期末复习01 光学实验【实验专题】—2022-2023学年八年级上册物理精讲精练（人教版）

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光学实验

考点1：探究光的反射定律
实验一：探究光的反射定律
【实验设计】
（1）实验器材：平面镜、激光手电筒、可沿中线对折的硬纸板、量角器、笔等．
（2）实验过程：把平面镜平放在水平桌面上，硬纸板与平面镜垂直放置，用激光手电筒从一侧照射向平面镜，在硬纸板的另一侧找到反射光线，记录入射光线与反射光线的位置并测量入射角与反射角的大小，改变入射光线进行多次实验并记录数据．
【实验分析】
（3）硬纸板的作用主要是为了显示光路及验证反射光线、入射光线及法线是否在同一平面内(前后弯折硬纸板均找不到反射光线，只有左右两侧的硬纸板在同一平面时才能找到反射光线)．
（4）多次测量的目的是避免偶然性的影响，以便得到具有普遍性的结论．
（5）当入射光线逆着原来的反射光线射入时，反射光线将逆着原来的入射光线射出，说明反射时光路具有可逆性．
【实验结论】
（6）光发生反射时，反射光线、入射光线和法线在同一平面内(三线共面)；反射光线、入射光线分居在法线两侧；反射角等于入射角；反射时光路具有可逆性．
考点2：探究平面镜成像特点
【实验设计】
（1）实验器材：玻璃板、两根完全相同的蜡烛、白纸、刻度尺等．
（2）实验过程：在白纸上竖直放置玻璃板，点燃一根蜡烛放在玻璃板前，在同侧观察玻璃板中的像，并把另一根蜡烛在玻璃板的另一侧来回移动直到看起来与第一根蜡烛的像重合，测量并记录物距和像距，分析数据得出结论．
【实验分析】
① 实验选用玻璃板而不用平面镜是为了利用玻璃板的透光性，在看到第一根蜡烛的像的同时也能看到第二根蜡烛，从而确定像的位置，以及比较像与物的大小关系；
② 实验选用两根等长的蜡烛是为了比较像与物的大小关系；
③ 实验用到刻度尺测量像和物体到镜面的距离，是为了比较像距与物距的大小关系；
④ 若玻璃板未能竖直放置，则玻璃板后面的蜡烛无法与第一根蜡烛的像重合；
⑤ 为了能够清楚地观察像，实验应该在较暗的地方进行；
⑥ 因为玻璃板的两个面都会反射光线成像，所以实验时可以在玻璃板里看到两个像，在实验时应选用较薄的玻璃板；
⑦ 若将玻璃板后面的未点燃的蜡烛撤去，在这个位置放上一个光屏，光屏并不能承接到蜡烛的像，所以平面镜所成的像是虚像．
【实验结论】
（3）平面镜所成的是正立、等大的虚像，像与物的连线与镜面垂直，像与物到镜面的距离相等．
【实验评估与改进】
（4）此实验易出现由于蜡烛的燃烧而导致物象高度不等问题，可改用LED字母灯替代蜡烛，LED灯比蜡烛更亮，实验效果更佳，LED灯还环保且可以反复使用．
考点3：探究凸透镜成像的规律
【实验设计】
（1）实验器材：光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等．
（2）实验步骤：
① 在光具座上由左至右依次放置蜡烛、凸透镜、光屏；
② 调节烛焰的焰心、凸透镜的光心、光屏的中心在同一高度(这样做是为了使像能够呈现在光屏中央)；
③ 把蜡烛放在两倍焦距以外，移动光屏的位置直到得到一个清晰的像，并记录物距、像距及像的性质；
④ 分别把蜡烛放在两倍焦距处、一倍焦距和两倍焦距之间、一倍焦距处、一倍焦距以内，进行实验，观察光屏上能否成像并记录物距、像距及像的性质．
【实验分析】
（3）若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏上都得不到像，可能的原因有：
① 蜡烛在焦点以内；
② 烛焰在焦点上；
③ 烛焰、透镜、光屏三者的中心不在同一高度；
④ 蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在极远处，光具座的光屏无法移到该位置．
（4）实验时，光屏上成了清晰的像，若用纸片挡住凸透镜的下半部分，像的大小不变，不会缺少一部分，但是会变暗一些．
（5）如果烛焰、透镜、光屏三者的中心不在同一高度，像就不能够呈在光屏中央．如果烛焰偏低，在光屏上所成的像偏高；如果烛焰偏高，在光屏上所成的像偏低．所以若所成的像偏下，可以只把蜡烛向下移动或者只把凸透镜向上移动或者只把光屏向下移动．
（6）光路的可逆性：蜡烛与光屏互换位置后，仍能成清晰的像．
（7）凸透镜前加镜片的相关判断(透镜和蜡烛位置不变)：
① 加远视镜(凸透镜)：光线提前会聚、像距变小、像变小，光屏应向靠近透镜的方向移动；
② 加近视镜(凹透镜)：光线延迟会聚、像距变大、像变大，光屏应向远离透镜的方向移动．
【实验结论】
（8）当u>2f时， f2f成倒立放大的实像．
【实验改进】
（9）改进：可用发光二极管代替蜡烛，优点是所成的像稳定并容易对比大小．


