2.5.2《光的折射及凸透镜成规律》培优训练卷(含解析)

文档属性

名称 2.5.2《光的折射及凸透镜成规律》培优训练卷(含解析)
格式 zip
文件大小 3.6MB
资源类型 试卷
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2022-01-21 09:48:11

文档简介

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七下第二章:《光的折射及透镜成像规律》培优训练
1.如图光路中(▲)
A.CO是入射光线,NO是法线 B.AO是入射光线,MN是法线
C.AO是入射光线,PO是法线 D.CO是入射光线,PQ是法线
【答案】D
【解析】不论光的反射还是光的折射,其反射光线与入射光线,折射光线与入射光线都分居在法线两侧;光发生反射时,反射角等于入射角,光发生折射时,折射光线会发生偏折。
【分析】本题主要考查的是光的反射和光的折射定律。
【详解】反射光线与入射光线及折射光线与入射光线都分居在法线两侧,由图可知:
OA是反射光线,OB是折射光线,而CO是入射光线,则PQ是法线,故选D。
2.如图,光线从水中射入空气,反射光线OA与水面之间的夹角为60°。关于入射角α、折射光线与水面之间的夹角β的说法正确的是(▲)
A.a=30°,β<60° B.a=60°,β>30° C.a=30°,β>60° D.a=60°,β<30°
【答案】A
【解析】【分析】【详解】提示:根据光的反射定律的内容,作出其入射光线,入射光线与水面的夹角也为60°,人射角为α=90°-60°=30°。同时当光从水中斜射入空气中时,要发生折射,折射角大于人射角,所以折射角大于30°,光线要远离法线。那么折射光线与水面之间的夹角β就小于60°,如图所示:
故选A。
3.陶瓷茶杯底部放有一枚硬币,人移动到某一位置时看不到硬币(如图甲所示)。人位置不变,往茶杯倒入一些水后,又能看到硬币了(如图乙所示),这主要是由于(▲)
A.光的直线传播 B.光的折射 C.光的反射 D.凸透镜成像
【答案】B
【解析】【分析】【详解】茶杯中不装水时,硬币的光通过茶杯口射不到人的眼睛中,所以人看不到茶杯中的硬币;而在杯中装满水时,硬币的光由水中射向空气中时,会向远离法线的方向偏折,这时光就能够射到人的眼睛中,人就能够看到硬币,所以这是光的折射现象的应用。故选B。
4.把一根筷子斜插入盛水的玻璃杯里,从正面看过去的情形和图中哪个图相符(▲)
【答案】B
【解析】当将筷子插入水中时,由于光的折射现象,从上面看起来水中的部分会比实际位置高一些,所以就会看起来向上弯折。
【分析】从空气中看水中的物体时,都是将物体看“高”了,比如插入水中的筷子向上弯折,池底变浅等等。
【详解】水中的物体反射的光线斜射到水面,折射光线远离法线偏折,在水面以上看到的物体的像在折射光线的反向延长线上,即A点的像在A′点,如图所示:
所以把一根筷子斜插入盛水的玻璃杯里,由于光的折射,看上去筷子好像在水面上折断了,水内的部分看上去向上弯折,故选B。
如图所示,下列透镜对光有会聚作用的是(▲)
A.①②③ B.④⑤⑥ C.③④⑤ D.①③⑥
【答案】C
【解析】中间厚、边缘薄的透镜叫做凸透镜,而中间薄、边缘厚的透镜叫做凹透镜,凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用。
【分析】本题主要考查了透镜的分类及凸透镜对光线的会聚作用.
【详解】根据凸透镜和凹透镜的形状特点可知,③④⑤都是中间厚、边缘薄的透镜,都是凸透镜,①②⑥都是中间薄、边缘厚的透镜,都是凹透镜,并且凸透镜对光线有聚作用,所以可以对光有会聚作用的有三个,故选C。
6.阳光正对凸透镜照射,墙壁上出现如图所示的亮斑,此时墙壁距离凸透镜10cm,把凸透镜略远离墙
壁亮斑变大,则该凸透镜的焦距是(▲)
A.大于10cm B.等于10cm C.小于10cm D.无法判断
【答案】B
【解析】根据凸透镜的作用、焦点和焦距的定义进行解答。
【分析】掌握凸透镜的焦点、光心、主光轴、焦距等最基本的概念.同时本题还考查了透镜对光线的作用。
【详解】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点,这点是凸透镜的焦点.焦点到光心的距离是凸透镜的焦距;太阳光会聚在透镜另一侧10cm处,由题意知:此时光斑最小、最亮,故焦距为10cm,故选B。
7.如图,某同学拿着一个凸透镜正对着太阳光,用一张白纸在透镜的另一侧来回移动,得到一个最小最亮的光班,测得此时光斑到透镜光心的距离是6cm。该同学用此透镜观察较小的文字时,看到了正立的较大的字,则较小文字到透镜的距离(▲)
A.等于12cm B.大于6cm小于12cm C.小于6cm D.大于12cm
【答案】C
【解析】根据凸透镜的焦点和焦距,得到凸透镜的焦距。根据凸透镜作放大镜使用时,根据物距和焦距的关系,确定文字和凸透镜的距离。
【分析】用阳光聚焦法测量凸透镜的焦距是比较简单并且易行的方法。
【详解】如图,平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点,这点是凸透镜焦点。焦点到光心的距离是凸透镜的焦距.所以凸透镜的焦距是6cm.要用凸透镜看较小的文字,要把文字放在凸透镜的一倍焦距以内,所以较小文字到透镜的距离小于6cm,故选C。
8.一塑料薄膜组成的顶棚下堆放着一堆干草,夏天雨后,阳光穿过薄膜上的积水,照射到干草上,则下列说法正确的是(▲)
A.薄膜上的积水形成一个大的凸透镜,如果其焦点恰好在干草处,干草有可能燃烧
B.透镜都是固体物质组成的,液体不能起凸透镜作用
C.起凸透镜作用的应是塑料薄膜
D.水和塑料薄膜共同起凹透镜作用
【答案】A
【解析】凸透镜对光线有会聚作用,射到地面上的太阳光看作是平行光,当平行光通过凸透镜折射会聚在焦点上,如果达到一定温度,恰好是干草的燃点,那么干草就会燃烧。
【分析】本题主要考查的是凸透镜对太阳光的会聚作用在日常生活中的应用。
【详解】薄膜上的积水中间厚,边缘薄,恰好形成了一个大的凸透镜,而此时太阳光通过这个凸透镜发生折射,干草又在凸透镜的焦点处,就很容易引起干草的燃烧,故选A。
9.如图所示,现有五种光学元件,对如图的光路图,方框中可放人的元件为(▲)
A.2或5 B.1或5 C.1或3或5 D.2或3或4
【答案】D
【解析】凸透镜是中间厚、边缘薄,而凹透镜是中间薄、边缘厚,同时凸透镜对光线有会聚作用,而凹透镜对光线有发散作用。
【分析】本题主要考查了凸透镜特点及凸透镜对光线作用的认识。
【详解】由图可知,此透镜是将光线会聚了,所以是凸透镜,又因凸透镜本身的特点,所以2、3、4都为凸透镜,故选D。
10.如图是小明探究“凸透镜成像规律”时观察到的现象,下列哪种光学仪器的成像原理与其相同(▲)
A.投影仪 B.照相机 C.放大镜 D.近视眼镜
【答案】C
【解析】凸透镜的成像,观察物距,同时要对投影仪、照相机、放大镜等所成的像有所了解。
【分析】本题考查的知识范围是凸透镜成像,对投影仪、照相机、放大镜、近视眼镜,所有透镜分别是什么,以及所成的像都要有所了解。
【详解】A、投影仪所成像是倒立放大的实像,图中所成像为正立放大的虚像,不符合题意;B、照相机所成像是倒立缩小的实像,图中所成像为正立放大的虚像,不符合题意;C、放大镜物距在一倍焦距内,所成像是正立放大的虚像,符合题意;D、近视眼镜是凹透镜,而图中为凸透镜,不符合题意;故选C。
