2025年中考物理高频考点专题训练：光学计算题、实验题

2025年中考物理高频考点专题训练：光学计算题、实验题 一、实验题 1．在做“探究凸透镜成像的规律”实验中，平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚在光屏上一点，如图甲所示． (1)当把蜡烛放在乙图位置时，移动光屏，在光屏上能成 、缩小的实像；生活中的 就是利用这个原理制成的． (2)凸透镜的位置固定不动，当蜡烛向右(靠近透镜)移动一段距离后，要在光屏上再次成清晰的像，需将光屏向 (选填“左”或“右”)移动． (3)在上一步光屏上成清晰的像后，取一副近视镜放在凸透镜和蜡烛之间，要使光屏上还能成清晰的像，保持凸透镜和光屏的位置不动，可将蜡烛适当向 (选填“左”或“右”)移动． 2．小华在探究凸透镜成像的规律中：    （1）如图甲所示，让凸透镜正对太阳光，移动光屏直到在光屏上形成 的光斑，用刻度尺量出距离 （选填“a”“b”“c”）即为该透镜的焦距; （2）如图乙所示，光屏上成清晰的像，为模拟近视眼镜片对成像位置的调节情况。小华应将另一块 （选填“凸透镜”“凹透镜”）放置在位置 （选填“P”或“Q”）。需将光屏适当调整，就能再次在光屏上成清晰的像。 3．如图甲是小明和小强在探究平面镜成像实验时的情形，请你回答下列问题： （1）实验中用到的测量仪器： 。 （2）说明实验中选择等大蜡烛的目的： 。用没点燃的蜡烛找像的过程中替代的是物还是像 。 （3）实验中小明小组的同学们实验中进行了准确的测量，得到了如表的实验数据。 实验次数 物到镜面距离/cm 像到镜面距离/cm 1 3.52 2.32 2 3.33 3.33 3 4.65 4.65 4 6.80 6.81 发现第1次数据有问题，出现这样问题的原因可能是什么？ 。去掉这组数据还能得出结论吗？若能请你写出 。 （4）实验后，同学们画出了如图乙所示的成像光路，请你根据此图解释人看到像的原因和所成像的性质。 。 4．小强同学用图甲所示的装置探究凸透镜成像的规律： (1)小强正确放置并调节实验器材后，点燃蜡烛，移动蜡烛、凸透镜及光屏进行实验，记录的现象和数据如下表： 实验序号 1 2 3 4 5 6 7 物距u/cm 40.0 30.0 20.0 18.0 14.0 10.0 6.0 像距v/cm 13.3 15.0 20.0 22.5 35.0 光屏上不成像 光屏上成像情况 倒立、缩小 小倒立、缩小 倒立、等大 倒立、放大 倒立、放大 ①根据表中数据可知，该凸透镜的焦距 cm； ②当凸透镜成实像时，物距增大，像 （选填“变大”“变小”或“不变”）；生活中应用实验1、2的规律工作的是 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）； (2)如图乙所示，小强进行某次实验时，光屏上得到清晰的烛焰的像后，将一片眼镜片竖直放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上的像变模糊了，接着将光屏向左移动适当距离后，像又变清晰了，由此可知，该眼镜片对光线起 （选填“会聚”或“发散”）作用，可用于矫正 （选填“近视”或“远视”）眼； (3)如图丙所示，在天宫课堂中，王亚平向水球中间注入一个气泡，通过水球能看到王亚平一正、一倒两个缩小的像，图丁是其示意简图。小强应用上述探究结果，对该现象的成因进行了分析：水球相当于凸透镜（设其焦距为f），王亚平（图中用箭头表示）与水球之间的距离 （选填“大于”“小于”或“等于”）2f，透过水球看到她倒立、缩小的像；向水球中间注入一个气泡，中间部分相当于两个 （选填“平面镜”“凸透镜”或“凹透镜”），所以透过水球又看到她正立、缩小的像。 5．如图所示，在探究平面镜成像特点实验中：    （1）小刚同学先在桌面上铺一张白纸，在M的位置竖直放一块 来代替平面镜，这样做的目的是为了 ； （2）实验时，点燃蜡烛a，移动M后面没有点燃的完全相同的蜡烛b，直到从前面不同位置看去，M后面的蜡烛b 。这样做既可以观察比较蜡烛和它成像的 关系，同时还可以确定像的位置。 （3）为确定像的虚实，需在 蜡烛的位置放一个光屏（选填“点燃”或“未点燃”），并在图中的 一侧观察光屏上否有像（选填“a”或“b”） 6．小明用图装置探究光的反射规律，平面镜放在水平桌面上，平面镜上的ABCD是可以绕ON翻折的硬纸板。 实验次数 1 2 3 4 入射角 30° 40° 45° 60° 反射角 30° 40° 45° 60° （1）硬纸板应选择 （选填“光滑”或“粗糙”）的，硬纸板应 立在平面镜上； （2）在甲图中使一束光贴着纸板沿EO射到O点，经平面镜反射后，沿OF方向射出，∠NOF是 （选填“入射”或“反射”）角；多次记录入射角和反射角的度数，记录结果如上表格所示。由数据可得出结论：在光的反射现象中， ； （3）如图乙，将硬纸板右半部分向后翻折，硬纸板上未承接到反射光线，由此可得出结论：反射光线、入射光线和法线 ； （4）如图丙所示，若将纸板整体向后倾斜，使一束光贴着纸板沿EO射到O点，此时反射光束 。 A．仍在纸板上呈现　　B．被纸板挡住 C．在纸板前方　　D．不存在反射光线 7．在“探究凸透镜成像规律”时： （1）小军借助小灯泡来测凸透镜焦距，他的做法是：将小灯泡、凸透镜、光屏按如图所示固定在光具座上，固定小灯泡到凸透镜的位置，再将光屏从紧贴凸透镜开始向右移动，观察光屏上光斑的大小变化情况．实验现象及数据如表所示． 实验序号 小灯泡到透镜的距离/cm 光斑的大小变化情况 1 5.0 一直变大 2 10.0 大小不变 3 先变小后变大 （1）请你在图中读出第3次实验小灯泡到透镜的距离 cm． （2）分析表中的数据及现象，可得出次凸透镜的焦距是 cm． （3）在“探究凸透镜成像规律”时，小军将点燃的蜡烛放在距离凸透镜23cm处，则光屏上烛焰清晰的像是 ．（选填“放大”或“缩小”） （4）再将一个近视眼镜放在烛焰与原凸透镜之间，要在光屏上得到清晰的像应该将光屏向 （选填“左”或“右”）移动，此时所成的像比（3）中的像 （选填“大”或“小”）． （5）若将（3）小题中蜡烛和光屏的位置对调，点燃的蜡烛后光屏上是否还会呈现烛焰清晰的像？ （选填“会”或“不会”）． 8．如图所示，为“探究凸透镜成像规律”的实验装置图，小武同学在实验前调节了烛焰中心、凸透镜光心和光屏的中心大致在同一高度。 （1）实验时，小武同学固定好凸透镜的位置，然后将蜡烛和光屏分别向两边等距离移动到如图位置时，光屏上正好成一清晰的像，则此时所成像的特点是 ； A．倒立、放大的实像 B．倒立、等大的实像 C．倒立、缩小的实像 （2）将蜡烛向左移动，要想光屏上得到清晰的像，光屏应该向 移动，此时所成的像与 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）成像特点相同； （3）实验一段时间之后，小武发现光屏上的像并不在中央位置，如果想让像呈现在光屏的中央位置，可以将光屏适当向 调节一点。 二、计算题 9．月球和地球间的距离为3.8×105km,若从地球向月球发射一束激光，则要经历多长时间才能接收到从月球返回的光信号？ （真空和空气中的光速c=3×105km/s) 10．为了避免新型冠状病毒肺炎交叉感染，全国首个测温5G警用巡逻机器人在广州黄埔诞生。这款测温5G警用巡逻机器人有5个高清摄像头，可实现全景无死角巡逻。机器人上的摄像头相当于一个 透镜，它的成像原理和我们生活中的 （选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”）的成像原理相同。当行人远离摄像头时，行人所成的像将会 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 11．如图在遮光板上挖去一直径为 d1的洞，恰好可装入一薄透镜，光屏距遮光板长度为 d，若在光屏上所呈像的直径为 d2，求透镜的焦距。 （提示：如果两个三角形三个角对应相等，则他们为相似三角形，本题可以利用相似三角形对应边成比例来作答） 12．如图所示，护林员为了看清一处山洞内的情况，利用一块平面镜使此时的太阳光水平射向山洞中P点。 (1)请你通过作图确定平面镜的位置，并通过计算标出反射角的度数（写出计算的过程）； (2)试求平面镜与水平面的夹角。 13．