一、选择题
1.如图所示,小明站在镜子前方打算用相机拍摄自己在镜子中的像,下列说法正确的是( )
A.小明无法拍到自己的像,因为平面镜成的是虚像 B.小明可以拍到自己的像,因为有反射光进入镜头 C.小明无法拍到自己的像,因为虚像光屏承接不到 D.小明可以拍到自己的像,因为平面镜也能成实像B 解析:B
尽管平面镜成的是虚像,但是小明还是可以拍到自己的像,因为有反射光进入镜头。故ACD错误,B正确。 故选B。
2.某同学用智能手机(其摄像头相当于凸透镜)想拍摄一棵高大树木的全景,现在从屏幕中只能看到树的一部分,他要拍摄到这棵树的全景,可以采取的方法是( ) A.把手机向上举高 C.向前走几步离树近一点 解析:B
照相机成倒立缩小的实像,无法拍摄树的全景说明成像过大,要使像变小,需要增大物距,故应该使镜头远离树一些,向后退几步离树远一点。 故选B。
3.小科同学将凸透镜正对太阳,在纸面上得到一个并非最小的光斑,此时光斑到凸透镜的距离为10cm。若凸透镜远离纸面的过程中光斑一直变大,则该凸透镜的焦距( )
B.向后退几步离树远一点 D.向地面蹲下B
A.一定小于10cm C.一定大于10cm 解析:A
B.一定等于10cm
D.可能小于10cm,也可能大于10cmA
将凸透镜正对太阳,在纸面上得到一个最小的光斑时,这个最小的光斑是凸透镜的焦点,而此时在纸面上得到一个并非最小的光斑,且凸透镜远离纸面的过程中光斑一直变大,说明凸透镜的焦距小于光斑到凸透镜的距离,即焦距小于10cm。
故选A。
4.某同学在探究“凸透镜成像规律”的实验中,将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处,光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜两侧如图,此时在光屏上呈现烛焰清晰的像(像未画出)。下列说法中正确的是( )
A.光屏上的像是虚像 B.光屏上的像是缩小的 C.光屏上的像是正立的
D.将蜡烛与光屏位置对调在光屏上能呈现清晰的像D 解析:D
ABC.由图可知,蜡烛在30cm~40cm刻度之间,凸透镜在90cm刻度处,而焦距为10cm,可知物距小于两倍焦距且大于一倍焦距,此时光屏上成倒立、放大的实像,故ABC错误;
D.光的折射中,光路是可逆的,将蜡烛与光屏位置对调后,在光屏上能呈现倒立、缩小的实像,故D正确。 故选D。
5.如图所示,给凸透镜“戴”上远视眼镜,此时光屏上能成一清晰的像,若“取”下远视眼镜,光屏上的像变模糊。为使光屏上的像清晰,某小组提出的做法如下:①将光屏远离透镜;②将光屏靠近透镜;③将蜡烛远离透镜;④将蜡烛靠近透镜,你认为可行的是( )
A.①和④ 解析:C
B.②和④ C.①和③ D.②和③C
探究凸透镜成像时,给凸透镜“戴”上远视眼镜,远视眼镜是一个凸透镜,光屏上出现清晰的像。凸透镜对光线有会聚作用,使原来会聚成像的光线提前会聚。当取下远视眼镜时,像会远离凸透镜,要使光屏上再次得到清晰的像,在保持烛焰和透镜位置不变的条件下,应该将光屏要远离凸透镜;若光屏位置不变,需要减小像距,增大物距,即将蜡烛远离透镜,故①③正确。 故选C。
6.关于凸透镜、凹透镜的应用,下列说法正确的是( ) A.显微镜的物镜是凸透镜,成倒立、缩小的实像 B.望远镜的目镜是凹透镜,成正立、放大的虚像
C.近视的同学需要佩戴凹透镜,利用凹透镜对光有发散作用的特点
D.角膜和晶状体共同作用相当于凸透镜,成在视网膜上的像是正立、缩小的实像C 解析:C
A.显微镜的物镜是凸透镜,成倒立、放大的实像,故A错误; B.望远镜的目镜是凸透镜,成正立、放大的虚像,故B错误; C.近视眼需要带凹透镜矫正,利用了凹透镜的发散作用,故C正确;
