中考科学培优讲义专题集训第4讲光现象试题.docx

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中考科学培优讲义专题集训第4讲光现象试题

第4讲光现象

知识梳理

1.光源与光的传播

正在发光的物体叫光源。

光源发光时伴随着能量转化，如点燃蜡烛发光时，蜡烛的化学能转化为光能。

光从光源发出后无需介质即可传播。

光在同一种均匀介质中沿直线传播。

光在不同介质中传播速度不同，在真空中的传播速度最大（c=3×108m/s），在空气中传播比真空中稍慢，但近似于3×105km/s。

2.光的色散和物体的颜色

光的色散：

白光属于复色光，透过三梭镜时可被分解成七色光，即红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光（牛顿色散实验）。

物体的颜色：

透明物体的颜色是由其通过的色光决定，即透明物体只能通过与其颜色相同的色光。

不透明物体的颜色是由其反射的色光决定，即不透明物体只能反射与其颜色相同的色光。

3.光的反射与平面镜成像

光射到任何物体表面都能发生反射（镜面反射和漫反射），反射时所有光线都遵守光的反射定律，反射光线、入射光线和法线在同一平面上，反射光线和入射光线分居在法线的两侧，反射角等于入射角。

平面镜不仅可以改变光路，而且还能成像，物体在平面镜里成的是一个正立、等大、左右倒置的虚像，像与物到镜面的距离相等。

凸面镜对平行光有发散作用，凹面镜对平行光有会聚作用。

4.光的折射

光从一种透明物质射入另一种透明物质时，光的传播方向通常会发生改变的现象叫光的折射。

注意：

当光线垂直射入另一种物质时，只反射而不折射。

光的折射规律：

折射光线、入射光线和法线在同一平面上；折射光线和入射光线分居法线两侧；当光线从空气中斜射入水等其他透明物质中时，折射角小于入射角，光线从水或其他透明物质斜射入空气中时，折射角大于入射角；无论光的传播方向如何，折射角总随入射角的增大而增大。

5.透镜与凸透镜成像规律

透镜包括凸透镜和凹透镜两类，玻璃、塑料、水等透明材料都可以制成透镜。

中央比边缘厚的透镜为凸透镜，中央比边缘薄的透镜为凹透镜。

凹透镜对光有发散作用，凸透镜对光有会聚作用。

凸透镜成像规律及其应用：

6.近视眼、远视眼的成因和矫正

（1）眼球的折射系统由晶状体、房水、玻璃体和角膜共同组成。

晶状体相当于焦距可以改变的凸透镜，视网膜相当于光屏，能感受光的刺激，在大脑皮层的视觉中枢形成视觉。

（2）近视眼是由于眼球中晶状体过凸，其焦距太小，使像成在视网膜前而看不清物体，矫正办法是配戴相应的凹透镜制成的眼镜。

（3）远视眼是由于眼球中晶状体曲度过大，其焦距太大，使像成在视网膜后而看不清物体，矫正办法是配戴相应的凸透镜制成的眼镜。

【复习难点】

1.平面镜成像光路图。

2.凸透镜成像规律。

【易考点】

1.光的反射规律和凸透镜成像的探究实验。

2.利用光的反射和折射原理对生活现象和自然现象进行解释。

3.近视和远视的成因及其矫正方法。

考点一光在均匀介质中沿直线传播、小孔成像

例1、如图所示，在一块硬纸板上挖一边长为4.5mm的正方形孔，把这块挖有正方形孔的纸板对准太阳光，当纸板和地面相距较远时，在地面上能观察到（填“正方形”“圆形”或“三角形”）亮斑，这是光的造成的；再逐渐增大纸板与地面的距离时，你会发现地面上那个亮斑将

（填“变大”或“变小”）；当纸板和地面距离非常非常近时，在地面上能观察到（填“正方形”“圆形”或“三角形”）亮斑。

【解题思路】光在同种、均匀介质中沿直线传播，影子、小孔成像、日食、月食等都是光沿直线传播形成的；小孔成的像是倒立的实像，与物体的形状相同，与小孔的形状无关，成像的大小取决于像到小孔的距离。

【参考答案】圆形直线传播变大正方形

【方法归纳】小孔所成的像一定是倒立的实像，成像的大小取决于像到小孔的距离，成的像可能比物体大，也可能比物体小。

【易错误区】小孔成像有一定的条件，当孔不够大或孔与光屏的距离太近时，不能实现小孔成像。

考点二光的色散、光的折射

例2、【株洲】光的色散说明白光是一种复色光，棱镜对不同色光的偏折程度不同，其中对红光的偏折程度最小，对紫光的偏折程度最大。

图中能正确表示白光通过三棱镜发生色散的是（）

【解题思路】太阳光经过三棱镜折射后可以分散成七种颜色的光，分别是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，这就是光的色散现象。

