内容正文:
第三章光的折射透镜练习题
一、单选题
1.用显微镜和开普勒天文望远镜观察物体时,你注意过像的正倒吗?如果还没注意过,请你根据已学过的光学知识判断,关于像的正倒,以下说法正确的是( )
A.用显微镜观察时像是倒立的,用开普勒天文望远镜观察时像是正立的
B.用显微镜观察时像是倒立的,用开普勒天文望远镜观察时像是倒立的
C.用显微镜观察时像是正立的,用开普勒天文望远镜观察时像是倒立的
D.用显微镜观察时像是正立的,用开普勒天文望远镜观察时像是正立的
2.下列所示的光路图,正确的是( )
A. B. C. D.
3.透镜在我们的生活、学习中应用广泛。下列与透镜有关的说法中正确的是( )
A.老花眼镜利用了凸透镜对光的会聚作用
B.照相时,被照者应站在镜头二倍焦距以内
C.投影仪能使物体在屏幕上成正立、放大的虚像
D.借助放大镜看地图时,地图到放大镜的距离应大于一倍焦距
4.如图所示,在探究凸透镜成像规律的实验中,当蜡烛和凸透镜之间的距离为26cm时,在光屏上得到一个清晰缩小的实像。下列说法正确的是( )
A.该凸透镜的焦距大于13cm
B.若保持蜡烛和光屏位置不动,移动凸透镜,光屏上能成放大清晰的烛焰像
C.若将蜡烛远离凸透镜,为了在光屏上得到清晰的像,应将光屏适当远离凸透镜
D.若在蜡烛和凸透镜之间放一近视镜,需将光屏适当靠近凸透镜才能在光屏上得到清晰的像
5.为便于测量或观察现象,实验中我们经常会对实验进行优化改进。下列采取的措施不合理的是( )
A.可以在鼓面上放纸屑,通过纸屑跳动高度反映鼓面的振幅大小
B.在探究凸透镜成像规律实验中,采用“F”光源替代蜡烛,使像更加明亮稳定
C.为了显示光在空气中传播路径,可以在空气中喷洒烟或雾
D.在探究平面镜成像时,为了使跳棋子的像更清晰,我们用手电筒照亮玻璃板
6.如图所示为探究“凸透镜成像规律”的实验装置,凸透镜在光具座上50cm刻度线处固定不动。将蜡烛和光屏移至光具座上如图所示位置时,烛焰在光屏上成清晰的倒立缩小的像(烛焰的像没有画出),下列说法中( )
①凸透镜焦距f<10cm
②烛焰在该处成像特点与照相机成像原理相同
③在烛焰与透镜间放置近视镜片,向右移动光屏,在光屏上能再次成清晰的像
④将蜡烛从该位置向左移动5cm,向左移动光屏,在光屏上成的清晰的像变大
A.只有②③正确 B.只有②④正确 C.只有①②③正确 D.只有③④正确
7.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,将“F”光源放在凸透镜前某位置处,在光屏上成一清晰的像。现将“F”光源靠近透镜的方向移动一段距离,调整光屏的位置,又在屏上形成一清晰的像,则( )
A.像变小,像距变小 B.像变小,像距变大
C.像变大,像距变小 D.像变大,像距变大
8.下列光学元件中,能产生放大虚像的是( )
A.凸面镜 B.凸透镜 C.平面镜 D.凹透镜
9.如图所示,乘坐高铁需要通过“刷脸”进站,乘客进站时需面对摄像头,经系统自动拍照扫描,确认相关信息后,即可通过进站。下列说法不正确的是( )
A.摄像头相当于凸透镜,与远视眼镜的镜片属于同一类型透镜
B.“刷脸”时,人的脸部不属于光源
C.摄像头的成像特点与照相机的成像特点相同
D.“刷脸”时,面部经摄像头成正立、缩小的虚像
二、填空题
10.如图所示是一个彩色的手机屏幕,小红洗手时不小心将水滴到了手机屏幕上,透过水滴她惊奇地看到屏幕上出现多个不同颜色的小格子。水滴相当于 镜,当水滴滴到图中 (红色/绿色/蓝色/白色)区域时能同时看到 红、绿、蓝三种颜色的小格子。小红带着红色墨镜去观察蓝色区域,她感觉蓝色区域呈 色。小红想继续验证红光是单色光还是复色光,选择一个合理的方案: 。
