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HSD版 八下第二章 光 单元练习
一.选择题
1.如图所示,东南亚地区生活着一种射水鱼,它发现水面上的小昆虫后,能从口中快速喷出一束水柱,将昆虫击落水中,实现捕食。下列光路图能表示射水鱼观察水面上小昆虫的是( )
A. B.
C. D.
2.在雨后的夜晚走路时,为防止脚踩到水汪塘而溅污衣裤,下列判断正确的是( )
A.迎着月光走,地上发亮处是水汪塘;背着月光走,地上暗处是水汪塘
B.迎着月光走,地上暗处是水汪塘;背着月光走,地上发亮处是水汪塘
C.迎着或背着月光走,都应是地上发亮处是水汪塘
D.迎着或背着月光走,都应是地上发暗处是水汪塘
3.一束光从空气中斜射向玻璃砖并穿过,其光路如图所示。关于四个角的大小关系正确的是( )
A.α1>γ1 B.α2>γ2 C.α1=α2 D.γ1=γ2
4.2020年6月21日,天空中上演了本世纪最壮观的一场日环食,火红的太阳逐渐变成了一个金色的“指环”(如图)。下列光现象,与日环食成因相同的是( )
潜望镜 B.凿壁借光
C.古代女子照铜 D.水中“折笔”
5.蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图,这时蜡烛在光屏上成清晰的像,下列说法正确的是( )
A.光屏上形成的是烛焰倒立等大的实像
B.图中成像特点与照相机成像特点完全相同
C.将蜡烛移到15厘米刻度处,将光屏移动到75厘米刻度线处,光屏上仍可成清晰的烛焰像
D.将蜡烛移到光具座40厘米刻度线处,保持凸透镜不动,移动光屏,它上面能成清晰的蜡烛像
6.黑暗的房间里有两盏电灯,只有一盏灯点亮,但人能看到未点亮的灯泡。下列图中,能正确,反映出“人能看到未点亮灯泡”的光路图的是( )
A. B. C. D.
7.如图,平面镜MN竖直放置,镜前有一个发光物体S,此平面镜可绕“垂直于纸面的水平轴M”自由旋转,现将平面镜拉离竖直位置一个偏角θ至MN′的位置,释放镜的下端,在平面镜从MN′下摆到MN位置过程中,下列说法正确的是( )
A.S′的轨迹为圆弧 B.S′离轴M越来越近
C.S′轨迹对M轴的张角为θ D.当θ大于90°时物体将不在此平面镜中成像
8.下列关于图中所示光学现象的描述或解释正确的是( )
A.图甲中,小孔成的是倒立的虚像
B.图乙中,人配戴的凹透镜可以矫正远视眼
C.图丙中,白光通过三棱镜分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光
D.图丁中,漫反射的光线杂乱无章不遵循光的反射定律
9.科学家发现一种特殊的负折射材料。所谓“负折射”,是指当光线在界面发生折射时,折射光线与入射光线始终位于法线同一侧。如图所示,则当有一束光线射到负折射材料上时,正确的折射光路是( )
A. B.
C. D.
10.一束会聚光束原来会聚于S点,今在会聚点S点之前放置一个薄凸透镜,如图所示,则( )
A.光线经透镜折射后变成发散状,反向延长线相交于一点
B.光线经透镜折射后会聚于透镜与S点之间
C.光线经透镜折射后会聚点距离透镜比S点更远
D.光线经透镜折射后有可能变成平行光线
11.在探究凸透镜成像规律的实验中,我们发现像距v和物距u是一一对应的,在如图所示的四个图线中,能正确反映凸透镜成像规律的应该是( )
A.图线A B.图线B C.图线C D.图线D
12.用如图所示的装置探究凸透镜成像规律.凸透镜的焦距是15cm.当把凸透镜固定在50cm刻度线处,蜡烛固定在15cm刻度线处时( )
A.光屏在“Ⅰ”区域内移动,才能得到清晰的像
B.光屏在“Ⅱ”区域内移动,才能得到清晰的像
C.在光屏上得到的是放大、倒立的像
D.在光屏上得到的是缩小、正立的像
13.如图所示为甬城上空出现的“日晕”现象。日晕是一种大气光学现象,当日光通过卷云层时,受到冰晶的两次折射便在太阳周围出现一个巨大的彩色光环。下列现象也是由于光的折射所引起的是( )
A.桥在水中的倒影 B.手在灯光下形成的影子
C.池水的深度看起来比较浅 D.汽车后视镜可扩大视野范围
14.如图所示,物体AB直立于平面镜前。现在物体与平面镜之间稍靠近镜面上方的一侧插入一块不透光的木板CD,木板CD的下端与物体AB的中点等高,则物体在平面镜内( )
A.只有 AB 下半部分的虚像 B.不出现 AB 的虚像
C.只有 AB 下半部分的实像 D.仍有 AB 完整的虚像
15.如图是我市南塘印象景区的夜景,图中桥洞与水中的倒影组成了一个圆的形状。若多日下雨造成水位上涨,则桥洞与其倒影大致形状是( )
