第4章成果展示 光的世界
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(每题3分,共33分)
1.太阳光透过树叶间的缝隙照射到地面上,形成一个个“光斑”和“树荫”,下列说法正确的是( C )
A.“树荫”是圆形的,是树叶的影子
B.“树荫”的形状不规则,它们是太阳的像
C.“光斑”是圆形的,是太阳的像
D.“光斑”的形状不规则,它们是太阳的影子
2.教学楼门厅里竖立着一个平面镜,一只小蜜蜂以图中虚线所示的路线从平面镜前飞过,则小蜜蜂在平面镜中的像( B )
第2题图
A.大小不变,到平面镜的距离变大
B.大小不变,到平面镜的距离变小
C.变大,到平面镜的距离变大
D.变大,到平面镜的距离变小
3.如图所示,关于光的认识,下列说法正确的是( D )
第3题图
A.此时的书本是光源
B.光线是真实存在的
C.光在空气中的传播速度为340 m/s
D.人眼能看见书本是因为来自太阳的光经书本反射进入人眼
解析:书本自身不能发光,是反射的太阳光,不是光源,故A错误;光线是我们为了研究光假想出的物理模型,是不存在的,故B错误;光在空气中的传播速度约为3×108 m/s,故C错误;人眼能看见书是因为来自太阳的光经书本反射进入了人的眼睛,故D正确。
4.下列诗句中涉及的光现象解释正确的是( A )
A.“峰多巧障日”——山峰挡住了太阳光是因为光沿直线传播
B.“潭清疑水浅”——潭水看起来变浅是因为光发生了反射
C.“明镜可鉴形”——镜子可以成像是因为光发生了折射
D.“江清月近人”——看到江中的月亮,是月亮的实像
5.一只小鸟在平静的湖面上飞过,下列描述正确的是( C )
A.小鸟在湖中所成的像是实像
B.小鸟靠近湖面时,所成的像远离湖面
C.小鸟在湖中所成的像始终和小鸟一样大
D.小鸟到湖面的距离大于像到湖面的距离
6.如图所示,光线通过透镜的光路图正确的是( C )
A. B.
C. D.
7.如图所示,一束光从空气中斜射入水中,同时发生反射和折射,下列说法正确的是( C )
第7题图
A.入射角为60°,AB是法线
B.折射角为50°,NM是界面
C.折射角为40°,AB是界面
D.反射角为30°,NM是法线
8.“爱护眼睛,你我同行。”眼球好像一台照相机,其成像原理与凸透镜成像原理类似,要成倒立、缩小的实像,物体应位于图中的( D )
第8题图
A.A点 B.B点
C.C点 D.D点
9.如图所示的四幅图中,分别表示远视眼成像情况和矫正方法的是( C )
第9题图
A.②和① B.③和①
C.②和④ D.③和④
10.关于显微镜,下列说法正确的是( A )
A.目镜的作用相当于放大镜
B.目镜的作用相当于照相机
C.物体经物镜成放大的虚像
D.物体经目镜成放大的实像
11.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时,光屏上恰能承接到烛焰清晰的像(图中未画出),下列说法正确的是( D )
第11题图
A.实验用的凸透镜的焦距为15.0 cm
B.光屏上的像是烛焰放大的实像
C.仅将凸透镜左移,不能再次成像
D.仅将光屏右移,可模拟近视眼成像
解析:由题图可知,u=30.0 cm,v=15.0 cm,光屏上承接到清晰的像,u>v,成倒立、缩小的实像;u=30.0 cm>2f,f<v=15.0 cm<2f,由此可得7.5 cm<f<15 cm,故A、B错误;仅将凸透镜左移,根据光路可逆可知,光屏上能得到倒立、放大的实像,故C错误;近视眼成像时,像成在视网膜的前方,将光屏右移可模拟近视眼成像,故D正确。
二、填空题(每空1分,共19分)
12.如图所示为“小孔成像”的示意图,该现象可以用__光的直线传播__来解释;小孔的位置固定,将蜡烛和光屏的位置对调,光屏上的像与原来相比__变小__(选填“变大”“不变”或“变小”)。
第12题图
13.老师上课时,坐在教室里不同位置的同学都能看到黑板上的字,这是因为光在黑板上发生了__漫__(选填“漫”或“镜面”)反射,该反射__遵循__(选填“不遵循”或“遵循”)光的反射定律。
14.身高1.7 m的小明站立于平面镜前2 m处,则镜中所成的像高__1.7__m,像与小明之间的距离为__4__m,如果小明向平面镜跨近一步,则镜中像的大小__不变__(选填“变大”“不变”或“变小”)。
15.湖边水中浸没的石块看起来比实际位置__浅__(选填“浅”或“深”)一些,这是由于光__从水中斜射入空气中__(选填“从空气中斜射入水中”或“从水中斜射入空气中”)时发生折射。
16.暑假期间,小李同学利用家中电脑上的摄像头进行视频直播,向有同样爱好的全国各地的中学生展示自己的小制作、小发明。摄像头是一个透镜,小李离摄像头的距离应__大于2倍焦距__,如果觉得图像偏大,他应该__远离__(选填“靠近”或“远离”)摄像头。
17.每年6月6日是全国“爱眼日”,应加强用眼保护。近视眼的成像示意图是图中的__乙__(选填“甲”或“乙”),应该戴由__凹__透镜制成的眼镜来矫正。
甲 乙
第17题图
第18题图