A.在三棱镜之前放一个红色透明塑料纸,让太阳光通过塑料纸,再照射到三棱镜上。
B.将透明的三棱镜换成红色玻璃制成的三棱镜。
11.如图所示,西汉时期的《淮南万毕术》中记载“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则得火。”请你用学过的光学知识判断“削冰令圆”就是把冰块制成 镜,对光有 作用,若要“火生”应把“艾”放在镜的 位置。
12.如图所示是我国东北出现“幻日”奇观。这是因为太阳光经过大气中的冰晶发生光的 现象。冬天人们在野外可以凿冰生火,这是利用凸透镜的 作用。
13.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,将蜡烛、透镜和光屏三者从左到右依次安装在水平光具座上,调整烛焰、透镜和光屏的中心在 。已知凸透镜的焦距为15cm,若烛焰与透镜距离为25cm,左右移动光屏到恰当的位置时,可在光屏上看到烛焰清晰的实像,这个像是 (选填“放大”,“等大”或“缩小”)的。
14.生活中二维码无处不在,如图所示,我们用手机扫描时,二维码通过手机镜头的 (选填“凸”或“凹”)透镜形成 (选填“虚”或“实”)像。
15.光在空气和玻璃的分界面处同时发生反射和折射的光路如图所示,其中折射角为∠ (选填“1”、“2”或“3”),分界面为 (选填“①”、“②”),分界面的 方为玻璃(选“上”、“下”、“左”、“右”)。当入射角减小时,反射光线与折射光线的夹角将 。
16.同学们在讨论“如何在野外生存”的问题时,提出:在野外如果没有火种,怎么生火取暖呢?一位同学想出了一个“削冰取火”的办法,“削冰”就是把冰制成凸透镜。你认为“取火”应把要点燃的物体放在其 位置。
17.松香是松柏科植物滴落的树脂,遇冷发生 (填物态变化名称)形成的,松香加热的过程中会变软变稀,它属于 (选填“晶体”或“非晶体”)。松香掩埋在地下千万年石化形成琥珀,如图是一颗极为珍贵的昆虫琥珀,我们看到的昆虫,是由光发生 现象而产生的虚像,使用相机拍摄记录时,若要看到昆虫身体的细微之处,相机镜头应该 (选填“向外伸”或“向内缩”)。
18.如图所示,一圆柱形敞口容器内装有适量的水,用激光笔从其左侧某一高度斜射一束激光,保持激光笔不动,逐渐向容器中加水,光斑O向 (选填“左”或“右”)移动,反射形成的光斑P会 (选填“上”或”下”)移动。
三、实验题
19.请根据“探究凸透镜成像规律”的实验回答以下问题:
(1)实验前调节光屏中心、烛焰中心在凸透镜的 上;
(2)如图甲所示,则该凸透镜的焦距 cm;
(3)当蜡烛、凸透镜和光屏按如图乙所示放置时,光屏上得到清晰的像,则:
①生活中 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是应用了这个成像规律。若要使光屏上的像变得再大些,凸透镜不动,应将蜡烛向右移动一小段距离,再将光屏向 移动适当距离(选填“左”或“右”);
②若保持蜡烛和光屏的位置不动,只需将凸透镜移动到 cm的刻度处,可再次在光屏上成清晰的像,此时成像的特点是倒立、 的实像。此时他不小心用手指尖触摸到了凸透镜,这时光屏上会出现的情况是 ;
A.会有指尖的像 B.会出现指尖的影子 C.没有指尖的像也没有指尖的影子
③保持三个元件位置不动,将原凸透镜更换为一个焦距较小的凸透镜后,为了使光屏上再次得到清晰的像,可以在蜡烛和凸透镜之间放置一个 (选填“近视眼镜”或“远视眼镜”)。
20.在探究凸透镜成像规律的实验中:
(1)如图甲所示,用平行光测出凸透镜的焦距为 cm;
(2)调节蜡烛、凸透镜和光屏至图乙所示的位置,则烛焰在光屏上成倒立、 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像;
(3)若要使光屏上的像变小,应使蜡烛与凸透镜的距离变 (选填“大”或“小”),再调节光屏位置。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.B
【详解】显微镜的物镜相当于投影仪成倒立的放大的实像;目镜相当于放大镜,将投影仪成倒立的放大的实像再次放大,成倒立的放大的虚像。开普勒望远镜物镜相当于照相机成倒立的缩小的实像,这个实像正好落在目镜的焦点以内,这跟放大镜的成像原理相同,所以目镜起到将物镜成的缩小的实像再次放大的作用,故B正确,ACD错误。
故选B。
2.C
【详解】A.平行于主光轴的光线穿过凹透镜后反向延长线要过另一侧的虚焦点,故A错误;
BCD.过焦点的光线穿过凸透镜后要平行于主光轴,过透镜光心的光线传播方向不变,故BD错误,C正确。
故选C。
3.A
【详解】A.老花眼是晶状体的曲度变小,会聚光能力减弱,即折光能力减弱,应佩戴会聚透镜,使光线提前会聚,因此利用了凸透镜对光的会聚作用,故A正确;
B.照相机照相的原理是将2倍焦距以外的物体成像在胶片上,所以,照相时被照者应该站在镜头的二倍焦距以外,故B错误;
C.投影仪能使物体在屏幕上成倒立、放大的实像,而不是正立的虚像,故C错误;
D.放大镜是根据物距小于焦距时,凸透镜成正立放大虚像的原理制成的,故D错误。
故选A。
4.B
【详解】A.当蜡烛和凸透镜之间的距离为26cm时,在光屏上得到一个清晰缩小的实像,则
u=26cm>2f
解得
f<13cm
故A错误;
B.像距小于物距,光屏上成倒立、缩小的实像;保持蜡烛和光屏位置不动,移动凸透镜,像距大于物距时,根据光路的可逆性可知,成倒立、放大的实像,故B正确;
C.蜡烛远离凸透镜时,物距增大,为了在光屏上得到清晰的像,应减小像距,光屏应靠近凸透镜,故C错误;
D.若在蜡烛和凸透镜之间放一个近视眼镜,近视眼镜是凹透镜,对光线具有发散作用,像会推迟会聚,则光屏应远离凸透镜才能得到清晰的像,故D错误。
故选B。
5.D
【详解】A.敲击鼓面,鼓面上的纸屑上下跳动,通过纸屑跳动高度反映鼓面的振幅大小,这用到了转换法,故A不符合题意;
B.在探究凸透镜成像规律实验中,采用“F”光源替代蜡烛,其大小不变,光源比较稳定,可以避免蜡烛烛光的晃动,实验时便于操作,故B不符合题意;
C.光在空气中是沿直线传播的,但传播路径不容易直接观察,在空气中喷洒烟或雾,有利于观察光的传播路径,故C不符合题意;
D.物体成像要清晰,就必须让物体(棋子)有足够光线射向平面镜才能成像,而不是让平面镜(玻璃板)上有足够的光线,故D符合题意。
故选D。
6.A
【详解】①.如图所示,当物距等于40cm,像距等于24cm,物距大于像距,凸透镜成倒立、缩小的实像,根据凸透镜的成像规律可知,此时物距在二倍焦距以外,像距在一倍焦距与二倍焦距之间,即40cm>2f,f<24cm<2f,解得20cm>f>12cm,故①错误;
②.照相机的成像原理是物距大于二倍焦距,凸透镜成倒立、缩小的实像,故②正确;
③.近视镜片是凹透镜,对光线有发散作用,所以在烛焰与透镜间放置近视镜片后,成像位置在光屏后面,所以应该向右移动光屏,才能在光屏上成清晰的像,故③正确;
④.将蜡烛从该位置向左移动5cm,则物距为45cm,物距变大,根据凸透镜成像规律物远像近像变小,像距应该变小,所以应向左移动光屏,才能在光屏上成清晰的像,故④错误。
