2024中考物理三轮冲刺压轴题专项突破-光学（有解析）

2024中考物理三轮冲刺压轴题专项突破-光学
一、讲方法
平面镜成像
．平面镜成像的特点对称性①平面镜所成的像为正立、等大的虚像； ②像距等于物距； ③像与物对应点的连线与镜面垂直。．平面镜成像做题思路 第一步：根据题意确定反射面、物体和像； 第二步：根据对称性求解相应的距离问题、速度问题和像与物体的大小问题。．找像点的作图题思路 方法一：利用反射定律作图如图所示： ①做出反射光线； ②做出反射光线的反向延长线，其交点即为像点。 方法二：利用平面镜成像原理作图如图所示： ①过点做垂直于平面镜的虚线； ②在虚线上截取与物距相等的像距，则端点即为像点。
凸透镜成像规律及其应用
．凸透镜成像规律
物距与焦距 的关系 像的性质 像距 物像与镜的 位置关系 能否用光 屏接收到 应用
正倒 大小 实虚
倒立 缩小 实像 异侧 能 照相机
倒立 等大 实像 异侧 能 测焦距
倒立 放大 实像 异侧 能 投影仪
不成像 平行光
正立 放大 虚像 像距大于物距 同侧 不能 放大镜
口诀 一倍焦距分虚实正倒，二倍焦距分大小； 虚像正立实像倒； 成实像：物近像远像变大；成虚像：物近像近像变小
．凸透镜成像规律解题思路 第一步：分析题意，确定物距、像距、焦距； 第二步：分析成像情况，确定选用哪种成像规律； 第三步：确定物距、像距和焦距这三者之间的关系，并用字母表示； 第四步：将相关数据带入字母，即可求解。．三条特殊光线．平行过焦；．过焦平行；．过心不变。
二、学思路
铺垫
某同学将点燃的蜡烛放在距凸透镜处时，在光屏上得到了一个缩小的像．这个凸透镜的焦距可能是（ ）
A. B. C. D.
【答案】 A
【解析】 因为当时，成倒立、缩小的实像；所以，则．
故选A．
①物距②，得到
铺垫
在探究凸透镜成像规律的实验中，小欢同学先将点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置时，恰好在镜后处的光屏上出现一个与蜡烛等大倒立的像；若将此蜡烛移至凸透镜前处时，则（ ）
A.光屏上出现倒立放大的实像
B.光屏上出现倒立缩小的实像
C.将光屏远离凸透镜方向移动一段距离，光屏上才会出现倒立放大实像
D.无论怎样移动光屏，光屏上均不会出现实像
【答案】 D
【解析】 距离凸透镜的光屏上得到一个清晰的与物体等大的像，所以，则；若现将物体移至透镜前处时，此时物距，则物距应小于焦距，成正立、放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上，故光屏上不会出现像，故ABC错误，D正确．
故选D．
①确定，即②，则成虚像
铺垫
探究凸透镜成像的规律时，光屏上得到一个倒立、缩小的烛焰像，将蜡烛向凸透镜移近一倍焦距的距离．下列烛焰成像情况，不可能出现的是 （ ）
A.缩小的实像 B.等大的实像 C.放大的实像 D.放大的虚像
【答案】 D
【解析】 由题意知，烛焰在屏上成一缩小实像，所以此时蜡烛在凸透镜的之外，即；
当将蜡烛向凸透镜移近一倍焦距的距离．则此时，那么有可能是，则成倒立放大的实像；
也可能是，则成等大的实像；
也可能是，则成缩小的实像，所以只有，成正立、放大的虚像不可能出现，故D正确；
故选D．
①物距②此时物距③物距与关系不同，成像不同。可能会有、和三种情况
压轴题
某同学将一支点燃的蜡烛放在凸透镜处时，在光屏上得到烛焰缩小的像，当蜡烛距凸透镜时，在光屏上得到烛焰放大的像，则若是将蜡烛放在凸透镜处时，蜡烛的成像情况可能是（ ）
A.缩小的倒立的实像 B.等大的倒立的实像 C.放大的倒立的实像 D.放大的正立的虚像
【答案】 ABC
【解析】 （1）确定焦距；
当蜡烛放在凸透镜处时，在光屏上得到烛焰缩小的像；
，即：①
当蜡烛放在凸透镜处时，在光屏上得到烛焰放大的像；
，即：②
①②联立得：；
（2）物距等于时，分析成像情况：
a．当时，，成缩小的倒立的实像；
b．当时，，成等大的实像；
c．当时，，成放大的实像．
故选ABC．
三、提能力
1 .水平桌面上竖直放置着平面镜和直立的铅笔，平面镜中呈现铅笔的虚像．当铅笔与平面镜之间的距离为时，像的高度为，像到平面镜的距离为；当铅笔与平面镜之间的距离为时，像的高度为，像到平面镜的距离为．则下列四个选项中，判断正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】 D
