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专题一
光的反射和折射的辨析与应用
考点解析☆目标分解
b级目标:用光的反射定律和折射规律解释简单的现象;认识凸透镜成像规律。
c级目标:光沿直线传播的应用;光的色散;光的反射定律和折射定律的应用;应用凸透镜成像规律解释人眼的成像特点。
目标分解:
①理解光的反射定律与光的动态问题。
②理解平面镜成像的特点。
③理解折射定律并能解释常见的折射现象。
④理解凸透镜的成像的实验和原理,并了解在日常生活中的应用
⑤知道眼球的折光系统并能解释近视和远视的成因与矫正
考点剖析☆聚焦高频
考点一:理解光的反射定律与光的动态问题。
1.如图,点燃的蜡烛放在距小孔a处,它成像在距小孔b的半透明纸上,且a大于b.则半透明纸上的像是(??
)
A.?倒立、放大的虚像?????????B.?正立、缩小的虚像?????????
C.?倒立、缩小的实像?????????D.?正立、放大的实像
【答案】
C
【解析】小孔成像成的是一个倒立的像,像是由实际光线会聚而成的,是实像;像到小孔光的距离b小于蜡烛到小孔的距离a,所成的像是缩小的像;故选C。
2.如图,一束光与镜面成30°角入射,以垂直纸面的直线为轴绕O点转动平面镜,使反射光线跟入射光线恰好垂直,则镜面应( )
A.顺时针转动30°
B.逆时针转动30°
C.顺时针转动15°
D.逆时针转动15°
【答案】
D
【解析】
当入射光线与平面镜成30°时,入射光线与法线的夹角是90°-30°=60°,反射角等于入射角,大小为60°,反射光线和入射光线的夹角为120°,若以垂直纸面的直线为轴绕O点转动平面镜,使反射光线跟入射光线恰好垂直,即入射角和反射角都为45°,则入射角减小15°,因为入射光线位置不变,所以法线逆时针转动15°,镜面也逆时针转动15°,故D正确。
3.如图所示,一束光沿AO射向水面,方向保持不变,反射光线在水平光屏EF上形成光点Q,打开水阀K,水流出,水位下降,光点在光屏上移动,当光点移动了20cm时,容器中的水位已下降了( )
A.20cm
B.10cm
C.10cm
D.5
【答案】
B
【解析】
入射光线AO射到水面,水面将光线反射到Q点。反射光OQ和入射光AO满足反射定律,入射角为45°,反射角也为45°。当水面下降时,入射光线AO保持不变,入射点将随着水面下降而移到点O′,如图乙,由于入射光AO没变,入射角也没变,故反射角也不变,仍为45°,则在O′点反射的光线O′Q′∥OQ右移,如图乙。
甲
乙
根据几何关系,QQ′∥OP,OQ∥O′Q′,所以OP=QQ′=20cm。
因为入射角为45°,所以△OO′P是等腰直角三角形,所以O′M=OM=OP=10cm,
所以当光斑在EF上向右移动20cm时,水面将下降10cm。
考点二:理解平面镜成像的特点
1.如图所示,将平面镜和铅笔竖直放置在水平桌面上,下列说法正确(???
)
A.?铅笔水平向右移动时,它的像将变小
B.?平面镜竖直向上移动时,铅笔的像也将向上移动
C.?若改用一块较小的平面镜,铅笔的像将变小
D.?若铅笔按图示箭头方向转过45°,铅笔将与它的像垂直
【答案】
D
【解答】A.铅笔水平向右移动时,它的像始终与铅笔相同,即保持不变,故A错误;
B.平面镜竖直向上移动时,它所在的直线位置没有发生改变。因为铅笔的像与铅笔始终关于平面镜所在的直线对称,所以铅笔的像的位置保持不变,故B错误;
C像的大小只与物体的大小有关,与平面镜的大小无关,故C错误;
D.若铅笔按图示箭头方向转过45°,铅笔所成的像也转过45°,二者的夹角正好是90°,因此铅笔与它的像垂直,故D正确。
【解析】平面镜成像的特点:大小相等,距离相等,连线与镜面垂直,成的是虚像,据此分析判断。
2.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
【答案】
C
【解析】
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。
3.把两块厚度不计且足够大的平面镜OM、ON垂直黏合在一起,并竖立在地面上,俯视图如图所示。当小科站立在某个位置时,他通过平面镜所成像的个数为m,看到自己完整像的个数为n,下列对小科在不同位置时,m、n值的分析,不符合实际的是(
??)
A.?在a点或e点时,m=1,n=0?????????????????????????????B.?在b点或d点时,m=1,n=1
C.?在c点时,m=2,n=2???????????????????????????????????????D.?在f点时,m=0,n=0
【答案】
C
【解答】A.在a点或e点时,各会成一个像,由于像和人的连线经过镜面的延长线,故不能看到自己完整的像,即m=1,n=0;,故A正确不合题意;
B.人在b点或d点时,各会成一个像,由于像和人的连线经过镜面,故能看到自己完整的像,即m=1,n=1,故B正确不合题意;
C.在c点时,会分别通过两个镜面成两个虚像,由于像和人的连线经过镜面的延长线,故不能看到自己完整的像,即m=2,n=0,故C错误符合题意;
D.在f点时,由于在平面镜的背面,不会成像,即m=0,n=0,故D正确不合题意。
【关键点拨】只要物体发出的光线能够投射到镜面上,物体就能够成像;有几个镜面,通常就会成几个像;只有物和像的连线与镜面相交,物体才能看到自己的像,据此分析即可。
考点三:理解折射定律并能解释常见的折射现象
1.如图所示,一盛水容器置于水平桌面上,一束光线从空气斜射入水中,这时反射角为a,折射角为r,若光线传播方向不变,把容器右侧稍微垫高,待水面重新平静后,测出反射角为a′,折射角为r′,下列正确的是(
??)
A.?a′=a,r′=
r?????????????????????B.?a′<a,r′<r?????????????????????C.?a′>a,r′>r?????????????????????D.?a′=a,r′>r
【答案】
A
【解答】把容器的右侧垫高后,虽然容器的姿态发生了变化,但是容器中的水面依然水平,与原来相同。因为光线的传播方向不变,所以入射角不变,根据反射定律可知,反射角不变;根据折射规律可知,折射角也不变,故A正确,而B、C、D错误。
【解析】(1)在光的折射现象中,折射角随入射角的增大而增大,减小而减小;如果入射角不变,那么折射角也不变;
(2)在光的反射现象中,反射角等于入射角。
2.如图所示,将一支铅笔放入水中,看起来铅笔发生了弯折。这是因为(??
)
A.?光在空气和水的分界面发生了镜面反射???????????????
B.?光在空气和水的分界面发生了漫反射
C.?光从空气射入水中,传播方向不变??????????????????????
