内容正文:
压轴02 光学 3大核心考向(压轴题专练)(山东专用)(解析版)
命题预测
2026年中考物理“光学”部分的命题将继续坚持“素养导向、能力为重”的原则,紧扣生活与科技、强化实验探究、注重学科融合体现物理学科的人文价值,通过设置新情境、新问题,考查学生的模型建构、科学推理和创新能力。
高频考法
1.光现象辨析
2.凸透镜成像规律的应用
3.光学实验探究
知识·技法·思维
一、光现象辨析
光现象
核心原理
常见实例
光的直线传播
光在同种均匀介质中沿直线传播
影子的形成、日食、月食、小孔成像、激光准直、树林里的光斑等
光的反射
光射到物体表面时,被反射回原来的介质中
平面镜成像、水中倒影、照镜子、黑板反光等
光的折射
光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折
池水变浅、筷子在水中“弯折”、海市蜃楼、彩虹的形成等
辨析方法与技巧
1.抓住关键——看介质
同种均匀介质:光在其中传播,方向不变,属于光的直线传播。
同种介质,但遇到表面:光在界面处返回原介质,属于光的反射。
不同介质:光从一种介质进入另一种介质,方向发生偏折,属于光的折射。
2.理解本质——看光路
直线传播:光路是一条直线,没有发生“拐弯”或“反弹”。
反射:光路在界面处发生“反弹”,遵循“反射角等于入射角”的规律。
折射:光路在界面处发生“弯折”,遵循“空气中的角大”的规律(即光线在空气中的角度总是大于在水或玻璃等其他介质中的角度)。
3.巧记口诀
直线传播:同种均匀直着跑。
反射:遇到表面往回跑,入射反射角相等。
折射:进入新介质斜着跑,空气里面角最大。
二、凸透镜成像规律的应用
1.凸透镜成像规律
物距(u)
像距(v)
像的性质
应用
实例
大小
正倒
虚实
u>2f
2f>v>f
像物异侧
缩小
倒立
实像
照相机
u=2f
v=2f
等大
倒立
实像
测焦距
2f>u>f
v>2f
放大
倒立
实像
投影机
u=f
不成像(折射光线是平行光)
探照灯
u<f
像物同侧
放大
正立
虚像
放大镜
拓展归纳:
主光轴上两点分,一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小,实像物近像远像变大,虚像物远像远像变大。
2.正常眼睛的自我调节
看远处的物体
晶状体放松
晶状体变薄,折光能力变小
使像成在视网膜上
看近处的物体
晶状体收缩
晶状体变厚,折光能力变大
3.近视眼、远视眼及其矫正
眼疾
症状
原因
成像位置
矫正方法
近视眼
看不清远处的物体
看远物,晶状体不能变回扁平,折光能力过大
视网膜前方
戴凹透镜
远视眼
看不清近处的物体
看近物,晶状体不能变厚,折光能力过小
视网膜后方
戴凸透镜
三、光学实验探究
1.探究光的反射定律
(1)表面粗糙可折转硬纸板在实验中的作用:
①硬纸板:显示光的传播路径;
②可折转:探究入射光线、反射光线法线是否在同一平面内;
③表面粗糙:发生漫反射,可从各个角度观察光的传播路径
(2)纸板与平面镜应垂直放置。
(3)探究反射角与入射角的关系的方法:不断改变入射光线的方向,观察反射光线方向的变化,同时比较反射角与入射角的大小。
(4)验证光路的可逆性:将光线沿原反射光线入射到镜面上时,观察到此时的反射光线沿原入射光线方向射出。
(5)光学实验应选择在较暗的环境下进行(目的:使实验现象更加明显)。
2.探究平面镜成像
(1)实验原理:光的反射;
(2)实验方法:等效替代法;
(3)实验器材:两支完全一样的蜡烛、光具座、一块玻璃板、一个光屏、火柴等。
器材选择
目的
使用薄的透明玻璃板代替平面镜
便于确定像的位置
大小相等的蜡烛
便于比较像与物的大小
直尺和三角板
便于确定像与物相对于镜面的对称性
(4)实验操作注意事项
①玻璃板要竖直放置,确保像与蜡烛能够完全重合.
②观察像的大小时,应在点燃的蜡烛一侧透过玻璃板观察
③为了验证像的虚实,应该在像的位置放一光屏,并越过玻璃板观察像。
3. 探究凸透镜成像
(1)使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度:目的是使像成在光屏的中央
(2)焦距的测量(注意刻度尺的估读):①平行光聚焦法;②等大实像法。
(3)在光屏上得不到像的原因:
①蜡烛在焦点以内(像)或蜡烛恰好在焦点上(不成像);
②烛焰与凸透镜中心以及光屏中心不在同一高度;
③蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距,导致像距太大,光屏无法移动到能接收到像的位置。
(4)凸透镜被纸板遮住一部分时,仍能成完整的像,但亮度变暗,光屏上无纸板的像。
(5)实像随物的移动:物近像远像变大(光屏与蜡烛移动的方向一致);虚像随物的移动:物近像近像变小。
(6)蜡烛逐渐烧短时,光屏的像会向上移动。使像继续呈现在光屏中央的方法:①光屏上移;②蜡烛上移;③凸透镜下移。
(7)成实像时,将蜡烛和光屏位置对调,仍能在光屏上接收到倒立的实像。(原理:折射时光路是可逆的)
典例·靶向·突破
题型01 光现象辨析
1.(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。
题型02 凸透镜成像规律的应用
2.(2025·山东泰安·中考真题)用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律时,点燃的蜡烛、凸透镜(保持不动)、光屏在光具座上的位置如图所示,这时烛焰在光屏上成清晰的像(像未画出)。下列说法中( )
①图中成像规律与照相机成像原理相同
②把蜡烛适当右移,光屏适当左移,会再次在光屏上成清晰的像
③把蜡烛移至35.0cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上成倒立、放大的像
④把蜡烛移至45.0cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上成正立、放大的像
A.只有①②正确 B.只有①③正确
C.只有②④正确 D.只有①③④正确
【答案】B
【详解】①图中物距大于像距,在光屏上成实像,则物距大于二倍焦距,像距在一倍焦距与二倍焦距之间,成倒立、缩小的实像,成像规律与照相机成像原理相同,故①正确;
②根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”可知,把蜡烛适当右移,光屏适当右移,会再次在光屏上成清晰的像,故②错误;
③由图可知,光具座的刻度尺的分度值为,则凸透镜位于刻度处,把蜡烛移至35.0cm刻度线处,物距为
由题意可知,焦距为
则有
即物距在一倍焦距与二倍焦距之间,移动光屏,可在光屏上成倒立、放大的像,故③正确;
④由③分析可知,凸透镜位于刻度处,把蜡烛移至45.0cm刻度线处,物距为
由题意可知,焦距为
则有