11.如图所示为小明做“探究凸透镜成像规律”的实验装置图。透镜的焦距为15cm,要使蜡烛在光屏上成清晰的像,在蜡烛、凸透镜和光屏三者中,只移动其中的一个,其余两个不动,下列措施中可行的是(▲)
A.光屏向左移动 B.光屏向右移动 C.蜡烛向左移动 D.透镜向左移动
【答案】C
【解析】本题首先要知道使蜡烛在光屏上成清晰的像的条件:物体在焦点以内,无论怎样移动光屏,都不会在光屏上得到像;其次要用到透镜的焦距为15cm;可通过调节蜡烛或透镜满足蜡烛在一倍焦距以外。
【分析】凸透镜成像的规律:概括为三区域两点u>2f,成倒立缩小的实像;u=2f,成倒立等大的实像;f<u<2f,成倒立放大的实像;u=f,不成像;u<f,成正立放大的虚像.实像能在光屏上呈现,虚像不能在光屏上呈现。
【详解】将蜡烛左移,在一倍焦距和二倍焦距之间时,在光屏上会出现一个清晰的像;透镜向右移动,也可以实现物体在一倍焦距和二倍焦距之间,或物体在二倍焦距以外时,在光屏上能成实像的情形,故选C。
12.某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了像到凸透镜的距离υ跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图像,如图所示,下列判断正确的是(▲)
A.该凸透镜的焦距是16cm
B.当u=12cm时,在光屏上能得到一个缩小的像
C.当u=20cm时成放大的像,投影仪就是根据这一原理制成的
D.把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中,像逐渐变小
【答案】D
【解析】(1)根据凸透镜成像的四种情况和应用进行判断:u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,应用于照相机和摄像机。u=2f,成倒立、等大的实像,v=2f,一般用来求凸透镜的焦距。2f>u>f,成倒立、放大的实像,v>2f,应用于幻灯机和投影仪。u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜和老花镜。(2)当物距大于焦距时,凸透镜成实像。凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小。
【分析】凸透镜成像的四种情况和应用,以及凸透镜成实像时,物距、像距、像之间的关系,是凸透镜成像习题的重要依据,一定要熟练掌握。
【详解】A、u=v=2f,凸透镜成倒立、等大的实像,如图,u=v=2f=16cm 时,所以f=8cm,故A错误。B、当u=12cm时,2f>u>f,成倒立、放大的实像,故B错误。C.当u=20cm时,u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机,故C错误。D.物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中,凸透镜的物距大于焦距,成实像,凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小,故D正确,故选:D。
13.为了规范交通行为,南宁市公安部门在很多路口安装监控摄像头,如图所示,它可以拍下违章行驶或发生交通事故时的现场照片。拍照时,摄像头的镜头相当于一个(▲)
A.凸透镜,成放大的实像 B.凸透镜,成缩小的实像
C.凹透镜,成放大的虚像 D.凹透,成缩小的虚像
【答案】B
【解析】摄像机的镜头是一个凸透镜,掌握凸透镜成像的规律,知道当物距大于2倍焦距时,成倒立缩小的实像。
【分析】此题考查了凸透镜成像规律的应用,掌握凸透镜成像的特点与物距之间的关系,根据实际情况判断出物距的范围,从而得出成像的特点。
【详解】摄像头的镜头相当于一个凸透镜,拍摄违章行驶或发生交通事故的现场照片时,物距远大于2倍焦距,所以此时成倒立缩小的实像,故选B。
14.考古学家经常用放大镜观看出土文物,如图所示,他看到的是(▲)
A.倒立、放大的实像
B.正立、等大的虚像
C.正立、放大的实像
D.正立、放大的虚像
【答案】D
【解析】要解决此题,需要掌握放大镜的制作原理。知道放大镜成正立、放大的虚像。
【分析】要解决此题,需要掌握凸透镜成像的规律。知道当物距小于焦距时,成正立、放大的虚像。
【详解】当利用放大镜时,物体在焦点之内,此时成放大、正立的虚像,故选D。
15.如图所示,一平面镜垂直于凸透镜的主光轴,位于凸透镜的2倍焦距处,在平面镜和凸透镜之间有一发光棒,当发光棒来回移动的过程中,处于某一位置时,整个系统成像的情况中不可能出现的是(▲)
A.一个实像和两个虚像 B.一个实像和一个虚像
C.两个虚像,无实像 D.两个实像和一个虚像
【答案】C
【解析】发光物体在平面镜中成虚像,通过凸透镜可以成实像、也可以成实像,可以分别将物体放在1f内、焦点上、f和2f之间进行分析。
【分析】此题考查了凸透镜成像规律的应用及平面镜成像的特点,容易忽略的就是经平面镜反射后的光线经凸透镜后仍能成实像。
【详解】物体在凸透镜的焦点之内时,将在左侧成正立的虚像,物体在平面镜内也会成虚像,光线经平面镜反射后经过凸透镜又会成实像,所以情况是两个虚像,一个实像,A正确,不符合题意;物体在焦点上时,物体通过平面镜成正立的虚像,通过凸透镜不能成像,但经过平面镜反射后的光线经凸透镜成实像,所以可以成一个实像,一个虚像,B正确,不符合题意;物体在焦点与平面镜之间时,即f和2f之间时,通过凸透镜成倒立、放大的实像,通过平面镜成正立的虚像,经平面镜反射后的光线通过凸透镜成实像,所以此时成两个实像一个虚像,D正确不符合题意;综上所述,无论何种情况,都能成实像,所以C错误,符合题意,故选C。
16.如图是航天员王亚平在太空做的“水球实验”的截图。当时王亚平说:“你们看,这个水球像不像是一个透镜,透过它,你们还可以看到我的倒影呢。”关于这个实验中的“水球”和我们看到的“倒影”。下列说法正确的是(▲)
A.这个水球相当于一个凸透镜
B.这个水球相当于一个凹透镜
C.假定此时王亚平向后远离“水球”,“倒影”大小不变
D.假定此时王亚平向后远离“水球”,“倒影”会变大
【答案】A
【解析】 凸透镜成像的三种情况和应用进行判断:u>2f,成倒立、缩小的实像;2f>u>f,成倒立、放大的实像;u【分析】 本题考查凸透镜成像的规律以及物距、像距和像之间的关系。
【详解】水球具有中间厚,边缘薄的特点,因此水球相当于一个凸透镜,故A正确,B错误;透过水球看到倒影,说明凸透镜成实像,当王亚平向后远离“水球”时,物距增大,像距减小,像变小,即“倒影”会变小,故CD错误,故选A。
17.蜡烛、凸透镜、光屏依次放在图中所示的位置,这时光屏上得到一个倒立、缩小的清晰像。根据图中数据判断,此凸透镜的焦距可能为(▲)
A.20cm B.14cm C.10cm D.7cm
【答案】C
【解析】当物距大于2f时,凸透镜成倒立缩小的实像,此时像距处于f和2f之间。
【分析】本题主要考查凸透镜成像规律的应用,关键要掌握成像特点与物距、像距及焦距之间的关系。
【详解】凸透镜成倒立缩小的实像,所以35cm>2f,f<17.5cm;f<14cm<2f,则7cm<f<14cm,分析各选项,ABD错误,C正确,故选C。
