資源簡介

一、平面鏡成像
平面鏡成像的特點：等大、等距、垂直、虛像、左右反向。
凸透鏡成像規律
實像：由實際光線會聚而成的像。虛像：由實際光線的反向延長線會聚而成的像。
（2）物距：物體到凸透鏡的距離。像距：像到凸透鏡的距離。
（3）規律：
物距u 像的性質 應用
倒正 大小 虛實 與物體在 像距v
u＞2f 倒 縮小 實 異側 f＜v＜2f 照相機
u=2f 倒 等大 實 異側 v=2f
f＜u＜2f 倒 放大 實 異側 v＞2f 投影儀
u=f 不成像，光經過凸透鏡成平行的光線 獲得平行光源
u＜f 正 放大 虛 同側 v＞0 放大鏡
一倍焦距分虛實；二倍焦距分大小。物近像遠像變大；物遠像近像變小。
例1．如圖所示，為控制新型冠狀病毒肺炎疫情，重慶市第一中學校正校門安裝了人臉識別及測溫系統，該系統使用時只需要面對屏幕上的攝像頭，系統會自動將測試者面部信息與學校備案系統相匹配，整個測試過程十分便捷。關于人臉識別的說法正確的是（　　）
A．攝像頭的光學核心元件是凹透鏡
B．在這個過程中，通過攝像頭成正立、縮小、實像
C．刷臉時，臉要處于攝像頭一倍焦距以內
D．當被拍攝的人靠近攝像頭時，人經攝像頭所成的像會變大
例2．“方寸天地納寰宇”描述了小小眼球可盡觀廣袤世界。下列能夠解釋眼球成像原理的是（　　）
A． B．
C． D．
例3．在“探究凸透鏡的成像特點”實驗中，所用凸透鏡的焦距為10cm，光屏是用表面涂有白漆的鐵板制成。小科把“F”發光物置于離凸透鏡13cm處，移動光屏，在光屏上找到清晰的像，如圖所示。小科看到光屏上像的形狀和大小分別是（　　）
A．、放大 B．、放大 C．、縮小 D．、縮小
例4．（2021 紹興）小敏做了如下三個光學實驗：
（1）圖甲是“探究光的反射定律”的實驗，小敏轉動激光筆，使入射光束EO貼著紙板繞入射點O沿逆時針方向轉動，可觀察到反射光束OF沿 　 　時針方向轉動。
（2）圖乙是“探究平面鏡成像規律”的實驗，小敏選擇玻璃板而不選擇平面鏡的原因是 　 　。
（3）圖丙是“研究凸透鏡成像規律”的實驗，此時光屏上成清晰的像，小敏將凸透鏡向光源方向移動至某位置，發現在光屏上又成一個清晰、　 　（填像的性質）的實像。
1．如圖為商場中經常看到的廣告投影燈及其內部結構示意圖，為了在地面上得到更大的、清晰的廣告圖標像，下列操作可行的是（　　）
A．增大投影燈離地距離，適當增大鏡頭到廣告片距離
B．增大投影燈離地距離，適當減小鏡頭到廣告片距離
C．減小投影燈離地距離，適當增大鏡頭到廣告片距離
D．減小投影燈離地距離，適當減小鏡頭到廣告片距離
2.如圖所示，在水平桌面上有一小球向右作勻速運動，桌上放置一面與桌面成45°角的平面鏡，關于鏡中的像下列說法正確的是（ ）
A.像向左作勻速運動 B. 像向右作勻速運動
C. 像向上作勻速運動 D. 像向下作勻速運動
3.如圖所示，平面鏡OM與ON垂直放置，在它們的角平分線上P點處，放有一個球形發光物體，左半部分為深色，右半部分為淺色，在P點左側較遠的地方放有一架照相機，不考慮照相機本身在鏡中的成像情況，則拍出照片的示意圖正確的是（ ）
A. A B. B C. C D. D
4．小科同學在學面鏡的知識后，回家做了一個實驗．他將一支鉛筆和平面鏡平行并豎直放置在水平桌面上，平面鏡PN高30厘米，鉛筆長20厘米，它們之間相距20厘米．
（1）倘若要使鉛筆與其像垂直，則小科可將鉛筆轉過　 　度．
（2）如果鉛筆不動，小科把平面鏡繞N點沿順時針方向轉過90°，他發現B點在平面鏡中的像B″與之前的像B′相距　 　厘米．
