中小学教育资源及组卷应用平台
第7讲 声和光
考点1 声音及其特性
1.关于声现象,下列说法错误的是 ( )
A.“春眠不觉晓,处处闻啼鸟”,鸟叫声是通过空气传入人耳的
B.“柴门闻犬吠,风雪夜归人”,这说明声音可以传递信息
C.“不敢高声语,恐惊天上人”,诗句中的“高”是指声音的音调高
D.“蝉噪林逾静,鸟鸣山更幽”,诗句中“蝉噪”和“鸟鸣”是通过声音的音色来分辨的
2.关于声现象,下列说法正确的是 ( )
A.声音的传播速度为340 m/s
B.只要物体在振动,人就能听到声音
C.超声具有很强的穿透能力
D.增大拨动琴弦力度会增大振动频率
3.“禁止燃放烟花爆竹”这一规定得到我市市民的一片叫好,它不仅保护了自然环境,也还给了市民一个清静的居住环境。禁止燃放烟花爆竹是 ( )
A.从人耳处减弱噪声 B.从传播途径中减弱噪声
C.从声源处减弱噪声 D.以上三种减弱噪声的方法都用了
4.如图所示,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出玻璃罩内的空气,听到闹铃声逐渐变小,直至听不见;再让空气逐渐进入玻璃罩内,听到闹铃声又逐渐变大。关于上述实验,下列说法中正确的是( )
A.空气可以传播声音
B.只要闹铃振动,就可以听到闹铃声
C.听不见闹铃声了,是由于闹铃不再振动
D.听到闹铃声又逐渐变大,是由于闹铃振动逐渐变剧烈了
5.如图,国家测量队近日再次登顶珠穆朗玛峰,又一次测定了珠峰的高度,这是继1975年和2005年之后我国第三次测量珠峰的高度。之所以要重新测量珠峰的高度,有多方面的原因。
(1)珠峰处于印度洋板块与 板块交界处,板块运动使珠峰的高度一直在发生变化。
(2)技术的发展可以使测量结果更加精确。譬如为了测量峰顶积雪的深度,1975年是用木杆插进雪层的方法,而这次采用国产雪深雷达探测仪,它是根据电磁波从发出到碰到峰顶岩石返回所用的 ,计算出积雪的实际深度。
考点2 光的直线传播和光的反射
6.周末,小科一家到瓯江边游玩。妈妈拍照时,小科正在欣赏美景:对岸树木的倒影、水中的鱼“影”……,此时地面上留下了他的身影。关于“影”的形成原理,下列说法不正确的是 ( )
A.妈妈的摄“影”——光的折射 B.树木的倒“影”——光的反射
C.水中的鱼“影”——光的反射 D.小科的身“影”——光的直线传播
7.“鱼戏莲叶东,鱼戏莲叶西,鱼戏莲叶南,鱼戏莲叶北……”我们能看见水中的鱼,是因为 ( )
A.光的直线传播 B.光的反射 C.平面镜成像 D.光的折射
8.水平过道上方有一盏灯(如图)。小明站在1号地砖上时,通过2号地砖看到灯的像;走到2号地砖上时,通过3号地砖看到灯的像。则小明通过两块地砖所看到的像 ( )
大小相同、位置不同 B.大小相同、位置相同
C.大小不同、位置相同 D.大小不同、位置不同
9.如图所示,在中国象棋棋盘正中央竖立一块垂直于棋盘的平面镜,棋子“象”由甲移到乙,则平面镜中“象”的移动是 ( )
A.由④到② B.由③到① C.由②到④ D.由①到③
10.如图所示是一位小朋友在照镜子(平面镜)。
(1)小朋友看不到被镜子遮住的物品,是因为光在同一均匀介质中沿 传播。
(2)小朋友通过镜面所成的像在 。(填“镜面前”“镜面上”或“镜面后”)
11.某科学兴趣小组用如图所示装置研究平面镜成像特点。探究像距与物距关系时的实验步骤如下:
①在水平桌面上铺上白纸,将玻璃板竖立在白纸中间位置,记下玻璃板的位置;
②将点燃的蜡烛放在玻璃板前面,再拿另一支大小相同的未点燃的蜡烛竖立在玻璃板后面移动,直到看上去它跟玻璃板前面那支蜡烛的像完全重合,用笔记下两支蜡烛的位置;
③移动点燃的蜡烛到另一个位置,重复上述实验;
④用直线连接每次实验中的蜡烛和它的像的位置,用刻度尺测量出每次的物距和像距,记录数据如表。
次数 物距/cm 像距/cm
1 5.0 5.0
2 8.0 8.0
3 12.0 12.0
(1)等效替代法是指在研究中,因实验本身的限制,要用与实验对象具有相似或共同特征的对象来替代的方法。本实验中用到的等效替代法具体体现在 。
(2)分析表格中的数据,可得出的结论是 。
(3)实验中,有同学用一张白纸挡在玻璃板和像之间,你认为该同学还能观察到蜡烛的像吗 并说出你的理由。
12.小敏做了如下三个光学实验;
图甲 图乙 图丙
(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。
考点3 光的折射
13.一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
14.标有甲、乙两点的筷子放在空碗中如图1所示,向碗中加水至虚线处,观察到如图2所示场景,此时看到筷子上的甲点或乙点,光的传播路径正确的是 ( )
