2024年中考物理压轴题专项训练：光学、密度难点分析（解析版）

压轴题12光学密度难点分析

N0.1

压轴题解读

1.光的反射、平面镜成像、光的折射动态问题分析；

2.凸透镜成像：根据平行光折射过焦点或二倍焦距物像大小相等判断凸透镜焦距；

2.蜡烛、光屏和透镜在光具座上组装（三点共线）；

3.根据物距、像距和焦距大小关系判断成像特点及应用；

4.蜡烛、透镜和光屏移动引起的成像规律分析；

5.测量固体和液体的密度

NO.2

压轴题密押

D解题要领归纳

一、凸透镜动态成像分析

i.器材移动引起的动态分析：

（1）成实像时：物近像远像变大；物距减小（增大）一像距增大（减小）一像变大（变小）；

（2）成虚像时：物近像近像变小；物距减小（增大）一像距减小（增大）一像变小（变大）;（3）无论成实像

还是成虚像，物体离焦点越近，像越大.

2.焦距变化引起的动态分析：

换不同的透镜、水透镜中注水、排水或者加镜片，其实质都是改变了透镜对光的会聚能力.

⑴换焦距更小的凸透镜、水透镜注水或在透镜前加远视镜片，都使光线提前会聚，像距减小，若

保持蜡烛和透镜位置不变，需将光屏向靠近透镜的方向移动才能再次得到清晰的像；

⑵换焦距更大的凸透镜、水透镜排水或在透镜前加近视镜片，都使光线延迟会聚，像距增大，若保持蜡烛

和透镜位置不变，需将光屏向远离透镜的方向移动才能再次得到清晰的像.

二、光屏上找不到像的原因

（1）“三心”不在同一直线上；

（2）物距等于或小于焦距；

（3）物距稍大于焦距，此时像距远大于二倍焦距，像超出了光具座.

三、测量固体的密度实验误差分析

1.引起误差的原因：

（1）实验仪器引起的：①游码没有归零、祛码磨损、物码颠倒、祛码生锈T质量测量不准确；

②量筒读数仰视、俯视一体积测量不准确

（2）特殊物质引起的：物体是否存在间隙、附着气泡或有吸水性一体积测量不准确

（3）实验步骤引起的：①先测体积后测质量，质量测量值偏大（固体上沾有水）；

②测体积时将物体拿出后再读出原液体体积，体积测量值偏大（固体上沾有水）

2.误差大小分析：由/）-川知：①所测mT（或V1）—p个；②所测mJ（或VT）-pJ

V

四、特殊方法测固体密度

1.有量筒、有天平（缺祛码）测固体密度：缺磋码一无法测质量T等效替代法一用天平测出与物体等质量的水

T根据水的体积算出水的质量，进而算出物体的质量-计算物体的密度.

2,有天平、无量筒测量固体密度：缺量筒一无法测体积一等体积法一烧杯中所加水的体积等于物体的体积

一利用水的质量差算出加入水的体积，进而算出物体的体积一计算物体的密度.

3.有量筒、无天平测量固体密度：缺天平一无法测质量-浮力法-物体漂浮时所受浮力大小等于重力一利

用物体排开水的体积计算浮力，进而算出物体的质量-计算物体的密度.

4.无天平、无量筒测量固体的密度：

①称重法：弹簧测力计称出物体的重力Go-弹簧测力计拉着物体浸没在水中示数为F拉一物体所受浮力F

浮=6。-F拉一排开水的体积等于物体体积-根据Fm=p液gV排计算体积-＞计算物体密度；

浮=液排一

②漂浮法：物体漂浮时F；?=G^FpgV物体漂浮时排开液体的体积等于液面高度变化量乘以容器底

面积一物体的体积等于其浸没后液面高度变化量乘以容器底面积（漂浮得质量，漫没得体积）一计算物体密度.

五、特殊方法测液体密度

1.有量筒、有天平（无怯码）:缺磋码一无法测质量一等效替代法一左右两烧杯质量相等一待测液体密度.

2.有天平、无量筒：缺量筒一无法测体积T等效替代法一烧杯中两液体体积相等一待测液体密度.

3.有量筒、无天平：缺天平一无法测质量T浮力法T控制容器在水中排开水的体积相同T漂浮时浮

力大小等于重力T待测液体密度.

4.无天平、无量筒：

①液体压强：一密度已知液体（一般为水）某一点的压强大小一控制测量液体的压强与已知液体的压强相同

（如橡皮膜形变程度相同）一列等式联立计算；

②浮力法（双漂）:物体在不同液体漂浮时所受浮力不变且等于其重力-F浮=6物=F浮液一列等式计算.

