【中考物理】2023届北京市第二轮复习分类专题—光现象（提升篇）含解析

这是一份【中考物理】2023届北京市第二轮复习分类专题—光现象（提升篇）含解析，共40页。

考点1 光现象
1.(2022北京,2,2分)如图所示的光现象中,由于光的折射形成的是( )
A日晷上呈现针的影子 B景物在镜中成像
C鸟巢在水中形成倒影 D筷子好像在水面处弯折

2.(2020北京,2,2分)如图所示的光现象中,由于光的反射形成的是( )
3.(2020北京,4,2分)为了观察光的直线传播,将一束单色光从玻璃槽的外侧由左侧斜向上射入盐水中,但光在盐水中并不是沿直线传播,而是发生了弯曲,如图所示。这是由于( )
A.光从空气到玻璃发生了折射
B.盐水不均匀使光发生了弯曲
C.光发生了色散
D.光从玻璃到盐水发生了折射
考点2 光的反射
4.(2018北京,2,2分)图所示的光现象中,由于光的反射形成的是 ( )
5.(2020北京,25,2分)如图所示是研究光的反射规律的实验情境,一束光贴着垂直于平面镜的纸板,从A点射到平面镜上的O点,ON是法线,入射角∠AON=45°。已知纸板上∠NOB=30°,∠NOC=45°,∠NOD=60°。则入射光线AO的反射光线将沿着图中 方向射出。
考点3 平面镜成像
6.(2022北京,18,3分)小京利用如图所示的装置及相同高度的蜡烛等器材探究平面镜成像特点,其中玻璃板和蜡烛竖直放置在水平桌面上,蜡烛的高度为6 cm,蜡烛与玻璃板之间的距离为10 cm。蜡烛通过玻璃板所成的像是 像(选填“实”或“虚”),像的高度为 cm,像到玻璃板的距离为 cm。
7.(2019北京,26,2分)某同学利用图所示的装置及相同高度的蜡烛等器材进行实验探究,其中平板透明玻璃与水平纸面垂直。将同一支蜡烛先后放置在白纸上与玻璃距离不同的A、B两点,观测每次蜡烛所成像的高度。该同学探究的问题是:物体通过平面镜所成像的高度与 是否有关。
8.(2018北京,26,4分)小光同学利用图所示的装置及相同高度的蜡烛等器材探究平面镜成像的特点,其中平板透明玻璃与水平纸面垂直。
(1)将蜡烛放置在玻璃前某位置,蜡烛所成像的高度 蜡烛的高度。(选填“小于”“等于”或“大于”)
(2)将蜡烛靠近玻璃时,蜡烛所成像的高度 。(选填“变小”“不变”或“变大”)
考点4 凸透镜成像
9.(2022北京,7,2分)小京通过焦距为10 cm的凸透镜看到了提示牌上“关灯”两字放大的像,如图所示。下列说法正确的是( )
A.“关灯”两字放大的像是实像
B.提示牌上“关灯”两字在凸透镜的焦点上
C.提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离小于10 cm
D.提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离大于20 cm
10.(2018北京,10,2分)小军做凸透镜成像规律的实验时,将焦距为10 cm的凸透镜固定在光具座上50 cm刻度线处,光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜两侧,蜡烛放置在35 cm刻度线处,如图所示。移动光屏,直到在光屏上呈现烛焰清晰的像。下列说法中正确的是( )
A.光屏上呈现的是烛焰的虚像
B.光屏上呈现的是烛焰正立的像
C.光屏上呈现的是烛焰放大的像
D.该实验现象能说明照相机的成像特点
11.(2020北京,29,4分)某同学利用焦距为f1的凸透镜做了三次实验,透镜、蜡烛、光屏所在位置以及光屏上得到清晰像的情况如图所示。
甲
乙
丙
(1)由图所示的实验现象可知:随着物距的不断变小,像距和像的大小变化情况是 。
(2)在图乙所示的实验中,只将凸透镜换为焦距为f2的凸透镜(f212.(2019北京,30,6分)某同学在做光学实验时,他先将焦距为10 cm的凸透镜A固定在光具座上50 cm刻度线处,光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜A两侧,蜡烛放置在20 cm刻度线处,如图所示。左右移动光屏,直至光屏上呈现烛焰清晰的像。
(1)上述光屏上所成的像是 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像。
(2)将透镜B放在凸透镜A与光屏之间某处(图中未画出),光屏上原来清晰的像变模糊了,将光屏向远离凸透镜A的方向移动,光屏上又呈现烛焰清晰的像,这说明透镜B对光线有 (选填“会聚”或“发散”)作用。透镜B能用来矫正 (选填“近视眼”或“远视眼”)。
13.(2021北京,21,4分)在“重阳节”到来之际,小航送给奶奶一个放大镜,奶奶借助这个放大镜能够细致欣赏邮票上的图案,如图甲所示。此时奶奶看到的是一个 、放大的虚像。为了模拟上述现象,小航利用一个焦距为10 cm的凸透镜、蜡烛和光具座等器材进行实验。他先将蜡烛固定在光具座上50 cm刻线处,如图乙所示,接下来他应将凸透镜放置在光具座上的A、B、C三点中的 点处,然后再从透镜的
(选填“左”或“右”)侧用眼睛观察蜡烛烛焰的像。该像 (选填“能”或“不能”)用光屏承接到。
甲
乙
基础练
一、选择题(每小题2分,共16分)
1.(2020西城二模,4)在如图所示的四个实例中,属于光的折射现象的是( )
2.(2022顺义一模,3)如图所示的光现象中,由光的折射形成的是( )
3.(2021丰台一模,2)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。”如图中关于该记载解释的光路图正确的是( )
4.(2022东城一模,3)南宋学者朱熹所作《观书有感》一诗中写到“半亩方塘一鉴开,天光云影共徘徊。”诗句中描述了天上的白云在水中成像的情境。下列说法中正确的是( )
