2023年中考物理高频考点训练——光学实验（含解析）考试试卷

2023年中考物理高频考点训练——光学实验
1．小明发现，晚上在教室自习时，在窗玻璃里看到另一个“自己”，而白天却看不清。小明思考，窗户玻璃中的另一个“自己”有什么特点呢？于是他利用两根完全相同的蜡烛、玻璃板、白纸等器材来探究，如图所示。
（1）在寻找蜡烛A的像的位置时，小明同学无论怎样调节蜡烛B，发现都不能与蜡烛A的像重合，发生这种现象的原因可能是 ________；
（2）实验中，当把蜡烛A远离玻璃板时，看到像会 ________（选填“远离玻璃板”“靠近玻璃板”或“保持不动”），此时像的大小将 ________（选填“变大”“变小”或“不变”）；
（3）小明将光屏放在蜡烛B的位置上，在光屏上没有看到蜡烛A的像，这是因为 ________；
（4）实验中如果将蜡烛B也点燃，对实验的影响是 ________。
2．小明同学利用如图所示的实验装置探究平面镜成像的特点。
（1）用透明玻璃板代替平面镜，并且选择两只大小完全相同的蜡烛做实验，是为了方便确定像的位置和比较像与物的大小关系，这里用到的物理方法是________（选填“控制变量法”、“转换法”或“等效替代法”）；
（2）小明将甲图中的蜡烛c移动到与蜡烛b的像完全重合后，透过玻璃板观察到蜡烛c好像被点燃了，将玻璃板向左沿水平直线移动一段距离，从同一位置再次观察，发现蜡烛c并没有被点燃。针对上述现象，小明做出了以下分析，其中正确的是________（填序号）；
①蜡烛b通过平面镜成的是虚像
②再次观察时，没有看到蜡烛b的像，说明此时玻璃板太远，蜡烛b不能成像
③再次观察时，没有看到蜡烛b的像，是因为蜡烛b的像的位置发生了变化
④再次观察时，改变观察角度，仍能观察到相同的现象
（3）如图乙，小明想要利用一块平面镜使一束阳光竖直射入井中，请通过作图标出平面镜的位置，并标出反射角的度数________。
3．在探究“平面镜成像特点”的实验中：
（1）实验时，将点燃的蜡烛A放在玻璃板前，把另一个相同的蜡烛B放到玻璃板的另一侧，边移动、边观察，为了使它与A的像重合，观察时，眼睛应该在图乙中的 ___________处观察；为确定像的虚实，可在蜡烛B的位置放一个光屏，并在图乙中的 ___________处观察光屏上是否有像；（填“a”、“b”或“c”）
（2）当蜡烛A向玻璃板靠近时，像的大小 ___________（填“变大”、“变小”或“不变”）；
（3）在图丙中画出蜡烛A发出的一条光线穿过玻璃板的光路图。（保留作图痕迹）___________。
4．在探究凸透镜成像规律的实验中，小刚同学进行了如下实验。
（1）小刚用如图甲所示的方式测量凸透镜的焦距，测得本实验所用凸透镜的焦距为 ___________cm；
（2）实验时，应先调节烛焰、光屏和凸透镜的高度，使它们的中心大致在 ___________；
（3）当把装置调节到如图乙所示位置时，发现在光屏上得到了一个清晰的像，则这个像是倒立、___________的实像，生活中的 ___________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用了这样的成像原理；
（4）保持图乙中凸透镜的位置不变，适当向左移动蜡烛时，应该向 ___________（选填“左”或“右”）移动光屏，才能再次得到清晰的像，小刚又向右移动蜡烛到45cm刻度处时移动光屏，发现屏上 ___________（选填“能”或“不能”）得到清晰的像；
（5）在实验了一段时间后，随着蜡烛燃烧变短，光屏上的像会向 ___________（选填“上”或“下”）移动。
5．如图所示，小宁和同学们在老师指导下做“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）在凸透镜不动的情况下，不断改变物距，测出对应的像距，得到物距与像距的关系图像如图甲，则凸透镜的焦距为 ___________cm。
（2）如乙图所示，当蜡烛位于图中B处时，移动光屏到 ___________（选填“C”、“D”或“E”）点，光屏上才能成清晰的像。
（3）小宁用黑卡纸片遮住凸透镜的上半部分，则光屏上将 ___________。
A．得不到像
B．得到的像是完整的，亮度较暗
C．仅成上半部分的像
D．仅成下半部分的像
（4）小宁同学把蜡烛移动A到处，移动光屏，找到清晰的像，此时光屏上的像应该是倒立 ___________（选填“放大”或“缩小”）的实像，利用这个成像原理人们制成了 ___________（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）。若蜡烛燃烧变短了，其在光屏上像的位置将 ___________（选填“升高”或“降低”）。
6．豆豆同学想探究凸透镜成像规律。实验桌上有两个凸透镜，焦距分别为10.0cm和20.0cm。
