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浙教版七下第三章:《光的反射、折射》培优训练
1.如图,小明站在白云湖边看到小鱼在水中游动,同时发现有一只“鸟”在水中飞翔,似乎在模仿水面上另一只鸟在飞翔动作。以下说法正确的是(▲)
A.小明看到的鱼是光的反射形成的虚像
B.小明看到的鱼是光的折射形成的实像
C.水中的“鸟”到水面的距离小于空中的鸟水面的距离
D.如果此时下雨,水面折皱,水中的“鸟”和鱼都“不见了”,但光的反射和折射规律不会改变,只是不能形成清晰的像
【答案】D
【解析】①要解决此题,需要掌握平面镜成的像是与物体等大的虚像,知道平面镜成像是由于光的反射形成的。②要掌握光的折射现象.我们看到水中的物体,其实看到的是物体的虚像,是由光的折射形成的。③光的反射分为漫反射和镜面反射两类,镜面反射和漫反射的相同点就是都遵循反射定律。
【分析】 解答此题的关键是熟练掌握光的折射规律和平面镜所成的像是虚像,物体和像关于平面镜对称的特点.此题难度不大,属于基础题。
【详解】(1)因为鱼儿是在水中的实际物体,是由于光线从水中通过空气折射进入了人的眼睛,我们看到水中的鱼,其实看到的是鱼的虚像,是由光的折射形成的,故AB错误;
(2)水面相当于平面镜,因为平面镜所成的像是正立、等大的虚像,物体和像关于平面镜对称,物体动,像随之动,所以水中的“鸟”到水面的距离等于空中的鸟到水面的距离。故C错误;
(3)如果此时下雨,水面折皱,将发生漫反射,漫反射的光线射向各个方向,反射光线没有射向人的眼睛,所以水中的“鸟”和鱼都“不见了”,但光的反射和折射规律不会改变,只是不能形成清晰的像,故D正确。故选D。
2.如图所示,在竖直平面xOy上,人眼位于坐标点(3,0)上,一块平面镜水平放置,介于坐标(0,3)
(-1,3)之间。今有一发光点P从坐标原点沿x轴负方向运动,此过程中P点在下列哪个区间运
动时,人眼可以从平面镜中观察到P点的像(▲)
A.0→-1区间 B.-1→-3区间 C.-3→-5区间 D.-5→-∞区间
【答案】C
【解析】根据平面镜成像特点之一:像与物关于平面镜对称,找出人眼位于坐标点(3,0)上,关于O点对称点和关于-1对称点即可。
【分析】此题为确定平面镜成像可视范围的方法:若要看到物体在平面镜中的像,则需借助于边界光线,边界光线的公共部分即完整像的观察范围,此题有一定难度,属于难题。
【详解】人眼位于坐标点(3,0)上,x坐标,x=3关于0对称点是-3,x=3关于-1对称点是-5,因为一块平面镜水平放置,所以发光点经过x轴[-3,-5]之间会被看到.故选C。
3.如图,S为小电珠,它发出的光可看作由一点发出的。S正对圆孔,到孔的距离为L,透过圆孔的光在后面的光屏上得到一个圆班。若在孔上嵌一凸透镜,则光屏上立刻出现一个清晰的亮点,则该透镜的焦距、圆孔与光屏之间的距离可能为(▲)
A. B. C.L,L D.L,2L
【答案】B
【解析】由“光屏上立刻出现一个清晰的亮点”可知此时物像等大,若不能将像恰好成在光屏上,过早、过迟会聚只能说成光斑,而不是“清晰的亮点”再根据凸透镜成像规律u=2f时,v=2f,即可解答此题。
【分析】此题主要考查凸透镜成像的应用,解答此题的关键是根据“光屏上立刻出现一个清晰的亮点”判断出此时物像等大,然后问题可解。
【详解】由“光屏上立刻出现一个清晰的亮点”,可知亮点是发光点的等大的像,则根据凸透镜成像规律u=2f时,v=2f,可知L=2f,则该透镜的焦距f=L,圆孔与光屏之间的距离即像距v=2f=L。故选B。
4.有一高度为H的田径运动员正在进行100m的比赛,在终点处,有一站在跑道旁边的摄影记者用照相机给他拍摄冲线运动,摄影记者使用的照相机的光圈(控制进光量的多少)是16,快门(曝光时间)是s,得到照片后测得照片中人的高度为h,胸前号码布上模糊部分的宽度是ΔL,由以上数据可以知到运动员的(▲)
A.100m成绩 B.冲线速度 C.100m内的平均速度 D.人离照相机的距离
【答案】B
【解析】A、100m的成绩指的是总时间;B、冲线的瞬时速度可以用冲刺时两次曝光时间内的平均速度代替;C、100m内的平均速度等于总位移除以总时间;D、如果知道像的大小、物的大小、相距,可以求出物距(人到照相机的距离)。
【分析】解答时要注意,运动员在整个比赛过程中速度是变化的,故无法求得运动的总时间,但在冲刺阶段,非常短的时间内,可以用平均速度去代替瞬时速度,该题难度适中。
【详解】A.100m的成绩指的是总时间,运动员的运动过程是一个变速运动,故无法求得运动时间,故A错误;B.胸前号码上的模糊部分的宽度为△L,即为两次曝光时运动员的底片上的位移,根据运动员底片上的高度和实际高度的比例即可求得两次曝光的实际位移为:x=,所以冲刺时的瞬时速度v=,故B正确;C.100m内的平均速度等于总位移除以总时间,因无法求得时间,所以无法求出平均速度,故C错误;D.根据题目所给数据,求不出人离相机的距离,故D错误;故选B。
5.如图所示,一底面半径为R的圆锥体,放在一焦距为f的凸透镜的主光轴上,并使其对称轴与主光轴重合,顶和底面中心分别在焦点和2倍焦距处,圆锥体经透镜所成的像是(▲)
A.在透镜左侧,为圆锥面放大的虚像 B.在透镜右侧,为放大的圆锥形实像
C.在透镜右侧,为有限长圆柱形实像 D.在透镜右侧,为无限长圆柱形实像
【答案】D
【解析】掌握凸透镜成像的规律,知道当物距处于f和2f之间时,成放大倒立的实像,此时像距大于2f;当发光点在焦点处时,通过凸透镜的光将平行射出。
【分析】此题考查了学生对凸透镜成像特点的应用,要掌握成像特点与物距、像距之间的关系。
【详解】由题意知,圆锥体的顶点和底面分别在焦点和2倍焦距处,其它部分在f和2f之间,所以可以成圆锥的实像,像在凸透镜的右侧,底面的像在右侧的2f处,其它部分随着物距的减小,像增大,像距也增大,焦点处的顶点发出的光线经凸透镜将平行射出,所以顶点的像在无限远处,因此在透镜的右侧,成了一个无限圆柱体的实像。故选D。
