【备考2022】浙教版科学中考第一轮复习--第17讲：光学实验探究【word，含答案】

一、平面镜成像
平面镜成像的特点：等大、等距、垂直、虚像、左右反向。
凸透镜成像规律
实像：由实际光线会聚而成的像。虚像：由实际光线的反向延长线会聚而成的像。
（2）物距：物体到凸透镜的距离。像距：像到凸透镜的距离。
（3）规律：
物距u 像的性质 应用
倒正 大小 虚实 与物体在 像距v
u＞2f 倒 缩小 实 异侧 f＜v＜2f 照相机
u=2f 倒 等大 实 异侧 v=2f
f＜u＜2f 倒 放大 实 异侧 v＞2f 投影仪
u=f 不成像，光经过凸透镜成平行的光线 获得平行光源
u＜f 正 放大 虚 同侧 v＞0 放大镜
一倍焦距分虚实；二倍焦距分大小。物近像远像变大；物远像近像变小。
例1．如图所示，为控制新型冠状病毒肺炎疫情，重庆市第一中学校正校门安装了人脸识别及测温系统，该系统使用时只需要面对屏幕上的摄像头，系统会自动将测试者面部信息与学校备案系统相匹配，整个测试过程十分便捷。关于人脸识别的说法正确的是（　　）
A．摄像头的光学核心元件是凹透镜
B．在这个过程中，通过摄像头成正立、缩小、实像
C．刷脸时，脸要处于摄像头一倍焦距以内
D．当被拍摄的人靠近摄像头时，人经摄像头所成的像会变大
例2．“方寸天地纳寰宇”描述了小小眼球可尽观广袤世界。下列能够解释眼球成像原理的是（　　）
A． B．
C． D．
例3．在“探究凸透镜的成像特点”实验中，所用凸透镜的焦距为10cm，光屏是用表面涂有白漆的铁板制成。小科把“F”发光物置于离凸透镜13cm处，移动光屏，在光屏上找到清晰的像，如图所示。小科看到光屏上像的形状和大小分别是（　　）
A．、放大 B．、放大 C．、缩小 D．、缩小
例4．（2021 绍兴）小敏做了如下三个光学实验：
（1）图甲是“探究光的反射定律”的实验，小敏转动激光笔，使入射光束EO贴着纸板绕入射点O沿逆时针方向转动，可观察到反射光束OF沿 　 　时针方向转动。
（2）图乙是“探究平面镜成像规律”的实验，小敏选择玻璃板而不选择平面镜的原因是 　 　。
（3）图丙是“研究凸透镜成像规律”的实验，此时光屏上成清晰的像，小敏将凸透镜向光源方向移动至某位置，发现在光屏上又成一个清晰、　 　（填像的性质）的实像。
1．如图为商场中经常看到的广告投影灯及其内部结构示意图，为了在地面上得到更大的、清晰的广告图标像，下列操作可行的是（　　）
A．增大投影灯离地距离，适当增大镜头到广告片距离
B．增大投影灯离地距离，适当减小镜头到广告片距离
C．减小投影灯离地距离，适当增大镜头到广告片距离
D．减小投影灯离地距离，适当减小镜头到广告片距离
2.如图所示，在水平桌面上有一小球向右作匀速运动，桌上放置一面与桌面成45°角的平面镜，关于镜中的像下列说法正确的是（ ）
A.像向左作匀速运动 B. 像向右作匀速运动
C. 像向上作匀速运动 D. 像向下作匀速运动
3.如图所示，平面镜OM与ON垂直放置，在它们的角平分线上P点处，放有一个球形发光物体，左半部分为深色，右半部分为浅色，在P点左侧较远的地方放有一架照相机，不考虑照相机本身在镜中的成像情况，则拍出照片的示意图正确的是（ ）
A. A B. B C. C D. D
4．小科同学在学面镜的知识后，回家做了一个实验．他将一支铅笔和平面镜平行并竖直放置在水平桌面上，平面镜PN高30厘米，铅笔长20厘米，它们之间相距20厘米．
（1）倘若要使铅笔与其像垂直，则小科可将铅笔转过　 　度．