A.白云的像是等大的实像
B.白云的像是缩小的虚像
C.白云的像是由光的折射形成的
D.白云的像是由光的反射形成的
5.(2022东城一模,8)下列说法中正确的是( )
A.凸透镜只对平行光有会聚作用
B.反射光线可以不在其入射光线与法线所决定的平面内
C.一束太阳光可以通过三棱镜分解为不同的色光
D.近视眼可以通过配戴凸透镜,使来自远处的光会聚在视网膜上
6.(2021大兴一模,8)如图所示,小明在探究平面镜成像的特点时,将玻璃板M竖直放置在水平桌面上,然后将点燃的蜡烛A放置于玻璃板前。小明在蜡烛A所在的一侧通过玻璃板观察到了A的像B。以下说法中正确的是( )
A.像B可以呈现在光屏上
B.蜡烛A离玻璃板越远,它的像B就越小
C.蜡烛A离玻璃板越远,它的像B离玻璃板也越远
D.像B是蜡烛A发出的光通过玻璃板后会聚形成的
7.(2021东城一模,8)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时,烛焰在光屏上恰好成一清晰等大的像。下列说法正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是20 cm
B.保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏位置对换,在光屏上不能观察到像
C.将蜡烛移动到10 cm刻度处,调节光屏位置可在光屏上得到倒立、缩小的实像
D.将蜡烛移动到35 cm刻度处,为使烛焰在光屏上成一清晰的像,应向左移动光屏
8.(2020通州一模,10)智能手机给人们带来了许多便利,但长时间盯着手机屏幕,容易导致视力下降。图中关于近视眼及其矫正的原理图正确的是( )
A.甲和丙 B.甲和丁
C.乙和丙 D.乙和丁
二、实验题(共14分)
9.[2021海淀一模,16(2)](1分)如图所示,MM'为平面镜,AO为入射光线,ON为法线。已知ÐAON=60°,ÐNOB=30°,ÐNOC=45°,ÐNOD=60°。则入射光线AO的反射光线将沿着 OD 方向射出。
10.(2022朝阳一模,20)(4分)在探究光的反射规律的实验中,小阳设计了如图所示的装置,平面镜放在水平桌面上,纸板E和F分别可绕轴ON转动。入射光AO始终紧贴纸板E射向平面镜的O点。
(1)实验中需要使轴ON始终与平面镜 。
(2)入射光AO与纸板E同时多次绕轴ON转动,改变入射光的位置,再通过转动纸板F寻找反射光的位置,观察两纸板的位置关系。这是为了探究: 。
(3)实验小组的每一位同学从不同方向都能看到入射光AO在纸板E上的径迹,这是因为光在纸板上发生了 反射。
11.(2020房山一模,26)(2分)小光同学“探究平面镜成像特点”,他利用如图所示装置进行实验,其中透明玻璃板与水平纸面垂直,再取两段完全相同的蜡烛A和B,点燃玻璃板前的蜡烛A,在玻璃板后移动蜡烛B,透过玻璃板观察蜡烛B,直到从各个方向观察B都与蜡烛A的像重合。
(1)为了证明平面镜所成的是虚像,移去玻璃板后面的蜡烛B,并在其所在位置上放一光屏,小光应该( )
A.从蜡烛A一侧透过透明玻璃观察光屏上能否成像
B.直接观察光屏上能否成像
(2)在将蜡烛A远离玻璃板时,蜡烛所成像的高度 。(选填“变小”“不变”或“变大”)
12.(2022海淀一模,22)(4分)如图所示,小军用焦距为10 cm的凸透镜、光具座等器材,做凸透镜成像的实验。小军先将光具座放在水平桌面上,再将凸透镜固定在光具座50 cm刻度线处。为确保在光屏上能得到烛焰清晰的像,在组装器材时要使烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心在同一 上。
小军点燃蜡烛后,将蜡烛移至35 cm刻线处,移动光屏,直到光屏上出现了烛焰清晰的像,则此时光屏可能在
(选填“A”“B”或“C”)点,光屏上的像是倒立、 (选填“放大”或“缩小”) 的实像。 该实验现象可以说明 (选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”)的成像特点。
13.(2022西城一模,21)(3分)小静和小刚用两个不同焦距的凸透镜A和B,做探究凸透镜成像规律的实验。
(1)他们选取焦距为f1=10 cm的凸透镜A,先调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度;将蜡烛放在如图甲所示的位置,左右调节光屏直至在光屏上得到一个倒立、清晰的像,生活中 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用此成像原理工作的;
(2)在图甲实验的基础上,小静将凸透镜A更换为焦距为f2=12 cm的凸透镜B,为了在光屏上得到清晰的像,她应将光屏向 (选填“左”或“右”)侧移动;小刚认为不用移动光屏也能在光屏上呈现清晰的像,他将一个眼镜放到凸透镜B前,如图乙所示,适当调节眼镜片的位置,果然在光屏上呈现出清晰的像,请你分析该眼镜的镜片对光有 (选填“会聚”或“发散”)作用。
甲
乙
提升练
一、选择题(每小题2分,共10分)
1.(2022丰台一模,4)如图所示的光现象中,由于光的反射形成的是( )
2.(2021通州一模,3)如图所示,下列四句诗描述的光现象中,由于光的折射形成的是( )
3.(2022顺义二模,7)观察光从空气斜射到水中时,入射光线、折射光线与法线的位置关系,如图所示四种情况,其中正确的是( )
A
B
C
D
4.(2021朝阳二模,8)一束跟主光轴平行的光通过透镜的光路如图所示,下列说法中正确的是( )
A.O点为该凸透镜的焦点
B.任意一束平行光经过凸透镜后都可以会聚于F点