考点1：探究光的反射定律
【例1】2．（2022·陕西渭南·八年级期末）在“探究光的反射规律”的实验中，小莉设计了如图所示的实验，平面镜放在水平桌面上，纸板可绕ON前后转动。
入射角/°
30
45
60
反射角/°
30
45
60


（1）实验前，应将纸板______放置于平面镜上，让激光笔所发出的光紧贴纸板射向镜面O点的目的是______；
（2）转动B板，当它与A板共面时，B板上呈现出反射光线OF，它与入射光线EO分别位于______两侧，这时将B板向前或向后折，在B板上______（选填“能”或“不能”）看到反射光线OF，说明反射光线、入射光线与法线在同一平面内；
（3）表格记录了光以不同角度入射时对应的反射角，分析表中数据可得：______（写这两个角的大小关系）；
（4）实验时小莉不小心碰了一下平面镜，导致平面镜水平问左移动一点距离，但光依旧可以照在镜面上，则反射角大小将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（5）将纸板A、B置于同一平面，一束光贴着纸板B沿FO射到O点，发现反射光束将沿图中的OE方向射出，说明光在反射时光路是______。
【答案】垂直     显示光路     法线     不能     反射角等于入射角     不变     可逆的
【解析】
（1）[1][2]实验前，应将纸板垂直放置于平面镜上，这样反射光线才可以在硬纸板上呈现；
因为，反射光线和入射光线是在同一平面内的，所以让激光笔所发出的光紧贴纸板射向镜面O点的目的是为了显示光路。
（2）[3][4]反射光线与入射光线分居在法线的两侧；这时将B板向前或后折，则呈现反射光线的B板和呈现入射光线的A板不在同一平面内，所以在B板上不能看到反射光。
（3）[5]分析表格数据可知：反射角等于入射角。
（4）[6]由于入射角是入射光线和法线的夹角，入射角不变，则反射角不会改变。所以平面镜水平问左移动一点距离，但光依旧可以照在镜面上，入射角不变，则反射角大小将不变。
（5）[7]将纸板A、B置于同一平面，一束光贴着纸板B沿FO射到O点，发现反射光束将沿图中的OE方向射出，说明光在反射时光路是可逆的。
【变式训练】
【变式1】（2022·陕西宝鸡·八年级期末）如图所示是“探究光反射时的规律”的部分实验装置。