15.如图所示,当我们看远处物体时,远处物体的光线正好聚焦在视网膜上。当我们从看远处物体改为看近处物体时(一般不小于10 cm),为了使近处物体成像在视网膜上,晶状体凸度和焦距的变化情况分别是 ( )
A.晶状体凸度变大,焦距变短 B.晶状体凸度变大,焦距变长
C.晶状体凸度变小,焦距变短 D.晶状体凸度变小,焦距变长
16.“方寸天地纳寰宇”描述了小小眼球可尽观广袤世界。下列能够解释眼球成像原理的是 ( )
17.照相机和放大镜都是凸透镜成像原理的具体应用。对应图,下列关于照相机、放大镜使用和成像的说法正确的是 ( )
A.照相机:被拍物体应在甲区域内,成倒立缩小实像
B.照相机:被拍物体应在乙区域内,成倒立缩小实像
C.放大镜:被观察物体应在乙区域内,成正立放大虚像
D.放大镜:被观察物体应在丙区域内,成正立放大实像
18.小明用手机拍照,发现手机镜头过于靠近拍摄对象时(如图所示)无法正常对焦,拍出的照片模糊,此时像成在感光器(相当于光屏) (选填“前”或“后”)。小明发现将 透镜紧靠在手机镜头上可以解决这一问题,从而理解了手机微距镜头的工作原理。
A组 基础题组
1.新冠疫情期间为加强校内安全管理,在校门口安装了自动摄像测温系统,快速检测学生体温是否正常。以下说法合理的是 ( )
A.该系统利用超声波测量体温
B.当人与摄像头距离在一倍焦距以内时才会自动成像
C.摄像头拍摄后在电脑屏幕上成虚像
D.摄像头所用透镜是凸透镜
2.“刷脸支付”已成为人们购物付款的一种常用方式。如图所示,顾客只需面对付款设备,该设备就会利用摄像头自动进行人脸识别,识别成功即付款完成。摄像头的光学核心元件是个凸透镜。下列分析正确的是 ( )
A.摄像头对光有发散作用
B.人脸识别时,人脸要处于摄像头一倍焦距以内
C.人脸通过摄像头所成的像是正立、缩小的实像
D.当人脸远离摄像头时,人脸经摄像头所成的像会变小
3.若图中蜡烛的位置保持不变,把镜子沿直线截成两半,并分别向两侧平移一段距离,则蜡烛通过左、右两半面镜子 ( )
A.都成完整的像,且两个像在同一位置
B.各成半个像,合起来成一个完整的像
C.都不能成像
D.都成完整的像,且两个像在不同位置
4.以下关于光学知识说法正确的是 ( )
A B C D
5.小明在网上找到了一个“如何作一个发光点S的像S'的光路图”的视频动画,如图。作图的步骤有:
①作反射光线O1A1、O2A2;②作入射光线SO1、SO2;③作法线O1N1、O2N2;④将反射光线O1A1、O2A2反向延长交于S'。正确的顺序是 ( )
A.①②③④ B.②③①④
C.④①③② D.②①③④
6.小金选用图甲中的激光笔、水、水槽和可折转的光屏(带刻度)等器材,验证“光从空气射入水中时的折射规律”。
甲 乙 丙
(1)使用可折转的光屏(如图乙),是为了验证光的折射规律中的 。
(2)光从空气射入水中,入射点为O点,不断改变入射角,读出刻度盘上对应的折射角,将实验结果画在图丙中,其中1和1'、2和2'…4和4'分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。由此可得出,光从空气斜射入水中时的相关结论,请写出其中的两个:① ;② 。
7.下面是玲玲探究“凸透镜成像规律”的实验。
(1)玲玲将凸透镜固定在光具座50 cm的刻度线处,将蜡烛和光屏移至如图所示的位置时,光屏上出现了烛焰清晰的像,该成像原理在实际中的应用是 (填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。
(2)若在蜡烛和凸透镜之间合适的位置放一个近视眼镜,为了使光屏上重新呈现清晰的像,光屏应向 (填“左”或“右”)移动。
(3)实验过程中蜡烛由于燃烧而变短,为了使烛焰的像再次成在光屏的中心,应向下移动 (填“光屏”或“凸透镜”)。
(4)玲玲将蜡烛移到35 cm刻度线处,保持透镜的位置不变,应将光屏移至 cm刻度线处,才能再次在光屏上呈现清晰的像。
B组 提升题组
8.如图是小科在公园看到的美景,下图能正确反映他看到水中“树木”的光路图的是( )
A B C D
9.小科在做凸透镜成像实验时,意外发现除光屏上的像a外,还看到两个清晰缩小的像,如图像b、像c,他拿掉光屏,像b、像c仍存在,则像b、像c的成像原因是 ( )
A.b、c都是光的折射
B.b是光的折射;c是光的反射
C.b、c都是光的反射
D.b是光的反射;c是光的折射
10.如图,镇海新城箭湖边上,夜色中的镇海大剧院流光溢彩。下列说法错误的是 ( )
A.小科能够看到剧院在水中的倒影,是因为光从水中射入空气,再进入小科的眼睛
B.小科取下近视眼镜,看到剧院变模糊了,是因为剧院的像成在了视网膜的前面
C.小科拿出携带的放大镜观看远处的大剧院,看到了大剧院倒立的像,这个像是实像
