专项集训1:光的反射和折射
光的反射定律和折射现象
中考要求
①知道光在同一种物质中沿直线传播
a
②举例说出光的反射现象
a
③描述光的反射定律
a
④辨别镜面反射和漫反射
a
⑤知道平面镜成像的特点
a
⑥举例说出光的折射现象
a
⑦描述光的折射规律
a
⑧用光的反射定律和折射规律解释简单的现象
b
人眼球的作用
①知道人眼球对光的作用相当与凸透镜
a
②认识凸透镜成像规律
b
③应用凸透镜成像规律解释人眼球的成像特点
c
④描述近视眼、远视眼的成因
a
⑤树立保护视力和用眼卫生的意识
c
考点1:镜面反射和漫反射
考点解读:反射分镜面反射和漫反射,平行光线入射到平而光滑反射面上,反射光线还是平行射出,这种反射是镜面反射;平行光线入射到粗糙的反射面上,反射光线射向四面八方,这种反射是漫反射,镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律。
例1:下列说法正确的是( )
A.镜面反射遵循光的反射定律,而漫反射不遵循光的反射定律
B.阳光下,微风吹拂的河面,波光粼粼,这里蕴含着光的折射现象
C.电影幕布选用粗糙布料,是让光发生漫反射
D.电影幕布选用白色,是让幕布吸收各种色光呈现彩色
考点2:生活中的光现象
考点解读:①光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播,产生的现象有小孔成像、激光准直、影子的形成、日食和月食等;②光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象,例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的;③光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质进入另一种介质时,就会出现折射现象,例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼、凸透镜成像等都是光的折射形成的。
例2:描绘纯美青春的《再别康桥》诗句中蕴含了丰富的光学知识.下列说法正确的是( )
A.“河畔的金柳是夕阳中的新娘”,金柳的影子是光的折射形成的
B.“撑一支长篙向青草更青处漫溯”,长篙在水中的倒影是等大的实像
C.“波光里的艳影在我的心头荡漾”,湖面波光粼粼是光的直线传播形成的
D.“我挥一挥衣袖不带走一片云彩”,看到天上的云彩是由于云彩反射了太阳光
考点3:平面镜成像
考点解读:根据平面镜成像的特点:所成的像是虚像;像和物体大小相同;像和物体各对应点的连线与平面镜垂直;像和物体各对应点到平面镜间距离相等;物体在镜中成像的大小与物体大小相等,不受镜面限制,可以大于镜面,与物体和平面镜的距离也无关。
例3:如图所示,落地平面镜高0.8米。身高1.5米的姚安美同学站在镜前却看不到自己全身的像,她回想起科学课上所学知识就 (选填“适当后退一段距离”或“适当把镜子升高一段距离”),当她看到了自己全身像时,此像的大小与她本人相比应该是 (选填“大”、“小”或“一样大”)。
考点4:光的折射
考点解读:光线垂直于界面入射时,光线的传播方向不变;光从空气中斜射入玻璃中时,折射小于入射角;光从玻璃中斜射入空气中时,折射角大于入射角。
例4: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
考点5:探究光的反射定律
考点解读:①为了保留光的传播路径,可以用笔描出入射光线和反射光线的路径;入射光线、反射光线、法线在同一平面上;在光的反射中,光路是可逆的;②实验时玻璃板如果不竖直,不论怎样移动后面的蜡烛都不可能与前面蜡烛的像完全重合;实验中选择两根完全一样的蜡烛是为了比较物体与像的大小关系;平面镜成的是虚像。
例5:在光现象的学习过程中,小明进行了如下实验:
(1)在“探究光的反射规律”实验中,按图甲所示的装置进行实验,纸板上显示出了入射光线AO和反射光线OB的径迹,他想把光的径迹保留在纸板上以便研究,请你为他设计一个保留的方法: 。当在图甲上出现反射光线OB后,小明将一透明塑料硬板按图乙方式放置,并以ON为轴旋转该塑料板,观察塑料板上能否出现反射光,他的设计意图是为了探究 ,小明让光沿BO方向入射,发现反射光沿OA方向射出,说明在反射现象中 。
(2)如图丙所示,在“探究平面镜成像特点”的实验中,小明将点燃的蜡烛A竖直放在薄玻璃板的一侧,此时用另一支完全相同的蜡烛B在玻璃板另一侧的水平桌面上无论怎样移动,发现无法让它与蜡烛A的像完全重合,出现这种情况的原因可能是 。调整后蜡烛B与蜡烛A的像能够完全重合,说明像与物 ,移去蜡烛B,在其原来的位置放置一块光屏,光屏上不能呈现蜡烛A的像,说明 。
考点6:凸透镜成像规律及应用
考点解读:凸透镜成像的三种情况:u>2f,成倒立、缩小的实像;2f>u>f,成倒立、放大的实像;u<f,成正立、放大的虚像;凸透镜成实像时光路是可逆的,其中u表示物体到凸透镜的距离,f表示焦距。
例6:(2018?曲靖)如图所示,在凸透镜成像的实验中,下列说法正确的是( )
A.蜡烛逐渐远离凸透镜时,移动光屏,在光屏上成的像渐变大
B.蜡烛逐渐靠近凸透镜时,光屏要靠近凸透镜才能承接到清晰的像
C.蜡烛在a点时,所成的像是倒立缩小的
D.应用蜡烛在b点时的成像原理,可制成近视眼镜
考点7:近视眼和远视眼
考点解读:近视眼的成因:晶状体过凸或眼睛的前后距离过长,使物体的像成在视网膜前。眼球的折光系统与凸透镜U>2f,成倒立、缩小实像的规律相附。眼镜矫正则用凹透镜,对光线进行发散;手术矫正则是通过减小晶状体和角膜的厚度,减小对光线的偏折,从而达到矫正的作用。
例7:小华视物时成像情况如图所示,医生向她介绍激光手术:通过激光烧蚀厚度均匀的透明眼角膜,使之改变形状,实现视力矫正.手术后的眼角膜形状应为下列图中的( )
考点8:探究凸透镜成像规律
考点解读:①实验中,为使烛焰的像能成在光屏的中央,应调节凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度处;②根据物距和像距的关系判断成像情况:u>2f,成倒立、缩小的实像;u=2f,成倒立、等大的实像;f<u<2f,成倒立、放大的实像。③光屏上得不到烛焰像的情况有三种:成的像是虚像,虚像是不会成在光屏上的;成实像,但由于烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度上,虽然成的是实像,但光屏上显示不出来;当物体位于焦点上,即u=f时,此时不成像,所以光屏上也得不到烛焰的像。④物体上任一点射向凸透镜有无数条光线,经凸透镜折射后,有无数条折射光线会聚成该点的像;当遮住凸透镜的一部分,还有另外的部分光线,经凸透镜折射会聚成像。
例8:在“探究凸透镜成像规律”实验中:
(1)如图甲所示,该透镜的焦距f=____cm。
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上后,点燃蜡烛,在光屏上得到蜡烛的像如图乙所示,若要让像成在光屏的中心位置,则可以将凸透镜向____(选填“上”或“下”)移动。
(3)如图丙所示,把蜡烛放在光具座上____(选填“A”“B”“C”或“D”)点时;在光屏上能得到一个清晰放大的像,____(选填“投影仪”“照相机”或“放大镜”)就是利用这种成像规律工作的。
