内容正文:
分层作业本·河北物理
模
块
二
光
学
命题点 3 光现象实验(2020. 32)
1 探究光的反射定律(2020. 32)
1.
[一题多问][2020 河北 32 题改编]在“探究光的
反射规律”的实验中,平面镜水平放置,白色
纸板竖直立在平面镜上,纸板由 E、F 两部分
组成,可绕竖直接缝 ON 翻转,如图甲所示.
第 1 题图甲
实验次数 入射角反射角
1 30° 30°
2 45° 45°
3 60° 60°
(1)实验中还需要的器材是: 量角器 、激
光笔和铅笔.
(2)将一束光贴着纸板 E 沿 AO 射到 O 点,纸
板 F 上会显示出反射光束 OB;为探究反射光
和入射光是否在同一平面内,下一步的操作
是: 将纸板 F 沿 ON 向后折,看其上是否有
反射光线 .
(3)使光束以不同角度入射进行实验,测量数
据如上表所示. 由此可得:在反射现象中,
反射角等于入射角 .
(4)如图乙所示,已知入射光线与反射光线的
夹角为 90°,请在图中画出平面镜的位置并标
出反射角的度数.
乙 丙
第 1 题图
【拓展设问】(1)当入射角为 0° 时,反射光
线与入射光线重合,此时入射光线向右偏转
一定角度,反射光线向 左 偏转.
(2)[2023
扬州节选]如图丙所示,同组的小华将
白纸板放在水平桌面上,再将平面镜竖直放在
纸板上,在纸板上安装一支可自由移动的激光
笔,使其发出的光紧贴纸板入射,多次实验在
纸板上画出入射光线和对应的反射光线后,小
华发现没有量角器,为了得出反射角等于入射
角这一结论,接下来应进行的操作是 将白纸
板沿法线对折,看反射光线与入射光线是否重
合,若能重合,则可证明反射角等于入射角 .
2 探究平面镜成像的特点
2.
[一题多问、一题多变] [2023 荆州改编]为了探究
平面镜成像特点,小华同学准备了透明玻璃
板、刻度尺、光屏和 A、B 两只大小相同的蜡
烛,如图甲所示.
第 2 题图
(1)用透明玻璃板代替平面镜是为了便于确定
像的位置,用玻璃板代替平面镜实验时,应选用
薄 (选填“厚”或“薄”)一些的玻璃板.
变式训练
①现有 3
mm 厚和 2
mm 厚的两块玻璃板,则
应选用 2 mm 厚的玻璃板做实验.
(2)实验时,小华将一支点燃的蜡烛 A 放在玻
璃板前,再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛
B,竖立着在玻璃板后移动,直到看上去跟蜡
烛 A 的像完全重合,此过程说明平面镜成的
是 等大 的像.
变式训练
②在确定蜡烛 B 和蜡烛 A 的像是否完全重
合时,人眼的应在蜡烛 A 同 (选填“同”或
“异”)侧不同的位置观察.
③同组的小明一直认为“人离平面镜越近,
人在镜中的像越大”,为了纠正他的错误认
知,小明多次改变蜡烛 A 的位置时,需确保
前后 (选填“左右”或“前后”)位置不同.
(3)多次改变蜡烛 A 的位置,并移动另一支蜡
烛,确定每次像的位置,将玻璃板及每次物和
像的位置记录在玻璃板下面的白纸上,连接
物和对应的像点,如图乙所示,由此可得出的
结论是:像与物到平面镜的距离 相等 .
9
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光
学
(4)实验中若只将玻璃板水平向左平移,蜡烛
所成像的位置 不变 (选填“向左移”“向右
移”或“不变”).
变式训练
④如果实验时将玻璃板竖直向上提起 1
cm,
则蜡烛的像竖直向上移动 C (填字母).
A.
2
cm
B.
1
cm
C.
0
cm
D.
0. 5
cm
拓展设问:(1)在判断平面镜中成的是实像还
是虚像时,移走蜡烛 B,在像所在位置放一光屏
后,接下来应进行的操作是 直接观察光屏
(选填“在玻璃板前蜡烛 A 这一侧观察光屏”或
“直接观察光屏”).