（2）如果铅笔不动，小科把平面镜绕N点沿顺时针方向转过90°，他发现B点在平面镜中的像B″与之前的像B′相距　 　厘米．
5．（2021 嘉兴）某科学兴趣小组用如图所示装置研究平面镜成像特点。探究像距与物距关系时的实验步骤如下：
①在水平桌面上铺上白纸，将玻璃板竖立在白纸中间位置，记下玻璃板的位置；
②将点燃的蜡烛放在玻璃板前面，再拿另一支大小相同的未点燃的蜡烛竖立在玻璃板后面移动，直到看上去它跟玻璃板前面那支蜡烛的像完全重合，用笔记下两支蜡烛的位置；
③移动点燃的蜡烛到另一个位置，重复上述实验；
④用直线连接每次实验中的蜡烛和它的像的位置，用刻度尺测量出每次的物距和像距，记录数据如表。
次数 物距/cm 像距/cm
1 5.0 5.0
2 8.0 8.0
3 12.0 12.0
（1）等效替代法是指在研究中，因实验本身的限制，要用与实验对象具有相似或共同特征的对象来替代的方法。本实验中用到的等效替代法具体体现在 　 　。
（2）分析表格中的数据，可得出的结论是 　 　。
（3）实验中，有同学用一张白纸挡在玻璃板和像之间，你认为该同学还能观察到蜡烛的像吗？并说出你的理由。 　 　。
6.小明在探究光的折射规律时，意外发现：当光沿某方向从半圆玻璃砖射向空气时，折射光消失而反射光却变得更亮(如图1)，老师告诉他这是光的全反射现象。课后，小明查到光从玻璃射向空气时的一些数据如下表所示：
入射角i 0° 10° 20° 30° 40° 41.2° 41.8° 42°
折射角r 0° 15.2° 30.9° 48.6° 74.6° 81° 90° /
反射能量 5% 7% 26% 43% 77% 84% 100% 100%
（1）分析以上数据可知光从玻璃射向空气时，折射角随入射角的变化关系是：折射角随入射角的增大而________。
（2）光从玻璃射向空气时，当入射角i≥________°时，反射能量达到100%，就发生了全反射现象。
（3）由表格数据可知：图2中图线________(选填 “a”或“b”)反映了上述实验中的入射角与折射角之间的关系。
（4）当光从空气斜射向玻璃时，不能发生全反射现象。原因是折射角________入射角。(选填“>”“=”或“<")
7.小明利用光具座探究凸透镜成像规律。当蜡烛、凸透镜和光屏在如图所示的位置时，光屏的中心恰好呈现清晰的像。回答问题：
（1）为了能从不同方向看到光屏上的像，光屏应选用较________ (选填“光滑”或“粗糙”)的白板。
（2）若此时，小欢的手指尖不小心触碰到了凸透镜，在光屏上将看到 （ ）(选填字母)。
A.指尖的像 B.指尖的影子 C.烛焰完整的像 D.烛焰不完整的像
（3）小欢把蜡烛移动到“40cm”处，他移动光屏是否能得到清晰的像，如果能得到请说明像的性质特征，如果不能请说明原因。__ ______。
1．用如图所示的装置探究凸透镜成像规律．凸透镜的焦距是15cm．当把凸透镜固定在50cm刻度线处，蜡烛固定在15cm刻度线处时（　　）
A．光屏在“Ⅰ”区域内移动，才能得到清晰的像
B．光屏在“Ⅱ”区域内移动，才能得到清晰的像
C．在光屏上得到的是放大、倒立的像
D．在光屏上得到的是缩小、正立的像
2．如图是支付宝刷脸支付功能。对准手机屏幕，摄像头会进行识别，免去了很多繁琐的步骤。以下说法错误的是（　　）
A．刷脸的原理是利用了光的反射
B．该摄像机镜头相当于凸透镜
C．镜头所成的像是一个倒立缩小的实像
D．若镜头焦距为 10cm，为了能形成清晰的像，人脸到镜头的距离应大于 20cm