A. B.
C. D.
二.填空题
16.如图是一束光在空气和某种透明物质界面上发生反射和折射现象,图中OA、OB、OC表示光线,则入射光线是 ,折射角的大小是 空气在界面 边。
17.“小眼镜”成为全社会的“大关切”,有人大代表建议要高度重视近视低龄化问题。
(1)如图甲所示,正常人眼看远近不同物体时能实现自动变焦,使物体都成像在 上,看清近处物体时的焦距 (选填“大于”、“等于”或“小于”)看清远处物体时的焦距。
(2)如图乙所示,现流行的全飞秒近视手术,在眼角膜上削去一部分并从切口取出,从而使角膜形成一个 (选填“凸透镜”或“凹透镜”)的形状,达到矫正近视的目的,但也有一定的后遗症。
18.小科在“探究近视眼的眼球缺陷”的探究活动中,他用凸透镜代表眼球的晶状体,光屏代表视网膜,烛焰代表远处的物体。
(1)小科将近视眼镜放在烛焰与凸透镜之间,如图所示,在光屏上得到了一个倒立、缩小的清晰实像,记下此时光屏到凸透镜的距离s1,拿走眼镜,光屏上的像变得模糊。前后移动光屏,使光屏上的像重新变得清晰,记下此时光屏到凸透镜的距离习s2,则s2 s1。(填“大于”、“小于”或“等于”)
(2)结果分析:近视眼只能把远处的物体的像成在视网膜的 (填“前方”或“后方”)。
小敏做了如下三个光学实验:
(1)图甲是“探究光的反射定律”的实验,小敏转动激光笔,使入射光束EO贴着纸板绕入射点O沿逆时针方向转动,可观察到反射光束OF沿 时针方向转动。
(2)图乙是“探究平面镜成像规律”的实验,小敏选择玻璃板而不选择平面镜的原因是 。
(3)图丙是“研究凸透镜成像规律”的实验,此时光屏上成清晰的像,小敏将凸透镜向光源方向移动至某位置,发现在光屏上又成一个清晰、 (填像的性质)的实像。
20.如图是“探究平面镜成像特点”的实验装置。
(1)实验中选用玻璃板代替平面镜,主要是为了便于确定像的 ;
(2)如果有5mm厚和2mm厚的两块玻璃板,应选择 mm厚的玻璃板做实验;
(3)如果玻璃板向前倾斜,蜡烛在玻璃板上的像与图中位置相比将会向偏 (填“上”或“下”);
(4)在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛B竖直在玻璃板后面移动,人眼一直在玻璃板的前侧观察,直至它与蜡烛A的像完全重合,这种确定像与物大小关系的方法是 (填“控制变量法”或“等效替代法”)。
21.如图所示,激光笔发出的一束光从空气中的A点斜射到水面上的O点,经反射在足够长的刻度尺上形成一光点B。
(1)若入射光线与界面所成的夹角为37度,则反射角为 度。
(2)保持入射点O不变,将激光笔竖直靠近空气与水的界面,则在刻度尺上形成的光点将会 (选填“向上”或“向下”)移动。
(3)图中折射光线在刻度尺上也形成一个光点C(图中未标出),则B、C两光点到界面的距离大小关系是:SBD SCD(选填“>”、“<”和“=”)。
三.作图题
22.F为透镜的焦点,试画出与已知光线对应的入、出射光线。
23.根据平面镜成像的特点,在平面镜中画出AB的像。
四.实验探究题
24.小明和小华分别用不同焦距的凸透镜进行了探究凸透镜成像规律的实验:
(1)小明将蜡烛、凸透镜和光屏放在一个光具座上,却发现蜡烛的像成在了光屏的上侧,原因是小明没有使它们的中心处于 ,可以将蜡烛向 移动使像成在光屏中央。
(2)根据实验记录,小明绘制了物体离凸透镜的距离u跟实像到透镜的距离v之间的关系(如图),则当小明将烛焰移至距凸透镜25cm时,他可在光屏上得到一个清晰的倒立 (填“放大”或“缩小”)的实像。
(3)若小明在光屏上形成了烛焰清晰的像以后,用不透明的纸遮住凸透镜的上半部分,这时光屏上
A.像全部消失 B.像的上半部分消失
C.像的下半部消失 D.仍有整个像,但比原来暗
(4)小华在实验一开始的时候,不管怎么移动光屏,总无法看到清晰的像,可能的原因有 。
①凸透镜倾斜了 ②蜡烛放在一倍焦距以内
③光具座的总长度小于四倍焦距 ④凸透镜破损了
(5)进行了修改后,小华同学将一支点燃的蜡烛放在距凸透镜15cm处时,在光屏上得到一个缩小的像,当蜡烛距透镜9cm时,在光屏上得到一个放大的像,这个凸透镜的焦距可能是 。
A.10cm B.8cm C.6cm D.4cm
25.小金做“探究凸透镜成像的规律”实验时,首先按图示完成仪器装配,图中F点是1倍焦距处,H点是2倍焦距处。
(1)经过调节,在光屏上得到了一个清晰的像,但像的位置偏高(如图所示),为了使像能成在光屏的中央,应把蜡烛向 (选填“上”或“下”)调。
(2)调节好蜡烛的高度后,她把蜡烛移到A点处,此时光屏上的像很模糊,为了得到清晰的像,应把光屏向 (选填“左”或“右”)移动。
(3)她再次把蜡烛移到B点处,无论怎样调节光屏,光屏上始终接收不到像,要想看到这个像,观察的方法应是 。
26.某班同学在实验室探究平面镜成像规律。
(1)在忘带刻度尺的情况下,小科选用下面的 (填序号)三种器材也能进行实验探究。
(2)下表数据是小敏同学测得的四组像和物体到玻璃板的距离
实验序号 1 2 3 4
物到玻璃板的距离/cm 15.30 23.02 25.60 28.50
像到玻璃板的距离/cm 15.30 23.15 25.60 28.50
实验中刻度尺的使用以及读数均正确,但是分析数据时发现第二组的数据有较大的偏差,造成这个偏差的原因可能是
A.选用的玻璃板太厚 B.选用的玻璃板太薄
C.蜡烛B与蜡烛A的像没有完全重合
(3)小思同学完成实验后,她根据结论推测:若图中人的位置保持不变,把镜子沿中间曲线截成两半,并分别在竖直方向上向上向下移一段距离,则该人通过上、下两半面镜子
A.都不能成像 B.各成半个像,合起来成一个完整的像
C.都成完整的像,且两个像在同一位置 D.都成完整的像,且两个像在不同位置
27.如图所示,用钉子在易拉罐底部的中央钻一个小孔,将易拉罐的另一端顶部剪去后,蒙上一层半透明塑料薄膜,这样就制成了一个小孔成像的实验装置。把点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置,观察并研究小孔成像的特点。
(1)烛焰在塑料薄膜上所成的是 (选填“实像”或“虚像”)。
(2)如果易拉罐底部小孔是三角形,则他在半透明塑料薄膜上看到的是 。
A.三角形光斑 B.圆形光斑
C.烛焰的正立像 D.烛焰的倒立像
(3)当蜡烛靠近小孔时,烛焰在塑料薄膜上所成的像会 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(4)晴天太阳透过树叶缝隙在地面上形成圆形光斑与上述原理相同,地面上的圆形光斑大小不一的原因是 。
28.探究光的反射规律的实验装置如图甲所示。平面镜放在水平桌面上,标有刻度(图中未画出)的白色纸板ABCD,能绕垂直于CD的ON轴翻转,在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。