D.?光从水中射入空气中,传播方向改变
【答案】
D
【解答】将一支铅笔放入水中后,水中的铅笔发出的光线从水里斜射入空气中时,发生光的折射现象,即传播方向发生改变。这些折射光线射入眼睛后,眼睛看到的铅笔的位置就会发生改变,好像弯折了,故D正确,而A、B、C错误。
【解析】当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生改变,这就是光的折射现象,据此分析即可。
3.喷水鱼因特殊的捕食方式而得名,能喷出一股水柱,准确击落空中的昆虫作为食物。下列各图中能正确表示喷水鱼看到昆虫像的光路图的是(??
)
A.???????B.???????????C.????????D.?
【答案】
A
【解答】喷水鱼从水里看空气里的昆虫,那么光线从空气射入水中,故C、D错误;
当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,故A正确,而B错误。
【易错点】光线进入鱼眼,鱼才能看到像。
4.为了研究光的传播规律,小明在水槽底部安装了一微型光源S,S发出一束光照在右侧壁上形成一光斑,小明在光斑处固定了一小块橡皮泥P(如图所示)。现往水槽内缓慢加水至水面上升到a位置,期间小红在左上方观察,看到右壁上一直有光斑。在加水过程中,小红观察到光斑的移动情况正确的是( )
A.从P处缓慢下移到某一位置后再缓慢上移到与橡皮泥P重合
B.从P处缓慢下移到某一位置后再缓慢上移到橡皮泥P上方某一位置
C.从P处迅速下移到某一位置后再缓慢上移到与橡皮泥P重合
D.从P处迅速下移到某一位置后再缓慢上移到橡皮泥P上方某一位置
【答案】
C
【解答】(1)光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播,从一种介质进入另一介质时,光的传播方向发生改变,产生折射现象;
(2)水面升至P点以下的b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;水面上升至P点以上的a位置时,光线先在水池侧壁发生反射,反射角等于入射角,反射光线再从水中斜射入空气里发生折射,折射角大于入射角。
(1)往池内注水,水面升至P点以下的b位置时,发生折射,根据折射定律,光斑位置在S′,如下图所示:
(2)水面上升至P点以上的a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,光斑位置在S″,如下图所示:
通过画图可知:在加水过程中,由于开始的水很少,光斑会迅速下移到P点以下的某一位置,然后随着水的增多光斑再缓慢上移,由于人眼看水中的橡皮泥也是虚像,虚像的位置也在S″处,所以当水面升到橡皮泥处后,光斑始终和橡皮泥重合的,故C符合题意。
【关键点拨】水面升至P点以下的b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;
水面上升至P点以上的a位置时,光线先在水池侧壁发生反射,反射角等于入射角,反射光线再从水中斜射入空气里发生折射,折射角大于入射角。
考点四:凸透镜的成像的实验和原理,并了解在日常生活中的应用
1.用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验时,已知凸透镜的焦距为
10
cm,下列说法正确的是( )
A.烛焰在如图所示的位置时,成像特点与照相机成像特点相同
B.若将蜡烛移到光具座
42
cm刻度处时,烛焰所成的像是倒立、放大的
C.若将蜡烛移到光具座
30
cm刻度处时,烛焰所成的像是等大的
D.若将蜡烛从光具座
30
cm刻度处向远离凸透镜方向移动时,烛焰所成的像将逐渐变大
【答案】
C
【解答】A由图可知,u=?50cm-?35cm=?15cm,?物距处于f和2f之间,凸透镜成倒立放大的实像,与投影仪的原理相同,故A错误;
B.将蜡烛移到光具座2刻度处时,物距等于50cm?-?42cms?8cm物距小于f,凸透镜成正立放大的虚像,故B错误;
C.将蜡烛移到光具座30cm刻度处时,物距等于50cm-?30cm=?20cm=?2f,物距等于像距,等于2倍焦距,成倒立等大的实像,故C正确;D.将蜡烛从光具座30m刻度处向远离凸透镜方向移动时,根据物距增大像距减小像减小,烛焰所成的像将逐渐变小。故D错误。
2.近年来流行一种“自拍神器”给旅行者自拍带来方便,如图所示,与直接拿手机自拍相比,利用“自拍神器”可以( )
A.增大像距
B.增大像的大小
C.缩短景物到镜头距离
D.增大取景范围
【答案】
D
【解答】凸透镜成实像时,物距越大,像距越小,像越小;“自拍神器“与直接拿手机自拍相比,利用自拍杆可以增大物距,减小像距,减小人像的大小,从而增大取景范围,取得更好的拍摄效果,故D正确,ABC错误。
【关键点拨】“自拍神器”是利用凸透镜成倒立、缩小的实像工作的,凸透镜成实像时,物距越大,像距越小,像越小。
3.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
【答案】
C
【解析】
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A、B、D不符合题意,C符合题意。
4.小丽在做凸透镜成像实验时,不慎将凸透镜上部碰掉一块,则在荧光屏上
( )
A.得不到像
B.得不到完整的像
C.成像效果不受影响
D.像是完整的,亮度变暗
【答案】
D
【解析】
物体的每一点发出无数光线,这些光线一部分通过凸透镜的上部成像在光屏上,也有一部分通过凸透镜的下部成像在光屏上,所以将凸透镜上部碰掉一块时,只是去掉了该点发出的成像光线的一部分,通过凸透镜的下部的那部分光线仍能成像在光屏上,所以成像的性质不变,由于通过的光在减少,所以像的亮度变暗。
5.研究凸透镜成像的规律。
(1)将三个元件移动到图示位置时,并使________三者在同一高度上,于是光屏上出现了清晰的像。请你根据此现象回答下列问题:
(2)光屏上像的性质为________,并推算出焦距为________。
(3)小金用同样的装置,只是换了个凸透镜做实验,透镜和蜡烛的位置与(1)相同但小金在透镜右侧无论如何移动光屏都无法在屏上成像,请分析产生此现象的原因________。
【答案】
(1)凸透镜光心、蜡烛焰心、光屏中心
(2)倒立等大实像;20cm
(3)换的凸透镜焦距大于或等于40厘米,所以物距小于或等于焦距,得不到实像
【解答】(1)将三个元件移动到图示位置时,并使凸透镜光心、蜡烛焰心、光屏中心三者在同一高度上,于是光屏上出现了清晰的像。
(2)根据图片可知,此时物距u=f=40cm=2f,所以光屏上像的性质为:倒立等大实像;焦距为20cm;
(3)光屏上不能成像的原因是:
换的凸透镜焦距大于或等于40厘米,所以物距小于或等于焦距,得不到实像。
【关键点拨】(1)根据凸透镜成像实验的操作过程解答;
(2)在凸透镜成像的实验中,当物距u=2f时,像距v=2f,此时成倒立、等大的实像;
(3)在凸透镜成像时,如果物距u考点五:知道眼球的折光系统并能解释近视和远视的成因与矫正
1.关于近视和远视的成因如图所示,下列说法正确的是(??