D.小科用手指组成方框“取景”,方框离眼睛越远,“取景”范围越小,是因为光沿直线传播
11.综合实验活动:小明与同学从树荫下走过时,发现地面上有许多大小、形状不同的光斑,如图所示,光斑的形状与什么因素有关呢 光斑又是如何形成的呢 对此小明决定探究,他们猜想光斑的形状:
甲
乙
a.与树叶形状有关,光斑是树叶的影子;
b.与树叶间空隙形状有关;
c.与树叶间空隙大小有关。
(1)根据所学知识,可确定猜想a (填“合理”或“不合理”)。
(2)为验证猜想b,小明让带孔卡片,离地面白纸较近,如图甲所示,发现白纸上的光斑都是圆形,说明小孔成像时的形状与小孔形状 (选填“有关”或“无关”)。
(3)为验证猜想c,如图乙,让带孔的甲纸板离地面白纸的距离不变。让乙纸板向左运动,使孔径越来越小,你觉得选 图实验最科学,实验时,当孔径小到一定程度时,发现白纸上的光斑由孔的形状变成圆形。这说明小孔形成的光斑与小孔的形状 (选填“有关”或“无关”)。
(4)通过探究,他们初步得到了以下结论, 光斑(填光斑的形状)一般是太阳的像,光斑的形状与树叶间空隙形状、树叶间空隙大小、树叶间空隙与地面的距离有关。
12.小乐利用光具座研究凸透镜成像的规律。
(1)当小乐将三个元件移动到图示位置时,光屏中心出现了清晰的像。则光屏上像的性质为 。
(2)在(1)的基础上,保持凸透镜不动,将蜡烛移至20 cm刻度处,若仍要在光屏上得到清晰的像,应进行的操作是 。
(3)若实验中用发绿光的F字形作光源,也恰好在图示位置,光屏上有清晰的F字形的像。此时,将光源换成大小和形状都相同、发红光的F字形,要在光屏上得到清晰的像,理论上应将光屏向 (选填“左”或“右”)移到合适位置,这是因为凸透镜对红光的偏折能力更 (选填“强”或“弱”)。
思维亮剑
1.在庆祝建党100周年歌唱比赛中,师生齐唱《把一切献给党》,抒发爱党、爱国之情。对于歌声描述正确的是 ( )
A.伴奏的钢琴和圆号的音色是一样的
B.歌声的传播不需要介质
C.齐唱使得声音的音调更高
D.歌声是由声带的振动产生的
2.如图所示,一支固定好的激光笔向空水槽底部固定点O打出一束激光。向水槽内加水使水面上升至A点,此时光斑在O点 侧,这是因为发生了 现象。打开水槽底部水龙头缓慢放水,同时观察到水槽底部光斑向 移动。
3.在“探究凸透镜成像规律”的实验中。
(1)图甲中光屏上所成的像是倒立、 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像,生活中 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)利用这一原理制成。
(2)如图乙,线段AB为凸透镜成像的物距倒数和像距倒数的关系图线,则凸透镜焦距为 cm。
(3)当光屏上呈现清晰的像时,不改变图甲中蜡烛和透镜位置:
①若将凸透镜换成焦距相同、镜面较小的凸透镜,再次实验,光屏上所成的像与原来相比 (选填“变小”“变暗”或“变不完整”)了。
②若将凸透镜换成镜面大小相同、焦距稍小的凸透镜,再次实验,则需将光屏 (选填“向左”或“向右”)移动才能成清晰的像,光屏上所成的像与原来的像相比 (选填“变大”“不变”或“变小”)了。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
第7讲 声和光
考点1 声音及其特性
1.关于声现象,下列说法错误的是 ( )
A.“春眠不觉晓,处处闻啼鸟”,鸟叫声是通过空气传入人耳的
B.“柴门闻犬吠,风雪夜归人”,这说明声音可以传递信息
C.“不敢高声语,恐惊天上人”,诗句中的“高”是指声音的音调高
D.“蝉噪林逾静,鸟鸣山更幽”,诗句中“蝉噪”和“鸟鸣”是通过声音的音色来分辨的
答案 C
解析 鸟叫声是通过空气传入人耳的,则A选项正确。狗叫说明来了人,说明声音可以传递信息,则B选项正确。“高声语”中的“高”是指声音的响度大,则C选项错误。“蝉噪”和“鸟鸣”的音色不同,可以以此来分辨,则D选项正确。
2.关于声现象,下列说法正确的是 ( )
A.声音的传播速度为340 m/s
B.只要物体在振动,人就能听到声音
C.超声具有很强的穿透能力
D.增大拨动琴弦力度会增大振动频率
答案 C
解析 声音在15 ℃空气中传播的速度是340 m/s,在固体和液体中传播的速度比这个速度大,A错误;人耳的听觉频率范围是20~20 000 Hz,如果物体振动的频率不在人耳的听觉频率范围之内,人耳就听不到,B错误;超声波具有方向性好、穿透能力强等特点,C正确;增大拨动琴弦的力度可以增大琴弦振动的振幅,即增大声音的响度,D错误。故选C。
3.“禁止燃放烟花爆竹”这一规定得到我市市民的一片叫好,它不仅保护了自然环境,也还给了市民一个清静的居住环境。禁止燃放烟花爆竹是 ( )
