第三章 光和眼睛(单元测试·提升卷)物理沪粤版2024八年级上册
2025-10-30
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5份
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44页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理沪粤版八年级上册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第三章 光和眼睛 |
| 类型 | 作业-单元卷 |
| 知识点 | 透镜及其应用 |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 16.47 MB |
| 发布时间 | 2025-10-30 |
| 更新时间 | 2025-08-25 |
| 作者 | 物理怪怪怪 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2025-08-25 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53605220.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
试题 第 1页(共 6页) 试题 第 2页(共 6页) 试题 第 3页(共 6页)
学科网(北京)股份有限公司
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2025-2026学年八年级上册物理单元检测卷
第三章·素养提升
建议用时:80分钟,满分:100分
一、单项选择题(共 7小题,每小题 3分,共 21分)
1.人眼是一个高度精密的光学系统,下列围绕人眼的讨论,错误的是
( )
A.视网膜相当于光屏
B.物体在视网膜上成的像的像距大于二倍焦距
C.晶状体和角膜相当于一个凸透镜
D.外界物体在视网膜上成的像是倒立的
2.如图所示,固定在水面上方的光源发出一束光线经水面反射后在光
屏上有一个光斑 A,已知光束与水面的夹角为 46°,下列说法中正确
的是( )
第 2题图 第 3题图 第 4题图
A.入射角的大小为 46° B.当水面降低时,入射角将增大
C.当水面升高时,光斑 A将向右移动
D.当水面降低时,光斑 A将向右移动
3.如图所示,平面镜竖直放置在水平面上,一支直立的铅笔从平面镜
前 20cm处,以 1cm/s的水平速度垂直向平面镜匀速靠近,下列说法
正确的是( )
A.经过 2s,铅笔与它的像之间的距离变为 36cm
B.为使在铅笔位置观察铅笔在平面镜中成完整的像,平面镜应至
少高 10cm
C.铅笔的像相对于铅笔是静止的
D.将平面镜竖直向上提高 2cm,铅笔的像也向上提高了 2cm
4.学校新建成一个喷水池,在池底的中央安装一只射灯。经过连续几
天观察,晓霞同学发现:池内无水时,在 S点形成一个亮斑,如图所
示;池内水面升至 a位置时,她在池旁看到亮斑的位置在 P点;水面
升至 b位置时,她看到亮斑的位置在 Q点。则,她在池旁看到亮斑的
位置在 P点;水面升至 b位置时( )
A.P点、Q点都在 S点的下方 B.P点、Q点都在 S点的上方
C.P点在 S点的下方,Q点在 S点的上方
D.Q点在 S点的下方,P点在 S点的上方
5.下列说法中正确的是( )
A.凸透镜只对平行光有会聚作用
B.一束太阳光可以通过三棱镜分解为不同的色光
C.反射光线与入射光线不在同一平面内
D.人离平面镜越远,人在平面镜中所成的像就越小
6.某同学在探究凸透镜成像规律时,做了两次实验,且均规范操作。
他将发光体分别放在距同一凸透镜 10厘米和 12厘米处,且分别移动
另一侧的光屏,其中只有一次在光屏上能找到清晰像。关于该像情况,
以下判断正确的是( )
A.像距小于 10厘米,放大的虚像
B.像距小于 12厘米,缩小的实像
C.像距大于 20厘米,放大的实像
D.像距等于 24厘米,等大的实像
7.正常人的眼睛具有很强的自我调节功能,可以使远处和近处的物体
都成像在视网膜上。以下说法正确的是( )
A.当我们从看远处物体改为看近处物体时,晶状体焦距变短
B.当我们从看远处物体改为看近处物体时,晶状体凸度变小
C.正常人看很远处物体时分辨不清,是由于物体不能在视网膜上
成清晰的像
D.人眼晶状体凸度过大时为近视眼,应佩戴凸透镜制作的眼镜进
行矫正
二、填空题(共 9小题,每空 1分,共 27分)
8.如图所示,一束太阳光通过三棱镜折射后,在白色光屏上形成一条
彩色光带,这个现象叫光的 现象;其中白色光屏上最上面一条
光带的颜色是 色。如果在白色光屏前放置一块红色玻璃,我们
在白屏上能看到 。
第 8题图 第 9题图 第 11题图
9.如图,晚上在桌面上铺一张白纸,把一小块平面镜平放在纸上,让
手电筒的光正对着平面镜照射。此时,从侧面看去白纸比
较 ,因为光在白纸表面发生 ;如果眼睛挨着
手电筒正对着桌面往下看,则 比较亮。
10.小明身高 1.7m,站在竖直放置的平面镜前 1.5m处,他的像与他
之间的距离是 m,他的像高 m,当他向后退
0.5m时,像到平面镜的距离是 m。
11.如图所示,弟弟在 A处看不到硬币。小明向杯中缓缓注水后,弟
弟能看到硬币了,这是由于光从 斜射到 中时
发生折射造成的,此时折射角 入射角。
12.如图所示,将一只透镜正对着太阳,把一张纸放在它下方,纸上
呈现一个圆光斑,光斑直径小于透镜直径,测得光斑到透镜的距离为
L。(1)根据图像可推断该透镜的种类是 ;(2)若透镜焦
距小于 L,透镜靠近纸面,会看到圆光斑 ;若透镜焦距大
于 L,透镜靠近纸面,会看到圆光斑 。(填光斑大小变化
情况)
第 12题图 第 13题图
13.在探究凸透镜成像规律的实验中,应调节烛焰和光屏中心位于凸
透镜的 上。已知凸透镜焦距为10cm,各元件初位置如图所示,
要使光屏上成清晰的像:(1)若移动光屏,应将光屏向 (选
填“左”或“右”)移动;(2)若透镜向左移动,最终光屏上成的是倒立、
的实像。
14.小金购买了一个天文望远镜,他拆解后发现,天文望远镜的目镜
和物镜都是凸透镜,查阅资料,找到原理图,如图所示。若物镜的焦
距为 f1,目镜的焦距为 f2,物镜所起的作用相当于是一个 (选
填“照相机”“投影仪”或“放大镜”),物镜成像的像距 v范围是 ,
若 f2变大,则最后所成的像将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
第 14题图 第 15题图
15.如图甲所示的黑白卡片,左侧在白光照射下呈现黑色是因
为 ,在高脚玻璃杯前方观察到如图乙所示装水部分“黑白颠倒”
的现象,此时装水部分的高脚杯和杯内水的组合相当于一个 透
镜,若希望看到“黑白颠倒”的现象重新颠倒回来,则应将高脚杯
(选填“靠近”或“远离”)黑白卡片。
16.跟平面镜成 50°的一条光线照射到平面镜上时,反射角为 ;
若保持入射光线方向不变,要使入射角增大 20°,应将平面镜转
动 ,此时反射光线与入射光线之间的夹角增大了 。
三、实验题(共 3小题,每空 1分,共 22分)
17.学习了光学知识后,爱动脑筋的小桐和小朵想自己探究小孔成像
现象。如图甲所示,她们给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和
一个方孔,可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像。
(1)通过小孔所成的像是 (选填“实像”或“虚像”);
(2)分析比较甲、乙两图,可以得出结论:物体所成的像的形状与
______无关;
(3)分析比较甲、丙两图,可以得出结论:物体所成的像的形状与
______有关;
(4)为了探究孔的大小是否影响小孔所成的像,则应选择下列乙图所
示的______孔,然后用卡片覆盖并移动卡片以改变孔的大小进行实验;
(5)人眼从光屏右侧观察,若将光源顺时针旋转,则屏上的像将______
(选填“顺时针”或“逆时针”)旋转;
(6)保持小孔距光屏的位置不变,应将蜡烛向______移动(选填“左”
或“右”),可以使得屏上的像变大;
(7)勤于思考的小朵在底部扎了两个小孔,则在半透明膜上可以观察
到烛焰的像有______(选填“一”或“两”)个。
18.小明为探究光的折射规律设计了下面两个实验装置:如图甲所示
的实验装置,其中光屏 F可绕直径 NOM前后折转。
(1)实验时,先让光屏 E、F位于同一平面内,一束激光贴着光屏 E
试题 第 4页(共 6页) 试题 第 5页(共 6页) 试题 第 6页(共 6页)
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从空气斜射入水中,在光屏 F上可以看到折射后的光束,观察发现折
射光线和入射光线位于法线 ;小明将光屏 F向后折转一
定角度后,在光屏 F上不能看到折射光,说明折射光线和入射光线
(选填“在”、“不在”)同平面内;
(2)小明将光屏 F恢复原状,保持入射光不动,继续加水,会看到
杯底的亮斑 B向 (选填“左”、“右”、“上”)移动;
(3)小明继续用另一支激光笔让光沿着 BO射向水面时,可看到折射
光沿 OA射出,这说明在光折射现象中光路是 。
(4)小明让一束光强不变的激光从某玻璃斜射向空气(如图乙、丙),
不断调整入射角,通过实验得到如表格:
入射角α 0° 10° 20° 30° 40° 41.8° 50°
折射角β 0° 15.2° 30.9° 48.6° 81° 90°
反射能量 5% 7% 26% 43% 84% 100% 100%
①光的折射现象一般都会伴随着反射现象的发生,当入射角增大时,
折射角 (选填“增大”、“减小”或“不变”),折射光线的能
量 (选填“增大”、“减小”或“不变”);
②当入射角 41.8 时,折射光线消失,反射光线会变得更亮,即发
生光的全反射现象。图像丁中的图线 (选填“a”或“b”)反
映了上述实验中的两角关系;
19.同学们利用如图所示器材探究“凸透镜成像规律”,操作如下:
(1)由于实验中凸透镜的焦距未知,故小艳同学先利用一束平行光测
量凸透镜的焦距,如图甲所示,则该透镜的焦距是 cm;
(2)实验时调节光源、凸透镜和光屏的中心大致在 上,其目
的是使所成的像在光屏中央;
(3)图乙中光屏上出现了清晰的像,生活中利用这个成像特点制成了
(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”);当光源适当靠近透镜时,为
使光屏上依旧出现清晰的像,光屏应适当 (选填“靠近”或“远
离”)透镜;
(4)观察光屏上像的特点时小畅不小心用手指遮挡住了透镜的上半部
分,此时光屏上 F 光源的像 (选填“完整”或“不完整”);充
满好奇心的小畅同学继续探索,让透镜位置保持不动,将光源和光屏
的位置对调,对调后在光屏上 选填(“能”或“不能”)看到 F
光源的像;
(5)小宇同学将自己的近视眼镜放在透镜与光源之间,光屏上原来清
晰的像变模糊了, 使光屏 (填“靠近”或“远离”)透镜,又能在
光屏上看到发光体清晰的像。
(6)小王同学为了研究像和物的运动快慢和轨迹,设计了如图丙所示
的装置,F1、F2是凸透镜的两个焦点,S是距凸透镜距离大于 2倍焦
距的点光源,S'是 S经凸透镜所成的像。当点光源 S沿平行于主光轴
方向向右匀速运动靠近透镜时,则像 S'的移动情况
A.像 S'沿平行于主光轴方向靠近凸透镜方向匀速运动
B.像 S'沿平行于主光轴方向远离凸透镜方向移动,速度逐渐变大
C.像 S'沿 F2与 S'连线方向远离凸透镜方向移动,速度逐渐变大
四、计算题(共 2小题,共 12分)
20.在研究凸透镜成像的实验过程中,细心的同学发现,当成实像时
物距(u)、像距(v)和焦距(f)间存在着一定的关系,进一步对数
据进行研究发现,要成清晰的实像必须满足:
1 1 1
f u v
。求:
(1)若现用一焦距为 10cm的凸透镜做成像实验,当物距为 12cm时,
此时光屏应在透镜右侧距透镜多少 cm的地方才能成清晰的像?