(4)某小组在探究凸透镜成像规律时,不小心将透镜掉在地上碎成三块,他们不知道碎镜片的焦距是否与原透镜相等,于是选取其中一块镜片,测量其焦距发现这块镜片的焦距与原透镜相等,如图丁所示,由此他们得出“每块镜片的焦距都与原透镜相等”的结论.他们这种推断方法存在的主要问题是________________________________。
一、选择题
1. 宋代范仲淹的《岳阳楼记》中蕴含了丰富的光学知识,下列文字词句与科学知识相符合的是( )
A.“锦鳞游泳”,看到水里的鱼是实像
B.“皓月千里”,皎洁的月亮是光源
C.“浮光跃金”,湖面波动的光闪着金色是光的折射现象
D.“静影沉璧”,如玉璧一样的月亮倒影是光的反射现象
2. (2018?株洲)如图为观察微小形变的装置。平面镜M放置在水平桌面上,光源S发出一束激光射到镜面上,经反射后在标尺上形成光斑P.若在图示位置用力F向下挤压桌面,则( )
A.激光束的入射角增大反射角减小
B.激光束的入射角减小反射角增大
C.标尺上的光斑右移
D.标尺上的光斑左移
3. (2018?乌鲁木齐)夜晚,发着光的小萤火虫从放大镜的2倍焦距处沿着主光轴匀速飞行过程中,萤火虫发出的通过放大镜部分的光逐渐减少,则萤火虫的像( )
A.远离放大镜,平均速度小于萤火虫的飞行速度
B.远离放大镜,平均速度大于萤火虫的飞行速度
C.靠近放大镜,平均速度小于萤火虫的飞行速度
D.靠近放大镜,平均速度大于萤火虫的飞行速度
4. 如图所示,在“探究平面镜成像特点”实验中,下列叙述正确的是( )
A.蜡烛在玻璃板中成的是实像
B.蜡烛在玻璃板中成的像比实物大
C.蜡烛移近玻璃板时,像会远离玻璃板
D.蜡烛与它的像到玻璃板的距离相等
5. (2018?黄石)探究小组将装有半杯清水的圆柱形透明玻璃杯放在水平窗台上,透过玻璃杯观察街对面的指路牌。当从水面上方观察时,看到指路牌上的箭头指向右方;若从水面下方观察,下面有关现象和成像原理说法正确的是( )
A.箭头指向右方 B.指路牌上下宽度变大
C.指路牌上的字上下颠倒 D.原理类似于照相机成像
6. (2018?济宁)如图所示,小易利用激光灯、可折转的光屏、平面镜等器材探究光的反射定律。下列说法正确的是( )
A.光屏能显示光路,是因为发生了镜面反射
B.将左侧光屏向后折转,是为了探究“反射光线、入射光线与法线是否在同一平面内”
C.验证“光路可逆”时必须用两个激光灯
D.验证“反射角等于入射角”时,入射角不能为0°
7. 清澈平静的湖面上空,一只小燕子正向下俯冲捕食,下列说法正确的是( )
A.小燕子在湖水中的像是由光的反射形成的
B.小燕子在湖水中的像是由光的折射形成的
C.俯冲过程中,小燕子在湖水中的像越来越大
D.俯冲过程中,小燕子在湖水中的像越来越小
8. 在“探究凸透镜成像规律”的实验中,小明将烛焰放在凸透镜前某一位置时,恰好在凸透镜后20 cm处的光屏上出现一个与该烛焰等大的像,下列说法正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是20 cm
B.此时的物距大于20 cm
C.当物距是30 cm时,光屏上呈现倒立、缩小的像
D.当凸透镜的一部分被遮住时,光屏上不能呈现完整的像
9. 构建思维导图是整理知识的重要方法.如图是小金复习光学知识时构建的思维导图,图中Ⅰ处可补充的现象是( )
A.镜子中优秀的自己
B.湖水中青山的倒影
C.阳光下绿树的影子
D.岸上的人看到水中的“鱼”
10.(2018?嘉兴)下列是观察对岸的树木在水中倒影的光路图,正确的是( )
A B C D
11.如图,有一个圆柱体PQ,放在凸透镜前图示位置,它所成的像的形状是( )
12.游泳池池边有一位运动员甲可通过水面看到路灯的倒影,水下有一运动员乙正在潜水可通过水面看到岸上的路灯,当运动员甲从A地走到B地,运动员乙从C地潜到D地,有关他们所看到灯的叙述正确的是( )
A.甲看到灯的位置在变化乙看到灯的位置不变
B.乙看到灯的位置在变化甲看到灯的位置不变
C.两人看到的灯的位置都不变
D.两人看到灯的位置都在变化
13.取一圆形薄透镜正对阳光(如图),在距透镜15cm的地面上得到一个光斑,其直径是透镜直径的一半,若将透镜向上移动少许,光斑变大.透镜的焦距是( )
A.5cm
B.10cm
C.15cm
D.30cm
14.如图所示,将刻度尺斜插入水中,从水面上看去,水中尺子的刻度情况( )
A.变得疏了
B.变得密了
C.一部分变疏一部分变密
D.疏密没有变化
15.某校新建成一个喷水池,在池底中央安装了一只射灯.射灯发出的一束光照在右边的池壁上,当池内无水时,站在池旁左边的人,看到在S点形成一个亮斑,如图所示,现往池内灌水,水面升至a位置时,人看到亮斑的位置在P点;如果水面升至b位置时,人看到亮斑的位置在Q点,则( )
A.P点在S点的下方,Q点在S点的上方
B.P点在S点的上方,Q点在S点的下方
C.P点在S点的上方,Q点在S点的上方
D.P点在S点的下方,Q点在S点的下方
16.(2018?天津)在用一凸透镜研究其成像的规律时,某同学得到的部分实验信息如下表所示。根据表中信息判定下列说法错误的是( )
实验次序
1
2
3
4
5
物距u/cm
50
40
30
25
20
像距v/cm
22
24
30
38
60
A.该凸透镜的焦距是15cm
B.当u=25cm时,凸透镜成放大的像,放大镜就是根据这一原理制成的
C.当v=24cm时,凸透镜成缩小的像,照相相机就是根据这一原理制成
D.若把物体从距凸透镜22cm处向距凸透镜32cm处滑动,像会逐渐变小
17.如图甲所示,蜡烛a在竖直放置的平面镜MN中所成像为a′,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
18.在探究凸透镜成像规律的实验中,小欢同学先将点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置时,恰好在镜后26 cm处的光屏上出现一个与蜡烛等大倒立的像;若将此蜡烛移至凸透镜前10 cm处时,则( )
A.光屏上出现倒立放大的实像 B.光屏上出现倒立缩小的实像
C.将光屏远离凸透镜方向移动一段距离,光屏上才会出现倒立放大的实像
D.无论怎样移动光屏,光屏上均不会出现实像
19.如图是两个并排而且深度相同的水池,一个装水,另一个未装水,在两池的中央各竖立着一支长度相同而且比池深略高的标杆.当阳光斜照时就会在池底形成杆的影子,下列说法正确的是( )
A.装水的池中标杆影子较长
B.未装水的池中标杆影子较长
C.两池中标杆影子长度相同
D.装水的池中标杆没有影子
20.我们经常提到的像:①小孔成像②平面镜成像 ③放大镜成像 ④电影屏幕上的像 ⑤汽车观后镜中的像,其中( )
A.属于实像的是①②③ B.属于虚像的是②③④
C.由于反射而成的像是②⑤ D.由于折射而成的像是①③④
二、非选择题
21.在“探究光的反射规律”的实验中,某同学进行了如图所示的实验。
(1)若想探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内,其操作方法为______________________________。
(2)如果让光线逆着OF的方向射向平面镜,会发现反射光线沿着OE方向射出,这表明__________________________。
22.在利用光具座进行凸透镜成像的实验探究中:
(1)如图所示,一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后,在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑,由图可知,凸透镜对光线具有 作用,该凸透镜的焦距是 cm。
