内容正文:
专题03 光的折射 透镜(第02期)
考点一 光的折射及其规律
1.(23-24八上·南京秦淮·期末)如图所示,一只水鸟站在水中觅食,下列现象与图中两个“影”形成原理不相同的是( )
A.镜中的小猫 B.树荫下的光斑
C.古代的日晷 D.“弯折”的筷子
2.下列现象中,与筷子在水面处“折断”原理相同的是( )
A.海市蜃楼 B.日食现象
C.屏幕上呈现人影子 D.桥在水中形成的倒影
3.(23-24八上·泰州兴化·期末)如图所示,这是某同学画的光路图。下列选项中可以用该光路图解释的是( )
A.潜水员在水中看岸上景物 B.人看到水中的“蓝天白云”
C.人在岸边看到河水中的鱼 D.通过潜水艇潜望镜观察海面情况
4.(23-24八上·盐城东台·期末)小强在水中练习潜水,能正确反映岸上教练看到水下小强的光路图是( )
A. B.
C. D.
5.(23-24八上·南通通州·期末)如图所示,射水鱼观察到停歇在水面上方的猎物后,会从口中喷射出水柱,将小虫击落到水中吃掉,下列能反映它在水下看到水面上的小虫时的光路图的是( )
A. B.
C. D.
6.(23-24八上·无锡新吴·期末)如图所示,一辆玩具车放入水中,从侧面看车轮浸入水中的部分变“扁”了,以下光路图能正确反映其成因的是( )
A. B.
C. D.
7.(23-24八上·宿迁泗洪·期末)下列四幅光路图能正确解释生活中现象的是( )
A.图甲:岸上的人看见水中的物体 B.图乙:物体通过小孔形成实像
C.图丙:光从室外透过窗户玻璃进入室内 D.图丁:人观察对岸的树木在水中倒影
8.(23-24八上·无锡锡山·期末)如图所示的三角形是一个三棱镜的截面。三棱镜的左侧有一个物体P,若你在三棱镜的右侧观察,则所看到的物体P的像大致在( )
A.A点处 B.B点处 C.C点处 D.D点处
9.(23-24八上·扬州邗江·期末)在玻璃杯(其厚度不计)的杯底放一枚硬币,再在杯中装一定量水,将杯子端到眼睛的高度,再慢慢下移,当杯子下移到某一位置时,如图可以看到大小不同的“两枚硬币”,关于这个现象说法正确的是( )
A.看到的“大硬币”是放大的实像
B.“大、小硬币”都是光的折射形成的
C.“大硬币”的所在位置是真实硬币的位置
D.实际硬币比看到的“小硬币”位置要高
10.(23-24八上·无锡江阴·期末)物理实验室天花板下方固定一块厚薄不均匀的玻璃,其背面涂有一层不透明的金属薄膜,玻璃横截面图如图所示。小明在玻璃下S点固定放置一光源,光源朝着玻璃射出不同角度的光,其中一部分光从空气射入玻璃后,经金属薄膜反射后再从玻璃射入空气。则光源射出的光中( )
A.只有一条光线能返回到S点 B.只有两条光线能返回到S点
C.只有三条光线能返回到S点 D.不可能有光线能返回到S点
11.(23-24八上·扬州邗江·期末)如图,小华同学用激光笔照射水面,在水槽壁上出现两个红点A和B,下列说法正确的是( )
A.若保持入射点的位置不变,欲使点下移至,应使入射光线绕着点沿逆时针方向转动
B.入射光线绕着点沿顺时针方向转动,能观察到另一亮点点会移动到点
C.若保持入射光线不变,欲使点下移至,应使水面上升
D.当水面上升时,折射角增大
12.(23-24八上·南京秦淮·期末)如图所示,光在玻璃和空气界面同时发生反射和折射现象,由图可知,入射角为____________度,折射角为___________度,界面_____________(选填“AB上”、“AB下”、“CD左”或“CD右”)侧是空气。
13.(23-24八上·无锡江阴·期末)如图甲所示的碗中,起初看起来是空的,当慢慢往碗中倒水后,就会发现碗底还藏着一枚硬币(如图乙所示)。前者看不到硬币,是由于光的__________造成的;后者看到硬币,是因为光从__________射入__________中发生折射造成的,此时折射角__________(选填“大于”“等于”或“小于”)入射角。
14.(23-24八上·宿迁沭阳·期末)如图所示,装有水的长方体水槽水平放置,固定在左壁上的激光笔发出的一束红光射到水面上的O点,红光与水面夹角是45°,反射光射到右壁上的A点,折射光射到右壁上的B点,则A点到水面的距离______(填“大于”、“小于”或“等于”)B点到水面的距离;若A点往上移动,则水面______(填“上升”、“下降”或“不变”)(图中A、B未在图中标出)。
15.(23-24八上·盐城盐都·期末)如图所示,在“观看水中的硬币”活动中,把一枚硬币固定在空杯的底部,找一个角度使你刚好看不到硬币的最右端A点.保持眼睛和杯子的位置不变,在同学逐渐把水加入到杯中的过程中,硬币上的B点和C点能先后被你看到。
(1)你所看到的水中硬币是一个变_____(深/浅)的_____(实/虚)像;
(2)图中画出了刚看到C点时光的传播示意图,入射角是αc;如果刚看到B点时的入射角是αB,则αB_________αc。
16.(23-24八上·无锡江阴·期末)如图甲所示是光射进不均匀大气层所发生的光的_______现象,夜晩看到的星星,实际上是星星的________像(填“虚”成“实”)。“后羿射日”的神话里,假如后羿神箭飞行的路径是笔直的(理想模型),那么后羿要能射到日,一定要___________(选填“偏视线上方”、“沿着视线方向”或“偏视线下方”)把箭射出。
17.(23-24八上·泰州泰兴·期末)小明喝水时,偶然发现透过水面看不见玻璃水杯外侧的手指.他感到很惊奇:玻璃和水都是透明物质,为什么光却不能透过呢?小明决定找出原因.下面是小明的探究过程:
根据光经过的路径,首先想到了这种现象与光的折射有关.为此他根据光从水中射向空气的光路进行了推测,如图所示.光从水中斜射入空气时,折射角大于入射角,当入射角逐渐增大时,折射角也逐渐增大.那么,当入射角增大到某一值时,会不会……
(1)小明的推测是__________________.
(2)小明为了验证自己的推测,进行了如图所示的实验.实验过程中逐渐增大激光笔射向水面的入射角的角度,当增大到某一角度时,小明观察到______________,证实了自己的推测 .
(3)当光从空气射向水中时,也会出现“看不见”的现象吗?说出你的观点并解释:_______.
考点二 凸透镜与凹透镜
18.(23-24八上·宿迁泗洪·期末)把一副眼镜放在太阳光下,在地面上看到如图所示的情形.关于该眼镜镜片的类型和可以矫正的视力缺陷,下列说法正确的是( )
A.凹透镜,可以矫正远视眼 B.凹透镜,可以矫正近视眼
C.凸透镜,可以矫正远视眼 D.凸透镜,可以矫正近视眼
19.(23-24八上·无锡锡山·期末)如图是《淮南万毕术》中曾记载“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生”的情境。对其中涉及的物理知识的分析正确的是( )
A.“削冰令圆”就是把冰块制成凹透镜
B.“削冰令圆”中的冰块对光有会聚作用
C.“以艾承其影”中的“影”是指光折射后太阳的影子
D.若要“火生”,应把“艾”放在冰镜的二倍焦距位置上
20.(23-24八上·宿迁沭阳·期末)如图所示,向透明塑料袋内吹气后,将袋口扎紧,再在袋口下挂一重物,将它放入盛水玻璃容器中,就成了一个“空气透镜”.当平行光束射到这个“空气透镜”上时,射出的光束将成为
A.平行光束 B.会聚光束 C.发散光束 D.不能确定
21.(23-24八上·盐城阜宁·期末)小明和小华在窗边用凸透镜看报纸上的字。他们移动凸透镜,当报纸离凸透镜20cm时,意外地发现报纸上居然出现窗外远处景物倒立缩小的像,如果此时将报纸放在离此透镜30cm处,则透过凸透镜在另一侧观察报纸,可看到一个( )
A.倒立、放大的实像 B.倒立、缩小的虚像
C.正立、放大的虚像 D.正立、缩小的实像
22.(23-24八上·南通通州·期末)如图所示,小李通过透镜看到了提示牌上“关灯”两字正立、放大的__________(选填“实”或“虚”)像,该透镜是一个__________(选填“凹透镜”或“凸透镜”),如果想让看到的字再变大点,应让透镜__________(选填“靠近”或“远离”)字。
23.(23-24八上·无锡锡山·期末)小华测焦距f时,将凸透镜正对太阳,在透镜下方的白纸上呈现一并非最小的光斑时,测得光斑到透镜的距离为l,将白纸再远离透镜一段距离,发现白纸上又出现了相同大小的光斑,则l___________(填“大于”、“等于”或“小于”)f。
24.(23-24八上·无锡锡山·期末)如图所示,物理教材放到装有水的圆柱形玻璃杯后面,我们透过玻璃杯看到书上面的字比实际的要大,这是经过玻璃杯形成的______像(选填“虚”或“实”),说明盛水的圆柱形玻璃杯起了______透镜(选填“凸”或“凹”)的作用。
25.(23-24八上·扬州仪征·期末)如图,光线a经过一个透镜(虚线框内)折射后与主光轴交于Q点,其中O是透镜的光心。该透镜是___________(选填“凸”或“凹”)透镜,焦距f__________OQ(选填“>”、“<”或“=”)
26.(23-24八上·无锡江阴·期末)一水滴不小心落在手机玻璃屏幕上(如图所示),透过水滴会看到手机图文层的内容成__________(选填“正立”或“倒立”)的__________(选填“放大”“等大”或“缩小”)像,小明想到每个透镜的两侧都有焦点,则这个“水滴透镜”下方的焦点在图文层的__________(选填“上”或“下”)方。
27.(23-24八上·无锡江阴·期末)为了研究透镜,小明和小华利用一个撕掉外包装的矿泉水瓶分别做了以下两个实验:
(1)小明在矿泉水瓶内注入适量清水,拧紧瓶盖,瓶内留有一稍大的空气泡,将瓶水平固定在白纸上方,并使光线竖直向下照射到圆柱形瓶身上(如图甲所示)。观察瓶身下方的白纸,发现白纸上有与瓶身平行的亮线,而在与空气泡正下方的白纸上,则是一个黑影。圆柱形瓶身充满水的地方相当于________透镜。如果把白纸从贴近瓶身的位置竖直向下移动到较远处,亮线的粗细将______________(选填“变粗”“变细”“先变粗再变细”或“先变细再变粗”);
(2)小华在水槽内注入适量的水,在其底部放一枚一元硬币,将拧紧瓶盖的空矿泉水瓶水平横放在水面上方,并逐渐将空瓶向下平移(如图乙所示)。从瓶身正上方观察硬币的像,当瓶身下部浸入水中后,硬币的像__________(选填“突然变大”“突然变小”或“保持不变”)。随着瓶身在水中浸入深度的增加,硬币的像__________(选填“先正立后倒立”“先倒立后正立”“一直倒立”或“一直正立”)。
考点三 凸透镜成像的规律
28.(23-24八上·宿迁沭阳·期末)小雷做“探究凸透镜成像的规律”的实验时,蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示,这时烛焰在光屏上成清晰的像(像未在图中画出来)。下列说法正确的是( )
A.该凸透镜的焦距范围是15cm<f<30cm
B.将蜡烛移到25cm刻度线处,凸透镜不动,光屏向左移动到适当位置才能呈现清晰的烛焰像
C.将凸透镜移到20cm刻度线处,此时光屏上能呈现清晰的倒立、等大的实像
D.图中光屏呈现的是烛焰倒立、缩小的实像
29.(23-24八上·泰州泰兴·期末)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,实验桌上有光具座、蜡烛、光屏、焦距分别为15cm 和30cm的凸透镜L1和L2等器材,小明先将蜡烛、凸透镜、光屏正确安放在光具座上,如图所示。下列说法正确的是( )
①若凸透镜是L1,小明能在光屏上看到烛焰清晰的像
②若凸透镜是L1,小明在透镜前加一合适的凸透镜,光屏上能出现烛焰清晰的像
③若凸透镜是L2,小明将光屏在光具座上移动,光屏上不能出现烛焰清晰的像
④若凸透镜是L2,小明在透镜前加一合适的凹透镜,移动光屏,能出现烛焰清晰的像
A.①③ B.②③ C.②④ D.①④
17.(23-24八上·宿迁泗洪·期末)张明同学在“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,该凸透镜的焦距是_______cm,当把物体从距凸透镜6cm处移动到7.5cm处的过程中,所成像的大小_______。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
考点四 透镜的应用
30.(23-24八上·盐城盐都·期末)青少年长时间玩智能手机对视力有很大的影响,容易造成眼睛近视。在如图所示的四幅图中,分别表示近视眼成像情况和矫正方法的是( )
A.甲、丙 B.甲、丁 C.乙、丙 D.乙、丁
31.(23-24八上·盐城东台·期末)如图所示,用焦距为10.0cm的凸透镜模拟近视眼的情况,此时“视网膜”(光屏)上像模糊。为了模拟视力矫正,使“视网膜”上呈现清晰的像,某小组提出的做法如下:①不改变蜡烛和透镜的位置,将光屏向左移动;②不改变透镜和光屏的位置,将蜡烛向右移动;③不改变器材的位置,在透镜和蜡烛之间放置合适的凹透镜;④不改变器材的位置,在透镜和蜡烛之间放置合适的凸透镜。你认为可行的是( )
A.只有③ B.只有④ C.①和③ D.②和④
32.(23-24八上·南通海门·期末)中国航天员王亚平在离地球表面约400km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,下列说法错误的是( )
A.“水球”相当于凸透镜 B.王亚平位于水透镜的两倍焦距以外
C.王亚平靠近“水球”时,她的像会变小 D.图中通过“水球”看到王亚平的像是实像
33.(23-24八上·宿迁泗洪·期末)小红家的鱼缸里只有一条金鱼,她却在某个角度看到了两条金鱼,如图所示,下列的说法错误的是( )
A.上面的金鱼由光的折射产生的虚像 B.下面的金鱼由光的反射产生的虚像
C.我们看到红色的金鱼是因为金鱼反射红光 D.金鱼下面的像比上面的像大的多
34.(23-24八上·泰州兴化·期末)兴化市新景观——北水关大桥已建成,并已通车。如图为拍摄的北水关大桥,关于这张照片,下列说法正确的是( )
A.北水关大桥在水中的倒影模糊是因为在此种情形下不遵循光的反射定律
B.在岸边看水底比实际浅,是因为光射入水中时发生了折射
C.北水关大桥的实际高度一定比照片中近处十几米高的大树要低一些
D.要想放大北水关大桥的画面,拍摄时需减小镜头和大桥间的距离
35.(23-24八上·宿迁沭阳·期末)李老师戴着眼镜正在批改作业,听到远处有学生叫她,为了看清该学生的容貌,李老师立即摘下眼镜跟这位学生打招呼,说明李老师的视力缺陷类型及矫正视力需要配戴的透镜种类是( )
A.远视眼,凸透镜 B.远视眼,凹透镜
C.近视眼,凸透镜 D.近视眼,凹透镜
36.(23-24八上·无锡新吴·期末)商场门口的广告投影灯及其内部结构,如图所示。它主要由光源、广告片(即物体)和焦距为f的凸透镜(镜头)组成,该装置能把广告片投射到地面上进行指引或宣传。下列说法正确的是( )
A.广告片到镜头的距离应大于2f
B.广告片在地面上呈现的是倒立、放大的实像
C.广告片到镜头的距离应小于f
D.为顾客能从多角度看见广告片,应选择光滑的地面
37.(23-24八上·宿迁沭阳·期末)把一张带有箭头的白纸放在圆柱形玻璃杯的后面,如图所示,慢慢向玻璃杯中注水至水面高过箭头位置,透过玻璃杯看纸上的“箭头”,不可能的选项是( )