)
A.?甲为近视眼,可佩戴凹透镜矫正?????????????????????????B.?乙为近视眼,可佩戴凸透镜矫正
C.?甲为远视眼,可佩戴凸透镜矫正?????????????????????????D.?乙为远视眼,可佩戴凹透镜矫正
【答案】
A
【解答】甲图中光线的交点在视网膜前面,即成像在视网膜前,因此是近视眼,应该用凹透镜矫正;乙图中光线的交点在视网膜后面,即成像在视网膜后面,因此是远视眼,应该用凸透镜矫正,故A正确,而B、C、D错误。
【关键点拨】近视眼成像在视网膜前,用凹透镜矫正;远视眼成像在视网膜后,用凸透镜矫正,据此选择。
2.为满足特殊人群的需求,有一种眼镜的镜片可以改变(如图甲),它的改变是通过在透明的薄膜中注人或抽出光学液体来实现。图乙是某人看远处物体时的成像情况,此时该人的视力缺陷和矫正时应选择的镜片是(
??)
A.?近视眼,镜片Ⅰ??????????????B.?近视眼,镜片Ⅱ??????????????C.?远视眼,镜片I??????????????D.?远视眼,镜片Ⅱ
【答案】
A
【解答】根据乙图可知,焦点在视网膜前面,因此为近视眼,应该应凹透镜矫正,即选择镜片I,故A正确,而B、C、D错误。
【解析】①近视眼的晶状体偏厚,对光线的会聚能力强,成像在视网膜前;为了看清物体,必须使光线发散,焦点后移到视网膜上,因此使用凹透镜矫正;
②远视眼的晶状体偏薄,对光线的会聚能力弱,成像在视网膜后;为了看清物体,必须使光线会聚,焦点前移到视网膜上,因此使用凸透镜矫正。
考点过关☆专项突破
考点一:理解光的反射定律与光的动态问题。
1.广告公司在拍摄水果广告时,为了追求某种艺术效果,在暗室里用红光照射装在白色瓷盘中的红色苹果及黄色香蕉。站在旁边的摄影师将看到(?
)
A.?苹果呈黑色,瓷盘呈白色,香蕉呈黑色???????????????B.?苹果呈红色,瓷盘呈黑色,香蕉呈黑色
C.?苹果呈黑色,瓷盘呈红色,香蕉呈红色???????????????D.?苹果呈红色,瓷盘呈红色,香蕉呈黑色
【答案】
D
【解答】用红光照射白色瓷盘、红色苹果及黄色香蕉:
白色瓷盘,白色的物体能反射所有的色光,反射什么色光就是什么颜色,故瓷盘呈现红色.
红色的苹果反射红光,故呈现红色;
黄色香蕉,吸收红色的光,没有光线进入人眼,故呈现黑色。
2.下列现象中不能用光的直线传播来解释的是(??
)
A.?“一叶障目,不见泰山”
B.?太阳光穿过大气层射向地面过程中发生弯曲
C.?检查一块木板是否平直,可闭上一只眼睛,用另一只眼睛沿棱的方向看过去
D.?日食、月食的形成
【答案】
B
【解答】A.“一叶障目,不见泰山”,光线沿直线传播,射入眼中的光线被小树叶挡住,因此不能看到高大的山峰,故A不合题意;
B.只有在同一种均匀介质中传播时,光才沿直线传播,而大气层并不均匀,靠近地球表面的大气层密度较大,越往高空空气越稀薄,因此光在传播过程中会发生弯曲,故B符合题意;
C.检查一块木板是否平直,可闭上一只眼睛,用另一只眼睛沿棱的方向看过去,利用的光沿直线传播,故C不合题意;
D.日食是月球挡住了太阳光形成的影子,月食是地球挡住了太阳光形成的影子,都是光沿直线传播形成的,故D不合题意。
3.“人面桃花相映红”,用光学知识解释桃花红的原因(??
)
A.?桃花自己能发出红光?????????????B.?桃花吸收红光?????????????C.?桃花反射红光?????????????D.?以上说法都不对
【答案】
C
【解答】桃花是不透明体,因为它只能反射红光,而吸收其它颜色的色光,所以桃花呈现红色,故C正确,而A、B、D错误。
4.在探究树阴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.?
【答案】
D
【解答】在探究小孔大小对小孔成像的影响的实验中,要改变小孔的大小,但控制孔的形状不变,这样才能比较是否是因为孔的大小影响像的形状。D选项中的三角形,当卡片乙向左移动时,小孔的水平和上下方向的尺度都在变小,但形状依然是原来的三角形;A、B、C选项中,当卡片乙向左移动时,孔的形状会发生变化,故D符合题意,而A、B、C不合题意。
5.下列说法正确的是(
??)
A.?无影灯下没有影子,因为光可以透过一切障碍物
B.?无影灯下没有影子,因为光没有沿直线传播
C.?无影灯下没有影子,因为一盏灯发出的光产生的影子能被其他灯发出的光照明
D.?无影灯下没有影子,因为无影灯比普通灯亮得多
【答案】
C
【解答】无影灯由若干个单独的灯泡组成,理论上每盏等发出的光都会在物体后面产生影子,但是其它的灯泡发出的光会到达影子的位置,从而将其照亮,因此无影灯下没有影子,故C正确,而A、B、D错误。
6.小华同学用激光笔照射水面,在水槽壁上出现两个红点A和B。若保持入射点O不变,欲使A点下移至A′,应使入射光线MO绕着点O沿________(选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动;若保持入射光线不变,欲使B点下移至B′,应使水面________(选填“上升”或“下降”),在水面变化过程中,折射角________(选填“增大”“不变”或“减小”)。
【答案】
顺时针;上升;不变
【解答】(1)原来的反射光线为OA,后来的反射光线为OA',而法线的位置保持不变,那么入射角增大了。根据反射角等于入射角可知,入射角必须增大,即MO沿顺时针方向转动;
(2)连接OB,这就是原来的折射光线,然后通过B'作OB的平行线,延长MO,二者相交为新的入射点,如下图所示,应该使水面上升;
(3)根据光的折射规律可知,在水面变化的过程中,入射角的大小保持不变,因此折射角的大小也保持不变。
7.某兴趣小组在空易拉罐的底部中央戳个小圆孔,将顶部剪去后,蒙上一层塑料薄膜,制作成一个简易针孔照相机。如图所示,将其水平放置,在左侧固定一只与小孔等高的小灯泡,小灯泡发光时,可在塑料薄膜上看到灯丝________(选填“倒立”或“正立”)的像。若水平向左移动易拉罐,像的大小________(选填“变大”“变小”或“不变”)。若只将小圆孔改为三角形小孔,则像的形状________(选填“改变”或“不变”)。
【答案】
倒立;变大;不变
【解答】(1)如图所示,将其水平放置,在左侧固定一只与小孔等高的小灯泡,小灯泡发光时,可在塑料薄膜上看到灯丝倒立的像;
(2)若水平向左移动易拉罐,物距减小,像距增大,像距和物距的比值增大,因此像变大;
(3)若将小圆孔改为三角形小孔,像的形状不变。
8.关于小孔成像的说法正确的是(?
?)