6.小明同学正对竖直的平面镜站立,小明的脸宽为18cm,小明两眼的距离为8cm,小明欲使自己无论闭上左眼还是右眼,都能用另一只眼睛从镜中看到自己的整个脸,则镜子的宽度至少为(▲)
A.8cm B.10cm C.13cm D.26cm
【答案】C
【解析】根据平面镜成像特点先作出人脸的像,再根据光路可逆,分别把人的两只眼睛与人验像的边界相连,镜子的有效范围刚好是两只眼睛和人脸像组成的梯形的中位线。
【分析】由平面镜成像特点确定了像的位置后,正确找出边界光线是解题的关键;灵活运用反射定律,利用光的可逆性画出反射光线。面反射光线只需在找到边界光线与镜面交点后。连接像点或物点至交点。延长即可,其反射角必等于入射角,解答此题还要求学生应具备一定的学科综合能力。
【详解】如图所示,人的脸宽为AB等于18cm,两眼为C、D,CD=8cm,如果用左眼看完整的像需用PR之间的平面镜,如果用右眼看完整的像需用QS之间的平面镜,所以无论闭上左眼或右眼都能看到完整的像需用PS之间的平面镜因PS=是梯形CDB A 的中位线,则PS=(A B +CD)。因AB=A B =18cm。CD=8cm,所以PS=×(18cm+8cm)=13cm
7.如图所示,一平面镜放在圆筒的中心处,平面镜正对筒壁上一点光源S,点光源发出一细光束垂直射向平面镜。平面镜从图示位置开始绕圆筒中心轴O匀速转动,在转动30°角时,点光源在镜中所成的像转过的角度为θ1,照射到筒壁上的反射光斑转过的角度为θ2,则(▲)
A.θ1=30°,θ2=30° B.θ1=30°,θ2=60° C.θ1=60°,θ2=30° D.θ1=60°,θ2=60°
【答案】D
【解析】做本题的关键是:根据题干的提示和反射定律画出平面镜旋转前后的反射光路图,以及所成的虚像的图。
【分析】本题主要考查学生对光的反射定律的了解和掌握,是一道难题。
【详解】如上图所示,
平面镜旋转30°,相当于人射角增大30°,因为原先入射角为0°(如左图);则入射角和反射角的夹角为60°,照射到简壁上的反射光斑转过的角度02即为60°(如右图);由左右两图的“虚像”的位置可知:点光源在镜中所成的像转过的角度θ为60°。
8.有些电工仪表的刻度盘上有一个弧形缺口,缺口下面有一面镜子,它的作用是(▲)
A.读数时使眼睛处于正确位置 B.增加刻度盘的亮度
C.检验仪表是否水平 D.便于观察仪表的内部结构
【答案】A
【解析】镜子对光线有反射作用,而电工仪表的刻度盘上缺口下面的镜子用来减少读数视觉误差而设计的,读数时,眼睛看指针与镜子里的指针影像重叠,这时所对准的刻度读值相对比较准确。
【分析】本题主要考查的是平面镜在生活中的应用。
【详解】仪表的指针比较细,容易产生误差,镜子对光线有反射作用,且光路是可逆的,读数时,眼睛看指针与镜子里的指针影像重叠,使得读数比较准确。故选A。
9.如图所示,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
【解析】根据平面镜成像的特点:像与物大小相等,连线与镜面垂直,到平面镜的距离相等,左右相反来解答此题。
【分析】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。
【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S°,;S′在水平的平面镜中成的像为S″,而S″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,由于平面镜成像特点可知像与物体是左右相反的,所以现让点光源S在水平面内沿圆周顺时针运动时,则镜子内的三个像中,S°和S′全都做逆时针运动。S″是相反了两次,也就是说,S″应该是和S一样的顺时针转动,故选项C正确。故选C。
10.如图所示,在桌子边放一个三棱镜,在后面放上一支短蜡烛并点燃后我们只有蹲下身去才通过三棱镜看到烛焰,这是因为(▲)
A.烛焰被三棱镜反射光所造成的
B.光线通过三棱镜后会向下偏折
C.这是烛焰光经三棱镜后成的实像
D.以上说法都可能
【答案】B
【解析】根据光的折射规律可知,在斜射时,总是空气中的角较大,作出法线,确定光是从空气射入介质还是从介质射入空气,确定折射角与入射角谁大谁小,最后确定折射光线的大致传播方向。【分析】此题主要考查光的折射定律,根据折射定律判断折射光线与入射光线之间的关系。
【详解】光先从空气斜射入玻璃,折射角小于入射角,光线会靠近法线;当光线从玻璃中射向空气时,折射角大于入射角,光线会远离法线。即光线通过三棱镜后会向下偏折。故选B。
11.如图所示,凸透镜的下半部分被截去,其上半部分的高度为L。在其左焦点F处放有高为L的发光物AB,在右焦点F 处放有一平面镜MN,则关于AB通过凸透镜的成像情况,下列说法中正确的是
(▲)
A.成一个正立等大的虚像和一个正立放大的虚像
B.成一个正立等大的虚像和一个倒立缩小的实像
C.AB的上半部分成一个等大倒立的实像,下半部分不成像
D.AB的下半部分成一个等大倒立的实像,上半部分不成像
【答案】D
【解析】本题可用作图法进行分析,取AB物体的中点P分析,P点以上各点发出的光线,P点以下各点发出的光线三种情况进行分析。
【分析】这是一道竞赛题,对初中生来说,难度很大,此实验现象可以让学生做实验时动手操作一下,观察有什么现象发生,感性认识印象会更深。
【详解】(1)如图2(a)所示,取AB物体的中点P分析:从该点发光的光线,经凸透镜折射后,折射光线应为平行光,经平面镜反射后,反射光线仍为平行光.但所有这些光线的位置均在凸透镜光心以下,所以这些光线不可能直接会聚成像,也不可能通过凸透镜会聚成像。
P点以上各点发出的光线,情况与P点相似,但反射光线的位置更要向下移.P点以下各点发出的光线,情况虽与P点也相似,但反射光线的位置向上移,这些平行光可经凸透镜第二次折射,折射光线应会聚在左侧焦平面上的某点处。