即物距在一倍焦距以内,成正立、放大的虚像,不能成在光屏上,故④错误。
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
题型03 光学实验探究
3.(2026·山东枣庄·一模)在“探究光的反射定律”实验中:
实验次数
1
2
3
入射角
反射角
(1)如图甲所示,平面镜放在水平桌面上,将白色硬纸板__________地立在平面镜上。
(2)实验中应选择较粗糙的硬纸板当作光屏,光屏的作用是__________;光在白色硬纸板上发生了__________(选填“镜面”或“漫”)反射。
(3)多次改变入射光的方向并测量入射角和反射角的大小,依次将数据记录在表中,由表中数据可知,反射角与入射角大小__________。将纸板向后折,让光仍贴着纸板沿AO方向射向镜面,发现纸板上不能看到反射光,如图乙所示,说明反射光线、入射光线和法线在__________。
(4)为了验证光发生反射时光路是可逆的,具体的操作是:让光逆着反射光的方向射向镜面,若观察到__________,就表明在光的反射现象中光路是可逆的。
(5)某同学理发后想看后脑勺的头发(A点),他背朝墙上的大镜子M,手握小镜子N略微仰头,如图丙所示,假设从点反射的一条光线射向镜子M,又反射到小镜子N上,此时还不能通过小镜子N看到点,那么他需要绕手__________(选填“顺”或“逆”)时针转动小镜子N,才能看到点。
【答案】(1)竖直
(2) 显示光路 漫
(3) 相等 同一平面内
(4)反射光线沿着原入射光线的反方向射出
(5)顺
【详解】(1)实验中法线与平面镜垂直,只有硬纸板竖直(垂直)立在平面镜上,才能让法线落在硬纸板所在平面上,方便探究规律。
(2)[1][2]硬纸板的作用是呈现光的传播路径,即显示光路;粗糙的硬纸板会对光发生漫反射,让不同方向的观察者都能看到光路。
(3)[1]由表格数据可得:每一次实验中反射角都等于入射角,因此反射角与入射角大小相等。
[2]将纸板向后折,右侧纸板与入射光线、法线不在同一平面内,无法在纸板上看到反射光,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(4)验证光路可逆时,逆着原反射光的方向入射,若观察到反射光线沿着原入射光线的反方向射出,即光逆着原来的方向传播,说明在光的反射中,光路是可逆的。
(5)当前经小镜子反射的光线在眼睛下方,无法进入眼睛,要使反射光进入眼睛,应减小光在小镜子N上反射时的入射角,所以应绕手顺时针转动小镜子N。
4.(2025·山东济南·中考真题)我国古代名士谭峭所著《化书》中有“以一镜照形,是影也与形无异”的描述,这激发了小华的好奇心和求知欲,他用如图甲所示的装置在水平桌面上进行了平面镜成像特点的实验探究。
(1)将点燃的蜡烛A放在竖直玻璃板的前方,在玻璃板前观察时发现蜡烛的像有明显“重影”,将这个玻璃板更换为______选填(“茶色玻璃板”或“薄玻璃板”)可以减小“重影”对实验的影响;
(2)更换玻璃板并记录玻璃板的位置后,小华将未点燃的相同的蜡烛B放在玻璃板后方,移动蜡烛B直到蜡烛B与蜡烛A的像重合。如图乙所示,在白纸上处标记蜡烛A的位置,在______(选填“”或“”)处标记像的位置,并比较蜡烛A的像的大小与蜡烛本身是否相同;
(3)改变蜡烛的位置,重复实验。如图丙所示为小华的部分实验数据记录和处理图,图中为蜡烛A的位置,为蜡烛A的像的位置,虚线为蜡烛A的位置与对应像的位置的连线。根据图丙得到的结论是______;
(4)小华综合分析以上实验现象及数据,得出了平面镜所成的像与物体关于平面镜对称的结论;
(5)如图丁所示,为玻璃板的竖直边,蜡烛和玻璃板俯视图如图戊所示,图中点为蜡烛像的位置,现将蜡烛移动到图中点,要使此时蜡烛的像的位置仍在点,可以先将玻璃板以竖直边为轴______(选填“顺时针”或“逆时针”)转动一定角度(小于90度),然后移动玻璃板______(选填“增大”或“减小”)点到玻璃板的距离。
【答案】 薄玻璃板 见解析 顺时针 减小
【详解】(1)[1]玻璃板的两个面均可以反射成像,若玻璃板较厚,则两个像前后距离较大,会发现蜡烛的像有明显“重影”,所以为减小“重影”对实验的影响,应使用薄玻璃板。
(2)[2]平面镜成的像与物关于平面镜对称,如图乙所示,在白纸上处标记蜡烛A的位置,应在处标记像的位置。
(3)[3]观察图丙,连接A1与B1、A2与B2、A3与B3,可以发现这些连线都与玻璃板所在直线垂直,并且测量A1到玻璃板的距离和B1到玻璃板的距离、A2到玻璃板的距离和B2到玻璃板的距离、A3到玻璃板的距离和B3到玻璃板的距离,会发现像和物到平面镜的距离相等。所以根据图丙得到的结论是:像和物到平面镜的距离相等,像和物的连线与平面镜垂直。
(5)[4][5]平面镜成像中,像与物到玻璃板的距离相等,且像与物的连线与镜面垂直。如图丁所示,为玻璃板的竖直边,蜡烛和玻璃板俯视图如图戊所示,图中点为蜡烛像的位置,现将蜡烛移动到图中点,要使此时蜡烛的像的位置仍在点,可以先将玻璃板以竖直边为轴顺时针转动一定角度(小于90度),使得玻璃板与像与物的连线PQ垂直,此时物距较大,所以还需要移动玻璃板减小点到玻璃板的距离。
5.(2025·山东·中考真题)雨过初晴,小丽发现透过附在叶片上的水珠,能看到正立放大的“叶片脉络”;而透过在叶片上的水珠能看到远处倒立缩小的“花朵”。针对这一现象,她和同学们一起探究凸透镜成像的正倒、大小与物距的关系。
(1)小丽将F形光源(如图甲)、凸透镜和带有刻度的光屏按图乙所示安装在水平光具座上,接下来她应将三者的中心调整到______。
(2)调整好后,小丽多次改变物距和光屏的位置进行实验,收集的数据和观察的现象如表1所示。小丽分析归纳后,得到初步结论:随着物距不断减小,物体所成实像逐渐______(选填“变大”或“变小”),且像都是______(选填“正立”或“倒立”)的。
表1
序号
物高h/cm
物距x/cm
像高h/cm
像的正倒
像的虚实
1
4.0
30.0
2.0
倒立
实像
2
2.5
倒立
实像
3
4.0
23.0
3.0
倒立
实像
4
15.0
8.0
倒立
实像
5
13.0
13.5
倒立
实像
6
7.0
找不到像
(3)实验过程中,小丽发现在光屏上始终没有观察到正立放大的像。回想透过水珠观察叶脉的情景,她采用下图______的方式可以观察到正立放大的“F”。
(4)组间交流时,小丽发现小红的实验记录(如表2所示)中有与物体等大的像,而自己却没有观察到这一现象。为了尽快在自己实验中找到等大的像,她应调整物距在______cm和______cm之间反复多次实验。
表2
序号
物高/cm
物距/cm
像高/cm
像的正倒
像的虚实
1
4.0
25.0
1.0
倒立
实像
2
18.0
1.3
倒立
实像
3
15.0
2.0
倒立
实像
4
10.0
4.0
倒立
实像
5
8.0
6.5
倒立
实像
6
4.0
找不到像
