2026中考科学一轮复习 专题7 声和光 举一反三(含解析)

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名称 2026中考科学一轮复习 专题7 声和光 举一反三(含解析)
格式 zip
文件大小 28.5MB
资源类型 试卷
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2026-01-16 00:00:00

文档简介

中小学教育资源及组卷应用平台
专题7 声和光
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 声音及其特性 ☆ ①知道光的直线传播与应用②描述光的反射定理,知道平面镜成像的特点③描述光的折射规律,用光的反射定理和折射规律解释简单的现象④认识凸透镜成像规律⑤应用凸透镜成像规律解释近视眼、远视眼的成因,总体难度不大。
考点2 光的直线传播和光的反射 ☆☆
考点3 光的折射 ☆☆
■考点一 声音及其特性
固体、液体、气体都可以作为声源发出声音,也都可以作为传播声音的介质。空气越稀薄,传声效果越差,真空不能传声。
响度、音调、音色的决定因素和表现
决定因素 听感表现
响度 由声源的振幅决定。振幅越大,响度越大 响度大:震耳欲聋响度小:轻声耳语
音调 由声源的振动频率决定。频率大,音调高;频率小,音调低 音调高:声音清脆、尖细音调低:声音粗犷、低沉
音色 发声体的材料、结构和发声方式不同,发出的音色就不同 可以用来分辨不同发声体发出的声音
■考点二 光的直线传播和光的反射
光的直线传播:光在同一种均匀物质中沿直线传播。小孔成像、影子的形成、日食、月食说明光的直线传播。光速:宇宙中最快的速度是真空中的光速;在计算中,真空或空气中光速c=3×108m/s=3×105km/s。
【注意】①小孔成像的性质:倒立的实像,可以成放大、等大、缩小的像。②像的形状与孔的形状无关。③像的大小与物距和像距有关。
光的反射定律——三线共面,二线分居,两角相等
①光反射时,入射光线MO、反射光线ON、法线OP在同一平面内。
②反射光线ON和入射光线MO分别位于法线OP两侧。
③反射角β(∠NOP)等于入射角α(∠MOP)。
④入射角α增大时,反射角β也同时增大,反之,入射角减小时反射角也同时减小。
⑤如果把入射角减小到与法线重合时,即当入射角为0°时,反射角也为0°,此时,入射光线、反射光线和法线三线重合。
⑥光路具有可逆性:如图中,如果入射光线沿NO射入,那么反射光线一定沿OM射出。实际的应用是你通过镜子看见别人的眼睛时,对方也可通过镜子看见你的眼睛。
【注意】当光射到物体表面上时,有一部分光会被物体表面反射回来的现象叫光的反射。我们能够看到本身不发光的物体,是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。
平面镜成像:物体在平面镜中成的是虚像,像的大小跟物体相等,像到镜面的距离与物体到镜面的距离相等,像与物体的连线关于镜面对称。
成像原理:发光点P把光线射到平面镜上,又经平面镜反射到人的眼中,人眼是根据光的直线传播经验来判断物体位置的,人眼逆着反射光线的方向向镜内看去,觉得光线好像是从两条反射光线反向延长的交点P′处射来的,如图所示。镜面后实际并不存在发光点P′,P′也不是反射光线的交点,而是反射光线反向延长线的交点,所以是虚像。
考点四、探究光的反射定律
①为了保留光的传播路径,可以用笔描出入射光线和反射光线的路径;入射光线、反射光线、法线在同一平面上;在光的反射中,光路是可逆的;
②实验时玻璃板如果不竖直,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;实验中选择两根完全一样的蜡烛是为了比较物体与像的大小关系;平面镜成的是虚像。
【注意】1.可见光可以反射,不可见光同样可以反射。
2.成虚像的判断依据:平面镜里所成的像不能呈现在光屏上,所以是虚像。
3.平面镜所成像的大小与镜面的大小、物体到镜面的距离无关。
■考点三 光的折射
入射光线AO,折射光线OB,法线NN′在同一平面内。折射光线和入射光线分别位于法线两侧。光从空气斜射入水或玻璃表面时,折射光线向法线偏折,折射角β小于入射角α。入射角α增大时,折射角β也增大。如果光从水中斜射入空气中时,折射光线将偏离法线,折射角大于入射角。光的折射也遵循光路可逆,如果入射光线沿BO射入到点O,折射光线一定沿OA折射(如右上图所示)。
【注意】①光必须斜射时,才能发生折射现象。
②解释光现象或作图时要注意:人眼看物体是物体发出或反射的光射入人的眼睛,而不是人眼发出光射到物体上。
③光垂直射到水或玻璃表面时传播方向不改变,即垂直于界面时三线重合两角为0°,这是一种特殊情况。
凸透镜成像规律
人的眼球,近视眼和远视眼
■考点一 声音及其特性
◇典例1:科学方法是开启大自然奥秘之门的钥匙。
(1)如图所示,用鼓锤分别重敲和轻敲鼓面,铜鼓发出的声音的响度不同,同时可以通过乒乓球反弹的高度,来显示出鼓面振动的情况。通过实验可知:鼓面振动的  越大,响度越大。
(2)为了便于描述光的传播路径和方向,科学上引入了光线的概念,实际上光线并不存在。为了形象地表示磁体周围磁场分布的强弱和方向,科学上引入了   的概念,实际上它也并不存在。
◆变式训练1:智能手机具有独立的操作系统和运行空间,可以由 用户自行安装软件、导航等程序,并可以通过移动通讯网络来实现无线网络的接入。
(1)智能手机可以自动识别用户的声音,这主要是利用声音的   。
(2)如图是一个商品条形码,用手机扫描时是主要是通过   (选填“白色”或“黑色”)部分获取商品信息的,它反射光的能力较强。
◆变式训练2:如图所示,将正在发声的手机放在连通于抽气机的密闭玻璃瓶内。
(1)在用抽气机把玻璃瓶内的空气逐渐抽出的过程中,听到的声音将会逐渐   。
(2)分析实验现象,运用   (填“推理”或“归纳”)的方法可得结论:   。
◆变式训练3:小明发现电吉他的发音是通过电磁拾音装置连接扬声器而实现的。拾音器的基本结构如图1所示,由铜线绕成线圈,金属吉他弦被磁化成一个磁体,拨动吉他弦的时候就相当于铜线圈在切割弦的磁场,从而产生感应电流,电流越大声音越响。小明想探究吉他的响度与什么有关。用电流检测仪器测得某一次拨弦的电流情况,如图2所示。小明得出吉他的响度与弦的振动的幅度有关,越用力拨弦(使弦拉伸幅度变大,振动变快),声音越响的结论。
(1) 小刚同学觉得小明同学的实验结论不够科学,你觉得实验存在哪些问题   。
(2)观察图2可知电流方向在不断变化,引起电流方向变化的原因是   。
(3)若选用   材质的金属弦(填“铜质弦”或“铁质弦”),无论如何拨动金属弦,扬声器都不能发音。
■考点二 光的直线传播和光的反射
◇典例1:(2025·浙江)两千多年前,我国古代学者墨子和他的学生完成了世界上第一个小孔成像实验。墨子站在暗室外,其学生在带有小孔的暗室内观察。这个实验的原理是 (  )
A.光的折射 B.光的反射
C.光的色散 D.光的直线传播
◆变式训练1:(2025·温州模拟)一人站在镜子前试衣服,在镜子里看到自己的清晰影像。如图所示,当水平向左推动镜子时,镜子中的像将 (  )
A.保持静止 B.向左运动 C.变大 D.变小
◆变式训练2:(2025·镇海区模拟)“印象西湖”是一台大型山水实景演出,如诗如画的江南美景和流传千古的美妙传说,都在夜色里绽放。图为“印象西湖”某一实景,湖面“月亮灯笼”在水中倒影的形成原因是   (选填“光的直线传播”“光的反射”或“光的折射”);“月亮灯笼”与它在水中像的大小   (选填“相同”或“不相同”) ; 若“月亮灯笼”以速度0.2m/s向上远离水面,则它在水中的像将以   m/s远离灯笼。
◆变式训练3:(2025·绍兴模拟)小敏在做探究“平面镜成像规律”的实验时,进行如下操作:
(1)如图甲所示,将一张白纸平铺在水平桌面上,先将一块薄玻璃板竖立在纸上,用笔顺着玻璃板下沿画一条直线,目的是为了确定   的位置。
(2)如图乙所示,把蜡烛1点燃竖立在玻璃板前,再拿一支没有点燃的相同的蜡烛2,将蜡烛2竖立在玻璃板后并来回移动,直至蜡烛2与蜡烛1的像完全重合,得到像和物大小相等。以上运用了   的科学方法。
(3)如图丙所示,记录了三次物和像的位置,用直线连接A与B,C与D,E与F。分析图线后可得出像与物的连线与镜面垂直,还可得出的结论是   。
(4)小敏将蜡烛换成F发光体继续实验是为了直观的证明平面镜所成的像与物相对平面镜具有  。
■考点三 光的折射
◇典例1:(2025·浙江)如图表示太阳光经三棱镜折射的色散实验,图中①②分别表示红外线和紫外线所在区域。下列说法不正确的是(  )
A.太阳光是由多种色光混合而成的复色光
B.太阳光经三棱镜折射后,紫光的偏折程度小于红光
C.①区域的光具有热效应
D.②区域的光无法用肉眼观察
◆变式训练1:(2025·温州模拟)将带有F字样的光源放在装有水的鱼缸前,调整F光源和鱼缸的位置,在墙壁上得到了缩小的实像,则F光源、 鱼缸、墙壁三者的位置可能是(  )
