资料中包含下列文件，点击文件名可预览资料内容
还剩32页未读，
继续阅读
所属成套资源：2024年中考物理压轴题专项训练（全国通用）
成套系列资料，整套一键下载
2024年中考物理冲刺（全国通用）压轴题12 光学 密度 难点分析（原卷版+解析版）
展开
这是一份2024年中考物理冲刺（全国通用）压轴题12 光学 密度 难点分析（原卷版+解析版），文件包含压轴题12光学密度难点分析原卷版docx、压轴题12光学密度难点分析解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共63页， 欢迎下载使用。
光的反射、平面镜成像、光的折射动态问题分析；
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
一、凸透镜动态成像分析
1. 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) →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.
(1)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；
(2)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、砝码磨损、物码颠倒、砝码生锈 →质量测量不准确；
②量筒读数仰视、俯视→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 →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 知：①所测m ↑(或V↓)→p个；②所测m↓(或V↑)→p↓
四、特殊方法测固体密度
1. 有量筒、有天平(缺砝码)测固体密度：缺砝码→无法测质量→等效替代法→用天平测出与物体等 质量的水→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→无法测体积→等体积法→烧杯中所加水的体积等于物体 的体积→利用水的质量差算出加入水的体积，进而算出物体的体积→计算物体的密度.
3. 有量筒、无天平测量固体密度：缺天平→无法测质量→浮力法→物体漂浮时所受浮力大小等于重 力→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G₀ →弹簧测力计拉着物体浸没在水中示数为F拉→ 物体所受浮力F浮=G₀-F拉→排开水的体积等于物体体积→根据Fm=ρ液gV排计算体积→计算物体密度；
②漂浮法：物体漂浮时F浮=G→F浮=ρ液gV排→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→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)→计算物体密度.
五、特殊方法测液体密度
1. 有量筒、有天平(无砝码):缺砝码→无法测质量→等效替代法→左右两烧杯质量相等→待测液体密度.
2. 有天平、无量筒：缺量筒 →无法测体积→等效替代法→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 →无法测质量→浮力法→控制容器在水中排开水的体积相同→漂浮时浮
力大小等于重力→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→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)→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=G物=F浮液→列等式计算.
目录：
01 光的反射、平面镜成像、光的折射动态问题
02 凸透镜成像规律
03 密度的综合分析（选填题）
04 平面镜成像实验
05 凸透镜成像实验
06 平面镜成像、凸透镜成像综合实验
07 测量密度实验 难点分析
08 光学、密度综合能力（信息）题
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S0；S′在水平的平面镜中成的像为S″，而S0 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，S0、S′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（ ）
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O顺时针转过一定角度（＜90°）
⑤只将平面镜绕入射点O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B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B处，故③可行；
④如果平面镜绕入射点O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B处，故④可行；
⑤如果只将平面镜绕入射点O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。
（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B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θ；
（2）为使B处的光点移至C处，则应使水槽中的水量增加，若BC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DE方向传播，则激光笔照射的方向应满足的条件是平行于DE，且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区 （选填“①”“②”或“③”）内。
【答案】 小于 ②
【详解】（1）[1]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θ。
（2）[2]因入射角和折射角都不变，且折射角大于入射角，要使B处的光点向上移到C处，则应使水槽中的水量增加；若BC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
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（ ）
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
f=40.0cm-30.0cm=10.0cm
故A错误；
B．图乙中，物距为
u=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
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。
03 密度的综合分析（选填题）
6．（2023·山东菏泽·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h0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h1，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h2，已知水的密度为ρ0。则所制作的浮沉子（ ）
A．质量为ρ0(h1-h2)SB．质量为ρ0(h2-h0)S
C．材料的密度为 D．材料的密度为
【答案】D
【详解】AB．浮沉子放入前，水的体积为
V水=h0S
浮沉子悬浮后，总体积为
V浮沉子+水=h1S
则排开水的体积和浮沉子体积相等，即
V排=V浮沉子=V浮沉子+水-V水=h1S-h0S=(h1-h0)S
依据阿基米德原理可得
F浮=ρ水V排g=ρ水(h1-h0)Sg
由浮沉条件可知，悬浮时，F浮=G浮沉子，则浮沉子的质量
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排′=(h2-h0)S=V浮沉子