(2)如图(b)所示,点Q发出的光线经凸透镜折射、平面镜反射、再经凸透镜折射后,在Q点正下方距主光轴相同距离的Q’处会聚成像,该像显然是倒立的、等大的。本题正确选项为D,故选D。
12.如图所示,位于凸透镜主光轴上某发光点P发出红、黄、绿三色复光,当用与主光轴相垂直的毛玻璃屏从透镜附近沿轴方向向远处移动时,在屏上将依次看到(▲)
A.红、黄、绿亮点 B.红、绿、黄亮点
C.黄、红、绿亮点 D.绿、黄、红亮点
【答案】D
【解析】根据不同颜色的光波长不同,凸镜对其折射率不同.绿黄红波长依此增大,折射率依此减小可作出选择。
【分析】此题涉及到折射率,对初中生来说有一定的难度,对于凸镜对其折射率不同的理解,可举例:同一个凸透镜,对于绿光的焦距比红光的小,红光源成等大实像,表明此时光源位于二倍焦距处,如果换成绿光源,物距就大于两倍焦距,成倒立缩小实像。
【详解】凸透镜是玻璃制成的,同一个凸透镜,不同颜色的光波长不同,凸镜对其折射率不同.玻璃对绿光的折射率比红光大.也就是说,对于绿光的焦距比红光的小,绿黄红波长依此增大,折射率依此减小,所以在屏上将依次看到绿、黄、红亮点,故选D。
13.两平面镜AM,AN之间的夹角为90°,凸透镜的主光轴恰好是该直角的角平分线,凸透镜的光心为O,A点恰好是凸透镜的焦点,光源S位于主光轴上,通过该系统,光源S所成的像为(▲)
A.四个虚像,三个实像 B.四个虚像,一个实像
C.三个虚像,一个实像 D.三个虚像,两个实像
【答案】B
【解析】解答此题从以下知识点入手:①凸透镜成像规律之一:u<f,成正立放大的虚像;
①平面镜成像特点:正立等大的虚像;③凸透镜的三条特殊光线之一,通过凸透镜光心的光线,传播方向不改变。
【分析】此题主要结合凸透镜考查平面镜成像的特点,有一定的难度,注意区分光线经过凸透镜折射,是光线的实际会聚点,而平面镜是反射光线的反向延长线的会聚点,由此可区分实像和虚像.
【详解】如图所示:①S通过两个平面镜成3个虚像,(因为其中两个重合了),分别是S1、S2、S3,;②S1、S2分别在凸透镜的焦点处,则不能成像,只有S3在凸透镜的焦点以外,且通过凸透镜的光心,可以成一个实像S4;③S在凸透镜的焦点以内,由u<f,成正立放大的虚像S′;综上分析,通过该系统,光源S所成的像有四个虚像,一个实像。
故选B。
14.用普通照相机拍照时,要按被照物体距相机镜头的远近进行“调焦”,使用起来不太便捷。有一种“傻瓜”相机,只要把想拍摄的景物全部纳入取景器内,不论远处还是近处的物体,在照片上都比较清晰,从而使拍照的过程变得十分快捷。这种“傻瓜”相机不用“调焦”的奥秘是(▲)
A.采用了长焦距的镜头,使远近不同的物体成像的位置相差不大
B.采用了短焦距的镜头,使远近不同的物体成像的位置相差不大
C.采用了长焦距的镜头,使远近不同的物体成像的位置相同
D.采用了短焦距的镜头,使远近不同的物体成像的位置相同
【答案】B
【解析】根据凸透镜成像的原理:当物距大于2倍焦距,成倒立缩小的实像,以及其应用来解答此题。
【分析】本题主要考查学生对:凸透镜成像的应用的了解和掌握,以及物距远大于2倍焦距的时候,像距接近1倍焦距等知识点的理解和掌握。
【详解】简易“傻瓜”照相机镜头的焦距不能改变,暗箱长度也不能改变.拍照时只要把景物全部纳入取景器内,无论物距如何变化,都能拍出比较清晰的照片,这主要是因为这种照相机的焦距小,物距都远大于2倍焦距,像距接近焦距,这样远近不同的物体成像的位置相差不大,所以不用调节。通过以上分析,只有选项B是正确的,故选B。
15.蜡烛放在如图所示的位置,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
【答案】C
【解析】掌握凸透镜成像的规律,知道当物距大于2f时,成倒立缩小的实像,据此分析即可。
【分析】本题主要探究的是凸透镜成像的规律,这是今后学习光学,研究光现象的基础,应该熟练掌握像距与物距,并注意加以区分,不能混淆。
【详解】A、已知蜡烛通过凸透镜成倒立、缩小的像.则物距u>2f,根据图示可知,u=20cm,则凸透镜的焦距小于10cm,由于平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚于焦点,所以折射光线与主光轴的交点应该在10 cm以内,故A错误;B、物距大于2f时,通过凸透镜成倒立缩小的实像,故B错误;CD、由图可知,u=20cm,当物距大于2f时,成倒立缩小的实像,故透镜的焦距小于10cm,故C正确,D错误,故选C。
16.如图所示,两平面镜OA和OB夹角为α,入射光线平行于OB镜且在两镜面间经12次反射后不再与镜面相遇。则两镜面之间的夹角α可能为(▲)
A.13° B.14° C.15° D.16°
【答案】B
【解析】根据光的反射定律,经过一次反射,光线方向偏转2α,由经12次反射后不再与镜面相遇,列出光线方向偏转的角度,然后列等式求解。
【分析】此题主要考查了光的反射定律,结合平行线的性质和反射求解,此题体现了不同学科间是相互联系的特点。
【详解】如图
反射一次反射角度较小α,
第一次反射反射角90-α,第二次反射反射角90-2α…
要想使光线反射12次,那么第六次反射光线不能垂直照在镜子A上(下面的那个图)
要是垂直照在A上的话,根据光路可逆,要反射13次才能出去。
第六次反射光线照在A上的入射角β,如果等于α,根据光路可逆原理,
此后反射的光路和前六次的光路相同,最终会平行OA射出去。
所以β可以等于α
β小于α反射12次也可以,只是最终光线射出时和OB成角小于α。
α=β时
根据三角形内角和是180(第二个图),有
α+6α+6β=180
α+6α+6α=180
13α=180
解得:α=13.84
β减小,α会变大,所以此时的α是最小值。
如果反射6次后,在反射5次就射出镜子外的话,有
α+6α+5β =180
α=β 时,刚好是平行OB射出.