(1)实验前,应将纸板 放置于平面镜上。移动激光笔,使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动,可观察到反射光束沿 时针方向转动;
(2)移动激光笔,使入射角为45°,测得反射角也为45°。由此就得出“光反射时,反射角等于入射角”的结论。你认为有何不妥之处? ;
(3)如图乙所示,将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度,发现纸板上均无反射光束呈现。此现象说明了: 。
29.小敏同学在做“探究平面镜成像的特点”的实验时,将一块玻璃板竖直架在水平台上,再选取两段完全相同的蜡烛A和B,点燃玻璃板前的蜡烛A,进行观察,如图1所示。在此实验中:
(1)选用器材有玻璃板、火柴、光屏(白纸)、蜡烛、刻度尺,小敏选择玻璃板代替镜子进行实验的目的是 。
(2)选取两段完全相同的蜡烛是为了比较 的关系。
(3)移去后面的蜡烛B,并在其所在位置上放一光屏(白纸),则光屏上 (“能”或“不能”)承接到蜡烛烛焰的像。
(4)小敏将蜡烛逐渐远离玻璃板时,它的像 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(5)如图2所示,魔术师利用了平面镜成像规律,创造了“空间旋转”、“飞天仙女”等节目,当演员躺在转盘上做各种动作时,观众所看到的悬在空中做优美动作的演员,只不过是躺在转盘上的演员在平面镜里的像,当然事先要在转盘前安装挡板,使观众看不到转盘及演员,如图所示,如演员横躺在转盘上,当演员的头在左侧,观众可看到演员的像是 (填“正立”、“倒立”“横躺”)的。挡板使观众看不到转盘及演员,运用了光 原理。
30.在探究光的折射规律时,从水面上方看水中的物体变浅了,为了确定水中物体所成像的位置,某学习小组进行了如下探究:
A.把一个小灯泡a放在水中某处,观察灯泡所成像的位置。
B.将另一个相同的小灯泡b放在水面上方,调整其位置,使它的像与灯泡a的像重合。
C.用刻度尺测量灯泡b到水面的距离。
(1)测量时,把刻度尺的零刻度线对准灯泡b,水面处对应的刻度如图甲所示,则灯泡b到水面的距离为 mm。
(2)灯泡a的像到水面的距离与灯泡b到水面的距离一定相等,依据是平面镜所成的像 。
A.是虚像 B.和物体大小相等
C.和物体到镜面的距离相等 D.和物体的连线与镜面垂直
(3)测量时,如果直接将刻度尺竖直插入水中,使看到的零刻度线与灯泡a的像重合,则刻度尺在水面处的示数表示 到水面的距离。
参考答案与试题解析
一.选择题(共15小题)
1.如图所示,东南亚地区生活着一种射水鱼,它发现水面上的小昆虫后,能从口中快速喷出一束水柱,将昆虫击落水中,实现捕食。下列光路图能表示射水鱼观察水面上小昆虫的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:
射水鱼在水中看到水面上方落的昆虫等猎物,是因为水面上方的昆虫等猎物“发出”的光射向水面,发生折射,再进入射水鱼的眼睛中,因此光的传播路线是由空气→水中。根据光的折射定律可知,光从空气中斜射入水中时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角,所以D图符合题目。
故选:D。
2.在雨后的夜晚走路时,为防止脚踩到水汪塘而溅污衣裤,下列判断正确的是( )
A.迎着月光走,地上发亮处是水汪塘;背着月光走,地上暗处是水汪塘
B.迎着月光走,地上暗处是水汪塘;背着月光走,地上发亮处是水汪塘
C.迎着或背着月光走,都应是地上发亮处是水汪塘
D.迎着或背着月光走,都应是地上发暗处是水汪塘
【解答】解:水汪塘表面光滑,发生镜面反射,泥土表面粗糙,发生漫反射。人迎着月光走,镜面反射的光进入人眼很多,漫反射的光进入人眼很少,所以感觉镜面反射亮;人背着月光走,镜面反射的光没进入人眼,而漫反射的光进入人眼一些,所以感觉漫反射亮。
故选:A。
3.一束光从空气中斜射向玻璃砖并穿过,其光路如图所示。关于四个角的大小关系正确的是( )
A.α1>γ1 B.α2>γ2 C.α1=α2 D.γ1=γ2
【解答】解:
A、光线从空气中斜射入玻璃砖中,折射角小于入射角,则α1>γ1,故A正确;
B、光线从玻璃砖中斜射入空气中,折射角大于入射角,则α2<γ2,故B错误;
CD、因两条法线是平行的,则由几何知识可知γ1=α2,所以α1>α2,γ1<γ2,故CD错误。
故选:A。
4.2020年6月21日,天空中上演了本世纪最壮观的一场日环食,火红的太阳逐渐变成了一个金色的“指环”(如图)。下列光现象,与日环食成因相同的是( )
A.潜望镜
B.凿壁借光
C.古代女子照铜镜
D.水中“折笔”
【解答】解:日环食是由光在同种均匀介质中沿直线传播形成的:
A、潜望镜,属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故A错误;
B、凿壁借光,是由光的直线传播形成的,故B正确;
C、古代女子照铜镜,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的现象,故C错误;
D、水中“折笔”,是光从水中斜射入空气中反生折射形成的,故D错误。
故选:B。
5.蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图,这时蜡烛在光屏上成清晰的像,下列说法正确的是( )
A.光屏上形成的是烛焰倒立等大的实像
B.图中成像特点与照相机成像特点完全相同
C.将蜡烛移到光具座15厘米刻度处,将光屏移动到75厘米刻度线处,光屏上仍可成清晰的烛焰像
D.将蜡烛移到光具座40厘米刻度线处,保持凸透镜不动,移动光屏,它上面能成清晰的蜡烛像
【解答】解:
由图可知,像距v=85.0cm﹣50.0cm=35.0cm,物距u=50.0cm﹣25.0cm=25.0cm,像距v>2f,即:35.0cm>2f;2f>u>f,即:2f>25cm>f,所以17.5cm>f>12.5cm:
A、据图可知,物距小于像距时,成倒立、放大的实像,故A错误;
B、据A可知,物体在1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立、放大的实像,照相机是利用凸透镜成倒立、缩小实像的原理工作的,故B错误;
C、将蜡烛移到光具座15厘米刻度处,此时物距为35cm,将光屏移动到75厘米,此时的像距为25cm,相对于 图中所示的成像状况,只是将物距和像距交换位置,由于在光的折射现象中,光路可逆,所以光屏上仍可成清晰的烛焰像,故C正确;
D、当将蜡烛移到光具座40cm刻度线处,此时物距u=10cm<f,物体一倍焦距以内不成实像,所以光屏上得到不清晰的像,故D错误。
故选:C。
6.黑暗的房间里有两盏电灯,只有一盏灯点亮,但人能看到未点亮的灯泡。下列图中,能正确,反映出“人能看到未点亮灯泡”的光路图的是( )