5．（2021 嘉興）某科學興趣小組用如圖所示裝置研究平面鏡成像特點。探究像距與物距關系時的實驗步驟如下：
①在水平桌面上鋪上白紙，將玻璃板豎立在白紙中間位置，記下玻璃板的位置；
②將點燃的蠟燭放在玻璃板前面，再拿另一支大小相同的未點燃的蠟燭豎立在玻璃板后面移動，直到看上去它跟玻璃板前面那支蠟燭的像完全重合，用筆記下兩支蠟燭的位置；
③移動點燃的蠟燭到另一個位置，重復上述實驗；
④用直線連接每次實驗中的蠟燭和它的像的位置，用刻度尺測量出每次的物距和像距，記錄數據如表。
次數 物距/cm 像距/cm
1 5.0 5.0
2 8.0 8.0
3 12.0 12.0
（1）等效替代法是指在研究中，因實驗本身的限制，要用與實驗對象具有相似或共同特征的對象來替代的方法。本實驗中用到的等效替代法具體體現在 　 　。
（2）分析表格中的數據，可得出的結論是 　 　。
（3）實驗中，有同學用一張白紙擋在玻璃板和像之間，你認為該同學還能觀察到蠟燭的像嗎？并說出你的理由。 　 　。
6.小明在探究光的折射規律時，意外發現：當光沿某方向從半圓玻璃磚射向空氣時，折射光消失而反射光卻變得更亮(如圖1)，老師告訴他這是光的全反射現象。課后，小明查到光從玻璃射向空氣時的一些數據如下表所示：
入射角i 0° 10° 20° 30° 40° 41.2° 41.8° 42°
折射角r 0° 15.2° 30.9° 48.6° 74.6° 81° 90° /
反射能量 5% 7% 26% 43% 77% 84% 100% 100%
（1）分析以上數據可知光從玻璃射向空氣時，折射角隨入射角的變化關系是：折射角隨入射角的增大而________。
（2）光從玻璃射向空氣時，當入射角i≥________°時，反射能量達到100%，就發生了全反射現象。
（3）由表格數據可知：圖2中圖線________(選填 “a”或“b”)反映了上述實驗中的入射角與折射角之間的關系。
（4）當光從空氣斜射向玻璃時，不能發生全反射現象。原因是折射角________入射角。(選填“>”“=”或“<")
7.小明利用光具座探究凸透鏡成像規律。當蠟燭、凸透鏡和光屏在如圖所示的位置時，光屏的中心恰好呈現清晰的像。回答問題：
（1）為了能從不同方向看到光屏上的像，光屏應選用較________ (選填“光滑”或“粗糙”)的白板。
（2）若此時，小歡的手指尖不小心觸碰到了凸透鏡，在光屏上將看到 （ ）(選填字母)。
A.指尖的像 B.指尖的影子 C.燭焰完整的像 D.燭焰不完整的像
（3）小歡把蠟燭移動到“40cm”處，他移動光屏是否能得到清晰的像，如果能得到請說明像的性質特征，如果不能請說明原因。__ ______。
1．用如圖所示的裝置探究凸透鏡成像規律．凸透鏡的焦距是15cm．當把凸透鏡固定在50cm刻度線處，蠟燭固定在15cm刻度線處時（　　）
A．光屏在“Ⅰ”區域內移動，才能得到清晰的像
B．光屏在“Ⅱ”區域內移動，才能得到清晰的像
C．在光屏上得到的是放大、倒立的像
D．在光屏上得到的是縮小、正立的像
2．如圖是支付寶刷臉支付功能。對準手機屏幕，攝像頭會進行識別，免去了很多繁瑣的步驟。以下說法錯誤的是（　　）
A．刷臉的原理是利用了光的反射
B．該攝像機鏡頭相當于凸透鏡
C．鏡頭所成的像是一個倒立縮小的實像
D．若鏡頭焦距為 10cm，為了能形成清晰的像，人臉到鏡頭的距離應大于 20cm