依据密度公式可得，浮沉子材料的密度
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总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V＝100cm3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ρ液，杯子的质量为m0，由题意和图像可知，原来已装有液体的体积V0＝50cm3，液体和杯子的总质量为90g，由可得
ρ液V0+m0＝90g
即
ρ液×50cm3+m0＝90g﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
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
ρ液V0+ρ液V1+m0＝250g
即
ρ液×50cm3+ρ液×200cm3+m0＝250g﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
②﹣①得
ρ液×200cm3＝160g
解得ρ液＝0.8g/cm3；将ρ液＝0.8g/cm3代入①，解得杯子质量m0＝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
V容＝50cm3+200cm3＝250cm3＝250mL
故C错误；
D．杯子内原有50cm3的某种液体，再流入V′＝100cm3液体时，杯内液体总体积为
V总液＝V0+V′＝50cm3+100cm3＝150cm3
由得此时液体总质量为
m总液＝ρ液V总液＝0.8g/cm3×150cm3＝120g
则此时杯子和液体的总质量为
m总＝m0+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O均匀地顺时针旋转，每转一周所用时间，在距桶上边缘处有一水龙头，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，，水的密度为，已知球的体积公式为，则当第一颗水滴恰好进入圆桶开始算起，内滴入桶内的水的质量是（结果保留1位小数）（ ）
A．3.1gB．4.7gC．9.4gD．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
水滴下落的路程为60cm=0.6m，水滴下落的平均速度
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
每滴水的质量
桶顺时针转动，每转一周所用时间t=3.2s所以到达下一个圆孔的时间为
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1min内滴入桶内的总水滴数是
内滴入桶内的水的质量是
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，将底面积为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；用细棒缓慢向下压杯，当杯口与水面相平时，水深，且水始终未溢出；再向下压青花瓷杯，瓷杯沉底，此时水深。已知水的密度，g取。关于此过程，下列说法正确的是（ ）
A．容器内水的质量是
B．青花瓷杯最多可以装的水
C．青花瓷杯的密度约是
D．细棒对青花瓷杯的最大的压力是
【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
青花瓷杯排开水的体积为
此时水深为，水槽底面积为，则容器内水的体积为
容器内水的质量为
故A错误；
B．当杯口与水面相平时，水深，且水始终未溢出，瓷杯沉底，此时水深，则青花瓷杯最多可以装水的体积为
故B错误；
C．青花瓷杯的体积为
青花瓷杯的密度约是
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，此时细棒对青花瓷杯的压力最大，排开水的体积为
此时青花瓷杯受到的浮力为
此时细棒对青花瓷杯的压力为
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、，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，与切去部分的高度h的关系如图乙所示。则当时，A对水平地面的压力大小为 N；B的密度为 。
【答案】 7800 4×103
【详解】[1][2]由图乙可知，h=0时，p1=3.9×104Pa，A对地面的压力为
F1=p1SA=3.9×104Pa×0.2m2=7800Nh=0时，AB整体对地面的压力等于AB所受的重力，即
GA+GB=7800N
由图乙可知，h=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=2.5×104Pa，A对地面的压力为
F2=p2SA=2.5×104Pa×0.2m2=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，h=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=SBhB=0.1m2×0.7m=0.07m3
B的密度为
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m1。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m2。使金属块沉底并松手，如图丁所示，电子秤示数为m3。已知水杯的底面积为S， 水的密度为。下列判断正确的是（ ）
A．乙图中，水对杯底的压强为
B．丁图中，金属块受到的浮力为
C．金属块的密度为
D．丙图与乙图相比，水杯对电子秤增加的压力大于
【答案】C
【详解】A．水的重力为m1g，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，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，图丁中金属块也是完全浸没的，所以浮力与图丙中相同，为，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，金属块的密度
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，故D错误。
故选C。
12．（2024·宁夏·模拟预测）如图甲为水的密度在0～10℃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0～4℃范围内，水具有热胀冷缩的性质
B．温度等于4℃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0℃升高到4℃时，密度越来越大；由乙可知，当地的气温为-10℃，湖面已经结冰，图中最上面A处的水与冰面相接触，温度为0℃，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。
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k1和k2，则像k1的像距为 （选填“v1或“v2”）。若在图丙中k1和k2两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k1、“只有k2”或“k1和k2”）；
（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∧的像应是在图中的 （选填“A1”、“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a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）。
A．硬币成像在a处