(2)实验过程中如果玻璃板没有垂直放在纸
上,而是如图丙所示倾斜,蜡烛 A 的像应是图
中的 A2 (选填“A1”“A2”或“A3”).
第 2 题图丙
命题点 4 透镜 透镜的应用(2015. 25 第二空)
[透镜及其作图(2015. 25 第二空)]
考向 1 透镜及其对光线的作用(2015. 25 第二空)
1.
[古代科技] [2023 枣庄改编]用冰取火,似乎不
可思议,但这绝非讹传. 据晋代张华的《博物
志》记载,我国古代就把冰块制成透镜,利用
凸 透镜对光的 会聚 作用将物体点
燃,如图所示. 若要将物体点燃应把物体放在
冰透镜的 焦点 位置.
第 1 题图 第 2 题图甲
2.
在炎热的夏天不能向盆栽的荷叶上洒水,这是
因为洒水会使水凝结成圆形的水珠,如图甲所
示,圆形的水珠相当于 凸 透镜,对直射的
阳光有 会聚 作用,会“烧糊”叶片.
变式训练
图乙是王亚平老师在中国空间站进行太空授
课时的情景,她在水球中注入一个气泡,通过
水球和气泡观察到两个不同的像,此时大水
球中出现了倒立的像,该像的成像原理为光
的 折射 (选填“直线传播” “折射”或“反
射”),而气泡中却显示出正立、缩小的像,这
是因为带气泡的水球相当于凹透镜,对光有
发散 (选填“发散”或“会聚”)作用.
第 2 题图乙 第 3 题图
3.
取一个大烧杯,里面充满烟雾,倒扣在桌上,用
手电筒向其内射入一平行光,如图所示,要使
杯中的光束发散,应在杯底处放置的光学器
件是 ( C )
A.
平面镜 B.
凸透镜 C.
凹透镜 D.
凹面镜
第 4 题图
4.
[2023
鄂州节选]如图所示,
通过手表表盘上光滑透明
凸起部分,能清楚地看到日
期信息,光滑透明凸起部分
相当于 凸透 镜,
观看到的是日期数字的 虚 (选填“实”或
“虚”)像.
考向 2 透镜作图
5.
[2024 滨州改编]根据图中的入射光线或折射光
线,画出相应的折射光线或入射光线.
第 5 题图 第 6 题图
6.
[2024 宜宾]如图所示,根据透镜对光的作用,
将图中三条光线补充完整.
01
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二
光
学
7.
[2023
眉山]物理课上,罗老师在水平桌面上放
置一块平面镜,用一支带凸透镜的手电筒竖
直向下照射在平面镜上,侧面的同学几乎不
能看到经平面镜反射后的光,同学们通过作
图明白了其中的道理. 如图所示,F 为凸透镜
的焦点,一条光线经过焦点 F 射向凸透镜. 请
在图中画出该条光线经过凸透镜后的折射光
线和经过平面镜后的反射光线.
第 7 题图
[透镜的应用]
考向 1 生活中的透镜及调节
应用 1 照相机(或摄像机)
1.
[一题多选、分层设问][2023
荆州、德州合编]2023
年 5 月 11 日,我国发射的天舟六号货运飞船
与中国空间站组合体成功交会对接,如图所
示. 空间站组合体上的摄像机完整记录了交
会对接过程. 下列说法正确的是 ( BDF )
第 1 题图
基础设问
A.
摄像机的镜头相当于一个凹透镜
B.
摄像机的镜头对光线有会聚作用
C.
摄像机的工作原理是光的反射
提升设问
D.
天舟六号通过摄像机镜头成的是倒立、缩
小的实像
E.
天舟六号与摄像机的距离应保持在透镜的
一倍焦距到二倍焦距之间
F.
天舟六号靠近空间站组合体时,摄像机成
的像逐渐变大
2.
