内容正文:
专题01 声学、光学
中
目 录
第一部分 风向速递 洞察考向,感知前沿
新情境 新载体 跨学科 新考向
第二部分 分层突破 固本培优,精准提分
一阶·考点靶向练
考点01 声音的产生与传播
考点02 声音的特性
考点03 声的利用
考点04 噪声和控制
考点05 光的直线传播、光的反射及光的折射的辨析
考点06 光现象实验
考点07 凸透镜成像规律
考点08 透镜的应用
二阶·素养进阶练
第三部分 真题验证 对标中考,感悟考法
风●向●速●递
【新情境】1.(2025·湖南长沙·二模)探测队驾驶船只利用声呐测绘某江域水底的形状,在经过该江域水平面等间距的A、B、C三个位置时,向正下方水底定向发射超声波,仪器记录从发出声音到接收到回声的时间t如表所示。由此推测A、B、C三个位置下方水底的大致形状是( )
采样位置
A
B
C
时间
0.30
0.16
0.30
A. B. C. D.
【新载体】2.(2025·山东聊城·模拟预测)如图所示是一段直的“音乐公路”,路面上分布着很多的横向凹槽。汽车匀速经过时就会奏出一段悦耳的乐曲。下列分析正确的是( )
A.乐曲是由地面的振动产生的 B.凹槽间距不同,乐曲音调不同
C.分辨乐曲声和鸣笛声,是因为它们的响度不一样 D.公路旁栽植花草树木,是在声源处减弱噪声
【跨学科】3.(2025·湖北黄冈·一模)古诗词不仅意境优美,还蕴含丰富的物理知识,如“群峰倒影山浮水,无山无水不入神”描绘了光学现象。下面诗句中,与“群峰倒影山浮水”原理不同的是( )
A.掬水月在手,弄花香满衣 B.举杯邀明月,对影成三人
C.床前明月光,疑是地上霜 D.野旷天低树,江清月近人
【新考向】4.(2025·江苏常州·二模)“强行透视法”是一种富有创意的拍摄技巧,摄影者通过调整拍摄角度,让两个离照相机远近不同物体的像,呈现在同一张照片中,达到一种艺术效果。下图为利用该技巧拍摄的照片,下列说法正确的是( )
A.拍摄该照片时,飞机比手离照相机镜头更远一些
B.手和飞机通过镜头分别成放大和缩小的像
C.照相机镜头可能对光有发散作用
D.若使手像变大一些,可将镜头离手更远一些
分●层●突●破
一阶·考点靶向练
考点01 声音的产生与传播
1.(2025·广东深圳·二模)宋代《梦粱录》中记载了一项中国民间传统游戏——抖空竹。如图,在竹木制成的空竹圆轮外侧开有若干方形哨口,哨口内有大小不同的气腔,转动时会发出嗡嗡声。下列说法中与空竹发声原理相关的描述是( )
A.声音通过空气传入人耳的 B.气腔内的空气振动产生声音
C.空气振动越快,音调越高 D.空气振动幅度越大,响度越大
2.(2025·湖南长沙·模拟预测)在综合实践活动课上,小明用长度不一的吸管,一端封闭后粘合在一起,制作了一件名为“排箫”的乐器。他在班级交流会上演奏了这件乐器,赢得了同学们的阵阵掌声。关于这件乐器和演奏过程,下列说法正确的是( )
A.小明演奏时,声音是由吸管内的空气柱振动产生的
B.吸管的长度不同,长度越短,发出的音调越低
C.排箫的声音能够传递信息,但不能传递能量
D.排箫的振动幅度越大,发出的声音速度越快
考点02 声音的特性
3.(2025·陕西·模拟预测)如图所示的是我国古代的乐器云锣,传统云锣多由十面小锣组成,小锣大小相同,厚薄有别。云锣音色清澈、圆润、悦耳、余音持久,但音量不大。下面关于云锣的说法不正确的是( )
A.云锣发出的声音是由锣面振动产生的 B.听到的云锣发出的声音是通过空气传播的
C.云锣发出的声音的音量小是指其响度小 D.轻敲云锣时云锣发出声音的音调更低
4.(2025·四川广安·三模)如图所示,中国汽车制造商正将的(人工智能)功能引入旗下车型,的功能主要体现在车载语音助手的智能化水平上。汽车领域广泛利用语音助手实现“人与车”全场景自然交互,下列说法正确的是( )
A.语音助手发出的声音不是振动产生的
B.减小声音音量实质是降低音调
C.人们能分辨出车载音乐中不同乐器的声音,依据是声音的音色
D.语音助手能根据用户语音指令完成指定操作,说明声音可以传递能量
考点03 声的利用
5.(2025·广东深圳·模拟预测)明朝文震亨所著《长物志》记载:“以河南郑州所造古郭公砖,上有方胜及象眼花者,以作琴台,取其中空发响。”使用内部中空的古郭公砖,可以使琴声更响亮。如图所示,下列说法正确的是( )
A.演奏时停止拨动琴弦,声音会存续一段时间,说明声音的产生不需要振动
B.琴台主要改变了古琴的音调
C.琴台利用了声音的反射,反射后的琴音和原声叠加,效果更好
D.“江上调玉琴,一弦一清心”,说明声音可以传递能量
6.(2025·全国·一模)如图是我国古代用来记录车辆行驶距离的马车——记里鼓车。车上为二层,皆有木人;行一里,下层击鼓;行十里,上层击镯(古代的铃铛)。下列有关说法中,错误的是( )
A.记里鼓车是中国古代用于记录道路里程的车
B.鼓声和镯声是发声体振动产生的
C.听声判断车辆行驶距离是利用声音的特性不同
D.记里鼓车的原理是利用声能传递能量
7.(2025·黑龙江齐齐哈尔·模拟预测)现代社会,宠物爱好者越来越多,但宠物伤人事故也时有发生。如图所示是一款超声驱狗器。实验结果显示:对着狗按开关,狗好像听到巨大的噪声而躲开,而旁边的人什么也没听见。关于“人什么也没听见”的分析正确的是( )
A.超声驱狗器发出的声响度小
B.超声驱狗器发出的声波传播速度小
C.超声驱狗器发出声波的频率不在人耳能够感受的频率范围内
D.超声驱狗器发出的声不是振动产生的
考点04 噪声的危害和控制
8.(2025·湖南怀化·二模)噪声会严重影响人们的工作和生活,下列措施中在声源处减弱噪声的是( )
A.起飞引导员佩戴耳罩 B.摩托车上安装消声器
C.安装噪声监测设备 D.道路两旁设隔音墙
9.(2025·湖南怀化·模拟预测)小明想自制一个隔音房间模型来减少外界噪声的干扰。根据初中声现象的知识,以下做法中是通过“阻断噪声传播”来实现隔音的是( )
A.在房间内播放轻音乐掩盖外界噪声 B.在房间墙壁上安装隔音棉和密封门窗缝隙
C.佩戴耳塞以减少听到的噪声 D.提醒周围人降低说话音量
考点05 光的直线传播、光的反射及光的折射的辨析
10.(2025·河北唐山·二模)沈括在《梦溪笔谈》中描述到:如果在纸窗中间开一个小孔,使外面飞鸢的影子呈现在室内纸屏上,会观察到“鸢东则影西,鸢西则影东”的现象(如图所示)。这是光的( )
A.直线传播现象 B.折射现象 C.反射现象 D.色散现象
11.(2025·湖北黄冈·一模)古诗词不仅意境优美,还蕴含丰富的物理知识,如“群峰倒影山浮水,无山无水不入神”描绘了光学现象。下面诗句中,与“群峰倒影山浮水”原理不同的是( )
A.掬水月在手,弄花香满衣 B.举杯邀明月,对影成三人
C.床前明月光,疑是地上霜 D.野旷天低树,江清月近人
12.(2025·河南郑州·一模)中国古代诗词中蕴含着丰富的光学现象,请结合以下诗句判断下列描述不符合实际的是( )
A.“绿树阴浓夏日长,楼台倒影入池塘。”,绿树的影子是由于光的直线传播形成的
B.“潭清疑水浅,荷动知鱼散。”诗人“疑水浅”是因为光从空气斜射入水中时发生了折射现象
C.“黑云压城城欲摧,甲光向日金鳞开。”铠甲“金鳞开”是光的反射形成的
D.“掬水月在手,弄花香满衣。”看到手中的月亮是光的反射形成的
考点06 光现象实验
13.(2025·陕西西安·模拟预测)小华选用两支激光笔、平面镜、可以显示光路的玻璃砖、量角器等器材组成如图-1所示的实验装置。用激光笔1发出的光束垂直照射在平面镜O点上作为法线NO,用激光笔2发出的光束斜射到点上作为入射光线,把观察到的反射光束作为反射光线,如图-2所示。
(1)多次改变入射光束,从而改变入射光线和法线构成的平面,如图-2每次都应从侧面 (选填“①”或“②”)号位观察,若反射光线总是能同时挡住 ,则说明三条线在同一平面内。
(2)改变入射光线多次实验,数据记录于表中。
实验序号
入射角
反射角
①
②
③
①分析表中数据得出结论: 。
②光热电站利用追日镜将太阳光反射到吸热塔用于发电。图-3为上午某时刻的光路图,根据上述实验结论推断,随着太阳的运动,追日镜应沿 时针方向旋转,使反射光线射向吸热塔。
14.(2025·山东聊城·三模)学校安装了一面仪容镜,小红和小明在照镜子时,对“人离镜子越远,像是否越小”的说法产生了分歧,于是做了以下探究实验,如图甲所示:
(1)实验中选用 代替平面镜做实验。将两支完全相同的蜡烛 a和b分别放到“镜”的前后,点燃蜡烛 选填“a”、“b”或“a和b”,并移动蜡烛b,直至与a的像重合,记录下a与b的位置。如果在b位置放置一个光屏, 选填“能”或“不能”承接到像。
(2)为了解决分歧,需要多次实验得到普遍规律,每次实验应改变蜡烛a的位置相对于“镜” 选填“左右”或“前后”移动。
(3)两位同学通过实验得到平面镜成像时像和物的大小关系。同时,他们将每次实验中像和物的位置进行了研究,通过分析可知像与物到平面镜的距离 ,它们的连线与镜面 。
(4)得到实验结论后,两位同学利用两块镜子和一支蜡烛给同学们变了一个魔术,如图乙所示。之所以一支蜡烛能在平面镜中出现多个以假乱真的“蜡烛”,除了光的多次反射,还因为平面镜成像具有 的成像特点。
考点07 凸透镜成像规律
15.(2025·吉林·模拟预测)下图是杭州第19届亚运会吉祥物之一琮琮的海报,若用焦距为8cm的凸透镜观察海报的细节,则透镜到海报的距离可以( )
A.大于8cm小于16cm B.等于16cm C.小于8cm D.大于16cm
16.(2025·广东广州·模拟预测)如图所示,烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度,该凸透镜的焦距为,凸透镜的位置保持不变。假设光具座足够长,以下说法正确的是( )
