专题02 光学(知识·方法·能力清单)(全国通用)2026年中考物理二轮复习讲练测
2026-03-11
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2份
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70页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 学案-知识清单 |
| 知识点 | 光学 |
| 使用场景 | 中考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 27.79 MB |
| 发布时间 | 2026-03-11 |
| 更新时间 | 2026-03-11 |
| 作者 | 物理课代表wang |
| 品牌系列 | 上好课·二轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-03-11 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56770689.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题02 光学
内●容●导●航
第一部分 命题解码 洞察命题意图,明确攻坚方向
►考向聚焦 ►考查形式 ►能力清单/思维瓶颈
第二部分 知识卡片 AI赋能教学,趣绘多彩知识
知识点01 光的直线传播 知识点02 光的反射 知识点03 平面镜成像
知识点04 光的折射、色散 知识点05 凸透镜成像的规律
第三部分 方法建模 构建思维框架,提炼通用解法
►流程建模 ►技法清单/答题模板
模板01 光路作图类 模板02 凸透镜成像动态分析类 模板03 现象辨析类
第四部分 思维引路 示范思考过程,贯通方法应用
►母题精讲 ►思维解析 ►变式应用
题型01 现象辨析类 题型02 光路作图类
题型03 凸透镜成像规律应用类 题型04 光学实验探究类
第五部分 分级实战 分级强化训练,实现能力跃迁
命●题●解●码
考向聚焦
知识点01 光的直线传播
知识点02 光的反射
知识点03 平面镜成像
知识点04 光的折射、色散
知识点05 凸透镜成像的规律
考查形式
以选择、填空题为主要考查形式,光路作图题、实验探究题也经常考查。难度上整体呈现低—中梯度,其中光的直线传播知识点难度最低,光的反射、平面镜成像为低—中难度,光的折射及凸透镜成像规律难度为中等。
能力要求
基础辨识与记忆能力:能准确区分光的直线传播、反射、折射、色散现象;实验探究与分析能力:掌握3个必做实验的核心要点:反射定律探究、平面镜成像探究、凸透镜成像探究。规范作图能力:熟练绘制3类光路图(反射光路、平面镜成像光路、透镜特殊光线)。
知●识●卡●片
方●法●建●模
模板01 光路作图类
流程建模
第一步:判断光路类型
明确是反射/折射/平面镜成像/透镜光路(优先识别关键词:“平面镜”“凸透镜”“从空气射入水”等)
第二步:锁定核心关键点
·反射/折射:找入射点、界面(如镜面、分界面)、法线(垂直界面,虚线)
·平面镜成像:找物体端点(用对称法找虚像端点);
·透镜:找光心、焦点、入射光线特征(平行主光轴/过焦点/过光心)
第三步:按规律画光路
·反射:“两角相等”,光线带箭头(入射→反射);
·折射:“空气角大”,斜射时偏折,垂直入射不偏折;
·平面镜成像:对称点连线垂直镜面,虚像用虚线;
·透镜:平行→过焦点,过焦点→平行,过光心→传播方向不变
第四步:规范标注
标注入射角/反射角、虚像(虚线+“虚线箭头”)、法线(虚线)
小技巧
1.陷阱:折射作图时忽略“垂直入射不偏折”,盲目画偏折光线。
2.平面镜成像作图技巧:先找物体端点的对称点,再用虚线连接虚像端点(避免直接画像导致形状失真)。
答题模板
考向
答题模板
光的反射作图
①过入射点作界面的垂线(法线,虚线),标注垂直符号;
②根据“反射角等于入射角”规律,在法线另一侧画反射光线(带箭头,指向远离界面方向);
③标注入射角∠i 和反射角∠r(两角相等),法线用虚线表示。
光的折射作图
①过入射点作分界面的垂线(法线,虚线),标注垂直符号;
②若光从空气射入(水/玻璃),根据“空气角大”规律,折射光线向法线偏折(带箭头);若垂直入射,折射光线方向不变;
③标注入射角∠i 和折射角∠r,法线/未实际存在的光线用虚线表示。
平面镜成像作图
①过物体端点分别作平面镜的垂线(虚线),量取等距线段确定虚像端点;
②根据“平面镜成像与物体关于镜面对称”特点,用虚线连接虚像端点(虚像用虚线箭头);
③标注对称点间的垂直关系和等距符号,镜面用实线
透镜特殊光线作图
①若入射光线平行于主光轴,根据“凸透镜会聚/凹透镜发散”规律,折射光线(过焦点/反向延长线过焦点);
②若入射光线过光心,折射光线方向不变(带箭头);
③标注焦点F、光心O,虚线表示光线的反向延长线
模板02 凸透镜成像动态分析类
流程建模
第一步:提取关键数据
找到焦距f、初始物距u(或像距v),明确“物距变化方向”(靠近/远离透镜)
第二步:定位物距区间
判断u与f、2f的关系(u<f、f<u<2f、u=2f、u>2f)
第三步:套用核心规律
·动态口诀:“物近像远像变大,物远像近像变小”(实像);“物近像近像变小,物远像远像变大”(虚像);
·静态规律:u>2f→倒立缩小实像(照相机);f<u<2f→倒立放大实像(投影仪);u<f→正立放大虚像(放大镜);u=2f倒立等大实像(测焦距)
第四步:结合应用判断
对应器材的调节(如照相机“调近景→镜头前伸”),或像的大小/虚实/倒正变化
技法清单
考向
技法清单
调节透镜位置
核心原理
移动透镜会同步改变u和v,实像始终遵循“物近像远像变大,物远像近像变小”规律
解题技法步骤
明确物体与光屏的固定距离、透镜焦距;u随透镜移动而变化,根据规律判断;移动后需确保u>f(成实像的前提),若u≤2f则成虚像,光屏无法承接
加入近视镜/远视镜
核心原理
①近视镜(凹透镜):发散作用→延迟光线会聚→像距v变大(像向后移动);
②远视镜(凸透镜):会聚作用→提前光线会聚→像距v变小(像向前移动)
解题技法步骤
①分析像的移动:
·加近视镜:原清晰像向后移→若光屏可移动,需将光屏向后移动(增大v)才能再次清晰;若光屏固定,需将透镜向前移动(减小u)补偿发散作用;
·加远视镜:原清晰像向前移→若光屏可移动,需将光屏向前移动(减小v)才能再次清晰;若光屏固定,需将透镜向后移动(增大u)补偿会聚作用;
②推像的性质:
·加凹透镜:像距v变大→像的大小较原来变大(遵循“像距变大像变大”规律);
·加凸透镜:像距v变小→像的大小较原来变小;
遮挡透镜部分区域
核心原理
透镜成像本质:物体上各点发出的光线经透镜所有透光区域折射后会聚成像;
遮挡影响:仅减少参与成像的光线数量→像的大小、倒正、虚实不变,仅亮度变暗(遮挡面积越大,像越暗)
解题技法步骤
①判遮挡类型:明确“部分遮挡”(如用黑纸遮上半部分)还是“完全遮挡”(全遮→不成像);
②析成像变化:
像的性质(大小、倒正、虚实):与未遮挡时一致(由u、f关系决定);
像的亮度:遮挡部分区域→透光量减少→亮度变暗(无其他变化);
模板03 现象辨析类(区分直线传播/反射/折射/色散)
流程建模
第一步:识别现象场景
明确题干描述的现象(如影子、倒影、彩虹、筷子弯折)
第二步:分析传播特点
·直线传播:无反射/折射界面,沿直线传播(如影子、小孔成像、日食);
·反射:有“反射面”(镜面/水面),光线返回原介质(如倒影、照镜子);
·折射:有“两种介质”(空气→水/玻璃),光线偏折(如筷子弯折、池水变浅、海市蜃楼);
·色散:白光通过三棱镜,分解为七色光(本质是折射);
第三步:排除易混淆点
漫反射≠折射(漫反射仍遵循反射定律);倒影≠影子(倒影是反射,影子是直线传播)
技法清单
方法
解题技法步骤
典型现象清单
光的直线传播
①看场景:题干现象是否涉及“影子、小孔、日食/月食、激光准直”等关键词;
②判介质:是否为单一介质(无“水面、玻璃、透镜”等界面);
③对规律:满足“单一介质+无界面+阻挡形成暗区/实像”→光的直线传播
影子(皮影戏、树影)、小孔成像(树荫下的光斑)、日食/月食、激光准直(修路、排队看齐)、射击瞄准
光的反射
①找界面:题干是否存在“镜子、水面、光滑金属面”等反射面;
②看成像:是否形成“与物体相似、对称的虚像”(如倒影、照镜子看到的像);
③对规律:满足“有反射面+光线返回原介质+对称虚像”→光的反射
水面倒影(桥、树的倒影)、照镜子、潜望镜、自行车尾灯反光、黑板“反光”(镜面反射)、我们看到本身不发光的物体
光的折射
①判介质:是否存在“两种不同物质”(如水和空气、玻璃和空气);②看变化:物体看起来是否“错位、弯折、变浅、变大”(如筷子弯折、池水变浅);
③对规律:满足“两种介质+光线穿界面+偏折/错位”→光的折射
筷子插入水中弯折、池水看起来变浅、海市蜃楼、放大镜看物体、照相机/投影仪成像(透镜折射)、渔民叉鱼时“叉下方”、星星闪烁(空气密度不均匀导致折射)
光的色散
①看现象:是否有“白光分解为七色光”(如彩虹、三棱镜实验);②对规律:满足“白光+折射分离+七色光”→光的色散(本质是光的折射)
彩虹(雨后阳光经小水滴折射色散)、三棱镜分解太阳光、肥皂泡上的彩色条纹(色散+反射)
小技巧+易错点
1.技巧:用“介质判断法”快速区分:单一介质(如空气)→直线传播;两种介质+返回原介质→反射;两种介质+光线偏折→折射;色散现象直接关联“折射”(白光经三棱镜两次折射分解,记住“色散=折射+分解”)。
2.易错点:混淆“倒影”和“影子”、认为“漫反射不遵循反射定律”、将“海市蜃楼”归为光的直线传播。
思●维●引●路
题型01 现象辨析类
母题精讲
【典例01】(2025·湖北武汉·中考真题)如图所示,在一个空罐的底部中央打一个小孔,再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。将小孔对着烛焰,我们可以看到烛焰在薄膜上呈现的像。下列选项与该现象原理相同的是( )