A. B. C. D.
38.(23-24八上·无锡锡山·期末)如图所示,用照相机拍摄远近不同的物体时,通过伸缩镜头,使像清晰地成在芯片上,这个操作过程便是“调焦”。小敏同学发现手机不能“调焦”,但成像也基本清晰,她将手机拿到哥哥工作的大学实验室去探究,实验数据如下表,分析表中数据可知手机镜头的焦距大约为( )
次数
1
2
3
4
5
6
7
物距/m
10.00
5.00
2.00
1.00
0.50
0.10
0.05
像距/cm
0.500
0.501
0.502
0.503
0.505
0.526
0.556
A.0.25m B.0.025m C.0.05m D.0.005m
39.(23-24八上·宿迁沭阳·期末)如图是小洛在游玩时用照相机拍摄的应天门局部夜景,照相机的镜头相当于一个___________透镜;拍摄时,应天门通过镜头在底片上成___________、缩小的实像(选填“正立”或“倒立”);小洛要想拍摄应天门的全貌,他应该适当___________(选填“远离”或“靠近”)应天门。
40.(23-24八上·泰州兴化·期末)当摄影师用一台镜头焦距固定的照相机给全班同学照完毕业像后,接着又要给小明同学照半身像,这时摄影师应该______(填“增大”或“减小”)照相机镜头和小明同学的距离,同时______(填“增大”或“减小”)镜头到底片的距离。某次给卡通人照相,在对焦时,发现毛玻璃上卡通人像的位置如图甲所示。为了使毛玻璃上卡通人像的位置如图乙所示,摄影师应当将镜头适当地向______和向______移动。(填“上、下、左、右”)
41.(23-24八上·无锡新吴·期末)生活中为了方便老年人剪指甲,该新型指甲剪在上方加装了一个小凸透镜。如图所示,该指甲剪剪指甲时凸透镜可以成正立、____________的虚像。考虑到放大效果更好,此透镜的焦距应选择____________(选填“1cm”或“5cm”)更合适。若仅将凸透镜更换成另一个焦距相同、尺寸更大的凸透镜,所看到像的大小与原来的像对比___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
42.(23-24八上·无锡新吴·期末)如图所示是一种被称之为“七仙女”的神奇玻璃酒杯,空杯时什么也看不见,斟上酒,杯底立即显现出栩栩如生的仙女图。此现象可以用我们所学知识尝试分析,其中的原理可能是:仙女图放在平凸透镜的_____________________(选填“一倍焦距内”、“焦点”或“一倍焦距外”)处,空杯时不成像。倒上酒后,上方的液体可以看做是__________透镜,在它和下方平凸透镜的共同作用下,对光的会聚能力比空杯时_____(选填“变弱”或“变强”),于是就看到了一个___________、放大的“七仙女”像。
43.(23-24八上·宿迁泗洪·期末)如图所示,在玻璃板上滴加水滴,水滴相当于一个___________透镜;玻璃板下面放置一小物体,如果通过小水滴看不清,可以在水滴上方放一个放大镜,这样就组成了一个___________(选填“显微镜”或“望远镜”),水滴就相当于此光学仪器的___________(选填“物镜”或“目镜”)。
44.(23-24八上·无锡江阴·期末)小华照镜子时看不到自己的全身像,于是她后退了几步,小华在平面镜中的像与镜子之间的距离__________;在后退过程中,小华在平面镜中所成像的大小__________;小华发现平面镜中的像变模糊了,戴上近视眼镜后像又变清晰,这是利用近视眼镜对光有__________作用,使眼睛中的像再一次移到视网膜上。(本题前两空均选填“变小”“不变”或“变大”)
45.(23-24八上·无锡锡山·期末)如图所示,在“模拟探究远视眼的缺陷”时,将凸透镜看做眼睛的晶状体,将光屏看做视网膜,给“眼睛”戴上远视眼镜,使烛焰在“视网膜”上成清晰倒立、______的实像。移去远视眼镜,光屏上的像变得模糊了,向______(选填“前”或“后”)移动光屏,光屏上会再次呈现清晰的像。
46.(23-24八上·泰州泰兴·期末)2023年2月哈工大宣布突破EUV光刻机关键技术,光刻技术是利用缩图透镜将绘在掩膜上的电路图通过光源投射到涂有光刻胶的硅片上,在硅片上成像越小,芯片制程越小。
(1)光源发出的紫外线 ___________(选填“能”或“不能”)被人眼直接观察到。
(2)由原理图可知,掩膜在硅片上成 倒立________的实像,缩图透镜的焦点在硅片的 _________(选填“上方”或“下方”)。
(3)这次我国直接从90nm突破到了22nm制程的芯片,如果缩图透镜相同,则要将硅片向 _________移动(选填“上方”或“下方”)。
考点五 光的折射和透镜作图题
47.(23-24八上·无锡江阴·期末)一束光线与水平面成30°角斜射到水面上,同时发生了反射和折射,请在图中画出反射光线和折射光线的大致方向,并标出反射角的大小。
48.(23-24八上·南通通州·期末)如图所示,AO是从空气射向水面的一条入射光线,NN′是法线,请画出反射光线OB以及大致的折射光线OC。
【答案】
49.(23-24八上·南通海门·期末)如图所示,作出这条入射光线的反射光线和大致的折射光线。
50.(23-24八上·盐城盐都·期末)图中,OA′是入射光线AO的折射光线,画出入射光线BO的折射光线OB′的大致位置。
51.(23-24八上·无锡锡山·期末)光从空气斜射向水面时,入射点O和折射光线如图乙所示。请画出大致的入射光线,并标出折射角θ。如图丙所示,请画出通过凹透镜的两条折射光线。
52.(23-24八上·南京秦淮·期末)光从空气斜射入玻璃砖中,在图乙中画出光通过玻璃砖的折射光线。
53.(23-24八上·南通通州·期末)如图所示,光线AB、CD均平行于主光轴,请补全光路图。
54.(23-24八上·无锡江阴·期末)如图所示,已知一条入射光线过凸透镜的光心O,一条经过凸透镜折射后的光线与主光轴平行,请分别画出它们对应的出射光线和入射光线.
55.(23-24八上·宿迁泗洪·期末)如图所示,完成光线通过透镜的光路图。
56.(23-24八上·南京秦淮·期末)如图所示,两条入射光线(或延长线)分别过凹透镜的光心O和焦点F,分别画出经过凹透镜折射后的光线.
57.(23-24八上·南通海门·期末)如图所示,请画出两条入射光线经过凹透镜后的折射光线。
58.(23-24八上·宿迁沭阳·期末)画出图中经过透镜后的折射光线.
59.(23-24八上·泰州泰兴·期末)请在图中将入射光线补画完整(F是凹透镜的虚焦点,光线AB平行于主光轴)。
考点六 人眼看不见的光
60.(23-24八上·无锡江阴·期末)下列关于紫外线的说法中正确的是( )
A.紫外线的颜色比紫色更深一些 B.紫外线可以灭菌
C.紫外线照射强度越强,对人体越有利 D.所有物体都可以辐射紫外线
61.(23-24八上·盐城东台·期末)小明在探究红外线是否具有与可见光相同规律时,利用电视机、红外线遥控器等器材,设计下面几个方案,其中不可行的是( )
A.用遥控器隔着纸板遥控电视机,探究红外线能否穿过不透明的物体
B.用遥控器隔着透明玻璃遥控电视机,探究红外线能否穿过透明物体
C.用制造的烟雾显示红外线的传播径迹,探究红外线在空气中是否沿直线传播
D.用平面镜将遥控器发出的红外线反射到电视机上,探究平面镜是否反射红外线
62.(23-24八上·无锡锡山·期末)光在真空中的传播速度是______m/s;一束太阳光照射在平面镜上,光线与镜面的夹角为60°,则反射角为______;电视机的遥控器能发射______(选填“红外线”或“紫外线”)对电视机实现控制。
63.(23-24八上·无锡新吴·期末)如图所示是一款新能源智能汽车,车顶覆盖薄膜式太阳能电池板,车窗采用“智能玻璃”。
(1)薄膜式太阳能电池板应设计成_________(选填“黑”或“白”)色。炎热的夏天“智能玻璃”的单向透光可以有效减小_________(选填“红”或“紫”)外线对人体皮肤的伤害。
(2)冬天行车时,汽车挡风玻璃的内侧容易出现一层白雾遮挡视线,此时应该将“智能玻璃”的温度调__________(选填“高”或“低”)。而夏天时,汽车从阴凉的地下车库出来后,会在玻璃窗的_________(选填“内”或“外”)侧结出一层水雾。
考点七 光的折射、透镜典型实验题
64.(23-24八上·南京秦淮·期末)为探究光的折射规律,小明让入射光从玻璃射向空气。得到如下表格:
入射角i
0°
10°
20°
30°
40°
41.8°
50°
折射角r
0°
15.2°
30.9°
48.6°
81°
90°
(1)根据表格,他发现当入射角增大时,折射角________(选填“增大”、“减小”或“不变”),图中的图线________(选填“a”或“b”)反映了上述实验中的两角关系;
(2)小明发现,当入射角i≥__________°时,折射光消失,反射光会变得更亮,请教老师后,他知道此时发生的现象叫做“全反射”。根据折射现象中光路可逆原理可以判断:如果光从空气射向玻璃,满足一定角度条件时、_________(选填“能”或“不能”)发生全反射现象。
65.(23-24八上·南通通州·期末)在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)由图甲可知凸透镜对光有__________作用;
(2)当蜡烛、凸透镜和光屏位于如图乙所示位置时,将光屏向__________(选填“左”或“右”)移,才能在光屏上得到清晰__________(选填“缩小”“等大”或“放大”)的烛焰的像,利用该成像原理人们制成了__________(选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”);
(3)调节完后,保持三个元件位置不动,更换凸透镜后,发现光屏上的像变模糊,此时成像在光屏后,则更换的凸透镜是丙图中的__________(选填“甲”或“乙”)凸透镜;为使光屏上再次成清晰的像,有以下办法:
①保持蜡烛和凸透镜位置不变,将光屏向右移动;
②保持透镜和光屏位置不变,将蜡烛向__________(选填“左”或“右”)移动;
③保持三个元件位置不变,在蜡烛和凸透镜之间放置一副__________(选填“近视眼镜”或“远视眼镜”)。
66.(23-24八上·南通海门·期末)某兴趣小组做“探究凸透镜成像的规律”的实验。
(1)小虎将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在水平桌面上,点燃蜡烛后,调节烛焰、凸透镜和光屏,使它们的中心位于凸透镜的________上,其目的是使像成在 _________;
(2)小虎将蜡烛由距透镜120cm处移至距透镜150cm处的过程中,在光屏上所成的像与透镜间的距离均约为10cm,则透镜的焦距约为 _______cm;
(3)小虎将蜡烛、凸透镜和光屏调到如图所示位置时,在光屏上得到了一个清晰的像,这个像一定是倒立、_______的实像;
(4)在实验过程中,小虎向小丽借来一副眼镜,并将其放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上的像由清晰变为模糊,保持光屏的位置不动,此时小虎将蜡烛向靠近透镜方向移动,发现光屏上又能成清晰的像,说明这副眼镜的镜片是 _____透镜,小丽视力的缺陷是 _______(选填“近视”或“远视”)。
67.(23-24八上·盐城东台·期末)小明用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座(带刻度尺)等器材,探究凸透镜成像的规律。
序号
物距u/cm
A
B
1
30.0
17.4
倒立缩小的实像
2
17.4
30.0
C
(1)如图所示,透镜焦距___________cm;
(2)调整烛焰和光屏的中心在透镜的___________;
(3)探究实像时,小明调整物距后,应___________,直到光屏上呈现最清晰的像。探究虚像时,小明应___________(越过/透过)凸透镜观察像;观察到虚像后,如果将光屏放在蜡烛与蜡烛的像之间,小明在原观察像的位置___________(还能/不能)观察到像;
(4)表中是小明设计的表格(部分)和实验数据。表中A处内容是___________;B处内容是___________;C处内容是___________。
68.(23-24八上·宿迁沭阳·期末)在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)图甲中,将凸透镜正对太阳光,在透镜下方平行放上白纸,测出透镜与白纸间距s与对应的白纸被烤焦的时间t,绘出图线乙。可判断该透镜的焦距f为__________cm;点燃蜡烛,调整凸透镜和光屏,应使烛焰和光屏的中心位于凸透镜__________上;
(2)将蜡烛和光屏调整到图丙位置时,光屏上出现清晰的倒立、__________(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的像,生活中的__________(选填“照相机”或“投影仪”、“放大镜”)就是利用这个成像原理制成的;
(3)实验一段时间后,蜡烛燃烧变短,要使像能够成在光屏的中央,应将凸透镜的高度__________(选填“调高”、“不调”或“调低”);
(4)保持图丙中蜡烛和光屏的位置不动,只将凸透镜向右移动,可以在光屏上再次看到一个清晰的倒立、__________(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的像,接着用一块遮光布遮住凸透镜的下半部分,可观察到光屏上的像是__________(选填“完整”或“不完整”)的,且像的亮度比之前更__________(选填“暗”或“亮”);
(5)如图丁所示,蜡烛和凸透镜之间放上近视眼镜,光屏上能得到清晰的像,若取下眼镜,要在光屏上重新得到清晰的像,在保持透镜位置不变的条件下,下列操作可行的是__________。
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
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
69.(23-24八上·宿迁泗洪·期末)某实验小组利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究“凸透镜成像的规律”。
(1)通过如图甲的实验操作,确定了该凸透镜的焦距为__________cm,将凸透镜、蜡烛、光屏等安装在光具座上,要调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在__________;
(2)实验时,把凸透镜固定在光具座50cm刻度线处。将蜡烛移至光具座上10cm刻度线处,如图乙,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,则该像是倒立__________的实像:又将蜡烛移至光具座上25cm刻度线处,为在光屏上再次得到清晰的像,应将光屏向__________(选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动;
(3)如果用纸板将透镜的下半部分遮住,光屏上__________(选填“能”或“不能”)成完整的像;若蜡烛燃烧变短了,其在光屏上的像的位置将__________(选填“升高”或“降低”);
(4)小组中小李同学,把自己的眼镜放在了蜡烛和凸透镜之间,如图丙,发现光屏上的像变模糊了,小李将光屏远离凸透镜移动时,像又变清晰了,他戴的是__________眼镜。
70.(23-24八上·泰州泰兴·期末)小周上学进校门时进行身份验证,她发现屏幕上的头像较小,不能完成人脸识别,后来在工作人员的指导下顺利完成了识别。她了解到屏幕上的头像是通过摄像头内的凸透镜形成的,于是带着兴趣进行了以下实验。
(1)小周将蜡烛、凸透镜、光屏安装在光具座上并靠在一起,点燃蜡烛,调整烛焰、透镜和光屏的中心大致在_________。
(2)如图甲所示,烛焰恰好在光屏上成清晰的像(像未画出),保持凸透镜位置不变,若将蜡烛向右移动少许,则应将光屏向___________(选填“左”或“右”)移动才能再次在光屏上成清晰的像,此时的像变大;根据以上实验,小周进行人脸识别时,为使屏幕上的头像变大,她应该_______(选填“靠近”或“远离”)镜头。
(3)实验一段时间后蜡烛变短,要使烛焰的像成在光屏中央,只需将凸透镜向 ___________调节;
(4)在图乙所示位置时,烛焰也在光屏上成清晰的像(像未画出),这个像是倒立、________的实像,由此可知凸透镜的焦距为___________cm。
(5)将图乙中的透镜换成焦距f=25cm的凸透镜,无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到烛焰清晰的像。可以在光屏上观察到烛焰清晰像的操作是( )
A.向左移动透镜同时调节光屏的位置 B.从透镜右侧透过透镜向左观察
C.向左移动蜡烛同时调节光屏的位置 D.光屏移到透镜左侧调节光屏的位置
71.(23-24八上·无锡江阴·期末)小华在光具座上用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)实验前,应调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的__________上,使像成在光屏中央;
(2)当蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图甲所示时,光屏上出现一个清晰倒立、__________(选填“放大”“缩小”或“等大”)的像;
(3)甲图实验中保持凸透镜位置不变,将光屏沿光具座向右移动10cm,则需将蜡烛沿光具座向__________(选填“左”或“右”)移__________cm,可在光屏上再次得到一个清晰的像;
(4)当小华将某人的眼镜片放在图甲所示的凸透镜前时,光屏上的像变模糊了,仅向右移动蜡烛一小段距离,像又变清晰了,由此可以判断此人视力缺陷属于__________(选填“近视眼”或“远视眼”);
(5)为进一步探究凸透镜成像时像距与焦距的关系,小华利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成焦距可变的水透镜,如图乙所示。移动蜡烛位置,接下来保持蜡烛和水透镜的位置不变,多次实验,测出水透镜的焦距和对应的像距,数据记录如表。分析表中数据可知,物距不变时,向水透镜继续注水,焦距变小,应将光屏__________(选填“远离”或“靠近”)水透镜。实验中,蜡烛和水透镜间的距离为__________cm。
实验次数
焦距f/cm
像距v/cm
1
15.0
60.0
2
12.0
30.0
3
10.0
20.0
4
5.0
6.7
72.(23-24八上·无锡新吴·期末)在“天宫课堂”的水球实验中,小玉看到王亚平老师的倒立、缩小的像,如图甲所示。于是她利用实验室的光学器材探究凸透镜成像的规律。
(1)小玉找到了一个焦距未知的凸透镜,用一束平行光正对凸透镜照射,移动光屏,直到光屏上出现最小最亮的光斑,如图乙所示,则凸透镜的焦距是__________cm;
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上。点燃蜡烛,调整三者中心高度到合适的位置,目的是________________________;
(3)如图丙所示,将凸透镜固定在50cm刻度线处,蜡烛移动到20cm刻度线处,需向__________(选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动光屏,直到出现烛焰倒立、___________的实像;
(4)在(3)的基础上,更换成另一个焦距为9cm的凸透镜,发现光屏上的像变得模糊,此现象与________(选填“近”或“远”)视眼成因相似。为了使光屏上的像恢复清晰,可向___________(选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动蜡烛。根据上述实验和已学知识,近视程度更严重的同学应选择焦距更_______(选填“大”或“小”)的凹透镜来矫正。
(5)实验过程中,原来光屏中央像“跑”到上方,为使像回到中央,接下来的操作是________________。
73.(23-24八上·盐城阜宁·期末)在利用光具座做《研究凸透镜成像》的实验时:
(1)小明保持烛焰和凸透镜的位置不变,无论怎样移动光屏,都不能在光屏上看到烛焰的像,其原因是___________;
(2)小明将烛焰、凸透镜、光屏如图甲所示放置时,在光屏上恰成一清晰的像,屏上的像的性质为___________,这个像的成像原理与___________(选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”)相同;
(3)小明在光屏上得到了一个清晰的像,但像的位置偏高,如图甲所示,为了使像呈现在光屏中央,你解决的方法是___________;
(4)对于焦距相同的凸透镜,一个物距应该对应唯一的像距,但从各小组汇报数据中发现,物距均为12.00cm时,有三个小组所测像距分别为23.00cm、24.00cm、26.00cm。若他们的数据差别不是因为长度测量误差导致的,你认为出现这种情况的操作原因是___________;
(5)为了粗测凸透镜的焦距,小明在上午第二节课后(9︰30左右),将凸透镜与水平地面平行放置,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,小明认为此点就是凸透镜焦点的位置,旁边的同学却告诉他,这个亮点不是凸透镜的焦点位置,其理由是___________;
(6)小红做“观察凸透镜成像”的实验时,进行了两次实验,如乙图所示,在实验1中,她能在凸透镜的另一侧的光屏上观察到倒立、放大的“烛焰”;在实验2中,她通过凸透镜能观察到正立、放大的“烛焰”。则该同学在实验1中使用的凸透镜的焦距___________(选填“大于”“小于”或“等于”)实验2中使用的凸透镜的焦距;
(7)如图丙所示,为研究视力矫正问题,小华用凸透镜和光屏模拟眼睛,小华将远视眼镜放在烛焰和凸透镜之间,移动光屏的位置,直至光屏上出现烛焰清晰的像,取走眼镜,屏上的像变模糊了,此时要使屏上的像变清晰,应向___________(选填“凸透镜”、“远离凸透镜”或“竖直向下”)方向移动光屏,因为远视眼镜对光线具有___________作用。
74.(23-24八上·泰州泰兴·期末)如图所示的几种光现象,形成原因相同的是( )
A.②④ B.①③ C.②③ D.①②
75.(23-24八上·扬州邗江·期末)小明整理上课的笔记,像的成因有三个:直线传播成像、反射成像和折射成像,所成的像有实像和虚像两种。下列成像实例中:(1)针孔照相机所成的像;(2)在潜望镜中看到的景物的像;(3)透过水面看到鱼的像;(4)人照镜子时镜中的像,以下说法中正确的是( )
A.属于实像的是:(1)(4) B.属于虚像的是:(2)(3)(4)
C.属于折射成像的是:(1)(3) D.属于反射成像的是:(1)(2)
76.(23-24八上·扬州仪征·期末)如图所示,甲图是一束太阳光通过三棱镜后的色散现象,乙图是一细束红光和一细束紫光以相同的入射角 i从空气射入长方体玻璃砖的同一点,并且都直接从下表面射出。对于这一过程,下列说法中正确的是( )
A.从上表面射入时紫光的折射角比红光的折射角大
B.从下表面射出时紫光的折射角等于红光的折射角
C.从下表面射出后紫光和红光不一定平行
D.紫光和红光将从下表面的不同点射出,且左“红”右“紫”
77.(23-24八上·盐城阜宁·期末)小明在做“研究光的直线传播”实验,他在玻璃缸中装大半缸清水,再沿缸壁轻轻注入浓糖水,用激光笔对着侧壁的___________(选填“A”或“B”)点向玻璃缸内水平照射,可以看到如图所示的光的路径,这属于光的___________(选填“反射”“折射”或“色散”)现象。充分搅拌玻璃缸中的水,待水稳定以后,观察到光的路径呈___________(选填“直线”或“曲线”)。
