内容正文:
第三章 光的折射 透镜
一、单选题
1.下列说法不正确的是( )
A.显微镜由两个凸透镜组成,目镜成倒立放大的实像,物镜成正立放大的虚像
B.望远镜分为折射式望远镜和反射式望远镜
C.显微镜和各种形式的望远镜,目镜都成虚像
D.无论什么形式的望远镜,其物镜直径越大越好
2.如图所示,水池底部有一个小射灯,当池中无水时,岸上的人观察到池壁上点S被照亮;当池中水面到达a时,人眼观察到池壁上点P被照亮;当池中注满水(即水面升高到b)时,人眼观察到池壁上点Q被照亮。则( )
A.点S在点Q下方、且在点P上方
B.点S与点Q是同一个点
C.点P在点S上方
D.点S在点P下方,且在点Q上方
3.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,某学习小组用如图甲所示的方法测量凸透镜的焦距:正确安装并调节实验装置后,在光屏上得到一个清晰的像,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.由图甲可知,该凸透镜的焦距是40.0cm
B.照相机成像特点与图乙中烛焰的成像特点相同
C.图乙中的烛焰向远离凸透镜方向移动,所成的像逐渐变小
D.图乙中若用黑纸片将凸透镜挡一半,光屏上成半个烛焰的像
4.如图a,蜡烛在光屏上能成一清晰的像。如果沿直径对称地切除透镜很小的一部分,如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.在a图中,如果一只小飞虫恰好落在透镜上的P点,不会在光屏上留下小飞虫的影子
B.在a图中,如果蜡烛向透镜不断靠近,则所成的像一直变大
C.在b图中,A、B合拢后,所成像情况与a图相同,只是亮度变低
D.在b图中,A、B合拢后,无论怎样移动光屏,在光屏上都不能成像
5.如图所示,某同学欲拍摄一棵高大树木的全景,但从取景框中只能看到树的一部分,他要拍摄到这棵树的全景,可以采取的方法是( )
A.向后退几步,镜头后缩
B.向前再走几步,镜头后缩
C.把相机向上举高,镜头前伸
D.向地面蹲下,镜头前伸
6.防控疫情有“三宝”(扫码、测温、戴口罩)。体温检测是新冠肺炎疫情防控工作中的重要环节,常用工具有水银体温计和红外线测温枪,下列说法正确的是( )
A.红外线是一种客观存在的光,属于可见光
B.水银体温计利用了气体热胀冷缩的原理
C.水银温度计的测温范围是25℃-42℃
D.测温枪是通过接收身体辐射的红外线来显示被测人的体温
7.水幕电影是通过高压水泵和特制水幕发生器,将水自下而上高速喷出,雾化后形成扇形“银幕”,由专用放映机将影像从水幕后投射在“银幕”上,形成水幕电影。如图所示,当水幕前的观众观摩电影时,扇形水幕与水面融为一体,炫彩夺目,让人产生一种梦幻的感觉。以下说法中正确的是( )
A.放映机的成像原理和投影仪相同
B.水中的倒影是由于光的折射形成的
C.水幕上成的是虚像
D.炫彩夺目的水幕是光源
8.下列关于实像与虚像的说法中正确的是( )
A.实像可以拍照,虚像不能拍照
B.实像不能拍照,虚像可以拍照
C.实像能用眼看到,虚像不能用眼看到
D.实像能用光屏接收,虚像不能
二、填空题
9.如图,一束激光沿直线射到空水槽底部O点,形成一个光斑。向水槽中注入适量水后,水槽底部光斑移动到O点的 (选填“左”或“右”)侧。继续沿水槽壁缓慢注水,此过程中,折射角将 (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
10.为了防控新型冠状病毒疫情,学校门口安装了测温摄像仪,测温摄像仪的成像原理与我们生活中的 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)成像原理相同,测温摄像时行人离镜头的距离应满足的条件是 。
11.如图所示,把一枚硬币固定在空杯的底部,后退直到看不到硬币的最右端 A 点。保持眼睛和杯子的位置不变,逐渐向杯中加水,硬币上表面中间一点(B 点)和最左端 C 点能先后被看到。
(1)看到的水中硬币是一个变 (选填“浅”或“深”)的虚像。
(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(选填“>”、“<”或“=”)。
12.小玲通过焦距为10cm的凸透镜看到了课本上“凸透”两字放大的像,如图所示,此时凸透镜到课本的距离应 (选填“大于20cm”“在10cm和20cm之间”或“小于10cm”);为了使看到的字更大一点,他要把凸透镜适当 (选填“靠近”或“远离”)课本。
