北京市丰台区2020-2022三年中考物理模拟试题汇编-13光现象、透镜及其应用

这是一份北京市丰台区2020-2022三年中考物理模拟试题汇编-13光现象、透镜及其应用，共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，填空题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．（2022·北京丰台·统考二模）在探究凸透镜成像规律的实验中，某同学正确安装并调节实验装置如图所示，烛焰在光屏上恰好成一清晰的像，下列说法中正确的是（ ）
A．该凸透镜的焦距可能是5cm
B．放大镜就是根据这一原理制成的
C．用不透明的物体挡住凸透镜的上半部分，光屏上将无法看到完整的像
D．将蜡烛移动到25cm刻度线处，向左移动光屏，可在光屏上得到清晰的像
2．（2022·北京丰台·统考一模）如图所示的光现象中，由于光的反射形成的（ ）
A．日晷面上呈现晷针的影子
B．故宫角楼在水中的倒影
C．宇航员透过水球成像
D．白光通过三棱镜色散
3．（2021·北京丰台·统考二模）图示的现象中，属于光的直线传播现象的是（ ）
A．小孔成像B．水中筷子向上弯折
C．雨后天空出现彩虹D．景物在水中形成倒影
4．（2021·北京丰台·统考一模）早在我国西汉时期成书的《淮南万毕术》中就有关于冰透镜的记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。”图中关于该记载解释的光路图正确的是（ ）
A．B．
C．D．
5．（2020·北京丰台·统考模拟预测）下面是我们学习过的一些物理量的单位，其中错误的是( )
A．光年是时间的单位
B．赫兹是声音频率的单位
C．纳米是长度的单位
D．分贝是表示声音强度等级的单位
二、多选题
6．（2022·北京丰台·统考二模）如图所示，为某同学探究光的反射定律的实验装置。平面镜M放在水平桌面上，E、F是两块粘接起来竖直放置的长方形硬纸板，其中E板固定不动，F板可绕两板连接的竖直线ON转动。将纸板E、F调整到同一竖直平面内，让一束入射光贴着硬纸板E由A射向镜面的O点，在F板上可以看到反射光OB。下列说法中正确的是（ ）
A．实验中使用硬纸板是为了显示光的传播路径
B．当入射光AO与ON重合时，反射角为
C．将F板沿ON向后折时在F板上看不到反射光，说明这时没有反射光
D．让一束入射光沿BO方向贴着纸板F射向镜面的O点，反射光将沿OA方向射出
三、实验题
7．（2022·北京丰台·统考二模）某同学利用如图所示的实验器材，探究平面镜成像的特点。其中A、B是两个完全相同的蜡烛，透明玻璃板与水平纸面垂直。请回答下列问题：
（1）实验中用两个完全相同蜡烛的目的是___________；
（2）将蜡烛A靠近玻璃板时，它的像会___________（选填“靠近”或“远离”）玻璃板，像的大小___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（3）实验中若在像的位置竖直放置一个光屏，光屏上___________（选填“能”或“不能”）呈现蜡烛A的像。
8．（2022·北京丰台·统考一模）某同学在探究凸透镜成像规律的实验中，将焦距为10cm的薄凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上20cm刻度线处，移动光屏至65cm刻度线处，烛焰在光屏上成清晰的像，如图所示。请回答下列问题：
（1）上述光屏上所成的像是倒立、___________（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像。生活中常用的___________（选填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”）是利用这一原理工作的；
（2）保持蜡烛位置不变，将焦距为10cm的薄凸透镜换成焦距为5cm的薄凸透镜，同样固定在光具座50cm刻度线处，为了使烛焰在光屏上成清晰的像，应将光屏向_________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动；若不移动光屏仍要在光屏上成清晰的像，可以在凸透镜和蜡烛之间放置一个_________（选填“凸”或“凹”）透镜。
9．（2021·北京丰台·统考二模）实验桌上备有如图所示的实验装置，还有若干相同大小的中国象棋棋子；刻度尺一把。小军计划利用这些器材探究“物体在平面镜中所成的像的大小与物体到平面镜的距离是否有关”。小军的主要实验步骤如下：
①将两个叠放的红棋子作为物体放在平面镜前面的白纸上，在平面镜后面改变两个叠放的绿棋子的位置，观察并记录实验数据；
