第一章光强基特训- 2025-2026学年科学浙教版八年级上册

光学强基特训 一、选择题（共10小题，每小题4分，共40分，每小题只有一个选项符合题意） 1．用普通照相机拍照时，要按被照物体距相机镜头的远近进行“调焦”，使用起来不太便捷。有一种“傻瓜”相机，只要把想拍摄的景物全部纳入取景器内，不论远处还是近处的物体，在照片上都比较清晰，从而使拍照的过程变得十分快捷。这种“傻瓜”相机不用“调焦”的奥秘是（　　） A．采用了长焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相差不大 B．采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相差不大 C．采用了长焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同 D．采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同 2．A、B两辆车在公路上笔直行驶，当A车驾驶员看到左侧后视镜中如图甲的情况，说明两辆车位置如图乙所示，如果此刻B车按箭头方向匀速靠近A车，那么A车驾驶员看到的后视镜中的“B车”在镜中的左右移动情况是（　　） A．加速向左移动 B．减速向左移动 C．加速向右移动 D．减速向右移动 3．如图所示，从凸透镜主光轴上S点发出的光经凸透镜折射后交于主光轴上S1点，现有一点P发出一束光平行于从S点发出的光射向凸透镜，则在透镜的另一侧的折射光线将（　　） A．和主轴不相交 B．和主轴相交，交点仍在S1点 C．和主轴相交，交点在S1的左侧 D．和主轴相交，交点在S1的右侧 4．将两根筷子竖直插入一个注水的圆柱形玻璃杯中，插入水中的位置如图甲所示，则最后看到的情况是（　　） A． B． C． D． 5．光从空气中斜射到一块水平透明玻璃板上，设入射角为α，反射光线跟折射光线之间的夹角为β。对于β与α的关系有如下说法：①β随α的减小而增大；②β随α的增大而增大；③当α≤30°时，β一定大于120°；④当α≥30°时，β一定小于120°。其中正确的是（　　） A．①④ B．①③ C．②④ D．②③ 6．如图所示，竖直平面镜MN与直线l平行，人眼位于P点，其中P、Q、E均为直线l上的点，PQ长为3m，QE＝MN＝1m，QM＝EN＝4m，点光源S在直线l上且在E点以下的某区域内自由移动（图中未画出），此人恰好都能通过平面镜看见S的像，则点光源S移动的最大长度是（　　） A．1m B．2m C．3m D．4m ( c )7．如图所示，平面镜OM与ON垂直放置，在它们的角平分线上的P点处放有一个球形放光物体，左半部分为浅色，右半部分为深色，在P点左侧较远的地方放有一架照相机，不考虑照相机本身在镜中的成像情况，则拍出照片的示意图正确的是（ ） 8．如图所示，平面镜OM与ON镜面之间的夹角为α，在两平面镜角平分线上有一个点光源S，如果要保证S发出的任意一条光线最多只能产生四次反射，则α的最小值是（ ） A. 30° B. 40° C. 50° D.60° 9．如图所示，竖直放置的不透光物体（足够大）中紧密嵌有一凸透镜，透镜左侧两倍焦距处，有一个与主光轴垂直的物体AB，在透镜右侧三倍焦距处竖直放置一平面镜MN，镜面与凸透镜的主光轴垂直，B、N两点都在主光轴上，AB与MN高度相等，且与透镜上半部分等高。遮住透镜的下半部分，则该光具组中，物体AB的成像情况是（　　） A．两个实像，一个虚像 B．一个实像，两个虚像 C．只有一个虚像 D．只有一个实像 10．如图所示，F1、F2是凸透镜的焦点，S是放在凸透镜前的点光源，S′是S经凸透镜所成的像。当光源S沿平行主轴的方向向透镜移动时（始终保持u＞f），像S′远离透镜移动的情况是（　　） A．沿平行主轴方向 B．沿O与S′连线方向 C．沿F2与S′连线方向 D．沿F1与S′连线方向 第9题 第10题 第11题 第12题 二、非选择题（共60分） 11．（3分）如图所示，两个平面镜之间的夹角为60°，若在两镜面夹角的角平分线上有一个物体，则它在两平面镜中所成像的个数为 　 　 。 12．（3分）如图所示，两块平面镜互成60°角放置，平行于角平分线的两条光线AO和CO，分别射到两块平面镜上，它们的反射光线OB的反向延长线跟O'D的反向延长线的夹角θ为　 　 。 13．（8分）如图甲所示，将透明的薄壁（厚度可忽略不计）方形水槽水平放置，固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束，小科通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象。 （1）图甲水槽中未注水时，可在侧壁上A处得到一个光点，注入一定量的水后，光点移至B处，为使B处的光点移至C处，则应使水槽中的水量 　 　，若BC间距离为2cm，则水面高度的变化量Δh 　 （填“＞”“＝”或“＜”）2cm。 （2）如图乙所示，小科将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射，为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播，则激光笔照射的方向应满足的条件是 　 　 ，且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区域 　 　（填“①”“②”或“③”）内。 