实验次数
1
2
3
入射角
30°
45°
60°
反射角
30°
45°
60°
（1）如图甲所示，使纸板与水平桌面上的平面镜______。
（2）在图甲中，使一束光贴着纸板A沿EO射向平面镜上O点，观察反射光线和对应的入射光线。改变光束入射角度，多做几次，描绘每次光的径迹，量出入射角和反射角，记录如表。比较反射角和入射角，可以得出结论，反射角______入射角。
（3）在图甲中，如果让光逆着0F的方向射向平面镜，会看到反射光沿着0E方向射出。这表明，在反射现象中，光路是______的。
（4）在图乙中，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______现象，表明反射光线、入射光线和法线都在同一平面内。
【答案】垂直     等于     可逆     下半部分有反射光线，上半部分无反射光线，（或上半部分无反射光线、或只有下半部分有反射光线均给分）
【解析】
（1）[1] 如果纸板没有与平面镜垂直放置，由于法线与镜面垂直，且反射光线、入射光线、法线在同一平面内，因此，当光贴着纸板沿EO入射时，不能在纸板上看到反射光，所以纸板放在平面镜上时，要保持与镜面垂直。
（2）[2]由表中数据可知，三次光的反射实验中，反射角等于入射角，所以可得出结论：在反射现象中，反射角等于入射角。
（3）[3] 在图甲中，如果让光逆着OF的方向射向镜面，会看到反射光线沿着OE方向射出，这表明光反射时，光路是可逆的。
（4）[4] 光在反射时，反射光线、入射光线、法线在同一平面内，将纸板的上半部分向后折，如图乙所示，发现在纸板B上观察到下部分有反射光线，上半部分无反射光线。
【变式2】（2022·山西·侯马市教育科技局教学研究室八年级期末）实验小组的同学利用如图所示的实验装置探究“光的反射定律”。

实验次数
入射角
反射角
1
20o
20o
2
45o
45o
3
60o
60o
（1）实验时让光贴着纸板入射是为了______；
（2）如图b，把半面纸板NOF向前折或向后折，这时，在NOF上______反射光线（填“看得到”或“看不到”），说明反射光线、入射光线和法线______同一平面内（填“在”或“不在”）；
（3）同学们在探究反射角和入射角的关系时，改变了入射角大小，先后做三次实验，并将测得的数据记录在表中，分析表中数据得出结论______；
（4）同学们还发现，若将一束光贴着纸板F沿BO射到O点，光将沿图中的OA方向射出，这是因为在反射现象中光路是______。
【答案】显示入射光的传播路线     看不到     在     光反射中，反射角等于入射角     可逆
【解析】
（1）[1]让光贴着纸板入射，则光在表面粗糙的纸板上发生慢反射，则在各个方向都能观察到入射光线的传播径迹。
（2）[2][3]图b中，将纸板NOF向前或向后折，则纸板NOF与承接入射光线的纸板AON不在同一平面内，那么在NOF上看不到反射光线。这说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
（3）[4]由表格数据知，每次实验对应的反射角都等于入射角，所以在光的反射现象中，反射角等于入射角。
（4）[5]将光线沿原来的反射光线的位置BO对着O点射入，则反射光线会沿着原来的入射光线的位置OA反射出去，这说明在光的反射现象中，光路是可逆的。

