1.下列成語描述的光現(xiàn)象中,由于光的反射形成的是( )
A.鏡花水月B.形影不離C.一葉障目D.海市蜃樓
【答案】A
【詳解】A.鏡花水月,屬于平面鏡成像,是由于光的反射形成的,符合題意;
B.形影不離,影子是由光沿直線傳播形成的,不符合題意;
C.一葉障目,是指一片葉子擋在眼前就看不見東西了,這是因?yàn)楣馐茄刂本€傳播的,不符合題意;
D.海市蜃樓是光在不均勻的介質(zhì)中傳播時(shí)發(fā)生的折射現(xiàn)象,不符合題意。
故選A。
2.下圖為中國向世界公布的黑洞“照片”。下列有關(guān)說法,正確的是( )
A.在陽光下觀察這張照片,地面上出現(xiàn)該照片的影子是由于光的直線傳播
B.人們能看到不發(fā)光的照片是由于光的折射
C.科學(xué)家們通過天文望遠(yuǎn)鏡拍攝的外星系照片是利用了光的反射
D.用放大鏡將照片放大來觀察是利用了光的直線傳播
【答案】A
【詳解】A.影子的形成是由于光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播造成的,故A正確;
B.看到不發(fā)光的照片是由于光照射到照片上后發(fā)生了反射,故B錯(cuò)誤;
C.科學(xué)家們通過天文望遠(yuǎn)鏡拍攝的外星系照片是利用了凸透鏡成像,其原理是光的折射,故C錯(cuò)誤;
D.用放大鏡將照片放大來觀察是利用了光在不同介質(zhì)中傳播發(fā)生折射的特點(diǎn),故D錯(cuò)誤。
故選A。
3.下圖所示的光現(xiàn)象中,與小孔成像原理相同的是( )
A.鑿壁偷光B.杯弓蛇影 C.海市蜃樓D.長(zhǎng)虹飲澗
【答案】A
【詳解】小孔成像是光沿直線傳播形成的。
A.鑿壁偷光,是利用了光的直線傳播,符合題意;
B.杯弓蛇影,屬于平面鏡成像,是光的反射現(xiàn)象,不符合題意;
C.海市蜃樓,是光在不均勻的空氣中發(fā)生偏折所致,屬于光的折射現(xiàn)象,不符合題意;
D.長(zhǎng)虹飲澗,屬于光的色散現(xiàn)象,不符合題意。
故選A。
4.下列關(guān)于光現(xiàn)象的說法正確的是( )
A.圖-1中,手影是光的反射形成的
B.圖-2中,潛望鏡利用光的折射來觀察物體
C.圖-3中,光的色散現(xiàn)象表明太陽光是由多種色光組成的
D.圖-4中,吸管“錯(cuò)位”是光沿直線傳播形成的
【答案】C
【詳解】A.手影是光的直線傳播形成的,故A錯(cuò)誤;
B.潛望鏡是一種利用光線反射原理所制成的光學(xué)儀器,與平面鏡成像原理相同。故B錯(cuò)誤;
C.太陽光通過棱鏡后被分散為各種顏色的光,這種現(xiàn)象叫光的色散,說明了白光是由多種色光混合而成的,故C正確;
D.會(huì)形成“錯(cuò)位”是因?yàn)榘l(fā)生了光的折射現(xiàn)象,故D錯(cuò)誤。
故選C。
5.如圖所示現(xiàn)象中,由于光的反射形成的是( )
A.林間光束 B.水中倒影 C.鉛筆“折斷”D.瓢蟲“變大”
【答案】B
【詳解】A.林間光束是由光沿直線傳播形成的,故A不符合題意;
B.平靜的水面相當(dāng)于平面鏡,水中倒影是平面鏡成像現(xiàn)象,故屬于光的反射,故B符合題意;
C.鉛筆在水面“折斷”是由于光從水中通過空氣進(jìn)入人的眼睛時(shí),光線的傳播方向發(fā)生改變而形成的虛像,故屬于光的折射現(xiàn)象,故C不符合題意;
D.瓢蟲“變大”屬于凸透鏡成像,是光的折射形成的,故D不符合題意。
故選B。
6.下列物理實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)際應(yīng)用,不一致的一項(xiàng)是( )
A.太陽灶 B.彩色電視機(jī)C.投影儀D.激光準(zhǔn)直
【答案】B
【詳解】A.當(dāng)光在兩種物質(zhì)分界面上改變傳播方向又返回原來物質(zhì)中的現(xiàn)象,叫做光的反射;太陽灶是凹透鏡,利用的是光的反射,故A不符合題意;
B.復(fù)色光分解為單色光而形成光譜的現(xiàn)象為光的色散,而電視機(jī)利用的是光的三原色紅綠藍(lán)工作,故B符合題意;
C.當(dāng)光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí),傳播方向會(huì)偏折,發(fā)生折射現(xiàn)象;投影儀成像是光的折射成像,所成的像是放大倒立的實(shí)像,故C不符合題意;
D.光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播,激光準(zhǔn)直利用了光沿直線傳播的原理,故D不符合題意。
故選B。
7.下列光現(xiàn)象及其應(yīng)用中,利用光沿直線傳播的是( )
A.照相機(jī)成像B.激光測(cè)水平C.滑雪鏡上的像D.水杯中的像
【答案】B
【詳解】A.照相機(jī)的鏡頭是凸透鏡,光線經(jīng)過凸透鏡發(fā)生折射,所以照相機(jī)成像利用的是光的折射,故A不符合題意;
B.激光測(cè)水平利用的是光的直線傳播原理,故B符合題意;
C.滑雪鏡上的像是由光的反射形成的,故C不符合題意;
D.裝水的圓形杯子可以看作一個(gè)凸透鏡,透過水杯成像屬于凸透鏡成像,原理是光的折射,故D不符合題意.
