后，用刻度尺测得一组物距和像距分别为3.00cm、3.00cm，由此得出的结论是：像距等于物距。请指出该过程中的不合理之处 。
题组3.探究凸透镜成像的规律试题精炼
10．（2025河南一模）小明在探究凸透镜成像规律时，安装好器材，调节蜡烛、凸透镜与光屏在如图所示的位置，在光屏上得到清晰、等大的像，下列说法中正确的是（　　）
A．该凸透镜的焦距为20cm
B．保持凸透镜位置不动，将蜡烛移至15cm刻度线处，此时与照相机的原理相同
C．实验过程中，蜡烛烧短之后，成像会在光屏的下方
D．保持蜡烛与凸透镜位置不变，在它们之间放一近视眼镜，需要将光屏向左移动才能成清晰的像
11. （2025河北省一模）在探究“凸透镜成像规律”的实验中，已知凸透镜的焦距为10cm。如图，凸透镜固定在光具座的50cm刻线处，通过移动蜡烛和调节光屏的位置来进行探究实验。下列说法中正确的是（　　）
A. 将蜡烛移到刻线处，光屏上呈现倒立放大的实像
B. 将蜡烛移到刻线处，光屏上呈现正立放大的虚像
C. 将蜡烛移到刻线处，成像特点与照相机成像特点相同
D. 将蜡烛从刻线处移向刻线处的过程中，光屏上呈现的像会变大
12. （2025大连市一模）物理科技小组在做探究凸透镜成像规律的实验过程中，某次实验操作时，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，烛焰在光屏上恰好成清晰的倒立、等大的实像。则下列说法正确的是（　　）
A. 该凸透镜的焦距是10.0cm
B. 将蜡烛放置在光具座的25cm刻度线处，调整光屏与凸透镜的距离，烛焰在光屏上成清晰的像时，该像的性质与照相机成像的性质相同
C. 将蜡烛放置在光具座的35cm刻度线处，调整光屏与凸透镜的距离，烛焰在光屏上成清晰的像时，该像的性质与投影仪成像的性质相同
D. 将蜡烛放置在光具座的45cm刻度线处，调整光屏与凸透镜的距离，烛焰在光屏上可成清晰的正立、放大的虚像
13. （2025四川遂宁一模）亮亮在探究凸透镜成像规律时，用甲图所示的方法测凸透镜的焦距，图中光屏上呈现最小最亮的光斑，则该凸透镜的焦距是_________cm（估读到分度值的下一位）。当凸透镜和蜡烛的位置如乙图所示时，光屏上呈现一个清晰的像，此时成像的原理与_________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）相同。
14. （2025重庆一模）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，蜡烛燃烧一段时间后，烛焰、凸透镜和光屏的位置如图2所示，此时在光屏上观察到清晰的烛焰的像，要使像成在光屏中央，应将蜡烛的支架向________调节，在光屏上所成的像是倒立、________的实像，这与生活中________（选填“眼睛”或“放大镜”）的成像原理相同。
15. （2025湖北一模）同学们参观博物馆时发现一件秦代木牍前放置着凸透镜，通过凸透镜看到的情景如图甲。为了弄清其原理，他们进行了如下探究。
（1）如图乙，用太阳光照射凸透镜，移动光屏直至光屏上出现一个最小最亮的光斑，此凸透镜的焦距为_________cm；
（2）如图丙，将蜡烛放在较远处，移动光屏使光屏上呈现清晰的实像，观察像的性质，测出物距和像距；逐次改变物距，重复上述操作，实验记录如下表；
序号 物距/cm 像的性质 像距/cm
正倒 大小
1 24.0 倒立 缩小 17.2
2 22.0 倒立 缩小 18.8
3 20.0 倒立 等大 20.0
4 18.0 倒立 放大 22.4
5 16.0 倒立 放大 27.0
……
凸透镜成缩小实像时，物距_________（填“＞”“＜”或“＝”）像距；
（3）小宇受第4、5组实验结果启发，推测文物与其前方凸透镜的距离u和凸透镜焦距f的关系为时，放大的像。小丽对小宇的观点提出了质疑，她继续减小物距，发现蜡烛在某位置时，无论怎样移动光屏，光屏上都看不到像。小丽撤去光屏，从图丙中_________侧（填“A”或“B”）向透镜方向观察，看到了正立放大的像，测得物距为8.0cm，她推测u和f的关系应为。_________的推测合理，理由是______。
16. （2025江苏扬州一模）小明在学习了凸透镜成像的规律后，继续深入探究，选用题表中某一规格的凸透镜做实验，调整好器材后如题图甲所示，此时烛焰在光屏上成放大的像；
凸透镜编号 焦距/cm 直径/cm
① 5 3.5
② 5 4.5
③ 10 4.5
④ 15 4.5

（1）光屏上的像是实像还是虚像？ ；
（2）一段时间后，小明发现烛焰的像如图乙所示，此时将蜡烛向 调节可以使烛焰的像移到光屏中央；
（3）小明选的凸透镜焦距为 cm；
（4）小明将蜡烛换成F字光源，调整了光源和光屏的位置，在光屏上仍可观察到清晰的像，如题图所示，则小明看到的像应是 （选填字母）；

（5）小明认为凸透镜成像的规律还可能与凸透镜的直径有关；若要验证其猜想，则可在题表中选取编号为 两个凸透镜进行实验验证。
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21世纪教育网(www.21cnjy.com)专题02 光学必考的三个重点实验
模型解读｜模型构建｜真题演练｜素养通关
高频模型 中考题型与分值分布 命题特点
模型01 探究光的反射定律 （常考点） 选择题、填空题、实验题（2-4分） 一般情况下，各省中考物理命题，光学三个实验部分会出现1道题，常以选择题、填空题、实验题形式出现，分值2—4分。总之，在各省物理试卷里，三个光学实验必考其中一个。
模型02 探究平面镜成像的特点（常考点） 选择题、填空题、实验题（2-4分）
模型03 探究凸透镜成像的规律 （常考点） 选择题、填空题、实验题（2-4分）
模｜型｜构｜建
『模型解读，给思维方法及解题规律』
一、学会探究光的反射规律实验的思路是提高探究能力必备知识
【实验猜想】（1）光的反射光线、入射光线与镜面的夹角相等；（2）反射光线和入射光线关于法线是对称的。
【实验器材】平面镜一块、红色激光笔、直尺、不同颜色的笔、量角器、一张可绕中线折转的白色硬纸片。
【进行实验与收集证据】（1）如图甲所示，把平面镜放在水平桌面上，再将白色硬纸板竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面，右侧纸板NOF可绕直线ON旋转；
（2）先将纸板EON和纸板NOF处在同一平面内，然后使入射光贴着纸板沿某一角度射向O点，观察反射光的方向。在硬纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹；
