2024年中考物理题型专题难点（全国）专题06 光学亮点问题的应用题（教师版）

2024年物理中考二轮复习以题型精炼攻克难点亮点的60个小微专题专题06光学亮点问题的应用题1.请在图中画出入射光线相应的反射光线。【答案】如图所示。【解析】在做光的反射图像时，反射角等于入射角，故如图所示。2.如图，小玲利用一块平面镜，将正午时分直射的太阳光引入一根水平管道内，请在图中画出平面镜的位置。【答案】如图所示。【解析】将正午时分直射的太阳光引入一根水平管道，可知入射光线向下、反射光线水平向左，根据光的反射定律可知，法线垂直于平面镜，根据图中法线的位置，过入射点作法线的垂线得到平面镜的位置，如图所示。3.如图所示，小明将一只发光的小灯泡放在平面镜前A点处，小明的眼睛在B点看到了平面镜中灯泡的像，请画出这一现象光路图，保留必要的作图痕迹。【答案】如图所示。【解析】过A向平面镜做A点关于平面镜的对称点，即为像点A'，B与像点A'的连线与平面镜的交点为入射点O，连接AO为入射光线，图如。4.根据平面镜成像特点，在图中画出物体AB在平面镜MN中所成的像A'B'。【答案】如图所示【解析】分别作出物体AB端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′，用虚线连接A′、B′即为AB在平面镜中的像。如图所示。5.如图所示，请在图中画出光线AO从空气斜射向水中时反射光线和折射光线的大致位置。【答案】如图所示。【解析】原图中的虚线为法线，法线与水和空气的界面垂直，根据反射角等于入射角画出反射光线OB，即；根据光从空气斜射入水中时折射角小于入射角画出折射光线OC，即，如图。6.如图所示，一束光从水斜射入空气中，已知入射光AO，请画出它的反射光线OB和折射光线OC的大致方向。【答案】如图所示。【解析】在法线右侧根据反射角等于入射角画出对应的反射光线OB；光从水中斜射入空气中，折射角大于入射角，在法线右侧的空气中画出对应的折射光线OC。7.承德避暑山庄湖景如画，如图甲所示。小玉同学在岸边，通过平静的湖面，既可看到建筑物的倒影，又可看到水中的鲤鱼。图乙中，A点代表建筑物的顶点，B点代表小玉看到的鱼，C点代表小玉的眼睛。请在图乙中画出：（1）A点在水中的像A'；（2）小玉看到A'的光路；（3）鱼的大致位置B'并完成看到B'的光路图。【答案】如图所示。【解析】（1）作出建筑物的顶点A关于水面的对称点A'，即为建筑物的顶点A在水中的像A'。（2）连接A'和小玉的眼睛C的连线，交水面于O，OC为反射光线，连接AO为入射光线，即为小玉看到A'的光路。（3）水中的鱼反射的光线斜射入空气中时，折射角大于入射角；折射光线进入人眼，人眼逆着折射光线看过去，看到鱼的虚像在鱼的实际位置的上方；连接BC交水面于O'，过点O'作法线，O'C为折射光线，根据折射角大于入射角作出入射光线B'O'，即为看到B'的光路图，鱼的大致位置B'在B的正下方，如图所示。8.（2023湖北鄂州）如图所示，水池边有一路灯S，路灯上方有一平面镜，S发出的光能经反射后射入水中，请画出：（1）S在平面镜中所成的像；（2）经反射后过A点的反射光线；（3）照射到水池底的光路图。【答案】如图所示。【解析】据平面镜的成像特点，过S作MN垂线，据像到镜面的距离与物到镜面的距离相等，作出像点S′；连接S′A与MN相交于O点，光线OA是S射向MN的光线经反射后的过A点的反射光线；光线OA斜射向水面时发生折射，折射角小于入射角，可大概作出折射光线，且折射光线射向池底的B点。作图如图。9.（2023湖南邵阳）请将所示光路补充完整。【答案】如图所示【解析】如图所示，图中是一个凸透镜，凸透镜对光有会聚的作用，当光平行于主光轴射入，经凸透镜折射后，折射光线必过透镜焦点的位置；当光直接射向凸透镜的光心，则光的传播方向不改变。补充完整的凸透镜的光路图如图所示。10.如图，请完成图中光通过透镜后的光路。【答案】如图所示【解析】过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不变，过焦点入射的光线经凸透镜折射后平行于主光轴，如图所示。