A. B. C. D.
思路指导
将小孔对着烛焰,看到薄膜上看到一个倒立的实像,这是由于烛焰发出的光沿着直线传播形成的。
A.手影利用的是光的直线传播现象,故A符合题意;
B.对着镜子画脸谱,属于平面镜成像现象,利用光的反射,故B不符合题意;
C.放大镜使光会聚,是由于光的折射形成的,故C不符合题意;
D.光的色散是太阳光经过不同介质的界面发生折射形成的,故D不符合题意。
现象辨析 1.解题技巧:抓“关键词信号”:倒影/镜子→反射;影子/小孔/日食→直线传播;弯折/变浅/透镜→折射;七色光→色散;排除法:先归类易判断的选项,缩小范围。
2.知识点回顾:四大现象核心特征:直线传播(单一介质+无界面)、反射(反射面+返回原介质)、折射(两种介质+穿界面偏折)、色散(白光分解+折射)。
3.避坑要点:
·勿将“水面倒影”归为直线传播(实际是反射);
·勿将“色散”单独归为一类原理(本质是特殊折射)。
参考答案 A
变式应用
【变式01】结合古代典籍(2025·山东德州·中考真题)以下古代典籍记载的现象与其原理对应错误的是( )
A.《墨经》记载:景到(倒),在午有端与景长,说在端。小孔成像——光的直线传播
B.《淮南万毕术》记载:取大镜高悬,置水盆于其下,则见四邻矣。平面镜成像——光的反射
C.《梦溪笔谈》记载:古人铸鉴,鉴大则平,鉴小则凸。凡鉴凹则照人面大,凸则照人面小。凸(凹)面镜成像——光的折射
D.《玄贞子》记载:背日喷乎水,成虹霓之状。彩虹——光的色散
【答案】C
【解析】A.《墨经》中“景到(倒),在午有端与景长,说在端” 描述的小孔成像现象,其原理是光的直线传播,光线通过小孔后,在光屏上形成倒立的实像,故A正确,不符合题意;
B.《淮南万毕术》里“取大镜高悬,置水盆于其下,则见四邻矣”,利用大镜(平面镜)和水盆(水面相当于平面镜)成像,原理是光的反射,故B正确,不符合题意;
C.《梦溪笔谈》中关于凸(凹)面镜成像的描述,凸面镜和凹面镜成像的原理是光的反射,而不是光的折射,故C错误,符合题意;
D.《玄贞子》里“背日喷乎水,成虹霓之状” 描述的彩虹现象,彩虹是太阳光通过小水滴发生折射、反射后,分解成七种色光的色散现象,原理是光的色散,故D正确,不符合题意。
故选C。
【变式02】(2025·吉林松原·三模)因为有了光和光学知识的应用,使得我们的校园生活变得丰富多彩。
(1)同学们能从各个方向看到书上的字,这是光的___________反射现象。
(2)近视眼镜的镜片对光有___________(选填“会聚”或“发散”)作用。
(3)课间操站队时,同学们是利用光的___________知识站成笔直的一队的;透过教室的窗户玻璃看操场上跑步的同学,看到的是___________(选填“实像”或“虚像”)。
【答案】(1)漫 (2)发散 (3)直线传播 虚像
【解析】(1)书本表面并不是完全光滑的,而是有一定的粗糙度,因此光线在书本表面发生漫反射。这种反射使得光线能够进入不同方向的观察者眼睛,从而让同学们从各个角度都能看到书上的字。
(2)为了矫正近视,需要使用凹透镜。凹透镜对光线具有发散作用,可以让像后移到视网膜上。
(3)[1]站队时,前面的同学挡住了后方视线,就是利用了光的直线传播原理,保证队伍笔直。
[2]窗外同学的光线透过玻璃时发生折射,人眼看到的是折射光线反向延长线会聚形成的像,因此是虚像。
题型02 光路作图类
母题精讲
【典例01】(2025·四川凉山·中考真题)如图所示,一条光线从空气斜射向水面时发生了反射与折射,OA为反射光线。请在图中画出:(1)入射光线;(2)折射光线的大致位置。
思路指导(1)过O点做垂直于水面的法线,根据光的反射定律,反射光线与入射光线分居法线的两侧,且在同种介质中,反射角等于入射角,作出入射光线;
(2)根据光的折射规律,入射光线与折射光线分居法线的两侧,且在不同介质中,水中的折射角小于空气中的入射角,做出折射光线的大致位置,如图所示:
光路作图 1.解题技巧:口诀:“先画法线再画光线,反射等角折射偏折”;虚实区分:法线、虚像、光线反向延长线用虚线,实际光线用实线。
2.知识点回顾:
·反射定律:三线共面、两线分居、两角相等;
·折射规律:空气→水/玻璃,折射光线向法线偏折;垂直入射不偏折;
·平面镜成像:对称法(等距、垂直、虚像);
·透镜光线:平行过焦点、过光心不变向、过焦点平行。
3.避坑要点:勿漏画光线箭头或箭头方向反;折射光线勿画成“远离法线”(空气角大,水/玻璃中角小);平面镜成像勿画成实线。
参考答案
变式应用
【变式01】(2025·山东东营·中考真题)如图所示,一束光射向凸透镜经折射后射到玻璃砖上,请在图中画出射向凸透镜的入射光线以及进入玻璃砖中折射光线的大致方向。
【答案】见解析
【解析】根据凸透镜三条特殊光线可知,平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后,光线过焦点,故过折射点作主光轴的平行线,即可画出入射光线;该光线经过凸透镜折射后,从空气斜射入玻璃中,根据折射定律,折射角小于入射角,画出折射光线,如图所示:
【变式02】(2025·湖北·一模)“墙上的立体纸蝴蝶随灯光翻飞,光的摇曳赋予了它们新的生命。”如图甲,是最近网上流行的光影蝴蝶,将蝴蝶的轮廓画出、剪下,再将轮廓剪成两半,立于墙上。打开灯光,蝴蝶的影子便与立着的纸蝴蝶构成了完整的蝴蝶。改变光源的位置,影子的位置也随之改变,看起来好像蝴蝶随灯光起舞一样。某时刻,蝴蝶A和B(用标杆表示)及它们的影子A'和B'如图乙所示,请在乙图中通过作图找到光源的位置P。
【答案】见解析
【解析】根据光的直线传播原理,光源发出的光沿直线传播,照射到物体上形成影子。所以,连接A与A′并反向延长,连接B与B′并反向延长,两条延长线的交点就是光源的位置P,如图所示:
题型03 凸透镜成像规律应用类
母题精讲
【典例01】(2025·广东·模拟预测)如图所示为北京航天飞行控制中心拍摄航天员在第一次出舱活动工作间隙挥手致意的画面,在拍摄过程中,航天员位于镜头的________(选填“两倍焦距以外”“一倍焦距和两倍焦距之间”或“一倍焦距以内”),通过镜头所成的是________(选填“正立”或“倒立”)的像;为了获得清晰的手部特写,工作人员需要将镜头________(选填“靠近”或“远离”)航天员的手部。
思路指导
[1]拍摄所用镜头是凸透镜,与照相机成像原理相同,照相机的成像条件是物体位于凸透镜的两倍焦距以外。
[2]凸透镜在“物距大于两倍焦距” 时,成倒立、缩小的实像,因此通过镜头所成的是倒立的像。
[3]要获得手部特写(使像变大),根据凸透镜成像规律:物近像远像变大。因此需将镜头靠近航天员的手部(减小物距)。
1.解题技巧:数轴法:标f、2f,快速定位u的区间;动态口诀:实像“物近像远像变大”,虚像“物近像近像变小”;器材对应:u>2f→照相机,f<u<2f→投影仪,u<f→放大镜。
2.知识点回顾:
凸透镜成像规律:“一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小;物距变化与像距相反,像的大小与像距同向”。
3.避坑要点:勿混淆实像/虚像的动态规律;照相机“拍近景”时,镜头应前伸(增大像距),而非后缩;勿认为u=f时能成像(u=f时不成像,光线平行)。
参考答案 两倍焦距以外 倒立 靠近
变式应用
【变式01】(2025·山东日照·中考真题)无人机航拍具有高清晰、大比例尺、小面积、高现势性的优点,下列说法正确的是( )
A.无人机航拍是利用超声波传输信号的
B.无人机远距离航拍时镜头到被摄物体的距离要大于镜头焦距的两倍
C.无人机远距离航拍镜头所成的像是倒立、缩小的实像,和投影仪成像的特点相同
D.无人机降落过程中,降落点附近的物体在镜头内所成的像会变小
【答案】B
【解析】A.超声波不适合在空气中远距离传播,无人机航拍是利用电磁波传输信号的,故A错误;
B.无人机远距离航拍时是照相机的成像原理,物距大于二倍焦距,则镜头到被摄物体的距离要大于镜头焦距的两倍,故B正确;
C.无人机远距离航拍镜头所成的像是倒立、缩小的实像,而投影仪成倒立放大的实像,故C错误;
D.无人机降落过程中,降落点附近的物体靠近镜头,物距变小,根据凸透镜成实像时物近像远像变大的规律可知,在镜头内所成的像会变大,故D错误。
故选B。
【变式02】(2024·江苏苏州·中考真题)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( )
A.不同方向都能看到图案是光在地面发生了漫反射
B.该投影灯的成像原理与照相机相同
C.调小镜头与图片的距离图案变小
D.地面上看到的是放大的虚像
【答案】A
【解析】A.不同方向都能看到图案是光照在粗糙地面向各个方向反射即发生了漫反射,故A正确;
B.该投影灯利用凸透镜将较小的图案放大为较大的像,应用了当凸透镜成实像时,物体位于一倍焦距和两倍焦距之间,成倒立放大的实像,与照相机原理不同,故B错误;
C.凸透镜成实像时,当物距变小时,像距会变大,像也变会变大,故调小镜头与图片的距离图案变大,故C错误;
D.地面上能看到放大的图案,是实像,故D错误。
故选A。
题型04 光学实验探究类
母题精讲
【典例01】(2025·黑龙江绥化·中考真题)如图所示,小刚同学用薄玻璃板、白板、刻度尺、光屏和两支完全相同的蜡烛A、B探究平面镜成像的特点。
(1)用薄玻璃板代替平面镜的目的是 。
(2)点燃蜡烛A,在薄玻璃板后面移动不点燃的蜡烛B,直到B与A的像完全重合,用刻度尺测量出蜡烛A到玻璃板的距离和蜡烛B到玻璃板的距离。移动点燃的蜡烛A,多次重复实验后,发现平面镜所成像的大小和物的大小 ,像和物到平面镜的距离 。
(3)移去蜡烛B,在该位置放置的光屏上 (选填“能”或“不能”)承接到蜡烛A的像。
思路指导
(1)玻璃板既能反射光成像,又能透光看到后面的蜡烛,便于确定像的位置。
(2)[1]蜡烛B与A的像完全重合,且蜡烛A、B完全相同,说明像与物大小相等。
[2]多次测量蜡烛到玻璃板距离,可知像和物到平面镜的距离相等。
(3)平面镜成的是虚像,虚像不能呈现在光屏上,所以移去蜡烛B,在该位置光屏不能承接到蜡烛A的像。
1.解题技巧:关键词记忆:薄玻璃板→“透光定像”,等大蜡烛→“等效替代”,硬纸板→“验证三线共面”,三心等高→“像在中央”。
2.知识点回顾:三大核心实验
·反射定律实验:硬纸板折叠验证三线共面,多次实验归纳两角相等;
·平面镜成像实验:薄玻璃板、等大蜡烛、竖直放置、虚像;
·凸透镜成像实验:三心等高、u与 f/2f的关系、光屏承接实像。
3.避坑要点:平面镜成像实验勿选厚玻璃板;凸透镜实验“像不在中央”,原因是三心不等高,而非焦距错误;反射实验硬纸板需垂直镜面,否则无法验证三线共面。
参考答案 (1)便于确定像的位置 (2)相等 相等 (3)不能
变式应用
【变式01】(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
30°
30°
②
45°
45°
③
60°
60°
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
【解析】(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。
【变式02】(2025·江西·模拟预测)图是物理课堂上老师将激光射入密度不均匀的糖水中的情景。
【问题】学习了光的折射后,同学们想进一步探究光从空气斜射入液体中时其折射角的大小是否与液体密度有关。
【证据】某学习小组设计了以下方案:用激光笔以______大小的入射角斜射入______浓度的糖水中,观察并测量折射角的大小。(均填“相同”或“不同”)实验数据如下表所示。
糖水的浓度/%
10
30
50
入射角/度
60
60
60
折射角/度
50
45
40
【解释】从表格中的数据可得出,糖水的浓度越大,其折射角______。由此可推出,液体的折射能力与其密度______(填“有关”或“无关”)。
【交流】(1)本实验中主要运用的研究方法是______。下列物理实验也运用了这种研究方法的是______(填字母)。