C.若把图中凸透镜的上半部分用手遮住,该凸透镜对光仍然具有会聚作用
D.若在F点放一个发光的小灯泡,则该凸透镜对小灯泡发出的光将不具有会聚作用
5.(2021西城二模,10)小兰的视力出现问题,如图是她的眼睛成像示意图。现在有甲、乙、丙、丁四种镜片,光分别照射到这四种镜片上产生的现象如图所示,小兰选择了其中的一种镜片制成眼镜对她的视力进行矫正。请你判断她选择的是( )
二、实验探究题(共29分)
6.(2021门头沟二模,25)(3分)实验桌上有如图所示的实验装置(其中的透明玻璃作为平面镜),还提供了一把刻度尺和相同大小的中国象棋棋子18个,9个为红色,9个为绿色。小红计划用这些器材探究“物体在平面镜中所成像到镜面的距离与物体到镜面的距离的关系”。
小红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,使得从不同角度观察,两个绿棋子与物体的像均完全重合,测量棋子的高度并记录实验数据;
②将三个叠放的红棋子作为物体放在平面镜前面的白纸上,在平面镜后面改变三个叠放的绿棋子的位置,使得从不同角度观察,三个绿棋子与物体的像均完全重合,测量棋子的高度并记录实验数据;
③再改变叠放红棋子的个数,仿照步骤②,做四次实验,并记录实验数据。
请根据以上叙述回答下列问题:
(1)小红的探究过程中存在的问题: ;
(2)请你针对小红探究过程中存在的问题,写出改正措施: 。
7.(2022海淀二模,21)(5分)小红为探究平面镜成像的特点,她在水平桌面上铺上白纸,用支架将薄透明玻璃板立在白纸上,再取来两支相同的蜡烛A和B,如图所示。
(1)实验中她把点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面,将未点燃的蜡烛B放在玻璃板后面,借助蜡烛B探究蜡烛A所成像的情况。此操作中蜡烛B的作用是为了便于确定 和比较 。
(2)实验中在寻找蜡烛A像的位置时,眼睛应该在蜡烛 A (选填“A”或“B”)这一侧观察。把光屏放在蜡烛A所成像的位置处,在光屏上并没有看到蜡烛A的像,说明平面镜所成的是 (选填“虚”或“实”)像。
(3)若实验过程中无论怎样在水平桌面上移动蜡烛B的位置,发现都不能使之与蜡烛A的像完全重合,发生这种现象的原因可能是 。
8.(2022西城一模,18)(3分)小华利用图所示的实验装置,做“探究光的反射规律和光的折射特点”的实验。
(1)在实验中,她用激光笔发出一束光从空气斜射向水面,多次改变入射光的方向,记录的实验数据如表。通过分析实验数据,小华归纳出:在反射现象中,反射角等于入射角。关于光的折射现象,你能归纳出的结论是
(写出一条即可)。
(2)从表中的实验数据可推知:本实验中,若让光从水斜射向空气,当入射角为32°时,则光在空气中的折射角为 ° 。
9.(2020西城二模,27)(3分)小燕用透明小气球充水后制成水透镜模拟眼球中的晶状体。如图所示,图中甲表示正常的眼睛,在实验中测得其焦距为10 cm。再将甲分别注水和抽水变成乙、丙的形状,并分别观察它们对光线的折射作用。
甲
乙
丙
(1)通常远视眼的成因是晶状体太 ;实验中模拟远视眼成因的是图 。
(2)若要矫正图乙所模拟的人眼的视力,应戴 (选填“凸”或“凹”)透镜。
10.(2021门头沟二模,23)(3分)某同学在做光学实验时,先将一凸透镜A固定在光具座上50 cm刻度线处,光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜A两侧,如图所示,左右移动光屏,直至光屏上呈现蜡烛清晰的像。
(1)若凸透镜A的焦距为10 cm,如图所示,此时在光屏上蜡烛清晰的像是 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的;
(2)如图所示,若在蜡烛和透镜保持不动的情况下,将光屏移动至更靠近凸透镜A的a点,光屏上原来清晰的像变模糊了,现将一透镜B置于蜡烛和透镜A之间的某处(图中未画出),光屏上又呈现蜡烛清晰的像,则透镜B为 (选填“凸透镜”或“凹透镜”),此原理应用于矫正 (选填“近视眼”或“远视眼”)。
11.(2020西城一模,27)(8分)小丽利用如图所示装置“探究凸透镜成像的规律”。
乙
(1)小丽利用图甲所示的方法,使平行于主光轴的光通过凸透镜A会聚在光屏上,从而确定所使用的凸透镜A的焦距fA= cm。
(2)如图乙所示,小丽将凸透镜A固定在光具座上40 cm刻度线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上10 cm刻度线处,移动光屏直至光屏上呈现出烛焰的倒立、 的实像,这一原理应用在 (选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”)上。
(3)保持蜡烛位置不变,小丽用焦距为fB(fB12.(2020海淀一模,30)(4分)在探究“近视眼的矫正”课外实验中,用蜡烛模拟远处所视物体;水凸透镜模拟人眼晶状体,并与注射器相连,其凸起程度(凸起程度越大,其焦距就越小)可通过注射器注入或吸出水量来调节;用光屏模拟人眼视网膜。
(1)如图所示,此时在光屏上得到了烛焰清晰的像,该像是倒立、 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的
(选填“实”或“虚”)像。
(2)向水凸透镜内注入适量的水来模拟近视眼,发现光屏上原来清晰的像变模糊了。若想在光屏上再次得到清晰的像,可以将光屏向 (选填“远离”或“靠近”)透镜的方向移动适当距离;或者光屏不移动,在烛焰和水凸透镜间加一个焦距合适的 (选填“凸”或“凹”)透镜。
∠AON/°
0
15
30
45
60
75
80
∠CON/°
0
15
30
45
60
