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光学综合专题
1、如图所示,人脸识别一体机通过摄像机镜头来捕捉人脸信息,下列说法正确的是( )
A. 屏幕上所成的是缩小的虚像
B. 该摄像机镜头是一个凹透镜
C. 若镜头的焦距为f,人脸到镜头的距离应大于2f
D. 若要使屏幕上显示的人脸小一些,人应离镜头近些
【答案】C
【解析】AB.摄像头的镜头相当于凸透镜,它的成像原理与照相机相同,成倒立缩小的实像,故AB错误;
C.由照相机的原理可知,人的脸距离凸透镜大于2f时,成倒立、缩小的实像,故C正确;
D.凸透镜成实像时,物距变大,像距变小,像变小,若要使屏幕上显示的人脸小一些,人应离镜头远些,故D错误。故选C。
2、用如图所示的球形鱼缸养鱼,分别从上方和侧面观赏缸内的鱼,下列表述正确的是( )
A. 从侧面看到的鱼是左右相反的像 B. 从上方看到的鱼比实际位置浅
C. 从侧面看到的鱼是正立放大的实像 D. 从上方看到的鱼是光的直线传播形成的
【答案】B
【解析】AC.装有水的鱼缸相当于凸透镜,从侧面看鱼,相当于透过看鱼,由凸透镜成像可知,成正立、放大虚像,所以鱼不是相反的像,故AC错误;
BD.由于从上方看鱼,鱼反射的光,从水中进入空气中,是光的折射,使鱼看到的位置偏高,所以从上方看到的鱼比实际位置浅,故B正确,D错误。故选B。
3、如图所示是人眼通过平面镜看到蜡烛成像的光路图,下列说法错误的是( )
A. 蜡烛的像是光的反射形成的 B. 蜡烛燃烧变短,像也会变短
C. 把平面镜竖直上移,像会上移 D. 蜡烛的像是与物体等大的虚像
【答案】C
【解析】A.平面镜成像的原理是光的反射形成的,A正确,故A不符合题意;
B.平面镜成的像与物体大小相等,蜡烛燃烧变短, 像也会变短,B正确,故B不符合题意;
C.平面镜所成的像与物体关于平面镜对称,把平面镜竖直上移,像不会竖直上移,C错误,故C符合题意;
D.平面镜成的像与物体大小相等,且是正立的虚像,D正确,故D不符合题意。故选C。
4、婺州古城的夜景、江景非常美丽。如图是一位市民拍摄的照片,江岸两旁霓虹灯闪烁变幻,倒映在镜子似的水面上,光影交错,十分壮观。下列描述正确的是( )
A. 水面上的倒影是光的折射造成的 B. 霓虹灯内充入的主要是稀有气体
C. 岸上和水中会发光的物体都是光源 D. 看远处光影模糊时可配戴凸透镜矫正
【答案】B
【解析】A.水面上的倒影,类似于平面镜成像,是光的反射造成的,故A错误;
B.霓虹灯内充入的主要是稀有气体,稀有气体能够发出不同颜色的光,故B正确;
C.岸上会发光的物体是光源,水中发光的物体不是光源,不会自己发光,是由反射光线的反向延长线组成的虚像,故C错误;
D.看远处光影模糊时,说明是近视眼,可配戴凹透镜矫正,故D错误。故选B。
5、小滨和小江决定用如图所示的器材做光学实验。小滨将一根蜡烛放在如图所示的位置,此时在薄膜上呈现了一个像;小江用一块凸透镜,把它嵌入小孔中,刚好也能在薄膜上出现了一个清晰的像。以下说法错误的是( )
A. 两次实验成像的原理都是光的折射
B. 两次实验在薄膜上成的像都是倒立的
C. 两次实验在薄膜上成的像都是实像
D. 小滨在第一次实验的基础上将薄膜的位置适当向右移动,此时薄膜上的像变大
【答案】A
【解析】A.第一次是小孔成像,是由于光沿直线传播而形成的,第二次是利用凸透镜成像为光的折射,A错误,故A符合题意;
BC.小孔成像是倒立的实像,凸透镜在光屏上所成的实像也是倒立的,BC正确,故BC不符合题意;
D.将薄膜向右移动,像距变大,像也随之变大,D正确,故D不符合题意。故选A。
6、如图甲是用凸透镜、蜡烛、光屏等器具模拟人体眼球成像原理的实验装置。图乙是眼球模型,晶状体相当于焦距可以调节的凸透镜,当人从看清近处物体渐渐转为看清远处物体时,折光能力渐渐变弱,视网膜相当于光屏。当实验中蜡烛从两倍焦距处逐步靠近凸透镜时,此时应该进行的操作是( )
A. 更换焦距更大的凸透镜
B. 更换焦距更小的凸透镜
C. 将光屏向右移动一段距离
D. 将光屏向左移动一段距离
【答案】B
【解析】当实验中蜡烛从两倍焦距外逐步靠近凸透镜,此时物距减小,物近像远像变大;为模拟眼球看清物体的成像原理,要使像成在视网膜上,凸透镜焦距变小,缩小像距,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
7、如图所示,玻璃板与水平桌面垂直,其左侧放置一支燃着的蜡烛,下列分析正确的是( )
A. 若将光屏放在玻璃板右侧合适位置,光屏上会有蜡烛的像
B. 若将蜡烛远离玻璃板,则像会远离玻璃板但大小不变
C. 若将玻璃板换成平面镜,则蜡烛能在平面镜中成等大的实像
D. 若将玻璃板倾斜,则无法观察到蜡烛的像
【答案】B
【解析】A.平面镜成的像是虚像,所以若将光屏放在玻璃板右侧合适位置,光屏上不会有蜡烛的像,故A错误;
B.平面镜所成的像与物体的大小相等,像和物体到镜面的距离相等,若将蜡烛远离玻璃板,则像会远离玻璃板但大小不变,故B正确;
C.实验中玻璃板代替平面镜,蜡烛在玻璃板中成等大的虚像,蜡烛在平面镜中也成等大的虚像,故C错误;
D.若将玻璃板倾斜,根据像与物关于镜面对称,像在玻璃板的斜上方,能观察到蜡烛的像,故D错误。故选B。
8、如图,这是摄影爱好者孙老师在平静的湖边拍摄的照片。下列关于照相机使用及真实景物与它在湖中的倒影区别错误的( )
A. 照相时景物与相机距离应大于2倍焦距
B. 在底片上所成像是倒立、缩小的实像
C. 景物与倒影对称于水面
D. 倒影比真实景物略暗一些,倒影中物体的高度比真实物体略大一些
【答案】D
【解析】AB.照相机的制作原理:物体处于2倍焦距以外,像成在另一侧的1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立缩小的实像,故AB正确;
C.由于平面镜所成的是正立、等大,且左右相反的虚像;所以景物与倒影对称于水面,故C正确;
D.由于光在反射过程中存在能量损耗,因此倒影比真实景物略暗、且清晰度略差一些,但物像的大小是相等的,故D错误。故选D。
9、凸透镜成像实验中,移动物体到某位置时,能在光屏上成清晰缩小的像,则下列能成立的是( )
①如果将物体靠近凸透镜,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏必须远离凸透镜,且光屏移动距离先大于后小于物体移动距离;
②同时移动物体与光屏,且移动距离相同,有可能在光屏上成清晰缩小的像;
③换用焦距较小的凸透镜后,仍要在光屏上得到清晰的像,如果只移动光屏,光屏必须靠近凸透镜;
④保持物体和光屏位置不变,移动凸透镜,一定可以在光屏上得到另一个清晰的像.
A. ①③ B. ②④ C. ②③ D. ③④
【答案】D
【解析】①物体靠近透镜即物距减小,像距增大,光屏应远离透镜,当u>2f时光屏移动距离小于物体移动距离,当f②物体要成倒立、缩小、实像时物体移动距离应该大于光屏移动距离,所以②错误.
③换用焦距更小的透镜,像会更前面会聚所以光屏必须靠近凸透镜,所以③正确.
④根据光路可逆的保持物体和光屏位置不变,移动凸透镜,可以光屏上成一个倒立、放大、实像,同时物距刚好是原来的像距,像距刚好是原来物距,所以④正确.故D符合题意。
10、某兴趣小组开展“创新服务生活,科技改变未来”科技创新活动,模拟制作一款“智能”行驶玩具车。该玩具车利用车载传感器(摄像头、雷达)采集生成道路特征数据,完成“自动”驾驶。作为传感器之一的摄像头,下列说法正确的是( )
A. 摄像头的镜头是凹透镜 B. 遇障碍物时,要想生成更大的像,镜头应该向前伸
C. 摄像头成的像是正立的虚像 D. 成像时障碍物位于镜头的两倍焦距以内
【答案】B
【解析】AC.物距大于2倍焦距时,凸透镜成倒立、缩小的实像,应用是照相机,摄像头成像的原理与照相机原理相同,摄像头的镜头相当于凸透镜,故AC错误;
B.凸透镜成实像时,物距变小,像距变大,像变大,故遇障碍物时,要想成更大的像,镜头应该向前伸,故B正确;
D.在物距大于2倍焦距时,凸透镜成倒立、缩小的实像,故摄像头成像时障碍物位于镜头的两倍焦距以外,故D错误。故选B。
11、如图所示,是一束激光射向平行玻璃砖后出现多束光线的情景,则下列说法正确的是( )
A. 图中光束b是入射光线
B. 图中光束c是反射光线
C. 若图中光束a顺时针转动,则d也顺时针转动
D. 若图中光束a顺时针转动,则b也顺时针转动
【答案】D
【解析】AB.如图可知,光束a和光束d之间作一条法线,发现反射角等于入射角相等;光束b和光束平行;光束c是光束a进入玻璃后,在内部反射面发生发射且再次折射进入空气路径,所以图中光束a是入射光线,光束c是折射光线,故AB错误;
C.若图中光束a顺时针转动,根据反射角等于入射角可知,入射角变小,则反射角也要变小,则d也逆时针转动,故C错误;
D.若图中光束a顺时针转动,入射角变小,进入玻璃砖后折射光线将偏向法线,折射角变小,而折射到空气的光束b将靠近法线,即顺时针转动,故D正确。故选D。
12、小科利用如图所示的装置,探究平面镜成像的特点。下列说法正确的是( )
A. 用玻璃板代替平面镜,目的是使蜡烛a的像更清晰
B. 本实验中,要用另一根大小相同的蜡烛代替蜡烛a与像重合
C. 将光屏放到像的位置,光屏能够承接到像
D. 将蜡烛a靠近玻璃板,它所成的像大小变大
【答案】B
【解析】A.用玻璃板代替平面镜,目的是为了确定像的位置,故A错误;
B.在平面镜成像实验中为了比较像与物的大小,选用两支完全相同的蜡烛完成实验,故B正确;
C.平面镜成的像是虚像,将光屏放到像的位置,光屏不能够承接到像,故C错误;
D.平面镜成的像与物关于平面镜对称,像与物的大小相等,所以当蜡烛a靠近玻璃板,它所成的像不变,故D错误。故选B。
13、平静的湖面上倒映着湛蓝的天空、洁白的云朵以及游客留下的纤细的身影(如图)。对照片及景象分析正确的是( )
A. 倒影是光的反射形成的 B. 身影是光的折射形成的
C. 倒影与身影一定与人物等大 D. 该照片是相机成的正立、缩小的实像
【答案】A
【解析】A.平静的湖面相当于平面镜,是利用光的反射成像的,湛蓝的天空、洁白的云朵在水中的倒影是光的反射形成的,故A正确;
B.游客留下的纤细的身影是光的直线传播形成的,故B错误;
C.根据平面镜成像特点,平面镜所成的像与物体大小相等,所以倒影与一定与人物等大,身影的大小与人和光源的位置有关,所以身影不一定与人物等大,故C错误;
D.照相机是利用凸透镜成倒立缩小的实像的原理制成的,所以该照片是相机成的倒立、缩小的实像,故D错误。故选A。
14、湖面上飞过一只白鹭,岸边摄影师拍摄的照片如图所示。下列说法正确的是( )
A. 白鹭的倒影是正立的虚像
B. 白鹭飞离水面时,它的倒影会变小
C. 白鹭在照相机里成倒立缩小的虚像
D. “水中的白鹭”是由光的折射形成的
【答案】A
【解析】A.白鹭的倒影平面镜成的像,是正立的虚像,故A正确;
B.平面镜成像的特点包括:像和物体的大小相等,白鹭飞离水面时,它的倒影大小不变,故B错误;
C.照相机的镜头是一个凸透镜,用相机拍摄该图片利用了凸透镜成像的原理,白鹭在照相机里成倒立缩小的实像,故C错误;
D.“水中的白鹭”是由光的反射形成的,故D错误。故选A。
15、自动采血机器人(如图)是利用红外线和超声波成像技术工作,它可精准定位静脉血管、智能选择穿刺的路径,采血成功率高。下列说法正确的是( )
A. 红外线摄像头所成的血管影像是虚像 B. 被刺的血管位于人皮肤的表皮层
C. 人能听到采血机器人发出的超声 D. 采血时手不缩回是因受大脑控制
【答案】D
【解析】A.红外线摄像头,利用照相机原理,所成的血管影像是实像,故A错误;
B.被刺的血管位于人皮肤的皮下组织,故B错误;
C.正常人耳不能听到超声波或次声波,故C错误;
D.人体正常的运动是受大脑控制的,采血时手不缩回是因受大脑控制,故D正确。故选D。
16、随着科技的发展,许多汽车配备智能眼镜——HUD抬头显示技术。它将行车各项信息以投影方式显示在视野前方,司机不需要低头看屏幕,提升了行车安全(如图甲),如图乙是成像原理简图。下列分析合理的是( )
A. 司机看到的像是实像
B. 成像原理是光的反射
C. ∠1是折射角
D. 若看到的像过低,可以将“行车信息”竖直向上提高一点
【答案】B
【解析】AB.图中屏幕中信息通过平面镜成像的形式显现在前挡风玻璃上,是光的反射现象,所成的像为正立、等大的虚像,故司机看到的像是虚像,故A不符合题意,B符合题意;
C.∠1是平面镜与反射光线所形成的角,既不是反射角,更不是折射角,故C不符合题意;
D.根据平面镜成像的特点,像与物关于平面镜对称,若看到的像过低,可以将“行车信息”水平远离前挡风玻璃,故D不符合题意。故选B。
17、防溺水是一项需要常抓不懈的工作。溺水事件的发生,其中一个重要的原因,是因为人们估测到水的深度比实际的要浅,下列各现象中与此光学原理相同的是( )
A. 树下光斑 B. 铅笔“折断”
C. 墙上手影 D. 水中倒影
【答案】B
【解析】溺水事件的发生,是因为人们估测到水的深度比实际的要浅,是由于光的折射形成的。
A.树下光斑属于小孔成像,是由光的直线传播形成的,故A不符合题意;
B.筷子“折断”是由光的折射形成的,故B符合题意;
C.墙上手影是由光的直线传播形成的,故C不符合题意;
D.水中倒影属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故D不符合题意。故选B。
18、人在岸上看到水中的一条鱼,如图N点是人眼在M处看到的鱼的位置。若从M处射出一束激光,要使激光照射到鱼上,则激光应对准哪点射出( )
A. N点 B. N点右方
C. N点正上方 D. N点正下方
【答案】A
【解析】人在岸上看到水中的一条鱼,是光的折射现象,根据光路的可逆性可知,若从M处射出一束激光,要使激光照射到鱼上,则激光应对准N射出,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
19、战国时期,《墨经》中已经记载了影子的形成、平面镜的反射等光学问题。图中的光学现象与平面镜的成像原理相同的是( )
A. 夜晚的灯光 B. 雨后的彩虹
C. 放大镜下的花朵 D. 水中的房子
【答案】D
【解析】平面镜成像的原理是光的反射。
A.灯光是光的直线传播形成的,故A不符合题意;
B.彩虹是光的色散,属于光的折射,故B不符合题意;
C.放大镜是凸透镜成像,为光的折射,故C不符合题意;
D.平静的水面可视为平面镜,水中的房子是倒影,是光的反射形成的虚像,故D符合题意。
故选D。
20、小宁在探究“平面镜成像”和“凸透镜成像”两个实验时,分别把一个不透明且不光滑的挡板放置于如图甲、乙所示的位置。下列关于小宁从图中眼睛的视角是否能看到像的说法,正确的是( )
A. 甲图中能看到像,而乙图中看不到像
B. 甲、乙两图中均看不到像
C. 乙图中能看到像,而甲图中看不到像
D. 甲、乙两图中均能看到像
【答案】D
【解析】在图甲处木板放置在平面镜后面,由于平面镜所成的像是由光的反射形成的,所以用挡板挡在平面镜后面,不影响光的反射,眼睛在平面镜前方,仍能看到平面镜成的像;由图乙可知,物距小于凸透镜一倍焦距,由凸透镜成像规律可知,成正立、放大的虚像,图乙中眼睛透过凸透镜往蜡烛方向观察,所以在图乙处放置木板对看到虚像不产生影响,仍能看到蜡烛的虚像,故D正确,ABC错误。故选D。
21、晚上,小安在客厅里的玻璃窗上看到了客厅里灯的像。如图所示,当他水平向左缓缓推动玻璃窗时,玻璃窗中灯的像( )
A. 保持静止 B. 向左运动 C. 变大 D. 变小
【答案】A
【解析】根据平面镜成像特点:物与像大小相等,所以像的大小不变,由于灯在平面镜中成像时,像与灯相对平面镜对称,水平向左缓缓推动玻璃窗,看到的像是静止的,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
22、某同学选取了3 只相同的蜡烛,其中只有A 蜡烛被点燃。用玻璃板作为平面镜,使 A烛焰的像落在B蜡烛上,就能观察到“B蜡烛被点燃”(如图甲)。俯视图如图乙所示。若现在要观察到“C蜡烛被点燃”,则需要将玻璃板的位置调整为下图中的( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】平面镜所成的像与物体关于镜面对称,所以镜面在AC两点的对称轴上,结合数学知识可知,只有C选项平面镜位于AC连线的对称轴上,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
23、如图所示是“探究平面镜成像特点”的实验装置以下关于平面镜成像的说法错误的是( )
A. 选用玻璃板代替平面镜,主要是为了确定像的位置
B. 选用的两支蜡烛要完全一样,目的是为了探究像与物的大小关系
C. 图乙所示的玻璃板中蜡烛A的像偏低且倾斜
D. 当蜡烛A远离玻璃板时,它的像的大小将变小
【答案】D