【变式3】（2022·黑龙江哈尔滨·八年级期末）用如图所示装置探究“光的反射定律”，白色硬纸板垂直于平面镜放置，能沿折转，垂直于平面镜。

次数
1
2
3
4
5
6
入射角i






反射角r







（1）让入射光线贴着纸板沿射向平面镜上的O点，观察反射光线的方向。多次改变入射光线的方向，测量数据记录如上表。你认为表中的一个错误数据是___________。余下数据可以得出的结论为：光反射时，___________；
（2）当将光线沿射向镜面时，此时入射角为___________度，有的同学说，没有看到反射光线，认为此时光没有发生反射，你的认为是：光___________（选填“有”或“没有”）发生反射，反射角___________（选填“没有”、“为0°”、“为”）；
（3）纸板右侧沿向后折转时，观察不到反射光线，折转回原位置，又观察到反射光线，说明：光在反射时，反射光线、入射光线和法线___________。通过前面的实验探究还可以得出的结论是：反射光线和入射光线___________；
（4）将一束光贴着纸板沿射到O点，光沿图中的方向射出，说明：光反射时，___________；
（5）由于光在纸板上发生了___________（选填“镜面反射”或“漫反射”），所以从不同方向都可以观察到光在纸板上传播的径迹。
【答案】66°##60°     反射角等于入射角     0     有     为0°     在同一平面内     分居法线两侧     光路是可逆的     漫反射
【解析】
（1）[1]由表格数据知，每组对应数据的反射角与入射角的大小都相等，而第4组数据中，反射角不等于入射角，所以错误的数据是第4组中的反射角66度或入射角60度。
[2]由表格数据知，在光的反射现象中，反射角等于入射角。
（2）[3][4][5]入射角是指入射光线与法线的夹角，反射角是与反射光线与法线的夹角。当光线沿NO法线方向射入时，入射光线与法线重合，则入射角为0。那么反射角也为0，所以反射光线也与法线重合，所以此时光有发生反射。
（3）[6]将纸板EF的右侧沿ON向后折转时，在折转的纸板上看不到反射光线，是因为此时承接反射光线和承接入射光线的纸板不在同一平面内了，而右侧纸板折回原位置后，又能观察到反射光线，这说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
[7]实验中光线沿法线ON的左侧纸板入射，则反射光线在ON的右侧纸板上承接到，这说明反射光线和入射光线分居在法线两侧。
（4）[8]光线沿AO射入时，反射光线沿OB射出，而入射光线沿原反射光线的位置BO入射时，反射光线沿原入射光线的位置OA射出，这说明：在光的反射现象中，光路是可逆的。
（5）[9]在不同方向能观察到光在纸板上的传播径迹，是因为光在纸板上发生了漫反射，反射光线向各个方向传播。

考点2：探究平面镜成像特点
【例2】（2022·江西吉安·八年级期末）如图所示，用两根完全相同的蜡烛和一块厚玻璃板探究“平面镜成像的特点”。

（1）用透明玻璃板代替平面镜的目的是可以确定像的__________。实验中有同学从蜡烛一侧透过玻璃板看到像有“重影”，其原因可能是玻璃板的前后表面都发生了光的__________射。改善“重影”问题的办法是__________。解决问题后，移动点燃的蜡烛，多次测量并分析得出结论。
（2）小明发现上述实验中难于准确测量像和物到玻璃板的距离，且未用大小不同的物体进行多次实验，就得出了像与物大小的关系，于是他换用一些完全相同的木块进行实验。①如图甲所示，将一组木块置于玻璃板前，改变该组木块的位置，进行三次实验，用笔在白纸上标记出每次像和物的位置，如图乙所示。根据对应顶点就能准确测出相应的距离。再将白纸沿__________（选填“EF”或“GH”）对折，若像和物的对应顶点都__________，则证明平面镜所成的像和物具有对称性。

②如图所示，用叠加的方法改变物的大小进行实验，记录数据如下表。分析可知平面镜所成的像与物的大小__________。

木块的位置
保持不变
物的大小（玻璃板前木块的个数/个）
1
2
3
像的大小（玻璃板后木块的个数/个）
1
2
3
（3）某小组在较暗的环境中实验时，发现木块的像较暗、不易辨识，联系日常照镜子的经验，解决方法是__________（选填“照亮木块的像”或“照亮木块”）。
【答案】位置     反     用薄玻璃板     GH     重合     相等     照亮木块
【解析】
（1）[1]为了确定像的位置，让蜡烛的像和另一蜡烛重合，实验中要使用透明的玻璃板。
[2][3]从蜡烛一侧透过玻璃板看到像有“重影”，因为玻璃板有两个面，两个面都发生了反射，形成了两个像，要改善可以使用较薄的玻璃板，让玻璃板两个面间距离足够小。
（2）[4][5]因为木块放在平面镜两侧，所以GH相当于平面镜，将白纸沿GH对折，如果平面镜所成的像和物具有对称性，则对应点在对折后会重合。
[6]由表格可知，物有几个木块，像也需要几个，所以物像等大。
（3）[7]物体经过平面镜反射，反射光线进入人眼的光线越多，人眼感到物体的像越亮，所以需要照亮木块。