（1）实验一：豆豆同学将其中一块凸透镜放在光具座上，当烛焰、透镜及光屏的位置如图所示时，恰能在光屏上得到一个清晰的像，则他选择的凸透镜的焦距为 ___________cm；
（2）实验二：豆豆同学将蜡烛和光屏的位置对换，发现在光屏上仍能成一清晰的像，此时像的性质是倒立、___________的实像，生活中常见的 ___________是利用此成像原理制成的；
（3）实验三：若在实验一中，不改变蜡烛和凸透镜的位置，换用另一块凸透镜，应向 ___________调节光屏才能在光屏上找到烛焰清晰的像，此时所成的像的大小 ___________（选填“变大”、“不变”或“变小”）。
7．如图所示，小刚探究凸透镜成像的规律得出如下实验数据表，请根据数据回答。
实验次数 1 2 3 4
物距u/cm 30 20 15 5
像距v/cm 15 20 30 /
上表是他实验时记录的几组数据，根据数据回答下列问题。
（1）实验所用凸透镜的焦距___________cm；
（2）第4次实验时所成的像是___________；（选填选项前的字母）
A．倒立、缩小的实像 B．倒立、放大的实像 C．正立、放大的虚像
（3）第3次实验数据能够说明___________（选填选项前的字母）的成像特点；
A．照相机 B．幻灯机 C．放大镜
（4）第1次实验完成后，小华将一眼镜紧贴在凸透镜的前面，要将光屏向靠近凸透镜的方向移动，才在光屏上再次得到清晰的像，此眼镜对光有___________作用，此眼镜为应___________（选填“近视”或“远视”）眼镜。
8．实验小组的同学一起进行光学实验探究。
（1）如图甲，在探究“光的反射规律”的实验中，在纸板前从不同方向可以看到纸板上入射光的径迹，这是因为光在纸板上发生了___________反射；如果让光沿方向入射，反射光将沿方向射出，这表明___________；
（2）如图乙，在探究“平面镜成像的特点”的实验中，用玻璃板替代平面镜是为了___________；若在玻璃板前观察到蜡烛A在玻璃板中成像的位置在水平桌面上方，产生这种现象的原因是___________；
（3）如图丙，在探究“凸透镜成像”的实验中，将凸透镜固定在刻度线处不动，移动蜡烛和光屏至如图所示位置时，光屏上承接到清晰的像。该凸透镜的焦距为___________。若将蜡烛移到刻度线处，要在光屏得到清晰的像，接下来的操作是___________。
9．小明在探究“凸透镜成像的规律”实验时，实验操作规范。
（1）实验前，要调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在_____，实验一段时间后，他发现光屏上的像偏上，那么他应该把凸透镜向_____（选填“上”或“下”）适当调节，才能使像最终成在光屏的中央；
（2）当他将蜡烛、凸透镜、光屏调节到图所示位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像，此时成像原理与_____（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）相同，若将蜡烛向右移动5cm，保持凸透镜的位置不动，则应将光屏向_____（选填“左”或“右”）适当移动才能再次在光屏上成清晰的像。
10．在“探究凸透镜成像的规律”的实验中：
（1）小亮将一个点光源S、凸透镜、光屏依次放在光具座上，并调节三者的中心大致在同一高度上，点光源和凸透镜的位置如图甲所示，移动光屏，则发现光屏上始终出现一个大小不变的圆光斑，则该凸透镜的焦距_______（填“大于”、“等于”或“小于”）15.0cm。把点光源换成蜡烛，在某一次实验过程中，光屏上成一个倒立、缩小的实像时，一只苍蝇停落在透镜的中央，则光屏上_______（填“会”或“不会”）出现苍蝇的像；
（2）小亮用透明橡皮膜制作了一个水透镜，使用注射器向水透镜内注水或往外抽水可以改变水透镜的焦距，模拟人眼的晶状体，进行眼睛视物原理的探究。若保持水透镜、烛焰和光屏如图乙所示位置，将水透镜内的水抽出一些，使其变薄，发现光屏上原来清晰的像变模糊了，此时应该向_______（填“左”或“右”）移动光屏，才能再次出现清晰的像。若不移动光屏，还想在光屏上得到清晰的像，也可以在蜡烛和水透镜之间加一个焦距合适的_______（填“凸”或“凹”）透镜。
11．雨若同学在“探究平面镜成像特点”的实验时，所用的实验器材有带底座的玻璃板、白纸、笔、火柴、光屏、刻度尺、两支外形相同的蜡烛A和B。
（1）选用玻璃板代替平面镜，主要是为了______。
（2）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿______（选填“点燃”或“未点燃”）的蜡烛B竖直在玻璃板后 面移动，人眼一直在玻璃板的前侧观察，直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。这种确定像与物大小的方法是______。当蜡烛A向玻璃板靠近时，像的大小______。