75
80
∠BOM/°
0
11
22
32
40.5
46.5
47.5
答案解析
考点1 光现象
1.(2022北京,2,2分)如图所示的光现象中,由于光的折射形成的是(D)
A日晷上呈现针的影子 B景物在镜中成像
C鸟巢在水中形成倒影 D筷子好像在水面处弯折

解析 日晷上呈现针的影子,是由于太阳光照射到针上,被遮挡形成的,属于光的直线传播现象,A错误;景物在镜中成像是光在镜面发生反射形成虚像,B错误;鸟巢在水中形成倒影,是光在水面发生反射形成虚像,C错误;筷子好像在水面处弯折,人看到筷子在水中部分的虚像属于光的折射现象,D正确。
2.(2020北京,2,2分)如图所示的光现象中,由于光的反射形成的是(A)
解析 桥在水中形成的倒影是光在水面发生反射形成的虚像,A正确;日晷上呈现针的影子属于光的直线传播现象,B错误;透过放大镜看到放大的字属于光的折射现象,C错误;人透过水球形成的像属于光的折射现象,D错误。故选A。
3.(2020北京,4,2分)为了观察光的直线传播,将一束单色光从玻璃槽的外侧由左侧斜向上射入盐水中,但光在盐水中并不是沿直线传播,而是发生了弯曲,如图所示。这是由于(B)
A.光从空气到玻璃发生了折射
B.盐水不均匀使光发生了弯曲
C.光发生了色散
D.光从玻璃到盐水发生了折射
解析 光在同种均匀介质中沿直线传播,光在盐水中不沿直线传播是由于盐水不均匀使光发生了弯曲,B正确。
解题关键
需要注意题目中问的是光在盐水中并不是沿直线传播的原因,因此A与D不符合题目的要求,故不选。
考点2 光的反射
4.(2018北京,2,2分)图所示的光现象中,由于光的反射形成的是 (B)
解析 手影是由光的直线传播形成的,A选项错误;水中倒影是由光的反射形成的,B选项正确;人透过水球成的像是由光的折射形成的,C选项错误;勺柄好像在水面处折断是由光的折射形成的,D选项错误。
5.(2020北京,25,2分)如图所示是研究光的反射规律的实验情境,一束光贴着垂直于平面镜的纸板,从A点射到平面镜上的O点,ON是法线,入射角∠AON=45°。已知纸板上∠NOB=30°,∠NOC=45°,∠NOD=60°。则入射光线AO的反射光线将沿着图中 OC 方向射出。
解析 根据光的反射定律中反射角等于入射角,可知反射光线将沿着OC射出。
考点3 平面镜成像
6.(2022北京,18,3分)小京利用如图所示的装置及相同高度的蜡烛等器材探究平面镜成像特点,其中玻璃板和蜡烛竖直放置在水平桌面上,蜡烛的高度为6 cm,蜡烛与玻璃板之间的距离为10 cm。蜡烛通过玻璃板所成的像是 虚 像(选填“实”或“虚”),像的高度为 6 cm,像到玻璃板的距离为 10 cm。
解析 平面镜所成的像是虚像,与物体大小相等,所以蜡烛成像的高度等于蜡烛的高度,为6 cm。平面镜成像时,像距等于物距,所以像到玻璃板的距离等于蜡烛与玻璃板之间的距离,为10 cm。
7.(2019北京,26,2分)某同学利用图所示的装置及相同高度的蜡烛等器材进行实验探究,其中平板透明玻璃与水平纸面垂直。将同一支蜡烛先后放置在白纸上与玻璃距离不同的A、B两点,观测每次蜡烛所成像的高度。该同学探究的问题是:物体通过平面镜所成像的高度与 物距 是否有关。
解析 实验过程中改变物距后观察像的高度,自变量为物距,像的高度为因变量,所以,探究的问题是:物体通过平面镜所成像的高度与物距是否有关。
易错警示
表述所探究的问题时不能因果倒置。
8.(2018北京,26,4分)小光同学利用图所示的装置及相同高度的蜡烛等器材探究平面镜成像的特点,其中平板透明玻璃与水平纸面垂直。
(1)将蜡烛放置在玻璃前某位置,蜡烛所成像的高度 等于 蜡烛的高度。(选填“小于”“等于”或“大于”)
(2)将蜡烛靠近玻璃时,蜡烛所成像的高度 不变 。(选填“变小”“不变”或“变大”)
解析 (1)平面镜所成的像与物大小相等,所以蜡烛成像的高度等于蜡烛的高度。(2)平面镜所成像的大小只与物体大小有关,与物距无关,所以蜡烛靠近玻璃时,像的高度不变。
考点4 凸透镜成像
9.(2022北京,7,2分)小京通过焦距为10 cm的凸透镜看到了提示牌上“关灯”两字放大的像,如图所示。下列说法正确的是(C)
A.“关灯”两字放大的像是实像
B.提示牌上“关灯”两字在凸透镜的焦点上
C.提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离小于10 cm
D.提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离大于20 cm
解析 由题图可知,“关灯”两字是正立、放大的像,由此可以推理得出这个像是正立、放大的虚像,这是放大镜成像原理,A错误;根据凸透镜成像规律可以推理出此时的物距在凸透镜的一倍焦距以内,题目中给出了这个凸透镜的焦距是10 cm,也就是说“关灯”两字到凸透镜(光心)的距离小于10 cm。B、D错误,C正确。
10.(2018北京,10,2分)小军做凸透镜成像规律的实验时,将焦距为10 cm的凸透镜固定在光具座上50 cm刻度线处,光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜两侧,蜡烛放置在35 cm刻度线处,如图所示。移动光屏,直到在光屏上呈现烛焰清晰的像。下列说法中正确的是(C)
A.光屏上呈现的是烛焰的虚像
B.光屏上呈现的是烛焰正立的像
C.光屏上呈现的是烛焰放大的像
D.该实验现象能说明照相机的成像特点
解析 光屏上的像是实像,虚像不能呈现在光屏上,A选项错误;凸透镜所成的实像是倒立的,B选项错误;物距为15 cm,焦距为10 cm,物距大于焦距、小于2倍焦距,成倒立、放大的实像,C选项正确;照相机成倒立、缩小的实像,该实验现象不能说明照相机的成像特点,D选项错误。