A.当蜡烛放在图中A区域时,光屏应放在图中D区域才可能呈现清晰的像
B.蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时,所成的像会逐渐变大
C.若无论怎么移动光屏,在光屏上都找不到像,则蜡烛可能放在图中B区域
D.若光屏上要得到,一个放大的像,则蜡烛应该放在图中B区域
17.(2025·江西新余·二模)【实验名称】探究凸透镜成像的规律
【问题】小明同学想通过实验探究凸透镜成像的规律及视力的矫正原理等问题。
【实验步骤】
(1)如图甲所示,凸透镜位置固定,将发光的小灯泡放在40.0cm刻度线位置时,移动光屏发现光屏上始终能呈现一个面积大小不变的光斑,则该凸透镜的焦距为 cm;
(2)如图乙所示,小明在组装器材时,将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上,这样做的目的是 ;
【证据】
(1)实验过程中,凸透镜始终固定在光具座50.0cm刻度线处,使蜡烛在0~50.0cm刻度范围内移动,记录每次实验的物距、像距、像的特点;当蜡烛距离凸透镜15.0cm时,移动光屏,可在光屏上观察到图丙中的 (选填“①”“②”“③”或“④”);
(2)保持图乙中蜡烛和光屏不动,只移动凸透镜到 cm刻度线处,光屏上可以再次呈现清晰的 (选填“放大”“缩小”或“等大”)像,利用该原理可以制成 ;
【解释】①当时成倒立、缩小的实像;②当时成倒立、等大的实像;③当时成倒立、放大的实像;④当时成正立、放大的虚像;
【交流】小明又借来同学的眼镜并将其靠近凸透镜左侧(如图丁),发现光屏上的像变模糊了,向左移动光屏又出现清晰的像,则该同学戴的是 (选填“近视”或“远视”)眼镜。
考点08 透镜的应用
18.(2025·陕西西安·模拟预测)AI跳绳是一种基于人工智能技术的训练系统,通过手机摄像头对用户的跳绳次数、速度、节奏等数据进行记录。如图是小秦跳绳时的手机界面。下列说法正确的是( )
A.手机摄像头的光学核心元件是凹透镜
B.小秦通过手机摄像头所成的像是正立的虚像
C.小秦到摄像头的距离应在摄像头二倍焦距之外
D.要想摄像头采集的像大一些,小秦应适当远离摄像头
19.(2025·山东聊城·模拟预测)赵静同学探究“凸透镜成像规律”实验时,在光屏上得到烛焰清晰的放大的像,如图所示。接下来她应该如何操作可以使光屏上出现清晰且缩小的实像( )
A.保持凸透镜位置不变,将蜡烛与光屏位置互换
B.保持蜡烛、凸透镜位置不变,将光屏远离凸透镜
C.保持蜡烛、光屏位置不变,将凸透镜靠近蜡烛
D.保持凸透镜位置不变,将蜡烛移到凸透镜1倍焦距内
二阶·素养进阶练
1.(2025·北京大兴·二模)如图所示为甘肃敦煌的熔盐塔式光热电站,电站使用了超过1.2万面定日镜,当太阳位置发生变化时,自动控制系统可以调整定日镜的角度,将太阳光准确地反射到吸热塔的顶端,从而达到聚热的效果。如图所示为熔盐塔式光热电站工作的示意图,某时刻有两束太阳光L1、L2(可视为平行光)分别射到两个平面镜P1、P2上,经平面反射后两束反射光会聚在塔顶端的M点,下列说法正确的是( )
A.L1和L2的入射角相等 B.L1和L2的反射角相等
C.L1的入射角比L2的大 D.L2的反射角比L1的大
2.(2025·河南南阳·二模)如图所示,只需要在手机镜头下面放置一个平面镜,就可以达到“人在镜中走,云在脚下飘”的拍摄效果,给人虚实交融的视觉震撼,下列说法正确的是( )
A.平面镜所成的像是倒立的 B.手机的镜头是凹透镜
C.手机拍照和平面镜成像原理都是光的折射 D.拍照时人与镜头的距离在透镜的二倍焦距之外
3.(2025·安徽六安·三模)在跨学科实践中,小明和同学们利用两个透镜自制了一个望远镜,如图为这个望远镜成像的光路,为物镜,为目镜,远处物体射来的光接近平行光。下列说法正确的是( )
A.为凹透镜 B.为凹透镜 C.点在两倍焦距点处 D.点在左焦点的右侧
4.(2025·吉林白城·模拟预测)小磊同学找来一个薄壁圆柱形的玻璃杯,并将画有箭头的白纸靠在玻璃杯的一侧,透过玻璃杯可以看到纸上的箭头如图所示。向杯中加水,使得水面高过箭头位置,透过玻璃杯观察纸上的“箭头”。将白纸逐渐远离杯子的过程中,不可能观察到的现象是( )
A. B. C. D.
5.(2025·江苏常州·一模)如图,平面镜MN垂直于凸透镜的主轴CC′,点光源S位于主轴上,光线SA经平面镜反射和透镜折射后与主轴平行。已知S到透镜和平面镜的距离分别是12cm、4cm,则此透镜的焦距是( )
A.24cm B.20cm C.16cm D.8cm
6.(2025·贵州遵义·二模)(多选题)如图是某同学“探究凸透镜成像规律”的实验情景,在挑选透镜时,他将M、N两个透镜分别正对太阳光,出现了如图甲所示的光斑,图乙为某次实验时的情景,烛焰在光屏上成清晰的像,下列说法正确的是( )
A.应选透镜N完成实验探究
B.利用图乙这一成像规律可制成投影仪
C.将图乙中蜡烛远离透镜时,光屏需向左移动才能再次接收到清晰的像
D.在图乙中蜡烛与透镜间放一近视镜片,要使光屏上的像变清晰,可将蜡烛适当左移
7.(2025·山东潍坊·二模)(多选题)某同学用如图所示的装置研究眼睛的成像,此时烛焰在光屏上成清晰的像,用此模拟正常眼睛的成像。下列分析正确的是( )
A.向水透镜注水,模拟的是远视眼 B.从水透镜抽水,模拟的是远视眼
C.向水透镜注水,烛焰清晰的像将向右移动 D.从水透镜抽水,烛焰清晰的像将向右移动
8.(2025·安徽阜阳·二模)图甲为一超声波测量仪器,图乙是其使用说明书,其中s1=20cm,液晶显示屏上显示2.00。声速为340 m/s,则s2= cm。
9.(2025·广东汕头·一模)小明自制了一个如图甲所示的简易投影仪,在可调范围内推拉纸盒,可以在白墙上看到如图乙所示放大的 像(选填“虚”或“实”),此时必须将手机以甲图中的 (选填“A”或“B”)方向放置,且手机到凸透镜的距离可能是 cm(选填“25”、“8”或“15”)。
10.(2025·山东聊城·模拟预测)如图所示,一束白光通过三棱镜获得色散光带,将温度传感器与计算机连接,把温度传感器探头放在红光外侧。该现象表明白光是 (选填“单”或“复”)色光,三棱镜对 光的偏折程度最大,计算机屏幕上显示的探头处的温度 (选填“上升”或“下降”)。
11.(2025·河南驻马店·三模)如图所示是小华家阁楼的示意图,其中MN是带平面镜的竖直墙壁,S为阁楼上的一个吊灯,挡板不透光,请通过作图的方法找出地板上被吊灯照亮的范围。(保留作图痕迹)
12.(2025·湖北·一模)如图所示,图中为烛焰S的像,请通过光路作图在正确的位置画出透镜、标出一个焦点F的位置。
13.(2025·四川南充·模拟预测)在某次探究凸透镜成像规律的实验中:
(1)夏天太阳直射时,小明将透镜正对阳光放置,在透镜下面放上白纸(白纸与透镜平行,如图甲),测出透镜与白纸间距s与对应的白纸被烤焦的时间t,绘出图乙所示的图像,可判断该透镜的焦距f为 cm;
(2)如图丙所示,小明把透镜固定在50cm刻度线位置,蜡烛固定在15cm刻度线位置。先将蜡烛的火焰、透镜、光屏三者的中心调整到 处,然后光屏应在 (选填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)区域内左右移动,才能得到清晰的实像;如果火焰的形状如图丁所示,则光屏上所成像是 (选填“A”、“B”、“C”或“D”);拿走光屏,小明站在透镜右侧 (选填“能”或“不能”)直接看到火焰的像;
(3)若蜡烛的火焰高4cm,像高2cm,则此时仅将光屏和蜡烛的位置对调,则光屏上会呈现一个 cm高的像。
真●题●验●证
1.(2025·山东威海·中考真题)如图所示,体育场紧邻主干道,当运动员经过带有弧形顶棚的主席台时,听到的外面车辆声音总是比在体育场其他地方听到的车辆声音大。下列说法错误的是( )
A.声波在顶棚处发生了反射
B.运动员能够区分不同车辆的声音,说明声波传递了信息
C.道路旁的树木使声音的能量在传播过程中逐渐减小
D.听到车辆的声音很大说明车辆发声的频率很高
2.(2025·山东德州·中考真题)如图所示是一款骨传导蓝牙耳机,将耳机贴在颞骨附近,既可以听到耳机发出的声音,又可以听到周围环境的声音,提高户外使用时的安全性。以下说法错误的是( )
A.骨传导耳机利用了固体可以传声
B.长期佩戴耳机开大音量听音乐可能有损听力
C.人戴着耳机听音乐能根据声音的音色分辨不同的乐器
D.蓝牙耳机提示配对成功说明声音可以传递能量
3.(2025·山东滨州·中考真题)诗词是中国古代文化宝库中的一颗璀璨明珠,许多诗句中蕴含着丰富的物理知识。“绿树阴浓夏日长,楼台倒影入池塘”中,“楼台倒影”蕴含着的光现象是( )
A.光的直线传播 B.光的反射 C.光的折射 D.光的色散
4.(2025·山东淄博·中考真题)许多优美的诗词蕴含着丰富的物理知识,对下列诗词中的物理现象解释正确的是( )
A.楼台倒影入池塘——“倒影”是光的折射形成的虚像
B.绿树阴浓夏日长——“阴浓”是光的反射形成的实像
C.桃红又是一年春——“桃红”是因为桃花吸收红色光
D.谁持彩练当空舞——“彩练”是光的色散形成的
5.(2025·山东济宁·中考真题)如图是与光现象有关的四个实验,下列说法错误的是( )
A.图甲所示现象表明:光在不均匀介质中的传播方向会发生改变
B.图乙中折转纸板NOF,可验证反射光线、入射光线与法线是否在同一平面内
C.图丙是探究光从空气斜射入玻璃时的折射规律的光路