14．（6分）（1）照相时，通过选择不同的“光圈”可以控制镜头的进光面积；选择不同的快门速度，可以控制镜头的进光时间。两者结合的目的是使底片受到的光照能量保持一定而得到好照片，表中列出了照相机光圈与快门的几种正确组合。在“快门”一行中，“25”表示快门打开的时间是秒。在“光圈”一行中，“15”表示镜头透光部分的直径等于镜头焦距的。那么快门“100”对应的“光圈”应该是　 　。 光圈 20 15 12 3 2 快门 9 16 25 100 400 900 （2）如图所示，线段AB为一凸透镜成像的物距倒数和像距倒数的对应关系，若用此凸透镜成像，当物体距透镜0.3 m时，物体所成像的性质是 　 　 （填像的虚实、大小、正倒立情况）。 15．（10分）小明学习了凸透镜后，进行了课外的探究。他将一可变色的点光源、横截面积为S的凸透镜和光屏（面积足够大）放在光具座（一种能显示长度刻度的光学器件）上，如图甲所示，调节它们的高度，使光源、凸透镜光心和光屏中心在同一水平直线上。 （1）小明固定凸透镜的位置，将光源调为蓝色光，从紧贴凸透镜的位置缓慢向外移动，直至光屏上出现一个与透镜面积等大的蓝色光斑。若继续向右移动光屏，蓝色光斑的面积将 　（填“变大”“变小”或“不变”）。 （2）在上述实验的基础上，小明只将光源调为红色光，则光屏上光斑的面积　 　（填“变大”“变小”或“不变”），他需将点光源向　 　（填“左”或“右”）移动一些才能在光屏上再次出现与透镜面积等大的红色光斑，此时点光源的位置如图甲所示，则此时该凸透镜的焦距为　 cm；若此时将光屏从图示位置移动至70cm刻度处，光屏上光斑周围出现了一个暗环。此暗环是如何形成的呢？请教老师后知道：暗环是透镜外侧沿直线传播的光与透镜折射的光在光屏上形成的无光区，装置的截面图如图乙所示，请你算出此时暗环的面积为　 　（用含S的式子表示）。 16．（3分）如图所示，这是法国菲索设计的，他第一个测出了地面上的光速，光源发出的光被毛玻璃片（也能透过光线）反射后，穿过齿轮A的齿隙（如图中P），然后经过相当长的距离AB，从B处的平面镜M循原路反射回来，仍然通过齿隙P而被观察到。若齿轮以某一转速转动时，从P穿出的光线恰被齿1挡住，从Q穿过的光线返回时恰被齿2挡住，这时观察者便看不见光线。如果齿轮的齿数为Z，每秒钟转n转，AB距离为L，由这个实验测得光速的表达式是 　 　 。 17．（9分）小明是一个爱动脑筋的孩子，他听老师说有一种角反射器是根据光的反射原理用平面镜制成的，它具有非常优良的回光特性。对于在空间中一定范围内的入射光线（无论入射方向如何），经平面镜反射后，出射光线总是与入射光线平行。小明根据老师的描述，找来平面镜想自制一个角反射器： （1）首先，小明将两块平面镜垂直安装如图所示，将一束光与镜面OM成60°角入射最后经平面镜ON反射出去的光果然与镜面OM上的入射光平行，此时镜面ON上的反射角是　　°； （2）小明在实验过程中，发现自己做出来的反射器好像不满足老师所说的“对于在空间中一定范围内的入射光线（无论入射方向如何），经平面镜反射后，出射光线总是与入射光线平行。”于是，他重新尝试，按照如图所示保持入射光线的方向不变，反射器绕O点向顺时针方向转动了20°，那么经过反射器两次反射的出射光线与旋转前相比将转过 　 　 °角； （3）通过一番探索还是未能设计出老师所描述的角反射器，小明只有去请教老师，老师告诉他角反射器是由三块平面镜组装成的，那么，要满足“对于在空间中一定范围内的入射光线（无论入射方向如何）经平面镜反射后，出射光线总是与入射光线平行。”这一要求，三块平面镜应该如何组装？　 。 18．（6分）如图所示，在“探究凸透镜成像规律”的实验中，凸透镜的光心、烛焰的中心、光屏的中心处于同一水平直线上，当烛焰在A点时，成像在B点；当烛焰在B点时，成像在C点，则凸透镜固定在　 　（填“A的左侧”、“AB之间”、“BC之间”或“C右侧”）。烛焰从A到B的过程中，像的大小　 　（填“变大”、“变小”或“不变”）。 19．（12分）小明做“探究凸透镜成像的规律”实验中。 甲 乙 丙 丁 （1）在实验时，发现光屏上出现的像只有中间清晰，两侧却较模糊，小明只对凸透镜进行了调整就在光屏上得到了清晰的像，他的调整是　 　 。 A.左右适当移动凸透镜 B.上下适当移动凸透镜 C.适当扭转凸透镜 D.左右适当移动光屏 （2）调整好仪器后，小明开始实验。当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时，在光屏上可以得到一个清晰的像，这在生活中的应用是　 　 （填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）； （3）小明把蜡烛向左移动一小段距离，发现光屏上烛焰的像变模糊了； ①为了使光屏上再次得到清晰的像，应调整光屏向 　 　 移动（填“左”或“右”）； ②小明不移动光屏，将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间，发现光屏上的像也变清晰了，则该眼镜片是 　 　 （填“近视”或“远视”）眼镜的镜片； （4）小明又进行了如图乙所示的实验，凸透镜竖直放置，将一个点光源S在凸透镜左侧以凸透镜2倍焦距处为圆心，在经过主光轴的竖直平面内做顺时针圆周运动，直径为D，且f＜D＜2f，则点光源S所成的像的运动轨迹是沿着　 　方向运动（填“顺时针”或“逆时针”）。 （5）将透镜、蜡烛及光屏置于光具座上，（如图丙所示）做成像实验，记录每次成实像的物距u、像距v、物像间距L（u+v），绘出图线（以f为长度单位），①由图丁可知，要想成实像，蜡烛与光屏的间距应满足 　（用f表示），②科学中，有一个凸透镜成像的“新概念”：放大率，图丁中，a=　 　，当物距L＝4.5f时，n＝　 　。 光学强基特训 参考答案与试题解析 一．试题（共19小题） 1．用普通照相机拍照时，要按被照物体距相机镜头的远近进行“调焦”，使用起来不太便捷。有一种“傻瓜”相机，只要把想拍摄的景物全部纳入取景器内，不论远处还是近处的物体，在照片上都比较清晰，从而使拍照的过程变得十分快捷。这种“傻瓜”相机不用“调焦”的奥秘是（　　） A．采用了长焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相差不大 B．采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相差不大 C．采用了长焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同 D．采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同 【分析】根据凸透镜成像的原理：当物距大于2倍焦距，成倒立缩小的实像，以及其应用来解答此题。 【解答】解：简易“傻瓜”照相机镜头的焦距不能改变，暗箱长度也不能改变。拍照时只要把景物全部纳入取景器内，无论物距如何变化，都能拍出比较清晰的照片，这主要是因为这种照相机的焦距小，物距都远大于2倍焦距，像距接近焦距，这样远近不同的物体成像的位置相差不大，所以不用调节。 通过以上分析，只有选项B是正确的。 故选：B。 【点评】本题主要考查学生对：凸透镜成像的应用的了解和掌握，以及物距远大于2倍焦距的时候，像距接近1倍焦距等知识点的理解和掌握。 2．A、B两辆车在公路上笔直行驶，当A车驾驶员看到左侧后视镜中如图甲的情况，说明两辆车位置如图乙所示，如果此刻B车按箭头方向匀速靠近A车，那么A车驾驶员看到的后视镜中的“B车”在镜中的左右移动情况是（　　） A．加速向左移动 B．减速向左移动 C．加速向右移动 D．减速向右移动 【分析】凸面镜成正立、缩小的虚像。 【解答】解：汽车的后视镜是凸面镜，当B车按箭头方向匀速靠近A车时，B车反射的光射向凸面镜，再经过凸面镜反射后进入人眼，根据光的反射定律，人眼看到后视镜中的“B车”（像）会向左移动，且B车与A车间的距离在不断减小，所以会看到“B车”在镜中加速向左移动。 故选：A。 【点评】此题考查光的反射现象，将生活现象与物理知识联系在一起。体现了物理与实际生活的联系。 3．如图所示，从凸透镜主光轴上S点发出的光经凸透镜折射后交于主光轴上S1点，现有一点P发出一束光平行于从S点发出的光射向凸透镜，则在透镜的另一侧的折射光线将（　　） A．和主轴不相交 B．和主轴相交，交点仍在S1点 C．和主轴相交，交点在S1的左侧 D．和主轴相交，交点在S1的右侧 【分析】凸透镜成实像时，是物体发出的光经凸透镜折射后会聚而成的； 图中主光轴上S点发出的光经凸透镜折射后交于主光轴S1点，此时点为S的像点； 凸透镜像时，物距变大，像距变小，像变小，据此根据图中P与S点到凸透镜的距离分析P发出的光经凸透镜折射后与主光轴的交点，即P点像的大致位置。 【解答】解：凸透镜成实像时，是物体发出的光经凸透镜折射后会聚而成的； 凸透镜主光轴上点S发出的光经凸透镜折射后交于主光轴上点S1，所以点S1即为点S的实像； 由图知，P点到凸透镜的距离大于S点到凸透镜的距离，即点P的物距大于S点的物距（uP＞uS），因为凸透镜像时，物距变大，像距变小，像变小，所以P经凸透镜所成像P1的像距小于点S经凸透镜所成像的像距（vP1＜vS1），且P点像也在主光轴上，所以P点发出的光经凸透镜折射后和主光轴相交，交点在S1的左侧。 故选：C。 【点评】解答本题要利用好凸透镜成像时，物体发出光经凸透镜折射后一定过像点；物距变大，像距变小，像变小。 4．将两根筷子竖直插入一个注水的圆柱形玻璃杯中，插入水中的位置如图甲所示，则最后看到的情况是（　　） A． B． C． D． 【分析】画图说明：A处为筷子，ABP表示由筷子发出的穿过玻璃杯壁B射向观察者P处的一条光线。ON为过B点沿半径方的直线，即在B处和空气的分界面的法线，AB则相当于在B处由水中射入空气中的光线，角i和角r分别为此光线的入射角和折射角，根据光的折射规律即可作出判断。 【解答】解：图为筷子竖直插入盛水玻璃杯内的俯视图，A处为筷子，ABP表示由筷子发出的穿过玻璃杯壁B射向观察者P处的一条光线。ON为过B点沿半径方向的直线，即在B处和空气的分界面的法线，上述光线则相当于在B处由水中射入空气中，图中的角i和角r分别为此光线的入射角和折射角，根据光的折射规律可知，应有r＞i．所以观察者在P处看到的筷子A的像A′的位置不是在A的实际位置，而是由其实际位置偏离杯中心的方向向杯壁靠拢一些，据此可知。