第三章光的折射透镜
一、单选题
1.如图所示的光现象中,与杯弓蛇影成像原理相同的是
A. 雨后彩虹 B.水中倒影
C. 笔杆错位 D. 手影游戏
2.一束太阳光通过三棱镜,在置于三棱镜后面的光屏上呈现彩色光带。此现象最早是由哪位科学家通过实验研究的( )
A.伽利略 B.牛顿 C.笛卡尔 D.胡克
3. 我国出土的文物“水晶饼”为中部鼓起的透明圆饼,古籍记载“正午向日,以艾承之,即火燃”。“水晶饼”利用太阳光生火的原因是( )
A.光的反射 B.对光有会聚作用
C.光的色散 D.对光有发散作用
4.2021年5月26日凌晨出现月全食(红月亮)与超级月亮齐上演的少见天象。月全食与下列哪种光现象的成因相同( )
A.树荫下的“光斑”
B.水中的“倒影”
C.雨后空中的“彩虹”
D.水面“折断”的铅笔
5.小刚利用自制的水凸透镜做凸透镜成像实验。如图所示,他将蜡烛、水凸透镜和光屏放置在光具座上,经调节在光屏上得到了烛焰清晰的像。他推动注射器的活塞向水凸透镜内注水,使水凸透镜的焦距变小,如果不改变蜡烛和水凸透镜的位置,要在光屏上再次呈现烛焰清晰的像,他正确的操作和可观察到的现象是( )
A.光屏左移,光屏上呈现烛焰更大的像
B.光屏左移,光屏上呈现烛焰更小的像
C.光屏右移,光屏上呈现烛焰更大的像
D.光屏右移,光屏上呈现烛焰更小的像
6.下列四个实验中,能揭示平面镜成像原理的是( )
A. 小孔成像
B. 光的反射
C. 光的折射
D. 光的色散
7.如图所示的现象属于光的折射的现象是
A.景物在水中形成的倒影
B.从后视镜观看车后景物
C.铅笔在水面处折断了
D.阳光在树下形成光斑
8.2022年北京冬奥会期间,北京皮影艺术剧院紧扣冬奥题材,精彩呈现皮影戏《寻找雪姑娘》,如图所示,下列情境中,与皮影戏原理相同的是( )
A.运动员的影子
B.五环之光在冰块里偏折
C.雨后彩虹
D.大跳台在水中的倒影
9.如图,为“研究凸透镜成像规律”的实验装置示意图。实验时,某同学首先使发光点S、凸透镜L和光屏P的中心处于同一高度;其次当他把发光点S移到图示位置时(图中MN为光具座的标尺即刻度尺),发现发光点S发出的光经凸透镜折射后成为平行光;然后他再用一烛焰 在图示位置上取代发光点S。这时,如要使烛焰 在光屏P上成清晰的像,以下几种操作中不能达到目的是( )
A.在图示位置时,保持透镜L不动,将烛焰向左移适当距离,再将光屏P向左移适当
B.在图示位置时,保持透镜L和光屏P不动,只将烛焰向左移适当距离
C.在图示位置时,保持透镜L不动,将烛焰向左移适当距离,再将光屏P向右移适当距离
D.在图示位置时,保持烛焰和光屏P不动,只将透镜L向右移适当距离
10.小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当光屏、凸透镜和蜡烛在如图所示的位置时,光屏的中央出现烛焰清晰的像,此凸透镜的焦距可能是( )
A.5cm B.10 cm C.13 cm D.20 cm
二、填空题
11.如图时关于《透镜》的知识结构图,请将(1) 、(2) 、(3) 处所缺内容补全。
12.小明给弟弟变了个魔术,他将装有一枚硬币的碗放在弟弟面前,如图所示,弟弟在A处看不到硬币,这是因为 传播。小明向碗中缓缓注水后,弟弟能看到硬币了,这是由光由 传到 时产生的折射现象。
13.小白用水凸透镜模拟人眼的晶状体,光屏相当于视网膜(如图)。当用注射器向胶膜内注水,水凸透镜的凸起程度增加,光屏上原来清晰的像变模糊了;将光屏靠近水凸透镜,光屏上再次得到清晰的像,此过程模拟的是 的成因,该眼睛用 进行矫正。
14.人的眼睛中晶状体相当于凸透镜,凸透镜具有 光线作用.如果远处的物体通过晶状体所成的像落在视网膜 (填“前面”或“后面”)就会形成近视,近视眼患者需要配戴 透镜来矫正视力.