11.（2023湖北恩施）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。【答案】如图所示。【解析】画出入射光线和反射光线的夹角平分线，与平分线垂直的位置是平面镜的位置，平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后发散射出，其折射光线的反向延长线经过焦点，如图所示。12.如图所示，请分别画出AB的入射光线和CO的折射光线。【答案】如图所示【解析】根据凹透镜的三条特殊光线可知，延长线过凹透镜另一侧焦点的光线经凹透镜折射后，将平行于主光轴；过凹透镜光心的光线经凹透镜折射后，传播方向不变，据此完成AB的入射光线和CO的折射光线，如图所示。13.如图所示，凸透镜的主光轴与水面重合，F是凸透镜的焦点，水中有一平面镜。一束与水面平行的光线经凸透镜折射后进入水中，再经过水中的平面镜反射后恰好过P点。请画出：（1）经过凸透镜的折射光线；（2）进入水中的折射光线；（3）经平面镜后的反射光线。【答案】如图所示。【解析】平行与主光轴的光线经过凸透镜的折射后会聚于焦点F，作光线经过凸透镜后的折射光线；根据平面镜成像的特点，由于光线经过水中的平面镜反射后恰好过P点，故作P点的对称点P'，连接FP'交平面镜于A点，则A点为光线的入射点，此时连接FA即为平面镜的入射光线，也是光线经凸透镜折射后进入水中的折射光线，连接AP即为经平面镜后的反射光线。如图所示。14.用一条光线照射凸透镜，折射光线a恰好经过凸透镜另一侧焦点。然后经水平地面上的平面镜反射，在墙壁上形成一个光点A．请在图中画出：（1）a的入射光线；（2）光点A的位置；（3）标出反射角度数。【答案】如图所示。【解析】由凸透镜的三条特殊光线知，入射光线平行于主光轴，折射光线过焦点，作出a光线的入射光线，a光线射到平面镜上发生反射，由图可知，入射角为90°-30°=60°根据光的反射定律可知，反射角也为60°。故过光线a与平面镜的交点作法线（用虚线），然后画出反射光线，与法线的夹角为60°，与墙壁交于A点，作图如下。15.如图所示，S′是光源S在平面镜中所成的像，S发出的一条光线经平面镜反射后恰好经过凸透镜左侧焦点F。请你画出：（1）光源S的位置；（2）经过凸透镜的折射光线。【答案】如图所示。【解析】过点S′作镜面的垂线，根据“像S′与物S到镜面的距离相等”，在垂线上确定光源S的位置；根据“过焦点的光线通过凸透镜后的折射光线与主光轴平行”，作折射光线，光的传播方向水平向右，如图所示。16.在“探究光的反射规律”的实验中，如图所示，水平放置平面镜，白色纸板竖直立在平面镜上，纸板由E、F两部分组成，可以绕ON翻折。（1）实验时，把纸板ENF垂直放在平面镜上，入射光线AO的法线是_____，光线AO的入射角大小是_____度；（2）为了探究反射角与入射角大小的关系，应进行的操作是___________；A．改变纸板与平面镜之间的夹角B．沿ON向后转动纸板EC．沿ON向后转动纸板FD．改变入射角的大小（3）将一束光贴着纸板E沿AO射到镜面上O点，纸板F上会显示出反射光束OB，接着将纸板F绕ON向后翻折，则纸板F上______（选填“能”或“不能”）显示出反射光束，由此说明反射光线、入射光线与法线在______内（选填“同一平面”或“不同平面”）（4）若让另一束光沿BO方向射向平面镜，反射光将沿OA方向射出。该实验现象说明___________。A．反射角等于入射角B．在光的反射现象中，光路可逆【答案】（1）ON40（2）D（3）不能同一平面（4）B【解析】（1）纸板ENF垂直放在平面镜上，光线沿AO射入，经平面镜反射，沿OB射出。法线与入射光线AO和反射光线OB在同一平面内，且法线垂直于反射面，故入射光线AO的法线是ON。