11.(2020北京,29,4分)某同学利用焦距为f1的凸透镜做了三次实验,透镜、蜡烛、光屏所在位置以及光屏上得到清晰像的情况如图所示。
甲
乙
丙
(1)由图所示的实验现象可知:随着物距的不断变小,像距和像的大小变化情况是 都变大 。
(2)在图乙所示的实验中,只将凸透镜换为焦距为f2的凸透镜(f2解析 (1)由题图中给出的现象可知,蜡烛靠近凸透镜,像远离凸透镜,像变大;(2)凸透镜焦距变小,相当于物距变大,需要将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像。
12.(2019北京,30,6分)某同学在做光学实验时,他先将焦距为10 cm的凸透镜A固定在光具座上50 cm刻度线处,光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜A两侧,蜡烛放置在20 cm刻度线处,如图所示。左右移动光屏,直至光屏上呈现烛焰清晰的像。
(1)上述光屏上所成的像是 缩小 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像。
(2)将透镜B放在凸透镜A与光屏之间某处(图中未画出),光屏上原来清晰的像变模糊了,将光屏向远离凸透镜A的方向移动,光屏上又呈现烛焰清晰的像,这说明透镜B对光线有 发散 (选填“会聚”或“发散”)作用。透镜B能用来矫正 近视眼 (选填“近视眼”或“远视眼”)。
解析 (1)u=30 cm,f=10 cm,u>2f,所成的像是倒立、缩小的实像;(2)将光屏向远离凸透镜A的方向移动,光屏上又呈现烛焰清晰的像,这说明透镜B对光有发散作用,透镜B是凹透镜,可用来矫正近视眼。
13.(2021北京,21,4分)在“重阳节”到来之际,小航送给奶奶一个放大镜,奶奶借助这个放大镜能够细致欣赏邮票上的图案,如图甲所示。此时奶奶看到的是一个 正立 、放大的虚像。为了模拟上述现象,小航利用一个焦距为10 cm的凸透镜、蜡烛和光具座等器材进行实验。他先将蜡烛固定在光具座上50 cm刻线处,如图乙所示,接下来他应将凸透镜放置在光具座上的A、B、C三点中的 C 点处,然后再从透镜的 左 (选填“左”或“右”)侧用眼睛观察蜡烛烛焰的像。该像 不能 (选填“能”或“不能”)用光屏承接到。
甲
乙
解析 由题图可知,奶奶看到的是正立、放大的虚像。凸透镜成正立、放大的虚像时,物距小于一倍焦距,只有凸透镜放在C点时,物距小于10 cm。烛焰发出的光透过凸透镜进入到人的眼睛,故从透镜的左侧观察。虚像不能用光屏承接到。
基础练
一、选择题(每小题2分,共16分)
1.(2020西城二模,4)在如图所示的四个实例中,属于光的折射现象的是(D)
解析 A项说明光沿直线传播;B项中倒影为光的反射现象;C项中平面镜成像是光的反射现象;D项中用放大镜看邮票,是凸透镜成像,光通过空气和玻璃两种介质传播,因此是光的折射现象。
2.(2022顺义一模,3)如图所示的光现象中,由光的折射形成的是(C)
解析 桥在水中形成倒影是光的反射现象;皮影在幕布上形成影子,是光的直线传播现象;铅笔在水面处折断,光通过水和空气两种介质传播,因此是光的折射现象;圭表把太阳光遮挡形成黑影区域,这是光的直线传播现象。
3.(2021丰台一模,2)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。”如图中关于该记载解释的光路图正确的是(A)
解析 此题考查的是透镜对光的折射作用,需要准确识别出正确的光路图。由题目可以分析出,太阳光通过冰透镜后,可以将艾草点燃,这是因为折射光线会聚到焦点。因此,本题中的冰透镜是凸透镜,故选A。
4.(2022东城一模,3)南宋学者朱熹所作《观书有感》一诗中写到“半亩方塘一鉴开,天光云影共徘徊。”诗句中描述了天上的白云在水中成像的情境。下列说法中正确的是(D)
A.白云的像是等大的实像
B.白云的像是缩小的虚像
C.白云的像是由光的折射形成的
D.白云的像是由光的反射形成的
解析 诗句中描述了天上的白云在水中成像的情境,白云在水面所成的像是等大的虚像,这是光的反射形成的,光照射到水面又反射回空气中。
5.(2022东城一模,8)下列说法中正确的是(C)
A.凸透镜只对平行光有会聚作用
B.反射光线可以不在其入射光线与法线所决定的平面内
C.一束太阳光可以通过三棱镜分解为不同的色光
D.近视眼可以通过配戴凸透镜,使来自远处的光会聚在视网膜上
解析 A.凸透镜对光都有会聚作用;B.根据反射定律,反射光线与入射光线和法线在同一平面内,因此反射光线在入射光线与法线所决定的平面内;D.近视眼的矫正需要戴凹透镜。
6.(2021大兴一模,8)如图所示,小明在探究平面镜成像的特点时,将玻璃板M竖直放置在水平桌面上,然后将点燃的蜡烛A放置于玻璃板前。小明在蜡烛A所在的一侧通过玻璃板观察到了A的像B。以下说法中正确的是(C)
A.像B可以呈现在光屏上
B.蜡烛A离玻璃板越远,它的像B就越小
C.蜡烛A离玻璃板越远,它的像B离玻璃板也越远
D.像B是蜡烛A发出的光通过玻璃板后会聚形成的
解析 平面镜所成的像是虚像,因此不能呈现在光屏上,故A错误。蜡烛A离玻璃板越远,物距越大,而平面镜成像的大小跟物距无关,故B错误。蜡烛A离玻璃板越远,它的像B离玻璃板也越远,在平面镜成像时,像距等于物距,故C正确。像B是蜡烛A发出的光通过玻璃板表面发生反射,反射光线反向延长形成的虚像,故D错误。
7.(2021东城一模,8)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时,烛焰在光屏上恰好成一清晰等大的像。下列说法正确的是(C)
A.该凸透镜的焦距是20 cm
