第四章 光的折射 透镜
一、单选题
1.(2022·江苏扬州·八年级期末)能正确反映水中的筷子看起来向上偏折的光路是()
A. B. C. D.
2.(2022·江苏南京·八年级期末)如图所示,两块完全相同的直角三角形玻璃砖A和B放置在同一水平面内,斜边平行且相距一定距离一条光线从空气中垂直于玻璃砖A的直角边射入,从玻璃砖B的直角边射出,射出后的位置和方向可能是图中的
A.光线a B.光线b C.光线c D.光线d
3.(2022·江苏泰州·八年级期末)小文利用太阳光测量凸透镜的焦距,方法如图所示,他让凸透镜正对阳光,但纸板上的最小光斑却不易确定。于是他移动纸板找到两次成等大光斑的位置,分别测出了光斑到凸透镜中心的距离为8cm和14cm,则凸透镜的焦距是( )
A.8cm B.11cm C.14cm D.22cm
4.(2022·江苏镇江·八年级期末)如图所示,光线会聚于b点,在虚线区域内放甲透镜后,光线会聚于主光轴MN上的c点;在虚线区域内换放乙透镜后,光线会聚于主光轴MN上的a点,则( )
A.甲是凸透镜,乙是凹透镜
B.甲、乙均是凸透镜
C.甲是凹透镜,乙是凸透镜
D.甲、乙均是凹透镜
5.(2022·江苏盐城·八年级期末)如图甲所示一幅漫画立在桌面上,小明把一个装有水的圆柱形玻璃杯放在漫画前,惊奇地发现,透过水杯看到漫画中的老鼠变“胖”了,还掉头奔向猫,如图乙所示,下列关于此现象的说法正确的是( )
A.透过水杯看到变“胖”的老鼠是虚像
B.装有水的圆柱形玻璃杯相当于一个凹透镜
C.将漫画逐渐靠近水杯,透过水杯看到的老鼠始终是掉头的
D.将漫画离水杯远一些,透过水杯看到的老鼠会变“瘦”一些
6.(2022·江苏徐州·八年级期末)在探究凸透镜成像规律实验中,如图所示是像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间的关系图像,由图像可知( )
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,在光屏上能得到一个缩小的像
D.把物体从距凸透镜12cm处移动到4cm的过程中像先变小后变大
7.(2022·江苏淮安·八年级期末)如图所示,把眼镜片放在烛焰与凸透镜之间,调节光屏得到烛焰清晰的像,撤去眼镜片,像变得模糊,调节光屏适当远离凸透镜,光屏上重新得到清晰的像.该眼镜片( )
A.是凹透镜,属近视眼镜 B.是凹透镜,属远视眼镜
C.是凸透镜,属近视眼镜 D.是凸透镜、属远视眼镜
8.(2022·江苏常州·八年级期末)如图是一张初三毕业创意照片。利用视觉错位技术一次拍照而成。不需经过后期再处理在拍摄过程中,下列说法正确的是( )
A.照相机的镜头相当于凹透镜
B.手通过镜头成正立放大的虚像
C.学生通过镜头成倒立缩小的实像
D.学生和手到镜头的距离一样
9.(2022·江苏无锡·八年级期末)为了模拟探究显微镜的工作原理,小明在白纸上画上红色箭头,放在高约为15mm的透明塑料盒下方,在盒的上方滴上一滴水,如图甲所示,通过水滴(相当于凸透镜)可看到位于水滴下方红色箭头放大的像;将一个焦距为30cm的凸透镜放在水滴正上方,如图乙所示,保持凸透镜水平,调整凸透镜与水滴之间的距离,会看到箭头更大的像。关于该实验,下列说法中正确的是( )
A.水滴模拟显微镜的目镜 B.箭头通过水滴成放大的实像
C.水滴上方的凸透镜模拟显微镜的物镜 D.水滴上方的凸透镜和投影仪成像特点相同
10.(2022·江苏徐州·八年级期末)用放大镜观察近处的物体,若适当缩小放大镜与物体间的距离,看到像的大小变化情况是( )
A.增大 B.变小
C.不变 D.以上都有可能
二、填空题
11.(2022·江苏盐城·八年级期末)如图所示,装有水的长方体水槽水平放置(水槽足够深),固定在左壁上的激光笔发出的一束红光射到水面上的O点,红光与水面夹角是45°,反射光射到右壁上的A点,折射光射到右壁上的B点,则A点到水面的距离 ___________(选填“大于”、“小于”或“等于”)B点到水面的距离;往水槽内注水,水面上升2cm。此时折射光射到右壁上的C点将 ___________(选填“不动”、“向上移”或“向下移”),反射光射到右壁上的D点,则A、D之间的距离是 ___________2cm(选填“大于”、“小于”或“等于”)。(点A、B、C、D未在图中标出)
12.(2022·江苏南京·八年级期末)如图所示,用激光笔探究光现象中的一些规律。
(1)光在真空中的传播速度是___________m/s;
(2)如图甲所示,在空水槽中,要使激光束照射后的亮点与事先设置的A点重合,激光笔必须“对准”A点照射,这个操作的物理依据是___________;
(3)保持入射光和水槽不动,向水槽中注水,当水面超过A点时(如图乙所示),激光照射的亮点出现在___________(选填“A点上方”“A点下方”或“A点”)。随着水面上升,入射角___________(选填“变大”“不变”或“变小”),亮点位置___________(选填“上升”“不变”或“下降”)。
13.(2022·江苏泰州·八年级期末)为了测量某凸透镜焦距,小华先在纸上画一个小于透镜大小的圆环,如图所示,将凸透镜正对太阳光,在其下方距透镜8cm处的白纸上的光斑恰好与圆环重合,这个现象表明凸透镜对光有______作用;当将该透镜靠近白纸垂直移动6cm时,此时白纸上的光斑再次与圆环重合,此过程中光斑的大小______(选填“先变小后变大”或“先变大后变小”),通过计算可以得到该凸透镜的焦距为______cm。
14.(2022·江苏南通·八年级期末)如图甲所示,为了扩大司机的观察视野,有些司机会在汽车的后视镜上另外安装一个小型的 _______(选填“凸面”或“凹面”)镜。它对光有 _______(选填“发散”“会聚”)作用。如图乙所示为了防止碰瓷事件的发生,很多车主都在车上安装的行车记录仪,便于及时用摄像头将行车过程中发生的事记录下来。在拍摄录像时,屏幕上成 _________(选填“缩小”“放大”)的实像,当屏幕上看到物体的图像在变大时,说明汽车在 _________(选填“靠近”“远离”)物体。
15.(2022·江苏扬州·八年级期末)风景旖旎的镜湖,各式现代建筑环湖矗立,充满时代气息.如图所示,建筑物在湖中的“倒影”是由光的________所形成的________(填“实像”或“虚像”).这些“倒影”看起来比建筑物本身“暗”一些,主要是因为建筑物的光射到水面时,有一部分发生________进入了水中;拍摄该照片的照相机镜头相当于________透镜,这种透镜对光线具有________作用,可用来矫正________(填“近”或“远”)视眼.
