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【2024年中考最后20天冲刺必备攻略】物理(一)
目 录 contents
(一)
声现象………………………………………………………………………………03
光现象………………………………………………………………………………16
透镜及其应用………………………………………………………………………38
物态变化……………………………………………………………………………62
声现象
【思维导图】
【考点扫描】
考点一、声音的产生和传播
1.产生:声音是由物体振动产生的,正在发声的物体叫做声源。
2.传播:声音的传播需要介质,真空不能传声(实验方法:科学推理法)。
3.声速:声音传播的快慢,大小等于声音在每秒内传播的距离。
影响因素:(1)介质种类;(2)温度,15℃空气中的传播速度是340m/s。
4.回声(1)定义:回声是声音在传播过程中遇到障碍物被反射回来又被听到的声音。
(2)人能区分回声和原声的条件是回声到达人耳比原声晚0.1s以上,即障碍物到听者的距离至少为17m,否则反射回来的声音只会使原声加强。
5.骨传导:声音通过头骨、颌骨也能传到听觉神经,引起听觉。把这种传播方式叫做骨传导。
要点提示:
1.正在发声的物体都在振动;振动停止,发声立即停止,已发出的声音还会继续在介质中传播;
2.声源不是只有固体,气体、液体也可以作为声源,如风声是由空气振动产生的,波浪声是由水振动产生的。
3.声波实质是机械波,不同于电磁波。
4.外界传来的声音引起鼓膜的振动,这种振动 听小骨及其他组织传给听觉神经,听觉神经把信号传给大脑,我们就听到了声音。
考点二、声音的特性
1.三个特性的比较
特性 音调 响度 音色
概念 声音的高低 声音的强弱 声音的品质和特色
决定因素 发声体振动的频率 发声体振动的幅度、距离发声体的远近及声音的分散程度 发声体的材料、结构
相应关系 频率高,则音调高; 频率低,则音调低 振幅大,则响度大; 振幅小,则响度小 不同的物体发出声音的音色一般不同
日常用语表述 ①描述声音的“粗细”“高低”“低沉”; ②歌唱家中的“女高音”“男低音”,唱歌时“调太高了” ①音量的大小、声音太大了; ②“震耳欲聋”“轻声细语”“引吭高歌”“窃窃私语”等 “闻其声知其人”“模仿明星的声音”
改变方法 改变发声体的松紧、长短、粗细等 改变用力的大小、距声源的距离 改变发声体的材料、结构等
波形的特点 波的疏密程度不同 波的高低不同 波的形状不同
说明 声音的三个特性之间没有必然的联系,互不影响
2.超声波:把频率高于20000Hz的声称为超声波。
3.次声波:通常把频率低于20Hz的声称为次声波。
要点提示:
1.乐器的分类
分类 示例 发声体 改变音调的方法 改变响度的方法
打击乐器 鼓、锣 打击部位 发声体越轻、绷得越紧,音调越高 打击的力度
弦乐器 吉他 弦 弦越紧、越细、越短,音调越高 拉、弹的力度
管乐器 笛、箫 空气柱 空气柱越短,音调越高 吹奏的力度
2.超声波的波长短,在均匀介质中能沿直线传播,应用于探伤、测距、测厚、医学诊断和成像;次声波频率低,其最显著的特点是传播距离远,不容易被吸收。
3.超声波、次声波人耳不能听见,但它们和人耳能听到的声音在同种介质中传播的速度相同。
考点三、声音的利用
1.声音能够传递信息。如地震、海啸和火山喷发、回声定位、用B超诊断病情等。
2.声音能传递能量。如:超声波清洗、超声波碎石等。
考点四、声音的利用
1.噪声和乐音
(1)从物理学角度,发声体做无规则振动产生的声音叫做噪声,噪声的波形杂乱无章;而乐音是物体做规则振动时发出的声音,波形是由规律的。
(2)从环境保护的角度看,噪声是指妨碍人们正常休息、学习和工作的声音,以及对人们要听的声音起干扰作用的声音。
2.声音的强弱等级单位:分贝(dB)。
3.控制噪声的途径和方法
声音传到人耳的三个阶段 控制噪声的位置 控制噪声的方法 常见的具体措施
声源的振动产生声音 声源处 防止噪声产生 禁止鸣笛、禁止大声喧哗、摩托车装消声器
介质传播声音 传播过程中 阻断噪声传播 公路旁装隔音墙、公路两旁植树、关闭门窗
鼓膜的振动引起听觉 人耳处 防止噪声进入人耳 戴耳罩、耳塞
要点提示:
1.乐音有时也会是噪声。如小明在家认真学习,此时窗外播放的音乐妨碍了小明学习,这时候的乐音对于小明就是噪声。
2.噪声监测装备不能控制噪声,只能监测噪声。
3.听觉下限0dB;为保护听力应控制噪声不超过90dB;为保证工作学习,应控制噪声不超过70dB;为保证休息和睡眠应控制噪声不超过50dB 。
1.(2023·江苏徐州·中考真题)制作一组长度不同的PVC管,用胶板拍击管口就能演奏简单的音乐,PVC管发出的声音是由空气 产生的。拍击不同长度的PVC管,发出声音的 不同,由于和其他乐器的材料、结构不同,PVC管发出声音的 不同。
2.(2023·四川凉山·中考真题)智能音箱可以模仿很多动物的声音,该音响主要是模仿声音的 (选填“音调”“音色”或“响度”);休息时,智能音箱可以播放轻音乐舒缓身心但音量不能过大 (选填“音调”、“音色”或“响度”)要适中,以免影响听力。
3.(2023·湖北恩施·中考真题)两位同学通过用棉线连接的“土电话”进行对话。此游戏反映声音可通过 传播,还说明声可以传递 (选填“信息”或“能量”)。
4.(2023·河南·中考真题)箫是我国的一种传统乐器,如图所示、演奏者吹箫时,发出的声音是由于空气柱的 而产生的,演奏者用手指按压不同位置的气孔,是为了改变声音的 。
5.(2023·四川资阳·中考真题)随着城市化进程的加快,噪声污染问题日益凸显。有关噪声及降噪手段,下列说法中正确的是( )
A.建筑工人将噪声较大的机械置于全封闭隔音棚中,是为了在声源处防止噪声产生
B.住户将窗户的普通单层玻璃改用双层真空玻璃,是利用了真空不能传声,阻碍噪声的传播
C.冬奥高铁专列“踏雪无声”采用粒子阻尼减振降噪技术,减小了振动部位的振动幅度,实现在声源处减弱噪声,避免噪声音调过高影响乘车体验
D.噪声是以声波的形式传播的,但只能传递能量,不能传递信息
6.(2023·辽宁鞍山·中考真题)关于声现象的分析,下列说法正确的是( )
A.甲图:拨动伸出桌面的钢尺,钢尺振动的幅度越大,音调就越高
B.乙图:将扬声器对准烛焰,播放音乐,烛焰会跳动,说明声波能传递信息
C.丙图:逐渐抽出玻璃罩内的空气,听到的声音变小,说明声音的传播需要介质
D.丁图:车间的工人佩戴耳罩,是为了阻断噪声的传播
7.(2023·四川绵阳·中考真题)如图甲、乙所示的两幅声音波形,可能是钢琴声音波形或泡沫塑料块刮玻璃时产生的噪声波形。下列判断正确的是( )
A.甲是噪声波形,乙是钢琴声音波形 B.甲是钢琴声音波形,乙是噪声波形
C.甲、乙都是钢琴声音波形 D.甲、乙都是噪声波形
8.(2023·内蒙古兴安盟·中考真题)下列诗句或俗语中蕴含的声学知识正确的是( )
A.“柴门闻犬吠,风雪夜归人”说明声音可以传递能量
B.“闻其声而知其人”主要是根据音色进行判别的
C.“响鼓也要重锤敲”说明物体振动频率越高,响度越大
D.“不敢高声语,恐惊天上人”中的“高声”指的是声音的音调高
1.(2024·河南·一模)如图所示,绷紧在纸盒上的两条橡皮筋粗细不同,用手拨动橡皮筋,橡皮筋由于 产生声音;用相同的力拨动两根橡皮筋,发出的声音的 (选填“响度”“音调”或“音色”)不同。
2.(2024·湖南株洲·一模)唐诗《枫桥夜泊》中的诗句“姑苏城外寒山寺,夜半钟声到客船”在枫桥边客船里的人听到寒山寺的钟声,客船上的人能辨别出传来的是“钟”声,他是根据声音的 来辨别的。声音在传播的过程中,钟声的音调会 。(填“变高”、“不变”或“变低”)
3.(2024·江苏盐城·一模)进入考场的铃声响了,考生们纷纷走进考场,说明声音可以传递 (信息/能量),大家听到的声音是由声源 产生,通过 (填具体介质)传到人耳的。
4.(2024·江西赣州·一模)张飞是大家熟悉喜爱的三国人物之一,有诗赞其曰“长坂桥头杀气生,横枪立马眼圆睁。一声好似轰雷震,独退曹家百万兵。”从物理学角度讲“一声好似轰雷震”是指声音的 大,这声音是由张飞的声带 产生的。
5.(2024·广东珠海·一模)为了庆祝建党100周年,学校在演播厅举办文艺汇报演出。小九同学一听就知道是女生在演唱,这主要是根据声音的 (选填“音调”“响度”或“音色”)来判断的,听到的歌声是通过 传入人耳的。歌声“响彻礼堂”描述的是声音的 (选填“音调”“响度”或“音色”)。
6.(2024·北京东城·一模)关于声的知识及其应用,下列说法正确的是( )
A.声音可以在真空中传播
B.用更大的力敲击同一只鼓可以使音调变高
C.医学上用超声波清除结石利用了声可以传递能量
D.禁止鸣笛是在传播过程中减弱噪声
7.(2024·河南新乡·一模)小华将一根棉线与纸杯底部相连,随后用被水浸湿的纸片摩擦这根棉线(如图),这个过程中小华听到纸杯发出了类似母鸡叫声的声音。关于这个小实验,下列说法正确的是( )
A.小华听到的纸杯发出的声音属于超声波
B.该小实验只能说明物体的振动可以产生声音
C.纸杯发出的声音听起来像母鸡的叫声是根据音色来判断的
D.若只加快纸片摩擦棉线时的速度,则纸杯发出声音的响度会变大
8.(2024·陕西宝鸡·一模)为响应“双减”号召,丰富学生的业余活动,宝鸡市举行了中小学生合唱艺术节,你认为以下四个选项中解释不正确的是( )
A.歌唱者的声音是由其声带振动产生的
B.主持人使用话筒是为了提高其发出声音的音调
C.嘹亮的歌声是通过空气传到现场观众耳中的
D.禁止观众在艺术节会场大声说话是在声源处减弱噪声
9.(2024·江西九江·一模)如图所示,学校音乐节上,一位古琴爱好者正在演奏名曲《高山流水》。下列有关说法不正确的是( )
A.琴声是由琴弦振动产生的
B.琴声通过空气传播到现场观众的耳朵
C.用大小相同的力拨动不同的琴弦,发出琴声的音调不同
D.琴声的响度越大,它在空气中传播的速度越大
10.(2024·山东济南·一模)如图所示,是一款新型智能眼镜,它除了可以当作眼镜外,还可以当作蓝牙耳机。眼镜可将信息传送至镜片,并且允许使用者通过声音控制。耳机贴在颗骨两侧而不是堵塞住耳朵,使用者既可以听到耳机发出的声音,也不影响听到周围环境的声音。下列分析正确的是( )
A.此耳机采用骨传导,是利用了声音在固体中传播得较慢
B.智能眼镜是通过音色来辨别语音指令是否由使用者发出
C.佩戴了这种智能眼镜后,可以很好的在人耳处减弱噪声
D.滑动按键可以实现音量调节,此时改变的是声音的音调
1.如图所示,向暖水瓶中灌开水时,会听到暖水瓶处传来的声音,这是由 振动产生的;有经验的人通过声音的 (选填“音调”或“响度”或“音色”)就知道水是否快满了。
2.如图所示是1987年我国发现了公元前6000年前的一支完整骨笛——贾湖骨笛,它是由丹顶鹤尺骨制成的,上有七个音孔。在吹奏时,笛声是靠空气柱 产生的,当表演者的手指按压不同音孔时声音的 (选填“音调”或“响度”或“音色”)会改变。
