精选光现象实验易错题Word版 含答案.docx
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精选光现象实验易错题Word版 含答案.docx
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精选光现象实验易错题Word版含答案
一、初二物理光现象实验易错压轴题(难)
1.如图所示,小明将茶色玻璃板作为平面镜竖直放置在一张方格纸上,并准备了两个相同的棋子A和B,刻度尺、铅笔等,用来探究棋子A在平面镜中成像的特点。
(1)小明用玻璃板代替平面镜的目的是______。
(2)用两个相同的棋子A和B,是为了比较______。
(3)为了研究像与物到镜面距离的关系,应多次改变______,重复实验。
(4)实验时,他应该站在______(选填“A棋子”或“B棋子”)侧观察棋子的像,移动______(选填“A棋子”或“B棋子”),直到它与A的像重合。
(5)移去棋子B,在其原来的位置上放一光屏,光屏上______(选填“能”或“不能”)承接到棋子A的像,这说明平面镜所成的像是______(选填“虚”或“实”)像。
(6)把棋子A远离玻璃板,发现所成像的大小______(选填“变大”、“变小”、“不变”)。
(7)小明选择两只棋子,而小华却选择了两支蜡烛,请你针对其中一位同学,说出他选择的理由______。
(8)若将显示时间为12:
01的电子时钟放在平面镜前,则在平面镜中看到时钟显示的时间是______。
【答案】便于确定像的位置像与物的大小关系棋子A的位置A棋子B棋子不能虚不变小华选择了两支蜡烛,因为蜡烛本身是光源,成像更清晰,便于确定像的位置10:
51
【解析】
【分析】
(1)实验时选择透明的玻璃板,在物体的一侧,既能看到物体的像,也能看到代替物体的另一个物体,便于确定像的位置。
(2)在此实验中,为了比较物像大小关系,利用等效替代的方法,用相同的棋子进行比较,来获得物像大小关系。
(3)一次实验不具备代表性,具有很大的偶然性,所以应采取同样的实验方案多做几次,才能保证结论的正确。
(4)观察像时,眼睛要在棋子A的一侧,才能通过玻璃板看到A的像;眼睛在蜡烛B的一侧不能看到蜡烛A的像。
(5)实像和虚像的重要区别,实像能用光屏承接到,虚像不能用光屏承接到。
(6)平面镜成像大小跟物体的大小相等。
(7)两支蜡烛,因为蜡烛本身是光源,成像更清晰;而两只棋子,大小严格相同,方便比较大小;
(8)根据平面镜成像的特点可以知道,像与物是关于镜面对称的,题中没有说镜子是直立放置还是水平放置,我们默认为是直立放置的,解决此题有规律可循,因像和物体关于平面镜对称,所以从像的后面观察即为物体真实的情况。
【详解】
(1)小明用玻璃板代替平面镜可以看到后面的物体,所以目的是便于确定像的位置;
(2)实验中的两棋子要求大小相同,这是为了探究像与物的大小关系;
(3)一次实验不具备代表性,所以应改变A棋子的位置,重复上面的实验;
(4)寻找蜡烛A的像的位置时,眼睛应在棋子A一侧观察,移动棋子B,直到它与A的像重合。
(5)移去棋子B,在其原来的位置上放一光屏,光屏上不能承接到棋子A的像,这说明平面镜所成的像是虚像。
(6)把棋子A远离玻璃板,发现所成像的大小不变。
(7)小华选择了两支蜡烛,因为蜡烛本身是光源,成像更清晰,便于确定像的位置。
(8)在平面镜中的像与现实中的事物恰好左右或上下顺序颠倒,且关于镜面对称。
由图分析可得题中所给的12:
01与10:
51成轴对称,所以它的实际时间应是10:
51。
【点睛】
探究平面镜成像特点的实验过程,在近年中考题中较为热点。
重在探索过程中遇到的困难、解决的办法的考查,这些题往往有规律可循,做题过程中注意积累。
