第2章对环境的察觉( 2.4~-2.6)A
一.选择题(共20小题,共40分)
1.如图所示,是探究“光的反射规律”实验的装置。下列有关实验操作与目的说法正确的是( )
A.多次改变AO与法线的夹角,可以得出入射角等于反射角
B.入射角为0°时,看不到反射光线,说明此时不存在反射现象
C.观察每次入射光线与反射光线的位置,可说明它们分居法线两侧
D.改变板EF与平面镜的夹角,可研究反射光线与入射光线是否共面
2.下列属于光源的是( )
A.人的眼睛 B.月亮
C.正在工作的电视屏幕 D.五颜六色的球
3.如图所示的四种现象中,属于光的直线传播现象的是( )
A.山在水中形成“倒影”
B.景物在观后镜中成像
C.月食现象的形成
D.钢勺好像在水面处“折断”
4.春暖花开,湖州的油菜花非常漂亮,阳光下它黄灿灿的,把田地变成了金色的海洋。你看到的油菜花之所以是黄色的,是因为( )
A.油菜花瓣自身能发出黄光
B.油菜花瓣能把各色光变为黄光
C.油菜花瓣能吸收阳光中的黄光
D.油菜花瓣能反射阳光中的黄光
5.某同学进入泳池前以为池水很浅,踩下去后却有一种“踏空”的感觉,则水的实际深度要比看上去的深一些,其原因是( )
A.光的直线传播 B.光的反射
C.光的折射 D.光路可逆
6.下列四幅图中的现象,由于光的反射形成的是( )
A.水中绿树的倒影 B.日环食
C.人眼睛被放大 D.笔被折断
7.一只小鸭浮在平静的湖面上。图中能正确表示小鸭和它在水中所成的倒影的是( )
A. B.
C. D.
8.光从空气射入水中,入射角为0°,折射角为( )
A.0° B.30° C.45° D.60°
9.如图所示,烛焰在光屏上成清晰的像。当把蜡烛向左移动一段距离,要在光屏上再次成一个清晰的像,应该( )
A.保持凸透镜不动,光屏向左移
B.保持凸透镜不动,光屏向右移
C.保持凸透镜和光屏都不动
D.以上说法都不对
10.图中,正确表示光从空气进入玻璃的光路是( )
A. B.
C. D.
11.(2019?黄冈一模)在探究树荫下光斑的综合实践活动中,为了研究孔的大小对光斑形状的影响,小华设计了四种开有不同形状孔的卡片甲,并用另一张卡片乙覆盖在甲上,如图所示。接着,从图示位置沿箭头方向水平移动乙,观察光斑形状的变化情况。下列合乎要求的是( )
A. B.
C. D.
12.(2019?杭州模拟)要探究反射光线与入射光线和法线是否在同一平面内,应对如图装置进行的操作是( )
A.改变入射光线与法线的夹角
B.改变反射光线与法线的夹角
C.沿法线向后转动板E
D.沿法线向后转动板F
13.一束光射向一块方形平面镜,反射到天花板的A点,若要使反射光照到B点,可对平面镜进行( )
A.竖直向上移动 B.竖直向下移动
C.水平向左移动 D.水平向右移动
14.为了探究光反射时的规律,小明进行了如图所示的实验,对于实验过程中的注意事项以及实验结论,下列说法中正确的是( )
A.实验时不一定使纸板与平面镜垂直
B.入射角等于反射角
C.将光沿着FO入射,发现反射光线逆着OE射出,说明光路是可逆
D.将纸板B沿ON向后翻折,发现纸板B上的反射光线消失,说明反射光线、入射光线和法线不在同一平面
15.如图所示,用手电筒 对着平面镜中的像照射时,观察到像比原来亮多了,其原因是( )
A.光射到像上,所以像变亮了
B.光反射到物体上,物体变亮了,所以像也变亮了
C.光使整个空间变亮了,更便于观察像,所以像变亮了
D.光使镜子更明亮了,所成的像也就变亮了
16.(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
17.(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
18.(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
19.(2019?永春县自主招生)如图所示,一块玻璃砖内有一个类似凸透镜的空气泡,你猜猜看,当平行光线穿过它后,光线会( )
A.发散 B.会聚
C.仍平行 D.不改变方向
20.(2018?南平自主招生)小王同学将凸透镜及蜡烛、光屏置于光具座上(如图甲),做成像实验,记录每次成实像的物距u,像距v,物像间距L(u+v),绘出图线乙(以f为长度单位)。现代物理学中,有一个凸透镜成像的“新概念”:放大率n==.结合甲、乙两图可知,下列说法不正确的是( )
A.要想成实像,蜡烛与光屏的间距应满足L≥4f
B.当物距u=1.5f时,则n=2
C.当物距u=2f时,则n=1
