2020中考物理高频重要考点：光学实验及其应用试题

专题八：光学实验及其应用

考点一：探究平面镜成像特点

1.如图是验证“平面镜成像特点”的实验装置,其中A为玻璃板前点燃的蜡烛,B为玻璃板后未点燃的蜡烛。有关本实验的说法错误的是( )

A.玻璃板应该与桌面垂直

B.实验宜在较暗的环境中进行

C.眼睛应从B一侧观察成像情况

D.蜡烛燃烧较长时间后像物不再重合

【答案】C【解析】实验时玻璃板如果与桌面不垂直,不论怎样移动后面的蜡烛都不可能与前面蜡烛的像完全重合,就无法验证像的位置和大小,所以玻璃板应与水平桌面垂直放置,故A 说法正确;在较暗的环境中,蜡烛比较亮,射向平面镜的光线较多,反射光线较多,进入人眼的光线较多,感觉蜡烛的像比较亮,所以在较暗的环境中进行实验,故B说法正确;寻找蜡烛A 的像的位置时,眼睛应在蜡烛A一侧观察,在蜡烛B的一侧不能看到蜡烛A的像,故C说法错误;平面镜所成的像与物等大,蜡烛燃烧较长时间后像物不再重合,故D说法正确。

2.实验室中探究“平面镜成像特点”实验时,用薄玻璃板代替平面镜做实验的情景如图所示。眼睛在A侧看到的蜡烛的像是由光的(选填“反射”或“折射”)形成的,实验中将蜡烛靠近玻璃板,像的大小。

【答案】反射不变

【解析】平面镜成像利用了光的反射的原理,物体在平面镜里成的像与物体等大。

3.（2019阜新）在“探究平面镜成像特点”实验中：

（1）平面镜成像原理是_____。

（2）实验中用玻璃板代替平面镜的原因_____。

（3）为了比较像与物大小关系，选取两支_____的蜡烛。

（4）无论怎样水平移动蜡烛B，都不能与蜡烛A的像重合，原因是_____。

（5）判断平面镜成虚像的方法是_____。

（6）平面镜成像时像和物到平面镜的距离_____。

【答案】（1）光的反射

（2）便于准确确定像的位置

（3）完全相同

（4）玻璃板与桌面不垂直

（5）在B处放一个光屏，眼睛在B侧观察，如果光屏上没有像，那么，所成像为虚像（6）相等

考点二：平面镜成像的应用

1.小丽面向穿衣镜,站在镜前60cm处,镜中的像与她相距( )

A.30cm

B.60cm

C.90cm

D.120cm

【答案】D【解析】在平面镜成像时,像距与物距相等,此时物距为60cm,则像距为60cm,那么镜中的像到小丽本人的距离为60cm+60cm=120cm。

2.在鞋店试穿新鞋时,小明直立面向竖直放置在地面上的“试鞋镜”,看不到镜中自己脚上的新鞋。小明做以下动作,能够让他看到镜中自己脚上的一只鞋或者两只鞋的是( )

A.站在原地下蹲

B.保持直立靠近“试鞋镜”

C.站在原地竖直向上提起一只脚

D.保持直立远离“试鞋镜”

【答案】A【解析】看鞋的过程如图所示,要想看到镜中的新鞋,就要使眼睛看到新鞋成的像,

根据平面镜成像规律可知,图中△ABC≌△ABD,进入人眼的光线的反向延长线应指向鞋子的虚像。由图可以看出,站在原地下蹲,可以看到镜中的鞋,故A正确;保持直立靠近“试鞋镜”,如果原来看不到,靠近后依然无法看到,B错误;站在原地竖直向上提起一只脚,入射角减小,入射光线与反射光线的夹角减小,反射光线始终在眼睛的下方,故不能看到新鞋的像,C错误;若人保持直立离“试鞋镜”远一些,像也会离“试鞋镜”远一些,根据△ABC≌△ABD可知,反射光线始终在眼睛的下方,故不能看到新鞋的像,D错误。

3.汽车夜间行驶,一般车内不开灯,这是因为( )

A.要节约用电

B.假如车内开灯,司机前面的玻璃会产生车内物体的像,影响司机行车安全

C.车内开灯形成漫反射,光线刺眼,影响司机视线

D.车内开灯,光射到车外的后视镜上,反射到司机眼中,影响司机行车安全

【答案】B【解析】车前的挡风玻璃相当于平面镜,汽车夜间行驶时,若驾驶室开灯,会使司机看到车内物体形成的虚像,妨碍司机的视线,使驾驶员看不清车前较暗的路况,容易发生交通事故,故选项A、C、D错误,B正确。

