专题01 光学重难点专项突破
考点1 光的直线传播
1.(2025·青海·中考真题)“日月安属?列星安陈?”屈原在仰望天空时,下列四个选项中属于光源的是( )
A.太阳 B.月亮 C.火星 D.地球
2.(2025·江苏南京·中考真题)如图所示,日晷是我国古代的一种计时工具,通过观察直杆在太阳下影子的位置就可以知道时间。下列现象的成因与日晷工作原理相同的是( )
A.水中的倒影 B.树荫下的光斑
C.空中的彩虹 D.“放大”的邮票
3.(2025·江苏淮安·中考真题)如图所示是兴趣小组在趣味物理晚会上展示的“奇妙透视现象”,先打开A灯,在屏幕上看到一个清晰的鸡蛋影像,再打开B灯,鸡蛋的影像明亮了许多,同时可以看到鸡蛋影像内部有一个更为清晰的鸡雏影像。该现象利用的光学原理是 ,鸡雏影像比鸡蛋影像清晰的原因是 。
4.(2025·广西桂林·二模)小婷利用易拉罐(底部开有小孔)和塑料薄膜制作了如图所示的小孔成像装置,点燃蜡烛后,在塑料薄膜上得到一个倒立的 (选填“实像”或“虚像”);其成像原理是光的 (选填“直线传播”、“反射”或“折射”);
5.(2024·四川成都·三模)墨家学派在其所著《墨经》中首先研究了光的反射。《经说》:“景:日之光,反烛人,则景在日与人之间”。说的是通常日光照人,人的影子在来光方向的另一侧,但当日光经平面镜反射之后再照人,则其影子在太阳与人之间,如图所示,请根据以上资料信息和图中人的影子AB的位置,画出一条来自平面镜CD右侧的入射光线及其反射光线,来表示影子AB是如何形成的。
考点2 光的反射
6.(2025·山东滨州·中考真题)诗词是中国古代文化宝库中的一颗璀璨明珠,许多诗句中蕴含着丰富的物理知识。“绿树阴浓夏日长,楼台倒影入池塘”中,“楼台倒影”蕴含着的光现象是( )
A.光的直线传播 B.光的反射
C.光的折射 D.光的色散
7.(2025·四川巴中·中考真题)家用小汽车的后视镜是用来观察车后情况的,在某次行驶时,发现左侧后视镜中只能看到左侧车身,看不见车后马路上的情况,为确保行驶安全,左侧后视镜的镜面应该( )
A.向外旋转 B.向内旋转 C.向下旋转 D.向上旋转
8.(2025·广东·中考真题)如图所示探究光的反射定律实验中,入射角为 度;增大入射角,则反射角 ;将纸板NOF沿ON向后翻折,在纸板上 (选填“能”或“不能”)看到反射光。
9.(2025·青海西宁·中考真题)漫反射能够让我们从各个方向看到物体,请在下图中规范画出漫反射光路图AO光线的反射光线。
10.(2025·四川宜宾·中考真题)一束阳光斜射入房中,小明在A点用平面镜把该光竖直反射向房顶,请在图中画出平面镜的位置和反射光线。
考点3 平面镜成像
11.(2025·广东深圳·中考真题)演员对着镜子画脸谱,镜子里面呈现出了演员的像,大圣同学和吴斌同学对此现象解释正确的是( )
A.光沿直线传播 B.光的反射
C.光的折射 D.光的色散
12.(2025·四川成都·中考真题)解锁城市灯火,感受巴蜀风情。今年“五一”假期,成都“锦江花月夜”主题活动中,7米高的巨型花灯“花花”浮在水面上,如图。下列说法正确的是( )
A.人们看到水面上的“花花”,是因为光发生了镜面反射
B.水中的鱼看到水面上的“花花”,是因为光沿直线传播
C.“花花”在水中的倒影,是光的反射形成的虚像
D.“花花”在水中倒影的高度大于7米
13.(2025·江苏盐城·中考真题)如图甲所示,将蜡烛和装满水的烧杯分别放在玻璃板两侧,点燃蜡烛,向玻璃板看去,发现“蜡烛”在烧杯附近燃烧。若蜡烛与烧杯的位置如图乙所示,为了使像成在烧杯中央,可采取下列两种方法:①保持玻璃板和烧杯不动,蜡烛应向 (选填“靠近”或“远离”)玻璃板的方向移动;②保持蜡烛和烧杯不动,应将玻璃板移到适当位置,在图乙中画出移动后玻璃板的位置 。在上述两种方法中,像和物之间的距离都 。
14.(2025·四川自贡·中考真题)图甲为车内后视镜,请在图乙中画出司机的眼睛C通过后视镜MN看见后排座椅上A点的光路图。
15.(2025·山东滨州·中考真题)某小组在做探究光的反射实验。
(1)在“探究光反射时的规律”实验中:
①先把平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON 于镜面,如图甲所示。
②实验时,使一束光EO与平面镜夹角为40°射到O点,经平面镜反射,沿另一个方向射出,此时,反射角大小为 。
③如图乙所示,把纸板NOF绕ON向后折,在纸板上看不到反射光。这表明:在反射现象中,反射光线、入射光线和法线在 内。
(2)在“探究平面镜成像的特点”实验中:
①用玻璃板代替平面镜是为了便于确定像的 。
②如图丙所示,把点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合,说明平面镜所成的像与物体大小相等,这种研究方法是物理学中常用的 (选填“控制变量法”或“等效替代法”)。
③将光屏放在蜡烛A的像的位置,直接观察光屏,光屏上没有呈现蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是 。
考点4 凸面镜和凹面镜
16.(2025·江苏·三模)航天员穿着航天服操作胸前的按钮时会有视野盲区,工程师在航天服的袖子上安装了两个小面镜,使航天员可以通过镜子看到按钮,解决视线受阻的问题,下列与造成“视野盲区”的原因及小面镜所应用的物理知识一致的是( )
A.①和② B.①和③ C.③和④ D.②和④
17.(2025·广东佛山·二模)“阳燧”是古代先民们利用太阳能取火的一种工具。”在河南·虢国博物馆讲解员讲解道,并现场演示了博物馆文创产品阳燧三秒点燃一支香烟的过程,阳燧的工作原理是( )
A.光的直线传播 B.平面镜成像
C.光的反射 D.光的折射
18.(2025·陕西榆林·一模)如图甲,是城市街道路口的治安安全警用“天眼”摄像设备,24h守护市民人身安全。“天眼”摄像设备的镜头相当于一个 透镜,物体通过“天眼”摄像设备成倒立、 (选填“缩小”“等大”或“放大”)的实像;如图乙,是“中国天眼”球面射电望远镜,其利用了凹面镜对光有 (选填“会聚”或“发散”)作用;如图丙,是某同学的眼睛成像情况,该同学应戴 (选填“凹”或“凸”)透镜镜片制成的眼镜矫正。
19.(2025·山东烟台·一模)如图甲是我国光学史上的一项重要发明——“阳燧”,其作用相当于凹面镜。“阳燧”对光有会聚作用,可以用来点火。晋代张华《博物志》记载:“削冰令圆,举以向日,以艾承其影得火”,如图乙。“削冰令圆”就是把冰块削成凸透镜,它对光也有会聚作用,中间越厚,对光的会聚能力越 。“阳燧”和削好的冰块对光的会聚作用分别利用的光的 和 (选填“反射”或“折射”)原理。
20.(2024·山东青岛·一模)物理学中常见的镜子有两类:一类是面镜,如平面镜、凸面镜和凹面镜,其成像原理是光的 ,汽车的后视镜和街头路口的反光镜是 (选填“平面镜”、“凸面镜”或“凹面镜”),它们对光线具有 (选填“会聚”或“发散”)作用;一类是透镜,如凸透镜和凹透镜,下列现象与应用与凸透镜成像原理相同的是 (填序号)。
①立竿见影;②水中倒影;③雨后空中出现的彩虹;④潜望镜;⑤小孔成像;⑥海市蜃楼;⑦用放大镜看书;⑧日食、月食。
考点5 光的折射
21.在容器底部产生一个光斑,如图,下列操作将使光斑向左移动的是( )
A.保持水面的高度和入射点不变,使激光的入射角增大
B.保持水面的高度不变,使激光笔向右平移
C.保持激光射入的角度不变,使水面下降
D.保持激光射入的角度不变,使水面上升
22.(2025·山东日照·中考真题)某同学在碗中放一枚硬币,慢慢蹲下,当低至某一观察位置时,就看不到硬币了,如图甲所示。然后慢慢往碗中倒水,在同一观察位置就又能看到碗中的硬币了,如图乙所示。这是光的 现象,后来看到的是硬币的 (选填“实”或“虚”)像。
23.(2025·四川巴中·中考真题)甲图为小猫叉鱼的情景,可简化为图乙所示,其中S为鱼的实际位置,为鱼像的位置,A点为小猫眼睛的位置,请在乙图中画出小猫看到鱼的光路图。
24.(2025·四川资阳·中考真题)如图所示,一束光线从容器中的水里A点面向空气斜射,在容器壁上的B点形成一个亮斑,另一部分光线经水面反射后照亮容器底部的C点。请确定入射点O,作出入射光线AO、折射光线OB、反射光线OC。
25.(2025·河南商丘·二模)如图是某同学利用光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的光路,经过多次实验并记录了如下数据:
入射角 10° 30° 45° 60°
折射角 7.1° 20.7° 30° 37.8°
(1)实验中,光具盘除了能读出入射角和折射角大小外,还具有 的作用;
(2)分析表格中的数据,你能得出的结论(写出一条即可): ;
(3)当光以30°的入射角从玻璃射入空气中时,其折射角的度数是 ,判断的理由是 。
考点6 光的色散
26.(2025·湖北·中考真题)如图为三峡大坝泄洪的画面。上游洪水从泄洪口喷出,江面上激起大量水雾,阳光白云下出现绚丽的彩虹。下列说法正确的是( )
A.白云是由江水升华形成的 B.彩虹是太阳光的色散现象
C.水雾是分子热运动形成的 D.上游水位越高喷水速度越小
27.(2025·重庆·中考真题)下列关于白居易的《暮江吟》中描述的光现象解释正确的是( )
A.一道残阳铺水中——水中的“夕阳”是由光的折射形成的
B.半江瑟瑟半江红——江面呈现出红色是江面反射红光的原因
C.可怜九月初三夜——九月初三夜空的弯月是自然界中的光源
D.露似珍珠月似弓——露珠特别明亮是白光发生了色散的原因
28.(2025·江苏常州·中考真题)为寻找地震后被掩埋在废墟里黑暗环境下的生还者。新加坡工程师利用蟑螂体型小、喜好在黑暗缝隙内爬行的特点,打造半机械搜索蟑螂。为探测生还者,应在蟑螂背部固定微型( )
A.可见光照相机 B.红外线照相机
C.紫外线照相机 D.超声波成像仪
29.(2025·上海·中考真题)万里无云的晴天时,我们看到天空是蓝色的,现已知以下信息:
①光是一种电磁波,不同色光的频率如下表所示:
红色 橙色 黄色 绿色 青色 蓝色 紫色
384-482THz 482-503THz 503-520THz 520-610THz 620-659THz 610-659THz 659-769THz
②光的频率越高,经氮气、氧气分子散射的程度越大,向各个方向发散。
③太阳光在空气中主要通过氮气、氧气分子散射。
④“靛”是蓝紫或深蓝,晴天时,相较于紫色光,人眼更容易感受到蓝色光。
(1)频率为450THz的光 (选填“属于”或“不属于”)三原色光。
(2)结合以上信息,请解释“晴天时,人看天空为什么是蓝色的?”。
30.(2025·江苏南京·中考真题)如图所示,用红外灯加热质量相同的水和沙子,水和沙子吸收热量的多少通过 来反映。加热过程中发现水升温较慢,原因是水的 较大,红外灯给水和沙子加热主要是利用了红外线的 效应。
考点7 透镜
31.(2025·宁夏·中考真题)在森林中游玩时,饮料瓶不能随意丢弃,若饮料瓶有水,经太阳照射可能引发火灾。下列光路图能解释火灾成因的是( )
A.B.C.D.