(5)小丽进一步对比后发现,凸透镜成像特点不只与物距有关。她得出这个结论的依据是______。咨询老师后得知,两小组所用凸透镜的焦距不同。小丽认为,凸透镜成像特点与物距和焦距均有关系。结合实验数据和老师给的焦距数值,她总结出凸透镜成像规律。
【答案】(1)同一高度
(2) 变大 倒立
(3)丁
(4) 15.0 23.0
(5)见解析
【详解】(1)为了使像成在光屏的中央,应将F形光源、凸透镜和带有刻度的光屏安装在水平光具座上,将三者的中心调整到同一高度。
(2)[1][2]由表中数据可知,物体成实像时,随着物距不断减小,物体所成实像逐渐变大,且所成的像始终是倒立的。
(3)由题意知,透过附在叶片上的水珠,能看到正立放大的“叶片脉络”,此时的物距小于凸透镜的焦距,因此应观察物距小于像距时的成像情况,此时像与物同侧,所以应在凸透镜的另一侧观察,故丁符合题意。
(4)[1][2]由小丽的实验数据可知,当物距为15.0cm时,像高为8.0cm,当物距为23.0cm时,像高为3.0cm,因此与物体等高的像4.0cm应当是物距在15.0cm~23.0cm,所以小丽应调整物距在15.0cm和23.0cm之间反复多次实验。
(5)由两组实验数据可知,物高均为4.0cm,当物距均为15.0cm时,小丽组实验时的像高为8.0cm,而小红组实验时的像高为2.0cm,由此可知凸透镜成像特点不只与物距有关,还与凸透镜的焦距有关。
一、单选题
1.(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。
2.(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
【详解】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。
3.(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。
4.(2024·山东泰安·中考真题)下列光现象由光的反射形成的是( )
A.手影游戏 B.水中倒影
C.筷子“弯折” D.光的色散
【答案】B
【详解】A.手影游戏是光的直线传播形成的,故A不符合题意;
B.水中倒影属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故B符合题意;
C.筷子“弯折”是水中筷子反射的光斜射入空气中发生折射形成的,故C不符合题意;
D.光的色散属于光的折射现象,故D不符合题意。
故选B。
5.(2017·山东威海·中考真题)如图所示,让一束平行光经过一个凸透镜,在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。小明用此透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验,下列说法错误的是( )
A.当物体距透镜8cm时,成正立的像
B.当物体距透镜16cm时,成倒立、放大的实像
C.当物体从距透镜20cm处远离透镜的方向移动时,所成的像逐渐变小
D.当物体从距透镜20cm处靠近透镜移动时,要得到清晰的像应使光屏靠近透镜
【答案】D
【详解】由图可知,光屏上出现的最小、最亮的光斑即为焦点,焦点到凸透镜的距离是40.0cm-30.0cm=10.0cm
所以凸透镜的焦距是10.0cm。
A.当物体距透镜8cm时,物距小于1倍焦距,成正立放大的虚像,故A正确,不符合题意;
B.当物体距透镜16cm时,物距在1倍焦距与2倍焦距之间,成倒立放大的实像,故B正确,不符合题意;
C.当物距为20cm时,物距等于2倍焦距,当物体从距透镜20cm处远离透镜的方向移动时,物距增大,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小的规律可知,所成的像逐渐变小,故C正确,不符合题意;
D.当物体从距透镜20cm处靠近透镜移动时,物距减小,根据凸透镜成实像时,物近像远像变大的规律可知,像距变大,要得到清晰的像,应将光屏远离透镜,故D错误,符合题意。
故选D。
6.(2026·山东聊城·一模)学校的门禁装置可以通过摄像头识别访客判断是否放行,下列说法正确的是( )
A.摄像机的镜头相当于凹透镜
B.摄像机的镜头对光有发散作用
C.访客在摄像机的感光元件上成正立、缩小的虚像
D.当访客靠近门禁摄像头时,访客在摄像机感光元件上所成的像将变大
【答案】D
【详解】AC.摄像机的镜头相当于凸透镜,是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理制成的,故AC错误;
B.摄像机镜头为凸透镜,因此对光有会聚作用,故B错误;
D.根据凸透镜成像规律,物距减小,像距增大,像变大。当访客靠近门禁摄像头时,物距减小,所以访客在摄像机感光元件上所成的像将变大,故D正确。
故选D。
7.(2026·山东枣庄·一模)某同学制作了一个水凸透镜,通过注射器注水或抽水改变透镜的厚度。当水凸透镜、蜡烛、光屏放置在如图所示的位置时,光屏上得到了烛焰清晰的像(未画出)。下列说法正确的是( )
A.此时蜡烛到水凸透镜的距离小于透镜的2倍焦距
B.此时光屏上成倒立、放大的实像
C.模拟远视眼成因时,应从水凸透镜向外抽水
D.若向水凸透镜注水,要将光屏远离透镜才能再次得到清晰的像
【答案】C
【详解】AB.由图可知,刻度尺的分度值为1cm,蜡烛在10.0 cm刻度处,水凸透镜在40.0 cm刻度处,光屏在55.0 cm刻度处,因此物距
像距
满足,说明此时成倒立、缩小的实像,满足,,故AB错误;
C.远视眼成因是晶状体太薄、折光能力太弱,模拟时需要让水凸透镜变薄,因此需要向外抽水,故C正确;
D.若向水凸透镜注水,透镜变厚,焦距变小,折光能力变强,像会成在光屏的前方,需要将光屏靠近透镜才能再次得到清晰的像,故D错误。
故选C。
8.(2025·山东济南·模拟预测)依靠眼睛调节所能看清的最远和最近的两个极限,分别叫做远点和近点。当眼睛出现某些视力问题时,人们需要佩戴眼镜来矫正。有同学想运用学过的知识来区分远视眼镜和近视眼镜所使用的透镜类型,下列说法错误的是( )
A.图1所示是小明的眼睛看远处物体时的成像情况,则他的眼睛是近视眼
B.手摸一摸透镜的厚薄来辨别,中间比边缘厚的是凸透镜
C.凸透镜对光有会聚作用
D.把两副眼镜按照如图2所示的方式放置,看到正立缩小的像的眼镜镜片是凸透镜
【答案】D
【详解】A.从图1可以看出,小明看远处物体时,像成在视网膜的前方,这是近视眼的典型特征,因为近视眼是由于晶状体太厚,折光能力太强,使远处物体的像成在视网膜前方,故A正确,不符合题意;
B.根据凸透镜的定义,中间厚、边缘薄的透镜是凸透镜,所以可以通过用手摸透镜的厚薄来辨别,中间比边缘厚的是凸透镜,故B正确,不符合题意;
C.凸透镜对光有会聚作用,这是凸透镜的基本光学性质,故C正确,不符合题意;