(2)在凸透镜成像实验测量物距和像距的过程中, (选填“物距”或“像距”)的测量误差较大,原因是 。
23.(2018?安徽)如图所示的实验装置,可以用来研究光从水中斜射到与空气的分界面时所发生的光现象。
(1)使入射角i在一定范围内由小变大,会发现折射角γ (填写变化规律),且折射角总是大于相应的入射角。
(2)当入射角i增大到某一值时,折射角γ会达到最大值,该最大值是 。
(3)若继续增大入射角i,将会发现不再有 光线,而只存在 光线。
24.如图所示,把一凸透镜放在平面镜前,当用眼睛观察镜子时,光束似乎是从M处发散开来的,则光束会聚处和M点的距离是 m,该凸透镜的焦距是 m。
25.(1)2018年支付宝开启扫二维码可以领现金红包活动,通过智能手机的摄像头扫描二维码(如图甲)便可领取现金红包,手机摄像头相当于一个凸透镜,二维码到摄像头的距离应满足 的条件。
(2)如图乙所示,蜡烛恰好在光屏上成清晰的像,将光屏移至刻度线10 cm处,蜡烛向 (选填“远离”或“靠近”)透镜的方向移动,光屏上能再次成清晰的像,保持透镜位置不变,仅将蜡烛和光屏位置交换,光屏上可观察到倒立 的实像。
26.(2018?枣庄)诗句“大漠孤烟直,长河落日圆”给我们展现了一幅美丽的画卷。其实诗人观察到的落日并非太阳的实际位置(如图所示),而是太阳光经过不均匀的大气层发生了 所成的像,太阳实际在图中 (选填“甲”或“乙”)的位置。
27.(2018?达州)某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,绘制了如图所示的图象(v表示像到凸透镜的距离,u表示物体到凸透镜的距离),用该凸透镜作放大镜使用时,被观察的物体到透镜的距离在 m以内;把物体从距凸透镜5cm处移动到距凸透镜20cm处的过程中,像的大小将 (选填“变大”、“变小”、“先变小再变大”、“先变大再变小”)。
28.小明用茶色玻璃板和两个相同的柜子做探究像与物到平面镜距离关系的实验。
(1)将玻璃板 立在水平桌面上,在白纸上沿玻璃板前后两表面画线MM′和NN′。
(2)在玻璃板前放棋子A,将棋子B放到玻璃板后,使它与 重合。
(3)在白纸上沿棋子A和B的边缘画图,测量A的右端到MM′的距离lA=4.30 cm;测量B的左端到NN′的距离如图所示,其值为lB= cm。
(4)改变A的位置,将数据记录在表中,表中有一个数据异常,该数据是 cm,它最有可能测量的是 距离。
次数
1
2
3
4
5
lA/cm
4.30
5.70
7.10
8.80
9.90
lB/cm
/
5.40
6.50
8.50
9.60
(5)修正(4)中异常数据后,比较lB和lA,发现lB总是小于lA,为准确获得实验结论,请你对小明实验中的错误操作进行纠正,答: 。
29.(2018?天门)在探究“凸透镜成像规律”的实验中
(1)为了使蜡烛的像出现在光屏的中央,应调整蜡烛,凸透镜和光屏, 。
(2)如图甲所示,在蜡烛在光屏上成倒立,等大的像,则凸透镜的焦距F= cm,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 (选填“靠近”“远离”)凸透镜
(3)如图乙所示,将蜡烛放在P点的位置,若切除凸透镜中间的阴影部分,再将剩余部分靠拢合在一起,蜡烛能成 个像。
30.根据所学的光学知识,回答下列问题。
(1)如图甲,人们在看日出时,看到的日出并非太阳的实际位置,而是光线经过不均匀的大气层时发生了________而形成的像,太阳的实际位置在图中的________(选填“甲”或“乙”)。
(2)如图乙,把由同种玻璃制成的厚度为相同的立方体A和半球体B分别放在报纸上,从正上方(对B来说是最高点)竖直向下分别观察A、B中心处报纸上的文字,A中的字比没有玻璃时的 (选填“高”、“低”或“一样高”下同),看到A中的字比B中的字 。
(3)如图丙,把铜钱放在碗底B处后加适量水,从A处恰好看到铜钱的像在E处,用激光笔从A点向 处(用图中字母表示)照射,可照亮铜钱。加满水,从A处看到像的位置将 (选填“变高”“变低”或“不变”)。
31.(2018?镇江)如图1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一细光束,小彬通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象。
(1)图1水槽中未注水时可在侧壁上A处得到一个光点,注入一定量的水后,光点移至B处,这是由于光在水面处发生了光的 现象,此时入射角 角θ(选填“大于”“等于”或“小于”);
(2)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△h 2cm(选填“>”“=”或“<”);
(3)如图2所示,小彬将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射,为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播,则激光笔照射的方向应满足的条件是 ,且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区 (选填“①”②”或“③”)内。
专项集训1:光的反射和折射
光的反射定律和折射现象
中考要求
①知道光在同一种物质中沿直线传播
a
②举例说出光的反射现象
a
③描述光的反射定律
a
④辨别镜面反射和漫反射
a
⑤知道平面镜成像的特点
a
⑥举例说出光的折射现象
a
⑦描述光的折射规律
a
⑧用光的反射定律和折射规律解释简单的现象
b
人眼球的作用
①知道人眼球对光的作用相当与凸透镜
a
②认识凸透镜成像规律
b
③应用凸透镜成像规律解释人眼球的成像特点
c
④描述近视眼、远视眼的成因
a
⑤树立保护视力和用眼卫生的意识
c
考点1:镜面反射和漫反射
考点解读:反射分镜面反射和漫反射,平行光线入射到平而光滑反射面上,反射光线还是平行射出,这种反射是镜面反射;平行光线入射到粗糙的反射面上,反射光线射向四面八方,这种反射是漫反射,镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律。
例1:下列说法正确的是( )
A.镜面反射遵循光的反射定律,而漫反射不遵循光的反射定律
B.阳光下,微风吹拂的河面,波光粼粼,这里蕴含着光的折射现象
C.电影幕布选用粗糙布料,是让光发生漫反射
D.电影幕布选用白色,是让幕布吸收各种色光呈现彩色
答案:C
解析:镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律,故A选项错误;阳光下,微风吹拂的河面,波光粼粼,这里蕴含着光的反射现象,故B选项错误;银幕是凹凸不平的,平行光线入射到粗糙的银幕上,反射光线射向四面八方,进入不同方向的人的眼睛,不同方向的人们都能看到.因此光在银幕上发生漫反射.故C选项正确;电影幕布选用白色,是让幕布反射各种色光,呈现彩色,故D选项错误。
考点2:生活中的光现象
