内容正文:
专题04 光现象
基础·固本强基
题型1 光现象基础辨析专项
题型2 光的反射与平面镜成像专项
题型3 光的折射与色散专项
题型4 凸透镜成像规律基础专项
提升·进阶突破
题型5 凸透镜动态变化专项
题型6 凸透镜成像综合实验专项
基础·固本强基
题型1 光现象基础辨析专项(共7小题)
【模型】
1. 光现象分类选择题:区分直线传播、反射、折射、色散四类场景,常结合上海光影节、立竿见影等本地情境命题。
2. 光速与光路基础填空题:考查真空中光速数值、不同介质中光速大小比较、光路可逆性基础判断。
3. 镜面反射与漫反射辨析题:结合教室看黑板、水面反光等生活场景,判断两类反射的特点与应用。
【方法】
第一步先看传播介质,光在同种均匀介质中路径不变,对应小孔成像、影子等直线传播现象;
第二步看界面反射,光线在同种介质中折返,对应倒影、平面镜成像等反射类场景;
第三步辨跨介质偏折,光线穿过两种介质时方向改变,对应池水变浅、筷子“弯折”等折射现象。解题时优先排除视觉错觉干扰,结合上海本地生活情境判断,避开“等大像随物距变化”等易错误区,就能快速锁定正确答案。
1. (25-26八年级上·山东淄博·期中)周末,小科一家到瓯江边游玩。妈妈拍照时,小科正在欣赏美景:对岸树木的倒影、水中的鱼“影”,此时地面上留下了他的身影。关于“影”的形成原理,下列说法不正确的是( )
A.树木的倒“影”所成的是虚像 B.树木的倒“影”是光的反射
C.水中的鱼“影”是光的反射 D.小科的身“影”是光的直线传播
2.(25-26八年级上·河南信阳·周测)我国南北朝时期叙事民歌《木兰诗》中记述了木兰女扮男装,替父从军的传奇故事。下列光现象与诗中的“对镜帖花”应用的光学原理相同的是( )
A.水中倒影 B.海市蜃楼
C.铅笔变“弯” D.日晷
3.(24-25八年级上·河北石家庄·期中)如图,一只鸟正在觅食,水面上出现了影子(甲)和倒影(乙),下列说法中正确的是( )
A.影子(甲)是光的反射形成的虚像
B.倒影(乙)是光在同种均匀介质中沿直线传播形成的
C.当鸟飞起来,越飞越高时,两个“影”都变小
D.鸟的倒影到水面的距离等于鸟到水面的距离
4.(25-26八年级上·江西赣州·期中)2024年4月8日地球上发生了一次日全食,这次日全食现象给人们带来了难得一见的天文盛宴,下列光现象与该现象成因相同的是( )
A.夏天,树荫下的圆形光斑 B.看见地上的书本
C.水中倒影 D.简易潜望镜
5.(24-25八年级上·山东聊城·阶段检测)阳光明媚的周末,不少市民到鹭栖湖游玩。湖畔盛开着五颜六色的鲜花,大树拖着长长的影子,几只白鹭从平静的湖面轻快掠过,水中的鱼儿欢快嬉戏。下列对此情景的解释正确的是( )
A.树荫下的圆形光斑是光的直线传播形成的实像
B.白鹭在湖中的倒影是光的折射形成的虚像
C.看见水中的鱼儿是光的反射形成的实像
D.下午,大树的影子逐渐变短
6.(2026八年级上·全国·专题练习)小新同学学完《光现象》后,对下列光现象作出相关判断。下列说法错误的是( )
A.甲图:向空杯中射入一束光,在杯底形成光斑,逐渐向杯中加水,光斑会向右移
B.乙图:由于光的折射,早晨太阳还处于地平线以下时,人们就能看到它
C.丙图:让一束太阳光照射到三棱镜上,红光偏折程度最大,紫光偏折程度最小
D.丁图:光的色散说明了白光是由各种色光混合而成
7.(25-26八年级上·湖北襄阳·周测)沙画是我国的一种民间文化艺术,将沙子洒在平板灯台上做出各种造型,灯台下方射出的光受到沙子的阻挡后,呈现出各种画面,如图所示。下列光现象与沙画的光学原理相同的是( )
A.小孔成像 B.塔式太阳能电站
C.开车看后视镜 D.空中彩虹
题型2 光的反射与平面镜成像专项(共9小题)
【模型】
1. 反射角度动态计算题:给定入射光线与镜面夹角,镜面旋转后推导反射光线的偏转角度,是上海高频中档题。
2. 光的反射定律实验探究题:包含纸板翻折验证三线共面、多次实验获取普遍规律、水雾显示光路等细节考点。
3. 平面镜成像特点实验题:考查等效替代法应用、像与物的大小/距离关系、虚像承接验证等核心实验细节。
4. 规范光路作图题:根据入射光线画反射光线并标注反射角、根据像与物对称关系补全平面镜成像光路。
【方法】
1. 光的反射解题技巧
(1)表述定律必须写“反射角等于入射角”,不能颠倒因果;角度判定认准光线与法线的夹角,而非与镜面的夹角。
(2)镜面转动θ角,反射光线同步转动2θ;镜面反射、漫反射均严格遵循光的反射定律,作图时光线画实线带箭头,法线画虚线。
2. 平面镜成像解题技巧
(1)牢记“等大、等距、对称、虚像”核心规律,“近大远小”是视角错觉,像的实际大小始终与物体相等。
(2)物距像距计算需扣除玻璃板厚度,用对称法快速定位像点,虚像全程用虚线绘制,光屏无法承接虚像。
8.(2025·湖南长沙·模拟预测)教室黑板用久后有一部分变得光滑。当如图所示太阳光从右侧窗户射入时,下列说法正确的是( )
A.太阳光照射到光滑处将发生漫反射
B.最有可能因反光而看不清光滑处字的是位置A
C.最有可能因反光而看不清光滑处字的是位置C
D.太阳光照在黑板上发生反射时不遵循光的反射定律
9.(24-25八年级上·陕西咸阳·期末)如图所示,雨后晴朗的夜晚,人迎着月光走,下列说法正确的是( )
A.看到路面发亮的是水 B.看到路面发亮是因为光发生了漫反射
C.光发生漫反射时不遵守反射定律 D.夜晚的月亮属于光源
10.(2025·江苏泰州·一模)一束光照射到平面镜上,欲使反射光刚好照射到白纸板上的A点,下列操作可行的是( )
①适当减小入射角
②将平面镜向上平移适当距离
③将平面镜向下平移适当距离
④将平面镜顺时针转动适当角度
⑤将平面镜逆时针转动适当角度
A.①②⑤ B.①②④ C.①③⑤ D.③⑤
11.(25-26八年级上·湖北襄阳·周测)如图为水位测量仪的示意图。A点与光屏PQ在同一水平面上,从A点发出一束光,经水面反射在光屏上B点形成一个光斑。下列说法正确的是( )
A.光屏在水中成的像是实像
B.当水位升高时,入射角将变大
C.当水位升高时,光斑向B点左侧移动
D.若入射光与水面夹角为40°,反射角为40°
12.(25-26八年级上·重庆·期中)如图甲所示是中国鲁能海西州50MW塔式光热电站,它由4400面“定日镜”围绕着一个188米高的吸热塔组成,每面镜子都能追踪太阳把光反射到中间塔顶的吸热器上。随着时间的推移,太阳向西偏移导致入射光线绕点逆时针偏转10°(偏转后的光线未画出),为保证把太阳光反射到塔顶的吸热器点,则应将平面镜绕点__________(选填“顺时针”或“逆时针”)偏转______度。
13.(26-27八年级上·江苏南京·阶段检测)检查视力的时候要求被测者小红与视力表保持在5m的距离,由于空间有限,所以采用了如图方式进行测试。若小红背离视力表0.6m,那么平面镜应放在距视力表_______m的地方,视力表上其中一个“E”字开口指向纸外,则被测者应向她的________(选填“上方”、“下方”、“左方”或“右方”)指才正确。当被测者站起走近平面镜,被测者在平面镜中的像的大小将_________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。如果将平面镜与视力表互换位置,小红转过身来进行测试,________(选填“能”或“不能”)满足5m的距离要求。
14.(26-27八年级上·江苏泰州·阶段检测)小明模拟“蜡烛在水中燃烧”的现象,如图为装置的正视图和俯视图,他应该将点燃的蜡烛A放在玻璃板前,将装满水的烧杯放在玻璃板后,调节时仅向_______(填“①”、“②”、“③”或“④”)方向移动玻璃板即可呈现蜡烛在水中燃烧的效果。如图是某天下午时钟在平面镜中成的像,此时的时刻是_____________。
15.(25-26八年级上·上海·期中)小华和小组同学完成“探究平面镜成像特点”的实验,如图所示。
(1)实验室提供了如图(a)所示的一些实验器材供选择,蜡烛应选用___________,成像光学仪器应选用___________(选填字母),以上选择的其目的是便于___________。
(2)他们探究像与物体到镜面的距离之间的关系,还需要的测量工具是_________。如图(a)所示,小华先将玻璃板竖直放置在水平桌面上,再将点燃的蜡烛A竖直放在玻璃板前,将未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动,眼睛在玻璃板__________面不同位置观察(选填“A.前”或“B.后”),直至蜡烛B看上去好像被点燃似的,说明平面镜所成的像和物的大小__________(选填“A.相同”或“B.不相同”)。
(3)若要验证物体在平面镜中成的是虚像,应将________(选填字母)放在成像位置,在其上面________(选填“A.能”、或“B.不能”)看到烛焰的像。
(4)小华将不透明的硬纸板置于玻璃板与蜡烛B之间,从玻璃板前方观察,_________看到蜡烛的像(选填“A.能”或“B.不能”),这说明平面镜成的像是_________像(选填“A.实”或“B.虚”)。
(5)图(b)是小华经过三次实验后,在白纸上记录的像与物对应点的位置。通过处理和分析这张“白纸”上的信息,可得出像与物到平面镜的距离___________,像和物的连线与平面镜___________。
16.(25-26八年级上·河北邯郸·期中)如图所示,在研究光的反射定律实验中,平面镜放在水平桌面上,是两块粘接起来的硬纸板,可绕垂直于镜面的接缝ON转动。
(1)如图甲所示,当入射光线靠近,则反射光线___________(选填“靠近”或“远离”):
(2)如图乙所示,把右半面纸板F向前或向后折,则________(选填“能”或“不能”)看到反射光线,说明:反射光线、入射光线、法线在______________________________;
(3)实验中多次改变入射角,并用量角器量出每组入射角和反射角的大小(如图丙所示),比较两角大小可得出结论:______________________________;
(4)实验中若让另一束光沿方向射向平面镜,反射光将沿方向射出。该实验现象说明,在反射现象中,______________________;
(5)实验时,白色纸板前方各个方向的同学都看到实验现象,是因为在纸板上发生了_______(选填“漫”或“镜面”)反射:
(6)根据给出的入射光线,作出图中的反射光线。
题型3 光的折射与色散专项(共7小题)
【模型】
1. 折射现象实例辨析题:区分水中筷子弯折、海市蜃楼、池水变浅等典型折射场景
2. 折射规律动态分析题:分析光从空气斜射入水/玻璃时,入射角变化对折射角的影响规律
3. 光的色散基础题:考查雨后彩虹的形成原理、色光三原色混合规律、透明物体颜色判断
【方法】
先定传播方向,明确光线是从空气斜入水/玻璃,还是反向传播,避免折射角、入射角大小关系搞反;再抓特殊情况,牢记垂直入射时传播方向不变,此时入射角、折射角均为0°,这是上海期中高频易错点;色散类题目直接按“红光偏折最小、紫光偏折最大”定位,白光经三棱镜后按红橙黄绿蓝靛紫顺序排布。遇到池水变浅、筷子弯折等生活场景,先补画法线再判断虚像位置,就能避开视觉错觉类陷阱。
17.(25-26八年级上·北京顺义·期中)人在岸上看到水中的鱼,如图所示的光路图正确的是( )
A.B.C.D.