故选A。
7.D
【详解】根据凸透镜成实像规律“物近像远、像变大”可知,当光源靠近透镜的方向移动一段距离,像距会变大,且像会变大,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
8.B
【详解】A.凸面镜成正立、缩小的虚像,故A不符合题意;
B.由凸透镜成像规律可知,当物距小于一倍焦距时,成正立、放大的虚像,故B符合题意;
C.由平面镜成像规律可知,平面镜成正立、等大的虚像,故C不符合题意;
D.凹透镜成正立、缩小的虚像,故D不符合题意。
故选B。
9.D
【详解】A.摄像头相当于凸透镜,远视眼成像原因是因为晶状体太薄,折射能力太弱,在视网膜后成像,需要佩戴凸透镜,帮忙会聚光线,故远视眼镜的镜片是凸透镜,故A正确;A不符合题意;
B.人的脸部不能发光,故不是光源,故B正确;B不符合题意;
C.摄像头的成像特点与照相机的成像特点相同,都成倒立的缩小的实像,故C正确;C不符合题意;
D.“刷脸”时,面部经摄像头成正立、缩小的实像,不是虚像,故D错误;D符合题意。
故选D。
10. 凸透 白色 黑 A
【详解】[1]水滴的中间凸起,中间厚边缘薄,且可以透光,相当于凸透镜。
[2]白光是复色光,可分解为红、绿、蓝三种色光,而红、绿、蓝三种色光不能再分解为其它色光,当水滴滴到图中白色区域时,组成白光的红、绿、蓝三种色光经过凸透镜折射时,折射程度不同,从而使白色分解,所以能同时看到 红、绿、蓝三种颜色的小格子。
[3]透明物体只能透过与它相同颜色的光,吸收与它不同颜色的光,小红带着红色墨镜去观察蓝色区域,蓝光被墨镜吸收,她感觉蓝色区域呈黑色。
[4] A.要验证红光是单色光还是复色光,就要观察红光是否可以分解,在三棱镜之前放一个红色透明塑料纸,让太阳光通过塑料纸,则得到红光,让红红再照射到三棱镜上,通过观察从三棱镜射出的光的颜色可验证红光是单色光还是复色光,故A符合题意;
B.将透明的三棱镜换成红色玻璃制成的三棱镜,若红光是由其它颜色的光复合而成,则被红色三棱镜吸收,无法验证红光是单色光还是复色光,故B不符合题意。
故选A。
11. 凸透 会聚 焦点
【详解】[1][2]削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则得火。将冰削圆,对着太阳能生火,说明削成的圆冰对光有会聚作用,所以冰块制成凸透镜。
[3]太阳光都会会聚到凸透镜的焦点位置,此处温度最高,要快速生火,需把“艾”放在镜的焦点位置。
12. 折射 会聚
【详解】[1]光由一种介质斜射到另一种介质时,传播方向会改变,叫光的折射。太阳光经过空气和冰晶两种不同的介质,发生了折射现象。
[2]凸透镜对光线有会聚作用,所以冬天人们在野外可以凿冰生火。
13. 同一高度 放大
【解析】【小题1】[1]在“探究凸透镜成像规律”的实验中,将蜡烛、透镜和光屏三者从左到右依次安装在水平光具座上,为了使像成在光屏的中央,调整烛焰、透镜和光屏的中心在同一高度。
[2]已知凸透镜的焦距为15cm,若烛焰与透镜距离为25cm,此时大于l倍焦距,小于2倍焦距,左右移动光屏到恰当的位置时,可在光屏上看到烛焰清晰的实像,这个像是倒立放大的实像,与投影仪的原理相同。
14. 凸 实
【详解】[1][2]手机镜头是凸透镜,是利用物距大于两倍焦距,像距在一倍焦距和两倍焦距之间,成的倒立的缩小的实像。
15. 2 ② 上 大
【详解】[1][2][3]根据反射定律知道,反射角等于入射角,由图知道,∠1等于∠3,所以,竖直的直线是法线,水平直线是界面,CO是入射光线,OA是反射光线,OB是折射光线,即∠1与∠3分别是反射角和入射角,∠2是折射角;又因为∠2大于∠3,即折射角大于入射角,所以分界面下方是空气,上方是玻璃,即分界面为②
