第三章光的折射 透镜 单元检测 --2024-2025学年 苏科版物理八年级上册
2024-11-21
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内容正文:
第三章 光的折射 透镜 章节练习
姓名:___________班级:___________
一、单选题
1.从贴近书上文字逐渐远离的凸透镜中不能看到的“文字”是( )
A.正立放大 B.正立缩小 C.倒立放大 D.倒立缩小
2.以下光路图的虚框内应放置凸透镜的是( )
A. B.
C. D.
3.如图,用铁丝绕一个内径约4mm左右的圆环,将圆环在清水中蘸一下后取出,布满圆环的水膜犹如一个透镜。下列辨别水膜透镜种类的操作方案符合实际的是( )
A.用平行的激光照射水膜 B.用刻度尺测量水膜中间和边缘的厚度
C.透过水膜观察物体成像 D.用手触摸感受水膜中间和边缘的厚度
4.下列关于生活中光学元件的说法正确的是( )
A.利用照相机拍照时,成正立缩小的虚像
B.如果要让针孔照相机成的像变大一些,可以将小孔离物体近一些
C.投影仪是利用凹透镜来成像的
D.远视眼镜的镜片是凹透镜
5.如图所示魔术箱顶部的中央有一条窄缝,用激光笔产生的激光束沿水平方向从左孔入,从右孔出。将一块遮光板从顶部的窄缝插入箱中,遮光板并没有挡住激光束的传播。下列关于魔术箱的内部结构,说法正确的是( )
A.魔术箱内至少有三块平面镜
B.遮光板插入窄缝的高度必须等于魔术箱的高度
C.激光束的传播方向在魔术箱内一定改变了3次
D.魔术箱左右两侧的小孔不一定要在同一水平高度
6.关于透镜,下列说法正确的是( )
A.凸透镜的两个焦点之间的距离叫做焦距
B.透镜的光心一定在它的主光轴上
C.两束平行光经过凸透镜后一定会聚于焦点
D.通过凹透镜的两束光一定不能相交于一点
7.潜望镜和近视眼镜片分别属于( )
A.平面镜 凸透镜 B.凹透镜 凸透镜
C.平面镜 凹面镜 D.平面镜 凹透镜
二、多选题
8.周末,小明一家到漓江边游玩。小明正在欣赏美景:对岸树木的倒影、水中的鱼“影”,此时地面上留下了他的身影,小明把一块水晶放在阳光下,在地面呈现彩色的光“影”。关于“影”的形成原理,下列说法正确的是( )
A.树木的倒“影”——光的直线传播 B.水中的鱼“影”——光的反射
C.小明的身“影”——光的直线传播 D.地面呈现彩色的光“影”——光的折射
三、填空题
9.如图是四班同学自制的针孔照相机:做两个可以套在一起拉动的硬纸盒,外盒的前端蒙一块中心带针孔的黑纸,内盒的一端蒙一块半透明纸。将针孔对准明亮的景物,在内盒的半透明纸上,看到了物体所成的 像(选填“虚”或“实”),自制针孔照相机成像的原理是 。
10.如图,在光屏上得到了一个清晰的像,这个像是 (填“放大”“缩小”或“等大”)的。先把蜡烛移到10cm刻度线处,再将光屏移到 cm刻度线处可再次得到清晰的像。若将蜡烛换成一个指针发光的钟表,其表面正对透镜,人眼将看到指针所成的像做 (填“顺时针”或“逆时针”)转动。
11.针对下列光学成像实例进行分析:①水中倒影;②针孔照相机;③潜望镜;④水中筷子“弯折”;⑤放大镜;⑥幻灯机。其中属于折射现象的是 ,所成的像是虚像的是 。
四、作图题
12.
(1)如图甲,为凸透镜的主光轴,AB是发光物体,是AB经过透镜所成的像,请你通过作图找出透镜的位置用H标出来;
(2)在图乙中画出通过透镜的折射光线;
(3)如图丙,牙医借助平面镜观察牙齿的背面,请在图中画出能反映此过程的光路图;
(4)请根据光沿直线传播的相关知识画出青蛙在井底A点能看到的天空范围。
13.根据要求作图如图所示;
(1)在甲图中作出三角形ABC在平面镜中所成的像A'B'C';
(2)在乙图中作出光线AO从空气通过玻璃砖的大致光路;
(3)在丙图中作出光线a、b对应的折射光线和入射光线。
14.(1)如图所示,将光路图补充完整;
(2)如图是一束光线从空气中斜射到水面,试画出折射光线并标出入射角α;
(3)如图所示,S是发光点,P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。
15.
(1)如图所示,一束光从水中射向水面O点,画出法线、反射光线和大致的折射光线;
(2)请画出图中平行于主光轴的光线和过光心的光线经凹透镜后的折射光路图。
16.按要求作图(保留作图痕迹)。
(1)如图,一束星光入射到望远镜,经主镜反射后到达成像装置.如图甲,OB是反射光线,请画出其入射光线AO并标出入射角大小。
(2)如图乙,物体S放在平面镜前,不透光的塑料板放在镜后,请画出S在平面镜中的像S′。
(3)如图丙,请画出平行于主光轴及过光心O点的两条入射光线经凹透镜后的折射光线。
五、实验题
17.某小组做探究“凸透镜成像规律”的实验,实验装置如图甲所示:
【基础设问】
(1)为了便于观察,本实验应在光线较 (填“亮”或“暗”)的环境中进行;
(2)将烛焰、凸透镜和光屏的中心大致调整在同一高度,目的是 ;
(3)如图乙所示,一束平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小、最亮的光斑,则凸透镜的焦距 ;
(4)调整各元件在光具座上的位置,当各元件位置如图丙所示时,光屏上恰好呈现清晰的像像未画出):
此时物距是 ,像距是 ,像的性质是 填像的正倒、大小特点的实像。生活中 填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一成像原理制成的;
保持凸透镜位置不动,小红将蜡烛移至处时,要想得到清晰的像,光屏应移至 处,此时成 填像的正倒、大小特点)的实像;
小红保持凸透镜位置不变,将蜡烛从处移至处时应将光屏向 填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动,光屏上可以成 填“放大”或“缩小”)的像;
保持透镜位置不动,小红将蜡烛移动至处时,无论怎么移动光屏,光屏上都无法承接到像,原因是 。此时烛焰发出的光经凸透镜折射后成 (填像的正倒、大小特点)的 (填“虚”或“实”)像,应从 (填“光屏”或“蜡烛”)侧透过凸透镜观察这个像。
(5)如图丙所示,若将蜡烛与光屏的位置互换,光屏上会呈现 (像的正倒、大小特点)像,此时成像特点符合 (“照相机”“投影仪”或“放大镜”)原理;
(6)实验过程中,蜡烛由于燃烧而逐渐变短,此时烛焰的像在光屏上的位置会向 方移动,为了能让烛焰的像回到光屏的中央,可将凸透镜向 调节;(填“上”或“下”)
【能力设问】
(7)在图丙的实验中,若在凸透镜和蜡烛之间放置一凹透镜,则需要将光屏向 (“左”或“右”)动才能在光屏上得到清晰的像;
(8)如图丁所示,在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏向靠近透镜方向移动适当距离后,光屏上再次呈现清晰的像,则该眼镜是 (“近视”或“远视”)镜;
(9)在图丙的实验中,若保持蜡烛和凸透镜位置不变,更换凸透镜,在光具座上向左移动光屏,光屏上又出现了清晰的像。这表明像距变 (填“大”或“小”)了,由此可推断出更换的凸透镜对光的会聚能力 填“增强”或“减弱”),此透镜的焦距 (填“大于”“小于”或“等于”)。
【拓展设问】
(10)在图丙的实验中,若用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分,则光屏上______(选项序号)
A.只出现烛焰像的上半部分
B.只出现烛焰像的下半部分
C.出现烛焰完整的像,但像更小了
D.烛焰的像仍然是完整的,且大小不变,只是变暗了
(11)在图丙实验中,小红保持凸透镜在位置处不变,当蜡烛移动到刻度线处时,发现在凸透镜右侧无论怎样移动光屏,光屏上都无法成清晰的像,请你判断产生此现象的原因可能是 ;
(12)如图戊所示,若切除凸透镜中间的阴影部分,再将剩余部分靠拢合在一起,蜡烛在点时将成 个像;
(13)小红认为凸透镜成实像时,不但像与物上下是颠倒的,而且左右也是相反的。请你设计一种简单的方法验证小红的观点: 。
18.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,
(1)让平行光正对凸透镜照射,移动光屏直至出现 ,如右图凸透镜的焦距f= cm;
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏安装在光具座上,使烛焰中心、光屏的中心在 上,这样做的目的是 ;
(3)按要求安装好实验器材后,点燃蜡烛,当蜡烛、凸透镜在如图甲所示位置时,移动光屏,在光屏上 (选填“能”或“不能”)得到清晰的像;
(4)保持凸透镜、光屏在图示位置不变,把蜡烛移至10cm刻度处,光屏上可得到一个 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的像,此时有一只小飞虫落在了凸透镜上,光屏上 (选填“有”或“没有”)飞虫的像,此时保持凸透镜的位置不变,再将把蜡烛移至15cm刻度处,若要在光屏上得到清晰的像,需将光屏向 (选填“左”或“右”)移动,光屏移动的距离 5cm(选填“大于”“等于”或“小于”);
(5)保持凸透镜位置不变,将蜡烛换成发光二极管组成A字型光源,将凸透镜紧贴A字型光源,然后逐渐远离它,透过透镜所能看到的4个像,如图乙所示,则在远离的过程中看到4个像的先后顺序是: 。(填序号)
(6)另一组的小华根据记录的实验数据得到了如图丙的图像,线段为凸透镜的像距倒数和物距的倒数对应关系,根据图像信息可知,该小华所用凸透镜的焦距为 cm。
19.在探究“凸透镜成像规律”的实验中:
(1)在光具座上,将蜡烛、光屏安装在凸透镜两侧, (选填“需要”或“不需要”)点燃蜡烛,为了使烛焰的像能呈在光屏的中央,在调节三者高度时,比较便捷的方法是: ;
(2)甲图是某一次获得清晰像的实验情景,此时在光屏上得到的是倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的实像, (填光学仪器名称)就是利用这一成像规律来工作的;如果将蜡烛向远离凸透镜的方向移动,为了能在光屏上得到清晰的像,光屏应向 (选填“左”或“右”)移动;
(3)在如甲图所示实验的基础上,小华在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜,如图乙所示,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏适当靠近凸透镜后,光屏上再次呈现清晰的像,则该眼镜是 (选填“近视”或“远视”)眼镜;
(4)“F”光源、透镜和光屏如图丙放置,在光屏上可呈现清晰的像,若人眼在图示位置观察,则看到的像如图丁中的 。
六、综合题
20.魔术师通过魔术箱为我们展现神奇的魔术,而它背后则是奇妙的物理原理,请你运用所学知识尝试揭秘。
(1)如图甲是一只魔术箱,正面看起来是一个完整的空纸箱。把纸币从空箱顶端的投币口投入,结果纸币“不翼而飞”,这是因为魔术箱中有一块 (选填“玻璃板”或“平面镜”),它与箱底的夹角为 度;
(2)图乙也是一只魔术箱,同一水平线上箱的左右两侧各有一个小孔,一束光从左侧小孔射入、右侧小孔射出,现将一块遮光板从顶部的窄缝插入箱中,正好与入射光线位于同一高度,光仍从右孔射出,丙图三种设计方案中不能完成该魔术的有 。若魔术箱内只使用平面镜,则至少要 块。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
B
C
C
B
D
B
D
CD
1.B
【详解】凸透镜能成的像有放大、等大、缩小的倒立的实像、放大正立的虚像,不能成正立缩小的虚像,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
2.C
【详解】ABD.由图得,透镜对光线具有发散作用,透镜为凹透镜,故ABD不符合题意;
C.由图得,透镜对光线具有会聚作用,透镜为凸透镜,故C符合题意。
故选C。
3.C
【详解】A.强光照射可能会破坏水膜,且强光照射时不一定能得到会聚的光斑(需是与主光轴平行的光线,需调整水膜与光屏间的距离),故A不符合题意;
B.水膜太薄,不能够直接用刻度尺测量其厚度,故B不符合题意;
C.透过水膜观察物体成像,靠近看书本上的字时,如果字是放大的,说明水膜相当于凸透镜,如果看到的字是缩小的,说明水膜相当于凹透镜,这种判断方法较为可靠,故C符合题意;
D.用手摸水膜会弄破水膜,故D不符合题意。
故选C。
4.B
【详解】A.利用照相机拍照时,物距大于2倍焦距,根据凸透镜成像规律,成倒立、缩小的实像,故A错误;
B.针孔照相机成的像是光的直线传播形成的,如果要让针孔照相机成的像变大一些,可以将小孔离物体近一些,或光屏距离小孔远一些,故B正确;
C.投影仪的镜头是凸透镜,是利用物距在1倍焦距与2倍焦距之间,成倒立、放大的实像的原理工作的,故C错误;
D.远视眼是晶状体太薄,折光能力太弱或者眼球在前后方向上太短,观察近处物体时,像成在视网膜的后方,为使光线提前会聚,应使用具有会聚作用的凸透镜来矫正,即远视眼镜是凸透镜,故D错误。
故选B。
5.D
【详解】要完成上述魔术,魔术箱内的情况可能有以下几种情况
A.魔术箱可能放置的不是平面镜,而是凹透镜或者凸透镜,故A错误;
B.遮光板插入窄缝的高度只需大于或等于入射光线的高度即可,故B错误;
C.激光束想要不被挡住,肯定要在魔术箱内降低传播方向,再经反射或折射提高传播方向,最后改变传播方向由水平射出,由上述图像可知,可能需要改变4次传播方向,故C错误;
D.魔术箱左右两侧的小孔不一定要在同一水平高度,可以根据反射或折射角度调整射出光线的高度,故D正确。
故选D。
6.B
【详解】A.凸透镜的焦点到光心的距离为焦距,而不是两个焦点之间的距离叫做焦距,故A错误;
B.通过透镜两个球面所在球心的直线叫主光轴,透镜的中心叫光心,则光心一定在主光轴上,故B正确;
C.平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于焦点,故C错误;
D.凹透镜对光有发散作用,通过凹透镜后的两束光线会比原来发散一些,但光线仍有可能相交,故D错误。
故选B。
7.D
【详解】潜望镜利用平面镜改变光路,近视镜利用凹透镜对光线有发散作用,使像呈在视网膜上,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
8.CD
【详解】A.水面相当于平面镜,在水面上形成的树木的倒影是光的反射,故A错误;
B.观看水中的鱼,光线从水中射入空气中,是光的折射,故B错误;
C.小明的影子是光传播过程中遇到不透明物体,在光达不到的区域会形成影子,是光的直线传播,故C正确;
D.把一块水晶放在阳光下,地面呈现彩色的光“影”,水晶相当于凸透镜,光经过凸透镜是光的折射,故D正确。
故选CD。
9. 实 光在同种均匀介质中沿直线传播
【详解】[1][2]当光线通过小孔时,光线会沿着直线传播,在内盒的半透明纸上形成一个倒立的、与实际物体形状相同的像。这种像是由实际光线会聚而成的,能够呈现在光屏上,故是实像,原理是光在同种均匀介质中沿直线传播。
10. 放大 75 顺时针
【详解】[1]由图可知,此时在光屏上得到了一个清晰的像,说明是实像,且蜡烛到凸透镜的距离小于光屏到凸透镜的距离,即物距小于像距,成倒立放大的实像。
[2]由图可知,此时蜡烛到凸透镜的距离,即物距为25cm,光屏到凸透镜的距离,即像距为40cm,当把蜡烛移到10cm刻度线处,此时物距为40cm,根据光路的可逆性可知,此时像距为25cm,即将光屏移到75cm刻度线处可再次得到清晰的像,成倒立缩小的实像。
[3]若将蜡烛换成一个指针发光的钟表,其表面正对透镜,因为通过凸透镜光心的光线方向不发生改变,在光屏上成倒立的像,上下左右全部颠倒,表针是正常的顺时针转动,当人眼从如图所示的位置观察时,看到的指针所成的像做顺时针转动。
11. ④⑤⑥ ①③④⑤
【详解】[1][2]①水中倒影是平面镜成像,是由光的反射形成的虚像;
②针孔照相机内所成的像,是小孔成像,原理是光的直线传播,成的是实像;
③潜望镜中看到海上的物体,是平面镜成像,是由光的反射形成的虚像;
④水中筷子“弯折”,是因为筷子反射的光从水中进入空气时发生折射,折射光线远离法线,使人产生筷子“弯折”的感觉,是由光的折射形成的虚像;
⑤用放大镜看到物体的像,利用的是光的折射,成的是正立的放大的虚像;
⑥幻灯机屏幕上所成的像,利用的是光的折射,成的是倒立的放大的实像。
故属于折射现象的是④⑤⑥;所成的像是虚像的是①③④⑤。
12.(1)
(2)
(3)
(4)
【详解】(1)连接A与,连线与主光轴相交的点即为凸透镜光心的位置,由此可确定凸透镜的位置,如图所示:
(2)与主光轴平行的光线经过凹透镜时,折射光线的反向延长线经过与入射光线同侧的虚焦点,所以连接虚焦点和入射点,作该连线的延长线即为折射光线;延长线经过凹透镜虚焦点的光线经过凹透镜后沿与主光轴平行的方向射出,如图所示:
(3)平面镜所成的像与物体关于平面镜对称,过平面镜找到与牙齿相对称的像点,连接像点与眼睛,与平面镜相交的点即为入射点,眼睛与入射点间光线即为反射光线,牙齿与入射点间的光线即为入射光线,如图所示:
(4)光在同种均匀介质中沿直线传播,连接A点与井两侧最上端的位置,两条光线之间的范围即为青蛙在井底A点能看到的天空范围,如图所示:
13.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)根据平面镜成像特点可知,像与物关于平面镜对称,分别作出物体A、B、C点关于平面镜的对称点A'、B'、C',根据平面镜所成的像为虚像,分别用虚线连接各点,三角形A'B'C'即为三角形ABC在平面镜中所成的像,如图
(2)根据光的折射规律可知,光线AO从空气射入玻璃砖时,折射角小于入射角,光线AO从玻璃砖射出进入空气时,此时,折射角大于入射角,且射出后的光线与光线AO平行,如图所示
(3)平行于凸透镜主光轴的光线经透镜折射后经过焦点,根据光路可逆,画出b入射光线;经过凸透镜光心的光线,传播方向不变,画出a的折射光线,如图所示
14.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)图示中,入射光线过凸透镜的光心时,传播方向不变,平行于主光轴入射的光线,经凸透镜后,折射光线过焦点,作图如下:
(2)光从空气斜射向水中时,折射角小于入射角,可大致画出折射光线,入射角是入射光线与法线的夹角,作图如下:
(3)在平面镜成像中,像与物的连线与镜面垂直,过S点作镜面的垂线,且像与物到镜面的距离相等,可确定像点S′。连接S′与P点与镜面相交于O点,则O点为入射点,连接SO为入射光线,OP为反射光线,作图如下:
15.(1)
(2)
【详解】(1)图中经过入射点O作出垂直于界面的法线(虚线),根据光的反射定律,反射角等于入射角画出反射光线;根据光的折射规律,光从水中射入空气中时,折射角大于入射角,画出折射光线,折射光线偏离法线。如图所示:
(2)平行于主光轴的光线经凹透镜后反向延长线过焦点,过光心的光线经凹透镜后传播方向不变,作图如下:
16.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)先画出法线,反射角为
根据反射角等于入射角,在法线的左侧画出入射角,如图所示:
(2)分别作出物体S两个端点关于平面镜的对称点,然后用虚线连接,即S在平面镜中的像S′,由于平面镜成的是虚像,是由镜面的反射光线的反向延长线会聚而成的,镜后没有成像光线,塑料板放在镜后,不影响平面镜成像,如图所示:
(3)平行于主光轴的光线通过凹透镜折射后,其光线的反向延长线过焦点,通过光心的光线传播方向不变,如图所示:
17.(1)暗
(2)使烛焰的像成在光屏中央
(3)
(4) 倒立、缩小 照相机 倒立、等大 远离 放大 物距小于凸透镜一倍焦距 正立、放大 虚 光屏
(5) 倒立、放大 投影仪
(6) 上 下
(7)右
(8)远视
(9) 小 增强 小于
(10)D
(11)像距太大,超出光具座的调节范围
(12)2
(13)见解析
【详解】(1)环境越暗,烛焰相对越亮,烛焰成像会越清晰,所以为了便于观察,本实验应在光线较暗的环境中进行。
(2)为使像成在光屏的中央,应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度处。
(3)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,会聚在主光轴上一点,这点是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距,根据图乙可知,凸透镜的焦距
(4)[1][2][3][4]由图丙可知,此时物距
像距
此时物距大于二倍焦距,成倒立缩小的实像,照相机就是利用该原理制成的。
[5][6]小红将蜡烛移至处时,此时
要想得到清晰的像,此时像距
即光屏需要移到,此时成倒立等大的实像。
[7][8]将蜡烛从处移至处时,此时物距变小,像距要变大,所以需要将光屏远离凸透镜,此时的物距
位于一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立放大的实像。
[9][10][11][12]小红将蜡烛移动至处时,此时物距
所以成正立放大的虚像,虚像不能用光屏承接,凸透镜成虚像时,像物同侧,所以需要在光屏一侧透过凸透镜观察。
(5)[1][2]由于光路可逆,将蜡烛与光屏的位置互换后,此时,所以成倒立放大的实像,应用为投影仪。
(6)[1][2]凸透镜成实像是倒立的,蜡烛燃烧变短时,烛焰向下移动,根据通过光心的方向不变,那么光屏上的像要向上移动,为了能让所成清晰的像回到光屏中央,可将凸透镜向下调节。
(7)由于凹透镜对光线具有发散作用,会延迟光线的会聚,所以需要将光屏右移。
(8)在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏向靠近透镜方向移动适当距离后,说明该镜片对光线具有会聚作用,所以为凸透镜,用来矫正远视眼。
(9)[1][2][3]保持蜡烛和透镜的位置不变,更换凸透镜,在光具座上向靠近凸透镜移动光屏,光屏上又出现了清晰的像,由此推断更换的凸透镜会聚光的能力变强,焦距变小,像距也变小,此透镜焦距小于原凸透镜的焦距,即小于10.0cm。
(10)凸透镜上半部分被遮挡后,仍有光线会透过透镜成像,只是透过的光线减少,成像变暗,故选D。
(11)当把蜡烛移到刻度线处时,此时的物距为
物距物距接近焦距,像距会远远大于二倍焦距,像成在了光具座以外,所以无论怎样移动光屏,光屏上也都找不到清晰的像。
(12)因为凸透镜中间厚,边缘薄,切去部分后相当于两个透镜,光心位置改变了,上面的像下移,下面的像上移,错位将成两个像。
(13)为了证明凸透镜所成的像不仅上下相反,而且左右相反,可以沿垂直于光具座方向吹动烛焰,观察光屏上像的晃动方向是否与烛焰的晃动方向相反。
18.(1) 最小最亮的光斑 10
(2) 同一高度 使像成在光屏中央
(3)不能
(4) 等大 没有 右 大于
(5)④②③①
(6)10
【详解】(1)[1][2]凸透镜对光有会聚作用,让平行光正对凸透镜照射,移动光屏直至出现最小、最亮的光斑,这个光斑就是凸透镜的焦点。从图中可以看出,分度值为1cm,故焦点到凸透镜光心的距离(即焦距)f=10.0cm。
(2)[1][2]将蜡烛、凸透镜、光屏安装在光具座上,需要确保烛焰中心、光屏的中心在同一高度上。这样做的目的是为了使烛焰的像能够成在光屏的中央,便于观察和测量。
(3)按要求安装好实验器材后,点燃蜡烛。当蜡烛、凸透镜在如图甲所示位置时,由于物距等于焦距,所以移动光屏,在光屏上不能得到清晰的像。因为凸透镜成实像的条件是物距大于焦距。
(4)[1]保持凸透镜、光屏在图示位置不变,把蜡烛移至10cm刻度处。此时物距等于二倍焦距(因为2f=20cm),所以光屏上可得到一个等大的像。
[2]当有一只小飞虫落在了凸透镜上时,由于小飞虫到凸透镜距离小于f,所以光屏上没有飞虫的像。
[3][4]保持凸透镜的位置不变,再将蜡烛移至15cm刻度处,此时物距大于二倍焦距但小于三倍焦距,所以成倒立、放大的实像。由于像距大于二倍焦距,且物距减小的幅度小于像距增大的幅度,所以若要在光屏上得到清晰的像,需将光屏向右移动,且光屏移动的距离大于5cm。
(5)将凸透镜紧贴A字型光源,然后逐渐远离它,根据凸透镜成像特点,当物距小于1倍焦距时,成正立、放大的像,且在1倍焦距以内,越靠近焦点,像越大;当物距大于1倍焦距而小于2倍焦距时,成倒立、放大的像;当物距大于2倍焦距时,成倒立、缩小的像。所以在远离的过程中看到4个像的顺序是:④②③①。
(6)从图像中可以看出当物距的倒数为5时像距的倒数也为5,此时物距等于像距,都等于2f。根据凸透镜成像的成像规律有
得此时的物距
故凸透镜的焦距为10cm。
19.(1) 需要 使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度上
(2) 放大 投影仪 左
(3)远视
(4)B
【详解】(1)[1]因实验时,是观察烛焰的像,因此需要点燃蜡烛。
[2]为了使烛焰的像能呈在光屏的中央,应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心,使它们在同一高度上。
(2)[1][2]由图甲知,凸透镜成实像时,物距小于像距,凸透镜成倒立放大的实像,利用这个规律制成的光学仪器是投影仪。
[3]如果将蜡烛向远离凸透镜的方向移动,则物距增大,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小的规律,为了能在光屏上得到清晰的像,则应减小像距,因此应将光屏向左移动。
(3)将一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,结果,光屏上原来清晰的像变模糊了,他只将光屏向靠近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,说明提前成像了,故放置的是使光线会聚的凸透镜,这种眼镜是用来矫正远视眼的。
(4)图丙中,物距大于像距,成倒立缩小的实像,像与物上下、左右都颠倒,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
20.(1) 平面镜 45
(2) B 3
【详解】(1)[1][2]从甲图观察口看到正前方是方格子,整体好像是一个空箱子,甲图中的空箱子是利用平面镜成像得到 的,因此镜面与箱底的夹角为45度;把纸币从空箱顶端的投币口投入,实际上纸币在平面镜后面,观众不能看 见平面镜后面的纸币。
(2)[1]ABC.图中平行于主光轴的入射光线,折射后通过焦点,通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴可以实现一束光从左侧的小孔射入,将一块遮光板从顶部的窄缝插入箱中,正好挡住光线,可光仍从右孔射出,故A不能完成;B中为一凹透镜和一凸透镜,左边的凹透镜 对光线有发散作用,而图中凹透镜对光线却有会聚的作用,故B不能实现;C中有两个凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,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,延长线过另一侧 焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴,故C能实视,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
[2]由激光束从乙图左侧的小孔射入,需要至少经过三次反射才能从右侧小孔射出时,光线的方向没有发生改变, 其实就是通过三块平面镜的反射实现的。
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