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初中科学试卷2021年03月22日
一、单选题
1.用自制针孔照相机观察烛焰,有以下四种说法:
a.薄膜上出现的烛焰的像是倒立的;
b.薄膜上烛焰的像可能是缩小的也可能是放大的;
c.保持小孔和烛焰的距离不变,向后拉动内筒,增加筒长,烛焰的像变大;
d.保持小孔和烛焰的距离不变,向前推动内筒,烛焰的像更明亮。
对于这四种说法,其中正确的是(?? )
A.?abcd???????????????????????????????????????B.?acd???????????????????????????????????????C.?ab???????????????????????????????????????D.?cd
2.如图所示,一口井装满水,在井底正中央趴着一只青蛙;若青蛙的眼睛用P点表示,青蛙此时观察井外事物范围的光路图如图所示,其中正确的是(??? )
A.????????????B.??????????????C.?????????????D.?
3.如图所示,正在向左匀速行驶的小车上有一杯水,一束方向不变的光线从右方斜射向水面,在小车刹车的过程中,杯中水面略有倾斜,则此时反射角将(??? )
A.?增大????????????????? ?B.?减小??????????????????????????????????
C.?不变??????????????????????????????????D.?都有可能
4.如图所示,平面镜OM与ON垂直放置,在它们的角平分线上P点处,放有一个球形发光物体,左半部分为深色,右半部分为浅色,在P点左侧较远的地方放有一架照相机,不考虑照相机本身在镜中的成像情况,则拍出照片的示意图正确的是(??? )
A.?A???????????????????????????????????????????B.?B??????????????????????????????????????????C.?C???????????????????????????????????????????D.?D
5.小科按微信公众号“胜哥课程”中的小孔成像科学视频自制了一针孔照相机来观察烛焰,实验后有了以下四种说法:
a.薄膜上出现的烛焰的像是倒立的;
b.薄膜上烛焰的像可能是缩小的也可能是放大的;
c.保持小孔和烛焰的距离不变,向后拉动内筒,增加筒长,烛焰的像变大I
d.保持小孔和烛焰的距离不变,向前推动内筒,烛焰的像更明亮。
对于这四句说法,其中正确的是(??? )
A.?abcd?????????????????B.?acd???????????????????C.?ab??????????????????D.?cd
6.如图所示,把由同种玻璃制成的正方体玻璃砖A和半球形玻璃砖B放在报纸上,若正方体的边长和半球的半径相同,则从正上方沿图中虚线(中心线)方向往下看中心线对准的文字(???? )
A.?A和B中看到的都比实际的高
B.?A中看到的比实际的高,B中看到的比实际的低
C.?A中看到的比实际的高,B中看到的与实际的一样高
D.?A和B中看到的都与实际一样高
7.某校新建成一个喷水池,在池底中央安装了一只射灯。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。现往池内注水,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点的下方,Q点和S点重合???????????????????????
B.?P点在S点的上方,Q点在S点的下方
C.?P点在S点的上方,Q点在S点的上方????????????????????
D.?P点在S点的下方,Q点在S点的上方
8.如图,平面XOY上,平面镜M两端坐标分别为(-1,3)和(0,3),人眼位于坐标(2,0)点处,当一发光点S从坐标原点沿-x方向运动过程中,经过以下哪个区域,人眼可从平面镜中观察到S的像(? )
A.?0到-1区域??????????????????????B.?-1到-2区域?????????????????????????C.?0到-∞区域??????????????????????D.?-2到-4区域
9.如图所示,水槽的右壁竖直放着一面平面镜.无水时,射灯从S点发出的光经平面镜反射后,左壁上会出现一个光点P。往水槽内加水,当水面处于a,b,c,d四个位置时,左壁上分别出现Pa,Pb,Pc,Pd四个光点(不考虑水面对光的反射)。则四个光点在左壁上的排列从下往上依次为( )
A.?Pa,Pb,Pc,Pd?????????B.?Pd,Pc,Pb,Pa?????????C.?Pc,Pd,Pa,Pb?????????D.?Pb,Pa,Pd,Pc
10.据《湘江晚报》报道:“湘江河灯饰景观工程全长6千米,每千米每小时耗电8千瓦时,比普通灯管要节约电能30%一40%,灯光可以有七色同步、七色渐变、七色追逐等变化……”由此可以知道,灯管内光源有几种色光源(? ??)
A.?7种??????????????????????B.?5种????????????????????????????????????????C.?3种????????????????????????????????D.?1种
11.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.现往池内注水,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点的下方,Q点在S点的上方????????????????????B.?P点在S点的上方,Q点在S点的下方
C.?P点在S点的上方,Q点在S点的上方????????????????????D.?P点在S点的下方,Q点在S点的下方
12.小明用半圆形玻璃砖研究光的折射.她让一束光线从空气射到玻璃砖的圆心后,发现光线最终从玻璃砖射出,回到了空气中.下列哪幅图能正确反映实验时的光路(?? )
A.???????????????????????????B.???????????????????????????C.???????????????????????????D.?
13.小华竖直站在一面斜靠在墙边的平面镜前,如图所示.小华在平面镜中所成的像与水平面的夹角是(?? )
A.?20°?????????????????????????????B.?50°???????????????????????????????C.?70°??????????????????????????????????D.?90°
14.如图所示,水平桌面上斜放着一个平面镜M , 桌面上的小球按图示方向滚动,要使小球在平面镜中所成的像沿竖直方向下落,则镜面与桌面间的夹角α应为(?? )
A.?90°??????????????????????B.?60°??????????????????????C.?45°?????????????????????????????D.?30°
15.如图,在竖直的xoy平面上,人眼始终位于(3,0)坐标点,一块平面镜始终位于图示位置,平面镜两端坐标分别为(-1,3)和(0,3).一个点光源S从坐标原点O出发沿着x轴负方向做匀速直线运动,在S运动的过程中,人眼可以从平面镜中观察到S点的像出现在x轴上(?? )
?
A.?0到-1之间????????????????????B.?-1到-3之间????????????????????C.?-3到-5之间????????????????????D.?-5到负无限大之间
16.一个人沿马路边行走经过某一盏路灯,在走路过程中,路灯照射到人身上时,影子长短在变化,其变化的情况是(?? )
A.?逐渐变长????????????????????B.?先变短,后变长????????????????????C.?逐渐变短????????????????????D.?先变长,后变短
17.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.?
18.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
19.关于光的反射,下列说法正确的是??? (??? )
A.?当入射光线与镜面的夹角为20?°时,反射角也是20°
B.?如果反射光线向法线靠近,则入射光线也向法线靠近
C.?当入射角增大5°时,反射光线与入射光线的夹角也增大5°
D.?镜面反射遵从光的反射定律,漫反射不遵从光的反射定律
20.流程图可以表示连续发生的一系列生理活动,以下流程图正确的是( )
A.?空气→鼻腔→咽→喉→气管→支气管→肺
B.?声波→鼓膜→耳蜗→听小骨→听神经→听觉中枢
C.?血液→肾小球→肾小囊→尿液
D.?光线→瞳孔→角膜→晶状体→视网膜→视神经→视觉中枢
21.雨后晴朗的夜晚为了不踩到地面的积水,下列判断中正确的是(??? )
A.?迎着月光走,地上发亮处是水;背着月光走,地上暗处是水
B.?迎着月光走,地上暗处是水;背着月光走,地上发亮处是水
C.?无论迎着月光走还是背着月光走,地上发亮处都应是水
D.?无论迎着月光走还是背着月光走,地上暗处都应是水
22.某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了物体到凸透镜的距离u跟像到凸透镜的距离v之间关系的图象,如图所示,下列判断正确的是( )
A.?该凸透镜的焦距是20cm
B.?当u=15cm时,光屏上不能成像
C.?当u=25cm时成缩小的像,照相机就是根据这一原理制成的
D.?把物体从距凸透镜11cm处移动到30cm处的过程中,像逐渐变大
23.在探究凸透镜成像规律的实验中,我们发现像距v和物距u是一一对应的,在如图所示的四个图线中,能正确反映凸透镜成像规律的应该是? (?? ????)
A.?图线A?????????????????????????????????B.?图线B?????????????????????????????????C.?图线C?????????????????????????????????D.?图线D
24.如图所示,一玻璃砖内有一凸形气泡,一束平行光垂直射向玻璃砖的侧面,通过玻璃砖后,光线将会(????? )
A.?仍然平行????????????????????????????????B.?会聚????????????????????????????????C.?发散????????????????????????????????D.?无法确定
25.如图所示,一点光源位于凸透镜的主光轴上,凸透镜位置固定。当点光源位于A点时,它的像在B点;当点光源位于B点时,它的像在C点。则凸透镜位于(??? )
A.?A的左侧???????????????????????????B.?A、B之间???????????????????????????C.?B、C之间?????????????????????????????D.?C的右侧
26.小明在听讲座时,想把银幕上用投影仪投影的彩色幻灯片图像用照相机拍摄下来。由于会场比较暗,他使用了闪光灯。这样拍出来的照片(??? )
A.?色彩鲜艳,比不用闪光灯清楚多了
B.?色彩被“闪”掉了,拍到的仅有黑色的字和线条
C.?反而看不清投影到银幕上的图像,倒是把银幕上的一些污渍拍了出来
D.?与不用闪光灯时效果一样,因为拍摄的是银幕上的像,而不是实际的景物
27.一发光物体置于如图1所示的凸透镜左侧,在右侧光屏上得到一个清晰的倒立缩小实像。现将此凸透镜剖成对称的两半,按如图2所示放在原来位置,发光物体和光屏位置均保持不变,则(??? )
A.?光屏上仍得到一个清晰的倒立缩小实像???????????????B.?光屏上得到二个清晰的倒立缩小实像
C.?光屏上得到三个清晰的倒立缩小实像??????????????????D.?光屏上得不到清晰的倒立缩小实像
28.在用液体透镜探究“凸透镜成像规律”时,蜡烛、光屏和液体透镜的位置如图所示,光屏上出现清晰的烛焰像,若透镜位置不动,将蜡烛移到光具座10cm刻度时,则烛焰经凸透镜所成的像是( ?)