8.下列光學(xué)情景的描述中,正確的是( )

“拱橋倒影”,是等大的虛像B.“彎折的鉛筆”,是放大的實(shí)像

C.“墻上的手影”,是放大的虛像D.“后視鏡中的車輛”,是縮小的實(shí)像
【答案】A
【詳解】A.“拱橋倒影”屬于平面鏡成像,由平面鏡成像的特點(diǎn)可知成的是等大的虛像,故A正確;
B.看到彎折的鉛筆是光的折射形成的虛像,故B錯(cuò)誤;
C.墻上的手影是光的直線傳播形成的影子,故C錯(cuò)誤;
D.后視鏡中是凸面鏡,所成的像是正立、縮小的虛像,故D錯(cuò)誤。
故選A。
9.下列情境中,屬于光的反射的是( )

圖中,街頭路口利用凸面鏡擴(kuò)大視野B.圖中,岸邊的游客看到湖中的魚

C.圖中,地面上獵豹影子的形成D.圖中,用放大鏡觀察指紋
【答案】A
【詳解】A.凸面鏡對(duì)光具有發(fā)散的作用,街頭路口利用凸面鏡擴(kuò)大視野,屬于光的反射現(xiàn)象,故A正確;
B.人在湖岸邊看到湖中的魚在游動(dòng),是因?yàn)閺聂~身上反射的光從水中斜射入空氣時(shí),發(fā)生了折射,故B錯(cuò)誤;
C.地面上獵豹影子的形成,是光沿直線傳播現(xiàn)象,故C錯(cuò)誤;
D.用放大鏡觀察指紋是利用了凸透鏡可以成放大的、正立的虛像的原理,屬于光的折射,故D錯(cuò)誤。
故選 SKIPIF 1 < 0 。
如圖所示的四種現(xiàn)象中,屬于光的折射現(xiàn)象的是( )

A. 景物在鏡中成像B. 勺柄在水面“斷開”C. 拱橋在水中的倒影D. 蠟燭通過小孔成像
【答案】B
【詳解】A.汽車觀后鏡,是利用凸面鏡能使光線發(fā)散的特點(diǎn)擴(kuò)大視野,是光的反射原理,故A不符合題意;
B.當(dāng)光從空氣斜射入水中或者其他介質(zhì)中時(shí),折射光線向法線方向偏折,出現(xiàn)了鋼勺好像在水面處折斷了的現(xiàn)象,如同插入水中的筷子向上彎折的道理是一樣的,屬于光的折射現(xiàn)象,故B符合題意;
C.平靜的水面相當(dāng)于平面鏡,上在水中形成拱橋的“倒影”是平面鏡成像,平面鏡成像屬于光的反射,故C不符合題意;
D.蠟燭通過小孔成像,是因?yàn)楣庠谕痪鶆蚪橘|(zhì)中沿直線傳播,故D不符合題意。
故選B。
11.下列現(xiàn)象由光的折射形成的是( )
A.橋在水中形成“倒影”B.手在燈光下形成影子
C.池水看起來比實(shí)際淺D.汽車后視鏡可擴(kuò)大視野
【答案】C
【詳解】A.岸邊的樹木和房屋在水中的倒影,是平面鏡成像現(xiàn)象,屬于光的反射;
B.“手影”,屬于光的直線傳播;
C.池水變淺,屬于光的折射現(xiàn)象;
D.凸面鏡可以擴(kuò)大視野,是光的反射現(xiàn)象.
