内容正文:
第三章 光的折射 透镜
一、选择题
1.小明站在岸上看水里的鱼,关于他看到的鱼,以下说法正确的是( )
A.是比鱼的实际位置低的像
B.是鱼的虚像
C.是光从空气进入水中发生折射形成的
D.是光的反射形成的
2.下列有关现象的说法错误的是( )
A.小孔成像是由于光的直线传播形成的倒立虚像
B.紫外线可以使钞票上的荧光物质发光
C.海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象
D.平静的湖面映出蓝天白云,这是光的反射现象
3.下面是晓丽从生活中收集到的一些光现象实例,以下说法正确的是( )
A.图甲中隔着放大镜看物体,物体总是放大的
B.图乙中电视画面的颜色是由红、绿、蓝三种色光组成的
C.图丙中凸透镜只能使平行于主光轴的光会聚
D.图丁中树荫是光反射形成的
4.某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了物体到凸透镜的距离u跟像到凸透镜的距离v之间关系的图像,如下图所示,下列判断正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是10cm
B.当u=8cm时,光屏上不能成像
C.当u=15cm时成缩小的像,投影仪就是根据这一原理制成的
D.把物体从距凸透镜6cm处移动到20cm处的过程中,像逐渐变小
5.如图所示,是小明同学拍摄的“湛江海湾大桥”的照片,下列说法正确的是( )
A.要想使桥的像小一些,小明应离桥远一些,再拍摄
B.桥在水中的倒影是由于光的直线传播形成的
C.桥在水中的倒影是由于光的折射形成的
D.拍摄时底片上的像是倒立放大的实像
6.如图所示是小刚用相机(可调焦距)拍摄的同一堆娃娃的甲、乙两张照片,下列说法正确的是( )
A.照相机的镜头与近视眼镜的镜片属于同一类透镜
B.由图可知,照相机成正立缩小的实像
C.在物距相同的情况下,拍摄甲照片时镜头的焦距比拍摄乙照片时要小一些
D.如果镜头焦距不变的话,拍摄甲照片时照相机距离娃娃比拍摄乙照片时要更近一些
7.关于电磁波的有关性质,下列说法中不正确的是( )
A.“海市蜃楼”和“彩虹”这两种自然现象,形成的原理是完全一样的
B.牛顿用玻璃三棱镜使白色的太阳光发生色散,从而证明了白光是由七种不同颜色的光组成
C.在电磁波谱中,从γ射线 X射线 红外线的频率逐渐增大
D.如果电视机遥控器发出的红外线的波长为900nm,那么,它的频率为 Hz
8.光的世界丰富多彩,光学器件在我们的生活、学习中有着广泛的应用。你认为下面介绍不符合实际的是( )
A.借助放大镜看地图时,地图到放大镜的距离应大于1倍焦距
B.用照相机拍摄景物时,景物到镜头的距离应大于2倍焦距
C.阳光通过凸透镜可形成一个很小、很亮的光斑,说明凸透镜对光有会聚作用
D.近视眼镜是利用凹透镜对光线有发散作用来矫正近视的
二、填空题
9.所示,一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后,在光屏上形成一个最小最亮的光斑,如图(a)可知凸透镜的焦距是 cm;现把蜡烛放在距凸透镜35cm处(如图b),在凸透镜另一侧前后移动光屏,光屏上可以看到一个 (选填“放大”、“缩小”或“等大”)的清晰像.这时,若给凸透镜“戴”上近视眼镜,则要想在光屏上看到像,需将光屏 (选填“靠近凸透镜”、“远离凸透镜”或“不动”).
