声光热部分
专题二:光现象及透镜相关问题
考点扫描☆名师点拨
一、考点解析
1.光现象:是物理学中光学部分的内容,也是中考试题必考内容,在中考试卷中光现象所占分值平均为5分左右。光现象的主要知识点为:光的直线传播、光速、反射定律、平面镜成像、光的折射规律、光的色散等内容。
中考试题中对光现象要求是:(1)了解光源,了解光在真空或空气中的传播速度c=3×108m/s,理解光沿直线传播及其应用;(2)通过观察和实验了解光的反射和折射的特征,通过探究理解反射和折射现象并知道光路的可逆性;(3)通过观察,理解镜面反射和漫反射的主要差异;(4)探究平面镜成像像与物的关系,理解日常生活中平面镜成像的现象;(5)通过观察和实验,知道白光是由色光组成的,了解色散现象;(6)初步认识红外线、紫外线及其作用。虽然本章涉及到的知识点比较多,但中考对这部分知识的要求并不是很高,大部分内容用到的是“了解”“初步了解”“认识”、“初步认识”或者“知道”描述对光现象知识的掌握情况。
2.透镜:近年来,透镜及其应用在中考试卷中作为必考内容一定还会出现在2018年中考试卷中。考查形式也不会出现很大变化,主要有选择题、填空题和作图题,分值较高时也有可能以实验探究题形式出现。此部分内容所占分值一般在2~4分之间,其中凸透镜成像的实验及规律是重点,主要考查的是对成像规律的分析和应用。
解答此类问题要注意以下问题:
1. 镜面反射和漫反射的区别。
2. 反射角(或入射角)的概念。
3. 作图时实线与虚线的利用.
4. 区分虚像是由光的反射形成,还是由光的折射形成.
5.根据光的反射和折射规律确定三线与两角的位置关系.
从命题方向上看,凸透镜成像规律及其应用(重点),属于该部分知识的必考内容,有时会在多项选择题中出现。常考查的问题有:像的大小变化,像距与物距的变化,焦距的分析计算,成像特点及其应用等。在实验探究凸透镜成像规律方面主要有:(1)凸透镜焦距的测量(用平行于主光轴的光垂直照射到凸透镜,用光屏在透镜的另一侧接收到最小、最亮的亮点,测出光心到亮点的距离);(2)实验器材的组装(在光具座上自左向右放置蜡烛、凸透镜、光屏);(3)调整烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一水平高度(目的是让像能成在光屏的中央);(4)用纸遮住凸透镜的一部分,光屏上的像变暗,但完整性不变;(5)判断物距、像距或焦距的大小范围;(6)光路的可逆性(物与光屏的位置对调,光屏仍能接收到清晰的像)。
复习方向
1.光现象:熟记日常生活中常见的光现象。透过光现象,揭示本质,即明确各种光现象的成因是解决问题的关键。
(1)分析如下:①光的直线传播现象:小孔成像(树荫下的光斑)、日月食的形成、影子的形成;②光的反射现象:平面镜成像、汽车观后镜中的像、水中的“倒影”;③光的折射现象:海市蜃楼、水中的筷子弯折、看到水中的鱼、水底变浅、透镜成像、光的色散(彩虹的形成)。
(2)看见的像、像的虚实:理解视物(或像)的内涵是解决问题的关键。
内涵如下:①人的眼睛之所以能看到物体(或像)是因为有光进入人的眼睛。进入人眼睛的光既可以是光源自身发出的光,也可以是由于光的反射、折射时产生的反射光、折射光。进入人眼睛的光线越多,看到的物体越明亮;②人眼睛判断物体的位置是利用光的直线传播原理逆着射入眼睛的光线观察,若逆向实际光线能够汇聚则看到的是光源、物体或实像,若逆向实际光线反向延长线汇聚则看到的是虚像。
(3)平面镜成像:解此问题的关键应把握两点:①像与物关于镜面对称;②平面镜的成虚像原理。
注意:不要因为受视角的影响误认为平面镜所成的像“近大远小”。
(4)光现象作图
注意:①分清线的虚实:实际光线(入射光线、反射光线和折射光线)用实线,法线、光线的反向延长线用虚线表示;②光线要标箭头;③角的大小关系要分清:莫把入射光线与镜面的夹角视作入射角(两者互为余角);在光的折射现象中,光疏介质(密度比较小的物质)中的角(入射角或折射角)总是大角。
(5)生活中的光现象:①首先明确进入人眼睛的是折射光线;②然后根据眼睛所在的介质来确定光是由哪种介质斜射入哪种介质,从而定位入射角和折射角的大小关系以及虚像和物的位置关系。
注意:在折射现象中,光疏介质中的角总是大角。
(6)光的色散:熟记有关光的色散基础知识是解决问题关键。具体识记要点如下:①光的色散概念及彩虹的成因;②三原色的合成与分解、彩色电视机彩色画面形成的机理;③红外线和紫外线的特点及应用。
(7)平面镜成像实验探究:从器材的作用、实验设计及操作、减小误差的方法、实验操作注意事项四个维度进行分析解答。
从选择器材的作用、实验设计及操作、等效转换法的利用、操作步骤要素、判断像的虚实方法、像的亮度调节、实验注意事项等七个维度进行分析解答。
透镜:考生要重点复习凸透镜、凹透镜对光的会聚和发散作用及画光路图;利用平行光测凸透镜焦距;凸透镜成像规律及应用;利用像的性质判断透镜焦距;物距、像距及像大小的变化规律;会用三条特殊光线画成像光路图;深入理解凸透镜成像时光路仍然是可逆的等。在透镜应用方面复习重点是眼睛、放大镜、投影仪和望远镜成像规律,尤其是眼睛成像规律以及近视眼、远视眼的成像规律和需要如何矫正。
三、知识梳理
(一)光现象
1.光源:能够________的物体叫做光源。太阳是最大的天然光源,烛光或通电的电灯是人造光源。
2.光线:为了形象地描述光的传播情况,通常用一条带箭头的直线表示光的________和________,这样的直线叫做光线。
3.光的直线传播条件:光在________中是沿直线传播的。能说明光沿直线传播的现象有影子的形成、日(月)食、小孔成像等。光在真空中的传播速度是,而在空气中传播速度接近于在真空中的传播速度,也认为是,光在水中的传播速度约为,在玻璃中的传播速度约。光年是指光在1年中的传播距离,1光年。
4. 小孔成像:物体发出的光通过小孔投射到后面的屏上,形成________相反、________倒置的________像。这就是小孔成像。
5.小孔成像的规律是:当像距大于物距时,所成的像是________的(放大、缩小);当像距小于物距时,所成的像是________的(放大、缩小)。
6. 光的反射:光在传播的过程中,遇到两种介质交界面(或物体表面)时,有一部分光返回原来的介质中的现象叫做________。
7.光的反射定律:在光的反射现象中,(1)入射光线、________、法线同在同一个平面内(共面);(2)反射光线、入射光线分别位于法线的________(分居);(3)反射角等于________(等角)。
8.反射光路的可逆性:光反射时,若光逆着原来反射光线的方向照射到反射面上,则反射光线逆着原来的入射光线照射出去。这说明,光路是________。
9. 平面镜成像原理是:光的反射。
成像规律是:(1)像与物大小________;(2)像到镜的距离与物到镜的距离________;(3)像与物的对应点的连线与镜面________;(4)像与物左右位置________;(5)平面镜所成的像是________(实像、虚像)。具体总结就是十个字:虚像、等大、等距、垂直、反向。
10.虚像与实像的区分:虚像是指射入眼睛的光线,其反向延长线的集合点形成的像;虚像能用眼睛直接观看,但不能用光屏________;实像既可以用光屏承接,也可以用眼睛直接观看。
11. 光的折射:当光从一种介质斜射入另一种介质时,光在另一种介质中传播方向发生改变的现象叫________。光的折射发生在两种介质的交界面上,但光线在每种介质内是________的。光从一种介质垂直射入另一种介质时,其传播方向________。
12. 光的折射的几个概念:入射光线射入另一种介质时的交点(O),叫________;入射光线AO与法线NN′夹角(α)叫________;折射光线OC与法线NN′的夹角(γ)叫________。
13.光的折射定律:(1)在折射现象中,折射光线、入射光线、法线在________(共面);2)折射光线和入射光线分居在法线的________(分居);3)当光从空气斜射入水等其他透明物质(玻璃、水晶等)时,折射角________(大于、小于或等于)入射角;当光从水或其它透明物质斜射入空气时,折射角________(大于、小于或等于)入射角(不等角,在空气中的角大)。
14.光的色散:太阳光通过三棱镜后,被分解成各种________的光,这种现象叫光的色散。
15.不同颜色的光通过三棱镜时偏折程度不同,红光偏折最小,紫光偏折最大,偏折由小到大依次为________。
16.太阳光由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色组成,它是________。
17. 色光的混合:把红、绿、蓝三种色光按不同比例混合可产生各种颜色的光,这个现象叫做色光的混合(彩色电视机的彩色画面的形成)。
18. 光的三原色:________也叫光的三原色。
(二)透镜
1. 透镜:透镜是用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件,透镜是根据光的________制成的。
2.透镜分类:透镜分为________和________。
(1)凸透镜:中间厚、边缘薄的透镜(远视镜镜片,照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等)。
(2)凹透镜:中间薄、边缘厚的透镜(近视镜等)。
3.透镜与面镜区别:面镜利用光的反射现象成像,透镜利用光的折射现象成像;透镜成像遵循光的________,面镜成像遵循光的________。
4.透镜光路基本概念:
(1)过透镜两个球面球心的直线叫________,用“CC/”表示,透镜的几何中心叫________,用“O”表示。
(2)平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后________于主光轴上一点,这点叫凸透镜________,用“F”表示;平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后________,其反向延长线会交于一点,这是凹透镜的________(虚焦点)。
(3)焦点到光心的距离________,焦距用“f”表示,就是“OF”之间的距离。________都各有两个焦点,凸透镜的焦点是实焦点,凹透镜的焦点是虚焦点。
(4)物体到光心的距离叫________,用“u”表示。
(5)像到光心的距离叫________,用“v”表示。
5.透镜的三条特殊光线
(1)过光心的光线,经透镜折射后传播方向________,如图所示。
(2)平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后经过另一侧________;经凹透镜折射后向外发散,但其反向延长线过同侧________,如图所示。
(3)经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后________主光轴;射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后________主光轴,如图所示。
6.透镜的作用:凸透镜有________作用,所以凸透镜也叫________;凹透镜有________作用,所以凹透镜也叫________。
7.凸透镜成像规律:如图是常见凸透镜成像规律光路图,请完成表(1)。
表(1)凸透镜成像规律表
成像条件物距(u)
成像的性质
像距(v)
应用
u﹥2f
________
________
照相机a
u=2f
________
________
等大实像法测焦距d
f﹤u﹤2f
________
________
投影仪b
u=f
________
造平行光源
0﹤u﹤f
________
________
放大镜c
a. u﹥2f
b. f﹤u﹤2f
c.0﹤u﹤f
d.u=2f
凸透镜成像规律需要牢记,同学们可以自己总结其规律。也可以背下下面口诀:“物大焦,倒立实,物越大,像越小;物小焦,正立虚;物为焦,不成像”。这里的“物”指物距,“像”指像距,“焦”指焦距。www.21-cn-jy.com
注意:(1)实像是由________际光线会聚而成,在光屏上可________,可用眼睛直接看,所有光线必过像点;(2)虚像不能在光屏上________,但能用眼睛看,由光线的________会聚而成。
8.凹透镜成像规律:凹透镜始终成________、________的________,如图所示。
9.凸透镜与凹透镜比较:表(2)对凸透镜、凹透镜做出了比较,凹透镜、凸透镜的辨别、特点、典型光路和应用作出了系统性总结。21教育名师原创作品
注意:大家还要记住:虚像,物、像同侧;实像,物、像异侧。
表(2)凸透镜、凹透镜比较表
10.照相机:镜头是凸透镜,物距________二倍焦距,成倒立、缩小的________。
11.投影仪:镜头是凸透镜,物体在一倍________之间,成倒立、放大的实像;透过平面镜使倒立,放大的像再倒立一次,这样我们在屏幕上看到的就是一个正立的实像了。
注意:照相机、投影仪要使像变大,应该让透镜________,远离胶卷、屏幕。
12.放大镜:放大镜是凸透镜,放大镜到物体的距离(物距)________一倍焦距,成的是________。
13.眼睛:眼睛的晶状体相当于________,视网膜相当于________。
(1)眼睛的成像原理:从物体发出的光线经过________等一个综合的凸透镜在________上形成________,分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激,把这个信号传输给大脑,人就可以看到这个物体了(眼睛的晶状体相当于________,视网膜相当于________。
(2)近视眼看不清远处的物体,远处的物体所成像在视网膜________,晶状体曲度过大,需戴________调节,所以近视镜是________。
(3)远视眼看不清近处的物体,近处的物体所成像在视网膜________,晶状体曲度过小,需戴________调节,所以远视镜(花镜)是________。
14.望远镜:望远镜也是由两组________(目镜和物镜)组成,它的结构特点是物镜的焦距长而目镜的焦距短。
望远镜的成像原理是:物镜的作用是得到远处________,由于物体离物镜非常远,所以物体上各点发射到物镜上的光线几乎是平行光束,这样的光线经过物镜汇聚后,就在物镜________,在离焦点很近的地方,形成了一个________。这个倒立的、缩小的实像又位于目镜的________以内,所以目镜起了放大镜的作用,目镜把经过物镜的倒立、缩小的实像放大成了________。这就是远处物体通过望远镜所成的________。
15.显微镜:显微镜由目镜和物镜组成,物镜、目镜都是________,它们对物体进行两次________。
普通光学显微镜是根据________成像原理,经过凸透镜的两次成像。第一次先经过物镜(凸透镜1)成像,这时候的物体应该在物镜(凸透镜1)的一倍焦距和两倍焦距之间,成的像应该是________。而后以第一次成的物像作为“物体”,经过目镜的第二次成像。由于我们观察的时候是在目镜的另外一侧,第二次成的像应该是________,这样像和物才在同一侧,因此第一次成的像应该在目镜(凸透镜2)的________以内,这样经过第二次成像,第二次成的像是一个________。
考点剖析☆聚焦高频
高频考点一:光的直线传播、光的反射、平面镜成像
【典例1】(2019?青海)下列现象中,属于光的反射现象的是( )
A.池水看起来比实际的浅 B.晴朗的夏日,树下出现浓密的树荫
C.利用潜望镜在水下观察水面上的情况 D.雨后天空出现的彩虹
【考查角度】光在均匀介质中直线传播;光的反射现象;光的折射现象.
