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竖直
大小
改变物体位置多次实验,使结论具有普遍性
50

D
投影仪
完整

【分析】
本题考查平面镜成像特点的实验探究,需结合实验操作要求、成像规律及实际应用分析各小问:
1. 实验中玻璃板需竖直放置,否则像会偏高或偏低,无法与蜡烛B重合,对应第(1)问;
2. 用相同蜡烛B与A的像重合,是为了比较像与物的大小关系,对应第(2)问;
3. 一次实验具有偶然性,为使结论普遍,需改变蜡烛位置多次实验,对应第(3)问;
4. 利用平面镜成像对称性,手机与白纸夹角80°,要使像在白纸上,玻璃板为两者的对称面,结合几何关系计算角度,且虚像需在物侧观察,对应第(4)问。
【解析】
(1)实验时,玻璃板应竖直架在纸上,若不竖直,蜡烛B无法与A的像完全重合,故填竖直;
(2)实验中选用完全相同的蜡烛,当蜡烛B与A的像完全重合时,说明像与物的大小相等,运用等效替代法,故填大小;
(3)为避免实验偶然性,使结论具有普遍性,应改变蜡烛A的位置,多次进行实验,记录并分析数据,故填改变物体位置多次实验;
(4)根据平面镜成像特点,像与物关于镜面对称,要使手机的像在白纸上,玻璃板需为手机屏幕与白纸夹角的对称面,因此玻璃板与白纸的夹角θ=(180°-80°)÷2=50°;平面镜成虚像,需在玻璃板前(①位置)观察才能看到像,故填50、①。
【答案】
(1)竖直;(2)大小;(3)改变物体位置多次实验;(4)50;①
【知识点】
平面镜成像特点、实验探究的普遍性、平面镜成像的应用
【点评】
本题围绕平面镜成像实验展开,涵盖实验操作规范、成像规律的探究及实际应用,注重对实验方法和规律的理解,是光学部分的基础重点题,难度适中。
【难度系数】
0.6
【分析】
本题围绕“探究凸透镜成像规律”实验展开,需结合焦距测量方法、凸透镜成像规律、透镜对光线的作用及实验操作注意事项逐一分析:
(1)测量凸透镜焦距时,最小最亮的光斑才是焦点,若光斑不是最小,说明纸片不在焦点位置,此时光斑到透镜的距离L可能是焦点前或后的距离,故实际焦距可能小于或大于L;
(2)图乙中物距小于像距,成倒立放大实像,对应投影仪的工作原理;遮住凸透镜一半,透镜仍能折射光线成像,像完整;
(3)放眼镜后光屏需靠近透镜才能成像,说明眼镜是会聚透镜,用于矫正远视眼;
(4)物距相同像距不同,非测量误差,原因是未等像最清晰就测像距。
【解析】
(1)太阳光为平行光,经凸透镜后会聚于焦点,焦点处光斑最小最亮。当纸片上光斑不是最小时,纸片可能在焦点前或后,因此光斑到透镜的距离L与实际焦距的关系不确定,可能小于L,也可能大于L,故选D;
(2)由图乙可知,物距$u=50\mathrm{cm}-35\mathrm{cm}=15\mathrm{cm}$,像距$v=80\mathrm{cm}-50\mathrm{cm}=30\mathrm{cm}$,此时$f<u<2f$、$v>2f$,成倒立、放大的实像,投影仪利用该规律工作;遮住凸透镜上半部分,透镜下半部分仍能折射光线成像,因此光屏上的像完整,仅亮度变暗;
(3)将眼镜放在凸透镜前,光屏向透镜方向移动才能再次成清晰的像,说明该眼镜对光线有会聚作用,是凸透镜,用于矫正远视眼(远视眼晶状体折光能力弱,像成在视网膜后方,需凸透镜会聚光线);
(4)物距相同像距不同,非长度测量误差,原因是各组实验中,光屏上还未出现最清晰的像就测量了像距,导致数据存在差异。
【答案】
(1)D;(2)投影仪;完整;(3)远;(4)光屏上还没有出现清晰的像就测像距
【知识点】
凸透镜成像规律;远视眼矫正;实验操作
【点评】
本题全面考查凸透镜成像规律实验的核心知识点,涵盖焦距测量、成像规律应用、透镜遮挡影响、视力矫正及实验误差分析,是光学实验的典型题目,需学生熟练掌握实验细节与规律。
【难度系数】
0.6