以筷子竖直插入玻璃杯中时，其侧视图应该是C图。 同时，玻璃杯此时相当于一个凸透镜，对筷子起到了放大的作用，因此，观察到的筷子比实际粗些。 故选：C。 【点评】此现象是生活中常见的现象，我们利用折射的知识解释生活中的折射现象是近几年中考的热点，此现象让学生回家亲自做一做，效果会更好，此题有一定的拔高难度，属于难题。 5．光从空气中斜射到一块水平透明玻璃板上，设入射角为α，反射光线跟折射光线之间的夹角为β。对于β与α的关系有如下说法：①β随α的减小而增大；②β随α的增大而增大；③当α≤30°时，β一定大于120°；④当α≥30°时，β一定小于120°。其中正确的是（　　） A．①④ B．①③ C．②④ D．②③ 【分析】要解决此题，需要掌握光的反射定律的内容：反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角。 同时要掌握光的折射规律的内容：入射光线、法线、折射光线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线两侧，当光线从空气斜射入其它透明介质时，折射角小于入射角。 【解答】解：根据题意画出光路图。 由图知，当α减小时，反射角和折射角都会减小，所以反射光线和折射光线都会靠近法线，因此反射光线和折射光线的夹角会增大。所以①说法正确。 当α增大时，反射角和折射角都会增大，所以反射光线和折射光线都会远离法线，因此反射光线和折射光线的夹角将会减小，所以②说法错误。 当α＝30°时，而反射角等于入射角为30°，所以反射光线与玻璃表面的夹角是90°﹣30°＝60°。 而折射角要小于入射角，所以折射角小于30°但大于0°，因此折射光线与玻璃面的夹角大于60°但小于90°。所以反射光线与折射光线的夹角大于60°+60°＝120°，而小于60°+90°＝150°。 故α≤30°时，β一定大于120°，所以③正确； 当反射角等于30°时，反射光线与折射光线的夹角等于120°，α>30°，故④错误。 故选：B。 【点评】此题主要考查了对光的折射规律和光的反射定律的应用，关键是搞清反射角与入射角、折射角与入射角的关系，并根据题意画出正确的光路图，利用几何知识进行解决。 6．如图，竖直平面镜MN与直线l平行，人眼位于P点，其中P、Q、E均为直线l上的点，PQ长为3m，QE＝MN＝1m，QM＝EN＝4m，点光源S在直线l上且在E点以下的某区域内自由移动（图中未画出），此人恰好都能通过平面镜看见S的像，则点光源S移动的最大长度是（　　） A．1m B．2m C．3m D．4m 【分析】连接MP、NP，根据光的反射定律，作出MP的入射光线AM，作出NP的入射光线BN，则AB即为点光源S移动的范围，进一步计算即可。 【解答】解：如图，以E点为原点建立平面直角坐标系，则各点位置如图所示，连接MP、NP，根据光的反射定律，作出MP的入射光线AM，作出NP的入射光线BN，则AB即为点光源S移动的范围，则点光源S移动的最大长度为AB＝2m， 故ACD不正确，B正确。 故选：B。 【点评】此题考查了平面镜成像的应用，难度适中。 ( c )7．如图所示，平面镜OM与ON垂直放置，在它们的角平分线上的P点处放有一个球形放光物体，左半部分为浅色，右半部分为深色，在P点左侧较远的地方放有一架照相机，不考虑照相机本身在镜中的成像情况，则拍出照片的示意图正确的是（ ） 【分析】平面镜成像特点：平面镜虚像，物像大小相等，物像到平面镜的距离相等，物像连线如镜面垂直；根据平面镜成像特点在平面镜MO和NO中分别作出P的像P1和P2，P1又在NO平面镜中成像，P2又在MO平面镜中成像，两个像重合，物体在两个竖直放置的平面镜中间，我们在平面镜中能看到三个像；照相机和物体P，像P3在同一条直线上，照相过程中，像P3被物体P阻挡，照相机不能照到像P3，能照到物体P的浅色面，能照到P1像、P2像，并且P1像，P2像是对称的。 【解答】解：画出球形发光物体P通过两镜面所成的3个像，如图所示，其中虚像P1为上白下黑，虚像P2为上黑下白，虚像P3为左黑右白。用摄像机拍摄时，物体P将虚像P3完全挡住，因此只能拍摄到虚像P1、物体P以及虚像P2。 故选：D。 【点评】本题首先确定物体放在两个竖直放置的平面镜之间成三个像，物像一共有四个，物体、像P3、照相机在同一条直线上，照相机不能拍摄像P3，从而排除A和B选项，照相机正对物体P拍摄，只能拍摄到物体P的浅色面来确定最后答案。 8．如图所示，平面镜OM与ON镜面之间的夹角为α，在两平面镜角平分线上有一个点光源S，如果要保证S发出的任意一条光线最多只能产生四次反射，则α的最小值是（ ） B. 30° B. 40° C. 50° D.60° 分析与解 由于入射光线在两平面镜间反射了4次不再与镜面相遇，说明我们从OM开始连续沿逆时针作夹角为α的平面若干个（注意OM与ON不是所作的平面），如图所示，当任意一条入射光线与所作的第4个平面不再有交点时，就说明不再与镜面相遇了，由几何关系知，解得。故选：B。 9．如图所示，竖直放置的不透光物体（足够大）中紧密嵌有一凸透镜，透镜左侧两倍焦距处，有一个与主光轴垂直的物体AB，在透镜右侧三倍焦距处竖直放置一平面镜MN，镜面与凸透镜的主光轴垂直，B、N两点都在主光轴上，AB与MN高度相等，且与透镜上半部分等高。