18.(25-26八年级上·四川成都·期中)如图所示,一束光在空气和玻璃的分界面上发生反射和折射现象,形成了三条光线(箭头未画出)。以下说法正确的是( )
A.OB为入射光线 B.入射角为 C.折射角为 D.PQ的下边是玻璃
19.(多选题)(25-26八年级上·吉林长春·期中)如图所示,长方体水槽一定深度处支架上有一激光笔,沿图示方向发出一束激光,在侧壁上B处形成一个光斑,下列操作能使光斑向上移动的是( )
A.其他条件不变时,激光笔竖直向上移动 B.其他条件不变时,激光笔水平向右移动
C.其他条件不变时,激光笔逆时针旋转 D.其他条件不变时,从水槽中取出适量的水
20.作图题。(26-27八年级上·全国·课后作业)
(1)一束光从水中斜射入空气,请在图中画出折射光线的大致方向。
(2)古语有云“潭清疑水浅”,看似很浅的水域,实际深度远比你看到的要深。如图所示,为人眼看到的像,补全来自A点进入人眼的光路图。
21.(26-27八年级上·江苏南京·阶段检测)如图所示,一束太阳光通过三棱镜射到光屏上。
(1)光屏上形成一条彩色的光带,范围为ab,位于光屏a点处的色光颜色为________(红/紫)色。该现象说明太阳光是________(选填“单色”或“复色”)光。
(2)若三棱镜摔坏了后,截面变成,________(能/不能)完成以上实验。
(3)小雨想继续验证红光是单色光还是复色光,选择一个合理的方案:________(A/B)。
A.在三棱镜之前放一个红色透明塑料纸,让太阳光通过塑料纸,再照射到三棱镜上
B.将透明的三棱镜换成红色玻璃制成的三棱镜
22.(24-25八年级上·上海杨浦·期中)利用所学的光学知识,可以解释生活中的很多现象。
(1)下列光现象中,由于光的反射形成的是( )
A. 手影 B. 水中倒影
C.雨后的彩虹 D.水中筷子折断
(2)如图所示,鱼儿在水中游动,可以看得很清楚,然而,沿着你看见鱼的方向去叉它,却又叉不到。下列能反映出人看到鱼的光路图是 ( )
A. B. C. D.
(3)课堂上,教室里各个位置的同学都能看到黑板上的字,这是因为光在黑板上发生_______(选填“漫”或“镜面”)反射的缘故;个别同学被前方高个子同学挡住,看不到黑板上的一些字,这是因为光在同种均匀介质中沿________传播的缘故;电脑屏幕上呈现出的多彩画面是由红、绿、_______三种色光混合而成的。
23. (25-26八年级上·江西南昌·期中)某同学利用光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的光路,他经过多次实验并记录了以下数据。
(1)实验中,光具盘除了能读出入射角和折射角的大小,还具有______的作用;
(2)分析表中的数据可知,当光从空气斜射入玻璃,折射角______入射角,可以看到折射光线______(选填“偏向”或“偏离”)法线;
(3)进一步分析实验数据还可以判断:当光以40°的入射角从空气斜射入玻璃时,其折射角______(选填“大于”“小于”或“等于”)30°;
(4)当光以30°的入射角从玻璃斜射入空气时,其折射角是________,此结论运用了光的______性;
(5)若光从空气沿法线垂直射入玻璃时,折射角等于______。
题型4 凸透镜成像规律基础专项(共8小题)
【模型】
1.五类物距成像规律选择题:直接考查u>2f、f<u<2f、u<f等不同区间的成像特点,是基础必考题。
2. 焦距范围推导题:给定物距、像距和成像特点,通过解不等式确定凸透镜焦距的取值范围,是上海期中高频拉分题。
3. 生活透镜原理应用题:对应照相机、投影仪、放大镜的成像条件,判断不同器材的成像性质。
4. 特殊光线规范作图题:完成平行光过透镜、过焦点光线折射等三条核心特殊光线的光路绘制。
【方法】
先以“一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小”快速锁定物距区间,判断像的虚实、放大缩小属性;实像场景严格遵循“物近像远像变大”,虚像场景用“物近像近像变小”区分动态变化;遇到焦距推导题,根据成像特点列u、v与f的不等式,用“同大取大、同小取小”规则快速锁定f范围;特殊情景直接套用结论:透镜部分遮挡仍成完整像、仅亮度变暗,蜡烛下移像同步下移,无需反复推导光路。
24. (2023·内蒙古包头·中考真题)物理课上,同学们用凸透镜观察周围的物体,透过凸透镜不能看到的像是( )
A.正立放大的像 B.正立缩小的像
C.倒立放大的像 D.倒立缩小的像
25.(23-24八年级上·福建厦门·阶段检测)近期流行一种“自拍神器”给旅行者自拍带来了方便,如图所示,与直接拿手机自拍相比,利用自拍杆可以( )
A.增大像距 B.增大取景范围
C.增大人像的大小 D.缩短景物到镜头距离
26.(24-25八年级上·天津河西·期末)如图所示,我国出土的文物“水晶饼”为中部鼓起的透明水晶圆饼,古籍记载“正午向日,以艾承之,即火燃”。关于“水晶饼”利用太阳光生火,下列说法正确的是( )
A.“水晶饼”是凹透镜,对光有会聚作用 B.“水晶饼”是凹透镜,对光有发散作用
C.“水晶饼”是凸透镜,对光有会聚作用 D.“水晶饼”是凸透镜,对光有发散作用
27.(25-26八年级上·山东青岛·阶段检测)如图,是一个自制投影仪模型。将手机和凸透镜分别固定在纸盒的两端,调整“投影仪”到墙面的距离,可在墙上看到手机画面清晰的像。下列说法正确的是( )
A.为在墙上呈现正立的画面应将手机屏幕正放
B.凸透镜到墙面的距离一定小于手机屏幕到凸透镜的距离
C.此自制投影仪的凸透镜焦距一定小于20cm
D.适当缩短纸盒的长度,并将“投影仪”靠近墙面,清晰的像会更大
28.(25-26八年级上·陕西西安·阶段检测)小明同学在第二届农博会上用数码相机(可调焦距)拍摄下了同一盒新品种彩色花菜的两张照片。如图所示,结合图片分析,下面说法不正确的是( )
A.照相机的镜头与老花镜属于一类透镜
B.凸透镜能成缩小的实像是照相机的工作原理
C.在镜头焦距不变的情况下,拍摄乙照片时,小明应靠近菜花一些
D.在物距相同的情况下,拍摄乙照片时,镜头焦距需调得小一些
29. (24-25八年级上·江苏南京·期中)在用凸透镜观察物体的活动中,甲、乙、丙、丁是通过凸透镜所看到的插图的像。若凸透镜先贴着插图然后逐渐远离,关于凸透镜与插图之间的距离,下列判断正确的是( )
A.图甲最小,图丙最大 B.图乙最小,图丙最大
C.图甲最小,图丁最大 D.图丙最小,图甲最大
30.(多选题)(25-26八年级上·山东青岛·阶段检测)如图,多媒体教室的投影屏幕是用粗糙的白布制成的,投影仪的折光系统相当于一个凸透镜。下列说法正确的是( )
A.凸透镜对光起会聚作用
B.投影片在屏幕上成的是倒立、放大的实像
C.如果没有平面镜,该投影仪就不会成像
D.全班同学都能看到画面是因为光射到投影屏幕上发生了漫反射
31.(2025·上海普陀·三模)已知某物体透过凸透镜,在距离透镜20厘米的光屏上成缩小的像,若将物体移动到距焦点外15厘米处,则此时成的像( )
A.一定是倒立的实像 B.一定是缩小的实像
C.一定是等大的实像 D.一定是放大的虚像
提升·进阶突破
题型5 凸透镜动态变化专项(共9小题)
【模型】
1. 物/像动态移动分析题:围绕“成实像时物近像远像变大”核心规律,分析蜡烛移动后光屏的调整方向。
2. 透镜移动成像题:保持蜡烛和光屏不动,移动凸透镜后利用光路可逆性再次成清晰像的位置推导。
3. 焦距改变成像题:结合水透镜注水/抽水、更换不同厚度透镜、叠加近视/远视镜片等场景,分析成像位置的变化。
4. 透镜遮挡与像的变化题:判断凸透镜被遮挡一半后,像的完整度、亮度变化规律,是易错高频题。
【方法】
先以“一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小”锁定物距区间,实像场景严格遵循“物近像远像变大、物远像近像变小”,虚像场景则用“物近像近像变小”反向判断。遇到加近视/远视镜片的情景,先明确凹透镜发散、凸透镜会聚的光线偏移效果,再推导光屏移动方向。涉及焦距范围推导,用u、v对应成像特点列不等式,按“同大取大、同小取小”快速锁定结果,同时牢记透镜遮挡、蜡烛上移等特殊情景的速判结论,考场可直接排除干扰选项。
32. (25-26八年级上·重庆·期中)如图所示,烛焰在图示位置时恰能在光屏上成清晰的像。下列说法正确的是( )
A.此成像原理与照相机的成像原理相同
B.若把透镜从上半部分截去,则光屏上的像的亮度变暗,且只有的像
C.若在原凸透镜处换一个焦距更大的凸透镜,则需将光屏左移才能重新承接到新的像
D.若保持透镜位置不动,将蜡烛向左移动一段距离,同时移动光屏,使烛焰能在光屏上成清晰的像,则像的大小将一直变小
33.(24-25八年级上·江苏南京·期末)蜡烛S、某光学元件K和光屏P按如图示位置放置在光具座上,它们的中心在同一水平直线。此时光屏上可观察到烛焰清晰的像,则下列说法中正确的是( )
A.若K是小孔并将光屏向右移动少许,光屏上的像将变小
B.仅需水平移动S、K或P中的一个,即可判断K是小孔还是凸透镜
C.若K是凸透镜,则它的焦距满足
D.若K是凸透镜并移至35.0刻度线处,光屏上将得到清晰的缩小像
34.(2026·江苏无锡·一模)“探究凸透镜成像的规律”实验中,光具座上各元件位置如图所示,此时在光屏上恰好成一个清晰的像(图中未画出)。下列说法中正确的是( )
A.凸透镜的焦距可能是15.0 cm
B.将蜡烛靠近凸透镜,应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像
C.用不透明纸板遮住凸透镜的下半部分,在光屏上能成烛焰一半的像
D.保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,光屏上成一个清晰的像
35. (24-25八年级上·河北石家庄·期末)物理课上,小明在窗边用焦距为10cm的凸透镜贴近报纸看文字,看到了文字的像。在移动凸透镜时,意外发现在报纸上出现了窗外景物的像。以下说法正确的是( )
A.前一次成像时,凸透镜离报纸距离大于10cm
B.后一次成像时,凸透镜离报纸距离稍小于10cm
C.前一次成的是正立的虚像,后一次成的是倒立的实像
D.凸透镜远离报纸时前一次像变小,后一次像变大
36.(23-24八年级上·四川成都·期中)如图所示,让一束平行光经过一凸透镜,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,则下列说法正确的是( )
A.当物体距透镜8cm时,成正立的虚像
B.当物体距透镜16cm时,成倒立、缩小的实像
C.当物体从距透镜20cm处远离透镜的方向移动时,所成的像逐渐变大
D.当物体从距透镜30cm处靠近透镜移动时,要得到清晰的实像,应使光屏靠近透镜
37.(多选题)(25-26八年级上·广西南宁·阶段检测)如图甲所示是猫抓老鼠的经典漫画场面,同学们将一个装有水的圆柱形玻璃杯放在漫画前,惊奇地发现透过水杯看到漫画中的老鼠变“胖”了,还掉头奔向猫,如图乙所示。关于此现象,下列说法正确的是( )
A.透过水杯看到变“胖”的老鼠是虚像
B.装有水的圆柱形玻璃杯相当于一个凸透镜
C.将漫画不断靠近水杯,透过水杯看到的老鼠始终是掉头的
D.此时漫画中的老鼠到玻璃杯的距离应满足,与投影仪成像原理相同
38.(多选题)(24-25八年级上·天津河东·期末)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,将蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示时,在光屏上恰好观察到烛焰清晰的像。则下列说法正确的是( )
A.此时光屏上得到的是倒立、缩小的实像
B.蜡烛和凸透镜位置不变,光屏移至80cm刻度处,能接收到等大的清晰的像