（3）改变光束的入射角度，进行多次实验（寻找普遍规律），换用不同颜色的笔记录每次光的径迹；
（4）取下纸板，用量角器分别测量ON两侧的入射角和反射角的大小，并将数据记录在表格中；
（5）如图乙所示，将纸板NOF向前或向后折转，在纸板上观察反射光的径迹。
实验次数 入射角 反射角
1 60° 60°
2 45° 45°
3 30° 30°
…
【分析论证】（1）当纸板EON和NOF在同一平面内时，能观察到反射光的径迹，且入射光、反射光分居发现两侧，反射光线的方向随着入射光线方向的改变而改变；
（2）分析表中的数据可知，反射角等于入射角。反射角随着入射角的减小而减小；
（3）把纸板NOF向前折或向后折时，观察不到反射光的径迹，说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
【实验结论】在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在同一平面内；反射光线、入射光线分别位于法线两侧；反射角等于入射角。
二、学会探究光的反射规律实验的考查点是快速解题的技巧
（1）应在光线较暗的室内进行实验，以便于观察实验现象；
（2）实验时，纸板必须与平面镜垂直，否则在纸板上看不到反射光；
（3）实验过程中严禁将激光对着人眼，以防灼伤眼睛；
（4）通过镜面对入射光的反射作用，可以看出镜子有改变光路的作用；
（5）本实验时一个归纳性实验，改变入射光的方向多次实验的目的是为了得到多组实验数据，从而得出普遍规律，避免实验结论的偶然性。
（6）能根据表格数据总结归纳实验结论：在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在同一平面内；反射光线、入射光线分别位于法线两侧；反射角等于入射角。
【例题1】（2024福建中考真题）探究光的反射定律，实验装置如图1。让一束光贴着光屏射向平面镜的O点，改变入射光线多次实验，数据记录于下表。
序号 入射光线相对法线的位置 反射光线相对法线的位置 入射角i 反射角r
1 左 右 30° 30°
2 左 右 45° 45°
3 左 右 60° 60°
4 右 左 60° 60°
（1）能从不同方向观察到光的传播路径，是因为光在光屏上发生______反射；
（2）分析表中数据得出结论：①反射光线、入射光线分别位于法线______；
②反射角______入射角；
（3）光热电站利用追日镜将太阳光反射到吸热塔用于发电。图2为上午某时刻的光路图，根据上述实验结论推断，随着太阳的运动，追日镜应沿______时针方向旋转，使反射光线射向吸热塔。
【答案】 （1）漫 （2） 两侧 等于 （3） 逆
【解析】（1）因为光在光屏上发生漫反射，所以能从不同方向观察到光的传播路径。
（2）①分析表格中入射光线相对法线的位置、反射光线相对法线的位置，总是左右相反的，所以反射光线、入射光线分别位于法线两侧。
②分析表格中多组入射角i和反射角r，他们的大小相等，所以反射角等于入射角。
（3）根据图2可知，此时上午某时刻的光路图，说明太阳要逆时针方向运动，入射角变小，反射角也要变小，为了保证使反射光线射向吸热塔，追日镜也要沿逆时针方向旋转。
【模型1变式1】 （2025武汉市一模）如图所示，为了探究光反射时的规律，把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上，纸板ENF是用两块纸板连接起来的，纸板NOF可以向前或向后折。下列说法正确的是（ ）
A. 纸板NOF向前或向后折，是为了探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内
B. 入射光线靠近ON时，反射光线远离ON
C. 使一束光贴着纸板沿NO方向射到O点，这时没有反射光射出
D. 使用此实验装置不能探究光在反射时光路是否可逆
【答案】A
【解析】A．纸板NOF向前或向后折，是为了探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内，故A正确；
B．入射光线靠近ON时，由光的反射定律可知，反射光线会靠近ON，故B错误；
C．使一束光贴着纸板沿NO方向射到O点，这时反射光线与入射光线重合，故C错误；
D．使用此实验装置能探究光在反射时光路是否可逆，只要将一束光沿着反射光线方向射向O点，故D错误。故选A。
【模型1变式2】 （2025新疆一模）如图所示为“探究光的反射规律”的实验装置。采用可转折的两部分纸板是为了研究_______、入射光线和法线是否在同一平面内；实验中，从纸板前不同的方向都能看到纸板上光的径迹，是因为光在纸板上发生了______（填“镜面”或“漫”）反射；入射光线AO靠近法线ON时，反射光线OB将______（填“靠近”或“远离”）法线ON。
【答案】 反射光线 漫 靠近
【解析】采用可转折的两部分纸板是为了研究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内，当纸板不转折时，竖直立在平面镜上，此时从A点入射，可以在纸板上看到反射光线，若纸板沿法线向后翻折，反射光线仍然在原来的位置，而两纸板不在同一平面内，故只能看到入射光线，看不到反射光线，故说明光的反射定律中反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
从纸板前不同的方向都能看到纸板上光的径迹，因为纸板凹凸不平，是粗糙的，发生了漫反射。
入射光线AO靠近法线ON时，入射角变小，则反射角变小，反射光线也靠近法线。
【模型1变式3】（2025·河南·一模）在“探究光的反射规律”实验中，小明选用了平面镜、硬纸板、激光笔和铅笔进行实验。硬纸板垂直立在平面镜上，纸板由E、F两部分组成，可绕与平面镜垂直的接缝ON转动，如图所示。
（1）实验中还需要的器材是 。硬纸板在实验中除了显示光路，还可以探究反射光线、入射光线和法线；
（2）实验时多次改变入射角的大小进行实验，然后得出结论。多次实验的目的是 ；
（3）光在E纸板上沿AO方向入射，其反射光在F纸板上沿OB方向射出。AO与镜面的夹角为40°时，其对应的反射角大小为 ；让光沿BO方向入射，发现反射光沿OA方向射出，说明在反射现象中 ；
（4）实验时，从硬纸板前不同方向都可以看到纸板上光的径迹，是由于光在纸板上发生了 （选填“镜面反射”或“漫反射”）。
【答案】（1）量角器；（2）使结论具有普遍性；（3）50°，光路是可逆的；（5）漫反射.