【解析】A、池水看起来比实际的浅,是因为光从水中斜射入空气时,发生了折射,折射角大于入射角。故A不符合题意;B、晴朗的夏日,树下出现浓密的树荫是由于光的直线传播,故B不符合题意;C、潜望镜由两块平面镜组成,利用潜望镜在水下观察水面上的情况,利用平面镜成像,平面镜成像是由于光的反射形成的,故C符合题意。D、雨后的彩虹,这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的,白光经水珠折射以后,分成各种彩色光,这种现象叫做光的色散现象。故D不符合题意。选C。
【答案】C。
高频考点二:光的折射、光的色散
【典例2】(2019?福建)如图的四种现象中,由于光的折射形成的是( )
A.水中荷花的倒影 B.屏幕上的手影
C.观后镜中汽车的像 D.放大镜下树叶的像
【考查角度】光直线传播; 光的折射现象及其应用;光的反射.
【解析】A、水中荷花的倒影是平面镜成像现象,属于光的反射,故A不符合题意。B、屏幕上的手影是光线在同种均匀的介质中传播形成的,故B不符合题意。C、观后镜是凸面镜,所以汽车观后镜中的像是由光的反射形成的,故C不符合题意。D、放大镜把树叶“放大”,是由于光的折射形成的,故D符合题意。选D。
【答案】D。
高频考点三:透镜成像
【典例3】(2019?阜新)如图所示,小明将蜡烛、凸透镜(f=10cm)、光屏依次摆放在光具座上,光屏上成清晰的烛焰像,然后进行了如下的判断和操作(每次操作均在如图基础上),下列说法正确的是( )
A.根据图中凸透镜成像原理可制成投影仪
B.将蜡烛和光屏对调,透镜位置不动,光屏上可再次成清晰的烛焰像
C.小明把自己的眼镜放在蜡烛和透镜之间,向左移动光屏,光屏上可再次成清晰的烛焰像,小明戴的是近视镜
D.将蜡烛放在45cm刻度线处,移动光屏,光屏上成正立放大的烛焰像
【考查角度】透镜成像规律。
【解析】A、由图可知,凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立、缩小实像,是照相机的原理,故A错误;B、若保持透镜不动,只将蜡烛和光屏互换位置,根据光的可逆性,物距小于像距,仍能成倒立、放大的实像,故B正确;C、近视镜是凹透镜,且凹透镜对光线有发散作用,若将凹透镜放在凸透镜和蜡烛之间,像会远离凸透镜,所以将光屏向远离凸透镜的方向移动,即向右移动,才能使蜡烛的像变清晰;故C错误;D、将蜡烛放在45cm刻度线处,移动光屏,成正立放大的虚像,光屏上不成像,故D错误。选B。
【答案】B。
高频考点四:透镜应用
【典例4】(2019?玉林)关于透镜,下列说法正确的是( )
A.利用投影仪可以把图片放大 B.利用望远镜可看见血液中的细胞
C.照相机可成倒立、放大的虚像 D.放大镜可成正立、放大的实像
【考查角度】凸透镜成像的应用.
【解析】A、由凸透镜成像规律及其应用可知,利用投影仪可以成倒立放大的实像,因此把图片放大,故A正确;B、利用望远镜用来观看远处物体的,利用显微镜可以看见血液中的细胞,故B错误;C、由凸透镜成像规律及其应用可知,照相机可成倒立、缩小的实像,故C错误;D、放大镜可成正立、放大的虚像,故D错误。选。
【答案】A。
考点过关☆专项突破
类型一:光的直线传播、光的反射、平面镜成像
1.(2019?本溪)下列现象中是由于光的直线传播形成的是( )
A. 天边彩虹 B. 镜中小狗
C.镜下字迹 D.地上影子
2.(2019?铜仁市)下列现象中,与月食的形成原因相同的是( )
A.手影 B.平面镜中的像
C.池水看起来比实际的浅 D.雨后彩虹
3.(2019?葫芦岛)下列光现象及其应用中,利用光沿直线传播的是( )
A.照相机成像 B.激光测水平
C.滑雪镜上的像 D.水杯中的像
4.(2018?宁夏)下列诗句中蕴含的光学知识,说法正确的是( )
A.“湖光映彩霞”是光的折射现象 B.“风吹草低见牛羊”是光的直线传播现象
C.“潭清疑水浅”是光的反射现象 D.“海上生明月”是光的折射现象
5.(2019?天津)光与镜面成30°角射在平面镜上,反射角是( )
A.30° B.60° C.70° D.90°
6.(2019?无锡)若要使图中的反射光线射中墙上的目标,在激光笔不动的情况下,可将平面镜( )
A.水平向左移动 B.水平向右移动
C.竖直向上移动 D.竖直向下移动
7.(2019?铁岭)如图所示是苍鹭从平静水面上起飞的瞬间。关于苍鹭在水面所成的像,下列说法正确的是( )
A.苍鹭所成的像是倒立的实像 B.苍鹭飞离水面的过程中像会变小
C.水越深苍鹭所成的像离它越远 D.苍鹭与它所成的像到水面的距离相等
8.(2019?莱芜区)下列四种情境中,与平面镜成像原理相同的是( )
A.水中“弯折”的筷子 B.倒映在水中的山
C.树荫下的圆形光斑 D.手影
9.(2019?徐州)把万花筒一端对着光亮的地方并转动,从另一端能看到千变万化的图案,这是因为万花筒内放置的( )
A.平面镜 B.凹面镜 C.凸透镜 D.凹透镜
10.(2019?东营)1月6日,新年第一场天文奇观﹣﹣“日偏食”如约而至,如图是东营市民拍摄的日偏食照片。下列光现象与日偏食形成原因相同的是( )
A.筷子“折断” B.小孔成像
C.雨后彩虹 D.水中倒影
11.(2019?海南)下列现象中属于光的反射现象的是( )
A.雨后彩虹 B.水中倒影
C.手影游戏 D.放大观察蚂蚁
12.(2019?湘西州)如图所示,入射光线与平面镜成30°角,下列说法正确的是( )
A.反射角是60° B.入射角是30°
C.反射光线与镜面的夹角是60° D.入射角增大,反射角不变
13.(2019?襄阳)在下列四种现象中,由光的反射形成的是( )
A.阳光照射下高楼大厦产生的影子
B.襄阳护城河河面上倒映着古城墙的影像
C.池里水看起来比实际的浅
D.斜插入水中的筷子,从侧面看,筷子变弯了
14.(2019?大连)晴天时,在树荫下的地面上看到圆形的小亮斑,这是光的________形成的;光在真空中传播的速度是________m/s。
15.(2019?贵港)一只鸽子在平静湖面上空飞过时,在湖面上形成鸽子的“倒影”,“倒影”是________形成的(选填“光的直线传播”“光的反射”或“光的折射”),当鸽子往高处飞,该“倒影”的大小________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
16.(2019?青海)小芳同学站在穿衣镜前lm处,镜中的像与她相距________m.当她远离穿衣镜时,像的大小________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
17.(2019?山西)如图甲所示,家用小轿车的前挡风玻璃都是斜的,这样可以保证夜间行车时,车内景物通过挡风玻璃所成的像,成在司机前面斜上方避免干扰司机视线,保证驾驶安全。请你在图乙中画出司机眼睛(B点)通过挡风玻璃MN看到车内装饰物(A点)的像的光路图。
18.(2019?广州)如图所示,一束由A发出的光射到平面镜表面O点,画出物体AB在平面镜中的像,并画出入射光线AO的反射光线。
19.(2019?常德)在探究光的反射定律时,小波将一块平面镜放在水平桌面上,再把一块纸板(分E、F两个面)垂直放置在平面镜上,如图甲所示。
(1)图甲中,E、F在同一平面上,让光线沿纸板E上的AO射向镜面,则在纸板F上得到沿OB的反射光线,测得AO、OB与法线的夹角均为40°,于是小波得出结论:反射角等于入射角。你认为小波得出结论的过程________ “不合理”),原因是________
(2)在实验过程中,若将纸板倾斜(即纸板与平面镜不垂直),如图乙所示,让光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面,此时反射光线与入射光线________(选填“在”或“不在”)同一平面内,纸板上________(选填“能”或“不能”)看到反射光线。
20.(2019?滨州)在“探究平面镜成像的特点”实验中,如图1所示:
(1)用玻璃板作为平面镜是为了________。
(2)为了得到像和物体到平面镜的距离关系,需要将镜前蜡烛放在________位置进行多次实验(选填“同一”或“不同”)。
(3)将蜡烛远离平面镜移动一段距离,蜡烛的像的大小将________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。将一光屏放在镜后,无论如何移动,在光屏上都不能得到蜡烛的像,说明平面镜所成的像是________像。
(4)在“探究光反射时的规律”实验中,把平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板ENF________地立在平面镜上,如图2甲所示,这是为了在纸板ENF上同时呈现入射光线和反射光线。把纸板NOF向前折或向后折,如图2乙所示。在纸板上________(选填“能”或“不能”)看到反射光线,说明反射光线、入射光线和法线都在同一平面内。
类型二:光的折射、光的色散
1.(2019?杭州)太阳光穿过地球大气层时会发生折射,如果没有这层大气,会出现( )
A.日出会提前,日落会延迟 B.日出和日落都会提前
C.日出会延迟,日落会提前 D.日出和日落都会延迟
2.(2019?南京)如图是小明春游时在水边看到的美景,下图中能正确反映他看到水中“树木”的光路图是( )
A. B.
C. D.
3.(2019?宁夏)如图所示的四种情景中,属于光的折射现象的是( )
A.树荫下的圆形光斑 B.盛有水的碗中的筷子
C.林中树的影子 D.镜中的陶罐
4.(2019?长春)下列现象由于光的折射形成的是( )
A.日食 B.黑板“反光”
C.桥在水中的倒影 D.池水看起来变浅
5.(2019?株洲)能正确表示光从室外透过窗户玻璃进入室内传播的光路图是( )