(2)若此时蜡烛在 1s钟内远离透镜 2cm,则光屏应在透镜右侧距透
镜多少 cm的地方才能成清晰的像?
21.南北向摆放着一面足够高的平面镜 A,宽度为 1m。甲同学戴着头
灯面对 A镜站立,乙同学站在甲同学南方 4m处,向着甲同学以 1m/s
的速度匀速靠近,对以下问题进行探究:
(1)乙同学从 A镜中看到甲同学所戴头灯的时间;
(2)若房间内还有个东西向摆放的宽度也为 1m的 B镜,其位置如图
所示。则乙同学再重复刚才的匀速直线运动,请画出她从 A中看到头
灯的观察范围的光路图。
五、综合能力题(共 3小题,每空 1分,共 18分)
22.工匠师维护精密仪表时,在眼睛前戴一个透镜,便于观察仪表的
细微之处,如图所示。
(1)这个透镜能够使光线 (选填“会聚”或“发散”);
(2)透镜与仪表的距离 u应满足下列________条件;
A.u f B. 2f u f C. 2u f D. 2u f E.u f
(3)工匠师通过透镜观察到的仪表的像是 (选填“正立”或“倒
立”)的;
(4)下图中, A B 为工匠师通过透镜观察到的物体 AB的像,O为透
镜的光心,F为焦点,MN为主光轴,请通过作图完成下列要求:
①在下图虚线方框中画出相应的透镜;
②确定物体 AB所在的位置(保留作图痕迹)。
23.古代文物与现代展示方式相结合,透过现代看过去,满满的传承。
(1)如图甲所示是广州美术馆常设展厅中“齐白石印”的展台,由于印
章小,博物馆工作人员在印章上方放置一个凸透镜,参观者从右侧透
过上方镜(凸透镜)能看到正立、放大的“印章”,看到“印章”是光的
现象,此时印章到凸透镜的距离在 (选填“一倍焦距内”、“大于
一倍焦距小于两倍焦距”、“两倍焦距以外”):当参观者远离上方镜(凸
透镜)时,通过上方镜所成的像的大小 (选填“变大”、“变小”
或“不变”);通过下方镜(平面镜)看到印章底部的字是“等大的像”,
这是光的 现象造成的;
(2)如图乙所示是博物馆内“齐白石印”的展台示意图,F为凸透镜的
焦点,O为凸透镜的光心,光线 a平行于凸透镜的主光轴(图中虚线)。
请在图乙中画出光线 a经过凸透镜后的光线、光线 b经过平面镜反射
后的光线。
24.如图所示,一束光由空气中的 A点射向水面上的 S点,在水面同
时发生反射和折射。请画出:
(1)画出入射光线和反射光线 ;
(2)大致画出该光线进入水中的折射光线 ;
(3)画出物体 AB在水中所成的像 ;
(4)若 AB远离水面,则第(3)问的像大小会 (选
填“变大”“变小”“不变”)。
2025-2026学年八年级上册物理单元检测卷
第三章·素养提升
建议用时:80分钟,满分:100分
一、单项选择题(共7小题,每小题3分,共21分)
1.人眼是一个高度精密的光学系统,下列围绕人眼的讨论,错误的是( )
A.视网膜相当于光屏
B.物体在视网膜上成的像的像距大于二倍焦距
C.晶状体和角膜相当于一个凸透镜
D.外界物体在视网膜上成的像是倒立的
2.如图所示,固定在水面上方的光源发出一束光线经水面反射后在光屏上有一个光斑A,已知光束与水面的夹角为,下列说法中正确的是( )
A.入射角的大小为 B.当水面降低时,入射角将增大
C.当水面升高时,光斑A将向右移动 D.当水面降低时,光斑A将向右移动
3.如图所示,平面镜竖直放置在水平面上,一支直立的铅笔从平面镜前20cm处,以1cm/s的水平速度垂直向平面镜匀速靠近,下列说法正确的是( )
A.经过2s,铅笔与它的像之间的距离变为36cm
B.为使在铅笔位置观察铅笔在平面镜中成完整的像,平面镜应至少高10cm
C.铅笔的像相对于铅笔是静止的
D.将平面镜竖直向上提高2cm,铅笔的像也向上提高了2cm
4.学校新建成一个喷水池,在池底的中央安装一只射灯。经过连续几天观察,晓霞同学发现:池内无水时,在S点形成一个亮斑,如图所示;池内水面升至位置时,她在池旁看到亮斑的位置在点;水面升至位置时,她看到亮斑的位置在点。则,她在池旁看到亮斑的位置在P点;水面升至b位置时( )
A.P点、Q点都在S点的下方
B.P点、Q点都在S点的上方
C.P点在S点的下方,Q点在S点的上方
D.Q点在S点的下方,P点在S点的上方
5.下列说法中正确的是( )
A.凸透镜只对平行光有会聚作用
B.一束太阳光可以通过三棱镜分解为不同的色光
C.反射光线与入射光线不在同一平面内
D.人离平面镜越远,人在平面镜中所成的像就越小
6.某同学在探究凸透镜成像规律时,做了两次实验,且均规范操作。他将发光体分别放在距同一凸透镜10厘米和12厘米处,且分别移动另一侧的光屏,其中只有一次在光屏上能找到清晰像。关于该像情况,以下判断正确的是( )
A.像距小于10厘米,放大的虚像 B.像距小于12厘米,缩小的实像
C.像距大于20厘米,放大的实像 D.像距等于24厘米,等大的实像
7.正常人的眼睛具有很强的自我调节功能,可以使远处和近处的物体都成像在视网膜上。以下说法正确的是( )
A.当我们从看远处物体改为看近处物体时,晶状体焦距变短
B.当我们从看远处物体改为看近处物体时,晶状体凸度变小
C.正常人看很远处物体时分辨不清,是由于物体不能在视网膜上成清晰的像
D.人眼晶状体凸度过大时为近视眼,应佩戴凸透镜制作的眼镜进行矫正
二、填空题(共9小题,每空1分,共27分)
8.如图所示,一束太阳光通过三棱镜折射后,在白色光屏上形成一条彩色光带,这个现象叫光的 现象;其中白色光屏上最上面一条光带的颜色是 色。如果在白色光屏前放置一块红色玻璃,我们在白屏上能看到 。
9.如图,晚上在桌面上铺一张白纸,把一小块平面镜平放在纸上,让手电筒的光正对着平面镜照射。此时,从侧面看去白纸比较 ,因为光在白纸表面发生 ;如果眼睛挨着手电筒正对着桌面往下看,则 比较亮。
10.小明身高1.7m,站在竖直放置的平面镜前1.5m处,他的像与他之间的距离是 m,他的像高 m,当他向后退0.5m时,像到平面镜的距离是 m。
11.如图所示,弟弟在A处看不到硬币。小明向杯中缓缓注水后,弟弟能看到硬币了,这是由于光从 斜射到 中时发生折射造成的,此时折射角 入射角。
12.如图所示,将一只透镜正对着太阳,把一张纸放在它下方,纸上呈现一个圆光斑,光斑直径小于透镜直径,测得光斑到透镜的距离为L。
(1)根据图像可推断该透镜的种类是 ;
(2)若透镜焦距小于L,透镜靠近纸面,会看到圆光斑 ;若透镜焦距大于L,透镜靠近纸面,会看到圆光斑 。(填光斑大小变化情况)
13.在探究凸透镜成像规律的实验中,应调节烛焰和光屏中心位于凸透镜的 上。已知凸透镜焦距为,各元件初位置如图所示,要使光屏上成清晰的像:(1)若移动光屏,应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动;(2)若透镜向左移动,最终光屏上成的是倒立、 的实像。