②将三个红棋子叠放，并且改变棋子到镜面的距离，在平面镜后面改变叠放的绿棋子的个数并改变位置，观察并记录实验数据。
（1）小军计划探究的问题中的自变量是：___________；
（2）小军实验过程中存在的问题是：___________。
10．（2020·北京丰台·统考模拟预测）为了“探究光反射时的规律”，实验小组的同学选用了平面镜、纸板、激光器和几种不用颜色的笔，依据教材设计了如图所示的实验。
(1)实验中还需要的测量器材是 ______ ；
(2)实验中为了使光线能在纸板上显示出来，应采取的操作是 ______ ；
A．向纸板喷烟或雾
B．使光束垂直纸板射到O点
C．使光束贴着纸板射到O点
(3)改变光束入射的角度多做几次，测量ON两侧的∠i和∠r，将数据记录在表中，根据数据得出的结论是 ______ ；
(4)三次实验中，总能在纸板上观察到入射光线和反射光线的径迹，由此小组的同学得出结论：
“在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在同一平面内。”请你评估小组同学的做法是否合理并说明理由。 ______ ；
(5)若保持平面镜水平不变，将纸板向后倾斜一个角度（如图乙），入射光线仍能呈现在纸板上，且沿EO方向入射到平面镜的O点，此时与图甲情形对比，发生改变的有 ______ 。
A．法线方向 B．反射光线方向 C．入射角度数 D．反射角与入射角关系
11．（2020·北京丰台·统考二模）小兰利用激光笔、平面镜和硬纸板ABCD做“探究光的反射规律”的实验。
（1）把硬纸板ABCD倾斜的立在平面镜上，如图甲所示，使一束光贴着硬纸板ABCD沿某一个角度射到O 点 ，经平面镜反射，在硬纸板ABCD上__________看到反射光（选填“能”、“不能”）；
（2）把硬纸板ABCD竖直立在平面镜上，如图乙所示，纸板上的直线ON垂直于平面镜，使一束光贴着硬纸板ABCD沿某一个角度射到O点，经平面镜反射，可在纸板__________部分看到反射光（选填“ADON” 或 “BCON” ）；
（3）保持硬纸板ABCD竖直立在平面镜上，小兰使光束贴着硬纸板ABCD以不同角度射向平面镜的O点，观测人射光、反射光与ON的夹角。该同学探究的问题是：光在发生反射时，反射角与__________是否有关。
12．（2020·北京丰台·统考二模）小军用蜡烛、焦距为10cm的凸透镜、光屏、光具座等器材，做“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）他将蜡烛、凸透镜和光屏安放在光具座上，为了使烛焰的像呈现在光屏中央，他需要调节烛焰的中心、透镜光心、光屏的中心在_____________；
（2）如图所示，将凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，点燃的蜡烛固定在35cm刻度线处。移动光屏，可以在光屏上呈现出倒立__________（选填”放大” 或“缩小” ） 的像。利用这一 成像规律可以制成__________（选填 “照相机”、“投影仪”或“放大镜”）；
（3）保持凸透镜和光屏的位置不变，若将蜡烛移动至25cm刻度线处，在点燃的蜡烛与凸透镜之间适当位置放一个__________ （选填“凸”或“凹”）透镜 ，在光屏上可以得到清晰的像。
13．（2020·北京丰台·统考一模）小阳在探究凸透镜成像规律时，首先将烛焰、凸透镜、光屏的中心调整到同一高度，然后将焦距为 10cm 的凸透镜固定在光具座上 50cm 刻度线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上20cm 刻度线处，如图所示。移动光屏，当光屏移动到 65cm 刻度线处时，烛焰在光屏上成清晰的像：
(1)上述实验中，光屏上所成的像是倒立、________、的实像（选填“放大”或“缩小”）。利用这一成像规律可以制成的是____（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）；
(2)若保持图中凸透镜和光屏的位置不变，将蜡烛移动到15cm刻度线处，在光屏上得不到清晰的像。如果把凸透镜看成人的眼睛，光屏看成视网膜，则此时的成像情况相当于____（选填“近视眼”或“远视眼”）。
14．（2020·北京丰台·统考模拟预测）在探究“凸透镜成像规律”实验中如图所示。
(1)由图甲可知，该凸透镜的焦距是____________cm;
(2)如图乙所示，蜡烛位置不变，移动透镜至45cm刻度线处，则人眼在____________（选填“A”、“B”或“C”）处能观察到蜡烛的像，像是图丙中的____________（选填“1”、 “2”、 “3”或“4”）；
