專題13光學(xué)重要規(guī)律的應(yīng)用問題

2023年下學(xué)期人教版8年級(jí)物理上冊(cè)期末總復(fù)習(xí)必考專題學(xué)案專題13光學(xué)重要規(guī)律的應(yīng)用問題學(xué)習(xí)解決專題問題思維方法在理解以下5個(gè)規(guī)律的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)訓(xùn)練，在應(yīng)用訓(xùn)練過程中，又可以對(duì)規(guī)律的深化理解，這樣一定會(huì)達(dá)到滾瓜爛熟、熟能生巧。1.光的直線傳播規(guī)律光在均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的。用光的直線傳播可解釋影子的形成、小孔成像、日食等。2.光的反射定律（1）共面：反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)。（2）異側(cè)：反射光線和入射光線分別位于法線的兩側(cè)。（3）等角：反射角等于入射角。3.平面鏡成像的特點(diǎn)①像和物到鏡面的距離相等；②像和物的大小相同；③像和物的連線與鏡面垂直；④物在平面鏡里成的是正立、等大的虛像；⑤像和物“左右相反”．4.光的折射規(guī)律（1）折射光線、入射光線和法線都在同一平面內(nèi)。(2)折射光線和入射光線分居法線兩側(cè)。（3）光從空氣斜射入其他介質(zhì)中時(shí)，折射光線向法線方向偏折，即折射角小于入射角(如圖甲所示）；光從其他介質(zhì)斜射入空氣時(shí)，折射光線向遠(yuǎn)離法線的方向偏折，即折射角大于入射角(如圖乙所示）。(4)光路是可逆的。5.凸透鏡成像的規(guī)律物距（u）像距（v）像的性質(zhì)應(yīng)用大小正倒虛實(shí)無限遠(yuǎn)v=f極小光斑測(cè)焦距u＞2f2f＞v＞f縮小倒立實(shí)像照相機(jī)u=2fv=2f等大倒立實(shí)像測(cè)焦距2f＞u＞fv＞2f放大倒立實(shí)像幻燈機(jī)（投影儀）u=f無限遠(yuǎn)獲平行光源和測(cè)焦距u＜f同側(cè)放大正立虛像放大鏡總結(jié)：焦點(diǎn)內(nèi)外分虛實(shí)，二倍焦距分大小，實(shí)像分居兩側(cè)倒，虛像則是同側(cè)正，物近像遠(yuǎn)像越大，物遠(yuǎn)像近像越小。學(xué)會(huì)專題問題典型例題解析【例題1】（2023四川阿壩）生活現(xiàn)象中蘊(yùn)含了豐富的光學(xué)知識(shí)，下列說法正確的是（）A.“池水映明月”是由于光的折射形成的B.“立竿見影”是光沿直線傳播形成的C.“潭清疑水淺”是由于光的反射形成的D.“一葉障目”是光的折射造成的【答案】B【解析】A．“池水映明月”是平面鏡成像，是由于光的反射形成的，故A錯(cuò)誤；B．“立竿見影”，影的形成是由于光的直線傳播形成的，故B正確；C．“潭清疑水淺”是由于光的折射形成的，故C錯(cuò)誤；D．“一葉障目”是光的直線傳播造成的，故D錯(cuò)誤。故選B?！纠}2】（2023湖南湘潭）如圖所示，白鷺平行于水面飛行，距水面2m。水中的“白鷺”是______（選填“實(shí)”或“虛”）像，它距空中的白鷺________m?！敬鸢浮刻?【解析】水中看到的“白鷺”是白鷺的倒影，類似于平面鏡成像，由光反射形成的虛像。根據(jù)平面鏡成像規(guī)律可知，物距和像距相等，此時(shí)水中形成的像距水面2m，則像與空中白鷺的距離為【例題3】（2023四川自貢）一束光線與水面成銳角由空氣斜射入水中時(shí)，入射角為α，反射角為β，折射角為γ，則（）A．α>β>γ B．α=β>γ C．α=β<γ D．α<β<γ【答案】B【解析】一束光線與水面成銳角由空氣斜射入水中時(shí)，由于反射角等于入射角，所以β=α；當(dāng)光從空氣斜射入水中時(shí)，折射角小于入射角。即γ<α，則α=β>γ。故選B?！纠}4】（2023湖南郴州）如圖所示，燭焰、凸透鏡和光屏三者的中心在同一高度，該凸透鏡的焦距為10.0cm，凸透鏡的位置保持不變。