C.蜡烛和光屏位置不变,凸透镜移至40cm刻度处,光屏能接收到放大的清晰的像
D.将图中透镜用的凸透镜替换,只向右移动光屏,能接收到等大的清晰的像
39. (多选题)(24-25八年级上·河北衡水·期末)在探究凸透镜成像规律的实验中,将蜡烛、凸透镜和光屏调到如图所示的位置,此时烛焰在光屏上恰好能成一个清晰的像(未画出),下列说法错误的是( )
A.仅移动凸透镜,在光屏上无法再次成清晰的像
B.将蜡烛向上移动1cm,像向下移动的距离小于1cm
C.将蜡烛向左移动10cm,若要在光屏上再次呈现清晰的像,应将光屏向右移动
D.换用焦距为20cm的凸透镜,仅向左移动凸透镜,不能得到清晰的像
40. (多选题)(2025·天津和平·三模)实验小组的同学通过实验探究凸透镜成像的规律,其中一次实验时蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示,此时烛焰在光屏上成清晰的像。同学们继续利用该装置进行探究实验,下列说法正确的是( )
A.实验中可以通过比较光屏上的像高和物高来判断实像是放大的还是缩小的
B.该凸透镜的焦距是
C.物体成倒立的像时,物距越大,像距越小,像的高度越小
D.实像和物体之间最小距离为4f
题型6 凸透镜成像综合实验专项(共8小题)
【模型】
一是焦距测量类,含平行光聚焦法、u=2f等大像法的读数推导;
二是动态成像分析类,结合物距像距变化判断像的大小、位置调整逻辑;
三是故障辨析类,涵盖三心不同高、透镜遮挡、蜡烛变短等场景的现象解释,是期中光学高频拉分考点。
【方法】
实验前先确认三心同高,避免像偏出光屏;焦距推导优先用平行光聚焦、u=v=2f两种方法,解不等式遵循“同大取大、同小取小”快速锁定范围。实像动态变化牢记“物近像远像变大”,透镜遮挡仍成完整像仅变暗,物像换位利用光路可逆直接秒算刻度。遇眼镜类变焦题,凹透镜发散像远移,凸透镜会聚像近移,结合上海期中高频考法,跳过复杂推导直接定位答案,大幅提升解题效率。
41.(2025·河南·中考真题)如图为某同学用自制的水凸透镜进行实验探究的情景,此时光屏上呈现了烛焰清晰的像(像未画出),该像是倒立、_____(填“放大”或“缩小”)的实像。将蜡烛向左移动一小段距离后,保持水凸透镜、蜡烛的位置不变,为使光屏上再次成清晰的像,请写出一种简单可行的操作方法:______。
42.(2025·青海西宁·中考真题)小西在做“探究凸透镜成像的规律”实验。
(1)将蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上,点燃蜡烛,调整烛焰、透镜和光屏三者中心在同一______。
(2)实验中,当蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示时,光屏上承接到清晰的倒立、______的实像。
(3)当蜡烛逐渐靠近凸透镜,应将光屏______(选填“靠近”或“远离”)凸透镜,才能再次承接到清晰的像。
(4)将此凸透镜和光屏分别固定在70cm和75cm刻度线处,再将点燃的蜡烛从20cm刻度线处缓慢移动到60cm刻度线处,在光屏上能承接到______次蜡烛清晰的像。
43. (2025·安徽·中考真题)小亮同学利用如图所示的实验装置探究凸透镜成像的规律,实验记录见下表。
物距
像的性质
像距
大小
正倒
虚实
16.0
放大
倒立
实像
26.6
18.0
放大
倒立
实像
22.3
20.0
等大
倒立
实像
20.0
22.0
缩小
倒立
实像
18.4
24.0
缩小
倒立
实像
17.2
(1)实验过程中,若保持凸透镜的位置不变,移动蜡烛使物距,然后调节光屏的位置,可以在光屏上得到一个________(选填“放大”“缩小”或“等大”)、倒立的实像;
(2)该实验装置可以用来研究视力的矫正,凸透镜相当于眼睛的晶状体,光屏相当于视网膜。保持凸透镜的位置不变,先移动光屏至其与凸透镜相距,然后移动蜡烛使物距,此时不能在光屏上观察到清晰的像。若要在光屏上观察到清晰的像,可以在凸透镜和蜡烛之间放置一个焦距合适的_______(选填“凹”或“凸”)透镜。
44. (25-26八年级上·江苏无锡·期中)如图甲,小明利用水透镜来探究凸透镜的成像规律,通过对水透镜注水或抽水可改变水透镜的厚薄。
(1)小丽将点燃的蜡烛、光屏放在水透镜的两侧,并将烛焰中心、透镜光心和光屏的中心调整到______。
(2)如图甲所示,烛焰在光屏上恰好成一清晰的像,此像的性质为________(选填“正立”或“倒立”)______(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的像。保持蜡烛和光屏的位置不变,将水透镜移至______cm刻度处,光屏上又会呈现一清晰的像。当将水透镜遮住一半时,光屏上的像会______。(选填“不完整”、“像完整但是亮度变暗”、“像完整且亮度不变”)
(3)当两支点燃的蜡烛、水透镜和光屏分别置于如图乙所示的位置时,光屏上C、D两处会得到清晰的像。用一厚纸板挡住A处的烛焰,在光屏______处仍能得到一个清晰的像。
(4)小丽和小明又尝试用焦距为10cm的凸透镜观看对方,当他们相距2m,小明刚好通过透镜能看到小丽眼睛正立的像,如图丙,此时小丽从凸透镜中______(选填“能”或“不能”)看到小明清晰的像。
45.(2024·湖北·中考真题)同学们参观博物馆时发现一件秦代木牍前放置着凸透镜,通过凸透镜看到的情景如图甲。为了弄清其原理,他们进行了如下探究。
(1)如图乙,用太阳光照射凸透镜,移动光屏直至光屏上出现一个最小最亮的光斑,此凸透镜的焦距为_________cm;
(2)如图丙,将蜡烛放在较远处,移动光屏使光屏上呈现清晰的实像,观察像的性质,测出物距和像距;逐次改变物距,重复上述操作,实验记录如下表;
序号
物距/cm
像的性质
像距/cm
正倒
大小
1
24.0
倒立
缩小
17.2
2
22.0
倒立
缩小
18.8
3
20.0
倒立
等大
20.0
4
18.0
倒立
放大
22.4
5
16.0
倒立
放大
27.0
……
凸透镜成缩小实像时,物距_________(填“>”“<”或“=”)像距;
(3)小宇受第4、5组实验结果启发,推测文物与其前方凸透镜的距离u和凸透镜焦距f的关系为时,成放大的像。小丽对小宇的观点提出了质疑,她继续减小物距,发现蜡烛在某位置时,无论怎样移动光屏,光屏上都看不到像。小丽撤去光屏,从图丙中_________侧(填“A”或“B”)向透镜方向观察,看到了正立放大的像,测得物距为8.0cm,她推测u和f的关系应为。_________的推测合理,理由是______。
46.(24-25八年级上·陕西渭南·期末)“烽火连三月,家书抵万金”,秦代木牍是我国最早的家信实物。小杰国庆期间参观博物馆,发现“秦代木牍”的展示柜中放着凸透镜,如图甲所示,他通过凸透镜观察到正立放大的像,为了弄清其原理,他设计了如下实验:
(1)如图乙,小杰用平行光照射凸透镜,移动光屏直至光屏上出现一个最小、最亮的光斑,此凸透镜的焦距为___________。
(2)实验前,为了使像成在光屏中央,应在光具座上调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在___________。
(3)调节好实验器材,在图丙位置光屏上正好成清晰的像,此像是___________(选填“放大”或“缩小”)的实像;保持凸透镜位置不变,若向右移动蜡烛,将光屏应向___________(选填“左”或“右”)移动才能再次得到清晰的像。
(4)小杰不小心将一滴墨水洒在凸透镜中心,他发现光屏上_________(选填序号)。
A.没有烛焰的像
B.只有烛焰四周的像,烛焰中心不成像
C.仍有烛焰完整的像,但亮度变暗
(5)如果换用焦距较小的凸透镜进行实验,蜡烛和凸透镜位置如图丙所示不变,应将光屏向_______(选填“左”或“右”)移动才能承接到清晰的烛焰像。
(6)图丙中,保持凸透镜的位置不变,将蜡烛移到光具座45处,为了观察到像,此时小杰的眼睛应该在凸透镜的___________(选填“左”或“右”)侧透过凸透镜观察。
47.(25-26八年级上·四川德阳·阶段检测)在“探究凸透镜成像规律的实验”中:
(1)如图甲所示,则该凸透镜的焦距为10.0cm;点燃蜡烛,为了使像在光屏中央,应调整凸透镜和光屏,要使烛焰中心、光屏的中心和凸透镜中心大致在______;
(2)当烛焰距凸透镜30cm时,调节光屏的位置,能在光屏上看到倒立、______的实像,如果此时将蜡烛与光屏的位置互换,在光屏上______(“能”或“不能”)看到清晰的像;
(3)实验一段时间后,蜡烛因燃烧变短,要使像能够成在光屏的中央,应将凸透镜向______(选填“上”或“下”)调整。如果将透镜遮住一半,在光屏上______(“能”或“不能”)看到完整的像;
(4)透镜,蜡烛,光屏位置如乙图,凸透镜的位置固定不动,当蜡烛向右(靠近透镜)移动一段距离后,要在光屏上再次成清晰的像,需将光屏向______(选填“左”或“右”)移动,此时观察到的像将______(选填“变大”或“变小”);
48. (2026·江苏南通·中考真题)兴趣小组探究“人眼成像机理”。
(1)图甲中是三个材质相同的凸透镜,同学们把②号透镜固定在光具座上50 cm刻度线处,正对着太阳移动光屏,在图乙位置找到最小光斑,则②号透镜的焦距为________cm;为模拟人眼成像,保持透镜位置不变,移动蜡烛和光屏,光屏上呈现倒立、________的实像。
(2)模拟人眼看远处景象时,应保持________(选填“物距”或“像距”)不变,换_______(选填“①”或“③”)号透镜进行实验。
(3)他们发现上述实验不能连续模拟人眼成像机理,请你提出合理的方案:__________________。
(4)若模拟近视眼成像机理,则你的操作是:__________________,光屏上的像变模糊,戴上合适的眼镜后像再次清晰。
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专题04 光现象
基础·固本强基
题型1 光现象基础辨析专项
题型2 光的反射与平面镜成像专项
题型3 光的折射与色散专项
题型4 凸透镜成像规律基础专项
提升·进阶突破
题型5 凸透镜动态变化专项
题型6 凸透镜成像综合实验专项
基础·固本强基
题型1 光现象基础辨析专项(共7小题)
【模型】
1. 光现象分类选择题:区分直线传播、反射、折射、色散四类场景,常结合上海光影节、立竿见影等本地情境命题。
2. 光速与光路基础填空题:考查真空中光速数值、不同介质中光速大小比较、光路可逆性基础判断。
3. 镜面反射与漫反射辨析题:结合教室看黑板、水面反光等生活场景,判断两类反射的特点与应用。
【方法】
第一步先看传播介质,光在同种均匀介质中路径不变,对应小孔成像、影子等直线传播现象;
第二步看界面反射,光线在同种介质中折返,对应倒影、平面镜成像等反射类场景;
第三步辨跨介质偏折,光线穿过两种介质时方向改变,对应池水变浅、筷子“弯折”等折射现象。解题时优先排除视觉错觉干扰,结合上海本地生活情境判断,避开“等大像随物距变化”等易错误区,就能快速锁定正确答案。
1. (25-26八年级上·山东淄博·期中)周末,小科一家到瓯江边游玩。妈妈拍照时,小科正在欣赏美景:对岸树木的倒影、水中的鱼“影”,此时地面上留下了他的身影。关于“影”的形成原理,下列说法不正确的是( )
A.树木的倒“影”所成的是虚像 B.树木的倒“影”是光的反射
C.水中的鱼“影”是光的反射 D.小科的身“影”是光的直线传播
【答案】C
【详解】AB.树木的倒影属于平面镜成像,由光的反射形成,所成的是虚像,故AB正确;
C.水中的鱼“影”是鱼反射的光从水中斜射入空气中发生折射形成的虚像,原理为光的折射,不是光的反射,故C错误;
