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20. 如图所示,某同学在探究凸透镜成像规律实验中,他将焦距为10 cm的凸透镜A固定在光具座50 cm刻度线处,蜡烛放置在20 cm刻度线处时,移动光屏可得到一个清晰倒立的、
缩小
(放大/等大/缩小)的实像;该同学又在蜡烛与凸透镜之间靠近凸透镜处,放置一近视镜片,为了使光屏上再次呈现烛焰清晰的像,应将光屏沿着光具座向右
(左/右)移动.答案
20.缩小 右
解析
【分析】首先确定凸透镜的焦距和物距，依据凸透镜成像规律判断像的性质；再根据近视镜片（凹透镜）对光线的发散作用，分析像的位置变化，进而确定光屏的移动方向。
【解析】已知凸透镜焦距$ f=10\ \mathrm{cm} $，凸透镜固定在50 cm刻度线处，蜡烛在20 cm刻度线处，因此物距$ u=50\ \mathrm{cm}-20\ \mathrm{cm}=30\ \mathrm{cm} $。由于$ u＞2f $（$ 2f=20\ \mathrm{cm} $），根据凸透镜成像规律，当物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像。近视镜片是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，会使原本会聚的光线延后会聚，导致像距变大，因此要再次呈现清晰的像，需将光屏向右移动。
【答案】缩小；右
【知识点】凸透镜成像规律、凹透镜的光学作用
【点评】本题考查凸透镜成像规律的应用及近视镜片的光学原理，属于基础题型，牢记相关规律即可顺利解答。
【难度系数】0.7
【解析】已知凸透镜焦距$ f=10\ \mathrm{cm} $，凸透镜固定在50 cm刻度线处，蜡烛在20 cm刻度线处，因此物距$ u=50\ \mathrm{cm}-20\ \mathrm{cm}=30\ \mathrm{cm} $。由于$ u＞2f $（$ 2f=20\ \mathrm{cm} $），根据凸透镜成像规律，当物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像。近视镜片是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，会使原本会聚的光线延后会聚，导致像距变大，因此要再次呈现清晰的像，需将光屏向右移动。
【答案】缩小；右
【知识点】凸透镜成像规律、凹透镜的光学作用
【点评】本题考查凸透镜成像规律的应用及近视镜片的光学原理，属于基础题型，牢记相关规律即可顺利解答。
【难度系数】0.7
三、解答题
21. 根据平面镜成像特点，作出物体AB在平面镜中的像$A'B'$.
21. 根据平面镜成像特点，作出物体AB在平面镜中的像$A'B'$.
答案
解：
1. 分别过物体AB的两个端点A、B向平面镜作垂线，将垂线沿镜面另一侧延长，在延长线上分别取点A'、B'，使A'到平面镜的距离与A到平面镜的距离相等，B'到平面镜的距离与B到平面镜的距离相等，得到A、B对应的像点。
2. 用虚线连接A'、B'，所得的虚线段A'B'即为物体AB在平面镜中的像。
1. 分别过物体AB的两个端点A、B向平面镜作垂线，将垂线沿镜面另一侧延长，在延长线上分别取点A'、B'，使A'到平面镜的距离与A到平面镜的距离相等，B'到平面镜的距离与B到平面镜的距离相等，得到A、B对应的像点。
2. 用虚线连接A'、B'，所得的虚线段A'B'即为物体AB在平面镜中的像。
解析
【分析】要作出物体AB在平面镜中的像，需依据平面镜成像“像与物关于镜面对称”的特点，采用对称法作图：先确定物体两个端点A、B关于平面镜的对称点，再连接对称点得到像，且像需用虚线表示。具体思路：①对A、B两点分别作平面镜的垂线，延长垂线；②在镜后延长线上取与A、B等距的点A'、B'；③用虚线连接A'、B'，即为所求像。
【解析】1. 分别过物体AB的端点A、B向平面镜作垂线，将垂线向平面镜另一侧延长，在延长线上分别取点A'、B'，使A'到平面镜的距离等于A到平面镜的距离，B'到平面镜的距离等于B到平面镜的距离，得到A、B对应的像点；2. 用虚线连接A'、B'，所得的虚线段A'B'就是物体AB在平面镜中的像。
【答案】过A、B两点分别作平面镜的垂线，延长垂线并在镜后取A'、B'，使A'、B'到平面镜的距离分别等于A、B到平面镜的距离，用虚线连接A'、B'，得到的虚线段A'B'即为物体AB在平面镜中的像。
【知识点】平面镜成像作图；平面镜成像特点
【点评】本题是光学基础作图题，核心考查平面镜成像特点的应用，要求掌握对称法作图的规范，属于学生需熟练掌握的基础考点。
【难度系数】0.7
【解析】1. 分别过物体AB的端点A、B向平面镜作垂线，将垂线向平面镜另一侧延长，在延长线上分别取点A'、B'，使A'到平面镜的距离等于A到平面镜的距离，B'到平面镜的距离等于B到平面镜的距离，得到A、B对应的像点；2. 用虚线连接A'、B'，所得的虚线段A'B'就是物体AB在平面镜中的像。
【答案】过A、B两点分别作平面镜的垂线，延长垂线并在镜后取A'、B'，使A'、B'到平面镜的距离分别等于A、B到平面镜的距离，用虚线连接A'、B'，得到的虚线段A'B'即为物体AB在平面镜中的像。
【知识点】平面镜成像作图；平面镜成像特点
【点评】本题是光学基础作图题，核心考查平面镜成像特点的应用，要求掌握对称法作图的规范，属于学生需熟练掌握的基础考点。
【难度系数】0.7
22.“猴子捞月”的故事同学们耳熟能详.如图所示,若猴子的眼睛用点A表示,空中的月亮用点B表示,请画出猴子看见水中月亮的光路图,并保留必要的作图痕迹.