A. B.
C. D.
6.(2018?云南)如图所示,下列关于光现象的说法正确的是( )
A.如图中的烛焰经小孔所成的像是虚像 B.如图中的漫反射不遵循光的反射定律
C.如图中的小孩叉鱼时对准鱼就能叉到 D.如图中的雨后彩虹是阳光经小水滴色散后形成的
7.(2018?海南)光从空气斜射入玻璃中,入射角为60°,则折射角可能( )
A.等于 0° B.小于 60° C.等于 60° D.大于 60°
8.(2018?盐城)有一圆柱形敞口容器,从其左侧某一高度斜射一束激光,在容器底部产生一个光斑O,如图所示,下列操作使光斑向左移动的是( )
A.保持水面高度不变使激光笔向右平移 B.保持激光射入角度不变使水面上升
C.保持激光射入角度不变使水面下降D.保持水面高度和入射点不变使激光入射角增大
9.(2019?益阳)如图所示,一束太阳光通过三棱镜后,下列说法正确的是( )
A.光仍按原来方向传播 B.光将向斜上方偏转
C.在光屏上呈现各种色光 D.光屏上只呈现红、绿、蓝三种色光
10.(2018?上海)下列单色光中,属于三原色光的是( )
A.红光 B.橙光 C.黄光 D.紫光
11.(2019?烟台)“万物生长靠太阳”,绿色植物的生长需要阳光。物理学研究表明,不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的,由此可以推测,不利于绿色植物生长的光是( )
A.红光 B.黄光 C.绿光 D.紫光
12.(2018?常州)浙江大学柏浩研制出一种神奇织物,给白兔身体披上该织物,如图甲所示;用红外照相机拍摄得到的照片上,兔子身体“隐形”了,如图乙所示,兔子身体“隐形”是因为该织物( )
A.呈洁白色 B.隔热性好 C.导热性好 D.密度较小
13.(2018?自贡)关于光现象,下列说法正确的是( )
A.漫反射不遵守光的反射定律
B.验钞机利用红外线辨别钞票的真伪
C.开凿隧道时用激光束引导掘进机,利用了光的直线传播
D.自行车的尾灯是靠光的折射来引起后方车辆司机注意的
14.(2018?鞍山)关于光的色散实验,以下说法不正确的是( )
A.白光通过棱镜后,传播方向发生改变 B.色散现象表明,白光是复色光
C.单色光通过棱镜时,传播方向不会发生改变 D.单色光通过棱镜时,不会发生色散
15.(2019?咸宁)用激光器发出一束光,射入半圆形玻璃砖的圆心O,结果在水平屏幕MN上出现两个光斑,其中一个光斑在A点,如图。请在图中画出光路确定另一个光斑B点的位置。
16.(2018?阜新)如图所示,起初茶碗看起来是空的,但当你慢慢向碗中倒水时,就会发现碗中原来还藏着一枚硬币,这是光的________现象,看到的硬币是________。(选填“实物”或“虚像”)
17.(2019?武威)春日,花红柳绿。看桃花,花呈红色,是因为桃花________(选填“吸收”或“反射”)了红色光。公园内,鱼翔浅底,看到鱼儿是光的折射形成的________像(选填“实”或“虚”)。
18.(2019?鄂尔多斯)平静水面上方的小鸟和水中的小鱼,某时刻的实际位置A、B如图所示,C点的人恰好看到它们在水中的像A′、B′重合,请画出小鸟在水中像的位置和人眼看到小鱼的光路图。
19.(2019?青海)如图所示,已知入射光线在玻璃中的折射光线,请画出对应入射光线的大致方向。
20.(2019?贵阳)光从空气斜射入水和玻璃时都会发生折射现象,但是水和玻璃的折射情况会相同吗?为了探究这个问题,小华选择了光屏、透明玻璃砖、水槽、激光电筒等器材进行实验。他在光屏上画出互相垂直的NN′和MM′两条线段并相交于O点,如图甲所示。
(1)小华将玻璃砖的一个表面与MM′齐平放置,让激光电筒发出的光线从A点到O点入射,他看到了如图乙所示的光路(AO、OC为同一直线),你认为出现光线OC是因为________所致,鉴于本实验的目的,此时最应该记录的两条光线是________。
(2)接下来他要观察光从空气中进入水中的情况,他将光屏竖直放入水槽中,(使线段MM′水平)并向水槽中慢慢注水至水面与MM′齐平,入射光线应从A点向O点射入,这是为了保证________,其实本实验小华还考虑了入射光线所在一侧的________相同。
(3)小华最终在光屏上记录下了如丙所示的光路图(OE为水中的折射光线)通过分析光路,你认为玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是________。
(4)若激光相同的入射角分别从玻璃和水中斜射入空气中,则________射出的折射光线更远离法线。
类型三:透镜成像
1.(2019?滨州)在“探究凸透镜成像的规律”实验时,某小组测量出物距和像距的数据,并绘制成如图所示的图象,根据图象可知( )
A.该凸透镜的焦距f=20cm
B.当物距u=30cm时,成倒立、缩小的实像,照相机利用了这条规律
C.当物距u=8cm时,成倒立、放大的实像,幻灯机利用了这条规律
D.若把物体从距凸透镜30cm处向距凸透镜15cm处移动过程中,所成的像会逐渐变小
2.(2019?雅安)在探究凸透镜成像规律的实验中,将点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置,在凸透镜后20cm的光屏上出现一个清晰的倒立等大的像,如果将蜡烛移动到凸透镜前25cm处,则( )
A.将光屏靠近凸透镜一段距离,光屏上会出现倒立缩小的实像
B.将光屏靠近凸透镜一段距离,光屏上会出现倒立放大的实像
C.将光屏远离凸透镜一段距离,光屏上会出现倒立放大的实像
D.无论怎样移动光屏,光屏上均找不到像
3.(2019?百色)在探究“凸透镜成像规律”的实验中,将点燃的蜡烛放在距凸透镜32cm处,在透镜另一侧距透镜18cm处的光屏上得到烛焰清晰的像,则( )
A.光屏上所成的是倒立、放大的实像
B.该透镜的焦距f小于9cm
C.将点燃的蜡烛移至距透镜9cm处,不能观察到烛焰放大的虚像
D.透镜位置不变,蜡烛和光屏位置互换,光屏上也得到烛焰清晰的像
4.(2019?盘锦)在探究“凸透镜成像规律”实验中,蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示,此时光屏上出现了清晰的像(图中未画出),下列说法正确的是( )
A.凸透镜焦距是15cm
B.照相机利用了此成像规律
C.蜡烛燃烧变短,光屏上的像也会向下移动
D.保持蜡烛不动把凸透镜移动到35cm处,光屏向右移动,光屏上出现清晰的像
5.(2019?日照)下列物理知识,及其与生活用品的对应关系,都正确的是( )
A.爷爷用来看书的老花镜﹣﹣凸透镜成倒立放大的实像
B.妈妈用来梳妆打扮的大镜子﹣﹣平面镜成正立等大的实像
C.爸爸用来记录永恒瞬间的照相机﹣﹣凸透镜成倒立缩小的实像
D.家里汽车上用来增大视野的观后镜﹣﹣光透过玻璃发生折射成虚像
6.(2019?常州)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
7.(2018?威海)下列关于凸透镜应用的说法,正确的是( )
A.近视眼需要佩戴凸透镜来矫正
B.放大镜成正立、放大的实像
C.用手机扫描二维码时,应使二维码位于手机镜头一倍焦距之内
D.要使投影仪成像变大,应使投影仪远离屏幕,同时使镜头靠近投片
8.(2019?怀化)小强在做探究凸透镜成像的规律的实验时,在光屏上得到一个倒立、缩小的清晰的像。下列器材工作时运用上述成像规律的是( )
A.放大镜 B.投影仪 C.照相机 D.平面镜
9.(2019?徐州)在“探究凸透镜成像规律”时,开始时烛焰在光屏上成缩小的像,接着把物距调整为刚才的一半,移动光屏使烛焰在光屏上成像,此时的像( )
A.是放大的 B.是缩小的
C.是等大的 D.以上三种都有可能
10.(2019?昆明)下列说法中正确的是( )
A.放大镜是凹透镜 B.凸透镜总是成实像
C.凸透镜只能成倒立的像 D.凹透镜对光线有发散作用
11.(2019?广西)为加强校园安全管理,在校内安装监控摄像机,来自物体的光经过摄像机的镜头后形成( )
A.倒立、缩小的实像 B.正立、放大的实像
C.倒立、放大的虚像 D.正立、缩小的虚像
12.(2019?鄂州)在做“探究凸透镜成像规律”的实验中,某小组同学利用图甲测出了透镜的焦距后,正确安装并调节实验装置如图乙所示,在光屏上得到一个清晰的像。下列说法正确的是( )
A.由甲图可知该透镜焦距为40cm
B.乙图中成的是倒立放大的实像,符合放大镜的成像原理
C.在乙图中保持凸透镜的位置不变,将蜡烛与光屏的位置互换,则成像情况符合投影仪的原理
D.如果在烛焰与透镜之间放置一近视眼镜的镜片,则将光屏适当左移可得一个清晰的像
13.(2019?恩施州)小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示时,光屏上出现清晰的倒立、________的实像。当他把烛焰移到焦点处时,移动光屏,竟然在光屏上也看到了烛焰的像,就向老师请教,老师告诉他,这是因为________。
14.(2019?大连)在探究“凸透镜成实像的大小与物距的关系”实验中,物体指的是________(填“烛焰”或“蜡烛”)凸透镜固定不动,通过移动物体来改变物距,那么实像与物体的运动方向________(填“相同”或相反”)。
15.(2019?丹东)小明探究凸透镜的成像原理,与老师一起研制了如图所示的实验装置,用水透镜模拟眼睛,光屏模拟视网膜,通过对水透镜注水或抽水可改变水透镜的厚薄。蜡烛、光屏和水透镜在光具座上的位置如图所示。
(1)实验时,首先要使烛焰、水透镜、光屏三者的中心在________上,目的是使像成在光屏中心。
(2)三者摆放位置如图甲所示,在光屏上成了一个清晰的像(像未画出),该像为倒立、________的实像。此时水透镜的焦距f的范围为________。
(3)用水透镜模拟正常眼睛,将图甲中的烛移动到光具座上40cm处,光屏不动,此时应对水透镜________(填“注水”或“抽水”),使其焦距变________(填“长”或“短”),才能在光屏上重新得到一个清晰的像。
(4)用水透镜模拟爷爷的老花眼,如图乙所示,若爷爷不戴老花镜时恰好能够看到图中位置上的蜡烛,在图中的虚线框内安装上适当度数的老花镜的镜片,则爷爷将能看清蜡烛位置________(填“左侧”或“右侧”)的物体。小明因为长期不注意用眼卫生,变成了近视眼,应该配戴________(填“凸“或“凹”)透镜矫正。
16.(2019?抚顺)小明用如图所示装置探究“凸透镜成像的规律”,已知凸透镜焦距为10cm。
(1)小明将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛后,调整它们的高度,使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在________
(2)蜡烛、光屏和凸透镜在光具座上的位置如图所示,光屏上成清晰的像(像未画出),该像为倒立、________(填“放大”或“缩小”)的实像,生活中的________(填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)利用了这个成像原理。
(3)保持蜡烛与光屏在光具座上的位置不动,应将凸透镜移到光具座________cm刻度线处,光屏上会再次出现清晰倒立、________(填“放大”或“缩小”)的实像。
(4)将凸透镜重新移回到如图所示位置,在光具座70cm刻度线处又放置一个相同的凸透镜,取走光屏。在这两个凸透镜右侧通过透镜也可以观察到蜡烛所成的像,生活中的________(填“显微镜”或“望远镜”)利用了这个成像原理。
类型四:透镜应用
1.(2019?宜昌)据央视新闻报道,我国台湾省台中市一辆小客车,因车主将矿泉水随手放在仪表盘上的防滑垫上,导致防滑垫起火(如图所示)。这瓶矿泉水所起的作用相当于( )
A.平面镜 B.三棱镜 C.凸透镜 D.凹透镜
2.(2018?自贡)关于凸透镜的应用,下列说法正确的是( )
A.凸透镜成的像都是实像 B.照相时,景物在镜头二倍焦距以内
C.投影仪中的投影片放在镜头二倍焦距以外 D.远视眼镜利用了凸透镜对光的会聚作用
3.(2019?河南)购物支付已进入“刷脸”时代,如图所示,消费者结账时只需面对摄像头(相当于一个凸透镜),经系统自动拍照、扫描等,确认相关信息后,即可迅速完成交易。下列有关说法正确的是( )
A.光经过摄像头成像利用的是光的反射
B.摄像头成像特点与投影仪相同
C.“刷脸”时,面部应位于摄像头两倍焦距之外
D.“刷脸”时,面部经摄像头成正立缩小的实像
4.(2019?济南)调查发现,近年来需要进行视力矫正的人数逐年增多,且呈现低龄化趋势。保护视力,刻不容缓。根据如图可以判断:图中小女孩配戴眼镜的镜片是( )
A.凹透镜,用来矫正她的远视眼 B.凹透镜,用来矫正她的近视眼
C.凸透镜,用来矫正她的远视眼 D.凸透镜,用来矫正她的近视眼
5.(2019?大连)下列关于眼睛的说法正确的是( )
A.晶状体和角膜相当于光屏 B.物体在视网膜上成正立的像
C.看清远处物体时,晶状体较薄 D.患近视眼,应使用凸透镜矫正
6.(2019?凉山州)据专家介绍,12至18岁是青少年近视的高发期,主要原因如下:(1)长时间用眼不注意姿势或者休息。(2)长时间玩游戏、上网、玩手机、看电视等原因引起近视。下列四幅图中,属于近视眼及其矫正的是( )
A.甲和丙 B.甲和丁 C.乙和丙 D.乙和丁
7.(2015?长沙)2014年最为特别的天象之一﹣﹣﹣“超级月亮”出现于8月11日凌晨,它比正常时的月亮要大百分之二十,亮度也有所增加,某天文爱好者为了研究这一现象,于是架设一台天文望远镜做进一步观察,关于该望远镜,下列说法正确的是( )
A.它的物镜和显微镜的物镜作用相同
B.它的物镜相当于放大镜,用来把像放大
C.它的物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成虚像
D.它由两组透镜组成,靠近眼镜的为目镜,靠近被观测物体的为物镜
8.(2010?营口)显微镜由目镜和物镜等元件构成,下列关于显微镜的说法正确的是( )
A.目镜的焦距很短 B.通过目镜看到放大的实像
C.物镜的焦距很短 D.显微镜的放大倍数等于物镜和目镜放大倍数之和
9.(2017?北京)下列说法中正确的是( )
A.投影仪的镜头是凹透镜 B.照相机的镜头是凹透镜
C.远视眼镜的镜片是凸透镜 D.近视眼镜的镜片是凸透镜
10.(2019?邵阳)今年4月份,我市某校组织研学旅行活动,同学们在攀登武冈云山时,小月同学不小心将自己没有喝完的矿泉水瓶掉在地上,老师立即告诫大家,这瓶子有水就相当于凸透镜,对太阳光有________作用,容易引发森林火灾。
11.(2017?湖北)投影仪上有一个相当于________透镜的镜头。国家学生体质监测数据显示,某班学生的近视率高达64%,班上近视眼同学佩戴的眼镜相当于一副________透镜。
12.(2019?玉林)过度用手机玩游戏容易使眼睛的晶状体变厚,折光能力变________(选填“强”或“弱”),形成近视眼:为矫正近视眼应佩戴由________透镜片做的眼镜。
13.(2019?绵阳)人进入老年后,眼睛睫状体对晶状体的调节能力减弱,太远、太近的物体都看不清楚。近视远视一体眼镜(双光镜)可以解决这个问题,戴上这种眼镜,透过下半部分可以看清书上文字,透过上半部分镜片可以看清远处景物。由此可知,近视远视一体眼镜下半部分是________透镜,上半部分镜片对光具有________(选填“会聚”或“发散”)作用。
14.(2019?仙桃)小明同学参加了学校生物标本制作小组和天文观测兴趣小组,使用简易的显微镜和望远镜都有物镜和目镜。显微镜的物镜是________透镜,望远镜的目镜是________透镜(选填“凸”或“凹”)。
15.(2015?宜昌)把一滴水滴在玻璃板上,在玻璃板下面放置一个用眼睛看不清楚的小物体,这是水滴的相当于一个________镜,拿一个放大镜位于水滴的上方,慢慢调节这个镜子与水滴之间的距离,你就更能看清玻璃板下的微小物体,这时它们的作用相当于一个________(选填“望远镜”或“显微镜”)。
声光热部分
专题二:光现象及透镜相关问题
考点扫描☆名师点拨
一、考点解析
1.光现象:是物理学中光学部分的内容,也是中考试题必考内容,在中考试卷中光现象所占分值平均为5分左右。光现象的主要知识点为:光的直线传播、光速、反射定律、平面镜成像、光的折射规律、光的色散等内容。
中考试题中对光现象要求是:(1)了解光源,了解光在真空或空气中的传播速度c=3×108m/s,理解光沿直线传播及其应用;(2)通过观察和实验了解光的反射和折射的特征,通过探究理解反射和折射现象并知道光路的可逆性;(3)通过观察,理解镜面反射和漫反射的主要差异;(4)探究平面镜成像像与物的关系,理解日常生活中平面镜成像的现象;(5)通过观察和实验,知道白光是由色光组成的,了解色散现象;(6)初步认识红外线、紫外线及其作用。虽然本章涉及到的知识点比较多,但中考对这部分知识的要求并不是很高,大部分内容用到的是“了解”“初步了解”“认识”、“初步认识”或者“知道”描述对光现象知识的掌握情况。
2.透镜:近年来,透镜及其应用在中考试卷中作为必考内容一定还会出现在2018年中考试卷中。考查形式也不会出现很大变化,主要有选择题、填空题和作图题,分值较高时也有可能以实验探究题形式出现。此部分内容所占分值一般在2~4分之间,其中凸透镜成像的实验及规律是重点,主要考查的是对成像规律的分析和应用。
解答此类问题要注意以下问题:
1. 镜面反射和漫反射的区别。
2. 反射角(或入射角)的概念。
3. 作图时实线与虚线的利用.
4. 区分虚像是由光的反射形成,还是由光的折射形成.
5.根据光的反射和折射规律确定三线与两角的位置关系.