13.小明用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律,当蜡烛、凸透镜、光屏三者高度如图所示时,适当调节 的高度后便可开始实验;当蜡烛距凸透镜25cm时,移动光屏,在光屏上承接到一个清晰的像,生活中的 就是根据该成像规律制成的;如果把凸透镜作为放大镜使用,它距离物体的距离应该 10cm。
三、实验题
14.小明利用一个纸筒、凸透镜和半透明薄膜自制了如图甲所示的模型照相机。在使用时发现,被拍摄物体和照相机的距离有变化时,像会变得不清晰。老师告诉小明,当物距改变时,照相机可通过伸缩镜头或调节镜头焦距两种方式再次得到清晰的像。为了验证老师的说法,小明选取了蜡烛、多个不同焦距的凸透镜、光具座等器材进行实验探究:
(1)实验前应将烛焰中心、凸透镜光心、光屏中心调至 ;
(2)当蜡烛、光屏、凸透镜在如图乙所示位置时,光屏上成清晰的像。将蜡烛向左调节到某一位置时,凸透镜向 (选填“左”或“右”)调节,光屏上再次成清晰倒立缩小的像。得出:当物距改变时,伸缩镜头可以再次获得清晰的像;
(3)小明将蜡烛、光屏、凸透镜调回如图乙所示位置。将蜡烛向左调节到某一位置时,换用焦距 (选填“更大”或“更小”)的凸透镜,光屏上再次成清晰的像。得出:当物距改变时,调节镜头焦距可以再次获得清晰的像;
(4)蜡烛燃烧一段时间后,光屏上的像位置偏高,小明将光具座左侧抬高, (选填“可以”或“不可以”)使像回到光屏中央;
(5)请在图丙中画出烛焰S发出的平行于主光轴的光线经过凸透镜后的折射光线。( )
四、计算题
15.如图在遮光板上挖去一直径为 d1的洞,恰好可装入一薄透镜,光屏距遮光板长度为 d,若在光屏上所呈像的直径为 d2,求透镜的焦距。 (提示:如果两个三角形三个角对应相等,则他们为相似三角形,本题可以利用相似三角形对应边成比例来作答)
试卷第1页,共3页
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《第三章 光的折射 透镜》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
A
A
C
A
A
D
A
D
1.A
【详解】A.显微镜的物镜和目镜都是凸透镜,物镜成倒立放大的实像,目镜成正立放大的虚像,故A不正确,符合题意;
B.根据物镜的不同,望远镜可分为折射望远镜和反射望远镜,故B正确,不符合题意;
C.无论是显微镜还是望远镜,目镜都成正立放大的虚像,故C正确,不符合题意;
D.各种望远镜的物镜直径越大,收集的光线越多,观察越清晰,故D正确,不符合题意。
故选A。
2.A
【详解】往池内注水,水面升至a位置时,发生折射,根据折射角大于入射角画出折射光线,点P被照亮,如下图所示:
水面上升至b位置时,光在水中沿直线传播,经水池侧壁反射后,光线从水中斜射向空气中,折射角大于入射角,折射光线远离法线,如下图所示:
通过以上两图可知:点S在点Q下方、且在点P上方,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.C
【详解】A.平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将会聚于一点,这点即为此透镜的焦点,从焦点到透镜光心的距离即为焦距,则透镜的焦距为
f=40.0cm-30.0cm=10.0cm
故A错误;
B.图乙中,物距为
u=50.0cm-35.0cm=15.0cm
像距为
v=80.0cm-50.0cm=30.cm
物距小于像距,由凸透镜成像规律可知,图乙中烛焰成的是倒立放大的实像,这个原理制成了投影仪,与照相机不同,故B错误;
C.图乙中的烛焰向远离凸透镜方向移动,物距变大,像距变小,像变小,故C正确;
D.用黑纸片将凸透镜遮挡一半,透镜的上半部分仍能会聚烛焰发出的光线,成烛焰完整的像,只是像比原来变暗,故D错误。
故选C。
4.A
【详解】A.一只小飞虫恰好落在透镜上的P点上,位于透镜的一倍焦距内,不会成像在光屏上,故A正确;
B.原来蜡烛在二倍焦距以外,靠近透镜过程中会经过焦点,而物体在凸透镜焦点上时不成像,当物距小于一倍焦距时,光屏上也看不到像。故B错误;
CD.沿直径对称切除透镜很小一部分,相当于把凸透镜分成了上下两个小凸透镜,这两个小凸透镜的焦点及焦距和光心与原来的凸透镜是一样的,不移动时主光轴、焦点都是重合的,仍然可以成像;当把上面的小凸透镜下移后,该小凸透镜的主光轴也下移,成的像也下移,且去掉一小段透镜,物体发出的光线仍能成像,只是亮度变低;下面的与之相反,像向上移,即A、B合拢后,光屏上会成两个变暗的像,故CD错误。