16.(2022·江苏盐城·八年级期末)体温计横截面示意图如图所示,这种形状的体温计的作用相当于一个______透镜,通过它可以看到水银柱放大的______(选填“实像”或“虚像”),读数时,应当沿______(选填“A”或“B”)位置观察。
三、作图题
17.(2022·江苏盐城·八年级期末)如图,装有水的烧杯底部有一枚硬币A,眼睛在B处看到硬币在C处。画出人眼看到硬币的光路图。
18.(2022·江苏扬州·八年级期末)如图所示,SA表示从空气斜射向水面的一束光线,请在图中画出这束光线从空气射入水中的折射光线(大致方向)。
( )
19.(2022·江苏泰州·八年级期末)如图,请作出入射光线在玻璃砖AC面上的反射光线和大致的折射光线。
20.(2022·江苏宿迁·八年级期末)如图a、b是从点光源S发出的、经透镜折射后的两条光线.在图中完成光路并标出点光源S的位置.
( )
21.(2022·江苏扬州·八年级期末)如图所示,请分别画出光线①的折射光线,光线②的入射光线。
四、实验题
22.(2022·江苏盐城·八年级期末)某同学在做“探究光的折射特点”的实验,如图所示的是光从空气射入水中时的光路图,实验中发现,入射光线、折射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧,通过实验还得到如下数据:
入射角α 0° 15° 30° 45° 60°
反射角β 0° 15° 30° 45° 60°
折射角γ 0° 11.3° 22.1° 35.4° 40. 9°
(1)分析表中数据可得出以下结论:
①光从空气斜射到水面时,将同时发生___________和___________现象,
②光从空气斜射到水中时,折射角___________(填“大于”、“小于”或“等于”)入射角,且折射角随入射角的增大而________,当光从空气垂直射到水面时,折射角等于___________。
该同学根据上述一次实验中的发现和结论②总结出了光的折射特点。
(2)请你对该同学通过上述探究实验得出光的折射特点的过程作出评价,是否存在不足?答:___________(填“是”或“否”)。请简要说明理由:___________。
23.(2022·江苏泰州·八年级期末)在探究凸透镜成像规律时,如图甲所示,将A凸透镜固定在光具座上35cm刻线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上5cm刻线处,移动光屏,使烛焰在光屏上成清晰的像,由A凸透镜成像中物距和像距的变化关系画出图像如图乙所示;接着他保持蜡烛的位置不变,将凸透镜A换为凸透镜B并保持位置不变,移动光屏,使烛焰在光屏上成清晰的像,如图丙所示.
(1)请根据上述实验现象和凸透镜成像规律判断:凸透镜A的焦距是______________cm,凸透镜A的焦距________________凸透镜B的焦距(选填“大于”、“小于”或“等于”).
(2)在甲图中,保持凸透镜不动,把蜡烛向右移动5cm,要想在光屏上再次得到清晰的像,应该把光屏向_______(选填“左”、“右”)移动一段距离,像将______(选填“变大”、“变小”或“不变”).
(3)图丙所示的实验现象可以说明____的成像特点(选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”);若将远视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上原来清晰的像变模糊了,若保持凸透镜和光屏的位置不动,应使蜡烛__(选填“靠近”、“远离”)凸透镜,则又能在光屏上看到蜡烛清晰的像.