【解析】A.由于玻璃板能透光,可以观察到玻璃板背面的蜡烛,便于确定像在平面镜后方的位置,故A正确,不符合题意;
B.当玻璃板后方蜡烛能与像完全重合,则说明玻璃板后方蜡烛与像等大,选用两只完全相同的蜡烛,可以通过玻璃板后方蜡烛间接地比较物与像的大小关系,故B正确,不符合题意;
C.根据物与像关于平面镜对称作图可知,此时对应的像位置偏低且倾斜,故C正确,不符合题意;
D.由平面镜成像规律可知,像与物等大,所以蜡烛A远离玻璃板时,蜡烛的大小不变,则像的大小不变,故D错误,符合题意。故选D。
24、下列是一些常见的光学实验,其中实验设计与实验目的不相符的是( )
A. 图甲:改变小孔形状,是为了研究像的形状与小孔的形状是否有关
B. 图乙:用玻璃板代替平面镜,是为了便于确定像的位置
C. 图丙:抬起木板的B端使杯子倾斜,可研究折射角随入射角变化规律
D. 图丁:用平行光正对凸透镜照射,移动光屏,是为了测量凸透镜的焦距
【答案】C
【解析】A.根据控制变量法,改变小孔形状,其他因素不变,是为了研究像的形状与小孔的形状是否有关,故A相符,不符合题意;
B.玻璃是透明的,既可以让物体在里面成像,又可以通过玻璃看到后面移动的物体,从而找到像的位置,故B相符,不符合题意;
C.抬起B端,水面仍然是水平的,无法研究光从空气射入水中时折射角大小的变化,故C不相符,符合题意;
D.用平行光正对凸透镜照射,移动光屏,出现最小最亮的点即为焦点,由此可得焦距,故是为了测量凸透镜的焦距,故D相符,不符合题意。故选C。
25、如图,在“探究凸透镜成像规律”的实验中,“F”光源在光屏上恰好成清晰的像。若保持透镜位置不变,将光屏和光源的位置互换,则光屏上( )
A. 出现缩小的像 B. 出现放大的像
C. 出现等大的像 D. 没有出现实像
【答案】B
【解析】由图知道,物距大于像距,即物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像,根据在折射现象中,由光路可逆知道,将光屏和光源的位置互换,物距等于原来的像距,像距等于原来的物距,故光屏上出现倒立、放大的实像,故B符合题意,故B正确。故选B。
26、如图为位于舟山东海云廊的日晷台,“日晷”是通过太阳位置变化引起晷针影子移动来测量时间的装置。晷针影子形成的原理是( )
A. 光的反射 B. 光的折射
C. 光的色散 D. 光的直线传播
【答案】D
【解析】日晷是利用其上面直杆的影子来测量时间,晷针影子的形成是光沿直线传播,故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
27、用玻璃板作为平面镜,使蜡烛的像成在装满水的烧杯中,就能观察到“蜡烛在水中燃烧”(如图甲)。若蜡烛的像位置如图乙所示,要使像移到烧杯中,仅移动玻璃板,则移动的方向应是( )
A. ① B. ② C. ③ D. ④
【答案】C
【解析】根据平面镜成像特点可知,像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离,由图乙可知,要使像移到烧杯中,则要增大像与平面镜的距离,故要增大蜡烛到平面镜的距离,由于仅移动玻璃板,因此可把玻璃板向烧杯一侧移动,即移动的方向应是③。故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
将玻璃板A、B竖直立在水平桌面上,且两玻璃板之间相互垂直,把一支蜡烛点燃后放在桌28、面上,成像情况如图所示,其中玻璃板 B中出现了两个不完全重叠的像。下列说法正确的是( )
A. 蜡烛在两块玻璃板中所成像的原理不相同
B. 玻璃板 A 中所成的像比玻璃板 B 中所成的像小
C. 玻璃板 B比玻璃板 A 更适合研究平面镜成像特点
D. 两块玻璃板被同时竖直提起,蜡烛的像位置都不变
【答案】D
【解析】A.蜡烛在两块玻璃板中所成像的原理都是光的反射,故A错误;
B.平面镜所成像与物大小相等,玻璃板A中所成的像与玻璃板B中所成的像大小相等,故B错误;
C.玻璃板B中出现了两个不完全重叠的像,不利于研究平面竟成像特点,故C错误;
D.平面镜所成像与物关于镜面对称,蜡烛位置不变,两块玻璃板被同时竖直提起,蜡烛的像位置都不变,故D正确。故选D。
29、为了探究凸透镜成像的规律,小明用两根高度不同的蜡烛、焦距为10厘米的凸透镜和光屏等器材按如图进行实验,则小明在光屏上观察到烛焰成像的情况是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】凸透镜的焦距为10cm,根据图示可知,短蜡烛的物距为20cm,成倒立、等大的实像;长蜡烛的焦距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像;由于长蜡烛的烛焰在短蜡烛的烛焰的上方,所以长蜡烛的烛焰的像在短蜡烛的烛焰的像的下方;此时的像距为20cm,所以短蜡烛的烛焰的像是清晰的,长蜡烛的烛焰的像是不清晰的,根据选项可知,B正确,ACD错误。故选B。
30、视觉形成过程中,形成图像和产生视觉的部位分别是( )
A. 视网膜、视网膜 B. 大脑、大脑 C. 视网膜、大脑 D. 大脑、视网膜
【答案】C
【解析】眼球的结构:
视觉的形成在外界物体反射来的光线,经过角膜、房水,由瞳孔进入眼球内部,再经过晶状体和玻璃体的折射作用,在视网膜上形成清晰的物像。物像刺激了视网膜上的感光细胞,这些感光细胞产生的神经冲动,沿着视神经传到大脑皮层的视觉中枢,就形成视觉。可见,形成图象和形成视觉的部位分别是视网膜和大脑皮层。C符合题意。
31、杭州洲际酒店(InterContinentalHangzhou)坐落于杭州钱江新城中央商务区,临靠潮水闻名天下的钱塘江,此图为雨后的摄影作品,下列说法错误的是( )
A. 小科看到酒店在水中的倒影,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,看到酒店变模糊了,是因为酒店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酒店,看到了酒店倒立的像,这个像是实像
D. 小科用手指组成方框“取景”,方框离眼睛远,“取景”范围小,是因为光沿直线传播
【答案】A
【解析】A.酒店在水中的倒影是由于光的反射形成的,是因为光从空气射向水面后,在界面处发生反射,再进入小科的眼睛,故A错误,符合题意;
B.近视眼是由于成像成在了视网膜前面,小科取下近视眼镜,看到酒店变模糊了,故B正确,不符合题意;
C.用放大镜看远处的酒店,说明物体离凸透镜的距离(物距)远,当物距2倍焦距以外时,会成倒立、缩小的实像,故C正确,不符合题意;
D.用手指组成方框“取景”,由于光沿直线传播,方框离眼睛远,“取景”范围小,故D正确,不符合题意。故选A。
32、小敏透过水杯看见《科学作业本》上的“科”字呈如图所示的放大效果。下列选项中与其成像规律相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】透过水杯看见《科学作业本》上的“科”字呈如图所示的放大效果,成像原理是放大镜,成的是正立放大的虚像,物距处于1倍焦距以内,故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
33、下列是教材中一些光学实验,其中实验设计与实验目的不相符的是( )
A. 甲图:将右侧背景板向后折,是为了探究反射光线与入射光线、法线是否在同一平面上
B. 乙图:用茶色玻璃代替平面镜,是为了便于确定像的位置
C. 丙图:往碗中加水,是为了研究光从空气射入水中时发生的折射现象
D. 丁图:将近视眼镜放到凸透镜与蜡烛之间,是为了模拟近视眼眼球缺陷及矫正
【答案】C
【解析】A.甲图:将右侧背景板向后折,是为了探究反射光线、法线和入射光线是否在同一平面上,故A正确。
B.乙图:茶色玻璃是半透明的,既可以让物体在里面成像,又可以通过玻璃看到后面移动的物体,从而找到像的位置,故B正确。
C.丙图:往碗中加水,水中的筷子变弯,其实是光从水中射入空气中时发生折射现象,故C错误。
D.丁图:将近视眼镜放到凸透镜与蜡烛之间,可模拟研究近视眼的眼球缺陷,故D正确。故选C。
34、在“探究凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛、透镜和光屏的位置如图甲所示,图乙是通过实验得到的凸透镜成像时像距v和物距u关系图像,据图判断以下说法正确的是( )
A. 图甲中光屏上呈正立等大的实像
B. 图甲中蜡烛位置不变,将透镜移到60cm刻度处 要在光屏上再次看到清晰的像,应将光屏移到80cm刻度处
C. 图甲中将一个近视眼镜片放在透镜和烛焰之间,将光屏适当左移,光屏上能再次呈现清晰的像
D. 凸透镜成缩小的像时,像移动速度小于物体移动的速度
【答案】D
【解析】A.根据甲图可知,此时物距为u=50cm-30cm=20cm
像距为v=70cm-50cm=20cm则u=v,那么光屏上成倒立等大的实像,故A错误;
B.当透镜在60cm处时,物距为u1=60cm-30cm=30cm根据乙图可知,此时像距v1=15cm,则光屏所在的位置为60cm+15cm=75cm故B错误;
C.近视镜片为凹透镜,对光线有发散作用,因此放入后像距会变大,那么光屏应该向右移动,故C错误;
D.当凸透镜成缩小的像时,此时像距小于物距,那么像的移动速度小于物体的移动速度,故D正确。故选D。
35、下列选项中可以用如图所示的光路图解释的是( )
A. 人眼看到水中“蓝天白云”
B. 人眼看到水中的“鱼”
C. 水中的潜水员看到水面上的“路灯”
D. 潜水艇中的士兵通过潜望镜观察海面上的“舰艇”
【答案】A
【解析】A.根据图示可知,A点发出的光线经过水面的反射后到达C点,这是光的反射现象;B为A的像,可以用来解释人眼看到水中的“蓝天白云”,故A符合题意;
BC.人眼看到水中的“鱼”、水中的潜水员看到水面上的“路灯”,属于光的折射现象,故BC不符合题意;
D.潜水艇中的士兵通过潜望镜观察海面上的“舰艇”属于平面镜成像,不是水面反射成像,故D不符合题意。故选A。
36、如图为水中活动的北极熊,其水面下的身体与水面上的头似乎分了家。产生这种现象的原因是( )
A. 光的折射 B. 光的反射
C. 光的直线传播 D. 光的色散
【答案】A
【解析】光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时,就会出现光的折射现象,其水面下的身体与水面上的头似乎分了家,是由于水下部分反射的光线从水中斜射入空气时在水面发生折射形成的,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
37、根据如图所示的光线,虚线框内应填入的光学元件是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由图可知,该光学元件对光线具有发散作用,而下列选项中,只有凹透镜对光线具有发散作用,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
38、“影”是我们日常生活中常见的光现象,如夏天乘凉的“树影”;民间皮影戏的“皮影”;岸边景色在水中形成的“倒影”;春游时的“摄影”等。下列说法中正确的是( )
A. 树影是由光的直线传播形成的 B. 皮影利用了平面镜成像的原理
C. 倒影是由光的折射形成的 D. 摄影时照相机内成正立、缩小的虚像
【答案】A
【解析】A.树影是由光的直线传播形成的,光透不过树叶,在树叶的背后形成的一个黑暗的区域就是影子,故A正确;
B.皮影和树影一样,是光的直线传播形成的,故B错误;
C.倒影不是影,属于平面镜成像,实质是由光的反射所成的虚像,故C错误;
D.照相机的镜头是一个凸透镜,利用了光的折射,成倒立缩小的实像,故D错误。故选A。
39、“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】A.摄像头的镜头是个凸透镜,凸透镜对光有会聚作用,故A错误;
B.摄像头的成像原理与照相机相同,在人脸识别时,人脸要处于摄像头的二倍焦距以外,故B错误;
C.人脸通过摄像头所成的像是倒立、缩小的实像,故C错误;
D.根据凸透镜成实像时“物远像近像变小”可知,当人脸远离摄像头时,物距增大,则人脸经摄像头所成的像会变小,故D正确。故选D。
40、如图,小敏在家中做凸透镜成像实验,墙上出现一个倒立缩小清晰的像。下列说法正确的是( )
A. 墙上所成的烛焰像是虚像
B. 手和透镜的影子是光的反射形成的
C. 若透镜不动,蜡烛远离透镜,手和透镜的影子大小不变
D. 若蜡烛不动,透镜靠近蜡烛,能再次呈现清晰的烛焰像
【答案】D
【解析】A.根据题意知道,凸透镜成像实验时,墙上出现一个倒立缩小清晰的像,即像可以由墙(相当于光屏)呈接,所以,此像是实像,故A错误;
B.手和透镜的影子是光的直线传播形成的,故B错误;
C.由光的直线传播特点知道,当蜡烛远离透镜,手和透镜的影子变小,故C错误;
D.若蜡烛不动,透镜靠近蜡烛,即物距减小,像距变大,根据光路可逆原理知道,能再次呈现清晰的烛焰像,故D正确。故选D。
41、如图所示是一束光由空气进入某透明物质时,在界面上发生的反射和折射的光路,则下列判断正确的是( )
A. AO可能是入射光线 B. BO可能是折射光线
C. OC必定是反射光线 D. BO必定是入射光线
【答案】B
【解析】假设AO是入射光线,若OB为反射光线,OC为折射光线,折射光线与法线重合,不可能;若OC为反射光线,OB为折射光线,折射光线与入射光线在法线同侧,不可能;假设BO是入射光线,若OA为反射光线,OC为折射光线,折射光线与法线重合,不可能;若OC为反射光线,OA为折射光线,折射光线与入射光线在法线同侧,不可能;假设CO是入射光线,若OB为反射光线,OA为折射光线,折射角小于入射角,可能;若OA为反射光线,OB为折射光线,折射角小于入射角,可能;综上,CO一定是入射光线,OA、OB可能是反射光线也可能是折射光线,故ACD错误,B正确。故选B。
42、如图是塔式热发电系统的一项关键技术。发电站安装有许多定日镜(即平面镜),每一个定日镜都由自动跟踪太阳光装置控制,以便准确的将太阳光反射后会聚到高塔顶部的接收器上。下列光现象中与定日镜工作原理相同的是( )
A. 水中倒影 B. 雨后彩虹
C. 沙漠蜃景 D. 小孔成像
【答案】A
【解析】定日镜工作,利用的光的反射。
A.水中的倒影是平面镜成像,属于光的反射,故A符合题意;
B.雨后彩虹,是由于太阳光照到空气中的小水滴上,被分解为绚丽的七色光,即光的色散,是由于光的折射形成的,故B不符合题意;
C.沙漠蜃景是由于光的折射形成的,故C不符合题意;
D.小孔成像是由于光沿直线传播,故D不符合题意。故选A。
43、如图所示为歼—20战斗机上的光电搜索跟踪系统,该系统与摄像机功能相似,能为战斗机提供感知外界的“视觉”。下列有关该系统说法正确的是( )
A. 该系统的光学元件是一个凹透镜,对光线具有发散作用
B. 该系统的光学元件是一个凸透镜,成正立、缩小的实像
C. 当战斗机靠近目标物时,该系统所成像的大小保持不变
D. 景物通过该系统成像时,景物到镜头的距离大于2倍焦距
【答案】D
【解析】AB.该系统与摄像机功能相似,由凸透镜成像规律可知,所以该系统的光学元件相当于一个凸透镜,对光线具有会聚作用,摄像机成的像是倒立、缩小的实像,故AB错误;
C.当战斗机逐渐靠近被跟踪物体时,物距变小,由物近像远像变大可知,像距变大,成的像变大,故C错误;
D.由凸透镜成像规律可知,成倒立、缩小的实像,物距大于二倍焦距,所以周围景物通过该系统成像时,景物到镜头的距离大于二倍焦距,故D正确。故选D。
44、如图所示某同学在镜前整理仪容,下列有关说法中正确的是( )
A. 小明走向镜子,则像将会变大
B. 小明能看清像是因为像成在视网膜上
C. 小明能在平面镜中成像是利用了光的折射原理
D. 若用科学教材挡住眼睛,那么镜中人的像就不存在
【答案】B
【解析】A.平面镜所成的像与物大小相等,所以小明走向镜子,则像的大小将会不变,故A错误;
B.人的眼睛相当于凸透镜,正常的眼睛看到物体是因为像成在视网膜上,故B正确;
C.平面镜中成像的原理是光的反射,而不是光的折射,故C错误;
D.平面镜所成的像是客观存在的,若用科学教材挡住眼睛,那么镜中人的像依然存在,故D错误。故选B。
45、下列表示飞鸟看水中鱼和看树倒影的光路图中,正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】AB.飞鸟看见水中的鱼是由于光从水中斜射入空气,偏离法线,形成的虚像在鱼的上方,故AB错误;
CD.树的倒影是光的反射形成的虚像,C图是光的折射,故C错误,D正确。故选D。
46、如图为某款数码相机的成像原理,镜头相当于一个凸透镜,影像传感器相当于光屏。拍照时,将镜头对准景物,相机通过自动调节,就能得到清晰的像。下列说法正确的是( )