考点解读:①光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播,产生的现象有小孔成像、激光准直、影子的形成、日食和月食等;②光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象,例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的;③光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质进入另一种介质时,就会出现折射现象,例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼、凸透镜成像等都是光的折射形成的。
例2:描绘纯美青春的《再别康桥》诗句中蕴含了丰富的光学知识.下列说法正确的是( )
A.“河畔的金柳是夕阳中的新娘”,金柳的影子是光的折射形成的
B.“撑一支长篙向青草更青处漫溯”,长篙在水中的倒影是等大的实像
C.“波光里的艳影在我的心头荡漾”,湖面波光粼粼是光的直线传播形成的
D.“我挥一挥衣袖不带走一片云彩”,看到天上的云彩是由于云彩反射了太阳光
答案:D
解析:影子是由于光的直线传播形成的,故A错误;长篙在水中的倒影是平面镜成像,是由于光的反射形成的等大的虚像,故B错误;湖面波光粼粼是光的反射形成的,故C错误;看到天上的云彩,是由于云彩反射的太阳光进入了人的眼睛,故D正确。
考点3:平面镜成像
考点解读:根据平面镜成像的特点:所成的像是虚像;像和物体大小相同;像和物体各对应点的连线与平面镜垂直;像和物体各对应点到平面镜间距离相等;物体在镜中成像的大小与物体大小相等,不受镜面限制,可以大于镜面,与物体和平面镜的距离也无关。
例3:如图所示,落地平面镜高0.8米。身高1.5米的姚安美同学站在镜前却看不到自己全身的像,她回想起科学课上所学知识就 (选填“适当后退一段距离”或“适当把镜子升高一段距离”),当她看到了自己全身像时,此像的大小与她本人相比应该是 (选填“大”、“小”或“一样大”)。
答案:适当把镜子升高一段距离 一样大
解析:所谓要在镜子中看到自己的全身像就是要求脚上发出的光线经平面镜反射后能进入小明的眼睛。如图所示,要让脚发出的光线进入小明的眼睛,平面镜的最高点至少在A处;很明显是平面镜不够高,所以小明看不到鞋子的像。因此需要把镜子升高一段距离。而物体在镜中成像的大小与物体大小相等,不受镜面限制,可以大于镜面,与物体和平面镜的距离也无关。
易错点:平面镜所成像的大小只与物体的大小有关,物体大小不变,像的大小就不变;有时候我们在远离平面镜的时候,看到镜子中的像变小了,那其实是视觉上的误差,就像站在高山上看到山下的人很矮小是一个道理。
考点4:光的折射
考点解读:光线垂直于界面入射时,光线的传播方向不变;光从空气中斜射入玻璃中时,折射小于入射角;光从玻璃中斜射入空气中时,折射角大于入射角。
例4: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
答案: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在同一直线上,故射出后的位置和方向可能是图中的b,故答案选B。
考点5:探究光的反射定律
考点解读:①为了保留光的传播路径,可以用笔描出入射光线和反射光线的路径;入射光线、反射光线、法线在同一平面上;在光的反射中,光路是可逆的;②实验时玻璃板如果不竖直,不论怎样移动后面的蜡烛都不可能与前面蜡烛的像完全重合;实验中选择两根完全一样的蜡烛是为了比较物体与像的大小关系;平面镜成的是虚像。
例5:在光现象的学习过程中,小明进行了如下实验:
(1)在“探究光的反射规律”实验中,按图甲所示的装置进行实验,纸板上显示出了入射光线AO和反射光线OB的径迹,他想把光的径迹保留在纸板上以便研究,请你为他设计一个保留的方法: 。当在图甲上出现反射光线OB后,小明将一透明塑料硬板按图乙方式放置,并以ON为轴旋转该塑料板,观察塑料板上能否出现反射光,他的设计意图是为了探究 ,小明让光沿BO方向入射,发现反射光沿OA方向射出,说明在反射现象中 。
(2)如图丙所示,在“探究平面镜成像特点”的实验中,小明将点燃的蜡烛A竖直放在薄玻璃板的一侧,此时用另一支完全相同的蜡烛B在玻璃板另一侧的水平桌面上无论怎样移动,发现无法让它与蜡烛A的像完全重合,出现这种情况的原因可能是 。调整后蜡烛B与蜡烛A的像能够完全重合,说明像与物 ,移去蜡烛B,在其原来的位置放置一块光屏,光屏上不能呈现蜡烛A的像,说明 。
答案:(1)用笔描出入射光线和反射光线的路径 入射光线、反射光线、法线是否在同一平面上 光路是可逆的 (2)玻璃板没有竖直放置 大小相等 平面镜成的是虚像
解析:(1)小明可以用笔描出入射光线和反射光线的路径;将一透明塑料硬板按图乙方式放置,此时在玻璃板上看不到反射光线,这样做是为了探究入射光线、反射光线、法线是否在同一平面上;小明让光沿BO方向入射,发现反射光沿OA方向射出,说明在反射现象中光路是可逆的;(2)实验时玻璃板要竖直放置,即垂直于桌面,如果不竖直,不论怎样移动后面的蜡烛都不可能与前面蜡烛的像完全重合,就无法比较像与物的大小;蜡烛B与蜡烛A的像能够完全重合,说明像与物的大小相等;平面镜成的是虚像,虚像不能被光屏承接。
考点6:凸透镜成像规律及应用
考点解读:凸透镜成像的三种情况:u>2f,成倒立、缩小的实像;2f>u>f,成倒立、放大的实像;u<f,成正立、放大的虚像;凸透镜成实像时光路是可逆的,其中u表示物体到凸透镜的距离,f表示焦距。
例6:(2018?曲靖)如图所示,在凸透镜成像的实验中,下列说法正确的是( )
A.蜡烛逐渐远离凸透镜时,移动光屏,在光屏上成的像渐变大
B.蜡烛逐渐靠近凸透镜时,光屏要靠近凸透镜才能承接到清晰的像
C.蜡烛在a点时,所成的像是倒立缩小的
D.应用蜡烛在b点时的成像原理,可制成近视眼镜
答案:C
解析:A、当烛焰逐渐远离凸透镜时,由于物距变大,像距变小,所以应将光屏靠近凸透镜,光屏上才会重新出现清晰的像,烛焰的实像将成的像也变小,故A错误。B、当烛焰逐渐靠近凸透镜时,由于物距变小,像距变大,所以应将光屏远离凸透镜,光屏上才会重新出现清晰的像,故B错误。C、凸透镜成像时,u>2f,成倒立、缩小的实像,故C正确;D、蜡烛在b点时,u<f成正立放大的虚像,可制成老花镜,故D错误。
考点7:近视眼和远视眼
考点解读:近视眼的成因:晶状体过凸或眼睛的前后距离过长,使物体的像成在视网膜前。眼球的折光系统与凸透镜U>2f,成倒立、缩小实像的规律相附。眼镜矫正则用凹透镜,对光线进行发散;手术矫正则是通过减小晶状体和角膜的厚度,减小对光线的偏折,从而达到矫正的作用。
例7:小华视物时成像情况如图所示,医生向她介绍激光手术:通过激光烧蚀厚度均匀的透明眼角膜,使之改变形状,实现视力矫正.手术后的眼角膜形状应为下列图中的( )
答案:B
解析:激光矫正近视,是对晶状体和角膜构成的透镜进行手术,使其变薄,相当于一个凹透镜,使其对光的偏折能力变弱,使成的像后移,直到移到视网膜上.图A 角膜的中间和边缘一样厚,图B 中间薄边缘厚,符合凹透镜的特点,图C 中间厚,边缘薄,属于凸透镜,不符合题意,图D 是多块凹透镜组成,不符合题意;故选B。
考点8:探究凸透镜成像规律
考点解读:①实验中,为使烛焰的像能成在光屏的中央,应调节凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度处;②根据物距和像距的关系判断成像情况:u>2f,成倒立、缩小的实像;u=2f,成倒立、等大的实像;f<u<2f,成倒立、放大的实像。③光屏上得不到烛焰像的情况有三种:成的像是虚像,虚像是不会成在光屏上的;成实像,但由于烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度上,虽然成的是实像,但光屏上显示不出来;当物体位于焦点上,即u=f时,此时不成像,所以光屏上也得不到烛焰的像。④物体上任一点射向凸透镜有无数条光线,经凸透镜折射后,有无数条折射光线会聚成该点的像;当遮住凸透镜的一部分,还有另外的部分光线,经凸透镜折射会聚成像。