（3）为了让右座的同学也能够看清蜡烛的像，雨若只将玻璃板向右平移，则蜡烛像的位置______（选填“向右移动”“向左运动”或“不变”）。
12．在“探究凸透镜成像规律”实验中：
（1）将蜡烛、凸透镜和光屏依次安装在光具座上，点燃蜡烛，调整它们的高度，使烛焰中心、透镜光心和光屏中心在___________，这样做的目的是___________；
（2）如图甲所示，光屏上成清晰的像。保持蜡烛和光屏的位置不变，只移动透镜到___________cm刻度处，光屏上可再次成清晰___________、倒立的实像，这是因为折射现象中光路是___________的；
（3）实验一段时间后，原来在光屏中心的像“跑”到光屏上方，如图乙所示位置。能让像重新回到光屏中心的操作是___________；（填序号）
①光屏下调 ②蜡烛上调 ③透镜上调
如果蜡烛变短了2cm，需要将光屏向上调节___________cm才能将像调回屏中央；
（4）若将印有字母“F”的纸片（图丙）放在蜡烛的位置，我们能看到的清晰的像是图丁中的 ___________（填序号）；
（5）实验中，光屏上成模糊的像，如果蜡烛和透镜位置不变，将光屏往凸透镜方向靠近，光屏上能成清晰的像；如果蜡烛、凸透镜和光屏位置不变，应该在蜡烛与凸透镜之间放上一个合适的___________透镜，光屏上也能成清晰的像，这说明该透镜具有___________作用。
13．如图是探究平面镜成像特点的实验装置
（1）在玻璃板前放一支点燃的蜡烛A，可以看到玻璃板后面出现蜡烛的像，如图甲所示，取另一支外形相同的未点燃的蜡烛B，竖立在玻璃板后面移动，直到蜡烛B能和蜡烛A的像完全重合，表明像与物的大小相等。这种确定像与物大小关系的方法是等效替代法。实验过程中蜡烛B等效替代的是___________，探究像与物的位置关系时也用到了等效替代法，蜡烛B等效替代的是___________ ；（以上两空选填“蜡烛A”或“蜡烛A的像”）
（2）用刻度测量像与物到镜面距离时，测量的是物与像到___________ ；（选填“MM′”或“NN′”）的距离
（3）如图甲所示，将玻璃板以CD为轴顺时针转动，则所成像___________ 。（选填“顺时针”或“逆时针”）
14．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，移动蜡烛，调节光屏直到光屏上承接到清晰的像，如图所示：
（1）该凸透镜的焦距为________cm；
（2）将近视眼镜的镜片放在蜡烛和凸透镜之间适当位置，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；
（3）取走镜片，将蜡烛向左移动一段距离后，应将光屏移至________（选填“A”“B”或“C”）范围内才能再次承接到清晰的像；
A．50～65cm　　B．65～80cm　　C．80cm以外
（4）将蜡烛移到30cm刻度线处，适当调节光屏，光屏上再次得到清晰的像，生活中常见的________是利用此成像原理制成的；
（5）实验中，李萌同学用白纸遮住凸透镜的一部分，光屏上________（选填“能”或“不能”）成一个烛焰完整的像；
（6）蜡烛经过一段时间的燃烧，乔乔同学发现蜡烛的像在________移动，为使成像在光屏中央，她应该________调整光屏（均选填“向上”或“向下”）。
15．探究凸透镜成像的实验时，小明选择了一块焦距未知的凸透镜。
（1）小明让一束平行光射向该透镜，调节光屏位置，直到光屏上得到一个最小最亮的光斑（如图甲所示），该透镜的焦距f=___________cm。
（2）如图乙，装好实验器材，只移动透镜的情况下，无论怎样调节，都不能在光屏上得到清晰的像，造成上述现象的原因是___________。
（3）如图丙，当蜡烛在光具座的A处，光屏在B处，得到了烛焰清晰的像，现将蜡烛由A处向左移动距离s到C处，为再次在光屏上接收到清晰的像，他应将光屏向___________（选填“左”或“右”）调整，光屏移动距离s′___________s（选填“>”，“<”或“=”），这次成倒立___________的实像，这个成像的特点生活中可应用在___________。
16．图甲是探究 “平面镜成像特点”的实验装置图。
（1）实验时，用透明的薄玻璃板代替平面镜的目的是__________；
（2）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，可以看到蜡烛A在玻璃板后面的像，这是由光的__________；（选填“反射”或“折射”）形成的。如果在点燃的蜡烛和玻璃板之间放上一块不透光的木板，则__________（选填“能”或“不能”）看到蜡烛A在玻璃板后面的像；
（3）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A的像应是__________图中的（选填“A1”、“A2”或“A3”）；