D.角膜和晶状体共同作用相当于凸透镜,成在视网膜上的像是倒立、缩小的实像,故D错误。 故选C。
7.某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了像到凸透镜的距离 v 跟物体到凸透镜的距离u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u5cm时,在光屏上成放大的像 C.当u25cm时,成放大的像
D.把物体从距凸透镜15cm处移动到20cm处的过程中,像逐渐变小D 解析:D
A.由图知,当物距为20cm时,像距也为20cm,根据凸透镜成像的规律,物距等于像距,等于2倍焦距时,成倒立等大的实像,则该凸透镜的焦距为
2f20cm
则
f10cm
故A错误;
B.当物距等于5cm时,小于一倍焦距,根据凸透镜成像的规律知,此时成正立、放大的虚像,故B错误;
C.当物距等于25cm时,大于二倍焦距,根据凸透镜成像的规律知,此时倒立、缩小的实像,故C错误;
D.把物体从距凸透镜15cm处移动到20cm处的过程中,物距逐渐增大,所以成的像逐渐减小,故D正确。 故选D。
8.如图所示,装香水玻璃瓶的透明瓶盖,设计有多种形状,其中阳光透过瓶盖会导致香水温度较快升高的是( )
A. B.
C. D.B
解析:B
凸透镜对光线有会聚作用,当阳光经过凸透镜折射后会使凸透镜另一侧温度升高,放大镜就是利用此原理,凸透镜中间厚两边薄,所以B选项图中的瓶盖类似凸透镜会使香水温度较快升高,故B符合题意,ACD不符合题意。 故选B。
9.下列现象中,与小孔成像的原理相同的是( )
A.屏幕上的“手影”
B.海市蜃楼
C.露珠下的叶脉
D.水中的“倒影”A
解析:A
A.屏幕上的“手影”,是光的直线传播,小孔成像原理也是光的直线传播,故A符合题意; B.海市蜃楼是光的折射,故B不符合题意; C.露珠下的叶脉,是光的折射,故C不符合题意; D.水中的“倒影”,是光的反射形成的,故D不符合题意。 故选A。
10.下列关于成像的说法正确的是( ) A.面镜成的像是虚像,像与物体等大
B.透镜成的像是实像,像可以是放大的,也可以是缩小的 C.海市蜃楼是光通过折射成的物体的虚像 D.放大镜只能成放大的虚像C 解析:C
A.面镜包括平面镜、凸面镜、凹面镜,只有平面镜所成的像一定是虚像,像与物体的大小相同,故A错误;
B.由凸透镜成像规律可知,u<f时成正立、放大的虚像,故B错误;
C.海市蜃楼是一种因光的折射而形成的自然现象,它是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像,故C正确;
D.放大镜是凸透镜,当u<f时,成正立、放大的虚像,放大镜是根据这一原理制成的,放大镜不是只能成放大的像,也可以成缩小的实像,也可以成倒立、等大的实像,故D错误。 故选C。
11.生物课上老师正在用如图所示的教学投影仪展示教学幻灯片,屏幕上图像清晰但太小。同学们给老师提供了以下操作建议,使屏幕上图像变大且清晰,其中方法正确的是( )
A.将投影仪适当靠近屏幕,并将凸透镜适当下移 B.将投影仪适当靠近屏幕,并将凸透镜适当上移 C.将投影仪适当远离屏幕,并将凸透镜适当上移 D.将投影仪适当远离屏幕,并将凸透镜适当下移D 解析:D
根据凸透镜成像时物近像远像变大的规律,要使屏幕上的像变大,应缩小物距,并增大屏幕到凸透镜的距离,则应将投影仪适当远离屏幕,并将凸透镜适当下移。 故选D。
12.图中,上图是放置在水平桌面上的刻度尺的一部分,若凸透镜先贴着刻度尺然后逐渐远离,甲、乙、丙、丁是通过凸透镜所看到的刻度尺的像,则看到刻度尺的像的先后顺序正确的是( )
A.甲→乙→丙→丁 解析:B
B.丁→丙→甲→乙 C.乙一丁→甲一丙 D.乙一丙一甲一丁B
