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．小萱利用如图所示装置“探究平面镜成像的特点”，她在水平桌面上铺一张白纸，在纸上竖立一块薄玻璃板，将点燃的蜡烛A竖立在玻璃板前，可以看到它在玻璃板后面的像。 （1）该实验采用薄玻璃板代替平面镜，是为了能确定像的位置，而且还能比较蜡烛A的像与 。 （2）小萱拿一支与蜡烛A外形相同但不点燃的蜡烛B，竖立着在玻璃板后面移动，直到在玻璃板前多个角度观察它跟 完全重合，这时蜡烛B所在位置就是蜡烛A像的位置。 2．如图所示，探究光的反射定律时，将一块平面镜放在水平桌面上，再把一张硬纸板竖直放在平面镜上，硬纸板由可以绕ON折转的E、F两块板组成．让一束光贴着硬纸板左侧的E板沿AO方向射到O点，在右侧F板上能看到反射光线OB． （1）实验开始时，先让激光笔垂直照射到平面镜上，此时测得入射角为 ． （2）如果将光线沿着BO方向射向平面镜时，反射光线沿着OA方向射出，这说明在光的反射现象中，光路是 ． （3）如果将纸板F绕ON向后旋转，观察塑料板上能否出现反射光线，他的设计意图是为了探究 ． （4）在研究反射角和入射角的关系时，收集数据如下表： 入射角 反射角 30° 30° 小明分析表中数据，得出 的结论．小聪说，此结论不具有普遍性，请指出实验中的不足并加以改进 ． 3．小明用如图所示的装置探究“凸透镜成像的规律”，所用凸透镜的焦距为10cm。 （1）小明将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，调整它们的高度，使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在 ，使像能成在光屏中央； （2）当蜡烛、光屏和凸透镜在光具座上的位置如图所示时，光屏上成清晰的像（像未画出），该像为倒立、 （填“放大”或“缩小”）的实像；小明在各个角度都能看到光屏上的像是由于光在光屏表面发生了 （填“镜面反射”或“漫反射”）； （3）小明和家人一起乘高铁去旅行，进站时要进行身份验证。验证时经摄像头在屏幕上成的头像较小，不能完成人脸识别，为顺利进行识别，小明应 （填“靠近”或“远离”）摄像头。 4．请按要求完成下列实验： 聪聪在物理实验课上完成“探究凸透镜成像规律”的实验：将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，发现无论怎样移动光屏都找不到烛焰的像，其原因是 （写出一个即可）；如果凸透镜的焦距为10cm，重新调整仪器之后，当透镜到蜡烛的距离为25cm时，移动光屏，在光屏上可得到倒立、 的实像，生活中的 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是应用了这样的成像规律。 5．小明利用如图甲所示的实验装置探究光的反射规律。 （1）实验时把平面镜放在水平桌面上，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 放置，图中的入射角是 度； （2）如图乙将右侧纸板沿PQ剪开，将纸板的上半部分向后折，发现在纸板右侧的 部看不到反射光线； （3）经多次实验，在纸板上画出入射光线和对应的反射光线后，利用刻度尺在白纸板上作了一条平行于平面镜的直线AF（图丙），测量发现：AB=EF，BC=DE，这样的发现 （能/不能）得到“反射角等于入射角”的结论； （4）在探究得到光的反射规律后，小明想到自行车的尾灯（图丁）本身并不发光，它都能将光反射回去，以引起汽车驾驶员的注意，则该角反射器是由 。 A．一个平面镜组成 B．二个相互垂直的平面镜组成 C．三个相互垂直的平面镜组成 6．