24.(2022·江苏扬州·八年级期末)物理兴趣小组进行“探究凸透镜成像规律”实验。
(1)实验时,应使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的______上,目的是______;
(2)如图甲所示,此时光屏上已经呈现清晰的像(像未画出),此时成倒立、______(放大/缩小/等大)的实像,该成像原理可以用于制作______(放大镜/照相机/投影仪);
(3)保持图甲中蜡烛和光屏的位置不动,左右移动凸透镜,则当凸透镜移至刻度值为______处时,光屏上再次呈现清晰的像;
(4)实验小组通过查阅资料得知当蜡烛通过凸透镜成清晰实像时,蜡烛到光屏的距离大于或等于凸透镜焦距的四倍。根据以上信息,结合图甲数据信息可知,该实验小组所用凸透镜的焦距可能是______;
A.7cm
B.11cm
C.12cm
D.16cm
(5)另一兴趣小组利用“F”发光物和另一块凸透镜进行实验,适当调节后,光屏上呈现清晰的像,眼睛从如图乙所示的视角观察,则此时观察到光屏上所成像应该是______(①F/②/③F/④)(填数字序号)。
25.(2022·江苏无锡·八年级期末)小明和同学们用如图所示的器材做“探究凸透镜成像的规律”实验。
(1)他们先将蜡烛、凸透镜、光屏靠拢,点燃蜡烛,调整器材,使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的______;
(2)如图甲所示,为了估测凸透镜的焦距,他们将蜡烛和光屏置于光具座两端,调节凸透镜至图中的位置,光屏上呈现烛焰清晰的像,则该凸透镜的焦距约为______cm;
(3)如图乙所示,保持蜡烛和凸透镜位置不变,为寻找此时烛焰的像的位置,应将光屏向_______(选填“左”或“右”)移动;当光屏移到某位置时,烛焰在光屏上所成的像如图丙所示,为了判断此时的像是否最清晰,则接下来的操作是:______,此时若拿掉光屏,则烛焰通过凸透镜______(选填“能”或“不能”)成实像,实验中光屏的作用是______;
(4)2021年12月9日,“天宫课堂”第一课正式开讲。当在水球中注入气泡后,王亚平老师贴近水球,我们能透过水球看到她脸部的一“正”一“反”两个像,如图所示,则凸透镜所成的像是王亚平老师脸部的______(选填“正”或“反”)像。
26.(2022·江苏淮安·八年级期末)小明用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律“实验。
(1)为了使像成在光屏中央,应调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的______上,其目的是______;
(2)图中光屏上恰好成一清晰的像,该像的性质是倒立、______的实像;
(3)图中只移动蜡烛和光屏,可以模拟照相机成像原理的操作是______(填字母);
A.都左移 B.都右移
C.蜡烛左移,光屏右移 D.蜡烛右移,光屏左移
(4)若改变透镜的凹凸程度时发现光屏上的像变模糊了,这时只将蜡烛向左移动一段距离后,光屏上的像又变清晰了,则说明调整透镜时是向透镜中______(选填“注入或“吸走”)少量水的;
(5)若他将另一透镜放在图中45cm刻度线位置,发现光屏上的像由清晰变模糊,向左移动光屏又发现清晰的像,说明该透镜对光有______作用,可以矫正的视力缺陷是______。
27.(2022·江苏南京·八年级期末)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,凸透镜的焦距为10cm。
(1)为使凸透镜所成的像位于光屏的中央,应调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的______。如图所示,若不移动蜡烛和凸透镜的位置,要在光屏上得到清晰的像,应将光屏向______调(选填“左”、“右”“上”或“下”);
(2)若将蜡烛逐渐远离凸透镜的过程中,所成的像将逐渐______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。利用这个规律可知:我们在照毕业合影时,如果最边缘的两个同学未进入取景框,则此时摄像师应______(选填“靠近”或“远离”)我们;
(3)若在凸透镜和烛焰间加放一眼镜片,发现光屏上的像变模糊。保持蜡烛和凸透镜的位置不变,只将光屏向右移动又重新得到清晰的像,则所加的眼镜为______(选填“近视眼镜”或“远视眼镜”);
(4)保持透镜位置不变,蜡烛移动至32cm刻度线处,则人眼在图中______处(选填“A”或“B”)能观察到烛焰的像,______的成像原理与此相同;
(5)取下凸透镜,在原透镜位置正确放置一块薄玻璃板,在蜡烛一侧透过玻璃板观察,也能看到一个像,此时成的像与(4)中所成的像在“正倒”、“大小”“虚实”三个方面______。
A.有一个方面相同,两个方面不同 B.三个方面都不同
C.三个方面都相同 D.有两个方面相同,一个方面不同
五、综合题
28.(2022·江苏南通·八年级期末)阅读短文,回答问题:
数码相机
数码相机是集光学、机械、电子一体化的产品,它集成了影像信息的转换、存储和传输等部件,具有数字化存取模式,与电脑交互处理和实时拍摄等功能。图甲是通过伸缩镜头来调节像距实现完美成像的某型号数码相机,光通过单镜头或者镜头组进入相机,再通过成像元件转化为数字信号,数字信号通过影像运算芯片储存在存储设备中。
快门是照相机用来控制感光部分有效曝光时间的构件,相机上所标快门数据“100”,表示快门打开的时间是秒,秒数低时可轻松抓拍急速移动的目标。
图乙的光圈是相机内用来控制光通过镜头进入机身内感光面光量的装置,它的大小决定着感光元件受光的多少,光圈大小的计算公式为:。
(1)数码相机镜头的主要元件是 ___________(选填“凸”或“凹”)透镜,若要抓拍运动员苏炳添百米冲刺时的瞬间照片,快门数据要调 ___________(选填“大”或“小”);
(2)关于数码相机,下列说法中正确的是 ___________;
A.制作相机镜头的玻璃是晶体
B.为扩大拍摄范围,应将镜头远离景物,此时成像变小