A.?放大、倒立的实像?????????B.?放大、正立的虚像?????????C.?缩小、倒立的实像?????????D.?缩小、正立的实像
29.某人手拿边长为6cm的正方形平面镜测量身后一棵树的高度。测量时保持镜面和地面垂直,镜子与眼睛的距离为0.4m在某位置时,他在镜中恰好能够看到整棵树的像,然后他向前走了6m,发现用镜子长度的5/6就能看到整棵树的像。这棵树的高度为(?? )
A.?4m?????????????????????????????????????B.?4.5m?????????????????????????????????????C.?5m?????????????????????????????????????D.?5.5m
30.如下图所示,一束与水平方向成40°角的入射光由空气射入水中,在杯底形成光斑。逐渐往杯中加水,观察到的光斑的移动方向(?? )
A.?向左移动?????????????????????????????B.?向右移动?????????????????????????????C.?不移动?????????????????????????????D.?无法判断
31.小丁在“探究凸透镜成像规律”的实验中,用米尺在水平桌面上画一直线并标明刻度,将透镜固定在50cm处,蜡烛位于透镜左侧的某一位置。小丁首先在60cm处观察到像,如图甲;之后在60cm处固定一平面镜,眼睛在蜡烛上方向平面镜看去,如图乙。下列说法中错误的是(?? )
A.?平面镜的作用是改变光线的传播方向??????????????????B.?该凸透镜的焦距一定小于 5cm
C.?甲图中,观察到的是正立、放大的虚像???????????????D.?可以通过平面镜看到原蜡烛放大的虚像
32.一焦距为f的凸透镜.主轴和水平x轴重合,透镜左侧x轴上有一点光源.点光源到透镜的距离大于f而小于2f,若将此透镜沿x轴向右平移2f的距离,则在此过程中点光源经透镜所成的像将(??? )
A.?一直向右移动?????????????????????????????????????????????????????B.?一直向左移动
C.?先向右移动,接着向左移动????????????????????????????????D.?先向左移动,接着向右移动
33.如图所示,某同学通过两个透镜L1和L2组成的透镜组(两透镜主光轴重合),将一束平行于主光轴的平行光的宽度缩小为原来的1/2,若其中的一个透镜是焦距为f的凸透镜,则两透镜之间的距离不可能为( ???)
A.?f/2????????????????????????????????????????B.?3f/2????????????????????????????????????????C.?2f????????????????????????????????????????D.?3f
二、填空题
34.在光学中折射率是这样定义的;让光线从真空(或空气)射入某介质发生折射,如果入射角是i,折射角是r,则该介质的折射率为n= 。图甲为某光线通过等边三角形三棱镜的光路图,α=45,则该三棱镜的折射率为________?.图乙为某光线通过相同材料的平行玻璃砖的光路图,玻璃砖的厚度为d,某光线斜射到玻璃砖的上表面时,α=45,光线从玻璃砖的下表面射出,则出射光线与入射光线的间距x为________
35.为了连续改变反射光的方向,并多次重复这个过程,方法之一是旋转由许多反射镜面组成的多面体楼镜(简称统鼓),如图所示。当激光束以固定方向入射到镜鼓的一个反射面上时,由于反射镜绕竖直轴旋转,反射光就可在屏幕上扫出一条水平线。依次,每块反射镜都将轮流扫描一次。如果要求扫描的范围0=45°且每秒钟扫描48次,那么镜鼓的反射镜面数目是________个,镜鼓旋转的转速是________转/min。
36.如图所示,在x轴的原点放一点光源S,距点光源为a处放一不透光的边长为a的正方体物块。若在x轴的上方距x轴为2a处放一平行于x轴且面向物块的长平面镜,则在正方体x轴上被点光源S发出经长平面镜反射而照亮的长度为________。
37.??(1)在光学中,折射率是这样定义的,让光线从真空(或空气)射入某介质发生折射,如果入射角是i,折射角是r,则该介质的折射率为n=sini/sinr,下面图为某光线通过等腰三角形三棱镜(顶角为2a)的光路图,则该三棱镜的折射率为________。
(2)将三棱镜换成图所示平行玻璃砖,平行玻璃砖的厚度为d。某光线斜射到玻璃砖的上表面,a=45°,光线从玻璃砖的下表面射出,玻璃对这种光的折射率为 ,则出射光线与入射光线的间距x为________?。
38.《康熙几暇格物编》中记载:“置钱碗底,远视若无,及盛满水时,则钱随水光而显现矣。”如图所示,把铜钱放在碗底B处后加适量水,从A处恰好看到铜钱的像在E处,用激光笔从A点向________(填字母)处照射,可照亮铜钱,加满水,从A处看到像的位置将________(填“变高”“变低”或“不变”)。
39.如图所示,一根长度为L的直薄木条上有两个观察小孔.两小孔之间的距离为d,d恰好是一个人两眼间的距离,当木条水平放置时,此人想通过两观察孔看见此木条在平面镜M里完整的像,那么选用的平面镜宽度至少是________。
40.一束平行光照射到凸透镜上,在离透镜15cm处的光屏上得到一个亮斑,当物体位于透镜前20cm处时,在凸透镜的另一侧可以得到?________? 、________?的________?像。
41.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°,则当光电屏上的光斑由S1移到S2时,液面________?(选填“上升”或“下降”).
?42.已知光的速度是每秒行走300?000km,经历一年时间光行走________km,已知光从银河系的一边射出,当光到达对边时所经历的时间是70?000年,则银河系的范围是________km.
43.透镜是重要的光学元件,分为凸透镜和凹透镜。
(1)焦距标志着透镜对光的________。
(2)荣荣小组用如图所示的甲凸透镜探究“凸透镜成像规律”,通过实验依次得到倒立缩小的实像、倒立放大的实像、正立放大的虚像,并总结出成像规律。据此判断实验中物距是如何选取的?
________
(3)同学们用凸透镜正对太阳光的办法点燃酒精棉。
① 放好酒精棉后,移动凸透镜直至太阳光经透镜后在酒精棉上形成________的光斑。
② 若在同样环境下,放好酒精棉,选用图示中哪个凸透镜更容易点燃酒精棉,说明理由(忽略光从透镜传播到酒精棉过程中的能量损失)。
?________????????????????????????
44.如图所示,一束光线与主光轴平行且宽度为a,照射到一个凹透镜上,经过拆射后在距透镜L的光屏上形成一个宽度为b的光斑,则此凹透镜的焦距为________。
45.如图,在注有清水的试管内留有一稍大的空气泡,使太阳光从试管的正上方向下照,观察试管下方的白纸,可以发现白纸上与空气泡相对应的位置上,有一椭圆黑影,而其它部分竟是一条与试管平行的亮线.这是因为试管充满水的地方相当于________透镜,而气泡与周边的水组成________透镜.如果把白纸从靠近试管向下移动到较远处,亮线的粗细将如何变化?________。
46.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.受此启发,在测量凸透镜的焦距时,冬冬想再进行一个实验:如果分别用红光和紫光平行于同一个凸透镜的主光轴射入,看它们的焦距是否相同.你觉得红光的焦距________紫光的焦距(选填“大于”、“等于”或“小于”).理由是________。
47.图1是利用激光测转的原理示意图,图中圆盘可绕固定轴转动,盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料.当盘转到某一位置时,接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束,并将所收到的光信号转变成电信号,在示波器显示屏上显示出来(如图2所示)
(1)若图2中示波器显示屏横向的每大格(5小格)对应的时间为5.00×10-2s,则圆盘的转速为________转/s.
(2)若测得圆盘直径为10.20cm,则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为________cm.(保留3位有效数字)
48.如图所示,用焦距为5 cm的凸透镜进行了如下实验操作:将蜡烛放在A处时,位于P处(图中未画出)的光屏上得到了清晰的缩小像;保持透镜位置不变,向右移动蜡烛至B处,再将光屏从P处移至另一位置得到清晰的放大像,则两次所成的像都是________立的,P位于A的________侧,上述过程中光屏是向________侧移动的,用刻度表示透镜在光具座上的位置:________。
49.在信息化时代,相机和手机都是常用的图象采集设备.
(1)通过伸缩镜头,使像清晰地成在芯片上,这个操作过程便是“调焦”。小敏同学发现手机不能“调焦”但成像也基本清晰,她将手机拿到哥哥工作的大学实验室去探究,实验数据如表,根据表中数据,判断手机镜头的焦距大约为________。
次数 物理量 1 2 3 4 5 6 7
?物距/m 10.00 5.00 2.00 1.00 0.50 0.10 0.05
?像距/cm 0.500 0.501 0.502 0.503 0.505 0.526 0.556
(2)请分析,手机拍摄远近不同的物体不需要“调焦”的原因是________。
50.如图所示,一碗底B处放一硬币,然后加适量水,从A处恰好能看到硬币的像于E处,若用激光笔从A点向________(选填“C或B或E或D”)处照射,可以刚好照射到硬币,若继续加水至满,则从A处看到的硬币的像将________(选填“变高”或“变低”或“不变”)
51.物理兴趣小组想知道某只透镜的焦距f为多少,做实验甲,镜面垂直于阳光,在透镜下面放上白纸(纸、镜平行),测出透镜与白纸间距S/cm与对应的白纸被烤焦的时间t/min,绘出图纸乙,则可判断该透镜的焦距f为?________;
将透镜及蜡烛、光屏置于光具座上,(如图丙)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),绘出图线丁(以f为长度单位),由图可知,要想成实像,蜡烛与光屏的间距应满足L≥?________(用f表示).
经“百度”发现,物理学中,有一个凸透镜成像的“新概念”:放大率n== , 结合丙、丁两图,可知当物距u=1.5f时,n=?________.
52.?如图是人的眼球结构示意图,请据图回答问题:
(1)人能看清远近不同的物体,是因为[4]________?的曲度可以调节.
(2)刚从电影院出来,[3]瞳孔将会________?.(填变大或者缩小)
(3)只有物像落在[8]________?上时,才能看清物体.
(4)[5]________?病变或者受到损伤,可通过移植使病人重新获得光明.
(5)不同人种,[2]________?的颜色不同.
53.?下课铃响了,你匆匆地跳出教室,直奔食堂.你看到了饭菜的颜色,闻到了饭菜的气味,尝到了饭菜的味道,手指感觉到馒头的温热:
(1)你能够看到饭菜的颜色,是因为光线经过[4]________?的折射,像成在[7]________?上,并最终形成了视觉.
(2)你能够听到下课铃声,是因为声波引起[11]________?的振动,刺激了[9]________?内对声波敏感的感觉细胞,并最终产生了听觉.
(3)你能够看到饭菜的颜色,闻到饭菜的气味,尝到饭菜的味道,手指感觉到馒头的温热,都是靠分布在身体不同部位的________?获取信息,这些感觉最终都是在________?形成的.
54.圆形鱼缸里养了条金鱼,从斜上方看和从侧面看大小、位置都不一样,它们都是鱼缸里的鱼反射的光折射形成的________像,与实际的鱼相比,从斜上方看到的鱼是________(填“放大”、“等大”或“缩小”)的,位置稍________(填“高”或“低”),从侧面看到的鱼是________(填“放大”、“等大”或“缩小”)的。
三、解答题(共14题;共103分)
55.??(1)照相时,通过选择不同的“光圈”可以控制镜头的进光面积;选择不同的快门速度,可以控制镜头的进光时间.两者结合的目的是使底片受到的光照能量保持一定而得到好照片,下表中列出了照相机光圈与快门的几种正确组合.在“快门”一行中,“25”表示快门打开的时间是1/25秒.在“光圈”一行中,“15”表示镜头透光部分的直径等于镜头焦距的1/15.那么快门“50”对应的“光圈”应该是________。
光圈 20 15 12?