D.当物距u>2f时,则n>1
二.填空题(共5小题,15分)
21.我们在树荫下乘凉,发现地面上有很多圆形光斑,这是由于光的 形成的太阳的像。我们能从不同方向看到本身不发光的树叶是由于光射到树叶上时,发生了 的缘故。我们的眼睛好像一架照相机,它的晶状体和角膜共同作用相当于一个 镜。
22.如图所示,一束光在空气和玻璃两种介质的界面上同时发生反射和折射(图中入射光线、反射光线和折射光线的方向均未标出),其中折射光线(用字母表示)是 ,反射角等于 度。
23.如图所示是通过实验得到的凸透镜像距v和物距u的关系图象,由图象可知凸透镜的焦距是 cm,若是利用这个凸透镜作为照相机的镜头,要得到清晰的像,被拍摄的物体距离照相机至少大于 cm。
24.(2019秋?青岛期末)雨后晴朗的夜晚,为了不踩到地的积水,人们根据生活经验判断:迎着月光走,看上去发亮的地方是 。请在图中作图以证明此判断。发生这种现象是因为光射到水面发生 ,射到地面发生 ,迎着月光走,水面反射的光要比地面反射的光更 的射入人眼。
25.(2019秋?芜湖期末)智能手机是我们常见的通信工具,如图所示,请你估测一下图中这部手机的厚度大约为7 ;长时间盯着手机屏幕会导致近视眼。近视眼的品状体折光能力太 ,成像在视网膜 ,应佩戴 透镜。
三.简答探究题(共9小题,共45分)
26.(2018?宁波)为了研究眼的成像原理,小科自主研制了如图所示的实验装置。用水透镜模拟眼的晶状体,通过注水或抽水可改变水透镜凸度大小。光屏和水透镜固定在光具座如图所示的位置。点燃蜡烛后,调节水透镜凸度,直至光屏上成一个清晰倒立、 (填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像。若将点燃的蜡烛向左移动一小段距离,要使光屏上重新得到清晰的像,应对水透镜 _(填“注水”或“抽水”)。
27.(2018?运城模拟)如图所示,小明应用平面镜成像的原理表演“蜡烛在水中燃烧”的魔术时,把一块玻璃板竖立在水平桌面上,在玻璃板前方竖放一根蜡烛,在玻璃板的后方,放一只盛水的玻璃杯,点燃蜡烛,从蜡烛这边向玻璃板望去,会看到“蜡烛在水中燃烧”。
(1)魔术中要选茶色的玻璃板,其目的是 。
(2)为了看到“蜡烛在竖直方向上燃烧”,魔术中所选的玻璃板须 放在桌面上
(3)水中的“蜡烛”是实际蜡烛通过玻璃板形成的 (选填“虚”或“实”)像,与实际蜡烛大小 (选填“相等”或“不相等”)。
28.(2018?拱墅区二模)如图为探究“凸透镜成像规律”的实验装置。
(1)当蜡烛到凸透镜的距离为20cm时,移动光屏,恰好能在光屏上成清晰的倒立、等大的实像,则该凸透镜的焦距为 cm;
(2)某同学在做该实验时,蜡烛的像成在了光屏上方,为了使蜡烛的像能成在光屏中央,以下操作中可达到实验目的是 。
A.将凸透镜往上移 B.将光屏往下移 C.将蜡烛往上移 D.将蜡烛往下移。
29.“探究平面镜成像特点”的实验中,实验小组用蜡烛、玻璃板、直尺等器材进行实验,请回答下列问题:
(1)用玻璃板代替平面镜的目的是:玻璃能透光,便于确定像的 。
(2)两段等长的蜡烛是为了比较物与像 的关系,直尺的作用是便于比较物与像
的关系。
(3)只点燃蜡烛A,移动蜡烛B与A的像完全重合,在蜡烛B的烛焰上放一根火柴,火柴 (填“能”或“不能”)被点燃。说明平面镜成的是 像,如果以5cm/s的速度使蜡烛A勻速远离玻璃板2m时,蜡烛B应远离玻璃板 cm,有可能与蜡烛A的像完全重合。
30.在探究“光从空气斜射入水和油时,哪种液体对光的偏折本领较大”的实验中,小明提出如下实验方案:先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中,记录下光斑位置(如图所示);接着分别倒入水和油,记录对应的光斑位置,再通过分析就可得到实验结论。经讨论,同学们认为这一方案是可行的,于是进行了探究实验。
(1)要实现探究目标,他们应选择图中的 (选填字母序号)两图示实验;
(2)实验时,同学们在水槽底部贴上一把自制纸质刻度尺,这样做的目的是为了 。
(3)某小组同学正确实验后,所记录的三次光斑的相对位置如图所示,经分析可知:光从空气斜射入水和油时, 对光的偏折本领较大。
31.小明同学在探究“凸透镜成像规律”实验中,所用凸透镜的焦距f=20cm,如图所示:
(1)小明点燃蜡烛后,调整烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度,其目的是 。