凸透镜先贴着刻度尺然后逐渐远离的过程中,当物距小于一倍焦距成的像是正立、放大的虚像;当物距大于一倍焦距小于两倍焦距时成的像是倒立、放大的实像;当物距等于两倍焦距时成倒立、等大的实像;当物距大于两倍焦距时成倒立、缩小的实像,故成像正确的顺序为丁丙甲乙。 故选B。
13.如图所示,通过画光路图可确定蜡烛所成的像。下列器材的成像原理与这个光路图相当的是( )
A.放大镜 解析:C
B.电影放映机 C.照相机 D.投影仪C
由图示知,凸透镜此时所成的是倒立缩小的实像,与这个成像原理相同的器材是照相机,而放大镜成正立放大的虚像,放映机和投影仪都是成倒立放大的实像。 故选C。
14.平行光从左侧通过透镜的情形如图甲所示,现让光从右侧沿原图中的光路入射透镜(如图乙),关于以上情形有下列说法:
①该透镜对光起会聚作用 ②该透镜对光起发散作用
③光从透镜右侧入射后,将会平行射出 ④光从透镜右侧入射后,将不会平行射出 其中正确的是( ) A.①③
B.①④
C.②③
D.②④C
解析:C
由图甲可知,透镜对光起发散作用为凹透镜。由光路的可逆性可知,光从透镜右侧入射后,将会平行射出。 故选C。
二、填空题
15.如图所示,这是西安某住宅小区内的情景。
(1)图中A是禁止鸣笛标志,禁止鸣笛是在______(选填“声源处”、“传播过程中”或“人耳处”)控制噪声;
(2)图中B是汽车限速标志,它表示的含义是小区内汽车行驶速度不允许超过5______(填单位符号);按此规定,汽车在小区内行驶50m至少需要______s;
(3)图中C是监控摄像头,它的镜头相当于一个______(选填“凸面”、“凹面”、“凸透”或“凹透”)镜,景物在镜头所成的像是______(选填“倒立、缩小的实像”、“倒立、放大的实像”或“正立、放大的虚像”)。声源处km/h36凸透倒立缩小的实像 解析:声源处 km/h 36 凸透 倒立、缩小的实像
(1)[1]通常可以用三种方法控制噪声:在声源处减弱噪声、在传播过程中减弱噪声、在人耳处减弱噪声,禁止鸣笛是在声源处减弱噪声。 (2)[2]图B中的5表示最大行驶速度不能超过5km/h。 [3]按此规定,汽车在小区内行驶50m至少需要的时间为
s0.05kmt==0.01h=36s v5km/h(3)[4][5]监控摄像头的镜头相当于一个凸透镜,它的成像原理和照相机的成像原理相似,此时物距大于监控摄像头的镜头的二倍焦距,此时成倒立、缩小的实像。 16.阅读理解。
眼睛
人类和某些动物的眼睛很像一架照相机。眼球内的晶状体相当于一个凸透镜,视网膜相当于光屏,我们看物体时,是通过睫状体的伸缩来调节晶状体的弯曲程度,改变晶状体的焦距,使不同远近的物体都能在像距相同的视网膜上生成清晰的倒立实像,如图所示。眼睛与照相机的不同处是:人的眼睛是通过调节焦距来获得清晰的像,普通照相机是通过改变像距使像变得清晰的。由眼睛的调节作用所能看清的最远点,叫远点,正常眼的远点在极远处。眼睛所能看清的最近的点,叫近点,正常眼的近点约距眼10cm。看物体时间较长也不易感到疲劳的距离叫明视距离,正常眼的明视距离为25cm。从眼的光心向物体两端所引的两条直线的夹角叫视角。视角越大,对物体的观察就越清楚。
阅读上文后,请你回答下列问题:
(1)眼球内的晶状体相当于一个______,视网膜相当于______;
(2)人眼视网膜上所成的像是______、______的______像,眼睛与照相机不同之处是______;
(3)正常眼睛观察物体的最佳距离为______cm;
(4)某人视力正常,当他用平面镜细观察自己的脸部时,应当把镜子拿到离眼睛______cm处最为合适。凸透镜光屏倒立缩小实焦距改变而像距不变25125 解析:凸透镜 光屏 倒立 缩小 实 焦距改变而像距不变 25 12.5
(1)[1][2]由题意可知,人的眼睛可以将来自物体的光会聚到视网膜上,其中角膜和晶状体的共同作用相当于凸透镜,视网膜的作用相当于光屏。