遮住透镜的下半部分，则该光具组中，物体AB的成像情况是（　　） A．两个实像，一个虚像 B．一个实像，两个虚像 C．只有一个虚像 D．只有一个实像 【分析】（1）平面镜成像的规律：虚像、物体和像大小相等、物体和像到镜面的距离相等，物体和像的连线与镜面垂直； （2）凸透镜成像规律：当物体位于凸透镜的2倍焦距处，成倒立、等大的实像。 【解答】解：①按题意，AB在凸透镜右侧距离透镜2f处成一个倒立的等大的实像。 ②由于成像后的光线是射向右下方的，所以不能在平面镜上成像（平面镜只在主光轴的上方），所以只能成一个实像。 ③如果平面镜足够大，则“AB在凸透镜右侧距离透镜2f处成一个倒立的等大的实像”又会在平面镜上成一个等大的虚像，平面像反射后的光线又会经凸透镜成一个缩小的倒立的实像（成在凸透镜左侧f与2f之间。此时相当于物距为4f。当然，也要满足凸透镜是足够大了才有此种情况）。 故选：D。 【点评】此题主要考查凸透镜成像规律及其应用，此题的突破点是，AB只有在主光轴上的那点折射后入MN，其它均没有，故只有一个实像。 10．如图所示，F1、F2是凸透镜的焦点，S是放在凸透镜前的点光源，S′是S经凸透镜所成的像。当光源S沿平行主轴的方向向透镜移动时（始终保持u＞f），像S′远离透镜移动的情况是（　　） A．沿平行主轴方向 B．沿O与S′连线方向 C．沿F2与S′连线方向 D．沿F1与S′连线方向 【分析】（1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，点光源S沿平行主轴的方向向透镜移动时，其中一条光线平行于主光轴总不改变方向，经凸透镜折射后还是过焦点，所有的折射光线会聚成像，像点一定在过焦点的这条折射光线上。 （2）物体在凸透镜的一倍焦距以外，物距减小，像距增大。 【解答】解：（1）点光源S沿平行主轴的方向向透镜移动时，其中一条光线平行于主光轴总不改变方向，折射光线一定过焦点，如图。实像是所有折射光线会聚形成的，像点一定在过焦点的折射光线上。 （2）u＞f 时，凸透镜成实像，点光源S沿平行主轴的方向向透镜移动时，物距减小，像距增大，所以像点向右远离凸透镜。 由（1）（2）得，点光源S沿平行主轴的方向向透镜移动时，像点沿F2与S’连线方向远离凸透镜。 故选：C。 【点评】凸透镜成实像时，实像是所有折射光线会聚而成的，像点一定在任何一条折射光线上。然后根据物距减小，像距增大进行判断像的移动方向。 11．如图所示，两个平面镜之间的夹角为60°，若在两镜面夹角的角平分线上有一个物体，它在两平面镜中所成像的个数为 　5　 。 【分析】从S点发出的光线射向平面镜被反射后射入眼睛中，人即看到了S点在镜中的虚像，由于S发出的光线经过两镜面的多次反射，所以成多个像点。解决此问题，应根据平面镜成像的对称性特点，利用几何作图的方法找出各像点，即可得到答案。 【解答】解：如图所示，由于平面镜成像具有对称性，可得S点在平面镜OM中的像点S1，S点在平面镜ON中的像点S2，这是两个基本像点，因为只要它们还落在另一镜前就要反复成像。S1点在平面镜ON中的像点S3，S3在平面镜OM中的像点S4，S2在平面镜OM中的像点S5。 由图可知：S1、S2、S3、S4、S5都在以OS为半径，以O为圆心的圆周上，所以S在平面镜中成5个像。 故答案为：5。 【点评】本题考查平面镜成像的分析，关键平面镜成像的对称性。 12．如图所示，两块平面镜互成60°角放置，平行于角平分线的两条光线AO和CO，分别射到两块平面镜上，它们的反射光线OB的反向延长线跟O'D的反向延长线的夹角θ为　120°　 。 【分析】要解决此题，需要掌握光的反射定律的内容：入射光线、反射光线、法线在同一平面上，反射光线和入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。 利用平行线的性质、反射的性质和三角形的内角和为180°即可求出。 【解答】解： ∵AO和CO′平行于∠FEG的平分线， ∴∠AOE＝∠CO′E＝∠OEO′＝30°， 根据光的反射定律可知，∠BOF＝∠GO′D＝30°， 而∠1＝∠BOF，∠2＝∠GO′D， ∴∠1＝∠2＝30°， 又∵三角形的内角和为180°， ∴反射光线OB的反向延长线跟O'D的反向延长线的夹角θ为：180°﹣∠1﹣∠2＝180°﹣30°﹣30°＝120°。 故答案为：120°。 【点评】此题主要考查了平行线的性质和反射定律，最后利用三角形的内角和求解，注意平时学习时要把学科联系起来。 13．如图甲所示，将透明的薄壁（厚度可忽略不计）方形水槽水平放置，固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束，小科通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象。 （1）图甲水槽中未注水时，可在侧壁上A处得到一个光点，注入一定量的水后，光点移至B处，为使B处的光点移至C处，则应使水槽中的水量 　增加　 ，若BC间距离为2cm，则水面高度的变化量Δh 　＞　 （填“＞”“＝”或“＜”）2cm。 （2）如图乙所示，小科将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射，为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播，则激光笔照射的方向应满足的条件是 　与DE方向相同　 ，且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区域 　②　 （填“①”“②”或“③”）内。 【分析】光从空气射入水中时，折射角小于入射角，光从水中射向空气时，折射角大于入射角。 【解答】（1）因入射角和折射角都不变，要使B处的光点移至C处，则应使水槽中的水量增加；若BC间距离为2cm，因两次折射光线是平行的，如图a所示，则水面高度的变化量大于2cm； （2） 将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射，因光从空气斜射进入水中和从水斜射进入空气中时，共两次发生折射，第一次折射角减小，第二次折射角增大，则最终的折射光线与最初的入射光线是平行的，所以激光笔应该与DE方向相同入射到区域②的位置，才能实现，如图b所示。 故答案为：（1）增加；＞（2）与DE方向相同；②。 图a 图b 【点评】整体难度不大，但对于学生的作图解题能力要求较高。 14．（1）照相时，通过选择不同的“光圈”可以控制镜头的进光面积；选择不同的快门速度，可以控制镜头的进光时间。两者结合的目的是使底片受到的光照能量保持一定而得到好照片，如表中列出了照相机光圈与快门的几种正确组合。在“快门”一行中，“25”表示快门打开的时间是秒。在“光圈”一行中，“15”表示镜头透光部分的直径等于镜头焦距的。那么快门“100”对应的“光圈”应该是 　6　 。 光圈 20 15 12 3 2 快门 9 16 25 100 400 900 （2）如图所示，线段AB为一凸透镜成像的物距倒数和像距倒数的对应关系，若用此凸透镜成像，当物体距透镜0.3 m时，物体所成像的性质是 　倒立、缩小的实像　 （填像的虚实、大小、正倒立情况）。 【分析】（1）先求出快门由25变为100时，曝光时间间的关系；求出修改快门改变后，相应光圈的透光面积与原来透光面积之比；最后求出改变后的光圈值； （2）先根据图象判断出凸透镜的焦距，再根据凸透镜成像的规律判断像的性质。 【解答】解：（1）快门由25变为100时，曝光时间比＝＝； 曝光时间变为原来的4倍，则相应的光圈面积变为原来的四分之一，即＝； 由面积由S＝πr2得：＝＝，解得：r＝6，即快门50对应的光圈为6； （2）图中＝5m﹣1时＝5m﹣1，此时v＝u＝0.2m，像距等于物距，说明物体处于二倍焦距处，即2f＝0.2m，所以f＝0.1m；当物体距透镜0.3m时，u＞2f，物体所成像的性质是倒立、缩小的实像。 故答案为：（1）6；（2）倒立、缩小的实像。 【点评】本题探究凸透镜成像在实际生活中的应用，熟记凸透镜成像规律是解题关键。 15．小明学习了凸透镜后，进行了课外的探究。他将一可变色的点光源、横截面积为S的凸透镜和光屏（面积足够大）放在光具座（一种能显示长度刻度的光学器件）上，如图甲所示，调节它们的高度，使光源、凸透镜光心和光屏中心在同一水平直线上。 （1）小明固定凸透镜的位置，将光源调为蓝色光，从紧贴凸透镜的位置缓慢向外移动，直至光屏上出现一个与透镜面积等大的蓝色光斑。若继续向右移动光屏，蓝色光斑的面积将 　不变　（填“变大”“变小”或“不变”）。 （2）在上述实验的基础上，小明只将光源调为红色光，则光屏上光斑的面积 　变大　（填“变大”“变小”或“不变”），他需将点光源向 　左　 （填“左”或“右”）移动一些才能在光屏上再次出现与透镜面积等大的红色光斑，此时点光源的位置如图甲所示，则此时该凸透镜的焦距为 　20.0　 cm；若此时将光屏从图示位置移动至70cm刻度处，光屏上光斑周围出现了一个暗环。此暗环是如何形成的呢？请教老师后知道：暗环是透镜外侧沿直线传播的光与透镜折射的光在光屏上形成的无光区，装置的截面图如图乙所示，请你算出此时暗环的面积为 　3S　 （用含S的式子表示）。 【分析】（1）因为光斑和凸透镜是等大的，说明折射光线是平行的，这时光源刚好在焦点上； （2）根据光的色散实验知，红光的偏折程度比蓝光小分析， 【解答】解：（1）因为光斑和凸透镜是等大的，说明折射光线是平行的，若继续向右移动光屏，因折射光线是平行的，故蓝色光斑的面积将不变； （2）在上述实验的基础上，小明只将光源调为红色光，红光的偏折程度比蓝光小，此时还是发散的光，则光屏上光斑的面积变大，故需要将将点光源向远离透镜即左侧移动一些才能在光屏上再次出现与透镜面积等大的红色光斑，根据图中知，焦距为50.0cm﹣30.0cm＝20.0cm， 透镜边缘以外的光线沿直线传播，以内的光线会发生偏转，二者之间会形成一个没有光线的黑色区域，这就是暗环，因此暗环形成的原因是：透镜外侧沿直线传播的光与经透镜折射的光在屏上形成无光区；如下图所示： ； 由于光源到透镜和光屏到透镜的距离都是20cm， 图中凸透镜正好相当于大三角形的中位线，那么：圆环大圆的直径就是2D，半径是D；小圆的直径就是D，半径就是D； 那么暗环的面积为：πD2﹣π（D）2＝πD2。而透镜的面积为S＝πD2； 暗环的面积为3S。 故答案为：（1）不变；（2）变大；左；20.0；3S。 【点评】本题考查透镜焦距的测量，属于中档题。 16．