2.小明用如图所示的装置探究“平面镜成像特点“:
(1)他在探究时用薄玻璃板代替平面镜,是为了确定____;
(2)他选取了两支相同的蜡烛是为了比较_____;
(3)如果实验中发现蜡烛B始终不能与蜡烛A的像置合,原因可能是_____;
(4)拿走蜡烛B,将光屏放在蜡烛B的位置时,发现光屏上不能承接到蜡烛A的像,这说明平面镜所成的像是______(选填“实”或“虚”)像。
【答案】像的位置像与物体的大小关系玻璃板和水平桌面不垂直虚
【解析】
【分析】
注意理解掌握平面镜成像的实验中的很多细节问题,如在较暗的环境中实验,要用薄的玻璃板进行实验,要保证玻璃板与桌面垂直等,使用相同的两支蜡烛等,根据这些要求或器材的使用目的即可解答。
【详解】
(1)使用平面镜时,只能成像,而不能透光,不容易确定像的位置,用玻璃时,既能成像,又能透光,便于确定出像的位置;
(2)为了验证像与物的大小关系,所以实验中选用了两个相同的蜡烛A和B;
(3)用另一个完全相同的蜡烛B在玻璃板后的纸面上来回移动,发现无法让它与蜡烛A的像完全重合,是因为玻璃板和桌面没有垂直放置,此时像不在桌面上,会偏高或偏低,所以不能重合。
(4)光屏只能承接实像,不能承接虚像,故拿走蜡烛B,将光屏放在蜡烛B的位置时,发现光屏上不能承接到蜡烛A的像,这说明平面镜所成的像是虚像。
3.如图所示,是小林同学探究光反射规律的实验.他进行了下面的操作:
硬纸板是由E、F两块粘接起来的,可以绕ON转动,ON垂直于镜面,让入射光线沿纸板射向镜面上的O点.
(1)先使E、F两块纸板在同一平面内,这时________(填“能”或“不能”)看到反射光线.
(2)把纸板F向前或向后折,这时________(填“能”或“不能”)看到反射光线.
(3)由
(1)
(2)可得出结论:
________.
(4)如图甲,让一束光贴着纸板沿某一个角度射到0点,经平面镜的反射,沿另一个方向射出,改变光束的入射方向,使入射角30º,这时反射角________,使入射角45º,这时反射角________,使入射角65º,这时反射角________,说明________.
【答案】能不能反射光线、入射光线、法线在同一平面内30º45º65º反射角等于入射角
【解析】
【分析】
【详解】
(1)光反射时反射光线、入射光线、法线在同一平面内,所以先使E、F两块纸板在同一平面内,这时能看到反射光线;
(2)把纸板F向前或向后折,这时不能看到反射光线,否则反射光线、入射光线、法线就不在同一个平面内了;
(3)所以由
(1)
(2)可得出结论:
反射光线、入射光线、法线在同一平面内(三线共面);
(4)入射角为30º,反射角与入射角相等也是30º,同理,使入射角为45º,这时反射角也为45º,使入射角65º,这时反射角65º;
通过实验可以说明,在光的反射现象中,反射角等于入射角。
4.在“探究平面镜成像特点”的活动中,实验室提供了如下器材:
①厚为2mm的茶色玻璃、②刻度尺、③光屏、④两只相同的蜡烛A和B、⑤火柴。
(1)小明在实验中将蜡烛A放在玻璃板前适当位置,将蜡烛B置于玻璃板后方,调节它的位置,发现无论怎样移动蜡烛B的位置或调整角度,在玻璃板前面透过玻璃板观察时,都不能使蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。
发生这一现象的可能原因是______(选填选项前的字母)。
A.玻璃板与白纸面不垂直
B.蜡烛A与白纸面不垂直
C.人不应在玻璃板前面透过玻璃板观察
(2)小明调整好实验装置后,再次将蜡烛B置于玻璃板后方,调整它的位置,并在玻璃板前面透过玻璃板从不同角度观察,使其都能与蜡烛A的像完全重合,这说明了______。