【解析】 方法一：根据平面成像特点知，物和像到平面镜距离相等，由于，，则，A、B错误；平面镜所成的像和物的大小相等，则=，C错误，D正确．
故选D．
方法二：由平面镜成像特点可知，平面镜成的像是正立等大的虚像，因为平面镜成的像到镜的距离与物到镜的距离相等，所以铅笔离镜，铅笔像离镜也应是，铅笔离镜，铅笔像离镜也应是，故；
又因为不论物离镜远还是近，像与物大小都相同，当铅笔远离镜子水平向右移动时，铅笔像的高度是不变的，即．
故选D．
2 .把两块厚度不计且足够大的平面镜、垂直粘合在一起，并竖立在地面上，俯视图如图所示，当小科站立在某个位置时，他通过平面镜所成像的个数为，看到自己完整像的个数为，下列对小科在不同位置时，、值的分析，符合实际的是（ ）
A.在点或点时，， B.在点或点时，，
C.在点时，， D.在点时，，
【答案】 A
【解析】 A．由图可知，在点或点时，各会成一个像，由于像和物体的连线经过镜面的延长线，故不能看到自己的像，即，；故A正确；
B．由图可知，人在、点时，各会成一个像，由于像和物体的连线经过镜面，故能看到自己的像，即，，故B错误；
C．在点时，会通过两个镜面成两个虚像，由于像和物体的连线经过镜面的延长线，故不能看到自己的像，即，；故C错误；
D．在点时，在平面镜的背面，不会成像，即，，故D错误；
故选A．
3 .把微小放大以利于观察，这是物理学中一种重要的方法．如图是一种显示微小形变的装置．为激光笔，、是平面镜，为台面，未放重物时，激光束反射在屏上的光斑为点，当把重物放在台面上时，台面将发生微小形变，以下说法正确的是（ ）
A.平面镜上的入射角变小，光斑向点的左侧移动
B.平面镜上的入射角变小，光斑向点的右侧移动
C.平面镜上的入射角变大，光斑向点的右侧移动
D.平面镜上的入射角变大，光斑向点的左侧移动
【答案】 C
【解析】 方法一：台面上放重物后台面发生倾斜，平面镜也发生倾斜，所以入射角变大，平面镜上的入射角变大，根据镜面反射的特点知反射的光线偏向右方，即光斑向点的右侧移动．
故选C．
方法二：台面放重物后，镜子向下凹，平面镜上的入射角变大，根据镜面反射的特点知反射角也会变大，故反射光线会向右偏，则光斑会向点的右侧移动．
故选C．
4 .如图所示，两块完全相同的直角三角形玻璃砖和放置在同一水平面内，斜边平行且相距一定距离．一条光线从空气中垂直于玻璃砖的直角边射入，从玻璃砖的直角边射出，射出后的位置和方向可能是图中的（ ）
A.光线 B.光线 C.光线 D.光线
【答案】 B
【解析】 光线垂直于界面入射时，光线的传播方向不变；光从玻璃砖中斜射入空气中时，折射角大于入射角，故从出来的折射光线会向上偏折，在图中虚线的上部；
光从空气中斜射入中时，折射角小于入射角（此时的折射角等于中的入射角），故折射光线与原入射光线平行射出，即最后射出的是光线，如图所示．
故选B．
5 .蜡烛放在如图所示位置，通过凸透镜成倒立、缩小的像．小红画了图中的光路，下列说法正确的是（ ）
A.小红画的光路是正确的 B.透镜成的是虚像
C.透镜的焦距小于 D.透镜的焦距大于
【答案】 C
【解析】 因为成倒立、缩小的像，由图可知，物距为，由，所以焦距小于，光线平行于主光轴入射时，光线经过焦点射出，但是处不是焦点；倒立的像是实像．
故选C．
6 .小杨做凸透镜成像规律的实验．将焦距为的凸透镜固定在光具座上刻度线处，光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜两侧，实验前调整烛焰中心、透镜中心和光屏中心在同一水平高度，如图所示．则下列四个选项中，判断正确的是（ ）
A.若蜡烛放置在刻度线处，移动光屏，在光屏上不能呈现烛焰清晰的像
B.若蜡烛放置在刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈现烛焰清晰放大的实像
C.若蜡烛放置在刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈现烛焰清晰放大的实像
D.若蜡烛放置在刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈现烛焰清晰缩小的实像