B.保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏位置对换,在光屏上不能观察到像
C.将蜡烛移动到10 cm刻度处,调节光屏位置可在光屏上得到倒立、缩小的实像
D.将蜡烛移动到35 cm刻度处,为使烛焰在光屏上成一清晰的像,应向左移动光屏
解析 题目中烛焰在光屏上恰好成一清晰等大的像,从光具座的刻度尺上读出烛焰中心到凸透镜光心的距离为20 cm,光屏上的像到凸透镜光心的距离为20 cm。当像距等于物距等于两倍焦距时,成倒立、等大的实像,所以焦距为10 cm,A错误。根据光路的可逆性可知,能在光屏上观察到倒立、等大的实像,B错误。将蜡烛移动到10 cm刻度处,此时的物距为40 cm大于两倍焦距,调节光屏位置可在光屏上得到倒立、缩小的实像,C正确。将蜡烛移动到35 cm刻度处,物距为15 cm,此时的物距在一倍焦距和两倍焦距之间,像成在另一侧的两倍焦距之外,因此,应该将光屏向右移动,D错误。
8.(2020通州一模,10)智能手机给人们带来了许多便利,但长时间盯着手机屏幕,容易导致视力下降。图中关于近视眼及其矫正的原理图正确的是(D)
A.甲和丙 B.甲和丁
C.乙和丙 D.乙和丁
解析 近视眼的成因是晶状体太厚,折光能力太强,因此来自远处某点的光会聚在视网膜前,根据题目分析可知,乙图中晶状体的折光能力较强,成像在视网膜之前,所以乙图表示近视眼;近视眼需要用凹透镜来矫正,在眼睛前面放一个合适的凹透镜,就能使像成在视网膜上,所以,丁图是近视眼的矫正。
二、实验题(共14分)
9.[2021海淀一模,16(2)](1分)如图所示,MM'为平面镜,AO为入射光线,ON为法线。已知ÐAON=60°,ÐNOB=30°,ÐNOC=45°,ÐNOD=60°。则入射光线AO的反射光线将沿着 OD 方向射出。
解析 本题考查光的反射定律:反射光线与入射光线在同一平面内,反射光线、入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。可以根据入射角ÐAON=60 °,判断出反射角是ÐNOD=60 °,由此确定反射光线将沿着OD的方向射出。
10.(2022朝阳一模,20)(4分)在探究光的反射规律的实验中,小阳设计了如图所示的装置,平面镜放在水平桌面上,纸板E和F分别可绕轴ON转动。入射光AO始终紧贴纸板E射向平面镜的O点。
(1)实验中需要使轴ON始终与平面镜 垂直 。
(2)入射光AO与纸板E同时多次绕轴ON转动,改变入射光的位置,再通过转动纸板F寻找反射光的位置,观察两纸板的位置关系。这是为了探究: 反射光线与入射光线、法线是否在同一平面内 。
(3)实验小组的每一位同学从不同方向都能看到入射光AO在纸板E上的径迹,这是因为光在纸板上发生了 漫 反射。
11.(2020房山一模,26)(2分)小光同学“探究平面镜成像特点”,他利用如图所示装置进行实验,其中透明玻璃板与水平纸面垂直,再取两段完全相同的蜡烛A和B,点燃玻璃板前的蜡烛A,在玻璃板后移动蜡烛B,透过玻璃板观察蜡烛B,直到从各个方向观察B都与蜡烛A的像重合。
(1)为了证明平面镜所成的是虚像,移去玻璃板后面的蜡烛B,并在其所在位置上放一光屏,小光应该(B)
A.从蜡烛A一侧透过透明玻璃观察光屏上能否成像
B.直接观察光屏上能否成像
(2)在将蜡烛A远离玻璃板时,蜡烛所成像的高度 不变 。(选填“变小”“不变”或“变大”)
解析 (1)实像能成在光屏上,虚像则不能,直接观察光屏上能否成像即可判断是实像还是虚像;(2)蜡烛在平面镜中所成像的大小与蜡烛大小相等,将蜡烛A远离玻璃板时,蜡烛A大小不变,所以,蜡烛A所成像的高度不变。
易错警示
实像能成在光屏上,虚像不能成在光屏上,观察时必须直接观察光屏。
12.(2022海淀一模,22)(4分)如图所示,小军用焦距为10 cm的凸透镜、光具座等器材,做凸透镜成像的实验。小军先将光具座放在水平桌面上,再将凸透镜固定在光具座50 cm刻度线处。为确保在光屏上能得到烛焰清晰的像,在组装器材时要使烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心在同一 水平直线(或高度) 上。
小军点燃蜡烛后,将蜡烛移至35 cm刻线处,移动光屏,直到光屏上出现了烛焰清晰的像,则此时光屏可能在 C (选填“A”“B”或“C”)点,光屏上的像是倒立、 放大 (选填“放大”或“缩小”) 的实像。 该实验现象可以说明 幻灯机 (选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”)的成像特点。
解析 研究凸透镜成像规律的实验,在组装器材时要使烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心在同一高度上。
将蜡烛移至35 cm刻线处,物距u=50 cm-35 cm=15 cm,已知凸透镜的焦距f=10 cm,比较得出f2f,也就是光屏放置的位置在70 cm刻度线右侧,因此只有C点符合。
13.(2022西城一模,21)(3分)小静和小刚用两个不同焦距的凸透镜A和B,做探究凸透镜成像规律的实验。
(1)他们选取焦距为f1=10 cm的凸透镜A,先调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度;将蜡烛放在如图甲所示的位置,左右调节光屏直至在光屏上得到一个倒立、清晰的像,生活中 投影仪 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用此成像原理工作的;