A.探究平面镜成像的规律
B.探究电流与电压、电阻的关系
C.探究杠杆平衡的条件
(2)为使实验结论具有普遍性,接下来的操作是______________。
【答案】相同 不同 越小 有关 控制变量法 B 改变入射角进行多次实验
【解析】[1][2]该实验探究光从空气斜射入液体中时,折射角与液体密度的关系。根据控制变量法,应保持入射角相同,改变糖水浓度,即液体密度, 观察折射角变化,所以用激光笔以相同大小的入射角斜射入不同浓度的糖水中。
[3][4]由表中数据可知,入射角保持60°不变,随着糖水浓度的增大,折射角的度数在减小,则在入射角一定时,糖水浓度越大,折射角越小,说明液体的折射能力与液体密度有关。
[5]本实验在探究光的折射能力与液体密度是否有关时,控制入射角相同,运用了控制变量法。
[6]A.探究平面镜成像的规律时,用到了等效替代法,没有用到控制变量法,故A不符合题意;
B.探究电流与电压、电阻的关系实验中,在探究电流与电压的关系时,控制电阻相同,在探究电流与电阻的关系时,控制电压相同,用到了控制变量法,故B符合题意;
C.探究杠杆平衡的条件实验中,根据测量的动力、动力臂、阻力、阻力臂的大小,寻找普遍规律,没有用到控制变量法 ,故C不符合题意。
故选B。
[7]为了使结论更具普遍性,避免偶然性,接下来的操作是改变入射角进行多次实验。
实●战●演●练
巩固提升
1.(2025·四川攀枝花·中考真题)银江水电站建成后,上游形成的银江湖成了市民休闲的好去处。密地桥被银江湖水淹了一部分后,形成了桥影相连的美景,如图所示,形成这一现象的光学原理是( )
A.光的色散 B.光的直线传播
C.光的折射 D.光的反射
【答案】D
【解析】如图所示,桥影相连是桥和桥的倒影相连的美景,桥在水中的倒影属平面镜成像现象,其原理是光的反射,是反射光线的反向延长线的会聚点,所以是光的反射形成的虚像,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2.(2025·四川绵阳·中考真题)在光线强烈的户外使用手机时,用户常因屏幕反光,看得到屏幕上自己脸部的像,看不清屏幕本身显示的内容,所以常在屏幕上贴表面粗糙的防反光膜。下列分析正确的是( )
A.光照射到防反光膜上不再遵循反射定律
B.脸部的像与用户脸部关于屏幕对称
C.脸部的像比用户的脸部小
D.脸部的像到屏幕的距离比用户脸部到屏幕的距离更近
【答案】B
【解析】A.光的反射定律是指反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。无论是镜面反射还是漫反射,每一条光线都遵循光的反射定律。 屏幕上贴的表面粗糙的防反光膜发生的是漫反射,光照射到防反光膜上同样遵循反射定律,故A错误;
B.屏幕可看作平面镜,根据平面镜成像的特点:平面镜所成的像与物体关于镜面对称。 当人面对屏幕时,屏幕相当于平面镜,脸部在屏幕中成像,脸部的像与用户脸部关于屏幕对称,故B正确;
C.平面镜成像的特点之一是像与物大小相等。 因此脸部在屏幕中所成的像与用户脸部大小是相等的,而不是脸部的像比用户的脸部小,故C错误;
D.平面镜成像的特点还包括像与物到平面镜的距离相等。 所以脸部的像到屏幕的距离与用户脸部到屏幕的距离是相等的,而不是脸部的像到屏幕的距离比用户脸部到屏幕的距离更近,故D错误。
故选B。
3.(2025·海南·中考真题)下列实例中,利用光的直线传播的是( )
A.激光准直B.削冰取火
C.光纤通信 D.对镜整装
【答案】A
【解析】A.挖隧道时用激光准直,利用的是光沿直线传播,故A符合题意;
B.削冰取火利用的是凸透镜对光线的会聚作用,本质是光的折射,故B不符合题意;
C.光纤通信利用的是激光在光导纤维中不断反射前进,故C不符合题意;
D.对镜整装利用的是平面镜成像,属于光的反射,故D不符合题意。
故选A。
4.(2025·四川巴中·中考真题)实验室中的毛玻璃片,一面磨砂,一面平滑,对毛玻璃片的描述正确的是( )
A.玻璃属于非晶体
B.用手去摸,光滑的一面是磨砂面
C.压力相同时,在同一水平桌面上滑动,摩擦力较小的一面是磨砂面
D.透过毛玻璃片看不清远处物体,朝向眼睛的一面是平滑面
【答案】A
【解析】A.玻璃熔化过程中无固定的熔化温度,即无熔点,因此玻璃属于非晶体,故A正确;
B.毛玻璃的磨砂面凹凸不平,因此用手去触摸会感觉粗糙;毛玻璃的平滑面平整,因此用手去触摸不会感觉粗糙,故B错误;
C.压力相同时,在同一水平桌面上滑动,磨砂面较粗糙,产生的摩擦力较大,故C错误;
D.光射入玻璃和射出玻璃都要发生反射和折射,毛玻璃一面磨砂,一面平滑,会使一部分光在磨砂面发生漫反射不能透过毛玻璃射出,并且透过毛玻璃的光经过磨砂面发生折射也会射向四面八方,光线散乱,导致进入人眼的光很少,所以隔着毛玻璃就看不清物体,无论光先从哪个面进入都会在磨砂面发生杂乱的反射和折射,使人看不清物体,故D错误。
故选A。
5.(2025·四川巴中·中考真题)家用小汽车的后视镜是用来观察车后情况的,在某次行驶时,发现左侧后视镜中只能看到左侧车身,看不见车后马路上的情况,为确保行驶安全,左侧后视镜的镜面应该( )
A.向外旋转B.向内旋转C.向下旋转D.向上旋转
【答案】A
【解析】左侧后视镜中只能看到左侧车身,看不见车后马路上的情况,说明后视镜的视角范围过小,没有覆盖到车后马路的区域。为了扩大视角,能看到车后马路的情况,左侧后视镜的镜面应该向外旋转,这样可以使后视镜的反射范围更宽,从而看到车后马路上的情况,确保行驶安全,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6.(2025·湖南湘西·模拟预测)如图所示,日晷是人类最古老的计时工具之一,其历史可以追溯到数千年前,它是通过观察直杆在太阳下的影子所在的位置来确定时间。下列选项中所描述的现象与日晷原理相同的是( )
A.海市蜃楼 B.空中彩虹 C.镜花水月 D.坐井观天
【答案】D
【解析】日晷利用光沿直线传播;
AB.海市蜃楼、空中彩虹,是由于光的折射形成的,故AB不符合题意;
C.镜花水月是光的反射现象,故C不符合题意;
D.坐井观天是由于光的直线传播形成的,与日晷的原理相同,故D符合题意。
故选D。
7.(2025·湖南长沙·模拟预测)果农在筛选苹果时,常借助一种透明镜片观察表皮是否有细小损伤。当镜片靠近苹果时,能看到清晰放大的苹果的像,下列说法正确的是( )
A.这是凹透镜,该像是正立的虚像 B.这是凸透镜,该像是正立的虚像
C.这是凹透镜,该像是倒立的实像 D.这是凸透镜,该像是倒立的实像
【答案】B
【解析】靠近苹果,能看到清晰放大的苹果的像,符合当物体位于凸透镜的一倍焦距以内时,会形成正立、放大的虚像(即放大镜原理)的特征,此时像与物同侧,故B正确,ACD错误。
故选B。
8.(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
【解析】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。
9.(2025·湖南长沙·模拟预测)姚老师给小廖同学拍了一张照片,如图所示,下列说法正确的是( )
A.照相机镜头相当于凹透镜
B.旁边的墙上可以看到小廖同学的实像
C.若要使小廖同学在相机中成的像更大,姚老师可以向她走近一点
D.若要使小廖同学在相机中成的像更大,姚老师可以调小镜头的焦距
【答案】C
【解析】A.照相机镜头是凸透镜,对光有会聚作用,故A错误;
B.旁边的墙上可以看到小廖同学的像,是由于平面镜成像,所以是虚像,故B错误;
C.凸透镜成像时,物距变小,像距变大,像变大,所以姚老师靠近小廖(减小物距)会让像变大,故C正确;
D.调小焦距,在物距不变时,像距更小,像变更小,故D错误。
故选C。
10.(2025·河北石家庄·模拟预测)如图所示,小明利用一个焦距为10cm的凸透镜探究其成像规律,此时蜡烛在光屏上恰好成清晰的像。下列说法正确的是( )
A.若蜡烛燃烧变短,要使烛焰的像仍成在光屏中央,须将光屏适当向下移动
B.若蜡烛向远离凸透镜的方向移动,调节光屏位置,烛焰所成的像将逐渐变小
C.若保持凸透镜位置不动,交换蜡烛和光屏的位置,能在光屏上得到倒立、放大的实像
D.保持蜡烛和凸透镜位置不动,小明将一片眼镜片贴近凸透镜的左侧放置,同时向左适当移动光屏并得到清晰的像,则这片镜片为凹透镜
【答案】B
【解析】A.若蜡烛燃烧变短,烛焰的中心与凸透镜的光心连线向上偏,故烛焰在光屏上的像将向上移动,要使烛焰的像仍成在光屏中央,须将光屏适当向上移动,故A错误;
B.当蜡烛向远离凸透镜方向移动时,即物距增大。根据凸透镜成像规律“物远像近像变小”,此时像距减小,像会逐渐变小,所以调节光屏位置,烛焰所成的像将逐渐变小,故B正确;
C.若保持凸透镜位置不动,交换蜡烛和光屏的位置,根据光路可逆,仍然可以成像,此时物距为80.0cm-50.0cm=30.0cm
大于两倍的焦距,能在光屏上得到倒立、缩小的实像,故C错误;
D.若在贴近凸透镜的左侧放置一眼镜片,只向左移动光屏,可在光屏上成清晰缩小的像,说明像会提前会聚,说明该镜片对光起会聚作用,则说明该眼镜片是凸透镜,故D错误。
故选B。
11.(2025·四川绵阳·中考真题)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示时,光屏上成的像不清晰,若将光屏向右移动适当距离,可在光屏上观察到清晰的像,则( )
A.清晰的像是倒立、缩小的实像
B.清晰的像是正立、放大的实像
C.该透镜的焦距大于7.5cm小于15cm
D.该透镜的焦距大于10cm小于20cm
【答案】D
【解析】 AB.由图可知,物距 ,将光屏向右移动适当距离,可在光屏上观察到清晰的像,说明清晰成像时的像距 v 大于初始光屏到透镜的距离,即 ;因为像距大于物距 ,根据凸透镜成像规律,当成实像时,若像距大于物距,烛焰成倒立、放大的实像,故AB不符合题意;
CD.由凸透镜的成像规律可知,物距等于20cm时,成倒立放大的实像,此时物距 u 应该满足
解得
故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
12.(2025·山东淄博·中考真题)正常人眼看物体时,物体在视网膜上成的是______(填写相关成像性质)的像。某人看物体时的成像情况如图所示,他需戴______透镜加以矫正,利用的是它对光的______作用。
【答案】倒立、缩小 凹 发散
【解析】[1]人眼的晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏,正常人看物体时,物体在视网膜上成倒立、缩小的实像。
[2][3]由图可知,像成在视网膜前方,属于近视眼。近视眼需戴凹透镜矫正,凹透镜对光有发散作用,能使像后移到视网膜上。
13.(2025·宁夏·中考真题)小华站在竖立的穿衣镜前1m处,他的像到镜面的距离是________m。当他远离穿衣镜时,他在镜中的像的大小________(选填“变大”“变小”或“不变”)。小华在镜中看到了妈妈的眼睛,妈妈________(选填“能”或“不能”)通过这面镜子看到小华的眼睛,这是因为在光的反射现象中光路是________。
【答案】1 不变 能 可逆的
【解析】[1]平面镜成像时,像与物到平面镜的距离相等,小华站在穿衣镜前1m处,所以他的像到镜面的距离是1m。
[2]平面镜成像时,像与物大小相等,当他远离穿衣镜时,由于物体大小不变,所以他在镜中的像的大小不变。
[3][4]在光的反射现象中,光路是可逆的,小华在镜中看到了妈妈的眼睛,妈妈也能通过这面镜子看到小华的眼睛。
14.(2025·江苏镇江·中考真题)小红在探究凸透镜成像规律时,调节蜡烛、凸透镜与光屏到如图所示的位置,可在光屏上得到清晰的像,则凸透镜焦距为_________cm。仅将蜡烛移到10cm刻度线处,为了在光屏上得到清晰的像,接下来她应将光屏适当向_________移动,生活中所用的_________成像时的物像大小关系与上述实验相同。
【答案】10.0 左 照相机