4.小明以0.5m/s的速度沿平行于平面镜的方向走动过程中,他在镜中的像相对小明的速度为m/s,若小明身高 1.8m,平面镜高度小于0.9m,他在这个平面镜中(选填“能”“不能”或“有时能”)看到自己的全身像。

【答案】0 不能

【解析】小明以0.5m/s的速度沿平行于平面镜的方向走动过程中,他在镜中的像相对小明的位置不变,故相对他的速度为0;如图所示,由几何知识知,小明要想看到自己的全身像,平面镜的长度至少为身高的一半,即0.9m,而该平面镜的高度小于0.9m,所以小明不能看到自己的全身像。

5.一棵小树生长在水塘中,图中用带箭头的线段AB表示小树露出水面的部分。请在图中画出AB通过水面反射所成的像A'B'。

【答案】如图所示

6.如图,S是点光源,S'是S通过平面镜形成的像,请画出平面镜的位置及入射光线SA对应的反射光线。

【答案】如图所示

考点三：探究凸透镜成像规律

1.让一束平行光经过一透镜,在光屏上得到一个最小、最亮的光斑(如图所示),小明用此透镜做“探究透镜成像规律”的实验。下列说法不正确的是( )

A.当物体距透镜5cm时,成正立的像

B.当物体距透镜15cm时,成倒立、放大的实像

C.当物体从距透镜20cm处向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处向靠近透镜的方向移动时,要得到清晰的像,应使光屏靠近透镜【答案】D【解析】由图知,此透镜为凸透镜,其焦距为40cm-30cm=10cm。当物体距透镜5cm 时,物距小于焦距,凸透镜成正立、放大的虚像,A说法正确;当物体距透镜15cm时,物距在1倍焦距与2倍焦距之间,凸透镜成倒立、放大的实像,B说法正确;当物体从距透镜20cm处向远离透镜的方向移动时,物距总大于1倍焦距,成实像,物距变大,所成的像逐渐变小,C说法正确;当物体从距透镜20cm处向靠近透镜的方向移动时,物距变小,像距会增大,要得到清晰的像,应使光屏远离透镜,D说法错误。

2.在探究“凸透镜成像规律”的实验中。

(1)老师让同学将凸透镜正对着天花板上亮着的日光灯并上下移动,直到平放在水平桌面上的白纸上得到清晰的日光灯的像,此时用刻度尺测出像到凸透镜的距离为10.0cm,则该凸透镜的焦距近似为cm。

(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次摆在光具座上,为了使蜡烛的像成在光屏中央,应调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的上。

(3)如图甲所示,光屏上呈现清晰的像,此像的性质是倒立、的实像,这是(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的成像原理。

(4)如图乙,保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,则人眼按图中(选填“A”“B”或“C”)观察方法可观察到烛焰的像。

(5)如图丙,在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜,发现光屏上原来清晰的像变模糊了,将光屏向透镜移近适当距离后光屏上再次呈现清晰的像,则该眼镜是眼镜(选填“近视”或“远视”)。

【答案】(1)10.0 (2)主光轴(3)放大投影仪

(4)B (5)远视

【解析】(1)将凸透镜正对着天花板上亮着的日光灯并上下移动,直到平放在水平桌面上的白纸上得到清晰的日光灯的像,像到凸透镜的距离为10.0cm,此时物距远大于焦距,故像距约等于焦距,所以该凸透镜的焦距约为10.0cm;(2)为使像成在光屏的中央,应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度处,即调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上;(3)已知f约为10.0cm,由图甲可知,2f>u>f,光屏上呈现清晰的像,此像是倒立、放大的实像,这是投影仪的成像原理;(4)保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,此时物距小于焦距,凸透镜成正立、放大的虚像,光屏上承接不到,透过凸透镜观察蜡烛看到正立、放大的虚像,虚像与成像物体同侧,所以应从B处观察;(5)将一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,结果,光屏上原来清晰的像变模糊了,将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离时,又在光屏上观察到蜡烛清晰的像,说明放置的是使光线会聚的凸透镜,这种眼镜是用来矫正远视眼的。

