Question

6．同学们在进行光学知识复习时，来到实验室进行分组实验．

（1）第一小组进行“探究光反射时的规律”实验．在图1甲中，让一束光线EO贴着纸板射到平面板上，在纸板上会看到反射光线OF，将纸板沿ON向后折，此时在纸板上看不到反射光线，如图1乙所示，这说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内．在图1甲中，如果让光线逆着OF的方向射向镜面，会发现反射光线沿着OE方向射出，这表明反射时，光路是可逆的．
（2）第二小组选用两只相同的蜡烛A和B进行“探究平面镜成像的特点”实验，装置如图2所示．该实验中玻璃板代替平面镜，主要是利用玻璃板透明的特点，便于确定像的位置．实验中发现无论怎样移动蜡烛B都无法与蜡烛A的像完全重合，原因可能是玻璃板与桌面不垂直．
（3）第三小组进行“探究凸透镜成像的规律”实验．
①如图3甲所示，一束平行于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．由图可知，该凸透镜的焦距是11cm．
②将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像，请你指出其中一条可能的原因：光屏、凸透镜和烛焰的中心不在同一高度上．
③实验中随着蜡烛的燃烧，烛焰在光屏上的像位置偏高，如图3乙所示．为了使烛焰的像仍成在光屏的中央，应将凸透镜（选填“蜡烛”、“凸透镜”或“光屏”）向下调整．

Answer 1

分析 （1）根据入射光线、反射光线和法线的关系进行分析，使光屏不在一个平面内，观察现象，得出结论．
让光线逆着OF的方向射向镜面，会发现反射光线沿着OE方向射出告诉的信息，可以得到此题的答案．
（2）在平面镜成像特点实验中采用玻璃板代替平面镜，其目的是为了确认物像的位置及大小．
实验时玻璃板要竖直放置，如果不竖直，不论怎样移动后面的蜡烛都不可能与前面蜡烛的像完全重合．
（3）①通过图3甲图所示的现象，结合凸透镜焦点的定义即可确定该凸透镜的焦距．
②探究凸透镜成像的实验时，若光屏上没有像，可能是因为物距小于焦距，成了虚像，不能成在光屏上；有可能光屏、凸透镜和烛焰的中心不在同一高度上，像无法成在光屏上；有可能物体在焦点上，不能成像．
③根据光线过光心不改变方向，判断凸透镜的移动情况．

解答 解：（1）若将纸板的NOF面沿ON向后折，在NOF面上将看不到反射光线OF，说明反射光线、入射光线、法线在同一平面内．
当让光线逆着OF的方向射向镜面，会发现反射光线沿着OE方向射出．这说明在反射现象中，光路是可逆的．
（2）因为玻璃板是透明的，能在观察到A蜡烛像的同时．还可以透过玻璃清楚的看到放在后面B蜡烛，便于确定像的位置和大小．当玻璃板与桌面不垂直时，根据像与物对称的原理可知，蜡烛的像比桌面偏高或偏低，所以怎么移动蜡烛像和物都不能完全重合．
（3）①平行光线经过凸透镜后汇聚于一点，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11厘米．
②无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像，可能是光屏、凸透镜和烛焰的中心不在同一高度上，也可能是物距小于焦距，成了虚像，不能成在光屏上．
③光屏上承接烛焰的像偏高，要想让像成在光屏的中央，应当将凸透镜向下调节．或将光屏向上移动；
故答案为：（1）同一平面内；反射时，光路是可逆的；（2）确定像的位置，玻璃板与桌面不垂直；
（3）①11；②光屏、凸透镜和烛焰的中心不在同一高度上；③凸透镜．

点评 本题主要考查了平面镜成像特点的实验和凸透镜成像规律及其探究实验．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．