14.小金购买了一个天文望远镜,他拆解后发现,天文望远镜的目镜和物镜都是凸透镜,查阅资料,找到原理图,如图所示。若物镜的焦距为,目镜的焦距为,物镜所起的作用相当于是一个 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”),物镜成像的像距v范围是 ,若变大,则最后所成的像将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
15.如图甲所示的黑白卡片,左侧在白光照射下呈现黑色是因为 ,在高脚玻璃杯前方观察到如图乙所示装水部分“黑白颠倒”的现象,此时装水部分的高脚杯和杯内水的组合相当于一个 透镜,若希望看到“黑白颠倒”的现象重新颠倒回来,则应将高脚杯 (选填“靠近”或“远离”)黑白卡片。
16.跟平面镜成50°的一条光线照射到平面镜上时,反射角为 ;若保持入射光线方向不变,要使入射角增大20°,应将平面镜转动 ,此时反射光线与入射光线之间的夹角增大了 。
三、实验题(共3小题,每空1分,共22分)
17.学习了光学知识后,爱动脑筋的小桐和小朵想自己探究小孔成像现象。如图甲所示,她们给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔,可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像。
(1)通过小孔所成的像是 (选填“实像”或“虚像”);
(2)分析比较甲、乙两图,可以得出结论:物体所成的像的形状与 无关;
(3)分析比较甲、丙两图,可以得出结论:物体所成的像的形状与 有关;
(4)为了探究孔的大小是否影响小孔所成的像,则应选择下列乙图所示的 孔,然后用卡片覆盖并移动卡片以改变孔的大小进行实验;
(5)人眼从光屏右侧观察,若将光源顺时针旋转,则屏上的像将 (选填“顺时针”或“逆时针”)旋转;
(6)保持小孔距光屏的位置不变,应将蜡烛向 移动(选填“左”或“右”),可以使得屏上的像变大;
(7)勤于思考的小朵在底部扎了两个小孔,则在半透明膜上可以观察到烛焰的像有 (选填“一”或“两”)个。
18.小明为探究光的折射规律设计了下面两个实验装置:如图甲所示的实验装置,其中光屏F可绕直径NOM前后折转。
(1)实验时,先让光屏E、F位于同一平面内,一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中,在光屏F上可以看到折射后的光束,观察发现折射光线和入射光线位于法线 ;小明将光屏F向后折转一定角度后,在光屏F上不能看到折射光,说明折射光线和入射光线 (选填“在”、“不在”)同平面内;
(2)小明将光屏F恢复原状,保持入射光不动,继续加水,会看到杯底的亮斑B向 (选填“左”、“右”、“上”)移动;
(3)小明继续用另一支激光笔让光沿着BO射向水面时,可看到折射光沿OA射出,这说明在光折射现象中光路是 。
(4)小明让一束光强不变的激光从某玻璃斜射向空气(如图乙、丙),不断调整入射角,通过实验得到如表格:
入射角α
0°
10°
20°
30°
40°
41.8°
50°
折射角β
0°
15.2°
30.9°
48.6°
81°
90°
反射能量
5%
7%
26%
43%
84%
100%
100%
①光的折射现象一般都会伴随着反射现象的发生,当入射角增大时,折射角 (选填“增大”、“减小”或“不变”),折射光线的能量 (选填“增大”、“减小”或“不变”);
②当入射角时,折射光线消失,反射光线会变得更亮,即发生光的全反射现象。图像丁中的图线 (选填“a”或“b”)反映了上述实验中的两角关系;
19.同学们利用如图所示器材探究“凸透镜成像规律”,操作如下:
(1)由于实验中凸透镜的焦距未知,故小艳同学先利用一束平行光测量凸透镜的焦距,如图甲所示,则该透镜的焦距是 cm;
(2)实验时调节光源、凸透镜和光屏的中心大致在 上,其目的是使所成的像在光屏中央;
(3)图乙中光屏上出现了清晰的像,生活中利用这个成像特点制成了 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”);当光源适当靠近透镜时,为使光屏上依旧出现清晰的像,光屏应适当 (选填“靠近”或“远离”)透镜;
(4)观察光屏上像的特点时小畅不小心用手指遮挡住了透镜的上半部分,此时光屏上F 光源的像 (选填“完整”或“不完整”);充满好奇心的小畅同学继续探索,让透镜位置保持不动,将光源和光屏的位置对调,对调后在光屏上 选填(“能”或“不能”)看到F光源的像;
(5)小宇同学将自己的近视眼镜放在透镜与光源之间,光屏上原来清晰的像变模糊了, 使光屏 (填“靠近”或“远离”)透镜,又能在光屏上看到发光体清晰的像。
(6)小王同学为了研究像和物的运动快慢和轨迹,设计了如图丙所示的装置,F1、F2是凸透镜的两个焦点,S是距凸透镜距离大于2倍焦距的点光源,S'是S经凸透镜所成的像。当点光源S沿平行于主光轴方向向右匀速运动靠近透镜时,则像S'的移动情况
A.像S'沿平行于主光轴方向靠近凸透镜方向匀速运动
B.像S'沿平行于主光轴方向远离凸透镜方向移动,速度逐渐变大
C.像S'沿F2与S'连线方向远离凸透镜方向移动,速度逐渐变大
四、计算题(共2小题,共12分)
20.在研究凸透镜成像的实验过程中,细心的同学发现,当成实像时物距(u)、像距(v)和焦距(f)间存在着一定的关系,进一步对数据进行研究发现,要成清晰的实像必须满足:。求:
(1)若现用一焦距为10cm的凸透镜做成像实验,当物距为12cm时,此时光屏应在透镜右侧距透镜多少cm的地方才能成清晰的像?
(2)若此时蜡烛在1s钟内远离透镜2cm,则光屏应在透镜右侧距透镜多少cm的地方才能成清晰的像?
21.南北向摆放着一面足够高的平面镜A,宽度为1m。甲同学戴着头灯面对A镜站立,乙同学站在甲同学南方4m处,向着甲同学以1m/s的速度匀速靠近,对以下问题进行探究:
(1)乙同学从A镜中看到甲同学所戴头灯的时间;
(2)若房间内还有个东西向摆放的宽度也为1m的B镜,其位置如图所示。则乙同学再重复刚才的匀速直线运动,请画出她从A中看到头灯的观察范围的光路图。
五、综合能力题(共3小题,每空1分,共18分)
22.工匠师维护精密仪表时,在眼睛前戴一个透镜,便于观察仪表的细微之处,如图所示。
(1)这个透镜能够使光线 (选填“会聚”或“发散”);
(2)透镜与仪表的距离u应满足下列________条件;