【答案】 C
【解析】 蜡烛放置在和刻度线处时，物距在两倍焦距以外，此时可在光屏上成倒立、缩小的实像，故A、B错误；蜡烛放置在刻度线处时，物距在一倍焦距到两倍焦距之间，此时成倒立、放大的实像，故C正确；若蜡烛放置在刻度线处时，此时物距大小在一倍焦距以内，此时成正立、放大的虚像，无法再光屏上成像，故D错误．故此题选择Ｃ选项．
故选C．
7 .某班同学在“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跟物体到凸透镜的距离之间关系的图像，如下图所示，下列判断正确的是（ ）
A.该凸透镜的焦距是
B.当时，在光屏上能得到一个缩小的像
C.当时成放大的像，投影仪就是根据这一原理制成的
D.把物体从距凸透镜处移动到处的过程中，像逐渐变小
【答案】 D
【解析】 A选项，根据和的关系，当物距等于两倍焦距时，像距也等于两倍焦距，由图可知，，因此该凸透镜的焦距是，故A错误；
B选项，当时，，故应该在光屏上得到倒立、放大的实像，故B错误；
C选项，当时，，故在光屏上能够得到倒立、缩小的实像，故C错误；
D选项，物体从移动到的过程中，像逐渐变小，故D正确．
故选D．
8 .小明和小华在窗边用凸透镜贴近报纸看文字，看到了文字的像．在移动凸透镜时，意外地发现在报纸上出现了窗外景物的像，如图所示，两次所成的像相对于原来被观察的物体，对比像的正倒、大小、虚实三个方面，它们（ ）
A.有一个方面相同，两个方面不同 B.有两个方面相同，一个方面不同
C.三个方面都相同 D.三个方面都不同
【答案】 D
【解析】 原来贴近报纸看文字时，看到的应该是正立、放大的虚像，而窗外景物成在报纸上的像是倒立、缩小的实像．故像的倒正、大小、虚实都不同，故D正确．
故选D．
9 .某同学用自制的水凸透镜做凸透镜成像实验，在光屏上得到了清晰的像，如图所示．他继续向水凸透镜内注水，使水凸透镜的焦距变小，如果不改变蜡烛和凸透镜的位置，要在光屏上再次成清晰的像（ ）
A.光屏应向右移动，成放大的像 B.光屏应向左移动，成缩小的像
C.光屏应向左移动，成放大的像 D.光屏应向右移动，成缩小的像
【答案】 B
【解析】 由图中可以看出，物距大于像距，在屏上得到清晰缩小的实像，此时；
当他继续向凸透镜内注水，使水凸透镜的焦距变小，透镜的聚光能力变强，光线会比注水前要提前交汇，所以像会向透镜方向移动，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小，可知，要在光屏上成清晰的像，光屏将靠近透镜向左移动，而且像变小．
故选B．
10 .实验桌上有如图所示的实验装置（其中的透明玻璃为平面镜），还提供了一把刻度尺和相同大小的中国象棋棋子个，个为红色，个为绿色．小军计划用这些器材探究“物体在平面镜中所成像的大小与物体大小的关系”．
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，使得从不同角度观察，两个绿棋子与物体的像均完全重合，并记录实验数据．
②改变物体（两个叠放的红棋子）到平面镜的距离，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，并记录实验数据．
③再改变四次物体（两个叠放的红棋子）到平面镜的距离，仿照步骤②，做四次实验．
请根据以上叙述回答下列问题．
( 1 )小军计划探究的问题中的自变量是 ．
( 2 )根据以上实验步骤可知，小军实际探究的是物体在平面镜中所成像的大小与 的关系．
( 3 )针对小军计划探究的问题，在实验步骤②中，应改变 ．
【答案】 (1)物体大小
(2)物体到平面镜的距离
(3)叠放红棋子和绿棋子的个数
【解析】 (1)小军计划用这些器材探究“物体在平面镜中所成像的大小与物体大小的关系”．故小军计划探究的问题中的自变量是物体大小．
给答案为：物体大小．
(2)根据以上实验步骤可知，小军改变物体（两个叠放的红旗子）到平面镜的距离再次实验，所以实际探究的是物体在平面镜中所成像的大小与物距（物体到平面镜的距离）关系．
故答案为：物体到平面镜的距离．
(3)针对小军计划探究的问题，在实验步骤②中，应改变物体大小．
故答案为：叠放红旗子和绿棋子的个数．