【变式训练】
【变式1】（2022·山西临汾·八年级期末）如图所示是“探究平面镜成像特点”的实验装置。

（1）实验器材有：带底座的玻璃板、白纸、笔、火柴、光屏、两支外形相同的蜡烛A和B，还缺少的器材是_______；
（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；
（3）为了让右座的同学也能够看清蜡烛的像，小英只将玻璃板向右移，则蜡烛的像的位置_______（选填“向右移动”、“向左移动”或“不变”）；
（4）小英第一次将蜡烛A置于玻璃板前4cm，第二次将蜡烛A向远离玻璃板的方向移动3cm，再次放置蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，则蜡烛A与蜡烛B的间距为_______cm；
（5）实验时看到玻璃板后的蜡烛B实际是由于光的_______所形成的虚像。
【答案】刻度尺     未点燃     不变     14     折射
【解析】
（1）[1]实验过程中要测量像与物到玻璃板的距离，故还需要刻度尺。
（2）[2]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，以确定蜡烛A的像的位置，若蜡烛B也点燃，它的火焰会影响我们观察蜡烛A的像，故不点燃蜡烛B。
（3）[3]只将玻璃板向右移，蜡烛A的像不会移动，因为像与物的连线始终与镜面垂直，物体不动，像的位置就不动。
（4）[4]此时蜡烛A离玻璃板7cm，则像到玻璃板也是7cm，再次放置蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，则蜡烛A与蜡烛B的间距为14cm。
（5）[5]实验时看到玻璃板后的蜡烛B，是来自蜡烛B的光透过玻璃进入人眼被看到的，故实际是由于光的折射形成的虚像。
【变式2】（2022·陕西汉中·八年级期末）小阳利用如图甲所示装置“探究平面镜成像特点”。他在水平桌面上铺一张白纸，将一块玻璃板竖立在白纸上，把蜡烛A点燃放在玻璃板前面，把另一个相同的蜡烛B，竖立在玻璃板后面移动，直到从不同角度透过玻璃板看，它跟前面蜡烛A的像都完全重合。改变蜡烛A的位置，重复上述步骤，再做两次实验，并把三次实验中蜡烛A和B的位置记录在白纸上，如图乙所示。

（1）实验中用玻璃板代替平面镜的目的是_______。
（2）蜡烛B跟前面蜡烛A的像完全重合，说明像与物大小______。
（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______（选填“向上移动”“向下移动”或“不动” ）。
（4）小阳把白纸沿着玻璃板的位置对折，观察到像与物的对应点完全重合，说明像与物关于镜面_______。
（5）小阳取走蜡烛B，把光屏放在像的位置，这时应该______（选填“透过”或“不透过”）玻璃板观察，发现光屏上______像（选填“有”或“没有”），这说明物体在平面镜中成的是_______像。
【答案】便于确定像的位置     相等     不动     对称     不透过     没有     虚
【解析】
（1）[1]用透明的玻璃板，可以观察到玻璃板的另一侧的蜡烛B，便于找到像的位置。
（2）[2]实验时采用两个完全相同的蜡烛，当蜡烛B和蜡烛A的像完全重合时，表明像和物体的大小是相等的。
（3）[3]因为平面镜所成的像与物体关于镜面对称，将玻璃板竖直向上移动一段距离，玻璃板所在的平面不变，入射光线和反射光线相对于镜面的方向不会变，蜡烛的像的位置保持不变。
（4）[4]小阳把白纸沿着玻璃板的位置对折，观察到像与物的对应点完全重合，这表明像到镜面的距离与物体到镜面的距离是相同的，像与物关于镜面对称。
（5）[5][6][7]实验中若移开蜡烛B，光屏放在像的位置，应该不透过玻璃板，而是直接观察光屏，因为玻璃板的另一侧没有反射光线，因此光屏上看不到蜡烛A的像，像不能成在屏上，说明平面镜成的是虚像。
【变式3】（2022·宁夏吴忠·八年级期末）如图，是“探究平面镜成像的特点”实验装置。