A. 影像传感器上成的是正立的实像 B. 为扩大拍摄范围应将镜头靠近景物
C. 拍摄到更大的像应将镜头远离景物 D. 景物在2倍焦距以外才能成缩小的像
【答案】D
【解析】A.使用照相机时,物距大于二倍焦距,像距大于一倍焦距,小于二倍焦距,成倒立、缩小的实像,故A错误,D正确;
B.由凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,为扩大拍摄范围,像应该变小,则物距应变大,故应将镜头远离景物,故B错误;
C.由凸透镜成实像时,物近像远像变大可知,为了拍摄到更大的像,物距应减小,应将镜头靠近景物,故C错误。故选D。
47、2021年12月9日,我国航天员翟志刚、王亚平、叶光富为全国中小学生上了一堂精彩的太空授课。课上水球实验引人关注,王亚平老师站在距离水球处,我们能看到王亚平老师倒立缩小的像。接着向水球内注入气泡,能清楚的看到一正一反两个像,关于上述实验及现象说法正确的是( )
A. 没有气泡的水球相当于一个凸透镜,且焦距
B. 注入气泡后的“水球”相当于一个凹透镜
C. 注入气泡后,“正立”和“倒立”的像都是虚像
D. “正立”的像是光经过2次折射所成
【答案】A
【解析】BC.水球被气泡变为了两部分,中间是空气,气泡周围是水,这个时候整个水球就变成了两个透镜,外圈成为了一个凸透镜,所以呈现出一个倒立的实像,内圈相当于变成了两个凹透镜的组合,这个时候又出现了一个正立的虚像,故BC错误;
A.王亚平老师站在距离水球30cm处,物距为30cm,成倒立、缩小的实像,物距大于二倍焦距,所以焦距f<15cm故A正确;
D.“正立”的像经过两个凹透镜所成的像,是光经过四次折射形成的,故D错误。故选A。
48、车载摄像头在汽车领域应用广泛。关于车载摄像头下列说法正确的是( )
A. 摄像头的光学核心元件是凹透镜
B. 在这个过程中,通过摄像头成正立、缩小、实像
C. 当汽车靠近前方目标地点时,目标经过摄像头所成的像会变大
D. 摄像头拍摄的物体要处于一倍焦距到两倍焦距之间
【答案】C
【解析】ABD.摄像头和照相机的工作原理相同,光学核心元件是凸透镜,是利用物体在凸透镜的二倍焦距以外,成倒立缩小的实像的原理制成的,故ABD错误;
C.当汽车靠近前方目标地点时,物体到镜头的距离变小,根据凸透镜成实像的规律物近像远像变大,目标经过摄像头所成的像会变大,故C正确。故选C。
49、如图甲所示,蜡烛a在竖直放置的平面镜MN中所成像为,现将该平面镜竖直向下移动一段距离至图乙所示位置,则蜡烛a在平面镜中( )
A. 不成像
B. 仍成像,但像下移距离与平面镜下移距离相同
C. 仍成像,但像下移距离是平面镜下移距离的两倍
D. 仍成像,且像还在原来位置
【答案】D
【解析】平面镜所成的像与物体是关于镜面对称的,由题意可知,平面镜只是下移了,并没有改变蜡烛到平面镜的距离,所以也不会改变所成的像到平面镜的距离,像仍会在原来的位置。故选D。
50、《非遗里的中国》来到南浔区荻港古镇,镜头里的景色优美,湖水清澈,倒影如镜,如图,下列涉及光现象的说法中正确的是( )
A. 图中连廊的倒影是由于光沿直线传播形成的
B. 看到的水中“游鱼”是光的折射形成的实像
C. 电视画面是由红、绿、黄三种光的三原色混合而成
D. 摄像机镜头靠近景物时可以成更大的像
【答案】D
【解析】A.图中连廊的倒影是平面镜成像,是由光的反射形成的,故A 错误;
B.看到的水中“游鱼”是由于反射的光线有水中进入空气时发生折射,折射光线偏离法线形成的虚像,是光的折射现象,故B错误;
C.色光的三原色是红、绿、蓝,电视画面是由红、绿、蓝三种色光混合而成的,故C错误;
D.摄像机镜头靠近景物时物距减小,像距变大,可以成更大的像,故D正确。故选D。
51、如图甲所示是小金同学探究“平面镜成像特点”的实验装置。
(1)A、B两根蜡烛的大小和形状相同,这样做的目的是 ;
(2)小金同学按照如图甲所示测出来蜡烛和像的位置以及它们到平面镜的距离后,让蜡烛以的速度在桌面上沿着平面镜向右水平直线移动,像相对于蜡烛的速度是 ;
(3)实验中,若看到蜡烛A通过玻璃板成两个像,如图乙所示,其中距离观察者较近的像较 (选填“亮”或“暗”);
(4)丙图为猫咪照镜子的情境,若猫的头部位置保持不变,把镜子沿中间截成两半,将右边一半沿原来位置直线向右移一段距离,则左、右两半面镜子 。
A.各成半个像,合起来成一个完整的像B.左半边镜子成完整像,右半边不成像
C.都成完整的像,但两个像在不同位置D.都成完整的像,且两个像在同一位置
【答案】(1)便于确定像的位置 (2) 0 (3)亮 (4)D
【解析】(1)A、B两根蜡烛的大小和形状应相同,当 B与A的像重合时可知像与物大小相等,这样便于验证像和物的大小关系。
(2)平面镜成像中物与像始终关于平面镜对称,当以蜡烛为参照物时,像与蜡烛的位置未变,则为静止,因此速度为0cm/s。
(3)光线射到玻璃上,要发生反射和折射,玻璃有两个表面,前表面直接反射,较亮,所以其中距离观察者较近的像较亮。
(4)平面镜所成的像,像和物体形状、大小相 同,与平面镜的大小无关,半个平面镜仍能成完整像;平面镜左右两部分都能成完整的像,像与小猫关于镜面对称,因为其中的一半平行向后移一段距离,所以两个像的位置是不同的,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
52、在探究“凸透镜成像规律”的实验中:
(1)在挑选透镜时,把两个透镜甲、乙分别正对太阳光,在光屏上出现了如图1所示的光斑,则应选 (填“甲”或“乙”)透镜来进行实验;
(2)如图2所示,蜡烛在光屏上成倒立、等大的像,若保持凸透镜的位置不变,将蜡烛逐渐靠近凸透镜,要使光屏上仍能得到清晰的像,光屏应 (填“靠近”或“远离”)凸透镜;
(3)如图3所示,将蜡烛放在P点的位置,若切除凸透镜中间的阴影部分,再将剩余部分向中间合拢在一起,烛光通过透镜折射后能成 个像,其中通过上部分透镜所成的像的位置在原来成像位置的 (填“上方”“下方”或“原处”)。
【答案】(1)乙 (2)远离 (3)2 下方
【解析】(l)图甲光斑的中间比较暗,图乙中间出现亮斑,这说明甲对光线具有发散作用,则甲是凹透镜,乙对光线具有会聚作用,则乙是凸透镜,所以要选择乙透镜探究“凸透镜成像规律”。
(2)图2中光屏上呈现一个倒立、等大的像,此时的物距等于像距;当烛焰逐渐靠近凸透镜时,物距变小,由凸透镜成像规律可知像距应变大,所以应将光屏远离凸透镜,光屏上才会重新出现清晰的像。
(3)凸透镜中间厚、边缘薄,切去中间部分后再合拢在一起时,相当于两个透镜,光心的位置改变了,会导致上面的像下移、下面的像上移,将错位成两个像,所以,通过上部分透镜所成的像的位置在原来成像位置的下方。
53、2023年6月6日是第28个全国“爱眼日”,作为青少年要爱眼护眼,科学用眼。为进一步探究“眼睛的成像规律”,小科自制了一个水凸透镜来模拟晶状体,如图甲所示。水凸透镜通过注水或抽水可改变自身厚度大小。当向水凸透镜里注水时,水凸透镜的焦距将变小:当向水凸透镜里抽水时,水凸透镜的焦距将变大。
(1)在探究凸透镜成像的规律时,通过注射器调节水凸透镜的焦距为10cm。将蜡烛、水凸透镜和光屏固定在如图甲所示的位置上,并调整烛焰、水透镜、光屏三者中心在同一高度,目的是为了 。
(2)在光屏上得到清晰的像后,若保持光屏和水凸透镜位置不变,当蜡烛靠近水凸透镜时,要在光屏上重新得到清晰的像,可以采取什么办法?简要写出操作过程
。
(3)在所示实验场景下,小科把自己的眼镜给水凸透镜“戴上”,当注入适量的水后,他发现像再次变清晰了,由此判断小科戴的是 眼镜(选填“近视”或“远视”)。
(4)关于下列现象的分析,正确的有 。
A.在图中所示位置时,光屏上所得到的像是倒立缩小的实像
B.仅将蜡烛和光屏的位置对调,也能在光屏上得到一个倒立的实像
C.若用一张纸遮住水凸透镜的上半部分,会发现光屏上的像缺失了下半部分
D.如果保持蜡烛与凸透镜的位置不变,撤去光屏,像仍然存在
【答案】(1)使像成在光屏中央 (2)通过注射器往水凸透镜中注入适量的水
(3)近视 (4)ABD
【解析】(1)为了使像成在光屏中央,应调整烛焰、水透镜、光屏三者中心在同一高度。
(2)光屏和水凸透镜位置保持不变,当蜡烛向水凸透镜靠近时,根据凸透镜成像规律:物近像远像变大,像会成在原来像的后方,这与远视眼的成因相同,因此要想重新得到清晰的像,应通过注射器往水凸透镜中注入适量的水,使其变厚,凸透镜对光线的会聚能力增强,使像成在原来像的位置。
(3)水凸透镜中注入适量的水后凸度变大,对光的会聚能力变强,会将光线提前会聚成像,说明小科的眼镜对光具有发散作用,近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线具有发散作用。
(4) A.由图知道,此时物距大于像距,根据凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立、缩小的实像,故A正确;
B.仅将蜡烛和光屏的位置对调,此时物距等于原来的像距,像距等于原来的物距,根据在光的折射中,光路是可逆的可知,也能在光屏上得到一个倒立的实像,故B正确;
C.若用一张纸遮住水凸透镜的上半部分,下半部分仍能会聚光线成完整的像,但由于会聚的光线比原来减少,所以像比原来变暗,故C错误;
D.实像是实际光线会聚而成的,撤去光屏,并不会影响成像,即像仍然存在,只是没有光屏承接,故D正确。故选ABD。
54、小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)他们将镜面垂直于阳光,在透镜下面放上白纸(纸、镜平行)如图甲,移动白纸,测出透镜与白纸间距离s/cm与对应的白纸被烤焦的时间t/min,绘出图线乙,则可判断该透镜的焦距f为 cm;
(2)当蜡烛与凸透镜的距离如图丙时,正好在光屏上接收到清晰的像,则得到是一个清晰倒立 的实像,生活中的 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)应用了这个成像特点;
(3)取一个近视眼镜放在烛焰和凸透镜之间,发现光屏上的像模糊了,为了再次在光屏上得到烛焰清晰的像,可以将蜡烛向 (选填“左”或“右”)移动。
【答案】(1)12 (2)放大 投影仪 (3)左
【解析】(1)由图乙可知,当透镜与白纸间距s=12cm时,白纸被烤焦的时间t=4min,所用的时间最短,说明太阳光经过凸透镜会聚后该点的温度最高,这个点就是凸透镜的焦点,则测出透镜与白纸间距即为焦距f=12cm。
(2)由图丙可知,此时的物距小于像距,凸透镜成倒立放大的实像,利用这个规律制成的光学仪器是投影仪。
(3)取一个近视眼镜放在烛焰和凸透镜之间,近视眼是凹透镜,对光线具有发散作用,使得像成在了光屏的后方,为了使像成在光屏上,需要减小像距、增大物距,以将蜡烛向左移动。
55、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如图所示位置时,光屏中心出现了清晰的像。则此时光屏上呈现的是倒立、 的实像;
(2)在(1)的基础上,保持凸透镜不动,将蜡烛移至20cm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,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弱一些。
【答案】(1)缩小 (2)将光屏向右移至合适位置,待光屏上有较清晰像后再左右移动光屏,直到光屏上的像最清晰 (3)右
【解析】(1)根据能在光屏上成像,知道一定是实像,再根据物距大于像距知道,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20cm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,待光屏上有较清晰像后再左右移动光屏,直到光屏上的像最清晰。
(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,红光的偏折能力没有绿光的偏折强,理论上应将光屏向右移到合适位置,这是因为凸透镜对红光的偏折能力更弱。
56、如图所示,小科同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律,当向水透镜里注水时,水透镜的焦距将变小;当从水透镜里抽水时,水透镜的焦距将变大。
(1)如图甲所示,一束平行于主光轴的光射向水透镜,在光屏上得到一个最小最亮的光斑,则此时水透镜的焦距为 cm;
(2)小科移动蜡烛、水透镜和光屏至图乙所示位置时,恰能在光屏上看到清晰的像,利用此成像特点可制成 (“照相机”/“投影仪”);
(3)在图丙所示实验场景下,小科把自己的近视眼镜给水透镜“戴上”后,像变得模糊了。下列操作能使烛焰的像再次变得清晰的是 ;
A.从水凸透镜中抽出适量的水
B.往水凸透镜中注入适量的水
C.将光屏往透镜方向移动
(4)为了探究生活中的透镜成像现象,小科把一个装水的透明玻璃杯放在漫画前,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(如图丁)小科透过水杯看到的是老鼠的 (“实”/“虚”)像。
【答案】(1)8.0 (2)照相机 (3) B (4)实
【解析】(1)平行于主光轴的光线经凸透镜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,所以凸透镜的焦距是8.0cm。
(2)由图乙知道,物距大于像距,成倒立、缩小的实像,应用于照相机。
(3)近视镜是凹透镜,对光有发散作用,使成像远离凸透镜,若想在光屏上重新得到清晰的像,应该使光屏远离凸透镜或者应该在水透镜中加水,使透镜的折光能力变大,使成像靠近凸透镜,故B符合题意,AC不符合题意。故选B。
(4)圆柱形玻璃杯盛满水,圆柱形玻璃杯中的水中间厚边缘薄,形成水凸透镜;该凸透镜能使图片横向放大、颠倒;由丁图知道,此时的老鼠的像与原图中的老鼠相比,是放大的,左右颠倒的实像。
57、在 “探究凸透镜成像规律”的实验时:
(1)如图甲所示,平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则该凸透镜的焦距为f= cm;
(2)由于实验时间较长,蜡烛变短,烛焰的像位于光屏中心的 (“上方”或者“下方”);
(3)如图乙,保持蜡烛位置不变,移动透镜至36cm刻度线处,则人眼在 (选填“1”、“2”或“3”)处能观察到蜡烛的像;
(4)实验得到了凸透镜成像的规律,发现在图丙中蜡烛A通过凸透镜不可能形成的像是
(选填“B”、“C”、“D”或 “E”)。
【答案】(1)10.0 (2)上方 (3)2 (4) C
【解析】(1)凸透镜的焦距是凸透镜中心到焦点的距离,由图可知,该凸透镜的焦距为f=20.0cm-10.0cm=10.0cm
(2)蜡烛燃烧一段时间后,烛焰会向下移动,由于经过光心的光线的传播方向不变,则烛焰的像将位于光屏中心的上方。
(3)蜡烛位置不变,移动透镜至36cm刻度线处时u=36cm-30cm=6cm<f,此时成正立、放大的虚像,像与物在同侧,则人眼在2处能观察到蜡烛的像。
(4)当凸透镜成实像时,像都是倒立的,而像的大小可以是缩小、放大或等大;当凸透镜成虚像时,像都是正立的,且像的大小是放大的,因此由丙图可知,C是实像,不可能是正立的,故蜡烛A通过凸透镜不可能形成的像是C。
58、创新实验小组的同学们开展“制作照相机模型”实践活动。
【设计方案】
同学们设计的照相机模型如图甲。在设计伸缩筒长度时,同学们想到照相机的物距(u)应该满足u>2f,像距(v)应该满足 。
【探究调查】
(1)透镜的焦距越小,模型的伸缩纸筒就越短,越轻巧便携。为了能快速挑选出焦距小的透镜,小组同学提出疑问,凸透镜的焦距与什么因素有关 他们提出以下猜想:
a.可能与凸透镜的厚度有关
b.可能与凸透镜的材料有关
c.可能与凸透镜的半径有关
(2)为了完成以上探究,小组同学从眼镜店借来四块镜片,材料和形状如图乙所示。其中A、B、C半径相同,D半径最小;A、B厚度相同,C厚度与D相同且更大;
(3)同学们实验时,点燃蜡烛竖直放在水平桌面上,将光屏竖直放置,位置固定。拿出透镜B,使烛焰的中心和透镜的中心在同一高度上,不断调整蜡烛和透镜的位置,直到光屏上得到清晰的像,如图丙所示;
①仅将透镜B换成C,发现光屏上的像变得模糊,适当移动蜡烛的位置,光屏上的像重新变得清晰,通过分析蜡烛移动的方向可得到:当其他条件一定时,透镜越厚、折光能力越强,焦距越小,请你推断蜡烛移动的方向是 (填“靠近”或“远离”)透镜;
②再仅将操作①中的透镜C换成厚度和材料都不同的透镜A,发现光屏上的像依然清晰。分析论证可知:当透镜的厚度和材料都不同时,它的折光能力却是一样的,基于①得出的结论,可分析论证得出:凸透镜的焦距与 有关;
