文档内容
淘宝：学思创想
专题 04 光热学实验综合（解析版）
重难点1 探究固体熔化时温度的变化规律
重难点2 探究水沸腾时温度变化的特点
重难点3 探究光反射时的规律
重难点4 探究平面镜成像的特点
重难点5 探究光折射的特点
重难点6 探究凸透镜成像的规律
重难点1 探究固体熔化时温度的变化规律
【重难点分析】
1、 实验目的：通过实验探究，知道晶体在熔化过程中温度和状态变化的变化有什么特点。
2、 实验器材：晶体（海波或者水）、铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、试管、温度计、
搅拌器、停表。
3、 实验前器材组装：在组装实验器材时，应按照自下而上的顺序组装。
4、 实验结论
海波开始熔化时的温度是48℃；海波在熔化过程中，继续加热，温度保持不变；海波全部
熔化为液体时，继续加热，温度变高。
【重难点训练】
1．（2023•南海区模拟）在“探究固体熔化时温度的变化规律”实验中，加热一段时间，
当试管中的固体开始熔化，接下来的操作应是 继续 （选填“继续”或“停止”）
加热。如图所示是该固体熔化时温度﹣时间图像，则熔化时温度 不变 （选填“升
高”、“降低”或“不变”），在 液态 （选填“固态”或“液态”）时，吸热能
力强。淘宝：学思创想
【答案】继续；不变；液态。
【解答】解：加热一段时间，试管中的物质开始熔化，如果停止加热，则物质不能继续
熔化，所以要继续加热。
由温度—时间图像可知，10～25min内，物质处于熔化过程中，温度保持不变。
分析图像，0～10min内物质处于固态，升高的温度Δt＝80℃﹣50℃＝30℃，
25～35min 内物质处于液态，升高的温度Δt'＝100℃﹣80℃＝20℃，
物质熔化前后质量不变，相同的时间内吸收的热量相同，根据Q＝cmΔt，物质在液态时
的比热容较大，故该物质在液态时，吸热能力强。
故答案为：继续；不变；液态。
2．（2023•通州区模拟）小明所在的学习小组开展了“冰熔化时温度的变化规律”的实验
探究，在标准大气压下，利用如图甲所示的实验装置进行探究：
（1）如图甲所示的温度计读数为 ﹣ 4 ℃。
（2）该物质在第5min时，处于 固液共存 （选填“固态”“液态”或“固液共
存”）状态。
（3）小明绘制出了冰熔化时温度随时间变化的图像（图乙所示），冰属于 晶体
（选填“晶体”或“非晶体”）。
【答案】（1）﹣4；（2）固液共存；（3）晶体。
【解答】解：（1）该温度计的分度值为1℃，示数为﹣4℃；
（2）由图乙可知，第5min时，物质处于熔化过程中，为固液共存态；淘宝：学思创想
（3）由图乙可知，冰熔化时温度不变，故冰是晶体。
故答案为：（1）﹣4；（2）固液共存；（3）晶体。
3．（2023•荆州二模）小张同学利用如图甲所示实验装置探究海波熔化时温度的变化规律。
实验中将温度计插入试管中，待温度升至40℃左右，每隔0.5min记录一次温度。
（1）图甲中加热方式叫水浴法，水浴法加热的好处是. 受热均匀，温度变化慢 ；
（2）图乙中小张同学关于温度计读数的方法不当之处是 视线未与液面相平 ；
（3）某时刻温度计示数如图丙所示，此时海波的温度是 4 6 ℃；
（4）小张同学根据实验过程判断海波是晶体，依据是 熔化过程中吸热温度不变 ；
（5）小张同学绘制出海波温度随时间变化的图像如图丁所示，由图像可知，此海波的
熔点是 4 7 ℃，此温度与课本中列出的海波熔点略有不同，原因可能是 海波中可
能存在杂质，熔点降低 。
【答案】（1）受热均匀，温度变化慢；（2）视线未与液面相平；（3）46；（4）熔化
过程中吸热温度不变；（5）47；海波中可能存在杂质，熔点降低。
【解答】解：（1）将装有固体的试管放入水中加热，这是水浴法，采用水浴法，使物
体受热比较均匀，并且变化比较慢，便于记录实验温度。
（2）根据分析温度计读数时视线要与液柱的上表面相平，而图乙中明显视线未与液面
相平。
（3）由图丙知，温度计的分度值为1℃，示数为46℃。
（4）小张同学根据实验过程判断海波是晶体，依据是熔化过程中吸热温度不变；
（5）由图丁分析1.5min﹣4.0min之间海波的温度保持不变，则可得到海波的熔点即为
此段时间的温度47℃。因为晶体中含有其他物质可能会影响晶体的熔点，故此温度与课
本中列出的海波熔点略有不同，原因可能是海波中可能存在杂质，熔点降低。淘宝：学思创想
故答案为：（1）受热均匀，温度变化慢；（2）视线未与液面相平；（3）46；（4）熔
化过程中吸热温度不变；（5）47；海波中可能存在杂质，熔点降低。
4．（2024•南平一模）在“探究固体熔化时温度的变化规律”实验中，装置如图甲。将温
度计插入试管后，待温度升至50℃时开始每隔1min记录一次温度。根据记录的数据，
画出如图乙的该物质温度随时间变化的图像。
（1）组装实验器材时，应该按照 自下而上 （填“自下而上”或“自上而下”）的
顺序安装；实验中采取水浴法对试管中的物质加热，这种加热方法的好处是使试管中的
物质 受热均匀 ；图乙中温度计示数为 7 0 ℃；
（2）该物质是 晶体 （填“晶体”或“非晶体”）。图丙中物质在 B点的内能
小于 （填“大于”“小于”或“等于”）D点的内能；
（3）比较图丙中的AB段与DE段，它们倾斜程度不同，原因是该物质在两种物态下
比热容 不同。
【答案】（1）自下而上；受热均匀；70；（2）晶体；小于；（3）比热容。
【解答】解：（1）组装实验器材时，为了确保酒精灯用外焰加热，温度计的玻璃泡浸
没在液体中，应该按照自下而上的顺序安装。
采取水浴法对试管中的物质加热，可以使试管中的物质受热均匀，且温度上升较慢，便
于温度测量。
图乙中温度计的分度值为2℃，示数为70℃。
（2）该物质熔化过程中，温度保持不变，是晶体。
图丙中物质在熔化过程中，不断吸收热量，在B点的内能小于D点的内能。
（3）比较图丙中的AB段与DE段，它们倾斜程度不同，说明质量相同的物质，吸收相
同热量后，温度升高快慢不同，原因是该物质在两种物态下比热容不同。
故答案为：（1）自下而上；受热均匀；70；（2）晶体；小于；（3）比热容。
5．（2023•昌邑区模拟）用如图（甲）所示的装置做“探究冰的熔化特点”的实验。淘宝：学思创想
（1）装有碎冰的烧杯直接放置在空气中，不用酒精灯加热。这样做，不但能使烧杯均
匀受热，而且冰的温度升高较 慢 （选填“快”或“慢”），便于记录各个时刻的
温度。为了使烧杯内各部分受热均匀，还需要进行的操作是 用搅拌棒搅拌 。
（2）实验中，应始终注意观察烧杯中冰的 状态 变化，并每隔0.5min记录一次温度
计的示数，其中，由图（乙）可读出第1min时温度计的示数是 ﹣ 4 ℃。
（3）根据如表数据，在图（丙）中画出这段时间内冰的温度随时间变化的图像。
时间/min 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 …
温度/℃ ﹣8 ﹣6 ﹣2 0 0 0 0 0 1 2
状态 固态 固液共存态
【答案】（1）慢；用搅拌棒搅拌；（2）状态；﹣4；（3）见上图。
【解答】解：（1）冰的熔点为0℃，所以装有碎冰的烧杯直接放置在空气中，不但能使
烧杯均匀受热，而且冰的温度升高较慢，便于记录各个时刻的温度。为了使烧杯内各部
分受热均匀，还需要用搅拌棒进行搅拌；
（2）探究冰的熔化特点，不仅要探究温度随时间的变化情况，而且要观察其状态的变
化；