D.图丁中,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ圆形区域分别为红光、绿光和蓝光,则Ⅳ区域为白光
6.(2025·山东青岛·中考真题)(多选题)6月6日是我国的“爱眼日”。在“爱眼护眼”宣传活动中,同学们搜集到了以下图片。下列说法正确的是( )
A.图甲所示眼球好像一架照相机,晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜
B.图乙所示视力正常的人看远处物体时,物体在视网膜上成正立、缩小的实像
C.图丙所示是近视眼的成像原理,应戴合适的凹透镜进行矫正
D.读写时眼睛与书本的距离应保持在左右,是预防近视眼的措施之一
7.(2025·山东潍坊·中考真题)(多选题)某兴趣小组的同学用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律,其中“F”形光源的高度为。调节光源、凸透镜和光屏,使它们的中心高度相同。将光源放在凸透镜左侧适当位置,调整右侧光屏到凸透镜的距离,使光屏上呈现清晰的像,进行多次实验,分别测出物距和像的高度,实验数据如下表。下列说法正确的是( )
实验次数
1
2
3
4
5
6
物距
20.0
22.0
24.0
26.0
28.0
30.0
像高
6.0
4.8
4.0
3.4
3.0
2.7
A.该凸透镜的焦距为 B.第1次实验的成像特点与投影仪相同
C.第3次实验光屏上呈现“”形状的像 D.第4次实验的像距大于第6次实验的像距
8.(2025·山东日照·中考真题)如图甲所示,牙科医生用一个带杆的小圆镜给病人检查。图乙中的C点为牙齿B在镜中成像的位置,请画出医生在A点通过平面镜看到这颗牙齿的光路图。
9.(2025·山东潍坊·中考真题)如图所示,凸透镜的主光轴与水面重合,从光源S发出的一条光线经水面反射后射向凸透镜,经凸透镜折射后与主光轴平行。
(1)画出S在水中所成的像S';
(2)将该条光线的光路补充完整;
(3)标出凸透镜左侧的焦点F。
11.(2025·山东东营·中考真题)在初中物理项目化复习中,某兴趣小组搜集了我国古代光学的文献记载。结合实验,请完成下列题目。
(1)《墨经》中记载了小孔成像:“景到,在午有端,与景长。说在端。”如图甲所示,在塑料薄膜上看到烛焰倒立的 (填“实像”或“虚像”);若只将圆筒水平向右移动,像的大小将 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)《周髀算经》中记载了光的反射现象:“日兆月,月光乃出,故成明月。”如图乙所示,若将激光笔沿着垂直于镜面的直线NO入射,此时的反射角是 ,高楼大厦采用的玻璃幕墙会造成光污染,是因为发生 (填“镜面反射”或“漫反射”)。
(3)《化书》中记载了照镜子:“是影也与形无异。”如图丙所示,在探究平面镜成像特点时,用玻璃板代替平面镜进行实验,目的是 ,将未点燃的蜡烛在玻璃板后边移动,直到与蜡烛的像重合,说明平面镜所成的像与物体的大小 。
(4)《淮南万毕术》中记载:“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则得火。”如图丁所示,将蜡烛从距离凸透镜4倍焦距的位置,沿主光轴向距离凸透镜2倍焦距的位置移动,蜡烛经凸透镜所成像的大小将 ,像距的大小将 。(两空均填“变大”“变小”或“不变”)
12.(2025·山东滨州·中考真题)小周同学为研究初中生近视原因及矫正问题,开展了以下调查研究。
(1)如图甲所示,眼球中晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜。小周选用两个直径相同但厚度不同的凸透镜,平行光经过它们之后的光线如图乙所示,则凸透镜 (选填“A”或“B”)使光偏折更显著。
(2)选择透镜A进行实验。实验前,应先调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度上,这是为了 。进行实验,如图丙所示,烛焰恰好在光屏上呈现一个清晰的像,这是 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的工作原理。若蜡烛位置不变,将透镜A换成透镜B,若要在光屏上继续看到烛焰清晰的像,则应向 。(选填“左”或“右”)移动光屏。
(3)根据凸透镜对光线的作用,补充图丁光路。
(4)近视眼看不清远处的物体,形成近视眼的原因之一是晶状体太厚,折光能力太强,若在眼睛前放一个合适的 透镜就可以将远处物体的像成在视网膜上。
(5)为了防止患上近视眼,你的建议是 (写出一条即可)。
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!
学科网(北京)股份有限公司1
学科网(北京)股份有限公司
$
专题01 声学、光学
中
目 录
第一部分 风向速递 洞察考向,感知前沿
新情境 新载体 跨学科 新考向
第二部分 分层突破 固本培优,精准提分
一阶·考点靶向练
考点01 声音的产生与传播
考点02 声音的特性
考点03 声的利用
考点04 噪声和控制
考点05 光的直线传播、光的反射及光的折射的辨析
考点06 光现象实验
考点07 凸透镜成像规律
考点08 透镜的应用
二阶·素养进阶练
第三部分 真题验证 对标中考,感悟考法
风●向●速●递
【新情境】1.(2025·湖南长沙·二模)探测队驾驶船只利用声呐测绘某江域水底的形状,在经过该江域水平面等间距的A、B、C三个位置时,向正下方水底定向发射超声波,仪器记录从发出声音到接收到回声的时间t如表所示。由此推测A、B、C三个位置下方水底的大致形状是( )
采样位置
A
B
C
时间
0.30
0.16
0.30
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由s=vt可知,速度一定时,时间越长通过的路程越远,探测队驾驶船只经过该江域水平面的A、B、C三个位置时,向水底定向发射超声波,仪器记录从发出声音到接收到回声的时间分别是0.30s、0.16s、0.30s,所以A、C两个位置水底到江面的距离相等,且较大;B位置水底到江面的距离较小,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【新载体】2.(2025·山东聊城·模拟预测)如图所示是一段直的“音乐公路”,路面上分布着很多的横向凹槽。汽车匀速经过时就会奏出一段悦耳的乐曲。下列分析正确的是( )
A.乐曲是由地面的振动产生的 B.凹槽间距不同,乐曲音调不同
C.分辨乐曲声和鸣笛声,是因为它们的响度不一样 D.公路旁栽植花草树木,是在声源处减弱噪声
【答案】B
【详解】A.由题可知,乐曲是由于车轮与路面凹槽的相互作用产生的。当车轮经过凹槽时,车轮(或车身)会发生振动产生声音。而地面本身并不是主要的声源,故A错误;
B.音调由声音的频率决定。在汽车匀速行驶的情况下,凹槽间距不同会导致车轮与凹槽接触的频率不同。凹槽间距越小,车轮在单位时间内经过的凹槽数量越多,振动频率越高,音调也越高。反之,凹槽间距越大,音调越低,故B正确;
C.响度是声音的强弱,而我们能够分辨不同声音(如乐曲声和鸣笛声)的主要依据是音色。音色由发声体的材料、结构等决定,不同发声体的音色不同,故C错误;
D.公路旁栽植花草树木,是通过在声音传播过程中吸收和反射部分声波,从而达到减弱噪声的目的。这属于在传播过程中减弱噪声,而不是在声源处,故D错误。
故选 B。
【跨学科】3.(2025·湖北黄冈·一模)古诗词不仅意境优美,还蕴含丰富的物理知识,如“群峰倒影山浮水,无山无水不入神”描绘了光学现象。下面诗句中,与“群峰倒影山浮水”原理不同的是( )
A.掬水月在手,弄花香满衣 B.举杯邀明月,对影成三人
C.床前明月光,疑是地上霜 D.野旷天低树,江清月近人
【答案】C
【详解】“群峰倒影山浮水”, 群峰的倒影是由于光在水面发生反射,形成山的虚像。
A.“掬水月在手,弄花香满衣”,掬水月在手,是由于月亮反射的光在水面发生反射,形成月亮的虚像,故A不符合题意;
B.“举杯邀明月,对影成三人”,明月和诗人以及诗人的影子恰恰合成三人,诗人在酒中的倒影是由于光在水面发生反射,形成诗人的虚像,故B不符合题意;
C.“床前明月光,疑是地上”,月光在均匀、透明的介质中传播,是光的直线传播现象,故C符合题意;
D.“野旷天低树,江清月近人”,明月倒映在水中更与人相近,月亮反射的光在水面发生反射,形成月亮的虚像,故D不符合题意。
故选C。
【新考向】4.(2025·江苏常州·二模)“强行透视法”是一种富有创意的拍摄技巧,摄影者通过调整拍摄角度,让两个离照相机远近不同物体的像,呈现在同一张照片中,达到一种艺术效果。下图为利用该技巧拍摄的照片,下列说法正确的是( )
A.拍摄该照片时,飞机比手离照相机镜头更远一些
B.手和飞机通过镜头分别成放大和缩小的像
C.照相机镜头可能对光有发散作用
D.若使手像变大一些,可将镜头离手更远一些
【答案】A
【详解】A.由图可知,飞机所成的像较小,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小,可知,拍摄该照片时照相机镜头离飞机更远一些,故A正确;
B.照相机成像利用的是凸透镜成像中,物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像,即均成缩小的像,故B错误;
C.照相机镜头使用的是凸透镜,对光线具有会聚作用,故C错误;
D.若使人手的像变大一些,根据凸透镜成实像时,物近像远像变大可知,应将镜头离人手更近一些,故D错误。
故选A。
分●层●突●破