例8:在“探究凸透镜成像规律”实验中:
(1)如图甲所示,该透镜的焦距f=____cm。
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上后,点燃蜡烛,在光屏上得到蜡烛的像如图乙所示,若要让像成在光屏的中心位置,则可以将凸透镜向____(选填“上”或“下”)移动。
(3)如图丙所示,把蜡烛放在光具座上____(选填“A”“B”“C”或“D”)点时;在光屏上能得到一个清晰放大的像,____(选填“投影仪”“照相机”或“放大镜”)就是利用这种成像规律工作的。
(4)某小组在探究凸透镜成像规律时,不小心将透镜掉在地上碎成三块,他们不知道碎镜片的焦距是否与原透镜相等,于是选取其中一块镜片,测量其焦距发现这块镜片的焦距与原透镜相等,如图丁所示,由此他们得出“每块镜片的焦距都与原透镜相等”的结论.他们这种推断方法存在的主要问题是________________________________。
答案:(1)11.0 (2)下 (3)C 投影仪 (3)只实验了一次,结果具有偶然性
解析:(1)由图甲可知,在光屏上找一个最小最亮的点即为焦点位置,则光屏到凸透镜的距离为焦距,所以焦距为11 cm;(2)如图乙所示,成像在光屏的上方,由于成像是倒立的,所以是蜡烛偏低,或者光屏偏低,而使三者不在同一直线上,可以将蜡烛向上移动,透镜向下移动,光屏向上移动;(3)要想成像是倒立、放大的实像,那就要将蜡烛放在一倍焦距之外二倍焦距以内即为C点位置处,投影仪就是利用这个原理制成的。(4)只测一块镜片焦距和凸透镜的原焦距相等,一次实验很具有偶然性,要测量多个碎片的焦距,然后总结结论。
易错点:一个不完整的凸透镜不会影响其成像,依然能呈现完整的像,但像的亮度会变暗。
一、选择题
1. 宋代范仲淹的《岳阳楼记》中蕴含了丰富的光学知识,下列文字词句与科学知识相符合的是( )
A.“锦鳞游泳”,看到水里的鱼是实像
B.“皓月千里”,皎洁的月亮是光源
C.“浮光跃金”,湖面波动的光闪着金色是光的折射现象
D.“静影沉璧”,如玉璧一样的月亮倒影是光的反射现象
解析:看到水中的鱼是光的折射现象形成的鱼的虚像,是由于光从水中射向空气的缘故,故发生了折射,故A错误;月亮本身不能发光,即不是光源,故B错误;“浮光跃金”,金色是光在水面发生的反射现象,故C错误;玉璧一样月亮的倒影属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故D正确。
答案:D
易错点:能在光屏上呈现的像是实像,不嫩在光屏上呈现的像是虚像。
2. (2018?株洲)如图为观察微小形变的装置。平面镜M放置在水平桌面上,光源S发出一束激光射到镜面上,经反射后在标尺上形成光斑P.若在图示位置用力F向下挤压桌面,则( )
A.激光束的入射角增大反射角减小
B.激光束的入射角减小反射角增大
C.标尺上的光斑右移
D.标尺上的光斑左移
解析:光源S发出一束激光射到镜面上,当用力压桌面时,平面镜向中间倾斜(如右图所示),造成入射角增大,根据反射角等于入射角可知,反射光线远离法线,导致了标尺上的光斑右移。
答案:C
3. (2018?乌鲁木齐)夜晚,发着光的小萤火虫从放大镜的2倍焦距处沿着主光轴匀速飞行过程中,萤火虫发出的通过放大镜部分的光逐渐减少,则萤火虫的像( )
A.远离放大镜,平均速度小于萤火虫的飞行速度
B.远离放大镜,平均速度大于萤火虫的飞行速度
C.靠近放大镜,平均速度小于萤火虫的飞行速度
D.靠近放大镜,平均速度大于萤火虫的飞行速度
解析:由于萤火虫发出的光向四面传播,萤火虫发出的通过放大镜部分的光逐渐减少,说明萤火虫是远离放大镜的;像靠近凸透镜,故AB错误;发着光的小萤火虫从放大镜的2倍焦距处向远处移动,像的范围在一倍焦距和二倍焦距之间,萤火虫的移动速度要大于像的移动速度,故C正确,D错误。
答案:C
4. 如图所示,在“探究平面镜成像特点”实验中,下列叙述正确的是( )
A.蜡烛在玻璃板中成的是实像
B.蜡烛在玻璃板中成的像比实物大
C.蜡烛移近玻璃板时,像会远离玻璃板
D.蜡烛与它的像到玻璃板的距离相等
解析:蜡烛在玻璃板中成的是虚像,故A不正确;蜡烛在玻璃板中成的像与实物等大,故B不正确;蜡烛移近玻璃板时,像会靠近玻璃板,故C不正确;蜡烛与它的像到玻璃板的距离相等,故D正确。
答案:D
5. (2018?黄石)探究小组将装有半杯清水的圆柱形透明玻璃杯放在水平窗台上,透过玻璃杯观察街对面的指路牌。当从水面上方观察时,看到指路牌上的箭头指向右方;若从水面下方观察,下面有关现象和成像原理说法正确的是( )
A.箭头指向右方 B.指路牌上下宽度变大
C.指路牌上的字上下颠倒 D.原理类似于照相机成像
解析:当从水面上方观察时,是通过玻璃、空气看到的,属于光的折射现象,看到的是物体的正立的虚像,故实际指路牌上的箭头指向右方;装有部分水的玻璃杯下半部分中间厚、边缘薄,相当于一个凸透镜;从水面下方观察,看远处的物体时,相当于物体处于2倍焦距以外,成倒立、缩小的实像,该原理类似于照相机成像,故D正确;此时指路牌上的字是倒立的像,是指上下左右都颠倒了,即看到的箭头应指向左方,故A、C错误;由于远处的指路牌处于2倍焦距以外,成倒立、缩小的实像,所以此时看到指路牌上下宽度变小,故B错误。
答案:D
6. (2018?济宁)如图所示,小易利用激光灯、可折转的光屏、平面镜等器材探究光的反射定律。下列说法正确的是( )
A.光屏能显示光路,是因为发生了镜面反射
B.将左侧光屏向后折转,是为了探究“反射光线、入射光线与法线是否在同一平面内”
C.验证“光路可逆”时必须用两个激光灯
D.验证“反射角等于入射角”时,入射角不能为0°
解析:A、光屏能显示光路,是因为发生了漫反射,故A错误;B、为了探究“反射光线、入射光线与法线是否在同一平面内”,要向后折反射光线的那侧,即左侧光屏,故B正确;C、证“光路可逆”时,如果让光线逆着反射的方向射向镜面,这时的入射角为原来的反射角,看这时的反射角是否为原来的入射角,从而验证光路是否可逆,用笔在屏上画出即可,不必用两个激光灯,故C错误;D、入射角等于0°时,即入射光线与镜面垂直,反射光线也垂直于镜面射出,反射光线、入射光线、法线在一条直线上,故验证“反射角等于入射角”时,入射角可以为0°,故D错误。
答案:B
7. 清澈平静的湖面上空,一只小燕子正向下俯冲捕食,下列说法正确的是( )
A.小燕子在湖水中的像是由光的反射形成的
B.小燕子在湖水中的像是由光的折射形成的
C.俯冲过程中,小燕子在湖水中的像越来越大
D.俯冲过程中,小燕子在湖水中的像越来越小
解析:清澈平静的湖面相当于平面镜,小燕子在湖水中的像是平面镜成像,是由光的反射形成的,故A正确;B错误;在小燕子向下俯冲靠近水面的过程中,小燕子与水面的距离变小,但小燕子在水中所成的像始终不改变,与小燕子大小相等,故CD错误。
答案:A
8. 在“探究凸透镜成像规律”的实验中,小明将烛焰放在凸透镜前某一位置时,恰好在凸透镜后20 cm处的光屏上出现一个与该烛焰等大的像,下列说法正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是20 cm B.此时的物距大于20 cm
C.当物距是30 cm时,光屏上呈现倒立、缩小的像