(2)在图甲实验的基础上,小静将凸透镜A更换为焦距为f2=12 cm的凸透镜B,为了在光屏上得到清晰的像,她应将光屏向 右 (选填“左”或“右”)侧移动;小刚认为不用移动光屏也能在光屏上呈现清晰的像,他将一个眼镜放到凸透镜B前,如图乙所示,适当调节眼镜片的位置,果然在光屏上呈现出清晰的像,请你分析该眼镜的镜片对光有 会聚 (选填“会聚”或“发散”)作用。
甲
乙
解析 (1)物距u=50 cm-35 cm=15 cm,已知凸透镜的焦距f1=10 cm,比较得出物距f1f1说明凸透镜B对光束的偏折能力变弱,像的位置远离凸透镜,因此要将光屏向右移动。不移动光屏,则要增强对光的会聚作用,使像成在光屏上。
提升练
一、选择题(每小题2分,共10分)
1.(2022丰台一模,4)如图所示的光现象中,由于光的反射形成的是(B)
解析 日晷上呈现指针的影子是光的直线传播现象;故宫角楼在水中的倒影是光的反射现象;航天员透过水球成像,光通过水和气体两种介质传播,因此是光的折射现象;白光通过三棱镜色散,光的传播径迹发生了偏折,光通过空气和玻璃两种介质,因此是光的折射现象。
2.(2021通州一模,3)如图所示,下列四句诗描述的光现象中,由于光的折射形成的是(C)
解析 A选项墙壁上显现出的竹影,是竹子挡住了太阳光,在墙壁上形成的暗影,这是光在同种均匀介质中沿直线传播的现象。B选项中人观看铜镜中所成的像是光的反射现象。C选项中的海市蜃楼是光在不均匀介质中传播发生的偏折现象,是光的折射现象,D选项中的现象是太阳光在水面的倒影,这是光的反射现象。故选C。
3.(2022顺义二模,7)观察光从空气斜射到水中时,入射光线、折射光线与法线的位置关系,如图所示四种情况,其中正确的是(C)
A
B
C
D
解析 当光从空气斜射入水中,折射光向法线偏折。折射光与入射光在法线的两侧,因此C正确。
4.(2021朝阳二模,8)一束跟主光轴平行的光通过透镜的光路如图所示,下列说法中正确的是(C)
A.O点为该凸透镜的焦点
B.任意一束平行光经过凸透镜后都可以会聚于F点
C.若把图中凸透镜的上半部分用手遮住,该凸透镜对光仍然具有会聚作用
D.若在F点放一个发光的小灯泡,则该凸透镜对小灯泡发出的光将不具有会聚作用
解析 A选项中O点为凸透镜的光心,F才是凸透镜的焦点。B选项中,只有平行于主光轴的光经过凸透镜之后才能会聚到焦点。C选项中,用手把凸透镜的上半部分遮住,剩余的部分仍能将光线向主光轴偏折,起到会聚作用。D选项中,从焦点发出的光经过凸透镜会变成平行于主光轴的平行光,凸透镜对光始终有会聚作用。故选C。
5.(2021西城二模,10)小兰的视力出现问题,如图是她的眼睛成像示意图。现在有甲、乙、丙、丁四种镜片,光分别照射到这四种镜片上产生的现象如图所示,小兰选择了其中的一种镜片制成眼镜对她的视力进行矫正。请你判断她选择的是(B)
解析 本题考查透镜对光的作用以及近视眼的矫正。由题图可以看出光线会聚在视网膜之前,这是近视眼成像的模型,需要用凹透镜将进入眼睛中的光发散一些,使光会聚在视网膜上。因此需要戴凹透镜进行矫正。由选项图可看出镜片乙对光有发散作用,故选B。
二、实验探究题(共29分)
6.(2021门头沟二模,25)(3分)实验桌上有如图所示的实验装置(其中的透明玻璃作为平面镜),还提供了一把刻度尺和相同大小的中国象棋棋子18个,9个为红色,9个为绿色。小红计划用这些器材探究“物体在平面镜中所成像到镜面的距离与物体到镜面的距离的关系”。
小红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,使得从不同角度观察,两个绿棋子与物体的像均完全重合,测量棋子的高度并记录实验数据;
②将三个叠放的红棋子作为物体放在平面镜前面的白纸上,在平面镜后面改变三个叠放的绿棋子的位置,使得从不同角度观察,三个绿棋子与物体的像均完全重合,测量棋子的高度并记录实验数据;
③再改变叠放红棋子的个数,仿照步骤②,做四次实验,并记录实验数据。
请根据以上叙述回答下列问题:
(1)小红的探究过程中存在的问题: 没有改变物体到镜面的距离 ;
(2)请你针对小红探究过程中存在的问题,写出改正措施: 步骤②、③中保持叠放的红棋子作为物体,改变红棋子到镜面的距离,在平面镜后面改变叠放的绿棋子的位置,使得从不同角度观察,绿棋子与物体的像均完全重合,分别测量红、绿棋子到镜面的距离并记录实验数据 。
解析 (1)从题目中可以看出,小红计划用这些器材探究“物体在平面镜中所成像到镜面的距离与物体到镜面的距离的关系”。后续实验表述中没有改变物体到平面镜的距离(物距)。所以小红的探究过程中存在的问题:没有改变物体到镜面的距离。(2)步骤②③中保持实验操作步骤的基础上,需要改变叠放的红棋子(物体)到平面镜的距离,而不是位置,在平面镜后面改变叠放的绿棋子的位置,使得从不同角度观察,绿棋子与物体的像均完全重合,分别测量红、绿棋子到镜面的距离,而不是高度,并记录实验数据。
7.(2022海淀二模,21)(5分)小红为探究平面镜成像的特点,她在水平桌面上铺上白纸,用支架将薄透明玻璃板立在白纸上,再取来两支相同的蜡烛A和B,如图所示。
(1)实验中她把点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面,将未点燃的蜡烛B放在玻璃板后面,借助蜡烛B探究蜡烛A所成像的情况。此操作中蜡烛B的作用是为了便于确定 像的位置(或像距与物距的关系) 和比较 像的大小与物的大小关系 。
(2)实验中在寻找蜡烛A像的位置时,眼睛应该在蜡烛 A (选填“A”或“B”)这一侧观察。把光屏放在蜡烛A所成像的位置处,在光屏上并没有看到蜡烛A的像,说明平面镜所成的是 虚 (选填“虚”或“实”)像。
(3)若实验过程中无论怎样在水平桌面上移动蜡烛B的位置,发现都不能使之与蜡烛A的像完全重合,发生这种现象的原因可能是 薄透明玻璃板平面与纸面不垂直 。
解析 (3)蜡烛B无论如何移动都不能使之与蜡烛A的像完全重合,说明虚像的位置在水平桌面上方,原因是薄玻璃板平面与水平的纸面不垂直。