【解析】[1]由图可知,刻度尺的分度值为1cm,此时物距为
像距为,则有
根据
成倒立、等大的实像,故该凸透镜的焦距为
[2]仅将蜡烛移到10cm刻度线处,此时物距增大,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,为了在光屏上得到清晰的像,接下来应该将光屏适当向左移动。
[3]移动后的物距为
物距大于二倍焦距,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、缩小的实像,生活中所用的照相机成像时,为倒立、缩小的实像,与上述实验相同。
15.(2025·云南保山·模拟预测)龙陵抗日战争纪念馆内陈列着抗战时期的文物,展柜玻璃表面因反射灯光会对参观者造成干扰。为减少干扰,制作展柜时宜选用表面___________(填“光滑”或“粗糙”)的玻璃。若一束灯光与玻璃平面成30°角入射,则反射角为___________。
【答案】粗糙 60°
【解析】[1]光滑玻璃会发生镜面反射,反射光线集中朝向同一方向,容易形成刺眼的眩光干扰参观者;粗糙玻璃发生漫反射,反射光线向各个方向分散,能减少反射灯光的干扰,因此制作展柜时宜选用表面粗糙的玻璃。
[2]已知入射光线与玻璃平面成,因此入射角为
根据光的反射定律,反射角等于入射角,因此反射角为。
16.(2025·安徽滁州·模拟预测)如图所示,竖直放置的平面镜能绕轴心O点转动,为了让镜子前的人站着就能看到镜中脚的像,可以让平面镜绕轴沿________(选填“顺”或“逆”)时针方向转动。
【答案】逆
【解析】要让人看到脚的像,需要脚的光线经平面镜反射后进入人眼。根据光的反射定律,当平面镜逆时针转动时,脚射向平面镜的光线入射角减小,反射角也减小,反射光逆时针转动,能让脚发出的光线经反射后射向人的眼睛;同时从平面镜成像的对称性看,逆时针转动镜面会使脚的像位置升高,从而让人能看到。
17.(2025·海南·中考真题)根据要求规范作图。
(1)请在图中画出白鹭所受重力的示意图;
(2)请在图中根据平面镜成像的特点,画出点A的像点Aʹ。
【答案】见解析
【解析】(1)因为重力的方向总是竖直向下的,所以过白鹭的重心O,竖直向下作带箭头的线段,在箭头末端标上G,如图所示:
(2)过A点向平面镜作垂线,测量A点到平面镜的距离,在另一侧测量相同的距离即为点A的像点Aʹ,如图所示:
18.(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】见解析
【解析】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:
19.(2025·江苏常州·中考真题)眼睛看向平面镜看到像点,请在图中画出物点S以及该现象对应的光路图。
【答案】见解析
【解析】平面镜成像时,像与物关于平面镜对称,过S′点向平面镜作垂线,并延长至等长,得到发光点S,连接S′和眼睛A与平面镜相交于一点O,为反射后能进入人眼光线的入射点,连接SO、OA分别为入射光线和反射光线,如图所示:
20.(2025·黑龙江大庆·中考真题)通过鱼缸右侧上方的平面镜可观察到鱼缸中的小鱼,补充画出人眼P通过平面镜看到水中小鱼S的光路图(保留作图痕迹)。
【答案】见解析
【解析】根据光的反射定律可知,反射角等于入射角,过入射点作法线与平面镜垂直,根据反射角等于入射角确定入射光线,标上反射现象中入射光线的箭头,入射光线与水面的交点为折射的入射点,过入射点作法线与水面垂直,反射现象中的入射光线为折射现象中的折射光线,根据光的折射规律可知,光从水射向空气,折射角大于入射角,因此折射现象中的入射光线向法线靠拢,标上折射现象中入射光线的箭头,如图所示:
21.(2025·青海·中考真题)在图中,根据入射光线AO画出反射光线OB,并标出反射角的度数。
【答案】见解析
【解析】由图可知,入射角是50°,根据光的反射定律,反射角等于入射角为50°,在法线右侧画出反射光线OB,标出反射角大小,如图所示:
22.(2025·吉林四平·模拟预测)如图所示,小明家的小猫不慎落入一口深井的井底,为看清猫的位置,小明利用平面镜使阳光竖直照到井底,请画出平面镜的位置。(保留作图痕迹)
【答案】见解析
【解析】先竖直向下画出反射光线,再作出反射光线和入射光线的角平分线,即为法线,最后过入射点垂直法线画出平面镜的位置,如图所示:
23.(2025·辽宁本溪·三模)图甲为某摄影爱好者拍摄的“三只鹤”的情景,一只是站在清澈溪水中的白鹤,一只是它的“倒影”,另一只是它的“影子”。如图乙,A点为白鹤的头顶最高点,B点为白鹤的影子到达的最远点,C点为摄影爱好者的眼睛。请在图乙中作出:
(1)摄影爱好者在C点看倒影时进入眼睛的光线;
(2)根据白鹤头顶A点及其在水面形成的影子B点(忽略水深),作出太阳光的照射光线。
【答案】见解析
【解析】根据平面镜成像特点可知,像和物关于镜面对称,首先画出白鹤头顶A点相对于平面镜的对称点,即白鹤头部A点在水中的像,A的像是反射光线的反向延长线会聚形成的,故连接与水面相交于一点,即为入射点,连接A点和入射点就得到入射光线,连接入射点和C点即为反射光线;由于光的直线传播,所以白鹤会在水面形成的影子,太阳光射向B点,所以连接BA并延长,即为太阳光的照射光线,如图所示:
24.(2025·新疆乌鲁木齐·一模)如图所示,请找到人头部点A在地面上的影子的位置,S为太阳。
【答案】见解析
【解析】光在同种均匀介质中沿直线传播,当光在直线传播过程中,被物体遮挡就会形成影子,连接太阳与人头部点A,并延长交地面于点,则为人头部点A在地面上的影子,如图所示:
25.(2025·河南焦作·三模)小明看到自己鱼缸底部的小石子便想起了“潭清疑水浅”。如图所示,如果点表示鱼缸底部的小石子,请在图中大致画出小明看到水中小石子的光路图。
【答案】见解析
【解析】从S点反射的光经水面折射,折射光线远离法线向下偏折,当光线射入人眼,人凭光直线传播的感觉,认为S在折射光线的反向延长线上,其实人看到的是S的虚像。在S点上方适当位置取一点,即为虚像,用虚线连接眼睛与相交于水面处O点,O点即为入射点,过O点用虚线做水面的垂线,标注垂足,垂线即为法线,用实线连接SO即为入射光线,用实线连接O与眼睛,即为折射光线,所有实际光线标注箭头。如图所示:
26.(2025·湖北·二模)据中国科学院空间应用与技术中心消息,神舟二十号载人飞船携带有6条斑马鱼,将在实验柜的特制透明容器中开展为期约30天的在轨实验,如图甲所示。请你在图乙中画出航天员看到斑马鱼的光路图(S表示斑马鱼的实际位置,S′表示航天员看到的斑马鱼的像,不考虑容器壁对光线的影响)。
【答案】见解析
【解析】眼睛以为光线是沿直线传播的,连接眼睛与像点,可得折射光线,折射光线与界面的交点为入射点,连接S点与入射点,可得入射光线,如图所示:
27.(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
【解析】(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。
28.(2025·陕西·中考真题)在“探究平面镜成像的特点”实验中,用到了玻璃板、两支完全相同的蜡烛(A、B)、方格纸、刻度尺、白色卡片、铅笔等器材。
(1)如图-1,把一张方格纸平铺在水平桌面上,再将玻璃板____放置在方格纸上,并标出玻璃板的位置;
(2)在玻璃板前放一支点燃的蜡烛A,再将另一支未点燃的蜡烛B放在玻璃板后,调整蜡烛B的位置,使蜡烛B与蜡烛A的像重合,说明平面镜成像时,像与物的大小____。此时在方格纸上标出蜡烛A、B的位置。
(3)多次改变蜡烛A的位置,重复上述步骤。根据方格纸上的标记,测量物、像到玻璃板的距离,并把数据记录在下表中。
实验序号
物到玻璃板的距离/cm
像到玻璃板的距离/cm
1
10.00
10.00
2
15.00
15.00
3
20.00
20.00
…
分析表中数据可知:平面镜成像时,像和物到平面镜的距离____。
(4)如图-2所示,为探究像的虚实,可将一张白色卡片竖直放置在蜡烛B所在的位置,直接观察白色卡片,卡片上____(选填“有”或“没有”)蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是____像;
(5)以玻璃板为平面镜进行本实验,好处是便于确定____;
(6)如图-3所示,将玻璃板沿MN截成两半,并把左半部分向靠近蜡烛A的方向平移一段距离,右半部分向远离蜡烛A的方向平移一段距离,则蜡烛A通过左半部分玻璃板、右半部分玻璃板 (填选项字母)。
A.都不能成像 B.各成半个像,合起来为一个完整的像
C.都能成完整的像,且像在同一位置 D.都能成完整的像,且像在不同位置
【答案】(1)垂直 (2)相等 (3)相等 (4)没有 虚 (5)像的位置 (6)D
【解析】(1)在进行“探究平面镜成像的特点”实验时,把一张方格纸平铺在水平桌面上,需要将玻璃板垂直放置在方格纸上,并标出玻璃板的位置。如果玻璃板不垂直放置,会导致蜡烛A的像与蜡烛B无法重合,从而影响实验结果。
(2)在玻璃板前放一支点燃的蜡烛A,再将另一支未点燃的蜡烛B放在玻璃板后,调整蜡烛B的位置,使蜡烛B与蜡烛A的像重合,这充分说明平面镜成像时,像与物的大小相等。此时在方格纸上标出蜡烛A、B的位置,通过测量和比较可以进一步得出像与物到平面镜的距离关系等其他特点。
(3)分析表中数据可知,在三次实验中,物到玻璃板的距离分别为10.00cm、15.00cm、20.00cm,像到玻璃板的距离也分别为10.00cm、 15.00cm、 20.00cm,所以平面镜成像时,像和物到平面镜的距离相等。
(4)[1][2]为探究像的虚实,将一张白色卡片竖直放置在蜡烛B所在的位置,直接观察白色卡片,卡片上没有蜡烛A的像。因为虚像不能呈现在光屏上,而实像可以,所以这表明平面镜所成的像是虚像。
(5)以玻璃板为平面镜进行本实验,好处是便于确定像的位置。由于玻璃板是透明的,我们可以在观察到蜡烛A像的同时,透过玻璃板看到后面的蜡烛B,通过移动蜡烛B使其与蜡烛A的像重合,从而准确地确定像的位置。
(6)将玻璃板沿MN截成两半,并把左半部分向靠近蜡烛A的方向平移一段距离,右半部分向远离蜡烛A的方向平移一段距离。因为平面镜成像的特点是像与物关于镜面对称,且像的大小只与物体的大小有关,与平面镜的大小和位置无关,所以蜡烛A通过左半部分玻璃板、右半部分玻璃板都能成完整的像,但蜡烛A到两块平面镜的距离不同,且像在不同位置,故选D。
29.(2025·辽宁·中考真题)某小组探究在光的反射现象中反射角和入射角的关系。
(1)注意:为了避免伤害眼睛,使用激光笔时,禁止________。
(2)把一块平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板________地立在平面镜上,纸板上的直线ON垂直于镜面,使一束光贴着纸板沿某一角度射到O点,经平面镜反射,沿另一个方向射出,在纸板上用笔描出入射光和________的径迹,并标出入射角i和反射角r,如图所示。
(3)改变光束入射的角度,多做几次实验,换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。取下纸板,用________测量∠i和∠r的度数,将数据记录在下表中。
数据序号
1
2
3
4
5
…
∠i
30°
40°
50°
60°
70°
…
∠r
30°
40°
50°
60°
70°
…
分析表中数据,得出结论:在反射现象中,反射角________入射角。
【答案】(1)直射眼睛 (2)竖直 反射光 (3)量角器 等于
【解析】(1)在使用激光笔做光学实验时,为了避免伤害眼睛,禁止用激光笔直射眼睛。
(2)[1]在探究光的反射实验中,把平面镜放在水平桌面上,把纸板竖直立在平面镜上,只有这样才能在纸板上显示出入射光线和反射光线的径迹。
[2] 实验过程中,当用激光笔向平面镜照射时,在纸板上能同时看到入射光线和反射光线,用笔描出入射光和反射光的径迹,标出入射角和反射角。
