【精品】2019年中考物理总复习专题02 初中物理光学计算题解题规律与思维方法

专题二初中物理光学计算题解题规律与思维方法
一、熟练掌握光学的五个基本规律
1.光的直线传播规律
光在同一种均匀透明介质中是沿直线传播的。

2.光的反射定律
反射光线与入射光线、法线在同一平面上；
反射光线和入射光线分居于法线的两侧；
反射角等于入射角。

光的反射过程中光路是可逆的。

即三线同面,法线居中,两角相等,光路可逆.
3.平面镜成像的特点
成像特点：等大,等距，垂直，虚像
①像、物大小相等；②像、物到镜面的距离相等；
③像、物的连线与镜面垂直；④物体在平面镜里所成的像是虚像。

4.光的折射规律
在折射现象中，折射光线、入射光线和法线都在同一个平面内；光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折（折射角＜入射角）；光从水或其他介质中斜射入空气中时，折射光线向界面方向偏折（折射角＞入射角）。

在折射现象中，光路是可逆的。

在光的折射现象中，入射角增大，折射角也随之增大。

在光的折射现象中，介质的密度越小，光速越大，与法线形成的角越大。

5.凸透镜成像的规律
具体见下表。

1.在计算中，真空或空气中光速c=3×108m/s；
2.光年：光在一年中传播的距离，光年是长度（距离）单位；
1光年≈9.4608×1015m≈9.4608×1012km；
三、例题解析
【例题1】两千多年前，我国的学者墨子和他的学生做了小孔成像的实验．他的做法是，在一间黑暗的屋子里，一面墙上开一个小孔，小孔对面的墙上就会出现外面景物的倒像．小华在学习了小孔成像的原理后，利用如下装置来验证小孔成像的现象．已知一根点燃的蜡烛距小孔20cm，光屏在距小孔30cm处，小华测量了蜡烛的火焰高度为2cm，则光屏上火焰所成像的高度为______cm．若物距增大，像距不变，则像的高度______。

答案：3. 减小。

解析：u=20cm v=30cm h=2cm H=?
构造两个相似三角形，得到
u/v=h/H
20cm/30cm=2cm /H
H=3cm
由于像距v，烛焰h不变，根据Hu=hv，物距增大，则像的高度H减小。

【例题2】墙上挂着一块长30厘米的平面镜，小明站在镜子前1.5米处，这时他正好可以看到身后的一根木杆，木杆高2米，那么这根木杆离人的距离应该是（填写下面选项对应的英文字母）
A．19.5米B．7.0米C．10.0米D．8.5米
答案：B
解析：设木杆（物）与人的距离是S，则物与镜的距离是（S+1.5），由平面镜成像规律，可得虚像与镜的距离也是（S+1.5）．人眼与镜以及人眼与虚像组成的二个三角形是相似三角形，如图所示：则可得1.5+（S+1.5）=S+3，
即=，解得S=7m．
【例题3】如图所示，把一凸透镜放在平面镜前，当用眼睛观察镜子时，光束似乎是从M处发散开来的，则光束会聚处和M点的距离是m，该凸透镜的焦距是m．
答案：0.6；0.2．
解析：眼睛观察镜子时，感到光束是在M点发出的，根据物像关于平面镜对称，可以确定凸透镜焦点的位置，从而判断光束会聚处和M点的距离．凸透镜的焦距．
由题知，当用眼睛观察镜子时，光束似乎是从M处发散开来的，则凸透镜的焦点在平面镜前面，而物体在平面镜中成像时，物像关于平面镜对称，根据平面镜成像特点作出凸透镜的焦点F，如图所示：
光束会聚处F和M点的距离s=2×0.3m=0.6m；
焦距是焦点到光心的距离，则凸透镜的焦距：f=0.5m﹣0.3m=0.2m
【例题4】阅读短文，回答问题
透镜焦距f能表示它会聚光线（凸透镜）或发散光线（凹透镜）本领的大小。