【详解】（1）为了探究光的反射规律，需要测量反射角、入射角的大小，故需要用到量角器。
（2）为了比较反射角与入射角的关系，多次改变入射角进行实验的目的是从大量数据中寻找普遍规律，使结论具有普遍性。
（3）AO与镜面的夹角为40°，则入射角大小为90°-40°=50°
由于反射角等于入射角，所以对应的反射角大小为50°。
让光沿BO方向入射，发现反射光沿OA方向射出，可知将反射光线改为入射光线，光路图照样成立，这表明：在光的反射现象中，光路是可逆的。
（4）从硬纸板前不同方向都可以看到纸板上光的径迹，是由于光在纸板上发生了漫反射。　
『模型解读，给思维方法及解题规律』
一、学会探究平面镜成像特点实验的思路是提高探究能力必备知识
【提出问题】平面镜成像时，像的位置、大小跟物体的位置、大小有什么关系。
【实验方法】等效替代法
【猜想与假设】平面镜所成的像的大小可能与物体的大小相等，像到平面镜的距离可能物体到平面镜的距离相等。
【实验器材】薄玻璃板一块、支架、笔一只、两支相同的蜡烛、刻度尺、白纸等。
【设计并进行实验】（1）在水平桌面上铺一张白纸，纸上竖立一块薄的玻璃板作为平面镜，在纸上沿着玻璃板画一条直线，这条直线代表玻璃板的位置；
（2）如图所示，把一只点燃的蜡烛放在玻璃板的前面，透过玻璃板进行观察，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一只外形完全相同的蜡烛（未点燃），竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它跟前面的蜡烛的像完全重合。这个位置就是前面那个蜡烛的像的位置；
（3）在纸上记录下两支蜡烛的位置，并注意观察蜡烛的大小和它的像的大小是否相同；
（4）移动点燃的蜡烛，重做实验；
（5）用直线把两次实验中的蜡烛和它的像在纸上的位置连接起来，用量角器测量蜡烛和像连线与镜面的夹角；
（6）用刻度尺分别测量蜡烛和像到玻璃板的距离，将测得的数据记录在表格中
【实验数据】薄玻璃板一块、支架、笔一只、两支相同的蜡烛、刻度尺、白纸等。
次数 蜡烛到平面镜的距离 蜡烛的像到平面镜的距离/cm 蜡烛的像与蜡烛的大小关系 蜡烛的像与蜡烛的连线与镜面位置的关系
1 10 10 等大 垂直
2 15 15 等大 垂直
3 20 20 等大 垂直
4 25 25 等大 垂直
【分析论证】（1）未点燃的蜡烛可以与点燃的蜡烛的像完全重合，说明蜡烛的像的大小与蜡烛大小相等；
（2）由实验数据可知，蜡烛和它的像的连线与镜面垂直，蜡烛的像到平面镜的距离与蜡烛到平面镜的距离相等。
【实验结论】平面镜成像的特点：平面镜所成像的大小与物体大小相等，像和物体到平面镜的距离相等，像和物体的连线与平面镜垂直，即平面镜所成的像与物体关于平面镜对称。
二、学会探究平面镜成像特点实验的考查点是快速解题的技巧
【实验注意事项及主要考查点】
（1）为了使观察到的像更为清晰，实验最好在较暗的环境中进行；
（2）实验中用玻璃板代替平面镜，目的是便于观察和确定像的位置，并比较物像的大小关系，原因是玻璃板既能反射光又能透过光，即透过玻璃板能看到未点燃的蜡烛，也能看到点燃的蜡烛所成的像；
（3）实验应选用较薄的玻璃板。因为玻璃板的前后表面可以各成一个像，当玻璃板较厚时，两个像有较大的错位，难以确定像的位置；
（4）实验中，玻璃板要竖直立在水平桌面上。若玻璃板没有竖直放置，则未点燃的蜡烛和点燃的蜡烛将不能完全重合；
（5）实验中，使用两支完全相同的蜡烛，目的是比较像与物体的大小关系；
（6）用点燃的蜡烛做实验的优点是所成的像比较亮，便于观察；
（7）白纸用于标注玻璃板的位置、蜡烛以及蜡烛的像的位置，刻度尺用于测量蜡烛以及蜡烛的像到玻璃板的距离；
（8）改变蜡烛与玻璃板的距离进行多次实验，是为了寻找普遍规律。
【例题2】（2024湖南中考真题）小明在探究“平面镜成像的特点”时，有以下操作：
（1）如图甲所示，将一张白纸平铺在水平桌面上，并将一块薄玻璃板竖立在白纸中间位置，沿着玻璃板在纸上画一条直线，代表________的位置；
（2）如图乙所示，此时蜡烛2与蜡烛1的像已完全重合。接下来使蜡烛1向远离玻璃板方向移动到某一位置，蜡烛2应向________玻璃板方向移动，才能与蜡烛1的像再次重合；
（3）三次实验物和像的位置记录如图丙所示。他在探究像和物的连线与平面镜的位置关系时，用直线连接图丙中物点A与像点________，完成三次连线后找到了规律。
【答案】（1）平面镜 （2） 远离 （3） B
【解析】（1）沿着玻璃板在纸上画一条直线，代表平面镜的位置。
（2）平面镜成的像与物体大小是相等的且关于镜面对称，所以蜡烛1向远离玻璃板方向移动时，蜡烛2也应向远离玻璃板方向移动。
（3）像和物的连线与平面镜的位置关系应该为垂直，物点A对应的像点应该为B，所以应该用直线连接图丙中物点A与像点B。
【模型2变式1】（2025陕西西安·一模）小明利用如图所示的装置，探究平面镜成像的特点。下列说法正确的是（　　）
A. 用玻璃板代替平面镜，目的是使蜡烛a的像更清晰
B. 使用相同的蜡烛a、b，目的是比较像与物的大小
C. 将光屏放到像的位置，光屏能够承接到像
D. 将蜡烛a靠近玻璃板，它所成的像变大
【答案】B
【解析】A．用玻璃板代替平面镜，目的是为了确定像的位置，故A错误；
B．在平面镜成像实验中为了比较物与像的大小，选用两支完全相同的蜡烛完成实验，故B正确；
C．平面镜成的像是虚像，光屏承接不到，故C错误；
D．平面镜成的像与物关于平面镜对称，所以当蜡烛a靠近玻璃板，它所成的像不变，故D错误。
【模型2变式2】（2025江苏徐州一模）如图所示，在探究平面镜成像的特点时，应将茶色玻璃板____放置在水平桌面上。在玻璃板前放一个棋子A，可以看到它在玻璃板后的像，将另一个相同的棋子B放在玻璃板后，使它与______重合，记下两个棋子的位置，两个位置之间的连线与玻璃板____。
【答案】 竖直 棋子A的像 垂直
【解析】做“探究平面镜成像的特点”实验，玻璃板应竖直放置在水平桌面上，玻璃板没有竖直放置，前面蜡烛所成的像可能偏高或偏低，这样前面蜡烛的像与后面的蜡烛就无法重合了。
一边移动棋子B，一边用眼睛透过玻璃板观察B，直到B与A的像完全重合，A、B两个棋子完全相同，在比较像与物的大小关系时，棋子B的作用是替代棋子A，与棋子A的像比较大小。
根据平面镜成像的特点可知，像和物的连线与玻璃板是垂直的。
【模型2变式3】（2025河南·一模）用如图甲所示的装置“探究平面镜成像时，像的位置和物体的位置有什么关系”。A、B是两支外形相同的蜡烛，M是有一面镀膜的玻璃板。镀膜玻璃也称反射玻璃，是在玻璃表面涂镀一层合金或金属化合物薄膜，镀膜后增强了对光的反射，又能保证一定的透光性。