[4]因反射角等于入射角,所以当入射角变小时,反射角变小,折射角也会减小,所以反射光线与折射光线的夹角将变大。
16.焦点
【详解】凸透镜正对太阳光,在凸透镜后面能形成一个最小、最亮的光斑,这个光斑是凸透镜的焦点,凸透镜焦点的温度很高,物体放在焦点时,达到物体的着火点,物体被点燃。
17. 凝固 非晶体 折射 向外伸
【详解】[1]琥珀是由柏松树上分泌出来的树脂油变成的固体形成的,这是凝固过程。
[2]树脂油没有固定的熔点,所以树脂油是非晶体。
[3]晶莹剔透的琥珀形成一个凸透镜,昆虫反射出的光线经凸透镜折射后进入人的眼睛,所以我们看到的昆虫属于折射现象。
[4]使用相机拍摄记录时,若要看到昆虫身体的细微之处,则像变大,像距变大,物距变小,相机镜头应该向外伸。
18. 左 上
【详解】[1]光从空气斜射入水中,折射角小于入射角;两者比较可知刚开始向水槽内注水,即水位低,如图所示:
注水后,两者比较可知在注水的过程中光斑向左移动。
[2]水面升高,入射点左上方移动,反射形成的光斑P会上移。
19. 主光轴 10.0 投影仪 右 35 缩小 C 近视眼镜
【详解】(1)[1]为了使像成在光屏中央,应调整光屏中心、烛焰中心在凸透镜的主光轴上。
(2)[2]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,这点的位置是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距,由图甲可知凸透镜的焦距
f=30.0cm-20.0cm=10.0cm
(3)[3][4]由图乙可知,此时物距
u=20.0cm-5.0cm=15.0cm
物距大于1倍焦距小于2倍焦距,根据凸透镜成像的特点,此时成倒立、放大的实像,应用于投影仪;若要使光屏上的像变得再大些,在不改变凸透镜位置的情况下,根据凸透镜成实像时,物近像远像变大可知,应将蜡烛向右移动一小段距离后再将光屏向右移动适当距离。
[5][6]根据光路是可逆的,若保持蜡烛和光屏的位置不动,只需将凸透镜移动到35cm的刻度处,此时物距等于原来的像距,像距等于原来的物距,且物距大于像距,此时物距大于二倍焦距,根据凸透镜成像的特点可知,此时成像的特点是倒立、缩小的实像。
[7]如果此时不小心指尖触摸到了凸透镜,此时指尖到凸透镜的距离小于焦距,此时物距小于焦距,成正立、放大的虚像,故这时光屏上不会出现指尖的像;光线仍会透过凸透镜成像,因此也没有指尖的影子。
故选C。
[8]保持三个元件位置不动,将原凸透镜更换为一个焦距较小的凸透镜,凸透镜焦距变小,对光的会聚能力变强,会将光线提前会聚成像;为了使光屏上再次得到清晰的像,可以在蜡烛和凸透镜之间放置对光线具有发散作用的凹透镜,会将光线推迟会聚成像,凹透镜是近视眼镜。
20. 11.0 缩小 大
【解析】【小题1】(1)[1] 由图知,光屏上出现一个最小最亮的光斑即为凸透镜的焦点处,焦点到光心的距离为
61.0cm-50.0cm=11.0cm
则凸透镜的焦距是11.0cm。
(2)[2] 由图可知,此时物距大于像距,物体在二倍焦距以外,像在一倍焦距和二倍焦距之间,光屏上成倒立、缩小的实像。
(3)[3]根据凸透镜成像的规律可知,物距变大时,像距变小,像变小。所以要使光屏上的像变小,应增大物距,即应使蜡烛适当向左移动,再调节光屏的位置。
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