（1）用玻璃板代替平面镜，主要是利用玻璃板透明的特点，便于 _____；
（2）若有3mm厚和1mm厚的两块玻璃板，应选择 _____mm厚的璃板做实验；
（3）实验应选取两支外形完全相同的蜡烛进行，这是为了比较像与物的 _____关系；
（4）实验中用刻度尺或方格纸的作用是便于比较像与物的 _____关系；
（5）移去蜡烛B，并在其所在的位置放一个光屏，光屏上 _____承接到烛焰的像（选填“能”或“不能”），所以平面镜成的是 _____像（选填“实”或“虚”）；
（6）将蜡烛A逐渐靠近玻璃板时，它的像大小 _____（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】确定像的位置     1     大小     到镜面距离     不能     虚     不变
【解析】
（1）[1]透明的玻璃板，可以观察到玻璃板的另一侧，便于找到像的位置。
（2）[2]因为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面，会出现两个像，影响到实验效果，所以应选用薄玻璃板，用1mm厚的。
（3）[3]拿另一支大小相同的蜡烛B在玻璃板后面移动，直到蜡烛B和蜡烛A的像完全重合；用蜡烛B代替蜡烛A和蜡烛A的像进行比较大小关系，采用的是等效替代法。
（4）[4]该实验中，刻度尺或方格纸的作用是：比较像与物到平面镜距离的关系。
（5）[5][6]移去蜡烛B，并在其所在位置上放一个光屏，则光屏上不能接收蜡烛的像，则证明平面镜成的像是虚像。
（6）[7]将蜡烛A逐渐靠近玻璃板时，由于像与物的大小始终相等，故它的像大小不变。

考点3：探究凸透镜成像的规律
【例3】（2022·陕西西安·八年级期末）在探究凸透镜成像规律的实验中。

(1) 小明将凸透镜正对太阳光，在平行于凸透镜的另一侧放置一张白纸，移动凸透镜使在白纸上得到一个最小、最亮的光斑，如图甲所示，测出白纸到凸透镜中心的距离为10.0cm。则该凸透镜的焦距为______cm；
(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，调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在______，其目的是使烛焰的像成在光屏的______；
(3) 移动蜡烛、光屏在光具座上的位置直至在光屏上星现清晰的像。如图乙所示，光屏上的像是______（选填“正立”或“倒立”）、______（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像，生活中的______（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这个原理制成的；
(4) 实验过程中由于蜡烛燃烧变短烛焰在光屏上的像将向______（选填“上”或“下”）移动。
【答案】10.0     同一高度     中央     倒立     缩小     照相机     上
【解析】
(1)[1]凸透镜对光线有会聚作用，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，所以白纸上得到一个最小、最亮的光斑即焦点，焦点到光心的距离即为焦距，白纸到凸透镜中心的距离为10.0cm，则该凸透镜的焦距为10.0cm。
(2)[2][3]在探究凸透镜成像的规律中，为了使像能够成在光屏的中央，就要调整蜡烛、凸透镜、光屏的中心在同一高度上。
(3)[4][5][6]凸透镜成像时，当物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，物距大于像距，由乙图可知物距大于像距，所以光屏上的像是倒立、缩小的实像，照相机就是利用这个原理制成的。
(4)[7]实验中，燃烧的蜡烛逐渐变短，向下运动，所以光屏上的像逐渐向上移动。
【例4】（2022·黑龙江鹤岗·八年级期末）某小组在“探究凸透镜成像的规律”的实验中。