D.小科的身“影”是光沿直线传播时遇到不透明物体,在物体后方形成的暗区,原理为光的直线传播,故D正确。
题目要求选不正确的选项,故选C。
2.(25-26八年级上·河南信阳·周测)我国南北朝时期叙事民歌《木兰诗》中记述了木兰女扮男装,替父从军的传奇故事。下列光现象与诗中的“对镜帖花”应用的光学原理相同的是( )
A.水中倒影 B.海市蜃楼
C.铅笔变“弯” D.日晷
【答案】A
【详解】“对镜帖花”,人照镜子,属于平面镜成像,应用的光学原理是光的反射。
A.水面相当于平面镜,桥在水中形成倒影,是平面镜成像现象,原理为光的反射,故A符合题意;
B.海市蜃楼是空气密度不均匀,光在不均匀的空气中传播发生偏折形成的虚像,属于光的折射,故B不符合题意;
C.水中铅笔反射的光从水斜射入空气时发生折射,人眼逆着折射光线看去,感觉铅笔弯折,属于光的折射,故C不符合题意;
D.日晷依靠晷针的影子判断时间,影子是光沿直线传播,遇到不透明物体,在物体后方形成暗区,故D不符合题意。
故选A。
3.(24-25八年级上·河北石家庄·期中)如图,一只鸟正在觅食,水面上出现了影子(甲)和倒影(乙),下列说法中正确的是( )
A.影子(甲)是光的反射形成的虚像
B.倒影(乙)是光在同种均匀介质中沿直线传播形成的
C.当鸟飞起来,越飞越高时,两个“影”都变小
D.鸟的倒影到水面的距离等于鸟到水面的距离
【答案】D
【详解】A.影子(甲)是鸟挡住太阳光,在水面形成的暗影区,是光沿直线传播形成的,故A错误;
B.倒影(乙)是平面镜成像,由光的反射形成,故B错误;
C.倒影(乙)是平面镜成像,像与物等大,鸟飞高时倒影大小不变,影子会变小,故C错误;
D.倒影(乙)是平面镜成像,像到水面的距离等于鸟到水面的距离,故D正确。
故选D。
4.(25-26八年级上·江西赣州·期中)2024年4月8日地球上发生了一次日全食,这次日全食现象给人们带来了难得一见的天文盛宴,下列光现象与该现象成因相同的是( )
A.夏天,树荫下的圆形光斑 B.看见地上的书本
C.水中倒影 D.简易潜望镜
【答案】A
【详解】日全食是由光的直线传播形成的。
A.树荫下的圆形光斑是小孔成像,由光的直线传播形成,与日全食成因相同,故A符合题意;
B.看见地上的书本是由于光的反射,故B不符合题意;
CD.水中倒影和简易潜望镜是平面镜成像,由光的反射形成,故CD不符合题意。
故选A。
5.(24-25八年级上·山东聊城·阶段检测)阳光明媚的周末,不少市民到鹭栖湖游玩。湖畔盛开着五颜六色的鲜花,大树拖着长长的影子,几只白鹭从平静的湖面轻快掠过,水中的鱼儿欢快嬉戏。下列对此情景的解释正确的是( )
A.树荫下的圆形光斑是光的直线传播形成的实像
B.白鹭在湖中的倒影是光的折射形成的虚像
C.看见水中的鱼儿是光的反射形成的实像
D.下午,大树的影子逐渐变短
【答案】A
【详解】A.树荫下圆形光斑是小孔成像现象,由光的直线传播形成,是太阳的实像,故A正确;
B.湖中的倒影是平面镜成像,由光的反射形成虚像,故B错误;
C.看见水中的鱼儿是光从水中斜射入空气中发生折射形成的虚像,故C错误;
D.下午太阳高度逐渐降低,根据光的直线传播,大树的影子会逐渐变长,故D错误。
故选A。
6.(2026八年级上·全国·专题练习)小新同学学完《光现象》后,对下列光现象作出相关判断。下列说法错误的是( )
A.甲图:向空杯中射入一束光,在杯底形成光斑,逐渐向杯中加水,光斑会向右移
B.乙图:由于光的折射,早晨太阳还处于地平线以下时,人们就能看到它
C.丙图:让一束太阳光照射到三棱镜上,红光偏折程度最大,紫光偏折程度最小
D.丁图:光的色散说明了白光是由各种色光混合而成
【答案】C
【详解】A.向空杯加水时,入射光从空气斜射入水中会发生折射,折射角小于入射角,光斑会向右侧移动,故A正确;
B.大气层密度不均匀,太阳光传播时发生折射,太阳实际位置在地平线以下时,我们就能通过折射看到太阳的虚像,故B正确;
C.太阳光经三棱镜色散时,红光偏折程度最小,紫光偏折程度最大,与选项描述不符,故C错误;
D.光的色散现象将白光分解为多种色光,直接说明了白光是由各种色光混合而成的,故D正确。
本题选择说法错误的,故选C。
7.(25-26八年级上·湖北襄阳·周测)沙画是我国的一种民间文化艺术,将沙子洒在平板灯台上做出各种造型,灯台下方射出的光受到沙子的阻挡后,呈现出各种画面,如图所示。下列光现象与沙画的光学原理相同的是( )
A.小孔成像 B.塔式太阳能电站
C.开车看后视镜 D.空中彩虹
【答案】A
【详解】沙画是光受到沙子阻挡,在沙子后方形成阴影,原理是光沿直线传播。
A.小孔成像是光沿直线传播形成的,故A符合题意;
B.塔式太阳能电站利用平面镜反射太阳光,属于光的反射,故B不符合题意;
C.汽车后视镜是凸面镜,利用光的反射成像,故C不符合题意;
D.空中彩虹是光的色散现象,属于光的折射,故D不符合题意。
故选A。
题型2 光的反射与平面镜成像专项(共9小题)
【模型】
1. 反射角度动态计算题:给定入射光线与镜面夹角,镜面旋转后推导反射光线的偏转角度,是上海高频中档题。
2. 光的反射定律实验探究题:包含纸板翻折验证三线共面、多次实验获取普遍规律、水雾显示光路等细节考点。
3. 平面镜成像特点实验题:考查等效替代法应用、像与物的大小/距离关系、虚像承接验证等核心实验细节。
4. 规范光路作图题:根据入射光线画反射光线并标注反射角、根据像与物对称关系补全平面镜成像光路。
【方法】
1. 光的反射解题技巧
(1)表述定律必须写“反射角等于入射角”,不能颠倒因果;角度判定认准光线与法线的夹角,而非与镜面的夹角。
(2)镜面转动θ角,反射光线同步转动2θ;镜面反射、漫反射均严格遵循光的反射定律,作图时光线画实线带箭头,法线画虚线。
2. 平面镜成像解题技巧
(1)牢记“等大、等距、对称、虚像”核心规律,“近大远小”是视角错觉,像的实际大小始终与物体相等。
(2)物距像距计算需扣除玻璃板厚度,用对称法快速定位像点,虚像全程用虚线绘制,光屏无法承接虚像。
8.(2025·湖南长沙·模拟预测)教室黑板用久后有一部分变得光滑。当如图所示太阳光从右侧窗户射入时,下列说法正确的是( )
A.太阳光照射到光滑处将发生漫反射
B.最有可能因反光而看不清光滑处字的是位置A
C.最有可能因反光而看不清光滑处字的是位置C
D.太阳光照在黑板上发生反射时不遵循光的反射定律
【答案】B
【详解】ABC.太阳光照射到光滑处将发生镜面反射,反射光线较为集中,会造成黑板发光。位置A位于镜面反射后的反射光线经过的地方,所以最有可能因反光而看不清光滑处字的是位置A,故AC错误,B正确;
D.无论是漫反射还是镜面反射均遵循光的反射定律,故D错误。
故选B。
9.(24-25八年级上·陕西咸阳·期末)如图所示,雨后晴朗的夜晚,人迎着月光走,下列说法正确的是( )
A.看到路面发亮的是水 B.看到路面发亮是因为光发生了漫反射
C.光发生漫反射时不遵守反射定律 D.夜晚的月亮属于光源
【答案】A
【详解】AB.水面较光滑,路面较粗糙,迎着月光走,发亮的是水,因为月光在水面发生镜面反向,反射光集中进入人眼,较亮,在路面发生漫反射,反射光向各个方向传播,较暗;故A正确,B错误;
C.不管是漫反射,还是镜面反射,都遵循光的反射定律,故C错误;
D.月亮的光是反射太阳光而来,自身不能发光,不是光源,故D错误。
故选A。
10.(2025·江苏泰州·一模)一束光照射到平面镜上,欲使反射光刚好照射到白纸板上的A点,下列操作可行的是( )
①适当减小入射角
②将平面镜向上平移适当距离
③将平面镜向下平移适当距离
④将平面镜顺时针转动适当角度
⑤将平面镜逆时针转动适当角度
A.①②⑤ B.①②④ C.①③⑤ D.③⑤
【答案】A
【详解】①保持光在平面镜上的入射点不变,增大入射光与平面镜的夹角,则入射角减小,根据反射角等于入射角,反射角也减小,由此可知,此时光屏上的光斑向上移动,可使反射光刚好照射到白纸板上的A点,故①可行;
②将平面镜竖直向上移动,入射光线方向不变,入射点向左移动,则反射光线也向左移动,光斑会向上移动,能射中目标,故②可行;
③将平面镜竖直向下移动,入射光线方向不变,入射点向右移动,则反射光线也向右移动,光斑会向下移动,不能射中目标,故③不可行;
④在入射点不变,将平面镜顺时针转动,则反射光线顺时针也转过一定的角度,光斑会向下移动,不能射中目标,故④不可行;
⑤在入射点不变,将平面镜逆时针转动,则反射光线逆时针也转过一定的角度,光斑会向上移动, 能射中目标,故⑤可行。
综上所述,可行的操作有①②⑤,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
11.(25-26八年级上·湖北襄阳·周测)如图为水位测量仪的示意图。A点与光屏PQ在同一水平面上,从A点发出一束光,经水面反射在光屏上B点形成一个光斑。下列说法正确的是( )
A.光屏在水中成的像是实像
B.当水位升高时,入射角将变大
C.当水位升高时,光斑向B点左侧移动
D.若入射光与水面夹角为40°,反射角为40°
【答案】C
【详解】A.水面相当于平面镜,光屏在水中成的像是光的反射形成的虚像,故A错误;
B.水位升高时水面仍水平,入射光线方向不变,入射角不变,故B错误;
C.水位升高时入射点向左移动,入射角不变则反射角不变,反射光线平行左移,光斑向B点左侧移动,故C正确;
D.入射光与水面夹角为40°,入射角为
由光的反射定律得反射角等于入射角,也为,故D错误。
故选C。
12.(25-26八年级上·重庆·期中)如图甲所示是中国鲁能海西州50MW塔式光热电站,它由4400面“定日镜”围绕着一个188米高的吸热塔组成,每面镜子都能追踪太阳把光反射到中间塔顶的吸热器上。随着时间的推移,太阳向西偏移导致入射光线绕点逆时针偏转10°(偏转后的光线未画出),为保证把太阳光反射到塔顶的吸热器点,则应将平面镜绕点__________(选填“顺时针”或“逆时针”)偏转______度。
【答案】 逆时针 5
【详解】由光的反射定律可知,法线是入射光线与反射光线的角平分线,反射角等于入射角。因反射光线OA方向固定,入射光线SO绕O点逆时针偏转10°,故入射光线与反射光线的夹角改变10°,法线需沿入射光线偏转方向(逆时针)转动。由于法线与平面镜始终垂直,因此平面镜绕O点逆时针偏转5°。
13.(26-27八年级上·江苏南京·阶段检测)检查视力的时候要求被测者小红与视力表保持在5m的距离,由于空间有限,所以采用了如图方式进行测试。若小红背离视力表0.6m,那么平面镜应放在距视力表_______m的地方,视力表上其中一个“E”字开口指向纸外,则被测者应向她的________(选填“上方”、“下方”、“左方”或“右方”)指才正确。当被测者站起走近平面镜,被测者在平面镜中的像的大小将_________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。如果将平面镜与视力表互换位置,小红转过身来进行测试,________(选填“能”或“不能”)满足5m的距离要求。
【答案】 2.8 右方 不变 不能
【详解】根据平面镜成像特点,像到镜面的距离等于物到镜面的距离。设平面镜与视力表的距离为d,则视力表的像到平面镜的距离也为d。小红到视力表像的距离为小红到平面镜的距离与像到平面镜的距离之和,即
根据题意, ,所以
平面镜与视力表的距离
平面镜所成的像与物关于镜面对称。视力表上“E”字开口指向纸外,其像的开口方向也指向纸外。被测者是观察镜中的像,因此应指向像的开口方向,即指向右方。
平面镜成像时,像的大小与物体的大小相等。像的大小与物体到平面镜的距离无关,只取决于物体本身的大小。因此,当被测者走近平面镜时,她在平面镜中的像的大小将不变。
根据题意,互换位置后,人到平面镜的距离为,视力表到平面镜的距离为。根据平面镜成像特点,视力表的像到平面镜的距离也为。人到视力表像的距离
该距离不满足的要求,故不能满足。