石家庄鹿泉十方院中有一株二百余年树龄的
腊梅,每逢腊月,黄色梅花盛开,清香四溢,吸
引了不少观众. 如图甲、乙所示是小石同学观
赏腊梅时对同一株腊梅拍摄的两张照片,下
列说法正确的是 ( D )
第 2 题图
A.
拍摄图甲照片时,手机离腊梅远一些
B.
投影仪的成像原理与拍摄甲、乙照片的原
理一样
C.
腊梅经手机镜头所成的像都是正立的
D.
腊梅经手机镜头所成的像都是实像
应用 2 投影仪(或幻灯机)
3.
[一题多选、分层设问] [2024 苏州改编]如图甲所
示是公共场所的宣传投影灯,装在高处的投
影灯照在地面上出现图案,其内部结构如图
乙所示. 下列说法正确的是 ( BEG )
第 3 题图
基础设问
A.
图片应放置在透镜的一倍焦距内
B.
镜头到地面的距离应大于透镜的二倍焦距
C.
此投影灯所成的像是正立、放大的虚像
提升设问
D.
若镜头向上移动靠近图片,地面上的像会
变小
E.
若镜头向右移动,地面上的像也会向右移动
F.
若小飞虫落在镜头上,地面上会出现小飞
虫倒立、放大的像
拔高设问
G.
将近视镜片放在镜头上方,且靠近镜头,适
当增大镜头与图片之间的距离,可再次成
清晰的像
11
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二
光
学
应用 3 放大镜
4.
[2024 连云港改编]小明将凸透镜正对太阳光,
在距离凸透镜
10
cm
的白纸上呈现一个最小、
最亮的光斑,如图所示是他用该凸透镜观看
书本上“中国梦”三个字时的情况. 下列说法
正确的是 ( D )
第 4 题图
A.
此凸透镜的焦距为 5
cm
B.
看到“国” 字放大的像和投影仪
原理相同
C.
书本上“国”字到凸透镜的距离大于 10
cm
D.
若他想看到更大的正立的“国”字,需要将
凸透镜远离书本
5.
[科学思维][2022 河南]小明用透明塑料盒设计
了一个昆虫标本观察器,如图所示. 盒底上放
标本,盒盖上嵌入一凸透镜. 有焦距为 5
cm 和
10
cm 的两种凸透镜,为了在盒盖上方附近,
通过凸透镜观察到标本正立、放大的像,凸透
镜焦距 f 与盒高 h 选择合理的是 ( D )
第 5 题图
A.
f= 5
cm、h= 10
cm
B.
f= 10
cm、h= 12
cm
C.
f= 5
cm、h= 12
cm
D.
f= 10
cm、h= 6
cm
应用 4 显微镜和望远镜
6.
[2023 绍兴改编]如图是小敏制作的简易显微
镜,凸透镜 B 相当于显微镜的 物镜 (选填
“目镜”或“物镜”). 用该装置观察时,看到的
是物体倒立、 放大 (选填“放大” 或“缩
小”)的虚像;科学家常用的天文望远镜是用
凸 (选填“凹”或“凸”)透镜组合而成的,
它物镜的工作原理与 照相机 (选填“投影
仪”或“照相机”)相同.
第 6 题图 第 7 题图
7.
[RJ 教材素材改编]如图所示,取两个焦距不
同的放大镜,一只手握住一个,通过两个透
镜看前方远处的物体. 调整两个放大镜间
的距离,直到看得最清楚为止. 下列说法错
∙
误
∙
的是 ( B )
A.
靠近眼睛的镜片,能使光线靠近主光轴
B.
远处的镜片,成的是正立放大的像
C.
靠近眼睛的镜片,其作用相当于一个放
大镜
D.
远处的镜片,直径比我们眼睛的瞳孔大
得多,这样可以会聚更多的光
考向 2 眼睛及视力矫正(2015. 25 第二空)
8.
[一题多选、分层设问][2023
烟台改编]近视是影
响青少年健康的重大问题,保护视力、科学用
眼已成为社会共识. 下列有关眼睛和眼镜的
说法中正确的是 ( ABE )
基础设问
A.