从命题方向上看,凸透镜成像规律及其应用(重点),属于该部分知识的必考内容,有时会在多项选择题中出现。常考查的问题有:像的大小变化,像距与物距的变化,焦距的分析计算,成像特点及其应用等。在实验探究凸透镜成像规律方面主要有:(1)凸透镜焦距的测量(用平行于主光轴的光垂直照射到凸透镜,用光屏在透镜的另一侧接收到最小、最亮的亮点,测出光心到亮点的距离);(2)实验器材的组装(在光具座上自左向右放置蜡烛、凸透镜、光屏);(3)调整烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一水平高度(目的是让像能成在光屏的中央);(4)用纸遮住凸透镜的一部分,光屏上的像变暗,但完整性不变;(5)判断物距、像距或焦距的大小范围;(6)光路的可逆性(物与光屏的位置对调,光屏仍能接收到清晰的像)。
复习方向
1.光现象:熟记日常生活中常见的光现象。透过光现象,揭示本质,即明确各种光现象的成因是解决问题的关键。
(1)分析如下:①光的直线传播现象:小孔成像(树荫下的光斑)、日月食的形成、影子的形成;②光的反射现象:平面镜成像、汽车观后镜中的像、水中的“倒影”;③光的折射现象:海市蜃楼、水中的筷子弯折、看到水中的鱼、水底变浅、透镜成像、光的色散(彩虹的形成)。
(2)看见的像、像的虚实:理解视物(或像)的内涵是解决问题的关键。
内涵如下:①人的眼睛之所以能看到物体(或像)是因为有光进入人的眼睛。进入人眼睛的光既可以是光源自身发出的光,也可以是由于光的反射、折射时产生的反射光、折射光。进入人眼睛的光线越多,看到的物体越明亮;②人眼睛判断物体的位置是利用光的直线传播原理逆着射入眼睛的光线观察,若逆向实际光线能够汇聚则看到的是光源、物体或实像,若逆向实际光线反向延长线汇聚则看到的是虚像。
(3)平面镜成像:解此问题的关键应把握两点:①像与物关于镜面对称;②平面镜的成虚像原理。
注意:不要因为受视角的影响误认为平面镜所成的像“近大远小”。
(4)光现象作图
注意:①分清线的虚实:实际光线(入射光线、反射光线和折射光线)用实线,法线、光线的反向延长线用虚线表示;②光线要标箭头;③角的大小关系要分清:莫把入射光线与镜面的夹角视作入射角(两者互为余角);在光的折射现象中,光疏介质(密度比较小的物质)中的角(入射角或折射角)总是大角。
(5)生活中的光现象:①首先明确进入人眼睛的是折射光线;②然后根据眼睛所在的介质来确定光是由哪种介质斜射入哪种介质,从而定位入射角和折射角的大小关系以及虚像和物的位置关系。
注意:在折射现象中,光疏介质中的角总是大角。
(6)光的色散:熟记有关光的色散基础知识是解决问题关键。具体识记要点如下:①光的色散概念及彩虹的成因;②三原色的合成与分解、彩色电视机彩色画面形成的机理;③红外线和紫外线的特点及应用。
(7)平面镜成像实验探究:从器材的作用、实验设计及操作、减小误差的方法、实验操作注意事项四个维度进行分析解答。
从选择器材的作用、实验设计及操作、等效转换法的利用、操作步骤要素、判断像的虚实方法、像的亮度调节、实验注意事项等七个维度进行分析解答。
透镜:考生要重点复习凸透镜、凹透镜对光的会聚和发散作用及画光路图;利用平行光测凸透镜焦距;凸透镜成像规律及应用;利用像的性质判断透镜焦距;物距、像距及像大小的变化规律;会用三条特殊光线画成像光路图;深入理解凸透镜成像时光路仍然是可逆的等。在透镜应用方面复习重点是眼睛、放大镜、投影仪和望远镜成像规律,尤其是眼睛成像规律以及近视眼、远视眼的成像规律和需要如何矫正。
三、知识梳理
(一)光现象
1.光源:能够发光的物体叫做光源。太阳是最大的天然光源,烛光或通电的电灯是人造光源。
2.光线:为了形象地描述光的传播情况,通常用一条带箭头的直线表示光的径迹和方向,这样的直线叫做光线。
3.光的直线传播条件:光在同种均匀介质中是沿直线传播的。能说明光沿直线传播的现象有影子的形成、日(月)食、小孔成像等。光在真空中的传播速度是,而在空气中传播速度接近于在真空中的传播速度,也认为是,光在水中的传播速度约为,在玻璃中的传播速度约。光年是指光在1年中的传播距离,1光年。
4. 小孔成像:物体发出的光通过小孔投射到后面的屏上,形成 左右 相反、 上下 倒置的 实 像。这就是小孔成像。
5.小孔成像的规律是:当像距大于物距时,所成的像是 放大 的(放大、缩小);当像距小于物距时,所成的像是 缩小 的(放大、缩小)。
6. 光的反射:光在传播的过程中,遇到两种介质交界面(或物体表面)时,有一部分光返回原来的介质中的现象叫做 光的反射 。
7.光的反射定律:在光的反射现象中,(1)入射光线、 反射光线 、法线同在同一个平面内(共面);(2)反射光线、入射光线分别位于法线的 两侧 (分居);(3)反射角等于 入射角 (等角)。
8.反射光路的可逆性:光反射时,若光逆着原来反射光线的方向照射到反射面上,则反射光线逆着原来的入射光线照射出去。这说明,光路是 可逆的 。
9. 平面镜成像原理是:光的反射。
成像规律是:(1)像与物大小 相等 ;(2)像到镜的距离与物到镜的距离 相等 ;(3)像与物的对应点的连线与镜面 垂直 ;(4)像与物左右位置 颠倒 ;(5)平面镜所成的像是 虚像 (实像、虚像)。具体总结就是十个字:虚像、等大、等距、垂直、反向。
10.虚像与实像的区分:虚像是指射入眼睛的光线,其反向延长线的集合点形成的像;虚像能用眼睛直接观看,但不能用光屏 接收 ;实像既可以用光屏承接,也可以用眼睛直接观看。
11. 光的折射:当光从一种介质斜射入另一种介质时,光在另一种介质中传播方向发生改变的现象叫 光的折射 。光的折射发生在两种介质的交界面上,但光线在每种介质内是直线传播的。光从一种介质垂直射入另一种介质时,其传播方向 不改变。
12. 光的折射的几个概念:入射光线射入另一种介质时的交点(O),叫 入射点 ;入射光线AO与法线NN′夹角(α)叫入射角;折射光线OC与法线NN′的夹角(γ)叫折射角。
13.光的折射定律:(1)在折射现象中,折射光线、入射光线、法线在同一平面内(共面);2)折射光线和入射光线分居在法线的两侧(分居);3)当光从空气斜射入水等其他透明物质(玻璃、水晶等)时,折射角小于(大于、小于或等于)入射角;当光从水或其它透明物质斜射入空气时,折射角大于(大于、小于或等于)入射角(不等角,在空气中的角大)。
14.光的色散:太阳光通过三棱镜后,被分解成各种单一颜色的光,这种现象叫光的色散。
15.不同颜色的光通过三棱镜时偏折程度不同,红光偏折最小,紫光偏折最大,偏折由小到大依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
16.太阳光由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色组成,它是复色光。
17. 色光的混合:把红、绿、蓝三种色光按不同比例混合可产生各种颜色的光,这个现象叫做色光的混合(彩色电视机的彩色画面的形成)。
18. 光的三原色:红、绿、蓝也叫光的三原色。
(二)透镜
1. 透镜:透镜是用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件,透镜是根据光的折射现象制成的。
2.透镜分类:透镜分为 凸透镜 和 凹透镜 。
(1)凸透镜:中间厚、边缘薄的透镜(远视镜镜片,照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等)。
(2)凹透镜:中间薄、边缘厚的透镜(近视镜等)。
3.透镜与面镜区别:面镜利用光的反射现象成像,透镜利用光的折射现象成像;透镜成像遵循光的折射定律,面镜成像遵循光的反射定律。
4.透镜光路基本概念:
(1)过透镜两个球面球心的直线叫主光轴(主轴),用“CC/”表示,透镜的几何中心叫光心,用“O”表示。
(2)平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于主光轴上一点,这点叫凸透镜焦点,用“F”表示;平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后发散,其反向延长线会交于一点,这是凹透镜的焦点(虚焦点)。
(3)焦点到光心的距离焦距,焦距用“f”表示,就是“OF”之间的距离。凸透镜和凹透镜都各有两个焦点,凸透镜的焦点是实焦点,凹透镜的焦点是虚焦点。
(4)物体到光心的距离叫物距,用“u”表示。
(5)像到光心的距离叫像距,用“v”表示。
5.透镜的三条特殊光线
(1)过光心的光线,经透镜折射后传播方向不改变,如图所示。
(2)平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后经过另一侧焦点;经凹透镜折射后向外发散,但其反向延长线过同侧焦点,如图所示。21*cnjy*com
(3)经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴;射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴,如图所示。
6.透镜的作用:凸透镜有会聚光线作用,所以凸透镜也叫会聚透镜;凹透镜有发散光线作用,所以凹透镜也叫发散透镜。
7.凸透镜成像规律:如图是常见凸透镜成像规律光路图,请完成表(1)。
表(1)凸透镜成像规律表
成像条件物距(u)
成像的性质
像距(v)
应用
u﹥2f
倒立、缩小的实像
f﹤v﹤2f
照相机a
u=2f
倒立、等大的实像
v=2f
等大实像法测焦距d
f﹤u﹤2f
倒立、放大的实像
v﹥2f
投影仪b
u=f
不成像
造平行光源
0﹤u﹤f
正立、放大的虚像
v﹥f
放大镜c
a. u﹥2f
b. f﹤u﹤2f
c.0﹤u﹤f
d.u=2f
凸透镜成像规律需要牢记,同学们可以自己总结其规律。也可以背下下面口诀:“物大焦,倒立实,物越大,像越小;物小焦,正立虚;物为焦,不成像”。这里的“物”指物距,“像”指像距,“焦”指焦距。www.21-cn-jy.com
注意:(1)实像是由实际光线会聚而成,在光屏上可呈现,可用眼睛直接看,所有光线必过像点;(2)虚像不能在光屏上呈现,但能用眼睛看,由光线的反向延长线会聚而成。
8.凹透镜成像规律:凹透镜始终成缩小、正立的虚像,如图所示。
9.凸透镜与凹透镜比较:表(2)对凸透镜、凹透镜做出了比较,凹透镜、凸透镜的辨别、特点、典型光路和应用作出了系统性总结。21教育名师原创作品
注意:大家还要记住:虚像,物、像同侧;实像,物、像异侧。
表(2)凸透镜、凹透镜比较表
10.照相机:镜头是凸透镜,物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像。
11.投影仪:镜头是凸透镜,物体在一倍焦距与二倍焦距之间,成倒立、放大的实像;透过平面镜使倒立,放大的像再倒立一次,这样我们在屏幕上看到的就是一个正立的实像了。
注意:照相机、投影仪要使像变大,应该让透镜靠近物体,远离胶卷、屏幕。
12.放大镜:放大镜是凸透镜,放大镜到物体的距离(物距)小于一倍焦距,成的是放大、正立的虚像。
13.眼睛:眼睛的晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏(胶卷)。
(1)眼睛的成像原理:从物体发出的光线经过晶状体等一个综合的凸透镜在视网膜上形成倒立,缩小的实像,分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激,把这个信号传输给大脑,人就可以看到这个物体了(眼睛的晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏(胶卷))。
(2)近视眼看不清远处的物体,远处的物体所成像在视网膜前,晶状体曲度过大,需戴凹透镜调节,所以近视镜是凹透镜。
(3)远视眼看不清近处的物体,近处的物体所成像在视网膜后面,晶状体曲度过小,需戴凸透镜调节,所以远视镜(花镜)是凸透镜。
14.望远镜:望远镜也是由两组凸透镜(目镜和物镜)组成,它的结构特点是物镜的焦距长而目镜的焦距短。
望远镜的成像原理是:物镜的作用是得到远处物体的实像,由于物体离物镜非常远,所以物体上各点发射到物镜上的光线几乎是平行光束,这样的光线经过物镜汇聚后,就在物镜焦点以外,在离焦点很近的地方,形成了一个倒立的、缩小的实像。这个倒立的、缩小的实像又位于目镜的焦点以内,所以目镜起了放大镜的作用,目镜把经过物镜的倒立、缩小的实像放大成了一个正立的、放大的虚像。这就是远处物体通过望远镜所成的虚像。
15.显微镜:显微镜由目镜和物镜组成,物镜、目镜都是凸透镜,它们对物体进行两次放大。
普通光学显微镜是根据凸透镜成像原理,经过凸透镜的两次成像。第一次先经过物镜(凸透镜1)成像,这时候的物体应该在物镜(凸透镜1)的一倍焦距和两倍焦距之间,成的像应该是放大倒立的实像。而后以第一次成的物像作为“物体”,经过目镜的第二次成像。由于我们观察的时候是在目镜的另外一侧,第二次成的像应该是一个虚像,这样像和物才在同一侧,因此第一次成的像应该在目镜(凸透镜2)的一倍焦距以内,这样经过第二次成像,第二次成的像是一个放大的正立的虚像。
考点剖析☆聚焦高频
高频考点一:光的直线传播、光的反射、平面镜成像
【典例1】(2019?青海)下列现象中,属于光的反射现象的是( )
A.池水看起来比实际的浅 B.晴朗的夏日,树下出现浓密的树荫
C.利用潜望镜在水下观察水面上的情况 D.雨后天空出现的彩虹
【考查角度】光在均匀介质中直线传播;光的反射现象;光的折射现象.
【解析】A、池水看起来比实际的浅,是因为光从水中斜射入空气时,发生了折射,折射角大于入射角。故A不符合题意;B、晴朗的夏日,树下出现浓密的树荫是由于光的直线传播,故B不符合题意;C、潜望镜由两块平面镜组成,利用潜望镜在水下观察水面上的情况,利用平面镜成像,平面镜成像是由于光的反射形成的,故C符合题意。D、雨后的彩虹,这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的,白光经水珠折射以后,分成各种彩色光,这种现象叫做光的色散现象。故D不符合题意。选C。
【答案】C。
高频考点二:光的折射、光的色散
【典例2】(2019?福建)如图的四种现象中,由于光的折射形成的是( )
A.水中荷花的倒影 B.屏幕上的手影
C.观后镜中汽车的像 D.放大镜下树叶的像
【考查角度】光直线传播; 光的折射现象及其应用;光的反射.