B．硬币成像在b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 ① ② 虚 v2 k1和k2 A3 A
【详解】（1）[1]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）[2]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。
[3]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。
[4]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）[5]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k1和k2，k1是P面所成的像，k2是Q面所的像，根据像与物到平面镜的距离相等可知，像k1到P面的距离与蜡烛A到P面的距离相等，则像k1的像距为v2。
[6]平面镜成的像为光的反射，若在图丙中k1和k2两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k1和k2。
（4）[7]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A3位置。
（5）[8]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。
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。
（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 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）将透镜及蜡烛、光屏置于光具座上（如图丙）做成像实验，记录每次成实像的物距u，像距v，物像间距，绘出图丁（以f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L 。经“百度”发现，物理学中，有一个凸透镜成像的“新概念”：放大率，结合丙、丁两图，可知当物距时， 。
【答案】 10.0 B 右 大于 不小于4f 0.5
【详解】（1）[1]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B。
（5）[5]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u=2f时，物像间距L最小为4f，因此，要想成实像，蜡烛与光屏的间距应满足L不小于4f。
[6]由图丁可知，当物距u=f时，物像间距
L=4.5f
根据
v=L-u=4.5f-3f=1.5f
则放大率
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：
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 （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）[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，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。
[2]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][4]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。
[5]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）[6]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( )
A．A→B→C→D→E
B．C→B→A→D→E
C． E→D→C→B→A
D．D→E→C→B→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置观察，当左右移动塑料棒过程中，不符合实际情况一幅图是( )
A．B． C． D．
【答案】 D BC A
【详解】（1） [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，先后经历了u2f，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）[2]将光源移至30cm刻度处时，物距为
u=50cm-30cm=20cm>f
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
u=50cm-30cm=20cm>f
像距
v=90cm-50cm=40cm
此时
u+v=20cm+40cm=60cm=4f
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BC。
（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。
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。
（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 。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。
（4）在了解了该透镜的成像规律后，小红用长方形不透明纸盒、平面镜、该透镜设计制作了一个投影仪，其剖面图如图丁所示，平面镜与底面夹角为，平面镜的中心位于透镜的主光轴上，盒上方开一方形孔，将“F”光源按照图示方式朝下平放在方形孔上、中心与平面镜中心在一条竖直线上，若盒子高度h为，为保证在正对透镜前方的屏幕上能看到一个放大的投影，则盒子长度l的范围为 ，屏幕上所成的图像形状是 。（选填“ ”、“ ”或“ ”）
【答案】 凸 10 左 10cm【详解】（1）[1]由图甲可知，“实验”二字被放大了，透镜起放大作用，是放大镜，说明该透镜是凸透镜。
（2）[2]从折射点作法线，光从玻璃斜射入空气中，折射角大于入射角，如图所示：
（3）[3]由表中数据可知，第2次实验中物距和像距相等，成倒立等大的实像，此时
u=v=2f=20cm
凸透镜焦距
f=10cm
[4]由表中数据可知，物距是15cm，像距是30cm，图丙中，光屏到透镜的距离是30cm，如果“F”光源在25cm刻度处，光屏上成清晰的像，但是“F”光源在23cm刻度处，物距增大，像距减小，才能成清晰的像，所以光屏应适当向左移动，才能在光屏上得到清晰的像。
（4）[5]A点为光源的位置，根据平面镜成像的特点作出A点的像点A′点，为保证在正对透镜前方的屏幕上能看到一个放大的投影，物距大于1倍焦距小于2倍焦距，所以A′点到透镜距离大于10cm小于20cm，盒子长度l的范围为
10cm[6]根据平面镜成像的特点可知“F”光源在平面镜成的像形状是“”，经过凸透镜后成像的形状是“ ”。
07 测量密度实验 难点分析
18．（2024·重庆·一模）田田和花花同学想对未知物体的密度进行测量。
（1）她们将天平放在 ，游码移至标尺左端的“0”刻度线处，静止时指针偏向分度盘的右侧，调节 使指针对准分度盘中央刻度线；
（2）天平调平后，田田对食用油的密度进行了测量。
①如图甲所示，将食用油倒入烧杯中，用天平测出烧杯和食用油的总质量151.4g；
②如图乙所示，将烧杯中食用油倒入量筒中，测出这部分食用油的体积 mL；
③如图丙所示，用天平测出烧杯和剩余食用油的总质量113.4g；
④计算出这种食用油的密度是 ；若在进行上述②步骤时，量筒壁上沾有较多的食用油，则会使食用油密度的测量值 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（3）近日金价屡创新高，花花妈妈在网上购买了一枚金灿灿的手镯，花花看到后提出疑问，手镯是黄金的吗？他想到可以通过测量手镯的密度来进行判断。