为预防近视,读写时眼睛与书本的距离应
保持在 25
cm 左右
B.
在人的眼球中,晶状体和角膜的共同作用
相当于一个凸透镜
C.
眼睛的成像原理和小孔成像的原理相同
提升设问
D.
物体在正常眼睛的视网膜上成倒立、缩小
的虚像
E.
近视眼看远处的物体时,像成在视网膜的
前方
F.
矫正近视眼的方法是配戴合适度数的凸
透镜
9.
[2024 宜宾改编]据专家介绍,12 ~ 18 岁是青少
年近视的高发期,爱眼护眼势在必行. 如图所
示, 乙 (选填“甲”或“乙”)图表示近视眼
成像原理,应配戴 丁 (选填“丙”或“丁”)
图的眼镜进行矫正;对近视眼的矫正,是利用
了 凹透镜对光线的发散作用 (选填“凸透
镜对光线的会聚作用”或“凹透镜对光线的发
散作用”).
第 9 题图
21
参考答案及重难题解析·河北物理
分
层
作
业
本
8.
虚 4. 2 如答图所示
第 8 题答图
9.
(1)如答图所示 (2)下降 0. 5
第 9 题答图
10.
如答图所示 【方法指导】垂直
第 10 题答图
11.
反射 折射 如答图所示
第 11 题答图
12.
折射 光的色散 如答图所示
第 12 题答图
13.
如答图 1 所示 【变式训练】如答图 2 所示
第 13 题答图 1 第 13 题答图 2
命题点 3 光现象实验
1.
(1)量角器 (2)将纸板 F
沿 ON
向后折,看其上是否有反射
光线 (3) 反射角等于入射角 (4) 如答图所示 【拓展设
问】(1)0° 左 (2)将白纸板沿法线对折,看反射光线与入射
光线是否重合,若能重合,则可证明反射角等于入射角
第 1 题答图
2.
(1)薄 (2)等大 (3)相等 (4)不变
【变式训练】①2 ②同 ③前后 ④C 【拓展设问】(1)直
接观察光屏 (2)A2
命题点 4 透镜 透镜的应用
【一阶·基础训练】
1.
凸 会聚 焦点
2.
凸 会聚
【变式训练】折射 发散
3.
C 4.
凸透 虚
5.
如答图所示 6.
如答图所示
第 5 题答图 第 6 题答图
7.
如答图所示
第 7 题答图
【二阶·能力提升】
1.
BDF 【解析】摄像机镜头是利用对光线有会聚作用的凸透镜
成倒立、缩小的实像的原理工作的,天舟六号与摄像机的距离
应大于透镜的二倍焦距,故 BD 正确,ACE 错误;天舟六号靠近
空间站组合体时,物距变小,像距变大,摄像机成的像逐渐变
大,故 F 正确. 故选 BDF.
2.
D 【解析】甲图中的像较大,由凸透镜成像规律可知,此时的
像距较大,物距较小(离景物近一些),故 A 错误;手机的镜头
成倒立缩小的像,与投影仪的原理不同,故 B 错误;手机镜头
成的是倒立、缩小的实像,故 C 错误,故 D 正确. 故选 D.
3.
BEG 【解析】根据投影仪的成像原理可知,物距应大于一倍
焦距、小于二倍焦距,像距应大于透镜的二倍焦距,故 A 错误,
B 正确. 由投影仪的成像特点可知,投影灯所成的是倒立、放大
的实像,故 C 错误;若镜头向上移动靠近图片,物距变小,像距
变大,地面上的像会变大,故 D 错误;若镜头向右移动,地面上
的像也会向右移动,故 E 正确;若小飞虫落在镜头上,小飞虫
在一倍焦距以内,经过透镜成的是虚像,地面上不会出现小飞
虫的像,故 F 错误;近视镜片是凹透镜,对光线有发散作用,将
近视镜片放在镜头上方,且靠近镜头,适当增大镜头与图片之
间的距离,可再次成清晰的像,故 G 正确. 故选 BEG.