A.?小孔成像实验中,孔的大小对成像效果没有影响
B.?当物体到孔的距离是像到孔距离的2倍时,像的大小是物体大小的1/2倍
C.?针孔照相机是利用了光的色散现象
D.?当物体相对于孔向左移时,所成的像也向左移
【答案】
B
【解答】A.小孔成像实验中,要求孔的口径小于波长,太大只会得到光斑,不能成像,故A错误;
B.当物体到孔的距离是像到孔距离的2倍时,像的大小是物体大小的1/2倍,故B正确;
C.针孔照相机是利用了小孔成像现象,故C错误;
D.当物体相对于孔向左移时,所成的像不会移动,只会变小,故D错误。
考点二:理解平面镜成像的特点
1.为避免司机低头观察汽车仪表、忽略路况造成事故,厂商开发出抬头显示器:汽车仪表安装在驾驶台上、显示面水平朝上,可机平视,借助透明挡风玻璃看到竖直的仪表显示的像,如图示时刻,司机平视就能看到车速数为“90”等行车信息,下列说法正确的是(
)
A.?此时仪表上直接显示出的速度数信息是“06”
B.?司机能看清仪表的信息是由于玻璃对光实现了漫反射
C.?“路面情况能被车内人看到”属于光的折射现象
D.?挡风玻璃必须与水平面垂直安装
【答案】
C
【解答】A.此时仪表上直接显示出的速度数信息是“90”,故A错误;B.司机能看清仪表的信息是由于玻璃对光实现了镜面反射,故B错误;C.“路面情况能被车内人看到”,是因为路面发出的光线从空气射入玻璃后再射入空气,发生光的折射现象,故C正确;D.挡风玻璃不一定与水平面垂直安装,故D错误。
2.如图为玩具鸟在平面镜中的成像示意图。下列能改变像位置的是(???
)
??
A.?竖直上移玩具鸟????????????B.?竖直下移平面镜????????????C.?人向平面镜靠近????????????D.?像与镜间放一木板
【答案】
A
【解析】【分析】照镜子就是这样的原理。可以说,只要利用到平面镜,就一定是反射。镜子里的影像就叫平面镜成像,经常被缩写为镜像。平面镜中的像是由光的反射光线的延长线的交点形成的,所以平面镜中的像是虚像。虚像与物体等大,距离相等。像和物体的大小相等。所以像和物体对镜面来说是对称的。根据平面镜成像的特点,像和物的大小,总是相等的。无论物体与平面镜的距离如何变化,它在平面镜中所成的像的大小始终不变,与物体的大小总一样。
3.如图所示为一倾斜的平面镜,当你走向平面镜时,下列描述符合事实的是(?
)
A.?镜中的像变大????????????????????????????????????????????????B.?通过平面镜观察到的视野变大
C.?镜中的像将远离你????????????????????????????????????????D.?像与你的连线与镜面不垂直
【答案】
B
【解答】A、人在平面镜中的像的大小与人等大,当人走近镜子时,镜中的像的大小不变,故A错误;
B、你走向平面镜时,人的视觉近大远小,通过平面镜观察到的视野变大,人看到的像更清晰,故B正确;C、当你走向平面镜时,距镜子的距离减小,镜中的像将靠近你,故C错误;D、当你走向平面镜时,像与你的连线与镜面仍然垂直,故D错误.
考点三:理解折射定律并能解释常见的折射现象。
1.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
【答案】
C
【解答】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。
2.如图所示,一束光线斜射入容器中,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.?向左移动后静止???????????
B.?向右移动后静止???????????
C.?先向左移动再向右移动???????????
D.?仍在原来位置
【答案】
A
【解答】当容器里面加水时,光从空气斜射入水中时,光线靠拢法线偏折,即折射角小于入射角,因此光斑会向左移动。当加满水时,水面不再发生改变,那么光斑的位置就保持不变,故A正确,而B、C、D错误。
3.潜水员在水里看斜插入水中的一根木桩的水上部分,其中正确的是(
???)
A.??????????????????????????B.??????????????????????????C.??????????????????????????D.?
【答案】
B
【解答】斜着插入水中的木桩,由于水中的木桩反射的光线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,所以看到木桩在水中的部分是向上弯折,故选B。
4.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,下列操作能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
【答案】
B
【解答】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;
B.保持激光射入角度不变,使水面上升,由下图可知,入射点向左移动,则光斑向左移动;故B正确;
C.保持激光射入角度不变,使水面下降,由下图可知,入射点向右移动,则光斑向右移动;故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。
【解析】(1)光斑的形成原因,激光由空气斜射进入水中,光线要发生偏折;
(2)光斑的移动原因,水面上升或下降,入射角不会发生变化折射角也不会发生变化,但折射点要发生移动,折射光线要发生平行移动,所以找到折射点与水面升降的关系的变化规律,即可找到光斑移动与水面升降的变化关系。
5.一个圆柱形的烧杯内装水,将一根木棍竖直插入其中,位置比圆心偏左些(俯视图如图),现从侧面观察,则哪幅图能正确反映所看到的情景( )
A.
B.
C.
D.
【答案】
B
【解析】
图为筷子竖直插入盛水玻璃杯内的俯视图,A处为筷子,ABP表示由筷子发出的穿过玻璃杯壁B射向观察者P处的一条光线;ON为过B点沿半径方向的直线,即在B处和空气的分界面的法线;
上述光线则相当于在B处由水中射入空气中,图中的角i和角r分别为此光线的入射角和折射角,根据光的折射规律可知,应有r>i;所以观察者在P处看到的筷子A的像A′的位置不是A的实际位置,即像A′的位置偏左;据此可知,筷子竖直插入玻璃杯中时,其侧视图应该是B图才与实际情况相符。同时,玻璃杯此时相当于一个凸透镜,对筷子起到了放大的作用,因此,观察到的筷子比实际粗些。
6.科学家发现一种特殊的负折射材料。所谓“负折射”,是指当光线在界面发生折射时,折射光线与入射光线始终位于法线同一侧。则当有一束光线射到负折射材料上时,正确的折射光路是(???
)
A.???????????B.????????????????C.????????????????D.?
【答案】
B
【解答】在负折射材料中先画出法线,法线与折射面垂直,再根据信息“
所谓“负折射”,是指当光线在界面发生折射时,折射光线与入射光线始终位于法线同一侧
”可知,A、C、D都有光线在法线的两侧,是错误的,B入射光线与折射光线都在法线的同侧,B选项正确。
考点四:凸透镜的成像的实验和原理,并了解在日常生活中的应用
1.将一蜡烛放在装有水的烧瓶前,调整蜡烛和烧瓶至如图所示位置,在墙壁上得到清晰的像。该像的性质是(??
)
A.?缩小的虚像???????????????????????
B.?放大的虚像???????????????????????
C.?缩小的实像???????????????????????
D.?放大的实像
【答案】
D
【解答】装有水的烧瓶在水平方向上中间后边缘薄,相当于一个凸透镜;因为墙壁到烧瓶的距离大于蜡烛到烧瓶的距离,所以肯定成的是倒立、放大的实像,故D正确,而A、B、C错误。
2.小周同学在探究“凸透镜成像规律”实验时,在光屏上得到清晰的与烛焰等大的像(如图)保持凸透镜位置不变,为了在光屏上得到清晰的缩小的像,他必须(??
?)