78.(23-24八上·盐城阜宁·期末)如图是关于《透镜》的知识结构图,请将(1)______、(2)______、(3)______处所缺内容补全。
79.(23-24八上·扬州仪征·期末)请你补全关于“像”的知识结构图。
(1)___________;(2)___________;(3)___________。
80.(23-24八上·南京秦淮·期末)小芳先在纸上画了一个小于凸透镜大小的圆环。如图所示,将凸透镜正对太阳光。在其下方距透镜10cm处的白纸上的光斑恰好与圆环重合,这个现象表明凸透镜对光有___________作用;当将该凸透镜靠近白纸垂直移动6cm时,此时白纸上的光斑再次与圆环重合,此过程中光斑的大小__________(选填“先变小后变大”或“先变大后变小”),通过计算可以得到该凸透镜的焦距为__________cm。
81.(23-24八上·扬州邗江·期末)2022年有一次令人惊奇的天文现象:“红月亮”遇上月掩天王星,其形成原因是:月食时产生的“红月亮”,主要是因为_________挡住了直接照射到月球的太阳光,但也有一部分的太阳光经过地球大气层_________(选填“直线传播”或“反射”或“折射”)后照到了月亮上,其中红光穿透力强,大多数照射到月亮上的光是红色或者偏红色。月掩天王星,在地球上观察到月球会“吞掉”天王星,也就是地球、_________与天王星正好排成一条直线,过一段时间再“吐出”天王星。
81.(23-24八上·扬州江都·期末)小明透过圆柱形透明玻璃杯中有水部分观看竖直放置的白纸上的鹦鹉图片(圆圈中的鹦鹉图与白纸上的鹦鹉图实际大小相等),如图甲所示。将白纸逐渐远离杯子的过程中,不可能看到图乙中_________两幅图,过程中依次观察到情景是_________(以上两空均填写图片序号)。小明又将一支铅笔紧贴杯内壁竖直放置,通过有水部分观察到铅笔放大的像,俯视图如图丙所示,则在将铅笔向前移动的过程中,像将_________(变大/变小/不变)。
82.(23-24八上·泰州泰兴·期末)小明在暗室里探究平行于主光轴的光通过透镜后的光路,他用一直径和透镜玻璃直径相同的平行光正对透镜照射,惊奇的发现通过透镜玻璃边缘的光经透镜后部分发生偏折,部分沿直线传播,如图1和2所示。第二天小明在阳光下继续研究透镜对光的作用,将透镜正对太阳光,移动与透镜平行的白纸,在白纸上得到了如图3所示的现象。则该同学所用的透镜为___________(选填“凹透镜”、“凸透镜”、或“凹透镜或凸透镜”);继续将白纸稍远离该透镜,则暗斑的面积将___________(选填“变大”、“变小”或“不变”),亮环的亮度将___________(选填“变亮”、“变暗”或“不变”)。
83.(23-24八上·泰州兴化·期末)如图甲所示,小明购买的强光手电能射出一束平行光柱。将一枚透镜正对平行光柱,在光的传播路径上喷上水雾,看到了如图乙所示现象,光会聚于A点。
(1)能看到光路是因为光遇到水雾时,发生了光的______________到达了小明眼中。根据现象,可以判断此透镜为______________透镜。小明将手置于A点时,会感到被照射位置发烫。说明光具有______________;
(2)小明拆开手电筒,发现灯头结构如图丙所示,查阅说明书得知灯头透镜直径D为9cm,焦距为3cm,光源出射光角度为120°,则此手电筒发出的平行光的直径d为______________cm。
84.(23-24八上·南京秦淮·期末)某实验小组进行探究凸透镜成像的实验,操作如下:
(1)实验前,调整烛焰和光屏的中心在凸透镜的主光轴上,目的是为了_____________________。
(2)正确测出凸透镜的焦距f,当物距u<f时,烛焰成_________像(选填“正立实”、“正立虚”、“倒立实”或“倒立虚”,下同);当u=f时,不能观察到烛焰的像;当u>f时,烛焰成_________像。
小组成员分析得出:像的虚实由____________的大小关系决定。
(3)当蜡烛、凸透镜和光屏处于图甲所示位置时,恰好在光屏上成清晰的像,此凸透镜的焦距可能是__________(填序号)。
①5cm ②7.5cm ③8cm ④15cm
(4)小组成员小明将自己的所戴眼镜放在图甲中蜡烛和凸透镜之间,发现光屏成像不清晰,他仅将蜡烛向左移动适当距离后,光屏上又出现清晰的像,则小明戴的是________(选填“近视”或“远视”)眼镜。
(5)若小明仅将图甲中的凸透镜换成焦距相同、直径较小的凸透镜,光屏上所成的像与原来相比会变_______(填序号)。
①小 ②大 ③暗 ④亮 ⑤不完整
(6)如图乙所示,凸透镜的焦距为10cm,保持光屏位置不变,让蜡烛和凸透镜分别以4cm/s和2cm/s的速度,同时沿光具座匀速向左运动,经过2.5s,光屏上成清晰________(选填“放大”、“等大”或“缩小”)的像。
85.(23-24八上·泰州兴化·期末)请根据“探究凸透镜成像规律”的实验回答以下问题:
(1)小明在光具座上调整凸透镜、光屏和烛焰,使它们的中心不在同一高度,但是在同一条直线上,这样______________(选填“也可能”或“不可能”)使像成在光屏中央;
(2)为了确定凸透镜的焦距,小明同学让一束平行光射向凸透镜,移动光屏,直到在光屏上会聚成一点,如图甲所示,则该凸透镜的焦距为______________cm;
(3)当蜡烛、凸透镜和光屏按如图乙所示的位置放置时,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,在不改变凸透镜位置的情况下,应向______________移动蜡烛,并适当向______________移动光屏;若在光屏与凸透镜之间放一远视眼镜,为使光屏上仍然呈现最清晰的像,需要将蜡烛向______________(选填“左”或“右”)移动;
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,又可在光屏上成清晰的像,此时所成的是倒立、______________的实像;
③保持三个元件位置不动,仅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“凸”或“凹”)透镜;
④实验中,一只飞虫落在了凸透镜上,此时光屏上的像______________(选填“依然完整”或“不完整”)。
(4)小华在实验中将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜,该过程中物距u随时间t的变化图像如图丙所示,则像距v与t的大致变化关系为图中的______________;
(5)如图戊所示,元旦假期小华同学用手机拍一张放在水平桌面的作业,发现照片中的作业纸上边小下边大,产生这种现象的原因是平放的手机到作业纸的距离______________。
A.上近下远 B.上远下近 C.左近右远 D.左远右近
86.(23-24八上·无锡锡山·期末)小徐在STEAM课堂上,通过老师的教导,成功制作出水凸透镜,在探究凸透镜成像的规律时,通过注射器调节水凸透镜的焦距为10cm,并完成了以下实验:
(1)将蜡烛、水凸透镜和光屏固定在如图甲所示的位置上,点燃蜡烛,调整烛焰、水凸透镜和光屏的中心大致在______上,使像成在光屏中央。当把蜡烛移到62cm刻度线处时,无论怎样移动光屏,光屏上都找不到清晰的像,原因可能是______;
(2)在光屏上得到清晰的像后,如果保持光屏和水凸透镜的位置不变,当蜡烛向水凸透镜靠近时,要在光屏上重新得到清晰的像,可以对水凸透镜进行______(选填“抽水”或“注水”),或者在蜡烛和水凸透镜之间放置一个合适的______(选填“凸透镜”或“凹透镜”);
(3)随着蜡烛的不断燃烧,光屏上烛焰的像如图乙所示,要想使像成在光屏的中央,你的调整方法是:把光屏向______(选填“上”或“下”)调节;
(4)白光经三棱镜后,光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带,如图丙所示(部分色光未画出),说明白光______(选填“是”或“不是”)一种单色光。于是,小徐使用红光、黄光和蓝光来测量水凸透镜的焦距f大小如图丁所示,以下关于三种色光通过水凸透镜时的焦距f大小关系正确的是______。
A.f红>f黄>f蓝 B.f红<f黄<f蓝 C.f红=f黄=f蓝 D.f黄>f红>f蓝
87.(23-24八上·扬州邗江·期末)在“探究凸透镜成像规律”的实验中。
(1)实验前,应调整烛焰、光屏的中心位于凸透镜的_______上;甲图中光屏上有清晰的像(像未画出),该像是倒立、_______的实像;
(2)保持凸透镜位置不变,将蜡烛远离凸透镜,为使光屏上再次呈现清晰的像,可将光屏_______(选填“靠近”或“远离”)透镜,或光屏位置不动,在蜡烛与凸透镜之间放置_______(选填“近视”或“远视”)眼镜;
(3)将甲图中的凸透镜换成焦距为30cm的凸透镜,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,在光具座上移动光屏,_______(选填“能”或“不能”)找到某一位置,使像清晰呈现在光屏上;
(4)细心的小滨发现实验时间一长,光屏上的像会向上移动,为了使像呈在光屏的中央,应将凸透镜向_______(选填“上”或“下”)移动;
(5)实验中小滨发现同组的小伙伴用同样的器材,在物距相同时,测得的像距并不相同,这是因为在实验中没有____________________________,便开始测量像距;
(6)乙图中,凸透镜位于P处(图中未画出)位置不变,移动蜡烛,光屏先后在P同侧的A、B两处得到烛焰清晰的像,且A处的像比B处大,则以下说法不正确的是________。
A.A处像可能是缩小的 B.B处像可能是缩小的
C.P点位置在B的右侧 D.蜡烛的移动方向向左
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专题03 光的折射 透镜(第02期)
考点一 光的折射及其规律
1.(23-24八上·南京秦淮·期末)如图所示,一只水鸟站在水中觅食,下列现象与图中两个“影”形成原理不相同的是( )
A.镜中的小猫 B.树荫下的光斑
C.古代的日晷 D.“弯折”的筷子
【答案】D
【解析】
由题意知,水鸟的黑影属于影子,是由于光的直线传播形成的;水鸟的倒影属于平面镜成像,平面镜成像是由于光的反射形成的,成的像是虚像;
A.猫在镜中的像,属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故A不符合题意;
B.树荫下的圆形光斑是光沿直线传播形成的,与小孔成像的原理相同,故B不符合题意;
C.由于光沿直线传播,当光遇到不透光障碍物后,被障碍物挡住,于是在障碍物后面就形成影子;日晷就是利用影子的方向、长短粗略判断时刻的计时仪器,故C不符合题意;
D.水中的筷子弯折,由于水中的筷子反射的光从水中斜射到空气中,折射光线远离法线,折射角大于入射角,水面上方的人逆着折射光线的方向看到筷子弯折了,故D符合题意。
故选D。
2.下列现象中,与筷子在水面处“折断”原理相同的是( )
A.海市蜃楼 B.日食现象
C.屏幕上呈现人影子 D.桥在水中形成的倒影
【答案】A
【解析】
A.海市蜃楼也是光的折射形成的,由于海面上方的空气密度不均匀,光在其中传播时发生了偏折,形成了海市蜃楼现象,故A符合题意;
B.如图,日食现象是由光的直线传播引起的,白天,月球挡住了射向地球的太阳光,形成了日食现象,故B不符合题意;
C.如图影子是由于光直线传播产生的,人挡住了射向墙面的光,在墙面上形成的光照射不到的区域,故C不符合题意;
D.如图水中倒影是平面镜成像(光的反射现象),水面相当于镜面,水中的倒影是岸上的桥通过水面形成的虚像,故D不符合题意。
故选A。
3.(23-24八上·泰州兴化·期末)如图所示,这是某同学画的光路图。下列选项中可以用该光路图解释的是( )
A.潜水员在水中看岸上景物 B.人看到水中的“蓝天白云”
C.人在岸边看到河水中的鱼 D.通过潜水艇潜望镜观察海面情况
【答案】C
【解析】
A.潜水员在水中看岸上景物时,光从空气斜射入水中,与光路图不符,故A不符合题意;
B.人看到水中的“蓝天白云”属于光的反射现象,光路图描述的是光的折射现象,故B不符合题意;
C.人在岸边看到河水中的鱼属于光的折射现象,而且是光从水中斜射入空气中,与光路图相符,故C符合题意;
D.潜望镜是由平面镜组成,属于光的反射现象,与光路图不符,故D不符合题意。
故选C。
4.(23-24八上·盐城东台·期末)小强在水中练习潜水,能正确反映岸上教练看到水下小强的光路图是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
教练看到水中的小强,应该是小强反射的光在水中沿直线传播,从水中进入空气时,发生折射,折射光线向水面偏折,折射光线进入教练的眼睛,教练就看到了小强。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5.(23-24八上·南通通州·期末)如图所示,射水鱼观察到停歇在水面上方的猎物后,会从口中喷射出水柱,将小虫击落到水中吃掉,下列能反映它在水下看到水面上的小虫时的光路图的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
射水鱼在水下看到水面上的小虫时,光从空气中斜射入水中,在水面处发生折射,折射角小于入射角,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
6.(23-24八上·无锡新吴·期末)如图所示,一辆玩具车放入水中,从侧面看车轮浸入水中的部分变“扁”了,以下光路图能正确反映其成因的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
车轮反射的光从水中斜射入空气时,在水与空气的交界面上发生折射,进入空气中的折射光线向水面偏折(偏离法线),人眼沿直线看到车轮位置在折射光线的反向延长线上,像的位置比实际位置偏高,看起来车轮浸入水中的部分变“扁”了,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
7.(23-24八上·宿迁泗洪·期末)下列四幅光路图能正确解释生活中现象的是( )
A.图甲:岸上的人看见水中的物体 B.图乙:物体通过小孔形成实像
C.图丙:光从室外透过窗户玻璃进入室内 D.图丁:人观察对岸的树木在水中倒影
【答案】A
【解析】
A.图甲中,岸上的人看见水中的物体,是水中的物体发出或反射的光从水中斜射向空气,折射角大于入射角,故A正确,符合题意;
B.图乙中,小孔成像应该成的是倒立的实像,而光路图是正立的,故B错误,不符合题意;
C.图丙中,光从室外透过窗户玻璃进入室内要发生两次折射,第一次折射是从空气斜射进入玻璃,折射光线应该靠近法线偏折,折射角小于入射角;第二次是玻璃斜射进入空气,折射光线应该远离法线偏折,折射角大于入射角,光路图错误,故C错误,不符合题意;
D.图丁中,人观察对岸的树木在水中倒影,属于光的反射现象,光应该从树木经水面反射后进入人眼,故D错误,不符合题意。
故选A。
8.(23-24八上·无锡锡山·期末)如图所示的三角形是一个三棱镜的截面。三棱镜的左侧有一个物体P,若你在三棱镜的右侧观察,则所看到的物体P的像大致在( )
A.A点处 B.B点处 C.C点处 D.D点处
【答案】A
【解析】
如图,根据光的折射规律,光通过三棱镜后,光线向底边偏折了,人眼看到折射光线,认为光是沿直线传播而来的,因此感觉从A点发出的,所以A点是物点的像。光路图如下:
故BCD不符合题意;A符合题意。
故选A。
9.(23-24八上·扬州邗江·期末)在玻璃杯(其厚度不计)的杯底放一枚硬币,再在杯中装一定量水,将杯子端到眼睛的高度,再慢慢下移,当杯子下移到某一位置时,如图可以看到大小不同的“两枚硬币”,关于这个现象说法正确的是( )
A.看到的“大硬币”是放大的实像
B.“大、小硬币”都是光的折射形成的
C.“大硬币”的所在位置是真实硬币的位置
D.实际硬币比看到的“小硬币”位置要高
【答案】B
【解析】
玻璃杯装水的部分相当于一个凸透镜,当杯子下移到某一位置时,因为硬币在凸透镜的一倍焦距以内,硬币反射的光经玻璃杯的折射进入人眼,人眼看到了玻璃杯成的正立、放大的虚像,这就是看到的“大硬币”;水中的硬币反射的光从水中斜射向空气时,在水面处发生折射,折射角大于入射角,折射光线偏离法线,折射光恰好能进入人眼,人眼看到了位置偏浅的硬币的虚像,这就是看到的“小硬币”,实际硬币比看到的“小硬币”位置要低。综上所述,看到水中的“小硬币”,是光从水中斜射向空气时,在水面处发生折射,“大、小硬币”都是由于光的折射形成的虚像。故B正确,ACD错误。
故选B。
10.(23-24八上·无锡江阴·期末)物理实验室天花板下方固定一块厚薄不均匀的玻璃,其背面涂有一层不透明的金属薄膜,玻璃横截面图如图所示。小明在玻璃下S点固定放置一光源,光源朝着玻璃射出不同角度的光,其中一部分光从空气射入玻璃后,经金属薄膜反射后再从玻璃射入空气。则光源射出的光中( )
A.只有一条光线能返回到S点 B.只有两条光线能返回到S点
C.只有三条光线能返回到S点 D.不可能有光线能返回到S点
【答案】A
【解析】
若从S点处发射的光经过玻璃折射后垂直射入金属薄膜,反射光线将垂直金属薄膜返回,根据光路的可逆性原理,此光线将返回S点,但仅有一条光线,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
11.(23-24八上·扬州邗江·期末)如图,小华同学用激光笔照射水面,在水槽壁上出现两个红点A和B,下列说法正确的是( )
A.若保持入射点的位置不变,欲使点下移至,应使入射光线绕着点沿逆时针方向转动
B.入射光线绕着点沿顺时针方向转动,能观察到另一亮点点会移动到点
C.若保持入射光线不变,欲使点下移至,应使水面上升
D.当水面上升时,折射角增大
【答案】C
【解析】
A.当光从空气斜射到水面时,同时会发生反射和折射现象,反射角等于入射角,折射角小于入射角。现保持入射点 O 的位置不变,欲使光点 A 下移至 A1 处,则反射光线偏离法线,反射角增大,入射角也需增大,所以入射光线应绕着 O 点沿顺时针方向转动,故A错误;
B.入射光线MO绕着点O沿顺时针方向转动,入射角增大,折射角也会相应增大,因此,会观察到另一亮点 B 会上升,移动到点 B1 ,故B错误;
C.在水面变化过程中,由于入射光线不变,即入射角不变,则折射角也不发生改变,因此过 B2 点作 OB 的平行线即光点下移的折射光线,会发现入射点应右移,即欲使 B 点下移至 B2 ,水面需上升,故C正确;
D.在水面变化过程中,由于入射光线不变,即入射角不变,则折射角也不发生改变,故D错误。
故选C。
12.(23-24八上·南京秦淮·期末)如图所示,光在玻璃和空气界面同时发生反射和折射现象,由图可知,入射角为____________度,折射角为___________度,界面_____________(选填“AB上”、“AB下”、“CD左”或“CD右”)侧是空气。
【答案】 ①.30 ②.45 ③.CD右
【解析】
[1][2][3]若AB是界面,反射角应等于入射角,但题图中不符合,故AB不是界面,CD是界面,AB为法线。光在玻璃和空气界面同时发生反射和折射现象时,反射光线和折射光线应在同一侧,所以AB上侧左边的光线为反射光线,右边是折射光线,下侧左边是入射光线,反射角为反射光线与法线的夹角,入射角为入射光线与法线的夹角,折射角为折射光线与法线的夹角。由图知,反射光线与界面的夹角为60°,所以反射角为
90°-60°=30°
反射角等于入射角,所以入射角为30°。折射光线与界面的夹角为45°,所以折射角为
90°-45°=45°
折射角大于入射角,根据光的折射规律可知,CD的右侧为空气。
13.(23-24八上·无锡江阴·期末)如图甲所示的碗中,起初看起来是空的,当慢慢往碗中倒水后,就会发现碗底还藏着一枚硬币(如图乙所示)。前者看不到硬币,是由于光的__________造成的;后者看到硬币,是因为光从__________射入__________中发生折射造成的,此时折射角__________(选填“大于”“等于”或“小于”)入射角。
【答案】 ①.直线传播 ②.水中 ③.空气 ④.大于
【解析】
[1]前者看不到硬币,是因为碗的边缘挡住了硬币反射到人眼的光线,是由于光的直线传播造成的。
[2][3][4]后者看到硬币,是因为水底的硬币反射的光线从水中斜射向空气中时,在水面处发生折射,折射角大于入射角,人逆着折射后的光线看到的是硬币的虚像,像的位置比实际位置要浅一些。
14.(23-24八上·宿迁沭阳·期末)如图所示,装有水的长方体水槽水平放置,固定在左壁上的激光笔发出的一束红光射到水面上的O点,红光与水面夹角是45°,反射光射到右壁上的A点,折射光射到右壁上的B点,则A点到水面的距离______(填“大于”、“小于”或“等于”)B点到水面的距离;若A点往上移动,则水面______(填“上升”、“下降”或“不变”)(图中A、B未在图中标出)。
【答案】 ①.小于 ②.上升
【解析】
[1]根据反射角等于入射角画出反射光线OA,光从空气斜射入水中,折射光线OB偏向法线,如图所示:
因此A到水面的距离小于B到水面的距离。
[2]由上图可知,若A点往上移动,反射光射到右壁上的C点,则水面上升。
15.(23-24八上·盐城盐都·期末)如图所示,在“观看水中的硬币”活动中,把一枚硬币固定在空杯的底部,找一个角度使你刚好看不到硬币的最右端A点.保持眼睛和杯子的位置不变,在同学逐渐把水加入到杯中的过程中,硬币上的B点和C点能先后被你看到。
(1)你所看到的水中硬币是一个变_____(深/浅)的_____(实/虚)像;
(2)图中画出了刚看到C点时光的传播示意图,入射角是αc;如果刚看到B点时的入射角是αB,则αB_________αc。
【答案】 ①.浅 ②.虚 ③.等于
【解析】
(1)[1][2]当沿杯子壁缓缓向碗中加水时,来自硬币的光线会从水中斜射入空气中从而发生折射,当折射光线进入人眼时,人眼逆着折射光线看去,看到的便是由于光的折射而形成的变浅的虚像。
(2)[3]保持眼睛和杯子的位置不变,光从水中进入人的眼睛的传播方向不变,折射角不变,所以根据光的折射规律,从B点和C点射出的入射光线的入射角不变,即
16.(23-24八上·无锡江阴·期末)如图甲所示是光射进不均匀大气层所发生的光的_______现象,夜晩看到的星星,实际上是星星的________像(填“虚”成“实”)。“后羿射日”的神话里,假如后羿神箭飞行的路径是笔直的(理想模型),那么后羿要能射到日,一定要___________(选填“偏视线上方”、“沿着视线方向”或“偏视线下方”)把箭射出。
【答案】 ①.折射 ②.虚 ③.偏视线下方
【解析】
[1]大气层上疏下密,类似于光由空气斜射进入水或其它透明介质,光线将不断偏折,这是光的折射现象。
[2]如图展示的是光射进不均匀大气层所发生的现象,夜晚看到的星星,实际上是星星的虚像。
[3]由图可知,由于光的折射,太阳的虚像应该在图中进入人眼的折射光线的反向延长线上,即虚线的端点处的像,而真正的太阳在虚像的下方,所以假如神箭飞行的路径是笔直的,应该射向看到的太阳的下方。
17.(23-24八上·泰州泰兴·期末)小明喝水时,偶然发现透过水面看不见玻璃水杯外侧的手指.他感到很惊奇:玻璃和水都是透明物质,为什么光却不能透过呢?小明决定找出原因.下面是小明的探究过程:
根据光经过的路径,首先想到了这种现象与光的折射有关.为此他根据光从水中射向空气的光路进行了推测,如图所示.光从水中斜射入空气时,折射角大于入射角,当入射角逐渐增大时,折射角也逐渐增大.那么,当入射角增大到某一值时,会不会……
(1)小明的推测是__________________.
