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王牌物理
王牌物理
【王牌物理】八年级阶段性调研试题12
第五章 透镜及其应用 专题训练
命题人 王兆敏
满分 70 分,时间 60 分钟
一、填空题(共6题;每空1分,共14分)
1.(2分)初夏的早晨,树叶上常常会有一些露珠,透过这些露珠看到的叶脉会更清楚,露珠相当于一个放大镜,我们看到的是叶脉的 像;望远镜物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成 (均选填“实”或“虚”)像。
2.(2分)如图甲所示,是新疆地区普遍使用的太阳灶,这是利用 镜能会聚光线的特点制成的。如图乙所示是一部望远镜,它是由两组凸透镜组成的,其物镜成像的道理相当于一个 (填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。
T2 T3
3.(2分)要想使屏幕上的像大一些,应当适当 (选填“增大”或“减小”)投影仪与屏幕距离,同时将透镜适当向 (选填“上”或“下”)移动。
4.(3分)“新冠肺炎”疫情期间,进入校园的人员都要测量体温。如图所示是某人脸识别测温系统终端,当人站在某一位置范围内时,光源自动打开照亮人,人通过摄像头成一个倒立、 的实像,并利用 (选填“红外线”或者“紫外线”)实时测量人体温度,从而达到监测体温的目的,进校人员走近摄像头时,电脑屏幕上显示的像将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
T4 T5T6
5.(2分) 现在很多同学不注意爱护眼睛,有不少同学患上近视眼,而随着年龄增长,到了中老年期却变成老花眼,甲、乙两示意图能表示“老花眼”是 图,可使用 镜来矫正视力。
6.(3分)如图所示,将一只透镜正对着太阳,把一张纸放在它下方,纸上呈现一个圆光斑,光斑直径小于透镜直径,测得光斑到透镜的距离为L。
(1)(1分)图中的透镜是 透镜;
(2)(1分)若透镜焦距小于L,透镜逐渐靠近纸面,会看到圆光斑 (填光斑大小变化情况);
(3)(1分)若透镜焦距大于L,保持透镜到纸的距离不变,换用一个焦距更大的同类型透镜,会看到光斑 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
二、选择题(共8题;7-12为单选,13、14为双选,每题2分,共16分)
7.(2分)我国出土的“水晶饼”为中部鼓起的透明圆饼,古籍记载“正午向日,以艾承之,即火燃”。关于“水晶饼”利用太阳光生火,下列说法正确的是( )
A.这是光的反射现象 B.这是光的色散现象
C.“水晶饼”对光有会聚作用 D.“水晶饼”对光有发散作用
8.(2分) 2024年6月6日是第29个全国“爱眼日”,其主题是:关注普遍的眼健康。保护视力、科学用眼已成为社会共识,下列有关眼睛和眼镜的说法正确的是( )
A.近视眼看远处物体,像成在视网膜的后方
B.矫正近视眼需配戴合适度数的凹透镜
C.矫正远视眼需配戴合适度数的凹透镜
D.物体在正常眼睛的视网膜上成正立的实像
9.(2分)如图所示的光学现象,其成像原理和成像虚实均相同的一组是( )
A.①和③ B.②和③ C.①和④ D.③和④
10.(2分)在探究“凸透镜成像特点”实验,光屏上得到清晰的像,如图所示。推断这个凸透镜的焦距可能是( )
A.8㎝ B.10㎝ C.12㎝ D.15㎝
T10 T11
11.(2分)中国航天员王亚平在离地球表面约的“天宫”空间站上通过天地连线,给同学们展示了一堂精彩的科学课。如图为王亚平老师做“水球”实验时的情景,下列说法正确的是( )
A.“水球”相当于凸透镜 B.“水球”对透过它的光有发散作用
C.王亚平远离“水球”时,她的像会变大D.图中通过“水球”看到王亚平的像是虚像
12.(2分)如下图为某书的插图,甲、乙、丙、丁是通过凸透镜所看到的插图的像。若凸透镜正对插图由远处逐渐靠近插图,则看到插图的像的先后顺序可能正确的是
A.甲一乙→丙→丁 B.丙一甲→丁→乙
C.乙→丙一甲→丁 D.丙一甲→乙→丁
13.(双选)(2分)小明送奶奶一个带放大镜的指甲刀(如图所示),放大镜的焦距为 3 cm。关于此放大镜,下列说法正确的是
A.放大镜是一种中间薄、边缘厚的透镜
B.放大镜到刀口的距离应调到小于 3 cm
C.剪指甲时,看到的是指甲正立、放大的虚像
D.按压手柄时,手离刀口越远,越费力
T13 T14
14.(双选)(2分)如图,小华用照相机对着平面镜中的“她”拍照。当小华逐渐远离平面镜 时,下列说法正确的是( )
A.平面镜中成虚像,像大小不变 B.平面镜中成实像,像逐渐变小
C.照相机中成实像,像逐渐变小 D.照相机中成虚像,像逐渐变小
三、作图题(共2题;每题2分,共4分)
15.(2分)物理课上,罗老师在水平桌面上放置一块平面镜,用一支带凸透镜的手电筒竖直向下照射在平面镜上,侧面的同学几乎不能看到经平面镜反射后的光,同学们通过作图明白了其中的道理。如图所示,F为凸透镜的焦点,一条光线经过焦点F射向凸透镜。请在图中画出该条光线经过凸透镜后的折射光线和经过平面镜后的反射光线。
T15 T16
16.(2分) 如图,物体AB经凸透镜后在光屏上成像A'B',F为透镜的焦点,请作出两条入射光线的折射光线。
四、实验探究题(共3题;每空1分,共22分)
17.(5分) 物理与生活息息相关,学习了光学知识后,宏星同学进行了下面的观察与思考。
(1)(2分)宏星在湖边看到水中有一条鱼,这是光的 现象;他看到的“鱼”是 像(选填“实”或“虚”);
(2)(2分)湖中有一把水位标尺,他看到鱼恰好在标尺的45cm处,水面在标尺的75cm处,鱼到水面的实际深度应 30cm(选填“小于”或“等于”或“大于”);如果想叉鱼,他应瞄准看到的鱼的 (选填“上方”或“下方”);
(3)(1分)类比是一种解决问题的方法,图甲是利用S点发出的两条特殊光线理性探究凸透镜成像特点的光路图,请参照图甲的方法,在图乙上通过画图理性探究凹透镜成像特点(只需找到像点(Q')。
18.(11分)在探究“凸透镜成像规律”的实验中。
(1)(1分)为了粗测凸透镜的焦距,小红上午上课前,将凸透镜与水平地面平行放置,让太阳光照射到凸透镜上,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,小红认为此点到光心的距离,就是凸透镜的焦距,小强却说,这个距离不是凸透镜的焦距,其理由是 。
(2)(1分)小红改变方案将凸透镜安装在光具座上,用平行光作光源,移动光屏,在光屏上得到一个最小最亮的光斑,如图甲所示,则该凸透镜的焦距为 cm。
(3)(3分)如图乙,光屏上呈现清晰的像,此像的性质是倒立、 的实像。若将蜡烛和光屏的位置对调,光屏上 (有/没有)烛焰清晰的像,原因是 。
(4)(2分)小明做实验时将自己的远视眼镜放在凸透镜前模拟远视眼的矫正,移动光屏直至光屏上出现了蜡烛清晰的像,此时取下眼镜,小明应将蜡烛向 (远离/靠近)凸透镜方向移动,才能再次在光屏上找到蜡烛清晰的像,所成像会 (变大/不变/变小)。
(5)(1分)小光将点燃的蜡烛放在某处,发现无论怎样移动光屏,在光屏中心只能看到一个大小不变的圆形光斑,你认为可能出现的原因应该是 。
(6)(1分)如图丙所示,保持蜡烛的位置不变,移动透镜至图丙所示刻度线处,则人眼应该在图中 (A/B/C)处且朝着相应方向,才能观察到烛焰的像。
(7)(2分)小华更换相关器材后顺利完成实验,根据记录的实验数据得到了如图所示的图像,线段MN为凸透镜成像的像距倒数(1/v)和物距倒数(1/u)的对应关系。根据图像信息可得该小组所用凸透镜的焦距为 cm。实验时,由于实验时间较长,蜡烛变短,烛焰的像在光屏上的位置会向 (上/下)方移动。
19.(6分)学习了透镜的知识以后,小明想探究凸透镜的成像情况。
(1)(2分)小明把爷爷的眼镜和自己的眼镜放到报纸上,如图甲所示,由此判断,爷爷配戴的是 (选填“近视镜”或“远视镜”),该镜片 (选填“中间”或“边缘”)厚;
(2)(1分)小明想利用太阳光测量爷爷镜片的焦距,如图乙所示,合理的是 (选填“A”或“B”);
(3)(2分)他把镜片放置在桌子上,调节到如图丙所示的位置,墙上出现了窗户清晰的像(像未画出),这个像是倒立、 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像, (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一成像原理工作的;
(4)(1分)小明将镜片向下移动一定高度,墙壁上的像将 (选填“向上移动”“向下移动”或“仍在原来的位置”)。
五、计算题(共2题;共14分)
20.(6分)在光具座上放置蜡烛、凸透镜、光屏,调节它们的高度,使它们的中心在同一高度上,再调节凸透镜和光屏的位置,当蜡烛和光屏之间距离时,在光屏上能看到清晰倒立、等大的像。(要有推导过程)求:
(1)(3分)该凸透镜的焦距f是多少?
(2)(3分)如图所示,光屏上成清晰的像,则蜡烛到凸透镜之间的范围是多少?
21.(8分)在完成“探究凸透镜成像规律”的实验后,小安想测一测烛焰和像移动时的速度,于是她将的凸透镜固定在长度为1m的光具座的中点并保持凸透镜的位置不变,进行了如下测量和计算。(计算中涉及速度相关计算可应用公式、、等,v表示速度,s表示路程、t表示时间)
(1)(4分)如图所示,使烛焰起始位置在9cm刻度线处,移动光屏,在63cm刻度线处得到一个清晰的像,在7s内将烛焰移至30cm刻度线处,求7s内烛焰和像各自移动时的速度。
(2)(4分)将烛焰从30cm刻度线处继续以原来的速度向右移动2s,若这2s内烛焰的像移动的速度是烛焰移动速度的2.5倍,请通过计算确定:光屏上承接到清晰的像时,光屏位于光具座的哪条刻度线上?
【王牌物理】八年级阶段性调研试题12
第五章 透镜及其应用 专题训练
答案解析部分
1.【答案】虚;实
2.【答案】凹面;照相机
3.【答案】增大;下
4.【答案】缩小;红外线;变大
5.【答案】乙;凸透
6.【答案】(1)凸
(2)先变小后变大
(3)变大
7.【答案】C
8.【答案】B
9.【答案】A
10.【答案】C
11.【答案】A
12.【答案】B
13.【答案】B,C
14.【答案】A,C
15.【答案】
16.【答案】
17.【答案】(1)折射;虚
(2)等于;下方
(3)
18.【答案】(1)太阳光没有正对凸透镜
(2)10.0
(3)放大;有;光路是可逆的
(4)远离;变小
(5)蜡烛放在焦点处
(6)B
(7)12.5;上
19.【答案】(1)远视镜;中间
(2)B
(3)缩小;照相机
(4)向下移动
20.【答案】(1)解: 当成倒立、等大实像时,物距和像距相等,即
所以:又因为时成等大的实像,
所以
(2)解: 如图所示中在光屏上成的是倒立、缩小的实像,其成像条件是
所以蜡烛到凸透镜之间距离大于
21.【答案】(1)解: 蜡烛起始位置放在9cm刻度线处,在7s内以不变的速度将蜡烛移动到30cm刻度线处,移动路程,时间,
则蜡烛移动的速度;
由题意可知,在7s内以不变的速度将蜡烛移动到30cm刻度线处,此时物距,像距,则光屏由63cm移动到70cm,
像移动的路程,
像移动时的平均速度
答:7s内蜡烛移动时的平均速度为;像移动时的平均速度是。
(2)解: 像的移动速度
则2s后像移动的距离,
像原来在70cm刻度线处,则。
答:光屏位于光具座的85cm刻度线上。
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【王牌物理】八年级阶段性调研试题12
第五章 透镜及其应用 专题训练
命题人 王兆敏
满分 70 分,时间 60 分钟
一、填空题(共6题;每空1分,共14分)
1.(2分)初夏的早晨,树叶上常常会有一些露珠,透过这些露珠看到的叶脉会更清楚,露珠相当于一个放大镜,我们看到的是叶脉的 像;望远镜物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成 (均选填“实”或“虚”)像。
【答案】虚;实
【知识点】实像和虚像的区别
【解析】【解答】露珠相当于凸透镜,透过露珠看到的叶脉会更清楚,成的是叶脉的虚像;物体到望远镜物镜的距离大于二倍焦距,使远处的物体在焦点附近成实像。
2.(2分)如图甲所示,是新疆地区普遍使用的太阳灶,这是利用 镜能会聚光线的特点制成的。如图乙所示是一部望远镜,它是由两组凸透镜组成的,其物镜成像的道理相当于一个 (填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。
【答案】凹面;照相机
【知识点】凸面镜和凹面镜;生活中的透镜
【解析】【解答】利用凹面镜的反光,能会聚光线的制成太阳灶;望远镜是由两组凸透镜组成的,物体到物镜的距离大于二倍焦距,成倒立缩小的实像,成像时相当于照相机。
3.(2分)要想使屏幕上的像大一些,应当适当 (选填“增大”或“减小”)投影仪与屏幕距离,同时将透镜适当向 (选填“上”或“下”)移动。
【答案】增大;下
【知识点】生活中的透镜
【解析】【解答】 投影仪是利用凸透镜2f>u>f,成倒立、放大的实像,凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像增大。要使屏幕上的像大一些,像距要增大,物距要减小。 应当适当1增大投影仪与屏幕距离,同时将透镜适当向下移动。
4.(3分)“新冠肺炎”疫情期间,进入校园的人员都要测量体温。如图所示是某人脸识别测温系统终端,当人站在某一位置范围内时,光源自动打开照亮人,人通过摄像头成一个倒立、 的实像,并利用 (选填“红外线”或者“紫外线”)实时测量人体温度,从而达到监测体温的目的,进校人员走近摄像头时,电脑屏幕上显示的像将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】缩小;红外线;变大
【知识点】红外线;生活中的透镜
【解析】【解答】摄像镜头实际上是一个凸透镜,人在凸透镜的二倍焦距以外,成倒立、缩小的实像。
由于人能发出红外线,测温仪利用红外线对人体进行测温的。
进校人员走近摄像头时,物距减小,像距变大,电脑屏幕上显示的像将变大。
5.(2分) 现在很多同学不注意爱护眼睛,有不少同学患上近视眼,而随着年龄增长,到了中老年期却变成老花眼,甲、乙两示意图能表示“老花眼”是 图,可使用 镜来矫正视力。
【答案】乙;凸透
【知识点】远视眼的成因与矫正办法
【解析】【解答】老花眼时远视眼,为乙图,凸透镜对光线有汇聚作用,所以可使用凸透镜来矫正
综上第1空为乙;第2空为凸透
6.(3分)如图所示,将一只透镜正对着太阳,把一张纸放在它下方,纸上呈现一个圆光斑,光斑直径小于透镜直径,测得光斑到透镜的距离为L。
(1)(1分)图中的透镜是 透镜;
(2)(1分)若透镜焦距小于L,透镜逐渐靠近纸面,会看到圆光斑 (填光斑大小变化情况);
(3)(1分)若透镜焦距大于L,保持透镜到纸的距离不变,换用一个焦距更大的同类型透镜,会看到光斑 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】(1)凸
(2)先变小后变大
(3)变大
【知识点】主光轴、光心、焦点和焦距
【解析】【解答】(1)因为凸透镜对光线有会聚作用、凹透镜对光线起发散作用,根据题意可知,光斑直径小于透镜直径,所以透镜对光线起了会聚作用,因此为凸透镜;
(2)凸透镜正对阳光,光线平行于凸透镜的主光轴,经凸透镜会聚在主光轴上最小、最亮的点,该点是凸透镜的焦点;由于光斑比透镜小,测得光斑到透镜的距离为L,当透镜焦距小于L时,透镜靠近纸面会经过焦点,会看到圆光斑先变小后变大;
(3)当透镇焦距大于L时,则焦点在纸面下方,保持透镜到纸的距离不变,换用一个焦距更大的同类型透镜,则相当于透镜靠近纸面,所以会看到圆光斑变大。
选择题(共8题;7-12为单选,13、14为双选,每题2分,共16分)
7.(2分)我国出土的“水晶饼”为中部鼓起的透明圆饼,古籍记载“正午向日,以艾承之,即火燃”。关于“水晶饼”利用太阳光生火,下列说法正确的是( )
A.这是光的反射现象 B.这是光的色散现象
C.“水晶饼”对光有会聚作用 D.“水晶饼”对光有发散作用
【答案】C
【知识点】透镜及其特点与分类
【解析】【解答】“水晶饼”是凸透镜,对光有会聚作用,是光的折射现象,C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C.
8.(2分) 2024年6月6日是第29个全国“爱眼日”,其主题是:关注普遍的眼健康。保护视力、科学用眼已成为社会共识,下列有关眼睛和眼镜的说法正确的是( )
A.近视眼看远处物体,像成在视网膜的后方
B.矫正近视眼需配戴合适度数的凹透镜
C.矫正远视眼需配戴合适度数的凹透镜
D.物体在正常眼睛的视网膜上成正立的实像
【答案】B
【知识点】近视眼的成因与矫正办法
【解析】【解答】A.近视眼能看清近处的物体,看远处物体,像成在视网膜的前方,A不符合题意;
B.近视眼的晶状体较厚,成像在视网膜前,需配戴合适度数的凹透镜矫正近视眼,B符合题意;
C.矫正远视眼需配戴合适度数的凸透镜,C不符合题意;
D.物体在晶状体焦距的二倍焦距外,正常眼睛的视网膜上成倒立的实像,D不符合题意。
故答案为:B.
9.(2分)如图所示的光学现象,其成像原理和成像虚实均相同的一组是( )
A.①和③ B.②和③ C.①和④ D.③和④
【答案】A
【知识点】光的直线传播及其应用;光的折射规律;生活中的透镜;平面镜成像的原理、特点
【解析】【解答】图 ① 是放大镜成正立放大的虚像,是光的折射。图 ②是平面镜成像,成正立等大的虚像, 其原理是光的反射。图 ③ 原理光的折射,所成的虚像,图 ④是小孔成像,其原理是光的直线传播,所成的像是实像,由此可以看出①③成像原理和成像虚实均相同,故A正确,BCD错误
故选:A
10.(2分)在探究“凸透镜成像特点”实验,光屏上得到清晰的像,如图所示。推断这个凸透镜的焦距可能是( )
A.8㎝ B.10㎝ C.12㎝ D.15㎝
【答案】C
【知识点】主光轴、光心、焦点和焦距
【解析】【解答】根据物距u=50cm-20cm=30cm,像距v=70cm-50cm=20cm,结合物距和像距范围,30cm>2f,f<20cm<2f,解得10cm<f<15cm,根据选项12cm在此范围内,C符合题意;ABD不符合题意。
故答案为:C.
11.(2分)中国航天员王亚平在离地球表面约的“天宫”空间站上通过天地连线,给同学们展示了一堂精彩的科学课。如图为王亚平老师做“水球”实验时的情景,下列说法正确的是( )
A.“水球”相当于凸透镜
B.“水球”对透过它的光有发散作用
C.王亚平远离“水球”时,她的像会变大
D.图中通过“水球”看到王亚平的像是虚像
【答案】A
【知识点】透镜及其特点与分类;凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】ABD.根据图像,水球中间厚,便于薄,相当于凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用,图的“倒影”是通过凸透镜成的倒立的、缩小的实像,故A正确、BD错误;
C.王亚平远离“水球”时,物距变大,像距变小,像变小,故C错误。
故选A。
12.(2分)如下图为某书的插图,甲、乙、丙、丁是通过凸透镜所看到的插图的像。若凸透镜正对插图由远处逐渐靠近插图,则看到插图的像的先后顺序可能正确的是
A.甲一乙→丙→丁 B.丙一甲→丁→乙
C.乙→丙一甲→丁 D.丙一甲→乙→丁
【答案】B
【知识点】凸透镜成像的应用
【解析】【解答】凸透镜正对插图,由远处逐渐靠近时,插图在凸透镜的二倍焦距外,成倒立缩小的实像,丙图,逐渐靠近凸透镜,成像变大,为甲和丁,当物体在焦点内,成正立放大的虚线,为乙图,顺序为丙-甲-丁-乙,B符合题意。
故答案为:B.
13.(双选)(2分)小明送奶奶一个带放大镜的指甲刀(如图所示),放大镜的焦距为 3 cm。关于此放大镜,下列说法正确的是
A.放大镜是一种中间薄、边缘厚的透镜
B.放大镜到刀口的距离应调到小于 3 cm
C.剪指甲时,看到的是指甲正立、放大的虚像
D.按压手柄时,手离刀口越远,越费力
【答案】B,C
【知识点】凸透镜成像的应用;生活中的透镜
【解析】【解答】A.放大镜的是凸透镜,特点是中间厚、边缘薄,A不符合题意;
B.放大镜到刀口的距离应调到小于3cm,使物距小于焦距成像应用与放大镜,B符合题意;
C.物体在放大镜的焦点内,成的是指甲正立、放大的虚像,C符合题意;
D.按压手柄时,手离刀口越远,动力臂越大,越省力,D不符合题意。
故答案为:BC.
14.(双选)(2分)如图,小华用照相机对着平面镜中的“她”拍照。当小华逐渐远离平面镜 时,下列说法正确的是( )
A.平面镜中成虚像,像大小不变 B.平面镜中成实像,像逐渐变小
C.照相机中成实像,像逐渐变小 D.照相机中成虚像,像逐渐变小
【答案】A,C
【知识点】生活中的透镜;平面镜成像的原理、特点
【解析】【解答】AB.根据平面镜成像特点可知,平面镜成正立、等大的虚像,像和物大小相等,故当小华逐渐远离平面镜时,像大小不变。A符合题意,B不符合题意;
CD.根据照相机成像原理可知,照相机成倒立、缩小的实像,故照相机中成实像。根据凸透镜成实像时“物远像近像变小”可知,当小华逐渐远离平面镜时,像逐渐变小。C符合题意、D不符合题意。
故答案为:AC。
三、作图题(共2题;每题2分,共4分)
15.(2分)物理课上,罗老师在水平桌面上放置一块平面镜,用一支带凸透镜的手电筒竖直向下照射在平面镜上,侧面的同学几乎不能看到经平面镜反射后的光,同学们通过作图明白了其中的道理。如图所示,F为凸透镜的焦点,一条光线经过焦点F射向凸透镜。请在图中画出该条光线经过凸透镜后的折射光线和经过平面镜后的反射光线。
【答案】
【知识点】作光的反射光路图;透镜的光路图
【解析】【解答】过凸透镜焦点的光线,经过凸透镜折射平行于主光轴射出;光线和平面镜垂直入射,反射光线垂直镜面,与入射光线重合,光线和凸透镜的主光轴平行,折射后过焦点,如图所示:
16.(2分) 如图,物体AB经凸透镜后在光屏上成像A'B',F为透镜的焦点,请作出两条入射光线的折射光线。
【答案】
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】根据透镜成像规律作图
四、实验探究题(共3题;每空1分,共22分)
17.(5分) 物理与生活息息相关,学习了光学知识后,宏星同学进行了下面的观察与思考。
(1)(2分)宏星在湖边看到水中有一条鱼,这是光的 现象;他看到的“鱼”是 像(选填“实”或“虚”);
(2)(2分)湖中有一把水位标尺,他看到鱼恰好在标尺的45cm处,水面在标尺的75cm处,鱼到水面的实际深度应 30cm(选填“小于”或“等于”或“大于”);如果想叉鱼,他应瞄准看到的鱼的 (选填“上方”或“下方”);
(3)(1分)类比是一种解决问题的方法,图甲是利用S点发出的两条特殊光线理性探究凸透镜成像特点的光路图,请参照图甲的方法,在图乙上通过画图理性探究凹透镜成像特点(只需找到像点(Q')。
【答案】(1)折射;虚
(2)等于;下方
(3)
【知识点】光的折射规律;透镜的光路图
【解析】【解答】1)宏星在湖边看到水中有一条鱼,这是光的折射, 他看到的“鱼”是虚像
综上第1空、折射;第2空、虚
2) 因为鱼和尺子都是虚像,鱼实际位置就是水面下45厘米处,故应该是等于30厘米;想叉鱼,他应瞄准看到的鱼的 下方
综上第1空、等于;第2空、下方
3)凹透镜成像规律,经过光心的光线不发生偏折,平行光入射凹透镜反向延长线会聚焦在焦点,据此作图
18.(11分)在探究“凸透镜成像规律”的实验中。
(1)(1分)为了粗测凸透镜的焦距,小红上午上课前,将凸透镜与水平地面平行放置,让太阳光照射到凸透镜上,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,小红认为此点到光心的距离,就是凸透镜的焦距,小强却说,这个距离不是凸透镜的焦距,其理由是 。
(2)(1分)小红改变方案将凸透镜安装在光具座上,用平行光作光源,移动光屏,在光屏上得到一个最小最亮的光斑,如图甲所示,则该凸透镜的焦距为 cm。
(3)(3分)如图乙,光屏上呈现清晰的像,此像的性质是倒立、 的实像。若将蜡烛和光屏的位置对调,光屏上 (有/没有)烛焰清晰的像,原因是 。
(4)(2分)小明做实验时将自己的远视眼镜放在凸透镜前模拟远视眼的矫正,移动光屏直至光屏上出现了蜡烛清晰的像,此时取下眼镜,小明应将蜡烛向 (远离/靠近)凸透镜方向移动,才能再次在光屏上找到蜡烛清晰的像,所成像会 (变大/不变/变小)。
(5)(1分)小光将点燃的蜡烛放在某处,发现无论怎样移动光屏,在光屏中心只能看到一个大小不变的圆形光斑,你认为可能出现的原因应该是 。
(6)(1分)如图丙所示,保持蜡烛的位置不变,移动透镜至图丙所示刻度线处,则人眼应该在图中 (A/B/C)处且朝着相应方向,才能观察到烛焰的像。
(7)(2分)小华更换相关器材后顺利完成实验,根据记录的实验数据得到了如图所示的图像,线段MN为凸透镜成像的像距倒数(1/v)和物距倒数(1/u)的对应关系。根据图像信息可得该小组所用凸透镜的焦距为 cm。实验时,由于实验时间较长,蜡烛变短,烛焰的像在光屏上的位置会向 (上/下)方移动。
【答案】(1)太阳光没有正对凸透镜
(2)10.0
(3)放大;有;光路是可逆的
(4)远离;变小
(5)蜡烛放在焦点处
(6)B
(7)12.5;上
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)凸透镜与水平地面平行,太阳光斜射到凸透镜上,光线会聚 最小的亮点不在主光轴上,不是焦点,测量的距离不是凸透镜的焦距,是太阳光没有正对凸透镜;
(2)根据图甲,光线平行于凸透镜主光轴,会聚于焦点,测量凸透镜与光屏间的距离为焦距,该凸透镜的焦距为20.0cm-10.0cm=10.0cm;
(3)根据图乙,物距为u=25.0cm-10.0cm=15.0cm,则f<u<2f,像距v=55.0cm-25.0cm=30.0cm>2f,所成的像为倒立、放大的实像;将蜡烛和光屏的位置对调,根据折射时光路可逆,物距为原来的像距,像距为原来的物距,光屏上有清晰的缩小的实像;
(4)远视眼镜是凸透镜,对光有会聚的作用,取下眼镜后,成像延迟会聚,将光屏远离凸透镜,光屏上看到蜡烛清晰的像,或增加物距,将蜡烛远离凸透镜方向移动,在光屏上找到蜡烛清晰的像,所成像会变小;
(5)当蜡烛放在凸透镜的焦点上,光线经过折射,折射光线和主光轴平行,移动光屏,光屏中心只能看到一个大小不变的圆形光斑;
(6)在图丙中,物距小于1倍焦距,成正立、放大的虚像,且与蜡烛在同侧,人眼应该在图中B处,透过凸透镜,才能观察到烛焰的像;
(7)发现如图所示规律,像距倒数和物距倒数相等时,物距和像距相等,根据图像,物距的倒数为4m时,则,物距u=0.25m=25cm,由于物距等于像距,是2倍焦距,焦距f=12.5cm;实验时,由于实验时间较长,蜡烛变短,经过凸透镜中心的光沿直线传播,则光屏上的像向上移动;
故答案为:(1)太阳光没有正对凸透镜;(2)10.0;(3)放大;有;光路是可逆的;(4)远离;变小;(5)蜡烛放在焦点处;(6)B;(7)12.5;上。
19.(6分)学习了透镜的知识以后,小明想探究凸透镜的成像情况。
(1)(2分)小明把爷爷的眼镜和自己的眼镜放到报纸上,如图甲所示,由此判断,爷爷配戴的是 (选填“近视镜”或“远视镜”),该镜片 (选填“中间”或“边缘”)厚;
(2)(1分)小明想利用太阳光测量爷爷镜片的焦距,如图乙所示,合理的是 (选填“A”或“B”);
(3)(2分)他把镜片放置在桌子上,调节到如图丙所示的位置,墙上出现了窗户清晰的像(像未画出),这个像是倒立、 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像, (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一成像原理工作的;
(4)(1分)小明将镜片向下移动一定高度,墙壁上的像将 (选填“向上移动”“向下移动”或“仍在原来的位置”)。
【答案】(1)远视镜;中间
(2)B
(3)缩小;照相机
(4)向下移动
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验;凸透镜成像的应用;近视眼的成因与矫正办法
五、计算题(共2题;共14分)
20.(6分)在光具座上放置蜡烛、凸透镜、光屏,调节它们的高度,使它们的中心在同一高度上,再调节凸透镜和光屏的位置,当蜡烛和光屏之间距离时,在光屏上能看到清晰倒立、等大的像。(要有推导过程)求:
(1)(3分)该凸透镜的焦距f是多少?
(2)(3分)如图所示,光屏上成清晰的像,则蜡烛到凸透镜之间的范围是多少?
【答案】(1)解: 当成倒立、等大实像时,物距和像距相等,即
所以:又因为时成等大的实像,
所以
(2)解: 如图所示中在光屏上成的是倒立、缩小的实像,其成像条件是
所以蜡烛到凸透镜之间距离大于
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【分析】 (1)当成倒立、等大实像时,物距和像距相等,即,
所以: 又因为时成等大的实像,
所以
(2) 如图所示中在光屏上成的是倒立、缩小的实像,其成像条件是
所以 即蜡烛到凸透镜之间距离大于。
21.(8分)在完成“探究凸透镜成像规律”的实验后,小安想测一测烛焰和像移动时的速度,于是她将的凸透镜固定在长度为1m的光具座的中点并保持凸透镜的位置不变,进行了如下测量和计算。(计算中涉及速度相关计算可应用公式、、等,v表示速度,s表示路程、t表示时间)
(1)(4分)如图所示,使烛焰起始位置在9cm刻度线处,移动光屏,在63cm刻度线处得到一个清晰的像,在7s内将烛焰移至30cm刻度线处,求7s内烛焰和像各自移动时的速度。
(2)(4分)将烛焰从30cm刻度线处继续以原来的速度向右移动2s,若这2s内烛焰的像移动的速度是烛焰移动速度的2.5倍,请通过计算确定:光屏上承接到清晰的像时,光屏位于光具座的哪条刻度线上?
【答案】(1)解: 蜡烛起始位置放在9cm刻度线处,在7s内以不变的速度将蜡烛移动到30cm刻度线处,移动路程,时间,
则蜡烛移动的速度;
由题意可知,在7s内以不变的速度将蜡烛移动到30cm刻度线处,此时物距,像距,则光屏由63cm移动到70cm,
像移动的路程,
像移动时的平均速度
答:7s内蜡烛移动时的平均速度为;像移动时的平均速度是。
(2)解: 像的移动速度
则2s后像移动的距离,
像原来在70cm刻度线处,则。
答:光屏位于光具座的85cm刻度线上。
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验;速度公式及其应用
【解析】【分析】(1)由题意算出蜡烛和像移动的距离,根据求出蜡烛和像移动的速度;
(1)已知2s内烛焰的像移动的速度是烛焰移动速度的2.5倍,求出此时像移动的速度,根据求出2s后像移动的距离,再求出光屏上承接到清晰的像时,光屏位于光具座的刻度线。
王牌物理 河南中考风向标
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