A.?让蜡烛远离透镜,同时让光屏也远离透镜???????????B.?让蜡烛远离透镜,同时让光屏靠近透镜
C.?让蜡烛靠近透镜,同时让光屏也靠近透镜???????????D.?让蜡烛靠近透镜,同时让光屏远离透镜
【答案】
B
【解答】
小周同学在探究“凸透镜成像规律”实验时,在光屏上得到清晰的与烛焰等大的像
,此时蜡烛和光屏都在凸透镜的二倍焦距上。根据“物远像近小”的规律可知,为了在光屏上得到缩小的像,必须增大物距减小像距,即蜡烛远离透镜,而光屏靠近透镜,故B正确,而A、C、D错误。
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
【答案】
D
【解答】
当物体离透镜16cm时,在光屏上得到一个倒立放大的像,那么f<16cm<2f;
因此凸透镜的焦距范围:8cm当物体离凸透镜8cm时,此时物距u因此在光屏上不能看到像,成的是正立、放大的虚像。
4.在“探究凸透镜的成像特点”实验中,所用凸透镜的焦距为10cm,光屏是用表面涂有白漆的铁板制成。小科把“F”发光物置于离凸透镜13cm处,移动光屏,在光屏上找到清晰的像,如图所示。小科看到光屏上像的形状和大小分别是(
?)
A.?、放大?????????????????????????B.?、放大?????????????????????????C.?、缩小?????????????????????????D.?、缩小
【答案】
A
【解答】因为10cm<13cm<20cm,即f开口其实向左的。根据凸透镜成像是倒立的可知,上下颠倒为,
再左右颠倒为,
故A正确,而B、C、D错误。
5.照相机和放大镜都是凸透镜成像原理的具体应用。对应右图,下列关于照相机、放大镜使用和成像的说法正确的是(
???)
A.?照相机:被拍物体应在甲区域内,成倒立缩小实像
B.?照相机:被拍物体应在乙区域内,成倒立缩小实像
C.?放大镜:被观察物体应在乙区域内,成正立放大虚像
D.?放大镜:被观察物体应在内区域内,成正立放大实像
【答案】
A
【解答】A.当被拍物体在甲区域内时,此时物距u>2f,成倒立、缩小的实像,应用是照相机,故A正确,B错误;当被观察物体在乙区域内时,此时物距f6.平面镜水平放置且镜面朝上,在镜面右端上方竖直放置一凸透镜,在凸透镜左侧主光轴上两倍焦距处有一点光源S,关于点光源在该光具组中成像情况的判断,正确的是(???
)
A.?两个实像,两个虚像???????????????????????????????????????????B.?两个实像,一个虚像
C.?一个实像,两个虚像???????????????????????????????????????????D.?一个实像,三个虚像
【答案】
B
【解答】(1)光源S在凸透镜的二倍焦距上,根据凸透镜的成像规律可知,可以在凸透镜右侧两倍焦距处可以成一个等大的实像S1;
(2)根据平面镜成像的规律可知,点光源S通过平面镜可以成一个虚像S2;
(3)虚像S3(相当于一个发光点),又可以通过凸透镜在右侧二倍焦距处成一个等大的实像S3。
所以会出现两个实像,一个虚像,如下图所示:
考点五:知道眼球的折光系统并能解释近视和远视的成因与矫正
1.新冠疫情期间,同学们都在家里通过平板、手机、电脑等方式参加网课学习,如图所示,人眼球的晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏。下列关于视网膜上成像特点以及与人眼成像原理相似的仪器均正确的是(
???)
A.?正立、缩小的虚像放大镜????????????????????????????????????B.?正立、缩小的实像照相机
C.?倒立、缩小的实像照相机????????????????????????????????????D.?倒立、放大的实像投影仪
【答案】
C
【解答】物体通过眼睛在视网膜上成像,那么肯定是实像。人的眼睛比物体要小的多,因此肯定是倒立、缩小的实像,应用是照相机,故C正确,而A、B、D错误。
2.小敏对眼球成像原理进行模拟实验。如图,将蜡烛放在A处时,光屏上成一个清晰的像,把此时的凸透镜和光屏模拟成正常人眼球模型,光屏相当于眼球的__________。在原位置上,换一个凸透镜后,发现要将蜡烛移动到B处才能在光屏上得到清晰的像,此时凸透镜和光屏相当于模拟________(选填“近”或“远”)视眼眼球。
【答案】
视网膜;远
【解答】(1)将蜡烛放在A处时,光屏上成一个清晰的像,把此时的凸透镜和光屏模拟成正常人眼球模型,光屏相当于眼球的视网膜;
(2)根据题目描述可知,如果让蜡烛向右运动到A点,即物体回到原来的位置,根据“物近像远大”的规律可知,像距肯定增大,即成像在现在光屏的右边,也就是成在视网膜后,因此此时的凸透镜和光屏相当于模拟远视眼眼球。
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精品试卷·第
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专题一
光的反射和折射的辨析与应用
考点解析☆目标分解
b级目标:用光的反射定律和折射规律解释简单的现象;认识凸透镜成像规律。
c级目标:光沿直线传播的应用;光的色散;光的反射定律和折射定律的应用;应用凸透镜成像规律解释人眼的成像特点。
目标分解:
①理解光的反射定律与光的动态问题。
②理解平面镜成像的特点。
③理解折射定律并能解释常见的折射现象。
④理解凸透镜的成像的实验和原理,并了解在日常生活中的应用
⑤知道眼球的折光系统并能解释近视和远视的成因与矫正
考点剖析☆聚焦高频
考点一:理解光的反射定律与光的动态问题。
1.如图,点燃的蜡烛放在距小孔a处,它成像在距小孔b的半透明纸上,且a大于b.则半透明纸上的像是(??
)
A.?倒立、放大的虚像?????????B.?正立、缩小的虚像?????????
C.?倒立、缩小的实像?????????D.?正立、放大的实像
【答案】
C
【解析】小孔成像成的是一个倒立的像,像是由实际光线会聚而成的,是实像;像到小孔光的距离b小于蜡烛到小孔的距离a,所成的像是缩小的像;故选C。
2.如图,一束光与镜面成30°角入射,以垂直纸面的直线为轴绕O点转动平面镜,使反射光线跟入射光线恰好垂直,则镜面应( )
A.顺时针转动30°
B.逆时针转动30°
C.顺时针转动15°
D.逆时针转动15°
【答案】
D
【解析】
当入射光线与平面镜成30°时,入射光线与法线的夹角是90°-30°=60°,反射角等于入射角,大小为60°,反射光线和入射光线的夹角为120°,若以垂直纸面的直线为轴绕O点转动平面镜,使反射光线跟入射光线恰好垂直,即入射角和反射角都为45°,则入射角减小15°,因为入射光线位置不变,所以法线逆时针转动15°,镜面也逆时针转动15°,故D正确。
3.如图所示,一束光沿AO射向水面,方向保持不变,反射光线在水平光屏EF上形成光点Q,打开水阀K,水流出,水位下降,光点在光屏上移动,当光点移动了20cm时,容器中的水位已下降了( )
A.20cm
B.10cm
C.10cm
D.5
【答案】
B
【解析】
入射光线AO射到水面,水面将光线反射到Q点。反射光OQ和入射光AO满足反射定律,入射角为45°,反射角也为45°。当水面下降时,入射光线AO保持不变,入射点将随着水面下降而移到点O′,如图乙,由于入射光AO没变,入射角也没变,故反射角也不变,仍为45°,则在O′点反射的光线O′Q′∥OQ右移,如图乙。
甲
乙
根据几何关系,QQ′∥OP,OQ∥O′Q′,所以OP=QQ′=20cm。
因为入射角为45°,所以△OO′P是等腰直角三角形,所以O′M=OM=OP=10cm,
所以当光斑在EF上向右移动20cm时,水面将下降10cm。
考点二:理解平面镜成像的特点
1.如图所示,将平面镜和铅笔竖直放置在水平桌面上,下列说法正确(???