A. B. C.
D. E.
(3)工匠师通过透镜观察到的仪表的像是 (选填“正立”或“倒立”)的;
(4)下图中,为工匠师通过透镜观察到的物体AB的像,O为透镜的光心,F为焦点,MN为主光轴,请通过作图完成下列要求:
①在下图虚线方框中画出相应的透镜;
②确定物体AB所在的位置(保留作图痕迹)。
23.古代文物与现代展示方式相结合,透过现代看过去,满满的传承。
(1)如图甲所示是广州美术馆常设展厅中“齐白石印”的展台,由于印章小,博物馆工作人员在印章上方放置一个凸透镜,参观者从右侧透过上方镜(凸透镜)能看到正立、放大的“印章”,看到“印章”是光的 现象,此时印章到凸透镜的距离在 (选填“一倍焦距内”、“大于一倍焦距小于两倍焦距”、“两倍焦距以外”):当参观者远离上方镜(凸透镜)时,通过上方镜所成的像的大小 (选填“变大”、“变小”或“不变”);通过下方镜(平面镜)看到印章底部的字是“等大的像”,这是光的 现象造成的;
(2)如图乙所示是博物馆内“齐白石印”的展台示意图,F为凸透镜的焦点,O为凸透镜的光心,光线a平行于凸透镜的主光轴(图中虚线)。请在图乙中画出光线a经过凸透镜后的光线、光线b经过平面镜反射后的光线。
24.如图所示,一束光由空气中的A点射向水面上的S点,在水面同时发生反射和折射。请画出:
(1)画出入射光线和反射光线 ;
(2)大致画出该光线进入水中的折射光线 ;
(3)画出物体AB在水中所成的像 ;
(4)若AB远离水面,则第(3)问的像大小会 (选填“变大”“变小”“不变”)。
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第三章·素养提升
一、单项选择题(共7小题,每小题3分,共21分)
1
2
3
4
5
6
7
B
D
A
C
B
C
A
二、填空题(共9小题,每空1分,共27分)
8.色散 红 只有红色
9.亮 漫反射 平面镜
10. 3 1.7 2
11.水中 空气 大于
12.凸透镜 先变小后变大 一直增大
13.主光轴 左 放大
14.照相机 变小
15.黑色吸收所有色光 凸 靠近
16.40° 20° 40°
三、实验题(共3小题,每空1分,共22分)
17.(1)实像;(2)孔的形状/小孔的形状;(3)物的形状/物体的形状;(4)B;(5)顺时针;(6)右; (7)两
18.(1) 两侧 在;(2)左;(3)可逆;(4)增大 减小 a
19.(1)10.0;(2)同一高度;(3)照相机 远离;(4)完整 能;(5)远离:;(6)C
四、计算题(共2小题,共12分)
20.(1)60cm;(2)25cm
解:(1)根据题意知道,焦距为10cm,物距为12cm,由知道,此时能成清晰的像时,光屏应在透镜右侧的距离是v,则
解得v=60cm。
(2)若此时蜡烛在1s钟内远离透镜2cm,则物距为
由知道,此时的像距v',则
解得v'=35cm,所以,成像清晰时光屏应该向左端移动的距离
21.(1) 2s;(2)见解析
解:(1)平面镜所成的像与镜面是对称的,据此做出甲同学通过平面镜A所成的像,完成光路图,如下图所示:
根据相似三角形的知识知道,甲同学到的距离为1m,甲同学到的距离为3m,则
即乙同学从镜中看到甲同学时通过的路程为
由知道,乙同学从镜中看到甲同学的时间为
(2)根据平面镜成像的特点做出甲同学通过B所成的像;然后做出经过A所成的像,光路如下图:
五、综合能力题(共3小题,每空1分,共18分)
22.(1)会聚;(2)A;(3)正立;(4)
23.(1) 折射 一倍焦距内 不变 反射;(2)
24.(1);(2)(3) ;(4)不变
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… 学校:______________姓名:_____________班级:_______________考号:______________________
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第三章·素养提升
建议用时:80分钟,满分:100分
一、单项选择题(共7小题,每小题3分,共21分)
1.人眼是一个高度精密的光学系统,下列围绕人眼的讨论,错误的是( )
A.视网膜相当于光屏
B.物体在视网膜上成的像的像距大于二倍焦距
C.晶状体和角膜相当于一个凸透镜
D.外界物体在视网膜上成的像是倒立的
2.如图所示,固定在水面上方的光源发出一束光线经水面反射后在光屏上有一个光斑A,已知光束与水面的夹角为46°,下列说法中正确的是( )
第2题图 第3题图 第4题图
A.入射角的大小为46° B.当水面降低时,入射角将增大
C.当水面升高时,光斑A将向右移动
D.当水面降低时,光斑A将向右移动
3.如图所示,平面镜竖直放置在水平面上,一支直立的铅笔从平面镜前20cm处,以1cm/s的水平速度垂直向平面镜匀速靠近,下列说法正确的是( )
A.经过2s,铅笔与它的像之间的距离变为36cm
B.为使在铅笔位置观察铅笔在平面镜中成完整的像,平面镜应至少高10cm
C.铅笔的像相对于铅笔是静止的
D.将平面镜竖直向上提高2cm,铅笔的像也向上提高了2cm
4.学校新建成一个喷水池,在池底的中央安装一只射灯。经过连续几天观察,晓霞同学发现:池内无水时,在S点形成一个亮斑,如图所示;池内水面升至a位置时,她在池旁看到亮斑的位置在P点;水面升至b位置时,她看到亮斑的位置在Q点。则,她在池旁看到亮斑的位置在P点;水面升至b位置时( )
A.P点、Q点都在S点的下方 B.P点、Q点都在S点的上方
C.P点在S点的下方,Q点在S点的上方
D.Q点在S点的下方,P点在S点的上方
5.下列说法中正确的是( )
A.凸透镜只对平行光有会聚作用
B.一束太阳光可以通过三棱镜分解为不同的色光
C.反射光线与入射光线不在同一平面内
D.人离平面镜越远,人在平面镜中所成的像就越小
6.某同学在探究凸透镜成像规律时,做了两次实验,且均规范操作。他将发光体分别放在距同一凸透镜10厘米和12厘米处,且分别移动另一侧的光屏,其中只有一次在光屏上能找到清晰像。关于该像情况,以下判断正确的是( )
A.像距小于10厘米,放大的虚像
B.像距小于12厘米,缩小的实像
C.像距大于20厘米,放大的实像
D.像距等于24厘米,等大的实像
7.正常人的眼睛具有很强的自我调节功能,可以使远处和近处的物体都成像在视网膜上。以下说法正确的是( )
A.当我们从看远处物体改为看近处物体时,晶状体焦距变短
B.当我们从看远处物体改为看近处物体时,晶状体凸度变小
C.正常人看很远处物体时分辨不清,是由于物体不能在视网膜上成清晰的像
D.人眼晶状体凸度过大时为近视眼,应佩戴凸透镜制作的眼镜进行矫正
二、填空题(共9小题,每空1分,共27分)
8.如图所示,一束太阳光通过三棱镜折射后,在白色光屏上形成一条彩色光带,这个现象叫光的 现象;其中白色光屏上最上面一条光带的颜色是 色。如果在白色光屏前放置一块红色玻璃,我们在白屏上能看到 。
第8题图 第9题图 第11题图
9.如图,晚上在桌面上铺一张白纸,把一小块平面镜平放在纸上,让手电筒的光正对着平面镜照射。此时,从侧面看去白纸比较 ,因为光在白纸表面发生 ;如果眼睛挨着手电筒正对着桌面往下看,则 比较亮。
10.小明身高1.7m,站在竖直放置的平面镜前1.5m处,他的像与他之间的距离是 m,他的像高 m,当他向后退0.5m时,像到平面镜的距离是 m。
11.如图所示,弟弟在A处看不到硬币。小明向杯中缓缓注水后,弟弟能看到硬币了,这是由于光从 斜射到 中时发生折射造成的,此时折射角 入射角。
12.如图所示,将一只透镜正对着太阳,把一张纸放在它下方,纸上呈现一个圆光斑,光斑直径小于透镜直径,测得光斑到透镜的距离为L。(1)根据图像可推断该透镜的种类是 ;(2)若透镜焦距小于L,透镜靠近纸面,会看到圆光斑 ;若透镜焦距大于L,透镜靠近纸面,会看到圆光斑 。(填光斑大小变化情况)
第12题图 第13题图
13.在探究凸透镜成像规律的实验中,应调节烛焰和光屏中心位于凸透镜的 上。已知凸透镜焦距为,各元件初位置如图所示,要使光屏上成清晰的像:(1)若移动光屏,应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动;(2)若透镜向左移动,最终光屏上成的是倒立、 的实像。
14.小金购买了一个天文望远镜,他拆解后发现,天文望远镜的目镜和物镜都是凸透镜,查阅资料,找到原理图,如图所示。若物镜的焦距为f1,目镜的焦距为f2,物镜所起的作用相当于是一个 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”),物镜成像的像距v范围是 ,若f2变大,则最后所成的像将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
第14题图 第15题图