(3)[1]多次实验,用不同颜色的笔标记入射光线和反射光线的径迹,并用量角器测量入射角和反射角的度数。
[2] 观察表格中的数据,无论入射角是多少度,反射角总是和入射角度数相等,所以能够得出结论,在反射现象中,反射角等于入射角。
30.(2025·湖北·一模)小科同学在探究平面镜成像特点时,利用如图甲所示器材进行了以下操作:
(1)如图所示,小科同学从点燃的蜡烛一侧透过玻璃板看到像有重影,改善重影的方法是换用______(选填“较薄”或“较厚”)的玻璃板,实验中选取同样大小的蜡烛A、B是为了_______。
(2)改进器材后多次改变蜡烛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______。
(3)完成实验后,小科同学又将一枚硬币放在玻璃板前,能看到它在玻璃板后的像在a的位置,如图丙所示,若将玻璃板水平向右移动3cm,该硬币的像_____(选填“向右移动3cm”、“在原位置”或“向左移动3cm”),在上述实验中,如果在玻璃板背面粘贴一张不透光的白纸,将玻璃板背面完全遮挡住,_____(选填“仍能”或“不能”)看到蜡烛在玻璃板后面的像。
【答案】(1)较薄 比较像与物的大小关系 (2)相等 (3)在原位置 仍能
【解析】(1)[1]玻璃板有两个面,两个面都能反射成像,导致玻璃板后面出现两个像,实验中一般选择薄玻璃板,减小两个像之间的距离,避免出现重影。
[2]实验中选取完全相同的两支蜡烛A、B,在玻璃板前面放一支点燃的蜡烛A,再拿一支没点燃的相同的蜡烛B,在玻璃板后面移动,直至与蜡烛A的像重合,是为了便于比较像和物的大小关系。
(2)由乙图可知,连接物和对应的像点,两个蜡烛到镜面的距离都相等,所以可得出结论,像与物到平面镜的距离相等。
(3)[1]若将玻璃板水平向右移动3cm,因平面镜所成的像与物体关于镜面对称,所以该硬币的像还在原位置。
[2]平面镜成的像是光的反射形成的,蜡烛发出的光线经玻璃板反射,被人眼接收,才能看到像,在玻璃板背面粘贴一张不透光的白纸,玻璃板仍能反射光线,人眼在玻璃板前仍能看见蜡烛A的像。
31.(2025·吉林松原·模拟预测)利用图甲装置探究“平面镜成像的特点”:在水平桌面上铺一张白纸,再将玻璃板竖立在白纸上,把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再拿一支外形完全相同但不点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合。
(1)实验选用玻璃板而不是平面镜是为了便于______。
(2)把光屏放在玻璃板后,无论如何移动,都不能承接到蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是______像。
(3)图乙是小强某次测量蜡烛A到平面镜的距离L为______cm。
(4)若将玻璃板向左倾斜,如图丙所示,观察到蜡烛A的像的大致位置在图中的______(选填“①”或“②”)处。
【答案】(1)确定像的位置 (2)虚 (3)3.50 (4)②
【解析】(1)用透明的玻璃板代替平面镜,能够在物体一侧看到物体的像,同时还能看到代替物体的另一个物体,便于确定像的位置。
(2)光屏不能接收虚像,只能接收到实像,而平面镜所成的像是虚像;所以光屏放在玻璃板后,无论如何移动,都不能承接到蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是虚像
(3)由图可知,刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是0.1cm=1mm,即此刻度尺的分度值为1mm;物体左侧与0刻度线对齐,右侧与3.5cm对齐,估读为3.50cm。蜡烛A到平面镜的距离L为3.50cm。
(4)如下图,作出蜡烛火焰关于平面镜的对称点,可知在实验中如果把平板玻璃向左倾斜,观察到蜡烛的像的大致位置在图中的②处。
32.(2025·湖南长沙·模拟预测)在探究光反射时的规律实验中,某同学按如图甲所示仪器进行实验,把一块平面镜放在水平桌面上,再将一张纸板放在平面镜上,纸板由E、F两块纸板粘成,可绕接缝转动。
(1)开始实验时,应使纸板与平面镜______。
(2)让一束光贴着纸板沿方向射向镜面,在纸板F上可看到反射光沿方向射出,测出入射角和反射角,并多次改变入射角的大小,将数据记录在表格内。由表中数据可得:在光的反射现象中,反射角______入射角。
实验序号
1
2
3
4
入射角
反射角
(3)将纸板F沿向后折,如图乙所示,此时不能在纸板F上观察到反射光。为进一步确定反射光线的位置,该同学将纸板F沿剪开,只将F板的上半部向后折,如图丙所示,此时在F板的下半部能看到反射光线,而上半部看不到反射光线。上述现象说明:在光的反射现象中,反射光线、入射光线和法线在______。
【答案】(1)垂直 (2)等于 (3)同一平面内
【解析】(1)为了使入射光线、反射光线和法线都能在纸板上显示,应使纸板与平面镜垂直放置。
(2)表中数据每组实验数据都满足反射角等于入射角,因此可得结论为:在光的反射现象中,反射角等于入射角。
(3)将纸板F沿剪开,只将F板的上半部向后折,F板的上半部与纸板E不在同一平面内,此时在F板的下半部能看到反射光线,而上半部看不到反射光线,说明:在光的反射现象中,反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
33.(2025·江苏常州·中考真题)小明探究“凸透镜成像规律”。
(1)实验前应在光具座上将烛焰中心、透镜光心、光屏中心调到______;
(2)调节蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图甲所示,光屏上呈现烛焰清晰的倒立、______的实像;生活中的______利用了该成像特点。
(3)一张邮票如图乙所示,手持凸透镜靠近该邮票,如图丙所示,透过凸透镜看到的是正立、放大的______像。
【答案】(1)同一高度 (2)缩小 照相机 (3)虚
【解析】(1)为了使像成在光屏中央,实验前应在光具座上将烛焰中心、透镜光心、光屏中心调到同一高度。
(2)[1][2]调节蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图甲所示,此时物距大于像距,光屏上呈现烛焰清晰的倒立、缩小的实像,生活中的照相机利用了该成像特点。
(3)一张邮票如图乙所示,手持凸透镜靠近该邮票,如图丙所示,此时成正立的像,则物距小于一倍焦距,透过凸透镜看到的是正立、放大的虚像。
34.(2025·陕西商洛·一模)如图,是小明做“探究凸透镜成像规律”实验的装置。
(1)用平行光正对凸透镜照射,光屏移至图-1所示位置时,屏上出现了最小、最亮的光斑,则该凸透镜的焦距约为_______cm。
(2)实验前,为了使像呈现在光屏中央,应调节烛焰的中心、光屏的中心位于凸透镜的______上。
(3)当蜡烛、凸透镜和光屏处于图-2所示位置时,恰好在光屏上成清晰的像,此时光屏上所成像的特点与_______(选填“照相机”“放大镜”或“投影仪”)的相同。
(4)小明将自己的眼镜放在烛焰和凸透镜之间,发现光屏上的像变模糊了,将光屏向远离凸透镜的方向移动适当距离后,光屏上再次呈现清晰的像,则该眼镜的镜片可用于矫正_____(选填“近视眼”或“远视眼”)。
【答案】(1)10.0 (2)主光轴 (3)照相机 (4)近视眼
【解析】(1)该刻度尺的分度值是1cm,焦距f=40.0cm-30.0cm=10.0cm
(2)根据过光心的光线传播路径不变的规律,要使烛焰的像呈现在光屏中央,就要调节烛焰的中心、光屏的中心位于凸透镜的主光轴上。
(3)由图可知,此时的物距
像距
则
根据凸透镜成像规律,此时成倒立、缩小的实像,与照相机的成像原理相同。
(4)将光屏远离凸透镜后才能呈现清晰的像,说明像距变大,折射光线在离凸透镜更远的地方会聚成像,光线的发散程度比原来更大了,所以该镜片对光有发散作用,是凹透镜,可用于矫正近视眼。
35.(2025·陕西西安·模拟预测)小明利用注射器做了几个物理实验,请完成下列填空。
(1)如图-1所示,注射器针尖做得很尖,是在压力一定时,通过________________来增大压强。
(2)如图-2所示,向放在水平桌面的两只乒乓球中间打气,会看到两只乒乓球________(选填“分开”或“靠近”)。
(3)如图-3所示,拉动活塞使注射器里吸进一些乙醚,取下针头,用橡皮帽把注射器的小孔堵住,再向外拉动活塞,到一定程度时,注射器里的液态乙醚消失,这是________现象(填写物态变化名称)。
(4)如图-4所示,光屏上呈现清晰的像,小明向水透镜内注水,光屏上原来清晰的像变模糊了;为了再次得到清晰的像,保持透镜和光屏的位置不动,应将蜡烛________(选填“靠近”或“远离”)水透镜。
【答案】(1)减小受力面积 (2)靠近 (3)汽化 (4)靠近
【解析】(1)根据压强公式可知,当压力F一定时,减小受力面积S,压强p会增大。注射器针尖做得很尖,就是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强。
(2)向两只乒乓球中间打气时,乒乓球中间的空气流速增大。根据流体压强与流速的关系:流体流速越大的地方,压强越小。乒乓球中间压强变小,而乒乓球外侧压强较大,在压力差的作用下,两只乒乓球会靠近。
(3)向外拉动活塞时,注射器内的体积增大,压强减小。乙醚的沸点会随着压强的减小而降低,原本液态的乙醚,在压强减小到一定程度时,会由液态变为气态,这个物态变化名称是汽化。
(4)向水透镜内注水,水透镜的焦距变小,会聚能力变强。根据凸透镜成像规律,当凸透镜焦距变小,会聚能力变强,像距会变小。现在保持透镜和光屏的位置不动,即像距不变,要再次得到清晰的像,需要减小物距,所以应将蜡烛靠近水透镜。
36.(2025·山东济宁·三模)在探究凸透镜成像规律的实验中:
(1)如图甲,通过探究记录绘制了像距v与物距u之间的关系图像,则该凸透镜的焦距是______cm。
(2)将烛焰、凸透镜和光屏的中心调至同一高度,实验过程中,当蜡烛与凸透镜的距离如图乙所示时,该实验现象可以说明______(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的成像特点。
(3)当光屏上呈现清晰的像时,保持蜡烛和凸透镜位置不变,取一个与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜,替代原来的凸透镜再次实验,所成的像与原来的像相比,会______(选填“变亮”“变暗”或“不变”)。
(4)小明又利用该装置研究视力的矫正问题,如图丙所示,给凸透镜“戴”上近视眼镜,此时光屏上能成一清晰的像。若取下近视眼镜,为使光屏上的像再次清晰,在保持透镜位置不变的条件下,
下列操作可行的是______。
①将光屏远离透镜 ②将光屏靠近透镜 ③将蜡烛远离透镜 ④将蜡烛靠近透镜
【答案】(1)10 (2)照相机 (3)变暗 (4)②④
【解析】(1)根据像距v与物距u之间的关系图像可得物距等于20cm时,像距为20cm。根据凸透镜的成像规律可知,当物距等于像距等于2倍焦距时,成倒立、等大的实像。故凸透镜的焦距为
(2)图中刻度尺的分度值为1cm,物距为
像距为
此时物距大于像距,根据凸透镜的成像规律可知,光屏上成倒立、缩小的实像。该实验现象可以说明照相机的成像特点。
(3)当光屏上呈现清晰的像时,保持蜡烛和凸透镜位置不变,取一个与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜,替代原来的凸透镜再次实验,由于取来的透镜与原实验中焦距相同所以此时仍能成清晰的像,只是透镜的直径变小,通过的光就少,所以像会变暗。
(4)近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用。给凸透镜 “戴” 上近视眼镜时,凹透镜使原本会聚的光线发散一些,此时光屏上能成清晰的像;若取下近视眼镜,光线会比戴近视眼镜时更早会聚(因为没有了凹透镜的发散作用),像会成在光屏的前方(即更靠近凸透镜的一侧)。