A. B.
C. D.
◆变式训练2:(2025九下·浙江模拟)如图所示,把眼镜片放在烛焰与凸透镜之间,调节光屏得到烛焰清晰的像,撤去眼镜片,像变得模糊,调节光屏适当靠近凸透镜,光屏上重新得到清晰的像,该眼镜片(  )
A.是凸透镜,属远视眼镜 B.是凹透镜,属远视眼镜
C.是凸透镜,属近视眼镜 D.是凹透镜,属近视眼镜
◆变式训练3:(2025·椒江模拟)某科学小组用图1所示的实验装置探究凸透镜成像的规律。
(1)实验时,要调整烛焰、凸透镜和光屏的中心处于同一   。
(2)图1中光屏上恰好成清晰的像,该像的性质是倒立、放大的   像。
(3)完成一次实验后,为了寻找普遍规律,若固定凸透镜不动,则接下来应该先移动   。
(4)小组同学改用图2装置来探究近视眼和远视眼的成因,当向水透镜里注水时,水透镜的焦距将变小;当从水透镜里抽水时,水透镜的焦距将变大。此时烛焰在光屏上成清晰的像,用此模拟正常眼睛的成像。若为了模拟近视眼的成因,可向水透镜里   (填“注水”或“抽水”)。
1.(2023·宁波)节日期间,宁波三江口上演了主题灯光秀。光与“影”交相辉映,营造出幸福祥和的节日气氛,如图所示。大楼的彩灯在水中形成“倒影”是因为光射到江面发生了(  )
A.光的反射 B.光的折射
C.光的直线传播 D.光的色散
2.(2023·绍兴)小敏散步时看到了李白诗中”对影成三人”的真实场景:一只白鹭站在水中,形成了如图的两个”影”。下列说法正确的是(  )
A.影子是光的反射形成的 B.倒影是光的折射形成的
C.两个”影”形成原理相同 D.倒影是白鹭等大的虚像
3.(2022·宁波)如图所示是实验室中的毛玻璃片,一面磨砂,一面平滑。为了分辨这两个面,下列方法中不可行的是(  )
A.用手去触摸,粗糙的一面是磨砂面
B.用激光笔照射表面,反射后可在光屏上成一个亮点的一面是平滑面
C.压力相同时,与同一水平桌面之间滑动摩擦力较大的一面是磨砂面
D.透过毛玻璃片看不清远处物体,朝向眼睛的一面是平滑面
4.(2023·衢州)小科选取了“”光源、带小孔的纸板、光屏等材料,按如图顺序依次固定在光具座上,通过左右移动光源和光屏,开展“小孔成像”实验。实验中光屏上不可能出现的是(  )
A. B. C. D.
5.(2021·台州)“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.
6.(2021·宁波)如图所示,当我们看远处物体时,远处物体的光线正好聚焦在视网膜上。处试当我们从看远处物体改为看近处物体时(一般不小于10cm),为了使近处物体成像在视网膜上,晶状体凸度和焦距的变化情况分别是(  )
A.晶状体凸度变大,焦距变短 B.晶状体凸度变大,焦距变长
C.晶状体凸度变小,焦距变短 D.晶状体凸度变小,焦距变长
7.(2023·温州)用玻璃板作为平面镜,使蜡烛的像成在装满水的烧杯中,就能观察到“蜡烛在水中燃烧”(如图甲)。若蜡烛的像位置如图乙所示,要使像移到烧杯中,仅移动玻璃板,则移动的方向应是(  )
A.① B.② C.③ D.④
8.(2023·舟山)射击项目是我国体育的金牌大户,如图是我国射击选手备战杭州亚运会的训练场景。瞄准时,根据光在同种均匀介质中沿   的原理 ,当观察到瞄准点、准星尖和缺口成一条直线时,扣动扳机。子弹射出时手会受到一个向后的作用力,这说明了力的作用是   。
9.(2023·宁波)在“探究凸透镜的成像特点”实验中,小宁将蜡烛放在离凸透镜一倍焦距内,如图所示,烛焰在凸透镜左侧成一个正立、放大的像
(1)这个像是实像还是虚像?答案是:   。
(2)小宁用眼透过凸透镜直接观察到此像,是因为光从   (填“烛焰”或“此像”)发出,通过凸透镜后进入人眼。
10.(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.(2025·温州模拟)一只白鹭飞向水边,出现了如图所示的两个影。下列说法正确的是
A.黑影是光的反射形成的 B.倒影是白鹭等大的虚像
C.两个影的形成原理相同 D.倒影是光的折射形成的
2.(2025·德清模拟)下列表示空中飞鸟看水中鱼和看树倒影的光路图中,正确的是(  )
A. B.
C. D.
3.(2025·仙居二模)汽车“平视显示系统”是利用平面镜成像原理将行车信息通过挡风玻璃成像在司机视野正前方,减少司机低头次数,提升行车安全。当显示器上看到如图所示符号时,司机通过挡风玻璃看到的“像”是(  )
A. B. C. D.
4.(2025·金华模拟)如图是小科旅游时拍摄的大桥美景, 下列说法不正确的是 (  )
A.河面上桥的倒影是光的反射形成的
B.河面上桥的倒影和桥是等大的
C.桥在水中的倒影是虚像
D.拍摄时手机上成的像是等大的实像
5.(2025·杭州模拟)像的成因有三个:光的直线传播、光的反射和光的折射。所成的像有实像和虚像两种,下面列出了部分成像实例:
①小孔成像所成的像;
②在潜望镜中看到景物的像;
③人照镜子时镜中的像。
以下说法正确的是(  )
A.属于虚像的是②③ B.由于光的直线传播形成的是②
C.由于光的折射形成的是① D.由于光的反射形成的是①②③
6.(2025·江北模拟)如图所示是老年人专用指甲钳,手柄处嵌有辅助放大镜。下列分析正确的是(  )
A.当指甲置于透镜焦点内侧时,形成倒立放大的实像
B.当指甲置于透镜焦点内侧时,形成正立放大的虚像
C.该透镜为凹透镜,通过光线发散使物体视觉放大
D.该透镜为凸透镜,成像原理基于光的反射定律
7.科学研究是以实验为基础。下列实验设计与实验目的不相符的是()
A.将背景板向后折,是为了探究反射光线与入射光线、法线是否在同一平面上
B.用玻璃板代替平面镜,是为了便于确定像的位置
C.往碗中加水,是为了研究光从空气射入水中时发生的折射现象
D.将凹透镜放到凸透镜与蜡烛之间,是为了模拟近视的矫正方法
8.(2025·浙江模拟)小敏透过水杯看见《科学作业本》上的“科”字呈如图所示的放大效果。下列选项中与其成像规律相同的是(  )