(2)小明为了验证自己的推测,进行了如图所示的实验.实验过程中逐渐增大激光笔射向水面的入射角的角度,当增大到某一角度时,小明观察到______________,证实了自己的推测 .
(3)当光从空气射向水中时,也会出现“看不见”的现象吗?说出你的观点并解释:_______.
【答案】 ①.折射光线消失 ②.光斑消失 ③.不会,光从空气斜射入水中时,折射角始终小于入射角
【解析】
(1)光从水中斜射入空气时,折射角大于入射角,当入射角逐渐增大时,折射角也逐渐增大.那么,当入射角增大到某一值时,折射光线会消失;
(2)由图示可知,折射光线射在光屏上会形成光斑,当入射角增大到某一角时,光屏上的光斑消失了,这说明折射光线消失了,说明小明的推测是正确的;
(3)由于光从空气斜入水中时,折射角总是小于向射角,所以当光从空气射向水中时,就不会出现“看不见”的现象.
考点二 凸透镜与凹透镜
18.(23-24八上·宿迁泗洪·期末)把一副眼镜放在太阳光下,在地面上看到如图所示的情形.关于该眼镜镜片的类型和可以矫正的视力缺陷,下列说法正确的是( )
A.凹透镜,可以矫正远视眼 B.凹透镜,可以矫正近视眼
C.凸透镜,可以矫正远视眼 D.凸透镜,可以矫正近视眼
【答案】C
【解析】
由图示可知,此透镜能把光会聚到一点,所以是凸透镜,凸透镜可以用来矫正远视眼,故应选C.
19.(23-24八上·无锡锡山·期末)如图是《淮南万毕术》中曾记载“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生”的情境。对其中涉及的物理知识的分析正确的是( )
A.“削冰令圆”就是把冰块制成凹透镜
B.“削冰令圆”中的冰块对光有会聚作用
C.“以艾承其影”中的“影”是指光折射后太阳的影子
D.若要“火生”,应把“艾”放在冰镜的二倍焦距位置上
【答案】B
【解析】
AB.“削冰令圆”就是把冰块制成凸透镜,凸透镜具有会聚光线的作用,故A错误,B正确;
C.“以艾承其影”中的“影”是指光折射后会聚在焦点的光斑,故C错误;
D.若要“火生”,应把“艾”放在冰镜的一倍焦距位置上,故D错误。
故选B。
20.(23-24八上·宿迁沭阳·期末)如图所示,向透明塑料袋内吹气后,将袋口扎紧,再在袋口下挂一重物,将它放入盛水玻璃容器中,就成了一个“空气透镜”.当平行光束射到这个“空气透镜”上时,射出的光束将成为
A.平行光束 B.会聚光束 C.发散光束 D.不能确定
【答案】C
【解析】
图中空把水分解为两个“水凹透镜”.这两部分都属于凹透镜,凹透镜对光有发散作用.
水中的空气可以把水分解为两个“水凹透镜”.凹透镜对光有发散作用.因此当平行光束射到这个“空气透镜”上时,射出的光束将成为发散光束.故选C.
21.(23-24八上·盐城阜宁·期末)小明和小华在窗边用凸透镜看报纸上的字。他们移动凸透镜,当报纸离凸透镜20cm时,意外地发现报纸上居然出现窗外远处景物倒立缩小的像,如果此时将报纸放在离此透镜30cm处,则透过凸透镜在另一侧观察报纸,可看到一个( )
A.倒立、放大的实像 B.倒立、缩小的虚像
C.正立、放大的虚像 D.正立、缩小的实像
【答案】A
【解析】
由题意可知,当报纸离凸透镜20cm时,意外地发现报纸上居然出现窗外远处景物倒立缩小的像,此时报纸相当于光屏,根据凸透镜成像特点可得
f<20cm<2f
则焦距
10cm<f<20cm
则有
20cm<2f<40cm
如果此时将报纸放在离此透镜30cm处,则透过凸透镜在另一侧观察报纸,根据凸透镜成像规律可知,当30cm<2f时,观察到的是倒立、放大的实像;当30cm>2f时,观察到的是倒立、缩小的实像。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
22.(23-24八上·南通通州·期末)如图所示,小李通过透镜看到了提示牌上“关灯”两字正立、放大的__________(选填“实”或“虚”)像,该透镜是一个__________(选填“凹透镜”或“凸透镜”),如果想让看到的字再变大点,应让透镜__________(选填“靠近”或“远离”)字。
【答案】 ①.虚 ②.凸透镜 ③.远离
【解析】
[1][2]由图可知,小李看见是正立放大的像,根据凸透镜成像规律可知,当u<f,成正立放大的虚像。
[3]如果想让看到的字再变大点,根据物体越靠近一倍焦距像越大可知,想让看到的字再变大点,应让透镜远离字。
23.(23-24八上·无锡锡山·期末)小华测焦距f时,将凸透镜正对太阳,在透镜下方的白纸上呈现一并非最小的光斑时,测得光斑到透镜的距离为l,将白纸再远离透镜一段距离,发现白纸上又出现了相同大小的光斑,则l___________(填“大于”、“等于”或“小于”)f。
【答案】小于
【解析】
将凸透镜正对太阳,在透镜下方的白纸上呈现一并非最小的光斑时,测得光斑到透镜的距离为l,将白纸再远离透镜一段距离,发现白纸上又出现了相同大小的光斑,说明开始光屏在焦点前,后一次在焦点后,即l小于f。
24.(23-24八上·无锡锡山·期末)如图所示,物理教材放到装有水的圆柱形玻璃杯后面,我们透过玻璃杯看到书上面的字比实际的要大,这是经过玻璃杯形成的______像(选填“虚”或“实”),说明盛水的圆柱形玻璃杯起了______透镜(选填“凸”或“凹”)的作用。
【答案】 ①.凸 ②.虚
【解析】
[1][2] 圆柱形玻璃杯盛水,圆柱形玻璃杯中的水中间厚、边缘薄,形成水凸透镜,物理教材放在水凸透镜的一倍焦距以内成正立、放大的虚像。
25.(23-24八上·扬州仪征·期末)如图,光线a经过一个透镜(虚线框内)折射后与主光轴交于Q点,其中O是透镜的光心。该透镜是___________(选填“凸”或“凹”)透镜,焦距f__________OQ(选填“>”、“<”或“=”)
【答案】 ①.凸 ②.>
【解析】
[1]由图中可知,a光线经透镜折射后光线会聚,由此可判定此透镜为凸透镜;
[2]因为平行主光轴的光线经凸透镜后会聚焦点,而a光线如果不发生折射,其光路也会与MN相交,所以经凸透镜折射后光线与MN的交点一定在焦点的左侧,所以此时OQ小于焦距。
26.(23-24八上·无锡江阴·期末)一水滴不小心落在手机玻璃屏幕上(如图所示),透过水滴会看到手机图文层的内容成__________(选填“正立”或“倒立”)的__________(选填“放大”“等大”或“缩小”)像,小明想到每个透镜的两侧都有焦点,则这个“水滴透镜”下方的焦点在图文层的__________(选填“上”或“下”)方。
【答案】 ①.正立 ②.放大 ③.下
【解析】
[1][2][3]水滴中间厚边缘薄且透光,相当于一个凸透镜,起到了放大镜的作用,透过水滴会看到手机图文层的内容成正立、放大的虚像;此时图文在“水滴透镜”的一倍焦距以内,这个“水滴透镜”下方的焦点在图文层的下方。
27.(23-24八上·无锡江阴·期末)为了研究透镜,小明和小华利用一个撕掉外包装的矿泉水瓶分别做了以下两个实验:
(1)小明在矿泉水瓶内注入适量清水,拧紧瓶盖,瓶内留有一稍大的空气泡,将瓶水平固定在白纸上方,并使光线竖直向下照射到圆柱形瓶身上(如图甲所示)。观察瓶身下方的白纸,发现白纸上有与瓶身平行的亮线,而在与空气泡正下方的白纸上,则是一个黑影。圆柱形瓶身充满水的地方相当于________透镜。如果把白纸从贴近瓶身的位置竖直向下移动到较远处,亮线的粗细将______________(选填“变粗”“变细”“先变粗再变细”或“先变细再变粗”);
(2)小华在水槽内注入适量的水,在其底部放一枚一元硬币,将拧紧瓶盖的空矿泉水瓶水平横放在水面上方,并逐渐将空瓶向下平移(如图乙所示)。从瓶身正上方观察硬币的像,当瓶身下部浸入水中后,硬币的像__________(选填“突然变大”“突然变小”或“保持不变”)。随着瓶身在水中浸入深度的增加,硬币的像__________(选填“先正立后倒立”“先倒立后正立”“一直倒立”或“一直正立”)。
【答案】 ① 凸 ②.先变细再变粗 ③.突然变小 ④.一直正立
【解析】
(1)[1]圆柱形瓶身充满水的地方,中间比两边厚,是水凸透镜。
[2]亮线位置相当于焦点的位置,如果把白纸从贴近瓶身的位置竖直向下移动到较远处,经过焦点时亮线最细;从焦点向下继续移动时,亮线变粗,是因为光线继续由焦点的位置向前沿直线传播,故白纸从贴近瓶身的位置竖直向下移动到较远处,亮线的粗细将先变细再变粗。
(2)[3][4]瓶子是一个凸透镜,当瓶身下部浸入水中后,周围的水被排开,水面变凹,相当于一个凹透镜,由凹透镜成像原理可知,成正立、缩小的虚像,所以硬币的像突然变小。随着瓶身在水中浸入深度的增加,硬币的像会继续减小,因为是虚像,所以一直都是正立的。
考点三 凸透镜成像的规律
28.(23-24八上·宿迁沭阳·期末)小雷做“探究凸透镜成像的规律”的实验时,蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示,这时烛焰在光屏上成清晰的像(像未在图中画出来)。下列说法正确的是( )
A.该凸透镜的焦距范围是15cm<f<30cm
B.将蜡烛移到25cm刻度线处,凸透镜不动,光屏向左移动到适当位置才能呈现清晰的烛焰像
C.将凸透镜移到20cm刻度线处,此时光屏上能呈现清晰的倒立、等大的实像
D.图中光屏呈现的是烛焰倒立、缩小的实像
【答案】D
【解析】
AD.由图可知,此时物距大于像距,光屏上成倒立缩小的实像,故此时物距大于两倍焦距,像距在一倍焦距和两倍焦距之间,即
40cm>2f
f<30cm<2f
解得
15cm<f<20cm
故A错误,D正确;
B.将蜡烛移到20cm刻度处,此时物距减小,由凸透镜的成像规律可知,像距将增大,所以光屏向右移动到适当位置才能呈现清晰的烛焰像,故B错误;
C.将凸透镜移到20cm刻度线处,此时物距并不等于两倍的焦距,所以光屏上不能呈现清晰的倒立、等大的实像,故C错误。
故选D。
29.(23-24八上·泰州泰兴·期末)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,实验桌上有光具座、蜡烛、光屏、焦距分别为15cm 和30cm的凸透镜L1和L2等器材,小明先将蜡烛、凸透镜、光屏正确安放在光具座上,如图所示。下列说法正确的是( )
①若凸透镜是L1,小明能在光屏上看到烛焰清晰的像
②若凸透镜是L1,小明在透镜前加一合适的凸透镜,光屏上能出现烛焰清晰的像
③若凸透镜是L2,小明将光屏在光具座上移动,光屏上不能出现烛焰清晰的像
④若凸透镜是L2,小明在透镜前加一合适的凹透镜,移动光屏,能出现烛焰清晰的像
A.①③ B.②③ C.②④ D.①④
【答案】B
【解析】
①若凸透镜是L1,焦距为15cm,此时物距为40cm,在透镜二倍焦距以外,像应在一倍焦距和二倍焦距之间,而此时光屏在透镜一倍焦距以内,因此小明不能在光屏上看到烛焰清晰的像;
②若凸透镜是L1,小明在透镜前加一合适的凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用,可以使光线提前会聚,光屏上能出现烛焰清晰的像;
③若凸透镜是L2,焦距为30cm,此时物距为40cm,物体在一倍焦距和二倍焦距之间,像应在二倍焦距以外,即在100cm以外,小明将光屏在光具座上移动,由于光具座不够长,光屏上不能出现烛焰清晰的像;
④若凸透镜是L2,小明在透镜前加一合适的凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,会使像延迟会聚,即像距变大,移动光屏,更不能出现烛焰清晰的像;
由以上分析可知②③正确,故B正确,ACD错误。
故选B。
17.(23-24八上·宿迁泗洪·期末)张明同学在“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,该凸透镜的焦距是_______cm,当把物体从距凸透镜6cm处移动到7.5cm处的过程中,所成像的大小_______。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】 ①.8 ②.变大
【解析】
[1][2]当
时,凸透镜成倒立、等大的实像,如图可知
所以f=8cm。当把物体从距凸透镜6cm处移动到7.5cm处的过程中,物距始终小于焦距,成正立、放大的虚像,物距变大,像距变大,像变大。
考点四 透镜的应用
30.(23-24八上·盐城盐都·期末)青少年长时间玩智能手机对视力有很大的影响,容易造成眼睛近视。在如图所示的四幅图中,分别表示近视眼成像情况和矫正方法的是( )
A.甲、丙 B.甲、丁 C.乙、丙 D.乙、丁
【答案】D
【解析】
近视眼的成因是晶状体太厚,折光能力太强,成像在视网膜前方,故图乙满足题意;近视眼矫正需要用凹透镜来使折光能力变弱,故图丁满足题意,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
31.(23-24八上·盐城东台·期末)如图所示,用焦距为10.0cm的凸透镜模拟近视眼的情况,此时“视网膜”(光屏)上像模糊。为了模拟视力矫正,使“视网膜”上呈现清晰的像,某小组提出的做法如下:①不改变蜡烛和透镜的位置,将光屏向左移动;②不改变透镜和光屏的位置,将蜡烛向右移动;③不改变器材的位置,在透镜和蜡烛之间放置合适的凹透镜;④不改变器材的位置,在透镜和蜡烛之间放置合适的凸透镜。你认为可行的是( )
A.只有③ B.只有④ C.①和③ D.②和④
【答案】A
【解析】
烛焰相当于人们看到的物体,相当于眼睛中的晶状体,光屏相当于眼睛中的视网膜。人们在看特定的物体时,物体的与眼睛的距离、眼睛中视网膜与晶状体的距离是固定不变的。近视眼成像时,物体通过晶状体成的像成在视网膜(光屏)与晶状体(凸透镜)之间,此时只有使用凹透镜放在眼睛与物体之间,使光线发散,通过晶状体成的像的位置远离晶状体,恰好成在视网膜上,才能使人清楚看到物体。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
32.(23-24八上·南通海门·期末)中国航天员王亚平在离地球表面约400km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,下列说法错误的是( )
A.“水球”相当于凸透镜 B.王亚平位于水透镜的两倍焦距以外
C.王亚平靠近“水球”时,她的像会变小 D.图中通过“水球”看到王亚平的像是实像
【答案】C
【解析】
A.“水球”,边缘薄中间厚,相当于凸透镜,故A正确,不符合题意;
B.由图可知,因为成的是倒立、缩小的实像,王亚平位于水透镜的两倍焦距以外,故B正确,不符合题意;
C.王亚平靠近“水球”时,物距变小,像距变大,她的像会变大,故C错误,符合题意;
D.图中通过“水球”看到王亚平的像是实际光线汇聚而成,是实像,故D正确,不符合题意。
故选C。
33.(23-24八上·宿迁泗洪·期末)小红家的鱼缸里只有一条金鱼,她却在某个角度看到了两条金鱼,如图所示,下列的说法错误的是( )
A.上面的金鱼由光的折射产生的虚像 B.下面的金鱼由光的反射产生的虚像
C.我们看到红色的金鱼是因为金鱼反射红光 D.金鱼下面的像比上面的像大的多
【答案】B
【解析】
A.上面的金鱼不是鱼的实际位置,而是由于光的折射形成的一个虚像,故A正确,不符合题意;
BD.下面的金鱼是因为鱼缸和水相当于一个凸透镜,鱼恰好在焦距以内,所以成一个正立放大的虚像,光的折射形成的虚像,金鱼下面的像比上面的像大的多,故B错误,符合题意,D正确,不符合题意;