温度计的分度值为1℃，所以其示数为﹣4℃；
（3）根据表格中数据进行描点，并将各点用平滑的曲线连接起来，如图所示：
；
（4）由图象知，冰达到熔点后熔化，虽不断吸热但温度保持不变。淘宝：学思创想
故答案为：（1）慢；用搅拌棒搅拌；（2）状态；﹣4；（3）见上图。
重难点2 探究水沸腾时温度变化的特点
【重难点分析】
1. 实验目的：通过实验探究，知道水在沸腾过程中温度和状态变化的变化有什么特点。
2. 实验器材：铁架台、酒精灯、火柴、石棉网、烧杯、中心有孔的纸板、温度计、水、停
表（秒表）。
3. 实验前器材组装：在组装实验器材时，应按照自下而上的顺序组装。
4. 实验现象
水沸腾时的现象：剧烈的汽化现象，大量的气泡上升、变大，到水面破裂，里面的水蒸气
散发到空气中。虽继续加热，它的温度不变。
5. 实验结论
水在沸腾过程中，继续加热，温度保持 不变 。
【重难点训练】
6．（2024•泉州一模）图甲是探究水在沸腾前后温度变化特点的实验装置。
（1）安装实验器材时，铁圈的高度应根据 酒精灯的火焰高度 进行调节。
（2）实验进行一段时间后，温度计的示数如图甲所示，此时水的温度为 9 8 ℃。
（3）实验时，观察到水沸腾前后气泡在上升过程中的变化情况不同，图乙是表示水沸
腾 前 的气泡在上升过程中的变化情况。
（4）图丙是根据实验数据绘制的水沸腾前后温度随时间变化的图象，分析图象可得：
水在沸腾过程中，继续吸热，温度 不变 ；实验时水面上方附近的气压 等于
（选填“大于”、“等于”或“小于”）1个标准大气压。
【答案】（1）酒精灯的火焰高度；（2）98；（3）前；（4）等于。
【解答】解：（1）实验时要用酒精的外焰加热，故A处铁圈的位置是根据酒精灯的火
焰高度来确定的。淘宝：学思创想
（2）实验中，某时刻温度计示数如图乙所示，温度计分度值为1℃，此时水的温度是
98℃；
（3）沸腾前，气泡上升变小，沸腾时，气泡上升变大，所以图乙是表示水沸腾前的气
泡在上升过程中的变化情况。
（4）由图丙可知，水沸腾时吸收热量，温度保持不变；
水在沸腾过程中温度保持100℃不变，所以水的沸点为100℃；气压等于一个标准大气
压时，水的沸点为100℃。
故答案为：（1）酒精灯的火焰高度；（2）98；（3）前；（4）等于。
7．（2024•西安模拟）家住榆林城区的小刚学习了沸点与海拔的相关知识后，想测量一下
当地的沸点，他找来做饭的一个小锅，一个精度较高的温度计，将锅中加入适量的水，
放到天然气灶上用小火进行加热，并用温度计测量水的温度，如图﹣1所示。当温度到
达90℃时每隔1min读一次温度计示数，实验数据如下表所示。
时间/min 0 1 2 3 4 5 6
温度/℃ 90 93 96 99 ？ ？ ？
（1）图﹣2是4min以后的温度计示数，其值为 99. 3 ℃。
（2）根据表中记录在图﹣3中画出水的温度和时间关系的图像；分析图像和实验现象可
以得出水沸腾时的特点是 吸收热量温度不变 。
（3）小刚查阅资料得到海拔与沸点的关系为t＝100﹣0.6h（100表示海平面沸点，h表
示海拔高度，单位：km），根据上面的关系，小刚可以计算出他所在位置的海拔为
1167 m。（计算结果保留整数）
（4）下表是小刚用沸点仪（测量不同气压下水的沸点）测量的部分大气压与对应水的
沸点的数据，从表中数据可以归纳出沸点与大气压的关系为 气压增大，沸点升高 。
压力/ … 50000 60000 70000 80000 90000 100000 101325 …
Pa
沸 … 81.317 85.926 89.923 93.486 96.687 99.606 100 …淘宝：学思创想
点/℃
（5）如图﹣4所示是市面上常见的两款压力锅减压阀，结合实际说明哪一款减压阀的压
力锅煮食物熟的更快，为什么？ 90kP a ；气压越高，沸点越高，越容易把食物煮熟 。
【答案】（1）99.3；（2）如图示；吸收热量温度不变；（3）1167；（4）气压增大，
沸点升高；（5）90kPa；气压越高，沸点越高，越容易把食物煮熟。
【解答】解：（1）由图知，温度计的分度值为0.1℃，所以温度计的示数为99.3℃；
（2）横轴为时间，纵轴为温度，依次找出对应点并描线，如图：
；
从图中可以看出在第4分钟前水吸热温度不断升高，到99.3℃，温度不再升高，此时水
达到沸点开始沸腾，继续加热，温度不变；
（3）把沸点 t＝99.3℃代入 t＝100﹣0.6h，h＝ ＝ ≈1.167km＝
1167m；
（4）根据表中的数据可得：液体的沸点跟气压有关，气压增大，沸点升高；
（5）气压越高，沸点越高，越容易把食物煮熟，故90kPa比80kPa的减压阀的压力锅
煮食物熟的更快。
故答案为：（1）99.3；（2）如图示；吸收热量温度不变；（3）1167；（4）气压增大，
沸点升高；
（5）90kPa；气压越高，沸点越高，越容易把食物煮熟。
8．（2024•内黄县模拟）探究“水沸腾前后温度变化的特点”的实验装置如图甲所示。淘宝：学思创想
（1）按图甲所示的实验装置组装器材，先调整铁圈 B （选填“A”或“B”）的位
置。
（2）烧杯加盖的目的是 为了减少热量的散失 。
（3）实验中某一时刻温度计示数如图乙所示，此时烧杯中水的温度为 9 8 ℃。
（4）实验中观察到的实验现象如图丙所示，此时烧杯中的水是在沸腾 前 （选填
“前”或“时”）。
（5）小组中两名同学均采用如图甲所示的装置进行实验，根据实验数据绘制的“温度
﹣时间”图像如图丁所示，由此可知，水在沸腾时温度 相同 ；两名同学实验中水
的质量m ＜ （选填“＞”“＜”或“＝”）m 。
a b
【答案】（1）B；（2）为了减少热量的散失；（3）98；（4）前；（5）相同；＜。
【解答】解：（1）在实验中需要用酒精灯的外焰加热，所以先调整铁架 B处的高度，
最后调整铁架A处的高度，以保证温度计的位置合适；
（2）在烧杯上加盖的目的是为了减少热量的散失；
（3）由丙图中温度计的分度值是1℃，液面在0℃以上，故读数为98℃；
（4）由图丁可知，气泡在上升过程中体积逐渐减小，所以是沸腾前的现象；
（5）水在沸腾时温度相同；水从开始加热到沸腾，温度变化相同，b所用的时间更长，
吸收更多的热量，可以判断b的质量更大，即m ＜m 。
a b
故答案为：（1）B；（2）为了减少热量的散失；（3）98；（4）前；（5）相同；＜。
9．（2024•姑苏区校级模拟）茶圣陆羽在《茶经》中，形容沸腾的水“势如奔涛”；物理
兴趣小组的小明同学进行了关于“水沸腾”的实验探究：
（1）在安装实验器材时，应按照 自上而下 （选填“自下而上”或“自上而下”）
的顺序进行；
（2）本实验的目的是观察水沸腾时的现象和水在沸腾时的温度变化，图乙是小明实验
中不同时间观察到的水中气泡变化情况，表示水沸腾时现象是 1 图；（选填“1”
或“2”）淘宝：学思创想
（3）当水温升到88℃时，小明同学开始每隔1min读一次温度计的示数，数据记录如表：
如图丙所示是第4min时温度计的示数，此时水的温度是 9 6 ℃，由表可知，此地的
大气压 低于 （选填“低于”、“高于”或“等于”）1个标准大气压；
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
温度/℃ 88 90 92 94 98 99 99 9999 99
（4）实验中给一定质量的水加热，其温度与时间的关系如图丁中a图线所示，若其他