12.如圖所示是“天網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)”的重要組成部分﹣攝像頭,該攝像頭的主要光學(xué)部件是( )
A.凸透鏡B.凹透鏡C.平面鏡D.凹面鏡
【答案】A
【詳解】攝像機(jī)與照相機(jī)一樣,主要光學(xué)部件都是凸透鏡,都是物距大于2倍焦距時(shí)成倒立縮小的實(shí)像。
故選A。
13.如圖所示的四種現(xiàn)象中,屬于光的折射現(xiàn)象的是( )

A. 手影B. 水面上“折斷”的筷子C. “后視鏡”中的景物D. 樹在水中的倒影
【答案】B
【詳解】A.手影,是影子現(xiàn)象,由于光在同一均勻介質(zhì)中沿直線傳播而形成,故A不符合題意;
B.水面上“折斷”的筷子,是由于光從水中斜射入空氣中時(shí),光發(fā)生折射而形成的,故B符合題意;
C.汽車后視鏡,利用凸面鏡能使光線發(fā)散的特點(diǎn)擴(kuò)大視野,本質(zhì)是光的反射形成的現(xiàn)象,故C不符合題意;
D.倒影,即平面鏡成像,由于光的反射而形成,故D不符合題意。
故選B。
14.下列與光現(xiàn)象有關(guān)的一些說法中正確的是( )
A.夜晚看到湖水中的一輪明月,這是月亮的實(shí)像
B.雨過天晴,天空出現(xiàn)一道美麗的彩虹,這是光的色散現(xiàn)象
C.通過汽車后視鏡觀察到后面的景物,這是光的折射現(xiàn)象
D.建筑物上的玻璃幕墻在陽光下格外“刺眼”,這是光的鏡面反射現(xiàn)象
【答案】BD
【詳解】A.夜晚看到湖水中的一輪明月,是由于光的反射形成的月亮的虛像,故A錯(cuò)誤;
B.太陽光是由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫組成的,雨過天晴,天空出現(xiàn)一道美麗的彩虹,這是光的色散現(xiàn)象,故B正確;
C.通過汽車后視鏡觀察到后面的景物,這是光的反射現(xiàn)象,故C錯(cuò)誤;
D.建筑物上的玻璃幕墻在陽光下格外“刺眼”,這是光在光滑表面發(fā)生的鏡面反射現(xiàn)象,故D正確。
故選BD。
15.在“走進(jìn)西藏”活動(dòng)中,小明對(duì)藏民用面積很大凹面鏡制成的太陽灶燒水(如圖甲)很好奇.于是他利用不銹鋼湯勺的內(nèi)表面當(dāng)作凹面鏡,將平行的光正對(duì)“凹面鏡”照射,光路如圖乙.
(1)使用太陽灶燒水,水壺應(yīng)放在________(選填“a”、“b”或“c”)點(diǎn).
(2)小明還觀察到收集微弱電視信號(hào)的“衛(wèi)星鍋”(如圖丙)也有類似結(jié)構(gòu),你認(rèn)為“衛(wèi)星鍋”的凹形鍋應(yīng)選用對(duì)電視信號(hào)有很強(qiáng)_______(選填“反射”、或“吸收”)性能的材料.
【答案】 b 反射
【詳解】(1)凹面鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用,在焦點(diǎn)溫度最高,太陽灶是利用的凹面鏡,所以燒水時(shí),應(yīng)將水壺應(yīng)放在焦點(diǎn)位置,即應(yīng)放在圖乙中的b點(diǎn),
(2)衛(wèi)星鍋對(duì)信號(hào)有反射作用,所以,能收集微弱電視信號(hào),故“衛(wèi)星鍋”凹形鍋面應(yīng)選用對(duì)電視信號(hào)有很強(qiáng)反射性能的材料.
【點(diǎn)睛】本題主要考查的是凹面鏡的反射作用,是一道基礎(chǔ)題.
題型二:凸透鏡成像級(jí)應(yīng)用
1.為嚴(yán)控新冠疫情,保護(hù)師生生命安全,我市部分中小學(xué)對(duì)校園門禁系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí),配備了人臉識(shí)別和測(cè)溫系統(tǒng),如圖所示。通過校門時(shí),只需將人臉面向屏幕攝像頭,該系統(tǒng)就能將測(cè)試者的面部信息與備案信息進(jìn)行比對(duì)并獲取體溫,決定放行與否。關(guān)于門禁系統(tǒng),下列說法中正確的是( )
A.系統(tǒng)屏幕邊框呈黑色是由于所選材質(zhì)對(duì)光的反射能力較強(qiáng)
B.該系統(tǒng)的核心光學(xué)元件是凸透鏡
C.該系統(tǒng)的成像原理主要是利用光的反射
D.該系統(tǒng)的攝像頭所成的像是正立放大的虛像
【答案】B
【詳解】A.門禁系統(tǒng)屏幕邊框呈黑色的原因:選擇的材質(zhì)對(duì)光的反射能力較弱,故A錯(cuò)誤;