（4）做完实验后，班级要测量视力，要求学生距离视力表5m，但是房间可利用的宽度只有3m，小宁利用平面镜成像特点解决了这一问题，她的方法如图所示，小宁到平面镜的距离s为__________m。
17．利用如图所示的装置研究凸透镜成像规律。设u为物距，即烛焰至透镜的距离，v为像距，即光屏上呈现最清晰的像时光屏至透镜的距离。调整u，测量相对应的v，部分实验数据如表所示。结合表中数据回答下列问题：
（1）此凸透镜的焦距______；
（2）当，时，光屏上呈现的是烛焰清晰的______的像（选填“放大”或“缩小”）。这个实验现象可以说明______的成像特点；（选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”）
（3）物距从减小至过程中，像大小的变化情况是______。（选填选项前的字母）
A．一直变小
B．一直变大
C．先变小再变大
D．先变大再变小
18．小强同学探究凸透镜成像的规律如图装置，凸透镜的焦距是10cm。
（1）点燃蜡烛后，应调节烛焰、凸透镜和光屏，使它们的中心在 ___________上；
（2）将实验器材按图中甲位置放置后，光屏上成清晰的像，应用此规律工作的是___________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）。实验一段时间后，光屏上的像“跑”到图乙所示的位置，若要像重新回到光屏中央，应将凸透镜向 ___________移（选填“上”或“下”）：
（3）实验中当物距u等于焦距f时，某同学却发现在光屏一侧透过凸透镜看到了烛焰正立放大的像，对此下列解释合理的是 ___________；
A．因为烛焰有一定的宽度，实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍大于焦距
B．因为烛焰有一定的宽度，实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍小于焦距
C．这是烛焰发出的光经凸透镜表面反射形成的像
（4）图丙是2021年12月9日“天宫课堂”中，航天员王亚平为大家直播演示“神奇的太空小水球”实验，如图是通过水球成 ___________（选填“实”或“虚”）像的瞬间。随后，王亚平向水球里注射一个气泡，神奇的一幕发生了、水球里竟然形成了一正一反的两个人像（图丁）。如图戊注入气泡后，中间部分（两条虚线间部分）相当于两个 ___________组成的（选填“平面镜”“凸透镜”或“凹透镜”）。
19．阅读下列短文，回答问题。
太空授课
2021年12月9日，“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课。
首先王亚平老师用金属环在水袋中取出一个水膜，再逐渐往水膜中注水，随着水的增多， 水膜慢慢变成一个接近完美球体的水球，然后又用注射器往水球中注入一个气泡，令人惊讶的是气泡并没有向上飘，而是老老实实待在水球中，此时可以在水球中同时看到一正一倒的两个像（如图甲）。此次太空授课还展示了浮力消失的实验，王亚平老师把乒乓球压入水中，松手后乒乓球没有上浮，而是悬浮在水中（如图乙）。叶光富老师还演示了太空行走，他使劲挥手抬腿没有成功，反而还飘了起来（如图丙）。
（1）水膜和水球的形成说明分子间存在相互作用的___________（选填“引力”“斥力”或“引力和斥力”）；
（2）通过简化图丁，可知其中正立的像是光经过 1、2 这两个透镜形成的像，请你利用刻度尺判断 1、2 这两个透镜是那种透镜，并写出判断的依据。( )
（3）请你根据浮力产生的原因，分析乒乓球压入水中后，乒乓球所受浮力消失的原因：( )
（4）航天员在空中和空间站一起做匀速圆周运动，空间站中航天员由于失重而飘了起来（如图丙），此时航天员___________（选填“受”或“不受”）地球引力作用
20．小王研究微距相机的成像情况。他先把相机调整到焦距为的普通模式，改变物体与镜头的距离，相机内感光元件上的成像情况如图（a）（b）所示。由于物体距镜头太近时，感光元件上无法成像，因此他将相机切换到微距模式，调整焦距为，再将物体置于距镜头非常近的位置，此时在感光元件上能成清晰的像，如图（c）所示。
（1）分析比较图（a）与（b）可知：同一镜头成实像时，物距变小，______；
（2）观察图（c）可知：微距模式下相机成的像是______的（选填“放大”或“缩小”），据此可判断微距模式下物距与像距的大小关系是______，此时相机的焦距______普通模式的焦距（选填“大于”“等于”或“小于”）。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1． 玻璃板没有垂直放置 远离玻璃板 不变 像为虚像 无法确定像的位置
【详解】（1）[1]平面镜成的像是光的反射形成的，A蜡烛发出的光线经玻璃板反射，被人眼接受，才能看到像，故眼睛在A蜡烛所在这一侧。如果玻璃杯没有竖直放置，A蜡烛所成的像可能偏高或偏低，这样B蜡烛与A蜡烛的像就无法重合了。