【解析】A、水中荷花的倒影是平面镜成像现象,属于光的反射,故A不符合题意。B、屏幕上的手影是光线在同种均匀的介质中传播形成的,故B不符合题意。C、观后镜是凸面镜,所以汽车观后镜中的像是由光的反射形成的,故C不符合题意。D、放大镜把树叶“放大”,是由于光的折射形成的,故D符合题意。选D。
【答案】D。
高频考点三:透镜成像
【典例3】(2019?阜新)如图所示,小明将蜡烛、凸透镜(f=10cm)、光屏依次摆放在光具座上,光屏上成清晰的烛焰像,然后进行了如下的判断和操作(每次操作均在如图基础上),下列说法正确的是( )
A.根据图中凸透镜成像原理可制成投影仪
B.将蜡烛和光屏对调,透镜位置不动,光屏上可再次成清晰的烛焰像
C.小明把自己的眼镜放在蜡烛和透镜之间,向左移动光屏,光屏上可再次成清晰的烛焰像,小明戴的是近视镜
D.将蜡烛放在45cm刻度线处,移动光屏,光屏上成正立放大的烛焰像
【考查角度】透镜成像规律。
【解析】A、由图可知,凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立、缩小实像,是照相机的原理,故A错误;B、若保持透镜不动,只将蜡烛和光屏互换位置,根据光的可逆性,物距小于像距,仍能成倒立、放大的实像,故B正确;C、近视镜是凹透镜,且凹透镜对光线有发散作用,若将凹透镜放在凸透镜和蜡烛之间,像会远离凸透镜,所以将光屏向远离凸透镜的方向移动,即向右移动,才能使蜡烛的像变清晰;故C错误;D、将蜡烛放在45cm刻度线处,移动光屏,成正立放大的虚像,光屏上不成像,故D错误。选B。
【答案】B。
高频考点四:透镜应用
【典例4】(2019?玉林)关于透镜,下列说法正确的是( )
A.利用投影仪可以把图片放大 B.利用望远镜可看见血液中的细胞
C.照相机可成倒立、放大的虚像 D.放大镜可成正立、放大的实像
【考查角度】凸透镜成像的应用.
【解析】A、由凸透镜成像规律及其应用可知,利用投影仪可以成倒立放大的实像,因此把图片放大,故A正确;B、利用望远镜用来观看远处物体的,利用显微镜可以看见血液中的细胞,故B错误;C、由凸透镜成像规律及其应用可知,照相机可成倒立、缩小的实像,故C错误;D、放大镜可成正立、放大的虚像,故D错误。选。
【答案】A。
考点过关☆专项突破
类型一:光的直线传播、光的反射、平面镜成像
1.(2019?本溪)下列现象中是由于光的直线传播形成的是( )
A. 天边彩虹 B. 镜中小狗
C.镜下字迹 D.地上影子
【解析】A、天边彩虹,是光经过不均匀的大气折射形成的,故A不合题意;B、镜中的小狗,属于平面镜成像是光的反射形成的,故B不合题意;C、用放大镜看字,是字反射的光经放大镜折射形成的虚像,是由于光的折射形成的,故C不合题意。D、地上的影子,是由光的直线传播形成的,故D符合题意。选D。
【答案】D。
2.(2019?铜仁市)下列现象中,与月食的形成原因相同的是( )
A.手影 B.平面镜中的像
C.池水看起来比实际的浅 D.雨后彩虹
【解析】月食是太阳、地球、月球转在同一条直线上,并且地球转到太阳和月球之间,地球遮挡了太阳光射向月球的光线,地球上的人观察月球时,太阳光被地球遮挡,看到月食,所以月食的形成是光的直线传播。A、手影是光的直线传播,符合题意。B、平面镜成像是光的反射,不符合题意。C、池水看起来比实际的浅是光的折射,不符合题意。D、雨后彩虹是光的色散,不符合题意。选A。
【答案】A。
3.(2019?葫芦岛)下列光现象及其应用中,利用光沿直线传播的是( )
A.照相机成像 B.激光测水平
C.滑雪镜上的像 D.水杯中的像
【解析】A、照相机的镜头是凸透镜,光线经过凸透镜发生折射,所以照相机成像利用的是光的折射,故A不符合题意;B、激光测水平利用的是光的直线传播原理,故B符合题意;C、滑雪镜上的像是由光的反射形成的,故C不符合题意;D、装水的圆形杯子可以看作一个凸透镜,透过水杯成像属于凸透镜成像,原理是光的折射,故D不符合题意。选B。
【答案】B。
4.(2018?宁夏)下列诗句中蕴含的光学知识,说法正确的是( )
A.“湖光映彩霞”是光的折射现象 B.“风吹草低见牛羊”是光的直线传播现象
C.“潭清疑水浅”是光的反射现象 D.“海上生明月”是光的折射现象
【解析】A、“湖静映彩霞”是指天上的彩霞在平静的湖面形成的像,属于平面镜成像的现象,故是光的反射现象,故该选项错误。B、“风吹草低现牛羊”--是由于光的直线传播形成的,故该选项正确;C、“疑水浅”是指由于光的折射,看到水底形成的像,像的位置比物体的实际位置要浅,是光的折射现象,故该选项错误。D、平静的水面相当于平面镜,因此“海上明月”是月亮在水中形成的像,属于平面镜成像,即光的反射现象;故该选项错误;故选:B。
【答案】B。
5.(2019?天津)光与镜面成30°角射在平面镜上,反射角是( )
A.30° B.60° C.70° D.90°
【解析】光与镜面成30°角射在平面镜上,其入射角为90°﹣30°=60°,则反射角也是60°。选B。
【答案】B。
6.(2019?无锡)若要使图中的反射光线射中墙上的目标,在激光笔不动的情况下,可将平面镜( )
A.水平向左移动 B.水平向右移动
C.竖直向上移动 D.竖直向下移动
【解析】A、将平面镜水平向左移动一段距离,入射光线不变,则反射光线也不会改变,不能中目标故A不符合题意;B、将平面镜水平向右移动一段距离,入射光线不变,则反射光线也不会改变,不能中目标,故B不符合题意;C、将平面镜竖直向上移动一段距离,则入射光线方向不变,入射点向右移动,则反射光线也向右移动,光斑会向上移动,能中目标,故C符合题意;D、将平面镜竖直向下移动一段距离,则入射光线方向不变,入射点向左边移动,则反射光线也向左移动,光斑会向下移动,不能中目标,故D不符合题意。选C。
【答案】C。
7.(2019?铁岭)如图所示是苍鹭从平静水面上起飞的瞬间。关于苍鹭在水面所成的像,下列说法正确的是( )
A.苍鹭所成的像是倒立的实像 B.苍鹭飞离水面的过程中像会变小
C.水越深苍鹭所成的像离它越远 D.苍鹭与它所成的像到水面的距离相等
【解析】AB、平静的水面相当于平面镜,平面镜所成的像是正立、等大的虚像,始终与物体大小相等,故AB错误;CD、物距是苍鹭到水面的距离,像距是苍鹭所成的像到水面的距离,二者始终相等,与 水的深度无关,故C错误、D正确。选D。
【答案】D。
8.(2019?莱芜区)下列四种情境中,与平面镜成像原理相同的是( )
A.水中“弯折”的筷子 B.倒映在水中的山
C.树荫下的圆形光斑 D.手影
【解析】平面镜成像是由光的反射形成的;A、筷子好像在水面处断是由于水面下的筷子反射的光进入空气时反生折射,折射角大于入射角而造成的。所以属于光的折射,故A不符合题意。B、平静水面上山的倒影,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,符合题意;C、小孔成像,成的是物体倒立的像,像之所以是倒立的,就是因为光的直线传播造成的,故C不符合题意;D、影子的形成说明光是沿直线传播的,由于光的直线传播,被物体挡住后,物体后面就会呈现出阴影区域,就是影子,故D不符合题意。选B。
【答案】B。
9.(2019?徐州)把万花筒一端对着光亮的地方并转动,从另一端能看到千变万化的图案,这是因为万花筒内放置的( )
A.平面镜 B.凹面镜 C.凸透镜 D.凹透镜
【解析】万花筒是靠平面镜反射而成的。它是由三面平面镜组成一个三棱镜,再在一头放上一些各色玻璃碎片,这些碎片经过三面平面镜的反射,就会出现对称的图案,看上去就像一朵朵盛开的花。选A。
【答案】A。
10.(2019?东营)1月6日,新年第一场天文奇观﹣﹣“日偏食”如约而至,如图是东营市民拍摄的日偏食照片。下列光现象与日偏食形成原因相同的是( )
A.筷子“折断” B.小孔成像
C.雨后彩虹 D.水中倒影
【解析】月球遮住太阳的一部分形成的日食叫日偏食,属于光的直线传播现象,A、筷子好像在水面折断是由于来自筷子的光从水中进入空气中发生了折射,折射光线进入人眼,人眼逆着光线看去,所看到的是筷子的虚像,像比物体的位置高,属于光的折射,故A不符合题意;B、小孔成像,是光在同一均匀介质中沿直线传播形成的。故B符合题意;C、雨后彩虹是光色散现象,实质上是光折射现象形成的,故C不符合题意;D、水中倒影属于平面镜成像,这是利用了光的反射。故D不符合题意。选B。
【答案】B。
11.(2019?海南)下列现象中属于光的反射现象的是( )
A.雨后彩虹 B.水中倒影
C.手影游戏 D.放大观察蚂蚁
【解析】A、雨过天晴时,常在天空出现彩虹,这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的,白光经水珠折射以后,分成各种彩色光,这种现象叫做光的色散现象,所以说雨后的天空出现彩虹是由光的折射形成的。故A与题意不符。B、水中倒影,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故B符合题意。C、手影游戏中影子的形成说明光是沿直线传播的,由于光的直线传播,被物体挡住后,物体后面就会呈现出阴影区域,就是影子,故C与题意不符;D、用放大镜看蚂蚁时,蚂蚁变大了,属于凸透镜成像,是由于光的折射形成的。故D与题意不符。选B。
【答案】B。
12.(2019?湘西州)如图所示,入射光线与平面镜成30°角,下列说法正确的是( )
A.反射角是60° B.入射角是30°
C.反射光线与镜面的夹角是60° D.入射角增大,反射角不变
【解析】(1)因为入射光线与平面镜的夹角是30°,所以入射角为90°﹣30°=60°;根据光的反射定律:反射角等于入射角,所以反射角也为60°,故A正确、B错;(2)反射光线与镜面的夹角是90°﹣60°=30°,故C错误;(3)因为反射角等于入射角,所以入射角增大,反射角也增大,故D错误。选A。
【答案】A。
13.(2019?襄阳)在下列四种现象中,由光的反射形成的是( )
A.阳光照射下高楼大厦产生的影子
B.襄阳护城河河面上倒映着古城墙的影像
C.池里水看起来比实际的浅
D.斜插入水中的筷子,从侧面看,筷子变弯了
【解析】A、阳光照射下高楼大厦产生的影子是由于光的直线传播形成的,不符合题意;
B、襄阳护城河河面上倒映着古城墙的影像,属于平面镜成像,是由光的反射形成的,符合题意;C、池底反射的光线射向水面时发生折射,折射光线进入人眼,人眼逆着折射光线的方向看去,看到的是池底经水面折射所成的虚像,且虚像在实际池底的上方,所以池水看起来比实际的浅,属于光的折射现象,不符合题意;D、由于筷子反射的光从水中斜射入空气中时,传播方向发生了偏折,远离法线,折射角大于入射角,所以筷子在水中的部分是向上弯折,属于光的折射现象,不符合题意。选B。
【答案】B。
14.(2019?大连)晴天时,在树荫下的地面上看到圆形的小亮斑,这是光的________形成的;光在真空中传播的速度是________m/s。
【解析】(1)在树荫下的地面上看到圆形的小亮斑,这是光的直线传播形成的;
(2)光在真空中传播的速度最快,其速度为3×108m/s。
【答案】直线传播;3×108。
15.(2019?贵港)一只鸽子在平静湖面上空飞过时,在湖面上形成鸽子的“倒影”,“倒影”是________形成的(选填“光的直线传播”“光的反射”或“光的折射”),当鸽子往高处飞,该“倒影”的大小________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【解析】平静的湖面相当于平面镜,在湖面上形成鸽子的“倒影”属于平面镜成像,是由于光的反射形成的。由平面镜成像特点之一,平面镜成像与物体等大,可知,当鸽子往高处飞,则“倒影”大小不变。
【答案】光的反射;不变。
16.(2019?青海)小芳同学站在穿衣镜前lm处,镜中的像与她相距________m.当她远离穿衣镜时,像的大小________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【解析】根据平面镜成像特点可知,像和物距离平面镜的距离是相等的,物到像的距离是物到平面镜距离的两倍,因为小华距平面镜的距离是1m,像与他之间的距离是1m×2=2m;平面镜所成的像与物体是等大的,当人远离平面镜时,视觉上感觉像在变小,但实际上像的大小并没有变。所以若他远离平面镜后退1m,他在平面镜中像的大小不变。
【答案】2;不变。
17.(2019?山西)如图甲所示,家用小轿车的前挡风玻璃都是斜的,这样可以保证夜间行车时,车内景物通过挡风玻璃所成的像,成在司机前面斜上方避免干扰司机视线,保证驾驶安全。请你在图乙中画出司机眼睛(B点)通过挡风玻璃MN看到车内装饰物(A点)的像的光路图。
【解析】作出车内装饰物(A点)关于平面镜的对称点A′,即为像点,连接A′B交平面镜于点O,连接AO画出入射光线,沿OB画出反射光线,如图所示:
【答案】见解析
18.(2019?广州)如图所示,一束由A发出的光射到平面镜表面O点,画出物体AB在平面镜中的像,并画出入射光线AO的反射光线。
【解析】先作出端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′,用虚线连接A′、B′即为物体AB的像;过入射点O作与镜面垂直的直线即为法线,根据光的反射定律反射角等于入射角作出反射光线,如图所示:
【答案】见解析
19.(2019?常德)在探究光的反射定律时,小波将一块平面镜放在水平桌面上,再把一块纸板(分E、F两个面)垂直放置在平面镜上,如图甲所示。
(1)图甲中,E、F在同一平面上,让光线沿纸板E上的AO射向镜面,则在纸板F上得到沿OB的反射光线,测得AO、OB与法线的夹角均为40°,于是小波得出结论:反射角等于入射角。你认为小波得出结论的过程________ “不合理”),原因是________
(2)在实验过程中,若将纸板倾斜(即纸板与平面镜不垂直),如图乙所示,让光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面,此时反射光线与入射光线________(选填“在”或“不在”)同一平面内,纸板上________(选填“能”或“不能”)看到反射光线。
【解析】(1)他这样得出结论不合理;不能只由一组数据就得出结论,凭一次实验数据得出结论有偶然性,应进行多次实验;(2)在实验过程中,若将纸板倾斜(即纸板与平面镜不垂直),在纸板F上不能观察到反射光线;只有在E、F板在同一平面上时,才能观察到反射光线。此时反射光线、法线、入射光线仍然在同一平面内。
【答案】(1)不合理;凭一次实验数据得出结论有偶然性,应进行多次实验;(2)在;不能。
20.(2019?滨州)在“探究平面镜成像的特点”实验中,如图1所示:
(1)用玻璃板作为平面镜是为了________。
(2)为了得到像和物体到平面镜的距离关系,需要将镜前蜡烛放在________位置进行多次实验(选填“同一”或“不同”)。
(3)将蜡烛远离平面镜移动一段距离,蜡烛的像的大小将________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。将一光屏放在镜后,无论如何移动,在光屏上都不能得到蜡烛的像,说明平面镜所成的像是________像。
(4)在“探究光反射时的规律”实验中,把平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板ENF________地立在平面镜上,如图2甲所示,这是为了在纸板ENF上同时呈现入射光线和反射光线。把纸板NOF向前折或向后折,如图2乙所示。在纸板上________(选填“能”或“不能”)看到反射光线,说明反射光线、入射光线和法线都在同一平面内。
【解析】(1)在探究“平面镜成像的特点”时,用玻璃板代替平面镜的目的是 玻璃板不但反射光成像,还能透光看到玻璃板后面的蜡烛,便于确定像的位置。(2)一次实验不具备代表性,应采取同样的实验方案多做几次,避免实验现象的偶然性,才能保证结论的正确,所以应将物体放在不同位置进行实验。(3)由平面镜成像特点之一:物像等大可知,将蜡烛远离玻璃板移动一段距离,蜡烛的像的大小将不变。因为平面镜成虚像,光屏不能承接虚像,所以用白纸在玻璃板后面无论如何移动,在光屏上都不能成像,说明平面镜所成的像是虚像。(4)法线在纸板上,当把纸板ENF竖直地立在平面镜上,法线与镜面垂直,入射光线、法线、反射光线在同一平面内,如果纸板与平面镜不垂直,则镜面的法线不在纸板上,入射光沿纸板照射后,反射光线不在纸板上,则我们在纸板上看不到反射光线;由于反射光线、入射光线和法线都在同一平面内,把半面纸板NOF向前折或向后折,两块纸板不在同一平面上,所以在纸板NOF上就无法呈现出反射光线了,因此这个现象说明了:反射光线、入射光线和法线都在同一平面内。
【答案】(1)便于确定像的位置;(2)不同;(3)不变;虚;(4)竖直;不能。
类型二:光的折射、光的色散
1.(2019?杭州)太阳光穿过地球大气层时会发生折射,如果没有这层大气,会出现( )
A.日出会提前,日落会延迟 B.日出和日落都会提前
C.日出会延迟,日落会提前 D.日出和日落都会延迟
【解析】由于大气层的存在太阳光会发生折射,我们会看到地平线以下的太阳,则有大气层时,我们会早看到日出,晚看到日落;如果没有这层大气,则会晚看到日出,早看到日落,故C正确,ABD错误。选C。
【答案】C。
2.(2019?南京)如图是小明春游时在水边看到的美景,下图中能正确反映他看到水中“树木”的光路图是( )
