光 易错题
总分120,测试时间60分钟。
一.选择题(共23小题,2分每题,共46分)
1.在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,把蜡烛和光屏固定在光具上,当移动透镜分别距光屏6cm和34cm均可在光屏上得到清晰像。下列判断正确的是( )
A.透镜距光屏34cm时成缩小的实像 B.蜡烛和光屏的距离为40cm
C.透镜的焦距范围为3cm≤f≤6cm
D.如将蜡烛和光屏的位置互换,透镜仍可在上述两位置成像,且像的性质不变
2.如图所示,AC为入射光线,CB为折射光线,且AO<OB.已知AO=10cm,该凸透镜的焦距可能是( )
A.f=10cm B.f=5cm C.f=8cm D.f=12cm
3.在探究凸透镜成像规律的实验中,当物体离透镜16cm时,在光屏上得到一个倒立放大的像;那么,当物体离透镜8cm时,在光屏上将( )
A.能得到一个倒立放大的像 B.能得到一个倒立缩小的像
C.能得到一个正立放大的像
D.不能得到像,但可以透过透镜看到一个正立放大的像
4.图中N是一个水平放置的长方形暗盒,盒内有水平向右的平行光,P为暗盒右侧平面上的一个圆孔,M是一个与暗盒右侧平面平行的相间一定距离的光斑。若从外径与圆孔P相同的厚平板玻璃、凸透镜、凹透镜这三个光学器件中取一个嵌入圆孔P中,发现在光屏M上呈现一个比圆孔P大的圆形光斑,则嵌人圆孔P的那个光学器( )
A.只能是凹透镜 B.只可能是凹透镜或厚平板玻璃
C.只可能是凹透镜或凸透镜 D.凹透镜、凸透镜、厚平板玻璃都有可能
5.“潭清疑水浅”,清澈的潭水看起来浅,实质可能不浅,为安全起见,不要轻易涉足哟,下列四幅光路图中,能正确说明产生这一现象原因的是( )
A. B.
C. D.
6.如图所示,在光屏上得到烛焰清晰的像,以下说法正确的是( )
A.此时光屏上成倒立缩小的实像 B.将蜡烛向下移动,光屏上的像也跟着向下移动
C.在蜡烛和凸透镜之间放一个近视镜,适当向右移动光屏能在光屏上看到清晰的像
D.将蜡烛放到44cm刻度线处时,移动光屏,能在光屏上承接到放大的像
7.如图所示,人在B处观察到一个彩色玻璃球沉在水池底A处,则玻璃球的真实位置在( )
A.A处 B.A处的偏上方
C.A处的偏下方 D.A处的左侧
8.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
9.如图所示,一束光从介质甲射向介质乙,两种介质中有一种是空气,另一种是玻璃,MN是其分界面。则图中的折射角和甲介质的种类分别是( )
A.50°,空气 B.50°,玻璃 C.60°,空气 D.60°,玻璃
10.如图所示是光线通过透镜的光路图,其中正确的是( )
A. B. C. D.
11.将一玩具鹦鹉(如图甲)紧靠凸透镜,然后逐渐远离凸透镜的过程中,通过凸透镜观察到三个不同的像(如图乙),则三个像出现的先后顺序是( )
A.①②③ B.①③② C.②③① D.③①②
12.某校新建成一个喷水池,在池底的中央安装一只射灯。池内无水时,射灯发出的一束光照在池壁上,在S点形成一个亮斑,如图所示。往池内注水,水面升至a位置时,站在池旁的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点的上方,Q点在S点的上方 B.P点在S点的下方,Q点在S点的上方
C.P点在S点的上方,Q点在S点的下方 D.P点在S点的下方,Q点在S点的下方
13.如图所示,一束光线透过容器的玻璃侧壁斜射到容器中,在P处形成一光斑,在向容器里逐渐加满水的过程中,光斑将( )
A.一直向左移动 B.一直向右移动
C.先向左移动再向右移回到P点 D.先向右移动再向左移回到P点
14.如图所示,光屏上能看到烛焰清晰的像,下列操作不能使光屏上清晰的像变大的是( )
A.保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置对调
B.保持蜡烛和光屏的位置不变,只将凸透镜向左移动适当距离
C.保持凸透镜的位置不变,将蜡烛和光屏都向右移动适当距离
D.换一个焦距更小的凸透镜,调整光屏至适当的位置
15.如图所示,甲、乙两人分别站立于一面矮墙的两边,若要在天花板上固定一平面镜使两人在图示位置彼此都能看到对方的全身,则所需的最小平面镜的位置应为( )
A.ae B.bc C.bd D.cd
16.有关平面镜成像特点及其应用的说法中,正确的是( )
①平面镜所成的是等大的虚像 ②医生为病人检查牙齿时,放在口腔中的内窥口镜是平面镜 ③平面镜所成的像不能用照相机拍摄,因为这个像是虚像 ④探究平面镜成像特点时通常选用较薄的透明玻璃板进行实验
A.①②③④都正确 B.只有①②③正确
C.只有①④正确 D.只有①②④正确
17.红外线和紫外线的应用非常广泛,下列仪器中,属于利用紫外线工作的是( )
A.电视遥控器 B.医用“B超机” C.夜视仪 D.验钞机
18.下列关于光的说法不正确的是( )
A.银行用验钞机识别伪钞,利用了紫外线的荧光效应
B.用红外线灯治疗关节炎,利用了红外线的热作用
C.彩色电视机能显示各种色彩,利用了光的三原色原理
D.用太阳光来杀菌,利用了可见光具有较大的能量
19.对于物体放在一个平面镜前或一个凸透镜前所成的像,下列说法正确的是( )
A.平面镜和凸透镜都能成实像 B.平面镜和凸透镜都能成虚像
C.平面镜和凸透镜都能成放大的像 D.平面镜和凸透镜都能成缩小的像
20.物体放在凸透镜前适当位置能在屏上得到一个清晰的像,如果把屏拿开,则( )
A.像还存在,但眼睛看不到 B.像还存在,眼睛从各个方向看得到
C.像还存在,但眼睛只能在一定范围内看到 D.像不存在
21.潜水员在水中看见岸上的景物,实质是( )
A.物体的实像,像在物体的上方 B.物体的实像,像在物体的下方
C.物体的虚像,在物体的上方 D.物体的虚像,像在物体的下方
22.烛焰通过凸透镜恰好在光屏上成一个倒立,缩小的清晰的像。若保持透镜的位置不变,把烛焰和光屏的位置对调一下,则光屏上将( )
A.呈现一个倒立放大的像 B.不能呈现像,但眼睛透过透镜看到一个正立、放大的像
C.呈现一个倒立缩小的像 D.没有像,但调节光屏的位置仍能得到清晰的像
23.如图所示,相距很近的两束平行的红光和紫光,间距为d,斜射到较厚的玻璃砖的上表面,并从玻璃砖的下表面射出,则下列现象可能的是( )
①两条出射光线仍平行,但距离大于d;②两条出射光线仍平行,但距离小于d;
③两条出射光线仍平行,但距离等于d;④两条出射光线不再平行。
A.②③④ B.③④ C.①② D.①②③
二.填空题(共8小题,每空一分,共41分)
24.如图所示,一束太阳光通过三棱镜射到光屏上。
(1)光屏上形成一条彩色的光带,范围为ab,位于光屏a点的色光颜色为 色(红/紫)。
(2)光屏应选择 色,理由是 。
(3)这个实验现象叫做 ,举一个与此现象相同的生活事例: 。
(4)若三棱镜摔坏了后,截面变成”, (能/不能)完成以上实验。
(5)小雨想继续验证红光是单色光还是复色光,选择一个合理的方案: (A/B)。
A.在三棱镜之前放一个红色透明塑料纸,让太阳光通过塑料纸,再照射到三棱镜上。
B.将透明的三棱镜换成红色玻璃制成的三棱镜。
25.小红同学在做“探究平面镜成像”的实验时,将一块玻璃板竖直架在一把刻度尺上面,再取两段相同的蜡烛A和B一前一后竖放在刻度尺上,点燃玻璃板前的蜡烛A,进行观察,如图所示。在此实验中:
(1)用薄玻璃板代替平面镜,是为了 。
(2)刻度尺的作用是便于比较像和物 的关系。
(3)点燃A蜡烛,在玻璃板后小心地移动 的B蜡烛(选填“点燃”、“未点燃”),直到与A蜡烛的像 ,这时发现像与物的大小 ;进一步观察A、B两支蜡烛在直尺上的位置发现,像和物的连线与玻璃板 ,像和物到玻璃板的距离 。
(4)移去玻璃板后面的蜡烛B,并在其所在位置上放一光屏,在玻璃板的 侧(选填“前”、“后”),观察到光屏上 (选填“能”或“不能”)接收到蜡烛A烛焰的像,说明平面镜成的是 像。
(5)为证实上述有关成像特点是否可靠,你认为应采取下列哪一项操作? 。
A.保持A、B两支蜡烛的位置不变,多次改变玻璃板的位置进行实验;
B.保持玻璃板位置不变,多次改变A蜡烛的位置进行实验。
26.在探究凸透镜成像的实验中,先用焦距为15cm的透镜甲进行实验,在透镜右侧的光屏上得到了清晰缩小的实像。接下来不改变发光体和凸透镜的位置,改用焦距为10cm的透镜乙继续进行实验。要想在光屏上再次成清晰的像的方法:一是将光屏向 移动一定距离,可在光屏上得到一个清晰 的实像(放大、缩小),二是在发光体与透镜之间放置一个焦距合适的 (远视镜、近视镜)。
27.小燕同学在“探究凸透镜成像规律”实验:
(1)小燕根据实验记录,绘制了物体离凸透镜的距离u跟实像到透镜的距离v之间的关系(如图2),则此凸透镜的焦距为 。
A.60cm B.40cm C.20cm D.10cm
(2)将物体由距凸透镜40cm处匀速移动到20cm处,所用的时间为2s。物体移动的平均速度 物体的像移动的平均速度。(选填“>”、“=”或“<”)
(3)实验完成后,她把学校里的一幅广告拍下来,发现还有二句话没有照到,她应将照相机 (“靠近”或“远离”)广告,才能把广告全部拍下来。
28.如图所示,在“探究凸透镜成像规律”的实验中,所用凸透镜的焦距为10cm,将凸透镜固定在50cm处。
(1)实验时,为了能使像清晰的成在光屏的中央位置,要调整蜡烛、凸透镜、光屏的高度,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在 。
(2)当把点燃的蜡烛放在20cm刻度处时,为了找到清晰的像,应将光屏在光具座上移到 的刻度范围内,才能在光屏上得到一个倒立、 的实像,该成像规律在生活中的应用是 。
(3)此时,若有一只苍蝇落到凸透镜上,则屏上 (填“能”或“不能”)成完整的蜡烛的像;若去掉光屏,眼睛在A 处 (选填“能”或“不能”) 看到这个像,原因是 。
(4)将蜡烛移到标尺45cm处,此时眼睛应在什么位置朝着什么方向才能观察到蜡烛的像?答: 。
29.如图所示,近视是因为眼睛晶状体和角膜形成的焦距变 (选填:长,短),远处物体的像落在视网膜 (选填:前,后),从而看不清远处物体。有些眼科医院采用激光对角膜进行处理,使晶状体和角膜构成的透镜对光的偏折能力变 (选填:强,弱)。但用焦距合适的 透镜矫正近视,仍然是最简单而安全的方法
30.在利用太阳光测量凸透镜的焦距时,小华将凸透镜正对阳光,再把一张白纸放在它的下方,如图所示,当在纸上呈现一个并非最小的光斑时,测得这个光斑到凸透镜的距离为L.你认为凸透镜的焦距f (可能大于/等于/一定小于)距离L.然后小华将凸透镜逐渐远离白纸,如果光斑变大,则凸透镜的焦距f一
定 (大于/等于/小于)刚才测得的距离L。
31.如图所示,平面镜竖直放置。一支直立的铅笔从平面镜前40cm处,以5cm/s水平速度向平面镜匀速靠近,铅笔在平面镜中的像的大小 (选填“变大”、“变小”或“不变”),铅笔的像移动速度为 cm/s;经过2s,铅笔与它的像之间的距离变为 cm:若平面镜顺时针转至图中虚线位置,铅笔和像两者所在直线之间的夹角为 。
三.实验探究题(共4小题,每空1分,共21分)
32.初中课外实践课上,小明做了个小实验,如图所示,找一个空的易拉罐,用钉子在易拉罐底部的中央敲一个小孔,将易拉罐的顶部剪去后,蒙上一层塑料薄膜,这样就制成了一个针孔照相机,其实就是小孔成像的实验装置。将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置,观察并研究小孔成像的特点:
(1)蜡烛在塑料薄膜上所成的像是 (填“实像”或“虚像”);
其成像的原理是 ;
(2)将蜡烛在孔前绕顺时针旋转,则它在塑料薄膜上所成的像是 (选填“顺”或“逆”)时针旋转的;如果易拉罐底部小孔是三角形,则他在半透明纸上看到的像是
A.三角形光斑 B.圆形光斑C.蜡烛的正立像 D.蜡烛的倒立像。
33.如图,小莉同学用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验:
(1)实验过程中,当蜡烛与凸透镜的距离如图甲时,在光屏上可得到一个清晰的倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的实像,若保持蜡烛和光屏位置不变,将透镜向 方向移动(选填“光屏”或“蜡烛”),光屏上能再次呈现清晰的像。
(2)如图乙,保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,则人眼在 (选填A、B、C”)处能观察到蜡烛的像,像是图17丙中的 (选填“1、2、3、4”)。
(3)光屏上得到发光体清晰的像时,同组同学不小心用手指尖摸到凸透镜,此时光屏上 。(选填“会有指尖的像”“会出现指尖的影子”“发光体的像暗了一些”)
(4)实验完成之后,小莉把自己的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,如图丁,光屏上原来清晰的像变得模糊了,若想在光屏上重新得到清晰的像,在不改变蜡烛和凸透镜位置的情况下,应将光屏 凸透镜。(选填“靠近”或“远离”),这说明当一个人的眼睛近视时,则将成像在视网膜的 方。(选填“前”或“后”)
34.在探究凸透镜成像规律时,小明用9个红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色方格板上替代蜡烛作为光源,又用同样的白色方格板做成光屏,实验装置如图所示。
(1)由图甲可知,该凸透镜的焦距是 cm。
(2)实验时,首先调节光源、凸透镜和光屏的高度,使它们的中心大致在 上。
(3)凸透镜固定在光具座零刻度线上,小明将光源移至40cm时,在光屏上出现倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的 (选填“实”或“虚”)像;如果小明将光源移至8cm刻度时,他通过凸透镜看到光源的 (选填“倒立”或“正立”)、放大的 (选填“实”或“虚”)像。
(4)如图乙所示,若想在光屏上得到烛焰清晰放大的实像,则烛焰应位于透镜左侧a、b、c、d四个位置中的 位置,。
(5)同学们对小明使用的实验装置进行如下评价,其中错误的是
A.与烛焰相比,实验使用的光源不会晃动,光屏上所成的像比较稳定
B.光源镶嵌在白色方格板上,用同样的白色方格板做光屏,便于比较像与物的大小
C.零刻度线刻在光具座标尺的中央,可直接测出物距和像距
D.若凸透镜的焦距未知,则利用此实验装置不能测量凸透镜的焦距
(6)如图丙所示,光源“F”放在20cm处,其大小如下图所示,凸透镜固定在光具座零刻度线上。如果用遮光罩将凸透镜的上半部分罩住,则光屏上所成的像
(7)小明进一步学习知道了眼球的成像原理。一束来自远处的光经眼球的角膜和晶状体折射后所成的像落在视网膜 (填“前”或“后”),这就是远视眼,矫正方法是戴一副由 (填“凸”或“凹”)透镜片做的眼镜。
35.如图,在“制作小孔成像观察仪”中,将一端用半透明薄纸蒙好的圆筒插入易拉罐中,为了更清楚观察像,应在圆筒的 (选填“A”或“B”)端蒙上半透明薄纸。用制成的小孔成像观察仪观察物时,移动圆筒,增大光屏与小孔之间距离,则光屏上像将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。半透明薄纸上所成的都是 (选填“虚”或“实”)像。
五.作图题(共5小题,共12分)
36.补充入射光线或者折射光线。(4分)
37.如图所示,S是发光点,S′是某同学做实验时透过凸透镜看到的发光点S的像。试在图中画出凸透镜的位置,并标出其焦点F.(保留作图痕迹)(1分)
38.在虚线框内填上合适的透镜。(2分)
39.如图所示,可用不同的光学元件来改变入射光线的传播方向,请在图中分别画出三种合适的光学元件。(只要求画出光学元件大致位置的示意图,但须与光学规律相符)(3分)
40.如图,人眼在E处通过碗的边缘D点刚好能看到空碗底部硬币的左边缘A点。 现在向碗里缓慢加水,当水面到达C处时,人眼仍在E处,但能通过D点看到硬币的右边缘B点。用一条光线示意以上光学现象(并画出水面、法线)。(2分)
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参考答案与试题解析
一.选择题(共23小题)
1.在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,把蜡烛和光屏固定在光具上,当移动透镜分别距光屏6cm和34cm均可在光屏上得到清晰像。下列判断正确的是( )
A.透镜距光屏34cm时成缩小的实像
B.蜡烛和光屏的距离为40cm
C.透镜的焦距范围为3cm≤f≤6cm
D.如将蜡烛和光屏的位置互换,透镜仍可在上述两位置成像,且像的性质不变
【分析】要解决此题,需要掌握凸透镜成像的规律:物距小于焦距成正立放大虚像。应用是放大镜。
物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像,像距大于二倍焦距。
物距等于二倍焦距成倒立等大实像,像距等于二倍焦距。
物距大于二倍焦距成倒立缩小实像,像距大于一倍焦距小于二倍焦距。
在分析时要认真分析像距、成像特点与物距的关系,
【解答】解:题干中说到当移动透镜分别距光屏6cm和34cm均可在光屏上得到清晰像,