32.(2025·黑龙江哈尔滨·三模)车载香水的主要成分是易燃酒精,如图的四瓶香水透明玻璃瓶盖形状各异,夏季最不适合放在车内的是( )
A. B. C. D.
33.(2025·河南安阳·模拟预测)小明将一个透镜正对着太阳光,调整透镜和白纸间的距离,发现在某段距离内太阳光在白纸上的圆光斑面积小于透镜圆截面面积,如图所示。该透镜为 (填“凹”或“凸”)透镜,用它观察远处的物体时成 (填“实像”或“虚像”)。
34.(2025·山东潍坊·中考真题)如图所示,凸透镜的主光轴与水面重合,从光源S发出的一条光线经水面反射后射向凸透镜,经凸透镜折射后与主光轴平行。
(1)画出S在水中所成的像S';
(2)将该条光线的光路补充完整;
(3)标出凸透镜左侧的焦点F。
35.(2025·四川广元·中考真题)如图所示的透镜,请作出光线AC的折射光线和光线OB的入射光线。
考点8 凸透镜成像规律及应用
36.(2025·山东淄博·中考真题)淄博琉璃烧制技艺是国家级非物质文化遗产。小明在琉璃馆参观时用一个焦距为15cm的凸透镜观察琉璃瓶的细节,当凸透镜距离瓶子10cm时,他看到的像是( )
A.倒立、放大的实像 B.倒立、缩小的实像
C.正立、放大的虚像 D.正立、放大的实像
37.(2025·上海·中考真题)物理兴趣小组同学在做凸透镜成像实验时,光屏和发光体在透镜的 (选填“同侧”或“两侧”),它们的中心在 上,此凸透镜的焦距为10厘米,发光体距离凸透镜16厘米时,成 (选填“正立放大”“正立缩小”“倒立放大”或“倒立缩小”)的实像。
38.(2025·江苏连云港·中考真题)小明将凸透镜正对太阳光,在距离凸透镜10cm的白纸上呈现一个最小、最亮的光斑,此凸透镜的焦距为 cm。如图是他用该凸透镜观看书本上“中国梦”三个字时的情况,如果他想看到更大的正立的“国”字,小明需要将凸透镜 (选填“远离”或“靠近”)书本,凸透镜和书本的距离应满足的条件是 。
39.(2025·吉林·中考真题)在“探究凸透镜成像的规律”实验中:
(1)实验前,需将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调至 。
(2)如图所示,某次实验时,烛焰在光屏上成清晰的像,该像是倒立、 的实像。生活中的 就是利用这种成像规律工作的。
(3)若想模拟近视眼的成像情况,可以更换焦距更 的凸透镜进行实验。
40.(2025·黑龙江哈尔滨·中考真题)物理科学实验小组进行凸透镜成像的实验。
(1)同学们选取了一个凸透镜进行实验,平行光正对凸透镜的折射情况如图甲所示,则该凸透镜焦距f3= cm;
(2)得出凸透镜成像规律后,继续探究凸透镜成像大小与焦距的关系,收集的数据如表所示:
实验次数 焦距f/cm 物距u/cm 像距v/cm 物高L/cm 像高h/cm
1 15.0 7.5 6.0 C
2 20.0 20.0 6.0 6.0
3 25.0 37.5 6.0 9.0
①实验后发现忘记收集表中C处的数据,他们画出凸透镜成像原理图如图乙所示。观察原理图发现△AOB∽△A'OB′,可见物距u、像距v、物高L、像高h之间的比例关系为: (用字母表示),则表中C处数据应为 cm;
②利用表格中的数据,能否得出当凸透镜成实像时,像的大小和焦距之间的关系呢?若能,请写出分析过程及结论;若不能,说明理由 。
考点9 眼镜和眼睛
41.(2025·甘肃兰州·中考真题)甲、乙两图分别是正常人眼通过调节晶状体等结构看清远处和近处物体的示意图。下列关于丙、丁两图模拟近、远视眼的情况以及应该佩戴何种透镜进行矫正的说法正确的是( )
A.丙图是近视眼,应该配戴凹透镜 B.丙图是远视眼,应该配戴凸透镜
C.丁图是近视眼,应该配戴凸透镜 D.丁图是远视眼,应该配戴凹透镜
42.(2025·江苏无锡·中考真题)如图所示,是小明透过眼镜看玩具“兔子”的情景。图中眼镜片( )
A.是凸透镜,可用于矫正远视眼 B.是凹透镜,可用于矫正远视眼
C.是凸透镜,可用于矫正近视眼 D.是凹透镜,可用于矫正近视眼
43.(2025·江苏无锡·三模)正常眼球看近处物体光路如图甲。小聪做眼球检查,发现晶状体与常人无异,但眼球发育偏短,看近处物体时光路如图乙。晶状体对光有 (选填“会聚”或“发散”)作用;小聪是 (选填“近”或“远”)视眼,应配戴 (选填“凸透镜”、“凹透镜”)来矫正视力。
44.(2025·辽宁盘锦·二模)如图所示,小李用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律,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。
(1)如图甲所示,一束平行于主光轴的光射向水透镜,在光屏上得到一个最小 的光斑,则此时水透镜的焦距为 cm;
(2)小李移动蜡烛,水透镜和光屏至图乙所示位置时,恰能在光屏上看到清晰的 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的像;若水透镜上有一小块污渍,则在光屏上 (选填“能”或“不能”)看到完整的像;
(3)如图丙所示,小李取了一幅眼镜给水透镜“戴上”,发现光屏上的像由清晰变模糊,当从水透镜中抽出适量的水后,发现烛焰的像再次变得清晰,由此判断该眼镜是 眼镜(选填“近视”或“远视”);
(4)如图乙所示,蜡烛随着燃烧而变短,小李发现像移动不在光屏中间,从而影响了实验的进行。为了使像回到光屏中央,她合理的调整方法是( )(填字母序号)。
A.只需将蜡烛适当上移 B.只需将凸透镜适当上移
C.只需将光屏适当下移 D.将光屏和凸透镜都适当下移
45.(2025·山东滨州·中考真题)小周同学为研究初中生近视原因及矫正问题,开展了以下调查研究。
(1)如图甲所示,眼球中晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜。小周选用两个直径相同但厚度不同的凸透镜,平行光经过它们之后的光线如图乙所示,则凸透镜 (选填“A”或“B”)使光偏折更显著。
(2)选择透镜A进行实验。实验前,应先调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度上,这是为了 。进行实验,如图丙所示,烛焰恰好在光屏上呈现一个清晰的像,这是 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的工作原理。若蜡烛位置不变,将透镜A换成透镜B,若要在光屏上继续看到烛焰清晰的像,则应向 。(选填“左”或“右”)移动光屏。
(3)根据凸透镜对光线的作用,补充图丁光路。
(4)近视眼看不清远处的物体,形成近视眼的原因之一是晶状体太厚,折光能力太强,若在眼睛前放一个合适的 透镜就可以将远处物体的像成在视网膜上。
(5)为了防止患上近视眼,你的建议是 (写出一条即可)。
■测思维
46.(2025·黑龙江哈尔滨·一模)物理来源于生活,应用于生活。学习了光学知识后,同学进行了下面的观察与思考。
(1)小孔成像和照相机拍照时胶片上像的相同点是:都可以成 像;
(2)波光粼粼的水面是由于光发生 而形成的;
(3)小明在某购物中心前,可以看到玻璃幕墙中自己的像,进入购物中心后,又可以透过玻璃幕墙看到外面的街景。心存疑惑的小明通过查阅资料得知,该商店的玻璃幕墙使用了一种具有单面透视作用的镀膜玻璃。他用一块5mm厚的镀膜玻璃和两支相同的中性笔等器材探究镀膜玻璃成像的特点。
①如图甲所示,让玻璃板的镀膜面向前并把玻璃板竖直放在水平桌面的白纸上,让中性笔A的笔尖 (选填“紧贴在玻璃板前”或“距玻璃板一小段距离”),这样做既可以 ,又可以 ;
②若通过实验验证“平面镜成像时,像与物关于平面镜对称”,应收集的实验证据是 。
47.(2025·贵州贵阳·一模)汽车的前挡风玻璃根据车型的不同,放置的方向也有所区别,如图甲所示。这引起了小华的思考:前挡风玻璃的放置方向不同对驾驶员行车有什么影响。
为此小华和同组同学用两块玻璃模拟前挡风玻璃,一块倾斜放置,一块竖直放置做探究实验,如图乙所示。小华猜想:前挡风玻璃的放置方向可能与玻璃反射成像的位置有关。
(1)为验证小华的猜想,保证实验结果的准确性,在器材选择上,应该选用同一光源和材质相同的 。
(2)首先将倾斜、竖直的前挡风玻璃放置在白纸上,用一激光笔水平照射倾斜前挡风玻璃,其入射光线如图丙所示,请根据所学知识画出反射光线 。随后用同一激光笔 (填方向)照射竖直放置的前挡风玻璃,根据其反射情况,在白纸上画出如图丁所示的光路图。
(3)根据实验结果,小华的猜想是 (选填“正确”或“错误”)的。
(4)小华大量观察不同车型的前挡风玻璃,发现前挡风玻璃倾斜方向放置的车内座椅的位置普遍偏低,而前挡风玻璃竖直方向放置的车内座椅的位置普遍偏高。请结合驾驶时司机观察前方地面情况以及坐姿高低判断前挡风玻璃放置方向不同的原因 。
48.图甲是探究平面镜成像特点的实验装置;
(1)实验中用玻璃板代替平面镜的目的是 ;
(2)在玻璃板的一侧立一支点燃的蜡烛A,透过玻璃板观察另一侧蜡烛A的像,把另一支完全相同且未点燃的蜡烛B放到像的位置并与像重合,这样做是为了比较像与物的 关系。当蜡烛A靠近玻璃板时,像的大小 ;
(3)把光屏放在像的位置,不透过玻璃板直接观察光屏,发现无蜡烛A的像,说明蜡烛A的像是 像;
(4)检查视力时,要求视力表在镜中的像与被测者眼睛的距离是5m。如图乙,现把视力表放在被测者眼睛的后方0.6m处,则视力表与平面镜的距离应为 m。