18.在“探究凸透镜成像规律”的过程中,小明同学观察到了如图所示的实验现象。下列光学仪器的工作原理与该现象所反映的规律相同的是(▲)
A.投影仪 B.照相机 C.放大镜 D.汽车的后视镜
【答案】A
【解析】根据放大镜、照相机、投影仪、后视镜的原理分析。
【分析】本题考查了凸透镜的成像规律,不同的光学仪器的原理不同,要记清。
【详解】投影仪利用了凸透镜能成倒立放大的像的规律,照相机利用了凸透镜能成倒立缩小的像的规律,放大镜利用了能成正立放大的像的规律,后视镜利用了面镜的成正立的像规律,由题意知,像是倒立放大的,故是投影仪的成像原理,故选A。
19.如图所示,F为凸透镜的两个焦点,A B 为物体AB的像,则物体AB在(▲)
A.图中Ⅳ区域,比A B 大,箭头向上
B.图中Ш区域,比A B 大,箭头向上
C.图中II区域,比A B 大,箭头向下
D.图中I区域,比A B 小,箭头向下
【答案】B
【解析】【分析】【详解】】由题意知,像在一倍焦距和二倍焦距之间,根据凸透镜成像的特点,此时物体应在二倍焦距以外,且成的像是倒立缩小的实像,所以物体在图中Ш区域,箭头向上。综上所述,ACD错误,B正确。故选B。
20.在凸透镜的主光轴上放一根木棒,a端在一倍焦距与二倍焦距之间,而b端在二倍焦距之外,如图所示,那么透过透镜观察(▲)
A.a、b端都变粗 B.a端变细,b端变粗
C.a、b端都变细 D.a端变粗、b端变细
【答案】D
【解析】根据凸透镜的成像规律,当物体放在一倍焦距与二倍焦距之间时,所成的像是放大倒立的实像;而当物体放在二倍焦距之外时,所成的像是缩小倒立的实像解答此题。
【分析】本题主要考查的是凸透镜成像规律的应用,根据a、b两端物距的范围,得出成像的特点.比较简单,属于基础题。
【详解】由题意知,a端位于1倍焦距与2倍焦距之间,故所成的像是倒立、放大的,则b端位于2倍焦距之外,故所成的像是倒立、缩小的;所以在凸透镜的主轴上放着一根粗细均匀的木棒,a端在1倍焦距与2倍焦距之间,b端在2倍焦距之外,则木棒所成的像将是a端变粗,b端变细,ABC错误,D正确,故选D。
21.如图所示,将刻度尺斜插入水中,从水面上看去,水中尺子的刻度情况(▲)
A.变得疏了
B.变得密了
C.一部分变疏一部分变密
D.疏密没有变化
【答案】B
【解析】(1)光从空气中斜射入水中时,折射光线向靠近法线方向偏折,折射角小于入射角;
(2)光从水中斜射入空气中时,折射光线向远离法线方向偏折,折射角大于入射角。
【分析】本题考查生活中的折射现象,要求学生能学以致用,将物理知识应用于生活实践,考查了理论联系实际的能力。
【详解】(1)将尺子斜插入水中时,从上面看水中的尺子,尺子反射的光经水面折射进入我们的眼睛,折射角大于入射角;(2)眼睛逆着折射光线看去,误认为光是沿直线传播的,会感到尺子的位置比实际位置高一些,看起来是向上弯折了,因此它的刻度就显得密了,故选B。
22.在透明玻璃杯的杯底放一枚硬币,然后倒入一些水。把杯子端到眼睛的高度,再慢慢下移。当杯子下移到某一位置时,如图所示,可以看到大、小两枚硬币。以下对这一现象解释合理的是(▲)
A.“大、小硬币”都是由于光的反射形成的
B.“大、小硬币”都是由于光的折射形成的
C.“大硬币”是由于光的反射形成的,“小硬币”是由于光的折射形成的
D.“大硬币”是由于光的折射形成的,“小硬币”是由于光的反射形成的
【答案】B
【解析】【分析】【详解】(1)我们看水中的硬币是逆着光的传播方向看的,即逆着折射光线看,由于错觉,我们始终认为光是沿直线传播的,所以看到硬币的位置比实际位置浅,是硬币的一个虚像,看起来比实际高一些;(2)杯子侧面和水构成的凸透镜,由于凸透镜在1倍焦距之内,所以成正立放大的虚像。故选B。
23.如图光线经过透明厚玻璃板的示意光路图,其中正确的是(▲)
【答案】A
【解析】当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折,且当光从空气斜射入其他介质时,折射角小于入射角,当从其他介质斜射入空气时,折射角大于入射角。
【分析】此题主要考查折射现象中折射光线的偏折情况,应当熟记折射光线是靠近还是远离法线,属于基础题。
【详解】当光从空气中斜射入玻璃时,折射角小于入射角,折射光线向法线偏折,从而排除CD;
当光从玻璃中斜射入空气中时,折射角大于入射角,折射光线远离法线,并且折射光线与最初的入射光线平行,从而排除B,故选A。
24.小明做“探究凸透镜成像的规律”实验时,在光屏上得到烛焰清晰的缩小的像,然后他把燃烧的蜡烛和光屏互换位置,这时光屏上能看到(▲)
A.倒立、放大的像 B.倒立、缩小的像
C.正立、放大的像 D.正立、缩小的像
【答案】A
【解析】凸透镜成像的特点:当u>2f时,成倒立缩小的实像,f<v<2f;f<u<2f时,成倒立放大的实像,v>2f。
【分析】此题考查凸透镜成像的规律理解,要熟练掌握凸透镜成像的特点与物距像距的关系,做到灵活应用。
【详解】由凸透镜成像规律可知,当u>2f,f<v<2f,成倒立、缩小的实像;若将蜡烛和光屏位置互换,则f<u<2f时,成倒立、放大的实像,光屏距凸透镜即像距v>2f,故选A。
25.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,小明将烛焰放在凸透镜前某一位置时,恰好在凸透镜后20cm处的光屏上出现一个与该烛焰等大的像,下列说法正确的是(▲)
A.该凸透镜的焦距是20cm
B.此时的物距大于20cm
C.当物距是30cm时,光屏上呈现倒立缩小的像
D.当凸透镜的一部分被遮住时,光屏上不能呈现完整的像
【答案】C
【解析】(1)(2)物距等于二倍焦距成倒立、等大实像,像距等于二倍焦距.可用来粗测焦距;
(3)物距大于二倍焦距,成的是倒立缩小的实像;(4)物体有无数点组成,物体上任一点射向凸透镜有无数条光线,经凸透镜折射后,有无数条折射光线会聚成该点的像;当遮住凸透镜的一部分,还有另外的部分光线,经凸透镜折射会聚成像。
【分析】凸透镜成实像时,无论遮住凸透镜的上部、下部、中间,都不能改变像的大小,但是像变暗,凸透镜遮住的越多,像越暗。
【详解】AB、距离凸透镜20cm的光屏上得到一个清晰的与物体等大的像,所以v=20cm=2f,则f=10cm,故AB错误;C、当物距是30cm时,物距大于二倍焦距,故光屏上呈现倒立缩小的像,故C正确;D、遮住凸透镜的上半部,物体上任一点射向凸透镜的下半部,经凸透镜折射后,照样能会聚成像,像的大小不发生变化,折射光线减少,会聚成的像变暗,故D错误,故选C。
26.把一块薄玻璃板按如图所示方式以球形割面切开,成为2个薄透镜,然后沿主轴分开一定的距离,如果一束平行光沿主轴投射到1个透镜上,则(▲)
A.无论平行光是从哪边入射,经过2个透镜折射后仍是平行光
B.平行光从左边人射,经过2个透镜折射后一定是会聚光束
C.平行光从左边入射,经过2个透镜折射后可能是会聚光束,也可能是发散光束
D.平行光从右边入射,经过2个透镜折射后可能是会聚光束,也可能是发散光束
【答案】C
【解析】(1)据题能看出,左边的透镜为凸透镜,右边的透镜为凹透镜;(2)凸透镜对光线有会聚作用,即平行于主光轴的光线经凸透镜后会成为会聚于焦点,从焦点出发的光线经凸透镜后平行于主光轴;凹透镜对光线有发散作用,若入射光线的延长线过另一方的焦点,该光线会成为平行光。
【分析】知道透镜对光线的会聚和发散作用是解决该题的关键。