10.如图所示的发光棒MN放在凸透镜前,处为凸透镜光心,点N发出的光线a平行于主光轴。
(1)凸透镜的焦距为 ;
(2)画出光线b、c经过凸透镜折射后的光线;
(3)发光棒MN高,经凸透镜成像,像高可能是 (选填“”、“”或“”)。
11.射击瞄准时应做到“三点一线”,应用了光在 介质中沿直线传播;游泳池注水后,看上去好像变浅了,是由于光的 形成的。
12.随着科技的发展,购物支付已进入“刷脸”时代,消费者结账时只需面对摄像头,即可迅速完成交易,如图所示,摄像头的镜片是一个 (选填“凹”或“凸”)透镜。老年人到了一定年龄时,看近处的东西模糊,看不清楚,称之为老花眼,所成的像在视网膜 (选填“前”或“后”)方。
13.如图所示,一束光从空气斜射入水中,此时入射角为 度,折射角 (选填“大于”“等于”或“小于”)入射角,请在图中画出折射光线的大致方向 。
14.如图所示,小明将一枚硬币放在碗的底部,眼睛在A处恰好看不到它。小明看不到硬币,这是因为光在均匀介质中沿 传播;将平面镜放到碗边适当的位置,小明在A处通过平面镜看到了硬币的虚像,这是利用了光的 现象;沿碗壁缓缓向碗中加水,小明在A处也能看到硬币的虚像,这是利用了光的 现象。
三、作图题
15. 完成图中的光路图。
四、实验探究题
16. 小龙在“探究凸透镜成像的规律”实验中,进行了如下探究:
(1)如图甲所示,平行光正对着凸透镜照射,光屏上出现一个最小、最亮的光斑,则凸透镜的焦距是 cm;
(2)将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上,点燃蜡烛,发现烛焰在光屏上所成的像如图乙所示,产生这一现象的原因是烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心 (选填“在”或“不在”)同一高度;
(3)如图丙所示,光屏上呈现清晰的像,与生活中 (选填“放大镜”“照相机”成“投影仪”)原理相同。凸透镜位置不动,将蜡烛向凸透镜方向移动10cm,为了在光屏上呈现清晰的像,应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动,像将变 ;
(4)手机的摄像头相当于凸透镜,在日常生活中该类透镜可以用来矫正 (选填“近视眼”或“远视眼”)。
答案解析部分
1.【答案】B
【解析】【解答】鱼反射的光线由水中进入空气时,在水面处发生折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼会逆着折射光线的方向看去,就会觉得鱼变浅了;而我们看到的鱼,不是鱼的实际位置,而是变浅的鱼的虚像,B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B
【分析】从空气中看水中的物体时,是折射形成的虚像。
2.【答案】A
【解析】【解答】解:A、小孔成像是光的直线传播形成的,所成的是倒立的实像.故A错误;
B、紫外线可以使荧光物质发光,验钞机就是利用这一特点工作的.故B正确;
C、海市蜃楼是光在不均匀的大气中传播形成的光的折射现象.故C正确;
D、平静的水面映出蓝天白云是平面镜成像,平面镜成像属于光的反射现象.故D正确.
故选A.
【分析】①光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播,产生的现象有小孔成像、激光准直、影子的形成、日食和月食等;
②紫外线可以使荧光物质发光;
③光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质进入另一种介质时,就会出现光的折射现象,例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼等都是光的折射形成的;
④光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象,例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的.
3.【答案】B
4.【答案】D
【解析】【解答】A. 当u=v=2f时,凸透镜成倒立、等大的实像,由图知道u=v=2f=10cm
即该凸透镜的焦距f=5cm,A不符合题意;
B.当u=8cm时,2f>u>f,成倒立、放大的实像,B不符合题意;
C.当u=15cm时,u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,应用于照相机和摄像机,C不符合题意;
D.把物体从距凸透镜6cm处移动到20cm处的过程中,凸透镜的物距大于焦距,成实像,凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】凸透镜成像时,当物距等于像距时,物体在凸透镜的二倍焦距点,可以计算焦距大小;凸透镜成实像时,物距变大,像距变小像变小。
5.【答案】A
【解析】【解答】A、要想使桥的像在照片中更小些,要增大物距,该同学应向桥远些,再拍摄.符合题意.
B、桥在河中的倒影是由于光的反射形成的.不符合题意.
C、桥在河中的倒影是由于光的反射形成的.不符合题意.
D、照相机是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理来工作的.不符合题意.
故选A.
6.【答案】C
7.【答案】C
【解析】【解答】解:A、“海市蜃楼”和“彩虹”都是由光的折射形成的,形成的原理是完全一样的,说法正确,不符合题意;
B、牛顿最早用玻璃三棱镜使白色的太阳光发生色散,证明了白光是由七种不同颜色的光组成,说法正确,不符合题意;
C、在电磁波谱中,从γ射线、X射线、红外线的频率逐渐减小,不是逐渐增大,说法错误,符合题意;
D、红外线的波长为900nm,它的频率f= = = ×1015Hz,故D说法正确,不符合题意;
故选C.