BCD.門禁系統(tǒng)的攝像頭成像原理與照相機(jī)的成像原理相同,利用了當(dāng)物距大于二倍焦距時(shí)凸透鏡使物體成倒立、縮小的實(shí)像的原理,凸透鏡是利用光的折射來改變光的傳播路徑的,所以該系統(tǒng)的成像原理主要是利用光的折射,故B正確,CD錯(cuò)誤。
故選B。
2.我國出土的文物“水晶餅”為中部鼓起的透明圓餅,古籍記載“正午向日,以艾承之,即火燃”。關(guān)于“水晶餅”利用太陽光生火,下列說法正確的是( )
A.這是光的反射現(xiàn)象B.這是光的色散現(xiàn)象
C.“水晶餅”對(duì)光有會(huì)聚作用D.“水晶餅”對(duì)光有發(fā)散作用
【答案】C
【詳解】A.“水晶餅”相當(dāng)于凸透鏡,發(fā)生的是光的折射現(xiàn)象,故A錯(cuò)誤;
B.光的色散現(xiàn)象是指太陽光(白光)透過三棱鏡分解成各種色光的現(xiàn)象,故B錯(cuò)誤;
CD.“水晶餅”相當(dāng)于凸透鏡,凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用,把一束太陽光的能量會(huì)聚到焦點(diǎn)上,從而點(diǎn)燃了焦點(diǎn)處的艾草,故C正確,D錯(cuò)誤。
故選C。
3.如圖所示是“科學(xué)探究:凸透鏡成像”的實(shí)驗(yàn)操作情景,下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.從圖甲中可知該透鏡的焦距為10.0cm
B.如圖乙所示,向左適當(dāng)移動(dòng)光屏可以得到縮小的實(shí)像
C.如圖乙所示,將蠟燭移至30cm處,光屏上可得到等大的實(shí)像
D.如圖乙所示,將蠟燭移至45cm處,移動(dòng)光屏可以得到縮小的實(shí)像
【答案】D
【詳解】A.平行與主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后在光屏上成最小最亮的光點(diǎn)為凸透鏡的焦點(diǎn),從凸透鏡光心到焦點(diǎn)的距離即為焦距,從刻度尺上可以測(cè)得該透鏡的焦距為10.0cm。故A正確,不符合題意;
B.圖乙物距為40.0cm,大于二倍焦距,則像距應(yīng)在一倍焦距和二倍焦距之間,圖中光屏位于二倍焦距的位置上,向左適當(dāng)移動(dòng)光屏可以得到縮小的實(shí)像。故B正確,不符合題意;
C.將蠟燭移至30cm處,物距為20cm,蠟燭位于二倍焦距的位置上,像距也在二倍焦距的位置上,此時(shí)在光屏上成倒立等大的實(shí)像。故C正確,不符合題意;
D.將蠟燭移至45cm處,蠟燭位于一倍焦距以內(nèi),成正立放大的虛像,所以在光屏上不能得到縮小的實(shí)像。故D錯(cuò)誤,符合題意。
故選D。
4.(多選)下列關(guān)于光現(xiàn)象的描述正確的是( )
A.圖甲:是表示矯正近視眼的光路示意圖
B.圖乙:凸透鏡只對(duì)平行于主光軸的光有會(huì)聚作用
C.圖丙:用放大鏡看遠(yuǎn)處的物體時(shí),像是縮小、倒立的
D.圖丁:把紙板NOF向后折,在紙板上不能看到反射光
【答案】CD
【詳解】A.近視眼需要佩戴凹透鏡,圖中眼睛前面是凸透鏡,用來矯正遠(yuǎn)視眼,故A錯(cuò)誤;
B.凸透鏡對(duì)所有光線有會(huì)聚作用,故B錯(cuò)誤;
C.用放大鏡看遠(yuǎn)處的物體時(shí),物距大于2倍焦距,成縮小、倒立的實(shí)像,故C正確;
D.由于反射光線、入射光線和法線都在同一平面內(nèi),把紙板NOF向后折,兩塊紙板不在同一平面上,在紙板上不能看到反射光,故D正確。
故選CD。
5.讓平行于主光軸的光分別射向凸透鏡A與B,情況如圖甲所示,則A與B中對(duì)光的會(huì)聚作用較強(qiáng)的是________ 。如圖乙所示,燭焰通過凸透鏡A恰好能在光屏上成清晰的像,如果保持蠟燭的位置不動(dòng),將凸透鏡A換成凸透鏡B,還想在光屏上看到清晰的像,應(yīng)該向_______移動(dòng)光屏。
【答案】 B 左
【詳解】[1]如圖甲所示,一束平行于主光軸光經(jīng)過透鏡后會(huì)聚一點(diǎn),該點(diǎn)就是焦點(diǎn),焦點(diǎn)到光心的距離是焦距,焦距越小,說明會(huì)聚作用越強(qiáng),故B對(duì)光的會(huì)聚作用較強(qiáng)。
[2]如圖乙所示,燭焰通過凸透鏡A恰好能在光屏上成清晰的像,如果保持蠟燭的位置不動(dòng),將凸透鏡A換成凸透鏡B,因?yàn)橥雇哥RB對(duì)光的會(huì)聚作用更強(qiáng),所以光線會(huì)提前會(huì)聚,即成像在光屏左側(cè),所以應(yīng)該向左移動(dòng)光屏才能在光屏上看到清晰的像。