3.医生正在用听诊器为病人诊病,如图所示,来自患者的声音通过橡皮管传送到医生的耳朵,减少声音的分散,这样可以提高声音的 (选填“音调”或“响度”)。超声波水雾机利用超声波能将水打散而形成白雾,是因为超声波具有 (选填“信息”或“能量”)。
4.关于声现象,下列说法正确的是( )
A.诗句“不敢高声语,恐惊天上人”中的“高”是指声音的音调高
B.语音智能门禁系统能“辨音识人”,主要是依据声音的音调
C.小区附近“禁止鸣笛”标志牌是在人耳处减弱噪声
D.高速公路两旁的树木是在传播过程中减弱噪声
5.如图所示,将钢尺的一端紧按在桌面上,另一端伸出桌边,拨动钢尺,改变钢尺伸出桌面的长度和拨动钢尺的力度,将钢尺发出的不同声音信号输入示波器,显示的两种不同波形如图甲、乙所示,下列说法中正确的是( )
A.甲波形图的音调比乙低 B.钢尺伸出桌面的长度较长时,对应的是甲波形图
C.甲波形图的响度比乙大 D.用较大的力拨动钢尺时,对应的是乙波形图
6.“爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏”,如图为陕西某地通过敲锣打鼓、舞狮子的方式庆新春。下列有关声现象的说法不正确的是( )
A.爆竹声是由空气振动产生的
B.鼓手敲鼓的节奏越快,声音的响度越大
C.舞狮者能够分辨出锣声和鼓声是因为它们的音色不同
D.令人振奋的锣鼓声也有可能成为噪声
名校预测
1.【答案】 振动 音调
【详解】[1]声音是由物体振动产生的,所以用手拨动橡皮筋,橡皮筋由于振动产生声音。
[2]用相同的力拨动两根橡皮筋,橡皮筋因粗细不同,所以振动的频率不同,发出的声音的音调不同。
2.【答案】 音色 不变
【详解】[1]不同的乐器发出声音的音色不同,故客船上的人是根据声音的音色来辨别出传来的是“钟”声。
[2]音调与发声体的振动频率有关,声音在传播的过程中,振动频率不变,音调不变。
3.【答案】 信息 振动 空气
【详解】[1]进入考场的铃声响了,考生们纷纷走进考场,说明声音可以传递信息。
[2][3]声音是由物体振动产生的,大家听到的声音是由铃的振动产生的,并通过空气传到人耳。
4.【答案】 响度 振动
【详解】[1]从物理学角度讲“一声好似轰雷震”指的声音的强弱,是指声音的响度。
[2]振动产生声音,这声音是由张飞的声带振动产生的。
5.【答案】 音调 空气 响度
【详解】[1]男女声的区别是男声音调低,女声音调高,主要是根据声音的音调来区别男女声。
[2]声音的传播需要介质,听到的歌声是通过空气传入耳朵的。
[3]声音的大小用响度表示,歌声“响彻礼堂”说明声音的响度大。
6.【答案】C
【详解】A.声音的传播需要介质,声音不能在真空中传播,故A错误;
B.用更大的力敲击同一只鼓可以使响度变大,故B错误;
C.医学上用超声波清除结石利用了声可以传递能量,利用超声波的能量将结石击碎,故C正确;
D.禁止鸣笛是在声源处减弱噪声,故D错误。
故选C。
7.【答案】C
【详解】A.纸杯发出的声音人耳能听见,而超声波不能听见,所以小华听到的纸杯发出的声音不属于超声波,故A错误;
B.该小实验能说明物体的振动可以产生声音,还能说明空气可以传声,故B错误;
C.不同的物体发出声音的音色不同,纸杯发出的声音听起来像母鸡的叫声是根据音色来判断的,故C正确;
D.若只加快纸片摩擦棉线时的速度,频率增高,纸杯发出声音的音调会变高,故D错误。
故选C。
8.【答案】B
【详解】A.声音是由物体振动产生的,歌唱者的声音是其声带振动产生的,故A正确,不符合题意;
B.主持人使用话筒是为了提高声音的响度,故B错误,符合题意;
C.声音的传播需要介质,嘹亮的歌声是通过空气传到现场观众耳中的,故C正确,不符合题意;
D.防止噪声污染可以从噪声的产生、噪声的传播及噪声的接收,禁止观众在艺术节会场大声说话是在声源处减弱噪声,故D正确,不符合题意。
故选B。
9.【答案】D
【详解】A.声音是由物体的振动产生的,琴声是由琴弦振动产生的,故A正确,不符合题意;
B.声音在介质中以声波的形式传播,观众听到的美妙音乐是通过空气传播的,故B正确,不符合题意;
C.声音的高低叫音调,音调与频率有关。拨动不同的琴弦,主要引起琴声音调不同,故C正确,不符合题意;
D.声音在同种介质中的传播速度与温度有关,与响度、音调无关。琴声响度越大,它在空气中传播的速度不变,故D错误,符合题意。
故选D。
10.【答案】B
【详解】A.声音可以在固体、液体以及气体中传播,一般情况下,声音在固体中传播速度较大。所以此耳机采用骨传导,是利用了声音在固体中传播得较快。故A错误;
B.不同的人发出的声音的音色不同,因此智能眼镜是通过音色来辨别语音指令是否由使用者发出,故B正确;
C.由于耳机贴在颗骨两侧而不是堵塞住耳朵,使用者既可以听到耳机发出的声音,也不影响听到周围环境的声音。即没有在人耳处减弱噪声,所以不能很好地在人耳处减弱噪声。故C错误;
D.滑动按键,可以调节声音的大小,即可以改变声音的响度。故D错误。
故选B。
名师押题
1.【答案】空气柱 音调
【详解】[1][2]向暖水瓶中灌开水时,声音是由于空气柱振动产生的。随着水面的升高,使空气柱的长度变小,空气柱振动频率升高,从而使声音的音调升高。
2.【答案】振动 音调
【详解】[1][2]一切声音都是由于物体振动产生的,笛声是靠空气柱振动产生的。当表演者的手指按压不同音孔时,改变空气柱的长度,空气柱振动的频率发生变化,因此声音的音调会改变。
3.【答案】响度 能量
【详解】[1]医生用听诊器为病人诊病,是因为声音能传递信息,来自患者的声音通过橡皮管传送到医生的耳朵,橡皮管减少了声音的分散,提高了响度。
[2]声可以传递信息,声可以传递能量,超声波能将水打散而形成白雾,说明超声波具有能量。
4.【答案】D
【详解】A.诗句“不敢高声语,恐惊天上人”中的“高”是指声音的响度大,故A错误;
B.不同发声体发出的声音的音色不同,语音智能门禁系统能“辨音识人”,主要是依据声音的音色,故B错误;
C.小区附近“禁止鸣笛”标志牌防止了噪声的产生,是在声源处减弱噪声,故C错误;
D.高速公路两旁的隔音墙阻碍了噪声的传播,是在传播过程中减弱噪声,故D正确。
故选D。
5.【答案】C
【详解】A.甲波形图的频率比乙波形图的频率高,所以,甲波形图的音调比乙高,故A错误;
B.钢尺伸出桌面的长度较长时,钢尺的振动频率较低,声音的音调较低,对应的是乙波形图,故B错误;
C.甲波形图的振幅比乙波形图的振幅大,所以,甲波形图的响度比乙大,故C正确;
D.用较大的力拨动钢尺时,钢尺的振幅较大,声音的响度较大,对应的是甲波形图,故D错误。
故选C。
6.【答案】B
【详解】A.声音是由物体振动产生的,爆竹声是由空气振动产生的,故A正确,不符合题意;
B.音调跟频率有关,鼓手敲鼓的节奏越快,声音的音调越高,故B错误,符合题意;
C.不同发声体的音色不同,舞狮者能够分辨出锣声和鼓声是因为它们的音色不同,故C正确,不符合题意;
D.令人振奋的锣鼓声如果影响到人的正常工作、学习和生活,也会成为噪声,故D正确,不符合题意。
故选B。
光现象
【思维导图】
【考点扫描】
考点一、光的直线传播
1.光源:自身能够且正在发光的物体叫做光源。
2.光的直线传播:光在同种均匀介质中沿直线传播。
3.光线:通常用一条带有箭头的直线表示光传播的径迹和方向,这样的直线叫做光线。它是人为建立的理想模型,光线实际上是不存在的。
4.现象和应用:①现象:小孔成像、日是和月食、影子等;②应用:手影游戏、激光准直、瞄准看齐、站对看齐等。
5.光速:真空中的光速是宇宙间最快的速度,近似为3×108m/s或3×105km/s。
要点提示:
1.像月亮、宝石、平面镜等物体,本身不能发光,它们看起来很亮是因为有光照射在它们上面反射进入人们的眼睛里,所以它们不是光源。
2.小孔成像所成的像是倒立的实像。像的大小与物距和像距有关。小孔成像时,像与物体的形状相同,与小孔的形状无关。
3.光年:计量长度的单位,指光在真空中沿直线传播一年经过的路程。
4.电磁波在真空中的传播速度和光在真空中的传播速度相同,近似为3×108m/s或3×105km/s。
考点二、光的反射
1.定义:当光射到物体表面时,有一部分光会被反射回去,这种现象叫做光的反射。
2.“一点、二角、三线”:入射点,反射角和入射角,入射光线、反射光线和法线。
3.光的反射定律:在反射现象中,反射光线与入射光线、法线在同一平面内,反射光线、入射光线分别位于法线两侧,反射角等于入射角。让光逆着反射光的方向射向镜面,被反射后就会逆着原来的入射光的方向射出,这表明在光的反射现象中,光路可逆。
4.镜面反射和漫反射区别和联系
(1)镜面反射:一束平行光照射到光滑的镜面上后,会被平行地反射,这种反射叫做镜面反射。
(2)漫反射:凹凸不平的表面会把平行的入射光线向着四面八方反射,这种反射叫做漫反射。
(3)共同点:遵循光的反射定律,光路都是可逆的。
要点提示:
1.入射角是入射光线和法线的夹角,反射角是反射光线和法线的夹角,不要误认为是与反射面的夹角。
2.先有入射角后又反射角,因此只能说反射角等于入射角。当光垂直射向镜面,入射光线、法线和反射光线重合,即入射角为0°,反射角也为0°。
3.从各个方向都能看到发生的是漫反射;刺眼、反光等发生的是镜面反射。
考点三、平面镜成像的特点
1.平面镜成像的原理:光的反射。
2.平面镜成像的特点: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。物体在平面镜里成的像是虚像。
3.平面镜的应用:(1)成像(2)改变光的传播路径
4.球面镜:(1)凸面镜:对光有发散作用,能扩大视野。(3)凹面镜:对光有会聚作用。
要点提示:
1.平面镜所成的像与物体关于镜面对称,像和平面镜中的像左右相反。
2.平面镜所成的像是物体发出(或反射)的光线射到镜面上发生反射,由反射光线的反向延长线在镜后相交而形成的,如图所示S为光点,S’为像。
考点四、光的折射
1.定义:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向一般会发生变化;这种现象叫光的折射现象。
2.光的折射规律:(1)折射光线、入射光线和法线在同一平面内;(2)折射光线和入射光线分居在法线的两侧;(3)当光从空气斜射入其他透明介质中时,折射角小于入射角,当入射角增大时,折射角增大;当光从透明介质斜射入空气中时,折射角大于入射角。(4)当光从空气垂直射入水或其他介质中时,传播方向不变,即折射角=入射角=0°。
3.生活中的折射现象:看水中的物体变浅、海市蜃楼、玻璃砖后的钢笔“错位”等。
要点提示:
1.光从一种介质斜射入另一种介质时,一般会同时发生光的折射和光的反射。
2.反射光线与入射光线在界面的同侧,折射光线与入射光线却在界面的两侧。
3.在光的折射现象中,空气中的角大。
4.由于人的眼睛不是光源,不会发光,所以光只能射入眼睛。在画光路图或判断光路图正误时光线箭头指向人眼。