③若想探究凸透镜的焦距和半径的关系,应选择 两个凸透镜进行实验,观察到当保持蜡烛、凸透镜和光屏的位置不变,只更换凸透镜,光屏上的像依然清晰,只是亮度改变了。说明凸透镜的焦距和半径无关;
【选材制作】同学们充分讨论后,选择了适合的镜片完成了模型制作。
【答案】f【解析】根据凸透镜成像规律,照相机的物距(u)应该满足u>2f,成倒立缩小的实像,则像距(v)应该满足f①当其他条件一定时,仅将透镜B换成C,透镜越厚、折光能力越强,焦距越小,像距越小,为像距保持不变,物距应变小,像距才能变大,故蜡烛移动的方向是靠近。
②再仅将操作①中的透镜C换成厚度和材料都不同的透镜A,发现光屏上的像依然清晰。表明A与C的焦距是相同的,如果是同材料,A的焦距应大于C,故基于①得出的结论,可分析论证得出:凸透镜的焦距与材料有关。
③根据控制变量法,若想探究凸透镜的焦距和半径的关系,应选择材料和中间厚度相同,半径不同的两个凸透镜进行实验,如果成像特征不变,说明凸透镜的焦距和半径无关。
59、在清澈的池水中,小科看到鱼在慢慢游动,池底有鱼留下的黑色影子(如图)。
(1)水底的黑色影子是由于光的 造成的。看到的“鱼”其实是鱼的像,其比鱼的实际位置 (选填“深”或“浅”);
(2)傍晚时,吹来一阵微风,会看到水面波光粼粼,这是由于光发生了 (选填“漫”或“镜面”) 反射。
【答案】(1)直线传播 浅 (2)镜面
【解析】(1)黑色影子是由光沿直线传播形成的影子。看到的“鱼”是由光的折射形成的靠上的虚像,因此比鱼的实际位置要浅。
(2)吹来一阵微风,会看到水面波光粼粼,是因为在水面发生镜面反射,比较晃眼。
60、在学习“凸透镜成像的规律”后,某校科学兴趣小组的同学针对“手机视频app投屏需要收费”开展“自制手机投影仪”的项目化学习活动。
【投影原理】凸透镜成像规律
【实验材料】凸透镜、内部涂黑的硬纸盒(规格:28cm×20cm×12cm)、纸板、胶水、剪刀等。
【透镜选择】
(1)实验需要选择焦距合适的凸透镜,如图所示是利用太阳光测量凸透镜焦距的方法,其中最合理的是 ;
根据合理的方法,小组同学测出了实验材料所提供的凸透镜的焦距为30cm。
【产品制作】将凸透镜固定在硬纸盒的一侧,并在纸盒中卡入纸板便于放置手机,纸板可在纸盒内前后移动。产品实物图及原理图如图所示。
【产品调试】
(2)调试①:为了使投影仪使用过程中具有良好的观影效果,手机应该选择 (填“甲”或“乙”)的放置方式;
(3)调试②:小东同学建议选择光滑的白板作为屏幕,而小阳同学建议选择白墙作为屏幕。你赞成谁的建议?并说明理由: ;
【产品评价】以下表格为该小组同学制定的部分评价量表。
“自制手机投影仪设计”评价量表
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 设计合理,结构完整 结构较完整 结构不完整,有缺失
指标二 能模拟投影仪成像,成像清晰 能模拟投影仪成像,但成像效果一般 无法模拟投影仪成像
(4)兴趣小组的同学根据评价量表对某同学自制的投影仪进行评价,“指标一”评为优秀,“指标二”评为待改进。请结合凸透镜成像规律的相关知识,你认为该同学自制的投影仪还需要进行的改进是: 。
【答案】(1) B (2)乙 (3)赞成小阳同学,因为光照在白墙上会发生漫反射,人在各个方向都能清晰观影 (4)增大纸盒的长度或换用焦距较短的凸透镜
【解析】(1)利用太阳光测量凸透镜焦距,应让凸透镜正对太阳光,白纸应与凸透镜平行,来回移动透镜,找到最小最亮的光斑,光斑到透镜中心的距离即为焦距,应选择B。
(2)凸透镜成实像时,像与物上下颠倒,为了使投影仪使用过程中具有良好的观影效果手机应该应该倒着放,故应选择乙的放置方式。
(3)若用光滑的白板作为屏幕,表面光滑,发生镜面反射,反射光线将射向同一方向,其它方向的人无法清晰观影而选择白墙作为屏幕,白墙表面粗糙,发生的是漫反射,各个方向的人都能清晰观影,故成小阳的观点。
(4)由于无法模拟投影仪成像,说明,造成此现象的原因可能是纸盒的长度太短或提供的凸透镜焦距太大,故还需要进行的改进是:增大纸盒的长度或换用焦距较短的凸透镜。根据,成倒立、放大的实像。
巩固练习
1.以下光学现象的描述中,正确的是( )
A.立竿见影与日食现象的光学原理是不同的
B.海市蜃楼与平面镜成像的光学原理是相同的
C.雨后夜晚迎着月光走时,地面上亮的为水坑
D.小孔成像现象中,改变小孔的形状时,光屏上的像也随之改变
【答案】C
【知识点】光的直线传播及其应用;镜面反射与漫反射;光的折射现象及其应用
2.下列关于光学的知识,说法正确的是( )
A.光在同种介质中一定沿直线传播
B.产生光的色散的原因是光的反射
C.红、黄、蓝这三种色光可以混合出各种色光
D.光在各种介质中的传播速度都比真空中小
【答案】D
【知识点】光的直线传播及其应用;光的传播速度与光年;光的色散;色光的三(基)原色和颜料的三原色
3.关于光学现象的描述或解释正确的是( )
A.漫反射的光线杂乱无章不遵循光的反射定律
B.红外探头是通过人体辐射的红外线来识别体温高的顾客
C.能从地面上看到灯光,这是因为灯光照到较光滑瓷砖表面上发生了光的折射现象
D.彩色电视画面的颜色是由红、绿、黄三种色光合成的
【答案】B
【知识点】镜面反射与漫反射;光的折射现象及其应用;色光的三(基)原色和颜料的三原色;红外线
4.小红购买了如图所示的“画图神器”,它主要由支架和光学镜片(相当于平面玻璃板)两部分组成。使用该画图神器时,小红想让临摹的图画变大应该( )
A.将手机上的图片放大 B.将手机靠近光学镜片
C.将手机远离光学镜片 D.将绘图纸靠近光学镜片
【答案】A
【知识点】平面镜成像的原理、特点
5.对下列光学镜子的描述或解释正确的是( )
A.凸面镜能起到扩大视野的作用
B.凹面镜对光有发散作用,可应用于汽车后视镜
C.潜望镜是用三块平面镜组合使用的
D.最早用三棱镜将太阳光分解的科学家是伽利略
【答案】A
【知识点】光的反射;凸面镜和凹面镜;光的色散
6.如图甲所示,光学元件由两个凸透镜A、B组成,A的直径为D,B的直径为d(D>d),将光学元件正对阳光,把一张白纸放在它的下方,在白纸上得到了如图乙所示的两个直径均为d的圆斑。下列说法正确的是( )
A.光学元件远离白纸时,两个光斑一定同时变大
B.两个透镜的焦距可能相等
C.透镜A的焦距一定大于透镜B
D.用光学元件观察同一物体,透镜B所成的像一定比A小
【答案】C
【知识点】主光轴、光心、焦点和焦距;凸透镜成像规律及其探究实验
7.古诗词中蕴含着许多有趣的物理光学知识,下列说法正确的是( )
A.“日光下澈,影布石上”一一影子是由光的直线传播形成的
B.“山光悦鸟性,潭影空人心”一一清潭之中的倒影是由光的折射形成的
C.“人有悲欢离合,月有阴晴圆缺”一一“月圆月缺”是由光的反射形成的
D.“月下飞天镜,云生结海楼”一一海市楼是由光的色散形成的
【答案】A
【知识点】光的直线传播及其应用;光的反射;光的折射规律
【解析】【解答】A、日光下澈,影布石上”,影子是由光的直线传播形成的 ,A正确;
B、清潭之中的倒影是由光的反射形成的,B错误;
C、 月圆月缺”是由光的直线传播形成的,C错误;
D、海市楼是由光的折射形成的,D错误。
综上选A。
【分析】1、光的反射:光在同一种介质中传播中,遇到反射面,将一部分光反射回来的现象叫做光的反射,常见例子有:平面镜反射,湖面反射。
2、光的折射:光经过不同介质时,传播方向会发生偏折的现象,如:海市蜃楼、彩虹的形成、岸面看水水变浅。
3、光的直线传播:光在同种介质中沿直线传播,实例有影子的形成、日食、小孔成像、激光校准等。
8.如图甲所示,光学元件由两个凸透镜A、B组成,A的直径为D,B的直径为d,将光学元件正对阳光,把一张白纸放在它的下方,在白纸上得到了如图乙所示的两个圆斑,圆斑的直径均为d,则下列说法正确的是( )
A.两个透镜的焦距可能相等
B.透镜A的焦距一定大于透镜B
C.光学元件远离白纸时,两个光斑一定同时变大
D.用光学元件观察同一物体时,透镜A所成的像一定比B大
【答案】B
【知识点】主光轴、光心、焦点和焦距;凸透镜成像规律及其探究实验
9.下列四幅图片中,涉及到的光学知识说法不正确的是( )
A.图甲,小红看到地上的书是因为光的反射
B.图乙,用太阳灶烧水,是因为太阳灶相当于凹面镜,对光有发散作用
C.图丙,道路拐弯处安装凸面镜来扩大视野,凸面镜对光有发散作用
D.图丁,电视画面颜色由红、绿、蓝三种色光合成的
【答案】B
【知识点】光的反射;凸面镜和凹面镜;色光的三(基)原色和颜料的三原色
10.五彩缤纷的世界,色彩斑斓的比现象,为我们的生活增添了无数的乐趣。关于光现象,下列说法中不正确的是( )
A.太阳光是由各种色光混合而成的
B.彩色电视画面的颜色是由红、黄、蓝三种色光合成的
C.成语“白纸黑字”从物理学看,说明白纸反射所有色光,而黑字不反光
D.草原呈现绿色,是因为草反射了绿光
【答案】B
【知识点】光的色散;色光的三(基)原色和颜料的三原色;物体的颜色
11.爱观察的小霞对生活中一些与光学有关的现象解释错误的是( )
A.阳光下教室的玻璃窗闪闪发光,所以玻璃窗是光源
B.列队时看前一位同学的后脑勺,利用了光的直线传播
C.能看到不发光的物理书,是因为物理书反射的光射入小霞的眼睛
D.利用平面镜进行视力检查,即使空间有限也能达到标准检查距离
【答案】A
【知识点】光与光源;光的直线传播及其应用;光的反射;平面镜成像的原理、特点
12.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,人在岸边看到水中鱼的位置,比鱼在水里的实际位置高一些
B.图乙中,雨后的彩虹说明太阳光是由红、绿、蓝三种色光混合而成
C.图丙中,树荫下光斑的形状与树叶间小孔的形状有关
D.图丁中,坐在教室边上的同学看不清黑板上的字,是因为发生了光的漫反射
【答案】A
【知识点】光的直线传播及其应用;镜面反射与漫反射;光的折射现象及其应用;光的色散
13.如图所示光学现象的描述或解释正确的是( )
A.图甲说明小孔成的是倒立的虚像
B.图乙说明漫反射时光线不遵循光的反射定律
C.图丙说明白光是由各种色光混合而成的
D.图丁说明凹透镜可以矫正远视眼
【答案】C
【知识点】光的直线传播及其应用;镜面反射与漫反射;光的色散;近视眼的成因与矫正办法
14.对下列光学相关现象的解释正确的是( )
A.“小孔成像”是光沿直线传播形成的倒立的虚像
B.有经验的渔民会对准看到鱼的下方插,因为看到的鱼是光的反射所形成的虚像
C.电视色彩丰富的画面,其实是由红、黄、蓝三种色光合成的
D.医生给同学检查耳道,头上戴的额镜是凹面镜,对光起会聚作用
【答案】D
【知识点】光的直线传播及其应用;凸面镜和凹面镜;光的折射规律;色光的三(基)原色和颜料的三原色
【解析】【解答】A、 “小孔成像”是光沿直线传播形成的倒立的实像,A错误
B、 有经验的渔民会对准看到鱼的下方插,因为看到的鱼是光的折射所形成的虚像,B错误
C、 电视色彩丰富的画面,其实是由红、绿、蓝三种色光合成的,C错误
D、 医生给同学检查耳道,头上戴的额镜是凹面镜,对光起会聚作用 ,D正确
综上选B
【分析】根据光的反射、光的折射、光的直线传播、透镜成像规律判识选项
1、光的反射:光在同一种介质中传播中,遇到反射面,将一部分光反射回来的现象叫做光的反射,常见例子有:平面镜反射,湖面反射
2、光的折射:光经过不同介质时,传播方向会发生偏折的现象,如:海市蜃楼、彩虹的形成、岸面看水水变浅
3、光的直线传播:光在同种介质中沿直线传播,实例有影子的形成、日食、小孔成像、激光校准等
4、透镜成像规律:凹面镜对光线有汇聚作用,凹透镜有发散作用
二、填空题
15.某校研究性学习小组同学进行一组光学综合实践活动。
(1)如图甲将红、蓝、 三种色光照白纸上,中间相互重叠区域会出现白色;
(2)如图乙在树荫下观察:阳光透过树叶的缝隙倾泻下来,在地上留下斑驳的树影和圆形的光斑,树影和圆形的光斑形成原理 (选填“相同”或“不同”);
(3)如图丙通过三个带有小孔的不透明光屏去观察烛焰,若要看到烛焰,应将烛焰、三个小孔、人眼调到 。如果要观察到烛焰倒立的像,人眼应该对着光屏 (选填“A”“B”或“C”)的 (选填“左”或“右”)侧观察。
【答案】(1)绿
(2)相同
(3)同一直线上;B;左
【知识点】光的直线传播及其应用;色光的三(基)原色和颜料的三原色
16.表中是光在几种不同介质中的传播速度;如图甲、乙是光在这几种介质中发生折射的光路。
介质 水 玻璃 冰 空气 酒精
光速(/)
(1)综合分析表中的数据和图甲的光路图可以得出的结论是:光束从传播速度大的介质中斜射入传播速度小的介质中时,折射角 入射角(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(2)现代医学中常用超声波击碎人体内的结石,超声波从空气中斜射入人体后也类似光一样要发生折射,如图乙所示超声波进入人体击碎结石时,入射点应在O点的 (选填“左侧”或“右侧”)。
【答案】(1)小于
(2)左侧
【知识点】光的折射规律;声速
17.小华在学完光学知识后,进行了知识点总结与梳理,请你帮忙完成:
(1)太阳光是 (选填“单色光”或“多种色光混合而成”);
(2)用凸透镜观察书本上的字和窗外的景物时,适当调整物体和光屏到凸透镜的距离,除了能看见正立放大的像外,还能看到倒立 和 的像。
【答案】(1)多种色光混合而成
(2)缩小;放大
【知识点】光的色散;凸透镜成像规律及其探究实验
18.因为有了光和光学知识的应用,人们的生活变得丰富多彩。
(1)课间操站队时,同学们是利用光的 站成笔直的一队的;
(2)刷过鞋油的皮鞋,用软布反复摩擦使鞋面变得更亮,这是利用光的 反射;
(3)雨后的夜晚,为了不踩到地面上的积水,背着月光走的行人应踩在路面较 (选填“暗”或“亮”)的地方。
【答案】(1)直线传播
(2)镜面
(3)亮
【知识点】光的直线传播及其应用;镜面反射与漫反射
【解析】(1) 课间操站队时,同学们是利用光的 直线传播站成笔直的一队的。
综上 第1空、直线传播。
(2) 刷过鞋油的皮鞋,用软布反复摩擦使鞋面变得更亮 ,使得鞋油涂抹的更均匀鞋面就变得十分光滑,光射向鞋面后会发生镜面反射。
综上 第1空、 镜面。
(3) 背着月光走的行人应踩在路面较亮,是由于积水发生镜面反射,路面发生漫反射,使得路面发光较亮。
综上 第1空、 亮。
【分析】根据光的折射、光的反射、光的直线传播判识选项。
1、光的反射:光在同一种介质中传播中,遇到反射面,将一部分光反射回来的现象叫做光的反射,常见例子有:平面镜反射,湖面反射。
2、光的折射:光经过不同介质时,传播方向会发生偏折的现象,如:海市蜃楼、彩虹的形成、岸面看水水变浅。
3、光的直线传播:光在同种介质中沿直线传播,实例有影子的形成、日食、小孔成像、激光校准等。
4、漫反射是投射在粗糙表面上的光向各个方向反射的现象,镜面反射:指若反射面比较光滑,当平行入射的光线射到这个反射面时,仍会平行地向一个方向反射出来。
(1)光在同种均匀介质中沿直线传播,课间操站队时,同学们是利用光的直线传播站成笔直的一队的。
(2)因为皮鞋的表面不光滑有灰尘,光射向鞋面后发生漫反射,这样皮鞋就失去了光泽;涂上鞋油后,鞋油充分填充皮革凹坑,用布仔细擦拭,使鞋油涂抹的更均匀鞋面就变得十分光滑,光射向鞋面后会发生镜面反射。
(3)背着月光走,月光经水面发生镜面反射,没有反射光线进入人的眼睛,人感觉水面暗;地面发生漫反射,有少量的光线反射进入人的眼睛,人感觉地面亮。所以雨后的夜晚,为了不踩到地面上的积水,背着月光走的行人应踩在路面较亮的地方。
三、综合题
19.利用所学的光学知识,解释下列问题:
(1)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。
(2)摄影爱好者拍摄到“站”在水面上的水黾(一种昆虫)纤细的腿使水面发生了形变,如图乙所示;同时看到水底有带“光环”的暗影,如图丙所示,此时“形变的水”相当于 (填光学元件名称):当水黾游到水浅的地方,暗影面积会 (选填“变小”“不变”“变大”)。
【答案】(1)凸面;发散
(2)凹透镜;变小
【知识点】凸面镜和凹面镜
四、实验与探究题
20.小明复习光学知识时,利用光学实验盒,重做如下光学实验(如图)
(1)如图甲所示,探究“光的反射定律”实验中,为了使光线能在纸板上显示出来,方便实验研究,应采取的操作是 ;(选填序号“A.向纸板喷烟或雾”、“B.使光束垂直纸板射到O点”或“C.使光束贴着纸板射到O点”);
(2)如图乙所示,探究“平面镜成像特点”实验中,选用透明玻璃板而不选平面镜的原因是 ;
(3)把点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再将外形相同但不点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合,从而得出 的结论。
【答案】(1)C
(2)便于确定像的位置
(3)物与像的大小相等