15.如图甲所示的黑白卡片,左侧在白光照射下呈现黑色是因为 ,在高脚玻璃杯前方观察到如图乙所示装水部分“黑白颠倒”的现象,此时装水部分的高脚杯和杯内水的组合相当于一个 透镜,若希望看到“黑白颠倒”的现象重新颠倒回来,则应将高脚杯 (选填“靠近”或“远离”)黑白卡片。
16.跟平面镜成50°的一条光线照射到平面镜上时,反射角为 ;若保持入射光线方向不变,要使入射角增大20°,应将平面镜转动 ,此时反射光线与入射光线之间的夹角增大了 。
三、实验题(共3小题,每空1分,共22分)
17.学习了光学知识后,爱动脑筋的小桐和小朵想自己探究小孔成像现象。如图甲所示,她们给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔,可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像。
(1)通过小孔所成的像是 (选填“实像”或“虚像”);
(2)分析比较甲、乙两图,可以得出结论:物体所成的像的形状与______无关;
(3)分析比较甲、丙两图,可以得出结论:物体所成的像的形状与______有关;
(4)为了探究孔的大小是否影响小孔所成的像,则应选择下列乙图所示的______孔,然后用卡片覆盖并移动卡片以改变孔的大小进行实验;
(5)人眼从光屏右侧观察,若将光源顺时针旋转,则屏上的像将______ (选填“顺时针”或“逆时针”)旋转;
(6)保持小孔距光屏的位置不变,应将蜡烛向______移动(选填“左”或“右”),可以使得屏上的像变大;
(7)勤于思考的小朵在底部扎了两个小孔,则在半透明膜上可以观察到烛焰的像有______(选填“一”或“两”)个。
18.小明为探究光的折射规律设计了下面两个实验装置:如图甲所示的实验装置,其中光屏F可绕直径NOM前后折转。
(1)实验时,先让光屏E、F位于同一平面内,一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中,在光屏F上可以看到折射后的光束,观察发现折射光线和入射光线位于法线 ;小明将光屏F向后折转一定角度后,在光屏F上不能看到折射光,说明折射光线和入射光线 (选填“在”、“不在”)同平面内;
(2)小明将光屏F恢复原状,保持入射光不动,继续加水,会看到杯底的亮斑B向 (选填“左”、“右”、“上”)移动;
(3)小明继续用另一支激光笔让光沿着BO射向水面时,可看到折射光沿OA射出,这说明在光折射现象中光路是 。
(4)小明让一束光强不变的激光从某玻璃斜射向空气(如图乙、丙),不断调整入射角,通过实验得到如表格:
入射角α
0°
10°
20°
30°
40°
41.8°
50°
折射角β
0°
15.2°
30.9°
48.6°
81°
90°
反射能量
5%
7%
26%
43%
84%
100%
100%
①光的折射现象一般都会伴随着反射现象的发生,当入射角增大时,折射角 (选填“增大”、“减小”或“不变”),折射光线的能量 (选填“增大”、“减小”或“不变”);
②当入射角时,折射光线消失,反射光线会变得更亮,即发生光的全反射现象。图像丁中的图线 (选填“a”或“b”)反映了上述实验中的两角关系;
19.同学们利用如图所示器材探究“凸透镜成像规律”,操作如下:
(1)由于实验中凸透镜的焦距未知,故小艳同学先利用一束平行光测量凸透镜的焦距,如图甲所示,则该透镜的焦距是 cm;
(2)实验时调节光源、凸透镜和光屏的中心大致在 上,其目的是使所成的像在光屏中央;
(3)图乙中光屏上出现了清晰的像,生活中利用这个成像特点制成了 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”);当光源适当靠近透镜时,为使光屏上依旧出现清晰的像,光屏应适当 (选填“靠近”或“远离”)透镜;
(4)观察光屏上像的特点时小畅不小心用手指遮挡住了透镜的上半部分,此时光屏上F 光源的像 (选填“完整”或“不完整”);充满好奇心的小畅同学继续探索,让透镜位置保持不动,将光源和光屏的位置对调,对调后在光屏上 选填(“能”或“不能”)看到F光源的像;
(5)小宇同学将自己的近视眼镜放在透镜与光源之间,光屏上原来清晰的像变模糊了, 使光屏 (填“靠近”或“远离”)透镜,又能在光屏上看到发光体清晰的像。
(6)小王同学为了研究像和物的运动快慢和轨迹,设计了如图丙所示的装置,F1、F2是凸透镜的两个焦点,S是距凸透镜距离大于2倍焦距的点光源,S'是S经凸透镜所成的像。当点光源S沿平行于主光轴方向向右匀速运动靠近透镜时,则像S'的移动情况
A.像S'沿平行于主光轴方向靠近凸透镜方向匀速运动
B.像S'沿平行于主光轴方向远离凸透镜方向移动,速度逐渐变大
C.像S'沿F2与S'连线方向远离凸透镜方向移动,速度逐渐变大
四、计算题(共2小题,共12分)
20.在研究凸透镜成像的实验过程中,细心的同学发现,当成实像时物距(u)、像距(v)和焦距(f)间存在着一定的关系,进一步对数据进行研究发现,要成清晰的实像必须满足:。求:
(1)若现用一焦距为10cm的凸透镜做成像实验,当物距为12cm时,此时光屏应在透镜右侧距透镜多少cm的地方才能成清晰的像?
(2)若此时蜡烛在1s钟内远离透镜2cm,则光屏应在透镜右侧距透镜多少cm的地方才能成清晰的像?
21.南北向摆放着一面足够高的平面镜A,宽度为1m。甲同学戴着头灯面对A镜站立,乙同学站在甲同学南方4m处,向着甲同学以1m/s的速度匀速靠近,对以下问题进行探究:
(1)乙同学从A镜中看到甲同学所戴头灯的时间;
(2)若房间内还有个东西向摆放的宽度也为1m的B镜,其位置如图所示。则乙同学再重复刚才的匀速直线运动,请画出她从A中看到头灯的观察范围的光路图。
五、综合能力题(共3小题,每空1分,共18分)
22.工匠师维护精密仪表时,在眼睛前戴一个透镜,便于观察仪表的细微之处,如图所示。
(1)这个透镜能够使光线 (选填“会聚”或“发散”);
(2)透镜与仪表的距离u应满足下列________条件;
A. B. C. D. E.
(3)工匠师通过透镜观察到的仪表的像是 (选填“正立”或“倒立”)的;
(4)下图中,为工匠师通过透镜观察到的物体AB的像,O为透镜的光心,F为焦点,MN为主光轴,请通过作图完成下列要求:
①在下图虚线方框中画出相应的透镜;
②确定物体AB所在的位置(保留作图痕迹)。
23.古代文物与现代展示方式相结合,透过现代看过去,满满的传承。
(1)如图甲所示是广州美术馆常设展厅中“齐白石印”的展台,由于印章小,博物馆工作人员在印章上方放置一个凸透镜,参观者从右侧透过上方镜(凸透镜)能看到正立、放大的“印章”,看到“印章”是光的 现象,此时印章到凸透镜的距离在 (选填“一倍焦距内”、“大于一倍焦距小于两倍焦距”、“两倍焦距以外”):当参观者远离上方镜(凸透镜)时,通过上方镜所成的像的大小 (选填“变大”、“变小”或“不变”);通过下方镜(平面镜)看到印章底部的字是“等大的像”,这是光的 现象造成的;
(2)如图乙所示是博物馆内“齐白石印”的展台示意图,F为凸透镜的焦点,O为凸透镜的光心,光线a平行于凸透镜的主光轴(图中虚线)。请在图乙中画出光线a经过凸透镜后的光线、光线b经过平面镜反射后的光线。
24.如图所示,一束光由空气中的A点射向水面上的S点,在水面同时发生反射和折射。请画出:
(1)画出入射光线和反射光线 ;
(2)大致画出该光线进入水中的折射光线 ;
(3)画出物体AB在水中所成的像 ;
(4)若AB远离水面,则第(3)问的像大小会 (选填“变大”“变小”“不变”)。
试题 第4页(共6页) 试题 第5页(共6页) 试题 第6页(共6页)
试题 第1页(共6页) 试题 第2页(共6页) 试题 第3页(共6页)
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第三章·素养提升
建议用时:80分钟,满分:100分
一、单项选择题(共7小题,每小题3分,共21分)
1.人眼是一个高度精密的光学系统,下列围绕人眼的讨论,错误的是( )
A.视网膜相当于光屏
B.物体在视网膜上成的像的像距大于二倍焦距
C.晶状体和角膜相当于一个凸透镜
D.外界物体在视网膜上成的像是倒立的
【答案】B
【解析】ACD.人的眼睛相当于一架微型照相机,晶状体和角膜相当于一个凸透镜,视网膜是成像的位置,且成像是倒立的实像,视网膜的作用类似于光屏,故ACD正确,不符合题意;
B.物体反射的光经晶状体折射在视网膜成像,无论是近处还是远处的物体到晶状体的距离都是大于2倍焦距,像距大于1倍焦距小于2倍焦距,故B错误,符合题意。
故选B。
2.如图所示,固定在水面上方的光源发出一束光线经水面反射后在光屏上有一个光斑A,已知光束与水面的夹角为,下列说法中正确的是( )
A.入射角的大小为 B.当水面降低时,入射角将增大
C.当水面升高时,光斑A将向右移动 D.当水面降低时,光斑A将向右移动
【答案】D
【解析】A.由图可知,入射光线与水面得夹角为46°则入射角的大小为90°-46°=44°
故A错误;
B.当水面降低时,入射光线与水面的夹角不变,则入射角也不变,故B错误;