考点五、光的色散
1.定义:太阳光通过三棱镜后,依次被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光,这种现象叫做光的色散。
2.光的色散说明白光是由色光混合而成的。不同色光的偏折程度不同,红光偏折程度最小,紫光偏折程度最大。
3.色光的三原色:红、绿、蓝;颜料的三原色是红、黄、蓝。
4.物体的颜色:(1)透明物体的颜色由透过它的色光的颜色决定。(2)不透明物体的颜色由它反射的色光的颜色决定。
5.红外线和紫外线的特点及应用:红外线特点:热作用强 ;应用:红外线夜视仪、步枪的瞄准器、电视遥控器;紫外线特点:生理作用强,能杀菌; 作用:紫外线灯灭菌、防伪标志
考点六、实验探究
一、探究光的反射定律
1.实验器材:量角器、可折转的纸板、激光笔、平面镜等。
2.实验装置:
3.设计并进行实验:
(1)纸板与平面镜垂直放置;
(2)为研究三线的空间关系,让入射光线贴着纸板E射到O点,多次向前或向后转动纸板F,观察F在什么位置时,才能在F上找到反射光线;(F向前或向后折,观察到纸板上不能显示反射光线,只有E与F在同一平面时才能在F上找到反射光线)
(3)为研究反射角和入射角的关系,要多次改变入射光线的方向,寻找反射光线的位置,实验中每次都要测量并记录入射角和反射角的大小。
要点提示:
1.硬纸板显示光路(纸板表面应较粗糙,发生漫反射,便于从各个方向观察),可翻折是探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。
2.实验数据中反射角与入射角不等的原因:可能误把入射光线(或反射光线)与平面镜的夹角当作入射角(或反射角);
3.“光路可逆”的判定:让光线逆着原来的反射光线的方向入射,观察到反射光线与原来的入射光线重合;
二、探究平面镜成像特点
1.实验器材:两支相同的蜡烛A/B、薄玻璃板、玻璃板支架、白纸、光屏、刻度尺等。
2.实验装置:
3.设计并进行实验:
(1)在水平桌面上铺上白纸,将玻璃板竖立在白纸的中间位置,记下玻璃板的位置;
(2)将蜡烛A点燃,放在玻璃板的一侧,用另一支未点燃的蜡烛B在玻璃板的另一侧移动,直至蜡烛B与A的像完全重合,在纸上记下蜡烛A、B的位置。改变蜡烛A的位置,重复上述操作;
(3)要探究像的虚实,应移去蜡烛B,在其位置放置光屏,直接观察光屏上是否有像;
(4)用刻度尺测量蜡烛A、B到玻璃板的距离,观察蜡烛A、B连线与玻璃板的位置关系。
要点提示:
1.所用的科学方法:等效替代法。
2.测量的实验数据中像距和物距不相等的原因:①没有正确测量;②玻璃板没有与水平桌面垂直放置;③玻璃板有一定厚度;④玻璃板后的蜡烛没有与像完全重合;⑤实验过程中玻璃板改变了位置。
3.玻璃板厚度的计算:根据像距等于物距,计算实际测量值的差值。
4.在玻璃板所在的平面内移动玻璃板:所成像的位置不变化。
5.实验改进:选用棋子替代蜡烛的目的是棋子成像稳定,便于观察。选用方格纸代替白纸的目的是方便直接比较像距与物距的大小关系。
1.(2023·辽宁鞍山·中考真题)在雨后有时能看到五颜六色的彩虹,彩虹是光的 现象;彩色电视机屏幕上多彩的画面是由红、 、蓝三种色光混合而成的;光在真空中的传播速度为 。
2.(2023·四川绵阳·中考真题)如图甲所示,塔式太阳能电站把地面上多个平面镜反射的太阳光汇聚到塔顶,从而利用太阳能发电。如图乙所示,某塔式太阳能电站的一块平面镜在塔的东边,下午某时刻,从西向东的太阳光以与水平方向成70°角射向这块平面镜,反射光线与水平方向成30°角,则反射角的度数是 ,平面镜与水平方向的夹角度数是 。
3.(2023·山东烟台·中考真题)“让我们荡起双桨,小船儿推开波浪,海面倒映着美丽的白塔,四周环绕着绿树红墙……红领巾迎着太阳,阳光洒在海面上,水中鱼儿望着我们,悄悄地听我们愉快歌唱。”这是一首耳熟能详的歌曲,其中,看到“倒映的白塔”属于光的 现象;墙是“红色的”,是因为墙壁能够 (选填“反射”或“吸收”)红色光;水中鱼儿看到的“我们”是 (选填“实像”或“虚像”)。
4.(2023·内蒙古呼和浩特·中考真题)当代中国,技术日新月异,无人机已经走进千家万户。当一架无人机掠过水面时,岸边的人可以在水中看到无人机的倒影,其成像光路图正确的是 (选填图1“甲”或“乙”或“丙”或“丁”);在水中潜游的人可以看到无人机的像,其成像光路图正确的是 (选填图2“A”或“B”或“C”或“D”);两次所成的像 (选填“前虚像后实像”或“前实像后虚像”或“都是虚像”或“都是实像”)。
5.(2023·江苏泰州·中考真题)如图所示,一只水鸟站在水中觅食,图中的黑影是由于光的 形成的,倒影是因光的反射形成的 像,且倒影看起来要“暗”一些,是因为有一部分光在水面处发生了 而进入水中,人能从不同角度看见水鸟是由于光照射在鸟身上发生了 。
6.(2023·江苏南京·中考真题)下列现象中,由于光的反射形成的是( )
A.树荫下的圆形光斑
B.水中倒影
C.手影
D.铅笔在水面处弯曲
7.(2023·湖南娄底·中考真题)许多优美的诗词是对生活和自然现象的生动描述,也与物理知识有着紧密联系。下列诗词中涉及的物理知识正确的是( )
A.“一石击破水中天”,“天”是由光的折射形成的虚像
B.“映日荷花别样红”,“荷花”呈红色是由于它能吸收红光
C.“水皆缥碧,千丈见底,游鱼细石,直视无碍”,“游鱼细石”是由光的折射形成的虚像
D.“起舞弄清影,何似在人间”,“影”是由光的反射形成的虚像
8.(2023·四川遂宁·中考真题)阳光明媚的周末,不少市民到鹭栖湖游玩。湖畔盛开着五颜六色的鲜花,大树拖着长长的影子,几只白鹭从平静的湖面轻快掠过,水中的鱼儿欢快嬉戏。下列对此情景的解释正确的是( )
A.树荫下的圆形光斑是光的直线传播形成的实像
B.白鹭在湖中的倒影是光的折射形成的虚像
C.看见水中的鱼儿是光的反射形成的实像
D.鲜花五颜六色是因为阳光在鲜花表面发生色散现象
9.(2023·甘肃武威·中考真题)小林到兰州游玩,下列他看到的光现象描述及分析正确的是( )
A.高大挺拔的黄河楼与水中倒影交相呼应,倒影的形成是光的折射现象
B.晚上的奥体中心玫瑰体育场变幻出不同颜色,是光的色散现象
C.白天看到白塔山标志性建筑——白塔,是光的反射现象
D.看到倒垂在清澈黄河水中柳树树枝被“折断”,是光的反射现象
10.(2023·江苏南京·中考真题)图中,小明的眼睛在C处,图示是小明刚好看到水中杯底硬币的A端的光路,在图中用箭头标明光的传播方向;向杯中缓慢注水,在图中画出小明刚看到硬币B端时水面的位置。
11.(2023·山东菏泽·中考真题)室内有一吸顶灯S,人从平面镜MN中能够看到吸顶灯。请在图中画出人眼A经平面镜MN看到吸顶灯的完整光路图。
12.(2023·山东日照·中考真题)一个底面镀银的球冠形玻璃球放置在水平桌面上,其横截面如图所示。一条光线从玻璃球冠上表面的M点通过球心O射到球冠的底面N点。虚线PN为底面AB的法线。画出该光线经底面AB反射后在球冠形玻璃球内外的光路图。
13.(2023·江苏淮安·中考真题)在“探究光的反射规律”实验中,平面镜水平放置于桌面上,、是两块可以绕接缝翻折的白色硬纸板。
实验次数 1 2 3
入射角
反射角
(1)如图甲所示,白色硬纸板应当 立在平面镜上;
(2)让一束光紧贴纸板沿方向射向镜面上的点,在纸板上呈现反射光束,然后将纸板绕向前或向后翻折,在纸板上看不到反射光束,这表明反射光线、入射光线和法线在 ;
(3)多次改变入射光的方向并描绘光的传播路径,用量角器量出每组反射角与入射角的大小并记入表格,可得结论:反射角与入射角大小 ;
(4)当反射光与入射光夹角为时,入射角为 。若入射光束绕点顺时针旋转,将观察到反射光束在平面镜中所成的像绕点 时针旋转;
(5)如图乙所示,一束光经水平放置的平面镜反射后在天花板上形成光斑,水平向右移动平面镜,观察到光斑位置的变化情况是 。
14.(2023·海南·中考真题)小海用如图所示的实验装置探究平面镜成像特点:
(1)以下是小海设计的实验方案,请帮他把设计理由填写完整;
①将一张白纸平铺在桌面上,玻璃板竖直放置在纸上。将蜡烛A点燃后竖立在玻璃板前面,透过玻璃板观察其另一侧的像。用玻璃板替代平面镜是便于观察像的 ;
②将与A完全相同、未点燃的蜡烛B放到玻璃板后面与像重合,比较像与蜡烛的大小关系。这里采用的探究方法是 (选填“等效替代法”或“控制变量法”);
③在白纸上描出蜡烛A、B和玻璃板的位置,用刻度尺量出蜡烛A、B到玻璃板的距离。
(2)实验中,蜡烛A靠近玻璃板时,蜡烛B需 玻璃板(选填“靠近”或“远离”),才能与像重合;
(3)实验证明,平面镜成像的特点: (写出一点即可)。
1.(2024·河北唐山·一模)雨后晴朗的夜晚,为了不踩到积水,人们根据生活经验判断,地上发亮的是水,这是因为地上小水坑的水面发生了 (选填“镜面反射”或“漫反射”)。我们在地上看到自己的影子,这是光的 现象。
2.(2024·四川广元·二模)生活中有很多光现象,如雨过天晴,我们抬头可以看到空中的彩虹,这是光的 现象;低头可以看到树下的圆斑,这是光的 形成的。
3.(2024·河北廊坊·一模)小明将一枚硬币放在碗的底部,眼睛在A处恰好看不到它(如图)。但沿碗壁缓缓向碗中加水,小明在A处会看到硬币,这是属于光的 。当他站在竖直的平面镜前1.5m处,并以0.5m/s的速度向平面镜走近2s后,他与镜中像的距离是 m。
4.(2024·江苏南京·模拟预测)如图,小华站在平面玻璃制的地铁安全门外候车,小华与安全门的距离为,安全门后的墙壁上明亮的灯箱使小华能 (选填“更清晰”或“更不清晰”)的观察到她的像;若小华向安全门走近,则她与像的距离为 ;小华远离安全门,则她在安全门中成的像 (选填“变小”“变大”或“不变”);若安全门向两侧打开,则小华在安全门中成的像位置 (改变/不改变)。
5.(23-24九年级下·江苏宿迁·阶段练习)如图所示的光现象中,由于光的折射形成的是( )
A.水中的倒影 B.人透过水球成像
C.树荫下的圆形光斑 D.日食现象
6.(2024·湖北黄石·一模)如图是鲁迅先生在《社戏》中所描写的“乌篷船”,它小巧灵活穿梭在水道阡陌纵横的水乡——绍兴。根据图中所提供的信息,下列分析正确的是( )
A.小桥在水中的倒影是由光的反射所成的虚像
B.船篷能阻挡阳光中的红外线对船舱中人的伤害
C.船桨在水面处好似折断了,是光折射形成船桨的实像
D.岸上的树在地面形成影子其原理与平面镜成像原理相同
7.(2024·北京·模拟预测)一束单色光从空气斜射入玻璃中的情境如图所示。下列说法正确的是( )
A.AO是入射光,OB是反射光 B.BO是入射光,OC是折射光
C.是入射角,是反射角 D.光若沿CO入射,将沿OA射出
8.(2024·天津津南·一模)如图所示,发光点S发出一条射向平面镜的光线,在平面镜上发生反射,反射光线经过P点。如图所示是确定入射点O及像点S位置时所作的光路图,图中的数字序号表示的是作图过程中的先后次序,其中作图次序正确且图线使用规范的是( )