(2)[3][4][5][6]人的眼睛相当于一架照相机,所以人眼的视网膜上会成倒立、缩小的实像,人的眼睛可以调节晶状体的弯曲程度,即改变晶状体的焦距,而视网膜到晶状体的距离即像距是不变的,照相机的焦距是一定的,可以调节镜头的伸缩改变像距,所以眼睛与照相机不同之处是焦距改变而像距不变。
(3)[7]由材料可知,看物体时间较长也不易感到疲劳的距离叫明视距离,正常眼的明视距离为25cm,所以正常眼睛观察物体的最佳距离为25cm。
(4)[8]人用平面镜细观察自己的脸部时,人眼到像的距离应为25cm,由于像与物体到镜面的距离相等,所以把镜子拿到离眼睛12.5cm处最合适。
17.如图甲所示,我们看到的鱼,实际上是鱼的像,这是因为光从水射向空气时,在水面发生 ______ 的缘故(选填“反射”或“折射”),如图乙所示,小明利用凸透镜观察到课本上“理”字的像,此像一定是像 ______ (选填“实”或“虚”)。
折射虚
解析:折射 虚
[1]从鱼身上反射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,看到了变浅的鱼的虚像。 [2]此时凸透镜相当于放大镜,故看到的是正立、放大的虚像。
18.如图所示为两类眼病成因的光路图,近视眼成因的光路图是图___________,为了矫正近视眼这种视力缺陷,需要戴___________镜进行矫正;现有两副远视镜,度数分别是100
度和200度,这两副眼镜中焦距大是___________度的。
乙凹透100
解析:乙 凹透 100
[1][2]图乙的入射光线会聚在视网膜的前方,说明晶状体折光能力太强,是近视眼的成因的光路图;为了使光线会聚成像在视网膜上,就需要在光线进入人的眼睛以前发散一下,因此需要配带对光线具有发散作用的凹透镜来矫正。 [3]计算眼镜度数的公式是D100,度数分别是100度和200度,焦距分别为 ff1f2100100m1m D1100100100m0.5m D2200故这两副眼镜中焦距大是100度的。
19.全国中学生体质健康调研数据表明:中学生近视发生率约为55.22%,且急剧低龄化。如图所示,______(选填“甲”或“乙”)图表示近视眼折光系统的光路示意图,矫正乙图中的视力应配戴______(选填“凸”或“凹”)透镜制成的眼镜片。
甲凸
解析:甲 凸
[1]由甲图可知:像成在视网膜的前方,故该眼睛是近视眼,近视眼是晶状体曲度变大,会聚能力增强,即折光能力增强,应佩戴发散透镜,使光线推迟会聚。
[2]乙图中像成在了视网膜的后面,该眼睛是远视眼,远视眼应该佩戴凸透镜进行矫正。 20.我们常常会看到花草树叶上有一些露珠,如图甲,透过水珠能看到水珠后面远处的景象,是______的像(填倒正和虚实)。如图乙,通过树叶上的水珠能观察到树叶清断的叶脉,这时看到是叶脉的______的像(填倒正和虚实)。手机摄像头的成像原理与______(选填“甲”或“乙”)图相同。
倒实正虚甲
解析:倒、实 正、虚 甲
[1]透过水珠能看到水珠后面远处的景象,水珠此时相当于一个凸透镜,因为远处的物体离凸透镜较远,在二倍焦距以外,所以成倒立缩小的实像。
[2]通过树叶上的水珠能观察到树叶清断的叶脉,叶脉在水凸透镜的一倍焦距以内,所以这时看到是叶脉正立放大的虚像。
[3]手机摄像头成像时,物体在二倍焦距以外,所以成像原理与甲图相同。
三、解答题
21.(1)如图甲所示,一束光线AO从空气斜射入水中,请画出法线和折射光线的大致方向;
(2)根据平面镜成像特点,画出图乙中物体AB在平面镜MN中所成的像; (3)请画出丙由S点发出的光经过凸透镜后的折射光线。
解析:(1);(2) ;(3)