D.当凸透镜的一部分被遮住时,光屏上不能呈现完整的像
解析:距离凸透镜20cm的光屏上得到一个与物体等大的像,所以v=20cm=2f,物距与像距相同,则f=10cm,故AB错误;若现将物距为30cm时,在二倍焦距以外,成倒立、缩小的实像,故C 正确;当凸透镜的一部分被遮住时,光屏上仍能呈现完整的像,透光的部分减少,像的亮度减弱,故D错误;综上选C。
答案:C
9. 构建思维导图是整理知识的重要方法.如图是小金复习光学知识时构建的思维导图,图中Ⅰ处可补充的现象是( )
A.镜子中优秀的自己
B.湖水中青山的倒影
C.阳光下绿树的影子
D.岸上的人看到水中的“鱼”
解析:读思维导图可知,图中Ⅰ处要求填写的是光的直线传播的现象.A.镜子中的“自己”是光的反射形成的,不合题意;B.湖水有青山的倒影,是光的反射形成的,不合题意;C.阳光下绿树的影子,是光的直线传播形成的,符合题意;D.岸上的人看到水中的“鱼”,是光在水面处发生折射形成的,不合题意。
答案:C
10.(2018?嘉兴)下列是观察对岸的树木在水中倒影的光路图,正确的是( )
A B C D
解析:树木在水中倒影,是因为来自岸上树木的光线斜射到水面上发生反射,反射光线进入眼睛,所以才能观察到对岸的树木在水中的倒影,故B正确,ACD、图中光线来自水中,且光是直线传播或发生光的折射,故ACD错误。
答案:B
11.如图,有一个圆柱体PQ,放在凸透镜前图示位置,它所成的像的形状是( )
解析:当U>f时,物距减小,像距变大像变大.圆柱体的右边Q在f和2f之间,所成的像是倒立放大的实像;圆柱体的左边P在2f以外,所成的像是倒立缩小的实像,且右边的像距比左边的像距远,符合要求的只有图B。答案:B
12.游泳池池边有一位运动员甲可通过水面看到路灯的倒影,水下有一运动员乙正在潜水可通过水面看到岸上的路灯,当运动员甲从A地走到B地,运动员乙从C地潜到D地,有关他们所看到灯的叙述正确的是( )
A.甲看到灯的位置在变化乙看到灯的位置不变
B.乙看到灯的位置在变化甲看到灯的位置不变
C.两人看到的灯的位置都不变
D.两人看到灯的位置都在变化
解析:(1)根据平面镜成像特点:像与物关于平面镜对称,作出路灯的像,连线用虚线;在空气中看去,光好像是从像点发出,连接人的眼睛与像点,与水面的交点即为入射点,同理做出运动员甲从A地走到B地时,看到路灯的光路图,由此可知甲看到灯的位置不变;
(2)根据光从水中斜射入空气中时折射角大于入射角的规律,做出运动员乙在C点看到路灯的位置在S1点,运动员乙从C地潜到D地,看到路灯的位置在S2点,如上右图所示:由此可知,当运动员甲从A地走到B地,运动员乙从C地潜到D地,乙看到灯的位置在变化甲看到灯的位置不变。
答案:B
13.取一圆形薄透镜正对阳光(如图),在距透镜15cm的地面上得到一个光斑,其直径是透镜直径的一半,若将透镜向上移动少许,光斑变大.透镜的焦距是( )
A.5cm B.10cm
C.15cm D.30cm
解析:凸透镜对光线有会聚的作用;最小、最亮的光斑就是该凸透镜焦点的位置,焦点到透镜光心的距离就是焦距.在距透镜15cm的地面上得到一个光斑,说明太阳光经凸透镜未过焦点会聚的,或已过焦点会聚的光斑.将透镜向上移动少许,光斑变大,说明太阳光经凸透镜是已过焦点会聚的光斑.光斑的直径是透镜直径的一半,说明太阳光经凸透镜是已过焦点一半时的,则15cm是焦距和一半的焦距的和,即焦距是10cm。
答案:B
14.如图所示,将刻度尺斜插入水中,从水面上看去,水中尺子的刻度情况( )
A.变得疏了 B.变得密了
C.一部分变疏一部分变密 D.疏密没有变化
解析:(1)将尺子斜插入水中时,从水面看水中的尺子,尺子反射的光经水面折射进入我们的眼睛,折射角大于入射角;(2)眼睛逆着折射光线看去,误认为光是沿直线传播的,会感到尺子的位置比实际位置高一些,看起来是向上弯折了,因此它的刻度就显得密了.故选B。
答案:B
15.某校新建成一个喷水池,在池底中央安装了一只射灯.射灯发出的一束光照在右边的池壁上,当池内无水时,站在池旁左边的人,看到在S点形成一个亮斑,如图所示,现往池内灌水,水面升至a位置时,人看到亮斑的位置在P点;如果水面升至b位置时,人看到亮斑的位置在Q点,则( )
A.P点在S点的下方,Q点在S点的上方
B.P点在S点的上方,Q点在S点的下方
C.P点在S点的上方,Q点在S点的上方
D.P点在S点的下方,Q点在S点的下方
解析:(1)往池内注水,水面升至a位置时,发生折射,根据折射定律,P点如下图所示:(2)水面上升至b位置时,光线先在水池壁反射,再折射出水面,根据反射定律和折射定律,Q点如下图所示:通过画图可知:P点在S点的下方,Q点在S点的上方。
答案:A
16.(2018?天津)在用一凸透镜研究其成像的规律时,某同学得到的部分实验信息如下表所示。根据表中信息判定下列说法错误的是( )
实验次序
1
2
3
4
5
物距u/cm
50
40
30
25
20
像距v/cm
22
24
30
38
60
A.该凸透镜的焦距是15cm
B.当u=25cm时,凸透镜成放大的像,放大镜就是根据这一原理制成的
C.当v=24cm时,凸透镜成缩小的像,照相相机就是根据这一原理制成
D.若把物体从距凸透镜22cm处向距凸透镜32cm处滑动,像会逐渐变小
解析:A、由表中的数据可知,实验3中,u=v=30cm,此时u=2f,f=15cm,故A正确;
B、当u=25cm时,物距大于一倍焦距小于二倍焦距,凸透镜成倒立、放大的像,投影仪就是根据这一原理制成的,故B错误;C、当v=24cm时,像距大于一倍焦距小于二倍焦距,则物距大于二倍焦距,凸透镜成缩小的像,照相相机就是根据这一原理制成,故C正确;D、若把物体从距凸透镜22cm处向距凸透镜32cm处滑动,物距变大,像距变小,像变小,故D正确。
答案:B
17.如图甲所示,蜡烛a在竖直放置的平面镜MN中所成像为a′,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
解析:在图乙中作蜡烛a在平面镜中的像点a′,根据平面镜成像特点可知平面镜所成的像和物体关于平面镜对称,物体到平面镜的距离和像到平面镜的距离相等,可知,仍成像,且像还在原来位置,如图所示:故选D。
答案:D
18.在探究凸透镜成像规律的实验中,小欢同学先将点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置时,恰好在镜后26 cm处的光屏上出现一个与蜡烛等大倒立的像;若将此蜡烛移至凸透镜前10 cm处时,则( )
A.光屏上出现倒立放大的实像 B.光屏上出现倒立缩小的实像
C.将光屏远离凸透镜方向移动一段距离,光屏上才会出现倒立放大的实像
D.无论怎样移动光屏,光屏上均不会出现实像
解析:距离凸透镜26cm的光屏上得到一个清晰的与物体等大的像,所以v=26cm=2f,则f=13cm.若现将物体移至透镜前10cm处时,此时物距小于焦距,成正立、放大的虚像,光屏上接收不到.故选D。 答案:D
19.如图是两个并排而且深度相同的水池,一个装水,另一个未装水,在两池的中央各竖立着一支长度相同而且比池深略高的标杆.当阳光斜照时就会在池底形成杆的影子,下列说法正确的是( )
A.装水的池中标杆影子较长
B.未装水的池中标杆影子较长
C.两池中标杆影子长度相同
D.装水的池中标杆没有影子
解析:未装水的杆子的影子形成是由于光在空气中沿直线传播的,作出影子如图所示如果在池子中装水,光从空气中斜射入水中,光会发生折射,折射光路如图,根据光路图可知,未装水的池中标杆影子较长.