以下說法正確的是（）A．當(dāng)蠟燭放在圖中A區(qū)域時(shí)，光屏應(yīng)放在圖中D區(qū)域才可能呈現(xiàn)清晰的像B．蠟燭從圖中位置逐漸遠(yuǎn)離透鏡時(shí)，所成的像會(huì)逐漸變小C．若無論怎么移動(dòng)光屏，在光屏上都找不到像，則蠟燭可能放在圖中B區(qū)域D．若光屏上要得到一個(gè)放大的像，則蠟燭應(yīng)該放在圖中C區(qū)域【答案】B【解析】A．蠟燭放在圖中A區(qū)域，即蠟燭在該透鏡的兩倍焦距以外，此時(shí)成倒立、縮小的實(shí)像，像在透鏡另一側(cè)的一倍焦距和兩倍焦距之間，即圖中的E區(qū)域，故A錯(cuò)誤；B．凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物體離透鏡越遠(yuǎn)，所成的實(shí)像越小，圖中蠟燭位于該透鏡的兩倍焦距以外，成倒立、縮小的實(shí)像，所以蠟燭從圖中位置逐漸遠(yuǎn)離透鏡時(shí)，所成的實(shí)像會(huì)逐漸變小，故B正確；C．蠟燭放在圖中B區(qū)域，即該透鏡的一倍焦距和二倍焦距之間，此時(shí)成倒立、放大的實(shí)像，像的位置在透鏡另一側(cè)的兩倍焦距以外，即如果蠟燭放在圖中B區(qū)域，則在圖中的F區(qū)域的光屏上能找到像，故C錯(cuò)誤；D．當(dāng)蠟燭放在圖中C區(qū)域，即該透鏡的一倍焦距以內(nèi)，此時(shí)成正立、放大的虛像，虛像是用光屏承接不到的，故D錯(cuò)誤。故選B?！纠}5】（2023四川阿壩）關(guān)于近視和遠(yuǎn)視的成因如圖所示，下列說法正確的是（）A.甲為近視眼，可佩戴凹透鏡矯正 B.乙為近視眼，可佩戴凸透鏡矯正C.甲為遠(yuǎn)視眼、可佩戴凸透鏡矯正 D.乙為遠(yuǎn)視眼，可佩戴凹透鏡矯正【答案】A【解析】近視眼為晶狀體太厚，對(duì)光的折射增強(qiáng)，成像在視網(wǎng)膜之前，則甲為近視眼，凹透鏡對(duì)光起發(fā)散作用，則需佩戴凹透鏡矯正近視眼；遠(yuǎn)視眼為晶狀體變薄，對(duì)光的折射能力變?nèi)?，成像在視網(wǎng)膜之后，則乙為遠(yuǎn)視眼，凸透鏡對(duì)光起會(huì)聚作用，則需佩戴凸透鏡矯正遠(yuǎn)視眼，故A正確，BCD錯(cuò)誤．學(xué)通專題必考問題精煉基本功1．（2023山西）一只白鶴靜立在平靜的水中，在岸邊可以看到白鶴的兩個(gè)“影”——影子和倒影，如圖所示。下列分析正確的是（）A．白鶴的影子是由于光的直線傳播形成的B．白鶴的倒影是由于光的折射形成的C．白鶴飛離水面時(shí)，它的倒影會(huì)變小D．白鶴在水中的倒影是實(shí)像【答案】A【解析】A．影子的形成是光的直線傳播現(xiàn)象，故A正確；BD．白鶴在水中的倒影是由光的反射形成的虛像，故BD錯(cuò)誤；C．白鶴在水中的倒影屬于平面鏡成像，像和物體大小相等，白鶴的大小不變，像的大小不變，即它的倒影不變，故C錯(cuò)誤。故選A。2．（2023湖南株洲）如圖，放大鏡能使我們看清郵票的細(xì)微之處。下列能用來說明其成像原理的圖是（）A．

B．

C．

D．

【答案】C【解析】放大鏡能使我們看清郵票的細(xì)微之處，是利用凸透鏡成像規(guī)律，物距在一倍焦距之內(nèi)，成正立、放大的虛像；A．小孔成像是利用光的直線傳播原理，故A不符合題意；B．人從平面鏡看到蠟燭，是利用光的反射原理，故B不符合題意；C．蠟燭在凸透鏡的一倍焦距之內(nèi)，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律可知，此時(shí)成正立、放大的虛像。故C符合題意；D．蠟燭與像分別在凸透鏡的兩側(cè)，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律可知，此時(shí)成的是實(shí)像。故D不符合題意。故選C。3．（2023山東泰安）“海市蜃樓”在我國(guó)古書《史記》《夢(mèng)溪筆談》中都有記載，下列光現(xiàn)象中與“海市蜃樓”形成原理相同的是（）A．樹木在水中的倒影 B．池水看起來比實(shí)際的淺C．樹蔭下圓形的光斑 D．陽光下人的影子【答案】B【解析】“海市蜃樓”形成原理是光在不均勻介質(zhì)中的折射現(xiàn)象。A．樹木在水中的倒影是平面鏡成像，利用的是光的反射，故A不符合題意；