◎题型密押

目录：

♦题型01光的反射、平面镜成像、光的折射动态问题

♦题型02凸透镜成像规律

♦题型03密度的综合分析（选填题）

♦题型04平面镜成像实验

♦题型05凸透镜成像实验

♦题型06平面镜成像、凸透镜成像综合实验

♦题型07测量密度实验难点分析

・题型08光学、密度综合能力（信息）题

♦题型01光的反射、平面镜成像、光的折射动态问题

1.（2024.湖北黄石.模拟预测）如图，两个平面镜相互垂直竖直放置，点光源在平面镜内成三个像，现让点光源

S在水平面内沿圆周顺时针运动，则可以观察到镜子内的三个像

A.全都做顺时针运动

B.全都做逆时针运动

C.一个顺时针运动，另外两个逆时针运动

D.一个逆时针运动，另外两个顺时针运动

【答案】C

【详解】S在竖直的平面镜中成的像为S,在水平的平面镜中所成的像为So;£在水平的平面镜中成的像为S",

而So在竖直的平面镜中所成的像点也是S",即再次成像的像点是重合的，所以一共有3个像，如图所示：

现让点光源S在水平面内沿圆周顺时针运动，则镜子内的三个像中，So、'均做逆时针运动.S"是重合的像，相

反了两次，应该做顺时针时针转动，故选C.

【点睛】解答此题的关键是要明确平面镜成像的特点，像与物体是左右相反的.解答此题要求学生应具备一定的

空间想像能力.

2.（2024.湖北荆门.模拟预测）如图所示，一束光在平面镜上发生反射，反射光恰好照在光屏的A处，若入射光

线保持不变，要让反射光照在光屏的B处，下列方法中可行的是（）

光屏AB

①只将光屏竖直向下移动一段距离

②只将平面镜水平向右移动一段距离

③只将平面镜水平向下移动一段距离

④平面镜绕入射点。顺时针转过一定角度（＜90。）

⑤只将平面镜绕入射点。逆时针转过一定角度（＜90。）

A.①④B,②⑤C,③④D.①⑤

【答案】C

【详解】如图所示，①如果只将光屏竖直向下移动一段距离，反射光照在光屏上的位置向左移动，不会照在光屏

的8处，故①不可行；

②如果只将平面镜水平向右移动一段距离，反射光照在光屏上的位置不变，仍然照在光屏的A处，故②不可行；

③如果只将平面镜水平向下移动一段距离，入射光位置不变，则光在平面镜上的入射点向右移动，反射光照在光

屏上的位置向右移动，就可能照在光屏的8处，故③可行；

④如果平面镜绕入射点。顺时针转过一定角度（＜90。），则入射光线与镜面的夹角变小，入射角增大，根据光

的反射定律可知，入射角增大则反射角增大，反射光照在光屏上的位置向右移动，就可能照在光屏的2处，故

④可行；

⑤如果只将平面镜绕入射点。逆时针转过一定角度（＜90。），则入射光线与镜面的夹角变大，入射角减小，根

据光的反射定律可知，入射角减小则反射角减小，反射光照在光屏上的位置向左移动，就不可能照在光屏的B

处，故⑤不可行。

综上所述，③④是可行的，故ABD不符合题意，C符合题意。

故选C。

3.（2023・四川绵阳模拟预测）如图所示，将透明的薄壁（厚度可忽略不计）方形水槽水平放置，固定在水槽底

部的激光笔沿图示方向发出一细光束，小彬通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象。

A

二;

激光笔

(1)水槽中未注水时可在侧壁上A处得到一个光点，注入一定量的水后，光点移至8处，这是由于光在水面处

发生了光的折射现象，此时入射角(选填“大于”“等于”或“小于”)角，；

(2)为使8处的光点移至C处，则应使水槽中的水量增加，若8C间距离为2cm,则水面高度的变化量△h—

2cm(选填“>”“=”或“<”)；

(3)如图所示，小彬将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射，为使光束第一次从水面射出后沿。E方向传播，

则激光笔照射的方向应满足的条件是平行于。E,且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区___________(选填

【答案】小于>②

【详解】(1)口］水槽中未加水时，由于光的直线传播，激光射到侧壁上的A点，当水槽中加水时，光点下移到B

点位置，这是由于光的折射现象引起的，当光从水中射入空气中时，折射角大于入射角，此时入射角小于角。。

(2)⑵因入射角和折射角都不变，且折射角大于入射角，要使8处的光点向上移到。处，则应使水槽中的水量

增加；若间距离为2cm,因两次折射光线是平行的，如图

则水面高度的变化量大于2cm。

（3）[3]将激光笔移至虚线框内向水槽底部（厚度可忽略不计）照射，因光从空气斜射进入水中和从水斜射进入

空气中时，两次发生折射，一次折射角减小，另一次折射角增大，则最终的折射光线与最初的入射光线是平行的，

所以激光笔应该与DE平行入射到区域②的位置，才能实现，如图所示

♦题型02凸透镜成像规律

4.（2023.内蒙古兴安盟.中考真题）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，某学习小组用如图甲所示的方法测量凸

