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专题 19 光学实验（解析版）
1．（2024•北京中考）某同学利用如图所示的装置及完全相同的电子蜡烛A、B等器材，探究物体在平面
镜中成像时像距与物距是否有关。其中薄透明玻璃板与水平纸面垂直。主要实验步骤如下：
(1)将点亮的A放在玻璃板前，用刻度尺测量 ；将未点亮的B放在玻璃板后，不断调整B的位置，
直到从各个角度观察B与A的像 ，用刻度尺测量B到玻璃板的距离。将实验数据记录在表格中；
(2)改变 ，仿照步骤（1）再做1次实验，将实验数据记录在表格中。
【答案】(1) A到玻璃板的距离 完全重合
(2)A的位置
【详解】（1）[1]探究物体在平面镜中成像时像距与物距是否有关，需要测量蜡烛A到玻璃板的距离，用
刻度尺测量B到玻璃板的距离。
[2]将未点亮的B放在玻璃板后，不断调整B的位置，直到从各个角度观察B与A的像完全重合，此时物
体B可以替代蜡烛A的像。
（2）改变蜡烛A的位置，仿照步骤（1）再做1次实验，将实验数据记录在表格中，需要多次实验，寻找
普遍规律。
2．（2023•北京中考）在探究凸透镜所成实像的高度与物距、焦距的关系时，三个小组的同学用高度相同
的发光体以及焦距不同的凸透镜等器材进行了实验，部分实验数据如表中所示。
表1（f₁=5cm）
物距u/cm 像高h/cm
11 5
17 2.5
40 0.9
表2（f₂=8cm）物距u/cm 像高h/cm
24 3
36 1.7
40 1.5
表3（f₃=10cm）
物距u/cm 像高h/cm
25 4
28 3.3
40 2
（1）由表中数据可知：物体高度、凸透镜焦距一定时，物距变大，所成实像高度的变化情况是：
________；物体高度、物距一定时，凸透镜焦距变大，所成实像的高度变化情况是：________。
（2）讲台上有一发光体，同学们利用凸透镜和光屏观察发光体在各自光屏上所成的像，小京所用凸透镜
离发光体较近，小强所用凸透镜离发光体较远，发现两人光屏上呈现的像的高度相等，则小京所用凸透镜
的焦距________小强所用凸透镜的焦距。（选填“大于”“等于”或“小于”）
【答案】 变小 变大 小于
【详解】（1）[1]表1中，凸透镜焦距不变f₁=5cm，物距11cm、17cm、40cm不断增大，像高5cm、
2.5cm、0.9cm逐渐减小；同理表2中、表3中也可看出物体高度、凸透镜焦距一定时，物距变大，所成实
像高度变小；
[2]观察三个表中的最后一项，凸透镜焦距变大5cm、8cm、10cm，物距不变都是40cm，像高变大0.9cm、
1.5cm、2cm。
（2）[3]同一个物体，两个凸透镜所成像的高度相等，离物体近的透镜对光的折射能力强，焦距短，所以
小京所用凸透镜的焦距小于小强所用凸透镜的焦距。
3．（2022•北京中考）小京利用如图所示的装置及相同高度的蜡烛等器材探究平玻璃板面镜成像特点，其
中玻璃板和蜡烛竖直放置在水平桌面上，蜡烛的高度为6cm，蜡烛与玻璃板之间的距离为10cm。蜡烛通过
玻璃板所成的像是___________像（选填“实”或“虚”），像的高度为___________cm，像到玻璃板的距
离为___________cm。【答案】 虚 6 10
【详解】[1][2][3]由平面镜所成特点可知，平面镜所成像是虚像，像与实物等大，像距等于物距，所以蜡
烛通过玻璃板所成的像是虚像；蜡烛的高度为 6cm，所以像的高度也为6cm；蜡烛与玻璃板之间的距离为
10cm，所以像到玻璃板的距离也为10cm。
4．（2021•北京中考）在“重阳节”到来之际，小航送给奶奶一个放大镜，奶奶借助这个放大镜能够细致
欣赏邮票上的图案，如图所示。此时奶奶看到的是一个___________、放大的虚像。为了模拟上述现象，
小航利用一个焦距为10cm的凸透镜、蜡烛和光具座等器材进行实验。他先将蜡烛固定在光具座上50cm刻
线处，如图所示，接下来他应将凸透镜放置在光具座上的A、B、C三点中的___________点处，然后再从
透镜的___________（选填“左”或“右”）侧用眼睛观察蜡烛烛焰的像。该像___________（选填“能”
或“不能”）用光屏承接到。【答案】 正立 C 左 不能
【详解】[1]小航奶奶借助这个放大镜能够细致欣赏邮票上的图案，如图所示。物体放在凸透镜一倍焦距之
内，此时奶奶看到的是一个正立、放大的虚像。
[2][3]为了模拟上述现象，小航利用一个焦距为10cm的凸透镜、蜡烛和光具座等器材进行实验，他接下来
他应将凸透镜放置在光具座上的C三点，让透镜到蜡烛的距离小于10cm，即物体放在一倍焦距之内；然
后再和看放大镜一样，从透镜的左侧用眼睛观察蜡烛烛焰的像。
[4]由于放大镜成的是虚像，不能成在屏上，该像不能用光屏承接到。
5．（2020•北京中考）某同学利用焦距为y 的凸透镜做了三次实验，透镜、蜡烛、光屏所在位置以及光屏
1
上得到清晰像的情况如图所示。
(1)由图所示的实验现象可知：随着物距的不断变小，像距和像的大小变化情况是______；
(2)在图乙所示的实验中，只将凸透镜换为焦距为f 的凸透镜（f< y ），为在光屏上得到清晰的像，光屏应
1 1 1
向______侧移动。
【答案】 都变大 左
【详解】(1)[1]观察甲、乙、丙三个图的实验现象发现，凸透镜位置不变，蜡烛靠近凸透镜时，即物距缩短，
光屏远离凸透镜，即像距变大，且光屏上成的像变大。
(2)[2]由图乙可知成的是倒立、放大的实像，此时物距大于一倍焦距且小于两倍焦距，像距大于两倍焦距，
即只将凸透镜换为焦距为f 的凸透镜（f< y ），焦距变小了，相当于物距变大，要想在光屏上得到清晰的像，
1 1 1
应该将光屏向左移动。
6．（2020•北京中考）如图所示是研究光的反射规律的实验情境，一束光贴着垂直于平面镜的纸板，从A
点射到平面镜上的O点，ON是法线，入射角∠AON=45°。已知纸板上∠NOB=30°，∠NOC=45°，∠NOD=
60°。则入射光线AO的反射光线将沿着图中______方向射出。
【答案】OC
【详解】根据光的反射定律可知，反射角等于入射角，因为入射角 AON等于45°，所以反射角也等于