激光测距技术广泛应用在人造地球卫星测控、大地测量等方面，人类利用激光测距仪测量月球与地球的平均距离约为3.84×108米。现在用激光反射器向月球发射激光信号，则： (1)经过多少秒在地面接收到返回的激光信号？ (2)能否用超声波代替激光测量地球和月亮之间的距离？为什么？ 14．科学家为了测量地球与某一行星的距离，向该行星发射一激光信号，3秒后收到该信号，求地球与这一行星的距离？（已知激光的传播速度为） 15．在某次军事演习中，一门“W86式122毫米”榴弹炮向目标发射了一枚炮弹，炮弹发射后战士通过望远镜看到炮弹击中目标爆炸，过了15s听到爆炸的声音。（声音的速度为340m/s，不计光传播的时间）求： （1）战士先看到爆炸后听到爆炸的声音，其原因是什么？ （2）战士离目标的距离约是多少千米？ 16．如图测量视力时，利用平面镜成像特点可以节省空间，小明同学身高165cm，站在竖直放置的平面镜前2m面对镜子，背对视力表，视力表距离小明1m。求： （1）此人自己的像高度是多少？ （2）此人看到视力表的像离他的距离是多少？ （3）若小明向平面镜走近0.5m，则他与镜中人的像之间的距离是多少？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1． 倒立 照相机 心 左 【详解】（1）由图可知，凸透镜的焦距为60cm-50cm=10cm；当把蜡烛放在乙图位置时，物距为30cm，大于二倍焦距，成倒立缩小的实像，其应用是照相机； （2）当蜡烛向右移动一段距离后，物距减小，像距变大，要在光屏上再次成清晰的像，需将光屏向右移动． （3）近视眼是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，使原来会聚的光线推迟会聚，蜡烛向左远离凸透镜，才能在光屏上得到清晰的像． 2． 最小、最亮 c 凹透镜 P 【详解】（1）[1][2]如图甲所示，让凸透镜正对太阳光，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，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是c。 （2）[3][4]近视眼镜片是凹透镜，为模拟近视眼镜片对成像位置的调节情况，应将另一块凹透镜放置在凸透镜和蜡烛之间，即P位置，凹透镜对光有发散作用，所以需将光屏适当调整，就能再次在光屏上成清晰的像。 3． 刻度尺 比较像与物的大小关系 物 测量有误差，可能是忽略玻璃板的厚度等没有考虑玻璃板的厚度造成的； 像物到镜面距离相等 见解析 【详解】(1)[1]在实验中要用到刻度尺，用刻度尺测量物体和像到平面镜的距离，根据测量结果可以比较物体和像到平面镜的距离的大小关系； (2)[2]实验中选择等大蜡烛的目的是为了比较像和物的大小关系； [3]两只蜡烛大小相同，拿另一支完全一样的蜡烛（不点燃）代替物体放到像的位置，当它与像完全重合，这样就证明了像与物大小相同； (3)[4][5]表中第1次数据，物像到平面镜距离不等，可能是测量距离时没有考虑玻璃板的厚度造成的；其他数据物像到平面镜的距离相等，说明已经注意到玻璃板的厚度问题；去掉这组数据仍能得出结论，由实验2、3、4三次实验数据可得，像物到镜面距离相等。 (4)[6]由图可知，人所看到的蜡烛的像是蜡烛发出的光经平面镜反射进入人眼而形成的。像不是由实际光线会聚而成的，是实际光线的反向延长线会聚所成的，是正立等大的虚像。 4．(1) 10.0 变小 照相机 (2) 会聚 远视 (3) 大于 凹透镜 【详解】（1）[1]根据凸透镜成像规律可知，当时，成倒立、等大的实像，根据表中数据可知，时，光屏上成倒立、等大的像，因此该凸透镜的焦距。 [2]由表中1-5次数据可知，当凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小。 [3]实验序号1、2中光屏上成倒立、缩小实像，生活中应用此规律工作的是照相机。 （2）[1][2]进行某次实验时，光屏上得到清晰的烛焰的像后，将一眼镜片竖直放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上像变模糊了，接着将光屏向左移动适当距离后，像又变清晰了，由此可知，加入该眼镜片后像距减小，该眼镜片对光线起会聚作用，为凸透镜，可用于矫正远视。 （3）[1][2]在天宫课堂中，王亚平向水球中间注入一个气泡，通过水球能看到王亚平一正、一倒两个缩小的像，对该现象的成因进行分析：水球相当于凸透镜，在凸透镜成像时，如果，则成倒立、缩小的实像。因此王亚平与水球之间的距离大于2f，透过水球看到她倒立、缩小的像。向水球中间注入一个气泡，中间部分薄、边缘厚，相当于两个凹透镜，所以透过水球又看到她正立、缩小的像。 5． 玻璃板 便于确定像的位置 好像点燃了 大小 未点燃 b 【详解】（1）[1][2]为了便于确定像的位置，实验中用玻璃板来代替平面镜进行实验，所以在M的位置竖直放一块玻璃板来代替平面镜，这样做的目的是为了便于确定像的位置。 （2）[3][4]点燃蜡烛a，移动M后面没有点燃的完全相同的蜡烛b，当蜡烛b移动到蜡烛a像的位置时，因为蜡烛a是点燃的，此时在蜡烛b的位置也能观察到蜡烛a烛焰的像，此时蜡烛b好像点燃了，蜡烛b与蜡烛a的像重合，说明平面镜成像中，像与物体等大，所以实验时，点燃蜡烛a，移动M后面没有点燃的完全相同的蜡烛b，直到从前面不同位置看去，M后面的蜡烛b好像点燃了，这样做既可以观察比较蜡烛和它成像的大小关系，同时还可以确定像的位置。 （3）[5][6]实像可以在光屏上呈现，虚像不能在光屏上呈现，所以为确定像的虚实，需在像的位置放一个光屏，即需在未点燃蜡烛的位置放一个光屏，且在有光屏的一侧观察光屏上否有像，即在图中的b一侧观察光屏上否有像。 6． 粗糙 垂直 反射 反射角等于入射角 在同一平面内 C 【详解】（1）[1][2]硬纸板应选用粗糙材质，光在硬纸板上发生漫反射，在纸板前不同方位都能看到光的传播途径；为了使入射光和反射光的径迹同时显示在纸板上，应把纸板与平面镜垂直放置。 （2）[3][4]使一束光贴着纸板沿EO射到O点，经平面镜反射后，沿OF方向射出，∠NOF是反射光线与法线的夹角，是反射角；由表中数据可知，在光的反射现象中，反射角等于入射角。 （3）[5]将纸板B绕ON向后翻折，纸板B和纸板A不在同一平面上了，在纸板B上就无法呈现出反射光线了，说明反射光线、入射光线和法线都在同一平面内。 （4）[6]由图丙可知，若将纸板绕CD向后倾斜，而法线始终垂直于平面镜，则反射光线、入射光线、法线所在的平面也垂直于平面镜，且反射光线、入射光线分居法线两侧，所以反射光束在纸板前方，故选C。 7．（1）大于10；（2）10；（3）缩小；（4）右；大；（5）会． 【详解】试题分析：（1）根据凸透镜对光的会聚作用，只有把点光源放在凸透镜的焦点以外，点光源发在光才能会聚与主光轴，据此进行分析； （2）由焦点发出的光，经凸透镜折射后平行于主光轴射出； （3）凸透镜成像规律之一：u＞2f，成倒立缩小的实像； （4）近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，使原来会聚成像的光线错后会聚； （5）根据光的折射中光路是可逆的，凸透镜位置不变，对调蜡烛和光屏，光屏上还能得到一个像． 解： （1）把点光源放在凸透镜的焦点上，点光源发出的光经凸透镜会聚后变成平行光，只有把点光源放在凸透镜的焦点以外，点光源发在光才能会聚与主光轴，这时将光屏从紧贴凸透镜开始向右移动，观察光屏上光斑的大小将会先变小后变大，所以第3次实验小灯泡到透镜的距离大于10cm； （2）由表中数据可知，小电珠到透镜的距离为10cm时，光斑的大小不变，说明小电珠在焦点处，所以f=u=10cm，则f=10cm； （3）如果将蜡烛放在距离凸透镜23cm的地方，则u＞2f，由凸透镜成像规律可知，成倒立缩小的实像； （4）近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，使原来会聚成像的光线错后会聚，光屏上要再次得到清晰的像光屏要远离凸透镜向右移动，像距变大，像变大； （5）根据折射光路的可逆性，如将蜡烛和光屏对调，则物距介于1倍焦距与2倍焦距之间，像距大于2倍焦距，仍能在光屏上成像． 故答案为（1）大于10；（2）10；（3）缩小；（4）右；大；（5）会． 