C.在相机镜头前加一片红色的滤色镜,拍摄出来的绿叶呈黄色
D.拍摄近、远景时的“调焦”采用了模仿眼睛的功能,即调节镜头的焦距
(3)小明参观南通博物苑时,用简单的单镜片数码相机拍摄远处张謇的塑像,不需要调节镜头就可直接拍摄,是因为镜头的焦距非常 ___________(选填“大”或“小”);如果有一只小虫子停留在镜头上,此时小虫子在感光元件上成像情况为 ___________(选填“倒立缩小实像”、“不成像”或“正立放大虚像”);
(4)某数码相机镜头的焦距为50mm,若此时镜头通光孔直径为25mm,那么光圈数据为 ___________;如果此时需要拍摄远处物体时,像距约为 ___________cm;
(5)单位时间内,太阳光射入单位面积的光能是恒定的。小明在实验室模拟实验发现:通过选择不同的“光圈”和“快门”,可以控制进光面积和进光时间,两者组合起来可以控制进光能量一定,从而能拍出亮度稳定的照片。如表列出了某时光圈与快门的正确组合,请根据表中数据在图丙作出图像______,当光圈数据为“6”时,对应的“快门”数据大约是 ___________。
光圈 20 15 12 10 6 5 4 3 2
快门 9 16 25 36 144 225 400 900
29.(2022·江苏扬州·八年级期末)2021年12月9日,中国空间站阶段的首次太空授课以天地互动的方式,在中国空间站和设在中国科技馆的地面主课堂等同时进行,王亚平老师在太空授课的时候,用一个金属圈插入饮用水袋并抽出后,形成了一个水膜,轻晃金属圈,水膜并未破裂,而是甩出了一个小水滴。再往水膜表面贴上一片画有中国结图案的塑料片,水膜依然完好。更奇迹的时刻:在第二个水膜上,用饮水袋不断注水,水膜很快长成一个晶莹剔透的大水球。我们通过水球,看到王亚平老师倒立缩小的人像,当她往水球中注入空气,水球上呈现出一大一小、一正一反的双重人像。
(1)太空授课非常精彩,不借助任何仪器,我们______(选填“能”或“不能”)直接听到王老师的声音,原因______;
(2)注水后,这个水球可以被看成是一个______,我们通过水球,看到王亚平老师倒立缩小的人像,当她往水球中注入空气,水球上呈现出一大一小、一正一反的双重人像,内圈会出现正立的像是因为内圈相当于变成了两个______(选填“凸透镜”或“凹透镜”)的组合;
(3)此时,以水球为参照物,王老师是______的,以地球为参照物,王老师是______的(选填“静止”或“运动”);
(4)同时地面小倩同学尝试用自制的水凸透镜来探究“凸透镜成像规律”。
(a)如图甲所示,让一束平行于主光轴的光射向水凸透镜,在光屏上出现一个最小最亮的光斑,则此水凸透镜的焦距为______cm;
(b)小倩将蜡烛、水凸透镜和光屏调整至图乙所示的位置时,光屏上出现清晰的烛焰像,小倩接着在蜡烛和光屏位置都不变的情况下,将水凸透镜移至光具座某刻度处,再次得到清晰的烛焰像,这个像的成像原理与______(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)的成像原理相同。然后,小倩利用注射器从水凸透镜中向外抽少许水,光屏上原来清晰的像变得模糊不清,小倩要想重新得到清晰的烛焰像,在蜡烛和水凸透镜的位置都不变的情况下,应将光屏向______(选填“远离”或“靠近”)水凸透镜的方向移动,或者保持光屏位置不变,给水凸透镜带上合适的______(选填“近视眼镜”或“远视眼镜”)可再次成像到光屏上;
(c)当光屏上成清晰的像时,小倩用不透明的纸板挡住透镜下半部分,则光屏上所成的像______(选填“完整”或“不完整”);
(d)实验时,由于实验时间较长,蜡烛变短,烛焰的像不能成在光屏的中央,此时可将光屏向______(选填“上”或“下”)移动,即可让烛焰的像成在光屏的中央。
30.(2022·江苏连云港·八年级期末)阅读短文,回答文后的问题
眼睛
人类的眼睛像一架神奇的照相机。如图甲所示,眼球的晶状体相当于镜头,视网膜相当于胶片。当拍摄远近不同的物体时,普通照相机是通过改变胶片(感光器)到镜头的距离使像变得清晰。眼睛与照相机的不同之处是:当观察远处物体时,睫状体放松使晶状体变薄,对光的偏折能力变小,远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上,眼睛可以看清远处的物体:当观察近处物体时,睫状体收缩使晶状体变厚,对光的偏折能力变大,近处物体射来的光会聚在视网膜上,眼睛就可以看清近处的物体。
由眼睛的调节作用所能看清的最远点,叫远点,正常眼的远点在极远处。眼睛所能看清的最近点,叫近点,正常眼的近点约距眼睛10cm。看清物体时间较长也不易感到疲劳的距离叫明视距离,正常眼睛的明视距离是25cm。从物体两端引出的光线在人眼光心处所成的夹角叫视角、视角越大,对物体的观察就越清晰。
若沉溺于上网或长时间近距离看书、写字、看电视,容易使睫状体过度紧张处于痉挛状态,使晶状体曲度增加,不能恢复原状,致使远处物体折射所形成的像落到了视网膜的前方,形成近视。近视眼可以通过配戴眼镜加以矫正。
(1)文中的哪句话能够得出“人眼看近处物体时,焦距较小”这个结论?___________;
(2)一只飞鸟对人眼形成的视角在变小,那么观察它时,人眼晶状体的焦距要变 ___________;
(3)根据上文,你认为正常人的眼睛观察范围是:___________(填以下选项)
A.0~10cm
B.10cm~25cm
C.10cm~极远处
D.0~25cm
(4)如图乙所示,此时光屏上成清晰的像。若换上焦距更小的透镜,光屏上的像变模糊了,为使光屏上再次呈现清晰的像,以下操作可行的是 ___________。
①将光屏靠近凸透镜
②将光屏远离凸透镜
③将蜡烛靠近凸透镜
④将蜡烛远离凸透镜
⑤给凸透镜前戴上凸透镜
⑥给凸透镜前戴上凹透镜
参考答案:
1.C
【解析】(1)水中的筷子看起来向上偏折,是光线从水中射入空气时,而BD图都是光从空气射向水里,故BD错误;(2)当光从水中射入空气时,在水与空气的交界面上发生折射,进入空气中的折射光线向水面偏折,远离法线,折射角大于入射角,而我们认为光是沿直线传播的,我们看到的筷子位置在折射光线的反向延长线上,从而位置比实际位置偏高,看起来筷子向上弯折,而A图折射角小于入射角.故C正确.故选C.