（1）将白纸放在水平桌面上，将玻璃板与纸面 放置。沿着玻璃板在纸上画一条直线，代表平面镜的位置；
（2）将蜡烛A放在玻璃板前，用蜡烛B在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合。如图乙所示，在蜡烛A靠近玻璃板一侧记下物体的位置A1，应该在蜡烛B （选填“靠近”或“远离”）玻璃板一侧记下像的位置B1；
（3）改变蜡烛A的位置重复实验，三次实验在白纸上记录的像与物对应的位置如图丙所示。将白纸沿放置玻璃板的直线对折，发现点B1和A1，B2和A2，B3和A3基本重合。由此可以得出的结论是：平面镜成像时，① ，② ；
（4）完成上述实验后，小明反思实验过程，提出一个质疑：实验中利用玻璃板镀膜的那一面成像，应该在镀膜那一面下边划线，作为平面镜的位置。怎样判断玻璃板哪面镀膜呢？小组同学讨论出一种方法：将铅笔尖分别贴在玻璃板的左右两面，观察到铅笔较清楚的像如图丁所示，由此可以判断镀膜在玻璃板的 （选填“左”或“右”）面。
【答案】（1）垂直 （2）靠近 （3） 像与物到镜面的距离相等 像与物连线与镜面垂直（4）左
【解析】（1）为了便于找到像，将白纸放在水平桌面上，将玻璃板与纸面垂直放置。
（2）像与物体关于平面镜对称，如图乙所示，在蜡烛A靠近玻璃板一侧记下物体的位置A1，应该在蜡烛B靠近玻璃板一侧记下像的位置B1。
（3）将白纸沿放置玻璃板的直线对折，发现点B1和A1，B2和A2，B3和A3基本重合，结合数学知识，可以得出的结论是：①像与物到镜面的距离相等；②像与物连线与镜面垂直。
（4）镀膜那一面，反射效果好为反射面，将铅笔尖分别贴在玻璃板的左右两面，观察到铅笔较清楚的像如图丁左所示，由像与物体关于平面镜对称可知，左侧为反射面，由此可以判断镀膜在玻璃板的左面。
『模型解读，给思维方法及解题规律』
一、学会探究凸透镜成像规律实验的思路是提高探究能力必备知识
【实验器材】 蜡烛、凸透镜、光屏、火柴、光具座（带刻度尺）
把凸透镜固定在光具座上，再将光屏和点燃的蜡烛分别放置在凸透镜的两侧，调整凸透镜和光屏的高度，并使烛焰、凸透镜、和光屏的中心大致在同一高度上，这可以使像成在光屏中央。
【实验设计】
（1）大于二倍焦距（u>2f）
（2）等于二倍焦距（u=2f）
（3）大于一倍焦距小于二倍焦距（f（4）等于一倍焦距（u=f）
（5）小于一倍焦距（u【实验表格的设计】
成像条件物距（u） 成像的性质 像距（v）
u﹥2f 倒立、缩小的实像 fu=2f 倒立、等大的实像 v=2f
f﹤u﹤2f 倒立、放大的实像 v>2f
u=f 不成像
0﹤u﹤f 正立、放大的虚像
【分析与结论】凸透镜成像特点口诀：
一焦分虚实，二焦分大小；
虚像同侧正，实像异侧倒；
实像物远像近像变小，物近像远像变大。
虚像物远像远像变大。
【交流与反思】
（1）光屏上找不到像、像不完整、像没成在光屏中央的原因？
①烛焰、凸透镜、光屏三者的中心没有在同一高度上；
②物距小于或等于一倍焦距；
③光具座长度有限，光屏不能成像。
（2）用LED灯替代蜡烛的好处？
①成像更清晰、更稳定；
②准确比较物与像的大小。
（3）蜡烛变短（或光源下移），像的位置如何变化？应该如何调节？
①像向上移动；
②将光屏或蜡烛向上移动，或将凸透镜和光屏同时向下移动。
（4）当成实像时，用手挡住透镜的一半，光屏上的像可能有什么变化？
光屏上仍成完整的像，只不过更暗了一些。
（5）成倒立缩小的实像时，交换蜡烛和光屏的位置，像会怎么样？
成倒立放大的实像
（6）光屏上成实像时，换一个焦距小的凸透镜，则光屏应如何移动，才能承接到清晰的像？
靠近凸透镜
（7）光屏上成实像时，在蜡烛和凸透镜之间加一个凹透镜，光屏要如何移动才能重新得到清晰的像？
光屏向右移，远离凸透镜。
（8）保持透镜和光屏位置不变，将蜡烛右移，应在透镜和蜡烛之间加什么透镜，才能在光屏上呈清晰的像？
放个凸透镜，用来聚光。
二、学会探究凸透镜成像规律实验的考查点是快速解题的技巧
(1)确定凸透镜的焦距；根据u=v=2f可求出焦距。关键要看光具座上刻度尺分度值来确定焦距，数值要体现分度值的下一位。
(2)实验器材的放置和调节；烛焰、凸透镜、光屏三者的中心没有在同一高度上。
(3)成像的性质和对应的像距及物距；
记忆理解实验规律表格
成像条件物距（u） 成像的性质 像距（v）
u﹥2f 倒立、缩小的实像 fu=2f 倒立、等大的实像 v=2f
f﹤u﹤2f 倒立、放大的实像 v>2f
u=f 不成像
0﹤u﹤f 正立、放大的虚像
(4)像距随物距变化的规律，像随像距变化的规律；一倍焦距分虚实；二倍焦距分大小；物近像远像变大；物远像近像变小；虚像正立实像倒。
(5)光屏接收不到像的原因
①烛焰、凸透镜、光屏三者的中心没有在同一高度上；
②物距小于或等于一倍焦距；
③光具座长度有限，光屏不能成像。
【例题3】（2024贵州省中考真题）如图所示，用焦距为10cm的凸透镜、高度为6cm的F形光源、光屏和光具座等器材探究凸透镜成像大小的变化规律，通过测量像的高度反映像的大小。
（1）若要测量光源在光屏上所成像的高度，还需要的测量工具是______。
（2）将光源逐渐靠近凸透镜，移动光屏，三次成倒立实像的相关数据记录如表。分析表中数据，可得出结论：凸透镜成实像时，物距变小，像距变______，像变______。
物高6cm
实验次数 1 2 3
物距/cm 30 20 15
像距/cm 15 20 30
像高/cm 3 6 12
（3）继续移动光源至物距为6cm时，发现无论如何移动光屏，均不能在光屏上成像，人眼应从______（选填“光源”或“光屏”）一侧透过凸透镜观察光源的像，此时能否用（1）问中的测量工具直接测出观察到的像高？______（选填“能”或“不能”）。
（4）若保持光源到光屏的距离为45cm不变，仅移动凸透镜改变物距，则上表中第______次实验的成像情况不能探究，理由是：____________。
【答案】 （1）刻度尺 （2）大 大 （3）光屏 不能 （4）2 第2次实验时，物距和像距之和为40cm，小于45cm
【解析】（1）要测量光源在光屏上所成像的高度，需要长度的测量工具刻度尺。
（2）由表中数据可知，随着物距变小，像距逐渐变大，像的高度变大，则像变大。
（3）移动光源至物距为6cm时，此时物距小于焦距，成虚像，要观察到虚像，人眼应从光屏一侧透过凸透镜观察。
因为虚像不是实际光线会聚得到的，不能呈现在光屏上，则不能用刻度尺测量像的大小。