A. B.
C. D.
9.(2025·舟山模拟)如图,小浙在家中做凸透镜成像实验时,墙上出现一个倒立缩小清晰的像,同时还观察到墙上有手和透镜的影子。下列说法正确的是
A.墙上烛焰的像是光的反射形成的
B.墙上手和透镜的影子是光的折射形成的
C.若透镜不动,蜡烛靠近透镜,手和透镜的影子变小
D.若蜡烛不动,透镜靠近蜡烛,能再次呈现清晰的烛焰像
10.(2025·绍兴模拟)无人机航拍的最大特色在于其能够突破地平线的束缚,提供前所未有的高空视角。航拍实际就是利用凸透镜成像规律,如右图所示某实验小组采用航拍镜头进行凸透镜成像的规律探究时描绘的图线,下列说法正确的是(  )
A.若要扩大拍摄范围,可让无人机飞得更高,景物类似从C到D的过程
B.若航拍镜头焦距为50毫米,底片和镜头距离略小于50毫米
C.若航拍环境较暗,可调小镜头光圈减少进光量使照片更清晰
D.若用无人机拍摄,所成的像为倒立缩小的实像,景物类似处于AB间某一位置
11.(2025九下·上城模拟)如图是某位同学用眼睛看物体成像的示意图。有关该同学视力情况及矫正选用镜片,说法正确的是(  )
①视力情况:近视 ②视力情况:远视 ③矫正选用:凹透镜 ④矫正选用:凸透镜
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
12.(2025·浙江模拟)网传大功率激光笔照射眼睛,会导致眼睛永久性失明。小科在科学老师的指导下利用激光照射白纸上的黑色碳粉字迹探究这个过程。发现在激光照射下,纸上的碳粉消失了。下列关于凸透镜的模拟的眼部结构、碳粉消失时对应的物态变化和吸、放热情况判断,正确的是(  )
A.晶状体、汽化、吸热 B.晶状体、升华、吸热
C.晶状体、升华、放热 D.玻璃体、熔化、吸热
13.(2025·嵊州模拟)如图所示是人眼通过平面镜看到蜡烛成像的光路图,下列说法错误的是(  )
A.蜡烛的像是光的反射形成的 B.蜡烛燃烧变短,像也会变短
C.把平面镜竖直上移,像会上移 D.蜡烛的像是与物体等大的虚像
14.(2024·温州模拟)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,光屏上恰能承接到烛焰清晰的像,下列判断正确的是(  )
A.实验用凸透镜的焦距可能为15.0cm
B.光屏上的像是烛焰放大的实像
C.仅将透镜左移不能再次成像
D.仅将光屏右移可模拟近视眼成像
15.(2025·定海模拟)如图所示,这是一架望远镜的示意图。小舟在跨学科实践活动中想制作一个这样的望远镜,远处的物体经过物镜成像的原理与   (选填“放大镜”“照相机”或“投影仪”)的成像原理相同;目镜所成的像是正立、放大的   像。
16.(2025·拱墅模拟)如图甲所示是装在高处的广告投影灯,可在地面上投射出广告图标,其内部结构如图乙所示。
(1)人们看到的广告图标是广告片通过凸透镜在地面上成的   (选填“虚像”或“实像”)。
(2)人们能从各个方向看到地面上的广告图标是因为光在地面发生   (选填“漫”或“镜面”)反射。
(3)要使地面上的广告图标变得更大,可进行的操作是   。
17.(2025·宁波模拟)甲图是“探究平面镜成像特点”和乙图是用蜡烛和烧瓶来“探究凸透镜成像规律”的实验装置。
(1)实验甲中,使用玻璃板代替平面镜的好处是   ,在确定蜡烛B和蜡烛A的像是否完全重合时,人眼的观察位置应该是   (填字母)。
A.从玻璃板后观察蜡烛 B.在玻璃板前蜡烛A这一侧 C. A与B都需要
(2)实验乙调整蜡烛和烧瓶至如图所示位置,在墙壁上得到清晰的   实像(填“放大”、“缩小”或“等大”)。
18.(2025·浙江模拟)如图甲所示是小金同学探究“平面镜成像特点”的实验装置。
(1)A、B两根蜡烛的大小和形状相同,这样做的目的是   ;
(2)小金同学按照如图甲所示测出来蜡烛和像的位置以及它们到平面镜的距离后,让蜡烛以的速度在桌面上沿着平面镜向右水平直线移动,像相对于蜡烛的速度是   ;
(3)实验中,若看到蜡烛A通过玻璃板成两个像,如图乙所示,其中距离观察者较近的像较   (选填“亮”或“暗”);
(4)丙图为猫咪照镜子的情境,若猫的头部位置保持不变,把镜子沿中间截成两半,将右边一半沿原来位置直线向右移一段距离,则左、右两半面镜子   。
A.各成半个像,合起来成一个完整的像 B.左半边镜子成完整像,右半边不成像
C.都成完整的像,但两个像在不同位置 D.都成完整的像,且两个像在同一位置
19.(2025·诸暨二模)研学活动中,小明参观博物馆时发现一件秦代木牍前放置着凸透镜,通过凸透镜看到的情景如图甲。为了弄清其原理,他们进行了如下探究。
(1)如图乙,用太阳光照射凸透镜,移动光屏直至光屏上出现一个最小最亮的光斑,此凸透镜的焦距为   cm。
(2)如图丙,将蜡烛放在较远处,移动光屏使光屏上呈现清晰的实像,观察像的性质,测出物距和像距;逐次改变物距,重复上述操作,实验记录如下表。
序号 物距/ cm 像的性质 像距/ cm
正倒 大小
1 24.0 倒立 缩小 17.2
2 22.0 倒立 缩小 18.8
3 20.0 倒立 等大 20.0
4 18.0 倒立 放大 22.4
5 16.0 倒立 放大 27.0
……        
凸透镜成缩小实像时, 物距   (选填“>”、 “<”或“=”)像距。
(3)小明受第4、5组实验结果启发,推测文物与其前方凸透镜的距离u和凸透镜焦距f的关系为f备考指南
知识导图
考点梳理
考点突破
真题在线
专项练习
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专题7 声和光
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 声音及其特性 ☆ ①知道光的直线传播与应用②描述光的反射定理,知道平面镜成像的特点③描述光的折射规律,用光的反射定理和折射规律解释简单的现象④认识凸透镜成像规律⑤应用凸透镜成像规律解释近视眼、远视眼的成因,总体难度不大。
考点2 光的直线传播和光的反射 ☆☆
考点3 光的折射 ☆☆
■考点一 声音及其特性
固体、液体、气体都可以作为声源发出声音,也都可以作为传播声音的介质。空气越稀薄,传声效果越差,真空不能传声。
响度、音调、音色的决定因素和表现
决定因素 听感表现
响度 由声源的振幅决定。振幅越大,响度越大 响度大:震耳欲聋响度小:轻声耳语
音调 由声源的振动频率决定。频率大,音调高;频率小,音调低 音调高:声音清脆、尖细音调低:声音粗犷、低沉
音色 发声体的材料、结构和发声方式不同,发出的音色就不同 可以用来分辨不同发声体发出的声音
■考点二 光的直线传播和光的反射
光的直线传播:光在同一种均匀物质中沿直线传播。小孔成像、影子的形成、日食、月食说明光的直线传播。光速:宇宙中最快的速度是真空中的光速;在计算中,真空或空气中光速c=3×108m/s=3×105km/s。
【注意】①小孔成像的性质:倒立的实像,可以成放大、等大、缩小的像。②像的形状与孔的形状无关。③像的大小与物距和像距有关。
光的反射定律——三线共面,二线分居,两角相等
①光反射时,入射光线MO、反射光线ON、法线OP在同一平面内。
②反射光线ON和入射光线MO分别位于法线OP两侧。
③反射角β(∠NOP)等于入射角α(∠MOP)。
④入射角α增大时,反射角β也同时增大,反之,入射角减小时反射角也同时减小。
⑤如果把入射角减小到与法线重合时,即当入射角为0°时,反射角也为0°,此时,入射光线、反射光线和法线三线重合。
⑥光路具有可逆性:如图中,如果入射光线沿NO射入,那么反射光线一定沿OM射出。实际的应用是你通过镜子看见别人的眼睛时,对方也可通过镜子看见你的眼睛。
【注意】当光射到物体表面上时,有一部分光会被物体表面反射回来的现象叫光的反射。我们能够看到本身不发光的物体,是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。
平面镜成像:物体在平面镜中成的是虚像,像的大小跟物体相等,像到镜面的距离与物体到镜面的距离相等,像与物体的连线关于镜面对称。
成像原理:发光点P把光线射到平面镜上,又经平面镜反射到人的眼中,人眼是根据光的直线传播经验来判断物体位置的,人眼逆着反射光线的方向向镜内看去,觉得光线好像是从两条反射光线反向延长的交点P′处射来的,如图所示。镜面后实际并不存在发光点P′,P′也不是反射光线的交点,而是反射光线反向延长线的交点,所以是虚像。