3.小金同學在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中，記錄并繪制了像到凸透鏡的距離v跟物體到凸透銳的距離u之間關系的圖像，如圖所示，下列判斷正確的是（ ）
A.該凸透鏡的焦距是16cm
B.當u＝10cm時，在光屏上能得到一個放大的像，投影儀就是根據這個原理制成的
C.當u＝20cm時成放大的像，放大鏡就是根據這一原理制成的
D.把物體從距凸透鏡10cm處移動到20cm處的過程中，像先變大后變小
4.某同學在做透鏡成像的實驗時，將一支點燃的蠟燭放在距離透鏡20cm的地方，當它向透鏡移動時，其倒立的像移動速度大于蠟燭移動速度，則可判斷此透鏡（　　）
A. 是凸透鏡，焦距為20cm B. 是凸透鏡，焦距可能為15cm
C. 是凹透鏡，焦距為20cm D. 是凹透鏡，焦距可能為15cm
5.有一圓柱形敞口容器，從其左側某一高度斜射一束激光，在容器底部產生一個光斑O，如圖所示，下列操作使光斑向左移動的是( ）
A. 保持激光射入角度不變使水面上升人激光筆
B. 保持水面高度不變使激光筆向右平移
C. 保持激光射入角度不變使水面下降
D. 保持水面高度和入射點不變使激光入射角增大
6.在探究凸透鏡成像規律的實驗中，光具座上的光屏、凸透鏡和蠟燭的位置如圖所示，此時在光屏上恰好成一個清晰的像。下列說法正確的是（ ）
A. 若在蠟燭和凸透鏡之間靠近凸透鏡放一副近視眼鏡，應將光屏向右移動才可再次呈現清晰的像
B. 圖中凸透鏡成像的特點可應用在照相機上
C. 該凸透鏡的焦距可能是21cm
D. 將蠟燭移到光具座35cm刻度線處，保持凸透鏡不動，無論怎樣移動光屏都接收不到蠟燭的像
7.小毛在STEAM課堂上制作出水凸透鏡并結合教材知識進行探究。
（1）在探究凸透鏡成像的規律時，通過注水器調節水凸透鏡的焦距為10cm。將蠟燭、水凸透鏡和光屏固定在光具座上，若點燃蠟燭后，無論怎樣調節蠟燭的位置，始終不能在光屏上找到燭焰的像，原因是______ __。
（2）找到原因并解決問題后，在蠟燭處于如圖甲所示的位置上，此時在光屏上得到的是倒立、________的實像。
（3）在光屏上得到清晰的像后，如果保持光屏和水凸透鏡的位置不變，當蠟燭向水凸透鏡靠近時，要在光屏上重新得到清晰的像，可以通過注射器往水凸透鏡中________（選填“注入”或“抽出”）適量的水。
（4）根據光的色散現象，太陽光經三棱鏡發生偏折后在光屏上自上而下出現了紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫的色帶（部分色光未畫出），如圖乙所示。若使用紅光、黃光和藍光來測量水凸透鏡的焦距(f)大小（如圖丙）。下列關于這三種色光通過水凸透鏡時的焦距(f)大小關系正確的是________（填選項）。
A.f紅f黃>f藍 D.f黃>f紅>f藍
參考答案
例1．解：ABC、攝像頭是一個凸透鏡，是利用物距大于二倍焦距時，成倒立、縮小的實像的規律工作的；故ABC錯誤；
D、凸透鏡成實像時，物距越大，像距越小，像越小，當被拍攝的人靠近攝像頭時，由凸透鏡成實像的規律可知，人經攝像頭所成的像會變大，故D正確。
故選：D。
例2．人的眼睛的晶狀體和角膜的共同作用相當于一個凸透鏡，外界物體在視網膜上成倒立、縮小的實像。根據凸透鏡成像規律可知，此時u＞2f（或u＞v），成倒立、縮小的實像；
A、圖中，u＞v，成倒立縮小的實像，故A符合題意；
B、圖中，u＝v，成倒立等大的實像，故B不符合題意；
C、圖中，u＜v，成倒立放大的實像，故C不符合題意；
D、圖中u＜f，成正立放大的虛像，故D不符合題意；