A. B.
C. D.
9.(2024·广东惠州·一模)甲图是渔民叉鱼的场景;图乙所示的A、B两个位置,一个代表鱼的实际位置,请作出人看到水中鱼的光路图,并用i标出入射角。
10.(2024·湖北黄石·一模)古诗词蕴含着很多光学知识,唐代诗人储光羲在《钓鱼湾》中写道“潭清疑水浅”,如图所示A是水底某点,请你完成人眼看到水底A点变浅的光路图。
11.(2024·陕西商洛·一模)如图-1所示,小明同学在做“探究平面镜成像特点”的实验时,选择的实验器材有:一张白纸、一块玻璃板、刻度尺、铅笔、大小完全相同的蜡烛(两根)。首先将白纸平放在水平桌面上,再将玻璃板立在白纸上,在玻璃板前放置点燃的蜡烛A,然后在玻璃板后放置未点燃的蜡烛B,并移动蜡烛B直到和蜡烛A的像完全重合。
(1)小明在移动蜡烛B时,眼睛应在玻璃板放有蜡烛A的一侧,观察到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,这说明了 ;
(2)小明在实验过程中,如果只将玻璃板竖直向上提升10cm,那么蜡烛在玻璃板中的像 (选填“上移10cm”“下移10cm”或“位置不变”);
(3)实验中当蜡烛B和蜡烛A的像完全重合后,移去蜡烛B,取一个光屏放在蜡烛B所在的位置,发现光屏上不能看到蜡烛A的像,说明平面镜所成的像为 像;
(4)若将蜡烛A立在水平桌面上,点燃蜡烛观察发现:玻璃板中蜡烛A的像偏低且倾斜。你认为在图-2所示的①、②、③三幅图中, 图是产生以上实验现象的原因。
12.(2024·山东·一模)小红做“探究光的反射定律”实验。
(1)如图所示,表面粗糙的纸板EF应 立在水平平面镜M上;
(2)让一束光AO紧贴纸板E射向镜面上的O点,纸板F上呈现出反射光束,此时入射角是 (填具体数值)。小红能从不同方向看到纸板E上的光束,是因为发生了 反射;
(3)以ON为轴,把纸板F向后翻折,纸板F上反射光束消失。由此可初步得出:反射光线、入射光线和法线 ;
(4)为了探究反射角与入射角的大小关系,应进行的操作是 ;
A.改变纸板与平面镜之间的夹角
B.多次改变入射角的大小
C.将入射光AO紧贴纸板F射向镜面上的O点
1.天上的白云映在湖水中,煞是美丽,它是由于光的 形成的;水里的鱼儿游来游去,岸上的人看到水里的鱼是 折射形成的。(填“光从空气射入水中”或“光从水中射入空气”)
2.雨过天晴,通过地面上一层薄薄的积水可以看到建筑物在水中美丽的倒影,如图所示。倒影是由于光的 形成的像,像的大小与建筑物的大小 。
3.如图所示为光在空气和玻璃的分界面上发生反射和折射的情况,由图可判断,空气在分界面的 侧,反射角等于 。(填“上”、“下”、A/N“左”或“右”)
4.下列有关光现象的说法,正确的是( )
A.图甲:手影是由于光的直线传播所成的虚像
B.图乙:阳光下,利用太阳灶可以把水烧开,这是利用凹面镜对光有会聚作用
C.图丙:晚上可以看到自行车尾灯“发光”,说明自行车尾灯是光源
D.图丁:岸上的小猫看到的鱼是由于光的折射所成的实像
5.关于光现象下列说法正确的是( )
A.“起舞弄清影”,影子的形成是光的反射现象
B.“潭清疑水浅”,水变浅是光的直线传播现象
C.“池水映明月”,水中有明月是光的折射现象
D.“对镜贴花黄”,镜中的人像是光的反射现象
6.如图,罗庄道德广场清澈池塘底部有一石块A,站在岸边的小强(假设小强的眼睛在C处)看到石块在B处(图中用虚线连接),请画出小强看到石块A的光路图(标明入射光线和折射光线)。
7.小明用如图所示的装置进行“探究平面镜成像的特点”实验。
(1)该实验选用 (选填“平面镜“或“薄玻璃板”),目的是 ;
(2)实验时,在像的位置放置一光屏,光屏上 (选填“能”或“不能”)呈现蜡烛的像。因为该像是由于光的 (选填“直线传播”“反射”或“折射”)形成的 (选填“实”或“虚”)像;
(3)如图乙所示,改变蜡烛A的位置,进行三次实验。用直线将物和相应的像的位置连接起来,可以得出结论: ;用刻度尺分别测出像和物到镜面的距离,可以得出结论: 。
名校预测
1.【答案】 镜面反射 直线传播
【详解】[1]雨后晴朗的夜晚,月光照在小水坑的水面上发生镜面反射,月光照在地面上发生漫反射,由于镜面反射后进入眼睛的光线强,漫反射后进入眼睛的光线弱,所以地上发亮的是水。
[2]我们在地上看到自己的影子,是光的直线传播形成的。
2.【答案】 色散 直线传播
【详解】[1]雨后美丽的彩虹是太阳光经过雨滴的色散形成的七色光带,其实质是光的折射。
[2]树下的圆斑,是小孔成像,成的太阳的像,是由于光沿直线传播形成。
3.【答案】 折射 1
【详解】[1]当沿碗壁缓缓向碗中加水时,硬币反射的光会从水中斜射入空气中从而发生折射,当折射光线进入人眼时,人眼逆着折射光线看去,看到的便是由于光的折射而形成的虚像(虚像的位置比物体的实际位置偏高),所以小明在A处也能看到硬币的虚像,这是利用了光的折射。
[2]已知此人距离平面镜1.5m,由题意可知,他以0.5m/s的速度面镜时,2s后走的路程为
s=vt=0.5m/s×2s=1m则此时它与平面镜的距离为
1.5m-1m=0.5m因为平面镜成像的特点是像距等于物距,此时像到平面镜的距离也为0.5m,则人和像的距离为
0.5m+0.5m=1m
4.【答案】 更不清晰 1 不变 不改变
【详解】[1]安全门后的墙壁上明亮的灯箱,使物体和环境对比度较小,小华不能清晰的观察到她的像。
[2]小华站在平面镜制的地铁安全门外候车,小华与安全门的距离为1m,小华向安全门走近0.5m,她与安全门的距离为0.5m,她的像到安全门的距离也是0.5m,则她与像的距离为
0.5m+0.5m=1m
[3]物像大小相等,小华远离安全门,则她在安全门中所成的像大小不变。
[4]物像连线与镜面垂直,安全门向两侧打开,则小华在安全门中所成的像位置不会发生改变。
5.【答案】B
【详解】A.水中的倒影属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故A不符合题意;
B.人透过水球成像,属于凸透镜成像,是由于光的折射形成的,故B符合题意;
C.树荫下的圆形光斑属于小孔成像,是由于光的直线传播形成的,故C不符合题意;
D.日食现象是由于光的直线传播形成的,是因为月球挡住了太阳射向地球的光线,故D不符合题意。
故选B。
6.【答案】A
【详解】A.小桥在水中的倒影属于平面镜成像,是由光的反射所成的虚像,故A正确;
B.船篷能阻挡阳光中的紫外线对船舱中人的伤害,故B错误;
C.船桨在水面处好似折断了,是光折射形成船桨的虚像,故C错误;
D.岸上的树在地面形成影子其原理与平面镜成像原理不同,影子成像原理是光的直线传播,平面镜成像是光的反射,故D错误。
故选A。
7.【答案】B
【详解】AB.光的反射现象中,反射光线和入射光线分居法线两侧;光的折射现象中,折射光线和入射光线分居法线两侧;所以,BO为入射光线,OA为反射光线,OC为折射光线,故A错误,B正确;
C.、都是光线与分界面的夹角,不是入射角或反射角,故C错误;
D.根据光路可逆原理可知,光若沿CO入射,将沿OB射出,故D错误。
故选B。
8.【答案】C
【详解】①首先过镜面作出点光源S的对称点S′,即为S在平面镜中的像,②连接S′P与镜面交于O点(注意S′O用虚线,且S′O不是光线,不能用箭头),即为入射点(反射点),OP为反射光线,连接SO即为入射光线,如图所示:
故选C。
9.【答案】见解析
【详解】人之所以能看到水中的鱼,是由于鱼反射的光线经水面折射后进入人眼,结合光的折射规律可判断B为人眼看到鱼的虚像,A是鱼的实际位置,所以直接连接眼睛与B,再连接A和入射点即为入射光线,法线与入射光线之间的夹角为入射角,如图所示:
10.【答案】见解析
【详解】人看到池底变浅是由于从池底射出的光线由水进入空气时,在水面上发生折射,且折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼会逆着折射光线的方向看去,就会觉得池变浅了。A'点是人看到的A的像,反向延长入射光线AO' 的折射光线O'A',再连接OA',连线与界面的交点为入射点O,则O点与人眼的连线为折射光线,如图所示
11.【答案】 像与物体大小相等 位置不变 虚 ③
【详解】(1)[1]小明在移动蜡烛B时,眼睛应在玻璃板放有蜡烛A的一侧,观察到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,这说明了像和物体大小相等。
(2)[2]小明在实验的过程中,如果只将玻璃板竖直向上提升10cm,蜡烛到玻璃板的距离不变,所以蜡烛的像到玻璃板的距离也不变,则像的位置不变。
(3)[3]光屏能承接到实像,不能承接到虚像,而物体在平面镜中成虚像,故光屏上不能看到蜡烛的像,是因为平面镜所成的像是虚像。
(4)[4]实验时平面镜必须要竖直放置,如果不是竖直,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,由图可知,①图平面镜竖直放置,像不会出现偏低的情况,②、③平面镜没有竖直放置,分别作出蜡烛A关于平面镜的对称点可知,乙图③平板玻璃中蜡烛A的像偏低且倾斜,如下图:
故①②不符合题意,③符合题意。
12.【答案】 竖直 60° 漫 在同一平面上 B
【详解】(1)[1]实验前,应将纸板竖直立于水平平面镜上,此时纸板与平面镜垂直,这样反射光线才可以在硬纸板上呈现。
(2)[2]由图可知,入射光线AO的法线是ON,入射角为入射光线与法线之间的夹角,则光线AO的入射角大小为
[3]小红能从不同方向看到纸板上的光束,是因为光发生了漫反射,反射光线从不同方向射出。
(3)[4]反射光线与入射光线分居在法线的两侧,接着将纸板F绕ON向后翻折,则呈现反射光线的F板和呈现入射光线的E板不在同一平面内,所以在F板上不能看到反射光,但此时反射光线的位置不发生变化,反射光线、入射光线和法线仍然在同一平面内。
(4)[5]为了探究反射角与入射角大小的关系,应该多次改变入射角的大小并测量对应的反射角,以得出普遍规律。故选B。