小明和小华一起做了下面的实验： （1）如图甲，将红、绿、 三种色光照在白纸上，中间相互重叠区域会出现白色； （2）在暗室内让一束太阳光照射到三棱镜，射出的光射到竖直放置的白屏上如图乙所示，则②是 色光； （3）如图丙所示，将同一滴水滴在玻璃上摊开，已经测出水滴蒸发完所用的时间：C最短，A最长，可以得出的结论是： ； （4）图丁是小明设计的一个气体温度计的示意图，在标准大气压下将此装置从热水中拿出放到冰水混合物中，此时液柱向 移动（选填“左”或“右”）。 7．某实验小组利用实验室器材探究凸透镜成像的规律，如图所示。 (1)让一束平行于主光轴的光透过凸透镜，移动光屏，直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑，如图甲所示，凸透镜的焦距为 cm； (2)保持凸透镜的位置不变，将乙图中的蜡烛移至光具座25.0cm刻度线处，适当移动光屏，会在光屏上得到一个倒立、 清晰的实像（选填“放大”“等大”或“缩小”）。该原理应用于 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）。将一眼镜片放在烛焰和透镜之间，光屏上的像变模糊，向右移动蜡烛可再次看到清晰的像，则所加眼镜片为 透镜； (3)当蜻烛移到45.0cm的位置时，应该在 （选填“蜡烛”或“光屏”）一侧透过凸透镜观察像； (4)小明想继续用该装置探究平面镜的成像特点，保持图中的元件位置不变，仅将凸透镜更换为玻璃板，眼睛应该在 （填“蜡烛”或“光屏”）一侧观察蜡烛的像。 8．小明用图示装置探究凸透镜成像的规律。 (1)点燃蜡烛后，发现烛焰的像成在光屏的上方（如图），他应将凸透镜向 （选填“上”或“下”）移动，使烛焰清晰的像成在光屏的中央，此时会看到一个倒立、 的实像。生活中的 就是应用了此成像规律制成的。实验中当用手挡住凸透镜上半部分时，光屏上像变得 （亮/暗）一些且 （完整/不完整）； (2)小明实验操作规范，测量准确，他的实验记录如下表：请根据下表信息，求出凸透镜的焦距f＝ cm；小明把蜡烛放在该凸透镜的焦点上，凸透镜固定不动，将光屏向远离凸透镜的方向移动的过程中，在光屏上观察到的现象是 ； 实验序号 物距u/cm 像距v/cm 像的性质 1 12.0 24.0 倒立、放大、实像 2 16.0 16.0 倒立、等大、实像 3 20.0 13.3 倒立、缩小、实像 4 30.0 10.9 倒立、缩小、实像 (3)小明仍固定凸透镜在光具座50cm刻线处，将蜡烛图中位置移到35cm刻线处，同时将光屏向 （选填“左”或“右”）移动，直到在光屏上再次看到像后，正确测出了像距；邻座的小红和小兰用同样的实验器材分别重复了该实验步骤，也先后测出了像距，这三位同学所测数据记录于表： 学生 小明 小红 小兰 像距v/cm 29.8 30.9 32.0 观察数据发现，在物距相同时，他们所测的像距却各不相同，你认为原因是 。 二、计算题 9．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，这时烛焰在光屏上成清晰的像（像未在图中画出来），求此凸透镜的焦距范围。 10．在家电展销会上，小明家购置了一款新型智能电暖器，如图所示，其内装有导热油，并且可以通过遥控器对该电暖器进行温度设置，该电暖器具有升温快、热效高、智能控温的特点。其相关参数如下表。 额定电压 220V 加热功率 1000W 保温功率 220W (1)电暖器中导热油是通过 的方式改变内能的，遥控器依靠发出的 （选填“红外线”或“紫外线”）对该电暖器进行温度设置；选用导热油而不选水作为导热物质的原因是导热油的 小； (2)求电暖器在保温状态下的工作电流 ； (3)电暖器中装有5L的导热油，在加热状态下导热油由10℃升高到50℃需要7min，求加热导热油时的热效率 。[导热油的比热容取，导热油的密度] 11．