(1)实验前，要调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在______；
(2)通过调整，恰好在光屏上得到烛焰等大的像，如图所示，则所用凸透镜的焦距是______；
(3)在图中，把蜡烛向左移动，凸透镜的位置不变，应把光屏向______（选填“左”或“右”）适当调节，才能在光屏上得到烛焰清晰倒立、______（选填“放大”、“缩小”或“不变”）的实像。接下来改用焦距为的凸透镜继续进行实验，如果不改变蜡烛和凸透镜的位置，要在光屏上成清晰的像应把光屏向______（选填“左”或“右”）适当调节；
(4)在探究凸透镜成实像的过程中，他们又尝试用白纸遮挡住凸透镜的一半，发现在光屏上______（选填“仍能”或“不能”）成烛焰完整的像。
【答案】同一高度     10     左     缩小     右     仍能
【解析】
(1)[1]实验前，为了使像成在光屏的中央，要调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度。
(2)[2]由图可知，物距等于像距为20cm，即
u=v=20cm=2f
f=10cm
(3)[3][4]把蜡烛向左移动，凸透镜的位置不变，物距为
20cm+15cm=35cm
物距大于2倍焦距，像距大于1倍焦距小于2倍焦距，所以应把光屏向左移动，光屏上成倒立、缩小的实像。
[5]接下来改用焦距为的凸透镜继续进行实验，焦距变大，光线会推迟会聚成像，像距变大，要使光屏上得到清晰的像，光屏应远离凸透镜，把光屏向右适当调节；
(4)[6]在做凸透镜成像的实验时，用白纸遮挡住凸透镜的一半，另一半部仍可以会聚光线，所以仍可以成物体完整的像。
【变式训练】
【变式1】（2022·甘肃·金昌市龙门学校八年级期末）小明同学在探究“凸透镜成像规律及应用”的活动中，选用了焦距未知的凸透镜．

（1）将凸透镜安装在光具座上，用平行光作光源，移动光屏，在光屏上得到一个最小最亮的光斑，如图甲所示，则该凸透镜的焦距为_______cm．
（2）将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上，并调整蜡烛火焰、凸透镜及光屏三者的中心，使其大致在_______上，为实验探究做好准备．
（3）如图乙所示，将点燃的蜡烛移到标尺10cm处，再移动光屏，直到在光屏上得到一个清晰的像为止．生活中________就是利用这一成像原理来工作的．
（4）在图乙所示情况下，保持光屏和凸透镜的位置不变，将蜡烛向左移动一段距离后，为了在光屏上再次得到清晰的像，应在凸透镜左侧附近安装一个焦距适当的________(凸透镜/凹透镜)，这与____________________________(近视/远视)的矫正相似．
【答案】（1）10        （2）同一高度     （3）照像机     （4）凹透镜     近视
【解析】
解：
（1）由图甲知，平行光线经凸透镜后会聚到一点，光屏上得到的最小、最亮的光斑便是凸透镜的焦点，所以焦距为：．
（2）在实验时，应调整蜡烛火焰、凸透镜及光屏三者的中心，使其大致同一高度上，这样才能保证像成在光屏的中央．
（3）由图乙可知蜡烛到凸透镜距离，即物距：，此时，成倒立、缩小的实像，生活中的照相机就是利用这个原理来工作的．
（4）在图所示情况下，保持光屏和凸透镜的位置不变，将蜡烛向左移动一段距离后，物距变大，像距变小，成像于光屏前；
不移动光屏，为了再次得到清晰的像，应使光线延迟会聚；由于凹透镜对光有发散作用，应在凸透镜左侧附近安装一个焦距适当的凹透镜，才能在光屏上再次得到清晰的像；近视眼是使用凹透镜来矫正的．
【变式2】（2022·安徽·定远县育才学校八年级期末）小明用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材，探究凸透镜成像的规律。