透镜的焦距：正确安装并调节实验装置后，在光屏上得到一个清晰的像，如图乙所示。下列说法正确的是（）

甲乙

A.由图甲可知，该凸透镜的焦距是40.0cm

B.照相机成像特点与图乙中烛焰的成像特点相同

C.图乙中的烛焰向远离凸透镜方向移动，所成的像逐渐变小

D.图乙中若用黑纸片将凸透镜挡一半，光屏上成半个烛焰的像

【答案】C

【详解】A.平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将会聚于一点，这点即为此透镜的焦点，从焦点到透镜光心的

距离即为焦距，则透镜的焦距为

y=40.0cm-30.0cm=10.0cm

故A错误；

B.图乙中，物距为

w=50.0cm-35.0cm=15.0cm

像距为

v=80.0cm-50.0cm=30.cm

物距小于像距，由凸透镜成像规律可知，图乙中烛焰成的是倒立放大的实像，这个原理制成了投影仪，与照相机

不同，故B错误；

C.图乙中的烛焰向远离凸透镜方向移动，物距变大，像距变小，像变小，故C正确；

D.用黑纸片将凸透镜遮挡一半，透镜的上半部分仍能会聚烛焰发出的光线，成烛焰完整的像，只是像比原来变

暗，故D错误。

故选C。

5.（2023•山东泰安•二模）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，光具座上依次摆放蜡烛、凸透镜和光屏，如图所