(2)在图示中,只需移动光屏到适当位置,可在光屏上成倒立的、 (选填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像。这个成像规律在实际生活中的应用是 (填一种光学器材)。
(3)完成上述实验后,小明在凸透镜和蜡烛之间,靠近凸透镜的位置放了一副眼镜,原来光屏上清晰的像变模糊,当光屏远离凸透镜到适当位置又可得一清晰的像。则这副眼镜是 (选填“近视”或“远视”)眼镜。
32.有一光电控制液面高度的仪器,它是通过光束在液面上的反射光线反射到光电屏上的光斑位置来判断液面高低的。如图所示光路中,一光束与液面的夹角为40°,则反射角的大小为 ,当光电屏上的光斑由S1移到S2时,液面 (选填“上升”或“下降”)。
33.如图甲所示,冬冬在探究光的色散现象时,看到白光经三棱镜后,光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带,冬冬对产生的原因进行了思考:这是由于不同的色光在通过三棱镜时发生光的 (填“反射”或“折射”)程度不同而造成的。受此启发,在用“平行光聚焦法”测量凸透镜的焦距时,冬冬想:如果分别用红光和紫光平行于同一个凸透镜的主光轴入射,如图乙所示,红光、紫光对凸透镜的焦距肯定是不同的。请你说出,其中 色光对凸透镜的焦距较大,你推断的理由是 。
34.如图是小明探究光的反射规律的实验装置,在平面镜上放置一块硬纸板,纸板由可以绕ON转折的E、F两部分组成。
(1)要使入射光和其反射光的径迹同时在纸板上出现,你认为纸板与平面镜的位置关系是 (选填“垂直”或“不垂直”)。实验时,从纸板前不同的方向都能看到光的径迹,这是因为光在纸板上发生了 反射。
(2)小明让一束光沿AO贴着纸板E射到平面镜上,在纸板F上会看到反射光OB的径迹。三次改变入射角的大小,实验所测得数据如表所示。他根据表中数据得出的结论和其他同学的结论并不一致。请你分析小明测量实验数据过程中出现的问题可能是 。
实验次数
入射角
反射角
1
20°
70°
2
30°
60°
3
50°
40°
(3)三次实验中,总能在纸板上观察到入射光和反射光的径迹。由此小明得出结论:“在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在同一平面内”。请你评估小明的做法是否合理并说明理由: 。
第2章对环境的察觉( 2.4~-2.6)A
一.选择题(共20小题,共40分)
1.如图所示,是探究“光的反射规律”实验的装置。下列有关实验操作与目的说法正确的是( )
A.多次改变AO与法线的夹角,可以得出入射角等于反射角
B.入射角为0°时,看不到反射光线,说明此时不存在反射现象
C.观察每次入射光线与反射光线的位置,可说明它们分居法线两侧
D.改变板EF与平面镜的夹角,可研究反射光线与入射光线是否共面
【解答】解:A、因为是先有入射角后有反射角,所以应描述为光反射时,应该是反射角等于入射角,而不能说入射角等于反射角,故A错误;
B、入射角为0°时,反射角也为0°,反射光线沿原路返回,此时反射光线、入射光线、法线三线合一,仍然存在反射现象,故B错误;
C、观察每一次入射光线与反射光线的位置,可说明它们分居法线两侧,故C正确;
D、沿ON前后转动板F,观察是否能看到反射光线,可研究反射光线与入射光线是否在同一平面,而改变板EF与平面镜的夹角,不能研究反射光线与入射光线是否在同一平面,而不是改变板EF与平面镜的夹角,故D错误。
故选:C。
2.下列属于光源的是( )
A.人的眼睛 B.月亮
C.正在工作的电视屏幕 D.五颜六色的球
【解答】解:A、人的眼睛自身不能发光,不是光源;
B、月亮自身不能发光,不是光源;
C、在工作的电视屏幕自身能够发光,是光源;
D、五颜六色的球自身不能发光,不是光源;
故选:C。
3.如图所示的四种现象中,属于光的直线传播现象的是( )
A.山在水中形成“倒影”
B.景物在观后镜中成像
C.月食现象的形成
D.钢勺好像在水面处“折断”
【解答】解:A、由于平静的水面相当于平面镜,山在水中的倒影实际上是山在水中所成的像,故是利用光的反射,故A错误;
B、景物在观后镜中成像,是利用凸面镜成像的原理,属于光的反射,故B错误;
C、月食是由于地球转到了月亮和太阳中间,即照到月亮上的光线被地球挡住了,故该现象说明光是沿直线传播的,故C正确;
D、钢勺好像在水面处“折断”,属于光的折射;故D错误。
故选:C。
4.春暖花开,湖州的油菜花非常漂亮,阳光下它黄灿灿的,把田地变成了金色的海洋。你看到的油菜花之所以是黄色的,是因为( )
A.油菜花瓣自身能发出黄光
B.油菜花瓣能把各色光变为黄光