点睛:光从一种介质斜射入另一种介质时,光的传播方向会发生偏折,这种现象叫光的折射;光从水中斜射入空气时,传播方向将远离法线,折射角大于入射角.
2.B
【解析】由光路的可逆性可知,光线经A折射后进入完全相同的B,经B折射后的光线一定与原光线平行,又因AB之间有一段空气,故最后的出射光线与入射光线不再同一直线上,故射出后的位置和方向可能是图中的b,故答案选B.
3.B
【解析】将凸透镜正对阳光,光线经过凸透镜后会慢慢会聚为一点,即光斑先慢慢变小,直至焦点时最小,过了焦点后光斑慢慢变大,故焦点在两次成等大光斑的位置中间,故焦距在8到14cm之间,故B符合题意。
故选B。
4.C
【解析】由图知,光会聚于b点,光经过甲透镜后会聚在右侧的c点,折射光线与原来的入射光线相比,更远离主光轴,说明甲透镜对光线有发散作用,是凹透镜;经过乙透镜后会聚在左侧的a点,折射光线与原来的入射光线相比,更靠近主光轴,说明乙透镜对光线有会聚作用,是凸透镜,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
5.D
【解析】AB.圆柱形玻璃杯装有水后,形成一个中间厚边缘薄的凸透镜,由图可知此时透过水杯看到变“胖”的老鼠是倒立、放大的实像,故AB错误;
C.将漫画逐渐靠近水杯,即物距减小,而当物距小于焦距时,成正立、放大的虚像,透过水杯看到的老鼠始终是向右跑的,故C错误;
D.将漫画离水杯远一些,即物距变大,像距变小,像变小,则透过水杯看到的老鼠会变“瘦”一些,故D正确。
故选D。
6.C
【解析】A.由图像可知
所以焦距为8cm,故A不符合题意;
B.当u=12cm时,则,由凸透镜成像规律可知,此时成一个倒立放大的像,故B不符合题意;
C.当u=20cm时,则,由凸透镜成像规律可知,此时成一个倒立缩小的像,故C符合题意;
D.把物体从距凸透镜12cm处移动到4cm的过程中,凸透镜的的物距先大于焦距成实像,后物距小于焦距成虚像;成实像时,物距减小,像距变大,像变大;成虚像时,物距减小,像距减小,像变小,所以把物体从距凸透镜12cm处移动到4cm的过程中像先变大后变小,故D不符合题意。
故选C。
7.D
【解析】当将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间,光屏上的像是清晰的,撤去眼镜片,稍微将光屏远离凸透镜,屏上再次得到清晰的像,可知开始时的像距太小;
说明该透镜对光线有会聚作用,因此是凸透镜、属远视眼镜.
故D正确.
8.C
【解析】ABC.照相机的镜头相当于凸透镜,拍照时将物体置于镜头的两倍焦距以外,成倒立缩小的实像,故AB错误,C正确;
D.凸透镜成实像时,物体离透镜越近,所成的像就越大,由图可知,手通过照相机镜头成的像比学生的像大,所以手比学生离镜头更近,故D错误。
故选C。
9.B
【解析】AC.由乙图知水滴是靠近物体的透镜,所以水滴模拟显微镜的物镜,水滴上方的凸透镜靠近眼睛透镜模拟显微镜的目镜,故AC错误;
B.水滴模拟显微镜的物镜,物体位于显微镜的物镜的一倍焦距和两倍焦距之间,所以箭头通过水滴成放大的实像,故B正确;
D. 透过水滴上方的凸透镜模拟显微镜的目镜会看到箭头更大的像,通过目镜成的是虚像,投影仪成像是实像,故D错误。
故选B。
10.B
【解析】放大镜成正立放大的虚像,成像的规律是:物近像近像变小,物远像远像变大。因此适当缩小放大镜与物体间的距离,像将会变小,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
11. 小于 向下移 大于
【解析】[1]如下图所示
光从空气斜射入水中,折射光线偏向法线,因此A到水面的距离小于B到水面的距离。
[2]往水槽内注水,水面上升2cm,此时折射点向左移动,由于入射角不变,折射角不变,所以折射光线射到右壁上的C点将向下移动。
[3]由几何知识可知AOED是一个平行四边形,因此AD=OE,OE要大于水面上升的高度2cm,所以AD之间的距离大于2cm。
12. 3×108 光在同种均匀介质中沿直线传播 A点下方 不变 下降
【解析】(1)[1]光不同的介质中的传播速度不一样,在真空中的传播速度约为3×108 m/s。
(2)[2]因为光在同种均匀介质中沿直线传播,所以,在空水槽中,要使激光束照射后的亮点与事先设置的A点重合,激光笔必须“对准”A点照射。
(3)[3]如果保持入射光和水槽不动,向水槽中注水,当水面超过A点时,由于光在水面处发生折射,折射角小于入射角,折射光线向法线方向偏折,所以激光照射的亮点将出现在A点下方。
[4][5]随着水面上升,光在水面上的入射点将向右移动,入射角和折射角都不变,而折射光线的方向不变,所以亮点的位置将下降。
13. 会聚 先变小后变大 5
【解析】[1]小芳先在纸上画一个小于透镜大小的圆环,将凸透镜正对太阳光,在其下方距透镜8cm处的白纸上的光斑恰好与圆环重合,平行光经凸透镜折射后形成最小最亮的光斑,这表明光会聚了,即凸透镜对光线具有会聚作用。
[2][3]由题可知,当将该透镜靠近白纸垂直移动6cm时,此时白纸上的光斑再次与圆环重合,说明白纸上的光斑不是最小最亮的光斑,也就是说不是焦点的位置,那么焦点出现在6cm处的中间,即3cm处,此过程中光斑先变小后变大。该凸透镜的焦距
14. 凸面 发散 缩小 靠近
【解析】[1][2]汽车的观后镜是利用凸面镜,凸面镜对光线有发散的作用,应用在汽车的观后镜上,能扩大人的视野。
[3]行车记录仪的摄像头的镜头相当于一个凸透镜。拍摄物体时,物体在二倍焦距以外,物体所成的像是倒立、缩小的实像。
[4]根据凸透镜成实像时,物距越小,像距越大、像越大,当屏幕上看到物体的图像在变大时,说明汽车在靠近物体。
15. 反射 虚像 折射 凸 会聚 远
【解析】建筑物在湖中的“倒影”属于平面镜成像,平面镜成像是由于光的反射形成的,成的像是虚像,不能在光屏上承接,且与物体等大;
光射到水面时,一部分光线发生了反射,另一部分发生了折射而进入水中,发生折射这些“倒影”看起来比建筑物本身“暗”一些,,;照相机的镜头是凸透镜,利用了凸透镜能成倒立缩小的实像,凸透镜对光线有会聚作用,可以用来矫正远视眼.