条件不变，仅将水的质量增加，则温度与时间的关系图线正确的是 C 。
A.a图线
B.b图线
C.c图线
D.d图线
【答案】（1）自下而上；（2）1；（3）96，低于；（4）C。
【解答】解：（1）实验时要用酒精灯的外焰加热，温度计的玻璃泡要浸没于水中且不
能碰到烧杯底，故在安装实验器材时，应按照自下而上的顺序进行，确保一次调试器材
到位；
（2）沸腾前，气泡中的水蒸气上升时，遇冷液化成水，所以气泡变小；沸腾时，水中
的水蒸气不断汽化进入气泡，所以上升过程中逐渐变大；所以实验中，小明观察到水中
气泡的情形如图1所示；
（3）实验中，第4min时温度计示数如图丙所示，温度计分度值为 1℃，此时水的温度
是96℃；
由于标准大气压下，水的沸点为100℃，由表中数据可知，水的沸点为99℃，由于水的
沸点随大气压的降低而减小，所以此地的大气压低于1个标准大气压；
（4）若其他条件不变，仅将水的质量增加，此时水达到沸点的时间变长，但是沸点不
变，所以图像c符合题意，故选C。
故答案为：（1）自下而上；（2）1；（3）96，低于；（4）C。
10．（2024•项城市校级二模）小磊利用如图甲所示的实验装置探究水的沸腾。淘宝：学思创想
（1）①组装器材时，应先固定图甲中的 B （选“A”或“B”）；调整好器材，
用酒精灯加热，在水温升高到90℃时开始计时，小磊每隔1min观察一次温度计的示数，
同时注意观察水中发生的现象，直至水沸腾并持续 4min后停止读数，将所得的数据记
录在表格中。
时间/min 0 1 2 4 5 6 7 8
温度/℃ 90 92 94 98 98 98 98 98
②小磊观察到：第 6min时，水中气泡的情形应为图乙中 C 图（选填“C”或
“D”）；
③根据表格中的数据，在图丙所示的坐标系中画出水沸腾前后温度随时间变化的图像；
（2）当水沸腾时，水的温度 不变 （选填“上升”、“不变”或“下降”），水中
产生大量的气泡，气泡内主要成分应该是 水蒸气 （选填“空气”或“水蒸气”或
“二氧化碳”）；
（3）水沸腾后，水面上出现大量“白气”。如果突然停止加热，水面上出现“白气”
会比停止加热前 多 （“多”或“少”）一些；
（4）星期天，小洪在家烧水煮饺子。当水烧开准备下饺子时，妈妈提醒他锅里的水量
少了点，于是小洪又往锅里迅速加了一大碗水（水量比锅里少），用同样大的火直至将
水再次烧开。下面能反映小洪整个烧水过程中温度随时间变化的图像是 C 。
【答案】（1）①B；②C；③如图所示；（2）不变；水蒸气；（3）多；（4）C。
【解答】解：（1）①组装实验装置时，应先调整烧杯的位置，因为烧杯的位置需要根淘宝：学思创想
据酒精灯外焰的高度来确定。所以应先固定B的位置；
②C图中气泡在上升过程中体积不断增大，所以是沸腾时的现象；D图气泡在上升过
程中体积减小，所以是沸腾前的现象；
③根据表格中的数据，描点并用平滑的曲线连接起来。图像如下：
（2）水在沸腾过程中，不断吸热，温度保持不变；沸腾是一种剧烈的汽化方式，当水
沸腾时，水中产生大量的气泡，气泡内是水蒸气；
（3）由于停火后水面上方的温度明显低于水蒸气的温度，热的水蒸气遇冷从而发生液
化形成大量的小水珠，形成“白气”，因此水面上出现“白气”相对多一些；
（4）水沸腾之后，温度保持不变，当向锅里迅速加了一大碗水后，锅内水的温度降低，
然后在加热过程中，水吸热温度上升，达到沸点继续沸腾，在此过程中，水面上的气压
不变，所以水的沸点与原来相同，据此分析可知；C图象符合题意，B图象的沸点与原
来不同，不符合题意；AD图象中水的温度不可能直接从很低的温度达到沸点，应该有
一个升温过程，故AD不符合题意。故选：C。
故答案为：（1）①B；②C；③如图所示；（2）不变；水蒸气；（3）多；（4）
C。
重难点3 探究光反射时的规律
【重难点分析】
1. 实验目的：探究光的折射特点。
2. 实验器材： 激光笔、水槽、一个可折转的光屏、一块玻璃砖、刻度尺、量角器、支架
等。
3. 实验结论
(1) 三线共面：折射光线与入射光线、法线在同一平面上。
(2) 两线异侧；折射光线和入射光线分居于法线的两侧。淘宝：学思创想
(3) 角不等：折射角不等于入射角(空气中角大)
A.光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角，属于近法线折射。
B.光从水中或其他介质斜射入空气中时，折射角大于入射角，属于远法线折射。
【重难点训练】
11．（2024•重庆二模）为了探究光反射时的规律，小和选用平面镜、纸板、激光器和几种
不同颜色的笔，依据教材设计了如图所示的实验。
入射角 反射角
60° 60°
（1）如图甲所示，先将平面镜放在水平桌面上，再将硬纸板 垂直 放置在平面镜上；
（2）如图甲所示，纸板ENF是用两块纸板连接起来的，为了验证反射光线和入射光线
是否在同一平面内，小和将纸板F绕ON向后折，如图乙所示，小和发现在纸板 F上并
不能看到反射光线，此时反射光线 存在 （选填“存在”或“不存在”）
（3）在图中，小和让光沿FO方向入射，发现反射光沿OE方向射出，说明在光的反射
中， 光路是可逆的 ；
（4）小和在探究反射角和入射角的关系时，收集到的数据如表所示，他分析表中数据，
得出了实验结论： 反射角等于入射角 ；而小云指出小和此探究过程的不严谨，原因
是 只测量了一组入射角及对应的反射角的大小 。
【答案】（1）垂直；（2）存在；（3）光路是可逆的；（4）反射角等于入射角；只测
量了一组入射角及对应的反射角的大小。
【解答】解：（1）由图甲可知，为了使光的传播路径能呈现在硬纸板上，应让硬纸板
垂直放置在平面镜上；
（2）由图乙可知，此时纸板OF和纸板OE不在同一平面内，而此时入射光线在 OE平
面内，故可知在纸板OF上将不能看到反射光线。此时反射光线依然存在；
（3）由题意可知，让入射光线逆着原反射光线的方向射入后，反射光线也逆着原入射
光线的方向射出，故可知在光的反射现象中，光路是可逆的。淘宝：学思创想
（4）由表中数据可知：反射角等于入射角，只测出了一组数据，偶然性太大，结论不
具有普遍性。
故答案为：（1）垂直；（2）存在；（3）光路是可逆的；（4）反射角等于入射角；只
测量了一组入射角及对应的反射角的大小。
12．（2024•安徽一模）小明同学利用如图所示的实验装置“探究光的反射定律”，其中光
屏（纸板）垂直平面镜放置并且光屏可围绕ON向前或向后折转。请你完成下列问题：
（1）在本实验中，要使入射光贴着纸板沿AO方向射向平面镜，并且要多次改变入射
角大小，同时测出对应的反射角大小。小明在实验中多次改变入射角大小的目的是：
寻找普遍规律 ；
（2）小明让入射光贴着纸板E沿AO方向射向平面镜并保持入射光位置不变，若以ON
为转轴把纸板F向后缓慢旋转一定角度后，在F板上看不到反射光，此时反射光的位置
没有发生 （选填“发生”“没有发生”或“可能发生”）改变。
【答案】（1）寻找普遍规律；（2）没有发生。
【解答】解：（1）实验中多次实验的目的有求平均值，减小误差或者避免实验的偶然
性，得到普遍规律。小明在实验中多次改变入射角大小的目的是避免实验的偶然性，得
到普遍规律。
（2）反射角等于入射角，小明让入射光贴着纸板E沿AO方向射向平面镜并保持入射
光位置不变，若以ON为转轴把纸板F向后缓慢旋转一定角度后，此时入射光线与法线
均不变，入射角不变，反射角不变，此时反射光的位置没有发生改变。
故答案为：（1）寻找普遍规律；（2）没有发生。