A.从人耳处减弱噪声 B.从传播途径中减弱噪声
C.从声源处减弱噪声 D.以上三种减弱噪声的方法都用了
答案 C
解析 禁止燃放烟花爆竹是为了防止噪声的产生,是在声源处减弱噪声。故选C。
4.如图所示,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出玻璃罩内的空气,听到闹铃声逐渐变小,直至听不见;再让空气逐渐进入玻璃罩内,听到闹铃声又逐渐变大。关于上述实验,下列说法中正确的是( )
A.空气可以传播声音
B.只要闹铃振动,就可以听到闹铃声
C.听不见闹铃声了,是由于闹铃不再振动
D.听到闹铃声又逐渐变大,是由于闹铃振动逐渐变剧烈了
答案 A
解析 当玻璃罩内的空气逐渐减少时,听到闹铃声逐渐变小,直至听不见,当玻璃罩内的空气逐渐增多时,听到闹铃声又逐渐变大,由此可见,空气可以传播声音,A正确;声音靠介质传播,没有介质,即使闹铃振动,也听不到闹铃声,B错误,C错误;闹铃振动没有变化,听到闹铃声又逐渐变大,是玻璃罩内的空气逐渐增多的缘故,D错误。
5.如图,国家测量队近日再次登顶珠穆朗玛峰,又一次测定了珠峰的高度,这是继1975年和2005年之后我国第三次测量珠峰的高度。之所以要重新测量珠峰的高度,有多方面的原因。
(1)珠峰处于印度洋板块与 板块交界处,板块运动使珠峰的高度一直在发生变化。
(2)技术的发展可以使测量结果更加精确。譬如为了测量峰顶积雪的深度,1975年是用木杆插进雪层的方法,而这次采用国产雪深雷达探测仪,它是根据电磁波从发出到碰到峰顶岩石返回所用的 ,计算出积雪的实际深度。
答案 (1)亚欧 (2)时间
解析 (1)珠穆朗玛峰是喜马拉雅山脉的最高峰。结合六大板块分布图来看,珠穆朗玛峰处于印度洋板块和亚欧板块的交界处,两板块不断地碰撞挤压,板块的运动使珠峰的高度一直在变化;(2)电磁波从发出到碰到峰顶岩石返回所用的时间与电磁波速度的乘积的一半即积雪的实际深度。
考点2 光的直线传播和光的反射
6.周末,小科一家到瓯江边游玩。妈妈拍照时,小科正在欣赏美景:对岸树木的倒影、水中的鱼“影”……,此时地面上留下了他的身影。关于“影”的形成原理,下列说法不正确的是 ( )
A.妈妈的摄“影”——光的折射 B.树木的倒“影”——光的反射
C.水中的鱼“影”——光的反射 D.小科的身“影”——光的直线传播
答案 C
解析 摄“影”的原理是u>2f时,凸透镜成倒立、缩小的实像,是光的折射,A正确;倒“影”是平面镜成像,是光的反射,B正确;鱼“影”是由于光的折射所成的虚像,C不正确;身“影”即影子,是由光的直线传播形成的,D正确。故选C。
7.“鱼戏莲叶东,鱼戏莲叶西,鱼戏莲叶南,鱼戏莲叶北……”我们能看见水中的鱼,是因为 ( )
A.光的直线传播 B.光的反射 C.平面镜成像 D.光的折射
答案 D
解析 看到水中的鱼是由于光折射形成的虚像,A、B、C错误,D正确。故选D。
知识归纳 光的直线传播发生在同种均匀透明介质中;光的反射是光射到物体表面时,有一部分光会从物体表面反射回来,平面镜成像属于光的反射;光的折射是光从一种介质斜射到另一种介质时,传播方向会发生偏折。
8.水平过道上方有一盏灯(如图)。小明站在1号地砖上时,通过2号地砖看到灯的像;走到2号地砖上时,通过3号地砖看到灯的像。则小明通过两块地砖所看到的像 ( )
大小相同、位置不同 B.大小相同、位置相同
C.大小不同、位置相同 D.大小不同、位置不同
答案 B
解析 平面镜成像的特点:等大、等距的虚像,像和物体的连线与镜面垂直。故两次所成的像大小相同、位置相同,故选B。
9.如图所示,在中国象棋棋盘正中央竖立一块垂直于棋盘的平面镜,棋子“象”由甲移到乙,则平面镜中“象”的移动是 ( )
A.由④到② B.由③到① C.由②到④ D.由①到③
答案 C
解析 根据平面镜成像的特点可知,物距等于像距,像和物体对应点的连线与平面镜垂直。棋子“象”在甲处时,像在位置②处;棋子“象”在乙处时,像在位置④处;棋子“象”由甲移到乙,则它的像由②移到④。故选C。
10.如图所示是一位小朋友在照镜子(平面镜)。
(1)小朋友看不到被镜子遮住的物品,是因为光在同一均匀介质中沿 传播。
(2)小朋友通过镜面所成的像在 。(填“镜面前”“镜面上”或“镜面后”)
答案 (1)直线 (2)镜面后
解析 (1)小朋友看不到被镜子遮住的物品,是因为光在同一均匀介质中沿直线传播,镜子挡住了镜子后面物体反射的光线;
(2)根据平面镜成像的特点可知,平面镜所成的像与物体关于镜面是对称的,所以像在镜面后。
11.某科学兴趣小组用如图所示装置研究平面镜成像特点。探究像距与物距关系时的实验步骤如下:
①在水平桌面上铺上白纸,将玻璃板竖立在白纸中间位置,记下玻璃板的位置;