一阶·考点靶向练
考点01 声音的产生与传播
1.(2025·广东深圳·二模)宋代《梦粱录》中记载了一项中国民间传统游戏——抖空竹。如图,在竹木制成的空竹圆轮外侧开有若干方形哨口,哨口内有大小不同的气腔,转动时会发出嗡嗡声。下列说法中与空竹发声原理相关的描述是( )
A.声音通过空气传入人耳的 B.气腔内的空气振动产生声音
C.空气振动越快,音调越高 D.空气振动幅度越大,响度越大
【答案】B
【详解】声音是由物体的振动产生的,空竹发声原理是:气腔内的空气振动产生的声音,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.(2025·湖南长沙·模拟预测)在综合实践活动课上,小明用长度不一的吸管,一端封闭后粘合在一起,制作了一件名为“排箫”的乐器。他在班级交流会上演奏了这件乐器,赢得了同学们的阵阵掌声。关于这件乐器和演奏过程,下列说法正确的是( )
A.小明演奏时,声音是由吸管内的空气柱振动产生的
B.吸管的长度不同,长度越短,发出的音调越低
C.排箫的声音能够传递信息,但不能传递能量
D.排箫的振动幅度越大,发出的声音速度越快
【答案】A
【详解】A.管乐器是靠空气柱振动发声的,所以小明演奏时发出的声音是空气柱振动产生的,故A正确;
B.管乐器由管内空气柱振动发声,吸管越短的,管内空气柱振动频率高,发出声音的音调越高,故B错误;
C.声音可以传递信息和能量,所以排箫的声音能传递信息,也能传递能量,故C错误;
D.根据响度和振幅的关系可知,排箫的振动幅度越大,发出的响度会更大,而声速在空气中传播的速度不变,故D错误。
故选A。
考点02 声音的特性
3.(2025·陕西·模拟预测)如图所示的是我国古代的乐器云锣,传统云锣多由十面小锣组成,小锣大小相同,厚薄有别。云锣音色清澈、圆润、悦耳、余音持久,但音量不大。下面关于云锣的说法不正确的是( )
A.云锣发出的声音是由锣面振动产生的 B.听到的云锣发出的声音是通过空气传播的
C.云锣发出的声音的音量小是指其响度小 D.轻敲云锣时云锣发出声音的音调更低
【答案】D
【详解】A.敲击云锣时,云锣振动从而发出声音,故云锣发出的声音是由锣面振动产生的,故A正确,不符合题意;
B.声音可以在固体、液体、气体中传播,我们听到的云锣发出的声音是通过空气向外传播的,故B正确,不符合题意;
C.音量就是响度,我们听到云锣发出的声音的音量小,就是指云锣声音的响度小,故C正确,不符合题意;
D.响度的大小与振动幅度有关,音调的高低与振动频率有关。当轻敲云锣时,云锣的振幅较小,故云锣发出声音的响度更低,故D错误,符合题意。
故选D。
4.(2025·四川广安·三模)如图所示,中国汽车制造商正将的(人工智能)功能引入旗下车型,的功能主要体现在车载语音助手的智能化水平上。汽车领域广泛利用语音助手实现“人与车”全场景自然交互,下列说法正确的是( )
A.语音助手发出的声音不是振动产生的
B.减小声音音量实质是降低音调
C.人们能分辨出车载音乐中不同乐器的声音,依据是声音的音色
D.语音助手能根据用户语音指令完成指定操作,说明声音可以传递能量
【答案】C
【详解】A.声音是物体的振动产生的,语音助手发出的声音是振动产生的,故A错误;
B.响度指声音的大小,减小声音音量实质是降低响度,故B错误;
C.音色指声音的品质,不同乐器的声音音色不同,人们能分辨出车载音乐中不同乐器的声音,依据是声音的音色,故C正确;
D.根据用户语音指令完成指定操作,说明声音可以传递信息,故D错误。
故选C。
考点03 声的利用
5.(2025·广东深圳·模拟预测)明朝文震亨所著《长物志》记载:“以河南郑州所造古郭公砖,上有方胜及象眼花者,以作琴台,取其中空发响。”使用内部中空的古郭公砖,可以使琴声更响亮。如图所示,下列说法正确的是( )
A.演奏时停止拨动琴弦,声音会存续一段时间,说明声音的产生不需要振动
B.琴台主要改变了古琴的音调
C.琴台利用了声音的反射,反射后的琴音和原声叠加,效果更好
D.“江上调玉琴,一弦一清心”,说明声音可以传递能量
【答案】C
【详解】A.演奏时停止拨动琴弦,但琴弦仍在振动,因此声音会存续一段时间,故A错误;
B.使用内部中空的古郭公砖,可以使琴声更响亮,因此琴台主要改变了古琴的响度,故B错误;
C.琴台利用了声音的反射,反射后的琴音和原声叠加,增大了声音的响度,效果更好,故C正确;
D.“江上调玉琴,一弦一清心”,说明声音可以传递信息,故D错误。
故选C。
6.(2025·全国·一模)如图是我国古代用来记录车辆行驶距离的马车——记里鼓车。车上为二层,皆有木人;行一里,下层击鼓;行十里,上层击镯(古代的铃铛)。下列有关说法中,错误的是( )
A.记里鼓车是中国古代用于记录道路里程的车
B.鼓声和镯声是发声体振动产生的
C.听声判断车辆行驶距离是利用声音的特性不同
D.记里鼓车的原理是利用声能传递能量
【答案】D
【详解】A.记里鼓车通过击鼓和击镯来记录里程,是中国古代用于记录道路里程的车,故A正确,不符合题意;
B.声音是有物体振动产生的,鼓声和镯声是发声体振动产生的,故B正确,不符合题意;
C.音色是取决于物体本身的一种特性,可以用于区分发声体,所以辨别鼓声和镯声是根据音色不同,故C正确,不符合题意;
D.记里鼓车的原理是利用声能传递信息,故D错误,符合题意。
故选D。
7.(2025·黑龙江齐齐哈尔·模拟预测)现代社会,宠物爱好者越来越多,但宠物伤人事故也时有发生。如图所示是一款超声驱狗器。实验结果显示:对着狗按开关,狗好像听到巨大的噪声而躲开,而旁边的人什么也没听见。关于“人什么也没听见”的分析正确的是( )
A.超声驱狗器发出的声响度小
B.超声驱狗器发出的声波传播速度小
C.超声驱狗器发出声波的频率不在人耳能够感受的频率范围内
D.超声驱狗器发出的声不是振动产生的
【答案】C
【详解】A.狗好像听到巨大的噪声而躲开,说明声音很大,说明声音的响度大,故A错误。
B.声波传播的速度与介质有关,超声波和能听到的声波在空气中传播速度相同,都是约,故B错误。
C.高于20000Hz是超声波,人能听到的声波频率是20Hz到20000Hz,狗能听到的声音频率是15Hz到50000Hz,人不能听到超声波,狗可以听到超声波,故C正确。
D.一切正在发声的物体都在振动,超声也属于声,声都是由物体振动产生的,故D错误。
故选C。
考点04 噪声的危害和控制
8.(2025·湖南怀化·二模)噪声会严重影响人们的工作和生活,下列措施中在声源处减弱噪声的是( )
A.起飞引导员佩戴耳罩 B.摩托车上安装消声器
C.安装噪声监测设备 D.道路两旁设隔音墙
【答案】B
【详解】A.起飞引导员佩戴耳罩,是在人耳处控制噪声,故A不符合题意;
B.摩托车上安装消声器,是在声源处减弱噪声,故B符合题意;
C.安装噪声监测设备,能监测噪声的强度,但不能减弱噪声,故C不符合题意;
D.道路两旁设隔音墙,是在传播途中控制噪声,故D不符合题意。
故选B。
9.(2025·湖南怀化·模拟预测)小明想自制一个隔音房间模型来减少外界噪声的干扰。根据初中声现象的知识,以下做法中是通过“阻断噪声传播”来实现隔音的是( )
A.在房间内播放轻音乐掩盖外界噪声 B.在房间墙壁上安装隔音棉和密封门窗缝隙
C.佩戴耳塞以减少听到的噪声 D.提醒周围人降低说话音量
【答案】B
【详解】A.在房间内播放轻音乐掩盖外界噪声,是通过增加背景声音降低噪声感知,属于在人耳处减弱噪声,是心理声学效应,并非阻断传播,故A不符合题意;
B.在房间墙壁上安装隔音棉和密封门窗缝隙,利用隔音材料吸收声波并阻断声音传播路径,属于在传播过程中减弱噪声,故B符合题意;
C.佩戴耳塞以减少听到的噪声,是通过物理屏障直接减弱声音进入人耳,属于在人耳处减弱噪声,故C不符合题意;
D.提醒周围人降低说话音量,是通过降低声源强度,属于在声源处减弱噪声,故D不符合题意。
故选B。
考点05 光的直线传播、光的反射及光的折射的辨析
10.(2025·河北唐山·二模)沈括在《梦溪笔谈》中描述到:如果在纸窗中间开一个小孔,使外面飞鸢的影子呈现在室内纸屏上,会观察到“鸢东则影西,鸢西则影东”的现象(如图所示)。这是光的( )
A.直线传播现象 B.折射现象 C.反射现象 D.色散现象
【答案】A
【详解】光在同种均匀介质中是沿直线传播的;小孔成像、日食、月食等都是由于光的直线传播形成的。如果在纸窗中间开一个小孔,使外面飞鸢的影子呈长现在室内纸屏上,会观察到“鸢东则影西,鸢西则影东”的现象该现象属于小孔成像,是由于光的直线传播形成的,成倒立的实像。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
11.(2025·湖北黄冈·一模)古诗词不仅意境优美,还蕴含丰富的物理知识,如“群峰倒影山浮水,无山无水不入神”描绘了光学现象。下面诗句中,与“群峰倒影山浮水”原理不同的是( )
A.掬水月在手,弄花香满衣 B.举杯邀明月,对影成三人
C.床前明月光,疑是地上霜 D.野旷天低树,江清月近人
【答案】C
【详解】“群峰倒影山浮水”, 群峰的倒影是由于光在水面发生反射,形成山的虚像。
A.“掬水月在手,弄花香满衣”,掬水月在手,是由于月亮反射的光在水面发生反射,形成月亮的虚像,故A不符合题意;
B.“举杯邀明月,对影成三人”,明月和诗人以及诗人的影子恰恰合成三人,诗人在酒中的倒影是由于光在水面发生反射,形成诗人的虚像,故B不符合题意;
C.“床前明月光,疑是地上”,月光在均匀、透明的介质中传播,是光的直线传播现象,故C符合题意;
D.“野旷天低树,江清月近人”,明月倒映在水中更与人相近,月亮反射的光在水面发生反射,形成月亮的虚像,故D不符合题意。