(3)实验完成之后，小莉把自己的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，如图丁所示，光屏上原来清晰的像变得模糊了，若想在光屏上重新得到清晰的像，在不改变蜡烛和凸透镜位置的情况下，应将光屏____________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜。
四、填空题
15．（2022·北京丰台·统考一模）如图所示，MM'是平面镜，AO为入射光线，ON为法线，入射角∠AON=60°，已知∠NOB=30°，∠NOC=45°，∠NOD=60°，则入射光线AO的反射光线将沿着___________（选填“OB”、“OC”或“OD”）方向射出。
16．（2021·北京丰台·统考二模）如图所示，MM为平面镜，AO为入射光线，ON为法线，入射角AON等于60．已知NOB等于30，NOC等于45，NOD等于60．则入射光线AO的反射光线将沿着________方向射出．（选填“OB”、“OC”或“OD”）
次数
∠i
∠r
1
70°
70°
2
45°
45°
3
30°
30°
参考答案：
1．D
【详解】AB．由图可知，物距
u=50.0cm-35.0cm=15.0cm
像距
v=80.0cm-50.0cm=30.0cm
则
uf<15.0cm<2f①
30.0cm>2f②
由①和②得到
7.5cm该透镜的焦距不可能是5cm，成倒立放大的实像，投影仪应用此原理，故AB错误；
C．用不透明的物体挡住凸透镜的上半部分，光能通过其他部分会聚成像，只是光线变少了，能成一个变暗的完整的像，故C错误；
D．凸透镜成实像时，物远像近像变小，将蜡烛移动到25cm刻度线处，物距增大，像距变小，向左移动光屏，可在光屏上得到清晰的像，故D正确。
故选D。
2．B
【详解】A．日晷面上呈现晷针的影子，是由光的直线传播形成的，故A不符合题意；
B．平静水面上景物的倒影，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故B符合题意；
C．宇航员透过水球成像，属于凸透镜成像，是由于光的折射形成的，故C不符合题意；
D．阳光经过三棱镜折射以后，分成各种彩色光，这种现象叫做光的色散，属于光的折射，故D不符合题意。
故选B。
3．A
【详解】A．小孔成像现象是由于光的直线传播产生的，故A符合题意；
B．水中筷子向上弯折，是光的折射现象，故B不符合题意；
C．雨后天空出现彩虹是太阳光被折射后发生的色散现象，故C不符合题意；
D．景物在水中形成倒影是由于光的反射形成的，故D不符合题意。
故选A。
4．A
【分析】凸透镜对光线有会聚作用，平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后会聚成一点；根据凸透镜对光的会聚作用来分析解答此题。
【详解】由冰透镜对着太阳却能聚光，使艾绒着火，由此可知冰透镜是凸透镜，因为凸透镜对光线有会聚作用，且行于主光轴的光线，经凸透镜折射后会聚成一点，故选A。
5．A
【详解】A．光年是测量长度的单位，它指的是光在一年内通过的距离，不是时间的单位，A错误，符合题意；
B．赫兹符合是Hz，它是声音频率的单位，B正确，不合题意；
C．纳米符合是nm，它是长度的单位，C正确，不合题意；
D．分贝符合是dB，它是表示声音强度等级的单位，D正确，不合题意。
6．AD
【详解】A．实验中使用硬纸板是为了显示光的传播路径，故A正确；
B．当入射光AO与ON重合时，此时为垂直于平面镜入射，此时入射角为0°，反射角也为0°，故B错误；
C．将F板沿ON向后折时在F板上看不到反射光，说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内，故C错误；
D．在反射现象中，光路是可逆的，即让一束入射光沿BO方向贴着纸板F射向镜面的O点，反射光将沿OA方向射出，故D正确。
故选AD。
7． 见解析 靠近 不变 不能
【详解】（1）[1]实验中选取完全相同的两支蜡烛，用未点燃的蜡烛与点燃的蜡烛的像进行比较，目的是为了比较蜡烛的像与蜡烛的大小关系。
（2）[2][3]平面镜成像时像与物体到镜面的距离是相等的，像和物体大小相等，当蜡烛A靠近玻璃板时，像会靠近玻璃板，像的大小不变。
（3）[4]虚像不能成在光屏上，平面镜成的像是虚像，若在像的位置竖直放置一个光屏，光屏上不能呈现蜡烛A的像。
8． 缩小 照相机 靠近 凹
【详解】（1）[1][2]由图可知物体距离凸透镜的物距为
物体的像距离凸透镜的距离为
已知凸透镜的焦距为
从而可知物距
根据凸透镜成像的规律可知，物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像。照相机成像的特点是倒立、缩小的实像，故生活中常用的照相机是利用这一原理工作的。