考点四、探究光的反射定律
①为了保留光的传播路径,可以用笔描出入射光线和反射光线的路径;入射光线、反射光线、法线在同一平面上;在光的反射中,光路是可逆的;
②实验时玻璃板如果不竖直,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;实验中选择两根完全一样的蜡烛是为了比较物体与像的大小关系;平面镜成的是虚像。
【注意】1.可见光可以反射,不可见光同样可以反射。
2.成虚像的判断依据:平面镜里所成的像不能呈现在光屏上,所以是虚像。
3.平面镜所成像的大小与镜面的大小、物体到镜面的距离无关。
■考点三 光的折射
入射光线AO,折射光线OB,法线NN′在同一平面内。折射光线和入射光线分别位于法线两侧。光从空气斜射入水或玻璃表面时,折射光线向法线偏折,折射角β小于入射角α。入射角α增大时,折射角β也增大。如果光从水中斜射入空气中时,折射光线将偏离法线,折射角大于入射角。光的折射也遵循光路可逆,如果入射光线沿BO射入到点O,折射光线一定沿OA折射(如右上图所示)。
【注意】①光必须斜射时,才能发生折射现象。
②解释光现象或作图时要注意:人眼看物体是物体发出或反射的光射入人的眼睛,而不是人眼发出光射到物体上。
③光垂直射到水或玻璃表面时传播方向不改变,即垂直于界面时三线重合两角为0°,这是一种特殊情况。
凸透镜成像规律
人的眼球,近视眼和远视眼
■考点一 声音及其特性
◇典例1:科学方法是开启大自然奥秘之门的钥匙。
(1)如图所示,用鼓锤分别重敲和轻敲鼓面,铜鼓发出的声音的响度不同,同时可以通过乒乓球反弹的高度,来显示出鼓面振动的情况。通过实验可知:鼓面振动的  越大,响度越大。
(2)为了便于描述光的传播路径和方向,科学上引入了光线的概念,实际上光线并不存在。为了形象地表示磁体周围磁场分布的强弱和方向,科学上引入了   的概念,实际上它也并不存在。
【答案】(1)幅度(或振幅)(2)磁感线
【解析】(1)根据响度与振幅的关系解答;(2)根据磁感线的定义和用途分析解答。
【解答】(1)如图所示,用鼓锤分别重敲和轻敲鼓面,铜鼓发出的声音的响度不同,同时可以通过乒乓球反弹的高度,来显示出鼓面振动的情况。通过实验可知:鼓面振动幅度(或振幅)越大,响度越大。
(2)为了形象地表示磁体周围磁场分布的强弱和方向,科学上引入了磁感线的概念,实际上它也并不存在。
◆变式训练1:智能手机具有独立的操作系统和运行空间,可以由 用户自行安装软件、导航等程序,并可以通过移动通讯网络来实现无线网络的接入。
(1)智能手机可以自动识别用户的声音,这主要是利用声音的   。
(2)如图是一个商品条形码,用手机扫描时是主要是通过   (选填“白色”或“黑色”)部分获取商品信息的,它反射光的能力较强。
【答案】(1)音色(2)白色
【解析】(1)声音的特性为音色,响度和音调;
(2)白色反射所有的色光,不透明物体的颜色由反射的色光颜色决定。
【解答】(1) 自动识别用户的声音 ,利用声音的音色不同;
(2)白色可以反射所有的色光,故其反射能力较强。
◆变式训练2:如图所示,将正在发声的手机放在连通于抽气机的密闭玻璃瓶内。
(1)在用抽气机把玻璃瓶内的空气逐渐抽出的过程中,听到的声音将会逐渐   。
(2)分析实验现象,运用   (填“推理”或“归纳”)的方法可得结论:   。
【答案】(1)变小(2)推理;声音的传播需要介质
【解析】(1)空气是传声的介质,空气越稀薄,则传声能力越弱;
(2)随着玻璃罩内空气越来越少,则听到的声音越来越小。由此可知,如果玻璃罩中变成真空,那么将不会听到声音,即真空不能传声,这种方法叫科学推理法。
【解答】(1)在用抽气机把玻璃瓶内的空气逐渐抽出的过程中,听到的声音将会逐渐变小。
(2)分析实验现象,运用推理的方法可得结论:声音的传播需要介质(真空不能传声)。
◆变式训练3:小明发现电吉他的发音是通过电磁拾音装置连接扬声器而实现的。拾音器的基本结构如图1所示,由铜线绕成线圈,金属吉他弦被磁化成一个磁体,拨动吉他弦的时候就相当于铜线圈在切割弦的磁场,从而产生感应电流,电流越大声音越响。小明想探究吉他的响度与什么有关。用电流检测仪器测得某一次拨弦的电流情况,如图2所示。小明得出吉他的响度与弦的振动的幅度有关,越用力拨弦(使弦拉伸幅度变大,振动变快),声音越响的结论。
(1) 小刚同学觉得小明同学的实验结论不够科学,你觉得实验存在哪些问题   。
(2)观察图2可知电流方向在不断变化,引起电流方向变化的原因是   。
(3)若选用   材质的金属弦(填“铜质弦”或“铁质弦”),无论如何拨动金属弦,扬声器都不能发音。
【答案】(1)该实验存在两个变量:振动的幅度和速度(2)切割磁感线的方向在变化(3)铜质弦
【解析】(1)小明想探究吉他的响度与什么有关时,应采用控制变量法,据此分析;
(2)感应电流的方向与导体运动的方向和磁场的方向有关;
(3)根据铜不能被磁化而铁能被磁化进行解答。
【解答】(1)由题意可知,小明想探究吉他的响度与什么有关时,采用的是控制变量法,探究响度与振幅的关系时,应该控制振动的速度不变,只改变振幅的大小,而小明同时改变了振动速度,即错误的地方是:该实验存在两个变量:振动的幅度和速度;
(2)根据图2可知,感应电流的方向是变化的,是因为琴弦来回振动时,线圈切割磁感线的方向不同,则感应电流的方向不同;
(3)由于铜质弦不能被磁化,而铁质弦能被磁化,因此选用铜质弦,无论如何拨动金属弦,扬声器都不能发音。
■考点二 光的直线传播和光的反射
◇典例1:(2025·浙江)两千多年前,我国古代学者墨子和他的学生完成了世界上第一个小孔成像实验。墨子站在暗室外,其学生在带有小孔的暗室内观察。这个实验的原理是 (  )
A.光的折射 B.光的反射
C.光的色散 D.光的直线传播
【答案】D
【解析】小孔成像所成的像的形状与孔的形状无关。
【解答】由图可知,小孔成像的原理是光的直线传播,成的是光源倒立的实像。
故答案为:D。
◆变式训练1:(2025·温州模拟)一人站在镜子前试衣服,在镜子里看到自己的清晰影像。如图所示,当水平向左推动镜子时,镜子中的像将 (  )
A.保持静止 B.向左运动 C.变大 D.变小
【答案】A
【解析】根据平面镜成像规律进行分析,像与物等大,关于镜对称。
【解答】由平面镜成像规律可知,平面镜所成的像与物体关于平面镜对称,向左推动镜子,人和镜子之间的相对位置没有发生改变,可知像的位置也不会发生改变。
故答案为:A。
◆变式训练2:(2025·镇海区模拟)“印象西湖”是一台大型山水实景演出,如诗如画的江南美景和流传千古的美妙传说,都在夜色里绽放。图为“印象西湖”某一实景,湖面“月亮灯笼”在水中倒影的形成原因是   (选填“光的直线传播”“光的反射”或“光的折射”);“月亮灯笼”与它在水中像的大小   (选填“相同”或“不相同”) ; 若“月亮灯笼”以速度0.2m/s向上远离水面,则它在水中的像将以   m/s远离灯笼。
【答案】光的反射;相同;0.4
【解析】(1)当光照射到物体表面上时,有一部分光被反射回来发生反射现象,例如:平面镜成像、水中倒影等;平面镜成像的特点:物像等大,成的是虚像。
(2)平面镜成像的特点:物体在平面镜中所成的像是虚像,像和物体的大小相等,它们的连线垂直于镜面,它们到镜面的距离相等。
【解答】湖面“月亮灯笼”在水中倒影是由于光照射到水面发生光的反射形成的。
平面镜成像的特点:物像等大,成的是虚像,则“月亮灯笼”与它在水中像的大小相同。
若“月亮灯笼”以速度0.2m/s向上远离水面,它在水中的像也以速度0.2m/s向上远离水面,则它在水中的像将以0.4m/s的速度远离灯笼。
故答案为:光的反射:相同:0.4。
◆变式训练3:(2025·绍兴模拟)小敏在做探究“平面镜成像规律”的实验时,进行如下操作:
(1)如图甲所示,将一张白纸平铺在水平桌面上,先将一块薄玻璃板竖立在纸上,用笔顺着玻璃板下沿画一条直线,目的是为了确定   的位置。
(2)如图乙所示,把蜡烛1点燃竖立在玻璃板前,再拿一支没有点燃的相同的蜡烛2,将蜡烛2竖立在玻璃板后并来回移动,直至蜡烛2与蜡烛1的像完全重合,得到像和物大小相等。以上运用了   的科学方法。
(3)如图丙所示,记录了三次物和像的位置,用直线连接A与B,C与D,E与F。分析图线后可得出像与物的连线与镜面垂直,还可得出的结论是   。
(4)小敏将蜡烛换成F发光体继续实验是为了直观的证明平面镜所成的像与物相对平面镜具有  。