12α=180
α=15,此时只能反射11次,所以α不能等于15。
α的取值范围13.84<α<15
故该角一定在大于13.8°与小于15°之间,所以B中的14°是正确的。故选B。
17.如果不慎在照相机的镜头上粘上一个灰尘颗粒(如图),那么拍摄的相片(▲)
A.其上部将出现一个黑点
B.其下部将出现一个黑点
C.其上部和下部皆无黑点
D.其上部和下部各出现一个黑点
【答案】C
【解析】照相机的镜头是一个凸透镜。物体有无数点组成,物体上任一点射向照相机镜头有无数条光线,经凸透镜折射后,有无数条折射光线会聚成该点的像。当照相机的镜头上沾上一个黑点,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】当照相机的镜头上沾上一个黑点,还有另外的部分光线,经凸透镜折射会聚成像,像的大小不发生变化,折射光线减少,会聚成的像变暗,故选C。
18.如图所示,水平地面上有一不透光的边长为x的正方体物块。在正方体正左方有一点光源S,点光源和正方体物块的距离也为x。若在点光源S的上方距离为H处水平放置平面镜,H大小固定不变,平面镜足够大。不考虑其他光源的存在,那么在正方体的另一侧水平面上,将会由于点光源S发出的光线经平面镜反射而被照亮,现改变x的大小,当x增大到 ▲ 时,照亮区域将消失。
【答案】
【解析】电光源S发出的过正方体左上角射到平面镜上的光线,是光源发出的经平面镜反射后最有可能照到正方体右侧的光线,如果该光线的反射光线被正方上表面挡住,则正方体右侧照亮区将消失,作出光路图,由相似三角形的知识可求出X的大小。
【分析】电光源S发出的过正方体左上角射到平面镜上的光线,是光源发出的经平面镜反射后最有可能照到正方体右侧的光线,如果该光线的反射光线被正方上表面挡住,则正方体右侧照亮区将消失,作出光路图,由相似三角形的知识可求出X的大小。
【详解】当光源发出的能照到平面镜上最右侧的光恰好被正方体上表面挡住时;照亮区域将消失,根据光的反射定律作光路图如图所示。
由题意得:CD=X,SB=X+X=X;由图知:△SAB∽△SCD,由相似三角形的性质可得:,,则X=;当X增大到时,照亮区域将消失,故答案为:。
19.无云的晴天,如果你在野外迷失了方向,可以在地平线上竖直立一根杆,地面上的OA是杆的影子,过了一段时间后,影子移到了OB位置,则AB箭头所指的方向为 ▲ 方(选填“东”“南”“西或“北”)。
【答案】东
【解析】太阳从东方升起,从西方落山,根据光的直线传播,太阳在东方时,影子在西方,太阳在西方时,影子在东方。
【分析】此题是一个动态过程,首先明确太阳在东方时,影子在哪儿,太阳在西方时,影子在哪儿,然后根据太阳的移动,判断影子的移动,确定方位,此题给人们辨别方向提供了一个很好的方法。
【详解】一天内,太阳从东方升起逐渐向西方移动,根据光的直线传播,影子会从西方逐渐向东方移动,所以OB在OA的东方,所以箭头所指的方向是东方。故答案为:东。
20.某同学家的热水器的温度控制器未能正确安装,他从镜子里看到了如图所示的像,则此时显示的
温度是 ▲ ,如果显示的温度是64℃,请在下面空格处画出通过镜子看到的数字的像 ▲ 。
【答案】29℃;
【解析】根据镜面对称的性质求解,在平面镜中的像与现实中的事物恰好左右或上下顺序颠倒且关于镜面对称。
【分析】本题考查了镜面反射的原理与性质。解决此类题应认真观察,注意技巧。
【详解】根据镜面对称的性质,分析可得题中所显示的图片与62成轴对称,所以此时显示的温度是62℃。图中电源标志是倒的,应把62℃旋转180°,则此时显示的温度是29℃,根据镜面对称的性质,
通过镜子看到的数字的像为下图:故答案为:29℃;
21.如图,AB表示一水平放置的平面镜,P1P2是水平放置的米尺(有刻度的一面朝着平面镜),MN是屏,三者互相平行。屏MN上的ab表示一条水平的缝(即a、b之间是透光的)。某人眼睛紧贴米尺上的小孔S(其位置见图),可通过平面镜看到米尺的一部分刻度。试在本题的图上用三角板作图求出可看到的部位,并P1P2上把这部分涂以标志。
【答案】
【解析】通过平面镜看到米尺的一部分刻度面,表明这部分地面上每一点发出的光线中有一些经平面镜反射后到达S点.则由光路可逆性原理可知,若在S点放置点光源,它发出的光线经平面镜反射后将到达地面上这部分范围,分两种情况。
【分析】此题主要考查学生对平面镜成像的特点的理解和掌握,解答此题要结合几何知识,因此有一定的拔高难度,是一道竞赛题。
【详解】(1)①分别作P1P2、Ma、bN对于AB的对称线P′1 P′2、M′a′、b′N′,则P′1 P′2就是P1P2对于平面镜AB的像,M′N′是MN对于平面镜AB的像。
②连接S、a并延长,与P′1 P′2交于一点,并作该点对于AB的对称点,此对称点在P1P2上,是可看到部位的左端。
③连接S、b′并延长,与P′1 P′2交于一点,作该点对于AB的对称点,此对称点也在P1P2上,是可看到部位的右端。上述顺序也可以是①③②。
(2)①作S点对AB的对称点S′,S′就是S的像点。
②连接S、a并延长,与AB交于C点。
③连接S′、C并延长,与P1P2交于一点,此点就是可看到部位的左端。
④连接S′、b并延长,与P1P2交于一点,此点就是可看到部位的右端。上述顺序也可以是②①③④或①④②③。