根据凸透镜成实像的特点可以得到:距光屏6cm时,物距大于二倍焦距成倒立缩小实像,像距大于一倍焦距小于二倍焦距,即f<6cm<2f……①,
距光屏34cm时,物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像,像距大于二倍焦距,即34cm>2f……②,故A错误;
根据①②可得3cm<f<6cm,故C错误;
根据成像分析,距光屏6cm和34cm成实像是两个互逆的光路,所以u1=v2,v1=u2,蜡烛和光屏的距离为6cm+34cm=40cm,故B正确;
如将蜡烛和光屏的位置互换,透镜仍可在上述两位置成像,但是成像的性质正好与原先相反,故D错误。
故选:B。
2.如图所示,AC为入射光线,CB为折射光线,且AO<OB.已知AO=10cm,该凸透镜的焦距可能是( )
A.f=10cm B.f=5cm C.f=8cm D.f=12cm
【分析】根据题意,A点通过凸透镜成像在B点,物距AO小于像距OB,A点在一倍焦距和二倍焦距之间,然后根据题中给出的选项讨论判断正确选项。
【解答】解:根据题意AO<OB可知,A点成像在B点,像距大于物距,满足f<u<2f,成倒立、放大的实像。因为AO=10cm,选项A、B、D不能满足f<10cm<2f,选项C能满足f<10cm<2f,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选:C。
3.在探究凸透镜成像规律的实验中,当物体离透镜16cm时,在光屏上得到一个倒立放大的像;那么,当物体离透镜8cm时,在光屏上将( )
A.能得到一个倒立放大的像
B.能得到一个倒立缩小的像
C.能得到一个正立放大的像
D.不能得到像,但可以透过透镜看到一个正立放大的像
【分析】凸透镜成像中的三种情况:
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。
首先根据物距和焦距的关系解不等式,求出焦距范围,然后根据物距和焦距的关系判断凸透镜的成像情况即可。
【解答】解:一物体在凸透镜前16cm处,在凸透镜另一侧光屏上能得到一个倒立放大的实像,所以,f<16cm<2f,即8cm<f<16cm;
此时若把物体放在距离透镜8cm的地方,即其处于凸透镜的 1倍焦距以内,故在光屏上不能得到像,但可以透过透镜看到一个正立、放大的虚像。
故选:D。
4.图中N是一个水平放置的长方形暗盒,盒内有水平向右的平行光,P为暗盒右侧平面上的一个圆孔,M是一个与暗盒右侧平面平行的相间一定距离的光斑。若从外径与圆孔P相同的厚平板玻璃、凸透镜、凹透镜这三个光学器件中取一个嵌入圆孔P中,发现在光屏M上呈现一个比圆孔P大的圆形光斑,则嵌人圆孔P的那个光学器( )
A.只能是凹透镜
B.只可能是凹透镜或厚平板玻璃
C.只可能是凹透镜或凸透镜
D.凹透镜、凸透镜、厚平板玻璃都有可能
【分析】平板玻璃、凸透镜、凹透镜这三个光学器件中取一个嵌入圆孔P中,根据凸透镜对光线的会聚作用以及凹透镜对光线的发散作用和平板玻璃对光线即没有会聚也没有发散作用,来分别分析即可得出结论。
【解答】解:①当在P处嵌入一个凹透镜时,因为凹透镜对光线有发散作用,所以光斑要比圆孔P大。
②当在P处嵌入一个焦距较小的凸透镜时,因为凸透镜对光线有会聚作用,光线在PM之间会聚,所以光斑要比圆孔P大。
③当在P处嵌入一个时平板玻璃时,因为平板玻璃对光线即没有会聚也没有发散作用,所以光斑与圆孔P一样大。
因此嵌人圆孔P的那个光学器可能是凹透镜也可能是凸透镜。
故选:C。
5.“潭清疑水浅”,清澈的潭水看起来浅,实质可能不浅,为安全起见,不要轻易涉足哟,下列四幅光路图中,能正确说明产生这一现象原因的是( )
A. B.
C. D.
【分析】(1)潭底反射出的光线由水中斜射入空气时,在水面处发生折射,折射角大于入射角,折射光线远离法线,向水面偏折,人逆着折射光线看去,潭底的位置升高了;
(2)根据光线的传播方向及入射角与折射角间的关系分析各光路图,选出符合要求的选项。
【解答】解:人看到潭底变浅是由于从潭底发出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,就会觉得池变浅了。
A、图中光从空气射入水中,故A错误;
B、图中光从空气射入水中,故B错误;
C、图中光线从水中射入空气中时传播方向没有改变,故C错误;
D、该图中,光由水中斜射入空气中,折射角大于入射角,故D正确;
故选:D。
6.如图所示,在光屏上得到烛焰清晰的像,以下说法正确的是( )
A.此时光屏上成倒立缩小的实像
B.将蜡烛向下移动,光屏上的像也跟着向下移动
C.在蜡烛和凸透镜之间放一个近视镜,适当向右移动光屏能在光屏上看到清晰的像
D.将蜡烛放到44cm刻度线处时,移动光屏,能在光屏上承接到放大的像
【分析】(1)凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立缩小的实像;物距等于像距时,成倒立等大的实像;物距小于像距时,成倒立放大的实像。
(2)根据过光心的光线传播方向不改变判断像的移动方向。
(3)近视镜是凹透镜,凹透镜有发散光线的作用;
(4)物距小于f时,凸透镜成正立放大的虚像,虚像不能成在光屏上。
【解答】解:
A、此时物距小于像距,即说明光屏上成倒立、放大的实像,故A错误;
B、将蜡烛向下移动,根据过光心的光线传播方向不改变可知,像会向上移动,故B错误;
C、在蜡烛和凸透镜之间放一个近视镜,由于近视眼镜是凹透镜,对光线有发散作用,所以通过凸透镜的光线比以前会聚得要晚了,像距更大了,因此要得到清晰的像,需将光屏远离凸透镜向右移动,故C正确;
D、由图可知,u=50cm﹣35cm=15cm时,v=80cm﹣50cm=30cm,光屏上成倒立、放大的实像,则f<u<2f,v>2f,即f<15cm<2f,30cm>2f,解得7.5cm<f<15cm,
将蜡烛放到44cm刻度线处时,此时物距u=50cm﹣44cm=6cm<f,即物距小于焦距,凸透镜成正立放大的虚像,虚像不能成在光屏上,故D错误。
故选:C。
7.如图所示,人在B处观察到一个彩色玻璃球沉在水池底A处,则玻璃球的真实位置在( )
A.A处 B.A处的偏上方
C.A处的偏下方 D.A处的左侧
【分析】先根据眼睛与A点确定入射光线的方向,然后根据光从水中斜射入空气,折射角大于入射角,确定折射光线的反向和玻璃球的真实位置。
【解答】解:连接BA,与分界面有一个交点,即为折射点,过折射点做法线,根据光从水中斜射入空气,折射角大于入射角画出折射光线的位置,人逆着光线看去看到的是玻璃球的虚像,故玻璃球的真实位置在A处的偏下方。如图所示:
故选:C。
8.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
【分析】首先根据物距与像距的关系,确定像的性质,然后再根据凸透镜成实像时,物远像小像变小来确定调节光屏的方法。
【解答】解:由图可知,物距大于像距,在屏上得到清晰缩小的实像,此时u>2f;
当他继续向凸透镜内注水,使水凸透镜的焦距变小,即凸透镜的聚光能力变强,光线会比注水前要提前会聚,所以像会向凸透镜方向移动(向左移动),则光屏应左移;
不改变蜡烛和水凸透镜的位置,因水凸透镜的焦距变小,则相当于物距变大,根据凸透镜成实像的规律可知,光屏上将呈现烛焰更小的像,故B正确,ACD错误。
故选:B。
9.如图所示,一束光从介质甲射向介质乙,两种介质中有一种是空气,另一种是玻璃,MN是其分界面。则图中的折射角和甲介质的种类分别是( )
A.50°,空气 B.50°,玻璃 C.60°,空气 D.60°,玻璃
【分析】(1)光的折射定律:入射光线、法线、折射光线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线两侧,当光线从空气斜射入其它透明介质时,折射角小于入射角,当光线从其它透明介质时斜射入空气时,折射角大于入射角;
(2)要掌握入射角、反射角和折射角的概念:入射光线与法线的夹角叫做入射角;反射光线与法线的夹角叫做反射角;折射光线与法线的夹角叫做折射角。
【解答】解:已知MN是界面,过入射点O垂直于界面作出法线EF,如下图所示:
由图知,∠AOM=∠BON=40°,则∠AOF=∠BOF=90°﹣40°=50°,
根据“反射角等于入射角、折射光线和入射光线分别位于法线EF的两侧”可知,BO是入射光线,OA为反射光线,OC为折射光线,
折射光线CO与法线EF的夹角为折射角,则折射角∠COF=90°﹣30°=60°;
由图可知,折射角∠COE大于入射角∠BOF,由光的折射规律可知,光是从玻璃斜射入空气,则介质甲是玻璃。
故选:D。
10.如图所示是光线通过透镜的光路图,其中正确的是( )