(3)当蜡烛B与蜡烛A的像完全重合后,移去后面的蜡烛B,并在其所在位置上放一光屏,则光屏上______(选填“能”或“不能”)接收到蜡烛烛焰的像。
由此可知,平面镜所成的像是_______(选填“实”或“虚”)像。
【答案】A平面镜所成的像与物体等大不能虚
【解析】
【详解】
(1)[1]由题意可知,发生这一现象的可能原因是玻璃板与白纸面不垂直,所成的像在玻璃板另一侧的上方或下方,故选A;
(2)[2]使其都能与蜡烛A的像完全重合,然而蜡烛A与蜡烛B是相同的,则蜡烛A与蜡烛A的像是重合的,这说明了平面镜所成的像与物体等大;
(3)[3][4]当蜡烛B与蜡烛A的像完全重合后,移去后面的蜡烛B,并在其所在位置上放一光屏,则光屏上不能接收到蜡烛烛焰的像,而实像能呈现在光屏上,虚像则不能,所以平面镜所成的像是虚像。
5.如图所示,在“探究平面镜成像特点”实验中:
(1)平面镜成像原理是光的__________(选填“直线传播”、“反射”或“折射”);
(2)实验中用玻璃板代替平面镜是为了便于准确确定_______________;
(3)为了比较像与物大小关系,选取两支____(选填“完全相同”或“完全不同”)的蜡烛;
(4)无论怎样水平移动蜡烛B,都不能与蜡烛A的像重合,原因是玻璃板与桌面__________;
(5)判断平面镜成虚像的方法是:
在B处放一个光屏,眼睛在_____(选填“A”或“B”)侧观察,如果光屏上没有像,那么,所成像为_____像;
(6)平面镜成像时像和物到平面镜的距离_______(选填“相等”或“不相等”)。
【答案】反射像的位置完全相同不垂直B虚相等
【解析】
【详解】
(1)[1]平面镜成像原理是光的反射;
(2)[2]实验中用玻璃板代替平面镜,这样可以准确确定像的位置;
(3)[3]为了比较像与物大小关系,选取两支完全相同的蜡烛,这样可以通过对比蜡烛的像和另一支蜡烛的大小关系,从而知道这支蜡烛和蜡烛的像大小关系;
(4)[4]无论怎样水平移动蜡烛B,都不能与蜡烛A的像重合,原因是玻璃板与桌面不垂直,玻璃板所成的像在桌面的上方或下方;
(5)[5][6]判断平面镜成虚像的方法是:
在B处放一个光屏,眼睛应该在B侧观察,如果在A侧观察,会看到玻璃板反射的光线,不能作出准确判断;实像能呈现在光屏上,虚像则不能,如果光屏上没有像,那么,所成像为虚像;
(6)[7]平面镜成像时像和物到平面镜的距离相等。
6.某同学利用如图所示的实验装置探究平面镜成像的特点。
(1)如图甲所示,在水平桌面上铺一张白纸,纸上竖立一块透明薄玻璃板。
把蜡烛a点燃放在玻璃板的前面,该同学应在玻璃板_________(选填“前面”或“后面”)观察蜡烛a经玻璃板________(选填“反射”或“折射”)所成的像。
(2)实验时,选用的蜡烛a和b的形状完全相同,是为了比较像与物的_________关系。
用玻璃板代替平面镜,成像虽然没有平面镜清晰,但能观察到蜡烛_________(选填“a”或“b”),便于确定像的位置。
以上实验操作中,用到的物理方法是________(选填“控制变量法”、“转换法”或“等效替代法”)
(3)如图乙所示,某同学使用厚玻璃板做实验,在玻璃板后看到了两个不重合的像,这两个像之间的距离正好是8mm,则该同学所用玻璃板的厚度为________mm。
【答案】前面反射大小b等效替代法4
【解析】
【详解】
(1)[1][2]平面镜成的像是光的反射形成的,要想看到像,即有光线进入人的眼睛,蜡烛a点燃后发出的光,经玻璃板反射,该同学应在玻璃板前面观察蜡烛a经玻璃板反射所成的像,不是在后面;
(2)[3]选用的蜡烛a和b的形状完全相同,这样可以对比蜡烛a的像与蜡烛b大小关系,从而对比蜡烛a和蜡烛a的像大小关系;