②将点燃的蜡烛放在玻璃板前面,再拿另一支大小相同的未点燃的蜡烛竖立在玻璃板后面移动,直到看上去它跟玻璃板前面那支蜡烛的像完全重合,用笔记下两支蜡烛的位置;
③移动点燃的蜡烛到另一个位置,重复上述实验;
④用直线连接每次实验中的蜡烛和它的像的位置,用刻度尺测量出每次的物距和像距,记录数据如表。
次数 物距/cm 像距/cm
1 5.0 5.0
2 8.0 8.0
3 12.0 12.0
(1)等效替代法是指在研究中,因实验本身的限制,要用与实验对象具有相似或共同特征的对象来替代的方法。本实验中用到的等效替代法具体体现在 。
(2)分析表格中的数据,可得出的结论是 。
(3)实验中,有同学用一张白纸挡在玻璃板和像之间,你认为该同学还能观察到蜡烛的像吗 并说出你的理由。
答案 (1)用未点燃的蜡烛替代像 (2)像距等于物距
(3)能,平面镜成像的原理是光的反射,所成的像是虚像。
解析 (1)用未点燃的蜡烛代替像,从而判断物和像大小关系;(2)分析数据可得:像距等于物距。
考向警示 1.考查了等效替代法的理解及其运用,对科学方法的考查越来越多;2.平面镜成像的理解与掌握,平面镜成像和凸透镜成像往往是考查的重点。
12.小敏做了如下三个光学实验;
图甲 图乙 图丙
(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。
答案 (1)顺 (2)便于确定像的位置 (3)倒立、放大
解析 (1)EO逆时针转动,入射角增大,则反射角也增大,即OF顺时针转动;(2)平面镜不透明,无法找到像的位置,故用玻璃板;(3)由图可知,此时物距大于像距,成实像,可得u>2f,f2f,光屏上得到一个清晰、倒立、放大的实像。
知识拓展 第(3)小题,第一次成倒立、缩小的实像,当把凸透镜靠近光源时,类似于把物、像位置对调,则成倒立、放大的实像。
考点3 光的折射
13.一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
答案 A
解析 由图可知,光发生两次折射。根据折射规律可得,光由空气斜射入玻璃,入射角大于折射角,即α1>γ1,A正确;光由玻璃斜射入空气,入射角小于折射角,即α2<γ2,B错误;分析图中几何关系可得α2=γ1<α1=γ2,C、D错误。故选A。
14.标有甲、乙两点的筷子放在空碗中如图1所示,向碗中加水至虚线处,观察到如图2所示场景,此时看到筷子上的甲点或乙点,光的传播路径正确的是 ( )
答案 D
解析 此时看到筷子上的甲点是光的反射,则看到筷子上的甲点的光路图应是一条直线且光线应射向眼睛,故A、B错误;看到筷子上的乙点是光的折射,光由水中斜射入空气,发生折射,折射角大于入射角,C错误、D正确。故选D。
15.如图所示,当我们看远处物体时,远处物体的光线正好聚焦在视网膜上。当我们从看远处物体改为看近处物体时(一般不小于10 cm),为了使近处物体成像在视网膜上,晶状体凸度和焦距的变化情况分别是 ( )
A.晶状体凸度变大,焦距变短 B.晶状体凸度变大,焦距变长
C.晶状体凸度变小,焦距变短 D.晶状体凸度变小,焦距变长
答案 A
解析 看近处物体等效物距变小,像距会变大,而人眼的晶状体相当于一个焦距可调的凸透镜,为了使近处的物体成像在视网膜上,需要增大晶状体的聚光能力,即晶状体的凸度变大,焦距变短,B、C、D错误,A正确。故选A。
16.“方寸天地纳寰宇”描述了小小眼球可尽观广袤世界。下列能够解释眼球成像原理的是 ( )
答案 A
解析 人眼的晶状体相当于凸透镜,当物距大于二倍焦距时,景物会在视网膜上成倒立、缩小的实像,故能够解释成像原理的是A。
17.照相机和放大镜都是凸透镜成像原理的具体应用。对应图,下列关于照相机、放大镜使用和成像的说法正确的是 ( )
A.照相机:被拍物体应在甲区域内,成倒立缩小实像
B.照相机:被拍物体应在乙区域内,成倒立缩小实像
C.放大镜:被观察物体应在乙区域内,成正立放大虚像
D.放大镜:被观察物体应在丙区域内,成正立放大实像
答案 A
解析 当物体在甲区域内时,u>2f,通过凸透镜所成的像为倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机,故A正确,B错误;当物体在乙区域内时,2f>u>f,通过凸透镜所成的像为倒立、放大的实像,应用于幻灯机和投影仪,C错误;当物体在丙区域内时,u知识回顾 凸透镜成像规律
18.小明用手机拍照,发现手机镜头过于靠近拍摄对象时(如图所示)无法正常对焦,拍出的照片模糊,此时像成在感光器(相当于光屏) (选填“前”或“后”)。小明发现将 透镜紧靠在手机镜头上可以解决这一问题,从而理解了手机微距镜头的工作原理。
答案 后 凸
解析 手机镜头相当于凸透镜,靠近物体物距变小,则像距变大,即像成在光屏(感光器)后。要使像从光屏后成到光屏上,可在镜头和物体间放一凸透镜。