在保持透镜位置不变的条件下,要使光屏上的像再次清晰:
若移动光屏,由于像在光屏前方,所以应将光屏靠近透镜(②可行,①不可行)。
若移动蜡烛,根据凸透镜成像规律,物距减小,像距增大,像也会变大。当将蜡烛靠近透镜(减小物距)时,像距会增大,能使像再次成在原来的光屏位置附近(④可行,③不可行)。
综上,可行的操作是②④。
37.(2025·广东阳江·二模)在学习了凸透镜成像知识后,小明用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)如图甲,将凸透镜正对着太阳光,在透镜下方平行地放一张白纸,测出透镜与白纸间距s与对应的白纸被烤焦的时间t,绘出图像如图乙,则可判断该透镜的焦距______cm;
(2)如今,在一些商店前的地面上能看到用广告投影灯投射的广告图像,示意图如图丙所示,其中广告片应位于______(选填“二倍焦距以外”、“一倍焦距和二倍焦距之间”或“一倍焦距以内”),此时成______(选填“倒立”或“正立”)的像;
(3)小明又自制了一个水透镜来探究凸透镜成像的规律,如图戊所示,向水透镜注水,并调整蜡烛和光屏的位置后在光屏上看到了像,______(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是这种成像特点的应用;
(4)继续注水后,小明发现光屏上的像变得模糊了,为了使光屏上的像重新变得清晰,可将光屏靠近透镜,或者如图己所示,小明将自己的眼镜放在蜡烛和水透镜之间,像也变得清晰了一些,由此判断该眼镜是______(选填“近视镜”或“远视镜”)。
【答案】(1)12 (2)一倍焦距和二倍焦距之间 倒立 (3)照相机 (4)近视镜
【解析】(1)由图乙可知,当透镜与白纸间距s为12cm时,白纸被烤焦的时间t最短,此时太阳光经过凸透镜后会聚的点即焦点到凸透镜的距离就是12cm,因此该透镜的焦距f为12cm。
(2)[1][2]投影灯与投影仪的成像原理相同,则投影灯工作时,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,所以广告片位于镜头一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立放大的实像。
(3)由图戊可知,此时物距大于像距,根据凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立缩小的实像,应用是照相机。
(4)注水后水透镜变得更凸,对光会聚能力更强,此时水透镜焦距变小;会将光线提前会聚成像,使像成在光屏前方,小明将自己的眼镜放在蜡烛和水透镜之间,像也变得清晰了一些,说明此镜片对光有发散作用,使成像靠后,是凹透镜,由此判断该眼镜是近视镜。
38.(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
【解析】[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。
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专题02 光学
内●容●导●航
第一部分 命题解码 洞察命题意图,明确攻坚方向
►考向聚焦 ►考查形式 ►能力清单/思维瓶颈
第二部分 知识卡片 AI赋能教学,趣绘多彩知识
知识点01 光的直线传播 知识点02 光的反射 知识点03 平面镜成像
知识点04 光的折射、色散 知识点05 凸透镜成像的规律
第三部分 方法建模 构建思维框架,提炼通用解法
►流程建模 ►技法清单/答题模板
模板01 光路作图类 模板02 凸透镜成像动态分析类 模板03 现象辨析类
第四部分 思维引路 示范思考过程,贯通方法应用
►母题精讲 ►思维解析 ►变式应用
题型01 现象辨析类 题型02 光路作图类
题型03 凸透镜成像规律应用类 题型04 光学实验探究类
第五部分 分级实战 分级强化训练,实现能力跃迁
命●题●解●码
考向聚焦
知识点01 光的直线传播
知识点02 光的反射
知识点03 平面镜成像
知识点04 光的折射、色散
知识点05 凸透镜成像的规律
考查形式
以选择、填空题为主要考查形式,光路作图题、实验探究题也经常考查。难度上整体呈现低—中梯度,其中光的直线传播知识点难度最低,光的反射、平面镜成像为低—中难度,光的折射及凸透镜成像规律难度为中等。
能力要求
基础辨识与记忆能力:能准确区分光的直线传播、反射、折射、色散现象;实验探究与分析能力:掌握3个必做实验的核心要点:反射定律探究、平面镜成像探究、凸透镜成像探究。规范作图能力:熟练绘制3类光路图(反射光路、平面镜成像光路、透镜特殊光线)。
知●识●卡●片
方●法●建●模
模板01 光路作图类
流程建模
第一步:判断光路类型
明确是反射/折射/平面镜成像/透镜光路(优先识别关键词:“平面镜”“凸透镜”“从空气射入水”等)
第二步:锁定核心关键点
·反射/折射:找入射点、界面(如镜面、分界面)、法线(垂直界面,虚线)
·平面镜成像:找物体端点(用对称法找虚像端点);
·透镜:找光心、焦点、入射光线特征(平行主光轴/过焦点/过光心)
第三步:按规律画光路
·反射:“两角相等”,光线带箭头(入射→反射);
·折射:“空气角大”,斜射时偏折,垂直入射不偏折;
·平面镜成像:对称点连线垂直镜面,虚像用虚线;
·透镜:平行→过焦点,过焦点→平行,过光心→传播方向不变
第四步:规范标注
标注入射角/反射角、虚像(虚线+“虚线箭头”)、法线(虚线)
小技巧
1.陷阱:折射作图时忽略“垂直入射不偏折”,盲目画偏折光线。
2.平面镜成像作图技巧:先找物体端点的对称点,再用虚线连接虚像端点(避免直接画像导致形状失真)。
答题模板
考向
答题模板
光的反射作图
①过入射点作界面的垂线(法线,虚线),标注垂直符号;
②根据“反射角等于入射角”规律,在法线另一侧画反射光线(带箭头,指向远离界面方向);
③标注入射角∠i 和反射角∠r(两角相等),法线用虚线表示。
光的折射作图
①过入射点作分界面的垂线(法线,虚线),标注垂直符号;
②若光从空气射入(水/玻璃),根据“空气角大”规律,折射光线向法线偏折(带箭头);若垂直入射,折射光线方向不变;
③标注入射角∠i 和折射角∠r,法线/未实际存在的光线用虚线表示。
平面镜成像作图
①过物体端点分别作平面镜的垂线(虚线),量取等距线段确定虚像端点;
②根据“平面镜成像与物体关于镜面对称”特点,用虚线连接虚像端点(虚像用虚线箭头);
③标注对称点间的垂直关系和等距符号,镜面用实线
透镜特殊光线作图
①若入射光线平行于主光轴,根据“凸透镜会聚/凹透镜发散”规律,折射光线(过焦点/反向延长线过焦点);
②若入射光线过光心,折射光线方向不变(带箭头);
③标注焦点F、光心O,虚线表示光线的反向延长线
模板02 凸透镜成像动态分析类
流程建模
第一步:提取关键数据
找到焦距f、初始物距u(或像距v),明确“物距变化方向”(靠近/远离透镜)
第二步:定位物距区间
判断u与f、2f的关系(u<f、f<u<2f、u=2f、u>2f)
第三步:套用核心规律
·动态口诀:“物近像远像变大,物远像近像变小”(实像);“物近像近像变小,物远像远像变大”(虚像);
·静态规律:u>2f→倒立缩小实像(照相机);f<u<2f→倒立放大实像(投影仪);u<f→正立放大虚像(放大镜);u=2f倒立等大实像(测焦距)
第四步:结合应用判断
对应器材的调节(如照相机“调近景→镜头前伸”),或像的大小/虚实/倒正变化
技法清单
考向
技法清单
调节透镜位置
核心原理
移动透镜会同步改变u和v,实像始终遵循“物近像远像变大,物远像近像变小”规律
解题技法步骤
明确物体与光屏的固定距离、透镜焦距;u随透镜移动而变化,根据规律判断;移动后需确保u>f(成实像的前提),若u≤2f则成虚像,光屏无法承接
加入近视镜/远视镜
核心原理
①近视镜(凹透镜):发散作用→延迟光线会聚→像距v变大(像向后移动);
②远视镜(凸透镜):会聚作用→提前光线会聚→像距v变小(像向前移动)
解题技法步骤
①分析像的移动:
·加近视镜:原清晰像向后移→若光屏可移动,需将光屏向后移动(增大v)才能再次清晰;若光屏固定,需将透镜向前移动(减小u)补偿发散作用;
·加远视镜:原清晰像向前移→若光屏可移动,需将光屏向前移动(减小v)才能再次清晰;若光屏固定,需将透镜向后移动(增大u)补偿会聚作用;
②推像的性质:
·加凹透镜:像距v变大→像的大小较原来变大(遵循“像距变大像变大”规律);
·加凸透镜:像距v变小→像的大小较原来变小;
遮挡透镜部分区域
核心原理
透镜成像本质:物体上各点发出的光线经透镜所有透光区域折射后会聚成像;
遮挡影响:仅减少参与成像的光线数量→像的大小、倒正、虚实不变,仅亮度变暗(遮挡面积越大,像越暗)
解题技法步骤
①判遮挡类型:明确“部分遮挡”(如用黑纸遮上半部分)还是“完全遮挡”(全遮→不成像);
②析成像变化:
像的性质(大小、倒正、虚实):与未遮挡时一致(由u、f关系决定);
像的亮度:遮挡部分区域→透光量减少→亮度变暗(无其他变化);
模板03 现象辨析类(区分直线传播/反射/折射/色散)
流程建模
第一步:识别现象场景
明确题干描述的现象(如影子、倒影、彩虹、筷子弯折)
第二步:分析传播特点
·直线传播:无反射/折射界面,沿直线传播(如影子、小孔成像、日食);
·反射:有“反射面”(镜面/水面),光线返回原介质(如倒影、照镜子);
·折射:有“两种介质”(空气→水/玻璃),光线偏折(如筷子弯折、池水变浅、海市蜃楼);
·色散:白光通过三棱镜,分解为七色光(本质是折射);
第三步:排除易混淆点
漫反射≠折射(漫反射仍遵循反射定律);倒影≠影子(倒影是反射,影子是直线传播)
技法清单
方法
解题技法步骤
典型现象清单
光的直线传播
①看场景:题干现象是否涉及“影子、小孔、日食/月食、激光准直”等关键词;
②判介质:是否为单一介质(无“水面、玻璃、透镜”等界面);
③对规律:满足“单一介质+无界面+阻挡形成暗区/实像”→光的直线传播
影子(皮影戏、树影)、小孔成像(树荫下的光斑)、日食/月食、激光准直(修路、排队看齐)、射击瞄准
光的反射
①找界面:题干是否存在“镜子、水面、光滑金属面”等反射面;
②看成像:是否形成“与物体相似、对称的虚像”(如倒影、照镜子看到的像);
③对规律:满足“有反射面+光线返回原介质+对称虚像”→光的反射
水面倒影(桥、树的倒影)、照镜子、潜望镜、自行车尾灯反光、黑板“反光”(镜面反射)、我们看到本身不发光的物体
光的折射
①判介质:是否存在“两种不同物质”(如水和空气、玻璃和空气);②看变化:物体看起来是否“错位、弯折、变浅、变大”(如筷子弯折、池水变浅);
③对规律:满足“两种介质+光线穿界面+偏折/错位”→光的折射
筷子插入水中弯折、池水看起来变浅、海市蜃楼、放大镜看物体、照相机/投影仪成像(透镜折射)、渔民叉鱼时“叉下方”、星星闪烁(空气密度不均匀导致折射)
光的色散
①看现象:是否有“白光分解为七色光”(如彩虹、三棱镜实验);②对规律:满足“白光+折射分离+七色光”→光的色散(本质是光的折射)
彩虹(雨后阳光经小水滴折射色散)、三棱镜分解太阳光、肥皂泡上的彩色条纹(色散+反射)
小技巧+易错点
1.技巧:用“介质判断法”快速区分:单一介质(如空气)→直线传播;两种介质+返回原介质→反射;两种介质+光线偏折→折射;色散现象直接关联“折射”(白光经三棱镜两次折射分解,记住“色散=折射+分解”)。
2.易错点:混淆“倒影”和“影子”、认为“漫反射不遵循反射定律”、将“海市蜃楼”归为光的直线传播。
思●维●引●路
题型01 现象辨析类
母题精讲
【典例01】(2025·湖北武汉·中考真题)如图所示,在一个空罐的底部中央打一个小孔,再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。将小孔对着烛焰,我们可以看到烛焰在薄膜上呈现的像。下列选项与该现象原理相同的是( )