3.小金同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透锐的距离u之间关系的图像，如图所示，下列判断正确的是（ ）
A.该凸透镜的焦距是16cm
B.当u＝10cm时，在光屏上能得到一个放大的像，投影仪就是根据这个原理制成的
C.当u＝20cm时成放大的像，放大镜就是根据这一原理制成的
D.把物体从距凸透镜10cm处移动到20cm处的过程中，像先变大后变小
4.某同学在做透镜成像的实验时，将一支点燃的蜡烛放在距离透镜20cm的地方，当它向透镜移动时，其倒立的像移动速度大于蜡烛移动速度，则可判断此透镜（　　）
A. 是凸透镜，焦距为20cm B. 是凸透镜，焦距可能为15cm
C. 是凹透镜，焦距为20cm D. 是凹透镜，焦距可能为15cm
5.有一圆柱形敞口容器，从其左侧某一高度斜射一束激光，在容器底部产生一个光斑O，如图所示，下列操作使光斑向左移动的是( ）
A. 保持激光射入角度不变使水面上升人激光笔
B. 保持水面高度不变使激光笔向右平移
C. 保持激光射入角度不变使水面下降
D. 保持水面高度和入射点不变使激光入射角增大
6.在探究凸透镜成像规律的实验中，光具座上的光屏、凸透镜和蜡烛的位置如图所示，此时在光屏上恰好成一个清晰的像。下列说法正确的是（ ）
A. 若在蜡烛和凸透镜之间靠近凸透镜放一副近视眼镜，应将光屏向右移动才可再次呈现清晰的像
B. 图中凸透镜成像的特点可应用在照相机上
C. 该凸透镜的焦距可能是21cm
D. 将蜡烛移到光具座35cm刻度线处，保持凸透镜不动，无论怎样移动光屏都接收不到蜡烛的像
7.小毛在STEAM课堂上制作出水凸透镜并结合教材知识进行探究。
（1）在探究凸透镜成像的规律时，通过注水器调节水凸透镜的焦距为10cm。将蜡烛、水凸透镜和光屏固定在光具座上，若点燃蜡烛后，无论怎样调节蜡烛的位置，始终不能在光屏上找到烛焰的像，原因是______ __。
（2）找到原因并解决问题后，在蜡烛处于如图甲所示的位置上，此时在光屏上得到的是倒立、________的实像。
（3）在光屏上得到清晰的像后，如果保持光屏和水凸透镜的位置不变，当蜡烛向水凸透镜靠近时，要在光屏上重新得到清晰的像，可以通过注射器往水凸透镜中________（选填“注入”或“抽出”）适量的水。
（4）根据光的色散现象，太阳光经三棱镜发生偏折后在光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带（部分色光未画出），如图乙所示。若使用红光、黄光和蓝光来测量水凸透镜的焦距(f)大小（如图丙）。下列关于这三种色光通过水凸透镜时的焦距(f)大小关系正确的是________（填选项）。
A.f红f黄>f蓝 D.f黄>f红>f蓝
参考答案
例1．解：ABC、摄像头是一个凸透镜，是利用物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像的规律工作的；故ABC错误；
D、凸透镜成实像时，物距越大，像距越小，像越小，当被拍摄的人靠近摄像头时，由凸透镜成实像的规律可知，人经摄像头所成的像会变大，故D正确。
故选：D。
例2．人的眼睛的晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，外界物体在视网膜上成倒立、缩小的实像。根据凸透镜成像规律可知，此时u＞2f（或u＞v），成倒立、缩小的实像；
A、图中，u＞v，成倒立缩小的实像，故A符合题意；
B、图中，u＝v，成倒立等大的实像，故B不符合题意；
C、图中，u＜v，成倒立放大的实像，故C不符合题意；