【答案】(1)玻璃板(或平面镜)
(2)等效替代(法)
(3)像与物到平面镜的距离相等
(4)对称性的发光
【解析】(1)实验中用玻璃板代替平面镜是为了更好的测量像距。
(2)使用蜡烛2代替蜡烛1,这样的研究方法称为转换法。
(3)平面镜成像中,物与像关于平面镜对称,物距等于像距。
(4)使用左右不对称的光源,目的是探究平面镜所成的像与物相对平面镜具有对称性。
【解答】(1)在纸上画直线的目的是标注平面镜的位置,便于后续测量物距和像距。
(2)用与蜡烛1完全相同的蜡烛2代替蜡烛1与像进行大小比对,属于等效替代法。
(3)测量的分别是物距和像距,由图可知,物距等于像距。
(4)F左右不对称,可用于探究平面镜所成的像与物是否具有对称性。
■考点三 光的折射
◇典例1:(2025·浙江)如图表示太阳光经三棱镜折射的色散实验,图中①②分别表示红外线和紫外线所在区域。下列说法不正确的是(  )
A.太阳光是由多种色光混合而成的复色光
B.太阳光经三棱镜折射后,紫光的偏折程度小于红光
C.①区域的光具有热效应
D.②区域的光无法用肉眼观察
【答案】B
【解析】A.根据光的色散的知识判断;
B.根据图片分析三棱镜对光线偏折能力的强弱即可;
CD.红光以外为红外线,紫光以外为紫外线,结合二者的特点和应用判断。
【解答】A.根据图片可知,太阳光经过三棱镜后,被分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫多种色光,即太阳光为复色光,故A正确不符合题意;
B.太阳光经三棱镜折射后,紫光的偏折程度大于红光,故B错误符合题意;
C.①区域在红光以外,应该是红外线,具有热效应,故C正确不符合题意;
D.②区域在紫光以外,应该是紫外线,肉眼看不到,故D正确不符合题意。
故选B。
◆变式训练1:(2025·温州模拟)将带有F字样的光源放在装有水的鱼缸前,调整F光源和鱼缸的位置,在墙壁上得到了缩小的实像,则F光源、 鱼缸、墙壁三者的位置可能是(  )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】凸透镜成像规律:物距在一倍焦距以内,成正立、放大的虚像;物距在一倍和两倍焦距之间,像距大于两倍焦距时,成倒立、放大的实像,物距等于像距等于两倍焦距时,成倒立、等大的实像;物距大于两倍焦距,像距在一倍和两倍焦距之间时,成倒立、缩小的实像。
凸透镜成实像时,具有“物远像近像变小”的特点。
【解答】鱼缸相当于一个凸透镜,在墙壁上得到了缩小的实像,由凸透镜成像规律可知,此时物距大于两倍焦距,像距在一倍和两倍焦距之间,即物距大于像距且物与像分别在凸透镜的两侧。
故答案为:B。
◆变式训练2:(2025九下·浙江模拟)如图所示,把眼镜片放在烛焰与凸透镜之间,调节光屏得到烛焰清晰的像,撤去眼镜片,像变得模糊,调节光屏适当靠近凸透镜,光屏上重新得到清晰的像,该眼镜片(  )
A.是凸透镜,属远视眼镜 B.是凹透镜,属远视眼镜
C.是凸透镜,属近视眼镜 D.是凹透镜,属近视眼镜
【答案】D
【解析】首先根据题意“撤去眼镜片,像变得模糊,调节光屏适当靠近凸透镜,光屏上重新得到清晰的像”可知该镜片对光线的作用,然后根据远视镜片是凸透镜,近视镜片是凹透镜判断。
【解答】由题意“撤去眼镜片,像变得模糊,调节光屏适当靠近凸透镜,光屏上重新得到清晰的像”,说明撤去眼镜片后,对光的会聚能力增强,说明该镜片对光线具有发散作用,则该透镜为凹透镜,属于近视眼镜。故答案为:D。
◆变式训练3:(2025·椒江模拟)某科学小组用图1所示的实验装置探究凸透镜成像的规律。
(1)实验时,要调整烛焰、凸透镜和光屏的中心处于同一   。
(2)图1中光屏上恰好成清晰的像,该像的性质是倒立、放大的   像。
(3)完成一次实验后,为了寻找普遍规律,若固定凸透镜不动,则接下来应该先移动   。
(4)小组同学改用图2装置来探究近视眼和远视眼的成因,当向水透镜里注水时,水透镜的焦距将变小;当从水透镜里抽水时,水透镜的焦距将变大。此时烛焰在光屏上成清晰的像,用此模拟正常眼睛的成像。若为了模拟近视眼的成因,可向水透镜里   (填“注水”或“抽水”)。
【答案】(1)高度
(2)实
(3)蜡烛
(4)注水
【解析】(1)根据光的直线传播和经过凸透镜光心的光线不发生偏折可知,调整烛焰、凸透镜和光屏的中心处于同一高度,像将呈现在光屏中央。
(2)实像是由实际光线会聚而成的,能呈现在光屏上,虚像由光线的反向延长线会聚而成,不能呈现在光屏上。
(3)改变蜡烛的位置,即物距,像距也发生改变,获得多组数据,得出普遍性规律。
(4)根据近视眼的成因是晶状体的焦距过小结合水透镜的特点进行分析。
【解答】(1)调整烛焰、凸透镜和光屏的中心处于同一高度,像将呈现在光屏中央。
(2)像能呈现在光屏上,说明该像是实像。
(3)像的位置随蜡烛位置的变化而变化,所以应先移动蜡烛的位置,再移动光屏,寻找清晰的像。
(4)近视眼晶状体的曲度过大,焦距变小,像成在视网膜前面,可知应向水透镜中注水。
1.(2023·宁波)节日期间,宁波三江口上演了主题灯光秀。光与“影”交相辉映,营造出幸福祥和的节日气氛,如图所示。大楼的彩灯在水中形成“倒影”是因为光射到江面发生了(  )
A.光的反射 B.光的折射
C.光的直线传播 D.光的色散
【答案】A
【解析】根据平面镜成像的原理分析判断。
【解答】大楼的彩灯在水中形成“倒影”,其实是平面镜成像,而平静的水面相当于平面镜。彩灯发出的光在水面发生反射,于是在水面内形成正立的虚像,这就是倒影。故A正确,而B、C、D错误。
2.(2023·绍兴)小敏散步时看到了李白诗中”对影成三人”的真实场景:一只白鹭站在水中,形成了如图的两个”影”。下列说法正确的是(  )
A.影子是光的反射形成的 B.倒影是光的折射形成的
C.两个”影”形成原理相同 D.倒影是白鹭等大的虚像
【答案】D
【解析】平面镜成像的特点是:正立,等大的虚像;物到平面镜的距离和像到平面镜的距离相等;五河像的连线与平面镜垂直;影子是光的直线传播原理形成的,光在同一种均匀的介质中沿直线传播;
【解答】A. 影子是光的直线传播原理形成的,A错误;
B. 倒影是光的反射形成的,B错误;
C.两个”影”形成原理不同,影子是光的直线传播原理形成的,倒影是光的反射形成的,C错误;
D. 倒影是光的反射形成的,属于平面镜成像的一种,平面镜成像的特点是正立、等大的虚像、等距、垂直;所以倒影是白鹭等大的虚像,D正确;
3.(2022·宁波)如图所示是实验室中的毛玻璃片,一面磨砂,一面平滑。为了分辨这两个面,下列方法中不可行的是(  )
A.用手去触摸,粗糙的一面是磨砂面
B.用激光笔照射表面,反射后可在光屏上成一个亮点的一面是平滑面
C.压力相同时,与同一水平桌面之间滑动摩擦力较大的一面是磨砂面
D.透过毛玻璃片看不清远处物体,朝向眼睛的一面是平滑面
【答案】D
【解析】(1)根据两个表面的手感不同判断;
(2)光在光滑平整的表面上发生镜面反射,反射光线集中在某个范围内;光在凸凹不平的表面上发生漫反射,反射光线射向四面八方;
(3)增大摩擦力的方法:①增大压力;②增大接触面的粗糙程度;
(4)根据光的折射的知识判断。
【解答】A.用手去触摸,粗糙的一面是磨砂面,光滑的一面为平滑面,故A正确不合题意;
B.用激光笔照射表面,反射后可在光屏上成一个亮点的一面发生的是镜面反射,则这个面是平滑面 ,故B正确不合题意;
C.压力相同时,与同一水平桌面之间滑动摩擦力较大的一面肯定比较粗糙,应该是磨砂面,故C正确不合题意;
D.透过毛玻璃片看不清远处物体,无论朝向眼睛的一面为平滑面还是粗糙面,穿过玻璃后的折射光线都是杂乱无章的,因此无法看到远处的物体,故D错误符合题意。故选D。
4.(2023·衢州)小科选取了“”光源、带小孔的纸板、光屏等材料,按如图顺序依次固定在光具座上,通过左右移动光源和光屏,开展“小孔成像”实验。实验中光屏上不可能出现的是(  )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据小孔成像的特点分析判断。
【解答】小孔成像由光的直线传播形成,上面的光线到达下面,下面的到达上面,因此成的是倒立的实像,不可能成正立的实像,故B符合题意,而A、C、D不合题意。
5.(2021·台州)“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.