[4]用玻璃板代替平面镜,成像虽然没有平面镜清晰,但能观察到蜡烛b,便于确定像的位置;
[5]以上实验操作中,用到的物理方法是等效替代法,用蜡烛b替代蜡烛a的像,从而比较像与物的大小关系;
(3)[6]根据平面镜的成像规律,像与物到平面镜的距离相等,如下图所示,作出蜡烛烛焰在厚玻璃板两个面所成的两个虚像,分别是
和
,设厚玻璃板的厚度是x,物与厚玻璃板第一个面之间的距离是L,可知道第一个虚像与第二个面之间的距离是
,第二个虚像的像距等于对应的物距,即
可求得
。
7.小明在做探究“平面镜成像特点”的实验时,将玻璃板M竖直放在水平桌面上,取两支相同的蜡烛A和B,将蜡烛A放置于玻璃板前固定并点燃。
如图甲所示:
(1)实验中用透明的玻璃板代替平面镜,主要是利用玻璃透明的特点,便于______。
(2)在蜡烛A所在侧透过玻璃板观察到另一侧蜡烛A的像,并移动玻璃板后面的蜡烛B。
使它与蜡烛A所成像重合,看上去蜡烛B也被点燃,以此可以确定蜡烛A所成像的位置。
他主要采用的研究方法是_____(选填“控制变量”、“替代”或“理想模型”)。
(3)移去蜡烛B,并在其所在位置放一光屏,要证明平面镜所成的是虚像,他的做法是_____。
(4)小明在蜡烛B处做好标记号,测得B到A的距离为10cm,再移出蜡烛B,将玻璃板平移到B位置,此时所成像与前一次成像的大小比较将_____(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
第二次所成像到蜡烛A的距离为_____cm。
(5)小明将未点燃的蜡烛竖直放在玻璃板后的桌面上移动,发现前面点燃的蜡烛的像总在未点燃蜡烛的上方偏高处,造成该现象的原因是_____。
(6)如图乙所示,将玻璃板与水平桌面成45°角固定在水平桌面上,让蜡烛A沿着桌面向右做直线运动,将看到蜡烛A在玻璃板后的像_____运动(选填“水平向右”、“水平向左”、“竖直向上”或“竖直向下)。
【答案】确定像的位置替代在蜡烛B一侧直接观察光屏上无像不变20玻璃板没有与桌面垂直竖直向下
【解析】
【分析】
(1)利用玻璃板透明的特点,可以观察到玻璃板的另一侧,便于确定像的位置。
(2)用蜡烛B代替蜡烛A,这种代替的方法是等效替代法;
(3)实像能用光屏承接,虚像不能用光屏承接。
(4)根据平面镜成像特点进行判断:
物体在平面镜中成虚像,物像大小相等,物像连线与镜面垂直,物像到平面镜的距离相等。
(5)当玻璃板与水平桌面不垂直时,蜡烛的像偏向水平桌面的上方或下方,镜后蜡烛和镜前蜡烛的像不能完全重合;
(6)根据物像相对于镜面对称的性质决断。
【详解】
(1)使用玻璃板,既能观察到A蜡烛像的同时,也能观察到B蜡烛,便于确定像的位置。
(2)用蜡烛B与A的像重合进行比较,是等效替代法的应用;
(3)移去蜡烛B,并在其所在位置放一光屏,虚像不能用光屏承接,证明平面镜所成的是虚像;
(4)根据物像大小相等可知,移动玻璃板时,像的大小不变;
当蜡烛与玻璃板的距离为10cm时,蜡烛的像到平面镜的距离也是10cm,所以像和物相距20cm。
(5)根据平面镜所成的像和物体关于平面镜对称可知,如果玻璃板没有与桌面垂直,像与蜡烛不在同一水平面上,所以蜡烛成的像不能与蜡烛重合;
故实验中发现前面点燃的蜡烛的像总在未点燃蜡烛的上方偏高处,造成该现象的原因是玻璃板没有与桌面垂直。
(6)根据物像相对于镜面对称的性质,当蜡烛A沿着桌面向右做直线运动时,在平面镜中的关于镜面对称,会向下运动,即蜡烛A在平面镜中的像做竖直向下运动。
8.为了探究光的反射规律,某同学用如图所示的装置进行实验,平面镜置于水平桌面上,把一可沿ON折叠的白色硬纸板竖直放置在平面镜上.
(1)在实验中使用白色硬纸板能显示______________,也能方便地测量_________.