故选C。
12.(2025·河南郑州·一模)中国古代诗词中蕴含着丰富的光学现象,请结合以下诗句判断下列描述不符合实际的是( )
A.“绿树阴浓夏日长,楼台倒影入池塘。”,绿树的影子是由于光的直线传播形成的
B.“潭清疑水浅,荷动知鱼散。”诗人“疑水浅”是因为光从空气斜射入水中时发生了折射现象
C.“黑云压城城欲摧,甲光向日金鳞开。”铠甲“金鳞开”是光的反射形成的
D.“掬水月在手,弄花香满衣。”看到手中的月亮是光的反射形成的
【答案】B
【详解】A.绿树的影子是光的直线传播被物体挡住后形成的暗区,属于光的直线传播,故A不符合题意;
B.疑水浅是因为光从水中斜射入空气时发生折射,导致眼睛看到的水底位置比实际位置高,故B符合题意;
C.铠甲不能自己发光,不是光源,铠甲“金鳞开”是光线照射到铠甲表面发生反射形成的,故C不符合题意;
D.“掬水月在手”是水面反射月光,形成的虚像被“捧在手中”,属于平面镜成像,是光的反射现象,故D不符合题意。
故选B。
考点06 光现象实验
13.(2025·陕西西安·模拟预测)小华选用两支激光笔、平面镜、可以显示光路的玻璃砖、量角器等器材组成如图-1所示的实验装置。用激光笔1发出的光束垂直照射在平面镜O点上作为法线NO,用激光笔2发出的光束斜射到点上作为入射光线,把观察到的反射光束作为反射光线,如图-2所示。
(1)多次改变入射光束,从而改变入射光线和法线构成的平面,如图-2每次都应从侧面 (选填“①”或“②”)号位观察,若反射光线总是能同时挡住 ,则说明三条线在同一平面内。
(2)改变入射光线多次实验,数据记录于表中。
实验序号
入射角
反射角
①
②
③
①分析表中数据得出结论: 。
②光热电站利用追日镜将太阳光反射到吸热塔用于发电。图-3为上午某时刻的光路图,根据上述实验结论推断,随着太阳的运动,追日镜应沿 时针方向旋转,使反射光线射向吸热塔。
【答案】(1) ② 法线和入射光线 (2) 光反射时,反射角等于入射角 逆
【详解】(1)[1][2]多次改变入射光束,从而改变入射光线和法线构成的平面,每次都应从侧面②号位观察到反射光线挡住入射光线和法线,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(2)[1]观察表格中的数据,入射角分别为30°、45°、60°,对应的反射角分别为30°、45°、60°,可以发现反射角始终等于入射角。 所以分析表中数据得出结论:反射角等于入射角。
[2]随着太阳西斜,则入射角减小,平面镜与水平面之间的夹角变大,即平面镜应向逆时针方向适当转动才能继续照射接收器。
14.(2025·山东聊城·三模)学校安装了一面仪容镜,小红和小明在照镜子时,对“人离镜子越远,像是否越小”的说法产生了分歧,于是做了以下探究实验,如图甲所示:
(1)实验中选用 代替平面镜做实验。将两支完全相同的蜡烛 a和b分别放到“镜”的前后,点燃蜡烛 选填“a”、“b”或“a和b”,并移动蜡烛b,直至与a的像重合,记录下a与b的位置。如果在b位置放置一个光屏, 选填“能”或“不能”承接到像。
(2)为了解决分歧,需要多次实验得到普遍规律,每次实验应改变蜡烛a的位置相对于“镜” 选填“左右”或“前后”移动。
(3)两位同学通过实验得到平面镜成像时像和物的大小关系。同时,他们将每次实验中像和物的位置进行了研究,通过分析可知像与物到平面镜的距离 ,它们的连线与镜面 。
(4)得到实验结论后,两位同学利用两块镜子和一支蜡烛给同学们变了一个魔术,如图乙所示。之所以一支蜡烛能在平面镜中出现多个以假乱真的“蜡烛”,除了光的多次反射,还因为平面镜成像具有 的成像特点。
【答案】(1) 玻璃板 a 不能 (2) 前后 (3) 相等 垂直 (4) 对称
【详解】(1)[1]探究平面镜成像特点的实验中,选用玻璃板代替平面镜,是因为玻璃板既能反射光成像,又能透光,便于确定像的位置。
[2]实验中点燃蜡烛a,通过观察蜡烛a在玻璃板后的像,移动蜡烛b直至与a的像重合。
[3]由于平面镜成的像是虚像,虚像不能呈现在光屏上,所以在b位置放置一个光屏,不能承接到像。
(2)要探究“人离镜子越远,像是否越小”,需要改变人即蜡烛到镜子玻璃板的距离,也就是让蜡烛a相对于“镜”前后移动,多次实验得到普遍规律。
(3)平面镜成像时,像与物到平面镜的距离相等,像与物的连线与镜面垂直。这是平面镜成像的重要特点,通过多次实验对像和物的位置进行研究可以得出此结论。
(4)在图乙的魔术中,一支蜡烛能在平面镜中出现多个以假乱真的“蜡烛”,一方面是因为光在两块镜子之间多次反射,另一方面是因为平面镜成像具有对称的特点,使得反射所成的像看起来像是多个真实的蜡烛。
考点07 凸透镜成像规律
15.(2025·吉林·模拟预测)下图是杭州第19届亚运会吉祥物之一琮琮的海报,若用焦距为8cm的凸透镜观察海报的细节,则透镜到海报的距离可以( )
A.大于8cm小于16cm B.等于16cm C.小于8cm D.大于16cm
【答案】C
【详解】若用焦距为8cm的凸透镜观察海报的细节,需放大要观察的细节部位,因此凸透镜作为放大镜使用更符合要求,故此时透镜到海报的距离,也就是物距应处在一倍焦距以内,即小于8cm,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
16.(2025·广东广州·模拟预测)如图所示,烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度,该凸透镜的焦距为,凸透镜的位置保持不变。假设光具座足够长,以下说法正确的是( )
A.当蜡烛放在图中A区域时,光屏应放在图中D区域才可能呈现清晰的像
B.蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时,所成的像会逐渐变大
C.若无论怎么移动光屏,在光屏上都找不到像,则蜡烛可能放在图中B区域
D.若光屏上要得到,一个放大的像,则蜡烛应该放在图中B区域
【答案】D
【详解】A.蜡烛放在图中A区域,即蜡烛在该透镜的两倍焦距以外,此时成倒立、缩小的实像,像在透镜另一侧的一倍焦距和两倍焦距之间,即图中的E区域,故A错误;
B.凸透镜成实像的动态变化规律:物远像近像变小,则蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时,所成的实像会逐渐变小,故B错误;
C.蜡烛放在图中B区域,即该透镜的一倍焦距和二倍焦距之间,此时成倒立、放大的实像,故C错误;
D.蜡烛放在图中B区域,即该透镜的一倍焦距和二倍焦距之间,此时成倒立、放大的实像,像的位置在透镜另一侧的两倍焦距以外,即如果蜡烛放在图中B区域,则在图中的F区域的光屏上能找到一个放大的像,故D正确。
故选D。
17.(2025·江西新余·二模)【实验名称】探究凸透镜成像的规律
【问题】小明同学想通过实验探究凸透镜成像的规律及视力的矫正原理等问题。
【实验步骤】
(1)如图甲所示,凸透镜位置固定,将发光的小灯泡放在40.0cm刻度线位置时,移动光屏发现光屏上始终能呈现一个面积大小不变的光斑,则该凸透镜的焦距为 cm;
(2)如图乙所示,小明在组装器材时,将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上,这样做的目的是 ;
【证据】
(1)实验过程中,凸透镜始终固定在光具座50.0cm刻度线处,使蜡烛在0~50.0cm刻度范围内移动,记录每次实验的物距、像距、像的特点;当蜡烛距离凸透镜15.0cm时,移动光屏,可在光屏上观察到图丙中的 (选填“①”“②”“③”或“④”);
(2)保持图乙中蜡烛和光屏不动,只移动凸透镜到 cm刻度线处,光屏上可以再次呈现清晰的 (选填“放大”“缩小”或“等大”)像,利用该原理可以制成 ;
【解释】①当时成倒立、缩小的实像;②当时成倒立、等大的实像;③当时成倒立、放大的实像;④当时成正立、放大的虚像;
【交流】小明又借来同学的眼镜并将其靠近凸透镜左侧(如图丁),发现光屏上的像变模糊了,向左移动光屏又出现清晰的像,则该同学戴的是 (选填“近视”或“远视”)眼镜。
【答案】 10.0 使像成在光屏的中央 ③ 65.0 缩小 照相机 远视
【详解】[1]根据焦点和焦距的定义可知,当小灯泡距离透镜距离为
此时在右侧无论怎样移动光屏,发现光屏上始终是一个大小不变的圆形光斑,说明小灯泡位于凸透镜的焦点上,则该透镜的焦距为10.0cm。
[2]如图乙所示,小明在组装器材时,为了使像成在光屏的中央,需调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上,这样便能使像成在光屏中央。
[3]当蜡烛距离凸透镜15.0cm时,物距在一倍到两倍焦距之间,即,根据凸透镜成像的规律可知,此时成倒立放大的实像,像距在两倍焦距之外。可在光屏上观察到图丙中的③。
[4][5][6]如图乙,当蜡烛距离凸透镜15.0cm时,像距为30.0cm。保持图乙中蜡烛和光屏不动,根据光路可逆,当物距为30.0cm时,像距为15.0cm,因此移动凸透镜到65.0cm,光屏上可以再次呈现清晰的像,此时物距在两倍焦距之外,根据凸透镜成像的规律可知,此时成倒立缩小的实像。而照相机正是利用物距大于两倍焦距成倒立缩小的实像制成,故利用该原理可以制成照相机。
[7]小明又借来同学的眼镜并将其靠近凸透镜左侧(如图丁),发现光屏上的像变模糊了,向左移动光屏又出现清晰的像,说明像成在了光屏的前方,所加的眼镜对光线有会聚作用,因此该同学戴的是凸透镜,即远视眼镜。
考点08 透镜的应用