22.如图所示,一宽为ab的平面镜,垂直纸面放置,平面镜可以绕其中心轴O转动,MN为离平面镜一段距离的直线。人眼在ab与MN之间的某固定位置P点(图中没有标出),通过平面镜ab观察MN。
转动平面镜,人眼可以通过平面镜观察到MN上不同的区域。当平面镜ab与直线MN平行时,人眼通过平面镜恰能观察到MN上从A点到B点的整个区域。
(1)利用刻度尺等工具,确定人眼所在位置。
(2)将平面镜ab绕O轴顺时针转过θ角,利用刻度尺等工具,画出人眼此时通过平面镜在MN上观察到的区域。
【答案】
【解析】(1)眼睛能看到物体MN的AB部分,所以连接AB与平面镜的边缘的连线并延长,交点为人眼睛在平面镜中成的像,根据平面镜成像特点,找到人眼睛的实际位置。(2)当平面镜的转动θ时,人眼睛在平面镜中成像位置发生了改变,根据平面镜成像特点,作出人眼睛在转动后的像,连接眼睛的像与转动后的平面镜中边缘的连线,即眼睛看到的范围。
【分析】眼睛通过平面镜观察到的范围,有两种方法:(1)作物体在平面镜中的像,连接眼睛和平面镜两个边缘并延长,交与物体的像,是眼睛看到的范围。(2)作眼睛在平面镜中的像,连接眼睛的像和平面镜两个边缘并延长,交与物体,是眼睛看到的范围。
【详解】(1)连接A与平面镜的左边缘并延长,连接B与平面镜的右边缘并延长,两条直线交与P1点,P1是眼睛的像的位置。根据平面镜成像特点,由点向平面镜作垂线并延长,根据物像到平面镜的距离相等,找出人眼睛的位置P。(2)当平面镜转动θ后,根据物像到平面镜的距离相等,作出人眼在转过θ角后的平面镜中的像P2。连接P2点和转动后的平面镜的两个边缘并延长,交与物体MN上,即为观察到的范围。
23.如图,凸透镜L的焦距为f,F为焦点,在离透镜1.5f处垂直主光轴放置一平面镜M,左侧焦点F的正上方有一点光源S,试通过作图确定在凸透镜右侧所成像点的位置,要求做出两条光路。
【答案】
【解析】首先根据平面镜成像的特点:像与物关于平面镜对称,可以先作出点光源S关于平面镜的像点,再根据凸透镜的三条特殊光线作图.
【分析】此题综合考查平面镜成像特点和凸透镜三条特殊光线,有一定难度,属于难题
【详解】因点光源S正好在凸透镜左侧焦点F的正上方,根据平面镜成像的特点可知点光源S关于平面镜的像点在2F上,连接像点与左边焦点F,与镜面的交点即为入射点,连接入射点与焦点即为点光源S的反射光线,并将其延长,经凸透镜折射后将平行主光轴射出,在过S作平行主光轴的光线经凸透镜折射后过右边焦点,两条直线的交点S′即为右侧所成像点的位置,如图所示:
24.(1)根据入射光线和折射光线,在图甲中的实线框内画出适当的透镜;
(2)据图乙中的入射光线作出这两条入射光线通过透镜后相应的折射光线;
(3)请根据近视眼的成因和矫正方法,在图丙所示的方框内画出矫正所需的透镜并完成光路图;
(4)如图丁所示,OO 为透镜的主光轴,AB是物体,A B 是AB经过透镜所成的像。用作图方法找出
透镜的位置,并在这个位置画出这个透镜。
【答案】(1) (2)
(4)
【解析】(1)凸透镜对光具有会聚作用;凹透镜对光具有发散作用;根据入射光线与折射光线的位置关系画出透镜。
在作凸透镜或凹透镜的光路图时,先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图。
(3)近视眼是晶状体会聚能力增强,像呈在视网膜的前方,应佩戴凹透镜矫正。
(4)利用过光心的光线的传播方向不变,可确定出凸透镜的位置。
【分析】(1)凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用.能够判断出光线经透镜后变得发散还是会聚,是解决此类题目的关键。
(2)凸透镜的特殊光线有三条:过光心的光线其传播方向不变,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点,过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴;凹透镜的特殊光线有三条:过光心的光线其传播方向不变,平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点,指向另一侧焦点的光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴。
(3)考查学生对近视眼和远视眼的成因,以及矫正方法的理解和掌握,是中招的热点。
(4)考查了凸透镜的三条特殊的光线来作图.注意在光线上标出光线的传播方向。
【详解】(1)前面入射光线是会聚的,经过透镜折射后,变为了平行光,由此可知该透镜对光线有发散作用,应该是凹透镜;后面平行光经过透镜折射后变得发散,由此可知该透镜对光线有发散作用,因此是凹透镜.如图所示:
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴;平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点,过光心的光线其传播方向不变,如图所示:
近视眼是晶状体曲度变大,会聚能力增强,即折光能力增强,像呈在视网膜的前方,应佩戴发散透镜,使光线推迟会聚.如图所示:
连接A、A′,与主光轴相交于一点,即为凸透镜的光心.然后即可做出凸透镜,如下图所示:
25.小孔成像是光的直线传播的实例。北宋科学家沈括也做过精彩的描述,他在《梦溪笔谈》中写道:
“......若鸢飞空中,其影随鸢而移;或中间为窗隙所束,则影与鸢遂相违,鸢东则影西,鸢西则影东。又如窗隙中楼塔之影,中间为窗所束,亦皆倒垂......”(如图)
某同学用硬纸筒探究小孔成像,如图所示。
(1)请在图中做出蜡烛AB在屏上所成的像A B (要求标出A 、B )。
(2)发现蜡烛和小孔的位置固定后,像离小孔越远,像就越大。他测出了不同距离时像的高度,填在表格中:
像的高度h/cm 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
像到小孔的距离s/cm 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0
根据表中的数据可以得到的结论是:蜡烛和小孔的位置固定后,像的高度h与像到小孔的距离s
成 ▲ (选填“正比”或“反比”)。
(3)该同学知道树荫下的圆形光斑就是太阳通过树叶间的小孔在地面上成的像,他测出了光斑的直
径为2.8cm,光斑到小孔的距离为3.0m,从书上查到太阳到地球的距离为1.5×1011m,由此可以估算出太阳的直径为 ▲ m。
【答案】(1)如图; (2)正比;(3)1.4×109
【解析】(1)根据光直线传播的性质做出AB所成的像。
(2)算出表格中像的高度和像到小孔的距离的比值,可以看出比值是一个定值,由此得出像的高度和像到小孔的距离成正比。
(3)根据像的直径和像到小孔的距离的比值等于物体的直径和物体到小孔的距离的比值。
【分析】此题考查的是小孔成像的知识,第二问和第三问是难点,要用物体所成像的直径和像到小孔距离的比值是一个定值来解答.是一道比较难的题目。
【详解】(1)根据光在同一均匀介质中沿直线传播的特点,依次找出A′和B′点,然后将这两个点连线,就是AB所成的像.答案如图:
由表格上的数据可知,像的高度随像到小孔距离的增大而增大,求出像的高度和像到小孔距离的比值,可以发现比值是一个定值.所以像的高度h与像到小孔的距离S成正比故答案为:正比。
(3)光斑的直径与光斑到小孔的距离是一个定值.根据光线传播的可逆性可知:太阳直径和太阳与小孔之间的距离的比值是一个定值,且和光斑的直径与光斑到小孔的距离的比值是一个定值。太阳的直径:d=×1.5×1011m=1.4×109m故答案为:1.4×109。故答案为:(1)如图;
(2)正比;(3)1.4×109
26.如图所示,一个半径为10cm的均匀透明球。一束光由球面A点射入,光的传播方向改变了15°,从球面B点射出,已知入射光线与半径OA的夹角为45°,则光线在球内传播的路径长度为 ▲ 。
【答案】10cm
【解析】连接OB,根据题目中“光的传播方向改变了15°,已知入射光线与半径OA的夹角为45°”和光的折射定律求出∠CAO的度数,然后利用几何知识解答。
【分析】此题主要考查光的折射定律,明确光从空气斜射向玻璃时,折射角小于入射角是此题的关键。另外,解答此题应具备一定的学科整合能力。
【详解】连接OB,则ΔAOB为等腰三角形,∵一束光由球面A点射入,光的传播方向改变了15°,从球面B点射出,已知人射光线与半径OA的夹角为45°,∴∠CAO=45°-15°=30° 过O点作AB的垂线,垂足为C,则OC=0A=×10cm=5cm 。AC=∵ΔAOB为等腰三角形,∴AB=2AC=2×5。
27.如图所示,两个焦距分别为f1和f2的薄透镜L1和L2平行放置,两透镜的光轴略微错开,已知:两透镜相距为D,D向),向上为y轴,在图示平面内建立坐标系,求此透镜组右侧的焦点坐标。
【答案】此透镜组右侧的焦点坐标x=。
【解析】平行于主光轴的光线径L1会聚在其焦点前被L2折射,这个会聚点到L2的距离为f1-D,这个距离对于L2是物距,但由于会聚前被L2折射了,故这个点对于L2是个虚物,在用透镜成像公式时,u为负值,根据透镜成像公式计算即可。
【分析】此题考查学生对透镜的主光轴,光心,焦点和焦距等概念的理解和运用,此题的难点在于利用透镜成像公式,此题有一定的难度,是一道高中竞赛试题。
【详解】得,,解得υ=,,即为透镜组右侧焦点的横坐标:x=。答:此透镜组右侧的焦点坐标x=。
28.某同学出家门就可以看到东方明珠塔,他拿出书包里的直尺,伸直手臂量了一下塔高3cm,该同学
得上课时老师曾介绍过东方明珠塔高约460m,于是他估算出他家到东方明珠的直线距离。这位同学
的家旁有一个地铁站,从此站出发乘坐n站即可直接抵达陆家嘴。从地图上看,地铁线路接近直线。
请分析说明:
(1)该学生如何估算他家到东方明珠的直线距离L0画出相应的示意图,并计算L约为多少千米。
(2)如何估算从他家到东方明珠,地铁运行的平均速度?
【答案】(1)如图所示
L约9.2km-10.7km;(2)从他家到东方明珠,地铁运行的平均速度约为
【解析】(1)估算手臂的长度,画出示意图,根据相似三角形求出L的长度;(2)要求平均速度需要估算两地的距离和需要的总时间,然后根据公式v=求平均速度。
【分析】本题考查距离和平均速度的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是画示意图.