(2)以法线ON为轴线,将白色硬纸板的F面绕法线ON向后旋转,则______________(选填“能”或“不能”)看到反射光线,说明:
_______________.此时反射光线的位置______________(选填“发生”或“不发生”)变化.
(3)如图,当E、F在同一平面上时,让入射光线AO沿纸板E射向镜面,在F上可看到反射光线,若将AO向ON靠近,则OB______________ON.(选填“靠近”或“远离”)
(4)要得到反射角等于入射角的规律,需测出图中的反射角和入射角大小,如这二个角相等,则得到反射角等于入射角的规律.你认为这样做需改进的地方有:
_____________.
【答案】光路入射角和反射角不能反射光线、入射光线、法线在同一平面不发生靠近应该改变角度的大小,多次测量,得到普遍性的结论
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]白色硬纸板能发射所有光,在实验中使用白色硬纸板能显示入射光、反射光的光路,也能方便测量入射角和反射角;
(2)[3][4][5]白色硬纸板的面向后旋转,不能看到反射光线,这说明了入射光线、反射光线、法线在同一平面,反射光线的位置是不变的;
(3)[6]若将AO向ON靠近,那么入射角变小,根据光的反射定律,反射角也变小,反射光线应该靠近法线;
(4)[7]需要改进的地方,应该是多次改变入射角的大小,测出对应的反射角,这样得到的结论才有普遍性.
9.如图甲是“探究平面镜成像特点”的实验装置。
(1)在实验中用平板玻璃代替平面镜,主要是利用玻璃透明的特点,便于_______.如果有3mm厚和1mm厚的两块玻璃板,应选择_____mm厚的玻璃板做实验。
(2)小明拿另一支大小相同的蜡烛B在玻璃板后面移动,蜡烛B_____(填“需要”或“不需要”)点燃,他可以将蜡烛B和蜡烛A的像完全重合,由此可以得出的初步结论是____.小明在此主要采用的研究方法是_____(填“控制变量”、“替代”或“理想模型”).
(3)改变玻璃板前蜡烛的位置,重复以上实验,在纸上记录几组物与像的位置。
该步骤的实验目的是_____.
(4)移开蜡烛B,在其原来位置放一光屏,光屏上________呈现蜡烛的像(填“能”或“不能”);如果玻璃板放置得不够竖直,对实验产生的影响是________________.
(5)有同学透过玻璃观察蜡烛A的像时,看到在清晰的像的稍后方还有一个较模糊的像,出现两个像的原因是_____.另一组同学用跳棋代替蜡烛,在方格纸上实验(如图乙).这样做有什么好处(说一点)?
_______.
(6)如图丙所示,将玻璃板与水平桌面成45°角固定在水平桌面上,让蜡烛A沿着桌面向右做直线运动,将看到蜡烛A在玻璃板后的像会(________)
A.水平向右B.水平向左C.竖直向下D.竖直向上。
【答案】确定像的位置1不需要像与物大小相等替代多次实验,避免偶然性,总结普遍规律不能像与物无法完全重合玻璃板太厚能更好比较物像大小关系C
【解析】
【详解】
(1)[1]在实验中用平板玻璃代替平面镜,主要是利用玻璃透明的特点,能成像的同时,还能看到后面的蜡烛,所以便于确定像的位置;
[2]玻璃板的两个面都能成像,为了实验顺利进行,应使两个像尽量靠近,减小影响,所以如果有3mm厚和1mm厚的两块玻璃板,应选择薄的,即1mm厚的玻璃板做实验。
(2)[3]实验时前面点燃的蜡烛A成像,,蜡烛B不需要点燃,将蜡烛B和蜡烛A的像完全重合;
[4]完全重合可以得出的初步结论是像与物大小相等;
[5]用蜡烛B来替代蜡烛A的像,故在此主要采用的研究方法是替代法。
(3)[6]规律性的结论不能根据一次实验得出,一次实验有偶然性,所以重复以上实验,在纸上记录几组物与像的位置,总结得出结论,目的是多次实验,避免偶然性,总结普遍规律。
(4)[7]平面镜成像的实质是光的镜面反射,反射光线的反向延长线相交而形成的虚像,所以移开蜡烛B,在其原来位置放一光屏,光屏上不能呈现蜡烛的像;
[8]平面镜成像时,像与物关于镜面对称,若实验时玻璃板放置得不够竖直,则像和物体不在同一水平面上,所以对实验产生的影响是:
无法怎样移动蜡烛B,像与物都无法完全重合。
(5)[9]因为玻璃板的前后两个表面都能成像,故应用薄的玻璃板进行实验,实验时看到在清晰的像的稍后方还有一个较模糊的像,说明实验时使用的玻璃板太厚;
[10]用跳棋代替蜡烛,不会因燃烧而变短,能更好比较物像大小关系;另外在方格纸上实验,不需要再用刻度尺测量物距和像距,更方便。
(6)[11]根据物像相对于镜面对称的特点,当蜡烛A沿着桌面向右做直线运动时,在平面镜中的像竖直向下运动,故C符合题意。
10.2016年9月25日,500米口径球面射电望远镜(FAST)在贵州省平塘县落成,并开始接收
来自宇宙深入的电磁波。
这是由中国科学院国家天文台主导建设,具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。
某兴趣小组同学看到报道后想探究“球面射电望远镜的工作原理”,他们查找资料后发现。
经典射电望远镜的基本原理和光学反射望远镜相似,投射来的电磁波被一精确镜面反射后,同相到达公共焦点。
用旋转抛物面作镜面易于实现同相聚焦,因此,射电望远镜天线大多是抛物面。
于是他们联想到抛物面可能跟凹面镜工作原理相同,并作出以下猜想:
猜想一:
抛物面上的反射是否遵从光的反射定律。
猜想二:
平行于主轴的电磁波经抛物面反射后,反射的电磁波是否会聚于一点。
猜想三:
抛物面对电磁波起会聚作用,是否焦距越小,会聚本领越大。
为了探究猜想一,兴趣小组的同学选用了平面镜、直尺、铅笔、量角器和激光光源进行了如图甲所示的实验:
(1)实验时为了让不同方位的同学都能看到光的传播路径,应该选________(填字母)竖着放在甲图中的平面镜上,这是因为光在所选物品上发生了________反射。
A.平面镜B.凹面镜C.透明玻璃板D.硬纸板
(2)他们用铅笔描出光路,然后用凹面镜代替平面镜,让ON正对凹面镜弧面顶点,并保持光线EO不动,如果出射光线与OF重合,就说明猜想一是_____(填“正确”或“不正确”).为了探究猜想二,他们找到如图乙的小型卫星电视接收器,准备按丙图完成实验。
(3)他们将平行光源正对抛物面,然后将一小纸板在抛物面前来回移动直到纸板上出现最小最亮的光斑,这一光斑其实就是凹面镜的焦点,所以抛物面对平行光也有_____作用(选填“会聚”或“发散”)。
(4)通过(3)的探究他们明白,在射电望远镜中,如果接收电磁信号,真正的信号接收天线就放在抛物面的________________处。
(5)巨大的反射面把遥远星体发来的微弱的光聚集起来,形成一个比较亮的像。
把照相底板放在成像的位置上,就可以把那些暗淡的恒星的像照下来。
人们利用这种天文望远镜已经看到距地球一百亿光年远的恒星(一光年就是光一年通过的距离).根据这段话判断凹面镜在本题中成_____________像(“实”“虚”)。
【答案】D漫正确会聚焦点实
【解析】
【详解】
(1)能从不同方位看到光线,是因为光在光屏上发生了漫反射,四个选项中只有硬纸板能发生漫反射,实验时让光贴着硬纸板入射,纸板前不同方位的同学都能看到光的传播路径。
(2)用凹面镜代替平面镜,让ON正对凹面镜弧面顶点,并保持光线EO不动,利用的是控制变量法,如果出射光线与OF重合,就说明抛物面上的反射也遵从光的反射定律,即说明猜想一是正确的;
(3)将平行光源正对抛物面,然后将一小纸板在抛物面前来回移动直到纸板上出现最小最亮的光斑,这一光斑其实就是凹面镜的焦点,所以抛物面对平行光有会聚作用;
(4)射电望远镜工作时,把天体投射来的电磁波通过接收器的反射,汇集到望远镜焦点,从而获取宇宙相关信息。
(5)实像是实际光线会聚而成的,虚像是实际光线的反向延长线会聚形成的。
根据“巨大的反射面把遥远星体发来的微弱的光聚集起来,形成一个比较亮的像”可知,这个像是实际光线会聚而成的,由此可判断凹面镜在本题中成实像。
故答案为:
D;漫;正确;会聚;焦点;实。
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