A. B. C. D.
【解答】解:点亮的灯泡属于光源,会发出光线,未点亮的灯泡会反射点亮的灯泡的光线,使光线进入人的眼睛,从而人看到了未点亮的灯泡。
故选:C。
7.如图,平面镜MN竖直放置,镜前有一个发光物体S,此平面镜可绕“垂直于纸面的水平轴M”自由旋转,现将平面镜拉离竖直位置一个偏角θ至MN′的位置,释放镜的下端,在平面镜从MN′下摆到MN位置过程中,下列说法正确的是( )
A.S′的轨迹为圆弧
B.S′离轴M越来越近
C.S′轨迹对M轴的张角为θ
D.当θ大于90°时物体将不在此平面镜中成像
【解答】解:
根据平面镜成像特点,分别作出平面镜在MN处S的像S′和平面镜在MN′处S的像S″,然后进行分析;
由图可知,S点绕M以SM长为半径转动,所以它的像的轨迹应该是圆弧;由图可知,S′轨迹对M轴的张角大于θ,S′离轴M的距离始终不变;当θ大于90°时物体仍能在此平面镜中成像;
综上所述,A正确,BCD错误。
故选:A。
8.下列关于图中所示光学现象的描述或解释正确的是( )
A.图甲中,小孔成的是倒立的虚像
B.图乙中,人配戴的凹透镜可以矫正远视眼
C.图丙中,白光通过三棱镜分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光
D.图丁中,漫反射的光线杂乱无章不遵循光的反射定律
【解答】解:
A、小孔成的像是由实际光线形成的,可以用光屏接收,符合实像的特征,不是虚像,故A错误;
B、近视是因为晶状体曲度过大、折光能力太强,使像成在视网膜前面,利用凹透镜的发散作用可以使像后移到视网膜上,即人配戴的凹透镜可以矫正近视眼,故B错误;
C、白光由七色光组成,不同色光通过三棱镜后,偏折角度不同,所以被分解成七色光,这是光的色散现象,故C正确;
D、只要是光的反射,都遵循光的反射定律,镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律,故D错误。
故选:C。
9.科学家发现一种特殊的负折射材料。所谓“负折射”,是指当光线在界面发生折射时,折射光线与入射光线始终位于法线同一侧。如图所示,则当有一束光线射到负折射材料上时,正确的折射光路是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:
由题可知,光在负折射材料中发生折射时,折射光线与入射光线位于法线的同一侧;
A、由图知,两次折射时,折射光线与入射光线都在法线的异侧,故A不符合题意;
B、由图知,两次折射时,折射光线与入射光线都在法线的同侧,故B符合题意;
C、由图知,光由负折射材料进入空气时,折射光线与入射光线在法线的异侧,故C不符合题意;
D、由图知,光由空气进入负折射材料时,折射光线与入射光线在法线的异侧,故D不符合题意。
故选:B。
10.一束会聚光束原来会聚于S点,今在会聚点S点之前放置一个薄凸透镜,如图所示,则( )
A.光线经透镜折射后变成发散状,反向延长线相交于一点
B.光线经透镜折射后会聚于透镜与S点之间
C.光线经透镜折射后会聚点距离透镜比S点更远
D.光线经透镜折射后有可能变成平行光线
【解答】解:凸透镜有会聚光线的作用,经凸透镜折射的光线会更向靠近主光轴方向偏折,因此,图中原来光线会聚于S点。放置一个薄凸透镜后,光线更加提前会聚,因此光线经透镜折射后会聚于透镜与S点之间,故B正确,ACD错误。
故选:B。
11.在探究凸透镜成像规律的实验中,我们发现像距v和物距u是一一对应的,在如图所示的四个图线中,能正确反映凸透镜成像规律的应该是( )
A.图线A B.图线B C.图线C D.图线D
【解答】解:A、因为A图线中,物距和像距始终相等,不符合凸透镜成像规律中的物距和像距的关系。故本选项不能正确反映凸透镜成像规律;
B、B图线中,随着物距的不断增大,像距在不断减小,不符合凸透镜成像规律中的物距和像距的关系。故本选项不能正确反映凸透镜成像规律;
C、图线C,当物距为15cm时,像距为15cm,由凸透镜成像规律可知,u=2f,v=2f,此时f=7.5cm,当物距为35cm时,像距为5cm,代入+≠,故本选项不能正确反映凸透镜成像规律;
D、图线D,当物距为10cm时,像距为10cm,由凸透镜成像规律可知,u=2f,v=2f,此时f=5cm,当物距为30cm时,像距为6cm,代入+=,故本选项能正确反映凸透镜成像规律。
故选:D。
12.用如图所示的装置探究凸透镜成像规律.凸透镜的焦距是15cm.当把凸透镜固定在50cm刻度线处,蜡烛固定在15cm刻度线处时( )
A.光屏在“Ⅰ”区域内移动,才能得到清晰的像
B.光屏在“Ⅱ”区域内移动,才能得到清晰的像
C.在光屏上得到的是放大、倒立的像
D.在光屏上得到的是缩小、正立的像
【解答】解:凸透镜焦距是15cm,当把凸透镜固定在50cm刻度线位置,蜡烛固定在15cm刻度线位置时,物距为50cm﹣15cm=35cm,大于2倍焦距,所以此时成倒立缩小的实像,像在1倍和2倍焦距之间,即在光具座的65cm﹣80cm之间可以找到清晰的像。
综上所述,只有选项A的说法正确。
故选:A。
13.如图所示为甬城上空出现的“日晕”现象。日晕是一种大气光学现象,当日光通过卷云层时,受到冰晶的两次折射便在太阳周围出现一个巨大的彩色光环。下列现象也是由于光的折射所引起的是( )
A.桥在水中的倒影
B.手在灯光下形成的影子
C.池水的深度看起来比较浅
D.汽车后视镜可扩大视野范围
【解答】解:A、桥在水中的倒影,是平面镜成像,是由光的反射形成的,故A不符合题意;