【详解】(1)设手臂长为l,家门口到东方明珠塔的直线距离为L;如图所示,
;取手臂伸长约为60-70cm,得L约9.2km-10.7km;
(2)需要知道地铁从家门口到东方明珠的总时间T;以及运行过程中在每站停留上下乘客的时间t和停靠的站数n。平均速度=,答:(1)L约9.2km-10.7km;(2)从他家到东方明珠,地铁运行的平均速度约为。
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浙教版七下第三章:《光的反射、折射》培优训练
1.如图,小明站在白云湖边看到小鱼在水中游动,同时发现有一只“鸟”在水中飞翔,似乎在模仿水面上另一只鸟在飞翔动作。以下说法正确的是( )
A.小明看到的鱼是光的反射形成的虚像
B.小明看到的鱼是光的折射形成的实像
C.水中的“鸟”到水面的距离小于空中的鸟水面的距离
D.如果此时下雨,水面折皱,水中的“鸟”和鱼都“不见了”,但光的反射和折射规律不会改变,只是不能形成清晰的像
2.如图所示,在竖直平面xOy上,人眼位于坐标点(3,0)上,一块平面镜水平放置,介于坐标(0,3)
(-1,3)之间。今有一发光点P从坐标原点沿x轴负方向运动,此过程中P点在下列哪个区间运
动时,人眼可以从平面镜中观察到P点的像( )
A.0→-1区间 B.-1→-3区间 C.-3→-5区间 D.-5→-∞区间
3.如图,S为小电珠,它发出的光可看作由一点发出的。S正对圆孔,到孔的距离为L,透过圆孔的光在后面的光屏上得到一个圆班。若在孔上嵌一凸透镜,则光屏上立刻出现一个清晰的亮点,则该透镜的焦距、圆孔与光屏之间的距离可能为( )
A. B. C.L,L D.L,2L
4.有一高度为H的田径运动员正在进行100m的比赛,在终点处,有一站在跑道旁边的摄影记者用照相机给他拍摄冲线运动,摄影记者使用的照相机的光圈(控制进光量的多少)是16,快门(曝光时间)是s,得到照片后测得照片中人的高度为h,胸前号码布上模糊部分的宽度是ΔL,由以上数据可以知到运动员的( )
A.100m成绩 B.冲线速度 C.100m内的平均速度 D.人离照相机的距离
5.如图所示,一底面半径为R的圆锥体,放在一焦距为f的凸透镜的主光轴上,并使其对称轴与主光轴重合,顶和底面中心分别在焦点和2倍焦距处,圆锥体经透镜所成的像是( )
A.在透镜左侧,为圆锥面放大的虚像 B.在透镜右侧,为放大的圆锥形实像
C.在透镜右侧,为有限长圆柱形实像 D.在透镜右侧,为无限长圆柱形实像
6.小明同学正对竖直的平面镜站立,小明的脸宽为18cm,小明两眼的距离为8cm,小明欲使自己无论闭上左眼还是右眼,都能用另一只眼睛从镜中看到自己的整个脸,则镜子的宽度至少为( )
A.8cm B.10cm C.13cm D.26cm
7.如图所示,一平面镜放在圆筒的中心处,平面镜正对筒壁上一点光源S,点光源发出一细光束垂直射向平面镜。平面镜从图示位置开始绕圆筒中心轴O匀速转动,在转动30°角时,点光源在镜中所成的像转过的角度为θ1,照射到筒壁上的反射光斑转过的角度为θ2,则( )
A.θ1=30°,θ2=30° B.θ1=30°,θ2=60° C.θ1=60°,θ2=30° D.θ1=60°,θ2=60°
8.有些电工仪表的刻度盘上有一个弧形缺口,缺口下面有一面镜子,它的作用是( )
A.读数时使眼睛处于正确位置 B.增加刻度盘的亮度
C.检验仪表是否水平 D.便于观察仪表的内部结构
9.如图所示,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
10.如图所示,在桌子边放一个三棱镜,在后面放上一支短蜡烛并点燃后我们只有蹲下身去才通过三棱镜看到烛焰,这是因为( )
A.烛焰被三棱镜反射光所造成的
B.光线通过三棱镜后会向下偏折
C.这是烛焰光经三棱镜后成的实像
D.以上说法都可能
11.如图所示,凸透镜的下半部分被截去,其上半部分的高度为L。在其左焦点F处放有高为L的发光物AB,在右焦点F 处放有一平面镜MN,则关于AB通过凸透镜的成像情况,下列说法中正确的是
( )
A.成一个正立等大的虚像和一个正立放大的虚像
B.成一个正立等大的虚像和一个倒立缩小的实像
C.AB的上半部分成一个等大倒立的实像,下半部分不成像
D.AB的下半部分成一个等大倒立的实像,上半部分不成像
12.如图所示,位于凸透镜主光轴上某发光点P发出红、黄、绿三色复光,当用与主光轴相垂直的毛玻璃屏从透镜附近沿轴方向向远处移动时,在屏上将依次看到( )
A.红、黄、绿亮点 B.红、绿、黄亮点
C.黄、红、绿亮点 D.绿、黄、红亮点
13.两平面镜AM,AN之间的夹角为90°,凸透镜的主光轴恰好是该直角的角平分线,凸透镜的光心为O,A点恰好是凸透镜的焦点,光源S位于主光轴上,通过该系统,光源S所成的像为( )
A.四个虚像,三个实像 B.四个虚像,一个实像
C.三个虚像,一个实像 D.三个虚像,两个实像
14.用普通照相机拍照时,要按被照物体距相机镜头的远近进行“调焦”,使用起来不太便捷。有一种“傻瓜”相机,只要把想拍摄的景物全部纳入取景器内,不论远处还是近处的物体,在照片上都比较清晰,从而使拍照的过程变得十分快捷。这种“傻瓜”相机不用“调焦”的奥秘是( )
A.采用了长焦距的镜头,使远近不同的物体成像的位置相差不大
B.采用了短焦距的镜头,使远近不同的物体成像的位置相差不大
C.采用了长焦距的镜头,使远近不同的物体成像的位置相同