45°，已知，∠NOC=45°，则反射角是∠NOC，所以反射光线将沿OC射出。
1．（2024·北京西城一模）小丽利用如图所示装置“探究平面镜成像的特点”，她在水平桌面上铺一张白
纸，在纸上竖立一块透明薄玻璃板，将点燃的蜡烛A竖立在玻璃板前，可以看到它在玻璃板后面的像。
（1）小丽拿一支与蜡烛A完全相同但不点燃的蜡烛B，竖立着在玻璃板后面移动，直到在玻璃板前多个
角度观察蜡烛B跟 完全重合，这时蜡烛B所在位置就是蜡烛A像的位置；
（2）在蜡烛A远离玻璃板过程中，它的像的大小 ；（选填“变小”、“不变”或“变大”）
（3）若将玻璃板倾斜，蜡烛A的像将 （选填“仍然”或“不再”）与蜡烛A关于玻
璃板对称。
【答案】 蜡烛A的像 不变 仍然
【详解】（1）[1]拿一支与蜡烛A外形相同但不点燃的蜡烛B，竖立着在玻璃板后面移动，直到在玻璃板
前多个角度观察它跟蜡烛A的像完全重合，根据等效替代法，这时蜡烛B所在位置就是蜡烛A的像的位置。
（2）[2]平面镜成的像，像与物体大小相等，不随物到平面镜的距离发生变化。故在蜡烛A远离玻璃板过
程中，它的像的大小不变。
（3）[3]玻璃板倾斜，像不会呈现在桌面上，但平面镜成像时像与物关于镜面对称，故蜡烛的像仍然与蜡
烛关于镜面对称。
2．（2024·北京西城一模）物理课上，同学们做“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）小娟将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻线处，将点燃的蜡烛和光屏分别放在凸透镜的
两侧，点燃的蜡烛放置在光具座上20cm刻线处，如图所示。小娟移动光屏，在光屏上可呈现烛焰清晰的
倒立、 的实像；
（2）为了探究凸透镜所成实像的高度与物距、焦距的关系时，三个小组的同学用高度相同的发光体以及
焦距不同的凸透镜等器材进行了实验，部分实验数据如表中所示：
表1（f=5cm） 表2（f=9cm） 表3（f=10cm）
1 2 3
物距u/cm 像高h/cm 物距u/cm 像高h/cm 物距u/cm 像高h/cm
15 1.6 18 3.2 25 2.1
18 1.2 30 1.4 35 1.3
40 0.5 40 0.9 40 1.1
由表中数据可知：物体高度、凸透镜焦距一定时，物距越 ，实像的高度越高。物体高度、物距一定
时，凸透镜焦距越 ，所成实像的高度越小；
（3）小亮和小娟利用凸透镜和光屏观察同一个发光体在各自光屏上所成的像，已知小娟所用凸透镜的焦距比小亮所用凸透镜的焦距大，若要在两人的光屏上呈现等高的像，则 的凸透镜应离发光体更远些。
（选填“小亮”或“小娟”）
【答案】 缩小 小 小 小娟
【详解】（1）[1] 物距为
根据凸透镜成像规律可知，此时成倒立、缩小的实像。
（2）[2] 观察每一列数据可知，物体高度、凸透镜焦距一定时，物距越小，实像的高度越高。
[3] 观察比较每个表中的最后一组数据可知，物体高度、物距一定时，凸透镜焦距越小，所成实像的高度
越小。
（3）[4] 物体高度、物距一定时，凸透镜焦距越大，所成实像的高度越高；物体高度、凸透镜焦距一定时，
物距越小，实像的高度越高。已知小娟所用凸透镜的焦距比小亮所用凸透镜的焦距大，所以若要在两人的
光屏上呈现等高的像，则小娟的凸透镜应离发光体更远些。
3．（2024·北京东城一模）实验桌上有平行光光源（接通电源后可发出平行光）、凸透镜、光屏和光具座，
如图所示。
请你利用上述实验器材测量凸透镜的焦距，写出实验步骤。
【答案】见解析
【详解】实验步骤：接通电源，把凸透镜正对着光源射出的平行光；将光屏放在凸透镜后方，左右来回移
动，直至光屏上出现最小最亮的光斑，即焦点；光屏与凸透镜位置刻度差，该光斑到凸透镜光心的距离，
记录下来，就是凸透镜的焦距。
4．（2024·北京朝阳一模）如图所示，MM为平面镜，AO为入射光线，ON为法线，入射角AON等于
60．已知NOB等于30，NOC等于45，NOD等于60．则入射光线AO的反射光线将沿着
方向射出．（选填“OB”、“OC”或“OD”）【答案】OD
【详解】光反射时，反射角等于入射角，所以图中入射角∠AON等于60°，故反射角也等于60°，而
∠NOD等于60°，故OD 为反射光线，故入射光线AO的反射光线将沿着OD方向射出．
5．（2024·北京朝阳一模）小阳利用如图所示的装置进行实验，首先将焦距为20cm的凸透镜固定在60cm
刻度线处，再调节烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心在同一高度上。
（1）将蜡烛水平移到10cm刻度线处，再将光具座上的光屏水平移动到适当位置，可以在光屏上得到清晰
的 （选填“放大”或“缩小”）的像。该实 验现象可以说明 （选填“照相机” “幻
灯机”或“放大镜”）的成像特点；
（2）再将蜡烛移到30cm刻度线处，此时光屏在光具座上移动到任何位置都不能接收到清晰的像，其原因
是 。
【答案】 缩小 照相机 凸透镜右侧的光具座长度不足
【详解】（1）[1][2]将蜡烛水平移到10cm刻度线处，此时物距为50.0cm，大于两倍焦距，成的是倒立、
缩小的实像，与照相机的成像原理相同。
（2）[3]再将蜡烛移到30cm刻度线处，此时物距仍大于一倍焦距，成的是实像，物距变小，像距会变大，
此时光屏在光具座上移动到任何位置都不能接收到清晰的像，其原因是凸透镜右侧的光具座长度不足。
6．（2024·北京丰台一模）某同学在探究凸透镜成像规律的实验中，将焦距为10cm的薄凸透镜固定在光
具座上50cm刻度线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上20cm刻度线处，移动光屏至65cm刻度线处，烛焰
在光屏上成清晰的像，如图所示。请回答下列问题：（1）上述光屏上所成的像是倒立、 （选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像。生活中
常用的 （选填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”）是利用这一原理工作的；