【点评】此题是探究凸透镜成像实验，考查了一种测量凸透镜焦距的方法，同时考查了凸透镜成像规律及光路的可逆性．解决此题的关键是根据表格中数据得出焦距的大小． 8． B 左 照相机 上 【详解】（1）[1]实验时，小武同学固定好凸透镜的位置，然后将蜡烛和光屏分别向两边等距离移动到如图位置时，此时物距等于像距，说明此时物距为二倍焦距，则成倒立、等大的实像。故选B。 （2）[2][3]将蜡烛向左移动，物距变大，像距变小，要想光屏上得到清晰的像，光屏应该向左移动。移动蜡烛前，物距等于2倍焦距，将蜡烛向左移动后，物距大于2倍焦距，成倒立缩小的实验，此时所成的像与照相机成像特点相同。 （3）[4]根据过光心的光传播方向不变，实验一段时间之后蜡烛会变短，则光屏上的像向上移动了，如果想让像呈现在光屏的中央位置，可以将光屏适当向上调节一点。 9．2.53 s 【详解】距离为3.8×10km，但从地球向月球发射一束激光再接收，光要跑一个来回，所以传播距离为地月距离的二倍，根据得需要的时间为： 点睛：重点是速度公式的应用，要特别注意激光在地月间传播了一个来回，所以计算时间时光超过的路程是地月距离的二倍． 10． 凸 照相机 变小 【详解】[1][2]机器人上的摄像头是一个凸透镜，成像原理和生活中的照相机的成像原理相同。 [3]当行人远离摄像头时，物距增大，像距减小，像的大小将变小。 11． 【详解】解：由题意可知，透镜为凸透镜，光屏上成实像，设凸透镜焦距为f，凸透镜的焦点应位于光屏左侧，光路如图。 由于 根据相似三角形知识可知 则凸透镜的焦距 答∶凸透镜的焦距为。 12．(1)60°；(2) 30° 【详解】(1)连接PO，即为反射光线，根据光的反射定律，反射角等于入射角，作反射光线和入射光线夹角的角平分线就是法线的位置，然后垂直于法线作出平面镜；由图知道，反射光线和入射光线的夹角 90°+30°=120° 则反射角等于入射角等于60°，如下图所示： (2)由图知道，平面镜与水平面的夹角 90°-60°=30° 答：(1)反射角的度数是60°； (2)平面镜与水平面的夹角是30°。 13．(1)2.56秒；(2)这种方法不能用来测量地球和月球之间的距离，因为声波在真空中不能传播。 【详解】(1)已知光的传播速度为3×108m/s，往返的路程为 2s＝2×3.84×108m＝7.68×108m 根据可知经过月球反射返回地球共需的时间 (2)因为地球到月球之间是真空，声音的传播需要介质，声音不能在真空中传播，所以这种测量法不能测量地球到月球之间的距离。 答：(1)经过2.56秒后在地面接收到返回的激光信号。(2)这种方法不能用来测量地球和月球之间的距离，因为声波在真空中不能传播。 14． 【详解】解：光的传播速度为，从发射激光到接收激光，激光传播的路程为 内激光在地球与行星之间传播了一个来回，所以地球与这一行星的距离为 答：地球与这一行星的距离是4.5×108m。 15．（1）光速远大于声速；（2）5.1km 【详解】解：（1）因为光速远大于声速，而光和声音传播的距离相等，所以，由可知，战士先看到爆炸后听到爆炸的声音。 （2）由可知，战士离目标的距离为 答：（1）光速远大于声速； （2）战士离目标的距离是5.1km。 16．（1）165cm；（2）5m；（3）3m 【详解】解：（1）由平面镜成像的特点可知平面镜成等大的虚像，题中小明同学身高为h=165cm，故他在平面镜中的像高度为 （2）由题意可知，视力表到小明的距离为l1=1m，小明与平面镜的距离为l2=2m，则视力表到平面镜的距离是 根据平面镜成像特点，像与物到平面镜的距离相等可知，视力表的像到平面镜的距离也是l4=3m，则人看到视力表的像离他的距离是 （3）小明向平面镜走近l6=0.5m，此时小明到镜面的距离为 根据平面镜成像特点，像与物到平面镜的距离相等可知，此时人像与平面镜的距离是 则他与镜中的像之间的距离是 答：（1）此人自己的像高度是165cm。 （2）此人看到视力表的像离他的距离是5m。 （3）若小明向平面镜走近0.5m，则他与镜中人的像之间的距离是3m。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$