示，此时烛焰在光屏上恰好成清晰等大的像。下列说法中（）

①凸透镜的焦距为20cm

②当蜡烛因燃烧逐渐变短，光屏上的像会逐渐向上移动

③若遮挡凸透镜的一部分，光屏上将得不到完整的像

④若在蜡烛和凸透镜之间放置一个老花镜，为得到清晰的像光屏应向左移动

A.只有②④正确B.只有①②正确

C.只有③④正确D.只有②③正确

【答案】A

【详解】①此时物距与像距相等，这是物距等于二倍焦距，成倒立等大的实像，像距等于二倍焦距。故透镜焦距

为

f(40C〃L20a〃)=10cm

故①错误，不符合题意；

②以烛焰发出的通过透镜中心的光线为例，当蜡烛变短时，发光点向下移动，它发出的通过透镜中心的光线传播

方向不变，沿直线传播，这条光线射在光屏上的点就会向上移动，所以这种情况下烛焰的像在光屏上向上移动。

故②正确，符合题意；

③挡住凸透镜的一部分，剩余部分还是中间厚边缘薄的光学元件，依然是凸透镜，还是能够成完整的像。故③错

误，不符合题意；

④物体某点发出（或反射）的光经凸透镜后，会聚在一点，这点就是发光点的像。放置老花镜（凸透镜）后，因

为老花镜对光起会聚作用，将光线的会聚提前了，即像的位置离凸透镜近了，因此需要将光屏向左移动。故④正

确，符合题意。

故A符合题意；BCD不符合题意。

故选A。

♦题型03密度的综合分析（选填题）

6.（2023•山东荷泽・模拟预测）小明在研究物体的浮沉问题时，制作了一个空腔“浮沉子”，将其放入一个底面积

为S、水深为加的薄壁柱形容器内，刚放入水中时，浮沉子恰好悬浮，此时水深为hi,如图所示；一段时间后，

由于渗漏，空腔内开始进水，最后空腔充满了水，浮沉子沉底且完全浸入水中，此时水的深度降为fe,已知水的

密度为P。。则所制作的浮沉子（）

A.质量为pdhi-hi)SB.质量为poQi2-hd）S

均一看cD.材料的密度为"%R

C.材料的密度为h1-h,0

【答案】D

【详解】AB.浮沉子放入前，水的体积为

V归hoS

浮沉子悬浮后，总体积为

V浮沉子+归hiS

则排开水的体积和浮沉子体积相等，即

V冒尸V浮沉干V痂外/丫^hiS-hoS=（hi-ho）S

依据阿基米德原理可得

F浮=夕次丫排g=P^hi-ho）Sg

由浮沉条件可知，悬浮时，尸，天G阕否，则浮沉子的质量

机浮沉于=色迎=。水（％一％）s=p§（%一回）S

S

故AB错误；

CD.浮沉子渗水后，沉底后水深为h2,则浮沉子外壳排开水的体积为

V^=（h2-ho）S=V浮沉子

依据密度公式可得，浮沉子材料的密度

=’〃浮沉于=♦水（4一4）s=:一-=%-%

%沉子（4-%）S%卜4-%

故C错误,D正确。

故选D。

7.（2023・福建福州•二模）如图a所示，一杯中已经装有50cm3的某种液体，打开龙头，向杯中继续注入该种液

体，杯子和杯中液体的总质量m忌与从龙头中流出的液体体积V关系如图b所示。则下列说法正确的是（）

A.杯子质量为90g

B.杯中液体密度1.25g/cm3

C.此杯子的容积为200mL

D.当丫=lOOcn?时，杯子和液体的总质量为170g

【答案】D

【详解】AB.设液体的密度为。法，杯子的质量为mo，由题意和图像可知，原来已装有液体的体积Vo=5Ocm3,

rn

液体和杯子的总质量为90g，由。=歹可得

pfgVo+mo=90g

即

p^<5Ocm3+mo=90g-------0

由图像可知，从龙头中流入杯子的液体体积为200cm3时，液体和杯子的总质量为250g,同理可得

P液YCp^Vi+mo=250g

即

p^<50cm3+p/200cm3+mo=250g-------(2)

②-①得

p^x200cm3=160g

解得P液=0.8g/cm3；将〃波=O.8g/cm3代入①，解得杯子质量mo=50g,故AB错误;

C.杯中已经装有50cm3的某种液体，打开龙头,由图像知，从龙头中流入杯子的液体体积最大为200cm3,所以

杯子的容积为

丫容=50cm3+200cm3=250cm3=250mL

故C错误；

D.杯子内原有50cm3的某种液体，再流入lOOcn?液体时，杯内液体总体积为

333

V总液=V0+V=50cm+100cm=150cm

由夕=£得此时液体总质量为

m总液=p碇总液=0.8g/cm3xl50cm3=120g

则此时杯子和液体的总质量为

相总=mo+m总液=50g+120g=170g

故D正确。

故选D。

8.(2023•江苏苏州•二模)一带小孔圆桶内装有待制的药料，通过桶转动持续搅拌药料，并用间歇性的水渗入对

其稀释。在桶壁等高位置对称均匀开有四个小圆孔，其截面图与侧面图如图甲、乙所示，将桶横放并绕水平固定

轴。均匀地顺时针旋转，每转一周所用时间f=3.2s,在距桶上边缘〃=60cm处有一水龙头，若桶不转动，水一滴

一滴流出恰能滴入孔中，每隔=0・4s产生一滴水。桶转动时，观测发现，当第三滴水滴刚要下落时，第一颗水

滴恰好进入圆桶小圆孔。水滴可近似看成球体，水滴直径和桶上四个小圆孔直径均为d=0.5cm，不。3,水的密

度为1.0xl()3kg/m3,已知球的体积公式为V=卜/,则当第一颗水滴恰好进入圆桶开始算起，Imin内滴入桶内

O

D.6.2g

【答案】B

【详解】由题意可知当第三滴水滴刚要下落时第一颗水滴恰好进入圆桶小圆孔，所以水滴下落到圆桶的时间为

%=2t2=2x0.4s=0.8s

水滴下落的路程为60cm=0.6m,水滴下落的平均速度

s0.6m八rL,

v=—=-------=0.75m/s

t10.8s

水一滴一滴流出恰能滴入孔中，水滴可近似看成球体，所以每滴水的体积

v=l^3=lx3x(0.5xl0-2m)3=6.25xio-8m3

66

每滴水的质量

m=pV=1.0xl03kg/m3x6.25xl0-8m3=6.25xl0-5kg

桶顺时针转动，每转一周所用时间U3.2s所以到达下一个圆孔的时间为

G%=—x3.2s=0.8s

4

当第三滴水滴刚要下落时，第一颗水滴恰好进入圆桶小圆孔，当第一颗水滴恰好进入圆桶开始算起，每隔0.8s

就有一滴水滴进去，所以Imin内滴入桶内的总水滴数是

Imin内滴入桶内的水的质量是

m'=nm=75x6.25xl0-5kg«4.7g

故选B。

9.（2023.北京石景山.二模）青花瓷是中国瓷器的主流品种之一，如图甲所示,色白花青跃然于杯，小明想测量

这个厚壁（厚度不可忽略）敞口青花瓷杯的密度，他用电子秤测量出此杯的质量是160g,将底面积为lOOcn?的

圆柱形水槽内注入适量水，如图乙所示，再将青花瓷杯放入水槽内，静止时漂浮于水面上，此时水深为16cm;