【详解】A、当两个透镜的位置不合适时,平行光不管从哪边入射,经过2个透镜折射后都不能得到平行光,故错误;B、平行光从左边入射,经过第一个透镜折射后一定是会聚光,当位置合适时,经过第二个凹透镜后,光线也会发散,故错误;C、平行光从左边入射,由于两个透镜的距离不能确定,所以经过2个透镜折射后可能是会聚光束,也可能是发散光束,故正确;D、平行光从右边入射,经过2个透镜折射后一定是会聚光束,故错误;故选C。
27.如图所示,一玻璃砖内有一凸形气泡,一束平行光垂直射向玻璃砖的侧面,通过玻璃砖后,光线将会(▲)
A.仍然平行 B.会聚 C.发散 D.无法确定
【答案】C
【解析】要判断光线通过玻璃砖后会怎样,关键是要看玻璃砖属于什么透镜。图中,玻璃砖是被气泡分成了两部分,这两部分都属于凹透镜,凹透镜对光有发散作用。
【分析】本题中的一个干扰因素就是那个凸形的气泡,学生往往只注意到了气泡的形状,而忽视了对光线起主要作用的其实是玻璃砖。
【详解】如果同学们不对图片进行分析,很容易选B,这是错误的,因为凸形气泡不是玻璃元件,故它不是凸透镜。这是一块玻璃砖被气泡分成两部分,这两部分都是中间薄,边缘厚,是凹透镜。因此对照过去的平行光有发散作用,所以C是正确的,故选 C。
28.如图所示,凸透镜的焦距为5cm,在透镜左侧10cm处,有一个与主光轴垂直的物体AB,在透镜右侧
15cm处放一个平面镜,镜面与凸透镜的主光轴垂直,则该光具组中,物体AB的成像情况是(▲)
A.一个正立实像,一个倒立实像,一个正立虚像
B.一个正立实像,一个正立虚像,一个倒立虚像
C.一个倒立实像,一个正立虚像,一个倒立虚像
D.一个正立实像,一个倒立实像,一个倒立虚像
【答案】D
【解析】物体A在凸透镜的二倍焦距处,得到倒立等大的实像。物体在凸透镜中成的倒立的等大的实像在平面镜中又成正立等大的虚像。物体在凸透镜中成的倒立的等大的实像,实像射出的光线经平面镜反射后经凸透镜又成倒立、缩小的实像。
【分析】凸透镜成实像时,如果用光屏接能看到像,如果不用光屏接,空气又是比较干净的,眼睛是无法看到实像的,但是确实存在的,此处学生不容易理解。
【详解】如图,①物体AB在凸透镜的二倍焦距处,得到倒立等大的实像A1B1;②实像A1B1如果不用光屏呈接,空气是比较干净时,眼睛是无法看到的,但是确实是存在的,实像A1B1又在平面镜中成像,相对A1B1来讲是正立的虚像A2B2,但是相当于AB来讲是倒立的;③虚像A2B2是A1B1射出的光线经平面镜反射后,反射光线的反向延长线会聚形成的,反射光线好像是A2B2射出的,A2B2在凸透镜二倍焦距以外,经凸透镜折射后形成相对A2B2是倒立、缩小的实像,相对AB是正立、缩小的实像A3B3。
故选D。
29.一束方向不变的光线从右方斜射向水面,这时的反射角是β,折射角是r。若把水槽的左端稍垫高一些,待水面重新恢复平静时,反射角是β1,折射角是r1,那么(▲)
A.β1<β,r1B.β1=β,r1=r
C.β1<β,r1>r
D.β1>β,r1>r
【答案】B
【解析】解决此题的关键是分析入射角是如何变化的,然后根据反射规律和折射规律判断反射角和折射角的变化情况。
【分析】解决此题的关键还是看入射角,知道水面是水平的,不会受容器高度的变化而改变。
【详解】当把水槽左端垫高些时,水面仍然是水平的,即法线方向仍然是竖直方向,故入射角不变,所以反射角和折射角也不变化;即β1=β,r1=r,故选B。
30.将筷子竖直插入装水的玻璃杯内,从俯视图中的P点沿水平方向看到的应该是图中哪个图形(▲)
【答案】D
【解析】【分析】此现象是生活中常见的现象,我们利用折射的知识解释生活中的折射现象是近几年中考的热点,此现象让学生回家亲自做一做,效果会更好,此题有一定的拔高难度,属于难题。
【详解】图为筷子竖直插入盛水玻璃杯内的俯视图,A处为筷子,ABP表示由筷子发出的穿过玻璃杯壁B射向观察者P处的一条光线。ON为过B点沿半径方向的直线,即在B处和空气的分界面的法线,上述光线则相当于在B处由水中射入空气中,图中的角i和角r分别为此光线的入射角和折射角,根据光的折射规律可知,应有r>i。所以观察者在P处看到的筷子A的像A′的位置不是在A的实际位置,而是由其实际位置偏离杯中心的方向向杯壁靠拢一些,据此可知。以筷子竖直插入玻璃杯中时,其侧视图应该是图中的A或D图才与实际情况相符。同时,玻璃杯此时相当于一个凸透镜,对筷子起到了放大的作用,因此,观察到的筷子比实际粗些,故选D。
31.两块完全相同的平行玻璃砖相互垂直放置。如图一束单色光从左侧水平射人左侧玻璃砖,从右侧射出,则出射光线与入射光线(▲)
A.平行 B.不平行向上偏折
C.不平行向下偏折 D.都有可能
【答案】A
【解析】(1)光线从空气斜射入玻璃中时,折射光线向靠近法线方向偏折,折射角小于入射角;光线从玻璃斜射入空气中时,折射光线向远离法线方向偏折,折射角大于入射角;(2)本题中,光线经过四次折射,空气→玻璃→空气→玻璃→空气,按要求做出图象,就可以得到答案。
【分析】(1)本题主要考查光的折射定律:折射光线、入射光线和法线在同一平面内,折射光线、入射光线分居法线两侧,光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角;光由水或其它透明介质斜射进入空气中时,折射光线远离法线偏折,折射角大于入射角。(2)本题还要注意玻璃砖上下表面平行,玻璃砖两侧的光线应该平行。
【详解】光线通过第一块玻璃砖再进入空气发生两次折射:第一次是从空气斜射进入玻璃砖,折射光线应该靠近法线偏折,折射角小于入射角;第二次是从玻璃砖斜射进入空气,折射光线应该远离法线偏折,折射角大于入射角.由于玻璃砖上下表面垂直,第二次折射的入射角等于第一次折射的折射角,所以第二次折射的折射角等于第一次折射的入射角,最后的出射光线与入射光线相比,只是作了平移,即出射光线与入射光线平行。同理,经过第二块玻璃砖时,也是这样两次折射,第四次的折射光线,与第三次的入射光线即第二次的折射光线平行;第二次的折射光线与第与第一次的入射光线平行,因此经过两块玻璃砖折射后,出射光线与入射光线平行,如下图:
故选A。
32.如图所示,在一块玻璃砖上挖去一块半圆形的玻璃,如有一条通过圆心的光线射到该玻璃砖上,则正确的光路图为(▲)
【答案】A
【解析】①光线垂直射入透明物体表面时不会发生偏折。②根据光的折射规律:当光从空气斜射入玻璃时,入射光线和折射光线分居法线的两侧,折射角小于入射角.当光从玻璃斜射入空气时,入射光线和折射光线分居法线的两侧,折射角大于入射角。
【分析】熟记光的折射定律:折射光线、入射光线、法线在同一平面内,折射光线、入射光线分居法线两侧,光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时,折射光线靠近法线偏折,折射角小于入射角,光由水中或其它透明介质中斜射进入空气时,折射光线远离法线偏折,折射角大于入射角。
【详解】入射光线过圆心,说明光从空气垂直射入玻璃砖。光线垂直射入玻璃砖时,光线不发生偏折。但光线从玻璃砖斜射向空气时,折射角大于入射角,折射光线远离法线,或者说折射光线靠近界面,即向玻璃砖偏折。故选A。
33.如图所示,遮光板A与光屏B平行放置且相距为d。在A的中央挖一直径为d1的圆孔,并在孔内嵌入与孔等大的薄透镜L。现有一束平行光束垂直照射遮光板,在光屏上形成了一个直径为d2的圆形光斑,则该透镜的焦距大小不可能为(▲)