C.油菜花瓣能吸收阳光中的黄光
D.油菜花瓣能反射阳光中的黄光
【解答】解:油菜花本身不能发光,我们能看到它们,是因为它们能够反射光。油菜花之所以是黄色的,是因为它们只能反射太阳光中的黄色光。
故选:D。
5.某同学进入泳池前以为池水很浅,踩下去后却有一种“踏空”的感觉,则水的实际深度要比看上去的深一些,其原因是( )
A.光的直线传播 B.光的反射
C.光的折射 D.光路可逆
【解答】解:河底的光线由水中进入空气时,在水面上发生折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼会逆着折射光线的方向看去,就会觉得河底变浅了,所以水的实际深度要比看上去的深一些。
故选:C。
6.下列四幅图中的现象,由于光的反射形成的是( )
A.水中绿树的倒影 B.日环食
C.人眼睛被放大 D.笔被折断
【解答】解:A、水中绿树的倒影,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,符合题意。
B、日环食的形成说明光是沿直线传播的,故与题意不符;
C、用放大镜看眼睛时,眼睛变大了,属于凸透镜成像,是由于光的折射形成的。故与题意不符。
D、从水中笔上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,看到的是笔的虚像,比实际位置偏高,所以感觉折断了,故与题意不符;
故选:A。
7.一只小鸭浮在平静的湖面上。图中能正确表示小鸭和它在水中所成的倒影的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:根据平面镜成像的特点,像和物体各对应点到平面镜间距离相等;
平静的湖面相当于平面镜,可使小鸭通过湖面成像,并且它的像与本身以湖面为对称;
故选:C。
8.光从空气射入水中,入射角为0°,折射角为( )
A.0° B.30° C.45° D.60°
【解答】解:当入射角为0°时,说明光线垂直射向水面,此时光的传播方向不变,因此入射光线、折射光线与法线重合,所以入射角、折射角都为0°。
故选:A。
9.如图所示,烛焰在光屏上成清晰的像。当把蜡烛向左移动一段距离,要在光屏上再次成一个清晰的像,应该( )
A.保持凸透镜不动,光屏向左移
B.保持凸透镜不动,光屏向右移
C.保持凸透镜和光屏都不动
D.以上说法都不对
【解答】解:由题意知,物距大于像距,此时成倒立缩小的实像;
当把蜡烛向左移动一段距离,根据成实像时,物近像远像变大的特点,可知,为了能在光屏上得到清晰的像,保持凸透镜位置不变,光屏应该向左移动。
故选:A。
10.图中,正确表示光从空气进入玻璃的光路是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:A、光从空气斜射入玻璃,光的传播方向没有变,故A错误;
B、光从空气斜射入玻璃中,折射角应小于入射角,而图中折射角却大于入射角,故B错误。
C、折射光线和入射光线应分别位于法线的两侧,而图中折射光线与入射光线在法线的同侧了,故C错误。
D、光从空气斜射入玻璃中,折射光线和入射光线分别位于法线两侧,折射角小于入射角。故D正确。
故选:D。
11.(2019?黄冈一模)在探究树荫下光斑的综合实践活动中,为了研究孔的大小对光斑形状的影响,小华设计了四种开有不同形状孔的卡片甲,并用另一张卡片乙覆盖在甲上,如图所示。接着,从图示位置沿箭头方向水平移动乙,观察光斑形状的变化情况。下列合乎要求的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:(1)C图中随着卡片乙向左移动,孔的形状始终是三角形,并且逐渐变小,故C符合要求;
(2)ABD三图中随着卡片乙向左移动,孔的形状发生了变化,不符合要求。
故选:C。
12.(2019?杭州模拟)要探究反射光线与入射光线和法线是否在同一平面内,应对如图装置进行的操作是( )
A.改变入射光线与法线的夹角
B.改变反射光线与法线的夹角
C.沿法线向后转动板E
D.沿法线向后转动板F
【解答】解:想探究反射光线与入射光线和法线是否在同一平面内,改变纸板F的位置,使其与纸板E不在同一平面上,看看纸板F上是否有反射光线,即可得到结论,故D正确。
故选:D。
13.一束光射向一块方形平面镜,反射到天花板的A点,若要使反射光照到B点,可对平面镜进行( )
A.竖直向上移动 B.竖直向下移动
C.水平向左移动 D.水平向右移动