（2）保持蜡烛位置不变，将焦距为10cm的薄凸透镜换成焦距为5cm的薄凸透镜，同样固定在光具座
50cm刻度线处，为了使烛焰在光屏上成清晰的像，应将光屏向 （选填“靠近”或“远离”）凸
透镜的方向移动；若不移动光屏仍要在光屏上成清晰的像，可以在凸透镜和蜡烛之间放置一个
（选填“凸”或“凹”）透镜。
【答案】 缩小 照相机 靠近 凹
【详解】（1）[1][2]由图可知物体距离凸透镜的物距为
物体的像距离凸透镜的距离为
已知凸透镜的焦距为
从而可知物距
根据凸透镜成像的规律可知，物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像。照相机成像的特点是倒立、缩
小的实像，故生活中常用的照相机是利用这一原理工作的。
（2）[3]蜡烛和凸透镜的位置不变，将焦距为10cm的薄凸透镜换成焦距为5cm的薄凸透镜，焦距缩小时凸
透镜的焦点将向凸透镜的光心靠近，由于物距仍然大于二倍焦距，所以像距应大于一倍焦距小于二倍焦距，
即应将光屏向靠近凸透镜的方向移动。
[4]若不移动光屏仍要在光屏上成清晰的像，则就要使凸透镜的折光能力变弱，可以先使光经过凸透镜之前
先发散，所以可以在凸透镜和蜡烛之间放置一个凹透镜，将光先发散，后再经过凸透镜后会聚。
7．（2024·北京通州一模）小晶探究光的反射定律时，选用了一个在适当位置开有孔槽的大玻璃罩（如图
甲），一个带支架且底边即为0刻度线的量角器（如图乙，可放入玻璃罩中），两只激光笔、一块平面镜
和一台加湿器。她将平面镜放在玻璃罩的中间位置，向玻璃罩中喷入水雾，用激光笔1发出的光束AO作
为入射光线，用光束OB作为反射光线；用激光笔2发出垂直于镜面射向入射点O的光束作为法线，如图
丙所示。（1）实验中，当小晶看到 现象时，说明在这次反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一个
平面内；
（2）接着，小晶开始探究“反射角是否等于入射角”。请你画出实验数据记录表 。
【答案】 反射光束同时遮挡住了代表法线的光束和入射光束
入射角
反射角
【详解】（1）[1]实验中，当小晶看到反射光束同时遮挡住了代表法线的光束和入射光束现象时，说明在
这次反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一个平面内。
（2）[2]实验中需要多次测量入射角与反射角的大小，实验数据记录表如下：
入射角
反射角
8．（2024·北京通州一模）小华进行“探究凸透镜成像规律”的实验。实验器材有带支架的电子蜡烛（图
甲）、光屏、两个焦距不同的凸透镜A和B、平行光光源（接通电源后可发出平行光）、光具座等器材。
（1）小华安装调试好器材后，首先测量凸透镜A的焦距。他接通平行光光源的电源，在透镜另一侧不断
移动光屏，直到光屏上的光斑最亮最小，此时各元件位置如图乙所示，则凸透镜A的焦距为 cm；（2）小华只将平行光源替换成电子蜡烛。若要探究“凸透镜成像时，像的特点与物距的关系”，他应当
不断改变 ，并移动光屏，观察所成像的情况；
（3）在探究“凸透镜成像时，像的特点与凸透镜的焦距是否有关”时，小华使蜡烛到凸透镜A的距离为
20cm，移动光屏直到光屏上呈现清晰的像，如图丙所示；换上凸透镜B后，保持物距不变，移动光屏直到
光屏上呈现清晰的像，如图丁所示。可以得到的结论是： 。根据两次成像情况可知，凸透镜
（选填“A”或“B”）的焦距比较大。
【答案】 10.0 电子蜡烛到透镜A的距离（物距） 凸透镜成像时，像的特点与凸透镜的焦距
有关 B
【详解】（1）[1]由图知，光点到凸透镜的距离为10.0cm，所以凸透镜的焦距为10.0cm。
（2）[2]小华只将平行光源替换成电子蜡烛。若要探究“凸透镜成像时，像的特点与物距的关系”，需要
控制物距改变，观察像的特点，所以他应当不断改变电子蜡烛到透镜A的距离（物距），并移动光屏，观
察所成像的情况。
（3）[3]保持物距不变，换上两个焦距不同的凸透镜A和B，发现成像的大小改变，可以得到的结论是：
凸透镜成像时，像的特点与凸透镜的焦距有关。
[4]凸透镜的焦距越大，聚光能力越差，看到的像会大一些，根据两次成像情况可知，凸透镜 B的焦距比较
大。
9．（2024·北京顺义一模）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，凸透镜A的焦距为10cm，凸透镜B的
焦距为15cm。
（1）如图所示，将凸透镜A固定在光具座上40cm刻度线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上10cm刻度线
处，移动光屏直至光屏上呈现烛焰清晰的倒立、 （选填“放大”或“缩小”）的实像，这一原理应
用在 （选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”）上；
（2）如图所示，保持蜡烛位置不变，用凸透镜B替换凸透镜A且位置不变。为使在光屏上仍得到烛焰清
晰的像，应将光屏向 凸透镜B的方向移动。（选填“靠近”或“远离”）
【答案】 缩小 照相机 远离
【详解】（1）[1][2]由图可知，物距为40.0cm-10.0cm=30.0cm
凸透镜A的焦距为10cm，物距大于2倍焦距，成倒立缩小的实像，照相机应用此原理制成的。（2）[3]保持蜡烛位置不变，用凸透镜B替换凸透镜A且位置不变，凸透镜的焦距变大，折光能力变弱，
像距变大，光屏要向远离凸透镜B的方向移动。
10．（2024·北京大兴一模）如图所示，EF表示平面镜，AO为入射光线，ON为法线，AON等于45。若
BON等于30，CON等于45，DON等于60，则入射光线AO的反射光线是 。
【答案】OC
【详解】根据反射定律可知，反射角等于入射角，因为入射角AON等于45，所以反射角也等于45，已
知CON等于45，则反射角是CON，所以反射光线将沿OC射出，即入射光线AO的反射光线是OC。
11．（2024·北京大兴一模）小兴在实验室探究凸透镜成像的规律。