B．池水看起來比實(shí)際的淺是因?yàn)楣庠谒c空氣兩種介質(zhì)中發(fā)生折射，故B符合題意；CD．樹蔭下圓形的光斑、陽光下人的影子都是光的直線傳播現(xiàn)象，故CD不符合題意。故選B。4．（2023·北京）一束單色光從空氣斜射入水中的情境如圖所示。下列說法正確的是（）A．BO是入射光，OA是反射光B．AO是入射光，OC是折射光C．∠AOM是入射角，∠BON是反射角D．光若沿CO入射，將沿OA和OB射出【答案】B【解析】ABC．如圖：過點(diǎn)O作法線PQ，由于反射時(shí)反射光線和入射光線位于法線兩側(cè)；折射時(shí)折射光線和入射光線也位于法線兩側(cè)，所以圖中AO是入射光線、OB是反射光線、OC是折射光線?！螦OP是入射角，∠BOP是反射角，故B正確，AC錯(cuò)誤；D．折射時(shí)光路是可逆的，所以光若沿CO入射，將沿OA射出，故D錯(cuò)誤。故選B。5.（2023貴州?。┱Ｈ搜弁ㄟ^調(diào)節(jié)晶狀體厚薄來看清遠(yuǎn)近不同的物體，如果不注意用眼衛(wèi)生，可能導(dǎo)致對(duì)晶狀體厚薄的調(diào)節(jié)能力減弱。下列分析正確的是（）A.晶狀體變薄時(shí)，對(duì)光有發(fā)散作用B.晶狀體變厚時(shí)，對(duì)光的會(huì)聚能力增強(qiáng)C.若晶狀體太薄，容易形成遠(yuǎn)視眼D.若晶狀體太厚，可用凹透鏡矯正【答案】BCD【解析】AC．晶狀體變太薄時(shí)，對(duì)光的會(huì)聚能力減弱，容易形成遠(yuǎn)視眼，但沒有發(fā)散作用，故A錯(cuò)誤，C正確；BD．晶狀體變太厚時(shí)，對(duì)光的會(huì)聚能力增強(qiáng)，容易形成近視眼，可以用凹透鏡矯正，故BD正確。故選BCD。6．（2023·山東東營(yíng)）在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，點(diǎn)燃的蠟燭、凸透鏡及光屏處于如圖所示的位置時(shí)，在光屏上得到燭焰清晰的像。下列說法正確的是（）A．該凸透鏡的焦距是15cmB．圖中成像特點(diǎn)與投影儀的成像特點(diǎn)相同C．燃燒的蠟燭不斷變短，光屏上成的像會(huì)下移D．保持蠟燭與光屏不動(dòng)，向左移動(dòng)透鏡至合適位置，光屏上仍能得到清晰的像【答案】D【解析】AB．由圖可知，物距u，像距v，物距大于像距，成倒立縮小的實(shí)像，照相機(jī)根據(jù)此原理制成的，此時(shí)30.0cm>2f①，2f>15.0cm>f②，由①和②得到7.5cm<f，故AB錯(cuò)誤；C．實(shí)驗(yàn)中，燃燒的蠟燭逐漸變短，向下運(yùn)動(dòng)，蠟燭成倒立的像，所以光屏上的像逐漸向上移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D．保持錯(cuò)燭和光屏的位置不動(dòng)，根據(jù)光路可逆可知，將凸透鏡放到35cm處，此時(shí)物距等于原來的像距，像距等于原來的物距，光屏上能成倒立放大的實(shí)像，故D正確。故選D。7.（2023湖南湘潭）光刻技術(shù)的工作原理如圖所示。用紫外光照射鏤空掩膜，調(diào)整鏤空掩膜、縮圖透鏡的位置，恰好能在硅片上成極小的清晰的像，從而實(shí)現(xiàn)集成電路的“光刻”，下列說法正確的是（）A.縮圖透鏡相當(dāng)于凸透鏡，凸透鏡可以用于矯正近視眼B.鏤空掩膜位于縮圖透鏡的二倍焦距以內(nèi)C.鏤空掩膜的像是倒立縮小的D.硅片相當(dāng)于光屏【答案】CD【解析】用紫外光照射鏤空掩膜，調(diào)整鏤空掩膜、縮圖透鏡的位置，恰好能在硅片上成極小的清晰的像，從而實(shí)現(xiàn)集成電路的“光刻”?？