16. 凸 虚像 A
【解析】[1][2][3]由图知道,体温计有向外凸起的弧形玻璃面,相当于凸透镜,起到放大镜的作用,成的是正立、放大的虚像,所以读数时,应该沿凸起方向向里看,即从A位置观察。
17.
【解析】当折射光线进入人眼时,人凭光沿直线传播的感觉,判断硬币在折射光线的反向延长线上的C处,人看到的是硬币的虚像;从题中条件可知,人眼在B处,像在C处,先连接B、C两点,与水面交于点O,那么O为入射点,再连接AO,这为入射光线,标上箭头,OB为折射光线,并标上箭头,如下图所示。
18.
【分析】光由空气斜射入水中,发生折射,折射光线和入射光线也分居法线两侧,分居在两种介质中,折射角小于入射角;依据这样的分析来作图,涉及的角都是光线和法线的夹角。
【解析】过入射点A作垂直于分界面的虚线,作为法线;依据折射角小于入射角,在法线的另一侧水中画折射光线,标上箭头,如图所示:
19.
【解析】先过入射点作光线射到AC面上的法线,根据反射角等于入射角,作出反射光线;根据光由玻璃斜射入空气中时,折射角大于入射角,在法线另一侧的空气中画出折射光线,如图所示:
20.
【解析】平行主光轴的光线经过凸透镜后经过另一侧的焦点,经过光心的光线方向不发生改变,两条入射光线的交点,即电光源的位置S,如图所示:
21.
【解析】平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点;过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变,如图所示:
22. 反射 折射 小于 增大 0° 是 没有探究当光从空气进入其他透明介质时发生的现象,不能得出普遍结论。
【解析】(1)①[1][2]从图中可以看出,光线斜射向水面时,在法线同侧的空气和水中各有一条光线,空气中的是反射光线,水中的是折射光线,故光从空气斜射到水面时,将同时发生反射和折射现象。
②[3]由表中数据可知,光从空气斜射到水面时,折射角小于入射角。
[4]由表中数据可知,当入射角不断增大时,折射角也随之增大,故折射角随入射角的变化关系是:折射角随入射角的增大而增大,且折射角小于入射角。
[5]由表中数据可知,当光从空气垂直射到水面时,即入射角为时,折射角也等于,所以当光从空气垂直射到水面时,折射角等于入射角也等于0°。
(2)[6][7]上述探究实验得出光的折射特点的过程存在不足,理由是:做完实验后,他应换其他透明介质进行多次实验,以求得出的结论更具有普遍性。
23. 10 小于 右 变大 幻灯机 靠近
【解析】(1)根据图乙可知,当u=v=20cm时,蜡烛成等大的实像,这时u=v=2f,所以f=10cm,即凸透镜A的焦距是10cm.设凸透镜B的 焦距为fB,由图丙知fB<30cm<2fB,所以15cm<fB<30cm,所以凸透镜A的焦距小于凸透镜B的焦距.(2)原来蜡烛距离凸透镜30cm,蜡烛右移5cm后,物距变为25cm,根据凸透镜成像特点,物距变小,像距变大,所以光屏应向右移动,像距比原来更大,所以像将变大;(3)图丙所示实验中,蜡烛通过凸透镜成放大倒立的实像,与幻灯机的工作原理一致;把远视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,远视眼镜相当于一个放大镜,所以通过透镜B成像的是蜡烛的放大的虚像,像的位置在蜡烛的左侧,要想还在原来的装置上成像,需要蜡烛靠近透镜,使其通过远视眼镜所成的放大虚像在原来蜡烛的位置上.
点睛:本题考查凸透镜成像规律的实验探究.(1)①要解决此题,根据凸透镜成像的规律之一.物距等于二倍焦距成倒立等大实像.然后通过图象分析出该凸透镜的焦距.②根据物距和凸透镜的焦距关系,求出两个凸透镜的焦距,比较焦距大小.(2)根据物近像远像变大规律解答.(3)根据凸透镜成像的三种情况和应用及光路可逆来解答此题.