名师押题
1.【答案】 反射 光从水中射入空气
【详解】[1]平静的水面上白云的倒影,属于平面镜成像,是光的反射现象。
[2]光从水中射入空气时发生折射,折射角大于入射角,折射光线向水面偏折;我们看到的水中的鱼,是由光的折射形成的虚像,在折射光线的反向延长线上,由于折射光线向水面偏折,折射光线相对于入射光线位置升高了,因此看到的水中的鱼位置比实际位置浅。
2.【答案】 反射 相等
【详解】[1][2]通过地面上一层薄薄的积水还可以看到建筑物的倒影,是平面镜成像现象,平面镜成像应用的光的反射,平面镜成的像的大小与建筑物的大小相等。
3.【答案】左 60°
【详解】[1][2]由光的反射定律可知,反射光线和入射光线在同一平面内,并且反射角等于入射角,由图可知
∠POC=90°-30°=60°
∠AOP=90°-30°=60°所以
∠POC=∠AOP
所以PQ是法线,MN是界面。又因为折射光线和入射光线分居在法线的两侧,所以CO是入射光线,OA是反射光线,OB是折射光线。因为光线从空气斜射入其它透明介质中,折射角小于入射角,可以判断分界面的左侧是空气。
4.【答案】B
【详解】A.沿直线传播的光被不透明的手挡住,在后面的屏(墙)上光线照不到的地方形成影子,不是虚像,故A错误;
B.太阳灶利用凹面镜对光有会聚作用,因此可以把水烧开,故B正确;
C.自行车尾灯自身不能发光,是反射光,不是光源,故C错误;
D.水中的鱼,其实看到的是鱼的虚像,是由于光的折射形成的,故D错误。
故选B。
5.【答案】D
【详解】A.影子是光线经过不透明物体时被遮挡形成的,属于光的直线传播,故A错误;
B.水变浅是光从水中斜射入空气中在水面发生了偏折,折射光线远离法线,人眼逆着折射光线观察时,感觉水变 了,故属于光的折射现象,故B错误;
C.水中有明月是平面镜成像,属于光的反射现象,故C错误;
D.镜中的人像是平面镜成像,属于光的反射现象,故D正确。
故选D。
6.【答案】见解析
【详解】来自A的光线斜射向水面时会发生光的折射,折射角大于入射角,人逆着折射光线看到的是A的虚像,即B点;连接眼睛C点和B点,与水面的交点即为入射点O;则AO为入射光线,OC为折射光线,如图所示:
7.【答案】 薄玻璃板 便于确定像的位置 不能 反射 虚 平面镜所成的像和物体的连线与镜面垂直 平面镜成的像和物体到平面镜的距离相等
【详解】(1)[1][2]厚玻璃板两个反射面成两个相距较远的像,不易确定像的位置;而通过平面镜不能看到后面的物体,故该实验选用薄玻璃板,目的是便于确定像的位置。
(2) [3][4][5]平面镜成的像属于光的反射,实验时,在像的位置放置一光屏、光屏不能呈现蜡烛的像。因为该像是由于光的反射形成的虚像。
(3)[6][7]由图乙知道,改变蜡烛A的位置,进行三次实验。用直线将物和相应的像的位置连接起来,可以得出结论:平面镜所成的像和物体的连线与镜面垂直;用刻度尺分别测出像和物到镜面的距离,可以得出结论:平面镜成的像和物体到平面镜的距离相等。
透镜及其应用
【思维导图】
【考点扫描】
考点一、透镜
1.分类
(1)凸透镜:中间厚、边缘薄的透镜叫做凸透镜。
(2)凹透镜:中间薄、边缘厚的透镜叫做凹透镜。
2.主光轴和光心
(1)主光轴:透镜上通过球心的直线C1C2叫做主光轴,简称主轴。
(2)光心:每个透镜主轴上都有一个点,凡是通过该点的光,其传播方向不变,这个点叫光心。
3.透镜对光的作用
凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用。光路图如图所示:
4.焦点和焦距
(1)凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点,这个点叫做焦点,用F表示;凹透镜能使平行于主光轴的光发散,这些发散光线的反向延长线相交于主光轴上的一点,这一点不是实际光线会聚而成的,叫做虚焦点,也用F表示。
(2)焦点到光心的距离叫做焦距,用f表示。
5.三条特殊的光线
平行于主光轴 过焦点 过光心
凸透镜 平行于主光轴的光经凸透镜后,将会聚在焦点上。 过焦点的光,通过凸透镜后,平行于主光轴射出。 通过光心的光线,其传播方向不改变。
凹透镜 平行于主光轴的光经凹透镜折射后,反向延长线将交于异侧虚焦点上。 入射光线的延长线相交于虚焦点,通过凹透镜后,平行于主光轴射出。 通过光心的光线,其传播方向不改变。
要点提示:
1.凸透镜对光线有会聚作用,并不一定会聚到一点上,而是指光线通过凸透镜折射后,折射光线比原来的入射光线沿原来方向更靠近主光轴。
2.凹透镜对光线有发散作用,并不一定都会得到发散光线,而是指光线通过凹透镜折射后,折射光线比原来的入射光线沿原来方向更偏离主光轴。
3.测焦距的方法:用凸透镜正对太阳,调整凸透镜到纸的距离,使纸上形成最小、最亮的光斑,那么这个光斑在凸透镜的焦点上,用刻度尺测量光斑到透镜光心的距离即为凸透镜的焦距。
4.凸透镜焦距的大小表示其会聚能力的强弱,焦距越小,会聚能力越强。表面越凸,焦距越短,会聚能力越强。
考点二、探究凸透镜成像规律
1.实验器材:蜡烛、凸透镜、光屏、光具座等。
2.设计实验并进行实验:(1)焦距的测量:如图所示,用平行光正对凸透镜照射,来回移动光屏,当光屏上出现最小、最亮的光斑时,凸透镜光心到光斑的距离就是焦距;
(2)点燃蜡烛,调整凸透镜和光屏的高度,使它们的中心与烛焰的中心在同一高度;
(3)实验中,保持凸透镜的位置不动,通过改变蜡烛的位置,来回移动光屏,使光屏上呈现最清晰的像,记录每次物距、像距、像的特点及蜡烛移动过程中像的变化情况;
(4)观察虚像时,人眼应在透镜的另一侧透过凸透镜观察。
3.实验结论
物距 光路分析图示 像距 成像特点 像与物相对透镜的位置 应用
倒立、缩小的实像 异侧 照相机
倒立、等大的实像 异侧 测焦距
倒立、放大的实像 异侧 投影仪 幻灯机
正立、放大的虚像 同侧 放大镜
巧记:一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小;虚像正立同侧,实像倒立异侧;成实像时,物远像近像变小,物近像远像变大;成虚像时,物远像远像变大。
要点提示:
1.调整烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度,是为了使像成在光屏的中央。
2.用发光二极管组成特定的形状(如“F”形),代替烛焰作为光源进行实验,好处是光源稳定,且便于全面分析所成像的正、倒。用方格纸代替白纸作为光屏,便于分析成像的大小;
3.蜡烛燃烧变短时的现象及处理:蜡烛燃烧变短时,光屏上的像会向上移动,此时将蜡烛向上移动,或将光屏向上移动,或将凸透镜和光屏同时向下移动;
4.在光屏上找不到像的原因:物距小于或等于一倍焦距,物距稍大于一倍焦距导致像距太大超出光具座的范围,烛焰、凸透镜、光屏三者中心不在同一高度;
5.若凸透镜的一部分被遮住,光屏上仍会得到完整的像,但像的亮度变暗;
6.光屏上成清晰的像时,物与光屏位置互换,光屏上仍能成清晰的像,原因是光路可逆;
7.成实像时,在凸透镜前加一片透镜后在光屏上重新成像:若加凸透镜,需将物体或光屏靠近凸透镜;若加凹透镜,需将物体或光屏远离凸透镜。
考点三、生活中的透镜及应用
1.照相机:镜头相当于凸透镜,来自物体的光经过照相机镜头后会聚在胶片上,成倒立、缩小的实像。
2.投影仪:镜头相当于凸透镜,来自投影片的光通过凸透镜后成像,再经过平面镜改变光的传播方向,使屏幕上成倒立、放大的实像。
3.放大镜:成正立、放大的虚像。
4.显微镜:物镜焦距较短,物体通过它成倒立、放大的实像(像投影仪的镜头);目镜焦距较长,物镜成的像经过它成放大的虚像(像放大镜)。
5.望远镜:(开普勒望远镜)物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像,目镜的作用相当于一个放大镜,用来把这个像放大。
6.实像和虚像:实像是由实际光线会聚而成的,能用光屏承接。虚像不是实际光线会聚而成的,而是实际光线的反向延长线的交点,不能用光屏承接。
要点提示:
1.照相机的镜头相当于一个凸透镜,暗箱中的胶片相当于光屏,我们调节调焦环,并非调焦距,而是调镜头到胶片的距离,物离镜头越远,胶片就应靠近镜头。
2.无论是实像还是虚像,都能用眼睛看到,也都能用相机排成照片。
考点四、眼睛和眼镜
1.近视眼、远视眼及其矫正
近视眼 远视眼
特点 只能看清近处的物体 只能看清远处的物体
成因 晶状体变厚,折光能力太强 晶状体变薄,折光能力太弱
成像位置 视网膜前 视网膜后
矫正方法 佩戴凹透镜 佩戴凸透镜
矫正原理 凹透镜使光线发散,折射后光线会聚在视网膜上 凸透镜使光线会聚,折射后光线会聚在视网膜上
规律总结 近厚前凹,远薄后凸
2.眼镜的度数:
(1)焦度:透镜的焦距越短,折光本领越大,透镜焦距的倒计时叫透镜焦度。用φ表示即:
(2)焦距以米为单位时,焦度的单位是屈光度。眼镜度数是屈光度数乘以100。如焦距为1/5m的凸透镜,焦度为5屈光度,用它做成的远视镜片为+500度。
(3)度数:远视镜的度数为正数,近视眼的度数为负数。
1.(2023·湖北襄阳·中考真题)西汉时期的《淮南万毕术》中,记载有“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生。”其中“削冰令圆”是把冰削成 透镜;“以艾承其影”是把“艾”(易燃物)放在透镜的 上。
2.(2023·青海西宁·中考真题)眼睛是心灵的窗户,眼睛成像的原理与 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)成像的原理相同。青少年如果长时间使用电子产品,缺乏户外活动,就可能患上近视,近视眼应该用 透镜进行矫正。
3.(2023·四川遂宁·中考真题)疫情防控期间,为了控制外来人员出入小区,遂宁很多小区装备了人脸识别系统(如图所示)。其中摄像机可以自动将镜头前0.4m处的人脸拍摄成数码照片,则摄像机镜头的焦距应小于 (m),该镜头与 眼镜属同一类透镜。