焦距越短，透镜折光本领越大，所以可用焦距f的倒数表示透镜的这种折光本领，叫做透镜的焦度φ，即φ=1/f，式中f单位是m，D的单位是m-1.。

平时我们说的度数就是透镜的焦度D乘100的值。

凸透镜（远视镜片）的度数是正数，凹透镜（近视镜片）D的度数是负数。

根据以上内容回答下列问题：
（1）-300O、+200O的眼睛片中，哪个是近视镜片？它的焦度和焦距分别是多少？
（2）通过（1）中数据分析，近视镜片和远视镜片度数深浅与镜片的焦距有什么关系？
（3）你如何粗略测量出一只老花镜镜片的度数？
答案：（1）-300O属于近视镜片，1/3m （2）透镜的度数越大，透镜焦距越小
（3）晴天把镜片放在阳光下，使阳光与镜片垂直；调整镜片与地面的距离，使地面上的光点最小，最清楚．以m为单位用刻度尺测量镜面到地面上光点的距离，用f表示．计算度数D=100/f
光学计算题及其解析
1.如图所示，入射光线与镜面成30°，请按照要求作答：①画反射光线；②标出反射角．
2.光从空气倾斜射入玻璃中，入射角为60°，折射角可能为（）
A．0°B．35°C．60°D．90°
3.为了加强视力保护意识，小明想在长为3.2米，宽为
4.3米的书房里挂一张测试距离为5米的视力表．在一次课题学习课上，小明向全班同学征集“解决空间过小，如何放置视力表问题”的方案，其中甲、乙、丙三位同学设计方案新颖，构思巧妙．
（1）甲生的方案：如图1，将视力表挂在墙ABEF和墙ADGF的夹角处，被测试人站立在对角线AC上，问：甲生的设计方案是否可行？请说明理由．
（2）乙生的方案：如图2，将视力表挂在墙CDGH上，在墙ABEF上挂一面足够大的平
面镜，根据平面镜成像原理可计算得到：测试线应画在距离墙ABEF多少米处．
（3）丙生的方案：如图3,根据测试距离为5m的大视力表制作一个测试距离为3m的小视
力表．如果大视力表中“”的长是3.5cm,那么小视力表中相应“”的长是多少cm?
4.如图是某凸透镜成实像时，像距v和物距u的关系图像。

分析图像中有关数据可知（）
A．该凸透镜的焦距为10cm B．当物距u=30cm时，像距v=15cm
C．物距增大时，像距也增大D．当物距u=15cm时，成的是缩小的像
5.涪江水面平静，两岸河堤高出水面1m，河堤上一棵树高4m，这棵树在涪江水中的像高m；小明同学站在树的对岸河堤上，他的眼睛与树尖的距离为d树，与树尖在涪江水中像的距离为d像，则d树d像（选填“＞”、“＜”或“=”）．
6.在“探究凸透镜成像的规律”实验中，先将蜡烛焰、凸透镜、光屏的中心调到同一水平线上，然后将凸透镜固定在光具座上50cm处，将点燃的蜡烛放置在光具座上30cm处，移动光屏，在光屏上得到烛焰清晰的像，再将蜡烛向凸透镜移近几厘米，应向（选填“靠近”或“远离”）凸透镜方向移动光屏，才有可能再次在光屏上得到烛焰清晰的像；又将蜡烛移至光具座上43cm 处，无论怎么移动光屏，都不能在光屏上得到烛焰清晰的像．由此可以推断该凸透镜焦距的范围，该范围的最大值小于cm．
7.如图，A、B两地相距4km，MN是与AB连线平行的一条小河的河岸，AB到河岸的垂直距离为3km，小军要从A处走到河岸取水然后送到B处，他先沿着垂直于河岸的方向到D点取水，再沿直线DB到B处。

若小军的速度大小恒为5km/h，不考虑取水停留的时间。

（1）求小军完成这次取水和送水任务所需的时间。

（2）为了找到一条最短的路线（即从A到河岸和从河岸到B的总路程最短），可以将MN看成一个平面镜，从A点作出一条光线经MN反射后恰能通过B点，请你证明入射点O即为最短路线的取水点。

8.由于光在电影屏幕上发生，所以人们能从不同方向看到屏幕上的像．小明想用一块平面镜使水平面成30°角的太阳光竖直射入井中（如图所示），则反射光线与入射光线的夹角为，在图中画出平面镜的位置并标出镜面与水平面夹角的度数．
9.如图，一束光线与水平面成30°角斜射到水面上，同时发生反射和折射，请在图中画出反射光线和折射
光线的大致方向，标出反射角的度数．
10.如图所示为水位测量仪的示意图．A点与光屏PQ在同一水平面上，从A点发出的一束与水平面成45°角，方向不变的激光，经水面反射后，在光屏上的B点处形成一个光斑，光斑位置随水位变化而发生变化．
（1）A点与光屏在水中所成的像是______像（选填“虚”或“实”）；
（2）A点与水面相距3m，则A与它在水中的像A′之间的距离为______m；
（3）若光斑B向右移动了1m，说明水位______（选填“上升”或“下降”）了____m．
11．一次闪电发生后经过4 s听到雷声，雷声发生在多远的地方?
12．检查视力的时候，视力表放在被测者头部的后上方，被测者识别对面墙上镜子里的像。

视力表在镜中的像与被测者相距多远?与不用平面镜的方法相比，这样安排有什么好处?
13.如图所示，把一凸透镜放在平面镜前，当用眼睛观察镜子时，光束似乎是从M处发散开来的，则光束会聚处和M点的距离是m，该凸透镜的焦距是m。

14. 蜡烛放在如图所示位置，通过凸透镜成倒立、缩小的像。

小红画了图中的光路。

下列说法正确的是（）
A.小红画的光路是正确的
B. 透镜成的是虚像
C.透镜的焦距小于10cm
D.透镜的焦距大于20cm
15.身高1.60米的同学，要想在平面镜里看到自己的脚，这面镜子的底边离地面的高度不应超过多少m．（眼睛到头顶的距离忽略不计）。