用细棒缓慢向下压杯，当杯口与水面相平时，水深17cm,且水始终未溢出；再向下压青花瓷杯，瓷杯沉底，此

时水深15cm。已知水的密度。水=L0xl（）3kg/m3,g取10N/kg。关于此过程，下列说法正确的是（）

A.容器内水的质量是1400g

B.青花瓷杯最多可以装260cm3的水

C.青花瓷杯的密度约是2.7g/cnP

D.细棒对青花瓷杯的最大的压力是10N

【答案】C

【详解】A.青花瓷杯放入水槽内静止时漂浮于水面,浮力等于重力

%=G=mg=O.16kgxlON/kg=L6N

青花瓷杯排开水的体积为

%=——=------------------------------=1.0x1um

p水g1.0xl03kg/m3xlON/kg

此时水深为16cm,水槽底面积为100cm,，则容器内水的体积为

-42_4333

除=V-VBh=100xl0mx0.16m-1.6xl0m=1.44xl0^m

容器内水的质量为

以=0水珠=1.0xl03kg/m3xl.44xl0-3m3=1.44kg=1440g

故A错误；

B.当杯口与水面相平时，水深17cm,且水始终未溢出，瓷杯沉底，此时水深15cm,则青花瓷杯最多可以装水

的体积为

100cm2x(17cm-15cm)=200cm3

故B错误；

C.青花瓷杯的体积为

100cm2x15cm—1440cm3=60cm3

青花瓷杯的密度约是

m160g3

p=—=-------r»2.7g/cm

V60cm3

故C正确；

D.用细棒缓慢向下压杯，当杯口与水面相平时，水深17cm,此时细棒对青花瓷杯的压力最大，排开水的体积为

匕=100xl0-4m2x0.17»i-1.44xl0_3m3=0.26xl0-3m3

此时青花瓷杯受到的浮力为

耳和=夕转匕=1.0xl03kg/m3xlON/kgxO.26xlO~3m3=2.6N

此时细棒对青花瓷杯的压力为

%=%-G=2.6N-1.6N=lN

故D错误。

故选C。

10.（2024.广西南宁.一模）某广场上的塑像由上方的名人塑像B和下方的底座A构成，整体可以简化为如图甲

所示的模型。A、B是质量分布均匀的柱形物体，底面积分别为0.2m\0.1m?,若沿水平方向将该模型切去一部

分，并将切去部分放在同一水平地面上，剩余部分对水平地面的压强为A,亿与切去部分的高度〃的关系如图

乙所示。则当/2=0时,A对水平地面的压力大小为N;B的密度为kg/m\

【答案】78004xl03

【详解】⑴⑵由图乙可知，/?=。时，p/=3.9xlO4Pa,A对地面的压力为

FI=PJSA-3.9X104Pax0.2m2=7800N/z=0时，AB整体对地面的压力等于AB所受的重力，即

GA+GB=7800N

4

由图乙可知，/z=0.7m时，物体B全部被切去，仅剩余A物体，此时A对地面的压强为p2=2.5xlOPa,A对地面

的压力为

F2=/?2SA=2.5xl04Pax0.2m2=5000N

A对地面的压力等于A所受的重力,即GA=5000N,B所受重力为

GB=7800N-5000N=2800N

由图乙可知，力=0.7m时，物体B全部被切去，即物体B的高度为0.7m,物体B的体积为

VB=SB/2B=0.1m2x0.7m=0.07m3

B的密度为

_m^_G^__2800N

=4xl03kg/m,

0.07m3xlON/kg

11.（2024.北京朝阳.一模）小阳将一个薄壁空水杯放在水平放置的电子秤上，如图甲所示，再将电子秤示数清零

（按电子秤的清零键后，示数显示为零\水杯中倒入适量的水后，如图乙所示，电子秤示数为机用细线系好

小金属块，使其浸没在水中（不碰水杯），如图丙所示，电子秤示数为初2。使金属块沉底并松手，如图丁所示，

电子秤示数为机外已知水杯的底面积为S,水的密度为0水。下列判断正确的是（）

电子秤

乙

A.乙图中，水对杯底的压强为警

kJ

B.丁图中，金属块受到的浮力为砥g-机6

c•金属块的密度为茨彳"水

D.丙图与乙图相比，水杯对电子秤增加的压力大于根2g-叫g

【答案】c

【详解】A.水的重力为mlg,容器上宽下窄，水对容器底部的压力小于水的重力，则乙图中，水对杯底的压强

小于等，故A错误；

B.图丙悬挂状态下，金属块受到的浮力与金属块向下压力是一对作用力与反作用力，此时金属块受到的浮力为

（网,图丁中金属块也是完全浸没的，所以浮力与图丙中相同，为飙一吗）g,故B错误;