B. C. D.
【答案】B
【解析】解答此题的关键是利用凸透镜会聚光线的特点,结合已知条件,利用相似三角形的对应边成比例求解,此题有一定难度,画出图形,效果会更好,另外,解答此题还要求学生应具备一定的学科综合能力。
【分析】根据平行主光轴的光线经凸透镜后会聚焦点,然后画图,利用相似三角形的对应边成比例即可求得。
【详解】(1)设薄透镜的焦距为f,当薄透镜为凹透镜时,根据相似三角形的知识可知,关系式成立,即透镜焦距的大小为f=,C正确。
(2)当薄透镜为凸透镜时,且透镜的焦点在光屏B的左侧时,根据相似三角形的知识可知,关系式成立,即透镜焦距的大小为f=,A是正确的,B错误。
(3)当薄透镜为凸透镜时,且透镜的焦点在光屏B的右侧时,根据相似三角形的知识可知,关系式成立,即透镜焦距的大小为f=,D是正确的。故选B。
34.眼镜的规格通常不用焦距来表示,而是用度来表示,其度数D等于焦距f(以米作单位)的倒数的100倍,即D=,已知小明的左眼镜片焦距为0.25m,其度数应为(▲)
A.100 B.200 C.300 D.400
【答案】D
【解析】老花镜是远视镜,是凸透镜,根据度数等于它的焦距(用m做单位)的倒数乘以100即可计算出老花镜镜片的度数。
【分析】本题考查了老花镜的实质及计算凸透镜的焦距的方法.度数等于它的焦距的倒数乘以100。注意在计算凸透镜的度数时,焦距的单位应是用m作单位的,因此计算时将25cm化成0.25m。这是一道理论联系实际的题目,是一道好题。
【详解】据上面的知识可知,该镜片的度数是×100=×100=400度,故选D。
35.如图所示,MN是凸透镜的主光轴,P、Q、S是在主光轴上的三个位置,把一物放在P处,像成在Q处,把物放在Q处,凸透镜位置不变,像成在S处,则可判断凸透镜的位置在(▲)
A.P的左边 B.PQ之间
C.QS之间 D.S的右边
【答案】A
【解析】凸透镜成实像时,物像在凸透镜的异侧,U>2f,成倒立、缩小的实像,2f>V>f;U=2f,成倒立、等大的实像,V=2f;2f>U>f,成倒立、放大的实像,V>2f。凸透镜成虚像时,物像在凸透镜的同侧,U<f,成倒正立、放大的虚像,V>U。
【分析】本题凸透镜成虚像时像距大于物距,以及凸透镜成实像时像距一定大于一倍焦距是解决本题的关键。
【详解】A、当凸透镜在P的左边时,当物体在P点时,像在Q点,物像在凸透镜的同侧,成正立放大的虚像,V>U。把物放在Q处,凸透镜位置不变,像成在S处,物像在凸透镜的同侧,成正立放大的虚像,V >U 。符合题意。
B、当凸透镜在PQ之间时,当物体在P点时,像在Q点,说明成倒立缩小的实像、或倒立等大的实像、或倒立放大的实像,并且焦距小于PQ且小于凸透镜到像的距离(因为当像是倒立的时候,像距一定大于焦距)。把物放在Q处,凸透镜位置不变,此时物距大于一倍焦距,成实像,像一定和物体在凸透镜的异侧,在凸透镜的左侧,不会成在S处。不符合题意。
C、当凸透镜在SQ之间时,当物体在P点时,像在Q点,物像在凸透镜的同侧,成正立放大的虚像,但是V<U,因为当物体成虚像时,像距不可能小于物距。不符合题意。
D、当凸透镜在S的右边时,和C选项一样,因为当物体成虚像时,像距不可能小于物距。不符合题意,故选A。
36.如图,小刚在盛满水的常用圆柱形透明玻璃杯后面偏左位置15cm处放着一个模特,将模特从左边平移到右边(如俯视图,从A平移到B),透过玻璃杯观看模特,他所看到的像位置变化及大小变化可能是(▲)
A.像从左边平移到右边,上下高度不变,宽度先变大后变小
B.像从右边平移到左边,上下高度不变,宽度先变大后变小
C.像从左边平移到右边,上下高度先变大后变小,宽度不变
D.像从右边平移到左边,上下高度先变大后变小,宽度不变
【答案】B
【解析】圆柱形透明玻璃杯,俯看是一个水凸透镜,水凸透镜的中间很厚,所以水凸透镜的焦距很小。模特离玻璃杯15cm,模特在水凸透镜的一倍焦距以外,模特经水凸透镜一定成实像,从左往右运动时,满足凸透镜成像规律即“物近像远大”。而物体在从左往右运动过程中,物距是先变小后变大,所以像的大小是先变大后变小,根据过光心不改变方向,所以像、物体、光心在同一条直线上,所以像是从右向左运动.圆柱形凸透镜对竖直放置的物体的高度没有放大作用,只对宽度有放大作用,所以模特像的高度不变,宽度增大。
【分析】本题可以先通过实验,对照现象再理解其中的道理.圆柱形和球形的凸透镜的焦距都很短,一般情况下物体都在圆柱形和球形凸透镜的一倍焦距以外。
【详解】圆柱形玻璃杯中装有水,构成的一个水凸透镜,圆柱形水凸透镜的焦距很小,模特离玻璃杯15cm,模特在水凸透镜的一倍焦距以外,成倒立的实像。模特置于凸透镜的一倍焦距以外,圆柱形水凸透镜对于竖直放置的物体的高度没有放大作用,只对宽度有放大作用。
模特从左向右移动时,物距先减小后增大,像的宽度先增大后减小。所以模特从左向右移动过程中,像的宽度先变大,后变小。根据过光心不改变方向,所以模特、模特的像和水凸透镜的光心在同一条直线上,模特从左向右移动时,像从右向左移动。所以模特从左向右移动时,像从右向左移动,像的高度不变,像的宽度先变大后变小,故选B。
37.如图所示,是一种称之为“七仙女”的神奇玻璃酒杯,空杯时什么也看不见,斟上酒,杯底立即显现出栩栩如生的仙女图。下列对仙女图形成原因的探讨,不正确的是(▲)
A.可能是酒和凸透镜对光产生折射,出现放大的像
B.空杯时,“七仙女”的图片可能在凸透镜的焦点上
C.可能是斟酒后杯底凸透镜焦距变小,使原来在焦点上的图片移在一倍焦距以外,成放大的像
D.可能是斟酒后杯底凸透镜焦距变大,使原来在焦点上的图片移在一倍焦距以内,成放大的像
【答案】C
【解析】图片位于玻璃凸透镜的焦点上,无酒时来自图片的光线经凸透镜后平行射出,所以看不见仙女的像,加入酒后,酒凹透镜对光线有发散作用,使玻璃凸透镜和酒凹透镜组成的凸透镜焦距变大,图片在凸透镜的一倍焦距以内成正立、放大的虚像。
【分析】仙女酒杯斟酒前和斟酒后凸透镜的焦距是变化的。斟酒之后,相当于增加了一个凹透镜,相当于原凸透镜的会聚能力减弱,焦距增大。
【详解】A、玻璃凸透镜和酒凹透镜对图片射出的光线发生折射作用,折射光线的反向延长线会聚成像.说法正确,不符合题意。B、空杯时,什么也看不见,图片可能在凸透镜的焦点上,光线经凸透镜之后成为平行光,不会成实像,也不会成虚像.说法正确,不符合题意。C、加入酒后,酒凹透镜对光线有发散作用,使玻璃凸透镜和酒凹透镜组成的凸透镜焦距变大,图片在凸透镜的一倍焦距以内,成正立、放大的虚像.说法错误,符合题意。D、加入酒后,酒凹透镜对光线有发散作用,使玻璃凸透镜和酒凹透镜组成的凸透镜焦距变大,图片在凸透镜的一倍焦距以内,成正立、放大的虚像。说法正确,不符合题意,故选C。
38.一个直立的物体放在凸透镜的两倍焦距处,物体的中点恰在透镜的光轴上,后来,透镜被一割为二,对称地拉开,两个半透镜间距离等于物体高度,如图所示。则此时光屏上的像应该是图中的(▲)
【答案】B
【解析】首先明确一块凸透镜被剖成对称的两半,如图所示,是两块凸透镜,然后再根据凸透镜成像的规律之一,物体放在两倍焦距处,应成倒立等大的实像来分析此题。
【分析】本题考查了凸透镜成像的规律及应用,此题的难点在于凸透镜被剖成对称的两半,是两块凸透镜,然后再根据凸透镜成像规律即可解答。
【详解】一块凸透镜被剖成对称的两半,如图所示,是两块凸透镜,物体又放在2倍焦距处,所以由凸透镜成像规律可知,应成倒立等大的实像两个,故选B。
39.在研究光的折射时,小明知道了光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角;光从水斜射入空气中时,折射角大于入射角。小明想:光在其他透明介质的分界面发生折射时有什么规律呢?即什么条件下折射角小于入射角,什么条件下折射角大于入射角?