A. B.
C. D.
【解析】看到水中“树木”属于平面镜成像,平面镜成像原理是光的反射,所成的像是反射光线的反向延长线的会聚点,不是实际光线的会聚点,所以成的是虚像,而AC两图中光线从水中发出,D图中光线由眼睛处发出,故ACD错误,只有B正确;
如图所示:
选B。
【答案】B。
3.(2019?宁夏)如图所示的四种情景中,属于光的折射现象的是( )
A.树荫下的圆形光斑 B.盛有水的碗中的筷子
C.林中树的影子 D.镜中的陶罐
【解析】A、树荫下的圆形光斑是小孔成像,小孔成像是由于光的直线传播形成的,故A错误;B、插在盛有水的碗中的筷子变“弯了”是光由水中斜射入空气时发生折射,折射光线远离法线向水面偏折造成的,是光的折射现象,故B正确;C、林中树的影子是由于光沿直线传播造成的,故C错误;D、镜中的陶罐是平面镜成像,属于光的反射现象,故D错误。选B。
【答案】B。
4.(2019?长春)下列现象由于光的折射形成的是( )
A.日食 B.黑板“反光”
C.桥在水中的倒影 D.池水看起来变浅
【解析】A、当月球转到太阳和地球中间并且三者在一条直线上时,月球挡住了太阳照射在地球上的光线,地球处在月球的影子里,这就形成了日食。日食的形成说明光是沿直线传播的,故A不符合题意;B、黑板“反光”,属于镜面反射,是由于光的反射形成的,故B不符合题意;C、桥在水中的倒影属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故C不符合题意;D、池水看起来变浅是从池底反射的光从水中斜射入空气中时,发生折射,折射光线远离法线,当人逆着折射光线的方向看时,看到的是池底的虚像,比实际位置偏高,故D符合题意。选D。
【答案】D。
5.(2019?株洲)能正确表示光从室外透过窗户玻璃进入室内传播的光路图是( )
A. B.
C. D.
【解析】第一次折射:先过入射点O垂直玻璃上表面作出法线,再在玻璃内部法线的另一侧作出折射光线,注意折射角小于入射角:第二次折射:先过O′点垂直玻璃下表面作出法线,再在玻璃的下侧空气中作出折射光线,注意折射角大于入射角,折射光线与玻璃上表面的入射光线平行,如图所示:
选A。
【答案】A。
6.(2018?云南)如图所示,下列关于光现象的说法正确的是( )
A.如图中的烛焰经小孔所成的像是虚像 B.如图中的漫反射不遵循光的反射定律
C.如图中的小孩叉鱼时对准鱼就能叉到 D.如图中的雨后彩虹是阳光经小水滴色散后形成的
【解析】A、小孔成的是倒立的实像,不是虚像,是光在同种介质中沿直线传播形成的,故A错误;B、漫反射的光线尽管杂乱无章,但每条光线仍然遵循光的反射定律,故B错误;C、水中鱼反射出的光,在水面处发生了折射,折射光线向远离法线的方向偏折,我们看到的是变浅的鱼的虚像,因此用鱼叉捕鱼时,不是将鱼叉对准他看到的鱼,而是瞄准所看到的鱼的下方位置叉去,故C错误;D、当太阳光射入雨后空气中的小水滴时,太阳光经过折射发生色散,从而形成彩虹,故D正确。故选:D。
【答案】D。
7.(2018?海南)光从空气斜射入玻璃中,入射角为60°,则折射角可能( )
A.等于 0° B.小于 60° C.等于 60° D.大于 60°
【解析】根据从空气斜射入玻璃中时,入射角为60°,折射角小于入射角。故B正确、ACD错误。选B。
【答案】B。
8.(2018?盐城)有一圆柱形敞口容器,从其左侧某一高度斜射一束激光,在容器底部产生一个光斑O,如图所示,下列操作使光斑向左移动的是( )
A.保持水面高度不变使激光笔向右平移 B.保持激光射入角度不变使水面上升
C.保持激光射入角度不变使水面下降D.保持水面高度和入射点不变使激光入射角增大
【解析】A、保持水面高度不变使激光笔向右平移,光斑右移,故A错误;BC、向水槽内注水,水位升高;光的折射的光路图分别如B、A图所示:
比较可知,水位升高,光斑向左移动,故B正确,C错误;D、保持水面高度和入射点不变使激光入射角增大,折射角变大,光斑右移,故D错误。选B。
【答案】B。
9.(2019?益阳)如图所示,一束太阳光通过三棱镜后,下列说法正确的是( )
A.光仍按原来方向传播 B.光将向斜上方偏转
C.在光屏上呈现各种色光 D.光屏上只呈现红、绿、蓝三种色光
【解析】当太阳光经过三棱镜后,会分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光,这是光的色散现象,光将向斜下方偏折,如图所示;
故C正确,ABD错误。选C。
【答案】C。
10.(2018?上海)下列单色光中,属于三原色光的是( )
A.红光 B.橙光 C.黄光 D.紫光
【解析】红、绿、蓝被称为色光的三原色,故红光是光的三原色之一。选A。
【答案】A。
11.(2019?烟台)“万物生长靠太阳”,绿色植物的生长需要阳光。物理学研究表明,不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的,由此可以推测,不利于绿色植物生长的光是( )
A.红光 B.黄光 C.绿光 D.紫光
【解析】植物是不透明的,植物呈现绿色,说明植物能反射绿光而吸收其它色光;植物之所以反射绿光是因为植物的生长不需要绿光,即绿光不利于植物的生长。选C。
【答案】C。
12.(2018?常州)浙江大学柏浩研制出一种神奇织物,给白兔身体披上该织物,如图甲所示;用红外照相机拍摄得到的照片上,兔子身体“隐形”了,如图乙所示,兔子身体“隐形”是因为该织物( )
A.呈洁白色 B.隔热性好 C.导热性好 D.密度较小
【解析】由红外线的特点可知,红外线具有热效应,一切物体都会向外辐射红外线,不受物体亮暗的影响,用红外照相机能拍摄到清晰的照片。当给白兔身体披上织物,再用红外照相机拍摄得到的照片,兔子身体“隐形”了,说明兔子辐射的红外线被织物隔离了,即织物的隔热性好。选B。
【答案】B。
13.(2018?自贡)关于光现象,下列说法正确的是( )
A.漫反射不遵守光的反射定律
B.验钞机利用红外线辨别钞票的真伪
C.开凿隧道时用激光束引导掘进机,利用了光的直线传播
D.自行车的尾灯是靠光的折射来引起后方车辆司机注意的
【解析】A、根据不同反射面对光的反射效果不同,物体对光的反射可分为镜面反射和漫反射两类,漫反射同样遵循光的反射定律,故A错误;B、紫外线能使钞票上的荧光物质发光,判别钞票的真伪,故B错误;C、开凿隧道用激光束引导掘进机,使掘进机沿直线前进,是利用光沿直线传播。故C正确;D、自行车的尾灯是利用了光的反射,故D错误。选C。
【答案】C。
14.(2018?鞍山)关于光的色散实验,以下说法不正确的是( )
A.白光通过棱镜后,传播方向发生改变 B.色散现象表明,白光是复色光
C.单色光通过棱镜时,传播方向不会发生改变 D.单色光通过棱镜时,不会发生色散
【解析】A、白光通过三棱镜后分解成为七色光,属于光的色散现象,传播方向发生改变,故A正确;B、太阳光是复色光,而七种色光混合后成为白光,色散现象表明白光是由多种色光组成的,故B正确;C、单色光通过三棱镜时,不会产生色散现象,但是会发生折射,故传播方向发生改变,故C错误;D、白光通过三棱镜后分解成为七色光,单色光通过三棱镜时,不会产生色散现象,故D正确。选C。
【答案】C。
15.(2019?咸宁)用激光器发出一束光,射入半圆形玻璃砖的圆心O,结果在水平屏幕MN上出现两个光斑,其中一个光斑在A点,如图。请在图中画出光路确定另一个光斑B点的位置。
【解析】过入射点O作法线,根据反射光线、入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,在法线上侧画出反射光线OB,如图所示:
【答案】见解析
16.(2018?阜新)如图所示,起初茶碗看起来是空的,但当你慢慢向碗中倒水时,就会发现碗中原来还藏着一枚硬币,这是光的________现象,看到的硬币是________。(选填“实物”或“虚像”)
【解析】保持眼睛和碗的位置不变,慢慢向空碗里倒水,硬币反射的光线从水中斜射入空气中时,在水面处发生折射,折射光线远离法线,人眼逆着折射光线沿直线看去,看到的是变高的硬币的虚像。
【答案】折射;虚像。
17.(2019?武威)春日,花红柳绿。看桃花,花呈红色,是因为桃花________(选填“吸收”或“反射”)了红色光。公园内,鱼翔浅底,看到鱼儿是光的折射形成的________像(选填“实”或“虚”)。
【解析】(1)桃花是不透明的物体,看桃花时,桃花只反射红光,吸收其它颜色的光,所以看到桃花呈红色。(2)鱼在水中,人在岸上,鱼“射出”的光线在水面处发生折射,折射光线进入人的眼睛,人眼感觉折射光线从折射光线的反向延长线上射出的,所以看到的是鱼的虚像。
【答案】反射;虚。
18.(2019?鄂尔多斯)平静水面上方的小鸟和水中的小鱼,某时刻的实际位置A、B如图所示,C点的人恰好看到它们在水中的像A′、B′重合,请画出小鸟在水中像的位置和人眼看到小鱼的光路图。
【解析】作出小鸟A关于水面的对称点A′,即小鸟的像位置。因为C点人看到小鸟和小鱼的像重合,即A'也是小鱼B的像B′,A′C(B′C),与水面交于点O,连接BO即为入射光线,OC为折射光线,如图所示:
【答案】见解析
19.(2019?青海)如图所示,已知入射光线在玻璃中的折射光线,请画出对应入射光线的大致方向。
【解析】首先过折射点垂直于界面作出法线,然后根据光由空气斜射进入玻璃中时折射光线向法线偏折,折射角小于入射角作出入射光线。如图所示:
【答案】见解析
20.(2019?贵阳)光从空气斜射入水和玻璃时都会发生折射现象,但是水和玻璃的折射情况会相同吗?为了探究这个问题,小华选择了光屏、透明玻璃砖、水槽、激光电筒等器材进行实验。他在光屏上画出互相垂直的NN′和MM′两条线段并相交于O点,如图甲所示。
(1)小华将玻璃砖的一个表面与MM′齐平放置,让激光电筒发出的光线从A点到O点入射,他看到了如图乙所示的光路(AO、OC为同一直线),你认为出现光线OC是因为________所致,鉴于本实验的目的,此时最应该记录的两条光线是________。
(2)接下来他要观察光从空气中进入水中的情况,他将光屏竖直放入水槽中,(使线段MM′水平)并向水槽中慢慢注水至水面与MM′齐平,入射光线应从A点向O点射入,这是为了保证________,其实本实验小华还考虑了入射光线所在一侧的________相同。
(3)小华最终在光屏上记录下了如丙所示的光路图(OE为水中的折射光线)通过分析光路,你认为玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是________。
(4)若激光相同的入射角分别从玻璃和水中斜射入空气中,则________射出的折射光线更远离法线。
【解析】(1)光线AO到OC,光的传播路线没有改变,说明光在同一种均匀介质中传播,所以可以判断有部分光线并没有通过玻璃砖,而依旧在空气中传播。本实验探究光的折射规律,要记录光的折射光线和入射光线,所以要记录的两条光线是AO和OB。(2)探究光在玻璃和水的折射能力,要控制入射光线相同,入射角相同,观察折射光线和折射角的变化情况,所以入射光线应从A点向O点射入,这是为了保证入射光线重合,入射角相同。(3)如乙丙图,当光在空气中传播时AO入射,OC传播;当光线从空气斜射入水中,AO入射,OE传播;当光线从空气斜射入玻璃中,AO入射,OB传播,比较OB偏离OC更多,所以玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是玻璃。(4)光路是可逆的,光从空气斜射入玻璃偏折能力强,当光从玻璃斜射入空气中偏折能力也强,所以远离法线。
【答案】(1)有部分光线并没有通过玻璃砖,而依旧在空气中传播;AO和OB;(2)入射光线重合;入射角;(3)玻璃;(4)玻璃。
类型三:透镜成像
1.(2019?滨州)在“探究凸透镜成像的规律”实验时,某小组测量出物距和像距的数据,并绘制成如图所示的图象,根据图象可知( )
A.该凸透镜的焦距f=20cm
B.当物距u=30cm时,成倒立、缩小的实像,照相机利用了这条规律
C.当物距u=8cm时,成倒立、放大的实像,幻灯机利用了这条规律
D.若把物体从距凸透镜30cm处向距凸透镜15cm处移动过程中,所成的像会逐渐变小