某天文爱好兴趣小组为了测量地球和月球的距离，他们做了如下实验：用一个激光发射器向月球发射一激光信号，经过后接收到返回的激光信号。请你帮助他们完成以下问题： （1）光年是 单位； （2）地球和月球相距多少？( ) （3）若有一架航天飞机以的速度从地球匀速飞向月球，需要多长时间？( ) （4）太阳发出的光要经过大约8分钟的时间到达地球，估算出太阳到地球的距离是多少？( ) 12．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。例如，激光测距仪向目标天体发射激光束，并接收反射回来的激光束，测出激光往返所用的时间，就可以算出所测天体与地球之间的距离。已知一束激光从激光测距仪发出并射向月球，大约经过2.56s被反射回来。（真空中的光速为3×108m/s） (1)地球到月球的距离大约是多少米？ (2)高铁以300km/h的时速从地球出发，需要多少小时才能到达月球？ 13．如图所示，将蜡烛放在距凸透镜40cm处，在另一侧距凸透镜30cm处的光屏上出现了一个清晰的像，请你利用所学的凸透镜成像规律和数学知识，计算该凸透镜焦距的取值范围是多少？ 14．某人站在木架上，眼睛P正下方的地面有一光源S，眼睛到地面的高度为3 m．现在人面前2 m处竖直立一块平面镜MN，如图所示．通过平面镜成像特点，作图求出光源S发出的光经平面镜反射到达人眼所走过的路程是 m．    15．太阳光从月球反射到地球需要1.3s，求月球与地球之间的距离是多少km？ 16．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；激光测距仪向目标发射激光脉冲束，接受返回来的激光束，测出激光往返所用的时间，就可以算出所测天体与地球之间的距离；现用激光测距仪测量月球、地球之间距离；已知一束激光从发出并射向月球，大约经过2.56s反射回来；（已知光速为） （1）可以用声波代替激光测量地球到月球之间的距离吗？为什么？ （2）地球到月球的距离大约是多少千米？ 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． 蜡烛 B 的大小 蜡烛 A 的像 【详解】(1)[1]用薄玻璃板代替平面镜原因是玻璃板是透明的，能看到另外一侧，所以可以在像的位置放置另一支蜡烛以便比较确定像的位置和比较物像的大小关系。 (2)[2]确定像的位置时，要移动另一支蜡烛直到和像完全重合。 2． 0° 可逆的 反射光线和入射光线、法线是否在同一平面内 反射角等于入射角 实验次数少，应改变入射角的度数进行多次实验 【详解】(1)[1]先让激光笔垂直照射到平面镜上,此时入射光线与法线重合，所以测得入射角为0°． (2)[2]由让光线沿着BO的方向射向镜面，会发现反射光线沿着OA方向射出，即光线能够沿原路返回，说明光路是可逆的． (3)[3]当F板向后旋转一定的角度，此时F板和呈现入射光线的E板不在同一平面内，而反射光线的位置是不变的，在F板上不能看到反射光，所以他的设计意图是为了探究反射光变线和入射光线、法线是否在同一平面内． (4)[4]分析表中数据，得出反射角等于入射角的初步结论． [5]小明只根据一次实验数据得出结论，具有偶然性，为了使结论具有普遍性，应该改变入射角的度数进行多次实验，消除实验的偶然性． 3． 同一高度 缩小 漫反射 靠近 【详解】（1）[1]蜡烛烛焰、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，为了像成在光屏的中央，三者的中心大致在同一高度。 （2）[2]凸透镜的焦距是10.0cm，由图可知，物距u＞2f，成倒立、缩小的实像。 [3]光屏前不同的方向都能看到光屏上的像是由于光屏上发生了漫反射。 （3）[4]若要使所成的像变大，应增大像距，减小物距，所以，应该靠近摄像头。 4． 