（2）[2]通过玻璃板时得到的像，是与蜡烛通过玻璃板对称分布，故蜡烛A远离玻璃板时，看到像也会远离玻璃板。
[3]玻璃板中的像的大小跟物体大小有关，跟物体到玻璃板的距离无关，所以像大小不变。
（3）[4]小明将光屏放在蜡烛B的位置上，在光屏上没有看到蜡烛A的像，是因为通过玻璃板所成的像是虚像，所以光屏上没有看到蜡烛A的像。
（4）[5]将蜡烛B也点燃，结果使得玻璃后面太亮，前后对比不明显，所以像会更不清晰。
2． 等效替代法 ①④
【详解】（1）[1]等效替代法是指在研究某一个物理现象和规律中，因实验本身的特殊限制或因实验器材等限制，不可以或很难直接揭示物理本质，采取与之相似或有共同特征的等效现象来替代的方法。实验中用两只大小完全相同的蜡烛做实验，便是将未点燃的蜡烛等效替代已点燃的蜡烛来寻找像的位置和比较像的大小，故实验用到的物理方法是等效替代法。
（2）[2]①根据平面镜成像原理，平面镜所成的像为正立等大的虚像，故蜡烛c不是真正的被“点燃”，故①正确；
②③平面镜成像时，像和物关于平面镜对称，玻璃板向左移动的时候，平面镜仍然成像，且像的位置和大小不变，但由于反射光线没有进入人眼中，故无法看到平面镜所成的像，故②③错误；
④由于反射光线没有进入人眼，故无法看到蜡烛的像，改变观察的角度，使人眼在反射光线所在的直线上时，仍能观察到蜡烛b所成的像与蜡烛c重合，即蜡烛c被“点燃”，故④正确。
故选①④。
（3）[3]利用一块平面镜使一束阳光竖直射入井中，则反射光线竖直射入井中，根据法线平分反射光线与入射光线的夹角作出法线，再根据法线垂直于反射平面画出平面镜的位置，如乙图所示，入射光线与水平面的夹角为30°，反射光线竖直射入井中，与水平面的夹角为90°，故反射光线与入射光线的夹角为120°，法线平分该夹角，故此时反射角的大小为60°，如下图所示：
3． a c 不变
【详解】（1）[1]平面镜成像中，利用的是光的反射原理，像在反射光线的延长线的交点上，故为了使蜡烛B与A的像重合，观察时，眼睛应该在图乙中的a处接收反射光线来观察。
[2]实像可以在光屏上呈现，虚像不能在光屏上呈现，为确定像的虚实，可在蜡烛B的位置放一个光屏，在图乙中的c处观察光屏上是否有像。
（2）[3]平面镜成像中，像与物体等大，则当蜡烛A向玻璃板靠近时，像的大小不变。
（3）[4]当光从空气斜射入右侧玻璃砖时，折射角小于入射角，折射光线将靠近法线；当光从玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角，折射光线将远离法线；如图所示：
4． 10.0 同一高度 放大 投影仪 左 不能 上
【详解】（1）[1]平行于主光轴的光经凸透镜折射后会聚于焦点，焦点到光心的距离叫做焦距，如图甲所示，刻度尺的分度值为1cm，测得本实验所用凸透镜的焦距为10.0cm。
（2）[2]器材位置正确放置后，点燃蜡烛，为了使烛焰的像成在光屏中央，应使烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度。
（3）[3][4]由图可知，此时物距小于像距，则所成的是倒立、放大的实像，其应用是投影仪。
（4）[5]保持图乙中凸透镜的位置不变，适当向左移动蜡烛时，根据物远像近像变小可知，应该向左移动光屏，才能再次得到清晰的像。
[6]向右移动蜡烛至45cm刻度处，此时的物距
u=50cm-45cm=5cm成正立、放大虚像，则屏上不能得到蜡烛清晰的像。
（5）[7]蜡烛燃烧变短时，烛焰向下移动，根据通过光心的光线传播方向不变，那么光屏上的像要向上移动。
5． 10 D B 缩小 照相机 升高
【详解】（1）[1]由甲图可知，当
u＝v＝20cm
时凸透镜成倒立、等大的实像，所以
2f＝20cm
所以
f＝10cm
（2）[2]如乙图所示，当蜡烛位于图中B处时，此时物距等于2倍焦距时，像距也等于2倍焦距，移动光屏到D点，光屏上才能成清晰的像。
（3）[1]在探究凸透镜成像实验时，用黑卡纸片遮住凸透镜的上半部分，由于凸透镜的下半部分仍能会聚光线而成像，所以光屏上呈现的仍然是烛焰完整的像，只是此时的像比完整凸透镜前的像要暗一些，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
（4）[4]把蜡烛移动到A处，物距变大，像距变小，所以应将光屏靠近透镜，向左移动。
[5]此时物距大于2f，所以在光屏上成倒立缩小的实像，是照相机的原理。
[6]蜡烛燃烧变短，根据经过光心的光线的传播方向不变可知，像成在了光屏的上方，即像变高了。
6． 10 放大 投影仪 右 变大
【详解】（1）[1]此时通过凸透镜在光屏上能成一个实像，据图能看出，此时的物距大于像距，所以在光屏上应该成一个倒立缩小的实像，故此时物体在2倍焦距以外，故30cm>2f，即15cm>f，所以小明选择的凸透镜的焦距为10cm。