【答案】A
【解析】根据凸透镜成像的规律分析判断。
【解答】人眼就是一架照相机,晶状体和角膜相当于凸透镜,视网膜相当于光屏,物体在视网膜上成倒立、缩小的实像,此时物距大于像距,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
6.(2021·宁波)如图所示,当我们看远处物体时,远处物体的光线正好聚焦在视网膜上。处试当我们从看远处物体改为看近处物体时(一般不小于10cm),为了使近处物体成像在视网膜上,晶状体凸度和焦距的变化情况分别是(  )
A.晶状体凸度变大,焦距变短 B.晶状体凸度变大,焦距变长
C.晶状体凸度变小,焦距变短 D.晶状体凸度变小,焦距变长
【答案】A
【解析】①凸透镜的凸度越大,对光线的会聚能力越强,此时焦距越短;
②根据凸透镜成像“物近像远大,物远像近小”的规律分析判断。
【解答】①假设晶状体的凸度不变,当看近处物体时,根据“物近像远大”可知,此时像距增大,即成像在视网膜后面;
②要使像向前移动到视网膜上,必须使光线会聚,则晶状体的凸度要变大,而焦距要变小。故A正确,而B、C、D错误。
7.(2023·温州)用玻璃板作为平面镜,使蜡烛的像成在装满水的烧杯中,就能观察到“蜡烛在水中燃烧”(如图甲)。若蜡烛的像位置如图乙所示,要使像移到烧杯中,仅移动玻璃板,则移动的方向应是(  )
A.① B.② C.③ D.④
【答案】C
【解析】根据平面镜成像“物像等距”分析判断。
【解答】根据平面镜成像的特点可知,蜡烛成的像与蜡烛关于平面镜对称。②水平向左移动镜子,④为水平向右移动镜子,此时镜子所在的那个平面的位置保持不变,因此蜡烛像的位置保持不变,故B、D不合题意;
要使像移动到烧杯的位置,就要增大像距。根据“物像等距”可知,此时要增大蜡烛到镜面的距离,故C正确,A错误。
8.(2023·舟山)射击项目是我国体育的金牌大户,如图是我国射击选手备战杭州亚运会的训练场景。瞄准时,根据光在同种均匀介质中沿   的原理 ,当观察到瞄准点、准星尖和缺口成一条直线时,扣动扳机。子弹射出时手会受到一个向后的作用力,这说明了力的作用是   。
【答案】直线传播;相互的
【解析】本题考查知识点为光在直线传播过程中所出现的现象,例如影子的形成,小孔成像等;同时还考查了相互作用力的知识。
【解答】瞄准时三点一线,主要利用了光在同种均匀介质中沿直线传播的原理;由于力的作用是相互的, 所以子弹射出时手会受到一个向后的作用力。
9.(2023·宁波)在“探究凸透镜的成像特点”实验中,小宁将蜡烛放在离凸透镜一倍焦距内,如图所示,烛焰在凸透镜左侧成一个正立、放大的像
(1)这个像是实像还是虚像?答案是:   。
(2)小宁用眼透过凸透镜直接观察到此像,是因为光从   (填“烛焰”或“此像”)发出,通过凸透镜后进入人眼。
【答案】(1)虚像(2)烛焰
【解析】(1)凸透镜成的实像都是倒立的,分放大、等大和缩小的,且和物体在凸透镜的异侧;凸透镜成的虚像都是正立的, 只有放大,没有缩小的,且和物体在凸透镜的同侧。
(2)物体所成的像由物体发出的光线会聚而成。
【解答】(1)根据“正立、放大”可知,这个像是虚像;
(2)小宁用眼透过凸透镜直接观察到此像,是因为光从烛焰发出,通过凸透镜后进入人眼。
10.(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。
【答案】(1)顺
(2)便于确定像的位置
(3)倒立、放大
【解析】(1)根据“反射角等于入射角”分析;
(2)半透明的玻璃板成像没有平面镜清晰,但是透过它可以看到后面的蜡烛,通过这支蜡烛的移动可以确定像的位置,比较像和物体的大小关系;
(3)在凸透镜成像的实验中,如果将物距和像距对调,那么光屏上仍然成清晰的实像,只是像的大小发生改变。
【解答】(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,这时入射角增大,根据“反射角等于入射角”可知,此时反射角也增大,则可观察到反射光束OF沿顺时针方向转动。
(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便于确定像的位置。
(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、倒立、放大的实像。
1.(2025·温州模拟)一只白鹭飞向水边,出现了如图所示的两个影。下列说法正确的是
A.黑影是光的反射形成的 B.倒影是白鹭等大的虚像
C.两个影的形成原理相同 D.倒影是光的折射形成的
【答案】B
【解析】光在同种均匀介质中沿直线传播;
平面镜成的像是虚像,物体与像的大小相等、像与物关于镜面对称、像与物到镜面的距离相等。
【解答】影子是光沿直线传播形成的,倒影是光沿反射形成的,两者成像的原理不同。平静的水面相等于平面镜,倒影是平面镜成像,成的是等大的、正立的虚像。
故答案为:B。
2.(2025·德清模拟)下列表示空中飞鸟看水中鱼和看树倒影的光路图中,正确的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】飞鸟看见水中的鱼是由于光的折射形成的虚像,树的倒影是光的反射形成的虚像。
【解答】AB.飞鸟看见水中的鱼是由于光从水中斜射入空气,偏离法线,形成的虚像在鱼的上方,故AB错误;
CD.树的倒影是光的反射形成的虚像,C图是光的折射,故C错误,D正确。
故选D。
3.(2025·仙居二模)汽车“平视显示系统”是利用平面镜成像原理将行车信息通过挡风玻璃成像在司机视野正前方,减少司机低头次数,提升行车安全。当显示器上看到如图所示符号时,司机通过挡风玻璃看到的“像”是(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据平面镜成像特点,像和物关于镜面对称,分析解答。
【解答】抬头显示器将驾驶台上的仪表显示的图像反射到挡风玻璃,属于平面镜成像,平面镜成像时,像与物体关于镜面是对称的,所以司机通过挡风玻璃看到的像与图像上下相反,看到的是等大的虚像。
故D正确,ABC错误。
故选D。
4.(2025·金华模拟)如图是小科旅游时拍摄的大桥美景, 下列说法不正确的是 (  )
A.河面上桥的倒影是光的反射形成的
B.河面上桥的倒影和桥是等大的
C.桥在水中的倒影是虚像
D.拍摄时手机上成的像是等大的实像
【答案】D
【解析】平面镜所成的像是由反射光线的反向延长线会聚而成的虚像,不能呈现在光屏上。
【解答】ABC、河面上桥的倒影,属于平面镜成像,像与物等大,成的是正立的虚像,原理是
光的反射,故ABC正确,不符合题意;
D、照相机是凸透镜,成的是倒立、缩小的实像,故D错误,符合题意。
故答案为:D。
5.(2025·杭州模拟)像的成因有三个:光的直线传播、光的反射和光的折射。所成的像有实像和虚像两种,下面列出了部分成像实例:
①小孔成像所成的像;
②在潜望镜中看到景物的像;
③人照镜子时镜中的像。
以下说法正确的是(  )
A.属于虚像的是②③ B.由于光的直线传播形成的是②
C.由于光的折射形成的是① D.由于光的反射形成的是①②③
【答案】A
【解析】分析各个现象中包含的光学原理即可。
【解答】①小孔成像所成的像,是光沿直线传播形成的实像;
②在潜望镜中看到景物的像,是光的反射形成的虚像;
③人照镜子时镜中的像,是光的反射形成的虚像。
A.属于虚像的是②③,故A正确;
B.由于光的直线传播形成的是①,故B错误;
C.没有光的折射形成的,故C错误;
D.由于光的反射形成的是②③,故D错误。
故选A。
6.(2025·江北模拟)如图所示是老年人专用指甲钳,手柄处嵌有辅助放大镜。下列分析正确的是(  )
A.当指甲置于透镜焦点内侧时,形成倒立放大的实像
B.当指甲置于透镜焦点内侧时,形成正立放大的虚像
C.该透镜为凹透镜,通过光线发散使物体视觉放大
D.该透镜为凸透镜,成像原理基于光的反射定律
【答案】B
【解析】凸透镜成像规律:物距在一倍焦距以内,成正立、放大的虚像;物距在一倍和两倍焦距之间,像距大于两倍焦距时,成倒立、放大的实像,物距等于像距等于两倍焦距时,成倒立、等大的实像;物距大于两倍焦距,像距在一倍和两倍焦距之间时,成倒立、缩小的实像。
【解答】AB、当指甲置于透镜焦点内侧时,即物距小于一倍焦距时,形成正立、放大的虚像,故AB错误;
CD、放大镜属于凸透镜,原理是光的折射,故CD错误。故答案为:B。
7.科学研究是以实验为基础。下列实验设计与实验目的不相符的是()