（2）[3]蜡烛和凸透镜的位置不变，将焦距为10cm的薄凸透镜换成焦距为5cm的薄凸透镜，焦距缩小时凸透镜的焦点将向凸透镜的光心靠近，由于物距仍然大于二倍焦距，所以像距应大于一倍焦距小于二倍焦距，即应将光屏向靠近凸透镜的方向移动。
[4]若不移动光屏仍要在光屏上成清晰的像，则就要使凸透镜的折光能力变弱，可以先使光经过凸透镜之前先发散，所以可以在凸透镜和蜡烛之间放置一个凹透镜，将光先发散，后再经过凸透镜后会聚。
9． 物体到平面镜的距离 没有控制物体的大小不变
【详解】（1）[1]为了探究物体在平面镜中所成的像的大小与物体到平面镜的距离是否有关，即因物体到平面镜的距离的变化，是否会导致物体在平面镜中所成的像大小变化，则小军计划探究的问题中的自变量是物体到平面镜的距离。
（2）[2]实验过程中，只需改变红棋子到镜面的距离，不需要增加红棋子的数量，不用从两个红棋子增加到三个，绿棋子的数量也不需要增加，否则整体的大小会变化，而这个实验不需要探究这方面的问题，所以小军实验过程中存在的问题是没有控制物体的大小不变。
10． 量角器 C 在光的反射中，反射角等于入射角 不合理；未将纸板F沿ON向前或向后折，观察纸板上是否出现反射光线 BC
【详解】(1)[1]为了测量入射角和反射角的大小，还需要的测量工具是量角器。
(2)[2]此实验为了使光线能在纸板上显示出来，该采取的操作是使光束贴着纸板射到O点，即选项C的说法符合题意。
(3)[3]分析表中反射角和入射角的数据可知：光反射时，反射角等于入射角。
(4)[4]做法不合理；实验中要探究反射光线、入射光线是否在同一平面内，应将纸板F沿法线方向折转，再次观察纸板上是否还能看到反射光。
(5)[5]保持平面镜水平不变，将纸板向后倾斜一个角度，入射光线仍能呈现在纸板上，且沿EO方向入射到平面镜的O点，但与原来相比，入射光线的方向改变了，法线方向不变（垂直于镜面），由于反射光线、入射光线和法线在同一平面内，所以反射光线方向改变，则在纸板上不能看到反射光线，而入射角度数改变、反射角与入射角关系都不改变，故选BC。
11． 不能 BCON 入射角
【详解】(1)[1]反射光线、入射光线和法线在同一平面内，若实验中未将纸板与平面镜垂直，那么入射光线的法线垂直于平面镜但并不在纸板所在的平面，所以不能在纸板ABCD上看到反射光。
(2)[2]纸板上的直线ON垂直于平面镜，那么意味着纸板ABCD所在平面与平面镜所在平面垂直，当一束光贴着纸板ABCD沿某一个角度射到O点，则ON为法线，由光的反射定律可知，反射光线与入射光线分居法线两侧，所以反射光线在平面BCON上，即在纸板BCON上能看到反射光。
(3)[3]使光束贴着硬纸板ABCD以不同角度射向平面镜的O点，观测人射光、反射光与ON的夹角，即改变入射角，探究反射角与入射角是否有关。
12． 同一高度 放大 投影仪 凹
【详解】(1)[1]调节凸透镜、光屏和烛焰，使它们的中心大致在同一高度，目的是使烛焰的像成在光屏的中央。
(2)[2][3]由图可知，此时物距为15cm，在1倍焦距至2倍焦距之间，移动光屏至像距大于2倍焦距时，可以在光屏上呈现出倒立放大的实像，利用这一 成像规律可以制成投影仪、幻灯机、电影放映机。
(3)[4]保持凸透镜和光屏的位置不变，若将蜡烛移动至25cm刻度线处，物远像近，像会成在屏的前面，要使像成在光屏上，需用一个发散透镜，即凹透镜可以在光屏上可以得到清晰的像。
13． 缩小 照相机 近视眼
【详解】(1)[1][2]如图所示，物距大于像距，所以成像为倒立、缩小的实像，是照相机的工作原理。
(2)[3]将蜡烛移动到15cm刻度线处，此时物距变大，像距应该减小，像呈现在光屏的前方，与近视眼的原理相同。
14． 10.0 B 4 远离
【详解】(1)[1]根据焦距的定义，由甲图可知凸透镜的焦距
f=60.0cm-50.0cm=10.0cm
(2)[2][3]凸透镜焦距为10cm，使蜡烛位置不变，移动透镜至45cm刻度线处，这时物距
u=45cm-40cm=5cm
物距小于焦距，成正立放大的虚像，像与物同侧，人眼在B处观察到蜡烛的像，像是图丙中的4。
(3)[4]近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，则成像远离透镜，若想在光屏上重新得到清晰的像，在不改变蜡烛和凸透镜位置的情况下，应将光屏远离透镜。
15．OD
【详解】根据光的反射定律可知，反射角大小等于入射角大小，已知入射角的大小为∠AON=60°，反射角的大小也为60°，反射角为反射光线与法线的夹角，即∠NOD=60°，故反射光线沿着OD反向射出。
16．OD
【详解】光反射时，反射角等于入射角，所以图中入射角∠AON等于60°，故反射角也等于60°，而∠NOD等于60°，故OD 为反射光线，故入射光线AO的反射光线将沿着OD方向射出．