)
A.?铅笔水平向右移动时,它的像将变小
B.?平面镜竖直向上移动时,铅笔的像也将向上移动
C.?若改用一块较小的平面镜,铅笔的像将变小
D.?若铅笔按图示箭头方向转过45°,铅笔将与它的像垂直
【答案】
D
【解答】A.铅笔水平向右移动时,它的像始终与铅笔相同,即保持不变,故A错误;
B.平面镜竖直向上移动时,它所在的直线位置没有发生改变。因为铅笔的像与铅笔始终关于平面镜所在的直线对称,所以铅笔的像的位置保持不变,故B错误;
C像的大小只与物体的大小有关,与平面镜的大小无关,故C错误;
D.若铅笔按图示箭头方向转过45°,铅笔所成的像也转过45°,二者的夹角正好是90°,因此铅笔与它的像垂直,故D正确。
【解析】平面镜成像的特点:大小相等,距离相等,连线与镜面垂直,成的是虚像,据此分析判断。
2.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
【答案】
C
【解析】
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。
3.把两块厚度不计且足够大的平面镜OM、ON垂直黏合在一起,并竖立在地面上,俯视图如图所示。当小科站立在某个位置时,他通过平面镜所成像的个数为m,看到自己完整像的个数为n,下列对小科在不同位置时,m、n值的分析,不符合实际的是(
??)
A.?在a点或e点时,m=1,n=0?????????????????????????????B.?在b点或d点时,m=1,n=1
C.?在c点时,m=2,n=2???????????????????????????????????????D.?在f点时,m=0,n=0
【答案】
C
【解答】A.在a点或e点时,各会成一个像,由于像和人的连线经过镜面的延长线,故不能看到自己完整的像,即m=1,n=0;,故A正确不合题意;
B.人在b点或d点时,各会成一个像,由于像和人的连线经过镜面,故能看到自己完整的像,即m=1,n=1,故B正确不合题意;
C.在c点时,会分别通过两个镜面成两个虚像,由于像和人的连线经过镜面的延长线,故不能看到自己完整的像,即m=2,n=0,故C错误符合题意;
D.在f点时,由于在平面镜的背面,不会成像,即m=0,n=0,故D正确不合题意。
【关键点拨】只要物体发出的光线能够投射到镜面上,物体就能够成像;有几个镜面,通常就会成几个像;只有物和像的连线与镜面相交,物体才能看到自己的像,据此分析即可。
考点三:理解折射定律并能解释常见的折射现象
1.如图所示,一盛水容器置于水平桌面上,一束光线从空气斜射入水中,这时反射角为a,折射角为r,若光线传播方向不变,把容器右侧稍微垫高,待水面重新平静后,测出反射角为a′,折射角为r′,下列正确的是(
??)
A.?a′=a,r′=
r?????????????????????B.?a′<a,r′<r?????????????????????C.?a′>a,r′>r?????????????????????D.?a′=a,r′>r
【答案】
A
【解答】把容器的右侧垫高后,虽然容器的姿态发生了变化,但是容器中的水面依然水平,与原来相同。因为光线的传播方向不变,所以入射角不变,根据反射定律可知,反射角不变;根据折射规律可知,折射角也不变,故A正确,而B、C、D错误。
【解析】(1)在光的折射现象中,折射角随入射角的增大而增大,减小而减小;如果入射角不变,那么折射角也不变;
(2)在光的反射现象中,反射角等于入射角。
2.如图所示,将一支铅笔放入水中,看起来铅笔发生了弯折。这是因为(??
)
A.?光在空气和水的分界面发生了镜面反射???????????????
B.?光在空气和水的分界面发生了漫反射
C.?光从空气射入水中,传播方向不变??????????????????????
D.?光从水中射入空气中,传播方向改变
【答案】
D
【解答】将一支铅笔放入水中后,水中的铅笔发出的光线从水里斜射入空气中时,发生光的折射现象,即传播方向发生改变。这些折射光线射入眼睛后,眼睛看到的铅笔的位置就会发生改变,好像弯折了,故D正确,而A、B、C错误。
【解析】当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生改变,这就是光的折射现象,据此分析即可。
3.喷水鱼因特殊的捕食方式而得名,能喷出一股水柱,准确击落空中的昆虫作为食物。下列各图中能正确表示喷水鱼看到昆虫像的光路图的是(??
)
A.???????B.???????????C.????????D.?