①如图丁所示，将用细线系好的手镯（细线的体积、质量忽略不计）放入烧杯中，再缓慢倒入适量的水，在杯壁标记水位，天平的示数为；
②如图戊所示，从烧杯中取出手镯，再向烧杯中加水至标记处，天平的示数为；
③如图己所示，再次将手镯浸没在水中且不与烧杯接触，此时水位升高，天平的示数为；
④根据上述测量结果可以计算出手镯的密度为 （选用字母符号，，，表示）；若考虑手镯从水中取出时沾了水，会使手镯密度的测量值 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）；
⑤花花通过查阅资料得知纯金的密度是，通过正确的实验操作过程，测得以上手镯的密度明显小于纯金的密度，准备投诉商家，但雷老师指出手镯仍有可能是纯金的，你认为其原因是： 。
【答案】 水平位置 平衡螺母 40 0.95×103 偏大 偏小 手镯可能是空心的
【详解】（1）[1]天平使用时应放在水平工作台上。
[2]游码移至标尺左端的“0”刻度线处，静止时指针偏向分度盘的右侧，说明天平的右边质量较大，则应向左调节平衡螺母使指针对准分度盘中央刻度线。
（2）[3]由图乙得，量筒的分度值为1mL，量筒中食用油的体积
[4]依题意得，量筒中食用油的质量为
食用油的密度是
[5]若在进行上述②步骤时，量筒壁上沾有较多的食用油，导致测得的食用油的体积偏小，而质量测量准确，由得，食用油密度的测量值偏大。
（3）[6]依题意得，手镯排开水的质量为
由得，手镯排开的水的体积为
手镯浸没在水中，则手镯的体积
手镯的质量为
手镯的密度为
[7]若考虑手镯从水中取出时沾了水，测得的手镯的质量偏大，体积测量偏大，会使手镯密度的测量值偏小。
[8]若手镯是空心的，密度会比实心的密度小很多，实验中测得的手镯的密度明显小于纯金的密度，可能是因为手镯是空心的。
19．（2024·江苏无锡·一模）小明使用免洗洗手液时，发现洗手液流动性较差，粘度较高。小明对这种洗手液的密度进行了测量。
（1）实验前，将托盘天平放在 工作台上，游码移到标尺的“0”刻度线处，发现指针静止在如图甲所示位置，此时应将右端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，使天平平衡；
（2）将盛有适量洗手液的烧杯放在天平的左盘，天平重新平衡时，右盘所加砝码及游码位置如图乙所示，烧杯和洗手液的总质量为 g；将烧杯中的部分洗手液倒入量筒，测得烧杯和剩余洗手液的总质量为；经过一段时间后，观察到量筒内的液面如图丙所示，量筒内洗手液的体积是 mL，则洗手液的密度为 ；
（3）小华认为上述的测量方法会存在较大误差，原因是 ；
（4）小华回到家后利用电子秤、烧杯、细线和一个实心铝块等器材再次对洗手液的密度进行测量。具体做法如下：
①在烧杯中倒入适量洗手液放置在电子秤上，如图丁所示；
②将系好细线的铝块缓缓浸没到洗手液中保持静止，洗手液未溢出，如图戊所示；
③将铝块缓慢沉底后松开细线，如图己所示，则这次测得洗手液的密度为 。（，不计细线质量，细线和铝块均不吸收洗手液）
【答案】 水平 右 72.4 2 1 洗手液较为粘稠，粘在量筒壁上，会导致所测的体积偏小，密度偏大 0.9
【详解】（1）[1][2]实验前，需要将托盘天平放在水平台面上；由图可知，指针左偏，说明左边偏重，需要将平衡螺母向右调节，使天平平衡。
（2）[3][4][5]由图可知，烧杯和洗手液的总质量
m1=50g+20g+2.4g=72.4g
则倒入量筒的洗手液的质量
m=m1-m2=72.4g-42.4g=30g
该量筒一大格为10mL，一大格有5小格，则一小格为2mL，即量筒的分度值为2mL，则其读数V=30cm3，则这种洗手液的密度
（3）[6]上述的测量方法会存在较大误差，原因是洗手液较为粘稠，粘在量筒壁上，会导致所测的体积偏小，密度偏大。
（4）[7]由图可得，铝块质量
m铝=271g-190g=81g
则铝块的体积
由题意可知
F浮=G-F
且
F=F乙-F戊
联立可得
F浮=(0.217kg-0.19kg)×10N/kg=0.27N
根据阿基米德原理可知，洗手液的密度
20．（2023·辽宁丹东·中考真题）小潘和小明想知道鸭绿江水的密度。
（1）小潘利用天平和量筒进行了如下实验：
①将天平放在 桌面上，游码移到标尺左端零刻度线处，此时指针位置如图甲所示，向 调节平衡螺母，直到天平平衡；
②向烧杯中倒入适量鸭绿江水，将装有江水的烧杯放在已调平的天平左盘，向右盘中加减砝码并调节游码，天平再次平衡后，右盘中砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示，则江水和烧杯的总质量为 g；
③将烧杯中的江水倒入量筒中一部分，如图丙所示，则量筒中江水的体积为 cm3；
④用天平测出剩余江水和烧杯的总质量为53.2g，则所测江水的密度为 kg/m3；
⑤在把烧杯中的江水倒入量筒中时，如果有几滴江水滴到桌面上，会导致所测江水密度值 （选填“偏大”或“偏小”）。
（2）在没有天平的条件下，小明使用不吸水的木块（已知木块的密度为ρ木）、细钢针和量筒，进行了如图丁所示的实验：
①向量筒中倒入适量的江水，体积记为V1；
②将木块轻轻放入量筒中，当木块静止时，液面对应的体积记为V2；
③用细钢针将木块压入江水中，使其浸没，静止时液面对应的体积记为V3；
④鸭绿江水密度的表达式ρ＝ 。（用V1、V2、V3和ρ木表示）
【答案】 水平 右 93.6 40 1.01×103 偏大
【详解】（1）①[1][2]将天平放在水平桌面上，游码移到标尺左端零刻度线处，此时指针偏左，说明右盘偏轻，所以应向右调节平衡螺母，直到天平平衡。
②[3]由图乙可知，江水和烧杯的总质量为
50g+20 g+20g+3.6g=93.6g
③[4]图丙中量筒的分度值为2mL，读出量筒中江水的体积为40mL=40cm3 。
④[5]由题意得，量筒中江水的质量
m=93.6g-53.2 g=40.4g
江水的密度
⑤[6]在把烧杯中的江水倒入量筒中时，如果有几滴江水滴到桌面上，会导致量筒中江水的体积测量的偏小，又因为烧杯中的江水倒出的江水的质量是一定的，由密度公式可知，所测江水密度值偏大。
（2）[7]④由题意可知，木块的体积为V3-V1，则木块的重力
G木=m木g=ρ木(V3-V1) g
由步骤②可知木块漂浮时，木块排开水的体积为V2-V1，木块受到的浮力
F浮=ρgV排=ρg(V2-V1)
根据漂浮的条件可知，F浮=G木，即
ρ木(V3-V1) g=ρg(V2-V1)
解得。
21．（2023·辽宁朝阳·中考真题）某实验小组的同学利用天平和量筒等器材测量一块玉石的密度。
（1）把天平放在水平桌面上，将游码调到标尺左端 处，发现指针偏向分度盘的左侧，此时应向 旋动平衡螺母，使横梁在水平位置平衡；
（2）将玉石放在天平的左盘中，向右盘中加减砝码并调节游码直到横梁恢复在水平位置平衡。此时，右盘中的砝码和游码的位置如图甲所示，则玉石的质量是 g；
（3）向量筒中加入50mL的水，将玉石浸没在水中，液面的位置如图乙所示，则玉石的密度是 kg/m3；
（4）同组的同学认为不用砝码，使用天平、两个相同的烧杯、量筒和水（水的密度用ρ水表示）等器材也能测出玉石的密度。请将实验步骤补充完整：
①在两个相同的烧杯中装入等量的水，分别放在已经调平的天平左右两盘中，如图丙所示；
②将拴好细线的玉石缓慢浸没在左盘烧杯的水中（不接触烧杯底），用量筒向右盘的烧杯中加水直到横梁在水平位置恢复平衡，记录加水的体积为V1，如图丁所示；实验序号
物距u/cm
像距v/cm
像的虚实
1
30
15
实像
2
20
20
实像
3
15
30
实像
4
6
虚像
实验序号
物距
像距
像的性质
1
30
15
倒立、缩小的像
2
20
20
倒立、等大的像
3
15
30
倒立、放大的像
光的反射、平面镜成像、光的折射动态问题分析；
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
一、凸透镜动态成像分析
1. 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) →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.