（1）将一个凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，然后用一束平行于主光轴的光照射凸透镜，当光具座
上的光屏移动到某个位置时，发现光屏上接收到一个最小、最亮的光斑，如图甲所示。由此可知该凸透镜
的焦距为 cm。
（2）将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在水平光具座上，调节烛焰、凸透镜和光屏三者中心在同一高度，再
调节蜡烛、凸透镜和光屏至图乙所示的位置时，刚好在光屏上能呈现烛焰清晰的像，则这个像是倒立、
（选填 “放大”或“缩小”）的实像。根据凸透镜的这一成像特点，可制成 (选填“放大镜”
“照相机”或“幻灯机”)。
【答案】 10.0 缩小 照相机
【详解】（1）[1] 平行于主光轴光线经过凸透镜后在主光轴上会聚于一点，这一点就是焦点。焦点到光心
的距离是焦距，根据图示中光屏在刻度尺上的位置可以读出该凸透镜的焦距是f=60.0cm-50.0cm=10.0cm（2）[2][3]由乙图可知此时物距（蜡烛到透镜的距离）为30cm，大于二倍焦距，根据凸透镜的成像规律，
此时能成倒立、缩小的实像，此成像规律在生活中的应用是照相机。
12．（2024·北京平谷一模）如图甲所示，一束光贴着垂直于平面镜的纸板，从A点射到平面镜上的O点，
ON是法线，入射角AON=45。已知纸板上NOB=30，NOC=45，NOD=60。则入射光线AO的反
射光线将沿着图中 方向射出；
【答案】 OC
【详解】根据反射定律，反射角等于入射角。入射角为45°，则反射角也为45°。因此反射光线为OC。
13．（2024·北京平谷一模）小东用图甲装置“探究凸透镜成像的规律”。
（1）实验前小东将凸透镜正对太阳光，调节凸透镜与光屏间的距离，直到光屏上形成一个最小、最亮的
光斑，如图乙所示。则该凸透镜的焦距是 cm；
（2）实验时保持凸透镜位置不变，使蜡烛位于25cm刻度线处，移动光屏，在光屏上成清晰倒立的、
（选填“放大”、“等大”或“缩小”）实像， （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）是
依据此原理制成的；
（3）在蜡烛和凸透镜之间放置一片近视镜片，发现光屏上的像变得模糊，为了再次得到清晰的像，光屏
应 （选填“靠近”或“远离”）凸透镜。
【答案】 10.0 缩小 照相机 远离【详解】（1）[1]光屏上出现最小最亮的光斑，即是焦点的位置，透镜光心到焦点的距离为焦距。透镜在
50.0cm刻度处，光屏在60.0cm刻度处，所以焦距为10.0cm。
（2）[2][3]透镜在50cm刻度处，蜡烛位于25cm刻度线处，物距为25cm，大于二倍焦距，成倒立缩小的
实像，与照相机的成像原理相同。
（3）[4]近视镜片是凹透镜，凹透镜对光有发散作用，使像成在光屏的后方，光屏应远离透镜，才能再次
得到清晰的像。
14．（2024·北京房山一模）如图所示， 为平面镜，AO为入射光线，ON为法线。已知AON=60，
NOB=30°，NOC=45，NOD=60，则入射光线AO的反射光线将沿着 方向射出。
【答案】OD
【详解】在光的反射中，反射角等于入射角，AON是入射角，大小为60°，则反射角也为60°，故反射角
为NOD，则入射光线AO的反射光线将沿着OD方向射出。
15．（2024·北京房山一模）探究“凸透镜所成实像的像距与物距是否有关”时，实验器材有：电子蜡烛一
个、焦距为5cm的凸透镜A、焦距为10cm的凸透镜B。
（1）小华完成图所示的甲、乙两次实验，第一次实验所用凸透镜的焦距为10cm，第二次实验时应选择焦
距为 cm的凸透镜；
（2）由实验现象可得结论： 。
【答案】 10 当焦距不变时，凸透镜所成实像的像距与物距有关
【详解】（1）[1]小华完成图所示的甲实验时，电子蜡烛在一倍焦距和二倍焦距之间，像在二倍焦距以外
解得
第一次实验所用凸透镜的焦距为10cm；第二次实验时，电子蜡烛在一倍焦距和二倍焦距之间，像在二倍焦距以外
解得
第二次实验时应选择焦距为仍为10cm。
（2）[2]甲乙两次实验时，凸透镜焦距不变，物距减小，像距增大；由实验现象可得结论：当焦距不变时，
凸透镜所成实像的像距与物距有关。
16．（2024·北京门头沟一模）如图所示，AO为入射光线，ON为法线。请画出入射光线AO的反射光线。
【答案】
【详解】图中法线已经画出，根据光的反射定律，反射角等于入射角，在法线右侧作出反射光线即可，如
图所示：
17．（2024·北京门头沟一模）小明在做光学实验时，他将一个凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，光
屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜两侧，蜡烛放置在20cm刻度线处，左右移动光屏，光屏移至如图所示位
置时，光屏上呈现烛焰清晰的像，请根据凸透镜成像规律回答以下问题。
（1）此时光屏上所成的像是 （选填“放大”“等大”或“缩小”）的实像；
（2）由此实验现象，你可以判断出小明所用凸透镜的焦距最大不会超过 cm；
（3）根据你对折射规律以及凸透镜成像特点的了解，如果保持凸透镜位置不动，将蜡烛移至35cm刻度线处，如果还要在光屏上看到清晰的像，应将光屏移动到 cm刻度线处。
【答案】 缩小 15 80
【详解】（1）[1] 由图可知，物距大于像距，则成倒立、缩小的实像。
（2）[2] 当 ， 时，成倒立、缩小的实像。由图可知，物距为
则有 ①
像距为
则有 ②
联立①②，解得
所以小明所用凸透镜的焦距最大不会超过15cm。
（3）[3] 根据光路可逆，将物距和像距对调，仍可以成清晰的实像。所以如果保持凸透镜位置不动，将蜡
烛移至35cm刻度线处，光屏移动到80cm刻度线处，可以在光屏上看到清晰的像，此时物距为 15cm，像
距为30cm。
18．（2024·北京燕山一模）在探究凸透镜所成实像的高度与物距、焦距的关系时，某小组同学用同一发光
体以及焦距不同的凸透镜等器材进行了实验，实验数据如下表所示。
表1（ ）
物距u/cm 像高h/cm
11 5
17 2.5.