4.
D 【解析】让凸透镜正对太阳光照射,在距离凸透镜 10
cm 的
白纸上呈现一个最小、最亮的光斑,此点即为凸透镜的焦点
处,从此点到凸透镜的距离即为焦距,则该凸透镜的焦距 f =
10
cm,故 A 错误;由题图可知,物体通过凸透镜成正立、放大
的虚像,而投影仪成倒立、放大的实像,所以两者原理不同,故
B 错误;当物体通过凸透镜成正立、放大的虚像时,物距小于焦
051
参考答案及重难题解析·河北物理
分
层
作
业
本
距,即书本上“国”字到凸透镜的距离小于 10
cm,故 C 错误;根
据凸透镜的成像特点知,成正立、放大的虚像时,离焦点越近
时,像越大,要让看到的字更大些,应将凸透镜远离书本,故 D
正确. 故选 D.
5.
D 6.
物镜 放大 凸 照相机 7.
B
8.
ABE 9.
乙 丁 凹透镜对光线的发散作用
命题点 5 凸透镜成像规律动态分析
【一阶·基础训练】
1.
A
2.
D 【变式训练】D 【解析】由题图可知物距大于 2 倍焦距,成
倒立、缩小的实像,像的箭头方向是竖直向下的,像的大小比
发光物体要小,故 A、B 错误;像距大于 1 倍焦距小于 2 倍焦
距,所以光屏上所成清晰的像在图中③区域,故 D 正确,C 错
误. 故选 D;【变式训练】由题意知,烛焰在屏上成一缩小实像,
所以此时蜡烛在凸透镜的 2f 之外,即 u>2f;当将蜡烛向凸透镜
移近一倍焦距的距离,此时 u>f,那么有可能是 2f>u>f,则成倒
立放大的实像;也可能是 u= 2f,则成等大的实像;也可能是u>
2f,则成缩小的实像,所以只有 u<f,成正立、放大的虚像不可能
出现,故选 D.
3.
B 【变式训练】(1)B (2) B 【解析】由题图可知,像距小于
物距,所以此时物距大于 2f,像距处于 f 和 2f 之间,即 30
cm>
2f,f<20
cm<2f,则可得 10
cm< f< 15
cm,故选 B;【变式训练】
(1)将物体放在凸透镜前 16
cm 处,成一个倒立、放大的像,此
时 f<16
cm<2f,则 8
cm<f<16
cm;放在凸透镜前24
cm 处,成一
个倒立、缩小的像,则 24
cm>2f,f< 12
cm,所以焦距的范围为
8
cm<f<12
cm,故选 B;(2)保持各凸透镜跟烛焰距离相等,则
物距相等,设物距均为 u,由表中信息可知,A 凸透镜成倒立、
放大的实像,由凸透镜成像规律可知 fA <u<2fA,则
1
2
u<fA <u;B
凸透镜成倒立、缩小的实像,由凸透镜成像规律可知 u>2fB,则
fB<
1
2
u;C 凸透镜成正立、放大的虚像,由凸透镜成像规律可知
u<fC,所以可得 fB<fA<fC,即 fC>fA>fB,故选 B.
4.
B 【解析】由于光屏先后在甲、乙两处都能得到清晰的像,所
以甲、乙两处均成的是实像,故 A 错误;光屏先后在 P 同侧的
甲、乙两处得到烛焰清晰的像,且甲处的像比乙处大,根据“物
远像近像变小”可知,像在不断靠近凸透镜,因此凸透镜在乙
的右侧,蜡烛在凸透镜的右侧,此时蜡烛在远离凸透镜,因此
蜡烛在向右移动,故 C、D 错误;由于题干未提供物距和凸透镜
的焦距,因此乙处可能成放大的实像,也可能成缩小的实像,
故 B 正确. 故选 B.
【二阶·能力提升】
1.