（4）若保持光源到光屏的距离为45cm不变，若能成清晰的像，物距像距之和应为45cm，而第2次实验时，物距和像距之和为40cm，小于45cm，则第2次实验的成像情况不能探究。
【模型3变式1】（2025天津一模）在用一凸透镜研究其成像的规律时，某同学得到的部分实验信息如下表所示。根据表中信息判定下列说法正确的是（　　）
实验次序 物距/cm 像的性质 像距/cm
1 20 倒立、等大、实像
2 30 15
3 15 倒立、放大、实像 30
A. 第1次实验的像距为20cm B. 第2次实验成倒立、缩小的实像
C. 第3次实验成像特点与照相机成像特点相同 D. 若物距是12cm，物体通过透镜所成的像是虚像
【答案】AB
【解析】A．当物距为20cm时，成倒立、等大的实像，则物距等于二倍焦距，即f=10cm，此时像距等于物距，也为20cm，故A正确；
B．当物距为30cm时，物距大于二倍焦距，所以此时成倒立缩小的实像，故B正确；
C．当物距为15cm时，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，所以此时成倒立放大的实像，其应用是幻灯机或投影仪，而照相机是根据物距大于二倍焦距时，成倒立缩小实像的原理制成的，故C错误；
D．若物距是12cm，即物距大于一倍焦距小于二倍焦距，所以此时成倒立放大的实像，故D错误。
故选AB。
【模型3变式2】（2025福建一模）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，用如图所示的实验器材进行实验，若凸透镜的焦距为10cm，将蜡烛放在距离凸透镜______（填“5.0”或“15.0”）cm位置时，移动光屏，可以在光屏上呈现清晰的______（填“缩小”或“放大”）的像。若使光屏上能呈现清晰的等大的像，选用的凸透镜的焦距最大为______cm。
【答案】 15.0 放大 25
【解析】凸透镜的焦距为10cm,要能在光屏上呈现清晰的像，则蜡烛到凸透镜的距离物距一定到大于一倍焦距，即10cm，故选择15.0cm。
当物距等于15.0cm时，物距在一倍焦距和两倍焦距之间，成倒立、放大的实像。
如图所示的实验器材光具座总长度为100cm，在光屏上成等大的实像，一定物距等于像距等于两倍焦距，即
因此焦距最大为25cm。
【模型3变式3】（2025湖北一模）在“探究凸透镜成像规律”实验中，有如下操作：
（1）实验前，小刚利用“平行光聚焦法”（如图甲所示）粗略测出凸透镜的焦距。焦距越小，凸透镜对光的会聚作用越_____（选填“强”或“弱”）；
（2）小刚将（1）中测过焦距的凸透镜、蜡烛以及光屏放置在光具座上的位置如图乙所示，欲使光屏上成一个清晰的实像，应将光屏________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜；
（3）通过步骤（2）的调整，光屏上出现了清晰的像后，某同学将自己的近视眼镜取下来放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上的像变模糊了，此时他应将蜡烛_________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜，光屏上才能再次成清晰的像。
【答案】（1）强 （2）靠近 （3）远离
【解析】（1）凸透镜对光具有会聚作用，凸透镜的焦距越小，说明焦点距离光心越近，透镜对光线的折射作用越强。
（2）由图甲可知，凸透镜的焦距为
当凸透镜、蜡烛以及光屏放置在光具座上的位置如图乙时，物距为
则物距与焦距的关系是u>2f，根据凸透镜的成像规律可知：u>2f，则
成倒立缩小实像，所以光屏应在1倍焦距与2倍焦距之间，在光具座的60cm到70cm之间，光屏应靠近凸透镜。
（3）将自己的近视眼镜取下来放在蜡烛和凸透镜之间，由于近视眼镜是凹透镜，对光线起发散作用，成像远离凸透镜，所以应将光屏远离凸透镜，光屏上才能再次成清晰的像。
题组1. 探究光的反射定律试题精炼
1．（2025海南一模）如图所示，在做“探究光的反射规律”实验时，小明让一束光紧贴纸板A射向O点，纸板B可沿折缝ON前后翻折，下列说法错误的是（　　）
A．白色纸板上标有刻度是为了测量入射角和反射角的大小
B．让一束光紧贴纸板A射向O点是为了显示出入射光束径迹
C．纸板B向后翻折后，反射光线消失，说明此时没有反射光线
D．多次改变入射光的方向，是为了得到反射角与入射角的大小关系的普遍规律
【答案】C
【解析】A.白色纸板上标有刻度是为了测量入射角和反射角的大小，判断两角的大小关系，故A正确；
B.实验时如果让光贴着纸板入射，是为了能在纸板上显示出入射光束径迹，故B正确；
C.纸板B向后翻折后，反射光线消失，是因为反射光线、法线、入射光线在同一平面内，此时反射光线仍存在，故C错误；
D.一次实验具有很大的偶然性，为了得到反射角与入射角大小关系的普遍规律，应多次改变入射光的方向进行多次实验，故D正确。
故选：C。
2. （2025广西一模）如图所示，在探究光反射时的规律实验中，通过实验可知，反射光线、入射光线和法线都在________（选填“同”或“不同”）一平面内，反射角r________ 入射角i。
【答案】 同 等于
【解析】在探究光反射时的规律实验中，向后翻折纸板NOF，将看不到反射光线，可知反射光线、入射光线与法线在同一平面内。
根据光的反射定律可知，反射角等于入射角。
3. （2025江苏无锡市一模） 探究光的反射规律，器材有：激光笔、平面镜、标有刻度的白色硬纸板（可沿中缝折叠）、白板；
（1）如图甲所示，将一束光照射到平面镜上，它的反射光在光屏上形成一个光斑，保持光在平面镜上的入射点不变，减小入射光与平面镜的夹角，则光屏上的光斑向______（选填“上”或“下”）移动；
（2）利用图乙所示的装置进行探究；
①平面镜水平放置，标有刻度的白色硬纸板竖直地立在平面镜上，使一束光紧贴纸板A，射向镜面上的O点，将纸板B绕接缝ON向前或向后翻折，当纸板B和纸板A在______时，纸板B上能呈现反射光束；
②改变入射光的方向，读出入射角和反射角的大小，将测得的数据记录在表格中，由此可知：反射角与入射角大小______；
实验序号 入射角 反射角
① 30° 30°
② 45° 45°
③ 60° 60°
③用另一束光逆着反射光的方向射到镜面，观察到反射后的光会逆着原来入射光的方向射出，这表明：______；
（3）利用如图丙所示的装置进行探究。让一束光斜射到平面镜上，在入射点O放置白板并调整位置，发现白板只在某一位置能同时呈现入射光和反射光，测得此时白板与镜面成角，说明白板与镜面的位置关系是：______，实验表明：______；