3.（2019淄博）小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中，所用凸透镜的焦距为15cm。

（1）如图甲所示，移动光屏找到清晰的蜡烛的像，这个像是图乙中的________，利用此原理可以制成________。（选填“照相机”、“幻灯片”、“放大镜”）

（2）小明把蜡烛依次放在A、B位置，在坐标纸上记录了光屏上像的大小。如图丙所示（A’、B’分别表示蜡烛在A、B处所成的像）。跟同学们交流后发现：

①成倒立放大像的条件是________；

②成实像时，物距减小，像距________。

（3）保持凸透镜位置不动，小明又把蜡烛放在距凸透镜18cm处，在光具座上无论怎样移动光屏，都找不到清晰的像，原因可能是________。聪明的小明拿起一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间靠近凸透镜处，在光具座上移动光屏，光屏上出现了清晰的像，则小明拿起的眼镜是________。（选填“近视镜”或“远视镜”）

【答案】 (1). D (2). 照相机 (3). f＞u＞2f (4). 增大 (5). 像在100cm之外 (6). 远视镜

考点四：凸透镜成像规律的应用

1.一凸透镜的焦距为15cm,将点燃的蜡烛从离凸透镜20cm处移到40cm处的过程中,像的大小和像距的变化情况是( )

A.像变大,像距变大

B.像变小,像距变小

C.像变大,像距变小

D.像变小,像距变大

【答案】B【解析】凸透镜的焦距是15cm,将点燃的蜡烛从离凸透镜20cm处移到40cm处的过程中,物距始终大于一倍焦距,凸透镜总成实像,当凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小。

2.小芳拿着一个直径比较大、焦距没有手臂长的凸透镜,伸直手臂通过凸透镜观看远处的物体,她可以看到物体的像。下列说法正确的是( )

A.像可能是虚像

B.像一定是虚像

C.像一定是倒立的

D.像一定是放大的

【答案】C【解析】伸直手臂拿着凸透镜观察远处的物体,则物距一定大于2倍焦距,由凸透镜的成像规律可知,一定成倒立、缩小的实像。

3.如图所示,若想在位于凸透镜右边的光屏上(图中光屏未画出)得到一个烛焰清晰放大的像,那么点燃的蜡烛应置于图中的( )

A.a点

B.b点

C.c点

D.d点

【答案】C【解析】物体置于一倍焦距和二倍焦距之间时,在光屏上会得到倒立、放大的实像,故选择C。

4.如图是爱动脑筋的小明用手机和透镜自制的简易投影仪,它能将手机上的画面放大投射到白墙上。下列说法正确的是( )

A.手机到透镜的距离应大于透镜的两倍焦距

B.墙上呈现的是手机画面的正立、放大的虚像

C.制作简易投影仪的透镜,可以制作老花镜镜片

D.要使墙上的像变大,应增大手机与透镜间的距离

【答案】C【解析】根据投影仪成像的原理可知,手机到透镜的距离应大于1倍焦距小于2倍焦距,A错误;投影仪成的像是倒立、放大的实像,B错误;投影仪利用凸透镜成像的规律,老花镜镜片也是凸透镜,因此,制作简易投影仪的透镜,可以制作老花镜镜片,C正确;要使墙上的像变大,根据“物近像远像变大”的规律可知,应减小手机与透镜间的距离,D错误。5.(2019娄底)娄底高铁站的进站通道采用了人脸识别系统（如图所示），识别系统的摄像机可以自动将镜头前1m处的人脸拍摄成数码照片传递给设备识别。此系统的摄像机的镜头相当于_____透镜，它的焦距应_____50cm（选填“大于“等于”或“小于”）。

【答案】凸；小于。

6.如图练习调节投影仪实践活动中,小明通过调节,使屏幕上出现了清晰画面,但是,画面超出了屏幕范围。为此,小明的操作应当是:适当(选填“增大”或“减小”)投影仪与屏幕的距离,并将凸透镜适当向(选填“上”或“下”)移动。

【答案】减小上

【解析】画面超出了屏幕范围,说明像太大,根据凸透镜成实像时,物距增大、像距减小、像变小可知,为使画面不超出屏幕,应当适当增大物距,将凸透镜适当向上移动,此时像距减小,即减小投影仪与屏幕的距离。

7.如图所示,MN 为凸透镜的主光轴,A为蜡烛,A'为蜡烛通过凸透镜成的像,请根据凸透镜成像原理在图中画出凸透镜并标出它的焦点。

【答案】如图所示