为了研究这个问题,他在老师的指导下做了如下实验:让一激光手电筒射出的光束从水斜射入玻璃,再从玻璃依次斜射入冰、空气中,其光路如图一所示。
然后老师又告诉他光在一些透明介质中的传播速度,如表:
物质 其中光速/(m/s)
水 2.25×108
玻璃 2.0×108
冰 2.30×108
空气 3.0×108
酒精 2.2×108
试回答:
(1)文中画线部分是实验探究过程的 ▲ 步骤。
(2)仔细观察图中的光路,对照表格中的数据进行分析。你能得出:光从传播速度 ▲ 的介质斜射人传播速度 ▲ (填“大”或“小”)的介质中时,折射角 ▲ 入射角(填“大于”或“小于”)。
(3)根据你得出的结论,请在图二中画出光由玻璃斜射入酒精时,折射光线的大致位置。
【答案】(1)提出问题;(2)大;小;小于;(或小;大;大于);(3)见图
【解析】【分析】【详解】(1)小明想的内容是提出问题的阶段;(2)由图知,当光从水斜射入玻璃时,折射光线靠近法线,折射角小于入射角,从表格中可以看出光在玻璃中的传播速度小于在水中的传播速度。当光从玻璃斜射入冰时,折射光线远离法线,折射角大于入射角,从表格中数据可以看出,光在冰中的传播速度大于玻璃中的传播速度。当光从冰斜射入空气时,折射光线远离法线,从表格中数据可以看出,光在空气中的传播速度大于冰中的传播速度,可得光从传播速度大的介质斜射入传播速度小的介质时,折射角小于入射角;光从传播速度小的介质斜射入传播速度大的介质时,折射角大于入射角。(3)由表格中数据可以看出,光在酒精中的传播速度大于在玻璃中的传播速度,所以光从玻璃斜射入酒精中时,折时角大于人射角,如图所示。
40.小明小组和小华小组分别用一个焦距未知的凸透镜、蜡烛、光屏探究凸透镜成像规律。请回答下列问题:
(1)在探究“凸透镜成像规律”时,提出的探究问题应该是 ▲ 。
A.凸透镜对光是否有会聚作用
B.凸透镜对光是否有发散作用
C.凸透镜成各种不同的像时,物距、焦距、像距间应满足什么条件
D.凸透镜能否成虚像
(2)探究“凸透镜成像规律”实验中,蜡烛经凸透镜所成像情况与 ▲ 有关。
A.物体到凸透镜的距离和光屏到凸透镜的距离
B.凸透镜的焦距和物体到凸透镜的距离
C.凸透镜的焦距和物体到光屏的距离
D.凸透镜的焦距和光屏到凸透镜的距离
(3)由甲图可知,凸透镜的焦距是 ▲ cm。实验时,应使烛焰、光屏的中心大致在 ▲ 。小明小组调整好三者中心的位置,但无论怎样移动光屏,在光屏上始终都没能看到烛焰所成的像。原因可能
是 ▲ 。(写出一个原因即可)
(4)如乙图所示,若在光屏上(光屏未画出)能得到清晰放大的烛焰实像,则蜡烛可能置于透镜左边a、b、c、d四点中的 ▲ 点上,此成像特点可应用在 ▲ 上。
(5)根据表中数据,完成下列问题:
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 ▲ 1(选填“大于”或小于”),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 ▲ 。
实验次数 物距u/cm 像距υ/cm 物高l/cm 像高h/cm
1 60 18 5 1.5
2 45 22.5 5 2.5
3 30 30 5 5
4 22.5 45 5 10
5 18 60 5 16.5
【答案】(1)C;(2)B;(3)15;同一高度;蜡烛放在焦点之内;(4)c;投影仪;(5)小于;像高与物高的比值和像距与物距的比值相等
【解析】【分析】【详解】(1)探究“凸透镜成像规律”,首先提出问题:成像情况是如何变化,变化的原因是什么?那么可进行猜想,
如:①物体离凸透镜的距离,②光屏离凸透镜的距离;③什么时候成正立的像,什么时候成倒立的像等.....所以可以提出的探究问题应该是:像的虚实、大小、正倒跟物距的关系是什么。故C符合题意;
(2)根据凸透镜的成像规律可知:像距大于物距,所以此时在光屏上成倒立、放大的实像;要使成的像更大,可减小物距,因此应将凸透镜向蜡烛移动;物距的变化可引起像的大小变化,可见凸透镜所成的像与物距有关。故B符合题意;
(3)根据焦距的定义,此时光屏到凸透镜的距离为焦距f=60cm-45cm=15cm;要使物体通过凸透镜所成的实像位于光屏中央,便于观察,须将蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心放在同一高度上;当物体放在焦点之内时会成正立放大虚像,不会呈现在光屏上;
(4)因当物距在1倍与2倍焦距之间时成放大倒立的实像,此时只有c点符合;此成像特点适用于投影仪;
(5)①第1、2次实验,像距小于物距,像高和物高的比值分别是0. 3、0. 5,所以像高与物高的比值小于1;②实验1、2、3、4、5像高和物高的比值分别为0. 3、0. 5、1、2、3. 3,实验1、2、3、4、5像距和物距的比值分别为0.3、0.5、1、2、3.3,所以像高与物高的比值和像距与物距的比值相等。故答案为:(1)C;(2)B;(3)15;同一高度;蜡烛放在焦点之内;(4)c;投影仪;(5)小于;像高与物高的比值和像距与物距的比值相等 。
41.如图所示,两端开口的圆筒内嵌有一凸透镜,透镜主光轴恰好与圆筒中轴线重合。为了测出该透镜的焦距以及透镜在圆筒内的位置,小李同学做如下实验:在圆筒左侧凸透镜的主光轴上放置一点光源S,在圆筒右侧垂直凸透镜的主光轴固定一光屏,点光源S与光屏的距离为L。左右移动圆筒,当圆筒左端面距离点光源S为a时,恰好在光屏上成一个清晰的像;将圆筒向右水平移动距离b,光屏上又出现了一个清晰的像。则凸透镜和圆筒左端面的距离x为 ▲ ,该透镜的焦距f为 ▲ 。
【答案】;
【解析】掌握凸透镜成像的规律,根据光路的可逆性,两次成像的物距和像距正好相反,即第一次的物距等于第二次的像距,第一次的像距等于第二次的物距,从而可以计算出距离x的值;根据凸透镜成像的原理,由点S发出的光经过凸透镜后会聚到像点,并结合平行于主光轴的光线过焦点分析焦距的大小。
【分析】此题考查了凸透镜成像规律的特点,同时考查了成像的原理,能够正确画出成像光路图并结合几何知识是解决此题的关键。
【详解】根据光路的可逆性,第一次的物距等于第二次的像距,第一次的像距等于第二次的物距,第一次的物距u=a+x;圆筒向右移动b,则凸透镜也会向右移动b,则第二次的像距为υ′=L-a-x-b;则a+x=L-a-x-b,解得x=;光源S所成像应在S′处,若物体AS,则成像应为A′S′,根据成像原理,成像光路图如图所示:
又像高与物体高度正比等于像距与物距之比,则:;由图知,A′S′F∽BOF,则:;AS=BO,x=;联立以上几式得,f=;故答案为:;。
42.如图所示,将平面镜放在垂直于凸透镜的主光轴上,凸透镜与平面镜相距为d,一束平行主光轴的光射向凸透镜,经平面镜反射后会聚在两镜中点处,则此透镜的焦距为 ▲ 。
【答案】1.5d
【解析】(1)平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于主光轴上一点,这个点就是焦点,透镜光心到焦点的距离就是焦距;(2)平面镜成像的特点是:虚像,物像等大、物像等距、物像连线与镜面垂直。
【分析】解决本题的关键是知道焦距的概念和平面镜成像的特点,属于一道比较基础的题目。
【详解】由图可见,入射光线平行于凸透镜的主光轴,经凸透镜折射后应该会聚在焦点,由于平面镜的反射作用,根据平面镜成像的特点,A点就是焦点F的像,因此焦点F到镜面的距离等于A到镜面的距离。由于A是凸透镜与平面镜的中点,即OA=0.5d,所以凸透镜的焦距f=d+OA=d+0.5d=1.5d。故答案为:1.5d。
43.在做光学实验时,某同学需要将一束平行光的宽度放大为2倍,于是他在光束路径中放置了由两片透镜组成的透镜组来达到此目的,如图所示。若其中一片透镜是焦距f的凸透镜,则:
(1)如果另一片透镜采用的是凸透镜,则其焦距应为多少?应置于何处?请作图说明。
(2)如果另一片透镜采用的是凹透镜,则其焦距应为多少?应置于何处?请作图说明。
【答案】(1)有两种解法:①放置一个2f的凸透镜,放置在第一片后2f处,如下图所示:
②放置一个的凸透镜,放置在第一片后前处,如下图所示:
(2)放置一个-的凹透镜,放置在第一片前处,如下图所示:
【解析】根据平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点,经凹透镜折射后反向延长通过焦点,分别作出四个透镜组合对光线的作用,找到满足题干要求的选择项。
【分析】透镜组合对光线的作用,要充分利用凸透镜和凹透镜的三条特殊光线,找到各自焦距和透镜距离间的关系,作出光路图。
【详解】略
44.如图,把一个凹透镜A放在一个凸透镜B的前面10cm处,能使一束平行于主光轴的光能过这两个透镜后,会聚在光屏P上一点S;已知光屏距凸透镜30cm,现保持光屏和凸透镜的位置不动,把凹透镜拿走,将一点光源C放在凸透镜的主光轴上距凸透镜30cm处,也能使光源C的像成在光屏上的S点,则凹透镜的焦距是 ▲ cm,凸透镜的焦距是 ▲ cm。
【答案】20;15
【解析】(1)由题意知,将一点光源C放在凸透镜的主光轴上距凸透镜30cm处,也能使C点的像成在光屏上的S点,根据凸透镜成像的规律可知,C点在凸透镜的二倍焦距处,成像成在二倍焦距处,据此得出凸透镜的焦距。(2)通过作图分析,平行于主光轴的光经过这两个透镜后,会聚在P上的一点S处,根据光路可逆,经凹透镜发散后的光线的反向延长线过C点。据此判断凹透镜的焦距。
【分析】本题考查了凸透镜、凹透镜、平面镜对光线的作用,会画透镜的三条特殊光线:①通过焦点的光线经透镜折射后将平行于主光轴。②平行于主光轴的光线经透镜折射后将过焦点。③过光心的光线经透镜折射后传播方向不改变。