A.将背景板向后折,是为了探究反射光线与入射光线、法线是否在同一平面上
B.用玻璃板代替平面镜,是为了便于确定像的位置
C.往碗中加水,是为了研究光从空气射入水中时发生的折射现象
D.将凹透镜放到凸透镜与蜡烛之间,是为了模拟近视的矫正方法
【答案】C
【解析】A.要验证反射光线与入射光线是否在同一平面上,可以通过让两个纸板不在同一平面上来研究;
B.用玻璃板代替平面镜,同时能看到镜前物体的像,又能看到物体的像,便于确定像的位置,便于比较物像大小关系;
C.光的折射规律是当光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射光线向法线方向偏折;光从水或者其他介质斜射入空气中时,折射光线向远离法线的方向偏折;
D.知道近视镜是凹透镜,对光线有发散作用。
【解答】A.甲图:将右侧背景板向后折,是为了探究反射光线、法线和入射关系是否在同一平面上,故A正确不合题意;
B.乙图:茶色玻璃是半透明的,既可以让物体在里面成像,又可以通过玻璃看到后面移动的物体,从而找到像的位置,故B正确不合题意;
C.丙图:往碗中加水,水中的筷子变弯,其实是光从水中射入空气中时发生折射现象,故C错误不合题意;
D.丁图:将近视眼镜放到凸透镜与蜡烛之间,可模拟研究近视眼的成因及矫正,故D正确不合题意。
故选C。
8.(2025·浙江模拟)小敏透过水杯看见《科学作业本》上的“科”字呈如图所示的放大效果。下列选项中与其成像规律相同的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】凸透镜成像规律:物距在一倍焦距以内,成正立、放大的虚像;物距在一倍和两倍焦距之间,像距大于两倍焦距时,成倒立、放大的实像,物距等于像距等于两倍焦距时,成倒立、等大的实像;物距大于两倍焦距,像距在一倍和两倍焦距之间时,成倒立、缩小的实像【解答】透过水杯看见《科学作业本》上的“科”字呈如图所示的放大效果,成像原理是放大镜,成的是正立放大的虚像,物距处于1倍焦距以内,故D符合题意,ABC不符合题意。
故答案为:D。
9.(2025·舟山模拟)如图,小浙在家中做凸透镜成像实验时,墙上出现一个倒立缩小清晰的像,同时还观察到墙上有手和透镜的影子。下列说法正确的是
A.墙上烛焰的像是光的反射形成的
B.墙上手和透镜的影子是光的折射形成的
C.若透镜不动,蜡烛靠近透镜,手和透镜的影子变小
D.若蜡烛不动,透镜靠近蜡烛,能再次呈现清晰的烛焰像
【答案】D
【解析】(1)凸透镜成像的原理是光的折射现象;
(2)光在同种均匀介质中沿直线传播;
(3)靠近光源,影子越长;
(4)凸透镜成实像时,若蜡烛、光屏的位置不变,改变凸透镜的位置,光屏上能两次成像。
【解答】A、墙上烛焰的像属于凸透镜成像,是由光的折射形成的,故A错误;
B、手和透镜的影子是光的直线传播形成的,故B错误;
C、若透镜不动,蜡烛靠近透镜,手和透镜的影子变大,故C错误;
D、图中,蜡烛经凸透镜成倒立缩小的实像,此时物距u>2f,若蜡烛不动,透镜靠近蜡烛,在f<u<2f还能成倒立放大的实像,即能再次呈现清晰的烛焰像,故D正确。
故答案为:D。
10.(2025·绍兴模拟)无人机航拍的最大特色在于其能够突破地平线的束缚,提供前所未有的高空视角。航拍实际就是利用凸透镜成像规律,如右图所示某实验小组采用航拍镜头进行凸透镜成像的规律探究时描绘的图线,下列说法正确的是(  )
A.若要扩大拍摄范围,可让无人机飞得更高,景物类似从C到D的过程
B.若航拍镜头焦距为50毫米,底片和镜头距离略小于50毫米
C.若航拍环境较暗,可调小镜头光圈减少进光量使照片更清晰
D.若用无人机拍摄,所成的像为倒立缩小的实像,景物类似处于AB间某一位置
【答案】A
【解析】根据图片确定凸透镜的焦距,结合凸透镜的成像规律分析判断即可。
【解答】根据图片可知,u=v=10cm=2f,则凸透镜的焦距f=5cm=50mm;
A.根据成实像时“物远像近小”的规律可知,离物体越远,成的像越小,屏幕上看到的景物越大,所拍摄范围越大,类似从C到D的过程,故A正确;
B.无人机摄像成倒立缩小的实像,此时物距大于二倍焦距,而像距在一倍焦距和二倍焦距之间,即在50mm到100mm之间,故B错误;
C.若航拍环境较暗时,需要增大光圈,即可调大镜头光圈增加进光量使照片更清晰,故C错误;
D.照相机的底片是像的位置,底片应该在镜头的一倍焦距和二倍焦距之间,并且物距很大,像距很小,底片放在略大于100mm的位置上,故D错误。
故选A。
11.(2025九下·上城模拟)如图是某位同学用眼睛看物体成像的示意图。有关该同学视力情况及矫正选用镜片,说法正确的是(  )
①视力情况:近视 ②视力情况:远视 ③矫正选用:凹透镜 ④矫正选用:凸透镜
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】A
【解析】近视眼的成因是只能看清近处的物体,看不清远处的物体,晶状体太厚,折光能力太强,或者眼球在前后方向上太长,因此来自远处点的光会聚在视网膜前;
对近视眼的矫正可通过凹透镜对光线的发散作用进行纠正。
【解答】近视眼是晶状体曲度变大,会聚能力增强,即折光能力增强,像呈在视网膜的前方造成的。由图可知,像呈在了视网膜的前方,所以他是近视眼,应佩戴发散透镜,即凹透镜加以矫正。
故答案为:A。
12.(2025·浙江模拟)网传大功率激光笔照射眼睛,会导致眼睛永久性失明。小科在科学老师的指导下利用激光照射白纸上的黑色碳粉字迹探究这个过程。发现在激光照射下,纸上的碳粉消失了。下列关于凸透镜的模拟的眼部结构、碳粉消失时对应的物态变化和吸、放热情况判断,正确的是(  )
A.晶状体、汽化、吸热 B.晶状体、升华、吸热
C.晶状体、升华、放热 D.玻璃体、熔化、吸热
【答案】B
【解析】(1)晶状体:人眼的晶状体类似凸透镜,具有弹性,通过睫状体的收缩和舒张改变自身的曲度,从而对光线进行折射,使物体清晰成像在视网膜上 。比如看近处物体时,睫状体收缩,晶状体变厚,折光能力变强;看远处物体时,睫状体舒张,晶状体变薄,折光能力变弱。
(1)升华:物质从固态直接变成气态的过程叫升华 。像冬天冰冻的衣服也能变干,是冰直接升华成了水蒸气;樟脑丸放久了会变小,也是发生了升华现象。
汽化:物质从液态变为气态的过程叫汽化。汽化有两种方式,分别是蒸发和沸腾 。例如,湿衣服晾干是水蒸发这种汽化现象;水烧开时的翻滚冒泡是沸腾这种汽化形式。
熔化:物质从固态变为液态的过程叫熔化。比如冰化成水、蜡烛受热变软变成液态等。
【解答】人眼的晶状体相当于一个凸透镜,对光线有会聚作用 ,而玻璃体是位于晶状体后面的透明胶状物质。所以在该实验中,凸透镜模拟的是眼部结构中的晶状体。
物态变化类型:物质由固态直接变为气态的过程叫升华。在激光照射下,纸上的碳粉由固态直接消失变成气态,这种物态变化是升华。
吸放热情况:升华过程需要吸收热量。
故答案为:B。
13.(2025·嵊州模拟)如图所示是人眼通过平面镜看到蜡烛成像的光路图,下列说法错误的是(  )
A.蜡烛的像是光的反射形成的 B.蜡烛燃烧变短,像也会变短
C.把平面镜竖直上移,像会上移 D.蜡烛的像是与物体等大的虚像
【答案】C
【解析】平面镜成像特点:平面镜所成的像是虚像,像与物体的大小相同,像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等,像与物关于平面镜对称。据此结合平面镜成像原理,对四个选项逐一分析即可得出答案。
【解答】A、平面镜成像遵循光的反射规律,故A正确。
B、蜡烛燃烧变短,像也会变短,像与物体等大,也会变短,故B正确。
C.把平面镜竖直上移,对称面的位置不变,像不会上移,故C错误。
D.像与物关于平面镜对称,蜡烛的像是与物体等大的虚像,故D正确。
故答案为:C。
14.(2024·温州模拟)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,光屏上恰能承接到烛焰清晰的像,下列判断正确的是(  )
A.实验用凸透镜的焦距可能为15.0cm
B.光屏上的像是烛焰放大的实像
C.仅将透镜左移不能再次成像
D.仅将光屏右移可模拟近视眼成像
【答案】D
【解析】当u>2f,f<v<2f,u>v时,凸透镜成倒立缩小的实像;在光的折射中,光路是可逆的;近视眼成像时,像成在视网膜的前方。
【解答】AB.由图可知u=30.0cm,v=15.0cm,光屏上承接到清晰的像,u>v,成倒立、缩小的实像;u=30.0cm>2f,f<v=15.0cm<2f,由此可得:7.5cm<f<15cm,故AB错误;
