2019年浙江省中考科学总复习专题练习：4 光学专题

TYPE4专题4　光学专题
/
　　命题重点:光的反射定律的应用、平面镜成像的特点、光的折射规律的应用,以及凸透镜成像规律中有关眼球成像原理的应用,反射与折射中光路的可逆性。
　　方法要点:光路图是解决光学问题的根本、不管是光的反射还是折射,是平面镜成像、小孔成像还是凸透镜成像有了光路图,分析问题就能更直观。因此,解题时要充分运用好光路图,若题目没有给出光路图,则必须自己画出光路图。
/
类型一　光的反射与平面镜成像
/1 [2018·杭州模拟] 小金用图T4-1所示装置探究平面镜成像特点。实验探究的步骤如下:
/
图T4-1
A.在水平桌面上铺一张白纸,将一块玻璃板竖立在纸上,在纸上记下玻璃板的位置。
B.选取两支大小相同的蜡烛,把一支蜡烛点燃放在玻璃板的前面,看到玻璃板后面有蜡烛的像时,在纸上记下蜡烛的位置A。
C.拿另一支没有点燃的蜡烛,竖立着在玻璃板后面移动,直到它与前面的蜡烛的像完全重合,在纸上记下该蜡烛的位置A'。
D.移动点燃的蜡烛到另一位置,重做上面的实验,在纸上记录物与像的位置B、B',C、C'。
(1)刚开始,小金在做步骤C时,无论怎么移动蜡烛,都无法使它与前面的蜡烛的像完全重合。请分析产生这一现象的可能原因?　　　　　　　　　　　　。经过改正后,小金重新实验。?
(2)步骤D的实验目的是?　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(3)图乙是物、像的位置实验记录,请你利用测量工具对图乙的实验记录作出处理,并得到相应规律　 。?
/
1.[2017·嘉兴] 黑暗的房间里有两盏电灯,只有一盏灯点亮,但人能看到未点亮的灯泡。以下对于“看到未点亮灯泡”所画的光路图,正确的是(　　)
/
图T4-2
2.[2018·温州] 如图T4-3所示为玩具鸟在平面镜中的成像示意图。下列能改变像的位置的是 (　　)
/
图T4-3
A.竖直上移玩具鸟 B.竖直下移平面镜
C.人向平面镜靠近 D.像与镜间放一木板
3.[2017·宁波] 把两块厚度不计且足够大的平面镜OM、ON垂直粘合在一起,并竖立在地面上,俯视图如图T4-4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m,看到自己完整像的个数为n。下列对小科在不同位置时,m、n的分析,不符合实际的是 (　　)
/
图T4-4
A.在a点或e点时,m=1,n=0
B.在b点或d点时,m=1,n=1
C.在c点时,m=2,n=2
D.在f点时,m=0,n=0
4.[2018·杭州模拟] 如图T4-5所示为小红同学探究平面镜成像特点的实验装置图,她将一块玻璃板竖直架在水平桌面上的白纸上,并保持玻璃板与水平桌面垂直,再取两根完全相同的蜡烛 A 与 B 分别竖直置于玻璃板两侧的白纸上,点燃玻璃板前的蜡烛 A,移动玻璃板后的蜡烛B 进行观察和调整,使它与蜡烛A的像重合,多次改变蜡烛A到玻璃板的距离重复上述实验。
/
图T4-5
(1)分别测量玻璃板到物(蜡烛 A)以及玻璃板到对应的像(蜡烛 B)的距离u和v,总结归纳得到的结果是v　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)u。?
(2)移走蜡烛B,并在其所在位置放一光屏,这时观察者直接观察光屏,看不到蜡烛A 的像,由此可知平面镜所成的像是　　　　。?
(3)小红在家中照平面镜时,发现她在镜中的像“近大远小”,于是她认为:物体在平面镜中所成像的大小与物体到平面镜的距离有关。请运用上述实验分析说明“像的高度 h 与物体到平面镜的距离 u 是否有关系”的问题。
类型二　光的折射
/2 [2016·宁波] 如图T4-6所示,在“观看水中的硬币”活动中,把一枚硬币固定在空杯的底部,找一个角度使你刚好看不到硬币的最右端A点。保持眼睛和杯子的位置不变,在同学逐渐把水加入到杯中的过程中,硬币上的B点和C点能先后被你看到。
/
图T4-6
(1)你所看到的水中硬币是一个变　　　　的虚像。?
(2)图中画出了刚看到C点时光的传播示意图,入射角是αC;若刚看到B点时的入射角是αB,则αB　 　αC。?
【解法指导】 本题关键问题在于如何运用光的折射规律作出光路图,从光路图求解。光路如图T4-7所示,其中1代表人眼恰好看到C点时水面的位置,2代表恰好看到B点时水面的位置。从图上可以看出,要看到C和B点的虚像,必须使CD和BE这两条入射光线的折射光线都落在直线AO上。这就意味着CD和BE两条入射光线的折射光线位置重合,折射角相等,根据折射规律,这两条入射光线的入射角也必然相等。
/
图T4-7
/
1. [2018·枣庄] 诗句“大漠孤烟直,长河落日圆”给我们展现了一幅美丽的画卷。其实诗人观察到的落日并非太阳的实际位置(如图T4-8所示),而是太阳光经过不均匀的大气层发生了　　　　所成的像,太阳实际在图中　　　　(选填“甲”或“乙”)位置。?
/
图T4-8
2.[2018·温州模拟] 科学研究发现,蚂蚁在穿越不同材料的区域时,其路径类似于光在不同介质中的折射路径,如图T4-9所示,当蚂蚁沿着aO路线从材料1穿越到材料2时,接下来的路线是(　　)
/
图T4-9
A.1 B.2
C.3 D.4
3.[2016·烟台] 有经验的渔民都知道,只有瞄准鱼的下方才能把鱼叉到,如图T4-10所示。图T4-11所示的光路图中,能够正确说明叉到鱼的道理的是 (　　)
/
图T4-10
/
图T4-11
4.[2018·盐城] 有一圆柱形敞口容器,从其左侧某一高度处斜射一束激光,在容器底部产生一个光斑O,如图T4-12所示。下列操作使光斑向左移动的是 (　　)
/
图T4-12
A.保持水面高度不变,使激光笔向右平移
B.保持激光射入角度不变,使水面上升
C.保持激光射入角度不变,使水面下降
D.保持水面高度和入射点不变,使激光入射角增大
类型三　凸透镜成像
/3 [2016·杭州] 实验室利用光具座研究凸透镜成像的规律。当三个元件移动到图T4-13所示位置时,光屏上出现了清晰的像。回答下列问题:
/
图T4-13
(1)光屏上的像的性质为　 。?
(2)关于本实验中得到的像在生活中的应用,举一个例子:　　　　 。?
(3)从图中读出物距为　　　　cm,并推算出焦距为　　　　(填字母)。?
A.f<15 cm
B.15 cmC.f>30 cm
(4)如果保持蜡烛与凸透镜的位置不变,撤去光屏,是否仍然成像?　　　　　　。?
【解法指导】 当物距u>2f时,像距与焦距的关系为f/
1.[2018·湖州] 小华在研究凸透镜成像规律时,将平行光正对凸透镜照射,另一侧的光屏移动到距凸透镜10厘米处时,得到一个最小、最亮的光斑。接着把光源换成蜡烛,调整好相关器材的高度,将凸透镜固定在光具座中央50厘米刻度线处,移动蜡烛到光具座的左端并点燃,再移动光屏至如图T4-14所示位置时,在光屏中央得到一个清晰的像。保持凸透镜位置不变,通过移动蜡烛及光屏的位置,下列成像情况符合实际的是 (　　)
/
图T4-14
A.若蜡烛放置在10厘米刻度线处,移动光屏,在光屏上都不能呈清晰的像
B.若蜡烛放置在30厘米刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈清晰缩小的像
C.若蜡烛放置在35厘米刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈清晰放大的像
D.若蜡烛放置在45厘米刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈清晰放大的像
2.[2017·杭州] 小金在实验室利用光具座探究凸透镜成像的规律。
/
图T4-15
(1)当小金将三个元件移动到图示位置时,光屏上出现了清晰的像。请你根据此现象回答下列问题:光屏上像的性质为　　　　　　　　,并推算出焦距为　　　　cm。?
(2)保持蜡烛和凸透镜位置不变,小金换了个凸透镜继续实验,并使透镜光心、蜡烛焰心和光屏中心三者高度相同,但在透镜右侧无论怎样移动光屏都无法在光屏上成像(光具座足够长),请你帮助小金分析产生此现象的原因?　 。?
3.[2017·台州] 在探究凸透镜成像实验中,小柯不断改变蜡烛到透镜的距离,移动光屏寻找蜡烛的像,并将实验结果记录在表格中。
序号
蜡烛到透镜
的距离/cm
像的特点
1
20.0
倒立、缩小的实像
2
16.0
倒立、等大的实像
3
12.0
倒立、放大的实像
4
6.0
?
(1)第4次实验中,小柯移动光屏只观察到模糊的圆形光斑。若要观察到此时所成的像,正确的操作是　。?
(2)小柯在第1次实验的基础上,换用另一个凸透镜后,发现光屏上的像不清晰。把光屏慢慢地向凸透镜方向移动,光屏上又出现了清晰的像。若第1次实验模拟的是正常眼球的成像情况,则换用透镜后的实验是在模拟?
的成像情况。
参考答案
◆分类突破
例1　(1)平面镜没有放垂直,有倾斜
(2)进行多次实验使实验结论具有普遍性,避免偶然性
(3)像和物到平面镜的距离相等、像和物的连线与平面镜垂直
针对训练
1.D　2.A　3.C
4.(1)等于　(2)虚像
(3)多次改变蜡烛A的位置重复实验,从不同角度观察,若每次蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,则说明像的高度h与物体到平面镜的距离u无关;若蜡烛B与蜡烛A的像不能完全重合,则说明像的高度h与物体到平面镜的距离u有关。
例2　(1)浅　(2)等于
针对训练
1.折射　乙
2.C　3.C　4.B　
例3　(1)倒立、缩小的实像　(2)照相机　(3)40.0　B
(4)仍然成像
针对训练
1.C　[解析] 由题意可知,该凸透镜的焦距f=10 cm。当蜡烛放置在10厘米处,此时物距u=40 cm,满足u>2f条件,成倒立、缩小的实像,可以在光屏上呈清晰的像,故A错误。当蜡烛放置在30厘米处,此时物距u=20 cm,满足u=2f条件,成倒立、等大的实像,可以在光屏上呈清晰的像,故B错误。当蜡烛放置在35厘米处,此时物距u=15 cm,满足f2.(1)倒立、等大的实像　20　
(2)因为换的凸透镜焦距大于或等于40 cm,所以物距小于或等于焦距,得不到实像
3.(1)在光屏一侧透过透镜观察蜡烛所成的像　
(2)近视眼