A组 基础题组
1.新冠疫情期间为加强校内安全管理,在校门口安装了自动摄像测温系统,快速检测学生体温是否正常。以下说法合理的是 ( )
A.该系统利用超声波测量体温
B.当人与摄像头距离在一倍焦距以内时才会自动成像
C.摄像头拍摄后在电脑屏幕上成虚像
D.摄像头所用透镜是凸透镜
答案 D
解析 该测温仪利用红外线测量体温,A错误;摄像头的成像原理是人与摄像头的距离在二倍焦距以外,成倒立、缩小的实像,B错误;摄像头相当于凸透镜,所在的像是实像,故C错误;摄像头所用的透镜是凸透镜,D正确。故选D。
2.“刷脸支付”已成为人们购物付款的一种常用方式。如图所示,顾客只需面对付款设备,该设备就会利用摄像头自动进行人脸识别,识别成功即付款完成。摄像头的光学核心元件是个凸透镜。下列分析正确的是 ( )
A.摄像头对光有发散作用
B.人脸识别时,人脸要处于摄像头一倍焦距以内
C.人脸通过摄像头所成的像是正立、缩小的实像
D.当人脸远离摄像头时,人脸经摄像头所成的像会变小
答案 D
解析 摄像头的光学核心元件是凸透镜,对光有会聚作用,A错误;摄像头利用了当u>2f时,凸透镜成倒立、缩小的实像的原理制成的,人脸到镜头的距离必须大于2倍焦距才能成清晰的像,这种镜头成像原理与照相机成像的原理相同,故B、C错误;物距变大时,像距变小,像变小,D正确。
规律总结 凸透镜成像时,物距u>2f时,成倒立、缩小的实像,应用是照相机和摄像头;凸透镜成实像时,物距变大,像距变小,像变小。
3.若图中蜡烛的位置保持不变,把镜子沿直线截成两半,并分别向两侧平移一段距离,则蜡烛通过左、右两半面镜子 ( )
A.都成完整的像,且两个像在同一位置
B.各成半个像,合起来成一个完整的像
C.都不能成像
D.都成完整的像,且两个像在不同位置
答案 A
解析 平面镜所成的像和物体形状、大小相同,与平面镜的大小无关,半面镜子仍能成完整像,故B、C错误;左右两部分镜子都能成完整的像,像与蜡烛关于镜面对称,所以两个像的位置相同,故A正确,D错误。故选A。
知识拓展 平面镜成像的特点是:①所成的像是虚像;②像和物体形状、大小相同;③像和物体各对应点的连线与平面镜垂直;④像和物体各对应点到平面镜的距离相等。
解题关键 本题考查了平面镜成像的原因和特点。牢记平面镜的成像特点是解答此类问题的关键。
4.以下关于光学知识说法正确的是 ( )
A B C D
答案 C
解析 漫反射和镜面反射都遵循光的反射定律,A错误;放大镜是凸透镜,成正立、放大的虚像,B错误;棱镜对不同色光的偏折程度不同,对红光的偏折程度最小,对紫光的偏折程度最大,所以白光经三棱镜后,光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带,红光在最上面,紫光在最下方,C正确;由D图可知,像成在视网膜的前方,应配戴对光具有发散作用的凹透镜,使像成在视网膜上,D错误。
中考趋势 此题涉及光的漫反射、光的折射、光的色散、近视眼的成因及矫正方法等知识点,是一道综合性较强的题目,也是中考的热点。
5.小明在网上找到了一个“如何作一个发光点S的像S'的光路图”的视频动画,如图。作图的步骤有:
①作反射光线O1A1、O2A2;②作入射光线SO1、SO2;③作法线O1N1、O2N2;④将反射光线O1A1、O2A2反向延长交于S'。正确的顺序是 ( )
A.①②③④ B.②③①④
C.④①③② D.②①③④
答案 B
解析 平面镜所成的像是反射光线反向延长线的交点,而反射光线必须借助法线和入射光线才能找到,据此确定作图步骤的先后顺序即可。作发光点S的像S'的光路图,作图的步骤有:②作入射光线SO1、SO2;③作法线O1N1、O2N2;①作反射光线O1A1、O2A2;④将反射光线O1A1、O2A2反向延长交于S'。那么正确的顺序为②③①④。B正确。
6.小金选用图甲中的激光笔、水、水槽和可折转的光屏(带刻度)等器材,验证“光从空气射入水中时的折射规律”。
甲 乙 丙
(1)使用可折转的光屏(如图乙),是为了验证光的折射规律中的 。
(2)光从空气射入水中,入射点为O点,不断改变入射角,读出刻度盘上对应的折射角,将实验结果画在图丙中,其中1和1'、2和2'…4和4'分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。由此可得出,光从空气斜射入水中时的相关结论,请写出其中的两个:① ;② 。
答案 (1)折射光线、法线和入射光线是否在同一平面内
(2)①(光从空气斜射入水中时)折射角随入射角的增大而增大 ②(光从空气斜射入水中时)折射角小于入射角
7.下面是玲玲探究“凸透镜成像规律”的实验。