故选A。
5.A
【详解】在探究凸透镜成像的规律的过程中,物体从远处向凸透镜靠近的过程中,物体所成的像逐渐变大,并且像距离凸透镜越来越远。因此要使此时的像减小,就要使凸透镜逐渐的远离树木,即照相机远离树木,故应向后退几步,镜头后缩。
故选A。
6.D
【详解】A.红外线是一种客观存在的光,是一种看不见的光,故A错误;
B.水银体温计利用液体热胀冷缩的原理,故B错误;
C.水银体温计的测温范围是35℃~42℃,实验室水银温度计的测量范围是-20℃~110℃,故C错误;
D.人体会辐射红外线,温度越高辐射的红外线越强,所以测温枪是通过接收身体辐射的红外线来显示被测人的体温,故D正确。
故选D。
7.A
【详解】A.放映机和投影仪都是利用凸透镜成倒立、放大的实像的原理,故A正确;
B.水中的倒影属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故B错误;
C.水幕上成的像是放映机投放的倒立、放大的实像,故C错误;
D.炫彩夺目的水幕自身不发光,不是光源,故D错误。
故选A。
8.D
【详解】实像是由实际光线汇聚而成,能呈现在光屏上,可以拍照;虚像由实际光线的反向延长线汇聚而成,不能呈现在光屏上,但可以拍照(如照镜子看到的像、放大镜看到放大的字等);虚像和实像都能用眼睛看到,而且是在某一定的区域内看到;故D正确,ABC错误。
故选D。
9. 右 不变
【详解】[1]当注入适量水后,由于光的传播介质发生了变化,所以光发生了折射,由于水的密度大于空气的密度,所以折射角小于入射角,水槽底部光斑移动到O点的右侧。
[2]继续沿水槽壁缓慢注水,此过程中,入射光线与水面夹角不变,故入射角也不变,所以折射角将不变。
10. 照相机 成像时人到镜头的距离大于二倍焦距
【详解】[1][2]测温摄像仪的镜头是一个凸透镜,其成像原理与照相机相同,成像时物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像。
11. 浅 =
【详解】(1)[1]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(虚像的位置比物体的实际位置偏高)。
(2)[2]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的,即αB=αc。
12. 小于10cm 远离
【详解】[1]放大镜成的是正立、放大的虚像,放大镜成像时,物距小于1倍焦距,凸透镜的焦点为10cm,所以此时凸透镜到课本的距离应小于10cm。
[2]成虚像时,像随着物距的增大而增大,所以为了使看到的字更大一点,他要把凸透镜远离课本。
13. 蜡烛 照相机 小于
【详解】[1]实验中为了使像成在光屏的中心,应调节蜡烛、凸透镜、光屏三者高度在同一高度,由图可知,蜡烛偏高,则要适当将蜡烛向下调节。
[2]当蜡烛距凸透镜25cm时,物距大于2f,成的像是倒立、缩小的实像,生活中的照相机就是根据该成像规律制成的。
[3]如果把凸透镜作为放大镜使用,它距离物体的距离小于f,即应该小于10cm。
14. 同一高度 右 更大 不可以
【详解】(1)[1]实验前需要将烛焰中心、凸透镜光心、光屏中心调至同一高度,这样做的目的是使像呈现在光屏中央。
(2)[2]如图乙所示位置时,光屏上成倒立缩小的实像。此时将蜡烛向左调节到某一位置时,物距增大,根据凸透镜成像规律,此时像距应该减小,故凸透镜应该向右移动,使得光屏上再次呈现清晰的像。
(3)[3]如图乙所示位置时,光屏上成倒立缩小的实像。此时将蜡烛向左调节到某一位置时,物距增大,根据凸透镜成像规律,此时像的位置在原来光屏的左边,故可换用焦距更大的凸透镜,会聚能力更弱,使得原本提前会聚所成的像回到原来的光屏上。
(4)[4]蜡烛燃烧一段时间后变短,可知光屏上像的位置偏高,将光具座左侧抬高,没有改变烛焰中心和凸透镜光心之间的位置关系,根据通过光心的光线传播方向不变,可知像在光屏上的位置不会发生改变,即不可以使像回到光屏中央。
(5)[5]烛焰S发出的平行于主光轴的光线经过凸透镜后会经过凸透镜右侧焦点,故连接入射点和右侧焦点,作出折射之后的光线,如图所示:
15.
【详解】解:由题意可知,透镜为凸透镜,光屏上成实像,设凸透镜焦距为f,凸透镜的焦点应位于光屏左侧,光路如图。
由于
根据相似三角形知识可知
则凸透镜的焦距
答∶凸透镜的焦距为。
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