6.如圖所示,西漢時(shí)期的《淮南萬畢術(shù)》中記載有“削冰令圓,舉以向日,以艾承其影,則火生?!闭?qǐng)你用學(xué)過的光學(xué)知識(shí)判斷“削冰令圓”就是把冰塊制成___________鏡,若要“火生”應(yīng)把“艾”放在鏡的___________位置。
【答案】 凸透 焦點(diǎn)
【詳解】[1]削冰令圓,舉以向日,以艾承其影,則火生,將冰削圓,對(duì)著太陽能生火,說明削成的圓冰對(duì)火有會(huì)聚作用,所以是冰塊制成凸透鏡。
[2]太陽光都會(huì)會(huì)聚到凸透鏡的焦點(diǎn)位置,要快速生火,需把“艾”放在鏡的焦點(diǎn)位置。
7.小華做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn):
(1)在調(diào)整蠟燭、凸透鏡和光屏高度時(shí),蠟燭_______(選填“需要”或“不需要”)點(diǎn)燃;調(diào)整它們高度的目的是_________;
(2)他用同一凸透鏡做了四次實(shí)驗(yàn),如圖中甲、乙、丙、丁所示,光屏上均有清晰的像(未畫出)。四次實(shí)驗(yàn)中,成縮小像的是_____圖(選填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”);由圖乙、丙、丁可知,隨著蠟燭向透鏡靠近,光屏上像的大小變化情況是_____(選填“變大”或“變小”);
(3)在圖乙所示的實(shí)驗(yàn)中,僅將凸透鏡換為焦距更小的凸透鏡。為在光屏上得到清晰的像,應(yīng)將光屏____(選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)凸透鏡移動(dòng)。
【答案】 需要 使物體成像在光屏的中心 甲 變大 靠近
【詳解】(1)[1][2]調(diào)整蠟燭、凸透鏡和光屏高度時(shí),應(yīng)保持三心共線,為了確定燭焰的中心,需點(diǎn)燃蠟燭;調(diào)整它們高度的目的是使點(diǎn)燃的蠟燭成像在光屏的中心。
(2)[3]根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律可知,凸透鏡成實(shí)像時(shí),物距大于像距時(shí)成倒立、縮小的實(shí)像;物距等于像距時(shí)成倒立、等大的實(shí)像;物距小于像距時(shí)成倒立放大的實(shí)像。由圖可知,甲圖中物距大于像距,所以甲圖成縮小的實(shí)像。
[4]由乙、丙、丁可知,隨著蠟燭靠近透鏡,物距減小,像距變大,則光屏上像的大小變大。
(3)[5]在圖乙中,將凸透鏡換為焦距更小的凸透鏡,透鏡的折光能力變強(qiáng),所以會(huì)在原來光屏的前方會(huì)聚成像,故應(yīng)將光屏應(yīng)靠近透鏡方向移動(dòng)。
8.物理學(xué)習(xí)小組用凸透鏡、蠟燭、光屏和光具座等器材探究凸透鏡成像的規(guī)律。
(1)實(shí)驗(yàn)前,應(yīng)使?fàn)T焰、凸透鏡和光屏的中心在______;
(2)當(dāng)蠟燭、凸透鏡、光屏在如圖所示的位置時(shí),光屏上出現(xiàn)了等大清晰的像,此凸透鏡的焦距為______cm;
(3)當(dāng)蠟燭與凸透鏡的距離為25cm時(shí),可在光屏上得到一個(gè)倒立、______的實(shí)像,利用這一原理可制成生活中的照相機(jī);
(4)凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用,可以用來制成______眼鏡。
【答案】 同一高度 10.0 縮小 遠(yuǎn)視
【詳解】(1)[1]為了使像成在光屏的中央位置,實(shí)驗(yàn)前應(yīng)使?fàn)T焰、凸透鏡和光屏的中心在同一高度。
(2)[2]由圖可知,物距為
SKIPIF 1 < 0
像距為
SKIPIF 1 < 0
由凸透鏡成像規(guī)律可知,當(dāng)成等大清晰的像,則
SKIPIF 1 < 0
所以凸透鏡的焦距為
SKIPIF 1 < 0
(3)[3]當(dāng)蠟燭與凸透鏡的距離為25cm時(shí),此時(shí)物距大于二倍焦距,成倒立縮小的實(shí)像。
(4)[4]遠(yuǎn)視眼需要佩戴凸透鏡矯正,近視眼需要佩戴凹透鏡矯正,所以凸透鏡可以用來制成遠(yuǎn)視眼鏡。
9.小濱同學(xué)“探究凸透鏡成像的規(guī)律”。
(1)如圖甲所示,小濱讓凸透鏡正對(duì)平行光,調(diào)整凸透鏡到光屏的距離,光屏上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)很小、很亮的光斑,則該凸透鏡的焦距f=________cm;
(2)小濱在組裝器材時(shí),將蠟燭、凸透鏡和光屏依次放在光具座上,點(diǎn)燃蠟燭并調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡、光屏的中心在同一高度上,目的是讓燭焰的像成在_________;