【解析】A、据凸透镜成像规律可知,当u=v=2f,凸透镜成倒立、等大的实像;由图可知,u=v=2f=20cm,所以f=10cm。故A错误;B、当物距u=30cm时,u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,应用于照相机和摄像机,故B正确;C、当物距u=8cm时,u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜和老花镜,故C错误;D、物体从距凸透镜30cm处移动到15cm处的过程中,物距大于焦距,成实像,凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像变大,故D错误。选B。
【答案】B。
2.(2019?雅安)在探究凸透镜成像规律的实验中,将点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置,在凸透镜后20cm的光屏上出现一个清晰的倒立等大的像,如果将蜡烛移动到凸透镜前25cm处,则( )
A.将光屏靠近凸透镜一段距离,光屏上会出现倒立缩小的实像
B.将光屏靠近凸透镜一段距离,光屏上会出现倒立放大的实像
C.将光屏远离凸透镜一段距离,光屏上会出现倒立放大的实像
D.无论怎样移动光屏,光屏上均找不到像
【解析】距离凸透镜20cm的光屏上得到一个清晰的与物体等大的像,所以v=20cm=2f,则f=10cm;如果将蜡烛移动到凸透镜前25cm处,物距增大,像距减小,所以应该将光屏靠近凸透镜一段距离,光屏上会出现倒立缩小的实像,故A正确,BCD错误;选A。
【答案】A。
3.(2019?百色)在探究“凸透镜成像规律”的实验中,将点燃的蜡烛放在距凸透镜32cm处,在透镜另一侧距透镜18cm处的光屏上得到烛焰清晰的像,则( )
A.光屏上所成的是倒立、放大的实像
B.该透镜的焦距f小于9cm
C.将点燃的蜡烛移至距透镜9cm处,不能观察到烛焰放大的虚像
D.透镜位置不变,蜡烛和光屏位置互换,光屏上也得到烛焰清晰的像
【解析】AB、蜡烛距离凸透镜32cm时,在透镜的另一侧18cm处光屏上得到一个清晰的像,物距大于像距,成倒立缩小实像;此时物体的位置在二倍焦距以外,像在一倍焦距和二倍焦距之间,即32cm>2f;2f>18cm>f,解得:9cm<f<16cm,故AB错误;C、将点燃的蜡烛移至距透镜9cm处,u<f,可以能观察到烛焰放大的虚像,故C错误;D、光的折射现象中光路可逆,所以保持凸透镜位置不变,将蜡烛与光屏位置互换,光屏上仍能得到清晰的像。故D正确。选D。
【答案】D。
4.(2019?盘锦)在探究“凸透镜成像规律”实验中,蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示,此时光屏上出现了清晰的像(图中未画出),下列说法正确的是( )
A.凸透镜焦距是15cm
B.照相机利用了此成像规律
C.蜡烛燃烧变短,光屏上的像也会向下移动
D.保持蜡烛不动把凸透镜移动到35cm处,光屏向右移动,光屏上出现清晰的像
【解析】AB、由图可知,u>v时,由凸透镜成像规律可知,此时在光屏上成倒立、缩小的实像,是照相机的工作原理,故B正确;由图可知,物距u=50cm﹣20cm=30cm,像距v=65cm﹣50cm=15cm,则30cm>2f,f<15cm<2f,解得7.5cm<f<15cm,故A错误;C、凸透镜成倒立的实像,随着蜡烛燃烧变短,光屏上的像将向上移动,故C错误;D、若将蜡烛放置在光具座35cm刻度线处,则u=50cm﹣35cm=15cm,因折射时光路是可逆的,所以此时的像距是30cm,则不需要移动光屏,光屏上就会出现清晰的像,故D错误。选B。
【答案】B。
5.(2019?日照)下列物理知识,及其与生活用品的对应关系,都正确的是( )
A.爷爷用来看书的老花镜﹣﹣凸透镜成倒立放大的实像
B.妈妈用来梳妆打扮的大镜子﹣﹣平面镜成正立等大的实像
C.爸爸用来记录永恒瞬间的照相机﹣﹣凸透镜成倒立缩小的实像
D.家里汽车上用来增大视野的观后镜﹣﹣光透过玻璃发生折射成虚像
【解析】A、远视眼(老花眼)是晶状体的曲度变小,会聚能力减弱,像呈在视网膜的后方,为了使光线提前会聚,像正好呈在视网膜上,应佩戴对光线有会聚作用的凸透镜,所以,爷爷用来看书的老花镜,是利用了凸透镜的会聚作用,而不是利用凸透镜成倒立放大的实像,故A错误;B、妈妈用来梳妆打扮的大镜子,利用了平面镜成正立等大的虚像,故B错误;C、照相机利用了凸透镜成倒立缩小的实像,故C正确;D、汽车观后镜则是利用了凸面镜对光有发散作用,能成正立、缩小的虚象,利用凸面镜可以达到扩大视野的目的,是光在玻璃上发生反射成虚像,故D错误。选C。
【答案】C。
6.(2019?常州)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
【解析】由题意“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”,说明撤去眼镜片后,对光的会聚能力减弱,说明该镜片对光线具有会聚作用,则该透镜为凸透镜,属于远视眼镜。选D。
【答案】D。
7.(2018?威海)下列关于凸透镜应用的说法,正确的是( )
A.近视眼需要佩戴凸透镜来矫正
B.放大镜成正立、放大的实像
C.用手机扫描二维码时,应使二维码位于手机镜头一倍焦距之内
D.要使投影仪成像变大,应使投影仪远离屏幕,同时使镜头靠近投片
【解析】A、近视眼观察远处物体时,像成在视网膜的前方,为使光线延迟会聚,应佩戴具有发散作用的凹透镜来矫正,故A错误;B、放大镜成的是正立、放大的虚像,故B错误;C、手机摄像头是利用物距大于二倍焦距时,成倒立缩小实像的规律工作的,因此,用手机扫描二维码时,应使二维码位于手机镜头的两倍焦距以外,故C错误;D、要使投影仪成像变大,应减小物距,增大像距,所以,应使投影仪远离屏幕(增大像距),同时使镜头靠近投片(减小物距),故D正确。故选:D。
【答案】D。
8.(2019?怀化)小强在做探究凸透镜成像的规律的实验时,在光屏上得到一个倒立、缩小的清晰的像。下列器材工作时运用上述成像规律的是( )
A.放大镜 B.投影仪 C.照相机 D.平面镜
【解析】A、由凸透镜成像规律可知,放大镜成正立、放大的虚像,故A不符合题意;B、由凸透镜成像规律可知,投影仪成倒立、放大的实像,故B不符合题意;C、由凸透镜成像规律可知,照相机成倒立、缩小的实像,故C符合题意;D、平面镜成正立等大的虚像,故D不符合题意。选C。
【答案】C。
9.(2019?徐州)在“探究凸透镜成像规律”时,开始时烛焰在光屏上成缩小的像,接着把物距调整为刚才的一半,移动光屏使烛焰在光屏上成像,此时的像( )
A.是放大的 B.是缩小的
C.是等大的 D.以上三种都有可能
【解析】在“探究凸透镜成像规律”时,开始时烛焰在光屏上成缩小的像,此时物距大于二倍焦距(u>2f),接着把物距调整为刚才的一半,则此时的物距应大于焦距(u′>f);若此时的物距大于二倍焦距时,成的是倒立、缩小的实像;若此时的物距等于二倍焦距时,成的是倒立、等大的实像;若此时的物距在一倍焦距和二倍焦距之间时,成的是倒立、放大的实像;由此可知,光屏上的像可能是放大的,可能是缩小的,也可能是等大的,故D正确。选D。
【答案】D。
10.(2019?昆明)下列说法中正确的是( )
A.放大镜是凹透镜 B.凸透镜总是成实像
C.凸透镜只能成倒立的像 D.凹透镜对光线有发散作用
【解析】A、放大镜是凸透镜,根据物距小于焦距时,成正立放大虚像的原理制成,故A错误;BC、由凸透镜成像规律可知,凸透镜可以成倒立的实像,也可以成正立的放大的虚像,故BC错误;D、凹透镜对光线有发散作用,故D正确。选D。
【答案】D。
11.(2019?广西)为加强校园安全管理,在校内安装监控摄像机,来自物体的光经过摄像机的镜头后形成( )
A.倒立、缩小的实像 B.正立、放大的实像
C.倒立、放大的虚像 D.正立、缩小的虚像
【解析】摄像机的镜头与照相机的镜头类似,应用的是当u>2f时,来自物体的光经过摄像机的镜头后形成倒立缩小的实像。选A。
【答案】A。
12.(2019?鄂州)在做“探究凸透镜成像规律”的实验中,某小组同学利用图甲测出了透镜的焦距后,正确安装并调节实验装置如图乙所示,在光屏上得到一个清晰的像。下列说法正确的是( )
A.由甲图可知该透镜焦距为40cm
B.乙图中成的是倒立放大的实像,符合放大镜的成像原理
C.在乙图中保持凸透镜的位置不变,将蜡烛与光屏的位置互换,则成像情况符合投影仪的原理
D.如果在烛焰与透镜之间放置一近视眼镜的镜片,则将光屏适当左移可得一个清晰的像
【解析】A、由甲图可知该透镜焦距为40cm﹣30cm=10cm,故A错误;B、由图可知,物距大于像距,当物距大于二倍焦距时所成的像是缩小倒立的实像,是照相机的成像原理,故B错误;C、根据光路的可逆性,若将光屏和蜡烛的位置互换,在光屏上仍能成像,此时物距小于像距,凸透镜成倒立放大的实像,其应用是投影仪,故C正确。D、凹透镜对光线有发散作用,靠近凸透镜时,使光线发散,像会聚在光屏的后方,像距增大,在光屏上要得到清晰的像,光屏要远离凸透镜,即要将光屏向右移动才能在光屏上成清晰的像,故D错误;选C。
【答案】C。
13.(2019?恩施州)小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示时,光屏上出现清晰的倒立、________的实像。当他把烛焰移到焦点处时,移动光屏,竟然在光屏上也看到了烛焰的像,就向老师请教,老师告诉他,这是因为________。
【解析】蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示,物距小于像距,则成的是倒立、放大的实像;当发光点在一倍焦距处时,是不成像的;由于烛焰有宽度,有一部分在一倍焦距之外,所以能在光屏上也看到了烛焰的像。
【答案】放大;烛焰有宽度,有一部分在一倍焦距之外。
14.(2019?大连)在探究“凸透镜成实像的大小与物距的关系”实验中,物体指的是________(填“烛焰”或“蜡烛”)凸透镜固定不动,通过移动物体来改变物距,那么实像与物体的运动方向________(填“相同”或相反”)。
【解析】光屏上承接的是烛焰的像,所以成像物体是烛焰;根据“物远像近像变小”和“物近像远像变大”的成像规律,可知像的移动方向与物体的移动方向相同。
【答案】烛焰;相同。
15.(2019?丹东)小明探究凸透镜的成像原理,与老师一起研制了如图所示的实验装置,用水透镜模拟眼睛,光屏模拟视网膜,通过对水透镜注水或抽水可改变水透镜的厚薄。蜡烛、光屏和水透镜在光具座上的位置如图所示。
(1)实验时,首先要使烛焰、水透镜、光屏三者的中心在________上,目的是使像成在光屏中心。
(2)三者摆放位置如图甲所示,在光屏上成了一个清晰的像(像未画出),该像为倒立、________的实像。此时水透镜的焦距f的范围为________。
(3)用水透镜模拟正常眼睛,将图甲中的烛移动到光具座上40cm处,光屏不动,此时应对水透镜________(填“注水”或“抽水”),使其焦距变________(填“长”或“短”),才能在光屏上重新得到一个清晰的像。
(4)用水透镜模拟爷爷的老花眼,如图乙所示,若爷爷不戴老花镜时恰好能够看到图中位置上的蜡烛,在图中的虚线框内安装上适当度数的老花镜的镜片,则爷爷将能看清蜡烛位置________(填“左侧”或“右侧”)的物体。小明因为长期不注意用眼卫生,变成了近视眼,应该配戴________(填“凸“或“凹”)透镜矫正。
【解析】(1)烛焰、水透镜、光屏,三者在同一条直线上,三者的中心大致在同一高度,像才能呈在光屏的中央;(2)由图甲可知,此时物距大于像距,凸透镜成倒立缩小的实像;此时物距u=50cm,50cm>2f,像距v=20cm,f<20cm<2f,解得10cm<f<20cm;
(3)物距减小后,像距应增大,如果像的位置不变,则凸透镜的焦距要变短,凸透镜的厚度要增加,故此时应注水;(4)老花镜是凸透镜,对光线有会聚作用,水凸透镜前放置老花镜后,透镜的折光能力变强,焦距变小,光屏位置不变,相当于像距变大,根据物近像远像变大的成像原理可知,爷爷能够看清右侧的物体。近视眼是晶状体太厚,折光能力太强,或者眼球在前后方向上太长,因此来自远处点的光会聚在视网膜前,对近视眼的矫正可通过凹透镜对光线的发散作用进行纠正。
【答案】(1)同一高度;(2)缩小;10cm<f<20cm;(3)注水;短;(4)右侧;凹。
16.(2019?抚顺)小明用如图所示装置探究“凸透镜成像的规律”,已知凸透镜焦距为10cm。