C.金属块的体积为

金属块沉在杯底后，电子秤示数为m3,是一杯水和金属块的总重，则金属块的重力为（砥-%）g,金属块的密度

G（-一叫）g

m=g_=g=吗-网

VV（色-町）吗-班水

夕水

故C正确；

D.丙图与乙图相比，水杯对电子秤增加的压力等于金属块受到的浮力，等于?g-叫g,故D错误。

故选C。

12.（2024・宁夏•模拟预测）如图甲为水的密度在。~10℃范围内随温度变化的图象，图乙为北方冬天湖水温度分

布示意图，根据图象及水的其他性质，下列分析判断正确的是（）

A.在。~4C范围内，水具有热胀冷缩的性质

B.温度等于4C时，水的密度最大，质量也最大

C.示意图中从上至下A、B、C、D、E处的温度逐渐降低

D.如果没有水的反常膨胀，湖底和表面的水可能同时结冰

【答案】D

【详解】AB.由图甲可知，在0~4℃范围内，水的密度逐渐变大，4℃时，水的密度最大，质量是不变的，由密

度定义可知水的体积变小，水具有热缩冷胀的性质，故AB错误；

C.水的凝固点是0℃,当河面结冰时，冰接触的河水温度等于冰水混合物的温度，即根据甲图，水温从升

高到4℃时，密度越来越大；由乙可知，当地的气温为-10C,湖面已经结冰，图中最上面A处的水与冰面相接

触，温度为,最下面E处水的密度最大，温度为4℃,温度逐渐升高，故C错误；

D.因为有水的反常膨胀，所以温度不同的水密度不同，密度大的水下沉到底部，而下层的密度小的水就升到上

层来。这样，上层的冷水跟下层的暖水不断地交换位置，整个的水温逐渐降低这种热的对流现象只能进行到所有

水的温度都达到4℃时为止，故如果没有水的反常膨胀，湖底和表面的水可能同时结冰，水中生物很难越冬，故

D正确。

故选D。

♦题型04平面镜成像实验

13.（2024.陕西.二模）小明观察发现，在玻璃窗中可看到室内物体的影像，在将玻璃窗外推的过程中，可看到窗

里影像的位置在发生变化，如图甲。为了搞清楚原因，他进行了如下探究：

（1）如图乙，将白纸放在水平桌面上，再将茶色玻璃板竖直放置在白纸上。用玻璃板代替平面镜进行实验的目

的是为了便于确定;

（2）如图丙：①在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛B（与蜡烛A大小完全相同）竖立在玻璃板后

面移动，按照眼睛（选填“①”、"②”或“③”）的位置观察光屏，直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，这说

明像与物等大；

②移去蜡烛B,在其原来位置上放置一块不透明的光屏，按照眼睛（选填“①”、"②”或“③”）的位置观察

光屏，光屏上不能出现蜡烛的像，说明物体通过平面镜所成的像是（选填“虚”或“实”）像；

（3）如图丁所示，小明在实验中采用的是厚玻璃板，他观察到蜡烛A通过玻璃板成了两个清晰的像作和k2,则

像ki的像距为（选填“或论“X若在图丙中kj和fe两个像中间放置一块不透明的薄挡板，则小明在

蜡烛A这一侧透过玻璃板能看到；（选填"只有心、“只有靖或7，和行'）；

（4）如图戊所示，保持蜡烛A不动，将图乙中玻璃板绕竖直边CD垂直纸面逆时针（俯视）转动一个小角度至

虚线处，如图戊所示，则蜡烛人的像应是在图中的（选填"A/、"A2”或A3）位置；

（5）小明又将一枚硬币放在竖直的玻璃板前，硬币的像在“处，将平面镜平移至如图己所示的位置时，硬币的

成像情况是（选填字母代号X

A.硬币成像在a处

B.硬币成像在。处

C.硬币成像在c处

D.硬币无法通过平面镜成像

【答案】像的位置①②虚V2拓和％24A

【详解】(1)口」在实验中用茶色玻璃板代替平面镜，主要是利用玻璃透明的特点，既可以成像，也能看见玻璃

板后面的物体，便于确定像的位置。

(2)⑵平面镜成的像是光的反射形成的，A蜡烛发出的光线经玻璃板反射，被人眼接收，才能看到像，故眼睛

在①位置观察蜡烛B;接着缓慢移动蜡烛B,直到与蜡烛A的像重合，从而探究像与物的大小关系。

⑶虚像不能成在光屏上,在探究平面镜所成的是实像还是虚像时，小明移去后面的蜡烛B,在其所在位置放一光

屏，然后在②位置直接观察光屏，不能在光屏上看到像，说明平面镜所成的像是虚像。

⑷平面镜成像的特点之一是：像与物体等大，与物距大小无关，所以如果把蜡烛A逐渐靠近玻璃板时，它的像

的大小将不变。

(3)⑶如图丙所示，小明在实验中采用的是厚玻璃板，他观察到蜡烛A通过玻璃板成了两个清晰的像作和fo,

ki是P面所成的像，公是。面所的像，根据像与物到平面镜的距离相等可知，像ki到P面的距离与蜡烛4到P

面的距离相等，则像ki的像距为V20

⑹平面镜成的像为光的反射，若在图丙中作和后两个像中间放置一块不透明薄挡板，则小明在蜡烛A这一侧通

过玻璃板能看到心和也

(4)⑺像与物关于平面镜对称，保持蜡烛A不动，将图乙中玻璃板绕竖直边CD垂直纸面逆时针转动一个小角

度，则蜡烛A的像应是在图中的4位置。

(5)网平面镜所成的像与物关于平面镜对称，硬币位置不变，将平面镜平移，平面镜仍在原来像与成像物体对

称轴上，像的位置不变，故A符合题意，BCD不符合题意。

故选A。

♦题型05凸透镜成像实验

14.(2024・山东日照•一模)小明在“探究凸透镜成像的规律”实验中。

3040cm

(1)如图甲所示，让平行光经过凸透镜后，在光屏上出现一个最小最亮的光斑，由此可读出凸透镜的焦距是一

cm;