s圖透鏡相當(dāng)于凸透鏡，此時(shí)鏤空掩膜位于縮圖透鏡的二倍焦距以外，成的是倒立、縮小的實(shí)像，硅片相當(dāng)于光屏，用來承接經(jīng)縮圖透鏡成的實(shí)像。近視眼是因?yàn)榫铙w比較厚，折光能力較強(qiáng)，看遠(yuǎn)處的物體時(shí)，像會(huì)聚在視網(wǎng)膜之前，需要用凹透鏡矯正。故AB錯(cuò)誤，CD正確。8.（2023江蘇宿遷）下列關(guān)于光現(xiàn)象描述，錯(cuò)誤的是（）A.我們的國(guó)旗——五星紅旗是紅色的，因?yàn)閲?guó)旗反射了紅光B.《玄貞子》中記載“背日噴乎水，成虹霓之狀”，因?yàn)樘柟馐菃紊釩.驗(yàn)鈔機(jī)利用紫外線來顯示鈔票上隱藏的標(biāo)記，因?yàn)樽贤饩€能使熒光物質(zhì)發(fā)光D.坐在教室兩側(cè)的同學(xué)會(huì)看到“黑板反光”現(xiàn)象，因?yàn)楣庠诤诎迳习l(fā)生了鏡面反射【答案】B【解析】A．不透明物體的顏色由其反射的光來決定，所以五星紅旗是紅色的，因?yàn)閲?guó)旗反射了紅光，故A正確，A不符合題意；B．根據(jù)牛頓光的色散現(xiàn)象可知，光是由七種單色混合而成，不是單色光，故B錯(cuò)誤，B符合題意；C．根據(jù)紫外線的應(yīng)用可知，紫外線可以使熒光物質(zhì)發(fā)光，所以在驗(yàn)鈔機(jī)上應(yīng)用，故C正確，C不符合題意；D．因?yàn)殓R面反射只有在特定的角度才能觀察到物體，其他位置無法觀察到物體，所以“黑板反光”現(xiàn)象是因?yàn)榘l(fā)生了鏡面反射，故D正確，D不符合題意。故選B。9.（2023寧夏）如圖是“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，其中成像性質(zhì)與投影儀成像性質(zhì)相同的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】A．由圖可知，物距大于像距，且能在光屏上成實(shí)像，因此可知，此時(shí)成倒立縮小的實(shí)像，應(yīng)用于照相機(jī)，故A不符合題意；B．由圖可知，物距等于像距，且能在光屏上成實(shí)像，因此可知，此時(shí)成倒立等大的實(shí)像，可以判斷凸透鏡焦距，故B不符合題意；C．由圖可知，物距小于像距，且能在光屏上成實(shí)像，因此可知，此時(shí)成倒立放大的實(shí)像，應(yīng)用于投影儀，故C符合題意；D．由圖可知，不能在光屏上成實(shí)像，因此可知，物距在一倍焦距之內(nèi)，因此此時(shí)成正立放大的虛像，應(yīng)用于放大鏡，故D不符合題意。故選C。10.（2023山東東營(yíng)）教室里，可以從不同方向看到桌椅，書本等物體，是由于這些物體會(huì)對(duì)照射到其上的光線產(chǎn)生_________（選填“鏡面”或“漫”）反射，這種反射_______（選填“遵循”或“不遵循”）光的反射定律。【答案】漫遵循【解析】我們能從不同方向看到不發(fā)光的物體，是因?yàn)楣庠谖矬w的表面上發(fā)生了漫反射。桌椅、書本表面凹凸不平，光照在上面發(fā)生了漫反射。漫反射和鏡面反射都遵循光的反射定律。11.（2023四川阿壩）站在平面鏡前2m處的小明，在平面鏡中所成的像是正立的、等大的、________像（選填“實(shí)”或“虛"），其像到平面鏡的距離為___________m?！敬鸢浮刻?【解析】由平面鏡成像的特點(diǎn)知：平面成等大的、正立的虛像，像到平面鏡的距離等于物到平面鏡的距離，即像到平面鏡的距離為2m。12．（2023四川廣元）陽光照射下，嘉陵江畔樹影婆娑、游魚戲水。其中地面上樹影間的光斑是由光的_______形成的，游人看到的水中的魚是光的折射形成的________像（選填“虛”或“實(shí)”）?！敬鸢浮恐本€傳播虛【解析】地面上樹影間的光斑是小孔成像，是由于光的直線傳播形成的；游人看到的水中的魚，水中魚反射出的光，在水面處發(fā)生了折射，折射光線向遠(yuǎn)離法線的方向偏折，看到的是變淺的魚的虛像。13．（2023湖北荊州）2023年5月11日，我國(guó)發(fā)射的天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船與中國(guó)空間站組合體成功交會(huì)對(duì)接，如圖所示?？臻g站組合體上的攝像機(jī)完整記錄了交會(huì)對(duì)接過程。下列說法正確的是（