(1)先过入射点O垂直于水面画出法线,光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,据此画出折射光线。如图所示:
(2)根据平面镜成像的特点,先作出物体AB的端点A、B在平面镜中的对称点A'、B',连接A'、B'点即为物体AB在平面镜中的像。注意辅助线和像用虚线,如图所示:
(3)过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变;平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。如图所示:
22.如图,请作出凸透镜的折射光线和凹透镜的入射光线。
解析:
凸透镜中,平行主光轴的必然过焦点,故连接折射点和焦点,变标上斜向下的箭头即可为折射光线,过焦点的必然平行主光轴,故过折射点画一条平行主光轴的直线,并带上向右的箭头即可;对于凹透镜,指向虚焦点的必然平行,故只需用虚线连接折射点和焦点,并过折射点延长,画实线,并标上箭头,即为入射光线,折射光线的反向延长线过虚焦点,则入射光线必然平行主光轴,故过折射点做一条平行主光轴的直线,并标上向右的箭头,即为入射光线,如下图所示:
。
23.在各图中,根据已给出的入(出)射光线及透镜的类型,分别画出它们的出(入)射光线.
解析:
凸透镜中,从焦点发出的光线经凸透镜折射后与主光轴平行;入射光线平行于主光轴的,其折射光线经凸透镜折射后过焦点.如图(a)所示:
凹透镜中,平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点;指向另一侧焦点的入射光线经凹透镜折射后平行于主光轴.如图(b)所示:
24.按照题目要求作图,保留必要的作图痕迹。
(1)如图甲所示,A'B'为平面镜中所成的像,请利用平面镜成像特点画出物体AB________。 (2)如图乙所示,试画出光通过三棱镜时两次折射的大致光路,并画出相应的法线_______。
(3)如图丙所示,凹透镜光路中,分别作出AO的出射光线和BC的入射光线_______。 (4)如图丁所示,潜水员眼睛在水下A点处,B点有只小鸟,C点是潜水员观察到小鸟像的位置,请画出潜水员观察小鸟的光路图_______。
解析:
【分析】
(1)平面镜成像的特点:像与物关于平面镜对称,可以先作出像点A'、B'关于平面镜的对称点A、B,连接A、B即为物体AB。
(2)光的折射定律的内容:折射光线与入射光线和法线在同一平面内;折射光线与入射光线分居法线两侧;当光从空气斜射入水里或其它透明介质中时,折射光线向法线方向偏折,折射角小于入射角;相反,光从其它透明介质斜射入空气中时,折射角大于入射角。 (3)先观察入射光线和折射光线的特点,再根据凹透镜的三条特殊光线作图。
(4)根据光从空气中进入水中时折射角小于入射角的规律和折射光线的延长线过像点,作出潜水员观察鸟的光路图。
(1)[1]先作出A′、B′关于平面镜的对称点A、B,用实线连接A、B即为物体AB,如图所示:
(2)[2]首先做出法线,光从空气斜射入玻璃中,折射角小于入射角,所以折射光线要靠近法线;光从玻璃斜射入空气中时,折射角大于入射角,所以光线要远离法线,如图所示:
(3)[3]对于凹透镜,过光心的光线其传播方向不变;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,据此画出光线AO的折射光线和BC的入射光线,如图所示:
(4)[4]由题可知,B处是小鸟,C是人看到小鸟的像,光的折射成像时,折射光线的延长线过像点,连接AC与水面交于点O(即为入射点),过O点作出法线,连接BO、OA即为入射光线与折射光线,如图所示:
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