（4）自行车尾灯是由许多角反射器组成的反光装置，角反射器是由互相垂直的反光面组成的。当汽车的灯光照在尾灯上时，司机看到尾灯特别亮，原因是：______。
【答案】 （1）下 （2） 同一平面 相等 反射光路是可逆的 （3）垂直 光的反射定律中，入射光线、反射光线、法线三线在同一个平面内 （4）见解析
【解析】（1）保持光在平面镜上的入射点不变，减小入射光与平面镜的夹角，入射光线偏离法线，反射光线也偏离法线，故光斑向下移动。
（2）①将纸板B绕接缝ON向前或向后翻折，发现当纸板B和纸板A在同一平面内时，B板上才能够呈现出反射光线，说明光的反射定律中，入射光线和反射光线、法线三条光线在同一平面内。
②分析表格中的数据发现，反射角等于入射角。
③用另一束光逆着反射光的方向射到镜面，观察到反射后的光会逆着原来入射光的方向射出，沿着原来的路径返回，故说明光路是可逆的。
（3）白板与镜面成角，说明白板与镜面的位置关系是垂直；若白板与平面镜不垂直，则法线不在该白板上，入射光线、反射光线、法线也不会在这个平面镜内，故看不到反射光线、入射光线，说明光的反射定律中，入射光线、反射光线、法线三线在同一个平面内。
（4）由于角反射器是由互相垂直的反光面组成的，当汽车的灯光照在尾灯上时，经过两次反射后，光线将平行于入射光线，反射进入司机眼中，司机看到尾灯特别亮。
4．（2025云南一模）“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，标有角度（图中未画出）的白色纸板ABCD竖直放置于平面镜上，能绕垂直于CD的ON轴向后折转，在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。
（1）为了更清晰地显示光路，白色硬纸板的表面应 （选填“光滑”或“粗糙”）些；
（2）当入射光线EO与CO的夹角为时，此时入射角的大小为 。当入射光线靠近法线，反射光线 法线；
（3）如图乙所示，将纸板右半部分绕ON向后折转任意角度，发现纸板上均无反射光束呈现。由此说明：反射光线、法线和入射光线 （选填“在”或“不在”）同一平面内；
（4）如图丙所示，若将纸板（连同激光笔）绕CD向后倾斜，入射光线仍能呈现纸板上，且仍紧贴EO入射到平面镜的O点，则反射光线 。
A．向后倾斜，仍在白色纸板上；
B．方向不变，仍然垂直于CD；
C．向前倾斜，角度与纸板和桌面角度大小相等。
【答案】（1） 粗糙（2）40° 靠近 （3）在（4） C
【解析】（1）为了更清晰地显示光路，白色纸板的表面应较粗糙，光射在纸板上会发声漫反射，反射光线向各个方向，无论从哪个角度看，都能看清楚。
（2）入射角为入射光线与法线的夹角，即EO与ON的夹角为90°-50°=40°
根据光的发射定律，反射角等于入射角，当入射光线靠近法线，入射角减小，反射角随之减小，反射光线也靠近法线。
（3）当纸板右半部分和左半部分在同一平面上时，能同时看到两条光线，当纸板右半部分绕ON向后折转任意角度后，左右两部分的纸板不在一个平面上，发现纸板上均无反射光束呈现，说明反射光线、法线和入射光线在同一平面内。
（4）若将纸板（连同激光笔）绕CD向后倾斜，入射光线仍能呈现纸板上，且仍紧贴EO入射到平面镜的O点，ON不再是法线，入射光线的方向改变了，法线不变，由于反射光线、法线和入射光线在同一平面内，所以反射光线方向也改变，因入射光线向后，所以反射光线将向前倾斜，根据反射角等于入射角，所以反射光线与CD所在平面与桌面的角度与纸板和桌面角度大小相等。
题组2.探究平面镜成像的特点试题精炼
5. （2025哈尔滨一模）小明利用如图所示的装置，探究平面镜成像的特点。下列说法正确的是（　　）
A. 用玻璃板代替平面镜，目的是使蜡烛a的像更清晰
B. 使用相同的蜡烛a、b，目的是比较像与物的大小
C. 将光屏放到像的位置，光屏能够承接到像
D. 将蜡烛a靠近玻璃板，它所成的像变大
【答案】B
【解析】A．用玻璃板代替平面镜，目的是为了确定像的位置，故A错误；
B．在平面镜成像实验中为了比较物与像的大小，选用两支完全相同的蜡烛完成实验，故B正确；
C．平面镜成的像是虚像，光屏承接不到，故C错误；
D．平面镜成的像与物关于平面镜对称，所以当蜡烛a靠近玻璃板，它所成的像不变，故D错误。故选B。
6. （2025沈阳一模）如图所示，在“探究平面镜成像的特点”的实验中，对所选择的蜡烛A、B的要求是外形_______（选填“相同”或“不同”）；蜡烛A在玻璃板后面的像______（选填“能”或“不能”）在光屏上呈现。
【答案】 相同 不能
【解析】实验中选取两段完全相同的蜡烛是为了比较像与物的大小关系。
虚像不能成在光屏上，蜡烛A在玻璃板后面的像不能在光屏上呈现，说明平面镜成的像是虚像。
7. （2025青海省一模）某兴趣小组为了验证“人在平面镜中所成的像“近大远小”这个观点是否正确，找来了玻璃板、两只完全相同的蜡烛A和B、白纸、刻度尺、火柴等器材。
（1）探究过程如下：
①如图所示，在桌面上铺一张大白纸，纸上竖立一块玻璃板作为平面镜。沿着玻璃板在纸上画一条直线，代表平面镜的位置；
②将点燃的蜡烛A放在玻璃板前，在玻璃板后移动未点燃的蜡烛B，发现在某一位置蜡烛B与蜡烛A的像能够完全重合，在白纸上标记蜡烛A和B的位置；
③改变蜡烛A的位置，在玻璃板后移动蜡烛B，始终能找到与蜡烛A的像完全重合的位置，标记蜡烛A和B的位置；
④在蜡烛所成像的位置放一张白纸，发现白纸上不能得到蜡烛的像；
⑤用刻度尺分别测量蜡烛A和B到玻璃板的距离数据记录如表2。
表2
次数 蜡烛A到玻璃板的距离/cm 蜡烛A的像到玻璃板的距离/cm 蜡烛的像与蜡烛的大小关系
1 5.02 5.01 相等
2 10.02 1002 相等
3 15.01 15.00 相等
（2）分析了表2的实验数据，得到以下结论：
①像到平面镜的距离和物体到平面镜的距离___________；
②平面镜所成像的大小与物体到平面镜的距离________（选填“有关”或“无关”），说明“人在平面镜中所成的像近大远小”的观点是错误的；
③平面镜所成的像是___________（选填“实像”或“虚像”）。
（3）为了保证实验效果，做这个实验时应选择较______（选填“厚”或“薄”）的玻璃板。
【答案】 （1）相等 （2）无关 （3）虚像 （4）薄
【解析】（2）①由表2数据可知，第一次实验蜡烛A和蜡烛A的像到玻璃板的距离分别为5.02cm、5.01cm，，第三次实蜡烛A和蜡烛A的像到玻璃板的距离分别为15.01cm、15.00cm，只是估读不同，属于误差；第二次实验蜡烛A到玻璃板的距离为10.02cm，蜡烛A的像到玻璃板的距离为10.02cm。综上所述，得到结论：像到平面镜的距离和物体到平面镜的距离相等。