6 3 2
快门 9 16 25 50 100 400 900
(2)如图所示,线段AB为一凸透镜成像的物距倒数1/u和像距倒数1/v的对应关系,若用此凸透镜成像,当物体距透镜0.3米时,物体所成像的性质是________(需说明像的虚实、大小、正倒立情况).
(3)如图,①中弹簧左端固定在墙上,右端受到大小为F的拉力作用,此时弹簧的伸长量为X1并处于静止状态。②中弹簧两端都受到大小为F的拉力作用,此时弹簧的伸长量为X2并处于静止状态。③中弹簧两端各挂一小物块,在大小为F的拉力作用下,两物体在粗糙桌面上一起向右做匀速直线运动,此时弹簧伸长量为X3 . 则X1、X2、X3大小关系是:X1________X2 , X2________X3。
56.杯壁很薄的圆柱形玻璃杯中装有多半杯水,将一只钢尺竖直插入水中,钢尺水下部分看起来比水上部分宽。如图甲所示,请解释这个现象。[注:如果需要,可在俯视图(乙图)上画示意图,以辅助说明。O为圆心]
57.如图,把一支钢笔放在玻璃砖的背面,我们可以看到“钢笔错位了”,这其实是光的折射现象。
(1)请作出光线经过玻璃砖的的光路图。
(2)证明经过两次折射后的折射光线与最初的入射光线平行。
58.根据下面的条件,作出相应的图像(要求保留作图痕迹)。
(1)如图甲所示,S是发光点,A是某反射光线上的一点。请画出这条反射光线,并完成光路图。
(2)平静水面上的小鸟和水中的小鱼,某时刻的实际位置如图所示,水面一侧C点的人眼恰好看到它们在水中的像重合,以小鸟眼睛 A 点代表小鸟,以小鱼眼睛B点代表小鱼,请画出小鸟在水中像的位置以及人眼看到小鱼的光路图。
(3)小明妈妈的手机掉到了沙发下,没有手电筒,小明借助平面镜反射灯光找到了手机。图丙中已标出了反射光线和入射光线,请在图中画出平面镜位置。
59.如图所示,小阳在公园水面上玩水上滚球的游戏,人处于充足空气的薄壁透明塑料圆球里,他发现水下A处有一条金鱼,设小阳的眼睛在B处,圆球的球心在O点.请你作出小阳观察到金鱼的光路图及确定金鱼实际的大致位置。
60.如图所示,新坝中学初三(2)班STS课外兴趣小组,在探究折射角与入射角关系时,将一束光从玻璃射向空气,发现光在玻璃和空气的分界面处同时发 生折射和反射现象,且折射角大于入射角;当入射角不断增大时,折射光线离法线越来越远,且越来越弱,反射光线却越来越强,当入射角增大到某一角度α时,折 射角达到90°,折射光线就完全消失,只剩下反射回玻璃中的光线;再减少入射角,当入射角小于α时,折射光线和反射光线又同时存在;而让光线从空气射向玻 璃时,无论怎样改变入射角,折射光线和反射光线都同时存在.他们感到非常惊奇,大家又做了一遍,发现还是如此,这究竟是什么现象呢?
查阅资料得知,这种折射光线完全消失的现象叫全反射现象,而且此现象在医学和通信等方面都有广泛的应用。
阅读上面内容,请回答下面问题:
(1)用符号γ将上图中折射角标出;
(2)如果将一束光从空气射向玻璃,________?(选填:能、不能或可能)发生全反射现象;
(3)发生全反射现象的条件是:????
①________ ?;
②_______ _?。
61.大约两千四百年前,我国的学者墨翟和它的学生做了世界上第一个小孔成像的实验,解释了小孔成像的原理。小光同学将两个长度均为50cm,直径为5cm的直筒套在一起,做成如图的仪器(M筒的直径稍大,可以套在N筒上并能前后移动)
(1)小孔成的像是倒立的________像。可以用光的________-解释。所成的像与小孔的形状________。
(2)若直筒M,N位置不动,让物体远离N筒,像距________,像的大小________(以上两空选填“变大”“不变”或“变小”)。
(3)十五的夜晚,将小孔对准明月,测得月亮最大像的直径是9.1mm,已知月球到地球的距离为380000km。月球的直径约为________km。?
62.在太阳光或白炽灯下,如果挡住了光的去路,就会形成清晰的影子.可是小明却发现,在日光灯下的影子灰蒙蒙一片,一点不清楚,特别是处处装点着电灯的大厅里,人和物的影子就更是模糊不清了.这是为什么呢?
小明去问物理老师,老师拿出几根蜡烛、一个圆柱形铁块,让小明做了如下实验:
①木块放在桌子上,旁边点上一只蜡烛.观察铁块的影子;(如图a)
②在旁边再点上一只蜡烛,观察铁块的影子(如图b);
③继续在铁块旁边点蜡烛,直到将蜡烛围满铁块四周,观察铁块的影子(如图c和d)。
结果小明发现,蜡烛影子越来越淡,最后几乎没有了!他又比较了一下白炽灯和日光灯,看到白炽灯的灯丝很集中,而日光灯的灯管却很长,他想了一会后,高兴的说:“老师,我明白了!”
请回答下列问题:
(1)小明明白了怎样的道理?请替她回答一下
(2)此结论在生活中可有什么应用?请举一例。
(3)在上述研究过程中,使用了哪些探究要素?
63.小河对岸有幢傍水而建的10米高的楼房,一个身高1.6米的人站在岸上,此人距岸边2.4米远处恰能看见楼房在水中的全部倒影,如果河岸距水面1米高,求河宽。
64.在学校的操场上二竖立着一个旗杆,你能用所学知识测出旗杆的高度吗?说说你的方法。
65.“海市蜃楼”是一种与光学有关的自然现象,下图是海面上形成“海市蜃楼”的图解。
资料1:光从一种物质斜射人另一物质时,传播方向会发生改变,而人的视觉总是感到物像是来自直线的;
资料2:一般情况,光从密度较大的介质斜射人密度较小的介质会偏离法线而改变传播方向(如右下图):
资料3:海面上的下层空气温度低,在一定的高度内,高度越高温度越高,导致空气的密度不同。
回答以下问题:
(1)如图,游客看到的是虚像还是实像?
(2)请根据以上提供的资料和所学知识对该现象做出初步的解释。
66.在如图中,画出光线射出水面的折射光线以及经过透镜的折射光线。
67.如图所示,一束光线垂直入射到1/4圆形玻璃砖的平面上,请画出光线通过玻璃出射到空气中的光路图。
68.小华喜欢的玩具是妈妈送给他的生日礼物:三只大小、形状完全相同的凸透镜,分别由玻璃、水晶、塑料制成,他想知道凸透镜的焦距是否与材料有关,请你帮助他设计这次探究的全过程:
A.提出猜想 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??
B.这次探究的器材主要有?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??。
C.写出探究的主要步骤。
D.请你设计数据记录表格。
E.结论:?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ???
四、实验探究题
69.小科班的同学在老师的指导下,用图甲所示的装置探究“凸透镜成像的规律”。
(1)安装好各种器材后,点燃蜡烛,不断改变光屏的位置,但无论如何沿光具座移动光屏,在光屏上始终找不到烛焰的像。出现这一现象的原因可能是?? ???
A.蜡烛的焰心、透镜的光心、光屏中心不在同一高度
B.蜡烛到凸透镜的距离小于焦距。
C.蜡烛正好在凸透镜的焦点处
D.光具座太短
(2)对装置进行调整后,小科和小明继续研究凸透镜成像的规律。他们先把凸透镜固定在光具座上10cm处,小科负责将蜡烛从透镜一侧50cm处逐渐向透镜靠近,小明负责观察烛焰的像,并按观察到的像的大小进行编号整理,如图乙所示。实验过程中小科观察到的各个像的先后顺序应为(填序号):________。
(3)某同学在研究凸透镜成像规律的实验中,改变物距(u),移动光屏找到清晰的像,记录像距(v),得到下列一组数据.
u/cm 40 30 20 15 13.3 12.5
v/cm 13.3 15 20 30 40 50
实验过程中凸透镜始终固定在光具座上10cm处,若某次记录时该同学看到了倒立放大的像,此时蜡烛在光具座上可能处于的位置的范围是________。
70.小敏同学在做“探究平面镜成像的特点”的实验时,将一块玻璃板竖直架在水平台上,再选取两段完全相同的蜡烛A和B,点燃玻璃板前的蜡烛A,进行观察,如图所示,在此实验中:?
?
(1)选用器材有玻璃板、火柴、光屏(白纸)、蜡烛、刻度尺。小敏选择玻璃板代替镜子进行实验的目的是________。
(2)选取两段完全相同的蜡烛是为了比较________的关系
(3)移去后面的蜡烛B,并在其所在位置上放一光屏(白纸),则光屏上________(填“能”或“不能”)承接到蜡烛烛焰的像。
(4)小敏将蜡烛逐渐远离玻璃板时,它的像________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)魔术师利用了平面镜成像规律,创造了“空间旋转”“飞天仙女”等节目,当演员躺在转盘上做各种动作时,观众所看到的悬在空中做优美动作的演员,只不过是躺在转盘上的演员在平面镜里的像,当然事先要在转盘前安装挡板,使观众看不到转盘及演员,如图所示,如演员横躺在转盘上,当演员的头在左侧,观众可看到演员的像是________(填“正立”“倒立”“横躺”)的。挡板使观众看不到转盘及演员,运用了光________原理。
71.小明同学用焦距为15cm的凸透镜做“探究 凸透镜成像的规律”实验:
(1)如图甲所示,实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心,使它们在________。
(2)实验过程中,当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时,在光屏上可得到一个清晰的像,该像的性质是________。
(3)实验过程中,随着蜡烛的燃烧,可观察到光屏上的像向________移动。
(4)通过实验观察可知,图乙中通过凸透镜不可能形成的烛焰的像是________。(填符号)
72.天台始丰湖公园的郁金香开了,吸引许多游客前来观赏, 在游玩时小柯看见了一些现象;
(1)阳光下,小柯看见自己在地面上留下了影子,可以用光的________知识来解释。
(2)来到湖边,小柯看见湖水中的鱼在蓝天白云间游弋,看见的鱼是光的________形成的,看见的蓝天白云是光的反射形成的________像。
(3)正常情况下,能看清远处美丽的郁金香,主要是因为眼球中[3]________受到睫状肌的调节会变________(填“薄”或“厚”), 使像落在[6]________,最终在________产生视觉。小柯在现场看远处郁金香时,所成的像如图甲所示,两种矫正方案如图乙,你认为小柯选择________方案。
?