D.凸透镜在焦点以内成正立放大的虚像,而凹透镜成正立缩小的虚像。所以把两副眼镜按照如图2所示的方式放置,看到正立缩小的像的眼镜镜片是凹透镜,而不是凸透镜,故D错误,符合题意。
故选D。
二、填空题
9.(2026·山东菏泽·一模)物理学中常见的镜子有两类:一类是面镜,如凸面镜、凹面镜,其成像原理是光的_______;一类是透镜,如凸透镜、凹透镜,下列现象与应用与透镜成像原理相同的是_______ (填序号)。
①潭清疑水浅;②水中倒影;③潜望镜;④小孔成像;⑤放大镜成像;⑥日食、月食;⑦海市蜃楼;⑧用后视镜观察路况。
【答案】 反射 ①⑤⑦
【详解】[1]面镜(凸面镜、凹面镜)的成像原理是光的反射,光照射到面镜表面后发生反射,反射光线的反向延长线会聚形成像。
[2]透镜(凸透镜、凹透镜)的成像原理是光的折射,光从一种介质(空气)进入另一种介质(透镜的玻璃)时发生折射。
①潭清疑水浅:水底的光从水斜射入空气发生折射,折射光线远离法线,人眼逆着折射光看觉得水底变浅,属于光的折射;
②水中倒影:水面相当于平面镜,是光的反射形成的虚像,属于光的反射;
③潜望镜:由两块平面镜组成,利用光的反射改变光路,属于光的反射;
④小孔成像:光的直线传播形成的实像,属于光的直线传播;
⑤放大镜成像:凸透镜对光的折射作用,成正立、放大的虚像,属于光的折射;
⑥日食、月食:光的直线传播,天体遮挡光线形成,属于光的直线传播;
⑦海市蜃楼:空气疏密不均,光在不均匀的空气中发生折射,属于光的折射;
⑧后视镜观察路况:后视镜是凸面镜,利用光的反射扩大视野,属于光的反射。
综上,与透镜成像原理(光的折射)相同的是①⑤⑦。
10.(2026·山东枣庄·一模)小明把凸透镜正对着太阳,在距凸透镜10cm的光屏上得到一个最小、最亮的光斑,则凸透镜的焦距为______cm;小明用这个凸透镜探究成像规律时,各器材位置如图所示,光屏上承接到烛焰清晰的像(未画出烛焰的像)。此时烛焰的成像特点与______(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的成像特点相同。若凸透镜位置不变,调换蜡烛和光屏的位置,仍能在光屏上得到清晰的像,这个像的性质为______。
【答案】 10 照相机 倒立、放大的实像
【详解】[1]凸透镜可以将平行于主光轴的光线会聚到焦点。小明把凸透镜正对着太阳,在距凸透镜10cm的光屏上得到一个最小、最亮的光斑,该光斑位置即为焦点的位置,则凸透镜的焦距为10cm。
[2]如图所示,光屏上承接到烛焰清晰的像,此时物距大于像距,根据凸透镜成像规律可知成倒立、缩小的实像,应用是照相机。
[3]若凸透镜位置不变,调换蜡烛和光屏的位置,根据光路可逆,此时仍能在光屏上得到清晰的像,由于像距和物距对调,此时物距小于像距,成倒立、放大的实像。
三、实验题
11.(2026·山东济南·一模)小聪和同学们一起设计了如图所示的实验装置探究“光的反射定律”。
(1)选择粗糙纸板做实验,是为了让光在纸板上发生________,从而显示光的传播路径。
表一
实验次数
入射角
反射角
1
30°
30°
2
40°
40°
3
60°
60°
表二
实验次数
入射角
反射角
1
15°
75°
2
30°
60°
3
40°
50°
(2)实验中多次改变入射光线AO与ON的夹角进行实验,测量记录如表一所示。
①分析表中数据,可得出的初步结论是:光发生反射时,________。
②实验中多次改变入射角进行测量的目的是________。
(3)另一小组的同学在实验中三次改变入射角的大小,测得数据如表二所示,他们根据表中数据得出的结论跟小聪组的结论不一致,请分析一下测量过程中出现的问题可能是________。
(4)为了确定反射光线和入射光线的位置关系,实验时还可以使用能旋转的光屏(如图乙所示,光屏的A、B两部分均可绕轴ON旋转)、平面镜和激光电筒。如图丙所示,将光屏竖直立放在水平放置的镜面上,让激光电筒发出的光沿光屏A入射到O点,只有将光屏B旋转到位置2时才能观察到完整的光路,这说明:在光的反射现象中,________。
(5)如图丁所示,把纸板E、F均倾斜相同角度立在同一平面内,使一束光贴着纸板E仍沿某一个角度射到O点,经平面镜反射,在纸板F上不能看到反射光。请你进一步推断:反射光线与入射光线所在的平面与平面镜的位置关系是________(选填“垂直”或“不垂直”)的。
【答案】(1)漫反射
(2) 反射角等于入射角 寻找普遍规律
(3)将反射光线与平面镜的夹角当成了反射角/将入射光线与平面镜的夹角当成了入射角
(4)反射光线、入射光线和法线在同一平面内
(5)垂直
【详解】(1)为了在不同位置观察到光路,需要用粗糙的纸板,使光在其表面发生漫反射。
(2)[1]由表一可知,对应的反射角与入射角相等,可得出的初步结论是:光发生反射时,反射角等于入射角。
[2]探究性类实验多次试验的目的是寻找普遍规律,避免单次实验的偶然性。
(3)表二中对应反射角与入射角互余,可能原因是将入射光线与平面镜的夹角当成了入射角或将反射光线与平面镜的夹角当成了反射角。
(4)光屏B转到2时与光屏A构成一个平面,此时观察到完整的光路,这说明: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。
(5)虽然纸板E、F与平面镜不垂直,在纸板F上不能看到反射光,但法线仍与平面镜垂直,反射光线、入射光线和法线在同一平面上,所以反射光线与入射光线所在的平面与平面镜垂直。
12.(2026·山东枣庄·一模)如图是小云做“探究平面镜成像规律”实验时的情景,请回答下列问题:
(1)实验中应选择________(选填“透明”或“茶色”)、________(选填“较厚”或“较薄”)的玻璃板;
(2)小云把图甲中一支点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面,此时他应该从________(选填“玻璃板前”或“玻璃板后”)观察蜡烛A的像,他再将另一支与蜡烛A完全相同但________(选填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B放到玻璃板后像的位置。若小云发现无论如何移动蜡烛B都无法与蜡烛A的像重合,原因可能是________;
(3)将光屏放在蜡烛B的位置上,发现光屏上________(选填“能”或“不能”)承接到蜡烛A的像,这说明平面镜成像时成的是________(选填“虚”或“实”)像。
(4)同组的小轩用棋子代替蜡烛进行实验,如图乙所示,但无论如何也看不清楚棋子的像,请你提出一个合理建议:________。
(5)小轩在白纸上沿棋A和B的边缘画圆,测出物到玻璃板的距离u和像到玻璃板的距离v的值如表:
u/cm
3.39
5.11
6.39
v/cm
3.50
5.22
6.51
小轩发现三次实验的像距都比物距略大一些,原因是________
A.刻度尺测量像距时存在误差 B.玻璃板有一定厚度