答案
22.如图所示
解析
【分析】
要画出猴子看见水中月亮的光路图，需利用平面镜成像的原理（光的反射）。解题思路为：1. 根据平面镜成像特点，作出空中月亮B关于水面的虚像B'；2. 连接猴子的眼睛A和像点B'，该线与水面的交点即为入射点（反射点）；3. 连接B与入射点得到入射光线，连接入射点与A得到反射光线，在光线上标注箭头表示光的传播方向，保留必要作图痕迹（如像的辅助线等）。
【解析】
1. 作月亮B关于水面的对称点B'（虚像，用虚线表示）；
2. 连接点A与B'，与水面交于点O（入射点）；
3. 连接B和O，得到入射光线，箭头方向为从B指向O；
4. 连接O和A，得到反射光线，箭头方向为从O指向A，完成光路图。
【答案】
【知识点】
平面镜成像、光的反射
【点评】
本题结合经典故事考查光学作图，需掌握平面镜成像规律与光的反射规律，是光学基础题型，注重知识应用。
【难度系数】
0.5
要画出猴子看见水中月亮的光路图，需利用平面镜成像的原理（光的反射）。解题思路为：1. 根据平面镜成像特点，作出空中月亮B关于水面的虚像B'；2. 连接猴子的眼睛A和像点B'，该线与水面的交点即为入射点（反射点）；3. 连接B与入射点得到入射光线，连接入射点与A得到反射光线，在光线上标注箭头表示光的传播方向，保留必要作图痕迹（如像的辅助线等）。
【解析】
1. 作月亮B关于水面的对称点B'（虚像，用虚线表示）；
2. 连接点A与B'，与水面交于点O（入射点）；
3. 连接B和O，得到入射光线，箭头方向为从B指向O；
4. 连接O和A，得到反射光线，箭头方向为从O指向A，完成光路图。
【答案】
【知识点】
平面镜成像、光的反射
【点评】
本题结合经典故事考查光学作图，需掌握平面镜成像规律与光的反射规律，是光学基础题型，注重知识应用。
【难度系数】
0.5
23. 如图所示,一条平行于凸透镜主光轴$CC'$的入射光线经透镜折射后入射于平面镜上的N点(平面镜与主光轴平行),经平面镜反射后与主光轴$CC'$相交于B点,过N点作平面镜的法线与主光轴$CC'$相交于A点,O点为凸透镜的光心.
(1) 请在图中画出这条光线经凸透镜折射前和折射后的光路图.
(2) 若$OA=4\ \mathrm{cm},AB=1.5\ \mathrm{cm}$,则凸透镜的焦距$f=$
(1) 请在图中画出这条光线经凸透镜折射前和折射后的光路图.