A. B. C. D.
现象辨析 1.解题技巧:抓“关键词信号”:倒影/镜子→反射;影子/小孔/日食→直线传播;弯折/变浅/透镜→折射;七色光→色散;排除法:先归类易判断的选项,缩小范围。
2.知识点回顾:四大现象核心特征:直线传播(单一介质+无界面)、反射(反射面+返回原介质)、折射(两种介质+穿界面偏折)、色散(白光分解+折射)。
3.避坑要点:
·勿将“水面倒影”归为直线传播(实际是反射);
·勿将“色散”单独归为一类原理(本质是特殊折射)。
变式应用
【变式01】结合古代典籍(2025·山东德州·中考真题)以下古代典籍记载的现象与其原理对应错误的是( )
A.《墨经》记载:景到(倒),在午有端与景长,说在端。小孔成像——光的直线传播
B.《淮南万毕术》记载:取大镜高悬,置水盆于其下,则见四邻矣。平面镜成像——光的反射
C.《梦溪笔谈》记载:古人铸鉴,鉴大则平,鉴小则凸。凡鉴凹则照人面大,凸则照人面小。凸(凹)面镜成像——光的折射
D.《玄贞子》记载:背日喷乎水,成虹霓之状。彩虹——光的色散
【变式02】(2025·吉林松原·三模)因为有了光和光学知识的应用,使得我们的校园生活变得丰富多彩。
(1)同学们能从各个方向看到书上的字,这是光的___________反射现象。
(2)近视眼镜的镜片对光有___________(选填“会聚”或“发散”)作用。
(3)课间操站队时,同学们是利用光的___________知识站成笔直的一队的;透过教室的窗户玻璃看操场上跑步的同学,看到的是___________(选填“实像”或“虚像”)。
题型02 光路作图类
母题精讲
【典例01】(2025·四川凉山·中考真题)如图所示,一条光线从空气斜射向水面时发生了反射与折射,OA为反射光线。请在图中画出:(1)入射光线;(2)折射光线的大致位置。
光路作图 1.解题技巧:口诀:“先画法线再画光线,反射等角折射偏折”;虚实区分:法线、虚像、光线反向延长线用虚线,实际光线用实线。
2.知识点回顾:
·反射定律:三线共面、两线分居、两角相等;
·折射规律:空气→水/玻璃,折射光线向法线偏折;垂直入射不偏折;
·平面镜成像:对称法(等距、垂直、虚像);
·透镜光线:平行过焦点、过光心不变向、过焦点平行。
3.避坑要点:勿漏画光线箭头或箭头方向反;折射光线勿画成“远离法线”(空气角大,水/玻璃中角小);平面镜成像勿画成实线。
变式应用
【变式01】(2025·山东东营·中考真题)如图所示,一束光射向凸透镜经折射后射到玻璃砖上,请在图中画出射向凸透镜的入射光线以及进入玻璃砖中折射光线的大致方向。
【变式02】(2025·湖北·一模)“墙上的立体纸蝴蝶随灯光翻飞,光的摇曳赋予了它们新的生命。”如图甲,是最近网上流行的光影蝴蝶,将蝴蝶的轮廓画出、剪下,再将轮廓剪成两半,立于墙上。打开灯光,蝴蝶的影子便与立着的纸蝴蝶构成了完整的蝴蝶。改变光源的位置,影子的位置也随之改变,看起来好像蝴蝶随灯光起舞一样。某时刻,蝴蝶A和B(用标杆表示)及它们的影子A'和B'如图乙所示,请在乙图中通过作图找到光源的位置P。
题型03 凸透镜成像规律应用类
母题精讲
【典例01】(2025·广东·模拟预测)如图所示为北京航天飞行控制中心拍摄航天员在第一次出舱活动工作间隙挥手致意的画面,在拍摄过程中,航天员位于镜头的________(选填“两倍焦距以外”“一倍焦距和两倍焦距之间”或“一倍焦距以内”),通过镜头所成的是________(选填“正立”或“倒立”)的像;为了获得清晰的手部特写,工作人员需要将镜头________(选填“靠近”或“远离”)航天员的手部。
1.解题技巧:数轴法:标f、2f,快速定位u的区间;动态口诀:实像“物近像远像变大”,虚像“物近像近像变小”;器材对应:u>2f→照相机,f<u<2f→投影仪,u<f→放大镜。
2.知识点回顾:
凸透镜成像规律:“一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小;物距变化与像距相反,像的大小与像距同向”。
3.避坑要点:勿混淆实像/虚像的动态规律;照相机“拍近景”时,镜头应前伸(增大像距),而非后缩;勿认为u=f时能成像(u=f时不成像,光线平行)。
变式应用
【变式01】(2025·山东日照·中考真题)无人机航拍具有高清晰、大比例尺、小面积、高现势性的优点,下列说法正确的是( )
A.无人机航拍是利用超声波传输信号的
B.无人机远距离航拍时镜头到被摄物体的距离要大于镜头焦距的两倍
C.无人机远距离航拍镜头所成的像是倒立、缩小的实像,和投影仪成像的特点相同
D.无人机降落过程中,降落点附近的物体在镜头内所成的像会变小
【变式02】(2024·江苏苏州·中考真题)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( )
A.不同方向都能看到图案是光在地面发生了漫反射
B.该投影灯的成像原理与照相机相同
C.调小镜头与图片的距离图案变小
D.地面上看到的是放大的虚像
题型04 光学实验探究类
母题精讲
【典例01】(2025·黑龙江绥化·中考真题)如图所示,小刚同学用薄玻璃板、白板、刻度尺、光屏和两支完全相同的蜡烛A、B探究平面镜成像的特点。
(1)用薄玻璃板代替平面镜的目的是 。
(2)点燃蜡烛A,在薄玻璃板后面移动不点燃的蜡烛B,直到B与A的像完全重合,用刻度尺测量出蜡烛A到玻璃板的距离和蜡烛B到玻璃板的距离。移动点燃的蜡烛A,多次重复实验后,发现平面镜所成像的大小和物的大小 ,像和物到平面镜的距离 。
(3)移去蜡烛B,在该位置放置的光屏上 (选填“能”或“不能”)承接到蜡烛A的像。
1.解题技巧:关键词记忆:薄玻璃板→“透光定像”,等大蜡烛→“等效替代”,硬纸板→“验证三线共面”,三心等高→“像在中央”。
2.知识点回顾:三大核心实验
·反射定律实验:硬纸板折叠验证三线共面,多次实验归纳两角相等;
·平面镜成像实验:薄玻璃板、等大蜡烛、竖直放置、虚像;
·凸透镜成像实验:三心等高、u与 f/2f的关系、光屏承接实像。
3.避坑要点:平面镜成像实验勿选厚玻璃板;凸透镜实验“像不在中央”,原因是三心不等高,而非焦距错误;反射实验硬纸板需垂直镜面,否则无法验证三线共面。
变式应用
【变式01】(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
30°
30°
②
45°
45°
③
60°
60°
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。
【变式02】(2025·江西·模拟预测)图是物理课堂上老师将激光射入密度不均匀的糖水中的情景。
【问题】学习了光的折射后,同学们想进一步探究光从空气斜射入液体中时其折射角的大小是否与液体密度有关。
【证据】某学习小组设计了以下方案:用激光笔以______大小的入射角斜射入______浓度的糖水中,观察并测量折射角的大小。(均填“相同”或“不同”)实验数据如下表所示。
糖水的浓度/%
10
30
50
入射角/度
60
60
60
折射角/度
50
45
40
【解释】从表格中的数据可得出,糖水的浓度越大,其折射角______。由此可推出,液体的折射能力与其密度______(填“有关”或“无关”)。
【交流】(1)本实验中主要运用的研究方法是______。下列物理实验也运用了这种研究方法的是______(填字母)。
A.探究平面镜成像的规律
B.探究电流与电压、电阻的关系
C.探究杠杆平衡的条件
(2)为使实验结论具有普遍性,接下来的操作是______________。
实●战●演●练
巩固提升
1.(2025·四川攀枝花·中考真题)银江水电站建成后,上游形成的银江湖成了市民休闲的好去处。密地桥被银江湖水淹了一部分后,形成了桥影相连的美景,如图所示,形成这一现象的光学原理是( )
A.光的色散 B.光的直线传播
C.光的折射 D.光的反射
2.(2025·四川绵阳·中考真题)在光线强烈的户外使用手机时,用户常因屏幕反光,看得到屏幕上自己脸部的像,看不清屏幕本身显示的内容,所以常在屏幕上贴表面粗糙的防反光膜。下列分析正确的是( )
A.光照射到防反光膜上不再遵循反射定律
B.脸部的像与用户脸部关于屏幕对称
C.脸部的像比用户的脸部小
D.脸部的像到屏幕的距离比用户脸部到屏幕的距离更近
3.(2025·海南·中考真题)下列实例中,利用光的直线传播的是( )
A.激光准直B.削冰取火
C.光纤通信 D.对镜整装
4.(2025·四川巴中·中考真题)实验室中的毛玻璃片,一面磨砂,一面平滑,对毛玻璃片的描述正确的是( )
A.玻璃属于非晶体
B.用手去摸,光滑的一面是磨砂面
C.压力相同时,在同一水平桌面上滑动,摩擦力较小的一面是磨砂面
D.透过毛玻璃片看不清远处物体,朝向眼睛的一面是平滑面
5.(2025·四川巴中·中考真题)家用小汽车的后视镜是用来观察车后情况的,在某次行驶时,发现左侧后视镜中只能看到左侧车身,看不见车后马路上的情况,为确保行驶安全,左侧后视镜的镜面应该( )
A.向外旋转B.向内旋转C.向下旋转D.向上旋转
6.(2025·湖南湘西·模拟预测)如图所示,日晷是人类最古老的计时工具之一,其历史可以追溯到数千年前,它是通过观察直杆在太阳下的影子所在的位置来确定时间。下列选项中所描述的现象与日晷原理相同的是( )
A.海市蜃楼 B.空中彩虹 C.镜花水月 D.坐井观天
7.(2025·湖南长沙·模拟预测)果农在筛选苹果时,常借助一种透明镜片观察表皮是否有细小损伤。当镜片靠近苹果时,能看到清晰放大的苹果的像,下列说法正确的是( )
A.这是凹透镜,该像是正立的虚像 B.这是凸透镜,该像是正立的虚像
C.这是凹透镜,该像是倒立的实像 D.这是凸透镜,该像是倒立的实像
8.(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
9.(2025·湖南长沙·模拟预测)姚老师给小廖同学拍了一张照片,如图所示,下列说法正确的是( )
A.照相机镜头相当于凹透镜
B.旁边的墙上可以看到小廖同学的实像
C.若要使小廖同学在相机中成的像更大,姚老师可以向她走近一点
D.若要使小廖同学在相机中成的像更大,姚老师可以调小镜头的焦距
10.(2025·河北石家庄·模拟预测)如图所示,小明利用一个焦距为10cm的凸透镜探究其成像规律,此时蜡烛在光屏上恰好成清晰的像。下列说法正确的是( )
A.若蜡烛燃烧变短,要使烛焰的像仍成在光屏中央,须将光屏适当向下移动
B.若蜡烛向远离凸透镜的方向移动,调节光屏位置,烛焰所成的像将逐渐变小
C.若保持凸透镜位置不动,交换蜡烛和光屏的位置,能在光屏上得到倒立、放大的实像
D.保持蜡烛和凸透镜位置不动,小明将一片眼镜片贴近凸透镜的左侧放置,同时向左适当移动光屏并得到清晰的像,则这片镜片为凹透镜
11.(2025·四川绵阳·中考真题)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示时,光屏上成的像不清晰,若将光屏向右移动适当距离,可在光屏上观察到清晰的像,则( )
A.清晰的像是倒立、缩小的实像
B.清晰的像是正立、放大的实像
C.该透镜的焦距大于7.5cm小于15cm
D.该透镜的焦距大于10cm小于20cm
12.(2025·山东淄博·中考真题)正常人眼看物体时,物体在视网膜上成的是______(填写相关成像性质)的像。某人看物体时的成像情况如图所示,他需戴______透镜加以矫正,利用的是它对光的______作用。
13.(2025·宁夏·中考真题)小华站在竖立的穿衣镜前1m处,他的像到镜面的距离是________m。当他远离穿衣镜时,他在镜中的像的大小________(选填“变大”“变小”或“不变”)。小华在镜中看到了妈妈的眼睛,妈妈________(选填“能”或“不能”)通过这面镜子看到小华的眼睛,这是因为在光的反射现象中光路是________。
14.(2025·江苏镇江·中考真题)小红在探究凸透镜成像规律时,调节蜡烛、凸透镜与光屏到如图所示的位置,可在光屏上得到清晰的像,则凸透镜焦距为_________cm。仅将蜡烛移到10cm刻度线处,为了在光屏上得到清晰的像,接下来她应将光屏适当向_________移动,生活中所用的_________成像时的物像大小关系与上述实验相同。
15.(2025·云南保山·模拟预测)龙陵抗日战争纪念馆内陈列着抗战时期的文物,展柜玻璃表面因反射灯光会对参观者造成干扰。为减少干扰,制作展柜时宜选用表面___________(填“光滑”或“粗糙”)的玻璃。若一束灯光与玻璃平面成30°角入射,则反射角为___________。