11 .小华进行“探究凸透镜成像规律”的实验．如图所示，实验桌上备有带支架的蜡烛、光屏、两个焦距不同的凸透镜和凸透镜、平行光光源（接通电源后可发出平行光）、光具座等器材．
( 1 )小华首先测量凸透镜的焦距：将凸透镜固定在光具座上刻线处，平行光光源发出平行于透镜主光轴的平 行光照射到凸透镜上，在透镜另一侧移动光屏直到光屏上的光斑最小，如图甲所示，凸透镜的焦距= ；
( 2 )保持凸透镜位置不变，将点燃的蜡烛放在光具座上刻线处时，移动光屏，在光屏上可以得到烛焰倒立、放大的像，如图乙所示，此成像规律常应用在 （选填“放大镜”、“照相机”或“幻灯机”）上；
( 3 )保持蜡烛位置不变，小华用焦距为的凸透镜替换凸透镜，将凸透镜固定在光具座 上刻线处．通过移动光屏，在光屏上得到烛焰倒立、缩小的像．由此现象可以判断：凸透镜和凸透镜的 焦距大小关系为 （选填“”或“”）．小华在移动光屏时，是向 （选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动光屏的．
【答案】 (1)
(2)幻灯机
(3)靠近
【解析】 (1)由图知，光点到凸透镜的距离为，所以凸透镜的焦距为．
故答案为：．
(2)在光屏上可以得到烛焰倒立、放大的像，此时物距处于倍和倍焦距之间，幻灯机、投影仪都是根据这个原理制成的．放大镜是根据凸透镜成放大正立的虚像的原理制成；照相机是根据凸透镜成缩小倒立的实像制成的．
故答案为：幻灯机．
(3)蜡烛和凸透镜的位置不变，凸透镜成放大的实像，说明此时物距处于倍和倍焦距之间；凸透镜成缩小的实像，说明物距大于倍焦距．因此凸透镜的焦距小于凸透镜的焦距．因为成的像减小，说明像距减小，光屏应靠近透镜．
故答案为：；靠近．
12 .在焦距为厘米、厘米和厘米的凸透镜中选择一个放置于光具座的点处，如图所示．将蜡烛、光屏分置于光具座上透镜两侧，调整透镜和光屏的中心大致与烛焰的中心在 高度．先后两次将蜡烛放置在距点厘米处，保持透镜在点位置不变，移动光屏，可在光屏上得到大小不同的两个像．比较两次所成的像，当蜡烛置于光具座上 厘米刻度处时，所成的像较大；实验中所用透镜的焦距可能是 厘米．
【答案】 同一或
【解析】 （）根据凸透镜成像规律中实验的要求，首先把凸透镜、蜡烛、光屏放在光具座上，点燃蜡烛并调整蜡烛、凸透镜、光屏的高度，让烛焰、凸透镜、光屏三者中心放在同一高度上，这样才能使像成在光屏的中心．
（）由“蜡烛放置在距点处，保持透镜在点位置不变，移动光屏，可在光屏上得到大小不同的两个像”可知，在光屏上得到的像是实像，那么所选透镜的焦距一定不是的，因为如果选择透镜的焦距为，蜡烛放置在距点处，保持透镜在点位置不变，移动光屏，不能在光屏上得到像，而成为一束平行光；
如果选择透镜的焦距为，蜡烛放置在距点右边处，即蜡烛置于光具座刻度处时，此时，保持透镜在点位置不变，移动光屏，在光屏上将得到倒立、缩小的实像；
当蜡烛放置在距点左边处，即蜡烛置于光具座刻度处时，此时，保持透镜在点位置不变，移动光屏，在光屏上将得到倒立、缩小的实像；但比蜡烛置于光具座刻度处时所成的像还要小；
（）如果选择透镜的焦距为，蜡烛放置在距点右边处，即蜡烛置于光具座刻度处时，此时，保持透镜在点位置不变，移动光屏，在光屏上将得到倒、立放大的实像；
如果选择透镜的焦距为，蜡烛放置在距点左边处，即蜡烛置于光具座刻度处时，此时，保持透镜在点位置不变，移动光屏，在光屏上将得到倒立、缩小的实像；
综上所述，比较两次所成的像，当蜡烛置于光具座刻度处时，所成的像较大；实验中所用透镜的焦距可能是或．
13 .一束光经透镜折射后水平射出，小希通过作图提供了一种确定透镜位置的方案，请你按小希的作图方式，在图中的甲、乙位置各提供一种方案确定透镜的位置．
【答案】 ①根据平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，确定焦点位置；
②根据延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴，确定焦点位置；如图所示：
【解析】 ①根据平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，确定焦点位置；
②根据延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴，确定焦点位置；如图所示：