49.(2025·辽宁盘锦·二模)如图1是“临摹神器”。OA为木板并用支架固定,木板上放置平板电脑,平板电脑屏幕上展示待临摹的图片。OB处放置并固定某光学器材,并在桌面OC平放一张白纸,可在白纸上进行临摹。
(1)OB处放置的光学器材应该用 (选填“平面镜”或“茶色玻璃”),平板电脑发出的光在该光学器材表面上发生的是 (选填“漫反射”或“镜面反射”)。
(2)临摹时,人眼应该在图1中 (选填“D”“E”或“F”)处观察。将屏幕远离该光学器材时,屏幕所成的像的大小会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)开始临摹时,小华同学发现成像太暗看不太清,为了让像看起来更清晰些,他可以________(填序号)。
A.在图1的状态下,将木板绕O点顺时针转动一定角度
B.在图1的状态下,将OB处所放置的光学器材绕O点逆时针转动一定角度
C.将平板电脑的屏幕亮度调亮一些
D.将装置整体挪至光照条件更好的阳台完成临摹
(4)过度使用平板电脑、手机等电子产品,容易导致视力下降,患上近视眼,如图2,能说明近视眼成像原理和近视眼矫正方法的两幅图分别是 (按问题顺序填写答案序号)。
■练综合
50.(2025·辽宁沈阳·三模)阅读材料,回答问题。
汽车与物理
汽车抬头显示(如图甲)又叫汽车平视显示系统(Head-Up-Display),简称HUD,是为了提高安全性而研发。它利用平面镜成像原理(如图乙),使显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃成像在正前方,驾驶员不必低头,就可以看到车辆行驶的车速、油耗等信息。凸面镜和凹面镜对光的作用在汽车上也有应用,它们也对汽车的安全行驶起着至关重要的作用。
车窗所采用的“智能玻璃”具有单向透光功能,使用时反射面必须是迎光面,就能从车内看到车外明亮的景物,从车外看不见较暗的车内景象,这种玻璃还能根据车外光照度自动调节透明度(透明度是指车内光照度与车外光照度的比值),实现车内的光照度为一个适宜的定值,经测算车外光照度和玻璃的透明度乘积为定值,其图像如图戊所示。
(1)下列与汽车相关的说法中正确的是________。
A.玻璃具有单向透光功能时,说明光路是不可逆的
B.行车数据在挡风玻璃上所成的像是正立、等大的实像
C.行车数据在挡风玻璃上所成的像是由光的折射形成的
D.夜间为了安全行车,应关闭车内的灯
(2)当轿车倒车时如图丙所示,尾部在非安全距离内遇到人或障碍物,倒车雷达就会发出警报,方便司机判断车尾与后部障碍物间的距离。在倒车雷达工作的过程中,会应用到下列物理知识中的哪几项________。
①声的反射 ②超声波 ③声波可以传递信息 ④声波可以传递能量
A.只有③ B.只有④ C.有①②③ D.有①②④
(3)为减弱重影影响,厂方对前挡风玻璃进行了改造,应选用如图丁中 所示的玻璃。
(4)“智能玻璃”能根据车外光照度自动调节玻璃的透明度,当车外光照度为400 lx时,“智能玻璃”的透明度会自动调节约为 %。
(5)汽车前后保险杠内安装有多个超声波雷达传感器,用于测量汽车与前后左右各个物体间的距离,图己为超声波测量仪器的模拟实验装置图,模拟实验装置的使用说明书附在下方。
使用说明书 (1)实验装置如图所示,A、B是声信号采集器。 (2)复位后用棒锤敲打铜铃,声音被A、B接收。 (3)液晶屏显示A、B接收到信号的时间差,单位为
①如图己所示,已知:,,液晶显示屏上显示:2.60,则此时声速为 m/s。
②若把铜铃放在B的右边,以恒定的速度向右不断远离B,则液晶显示屏的数值将 。
51.(2025·吉林长春·二模)在人工智能蓬勃发展的时代背景下,为了将垃圾进行精准分类,“科创”小组设计了一个垃圾分类机器人,该机器人的检测电路如图甲所示。机器人机械手上的探针接触垃圾样品,电压表显示示数,机器人快速分析出样品的电阻值,从而识别垃圾的类别,并投入图乙相应的垃圾桶内。电源电压恒为U,R0为定值电阻,各类垃圾样品的电阻参考值如丙表。
(1)机器人通过摄像头获得二维码的倒立、 的实像来识别垃圾桶。
(2)对机器人进行检测校对时,当电压表的示数分别为2V和1V时,分析出检测垃圾样品电阻值分别为5Ω和20Ω。在检测某个垃圾样品时,电压表的示数为1.5V,则
①应将该样品放入图乙中的 垃圾桶内:若该次检测过程用时2s,则检测电路消耗的电能为 J。
②检测这个样品时,若要增大电压表的示数,可以怎么做 (写出一种方法)。专题01 光学重难点专项突破
考点1 光的直线传播
1.(2025·青海·中考真题)“日月安属?列星安陈?”屈原在仰望天空时,下列四个选项中属于光源的是( )
A.太阳 B.月亮 C.火星 D.地球
【答案】A
【详解】A.太阳自身能发光,是光源,故A符合题意;
B.月亮自身不能发光,不是光源,故B不符合题意;
C.火星自身不能发光,不是光源,故C不符合题意;
D.地球自身不能发光,不是光源,故D不符合题意。
故选A。
2.(2025·江苏南京·中考真题)如图所示,日晷是我国古代的一种计时工具,通过观察直杆在太阳下影子的位置就可以知道时间。下列现象的成因与日晷工作原理相同的是( )
A.水中的倒影 B.树荫下的光斑
C.空中的彩虹 D.“放大”的邮票
【答案】B
【详解】日晷是古代一种利用太阳投射的影子来测定时刻的装置,利用光在同种均匀介质中沿直线传播的原理。
A.水中的倒影属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故A不符合题意;
B.树荫下的光斑属于小孔成像,是由光的直线传播形成的,故B符合题意;
C.空中的彩虹是由光的折射形成的,故C不符合题意;
D.“放大”的邮票属于凸透镜成像,是由光的折射形成的,故D不符合题意。
故选B。
3.(2025·江苏淮安·中考真题)如图所示是兴趣小组在趣味物理晚会上展示的“奇妙透视现象”,先打开A灯,在屏幕上看到一个清晰的鸡蛋影像,再打开B灯,鸡蛋的影像明亮了许多,同时可以看到鸡蛋影像内部有一个更为清晰的鸡雏影像。该现象利用的光学原理是 ,鸡雏影像比鸡蛋影像清晰的原因是 。
【答案】 光的直线传播 见解析
【详解】[1]该现象利用的光学原理是光的直线传播。因为光在同种均匀介质中沿直线传播,A灯发出的光照射到鸡蛋上,鸡蛋阻挡了部分光线,从而在屏幕上形成鸡蛋的影像;B灯发出的光照射到鸡雏(假设鸡雏在鸡蛋内部或相关位置)上,鸡雏阻挡光线,形成更清晰的鸡雏影像,这都是光沿直线传播的体现。
[2]鸡雏影像比鸡蛋影像清晰的原因是鸡雏对光的阻挡作用更明显(或鸡雏的遮光性更好)。当打开B灯时,鸡雏能更有效地阻挡光线,使得形成的影像与周围的亮度对比更强烈,所以看起来更为清晰。
4.(2025·广西桂林·二模)小婷利用易拉罐(底部开有小孔)和塑料薄膜制作了如图所示的小孔成像装置,点燃蜡烛后,在塑料薄膜上得到一个倒立的 (选填“实像”或“虚像”);其成像原理是光的 (选填“直线传播”、“反射”或“折射”);
【答案】 实像 直线传播
【详解】[1][2]小孔成像是由于光的直线传播形成的,小孔成像是倒立实像,所以在塑料薄膜上看到蜡烛倒立的实像。
5.(2024·四川成都·三模)墨家学派在其所著《墨经》中首先研究了光的反射。《经说》:“景:日之光,反烛人,则景在日与人之间”。说的是通常日光照人,人的影子在来光方向的另一侧,但当日光经平面镜反射之后再照人,则其影子在太阳与人之间,如图所示,请根据以上资料信息和图中人的影子AB的位置,画出一条来自平面镜CD右侧的入射光线及其反射光线,来表示影子AB是如何形成的。
【答案】
【详解】射向镜面的光经镜面反射后,反射光线射向人,没有被人挡住的反射光线会照亮地面,反射光线被人挡住的那部分区域较暗,即为影子,如图所示:
考点2 光的反射
6.(2025·山东滨州·中考真题)诗词是中国古代文化宝库中的一颗璀璨明珠,许多诗句中蕴含着丰富的物理知识。“绿树阴浓夏日长,楼台倒影入池塘”中,“楼台倒影”蕴含着的光现象是( )
A.光的直线传播 B.光的反射
C.光的折射 D.光的色散
【答案】B
【详解】平静的水面相当于平面镜,“楼台倒影”是水面成的对称的像,而平面镜成像的原理是光的反射。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
7.(2025·四川巴中·中考真题)家用小汽车的后视镜是用来观察车后情况的,在某次行驶时,发现左侧后视镜中只能看到左侧车身,看不见车后马路上的情况,为确保行驶安全,左侧后视镜的镜面应该( )
A.向外旋转 B.向内旋转 C.向下旋转 D.向上旋转
【答案】A
【详解】左侧后视镜中只能看到左侧车身,看不见车后马路上的情况,说明后视镜的视角范围过小,没有覆盖到车后马路的区域。为了扩大视角,能看到车后马路的情况,左侧后视镜的镜面应该向外旋转,这样可以使后视镜的反射范围更宽,从而看到车后马路上的情况,确保行驶安全,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
8.(2025·广东·中考真题)如图所示探究光的反射定律实验中,入射角为 度;增大入射角,则反射角 ;将纸板NOF沿ON向后翻折,在纸板上 (选填“能”或“不能”)看到反射光。
【答案】 40 增大 不能
【详解】[1]入射角是入射光线与法线的夹角,则入射角为40°。
[2]光的反射现象中,反射角随入射角的变化而变化,当增大入射角,则反射角会增大。
[3]光的反射现象中,反射光线与入射光线在同一平面内,因此将纸板NOF沿ON向后翻折,在纸板上不能看到反射光。
9.(2025·青海西宁·中考真题)漫反射能够让我们从各个方向看到物体,请在下图中规范画出漫反射光路图AO光线的反射光线。