C.不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的,看到红色的金鱼是因为金鱼反射红光,故C正确,不符合题意。
故选B。
34.(23-24八上·泰州兴化·期末)兴化市新景观——北水关大桥已建成,并已通车。如图为拍摄的北水关大桥,关于这张照片,下列说法正确的是( )
A.北水关大桥在水中的倒影模糊是因为在此种情形下不遵循光的反射定律
B.在岸边看水底比实际浅,是因为光射入水中时发生了折射
C.北水关大桥的实际高度一定比照片中近处十几米高的大树要低一些
D.要想放大北水关大桥的画面,拍摄时需减小镜头和大桥间的距离
【答案】D
【解析】
A.北水关大桥在水中的倒影模糊是这是因为阳光照射到无数的水波片上,发生无数的镜面反射,形成很多个不重合的像,因而模糊,镜面反射也遵循光的反射定律,故A错误;
B.在岸边看水底比实际浅,是因为光从水中斜射入空气时发生了折射,折射光线偏离法线,人逆着折射光线看去,看到的水底比实际的浅,故B错误;
C.人眼和照相机镜头相当于凸透镜,成实像时,物近像远像变大,北水关大桥的像相对大树的像较小,是因为远离镜头,实际高度不一定比近处的大树低,故C错误;
D.根据凸透镜成实像时,物近像远像变大,要想放大北水关大桥的画面,照相机必须靠近桥且让底片远离镜头,需减小镜头和大桥间的距离,故D正确。
故选D。
35.(23-24八上·宿迁沭阳·期末)李老师戴着眼镜正在批改作业,听到远处有学生叫她,为了看清该学生的容貌,李老师立即摘下眼镜跟这位学生打招呼,说明李老师的视力缺陷类型及矫正视力需要配戴的透镜种类是( )
A.远视眼,凸透镜 B.远视眼,凹透镜
C.近视眼,凸透镜 D.近视眼,凹透镜
【答案】A
【解析】
李老师能看清楚远处的物体,看不清楚近处的物体,所以他是远视眼,是晶状体对的折射过弱导致看近处物体时,成像于视网膜后,所以要用对光有会聚作用的凸透镜进行矫正,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
36.(23-24八上·无锡新吴·期末)商场门口的广告投影灯及其内部结构,如图所示。它主要由光源、广告片(即物体)和焦距为f的凸透镜(镜头)组成,该装置能把广告片投射到地面上进行指引或宣传。下列说法正确的是( )
A.广告片到镜头的距离应大于2f
B.广告片在地面上呈现的是倒立、放大的实像
C.广告片到镜头的距离应小于f
D.为顾客能从多角度看见广告片,应选择光滑的地面
【答案】B
【解析】
ABC.由图可知,,此时
凸透镜成放大、倒立实像,此原理与投影仪成像原理相同,故AC错误,B正确;
D.各个方向都能看到地上的广告图标,这是因为发生了漫反射,应选择粗糙的地面,故D错误。
故选B。
37.(23-24八上·宿迁沭阳·期末)把一张带有箭头的白纸放在圆柱形玻璃杯的后面,如图所示,慢慢向玻璃杯中注水至水面高过箭头位置,透过玻璃杯看纸上的“箭头”,不可能的选项是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
圆柱形玻璃杯中注入水相当于凸透镜,玻璃杯后白纸上的水平箭头为物体;
A.图中的像相对于物体是正立放大的,当物体在凸透镜的焦距之内时可以成正立、放大的虚像,故A不符合题意;
B.图中的像相对于物体是倒立、放大的,物体在一倍焦距和二倍焦距之间时可以成倒立、放大的实像,故B不符合题意;
C.图中的像是倒立、变粗的像,由于玻璃杯上下的形状是相同的,故像在上下方向的大小是不变的,故C符合题意;
D.图中的像相对于物体是倒立、缩小的,当物体在凸透镜的二倍焦距以外时可以成倒立、缩小的实像,故D不符合题意。
故选C。
38.(23-24八上·无锡锡山·期末)如图所示,用照相机拍摄远近不同的物体时,通过伸缩镜头,使像清晰地成在芯片上,这个操作过程便是“调焦”。小敏同学发现手机不能“调焦”,但成像也基本清晰,她将手机拿到哥哥工作的大学实验室去探究,实验数据如下表,分析表中数据可知手机镜头的焦距大约为( )
次数
1
2
3
4
5
6
7
物距/m
10.00
5.00
2.00
1.00
0.50
0.10
0.05
像距/cm
0.500
0.501
0.502
0.503
0.505
0.526
0.556
A.0.25m B.0.025m C.0.05m D.0.005m
【答案】D
【解析】
由表中数据可知,当物距大于0.5m,此时像距保持0.5cm几乎不变,根据凸透镜成像特点可知,当物距远大于2倍焦距时,像距就越接近焦距,因此可知手机镜头的焦距大约为0.005m。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
39.(23-24八上·宿迁沭阳·期末)如图是小洛在游玩时用照相机拍摄的应天门局部夜景,照相机的镜头相当于一个___________透镜;拍摄时,应天门通过镜头在底片上成___________、缩小的实像(选填“正立”或“倒立”);小洛要想拍摄应天门的全貌,他应该适当___________(选填“远离”或“靠近”)应天门。
【答案】 ①.凸 ②.倒立 ③.远离
【解析】
[1]照相机镜头对光线有会聚作用,相当于一个凸透镜。
[2]拍摄时应天门到凸透镜的距离大于2倍焦距,成倒立、缩小的实像。
[3]小洛要想拍摄应天门的全貌,像变小,像距变小,物距变大,他应该适当远离应天门。
40.(23-24八上·泰州兴化·期末)当摄影师用一台镜头焦距固定的照相机给全班同学照完毕业像后,接着又要给小明同学照半身像,这时摄影师应该______(填“增大”或“减小”)照相机镜头和小明同学的距离,同时______(填“增大”或“减小”)镜头到底片的距离。某次给卡通人照相,在对焦时,发现毛玻璃上卡通人像的位置如图甲所示。为了使毛玻璃上卡通人像的位置如图乙所示,摄影师应当将镜头适当地向______和向______移动。(填“上、下、左、右”)
【答案】 ①.减小 ②.增大 ③.下 ④.右
【解析】
[1][2]当照完合影后,又给小明同学照半身像时,照相机所成的像增大了,像距也要增大,物距减小,所以,照相机到小明的距离减小,镜头到底片的距离增大。
[3][4]由图知,像偏上和偏左,所以物体相对于镜头应向上、向左移动;而人不动,移动镜头,则镜头应向下并向右移动。
41.(23-24八上·无锡新吴·期末)生活中为了方便老年人剪指甲,该新型指甲剪在上方加装了一个小凸透镜。如图所示,该指甲剪剪指甲时凸透镜可以成正立、____________的虚像。考虑到放大效果更好,此透镜的焦距应选择____________(选填“1cm”或“5cm”)更合适。若仅将凸透镜更换成另一个焦距相同、尺寸更大的凸透镜,所看到像的大小与原来的像对比___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 ①.放大 ②.1cm ③.不变
【解析】
[1]物体在一倍焦距以内,凸透镜成的虚像是正立、放大的。
[2]物体通过凸透镜成虚像时,物体越靠近焦点,成虚像就越大。故应选择焦距小的凸透镜,即选择焦距为1cm的凸透镜。
[3]物体通过凸透镜成像的大小由物体大小、物距与焦距关系决定 ,在物体、物距、透镜焦距都不变的情况下,像的大小不变。
42.(23-24八上·无锡新吴·期末)如图所示是一种被称之为“七仙女”的神奇玻璃酒杯,空杯时什么也看不见,斟上酒,杯底立即显现出栩栩如生的仙女图。此现象可以用我们所学知识尝试分析,其中的原理可能是:仙女图放在平凸透镜的_____________________(选填“一倍焦距内”、“焦点”或“一倍焦距外”)处,空杯时不成像。倒上酒后,上方的液体可以看做是__________透镜,在它和下方平凸透镜的共同作用下,对光的会聚能力比空杯时_____(选填“变弱”或“变强”),于是就看到了一个___________、放大的“七仙女”像。
【答案】 ①.焦点 ②.凹透镜 ③.变弱 ④.正立
【解析】
[1]由凸透镜成像规律可知,当物体处于凸透镜一倍焦距时,不成像,所以仙女图放在平凸透镜的焦点上时,空杯时什么也看不见。
[2]倒上酒后,上方的液体两边厚中间薄,相当于凹透镜。
[3]凹透镜具有发散光线的作用,所以在它和下方平凸透镜的共同作用下,对光的会聚能力比空杯时变弱。
[4]凹透镜具有发散光线的作用,使凸透镜和酒凹透镜组成的凸透镜焦距变大,此时图像在凸透镜一倍焦距以内,由凸透镜成像规律可知,成的是正立、放大的虚像。
43.(23-24八上·宿迁泗洪·期末)如图所示,在玻璃板上滴加水滴,水滴相当于一个___________透镜;玻璃板下面放置一小物体,如果通过小水滴看不清,可以在水滴上方放一个放大镜,这样就组成了一个___________(选填“显微镜”或“望远镜”),水滴就相当于此光学仪器的___________(选填“物镜”或“目镜”)。
【答案】 ①.凸 ②.显微镜 ③.物镜
【解析】
[1][2][3]水滴是中间厚边缘薄,类似于凸透镜,玻璃板下面放置一小物体,水滴起到第一次放大物体的作用,如果通过小水滴看不清,可以在水滴上方放一个放大镜,起到将水滴放大的像再次进行放大的作用,这样组成一个显微镜,小水滴相当于显微镜的物镜,放大镜相当于目镜。
44.(23-24八上·无锡江阴·期末)小华照镜子时看不到自己的全身像,于是她后退了几步,小华在平面镜中的像与镜子之间的距离__________;在后退过程中,小华在平面镜中所成像的大小__________;小华发现平面镜中的像变模糊了,戴上近视眼镜后像又变清晰,这是利用近视眼镜对光有__________作用,使眼睛中的像再一次移到视网膜上。(本题前两空均选填“变小”“不变”或“变大”)
【答案】 ①.变大 ②.不变 ③.发散
【解析】
[1]平面镜成的像,像和物体到镜面距离相等,小华后退几步,小华到镜面距离变大,则小华在平面镜中的像与镜子之间的距离也变大。
[2]平面镜成的像,像和物体的大小相等,所以,在后退过程中,小华在平面镜中所成像的大小不变。
[3]近视眼的形成是因为晶状体对光的会聚本领太强,看远处物体时,成像于视网膜前,所以看不清楚,戴上近视眼镜后像又变清晰,这是利用近视眼镜对光有发散作用,使像距变大,眼睛中的像再一次移到视网膜上。
45.(23-24八上·无锡锡山·期末)如图所示,在“模拟探究远视眼的缺陷”时,将凸透镜看做眼睛的晶状体,将光屏看做视网膜,给“眼睛”戴上远视眼镜,使烛焰在“视网膜”上成清晰倒立、______的实像。移去远视眼镜,光屏上的像变得模糊了,向______(选填“前”或“后”)移动光屏,光屏上会再次呈现清晰的像。
【答案】 ①.缩小 ②.后
【解析】
[1] 人的眼睛相当于照相机,在视网膜上成倒立、缩小的实像。
[2] 远视眼镜是凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用,使像提前会聚;戴上远视眼镜,像的位置靠近凸透镜,所以取下远视眼镜,像的位置会远离凸透镜,此时向后移动光屏,光屏上会再次呈现清晰的像。
46.(23-24八上·泰州泰兴·期末)2023年2月哈工大宣布突破EUV光刻机关键技术,光刻技术是利用缩图透镜将绘在掩膜上的电路图通过光源投射到涂有光刻胶的硅片上,在硅片上成像越小,芯片制程越小。
(1)光源发出的紫外线 ___________(选填“能”或“不能”)被人眼直接观察到。
(2)由原理图可知,掩膜在硅片上成 倒立________的实像,缩图透镜的焦点在硅片的 _________(选填“上方”或“下方”)。
(3)这次我国直接从90nm突破到了22nm制程的芯片,如果缩图透镜相同,则要将硅片向 _________移动(选填“上方”或“下方”)。
【答案】 ①.不能 ②.缩小 ③.上方 ④.上方
【解析】
(1)[1]紫外线属于不可见光,人眼看不到。
(2)[2][3]由图和题意可知,该缩图透镜为凸透镜,且要制造出含有众多元件的集成电路,所以可知该凸透镜成倒立、缩小的实像;由图可知缩图透镜的焦点在硅片的上方。
(3)[4]这次我国直接从 90 nm 突破到了 22 nm 制程的芯片,如果缩图透镜相同,物体变小了,像变小,则要将掩膜向上移动。
考点五 光的折射和透镜作图题
47.(23-24八上·无锡江阴·期末)一束光线与水平面成30°角斜射到水面上,同时发生了反射和折射,请在图中画出反射光线和折射光线的大致方向,并标出反射角的大小。
【答案】
【解析】
过入射点作垂直于界面的垂线即法线,根据反射定律,反射光线在法线右侧,因光线与水平面成30°角,则反射角等于入射角为60°;根据折射定律,光从空气中斜射如水中时,折射角小于入射角,据此画出折射光线。如图:
48.(23-24八上·南通通州·期末)如图所示,AO是从空气射向水面的一条入射光线,NN′是法线,请画出反射光线OB以及大致的折射光线OC。
【答案】
【解析】
先过点O作出与法线NN′垂直的界面,再根据反射角等于入射角作出反射光线OB,光从空气射入水面时发生折射,且折射角小于入射角,折射光线OC靠近法线,据此作图如下:
49.(23-24八上·南通海门·期末)如图所示,作出这条入射光线的反射光线和大致的折射光线。
【答案】
【解析】
过入射点作垂直水面的法线,根据反射角等于入射角;反射光线和入射光线分居在法线两侧,作出反射光线。根据光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角,在法线左侧的空气中作出折射光线,如图所示
50.(23-24八上·盐城盐都·期末)图中,OA′是入射光线AO的折射光线,画出入射光线BO的折射光线OB′的大致位置。
【答案】
【解析】
入射光线AO和BO,BO入射角大,所以BO的折射光线OB′的折射角也较大,OB′应画在OA′和OB的延长线之间,如图所示
51.(23-24八上·无锡锡山·期末)光从空气斜射向水面时,入射点O和折射光线如图乙所示。请画出大致的入射光线,并标出折射角θ。如图丙所示,请画出通过凹透镜的两条折射光线。
【答案】
【解析】
由光的折射规律可知,入射光线与法线的夹角为入射角,折射光线与法线的夹角为折射角,入射角大于折射角,所以可以据此画出大致的入射光线;图丙中的两条入射光线一条穿过凹透镜的中心点,所以传播方向不变,另外一条延长线穿过焦点,所以经过凹透镜的折射后与主光轴平行。如图所示:
52.(23-24八上·南京秦淮·期末)光从空气斜射入玻璃砖中,在图乙中画出光通过玻璃砖的折射光线。
【答案】
【解析】
光由空气斜射进入玻璃砖时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角可以画出折射光线,从玻璃砖斜射出时,折射光线偏离法线,折射角大于入射角。由光路可逆可知,最后的折射光线要与入射光线AO平行,如图所示:
53.(23-24八上·南通通州·期末)如图所示,光线AB、CD均平行于主光轴,请补全光路图。
【答案】
【解析】
平行于凸透镜主光轴的光线,经凸透镜折射后经过凸透镜的焦点;经过凸透镜焦点的光线,经凸透镜折射后平行于凸透镜主光轴,故作图如下:
54.(23-24八上·无锡江阴·期末)如图所示,已知一条入射光线过凸透镜的光心O,一条经过凸透镜折射后的光线与主光轴平行,请分别画出它们对应的出射光线和入射光线.
【答案】如图所示
【解析】
通过凸透镜的光心的光线经折射后方向不变;由焦点发出的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴射出,如图所示.