A. B. C. D.
【分析】要解答本题需掌握:凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用。
【解答】解:
凸透镜对光线的会聚作用是指折射光线与原来的入射光线相比,折射光线偏向了主光轴;
凹透镜对光线的发散作用是指折射光线与原来的入射光线相比,折射光线偏离了主光轴。
AC、这两幅图中均为凹透镜,凹透镜对光线起发散作用,而图中的折射光线与原来的入射光线相比更偏向了主光轴,即会聚了,故AC错误。
BD、这两幅图中均为凸透镜,凸透镜对光线起会聚作用,B图中的光线经凸透镜折射后偏向了主光轴,即会聚了;而D图中的光线经凸透镜折射后比原来偏离了主光轴,即发散了,故B正确、D错误。
故选:B。
11.将一玩具鹦鹉(如图甲)紧靠凸透镜,然后逐渐远离凸透镜的过程中,通过凸透镜观察到三个不同的像(如图乙),则三个像出现的先后顺序是( )
A.①②③ B.①③② C.②③① D.③①②
【分析】凸透镜成像规律:物距小于焦距成正立、放大的虚像。
物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立、放大的实像。
物距等于二倍焦距成倒立等大实像。
物距大于二倍焦距成倒立、缩小的实像。
成虚像时,物距越大,像越大,成实像时,物近像远像变大。
【解答】解:
玩具鹦鹉紧靠凸透镜,说明物距小于一倍焦距,成正立、放大的虚像③,且在一倍焦距远离凸透镜的过程中,看到的像逐渐变大;当大于一倍焦距时,成倒立的放大的实像①,继续远离当物距大于二倍焦距成倒立、缩小的实像②。
所以三个像的顺序为③①②。
故选:D。
12.某校新建成一个喷水池,在池底的中央安装一只射灯。池内无水时,射灯发出的一束光照在池壁上,在S点形成一个亮斑,如图所示。往池内注水,水面升至a位置时,站在池旁的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点的上方,Q点在S点的上方
B.P点在S点的下方,Q点在S点的上方
C.P点在S点的上方,Q点在S点的下方
D.P点在S点的下方,Q点在S点的下方
【分析】(1)水面升至a位置时,光从水斜射入空气中时,入射光线、折射光线以及法线在同一平面内,折射角大于入射角,确定折射光线的方向;
(2)光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播。
【解答】解:
(1)往池内注水,水面升至a位置时,发生折射,根据折射角大于入射角画出折射光线,P点如下图所示:
(2)水面上升至b位置时,光在水中沿直线传播,经水池侧壁反射后,光线从水中斜射向空气中,折射角大于入射角,折射光线远离法线,如下图所示:
通过上图可知:我们在上方看起来,光斑的虚像在Q点,即Q在S的上方。
故选:B。
13.如图所示,一束光线透过容器的玻璃侧壁斜射到容器中,在P处形成一光斑,在向容器里逐渐加满水的过程中,光斑将( )
A.一直向左移动
B.一直向右移动
C.先向左移动再向右移回到P点
D.先向右移动再向左移回到P点
【分析】(1)容器内加水后,就会发生折射现象,根据光的折射规律可知当光从空气斜射入水中时,折射光线靠近法线,折射角小于入射角,然后分析光斑的移动情况;
(2)当水加满时,光沿直线传播。据此分析。
【解答】解:(1)当容器内加水时,由光的折射规律可知,光将发生折射现象,折射光线靠近法线,即向下偏折,也就是在容器底的光斑向左移动,如下左图;
(2)当水加满后,如上右所示,光在水中传播,故光沿直线传播,光斑移回到P点。
故选:C。
14.如图所示,光屏上能看到烛焰清晰的像,下列操作不能使光屏上清晰的像变大的是( )
A.保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置对调
B.保持蜡烛和光屏的位置不变,只将凸透镜向左移动适当距离
C.保持凸透镜的位置不变,将蜡烛和光屏都向右移动适当距离
D.换一个焦距更小的凸透镜,调整光屏至适当的位置
【分析】根据凸透镜成像的几种情况进行判断:u>2f,成倒立、缩小的实像,像距f<v<2f,。
2f>u>f,成倒立、放大的实像,像距v>2f。
u=2f,成倒立、等大的实像,像距v=2f。
u<f,成正立、放大的虚像。
物近像远像变大。
焦距越小,凸透镜会聚能力越强。
【解答】解:A、由图可知,u>v,凸透镜成实像时,成倒立缩小的实像,保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置对调,根据光的可逆性,可成倒立、放大的实像,故A能;
B、由图可知,u>v,凸透镜成实像时,成倒立缩小的实像,保持蜡烛和光屏的位置不变,只将凸透镜向左移动适当距离,当2f>u>f,成倒立、放大的实像,故B能;
C、根据凸透镜物近像远像变大的性质,保持凸透镜的位置不变,将蜡烛和光屏都向右移动适当距离,可成倒立、放大的实像,故C能;
D、换一个焦距更小的凸透镜,焦距越小,凸透镜会聚能力越强,调整光屏至适当的位置可得倒立缩小的实像,故D不能。
故选:D。
15.如图所示,甲、乙两人分别站立于一面矮墙的两边,若要在天花板上固定一平面镜使两人在图示位置彼此都能看到对方的全身,则所需的最小平面镜的位置应为( )
A.ae B.bc C.bd D.cd
【分析】根据题意,两人要想彼此都能看到对方的全身,则来自对方头和脚的光线都必须经过窗户到达另一方的眼睛,由于光是沿直线传播的,则我们可根据光的直线传播作出两条从乙到达甲眼睛的光线和两条从甲到达乙眼睛的光线,由此确定出所需最小平面镜的位置。
【解答】解:
如图所示,甲、乙两人在平面镜里成的像的位置,分别过乙的像的头顶和脚底分别作两条直线到甲的眼睛,过甲的像的头顶和脚底分别作两条直线到乙的眼睛(这两条直线就可以确定出所需最小平面镜的位置),由这四条直线与墙的交点即可确定出所需最小平面镜的位置应为bd。
故选:C。
16.有关平面镜成像特点及其应用的说法中,正确的是( )
①平面镜所成的是等大的虚像 ②医生为病人检查牙齿时,放在口腔中的内窥口镜是平面镜 ③平面镜所成的像不能用照相机拍摄,因为这个像是虚像 ④探究平面镜成像特点时通常选用较薄的透明玻璃板进行实验
A.①②③④都正确 B.只有①②③正确
C.只有①④正确 D.只有①②④正确
【分析】(1)平面镜成像的特点是:等大、等距、垂直、虚像;
(2)平面镜的应用是:成像,且能改变光路。
【解答】解:①据平面镜成像的特点可知,平面镜所成的是等大的虚像,故正确;
②医生为病人检查牙齿时,放在口腔中的内窥镜是平面镜,用于成像,故正确;
③无论是虚像还是实像,都有光反射到照相机凸透镜上,都可以用照相机拍摄,故错误;
④较厚的玻璃两个面所成的像会影响实验效果,探究平面镜成像特点时通常选用较薄的透明玻璃板进行实验,故正确。
故①②④正确,③错误。
故选:D。
17.红外线和紫外线的应用非常广泛,下列仪器中,属于利用紫外线工作的是( )
A.电视遥控器 B.医用“B超机”
C.夜视仪 D.验钞机
【分析】紫外线具有化学作用强、生理作用强、荧光效应强的特点,根据这样的特点在生活中的应用来判断此题。
【解答】解:A、红外线方向性好,可以用作电视遥控器;
B、超声波可以传递信息,B超就说明这一点;
C、红外线热作用强,一切物质不停地辐射红外线,高温物质辐射红外线强,因此制成红外线夜视仪,可以用在军事上;
D、紫外线有荧光效应,使荧光物质发出荧光,可以做成验钞机,检验钱的真伪。
故选:D。
18.下列关于光的说法不正确的是( )
A.银行用验钞机识别伪钞,利用了紫外线的荧光效应
B.用红外线灯治疗关节炎,利用了红外线的热作用
C.彩色电视机能显示各种色彩,利用了光的三原色原理
D.用太阳光来杀菌,利用了可见光具有较大的能量
【分析】(1)紫外线是紫光以外的光线,具有化学作用强、生理作用强、荧光效应强的特点,紫外线能杀菌;
(2)红外线的作用和用途:根据红外线的热作用比较强制成热谱仪、红外线夜视仪、红外线体温计等;根据红外线可以进行遥控制成电视、空调遥控器等;
(3)光的三原色:红、绿、蓝。
【解答】解:
A、紫外线有荧光效应,使荧光物质发出荧光,可以做成验钞机,检验钱的真伪,故A正确;
B、红外线的热效应很强,医疗上利用红外线对病人理疗都是应用了红外线的热效应比较强,故B正确;