【答案】
【详解】漫反射也遵从光的反射定律,可以将入射点O所在的位置看作是小平面镜,作出该小平面镜的法线,根据反射角等于入射角,作出反射光线,作图如下:
10.(2025·四川宜宾·中考真题)一束阳光斜射入房中,小明在A点用平面镜把该光竖直反射向房顶,请在图中画出平面镜的位置和反射光线。
【答案】如图所示
【详解】反射光线竖直射向房顶,即确定入射光线与反射光线,可以画出法线,平面镜在A点与法线垂直,如图所示
考点3 平面镜成像
11.(2025·广东深圳·中考真题)演员对着镜子画脸谱,镜子里面呈现出了演员的像,大圣同学和吴斌同学对此现象解释正确的是( )
A.光沿直线传播 B.光的反射
C.光的折射 D.光的色散
【答案】B
【详解】镜子中的像是平面镜所成的像,其原理是光的反射。物体射到平面镜的光线,被平面镜反射,反射光线进入人的眼睛,视觉会逆着反射光线反向延长线的方向看,反射光线的反向延长线的交点就是物体在平面镜中的像点。所以演员对着镜子画脸谱,镜子里呈现出演员的像,是光的反射现象,故B正确,ACD错误。
故选B。
12.(2025·四川成都·中考真题)解锁城市灯火,感受巴蜀风情。今年“五一”假期,成都“锦江花月夜”主题活动中,7米高的巨型花灯“花花”浮在水面上,如图。下列说法正确的是( )
A.人们看到水面上的“花花”,是因为光发生了镜面反射
B.水中的鱼看到水面上的“花花”,是因为光沿直线传播
C.“花花”在水中的倒影,是光的反射形成的虚像
D.“花花”在水中倒影的高度大于7米
【答案】C
【详解】A.人们看到水面上的“花花”,是“花花”发出的光沿直线传播进入人眼,故 A错误;
B.水中的鱼看到水面上的“花花”,是光从空气中斜射入水中,光发生了折射,故B错误;
C.“花花”在水中的倒影,是平面镜成像现象,是光的反射形成的虚像,故 C正确;
D.“花花”在水中倒影,是平面镜成像现象,像与物的大小相等,所以倒影的高度等于7米,故D错误。
故选C。
13.(2025·江苏盐城·中考真题)如图甲所示,将蜡烛和装满水的烧杯分别放在玻璃板两侧,点燃蜡烛,向玻璃板看去,发现“蜡烛”在烧杯附近燃烧。若蜡烛与烧杯的位置如图乙所示,为了使像成在烧杯中央,可采取下列两种方法:①保持玻璃板和烧杯不动,蜡烛应向 (选填“靠近”或“远离”)玻璃板的方向移动;②保持蜡烛和烧杯不动,应将玻璃板移到适当位置,在图乙中画出移动后玻璃板的位置 。在上述两种方法中,像和物之间的距离都 。
【答案】 远离 变大
【详解】[1]由图乙可知,蜡烛到玻璃板的距离小于玻璃板到烧杯的距离,保持玻璃板和烧杯不动,根据在平面镜成像中,像与物体到平面镜的距离相等,可知,为了使像成在烧杯中央,蜡烛应向远离玻璃板的方向移动。
[2]保持蜡烛和烧杯不动,要使像移到烧杯中,需要增大蜡烛到玻璃板的距离,即将玻璃板向上移动,且物与像关于玻璃板对称,如下图所示:
[3]由于在上述两种方法中,蜡烛到玻璃板距离都变大,根据在平面镜成像中,像与物体到平面镜的距离相等,可知,像和物之间的距离都变大。
14.(2025·四川自贡·中考真题)图甲为车内后视镜,请在图乙中画出司机的眼睛C通过后视镜MN看见后排座椅上A点的光路图。
【答案】
【详解】平面镜成的像与物关于平面镜对称。过A点关于平面镜的对称点即为后排座椅上A点的像,连接与平面镜交于点O即为反射点,连接AO作出入射光线,连接OC作出反射光线,如图所示:
15.(2025·山东滨州·中考真题)某小组在做探究光的反射实验。
(1)在“探究光反射时的规律”实验中:
①先把平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON 于镜面,如图甲所示。
②实验时,使一束光EO与平面镜夹角为40°射到O点,经平面镜反射,沿另一个方向射出,此时,反射角大小为 。
③如图乙所示,把纸板NOF绕ON向后折,在纸板上看不到反射光。这表明:在反射现象中,反射光线、入射光线和法线在 内。
(2)在“探究平面镜成像的特点”实验中:
①用玻璃板代替平面镜是为了便于确定像的 。
②如图丙所示,把点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合,说明平面镜所成的像与物体大小相等,这种研究方法是物理学中常用的 (选填“控制变量法”或“等效替代法”)。
③将光屏放在蜡烛A的像的位置,直接观察光屏,光屏上没有呈现蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是 。
【答案】(1) 垂直 50° 同一平面
(2) 位置 等效替代法 虚像
【详解】(1)[1]由题意知,纸板ENF竖直立在平面镜上,此时直线ON作为法线垂直于镜面。
[2]入射角为入射光线与法线的夹角,入射光与平面镜夹角为40°,因此入射角为50°,根据光的反射定律,此时反射角等于入射角都等于50°。
[3]把纸板NOF绕ON向后折,此时纸板左半部分和右半部分不在同一平面内,在纸板上看不到反射光,即表明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(2)[1]玻璃板既能反射光又能透光,所以相比平面镜更便于确定像的位置。
[2]实验中,拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合,用蜡烛B代替蜡烛A与蜡烛A的像作比较,这是等效替代法的应用。
[3]虚像无法呈现在光屏上,因此将光屏放在蜡烛A的像的位置,直接观察光屏,光屏上没有呈现蜡烛A的像,说明平面镜成的像是虚像。
考点4 凸面镜和凹面镜
16.(2025·江苏·三模)航天员穿着航天服操作胸前的按钮时会有视野盲区,工程师在航天服的袖子上安装了两个小面镜,使航天员可以通过镜子看到按钮,解决视线受阻的问题,下列与造成“视野盲区”的原因及小面镜所应用的物理知识一致的是( )
A.①和② B.①和③ C.③和④ D.②和④
【答案】A
【详解】航天员穿着航天服操作胸前的按钮时会有视野盲区,是由于光沿直线传播造成的;工程师在航天服的袖子上安装了两个小面镜,使航天员可以通过镜子看到按钮,利用了光的反射。日全食是光的直线传播形成的;太阳灶是由光的反射形成的;铅笔“弯折”是光的折射现象;雨后彩虹是光的色散现象,是由光的折射形成的;综上所述,与造成“视野盲区”的原因及小面镜所应用的物理知识一致的是①和②,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
17.(2025·广东佛山·二模)“阳燧”是古代先民们利用太阳能取火的一种工具。”在河南·虢国博物馆讲解员讲解道,并现场演示了博物馆文创产品阳燧三秒点燃一支香烟的过程,阳燧的工作原理是( )
A.光的直线传播 B.平面镜成像
C.光的反射 D.光的折射
【答案】C
【详解】阳燧是用铜制成的凹面镜,将其凹面正对太阳光将太阳光反射到一点,从而聚焦日光,点燃艾炷取火,这是光的反射现象,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
18.(2025·陕西榆林·一模)如图甲,是城市街道路口的治安安全警用“天眼”摄像设备,24h守护市民人身安全。“天眼”摄像设备的镜头相当于一个 透镜,物体通过“天眼”摄像设备成倒立、 (选填“缩小”“等大”或“放大”)的实像;如图乙,是“中国天眼”球面射电望远镜,其利用了凹面镜对光有 (选填“会聚”或“发散”)作用;如图丙,是某同学的眼睛成像情况,该同学应戴 (选填“凹”或“凸”)透镜镜片制成的眼镜矫正。
【答案】 凸 缩小 会聚 凹
【详解】[1][2]“天眼”摄像设备相当于照相机,利用的是凸透镜,且物体成倒立、缩小的实像。
[3]“中国天眼”利用的是凹面镜,对光具有会聚作用。
[4]丙图中成像在视网膜的前方,该眼镜是近视眼,近视眼是由于晶状体对光的会聚能力过强,因此需要佩戴凹透镜镜片制成的眼镜矫正。
19.(2025·山东烟台·一模)如图甲是我国光学史上的一项重要发明——“阳燧”,其作用相当于凹面镜。“阳燧”对光有会聚作用,可以用来点火。晋代张华《博物志》记载:“削冰令圆,举以向日,以艾承其影得火”,如图乙。“削冰令圆”就是把冰块削成凸透镜,它对光也有会聚作用,中间越厚,对光的会聚能力越 。“阳燧”和削好的冰块对光的会聚作用分别利用的光的 和 (选填“反射”或“折射”)原理。
【答案】 强 反射 折射
【详解】[1]凸透镜,其对光有会聚作用,中间越厚,焦距越短,对光的会聚能力越强。
[2][3]“阳燧” 相当于凹面镜,凹面镜是利用光的反射原理来会聚光线的,所以利用了光的反射;冰块削成的凸透镜,是利用光的折射原理来会聚光线的,故填光的折射。
20.(2024·山东青岛·一模)物理学中常见的镜子有两类:一类是面镜,如平面镜、凸面镜和凹面镜,其成像原理是光的 ,汽车的后视镜和街头路口的反光镜是 (选填“平面镜”、“凸面镜”或“凹面镜”),它们对光线具有 (选填“会聚”或“发散”)作用;一类是透镜,如凸透镜和凹透镜,下列现象与应用与凸透镜成像原理相同的是 (填序号)。
①立竿见影;②水中倒影;③雨后空中出现的彩虹;④潜望镜;⑤小孔成像;⑥海市蜃楼;⑦用放大镜看书;⑧日食、月食。
【答案】 反射 凸面镜 发散 ③⑥⑦
【详解】[1]平面镜、凸面镜和凹面镜,利用光的反射成像,原理是光的反射。
[2][3]汽车的后视镜和街头路口的反光镜是利用凸面镜的发散作用扩大视野范围,它们对光线具有发散作用。