B、手在灯光下形成的影子,是由光的直线传播形成的,故B不符合题意;
C、池水看起来比实际浅,是由光的折射造成的,看到的是变高了的池底的虚像,故C符合题意;
D、汽车后视镜是凸面镜,利用了凸面镜对光线的发散作用,扩大视野,属于光的反射现象,故D不符合题意。
故选:C。
14.如图所示,物体AB直立于平面镜前。现在物体与平面镜之间稍靠近镜面上方的一侧插入一块不透光的木板CD,木板CD的下端与物体AB的中点等高,则物体在平面镜内( )
A.只有 AB 下半部分的虚像
B.不出现 AB 的虚像
C.只有 AB 下半部分的实像
D.仍有 AB 完整的虚像
【解答】解:
过B点作关于镜面的对称点B′(即B的像点B′);
过A点的任意两条光线沿CD的最下边缘射到镜面上,由光的反射定律先作出2条反射光线,这2条反射光线的反向延长线即为像点A′;
连接A′B′如图所示,由图可知,在平面镜内仍有AB完整的虚像A'B'(需在B点下方合适的位置才能看到AB完整的虚像)。
故选:D。
15.如图是我市南塘印象景区的夜景,图中桥洞与水中的倒影组成了一个圆的形状。若多日下雨造成水位上涨,则桥洞与其倒影大致形状是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:根据平面镜成像的特点可知,像与物体是等大的、对称的;当水面上升后,水面以上的桥拱不再是半圆形,所以成的像也不是半圆形,只是半圆的一部分,而且水上部分和水中的像是关于水面对称的,因此,B图是正确的。
故选:B。
二.填空题(共6小题)
16.如图是一束光在空气和某种透明物质界面上发生反射和折射现象,图中OA、OB、OC表示光线,则入射光线是 CO ,折射角的大小是 48° 空气在界面 左 边。
【解答】解:如下图所示:
图中∠1=∠2=30°,因光发生反射时反射角等于入射角,所以可知在EF的右侧发生了光的反射,则EF为界面,MN为法线,EF左侧的OA为折射光线;
因为折射光线和入射光线分别位于法线两侧,则CO为入射光线,OB为反射光线;
入射角∠1=30°,折射角∠3=90°﹣42°=48°;
比较可知折射角大于入射角,所以光线从其它透明介质斜射入空气,即空气在界面的左边。
故答案为:CO;48°;左。
17.“小眼镜”成为全社会的“大关切”,有人大代表建议要高度重视近视低龄化问题。
(1)如图甲所示,正常人眼看远近不同物体时能实现自动变焦,使物体都成像在 视网膜 上,看清近处物体时的焦距 小于 (选填“大于”、“等于”或“小于”)看清远处物体时的焦距。
(2)如图乙所示,现流行的全飞秒近视手术,在眼角膜上削去一部分并从切口取出,从而使角膜形成一个 凹透镜 (选填“凸透镜”或“凹透镜”)的形状,达到矫正近视的目的,但也有一定的后遗症。
【解答】解:(1)正常眼看远处和近处的物体都清晰,就是根据晶状体自动调节焦距的原理,使像能成在视网膜上;
由图甲可知,当正常人眼看远处物体时,晶状体变薄,折光能力变弱,使像成在视网膜上;当看近处的物体时,晶状体变厚,折光能力变强,即焦距变小,故看清近处物体时的焦距小于看清远处物体时的焦距;
(2)全飞秒近视手术,在眼角膜上削去一部分并从切口取出,从而使角膜形成一个凹透镜,由于凹透镜对光线具有发散作用,能使像成在视网膜上。
故答案为:(1)视网膜;小于;(2)凹透镜。
18.小科在“探究近视眼的眼球缺陷”的探究活动中,他用凸透镜代表眼球的晶状体,光屏代表视网膜,烛焰代表远处的物体。
(1)小科将近视眼镜放在烛焰与凸透镜之间,如图所示,在光屏上得到了一个倒立、缩小的清晰实像,记下此时光屏到凸透镜的距离s1,拿走眼镜,光屏上的像变得模糊。前后移动光屏,使光屏上的像重新变得清晰,记下此时光屏到凸透镜的距离习s2,则s2 < s1。(填“大于”、“小于”或“等于”)
(2)结果分析:近视眼只能把远处的物体的像成在视网膜的 前 (填“前方”或“后方”)。
【解答】解:(1)近视眼配戴凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,拿走眼镜后,就是近视眼的状态:像成在了视网膜的前方,只能看清近处的物体。在探究实验中,要想在光屏上的像重新变得清晰,应该将光屏向凸透镜靠近,所以S2<S1;
(2)近视眼是由于人眼的晶状体变凸,会聚能力增强,像呈在视网膜的前方。
故答案为:(1)<;(2)前。
19.小敏做了如下三个光学实验:
(1)图甲是“探究光的反射定律”的实验,小敏转动激光笔,使入射光束EO贴着纸板绕入射点O沿逆时针方向转动,可观察到反射光束OF沿 顺 时针方向转动。
(2)图乙是“探究平面镜成像规律”的实验,小敏选择玻璃板而不选择平面镜的原因是 便于确定像的位置 。
(3)图丙是“研究凸透镜成像规律”的实验,此时光屏上成清晰的像,小敏将凸透镜向光源方向移动至某位置,发现在光屏上又成一个清晰、 倒立、放大 (填像的性质)的实像。
【解答】解:(1)小敏转动激光笔,使入射光束EO贴着纸板绕入射点O沿逆时针方向转动,则入射角增大,反射角也增大,反射光线会远离法线,即反射光束OF将会顺时针转动;
(2)为了确定像的位置,让蜡烛A的像和蜡烛B重合,既能观察到A蜡烛像的同时,也能观察到B蜡烛,实验中要使用透明的玻璃板;
(3)此时物距大于像距,光屏上成倒立缩小的实像,小敏将凸透镜向光源方向移动至某位置,当物距小于像距时,适当调整物距和像距,使物距等于原来的像距、像距等于原来的物距,又可以在光屏上成清晰的倒立放大的实像。