【解答】解:A、将平面镜竖直向上移动一段距离,则入射光线方向不变,入射点向上移动,则反射光线也向上移动,光斑会向左移动照到B点,如图所示:
故A符合题意;
B、将平面镜竖直向下移动一段距离,则入射光线方向不变,入射点向右边移动,则反射光线也向右移动,光斑会向右移动,不能照到B点,故B不符合题意。
C、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C不符合题意;
D、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D不符合题意;
故选:A。
14.为了探究光反射时的规律,小明进行了如图所示的实验,对于实验过程中的注意事项以及实验结论,下列说法中正确的是( )
A.实验时不一定使纸板与平面镜垂直
B.入射角等于反射角
C.将光沿着FO入射,发现反射光线逆着OE射出,说明光路是可逆
D.将纸板B沿ON向后翻折,发现纸板B上的反射光线消失,说明反射光线、入射光线和法线不在同一平面
【解答】解:A、探究光反射时的规律时,实验时一定使纸板与平面镜垂直,故A错误;
B、光反射时,反射角等于入射角,故B错误;
C、将光沿着FO入射,发现反射光线逆着OE射出,说明光路是可逆,故C正确;
D、将纸板B沿ON向后翻折,发现纸板B上的反射光线消失,此时反射光线、入射光线和法线仍在同一平面;故D错误;
故选:C。
15.如图所示,用手电筒 对着平面镜中的像照射时,观察到像比原来亮多了,其原因是( )
A.光射到像上,所以像变亮了
B.光反射到物体上,物体变亮了,所以像也变亮了
C.光使整个空间变亮了,更便于观察像,所以像变亮了
D.光使镜子更明亮了,所成的像也就变亮了
【解答】解:因为当手电筒对着像照射射时,反射光线刚好射到物体上,而物体反射出去的光线增多,因此物体变亮,像随之也变亮。
故选:B。
16.(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
【解答】解: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。
故选:C。
17.(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
【解答】解: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。
故选:C。
18.(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
【解答】解:由图可知,视力矫正的人数逐年增多,且呈现低龄化趋势,而小孩都会出现近距离看物体看不清,因此小女孩是近视眼,近视眼是晶状体曲度变大,会聚能力增强,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。
故选:B。
19.(2019?永春县自主招生)如图所示,一块玻璃砖内有一个类似凸透镜的空气泡,你猜猜看,当平行光线穿过它后,光线会( )
A.发散 B.会聚
C.仍平行 D.不改变方向
【解答】解:如果同学们不对图片进行分析,很容易选B,这是错误的,因为凸形气泡不是玻璃元件,故它不是凸透镜。这是一块玻璃砖被气泡分成两部分,这两部分都是中间薄,边缘厚,是凹透镜。因此对照过去的平行光有发散作用,所以A是正确的。
故选:A。
20.(2018?南平自主招生)小王同学将凸透镜及蜡烛、光屏置于光具座上(如图甲),做成像实验,记录每次成实像的物距u,像距v,物像间距L(u+v),绘出图线乙(以f为长度单位)。现代物理学中,有一个凸透镜成像的“新概念”:放大率n==.结合甲、乙两图可知,下列说法不正确的是( )
A.要想成实像,蜡烛与光屏的间距应满足L≥4f
B.当物距u=1.5f时,则n=2
C.当物距u=2f时,则n=1
D.当物距u>2f时,则n>1
【解答】解:A、由图乙可知,要想成实像,蜡烛与光屏的间距应满足L≥4f,故A正确;
B、当物距u=1.5f时,由图可知,L=4.5f=u+v,解得,v=3f,n====2,故B正确;
C、当物距u=2f时,则L=4f=u+v,解得,v=2f,n====1,故C正确;
D、由图可知,成实像时,蜡烛与光屏的间距应满足L≥4f,当物距u>2f时,v<2f,则n===n<1,故D错误;
故选:D。
二.填空题(共5小题,15分)
21.我们在树荫下乘凉,发现地面上有很多圆形光斑,这是由于光的 形成的太阳的像。我们能从不同方向看到本身不发光的树叶是由于光射到树叶上时,发生了 的缘故。我们的眼睛好像一架照相机,它的晶状体和角膜共同作用相当于一个 镜。