24. 主光轴 使得像呈现在光屏中央 放大 投影仪 50.0 B ④
【解析】(1)[1][2]实验时,应使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上,具体做法就是将烛焰、凸透镜的中心和光屏中心三者调节在同一高度,这样做的目的是为了让凸透镜所成的像成在光屏中央,使于观察。
(2)[3][4]由图甲可知,此时满足
u根据凸透镜成像规律可知,当凸透镜成实像,且u(3)[5]当蜡烛通过凸透镜成清晰实像时,蜡烛到光屏的距离大于或等于凸透镜焦距的四倍,根据此信息可得
u+v>4f
由图可知
u+v=15cm+30cm=45cm
所以有
45cm>4f
解得
f<11.25cm
由凸透镜成像规律可知,凸透镜成倒立、放大实像时
f由图甲可知,u=15cm,所以
f<15cm<2f
解得
7.5cm综上可得
7.5cm故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(4)[6]根据光路可逆原理可知,当原来的物距变为像距,原来的像距变为物距时,光屏上将再次成清晰的像,由图可知原来的像距为30.0cm,而蜡烛在20.0cm处,故应将凸透镜向右移至50.0cm刻度处时,光屏上再次呈现清晰的像。
(5)[7]由图可知,光屏上成的是实像。当凸透镜成实像时,实像与物体的位置关系是:上下颠倒,左右相反。因此此时观察到光屏上所成像应该是④。
25. 主光轴上 10.0 右 在该位置处来回移动光屏,观察光屏上的像 能 便于观察物体通过凸透镜所成的实像 反
【解析】(1)[1]实验中为了使烛焰的像能呈在光屏中央,需要调节烛焰、凸透镜和光屏中心位于凸透镜的主光轴上。
(2)[2]此刻光屏上屏上呈现烛焰清晰的像,且物距大于像距,故有
由甲图可知,物距,像距,可得
此时,物距远远大于像距,可认为物体在无限远处,像在无限靠近焦点的位置,可以认为焦距大约为10.0cm。
(3)[3]如图乙所示,物距,因,所以,成倒立放大的实像,像距,故光屏应向右移动。
[4]为了判断所成的像是否清晰,需要左右移动光屏,并观察光屏上的像,调节光屏至使像最清晰。
[5]拿走光屏,烛焰的光线通过凸透镜仍可以会聚在一起,成实像。
[6]光屏的作用是接受烛焰所成的像,并观察物体通过凸透镜所成的实像,判断其像的大小,确定其像的位置。
(4)[7]气泡将水球分成两个透镜:外面大的水球相当于一个凸透镜;中间注入空气后,相当于一个凹透镜(若把水球从中间分开,出现两个透镜并在一起,每个透镜都是中间水薄,边缘水厚,相当于两个凹透镜并在一起)。所以外面呈现的倒立的像,是王亚平老师脸部经过凸透镜上下颠倒,左右颠倒所成的倒立的实像;中间正立的像,是王亚萍的脸部经过凹透镜的两次发散,人眼逆着光线,看到的呈正立,缩小的虚像。故凸透镜所成的像是王亚平老师脸部经过凸透镜上下颠倒左右颠倒的反像。
26. 主光轴 使烛焰、光屏的中心和凸透镜的中心在同一高度 等大 A 吸走 会聚 远视眼。
【解析】(1)[1][2]通过凸透镜两个球面球心的直线叫主光轴。在做凸透镜成像的实验中,为了使烛焰的像成在光屏的中央,要调节烛焰、光屏的中心都位于凸透镜的主光轴上,其目的是使烛焰、光屏的中心和凸透镜的中心在同一高度。
(2)[3]由上图易知,物距和像距相等,即
u=v=2f
光屏上恰好成一清晰的像,该像的性质是倒立、等大的实像。
(3)[4]物距大于2倍焦距时,成倒立、缩小的实像(f < v <2 f),应用于照相机。图中只移动蜡烛和光屏,故应增大物距,减小像距,故可以模拟照相机成像原理的操作是都左移,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(4)[5]本题中,凸透镜越薄(厚),折光能力越弱(强)。改变透镜的凹凸程度时发现光屏上的像变模糊了,这时只将蜡烛向左移动一段距离后,此时物距变大了,对应的像距应变小,而光屏上的像又变清晰了,则说明调整后的凸透镜对光的折射能力变弱,故调整透镜时是向透镜中吸走少量水的。
(5)[6][7]凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用。向左移动光屏又发观清晰的像,说明该透镜对光线起了会聚作用,则该透镜为凸透镜,可以矫正的视力缺陷是远视眼。
27. 主光轴 左 变小 远离 近视眼镜 B 放大镜 D
【解析】(1)[1]实验过程中,调整凸透镜和光屏的高度,使烛焰、凸透镜和光屏三者中心大致在同一高度,即使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上,目的是使烛焰的像成在光屏的中央。
[2]凸透镜的焦距是10cm,如图所示,若不移动蜡烛和凸透镜的位置,则此时物距为
40.0cm-14.0cm=26.0cm
此时
u>2f
所以成倒立、缩小的实像,像距
f<v<2f
因此应将光屏移到50.0cm~60.0cm的刻度范围内,故应将光屏向左移动。
(2)[3][4]若将图中蜡烛逐渐远离凸透镜的过程中,物距增大,像距减小,根据成实像时,物远像近像变小的特点,使光屏所成的像变小;我们在照毕业合影时,如果最边缘的两个同学未进入取景框,需要像变小一些,根据成实像时,物远像近像变小的特点,则此时摄像师应远离我们。
(3)[5]保持蜡烛和凸透镜的位置不变,只将光屏向右移动又重新得到清晰的像,可知加放的透镜对光线有发散作用,故为凹透镜,则所加的眼镜为近视眼镜片。