C.物和像的标记点不对应 D.玻璃板没有竖直放置
【答案】(1) 茶色 较薄
(2) 玻璃板前 未点燃 玻璃板没有与桌面垂直
(3) 不能 虚
(4)用光源照亮棋子或使用较明亮的棋子,可以增加棋子的亮度,使像更清晰,便于观察
(5)B
【详解】(1)[1]透明玻璃板透光性太强,容易受到玻璃另一侧物体的干扰,而茶色玻璃板透光性较差,成像时对比度更明显,便于准确确定像的位置,所以应选择茶色玻璃板。
[2]较厚的玻璃板两个面都会成像,会出现重影现象,影响对像位置的判断;较薄的玻璃板能减少这种干扰,使实验现象更清晰。
(2)[1]蜡烛A发出的光经玻璃板反射后进入人眼,人眼逆着反射光线看去,就能看到蜡烛A的像,所以要从玻璃板前观察。
[2]如果点燃蜡烛B,会使玻璃后面太亮,更不容易发生反射,所以将未点燃的蜡烛B放到玻璃板后像的位置,与像进行比较。
[3]若玻璃板没有与桌面垂直,那么蜡烛A的像会偏高或偏低,此时无论怎么移动蜡烛B都无法与蜡烛A的像重合。
(3)[1][2]实像可以用光屏承接,虚像不能用光屏承接。 将光屏放在蜡烛B的位置上,光屏上不能承接到蜡烛A的像,这说明平面镜所成的像是虚像。
(4)棋子本身不会发光,成像难以观察,所以应当提高棋子的亮度使像变得清晰。
(5)玻璃板有一定厚度,棋子B反射的光通过玻璃板时发生折射而进入人眼,人眼看到的棋子B是由于光的折射形成的虚像,这个虚像比棋子B更靠近玻璃板一些,当我们认为棋子B与棋子A的像重合时,而实际的棋子B在棋子A的像的后方,所以导致每次测得的像距都比物距略大一些,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
13.(2026·山东·一模)用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验。
(1)如图甲所示,平行于主光轴的光线经过凸透镜后,在光屏上形成一个最小、最亮的光斑,则该凸透镜的焦距是___________cm。
(2)实验前应将烛焰、凸透镜和光屏的中心调整到同一高度,这是为了使烛焰的像成在___________。
(3)如图乙所示,将凸透镜固定在50.0cm刻度线处,当蜡烛固定在35.0cm刻度线位置时,光屏应在(选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)___________区域内左右移动,才能在光屏上得到清晰的___________(选填“缩小”“等大”或“放大”)的实像;___________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)也利用了这一成像特点。
(4)实验中,随着蜡烛燃烧变短,光屏上烛焰的像向___________移动;此时可以将凸透镜向___________(两空均选填“上”或“下”)移动,才能使像重新回到光屏中央。
(5)在第(3)问中,当光屏上接收到清晰的像时,不小心将凸透镜稍许向左移动了一点距离,此时光屏上的像变得模糊,若要使光屏上再次成清晰的像,光屏应向___________(选填“左”或“右”)移动,光屏上所成的像将___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)10.0
(2)光屏的中央
(3) Ⅲ 放大 投影仪
(4) 上 下
(5) 右 变大
【详解】(1)平行光经过凸透镜折射会会聚在焦点位置,即图中光斑位置,光斑到凸透镜的距离为焦距
(2)实验前应将烛焰、凸透镜和光屏的中心调整到同一高度,这是为了使烛焰的像成在光屏中央,便于观察记录。
(3)[1][2][3]物距为
两倍焦距为
所以,当像距时,即光屏在Ⅲ区域内左右移动,才能在光屏上得到清晰的放大、倒立的实像。
投影仪利用了物体距离镜头近,像距离镜头远,成放大倒立实像在屏幕上的成像特点;
照相机利用了物体距离镜头远,成缩小倒立的实像在底片上的成像特点;
放大镜利用了物体距离镜头近,成正立放大虚像的成像特点。
(4)[1][2]由于过光心的光线传播方向不变,当随着蜡烛燃烧变短,光屏上烛焰的像向上移动;此时可以将凸透镜向下移动,才能使像重新回到光屏中央。
(5)[1][2]在第(3)问中,物距,像距,在光屏上得到清晰的放大、倒立的实像。将凸透镜稍许向左移动一点距离,此时物距减小,若要使光屏上再次成清晰的像,像距应该增大,并且像距变化距离比物距变化距离大,所以光屏应向右移动,光屏上所成的像将变大。
14.(2026·山东日照·一模)小丽到眼镜店进行视力检查及配镜。
(1)如图1所示为眼镜店的平面图,墙上贴有视力表。按规定,视力检测的标准距离为5米,超过了这家眼镜店室内的左右距离。店主为了解决这个问题,在距视力表3米的位置竖直放置一块平面镜,如图2所示,为了满足测量要求,店主应将座位放置在离平面镜______米处;
(2)视力表上如图所示的字母在平面镜中的像正确的是( )
A. B. C. D.
(3)身高为1.72米的小丽做完视力检查后站起,并走到距平面镜1m处,则她在平面镜中所成的像到小丽的距离为______米,像的大小______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)“保护视力,远离近视”的项目化学习:下面是小组同学交流的实践过程,请帮助他们完成以下内容。
①小组同学查询到人的眼球结构如上图所示。为了探究视物原理,小组同学组装如图乙的实验装置,其中用点燃的蜡烛代替物体,水透镜模拟眼睛中的______,光屏模拟眼睛中的______。现将水透镜放在光具座上,点燃蜡烛,调节器材高度,使光源的中心、透镜的中心和光屏的中心在______;
②调节器材中蜡烛的位置至图乙的位置,此时向右移动光屏至“75cm”刻度处,光屏上会出现清晰的像,该像是______(选填“倒立”或“正立”)______(选填“缩小”或“放大”)的实像;
③根据此时的实验情况,可以推测目前水透镜的焦距可能为( )
A.10cm B.14cm C.21cm D.30cm
④小组同学保持水透镜焦距不变,将光源靠近透镜方向移动,模拟观察近处的物体。为了在光屏上再次得到清晰的像,光屏应______(选填“远离”或“靠近”)水透镜方向移动。然而根据资料,眼睛主要依靠睫状肌调节晶状体的厚度使像成在视网膜上,于是小组同学保持水透镜、发光物位置不变,通过注射器使水透镜的焦距______(选填“变大”或“变小”),使光屏上重新成清晰的像;
(5)矫正近视眼:小组还想要模拟近视眼的矫正,根据A、B两种透镜对光的作用,小组应选择图丙中的______透镜(选填“A”或“B”)放于原来的水透镜前,这是因为该透镜对光有______作用。
【答案】(1)2
(2)B
(3) 2 不变
(4) 晶状体 视网膜 同一高度 倒立 缩小 B 远离 变小
(5) B 发散
【详解】(1)平面镜成像时,像与物到镜面的距离相等。视力表距平面镜3m,其像也距平面镜3m。要满足视力检测的标准距离5m,人到平面镜的距离为