入射角是入射光线与法线的夹角，由图可知，光线AO的入射角大小为（2）为了探究反射角与入射角大小的关系，使实验结论更具普遍性，可多次改变入射角，记录每次反射角的变化，对比每次入射角和反射角的大小关系，得出实验结论，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。（3）将纸板F绕ON向后翻折，反射光线的位置并不会随之发生改变，纸板F不能显示出反射光线，这说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。（4）若让另一束光沿BO方向射向平面镜，反射光将沿OA方向射出，说明在光的反射现象中，光路是可逆的，并不能说明反射角等于入射角，故A不符合题意，B符合题意。故选B。17.（2023贵州省）在“探究光的反射定律”实验中，器材有：激光笔、可折转光屏、平面镜和喷雾器。（1）将平面镜置于水平桌面，如图甲所示。激光笔的光束射向平面镜上O点，在平面镜上方喷水雾，从前向后观察，可在镜面上方看到_____条光束。（2）将折转光屏垂直于平面镜放置，让入射光沿左半屏射到O点，如图乙所示。要呈现反射光，需将右半屏向______（选填“前”或“后”）折转。（3）保持入射点不变，多次改变入射方向，在光屏上记录每次实验的光路aa′、bb′和cc′，如图丙所示。为了研究反射光线和入射光线的位置关系，发现左、右半屏相对应的光线关于转轴对称，可将此对称轴视为______。同时根据光屏上的倍息可得结论，反射角与入射角的大小_______。【答案】（1）2（2）前（3）法线相等【解析】（1）如图甲所示，激光笔的光束射向平面镜上O点，在平面镜上方喷水雾，这样能显示出反射光线和入射光线的传播路径。（2）如图乙，光屏右半部分向后折了一个角度，由于反射光线、入射光线与法线在同一平面内，则需将右半屏向前折转。（3）由光的反射定律可知，反射光线与入射光线分居在法线两侧，反射角等于入射角，即反射光线与入射光线关于法线对称，如图丙所示，发现左、右半屏相对应的光线关于转轴对称，可将此对称轴视为法线所在位置。根据光屏上的信息可得结论，反射角与入射角的大小相等。18.（2023湖南常德）如图甲所示是“探究平面镜成像特点”的实验装置，把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面，再拿另一支外形相同的蜡烛B竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去跟蜡烛A的像完全重合，在白纸上记下A和B的位置。移动蜡烛A，重复做多次实验。（1）选用玻璃板代替平面镜，主要是为了__________。（2）实验中两支蜡烛要完全一样，目的是为了______。（3）当蜡烛A远离玻璃板时，它的像的大小将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。（4）将蜡烛A竖直放在水平桌面上，点燃蜡烛观察发现：玻璃板中蜡烛A的像偏低且倾斜。你认为在图乙所示的①、②、③三幅图中，_____图是产生以上实验现象的原因。【答案】（1）确定物像的位置（2）比较像与物的大小关系（3）不变（4）③【解析】（1）因为玻璃板既能让光透过也可以反射光，容易确定像的位置，而平面镜是不透明的，无法确定像的位置，所以选用玻璃板代替平面镜。（2）进行“探究平面镜成像特点”的实验，选取两支外形相同的蜡烛进行实验，目的是为了比较像与物的大小关系。（3）由于物体与像始终大小相等，当蜡烛A远离玻璃板时，它的像仍与A相等，则像的大小将不变。（4）实验时平面镜必须要竖直放置，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，由图可知，甲图平面镜竖直放置，不会出现像偏低的情况，乙和丙图平面镜没有竖直放置，分别作出蜡烛A的关于平面镜的对称点可知，丙图平板玻璃中蜡烛A的像偏低且倾斜，如下图；根据图中，③符合题意。19.用如图甲装置，探究平面镜成像的特点：（1）为了便于确定像的位置，玻璃板应______放置在水平桌面的白纸上；（2）将蜡烛1放在A位置，可看到它在玻璃板后面的像。