40 0.9
表2（ ）物距u/cm 像高h/cm
24 3
36 1.7
40 1.5
表3（ ）
物距u/cm 像高h/cm
25 4
28 3.3
40 2
（1）表3中的实验数据是该小组同学探究凸透镜所成实像的高度与 的关系时得到的；
（2）讲台上有一发光体，同学们利用凸透镜和光屏观察发光体在各自光屏上所成的像，小京所用凸透镜
焦距大于小强所用凸透镜焦距，发现两人光屏上呈现的像的高度相等，小京所用凸透镜离发光体的距离
小强所用凸透镜离发光体的距离。（选填“大于”“等于”或“小于”）
【答案】 物距 大于
【详解】（1）[1]表3中的实验数据中，当焦距一定时，随着物距的越大，像的高度越来越小，故该小组
同学探究凸透镜所成实像的高度与物距的关系时得到的。
（2）[2]结合表1、2、3，当物距同为40cm，焦距越大，像的高度越大，如果小京用凸透镜焦距大于小强
所用凸透镜焦距，物距相同时，小京所成的像的高度应较大，结合当焦距一定时，随着物距的越大，像的
高度越来越小，两人光屏上呈现的像的高度相等，小京所用凸透镜离发光体的距离大于小强所用凸透镜离
发光体的距离。
19．（2024·北京人大附中校考一模）小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中，进行了如图操作：
（1）实验前，应调整烛焰和光屏的中心在凸透镜的 上；（2）通过探究，记录并绘制了像距v与物距u之间的关系如图甲所示，则该凸透镜的焦距是 cm；
（3）如图乙所示，可在光屏上得到一个清晰的像，生活中的 （选填“照相机”“投影仪”或“放
大镜”）就是利用该成像原理工作的；若保持透镜位置不变，让蜡烛和光屏分别以 和 的速度，
从图示位置匀速向左运动，看到光屏上只能成一次清晰的像，则成清晰像时蜡烛移动的时间为 s，所
成的像是 （选填“放大”“缩小”或“等大”）的；
（4）在图乙中，小明将一眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上原本清晰的像变模糊了，向右移动蜡
烛，光屏上的像又变清晰了，说明该眼镜是 （选填“近视”或“远视”）眼镜。
【答案】 主光轴 10 投影仪 5 等大 远视
【详解】（1）[1]为了使像成在光屏中央，实验前，应调整烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上，使
烛焰和光屏的中心与凸透镜的中心在同一高度。
（2）[2]当物距等于2倍焦距时，成倒立、等大的实像，此时像距等于二倍焦距，由图甲可知
则凸透镜的焦距
（3）[3]由图乙可知，物距为
像距为
此时物距大于1倍焦距小于2倍焦距，成倒立、放大的实像，投影仪就是利用该成像原理工作的。
[4][5]保持凸透镜位置不变，让蜡烛和光屏分别以1cm/s和2cm/s的速度同时匀速向左运动，由 得，
光屏移动距离为蜡烛移动距离的2倍，此时物距变大，像距变小，当蜡烛移动距离为5cm时，光屏移动
10cm，此时
光屏上成的像为倒立、等大的实像，成清晰像时蜡烛移动的时间为
（4）[6]一个眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上原本清晰的像变模糊了，向右移动蜡烛，光屏上的
像又变清晰了，说明该眼镜对光有会聚作用，所以在蜡烛与凸透镜之间放置的是具有会聚作用的凸透镜，
即远视眼镜。
20．（2024·北京二中校考一模）如图所示，小明同学“探究平面镜成像的特点”实验时，他在桌面上铺一
张白纸，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表示平面镜的位置。（1）把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B，竖立着在玻璃板后面
移动，直到从多角度观察蜡烛B跟蜡烛A的像完全重合，蜡烛B的位置就是蜡烛A的像的位置，在白纸上
记下这两个位置。这样做既确定了像的位置，又验证了 关系；
（2）移动点燃的蜡烛，多次实验。将蜡烛A逐渐靠近玻璃板时，它的像的大小 （选填“变大”、
“不变”或“变小”）；
（3）移去蜡烛B，在其位置竖立光屏，在光屏上不能承接到A的像，说明平面镜所成的像是 像
（选填“虚”或“实”）。
【答案】 像与物的大小 不变 虚
【详解】（1）[1]未点燃的蜡烛B与A外形相同，即A与B大小相等，当B与A的像完全重合时，说明B
与A的像大小相等，则A的像与A大小相等，所以验证了像与物的大小关系。
（2）[2]将蜡烛A逐渐靠近玻璃板时，A的大小不变，则其像的大小也不变。
（3）[3]实像是光的实际光线会聚而成的，在光屏上能承接到，虚像不是实际光线会聚而成的，在光屏上
承接不到，在A的像的位置竖直放置光屏，光屏上承接不到A的像，说明平面镜所成的像是虚像。
21．（2024·北京二中校考一模）某同学在做光学实验时，先将一凸透镜A固定在光具座上50cm刻度线处，
光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜A两侧，如图所示，左右移动光屏，直至光屏上呈现蜡烛清晰的像。