(2)根据平面镜成像特点,像与物关于镜面对称。字母“E”经平面镜成像后左右颠倒,上下不变。
故选B。
(3)[1]根据平面镜成像原理,像与物到镜面的距离相等。小丽距平面镜1m,像到平面镜的距离也为1m,故像到小丽的距离为2m。
[2]平面镜成像中,像的大小与物体大小始终相等,与物体到镜面的距离无关。
(4)[1][2][3]眼睛中晶状体相当于凸透镜(会聚光线),视网膜相当于光屏(承接像);实验中需使光源、透镜、光屏中心在同一高度,确保像成在光屏中央。
[4][5]由图可知,物距
移动光屏后,像距
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。
[6]凸透镜成倒立、缩小的实像,根据凸透镜成像规律,满足,代入数据可得,
故选B。
[7][8]根据“物近像远像变大”的成像规律,物距减小时,像距需增大,故光屏应远离透镜;眼睛看近处物体时,晶状体变厚、焦距变小,使像仍成在视网膜上,因此水透镜焦距需变小。
(5)[1][2]近视矫正需用凹透镜(图中B为凹透镜,中间薄、边缘厚),凹透镜对光有发散作用,可延迟光线会聚,使像成在视网膜上。
试卷第1页,共3页
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压轴02 光学 3大核心考向(压轴题专练)(山东专用)(答案版)
1.【答案】D
2.【答案】B
3.【答案】(1)竖直
(2) 显示光路 漫
(3) 相等 同一平面内
(4)反射光线沿着原入射光线的反方向射出
(5)顺
4.【答案】 薄玻璃板 见解析 顺时针 减小
5.【答案】(1)同一高度
(2) 变大 倒立
(3)丁
(4) 15.0 23.0
(5)由两组实验数据可知,物高均为4.0cm,当物距均为15.0cm时,小丽组实验时的像高为8.0cm,而小红组实验时的像高为2.0cm,由此可知凸透镜成像特点不只与物距有关,还与凸透镜的焦距有关。
1.【答案】B
2.【答案】C
3.【答案】C
4.【答案】B
5.【答案】D
6.【答案】D
7.【答案】C
8.【答案】D
9.【答案】 反射 ①⑤⑦
10.【答案】 10 照相机 倒立、放大的实像
11.【答案】(1)漫反射
(2) 反射角等于入射角 寻找普遍规律
(3)将反射光线与平面镜的夹角当成了反射角/将入射光线与平面镜的夹角当成了入射角
(4)反射光线、入射光线和法线在同一平面内
(5)垂直
12.【答案】(1) 茶色 较薄
(2) 玻璃板前 未点燃 玻璃板没有与桌面垂直
(3) 不能 虚
(4)用光源照亮棋子或使用较明亮的棋子,可以增加棋子的亮度,使像更清晰,便于观察
(5)B
13.【答案】(1)10.0
(2)光屏的中央
(3) Ⅲ 放大 投影仪
(4) 上 下
(5) 右 变大
14.【答案】(1)2
(2)B
(3) 2 不变
(4) 晶状体 视网膜 同一高度 倒立 缩小 B 远离 变小
(5) B 发散
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压轴02 光学 3大核心考向(压轴题专练)(山东专用)(原卷版)
命题预测
2026年中考物理“光学”部分的命题将继续坚持“素养导向、能力为重”的原则,紧扣生活与科技、强化实验探究、注重学科融合体现物理学科的人文价值,通过设置新情境、新问题,考查学生的模型建构、科学推理和创新能力。
高频考法
1.光现象辨析
2.凸透镜成像规律的应用
3.光学实验探究
知识·技法·思维
一、光现象辨析
光现象
核心原理
常见实例
光的直线传播
光在同种均匀介质中沿直线传播
影子的形成、日食、月食、小孔成像、激光准直、树林里的光斑等
光的反射
光射到物体表面时,被反射回原来的介质中
平面镜成像、水中倒影、照镜子、黑板反光等
光的折射
光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折
池水变浅、筷子在水中“弯折”、海市蜃楼、彩虹的形成等
辨析方法与技巧
1.抓住关键——看介质
同种均匀介质:光在其中传播,方向不变,属于光的直线传播。
同种介质,但遇到表面:光在界面处返回原介质,属于光的反射。
不同介质:光从一种介质进入另一种介质,方向发生偏折,属于光的折射。
2.理解本质——看光路
直线传播:光路是一条直线,没有发生“拐弯”或“反弹”。
反射:光路在界面处发生“反弹”,遵循“反射角等于入射角”的规律。
折射:光路在界面处发生“弯折”,遵循“空气中的角大”的规律(即光线在空气中的角度总是大于在水或玻璃等其他介质中的角度)。
3.巧记口诀
直线传播:同种均匀直着跑。
反射:遇到表面往回跑,入射反射角相等。
折射:进入新介质斜着跑,空气里面角最大。
二、凸透镜成像规律的应用
1.凸透镜成像规律
物距(u)
像距(v)
像的性质
应用
实例
大小
正倒
虚实
u>2f
2f>v>f
像物异侧
缩小
倒立
实像
照相机
u=2f
v=2f
等大
倒立
实像
测焦距
2f>u>f
v>2f
放大
倒立
实像
投影机
u=f
不成像(折射光线是平行光)
探照灯
u<f
像物同侧
放大
正立
虚像
放大镜
拓展归纳:
主光轴上两点分,一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小,实像物近像远像变大,虚像物远像远像变大。
2.正常眼睛的自我调节
看远处的物体
晶状体放松
晶状体变薄,折光能力变小
使像成在视网膜上
看近处的物体
晶状体收缩
晶状体变厚,折光能力变大
3.近视眼、远视眼及其矫正
眼疾
症状
原因
成像位置
矫正方法
近视眼
看不清远处的物体
看远物,晶状体不能变回扁平,折光能力过大
视网膜前方
戴凹透镜
远视眼
看不清近处的物体
看近物,晶状体不能变厚,折光能力过小
视网膜后方
戴凸透镜
三、光学实验探究
1.探究光的反射定律
(1)表面粗糙可折转硬纸板在实验中的作用:
①硬纸板:显示光的传播路径;
②可折转:探究入射光线、反射光线法线是否在同一平面内;
③表面粗糙:发生漫反射,可从各个角度观察光的传播路径
(2)纸板与平面镜应垂直放置。
(3)探究反射角与入射角的关系的方法:不断改变入射光线的方向,观察反射光线方向的变化,同时比较反射角与入射角的大小。
(4)验证光路的可逆性:将光线沿原反射光线入射到镜面上时,观察到此时的反射光线沿原入射光线方向射出。
(5)光学实验应选择在较暗的环境下进行(目的:使实验现象更加明显)。
2.探究平面镜成像
(1)实验原理:光的反射;
(2)实验方法:等效替代法;
(3)实验器材:两支完全一样的蜡烛、光具座、一块玻璃板、一个光屏、火柴等。
器材选择
目的
使用薄的透明玻璃板代替平面镜
便于确定像的位置
大小相等的蜡烛
便于比较像与物的大小
直尺和三角板
便于确定像与物相对于镜面的对称性
(4)实验操作注意事项
①玻璃板要竖直放置,确保像与蜡烛能够完全重合.