C、彩色电视机画面上的颜色是由光的三原色红、绿、蓝三种色光混合而成,故C正确;
D、用太阳光来杀菌,利用了紫外线具有杀菌作用,故D错误。
故选:D。
19.对于物体放在一个平面镜前或一个凸透镜前所成的像,下列说法正确的是( )
A.平面镜和凸透镜都能成实像
B.平面镜和凸透镜都能成虚像
C.平面镜和凸透镜都能成放大的像
D.平面镜和凸透镜都能成缩小的像
【分析】(1)实像和虚像的区别:实像是实际光线会聚成的,虚像是实际光线的反向延长线会聚成的;实像可以呈现在光屏上,虚像不能呈现在光屏上。
(2)平面镜的成像特点:物距等于像距;正立、等大的虚像。
(3)凸透镜成像特点:①U>2f时,成倒立、缩小的实像;②2f>U>f时,成倒立、放大的实像;③U<f时,成正立、放大的虚像。
【解答】解:平面镜只能成正立、等大的虚像;而凸透镜有三种情况,当U>2f时,成倒立、缩小的实像;当2f>U>f时,成倒立、放大的实像;当U<f时,成正立、放大的虚像。
故选:B。
20.物体放在凸透镜前适当位置能在屏上得到一个清晰的像,如果把屏拿开,则( )
A.像还存在,但眼睛看不到
B.像还存在,眼睛从各个方向看得到
C.像还存在,但眼睛只能在一定范围内看到
D.像不存在
【分析】光屏上能接收到像,说明是实像;眼睛对实像和虚像都可以接收,像在不接收时也存在;眼睛接收实像时,在成像位置之后是可以看到的,在成像位置之前看不到。
【解答】解:用光屏承接的像,是实像,它是由实际光线交汇而成的,撤去光屏,则交汇的光线会继续传播,眼睛只要在光的传播方向上,就能看到。
故选:C。
21.潜水员在水中看见岸上的景物,实质是( )
A.物体的实像,像在物体的上方
B.物体的实像,像在物体的下方
C.物体的虚像,在物体的上方
D.物体的虚像,像在物体的下方
【分析】光发生折射现象是有条件的,只有光从一种介质斜射入另一种介质时,才能发生折射;光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,折射光线靠近法线。
【解答】解:景物反射的光斜射到水面时,会发生折射,当光进入水中后靠近法线,射入潜水员眼睛,而潜水员由于错觉,认为光始终沿直线传播,逆着光的方向看上去而形成的虚像,所以比实际位置高,所以潜水员在水中看见岸上景物,实际是变高了的虚像。
故选:C。
22.烛焰通过凸透镜恰好在光屏上成一个倒立,缩小的清晰的像。若保持透镜的位置不变,把烛焰和光屏的位置对调一下,则光屏上将( )
A.呈现一个倒立放大的像
B.不能呈现像,但眼睛透过透镜看到一个正立、放大的像
C.呈现一个倒立缩小的像
D.没有像,但调节光屏的位置仍能得到清晰的像
【分析】烛焰通过凸透镜恰好在光屏上成一个倒立,缩小的清晰的像。物体在凸透镜的二倍焦距以外,凸透镜的位置不变,调换烛焰和光屏的位置,在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间,在凸透镜的二倍焦距以外得到倒立、放大的实像。
【解答】解:凸透镜成实像时,u>2f,2f>v>f,成倒立、缩小的实像。
由光路的可逆性可知,当烛焰和光屏对调位置以后,2f>u>f,v>2f,成倒立、放大的实像。
故选:A。
23.如图所示,相距很近的两束平行的红光和紫光,间距为d,斜射到较厚的玻璃砖的上表面,并从玻璃砖的下表面射出,则下列现象可能的是( )
①两条出射光线仍平行,但距离大于d;
②两条出射光线仍平行,但距离小于d;
③两条出射光线仍平行,但距离等于d;
④两条出射光线不再平行。
A.②③④ B.③④ C.①② D.①②③
【分析】这两束平行的红光和紫光要发生两次折射:
当光线从空气中先折射入玻璃中时,折射光线将向靠近法线的方向偏折,即折射角小于入射角。折射光线在玻璃中沿直线传播,入射到玻璃与空气的界面时,又将发生折射而进入空气中,折射光线将向远离法线的方向偏折,即折射角大于入射角。 由光路的可逆性可知,这时的折射角将等于最开始的入射角,所以最后折射入空气中的折射光线与原来的入射光线平行。
【解答】解:
根据光路的可逆性,空气中的出射光线必定和空气中的入射光线平行,
由折射定律可知两条光线出射后仍与入射光线平行,两条出射光线也平行,
但是紫光偏折的比红光明显,玻璃里的折射光延长线会相交,如果厚度较小,则满足②,
如果厚度继续增加,可能会恰好满足③,
如果继续增大,则满足①。
故选:D。
二.填空题(共8小题)
24.如图所示,一束太阳光通过三棱镜射到光屏上。
(1)光屏上形成一条彩色的光带,范围为ab,位于光屏a点处的色光颜色为 紫 色(红/紫)。
(2)光屏应选择 白 色,理由是 可以反射所有色光 。
(3)这个实验现象叫做 光的色散 ,举一个与此现象相同的生活事例: 彩虹的形成 。
(4)若三棱镜摔坏了后,截面变成”, 能 (能/不能)完成以上实验。
(5)小雨想继续验证红光是单色光还是复色光,选择一个合理的方案: A (A/B)。
A.在三棱镜之前放一个红色透明塑料纸,让太阳光通过塑料纸,再照射到三棱镜上。
B.将透明的三棱镜换成红色玻璃制成的三棱镜。
【分析】(1)(3)太阳光是复色光,是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光复合而成的,紫光的波长最短,最容易偏折,红光的波长最长,最不容易偏折;
(2)白色可以反射所有色光;
(4)凸透镜摔掉尖端,折射能力不变;
(5)透明物体的颜色由透过的色光决定。
【解答】解:(1)(3)让一束太阳光通过棱镜射到白屏上,在光屏上就形成一条彩色光带,这种现象叫光的色散,因为紫光的波长最短,最容易偏折,故A处为紫色的光,雨后的彩虹就是光的色散现象;
(2)因为白色可以反射所有色光,所以光屏应该用白色的;
(4)若三棱镜摔坏了后,截面变成“”,透镜的折射能力不变,仍然能完成以上实验,如图所示:
;
(5)因为透明物体的颜色由透过的色光决定的,小雨想继续验证红光是单色光还是复色光,可以先在三棱镜之前放一个红色透明塑料纸,红色透明塑料纸只让红光透过,再照射到三棱镜上,若发生色散则说明红光是复色光,若不发生色散则说明红光为单色光,故A正确。
故答案为:(1)紫;(2)白;可以反射所有色光;(3)光的色散;彩虹的形成;(4)能;(5)A。
25.小红同学在做“探究平面镜成像”的实验时,将一块玻璃板竖直架在一把刻度尺上面,再取两段相同的蜡烛A和B一前一后竖放在刻度尺上,点燃玻璃板前的蜡烛A,进行观察,如图所示。在此实验中:
(1)用薄玻璃板代替平面镜,是为了 便于确定像的位置 。
(2)刻度尺的作用是便于比较像和物 大小 的关系。
(3)点燃A蜡烛,在玻璃板后小心地移动 未点燃 的B蜡烛(选填“点燃”、“未点燃”),直到与A蜡烛的像 重合 ,这时发现像与物的大小 相等 ;进一步观察A、B两支蜡烛在直尺上的位置发现,像和物的连线与玻璃板 垂直 ,像和物到玻璃板的距离 相等 。
(4)移去玻璃板后面的蜡烛B,并在其所在位置上放一光屏,在玻璃板的 前 侧(选填“前”、“后”),观察到光屏上 不能 (选填“能”或“不能”)接收到蜡烛A烛焰的像,说明平面镜成的是 虚 像。
(5)为证实上述有关成像特点是否可靠,你认为应采取下列哪一项操作? A 。
A.保持A、B两支蜡烛的位置不变,多次改变玻璃板的位置进行实验;
B.保持玻璃板位置不变,多次改变A蜡烛的位置进行实验。
【分析】(1)要比较像与物的位置关系,需借助刻度尺;用刻度尺测出两支蜡烛到玻璃板的距离便可得出像和物体到平面镜的距离相等。
(2)在实验中为了便于研究像的特点与位置,用了两支相同的蜡烛,将另一支蜡烛放在像的位置与像进行比较,运用了替代法。
(3)当蜡烛B和蜡烛A的像完全重合时,根据平面镜成像特点进行判断:物体在平面镜中成虚像,物像大小相等,物像连线与镜面垂直,物像到平面镜的距离相等。
(4)光屏只能接收实像,不能接收虚像,而平面镜成的是虚像。
(5)一次实验不具备代表性,具有很大的偶然性,所以应采取同样的实验方案多做几次,才能保证结论的正确。
【解答】解:
(1)在实验中用到刻度尺,但刻度尺并不是测量像、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。
(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。