(1)小明将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛后,调整它们的高度,使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在________
(2)蜡烛、光屏和凸透镜在光具座上的位置如图所示,光屏上成清晰的像(像未画出),该像为倒立、________(填“放大”或“缩小”)的实像,生活中的________(填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)利用了这个成像原理。
(3)保持蜡烛与光屏在光具座上的位置不动,应将凸透镜移到光具座________cm刻度线处,光屏上会再次出现清晰倒立、________(填“放大”或“缩小”)的实像。
(4)将凸透镜重新移回到如图所示位置,在光具座70cm刻度线处又放置一个相同的凸透镜,取走光屏。在这两个凸透镜右侧通过透镜也可以观察到蜡烛所成的像,生活中的________(填“显微镜”或“望远镜”)利用了这个成像原理。
【解析】(1)蜡烛、凸透镜、光屏,三者在同一条直线上,三者的中心大致在同一高度,像才能呈在光屏的中央。(2)凸透镜的焦距是10.0cm,由图乙可知,物距u>2f,成倒立、缩小的实像;照相机就是利用这一成像规律工作的。(3)由图可知,物距u=50cm﹣20cm=30cm,像距v=65cm﹣50cm=15cm;蜡烛与光屏在光具座上的位置不动,要在光屏上再次得到清晰的像,此时的像距v′=30cm(即此时的像距与原来的物距相等),根据光路的可逆性,此时的物距u′=v=15cm,所以此时蜡烛的位置在50cm﹣15cm=35cm处,蜡烛位于1倍焦距和2倍焦距之间,所以成倒立、放大的实像;投影仪或幻灯机利用此原理制成的;(4)根据望远镜中物镜的作用是使远处的物体成倒立缩小的实像,这个倒立缩小的实像正好落在目镜焦距内的位置,目镜的作用相当于一个放大镜,这个实像经过目镜成一个正立、放大的虚像。
【答案】(1)同一高度;(2)缩小;照相机;(3)35;放大;(4)望远镜。
类型四:透镜应用
1.(2019?宜昌)据央视新闻报道,我国台湾省台中市一辆小客车,因车主将矿泉水随手放在仪表盘上的防滑垫上,导致防滑垫起火(如图所示)。这瓶矿泉水所起的作用相当于( )
A.平面镜 B.三棱镜 C.凸透镜 D.凹透镜
【解析】装有水的矿泉水瓶相当于一个凸透镜,中间厚边缘薄,由于凸透镜对光线的会聚作用,射入车内的光线经矿泉水瓶折射后集中于它的焦点上,时间一长正好使放置于此处的物品起火。选C。
【答案】C。
2.(2018?自贡)关于凸透镜的应用,下列说法正确的是( )
A.凸透镜成的像都是实像 B.照相时,景物在镜头二倍焦距以内
C.投影仪中的投影片放在镜头二倍焦距以外 D.远视眼镜利用了凸透镜对光的会聚作用
【解析】A、凸透镜可以成实像,也可以成虚像;当u<f时,凸透镜成正立、放大的虚像,故A错误;B、照相机是根据物距大于二倍焦距时,凸透镜成倒立、缩小的实像工作的,所以,照相时,景物在镜头二倍焦距以外,故B错误;C、投影仪是根据物距大于一倍焦距小于二倍焦距时,凸透镜成倒立、放大的实像工作的,所以,投影仪中的投影片应放在镜头的一倍焦距和二倍焦距之间,故C错误;D、远视眼将像成在视网膜之后,远视眼镜利用了凸透镜对光的会聚作用,可使光线提前会聚,故D正确。故选:D。
【答案】D。
3.(2019?河南)购物支付已进入“刷脸”时代,如图所示,消费者结账时只需面对摄像头(相当于一个凸透镜),经系统自动拍照、扫描等,确认相关信息后,即可迅速完成交易。下列有关说法正确的是( )
A.光经过摄像头成像利用的是光的反射
B.摄像头成像特点与投影仪相同
C.“刷脸”时,面部应位于摄像头两倍焦距之外
D.“刷脸”时,面部经摄像头成正立缩小的实像
【解析】A、摄像头相当于一个凸透镜,光经过摄像头成像利用的是光的折射,故A错误;B、光通过摄像头成倒立、缩小的实像,与照相机的成像特点相同,故B错误;CD、当u>2f时,成倒立、缩小的实像,所以,“刷脸”时,面部应位于摄像头两倍焦距之外,故C正确,D错误。选C。
【答案】C。
4.(2019?济南)调查发现,近年来需要进行视力矫正的人数逐年增多,且呈现低龄化趋势。保护视力,刻不容缓。根据如图可以判断:图中小女孩配戴眼镜的镜片是( )
A.凹透镜,用来矫正她的远视眼 B.凹透镜,用来矫正她的近视眼
C.凸透镜,用来矫正她的远视眼 D.凸透镜,用来矫正她的近视眼
【解析】由图可知,通过眼镜观察到小女孩的脸颊部分是放大的,因此小女孩带的是凸透镜;由于远视眼是晶状体曲度变小,会聚能力减弱,应佩戴会聚透镜使光线会聚在视网膜上,而凸透镜对光线有会聚作用,所以要用凸透镜矫正她的远视眼。选C。
【答案】C。
5.(2019?大连)下列关于眼睛的说法正确的是( )
A.晶状体和角膜相当于光屏 B.物体在视网膜上成正立的像
C.看清远处物体时,晶状体较薄 D.患近视眼,应使用凸透镜矫正
【解析】AB、人类的眼睛很像一架照相机,眼睛与照相机的不同之处是:人的眼睛是通过调节晶状体的弯曲程度,改变晶状体的焦距来获得清晰的倒立、缩小的实像,即晶状体和角膜的共同作用相当于照相机的镜头,故AB错误;C、看远处物体时,晶状体较薄,对光的偏折能力变弱,使来自远处物体的光刚好会聚在视网膜上,故C正确,D、近视眼是品状体太厚或眼轴变长造成的,需要用凹透镜矫正,故D错误。选C。
【答案】C。
6.(2019?凉山州)据专家介绍,12至18岁是青少年近视的高发期,主要原因如下:(1)长时间用眼不注意姿势或者休息。(2)长时间玩游戏、上网、玩手机、看电视等原因引起近视。下列四幅图中,属于近视眼及其矫正的是( )
A.甲和丙 B.甲和丁 C.乙和丙 D.乙和丁
【解析】由图知,甲图的光线会聚在视网膜的前方,所以甲图表示近视眼的成像情况;近视眼是由于晶状体焦距太短,像落在视网膜的前方,为了使光线会聚在原来会聚点后面的视网膜上,就需要在光线进入人眼以前发散一些,所以应佩戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正,则丁图是近视眼的矫正原理图。所以,属于近视眼及其矫正原理图的是甲、丁。选B。
【答案】B。
7.(2015?长沙)2014年最为特别的天象之一﹣﹣﹣“超级月亮”出现于8月11日凌晨,它比正常时的月亮要大百分之二十,亮度也有所增加,某天文爱好者为了研究这一现象,于是架设一台天文望远镜做进一步观察,关于该望远镜,下列说法正确的是( )
A.它的物镜和显微镜的物镜作用相同
B.它的物镜相当于放大镜,用来把像放大
C.它的物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成虚像
D.它由两组透镜组成,靠近眼镜的为目镜,靠近被观测物体的为物镜
【解析】A、望远镜的物镜是使得无限远处的物体成一个倒立缩小的实像,而显微镜的物镜是为了使得载物片上的物体成一个放大的实像,故A错误;B、望远镜的目镜相当于一个放大镜,故B错误;C、望远镜的物镜的目的是使得无限远处的物体成一个倒立缩小的实像,故C错误;D、望远镜由两组透镜组成,靠近眼镜的为目镜,靠近被观测物体的为物镜,故D正确;选D。
【答案】D。
8.(2010?营口)显微镜由目镜和物镜等元件构成,下列关于显微镜的说法正确的是( )
A.目镜的焦距很短 B.通过目镜看到放大的实像
C.物镜的焦距很短 D.显微镜的放大倍数等于物镜和目镜放大倍数之和
【解析】显微镜的物镜焦距短,目镜焦距长,所以放在载物台上的物体在物镜的一倍焦距和二倍焦距之间,通过物镜成倒立放大的实像;显微镜通过物镜成倒立放大的实像,这个实像位于目镜的焦点之内,通过目镜成正立、放大的虚像;显微镜的放大倍数等于物镜、目镜放大倍数乘积。选C。
【答案】C。
9.(2017?北京)下列说法中正确的是( )
A.投影仪的镜头是凹透镜 B.照相机的镜头是凹透镜
C.远视眼镜的镜片是凸透镜 D.近视眼镜的镜片是凸透镜
【解析】A、投影仪的镜头是凸透镜,是利用物体在1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立放大实像的原理制作的,故A错误;B、照相机的镜头是凸透镜,是利用物体在2倍焦距以外,成倒立缩小实像的原理制作的,故B错误;CD、若像成在视网膜的前方,是近视眼,这是由于晶状体曲度变大,会聚能力增强,即折光能力增强,应佩戴发散透镜,使光线推迟会聚;若像成在了视网膜的后面,该眼睛是远视眼,这是由于晶状体曲度变小,会聚能力变弱,即折光能力减小,应佩戴凸透镜,使光线提前会聚,故C正确,D错误。选C。
【答案】C。
10.(2019?邵阳)今年4月份,我市某校组织研学旅行活动,同学们在攀登武冈云山时,小月同学不小心将自己没有喝完的矿泉水瓶掉在地上,老师立即告诫大家,这瓶子有水就相当于凸透镜,对太阳光有________作用,容易引发森林火灾。
【解析】盛水的透明塑料瓶相当于一个凸透镜,可以将射来的太阳光会聚在一点上,会聚点的温度比较高,可能会引起火灾。
【答案】会聚。
11.(2017?湖北)投影仪上有一个相当于________透镜的镜头。国家学生体质监测数据显示,某班学生的近视率高达64%,班上近视眼同学佩戴的眼镜相当于一副________透镜。
【解析】投影仪上有一个相当于凸透镜的镜头,投影片上的图案通过这个透镜形成一个倒立、放大的实像,我们观察到屏幕上的像是正立的,是因为幻灯片倒插的缘故;由于近视眼的晶状体将光线会聚在视网膜之前,所以应该佩戴凹透镜来将会聚点移至视网膜上。
【答案】凸;凹。
12.(2019?玉林)过度用手机玩游戏容易使眼睛的晶状体变厚,折光能力变________(选填“强”或“弱”),形成近视眼:为矫正近视眼应佩戴由________透镜片做的眼镜。
【解析】过度用手机玩游戏容易使眼睛的晶状体变厚,折光能力增强,来自远处点的光会聚在视网膜前;应佩戴发散透镜使光线推迟会聚,因凹透镜对光线有发散作用,所以近视眼应该配戴凹透镜才能看清远处的物体;
【答案】强;凹。
13.(2019?绵阳)人进入老年后,眼睛睫状体对晶状体的调节能力减弱,太远、太近的物体都看不清楚。近视远视一体眼镜(双光镜)可以解决这个问题,戴上这种眼镜,透过下半部分可以看清书上文字,透过上半部分镜片可以看清远处景物。由此可知,近视远视一体眼镜下半部分是________透镜,上半部分镜片对光具有________(选填“会聚”或“发散”)作用。
【解析】近视眼是只能看清近处的物体,看不清远处的物体,对近视眼的矫正可通过凹透镜对光线的发散作用进行纠正。远视眼的成因是只能看清远处的物体,看不清近处的物体,对远视眼的矫正可通过凸透镜对光线的会聚作用进行纠正。人进入老年后,眼睛睫状体对晶状体的调节能力减弱,太远、太近的物体都看不清楚。由题意可知,戴上这种眼镜,透过下半部分可以看清书上文字,说明下半部分镜片是凸透镜,透过上半部分镜片可以看清远处景物,说明上半部分是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用。
【答案】凸;发散。
14.(2019?仙桃)小明同学参加了学校生物标本制作小组和天文观测兴趣小组,使用简易的显微镜和望远镜都有物镜和目镜。显微镜的物镜是________透镜,望远镜的目镜是________透镜(选填“凸”或“凹”)。
【解析】望远镜是由两组透镜组成,靠近眼睛的叫目镜,靠近被测物体的叫物镜,物镜的作用是物体在焦点附近成实像,天文望远镜的物镜口径做得较大,是为了会聚更多的光线,从而观测到更暗的星;显微镜物镜和目镜都是凸透镜,把标本放在物镜的二倍焦距和一倍焦距之间,这样得到一个放大的实像,那么这个放大的实像正好成在目镜焦点以内,由凸透镜成像规律可知,当u<f时,成正立放大的虚像。
【答案】凸;凸。
15.(2015?宜昌)把一滴水滴在玻璃板上,在玻璃板下面放置一个用眼睛看不清楚的小物体,这是水滴的相当于一个________镜,拿一个放大镜位于水滴的上方,慢慢调节这个镜子与水滴之间的距离,你就更能看清玻璃板下的微小物体,这时它们的作用相当于一个________(选填“望远镜”或“显微镜”)。
【解析】(1)因为小水滴中间比边缘厚,物体在凸透镜的一倍焦距以内,成正立、放大的虚像,所以小水滴就相当于凸透镜。(2)小水滴相当于显微镜的物镜,能成一个倒立、放大的像,放大镜相对于显微镜的目镜,它们的共同作用相对于显微镜,所以更能看清玻璃板下的微小物。
【答案】凸透;显微镜。