14.(26-27八年级上·江苏泰州·阶段检测)小明模拟“蜡烛在水中燃烧”的现象,如图为装置的正视图和俯视图,他应该将点燃的蜡烛A放在玻璃板前,将装满水的烧杯放在玻璃板后,调节时仅向_______(填“①”、“②”、“③”或“④”)方向移动玻璃板即可呈现蜡烛在水中燃烧的效果。如图是某天下午时钟在平面镜中成的像,此时的时刻是_____________。
【答案】 ③ 3:40
【详解】由平面镜成像特点可知,像与物关于镜面对称,向③方向移动玻璃板时,物距增大,像距也随之增大,蜡烛的像会向烧杯方向移动,直至与烧杯重合,呈现蜡烛在水中燃烧的效果。
因平面镜成像左右相反,时钟的像与实际时钟关于镜面对称,由像的时刻为8:20,可得实际时刻为3:40。
15.(25-26八年级上·上海·期中)小华和小组同学完成“探究平面镜成像特点”的实验,如图所示。
(1)实验室提供了如图(a)所示的一些实验器材供选择,蜡烛应选用___________,成像光学仪器应选用___________(选填字母),以上选择的其目的是便于___________。
(2)他们探究像与物体到镜面的距离之间的关系,还需要的测量工具是_________。如图(a)所示,小华先将玻璃板竖直放置在水平桌面上,再将点燃的蜡烛A竖直放在玻璃板前,将未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动,眼睛在玻璃板__________面不同位置观察(选填“A.前”或“B.后”),直至蜡烛B看上去好像被点燃似的,说明平面镜所成的像和物的大小__________(选填“A.相同”或“B.不相同”)。
(3)若要验证物体在平面镜中成的是虚像,应将________(选填字母)放在成像位置,在其上面________(选填“A.能”、或“B.不能”)看到烛焰的像。
(4)小华将不透明的硬纸板置于玻璃板与蜡烛B之间,从玻璃板前方观察,_________看到蜡烛的像(选填“A.能”或“B.不能”),这说明平面镜成的像是_________像(选填“A.实”或“B.虚”)。
(5)图(b)是小华经过三次实验后,在白纸上记录的像与物对应点的位置。通过处理和分析这张“白纸”上的信息,可得出像与物到平面镜的距离___________,像和物的连线与平面镜___________。
【答案】(1) BC F 确定像的位置,比较像和物的大小。 (2) 刻度尺 A A
(3) D B (4) A B (5) 相等 垂直
【详解】(1)实验中需要比较像与物的大小关系,应选用两支完全相同等长的蜡烛,这样当后面的蜡烛与前面蜡烛的像重合时,就能直观地得出像与物大小相等的结论,观察图可知蜡烛BC是完全相同的,故选BC。
薄玻璃板F既能反射光成像,又能透过玻璃板看到后面的蜡烛,从而便于确定像的位置,比较像和物的大小;若选用普通镜子E,则无法看到后面的蜡烛,无法确定像的位置,故选F。
(2)要探究像与物体到镜面的距离之间的关系,必须用刻度尺来测量距离。
蜡烛A的像由A发出的光经玻璃板反射形成,因此眼睛应在前面不同位置观察,才能看到A的像以及后面的蜡烛B,故选A。
当蜡烛B看上去好像被点燃似的,即与A的像完全重合,说明平面镜所成的像和物的大小相同,故选A。
(3)虚像的特点是不能在光屏上呈现,所以应将光屏D放在成像位置。
由于平面镜成的是虚像,因此在光屏上不能看到烛焰的像,故选B。
(4)平面镜成的是虚像,其成像原理是光的反射,虚像的形成与玻璃板后面的物体无关。因此,即使将不透明的硬纸板置于玻璃板与蜡烛B之间,从玻璃板前方观察能看到蜡烛的像,故选A。
这一现象说明平面镜成的是虚像,故选B。
(5)通过对三次实验中像与物对应点位置的测量和分析,可以得出:像与物到平面镜的距离相等;像和物的连线与平面镜垂直。
16.(25-26八年级上·河北邯郸·期中)如图所示,在研究光的反射定律实验中,平面镜放在水平桌面上,是两块粘接起来的硬纸板,可绕垂直于镜面的接缝ON转动。
(1)如图甲所示,当入射光线靠近,则反射光线___________(选填“靠近”或“远离”):
(2)如图乙所示,把右半面纸板F向前或向后折,则________(选填“能”或“不能”)看到反射光线,说明:反射光线、入射光线、法线在______________________________;
(3)实验中多次改变入射角,并用量角器量出每组入射角和反射角的大小(如图丙所示),比较两角大小可得出结论:______________________________;
(4)实验中若让另一束光沿方向射向平面镜,反射光将沿方向射出。该实验现象说明,在反射现象中,______________________;
(5)实验时,白色纸板前方各个方向的同学都看到实验现象,是因为在纸板上发生了_______(选填“漫”或“镜面”)反射:
(6)根据给出的入射光线,作出图中的反射光线。
【答案】(1)靠近 (2)不能 同一平面内 (3)反射角等于入射角 (4)光路是可逆的 (5)漫 (6)见解析
【详解】(1)根据光的反射定律,反射角等于入射角。当入射光线靠近时,入射角减小,反射角也减小,所以反射光线靠近。
(2)光反射时,反射光线、入射光线和法线在同一平面内。把右半面纸板向前或向后折,此时纸板与入射光线、法线所在的平面不重合,所以不能看到反射光线,这说明反射光线、入射光线、法线在同一平面内。
(3)多次改变入射角,用量角器量出每组入射角和反射角的大小,比较发现反射角的度数始终等于入射角的度数,可得出结论:反射角等于入射角。
(4)让另一束光沿方向射向平面镜,反射光将沿方向射出,这表明在反射现象中,光路是可逆的。
(5)白色纸板能让前方各个方向的同学都看到实验现象,是因为光在纸板上发生了漫反射,漫反射的反射光线射向各个方向。
(6)先过入射点作垂直于镜面的法线,已知入射角为,根据反射角等于入射角,在法线另一侧画出反射光线,反射角也为。
题型3 光的折射与色散专项(共7小题)
【模型】
1. 折射现象实例辨析题:区分水中筷子弯折、海市蜃楼、池水变浅等典型折射场景
2. 折射规律动态分析题:分析光从空气斜射入水/玻璃时,入射角变化对折射角的影响规律
3. 光的色散基础题:考查雨后彩虹的形成原理、色光三原色混合规律、透明物体颜色判断
【方法】
先定传播方向,明确光线是从空气斜入水/玻璃,还是反向传播,避免折射角、入射角大小关系搞反;再抓特殊情况,牢记垂直入射时传播方向不变,此时入射角、折射角均为0°,这是上海期中高频易错点;色散类题目直接按“红光偏折最小、紫光偏折最大”定位,白光经三棱镜后按红橙黄绿蓝靛紫顺序排布。遇到池水变浅、筷子弯折等生活场景,先补画法线再判断虚像位置,就能避开视觉错觉类陷阱。
17.(25-26八年级上·北京顺义·期中)人在岸上看到水中的鱼,如图所示的光路图正确的是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【详解】A.光从水斜射入空气会发生折射,传播方向应发生改变,故A错误;
B.人看到鱼是鱼反射的光进入人眼,光线方向应从鱼指向人,图中箭头方向从人指向鱼,故B错误;
CD.光从水斜射入空气,折射角大于入射角,折射光线应远离法线,故C错误,D正确。
故选D。
18.(25-26八年级上·四川成都·期中)如图所示,一束光在空气和玻璃的分界面上发生反射和折射现象,形成了三条光线(箭头未画出)。以下说法正确的是( )
A.OB为入射光线 B.入射角为
C.折射角为 D.PQ的下边是玻璃
【答案】C
【详解】根据光的反射定律,反射光线与入射光线关于法线对称,且反射角等于入射角。由图可知,,,即光线与关于直线对称,故为法线,为界面。反射光线、折射光线均与入射光线分居在法线的两侧,所以CO为入射光线,OB为反射光线,OA为折射光线,入射角,折射角,当光线从空气射入其它透明介质时,折射角小于入射角;因为入射角大于折射角,光从空气斜射入玻璃,入射光线在界面右侧,故右侧为空气,左侧为玻璃。故选C。
19.(多选题)(25-26八年级上·吉林长春·期中)如图所示,长方体水槽一定深度处支架上有一激光笔,沿图示方向发出一束激光,在侧壁上B处形成一个光斑,下列操作能使光斑向上移动的是( )
A.其他条件不变时,激光笔竖直向上移动
B.其他条件不变时,激光笔水平向右移动
C.其他条件不变时,激光笔逆时针旋转
D.其他条件不变时,从水槽中取出适量的水
【答案】AC
【详解】A.激光笔竖直向上移动,入射光线平行上移,由光的折射定律可知折射光线也平行上移,光斑向上移动,故A符合题意;
B.激光笔水平向右移动,入射光线平行右移,由光的折射定律可知折射光线也平行右移,光斑向下移动,故B不符合题意;
C.激光笔逆时针旋转,入射角减小,由光的折射定律可知折射角减小,折射光线向法线靠拢,光斑向上移动,故C符合题意;
D.从水槽水中取出适量的水,水面下降,入射点向右移动,由光的折射定律可知折射光线平行右移,光斑向下移动,故D不符合题意。
故选AC。
20.作图题。(26-27八年级上·全国·课后作业)
(1)一束光从水中斜射入空气,请在图中画出折射光线的大致方向。
(2)古语有云“潭清疑水浅”,看似很浅的水域,实际深度远比你看到的要深。如图所示,为人眼看到的像,补全来自A点进入人眼的光路图。
【答案】(1)见解析 (2)见解析
【详解】(1)光从水中斜射入空气时发生折射,折射角大于入射角,以O点为出射点,在法线右侧的空气中画出折射光线,折射角大于图中的入射角,折射光线远离法线偏折,折射光线的箭头指向空气。
(2)人眼看到水中的虚像,是因为水中A点反射的光从水面斜射入空气时发生折射,折射光进入人眼;人眼会默认光沿直线传播,因此逆着折射光的反向延长线看到了位置变浅的虚像,所以折射光线的反向延长线必然经过虚像,连接人眼和像点,与水面的交点就是光的入射点,这条线在水面上方的部分为带箭头的实线,箭头指向人眼,代表空气中的折射光线,用实线连接水下的真实物点A和这个入射点,画上指向入射点的箭头,这就是水中的入射光线。
21.(26-27八年级上·江苏南京·阶段检测)如图所示,一束太阳光通过三棱镜射到光屏上。
(1)光屏上形成一条彩色的光带,范围为ab,位于光屏a点处的色光颜色为________(红/紫)色。该现象说明太阳光是________(选填“单色”或“复色”)光。
(2)若三棱镜摔坏了后,截面变成,________(能/不能)完成以上实验。
(3)小雨想继续验证红光是单色光还是复色光,选择一个合理的方案:________(A/B)。
A.在三棱镜之前放一个红色透明塑料纸,让太阳光通过塑料纸,再照射到三棱镜上
B.将透明的三棱镜换成红色玻璃制成的三棱镜
【答案】(1) 紫 复色 (2)能 (3)A
【详解】(1)太阳光经三棱镜色散时,不同色光的偏折程度不同:紫光偏折能力最强,红光偏折能力最弱,题图中三棱镜尖端朝下,偏折程度更大的紫光会投射到更靠上的a点。
该现象将太阳光分解为多种色光,说明太阳光是由多种色光混合而成的复色光。
(2)摔坏后的剩余部分仍属于三棱镜,保留了使光发生折射色散的斜射截面,依然可以让不同色光产生不同程度的偏折,因此能完成色散实验。
(3)A.红色透明塑料纸只能透过红光,让得到的纯红光入射到普通三棱镜上,若光屏上只出现红色光带、不再分解出其他色光,就可以证明红光是单色光,反之是复色光,故A符合题意;
B.红色玻璃三棱镜本身是红色透明体,它会直接吸收所有其他色光、只允许红光透过,无论入射光是不是复色光,出射都只有红光,无法验证红光能否再分解,不能达到实验目的。故B不符合题意。
故选A。
22.(24-25八年级上·上海杨浦·期中)利用所学的光学知识,可以解释生活中的很多现象。
(1)下列光现象中,由于光的反射形成的是( )
A. 手影 B. 水中倒影
C.雨后的彩虹 D.水中筷子折断
(2)如图所示,鱼儿在水中游动,可以看得很清楚,然而,沿着你看见鱼的方向去叉它,却又叉不到。下列能反映出人看到鱼的光路图是 ( )