15.如图所示,将透明的薄壁(厚度可忽略不计)方形水槽水平放置,固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出—细光束,小彬通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象。水槽中未注水时可在侧壁上A处得到—个光点,注入一定量的水后,光点移至B处,为使B处的光点移至C处,则应使水槽中的水量 ;若BC间距离为2cm,则水面高度的变化量Δh (选填“>”“=”或“<”)2cm。
16.如图2.116所示,在桌面上有一倒立的玻璃圆锥,其顶点恰好与桌面接触,圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直,过轴线的截面为等边三角形。有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上,光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃的折射率为1.5,则光束在桌面上形成的光斑半径的 ,并在图中画出光路图 。
三、科普阅读题
17.阅读短文,回答问题:
天空的颜色
1900年,英国物理学家瑞利发现,当入射光照射到尺寸小于入射光波长十分之一的分子上时,入射光将被“打散”,并从分子四周射出,如图甲如示。该现象被称之为光的瑞利散射。
研究发现,在大气层,太阳光中的蓝紫光比红光瑞利散射更明显。晴天,在大气分子的强烈散射下,大量蓝、紫色光被散射至天空,天空才呈现蔚蓝色(人眼对紫光不敏感)。而比蓝光波长更长的其他色光不易被散射,可以继续向地面传播。
当日落或日出时,太阳几乎在我们视线的正前方,此时太阳光在大气中要传播更长的路程,阳光中的蓝光大量被散射,剩下的光主要是红橙色光,云也因为反射这些红橙色光而呈现红色,这就是为什么日落时太阳附近呈现红色,但此时天空仍然是蓝色的。云朵反射太阳光并非瑞利散射。
科学家发现,光线散射程度随分子直径d和入射光波长λ变化的曲线如图乙所示,瑞利散射只符合散射程度随变量减小之前的特征。
(1)红光的波长 (大于/小于/等于)蓝光的波长。
(2)以下色光,最能穿透大气层的是 。
A.红光 B.绿光 C.蓝光 D.紫光
(3)天空的颜色与海拔高度关系正确的是 。
(4)当波长为450nm的蓝光,散射程度最高时,入射的大气分子的直径为 nm(保留两位小数)。
(5)根据短文内容,以下说法正确的是 。
A.色光的瑞利散射规律等同于光的反射规律
B.月球上没有大气层,天空在白天是黑色的
C.白云看起来是白色,是因为光的瑞利散射
D.高原地区的人们受到紫外线的照射强度弱
四、简答题
18.如图是一个人正在戴眼镜时的照片.仔细观察这张照片,看到了这个人的右眼睛被放大了.试判断他成的是远视镜还是近视镜,你是怎样判断出来的?
五、作图题
19.如图所示,点光源发出的两束光照射到半圆形的玻璃砖中,请画出两束光线分别进入玻璃砖的光路图。
六、实验探究题
20.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚在光屏上如图甲所示。
(1)实验前要调整凸透镜、光屏和烛焰,使光屏中心和烛焰中心位于。根据如图甲所示情况,则他选择的凸透镜的焦距为cm;
(2)当把蜡烛放在乙图位置时,蜡烛在透镜的一倍焦距与二倍焦距之间,移动光屏,在光屏上能成倒立、的实像:生活、学习中的(选填“放大镜”或“投影仪“或“照相机”)就是利用这个原理制成的。凸透镜的位置固定不动,当蜡烛向左(远离透镜)移动一段距离后,要在光屏上再次成清晰的像,需将光屏向(选填“左”或“右”)移动;
(3)在如图乙所示位置,将蜡烛和光屏对换,发现在光屏上仍能成一清晰的像,则此时像是倒立、(选填“放大”或“缩小”)的实像;
(4)小亮同学在调整凸透镜时,手上的墨水涂在了透镜中央,形成了一个黑色指纹,则此时在光屏上看到蜡烛的像。
A.变暗且正中间出现黑斑; B.亮度不变中间出现指纹的影像; C.变暗形状不受影响。
七、综合题
21.点光源S发出的光线a经平面镜反射,其反射光线b平行于凸透镜的主光轴,F为焦点。
(1)画出平面镜,用“”表示,以及S在平面镜中成的像;
(2)画出光线b经过凸透镜后的光线c;
(3)为了使S发出的经过光心O的光线d进入光纤内,应该水平向 移动凸透镜(选填“左”“右”)。
参考答案
1.B
2.B
3.B
4.A
5.B
6.B
7.C
8.A
9.D
10.C
11.会聚;发散;近视
12.光沿直线传播;水;空气
13.近视眼;凹透镜
14.会聚;前面;凹
15.增加;>
16.2r;
17.大于;A;B;28.66;B
18.答:由图可见,人戴上眼镜后,看到了这个人的右眼睛被放大了,说明该眼镜是凸透镜;远视眼需要佩戴凸透镜矫正,因此这副眼镜是远视镜.
19.
20.同一高度上,10.0,放大,投影仪,左,缩小,C
21.(1)
(2)
(3)右