(1)玲玲将凸透镜固定在光具座50 cm的刻度线处,将蜡烛和光屏移至如图所示的位置时,光屏上出现了烛焰清晰的像,该成像原理在实际中的应用是 (填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。
(2)若在蜡烛和凸透镜之间合适的位置放一个近视眼镜,为了使光屏上重新呈现清晰的像,光屏应向 (填“左”或“右”)移动。
(3)实验过程中蜡烛由于燃烧而变短,为了使烛焰的像再次成在光屏的中心,应向下移动 (填“光屏”或“凸透镜”)。
(4)玲玲将蜡烛移到35 cm刻度线处,保持透镜的位置不变,应将光屏移至 cm刻度线处,才能再次在光屏上呈现清晰的像。
答案 (1)照相机 (2)右 (3)凸透镜 (4)80
解析 (1)由图可知,物距>像距,成倒立、缩小的实像,该成像原理在实际中的应用是照相机;(2)若在蜡烛和凸透镜之间合适的位置放一个近视眼镜,使光发散,为了使光屏上重新呈现清晰的像,光屏应远离凸透镜,即向右移动;(3)蜡烛燃烧变短,根据过凸透镜光心的光传播方向不变可知,像成在了光屏中心的上方,为了使像仍成在光屏中央,可以将凸透镜向下移动或将光屏向上移动;(4)根据光在折射时光路的可逆性可知,保持凸透镜的位置不变,交换蜡烛和光屏的位置也能成一个清晰的像,蜡烛移到35 cm刻度线处,物距为15 cm,像距恰好为30 cm,故应将光屏移至80 cm刻度线处。
B组 提升题组
8.如图是小科在公园看到的美景,下图能正确反映他看到水中“树木”的光路图的是 ( )
A B C D
答案 B
解析 看到水中“树木”属于平面镜成像,平面镜成像原理是光的反射,所成的像是反射光线的反向延长线相交而成的,不是实际光线的会聚点,所以成的是虚像,而A、C两图中光线从水中发出,D图中光线由眼睛处发出,故A、C、D错误,B正确。故选B。
误区警示 平静的水面映出岸上树木的倒影是利用平面镜成像,平面镜成像的特点:成正立、等大的虚像,像与物体关于平面镜对称。
9.小科在做凸透镜成像实验时,意外发现除光屏上的像a外,还看到两个清晰缩小的像,如图像b、像c,他拿掉光屏,像b、像c仍存在,则像b、像c的成像原因是 ( )
A.b、c都是光的折射
B.b是光的折射;c是光的反射
C.b、c都是光的反射
D.b是光的反射;c是光的折射
答案 C
解析 由题知,拿掉光屏,像b、像c仍存在,且像是缩小的,这是透镜的前后两个表面所成的像。凸透镜的前表面相当于一个凸面镜,成正立、缩小的虚像(即像b),是由光的反射形成的;凸透镜的后表面相当于一个凹面镜,此时成倒立、缩小的实像(即像c),也是由光的反射形成的。故选C。
10.如图,镇海新城箭湖边上,夜色中的镇海大剧院流光溢彩。下列说法错误的是 ( )
A.小科能够看到剧院在水中的倒影,是因为光从水中射入空气,再进入小科的眼睛
B.小科取下近视眼镜,看到剧院变模糊了,是因为剧院的像成在了视网膜的前面
C.小科拿出携带的放大镜观看远处的大剧院,看到了大剧院倒立的像,这个像是实像
D.小科用手指组成方框“取景”,方框离眼睛越远,“取景”范围越小,是因为光沿直线传播
答案 A
解析 小科看到剧院在水中的倒影,是因为从剧院发出的光经水面反射,进入小科的眼睛,A错误;小科取下近视眼镜,看到剧院变模糊了,是因为小科近视,晶状体太厚,剧院的像成在了视网膜的前面,B正确;小科拿出携带的放大镜观看远处的大剧院,看到了大剧院倒立的像,这个像是实像,C正确;由于光沿直线传播,当方框远离眼睛时,所看到的景物范围变小,因此,方框离眼睛越远,看到的景物范围越小,即“取景”范围越小,D正确。故选A。
11.综合实验活动:小明与同学从树荫下走过时,发现地面上有许多大小、形状不同的光斑,如图所示,光斑的形状与什么因素有关呢 光斑又是如何形成的呢 对此小明决定探究,他们猜想光斑的形状:
甲
乙
a.与树叶形状有关,光斑是树叶的影子;
b.与树叶间空隙形状有关;
c.与树叶间空隙大小有关。
(1)根据所学知识,可确定猜想a (填“合理”或“不合理”)。
(2)为验证猜想b,小明让带孔卡片,离地面白纸较近,如图甲所示,发现白纸上的光斑都是圆形,说明小孔成像时的形状与小孔形状 (选填“有关”或“无关”)。
(3)为验证猜想c,如图乙,让带孔的甲纸板离地面白纸的距离不变。让乙纸板向左运动,使孔径越来越小,你觉得选 图实验最科学,实验时,当孔径小到一定程度时,发现白纸上的光斑由孔的形状变成圆形。这说明小孔形成的光斑与小孔的形状 (选填“有关”或“无关”)。
(4)通过探究,他们初步得到了以下结论, 光斑(填光斑的形状)一般是太阳的像,光斑的形状与树叶间空隙形状、树叶间空隙大小、树叶间空隙与地面的距离有关。
答案 (1)不合理 (2)无关 (3)C 无关 (4)圆形