故答案为:(1)顺;(2)便于确定像的位置;(3)倒立、放大。
20.如图是“探究平面镜成像特点”的实验装置。
(1)实验中选用玻璃板代替平面镜,主要是为了便于确定像的 位置 ;
(2)如果有5mm厚和2mm厚的两块玻璃板,应选择 2 mm厚的玻璃板做实验;
(3)如果玻璃板向前倾斜,蜡烛在玻璃板上的像与图中位置相比将会向偏 上 (填“上”或“下”);
(4)在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛B竖直在玻璃板后面移动,人眼一直在玻璃板的前侧观察,直至它与蜡烛A的像完全重合,这种确定像与物大小关系的方法是 等效替代法 (填“控制变量法”或“等效替代法”)。
【解答】解:
(1)在探究“平面镜成像的特点”实验中,使用透明的玻璃板,可以观察到玻璃板的另一侧,并且能够成像,这样便于确定像的位置;
(2)因为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面,会出现两个像,影响到实验效果,所以应选用薄玻璃板,用2mm厚的玻璃板做实验;
(3)物与像关于镜面对称,如果玻璃板向前倾斜,蜡烛在玻璃板上的像图中位置相比将会向偏上;
(4)在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛B竖直在玻璃板后面移动,人眼一直在玻璃板的前侧观察,直至它与蜡烛A的像完全重合,这种确定像与物大小关系的方法是等效替代法;
故答案为:(1)位置; (2)2;(3)上;(4)等效替代法。
21.如图所示,激光笔发出的一束光从空气中的A点斜射到水面上的O点,经反射在足够长的刻度尺上形成一光点B。
(1)若入射光线与界面所成的夹角为37度,则反射角为 53 度。
(2)保持入射点O不变,将激光笔竖直靠近空气与水的界面,则在刻度尺上形成的光点将会 向下 (选填“向上”或“向下”)移动。
(3)图中折射光线在刻度尺上也形成一个光点C(图中未标出),则B、C两光点到界面的距离大小关系是:SBD < SCD(选填“>”、“<”和“=”)。
【解答】解:(1)若入射光线和界面的夹角为37度,则入射角(入射光线和发现的夹角)为:90°﹣37°=53°,根据光的反射定律,反射角=入射角,故反射角为53度;
(2)根据光的反射定律,反射角=入射角,保持入射点O不变,将激光笔竖直靠近空气与水的界面,则入射角变大,反射角也变大,则在刻度尺上形成的光点将向下移动;
(3)由光的折射定律可知,光从空气射入水中时,折射角小于入射角,即折射光线偏向法线,所以SBD<SCD。
故答案为:(1)53;(2)向下;(3)<。
三.作图题(共2小题)
22.F为透镜的焦点,试画出与已知光线对应的入、出射光线。
【解答】解:通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴,过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变;
延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴,折射光线平行于凹透镜的主光轴,则入射光线的延长线过另一侧焦点,如图所示:
23.根据平面镜成像的特点,在平面镜中画出AB的像。
【解答】解:
分别作出物体AB的端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′,用虚线连接A′、B′,即为AB在平面镜中的像。如图所示:
。
四.实验探究题(共7小题)
24.小明和小华分别用不同焦距的凸透镜进行了探究凸透镜成像规律的实验:
(1)小明将蜡烛、凸透镜和光屏放在一个光具座上,却发现蜡烛的像成在了光屏的上侧,原因是小明没有使它们的中心处于 同一高度 ,可以将蜡烛向 上 移动使像成在光屏中央。
(2)根据实验记录,小明绘制了物体离凸透镜的距离u跟实像到透镜的距离v之间的关系(如图),则当小明将烛焰移至距凸透镜25cm时,他可在光屏上得到一个清晰的倒立 缩小 (填“放大”或“缩小”)的实像。
(3)若小明在光屏上形成了烛焰清晰的像以后,用不透明的纸遮住凸透镜的上半部分,这时光屏上 D
A.像全部消失
B.像的上半部分消失
C.像的下半部消失
D.仍有整个像,但比原来暗
(4)小华在实验一开始的时候,不管怎么移动光屏,总无法看到清晰的像,可能的原因有 ①②③ 。
①凸透镜倾斜了
②蜡烛放在一倍焦距以内
③光具座的总长度小于四倍焦距
④凸透镜破损了
(5)进行了修改后,小华同学将一支点燃的蜡烛放在距凸透镜15cm处时,在光屏上得到一个缩小的像,当蜡烛距透镜9cm时,在光屏上得到一个放大的像,这个凸透镜的焦距可能是 C 。
A.10cm B.8cm C.6cm D.4cm
【解答】解:(1)探究凸透镜成像的实验时,点燃蜡烛,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度,这样像才能呈在光屏的中心;光屏上像的位置却偏高,可以向下移动凸透镜或向上移动蜡烛;
(2)由图知,当物距等于20cm时,像距也等于20cm,物距等于像距,所以此时物体处于2倍焦距处。即2f=20cm,所以f=10cm;当烛焰距凸透镜25cm时,u>2f,光屏上会成倒立、缩小的实像;
(3)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,故选D;