②由表2可知，蜡烛到平面镜的距离不同，但所成蜡烛的像大小与蜡烛的大小相等，由此可知，平面镜所成像的大小与物体到平面镜的距离无关。
③由探究过程④可知，在蜡烛所成像的位置放一张白纸，发现白纸上不能得到蜡烛的像，白纸相当于光屏，即在光屏只能承接实像，不能承接虚像，故平面镜所成的像是虚像。
（3）玻璃板有两个反射面，每个反射面相当于一个平面镜，都可以成像，选用薄玻璃板，两个像的距离近，测量误差小，实验效果好；反之选用厚玻璃板，两个像的距离较远，会出现两个不重合的像，从而影响实验效果。所以为了保证实验效果，做这个实验时应选择较薄的玻璃板实验。
8. （2025齐齐哈尔一模）小明和小聪在探究“平面镜成像”实验中，研究像与物的大小关系时：
（1）小明选择玻璃板进行实验。为了便于比较像和物的大小关系，小明应取来两支_______的蜡烛，在玻璃板一侧点燃蜡烛A，在另一侧将未点燃的蜡烛B放到A像的位置，发现它们完全重合，说明_______。
（2）小聪选择平面镜进行实验。他想用如图所示的方法，把刻度尺贴在平面镜上测出像的高度，你同意他的方法吗？为什么？___________。
（3）利用玻璃板和平面镜都能看到蜡烛A的像，是因为光在它们表面发生_________后进入人眼。经观察对比后发现在玻璃板中成的像稍暗些，其原因是___________。
【答案】 （1）相同 像与物体大小相等 （2）不同意，刻度尺的刻度线应紧贴被测物体，而像与刻度尺有一段距离 （3）反射 见解析
【解析】（1）选用两支完全相同的蜡烛，将蜡烛B放在蜡烛A的像的位置处，对比蜡烛B和蜡烛A成的像，可以发现二者完全重合，说明像与物体大小相等。
（2）由图可知，刻度尺与蜡烛A的像有一段距离，根据刻度尺的使用规范可知，使用刻度尺时，刻度尺应紧贴被测物体，故不同意小聪的方法。
（3）平面镜成像是由光的反射形成的，光在玻璃板和平面镜的表面发生反射，反射光线的反向延长线会聚成我们人眼看到的蜡烛的虚像。
平面镜只反射光，而玻璃板除反射外还有部分光发生折射，故玻璃板反射的光比平面镜少.，玻璃板中成的像看起来稍暗些。
9．（2025吉林一模）在探究“平面镜成像特点”的实验中。
（1）首先确定像的位置，如图甲，小明将白纸平铺在水平桌面上，将 （选填“平面镜”或“玻璃板”）竖放在白纸上，在一侧点燃蜡烛A，在另一侧将未点燃的蜡烛B在白纸上来回移动，发现蜡烛B与蜡烛A的像能够重合，说明 ；
（2）为了便于比较像与物的大小关系，对蜡烛B的要求是 。实验中若观察到 ，可以得出“像与物大小相等”的结论；
（3）在确定像的位置后，用刻度尺测得一组物距和像距分别为3.00cm、3.00cm，由此得出的结论是：像距等于物距。请指出该过程中的不合理之处 。
【答案】 （1）玻璃板 像与物体等大（2） 与蜡烛A完全相同 蜡烛B与蜡烛A的像重合
（3） 实验中只进行一组实验，会使实验结论具有偶然性
【详解】（1）玻璃板既能成像，也可以透光，便于确定像的位置，因此实验中用透明的玻璃板代替平面镜，即小明将白纸平铺在水平桌面上，将玻璃板竖放在白纸上。
蜡烛AB等大，在一侧点燃蜡烛A，在另一侧将未点燃的蜡烛B在白纸上来回移动，发现蜡烛B与蜡烛A的像能够重合，说明像与物体等大。
（2）为了便于比较像与物的大小关系，对蜡烛B的要求是与蜡烛A完全相同，蜡烛A用于成像，蜡烛B与像作比较。
实验中若观察到蜡烛B与蜡烛A的像重合，通过等效替代法可得出“像与物大小相等”的结论。
（3）实验中只进行一组实验，就得出实验结论，会使实验结论具有偶然性，为了使实验结论具有普遍性，应改变物距进行多次实验。
题组3.探究凸透镜成像的规律试题精炼
10．（2025河南一模）小明在探究凸透镜成像规律时，安装好器材，调节蜡烛、凸透镜与光屏在如图所示的位置，在光屏上得到清晰、等大的像，下列说法中正确的是（　　）
A．该凸透镜的焦距为20cm
B．保持凸透镜位置不动，将蜡烛移至15cm刻度线处，此时与照相机的原理相同
C．实验过程中，蜡烛烧短之后，成像会在光屏的下方
D．保持蜡烛与凸透镜位置不变，在它们之间放一近视眼镜，需要将光屏向左移动才能成清晰的像
【答案】B
【解析】A．图示中，刻度尺的分度值为1cm，蜡烛与凸透镜的距离，光屏与凸透镜的距离都为20.0cm，此时光屏上得到清晰等大的实像，则物距等于像距等于二倍焦距，所以凸透镜的焦距为10.0cm，故A错误；
B．凸透镜的位置不变，蜡烛移至15cm刻度线处，则物距为35.0cm，大于二倍焦距，成倒立缩小的实像，所以此时与照相机的原理相同，故B正确；
C．蜡烛烧短后，成像在光屏的上方，因为通过凸透镜光心的光线传播方向不变，则烧短后，蜡烛通过透镜光心的光线向上移动，故C错误；
D．近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，保持蜡烛和凸透镜位置不变，在它们之间放入一近视眼镜，蜡烛经过眼镜后，通过凸透镜的光线会聚延迟，物距变大，所以应向右移动光屏才能得到清晰的像。故D错误。故选B。
11. （2025河北省一模）在探究“凸透镜成像规律”的实验中，已知凸透镜的焦距为10cm。如图，凸透镜固定在光具座的50cm刻线处，通过移动蜡烛和调节光屏的位置来进行探究实验。下列说法中正确的是（　　）
A. 将蜡烛移到刻线处，光屏上呈现倒立放大的实像
B. 将蜡烛移到刻线处，光屏上呈现正立放大的虚像
C. 将蜡烛移到刻线处，成像特点与照相机成像特点相同
D. 将蜡烛从刻线处移向刻线处的过程中，光屏上呈现的像会变大
【答案】D
【解析】A．将蜡烛移到刻线处，物距为40cm，大于两倍焦距，故成倒立的缩小的实像，故A错误；
B．将蜡烛移到刻线处，物距为5cm，成的是虚像，光屏上无法承接，故B错误；
C．将蜡烛移到刻线处，物距为15cm，在一倍焦距和两倍焦距之间，故成像特点倒立的放大的实像，与投影仪成像特点相同，故C错误；
D．将蜡烛从刻线处移向刻线处的过程中，成实像，物近像远，像变大，故光屏上呈现的像会变大，故D正确。
12. （2025大连市一模）物理科技小组在做探究凸透镜成像规律的实验过程中，某次实验操作时，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，烛焰在光屏上恰好成清晰的倒立、等大的实像。则下列说法正确的是（　　）
A. 该凸透镜的焦距是10.0cm
B. 将蜡烛放置在光具座的25cm刻度线处，调整光屏与凸透镜的距离，烛焰在光屏上成清晰的像时，该像的性质与照相机成像的性质相同