（1）若凸透镜A的焦距为10cm，此时在光屏上呈现蜡烛清晰的像，利用这个成像特点制成了 （选
填“照相机”、“放大镜”或“幻灯机”）。
（2）当透镜A位置不变，蜡烛向右移动一小段距离后，若再次在光屏上得到清晰的像，则应将光屏向
移动（选填“左”或“右”）。
（3）如图所示，若在蜡烛和透镜A保持不动的情况下，将光屏移动至更靠近凸透镜A的a点，光屏上原
来清晰的像变模糊了，现将一透镜B置于蜡烛和透镜A之间的某处（图中未画出），光屏上又呈现蜡烛清
晰的像，则透镜B为 （选填“凸透镜”或“凹透镜”）。【答案】 照相机 右 凸透镜
【详解】（1）[1]如图，此时物距为25cm，物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，利用这个成像特点
制成了照相机。
（2）[2]当透镜A位置不变，蜡烛向右移动一小段距离后，物距变小，则像距变大，若再次在光屏上得到
清晰的像，则应将光屏向右移动。
（3）[3]若在蜡烛和透镜A保持不动的情况下，则像的位置不变，将光屏移动至更靠近凸透镜 A的a点，
则像在光屏的右侧，若要使光屏上又呈现蜡烛清晰的像，则应在蜡烛和透镜A之间放一个对光有会聚作用
的透镜，使像距变短，成像于光屏上，所以，透镜B为凸透镜。
22．（2024·北京海淀二模）小明探究物体在平面镜中所成像的大小与物体到平面镜的距离是否有关，他选
取了薄平板透明玻璃、完全相同的短蜡烛甲和乙、完全相同的长蜡烛丙和丁、刻度尺等器材。主要的实验
步骤如下：
①如图所示，利用支架将透明玻璃垂直于水平纸面放置，将蜡烛甲放在玻璃前的A点处，将蜡烛乙放在玻
璃后的适当位置，从玻璃前面多个角度观察到其与蜡烛甲的像完全重合；
②将蜡烛丙放在玻璃前的B点处，将蜡烛丁放在玻璃后的适当位置，从玻璃前面多个角度观察到其与蜡烛
丙的像完全重合。
请根据以上叙述，回答下列问题：
（1）小明的探究过程中存在的问题是： ；
（2）为了完成探究任务，小明应采取的改进措施是： 。
【答案】 没有控制物体的大小不变 见解析
【详解】（1）[1]小明在实验中，将蜡烛丙放在玻璃前的B点处，改变了蜡烛到镜面的距离，但由于丙和
丁蜡烛与甲、乙蜡烛的长度不同，没有控制蜡烛的长度不变，不满足控制变量法的要求。
（2）[2]根据控制变量法要求，要控制蜡烛的长度相同，只改变蜡烛到平面镜的距离。因此在步骤②中将
蜡烛甲放在玻璃前的B点处，将蜡烛乙放在玻璃后的适当位置，从多个角度观察到其与蜡烛甲的像完全重
合。23．（2024·北京西城二模）小刚利用如图所示的装置进行探究光的反射定律的实验，他先将纸板B以ON
为轴转动到与纸板A同一平面，使激光笔发出的光束贴着纸板A沿EO的方向照射到平面镜的O点，在纸
板B上观察到反射光OF。
（1）小刚想探究反射角与入射角是否相等。他在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹，改变
，做多次实验，记录每次入射光和反射光的径迹，取下纸板AB，用量角器测量 ，并记录实验数
据。
（2）小刚使入射光逆着原来反射光的方向射向镜面O点，做多次实验，均观察到反射光逆着原来入射光
的方向射出。实验现象说明： 。
【答案】 光束入射的角度 ∠EON和∠NOF 在反射现象中光路可逆
【详解】（1）[1]为了从多次反射现象中归纳光的反射的规律，应改变入射角进行多次实验。
[2]为了探究反射角与入射角是否相等，需要测出每次实验中反射角，入射角的大小，进行比较。
（2）[3]使激光笔发出的光束贴着纸板A沿EO的方向照射到平面镜的O点，反射光沿OF方向射出；多次
实验中使入射光沿FO射到平面镜的O点，均会沿OE方向射出，说明在反射现象中光路是可逆的。
24．（2024·北京东城二模）小东用白纸、玻璃板、支架、完全相同的蜡烛A和B、刻度尺、签字笔、三角
板等器材，探究“平面镜成像时，像与物到平面镜的距离的关系”。以下是小东的部分实验步骤：
（1）将白纸铺在水平桌面上，玻璃板竖直放置在白纸上，记录玻璃板的位置MN，如图甲所示。
（2）将点燃的蜡烛A放置在玻璃板前某一位置，拿蜡烛B在白纸上来回移动，直到从各个角度观察到蜡
烛B与A的像A′完全重合，记录物与其像在白纸上的位置，并记为A 和A′，如图乙所示。
1 1
（3）改变蜡烛A到平面镜的距离，仿照步骤（2）再做5次实验，记录物在白纸上的位置A-A 、对应像
2 6
在白纸上的位置A′-A ′，如图乙所示。
2 6
完成上述实验操作后，应如何处理图乙中所记录的信息，请写出操作方法： 。【答案】见解析
【详解】探究平面镜成像时，像与物到平面镜的距离的关系，需要测量出像与物到平面镜的距离，因此使
用刻度尺和三角板配合测量A 和A′分别到平面镜的距离并记录，同理测量并记录物在白纸上的位置 A-
1 1 2
A、对应像在白纸上的位置A′-A ′分别到平面镜的距离，比较像距与物距的关系，最后再得出实验结论。
6 2 6
25．（2024·北京朝阳二模）小阳利用如图所示的装置及相同高度的蜡烛等器材探究平面镜成像特点，其中
玻璃板和蜡烛竖直放置在水平桌面上，蜡烛的高度为8cm，蜡烛与透明玻璃板玻璃板之间的距离为15cm。