【知识点】平面镜成像的原理、特点;探究平面镜成像的特点
21.小明用木板和支架制作了一个“漫画临摹神器”。如图甲所示,OA为一木板并用一可伸缩的支架支撑,在木板上放置平板电脑,平板电脑的屏幕上打开一幅待临摹的漫画,在OB处放置某光学器材,在桌面OC处平放一张白纸,可在白纸上进行临摹。
(1)OB处所放置的光学器材应该选用 (选填“普通梳妆镜”或“透明茶色玻璃”),为了增强临摹效果,该光学器材应该 (选填“厚”或“薄”)一点。
(2)开始临摹时,小明发现成像太暗看不太清,为了让像看起来更清晰些,小明可以( )
A.在图甲的状态下,将木板绕O点顺时针转动一定角度
B.在图甲的状态下,将OB处所放置的光学器材绕O点逆时针转动一定角度
C.将平板电脑的屏幕亮度调亮一些
D.将装置整体挪至光照条件更好的阳台完成临摹
(3)平板电脑发出的光在该光学器材表面上所发生的是 (选填“漫反射”或“镜面反射”)。
(4)调整木板的角度,当屏幕上漫画的像恰好与白纸重合时停止调节,该像是 (选填“实像”或“虚像”)。
(5)为了看清图案的细节,小明想要让待临摹漫画的像变大一些,以下方法合理可行的是( )
A.将平板电脑靠近该光学器材 B.将平板电脑远离该光学器材
C.将绘画纸适当靠近该光学器材 D.将平板电脑上的漫画适当放大
(6)临摹时,人眼应该在乙图中 (选填“D”“E”或“F”)处按图示方向观察。
【答案】(1)茶色玻璃;薄
(2)C
(3)镜面反射
(4)虚像
(5)D
(6)E
【知识点】镜面反射与漫反射;平面镜成像的原理、特点;探究平面镜成像的特点
22.实验课上,同学们自制了一个研究不同光学元件成像情况的组合件,如图甲所示。“插槽”可插入不同光学元件,“内筒”固定,“外筒”可左右横向移动,外筒上的“半透明薄膜”可作光屏。图乙中的光学元件分别是①凸透镜②茶色玻璃板③钻有小孔的遮光板,点燃蜡烛进行实验。
(1)如图甲所示,在插槽中插入某光学元件后,同学们在A处观察,左右移动外筒,像的大小不变,说明插入的是 ;
(2)如图甲所示,在插槽位置插入光学元件①,恰能在半透明薄膜上看到烛焰清晰的像,该像是 (选填“放大”或“缩小”)的像,如将蜡烛远离透镜,仍要在光屏上得到清晰的像,外筒应向 (选填“左”或“右”)移动;
(3)当插入某光学元件后,同学们在薄膜上即看到了清晰的像,该像是 (选填“正立”或“倒立”)的,该同学插入的可能是图乙所示光学元件中的 ;若向左移动外筒,像始终清晰,则插入的光学元件是 ,此过程中像的亮度将 (选填“变亮”、“变暗”或“不变”)。
【答案】(1)②
(2)放大;左
(3)倒立;①或③;③;变亮
【知识点】光的直线传播及其应用;凸透镜成像规律及其探究实验;探究平面镜成像的特点
23.教材实验情景再现,光学:
(1)“探究光反射时的规律”图甲为实验装置图。让一束光线EO贴着纸板射到平面板上,在纸板上会看到反射光线OF,将纸板沿ON向后折,此时在纸板上看不到反射光线,如图乙所示,此现象说明 ;在图甲中,如果让光线逆着OF的方向射到平面镜上,会看到反射光线沿着OE方向射出,此现象说明: ;
(2)“探究平面镜成像的特点”,图甲是实验装置图。在A处放一支点燃的蜡烛,可以看到竖直玻璃板后出现蜡烛的像,再拿出一支相同但未点燃的蜡烛,当移到A'处时,看到它跟A的像完全重合,这说明像和物大小 ,这种确定像与物体大小的方法是 法,经三次实验,分别将图乙中像点A'、B'、C'和对应物点A、B、C连接,发现像和物到镜面的距离 。
【答案】(1)入射光线、反射光线、法线在同一平面内;在光的反射现象中,光路可逆
(2)相等;等效替代;相等
【知识点】光的反射定律;探究平面镜成像的特点
24.在探究光学规律时,做了以下实验。
(1)在探究光的直线传播规律时,一般情况下,光传播的路径是看不到的,你在实验中显示光路的方法是: (答出一种方法即可)
(2)在探究光的反射规律的实验中,如图所示,小华想探究反射光线与入射光线是否在同一平面内,他接下来的操作应该是: ;
(3)小红同学在做“探究平面镜成像”的实验时,如图所示,小红选择玻璃板代替镜子进行实验的目的是 。选取两段完全相同的蜡烛A和B,是为了比较像与物的 关系;
(4)小红经过仔细观察,通过玻璃板看到了同一支蜡烛的两个挨得很近的像,产生这种现象的原因是 ;
(5)如果点燃竖直放在水平桌面上的蜡烛A,在玻璃板后面的桌面上无论怎样移动蜡烛B,都无法与蜡烛A的像完全重合,其原因是 ;
(6)小红将蜡烛逐渐远离玻璃板时,它的像 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1)喷洒水雾
(2)将纸板2向前(后)折,观察在纸板2上是否有反射光线
(3)便于找到像的位置大小,对于相距与物距,对于像和物大小关系;大小
(4)玻璃较厚,前后两个反射面有两次反射成像
(5)玻璃板和桌面不垂直
(6)不变
【知识点】探究平面镜成像的特点
【解析】【解答】(1)光在空气中传播的路径看不见,可喷洒水雾或烟雾,或在液体中滴加几滴牛奶,显示光的传播路径。
(2)探究反射光线与入射光线是否在同一平面内,使承接光线的纸板不在同一平面镜,看能否看到反射光线,可将纸板2向后折,进行实验。
(3)探究平面镜成像时,玻璃板代替平面镜,利用玻璃板的透明,便于确定像的位置;选择两段相同的蜡烛,利用等效替代法,探究像的大小和物的大小关系。
(4)实验时,玻璃较厚,前后两个面都反光成像,成像位置不同,能看到同一个蜡烛的两个像。
(5)平面镜成像时,像与物关于镜面对称,当玻璃板和水平桌面不垂直于,像不在水平桌面上,偏高或偏低,移动后面的蜡烛,不可能与前面蜡烛的像完全重合。
(6)平面镜成的像,大小和物体相同,蜡烛逐渐远离玻璃板时,像和物体相等,大小不变。
【分析】(1)在空气中喷洒水雾,可以呈现光路;
(2)探究反射光线和入射光线是否在同一平面内,改变纸板位置,使纸板不在同一平面,观察是否有光线;
(3)平面镜成像时,玻璃板代替平面镜,确定像的位置;利用等大的蜡烛,探究像和物体的大小关系;
(4)平面镜成像时,厚玻璃成像有重影;
(5)平面镜和桌面不垂直,物体在桌面上,像不在桌面上;
(6)平面镜成像时,像和物体大小相等。
(1)一般情况下,光传播的路径是看不见的,我们可以采用能量比较集中的红色激光束,或在液体中滴加几滴牛奶,并放在光线比较暗的房间内观察,这样比较容易看见光的传播路径。
(2)要探究反射光线与入射光线是否在同一平面内,可将纸板2向前(后)折,观察在纸板2上是否有反射光线。
(3)[1]选择玻璃板代替平面镜便于观察并确定像的位置,以便比较像距和物距,像的大小和物的大小关系。
[2]选择两段相同的蜡烛,用一根蜡烛与另一个根蜡烛的像比较,利用等效替代法,这样便于比较像和物的大小关系。
(4)由于像是由光的反射形成的,而普通玻璃的前后两个面都能反射光,能成两个像,所以通过玻璃板,该同学看到了同一个蜡烛的两个像。
(5)像与物是关于镜面对称的,实验时玻璃板要垂直于水平桌面放置,否则成的像就偏高或偏低,这时将蜡烛垂直摆在桌面上在玻璃后面无论怎样移动都不可能与前面蜡烛的像完全重合。
(6)平面镜成像的特点是“等大、等距、等大”,小红将蜡烛逐渐远离玻璃板时,它的像依旧和物体等大而不发生变化。
25.如图甲所示,在暗室中做光学实验。
(1)实验中可以观察到白屏上出现彩色光带,这种现象被称为 ,其中红、绿、蓝称为光的 。最早通过该实验研究该现象的是英国物理学家 ,图中A端是 色;
(2)取一块红色玻璃加在三棱镜与白屏之间,则白屏上将会呈现 色光斑;
(3)拿掉玻璃,将白屏换成蓝色屏,我们能看到 ;
(4)图乙中,一束红光经三棱镜折射后,在白色光屏上a点处形成一个红色光斑,保持入射光位置、方向及三棱镜位置不变,仅将红光改为白光,则光屏上a点处的光斑 (填“一定”或“可能”)是红色的;若将红光改为紫光,则光屏水平向 移动,紫色光斑可位于a点处。
【答案】(1)光的色散;三原色;牛顿;紫
(2)红
(3)蓝色
(4)一定;左
【知识点】光的色散;色光的三(基)原色和颜料的三原色;物体的颜色
26.学习了光学知识后,小杜对有关探究实验进行了回顾和思考:
(1)如图甲所示是“探究光的反射规律”的装置:将一张可以沿ON折转的白色硬纸板ABCD 放置在平面镜上,让一束光紧贴硬纸板射向镜面上的O点,可在ABCD平面内看到反射光线,实验中使用可折转的硬纸板,除了能呈现光路外,另一个目的是探究 ;
(2)为了探究反射角与入射角的大小关系,应进行的操作是________(选填选项字母);
A.改变纸板与平面镜的夹角
B.沿ON向后转动纸板
C.多次改变光线入射的角度,并测量对应反射角和入射角的大小
(3)如图乙所示,在探究“平面镜成像特点”的实验中。当蜡烛A远离玻璃板时,像的大小 (选填“变小”“变大”或“不变”),把蜡烛放在距离玻璃板20cm处,它的像到蜡烛的距离是 cm;
(4)实验中,当蜡烛B与蜡烛A的像完全重合时,撤去蜡烛B并在原蜡烛B的位置放一光屏,人眼直接观察光屏,光屏上 (选填“能”或“不能”)出现蜡烛A的像;
(5)将蜡烛A取走,正立放置一电子手表在该位置,从平面镜中看到的时间如图丙所示,则实际时间是 。
【答案】(1)竖直;入射光线、反射光线、法线是否在同一平面内
(2)C
(3)不变;40
(4)不能
(5)15:01
【知识点】光的反射定律;探究平面镜成像的特点
27.小明利用器材做声学、光学实验探究。
(1)探究影响音调的因素:如图甲所示,拨动钢尺的一端,听它发出的声音,同时观察它振动的快慢,多次改变钢尺伸出桌边的长度,每次用同样的力度拨动钢尺,观察到钢尺伸出桌面的长度越短,振动越快,发出声音的音调越 ;由此可得结论:音调的高低与发声体振动的 有关。
(2)用如图乙所示的装置探究光的反射定律:图中红激光笔发出的光相当于 线;多次改变入射角的大小,测得数据如表所示,根据表中数据得出的结论和其他组不一致,请你分析该实验过程中可能出现的问题是把反射光线与 的夹角当成了反射角;从A侧往B侧看,当我们观察到三条光线重合时证明 。
入射角/° 20 30 40 50 60 70
反射角/° 70 60 50 40 30 20
【答案】(1)高;频率
(2)法;镜面;反射光线、入射光线和法线在同一平面
【知识点】光的反射定律;音调及音调与频率的关系
28.学习了透镜的知识以后,芳芳借来了爷爷的眼镜片进行了探究光学成像实验:
(1)如图1所示,太阳光经过镜片在光屏上形成了一个最小最亮的光斑,由此判断,爷爷佩戴的是 (选填“近视镜”或“远视镜”),由图可知,该透镜的焦距是 cm;
(2)点燃蜡烛后,调节烛焰中心、透镜中心和光屏中心大致在 ;
(3)如图2,芳芳将蜡烛移至光具座上20cm刻度线处,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,则该像是 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的像,生活中的 就是利用这个规律制成的;
(4)芳芳将蜡烛移至光具座上35cm刻度线处,在透镜位置不变时,要在光屏上成清晰的像,光屏应向 (选填“靠近”或“远离”)透镜方向移动,才能在光屏上再次成清晰的像;
(5)芳芳将蜡烛移至光具座上45cm刻度线处,此时 (选填“能”或“不能”)在光屏上接收到清晰的像;
(6)实验过程中,燃烧的蜡烛在不断缩短,导致光屏上的像向 (选填“上”或“下”)移动;
(7)某小组同学将发光的小灯泡放在该凸透镜的焦点处,在透镜另一侧将光屏沿主光轴远离透镜的过程中,光屏上的光斑大小将 。
【答案】(1)远视镜;10.0
(2)同一高度
(3)缩小;照相机
(4)远离
(5)不能
(6)上
(7)不变
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
29.下面是同学们在复习光学知识时,回顾实验中找到的像并分析成像特点的实验过程:
(1)同学们应用如图甲装置研究小孔成像,实验中只将光屏靠近或远离小孔发现光屏上均有像,但成像的 情况不同(选填“大小”或“正倒”);所成像的形状与孔的形状 (选填“有关””或“无关”);
(2)同学们用焦距为10.0cm的凸透镜探究凸透镜成像规律。实验前,调整烛焰和光屏的中心与凸透镜的光心在 ,当蜡烛在图乙位置时,眼睛应在图中 (选填“A”、“B”或“C”)位置观察成像,此时成的像是 (选填“正立”或“倒立”)、 (选填“放大”、“缩小”、“等大”)的 (选填“虚像”或“实像”)。
【答案】(1)大小;无关
(2)同一高度;B;正立;放大;虚像
【知识点】光的直线传播及其应用;凸透镜成像规律及其探究实验
30.学习了透镜的知识以后,芳芳借来了爷爷的眼镜片进行了探究光学成像实验:
(1)如图1所示,太阳光经过镜片在光屏上形成了一个最小最亮的光斑,由此判断,爷爷佩戴的是 (选填“近视镜”或“远视镜”),由图可知,该透镜的焦距是 cm;
(2)点燃蜡烛后,调节烛焰中心、光屏中心在透镜的 上;
(3)如图2,芳芳将蜡烛移至光具座上20cm,刻度线处,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,则该像是 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的像,生活中的 就是利用这个规律制成的;
(4)芳芳将蜡烛移至光具座上35cm,刻度线处,在透镜位置不变时,要在光屏上成清晰的像,光屏应向 (选填“靠近”或“远离”)透镜方向移动,才能在光屏上再次成清晰的像;
(5)芳芳将蜡烛移至光具座上45cm刻度线处,此时 中小学教育资源及组卷应用平台
光学综合专题
1、如图所示,人脸识别一体机通过摄像机镜头来捕捉人脸信息,下列说法正确的是( )
A. 屏幕上所成的是缩小的虚像
B. 该摄像机镜头是一个凹透镜
C. 若镜头的焦距为f,人脸到镜头的距离应大于2f
D. 若要使屏幕上显示的人脸小一些,人应离镜头近些
2、用如图所示的球形鱼缸养鱼,分别从上方和侧面观赏缸内的鱼,下列表述正确的是( )
A. 从侧面看到的鱼是左右相反的像 B. 从上方看到的鱼比实际位置浅
C. 从侧面看到的鱼是正立放大的实像 D. 从上方看到的鱼是光的直线传播形成的
3、如图所示是人眼通过平面镜看到蜡烛成像的光路图,下列说法错误的是( )
A. 蜡烛的像是光的反射形成的 B. 蜡烛燃烧变短,像也会变短
C. 把平面镜竖直上移,像会上移 D. 蜡烛的像是与物体等大的虚像
4、婺州古城的夜景、江景非常美丽。如图是一位市民拍摄的照片,江岸两旁霓虹灯闪烁变幻,倒映在镜子似的水面上,光影交错,十分壮观。下列描述正确的是( )
A. 水面上的倒影是光的折射造成的 B. 霓虹灯内充入的主要是稀有气体
C. 岸上和水中会发光的物体都是光源 D. 看远处光影模糊时可配戴凸透镜矫正
5、小滨和小江决定用如图所示的器材做光学实验。小滨将一根蜡烛放在如图所示的位置,此时在薄膜上呈现了一个像;小江用一块凸透镜,把它嵌入小孔中,刚好也能在薄膜上出现了一个清晰的像。以下说法错误的是( )
A. 两次实验成像的原理都是光的折射
B. 两次实验在薄膜上成的像都是倒立的
C. 两次实验在薄膜上成的像都是实像
D. 小滨在第一次实验的基础上将薄膜的位置适当向右移动,此时薄膜上的像变大
6、如图甲是用凸透镜、蜡烛、光屏等器具模拟人体眼球成像原理的实验装置。图乙是眼球模型,晶状体相当于焦距可以调节的凸透镜,当人从看清近处物体渐渐转为看清远处物体时,折光能力渐渐变弱,视网膜相当于光屏。当实验中蜡烛从两倍焦距处逐步靠近凸透镜时,此时应该进行的操作是( )
A. 更换焦距更大的凸透镜
B. 更换焦距更小的凸透镜
C. 将光屏向右移动一段距离
D. 将光屏向左移动一段距离
7、如图所示,玻璃板与水平桌面垂直,其左侧放置一支燃着的蜡烛,下列分析正确的是( )
A. 若将光屏放在玻璃板右侧合适位置,光屏上会有蜡烛的像
B. 若将蜡烛远离玻璃板,则像会远离玻璃板但大小不变
C. 若将玻璃板换成平面镜,则蜡烛能在平面镜中成等大的实像
D. 若将玻璃板倾斜,则无法观察到蜡烛的像
8、如图,这是摄影爱好者孙老师在平静的湖边拍摄的照片。下列关于照相机使用及真实景物与它在湖中的倒影区别错误的( )
A. 照相时景物与相机距离应大于2倍焦距
B. 在底片上所成像是倒立、缩小的实像
C. 景物与倒影对称于水面
D. 倒影比真实景物略暗一些,倒影中物体的高度比真实物体略大一些
9、凸透镜成像实验中,移动物体到某位置时,能在光屏上成清晰缩小的像,则下列能成立的是( )
①如果将物体靠近凸透镜,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏必须远离凸透镜,且光屏移动距离先大于后小于物体移动距离;
②同时移动物体与光屏,且移动距离相同,有可能在光屏上成清晰缩小的像;
③换用焦距较小的凸透镜后,仍要在光屏上得到清晰的像,如果只移动光屏,光屏必须靠近凸透镜;
④保持物体和光屏位置不变,移动凸透镜,一定可以在光屏上得到另一个清晰的像.