(3)如圖乙所示,小濱將凸透鏡固定在50cm刻度線處,當(dāng)蠟燭距凸透鏡15cm時(shí),移動(dòng)光屏,可在光屏上得到一個(gè)倒立、________(選填“縮小”、“等大”或“放大”)的實(shí)像,利用該成像規(guī)律制成的光學(xué)儀器是________(選填“照相機(jī)”、“投影儀”或“放大鏡”)。此時(shí),若在凸透鏡與光屏之間放置一遠(yuǎn)視鏡片,要在光屏上成清晰的像,光屏應(yīng)向________(選“左”、“右” )移動(dòng);
(4)小濱在實(shí)驗(yàn)過程中,光屏上得到清晰的像,突然,一只飛蟲落到了凸透鏡表面上,則光屏上出現(xiàn)________。
A.飛蟲的像 B.飛蟲的影子 C.仍是燭焰的像
【答案】 10.0 光屏正中央 放大 投影儀 左 C
【詳解】(1)[1]平行主光軸的光線會(huì)聚于一個(gè)很小、很亮的光斑,這個(gè)光班稱為焦點(diǎn),焦點(diǎn)到光心的距離是焦距,故焦距為
30.0cm-20.0cm=10.0cm
(2)[2]點(diǎn)燃蠟燭并調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡、光屏的中心在同一高度上,燭焰的中心發(fā)出的光線經(jīng)過凸透鏡的光心傳播方向不變,故當(dāng)燭焰、凸透鏡、光屏的中心在同一高度上,像成在光屏的正中央。
(3)[3][4]當(dāng)蠟燭距凸透鏡15cm時(shí),物距在一倍焦距和兩倍的焦距之間,成的是倒立的放大的實(shí)像,投影儀就是利用這一原理制成的。
[5]遠(yuǎn)視眼是晶狀體太薄,折光能力變?nèi)酰枰宕魍雇哥R,故遠(yuǎn)視鏡片是凸透鏡,當(dāng)在凸透鏡與光屏之間放置一遠(yuǎn)視鏡片,對(duì)光線有會(huì)聚作用,故需要將光屏向左移動(dòng)。
(4)[6] A.飛蟲在1倍焦距以內(nèi),成的是虛像,無法用光屏承接,故A不符合題意;
B.影子是光照射不到的地方形成區(qū)域,而凸透鏡成像原理是燭焰發(fā)出光線經(jīng)過凸透鏡折射后形成的像,經(jīng)光屏反射后進(jìn)入人眼,人就可以看到像,光屏上比較亮,不會(huì)形成影子,故B不符合題意;
C.凸透鏡成實(shí)像時(shí),所有透過透鏡的光會(huì)聚到光屏上成像,小蟲落在透鏡上后,整個(gè)物體發(fā)出的光雖有一小部分被擋住,但總會(huì)有一部分光通過凸透鏡而會(huì)聚成像,因此,像與原來相同,仍是燭焰的像,大小不變;由于透鏡的一小部分被遮住,因此折射出的光線與原來相比減少了,像將完好,但亮度會(huì)變暗。故C符合題意。
故選C。
10.為進(jìn)一步探究光的反射和折射現(xiàn)象,小明根據(jù)老師的要求認(rèn)真完成了下列實(shí)驗(yàn)。
(1)為了證明在光的反射過程中光路是可逆的,如圖所示,小明已完成了實(shí)驗(yàn)步驟①②;
①在水平白紙板上畫一條直線PQ,做ON垂直PQ于O點(diǎn),畫一條斜線AO;
②沿PQ放置平面鏡,讓一束光沿AO射向平面鏡,在反射光線經(jīng)過處標(biāo)上一點(diǎn)B;
接下來應(yīng)該讓入射光線沿___________,若反射光線沿___________方向射出,說明光路是可逆的;
(2)如圖所示,一束白光通過三棱鏡后,在白屏上形成一條彩色的光帶。據(jù)此可判斷:紅光和紫光以相同的入射角射向同一塊玻璃磚,紅光的折射角___________紫光的折射角(填“大于”、“小于”或“等于”);
(3)在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”時(shí),記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:
由上表數(shù)據(jù)可知,凸透鏡成實(shí)像的條件是___________;成虛像的條件是___________。根據(jù)光路是可逆的這一特點(diǎn)可知,當(dāng)物距 SKIPIF 1 < 0 時(shí),像距 SKIPIF 1 < 0 ___________ SKIPIF 1 < 0 ;
(4)請(qǐng)寫出一種測(cè)量凸透鏡焦距的方法:___________,并簡(jiǎn)要說明主要操作步驟:___________。
【答案】 BO OA 大于 物距大于一倍焦距 SKIPIF 1 < 0 30 太陽光聚焦法 見解析
【詳解】(1)②[1][2]讓一束光沿AO射向平面鏡,在反射光線經(jīng)過處標(biāo)上一點(diǎn)B,AO是入射光線,OB是反射光線,由于驗(yàn)證的是光路可知,即光線逆著反射光線照射過去,故光線沿著BO射入;觀察是否會(huì)沿著OA射出,若沿著OA射出,則光路可逆。
(2)[3]紅光和紫光以相同的入射角射向同一塊玻璃磚,如圖
紅光的偏折程度小于紫光,紫光更接近法線,紫光的折射角小于紅光的折射角。
(3)[4][5][6]根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知,物距大于兩倍焦距,成倒立的縮小的實(shí)像,物距在一倍和兩倍焦距之間,是倒立的放大的實(shí)像,故成實(shí)像的條件是大于1倍的焦距;一倍焦距分虛實(shí),故物距小于1倍的焦距,成的是正立的放大的虛像;當(dāng)物距等于30cm時(shí),像距等于15cm,成的是倒立的縮小的實(shí)像,當(dāng)物距等于15cm時(shí),根據(jù)光路可知,像距等于30cm,仍然能夠成像。
(4)[7][8]太陽光聚焦法,把凸透鏡正對(duì)陽光,再把一張紙放在它的另一側(cè),改變透鏡與紙的距離,直至紙上出現(xiàn)的光斑變得最小、最亮,此光斑所在處即為凸透鏡的焦點(diǎn),用刻度尺測(cè)量出這個(gè)最小、最亮的光斑到凸透鏡的距離,即為焦距,利用平行于主光軸的光線經(jīng)過凸透鏡時(shí),發(fā)生折射,折射光線會(huì)聚于一點(diǎn),為焦點(diǎn)的原理測(cè)量凸透鏡的焦距。
11.在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中。
(1)一束平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡后,在光屏上形成一個(gè)最小、最亮的光斑,如圖甲所示,則該透鏡的焦距為__________ SKIPIF 1 < 0 ;
(2)調(diào)節(jié)各元件位置如圖乙所示,可在光屏上得到一個(gè)清晰、倒立、__________(選填“放大”、“縮小”或“等大”)的實(shí)像;
(3)保持透鏡和蠟燭位置不變,在蠟燭和透鏡之間加一個(gè)近視鏡片,觀察到光屏上的像變模糊,若使光屏上的像再次清晰,可將光屏向__________(選填“左”或“右”)移動(dòng)。
【答案】 12.5 縮小 右
【詳解】(1)[1]由圖示知,刻度尺的分度值為1cm,形成最小最亮光斑時(shí),光屏與凸透鏡的距離為
L=42.5cm-30.0cm=12.5cm
所以焦距為12.5cm。
(2)[2]由圖乙知,物距大于像距,所以在光屏上成的是倒立、縮小的實(shí)像。
(3)[3]在光屏上能成清晰像的蠟燭與凸透鏡間放入一個(gè)近視鏡,光屏應(yīng)右移動(dòng),才能再次承接到清晰的像,因?yàn)榻曠R是凹透鏡,對(duì)光有發(fā)散作用,則蠟燭發(fā)出的光線先經(jīng)近視鏡發(fā)散后,再經(jīng)凸透鏡,其會(huì)聚點(diǎn)會(huì)變遠(yuǎn),所以光屏要向遠(yuǎn)離凸透鏡的方向移動(dòng)。
12.如圖所示,是“探究凸透鏡成像的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置,已知使用的凸透鏡的焦距為10cm。
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),要將___________(選填“蠟燭”或“燭焰”)、凸透鏡、光屏三者的中心調(diào)到同一___________;
(2)如圖所示,光屏上承接到清晰的實(shí)像,像距為___________cm,___________(選填“照相機(jī)”、“投影儀”或“放大鏡”)就是利用這個(gè)成像原理制成的;
(3)保持透鏡位置不動(dòng),將蠟燭向右移動(dòng)10cm,光屏移動(dòng)到___________cm的刻度線處,光屏上再次得到清晰的像;
(4)實(shí)驗(yàn)中,由于蠟燭變短,燭焰在光屏上的像位于光屏的___________選填(“上半部”或“下半部”)。
【答案】 燭焰 高度 15.0 照相機(jī) 80.0 上半部
【詳解】(1)[1][2]在實(shí)驗(yàn)中,為了使像能成在光屏的中心,便于觀察,所以應(yīng)調(diào)整燭焰、凸透鏡和光屏的高度,使它們的中心大致在同一高度,根據(jù)光通過光心的方向不變,此時(shí)像成在光屏的中央。
(2)[3]由圖丙可知,光具座上的刻度分度值為1cm,光屏所在的位置為75.0cm,凸透鏡所在的位置為60.0cm,所以像距為
75.0cm-60.0cm=15.0cm
[4]此時(shí)物距為30.0cm,大于二倍焦距,成倒立縮小的實(shí)像,照相機(jī)就是利用這個(gè)成像原理制成的。
SKIPIF 1 < 0 [5]將蠟燭向右移動(dòng)10cm,移至40cm刻度線處,此時(shí)物距為
SKIPIF 1 < 0
物體在二倍焦距時(shí),成倒立等大的實(shí)像,此時(shí)物距和像距相等,因此像距為
SKIPIF 1 < 0
即光屏需要移到80.0cm的刻度線處。
(4)[6]凸透鏡成實(shí)像是倒立的,蠟燭燃燒變短時(shí),燭焰向下移動(dòng),根據(jù)光通過光心的方向不變,那么光屏上的像要向上移動(dòng),燭焰在光屏上的像位于光屏的上半部。
13.某興趣小組做光學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)。
(1)透鏡的焦距是10cm,當(dāng)蠟燭和透鏡在如圖所示位置時(shí),移動(dòng)光屏可以在光屏上得到一個(gè)倒立、______的實(shí)像,在照相機(jī)和投影儀中,成像原理與此類似的是______;
(2)實(shí)驗(yàn)中,光屏上已經(jīng)看到燭焰清晰的像,某同學(xué)用手指的指尖觸摸凸透鏡,則光屏上會(huì)出現(xiàn) ______(填“指尖的像”或“完整燭焰的像”);
(3)在完成上一步實(shí)驗(yàn)后,某同學(xué)在蠟燭和凸透鏡之間加了一個(gè)眼鏡片,光屏上成的像不再清晰。保持其他元件不動(dòng),向遠(yuǎn)離凸透鏡的方向適當(dāng)移動(dòng)光屏,又可在光屏上看到清晰的像,那么后加入的鏡片為 ______(填“近視”或“遠(yuǎn)視”)眼鏡片;
(4)將光屏在如圖所示的位置上移到80cm刻度線處,再將50cm處的凸透鏡換成薄玻璃板,光屏上 ______(填“能”或“不能”)出現(xiàn)燭焰的像。
【答案】 縮小 照相機(jī) 完整燭焰的像 近視 不能
【詳解】(1)[1][2]凸透鏡的焦距是10cm,圖中蠟燭距凸透鏡30cm,物距大于2倍焦距,成倒立、縮小的實(shí)像,照相機(jī)就是根據(jù)這個(gè)原理制成的。
(2)[3]不小心用手指指尖觸摸了凸透鏡,由于凸透鏡的其他部分仍能會(huì)聚光線而成像,所以光屏上呈現(xiàn)的仍然是燭焰完整的像,只是此時(shí)像比手指指尖觸摸前的像要暗一些。
(3)[4]在凸透鏡左側(cè)加一個(gè)鏡片,光屏上的成像不再清晰。保持其他元件不動(dòng),向遠(yuǎn)離凸透鏡方向適當(dāng)移動(dòng)光屏后又可在光屏上看到清晰的像,說明此鏡片對(duì)光線有發(fā)散作用,即加入的鏡片為近視眼鏡鏡片(凹透鏡)。
(4)[5]若將50cm處的凸透鏡換成薄玻璃板,將蠟燭和光屏放在如圖乙所示的位置,則此時(shí)研究平面鏡成像,平面鏡成正立等大的虛像,因?yàn)樘撓癫荒茉诠馄辽铣薪?,所以光屏上不能出現(xiàn)燭焰的像。
14.在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中:
(1)調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡和光屏,使三者的中心在___________;
(2)當(dāng)蠟燭、凸透鏡和光屏的位置如圖甲所示時(shí),光屏上成清晰的倒立、___________的實(shí)像,___________就是應(yīng)用這一成像規(guī)律制成的;
(3)在答題卡的相應(yīng)位置,完成圖乙中光線通過凸透鏡后的光路圖。___________
【答案】 同一高度 縮小 照相機(jī)
【詳解】(1)[1]在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,為了使像成在光屏的中央,實(shí)驗(yàn)前要調(diào)整燭焰、凸透鏡中心和光屏中心大致在同一高度。
(2)[2][3]如圖甲,此時(shí)物距大于像距,根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律,則有物距大于兩倍焦距,像距在一倍焦距和兩倍焦距之間,所成的像是倒立、縮小的實(shí)像。應(yīng)用這一成像規(guī)律,可以制成照相機(jī)。
(3)[4]過光心的入射光經(jīng)凸透鏡折射后,出射光方向不變,光路圖如圖所示:
像與物距的關(guān)系 凸透鏡的焦距 SKIPIF 1 < 0
物距與焦距的關(guān)系
物距 SKIPIF 1 < 0
像的性質(zhì)
像距 SKIPIF 1 < 0
虛實(shí)
大小
正倒
SKIPIF 1 < 0
30
實(shí)像
縮小
倒立
15
SKIPIF 1 < 0
20
實(shí)像
等大
倒立
20
SKIPIF 1 < 0
15
實(shí)像
放大
倒立
SKIPIF 1 < 0
5
虛像
放大
正立

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