答案:B
20.我们经常提到的像:①小孔成像②平面镜成像 ③放大镜成像 ④电影屏幕上的像 ⑤汽车观后镜中的像,其中( )
A.属于实像的是①②③ B.属于虚像的是②③④
C.由于反射而成的像是②⑤ D.由于折射而成的像是①③④
解析:①小孔成像是由光的直线传播形成的实像;②平面镜成像是由光的反射形成的虚像;③放大镜成像属于凸透镜成像,是由光的折射形成的虚像;④电影银幕上的像,属于凸透镜成像,是由光的折射形成的实像;⑤汽车观后镜中的像,观后镜是凸面镜,所以它成的像是由光的反射形成的虚像。其中,属于实像的是①④;属于虚像的是②③⑤;由于反射而成的像是②⑤;由于折射而成的像是③④。
答案:C
二、非选择题
21.在“探究光的反射规律”的实验中,某同学进行了如图所示的实验。
(1)若想探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内,其操作方法为______________________________。
(2)如果让光线逆着OF的方向射向平面镜,会发现反射光线沿着OE方向射出,这表明__________________________。
解析:(1)若想探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内,可以把纸板B向后(或向前)弯折,观察纸板B上是否有反射光线.如果没有,则说明三条光线是在同一平面内的;(2)如果让光线逆着OF的方向射向平面镜,会发现反射光线沿着OE方向射出,这表明,在反射现象中光路是可逆的;
答案:(1)将纸板B向后(或向前)弯折,观察纸板上是否有反射光线
(2)在反射现象中光路可逆
22.在利用光具座进行凸透镜成像的实验探究中:
(1)如图所示,一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后,在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑,由图可知,凸透镜对光线具有 作用,该凸透镜的焦距是 cm。
(2)在凸透镜成像实验测量物距和像距的过程中, (选填“物距”或“像距”)的测量误差较大,原因是 。
解析:(1)一束平行于凸透镜主光轴的光线通过凸透镜后,在光屏上会聚成了一个最小、最亮的光斑,最小、最亮的光斑就是焦点.由图可知,焦距为11cm,该刻度尺的最小刻度为1cm,读数时注意要估读一位.(2)凸透镜成像的实验中,在观察像的过程中要不断向前向后移动光屏以得到最清晰的像,因此观察存在较大的主观因素,产生的测量误差也较大。
答案:(1)会聚 11.0 (2)像距 光屏上不是最清晰的像,像的位置确定不够准确。
23.(2018?安徽)如图所示的实验装置,可以用来研究光从水中斜射到与空气的分界面时所发生的光现象。
(1)使入射角i在一定范围内由小变大,会发现折射角γ (填写变化规律),且折射角总是大于相应的入射角。
(2)当入射角i增大到某一值时,折射角γ会达到最大值,该最大值是 。
(3)若继续增大入射角i,将会发现不再有 光线,而只存在 光线。
解析:(1)由光的折射规律可知,使入射角i在一定范围内由小变大,会发现折射角γ也由小变大,且折射角总是大于相应的入射角;(2)当入射角i增大到某一值时,折射角γ会达到最大值,该最大值是90°;(3)若继续增大入射角i,将会发现不再有折射光线,而只存在反射光线。答案:(1)由小变大 (2)90° (3)折射 反射
24.如图所示,把一凸透镜放在平面镜前,当用眼睛观察镜子时,光束似乎是从M处发散开来的,则光束会聚处和M点的距离是 m,该凸透镜的焦距是 m。
解析:物体在平面镜中成像时,物像关于平面镜对称,光束会聚处和M点的距离是0.3m+0.3m=0.6m;根据平面镜成像特点作出凸透镜的焦点F,根据焦距是焦点到光心的距离是凸透镜的距离,所以凸透镜的焦距:f=0.5m-0.3m=0.2m.
答案:0.6 0.2
25.(1)2018年支付宝开启扫二维码可以领现金红包活动,通过智能手机的摄像头扫描二维码(如图甲)便可领取现金红包,手机摄像头相当于一个凸透镜,二维码到摄像头的距离应满足 的条件。
(2)如图乙所示,蜡烛恰好在光屏上成清晰的像,将光屏移至刻度线10 cm处,蜡烛向 (选填“远离”或“靠近”)透镜的方向移动,光屏上能再次成清晰的像,保持透镜位置不变,仅将蜡烛和光屏位置交换,光屏上可观察到倒立 的实像。
解析:(1)摄像头扫描二维码时相当于凸透镜,成倒立缩小实像,此时物距大于二倍焦距;(2)将关屏移至刻度线10cm处,像距变大,则物距应减小,蜡烛向靠近透镜方向移动,关屏上能再次成清晰的像,此时像距大于物距,成的是倒立、放大的实像;保持透镜位置不变,仅将蜡烛和关屏位置交换,此时像距小于物距,成的是倒立缩小的实像.