棱镜对不同色光的偏折程度不同，其中对红光的偏折程度最小，对紫光的偏折程度最大；所以白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带，红光在最上方，紫光在最下方。

【参考答案】B

【方法归纳】理解不同颜色的光经过透镜的折射能力不同，紫光折射能力比红光强，再结合本题进行分析。

【易错误区】注意光从一种介质斜射入另一种介质时都会发生折射。

考点三光的反射

例3、【随州】一圆形蓄水池装满水，水面与地面相平，在池的中心正上方B处悬挂着一盏灯，一人站在岸边，设A处为人眼，作出灯发出的光经过水面反射后进入人眼的反射光线。

（保留辅助线）

【解题思路】根据平面镜成像的规律：

像与物关于镜面对称，作出点光源B关于水面的对称点B′，即像点。

连接B′A，与水面的交点O即为反射点，连接OA即为反射光线，连接BO即为入射光线。

【参考答案】如图所示

【方法归纳】平面镜的成像特点是像与物关于平面镜对称；所有反射光线的反向延长线都要经过像点。

【易错误区】掌握平面镜成像特点即可正确作图。

考点四光的折射及其光路图

例4、我们已经知道由于光的折射，从水面上方看到水中的物体的像比实际物体所在的位置要浅。

由于光路是可逆的，则人在水中看水面上方的物体又会怎么样呢？

请画出在水中A点看到空中飞行的小鸟的像S′的光路图。

【解题思路】连接S′与人眼A，与水面相交于一点，确定折射光线，与水面的交点是入射点，通过入射点作出法线，根据光从空气斜射入水中，折射角小于入射角作出入射光线。

【参考答案】如图所示

【方法归纳】从水中看空中飞行的小鸟的像S′时，看到的像在实际小鸟S的上方，所以画出折射光线，然后根据折射定律画出小鸟S的位置。

【易错误区】注意法线要用虚线，折射光线的反向延长线也要用虚线。

考点五凸透镜成像规律及其探究实验

例5、如图所示为“研究凸透镜成像规律”的实验装置示意图。

实验时，某同学首先使发光点S、凸透镜L和光屏P的中心处于同一高度；当他把发光点S移到图示位置时（图中MN为光具座的标尺，即刻度尺）；发现发光点发出的光经凸透镜折射后成为平行光；他再用一烛焰S′，在图示位置上取代发光点S。

这时，若要使烛焰S′在光屏P上成清晰的像，则下列几种操作中，不能达到目的是（）

A.在图示位置时，保持烛焰S′和光屏P不动，只将透镜L向右移适当距离

B.在图示位置时，保持透镜L和光屏P不动，只将烛焰S′向左移适当距离

C.在图示位置时，保持透镜L不动，将烛焰S′向左移适当距离；再将光屏P向右移适当距离

D.在图示位置时，保持透镜L不动，将烛焰S′向左移适当距离，再将光屏P向左移适当距离

【解题思路】由“发光点S移到图示位置时，发光点发出的光经凸透镜折射后成为平行光”，根据从焦点发出的光经凸透镜折射后将变为平行光，可知S即为焦点。

因为是在光屏P上成清晰的像，即要得到的是实像，则在图示位置时，保持烛焰S′和光屏P不动，只将透镜L向右移适当距离，即增大物距，即增大物距，则物距大于焦距，即可得到倒立放大的实像，此时像距应在2倍焦距以外，所以应将光屏P向右移适当距离；保持透镜L和光屏P不动，只将烛焰S′向左移适当距离，故可以将S′移至2倍焦距以外（从光具座可得知光屏在1倍至2倍焦距之间），即可在光屏上成倒立缩小的实像；保持透镜L不动，将烛焰S′向左移适当距离，则物距大于焦距，即可得到倒立放大的实像，此时像距应在2倍焦距以外，所以应将光屏P向右移适当距离；保持透镜L不动，将烛焰S′向左移适当距离，即增大物距，则物距大于焦距，再将光屏P向左移适当距离，即可得到实像。

【参考答案】A

【方法归纳】本题主要考查凸透镜成像规律，解决本题的关键是“发光点S移到图示位置时，发光点发出的光经凸透镜折射后成为平行光”，确定凸透镜的焦点，然后根据凸透镜成像规律即可作出选择，还要知道虚像不能在光屏上成像。