C.仅将凸透镜左移,根据光路可逆可知,光屏上能得到倒立、放大的实像,故C错误;
D.近视眼成像时,像成在视网膜的前方,将光屏右移可模拟近视眼成像,故D正确。故选D。
15.(2025·定海模拟)如图所示,这是一架望远镜的示意图。小舟在跨学科实践活动中想制作一个这样的望远镜,远处的物体经过物镜成像的原理与   (选填“放大镜”“照相机”或“投影仪”)的成像原理相同;目镜所成的像是正立、放大的   像。
【答案】照相机;虚
【解析】凸透镜成像规律:物距在一倍焦距以内,成正立、放大的虚像;物距在一倍和两倍焦距之间,像距大于两倍焦距时,成倒立、放大的实像,物距等于像距等于两倍焦距时,成倒立、等大的实像;物距大于两倍焦距,像距在一倍和两倍焦距之间时,成倒立、缩小的实像。
【解答】物镜成像时,物距大于像距,由凸透镜成像原理可知,物镜相当于照相机,成倒立、缩小的实像。目镜相当于放大镜,成的是正立、放大的虚像。
16.(2025·拱墅模拟)如图甲所示是装在高处的广告投影灯,可在地面上投射出广告图标,其内部结构如图乙所示。
(1)人们看到的广告图标是广告片通过凸透镜在地面上成的   (选填“虚像”或“实像”)。
(2)人们能从各个方向看到地面上的广告图标是因为光在地面发生   (选填“漫”或“镜面”)反射。
(3)要使地面上的广告图标变得更大,可进行的操作是   。
【答案】(1)实像(2)漫
(3)适当减小广告片与凸透镜距离并适当增加投影灯到地面距离
【解析】(1)凸透镜成像规律:凸透镜成像时,实像是由实际光线会聚而成,可以呈现在光屏上;虚像不是由实际光线会聚而成,不能呈现在光屏上。地面相当于光屏,广告图标能呈现在地面上,说明是由实际光线会聚而成,所以是实像。
(2)光的反射类型:镜面反射是指平行光线射到光滑表面上时反射光线也是平行的,只能在某一方向接收到反射光线;漫反射是指平行光线射到凹凸不平的表面上,反射光线射向各个方向。人们能从各个方向看到地面上的广告图标,是因为光在地面发生漫反射,反射光线射向不同方向。
(3)凸透镜成像的动态变化:根据凸透镜成像规律,当物距减小时,像距增大,像变大。要使地面上的广告图标(像)变大,应适当减小广告片(物)与凸透镜距离(物距 ),同时适当增加投影灯到地面距离(像距 ) 。
【解答】(1)广告图标能呈现在地面上,是由实际光线会聚而成,所以是实像。
(2)人们能从各个方向看到广告图标,是因为光在地面发生漫反射,反射光线射向各个方向。
(3)要使像变大,根据凸透镜成像规律,应适当减小广告片与凸透镜距离(减小物距 ),并适当增加投影灯到地面距离(增大像距 ) 。
17.(2025·宁波模拟)甲图是“探究平面镜成像特点”和乙图是用蜡烛和烧瓶来“探究凸透镜成像规律”的实验装置。
(1)实验甲中,使用玻璃板代替平面镜的好处是   ,在确定蜡烛B和蜡烛A的像是否完全重合时,人眼的观察位置应该是   (填字母)。
A.从玻璃板后观察蜡烛 B.在玻璃板前蜡烛A这一侧 C. A与B都需要
(2)实验乙调整蜡烛和烧瓶至如图所示位置,在墙壁上得到清晰的   实像(填“放大”、“缩小”或“等大”)。
【答案】(1)便于确定像的位置;B (2)放大
【解析】(1)利用玻璃板透明的特点,可以观察到玻璃板的另一侧,便于找到像的位置;根据平面镜所成的是像是虚像的特点,应在物体一侧观察;
(2)根据凸透镜成实像时,物距小于像距,成倒立、放大的实像。
【解答】(1)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,因此实验中要使用透明的玻璃板;因为平面镜所成的像是虚像,所以在玻璃板前蜡烛A这一侧观察才能看到蜡烛的像,故选:B;
(2)由图乙可知,此时物距小于像距,根据凸透镜成实像时,物距小于像距,成倒立、放大的实像。
故答案为:(1)便于确定像的位置;B;(2)放大。
18.(2025·浙江模拟)如图甲所示是小金同学探究“平面镜成像特点”的实验装置。
(1)A、B两根蜡烛的大小和形状相同,这样做的目的是   ;
(2)小金同学按照如图甲所示测出来蜡烛和像的位置以及它们到平面镜的距离后,让蜡烛以的速度在桌面上沿着平面镜向右水平直线移动,像相对于蜡烛的速度是   ;
(3)实验中,若看到蜡烛A通过玻璃板成两个像,如图乙所示,其中距离观察者较近的像较   (选填“亮”或“暗”);
(4)丙图为猫咪照镜子的情境,若猫的头部位置保持不变,把镜子沿中间截成两半,将右边一半沿原来位置直线向右移一段距离,则左、右两半面镜子   。
A.各成半个像,合起来成一个完整的像
B.左半边镜子成完整像,右半边不成像
C.都成完整的像,但两个像在不同位置
D.都成完整的像,且两个像在同一位置
【答案】便于确定像的位置;0;亮;D
【解析】(1)实验采用了等效替代法,用于探究像与物的大小关系。
(2)物与像关于平面镜对称,蜡烛向右移,没有改变蜡烛与平面镜之间的相对位置,所以像的位置不变。
(3)前面的像是由光的反射形成的,光线较多,所以较亮,后面的像是由光的折射形成的,折射光线较少,所以像较暗。
(4)平面镜所成的像是由反射光线的反向延长线会聚而成的虚像,两块平面镜分别成完整的像,猫与平面镜之间的相对位置相同,可知像的位置相同。【解答】(1)A、B两根蜡烛的大小和形状应相同,当B与A的像重合时可知像与物大小相等,这样便于验证像和物的大小关系。
(2)平面镜成像中物与像始终关于平面镜对称,当以蜡烛为参照物时,像与蜡烛的位置未变,则为静止,因此速度为0cm/s。
(3)光线射到玻璃上,要发生反射和折射,玻璃有两个表面,前表面直接反射,较亮,所以其中距离观察者较近的像较亮。
(4)平面镜所成的像,像和物体形状、大小相同,与平面镜的大小无关,半个平面镜仍能成完整像;平面镜左右两部分都能成完整的像,像与小猫关于镜面对称,将其中的一半平行向右移一段距离,没有改变猫与平面镜之间的相对位置,所以像的位置相同,故D符合题意,ABC不符合题意。
故答案为:D。
19.(2025·诸暨二模)研学活动中,小明参观博物馆时发现一件秦代木牍前放置着凸透镜,通过凸透镜看到的情景如图甲。为了弄清其原理,他们进行了如下探究。
(1)如图乙,用太阳光照射凸透镜,移动光屏直至光屏上出现一个最小最亮的光斑,此凸透镜的焦距为   cm。
(2)如图丙,将蜡烛放在较远处,移动光屏使光屏上呈现清晰的实像,观察像的性质,测出物距和像距;逐次改变物距,重复上述操作,实验记录如下表。
序号 物距/ cm 像的性质 像距/ cm
正倒 大小
1 24.0 倒立 缩小 17.2
2 22.0 倒立 缩小 18.8
3 20.0 倒立 等大 20.0
4 18.0 倒立 放大 22.4
5 16.0 倒立 放大 27.0
……        
凸透镜成缩小实像时, 物距   (选填“>”、 “<”或“=”)像距。
(3)小明受第4、5组实验结果启发,推测文物与其前方凸透镜的距离u和凸透镜焦距f的关系为f【答案】(1)10.0
(2)>
(3)B;小华,博物馆木牍上的字所成的是正立放大的像,小华推测的依据是实验中看到正立放大的像,与博物馆看到的现象一样
【解析】(1)平行于主光轴的光会聚于主光轴上一点,这一点叫焦点,焦点到光心的距离叫焦距,读数时估读到分度值的下一位;
(2)分析表中数据可知凸透镜成缩小实像时物距与像距的大小关系;
(3)当u<f时,凸透镜成正立、放大的虚像,像与物在凸透镜的同侧,据此结合题意进行解答。
【解答】(1)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,会聚在主光轴上一点,这点是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距,则由图乙可知该凸透镜的焦距为:f=20.0cm-10.0cm=10.0cm;
(2)分析表中数据可知,凸透镜成缩小实像时,物距>像距;
(3)她继续减小物距,发现蜡烛在某位置时,无论怎样移动光屏,光屏上都看不到像,说明此时凸透镜成虚像,像与物在凸透镜的同侧,则小丽撤去光屏后,应从图丙中B侧向透镜方向观察,看到了正立放大的虚像;
小华测得物距为8.0cm<10.0cm,她推测u和f的关系应为u<f;因为博物馆木牍上的字所成的是正立放大的像,且小华推测的依据是实验中看到了正立放大的像,与博物馆看到的现象一样,所以小丽的推测合理。
备考指南
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