【答案】
A
【解答】喷水鱼从水里看空气里的昆虫,那么光线从空气射入水中,故C、D错误;
当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,故A正确,而B错误。
【易错点】光线进入鱼眼,鱼才能看到像。
4.为了研究光的传播规律,小明在水槽底部安装了一微型光源S,S发出一束光照在右侧壁上形成一光斑,小明在光斑处固定了一小块橡皮泥P(如图所示)。现往水槽内缓慢加水至水面上升到a位置,期间小红在左上方观察,看到右壁上一直有光斑。在加水过程中,小红观察到光斑的移动情况正确的是( )
A.从P处缓慢下移到某一位置后再缓慢上移到与橡皮泥P重合
B.从P处缓慢下移到某一位置后再缓慢上移到橡皮泥P上方某一位置
C.从P处迅速下移到某一位置后再缓慢上移到与橡皮泥P重合
D.从P处迅速下移到某一位置后再缓慢上移到橡皮泥P上方某一位置
【答案】
C
【解答】(1)光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播,从一种介质进入另一介质时,光的传播方向发生改变,产生折射现象;
(2)水面升至P点以下的b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;水面上升至P点以上的a位置时,光线先在水池侧壁发生反射,反射角等于入射角,反射光线再从水中斜射入空气里发生折射,折射角大于入射角。
(1)往池内注水,水面升至P点以下的b位置时,发生折射,根据折射定律,光斑位置在S′,如下图所示:
(2)水面上升至P点以上的a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,光斑位置在S″,如下图所示:
通过画图可知:在加水过程中,由于开始的水很少,光斑会迅速下移到P点以下的某一位置,然后随着水的增多光斑再缓慢上移,由于人眼看水中的橡皮泥也是虚像,虚像的位置也在S″处,所以当水面升到橡皮泥处后,光斑始终和橡皮泥重合的,故C符合题意。
【关键点拨】水面升至P点以下的b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;
水面上升至P点以上的a位置时,光线先在水池侧壁发生反射,反射角等于入射角,反射光线再从水中斜射入空气里发生折射,折射角大于入射角。
考点四:凸透镜的成像的实验和原理,并了解在日常生活中的应用
1.用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验时,已知凸透镜的焦距为
10
cm,下列说法正确的是( )
A.烛焰在如图所示的位置时,成像特点与照相机成像特点相同
B.若将蜡烛移到光具座
42
cm刻度处时,烛焰所成的像是倒立、放大的
C.若将蜡烛移到光具座
30
cm刻度处时,烛焰所成的像是等大的
D.若将蜡烛从光具座
30
cm刻度处向远离凸透镜方向移动时,烛焰所成的像将逐渐变大
【答案】
C
【解答】A由图可知,u=?50cm-?35cm=?15cm,?物距处于f和2f之间,凸透镜成倒立放大的实像,与投影仪的原理相同,故A错误;
B.将蜡烛移到光具座2刻度处时,物距等于50cm?-?42cms?8cm物距小于f,凸透镜成正立放大的虚像,故B错误;
C.将蜡烛移到光具座30cm刻度处时,物距等于50cm-?30cm=?20cm=?2f,物距等于像距,等于2倍焦距,成倒立等大的实像,故C正确;D.将蜡烛从光具座30m刻度处向远离凸透镜方向移动时,根据物距增大像距减小像减小,烛焰所成的像将逐渐变小。故D错误。
2.近年来流行一种“自拍神器”给旅行者自拍带来方便,如图所示,与直接拿手机自拍相比,利用“自拍神器”可以( )
A.增大像距
B.增大像的大小
C.缩短景物到镜头距离
D.增大取景范围
【答案】
D
【解答】凸透镜成实像时,物距越大,像距越小,像越小;“自拍神器“与直接拿手机自拍相比,利用自拍杆可以增大物距,减小像距,减小人像的大小,从而增大取景范围,取得更好的拍摄效果,故D正确,ABC错误。
【关键点拨】“自拍神器”是利用凸透镜成倒立、缩小的实像工作的,凸透镜成实像时,物距越大,像距越小,像越小。
3.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
【答案】
C
【解析】
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A、B、D不符合题意,C符合题意。
4.小丽在做凸透镜成像实验时,不慎将凸透镜上部碰掉一块,则在荧光屏上
( )
A.得不到像
B.得不到完整的像
C.成像效果不受影响
D.像是完整的,亮度变暗
【答案】
D
【解析】
物体的每一点发出无数光线,这些光线一部分通过凸透镜的上部成像在光屏上,也有一部分通过凸透镜的下部成像在光屏上,所以将凸透镜上部碰掉一块时,只是去掉了该点发出的成像光线的一部分,通过凸透镜的下部的那部分光线仍能成像在光屏上,所以成像的性质不变,由于通过的光在减少,所以像的亮度变暗。
5.研究凸透镜成像的规律。
(1)将三个元件移动到图示位置时,并使________三者在同一高度上,于是光屏上出现了清晰的像。请你根据此现象回答下列问题:
(2)光屏上像的性质为________,并推算出焦距为________。
(3)小金用同样的装置,只是换了个凸透镜做实验,透镜和蜡烛的位置与(1)相同但小金在透镜右侧无论如何移动光屏都无法在屏上成像,请分析产生此现象的原因________。
【答案】
(1)凸透镜光心、蜡烛焰心、光屏中心
(2)倒立等大实像;20cm
(3)换的凸透镜焦距大于或等于40厘米,所以物距小于或等于焦距,得不到实像
【解答】(1)将三个元件移动到图示位置时,并使凸透镜光心、蜡烛焰心、光屏中心三者在同一高度上,于是光屏上出现了清晰的像。
(2)根据图片可知,此时物距u=f=40cm=2f,所以光屏上像的性质为:倒立等大实像;焦距为20cm;
(3)光屏上不能成像的原因是:
换的凸透镜焦距大于或等于40厘米,所以物距小于或等于焦距,得不到实像。
【关键点拨】(1)根据凸透镜成像实验的操作过程解答;
(2)在凸透镜成像的实验中,当物距u=2f时,像距v=2f,此时成倒立、等大的实像;
(3)在凸透镜成像时,如果物距u考点五:知道眼球的折光系统并能解释近视和远视的成因与矫正
1.关于近视和远视的成因如图所示,下列说法正确的是(??
)
A.?甲为近视眼,可佩戴凹透镜矫正?????????????????????????B.?乙为近视眼,可佩戴凸透镜矫正
C.?甲为远视眼,可佩戴凸透镜矫正?????????????????????????D.?乙为远视眼,可佩戴凹透镜矫正
【答案】
A
【解答】甲图中光线的交点在视网膜前面,即成像在视网膜前,因此是近视眼,应该用凹透镜矫正;乙图中光线的交点在视网膜后面,即成像在视网膜后面,因此是远视眼,应该用凸透镜矫正,故A正确,而B、C、D错误。
【关键点拨】近视眼成像在视网膜前,用凹透镜矫正;远视眼成像在视网膜后,用凸透镜矫正,据此选择。
2.为满足特殊人群的需求,有一种眼镜的镜片可以改变(如图甲),它的改变是通过在透明的薄膜中注人或抽出光学液体来实现。图乙是某人看远处物体时的成像情况,此时该人的视力缺陷和矫正时应选择的镜片是(
??)
A.?近视眼,镜片Ⅰ??????????????B.?近视眼,镜片Ⅱ??????????????C.?远视眼,镜片I??????????????D.?远视眼,镜片Ⅱ
【答案】
A
【解答】根据乙图可知,焦点在视网膜前面,因此为近视眼,应该应凹透镜矫正,即选择镜片I,故A正确,而B、C、D错误。
【解析】①近视眼的晶状体偏厚,对光线的会聚能力强,成像在视网膜前;为了看清物体,必须使光线发散,焦点后移到视网膜上,因此使用凹透镜矫正;
②远视眼的晶状体偏薄,对光线的会聚能力弱,成像在视网膜后;为了看清物体,必须使光线会聚,焦点前移到视网膜上,因此使用凸透镜矫正。
考点过关☆专项突破
考点一:理解光的反射定律与光的动态问题。
1.广告公司在拍摄水果广告时,为了追求某种艺术效果,在暗室里用红光照射装在白色瓷盘中的红色苹果及黄色香蕉。站在旁边的摄影师将看到(?
)
A.?苹果呈黑色,瓷盘呈白色,香蕉呈黑色???????????????B.?苹果呈红色,瓷盘呈黑色,香蕉呈黑色
C.?苹果呈黑色,瓷盘呈红色,香蕉呈红色???????????????D.?苹果呈红色,瓷盘呈红色,香蕉呈黑色
2.下列现象中不能用光的直线传播来解释的是(??
)
A.?“一叶障目,不见泰山”
B.?太阳光穿过大气层射向地面过程中发生弯曲
C.?检查一块木板是否平直,可闭上一只眼睛,用另一只眼睛沿棱的方向看过去
D.?日食、月食的形成
3.“人面桃花相映红”,用光学知识解释桃花红的原因(??