4.(2023·山东枣庄·中考真题)用冰取火,似乎不可思议,但这绝非传。据晋代张华的《博物志》记载,我国古代就把冰块制成透镜,利用透镜对光的 作用将物体点燃,如图所示。此类透镜应用非常广泛,用它制作的眼镜片可以用来矫正 眼;照相机的镜头也相当于这类透镜,用照相机拍照时,胶片上形成 (填像的性质)。
5.(2023·湖南怀化·中考真题)智能手机扫码功能可快速获取信息,手机摄像头相当于 (选填“凸透镜”或“凹透镜”);二维码通过摄像头在手机中所成的是 (选填“实”或“虚”)像。图乙,蜡烛恰好在光屏上成清晰的像,此时光屏上可观察到倒立 (选填“放大”或“缩小”)的 (选填“实”或“虚”)像,生活中的应用是 (选填“投影仪”或“照相机”)。
6.(2023·四川资阳·中考真题)小明同学找来一个薄壁圆柱形玻璃杯,并将画有箭头的白纸靠在玻璃杯后,观察结果如图甲所示。向杯中加水,使得水面高过箭头位置,透过玻璃杯观察纸上的“箭头”;将白纸逐渐远离杯子的过程中,依次观察到情景可( )
A.丁、乙、丙 B.乙、丙、丁 C.丙、丁、乙 D.丁、丙、乙
7.(2023·山东日照·中考真题)某兴趣小组开展“创新服务生活,科技改变未来”的科技创新活动,模拟制作一款“智能”行驶玩具车。该玩具车利用车载传感器(摄像头、雷达)采集生成道路特征数据,完成“自动”驾驶。作为传感器之一的摄像头,下列说法正确的是( )
A.摄像头的镜头是凹透镜
B.遇障碍物时,要想生成更大的像,镜头应该向前伸
C.摄像头成的像是正立的虚像
D.成像时障碍物位于镜头的两倍焦距以内
8.(2023·湖北省直辖县级单位·中考真题)如图是近视眼及其矫正的光路图,下列说法不正确的是( )
A.近视眼的成像原理和小孔成像的原理相同
B.近视眼看远处的物体,像成于视网膜前
C.近视眼用凹透镜矫正
D.为预防近视,读写时眼睛与书本的距离应保持在25cm左右
9.(2023·湖南郴州·中考真题)如图所示,烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度,该凸透镜的焦距为10.0cm,凸透镜的位置保持不变。以下说法正确的是( )
A.当蜡烛放在图中A区域时,光屏应放在图中D区域才可能呈现清晰的像
B.蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时,所成的像会逐渐变小
C.若无论怎么移动光屏,在光屏上都找不到像,则蜡烛可能放在图中B区域
D.若光屏上要得到一个放大的像,则蜡烛应该放在图中C区域
10.(2023·湖北宜昌·中考真题)小华用弹性膜充水制作了一个水凸透镜,通过注射器注水或抽水改变透镜的厚度,如图是他用其模拟眼睛看物体的实验装置。模拟正常眼睛时,固定透镜,将一个F形光源放在合适的位置后,调节光屏得到清晰的像,下列说法正确的是( )
A.此时光源放在透镜2倍焦距以内
B.此时光屏上成倒立放大的实像
C.光源远离透镜时,要将光屏靠近透镜才能再次得到清晰的像
D.模拟近视眼的成因时需要从透镜向外抽水
11.(2023·辽宁朝阳·中考真题)某实验小组在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)实验前要调整烛焰、透镜和光屏的中心大致在 ,目的是使像成在光屏的中央。
(2)移动蜡烛和光屏到如图所示位置,光屏上出现了烛焰清晰的像(像未画出),生活中的 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是这一成像原理的应用。
(3)实验过程中,小明同学不小心用手指指尖触摸到了凸透镜,这时光屏上 (选填“会”或“不会”)出现指尖的像。
(4)实验一段时间后,蜡烛燃烧变短。要使像仍然成在光屏的中央,应将光屏向 (选填“上”或“下”)移动。
(5)另外一个实验小组用由几个发光二极管做成的“F”字样的发光体代替蜡烛进行实验,你认为其好处是 (写出一点即可)。
12.(2023·湖南衡阳·中考真题)小明同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像的规律:
(1)如图甲所示,小明将一束平行光正对凸透镜,移动光屏,直到光屏上形成一个最小最亮的光斑,该凸透镜的焦距为 cm;
(2)实验时,把凸透镜固定在光具座50cm刻度线处,为使像成在光屏中央,应将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调到 ;
(3)小明将蜡烛移至光具座20cm刻度线处,如图乙所示,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,则该像是倒立、 的实像。生活中的 (选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”)就是利用这种成像规律工作的;
(4)接着,小明保持凸透镜在光具座上的位置不动,如果仅将图乙中蜡烛和光屏的位置互换,发现光屏上仍能观察到烛焰清晰的像。这是因为在光的折射现象中,光路是 的;
(5)在如图乙所示实验情形下,如果保持凸透镜和光屏的位置不变,将蜡烛适当远离凸透镜,发现光屏上烛焰的像变得模糊不清,此现象可以体现 (选填“近视眼”或“远视眼”)的成像情况。
13.(2023·山东威海·中考真题)从光源A点发出的一束光其传播径迹如图所示,请再画出从A点发出的另一束光的传播径迹,以此来确定A的像点并标为。
14.(2023·湖北恩施·中考真题)如图,一束光经平面镜反射后,平行凹透镜的主光轴射向透镜,请画出平面镜和经过凹透镜后的折射光线。
1.(2024·陕西西安·二模)小红在给圆形鱼缸里的金鱼喂食时发现投入鱼缸的鱼食突然比之前大了许多,说明盛水的鱼缸相当于 。该透镜对光有 作用,小红的哥哥眼睛近视, (选填“能”或“不能”)用该透镜制成的眼镜进行矫正。
2.(2024·陕西榆林·二模)为了保障交通安全,交管部门在很多路口安装监控摄像头,它可以拍下违章车辆的现场照片,拍照时,摄像头的镜头相当于一个 (选填“凸”或“凹”)透镜,所成的像是 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像,若镜头的焦距是10cm,为了能成清晰的像,镜头到车辆的距离应大于 cm。
3.(2024·广东阳江·一模)购物支付已进入“刷脸”时代,消费者结账时只需面对摄像头,经系统自动拍照、扫描等,确认相关信息后,即可迅速完成交易.“刷脸”支付过程中,摄像头相当于 (选填“凹”或“凸”)透镜:面部经摄像头成倒立、缩小的 (选填“实”或“虚”)像,当人脸稍靠近摄像头时,摄像头所成的像 《选填“变大”“变小”或“不变”),
4.(2024·山东济南·一模)如图1所示,小丽通过电脑学习课外知识。长时间盯着电脑屏幕容易使眼睛的晶状体变厚,折光能力变 (选填“强”或“弱”),形成近视眼,图2中的 (选填“甲”或“乙”)图能反映近视眼的成因。
5.(2024·山东菏泽·一模)如图所示,在探究凸透镜成像规律的实验中,此时光屏上成清晰的像,这个像是倒立、 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像;现保持凸透镜的位置不变,将光屏与蜡烛的位置对调,则光屏上 (选填“能”或“不能”)成清晰的像,理由是 。
6.(2024·安徽合肥·一模)如图所示,这是小王同学戴上眼镜前、后观察到的远处帆船的情形,下列相关说法正确的是( )
A.小王的眼镜对光有发散作用 B.不戴眼镜时,小王看远处物体时,成像在视网膜后方
C.小王是远视眼 D.戴眼镜后小王的视网膜上成的是正立、缩小的虚像
7.(2024·安徽合肥·一模)如图所示为商场门口的广告投影灯及其内部结构,它主要由光源、广告片和焦距为f的凸透镜组成,下列说法正确的是( )
A.该广告灯的成像原理与投影仪相同
B.地面上的广告图标是正立放大的虚像
C.为了能从不同角度看见广告图标,应选择光滑的地面
D.广告片到镜头的距离应大于2f
8.(2024·湖南株洲·一模)小月在家中做凸透镜成像实验,把点燃的蜡烛正对凸透镜时,墙上出现了一个烛焰倒立缩小清晰的像,如图所示,下列说法错误的是( )
A.墙上烛焰的像是实像
B.蜡烛在透镜的一倍焦距和二倍焦距之间
C.若蜡烛稍微向上移动,墙上手的影子和烛焰的像都会向下移动
D.若蜡烛远离墙面,且将透镜适当靠近墙面,则烛焰的像会变小
9.(2024·上海黄浦·二模)已知某物体透过凸透镜,在距离透镜20厘米的光屏上成缩小的像,若将物体移动到距焦点10厘米处,则此时成的像( )
A.一定是放大的虚像 B.可能是放大的实像
C.一定是等大的实像 D.可能是缩小的实像
10.(2024·安徽池州·二模)如图所示,在探究凸透镜成像规律的实验中,当蜡烛和凸透镜之间的距离为26cm时,在光屏上得到一个清晰缩小的实像。下列说法正确的是( )
A.在凸透镜与蜡烛之间加近视眼镜时,要使光屏上得到清晰的像,光屏应向左移动
B.保持蜡烛和光屏位置不动,缓慢向右移动凸透镜到某个位置,可以再次在光屏上得到清晰的像
C.先将蜡烛移至光具座上30cm刻度线处,然后向右移动光屏,光屏上可以得到清晰的像
D.将蜡烛远离凸透镜时,为了在光屏上得到清晰的像,应将光屏靠近凸透镜
11.(2024·湖北黄冈·一模)如图,蜡烛A经凸透镜后成像于A'位置,请利用凸透镜对光的作用作出凸透镜的位置。
12.(2024·辽宁葫芦岛·一模)如图所示,一条光线经平面镜反射后射向凹透镜,反射光线恰好与凹透镜的主光轴平行。请请在图中画出:
(1)射向平面镜的入射光线;
(2)经过凹透镜的折射光线。
13.(2024·安徽阜阳·一模)如图所示的是小明探究凸透镜成像规律的实验装置及有关实验现象。图乙中,物体是“F”形状的光源;图丙中 A、B图是眼睛观察物体不清晰的两种情形。请你回答下列问题:
(1)一束平行光通过凸透镜后在光屏上得到一个最小最亮的光点,如图甲所示。将图甲中的凸透镜放在光具座上,再将标有“F”形状的光源放在凸透镜左侧22.5cm刻度处(如图乙所示),移动光屏,直到光屏上像清晰为止,此时所成的像是一个倒立的、 (选填“放大”或“缩小”)的像;