（2）[2]据光路的可逆性可知，若将透镜和光屏的位置对换，即此时物体处于1倍焦距和2倍焦距之间，光屏处于2倍焦距以外，此时成倒立、放大的实像；其应用是投影仪，投影仪就是利用凸透镜在一倍到两倍焦距之间成的像。
（3）[3][4]由图知，物距为30cm，豆豆换了另一块焦距为20cm的凸透镜时，物距处于f和2f之间，像距要大于二倍焦距，即像距大于40cm，所以光屏应该向右移动；原来是成缩小的实像，换了另一块凸透镜后，物距处于f和2f之间，成倒立放大的实像，所以像变大了。
7． 10 C B 会聚 远视
【详解】（1）[1]表中第2次实验数据，物距等于像距，则物像等大，可知，此时
则焦距
即该凸镜的焦距为10cm。
（2）[2]第4次实验中物距
物距小于一倍焦距，凸透镜成正立、放大的虚像，故C符合题意，AB不符合题意。
故选C。
（3）[3]第3次实验中，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，即
像距大于二倍焦距，即
物距小于像距，凸透镜成倒立、放大的实像，是投影仪和幻灯机的制作原理，故AC不符合题意，B符合题意。
故选B。
（4）[4]第1次实验完成后，小华将一眼镜紧贴在凸透镜的前面，要将光屏向靠近凸透镜的方向移动，即减小像距，才在光屏上再次得到清晰的像，说明此眼镜是对光线有会聚作用，使原来会聚成像的光线提前会聚，要减小像距才能成清晰的像，故此眼镜为凸透镜，对光有会聚作用，应为远视眼镜。
8． 漫 反射时，光路是可逆的 确定像的位置，比较像与物的大小关系 玻璃板向蜡烛A一侧倾斜 15.0 光屏向透镜移动，直到光屏上得到清晰的像
【详解】（1）[1]在不同方向都可以看到纸板上入射光AO的径迹，因为光在纸板上发生了漫反射的缘故。
[2]让光沿BO方向入射，反射光将沿OA方向射出，入射光线沿着原来反射光线的路径入射，反射光线会沿着原来入射光线的路径射出，这表明：在光的反射现象中，光路是可逆的。
（2）[3]实验时选择透明的玻璃板，在物体的一侧，既能看到物体的像，也能看到代替物体像的另一个物体，便于确定像的位置，比较像与物的大小关系。
[4]平面镜所成的像和物体关于平面镜对称，如果玻璃板没有放正，蜡烛的像与蜡烛不在同一水平面上，所以蜡烛成的像不与蜡烛重合，实验中发现前面点燃的蜡烛的像总在未点燃蜡烛的上方偏高处，可能是玻璃板向点燃的蜡烛A方向倾斜。
（3）[5]根据图丙可知，物距
u=50.0cm-20.0cm=30.0cm
像距
v=80.0cm-50.0cm=30.0cm
此时
u=v=2f=30.0cm
所以凸透镜焦距
f=15.0cm
[6]将蜡烛移至光具座上10cm刻度线处，此时物距为
u′=50.0cm-10.0cm=40.0cm
物距大于二倍焦距成倒立缩小实像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，所以光屏移动到65.0~80.0cm之间，向透镜移动光屏，直到光屏上得到清晰的像。
9． 同一高度 下 照相机 右
【详解】（1）[1]为了使像成在光屏中央，实验前，要调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度。
[2]实验一段时间后，蜡烛由于燃烧变短，使得烛焰向下移动，导致烛焰的像向上移动，此时应该把凸透镜向下调节，才能使像最终成在光屏的中央。
（2）[3]由图中可知，此时物距大于像距，光屏上又成实像，故由凸透镜成像的规律可知，此时成倒立、缩小的实像，故此时成像原理与照相机相同。
[4]若将蜡烛向右移动5cm，此时物距减小，由“物近像远像变大”可知，像距将变大，故保持凸透镜的位置不动，则应将光屏向右适当移动才能再次在光屏上成清晰的像。
10． 等于 不会 右 凸
【详解】（1）[1]让点光源正对着凸透镜照射，把光屏置于另一侧，改变光屏与凸透镜之间的距离，发现光屏上始终出现一个大小不变的圆光斑，说明电光源经凸透镜折射后的光线平行与主光轴，因此电光源应在凸透镜的焦点上，则该凸透镜的焦距是
f=65.0cm-50.0cm=15.0cm
[2]苍蝇停落在透镜的中央，此时物距小于一倍焦距，苍蝇经凸透镜成正立放大的虚像，虚像不能用光屏承接，则光屏上不会出现苍蝇的像。
（2）[3][4]水透镜相当于凸透镜，将水透镜内的水抽出一些，使其变薄，凸透镜的聚光能力变弱，焦距变大，同等情况下相当于缩小了物距，为在光屏上成清晰的像，则应增大像距，因此将光屏向右移；若不移动光屏，因水透镜的聚光能力变弱，则在蜡烛和水透镜之间加一个对光有会聚能力的透镜，凸透镜对光有会聚作用，因此加一个焦距合适的凸透镜。
11． 便于确定像的位置 未点燃 等效替代法 不变 不变
【详解】（1）[1]因为玻璃板是透明的，所以能观察到蜡烛A的像的同时，还可以透过玻璃板清楚的看到放在后面的蜡烛B，所以选用玻璃板代替平面镜，主要是为了便于确定像的位置。