CD.当水面升高时,入射点向左移动,由于反射角及入射角不变,反射光线也向左平移,光斑A将向左移动;同理可得,当水面降低时,光斑A将向右移动,故C错误,D正确。
故选D。
3.如图所示,平面镜竖直放置在水平面上,一支直立的铅笔从平面镜前20cm处,以1cm/s的水平速度垂直向平面镜匀速靠近,下列说法正确的是( )
A.经过2s,铅笔与它的像之间的距离变为36cm
B.为使在铅笔位置观察铅笔在平面镜中成完整的像,平面镜应至少高10cm
C.铅笔的像相对于铅笔是静止的
D.将平面镜竖直向上提高2cm,铅笔的像也向上提高了2cm
【答案】A
【解析】A.因像距与物距是相等的,当铅笔以1cm/s的速度向平面镜靠近时,2s内铅笔通过的距离
2s后物距为
像距也为18cm,2s后铅笔与镜中的像相距18cm+18cm=36cm,故A正确;
B.为使铅笔在平面镜中成完整的像,根据平面镜成像时像距等于物距、像物大小一致,由三角形中位线知识可知,平面镜的高度至少应为铅笔长的一半,铅笔的高度不确定,所以无法确定平面镜的高度,故B错误;
C.若铅笔以1cm/s速度向平面镜靠近,同时像也以 1cm/s速度垂直向平面镜靠近,铅笔的像相对于铅笔是运动的,故C错误;
D.根据平面镜成像的特点,将平面镜竖直向上提高 2cm,铅笔的像关于平面镜对称,铅笔的像不动,故D错误。
故选A。
4.学校新建成一个喷水池,在池底的中央安装一只射灯。经过连续几天观察,晓霞同学发现:池内无水时,在S点形成一个亮斑,如图所示;池内水面升至位置时,她在池旁看到亮斑的位置在点;水面升至位置时,她看到亮斑的位置在点。则,她在池旁看到亮斑的位置在P点;水面升至b位置时( )
A.P点、Q点都在S点的下方
B.P点、Q点都在S点的上方
C.P点在S点的下方,Q点在S点的上方
D.Q点在S点的下方,P点在S点的上方
【答案】C
【解析】往池内注水,水面升至a位置时,根据折射定律可知,光从水中斜射入空气中,折射角大于入射角,所以P点在S点的下方,如下图所示:
水面上升至b位置时,光线先在水池壁反射,反射光从水中斜射入空气中,根据折射定律可知,光从水中斜射入空气中,折射角大于入射角,所以逆着折射光线可知,Q点在S点的上方,如下图所示:
通过画图可知,P点在S点的下方,Q点在S点的上方,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
5.下列说法中正确的是( )
A.凸透镜只对平行光有会聚作用
B.一束太阳光可以通过三棱镜分解为不同的色光
C.反射光线与入射光线不在同一平面内
D.人离平面镜越远,人在平面镜中所成的像就越小
【答案】B
【解析】A.凸透镜对所有光线都有会聚作用,并非只对平行光,比如从焦点发出的光线经凸透镜折射后会平行于主光轴,故A错误;
B.一束太阳光通过三棱镜时,由于不同颜色的光在折射时的偏折程度不同,所以太阳光可以被分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等不同的色光,这就是光的色散现象,故B正确;
C.根据光的反射定律,反射光线、入射光线和法线在同一平面内,所以反射光线与入射光线是在同一平面内的,故C错误;
D.平面镜成像时,像与物的大小相等,与物体到平面镜的距离无关。人离平面镜越远,感觉像变小,是因为视角变化产生的错觉,实际上像的大小不变,故D错误。
故选B。
6.某同学在探究凸透镜成像规律时,做了两次实验,且均规范操作。他将发光体分别放在距同一凸透镜10厘米和12厘米处,且分别移动另一侧的光屏,其中只有一次在光屏上能找到清晰像。关于该像情况,以下判断正确的是( )
A.像距小于10厘米,放大的虚像 B.像距小于12厘米,缩小的实像
C.像距大于20厘米,放大的实像 D.像距等于24厘米,等大的实像
【答案】C
【解析】两次实验时,物距分别为10cm和12cm,只有一次在光屏上能找到清晰像。根据凸透镜的成像规律可知,其中一次为物距10cm时,可能u<f,成正立、放大的虚像,光屏无法找到清晰的像;也可能u=f,不成像,光屏无也法找到清晰的像。另一次为物距12cm时,光屏可以找到清晰的像,则u>f。综上条件可得,该凸透镜的焦距可能为10cm≤f<12cm。根据凸透镜的成像规律可知,这一次在光屏上成能找到清晰的像时,物距12cm,此时f<u<2f,则像距v>2f,即像距大于20cm,成倒立、放大的实像,故C正确,ABD错误。
故选C。
7.正常人的眼睛具有很强的自我调节功能,可以使远处和近处的物体都成像在视网膜上。以下说法正确的是( )
A.当我们从看远处物体改为看近处物体时,晶状体焦距变短
B.当我们从看远处物体改为看近处物体时,晶状体凸度变小
C.正常人看很远处物体时分辨不清,是由于物体不能在视网膜上成清晰的像
D.人眼晶状体凸度过大时为近视眼,应佩戴凸透镜制作的眼镜进行矫正
【答案】A
【解析】AB.当我们从看远处物体变为看近处物体时,物距变小,像距变大,眼睛的晶状体是一个焦距可调的凸透镜,为了使近处的物体成像在视网膜上,需要增大眼睛的聚光能力,增大晶状体的凸度,使焦距变短,凸度变大,故A正确,B错误;
C.正常人看远处物体时模糊不清,并不是因为不能成清晰的像,只是物距太远了,导致视网膜成像很小看不清,故C错误;
D.人眼晶状体太厚,聚光能力太能,即凸度太大时,是近视眼,应佩戴凹透镜进行矫正,故D错误。
故选A。
二、填空题(共9小题,每空1分,共27分)
8.如图所示,一束太阳光通过三棱镜折射后,在白色光屏上形成一条彩色光带,这个现象叫光的 现象;其中白色光屏上最上面一条光带的颜色是 色。如果在白色光屏前放置一块红色玻璃,我们在白屏上能看到 。
【答案】 色散 红 只有红色
【解析】[1][2]当太阳光经过三棱镜后,会分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光,这是光的色散现象;三棱镜对红光的偏折能力最弱,对紫光的偏折能力最强,所以白色光屏上最上面一条光带的颜色是红色。
[3]如果在白屏与棱镜之间竖直放一块红色玻璃,红色玻璃只能透过红光,其他颜色的光被吸收,即白屏上其他颜色的光消失,只留下红色。
9.如图,晚上在桌面上铺一张白纸,把一小块平面镜平放在纸上,让手电筒的光正对着平面镜照射。此时,从侧面看去白纸比较 ,因为光在白纸表面发生 ;如果眼睛挨着手电筒正对着桌面往下看,则 比较亮。
【答案】 亮 漫反射 平面镜
【解析】[1][2][3]晚上在桌面上铺一张白纸,把一小块平面镜平放在纸上,让手电筒的光正对着平面镜照射。此时,光在平面镜表面发生镜面反射,反射光线几乎全部竖直反射回去,从侧面看,几乎没有光线进入人眼;光在白纸表面发生漫反射,反射光线射向各个方向,从侧面看,有一部分光线进入人眼,所以,从侧面看去白纸比较亮。如果眼睛挨着手电筒正对着桌面往下看,有大量平面镜反射的光线进入人眼,则平面镜比较亮。
10.小明身高1.7m,站在竖直放置的平面镜前1.5m处,他的像与他之间的距离是 m,他的像高 m,当他向后退0.5m时,像到平面镜的距离是 m。
【答案】 3 1.7 2
【解析】[1][2][3]根据平面镜成像特点可知,物体在平面镜所成的像与物大小相同,像与物到镜面的距离相等。站在竖直放置的平面镜前1.5m处,他的像与他之间的距离是
1.5m+1.5m=3m
他的像高等于其身高等于1.7m,当他向后退0.5m时,像到平面镜的距离是
1.5m+0.5m=2m
11.如图所示,弟弟在A处看不到硬币。小明向杯中缓缓注水后,弟弟能看到硬币了,这是由于光从 斜射到 中时发生折射造成的,此时折射角 入射角。
【答案】 水中 空气 大于
【解析】[1][2][3]硬币在水中,我们看到硬币的像是因为硬币反射其他的光从水中斜射入空气中,折射角大于入射角,人眼逆着折射光线就看到了像。
12.如图所示,将一只透镜正对着太阳,把一张纸放在它下方,纸上呈现一个圆光斑,光斑直径小于透镜直径,测得光斑到透镜的距离为L。
(1)根据图像可推断该透镜的种类是 ;
(2)若透镜焦距小于L,透镜靠近纸面,会看到圆光斑 ;若透镜焦距大于L,透镜靠近纸面,会看到圆光斑 。(填光斑大小变化情况)
【答案】 凸透镜 先变小后变大 一直增大
【解析】(1)[1]因为凸透镜对光线有会聚作用、凹透镜对光线起发散作用,根据图示可知,此透镜一定是对光线起了会聚作用,因此为凸透镜。
(2)[2][3]若透镜焦距小于L,则焦点在纸和透镜之间,透镜靠近纸面,会看到圆光斑先变小后变大,焦点在纸上时最小;若透镜焦距大于L,则焦点在纸面下方,透镜靠近纸面,会看到圆光斑一直增大。
13.在探究凸透镜成像规律的实验中,应调节烛焰和光屏中心位于凸透镜的 上。已知凸透镜焦距为,各元件初位置如图所示,要使光屏上成清晰的像:(1)若移动光屏,应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动;(2)若透镜向左移动,最终光屏上成的是倒立、 的实像。
【答案】 主光轴 左 放大
【解析】[1]在探究凸透镜成像规律的实验中,为了确保成像的清晰和准确,我们需要调节烛焰、凸透镜和光屏三者的中心位于同一高度上,即凸透镜的主光轴上。这样,烛焰发出的光线经过凸透镜后,其成像光线才能准确地会聚在光屏上,形成清晰的像。