(2)保持凸透镜和光源的位置不变,小明将一副眼镜放于光源“F”和凸透镜之间,光屏上的像变得模糊,将光屏向靠近凸透镜方向移动,光屏上又承接到清晰的像,那么该眼镜可以矫正图丙中 (选填“A”或“B”)图所示眼睛的情形;
(3)保持凸透镜的位置不动,将光源“F”移至15cm刻度处,在凸透镜和光源之间观察到光源的形状如图丁所示,移动光屏,直至在图乙A处所示的方向上观察到光屏上有一清晰的像,该像是图丁中的 (选填“a”“b”“c”或“d”)图。
14.(2024·江苏宿迁·一模)小华用同一个凸透镜进行如下探究。
(1)将凸透镜正对左侧的平行光,调节光屏的位置,直至在光屏得到一最小最亮的光斑,此时凸透镜和光屏所处的位置如图甲所示,该透镜的焦距为 cm。小华将点光源放在“0”刻度上方的主光轴的位置上,光屏上呈现一个圆形光斑,若将光屏向右移动,光斑大小将 ;
(2)凸透镜和光屏的位置如图乙所示,将光屏向 移动一段合适的距离,能在光屏上得到烛焰清晰倒立、 的实像, (照相机/投影仪/放大镜)的成像规律与此相同;
(3)如图丙,在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏远离透镜,移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像,则该眼镜是 (选填“近视”或“远视”)眼镜。
1.刷脸支付已成为常见的付款方式。消费者刷脸时面对摄像头,系统将摄像头拍到的人像与后台信息对比,确认后完成付款。若成像较暗时,应打开光源,照亮 (选填“人脸”或“显示屏”)。该摄像头的镜头可以用来矫正 眼。
2.小红看黑板时可以不戴眼镜,但看课本时却必须戴眼镜,则小红不戴眼镜看课本时眼睛的成像原理图为 图,图 给出了这种眼睛的矫正方法。(均选填字母)
3.如图,某校学生在做“探究凸透镜成像规律”实验时,把李老师的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上烛焰的像变模糊了;接着再将光屏靠近凸透镜,又能在光屏上看到烛焰清晰的像。李老师的眼睛是 (选填“近视眼”或“远视眼”),他佩戴的眼镜是 (选填“凸透镜”或“凹透镜”)。
4.做凸透镜成像实验时,将光具座上的蜡烛、凸透镜、光屏如图放置,光屏上呈现清晰的像。下列说法错误的是( )
A.屏上的像是倒立缩小的
B.该凸透镜的焦距可能是13cm
C.先向右移动光屏,再移动凸透镜到某位置能在光屏上看到清晰的像
D.只将蜡烛向左移动一段距离,放上近视眼镜可在屏上再次看到清晰的像
5.在探究凸透镜成像实验中,在调整好的光具座如图所示位置分别放上蜡烛、凸透镜、光屏时,在光屏上看到的是等大的像,下列说法正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是30cm B.b点成像原理和投影仪相同
C.物体从b移到a过程在像会逐渐变大 D.c点成像是在该点的右侧
6.小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)如图甲所示,一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后,在光屏上形成了一个最小、最亮的点.由图可知,凸透镜对光线有 作用,该凸透镜的焦距是 cm;
(2)如图乙所示,通过调节光屏,让光屏上呈现清晰的像,这一成像规律在生活中的应用是 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”);此时小明将蜡烛和光屏互换位置,烛焰在光屏上将会呈现倒立 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像,人们日常生活中的“刷脸支付”结账时 (选填“是”或“否”)利用了这条规律;
(3)实验中,小明发现不但虚像可以用肉眼直接看到,实像也可以用肉眼直接看到,如图丙所示,拿掉光屏,用肉眼在 (选填“a”“b”或“c”)位置沿图示方向能看到这个实像。
名校预测
1.【答案】 放大镜 会聚 不能
【详解】[1][2][3]小红在给圆形鱼缸里的金鱼喂食时发现投入鱼缸的鱼食突然比之前大了许多,说明盛水的鱼缸相当于放大镜;放大镜是凸透镜,该透镜对光有会聚作用;近视眼应该佩戴凹透镜进行矫正,故不能用该透镜制成的眼镜进行矫正。
2.【答案】 凸 缩小 20
【详解】[1][2]拍照时,摄像头的镜头相当于一个凸透镜,其成像原理与照相机的成像原理相同。
[3]当镜头到车辆的距离
u>2f=20cm
时摄像头成倒立、缩小的实像。
3.【答案】 凸 实 变大
【详解】[1][2]根据摄像机的成像原理可知,摄像机的镜头相当于一个凸透镜,使用时物体位于其二倍焦距以外,物体成倒立缩小的实像。
[3]当人脸稍靠近摄像头时,物距变近,像距变远,像变大,即摄像头所成的像变大。
4.【答案】 强 甲
【详解】[1][2] 近视眼形成的原因是:晶状体变厚,折光能力变强,焦距变短,像成在视网膜的前方,所以甲图能反映近视眼的成因。
5.【答案】 放大 能 见详解
【详解】[1]如图所示,物距和像距分别为
像距大于物距,根据凸透镜成像规律,此时光屏上成清晰的像,这个像是倒立、放大的实像。
[2][3]根据光路的可逆性,保持凸透镜的位置不变,将光屏与蜡烛的位置对调,此时像距小于物距,成倒立缩小的实像,故光屏上能成清晰的像。
6.【答案】A
【详解】ABC.小王不戴眼镜时看远处的帆船不清晰,所以小王是近视眼,是因为他的眼睛晶状体对光的会聚能力过强,不戴眼镜时,小王看远处物体,成像在视网膜前方;他应该戴对光有发散作用的凹透镜来进行矫正,故A正确,BC错误;
D.戴眼镜后小王的视网膜上成的是倒立、缩小的实像,故D错误。
故选A。
7.【答案】A
【详解】ABD.图示中,广告投影灯成放大的像,且广告图标即像与广告片即物在镜头(凸透镜)的两侧,所以成的是实像,成像原理与投影仪相同,成倒立放大的实像,那么物距应小于二倍焦距而大于一倍焦距,即广告片到镜头的距离应小于2f,故A正确,BD错误;
C.为了能从不同角度看见广告图标,应选择较粗糙的地面,光在地面发生漫反射,反射光线向各个方向传播,故C错误。
故选A。
8.【答案】B
【详解】A.烛焰的像可以被墙承接,墙起光屏的作用,所成的像是实像,故A正确,不符合题意;
B.烛焰成倒立缩小清晰的像,此时蜡烛应在二倍焦距之外,故B错误,符合题意;
C.凸透镜所成实像是倒立的,若蜡烛稍微向上移动,像应向下移动;影子是由光的直线传播所产生的,光源蜡烛向上移动,影子应向下移动,故C正确,不符合题意;
D.若蜡烛远离墙面,且将透镜适当靠近墙面,此时物距变大,像距变小,所成实像也变小,故D正确,不符合题意。
故选 B。
9.【答案】B
【详解】由题意知,物体透过凸透镜在距离透镜20厘米的光屏上成缩小的像,此时的像是倒立、缩小的实像,则
f<v<2f
f<20cm<2f则
10cm<f<20cm
此时物距
u>2f
将物体移动至距离凸透镜焦点10cm处,物距可能小于1倍焦距,成正立、放大的虚像;也可能大于1倍焦距,在一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、放大的实像,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
10.【答案】D
【详解】A.在凸透镜与蜡烛之间加近视眼镜时,因为近视眼镜对光线有发散作用,会使得所成的像远离凸透镜,要使光屏上得到清晰的像,光屏应向右移动,故A错误;
B.根据光路是可逆的,图中物距大于像距,当凸透镜左移使原来的像距等于物距时,可以再次成清晰的像。只将凸透镜向右移,不能再次在光屏上得到清晰的像,故B错误;
C.当蜡烛和凸透镜之间的距离为26cm时,在光屏上得到一个清晰缩小的实像,根据光屏所在位置可得像距为
根据
可得,将蜡烛移至光具座上30cm刻度线处,此时蜡烛到凸透镜的距离为
蜡烛到凸透镜的距离小于焦距,故成的是虚像,所以向右移动光屏,光屏上不能得到清晰的像,故C错误;
D.蜡烛远离凸透镜时,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小的规律,为了在光屏上得到清晰的像,应将光屏应靠近凸透镜,故D正确。
故选D。
11.【答案】见解析
【详解】过透镜光心的传播方向不变,连接蜡烛A、像点A′,所连直线与主光轴的交点即为凸透镜的光心O,过光心垂直凸透镜的主光轴画出凸透镜;如图所示:
12.【答案】见解析
【详解】根据光的反射定律可以画出入射光线,故先过入射点画平面镜的垂线,即法线,根据反射角等于入射角画出入射光线;平行主光轴的光线经过凹透镜后,折射光线的反向延长线过虚焦点,如图所示:
13.【答案】 缩小 B c
【详解】(1)[1]由图甲知,焦点到凸透镜的距离为
f=30.0cm-20.0cm=10.0cm
光源放在凸透镜左侧22.5cm刻度处,则物距为
u=22.5cm>2f
根据凸透镜成像的规律,光屏上成倒立缩小的实像。
(2)[2]小明将一副眼镜放于光源“F”和凸透镜之间,将光屏靠近透镜方向移动适当距离,则说明像距变小了,表明像提前会聚了,此透镜对光线有会聚作用,即是凸透镜,B中像落在视网膜的后方,为远视眼,故可以矫正图丙中B图所示眼睛的情形。
(3)[3]将光源“F”移至15cm刻度处,此时物距为15cm,物距大于一倍焦距小于二倍焦距,根据凸透镜成像的规律,光屏上成倒立放大的实像。在图乙A处所示方向观察到光屏上的像是图丁中的c图。
14.【答案】 10.0 不变 右 放大 投影仪 近视
【详解】(1)[1]由图甲可知,光屏上出现一个最小最亮的光斑即为凸透镜的焦点处,焦点到凸透镜的距离为10.0cm,则凸透镜的焦距是10.0cm。
[2]由图甲可知,点光源在凸透镜焦点位置,经凸透镜折射后形成平行光线,将光屏向右移动,光斑大小不变。