解析 (1)因为光斑不是影子,所以猜想a不合理;(2)根据控制变量法可知:验证“光斑的形状与树叶间空隙形状(即孔的形状)有关”时,改变孔的形状,观察光斑的形状,当白纸上的光斑都是圆形时,说明小孔成像时像的形状与小孔形状无关;(3)为验证猜想c,要控制孔的形状不变,只改变孔的大小,如图乙,让带孔的甲纸板离地面白纸的距离不变,让乙纸板向左运动,孔径越来越小,故选C最科学;实验时,当孔径小到一定程度时,发现白纸上的光斑由孔的形状变成圆形。这说明小孔形成的光斑与小孔的形状无关;(4)小孔成像时,发光物体是太阳,通过探究,他们初步得到了以下结论:圆形光斑一般是太阳的像,光斑的形状与树叶间空隙形状、树叶间空隙大小、树叶间空隙与地面的距离有关。
12.小乐利用光具座研究凸透镜成像的规律。
(1)当小乐将三个元件移动到图示位置时,光屏中心出现了清晰的像。则光屏上像的性质为 。
(2)在(1)的基础上,保持凸透镜不动,将蜡烛移至20 cm刻度处,若仍要在光屏上得到清晰的像,应进行的操作是 。
(3)若实验中用发绿光的F字形作光源,也恰好在图示位置,光屏上有清晰的F字形的像。此时,将光源换成大小和形状都相同、发红光的F字形,要在光屏上得到清晰的像,理论上应将光屏向 (选填“左”或“右”)移到合适位置,这是因为凸透镜对红光的偏折能力更 (选填“强”或“弱”)。
答案 (1)倒立、缩小、实像 (2)将光屏向右移至合适位置,待光屏上有较清晰的像后再左右微调光屏,直到光屏上的像最清晰(合理即可) (3)右 弱
解析 (1)根据能在光屏上成像,得出一定是实像,再根据物距大于像距,可知,光屏上的像为倒立、缩小的实像;(2)在(1)的基础上,保持凸透镜不动,将蜡烛移至20 cm刻度处,根据物近像远像变大的特点,若仍要在光屏上得到清晰的像,应进行的操作是将光屏向右移至合适位置,待光屏上有较清晰的像后再左右微调光屏,直到光屏上的像最清晰;(3)凸透镜对红光的偏折能力更弱,将绿色光源换成红色光源后,应将光屏向右移到合适位置。
思维亮剑
1.在庆祝建党100周年歌唱比赛中,师生齐唱《把一切献给党》,抒发爱党、爱国之情。对于歌声描述正确的是 ( )
A.伴奏的钢琴和圆号的音色是一样的
B.歌声的传播不需要介质
C.齐唱使得声音的音调更高
D.歌声是由声带的振动产生的
答案 D
解析 不同发声体发出声音的音色不同,所以伴奏的钢琴和圆号的音色是不同的,A错误;歌声的传播需要介质,B错误;多人唱同一首歌增大了响度,传播的远,C错误;声音是由物体振动产生的,歌声是由声带振动产生的,D正确。故选D。
2.如图所示,一支固定好的激光笔向空水槽底部固定点O打出一束激光。向水槽内加水使水面上升至A点,此时光斑在O点 侧,这是因为发生了 现象。打开水槽底部水龙头缓慢放水,同时观察到水槽底部光斑向 移动。
答案 左 光的折射 右
解析 水槽内没有注水时,光沿直线传播,照射到O点;当向水槽内注入适量的水后,光从空气斜射入水中时发生折射,折射角小于入射角,折射光线偏向法线,因此水槽底部光斑移动到O点的左侧,该现象属于光的折射;打开水槽底部水龙头缓慢放水,水面下降,入射点逐渐向右移动,折射光线逐渐向右移动,则观察到水槽底部光斑向右移动。
3.在“探究凸透镜成像规律”的实验中。
(1)图甲中光屏上所成的像是倒立、 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像,生活中 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)利用这一原理制成。
(2)如图乙,线段AB为凸透镜成像的物距倒数和像距倒数的关系图线,则凸透镜焦距为 cm。
(3)当光屏上呈现清晰的像时,不改变图甲中蜡烛和透镜位置:
①若将凸透镜换成焦距相同、镜面较小的凸透镜,再次实验,光屏上所成的像与原来相比 (选填“变小”“变暗”或“变不完整”)了。
②若将凸透镜换成镜面大小相同、焦距稍小的凸透镜,再次实验,则需将光屏 (选填“向左”或“向右”)移动才能成清晰的像,光屏上所成的像与原来的像相比 (选填“变大”“不变”或“变小”)了。
答案 (1)放大 投影仪 (2)10 (3)①变暗 ②向左 变小
解析 (1)由图可知,此时的物距小于像距,成倒立、放大的实像,应用于投影仪;(2)u=v=2f时,凸透镜成倒立、等大的实像,此时的==5 m-1,则u=v=0.2 m=20 cm=2f,故f=10 cm;(3)①用另一个与原实验中焦距相同但镜面较小的凸透镜,替代原来的凸透镜再次实验,像的大小不会变化,但经凸透镜折射的光线变少,所成的像与原来的像相比变暗;②如果将凸透镜换成镜面大小相同、焦距稍小的凸透镜,比起原来就相当于将物距变大了,那么像距就要减小,像变小;光屏要靠近凸透镜,即向左移动。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