[4]凸透镜是根据光的折射进行成像的;①立竿见影是光的直线传播形成的;②水中倒影,相当于平面镜成像,是光的反射形成的;③雨后空中出现的彩虹,是光的色散,是光的折射形成的;④潜望镜是平面镜的组合,是光的反射成像;⑤小孔成像是光的直线传播形成的;⑥海市蜃楼是光的折射形成的;⑦用放大镜看书是凸透镜的应用,是光的折射;⑧日食、月食,是光的直线传播。综上所述,折射的是③⑥⑦。
考点5 光的折射
21.在容器底部产生一个光斑,如图,下列操作将使光斑向左移动的是( )
A.保持水面的高度和入射点不变,使激光的入射角增大
B.保持水面的高度不变,使激光笔向右平移
C.保持激光射入的角度不变,使水面下降
D.保持激光射入的角度不变,使水面上升
【答案】D
【详解】A.保持水面高度和入射点不变,使激光的入射角增大,激光束远离法线时,此时折射光线远离法线,折射角变大,光斑会向右移动,故A不符合题意;
B.保持水面高度不变,使激光笔向右平移,则入射光线和折射光线都向右平移,所以光斑右移,故B不符合题意;
CD.保持激光射入角度不变,使水面上升(由水平实线到水平虚线),如下图所示
入射点向左移动,则光斑向左移动;同理使水面下降,入射点向右移动,则光斑向右移动,故D符合题意,C不符合题意。
故选D。
22.(2025·山东日照·中考真题)某同学在碗中放一枚硬币,慢慢蹲下,当低至某一观察位置时,就看不到硬币了,如图甲所示。然后慢慢往碗中倒水,在同一观察位置就又能看到碗中的硬币了,如图乙所示。这是光的 现象,后来看到的是硬币的 (选填“实”或“虚”)像。
【答案】 折射 虚
【详解】[1][2]加水后,硬币反射的光从水中斜射入空气时发生折射,折射角大于入射角,折射光线偏离法线,折射光进入了眼睛,人逆着折射光线的方向看到硬币的像,眼睛看到的实际上是升高了的硬币的虚像,如图所示:
23.(2025·四川巴中·中考真题)甲图为小猫叉鱼的情景,可简化为图乙所示,其中S为鱼的实际位置,为鱼像的位置,A点为小猫眼睛的位置,请在乙图中画出小猫看到鱼的光路图。
【答案】
【详解】小猫能看到水中的鱼,是由鱼反射的光线经水面折射后进入小猫的眼中,鱼的像是逆着折射光线看到的,所以连接,与水面的交点即为入射点O;连接S和O即为入射光线,OA为折射光线,为折射光线的反向延长线,为虚线。如图所示:
24.(2025·四川资阳·中考真题)如图所示,一束光线从容器中的水里A点面向空气斜射,在容器壁上的B点形成一个亮斑,另一部分光线经水面反射后照亮容器底部的C点。请确定入射点O,作出入射光线AO、折射光线OB、反射光线OC。
【答案】
【详解】作出A关于水面的像点A',连接A'C与水面交点即为入射点O,依次作出入射光线AO、折射光线OB、反射光线OC,如图所示:
25.(2025·河南商丘·二模)如图是某同学利用光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的光路,经过多次实验并记录了如下数据:
入射角 10° 30° 45° 60°
折射角 7.1° 20.7° 30° 37.8°
(1)实验中,光具盘除了能读出入射角和折射角大小外,还具有 的作用;
(2)分析表格中的数据,你能得出的结论(写出一条即可): ;
(3)当光以30°的入射角从玻璃射入空气中时,其折射角的度数是 ,判断的理由是 。
【答案】(1)显示光路
(2)见解析
(3) 45° 发生折射时,光路是可逆的
【详解】(1)利用光具盘表面的漫反射可以显示光路,同时能直接读出入射角和折射角的大小。
(2)由表格数据可知,当光从空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角;随着入射角的增大,折射角也增大。
(3)[1][2]当光由空气斜射入玻璃中时,当入射角等于45°时,折射角为30°;根据光路的可逆性,当光以30°的入射角从玻璃斜射入空气中时,其折射角是45°。
考点6 光的色散
26.(2025·湖北·中考真题)如图为三峡大坝泄洪的画面。上游洪水从泄洪口喷出,江面上激起大量水雾,阳光白云下出现绚丽的彩虹。下列说法正确的是( )
A.白云是由江水升华形成的 B.彩虹是太阳光的色散现象
C.水雾是分子热运动形成的 D.上游水位越高喷水速度越小
【答案】B
【详解】A.升华是指物质从固态直接变为气态的过程,而江水是液态。白云实际上是由江面上的水蒸气上升到高空后,遇冷液化成小水滴或凝华成小冰晶聚集而成的,故A错误;
B.当太阳光照射到空气中的水滴时,由于不同颜色的光在水滴中折射的角度不同,会被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光,这就是光的色散现象,彩虹正是由于阳光穿过水雾时发生色散而形成的,故B正确;
C.分子热运动是指分子的无规则运动,而水雾是肉眼可见的小水滴,是由水蒸气遇冷液化形成的宏观现象,并非单纯的分子热运动结果,故C错误;
D.根据重力势能的影响因素,上游水位越高,水的重力势能越大,转化为动能后,喷水速度会越大,故D错误。
故选B。
27.(2025·重庆·中考真题)下列关于白居易的《暮江吟》中描述的光现象解释正确的是( )
A.一道残阳铺水中——水中的“夕阳”是由光的折射形成的
B.半江瑟瑟半江红——江面呈现出红色是江面反射红光的原因
C.可怜九月初三夜——九月初三夜空的弯月是自然界中的光源
D.露似珍珠月似弓——露珠特别明亮是白光发生了色散的原因
【答案】B
【详解】A.水中的“夕阳”属于平面镜成像,是由于光的反射所形成的虚像,故A错误;
B.人眼看到不透明物体的颜色是物体所反射的光的颜色,人看江面时,江面相当于不透明物体,其呈现出红色是江面反射红光所导致的,故B正确;
C.月亮的光是反射太阳发出的光,月亮本身不会发光,因此月亮不是自然界中的光源,故C错误;
D.露珠特别明亮是因为露珠表面光滑,发生了镜面反射,将大部分光线反射进入人眼,故D错误。
故选B。
28.(2025·江苏常州·中考真题)为寻找地震后被掩埋在废墟里黑暗环境下的生还者。新加坡工程师利用蟑螂体型小、喜好在黑暗缝隙内爬行的特点,打造半机械搜索蟑螂。为探测生还者,应在蟑螂背部固定微型( )
A.可见光照相机 B.红外线照相机
C.紫外线照相机 D.超声波成像仪
【答案】B
【详解】A.可见光照相机需要有可见光才能成像,而在地震后废墟里的黑暗环境下,没有可见光,可见光照相机无法工作,所以不能使用可见光照相机,故A不符合题意;
B.任何物体都在不停地向外辐射红外线,温度越高,辐射的红外线越强。人体的温度相对周围环境较高,会辐射出较强的红外线。红外线照相机可以通过接收物体辐射的红外线来成像,在黑暗环境中能够探测到有体温的生还者,故B符合题意;
C.紫外线主要用于一些特定的检测,如荧光检测等,人体辐射的紫外线很弱,在这种探测生还者的场景中,紫外线照相机无法有效探测到生还者,故C不符合题意;
D.超声波成像仪一般用于在液体等介质中探测物体,通过超声波反射来成像。在废墟这种复杂的固体环境中,超声波传播会受到很大阻碍,且对寻找被掩埋的生还者来说,超声波成像仪难以有效发挥作用,故D不符合题意。
故选B。
29.(2025·上海·中考真题)万里无云的晴天时,我们看到天空是蓝色的,现已知以下信息:
①光是一种电磁波,不同色光的频率如下表所示:
红色 橙色 黄色 绿色 青色 蓝色 紫色
384-482THz 482-503THz 503-520THz 520-610THz 620-659THz 610-659THz 659-769THz
②光的频率越高,经氮气、氧气分子散射的程度越大,向各个方向发散。
③太阳光在空气中主要通过氮气、氧气分子散射。
④“靛”是蓝紫或深蓝,晴天时,相较于紫色光,人眼更容易感受到蓝色光。
(1)频率为450THz的光 (选填“属于”或“不属于”)三原色光。
(2)结合以上信息,请解释“晴天时,人看天空为什么是蓝色的?”。
【答案】(1)属于
(2)见详解
【详解】(1)三原色光通常指红、绿、蓝三种色光。根据表格,红色光频率范围是384-482THz,绿色光频率范围是520-610THz,蓝色光频率范围是610-659THz。频率为450THz的光,其频率在红色光的频率范围内,而红、绿、蓝是三原色光,所以该光属于三原色光。
(2)太阳光在空气中主要通过氮气、氧气分子散射,光的频率越高,散射程度越大。蓝光和紫光频率高,易被散射。但相较于紫光,人眼更容易感受到蓝光,所以晴天时,散射的蓝光进入人眼,人看到天空是蓝色的。
30.(2025·江苏南京·中考真题)如图所示,用红外灯加热质量相同的水和沙子,水和沙子吸收热量的多少通过 来反映。加热过程中发现水升温较慢,原因是水的 较大,红外灯给水和沙子加热主要是利用了红外线的 效应。
【答案】 加热时间 比热容 热
【详解】[1]在该实验中,用红外灯加热质量相同的水和沙子,由于红外灯的加热功率是一定的,那么加热时间越长,水和沙子吸收的热量就越多,所以水和沙子吸收热量的多少通过加热时间来反映。
[2]水的比热容较大,意味着相同质量的水和沙子,在吸收相同热量时,水升高的温度比沙子升高的温度少,即水升温较慢,所以加热过程中发现水升温较慢,原因是水的比热容较大。
[3]红外线具有热效应,它能使被照射的物体发热,所以红外灯给水和沙子加热主要是利用了红外线的热效应。
考点7 透镜
31.(2025·宁夏·中考真题)在森林中游玩时,饮料瓶不能随意丢弃,若饮料瓶有水,经太阳照射可能引发火灾。下列光路图能解释火灾成因的是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【详解】装有水的饮料瓶相当于一个凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用。太阳光经装有水的饮料瓶会聚后,会使局部温度升高,可能引发火灾。