（1）蜡烛通过玻璃板所成的像是 像（选填“实”或“虚”），判断的方法是 ；
（2）像的高度为 cm，像到玻璃板的距离为 cm。
【答案】 虚 把光屏放在蜡烛成像的位置，观察光屏上能否承接蜡烛的像 8 15
【详解】（1）[1]虚像无法在光屏上呈现，实验中无法在光屏上观察到像，说明蜡烛通过玻璃板所成的像
是虚像。
[2]实验中判断像虚实的方法是：把光屏放在蜡烛成像的位置，观察光屏上能否承接蜡烛的像，若像能在光
屏上呈现，说明成的像是实像；若像不能在光屏上呈现，说明成的像是虚像。
（2）[3]像与物等大，蜡烛的高度为8cm，像的高度为8cm。
[4]像距等于物距，依题意得，蜡烛与透明玻璃板玻璃板之间的距离为 15cm，则像到玻璃板的距离为
15cm。
26．（2024·北京丰台二模）如图所示是研究光的反射规律的实验情境，一束光贴着垂直于平面镜的纸板，
从A点射到平面镜上的O点，ON是法线，入射角∠AON=45°。已知纸板上∠NOB=30°，∠NOC=45°，
∠NOD= 60°。则入射光线AO的反射光线将沿着图中 方向射出。【答案】OC
【详解】根据光的反射定律可知，反射角等于入射角，因为入射角 AON等于45°，所以反射角也等于
45°，已知，∠NOC=45°，则反射角是∠NOC，所以反射光线将沿OC射出。
27．（2024·北京丰台二模）小明利用如图所示的装置及相同高度的蜡烛等器材探究平面镜成像特点，其中
薄玻璃板和蜡烛竖直放置在水平桌面上，蜡烛的高度为5cm，蜡烛与玻璃板之间的距离为8cm。蜡烛通过
玻璃板所成的像是 像（选填“实”或“虚”），像的高度为 cm，像到玻璃板的距离为
cm。
【答案】 虚 5 8
【解析】【小题1】[1]平面镜成正立等大的虚像，所以蜡烛通过玻璃板所成的像是虚像。
[2]平面镜成像中，像的大小与物体的大小相同，故像的高度为5cm。
[3]平面镜成像中，像和物到平面镜的距离相等，由题知蜡烛到玻璃板的距离是 8cm，所以像到玻璃板的距
离也是8cm。
28．（2024·北京丰台二模）在探究凸透镜所成实像的像距与物距、焦距的关系时，三个小组的同学用相同
的发光体以及焦距不同的凸透镜等器材进行了实验，部分实验数据如表中所示。
表1（f=5cm） 表2（f=10cm） 表3（f=15cm）
1 2 3
物距u/cm 像距v/cm 物距u/cm 像距v/cm 物距u/cm 像距v/cm
15 7.5 14 35.6 22 46.2
22 6.4 18 22.5 28 32.0
30 6.0 30 15.0 30 29.7
（1）由表中数据可知：凸透镜焦距一定时，物距变大，所成实像的像距变化情况是： ；物距一定时，凸透镜焦距变大，所成实像的像距变化情况是： 。
（2）讲台上有一发光体，同学们利用凸透镜和光屏观察发光体在各自光屏上所成的像，小明所用凸透镜
离发光体较近，小红所用凸透镜离发光体较远，当两人光屏上呈现出清晰的像时，发现两人的像距恰好相
等，则小明所用凸透镜的焦距 小红所用凸透镜的焦距。（选填“大于”、“等于”或“小
于”）
【答案】 像距变小 像距变大 小于
【详解】（1）[1]由表中数据可知，当凸透镜焦距一定时，物距变大，所成实像的像距变小。
[2]由表中最后一行数据可知，物距一定时，凸透镜焦距变大，所成实像的像距变大。
（2）[3]同学们利用凸透镜和光屏观察发光体在各自光屏上所成的像，小明所用凸透镜离发光体较近，小
红所用凸透镜离发光体较远，说明小红的物距大于小明物距，而两人的像距恰好相等，根据物距一定时，
凸透镜焦距越大，像距越大可知，小明所用凸透镜的焦距小于小红所用凸透镜的焦距。
29．（2024·北京石景山二模）如图所示，在“探究光的反射定律”的实验中，平面镜M水平放置，硬纸
板竖直立在平面镜M上，将一束光贴着硬纸板左侧沿AO射到镜面上O点，硬纸板右侧会显示出反射光束
OB，其中反射角是 （选填“ ”或“ ”）。
【答案】
【详解】由于反射角为反射光线与法线的夹角，由图可知，反射光线为OB，法线为ON，则反射角是 。
30．（2024·北京大兴二模）小兴探究光的反射规律时，把一个平面镜放在水平桌面上，在平面镜上竖直放
置一块白纸板，ON与镜面垂直。他用激光笔发出的光束紧贴着白纸板沿EO方向照射到平面镜上，发现反
射光沿OF方向射出，记录下反射角∠FON和入射角∠EON的值。接着他多次转动激光笔，改变入射光的
方向后仍使光在O处发生反射 。【答案】光在发生反射时，反射角的大小与入射角的大小有什么关系
【详解】如图，为显示光路，小兴为得出普遍性规律，故再次改变入射光线的方向；入射光线与法线的夹
角为入射角，取下纸板，即为入射角，记下数据。
【点评】本题主要考查了探究光的反射规律的实验，这是光学中的一个重点，也是近几年来中考经常出现
的题型，要求学生熟练掌握，并学会灵活运用。同时考查学生动手操作实验的能力，并能通过对实验现象
的分析得出正确结论。
31．（2024·北京大兴二模）小兴同学利用图所示的装置及相同高度的两支蜡烛等器材探究平面镜成像时像
的高度跟物的高度有什么关系，图中平板透明玻璃与水平纸面垂直。他将同一支蜡烛先后放置在白纸上与