13．（2024•莱芜区校级模拟）在“探究光的反射规律”的实验中，小丽设计了如图甲所示
的实验，平面镜放在水平桌面上，纸板可绕ON转动。
（1）实验中为了使光路能在纸板上显示出来，应该 C 。
A.向纸板喷烟或雾
B.使光束垂直纸板射到O点
C.使光束贴着纸板射到O点淘宝：学思创想
（2）如图乙所示，小丽对实验进行了改进，将纸板B沿PQ剪开，把纸板B的上半部
分向后折。实验时在纸板 B上观察到 下半部分有反射光线，上半部分无反射光线
现象，表明反射光线、入射光线和法线都在同一平面内。
（3）某同学在实验中，测得入射角和反射角均为45°，由此便得出“光反射时，反射角
与入射角互为余角”的不科学结论。对该同学做的实验，你的改进建议是 改变入射
角的大小应进行多次实验 。
【答案】（1）C；（2）下半部分有反射光线，上半部分无反射光线；（3）改变入射角
的大小应进行多次实验。
【解答】解：（1）为了使光路能在纸板上显示出来，应该使光束贴着纸板射到 O点，
故C符合题意，AB不符合题意，故选C；
（2）将纸板B的上半部分向后折，如图乙所示，发现在纸板B的下半部分有反射光线，
上半部分无反射光线，此实验现象说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内；
（3）某个实验小组在实验中，观察到入射角为45°时，反射角也为45°，由此便得出
“光反射时，反射角与入射角互为余角”的不科学结论，只有一次实验数据有很大的偶
然性，所以不能只由一组数据就得出结论，应改变入射角的大小进行多次实验。
故答案为：（1）C；（2）下半部分有反射光线，上半部分无反射光线；（3）改变入射
角的大小应进行多次实验。
14．（2024•西安模拟）小慧看到装修师傅用的水平仪（如图﹣1所示）可以在房间墙壁上
形成水平的长方形绿色激光水平面。她突发奇想可以用水平仪来探究光的反射规律。她
又找来了一把卷尺、一个小镜子、一支红色激光笔。她先用水平仪在房间中垂直地面形
成一个长方形，长方形的四条边分别在地面、房顶和两边的墙上。然后再找到地面激光
线的中点O，将小镜子放到中点O处。将红色激光笔固定在一侧墙壁上的绿色激光线上
的A点，并照射在小镜子上，反射光线照射到另一侧墙壁的激光线上的B点。然后用卷
尺量出A、B离地的高度，改变A点的高度，再做几次试验，并将数据记录在下面的表淘宝：学思创想
格中。
1 2 3 4 5 …
A点高度/m 0.5 0.75 1.0 1.25 1.50 …
B点高度/m 0.5 0.75 1.0 1.25 1.50 …
（1）入射激光点A离地越高，则另一侧墙上的B点离地 越高 （选填“越高”或
“越低”），反射角将 减小 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）如果让光线逆着BO的方向射向镜面，会发现反射光线沿着OA方向射出，这表明：
光路是可逆的 。
（3）用另一块镜子改变水平仪一侧的光线传播方向，使另一侧墙面上的绿色激光偏移
原来的位置，再次进行实验，发现B点仍在原来的位置，说明反射光线和入射光线
在同一平面内 。
【答案】（1）越高；减小；（2）光路是可逆的；（3）在同一平面内。
【解答】解：（1）据表格可知，入射激光点A离地越高，入射角越小，这时反射角也
减小，反射光线越靠近法线，另一侧墙上的B点离地越高；
（2）如果让光线逆着BO的方向射向镜面，会发现反射光线沿着OA方向射出，这表明
光路是可逆的；
（3）用另一块镜子改变水平仪一侧的光线传播方向，使另一侧墙面上的绿色激光偏移
原来的位置，再次进行实验，发现B点仍在原来的位置，说明反射光线和入射光线不会
随水平仪光线的变化而变化，即反射光线和入射光线在同一平面内。
故答案为：（1）越高；减小；（2）光路是可逆的；（3）在同一平面内。
15．（2024•黔东南州模拟）为了探究光反射时的规律，进行了如图所示的实验。
（1）实验中，光屏应 垂直 于平面镜；（填“平行”或“垂直”）
（2）若将F板向后折转一定的角度，则在F板上 不能 （选填“能”或“不能”）
看到反射光，此时反射光线和入射光线 在 （选填“在”或“不在”）同一平面内；
（3）如图，入射光线与法线的夹角为40°，那么反射角为 40 ° 。淘宝：学思创想
【答案】（1）垂直；（2）不能；在；（3）40°。
【解答】解：（1）实验中，为了同时显示反射光线和入射光线，光屏应垂直于平面镜。
（2）反射光线、入射光线、法线在同一平面上，若将F板向后折转一定的角度，则在F
板上不能看到反射光。
（3）如图，入射光线与法线的夹角为40°，则入射角等于40°，那么反射角等于入射角
为40°。
故答案为：（1）垂直；（2）不能；在；（3）40°。
重难点4 探究平面镜成像的特点
【重难点分析】
1. 凸透镜成像原理： 光的反射
2. 实验器材：两支完全一样的蜡烛、一块玻璃板、一个光屏、火柴、刻度尺。
3. 实验结论：平面镜成像特点
（1）像与物大小相等。
（2）像到镜的距离与物到镜的距离相等。
（3）像与物的对应点的连线与镜面垂直。
（4）像与物左右位置颠倒。
（5）平面镜所成的像是虚像。
总结：等大、等距、垂直、对称、虚像。
【重难点训练】
16．（2024•济南模拟）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。淘宝：学思创想
（1）将白纸放在水平桌面上，将玻璃板与纸面 垂直 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A 。应该在蜡烛B
1
靠近 （选填“靠近”或“远离”）玻璃板一侧记下像的位置B 。
1
（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 B 和A ，B 和A ，B 和A 基本重合。
1 1 2 2 3 3
由此可以得出的结论是：平面镜成像时，① 像与物到镜面的距离相等 ，② 像与
物连线与镜面垂直 。
（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 左 （选填“左”或“右”）
面。
【答案】（1）垂直；（2）重合；（3）靠近；（4）①像与物到镜面的距离相等；②
像与物连线与镜面垂直；（4）左。
【解答】解：（1）将白纸放在水平桌面上，将玻璃板与纸面垂直放置。沿着玻璃板在
纸上画一条直线，代表平面镜的位置；
（2）如图乙所示，在蜡烛A靠近玻璃板一侧记下物体的位置A ，应该在蜡烛B靠近玻
1
璃板一侧记下像的位置B ；
1淘宝：学思创想
（3）将白纸沿放置玻璃板的直线对折，发现点B 和A ，B 和A ，B 和A 基本重合，
1 1 2 2 3 3
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，可知左侧为反射面，由此可以判断镀膜在玻璃板的左
面。
故答案为：（1）垂直；（2）重合；（3）靠近；（4）①像与物到镜面的距离相等；
②像与物连线与镜面垂直；（4）左。
17．（2024•伊宁市校级一模）在“探究平面镜成像特点”的活动中：
（1）实验室提供了如下器材：
①厚为2mm的茶色玻璃；
②厚为5mm的透明玻璃；
③直尺；
④光屏；
⑤两支相同的蜡烛；
⑥火柴。
探究活动中应选用的玻璃板是 ① （填序号）；
（2）如图所示，点燃A蜡烛，在玻璃板的另一侧慢慢移动B蜡烛，直到与A蜡烛的像