如图所示，这是法国菲索设计的，他第一个测出了地面上的光速，光源发出的光被毛玻璃片（也能透过光线）反射后，穿过齿轮A的齿隙（如图中P），然后经过相当长的距离AB，从B处的平面镜M循原路反射回来，仍然通过齿隙P而被观察到。若齿轮以某一转速转动时，从P穿出的光线恰被齿1挡住，从Q穿过的光线返回时恰被齿2挡住，这时观察者便看不见光线。如果齿轮的齿数为Z，每秒钟转n转，AB距离为L，由这个实验测得光速的表达式是 　c＝4nZL　 。 【分析】要测定光速，必须测得AB之间的距离和光通过AB所用的时间t，而时间很短，必须通过巧妙的方式才能精确测定，这里利用齿轮转动时，光在AB间来回传播的时间与齿轮从P的中心转到齿1的中心相等来精确测定时间t，这样问题就可获得解决。 【解答】解：齿轮每秒转动n转，则齿轮的转动周期T＝， 根据题意可知，光在AB间来回传播的时间为转半个齿的时间， 已知齿轮的齿数为Z，则转半个齿的时间t＝×＝， 光从AB间传播的路程为2L， 则光速的表达式为c＝＝4nZL。 故答案为：c＝4nZL。 【点评】此题考查光的反射定律和速度公式及其变形的应用，光速的测定在光学的研究历程中有着重要的意义。 17．小明是一个爱动脑筋的孩子，他听老师说有一种角反射器是根据光的反射原理用平面镜制成的，它具有非常优良的回光特性。对于在空间中一定范围内的入射光线（无论入射方向如何），经平面镜反射后，出射光线总是与入射光线平行。小明根据老师的描述，找来平面镜想自制一个角反射器： （1）首先，小明将两块平面镜垂直安装如图所示，将一束光与镜面OM成60°角入射最后经平面镜N反射出去的光果然与镜面OM上的入射光平行，此时镜面ON上的反射角是 　60　 °； （2）小明在实验过程中，发现自己做出来的反射器好像不满足老师所说的“对于在空间中一定范围内的入射光线（无论入射方向如何），经平面镜反射后，出射光线总是与入射光线平行。”于是，他重新尝试，按照如图所示保持入射光线的方向不变，反射器绕O点向顺时针方向转动了20°，那么经过反射器两次反射的出射光线与旋转前相比将转过 　0　 °角； （3）通过一番探索还是未能设计出老师所描述的角反射器，小明只有去请教老师，老师告诉他角反射器是由三块平面镜组装成的，那么，要满足“对于在空间中一定范围内的入射光线（无论入射方向如何）经平面镜反射后，出射光线总是与入射光线平行。”这一要求，三块平面镜应该如何组装？　三块平面镜相互垂直　 。 【分析】（1）知道入射光线和平面镜OM的夹角求出入射角和反射角，求出第二次的入射角和反射角。 （2）首先求出第一次出射光线和水平面的夹角，再求出反射器绕O点向顺时针方向转动了20°，入射光线不变，同理出射光线和原来的入射光线平行，所以两次的出射光线也平行，所以两次的出射光线转过角度为0。 （3）当两个平面镜垂直时，任何角度的入射光线经两次反射后都能和原来的入射光线平行，如果再找一个平面镜都和这两个平面镜垂直，就能达到在空间中一定范围内的入射光线（无论入射方向如何）经平面镜反射后，“出射光线总是与入射光线平行。” 【解答】解：（1）如图，入射光线AB和平面镜OM的夹角是60°，过入射点B作出法线BC，求出入射角∠ABC＝90°﹣60°＝30°， 根据反射定律得，反射角：∠DBC＝∠ABC＝30°， 所以∠DBO＝90°﹣30°＝60°， 在Rt△BOD中，∠BDO＝90°﹣60°＝30°， 光线BD入射到平面镜ON上，入射角：∠BDE＝90°﹣30°＝60°， 根据反射定律得，反射角：∠FDE＝∠BDE＝60°。 （2）当两个平面镜垂直时，入射光线经平面镜两次反射后，出射光线和入射光线平行， 当反射器转动20°，入射光线不动，同理，如红色的线，入射光线经垂直的平面镜两次反射后，出射光线D'F'和原来的入射光线也平行，即AB∥D'F'。 因为，AB∥DF，AB∥D'F'， 所以，DF∥D'F'，并且DF与D'F'方向相同，所以经过反射器两次反射的出射光线将转过0度角。 （3）由（2）得到当两个平面镜垂直时，任何角度的入射光线经两次反射后都能和原来的入射光线平行，如果再找一个平面镜都和这两个平面镜垂直，就能达到在空间中一定范围内的入射光线（无论入射方向如何）经平面镜反射后，“出射光线总是与入射光线平行。”，所以三块平面镜相互垂直能达到老师的要求。 故答案为：（1）60；（2）0；（3）三块平面镜相互垂直。 【点评】两个相互垂直的平面镜，入射光线经平面镜两次反射后，出射光线和入射光线平行，是解决本题的关键，本题求出经第二次反射的反射角还要结合数学知识，体现了学科间的整合，是一道综合性很强的习题。 18．如图所示，在“探究凸透镜成像规律”的实验中，凸透镜的光心、烛焰的中心、光屏的中心处于同一水平直线上，当烛焰在A点时，成像在B点；当烛焰在B点时，成像在C点，则凸透镜固定在 　A的左侧　 （填“A的左侧”、“AB之间”、“BC之间”或“C右侧”）。烛焰从A到B的过程中，像的大小 　变大　 （填“变大”、“变小”或“不变”）。 【分析】根据凸透镜成像规律，结合选项中的四种情况，逐项分析，最终确定凸透镜的位置； 凸透镜成虚像时，物距变大，像距变大，像的大小变大。 