见解析 缩小 照相机 【详解】[1]在“探究凸透镜成像规律”的实验中，如果无论怎样移动光屏都找不到烛焰的像，其中一个可能的原因是烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度上，导致像无法成在光屏上、另外，如果物距小于焦距，凸透镜将成正立、放大的虚像，这个像也不能在光屏上找到。 [2][3]凸透镜的焦距为10cm，当透镜到蜡烛的距离（即物距）为25cm时，由于25cm>2f，根据凸透镜的成像规律，此时成倒立、缩小的实像。这种成像规律在生活中有广泛的应用，照相机就是利用这个原理来成像的。 5． 垂直 40 上 能 C 【详解】（1）[1][2]实验时，把平面镜放在桌面上，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ENF与平面镜垂直放置；入射角是入射光线与法线的夹角，则图中的入射角是90°-50°=40°； （2）[3]将右侧纸板沿PQ剪开，将纸板的上半部分向后折，纸板的上半部分与纸板不在同一平面内，如图乙所示，发现在纸板右侧的上部看不到反射光线，此实验现象说明反射光线、入射光线与法线在同一平面内。 （3）[4]由AB=EF，BC=DE，利用全等三角形知识可得、，即反射角等于入射角。 （4）[5]自行车的尾灯本身并不发光，它是由多个角反射器（三个相互垂直的平面镜）组成的反光装置，最后的反射光线与原入射光线平行，能引起司机的注意。如图： 故AB不符合题意，C符合题意。 故选C。 6． 蓝 可见 液体蒸发快慢与液体的表面积有关 右 【详解】（1）[1]红、绿、蓝被称为光的三原色，如图甲将红、绿、蓝三种色光照白纸上，中间相互重叠区域会出现白色。 （2）[2]太阳光经三棱镜后发生色散，图中在②部分从上到下依次呈现红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的色光，属于可见色光。 （3）[3]根据实验可知，液体的质量、液体的温度以及液体上方的空气流动速度相同，只有液体的表面积不同，测出水蒸发完所用的时间：C最短，A最长，因此可得出的结论为：在其它条件一定时，液体蒸发快慢与液体的表面积有关。 （4）[4]将此装置从热水中拿出放到冰水混合物中，瓶内气体温度降低，体积缩小，压强变小，液柱在大气压强作用下向右移动。 7．(1)10.0 (2) 缩小 照相机 凸 (3)光屏 (4)蜡烛 【详解】（1）由图可知，凸透镜的焦距为 f=60.0cm-50.0cm=10.0cm （2）[1][2]将乙图中的蜡烛移至光具座25.0cm刻度线处，则物距为 u=50.0cm-25.0cm=25.0cm 物距大于二倍焦距，适当移动光屏，会在光屏上得到一个倒立、缩小的实像，该原理应用于照相机。 [3]向右移动蜡烛时物距变小、像距变大；向右移动蜡烛可再次看到清晰的像，说明将眼镜片放在烛焰和透镜之间时，使像距变小了，则所加眼镜片为凸透镜。 （3）当蜻烛移到45.0cm的位置时，物距为 u′=50.0cm-45.0cm=5.0cm 物距小于焦距，成正立、放大的虚像，应该在光屏一侧透过凸透镜观察像。 （4）平面镜成的像是由光的反射光线的反向延长线会聚而成的，保持图中的元件位置不变，仅将凸透镜更换为玻璃板，眼睛应该在蜡烛一侧观察蜡烛的像。 8． 下 缩小 照相机 暗 完整 8.0 光屏上的圆形光斑大小保持不变 右 未出现最清晰的像时就测量了像距 【详解】(1)[1]从图中可以看出，此时像成在光屏的上方，根据过光心的光线传播方向不变，为使烛焰的像能成在光屏的中央，应把凸透镜向下调。 [2][3]如图，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，应用于照相机。 [4][5]用手挡住凸透镜上半部分时，凸透镜的下半部分仍能够将烛焰发出的光会聚到像点，成烛焰完整的像，上半部分挡住，折射的光线比原来减少，所以像会变暗。 (2)[6]由第二次实验数据可知，物距、像距均为16.0cm时，成倒立、等大的实像，此时 即 则凸透镜焦距。 [7]把蜡烛放在该凸透镜的焦点上，所以此时经过凸透镜的光线将平行于主光轴，无论光屏怎样移动，在光屏上出现与凸透镜等大的圆形光斑。 (3)[8]当“将蜡烛移至35cm刻度线处时”，此时 而且 成倒立、放大的实像，可知 应将光屏向右移动至66cm刻度线右侧，才能找到清晰的像。 [9]观察数据发现，在物距相同时，他们所测的像距却各不相同，原因可能是有的同学没等到光屏上出现清晰的像就测量了像距，即找最清晰的像的位置有偏差。 9．10cm<f<15cm 【详解】解：由图可知，物距 u=50cm-20cm=30cm 像距 v=70cm-50cm=20cm 当u>v时，凸透镜成倒立缩小的像，应有 u=30cm>2f，f<v=20cm<2f 此凸透镜的焦距范围 10cm<f<15cm 答：凸透镜的焦距范围是10cm<f<15cm。 10．(1) 热传递 红外线 比热容 (2)1A (3)80% 【详解】（1）[1]电暖器中导热油吸收热量，温度升高，是通过热传递的方式增加导热油的内能。 [2]红外线的波长就长，因此可以用来作为电视机的遥控器中控制电视。 [3]因为油的比热容较小，因此在吸收或放出相同热量的前提下，温度变化量大，因此可以作为良好的导热物质。 （2）由可得，电暖器在保温状态下的工作电流为 （3）导热油的质量 导热油吸收的热量为 消耗的电能为 加热导热油时的热效率为 11． 长度 3.9×108m 780h 1.44×1011m 【详解】解：（1）光年指的是光在一年内经过的距离，所以是长度单位。 （2）地球到月球的距离 （3）需要的时间 （4）光从太阳到达地球的时间，太阳到地球的距离 答：（1）光年是长度单位； （2）地球和月球相距3.9×108m； （3）若有一架航天飞机以的速度从地球匀速飞向月球，需要780h； （4）太阳发出的光要经过大约8分钟的时间到达地球，估算出太阳到地球的距离是1.44×1011m。 12．(1) (2)1280h 【详解】（1）根据可得，激光的传播路程为 地球到月球的距离为激光的传播路程的一半，为 （2）根据可得，高铁从地球出发到达月球所需的时间为 13．15cm<f<20cm 【详解】解：由题意知，物体经凸透镜后成的是实像，此时物距为40cm，像距为30cm，物距大于像距，根据凸透镜成像的规律可知 u>2f，f<v<2f 则 40cm>2f 所以f<20cm，由 f<30cm<2f 可知 15cm<f<30cm 解得 15cm<f<20cm 答：该凸透镜焦距的取值范围是15cm<f<20cm。 14．图见解析所示 【详解】根据平面镜成像特点，像与物体关于平面镜对称，找出像点S’，连接PS’交平面镜与O点，O为入射点，作图如下：    由题意知PS=3m，SS’=4m，根据三角形知识可得PS’=5m，由平面镜成像特点得SO=S’O,故光源S发出的光经平面镜反射到达人眼所走过的路程是5m． 15．3.9×105km 【详解】解：光在真空中的传播速度最快，光速，光从月球反射到地球的时间，由 可得月球到地球的距离为 答：月球与地球之间的距离是3.9×105km。 16．（1）见详解；（2）3.84×105 【详解】解：（1）月球是真空，真空不能传声，所以不可以用声波代替激光测量地球到月球之间的距离。 （2）已知光速为，由题意可知激光从地球到月球所用时间 地球到月球的距离 答：（1）不可以用声波代替激光测量地球到月球之间的距离；月球是真空，真空不能传声； （2）地球到月球的距离大约是千米。 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 $$