)
A.?桃花自己能发出红光?????????????B.?桃花吸收红光?????????????C.?桃花反射红光?????????????D.?以上说法都不对
4.在探究树阴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.?
5.下列说法正确的是(
??)
A.?无影灯下没有影子,因为光可以透过一切障碍物
B.?无影灯下没有影子,因为光没有沿直线传播
C.?无影灯下没有影子,因为一盏灯发出的光产生的影子能被其他灯发出的光照明
D.?无影灯下没有影子,因为无影灯比普通灯亮得多
6.小华同学用激光笔照射水面,在水槽壁上出现两个红点A和B。若保持入射点O不变,欲使A点下移至A′,应使入射光线MO绕着点O沿________(选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动;若保持入射光线不变,欲使B点下移至B′,应使水面________(选填“上升”或“下降”),在水面变化过程中,折射角________(选填“增大”“不变”或“减小”)。
7.某兴趣小组在空易拉罐的底部中央戳个小圆孔,将顶部剪去后,蒙上一层塑料薄膜,制作成一个简易针孔照相机。如图所示,将其水平放置,在左侧固定一只与小孔等高的小灯泡,小灯泡发光时,可在塑料薄膜上看到灯丝________(选填“倒立”或“正立”)的像。若水平向左移动易拉罐,像的大小________(选填“变大”“变小”或“不变”)。若只将小圆孔改为三角形小孔,则像的形状________(选填“改变”或“不变”)。
8.关于小孔成像的说法正确的是(?
?)
A.?小孔成像实验中,孔的大小对成像效果没有影响
B.?当物体到孔的距离是像到孔距离的2倍时,像的大小是物体大小的1/2倍
C.?针孔照相机是利用了光的色散现象
D.?当物体相对于孔向左移时,所成的像也向左移
考点二:理解平面镜成像的特点
1.为避免司机低头观察汽车仪表、忽略路况造成事故,厂商开发出抬头显示器:汽车仪表安装在驾驶台上、显示面水平朝上,可机平视,借助透明挡风玻璃看到竖直的仪表显示的像,如图示时刻,司机平视就能看到车速数为“90”等行车信息,下列说法正确的是(
)
A.?此时仪表上直接显示出的速度数信息是“06”
B.?司机能看清仪表的信息是由于玻璃对光实现了漫反射
C.?“路面情况能被车内人看到”属于光的折射现象
D.?挡风玻璃必须与水平面垂直安装
2.如图为玩具鸟在平面镜中的成像示意图。下列能改变像位置的是(???
)
??
A.?竖直上移玩具鸟????????????B.?竖直下移平面镜????????????C.?人向平面镜靠近????????????D.?像与镜间放一木板
3.如图所示为一倾斜的平面镜,当你走向平面镜时,下列描述符合事实的是(?
)
A.?镜中的像变大????????????????????????????????????????????????B.?通过平面镜观察到的视野变大
C.?镜中的像将远离你????????????????????????????????????????D.?像与你的连线与镜面不垂直
考点三:理解折射定律并能解释常见的折射现象。
1.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.如图所示,一束光线斜射入容器中,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.?向左移动后静止???????????
B.?向右移动后静止???????????
C.?先向左移动再向右移动???????????
D.?仍在原来位置
3.潜水员在水里看斜插入水中的一根木桩的水上部分,其中正确的是(
???)
A.??????????????????????????B.??????????????????????????C.??????????????????????????D.?
4.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,下列操作能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
5.一个圆柱形的烧杯内装水,将一根木棍竖直插入其中,位置比圆心偏左些(俯视图如图),现从侧面观察,则哪幅图能正确反映所看到的情景( )
A.
B.
C.
D.
6.科学家发现一种特殊的负折射材料。所谓“负折射”,是指当光线在界面发生折射时,折射光线与入射光线始终位于法线同一侧。则当有一束光线射到负折射材料上时,正确的折射光路是(???
)
A.???????????B.????????????????C.????????????????D.?
考点四:凸透镜的成像的实验和原理,并了解在日常生活中的应用
1.将一蜡烛放在装有水的烧瓶前,调整蜡烛和烧瓶至如图所示位置,在墙壁上得到清晰的像。该像的性质是(??
)
A.?缩小的虚像???????????????????????
B.?放大的虚像???????????????????????
C.?缩小的实像???????????????????????
D.?放大的实像
2.小周同学在探究“凸透镜成像规律”实验时,在光屏上得到清晰的与烛焰等大的像(如图)保持凸透镜位置不变,为了在光屏上得到清晰的缩小的像,他必须(??
?)
A.?让蜡烛远离透镜,同时让光屏也远离透镜???????????B.?让蜡烛远离透镜,同时让光屏靠近透镜
C.?让蜡烛靠近透镜,同时让光屏也靠近透镜???????????D.?让蜡烛靠近透镜,同时让光屏远离透镜
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.在“探究凸透镜的成像特点”实验中,所用凸透镜的焦距为10cm,光屏是用表面涂有白漆的铁板制成。小科把“F”发光物置于离凸透镜13cm处,移动光屏,在光屏上找到清晰的像,如图所示。小科看到光屏上像的形状和大小分别是(
?)
A.?、放大?????????????????????????B.?、放大?????????????????????????C.?、缩小?????????????????????????D.?、缩小
5.照相机和放大镜都是凸透镜成像原理的具体应用。对应右图,下列关于照相机、放大镜使用和成像的说法正确的是(
???)
A.?照相机:被拍物体应在甲区域内,成倒立缩小实像
B.?照相机:被拍物体应在乙区域内,成倒立缩小实像
C.?放大镜:被观察物体应在乙区域内,成正立放大虚像
D.?放大镜:被观察物体应在内区域内,成正立放大实像
6.平面镜水平放置且镜面朝上,在镜面右端上方竖直放置一凸透镜,在凸透镜左侧主光轴上两倍焦距处有一点光源S,关于点光源在该光具组中成像情况的判断,正确的是(???
)
A.?两个实像,两个虚像?????????????????????????????????B.?两个实像,一个虚像
C.?一个实像,两个虚像?????????????????????????????????D.?一个实像,三个虚像
考点五:知道眼球的折光系统并能解释近视和远视的成因与矫正
1.新冠疫情期间,同学们都在家里通过平板、手机、电脑等方式参加网课学习,如图所示,人眼球的晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏。下列关于视网膜上成像特点以及与人眼成像原理相似的仪器均正确的是(
???)
A.?正立、缩小的虚像放大镜????????????????????????????????????B.?正立、缩小的实像照相机
C.?倒立、缩小的实像照相机????????????????????????????????????D.?倒立、放大的实像投影仪
2.小敏对眼球成像原理进行模拟实验。如图,将蜡烛放在A处时,光屏上成一个清晰的像,把此时的凸透镜和光屏模拟成正常人眼球模型,光屏相当于眼球的__________。在原位置上,换一个凸透镜后,发现要将蜡烛移动到B处才能在光屏上得到清晰的像,此时凸透镜和光屏相当于模拟________(选填“近”或“远”)视眼眼球。
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精品试卷·第
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