16.(2025·安徽滁州·模拟预测)如图所示,竖直放置的平面镜能绕轴心O点转动,为了让镜子前的人站着就能看到镜中脚的像,可以让平面镜绕轴沿________(选填“顺”或“逆”)时针方向转动。
17.(2025·海南·中考真题)根据要求规范作图。
(1)请在图中画出白鹭所受重力的示意图;
(2)请在图中根据平面镜成像的特点,画出点A的像点Aʹ。
18.(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。
19.(2025·江苏常州·中考真题)眼睛看向平面镜看到像点,请在图中画出物点S以及该现象对应的光路图。
20.(2025·黑龙江大庆·中考真题)通过鱼缸右侧上方的平面镜可观察到鱼缸中的小鱼,补充画出人眼P通过平面镜看到水中小鱼S的光路图(保留作图痕迹)。
21.(2025·青海·中考真题)在图中,根据入射光线AO画出反射光线OB,并标出反射角的度数。
22.(2025·吉林四平·模拟预测)如图所示,小明家的小猫不慎落入一口深井的井底,为看清猫的位置,小明利用平面镜使阳光竖直照到井底,请画出平面镜的位置。(保留作图痕迹)
23.(2025·辽宁本溪·三模)图甲为某摄影爱好者拍摄的“三只鹤”的情景,一只是站在清澈溪水中的白鹤,一只是它的“倒影”,另一只是它的“影子”。如图乙,A点为白鹤的头顶最高点,B点为白鹤的影子到达的最远点,C点为摄影爱好者的眼睛。请在图乙中作出:
(1)摄影爱好者在C点看倒影时进入眼睛的光线;
(2)根据白鹤头顶A点及其在水面形成的影子B点(忽略水深),作出太阳光的照射光线。
24.(2025·新疆乌鲁木齐·一模)如图所示,请找到人头部点A在地面上的影子的位置,S为太阳。
25.(2025·河南焦作·三模)小明看到自己鱼缸底部的小石子便想起了“潭清疑水浅”。如图所示,如果点表示鱼缸底部的小石子,请在图中大致画出小明看到水中小石子的光路图。
26.(2025·湖北·二模)据中国科学院空间应用与技术中心消息,神舟二十号载人飞船携带有6条斑马鱼,将在实验柜的特制透明容器中开展为期约30天的在轨实验,如图甲所示。请你在图乙中画出航天员看到斑马鱼的光路图(S表示斑马鱼的实际位置,S′表示航天员看到的斑马鱼的像,不考虑容器壁对光线的影响)。
27.(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”)
28.(2025·陕西·中考真题)在“探究平面镜成像的特点”实验中,用到了玻璃板、两支完全相同的蜡烛(A、B)、方格纸、刻度尺、白色卡片、铅笔等器材。
(1)如图-1,把一张方格纸平铺在水平桌面上,再将玻璃板____放置在方格纸上,并标出玻璃板的位置;
(2)在玻璃板前放一支点燃的蜡烛A,再将另一支未点燃的蜡烛B放在玻璃板后,调整蜡烛B的位置,使蜡烛B与蜡烛A的像重合,说明平面镜成像时,像与物的大小____。此时在方格纸上标出蜡烛A、B的位置。
(3)多次改变蜡烛A的位置,重复上述步骤。根据方格纸上的标记,测量物、像到玻璃板的距离,并把数据记录在下表中。
实验序号
物到玻璃板的距离/cm
像到玻璃板的距离/cm
1
10.00
10.00
2
15.00
15.00
3
20.00
20.00
…
分析表中数据可知:平面镜成像时,像和物到平面镜的距离____。
(4)如图-2所示,为探究像的虚实,可将一张白色卡片竖直放置在蜡烛B所在的位置,直接观察白色卡片,卡片上____(选填“有”或“没有”)蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是____像;
(5)以玻璃板为平面镜进行本实验,好处是便于确定____;
(6)如图-3所示,将玻璃板沿MN截成两半,并把左半部分向靠近蜡烛A的方向平移一段距离,右半部分向远离蜡烛A的方向平移一段距离,则蜡烛A通过左半部分玻璃板、右半部分玻璃板 (填选项字母)。
A.都不能成像 B.各成半个像,合起来为一个完整的像
C.都能成完整的像,且像在同一位置 D.都能成完整的像,且像在不同位置
29.(2025·辽宁·中考真题)某小组探究在光的反射现象中反射角和入射角的关系。
(1)注意:为了避免伤害眼睛,使用激光笔时,禁止________。
(2)把一块平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板________地立在平面镜上,纸板上的直线ON垂直于镜面,使一束光贴着纸板沿某一角度射到O点,经平面镜反射,沿另一个方向射出,在纸板上用笔描出入射光和________的径迹,并标出入射角i和反射角r,如图所示。
(3)改变光束入射的角度,多做几次实验,换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。取下纸板,用________测量∠i和∠r的度数,将数据记录在下表中。
数据序号
1
2
3
4
5
…
∠i
30°
40°
50°
60°
70°
…
∠r
30°
40°
50°
60°
70°
…
分析表中数据,得出结论:在反射现象中,反射角________入射角。
30.(2025·湖北·一模)小科同学在探究平面镜成像特点时,利用如图甲所示器材进行了以下操作:
(1)如图所示,小科同学从点燃的蜡烛一侧透过玻璃板看到像有重影,改善重影的方法是换用______(选填“较薄”或“较厚”)的玻璃板,实验中选取同样大小的蜡烛A、B是为了_______。
(2)改进器材后多次改变蜡烛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______。
(3)完成实验后,小科同学又将一枚硬币放在玻璃板前,能看到它在玻璃板后的像在a的位置,如图丙所示,若将玻璃板水平向右移动3cm,该硬币的像_____(选填“向右移动3cm”、“在原位置”或“向左移动3cm”),在上述实验中,如果在玻璃板背面粘贴一张不透光的白纸,将玻璃板背面完全遮挡住,_____(选填“仍能”或“不能”)看到蜡烛在玻璃板后面的像。
31.(2025·吉林松原·模拟预测)利用图甲装置探究“平面镜成像的特点”:在水平桌面上铺一张白纸,再将玻璃板竖立在白纸上,把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再拿一支外形完全相同但不点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合。
(1)实验选用玻璃板而不是平面镜是为了便于______。
(2)把光屏放在玻璃板后,无论如何移动,都不能承接到蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是______像。
(3)图乙是小强某次测量蜡烛A到平面镜的距离L为______cm。
(4)若将玻璃板向左倾斜,如图丙所示,观察到蜡烛A的像的大致位置在图中的______(选填“①”或“②”)处。
32.(2025·湖南长沙·模拟预测)在探究光反射时的规律实验中,某同学按如图甲所示仪器进行实验,把一块平面镜放在水平桌面上,再将一张纸板放在平面镜上,纸板由E、F两块纸板粘成,可绕接缝转动。
(1)开始实验时,应使纸板与平面镜______。
(2)让一束光贴着纸板沿方向射向镜面,在纸板F上可看到反射光沿方向射出,测出入射角和反射角,并多次改变入射角的大小,将数据记录在表格内。由表中数据可得:在光的反射现象中,反射角______入射角。
实验序号
1
2
3
4
入射角
反射角
(3)将纸板F沿向后折,如图乙所示,此时不能在纸板F上观察到反射光。为进一步确定反射光线的位置,该同学将纸板F沿剪开,只将F板的上半部向后折,如图丙所示,此时在F板的下半部能看到反射光线,而上半部看不到反射光线。上述现象说明:在光的反射现象中,反射光线、入射光线和法线在______。
33.(2025·江苏常州·中考真题)小明探究“凸透镜成像规律”。
(1)实验前应在光具座上将烛焰中心、透镜光心、光屏中心调到______;
(2)调节蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图甲所示,光屏上呈现烛焰清晰的倒立、______的实像;生活中的______利用了该成像特点。
(3)一张邮票如图乙所示,手持凸透镜靠近该邮票,如图丙所示,透过凸透镜看到的是正立、放大的______像。
34.(2025·陕西商洛·一模)如图,是小明做“探究凸透镜成像规律”实验的装置。
(1)用平行光正对凸透镜照射,光屏移至图-1所示位置时,屏上出现了最小、最亮的光斑,则该凸透镜的焦距约为_______cm。
(2)实验前,为了使像呈现在光屏中央,应调节烛焰的中心、光屏的中心位于凸透镜的______上。
(3)当蜡烛、凸透镜和光屏处于图-2所示位置时,恰好在光屏上成清晰的像,此时光屏上所成像的特点与_______(选填“照相机”“放大镜”或“投影仪”)的相同。
(4)小明将自己的眼镜放在烛焰和凸透镜之间,发现光屏上的像变模糊了,将光屏向远离凸透镜的方向移动适当距离后,光屏上再次呈现清晰的像,则该眼镜的镜片可用于矫正_____(选填“近视眼”或“远视眼”)。
35.(2025·陕西西安·模拟预测)小明利用注射器做了几个物理实验,请完成下列填空。
(1)如图-1所示,注射器针尖做得很尖,是在压力一定时,通过________________来增大压强。
(2)如图-2所示,向放在水平桌面的两只乒乓球中间打气,会看到两只乒乓球________(选填“分开”或“靠近”)。
(3)如图-3所示,拉动活塞使注射器里吸进一些乙醚,取下针头,用橡皮帽把注射器的小孔堵住,再向外拉动活塞,到一定程度时,注射器里的液态乙醚消失,这是________现象(填写物态变化名称)。
(4)如图-4所示,光屏上呈现清晰的像,小明向水透镜内注水,光屏上原来清晰的像变模糊了;为了再次得到清晰的像,保持透镜和光屏的位置不动,应将蜡烛________(选填“靠近”或“远离”)水透镜。
36.(2025·山东济宁·三模)在探究凸透镜成像规律的实验中:
(1)如图甲,通过探究记录绘制了像距v与物距u之间的关系图像,则该凸透镜的焦距是______cm。
(2)将烛焰、凸透镜和光屏的中心调至同一高度,实验过程中,当蜡烛与凸透镜的距离如图乙所示时,该实验现象可以说明______(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的成像特点。
(3)当光屏上呈现清晰的像时,保持蜡烛和凸透镜位置不变,取一个与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜,替代原来的凸透镜再次实验,所成的像与原来的像相比,会______(选填“变亮”“变暗”或“不变”)。
(4)小明又利用该装置研究视力的矫正问题,如图丙所示,给凸透镜“戴”上近视眼镜,此时光屏上能成一清晰的像。若取下近视眼镜,为使光屏上的像再次清晰,在保持透镜位置不变的条件下,
下列操作可行的是______。
①将光屏远离透镜 ②将光屏靠近透镜 ③将蜡烛远离透镜 ④将蜡烛靠近透镜
37.(2025·广东阳江·二模)在学习了凸透镜成像知识后,小明用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)如图甲,将凸透镜正对着太阳光,在透镜下方平行地放一张白纸,测出透镜与白纸间距s与对应的白纸被烤焦的时间t,绘出图像如图乙,则可判断该透镜的焦距______cm;
(2)如今,在一些商店前的地面上能看到用广告投影灯投射的广告图像,示意图如图丙所示,其中广告片应位于______(选填“二倍焦距以外”、“一倍焦距和二倍焦距之间”或“一倍焦距以内”),此时成______(选填“倒立”或“正立”)的像;
(3)小明又自制了一个水透镜来探究凸透镜成像的规律,如图戊所示,向水透镜注水,并调整蜡烛和光屏的位置后在光屏上看到了像,______(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是这种成像特点的应用;
(4)继续注水后,小明发现光屏上的像变得模糊了,为了使光屏上的像重新变得清晰,可将光屏靠近透镜,或者如图己所示,小明将自己的眼镜放在蜡烛和水透镜之间,像也变得清晰了一些,由此判断该眼镜是______(选填“近视镜”或“远视镜”)。
38.(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。
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