18.(2025·陕西西安·模拟预测)AI跳绳是一种基于人工智能技术的训练系统,通过手机摄像头对用户的跳绳次数、速度、节奏等数据进行记录。如图是小秦跳绳时的手机界面。下列说法正确的是( )
A.手机摄像头的光学核心元件是凹透镜
B.小秦通过手机摄像头所成的像是正立的虚像
C.小秦到摄像头的距离应在摄像头二倍焦距之外
D.要想摄像头采集的像大一些,小秦应适当远离摄像头
【答案】C
【详解】A.手机摄像头的光学核心元件是凸透镜,对光线具有会聚作用,故A错误;
BC.摄像头成像原理与照相机相同,成的像为倒立、缩小的实像,根据凸透镜成像规律,此时小秦到摄像头的距离应在摄像头的二倍焦距以外,故B错误,C正确;
D.根据凸透镜成像规律,当小秦靠近摄像头时,物距变小,像距变大,摄像头所采集的像会变大,故D错误。
故选C。
19.(2025·山东聊城·模拟预测)赵静同学探究“凸透镜成像规律”实验时,在光屏上得到烛焰清晰的放大的像,如图所示。接下来她应该如何操作可以使光屏上出现清晰且缩小的实像( )
A.保持凸透镜位置不变,将蜡烛与光屏位置互换
B.保持蜡烛、凸透镜位置不变,将光屏远离凸透镜
C.保持蜡烛、光屏位置不变,将凸透镜靠近蜡烛
D.保持凸透镜位置不变,将蜡烛移到凸透镜1倍焦距内
【答案】A
【详解】由题可知,此时在光屏上得到烛焰清晰的放大的像,根据凸透镜成像规律,此时的物距大于一倍焦距小于二倍焦距,像距大于二倍焦距。
A.保持凸透镜位置不变,将蜡烛与光屏位置互换,此时的物距大于二倍焦距,像距大于一倍焦距小于二倍焦距,根据光路可逆性可知在光屏上成倒立缩小的实像,故A符合题意;
B.保持蜡烛、凸透镜位置不变,将光屏远离凸透镜,还是会在原位置成倒立放大的实像,由于光屏远离像的位置,则光屏没有清晰的像,故B不符合题意;
C.保持蜡烛、光屏位置不变,将凸透镜靠近蜡烛,物距变小,像距变大,像变大,则光屏上没有清晰的像,故C不符合题意;
D.保持凸透镜位置不变,将蜡烛移到凸透镜1倍焦距内,此时成正立放大的虚像,虚像不能呈现在光屏上,故D不符合题意。
故选A。
二阶·素养进阶练
1.(2025·北京大兴·二模)如图所示为甘肃敦煌的熔盐塔式光热电站,电站使用了超过1.2万面定日镜,当太阳位置发生变化时,自动控制系统可以调整定日镜的角度,将太阳光准确地反射到吸热塔的顶端,从而达到聚热的效果。如图所示为熔盐塔式光热电站工作的示意图,某时刻有两束太阳光L1、L2(可视为平行光)分别射到两个平面镜P1、P2上,经平面反射后两束反射光会聚在塔顶端的M点,下列说法正确的是( )
A.L1和L2的入射角相等 B.L1和L2的反射角相等
C.L1的入射角比L2的大 D.L2的反射角比L1的大
【答案】C
【详解】从图可知,入射光线L1与其对应的反射光线组成的夹角比入射光线L2与其对应的反射光线组成的夹角大, 即L1的入射角与L1的反射角之和比L2的入射角与L2的反射角之和大,因为反射现象中反射角等于入射角,所以L1的入射角等于L1的反射角,L2的入射角等于L2的反射角,L1的入射角大于L2的入射角,L1的反射角大于L2的反射角,故ABD错误,C正确。
故选C。
2.(2025·河南南阳·二模)如图所示,只需要在手机镜头下面放置一个平面镜,就可以达到“人在镜中走,云在脚下飘”的拍摄效果,给人虚实交融的视觉震撼,下列说法正确的是( )
A.平面镜所成的像是倒立的 B.手机的镜头是凹透镜
C.手机拍照和平面镜成像原理都是光的折射 D.拍照时人与镜头的距离在透镜的二倍焦距之外
【答案】D
【详解】A.由平面镜成像的特点可知物体在镜中成的是正立、等大的虚像,故A错误;
BD.手机镜头相当于一个凸透镜,根据成像规律可知,人与镜头的距离在透镜的二倍焦距之外,故B错误,D正确;
C.手机镜头的原理是光的折射,平面镜的原理是光的反射,故C错误。
故选D。
3.(2025·安徽六安·三模)在跨学科实践中,小明和同学们利用两个透镜自制了一个望远镜,如图为这个望远镜成像的光路,为物镜,为目镜,远处物体射来的光接近平行光。下列说法正确的是( )
A.为凹透镜 B.为凹透镜 C.点在两倍焦距点处 D.点在左焦点的右侧
【答案】D
【详解】A.远处物体射来的光接近平行光,经过物镜折射后,光线会聚于A点,说明物镜对光线起到会聚作用是凸透镜,故A错误;
B.目镜将从A点发出的光线折射后,光线向主光轴靠近,人眼逆着出射光线能看到一个放大的虚像,起放大镜的作用,所以是凸透镜,不是凹透镜,故B错误;
C.远处物体射来的光可视为平行光,平行光经过凸透镜折射后会聚在焦点上,所以A点是的焦点,不是在两倍焦距点处,故C错误;
D.作为目镜,起放大镜的作用,要成一个正立、放大的虚像,则物镜成的实像A点必须位于目镜的一倍焦距之内,即A点在左焦点的右侧,故D正确。
故选D。
4.(2025·吉林白城·模拟预测)小磊同学找来一个薄壁圆柱形的玻璃杯,并将画有箭头的白纸靠在玻璃杯的一侧,透过玻璃杯可以看到纸上的箭头如图所示。向杯中加水,使得水面高过箭头位置,透过玻璃杯观察纸上的“箭头”。将白纸逐渐远离杯子的过程中,不可能观察到的现象是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】A.移动到2倍焦距以外,成倒立、缩小的实像,左右变短,方向改变,对应A图,故A不符合题意;
B.移动到1倍焦距到2倍焦距之间,成倒立、放大的实像,左右方向改变,左右变长,对应B图,故B不符合题意;
C.当位于1倍焦距以内时,成正立、放大的虚像,箭头方向不变,左右变长,对应C图,故C不符合题意;
D.由于圆柱形玻璃杯上下粗细相同,所以箭头在竖直方向上大小不变,故D不可能观察到,故D符合题意。
故选D。
5.(2025·江苏常州·一模)如图,平面镜MN垂直于凸透镜的主轴CC′,点光源S位于主轴上,光线SA经平面镜反射和透镜折射后与主轴平行。已知S到透镜和平面镜的距离分别是12cm、4cm,则此透镜的焦距是( )
A.24cm B.20cm C.16cm D.8cm
【答案】B
【详解】与主光轴平行的平行光,经凸透镜折射后会聚在焦点上,同时,从经过焦点的光线经凸透镜折射后平行与主光轴;如图,平面镜MN垂直于凸透镜的主轴CC′,点光源S位于主轴上,光线SA经平面镜反射和透镜折射后与主轴平行,则反射光线的反向延长线经过凸透镜的焦点,而反射光线的反射延长线也经过发光点在平面镜的像点。已知S到透镜和平面镜的距离分别是12cm、4cm,此时,像点距平面镜的距离为4cm,则此透镜的焦距是f=12cm+4cm+4cm=20cm。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
6.(2025·贵州遵义·二模)(多选题)如图是某同学“探究凸透镜成像规律”的实验情景,在挑选透镜时,他将M、N两个透镜分别正对太阳光,出现了如图甲所示的光斑,图乙为某次实验时的情景,烛焰在光屏上成清晰的像,下列说法正确的是( )
A.应选透镜N完成实验探究
B.利用图乙这一成像规律可制成投影仪
C.将图乙中蜡烛远离透镜时,光屏需向左移动才能再次接收到清晰的像
D.在图乙中蜡烛与透镜间放一近视镜片,要使光屏上的像变清晰,可将蜡烛适当左移
【答案】ACD
【详解】A.凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用。由图甲可知,透镜M对光线有发散作用,是凹透镜;透镜N对光线有会聚作用,是凸透镜,所以应选透镜N完成实验探究,故A正确;
B.由图乙可知,物距大于像距,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、缩小的实像,而投影仪是根据凸透镜成倒立、放大实像的原理制成的,故B错误;
C.根据“物远像近像变小”的规律,将图乙中蜡烛远离透镜时,物距增大,像距应减小,所以光屏需向左移动才能再次接收到清晰的像,故C正确;
D.近视眼镜是凹透镜,对光线有发散作用。在图乙中蜡烛与透镜间放一近视镜片,光线会延迟会聚,像会成在光屏后方。若要使光屏上的像变清晰,可将蜡烛适当左移,故D正确。
故选ACD。
7.(2025·山东潍坊·二模)(多选题)某同学用如图所示的装置研究眼睛的成像,此时烛焰在光屏上成清晰的像,用此模拟正常眼睛的成像。下列分析正确的是( )
A.向水透镜注水,模拟的是远视眼 B.从水透镜抽水,模拟的是远视眼
C.向水透镜注水,烛焰清晰的像将向右移动 D.从水透镜抽水,烛焰清晰的像将向右移动
【答案】BD
【详解】AC.由图示知,向水透镜注水时,透镜变厚,折光能力变强,同一位置处的光线经凸透镜后提前会聚,像成在光屏前,所以烛焰清晰的像将向左移动,此时的光屏相当于视网膜,水透镜相当于晶状体,则像成在视网膜前,模拟的是近视眼,故AC错误;
BD.从水透镜抽水,透镜变薄,折光能力变弱,同一位置处的光线经凸透镜后延迟会聚,像成在光屏后,烛焰清晰的像将向右移动,模拟的是远视眼,故BD正确。
故选BD。
8.(2025·安徽阜阳·二模)图甲为一超声波测量仪器,图乙是其使用说明书,其中s1=20cm,液晶显示屏上显示2.00。声速为340 m/s,则s2= cm。
【答案】88
【详解】声音从铜铃传到A的时间为,声音从铜铃传到B的时间为; 由题意知t2-t1=2.00×10-3s,带入数据得
解得s2=0.88m=88cm
9.(2025·广东汕头·一模)小明自制了一个如图甲所示的简易投影仪,在可调范围内推拉纸盒,可以在白墙上看到如图乙所示放大的 像(选填“虚”或“实”),此时必须将手机以甲图中的 (选填“A”或“B”)方向放置,且手机到凸透镜的距离可能是 cm(选填“25”、“8”或“15”)。
【答案】 实 A 15
【详解】[1]实像可以用光屏承接,因此白墙上的画面是实像;