(4)小柯去眼镜店配眼镜,商家采用了如图方法给她检查视力,请根据图中的数据找出正确选项( ??)
A.视力表的像距离平面镜2.1m B.视力表的像距离小柯4.6m
C.小柯距离她的像5m D.小柯的像距离视力表的像0.4m
73.实验室利用光具座研究凸透镜成像的规律,当三个元件移动到图示位置时,光屏上出现了清晰的像。回答下列问题:
(1)光屏上的像的性质为________。
(2)关于本实验中得到的像在生活中的应用例子有________。
(3)从图中读出物距为________ cm,并推算出焦距为________(填字母)。
A.f <15 cm? B.15 cm< f <20 cm? C.f >30 cm
(4)如果保持蜡烛与凸透镜的位置不变,撤去光屏,是否仍然成像?________。
74.太阳发出的可见光、红外线等光线具有能量,照射到物体上,部分被吸收转化为内能(其中红外线尤其显著)。许多车主为了隔热给汽车玻璃贴上太阳膜。某兴趣小组对市场5种品牌隔热性能进行如下探究:
①如图,在暗室中将一侧贴有品牌太阳膜的玻璃板竖直放在水平桌面上,在距离玻璃板左侧20cm放置一个红外线灯,玻璃板右侧放置一个光能风车(光能风车的风叶在红外线照射下,转动快慢能反映接收到的红外线的强弱);
②打开红外线灯,观察并记录30s内光能风车风叶转动的圈数;
③改变红外线灯的位置,使之距离玻璃板的距离分别为40cm、60cm、80cm,重复步骤②;
④在玻璃板上依次更换其他4种品牌的太阳膜,重复上述实验;
(1)本实验需要的测量工具有________ ;(写出2种)
(2)透过太阳膜红外线的强弱无法用肉眼直接观察,本实验用光能风车转动快慢来反映红外线的强弱.下列实验或活动所用得方法与本实验相同的有____________;(可多选).
A.?B.?C. ?
(3)为了使本实验的结果更可靠,还需改变哪些变量进行多次实验?________。(写出2点)
75.如图是研究光的折射规律的实验原理图;下表中记录了不同的入射角和对应的折射角的实验测量数据。
(1)请你结合图,以光从空气进入到玻璃中的情况为例,分析实验数据(光从空气进入其它透明介质中也可得到具有相同规律的实验数据),对光从空气进入其它透明介质中的折射规律加以总结(补充完整)
入射角i 10° 20° 30° 40° 50° 60° 70° 80°
折射角γ 6.7° 13.3° 19.6° 25.2° 30.7° 35.1° 38.6° 40.6°
a.折射光线跟入射光线和法线在同一平面内,并且分别位于法线两侧;
b.________。
(2)请定量比较实验数据.把你新的发现写在下面:________。
76.小唐了解到电视机遥控是通过一种人眼看不见的光----红外线来传输信号的。他想进一步了解红外线是否具有可见光的某些传播规律.进行了探究:
实验一:在遥控器前面分别用相同厚度和大小的硬纸板与玻璃板遮挡,保持遥控器方向、遥控器和电视机的距离相间,多次按下遥控器的“开/待机”按钮,发现用硬纸板遮挡时不能控制电视机,用玻璃板遮挡时能控制电视机。
实脸二:将遥控器对准天花板,调整遥控器的方向并多次按下遥控器的“开/待机”按钮,发现遥控器处于某些方向时能控制电视机。
(1)小唐进行实验一所探究的问题是________ ??
(2)实脸二现象能证明________ 。
A.红外线遇障碍物会发生反射?
B.红外线反射时遵循光的反射定律
77.某物理兴趣小组利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成凹、凸形状可改变的液体透镜,如图所示。
(1)在探究“凸透镜对光线的作用”时,首先在两个透明玻璃长方体容器中充入蚊香烟雾,然后将水注入橡皮膜,制成液体透镜.再将液体透镜放置在两个玻璃容器之间,如图甲所示.让光线沿图示方向射入玻璃容器,经透镜折射后折射光线将________(选填“偏离”或“偏向”)主光轴.如果此时再用注射器向橡皮膜注水,改变液体透镜的凸起程度,则折射光线偏折的程度________(选填“会改变”或“不改变”)。在玻璃容器中充入蚊香烟雾的目的是________。
(2)为了探究“影响液体透镜折光能力强弱的因素”,物理兴趣小组人员做了如下实验:在图甲所示的装置中,保持液体透镜的凸起程度、即形状不变,先后在橡皮膜中注入酒精和煤油,观察光线经不同液体透镜折射后的偏折程度,此时,他们是在探究液体透镜折光能力与________是否有关,在此探究过程中保持液体透镜的凸起程度,即形状不变的具体原因是________。
78.小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,凸透镜的位置固定不动,实验操作规范。在图示位置时,烛焰恰好在光屏上成清晰的像。
(1)这个像的成像原理与________(选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”)相同。若将蜡烛向右移动少许,则应将光屏向________(选填“左”或“右”)移动才能再次在光屏上成清晰的像,此时像的大小比刚才的像要________些。
(2)再在凸透镜左侧附近放置一凹透镜(图中未画出),这时需要将光屏向________(选填“左”或“右”)移动才能在光屏上成清晰的像。
(3)为了粗测凸透镜的焦距,小明上午第二课下课后,将凸透镜与水平地面平行放置,调节凸透镜到地面的距离,直至地面上出现一个最小的亮点,小明认为此点就是凸透镜焦点的位置。旁边的同学却告诉他,这个亮点不是凸透镜的焦点位置,其理由是:________。
79.2014年7月,常州学生李潇在水塘中看到形状特殊的“虾”.
(1)如图甲所示,他看到的“虾”是因为光的________?而形成的________?像,真正的虾在水中________?(C/D/E/F)处.他用激光笔从A点向 B (B/C/D/E/F)处射出光束,即可把虾照亮.
(2)拍照得到虾的胶片后,他用如图乙所示的幻灯机展示给同学们看.
①胶片上虾的头部朝________?(上/下).
②测得胶片到凸透镜的距离为8cm,则该凸透镜的焦距可能是________?.
A.2cm????? B.7cm???? C.9cm????? D.10cm
③要使像变得更大,应将幕布向________?(左/右)移,并将凸透镜向________?(左/右)移
(3)生物老师证实,这是古老物种仙女虾.其卵可以在寒冷或高温的沙土里休眠多年,直到遇水才孵化.仙女虾的卵壳具有________?(写出一点即可)的特性
80.小燕多次乘车了解到夜间开汽车,若车内亮灯,车内物体会在前面的挡风玻璃上成清晰的像,干扰司机的视线,影响行车安全。为今后安全行车,小燕根据生活中透明平板玻璃所成像“明”、“暗”不同的多种情况做以下探究:
【提出问题】物体在透明平板玻璃中成像的“明”、“暗”程度与哪些因素有关?
【进行猜想】
猜想1:透明平板玻璃成像的“明”、“暗”程度可能与物体离光源的距离有关;
猜想2:透明平板玻璃成像的“明”、“暗”程度可能与光源的强度有关;
猜想3:透明平板玻璃成像的“明”、“暗”程度可能与物体的颜色有关。
【进行实验,收集数据】
实验一:如图所示,在水平桌面上竖直固定一块透明平板玻璃,同一物体固定在离透明平板玻璃0.5m的A点,在桌面的C点先后用不同功率的灯照亮A点处的物体,观察同一物体不同光照下在透明平板玻璃中所成像的“明”“暗”程度。各次实验人的眼睛都在同一位置从右向左观察物体在透明玻璃板中的像。结果记入下表。
灯的功率/W 物体和灯的距离/m 像的明暗程度
5 1 暗
25 1 较暗
40 1 亮
实验二:同一物体位置固定在A点不动,用同一盏5W的灯先后在桌面B、C、D三点照亮A处的同一物体,同一位置观察同一物体在透明平板玻璃(仍固定不变)中成像的“明”“暗”程度。结果记入下表。
灯的功率/W 物体和灯的距离/m 像的明暗程度
5 0.5 明
5 1.0 较明
5 1.5 暗
(1)小燕是用实验一来探究猜想________(选填“1”、“2”或“3”);
(2)分析实验二的实验数据及结果可得结论:物体与灯的________越小,物体所成的像越亮;
(3)你认为物体在透明平板玻璃中所成像的“明”、“暗”程度还与________有关(至少写一个因素),你说的因素在小燕上述两个实验中________控制该变量(选填“没有”或“已经”);
(4)小燕猜想1和猜想2还可归纳为物体成像的“明”、“暗”程度与物体的________ 有关;
(5)请你就光现象根据光学知识、对司机提出一条有利于安全行驶的建议:________ 。
81.在探究凸透镜成像规律的实验中,将蜡烛、凸透镜、光屏依次放到光具座上,如图1所示。
(1)按图1组装好实验装置,并检查蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心是否大致处于同一________?;
(2)为测量凸透镜焦距,让一束平行光正对射向该透镜,光屏上出现一个最小最亮的光斑,图2是调节完成的状态,该透镜的焦距f=________cm;
(3)当把蜡烛放在光具座上如图1所示位置,点燃蜡烛,移动光屏,可在光屏上得到烛焰清晰的倒立的________的实像(选填“放大”或“缩小”),若此时将蜡烛、光屏的位置互换,那么在光屏上成像情况是________。
82.为了研究凸透镜成像规律。某校科学兴趣小组利用一些器材做了一组实验并且采集了如表一和表二两组数据。请分析两表中的数据回答下面的问题。
(1)分析比较实验序号1、2、3(或4、5、6)数据中物距 u 与像距 v 的变化关系及相关条件,得出的初步结论是:________。
(2)分析比较实验序号________数据中物距u与像距v的变化关系及相关条件,得出的初步结论是:不同的凸透镜,当它们成实像时,物距相同,像距随焦距的增大而增大。
(3)请进一步综合分析比较表一、表二中经运算后得到的数据及相关条件,请你写出物距u、像距v和焦距f之间具体的函数关系:________。
(4)根据你写出的物距u、像距v和焦距f之间具体的函数关系计算,利用焦距为10cm的凸透镜成像时,若物体到凸透镜的距离为50cm时,光屏到凸透镜的距离为________cm时,光屏上会出现物体的清晰的像。
83.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示。
(1)调节光屏高度后,恰好能从光屏上观察到 ________的像(填像的性质)。
(2)如图甲,要使像能够成在光屏的中央,应将透镜向________(上下)调整。
(3)在上一步实验获得清晰的像后,小明拿来只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。由此可见,这只眼镜是________(填“近视”或“远视”)眼镜。