(2) 若$OA=4\ \mathrm{cm},AB=1.5\ \mathrm{cm}$,则凸透镜的焦距$f=$
2.5
cm.答案
23.(1)光路图如图所示
(2)2.5解析
【分析】
本题分为两小问，第一问需绘制光路图，第二问计算凸透镜焦距。解题思路：① 利用凸透镜的特殊光线规律，平行于主光轴的入射光线经折射后过焦点，据此画出折射光线；② 平面镜反射遵循反射定律，结合几何关系，凸透镜的焦距是焦点到光心的距离，通过已知线段长度的关系即可求出焦距。
【解析】
(1) 光路图绘制：平行于凸透镜主光轴的入射光线，经透镜折射后，折射光线过凸透镜的焦点F，连接透镜入射点与F，即为折射光线；平面镜反射部分，根据反射角等于入射角，结合图中标注的角度完成反射光路，最终光路图与参考一致。
(2) 焦距计算：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，焦点F到光心O的距离为焦距f。由几何关系得：$OF = OA - AB$，已知$OA=4\ \mathrm{cm}$，$AB=1.5\ \mathrm{cm}$，代入得$f=4\ \mathrm{cm}-1.5\ \mathrm{cm}=2.5\ \mathrm{cm}$。
【答案】
(1) 光路图如图所示；(2) 2.5
【知识点】
凸透镜特殊光线、平面镜反射、焦距计算
【点评】
本题结合凸透镜与平面镜的光学性质，考查特殊光线的应用和几何线段计算，需掌握凸透镜平行光线的折射规律及平面镜反射特点，是初中光学的典型综合题，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题分为两小问，第一问需绘制光路图，第二问计算凸透镜焦距。解题思路：① 利用凸透镜的特殊光线规律，平行于主光轴的入射光线经折射后过焦点，据此画出折射光线；② 平面镜反射遵循反射定律，结合几何关系，凸透镜的焦距是焦点到光心的距离，通过已知线段长度的关系即可求出焦距。
【解析】
(1) 光路图绘制：平行于凸透镜主光轴的入射光线，经透镜折射后，折射光线过凸透镜的焦点F，连接透镜入射点与F，即为折射光线；平面镜反射部分，根据反射角等于入射角，结合图中标注的角度完成反射光路，最终光路图与参考一致。
(2) 焦距计算：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，焦点F到光心O的距离为焦距f。由几何关系得：$OF = OA - AB$，已知$OA=4\ \mathrm{cm}$，$AB=1.5\ \mathrm{cm}$，代入得$f=4\ \mathrm{cm}-1.5\ \mathrm{cm}=2.5\ \mathrm{cm}$。
【答案】
(1) 光路图如图所示；(2) 2.5
【知识点】
凸透镜特殊光线、平面镜反射、焦距计算
【点评】
本题结合凸透镜与平面镜的光学性质，考查特殊光线的应用和几何线段计算，需掌握凸透镜平行光线的折射规律及平面镜反射特点，是初中光学的典型综合题，难度适中。
【难度系数】
0.5
24. 我市高速公路建设迅猛发展，去年相继开通了盐连、盐通、盐淮三条高速，为人们的出行带来快捷和方便.“五一”假期，小华一家驾车经盐连高速去连云港旅游.一路上小华用所学知识解决了不少问题.
（1）5月1日上午8:00他们的汽车到了高速路入口，小华注意到高速路段全长160 km，行驶速度要求：最低限速60 km/h，最高限速120 km/h，他很快算出他们的汽车在哪一时间段到达高速路出口才不会违规，你能算出是哪一时间段吗？
（2）小华爸爸从标志牌到连云港开车用了40 min，则汽车的速度为多少？如果在遵守交通规则的前提下，这段路程至少要用多长时间？
（1）5月1日上午8:00他们的汽车到了高速路入口，小华注意到高速路段全长160 km，行驶速度要求：最低限速60 km/h，最高限速120 km/h，他很快算出他们的汽车在哪一时间段到达高速路出口才不会违规，你能算出是哪一时间段吗？
（2）小华爸爸从标志牌到连云港开车用了40 min，则汽车的速度为多少？如果在遵守交通规则的前提下，这段路程至少要用多长时间？
答案
24.(1)9:20～10:40 (2)30 km/h 30 min
解析
【分析】
本题考查速度公式的应用，核心是利用速度公式$v=\frac{s}{t}$及其变形公式$t=\frac{s}{v}$进行计算。
（1）要确定不违规的到达时间段，需先根据最高、最低限速算出行驶全程的最长时间和最短时间，再结合出发时间8:00，得到到达出口的时间段；
（2）已知从标志牌到连云港的路程和行驶时间，利用速度公式可求汽车速度；遵守交通规则时，需用该路段的最高限速，再根据变形公式求最短时间。
【解析】
（1）已知高速全长$s_1=160\ \mathrm{km}$，最低限速$v_{1低}=60\ \mathrm{km/h}$，最高限速$v_{1高}=120\ \mathrm{km/h}$。