[2]由图乙可知,白墙上像是倒立、放大的实像,此时必须将手机以甲图中的A方向放置;
[3]根据物距大于一倍焦距且小于两倍焦距,成倒立、放大的实像。凸透镜焦距为10cm,此时手机到凸透镜的距离大于10cm小于20cm,则手机到凸透镜的距离可能是15cm。
10.(2025·山东聊城·模拟预测)如图所示,一束白光通过三棱镜获得色散光带,将温度传感器与计算机连接,把温度传感器探头放在红光外侧。该现象表明白光是 (选填“单”或“复”)色光,三棱镜对 光的偏折程度最大,计算机屏幕上显示的探头处的温度 (选填“上升”或“下降”)。
【答案】 复 紫 上升
【详解】[1]白光是由多种色光混合而成的,属于复色光,通过三棱镜会发生色散现象分解出不同色光。
[2]在可见光中,三棱镜对紫光的偏折程度最大,对红光的偏折程度最小。
[3]红光外侧是红外线,红外线具有热效应,会使温度传感器探头处的温度上升。
11.(2025·河南驻马店·三模)如图所示是小华家阁楼的示意图,其中MN是带平面镜的竖直墙壁,S为阁楼上的一个吊灯,挡板不透光,请通过作图的方法找出地板上被吊灯照亮的范围。(保留作图痕迹)
【答案】
【详解】先作点S在平面镜中的像S',连接S点与挡板的左侧端点并延长交平面镜于点B,连接S'B并延长,作出SB的反射光线BP,连接S'与挡板左侧端点交平面镜于点A,作出入射光线SA和反射光线AQ。地板上能被照亮的范围为图中的PQ 区域,如图所示:
12.(2025·湖北·一模)如图所示,图中为烛焰S的像,请通过光路作图在正确的位置画出透镜、标出一个焦点F的位置。
【答案】
【详解】因为通过凸透镜光心的光线方向不变,所以连接物像的点S、S′,与主光轴交于O点,则O点为凸透镜的光心,过O点垂直主光轴作出凸透镜,根据焦点的定义,由点S发出的平行光线,会聚到S′点上,此时这条光线与主光轴的交点F便是焦点,如下图所示:
13.(2025·四川南充·模拟预测)在某次探究凸透镜成像规律的实验中:
(1)夏天太阳直射时,小明将透镜正对阳光放置,在透镜下面放上白纸(白纸与透镜平行,如图甲),测出透镜与白纸间距s与对应的白纸被烤焦的时间t,绘出图乙所示的图像,可判断该透镜的焦距f为 cm;
(2)如图丙所示,小明把透镜固定在50cm刻度线位置,蜡烛固定在15cm刻度线位置。先将蜡烛的火焰、透镜、光屏三者的中心调整到 处,然后光屏应在 (选填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)区域内左右移动,才能得到清晰的实像;如果火焰的形状如图丁所示,则光屏上所成像是 (选填“A”、“B”、“C”或“D”);拿走光屏,小明站在透镜右侧 (选填“能”或“不能”)直接看到火焰的像;
(3)若蜡烛的火焰高4cm,像高2cm,则此时仅将光屏和蜡烛的位置对调,则光屏上会呈现一个 cm高的像。
【答案】(1)15 (2) 同一高度 Ⅱ D 能 (3)8
【详解】(1)由图乙可知,当透镜与白纸间距时,白纸被烤焦的时间所用的时间最短,说明太阳光经过凸透镜会聚后该点的温度最高,这个点就是凸透镜的焦点,则测出透镜与白纸的间距即为焦距。
(2)[1]在实验中,为使像能成在光屏的中央,先将蜡烛的火焰、透镜、光屏三者的中心调整到同一高度处。
[2]凸透镜焦距是15cm,当把凸透镜固定在50cm刻度线位置,蜡烛固定在15cm刻度线位置时,物距大小为
此时的物距大于2倍焦距,所以此时成倒立缩小的实像,像在1倍和2倍焦距之间,则光屏应在Ⅱ区域内左右移动,才能在光屏上得到清晰的实像。
[3]凸透镜成实像时,像与物的上下颠倒、左右相反,故光屏上的所成像是D。
[4]当拿走光屏,人眼相当于一光屏,所以人眼在光屏的位置能直接看到烛焰的实像。
(3)放大率等于像长与物长之比,也等于像距与物距之比;光屏和蜡烛交换一下,物距与像距互换,放大率变为2,所以光屏上会呈现一个8cm高的像。
真●题●验●证
1.(2025·山东威海·中考真题)如图所示,体育场紧邻主干道,当运动员经过带有弧形顶棚的主席台时,听到的外面车辆声音总是比在体育场其他地方听到的车辆声音大。下列说法错误的是( )
A.声波在顶棚处发生了反射
B.运动员能够区分不同车辆的声音,说明声波传递了信息
C.道路旁的树木使声音的能量在传播过程中逐渐减小
D.听到车辆的声音很大说明车辆发声的频率很高
【答案】D
【详解】A.弧形顶棚会导致声波反射,使声音在特定区域(主席台附近)增强,当运动员经过带有弧形顶棚的主席台时,听到的外面车辆声音总是比在体育场其他地方听到的车辆声音大,故A正确,不符合题意;
B.声音可以传递信息,声音可以传递能量,运动员根据不同车辆的音色和响度等进行区分,说明声音可以传递信息,故B正确,不符合题意;
C.道路旁植树可以在传播过程中有效地减弱声音的传播,使声音的能量在传播过程中逐渐减小,故C正确,不符合题意;
D.声音的响度是指声音的大小,听到车辆的声音很大,说明车辆发声的响度很大,故D错误,符合题意。
故选D。
2.(2025·山东德州·中考真题)如图所示是一款骨传导蓝牙耳机,将耳机贴在颞骨附近,既可以听到耳机发出的声音,又可以听到周围环境的声音,提高户外使用时的安全性。以下说法错误的是( )
A.骨传导耳机利用了固体可以传声
B.长期佩戴耳机开大音量听音乐可能有损听力
C.人戴着耳机听音乐能根据声音的音色分辨不同的乐器
D.蓝牙耳机提示配对成功说明声音可以传递能量
【答案】D
【详解】A.骨传导耳机是通过骨骼(固体)来传播声音的,这利用了固体可以传声的特点,故A正确,不符合题意;
B.长期佩戴耳机并将音量开得很大,强烈的声波会对耳部结构造成损伤,可能损害听力,故B正确,不符合题意;
C.不同乐器的材料、结构等不同,发出声音的音色不同,所以人戴着耳机听音乐能根据音色分辨不同乐器,故C正确,不符合题意;
D.蓝牙耳机提示配对成功,这是通过声音传递 “配对成功” 这个信息,而不是传递能量,故D错误,符合题意。
故选D。
3.(2025·山东滨州·中考真题)诗词是中国古代文化宝库中的一颗璀璨明珠,许多诗句中蕴含着丰富的物理知识。“绿树阴浓夏日长,楼台倒影入池塘”中,“楼台倒影”蕴含着的光现象是( )
A.光的直线传播 B.光的反射 C.光的折射 D.光的色散
【答案】B
【详解】平静的水面相当于平面镜,“楼台倒影”是水面成的对称的像,而平面镜成像的原理是光的反射。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4.(2025·山东淄博·中考真题)许多优美的诗词蕴含着丰富的物理知识,对下列诗词中的物理现象解释正确的是( )
A.楼台倒影入池塘——“倒影”是光的折射形成的虚像
B.绿树阴浓夏日长——“阴浓”是光的反射形成的实像
C.桃红又是一年春——“桃红”是因为桃花吸收红色光
D.谁持彩练当空舞——“彩练”是光的色散形成的
【答案】D
【详解】A.“楼台倒影入池塘” 的 “倒影”类似平面镜成像,是光的反射形成的虚像,而非折射,故A错误;
B.“绿树阴浓夏日长” 的 “阴浓” 是光的直线传播形成的影子,不是反射形成的实像,故B错误;
C.不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的,“桃红” 是因为桃花反射红色光,而非吸收,故C错误;
D.“谁持彩练当空舞” 的 “彩练” 指彩虹,是光的色散现象,是太阳光通过水滴折射、反射后分解成多种色光形成的。故D正确。
故选D。
5.(2025·山东济宁·中考真题)如图是与光现象有关的四个实验,下列说法错误的是( )
A.图甲所示现象表明:光在不均匀介质中的传播方向会发生改变
B.图乙中折转纸板NOF,可验证反射光线、入射光线与法线是否在同一平面内
C.图丙是探究光从空气斜射入玻璃时的折射规律的光路
D.图丁中,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ圆形区域分别为红光、绿光和蓝光,则Ⅳ区域为白光
【答案】C
【详解】A.光在同种且均匀介质中沿直线传播,甲图中盐水的密度不均匀,此时光的传播路径发生改变,说明光在不均匀介质中的传播方向会发生改变,故A正确,不符合题意;
B.图乙中折转纸板NOF,此时两部分纸板不在同一平面内,通过观察在两个纸板上能否观察到入射光线、反射光线,可以验证反射光线、入射光线与法线是否在同一平面内,故B正确,不符合题意;
C.光的折射现象中,光在介质中传播速度越快,在介质中的角越大,已知光在空气中传播的速度大于在玻璃中传播的速度,丙图中光线在介质1中斜射入介质2中,且折射角大于入射角,因此介质1中是玻璃,介质2是空气,即光线是从玻璃斜射入空气中,故C错误,符合题意;
D.光的三原色是红、绿、蓝,因此Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ圆形区域分别为红光、绿光和蓝光,当红、绿、蓝三种色光等比混合时,会得到白色光,即Ⅳ区域为白光,故D正确,不符合题意。
故选C。
6.(2025·山东青岛·中考真题)(多选题)6月6日是我国的“爱眼日”。在“爱眼护眼”宣传活动中,同学们搜集到了以下图片。下列说法正确的是( )
A.图甲所示眼球好像一架照相机,晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜
B.图乙所示视力正常的人看远处物体时,物体在视网膜上成正立、缩小的实像
C.图丙所示是近视眼的成像原理,应戴合适的凹透镜进行矫正
D.读写时眼睛与书本的距离应保持在左右,是预防近视眼的措施之一
【答案】ACD