84.小宇学了凸透镜成像后,找来一个凸透镜,一只蜡烛,一个光屏继续探究,请你一起帮他完成有关问题。
(1)实验过程中,当烛焰距凸透镜 15cm 时,移动光屏至某一位置,恰能在光屏上得到一个清晰等大的像,则该凸透镜的焦距是________cm。
(2)蜡烛因燃烧而逐渐变短时,光屏上像的位置将________(填“向上移”、“不变”、“向下移”)。
(3)他将蜡烛换成用若干个红色发光二极管,按 F 字样镶嵌成 LED 灯,换成带有方格的光屏,如下图所示,该实验设计的优点是________(任写一点)。
85.某小组同学研究“光从空气斜射入食盐水中,折射角与食盐水浓度的关系”,他们使光从空气斜射入不同浓度的食盐水,按表中的入射角 i , 依次进行了三次实验,并将相应的折射角 r 记录在表中。
实验 序号 入射角α(度) 15%食盐水
折射角 r(度) 20%食盐水
折射角 r(度) 25%食盐水
折射角 r(度)
1 23.0 17.5 15.0 -
2 36.0 26.7 23.0 18.9
3 51.0 36.9 31.3 24.8
(1)分析比较实验数据,可得出的结论是________;
(2)小组成员提出此实验结论,“仅是适用于食盐水,不适用于其它液体”,该如何继续进行实验________
(3)小组成员在配制食盐水时,先倒入 25%食盐水,再缓慢倒入 15%食盐水未搅拌混合, 请参考上述实验数据,完成以下光路图。(要求画出折射光线,标出入射角 a 和折射角r)
86.某研究小组为了验证平面镜成像特点,利用同一组蜡烛和三块厚度不同的平面镜进行实验,记录数据如下。小组成员小敏发现像距总是大于物距,物象连线与平面镜夹角不总是 90°。
玻璃板厚度/mm 5 5 5 10 10 10 15 15 15
像距/cm 3.00 5.80 8.70 3.95 6.50 9.35 3.18 5.40 7.85
物距/cm 2.65 5.50 8.35 3.30 5.95 8.72 2.05 4.30 6.90
像距与物距的差值/cm 0.35 0.30 0.35 0.65 0.55 0.63 1.13 1.10 0.95
请结合表中数据回答以下问题:
(1)根据实验数据发现,为了使实验更加准确,应该使用 ?????????(填“5mm”、“10mm” 或“15mm”)厚的玻璃板。
(2)平面镜成像时,物像连接是与平面镜垂直的,但小组成员小贺发现,测量所得的物像连线与平面镜夹角不全为 90°,请指出可能原因________;
(3)小组从实验中得出若干建议,你觉得有利于提高实验准确性的是(?? )。
A.选用最小刻度较小的刻度尺
B.尽量确保玻璃板与和纸面垂直
C.选用一对亮度较高的光源取代蜡烛
D.在较亮的环境中进行实验
87.小敏同学在做“探究平面镜成像的特点”的实验时,将一块玻璃板竖直架在水平台上,再选取两段完全相同的蜡烛A和B,点燃玻璃板前的蜡烛A,进行观察,如图所示,在此实验中:
(1)选用器材有玻璃板、火柴、光屏(白纸)、蜡烛、刻度尺。小敏选择玻璃板代替镜子进行实验的目的是________。
(2)选取两段完全相同的蜡烛是为了比较________的关系。
(3)移去后面的蜡烛B,并在其所在位置上放一光屏(白纸),则光屏上________(填“能”或“不能”)承接到蜡烛烛焰的像,所以平面镜所成的像是________(填“虚”或“实”)像。
(4)小敏将蜡烛逐渐远离玻璃板时,它的像________(填“变大”“变小”或“不变”)。
88.在“探究光的反射规律”的实验中,如图所示,平面镜M放在水平桌面上,E、F是两块粘接起来的硬纸板,垂直于镜面且可绕ON转动。
????? ???????图(a)?? ????????????????????????图(b)
(1)如图(a),当E、F在同一平面上时,让入射光线AO沿纸板E射向镜面,在F上可看到反射光线OB,测出入射角和反射角的大小,便立即得出实验结论:反射角等于入射角。你认为这样得出结论________(填“合理”或“不合理”),原因是________。
(2)若将一束光贴着纸板F沿BO射到O点,光将沿图中的________方向射出,因为在光的反射现象中光路是________的。
(3)如图(b),以法线ON为轴线,把纸板F向后缓慢旋转,在F上________(填“能”或“不能”)看到反射光线OB,这样做的目的是为了________。
89.?????????????? ???
(1)观察光路图甲,可以发现光从水斜射入玻璃时,折射角________(填“大于”或“小于”)入射角。
(2)仔细观察图中的光路,对照表中的数据,可以得出结论,当________时,折射角小于入射角;反之,折射角大于入射角。
物质 水中的速度 玻璃中的速度 冰中的速度 空气中的速度 酒精中的速度
速度m/s 2.25×108 2.0×108 2.30×108 3.0×108 2.2×108
(3)根据光的折射定律,请在图乙中画出光由玻璃斜射入酒精时,折射光线的大致位置。
90.在“探究凸透镜成像规律”实验中,小屹同学进行了如下两个探究:
(1)为研究像距与焦距的关系,他选用焦距不同的三个凸透镜进行实验,实验数据记录如下表:
实验序号 物距u(厘米) 焦距f(厘米) 像距u(厘米)
??? 1 ?? ?10 ??? 2 ??? 2.5
??? 2 ??? 10 ??? 5 ??? 10
??? 3 ??? 10 ??? 8 ??? 40
分析表中数据可知,保持物距不变时,焦距越大,则像距越________(填“大”或“小”)。
(2)他用若干个发光二极管组成形状如“E”的发光物体,如图甲所示,将发光物体、凸透镜和光屏依次组装到光具座上并调整好。当物距调节为6厘米时,在光屏上成的像如图乙所示,则他选用的是三个透镜中焦距为________厘米的凸透镜;如果只将“E”换成“R”,并在同一位置观察,光屏上成的像应是图丙中的________(填序号)。
91.在探究“近视眼的形成原因和矫正方法”时,冰蓉同学选择了如下器材:
蜡烛(模拟所视物)、水凸透镜(模拟人眼晶状体,并与注射器相连)、光屏(模拟人眼视网膜)、光具座等。
(注:水凸透镜的凸起程度可以通过注射器注入或吸取水的多少来调节。)
(1)她安装并调整好实验装置,如图所示,将点燃的蜡烛置于透镜前某一位置时,在光屏上得到了烛焰清晰的像;当向水凸透镜内注入水,使透镜更凸后,发现光屏上已无烛焰清晰的像,若要在光屏上再次得到烛焰清晰的像,应在水凸透镜前放置一块________透镜;若撤去放置的透镜,应将光屏________(选填:“靠近”或“远离”)水凸透镜,才能得到清晰的像。
(2)根据上述实验,可知近视眼的形成原因是:________。
92.晓彤和小雪在复习光学知识时,回想起利用激光笔可以做许多光学实验,于是找来了激光笔进行了如下探究。
(1)在探究“光总是沿直线传播吗”的实验中,晓彤进行了如图甲所示三个实验,由此可以得到的结论是________。
(2)小雪利用激光笔让光线逆着反射光线的方向射向镜面,可以看到如图乙所示的现象,该现象说明________。
(3)晓彤利用多个激光笔组成平行光源,将平行光射在物体表面上,反射光束与入射光束呈现如图丙所示的现象,这说明物体表面发生的是________反射。
(4)小雪将光束从空气斜射入水中的现象如图丁所示,当入射角逐渐增大时,折射角将________。该实验还可以得到的规律是________。
93.科学兴趣小组探究显微镜成像原理,查阅资料发现:显微镜的镜头可以看作由一块焦距较小的凸透镜(物镜,其焦距用f物表示)和一块焦距较大的凸透镜(目镜,其焦距用f目表示)组成。并根据凸透镜成像原理推测其原理图如下:其中AB表示待观测的物体标本,F1为物镜的焦点,F2为目镜的焦点,A2B2为最终观测到的物像。
(1)隔离法是一种常见的分析研究方法,可分为整体隔离和局部隔离。请使用局部隔离的观察方法找出图中物体AB经过物镜折射后所成的像的特点________。
(2)眼睛透过目镜能看到A1B1所成的像A2B2。下列与其成像原理是一致的是??????? 。
A.放大镜 B.照相机 C.幻灯机
(3)兴趣小组同学继续在光具座上利用不同焦距的凸透镜,通过改变两块凸透镜之间的距离(相当于改变显微镜镜筒长度),模拟显微镜成像放大倍数实验,得到如下数据:
f物(厘米) (1/厘米) 两镜之间距离(厘米) f目(厘米) (1/厘米) 像放大倍数
1.6 0.625 a 5 0.2 50倍
2 0.5 b 5 0.2 50倍
1.6 0.625 a 2.5 0.4 100倍
2 0.5 b 2.5 0.4 100倍
X 1/X a 5 0.2 200倍
0.5 2 b 5 0.2 200倍
表中的X的数据为 ________?。
94.小明在探究“凸透镜成实像时像距与物距的关系”的实验中,所用的实验器材有:光具座、凸透镜、光屏和蜡烛等。
(1)将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上,点燃蜡烛,调整凸透镜和光屏的高度,使烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一________??? 上。
(2)该实验应使凸透镜成实像,那么凸透镜成实像的条件是:物距________焦距。
(3)记录的实验数据如下表。请在方格纸上画出像距与物距的关系图像
(4)小明得出探究结论后,又用上述器材做了一个实验。把蜡烛放在光具座上的0刻线处,凸透镜放在15cm刻线上,如图12所示。移动光屏在a位置找到像;蜡烛和光屏不动,只移动凸透镜,当凸透镜向某一方向移动到b位置时,在光屏上又看到像。结合所画图像,请你对实验中可能出现的现象作出合理的判断_______。
A.光屏上第一次的像是倒立、放大的
B.a位置在44~46cm刻线之间
C.光屏上第二次的像是倒立、缩小的
D.b位置在19~21cm刻线之间
答案解析部分
一、单选题
1.A
【解析】根据小孔成像的原理和特点分析判断。
【解答】a.小孔成像是光沿直线传播形成的,上面的光线通过小孔到达下面,下面的光线通过小孔到达上面,因此薄膜上出现的烛焰的像是倒立的,故a正确;
b.在小孔成像中,如果像距大于物距,那么成放大的实像;如果像距小于物距,那么成缩小的实像,因此薄膜上烛焰的像可能是缩小的也可能是放大的,故b正确;
c.保持小孔和烛焰的距离不变,向后拉动内筒,增加筒长,那么像距增大,因此烛焰的像变大,故c正确;
d.保持小孔和烛焰的距离不变,向前推动内筒,那么像距减小,像变小,但是烛焰的像更明亮,故d正确。
故选A。
?