完全重合 为止，证明像与物的大小相同；
（3）移去蜡烛B，并在原位置上放一光屏，在光屏上你 不能 （选填“能”或“不
能”）看到像。说明平面镜所成像为 虚像 （选填“实像”或“虚像”）。
【答案】（1）①；
（2）完全重合；
（3）不能；虚像。
【解答】解：（1）采用很薄的玻璃板，使两个反射面成的像几乎重合，使实验简单化，
故探究活动中应选用的玻璃板是厚为2mm的茶色玻璃。淘宝：学思创想
（2）蜡烛B和A的像重合，说明蜡烛B和A的像等大，AB是相同的蜡烛，所以A蜡
烛和A的像相同。所以当B蜡烛与A蜡烛的像完全重合时，证明像与物的大小相同。
由于成的是虚像，人眼应在A蜡烛一侧观察，即眼睛应位于透明玻璃的前面。
（3）移去后面的蜡烛B，并在原位置上放一光屏，发现在光屏上不能承接到像，因为
虚像不能用光屏承接，说明是虚像。
故答案为：（1）①；（2）完全重合；（3）不能；虚像。
18．（2024•泗阳县模拟）如图所示是某同学做“探究平面镜成像规律”实验时的情景，请
回答下列问题：
（1）实验中应选用玻璃板代替平面镜，目的是 便于确定像的位置 。实验中应选择
较薄 （选填“较厚”或“较薄”）的玻璃板。
（2）该同学应选用两支 完全相同 的蜡烛，目的是比较像与物的 大小 关系，
这里用到的是 等效替代法 （填实验方法）。
【答案】（1）便于确定像的位置；较薄；（2）完全相同；大小；等效替代法。
【解答】解：（1）玻璃板有透光性，既能成像，也能确定像的位置，实验中应选用玻
璃板代替平面镜，目的是便于确定像的位置。
厚玻璃板的两个表面反射成两个相距较远的像，导致不易确定像的位置，故实验中应选
择较薄的玻璃板。
（2）该同学应选用两支完全相同的蜡烛，当B与A的像重合时可知像与物大小相等，
故目的是比较像与物的大小关系，这里用到的是等效替代法。
故答案为：（1）便于确定像的位置；较薄；（2）完全相同；大小；等效替代法。
19．（2024•西和县一模）在“探究平面镜成像的特点”实验中，小强同学进行了以下操作。淘宝：学思创想
（1）如图甲所示，实验中选用玻璃板代替平面镜是为了便于 确定像的位置 ；沿玻
璃板在白纸上画一条直线，代表玻璃板的位置；
（2）将一只点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面，利用未点燃的蜡烛B在玻璃板后面寻找
并记下蜡烛A像的位置；此步骤中选用的蜡烛B应与蜡烛A完全相同，目的是为了便
于比较 像与物的大小关系燃 ；
（3）移动点燃的蜡烛A，再做两次实验，在白纸上记录像与物的位置如图乙所示。将
白纸沿放置玻璃板的直线折叠，发现a和a'、b和b'、c和c'对应点的位置基本重合，由
此可以得出的结论是 B （填字母）；
A.平面镜成虚像
B.像和物到平面镜的距离相等
C.像的大小与物体的大小相等
（4）实验中，小强正在玻璃板前观察蜡烛A的像，小雨同学用物理书挡在玻璃板的后
表面，那么小强 能 （选填“能”或“不能”）继续看到蜡烛A的像；
（5）在实验中如果把玻璃板向右倾斜，如图丙所示，蜡烛像的大致位置应在图丙中的
A （选填“A”或“B”）处。
【答案】（1）确定像的位置； （2）像与物的大小关系；（3）B； （4）能；
（5）A。
【解答】解：（1）将一张白纸放在水平桌面上，再将玻璃板垂直放置在白纸上，实验
中选用玻璃板代替平面镜是为了便于确定所成像的位置；
（2）实验中，实验时采用两个完全相同的蜡烛，一支蜡烛放在玻璃板的前面并点燃，
另一支放在玻璃板的后面，然后将不点燃的蜡烛放在玻璃板的后面来回移动，直到看上
去跟前面的蜡烛的像完全重合时，目的是比较像与物的大小关系；
（3）将白纸沿放置玻璃板的直线折叠，发现点A 和B ，A 和B ，A 和B 基本重合；
1 1 2 2 3 3
由此可以得出的结论是，这说明像到镜面的距离与物体到镜面的距离相等，像与物体的淘宝：学思创想
连线与镜面是垂直的，故选B；
（4）玻璃板是利用光的反射成像的，小雨用物理书挡在玻璃板的后面不影响成像，故
小强能看到蜡烛A的像；
（5）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右
倾斜（如图丙），观察到蜡烛的像的大致位置在图中的A处；
故答案为：（1）确定像的位置； （2）像与物的大小关系；（3）B； （4）能；
（5）A。
20．（2024•西岗区校级模拟）如图所示，小明同学在“探究平面镜成像特点”实验中，步
骤如下：把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，再拿一只完全相同的蜡烛B竖立在玻璃
板后面移动，直到看上去跟蜡烛A的像完全重合，此时在白纸上记下蜡烛 A和蜡烛B
的位置。
（1）用玻璃板代替平面镜的目的是 C 和 A （选填序号）；
A.对比物与像的大小；
B.判断像的虚实；
C.确定像的位置；
D.研究像的正、倒；
（2）实验中若移开蜡烛B，将光屏放在像的位置，不透过玻璃板，直接观察光屏，看
不到蜡烛A的像，说明平面镜成的是 虚像 （选填“虚像”或“实像”）；
（3）如果将玻璃板竖直向上移动一段距离，观察到蜡烛A的像 A （选填序号）；
A.不动；
B.向上移动；
C.向下移动；
（4）为了更好地研究像与物的关系，可采用彩色LED光源进行实验，实验室提供了
“H、I、J、K”4个字母形状的光源，最合适的是 J （选填字母）。淘宝：学思创想
【答案】（1）A；C；（2）虚像；（3）A；（4）J。
【解答】解：（1）玻璃板既能反射光又能透过光，而平面镜不能透光，所以利用透明
的玻璃板即可以确定像的位置，也便于比较像和物体的大小关系，故选A和C；
（2）实验中若移开蜡烛B，将光屏放在像的位置，不透过玻璃板，直接观察光屏，看
不到蜡烛A的像，说明像不是实际光线形成的，所以平面镜成的是虚像。
（3）因为像和物体始终关于镜面对称，所以如果将玻璃板竖直向上移动一段距离，因
为物体的位置不动，所以观察到蜡烛A的像不动，故A正确。
故选：C。
（4）小明为了更好地研究像与物的位置关系，采用了彩色LED光源进行实验，最好的
是“J”，因为“J”左右和上下都不对称，即可以研究像与物体的上下关系，也能研究
左右关系。
故答案为：（1）A；C；（2）虚像；（3）A；（4）J。
重难点5 探究光折射的特点
【重难点分析】
1. 实验目的：探究光的折射特点。
2. 实验器材： 激光笔、水槽、一个可折转的光屏、一块玻璃砖、刻度尺、量角器、支架
等。
3. 实验结论
(1) 三线共面：折射光线与入射光线、法线在同一平面上。
(2) 两线异侧；折射光线和入射光线分居于法线的两侧。
(3) 角不等：折射角不等于入射角(空气中角大)
A.光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角，属于近法线折射。
B.光从水中或其他介质斜射入空气中时，折射角大于入射角，属于远法线折射。
【重难点训练】
21．（2023•安化县二模）如图是小宇“探究光的反射与折射规律”的实验装置。通过多次
实验得到如表数据：淘宝：学思创想
入射角 0° 15° 30° 45° 60°
反射角 0° 15° 30° 45° 60°
折射角 0° 11° 22° 32° 40°
（1）多次实验表明：在光的反射过程中，反射角 等于 入射角（选填“大于”“小
于”或“等于”）；