）A．光通過攝像機(jī)的鏡頭始終沿直線傳播B．?dāng)z像機(jī)所成的像是實(shí)像C．?dāng)z像機(jī)的工作原理與投影儀的工作原理相同D．天舟六號(hào)靠近空間站組合體時(shí)，攝像機(jī)成的像逐漸變小【答案】B【解析】A．光在不均勻介質(zhì)中傳播時(shí)會(huì)發(fā)生偏折，因此光斜射入攝像機(jī)的鏡頭時(shí)傳播方向會(huì)發(fā)生變化，故A錯(cuò)誤；B．?dāng)z像機(jī)是根據(jù)物距大于二倍焦距成倒立縮小的實(shí)像制成的。故B正確；C．投影儀是根據(jù)凸透鏡成倒立、放大的實(shí)像制成的，與攝像機(jī)的工作原理不同，故C錯(cuò)誤；D．?dāng)z像機(jī)安裝在空間站組合體上，當(dāng)天舟六號(hào)靠近空間站組合體時(shí)，物距減小，則像距增大，像逐漸變大。故D錯(cuò)誤。故選B。14．（2023四川眉山）班主任用照相機(jī)拍攝初三畢業(yè)照，在相機(jī)底片上成（選填“放大”或“縮小”）的實(shí)像；若兩個(gè)同學(xué)的像出現(xiàn)在照相機(jī)取景框外，要拍攝所有同學(xué)完整的像，照相機(jī)應(yīng)（選填“遠(yuǎn)離”或“靠近”）同學(xué)們，同時(shí)將鏡頭向后縮?！敬鸢浮靠s小遠(yuǎn)離【解析】根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律可知，用照相機(jī)拍攝初三畢業(yè)照，在相機(jī)底片上成縮小的實(shí)像。根據(jù)照相機(jī)的相關(guān)知識(shí)可知，若兩個(gè)同學(xué)的像出現(xiàn)在照相機(jī)取景框外，要拍攝所有同學(xué)完整的像，照相機(jī)應(yīng)遠(yuǎn)離同學(xué)們，同時(shí)將鏡頭向后縮。15．（2023江西）某同學(xué)探究凸透鏡成像規(guī)律時(shí)，光屏上得到了燭焰清晰的像（像未畫出），如圖所示。下列說法正確的是（）A．光屏上的像是正立的 B．光屏上的像是放大的C．投影儀是利用此成像原理制成的 D．撤去光屏，燭焰的像仍然在原處【答案】D【解析】ABC．如圖所示，物距大于像距，光屏上能夠得到了燭焰清晰的像，所成的是倒立縮小的實(shí)像，照相機(jī)是利用此成像原理制成的，故ABC錯(cuò)誤。D．光屏是呈現(xiàn)蠟燭所成的像，不會(huì)影響成像的特點(diǎn)，撤去光屏，燭焰的像仍然在原處，故D正確。故選D。16．（2023湖南株洲）圖為眼睛觀察遠(yuǎn)處物體時(shí)的光路?？芍@是（）A．近視眼，應(yīng)戴凸透鏡矯正 B．近視眼，應(yīng)戴凹透鏡矯正C．遠(yuǎn)視眼，應(yīng)戴凸透鏡矯正 D．遠(yuǎn)視眼，應(yīng)戴凹透鏡矯正【答案】B【解析】如圖所示，來自遠(yuǎn)處點(diǎn)的光經(jīng)晶狀體（凸透鏡）成像在視網(wǎng)膜前，說明這是近視眼的光路原理圖，要矯正近視眼，需要利用凹透鏡對(duì)光的發(fā)散作用，在近視眼睛前面放一個(gè)凹透鏡，就能使來自遠(yuǎn)處物體的光會(huì)聚在視網(wǎng)膜上，故應(yīng)戴凹透鏡矯正近視眼，故ACD不符合題意，B符合題意。故選B。17．（2023·黑龍江齊齊哈爾）用如圖所示的裝置做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，已知凸透