2.D
【解析】因为光是沿直线传播,天空中的物体反射到井中的光线较少;光从空气斜射入水中时 , 发生折射 , 折射角变小 , 可以有更多的光线射入青蛙眼中。
【解答】当井里灌满水后 , 天外物体反射的光线会发生折射现象 , 折射光线靠近法线,折射角小于入射角 , 青蛙的视野范围更大。
A、图中光线没有发生偏折现象,A不合题意;
B、图中光线是由青蛙的眼睛发出的 , 而不是天外物体反射出来的,光的传播方向错误,B不合题意;
C、图中光发生折射时 , 折射光线和入射光线在法线的同侧 , 不符合光的折射规律 , C不合题意;
D、图中光从空气斜射入水中时 , 发生折射 , 折射角小于入射角 , D符合题意。
故答案为:D。
3.B
【解析】首先根据惯性知识确定水的运动方向,进而确定水面的倾斜状态,然后根据光的反射定律作出反射光线,最后比较反射角的大小变化即可。
【解答】正在向左匀速行驶的小车上有一杯水,一束方向不变的光线从右方斜射向水面,根据光的反射定律,作出反射光线如下图:
在小车刹车的过程中,上面的水会向左运动,如下图:
比较可知,此时反射角比原来减小了,故B正确。
???????故选B。
4.D
【解析】平面镜成像特点:平面镜成虚像,物像大小相等,物像到平面镜的距离相等,物像连线与镜面垂直。
【解答】根据平面镜成像特点在平面镜MO和NO中分别作出P的像A和B,A又在NO平面镜中成像,B又在MO平面镜中成像,两个像重合,物体在两个竖直放置的平面镜中间,我们在平面镜中能看到三个像;照相机和物体P,像C在同一条直线上,照相过程中,像C被物体P挡,照相机不能照到像C,能照到物体P的黑面,能照到A像、B像,并且AB像是对称的。图如下:
所以照相机拍摄到的照片是D。
故答案为:D
?
5.A
【解析】针孔照相机利用了光的直线传播原理,烛焰上端发出的光线经小孔后照到光屏下端,烛焰下端发出的光线经小孔后照到光屏上端,所以成像是倒立的;像可能放大可能缩小,当物与孔的距离大于屏与孔的距离时成像缩小,当物与孔的距离小于屏与孔的距离时,成像放大;因为烛焰的光透过小孔的多少是一定的,所以成像越大越暗,成像越小越亮;像的形状与孔的形状无关,像的形状与物的形状相同。
【解答】a.小孔成的像是倒立的,a正确;
b.孔离物的距离大于孔离屏的距离时,像缩小,孔离物的距离小于孔离屏的距离时,像放大,b正确;
c.小孔和烛焰的距离不变,向后拉动内筒,增加筒长时,如图所示,像变大,c正确;
?
6.C
【解析】判断光的折射现象,要对折射的定义理解清楚,光从一种透明介质斜射入另一种透明介质中时,传播方向一般会发生改变,这是光的折射,当光线垂直入射时,传播方向不改变。
【解答】光在玻璃砖中的传播方向如图所示。
某同学从正上方(对B来说是最高点)竖直向下.放在B中心处的字反射的光线经半球体向外传播时,传播方向不变,故人看到的位置是字的真实位置,对于立方体而言,是B斜向于A,故会发生折射.则通过立方体观察像比物高,即看到A中的字比B中的字高,通过球体观察物像重合,即看到B中的字和没有放玻璃半球时一样高。C选项正确。
故答案为:C
7.D
【解析】(1)光在同一种均匀的透明介质中是沿直线传播的;(2)光从一种介质进入另一种介质时,光的传播方向会发生改变,产生折射现象;(3)光的折射规律,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。
【解答】(1)往池内注水,水面升至a位置时,发生折射,根据折射定律,P点如下图所示:
所以水面在a位置时P点应该在S点的下方。
⑵水面上升至b位置时,光线先在水池壁反射,再折射出水面,根据反射定律和折射定律,Q点如下图所示:
所以水面在b位置时Q点在S点的上方
综上可知:P点在S点的下方,Q点在S点的上方,D选项正确。
故答案为:D
8.D
【解析】此题为确定平面镜成像可视范围的方法:若要看到物体在平面镜中的像,则需借助于边界光线,边界光线的公共部分即完整像的观察范围,此题有一定难度,属于难题。根据平面镜成像特点之一:像与物关于平面镜对称,找出人眼位于坐标点(2,0)上,关于O点对称点和关于-1对称点即可。
【解答】人眼位于坐标点(2,0)上,x坐标,x=2关于0对称点是-2,x=2关于-1对称点是-4,因为一块平面镜水平放置,所以发光点经过x轴[-2,-4]之间会被看到。
故选D
9.A
【解析】根据光的折射定律和光的反射定律分别作出往水槽内加水,当水面处于a,b,c,d四个位置时,左壁上分别出现Pa , Pb , Pc , Pd四个光点即可做出选择。
【解答】往水槽内加水,当水面处于a时,光线经水面发生折射,此时折射角大于入射角,当折射光线射到右壁上,再发生反射,射到左壁的Pa点上(如图甲)。同理,当水面处于b时,光线经水面发生折射,此时折射角大于入射角,当折射光线射到右壁上,再发生反射,射到左壁的Pb点上(如图乙)。当光c、d两点时,先发生反射,再发生折射,射到左壁的 Pc , Pd?上(如图丙、丁),四幅图画在一个图上。如图综合:
故答案为:A
10.C
【解析】(1)光的三原色:红、绿、蓝。
(2)颜料的三原色:红、青、黄。
【解答】光的三原色:红、绿、蓝.所以灯管内的三种不同颜色的光源是红、绿、蓝.至少有3种。
故答案为:C
11.A
【解析】【解答】往池内注水,水面升至a位置时,发生折射,根据折射定律,P点如下图所示:
水面上升至b位置时,光线先在水池壁反射,再折射出水面,根据反射定律和折射定律,Q点如下图所示:
通过画图可知:P点在S点的下方,Q点在S点的上方;故选A。
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;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;水面上升至b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。
12.C
【解析】【解答】当光垂直从玻璃射入空气中时,方向不变.这部分正确,当光线从玻璃斜射入空气时,过入射点作法线传播折射角应大于入射角,但此图中折射角小于入射角,如下图所示,选项A错误; 当光从空气斜射入玻璃中时,折射角应小于入射角,但图中折射角大于入射角,如下图所示,选项B错误; 当光从空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角,当光垂直从玻璃射入空气中时,方向不变,选项C正确;当光垂直从空气射入玻璃中时,方向不变.这部分正确,当光从玻璃斜射入空气中时,传播方向要发生改变,但图中光线没有发生变化,选项D错误;故选C。
掌握光的折射规律。
13.B
【解析】【解答】根据平面镜成像特点做出小华在平面镜中的像A′B′,
∵∠EOC=70°,
∴∠OBD=20°,
∴∠ABD=∠CB′D=20°+90°=110°,
∴∠OCB′=180°-20°-110°=50°,则
小华在平面镜中所成的像与水平面的夹角与∠OCB′是对顶角,故也为50°;故选B。
掌握平面镜成像的特点,会作图。
?
14.C
【解析】【解答】根据题意,小球水平向右运动,小球的像竖直向下运动,所以小球到达A点时,像也到达A点,所以平面镜应过水平方向和竖直方向的交点A;根据题意,当小球在图示中的B点时,像点在竖直方向的C点,平面镜过BC连线的中点D;平面镜一定在AD连线上,其中:∵BD=CD,AD⊥BC,∴AD是∠BAC的角平分线,又∵∠BAC=90°,∴∠BAD=45°,如图所示:
所以题干中的夹角α=45°;故选C。
注意找到平面镜通过的两个点,从而确定平面镜的位置。
15.C
【解析】【解答】人眼位于坐标点(3,0)上,x坐标,x=3关于0对称点是-3,x=3关于-1对称点是-5,因为一块平面镜水平放置,所以发光点经过x轴[-3,-5]之间会被看到;如下图所示:
故选C。
若要看到物体在平面镜中的像,则需借助于边界光线,边界光线与x轴的交点以内。
16.B
【解析】【解答】根据光的直线传播:当人在远处时,人与灯光的夹角小,形成的影子长;当人逐渐走近路灯时,人与灯光的夹角会变大,此时形成的影子会变短;当人经过路灯逐渐远离时,人与灯光的夹角又会变小,形成的影子再次变长;因此,当人经过路灯时,影子先变短后变长;故选B。
关键是了解人从路灯下走过的过程中,光线与地面的夹角如何变化。
17.A
【解析】【解答】A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,选项A符合要求;BCD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A。
小孔成像是光的直线传播形成的,探究孔的大小对光斑形状的影响,必须控制孔的形状不变,只改变孔的大小。
18.C
【解析】【解答】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。
蜡烛发出的光在空气中沿直线传播,经过小孔射在半透明纸上,从而形成一个倒立的烛焰的像;像的大小与像距和物距的关系有关,若像距大于物距,像大于物;若像距小于物距,像小于物。
19.B
【解析】要解决此题,需要掌握光的反射定律的内容:反射光线与入射光线、法线在同一平面上;反射光线和入射光线分居在法线的两侧;反射角等于入射角。可归纳为:“三线共面,两线分居,两角相等”。同时要掌握入射角和反射角的概念:知道入射角是入射光线与法线的夹角;反射角是反射光线与法线的夹角。了解镜面反射和漫发射,特别是发生漫反射时,虽然反射光线不平行,但仍要遵循光的反射定律。
【解答】A当入射光线与反射面的夹角为20°时,则入射角为90°-20°=70°,所以反射角也为70°,所以A说法错误;
B入射光线靠近法线时,入射角减小,所以反射角也减小,反射光线靠近法线,所以B说法正确;
C入射角增大5°时,反射角也增大5°,所以反射光线与入射光线的夹角也增大10°,所以C说法错误;
D镜面反射和漫反射的每条光线都要遵循光的反射定律,所以D说法错误。
故答案为:B
20.A
【解析】【解答】A、呼吸系统包括呼吸道和肺两部分 . 呼吸道的组成由上到下依次是鼻腔、咽、喉、气管和支气管,外界的空气进入肺依次经过鼻腔、咽、喉、气管和支气管,最后进入肺,在肺里完成气体交换.即:鼻→咽→喉→气管→支气管→肺,故A正确.