【详解】(1)当光源C在二倍焦距处时,成像在二倍焦距处,此时满足2f=30cm,所以f=15cm;
(2)根据下面的光路图,结合凹透镜能使光线发散凸透镜成像的特点,可知,凹透镜的焦距:f′=30cm-10cm=20cm。
故答案为:20cm; 15。
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七下第二章:《光的折射及透镜成像规律》培优训练
1.如图光路中( )
A.CO是入射光线,NO是法线 B.AO是入射光线,MN是法线
C.AO是入射光线,PO是法线 D.CO是入射光线,PQ是法线
2.如图,光线从水中射入空气,反射光线OA与水面之间的夹角为60°。关于入射角α、折射光线与水面之间的夹角β的说法正确的是( )
A.a=30°,β<60° B.a=60°,β>30° C.a=30°,β>60° D.a=60°,β<30°
3.陶瓷茶杯底部放有一枚硬币,人移动到某一位置时看不到硬币(如图甲所示)。人位置不变,往茶杯倒入一些水后,又能看到硬币了(如图乙所示),这主要是由于( )
A.光的直线传播 B.光的折射 C.光的反射 D.凸透镜成像
4.把一根筷子斜插入盛水的玻璃杯里,从正面看过去的情形和图中哪个图相符( )
如图所示,下列透镜对光有会聚作用的是( )
A.①②③ B.④⑤⑥ C.③④⑤ D.①③⑥
6.阳光正对凸透镜照射,墙壁上出现如图所示的亮斑,此时墙壁距离凸透镜10cm,把凸透镜略远离墙
壁亮斑变大,则该凸透镜的焦距是( )
A.大于10cm B.等于10cm C.小于10cm D.无法判断
7.如图,某同学拿着一个凸透镜正对着太阳光,用一张白纸在透镜的另一侧来回移动,得到一个最小最亮的光班,测得此时光斑到透镜光心的距离是6cm。该同学用此透镜观察较小的文字时,看到了正立的较大的字,则较小文字到透镜的距离( )
A.等于12cm B.大于6cm小于12cm C.小于6cm D.大于12cm
8.一塑料薄膜组成的顶棚下堆放着一堆干草,夏天雨后,阳光穿过薄膜上的积水,照射到干草上,则下列说法正确的是( )
A.薄膜上的积水形成一个大的凸透镜,如果其焦点恰好在干草处,干草有可能燃烧
B.透镜都是固体物质组成的,液体不能起凸透镜作用
C.起凸透镜作用的应是塑料薄膜
D.水和塑料薄膜共同起凹透镜作用
9.如图所示,现有五种光学元件,对如图的光路图,方框中可放人的元件为( )
A.2或5 B.1或5 C.1或3或5 D.2或3或4
10.如图是小明探究“凸透镜成像规律”时观察到的现象,下列哪种光学仪器的成像原理与其相同( )
A.投影仪 B.照相机 C.放大镜 D.近视眼镜
11.如图所示为小明做“探究凸透镜成像规律”的实验装置图。透镜的焦距为15cm,要使蜡烛在光屏上成清晰的像,在蜡烛、凸透镜和光屏三者中,只移动其中的一个,其余两个不动,下列措施中可行的是( )
A.光屏向左移动 B.光屏向右移动 C.蜡烛向左移动 D.透镜向左移动
12.某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了像到凸透镜的距离υ跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图像,如图所示,下列判断正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是16cm
B.当u=12cm时,在光屏上能得到一个缩小的像
C.当u=20cm时成放大的像,投影仪就是根据这一原理制成的
D.把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中,像逐渐变小
13.为了规范交通行为,南宁市公安部门在很多路口安装监控摄像头,如图所示,它可以拍下违章行驶或发生交通事故时的现场照片。拍照时,摄像头的镜头相当于一个( )
A.凸透镜,成放大的实像 B.凸透镜,成缩小的实像
C.凹透镜,成放大的虚像 D.凹透,成缩小的虚像
14.考古学家经常用放大镜观看出土文物,如图所示,他看到的是( )
A.倒立、放大的实像
B.正立、等大的虚像
C.正立、放大的实像
D.正立、放大的虚像
15.如图所示,一平面镜垂直于凸透镜的主光轴,位于凸透镜的2倍焦距处,在平面镜和凸透镜之间有一发光棒,当发光棒来回移动的过程中,处于某一位置时,整个系统成像的情况中不可能出现的是( )
A.一个实像和两个虚像 B.一个实像和一个虚像
C.两个虚像,无实像 D.两个实像和一个虚像
16.如图是航天员王亚平在太空做的“水球实验”的截图。当时王亚平说:“你们看,这个水球像不像是一个透镜,透过它,你们还可以看到我的倒影呢。”关于这个实验中的“水球”和我们看到的“倒影”。下列说法正确的是( )
A.这个水球相当于一个凸透镜
B.这个水球相当于一个凹透镜
C.假定此时王亚平向后远离“水球”,“倒影”大小不变
D.假定此时王亚平向后远离“水球”,“倒影”会变大
17.蜡烛、凸透镜、光屏依次放在图中所示的位置,这时光屏上得到一个倒立、缩小的清晰像。根据图中数据判断,此凸透镜的焦距可能为( )
A.20cm B.14cm C.10cm D.7cm
18.在“探究凸透镜成像规律”的过程中,小明同学观察到了如图所示的实验现象。下列光学仪器的工作原理与该现象所反映的规律相同的是( )
A.投影仪 B.照相机 C.放大镜 D.汽车的后视镜
19.如图所示,F为凸透镜的两个焦点,A B 为物体AB的像,则物体AB在( )
A.图中Ⅳ区域,比A B 大,箭头向上
B.图中Ш区域,比A B 大,箭头向上
C.图中II区域,比A B 大,箭头向下
D.图中I区域,比A B 小,箭头向下
20.在凸透镜的主光轴上放一根木棒,a端在一倍焦距与二倍焦距之间,而b端在二倍焦距之外,如图所示,那么透过透镜观察( )
A.a、b端都变粗 B.a端变细,b端变粗
C.a、b端都变细 D.a端变粗、b端变细
21.如图所示,将刻度尺斜插入水中,从水面上看去,水中尺子的刻度情况( )
A.变得疏了
B.变得密了
C.一部分变疏一部分变密
D.疏密没有变化
22.在透明玻璃杯的杯底放一枚硬币,然后倒入一些水。把杯子端到眼睛的高度,再慢慢下移。当杯子下移到某一位置时,如图所示,可以看到大、小两枚硬币。以下对这一现象解释合理的是( )
A.“大、小硬币”都是由于光的反射形成的
B.“大、小硬币”都是由于光的折射形成的
C.“大硬币”是由于光的反射形成的,“小硬币”是由于光的折射形成的
D.“大硬币”是由于光的折射形成的,“小硬币”是由于光的反射形成的
23.如图光线经过透明厚玻璃板的示意光路图,其中正确的是( )
24.小明做“探究凸透镜成像的规律”实验时,在光屏上得到烛焰清晰的缩小的像,然后他把燃烧的蜡烛和光屏互换位置,这时光屏上能看到( )
A.倒立、放大的像 B.倒立、缩小的像
C.正立、放大的像 D.正立、缩小的像
25.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,小明将烛焰放在凸透镜前某一位置时,恰好在凸透镜后20cm处的光屏上出现一个与该烛焰等大的像,下列说法正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是20cm
B.此时的物距大于20cm
C.当物距是30cm时,光屏上呈现倒立缩小的像
D.当凸透镜的一部分被遮住时,光屏上不能呈现完整的像
26.把一块薄玻璃板按如图所示方式以球形割面切开,成为2个薄透镜,然后沿主轴分开一定的距离,如果一束平行光沿主轴投射到1个透镜上,则( )
A.无论平行光是从哪边入射,经过2个透镜折射后仍是平行光
B.平行光从左边人射,经过2个透镜折射后一定是会聚光束
C.平行光从左边入射,经过2个透镜折射后可能是会聚光束,也可能是发散光束
D.平行光从右边入射,经过2个透镜折射后可能是会聚光束,也可能是发散光束
27.如图所示,一玻璃砖内有一凸形气泡,一束平行光垂直射向玻璃砖的侧面,通过玻璃砖后,光线将会( )
A.仍然平行 B.会聚 C.发散 D.无法确定
28.如图所示,凸透镜的焦距为5cm,在透镜左侧10cm处,有一个与主光轴垂直的物体AB,在透镜右侧
15cm处放一个平面镜,镜面与凸透镜的主光轴垂直,则该光具组中,物体AB的成像情况是( )
A.一个正立实像,一个倒立实像,一个正立虚像
B.一个正立实像,一个正立虚像,一个倒立虚像
C.一个倒立实像,一个正立虚像,一个倒立虚像
D.一个正立实像,一个倒立实像,一个倒立虚像
29.一束方向不变的光线从右方斜射向水面,这时的反射角是β,折射角是r。若把水槽的左端稍垫高一些,待水面重新恢复平静时,反射角是β1,折射角是r1,那么( )
A.β1<β,r1B.β1=β,r1=r
C.β1<β,r1>r
D.β1>β,r1>r
30.将筷子竖直插入装水的玻璃杯内,从俯视图中的P点沿水平方向看到的应该是图中哪个图形( )
31.两块完全相同的平行玻璃砖相互垂直放置。如图一束单色光从左侧水平射人左侧玻璃砖,从右侧射出,则出射光线与入射光线( )
A.平行 B.不平行向上偏折
C.不平行向下偏折 D.都有可能
32.如图所示,在一块玻璃砖上挖去一块半圆形的玻璃,如有一条通过圆心的光线射到该玻璃砖上,则正确的光路图为( )
33.如图所示,遮光板A与光屏B平行放置且相距为d。在A的中央挖一直径为d1的圆孔,并在孔内嵌入与孔等大的薄透镜L。现有一束平行光束垂直照射遮光板,在光屏上形成了一个直径为d2的圆形光斑,则该透镜的焦距大小不可能为( )