②观察像的大小时,应在点燃的蜡烛一侧透过玻璃板观察
③为了验证像的虚实,应该在像的位置放一光屏,并越过玻璃板观察像。
3. 探究凸透镜成像
(1)使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度:目的是使像成在光屏的中央
(2)焦距的测量(注意刻度尺的估读):①平行光聚焦法;②等大实像法。
(3)在光屏上得不到像的原因:
①蜡烛在焦点以内(像)或蜡烛恰好在焦点上(不成像);
②烛焰与凸透镜中心以及光屏中心不在同一高度;
③蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距,导致像距太大,光屏无法移动到能接收到像的位置。
(4)凸透镜被纸板遮住一部分时,仍能成完整的像,但亮度变暗,光屏上无纸板的像。
(5)实像随物的移动:物近像远像变大(光屏与蜡烛移动的方向一致);虚像随物的移动:物近像近像变小。
(6)蜡烛逐渐烧短时,光屏的像会向上移动。使像继续呈现在光屏中央的方法:①光屏上移;②蜡烛上移;③凸透镜下移。
(7)成实像时,将蜡烛和光屏位置对调,仍能在光屏上接收到倒立的实像。(原理:折射时光路是可逆的)
典例·靶向·突破
题型01 光现象辨析
1.(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
题型02 凸透镜成像规律的应用
2.(2025·山东泰安·中考真题)用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律时,点燃的蜡烛、凸透镜(保持不动)、光屏在光具座上的位置如图所示,这时烛焰在光屏上成清晰的像(像未画出)。下列说法中( )
①图中成像规律与照相机成像原理相同
②把蜡烛适当右移,光屏适当左移,会再次在光屏上成清晰的像
③把蜡烛移至35.0cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上成倒立、放大的像
④把蜡烛移至45.0cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上成正立、放大的像
A.只有①②正确 B.只有①③正确
C.只有②④正确 D.只有①③④正确
题型03 光学实验探究
3.(2026·山东枣庄·一模)在“探究光的反射定律”实验中:
实验次数
1
2
3
入射角
反射角
(1)如图甲所示,平面镜放在水平桌面上,将白色硬纸板__________地立在平面镜上。
(2)实验中应选择较粗糙的硬纸板当作光屏,光屏的作用是__________;光在白色硬纸板上发生了__________(选填“镜面”或“漫”)反射。
(3)多次改变入射光的方向并测量入射角和反射角的大小,依次将数据记录在表中,由表中数据可知,反射角与入射角大小__________。将纸板向后折,让光仍贴着纸板沿AO方向射向镜面,发现纸板上不能看到反射光,如图乙所示,说明反射光线、入射光线和法线在__________。
(4)为了验证光发生反射时光路是可逆的,具体的操作是:让光逆着反射光的方向射向镜面,若观察到__________,就表明在光的反射现象中光路是可逆的。
(5)某同学理发后想看后脑勺的头发(A点),他背朝墙上的大镜子M,手握小镜子N略微仰头,如图丙所示,假设从点反射的一条光线射向镜子M,又反射到小镜子N上,此时还不能通过小镜子N看到点,那么他需要绕手__________(选填“顺”或“逆”)时针转动小镜子N,才能看到点。
4.(2025·山东济南·中考真题)我国古代名士谭峭所著《化书》中有“以一镜照形,是影也与形无异”的描述,这激发了小华的好奇心和求知欲,他用如图甲所示的装置在水平桌面上进行了平面镜成像特点的实验探究。
(1)将点燃的蜡烛A放在竖直玻璃板的前方,在玻璃板前观察时发现蜡烛的像有明显“重影”,将这个玻璃板更换为______选填(“茶色玻璃板”或“薄玻璃板”)可以减小“重影”对实验的影响;
(2)更换玻璃板并记录玻璃板的位置后,小华将未点燃的相同的蜡烛B放在玻璃板后方,移动蜡烛B直到蜡烛B与蜡烛A的像重合。如图乙所示,在白纸上处标记蜡烛A的位置,在______(选填“”或“”)处标记像的位置,并比较蜡烛A的像的大小与蜡烛本身是否相同;
(3)改变蜡烛的位置,重复实验。如图丙所示为小华的部分实验数据记录和处理图,图中为蜡烛A的位置,为蜡烛A的像的位置,虚线为蜡烛A的位置与对应像的位置的连线。根据图丙得到的结论是______;
(4)小华综合分析以上实验现象及数据,得出了平面镜所成的像与物体关于平面镜对称的结论;
(5)如图丁所示,为玻璃板的竖直边,蜡烛和玻璃板俯视图如图戊所示,图中点为蜡烛像的位置,现将蜡烛移动到图中点,要使此时蜡烛的像的位置仍在点,可以先将玻璃板以竖直边为轴______(选填“顺时针”或“逆时针”)转动一定角度(小于90度),然后移动玻璃板______(选填“增大”或“减小”)点到玻璃板的距离。
5.(2025·山东·中考真题)雨过初晴,小丽发现透过附在叶片上的水珠,能看到正立放大的“叶片脉络”;而透过在叶片上的水珠能看到远处倒立缩小的“花朵”。针对这一现象,她和同学们一起探究凸透镜成像的正倒、大小与物距的关系。
(1)小丽将F形光源(如图甲)、凸透镜和带有刻度的光屏按图乙所示安装在水平光具座上,接下来她应将三者的中心调整到______。
(2)调整好后,小丽多次改变物距和光屏的位置进行实验,收集的数据和观察的现象如表1所示。小丽分析归纳后,得到初步结论:随着物距不断减小,物体所成实像逐渐______(选填“变大”或“变小”),且像都是______(选填“正立”或“倒立”)的。
表1
序号
物高h/cm
物距x/cm
像高h/cm
像的正倒
像的虚实
1
4.0
30.0
2.0
倒立
实像
2
2.5
倒立
实像
3
4.0
23.0
3.0
倒立
实像
4
15.0
8.0
倒立
实像
5
13.0
13.5
倒立
实像
6
7.0
找不到像
(3)实验过程中,小丽发现在光屏上始终没有观察到正立放大的像。回想透过水珠观察叶脉的情景,她采用下图______的方式可以观察到正立放大的“F”。
(4)组间交流时,小丽发现小红的实验记录(如表2所示)中有与物体等大的像,而自己却没有观察到这一现象。为了尽快在自己实验中找到等大的像,她应调整物距在______cm和______cm之间反复多次实验。
表2
序号
物高/cm
物距/cm
像高/cm
像的正倒
像的虚实
1
4.0
25.0
1.0
倒立
实像
2
18.0
1.3
倒立
实像
3
15.0
2.0
倒立
实像
4
10.0
4.0
倒立
实像
5
8.0
6.5
倒立
实像
6
4.0
找不到像
(5)小丽进一步对比后发现,凸透镜成像特点不只与物距有关。她得出这个结论的依据是______。咨询老师后得知,两小组所用凸透镜的焦距不同。小丽认为,凸透镜成像特点与物距和焦距均有关系。结合实验数据和老师给的焦距数值,她总结出凸透镜成像规律。
一、单选题
1.(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
2.(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
3.(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
4.(2024·山东泰安·中考真题)下列光现象由光的反射形成的是( )
A.手影游戏 B.水中倒影
C.筷子“弯折” D.光的色散
5.(2017·山东威海·中考真题)如图所示,让一束平行光经过一个凸透镜,在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。小明用此透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验,下列说法错误的是( )
A.当物体距透镜8cm时,成正立的像
B.当物体距透镜16cm时,成倒立、放大的实像
C.当物体从距透镜20cm处远离透镜的方向移动时,所成的像逐渐变小
D.当物体从距透镜20cm处靠近透镜移动时,要得到清晰的像应使光屏靠近透镜
6.(2026·山东聊城·一模)学校的门禁装置可以通过摄像头识别访客判断是否放行,下列说法正确的是( )
A.摄像机的镜头相当于凹透镜
B.摄像机的镜头对光有发散作用
C.访客在摄像机的感光元件上成正立、缩小的虚像
D.当访客靠近门禁摄像头时,访客在摄像机感光元件上所成的像将变大
7.(2026·山东枣庄·一模)某同学制作了一个水凸透镜,通过注射器注水或抽水改变透镜的厚度。当水凸透镜、蜡烛、光屏放置在如图所示的位置时,光屏上得到了烛焰清晰的像(未画出)。下列说法正确的是( )
A.此时蜡烛到水凸透镜的距离小于透镜的2倍焦距
B.此时光屏上成倒立、放大的实像