(3)点燃A蜡烛,另外拿一只完全相同未点燃的蜡烛B在镜后适当的移动,直到看上去跟像完全重合,即好像被点燃似的;发现:物像大小相等;物像连线与玻璃板垂直;物像到玻璃板的距离相等。
(4)在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛B竖直在玻璃板后面移动,人眼一直在玻璃板的前侧(A侧)观察,直至它与蜡烛A的像完全重合,这种确定像与物大小关系的方法是等效替代法;因为光屏只能接收实像,不能接收虚像,而平面镜成的是虚像,
(5)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。所以应采取B操作。
故答案为:(1)便于确定像的位置;(2)大小;(3)未点燃;重合;相等;垂直;相等;(4)前;不能;虚;(5)A。
26.在探究凸透镜成像的实验中,先用焦距为15cm的透镜甲进行实验,在透镜右侧的光屏上得到了清晰缩小的实像。接下来不改变发光体和凸透镜的位置,改用焦距为10cm的透镜乙继续进行实验。要想在光屏上再次成清晰的像的方法:一是将光屏向 左 移动一定距离,可在光屏上得到一个清晰 缩小 的实像(放大、缩小),二是在发光体与透镜之间放置一个焦距合适的 近视镜 (远视镜、近视镜)。
【分析】(1)首先根据题意“先用焦距为15cm的透镜甲进行实验,在屛上得到清晰缩小的实像”可确定物距与焦距的关系,然后再根据凸透镜成实像时,物近像远像变大来确定调节光屏的方法。
(2)凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用。
【解答】解:由“先用焦距为15cm的透镜甲进行实验,在屛上得到清晰缩小的实像”可知,此时u>2f;
当改用焦距为10cm的透镜乙继续实验,不改变发光体和凸透镜的位置,则相当于增大了物距,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小,可知,要在光屏上成清晰的像,光屏将靠近透镜移动,即向左移动光屏,且像变小,即此时成倒立缩小的实像。
也可以使得光屏不动,让光线推迟会聚,也能使得像成在光屏上,故应该在蜡烛和凸透镜之间放一个能使得光线发散的透镜,即凹透镜,故为近视镜。
故答案为:左;缩小;近视镜。
27.小燕同学在“探究凸透镜成像规律”实验:
(1)小燕根据实验记录,绘制了物体离凸透镜的距离u跟实像到透镜的距离v之间的关系(如图2),则此凸透镜的焦距为 D 。
A.60cm B.40cm C.20cm D.10cm
(2)将物体由距凸透镜40cm处匀速移动到20cm处,所用的时间为2s。物体移动的平均速度 > 物体的像移动的平均速度。(选填“>”、“=”或“<”)
(3)实验完成后,她把学校里的一幅广告拍下来,发现还有二句话没有照到,她应将照相机 远离 (“靠近”或“远离”)广告,才能把广告全部拍下来。
【分析】(1)当物距与像距相同并等于二倍焦距时,可成等大倒立的实像此时像距也等于2f;
(2)知道物体的移动距离和移动时间,求出物体的移动速度;从图象上读出,当物距由40cm变为20cm时,像距的变化情况,求出像的移动速度。
(3)根据凸透镜的成像规律,物体放在焦点之外,在凸透镜另一侧成倒立的实像,
物距越小,像距越大,实像越大。
【解答】解:(1)当物距与像距相同并等于二倍焦距时,可成等大倒立的实像,如图表所示,
当u=v=20cm时,成等大的像,即2f=20cm,得f=10cm,故选D
(2)物体移动的速度:v===10cm/s,
物体由距凸透镜40cm处移动到距凸透镜20cm处,像距由10cm变为20cm,
所以像移动速度为:v'===5cm/s,
则物体移动的平均速度大于物体的像移动的平均速度;
(3)照相机这一光学器件利用了凸透镜成倒立缩小的实像的原理,要想将二句话也照到就必须让像变小,那就需要使物距变大,她应将照相机远离广告。
故答案为:(1)D;(2)大于;(3)远离。
28.如图所示,在“探究凸透镜成像规律”的实验中,所用凸透镜的焦距为10cm,将凸透镜固定在50cm处。
(1)实验时,为了能使像清晰的成在光屏的中央位置,要调整蜡烛、凸透镜、光屏的高度,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在 同一高度 。
(2)当把点燃的蜡烛放在20cm刻度处时,为了找到清晰的像,应将光屏在光具座上移到 60cm~70cm 的刻度范围内,才能在光屏上得到一个倒立、 缩小 的实像,该成像规律在生活中的应用是 照相机 。
(3)此时,若有一只苍蝇落到凸透镜上,则屏上 能 (填“能”或“不能”)成完整的蜡烛的像;若去掉光屏,眼睛在A 处 能 (选填“能”或“不能”) 看到这个像,原因是 光会聚成实像后继续向前传播进入人的眼睛 。
(4)将蜡烛移到标尺45cm处,此时眼睛应在什么位置朝着什么方向才能观察到蜡烛的像?答: 在光屏的一侧透过凸透镜观察蜡烛 。
【分析】(1)探究凸透镜成像的实验时,在桌面上依次放蜡烛、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位置。
(2)根据凸透镜成像的三种情况和应用进行判断:
u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,应用于照相机和摄像机。
2f>u>f,成倒立、放大的实像,v>2f,应用于幻灯机和投影仪。
u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜和老花镜。
(3)①物体有无数点组成,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。
②凸透镜成实像时,光线到实像处,没有物体阻挡,光线继续向前传播进入人的眼睛。
(4)凸透镜成像时,u<f,成正立、放大的虚像,虚像和物体在凸透镜的同侧。
【解答】解:(1)实验时,使像清晰的成在光屏的中央位置,要调整蜡烛、凸透镜、光屏的高度,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。
(2)凸透镜固定在50cm处,蜡烛放在20cm刻度处时,物距u=50cm﹣20cm=30cm,凸透镜的焦距是10cm,u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,应用于照相机。所以光屏在60cm~70cm刻度范围内移动。
(3)①苍蝇遮住凸透镜的一部分,物体上任一点射向凸透镜的其它部分,经凸透镜折射后,照样能会聚成像,像的大小不发生变化,折射光线减少,会聚成的像变暗。
②凸透镜成实像时,光线会聚在实像处,没有光屏阻挡,光线继续向前传播进入人的眼睛,所以眼睛能看到这个像。
(4)凸透镜固定在50cm处,蜡烛移到标尺45cm处,物距u=50cm﹣45cm=5cm,u<f,成正立、放大的虚像,虚像和物体在凸透镜的同侧,所以要在光屏一侧透过凸透镜观察蜡烛,才能看到蜡烛的像。
故答案为:(1)同一高度;(2)60cm~70cm;缩小;照相机;(3)能;能;光会聚成实像后继续向前传播进入人的眼睛;(4)在光屏的一侧透过凸透镜观察蜡烛。
29.如图所示,近视是因为眼睛晶状体和角膜形成的焦距变 短 (选填:长,短),远处物体的像落在视网膜 前 (选填:前,后),从而看不清远处物体。有些眼科医院采用激光对角膜进行处理,使晶状体和角膜构成的透镜对光的偏折能力变 弱 (选填:强,弱)。但用焦距合适的 凹 透镜矫正近视,仍然是最简单而安全的方法
【分析】正常眼睛看远处的物体能把晶状体变薄,减弱晶状体的会聚能力,使像成在视网膜上;看近处的物体能把晶状体变厚,增强晶状体的会聚能力,使像成在视网膜上。近视眼能看清近处的物体,不能看清远处的物体,是因为晶状体不能变薄,晶状体的会聚能力过强,所以用凹透镜来矫正近视眼。
【解答】解:
近视眼看不清远处的物体,是因为眼睛晶状体和角膜形成的焦距变短,晶状体的会聚能力太强,远处物体的像落在视网膜前;
医生推荐了一种治疗手术,采用激光对角膜进行处理,使晶状体和角膜构成的透镜对光的偏折能力变得弱一些,使像成在视网膜上;或者用焦距合适的凹透镜矫正近视(凹透镜对光线有发散作用,使光线推迟会聚);
故答案为:短;前;弱;凹。