【解答】解:①树叶间有空隙,形成一个个小孔,树荫下地面上的光斑是太阳经小孔成的实像,是光的直线传播形成的。
②我们能从不同方向看到本身不发光的树叶是由于光射到树叶表面上发生了漫反射,反射光线射向各个方向的缘故。
③人眼的晶状体和角膜相当于凸透镜,视网膜相当于光屏,外界物体在视网膜上成倒立的实像。
故答案为:直线传播;漫反射;凸透。
22.如图所示,一束光在空气和玻璃两种介质的界面上同时发生反射和折射(图中入射光线、反射光线和折射光线的方向均未标出),其中折射光线(用字母表示)是 ,反射角等于 度。
【解答】解:由图可知,∠BOE=60°,所以∠COE=90°﹣60°=30°,而∠COF=30°,
根据反射角等于入射角,所以CD为法线,AB为界面,
而折射光线和入射光线分别位于法线两侧,
则OG一定为折射光线,EO为入射光线,OF为反射光线。
故答案为:OG;30。
23.如图所示是通过实验得到的凸透镜像距v和物距u的关系图象,由图象可知凸透镜的焦距是 cm,若是利用这个凸透镜作为照相机的镜头,要得到清晰的像,被拍摄的物体距离照相机至少大于 cm。
【解答】解:①由图知,当物距为20cm时,像距也为20cm,根据凸透镜成像的规律,物距等于2倍焦距时,成倒立等大的实像,此时像距与物距相等。所以2f=20cm,则f=10cm。
②因为凸透镜成像时,u>2f,成倒立、缩小的实像,其应用是照相机,所以要得到清晰的像,被拍摄的物体距离照相机至少大于20cm。
故答案为:10;20。
(2019秋?青岛期末)雨后晴朗的夜晚,为了不踩到地的积水,人们根据生活经验判断:迎着月光走,看上去发亮的地方是 。请在图中作图以证明此判断。发生这种现象是因为光射到水面发生 ,射到地面发生 ,迎着月光走,水面反射的光要比地面反射的光更 的射入人眼。
【解答】解:平静的水面,能发生镜面反射,地面凹凸不平,地面发生漫反射。迎着月光走,月光经水面发生镜面反射,进入人的眼睛反射光线多,人感觉水面亮;地面发生漫反射,有很少的光线进入人的眼睛,人感觉地面黑。迎着月光走,地上的水面对月光发生镜面反射,作出月亮关于水面的对称点,即为月亮的像,然后连接月亮的像和人眼,与水面相交于一点,即为入射点,再连接入射点和人眼,即为反射光线,如下图所示: 故答案为:积水;?镜面反射;漫反射;多。
25、(2019秋?芜湖期末)智能手机是我们常见的通信工具,如图所示,请你估测一下图中这部手机的厚度大约为7 ;长时间盯着手机屏幕会导致近视眼。近视眼的品状体折光能力太 ,成像在视网膜 ,应佩戴 透镜。
【解答】解:图中这部手机的厚度大约为7mm;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。故答案为:mm;强;前;凹。
三.简答探究题(共9小题,共45分)
26.(2018?宁波)为了研究眼的成像原理,小科自主研制了如图所示的实验装置。用水透镜模拟眼的晶状体,通过注水或抽水可改变水透镜凸度大小。光屏和水透镜固定在光具座如图所示的位置。点燃蜡烛后,调节水透镜凸度,直至光屏上成一个清晰倒立、 (填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像。若将点燃的蜡烛向左移动一小段距离,要使光屏上重新得到清晰的像,应对水透镜 _(填“注水”或“抽水”)。
【解答】解:(1)由图可知,物距大于像距,并且能在光屏上成实像,所以物距一定是在二倍焦距之外,所以成的是倒立、缩小的实像;
(2)向左移动蜡烛,即此时的物距变大,像距应该变小,即光屏应该向左移动,才能使得像清晰,但若保持光屏和透镜不变,仍使得像成在光屏上,即需要让凸透镜的会聚能力减弱,即需要让凸透镜变薄,故应该向外抽水。
故答案为:缩小; 抽水。
27.(2018?运城模拟)如图所示,小明应用平面镜成像的原理表演“蜡烛在水中燃烧”的魔术时,把一块玻璃板竖立在水平桌面上,在玻璃板前方竖放一根蜡烛,在玻璃板的后方,放一只盛水的玻璃杯,点燃蜡烛,从蜡烛这边向玻璃板望去,会看到“蜡烛在水中燃烧”。
(1)魔术中要选茶色的玻璃板,其目的是 。
(2)为了看到“蜡烛在竖直方向上燃烧”,魔术中所选的玻璃板须 放在桌面上
(3)水中的“蜡烛”是实际蜡烛通过玻璃板形成的 (选填“虚”或“实”)像,与实际蜡烛大小 (选填“相等”或“不相等”)。
【解答】解:(1)蜡烛点燃时比较亮,茶色玻璃板较暗,在较暗的环境中,烛焰和环境的对比度比较大,烛焰的像会更清晰。