(1)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；
(2)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、砝码磨损、物码颠倒、砝码生锈 →质量测量不准确；
②量筒读数仰视、俯视→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 →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 知：①所测m ↑(或V↓)→p个；②所测m↓(或V↑)→p↓
四、特殊方法测固体密度
1. 有量筒、有天平(缺砝码)测固体密度：缺砝码→无法测质量→等效替代法→用天平测出与物体等 质量的水→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→无法测体积→等体积法→烧杯中所加水的体积等于物体 的体积→利用水的质量差算出加入水的体积，进而算出物体的体积→计算物体的密度.
3. 有量筒、无天平测量固体密度：缺天平→无法测质量→浮力法→物体漂浮时所受浮力大小等于重 力→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G₀ →弹簧测力计拉着物体浸没在水中示数为F拉→ 物体所受浮力F浮=G₀-F拉→排开水的体积等于物体体积→根据Fm=ρ液gV排计算体积→计算物体密度；
②漂浮法：物体漂浮时F浮=G→F浮=ρ液gV排→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→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)→计算物体密度.
五、特殊方法测液体密度
1. 有量筒、有天平(无砝码):缺砝码→无法测质量→等效替代法→左右两烧杯质量相等→待测液体密度.
2. 有天平、无量筒：缺量筒 →无法测体积→等效替代法→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 →无法测质量→浮力法→控制容器在水中排开水的体积相同→漂浮时浮
力大小等于重力→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→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)→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=G物=F浮液→列等式计算.
目录：
01 光的反射、平面镜成像、光的折射动态问题
02 凸透镜成像规律
03 密度的综合分析（选填题）
04 平面镜成像实验
05 凸透镜成像实验
06 平面镜成像、凸透镜成像综合实验
07 测量密度实验 难点分析
08 光学、密度综合能力（信息）题
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S0；S′在水平的平面镜中成的像为S″，而S0 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，S0、S′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（ ）
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O顺时针转过一定角度（＜90°）
⑤只将平面镜绕入射点O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B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B处，故③可行；
④如果平面镜绕入射点O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B处，故④可行；
⑤如果只将平面镜绕入射点O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。
（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B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θ；
（2）为使B处的光点移至C处，则应使水槽中的水量增加，若BC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DE方向传播，则激光笔照射的方向应满足的条件是平行于DE，且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区 （选填“①”“②”或“③”）内。
【答案】 小于 ②
【详解】（1）[1]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θ。
（2）[2]因入射角和折射角都不变，且折射角大于入射角，要使B处的光点向上移到C处，则应使水槽中的水量增加；若BC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
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（ ）
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
f=40.0cm-30.0cm=10.0cm
故A错误；
B．图乙中，物距为
u=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
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。
03 密度的综合分析（选填题）
6．（2023·山东菏泽·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h0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h1，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h2，已知水的密度为ρ0。则所制作的浮沉子（ ）
A．质量为ρ0(h1-h2)SB．质量为ρ0(h2-h0)S
C．材料的密度为 D．材料的密度为
【答案】D
【详解】AB．浮沉子放入前，水的体积为
V水=h0S
浮沉子悬浮后，总体积为
V浮沉子+水=h1S
则排开水的体积和浮沉子体积相等，即
V排=V浮沉子=V浮沉子+水-V水=h1S-h0S=(h1-h0)S
依据阿基米德原理可得
F浮=ρ水V排g=ρ水(h1-h0)Sg
由浮沉条件可知，悬浮时，F浮=G浮沉子，则浮沉子的质量
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排′=(h2-h0)S=V浮沉子
依据密度公式可得，浮沉子材料的密度
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总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V＝100cm3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ρ液，杯子的质量为m0，由题意和图像可知，原来已装有液体的体积V0＝50cm3，液体和杯子的总质量为90g，由可得
ρ液V0+m0＝90g
即
ρ液×50cm3+m0＝90g﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
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
ρ液V0+ρ液V1+m0＝250g
