2022-2023学年中考物理复习专题三　光现象

这是一份2022-2023学年中考物理复习专题三　光现象，共49页。

一、光的直线传播的应用
二、光的反射和光的折射
一、透镜中的三条特殊光线
二、凸透镜成像的规律及其应用
说明    凸透镜所成的实像必倒立,且物与像分居透镜的两侧,可以是放大的、等大的或缩小的;成虚像 必正立,且物与像位于透镜的同侧,一定是放大的。
例    (2019湖南长沙,35)表是小海同学用焦距f=10 cm的凸透镜探究其成像规律的记录表,根据表格完 成下列问题:(1)分析实验数据可知,当物距u满足条件　　　    (选填“u2f”)时,凸透镜会 成一个倒立放大的实像,生活中　　　    (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)的成像原理应 用了凸透镜的这个成像规律;(2)保持凸透镜的位置不变,移动蜡烛使物距由20 cm变为22 cm时,为了在光屏上得到清晰的像,小海应 将光屏　　　    (选填“靠近”或“远离”)凸透镜。
解析　(1)依表中数据可知,第3~5次实验中,都成倒立放大的实像,此时物距u在12~16 cm范围内,f=10 cm,第6次实验中成倒立等大的实像,此时u=20 cm,可判断得出当f答案　(1)f利用“对称法”解决平面镜成像问题
例1    (2019山东潍坊,17)如图所示,AB为遮光板,S'是点光源S在平面镜中所成的像,S发出的一条光线 经平面镜反射后恰好经过凸透镜左侧焦点F。请画出:(1)光源S的位置;(2)光线EF的入射光线;(3)光线 EF经凸透镜后的出射光线。 
解析　(1)由平面镜成像特点可知,像与物体关于平面镜对称,过S'作平面镜的垂线并延长使OS与OS'相 等;(2)连接S、E即入射光线;(3)因为过焦点的光线经凸透镜折射后与主光轴平行,所以作与主光轴平 行的光线,即EF经凸透镜折射后的光线,如答案图所示。
粗略测量凸透镜焦距的方法
例2    (2020江苏连云港,17)在探究“凸透镜成像规律”的实验中,下表是小华同学实验时记录的几组 数据,根据表中数据完成下列问题:
(1)此凸透镜的焦距为　　　    cm。(2)第3次实验中像距为　　　    cm,判断依据是:　　　　　　　    。
变式训练    (2019内蒙古包头,9)在研究“凸透镜成像规律”的实验中: (1)蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示,恰能在光屏上得到一个清晰的倒立、等大的实 像,则凸透镜的焦距为　　　    cm。
(2)保持蜡烛与凸透镜位置不变,换用一个不同焦距的凸透镜,将光屏向右移动才能重新得到清晰的像, 此时像　　　    (选填“变大”“变小”或“不变”),换用的凸透镜焦距可能为　　　    。A.10.0 cm　　B.20.0 cmC.30.0 cm　　D.35.0 cm(3)将图中的凸透镜换成玻璃板后光屏上的像消失了,原因是    。
答案　(1)15.0　(2)变大    B(或20.0 cm)　(3)平面镜成虚像,无法呈在光屏上
解析　(1)由题图可知,成倒立、等大实像时,物距(50.0 cm-20.0 cm=30.0 cm)等于2f,则凸透镜焦距为15.0 cm。(2)保持蜡烛与凸透镜位置不变,换用另一凸透镜后,光屏向右移动得到清晰的像,则此时物距 小于像距,即f2f,成放大的实像,比移动前像变大了;同时可知,更换的凸透镜对光线的会聚作 用变弱了,即焦距变大,又因为凸透镜右侧光具座长度仅有50 cm,即50 cm>2f,f<25 cm,故应选B。(3)将 凸透镜换成玻璃板,玻璃板相当于平面镜,所成的像为虚像,无法用光屏承接。
例1    (2019内蒙古呼和浩特,11)小明同学利用如图所示的装置探究“平面镜成像的特点”。 (1)把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面,再拿另一支外形相同的未点燃的蜡烛B竖立着在玻璃板后 面移动,直到看上去跟蜡烛A的像完全重合,这个位置就是像的位置,在白纸上记下A和B的位置。移动 点燃的蜡烛,重复多次实验。分别测出A和B到玻璃板的距离,并将现象、数据记录在表中。
进一步实验与分析,可以得到结论:平面镜所成像的大小与物体的大小相等,像和物体到平面镜的 距离相等,像和物体的连线与镜面垂直,平面镜所成的像与物体关于镜面　　　    ;(2)小明照镜子时,他从与镜相距1 m处移动至3 m处时,他和像之间的距离改变了　　　    m,当他远离 镜子移动时,他的像的大小　　　    (选填“变大”或“变小”或“不变”)。
答案　(1)对称　(2)4　不变
解析　(1)像和物大小相等,像和物到镜面距离相等,像和物连线与镜面垂直,说明像和物关于镜面对 称。(2)小明距镜面1 m时,像与小明相距2 m,小明距镜面3 m时,像与小明相距6 m,故改变了4 m。像和物大 小始终相等,所以像大小不变。