A.图中为凸透镜,平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚于焦点,符合凸透镜对光线的会聚作用,能解释火灾成因。故A符合题意;
B.图中为凸透镜,对光线有会聚作用,入射光线经过焦点经凸透镜折射后应平行射出,故B不符合题意;
C.图中为凹透镜,对光线有发散作用,光线经过凹透镜后,应有远离主光轴的趋势。而图中光线经过凹透镜后与原来的传播路径对比,光线向主光轴靠近了,不符合凹透镜对光线的发散作用的特点,故C不符合题意;
D.图中为凹透镜,对光线有发散作用,光线经过凹透镜后,应有远离主光轴的趋势。而图中光线经过凹透镜后与原来的传播路径对比,光线向主光轴靠近了,不符合凹透镜对光线的发散作用的特点。故D不符合题意。
故选A。
32.(2025·黑龙江哈尔滨·三模)车载香水的主要成分是易燃酒精,如图的四瓶香水透明玻璃瓶盖形状各异,夏季最不适合放在车内的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】A.A图中所示的香水透明玻璃瓶盖形状对光无会聚作用也无发散作用,故A不符合题意;
B.B图中所示的香水透明玻璃瓶盖形状相当于凸透镜,对光有会聚作用,容易引起火灾,最不适合放在车内,故B符合题意;
C.C图中所示的香水透明玻璃瓶盖形状相当于凹透镜,对光有发散作用,故C不符合题意;
D.根据光的折射规律可知,D图中所示的香水透明玻璃瓶盖形状对光无会聚作用也无发散作用,故D不符合题意;
故选B。
33.(2025·河南安阳·模拟预测)小明将一个透镜正对着太阳光,调整透镜和白纸间的距离,发现在某段距离内太阳光在白纸上的圆光斑面积小于透镜圆截面面积,如图所示。该透镜为 (填“凹”或“凸”)透镜,用它观察远处的物体时成 (填“实像”或“虚像”)。
【答案】 凸 实像
【详解】[1]太阳光可以近似看为平行光源,将透镜正对着太阳光,白纸上承接的圆光斑的直径小于透镜圆的直径,说明该透镜对光线具有会聚作用。
[2]凸透镜对光线具有会聚作用;物距大于二倍焦距时,凸透镜成倒立、缩小的实像,其应用是照相机、摄像头等。
34.(2025·山东潍坊·中考真题)如图所示,凸透镜的主光轴与水面重合,从光源S发出的一条光线经水面反射后射向凸透镜,经凸透镜折射后与主光轴平行。
(1)画出S在水中所成的像S';
(2)将该条光线的光路补充完整;
(3)标出凸透镜左侧的焦点F。
【答案】
【详解】平静的水面是一个平面镜,平面镜所成的像与物体大小相等、到平面镜的距离相等,像与物的连线与平面镜垂直。作图方法是:从S向水面作垂线,然后延长至S',使S'和S到平面镜的距离相等,S'就是S的像。过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行主光轴,连接S'和折射光线的起点,作出折射光线的入射光线,同时也是入射光线的反射光线,该光线与主光轴的交点就是焦点F,同时也是入射点,连接S和F,就是入射光线。如图所示:
35.(2025·四川广元·中考真题)如图所示的透镜,请作出光线AC的折射光线和光线OB的入射光线。
【答案】
【详解】平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点,过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变,如图所示:
考点8 凸透镜成像规律及应用
36.(2025·山东淄博·中考真题)淄博琉璃烧制技艺是国家级非物质文化遗产。小明在琉璃馆参观时用一个焦距为15cm的凸透镜观察琉璃瓶的细节,当凸透镜距离瓶子10cm时,他看到的像是( )
A.倒立、放大的实像 B.倒立、缩小的实像
C.正立、放大的虚像 D.正立、放大的实像
【答案】C
【详解】由题意可知,凸透镜的焦距为15cm,当凸透镜距离玻璃瓶10cm时,此时u<f,根据凸透镜成像的规律可知,凸透镜成正立、放大的虚像,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
37.(2025·上海·中考真题)物理兴趣小组同学在做凸透镜成像实验时,光屏和发光体在透镜的 (选填“同侧”或“两侧”),它们的中心在 上,此凸透镜的焦距为10厘米,发光体距离凸透镜16厘米时,成 (选填“正立放大”“正立缩小”“倒立放大”或“倒立缩小”)的实像。
【答案】 两侧 主光轴 倒立放大
【详解】[1]做凸透镜实验时,发光体发出的光通过凸透镜,在光屏上成像,所以光屏和发光体在透镜的两侧。
[2]为了能清晰的观察像,应使像成在光屏中央,所以应调整发光体的中心、凸透镜的光心、光屏的中心在同一高度上,即它们的中心在主光轴上。
[3]凸透镜的焦距为10cm,发光体距离凸透镜16cm时,即物距为16cm,则物距大于一倍焦距,小于二倍焦距,由凸透镜成像规律可知,成倒立、放大的实像。
38.(2025·江苏连云港·中考真题)小明将凸透镜正对太阳光,在距离凸透镜10cm的白纸上呈现一个最小、最亮的光斑,此凸透镜的焦距为 cm。如图是他用该凸透镜观看书本上“中国梦”三个字时的情况,如果他想看到更大的正立的“国”字,小明需要将凸透镜 (选填“远离”或“靠近”)书本,凸透镜和书本的距离应满足的条件是 。
【答案】 10 远离 小于10cm
【详解】[1]凸透镜能够将平行光会聚于一点(焦点),焦点到凸透镜光心的距离为焦距,由题意可知,这个最小、最亮的光斑就是该凸透镜的焦点,故该凸透镜的焦距为10cm。
[2][3]由凸透镜成像规律可知,当时成正立、放大的虚像,应用该原理的是放大镜,因此凸透镜和书本的距离应满足的条件是小于10cm。由凸透镜成虚像时“物远像远像变大”的规律可知,小明想看到更大的正立的“国”字,需要将凸透镜远离书本。
39.(2025·吉林·中考真题)在“探究凸透镜成像的规律”实验中:
(1)实验前,需将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调至 。
(2)如图所示,某次实验时,烛焰在光屏上成清晰的像,该像是倒立、 的实像。生活中的 就是利用这种成像规律工作的。
(3)若想模拟近视眼的成像情况,可以更换焦距更 的凸透镜进行实验。
【答案】(1)同一高度
(2) 缩小 照相机
(3)小
【详解】(1)实验时,为了使像呈现在光屏的中央,应将烛焰、凸透镜、光屏的中心调节在同一高度,即将烛焰和光屏的中心调节在凸透镜的主光轴上。
(2)[1][2]由图可知物距大于像距,根据凸透镜成像规律可知此时成倒立、缩小的实像,利用这一原理可制成照相机。
(3)近视眼是看远处物体时成像在视网膜之前,光屏相当于视网膜,为模拟近视眼,则应使像成在光屏前方,需要增强光的折射能力,所以需要更换焦距更小的凸透镜。
40.(2025·黑龙江哈尔滨·中考真题)物理科学实验小组进行凸透镜成像的实验。
(1)同学们选取了一个凸透镜进行实验,平行光正对凸透镜的折射情况如图甲所示,则该凸透镜焦距f3= cm;
(2)得出凸透镜成像规律后,继续探究凸透镜成像大小与焦距的关系,收集的数据如表所示:
实验次数 焦距f/cm 物距u/cm 像距v/cm 物高L/cm 像高h/cm
1 15.0 7.5 6.0 C
2 20.0 20.0 6.0 6.0
3 25.0 37.5 6.0 9.0
①实验后发现忘记收集表中C处的数据,他们画出凸透镜成像原理图如图乙所示。观察原理图发现△AOB∽△A'OB′,可见物距u、像距v、物高L、像高h之间的比例关系为: (用字母表示),则表中C处数据应为 cm;
②利用表格中的数据,能否得出当凸透镜成实像时,像的大小和焦距之间的关系呢?若能,请写出分析过程及结论;若不能,说明理由 。
【答案】(1)15.0
(2) 3.0
见解析
【详解】(1)平行光经凸透镜折射后会聚在焦点,由图甲可知,刻度尺的分度值是1cm,凸透镜在光具座20.0cm处,焦点在35.0cm处,故焦距
(2)[1][2]由,根据相似三角形的性质,满足对应边成比例,可得
代入实验1的数据,u=15.0cm,v=7.5cm,L=6.0cm,则
解得,即C处数据为3.0。
[3]不能得出结论。因为探究“凸透镜成实像时像的大小与焦距的关系”,需要控制物距u不变,改变焦距f,观察像的大小变化。但表格中三次实验的物距u不同,未控制变量,因此无法得出像的大小与焦距的关系。
考点9 眼镜和眼睛
41.(2025·甘肃兰州·中考真题)甲、乙两图分别是正常人眼通过调节晶状体等结构看清远处和近处物体的示意图。下列关于丙、丁两图模拟近、远视眼的情况以及应该佩戴何种透镜进行矫正的说法正确的是( )
A.丙图是近视眼,应该配戴凹透镜 B.丙图是远视眼,应该配戴凸透镜
C.丁图是近视眼,应该配戴凸透镜 D.丁图是远视眼,应该配戴凹透镜
【答案】A
【详解】丙图中像呈在视网膜的前方,故是近视眼,应该配戴凹透镜来矫正;丁图中像呈在视网膜的后方,故是远视眼,应该配戴凸透镜来矫正,故A正确,BCD错误。
故选A。
42.(2025·江苏无锡·中考真题)如图所示,是小明透过眼镜看玩具“兔子”的情景。图中眼镜片( )
A.是凸透镜,可用于矫正远视眼 B.是凹透镜,可用于矫正远视眼
C.是凸透镜,可用于矫正近视眼 D.是凹透镜,可用于矫正近视眼
【答案】D