D.采用了短焦距的镜头,使远近不同的物体成像的位置相同
15.蜡烛放在如图所示的位置,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
16.如图所示,两平面镜OA和OB夹角为α,入射光线平行于OB镜且在两镜面间经12次反射后不再与镜面相遇。则两镜面之间的夹角α可能为( )
A.13° B.14° C.15° D.16°
17.如果不慎在照相机的镜头上粘上一个灰尘颗粒(如图),那么拍摄的相片( )
A.其上部将出现一个黑点
B.其下部将出现一个黑点
C.其上部和下部皆无黑点
D.其上部和下部各出现一个黑点
18.如图所示,水平地面上有一不透光的边长为x的正方体物块。在正方体正左方有一点光源S,点光源和正方体物块的距离也为x。若在点光源S的上方距离为H处水平放置平面镜,H大小固定不变,平面镜足够大。不考虑其他光源的存在,那么在正方体的另一侧水平面上,将会由于点光源S发出的光线经平面镜反射而被照亮,现改变x的大小,当x增大到 时,照亮区域将消失。
19.无云的晴天,如果你在野外迷失了方向,可以在地平线上竖直立一根杆,地面上的OA是杆的影子,过了一段时间后,影子移到了OB位置,则AB箭头所指的方向为 方(选填“东”“南”“西或“北”)。
20.某同学家的热水器的温度控制器未能正确安装,他从镜子里看到了如图所示的像,则此时显示的
温度是 ,如果显示的温度是64℃,请在下面空格处画出通过镜子看到的数字的像 。
21.如图,AB表示一水平放置的平面镜,P1P2是水平放置的米尺(有刻度的一面朝着平面镜),MN是屏,三者互相平行。屏MN上的ab表示一条水平的缝(即a、b之间是透光的)。某人眼睛紧贴米尺上的小孔S(其位置见图),可通过平面镜看到米尺的一部分刻度。试在本题的图上用三角板作图求出可看到的部位,并P1P2上把这部分涂以标志。
22.如图所示,一宽为ab的平面镜,垂直纸面放置,平面镜可以绕其中心轴O转动,MN为离平面镜一段距离的直线。人眼在ab与MN之间的某固定位置P点(图中没有标出),通过平面镜ab观察MN。
转动平面镜,人眼可以通过平面镜观察到MN上不同的区域。当平面镜ab与直线MN平行时,人眼通过平面镜恰能观察到MN上从A点到B点的整个区域。
(1)利用刻度尺等工具,确定人眼所在位置。
(2)将平面镜ab绕O轴顺时针转过θ角,利用刻度尺等工具,画出人眼此时通过平面镜在MN上观察到的区域。
23.如图,凸透镜L的焦距为f,F为焦点,在离透镜1.5f处垂直主光轴放置一平面镜M,左侧焦点F的正上方有一点光源S,试通过作图确定在凸透镜右侧所成像点的位置,要求做出两条光路。
24.(1)根据入射光线和折射光线,在图甲中的实线框内画出适当的透镜;
(2)据图乙中的入射光线作出这两条入射光线通过透镜后相应的折射光线;
(3)请根据近视眼的成因和矫正方法,在图丙所示的方框内画出矫正所需的透镜并完成光路图;
(4)如图丁所示,OO 为透镜的主光轴,AB是物体,A B 是AB经过透镜所成的像。用作图方法找出
透镜的位置,并在这个位置画出这个透镜。
25.小孔成像是光的直线传播的实例。北宋科学家沈括也做过精彩的描述,他在《梦溪笔谈》中写道:
“......若鸢飞空中,其影随鸢而移;或中间为窗隙所束,则影与鸢遂相违,鸢东则影西,鸢西则影东。又如窗隙中楼塔之影,中间为窗所束,亦皆倒垂......”(如图)
某同学用硬纸筒探究小孔成像,如图所示。
(1)请在图中做出蜡烛AB在屏上所成的像A B (要求标出A 、B )。
(2)发现蜡烛和小孔的位置固定后,像离小孔越远,像就越大。他测出了不同距离时像的高度,填在表格中:
像的高度h/cm 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
像到小孔的距离s/cm 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0
根据表中的数据可以得到的结论是:蜡烛和小孔的位置固定后,像的高度h与像到小孔的距离s
成 (选填“正比”或“反比”)。
(3)该同学知道树荫下的圆形光斑就是太阳通过树叶间的小孔在地面上成的像,他测出了光斑的直
径为2.8cm,光斑到小孔的距离为3.0m,从书上查到太阳到地球的距离为1.5×1011m,由此可以估算出太阳的直径为 m。
26.如图所示,一个半径为10cm的均匀透明球。一束光由球面A点射入,光的传播方向改变了15°,从球面B点射出,已知入射光线与半径OA的夹角为45°,则光线在球内传播的路径长度为 。
27.如图所示,两个焦距分别为f1和f2的薄透镜L1和L2平行放置,两透镜的光轴略微错开,已知:两透镜相距为D,D向),向上为y轴,在图示平面内建立坐标系,求此透镜组右侧的焦点坐标。
28.某同学出家门就可以看到东方明珠塔,他拿出书包里的直尺,伸直手臂量了一下塔高3cm,该同学
得上课时老师曾介绍过东方明珠塔高约460m,于是他估算出他家到东方明珠的直线距离。这位同学
的家旁有一个地铁站,从此站出发乘坐n站即可直接抵达陆家嘴。从地图上看,地铁线路接近直线。
请分析说明:
(1)该学生如何估算他家到东方明珠的直线距离L0画出相应的示意图,并计算L约为多少千米。
(2)如何估算从他家到东方明珠,地铁运行的平均速度?
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