B、听觉的形成过程:外界的声波经过外耳道传到鼓膜,引起鼓膜的振动;振动通过听小骨传到内耳,刺激耳蜗内的听觉感受器,产生神经冲动;神经冲动通过与听觉有关的神经传递到大脑皮层的听觉中枢,就形成了听觉.故B流程图错误.
C、尿的形成过程是,血液由肾动脉流入入球小动脉,再由入球小动脉流入肾小球,经过肾小球的过滤作用,在肾小囊腔中形成原尿,原尿再流经肾小管,经过肾小管的重吸收作用,形成尿液,即:血液→肾动脉→入球小动脉→肾小球→肾小囊腔→肾小管→尿液,故D错误
D.视觉的形成过程是:外界光线→角膜→瞳孔→晶状体和玻璃体的折射作用→视网膜上的感光细胞产生神经冲动→视觉神经→大脑皮层的视觉中枢→视觉.故D错误.
故选:A
呼吸系统包括呼吸道和肺两部分.呼吸道的组成由上到下依次是鼻腔、咽、喉、气管和支气管,结合听觉的形成、视觉的形成以及尿的形成过程包括肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用进行解答.
21.A
【解析】【解答】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;
背着月光走,月光经水面发生镜面反射,没有反射光线进入人的眼睛,人感觉水面暗;地面发生漫反射,有少量的光线反射进入人的眼睛,人感觉地面亮;
选项A正确,选项B、C、D错误;
故选A。
人看物体的条件:物体发光或反射光,物体发的光或反射的光线能进入人的眼睛;平行光射向平而光滑的反射面,反射光线平行射出,这种反射是镜面反射;平行光射向凹凸不平的反射面,反射光线射向四面八方,这种反射是漫反射。
22.C
【解析】根据凸透镜成像的四种情况和应用进行判断:
(1)u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,应用于照相机和摄像机。
(2)u=2f,成倒立、等大的实像,v=2f,一般用来求凸透镜的焦距。
(3)2f>u>f,成倒立、放大的实像,v>2f,应用于幻灯机和投影仪。
(4)u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜和老花镜。
另外,当物距大于焦距时,凸透镜成实像,凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小。
【解答】A、u=v=2f,凸透镜成倒立、等大的实像,由图分析可知,此时u=v=2f=20cm ,解得f=10cm,说法不正确。
B、由分析已知f=10cm,当u=15cm时,2f>u>f,成倒立、放大的实像,所以光屏上能成像,说法不正确。
C、由分析已知f=10cm,当u=25cm时,u>2f,成倒立、缩小的实像,此时2f>v>f,应用于照相机和摄像机等,符合题意。
D、由分析已知f=10cm,物体从距凸透镜11cm处移动到30cm处的过程中,凸透镜的物距始终大于焦距,成实像。凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小,说法不正确。
故选:C
23.D
【解析】(1)在凸透镜成像规律中可知,物距大于2倍焦距时,物体成缩小倒立的实像,此时物距变化范围是2f到无穷,像距的变化范围是f到2f;物距在2倍焦距时,物体成倒立等大的实验;物距在1倍焦距到2倍焦距之间时,物体成放大倒立的实像,此时物距变化范围是f到2f,像距的变化范围是2f到无穷。(2)凸透镜成像时,物距、像距、焦距符合公式: ?+ = 。
【解答】A、因为A图线中,物距和像距始终相等,不符合凸透镜成像规律中的物距和像距的关系.故本选项不能正确反映凸透镜成像规律,A错误;
B、B图线中,随着物距的不断增大,像距在不断减小,不符合凸透镜成像规律中的物距和像距的关系.故本选项不能正确反映凸透镜成像规律,B错误;
C、图线C,当物距为15cm时,像距为15cm,由凸透镜成像规律可知,u=2f,v=2f,此时f=7.5cm,当物距为35cm时,像距为5cm,代入 ?+ = ,故本选项不能正确反映凸透镜成像规律,C错误;
D、图线D,当物距为10cm时,像距为10cm,由凸透镜成像规律可知,u=2f,v=2f,此时f=5cm,当物距为30cm时,像距为6cm,代入 ?+ = ,故本选项能正确反映凸透镜成像规律,D正确。
故答案为:D
24.C
【解析】玻璃砖内的凸形气泡,形状似一个凸透镜,学生会错误的当成凸透镜进行处理,认为平行光线经过后会聚。其实凸透镜对光的会聚也是遵循光的折射规律的,可找出界面处光线的法线进行作图。也可简单处理此题,将这一玻璃砖在凸形气泡处分开,分成两个凹形的玻璃砖,看可到分开后成了两个凹透镜,根据凹透镜对光的发散作用可以确定选项。
【解答】将这一玻璃砖在凸形气泡处分开,分成两个凹形的玻璃砖,看可到分开后成了两个凹透镜,根据凹透镜对光有发散作用可知,一束平等光垂直通过玻璃砖后,光线应该是发散的,C选项正确。
故答案为:C
25.A
【解析】凸透镜成像规律为:
【解答】A、如图1,当凸透镜在A的左侧时,当物体在A点时,物距小于像距,像在B点,物和像在同侧,成虚像;当物体在B点时,物距小于像距,像在C点,物和像在同侧,成虚像。成虚像时,物距都小于像距,并且物距增大,像距也增大,符合题意;
B.如图2,当凸透镜在A、B之间时,物像在凸透镜的两侧成实像,如果物体在A点,像在B点,根据光路是可逆的,物体在B点,像一定在A点,不符合题意;
C.如图3,当物体放在A点,像在B点,物像在凸透镜的同侧成,此时所成的是正立放大的虚像,物距肯定是小于像距,而题中此时物距大于像距,错误,不符合题意;
D.如图4,当凸透镜在C点右侧时,当物体放在A点,像在B点,物像在凸透镜的同侧成虚像,物距肯定是小于像距,而题中此时物距大于像距,错误,不符合题意。
故答案为:A
26.C
【解析】闪光灯的光比投影仪的光强,白光盖过了投影仪的光。银幕反射彩色的光本来就是漫反射。光很弱,如果用闪光灯,银幕反射白光强度大,反而使得漫反射出的图像的颜色与屏幕相比更暗。
【解答】闪光灯的光照射到物体上,可以使物体表面的亮度增大,但闪光灯照射到银幕上以后,只能增加银幕的亮度,而不能增加图象的亮度,相反,图象的亮度和清晰度明显减弱,所以反而看不清银幕上的图象,而银幕上的污渍更加清晰了,综上所述,只有选项C正确.
故答案为:C
27.B
【解析】凸透镜剖成对称的两半,则每一半都是一个凸透镜,根据凸透镜的成像特点分析。
【解答】将此凸透镜剖成对称的两半,则每一半相当于一个凸透镜;发光物体和光屏位置均保持不变,则发光物体发出的光线经过这两个凸透镜后,会成两个清晰的倒立缩小实像。
故答案为:B
28.C
【解析】分析图象中物距和像距的大小关系,得出此时成像的特点及像距、物距与焦距的关系,从而判断当物体在10cm刻度处时物距与焦距的关系,从而得出成像的特点。此题考查了有关凸透镜成像的规律,掌握凸透镜成像的特点与物距、像距之间的关系。此题需根据物距与像距的大小关系得出成像的特点及物距和像距的范围,难度稍大。
【解答】解:由图知,物距小于像距,此时成倒立放大的实像,因此物距处于1倍和2倍焦距之间,像距大于2倍焦距,
物距u=40cm-25cm=15cm;像距v=70cm-40cm=30cm;
由上分析得:
30cm>2f?? f<15cm<2f;
解得:7.5cm<f<15cm;
将蜡烛移到光具座的10cm刻度处时,物距u=40cm-10cm=30cm,处于2倍焦距之外,所以成倒立缩小的实像。
故答案为:C
29.B
【解析】首先根据平面镜成像的原理正确作出光路图,然后利用平面镜成像原理和光的反射定理找到隐含条件,通过相似三角形的特点计算出树的高度。
【解答】设树高为H,树到镜的距离为L,如图所示,是恰好看到树时的反射光路图,
由图中的三角形可得:;
即? ①;
当人远离大树6m时,得到:?②;
以上两式解得:L=29.6m,H=4.5m。
故选B。
30.B
【解析】光从空气斜射入水中时,光会在水和空气的界面处发生偏折,折射角小于入射角,据此作图分析即可。
【解答】光从空气斜射入水中时,光会在水和空气的界面处发生偏折,折射角小于入射角;水面变高后,由于入射点发生了变化,放射光线的方向不变,所以,两反射光线是平行的,据此作图如下:
,
由图可知,逐渐往杯中加水,观察到的光斑向右移动。
故答案为:B。
31.B
【解析】(1)平面镜的作用:可以改变光线的传播方向 , 也可以成像;
(2)根据凸透镜成像的特点:当物距大于2倍焦距时,物体成的像为倒立、缩小的实像,物体的像在焦距与2倍焦距之间;当物体在焦距与2倍焦距之间时,物体成的像为倒立、放大的实像,物体的像在2倍焦距之外;物体到透镜的距离小于焦距时 , 光屏上不会出现物体的像 , 但从物体的异侧通过透镜可以看到一个正立、放大的虚像;物体离透镜越远,光屏上的像离透镜越近 。
【解答】A、平面镜的作用是改变光线的传播方向,A正确,不合题意;
B、甲由图中观察到的是正立、放大的虚像 , 可以知道该凸透镜的焦距一定大于5cm , B符合题意;
C、在甲图中小丁同学观察到的是正立、放大的虚像,C正确,不合题意;
D、由乙图可以知道,蜡烛在凸透镜的一倍焦距以内 , 可以成正立、放大的虚像 , 该虚像经平面镜又可以成与虚像等大的虚像,D正确,不合题意。
故答案为:B。
?
32.D
【解析】凸透镜向右移动时,经历了在一倍焦距和二倍焦距之间、二倍焦距处、二倍焦距以外三个阶段。分别画出三个阶段的像的大致位置,判断像的移动情况凸透镜成实像的三种情况:
u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f
u=2f,成倒立、等大的实像,v=2f
2f>u>f,成倒立、放大的实像,v>2f
【解答】点光源到透镜的距离大于f而小于2f,若将此透镜沿x轴向右平移2f的距离,点光源直在凸透镜的一倍焦距以外,成倒立的实像。凸透镜成实像时,点光源在二倍焦距处物像之间的距离最小
一开始物体在凸透镜(黑色)的一倍焦距和倍焦距之间,在凸透镜的二倍焦距以外成倒立放大的实像。
凸透镜向右移动,凸透镜(红色)移动距离物体二倍焦距处,在凸透镜的二倍焦距处得到倒立等大的实像。
凸透镜继续向右移动,凸透镜(粉色)距离物体在二倍焦距以外,在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间成倒立缩小的实像。具体如下图:
通过图可以看出像首先向左移动,然后再向右移动。
故答案为:D
?