(2)平面镜所成的像和物体关于平面镜对称,玻璃板没有放正所成的像不在水平面上,像与物不能重合。所以为了看到“蜡烛在竖直方向上燃烧”,魔术中所选的玻璃板必须竖直放在桌面上。
(3)蜡烛通过玻璃板成正立等大的虚像。
故答案为:(1)使现象更加明显,成像更清晰;(2)竖直; (3)虚;相等。
28.(2018?拱墅区二模)如图为探究“凸透镜成像规律”的实验装置。
(1)当蜡烛到凸透镜的距离为20cm时,移动光屏,恰好能在光屏上成清晰的倒立、等大的实像,则该凸透镜的焦距为 cm;
(2)某同学在做该实验时,蜡烛的像成在了光屏上方,为了使蜡烛的像能成在光屏中央,以下操作中可达到实验目的是 。
A.将凸透镜往上移 B.将光屏往下移 C.将蜡烛往上移 D.将蜡烛往下移。
【解答】解:(1)凸透镜成像时,20cm=2f,成倒立、等大的实像,所以凸透镜的焦距为:f=10cm。
(2)凸透镜成像时,在光屏上形成倒立的实像。蜡烛的像成在了光屏上侧,为了使蜡烛的像能成在光屏中央,蜡烛应相对于凸透镜向上移。
所以可以将蜡烛向上移,或将凸透镜向下移,或将光屏向上移,故选C。
故答案为:(1)10;(2)C。
29.“探究平面镜成像特点”的实验中,实验小组用蜡烛、玻璃板、直尺等器材进行实验,请回答下列问题:
(1)用玻璃板代替平面镜的目的是:玻璃能透光,便于确定像的 。
(2)两段等长的蜡烛是为了比较物与像 的关系,直尺的作用是便于比较物与像
的关系。
(3)只点燃蜡烛A,移动蜡烛B与A的像完全重合,在蜡烛B的烛焰上放一根火柴,火柴 (填“能”或“不能”)被点燃。说明平面镜成的是 像,如果以5cm/s的速度使蜡烛A勻速远离玻璃板2m时,蜡烛B应远离玻璃板 cm,有可能与蜡烛A的像完全重合。
【解答】解:(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)两只蜡烛大小相同,后面的蜡烛又和前面蜡烛的像完全重合,这样就证明了像与物大小相同,所以两只蜡烛等长是为了比较像与物大小关系用的。在实验中用到刻度尺,但尺并不是测量像、物的大小用的,而是测像到镜的距离、物到镜的距离,然后比较二者关系用的。
(3)平面镜成虚像。蜡烛B实际上是没有点燃的,只是蜡烛B的位置和蜡烛A的像重合,感觉蜡烛B好像点燃了,实际上蜡烛B没有点燃,所以B的烛焰上放一根火柴,火柴不能被点燃。
已知A蜡烛移动的距离s=2m,此时A蜡烛的像距平面镜的距离也为2m=200cm.故蜡烛B应远离玻璃板200cm,有可能与蜡烛A的像完全重合。
故答案为:(1)位置;(2)大小;到镜面的距离;(3)不能;虚;200。
30.在探究“光从空气斜射入水和油时,哪种液体对光的偏折本领较大”的实验中,小明提出如下实验方案:先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中,记录下光斑位置(如图所示);接着分别倒入水和油,记录对应的光斑位置,再通过分析就可得到实验结论。经讨论,同学们认为这一方案是可行的,于是进行了探究实验。
(1)要实现探究目标,他们应选择图中的 (选填字母序号)两图示实验;
(2)实验时,同学们在水槽底部贴上一把自制纸质刻度尺,这样做的目的是为了 。
(3)某小组同学正确实验后,所记录的三次光斑的相对位置如图所示,经分析可知:光从空气斜射入水和油时, 对光的偏折本领较大。
【解答】解:(1)根据控制变量法的思想,要探究水和油对光的偏折本领大小,必须控制入射角和液面的高度相同,符合条件的有B、D两图;
(2)在水槽底部贴上一把自制纸质刻度尺,目的是为了记录液体对光的偏折的光斑的位置,比较液体对光的偏折程度,体现了转换法的思想;
(3)根据记录,油中光斑的位置距离空气比较远,因此油对光线的偏折程度大,对光的偏折本领较大。
故答案为:(1)B、D;
(2)记录每一次光斑的位置;
(3)油。
31.小明同学在探究“凸透镜成像规律”实验中,所用凸透镜的焦距f=20cm,如图所示:
(1)小明点燃蜡烛后,调整烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度,其目的是 。
(2)在图示中,只需移动光屏到适当位置,可在光屏上成倒立的、 (选填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像。这个成像规律在实际生活中的应用是 (填一种光学器材)。
(3)完成上述实验后,小明在凸透镜和蜡烛之间,靠近凸透镜的位置放了一副眼镜,原来光屏上清晰的像变模糊,当光屏远离凸透镜到适当位置又可得一清晰的像。则这副眼镜是 (选填“近视”或“远视”)眼镜。