（2）[2]因为人眼一直在玻璃板的前侧观察，直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，所以若将蜡烛B点燃，将会导致我们透过玻璃板无法清晰的看到蜡烛A的像，所以应该拿未点燃的蜡烛B参与实验。
[3]等效替代法是在保证某种效果相同的前提下，将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程来研究和处理的方法。将与蜡烛A相同外形的蜡烛B和蜡烛A的像进行比较，然后去研究蜡烛A与蜡烛A的像的大小关系，使用的就是等效代替法。
[4]根据平面镜的成像特点可知，像与物的大小始终相等，所以当蜡烛A向玻璃板靠近时，像的大小不变。
（3）[5]为了让右座的同学也能够看清蜡烛的像，雨若只将玻璃板向右平移，在向右移动的过程中，由于蜡烛A到平面镜的距离相等，所以蜡烛A的像位置不变。
12． 同一高度上 使烛焰的像呈现在光屏的中央 55.0 缩小 可逆的 ② 4 B 凹 发散
【详解】（1）[1][2]在做凸透镜成像的实验中，为了便于观察成像的性质，应使得光屏的中心、凸透镜的中心和烛焰的中心在同一高度上，这样做的目的是使烛焰的像呈现在光屏的中央。
（2）[3][4][5]如图甲所示，此时物距、像距为
光屏上成清晰的像。保持蜡烛和光屏的位置不变，由光路的可逆性知，凸透镜成像规律是可逆的，所以只移动透镜到55.0cm刻度处，光屏上可再次成清晰缩小、倒立的实像，这是因为折射现象中光路是可逆的。
（3）[6]此时成倒立的实像，即烛焰的像移动的方向与烛焰移动方向相反。实验一段时间后，原来在光屏中心的像“跑”到光屏上方，如图乙所示位置。能让像重新回到光屏中心的操作是蜡烛上调，像会下移，故①③不符合题意；故②符合题意。
故选②。
[7]如图甲所示，此时物距
光屏上成清晰的像，像放大两倍，所以如果蜡烛变短了2cm，需要将光屏向上调节4cm才能将像调回屏中央。
（4）[8]如图甲所示，此时光屏上成倒立、放大清晰的像，即上下左右均颠倒。所以如果蜡烛变短了2cm若将印有字母“F”的纸片（图丙）放在蜡烛的位置，我们能看到的清晰的像是图丁中的B，故ACD不符合题意；故B符合题意。
故选B。
（5）[9][10]实验中，光屏上成模糊的像，如果蜡烛和透镜位置不变，将光屏往凸透镜方向靠近，光屏上能成清晰的像；说明凸透镜的折光能力较强。如果蜡烛、凸透镜和光屏位置不变，应该在蜡烛与凸透镜之间放上一个合适的透镜，光屏上也能成清晰的像，即物距不变像距增大，这说明该透镜对光具有发散作用，故该透镜为凹透镜。
13． 蜡烛A 蜡烛A的像 MM＇ 顺时针
【详解】（1）[1]取另一支大小和点燃蜡烛相同的蜡烛在玻璃板后面移动，直到蜡烛B能和蜡烛A的像完全重合，因为蜡烛A与蜡烛B完全相同，故用蜡烛B来替代蜡烛A。
[2]为确定像的位置，这里用的等效替代法，是用蜡烛B替代的是蜡烛A的像。
（2）[3]因为玻璃板有一定的厚度，前后两个面都能够成像，但靠近点燃蜡烛的这个面成像强，另一个面成像弱，故测量的是物与像到靠近点燃蜡烛A这个面的距离，距测量的是物与像到MM′的距离。
（3）[4]平面镜所成的像与物体关于镜面对称，将玻璃板以CD为轴顺时针转动，则所成像顺时针转动。
14． 15.0 右 B 投影仪 能 向上 向上
【详解】（1）[1]当物距等于二倍焦距时成倒立等大实像，此时物距和像距都等于二倍焦距，由图可知，物距
u=50.0cm-20.0cm=30.0cm
像距
v=80.0cm-50.0cm=30.0cm
即
u=v=2f=30.0cm
所以该凸透镜的焦距为
f=15.0cm
（2）[2]近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，将近视眼镜的镜片放在蜡烛和凸透镜之间适当位置，对光线能够起到推迟会聚的作用，此时应将光屏向右移动，才能再次承接到清晰的像。
（3）[3]取走镜片，将蜡烛向左移动一段距离后，此时物距大于2倍焦距，像距应在1倍焦距与2倍焦距之间，凸透镜在50cm处，应将光屏移至65~80cm范围内才能承接到清晰的像。
故选B。
（4）[4]将蜡烛移到30cm刻度线处，此时物距为
50cm-30cm=20cm
即蜡烛位于1倍焦距与2倍焦距之间，凸透镜成倒立、放大的实像，生活中常见的投影仪是利用此成像原理制成的。
（5）[5]用白纸遮住凸透镜的一部分，烛焰发出的光线射向凸透镜其它部分，经凸透镜折射后，照样能会聚成完整的烛焰的像，折射光线减少，会聚成的像变暗。
（6）[6][7]凸透镜成倒立的实像，蜡烛经过一段时间的燃烧，蜡烛变短，烛焰向下移动，由通过光心的光线传播方向不变可知，光屏上的像向上移动。为使成像在光屏中央，将光屏向上调整。
15． 10.0 蜡烛和光屏间距离太小 左 > 放大 投影仪
【详解】（1）[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。由图甲知道，焦点到光心的距离是
25.0cm-15.0cm=10.0cm