（1）如甲图所示，让一束平行光正对着凸透镜，移动光屏，直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。由此可得出该凸透镜的焦距为______cm；
（2）如乙图所示，把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛，将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调到______。当蜡烛距离凸透镜35cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰倒立、______（选填“放大”或“缩小”）的实像。若对换蜡烛和光屏的位置，光屏上仍能得到一个清晰的像，据此原理，人们制成的光学仪器是______；
（3）如乙图所示，把凸透镜换成焦距为30cm的，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，移动光屏，在光屏上______（选填“能”或“不能”）得到一个清晰的像，原因是______；
（4）当光屏上得到一个倒立缩小的实像时，保持透镜的位置不变，要使屏上的像变大些，应将蜡烛______透镜，将光屏______透镜；（选填“靠近”或“远离”）
（5）当光屏上得到一个清晰的像时，小华将一近视眼镜紧贴在凸透镜的前面，要在光屏上再次得到清晰的像，应将光屏向______（选填“靠近”或“远离”）透镜方向移动。
【答案】10.0     同一高度     缩小     投影仪     能     物距大于一倍焦距，成实像     靠近     远离     远离
【解析】
（1）[1]让一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑，这点是凸透镜的焦点，由图1可知：焦点到光心的距离是40.0cm﹣30.0cm＝10.0cm，所以凸透镜的焦距是10.0cm。
（2）[2]在做实验的过程中，调整凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜和光屏三者中心大致在同一高度，是为使烛焰的像成在光屏的中心。
[3]蜡烛距凸透镜的距离为35cm，则物距大于2f，则可在光屏上得到倒立缩小的实像，此时像距处于f和2f之间。
[4]若对换蜡烛和光屏的位置，则物距处于f和2f之间，凸透镜成倒立放大的实像，投影仪都是根据这个原理制成的。
（3）[5][6]把凸透镜换成焦距为30cm的，因为物距为35cm，大于1倍焦距小于2倍焦距，此时凸透镜成倒立、放大的实像，所以在光屏上能得到蜡烛清晰的像。
（4）[7][8]光屏上得到一个倒立缩小的实像时，保持透镜的位置不变，要使屏上的像变大些，应减小物距，增大像距，即应将蜡烛靠近透镜，光屏远离透镜移动。
（5）[9]近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，如果此时把近视眼镜放在该凸透镜前，使原来会聚成像的光线推迟会聚，所以要想接到清晰的像，光屏要远离透镜。
【变式3】（2022·北京大兴·八年级期末）小明在实验室探究凸透镜成像规律。小明把点燃的蜡烛、凸透镜和光屏依次摆放在光具座上，调节它们在光具座上的位置，在光屏上得到了蜡烛火焰清晰的像，如图所示。

（1）屏上得到的像跟蜡烛的火焰相比，是______（选填“放大”“缩小”或“等大”）的，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；
（2）实验中所用凸透镜的焦距可能是______；
A．等于15cm                                                                        B．等于30cm
C．介于15cm和30cm之间                                                     D．小于15cm
（3）保持图中凸透镜的位置不变，把蜡烛向左移动到某个位置后固定，应向______（选填“左”或“右”）移动光屏，才能再次在屏上得到烛焰清晰的像，此时得到的像跟原来的像相比变______（选填“大”或“小”）了；
（4）不改变蜡烛和透镜的位置，仅用黑纸遮住透镜的上半部分，则______。
A．屏上的像缺少了上半部分
B．屏上的像缺少了下半部分
C．屏上的像变得模糊了
D．屏上的像变得暗了
【答案】缩小     照相机     D     左     小     D
【解析】
（1）[1][2]由图可知，像距小于物距，此时物距应大于二倍焦距，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，由凸透镜成像规律可知，在光屏上能成倒立、缩小的实像，此成像规律应用于照相机。
（2）[3]由图可知，物距u=30.0cm，像距v=15.0cm，且u>v；由凸透镜成像规律可知，此时凸透镜成倒立、缩小的实像；则应满足u>2f，2f>v>f，即：30.0cm>2f，2f＞15.0cm＞f，解得7.5cm 故选D。
（3）[4][5]若将蜡烛向左移动远离凸透镜，即物距要增大，像距要减小。则在光屏上得到清晰的实像，应将光屏向左移动靠近凸透镜，此时在光屏上所成的像将变小。
（4）[6]若用黑纸遮住透镜的上半部分，凸透镜的其它部位仍能折射光线成像，则在光屏上仍能得到烛焰完整的像，由于透过凸透镜的光变少，因此所成的像变暗。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。