(4)用调整好后的装置进行实验,发现无论怎么移动光屏,都无法再光屏上找到像:
①凸透镜倾斜时,像会成在光屏的一侧,所以在光屏上看不到像;
②烛焰到凸透镜的距离不大于一倍焦距,此时成放大的正立的虚像或不成像,即光屏是不能承接的;
③烛焰到凸透镜的距离略大于一倍焦距,此时成放大的倒立的实像,像距非常大,由于光具座的长度有限,长度小于4f时,光屏也无法承接清晰的像;
④凸透镜破损,但始终会有光线经过凸透镜成像,光屏上能看到像;
故①②③正确;
(5)由题意“蜡烛放在距凸透镜15cm处时,在光屏上得到一个缩小的像”得:15cm>2f;
由“当蜡烛距透镜9cm时,在光屏上得到一个放大的像”得2f>9cm>f,所以15cm>2f,2f>9cm>f;解得4.5cm<f<7.5cm,所以选项中满足题意的只有一个6cm。
故答案为:(1)同一高度;上;(2)缩小;(3)D;(4)①②③;(5)C。
25.小金做“探究凸透镜成像的规律”实验时,首先按图示完成仪器装配,图中F点是1倍焦距处,H点是2倍焦距处。
(1)经过调节,在光屏上得到了一个清晰的像,但像的位置偏高(如图所示),为了使像能成在光屏的中央,应把蜡烛向 上 (选填“上”或“下”)调。
(2)调节好蜡烛的高度后,她把蜡烛移到A点处,此时光屏上的像很模糊,为了得到清晰的像,应把光屏向 右 (选填“左”或“右”)移动。
(3)她再次把蜡烛移到B点处,无论怎样调节光屏,光屏上始终接收不到像,要想看到这个像,观察的方法应是 从凸透镜的右侧透过凸透镜去观察 。
【解答】解:(1)蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上。点燃蜡烛后,发现在光屏的上方出现了清晰的像,根据光线过光心不改变方向,所以蜡烛应向上移动,或凸透镜向下移动,或光屏向上移动;
(2)当她把蜡烛移到A点,2f>u>f时,凸透镜成倒立放大的实像,v>2f,所以应增大像距,把光屏向右移动;
(3)再把蜡烛移到B点处,由凸透镜成像规律可知,此时物体处于一倍焦距之内时,成的是一个正立、放大的虚像,而且物像在同一侧,因此要想看到这个像,应从凸透镜的右侧透过凸透镜去观察。
故答案为:(1)上(2)右;(3)从凸透镜的右侧透过凸透镜去观察。
26.某班同学在实验室探究平面镜成像规律。
(1)在忘带刻度尺的情况下,小科选用下面的 ①③④ (填序号)三种器材也能进行实验探究。
(2)下表数据是小敏同学测得的四组像和物体到玻璃板的距离
实验序号 1 2 3 4
物到玻璃板的距离/cm 15.30 23.02 25.60 28.50
像到玻璃板的距离/cm 15.30 23.15 25.60 28.50
实验中刻度尺的使用以及读数均正确,但是分析数据时发现第二组的数据有较大的偏差,造成这个偏差的原因可能是 C
A.选用的玻璃板太厚
B.选用的玻璃板太薄
C.蜡烛B与蜡烛A的像没有完全重合
(3)小思同学完成实验后,她根据结论推测:若图中人的位置保持不变,把镜子沿中间曲线截成两半,并分别在竖直方向上向上向下移一段距离,则该人通过上、下两半面镜子 C
A.都不能成像
B.各成半个像,合起来成一个完整的像
C.都成完整的像,且两个像在同一位置
D.都成完整的像,且两个像在不同位置
【解答】解:(1)实验时同学不用刻度尺,则需要选用方格纸;
需要用透明的玻璃板代替平面镜,虽然成像不太清晰,但是在物体一侧能看到物体的像;
同时还需要成像的物体,即跳棋,故选①③④;
(2)实验时的各组数据都是用同一块玻璃板做实验得到的,只有第二次实验的数据有一些偏差,其它数据没有问题,所以不是因为玻璃板太厚或太薄,而是第二次实验时判断蜡烛B与蜡烛A的像是否完全重合时出现了较大偏差,故选C;
(3)因为平面镜成像的特点是:像与物大小相等、到平面镜的距离相等、连线与镜面垂直、左右互换,即像、物关于平面镜对称。所以,当镜子分开后,人在两个镜子中都成完整的像,且两个像在同一位置。故ABD错误,C正确。
故答案为:(1)①③④;(2)C;(3)C。
27.如图所示,用钉子在易拉罐底部的中央钻一个小孔,将易拉罐的另一端顶部剪去后,蒙上一层半透明塑料薄膜,这样就制成了一个小孔成像的实验装置。把点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置,观察并研究小孔成像的特点。
(1)烛焰在塑料薄膜上所成的是 实像 (选填“实像”或“虚像”)。
(2)如果易拉罐底部小孔是三角形,则他在半透明塑料薄膜上看到的是 D 。
A.三角形光斑
B.圆形光斑
C.烛焰的正立像
D.烛焰的倒立像
(3)当蜡烛靠近小孔时,烛焰在塑料薄膜上所成的像会 变大 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(4)晴天太阳透过树叶缝隙在地面上形成圆形光斑与上述原理相同,地面上的圆形光斑大小不一的原因是 树叶缝隙离地面的距离不同 。
【解答】解:
(1)烛焰在塑料薄膜上所成的像是倒立的实像;
(2)烛焰经小孔成倒立的实像,像的形状与烛焰形状相同,像与小孔的形状无关,即烛焰在塑料薄膜上成的像是烛焰的倒立像,选D;
(3)小孔成像的像的大小与物距、像距有关,当蜡烛靠近小孔时,物距减小了,像会变大;
(4)晴天太阳透过树叶缝隙形成的圆形光斑与上述原理相同,其圆形光斑大小不一的原因是树叶缝隙离地面的距离不同。
故答案为:(1)实像;(2)D;(3)变大;(4)树叶缝隙离地面的距离不同。