【易错误区】常见的问题有：

未确定凸透镜的焦点，思维陷入死角；对凸透镜成像规律理解和记忆不熟练，使分析和判断方向相反。

考点六人眼的成像原理、凸透镜成像规律的应用

例6、如图所示为人眼的成像原理图，晶状体相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏。

（1）当物体在很远的地方时，物体成像在视网膜上，当物体靠近人眼时，若晶状体的焦距不变，则它的像将会落在视网膜（填“前”“上”或“后”）而导致看不清物体。

但实际上，人眼在由远到近地观察物体时，晶状体的焦距会（填“变大”“不变”或“变小”），所以人们还是能清晰地观察到物体的。

（2）下列光学仪器中，成像原理与人的眼球成像原理一样的是（填序号）。

①照相机②放大镜③投影仪④潜望镜

【解题思路】人看远处的物体时，从远处来的入射光线几乎是平行的，看近处的物体时，入射光线几乎是从一点发散出来的。

所以当看远处的物体时，晶状体比较薄，远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上；当看近处的物体时，晶状体变厚，对光的折射能力变大，近处物体射来的光会聚在视网膜上，否则，像会落在视网膜的后面。

人的眼睛像一架照相机，在视网膜上形成一个倒立的缩小的实像。

【参考答案】

（1）后变小

（2）①

【方法归纳】本题要求结合凸透镜成像规律熟练掌握眼球折光系统的光路原理，熟练掌握远（近）视眼的成因，要求较高，是一道较难的分析题。

【易错误区】理解近视与远视的成因，才能搞清楚像成在视网膜的前与后的问题。

探究提升

例1、【呼和浩特】小云用一只新买的激光笔照射水平水面，在竖直白墙上出现了两个红色亮点A和B，如图所示，现保持入射点O的位置不变，欲使光点A下移至A′处，应将入射光线MO绕着点O沿（填“顺时针”或“逆时针”，下同）方向转动；现保持入射点O的位置不变，欲使光点B下移至B′处，应将入射光线MO绕着点O沿方向转动。

【解题思路】当光从空气斜射到水面时，会同时发生反射和折射现象，反射角等于入射角，折射角小于入射角。

现保持入射点O的位置不变，欲使光点A下移至A′处，根据反射角等于入射角，由于反射角增大，入射角也要增大，则应将入射光线绕着O点沿顺时针方向转动。

B点是光的折射到达的点，根据光的折射定律，现保持入射点O的位置不变，欲使光点B下移至B′处，则入射光线由OM变为OC，折射光线由OB变为OB′，所以应将入射光线MO绕着点O沿逆时针方向转动。

【参考答案】顺时针逆时针

【方法归纳】根据光的反射规律知，当入射角变大时，反射角也变大，且反射角等于入射角。

根据光的折射规律知，当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，当入射角变小时，折射角也变小，且折射角总小于入射角。

【易错误区】注意当增大或减小入射角时，反射角和折射角是同时增大或减小的。

【考点范围】光的反射规律和光的折射规律。

例2、【连云港】小华在“探究凸透镜成像规律的实验”中发现像高与像距、物距之间有一定的关系，为了进一步探究，他将5cm长的发光体放在一个竖直支架上作为光源进行实验。

（1）实验开始前，首先在光具座上依次安装发光体、凸透镜和光屏并进行调节，使它们的中心处于。

（2）如下表所示为小华同学实验时记录的几组数据：

①该凸透镜的焦距为cm。

②从表中的数据可以看出，当像距小于物距时，像高与物高的比值（填“大于”或“小于”）1；当像距大于物距时，像高与物高的比值（填“大于”或“小于”）1。

③小华通过进一步分析实验数据又得出了像高与物高的比值和像距与物距之间的具体关系，他的结论是。

【解题思路】

（1）为了能使像呈在光屏的中心，必须调节烛焰、凸透镜、光屏的位置，使它们的中心位置大致处于同一高度。

（2）①由表中第3次实验的数据，物距等于像距，物像等大，可知，此时u=2f=20cm。

则f=10cm，即该凸透镜的焦距为10cm。

②因为第1、2次实验中像距小于物距，则

＜1，

＜1，所以当像距小于物距时，像高与物高的比值小于1；同理，当像距大于物距时，

=2＞1，

=5＞1，所以当像距大于物距时，像高与物高的比值都大于1。

③第1次实验中像高与物高的比值为25，像距与物距的比值为

=

；第2次实验中像高与物高的比值为

，像距与物距的比值为

；第3次实验中像高与物高的比值为1，像距与物距的比值也是1；第4次实验中像高与物高的比值为

，像距与物距的比值也是2；第5次实验中像高与物高的比值为5，像距与物距的比值也是5，则由此可以得出结论：

像高与物高的比值和像距与物距的比值相等。

【参考答案】

（1）同一高度

（2）①10②小于大于③像高与物高的比值和像距与物距的比值相等

【方法归纳】根据表中信息找出该透镜的焦距，再根据实验数据分析像高与物高的比值和像距与物距的比值之间的具体关系即可。

【易错误区】分析各比值之间的关系时，代入数据计算易出错。

【考点范围】凸透镜成像规律及其探究实验。