30.在利用太阳光测量凸透镜的焦距时,小华将凸透镜正对阳光,再把一张白纸放在它的下方,如图所示,当在纸上呈现一个并非最小的光斑时,测得这个光斑到凸透镜的距离为L.你认为凸透镜的焦距f 可能大于 (可能大于/等于/一定小于)距离L.然后小华将凸透镜逐渐远离白纸,如果光斑变大,则凸透镜的焦距f一定 小于 (大于/等于/小于)刚才测得的距离L。
【分析】(1)这个光斑可能是焦点之后的,也可能是焦点之前的光斑,从这两种可能进行分析。
(2)一定要明确焦点之前的光线是会聚的,焦点之后的光线是发散的。
【解答】解:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚一点,这点是凸透镜的焦点,光线到达焦点并且继续向前射出,这个非最小的光斑可能在焦点之前,也可能在焦点之后。如果光斑在焦点之前,焦距会大于L,如果光斑在焦点之后,焦距会小于L。
如果凸透镜远离白纸,此时光斑变大,说明光斑在焦点之后,焦距小于L。
如果凸透镜远离白纸,此时光斑变小,说明光斑在焦点之前,焦距大于L。
故答案为:(1)可能大于;(2)小于。
31.如图所示,平面镜竖直放置。一支直立的铅笔从平面镜前40cm处,以5cm/s水平速度向平面镜匀速靠近,铅笔在平面镜中的像的大小 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”),铅笔的像移动速度为 5 cm/s;经过2s,铅笔与它的像之间的距离变为 60 cm:若平面镜顺时针转至图中虚线位置,铅笔和像两者所在直线之间的夹角为 90° 。
【分析】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来分析此题。
【解答】解:
(1)由平面镜成像的特点可知,铅笔以5cm/s水平速度向平面镜匀速靠近时,铅笔与平面镜的距离改变,铅笔在镜中的像的大小不变;
(2)若铅笔以5cm/s速度向平面镜靠近,同时像也以5cm/s速度垂直向平面镜靠近;
(3)因像距与物距是相等的,当铅笔以5cm/s的速度向平面镜靠近时,2s内铅笔通过的距离s=vt=5cm/s×2s=10cm,2s后物距为40cm﹣10cm=30cm,像距也为30cm,2s后铅笔与镜中的像相距30cm+30cm=60cm;
(4)铅笔与平面镜的夹角为45°,根据平面镜成像的特点,此时平面镜将铅笔与像的夹角平分,所以铅笔与它在平面镜中的像互相垂直,即铅笔和像两者所在直线之间的夹角为90°。
故答案为:不变;5;60;90°。
三.实验探究题(共3小题)
32.初中课外实践课上,小明做了个小实验,如图所示,找一个空的易拉罐,用钉子在易拉罐底部的中央敲一个小孔,将易拉罐的顶部剪去后,蒙上一层塑料薄膜,这样就制成了一个针孔照相机,其实就是小孔成像的实验装置。将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置,观察并研究小孔成像的特点:
(1)蜡烛在塑料薄膜上所成的像是 实像 (填“实像”或“虚像”);
其成像的原理是 光沿直线传播 ;
(2)将蜡烛在孔前绕顺时针旋转,则它在塑料薄膜上所成的像是 顺 (选填“顺”或“逆”)时针旋转的;如果易拉罐底部小孔是三角形,则他在半透明纸上看到的像是 D
A.三角形光斑 B.圆形光斑
C.蜡烛的正立像 D.蜡烛的倒立像。
【分析】(1)物体发出或反射的光通过小孔后,在小孔后面的光屏上形成倒立的实像,这就是小孔成像;
(2)光线沿直线传播,当蜡烛沿顺时针旋转时,蜡烛上各点发出的光线也沿顺时针旋转,所成的像也沿顺时针旋转;物体经小孔成的像的形状由物体决定,像的形状与物体的形状相同,与孔的形状无关。
【解答】解:
(1)蜡烛在塑料薄膜上所成的像是实像,其成像的原理是光的直线传播;
(2)将蜡烛在孔前绕顺时针旋转,则它在塑料薄膜上所成的像是顺时针旋转的;蜡烛经小孔成倒立的实像,像的形状与蜡烛形状相同,像与小孔的形状无关,即蜡烛在塑料薄膜上成的像是蜡烛的倒立像,故选D。
故答案为:(1)实像;光沿直线传播;(2)顺;D。
33.如图,小莉同学用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验:
(1)实验过程中,当蜡烛与凸透镜的距离如图甲时,在光屏上可得到一个清晰的倒立、 放大 (选填“放大”或“缩小”)的实像,若保持蜡烛和光屏位置不变,将透镜向 光屏 方向移动(选填“光屏”或“蜡烛”),光屏上能再次呈现清晰的像。
(2)如图乙,保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,则人眼在 B (选填A、B、C”)处能观察到蜡烛的像,像是图17丙中的 4 (选填“1、2、3、4”)。
(3)光屏上得到发光体清晰的像时,同组同学不小心用手指尖摸到凸透镜,此时光屏上 发光体的像暗了一些 。(选填“会有指尖的像”“会出现指尖的影子”“发光体的像暗了一些”)
(4)实验完成之后,小莉把自己的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,如图丁,光屏上原来清晰的像变得模糊了,若想在光屏上重新得到清晰的像,在不改变蜡烛和凸透镜位置的情况下,应将光屏 远离 凸透镜。(选填“靠近”或“远离”),这说明当一个人的眼睛近视时,则将成像在视网膜的 前 方。(选填“前”或“后”)
【分析】(1)当2f>u>f,成倒立、放大的实像,v>2f;u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f;光的折射中光路是可逆的;
(2)u<f时,凸透镜成正立放大的虚像,我们应透过凸透镜去观察这个像;
(3)当将凸透镜的部分挡住后,光屏上仍能成物体完整的像,只是凸透镜会聚光线数量比原来减少,像比原来变暗。
(4)凹透镜对光线有发散作用,能使光线的会聚点推迟延后,可以用来矫正近视眼。
【解答】解:(1)由图乙知,当蜡烛在刻度尺的10cm处,u=15cm,2f>u>f,凸透镜成倒立放大的实像,v=55cm﹣25cm=30cm,根据折射中光路可逆可知,保持蜡烛和光屏位置不变,当u=30cm时,即凸透镜移动至40cm刻度线处即向光屏方向移动,在屏上能再次呈现清晰的像,此时v=55cm﹣40cm=15cm;
(2)u<f时,凸透镜成正立放大的虚像,光屏上接不到,透过凸透镜观察蜡烛看到正立放大的虚像,故4图符合像的性质;虚像与成像物体同侧,所以应从B处观察;
(3)不小心用手指指尖触摸了凸透镜,由于凸透镜的其他部分仍能会聚光线而成像,所以光屏上呈现的仍然是烛焰完整的像,只是此时的像比手指指尖触摸前的像要暗一些;
(4)将一副近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,近视眼镜是凹透镜,对光线有发散作用,即像推迟会聚,故应将光屏远离凸透镜。这说明当一个人的眼睛近视时,则将成像在视网膜的前方。
故答案为:(1)放大;光屏;(2)B;4;(3)发光体的像暗了一些;(4)远离;前方。
34.在探究凸透镜成像规律时,小明用9个红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色方格板上替代蜡烛作为光源,又用同样的白色方格板做成光屏,实验装置如图所示。
(1)由图甲可知,该凸透镜的焦距是 15.0 cm。
(2)实验时,首先调节光源、凸透镜和光屏的高度,使它们的中心大致在 同一高度 上。
(3)凸透镜固定在光具座零刻度线上,小明将光源移至40cm时,在光屏上出现倒立、 缩小 (选填“放大”或“缩小”)的 实 (选填“实”或“虚”)像;如果小明将光源移至8cm刻度时,他通过凸透镜看到光源的 正立 (选填“倒立”或“正立”)、放大的 虚 (选填“实”或“虚”)像。
(4)如图乙所示,若想在光屏上得到烛焰清晰放大的实像,则烛焰应位于透镜左侧a、b、c、d四个位置中的 c 位置,。
(5)同学们对小明使用的实验装置进行如下评价,其中错误的是 D
A.与烛焰相比,实验使用的光源不会晃动,光屏上所成的像比较稳定
B.光源镶嵌在白色方格板上,用同样的白色方格板做光屏,便于比较像与物的大小
C.零刻度线刻在光具座标尺的中央,可直接测出物距和像距
D.若凸透镜的焦距未知,则利用此实验装置不能测量凸透镜的焦距