A. ①③ B. ②④ C. ②③ D. ③④
10、某兴趣小组开展“创新服务生活,科技改变未来”科技创新活动,模拟制作一款“智能”行驶玩具车。该玩具车利用车载传感器(摄像头、雷达)采集生成道路特征数据,完成“自动”驾驶。作为传感器之一的摄像头,下列说法正确的是( )
A. 摄像头的镜头是凹透镜 B. 遇障碍物时,要想生成更大的像,镜头应该向前伸
C. 摄像头成的像是正立的虚像 D. 成像时障碍物位于镜头的两倍焦距以内
11、如图所示,是一束激光射向平行玻璃砖后出现多束光线的情景,则下列说法正确的是( )
A. 图中光束b是入射光线
B. 图中光束c是反射光线
C. 若图中光束a顺时针转动,则d也顺时针转动
D. 若图中光束a顺时针转动,则b也顺时针转动
12、小科利用如图所示的装置,探究平面镜成像的特点。下列说法正确的是( )
A. 用玻璃板代替平面镜,目的是使蜡烛a的像更清晰
B. 本实验中,要用另一根大小相同的蜡烛代替蜡烛a与像重合
C. 将光屏放到像的位置,光屏能够承接到像
D. 将蜡烛a靠近玻璃板,它所成的像大小变大
13、平静的湖面上倒映着湛蓝的天空、洁白的云朵以及游客留下的纤细的身影(如图)。对照片及景象分析正确的是( )
A. 倒影是光的反射形成的 B. 身影是光的折射形成的
C. 倒影与身影一定与人物等大 D. 该照片是相机成的正立、缩小的实像
14、湖面上飞过一只白鹭,岸边摄影师拍摄的照片如图所示。下列说法正确的是( )
A. 白鹭的倒影是正立的虚像
B. 白鹭飞离水面时,它的倒影会变小
C. 白鹭在照相机里成倒立缩小的虚像
D. “水中的白鹭”是由光的折射形成的
15、自动采血机器人(如图)是利用红外线和超声波成像技术工作,它可精准定位静脉血管、智能选择穿刺的路径,采血成功率高。下列说法正确的是( )
A. 红外线摄像头所成的血管影像是虚像 B. 被刺的血管位于人皮肤的表皮层
C. 人能听到采血机器人发出的超声 D. 采血时手不缩回是因受大脑控制
16、随着科技的发展,许多汽车配备智能眼镜——HUD抬头显示技术。它将行车各项信息以投影方式显示在视野前方,司机不需要低头看屏幕,提升了行车安全(如图甲),如图乙是成像原理简图。下列分析合理的是( )
A. 司机看到的像是实像
B. 成像原理是光的反射
C. ∠1是折射角
D. 若看到的像过低,可以将“行车信息”竖直向上提高一点
17、防溺水是一项需要常抓不懈的工作。溺水事件的发生,其中一个重要的原因,是因为人们估测到水的深度比实际的要浅,下列各现象中与此光学原理相同的是( )
A. 树下光斑 B. 铅笔“折断”
C. 墙上手影 D. 水中倒影
18、人在岸上看到水中的一条鱼,如图N点是人眼在M处看到的鱼的位置。若从M处射出一束激光,要使激光照射到鱼上,则激光应对准哪点射出( )
A. N点 B. N点右方
C. N点正上方 D. N点正下方
19、战国时期,《墨经》中已经记载了影子的形成、平面镜的反射等光学问题。图中的光学现象与平面镜的成像原理相同的是( )
A. 夜晚的灯光 B. 雨后的彩虹
C. 放大镜下的花朵 D. 水中的房子
20、小宁在探究“平面镜成像”和“凸透镜成像”两个实验时,分别把一个不透明且不光滑的挡板放置于如图甲、乙所示的位置。下列关于小宁从图中眼睛的视角是否能看到像的说法,正确的是( )
A. 甲图中能看到像,而乙图中看不到像
B. 甲、乙两图中均看不到像
C. 乙图中能看到像,而甲图中看不到像
D. 甲、乙两图中均能看到像
21、晚上,小安在客厅里的玻璃窗上看到了客厅里灯的像。如图所示,当他水平向左缓缓推动玻璃窗时,玻璃窗中灯的像( )
A. 保持静止 B. 向左运动 C. 变大 D. 变小
22、某同学选取了3 只相同的蜡烛,其中只有A 蜡烛被点燃。用玻璃板作为平面镜,使 A烛焰的像落在B蜡烛上,就能观察到“B蜡烛被点燃”(如图甲)。俯视图如图乙所示。若现在要观察到“C蜡烛被点燃”,则需要将玻璃板的位置调整为下图中的( )
A. B.
C. D.
23、如图所示是“探究平面镜成像特点”的实验装置以下关于平面镜成像的说法错误的是( )
A. 选用玻璃板代替平面镜,主要是为了确定像的位置
B. 选用的两支蜡烛要完全一样,目的是为了探究像与物的大小关系
C. 图乙所示的玻璃板中蜡烛A的像偏低且倾斜
D. 当蜡烛A远离玻璃板时,它的像的大小将变小
24、下列是一些常见的光学实验,其中实验设计与实验目的不相符的是( )
A. 图甲:改变小孔形状,是为了研究像的形状与小孔的形状是否有关
B. 图乙:用玻璃板代替平面镜,是为了便于确定像的位置
C. 图丙:抬起木板的B端使杯子倾斜,可研究折射角随入射角变化规律
D. 图丁:用平行光正对凸透镜照射,移动光屏,是为了测量凸透镜的焦距
25、如图,在“探究凸透镜成像规律”的实验中,“F”光源在光屏上恰好成清晰的像。若保持透镜位置不变,将光屏和光源的位置互换,则光屏上( )
A. 出现缩小的像 B. 出现放大的像
C. 出现等大的像 D. 没有出现实像
26、如图为位于舟山东海云廊的日晷台,“日晷”是通过太阳位置变化引起晷针影子移动来测量时间的装置。晷针影子形成的原理是( )
A. 光的反射 B. 光的折射
C. 光的色散 D. 光的直线传播
27、用玻璃板作为平面镜,使蜡烛的像成在装满水的烧杯中,就能观察到“蜡烛在水中燃烧”(如图甲)。若蜡烛的像位置如图乙所示,要使像移到烧杯中,仅移动玻璃板,则移动的方向应是( )
A. ① B. ② C. ③ D. ④
将玻璃板A、B竖直立在水平桌面上,且两玻璃板之间相互垂直,把一支蜡烛点燃后放在桌28、面上,成像情况如图所示,其中玻璃板 B中出现了两个不完全重叠的像。下列说法正确的是( )
A. 蜡烛在两块玻璃板中所成像的原理不相同
B. 玻璃板 A 中所成的像比玻璃板 B 中所成的像小
C. 玻璃板 B比玻璃板 A 更适合研究平面镜成像特点
D. 两块玻璃板被同时竖直提起,蜡烛的像位置都不变
29、为了探究凸透镜成像的规律,小明用两根高度不同的蜡烛、焦距为10厘米的凸透镜和光屏等器材按如图进行实验,则小明在光屏上观察到烛焰成像的情况是( )
A. B.
C. D.
30、视觉形成过程中,形成图像和产生视觉的部位分别是( )
A. 视网膜、视网膜 B. 大脑、大脑 C. 视网膜、大脑 D. 大脑、视网膜
31、杭州洲际酒店(InterContinentalHangzhou)坐落于杭州钱江新城中央商务区,临靠潮水闻名天下的钱塘江,此图为雨后的摄影作品,下列说法错误的是( )
A. 小科看到酒店在水中的倒影,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,看到酒店变模糊了,是因为酒店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酒店,看到了酒店倒立的像,这个像是实像
D. 小科用手指组成方框“取景”,方框离眼睛远,“取景”范围小,是因为光沿直线传播
32、小敏透过水杯看见《科学作业本》上的“科”字呈如图所示的放大效果。下列选项中与其成像规律相同的是( )
A. B.
C. D.
33、下列是教材中一些光学实验,其中实验设计与实验目的不相符的是( )
A. 甲图:将右侧背景板向后折,是为了探究反射光线与入射光线、法线是否在同一平面上
B. 乙图:用茶色玻璃代替平面镜,是为了便于确定像的位置
C. 丙图:往碗中加水,是为了研究光从空气射入水中时发生的折射现象
D. 丁图:将近视眼镜放到凸透镜与蜡烛之间,是为了模拟近视眼眼球缺陷及矫正
34、在“探究凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛、透镜和光屏的位置如图甲所示,图乙是通过实验得到的凸透镜成像时像距v和物距u关系图像,据图判断以下说法正确的是( )
A. 图甲中光屏上呈正立等大的实像
B. 图甲中蜡烛位置不变,将透镜移到60cm刻度处 要在光屏上再次看到清晰的像,应将光屏移到80cm刻度处
C. 图甲中将一个近视眼镜片放在透镜和烛焰之间,将光屏适当左移,光屏上能再次呈现清晰的像
D. 凸透镜成缩小的像时,像移动速度小于物体移动的速度
35、下列选项中可以用如图所示的光路图解释的是( )
A. 人眼看到水中“蓝天白云”
B. 人眼看到水中的“鱼”
C. 水中的潜水员看到水面上的“路灯”
D. 潜水艇中的士兵通过潜望镜观察海面上的“舰艇”
36、如图为水中活动的北极熊,其水面下的身体与水面上的头似乎分了家。产生这种现象的原因是( )
A. 光的折射 B. 光的反射
C. 光的直线传播 D. 光的色散
37、根据如图所示的光线,虚线框内应填入的光学元件是( )
A. B. C. D.
38、“影”是我们日常生活中常见的光现象,如夏天乘凉的“树影”;民间皮影戏的“皮影”;岸边景色在水中形成的“倒影”;春游时的“摄影”等。下列说法中正确的是( )
A. 树影是由光的直线传播形成的 B. 皮影利用了平面镜成像的原理
C. 倒影是由光的折射形成的 D. 摄影时照相机内成正立、缩小的虚像
39、“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
40、如图,小敏在家中做凸透镜成像实验,墙上出现一个倒立缩小清晰的像。下列说法正确的是( )
A. 墙上所成的烛焰像是虚像
B. 手和透镜的影子是光的反射形成的
C. 若透镜不动,蜡烛远离透镜,手和透镜的影子大小不变
D. 若蜡烛不动,透镜靠近蜡烛,能再次呈现清晰的烛焰像
41、如图所示是一束光由空气进入某透明物质时,在界面上发生的反射和折射的光路,则下列判断正确的是( )
A. AO可能是入射光线 B. BO可能是折射光线
C. OC必定是反射光线 D. BO必定是入射光线
42、如图是塔式热发电系统的一项关键技术。发电站安装有许多定日镜(即平面镜),每一个定日镜都由自动跟踪太阳光装置控制,以便准确的将太阳光反射后会聚到高塔顶部的接收器上。下列光现象中与定日镜工作原理相同的是( )
A. 水中倒影 B. 雨后彩虹
C. 沙漠蜃景 D. 小孔成像
43、如图所示为歼—20战斗机上的光电搜索跟踪系统,该系统与摄像机功能相似,能为战斗机提供感知外界的“视觉”。下列有关该系统说法正确的是( )
A. 该系统的光学元件是一个凹透镜,对光线具有发散作用
B. 该系统的光学元件是一个凸透镜,成正立、缩小的实像
C. 当战斗机靠近目标物时,该系统所成像的大小保持不变
D. 景物通过该系统成像时,景物到镜头的距离大于2倍焦距
44、如图所示某同学在镜前整理仪容,下列有关说法中正确的是( )
A. 小明走向镜子,则像将会变大
B. 小明能看清像是因为像成在视网膜上
C. 小明能在平面镜中成像是利用了光的折射原理
D. 若用科学教材挡住眼睛,那么镜中人的像就不存在
45、下列表示飞鸟看水中鱼和看树倒影的光路图中,正确的是( )