即
ρ液×50cm3+ρ液×200cm3+m0＝250g﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
②﹣①得
ρ液×200cm3＝160g
解得ρ液＝0.8g/cm3；将ρ液＝0.8g/cm3代入①，解得杯子质量m0＝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
V容＝50cm3+200cm3＝250cm3＝250mL
故C错误；
D．杯子内原有50cm3的某种液体，再流入V′＝100cm3液体时，杯内液体总体积为
V总液＝V0+V′＝50cm3+100cm3＝150cm3
由得此时液体总质量为
m总液＝ρ液V总液＝0.8g/cm3×150cm3＝120g
则此时杯子和液体的总质量为
m总＝m0+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O均匀地顺时针旋转，每转一周所用时间，在距桶上边缘处有一水龙头，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，，水的密度为，已知球的体积公式为，则当第一颗水滴恰好进入圆桶开始算起，内滴入桶内的水的质量是（结果保留1位小数）（ ）
A．3.1gB．4.7gC．9.4gD．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
水滴下落的路程为60cm=0.6m，水滴下落的平均速度
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
每滴水的质量
桶顺时针转动，每转一周所用时间t=3.2s所以到达下一个圆孔的时间为
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1min内滴入桶内的总水滴数是
内滴入桶内的水的质量是
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，将底面积为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；用细棒缓慢向下压杯，当杯口与水面相平时，水深，且水始终未溢出；再向下压青花瓷杯，瓷杯沉底，此时水深。已知水的密度，g取。关于此过程，下列说法正确的是（ ）
A．容器内水的质量是
B．青花瓷杯最多可以装的水
C．青花瓷杯的密度约是
D．细棒对青花瓷杯的最大的压力是
【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
青花瓷杯排开水的体积为
此时水深为，水槽底面积为，则容器内水的体积为
容器内水的质量为
故A错误；
B．当杯口与水面相平时，水深，且水始终未溢出，瓷杯沉底，此时水深，则青花瓷杯最多可以装水的体积为
故B错误；
C．青花瓷杯的体积为
青花瓷杯的密度约是
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，此时细棒对青花瓷杯的压力最大，排开水的体积为
此时青花瓷杯受到的浮力为
此时细棒对青花瓷杯的压力为
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、，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，与切去部分的高度h的关系如图乙所示。则当时，A对水平地面的压力大小为 N；B的密度为 。
【答案】 7800 4×103
【详解】[1][2]由图乙可知，h=0时，p1=3.9×104Pa，A对地面的压力为
F1=p1SA=3.9×104Pa×0.2m2=7800Nh=0时，AB整体对地面的压力等于AB所受的重力，即
GA+GB=7800N
由图乙可知，h=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=2.5×104Pa，A对地面的压力为
F2=p2SA=2.5×104Pa×0.2m2=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，h=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=SBhB=0.1m2×0.7m=0.07m3
B的密度为
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m1。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m2。使金属块沉底并松手，如图丁所示，电子秤示数为m3。已知水杯的底面积为S， 水的密度为。下列判断正确的是（ ）
A．乙图中，水对杯底的压强为
B．丁图中，金属块受到的浮力为
C．金属块的密度为
D．丙图与乙图相比，水杯对电子秤增加的压力大于
【答案】C
【详解】A．水的重力为m1g，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，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，图丁中金属块也是完全浸没的，所以浮力与图丙中相同，为，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，金属块的密度
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，故D错误。
故选C。
12．（2024·宁夏·模拟预测）如图甲为水的密度在0～10℃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0～4℃范围内，水具有热胀冷缩的性质
B．温度等于4℃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0℃升高到4℃时，密度越来越大；由乙可知，当地的气温为-10℃，湖面已经结冰，图中最上面A处的水与冰面相接触，温度为0℃，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。
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k1和k2，则像k1的像距为 （选填“v1或“v2”）。若在图丙中k1和k2两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k1、“只有k2”或“k1和k2”）；
（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∧的像应是在图中的 （选填“A1”、“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a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）。
A．硬币成像在a处
B．硬币成像在b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 ① ② 虚 v2 k1和k2 A3 A
【详解】（1）[1]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）[2]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。
[3]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。
[4]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）[5]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k1和k2，k1是P面所成的像，k2是Q面所的像，根据像与物到平面镜的距离相等可知，像k1到P面的距离与蜡烛A到P面的距离相等，则像k1的像距为v2。