8.(2022西城一模,18)(3分)小华利用图所示的实验装置,做“探究光的反射规律和光的折射特点”的实验。
(1)在实验中,她用激光笔发出一束光从空气斜射向水面,多次改变入射光的方向,记录的实验数据如表。通过分析实验数据,小华归纳出:在反射现象中,反射角等于入射角。关于光的折射现象,你能归纳出的结论是 当光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而增大(或当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角) (写出一条即可)。
(2)从表中的实验数据可推知:本实验中,若让光从水斜射向空气,当入射角为32°时,则光在空气中的折射角为 45 ° 。
解析 (1)从表格中的数据分析折射角与入射角的关系。当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角;且折射角随入射角的增大而增大。
(2)在折射现象中,光路是可逆的,从表中可以找出折射角为32°时对应入射角为45°,所以光从水斜射向空气,当入射角为32°时,折射角为45°。
9.(2020西城二模,27)(3分)小燕用透明小气球充水后制成水透镜模拟眼球中的晶状体。如图所示,图中甲表示正常的眼睛,在实验中测得其焦距为10 cm。再将甲分别注水和抽水变成乙、丙的形状,并分别观察它们对光线的折射作用。
甲
乙
丙
(1)通常远视眼的成因是晶状体太 薄 ;实验中模拟远视眼成因的是图 丙 。
(2)若要矫正图乙所模拟的人眼的视力,应戴 凹 (选填“凸”或“凹”)透镜。
解析 (1)通常远视眼的成因是晶状体太薄,焦距变长,会聚能力降低;实验中模拟远视眼成因的是图丙;(2)图乙所模拟的人眼晶状体较厚,焦距变短,会聚能力增强,是近视眼,应戴凹透镜矫正。
10.(2021门头沟二模,23)(3分)某同学在做光学实验时,先将一凸透镜A固定在光具座上50 cm刻度线处,光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜A两侧,如图所示,左右移动光屏,直至光屏上呈现蜡烛清晰的像。
(1)若凸透镜A的焦距为10 cm,如图所示,此时在光屏上蜡烛清晰的像是 缩小 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的;
(2)如图所示,若在蜡烛和透镜保持不动的情况下,将光屏移动至更靠近凸透镜A的a点,光屏上原来清晰的像变模糊了,现将一透镜B置于蜡烛和透镜A之间的某处(图中未画出),光屏上又呈现蜡烛清晰的像,则透镜B为 凸透镜 (选填“凸透镜”或“凹透镜”),此原理应用于矫正 远视眼 (选填“近视眼”或“远视眼”)。
解析 (1)若凸透镜A的焦距为10 cm,此时蜡烛到凸透镜光心的距离为30 cm,物距大于2倍焦距,成倒立、缩小的实像。
(2)若在蜡烛和透镜保持不动的情况下,将光屏移动至更靠近凸透镜A的a点,再将一透镜B置于蜡烛和透镜A之间的某处,光屏上又呈现蜡烛清晰的像,说明透镜B能将光线向主光轴偏折,即对光有会聚作用,则透镜B是凸透镜,可以矫正远视眼。
11.(2020西城一模,27)(8分)小丽利用如图所示装置“探究凸透镜成像的规律”。
乙
(1)小丽利用图甲所示的方法,使平行于主光轴的光通过凸透镜A会聚在光屏上,从而确定所使用的凸透镜A的焦距fA= 10.0 cm。
(2)如图乙所示,小丽将凸透镜A固定在光具座上40 cm刻度线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上10 cm刻度线处,移动光屏直至光屏上呈现出烛焰的倒立、 缩小 的实像,这一原理应用在 照相机 (选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”)上。
(3)保持蜡烛位置不变,小丽用焦距为fB(fB解析 (1)根据甲图,平行于主光轴的光经过凸透镜折射后会聚在焦点上,所以凸透镜的焦距为10.0 cm。
(2)由图乙可知,此时物距为30 cm,所以物距大于两倍焦距,所以所成的像是倒立、缩小的实像。根据凸透镜成像的规律,当物距大于两倍焦距时,应用是照相机。
(3)因为fB12.(2020海淀一模,30)(4分)在探究“近视眼的矫正”课外实验中,用蜡烛模拟远处所视物体;水凸透镜模拟人眼晶状体,并与注射器相连,其凸起程度(凸起程度越大,其焦距就越小)可通过注射器注入或吸出水量来调节;用光屏模拟人眼视网膜。
(1)如图所示,此时在光屏上得到了烛焰清晰的像,该像是倒立、 等大 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的 实 (选填“实”或“虚”)像。
(2)向水凸透镜内注入适量的水来模拟近视眼,发现光屏上原来清晰的像变模糊了。若想在光屏上再次得到清晰的像,可以将光屏向 靠近 (选填“远离”或“靠近”)透镜的方向移动适当距离;或者光屏不移动,在烛焰和水凸透镜间加一个焦距合适的 凹 (选填“凸”或“凹”)透镜。
解析 (1)从题图中观察,可以发现此时像距等于物距,可以分析得出u=v=2f,此时成倒立、等大的实像。(2)向水凸透镜内注入适量的水来模拟近视眼(凸起程度越大,其焦距就越小),此时水凸透镜对光线的偏折能力变强,所成的像会靠近水凸透镜,在光屏的左侧。因此将光屏向靠近水凸透镜的方向移动。若不移动光屏,需要像矫正近视眼一样,在水凸透镜前加一个焦距合适的凹透镜。∠AON/°
0
15
30
45
60
75
80
∠CON/°
0
15
30
45
60
75
80
∠BOM/°
0
11
22
32
40.5
46.5
47.5