变式训练1    (2020湖南长沙,33)图甲是小英同学探究平面镜成像特点的实验装置图。(1)为了观察到蜡烛清晰的像,该实验应在亮度较　　　    的环境中进行;(2)小英在坐标纸上的实验记录如图乙所示,经过分析可知:蜡烛的像到平面镜的距离　　　    蜡烛到 平面镜的距离。  甲乙
答案　(1)暗　(2)等于
解析　(1)在比较明亮的环境中,很多物体都会反射光线,干扰人的视线,蜡烛通过玻璃板所成的像不够 清晰;在较暗的环境中,蜡烛是最亮的,蜡烛射向平面镜的光线最多,反射光线最多,进入人眼的光线最 多,蜡烛的像最清晰。(2)通过观察蜡烛在坐标纸上A点、B点、C点相对应的像A'点、B'点、C'点,比较蜡烛到玻璃板和像到 玻璃板的距离可以得出:蜡烛的像到平面镜的距离等于蜡烛到平面镜的距离。
例2    (2020河北,32)在“探究光的反射规律”的实验中,平面镜水平放置,白色纸板竖直立在平面镜 上,纸板由E、F两部分组成,可绕竖直接缝ON翻转,如图甲所示。 甲  乙
(1)实验中还需要的器材是:　　　    、激光笔和铅笔。(2)将一束光贴着纸板E沿AO射到O点,纸板F上会显示出反射光束OB;为探究反射光和入射光是否在 同一平面内,下一步的操作是:　　　　　　　　　　　    。(3)使光束以不同角度入射进行实验,测量数据如上表所示。由此可得:在反射现象中,　　　　　　         。(4)如图乙所示,已知入射光线与反射光线的夹角为90°,请在图中画出平面镜的位置并标出反射角的 度数。
答案　(1)量角器(2)将纸板F绕ON向后(或向前)翻折(3)反射角等于入射角(4)如图 
解析　(1)实验中还需要量角器测量反射角和入射角,以便探究两角大小关系;(2)将纸板的右半部分向 前或向后翻折,观察纸板上是否仍能显示出反射光线,若不能,则说明反射光线跟入射光线、法线在同 一平面内;(3)分析表中数据可知,每次反射角与入射角大小相等,可得在反射现象中,反射角等于入射 角;(4)根据“在反射现象中,反射角等于入射角”,作反射光线和入射光线夹角的角平分线,即法线,用 虚线表示法线,反射光线与法线的夹角叫反射角,大小为 =45°,再过入射点作法线的垂线,垂线的位置即平面镜的位置,如答案图所示。
例3　某小组在“探究凸透镜成像的规律”的实验中 (1)实验前,要调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在　　　    。(2)通过调整,恰好在光屏上得到烛焰等大的像,如图所示,则所用凸透镜的焦距是　　　    cm。(3)在图中,把蜡烛向左移动15 cm,凸透镜的位置不变,应把光屏向　　　    (选填“左”或“右”)适
当调节,才能在光屏上得到烛焰清晰倒立、　　　    (选填“放大”、“缩小”或“不变”)的实像。 接下来改用焦距为15 cm的凸透镜继续进行实验,如果不改变蜡烛和凸透镜的位置,要在光屏上成清晰 的像,应把光屏向　　　    (选填“左”或“右”)适当调节。(4)在探究凸透镜成实像的过程中,他们又尝试用白纸遮挡住凸透镜的一半,发现在光屏上　　　    (选 填“仍能”或“不能”)形成烛焰完整的像。
解析　(1)探究凸透镜成像的实验时,点燃蜡烛,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度,这样可 使蜡烛火焰的像完整地呈现在光屏的中央;(2)通过调整,恰好在光屏上得到烛焰等大的像,则此时的物 距等于像距,都等于2f,即20 cm=2f,则f=10 cm;(3)把蜡烛向左移动15 cm,凸透镜的位置不变,此时的物 距变大,像距减小,所以应把光屏向左移动,光屏上才能呈现清晰的像;因为此时的物距大于二倍焦距, 所以成倒立、缩小的实像;接下来改用焦距为15 cm的凸透镜继续进行实验,由于焦距变大,会聚能力 变弱,要在光屏上成清晰的像,应增大像距,即把光屏向右适当调节;(4)当将透镜的一半挡住后,整个烛 焰发出的光虽有一部分被挡住,但还会有一部分光通过凸透镜而会聚成像,因此,像与原来相同,仍然完 整;因为透镜的一半被遮住,所以折射出的光线与原来相比减少了一半,故亮度会减弱。
答案　(1)同一高度　(2)10　(3)左　缩小　右　(4)仍能
变式训练2    (2020山东潍坊,19)在探究凸透镜成像规律的实验中,经调整,在光屏上得到烛焰清晰的 像,如图甲所示。(1)保持透镜在光具座上的位置不变,为了在光屏上得到等大的烛焰像,除移动蜡烛外,光屏应向　　         (选填“左”或“右”)移动;当在光屏上得到等大的烛焰像时,物和像之间的距离为44 cm,该透镜的 焦距为　　　    cm。(2)一同学用图乙所示的LED光源代替蜡烛进行实验,这样改进的优点是　　　　　　　　　　　     　　　　　　　　　　    (写出一条即可)。
甲乙