[2]由于物体(烛焰)到凸透镜的距离(物距)大于两倍焦距(即u>2f),根据凸透镜的成像规律,此时成倒立、缩小的实像,且像距位于一倍焦距和二倍焦距之间(即f<v<2f)。然而,从图中我们可以看出,光屏的初始位置可能并不在这个范围内,因此我们需要移动光屏来找到清晰的像。由于像距小于物距,所以光屏应该向靠近凸透镜的方向移动,即向左移动。
[3]若透镜向左移动,那么物距会减小。当物距减小到一倍焦距和二倍焦距之间,那么像会变大且为倒立、放大的实像。
14.小金购买了一个天文望远镜,他拆解后发现,天文望远镜的目镜和物镜都是凸透镜,查阅资料,找到原理图,如图所示。若物镜的焦距为,目镜的焦距为,物镜所起的作用相当于是一个 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”),物镜成像的像距v范围是 ,若变大,则最后所成的像将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 照相机 变小
【解析】[1]望远镜由两组凸透镜组成,对光线有会聚作用,物镜成像时,物距大于两倍焦距,成倒立缩小的实像,其相当于照相机的工作原理。
[2]物距在二倍焦距以外,像距应在一倍焦距和二倍焦距之间,故物镜成像的像距v范围是
[3]由图可知,物镜所成的像在目镜的1倍焦距之内,若f2变大,则物镜所成的像更靠近目镜,根据凸透镜成虚像时,物近像近像变小可知,最后所成的像将变小。
15.如图甲所示的黑白卡片,左侧在白光照射下呈现黑色是因为 ,在高脚玻璃杯前方观察到如图乙所示装水部分“黑白颠倒”的现象,此时装水部分的高脚杯和杯内水的组合相当于一个 透镜,若希望看到“黑白颠倒”的现象重新颠倒回来,则应将高脚杯 (选填“靠近”或“远离”)黑白卡片。
【答案】 黑色吸收所有色光 凸 靠近
【解析】[1]白光照射图甲的卡片时,因为左侧的黑色吸收所有色光,所以呈现黑色,右侧的白色反射所有色光,所以呈现白色。
[2]装水部分的高脚杯和杯内的水组合成一中间厚、边缘薄的凸透镜。
[3]图乙中,卡片通过高脚杯所成的是左右相反的实像,为了让黑白重新颠倒回来,应让高脚杯靠近卡片,成正立的虚像。
16.跟平面镜成50°的一条光线照射到平面镜上时,反射角为 ;若保持入射光线方向不变,要使入射角增大20°,应将平面镜转动 ,此时反射光线与入射光线之间的夹角增大了 。
【答案】 40° 20° 40°
【解析】[1]跟平面镜成50°的一条光线照射到平面镜上时,入射角为90-50°=40°;根据反射角等于入射角,反射角为40°。
[2][3]若保持入射光线方向不变,要使入射角增大20°,入射光线与法线夹角增大20°,法线转动20°,即应将平面镜转动20°,同 时反射角增大20°,反射光线与入射光线之间的夹角增大了
20°+20°=40°
三、实验题(共3小题,每空1分,共22分)
17.学习了光学知识后,爱动脑筋的小桐和小朵想自己探究小孔成像现象。如图甲所示,她们给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔,可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像。
(1)通过小孔所成的像是 (选填“实像”或“虚像”);
(2)分析比较甲、乙两图,可以得出结论:物体所成的像的形状与 无关;
(3)分析比较甲、丙两图,可以得出结论:物体所成的像的形状与 有关;
(4)为了探究孔的大小是否影响小孔所成的像,则应选择下列乙图所示的 孔,然后用卡片覆盖并移动卡片以改变孔的大小进行实验;
(5)人眼从光屏右侧观察,若将光源顺时针旋转,则屏上的像将 (选填“顺时针”或“逆时针”)旋转;
(6)保持小孔距光屏的位置不变,应将蜡烛向 移动(选填“左”或“右”),可以使得屏上的像变大;
(7)勤于思考的小朵在底部扎了两个小孔,则在半透明膜上可以观察到烛焰的像有 (选填“一”或“两”)个。
【答案】(1)实像;(2)孔的形状/小孔的形状;(3)物的形状/物体的形状;(4)B;(5)顺时针;(6)右; (7)两
【解析】(1)[1]小孔成像是光的直线传播现象,成的是倒立的实像。
(2)[2]甲、乙两图,相同的蜡烛通过小孔的形状不同,但所成的像的形状相同,这说明物体所成的像的形状与小孔的形状无关。
(3)[3]甲、丙两图小孔形状相同,但物体不同,则所成像的形状也不同。这说明:物体所成的像的形状与物体的形状有关。
(4)[4]为了探究孔的大小是否影响小孔所成的像,应保持小孔的形状不变,将卡片沿着三角形的底边边缘逐渐向上移动,孔的大小发生变化,但孔的形状不变,所以B符合题意。
(5)[5]由于小孔成像是根据光沿直线传播的原理形成的,成的是倒立的实像,当光源顺时针旋转时,屏上的像将顺时针旋转。
(6)[6]保持小孔距光屏的位置不变,即像距不变,要想成像变大,应减小物距,即蜡烛向右移动。
(7)[7]若在底部扎了两个小孔,那么物体通过每个小孔都会成像,所以在光屏上成两个像。
18.小明为探究光的折射规律设计了下面两个实验装置:如图甲所示的实验装置,其中光屏F可绕直径NOM前后折转。
(1)实验时,先让光屏E、F位于同一平面内,一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中,在光屏F上可以看到折射后的光束,观察发现折射光线和入射光线位于法线 ;小明将光屏F向后折转一定角度后,在光屏F上不能看到折射光,说明折射光线和入射光线 (选填“在”、“不在”)同平面内;
(2)小明将光屏F恢复原状,保持入射光不动,继续加水,会看到杯底的亮斑B向 (选填“左”、“右”、“上”)移动;
(3)小明继续用另一支激光笔让光沿着BO射向水面时,可看到折射光沿OA射出,这说明在光折射现象中光路是 。
(4)小明让一束光强不变的激光从某玻璃斜射向空气(如图乙、丙),不断调整入射角,通过实验得到如表格:
入射角α
0°
10°
20°
30°
40°
41.8°
50°
折射角β
0°
15.2°
30.9°
48.6°
81°
90°
反射能量
5%
7%
26%
43%
84%
100%
100%
①光的折射现象一般都会伴随着反射现象的发生,当入射角增大时,折射角 (选填“增大”、“减小”或“不变”),折射光线的能量 (选填“增大”、“减小”或“不变”);
②当入射角时,折射光线消失,反射光线会变得更亮,即发生光的全反射现象。图像丁中的图线 (选填“a”或“b”)反映了上述实验中的两角关系;
【答案】(1) 两侧 在;(2)左;(3)可逆;(4)增大 减小 a
【解析】(1)[1][2]实验时,先让光屏E、F位于同一平面内,一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中,在光屏F上可以看到折射后的光束,这说明折射光线和入射光线位于法线两侧;当F板向后折转一定的角度后,则呈现折射光线的F板和呈现入射光线的E板不在同一平面内,所以在F板上不能看到折射光,但此时折射光线和入射光线在同一平面内。
(2)[3]若杯中的水增多,如图所示:
可见,当水增多时,液面升高,入射角不变,折射角也不变,入射点向左移,则杯底亮斑也会向左移动。
(3)[4]小明继续用另一支激光笔让光线沿着BO射向水面时,可看到折射光线沿OA射出,与原光路重合,这说明:在光的折射现象中,光路是可逆的。
(4)[5][6]由表中数据可知:当入射角增大时,折射角也随着增大,反射光线能量增大,则折射光线的能量减小。
[7]由表格数据可知: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,因此图a反映了实验中折射角与入射角的关系。
19.同学们利用如图所示器材探究“凸透镜成像规律”,操作如下:
(1)由于实验中凸透镜的焦距未知,故小艳同学先利用一束平行光测量凸透镜的焦距,如图甲所示,则该透镜的焦距是 cm;
(2)实验时调节光源、凸透镜和光屏的中心大致在 上,其目的是使所成的像在光屏中央;
(3)图乙中光屏上出现了清晰的像,生活中利用这个成像特点制成了 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”);当光源适当靠近透镜时,为使光屏上依旧出现清晰的像,光屏应适当 (选填“靠近”或“远离”)透镜;
(4)观察光屏上像的特点时小畅不小心用手指遮挡住了透镜的上半部分,此时光屏上F 光源的像 (选填“完整”或“不完整”);充满好奇心的小畅同学继续探索,让透镜位置保持不动,将光源和光屏的位置对调,对调后在光屏上 选填(“能”或“不能”)看到F光源的像;
(5)小宇同学将自己的近视眼镜放在透镜与光源之间,光屏上原来清晰的像变模糊了, 使光屏 (填“靠近”或“远离”)透镜,又能在光屏上看到发光体清晰的像。