（2）当光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而 增大 （选填“增大”
“减小”或“不变”）；
（3）小宇让一束光沿着图中BO方向入射向水面时，发现光线沿着OA方向折射进入空
气，这表明：光的折射现象中，光路是 可逆 的；
（4）小宇接着又完成了光从空气斜射进玻璃和从玻璃斜射入空气的实验，他这样进行
多次实验的目的是为了 B （选填序号）。
A．减小误差
B．寻找普遍规律
【答案】（1）等于；（2）增大；（3）可逆；（4）B。
【解答】解：（1）由表中数据可知，在光的反射过程中，反射角始终与入射角相等。
（2）由表中数据可知，当光从空气斜射入水中时，随着入射角的增大折射角也在增大。
（3）让一束光沿着图中BO方向入射向水面时，发现光线沿着OA方向折射进入空气，
此时光路和从AO射入水中的光线重合，因此可以说明：光的折射现象中，光路是可逆
的。
（4）多次改变入射角的大小，是为了探究反射角与入射角，折射角与入射角的大小关
系，避免偶然性，使实验结论更具普遍性，故选B。
故答案为：（1）等于；（2）增大；（3）可逆；（4）B。
22．（2023•合肥二模）小明用如图所示装置将一细光束从水中斜射到空气中，用于探究光
的折射规律，实验测得的数据如下表。
入射角/° 0 10 20 30 40 48.6 50淘宝：学思创想
折射角/° 0 13.4 27.0 41.7 58.7 90
（1）分析实验数据可知：当入射角增大时，折射角增大，且折射角 大于 （选填
“小于”、“等于”或“大于”）入射角；
（2）当入射角增大到48.6°时，折射角会达到90°。若继续增大入射角，将会发现折射
光线消失，而只存在反射光线，这种现象称为全反射现象。根据实验分析，小明思考如
果将一细光束从空气斜射到水中时， 不可能 （选填“可能”或“不可能”）发生全
反射现象。
【答案】（1）大于；（3）不可能。
【解答】解：（1）分析实验数据可知：入射角增大时，折射角增大，且折射角大于入
射角；
（2）光线从水中斜射入空气中时，入射角为 40°时，折射角为58.7°，根据光路的可逆
性可知，若光线从空气斜射入水中，入射角为58.7°，则折射角大小为40°。此过程中，
折射角小于入射角，增大入射角，观察折射角的变化，我们发现不可能发生全反射现象。
故答案为：（1）大于；（3）不可能。
23．（2023•高港区二模）光从空气斜射入水和玻璃时都会发生折射现象，但是水和玻璃的
折射情况会相同吗？为了探究这个问题，小华选择了光屏、透明玻璃砖、水槽、激光电
筒等器材进行实验。他在光屏上画出互相垂直的 NN'和MM'两条线段并相交于O点，如
图甲所示。
（1）小华将玻璃砖的一个表面与MM齐平放置，让激光电筒发出的光线从A点到O点
入射，他看到了如图乙所示的光路（AO、OC为同一直线），你认为出现光线OC是因
为 有部分光线并没有通过玻璃砖，而依旧在空气中传播 ，鉴于本实验的目的，此淘宝：学思创想
时最应该记录的两条光线是 AO 和 OB 。
（2）接下来观察光从空气中进入水中的传播情况，小华应想办法保证 入射角 相同，
她的做法是：将光屏竖直放入水槽中（使线段MM'水平），并向水槽中慢慢注水至水面
与MM'齐平，入射光线应从 A 点向O点射入。
（3）小华最终在光屏上记录下了如丙所示的光路图（OE为水中的折射光线），通过分
析光路，你认为玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是 玻璃 。
（4）若激光以相同的入射角分别从玻璃和水中斜射入空气中，则 玻璃 射出的折射
光线更远离法线。
【答案】（1）有部分光线并没有通过玻璃砖，而依旧在空气中传播；AO和OB；（2）
入射角；A；（3）玻璃；（4）玻璃。
【解答】解：（1）光线AO到OC，光的传播路线没有改变，说明光在同一种均匀介质
中传播，所以可以判断有部分光线并没有通过玻璃砖，而依旧在空气中传播。本实验探
究光的折射规律，要记录光的折射光线和入射光线，所以要记录的两条光线是 AO和
OB。
（2）探究光在玻璃和水的折射能力，要控制入射光线相同，入射角相同，观察折射光
线和折射角的变化情况，所以入射光线应从A点向O点射入，这是为了保证入射光线重
合，入射角相同。
（3）如乙、丙图，当光在空气中传播时AO入射，OC传播；当光线从空气斜射入水中，
AO入射，OE传播；当光线从空气斜射入玻璃中，AO入射，OB传播，比较两条折射
光线OB和OE，OB偏离OC更多，所以玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是
玻璃。
（4）光从空气斜射入玻璃中的偏折能力比在水中的偏折能力强，根据光路是可逆的，
当光从玻璃斜射入空气中时的偏折能力比光从水中斜射入空气中时的偏折能力强，所以
从玻璃中射出的折射光线更远离法线。
故答案为：（1）有部分光线并没有通过玻璃砖，而依旧在空气中传播；AO和OB；
（2）入射角；A；（3）玻璃；（4）玻璃。
24．（2023•大冶市模拟）小明在“初识光的折射现象”和“探究光的折射特点”实验中。淘宝：学思创想
（1）如图甲，小明将一束激光射至P点，形成一个光斑，向水槽内慢慢注水，水槽底
部光斑的位置将 A （A.向左移动；B.向右移动；C.不动）。
（2）如图乙所示，将纸板右半部分绕CD向后翻转任意角度，发现纸板上无折射光束
呈现。此时纸板上看不到折射光线，下列说法正确的有 B （A.没有折射光线；B.有
折射光线但不易看见；C.如果在原折射光线处喷一些烟雾也不可能看见折射光线）。
（3）如图丙，如果光线沿着BO方向射向空气，并逐步增大入射角的度数时（入射点
的位置不变），折射光线 A . 可能 （A.可能；B.不可能）消失。
（4）如图丙，当光沿着CO方向射入时会沿OD方向射出，此时折射角为 0 度。
【答案】（1）A；（2）B；（3）A.可能；（4）0。
【解答】解：（1）光从空气斜射入水或其它透明介质时，折射角小于入射角；小明将
一束激光射至P点，形成一个光斑，向水槽内慢慢注水，光线在水面处发生折射，水槽
底部光斑的位置将向左移动，说明光从空气斜射入水中时，传播方向会发生改变，故选：
A。
（2）小明继续探究“光从空气射入水中时的折射特点”，将纸板右半部分绕 CD向后
翻转任意角度，发现纸板上无折射光束呈现，说明折射光线、入射光线和法线在同一平
面内；此时纸板上看不到折射光线，但折射光线依然存在，故选：B；
（3）在图丙中，如果光线沿着BO方向射向空气，在界面处发生折射，同时也会发生
反射；若不断增大光在水中的入射角，增大到一定程度，看不到折射光线，产生了全反
射；所以折射光线会消失，一定发生反射现象；
（4）当光沿着CO方向射入时会沿OD方向射出，此时光线垂直入射不改变传播方向，
则此时入射角和折射角都等于0度。
故答案为：（1）A；（2）B；（3）A.可能；（4）0。
25．（2023•姑苏区校级二模）如图所示，小明在研究光的折射规律时，为了观察到光的折
射过程，他就把一块白色的板竖直放在水中，然后将一激光束从空气中斜射入水中，结淘宝：学思创想
果在白板上看到了折射的过程：
（1）若他将激光束向水面靠拢，请问折射光束应 靠近 （靠近/远离）水面；
（2）若入射水面的激光束的角度保持不变，在水槽中加适量水，请问水底的光斑应向
右 （左/右）移；
（3）该竖板左侧可以绕图中虚线自由翻转，如果将左侧竖板向后翻转后，折射光线在