D、图中u＜f，成正立放大的虚像，故D不符合题意；
故选：A。
例3．解：凸透镜的焦距f＝10cm，物距u＝13cm，满足2f＞u＞f条件，成倒立、放大的实像；
由图可知，光源“F”开口向里（即垂直于纸面向里），因凸透镜成的实像是倒立的，即像与物体的左右、上下相反，所以，在光屏前面看到的字母“F”是开口向外的（或开口向右），即像的形状应该是“”，故A正确，BCD错误。
故选：A。
例4．解：（1）小敏转动激光笔，使入射光束EO贴着纸板绕入射点O沿逆时针方向转动，则入射角增大，反射角也增大，反射光线会远离法线，即反射光束OF将会顺时针转动；
（2）为了确定像的位置，让蜡烛A的像和蜡烛B重合，既能观察到A蜡烛像的同时，也能观察到B蜡烛，实验中要使用透明的玻璃板；
（3）此时物距大于像距，光屏上成倒立缩小的实像，小敏将凸透镜向光源方向移动至某位置，当物距小于像距时，适当调整物距和像距，使物距等于原来的像距、像距等于原来的物距，又可以在光屏上成清晰的倒立放大的实像。
故答案为：（1）顺；（2）便于确定像的位置；（3）倒立、放大。
1．解：屏幕上的像的大小不取决于屏幕的大小，而是取决于物距和像距，要使像更大一些，要减小物距，增大像距，所以增大投影灯离地距离，同时减小广告片与镜头的距离；故只有B选项说法正确。
故选：B。
2.C
3.D
4．解：（1）根据平面镜成像特点可知，像与物是对称的，所以当铅笔的物和像垂直时，铅笔与镜成45度夹角；
（2）原来铅笔的像点到平面镜的距离和B点到平面镜的距离相等，即都是20cm；若铅笔不动，平面镜绕N点沿顺时针方向转过90°，则相当于平面镜中的像转过180度，此时铅笔尖底部B与镜面在同一平面上，所以B的像关于镜面对称，即都在镜面上，即B″与B点重合，所以B″与之前的像B′的距离是：20cm+20cm＝40cm．
故答案为：（1）45；（2）40；
5．解：（1）本实验中用到的等效替代法具体体现在用未点燃的蜡烛替代像；
（2）根据表格数据分析可得像与物到镜面的距离相等；
（3）用一张白纸挡在玻璃板和像之间，该同学还能观察到蜡烛的像，因为平面镜成像的原理是光的反射所成的虚像。
故答案为：（1）用未点燃的蜡烛替代像；（2）像与物到镜面的距离相等；（3）能，平面镜成像的原理是光的反射所成的虚像。
6.（1）增大（2）41.8（3）a（4）<
7.（1）粗糙（2）C（3）小欢把蜡烛移动到“40cm”处，他移动光屏不能得到清晰的像，因为此时蜡烛正好在凸透镜的焦点上，该点时物体不成像
1．解：凸透镜焦距是15cm，当把凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛固定在15cm刻度线位置时，物距为50cm﹣15cm＝35cm，大于2倍焦距，所以此时成倒立缩小的实像，像在1倍和2倍焦距之间，即在光具座的65cm﹣80cm之间可以找到清晰的像。
综上所述，只有选项A的说法正确。
故选：A。
2．解：AB、摄像头相当于一个凸透镜，光经过摄像头成像利用的是光的折射，故A错误，B正确；
C、“刷脸”时，面部经摄像头成倒立、缩小的实像，与照相机的成像特点相同，故C正确；
D、当u＞2f时，凸透镜成倒立、缩小的实像，所以，“刷脸”时，面部应位于摄像头两倍焦距之外，即人脸到镜头的距离应大于20cm，故D正确。
故选：A。
3.B
4.B
5.B
6.A
7.（1）烛焰中心、水凸透镜中心和光屏中心不在同一高度（2）缩小（3）注入（4）C
【备考2022】浙教版科学中考第一轮复习--第17讲
光学实验探究