玻璃距离不同的A、B、C三点（图中未画出），观测到每次蜡烛所成像的高度都跟这支蜡烛一样高，于是
他得出结论：平面镜成像时，像的高度跟物的高度相等。则小兴在探究过程中存在的问题是：
。
【答案】没有改变物的高度
【详解】实验中采用的是同一根蜡烛，没有改变蜡烛的高度，应该采用不同高度的蜡烛重复实验，使结论
具有普遍性。所以存在的问题是没有改变物的高度。
32．（2024·北京顺义二模）如图所示，入射光线 PO斜射人到空气和水的交界面上，虚线OB 与光线 PO
在同一直线上，则入射光线 PO 的折射光线将沿着 方向射出。（选填“OA”“OB”或“OC”）
【答案】OC
【详解】光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，所以，入射光线 PO 的折射光线将沿着OC方向射
出。33．（2024·北京顺义二模）利用如图所示的装置（A、B为两根外形完全相同且高度可调的蜡烛）探究
“平面镜所成像的高度与物体的高度是否有关”
（1）请将探究实验步骤补充完整：
① 测量蜡烛A 的高度，将 A 放在平面镜前适当位置，将蜡烛 B 放到平面镜的另一侧，调节 B 的位置
和高度，从不同角度观察，直至 B 与 A 的像完全重合，测量 B 的高度，将数据记录到表中；
②改变 ，仿照步骤①再进行一次实验；
（2）画出实验数据记录表。
【答案】 蜡烛A的高度
蜡烛A的高度/cm
蜡烛B的高度/cm
蜡烛A像的高度/cm
【详解】（1）[1]探究“平面镜所成像的高度与物体的高度是否有关”，需控制其他因素想相同，改变物
体的高度，故做完一次实验后，需改变蜡烛A的高度，重复步骤①再进行一次实验；
（2）[2]需要记录蜡烛A的高度，蜡烛B的高度、从而确定蜡烛A的像的高度，表格如图所示：
蜡烛A的高度/cm
蜡烛B的高度/cm
蜡烛A像的高度/cm
34．（2024·北京平谷二模）某同学利用图所示的装置及相同高度的蜡烛等器材进行实验探究，其中平板透
明玻璃与水平纸面垂直。将同一支蜡烛先后放置在白纸上与玻璃距离不同的A、B两点，观测每次蜡烛所
成像的高度。该同学探究的问题是： 。【答案】像的高度与物体到平面镜的距离是否有关
【详解】该同学改变蜡烛到平面镜的距离，观察每次像的高度，探究的是平面镜成像高度与物体到平面镜
距离的关系。
35．（2024·北京门头沟二模）小军利用如图所示的在实验桌上的实验器材，探究平面镜成像的特点。其中
A、B是两段完全相同的蜡烛，C是平整的白纸，E是薄透明平板玻璃。小军将点燃的蜡烛A放在玻璃板前，
观察到玻璃板后有蜡烛A的像 。
（1）当他将蜡烛A向薄透明平板玻璃E移动过程中，蜡烛的像的大小将 （选填“变大”、“不
变”或“变小”）；
（2）他在玻璃板中看到A的像是因为光的 所形成的虚像，眼睛透过玻璃板看见的“蜡烛B”实际上
是 所形成的虚像（选填“光的反射”、“光的折射”或“蜡烛B本身”）。
【答案】 不变 反射 光的折射
【详解】（1）[1]平面镜成像中像的大小取决于物体本身的大小，与距离平面镜的远近无关，所以如果将
蜡烛向靠近镜面的方向移动，那么像的大小将不会改变。
（2）[2]平面镜成像的原理是光的反射，在玻璃板中看到A的像，是因为光的反射所形成的虚像。
[3]透过玻璃板看见“蜡烛B”的虚像，是因为“蜡烛B”反射的光线经过玻璃板两次折射所形成的虚像。
36．（2024·北京燕山二模）如图所示，MM为平面镜，AO为入射光线，ON为法线，入射角AON等于
60．已知NOB等于30，NOC等于45，NOD等于60．则入射光线AO的反射光线将沿着
方向射出．（选填“OB”、“OC”或“OD”）【答案】OD
【详解】光反射时，反射角等于入射角，所以图中入射角∠AON等于60°，故反射角也等于60°，而
∠NOD等于60°，故OD 为反射光线，故入射光线AO的反射光线将沿着OD方向射出．
37．（2024·北京燕山二模）小红为探究平面镜成像的特点，她在水平桌面上铺上白纸，用支架将玻璃板立
在白纸上，再取来两支相同的蜡烛A和B，如图所示。
（1）小红在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动，人眼在蜡烛
（选填“A”或“B”）侧观察，直到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。
（2）移动蜡烛A使它靠近玻璃板，此过程中A在玻璃板中所成像的大小 （选填“变大”“变
小”或“不变”）。
（3）小红移去蜡烛B，在原来B的位置放置一块光屏，则在光屏上 （选填“能”或“不能”）
接收到蜡烛A的像。
【答案】 A 不变 不能
【详解】（1）[1]平面镜成的像是由光的反射形成的，A蜡烛发出的光线经玻璃板反射后，被人眼接收，
才能看到像，故实验中在寻找蜡烛A像的位置时，眼睛应该在蜡烛A这一侧观察。
（2）[2]由于平面镜所成的像是正立、等大的虚像，故蜡烛A到镜面的距离虽然改变，但A的大小不变，
所以像的大小也不变。
（3）[3]因为平面镜所成的像是虚像，不会出现在光屏上，所以，移去蜡烛B，在其原来位置上放置一块
光屏，光屏上无法呈现蜡烛的像。