A. B. C. D.
(3)课堂上,教室里各个位置的同学都能看到黑板上的字,这是因为光在黑板上发生_______(选填“漫”或“镜面”)反射的缘故;个别同学被前方高个子同学挡住,看不到黑板上的一些字,这是因为光在同种均匀介质中沿________传播的缘故;电脑屏幕上呈现出的多彩画面是由红、绿、_______三种色光混合而成的。
【答案】(1)B (2)C (3)漫 直线 蓝
【详解】(1)A.手影是由于光沿直线传播,光被手挡住后,在后面形成手的影子,不是光的反射现象,故A不符合题意;
B.水中倒影是岸边的物体经水面发生反射后,我们逆着反射光线看到物体在水中的虚像,属于光的反射现象,故B符合题意;
C.雨后的彩虹是由于太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠时发生折射,白光经水珠折射以后,分成各种彩色光,是光的色散现象,属于光的折射,故C不符合题意;
D.水中筷子“折断”是光从水中斜射入空气中时,传播方向发生偏折,属于光的折射现象,故D不符合题意。
故选B。
(2)人看到水中的鱼,是因为鱼反射的光线从水中斜射入空气中时发生折射,折射角大于入射角,人眼逆着折射光线的方向看去,看到的是鱼的虚像,位置比实际的鱼要浅。
A.光线从空气射向水中,不符合鱼反射光线从水到空气的情况,故A不符合题意;
B.光线传播方向错误,折射光线和入射光线应该分别位于法线两侧,故B不符合题意;
C.光线从水斜射入空气,且折射角大于入射角,符合人看到鱼的光路情况,故C符合题意;
D.图中折射角小于入射角,不符合折射时的角度大小关系,故D不符合题意。
故选C。
(3)教室里各个位置的同学都能看到黑板上的字,这是因为光在黑板上发生漫反射的缘故;个别同学被前方高个子同学挡住,看不到黑板上的一些字,这是因为光在同种均匀介质中沿直线传播的缘故;电脑屏幕上呈现出的多彩画面是由红、绿、蓝三种色光混合而成的。
23. (25-26八年级上·江西南昌·期中)某同学利用光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的光路,他经过多次实验并记录了以下数据。
入射角
折射角
10°
7.1°
30°
20.7°
45°
30.0°
60°
37.8°
(1)实验中,光具盘除了能读出入射角和折射角的大小,还具有______的作用;
(2)分析表中的数据可知,当光从空气斜射入玻璃,折射角______入射角,可以看到折射光线______(选填“偏向”或“偏离”)法线;
(3)进一步分析实验数据还可以判断:当光以40°的入射角从空气斜射入玻璃时,其折射角______(选填“大于”“小于”或“等于”)30°;
(4)当光以30°的入射角从玻璃斜射入空气时,其折射角是________,此结论运用了光的______性;
(5)若光从空气沿法线垂直射入玻璃时,折射角等于______。
【答案】(1)显示光路 (2) 小于 偏向 (3)小于 (4) 45° 光路可逆 (5)0°
【详解】(1)光具盘的表面通常做了显示光路的设计,实验中可以通过光具盘清晰呈现入射光线、折射光线的传播路径,因此除了读角度外,还具有显示光路的作用。
(2)根据表中数据可知,实验中,光从空气斜射入玻璃中,折射角总小于入射角,故能得出的结论是:光从空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角,且折射光线偏向法线。
(3)根据表格中的数据可知,当光线以45°的入射角从空气射向玻璃时,其折射角是30°;当入射角为40°时,入射角变小了,折射角随之变小,所以折射角会小于30°。
(4) 已知当光线以45°的入射角从空气射向玻璃时,其折射角是30°;当光以30°的入射角从玻璃射入空气中时,其折射角是45°,说明光的折射现象中,光路是可逆的。
(5)当光从空气垂直射入玻璃中时,入射光线与法线夹角为0°,故入射角为0°,光线不发生偏折,故折射角为0°。
题型4 凸透镜成像规律基础专项(共8小题)
【模型】
1.五类物距成像规律选择题:直接考查u>2f、f<u<2f、u<f等不同区间的成像特点,是基础必考题。
2. 焦距范围推导题:给定物距、像距和成像特点,通过解不等式确定凸透镜焦距的取值范围,是上海期中高频拉分题。
3. 生活透镜原理应用题:对应照相机、投影仪、放大镜的成像条件,判断不同器材的成像性质。
4. 特殊光线规范作图题:完成平行光过透镜、过焦点光线折射等三条核心特殊光线的光路绘制。
【方法】
先以“一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小”快速锁定物距区间,判断像的虚实、放大缩小属性;实像场景严格遵循“物近像远像变大”,虚像场景用“物近像近像变小”区分动态变化;遇到焦距推导题,根据成像特点列u、v与f的不等式,用“同大取大、同小取小”规则快速锁定f范围;特殊情景直接套用结论:透镜部分遮挡仍成完整像、仅亮度变暗,蜡烛下移像同步下移,无需反复推导光路。
24. (2023·内蒙古包头·中考真题)物理课上,同学们用凸透镜观察周围的物体,透过凸透镜不能看到的像是( )
A.正立放大的像 B.正立缩小的像
C.倒立放大的像 D.倒立缩小的像
【答案】B
【详解】AB.当u<f,成正立放大的虚像,故A不符合题意,B符合题意;
C.f<u<2f,成倒立放大的实像,应用于幻灯机,故C不符合题意;
D.当u> 2f,成倒立缩小的实像, 应用于照相机,故D不符合题意;
故选B。
25.(23-24八年级上·福建厦门·阶段检测)近期流行一种“自拍神器”给旅行者自拍带来了方便,如图所示,与直接拿手机自拍相比,利用自拍杆可以( )
A.增大像距 B.增大取景范围
C.增大人像的大小 D.缩短景物到镜头距离
【答案】B
【详解】凸透镜成实像时,物距越大,像距越小,像越小;手机镜头相当于凸透镜,使用“自拍神器”与直接拿手机自拍相比,利用自拍杆可以增大物距,减小像距,减小人像的大小,从而增大取景范围。故选B。
26.(24-25八年级上·天津河西·期末)如图所示,我国出土的文物“水晶饼”为中部鼓起的透明水晶圆饼,古籍记载“正午向日,以艾承之,即火燃”。关于“水晶饼”利用太阳光生火,下列说法正确的是( )
A.“水晶饼”是凹透镜,对光有会聚作用 B.“水晶饼”是凹透镜,对光有发散作用
C.“水晶饼”是凸透镜,对光有会聚作用 D.“水晶饼”是凸透镜,对光有发散作用
【答案】C
【详解】“水晶饼”中部鼓起,即中间厚,边缘薄,是凸透镜,对光有会聚作用,所以可以利用太阳光生火。故C正确,ABD错误。故选C。
27.(25-26八年级上·山东青岛·阶段检测)如图,是一个自制投影仪模型。将手机和凸透镜分别固定在纸盒的两端,调整“投影仪”到墙面的距离,可在墙上看到手机画面清晰的像。下列说法正确的是( )
A.为在墙上呈现正立的画面应将手机屏幕正放
B.凸透镜到墙面的距离一定小于手机屏幕到凸透镜的距离
C.此自制投影仪的凸透镜焦距一定小于20cm
D.适当缩短纸盒的长度,并将“投影仪”靠近墙面,清晰的像会更大
【答案】C
【详解】AB.投影仪原理是凸透镜成倒立、放大的实像,为在墙上呈现正立的画面应将手机屏幕倒放,且像距大于物距,即凸透镜到墙面的距离一定大于手机屏幕到凸透镜的距离,故AB错误;
C.由图可知物距,根据投影仪成像条件
代入数据得
解得
故焦距一定小于20cm,故C正确;
D.根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”的规律,适当缩短纸盒长度即减小物距,应将“投影仪”远离墙面以增大像距,清晰的像才会更大,故D错误。
故选C。
28.(25-26八年级上·陕西西安·阶段检测)小明同学在第二届农博会上用数码相机(可调焦距)拍摄下了同一盒新品种彩色花菜的两张照片。如图所示,结合图片分析,下面说法不正确的是( )
A.照相机的镜头与老花镜属于一类透镜
B.凸透镜能成缩小的实像是照相机的工作原理
C.在镜头焦距不变的情况下,拍摄乙照片时,小明应靠近菜花一些
D.在物距相同的情况下,拍摄乙照片时,镜头焦距需调得小一些
【答案】D
【详解】A.照相机镜头与老花镜都是凸透镜,属于同一类透镜,故A正确;
B.照相机就是利用时,成倒立、缩小实像的原理来工作的,故B正确;
C.乙的像比甲的大,根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”的规律,焦距不变时,需减小物距,即相机镜头应靠近菜花,故C正确;
D.物距不变时,焦距越大,相当于物体相对透镜更近,所成的像会越大,图中乙的像更大,焦距应该调大,不是调小,故D错误。
本题选择错误的,故选D。
29. (24-25八年级上·江苏南京·期中)在用凸透镜观察物体的活动中,甲、乙、丙、丁是通过凸透镜所看到的插图的像。若凸透镜先贴着插图然后逐渐远离,关于凸透镜与插图之间的距离,下列判断正确的是( )
A.图甲最小,图丙最大 B.图乙最小,图丙最大
C.图甲最小,图丁最大 D.图丙最小,图甲最大
【答案】B
【详解】凸透镜成像时,实像都是倒立的,虚像是正立的,所以图甲、丙、丁是实像,图乙是虚像。物距小于一倍焦距时,成虚像;大于一倍焦距时,成实像,故凸透镜与插图之间的距离最小的是乙;
凸透镜成实像时,物距越大,像距越小,像变小,故像越小,物距越大,即丙图像最小 ,其凸透镜与插图之间的距离最大。故ACD错误,B正确。故选B。
30.(多选题)(25-26八年级上·山东青岛·阶段检测)如图,多媒体教室的投影屏幕是用粗糙的白布制成的,投影仪的折光系统相当于一个凸透镜。下列说法正确的是( )
A.凸透镜对光起会聚作用
B.投影片在屏幕上成的是倒立、放大的实像
C.如果没有平面镜,该投影仪就不会成像
D.全班同学都能看到画面是因为光射到投影屏幕上发生了漫反射
【答案】ABD
【详解】A. 凸透镜对光起会聚作用,故A正确;
B. 投影仪物距满足,成倒立、放大的实像,故B正确;
C. 平面镜仅改变光路,无平面镜时凸透镜仍会成像,故C错误。
D. 粗糙屏幕使光发生漫反射,反射光线射向各个方向,故D正确;
故选ABD。
31.(2025·上海普陀·三模)已知某物体透过凸透镜,在距离透镜20厘米的光屏上成缩小的像,若将物体移动到距焦点外15厘米处,则此时成的像( )
A.一定是倒立的实像 B.一定是缩小的实像
C.一定是等大的实像 D.一定是放大的虚像
【答案】A
【详解】某物体通过凸透镜在距离透镜20厘米的光屏上成缩小的像,此时的像是倒立、缩小的实像,根据凸透镜成像规律,则f<v<2f,即f<20cm<2f
解得,10cm<f<20cm
若将物体移动到距焦点外15厘米处,由于焦距是一个范围,故对焦距范围以15cm为分界点进行分类讨论:
①10cm<f<15cm时,此时物距大于2倍焦距,根据凸透镜成像规律,成倒立、缩小的实像;
②f=15cm时,此时物距等于2倍焦距,根据凸透镜成像规律,成倒立、等大的实像;
③15cm<f<20cm时,此时物距在一倍焦距和二倍焦距之间,根据凸透镜成像规律,成倒立、放大的实像。
总之,一定是倒立的实像,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
提升·进阶突破
题型5 凸透镜动态变化专项(共9小题)
【模型】
1. 物/像动态移动分析题:围绕“成实像时物近像远像变大”核心规律,分析蜡烛移动后光屏的调整方向。
2. 透镜移动成像题:保持蜡烛和光屏不动,移动凸透镜后利用光路可逆性再次成清晰像的位置推导。
3. 焦距改变成像题:结合水透镜注水/抽水、更换不同厚度透镜、叠加近视/远视镜片等场景,分析成像位置的变化。
4. 透镜遮挡与像的变化题:判断凸透镜被遮挡一半后,像的完整度、亮度变化规律,是易错高频题。
【方法】
先以“一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小”锁定物距区间,实像场景严格遵循“物近像远像变大、物远像近像变小”,虚像场景则用“物近像近像变小”反向判断。遇到加近视/远视镜片的情景,先明确凹透镜发散、凸透镜会聚的光线偏移效果,再推导光屏移动方向。涉及焦距范围推导,用u、v对应成像特点列不等式,按“同大取大、同小取小”快速锁定结果,同时牢记透镜遮挡、蜡烛上移等特殊情景的速判结论,考场可直接排除干扰选项。
32. (25-26八年级上·重庆·期中)如图所示,烛焰在图示位置时恰能在光屏上成清晰的像。下列说法正确的是( )
A.此成像原理与照相机的成像原理相同
B.若把透镜从上半部分截去,则光屏上的像的亮度变暗,且只有的像
C.若在原凸透镜处换一个焦距更大的凸透镜,则需将光屏左移才能重新承接到新的像
D.若保持透镜位置不动,将蜡烛向左移动一段距离,同时移动光屏,使烛焰能在光屏上成清晰的像,则像的大小将一直变小
【答案】D
【详解】A.由图可知物距小于像距,根据凸透镜成像规律,成倒立放大的实像,与投影仪原理相同,故A错误;
B.截去透镜一部分,剩余部分仍能折射光线成完整的像,只是透过光线减少,像变暗,故B错误;
C.换焦距更大的凸透镜,折光能力变弱,像距变大,需将光屏右移,故C错误;
D.蜡烛向左移动,物距变大,成实像时物远像近像变小,像的大小将一直变小,故D正确。
故选D。
33.(24-25八年级上·江苏南京·期末)蜡烛S、某光学元件K和光屏P按如图示位置放置在光具座上,它们的中心在同一水平直线。此时光屏上可观察到烛焰清晰的像,则下列说法中正确的是( )