28.探究光的反射规律的实验装置如图甲所示。平面镜放在水平桌面上,标有刻度(图中未画出)的白色纸板ABCD,能绕垂直于CD的ON轴翻转,在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。
(1)实验前,应将纸板 竖直 放置于平面镜上。移动激光笔,使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动,可观察到反射光束沿 顺 时针方向转动;
(2)移动激光笔,使入射角为45°,测得反射角也为45°。由此就得出“光反射时,反射角等于入射角”的结论。你认为有何不妥之处? 一次实验得到的结论具有偶然性 ;
(3)如图乙所示,将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度,发现纸板上均无反射光束呈现。此现象说明了: 反射光线、入射光线和法线在同一平面内 。
【解答】解:
(1)白色纸板ABCD应竖直放置于平面镜上,这样反射光线才可以在硬纸板上呈现;
如图甲,移动激光笔,使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动,则入射角增大,反射角也增大,则反射光线会远离法线,即反射光线将会顺时针转动;
(2)因为一次实验具有有很大的偶然性,所以不能只由一组数据就得出结论,应改变入射角的度数进行多次实验。
(3)如图乙所示,将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度,发现纸板上均无反射光束呈现。此现象说明了反射光线、入射光线和法线在同一平面内;
故答案为:(1)竖直;顺;(2)一次实验得到的结论具有偶然性;(3)反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
29.小敏同学在做“探究平面镜成像的特点”的实验时,将一块玻璃板竖直架在水平台上,再选取两段完全相同的蜡烛A和B,点燃玻璃板前的蜡烛A,进行观察,如图1所示。在此实验中:
(1)选用器材有玻璃板、火柴、光屏(白纸)、蜡烛、刻度尺,小敏选择玻璃板代替镜子进行实验的目的是 便于确定像的位置 。
(2)选取两段完全相同的蜡烛是为了比较 物和像的大小 的关系。
(3)移去后面的蜡烛B,并在其所在位置上放一光屏(白纸),则光屏上 不能 (“能”或“不能”)承接到蜡烛烛焰的像。
(4)小敏将蜡烛逐渐远离玻璃板时,它的像 不变 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(5)如图2所示,魔术师利用了平面镜成像规律,创造了“空间旋转”、“飞天仙女”等节目,当演员躺在转盘上做各种动作时,观众所看到的悬在空中做优美动作的演员,只不过是躺在转盘上的演员在平面镜里的像,当然事先要在转盘前安装挡板,使观众看不到转盘及演员,如图所示,如演员横躺在转盘上,当演员的头在左侧,观众可看到演员的像是 正立 (填“正立”、“倒立”“横躺”)的。挡板使观众看不到转盘及演员,运用了光 在同一均匀介质中,沿直线传播 原理。
【解答】解:(1)选择玻璃板代替平面镜便于确定像的位置,便于比较物像大小关系;
(2)选择两段相同的蜡烛便于比较物像大小关系;
(3)移去后面的蜡烛B,在像的位置放一光屏,光屏上不能接到像,说明平面镜成虚像;
(4)小敏将蜡烛逐渐远离玻璃板时。它的像的大小是不变的;
(5)由图可知,演员横躺在转盘上,当演员的头在左侧,根据平面镜成像特点中的物像连线与镜面垂直,物像到平面镜的距离相等可知,可看到演员的虚像是正立的。因为光在同种均匀介质中沿直线传播,所以挡板使观众看不到转盘及演员。
故答案为:(1)便于确定像的位置;(2)物和像的大小;(3)不能;(4)不变;(5)正立;在同一均匀介质中,沿直线传播
30.在探究光的折射规律时,从水面上方看水中的物体变浅了,为了确定水中物体所成像的位置,某学习小组进行了如下探究:
A.把一个小灯泡a放在水中某处,观察灯泡所成像的位置。
B.将另一个相同的小灯泡b放在水面上方,调整其位置,使它的像与灯泡a的像重合。
C.用刻度尺测量灯泡b到水面的距离。
(1)测量时,把刻度尺的零刻度线对准灯泡b,水面处对应的刻度如图甲所示,则灯泡b到水面的距离为 81.2 mm。
(2)灯泡a的像到水面的距离与灯泡b到水面的距离一定相等,依据是平面镜所成的像 C 。
A.是虚像 B.和物体大小相等
C.和物体到镜面的距离相等 D.和物体的连线与镜面垂直
(3)测量时,如果直接将刻度尺竖直插入水中,使看到的零刻度线与灯泡a的像重合,则刻度尺在水面处的示数表示 灯泡a 到水面的距离。
【解答】解:(1)根据图甲可知,灯泡b到水面的距离为8.12cm=81.2mm;
(2)在水面上方观察到灯泡b的像是由光的反射形成的,观察到灯泡a的像是光从水斜射入空气中发生折射形成的,此时灯泡b的像与灯泡a的像重合,光路图如下;由平面镜成像的特点可知,像到平面镜的距离和物到平面镜的距离相等,所以灯泡a的像到水面的距离与灯泡b到水面的距离一定相等;故选C;
(3)测量时,如果直接将刻度尺竖直插入水中,使看到的零刻度线与灯泡a的像重合,此时真实的零刻度线与灯泡a的实际位置也是重合的,所以刻度尺在水面处的示数表示灯泡a到水面的距离;
故答案为:(1)81.2;
(2)C;
(3)灯泡a。
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