拿一支相同的蜡烛2竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛1的像______时，该位置记为A'；（3）将光屏放在A'位置，任意转动都承接不到像，可知平面镜成像是______像；（4）改变蜡烛1的位置，重复步骤（2），可得像与物位置的对应关系如图乙，可知平面镜成像时，像与物关于镜面______；（5）将图乙中C处的蜡烛沿直线CC'向玻璃板方向移动1cm，此时像与物之间的距离是______cm，像的大小的变化情况是______。【答案】（1）竖直（2）完全重合（3）虚（4）对称5）10不变【解析】（1）为了便于确定像的位置，玻璃板应竖直放置，若玻璃板没有竖直放置，像会偏上或者偏下，无法确定像的位置。（2）蜡烛2与蜡烛1的像完全重合位置，这样蜡烛2就可以替代蜡烛1的像了，从而确定了像的位置，大小关系。（3）将光屏放在A'位置，任意转动都承接不到像，因为平面镜成的是虚像，光屏无法承接到虚像。（4）分析图乙可知，像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离，且像与物体的连线与平面镜垂直，即像与物体关于平面镜对称。（5）将图乙中C处的蜡烛沿直线CC'向玻璃板方向移动1cm，此时物体到平面镜的距离变为5cm，那么像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离，像到物体的距离为10cm；在移动的过程中，物体的大小不变，则像的大小不变。20.某兴趣小组为了验证“人在平面镜中所成的像“近大远小”这个观点是否正确，找来了玻璃板、两只完全相同的蜡烛A和B、白纸、刻度尺、火柴等器材。（1）探究过程如下：①如图所示，在桌面上铺一张大白纸，纸上竖立一块玻璃板作为平面镜。沿着玻璃板在纸上画一条直线，代表平面镜的位置；②将点燃的蜡烛A放在玻璃板前，在玻璃板后移动未点燃的蜡烛B，发现在某一位置蜡烛B与蜡烛A的像能够完全重合，在白纸上标记蜡烛A和B的位置；③改变蜡烛A的位置，在玻璃板后移动蜡烛B，始终能找到与蜡烛A的像完全重合的位置，标记蜡烛A和B的位置；④在蜡烛所成像的位置放一张白纸，发现白纸上不能得到蜡烛的像；⑤用刻度尺分别测量蜡烛A和B到玻璃板的距离数据记录如表2。表2次数蜡烛A到玻璃板的距离/cm蜡烛A的像到玻璃板的距离/cm蜡烛的像与蜡烛的大小关系15.025.01相等210.021002相等315.0115.00相等（2）分析了表2的实验数据，得到以下结论：①像到平面镜的距离和物体到平面镜的距离___________；②平面镜所成像的大小与物体到平面镜的距离________（选填“有关”或“无关”），说明“人在平面镜中所成的像近大远小”的观点是错误的；③平面镜所成的像是___________（选填“实像”或“虚像”）。（3）为了保证实验效果，做这个实验时应选择较______（选填“厚”或“薄”）的玻璃板。【答案】（1）相等（2）无关（3）虚像（4）薄【解析】（2）①由表2数据可知，第一次实验蜡烛A和蜡烛A的像到玻璃板的距离分别为5.02cm、5.01cm，，第三次实蜡烛A和蜡烛A的像到玻璃板的距离分别为15.01cm、15.00cm，只是估读不同，属于误差；第二次实验蜡烛A到玻璃板的距离为10.02cm，蜡烛A的像到玻璃板的距离为10.02cm。综上所述，得到结论：像到平面镜的距离和物体到平面镜的距离相等。②由表2可知，蜡烛到平面镜的距离不同，但所成蜡烛的像大小与蜡烛的大小相等，由此可知，平面镜所成像的大小与物体到平面镜的距离无关。③由探究过程④可知，在蜡烛所成像的位置放一张白纸，发现白纸上不能得到蜡烛的像，白纸相当于光屏，即在光屏只能承接实像，不能承接虚像，故平面镜所成的像是虚像。（3）玻璃板有两个反射面，每个反射面相当于一个平面镜，都可以成像，选用薄玻璃板，两个像的距离近，测量误差小，实验效果好；反之选用厚玻璃板，两个像的距离较远，会出现两个不重合的像，从而影响实验效果。