[6]平面镜成的像为光的反射，若在图丙中k1和k2两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k1和k2。
（4）[7]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A3位置。
（5）[8]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。
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。
（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 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）将透镜及蜡烛、光屏置于光具座上（如图丙）做成像实验，记录每次成实像的物距u，像距v，物像间距，绘出图丁（以f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L 。经“百度”发现，物理学中，有一个凸透镜成像的“新概念”：放大率，结合丙、丁两图，可知当物距时， 。
【答案】 10.0 B 右 大于 不小于4f 0.5
【详解】（1）[1]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B。
（5）[5]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u=2f时，物像间距L最小为4f，因此，要想成实像，蜡烛与光屏的间距应满足L不小于4f。
[6]由图丁可知，当物距u=f时，物像间距
L=4.5f
根据
v=L-u=4.5f-3f=1.5f
则放大率
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：
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 （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）[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，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。
[2]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][4]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。
[5]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）[6]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( )
A．A→B→C→D→E
B．C→B→A→D→E
C． E→D→C→B→A
D．D→E→C→B→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置观察，当左右移动塑料棒过程中，不符合实际情况一幅图是( )
A．B． C． D．
【答案】 D BC A
【详解】（1） [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，先后经历了u
故选D。
（2）[2]将光源移至30cm刻度处时，物距为
u=50cm-30cm=20cm>f
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
u=50cm-30cm=20cm>f
像距
v=90cm-50cm=40cm
此时
u+v=20cm+40cm=60cm=4f
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BC。
（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。
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。
（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 。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。
（4）在了解了该透镜的成像规律后，小红用长方形不透明纸盒、平面镜、该透镜设计制作了一个投影仪，其剖面图如图丁所示，平面镜与底面夹角为，平面镜的中心位于透镜的主光轴上，盒上方开一方形孔，将“F”光源按照图示方式朝下平放在方形孔上、中心与平面镜中心在一条竖直线上，若盒子高度h为，为保证在正对透镜前方的屏幕上能看到一个放大的投影，则盒子长度l的范围为 ，屏幕上所成的图像形状是 。（选填“ ”、“ ”或“ ”）
【答案】 凸 10 左 10cm
（2）[2]从折射点作法线，光从玻璃斜射入空气中，折射角大于入射角，如图所示：
（3）[3]由表中数据可知，第2次实验中物距和像距相等，成倒立等大的实像，此时
u=v=2f=20cm
凸透镜焦距
f=10cm
[4]由表中数据可知，物距是15cm，像距是30cm，图丙中，光屏到透镜的距离是30cm，如果“F”光源在25cm刻度处，光屏上成清晰的像，但是“F”光源在23cm刻度处，物距增大，像距减小，才能成清晰的像，所以光屏应适当向左移动，才能在光屏上得到清晰的像。
（4）[5]A点为光源的位置，根据平面镜成像的特点作出A点的像点A′点，为保证在正对透镜前方的屏幕上能看到一个放大的投影，物距大于1倍焦距小于2倍焦距，所以A′点到透镜距离大于10cm小于20cm，盒子长度l的范围为
10cm
07 测量密度实验 难点分析
18．（2024·重庆·一模）田田和花花同学想对未知物体的密度进行测量。
（1）她们将天平放在 ，游码移至标尺左端的“0”刻度线处，静止时指针偏向分度盘的右侧，调节 使指针对准分度盘中央刻度线；
（2）天平调平后，田田对食用油的密度进行了测量。
①如图甲所示，将食用油倒入烧杯中，用天平测出烧杯和食用油的总质量151.4g；
②如图乙所示，将烧杯中食用油倒入量筒中，测出这部分食用油的体积 mL；
③如图丙所示，用天平测出烧杯和剩余食用油的总质量113.4g；
④计算出这种食用油的密度是 ；若在进行上述②步骤时，量筒壁上沾有较多的食用油，则会使食用油密度的测量值 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（3）近日金价屡创新高，花花妈妈在网上购买了一枚金灿灿的手镯，花花看到后提出疑问，手镯是黄金的吗？他想到可以通过测量手镯的密度来进行判断。
①如图丁所示，将用细线系好的手镯（细线的体积、质量忽略不计）放入烧杯中，再缓慢倒入适量的水，在杯壁标记水位，天平的示数为；
②如图戊所示，从烧杯中取出手镯，再向烧杯中加水至标记处，天平的示数为；
③如图己所示，再次将手镯浸没在水中且不与烧杯接触，此时水位升高，天平的示数为；
④根据上述测量结果可以计算出手镯的密度为 （选用字母符号，，，表示）；若考虑手镯从水中取出时沾了水，会使手镯密度的测量值 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）；
⑤花花通过查阅资料得知纯金的密度是，通过正确的实验操作过程，测得以上手镯的密度明显小于纯金的密度，准备投诉商家，但雷老师指出手镯仍有可能是纯金的，你认为其原因是： 。
【答案】 水平位置 平衡螺母 40 0.95×103 偏大 偏小 手镯可能是空心的
【详解】（1）[1]天平使用时应放在水平工作台上。