A.若K是小孔并将光屏向右移动少许,光屏上的像将变小
B.仅需水平移动S、K或P中的一个,即可判断K是小孔还是凸透镜
C.若K是凸透镜,则它的焦距满足
D.若K是凸透镜并移至35.0刻度线处,光屏上将得到清晰的缩小像
【答案】B
【详解】A.小孔成像的原理是光的直线传播,光屏向右移动少许,光屏上的像变大,不会模糊,故A错误;
B.小孔成像只能改变像的大小,若K是小孔,则像的清晰度不会发生变化;若K是凸透镜,则像的大小、清晰度都发生变化,仅需水平移动S、K或P中的一个,即可判断K是小孔还是凸透镜,故B正确;
C.若K是凸透镜,由图可知,物距大于像距,光屏上可观察到烛焰清晰的像,为倒立、缩小的实像,
u=50cm-20cm=30cm此时物距大于二倍焦距,像距在一倍焦距与二倍焦距之间,即30cm>2f,解得f<15cm,由图可知,像距
v=65cm-50cm=15cm即f<15cm<2f,解得7.5cm<f<15cm,故C错误;
D.若K是凸透镜,并移至35.0cm刻度线处,此时物距变为15cm,像距为30cm,正好与第一次成像时的物距和像距互换,由光在折射时光路是可逆的可知,此时光屏上将得到清晰的倒立、放大的实像,故D错误。
故选B。
34.(2026·江苏无锡·一模)“探究凸透镜成像的规律”实验中,光具座上各元件位置如图所示,此时在光屏上恰好成一个清晰的像(图中未画出)。下列说法中正确的是( )
A.凸透镜的焦距可能是15.0 cm
B.将蜡烛靠近凸透镜,应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像
C.用不透明纸板遮住凸透镜的下半部分,在光屏上能成烛焰一半的像
D.保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,光屏上成一个清晰的像
【答案】D
【详解】A.根据题意知道,物距为
像距
此时在光屏上得到一个清晰的像,像距小于物距,成倒立缩小的实像,此时,,则15.0cm>f>7.50cm,故A错误;
B.将蜡烛靠近凸透镜,物距减小,像距应增大,即光屏需远离凸透镜,才能得到清晰的像,故B错误;
C.用不透明的纸板遮住凸透镜的下半部分,光会通过凸透镜的上半部分在光屏上成像,由于下半部分的光会被挡住,不能通过凸透镜,所以光屏上的像会变暗,故C错误;
D.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,此时物距等于原来的像距,像距等于原来的物距,根据光的可逆性,可知此时光屏上成清晰的倒立放大的实像,故D正确。
故选D。
35. (24-25八年级上·河北石家庄·期末)物理课上,小明在窗边用焦距为10cm的凸透镜贴近报纸看文字,看到了文字的像。在移动凸透镜时,意外发现在报纸上出现了窗外景物的像。以下说法正确的是( )
A.前一次成像时,凸透镜离报纸距离大于10cm
B.后一次成像时,凸透镜离报纸距离稍小于10cm
C.前一次成的是正立的虚像,后一次成的是倒立的实像
D.凸透镜远离报纸时前一次像变小,后一次像变大
【答案】C
【详解】A.用焦距为10cm的凸透镜贴近报纸看文字,看到了文字的像,说明此时物距小于一倍焦距(即小于10cm),成正立、放大的虚像,故A错误;
B.移动凸透镜时,当窗外的景物大于二倍焦距(即大于20cm)时,会在报纸上出现窗外景物倒立、缩小的实像,此时像距在一倍焦距和二倍焦距之间,即此时凸透镜离报纸的距离在10cm和20cm之间,故B错误;
C.由上面的分析可知,前一次成的是正立的虚像,后一次成的是倒立的实像,故C正确;
D.根据凸透镜成虚像时“物远像远像变大”可知,凸透镜远离报纸时,前一次像变大;根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”可知,后一次像变大,故D错误。
故选C。
36.(23-24八年级上·四川成都·期中)如图所示,让一束平行光经过一凸透镜,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,则下列说法正确的是( )
A.当物体距透镜8cm时,成正立的虚像
B.当物体距透镜16cm时,成倒立、缩小的实像
C.当物体从距透镜20cm处远离透镜的方向移动时,所成的像逐渐变大
D.当物体从距透镜30cm处靠近透镜移动时,要得到清晰的实像,应使光屏靠近透镜
【答案】A
【详解】A.由图可知,凸透镜的焦距为10cm。当物体距透镜8cm时,物距小于一倍焦距,根据凸透镜成像的特点可知,成正立放大的虚像,故A正确;
B.当物体距透镜16cm时,物距大于一倍焦距小于二倍焦距,根据凸透镜成像的特点可知,成倒立放大的实像,故B错误;
C.根据凸透镜成像的特点可知,物距大于二倍焦距成倒立缩小实像,成实像时,物远像近像变小,因此当物体从距透镜20cm处远离透镜的方向移动时,所成的像逐渐变小,故C错误;
D.根据凸透镜成像的特点可知,物距大于二倍焦距成倒立缩小实像,成实像时,物近像远像变大,因此当物体从距透镜30cm处靠近透镜移动时,要得到清晰的像应使光屏远离透镜,故D错误。
故选A。
37.(多选题)(25-26八年级上·广西南宁·阶段检测)如图甲所示是猫抓老鼠的经典漫画场面,同学们将一个装有水的圆柱形玻璃杯放在漫画前,惊奇地发现透过水杯看到漫画中的老鼠变“胖”了,还掉头奔向猫,如图乙所示。关于此现象,下列说法正确的是( )
A.透过水杯看到变“胖”的老鼠是虚像
B.装有水的圆柱形玻璃杯相当于一个凸透镜
C.将漫画不断靠近水杯,透过水杯看到的老鼠始终是掉头的
D.此时漫画中的老鼠到玻璃杯的距离应满足,与投影仪成像原理相同
【答案】BD
【详解】A.透过水杯看到变“胖”的老鼠是放大的像,还掉头奔向猫,说明像是倒立的,根据凸透镜成像规律,倒立的像都是实像,故A错误;
B.装有水的圆柱形玻璃杯中间厚边缘薄,相当于凸透镜,故B正确;
C.将漫画不断靠近水杯,当物距小于一倍焦距时,成正立、放大的虚像,此时透过水杯看到的老鼠是不掉头的,故C错误;
D.此时漫画中的老鼠是倒立放大的实像,根据凸透镜成像规律,成倒立、放大实像需满足 ,应用为投影仪,故D正确。
故选BD。
38.(多选题)(24-25八年级上·天津河东·期末)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,将蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示时,在光屏上恰好观察到烛焰清晰的像。则下列说法正确的是( )
A.此时光屏上得到的是倒立、缩小的实像
B.蜡烛和凸透镜位置不变,光屏移至80cm刻度处,能接收到等大的清晰的像
C.蜡烛和光屏位置不变,凸透镜移至40cm刻度处,光屏能接收到放大的清晰的像
D.将图中透镜用的凸透镜替换,只向右移动光屏,能接收到等大的清晰的像
【答案】ACD
【详解】A.由图可知,蜡烛到凸透镜的距离大于光屏到凸透镜的距离,即物距大于像距,根据凸透镜成像的规律可知,此时物距大于2倍焦距,成倒立、缩小的实像,故A正确;
B.根据凸透镜成像的规律可知,成倒立、等大的实像的条件是物距和像距都等于2倍焦距,而本图中物距大于2倍焦距,保持蜡烛和凸透镜位置不变,光屏移至80cm刻度处时,物距和像距相等,但是数值大于2倍焦距,光屏不能接收到等大的清晰的像,故B错误;
C.由图可知,蜡烛和光屏位置不变,凸透镜移至40cm刻度处时,新的物距等于原来的像距,新的像距等于原来的物距,根据光路的可逆性可知,此时成倒立、放大的实像,所以光屏能够接收到放大的清晰的像,故C正确;
D.图中蜡烛到凸透镜的距离即物距为30cm,换用f=15cm的凸透镜后,物距恰好等于2倍焦距,所以此时成倒立、等大的实像,像距也等于2倍焦距,而图中光屏到凸透镜的距离为20cm,小于2倍焦距,所以保持蜡烛和凸透镜位置不变时,只向右移动光屏,能接收到等大的清晰的像,故D正确。
故选ACD。
39. (多选题)(24-25八年级上·河北衡水·期末)在探究凸透镜成像规律的实验中,将蜡烛、凸透镜和光屏调到如图所示的位置,此时烛焰在光屏上恰好能成一个清晰的像(未画出),下列说法错误的是( )
A.仅移动凸透镜,在光屏上无法再次成清晰的像
B.将蜡烛向上移动1cm,像向下移动的距离小于1cm
C.将蜡烛向左移动10cm,若要在光屏上再次呈现清晰的像,应将光屏向右移动
D.换用焦距为20cm的凸透镜,仅向左移动凸透镜,不能得到清晰的像
【答案】AC
【详解】A.由图可知,此时烛焰在光屏上恰好能成一个清晰的像,若仅移动凸透镜,根据在光的折射中,光路是可逆的可知,在光屏上能再次成清晰的像,故A错误,符合题意;
B.由图可知,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;物体向上移动1cm,则像会向下移动,移动距离要小于1cm,故B正确,不符合题意;
C.将蜡烛向左移动10cm,此时物距增大,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,若要在光屏上再次呈现清晰的像,应将光屏向左移动,故C错误,符合题意;
D.当凸透镜成放大实像时,2f>物距>f,像距>2f,因此物像距离>4f。当凸透镜成缩小实像时,物距>2f,2f>像距>f,同样地,物像距离>4f。特殊情况是当物距等于2f时,此时成倒立等大的实像,像距也等于2f,因此物像距离恰好为4f。综上所述,无论是放大还是缩小的实像,或者是等大的实像,物像之间的距离都会大于或等于4f。由图可知,蜡烛和光屏之间的距离为45cm,若换用焦距为20cm的凸透镜,此时蜡烛和光屏之间的距离小于4f,根据凸透镜成实像时,可知,仅向左移动凸透镜,不能得到清晰的像,故D正确,不符合题意。
故选AC。
40. (多选题)(2025·天津和平·三模)实验小组的同学通过实验探究凸透镜成像的规律,其中一次实验时蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示,此时烛焰在光屏上成清晰的像。同学们继续利用该装置进行探究实验,下列说法正确的是( )
A.实验中可以通过比较光屏上的像高和物高来判断实像是放大的还是缩小的
B.该凸透镜的焦距是
C.物体成倒立的像时,物距越大,像距越小,像的高度越小
D.实像和物体之间最小距离为4f
【答案】ACD
【详解】A.实验中可以通过比较光屏上的像高和物高来判断实像是放大的还是缩小的,若像高大于物高,则成放大的像,反之成缩小的像,故A正确;
B.根据凸透镜成像规律,时,成倒立、等大的实像。图中物距等于像距,均为30cm,且烛焰在光屏上成清晰的像,则,解得该凸透镜的焦距是,故B错误;
C.物体成倒立的像时,成的是实像,根据凸透镜成像规律“物远像近像变小”,物距越大,像距越小,像的高度越小,故C正确;
D.根据凸透镜成像规律,当物体位于两倍焦距处时,其成像也在两倍焦距处,此时物体与实像之间的距离为4f,这是它们之间的最小距离,故D正确。
故选ACD。
题型6 凸透镜成像综合实验专项(共8小题)
【模型】
一是焦距测量类,含平行光聚焦法、u=2f等大像法的读数推导;
二是动态成像分析类,结合物距像距变化判断像的大小、位置调整逻辑;
三是故障辨析类,涵盖三心不同高、透镜遮挡、蜡烛变短等场景的现象解释,是期中光学高频拉分考点。
【方法】
实验前先确认三心同高,避免像偏出光屏;焦距推导优先用平行光聚焦、u=v=2f两种方法,解不等式遵循“同大取大、同小取小”快速锁定范围。实像动态变化牢记“物近像远像变大”,透镜遮挡仍成完整像仅变暗,物像换位利用光路可逆直接秒算刻度。遇眼镜类变焦题,凹透镜发散像远移,凸透镜会聚像近移,结合上海期中高频考法,跳过复杂推导直接定位答案,大幅提升解题效率。
41.(2025·河南·中考真题)如图为某同学用自制的水凸透镜进行实验探究的情景,此时光屏上呈现了烛焰清晰的像(像未画出),该像是倒立、_____(填“放大”或“缩小”)的实像。将蜡烛向左移动一小段距离后,保持水凸透镜、蜡烛的位置不变,为使光屏上再次成清晰的像,请写出一种简单可行的操作方法:______。
【答案】 缩小 将光屏向左移动
【详解】[1]由图可知,此时物距大于像距,光屏上呈现了烛焰清晰的像,根据凸透镜成像规律可知,此时成倒立、缩小的实像。
[2]保持凸透镜位置不变,将蜡烛向左移动一段距离,此时物距变大,则像距会变小,所以要再次在光屏上得到清晰的像,应将光屏向靠近凸透镜的方向即左边移动。
42.(2025·青海西宁·中考真题)小西在做“探究凸透镜成像的规律”实验。
(1)将蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上,点燃蜡烛,调整烛焰、透镜和光屏三者中心在同一______。
(2)实验中,当蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示时,光屏上承接到清晰的倒立、______的实像。
(3)当蜡烛逐渐靠近凸透镜,应将光屏______(选填“靠近”或“远离”)凸透镜,才能再次承接到清晰的像。
(4)将此凸透镜和光屏分别固定在70cm和75cm刻度线处,再将点燃的蜡烛从20cm刻度线处缓慢移动到60cm刻度线处,在光屏上能承接到______次蜡烛清晰的像。
【答案】(1)高度 (2)缩小 (3)远离 (4)0