所以为了保证实验效果，做这个实验时应选择较薄的玻璃板实验。21.在“探究光从玻璃斜射入空气的折射规律”的实验中，小东借助激光笔、半圆形玻璃块和带刻度的光具盘完成了实验，观察到如图所示的1、2、3三条光束，并在光具盘上用笔描出了对应的光路。（1）图中的折射角大小为___________；（2）根据实验现象初步发现，光从玻璃斜射入空气时，折射角___________（选填“>”、“=”或“<”）入射角；（3）现在要探究光的折射现象中光路是否可逆，具体的操作是___________，如果看到___________现象，就可证明光路是可逆的。【答案】（1）80°（2）>（3）让入射光沿光路2射入折射光从光路1射出【解析】（1）由图可知，光束1是入射光，光束3是反射光，光束2是折射光。光束1和3中间所夹的直线为法线，与玻璃砖底面一致的直线为界面，折射光线与法线的夹角为折射角，则折射角为80°。（2）由图可知，反射角约为40°，由光的反射定律可知，反射角等于入射角，则入射角为40°，因此折射角大于入射角。（3）要探究光的折射现象中光路是否可逆，则只需让入射光沿折射光（光路2）入射到玻璃砖，若看到折射光沿光路1射出，就能说明折射现象中光路是可逆的。22.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______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）根据表格中的数据还可以判断：当光以35°的入射角从空气射入玻璃中时，其折射角______30°（选填“大于”、“小于”或“等于”）；（4）当光以30°的入射角从玻璃射入空气中时，其折射角是______。【答案】（1）显示光路（2）光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角（3）小于（4）45o【解析】（1）某同学利用光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的光路实验中，光具盘除了能读出入射角和折射角大小外，还具有显示光路的作用。（2）根据表中数据可知，实验中，光从空气斜射入玻璃中，折射角总小于入射角，故能得出的结论是：光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角。（3）根据表格中的数据可知，当光线以45°的入射角从空气射向玻璃时，其折射角是30°；当入射角为35°时，入射角变小了，折射角随之变小，所以折射角会小于30°。（4）已知当光线以45°的入射角从空气射向玻璃时，其折射角是30°。根据光路的可逆性，当光以30°的入射角从玻璃射入空气中时，其折射角是45°。23.在“探究凸透镜成像规律”实验中，有如下操作：（1）实验前，小刚利用“平行光聚焦法”（如图甲所示）粗略测出凸透镜的焦距。焦距越小，凸透镜对光的会聚作用越_____（选填“强”或“弱”）；（2）小刚将（1）中测过焦距的凸透镜、蜡烛以及光屏放置在光具座上的位置如图乙所示，欲使光屏上成一个清晰的实像，应将光屏________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜；（3）通过步骤（2）的调整，光屏上出现了清晰的像后，某同学将自己的近视眼镜取下来放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上的像变模糊了，此时他应将蜡烛_________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜，光屏上才能再次成清晰的像。【答案】（1）强（2）靠近（3）远离【解析】（1）凸透镜对光具有会聚作用，凸透镜的焦距越小，说明焦点距离光心越近，透镜对光线的折射作用越强。（2）由图甲可知，凸透镜的焦距为当凸透镜、蜡烛以及光屏放置在光具座上的位置如图乙时，物距为则物距与焦距的关系是u>2f，根据凸透镜的成像规律可知：u>2f，则成倒立缩小实像，所以光屏应在1倍焦距与2倍焦距之间，在光具座的60cm到70cm之间，光屏应靠近凸透镜。