55.(23-24八上·宿迁泗洪·期末)如图所示,完成光线通过透镜的光路图。
【答案】
【解析】
根据凸透镜的三条特殊光线的特点知道,平行于主光轴的入射光线经凸透镜折射后将过焦点,过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变,故光路图如下
56.(23-24八上·南京秦淮·期末)如图所示,两条入射光线(或延长线)分别过凹透镜的光心O和焦点F,分别画出经过凹透镜折射后的光线.
【答案】
【解析】
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,过光心的光线经凹透镜后传播方向不改变.如图所示:
57.(23-24八上·南通海门·期末)如图所示,请画出两条入射光线经过凹透镜后的折射光线。
【答案】
【解析】
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;过凹透镜光心的光线传播方向不变,如图所示:
58.(23-24八上·宿迁沭阳·期末)画出图中经过透镜后的折射光线.
【答案】
【解析】
过透镜光心的光线,传播方向不改变,平行凹透镜主光轴的光,经过凹透镜后发散,发散光线的反向延长线过虚焦点,如下图所示:
59.(23-24八上·泰州泰兴·期末)请在图中将入射光线补画完整(F是凹透镜的虚焦点,光线AB平行于主光轴)。
【答案】
【解析】
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;平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点,如下图:
考点六 人眼看不见的光
60.(23-24八上·无锡江阴·期末)下列关于紫外线的说法中正确的是( )
A.紫外线的颜色比紫色更深一些 B.紫外线可以灭菌
C.紫外线照射强度越强,对人体越有利 D.所有物体都可以辐射紫外线
【答案】B
【解析】
A.紫外线在光谱中紫光的外侧,是不可见光,人眼是看不到的,故A错误;
B.紫外线可以灭菌,医院等地方使用紫外线来消毒,故B正确;
C.适量的紫外线照射可以促进维生素D的吸收,对人体健康有益,过量的紫外线对人体是害的,故C错误;
D.所有物体都可以辐射红外线,但是不一定可以辐射紫外线,故D错误。
故选B。
61.(23-24八上·盐城东台·期末)小明在探究红外线是否具有与可见光相同规律时,利用电视机、红外线遥控器等器材,设计下面几个方案,其中不可行的是( )
A.用遥控器隔着纸板遥控电视机,探究红外线能否穿过不透明的物体
B.用遥控器隔着透明玻璃遥控电视机,探究红外线能否穿过透明物体
C.用制造的烟雾显示红外线的传播径迹,探究红外线在空气中是否沿直线传播
D.用平面镜将遥控器发出的红外线反射到电视机上,探究平面镜是否反射红外线
【答案】C
【解析】
A.用遥控器隔着纸板遥控电视机,观察电视的情况,可以探究红外线能否穿过不透明的物体,故A不符合题意;
B.用遥控器隔着透明玻璃遥控电视机,观察电视情况,可以探究红外线能否穿过透明物体,故B不符合题意;
C.红外线是不可见光,无法用制造的烟雾显示红外线的传播径迹,故C符合题意;
D.用平面镜将遥控器发出的红外线反射到电视机上,观察电视的情况,可以探究平面镜是否反射红外线,故D不符合题意。
故选C。
62.(23-24八上·无锡锡山·期末)光在真空中的传播速度是______m/s;一束太阳光照射在平面镜上,光线与镜面的夹角为60°,则反射角为______;电视机的遥控器能发射______(选填“红外线”或“紫外线”)对电视机实现控制。
【答案】 ①.3×108 ②.30° ③.红外线
【解析】
[1]根据光的传播特点可知,光在真空中的传播速度是3×108m/s。
[2]根据反射定律可知,入射光线与镜面的夹角为60°,则入射角等于30°,反射角等于30°。
[3]在红光之外是红外线,电视机的遥控器能发射红外线对电视机实现控制。
63.(23-24八上·无锡新吴·期末)如图所示是一款新能源智能汽车,车顶覆盖薄膜式太阳能电池板,车窗采用“智能玻璃”。
(1)薄膜式太阳能电池板应设计成_________(选填“黑”或“白”)色。炎热的夏天“智能玻璃”的单向透光可以有效减小_________(选填“红”或“紫”)外线对人体皮肤的伤害。
(2)冬天行车时,汽车挡风玻璃的内侧容易出现一层白雾遮挡视线,此时应该将“智能玻璃”的温度调__________(选填“高”或“低”)。而夏天时,汽车从阴凉的地下车库出来后,会在玻璃窗的_________(选填“内”或“外”)侧结出一层水雾。
【答案】 ①.黑 ②.紫 ③.高 ④.外
【解析】
(1)[1][2]黑色物体吸热能量强,薄膜式太阳能电板应设计成黑色,吸收更多的太阳光;过量的紫外线会对身体皮肤造成伤害,“智能玻璃”的单向透光可以有效减小紫外线对人体皮肤的伤害。
(2)[3]冬天行车时,车内的水蒸气遇到冷的玻璃后会液化变成小水珠凝结在汽车挡风玻璃的内侧,此时应将“智能玻璃”温度调高,可使其蒸发,避免水蒸气液化。
[4]夏天汽车从阴凉的地下车库出来后,车外温度较高的水蒸气遇到温度低的玻璃液化形成水雾,水雾出现在玻璃窗的外侧。
考点七 光的折射、透镜典型实验题
64.(23-24八上·南京秦淮·期末)为探究光的折射规律,小明让入射光从玻璃射向空气。得到如下表格:
入射角i
0°
10°
20°
30°
40°
41.8°
50°
折射角r
0°
15.2°
30.9°
48.6°
81°
90°
(1)根据表格,他发现当入射角增大时,折射角________(选填“增大”、“减小”或“不变”),图中的图线________(选填“a”或“b”)反映了上述实验中的两角关系;
(2)小明发现,当入射角i≥__________°时,折射光消失,反射光会变得更亮,请教老师后,他知道此时发生的现象叫做“全反射”。根据折射现象中光路可逆原理可以判断:如果光从空气射向玻璃,满足一定角度条件时、_________(选填“能”或“不能”)发生全反射现象。
【答案】 ①.增大 ②.a ③.41.8 ④.不能
【解析】
(1)[1][2]分析数据表可知,折射角随着入射角的增大而增大,但折射角总大于入射角,而图b中,当入射角等于45°时,折射角也等于45°,a图象中的折射角始终大于入射角且折射角能达到90°,因此图a反映了折射角与入射角的关系。
(2)[3]由表格数据可知,入射角增大折射角也增大,当入射角等于41.8°时,反射能量达到100%,就发生了全反射现象。
[4]由表中数据分析可得出结论,要发生全反射,入射角要小于折射角,若光从空气斜射向玻璃,则入射角大于折射角,不能发生全反射。
65.(23-24八上·南通通州·期末)在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)由图甲可知凸透镜对光有__________作用;
(2)当蜡烛、凸透镜和光屏位于如图乙所示位置时,将光屏向__________(选填“左”或“右”)移,才能在光屏上得到清晰__________(选填“缩小”“等大”或“放大”)的烛焰的像,利用该成像原理人们制成了__________(选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”);
(3)调节完后,保持三个元件位置不动,更换凸透镜后,发现光屏上的像变模糊,此时成像在光屏后,则更换的凸透镜是丙图中的__________(选填“甲”或“乙”)凸透镜;为使光屏上再次成清晰的像,有以下办法:
①保持蜡烛和凸透镜位置不变,将光屏向右移动;
②保持透镜和光屏位置不变,将蜡烛向__________(选填“左”或“右”)移动;
③保持三个元件位置不变,在蜡烛和凸透镜之间放置一副__________(选填“近视眼镜”或“远视眼镜”)。
【答案】 ①.会聚 ②.右 ③.放大 ④.投影仪 ⑤.乙 ⑥.左 ⑦.远视眼镜
【解析】
(1)[1]由图甲知,凸透镜对光线有会聚作用.
(2)[2][3][4]最小、最亮的光斑即为凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是焦距,则该凸透镜的焦距是
53.0cm-40.0cm=13.0cm
当蜡烛、凸透镜和光屏位于如图乙所示位置,此时物距
2f>u=50.0cm-30.0cm=20cm>f
根据2f>u>f,v>2f,成倒立、放大的实像,因此将光屏向右移,才能在光屏上得到清晰放大的烛焰的像,投影仪就是利用此原理制成的。
(3)[5]调节完后,保持三个元件位置不动,更换凸透镜后,发现光屏上的像变模糊,此时成像在光屏后,说明该凸透镜对光线会聚能力变弱,即凸透镜的焦距变大;根据u=v=2f,由图丙可知,甲的焦距为10cm,乙的焦距为15cm,因此更换的凸透镜是丙图中的乙凸透镜。
②[6]保持透镜和光屏位置不变,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小,因此应将蜡烛向左移动。
③[7]保持三个元件位置不变,在蜡烛和凸透镜之间放置一副远视眼镜,远视眼镜凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用,会将光线提前会聚成像。
66.(23-24八上·南通海门·期末)某兴趣小组做“探究凸透镜成像的规律”的实验。
(1)小虎将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在水平桌面上,点燃蜡烛后,调节烛焰、凸透镜和光屏,使它们的中心位于凸透镜的________上,其目的是使像成在 _________;
(2)小虎将蜡烛由距透镜120cm处移至距透镜150cm处的过程中,在光屏上所成的像与透镜间的距离均约为10cm,则透镜的焦距约为 _______cm;
(3)小虎将蜡烛、凸透镜和光屏调到如图所示位置时,在光屏上得到了一个清晰的像,这个像一定是倒立、_______的实像;
(4)在实验过程中,小虎向小丽借来一副眼镜,并将其放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上的像由清晰变为模糊,保持光屏的位置不动,此时小虎将蜡烛向靠近透镜方向移动,发现光屏上又能成清晰的像,说明这副眼镜的镜片是 _____透镜,小丽视力的缺陷是 _______(选填“近视”或“远视”)。
【答案】 ①.主光轴 ②.光屏中央##光屏中间 ③.10 ④.放大 ⑤.凸 ⑥.远视
【解析】
(1)[1][2]为了使像成在光屏中央,点燃蜡烛后,调节烛焰、凸透镜和光屏,使它们的中心位于凸透镜主光轴上。
(2)[3]凸透镜成实像时,物远像近像变小,当物距很大时,像距非常靠近焦点,在光屏上所成的像与透镜间的距离均约为10cm,则透镜的焦距约为10cm。
(3)[4]根据凸透镜成实像时的规律可知,物距小于像距时成倒立、放大的实像。
(4)[5][6]保持光屏的位置不变,此时小虎将蜡烛向靠近透镜方向移动,发现光屏上又能成清晰的像,说明该眼镜对光线具有会聚作用,凸透镜对光线具有会聚作用,所以这副眼镜的镜片是凸透镜,可以矫正远视眼。
67.(23-24八上·盐城东台·期末)小明用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座(带刻度尺)等器材,探究凸透镜成像的规律。
序号
物距u/cm
A
B
1
30.0
17.4
倒立缩小的实像
2
17.4
30.0
C
(1)如图所示,透镜焦距___________cm;
(2)调整烛焰和光屏的中心在透镜的___________;
(3)探究实像时,小明调整物距后,应___________,直到光屏上呈现最清晰的像。探究虚像时,小明应___________(越过/透过)凸透镜观察像;观察到虚像后,如果将光屏放在蜡烛与蜡烛的像之间,小明在原观察像的位置___________(还能/不能)观察到像;
(4)表中是小明设计的表格(部分)和实验数据。表中A处内容是___________;B处内容是___________;C处内容是___________。
【答案】 ①.11.0 ②.主光轴上 ③.左右来回移动光屏 ④.透过 ⑤.不能 ⑥.像距v/cm ⑦.像的性质 ⑧.倒立放大的实像
【解析】
(1)[1]平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将汇聚于透镜的焦点,从焦点到透镜中心的距离即为焦距,则透镜的焦距为
f=31.0cm﹣20.0cm=11.0cm
(2)[2]为使像能成在光屏的中央,应使烛焰和光屏的中心在透镜的主光轴上。
(3)[3]成实像时,小明调整物距后,接下来应该调节像距,左右移动光屏,直到光屏上呈现最清晰的像。
[4][5]成虚像时,虚像不能成在光屏上,此时应该透过凸透镜观察虚像;将光屏放在凸透镜与蜡烛之间,光屏会遮挡住射向凸透镜的光线,所以小明在原观察像的位置,不能观察到像。
(4)[6][7][8]探究凸透镜成像实验时,在实验过程中,需要测量物距、像距的大小和光屏上像的性质,所以A处为像距v/cm,B处内容是像的性质,C处物距
故根据成像规律,其内容为倒立放大的实像。
68.(23-24八上·宿迁沭阳·期末)在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)图甲中,将凸透镜正对太阳光,在透镜下方平行放上白纸,测出透镜与白纸间距s与对应的白纸被烤焦的时间t,绘出图线乙。可判断该透镜的焦距f为__________cm;点燃蜡烛,调整凸透镜和光屏,应使烛焰和光屏的中心位于凸透镜__________上;
(2)将蜡烛和光屏调整到图丙位置时,光屏上出现清晰的倒立、__________(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的像,生活中的__________(选填“照相机”或“投影仪”、“放大镜”)就是利用这个成像原理制成的;
(3)实验一段时间后,蜡烛燃烧变短,要使像能够成在光屏的中央,应将凸透镜的高度__________(选填“调高”、“不调”或“调低”);
(4)保持图丙中蜡烛和光屏的位置不动,只将凸透镜向右移动,可以在光屏上再次看到一个清晰的倒立、__________(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的像,接着用一块遮光布遮住凸透镜的下半部分,可观察到光屏上的像是__________(选填“完整”或“不完整”)的,且像的亮度比之前更__________(选填“暗”或“亮”);
(5)如图丁所示,蜡烛和凸透镜之间放上近视眼镜,光屏上能得到清晰的像,若取下眼镜,要在光屏上重新得到清晰的像,在保持透镜位置不变的条件下,下列操作可行的是__________。
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
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】 ①.12 ②.主光轴 ③.放大 ④.投影仪 ⑤.调低 ⑥.缩小 ⑦.完整 ⑧.暗 ⑨.D
【解析】
(1)[1]由图乙可知,当透镜与白纸间距
时,白纸被烤焦的时间
所用的时间最短,说明太阳光经过凸透镜会聚后该点的温度最高,这个点就是凸透镜的焦点,则测出透镜与白纸距离即为焦距
[2]根据凸透镜成像规律中实验的要求,必须让烛焰、凸透镜和光屏中心位于凸透镜主光轴上,使其成像在光屏的中心。
(2)[3][4]实验过程中,当蜡烛与凸透镜的距离如图丙时,此时的像距大于物距,所以在光屏上可得到一个清晰的倒立、放大的实像,这是投影仪的原理。
(3)[5]根据光线过凸透镜光心不改变传播方向,蜡烛因燃烧变短,所成像向上移动,要使像能够成在光屏的中央,应将凸透镜的高度调低。
(4)[6]保持蜡烛和光屏的位置不动,只将凸透镜向右移动,根据光路可逆性,当物距等于前一次成像的像距时,可以在光屏上再次看到一个清晰的倒立、缩小的实像。
[7][8]用一块遮光布遮住凸透镜的下半部分,整个物体发出的光有一部分被挡住,仍有一部分光通过上半部分凸透镜而会聚成像,因此像与原来相同,仍然完整;由于透镜的一半被遮住,因此折射出的光线与原来相比减少了一半,故亮度会减弱,变暗了。
(5)[9]给凸透镜“戴”上近视眼镜(凹透镜),可使光线发散一些,增大了像距,此时像成在光屏上,若取下近视眼镜,像距变小,即像成在光屏前。要使光屏上重新出现清晰的像,需要光屏靠近透镜或蜡烛靠近透镜,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
69.(23-24八上·宿迁泗洪·期末)某实验小组利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究“凸透镜成像的规律”。
(1)通过如图甲的实验操作,确定了该凸透镜的焦距为__________cm,将凸透镜、蜡烛、光屏等安装在光具座上,要调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在__________;
(2)实验时,把凸透镜固定在光具座50cm刻度线处。将蜡烛移至光具座上10cm刻度线处,如图乙,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,则该像是倒立__________的实像:又将蜡烛移至光具座上25cm刻度线处,为在光屏上再次得到清晰的像,应将光屏向__________(选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动;
(3)如果用纸板将透镜的下半部分遮住,光屏上__________(选填“能”或“不能”)成完整的像;若蜡烛燃烧变短了,其在光屏上的像的位置将__________(选填“升高”或“降低”);
(4)小组中小李同学,把自己的眼镜放在了蜡烛和凸透镜之间,如图丙,发现光屏上的像变模糊了,小李将光屏远离凸透镜移动时,像又变清晰了,他戴的是__________眼镜。
【答案】 ①.15.0 ②.同一高度 ③.缩小 ④.远离 ⑤.能 ⑥.升高 ⑦.近视
【解析】
(1)[1][2]由图甲可知,该凸透镜的焦距为
f=65.0cm-50.0cm=15.0cm
将凸透镜、蜡烛、光屏等安装在光具座上,为了成像在光屏的中央,要调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度。
(2)[3][4]实验时,把凸透镜固定在光具座50cm刻度线处。将蜡烛移至光具座上10cm刻度线处,如图乙,此时物距
u=50.0cm-10.0cm=40.0cm
大于两倍焦距,成倒立缩小的实像。又将蜡烛移至光具座上25cm刻度线处,即减小物距,则像和像距变大,为了在光屏上再次得到清晰的像,应将光屏向远离透镜的方向移动。
(3)[5][6]凸透镜成实像时,所有透过透镜的光会聚到光屏上成像,当将透镜的下半部分挡住后,整个物体发出的光虽有一部分被挡住,但总会有一部分光通过上半部分凸透镜而会聚成像,因此,像与原来相同,仍然完整。蜡烛燃烧变短,所以像成在了光屏的上方,其在光屏上的像的位置将升高。