【详解】A.人的眼球像一架照相机,晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜,故A正确;
B.视力正常的人看远处物体时,物体在视网膜上成倒立、缩小的实像,而不是正立的,故B错误;
C.图丙中光线会聚在视网膜前方,是近视眼的成像原理,近视眼应戴合适的凹透镜进行矫正,使光线发散后能会聚在视网膜上,故C正确;
D.正常情况下,人眼的明视距离(看物体最清晰、最不容易疲劳的距离)大约是25cm。读写时眼睛与书本保持约25cm的距离,能使物体在视网膜上成清晰的像,减少眼睛的调节负担,从而有效预防近视眼的发生,故D正确。
故选ACD。
7.(2025·山东潍坊·中考真题)(多选题)某兴趣小组的同学用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律,其中“F”形光源的高度为。调节光源、凸透镜和光屏,使它们的中心高度相同。将光源放在凸透镜左侧适当位置,调整右侧光屏到凸透镜的距离,使光屏上呈现清晰的像,进行多次实验,分别测出物距和像的高度,实验数据如下表。下列说法正确的是( )
实验次数
1
2
3
4
5
6
物距
20.0
22.0
24.0
26.0
28.0
30.0
像高
6.0
4.8
4.0
3.4
3.0
2.7
A.该凸透镜的焦距为 B.第1次实验的成像特点与投影仪相同
C.第3次实验光屏上呈现“”形状的像 D.第4次实验的像距大于第6次实验的像距
【答案】ABD
【详解】A.根据凸透镜成像规律,当物距等于像距时,物体成等大倒立的实像,此时物距和像距都等于2倍焦距。由表格数据可知,第3次实验中物距为24.0cm 时,像高与物高相等(均为4.0cm),说明此时成等大倒立的实像,即物距u=2f=24.0cm
由此可计算出焦距f=12.0cm,故A正确;
B.第1次实验中物距为20.0cm,已知焦距f=12.0cm,此时物距在1倍焦距和2倍焦距之间(f<u<2f),根据凸透镜成像规律,此时成倒立、放大的实像,而投影仪正是利用这一成像特点工作的,故B正确;
C.凸透镜成实像时,所成的像与物体相比是倒立的,这里的倒立包括上下倒立和左右倒立。“F”形光源经过凸透镜成实像后,像的形状应该是上下、左右均倒立的,故C错误;
D.根据凸透镜成像规律,当物体成实像时,物距越大,像距越小。第4次实验的物距为26.0cm,第6次实验的物距为30.0cm,第4次实验的物距小于第6次实验的物距,所以第4次实验的像距大于第6次实验的像距,故D正确。
故选ABD。
8.(2025·山东日照·中考真题)如图甲所示,牙科医生用一个带杆的小圆镜给病人检查。图乙中的C点为牙齿B在镜中成像的位置,请画出医生在A点通过平面镜看到这颗牙齿的光路图。
【答案】
【详解】根据平面镜成像的特点可知,牙齿B通过平面镜成的像(C点)与牙齿B点关于平面镜对称,人通过平面镜看到虚像时,像在反射光线的反向延长线上。故先做C关于平面镜的对称点B,再连接CA交平面镜为O点,即入射点,连接BO即得入射光线,作图如下:
9.(2025·山东潍坊·中考真题)如图所示,凸透镜的主光轴与水面重合,从光源S发出的一条光线经水面反射后射向凸透镜,经凸透镜折射后与主光轴平行。
(1)画出S在水中所成的像S';
(2)将该条光线的光路补充完整;
(3)标出凸透镜左侧的焦点F。
【答案】
【详解】平静的水面是一个平面镜,平面镜所成的像与物体大小相等、到平面镜的距离相等,像与物的连线与平面镜垂直。作图方法是:从S向水面作垂线,然后延长至S',使S'和S到平面镜的距离相等,S'就是S的像。过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行主光轴,连接S'和折射光线的起点,作出折射光线的入射光线,同时也是入射光线的反射光线,该光线与主光轴的交点就是焦点F,同时也是入射点,连接S和F,就是入射光线。如图所示:
11.(2025·山东东营·中考真题)在初中物理项目化复习中,某兴趣小组搜集了我国古代光学的文献记载。结合实验,请完成下列题目。
(1)《墨经》中记载了小孔成像:“景到,在午有端,与景长。说在端。”如图甲所示,在塑料薄膜上看到烛焰倒立的 (填“实像”或“虚像”);若只将圆筒水平向右移动,像的大小将 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)《周髀算经》中记载了光的反射现象:“日兆月,月光乃出,故成明月。”如图乙所示,若将激光笔沿着垂直于镜面的直线NO入射,此时的反射角是 ,高楼大厦采用的玻璃幕墙会造成光污染,是因为发生 (填“镜面反射”或“漫反射”)。
(3)《化书》中记载了照镜子:“是影也与形无异。”如图丙所示,在探究平面镜成像特点时,用玻璃板代替平面镜进行实验,目的是 ,将未点燃的蜡烛在玻璃板后边移动,直到与蜡烛的像重合,说明平面镜所成的像与物体的大小 。
(4)《淮南万毕术》中记载:“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则得火。”如图丁所示,将蜡烛从距离凸透镜4倍焦距的位置,沿主光轴向距离凸透镜2倍焦距的位置移动,蜡烛经凸透镜所成像的大小将 ,像距的大小将 。(两空均填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】(1) 实像 变小 (2) 0° 镜面反射 (3) 便于确定像的位置 相等 (4) 变大 变大
【详解】(1)[1]小孔成像的原理是光的直线传播,所成的像是由实际光线会聚而成的,所以在塑料薄膜上看到烛焰倒立的实像。
[2]若只将圆筒水平向右移动,烛焰到小孔的距离变大,根据小孔成像特点可知,像的大小将变小。
(2)[1]当激光笔沿着垂直于镜面的直线NO入射时,入射光线与法线重合,故入射角为0°,根据光的反射定律:反射角等于入射角可知,反射角是0°。
[2]高楼大厦的玻璃幕墙表面光滑,光照射到上面会发生镜面反射,反射的光集中反射到同一方向,导致在该方向上形成强光,使人感到眩目,对人的视觉和生活环境产生不良影响,从而造成光污染。
(3)[1]在探究平面镜成像特点时,因为玻璃板既能反射光成像,又能透光看到玻璃板后的物体,所以用玻璃板代替平面镜进行实验,便于确定像的位置。
[2]将未点燃的蜡烛在玻璃板后边移动,直到与蜡烛的像重合,说明点燃的蜡烛的像与未点燃的蜡烛大小相等,说明了平面镜所成的像与物体的大小相等。
(4)[1][2]蜡烛从距离凸透镜4倍焦距的位置,沿主光轴向距离凸透镜2倍焦距的位置移动的过程中,物距大于焦距,成的是实像,此过程中物体不断靠近凸透镜,根据凸透镜成实像“物近像远像变大”的特点可知,蜡烛经凸透镜所成像的大小将变大,像距的大小也将变大。
12.(2025·山东滨州·中考真题)小周同学为研究初中生近视原因及矫正问题,开展了以下调查研究。
(1)如图甲所示,眼球中晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜。小周选用两个直径相同但厚度不同的凸透镜,平行光经过它们之后的光线如图乙所示,则凸透镜 (选填“A”或“B”)使光偏折更显著。
(2)选择透镜A进行实验。实验前,应先调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度上,这是为了 。进行实验,如图丙所示,烛焰恰好在光屏上呈现一个清晰的像,这是 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的工作原理。若蜡烛位置不变,将透镜A换成透镜B,若要在光屏上继续看到烛焰清晰的像,则应向 。(选填“左”或“右”)移动光屏。
(3)根据凸透镜对光线的作用,补充图丁光路。
(4)近视眼看不清远处的物体,形成近视眼的原因之一是晶状体太厚,折光能力太强,若在眼睛前放一个合适的 透镜就可以将远处物体的像成在视网膜上。
(5)为了防止患上近视眼,你的建议是 (写出一条即可)。
【答案】(1)B (2) 使像成在光屏中央 照相机 左
(3) (4)凹 (5)见解析
【详解】(1)结合凸透镜的厚薄程度进行比较可知,当凸透镜直径相同时,透镜越厚,对光线的折射能力越强,焦距越短,即凸透镜B使光偏折更显著。
(2)[1]实验前,应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度是为了使像成在光屏中央。
[2]如图丙所示,物距大于像距,故成的像为倒立、缩小的实像,这是照相机的工作原理。
[3]将透镜A换成透镜B,焦距变小,相当于增大物距,物距变大,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏应向靠近透镜的方向移动,即向左移动光屏。
(3)通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴,如图所示:
(4)近视眼是因为晶状体焦距太短,像落在视网膜的前方,为了使光线会聚在原来的会聚点后面的视网膜上,就需要使光线进入人的眼睛前被发散,因此戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正近视眼。
(5)预防近视要做到三要、四不看:读书姿势要正确,眼与书的距离要在33cm左右;看书、看电视或使用电脑一小时后要休息一下,要远眺几分钟;要定期检查视力,认真做眼保健操;不在直射的强光下看书;不在光线暗的地方看书;不躺卧看书;不走路看书。
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!
学科网(北京)股份有限公司1
学科网(北京)股份有限公司
$