【解答】解：当烛焰在A点时，成像在B点，若凸透镜在BC之间或C右侧， 如果凸透镜所成的像为实像，则像应该在凸透镜的右侧，如果凸透镜所成的像为虚像，则像应在蜡烛的左侧，故凸透镜不可能在BC之间或C右侧； 若凸透镜固定在AB之间，此时应成实像，且像距应大于一倍焦距，假设凸透镜的位置在D点，如图： 而当烛焰在B点时，此时物距DB应大于一倍焦距，成实像，根据光路的可逆性，像距的大小应等于AD的长度，但从图中可知，BC的长度大于AD的长度，故凸透镜不可能在AB之间， 而凸透镜在A的左侧时，当烛焰在A点时，成像在B点；当烛焰在B点时，成像在C点，两次都为虚像，符合题意。 烛焰从A到B的过程中，物距变大，像距变大，像的大小变大。 故答案为：A的左侧；变大。 【点评】本题为“探究凸透镜成像规律”的实验，主要考查凸透镜成像规律的应用。 19．小明做“探究凸透镜成像的规律”实验中。 甲 乙 丙 丁 （1）在实验时，发现光屏上出现的像只有中间清晰，两侧却较模糊，小明只对凸透镜进行了调整，就在光屏上得到了清晰的像，他的调整是 　C　 。 A.左右适当移动凸透镜； B.上下适当移动凸透镜； C.适当扭转凸透镜； D.左右适当移动光屏。 （2）调整好仪器后，小明开始实验。当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时，在光屏上可以得到一个清晰的像，这在生活中的应用是　投影仪　 （填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）； （3）把蜡烛向左移动一小段距离，发现光屏上烛焰的像变模糊了； ①为了使光屏上再次得到清晰的像，应调整光屏向 　左　 移动（填“左”或“右”）； ②小明不移动光屏，将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间，发现光屏上的像也变清晰了，则该眼镜片是 　近视　 （填“近视”或“远视”）眼镜的镜片； （4）小明又进行了如图乙所示的实验，凸透镜竖直放置，将一个点光源S在凸透镜左侧以凸透镜2倍焦距处为圆心，在经过主光轴的竖直平面内做顺时针圆周运动，直径为D，且f＜D＜2f，则点光源S所成的像的运动轨迹是沿着 　逆时针　方向运动（填“顺时针”或“逆时针”）； （5）将透镜、蜡烛及光屏置于光具座上，（如图丙所示）做成像实验，记录每次成实像的物距u、像距v、物像间距L（u+v），绘出图线（以f为长度单位），①由图丁可知，要想成实像，蜡烛与光屏的间距应满足 L（u+v）≥　4f　（用f表示），②科学中，有一个凸透镜成像的“新概念”：放大率，图丁中，a=　 3f 　 ，当物距L＝4.5f时，n＝　 2或 　 。 【分析】（1）中间清晰，两侧却较模糊，说明凸透镜与光屏没有平行； （2）根据凸透镜成实像时，物距小于像距，成倒立、放大的实像，应用于投影仪； （3）①根据凸透镜成实像时，物远像近像变小分析回答； ②近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用； （4）根据凸透镜成像规律判断； （5）根据图丁物像间距L与物距u的关系，找出物像间距L的最小值即可；根据图丁，当物距u＝1.5f时找出对应的物像间距L，由L＝u+v算出v，再利用n＝即可求出。 【解答】解：（1）发现光屏上出现的像只有中间清晰，两侧较模糊，说明中间部分的物距此时正好在光屏上成清晰的像，两侧部分的物距大于或小于中间部分的物距，因此适当扭转凸透镜，使凸透镜与光屏平行，在光屏上得到清晰的像；故C正确； （2）由图乙可知，此时物距小于像距，根据凸透镜成实像时，物距小于像距，成倒立、放大的实像，应用于投影仪； （3）①把蜡烛向左移动一小段距离，此时物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，为了使光屏上再次得到清晰的像，应调整光屏向左移动； ②小华不移动光屏，此时像成在光屏的前方，将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间，发现光屏上的像也变清晰了，说明该眼镜片对光线具有发散作用，近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用，会将光线推迟会聚成像； （4）将点光源S运动的轨迹看成一个物体，在物体上找出四个点：上、下、左、右各一个，利用凸透镜成像的规律作出像点，可以发现，四个点正好围成一个椭圆，且转动方向为逆时针； （5）根据凸透镜的成实像时满足u＞f，由图丙可知，随着物距u的增大，物像间距L先减小后增大，当物距u＝2f时，物像间距L最小为4f，因此，要想成实像，蜡烛与光屏的间距应满足L（u+v）≥4f； 图丁中，物像间距L＝4.5f，像距v＝L﹣u＝4.5f﹣1.5f＝3f，因在光的折射中，光路是可逆的，故当物距u＝3f时，像距v＝L﹣u＝4.5f﹣3f＝1.5f，则放大率：＝＝2或＝=。 故答案为：（1）C；（2）投影仪；（3）①左；②近视；（4）逆时针；（5）L（u+v）≥4f；3f；2或。 【点评】本题考查凸透镜成像规律的实验，关键是将课本知识内容记忆清楚，仔细分析即可。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2026/1/1 10:42:27；用户：陈凯东；邮箱：13736626405；学号：4747938 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $