内容正文:
第三章 光现象
限时:45分钟 满分:100分
一、选择题(每题3分,共30分)
1.《墨经》记载:“光之人,煦若射。”意思是说,光向人照去,犹如箭射,形象地说明了光沿直线传播的性质。如图所示的现象中能用该原理解释的是( )
A. 后视镜中的景 光斑 B. 树下的圆形
C. 绚丽的彩虹 D. 弯折的筷子
2.感应水龙头无需人体直接接触,当手伸进感应窗前的感应区域时,水龙头自动出水;当手离开感应窗前的感应区域时,水龙头自动停水,在节约用水的同时有效防止细菌交叉感染。感应水龙头能实现自动控制主要是利用感应窗接收( )
A. 次声波 B. 超声波 C. 红外线 D. 紫外线
3.[[2025·潍坊期中改编]]如图是“蜘蛛人”在做玻璃幕墙清洁工作时的情景,下列有关分析正确的是( )
A. “蜘蛛人”在幕墙中的像比本人小
B. “蜘蛛人”能在幕墙中成像是光的折射现象
C. 玻璃幕墙中“蜘蛛人”的像是实像
D. “蜘蛛人”远离幕墙时,他的像也远离幕墙
4.小德利用如图所示的装置探究光的折射规律,其中竖直放置的光屏可以绕轴折转。实验时,让激光笔发射的一束激光沿着光屏面斜射到水面点。下列说法错误的是( )
A. 光从空气斜射入水中,入射角增大时,折射角也随之增大
B. 多次改变入射角的大小进行实验,是为了求平均值减小实验误差
C. 将光屏向后折转一定角度,则在光屏上不能看到折射光线
D. 为了更清晰地观察空气和水中的光路,可在空气中喷些烟雾,水里滴些牛奶
5.如图所示是学校舞蹈房的两块相互垂直的平面镜,一束光线射到其中一块平面镜上,经两次反射后射出的光线为,若将入射光线的入射角增加 ,则出射光线的反射角将( )
A. 增加 B. 减少 C. 增加 D. 减少
6.参加“创新实验”课程的同学向大家展示了如下实验。如图所示,红色透明气球内部还套有一只绿色不透明气球,用红色激光照射红色透明、绿色不透明的两个气球时,下列说法正确的是( )
A. 激光在空气中的速度约为
B. 绿色不透明气球可能会爆破
C. 红色透明气球可能会爆破
D. 两个气球都不会爆破
7.[[2024·山西]]如图为青少年眼病患者眼球与正常眼球对比图。关于该患者的晶状体及视力矫正,下列说法正确的是( )
A. 对光的会聚能力太强,需佩戴近视眼镜
B. 对光的会聚能力太强,需佩戴远视眼镜
C. 对光的会聚能力太弱,需佩戴近视眼镜
D. 对光的会聚能力太弱,需佩戴远视眼镜
8.数码望远镜可直接用目镜观察或通过数码显示屏观察。下列说法正确的是( )
A. 望远镜的目镜由凸透镜制成,作用相当于放大镜
B. 望远镜的物镜和幻灯机镜头的成像原理相同
C. 若凸透镜镜片的上方出现划痕,会使所成像下方残缺
D. 为使成的像变大,应让物镜成的像尽量紧贴目镜
9.[[2024·淄博]]在探究凸透镜成像规律时,蜡烛和凸透镜的位置如图所示,光屏上承接到烛焰等大的像(图中未画出光屏)。保持凸透镜位置不变,将蜡烛调至刻度线处时( )
A. 向右移动光屏能承接到烛焰的像
B. 移动光屏能承接到烛焰缩小的像
C. 像的位置在刻度线之间
D. 投影仪应用了该次实验的成像规律
10.图甲是我们使用电脑时常会用到的光电鼠标,光电鼠标的原理是利用发光二极管的光照射鼠标垫(如图乙),反射后经凸透镜再进入鼠标的光学感应器(相当于光屏),用来记录移动动作,以此捕捉移动位置的不同画面。图中光学感应器、凸透镜、发光二极管等元件固定在鼠标内。下列说法正确的是( )
A. 当发光二极管发出的光照射在粗糙的鼠标垫上时会发生镜面反射
B. 若成像透镜距鼠标垫,光学感应器距成像透镜,则在光学感应器上所成的像是倒立、放大的实像
C. 将鼠标离开鼠标垫一定高度悬空时,像成在光学感应器的下方
D. 将鼠标离开鼠标垫一定高度悬空时,所成的像变大
二、填空题(每空2分,共30分)
11.电闪雷鸣时,我们总是先看到闪电后听到雷声,说明光速_ _ (填“大于”或“小于”)声速;在地球上向放在月球上的反光装置发射激光,经过,地球接收到返回的激光信号,那么,地球和月球之间的距离是_ _ _ _ _ _ _ _ 。
12.如图所示,方形容器的侧面开孔并安装透镜,小德观察用一束平行光通过透镜后的效果。根据现象判断图乙透镜是_ _ _ _ _ _ ,对光具有_ _ 作用。
13.如图甲所示,小德靠近自动玻璃门进入商场,他在玻璃门中看到自己的像,当他靠近玻璃门时,所成像相对于他的距离变化了_ _ _ _ 。如图乙所示,当玻璃门打开时,左侧玻璃门中所成的像_ _ (填“会”或“不会”)随左侧玻璃门一起向左移动。
(第13题)
14.如图所示的是一种被称为“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_ _ _ _ _(填“一倍焦距内”“焦点处”或“一倍焦距外”),空杯时不成像。倒上酒后,上方的液体可以看作_ _ _ _ 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_ _ _ _ (填“弱”或“强”),于是就看到了一个_ _ _ _ 、放大的“七仙女”像。
(第14题)
15.如图,一束光在空气和玻璃的分界面上同时发生反射和折射,则:_ _ _ _ 是入射光,折射角等于_ _ ,光从_ _ _ _ _ _ _(填“空气进入玻璃”或“玻璃进入空气”)。
(第15题)
16.生活中我们经常看到的广告投影灯,其内部结构如图所示。为了在地面上得到更大的广告图标,使投影灯_ _ (填“靠近”或“远离”)地面,同时凸透镜应该_ _ _ _ _ _ (填“向外伸”“向内缩”或“保持不动”)。
(第16题)
三、作图题(每题2分,共4分)
17.如图所示,凸透镜斜放,其主光轴与水平面成 角,是凸透镜的焦点。一条入射光线经过凸透镜折射后与水平面成 角,折射光线入射到水平放置的平面镜上被反射。在图中画出折射光线的入射光线以及经平面镜反射后的反射光线。
(第17题)
18.[[2025·东营期中]]《康熙几暇格物编·蒙气》中记载:“正如置钱碗底,远视若无,及盛满水时,则钱随水光而显现矣。”人眼从处向水中看去,看到在点的硬币在水中所成的像位于点。请画出从点看到点的光路图。
(第18题)
四、实验探究题 (第19题14分,第20题10分,第21题12分,共36分)
19.如图所示是小德“探究光的反射定律”的实验装置。
(1) 在水平桌面放置一块平面镜,将一张白色硬纸板(可绕 折转)_ _ 于平面镜放置,将一束光贴着纸板沿方向射向平面镜,纸板上呈现出的反射光线沿方向。
(2) 实验时从纸板前不同的方向都能看到入射光线,这是因为光在纸板上发生了_ _ _ _ _ _ 。
(3) 小德将右侧纸板绕向后旋转,此时在纸板上_ _ _ _ (填“能”或“不能”)看到反射光线,该实验现象说明反射光线、入射光线与法线在_ _ _ _ _ _ _ _ 。
(4) 为了研究反射角与入射角之间的关系,实验时应进行的操作是_ _ _ _ (填字母)。
A.沿 前后转动纸板
B.沿 前后转动纸板
C.多次改变入射光线 与 之间的夹角
D.多次改变反射光线 与 之间的夹角
(5) 小德将入射角和反射角的大小记录在下表中:
实验次数
1
2
3
入射角
反射角
经检查,三次角度的测量值都是准确的,但总结的规律与光的反射定律相违背,你认为原因可能是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(6) 小德将入射光线改为沿方向射入,发现反射光线沿方向射出,该现象说明在光的反射现象中,_ _ _ _ _ _ _ _ 。
20.小德观察发现,在玻璃窗中可看到室内物体的影像,小德设想在将玻璃窗外推的过程中,影像的位置会发生变化吗?为了搞清楚问题,他进行了如下探究。
(1) 如图乙所示:
① 在竖立的玻璃板前点燃蜡烛,拿未点燃的蜡烛(与蜡烛完全相同)竖立在玻璃板后面移动,直至蜡烛与蜡烛的像完全重合,这说明像与物的大小_ _ ;
② 移去蜡烛,在其原来位置上放置一块不透明的光屏,眼睛在_ _ _ _ (填“”“”或“”)的位置观察光屏,光屏上没有出现蜡烛的像,说明物体通过平面镜所成的像是虚像。
(2) 如图丙所示,小德在实验中采用的是厚玻璃板,他观察到蜡烛通过玻璃板成了两个清晰的像和,则像的像距为_ _ _ _ _ _
(填“”或“”)。若在图丙中和两个像中间放置一块不透明的薄挡板,则小德在蜡烛这一侧透过玻璃板能看到_ _ _ _ _ (填“”“”或“和”)。
(3) 小德又将一枚硬币放在竖直的玻璃板前,硬币的像在处,将玻璃板平移至如图丁所示的位置时,硬币的成像情况是_ _ _ _ (填字母)。
A. 硬币成像在处 B. 硬币成像在处
C. 硬币成像在处 D. 硬币无法通过玻璃板成像
21.小德用蜡烛、凸透镜、光屏和光具座等器材做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1) 探究过程中,某次将蜡烛和凸透镜固定后,移动光屏,当光屏上出现清晰像(像未画出)时,三者位置如图甲所示。该成像情况在生活中的应用是_ _ _ _ _ _ (填“照相机”或“投影仪”)。
(2) 在图甲的基础上,小德将蜡烛移至刻度线处,要在光屏上看到清晰的像,应将光屏_ _ (填“靠近”或“远离”)凸透镜;若不移动光屏,还想在光屏上得到清晰的像我们可以:①将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间,也能使光屏上的像变清晰,则该眼镜片是_ _ _ _ (填“近视”或“远视”)眼镜的镜片;
②也可保持光屏不动,换用焦距更_ _ (填“大”或“小”)的凸透镜。
(3) 实验中如图乙,将蜡烛放在图示位置,光屏上恰好成清晰的像,若切除凸透镜中间的阴影部分,再将剩余部分靠拢在一起,则蜡烛能成_ _ _ _ (填“0”“1”“2”或“3”)个像;若不切除凸透镜中间的阴影部分但把阴影部分用黑纸遮挡起来,此时在光屏上成_ _ _ _ (填字母)。
A.一个部分像 B.一个全像
C.两个部分像 D.两个全像
参考答案
一、选择题
1.B
2.C
3.D
4.B
5.B
【解析】两块相互垂直的平面镜的特点是对光线进行两次反射,根据光的反射定律可知,经两次反射的光线与入射光线始终是平行的,因此入射光线的入射角增加 ,则出射光线的反射角将减少 。故选。
6.B
【解析】激光在空气中传播的速度约为,故错误;红色透明气球内部还套有一只绿色不透明气球,用红色激光照射红色透明、绿色不透明的两个气球时,因为绿色不透明气球可以吸收部分激光的能量,可能会爆破,红色透明气球可以让红色激光透过,从而不吸收其能量,不会爆破,故错误,正确。故选。
7.A
【解析】由图可知,患者眼球的晶状体比正常眼球的晶状体厚,说明患者是近视眼,晶状体对光的会聚能力太强,需佩戴近视眼镜矫正。故选。
8.A
【解析】望远镜的目镜由凸透镜制成,相当于放大镜,成正立、放大的虚像,凸透镜成虚像时物远像远像变大,要想使成的像变大,应使物镜成的像和目镜之间的距离变大,正确,错误;物体通过望远镜的物镜成倒立、缩小的实像,物体通过幻灯机镜头成倒立、放大的实像,二者原理不同,错误;若凸透镜镜片的上方出现划痕,剩余部分仍是凸透镜,仍能成完整的像,并不会使所成像下方残缺,错误。
9.B
【解析】根据凸透镜成实像时“物远像近像变小”的规律可知,当蜡烛向左移动远离凸透镜时,光屏向左移动靠近凸透镜可再次承接到烛焰的像,错误;此时光屏上承接到烛焰等大的像,则此时物距,由图可知,,则焦距,保持凸透镜位置不变,将蜡烛调至刻度线处时,物距,则,成倒立、缩小的实像,此时,则像的位置在和刻度线之间,投影仪应用了凸透镜成倒立、放大的实像的规律,正确,错误。故选。
10.C
【解析】当发光二极管发出的光照射在粗糙的鼠标垫上时,发生漫反射,故错误;成像透镜距鼠标垫,光学感应器距成像透镜,物距大于像距,则物距大于二倍焦距,像距小于二倍焦距大于一倍焦距,由凸透镜成像规律可知,在光学感应器上所成像是倒立、缩小的实像,故错误;鼠标悬空相当于增大了物距,由凸透镜成实像的规律可知,此时像距会变小,像变小,像会靠近凸透镜。则将鼠标离开鼠标垫一定高度后悬空时,像成在光学感应器的下方,故正确,错误。故选。
二、填空题
11.大于;
12.凹透镜; 发散
【解析】在题图乙中,平行光经过透镜后向外散开,凹透镜对光有发散作用,因此图乙中的透镜是凹透镜。
13.2; 不会
14.焦点处; 凹; 弱; 正立
15.CO; 22.5; 空气进入玻璃
【解析】若是入射光线,是反射光线时,为折射光线,此时的入射角为 ,反射角为 ,如图所示,则和在法线的同侧,不符合光的折射规律;若是入射光线,是反射光线时,为折射光线,此时的入射角为 ,反射角为 ,则和在法线的异侧,符合光的折射、反射规律,由图可知是法线,是界面;折射角为; ; ;所以折射角为 ;因为折射角小于入射角,所以是光从空气进入玻璃。
16.远离; 向内缩
【解析】由图示知,广告投影灯使物体成倒立、放大的实像,其镜头是凸透镜,为了得到更大的广告图标,即像变大,应让物距变小,像距变大,所以使投影灯远离地面,同时凸透镜应向内缩。
三、作图题
17.【解】如图所示。
18.【解】如图所示。
四、实验探究题
19.(1) 垂直
(2) 漫反射
(3) 不能;同一平面内
(4) C
(5) 将反射光线与镜面的夹角当作反射角
(6) 光路可逆
【解析】
(5) 反射角是反射光线与法线的夹角,入射角是入射光线与法线的夹角,根据光的反射定律可知,反射角等于入射角;当入射角分别为 、 、 时,反射角也应分别是 、 、 ,不是 、 、 ,而 、 、 正好是反射光线与镜面的夹角。
20.① 相等
②
(2) ;和
(3) A
【解析】① 在玻璃板后面竖立移动未点燃的蜡烛,蜡烛能与蜡烛的像完全重合,这说明像与物的大小相等。
② 虚像不能成在光屏上,在探究平面镜所成的是实像还是虚像时,小德移去后面的蜡烛,在其所在位置放一光屏,然后在的位置直接观察光屏,不能在光屏上看到像,说明平面镜所成的像是虚像。
(2) 厚玻璃板前后两个面都能成像,根据像与物到平面镜的距离相等可知,像到面的距离与蜡烛到面的距离相等,是面所成的像,是面所成的像,的像距为。平面镜的成像原理为光的反射,若在图丙中和两个像中间放置一块不透明的薄挡板,则小德在蜡烛这一侧通过玻璃板能看到和。
(3) 平面镜所成的像与物关于平面镜对称,硬币位置不变,将玻璃板平移,玻璃板仍在原来像与硬币对称轴上,像的位置不变,故选。
21.(1) 照相机
(2) 远离;①远视;②小
(3) 2;B
【解析】(1) 探究过程中,某次将蜡烛和凸透镜固定后,移动光屏,当光屏上出现清晰像时,三者位置如图甲所示。已知物距大于像距,成倒立、缩小的实像,该成像情况在生活中的应用是照相机。
(2) 在图甲的基础上,小德将蜡烛移至刻度线处,物距变小,要在光屏上看到清晰的像,应增大像距,将光屏远离透镜。①远视眼镜的镜片为凸透镜,对光线有会聚作用。若不移动光屏,还想在光屏上得到清晰的像,可以将一个远视眼镜的镜片放在凸透镜和烛焰之间,也能使光屏上的像变清晰。②若不移动光屏,还想在光屏上得到清晰的像,像要提前会聚,则应换用焦距更小的凸透镜。
(3) 因为凸透镜中间厚,边缘薄,切去中间部分后将剩余部分靠拢在一起相当于两个透镜,将成2个像。物体由无数点组成,物体上任一点有无数条光线射向凸透镜,经凸透镜折射后,无数条光线会聚成该点的像,把阴影部分用黑纸遮挡起来,还有光线经另外的部分透过凸透镜成像,故成一个完整的像,只是像的亮度变暗了。故选。
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