(6)如图丙所示,光源“F”放在20cm处,其大小如下图所示,凸透镜固定在光具座零刻度线上。如果用遮光罩将凸透镜的上半部分罩住,则光屏上所成的像 C
(7)小明进一步学习知道了眼球的成像原理。一束来自远处的光经眼球的角膜和晶状体折射后所成的像落在视网膜 后 (填“前”或“后”),这就是远视眼,矫正方法是戴一副由 凸 (填“凸”或“凹”)透镜片做的眼镜。
【分析】(1)通过甲图所示的现象,结合凸透镜焦点的定义即可确定该凸透镜的焦距;
(2)探究凸透镜成像的实验时,在桌面上依次放蜡烛、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心;
(3)凸透镜成像规律:u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机;2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机和投影仪;u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜;
(4)当物体在二倍焦距和一倍焦距之间时,通过凸透镜成倒立、放大的实像;
(5)①在凸透镜成像实验中,烛焰的形状会受风的影响,并且烛焰和像的大小关系不容易确定;实验中用发光二极管做光源,这样成的像比较稳定,并便于比较像与物体的大小;
②像和物到凸透镜的距离分别为像距和物距,若将凸透镜放在0刻线处,可以从光具座直接读出像距和物距的大小;
③测量焦距的方法:根据焦距的定义,让平行光照射凸透镜,会聚到焦点,由焦点到凸透镜的距离就是焦距;根据物距等于2f时成等大的实像,当实像和物相等时,此时像距、物距都等于2倍焦距;
(6)凸透镜成实像时,与原物体相比,上下颠倒、左右相反;
(7)远视眼的原因是晶状体太薄,折光能力太弱,或者眼球在前后方向上太短,因此来自远处某点的光会聚在视网膜后面;凸透镜对光线有会聚作用。
【解答】解:
(1)平行光线经过凸透镜后会聚于一点,这一点就是焦点。焦点到光心的距离是焦距,根据图示中光屏在刻度尺上的位置,可以读出该凸透镜的焦距是15.0厘米;
(2)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心;
(3)凸透镜焦距为15.0cm,光源移至40cm时,物距u=40cm,u>2f,成倒立、缩小的实像;光源移至8cm刻度时,物距u=8cm,u<f,成正立、放大的虚像;
(4)要使烛焰经过凸透镜成倒立放大的实像,蜡烛应该在二倍焦距和一倍焦距之间,由图知,需要在c位置;
(5)A、发光二极管作为光源与烛焰相比,像更稳定,故A正确;
B、用同样的白色方格板做光屏,便于比较像与物的大小,故B正确;
C、零刻度线刻在光具座标尺的中央,这样可以直接从光具座读出物距和像距,故C正确;
D、若凸透镜的焦距未知,可调节物距及像距,当成等大的实像时,物距便等于2倍焦距,这样可以测出凸透镜的焦距,故D错误;
(6)用遮光罩将凸透镜的上半部分罩住,只能影响像的亮暗,不影响像的性质;光源“F”放在20cm处,物距处于一倍和二倍焦距之间,成倒立放大的实像,与原物体相比,上下颠倒、左右相反,故选C;
(7)产生远视眼的原因是晶状体太薄,折光能力太弱,来自远处某点的光会聚在视网膜后,应利用凸透镜能使光线会聚的特点,在眼睛前面放一个凸透镜,可使来自远处物体的光会聚在视网膜上。
故答案为:(1)15.0;(2)同一高度;(3)缩小;实;正立;虚;(4)c;(5)D;(6)C;(7)后;凸。
四.解答题(共1小题)
35.如图,在“制作小孔成像观察仪”中,将一端用半透明薄纸蒙好的圆筒插入易拉罐中,为了更清楚观察像,应在圆筒的 A (选填“A”或“B”)端蒙上半透明薄纸。用制成的小孔成像观察仪观察物时,移动圆筒,增大光屏与小孔之间距离,则光屏上像将 变大 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。半透明薄纸上所成的都是 实 (选填“虚”或“实”)像。
【分析】光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播,影子、日食、月食、小孔成像都是光的直线传播形成的。
【解答】解:
小孔成像是光在同一均匀介质中沿直线传播的具体应用,半透明薄纸相当于光屏,为了成的像更清晰,便于观察,半透明的薄纸应该放在圆筒的A端;当增大光屏与小孔之间的距离时,光屏上的像将变大,小孔成像是实际光线的会聚,所以是实像。
故答案为:A;变大;实。
五.作图题(共5小题)
36.补充入射光线或者折射光线。
【分析】先确定所给的折射光线或入射光线的特点,然后根据凸透镜或凹透镜的三条特殊光线作图。
【解答】解:对于凸透镜,过光心的光线其传播方向不变;过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴,如图所示:
对于凹透镜,指向另一侧焦点的光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴;平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点,如图所示:
37.如图所示,S是发光点,S′是某同学做实验时透过凸透镜看到的发光点S的像。试在图中画出凸透镜的位置,并标出其焦点F.(保留作图痕迹)
【分析】利用凸透镜的两条特殊光线:过光心的光线其传播方向不变;平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点;据此画出凸透镜和焦点的大致位置。
【解答】解:
根据“透过凸透镜看到的发光点S的像”可知,凸透镜成正立、放大的虚像,像和物在凸透镜同侧,因此连接物像的端点S、S′与主光轴交于O点,则O点为凸透镜的光心,过O点垂直主光轴作出凸透镜;从S点作平行于主光轴作一条入射光线,其折射光线的反向延长线过S′,与主光轴的交点为焦点F,如下图所示:
38.在虚线框内填上合适的透镜。
【分析】凸透镜能使光线会聚,凹透镜能使光线发散;通过图中光线的折射情况来确定是什么透镜。
【解答】解:
第一幅图中折射光线相对于入射光线偏向(或靠近了)主光轴,即甲透镜有会聚作用,所以是凸透镜;
第二幅图中折射光线相对于入射光线远离了主光轴,即乙透镜有发散作用,所以是凹透镜;
如下图所示:
39.如图所示,可以利用不同的光学元件来改变入射光线的传播方向,请在图中分别画出三种合适的光学元件。(只要求画出光学元件大致位置的示意图,但须与光学规律相符)
【分析】解答此题可从平面镜对光线的反射和凸透镜对光线的会聚作用上进行分析。
光的反射要注意反射角和入射角相等;凸透镜,凹透镜要注意画出主光轴。
【解答】解:
图中的入射光线经过光学元件后变成水平的光线,则光学元件可以是平面镜、凸透镜、凹透镜。
当光学元件为平面镜时,作反射光线与入射光线夹角的平分线即为法线,再过入射点作出法线的垂线即可,如图所示:
当光学元件为凸透镜时,过焦点的光线经凸透镜折射后,将平行于主光轴,由此画出凸透镜,如下图所示:
当光学元件为凹透镜时,射向虚焦点的光线经凹透镜折射后,将平行于主光轴,由此画出凹透镜,如下图所示:
40.如图,人眼在E处通过碗的边缘D点刚好能看到空碗底部硬币的左边缘A点。 现在向碗里缓慢加水,当水面到达C处时,人眼仍在E处,但能通过D点看到硬币的右边缘B点。用一条光线示意以上光学现象(并画出水面、法线)。
【分析】当我们用眼睛看水中物体时,是物体所反射的光进入到了我们的眼睛,才看清物体;
光的折射规律是当光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射光线向法线方向偏折;光从水或者其他介质斜射入空气中时,折射光线向远离法线的方向偏折。
【解答】解:碗里无水时,人眼在E处通过碗的边缘D点刚好能看到空碗底部硬币的左边缘A点;
沿碗壁缓缓向碗中加水时,当水面到达C处时,能通过D点看到硬币的右边缘B点,说明由B点射向水面的光线折射后进入了人的眼睛;
所以,作图方法为:过C点作水平直线(即水面),与AE交于O点(O为入射点),再过O点作法线,连接BO即为入射光线,则OD为折射光线,如图所示:
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