竖板上消失，返回后又再次出现在竖板上，这说明： 折射光线、入射光线、法线在同
一平面内 。
【答案】（1）靠近； （2）右 （3）折射光线、入射光线、法线在同一平面内。
【解答】解：（1）当入射光线靠近水面时，入射角增大，折射角随入射角的增大而增
大，折射光线将靠近水面
（2）若入射水面的激光束的角度保持不变，在水槽中加适量水，入射角将向右移动，
则折射光线随之向右移动，即在注水的过程中光斑向右移动；
（3）该竖板左侧可以绕图中虚线自由翻转，如果将左侧竖板向后翻转后，则呈现折射
光线的竖板左侧和呈现入射光线的竖板右侧不在同一平面内，所以在竖板左侧上不能看
到折射光线；但是此时折射光线的位置不发生变化，折射光线、入射光线、法线在同一
平面内。
故答案为：（1）靠近； （2）右 （3）折射光线、入射光线、法线在同一平面内。
重难点6 探究凸透镜成像的规律
【重难点分析】
1. 凸透镜成像原理： 光的折射
2. 实验器材：光具座（足够长）、凸透镜（焦距已知）、蜡烛、光屏等。
3. 实验前器材组装
（1）组装时，凸透镜要位于蜡烛和光屏中间
（2）点燃蜡烛后，调整蜡烛使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在 同一高度 的目的：
使烛焰通过凸透镜所成的像呈现在光屏中央，便于观察和比较像与物的关系。
4. 实验环境：在 较暗 的环境中进行实验的目的： 使实验现象更明显。
5. 确定凸透镜焦距的方法淘宝：学思创想
（1）平行光聚焦法： 用平行于凸透镜主光轴的光（或太阳光）垂直照射凸透镜，当光屏
上承接到最小最亮的光斑时，该光斑到凸透镜光心的距离为焦距。
（2）2倍焦距法： 当光屏上承接到倒立、等大的实像时，此时物距或像距的 1/2 为凸透
镜的焦距。
6. 实验结论
当u＞2f时，成倒立、缩小的实像；当u=2f时，成倒立、等大的实像；当f＜u＜2f时，
成倒立、放大的实像；当u＜f时，成正立、放大的虚像。
【重难点训练】
26．（2024•瑶海区校级模拟）在探究“凸透镜成像规律”的实验中，如图甲所示，将焦距
为10cm的凸透镜A固定在光具座上，调整好蜡烛和光屏的位置后，光屏上恰好得到烛
焰 清 晰 的 像 （ 未 画 出 ） 。
（1）图甲中凸透镜的成像特点与 照相机 （选填“放大镜”“投影仪”或“照相
机”）的成像特点相同。
（2）保持蜡烛和透镜的位置不变，将凸透镜 A换成焦距为8cm的凸透镜B，要想在光
屏上呈现烛焰清晰的像，光屏应向 左 （选填“左”或“右”）移动。
（3）实验一段时间后，原来成在光屏中央的像跑到了图乙所示的位置，下列操作可以
让像重新回到光屏中央的是 ③ 。（选填序号）
①光屏下移一段距离
②蜡烛下移一段距离
③透镜下移一段距离
【答案】（1）照相机；（2）左；（3）③。
【解答】解：（1）由图可知，此时物距为u＝50.0cm﹣20.0cm＝30.0cm，大于二倍焦距，
在光屏上成倒立缩小的实像，应用是照相机；
（2）保持蜡烛位置不变，将A凸透镜换成焦距为8cm的B凸透镜，焦距变小，光线会淘宝：学思创想
聚的点会向左移动，所以光屏应该向左移动，才能在光屏上呈现清晰的像；
（3）如图乙所示，实验一段时间后，蜡烛变短，像移动到光屏的上方，要让像重新回
到光屏中央，可将蜡烛向上移动、将光屏向上移动、将凸透镜向下移动，能让像重新回
到光屏中心的操作是③。
故答案为：（1）照相机；（2）左；（3）③。
27．（2024•南岗区一模）小岗在进行光学复习时，他认识到找像、析像，并用其规律解释
生活中的实际问题是光学复习的关键、有效方法之一，于是他进行了如下的梳理。
（1）①如图甲，用透明玻璃板代替平面镜的目的是 确定像的位置 ；
②如图乙，蜡烛A在玻璃板中成像的位置如图②，其可能的原因是 玻璃板未与水
平面垂直 ；
③如果在图丙中玻璃板与蜡烛的像之间放一块不透明的挡板，从蜡烛 A这侧 仍能
（选填“仍能”或“不能”）观察到蜡烛的像。
（2）若光屏上清晰像的位置如图戊所示，为便于完成该实验，你的做法是 将蜡烛向
下移动 。
（3）如图丁，若凸透镜的焦距为10.0cm，正确的调整器材后，在光屏上成了清晰的像。
更换成另一个焦距为 8.0cm 的凸透镜，光屏上的像变模糊了，此现象与 近视眼
（填“近视眼”或“远视眼”）成因相似。为了使光屏上的像恢复清晰，可向 靠近
（填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动蜡烛。
【答案】（1）确定像的位置；玻璃板未与水平面垂直；仍能；（2）将蜡烛向下移动；
（3）近视眼；靠近。淘宝：学思创想
【解答】解：（1）①玻璃板可以透光，也可以成像，选择玻璃板代替平面镜便于确定
像的位置；
②如图乙，蜡烛A在玻璃板中成像的位置如图图②，根据像与物关于镜面对称可知，
此时玻璃板未与水平面垂直；
③平面镜成像原理是光的反射，如果在图丙中玻璃板与蜡烛的像之间放一块不透明的
挡板，仍能
观察到蜡烛的像；
（2）如图戊所示，此时像在光屏的下侧，为了使像成在光屏的中央，根据过光心的光，
传播方向不变可知，应该使蜡烛向下移动；
（3）若凸透镜的焦距为10.0cm，正确的调整器材后，在光屏上成了清晰的像，更换成
另一个焦距为8.0cm的凸透镜，此时凸透镜折光能力变强，成像在视网膜前，与近视眼
成像一致，为了使光屏上的像恢复清晰，可向靠近凸透镜的方向移动蜡烛。
故答案为：（1）确定像的位置；玻璃板未与水平面垂直；仍能；（2）将蜡烛向下移动；
（3）近视眼；靠近。
28．（2024•阜阳一模）如图所示的是小明探究凸透镜成像规律的实验装置及有关实验现象。
图乙中，物体是“F”形状的光源；图丙中 A、B图是眼睛观察物体不清晰的两种情形。
请你回答下列问题：
（1）一束平行光通过凸透镜后在光屏上得到一个最小最亮的光点，如图甲所示。将图
甲中的凸透镜放在光具座上，再将标有“F”形状的光源放在凸透镜左侧22.5cm刻度处
移动放在凸透镜右侧的光屏直至光屏上成一个清晰的像（如图乙所示），此时所成的像
是一个倒立的、 缩小 （选填“放大”或“缩小”）的像。
（2）保持凸透镜和光源的位置不变，小明将一副眼镜放于光源“F”和凸透镜之间，光淘宝：学思创想
屏上的像变得模糊，将光屏向靠近凸透镜的方向移动后，光屏上又承接到清晰的像，那
么该眼镜可以矫正图丙中 B （选填“A”或“B”）图所示眼睛的情形。
（3）保持凸透镜的位置不动，将光源“F”移至15cm刻度处，在凸透镜和光源之间观
察到光源的形状如图丁所示，移动透镜右侧的光屏，直至在图乙 A处所示的方向上观察
到光屏上有一清晰的像，该像是图丁中的 c （选填“a”“b”“c”或“d”）图。
【答案】（1）缩小；（2）B；（3）c。
【解答】解：（1）由图甲知，焦点到凸透镜的距离为10.0cm，所以凸透镜的焦距为f＝
10.0cm；光源放在凸透镜左侧22.5cm刻度处，此时u＞2f，光屏上成倒立缩小的实像；
（2）小明将一副眼镜放于光源“F”和凸透镜之间，将光屏靠近透镜方向移动适当距离
后，光屏上再次呈现清晰的像，这说明像提前会聚了，即该眼镜片对光线具有会聚作用，
所以是凸透镜；凸透镜可以矫正远视眼，即可以矫正图丙中B图所示眼睛的情形；
（3）将光源“F”移至15cm刻度处，此时物距大于一倍焦距小于二倍焦距，此时光屏
上成倒立、放大的实像，因此，在图乙A处所示方向观察到光屏上的像是图丁中的c图。