所以，凸透镜的焦距是10.0cm。
（2）[2]根据凸透镜成像规律中像距和物距的关系知道，当u=2f时，成倒立、等大的实像，此时v=2f；即凸透镜成实像时，物体和像之间的最小距离为4f知道，当u=2f，在只移动透镜的情况下，当物距u=2f，成倒立、等大的实像，此时v=2f，由图乙知道，光屏的位置就不符合v=2f；当2f＞u＞f时，成倒立、放大的实像，此时v＞2f，同样光屏的位置也不符合v＞2f，所以，都不能在光屏上成清晰的像。要想在光屏上得到像，就得将光屏远离透镜，所以，造成都不能在光屏上成清晰的像的原因是蜡烛和光屏间距离较小。
（3）[3]由图丙知道，物距小于像距，由凸透镜成像规律知道，可在B处的光屏上成一清晰的像，且像为倒立、放大的实像；凸透镜位置不变，蜡烛向左移动，物距增大，像距减小，光屏向左移动才能接到清晰的像。
[4][5][6]当物距等于2f，此时像距也为2f，物像之距最小。当由A处向左移动时，由于物体向2f处靠近，所以物像之距在减小，因为物体向左移动，像也向左移动，所以物体移动的距离s小于像移动的距离s′；此时的物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，其应用是投影仪。
16． 便于确定像的位置 反射 不能 A1 2
【详解】（1）[1]用透明的薄玻璃板代替平面镜，透过玻璃板看到替代像的蜡烛B和蜡烛A的像，从而便于确定像的位置。
（2）[2][3]蜡烛A在玻璃板后面的像是光的反射形成的虚像；如果在点燃的蜡烛和玻璃板之间放上一块不透光的木板，没有光线照射到平面镜上，故无法成像。
（3）[4]因为像与物体关于平面镜对称，所以蜡烛A的像应是A1。
（4）[5]如图所示，视力表到平面镜的位置为3m，那么视力表的像到平面镜的位置为3m，而要求像到观察者的距离为5m，故人到平面镜的距离为
17． 缩小 照相机
【详解】（1）[1]由数据知，当时，，即
说明此时物体位于二倍焦距处，则
所以凸透镜的焦距为
（2）[2][3]由图可知，此时的物距为，像距为，物距大于像距，成的是倒立、缩小的实像，其应用是照相机。
（3）[4]物距从减小至过程中，物体始终位于焦点以外，此时物距变小，像距变大，像将一直变大。
故选B。
18． 同一高度 投影仪 下 B 实 凹透镜
【详解】（1）[1]为了使像成在光屏中央，观察成像的性质，点燃蜡烛后，应调节烛焰、凸透镜和光屏，使它们的中心在同一高度上。
（2）[2]根据凸透镜成像规律，将实验器材按图中甲位置放置后，则物体在一倍和两倍焦距之间，光屏上成倒立放大清晰的实像，应用此规律工作的是投影仪。
[3]实验一段时间后，蜡烛因燃烧变短，凸透镜成实像时，物像倒置，光屏上的像“跑”到图乙所示的位置，若要像重新回到光屏中央，应将凸透镜向下移。
（3）[4]A．烛焰有一定的宽度，实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍大于焦距，根据凸透镜成像规律，一倍焦距以外成实像，故A不符合题意；
B．因为烛焰有一定的宽度，实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍小于焦距，根据凸透镜成像规律，一倍焦距以内成虚像，故B符合题意；
C．这是烛焰发出的光经凸透镜折射形成的像，故C不符合题意。
故选B。
（4）[5]如图丁水球相当于一个凸透镜，物体在一倍和两倍焦距之间，根据凸透镜成像实验，通过水球成的是实像。
[6]如图戊注入气泡后，变成中间薄，中间部分相当于两个凹透镜组成的。
19． 引力 凹透镜，中间薄、边缘厚的透镜，还成正立的虚像 液体对物体上下表面没有压力 受
【详解】（1）[1] 通常液体分子间的距离比固体分子间的距离大，因此水膜和水球的形成说明分子间存在相互作用的引力。
（2）[2] 水球中间部分被气泡分为了两部分，中间是空气、气泡周围是水，此时是一个中间薄、边缘厚的透镜，则中间部分相当于变成了两个凹透镜的组合，这个时候又出现了一个正立的虚像，所以光经过1、2是凹透镜形成的像。
（3）[3] 空间站里由于液体重力消失，液体内部各处压强相同，因而液体对物体上下表面没有压力，也就没有了压力差，因此物体也就不受浮力。
（4）[4] 空间站中航天员由于失重而飘了起来，此时空间站中航天员绕地球做圆周运动，则一定受地球的引力作用。
20． 像变大 放大 物距小于像距 小于
【详解】（1）[1]分析比较图（a）与（b）可知，像变大，根据凸透镜成像规律可知，同一镜头成实像时，物距变小，像变大，像距变大。
（2）[2][3][4]从图（c）可以看出是一个放大的像，由于在元件上能够成像，故成的是实像；由于凸透镜成的是倒立的放大的实像，说明此时物距在一倍焦距和两倍焦距之间，像距在两倍焦距开外，故物距小于像距；相机调整到焦距为的普通模式，当物距为u时，感光元件上无法成像，说明
当焦距调整到，此时成的倒立的放大的像，说明物距在一倍焦距和两倍焦距之间，故
经整理可知