【分析】根据以下知识答题:(1)光在同种不均匀介质中传播或由一种介质斜射入另一种介质时要发生折射,
“海市蜃楼”和“彩虹”都是光的折射形成的;(2)同一介质对不同频率(波长)的光发生折射时,折射率不同,入射角相同时,折射角不同,
光的偏折程度不同,不同频率(颜色)的光分散开,这就是光的色散;(3)在电磁波谱中,从无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线到γ射线,频率越来越高,波长越来越短;(4)已知波长λ,由f= 可求出红外线的频率.
8.【答案】A
9.【答案】15.0;缩小;远离凸透镜
【解析】【解答】(1)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,所以凸透镜的焦距是15cm;(2)蜡烛放在距凸透镜35cm处,u>2f,成倒立、缩小的实像;(3)近视镜是凹透镜,对光线有发散作用,所以原来会聚成像的光线错后会聚,要在光屏上得到清晰的像,光屏要远离凸透镜。
【分析】正确理解凸透镜对光线的会聚作用和凹透镜对光线的发散作用:
凸透镜的会聚作用是使原来的光路变窄,会聚的光线提前会聚,平行光会聚成点,发散的光线变为平行光或发散小一些的光线;
凹透镜的发散作用是使原来的光路变宽,会聚的光线错后会聚,平行光线变得发散,发散的光线变得更散。
10.【答案】3;;5cm
11.【答案】同种均匀;折射
12.【答案】凸;后
13.【答案】30;小于;
14.【答案】直线;反射;折射
【解析】【解答】小明在A处看不到硬币,是因为碗的边缘挡住了硬币的光,光线进入不到眼睛,所以无法看到硬币。这说明了光在均匀介质中沿直线传播;
将平面镜放到碗边适当的位置,硬币在平面镜里成像,小明通过平面镜看到了硬币的虚像,平面镜成像利用了光的反射现象;
沿碗壁缓缓向碗中加水,来自硬币的光线会从水中斜射入空气中发生折射,折射光线远离法线折射,当折射光线进入人眼时,人眼逆着折射光线看去,看到的是比实际位置偏高的虚像,这是利用了光的折射现象;
故答案为:直线;反射;折射.
【分析】(1)光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播,产生的现象有小孔成像、激光准直、影子的形成、日食和月食等;
(2)光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象,例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的;
(3)光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质进入另一种介质时,就会出现光的折射现象,例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼等都是光的折射形成的.
15.【答案】
【解析】【解答】①与主轴平行的光线,经过凸透镜后,折射光线经过另一侧的焦点;
②射向凸透镜光心的光,经过凸透镜后传播方向不变,如下图所示:
【分析】根据凸透镜的特殊光线的知识完成作图即可。
16.【答案】(1)
(2)不在
(3)照相机;右;大
(4)远视眼
【解析】【解答】(1)平行光正对着凸透镜照射,光屏上出现一个最小、最亮的光斑,光斑所在的位置是焦点,焦点到光心的距离叫焦距,从甲图可知,凸透镜的焦距是10.0cm(刻度尺的读数估读到分度值的下一位);
(2)从图乙可知,烛焰所成的像不在光屏的中央,原因是烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心不在同一高度,应将光屏往上调,或者应将蜡烛向上调,也可以将凸透镜向下调;
(3)从图丙可知,蜡烛离透镜U=30.0cm,大于2f,所以成倒立、缩小的实像,与照相机的成像特点相同,物距大于焦距时,凸透镜成实像,凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像变大,所以当凸透镜位置不动,将蜡烛向凸透镜方向移动10cm,此时物距减小,像距变大,为了在光屏上呈现清晰的像,应将光屏向右移动,像将变大;
(4)近视眼是晶状体变厚,聚光能力变强,成像在视网膜之前,需要用凹透镜(凹透镜对光有发散作用)来矫正;远视眼是晶状体变薄,聚光能力变弱,成像在视网膜之后,需用凸透镜(凸透镜对光有会聚作用)来矫正,所以凸透可以用来矫正远视眼。
故答案为:(1)10.0 (2)第1空、照相机 第2空、右 第3空、大;(3)远视眼。
【分析】(1)最小最亮的光斑是焦点,测量出光斑到透镜的距离就是焦距,在实验中,可以利用这个原理来测量凸透镜的焦距;
(2)探究凸透镜成像的实验时,在桌面上依次放烛焰、凸透镜、光屏,三者在同一条直线上,三者的中心大致在同一高度,像才能呈在光屏的中心;
(3)凸透镜成像时,u>2f,成倒立、缩小的实像,物距大于焦距时,凸透镜成实像,凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像变大。
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