故答案为：（1）缩小；（2）B；（3）c。
29．（2024•高州市校级一模）小明做“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）如图甲所示，将一束平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小、最亮的光斑，
则凸透镜的焦距f＝ 10. 0 cm；实验前，应先调整烛焰和光屏的中心在凸透镜的 主
光轴 上；
（2）小明在某次实验中，将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上如图乙所示的位置，光淘宝：学思创想
屏上呈现清晰的像，此像是倒立、 缩小 的实像，生活中 照相机 （选填“照相
机”、“投影仪”或“放大镜”）就是依据此成像原理制成的；
（3）如图所示，小明利用凸透镜成像原理来研究电影放映时银幕上的影像情况；
①进入影院，小明发现银幕表面较为粗糙，观众在不同位置都可以看到银幕上的影像，
这是因为光在银幕上发生了 漫 反射；
②小明在银幕上看到了清晰的影像，这个影像相对于胶片上的图案是 倒立 （填
“正立”或“倒立”）的。同时，要想使银幕上的像变小，则小明应该调 远 （选
填“远”或“近”）胶片到镜头的距离，同时让镜头离银幕近一些。
【答案】（1）10.0；主光轴；（2）缩小；照相机；（3）①漫；②倒立；远。
【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＝
50.0cm﹣40.0cm＝10.0cm；为了使像成在光屏中央，应先调整烛焰和光屏的中心在凸透
镜的主光轴上；
（2）小明在某次实验中，将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上如图乙所示的位置，此
时物距u＝50cm﹣20cm＝30cm＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机；
（3）①坐在电影院内不同位置的观众都能看到银幕上的影像，是由于光发生了漫反射；
②电影放映机的镜头相当于一个凸透镜，可以成倒立、放大的实像，所以银幕上像相
对于胶片上的图案是倒立的；
要使银幕上的像更小，像距变小，物距变大，放映机靠近银幕时，应该调远胶片到镜头
的距离。
故答案为：（1）10.0；主光轴；（2）缩小；照相机；（3）①漫；②倒立；远。
30．（2024•大东区校级模拟）小明选用焦距为15cm的凸透镜，做“探究凸透镜成像的规
律”的实验。
（1）实验应在 较暗 （填“较暗”或“较亮”）的环境中进行，现象更明显；
（2）小明将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，调整蜡烛、凸透镜
和光屏的高度，使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在 同一高度上 ，这样做的
目的是使像呈现在 光屏的中央位置 ；淘宝：学思创想
（3）小明将蜡烛放在10cm刻度线处，移动光屏到如图所示位置，光屏上恰好呈现一清
晰的像，该像的性质是倒立、 缩小 （填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像；
（4）保持凸透镜位置不变，小明将蜡烛移动到25cm刻度线处，若想在光屏上得到清晰
的像，应把光屏向 右 （填“左”或“右”）移动，与（3）所成的像对比，此时像
的大小将 变大 （填“变大”、“变小”或“不变”）；
（5）保持凸透镜位置不变，小明将蜡烛移动到40cm刻度线处，无论怎样移动光屏，在
光屏上都找不到像，当小明的眼睛在凸透镜的右侧，透过凸透镜观察到了烛焰 正立
（填“正立”或“倒立”）、放大的像。生活中的 放大镜 （填“照相机”、“投
影仪或“放大镜”）就是利用此成像原理工作的。
【答案】（1）较暗；（2）同一高度上；光屏的中央位置；（3）缩小；（4）右；变大；
（5）正立；放大镜。
【解答】解：（1）实验在较暗的环境中进行，现象更明显。
（2）实验前，要调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰中心大致同一高度，
这样做的目的是使像呈在光屏的中央位置；
（3）如图所示的情景，此时光屏上恰好呈现清晰的像，根据凸透镜成实像时，物距大
于像距，在光屏上成倒立缩小的实像；
（4）保持凸透镜位置不变，小明将蜡烛移动到25cm刻度线处，凸透镜成实像时，物近
像远像变大，若想在光屏上得到清晰的像，应把光屏向右移动，像将变大；
（5）保持凸透镜位置不变，小明将蜡烛移动到40cm刻度线处，此时u＜f时，成正立、
放大的虚像，无论怎样移动光屏，在光屏上都找不到清晰的像，当小明的眼睛在凸透镜
的右侧，透过凸透镜观察到烛焰正立、放大的像，生活中的放大镜就是利用这样的成像
原理工作的。
故答案为：（1）较暗；（2）同一高度上；光屏的中央位置；（3）缩小；（4）右；变
大；（5）正立；放大镜。
31．（2024•青山湖区模拟）小华探究凸透镜的成像规律。淘宝：学思创想
（1）课间，小华到室外利用太阳光来测量凸透镜的焦距，她将该凸透镜正对着太阳光，
如图甲所示，此时纸上呈现一个并非最小的光斑时，测得这个光斑到凸透镜的距离为
L，此时再将这个凸透镜与纸之间距离稍微增大，若光斑变大，则凸透镜的焦距 f ＜
L（选填“＞”、“＜”或“＝”）；调整以后得到该透镜的焦距为10cm。
（2）当烛焰位于如图乙所示位置时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰的倒立、
放大 的实像，此成像规律常应用在 幻灯机 （选填“放大镜”、“照相机”或
“幻灯机”）上，保持凸透镜位置不变，将点燃的蜡烛放在光具座上 30cm刻线处，要
在光屏上重新得到烛焰清晰的像，应将光屏移动到 7 0 cm刻线处。
（3）当烛焰再次位于如图乙所示位置时，若将蜡烛稍远离凸透镜，光屏上的像变模糊，
若要再次在光屏上得到清晰的像，可采用下列方法：
①若移动光屏，则应将光屏 靠近 （选填“远离”或“靠近”）凸透镜，此时像的
大小比原来的像要 小 些。
②若不移动光屏，则可在蜡烛和凸透镜之间再放上一个焦距合适 近视眼镜 （选填
“近视眼镜”或“远视眼镜”）。
【答案】（1）＜；（2）放大；幻灯机；70；（3）靠近；小；近视眼镜。
【解答】解：（1）由于光斑到凸透镜的距离为L时，即像距为L时，纸上呈现一个并
非最小的光斑，此时再将这个凸透镜与纸之间距离稍微增大，若光斑变大，这个光斑可
能是焦点之后的光斑，故可能f＜L；
（2）由图知，物距u ＝50cm﹣35cm＝15cm，像距v ＝80cm﹣50cm＝30cm，满足：2f
1 1
＞u＞f，此时成倒立放大的实像，据此制成了幻灯机；
保持凸透镜位置不变，将点燃的蜡烛放在光具座上30cm刻线处，此时u＝2f，成倒立等
大的实像，v＝2f，要在光屏上重新得到烛焰清晰的像，应将光屏移动到70cm刻线处；
（3）若将蜡烛稍远离凸透镜，物距增大，像距会减小，所以光屏应该向左移动；
若不移动光屏，根据凹透镜对光线有发散作用，则可在蜡烛和凸透镜之间再放上一个焦
距合适的凹透镜（近视眼镜），延缓了对光线会聚，也可再次在光屏上得到清晰的像。
故答案为：（1）＜；（2）放大；幻灯机；70；（3）靠近；小；近视眼镜。