(4)[7]小李把自己的眼镜放在了蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上的像变模糊了,将光屏远离凸透镜移动时,像又变清晰了,说明小李的眼镜对光有发散作用,由凹透镜对光有发散作用,且用凹透镜制成近视镜,所以他戴的眼镜是近视镜。
70.(23-24八上·泰州泰兴·期末)小周上学进校门时进行身份验证,她发现屏幕上的头像较小,不能完成人脸识别,后来在工作人员的指导下顺利完成了识别。她了解到屏幕上的头像是通过摄像头内的凸透镜形成的,于是带着兴趣进行了以下实验。
(1)小周将蜡烛、凸透镜、光屏安装在光具座上并靠在一起,点燃蜡烛,调整烛焰、透镜和光屏的中心大致在_________。
(2)如图甲所示,烛焰恰好在光屏上成清晰的像(像未画出),保持凸透镜位置不变,若将蜡烛向右移动少许,则应将光屏向___________(选填“左”或“右”)移动才能再次在光屏上成清晰的像,此时的像变大;根据以上实验,小周进行人脸识别时,为使屏幕上的头像变大,她应该_______(选填“靠近”或“远离”)镜头。
(3)实验一段时间后蜡烛变短,要使烛焰的像成在光屏中央,只需将凸透镜向 ___________调节;
(4)在图乙所示位置时,烛焰也在光屏上成清晰的像(像未画出),这个像是倒立、________的实像,由此可知凸透镜的焦距为___________cm。
(5)将图乙中的透镜换成焦距f=25cm的凸透镜,无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到烛焰清晰的像。可以在光屏上观察到烛焰清晰像的操作是( )
A.向左移动透镜同时调节光屏的位置 B.从透镜右侧透过透镜向左观察
C.向左移动蜡烛同时调节光屏的位置 D.光屏移到透镜左侧调节光屏的位置
【答案】 ①.同一高度 ②.右 ③.靠近 ④.下 ⑤.等大 ⑥.10 ⑦.C
【解析】
(1)[1]将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛后,调整烛焰、凸透镜和光屏的中心与中心大致在同一高度,其目的是使像成在光屏中央。
(2)[2]如图甲所示,烛焰恰好在光屏上成清晰的像,保持凸透镜位置不变,若将蜡烛向右移动少许,物距变小,像距变大,则应将光屏向右移动才能再次在光屏上成清晰的像,此时的像变大。
[3]根据以上实验,小周进行人脸识别时,为使屏幕上的头像变大,她应该靠近镜头,减小物距。
(3)[4]实验一段时间后蜡烛变短,要使烛焰的像成在光屏中央,只需将凸透镜向下调节,让烛焰、凸透镜和光屏的中心与中心大致在同一高度。
(4)[5][6]如图乙所示,像距等于物距,即
根据凸透镜成像规律可知,此时成倒立、等大的实像,所以烛焰在光屏上成倒立、等大的实像;此时物距为50.0cm-30.0cm=20.0cm,由此可知凸透镜的焦距为10.0cm。
(5)[7]将图乙中的透镜换成焦距f'=25cm的凸透镜,此时物距
为放大镜成像原理,成正立放大的虚像,像与物体在凸透镜的同侧,所以在光屏上无法成像,若要在光屏上成像,则应该增大物距,使物距大于焦距,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
71.(23-24八上·无锡江阴·期末)小华在光具座上用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)实验前,应调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的__________上,使像成在光屏中央;
(2)当蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图甲所示时,光屏上出现一个清晰倒立、__________(选填“放大”“缩小”或“等大”)的像;
(3)甲图实验中保持凸透镜位置不变,将光屏沿光具座向右移动10cm,则需将蜡烛沿光具座向__________(选填“左”或“右”)移__________cm,可在光屏上再次得到一个清晰的像;
(4)当小华将某人的眼镜片放在图甲所示的凸透镜前时,光屏上的像变模糊了,仅向右移动蜡烛一小段距离,像又变清晰了,由此可以判断此人视力缺陷属于__________(选填“近视眼”或“远视眼”);
(5)为进一步探究凸透镜成像时像距与焦距的关系,小华利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成焦距可变的水透镜,如图乙所示。移动蜡烛位置,接下来保持蜡烛和水透镜的位置不变,多次实验,测出水透镜的焦距和对应的像距,数据记录如表。分析表中数据可知,物距不变时,向水透镜继续注水,焦距变小,应将光屏__________(选填“远离”或“靠近”)水透镜。实验中,蜡烛和水透镜间的距离为__________cm。
实验次数
焦距f/cm
像距v/cm
1
15.0
60.0
2
12.0
30.0
3
10.0
20.0
4
5.0
6.7
【答案】 ①.主光轴 ②.缩小 ③.右 ④.10 ⑤.近视眼 ⑥.靠近 ⑦.40
【解析】
(1)[1]实验前,应该使烛焰,凸透镜中心和光屏的中心在同一高度的直线上,即要使烛焰和光屏的中心在凸透镜的主光轴上。
(2)[2]由图可知,此时图中的物距大于像距,所成的像应该倒立、缩小的实像。
(3)[3][4]由上述分析及图可得,此时光屏位于1倍焦距与2倍焦距之间,像距为15cm,蜡烛位于2倍焦距外,物距为25cm,若将光屏像右移动10cm后,光屏位于2倍焦距之外,此时像距为25cm,想要形成清晰的像,蜡烛应该位于1倍焦距与2倍焦距之间,结合上述分析,此时的像距应该为15cm,即蜡烛需要像右移动10cm。
(4)[5]由题意可得,放置镜片后,光屏位置不变,像距不变,蜡烛向右移动,物距变小,此时再次得到清晰的像,可知此时相当于凸透镜的焦距变小了,眼睛片对光线有了发散作用,即眼镜片为近视眼镜。
(5)[6]由图及题意可得,此时物距大于2倍焦距,所成像应该在一倍焦距与二倍焦距之间,当物距不变,注水使得焦距变小,此时像距也变小,光屏应该靠近透镜。
[7]由图可知,蜡烛位于10cm处,水透镜位于50cm处,则蜡烛和水透镜间的距离为
50cm-10cm=40cm
72.(23-24八上·无锡新吴·期末)在“天宫课堂”的水球实验中,小玉看到王亚平老师的倒立、缩小的像,如图甲所示。于是她利用实验室的光学器材探究凸透镜成像的规律。
(1)小玉找到了一个焦距未知的凸透镜,用一束平行光正对凸透镜照射,移动光屏,直到光屏上出现最小最亮的光斑,如图乙所示,则凸透镜的焦距是__________cm;
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上。点燃蜡烛,调整三者中心高度到合适的位置,目的是________________________;
(3)如图丙所示,将凸透镜固定在50cm刻度线处,蜡烛移动到20cm刻度线处,需向__________(选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动光屏,直到出现烛焰倒立、___________的实像;
(4)在(3)的基础上,更换成另一个焦距为9cm的凸透镜,发现光屏上的像变得模糊,此现象与________(选填“近”或“远”)视眼成因相似。为了使光屏上的像恢复清晰,可向___________(选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动蜡烛。根据上述实验和已学知识,近视程度更严重的同学应选择焦距更_______(选填“大”或“小”)的凹透镜来矫正。
(5)实验过程中,原来光屏中央像“跑”到上方,为使像回到中央,接下来的操作是________________。
【答案】 ①.10.0 ②.使像成在光屏中央 ③.远离 ④.缩小 ⑤.近 ⑥.靠近 ⑦.小 ⑧.将蜡烛向上移动
【解析】
(1)[1]如图,让一束平行与主光轴的光正对凸透镜照射,在凸透镜后的光屏上接收到一个最小、最亮的光斑,这个光斑是凸透镜的焦点,焦点跟光心之间的距离是凸透镜的焦距,所以凸透镜的焦距
f=60.0cm-50.0cm=10.0cm
(2)[2]为了使像成在光屏中央,所以实验前要调节烛焰、凸透镜、光屏在同一高度。
(3)[3][4]凸透镜的焦距为10.0cm,将凸透镜固定在50cm刻度线处,蜡烛移动到20cm刻度线处,物距
u=50cm-20cm=30cm
u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,所以光屏向右移动,移动到60cm到70cm刻度线之间,所以光屏远离凸透镜。
(4)[5][6]原来凸透镜的焦距是10.0cm,更换成另一个焦距为9cm的凸透镜,凸透镜的焦距变小,折光能力变强,使像成在视网膜的前方,和近视眼的成因相似。凸透镜的焦距变小,折光能力变强,使像向前会聚,为了使光屏上的像恢复清晰,所以要向靠近凸透镜的方向移动蜡烛。
[7]根据上述实验现象可知,近视程度更严重的同学,其晶状体焦距更小,对光的会聚能力更强,故需用对光发散能力更强、焦距更小的凹透镜矫正。
(5)[8]在实验过程中,原来光屏中央的像“跑”到上方,为了使像回到中央,由于光线过光心不改变方向,可以把光屏向上移动,或凸透镜向下移动,或蜡烛向上移动。
73.(23-24八上·盐城阜宁·期末)在利用光具座做《研究凸透镜成像》的实验时:
(1)小明保持烛焰和凸透镜的位置不变,无论怎样移动光屏,都不能在光屏上看到烛焰的像,其原因是___________;
(2)小明将烛焰、凸透镜、光屏如图甲所示放置时,在光屏上恰成一清晰的像,屏上的像的性质为___________,这个像的成像原理与___________(选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”)相同;
(3)小明在光屏上得到了一个清晰的像,但像的位置偏高,如图甲所示,为了使像呈现在光屏中央,你解决的方法是___________;
(4)对于焦距相同的凸透镜,一个物距应该对应唯一的像距,但从各小组汇报数据中发现,物距均为12.00cm时,有三个小组所测像距分别为23.00cm、24.00cm、26.00cm。若他们的数据差别不是因为长度测量误差导致的,你认为出现这种情况的操作原因是___________;
(5)为了粗测凸透镜的焦距,小明在上午第二节课后(9︰30左右),将凸透镜与水平地面平行放置,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,小明认为此点就是凸透镜焦点的位置,旁边的同学却告诉他,这个亮点不是凸透镜的焦点位置,其理由是___________;
(6)小红做“观察凸透镜成像”的实验时,进行了两次实验,如乙图所示,在实验1中,她能在凸透镜的另一侧的光屏上观察到倒立、放大的“烛焰”;在实验2中,她通过凸透镜能观察到正立、放大的“烛焰”。则该同学在实验1中使用的凸透镜的焦距___________(选填“大于”“小于”或“等于”)实验2中使用的凸透镜的焦距;
(7)如图丙所示,为研究视力矫正问题,小华用凸透镜和光屏模拟眼睛,小华将远视眼镜放在烛焰和凸透镜之间,移动光屏的位置,直至光屏上出现烛焰清晰的像,取走眼镜,屏上的像变模糊了,此时要使屏上的像变清晰,应向___________(选填“凸透镜”、“远离凸透镜”或“竖直向下”)方向移动光屏,因为远视眼镜对光线具有___________作用。
【答案】 ①.物距小于焦距 ②.倒立缩小的实像 ③.照相机 ④.将蜡烛向上移动、将凸透镜向下移动或将光屏向上移动 ⑤.光屏上未得到清晰的像便开始记录数据 ⑥.凸透镜未正对太阳光 ⑦.小于 ⑧.远离凸透镜 ⑨.会聚
【解析】
(1)[1]保持烛焰和凸透镜的位置不变,无论怎样移动光屏,都不能在光屏上看到烛焰的像,原因可能是:物距小于焦距成虚像、物距等于焦距不成像或烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度,光屏没有承接到像。
(2)[2][3]由图甲可知,物距大于像距,则u>2f时,f<v<2f,成倒立缩小的实像,照相机就是利用这一原理制成的。
(3)[4]在光屏上得到了一个清晰的像,但像的位置偏高,为了使像呈现在光屏中央,可以将蜡烛向上移动、将凸透镜向下移动或将光屏向上移动。
(4)[5]物距均为12.00cm时,有三个小组所测像距分别为23.00cm、24.00cm、26.00cm,三组的像距相差不是很大,原因可能是光屏上未得到清晰的像便开始记录数据。
(5)[6]上午第二节课后(9︰30左右),太阳光不在小明的正上方,即此时凸透镜未正对太阳光,故这个亮点不是凸透镜的焦点位置。
(6)[7]在实验1中,她能在凸透镜的另一侧的光屏上观察到倒立、放大的“烛焰”,则有f<u<2f,即
f1<6cm<2f1
解得3cm<f1<6cm;在实验2中,她通过凸透镜能观察到正立、放大的“烛焰”,则有u<f,即f2>6cm;则f1<f2,该同学在实验1中使用的凸透镜的焦距小于实验2中使用的凸透镜的焦距。
(7)[8][9]将远视眼镜放在烛焰和凸透镜之间,移动光屏的位置,直至光屏上出现烛焰清晰的像,取走眼镜,屏上的像变模糊了,远视眼镜是凸透镜,凸透镜对光线具有会聚作用,拿走凸透镜,光线的会聚能力变弱,像会成在光屏的后方,则此时要使屏上的像变清晰,应向远离凸透镜的方向移动。
74.(23-24八上·泰州泰兴·期末)如图所示的几种光现象,形成原因相同的是( )
A.②④ B.①③ C.②③ D.①②
【答案】A
【解析】
①树荫下的圆形光斑是太阳光透过树叶缝隙成的太阳的像,是光的直线传播现象;
②水中“弯折”的笔,是笔反射的光线在从水中进入空气时发生折射,折射光线偏离发现形成的,是光的折射现象;
③景物在水中的倒影,是平面镜成像,水面相当于镜面,是光的反射现象;
④雨后的彩虹太阳光经过水滴时发生折射形成的,是光的折射现象;
形成原因相同的是②④,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
75.(23-24八上·扬州邗江·期末)小明整理上课的笔记,像的成因有三个:直线传播成像、反射成像和折射成像,所成的像有实像和虚像两种。下列成像实例中:(1)针孔照相机所成的像;(2)在潜望镜中看到的景物的像;(3)透过水面看到鱼的像;(4)人照镜子时镜中的像,以下说法中正确的是( )
A.属于实像的是:(1)(4) B.属于虚像的是:(2)(3)(4)
C.属于折射成像的是:(1)(3) D.属于反射成像的是:(1)(2)
【答案】B
【解析】
(1)针孔照相机的实质是小孔成像,成的是实像,它是光的直线传播原理形成的;
(2)从潜望镜中观察景物,观察到的是虚像,利用的是平面镜成像原理,属于光的反射现象;
(3)透过水面看到鱼,是鱼反射的光由水中斜射入空气中时发生了偏折,人眼逆着折射光线看到鱼的虚像,是光的折射现象;
(4)人照镜子时镜中的像,是平面镜成像,属于光的反射现象,成的是虚像。
综上分析,属于实像的是:(1);属于虚像的是:(2)(3)(4);属于折射成像的是:(3);属于反射成像的是:(2)(4)。故B正确,ACD错误。
故选B。
76.(23-24八上·扬州仪征·期末)如图所示,甲图是一束太阳光通过三棱镜后的色散现象,乙图是一细束红光和一细束紫光以相同的入射角 i从空气射入长方体玻璃砖的同一点,并且都直接从下表面射出。对于这一过程,下列说法中正确的是( )
A.从上表面射入时紫光的折射角比红光的折射角大
B.从下表面射出时紫光的折射角等于红光的折射角
C.从下表面射出后紫光和红光不一定平行
D.紫光和红光将从下表面的不同点射出,且左“红”右“紫”
【答案】B
【解析】
A.玻璃对紫光的折射率大于玻璃对红光的折射率,入射角i相同,由折射定律知道,紫光的折射角比红光的折射角小,故A错误;
B.光在上表面的折射角和在下表面的入射角相等,根据折射定律知道,两光在下表面的折射角相等,故B正确;
C.从甲图可以看出紫光的偏折程度更大,紫光的折射角比红光的折射角小,由图知道,“从下表面射出后紫光和红光一定平行”,如下图
故C错误;
D.由图甲知道,玻璃对紫光的折射率大于对红光的折射率,所以,紫光和红光将从下表面的不同点射出,且左“紫”右“红”,故D错误。
故选B。
77.(23-24八上·盐城阜宁·期末)小明在做“研究光的直线传播”实验,他在玻璃缸中装大半缸清水,再沿缸壁轻轻注入浓糖水,用激光笔对着侧壁的___________(选填“A”或“B”)点向玻璃缸内水平照射,可以看到如图所示的光的路径,这属于光的___________(选填“反射”“折射”或“色散”)现象。充分搅拌玻璃缸中的水,待水稳定以后,观察到光的路径呈___________(选填“直线”或“曲线”)。
【答案】 ①.A ②.折射 ③.直线
【解析】
[1][2]向清水中倒入浓糖水,下部液体的密度大,光速较小,光从清水斜射入糖水中时,会发生折射,光的传播方向会向法线偏折,故光线是一条向下弯曲的曲线,所以入射点是A点。
[3]充分搅拌玻璃缸中的水,待水稳定以后,液体均匀,光在均匀介质中直线传播,所以观察到光的路径呈直线。
78.(23-24八上·盐城阜宁·期末)如图是关于《透镜》的知识结构图,请将(1)______、(2)______、(3)______处所缺内容补全。
【答案】 ①.会聚 ②.发散 ③.近视
【解析】
[1]凸透镜对光有会聚作用。
[2]凹透镜对光有发散作用。
[3]近视眼晶状体太厚,折光能力太强,成像在视网膜前方,需要用凹透镜矫正,故凹透镜的应用是近视眼镜。
79.(23-24八上·扬州仪征·期末)请你补全关于“像”的知识结构图。
(1)___________;(2)___________;(3)___________。
【答案】 ①.凸透镜 ②.光沿直线传播 ③.倒立实像
【解析】
凸透镜成像是由光的折射形成的,根据凸透镜成像的规律可知,当物距大于二倍焦距时,成倒立缩小的实像;当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时,成倒立放大的实像;当物距小于一倍焦距时成正立放大的虚像。小孔成像是光在同种均勺介质中沿直线传播形成倒立的实像,故小孔成像和凸透镜成像的相同点是都可以成倒立的实像。
80.(23-24八上·南京秦淮·期末)小芳先在纸上画了一个小于凸透镜大小的圆环。如图所示,将凸透镜正对太阳光。在其下方距透镜10cm处的白纸上的光斑恰好与圆环重合,这个现象表明凸透镜对光有___________作用;当将该凸透镜靠近白纸垂直移动6cm时,此时白纸上的光斑再次与圆环重合,此过程中光斑的大小__________(选填“先变小后变大”或“先变大后变小”),通过计算可以得到该凸透镜的焦距为__________cm。
【答案】 ①.会聚 ②.先变小后变大 ③.7
【解析】
[1]小芳先在纸上画一个小于透镜大小的圆环,将凸透镜正对太阳光,在其下方距透镜10cm处的白纸上的光斑恰好与圆环重合,这表明光会聚了,即凸透镜对光线具有会聚作用。
[2][3]当将该透镜靠近白纸垂直移动6cm时,此时白纸上的光斑都不是最小最亮的光斑,也就是说不是凸透镜的焦点的位置,说明凸透镜的焦点在两次出现光斑的中间,可知此过程中的光斑是先变小后变大,两次光斑之间的距离为6cm,凸透镜焦点距第一次的光斑距离为