B. C. D.
34.眼镜的规格通常不用焦距来表示,而是用度来表示,其度数D等于焦距f(以米作单位)的倒数的100倍,即D=,已知小明的左眼镜片焦距为0.25m,其度数应为( )
A.100 B.200 C.300 D.400
35.如图所示,MN是凸透镜的主光轴,P、Q、S是在主光轴上的三个位置,把一物放在P处,像成在Q处,把物放在Q处,凸透镜位置不变,像成在S处,则可判断凸透镜的位置在( )
A.P的左边 B.PQ之间
C.QS之间 D.S的右边
36.如图,小刚在盛满水的常用圆柱形透明玻璃杯后面偏左位置15cm处放着一个模特,将模特从左边平移到右边(如俯视图,从A平移到B),透过玻璃杯观看模特,他所看到的像位置变化及大小变化可能是( )
A.像从左边平移到右边,上下高度不变,宽度先变大后变小
B.像从右边平移到左边,上下高度不变,宽度先变大后变小
C.像从左边平移到右边,上下高度先变大后变小,宽度不变
D.像从右边平移到左边,上下高度先变大后变小,宽度不变
37.如图所示,是一种称之为“七仙女”的神奇玻璃酒杯,空杯时什么也看不见,斟上酒,杯底立即显现出栩栩如生的仙女图。下列对仙女图形成原因的探讨,不正确的是( )
A.可能是酒和凸透镜对光产生折射,出现放大的像
B.空杯时,“七仙女”的图片可能在凸透镜的焦点上
C.可能是斟酒后杯底凸透镜焦距变小,使原来在焦点上的图片移在一倍焦距以外,成放大的像
D.可能是斟酒后杯底凸透镜焦距变大,使原来在焦点上的图片移在一倍焦距以内,成放大的像
38.一个直立的物体放在凸透镜的两倍焦距处,物体的中点恰在透镜的光轴上,后来,透镜被一割为二,对称地拉开,两个半透镜间距离等于物体高度,如图所示。则此时光屏上的像应该是图中的( )
39.在研究光的折射时,小明知道了光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角;光从水斜射入空气中时,折射角大于入射角。小明想:光在其他透明介质的分界面发生折射时有什么规律呢?即什么条件下折射角小于入射角,什么条件下折射角大于入射角?
为了研究这个问题,他在老师的指导下做了如下实验:让一激光手电筒射出的光束从水斜射入玻璃,再从玻璃依次斜射入冰、空气中,其光路如图一所示。
然后老师又告诉他光在一些透明介质中的传播速度,如表:
物质 其中光速/(m/s)
水 2.25×108
玻璃 2.0×108
冰 2.30×108
空气 3.0×108
酒精 2.2×108
试回答:
(1)文中画线部分是实验探究过程的 步骤。
(2)仔细观察图中的光路,对照表格中的数据进行分析。你能得出:光从传播速度 的介质斜射人传播速度 (填“大”或“小”)的介质中时,折射角 入射角(填“大于”或“小于”)。
(3)根据你得出的结论,请在图二中画出光由玻璃斜射入酒精时,折射光线的大致位置。
40.小明小组和小华小组分别用一个焦距未知的凸透镜、蜡烛、光屏探究凸透镜成像规律。请回答下列问题:
(1)在探究“凸透镜成像规律”时,提出的探究问题应该是 。
A.凸透镜对光是否有会聚作用
B.凸透镜对光是否有发散作用
C.凸透镜成各种不同的像时,物距、焦距、像距间应满足什么条件
D.凸透镜能否成虚像
(2)探究“凸透镜成像规律”实验中,蜡烛经凸透镜所成像情况与 有关。
A.物体到凸透镜的距离和光屏到凸透镜的距离
B.凸透镜的焦距和物体到凸透镜的距离
C.凸透镜的焦距和物体到光屏的距离
D.凸透镜的焦距和光屏到凸透镜的距离
(3)由甲图可知,凸透镜的焦距是 cm。实验时,应使烛焰、光屏的中心大致在 。小明小组调整好三者中心的位置,但无论怎样移动光屏,在光屏上始终都没能看到烛焰所成的像。原因可能
是 。(写出一个原因即可)
(4)如乙图所示,若在光屏上(光屏未画出)能得到清晰放大的烛焰实像,则蜡烛可能置于透镜左边a、b、c、d四点中的 点上,此成像特点可应用在 上。
(5)根据表中数据,完成下列问题:
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 1(选填“大于”或小于”),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 。
实验次数 物距u/cm 像距υ/cm 物高l/cm 像高h/cm
1 60 18 5 1.5
2 45 22.5 5 2.5
3 30 30 5 5
4 22.5 45 5 10
5 18 60 5 16.5
41.如图所示,两端开口的圆筒内嵌有一凸透镜,透镜主光轴恰好与圆筒中轴线重合。为了测出该透镜的焦距以及透镜在圆筒内的位置,小李同学做如下实验:在圆筒左侧凸透镜的主光轴上放置一点光源S,在圆筒右侧垂直凸透镜的主光轴固定一光屏,点光源S与光屏的距离为L。左右移动圆筒,当圆筒左端面距离点光源S为a时,恰好在光屏上成一个清晰的像;将圆筒向右水平移动距离b,光屏上又出现了一个清晰的像。则凸透镜和圆筒左端面的距离x为 ,该透镜的焦距f为 。
43.在做光学实验时,某同学需要将一束平行光的宽度放大为2倍,于是他在光束路径中放置了由两片透镜组成的透镜组来达到此目的,如图所示。若其中一片透镜是焦距f的凸透镜,则:
(1)如果另一片透镜采用的是凸透镜,则其焦距应为多少?应置于何处?请作图说明。
(2)如果另一片透镜采用的是凹透镜,则其焦距应为多少?应置于何处?请作图说明。
44.如图,把一个凹透镜A放在一个凸透镜B的前面10cm处,能使一束平行于主光轴的光能过这两个透镜后,会聚在光屏P上一点S;已知光屏距凸透镜30cm,现保持光屏和凸透镜的位置不动,把凹透镜拿走,将一点光源C放在凸透镜的主光轴上距凸透镜30cm处,也能使光源C的像成在光屏上的S点,则凹透镜的焦距是 cm,凸透镜的焦距是 cm。
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