[2]游码移至标尺左端的“0”刻度线处，静止时指针偏向分度盘的右侧，说明天平的右边质量较大，则应向左调节平衡螺母使指针对准分度盘中央刻度线。
（2）[3]由图乙得，量筒的分度值为1mL，量筒中食用油的体积
[4]依题意得，量筒中食用油的质量为
食用油的密度是
[5]若在进行上述②步骤时，量筒壁上沾有较多的食用油，导致测得的食用油的体积偏小，而质量测量准确，由得，食用油密度的测量值偏大。
（3）[6]依题意得，手镯排开水的质量为
由得，手镯排开的水的体积为
手镯浸没在水中，则手镯的体积
手镯的质量为
手镯的密度为
[7]若考虑手镯从水中取出时沾了水，测得的手镯的质量偏大，体积测量偏大，会使手镯密度的测量值偏小。
[8]若手镯是空心的，密度会比实心的密度小很多，实验中测得的手镯的密度明显小于纯金的密度，可能是因为手镯是空心的。
19．（2024·江苏无锡·一模）小明使用免洗洗手液时，发现洗手液流动性较差，粘度较高。小明对这种洗手液的密度进行了测量。
（1）实验前，将托盘天平放在 工作台上，游码移到标尺的“0”刻度线处，发现指针静止在如图甲所示位置，此时应将右端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，使天平平衡；
（2）将盛有适量洗手液的烧杯放在天平的左盘，天平重新平衡时，右盘所加砝码及游码位置如图乙所示，烧杯和洗手液的总质量为 g；将烧杯中的部分洗手液倒入量筒，测得烧杯和剩余洗手液的总质量为；经过一段时间后，观察到量筒内的液面如图丙所示，量筒内洗手液的体积是 mL，则洗手液的密度为 ；
（3）小华认为上述的测量方法会存在较大误差，原因是 ；
（4）小华回到家后利用电子秤、烧杯、细线和一个实心铝块等器材再次对洗手液的密度进行测量。具体做法如下：
①在烧杯中倒入适量洗手液放置在电子秤上，如图丁所示；
②将系好细线的铝块缓缓浸没到洗手液中保持静止，洗手液未溢出，如图戊所示；
③将铝块缓慢沉底后松开细线，如图己所示，则这次测得洗手液的密度为 。（，不计细线质量，细线和铝块均不吸收洗手液）
【答案】 水平 右 72.4 2 1 洗手液较为粘稠，粘在量筒壁上，会导致所测的体积偏小，密度偏大 0.9
【详解】（1）[1][2]实验前，需要将托盘天平放在水平台面上；由图可知，指针左偏，说明左边偏重，需要将平衡螺母向右调节，使天平平衡。
（2）[3][4][5]由图可知，烧杯和洗手液的总质量
m1=50g+20g+2.4g=72.4g
则倒入量筒的洗手液的质量
m=m1-m2=72.4g-42.4g=30g
该量筒一大格为10mL，一大格有5小格，则一小格为2mL，即量筒的分度值为2mL，则其读数V=30cm3，则这种洗手液的密度
（3）[6]上述的测量方法会存在较大误差，原因是洗手液较为粘稠，粘在量筒壁上，会导致所测的体积偏小，密度偏大。
（4）[7]由图可得，铝块质量
m铝=271g-190g=81g
则铝块的体积
由题意可知
F浮=G-F
且
F=F乙-F戊
联立可得
F浮=(0.217kg-0.19kg)×10N/kg=0.27N
根据阿基米德原理可知，洗手液的密度
20．（2023·辽宁丹东·中考真题）小潘和小明想知道鸭绿江水的密度。
（1）小潘利用天平和量筒进行了如下实验：
①将天平放在 桌面上，游码移到标尺左端零刻度线处，此时指针位置如图甲所示，向 调节平衡螺母，直到天平平衡；
②向烧杯中倒入适量鸭绿江水，将装有江水的烧杯放在已调平的天平左盘，向右盘中加减砝码并调节游码，天平再次平衡后，右盘中砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示，则江水和烧杯的总质量为 g；
③将烧杯中的江水倒入量筒中一部分，如图丙所示，则量筒中江水的体积为 cm3；
④用天平测出剩余江水和烧杯的总质量为53.2g，则所测江水的密度为 kg/m3；
⑤在把烧杯中的江水倒入量筒中时，如果有几滴江水滴到桌面上，会导致所测江水密度值 （选填“偏大”或“偏小”）。
（2）在没有天平的条件下，小明使用不吸水的木块（已知木块的密度为ρ木）、细钢针和量筒，进行了如图丁所示的实验：
①向量筒中倒入适量的江水，体积记为V1；
②将木块轻轻放入量筒中，当木块静止时，液面对应的体积记为V2；
③用细钢针将木块压入江水中，使其浸没，静止时液面对应的体积记为V3；
④鸭绿江水密度的表达式ρ＝ 。（用V1、V2、V3和ρ木表示）
【答案】 水平 右 93.6 40 1.01×103 偏大
【详解】（1）①[1][2]将天平放在水平桌面上，游码移到标尺左端零刻度线处，此时指针偏左，说明右盘偏轻，所以应向右调节平衡螺母，直到天平平衡。
②[3]由图乙可知，江水和烧杯的总质量为
50g+20 g+20g+3.6g=93.6g
③[4]图丙中量筒的分度值为2mL，读出量筒中江水的体积为40mL=40cm3 。
④[5]由题意得，量筒中江水的质量
m=93.6g-53.2 g=40.4g
江水的密度
⑤[6]在把烧杯中的江水倒入量筒中时，如果有几滴江水滴到桌面上，会导致量筒中江水的体积测量的偏小，又因为烧杯中的江水倒出的江水的质量是一定的，由密度公式可知，所测江水密度值偏大。
（2）[7]④由题意可知，木块的体积为V3-V1，则木块的重力
G木=m木g=ρ木(V3-V1) g
由步骤②可知木块漂浮时，木块排开水的体积为V2-V1，木块受到的浮力
F浮=ρgV排=ρg(V2-V1)
根据漂浮的条件可知，F浮=G木，即
ρ木(V3-V1) g=ρg(V2-V1)
解得。
21．（2023·辽宁朝阳·中考真题）某实验小组的同学利用天平和量筒等器材测量一块玉石的密度。
（1）把天平放在水平桌面上，将游码调到标尺左端 处，发现指针偏向分度盘的左侧，此时应向 旋动平衡螺母，使横梁在水平位置平衡；
（2）将玉石放在天平的左盘中，向右盘中加减砝码并调节游码直到横梁恢复在水平位置平衡。此时，右盘中的砝码和游码的位置如图甲所示，则玉石的质量是 g；
（3）向量筒中加入50mL的水，将玉石浸没在水中，液面的位置如图乙所示，则玉石的密度是 kg/m3；
（4）同组的同学认为不用砝码，使用天平、两个相同的烧杯、量筒和水（水的密度用ρ水表示）等器材也能测出玉石的密度。请将实验步骤补充完整：
①在两个相同的烧杯中装入等量的水，分别放在已经调平的天平左右两盘中，如图丙所示；
②将拴好细线的玉石缓慢浸没在左盘烧杯的水中（不接触烧杯底），用量筒向右盘的烧杯中加水直到横梁在水平位置恢复平衡，记录加水的体积为V1，如图丁所示；实验序号
物距u/cm
像距v/cm
像的虚实
1
30
15
实像
2
20
20
实像
3
15
30
实像
4
6
虚像
实验序号
物距
像距
像的性质
1
30
15
倒立、缩小的像
2
20
20
倒立、等大的像
3
15
30
倒立、放大的像
相关试卷
2024年中考物理冲刺（全国通用）压轴题09 压强与浮力实验题（原卷版+解析版）： 这是一份2024年中考物理冲刺（全国通用）压轴题09 压强与浮力实验题（原卷版+解析版），文件包含压轴题09压强与浮力实验题原卷版docx、压轴题09压强与浮力实验题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共68页， 欢迎下载使用。
2024年中考物理冲刺（全国通用）压轴题08 压强与浮力选填题（原卷版+解析版）： 这是一份2024年中考物理冲刺（全国通用）压轴题08 压强与浮力选填题（原卷版+解析版），文件包含压轴题08压强与浮力选填题原卷版docx、压轴题08压强与浮力选填题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共39页， 欢迎下载使用。
2024年中考物理冲刺（全国通用）压轴题06 其他电学实验综合（原卷版+解析版）： 这是一份2024年中考物理冲刺（全国通用）压轴题06 其他电学实验综合（原卷版+解析版），文件包含压轴题06其他电学实验综合原卷版docx、压轴题06其他电学实验综合解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共55页， 欢迎下载使用。