【解答】解:(1)将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心放在同一高度上,为了使像呈在光屏的中心。
(2)据图可知,此时物距大于相距,所以物体处于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,照相机就是利用该原理制成的;
(3)将一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,且较靠近凸透镜。结果,光屏上原来清晰的像变模糊了,他只将光屏向远离凸透镜的方向移动适当距离时,又在光屏上观察到蜡烛清晰的像。说明延后成像了,故放置的是使光线发散的凹透镜,这种眼镜是用来矫正近视眼的。
故答案为:(1)使得像成在光屏的中央;(2)缩小;照相机;(3)近视。
32.有一光电控制液面高度的仪器,它是通过光束在液面上的反射光线反射到光电屏上的光斑位置来判断液面高低的。如图所示光路中,一光束与液面的夹角为40°,则反射角的大小为 ,当光电屏上的光斑由S1移到S2时,液面 (选填“上升”或“下降”)。
【解答】解:(1)因为入射光线与界面夹角为40°,所以入射角等于90°﹣40°=50°;又因为光反射时,入射角等于反射角,故反射角等于50°;
(2)光电屏上的光斑S向左移动时,由于入射角不变,所以反射光线与原来的反射光线平行,所以液面上升,如图所示,此时反射角还是50°。
故答案为:50°;上升。
33.如图甲所示,冬冬在探究光的色散现象时,看到白光经三棱镜后,光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带,冬冬对产生的原因进行了思考:这是由于不同的色光在通过三棱镜时发生光的 (填“反射”或“折射”)程度不同而造成的。受此启发,在用“平行光聚焦法”测量凸透镜的焦距时,冬冬想:如果分别用红光和紫光平行于同一个凸透镜的主光轴入射,如图乙所示,红光、紫光对凸透镜的焦距肯定是不同的。请你说出,其中 色光对凸透镜的焦距较大,你推断的理由是 。
【解答】解:(1)不同颜色的光的折射本领不同,所以经三棱镜后的偏折程度不同,所以白光经三棱镜后,光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带。
(2)用红光和紫光平行于同一个凸透镜的主光轴射入,红光、紫光对凸透镜的焦距不相同。红色光对凸透镜的焦距大,这是因为红色光较紫色光偏折能力弱。
故答案为:折射;红;红色光较紫色光偏折能力弱。
34.如图是小明探究光的反射规律的实验装置,在平面镜上放置一块硬纸板,纸板由可以绕ON转折的E、F两部分组成。
(1)要使入射光和其反射光的径迹同时在纸板上出现,你认为纸板与平面镜的位置关系是 (选填“垂直”或“不垂直”)。实验时,从纸板前不同的方向都能看到光的径迹,这是因为光在纸板上发生了 反射。
(2)小明让一束光沿AO贴着纸板E射到平面镜上,在纸板F上会看到反射光OB的径迹。三次改变入射角的大小,实验所测得数据如表所示。他根据表中数据得出的结论和其他同学的结论并不一致。请你分析小明测量实验数据过程中出现的问题可能是 。
实验次数
入射角
反射角
1
20°
70°
2
30°
60°
3
50°
40°
(3)三次实验中,总能在纸板上观察到入射光和反射光的径迹。由此小明得出结论:“在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在同一平面内”。请你评估小明的做法是否合理并说明理由: 。
【解答】解:(1)要使入射光线和其反射光线的径迹同时在纸板上出现,则法线必须与平面镜垂直,并且反射光线、入射光线和法线必须在同一平面内,因此纸板与平面镜的位置关系必垂直;
实验时从光屏前不同的方向都能看到光的传播路径,是由于光屏表面凹凸不平,光在这里发生了漫反射的缘故;
(2)根据反射定律,反射角等于入射角,反射角是反射线与法线的夹角,入射角是入射线与法线的夹角,当入射角分别为20°、30°、50°时,反射线与法线的夹角,即反射角也应分别是20°、30°、50°,而70°,60°,40°正好是反射光线与镜面的夹角,所以是把反射光线与镜面的夹角当成了反射角。
(3)不合理。实验中要探究反射光线、入射光线是否在同一平面内,应将纸板F沿法线方向折转,再次观察纸板上是否还能看到反射光。
故答案为:(1)垂直;漫;
(2)把反射光线与镜面的夹角当成了反射角;
(3)不合理。应将纸板F沿法线方向折转,再次观察纸板上是否还能看到反射光。