18.如图所示是小伟通过实验得到的凸透镜的像距v和物距u的关系图像,由图像可知凸透镜的焦距是__10__cm;当物距为30 cm时的成像特点可应用于__照相机__(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”);当物距为 15 cm 时,在光屏上可成__放大__、倒立的实像,其特点可应用于__投影仪__(选填“照相机”或“投影仪”)。
19.检修工人在查看线路密集的电路板时,为了看清线路的连接情况,通常透过一个较大的透镜进行观察,这个透镜应该是__凸__(选填“凸”或“凹”)透镜,工人看到的是放大的__虚__(选填“虚”或“实”)像。
三、作图题(共4分)
20.(2分)如图所示,光与平面镜成30°角射在平面镜上,请根据光的反射定律画出它的反射光线,并标明反射角的大小。
第20题图
答案:如图所示。
21.(2分)如图所示,S为发光点,请在图中画出发光点S在平面镜MN中所成像S′的位置,并画出由S点发出,经平面镜反射后通过P点的光线。
第21题图
答案:如图所示。
四、实验探究题(共28分)
22.(16分)如图所示是小勇同学探究“平面镜成像特点”时的实验装置。
第22题图
(1)在实验中用透明的玻璃板代替平面镜,主要是利用玻璃板透明的特点,便于__确定像的位置__。
(2)为完成实验探究,还需要一个测量工具,这个测量工具是__刻度尺__。
(3)为探究平面镜所成的像与物的大小关系,小勇做了如下操作:他先点燃蜡烛A放在玻璃板前,再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B竖立着在玻璃板后移动,当移动到蜡烛A的像的位置时,发现它与蜡烛A的像完全重合,这表明平面镜所成像的大小与物体的大小__相同__。
(4)为探究平面镜所成的像是实像还是虚像,他将一块与玻璃板等大的不透明的白板竖放在玻璃板与蜡烛B之间,从蜡烛A侧观察,仍能看到蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是由光的__反射__形成的;拿走蜡烛B,将这块白板移动到蜡烛A像的位置时,发现白板上__不能__(选填“能”或“不能”)承接到蜡烛A的像,这说明平面镜所成的像是__虚__(选填“实”或“虚”)像。
(5)拿走白板,他将蜡烛A向玻璃板靠近2 cm,再将蜡烛B移到蜡烛A的像的位置,通过测量,他发现蜡烛A与它在玻璃板中像的距离变化了__4__cm。
(6)实验中玻璃板与水平桌面保持垂直,若不垂直,会对实验操作带来怎样的影响?答:__像与物不能完全重合__。
23.(12分)洋洋同学在“探究凸透镜成像规律及应用”的活动中,选用了焦距未知的凸透镜。
(1)将凸透镜安装在光具座上,用平行光作光源,移动光屏,在光屏上得到一个最小、最亮的光斑,如图甲所示,则该凸透镜的焦距为__10.0__cm。
甲
乙
第23题图
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上,并调整烛焰、凸透镜及光屏三者的中心,使其大致在__同一高度__上,为实验探究做好准备。
(3)如图乙所示,将点燃的蜡烛移到标尺10.0 cm刻度线处,再移动光屏,可以在光屏上得到一个像(图中未画出),此像是一个__倒立__(选填“倒立”或“正立”)、__缩小__(选填“放大”或“缩小”)的__实__(选填“实”或“虚”)像。生活中的__照相机__就是利用这一原理制成的。
(4)在图乙所示情况下,保持光屏和凸透镜的位置不变,将蜡烛向左移动一段距离后,为了在光屏上再次得到清晰的像,应在凸透镜左侧附近安装一个焦距适当的__B__(选填字母)。
A.凸透镜 B.凹透镜
(5)若保持凸透镜位置不变,将蜡烛移动到标尺35.0 cm刻度线处,再移动光屏,会在光屏上得到一个倒立、__放大__的实像;将蜡烛移到45.0 cm刻度线处时,同时移动光屏,__不能__(选填“仍能”或“不能”)在光屏上得到像。
(6)如果用不透明的纸板将凸透镜上半部分遮住,结果__D__(填字母)。
A.没有影响
B.不能成像
C.成一半的像
D.仍能成完整的像,但亮度变暗
(7)实验过程中,燃烧的蜡烛在不断缩短,导致光屏上的像__向上__(选填“向上”或“向下”)移动,为了使烛焰的像能成在光屏中央,蜡烛应__向上__(选填“向上”或“向下”)移动。
五、计算题(16分)
24.科研人员用激光测距仪测月球和地球之间的距离时,发射的激光束经2.56 s返回地球。
(1)光在真空中传播的速度约是多少?
(2)地球到月球的距离是多少?
(3)夜晚我们可以从水池中看到月亮的像,如果池水深5 m,月球在水中的像到水面的距离是多少?
解:(1)光在真空中传播的速度
c=3.0×108 m/s。
(2)激光从地球传到月球的时间
t=×2.56 s=1.28 s,
地球到月球的距离
s=ct= 3.0×108 m/s×1.28 s=3.84×108 m。
(3)根据平面镜成像的特点,像与物体到平面镜的距离相等,所以月球的像到水面的距离也是3.84×108 m。
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