根据公式$t=\frac{s}{v}$：
最长行驶时间（以最低限速行驶）：$t_{1长}=\frac{s_1}{v_{1低}}=\frac{160\ \mathrm{km}}{60\ \mathrm{km/h}}=\frac{8}{3}\ \mathrm{h}=160\ \mathrm{min}$；
最短行驶时间（以最高限速行驶）：$t_{1短}=\frac{s_1}{v_{1高}}=\frac{160\ \mathrm{km}}{120\ \mathrm{km/h}}=\frac{4}{3}\ \mathrm{h}=80\ \mathrm{min}$；
出发时间为8:00，因此到达出口的最早时间是$8:00+80\ \mathrm{min}=9:20$，最晚时间是$8:00+160\ \mathrm{min}=10:40$，即时间段为9:20～10:40。
（2）由标志牌可知，从标志牌到连云港的路程$s_2=20\ \mathrm{km}$，行驶时间$t_2=40\ \mathrm{min}=\frac{2}{3}\ \mathrm{h}$；
根据$v=\frac{s}{t}$，汽车速度：$v_2=\frac{s_2}{t_2}=\frac{20\ \mathrm{km}}{\frac{2}{3}\ \mathrm{h}}=30\ \mathrm{km/h}$；
该路段最高限速$v_{2高}=40\ \mathrm{km/h}$，遵守规则时的最短时间：$t_{2短}=\frac{s_2}{v_{2高}}=\frac{20\ \mathrm{km}}{40\ \mathrm{km/h}}=0.5\ \mathrm{h}=30\ \mathrm{min}$。
【答案】
(1)9:20～10:40 (2)30 km/h 30 min
【知识点】
速度公式应用、路程时间速度计算
【点评】
本题结合实际交通场景考查速度公式的应用，贴近生活，需要准确理解限速的含义，区分最长、最短时间的计算，是基础的运动学计算题，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题考查速度公式的应用，核心是利用速度公式$v=\frac{s}{t}$及其变形公式$t=\frac{s}{v}$进行计算。
（1）要确定不违规的到达时间段，需先根据最高、最低限速算出行驶全程的最长时间和最短时间，再结合出发时间8:00，得到到达出口的时间段；
（2）已知从标志牌到连云港的路程和行驶时间，利用速度公式可求汽车速度；遵守交通规则时，需用该路段的最高限速，再根据变形公式求最短时间。
【解析】
（1）已知高速全长$s_1=160\ \mathrm{km}$，最低限速$v_{1低}=60\ \mathrm{km/h}$，最高限速$v_{1高}=120\ \mathrm{km/h}$。
根据公式$t=\frac{s}{v}$：
最长行驶时间（以最低限速行驶）：$t_{1长}=\frac{s_1}{v_{1低}}=\frac{160\ \mathrm{km}}{60\ \mathrm{km/h}}=\frac{8}{3}\ \mathrm{h}=160\ \mathrm{min}$；
最短行驶时间（以最高限速行驶）：$t_{1短}=\frac{s_1}{v_{1高}}=\frac{160\ \mathrm{km}}{120\ \mathrm{km/h}}=\frac{4}{3}\ \mathrm{h}=80\ \mathrm{min}$；
出发时间为8:00，因此到达出口的最早时间是$8:00+80\ \mathrm{min}=9:20$，最晚时间是$8:00+160\ \mathrm{min}=10:40$，即时间段为9:20～10:40。
（2）由标志牌可知，从标志牌到连云港的路程$s_2=20\ \mathrm{km}$，行驶时间$t_2=40\ \mathrm{min}=\frac{2}{3}\ \mathrm{h}$；
根据$v=\frac{s}{t}$，汽车速度：$v_2=\frac{s_2}{t_2}=\frac{20\ \mathrm{km}}{\frac{2}{3}\ \mathrm{h}}=30\ \mathrm{km/h}$；
该路段最高限速$v_{2高}=40\ \mathrm{km/h}$，遵守规则时的最短时间：$t_{2短}=\frac{s_2}{v_{2高}}=\frac{20\ \mathrm{km}}{40\ \mathrm{km/h}}=0.5\ \mathrm{h}=30\ \mathrm{min}$。
【答案】
(1)9:20～10:40 (2)30 km/h 30 min
【知识点】
速度公式应用、路程时间速度计算
【点评】
本题结合实际交通场景考查速度公式的应用，贴近生活，需要准确理解限速的含义，区分最长、最短时间的计算，是基础的运动学计算题，难度适中。
【难度系数】
0.5