D 【思维归纳 1】上 下 上 【思维归纳 2】 (1)可以 (2)
蜡烛或光屏(使物距等于原来像距)
【变式训练】(1)投影仪 右 能 (2)放大 会聚 靠近
【思维归纳】(1)靠近 向右 会聚 会聚 前 (2)远离
向左 发散 会聚 后
【解析】由图可知,此时的像距大于物距,成倒立、放大的实像,
是投影仪的工作原理,故 A 错误;蜡烛燃烧一段时间变短后,
烛焰的位置会向下移动,由过透镜光心的光线方向不变可知,
像的位置会向上移动,故 B 错误;由图可知,物距为 30
cm,像
距 v= 45
cm,此时 f<30
cm<2f,45
cm>2f,则有 15
cm< f< 22. 5
cm,蜡烛不动,将透镜移至 35
cm 处,此时的物距为 15
cm,小
于焦距,成虚像,所以光屏上不能承接到像,故 C 错误;当更换
一个焦距小(即会聚能力更强)的凸透镜进行实验时,清晰的
像在光屏的左侧,若不移动光屏,应将凸透镜向右移动,此时
物距增大、像距减小,也可以在光屏上呈现清晰的像,故 D 正
确. 故选 D.
2.
D
【思维归纳】(1)远视 凸 会聚 (2)近视 凹 发散
【解析】由图可知 u= 40
cm-20
cm = 20
cm,v = 60
cm-40
cm =
20
cm,则 u= v,此时光屏上成的是清晰等大的实像,则 u = 2f =
20
cm,解得 f= 10
cm,故 A 错误;将蜡烛和光屏都向右移动,光
屏上可成清晰的像,物体处于一倍焦距和二倍焦距之间,成倒
立、放大的实像,投影仪是利用该原理制成的,故 B 错误;贴近
凸透镜的左侧放置一眼镜片,只向左移动光屏,就能得到清晰
缩小的像,说明眼镜片对光线有会聚作用,使光线提前会聚
了,故 C 错误;用 f= 15
cm 的凸透镜替换图中透镜,u = 20
cm,
则此时 f<u<2f,则 v>2f = 30
cm 时才能成清晰的像,故应向右
移动光屏,故 D 正确. 故选 D.
3.
BEFGIK
【思维归纳】(1)远离 变大 (2)①倒立 放大 ②倒立
缩小
【解析】由图可知,像距小于物距,则有 30
cm>2f,f<20
cm<2f,
解得 10
cm<f<15
cm,故 A 错误;物距为 30
cm,像距为 20
cm,
物距大于像距,成的是倒立、缩小的实像,其应用是照相机,故
B 正确;若飞来一只小虫落在凸透镜上,遮住凸透镜的部分区
域,但烛焰上任一点都有光线射向凸透镜未被遮挡部分,经凸
透镜折射后,照样能会聚成像,像的大小不发生变化,只是折
射光线减少,会聚成的像变暗,故 C 错误;保持透镜和光屏位
置不动,移动蜡烛,此时应移动光屏,烛焰才可能在光屏上成
清晰的像,故 D 错误;图中像距小于物距,蜡烛在光屏上成倒
立、缩小的实像,保持蜡烛和光屏位置不动,移动凸透镜,当此
时的像距等于原来的物距,此时的物距等于原来的像距时,光
屏上成清晰的倒立、放大的实像,故 E 正确;根据“无论实像或
虚像,物靠近焦点像变大”可知,蜡烛从焦点内某处向透镜方
向移动过程中,即蜡烛远离焦点,所成的虚像将变小,故 F 正
确;发光物体发出的光线经凸透镜折射后是会聚的,经过成像
点后是发散的,所以眼睛必须在成像点以外的光线发散区域
才能看到这个像,故 G 正确;将蜡烛放在光具座 15
cm 处时,蜡
烛位于二倍焦距以外,在光屏上成倒立、缩小的实像,向左移
动光屏便可承接到像,故 H 错误;将蜡烛放置在 30
cm 刻度
处,此时的物距在一倍焦距和二倍焦距之间,像距要大于二倍
151