(2)为了调节烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度上，比较规范的是______(填选字母)；

A.将三者分散排列，然后用目测的方法调节

B.将三者靠拢，然后用目测的方法调节

(3)如图乙所示，用该凸透镜做成像实验，把蜡烛放在距凸透镜18cm的位置，移动光屏，在光屏上形成清晰

的像，当给凸透镜戴上近视眼镜后,为使光屏上再次呈清晰像，应将光屏向(选填“左”或“右”)移动；

(4)若把蜡烛放在距凸透镜25cm的位置，移动光屏，在光屏上形成清晰的像A；接着把蜡烛放在距凸透镜28cm

的位置，再移动光屏，在光屏上形成清晰的像B.由实验可知像A(选填“大于”或“小于”)像B;

(5)1各透镜及蜡烛、光屏置于光具座上(如图丙加攵成像实验，记录每次成实像的物距"，像距v物像间距,

绘出图丁(以/为长度单位)，由图可知，要想成实像，蜡烛与光屏的间距应满足乙.经“”发现，物理学

中，有一个凸透镜成像的“新概念”：放大率〃=桨=上，结合丙、丁两图，可知当物距"=3/时,〃=______。

ABu

【答案】10.0B右大于不小于v0.5

【详解】(1)臼平行于主光轴的光线，通过凸透镜以后，会聚在主光轴上的一个点上，这个点叫凸透镜的焦点，

焦点到凸透镜光心的距离叫焦距，由图甲可知，凸透镜的焦距是10cm。

(2)[2]“调节烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度上”的操作，比较规范的是将三者靠拢，然后用目测的方

法调节，这样误差较小，分散排列在调节时误差较大，故A不符合题意，B符合题意。

故选B。

(3)[3]当给凸透镜戴上近视眼镜后，近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，则清晰的像在光屏右侧，所以光

屏应向右移动才能呈现清晰的像。

(4)[4]把蜡烛放在距凸透镜25cm处时，此时物距大于二倍焦距，即

u>2f

由凸透镜成像规律可知，成倒立、缩小的实像，把蜡烛放在距凸透镜28cm的位置，此时物距大于二倍焦距，由

凸透镜成像规律可知，成倒立、缩小的实像，凸透镜成实像时，物远像近像变小，所以像B小于像A,即像A

大于像瓦

(5)⑸根据凸透镜成实像时，满足u>f,由图丁可知，随着物距u的增大，物像间距L先减小后增大，当物距

〃=2/时，物像间距乙最小为因此，要想成实像，蜡烛与光屏的间距应满足工不小于位

⑹由图丁可知，当物距w=/时，物像间距

L=4.5f

根据

v=L-u=4.5f-3f=l.5f

则放大率

AB3/

15.(2024.广东珠海.一模)小明和小强利用一个凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验：

(1)如图甲所示，小明将一束平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，凸透镜的焦距是.