答案:(1)大于摄像头的二倍焦距 (2)靠近 缩小
26.(2018?枣庄)诗句“大漠孤烟直,长河落日圆”给我们展现了一幅美丽的画卷。其实诗人观察到的落日并非太阳的实际位置(如图所示),而是太阳光经过不均匀的大气层发生了 所成的像,太阳实际在图中 (选填“甲”或“乙”)的位置。
解析:太阳落山时,太阳的实际位置在地平线下面,但太阳光经过不均匀的大气层时发生了折射,通过折射我们看见了太阳的虚像(即观察到的落日),此时,太阳的实际位置在图中的乙位置。
答案:折射 乙
27.(2018?达州)某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,绘制了如图所示的图象(v表示像到凸透镜的距离,u表示物体到凸透镜的距离),用该凸透镜作放大镜使用时,被观察的物体到透镜的距离在 m以内;把物体从距凸透镜5cm处移动到距凸透镜20cm处的过程中,像的大小将 (选填“变大”、“变小”、“先变小再变大”、“先变大再变小”)。
解析:由凸透镜成像规律可知,u=v=2f,凸透镜成倒立、等大的实像,由图象可知,u=v=2f=10cm 时,所以f=5cm=0.05m,用该凸透镜作放大镜使用时,u<f,成正立、放大的虚像,即被观察的物体到透镜的距离在0.05m以内;把物体从距凸透镜5cm处移动到距凸透镜20cm处的过程中,物距增大,像距减小,像变小。
答案:0.05 变小
28.小明用茶色玻璃板和两个相同的柜子做探究像与物到平面镜距离关系的实验。
(1)将玻璃板 立在水平桌面上,在白纸上沿玻璃板前后两表面画线MM′和NN′。
(2)在玻璃板前放棋子A,将棋子B放到玻璃板后,使它与 重合。
(3)在白纸上沿棋子A和B的边缘画图,测量A的右端到MM′的距离lA=4.30 cm;测量B的左端到NN′的距离如图所示,其值为lB= cm。
(4)改变A的位置,将数据记录在表中,表中有一个数据异常,该数据是 cm,它最有可能测量的是 距离。
次数
1
2
3
4
5
lA/cm
4.30
5.70
7.10
8.80
9.90
lB/cm
/
5.40
6.50
8.50
9.60
(5)修正(4)中异常数据后,比较lB和lA,发现lB总是小于lA,为准确获得实验结论,请你对小明实验中的错误操作进行纠正,答: 。
解析:(1)探究平面镜成像时,应将玻璃板竖直放置,这样成的像都能在水平面上;(2)在玻璃板前放置棋子A,将完全相同的棋子B放在玻璃板后并移动,人眼一直在玻璃板的前侧观察,直至B与A的像完全重合,这样做的目的既确定了像的位置又验证了物像大小相等;(3)由图可知,刻度尺的分度值为1mm,则长度为40.0mm=4.00cm;(4)由表格中的信息可知,7.10和6.50之间的偏差较大,故是错误的;它最有可能测量的是A的右端到NN'的距离(5)像有一定的大小,实验中发现lB总是小于lA , 出现差别的原因可能是从B的左端到NN'的距离,正确做法是:lB应测量B的左端到MM'的距离. 答案:(1)竖直 (2)棋子A的像 (3)4.00 (4)7.10 A的右端到NN′
(5)lB应测量B的左端到MM′的距离
29.(2018?天门)在探究“凸透镜成像规律”的实验中
(1)为了使蜡烛的像出现在光屏的中央,应调整蜡烛,凸透镜和光屏, 。
(2)如图甲所示,在蜡烛在光屏上成倒立,等大的像,则凸透镜的焦距F= cm,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 (选填“靠近”“远离”)凸透镜
(3)如图乙所示,将蜡烛放在P点的位置,若切除凸透镜中间的阴影部分,再将剩余部分靠拢合在一起,蜡烛能成 个像。
解析:(1)做凸透镜成像实验,要使烛焰的焰心,凸透镜的光心,光屏的中心三者位于同一高度,目的是使像成在光屏的中央;(2)蜡烛到凸透镜的距离为50.0cm﹣30.0cm=20.0cm时,光屏上呈现一个倒立等大的像,则2f=20.0cm,所以f=10.0cm;当烛焰逐渐靠近凸透镜时,由于物距变小,像距变大,所以应将光屏远离凸透镜,光屏上才会重新出现清晰的像,烛焰的实像将成的像也变大;(3)因为凸透镜中间厚,边缘薄,切去部分后相当于两个透镜,光心位置改变了,上面的像下移下面的像上移,错位将成两个像。
答案:(1)使它们的中心在同一高度 (2)10.0 远离 (3)2
30.根据所学的光学知识,回答下列问题。
(1)如图甲,人们在看日出时,看到的日出并非太阳的实际位置,而是光线经过不均匀的大气层时发生了________而形成的像,太阳的实际位置在图中的________(选填“甲”或“乙”)。
(2)如图乙,把由同种玻璃制成的厚度为相同的立方体A和半球体B分别放在报纸上,从正上方(对B来说是最高点)竖直向下分别观察A、B中心处报纸上的文字,A中的字比没有玻璃时的 (选填“高”、“低”或“一样高”下同),看到A中的字比B中的字 。
(3)如图丙,把铜钱放在碗底B处后加适量水,从A处恰好看到铜钱的像在E处,用激光笔从A点向 处(用图中字母表示)照射,可照亮铜钱。加满水,从A处看到像的位置将 (选填“变高”“变低”或“不变”)。
解析:(1)由于大气分布不均匀,下部空气密度大,上部空气密度小,落日发出的光在不均匀的空气中传播时发生折射,折射光线不断向下偏折,我们逆着折射光线看去所看到的落日位置比实际位置高,太阳实际在图中的乙位置,我们看到的“落日”是由于光的折射而形成的太阳的虚像。
(2)折射只有在入射角不等于0°的时候才发生,当人眼通过半球看的时候进入眼睛的光线恰恰是从球面法线方向出来的光线,所以不发生折射,通过球体观察物像重合,则看到B中的字和没有放玻璃半球时一样高。通过立方体观察时,由于光线发生了折射角,折射角大于入射角,所以看到的像比物高,即看到A中的字比B中的字高。
(3)据题意可知,把铜钱放在碗底B处后加适量水,从A处恰好看到铜钱的像在E处;根据光路的可逆性可得,他用激光笔从A点向E处射出光束时,光线会原路返回,即可把铜钱照亮。根据光的折射规律可知,他看到的铜钱是因为光的折射而形成的变高的虚像;加满水后,由于入射点升高,人眼逆着射来的光线看去,看到像的位置将变高。
答案:(1)折射 乙 (2)高 高 (3)E 变高
31.(2018?镇江)如图1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一细光束,小彬通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象。
(1)图1水槽中未注水时可在侧壁上A处得到一个光点,注入一定量的水后,光点移至B处,这是由于光在水面处发生了光的 现象,此时入射角 角θ(选填“大于”“等于”或“小于”);
(2)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△h 2cm(选填“>”“=”或“<”);
(3)如图2所示,小彬将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射,为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播,则激光笔照射的方向应满足的条件是 ,且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区 (选填“①”②”或“③”)内。
解析:(1)水槽中未加水水时,由于光的直线传播,激光射到侧壁上的A点,当水槽中加水时,光点下移到B点位置,这是由于光的折射现象引起的,当光从水中射入空气中时,折射角大于入射角,此时入射角小于角θ;(2)要使B处的光点移到C处,则应使水槽中的水量增加;若BC间距离为2cm,根据几何关系可知,水面高度的变化量大于2cm;(3)因为光在水中与空气中发生折射时,在空气中的角度较大,则为了使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播,激光笔应该与DE平行入射到区域②的位置,才能实现。
答案:(1)折射 小于 (2)增加 > (3)平行于DE ②