(2)[3][4][5]将点燃的蜡烛放置于光具座的10cm刻度处,物距为
满足2f>u>f条件,成倒立、放大的实像,像距大于二倍焦距,故光屏应向右移动,投影仪的成像规律与此相同。
(3)[6]将光屏远离透镜,移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像,说明像距变大,说明这一副眼镜对光线有发散作用,故该眼镜凹透镜,是近视眼睛。
名师押题
1.【答案】 人脸 远视
【详解】[1]光源发出的光照亮人的面部,脸部反射的光通过凸透镜成像,故成像较暗时,应打开光源,照亮人脸。
[2]摄像头相当于一个凸透镜,人在摄像头的二倍焦距以外,成倒立,缩小的实像,利用凸透镜可以矫正远视眼。
2.【答案】 B D
【详解】[1]小红看黑板时可以不戴眼镜,但看课本时却必须戴眼镜,说明小红能看清远处的物体,不能看清近处的物体,这是远视眼的症状,远视眼是由于经过晶状体的折射后,近处的物体的像没有成在视网膜上,而是成在了视网膜的后面,成像原理图为图B。
[2]凸透镜对光有会聚作用,可以使成像变近,则远视眼需用凸透镜矫正,如图D,是远视眼的矫正方法。
3.【答案】 远视眼 凸透镜
【详解】[1][2]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,他只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,说明提前成像了,故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。
4.【答案】B
【详解】A.由图可知,此时物距大于像距,则凸透镜成倒立、缩小实像,故A正确,不符合题意;
B.由图可知,物距
50.0cm-30.0cm=20.0cm
像距
65.0cm-50.0cm=15.0cm
即
20.0cm>2f
2f>15.0cm>f
可以得到
10cm>f>7.5cm
所以该凸透镜的焦距不可能是13cm,故B错误,符合题意;
C.先向右移动光屏,此时像距增大,再移动凸透镜到某位置,根据凸透镜成实像时,物近像远像变大,可知,减小物距,一定能在光屏上看到清晰的像,故C正确,不符合题意;
D.只将蜡烛向左移动一段距离,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小,可知,此时像成在光屏的左侧;在蜡烛和透镜间放上近视眼镜,近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线具有发散作用,会将光线延迟会聚成像,所以能在屏上再次看到清晰的像,故D正确,不符合题意。
故选B。
5.【答案】B
【详解】A.由上图可知,物距
u1=40cm-10cm=30cm
像距
v=70cm-40cm=30cm
因在光屏上看到的是等大的像,故有
u1= v=30cm=2f
该凸透镜的焦距是
f =15cm
故A错误;
B.物体在b点的物距
u2=40cm-15cm=25cm
因为
f 成倒立、放大的实像,成像原理和投影仪相同,故B正确;
C.物体从b移到a过程中,物距变大,像距变小,像变小,故C错误;
D.物体在c点的物距
u3=40cm-30cm=10cm
因为
u3成正立、放大的虚像,像与物在凸透镜的同侧,即在该点的左侧,故D错误。
故选B。
6.【答案】 会聚 11.0 投影仪 缩小 是 c
【详解】(1)[1][2]平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后,在光屏上形成了一个最小、最亮的点,此点是凸透镜的焦点,凸透镜能使平行光变得会聚,说明凸透镜对光线有会聚作用;焦点到凸透镜光心的距离叫焦距,该凸透镜的焦距
(2)[3]由题图甲可知,物距小于像距,物体在一倍焦距和二倍焦距之间,此时成倒立、放大的实像,像在二倍焦距以外,这一成像规律在生活中的应用是投影仪。
[4][5]将蜡烛和光屏互换位置,此时的物距大于像距,成倒立、缩小的实像,照相机就是根据这个成像规律制成的;人们日常生活中的“刷脸支付”结账时摄像头就是利用了这条规律。
(3)[6]凸透镜成实像时,像与物体在透镜的两侧,此时应在蜡烛的异侧透过凸透镜观察实像,因为拿掉光屏后,光会聚成实像后继续向前传播,进入人的眼睛,所以肉眼应在c位置沿图示方向能看到这个实像,而如果肉眼在a、b两处,没有会聚成实像后的光进入眼睛,因此不能看到这个实像。
物态变化
【思维导图】
【考点扫描】
考点一、温度
1.温度
(1)定义:温度是用来表示物体冷热程度的物理量。
(2)温度的常用单位是摄氏度,符号是℃。
2.温度计
(1)原理:常用的液体温度计是根据液体热胀冷缩的规律制成的。
(2)温度计的使用方法
①会认:认识温度计的量程和分度值;
②会选:根据估测温度,选择量程合适的温度计。若被测温度高于温度计量程,则温度计会被胀破;若被测温度过低,则温度计测不出来;
③会拿:要拿温度计的上部,不能用手触及温度计的玻璃泡;
④会放:温度计的玻璃泡应该全部浸入被测的液体中,不要碰到容器底或容器壁;
⑤会读:温度计的玻璃泡浸入被测液体后要稍微等一会,待温度计的示数稳定后再读数。读数时温度计的玻璃泡要继续留在液体中,视线要与温度计中液柱的液面相平;
⑥会记:记录数值+单位,注意正负问题。
3.体温计
(1)测量范围是35-42℃,分度值是0.1℃。
(2)体温计有特殊构造(有很细的缩口),读数时体温计可以取出来读数,第二次使用时要先用力甩几下。
要点提示:
1.0℃的规定:在一个标准大气压下,把冰水混合物的温度规定为0℃;100℃的规定:在一个标准大气压下,把沸水的温度规定为100℃。
2.仰视偏小,俯视偏大,正确读数为平视。
3.在读取温度计示数时,一定要看清温度计是零上还是零下,若顺着液柱上升的方向,温度计示数越来越大,则是零上;若数字越来越小,则是零下。
4.体温计在使用前不用力甩,体温计的示数不变或上升。
考点二、熔化和凝固
1.熔化和凝固
方式 物态变化 吸、放热情况 生活中常见的现象
熔化 固态→液态 吸热 冰雪融化、糖变成糖水等
凝固 液态→固态 放热 河水结冰、糖水变成糖画等
2.熔点和凝固点
(1)熔点:晶体熔化时的固定温度,晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点。
(2)凝固点:液体凝固形成晶体时的固定温度。晶体有确定的凝固点,非晶体没有确定的凝固点。
(3)同一种晶体的熔点和凝固点相同。
3.晶体和非晶体
晶体 非晶体
举例 海波、冰、各种金属等 石蜡、玻璃、松香、沥青等
定义 熔化时有固定温度的物质 熔化时没有固定温度的物质
熔化(凝固)条件 温度达到熔点;继续吸(放)热 持续吸(放)热
熔化图像
凝固图像
特点 熔化(凝固)时,温度保持不变 熔化(凝固)时,温度一直变化
要点提示:
1.晶体的熔化要同时满足两个条件:①温度达到熔点;②继续吸热。
2.晶体处于熔点状态下可能是固态、固液共存、液态。
3.晶体和非晶体熔化过程都是吸热过程,凝固过程都是放热过程。
考点三、汽化和液化
1.汽化和液化
方式 物态变化 吸、放热情况 生活中常见的现象
汽化 液态→气态 吸热 夏天湿衣服变干、撒在地上的水变干
液化 气态→液态 放热 冒“白气”、冷饮瓶外的水滴、眼镜起雾、露水等
2.沸腾
(1)沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。
(2)沸腾时的温度—时间图象(如图所示)。
(3)特点:①在液体内部和表面同时发生,在内部形成大量气泡,气泡在上升过程中不断变大。②在沸腾过程中,虽然液体继续吸热,但温度不变。
(4)沸腾的两个必要条件:①液体的温度达到沸点;②液体能持续吸热。
(5)气压增大,沸点升高;气压减小,沸点降低。
3.液化
(1)使气体液化的两种方式:①降低温度;②压缩气体的体积。
要点提示:
1.蒸发和沸腾的异同点
蒸发 沸腾
不同点 发生部位 只在液体表面发生 在液体内部和表面同时发生
温度条件 任何温度 达到沸点
剧烈程度 缓慢 剧烈
影响因素 液体的温度、表面积、上方空气流速 供热快慢、液面上方气压
温度变化 液体自身温度和它周围的温度下降 吸热但温度保持不变
相同点 都属于汽化现象,都要吸热
2.沸点与液体表面处的气压有关,气压增大,沸点升高;气压减小,沸点降低。
3.我们看到的“白气”不是水蒸气,水蒸气是看不见的,它们几乎都是水蒸气遇冷液化形成的小水珠悬浮在空气中形成的。
4.关于液化形成的水出现在玻璃的哪一侧的问题,主要判断哪一侧温度更高,液化形成的水就在温度高的那一侧。
考点四、升华和凝华
1.升华和凝华
方式 物态变化 吸、放热情况 共同点 生活中常见的现象
升华 固态→气态 吸热 没有液态物质出现 樟脑丸变小,东北冬天冰雕变小等
凝华 气态→固态 放热 雾凇、霜、玻璃上的冰花等
2.自然界中的水循环
(1)水的三态相互转化图
考点五、探究固体熔化时温度的变化规律
1.实验器材:酒精灯、铁架台(带石棉网)、烧杯、试管、温度计、停表、搅拌器等。
2.实验步骤
(1)依次固定酒精灯、石棉网、烧杯、试管、温度计;
(2)实验前将固体粉碎,采用水浴法加热,并不断搅拌,每隔1min记录一次温度,并观察是否有液体出现,将数据和现象记录在表格中;
(3)绘制温度--时间图像,分析图像,得出结论。
3.图像和结论
(1)晶体在熔化过程中,不断吸热,处于固液共存态,但温度不变;
(2)非晶体熔化过程中,不断吸热,温度持续上升。
要点提示:
1.实验器材的组装按照自下而上的顺序,确保用酒精灯的外焰加热;
2.将固体粉碎,采用水浴法加热,并不断搅拌的作用:使试管中的物质受热均匀;
3.试管插入水中的位置要求:不能碰到烧杯壁和烧杯底,试管中的加热物质要完全浸没在水中;
4.烧杯口冒出的“白气”、试管和烧杯壁产生的水珠,都是水蒸气遇冷液化形成的小水滴;
5.熔化前后图线的倾斜程度不同,原因是物质熔化前后的状态不同,比热容不同;
6.晶体在熔化过程中,吸收热量,温度不变,内能增加。