C. 将蜡烛放置在光具座的35cm刻度线处，调整光屏与凸透镜的距离，烛焰在光屏上成清晰的像时，该像的性质与投影仪成像的性质相同
D. 将蜡烛放置在光具座的45cm刻度线处，调整光屏与凸透镜的距离，烛焰在光屏上可成清晰的正立、放大的虚像
【答案】ABC
【解析】A．当光屏成倒立、等大的实像，有u=v=2f
则 故A正确；
B．将蜡烛放置在光具座的25.0cm刻度线处，物距
u=50.0cm 25.0cm=25cm>2f=20.0cm
满足u>2f，成倒立、缩小的实像，照相机是根据这个原理制成的，故B正确；
C．将蜡烛放置在光具座的35.0cm刻度线处，物距
f=100cm满足f成倒立、放大的实像，投影仪是根据这个原理制成的，故C正确；
D．将蜡烛放置在光具座45.0cm刻度线处，物距
u=50.0cm 45.0cm= 5.0cm即物体在凸透镜的一倍焦距以内，成正立、放大的虚像，但虚像不能呈现在光屏上，故D错误。
故选ABC。
13. （2025四川遂宁一模）亮亮在探究凸透镜成像规律时，用甲图所示的方法测凸透镜的焦距，图中光屏上呈现最小最亮的光斑，则该凸透镜的焦距是_________cm（估读到分度值的下一位）。当凸透镜和蜡烛的位置如乙图所示时，光屏上呈现一个清晰的像，此时成像的原理与_________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）相同。
【答案】 10.0 投影仪
【解析】由图甲可知，刻度尺的分度值为1cm，光屏上出现的最小、最亮的光斑即为焦点，焦点到凸透镜的距离是60.0cm-50.0cm=10.0cm
所以凸透镜的焦距是10.0cm。
当凸透镜和蜡烛的位置如乙图所示时，光屏上呈现一个清晰的像，由图乙可知，物距小于像距，根据凸透镜成像规律可知，此时成倒立放大的实像，此时的成像原理与投影仪相同。
14. （2025重庆一模）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，蜡烛燃烧一段时间后，烛焰、凸透镜和光屏的位置如图2所示，此时在光屏上观察到清晰的烛焰的像，要使像成在光屏中央，应将蜡烛的支架向________调节，在光屏上所成的像是倒立、________的实像，这与生活中________（选填“眼睛”或“放大镜”）的成像原理相同。
【答案】 上 缩小 眼睛
【解析】由图可知，此时像成在光屏的上方，说明蜡烛低与凸透镜的光心，要使像成在光屏中央，应将蜡烛的支架向上调节。
根据凸透镜的成像规律可知，此时物距大于像距，成倒立、缩小的实像，与眼睛的成像原理相同。
15. （2025湖北一模）同学们参观博物馆时发现一件秦代木牍前放置着凸透镜，通过凸透镜看到的情景如图甲。为了弄清其原理，他们进行了如下探究。
（1）如图乙，用太阳光照射凸透镜，移动光屏直至光屏上出现一个最小最亮的光斑，此凸透镜的焦距为_________cm；
（2）如图丙，将蜡烛放在较远处，移动光屏使光屏上呈现清晰的实像，观察像的性质，测出物距和像距；逐次改变物距，重复上述操作，实验记录如下表；
序号 物距/cm 像的性质 像距/cm
正倒 大小
1 24.0 倒立 缩小 17.2
2 22.0 倒立 缩小 18.8
3 20.0 倒立 等大 20.0
4 18.0 倒立 放大 22.4
5 16.0 倒立 放大 27.0
……
凸透镜成缩小实像时，物距_________（填“＞”“＜”或“＝”）像距；
（3）小宇受第4、5组实验结果启发，推测文物与其前方凸透镜的距离u和凸透镜焦距f的关系为时，放大的像。小丽对小宇的观点提出了质疑，她继续减小物距，发现蜡烛在某位置时，无论怎样移动光屏，光屏上都看不到像。小丽撤去光屏，从图丙中_________侧（填“A”或“B”）向透镜方向观察，看到了正立放大的像，测得物距为8.0cm，她推测u和f的关系应为。_________的推测合理，理由是______。
【答案】 （1）10.0 （2） ＞ （3）B 小丽 见解析
【解析】（1）一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，会聚于一点，凸透镜与光屏间的距离为焦距，由图乙知道，该凸透镜的焦距为
（2）分析表格数据知道，当凸透镜成缩小的像时，物距大于像距。
（3）根据题意知道，当物距小于焦距，成正立、放大的虚像，像物同侧，应该在B处观察。
根据实验现象知道，当继续减小物距时，也能成放大的像，但是是正立、放大的虚像，此时，所以，小丽的推测合理。
16. （2025江苏扬州一模）小明在学习了凸透镜成像的规律后，继续深入探究，选用题表中某一规格的凸透镜做实验，调整好器材后如题图甲所示，此时烛焰在光屏上成放大的像；
凸透镜编号 焦距/cm 直径/cm
① 5 3.5
② 5 4.5
③ 10 4.5
④ 15 4.5

（1）光屏上的像是实像还是虚像？ ；
（2）一段时间后，小明发现烛焰的像如图乙所示，此时将蜡烛向 调节可以使烛焰的像移到光屏中央；
（3）小明选的凸透镜焦距为 cm；
（4）小明将蜡烛换成F字光源，调整了光源和光屏的位置，在光屏上仍可观察到清晰的像，如题图所示，则小明看到的像应是 （选填字母）；

（5）小明认为凸透镜成像的规律还可能与凸透镜的直径有关；若要验证其猜想，则可在题表中选取编号为 两个凸透镜进行实验验证。
【答案】（1）实像；（2）上；（3）10；（4）D；（5）①、②
【详解】（1）如图甲所示，物距小于像距，此时烛焰在光屏上成放大的像，为投影仪的成像原理，成倒立、放大的实像。
（2）一段时间后，蜡烛越烧越短，此时烛焰的像在光屏上方呈现，为了使烛焰的像移到光屏中央可以将蜡烛上移，使得烛焰，透镜的光心和光屏中央在同一水平直线上。
（3）由甲图可知，此时物距小于像距，为投影仪的成像原理，此时物距为15.0cm，在一倍到两倍焦距之间，像距为30.0cm，像距在两倍焦距之外，根据表格可知，小明选的凸透镜焦距为10cm。
（4）将蜡烛换成F字光源，调整了光源和光屏的位置，在光屏上仍可观察到清晰的像，此时物距大于像距，为照相机的成像原理，成倒立、缩小的实像，从左侧向光屏看，会看到图D所示的像，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
（5）若要验证凸透镜成像的规律还可能与凸透镜的直径有关，则需要控制凸透镜的焦距相等，故可在题表中选取编号为①、②两个凸透镜进行实验验证。
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