33.C
【解析】根据凸透镜和凹透镜对光线的偏折作用,通过作图进行分析即可。
【解答】A.若另一个透镜为凹透镜,
左边放置一个焦距为f的凸透镜,右边放置焦距为 的凹透镜,此时两透镜的实焦点与虚焦点重合,此时两透镜之间的距离为 , 如下图所示:
故A正确不合题意;
B.左边放置一个焦距为f的凸透镜,右边放置焦距为的凸透镜,两透镜之间的距离为 处,如下图所示:
故B正确不合题意;
C.左边放置一个焦距为2f的凸透镜,右边放置焦距为f的凸透镜,两透镜之间的距离为3f,如下图所示:
故D正确不合题意;
综上所述,两个透镜之间的距离不可能为2f,故C错误符合题意。
故选C。
二、填空题
34. (或14); d(或0.3d)
【解析】(1)首先在三棱镜左边的入射点上画出法线,然后计算出入射角和折射角,然后根据 计算它的折射率;
(2)首先通过上面的入射点作法线,然后根据角α计算出入射角,再根据折射率计算出折射角;通过下面的入射点作入射光线延长线的垂线,这段垂线段的长度就是待求的间距x。利用折射角和三角函数,利用已知的玻璃砖的厚度d计算出玻璃砖内折射光线的长度;最后再利用三角函数计算出待求的间距x。
【解答】(1)如下图所示:
因为光线从空气中射入玻璃中折射率不变,
所以∠1=∠2;
因为∠1+∠4=90°,∠2+∠5=90°;
所以∠4=∠5;
因为顶角是60°,
所以∠4=∠5=60°;
那么∠1=90°-60°=30°;
因为入射角=90°-45°=45°,
所以三棱镜的折射率为: ;
(2)如下图:通过B点作AD的垂线相交于D;通过A点作法线,与玻璃砖的下表面相交于C;
因为α=45°,
所以入射角=90°-45°=45°;
根据光线从空气射入玻璃时的折射率可知,
折射角∠2=30°;
∠3=45°-30°=15°;
在△ACB中, ;
所以 ;
在△ABD中, ;
那么 。
故答案为: ? ; ?
35.16;180
【解析】已知入射光线不变,根据反射光线转过的角度求出法线转过的角度,然后利用转过一圈的角度和法线转过的角度即可求出镜面的个数;又知道每秒钟扫描的次数和镜面的个数,求出每秒转的圈数,最后转化为一分钟转的圈数即可。
【解答】因为要求扫描的范围θ=45°,入射光线不变,所以反射光线要转过45°,即法线转过的角度为1/2×45°=22.5°,也就是每个镜面所对应的圆心角是22.5°,这样镜鼓每转22.5°就会让激光照射到下一块镜子上,又重新开始扫描,所以镜面的数目=360°/22.5°=16;又因为每秒钟扫描48次,所以每秒钟转的圈数=48/16=3转。那么每分钟转的圈数为3×60=180转,故镜鼓旋转的转速为180转/min
故答案为;16;180
36. a
【解析】被点光源S发出经长平面镜反射而照亮的长度,其实就是最左边反射光线和最右边反射光线与地面的交点之间的距离,因此确定这两条反射光线的位置最重要。
(1)根据平面镜成像的对称性,作出发光点S的像S',因为平面镜所成的像是所有反射光线的交点,所有代求的两条反射光线肯定都经过它。最左边的反射光线肯定经过B点,因此连接S'B并延长就是最左边的反射光线,而连接发光点S与入射点就是对应的入射光线;最右边的入射光线肯定是SA,延长并与平面镜相交,再将像点S'与这个入射点连接并延长,这就是最右边的反射光线,据此作图;
(2)根据数学知识可知,△S'EB与△S'SC相似,根据相似三角形对应边成比例可计算出SC的长度;因为SF=AF=a,所以△SFA是等腰直角三角形,即∠ASF=45°,因此三角形S'SD也是等腰直角三角形,据此计算出SD的长度,而代求的CD=SD-SC。
【解答】先根据平面镜成像时像与物关于平面镜对称,作出点光源S的像点S',因为S距离平面镜为2a,则S'距离平面镜也为2a,那么镜中的像S'与点光源S相距2a+2a=4a。
连接SA,光反射到D点,连接S'B,光反射到C点,BE=2a,S'E=3a,SS'=4a,由 得 ,则SC= ,SF=AF,则△SAF等腰直角三角形,故SD=4a,则CD=SD-SC=4a- = a。
37.(1)cota
(2) d
【解析】(1)先作左边界面的斜面的法线,再作右边斜面的法线,找出空气中的入射角和介质中的折射角,分别求出折射角和入射角的大小,然后再根据折射率的定义计算即可.
(2)过O点作法线EF,根据光线从玻璃砖的下表面射出,玻璃对这种光的折射率为 , 可求得折射角的度数;然后通过B点作AO延长线的垂线交点为D,则x=BD;计算出∠BOD的度数,再利用三角函数值表示BD,即为出射光线与入射光线的间距x。
【解答】(1)先作左边界面的斜面的法线,再作右边界面的斜面的法线,
如图所示:当光线BC从左边以a角射入时,入射角i=90°-α;
当光线从右边可逆方向以a角入射并求出此时的折射角,发现两角相等;
这说明了中间光线和两侧的斜边夹角相等,也就是说中间光线和底边平行;
即ED∥BC;
由此可知,当光线从左边以a角入射时,折射角 ?,
则该三楼镜的拆射率 ?;
(2)如图,由α=45°,光线从玻璃砖的下表面射出,且玻璃对这种光的折射率为 ?,
可得:? ,
解得sinr= ,
则r=30°;
根据cosr= ,
解得:OB= d:
由上述可计算得∠BOD=∠EOD-∠r=45°-30°=15°,
则 ?,
解得:BD= d,
即x= d。
38.E;变高
【解析】(1)光从一种介质斜射到另一种介质时,传播方向会发生偏折,这种现象叫做光的折射。从上方看水、玻璃等透明介质中的物体,我们感到物体的位置要比实际的位置高一些,这是光的折射引起的。(2)光从空气斜射入水中时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角。入射角增大时,折射角也增大。光垂直射到水中时,折射光线与入射光线在同一直线上。
【解答】据题意可知,把铜钱放在碗底B处后加适量水,从A处恰好看到铜钱的像在E处;根据光路的可逆性可得,他用激光笔从A点向E处射出光束时,光线会原路返回,即可把铜钱照亮。根据光的折射规律可知,他看到的铜钱是因为光的折射而形成的变高的虚像;加满水后,由于入射点升高,人眼逆着射来的光线看去,看到像的位置将变高,如解图所示。
故答案为:B;变高
39.
【解析】要使平面镜宽度CD最小,必须用左眼看右边的,用右眼看左边的,如图所示(绿橙部分的长度即所求的平面镜宽度):
再根据平面镜成像特点以及光的反射定律,利用几何知识即可解答。
【解答】左眼看的是C,右眼看的是A,根据平面镜成像特点以及光的反射定律可得:AM=BM,AO=BO,CQ=DQ,CN=DN,BD=AC;由图可知,四边形BDAC是矩形,过点F做ED的平行线,与平面镜所在直线交于点P,与BD的延长线交于点G,则四边形EFGD、EFPO是平行四边形,则EF=QP=DG=d,OP是三角形BFG的中位线,所以OP=BG=(BD+DG),又因为OP=OQ+QP,AC=BD=L,所以OQ=OP-PQ=(BD+DG)-PQ=(L+d)-d=。
故答案为:
40.倒立;放大;实
【解析】一束平行光正对凸透镜照射,在离透镜15厘米处的光屏上得到一个亮点,由此可以确定该凸透镜的焦距为15厘米。当物体在镜前20厘米时,此时的物距大于一倍焦距小于二倍焦距。
【解答】根据题意焦距f=15cm,物距u=20cm时,则f<u<2f,根据凸透镜成像规律可知只能成倒立放大的实像。
?????????? 故答案为:倒立? ;放大;实
41.上升
【解析】
(1)根据法线与界面垂直,入射角等于入射光线与法线的夹角,求出入射角的大小;再根据光反射时,入射角等于反射角确定反射角的大小;
(2)光在水面上发生的是镜面反射,可以通过作图利用光的反射分析.
【解答】(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:上升。
42.9.46×1012km;6.62×1017km
【解析】【解答】由题意可知,光速v=3×108m/s,时间为1年换算成秒得365×24×3600s=31536000s;
∵v=s/t
∴s=vt=3×108m/s×31536000s=9.46×1015m=9.46×1012km(即1光年的距离)
∴银河系的范围为:s'=ct'=3×108m/s×70000×24×3600s=6.62×1020m=6.62×1017km
知道了光在真空中传播速度,利用速度公式v=s/t及其变形公式求出光在一年时间内传播的距离和银河系的范围.
43.(1)折射本领
(2)由远及近的选取u>10cm,5cm<f<2f和u<5cm三个范围,且每个范围收集至少三组数据
(3)①最小最亮;②选乙透镜,因为乙透镜比甲透镜的面积大,在相同的时间内,接收到的光能多,使酒精棉获得的内能增多,温度升高的快,容易达到燃点被点燃
【解析】【解答】(1)凸透镜对光线有会聚作用,如透镜其焦距越大,对光的偏折就越小,透镜焦距越小,对光的偏折就越大,因此焦距标志着透镜对光的折射本领;(2)甲的透镜f=5cm,由远及近的选取u>10cm,5cm<f<2f和u<5cm三个范围,且每个范围收集至少三组数据;(3)①凸透镜正对太阳光时,平行光线平行于主光轴,经凸透镜折射后得到最小最亮的点是凸透镜的焦点,在此处放上酒精棉,酒精棉会被点燃;
②选乙透镜,因为乙透镜比甲透镜的面积大,在相同的时间内,接收到的光能多,使酒精棉获得的内能增多,温度升高的快,容易达到燃点被点燃。
掌握探究凸透镜成像规律的实验。
44.?
【解析】【解答】平行于凹透镜主光轴的光线,经凹透镜折射后变得发散,但其反向延长线过焦点;
将图中折射光线反向延长,与主光轴交与点F,则O、F之间的距离就是焦距f,如下图所示:
该图简化成如下图所示:
大三角形和小三角形相似,对应边成比例,则有 ,解得 。
掌握透镜对光线的作用、透镜的三条特殊的光线。
?
45.凸;凹;先变细再变粗
【解析】【解答】圆柱型试管充满水的地方,中间比边缘厚,是水凸透