A. B.
C. D.
46、如图为某款数码相机的成像原理,镜头相当于一个凸透镜,影像传感器相当于光屏。拍照时,将镜头对准景物,相机通过自动调节,就能得到清晰的像。下列说法正确的是( )
A. 影像传感器上成的是正立的实像 B. 为扩大拍摄范围应将镜头靠近景物
C. 拍摄到更大的像应将镜头远离景物 D. 景物在2倍焦距以外才能成缩小的像
47、2021年12月9日,我国航天员翟志刚、王亚平、叶光富为全国中小学生上了一堂精彩的太空授课。课上水球实验引人关注,王亚平老师站在距离水球处,我们能看到王亚平老师倒立缩小的像。接着向水球内注入气泡,能清楚的看到一正一反两个像,关于上述实验及现象说法正确的是( )
A. 没有气泡的水球相当于一个凸透镜,且焦距
B. 注入气泡后的“水球”相当于一个凹透镜
C. 注入气泡后,“正立”和“倒立”的像都是虚像
D. “正立”的像是光经过2次折射所成
48、车载摄像头在汽车领域应用广泛。关于车载摄像头下列说法正确的是( )
A. 摄像头的光学核心元件是凹透镜
B. 在这个过程中,通过摄像头成正立、缩小、实像
C. 当汽车靠近前方目标地点时,目标经过摄像头所成的像会变大
D. 摄像头拍摄的物体要处于一倍焦距到两倍焦距之间
49、如图甲所示,蜡烛a在竖直放置的平面镜MN中所成像为,现将该平面镜竖直向下移动一段距离至图乙所示位置,则蜡烛a在平面镜中( )
A. 不成像
B. 仍成像,但像下移距离与平面镜下移距离相同
C. 仍成像,但像下移距离是平面镜下移距离的两倍
D. 仍成像,且像还在原来位置
50、《非遗里的中国》来到南浔区荻港古镇,镜头里的景色优美,湖水清澈,倒影如镜,如图,下列涉及光现象的说法中正确的是( )
A. 图中连廊的倒影是由于光沿直线传播形成的
B. 看到的水中“游鱼”是光的折射形成的实像
C. 电视画面是由红、绿、黄三种光的三原色混合而成
D. 摄像机镜头靠近景物时可以成更大的像
51、如图甲所示是小金同学探究“平面镜成像特点”的实验装置。
(1)A、B两根蜡烛的大小和形状相同,这样做的目的是 ;
(2)小金同学按照如图甲所示测出来蜡烛和像的位置以及它们到平面镜的距离后,让蜡烛以的速度在桌面上沿着平面镜向右水平直线移动,像相对于蜡烛的速度是 ;
(3)实验中,若看到蜡烛A通过玻璃板成两个像,如图乙所示,其中距离观察者较近的像较 (选填“亮”或“暗”);
(4)丙图为猫咪照镜子的情境,若猫的头部位置保持不变,把镜子沿中间截成两半,将右边一半沿原来位置直线向右移一段距离,则左、右两半面镜子 。
A.各成半个像,合起来成一个完整的像B.左半边镜子成完整像,右半边不成像
C.都成完整的像,但两个像在不同位置D.都成完整的像,且两个像在同一位置
52、在探究“凸透镜成像规律”的实验中:
(1)在挑选透镜时,把两个透镜甲、乙分别正对太阳光,在光屏上出现了如图1所示的光斑,则应选 (填“甲”或“乙”)透镜来进行实验;
(2)如图2所示,蜡烛在光屏上成倒立、等大的像,若保持凸透镜的位置不变,将蜡烛逐渐靠近凸透镜,要使光屏上仍能得到清晰的像,光屏应 (填“靠近”或“远离”)凸透镜;
(3)如图3所示,将蜡烛放在P点的位置,若切除凸透镜中间的阴影部分,再将剩余部分向中间合拢在一起,烛光通过透镜折射后能成 个像,其中通过上部分透镜所成的像的位置在原来成像位置的 (填“上方”“下方”或“原处”)。
53、2023年6月6日是第28个全国“爱眼日”,作为青少年要爱眼护眼,科学用眼。为进一步探究“眼睛的成像规律”,小科自制了一个水凸透镜来模拟晶状体,如图甲所示。水凸透镜通过注水或抽水可改变自身厚度大小。当向水凸透镜里注水时,水凸透镜的焦距将变小:当向水凸透镜里抽水时,水凸透镜的焦距将变大。
(1)在探究凸透镜成像的规律时,通过注射器调节水凸透镜的焦距为10cm。将蜡烛、水凸透镜和光屏固定在如图甲所示的位置上,并调整烛焰、水透镜、光屏三者中心在同一高度,目的是为了 。
(2)在光屏上得到清晰的像后,若保持光屏和水凸透镜位置不变,当蜡烛靠近水凸透镜时,要在光屏上重新得到清晰的像,可以采取什么办法?简要写出操作过程
。
(3)在所示实验场景下,小科把自己的眼镜给水凸透镜“戴上”,当注入适量的水后,他发现像再次变清晰了,由此判断小科戴的是 眼镜(选填“近视”或“远视”)。
(4)关于下列现象的分析,正确的有 。
A.在图中所示位置时,光屏上所得到的像是倒立缩小的实像
B.仅将蜡烛和光屏的位置对调,也能在光屏上得到一个倒立的实像
C.若用一张纸遮住水凸透镜的上半部分,会发现光屏上的像缺失了下半部分
D.如果保持蜡烛与凸透镜的位置不变,撤去光屏,像仍然存在
54、小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)他们将镜面垂直于阳光,在透镜下面放上白纸(纸、镜平行)如图甲,移动白纸,测出透镜与白纸间距离s/cm与对应的白纸被烤焦的时间t/min,绘出图线乙,则可判断该透镜的焦距f为 cm;
(2)当蜡烛与凸透镜的距离如图丙时,正好在光屏上接收到清晰的像,则得到是一个清晰倒立 的实像,生活中的 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)应用了这个成像特点;
(3)取一个近视眼镜放在烛焰和凸透镜之间,发现光屏上的像模糊了,为了再次在光屏上得到烛焰清晰的像,可以将蜡烛向 (选填“左”或“右”)移动。
55、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如图所示位置时,光屏中心出现了清晰的像。则此时光屏上呈现的是倒立、 的实像;
(2)在(1)的基础上,保持凸透镜不动,将蜡烛移至20cm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,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弱一些。
56、如图所示,小科同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律,当向水透镜里注水时,水透镜的焦距将变小;当从水透镜里抽水时,水透镜的焦距将变大。
(1)如图甲所示,一束平行于主光轴的光射向水透镜,在光屏上得到一个最小最亮的光斑,则此时水透镜的焦距为 cm;
(2)小科移动蜡烛、水透镜和光屏至图乙所示位置时,恰能在光屏上看到清晰的像,利用此成像特点可制成 (“照相机”/“投影仪”);
(3)在图丙所示实验场景下,小科把自己的近视眼镜给水透镜“戴上”后,像变得模糊了。下列操作能使烛焰的像再次变得清晰的是 ;
A.从水凸透镜中抽出适量的水
B.往水凸透镜中注入适量的水
C.将光屏往透镜方向移动
(4)为了探究生活中的透镜成像现象,小科把一个装水的透明玻璃杯放在漫画前,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(如图丁)小科透过水杯看到的是老鼠的 (“实”/“虚”)像。
57、在 “探究凸透镜成像规律”的实验时:
(1)如图甲所示,平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则该凸透镜的焦距为f= cm;
(2)由于实验时间较长,蜡烛变短,烛焰的像位于光屏中心的 (“上方”或者“下方”);
(3)如图乙,保持蜡烛位置不变,移动透镜至36cm刻度线处,则人眼在 (选填“1”、“2”或“3”)处能观察到蜡烛的像;
(4)实验得到了凸透镜成像的规律,发现在图丙中蜡烛A通过凸透镜不可能形成的像是
(选填“B”、“C”、“D”或 “E”)。
58、创新实验小组的同学们开展“制作照相机模型”实践活动。
【设计方案】
同学们设计的照相机模型如图甲。在设计伸缩筒长度时,同学们想到照相机的物距(u)应该满足u>2f,像距(v)应该满足 。
【探究调查】
(1)透镜的焦距越小,模型的伸缩纸筒就越短,越轻巧便携。为了能快速挑选出焦距小的透镜,小组同学提出疑问,凸透镜的焦距与什么因素有关 他们提出以下猜想:
a.可能与凸透镜的厚度有关
b.可能与凸透镜的材料有关
c.可能与凸透镜的半径有关
(2)为了完成以上探究,小组同学从眼镜店借来四块镜片,材料和形状如图乙所示。其中A、B、C半径相同,D半径最小;A、B厚度相同,C厚度与D相同且更大;
(3)同学们实验时,点燃蜡烛竖直放在水平桌面上,将光屏竖直放置,位置固定。拿出透镜B,使烛焰的中心和透镜的中心在同一高度上,不断调整蜡烛和透镜的位置,直到光屏上得到清晰的像,如图丙所示;
①仅将透镜B换成C,发现光屏上的像变得模糊,适当移动蜡烛的位置,光屏上的像重新变得清晰,通过分析蜡烛移动的方向可得到:当其他条件一定时,透镜越厚、折光能力越强,焦距越小,请你推断蜡烛移动的方向是 (填“靠近”或“远离”)透镜;
②再仅将操作①中的透镜C换成厚度和材料都不同的透镜A,发现光屏上的像依然清晰。分析论证可知:当透镜的厚度和材料都不同时,它的折光能力却是一样的,基于①得出的结论,可分析论证得出:凸透镜的焦距与 有关;
③若想探究凸透镜的焦距和半径的关系,应选择 两个凸透镜进行实验,观察到当保持蜡烛、凸透镜和光屏的位置不变,只更换凸透镜,光屏上的像依然清晰,只是亮度改变了。说明凸透镜的焦距和半径无关;
【选材制作】同学们充分讨论后,选择了适合的镜片完成了模型制作。
59、在清澈的池水中,小科看到鱼在慢慢游动,池底有鱼留下的黑色影子(如图)。
(1)水底的黑色影子是由于光的 造成的。看到的“鱼”其实是鱼的像,其比鱼的实际位置 (选填“深”或“浅”);
(2)傍晚时,吹来一阵微风,会看到水面波光粼粼,这是由于光发生了 (选填“漫”或“镜面”) 反射。
60、在学习“凸透镜成像的规律”后,某校科学兴趣小组的同学针对“手机视频app投屏需要收费”开展“自制手机投影仪”的项目化学习活动。
【投影原理】凸透镜成像规律
【实验材料】凸透镜、内部涂黑的硬纸盒(规格:28cm×20cm×12cm)、纸板、胶水、剪刀等。
【透镜选择】
(1)实验需要选择焦距合适的凸透镜,如图所示是利用太阳光测量凸透镜焦距的方法,其中最合理的是 ;
根据合理的方法,小组同学测出了实验材料所提供的凸透镜的焦距为30cm。
【产品制作】将凸透镜固定在硬纸盒的一侧,并在纸盒中卡入纸板便于放置手机,纸板可在纸盒内前后移动。产品实物图及原理图如图所示。
【产品调试】
(2)调试①:为了使投影仪使用过程中具有良好的观影效果,手机应该选择 (填“甲”或“乙”)的放置方式;
(3)调试②:小东同学建议选择光滑的白板作为屏幕,而小阳同学建议选择白墙作为屏幕。你赞成谁的建议?并说明理由: ;
【产品评价】以下表格为该小组同学制定的部分评价量表。
“自制手机投影仪设计”评价量表
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 设计合理,结构完整 结构较完整 结构不完整,有缺失
指标二 能模拟投影仪成像,成像清晰 能模拟投影仪成像,但成像效果一般 无法模拟投影仪成像
(4)兴趣小组的同学根据评价量表对某同学自制的投影仪进行评价,“指标一”评为优秀,“指标二”评为待改进。请结合凸透镜成像规律的相关知识,你认为该同学自制的投影仪还需要进行的改进是: 。
巩固练习
1.以下光学现象的描述中,正确的是( )
A.立竿见影与日食现象的光学原理是不同的
B.海市蜃楼与平面镜成像的光学原理是相同的
C.雨后夜晚迎着月光走时,地面上亮的为水坑
D.小孔成像现象中,改变小孔的形状时,光屏上的像也随之改变
2.下列关于光学的知识,说法正确的是( )
A.光在同种介质中一定沿直线传播
B.产生光的色散的原因是光的反射
C.红、黄、蓝这三种色光可以混合出各种色光
D.光在各种介质中的传播速度都比真空中小
3.关于光学现象的描述或解释正确的是( )
A.漫反射的光线杂乱无章不遵循光的反射定律
B.红外探头是通过人体辐射的红外线来识别体温高的顾客
C.能从地面上看到灯光,这是因为灯光照到较光滑瓷砖表面上发生了光的折射现象
D.彩色电视画面的颜色是由红、绿、黄三种色光合成的
4.小红购买了如图所示的“画图神器”,它主要由支架和光学镜片(相当于平面玻璃板)两部分组成。使用该画图神器时,小红想让临摹的图画变大应该( )
A.将手机上的图片放大 B.将手机靠近光学镜片
C.将手机远离光学镜片 D.将绘图纸靠近光学镜片
5.对下列光学镜子的描述或解释正确的是( )
A.凸面镜能起到扩大视野的作用
B.凹面镜对光有发散作用,可应用于汽车后视镜
C.潜望镜是用三块平面镜组合使用的
D.最早用三棱镜将太阳光分解的科学家是伽利略
6.如图甲所示,光学元件由两个凸透镜A、B组成,A的直径为D,B的直径为d(D>d),将光学元件正对阳光,把一张白纸放在它的下方,在白纸上得到了如图乙所示的两个直径均为d的圆斑。下列说法正确的是( )
A.光学元件远离白纸时,两个光斑一定同时变大
B.两个透镜的焦距可能相等
C.透镜A的焦距一定大于透镜B
D.用光学元件观察同一物体,透镜B所成的像一定比A小
7.古诗词中蕴含着许多有趣的物理光学知识,下列说法正确的是( )
A.“日光下澈,影布石上”一一影子是由光的直线传播形成的
B.“山光悦鸟性,潭影空人心”一一清潭之中的倒影是由光的折射形成的
C.“人有悲欢离合,月有阴晴圆缺”一一“月圆月缺”是由光的反射形成的
D.“月下飞天镜,云生结海楼”一一海市楼是由光的色散形成的
8.如图甲所示,光学元件由两个凸透镜A、B组成,A的直径为D,B的直径为d,将光学元件正对阳光,把一张白纸放在它的下方,在白纸上得到了如图乙所示的两个圆斑,圆斑的直径均为d,则下列说法正确的是( )
A.两个透镜的焦距可能相等
B.透镜A的焦距一定大于透镜B
C.光学元件远离白纸时,两个光斑一定同时变大
D.用光学元件观察同一物体时,透镜A所成的像一定比B大
9.下列四幅图片中,涉及到的光学知识说法不正确的是( )
A.图甲,小红看到地上的书是因为光的反射
B.图乙,用太阳灶烧水,是因为太阳灶相当于凹面镜,对光有发散作用
C.图丙,道路拐弯处安装凸面镜来扩大视野,凸面镜对光有发散作用
D.图丁,电视画面颜色由红、绿、蓝三种色光合成的
10.五彩缤纷的世界,色彩斑斓的比现象,为我们的生活增添了无数的乐趣。关于光现象,下列说法中不正确的是( )
A.太阳光是由各种色光混合而成的
B.彩色电视画面的颜色是由红、黄、蓝三种色光合成的
C.成语“白纸黑字”从物理学看,说明白纸反射所有色光,而黑字不反光
D.草原呈现绿色,是因为草反射了绿光
11.爱观察的小霞对生活中一些与光学有关的现象解释错误的是( )
A.阳光下教室的玻璃窗闪闪发光,所以玻璃窗是光源
B.列队时看前一位同学的后脑勺,利用了光的直线传播
C.能看到不发光的物理书,是因为物理书反射的光射入小霞的眼睛
D.利用平面镜进行视力检查,即使空间有限也能达到标准检查距离
12.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,人在岸边看到水中鱼的位置,比鱼在水里的实际位置高一些
B.图乙中,雨后的彩虹说明太阳光是由红、绿、蓝三种色光混合而成
C.图丙中,树荫下光斑的形状与树叶间小孔的形状有关
D.图丁中,坐在教室边上的同学看不清黑板上的字,是因为发生了光的漫反射
13.如图所示光学现象的描述或解释正确的是( )
A.图甲说明小孔成的是倒立的虚像
B.图乙说明漫反射时光线不遵循光的反射定律
C.图丙说明白光是由各种色光混合而成的
D.图丁说明凹透镜可以矫正远视眼
14.对下列光学相关现象的解释正确的是( )
A.“小孔成像”是光沿直线传播形成的倒立的虚像
B.有经验的渔民会对准看到鱼的下方插,因为看到的鱼是光的反射所形成的虚像
C.电视色彩丰富的画面,其实是由红、黄、蓝三种色光合成的
D.医生给同学检查耳道,头上戴的额镜是凹面镜,对光起会聚作用
二、填空题
15.某校研究性学习小组同学进行一组光学综合实践活动。
(1)如图甲将红、蓝、 三种色光照白纸上,中间相互重叠区域会出现白色;
(2)如图乙在树荫下观察:阳光透过树叶的缝隙倾泻下来,在地上留下斑驳的树影和圆形的光斑,树影和圆形的光斑形成原理 (选填“相同”或“不同”);
(3)如图丙通过三个带有小孔的不透明光屏去观察烛焰,若要看到烛焰,应将烛焰、三个小孔、人眼调到 。如果要观察到烛焰倒立的像,人眼应该对着光屏 (选填“A”“B”或“C”)的 (选填“左”或“右”)侧观察。
16.表中是光在几种不同介质中的传播速度;如图甲、乙是光在这几种介质中发生折射的光路。
介质 水 玻璃 冰 空气 酒精
光速(/)
(1)综合分析表中的数据和图甲的光路图可以得出的结论是:光束从传播速度大的介质中斜射入传播速度小的介质中时,折射角 入射角(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(2)现代医学中常用超声波击碎人体内的结石,超声波从空气中斜射入人体后也类似光一样要发生折射,如图乙所示超声波进入人体击碎结石时,入射点应在O点的 (选填“左侧”或“右侧”)。
17.小华在学完光学知识后,进行了知识点总结与梳理,请你帮忙完成:
(1)太阳光是 (选填“单色光”或“多种色光混合而成”);