C.模拟远视眼成因时,应从水凸透镜向外抽水
D.若向水凸透镜注水,要将光屏远离透镜才能再次得到清晰的像
8.(2025·山东济南·模拟预测)依靠眼睛调节所能看清的最远和最近的两个极限,分别叫做远点和近点。当眼睛出现某些视力问题时,人们需要佩戴眼镜来矫正。有同学想运用学过的知识来区分远视眼镜和近视眼镜所使用的透镜类型,下列说法错误的是( )
A.图1所示是小明的眼睛看远处物体时的成像情况,则他的眼睛是近视眼
B.手摸一摸透镜的厚薄来辨别,中间比边缘厚的是凸透镜
C.凸透镜对光有会聚作用
D.把两副眼镜按照如图2所示的方式放置,看到正立缩小的像的眼镜镜片是凸透镜
二、填空题
9.(2026·山东菏泽·一模)物理学中常见的镜子有两类:一类是面镜,如凸面镜、凹面镜,其成像原理是光的_______;一类是透镜,如凸透镜、凹透镜,下列现象与应用与透镜成像原理相同的是_______ (填序号)。
①潭清疑水浅;②水中倒影;③潜望镜;④小孔成像;⑤放大镜成像;⑥日食、月食;⑦海市蜃楼;⑧用后视镜观察路况。
10.(2026·山东枣庄·一模)小明把凸透镜正对着太阳,在距凸透镜10cm的光屏上得到一个最小、最亮的光斑,则凸透镜的焦距为______cm;小明用这个凸透镜探究成像规律时,各器材位置如图所示,光屏上承接到烛焰清晰的像(未画出烛焰的像)。此时烛焰的成像特点与______(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的成像特点相同。若凸透镜位置不变,调换蜡烛和光屏的位置,仍能在光屏上得到清晰的像,这个像的性质为______。
三、实验题
11.(2026·山东济南·一模)小聪和同学们一起设计了如图所示的实验装置探究“光的反射定律”。
(1)选择粗糙纸板做实验,是为了让光在纸板上发生________,从而显示光的传播路径。
表一
实验次数
入射角
反射角
1
30°
30°
2
40°
40°
3
60°
60°
表二
实验次数
入射角
反射角
1
15°
75°
2
30°
60°
3
40°
50°
(2)实验中多次改变入射光线AO与ON的夹角进行实验,测量记录如表一所示。
①分析表中数据,可得出的初步结论是:光发生反射时,________。
②实验中多次改变入射角进行测量的目的是________。
(3)另一小组的同学在实验中三次改变入射角的大小,测得数据如表二所示,他们根据表中数据得出的结论跟小聪组的结论不一致,请分析一下测量过程中出现的问题可能是________。
(4)为了确定反射光线和入射光线的位置关系,实验时还可以使用能旋转的光屏(如图乙所示,光屏的A、B两部分均可绕轴ON旋转)、平面镜和激光电筒。如图丙所示,将光屏竖直立放在水平放置的镜面上,让激光电筒发出的光沿光屏A入射到O点,只有将光屏B旋转到位置2时才能观察到完整的光路,这说明:在光的反射现象中,________。
(5)如图丁所示,把纸板E、F均倾斜相同角度立在同一平面内,使一束光贴着纸板E仍沿某一个角度射到O点,经平面镜反射,在纸板F上不能看到反射光。请你进一步推断:反射光线与入射光线所在的平面与平面镜的位置关系是________(选填“垂直”或“不垂直”)的。
12.(2026·山东枣庄·一模)如图是小云做“探究平面镜成像规律”实验时的情景,请回答下列问题:
(1)实验中应选择________(选填“透明”或“茶色”)、________(选填“较厚”或“较薄”)的玻璃板;
(2)小云把图甲中一支点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面,此时他应该从________(选填“玻璃板前”或“玻璃板后”)观察蜡烛A的像,他再将另一支与蜡烛A完全相同但________(选填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B放到玻璃板后像的位置。若小云发现无论如何移动蜡烛B都无法与蜡烛A的像重合,原因可能是________;
(3)将光屏放在蜡烛B的位置上,发现光屏上________(选填“能”或“不能”)承接到蜡烛A的像,这说明平面镜成像时成的是________(选填“虚”或“实”)像。
(4)同组的小轩用棋子代替蜡烛进行实验,如图乙所示,但无论如何也看不清楚棋子的像,请你提出一个合理建议:________。
(5)小轩在白纸上沿棋A和B的边缘画圆,测出物到玻璃板的距离u和像到玻璃板的距离v的值如表:
u/cm
3.39
5.11
6.39
v/cm
3.50
5.22
6.51
小轩发现三次实验的像距都比物距略大一些,原因是________
A.刻度尺测量像距时存在误差 B.玻璃板有一定厚度
C.物和像的标记点不对应 D.玻璃板没有竖直放置
13.(2026·山东·一模)用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验。
(1)如图甲所示,平行于主光轴的光线经过凸透镜后,在光屏上形成一个最小、最亮的光斑,则该凸透镜的焦距是___________cm。
(2)实验前应将烛焰、凸透镜和光屏的中心调整到同一高度,这是为了使烛焰的像成在___________。
(3)如图乙所示,将凸透镜固定在50.0cm刻度线处,当蜡烛固定在35.0cm刻度线位置时,光屏应在(选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)___________区域内左右移动,才能在光屏上得到清晰的___________(选填“缩小”“等大”或“放大”)的实像;___________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)也利用了这一成像特点。
(4)实验中,随着蜡烛燃烧变短,光屏上烛焰的像向___________移动;此时可以将凸透镜向___________(两空均选填“上”或“下”)移动,才能使像重新回到光屏中央。
(5)在第(3)问中,当光屏上接收到清晰的像时,不小心将凸透镜稍许向左移动了一点距离,此时光屏上的像变得模糊,若要使光屏上再次成清晰的像,光屏应向___________(选填“左”或“右”)移动,光屏上所成的像将___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
14.(2026·山东日照·一模)小丽到眼镜店进行视力检查及配镜。
(1)如图1所示为眼镜店的平面图,墙上贴有视力表。按规定,视力检测的标准距离为5米,超过了这家眼镜店室内的左右距离。店主为了解决这个问题,在距视力表3米的位置竖直放置一块平面镜,如图2所示,为了满足测量要求,店主应将座位放置在离平面镜______米处;
(2)视力表上如图所示的字母在平面镜中的像正确的是( )
A. B. C. D.
(3)身高为1.72米的小丽做完视力检查后站起,并走到距平面镜1m处,则她在平面镜中所成的像到小丽的距离为______米,像的大小______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)“保护视力,远离近视”的项目化学习:下面是小组同学交流的实践过程,请帮助他们完成以下内容。
①小组同学查询到人的眼球结构如上图所示。为了探究视物原理,小组同学组装如图乙的实验装置,其中用点燃的蜡烛代替物体,水透镜模拟眼睛中的______,光屏模拟眼睛中的______。现将水透镜放在光具座上,点燃蜡烛,调节器材高度,使光源的中心、透镜的中心和光屏的中心在______;
②调节器材中蜡烛的位置至图乙的位置,此时向右移动光屏至“75cm”刻度处,光屏上会出现清晰的像,该像是______(选填“倒立”或“正立”)______(选填“缩小”或“放大”)的实像;
③根据此时的实验情况,可以推测目前水透镜的焦距可能为( )
A.10cm B.14cm C.21cm D.30cm
④小组同学保持水透镜焦距不变,将光源靠近透镜方向移动,模拟观察近处的物体。为了在光屏上再次得到清晰的像,光屏应______(选填“远离”或“靠近”)水透镜方向移动。然而根据资料,眼睛主要依靠睫状肌调节晶状体的厚度使像成在视网膜上,于是小组同学保持水透镜、发光物位置不变,通过注射器使水透镜的焦距______(选填“变大”或“变小”),使光屏上重新成清晰的像;
(5)矫正近视眼:小组还想要模拟近视眼的矫正,根据A、B两种透镜对光的作用,小组应选择图丙中的______透镜(选填“A”或“B”)放于原来的水透镜前,这是因为该透镜对光有______作用。
试卷第1页,共3页
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学科网(北京)股份有限公司
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