（3）将自己的近视眼镜取下来放在蜡烛和凸透镜之间，由于近视眼镜是凹透镜，对光线起发散作用，成像远离凸透镜，所以应将光屏远离凸透镜，光屏上才能再次成清晰的像。24.小明做“探究凸透镜成像规律”实验时，将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上并调节它们的中心在同一高度。（1）他调节蜡烛和凸透镜的位置，如图甲所示，在光屏上得到了清晰的等大的像，像应该是_____（选填“倒立”、“正立”）的；（2）蜡烛和凸透镜的位置如图乙所示，将光屏向______（选填“左”或“右”）移动到合适位置，就能在光屏上得到一个清晰的倒立______的实像（选填“放大”、“等大”或“缩小”），生活中的______（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一原理制成的；（3）根据以上实验数据，判断下列说法正确的是________。A.由图甲可知透镜焦距为20cmB.在图甲中，若将透镜的上半部分用不透明的纸板挡住，则光屏上仍有完整的像C.在图乙中，移动光屏成清晰像后，若将蜡烛和光屏位置对调，光屏上不能得到清晰的像D.若将蜡烛放在光具座上40cm~50cm之间，调整光屏位置，就能在屏上得到正立放大的像【答案】（1）倒立（2）左缩小照相机（3）B【解析】（1）由图甲可知，此时物距与像距相等，由于能够成清晰的像，所以此时物体一定在2倍焦距上，像一定也在另一侧的2倍焦距上，根据凸透镜成像原理特点可知，此时成一个倒立、等大的实像。（2）凸透镜成实像时，物远像近，由图可知，相对于甲图来说，蜡烛向左移动，所以若想要得到一个清晰的像，则需要将光屏向左移动，此时物距大于像距，根据凸透镜成像原理特点可知，成倒立、缩小的实像，照相机就是根据这个原理制成的。（3）A．由图甲可知，此时物距与像距相等，由于能够成清晰的像，所以此时物体一定在2倍焦距上，像一定也在另一侧的2倍焦距上，根据光具座的读数可得，2倍焦距是20cm，所以焦距是10cm，故A错误；B．挡住透镜的上半部分，但透镜的下半部分仍能折射光线成像，所以光屏上所成的像是完整的，不过由于折射光线变少，所以像的亮度会变暗，故B正确；C．凸透镜成实像时，透镜不动，若将蜡烛和光屏位置对调，因为折射现象中光路可逆，所以光屏上能得到清晰的像，故C错误；D．若将蜡烛放在光具座上40cm~50cm之间，此时物距小于焦距，根据凸透镜成像特点可知，此时成一个正立、放大的虚像，而光屏无法承接虚像，所以无论怎么调整光屏的位置，在光屏上都得不到烛焰清晰的像，故D错误。故选B。25.近视程度不同的同学需要佩戴焦距不同的眼镜。为了探究近视眼的矫正过程，组装如图甲所示的实验装置，其中“F”字样的光源代替可视物体，光屏模拟视网膜。选用如图乙所示的2号凸透镜模拟晶状体，打开“F”光源，调节各个元件的位置，直到光屏上呈现倒立缩小的清晰像，正常眼睛的视物模型便组装完成。请回答下列问题：（1）模拟近视眼视物情况，选择图乙中的___________（填序号）号透镜替代2号透镜安装在光具座上后，光屏上的像变模糊；（2）用如图丙所示的水透镜模拟近视眼矫正视力。应将水透镜置于光具座上的___________（选填“A”“B”或“C”）点，缓慢调节水透镜中的水量，当水透镜形成焦距合适的___________透镜时，光屏上呈现清晰的像，近视眼的成像情况得到改善；（3）更换焦距更小的凸透镜模拟近视程度更严重的眼睛晶状体，为了改善视网膜上的成像情况，实验时需要用注射器___________（选填“抽取”或“注入”）适量水；（4）根据上述实验，近视程度更严重同学应选择焦距更大还是更小的透镜来矫正呢？___________，请结合透镜对光的作用来分析选择的理由：___________。【答案】（1）3（2）B凹（3）抽取（4）更小见解析。【解析】（1）由题意可知，图乙所示的