(4)[6][7]保持透镜位置不变,蜡烛移动至32cm刻度线处,物距为8cm,物距小于焦距,成正立放大虚像,光屏上接不到,眼睛正对凸透镜,透过凸透镜观察蜡烛看到正立放大的虚像,虚像与成像物体同侧,所以应从B处观察;生活中放大镜就是依据的此原理。
(5)[8](4)中成正立、放大的虚像,取下凸透镜,在原透镜位置正确放置一块薄玻璃板,是利用平面镜成像,通过平面镜物体成正立、等大的虚像,两次成像倒正、虚实相同,大小不同,故选D。
28. 凸 大 B 小 不成像 2 5 100(80-120 均可)
【解析】(1)[1]照相机的镜头相当于一个凸透镜,拍照时成的是倒立、缩小的实像,所以数码相机镜头的主要元件是凸透镜。
[2]由短文知,相机上所标快门数据“100”,表示快门打开的时间是 秒,秒数低时可轻松抓拍急速移动的目标,所以快门数越大,打开时间秒数越低,若要抓拍运动员苏炳添百米冲刺时的瞬间照片,快门数据要调大。
(2)[3]A.玻璃在熔化时先变软、变稀,最后变成液体,是非晶体,故A错误;
B.凸透镜成实像时,物近像远像变大,物远像近像变小。因此为扩大拍摄范围应将镜头远离景物,所成像变小,故B正确;
C.绿叶只能反射绿光,而红色滤色镜只允许红光通过,所以绿叶所反射的绿光照到红色的滤色镜上时,绿光不会通过红色的滤色镜,所以拍摄绿叶的照片是黑色的,故C错误;
D.由短文知,数码相机是通过伸缩镜头来调节像距来完美成像的,所以摄近、远景时的“调焦”调节是像距;人眼看远处和近处物体时是通过调节晶状体厚度,即凸透镜的焦距使清晰像成视网膜上的,故D错误。
故选B。
(3)[4]相机拍摄远处张謇的塑像,不需要调节镜头就可直接拍摄,是因为镜头的焦距小,物距都远大于2倍焦距,像距接近焦距,像距变化的范围小,这样远近不同的物体成像的位置相差不大,所以不需要调节镜头。
[5]如果有一只小虫子停留在镜头上,此时小虫子处到镜头一倍焦距以内,成的是虚像,所以在感光元件上(感光元件相当于光屏)不成像。
(4)[6]某数码相机镜头的焦距为50mm,镜头通光孔直径为25mm,则
[7]照相机拍摄照片时,物距都远大于2倍焦距,像距接近焦距,像距变化的范围小,而照相机镜头焦距为50mm,拍摄远处物体时,像距接近一倍焦距,所以像距约为
v=50mm=5cm
(5)[8]根据表中数据描点连线,画出光圈与快门图象如图所示:
[9]由图象知,当光圈数据为“6”时,对应的“快门”数据大约是100。
29. 不能 真空不能传声 凸透镜 凹透镜 静止 运动 10.0 投影仪 远离 远视眼镜 完整 上
【解析】(1)[1][2]真空中不能传声,太空授课,不借助任何仪器,我们不能直接听到王老师的声音。
(2)[3]注水后,水球中间凸起,相当于凸透镜。
[4]王亚平老师往水球中注入空气,水球上呈现出一大一小、一正一反的双重人像,内圈会出现正立的像是因为内圈的水,中间少,两边多,相当于变成了两个凹透镜的组合。
(3)[5]此时,王老师与水球的相对位置没有发生改变,以水球为参照物,王老师是静止的。
[6]王老师和地球之间的相对位置发生改变,以地球为参照物,王老师是运动的。
(4)(a)[7]让一束平行于主光轴的光射向水凸透镜,在光屏上出现一个最小最亮的光斑,最小最亮的光斑是焦点的位置,此水凸透镜的焦距为
(b)[8]由图乙得,物距大于像距,光屏上此时成的像是倒立、缩小的实像;小倩接着在蜡烛和光屏位置都不变的情况下,将水凸透镜移至光具座某刻度处,则原来的物距变为像距,则原来的像距变为物距,根据光路可逆,再次得到清晰的烛焰像,这时成的像是倒立、放大的实像,这个像的成像原理与投影仪的成像原理相同。
[9][10]小倩利用注射器从水凸透镜中向外抽少许水,凸透镜的焦距变大,会聚能力变小,要使光屏上成像清晰,应将光屏向远离水凸透镜的方向移动。若保持光屏位置不变,给水凸透镜带上合适的凹透镜,即近视镜可再次成像到光屏上。
(c)[11]当光屏上成清晰的像时,小倩用不透明的纸板挡住透镜下半部分,剩下的凸透镜仍能成像,则光屏上所成的像是完整的。
(d)[12]实验时,由于实验时间较长,蜡烛变短,由过光心的光线不发生偏转得,此时可将光屏向上移动,像往上移动,要使像成在光屏的中心,光屏应适当向上移动。
30. 当观察近处物体时,睫状体收缩使晶状体变厚,对光的偏折能力变大,近处物体射来的光会聚在视网膜上,眼睛就可以看清近处的物体 大 C ①③⑥
【解析】(1)[1]由材料得,当观察近处物体时,睫状体收缩使晶状体变厚,对光的偏折能力变大,近处物体射来的光会聚在视网膜上,眼睛就可以看清近处的物体,由这句话能够得出“人眼看近处物体时,焦距较小”。
(2)[2]只飞鸟对人眼形成的视角在变小,表明小鸟远离人远,那么观察它时,晶状体变薄,人眼晶状体的焦距要变小。
(3)[3]正常眼睛的远点在极远处。眼睛所能看清的最近的点,叫近点,正常眼睛的近点约距眼睛10cm,所以正常眼睛的观察范围是:10cm到极远处,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(4)[4]若换上焦距更小的透镜,会聚能力变强,像会靠近凸透镜,则①将光屏靠近凸透镜,能接收到像;②将光屏远离凸透镜,不能接收到像;③将蜡烛靠近凸透镜,物距变小,像距变小,能接收到像;④将蜡烛远离凸透镜,物距变大,像距变小,不能接收到像;⑤给凸透镜前戴上凸透镜,会聚能力更强,不能接收到像;⑥给凸透镜前戴上凹透镜,凹透镜对光线具有发散作用,能接收到像,故选①③⑥。