【详解】(1)为了使像成在光屏的中央,在实验时,将蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上,点燃蜡烛,调整烛焰、透镜和光屏三者的中心在同一高度。
(2)由图可知,物距大于像距,根据凸透镜成像规律可知,此时光屏上承接到清晰的倒立、缩小的实像。
(3)根据“成实像时,物近像远像变大”可知,当蜡烛逐渐靠近凸透镜,像将远离光屏,且像变大,所以应将光屏远离凸透镜,才能再次承接到清晰的像。
(4)由图可知,u=50cm-20cm=30cm>2f v=65cm-50cm=15cm且f<15cm<2f
解得7.5cm<f<15cm。
当凸透镜和光屏分别固定在70cm和75cm刻度线处,即光屏到凸透镜的距离为5cm,小于1倍焦距,根据凸透镜成实像时,像距大于一倍焦距可知,在光屏上不能得到烛焰清晰像,因此光屏上得到烛焰清晰像的次数是为0。
43. (2025·安徽·中考真题)小亮同学利用如图所示的实验装置探究凸透镜成像的规律,实验记录见下表。
物距
像的性质
像距
大小
正倒
虚实
16.0
放大
倒立
实像
26.6
18.0
放大
倒立
实像
22.3
20.0
等大
倒立
实像
20.0
22.0
缩小
倒立
实像
18.4
24.0
缩小
倒立
实像
17.2
(1)实验过程中,若保持凸透镜的位置不变,移动蜡烛使物距,然后调节光屏的位置,可以在光屏上得到一个________(选填“放大”“缩小”或“等大”)、倒立的实像;
(2)该实验装置可以用来研究视力的矫正,凸透镜相当于眼睛的晶状体,光屏相当于视网膜。保持凸透镜的位置不变,先移动光屏至其与凸透镜相距,然后移动蜡烛使物距,此时不能在光屏上观察到清晰的像。若要在光屏上观察到清晰的像,可以在凸透镜和蜡烛之间放置一个焦距合适的_______(选填“凹”或“凸”)透镜。
【答案】(1)缩小 (2)凹
【详解】(1)根据表格数据可知成倒立、等大实像时,物距与像距都等于,根据凸透镜成像规律可知
则凸透镜焦距为,保持凸透镜的位置不变,移动蜡烛使物距,此时物距大于二倍焦距,根据凸透镜成像规律可知此时在光屏上得到一个倒立、缩小的像。
(2)保持凸透镜的位置不变,先移动光屏至其与凸透镜相距,即像距为;然后移动蜡烛使物距,由表格数据可知此时像距应为,说明此时像靠近凸透镜,要使像成在光屏上,则应让像远离凸透镜,故可以在凸透镜和蜡烛之间放置一个焦距合适的凹透镜,因为凹透镜对光线有发散作用,可以使凸透镜成的像变远,从而呈现在光屏上。
44. (25-26八年级上·江苏无锡·期中)如图甲,小明利用水透镜来探究凸透镜的成像规律,通过对水透镜注水或抽水可改变水透镜的厚薄。
(1)小丽将点燃的蜡烛、光屏放在水透镜的两侧,并将烛焰中心、透镜光心和光屏的中心调整到______。
(2)如图甲所示,烛焰在光屏上恰好成一清晰的像,此像的性质为________(选填“正立”或“倒立”)______(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的像。保持蜡烛和光屏的位置不变,将水透镜移至______cm刻度处,光屏上又会呈现一清晰的像。当将水透镜遮住一半时,光屏上的像会______。(选填“不完整”、“像完整但是亮度变暗”、“像完整且亮度不变”)
(3)当两支点燃的蜡烛、水透镜和光屏分别置于如图乙所示的位置时,光屏上C、D两处会得到清晰的像。用一厚纸板挡住A处的烛焰,在光屏______处仍能得到一个清晰的像。
(4)小丽和小明又尝试用焦距为10cm的凸透镜观看对方,当他们相距2m,小明刚好通过透镜能看到小丽眼睛正立的像,如图丙,此时小丽从凸透镜中______(选填“能”或“不能”)看到小明清晰的像。
【答案】(1)同一高度 (2) 倒立 缩小 40 像完整但是亮度变暗 (3)C (4)不能
【详解】(1)在探究凸透镜成像规律的实验中,为了使像成在光屏的中央,需要将烛焰中心、透镜光心和光屏的中心调整到同一高度。
(2)由图甲可知,物距大于像距。根据凸透镜成像规律,当物距大于像距时,烛焰在光屏上成倒立、缩小的实像。
根据光路可逆原理,保持蜡烛和光屏的位置不变,将水透镜移至40cm刻度处,此时物距等于原来的像距,像距等于原来的物距,光屏上又会呈现一清晰的像。
当将水透镜遮住一半时,透镜的另一半仍能成像,只是通过的光线减少,所以光屏上的像会像完整但是亮度变暗。
(3)通过凸透镜光心的光线传播方向不变,由图乙可知,用一厚纸板挡住A处的烛焰,光屏上D处没有像,C处仍能得到一个清晰的像。
(4)小明刚好通过透镜能看到小丽眼睛正立的像,说明此时小丽的眼睛在凸透镜的一倍焦距以内,根据光路可逆原理,此时小明在凸透镜的二倍焦距以外,成像在一倍焦距与二倍焦距之间,小丽从凸透镜中不能看到小明清晰的像。
45.(2024·湖北·中考真题)同学们参观博物馆时发现一件秦代木牍前放置着凸透镜,通过凸透镜看到的情景如图甲。为了弄清其原理,他们进行了如下探究。
(1)如图乙,用太阳光照射凸透镜,移动光屏直至光屏上出现一个最小最亮的光斑,此凸透镜的焦距为_________cm;
(2)如图丙,将蜡烛放在较远处,移动光屏使光屏上呈现清晰的实像,观察像的性质,测出物距和像距;逐次改变物距,重复上述操作,实验记录如下表;
序号
物距/cm
像的性质
像距/cm
正倒
大小
1
24.0
倒立
缩小
17.2
2
22.0
倒立
缩小
18.8
3
20.0
倒立
等大
20.0
4
18.0
倒立
放大
22.4
5
16.0
倒立
放大
27.0
……
凸透镜成缩小实像时,物距_________(填“>”“<”或“=”)像距;
(3)小宇受第4、5组实验结果启发,推测文物与其前方凸透镜的距离u和凸透镜焦距f的关系为时,成放大的像。小丽对小宇的观点提出了质疑,她继续减小物距,发现蜡烛在某位置时,无论怎样移动光屏,光屏上都看不到像。小丽撤去光屏,从图丙中_________侧(填“A”或“B”)向透镜方向观察,看到了正立放大的像,测得物距为8.0cm,她推测u和f的关系应为。_________的推测合理,理由是______。
【答案】 10.0 > B 小丽 由甲图可知文物前的凸透镜成的是正立、放大的像,而第4、5两组实验中成的是倒立、放大的像,与甲图文物成像性质不同,小丽实验中当物距等于8.0cm时,成正立、放大的像,与甲成像性质相同,此时,所以,小丽的推测合理。
【详解】(1)一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后,会聚于一点,凸透镜与光屏间的距离为焦距,由图乙知道,该凸透镜的焦距为
(2)分析表格数据知道,当凸透镜成缩小的像时,物距大于像距。
(3)根据题意知道,当物距小于焦距,成正立、放大的虚像,像物同侧,应该在B处观察。
见答案。
46.(24-25八年级上·陕西渭南·期末)“烽火连三月,家书抵万金”,秦代木牍是我国最早的家信实物。小杰国庆期间参观博物馆,发现“秦代木牍”的展示柜中放着凸透镜,如图甲所示,他通过凸透镜观察到正立放大的像,为了弄清其原理,他设计了如下实验:
(1)如图乙,小杰用平行光照射凸透镜,移动光屏直至光屏上出现一个最小、最亮的光斑,此凸透镜的焦距为___________。
(2)实验前,为了使像成在光屏中央,应在光具座上调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在___________。
(3)调节好实验器材,在图丙位置光屏上正好成清晰的像,此像是___________(选填“放大”或“缩小”)的实像;保持凸透镜位置不变,若向右移动蜡烛,将光屏应向___________(选填“左”或“右”)移动才能再次得到清晰的像。
(4)小杰不小心将一滴墨水洒在凸透镜中心,他发现光屏上_________(选填序号)。
A.没有烛焰的像
B.只有烛焰四周的像,烛焰中心不成像
C.仍有烛焰完整的像,但亮度变暗
(5)如果换用焦距较小的凸透镜进行实验,蜡烛和凸透镜位置如图丙所示不变,应将光屏向_______(选填“左”或“右”)移动才能承接到清晰的烛焰像。
(6)图丙中,保持凸透镜的位置不变,将蜡烛移到光具座45处,为了观察到像,此时小杰的眼睛应该在凸透镜的___________(选填“左”或“右”)侧透过凸透镜观察。
【答案】(1)10.0cm (2)同一高度 (3)缩小 右 (4)C (5)左 (6)右
【详解】(1)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,会聚在主光轴上一点,这点是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距,则由图乙可知该凸透镜的焦距为
(2)在实验中,为使像能成在光屏的中心,应在光具座上调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度,便于观察像的性质。
(3)[1]如图丙,此时物距为40cm,物距大于二倍焦距,所以成倒立、缩小的实像。
[2]根据“物近像远像变大”可知蜡烛向右移动,物距减小,像距增大,则需要向右移动光屏才能看到清晰的像。
(4)小杰不小心将一滴墨水洒在凸透镜中心,他发现光屏上仍有烛焰完整的像,但亮度变暗,因为墨水只是减少烛焰的部分光透过透镜,故AB不符合题意,C符合题意,故选C。
(5)如果换用焦距较小的凸透镜进行实验,蜡烛和凸透镜位置如图丙所示不变,透镜对光的会聚能力变强,像距变小,应将光屏向左移动才能承接到清晰的烛焰像。
(6)图丙中,保持凸透镜的位置不变,将蜡烛移到光具座45cm处,则物距小于一倍焦距,凸透镜所成正立的像为正立放大的虚像,虚像不能在光屏上呈现,凸透镜所成虚像与成像物体在凸透镜的同侧,应从凸透镜的右侧透过凸透镜观察。
47.(25-26八年级上·四川德阳·阶段检测)在“探究凸透镜成像规律的实验”中:
(1)如图甲所示,则该凸透镜的焦距为10.0cm;点燃蜡烛,为了使像在光屏中央,应调整凸透镜和光屏,要使烛焰中心、光屏的中心和凸透镜中心大致在______;
(2)当烛焰距凸透镜30cm时,调节光屏的位置,能在光屏上看到倒立、______的实像,如果此时将蜡烛与光屏的位置互换,在光屏上______(“能”或“不能”)看到清晰的像;
(3)实验一段时间后,蜡烛因燃烧变短,要使像能够成在光屏的中央,应将凸透镜向______(选填“上”或“下”)调整。如果将透镜遮住一半,在光屏上______(“能”或“不能”)看到完整的像;
(4)透镜,蜡烛,光屏位置如乙图,凸透镜的位置固定不动,当蜡烛向右(靠近透镜)移动一段距离后,要在光屏上再次成清晰的像,需将光屏向______(选填“左”或“右”)移动,此时观察到的像将______(选填“变大”或“变小”);
【答案】(1)同一高度 (2) 缩小 能 (3) 下 能 (4) 右 变大
【详解】(1)点燃蜡烛,调整凸透镜和光屏,要使烛焰中心、光屏的中心和凸透镜中心在同一高度,这样可使像在光屏中央,便于观察成像情况。
(2)当烛焰距凸透镜30cm时,此时物距大于二倍焦距,根据凸透镜成像规律,调节光屏的位置,能在光屏上看到倒立、缩小的实像。
在光的折射现象中,光路是可逆的;如果此时将蜡烛与光屏的位置互换,即物距等于原来的像距,像距等于原来的物距,根据光路是可逆的,可知在光屏上仍能成像。
(3)蜡烛变短,根据过光心的光线传播方向不变,要使像能够在光屏的中央,应将凸透镜向下调整。
如果将透镜遮住一部分,烛焰发出的光仍可以通过其他部分折射成像,像依然是完整的,不过会暗一些。
(4)根据凸透镜成像规律,成实像时物近像远像变大,所以当凸透镜的位置固定不动,蜡烛向右(靠近透镜)移动一段距离后,即物距变小,要在光屏上再次成清晰的像,像距应增大,需将光屏向右移动,此时所成像变大。
48. (2026·江苏南通·中考真题)兴趣小组探究“人眼成像机理”。
(1)图甲中是三个材质相同的凸透镜,同学们把②号透镜固定在光具座上50 cm刻度线处,正对着太阳移动光屏,在图乙位置找到最小光斑,则②号透镜的焦距为________cm;为模拟人眼成像,保持透镜位置不变,移动蜡烛和光屏,光屏上呈现倒立、________的实像。
(2)模拟人眼看远处景象时,应保持________(选填“物距”或“像距”)不变,换_______(选填“①”或“③”)号透镜进行实验。
(3)他们发现上述实验不能连续模拟人眼成像机理,请你提出合理的方案:__________________。
(4)若模拟近视眼成像机理,则你的操作是:__________________,光屏上的像变模糊,戴上合适的眼镜后像再次清晰。
【答案】(1) 7.0 缩小 (2) 像距 ①
(3)用水凸透镜进行实验 (4)换用焦距更小的凸透镜
【详解】(1)透镜固定在处,光斑最小处光屏的位置刻度为,则②号透镜的焦距
人眼成像时,物距大于两倍焦距,成倒立、缩小的实像。
(2)眼的视网膜位置固定,也就是像距始终不变,是通过改变晶状体的焦距来看清远近不同的物体;看远处景物时,晶状体会变薄,折光能力变弱,焦距变大。图甲中三个透镜材质相同,①号透镜最薄、焦距最大,因此换①号透镜。
(3)要连续模拟人眼成像机理,可以换用水透镜,通过向水透镜注水,连续改变透镜的焦距。
(4)近视眼是因为晶状体太厚,折光能力太强,远处物体成像在视网膜前方,所以要模拟近视眼成像机理,需要更换为焦距更小的凸透镜。
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