【详解】从图中看到透过眼镜片看到的玩具“兔子”是正立、缩小的像,凹透镜对光线有发散作用,能成正立、缩小的虚像;近视眼是由于晶状体太厚,折光能力太强,像成在视网膜前方,需要佩戴凹透镜来矫正,使光线发散后,成像在视网膜上,所以该眼镜片是凹透镜,可用于矫正近视眼,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
43.(2025·江苏无锡·三模)正常眼球看近处物体光路如图甲。小聪做眼球检查,发现晶状体与常人无异,但眼球发育偏短,看近处物体时光路如图乙。晶状体对光有 (选填“会聚”或“发散”)作用;小聪是 (选填“近”或“远”)视眼,应配戴 (选填“凸透镜”、“凹透镜”)来矫正视力。
【答案】 会聚 远 凸透镜
【详解】[1]人的眼球好像一架照相机,晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,对光有会聚作用。
[2][3]小聪的眼球发育偏短,看近处物体时,来自物体的光还未会聚就到达视网膜,从而在视网膜上成模糊的像,所以小聪的眼看不清近处的物体,属于远视眼;矫正时需先将光进行会聚,而凸透镜对光具有会聚作用,故需配戴凸透镜来矫正视力。
44.(2025·辽宁盘锦·二模)如图所示,小李用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律,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。
(1)如图甲所示,一束平行于主光轴的光射向水透镜,在光屏上得到一个最小 的光斑,则此时水透镜的焦距为 cm;
(2)小李移动蜡烛,水透镜和光屏至图乙所示位置时,恰能在光屏上看到清晰的 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的像;若水透镜上有一小块污渍,则在光屏上 (选填“能”或“不能”)看到完整的像;
(3)如图丙所示,小李取了一幅眼镜给水透镜“戴上”,发现光屏上的像由清晰变模糊,当从水透镜中抽出适量的水后,发现烛焰的像再次变得清晰,由此判断该眼镜是 眼镜(选填“近视”或“远视”);
(4)如图乙所示,蜡烛随着燃烧而变短,小李发现像移动不在光屏中间,从而影响了实验的进行。为了使像回到光屏中央,她合理的调整方法是( )(填字母序号)。
A.只需将蜡烛适当上移 B.只需将凸透镜适当上移
C.只需将光屏适当下移 D.将光屏和凸透镜都适当下移
【答案】(1) 最亮 9.0
(2) 缩小 能
(3)远视
(4)AD
【详解】(1)[1]平行于主光轴的光经凸透镜折射后,会聚在焦点处,形成最小、最亮的光斑。
[2]焦距是焦点到光心的距离,图甲中光斑(焦点)到水透镜光心的距离为19.0cm-10.0cm=9.0cm
(2)[1]图乙中物距大于像距,且物距大于2倍焦距,根据凸透镜成像规律,成倒立、缩小的实像。
[2]水透镜上的污渍只会遮挡部分光线,不影响剩余光线会聚成像,因此光屏上仍能看到完整的像,亮度会变暗。
(3)抽出适量的水,水透镜焦距变大,折光能力变弱,像再次清晰,说明该眼镜使水透镜折光能力变强,焦距变小,对应矫正远视眼的凸透镜,远视眼镜是凸透镜,对光有会聚作用。
(4)随着蜡烛燃烧而变短,根据过光心不改变方向,像会向上移动;为了使下面的实验更方便操作,更合理是操作是把蜡烛升高,或凸透镜和光屏同时调低,故BC不符合题意,AD符合题意。
故选AD。
45.(2025·山东滨州·中考真题)小周同学为研究初中生近视原因及矫正问题,开展了以下调查研究。
(1)如图甲所示,眼球中晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜。小周选用两个直径相同但厚度不同的凸透镜,平行光经过它们之后的光线如图乙所示,则凸透镜 (选填“A”或“B”)使光偏折更显著。
(2)选择透镜A进行实验。实验前,应先调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度上,这是为了 。进行实验,如图丙所示,烛焰恰好在光屏上呈现一个清晰的像,这是 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的工作原理。若蜡烛位置不变,将透镜A换成透镜B,若要在光屏上继续看到烛焰清晰的像,则应向 。(选填“左”或“右”)移动光屏。
(3)根据凸透镜对光线的作用,补充图丁光路。
(4)近视眼看不清远处的物体,形成近视眼的原因之一是晶状体太厚,折光能力太强,若在眼睛前放一个合适的 透镜就可以将远处物体的像成在视网膜上。
(5)为了防止患上近视眼,你的建议是 (写出一条即可)。
【答案】(1)B
(2) 使像成在光屏中央 照相机 左
(3)
(4)凹
(5)见解析
【详解】(1)结合凸透镜的厚薄程度进行比较可知,当凸透镜直径相同时,透镜越厚,对光线的折射能力越强,焦距越短,即凸透镜B使光偏折更显著。
(2)[1]实验前,应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度是为了使像成在光屏中央。
[2]如图丙所示,物距大于像距,故成的像为倒立、缩小的实像,这是照相机的工作原理。
[3]将透镜A换成透镜B,焦距变小,相当于增大物距,物距变大,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏应向靠近透镜的方向移动,即向左移动光屏。
(3)通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴,如图所示:
(4)近视眼是因为晶状体焦距太短,像落在视网膜的前方,为了使光线会聚在原来的会聚点后面的视网膜上,就需要使光线进入人的眼睛前被发散,因此戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正近视眼。
(5)预防近视要做到三要、四不看:读书姿势要正确,眼与书的距离要在33cm左右;看书、看电视或使用电脑一小时后要休息一下,要远眺几分钟;要定期检查视力,认真做眼保健操;不在直射的强光下看书;不在光线暗的地方看书;不躺卧看书;不走路看书。
■测思维
46.(2025·黑龙江哈尔滨·一模)物理来源于生活,应用于生活。学习了光学知识后,同学进行了下面的观察与思考。
(1)小孔成像和照相机拍照时胶片上像的相同点是:都可以成 像;
(2)波光粼粼的水面是由于光发生 而形成的;
(3)小明在某购物中心前,可以看到玻璃幕墙中自己的像,进入购物中心后,又可以透过玻璃幕墙看到外面的街景。心存疑惑的小明通过查阅资料得知,该商店的玻璃幕墙使用了一种具有单面透视作用的镀膜玻璃。他用一块5mm厚的镀膜玻璃和两支相同的中性笔等器材探究镀膜玻璃成像的特点。
①如图甲所示,让玻璃板的镀膜面向前并把玻璃板竖直放在水平桌面的白纸上,让中性笔A的笔尖 (选填“紧贴在玻璃板前”或“距玻璃板一小段距离”),这样做既可以 ,又可以 ;
②若通过实验验证“平面镜成像时,像与物关于平面镜对称”,应收集的实验证据是 。
【答案】(1)倒立缩小实像
(2)镜面反射
(3) 距玻璃一小段距离 确定像的位置 比较像与物大小关系 见解析
【详解】(1)照相机所成的像是倒立、缩小的实像,小孔成像时通过调整物距和像距也可以成倒立、缩小的实像,即小孔成像和照相机拍照时胶片上像的相同点是:都可以成倒立、缩小的实像。
(2)波光粼粼是由光的反射造成的。当光线照射到水面时,水面会像镜子一样将光线反射出去,就会看到波光粼粼的景象。
(3)[1][2][3]实验时应让中性笔A的笔尖距玻璃板一小段距离,在玻璃板后移动中性笔B,直到B与A的像完全重合,这样既可以确定像的位置,又可以比较像与物的大小关系。
[4]若想验证“平面镜成像时,像与物关于平面镜对称”应收集同一物体同一平面镜在多个不同物距时,物距及对应像距的大小、像与物的大小关系以及像与物的连线与玻璃板反射面的夹角大小。
47.(2025·贵州贵阳·一模)汽车的前挡风玻璃根据车型的不同,放置的方向也有所区别,如图甲所示。这引起了小华的思考:前挡风玻璃的放置方向不同对驾驶员行车有什么影响。
为此小华和同组同学用两块玻璃模拟前挡风玻璃,一块倾斜放置,一块竖直放置做探究实验,如图乙所示。小华猜想:前挡风玻璃的放置方向可能与玻璃反射成像的位置有关。
(1)为验证小华的猜想,保证实验结果的准确性,在器材选择上,应该选用同一光源和材质相同的 。
(2)首先将倾斜、竖直的前挡风玻璃放置在白纸上,用一激光笔水平照射倾斜前挡风玻璃,其入射光线如图丙所示,请根据所学知识画出反射光线 。随后用同一激光笔 (填方向)照射竖直放置的前挡风玻璃,根据其反射情况,在白纸上画出如图丁所示的光路图。
(3)根据实验结果,小华的猜想是 (选填“正确”或“错误”)的。
(4)小华大量观察不同车型的前挡风玻璃,发现前挡风玻璃倾斜方向放置的车内座椅的位置普遍偏低,而前挡风玻璃竖直方向放置的车内座椅的位置普遍偏高。请结合驾驶时司机观察前方地面情况以及坐姿高低判断前挡风玻璃放置方向不同的原因 。
【答案】(1)玻璃
(2) 水平 (3)正确 (4)见解析
【详解】(1)为了避免其他因素对实验结果的影响,根据控制变量法,在器材选择上,应该选用同一光源和材质相同的玻璃。
(2)[1]根据光的反射规律,过入射点作法线,根据反射角等于入射角作出反射光线,如图所示:
[2]根据控制变量法的思想,应保持光的入射方向不变,因此应用同一激光笔水平照射竖直放置的前挡风玻璃
(3)根据上述实验结果可知,玻璃的放置方向不同,相同方向的入射光线的反射情况不同,因此小华的猜想是正确的。
(4)前挡风玻璃相当于平面镜,对于小汽车如果竖直安装,所成的像会在正前方,干扰司机观察路况,倾斜安装可以成像在斜上方,不干扰司机观察路况,而大型汽车前面的挡风玻璃比较竖直,因为司机的座位很高,尽管平面镜成像在前方,但司机俯视观察路况,不受干扰。
48.图甲是探究平面镜成像特点的实验装置;
(1)实验中用玻璃板代替平面镜的目的是 ;
(2)在玻璃板的一侧立一支点燃的蜡烛A,透过玻璃板观察另一侧蜡烛A的像,把另一支完全相同且未点燃的蜡烛B放到像的位置并与像重合,这样做是为了比较像与物的 关系。当蜡烛A靠近玻璃板时,像的大小 ;
(3)把光屏放在像的位置,不透过玻璃板直接观察光屏,发现无蜡烛A的像,说明蜡烛A的像是 像;
(4)检查视力时,要求视力表在镜中的像与被测者眼睛的距离是5m。如图乙,现把视力表放在被测者眼睛的后方0.6m处,则视力表与平面镜的距离应为 m。
【答案】(1)便于确定像的位置
(2) 大小 不变
(3)虚
(4)2.8
【详解】(1)实验中用玻璃板代替平面镜既能成像,又能看清楚后面的物体,故用玻璃板代替平面镜的目的是便于确定像的位置。
(2)[1]未点燃的蜡烛B放到像的位置并与蜡烛A的像重合,说明平面镜像与物大小相等,故用相同的大小的蜡烛B是为了探究平面镜像与物体的大小关系。
[2]平面镜成像的规律,像与物体等大,当蜡烛A靠近玻璃板时,物的大小不变,故像的大小不变。
(3)光屏上没有像,说明蜡烛A的像是虚像,只有虚像无法用光屏承接。
(4)由题意可知,视力表像与物的距离为
像与物到镜面的距离相等,故视力表与平面镜的距离应为
49.(2025·辽宁盘锦·二模)如图1是“临摹神器”。OA为木板并用支架固定,木板上放置平板电脑,平板电脑屏幕上展示待临摹的图片。OB处放置并固定某光学器材,并在桌面OC平放一张白纸,可在白纸上进行临摹。
(1)OB处放置的光学器材应该用 (选填“平面镜”或“茶色玻璃”),平板电脑发出的光在该光学器材表面上发生的是 (选填“漫反射”或“镜面反射”)。
(2)临摹时,人眼应该在图1中 (选填“D”“E”或“F”)处观察。将屏幕远离该光学器材时,屏幕所成的像的大小会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)开始临摹时,小华同学发现成像太暗看不太清,为了让像看起来更清晰些,他可以________(填序号)。
A.在图1的状态下,将木板绕O点顺时针转动一定角度
B.在图1的状态下,将OB处所放置的光学器材绕O点逆时针转动一定角度
C.将平板电脑的屏幕亮度调亮一些
D.将装置整体挪至光照条件更好的阳台完成临摹
(4)过度使用平板电脑、手机等电子产品,容易导致视力下降,患上近视眼,如图2,能说明近视眼成像原理和近视眼矫正方法的两幅图分别是 (按问题顺序填写答案序号)。
【答案】(1) 茶色玻璃 镜面反射 (2) E 不变 (3)C (4)乙丁
【详解】(1)[1]临摹时,需同时透过玻璃看到白纸和玻璃反射的平板电脑图像,由于平面镜无法透光,故选用茶色玻璃。
[2]镜面反射发生在光滑的表面上,漫反射发生在粗糙或不规则的表面上,本实验用的光滑茶色玻璃,因此发生的是镜面反射。
(2)[1]图像是玻璃板反射形成的,人眼应在反射光线的一侧(E处)观察。
[2]由平面镜成像特点可知,像与物大小相等,像的大小与距离无关,故将屏幕远离该光学器材时,屏幕所成的像的大小不变。
(3)A.木板转动会改变装置结构,无法改善像的亮度,故A不符合题意;
B.光学器材转动会改变成像位置,无法改善像的亮度,故B不符合题意;
C.调亮平板电脑屏幕,反射光更强,像更清晰,故C符合题意;
D.移至光照更好的阳台,环境光过强会使像更暗,故D不符合题意。
故选C。
(4)近视眼成像的原理是晶状体折光能力过强,像成在视网膜前方,故图乙是近视眼成像原理;近视眼的矫正方法是佩戴凹透镜,将发散光线,使像后移到视网膜上,故图丁是近视眼矫正方法。
■练综合
50.(2025·辽宁沈阳·三模)阅读材料,回答问题。
汽车与物理
汽车抬头显示(如图甲)又叫汽车平视显示系统(Head-Up-Display),简称HUD,是为了提高安全性而研发。它利用平面镜成像原理(如图乙),使显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃成像在正前方,驾驶员不必低头,就可以看到车辆行驶的车速、油耗等信息。凸面镜和凹面镜对光的作用在汽车上也有应用,它们也对汽车的安全行驶起着至关重要的作用。
车窗所采用的“智能玻璃”具有单向透光功能,使用时反射面必须是迎光面,就能从车内看到车外明亮的景物,从车外看不见较暗的车内景象,这种玻璃还能根据车外光照度自动调节透明度(透明度是指车内光照度与车外光照度的比值),实现车内的光照度为一个适宜的定值,经测算车外光照度和玻璃的透明度乘积为定值,其图像如图戊所示。
(1)下列与汽车相关的说法中正确的是________。
A.玻璃具有单向透光功能时,说明光路是不可逆的
B.行车数据在挡风玻璃上所成的像是正立、等大的实像
C.行车数据在挡风玻璃上所成的像是由光的折射形成的
D.夜间为了安全行车,应关闭车内的灯
(2)当轿车倒车时如图丙所示,尾部在非安全距离内遇到人或障碍物,倒车雷达就会发出警报,方便司机判断车尾与后部障碍物间的距离。在倒车雷达工作的过程中,会应用到下列物理知识中的哪几项________。
①声的反射 ②超声波 ③声波可以传递信息 ④声波可以传递能量
A.只有③ B.只有④ C.有①②③ D.有①②④
(3)为减弱重影影响,厂方对前挡风玻璃进行了改造,应选用如图丁中 所示的玻璃。
(4)“智能玻璃”能根据车外光照度自动调节玻璃的透明度,当车外光照度为400 lx时,“智能玻璃”的透明度会自动调节约为 %。
(5)汽车前后保险杠内安装有多个超声波雷达传感器,用于测量汽车与前后左右各个物体间的距离,图己为超声波测量仪器的模拟实验装置图,模拟实验装置的使用说明书附在下方。
使用说明书 (1)实验装置如图所示,A、B是声信号采集器。 (2)复位后用棒锤敲打铜铃,声音被A、B接收。 (3)液晶屏显示A、B接收到信号的时间差,单位为
①如图己所示,已知:,,液晶显示屏上显示:2.60,则此时声速为 m/s。
②若把铜铃放在B的右边,以恒定的速度向右不断远离B,则液晶显示屏的数值将 。
【答案】(1)D (2)C (3)B (4)15 (5) 350 不变
【详解】(1)A.在光的折射和光的反射中,对于玻璃具有单向透光功能时,光路仍然是可逆的,只是由于玻璃的特殊处理,使得从车内看向车外的光线被反射回去,而从车外看向车内的光线则被吸收或减弱,故A错误;
BC.行车数据在挡风玻璃上所成的像是通过平面镜成像原理形成的,是虚像而非实像,且像是正立、等大的,同时这个像是通过光的反射形成的,而非折射,故BC错误;
D.夜间行车,若不关闭车内的灯,车内物品会成明显清晰的像,影响司机视线,因此夜间为了安全行车,应关闭车内的灯,故D正确。
故选D。
(2)超声波的方向性强,倒车雷达是利用超声波工作的,利用了声音的反射来传递信息,获得车身周围障碍物的情况,应用到的物理知识有①②③,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(3)由丁图可知,使用上厚下薄的B玻璃时,两个反射面的反射光略微发散,其反向延长线倾向于会聚,虚像落在反向延长线上,能让两个虚像尽可能靠近,从而减少重影的影响,所以应选用图丁中B所示的玻璃效果更好。
(4)由“测算车外光照度和玻璃的透明度乘积为定值”再结合图像可知,当车外光照度为120lx时,“智能玻璃”的透明度会自动调节为50%,则当车外光照度为400lx时,“智能玻璃”的透明度会自动调节为
(5)[1][2]已知,,液晶显示屏上显示2.60ms(即时间差为),根据可知,此时声速为
若把铜铃放在B的右边,以恒定的速度向右不断远离B,则铜铃到A、B的距离差不变,而声音传播的速度不变,因此液晶显示屏的数值(即时间差)也不变。
51.(2025·吉林长春·二模)在人工智能蓬勃发展的时代背景下,为了将垃圾进行精准分类,“科创”小组设计了一个垃圾分类机器人,该机器人的检测电路如图甲所示。机器人机械手上的探针接触垃圾样品,电压表显示示数,机器人快速分析出样品的电阻值,从而识别垃圾的类别,并投入图乙相应的垃圾桶内。电源电压恒为U,R0为定值电阻,各类垃圾样品的电阻参考值如丙表。
(1)机器人通过摄像头获得二维码的倒立、 的实像来识别垃圾桶。
(2)对机器人进行检测校对时,当电压表的示数分别为2V和1V时,分析出检测垃圾样品电阻值分别为5Ω和20Ω。在检测某个垃圾样品时,电压表的示数为1.5V,则
①应将该样品放入图乙中的 垃圾桶内:若该次检测过程用时2s,则检测电路消耗的电能为 J。
②检测这个样品时,若要增大电压表的示数,可以怎么做 (写出一种方法)。
【答案】(1)缩小 (2) 餐厨 0.9 增大电源电压
【详解】(1)机器人通过摄像头相当于照相机,由凸透镜成像规律可知,照相机成的像是倒立、缩小的实像,所以成的是缩小的像。
(2)[1]假设电源电压为U,样品电阻为时,此时R0两端的电压
通过电路的电流
通过R0的电流
根据串联电路电流规律可知,即
将,代入上式可得①
同理可得,样品电阻为时有②
联立①②解得,
当电压表示数为1.5V时,此时R0两端电压
通过R0的电流
样品两端的电压
样品的电阻
样品的阻值在餐厨范围内,故应将该样品放入图乙中的餐厨垃圾桶内。
[2]电路消耗的电能W=UIt=3V×0.15A×2S=0.9W
[3]增大电压表示数,也就是增大电阻R0两端的电压,根据欧姆定律可知,只需增大通过R0的电流,即只需增大串联电路中的电流,即可以增大总电压,即增大电源电压。