(6)小王同学为了研究像和物的运动快慢和轨迹,设计了如图丙所示的装置,F1、F2是凸透镜的两个焦点,S是距凸透镜距离大于2倍焦距的点光源,是S经凸透镜所成的像。当点光源S沿平行于主光轴方向向右匀速运动靠近透镜时,则像S'的移动情况
A.像S'沿平行于主光轴方向靠近凸透镜方向匀速运动
B.像S'沿平行于主光轴方向远离凸透镜方向移动,速度逐渐变大
C.像S'沿F2与S'连线方向远离凸透镜方向移动,速度逐渐变大
【答案】(1)10.0;(2)同一高度;(3)照相机 远离;(4)完整 能;(5)远离:;(6)C
【解析】(1)[1]凸透镜能把平行于主光轴的光线会聚于一点,如图,光屏上出现一个最小最亮的光斑即为凸透镜的焦点,焦点到凸透镜的距离为10.0cm,则凸透镜的焦距是10.0cm。
(2)[2]把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在桌面上,点燃蜡烛,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度上,这样做的目的是使像能成在光屏的中央,便于观察成像情况。
(3)[3]由图乙知,物距大于2f,所以光屏上得到烛焰清晰的倒立、缩小的实像,生活中的照相机是根据这个原理制成的。
[4]当光源适当靠近透镜时,物距减小,像距变大,为使光屏上依旧出现清晰的像,光屏应适当远离透镜。
(4)[5]凸透镜成实像时,所有透过透镜的光会聚到光屏上成像,如果凸透镜被某同学用遮光布挡住凸透镜的上半部分,整个物体发出的光虽有一小部分被挡住,但总会有一部分光通过凸透镜而会聚成像,因此,像与原来相同,还是完整的,只是像比原来变暗。
[6]让透镜位置保持不动,将光源和光屏的位置对,调根据光路可逆可知,物距等于原来的像距,能在光屏上再次看到一个清晰的倒立、放大的实像。
(5)[7]近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,像会延迟会聚,则光屏应向远离透镜方向移动才能再次在光屏上找到清晰的像。
(6)[8]如图丙,物体在二倍焦距以外,像在一倍焦距和二倍焦距之间,当点光源S沿平行于主光轴方向向右匀速运动靠近透镜时,物距减小,像距增大,像变大,光源S向前移动时,平行于主光轴的光线不变,折射光线不变,因此像S'沿F2与S'连线方向远离凸透镜方向移动;当光源S在二倍焦距以外二倍焦距移动时,像移动的速度小于光源移动速度;当光源S移动到二倍焦距以内时,像移动的速度大于光源移动速度;因此像移动的速度逐渐变大,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
四、计算题(共2小题,共12分)
20.在研究凸透镜成像的实验过程中,细心的同学发现,当成实像时物距(u)、像距(v)和焦距(f)间存在着一定的关系,进一步对数据进行研究发现,要成清晰的实像必须满足:。求:
(1)若现用一焦距为10cm的凸透镜做成像实验,当物距为12cm时,此时光屏应在透镜右侧距透镜多少cm的地方才能成清晰的像?
(2)若此时蜡烛在1s钟内远离透镜2cm,则光屏应在透镜右侧距透镜多少cm的地方才能成清晰的像?
【答案】(1)60cm;(2)25cm
【解析】(1)根据题意知道,焦距为10cm,物距为12cm,由知道,此时能成清晰的像时,光屏应在透镜右侧的距离是v,则
解得v=60cm。
(2)若此时蜡烛在1s钟内远离透镜2cm,则物距为
由知道,此时的像距v',则
解得v'=35cm,所以,成像清晰时光屏应该向左端移动的距离
21.南北向摆放着一面足够高的平面镜A,宽度为1m。甲同学戴着头灯面对A镜站立,乙同学站在甲同学南方4m处,向着甲同学以1m/s的速度匀速靠近,对以下问题进行探究:
(1)乙同学从A镜中看到甲同学所戴头灯的时间;
(2)若房间内还有个东西向摆放的宽度也为1m的B镜,其位置如图所示。则乙同学再重复刚才的匀速直线运动,请画出她从A中看到头灯的观察范围的光路图。
【答案】(1) 2s;(2)见解析
【解析】解:(1)平面镜所成的像与镜面是对称的,据此做出甲同学通过平面镜A所成的像,完成光路图,如下图所示:
根据相似三角形的知识知道,甲同学到的距离为1m,甲同学到的距离为3m,则
即乙同学从镜中看到甲同学时通过的路程为
由知道,乙同学从镜中看到甲同学的时间为
(2)根据平面镜成像的特点做出甲同学通过B所成的像;然后做出经过A所成的像,光路如下图:
答:(1)乙同学从A镜中看到甲同学所戴头灯的时间2s;
(2)图见解析。
五、综合能力题(共3小题,每空1分,共18分)
22.工匠师维护精密仪表时,在眼睛前戴一个透镜,便于观察仪表的细微之处,如图所示。
(1)这个透镜能够使光线 (选填“会聚”或“发散”);
(2)透镜与仪表的距离u应满足下列________条件;
A. B. C.
D. E.
(3)工匠师通过透镜观察到的仪表的像是 (选填“正立”或“倒立”)的;
(4)下图中,为工匠师通过透镜观察到的物体AB的像,O为透镜的光心,F为焦点,MN为主光轴,请通过作图完成下列要求:
①在下图虚线方框中画出相应的透镜;
②确定物体AB所在的位置(保留作图痕迹)。
【答案】(1)会聚;(2)A;(3)正立;(4)
【解析】(1)工匠师维护精密仪表时,在眼睛前戴的是放大镜,放大镜是凸透镜,对光线有会聚作用。
(2)维护精密仪表时,在眼睛前戴一个凸透镜,是为了让仪表细微之处放大,相当于放大镜的作用,所以凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的一倍焦距之内。
故选A。
(3)根据凸透镜成像规律,凸透镜与仪表的距离在凸透镜的一倍焦距范围之内时,成正立、放大的虚像。
(4)①由图可知,工匠师通过透镜观察到的物体AB的像是虚像,则物像同侧,透镜为凸透镜,做放大功能使用,光心为O。
②从A反射出的平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点;过光心的光线传播方向不改变。连接像点A′、光心O,一部分为A反射出的光经过光心,一部分是像点A′与物体A点连线;连接像点A′、焦点F,与凸透镜左边缘的交点为从A反射出的平行于凸透镜主光轴的光线的入射点C,过C画平行于凸透镜的直线,与A′、O的连线的交点为A的位置,垂直于主光轴画出物体AB,即物体AB所在位置。如图所示:
23.古代文物与现代展示方式相结合,透过现代看过去,满满的传承。
(1)如图甲所示是广州美术馆常设展厅中“齐白石印”的展台,由于印章小,博物馆工作人员在印章上方放置一个凸透镜,参观者从右侧透过上方镜(凸透镜)能看到正立、放大的“印章”,看到“印章”是光的 现象,此时印章到凸透镜的距离在 (选填“一倍焦距内”、“大于一倍焦距小于两倍焦距”、“两倍焦距以外”):当参观者远离上方镜(凸透镜)时,通过上方镜所成的像的大小 (选填“变大”、“变小”或“不变”);通过下方镜(平面镜)看到印章底部的字是“等大的像”,这是光的 现象造成的;
(2)如图乙所示是博物馆内“齐白石印”的展台示意图,F为凸透镜的焦点,O为凸透镜的光心,光线a平行于凸透镜的主光轴(图中虚线)。请在图乙中画出光线a经过凸透镜后的光线、光线b经过平面镜反射后的光线。
【答案】(1) 折射 一倍焦距内 不变 反射;(2)
【解析】(1)[1][2]当物体在凸透镜的一倍焦距内时,物体反射的光经过凸透镜折射后形成一个正立放大的虚像。
[3]当凸透镜成正立放大的虚像时,由于物距未发生改变,所以像的大小不变。
[4]光经过平面镜反射后,能够成一个正立、等大的虚像。
(2)凸透镜对光有会聚作用,平行于主光轴的光经凸透镜后经过焦点;先过入射点做法线垂直于平面镜,然后根据反射角等于入射角,即可作出反射光线,如下图所示:
24.如图所示,一束光由空气中的A点射向水面上的S点,在水面同时发生反射和折射。请画出:
(1)画出入射光线和反射光线 ;
(2)大致画出该光线进入水中的折射光线 ;
(3)画出物体AB在水中所成的像 ;
(4)若AB远离水面,则第(3)问的像大小会 (选填“变大”“变小”“不变”)。
【答案】(1);(2)(3) ;(4)不变
【解析】(1)[1]一束光由空气中的A点射向水面上的S点,连接AS,并画上箭头,即为入射光线,根据光的反射定律,反射角等于入射角,即可以画出反射光线,故如图所示:
(2)[2]一束光由空气中的A点射向水面上的S点,连接AS,并画上箭头,即为入射光线,根据折射定律,光从空气斜射入水中,折射角小于入射角,折射光线更靠近法线,故可以画出折射光线,如下图所示:
(3)[3]根据平面镜成像原理可知,像和物体关于平面镜对称,像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离,故作出A点关于平面镜的对称点A’,同理作出B点关于平面镜的对称点B’,由于成的是虚像,用虚线连接A’B’,即可以作出AB的像,故如图所示:
(4)[4]根据平面镜成像原理可知,像和物体等大,若AB远离水面,物体的大小不变,像的大小不变。
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