该凸透镜的焦距为
81.(23-24八上·扬州邗江·期末)2022年有一次令人惊奇的天文现象:“红月亮”遇上月掩天王星,其形成原因是:月食时产生的“红月亮”,主要是因为_________挡住了直接照射到月球的太阳光,但也有一部分的太阳光经过地球大气层_________(选填“直线传播”或“反射”或“折射”)后照到了月亮上,其中红光穿透力强,大多数照射到月亮上的光是红色或者偏红色。月掩天王星,在地球上观察到月球会“吞掉”天王星,也就是地球、_________与天王星正好排成一条直线,过一段时间再“吐出”天王星。
【答案】 ①.地球 ②.折射 ③.月球
【解析】
[1][2][3]由于光在同种均匀介质中沿直线传播,“红月亮”主要是因为地球挡住了直接照射到月球的太阳光,也有一部分的太阳光经过地球大气层折射后照到了月亮上,其中红光穿透力强,大多数照射到月亮上的光是红色或者偏红色,月掩天王星,在地球上观察到月球会“吞掉”天王星,也就是地球、月球与天王星正好排成一条直线,过一段时间再“吐出”天王星。
81.(23-24八上·扬州江都·期末)小明透过圆柱形透明玻璃杯中有水部分观看竖直放置的白纸上的鹦鹉图片(圆圈中的鹦鹉图与白纸上的鹦鹉图实际大小相等),如图甲所示。将白纸逐渐远离杯子的过程中,不可能看到图乙中_________两幅图,过程中依次观察到情景是_________(以上两空均填写图片序号)。小明又将一支铅笔紧贴杯内壁竖直放置,通过有水部分观察到铅笔放大的像,俯视图如图丙所示,则在将铅笔向前移动的过程中,像将_________(变大/变小/不变)。
【答案】 ①.②④ ②.①③ ③.变小
【解析】
[1][2]因为左右方向的玻璃杯面是一个弧形样子,左右中间厚边缘薄,与凸透镜一样,所以是左右方向发生变化,上下方向大小不会变化,也不会上下颠倒,因此②④不可能出现。当物距小于焦距时,成正立放大的虚像,即左右变大,先出现①;随着物距的增大,当物距大于焦距小于二倍焦距时,成倒立、放大的实像,即左右颠倒,宽度变宽;当物距等于二倍焦距时,成倒立、等大的实像,即左右颠倒,宽度不变;当物体大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像,即左右颠倒,宽度变窄,因此先看到①,后看到③。
[3]有水部分与玻璃杯外侧构成凸透镜,物距小于1倍焦距时,成正立放大的虚像,在将铅笔向前移动的过程中,物距变小,像会变小。
82.(23-24八上·泰州泰兴·期末)小明在暗室里探究平行于主光轴的光通过透镜后的光路,他用一直径和透镜玻璃直径相同的平行光正对透镜照射,惊奇的发现通过透镜玻璃边缘的光经透镜后部分发生偏折,部分沿直线传播,如图1和2所示。第二天小明在阳光下继续研究透镜对光的作用,将透镜正对太阳光,移动与透镜平行的白纸,在白纸上得到了如图3所示的现象。则该同学所用的透镜为___________(选填“凹透镜”、“凸透镜”、或“凹透镜或凸透镜”);继续将白纸稍远离该透镜,则暗斑的面积将___________(选填“变大”、“变小”或“不变”),亮环的亮度将___________(选填“变亮”、“变暗”或“不变”)。
【答案】 ①.凹透镜或凸透镜 ②.不变 ③.变暗
【解析】
[1]凸透镜对光具有会聚作用,太阳光近似可以看成一束平行光,当凸透镜到白纸距离大于凸透镜的二倍焦距时,透过凸透镜被会聚的光继续向前传播,会与透镜之外的太阳光进行叠加,从而形成一个圆环形状的光斑,故可能是凸透镜。平行光透过凹透镜后,光会向偏离主光轴的方向发散,中央部分较暗,周围会形成亮光,从而形成图3所示的环形亮斑,因此使用的可能是凸透镜也可能是凹透镜。
[2][3]由图1可知,通过凸透镜边缘的光线沿直线传播,其余光线会向内会聚,凸透镜与白纸的距离大于2倍焦距时,会形成环形光斑,但是由于与凸透镜轴线平行的光传播方向不变,因此暗斑大小不变,当白纸远离透镜时,亮环的亮度将变暗。由图2可知,通过凹透镜边缘的光线沿直线传播,其余光线会向外发散,形成亮环,则暗斑的边缘就是凹透镜边缘平行的位置,由于凹透镜位置不变,则暗斑的面积不变,当白纸远离凹透镜时,亮环的面积会变大,但是由于透过凹透镜的光总量不变,则亮环将变暗。
83.(23-24八上·泰州兴化·期末)如图甲所示,小明购买的强光手电能射出一束平行光柱。将一枚透镜正对平行光柱,在光的传播路径上喷上水雾,看到了如图乙所示现象,光会聚于A点。
(1)能看到光路是因为光遇到水雾时,发生了光的______________到达了小明眼中。根据现象,可以判断此透镜为______________透镜。小明将手置于A点时,会感到被照射位置发烫。说明光具有______________;
(2)小明拆开手电筒,发现灯头结构如图丙所示,查阅说明书得知灯头透镜直径D为9cm,焦距为3cm,光源出射光角度为120°,则此手电筒发出的平行光的直径d为______________cm。
【答案】 ①.反射 ②.凸 ③.能量 ④.9
【解析】
(1)[1]水雾不发光,光遇到水雾时,发生了光的反射进入人眼。
[2]如图乙所示,对平行光进行会聚,可以判断此透镜为凸透镜。
[3]凸透镜将平行光会聚于A点,由于光具有能量,因此小明将手置于A点时,会感到被照射位置发烫。
(2)[4]如图所示:
左侧为等腰三角形,所以∠1=30°,又因为凸透镜焦距为3cm,所以AC为3cm,则AB=6cm,根据勾股定理可得,则
由于透镜的直径只有9cm,所以上下多余的光不会折射,不会形成平行光射出手电筒发出的平行光,所以此手电筒发出的平行光的直径为9cm。
84.(23-24八上·南京秦淮·期末)某实验小组进行探究凸透镜成像的实验,操作如下:
(1)实验前,调整烛焰和光屏的中心在凸透镜的主光轴上,目的是为了_____________________。
(2)正确测出凸透镜的焦距f,当物距u<f时,烛焰成_________像(选填“正立实”、“正立虚”、“倒立实”或“倒立虚”,下同);当u=f时,不能观察到烛焰的像;当u>f时,烛焰成_________像。
小组成员分析得出:像的虚实由____________的大小关系决定。
(3)当蜡烛、凸透镜和光屏处于图甲所示位置时,恰好在光屏上成清晰的像,此凸透镜的焦距可能是__________(填序号)。
①5cm ②7.5cm ③8cm ④15cm
(4)小组成员小明将自己的所戴眼镜放在图甲中蜡烛和凸透镜之间,发现光屏成像不清晰,他仅将蜡烛向左移动适当距离后,光屏上又出现清晰的像,则小明戴的是________(选填“近视”或“远视”)眼镜。
(5)若小明仅将图甲中的凸透镜换成焦距相同、直径较小的凸透镜,光屏上所成的像与原来相比会变_______(填序号)。
①小 ②大 ③暗 ④亮 ⑤不完整
(6)如图乙所示,凸透镜的焦距为10cm,保持光屏位置不变,让蜡烛和凸透镜分别以4cm/s和2cm/s的速度,同时沿光具座匀速向左运动,经过2.5s,光屏上成清晰________(选填“放大”、“等大”或“缩小”)的像。
【答案】 ①.使像能成在光屏的中央 ②.正立虚 ③.倒立实 ④.物距和焦距 ⑤.②③ ⑥.近视 ⑦.③ ⑧.等大
【解析】
(1)[1]为使像能成在光屏的中央,应使凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度处。
(2)[2][3][4]根据凸透镜成像规律可知,正确测出凸透镜的焦距f,当物距时,烛焰成正立放大虚像,当时,不能观察到烛焰的像,当时,烛焰成倒立实像,分析得出,像的虚实由物距和焦距大小关系决定。
(3)[5]由图甲可知,此时像距大于物距,成倒立放大的实像,根据凸透镜成像规律可知,此时物距在一倍焦距和二倍焦距之间,像距大于二倍焦距则
,
可得
此凸透镜的焦距可能是②③。
(4)[6]仅将蜡烛向左移动适当距离后,光屏上又出现清晰的像,说明之前的像远离了光屏,说明小明眼镜镜片是凹透镜,对光线有发散作用,则小明戴的是近视眼镜。
(5)[7]用另一只与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜,替代原来的凸透镜再次实验,成像大小不会变化,但经凸透镜的光线变少,所成的像与原来的像相比,比原来暗。
(6)[8]由乙图可知,原物距,像距,保持光屏位置不变,让蜡烛和凸透镜分别以4cm/s和2cm/s的速度,同时匀速向左运动,则经过2.5s时,物距为
像距为
此时物距等于像距,由凸透镜成像规律可知,此时成倒立等大的实像。
85.(23-24八上·泰州兴化·期末)请根据“探究凸透镜成像规律”的实验回答以下问题:
(1)小明在光具座上调整凸透镜、光屏和烛焰,使它们的中心不在同一高度,但是在同一条直线上,这样______________(选填“也可能”或“不可能”)使像成在光屏中央;
(2)为了确定凸透镜的焦距,小明同学让一束平行光射向凸透镜,移动光屏,直到在光屏上会聚成一点,如图甲所示,则该凸透镜的焦距为______________cm;
(3)当蜡烛、凸透镜和光屏按如图乙所示的位置放置时,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,在不改变凸透镜位置的情况下,应向______________移动蜡烛,并适当向______________移动光屏;若在光屏与凸透镜之间放一远视眼镜,为使光屏上仍然呈现最清晰的像,需要将蜡烛向______________(选填“左”或“右”)移动;
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,又可在光屏上成清晰的像,此时所成的是倒立、______________的实像;
③保持三个元件位置不动,仅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“凸”或“凹”)透镜;
④实验中,一只飞虫落在了凸透镜上,此时光屏上的像______________(选填“依然完整”或“不完整”)。
(4)小华在实验中将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜,该过程中物距u随时间t的变化图像如图丙所示,则像距v与t的大致变化关系为图中的______________;
(5)如图戊所示,元旦假期小华同学用手机拍一张放在水平桌面的作业,发现照片中的作业纸上边小下边大,产生这种现象的原因是平放的手机到作业纸的距离______________。
A.上近下远 B.上远下近 C.左近右远 D.左远右近
【答案】 ①.也可能 ②.10.00 ③.投影仪 ④.右 ⑤.右 ⑥.右 ⑦.35 ⑧.缩小 ⑨.凹 ⑩.依然完整 ⑪.C ⑫.B
【解析】
(1)[1]凸透镜、光屏和烛焰的中心在同一条直线上时,根据过光心的光线传播方向不变,像也可能成在光屏的中央。
(2)[2]平行光线经过凸透镜时在光屏上会聚于一点,这一点就是焦点,焦点到凸透镜光心的距离为焦距,由图甲可知,凸透镜焦距为10.0cm。
(3)①[3]由图乙可知,物距小于像距,此时成倒立放大的实像,投影仪就是根据此原理制成的。
[4][5]根据凸透镜成实像时,物近像远像变大的规律可知,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,应向右移动蜡烛,并向右移动光屏。
[6]远视镜为凸透镜,对光线有会聚作用,若在光屏与凸透镜之间放一远视眼镜,则像会提前会聚。为使光屏上仍然呈现最清晰的像,需要将蜡烛向右移动,减小物距,使像成在光屏上。
②[7][8]由图乙可知,物距为
像距为
因在光的折射中,光路是可逆的,若保持蜡烛和光屏的位置不动,只移动凸透镜,则使物距为30cm,像距为15cm时,可以成倒立缩小的实像,则凸透镜的位置应为
③[9]保持三个元件位置不动,仅将原凸透镜更换为一个焦距较小的凸透镜,则凸透镜的折光能力变强,像会提前会聚,凹透镜对光线有发散作用,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凹透镜。
④[10]实验中,一只飞虫落在了凸透镜上,光线会从凸透镜的其他地方射入,光屏上仍会成完整的像,但是由于透过凸透镜的光线减少,成的像会变暗。
(4)[11]将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜,物距逐渐增大,根据凸透镜成实像时有物远像近像变小的规律可知,像距逐渐减小,但像距只能接近1倍焦距,而不能小于1倍焦距,故只有C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(5)[12]手机的摄像头是凸透镜,利用的是当物距大于2倍焦距时成倒立缩小的实像。由图可知照片中的作业纸上边小下边大,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小的规律可知,平放的手机到作业纸的距离上远下近。
故选B。
86.(23-24八上·无锡锡山·期末)小徐在STEAM课堂上,通过老师的教导,成功制作出水凸透镜,在探究凸透镜成像的规律时,通过注射器调节水凸透镜的焦距为10cm,并完成了以下实验:
(1)将蜡烛、水凸透镜和光屏固定在如图甲所示的位置上,点燃蜡烛,调整烛焰、水凸透镜和光屏的中心大致在______上,使像成在光屏中央。当把蜡烛移到62cm刻度线处时,无论怎样移动光屏,光屏上都找不到清晰的像,原因可能是______;
(2)在光屏上得到清晰的像后,如果保持光屏和水凸透镜的位置不变,当蜡烛向水凸透镜靠近时,要在光屏上重新得到清晰的像,可以对水凸透镜进行______(选填“抽水”或“注水”),或者在蜡烛和水凸透镜之间放置一个合适的______(选填“凸透镜”或“凹透镜”);
(3)随着蜡烛的不断燃烧,光屏上烛焰的像如图乙所示,要想使像成在光屏的中央,你的调整方法是:把光屏向______(选填“上”或“下”)调节;
(4)白光经三棱镜后,光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带,如图丙所示(部分色光未画出),说明白光______(选填“是”或“不是”)一种单色光。于是,小徐使用红光、黄光和蓝光来测量水凸透镜的焦距f大小如图丁所示,以下关于三种色光通过水凸透镜时的焦距f大小关系正确的是______。
A.f红>f黄>f蓝 B.f红<f黄<f蓝 C.f红=f黄=f蓝 D.f黄>f红>f蓝
【答案】 ①.同一高度 ②.物距小于一倍焦距,在物体侧成正立放大的虚像 ③.注水 ④.凸透镜 ⑤.上 ⑥.不是 ⑦.A
【解析】
(1)[1][2] 为了使像成在光屏中央,应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度上,即应使烛焰和光屏的中心在凸透镜的主光轴上;当把蜡烛移到62cm刻度线处时,此时物距小于一倍焦距,在物体侧成正立放大的虚像,光屏上都找不到清晰的像。
(2)[3]在光屏上得到清晰的像后,如果保持光屏和水凸透镜的位置不变,当蜡烛向水凸透镜靠近时,即物距减小,根据凸透镜成实像时“物近像远大”的规律可知,此时像距增大像变大。为了使像成在光屏上,必须使光线会聚,即增大水透镜的凸度,通过注射器往水凸透镜中注入适量的水。
[4]或者在蜡烛和水凸透镜之间放置一个合适的凸透镜,让光线在经过水透镜之前先会聚一些。
(3)[5]由于蜡烛的燃烧,烛焰的高度逐渐降低,则像的位置会偏高,即屏上像逐渐向上移动,为使像重新回到光屏中央。应将蜡烛相对于凸透镜向上移动,或将凸透镜向下移动,或把光屏向上移。
(4)[6]白光经三棱镜后,光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带,说明白光是复色光,不是单色光。
[7] 根据图乙可知,三棱镜对红光的偏转能力最弱,对蓝光的偏折能力最强。当它们经过同一个凸透镜后,如图:
三种色光通过水透镜的焦距f大小关系为:f红>f黄>f蓝。故A正确,BCD错误。
故选A。
87.(23-24八上·扬州邗江·期末)在“探究凸透镜成像规律”的实验中。
(1)实验前,应调整烛焰、光屏的中心位于凸透镜的_______上;甲图中光屏上有清晰的像(像未画出),该像是倒立、_______的实像;
(2)保持凸透镜位置不变,将蜡烛远离凸透镜,为使光屏上再次呈现清晰的像,可将光屏_______(选填“靠近”或“远离”)透镜,或光屏位置不动,在蜡烛与凸透镜之间放置_______(选填“近视”或“远视”)眼镜;
(3)将甲图中的凸透镜换成焦距为30cm的凸透镜,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,在光具座上移动光屏,_______(选填“能”或“不能”)找到某一位置,使像清晰呈现在光屏上;
(4)细心的小滨发现实验时间一长,光屏上的像会向上移动,为了使像呈在光屏的中央,应将凸透镜向_______(选填“上”或“下”)移动;
(5)实验中小滨发现同组的小伙伴用同样的器材,在物距相同时,测得的像距并不相同,这是因为在实验中没有____________________________,便开始测量像距;
(6)乙图中,凸透镜位于P处(图中未画出)位置不变,移动蜡烛,光屏先后在P同侧的A、B两处得到烛焰清晰的像,且A处的像比B处大,则以下说法不正确的是________。
A.A处像可能是缩小的 B.B处像可能是缩小的
C.P点位置在B的右侧 D.蜡烛的移动方向向左
【答案】 ①.主光轴 ②.缩小 ③.靠近 ④.近视 ⑤.不能 ⑥.下 ⑦.找到最清晰的像 ⑧.D
【解析】
(1)[1]为了使像成在光屏中央,实验前,应调整烛焰和光屏中心位于凸透镜的主光轴上。
[2]由图可知,此时物距大于2倍焦距,像距在一倍焦距与二倍焦距之间,成倒立、缩小的实像。
(2)[3][4]保持凸透镜位置不变,将蜡烛远离凸透镜,此时物距变大,像距变小,所以为使光屏上再次呈现清晰的像,可将光屏靠近透镜,或光屏位置不动,在蜡烛与凸透镜之间放置具有发散作用的凹透镜,即近视眼镜。
(3)[5]将图甲中的凸透镜换成焦距为30cm的凸透镜,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,则物距大于一倍焦距小于二倍焦距,像距大于二倍焦距,成倒立、放大实像,即v>60cm,像距过大,超出了光具座所提供的长度,所以光屏上找不到清晰的像。
(4)[6]蜡烛在燃放中不断缩短,向下移动,过凸透镜光心的光线传播方向不变,所以光屏上的像向上移动,要使像能够成在光屏中央,可向上移动光屏或向下移动透镜。
(5)[7]实验时,当光屏上的像最清晰时,才能测量像距,小伙伴测得的像距不同,是因为没有找到最清晰的像。
(6)[8]DC.由于两次都能在光屏上成清晰的像,所以A、B两处都成实像,光屏先后在P同侧的A、B两处得到烛焰清晰的像,且A处的像比B处大,根据“凸透镜成实像时,物远像近像变小”可知,从A到B像在不断地靠近凸透镜,因此凸透镜(P点位置)在B的右侧,蜡烛在凸透镜的右侧,此时蜡烛的像在靠近凸透镜,因此蜡烛也向右移动,故D错误,符合题意,C正确,不符合题意;
AB.由于题干未提供物距和凸透镜的焦距,因此A、B处可能成放大的实像也可能成缩小的实像,故AB正确,不符合题意。
故选D。
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