cm。小强利用如图乙所示的手电筒正对凸透镜照射，调节光屏，也出现一个又小又亮的光斑，这个光斑与凸透

镜的距离(选填“大于”“小于”或“等于")凸透镜的焦距；

(2)小明记录实验的部分数据如下表：

实验序号物距"/cm像距v/cm像的虚实

13015实像

22020实像

31530实像

46虚像

以上实验表格中，第1次实验所成的是倒立、__________的实像，生活中利用这个规律制成的光学仪器是一

（举一个实例）第1、2、3次实验所成的实像中，最大的是___________（填实验序号）；

（3）如图丙所示，小明将印有“亚洲通用航空展”图案的透明胶片，贴在发光手电筒前端玻璃上，正对着上述凸

透镜，调整位置,墙上出现一个清晰放大的“像"若想要该“像”变得更大,则手电筒与凸透镜要__________墙

面（选填“靠近”或“远离”\

【答案】10.0大于缩小照相机3靠近

【详解】（1）口]如图甲所示，小明将一束平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，该处即为

焦点,焦点到透镜光心是距离即为焦距，由图甲可知，凸透镜的焦距是10.0cm。

⑵手电筒发出的光不是平行光，而是发散光束，比平行光束晚会聚，所以正对凸透镜照射时，光斑与凸透镜的

距离大于凸透镜的焦距。

（2）[3]⑷第1次实验u>v,根据凸透镜成像规律可知，此时所成的是倒立、缩小的实像，生活中的照相机是利

用这个规律制成的光学仪器。

⑸第1、2、3次实验成实像，根据“物近像远像变大”可知，物距最小时，成的实像最大，故第3次成的实像最大。

（3）⑹由题意可知，此时成放大的实像，若想要该“像”变得更大，根据“物近像远像变大”可知，则手电筒与凸

透镜要靠近，以减小物距。

16.（2024.内蒙古.模拟预测）某小组同学“探究凸透镜成像特点”的实验，其中凸透镜的焦距为15cm。

（1）用如图甲所示的装置，将“F”光源先贴着凸透镜，然后光源逐渐远离凸透镜过程中A、B、C、D、E是通过

凸透镜所看到的像。则看到像的先后顺序正确的是（）

F

BCD□E

A.ATBTCTD—E

B.C—B—ATDTE

C.E—D—C—B—A

D.AE—C—B一A

（2）凸透镜的焦距为15cm,如图乙所示安装器材，当光源移至10cm刻度线处，移动光屏可以在屏上成清晰的

像。将光源移至30cm刻度处时，在光具座上无论怎样移动光屏，都不能得到清晰的像，为了能让像呈现在图

乙所示的光屏上，下列做法可行的是（）

A.保持蜡烛和透镜的位置不变，更换焦距大于15cm凸透镜，在光具座上移动光屏

B.保持蜡烛和透镜的位置不变，在蜡烛和透镜之间再放置一个凸透镜，在光具座上移动光屏

C.保持图乙中光屏位置不动，在光具座上移动透镜

（3）完成实验后，小红又做了一些实验研究。在装有一定量水的大烧杯中，放入一根塑料棒，从烧杯正前方相

同位罩观察,当左右移动塑料棒过程中，不符合实际情况一幅图是（）

【答案】DBCA

【详解】（1）⑴用如图甲所示的装置，将“F”光源先贴着凸透镜，然后光源逐渐远离凸透镜过程中，先后经历

了U<f,成正立、放大虚像；户”4,成倒立、放大的实像和心^,成倒立缩小的实像的三个过程，并且成虚像

时，物远像远像变大，成实像时，物远像近像变小，故看到像的先后顺序正确的是D-E-C-B-A，故D符合

题意，ABC不符合题意。

故选D。

(2)⑵将光源移至30cm刻度处时，物距为

u=50cm-30cm=20cm>/

此时成倒立、放大的实像，光屏上接收不到像可能是像距太大，超出光具座是调节范围。

A.如果更换焦距大于15cm凸透镜，像距更大，超出光具座是调节范围，所以在光具座上移动光屏仍不能得到

清晰的像，故A不符合题意；

B.由于凸透镜对光有会聚作用，所以在蜡烛和透镜之间再放置一个凸透镜，能使光提前会聚，在光具座上移动

光屏可以到清晰的像，故B符合题意；

C.凸透镜的焦距为15cm,将光源移至30cm刻度处时，物距为

w=50cm-30cm=20cm>/

像距

v=90cm-50cm=40cm

此时

〃+y=20cm+40cm=60cm=4/

光屏不动，移动凸透镜到60cm刻度线处，此时物距等于像距等于30cm，恰好等于2倍焦距，成倒立等到的实

像，故C符合题意。

故选BCO

(3)[3]当塑料棒在两侧位置时，装水的大烧杯可以看做是凸透镜，光水中进入空气中，发生折射，看到塑料棒

错位，向较薄的一侧偏折；在中间位置时，垂直射入，折射光线不改变方向，不发生错位，只起到放大作用，故

A不符合实际，符合题意，BCD符合实际，不符合题意。

故选A。

♦题型06平面镜成像、凸透镜成像综合实验

17.(2023•江苏无锡•中考真题)小红拿到一块玻璃透镜，仔细观察这块透镜，发现一面有螺纹，一面是光滑的,

她对此透镜进行了探究。

甲乙

(1)她把该透镜靠近书上的“实验”二字，观察到如图甲所示的现象，由此可以判定该透镜是_______________(选

填“凸”或"凹”)透镜;

(2)小红查阅资料后了解到，用如图乙所示的三棱镜组合可以描述该透镜对光的作用，请在图乙中画出平行光

入射两个三棱镜后出射光线的大致方向；

(3)为探究该透镜的成像规律，小红将“F”光源、透镜、光屏放置在光具座上，调整好后，固定透镜位置，使“F”

光源从距离透镜较远处逐次靠近透镜，每次都调节光屏到透镜的距离，使“F”光源在光屏上成清晰的像，将结果

记录在下表中，则该透镜的焦距为而。当“F”光源位于如图丙所示位置时，光屏应适当向—

(选填“左”或“右”)移动，才能在光屏上得到清晰的像。

实验序号物距H/cm像距v/cm像的性质

13015倒立、缩小的像

22020倒立、等大的像

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