(2)用凸透镜观察书本上的字和窗外的景物时,适当调整物体和光屏到凸透镜的距离,除了能看见正立放大的像外,还能看到倒立 和 的像。
18.因为有了光和光学知识的应用,人们的生活变得丰富多彩。
(1)课间操站队时,同学们是利用光的 站成笔直的一队的;
(2)刷过鞋油的皮鞋,用软布反复摩擦使鞋面变得更亮,这是利用光的 反射;
(3)雨后的夜晚,为了不踩到地面上的积水,背着月光走的行人应踩在路面较 (选填“暗”或“亮”)的地方。
三、综合题
19.利用所学的光学知识,解释下列问题:
(1)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。
(2)摄影爱好者拍摄到“站”在水面上的水黾(一种昆虫)纤细的腿使水面发生了形变,如图乙所示;同时看到水底有带“光环”的暗影,如图丙所示,此时“形变的水”相当于 (填光学元件名称):当水黾游到水浅的地方,暗影面积会 (选填“变小”“不变”“变大”)。
四、实验与探究题
20.小明复习光学知识时,利用光学实验盒,重做如下光学实验(如图)
(1)如图甲所示,探究“光的反射定律”实验中,为了使光线能在纸板上显示出来,方便实验研究,应采取的操作是 ;(选填序号“A.向纸板喷烟或雾”、“B.使光束垂直纸板射到O点”或“C.使光束贴着纸板射到O点”);
(2)如图乙所示,探究“平面镜成像特点”实验中,选用透明玻璃板而不选平面镜的原因是 ;
(3)把点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再将外形相同但不点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合,从而得出 的结论。
21.小明用木板和支架制作了一个“漫画临摹神器”。如图甲所示,OA为一木板并用一可伸缩的支架支撑,在木板上放置平板电脑,平板电脑的屏幕上打开一幅待临摹的漫画,在OB处放置某光学器材,在桌面OC处平放一张白纸,可在白纸上进行临摹。
(1)OB处所放置的光学器材应该选用 (选填“普通梳妆镜”或“透明茶色玻璃”),为了增强临摹效果,该光学器材应该 (选填“厚”或“薄”)一点。
(2)开始临摹时,小明发现成像太暗看不太清,为了让像看起来更清晰些,小明可以( )
A.在图甲的状态下,将木板绕O点顺时针转动一定角度
B.在图甲的状态下,将OB处所放置的光学器材绕O点逆时针转动一定角度
C.将平板电脑的屏幕亮度调亮一些
D.将装置整体挪至光照条件更好的阳台完成临摹
(3)平板电脑发出的光在该光学器材表面上所发生的是 (选填“漫反射”或“镜面反射”)。
(4)调整木板的角度,当屏幕上漫画的像恰好与白纸重合时停止调节,该像是 (选填“实像”或“虚像”)。
(5)为了看清图案的细节,小明想要让待临摹漫画的像变大一些,以下方法合理可行的是( )
A.将平板电脑靠近该光学器材 B.将平板电脑远离该光学器材
C.将绘画纸适当靠近该光学器材 D.将平板电脑上的漫画适当放大
(6)临摹时,人眼应该在乙图中 (选填“D”“E”或“F”)处按图示方向观察。
22.实验课上,同学们自制了一个研究不同光学元件成像情况的组合件,如图甲所示。“插槽”可插入不同光学元件,“内筒”固定,“外筒”可左右横向移动,外筒上的“半透明薄膜”可作光屏。图乙中的光学元件分别是①凸透镜②茶色玻璃板③钻有小孔的遮光板,点燃蜡烛进行实验。
(1)如图甲所示,在插槽中插入某光学元件后,同学们在A处观察,左右移动外筒,像的大小不变,说明插入的是 ;
(2)如图甲所示,在插槽位置插入光学元件①,恰能在半透明薄膜上看到烛焰清晰的像,该像是 (选填“放大”或“缩小”)的像,如将蜡烛远离透镜,仍要在光屏上得到清晰的像,外筒应向 (选填“左”或“右”)移动;
(3)当插入某光学元件后,同学们在薄膜上即看到了清晰的像,该像是 (选填“正立”或“倒立”)的,该同学插入的可能是图乙所示光学元件中的 ;若向左移动外筒,像始终清晰,则插入的光学元件是 ,此过程中像的亮度将 (选填“变亮”、“变暗”或“不变”)。
23.教材实验情景再现,光学:
(1)“探究光反射时的规律”图甲为实验装置图。让一束光线EO贴着纸板射到平面板上,在纸板上会看到反射光线OF,将纸板沿ON向后折,此时在纸板上看不到反射光线,如图乙所示,此现象说明 ;在图甲中,如果让光线逆着OF的方向射到平面镜上,会看到反射光线沿着OE方向射出,此现象说明: ;
(2)“探究平面镜成像的特点”,图甲是实验装置图。在A处放一支点燃的蜡烛,可以看到竖直玻璃板后出现蜡烛的像,再拿出一支相同但未点燃的蜡烛,当移到A'处时,看到它跟A的像完全重合,这说明像和物大小 ,这种确定像与物体大小的方法是 法,经三次实验,分别将图乙中像点A'、B'、C'和对应物点A、B、C连接,发现像和物到镜面的距离 。
24.在探究光学规律时,做了以下实验。
(1)在探究光的直线传播规律时,一般情况下,光传播的路径是看不到的,你在实验中显示光路的方法是: (答出一种方法即可)
(2)在探究光的反射规律的实验中,如图所示,小华想探究反射光线与入射光线是否在同一平面内,他接下来的操作应该是: ;
(3)小红同学在做“探究平面镜成像”的实验时,如图所示,小红选择玻璃板代替镜子进行实验的目的是 。选取两段完全相同的蜡烛A和B,是为了比较像与物的 关系;
(4)小红经过仔细观察,通过玻璃板看到了同一支蜡烛的两个挨得很近的像,产生这种现象的原因是 ;
(5)如果点燃竖直放在水平桌面上的蜡烛A,在玻璃板后面的桌面上无论怎样移动蜡烛B,都无法与蜡烛A的像完全重合,其原因是 ;
(6)小红将蜡烛逐渐远离玻璃板时,它的像 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
25.如图甲所示,在暗室中做光学实验。
(1)实验中可以观察到白屏上出现彩色光带,这种现象被称为 ,其中红、绿、蓝称为光的 。最早通过该实验研究该现象的是英国物理学家 ,图中A端是 色;
(2)取一块红色玻璃加在三棱镜与白屏之间,则白屏上将会呈现 色光斑;
(3)拿掉玻璃,将白屏换成蓝色屏,我们能看到 ;
(4)图乙中,一束红光经三棱镜折射后,在白色光屏上a点处形成一个红色光斑,保持入射光位置、方向及三棱镜位置不变,仅将红光改为白光,则光屏上a点处的光斑 (填“一定”或“可能”)是红色的;若将红光改为紫光,则光屏水平向 移动,紫色光斑可位于a点处。
26.学习了光学知识后,小杜对有关探究实验进行了回顾和思考:
(1)如图甲所示是“探究光的反射规律”的装置:将一张可以沿ON折转的白色硬纸板ABCD 放置在平面镜上,让一束光紧贴硬纸板射向镜面上的O点,可在ABCD平面内看到反射光线,实验中使用可折转的硬纸板,除了能呈现光路外,另一个目的是探究 ;
(2)为了探究反射角与入射角的大小关系,应进行的操作是________(选填选项字母);
A.改变纸板与平面镜的夹角
B.沿ON向后转动纸板
C.多次改变光线入射的角度,并测量对应反射角和入射角的大小
(3)如图乙所示,在探究“平面镜成像特点”的实验中。当蜡烛A远离玻璃板时,像的大小 (选填“变小”“变大”或“不变”),把蜡烛放在距离玻璃板20cm处,它的像到蜡烛的距离是 cm;
(4)实验中,当蜡烛B与蜡烛A的像完全重合时,撤去蜡烛B并在原蜡烛B的位置放一光屏,人眼直接观察光屏,光屏上 (选填“能”或“不能”)出现蜡烛A的像;
(5)将蜡烛A取走,正立放置一电子手表在该位置,从平面镜中看到的时间如图丙所示,则实际时间是 。
27.小明利用器材做声学、光学实验探究。
(1)探究影响音调的因素:如图甲所示,拨动钢尺的一端,听它发出的声音,同时观察它振动的快慢,多次改变钢尺伸出桌边的长度,每次用同样的力度拨动钢尺,观察到钢尺伸出桌面的长度越短,振动越快,发出声音的音调越 ;由此可得结论:音调的高低与发声体振动的 有关。
(2)用如图乙所示的装置探究光的反射定律:图中红激光笔发出的光相当于 线;多次改变入射角的大小,测得数据如表所示,根据表中数据得出的结论和其他组不一致,请你分析该实验过程中可能出现的问题是把反射光线与 的夹角当成了反射角;从A侧往B侧看,当我们观察到三条光线重合时证明 。
入射角/° 20 30 40 50 60 70
反射角/° 70 60 50 40 30 20
28.学习了透镜的知识以后,芳芳借来了爷爷的眼镜片进行了探究光学成像实验:
(1)如图1所示,太阳光经过镜片在光屏上形成了一个最小最亮的光斑,由此判断,爷爷佩戴的是 (选填“近视镜”或“远视镜”),由图可知,该透镜的焦距是 cm;
(2)点燃蜡烛后,调节烛焰中心、透镜中心和光屏中心大致在 ;
(3)如图2,芳芳将蜡烛移至光具座上20cm刻度线处,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,则该像是 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的像,生活中的 就是利用这个规律制成的;
(4)芳芳将蜡烛移至光具座上35cm刻度线处,在透镜位置不变时,要在光屏上成清晰的像,光屏应向 (选填“靠近”或“远离”)透镜方向移动,才能在光屏上再次成清晰的像;
(5)芳芳将蜡烛移至光具座上45cm刻度线处,此时 (选填“能”或“不能”)在光屏上接收到清晰的像;
(6)实验过程中,燃烧的蜡烛在不断缩短,导致光屏上的像向 (选填“上”或“下”)移动;
(7)某小组同学将发光的小灯泡放在该凸透镜的焦点处,在透镜另一侧将光屏沿主光轴远离透镜的过程中,光屏上的光斑大小将 。
29.下面是同学们在复习光学知识时,回顾实验中找到的像并分析成像特点的实验过程:
(1)同学们应用如图甲装置研究小孔成像,实验中只将光屏靠近或远离小孔发现光屏上均有像,但成像的 情况不同(选填“大小”或“正倒”);所成像的形状与孔的形状 (选填“有关””或“无关”);
(2)同学们用焦距为10.0cm的凸透镜探究凸透镜成像规律。实验前,调整烛焰和光屏的中心与凸透镜的光心在 ,当蜡烛在图乙位置时,眼睛应在图中 (选填“A”、“B”或“C”)位置观察成像,此时成的像是 (选填“正立”或“倒立”)、 (选填“放大”、“缩小”、“等大”)的 (选填“虚像”或“实像”)。
30.学习了透镜的知识以后,芳芳借来了爷爷的眼镜片进行了探究光学成像实验:
(1)如图1所示,太阳光经过镜片在光屏上形成了一个最小最亮的光斑,由此判断,爷爷佩戴的是 (选填“近视镜”或“远视镜”),由图可知,该透镜的焦距是 cm;
(2)点燃蜡烛后,调节烛焰中心、光屏中心在透镜的 上;
(3)如图2,芳芳将蜡烛移至光具座上20cm,刻度线处,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,则该像是 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的像,生活中的 就是利用这个规律制成的;
(4)芳芳将蜡烛移至光具座上35cm,刻度线处,在透镜位置不变时,要在光屏上成清晰的像,光屏应向 (选填“靠近”或“远离”)透镜方向移动,才能在光屏上再次成清晰的像;
(5)芳芳将蜡烛移至光具座上45cm刻度线处,此时 (选填“能”或“不能”)在光屏上接收到清晰的像;
(6)实验过程中,燃烧的蜡烛在不断缩短,导致光屏上的像向 (选填“上”或“下”,下同)移动;若要使像回到光屏中央,可以进行的操作是将透镜向 移动;
(7)某小组同学将发光的小灯泡放在该凸透镜的焦点处,在透镜另一侧将光屏沿主光轴远离透镜的过程中,光屏上的光斑大小将 。
31.小明在学习光学内容时,对色彩斑斓的光学世界产生了浓厚的兴趣,他认识到熟练掌握物、像联动,并用其规律解决实际问题的意义,于是他进行了如下的探索:
(1)如图甲,在探究平面镜成像的特点时,用透明玻璃板代替平面镜的目的是 ;如果在像的位置放一块不透明的白色光屏,那么在光屏上 (“会”或“不会”)出现像;
(2)如图乙,平行光线经过该透镜后将会被 (选填“发散”或“会聚”),这样的透镜可用于矫正 (选填“近视眼”或“远视眼”);
(3)生活中经常看到的投影灯,其内部结构如图丙所示。图中凸透镜所成的像是倒立、 的实像;
(4)在探究照相机原理时,小明将焦距为10cm的凸透镜放置在如图丁所示的位置,此时光屏上可得一个清晰的 (选填“放大”或“缩小”)实像,如果在烛焰与透镜之间放置一近视眼镜的镜片,则将光屏适当 (选填“向左”或“向右”)移动,可得一个清晰的实像。
32.小平和小凡同学在学过八年级物理《第三章光和眼睛》后,想合作做一些光学实验:
(1)他们首先在空易拉罐的底部中央戳个小圆孔,将顶部剪去后,蒙上一层塑料薄膜,制作成一个简易针孔照相机。如图甲所示,将其水平放置,在左侧固定一只与小孔等高的小灯泡,灯泡发光时,可在塑料薄膜上看到灯丝 (选填“倒立”或“正立”)的 (选填“实”或“虚”)像。这种现象叫做 。
(2)若水平向左移动易拉罐,像的大小 (选填“改变”或“不变”)。若只将小圆孔改为三角形小孔,则像的形状 (选填“改变”或“不变”)。
(3)随后他们两人又利用如图乙所示的实验装置探究“光的反射规律”。他们将呈现反射光线的活动纸板B绕ON轴折转,纸板上就看不到反射光线,这说明反射光线、入射光线与法线在 上。
(4)实验时他们能看到纸板上的“光束”是因为纸板对光产生 (填“镜面反射”或“漫反射”)。
(5)图乙中光反射时反射角等于 度。
(6)实验中,他们多次改变入射光线EO与ON的夹角进行实验,并记录了入射角和反射角。小平分析数据得出的结论是:光反射时,入射角等于反射角:而小凡却认为应是:光反射时,反射角等于入射角。其中 (填“小平”或“小凡”)的结论是正确的。
(7)若将一束光贴着纸板B沿FO射到O点,光将沿图中的OE方向射出,这说明:光反射时,光路是 。
(8)实验过程中同学们体会到:用玻璃板代替平面镜成像虽没有平面镜清晰,但能透过玻璃板观察到蜡烛 (填“A”或“B”),便于确定像的位置,这是本实验成功的关键。
(9)实验过程中蜡烛B (选填“需要”或“不需要”)点燃;
(10)小丽正对玻璃板,为了让她右边的同学也能够看见蜡烛A的像,她只将玻璃板向右平移,则蜡烛A的像的位置 (选填“右移”、“左移”、“不变”)。
(11)在探究实验的过程中,应该选择在 (选填“较明亮”或“较黑暗”)的环境中进行。
(12)在探究实验的过程中,小丽用字母“F”又做了成像实验则字母“F”在平面镜中所成的像正确的是。
A. B.
C. D.
33.小明用如图所示的装置探究光的折射规律,测得如下表所示的两组数据:
表一:光从空气斜射入水中
序号 1 2 3
入射角a/度 20 40 60
折射角r/度 15 25 40
表二:光从水中斜射入空气
序号 1 2 3
入射角a/度 40 ◆ 15
折射角r/度 60 40 20
(1)根据表一中的数据可以得出光从空气斜射入水中时 (填“靠近”或“远离”)法线偏折。
(2)表二中有一个数据被遮挡住看不到,请综合分析两个表格中的数据,判断出这个数据应该是 ,你判断的依据是 。
(3)如果小明在探究光从空气斜射入水中折射特点时,完成了第4次实验,入射角是30°,折射角可能是______。
A.10° B.20° C.25° D.45°
34.为迎接2022年的中考,老师带领同学们系统地复习了光学实验,请你完成以下问题:
(1)光的反射定律:如图所示,把平面镜放在水平桌面,将硬纸板 (选填“垂直”或“水平”)放在平面镜上,使一束光贴着纸板A入射到O点,观察反射光;光在纸板上发生 (选填“镜面”或“漫”)反射,从而可以显示光路,该反射 (选填“遵循”或“不遵循”)光的反射规律;
(2)光的折射规律:如图所示,一束光从A点射向水面上O点,进入水中,照射到容器底部的B点,如果要让折射光线射到容器底的C点,在保持入射点不变时,应 (选填“增大”或“减小”)入射角;或者在保持入射光线位置不变时, (选填“往容器内加水”或“从容器中放水”)。
(3)平面镜成像特点:如图甲所示,小芳把点燃的蜡烛 A 放在玻璃板前,还要在玻璃板的后面放一支外形相同但没有点燃的蜡烛 B,小芳应在 (选填“A”或“B”)蜡烛一侧观察玻璃板中的像,移动蜡烛B,使其与A的像完全重合。仅将玻璃板由图中甲的位置水平向右移至乙的位置,蜡烛 A 的成像情况是 (选题字母代号)。
A.蜡烛成像仍在 B处 B.蜡烛成像在 B处右侧 C.蜡烛无法通过玻璃板成像
(4)凸透镜成像规律:
①如图甲,凸透镜的焦距为10cm,当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座标尺上位置如图所示时,光屏上出现一个清晰的像,生活中的 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这样的成像原理工作的。
②在图甲实验的基础上,更换焦距为 f2=5cm的凸透镜,为在光屏上得到清晰的像,保持蜡烛与凸透镜位置不变,光屏应向 (选填“左”或“右”)侧移动;
③小焦同学发现,在②的基础上,不移动光屏,将自己的眼镜放到凸透镜前,如图乙,光屏上也能呈现清晰的像,说明该眼镜对光有 (选填“会聚”或“发散”)作用。
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