故選：A。
例3．解：凸透鏡的焦距f＝10cm，物距u＝13cm，滿足2f＞u＞f條件，成倒立、放大的實像；
由圖可知，光源“F”開口向里（即垂直于紙面向里），因凸透鏡成的實像是倒立的，即像與物體的左右、上下相反，所以，在光屏前面看到的字母“F”是開口向外的（或開口向右），即像的形狀應該是“”，故A正確，BCD錯誤。
故選：A。
例4．解：（1）小敏轉動激光筆，使入射光束EO貼著紙板繞入射點O沿逆時針方向轉動，則入射角增大，反射角也增大，反射光線會遠離法線，即反射光束OF將會順時針轉動；
（2）為了確定像的位置，讓蠟燭A的像和蠟燭B重合，既能觀察到A蠟燭像的同時，也能觀察到B蠟燭，實驗中要使用透明的玻璃板；
（3）此時物距大于像距，光屏上成倒立縮小的實像，小敏將凸透鏡向光源方向移動至某位置，當物距小于像距時，適當調整物距和像距，使物距等于原來的像距、像距等于原來的物距，又可以在光屏上成清晰的倒立放大的實像。
故答案為：（1）順；（2）便于確定像的位置；（3）倒立、放大。
1．解：屏幕上的像的大小不取決于屏幕的大小，而是取決于物距和像距，要使像更大一些，要減小物距，增大像距，所以增大投影燈離地距離，同時減小廣告片與鏡頭的距離；故只有B選項說法正確。
故選：B。
2.C
3.D
4．解：（1）根據平面鏡成像特點可知，像與物是對稱的，所以當鉛筆的物和像垂直時，鉛筆與鏡成45度夾角；
（2）原來鉛筆的像點到平面鏡的距離和B點到平面鏡的距離相等，即都是20cm；若鉛筆不動，平面鏡繞N點沿順時針方向轉過90°，則相當于平面鏡中的像轉過180度，此時鉛筆尖底部B與鏡面在同一平面上，所以B的像關于鏡面對稱，即都在鏡面上，即B″與B點重合，所以B″與之前的像B′的距離是：20cm+20cm＝40cm．
故答案為：（1）45；（2）40；
5．解：（1）本實驗中用到的等效替代法具體體現在用未點燃的蠟燭替代像；
（2）根據表格數據分析可得像與物到鏡面的距離相等；
（3）用一張白紙擋在玻璃板和像之間，該同學還能觀察到蠟燭的像，因為平面鏡成像的原理是光的反射所成的虛像。
故答案為：（1）用未點燃的蠟燭替代像；（2）像與物到鏡面的距離相等；（3）能，平面鏡成像的原理是光的反射所成的虛像。
6.（1）增大（2）41.8（3）a（4）<
7.（1）粗糙（2）C（3）小歡把蠟燭移動到“40cm”處，他移動光屏不能得到清晰的像，因為此時蠟燭正好在凸透鏡的焦點上，該點時物體不成像
1．解：凸透鏡焦距是15cm，當把凸透鏡固定在50cm刻度線位置，蠟燭固定在15cm刻度線位置時，物距為50cm﹣15cm＝35cm，大于2倍焦距，所以此時成倒立縮小的實像，像在1倍和2倍焦距之間，即在光具座的65cm﹣80cm之間可以找到清晰的像。
綜上所述，只有選項A的說法正確。
故選：A。
2．解：AB、攝像頭相當于一個凸透鏡，光經過攝像頭成像利用的是光的折射，故A錯誤，B正確；
C、“刷臉”時，面部經攝像頭成倒立、縮小的實像，與照相機的成像特點相同，故C正確；
D、當u＞2f時，凸透鏡成倒立、縮小的實像，所以，“刷臉”時，面部應位于攝像頭兩倍焦距之外，即人臉到鏡頭的距離應大于20cm，故D正確。
故選：A。
3.B
4.B
5.B
6.A
7.（1）燭焰中心、水凸透鏡中心和光屏中心不在同一高度（2）縮小（3）注入（4）C
【備考2022】浙教版科學中考第一輪復習--第17講
光學實驗探究

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