摘要:
该初中科学八年级上册第一章“对环境的感觉”复习讲义以光的折射与凸透镜成像为核心,构建了从基础概念到规律应用的完整知识体系。通过清晰的知识总览图、成像规律对比表和透镜类型判断思维导图,系统呈现了光路分析、焦距计算、成像特点及实际应用等重难点内容,帮助学生理清物距、像距与成像性质之间的内在逻辑关系。
讲义的亮点在于融合科学思维与探究实践,设计了多类典型题型强化核心素养。例如在例题4中引导学生运用“物近像远像变大”的规律解决拍照调节问题,体现模型建构能力;在例题5中通过遮挡透镜实验考查学生对成像完整性与亮度变化的理解,训练推理论证能力;在第22题探究水温影响折射程度的实验中,鼓励学生自主设计步骤并改进观察方法,提升技术实践意识。每道题目均配有解题思路点拨和易错警示,既支持基础薄弱学生掌握关键方法,又为学有余力者提供拓展空间,教师可据此精准定位教学重点,实现分层指导与高效复习。
内容正文:
我们不做题海的推波者,只作能力的培养者
------子非鱼伴你成长期待你的关注
新浙教版 八上科学 第一章 对环境的感觉
阶段训练(三)光的折射与凸透镜成像
一 、知识总览
二、 重难点突破
考点一 透镜的判断
例1 如图所示,甲是小艳利用某透镜观察到的小明眼睛的像;乙是小亮利用某眼镜观察到的课本上“物理”字的像。关于上述两种情况中所观察到的像或用到的光学仪器,下列说法正确的是( )
A.甲图中的像一定是虚像,像的位置可能在小艳的眼睛和透镜之间
B.甲图中的像可能是实像,像的位置可能在小明的眼睛和透镜之间
C.乙图中的像一定是虚像,该眼镜是近视镜
D.乙图中的像可能是实像,该眼镜是老花镜
【解答】解:(1)甲图,看到小明的眼睛是正立的,放大的像。应用了凸透镜成像时U<f 时,通过凸透镜能看到一个正立的、放大的虚像,并且虚像在物体和透镜以外的地方。成像情况如图。所以A、B不符合题意。
(2)乙图是正立的缩小的像是凹透镜成的像,如下图,物体无论在任何位置得到的像都是正立的、缩小的虚像。所以眼镜是凹透镜是近视眼镜。所以D不符合题意。
故选:C。
考点二 透镜焦距的计算
例2 在“探究凸透镜成像规律”实验中,当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时,在光屏上得到清晰的像。则下列选项中正确的是( )
A.凸透镜的焦距可能为10cm B.凸透镜的焦距可能为20cm
C.光屏上的像是倒立、放大的实像 D.光屏上的像是倒立、缩小的实像
【解答】解:AB、观察图示可知此时u=25cm,v=40cm,u<v,成倒立放大的实像;由凸透镜的成像规律可知,此时f<u<2f,v>2f,即f<25cm<2f,40cm>2f,解得12.5cm<f<20cm;故凸透镜的焦距的范围是:12.5cm<f<20cm,故AB错误;
CD、观察图示可知此时u<v,成倒立放大的实像,故C正确,D错误。
故选:C。
考点三 凸透镜成像规律的应用
例3 如图所示,小聪同学探究“凸透镜成像规律”实验,此时烛焰在光屏上成了一个清晰的像。下列说法正确的是( )
A. 此时要使光屏上烛焰的像变小,可将蜡烛适当靠近透镜,光屏适当远离透镜即可
B. 实验中,蜡烛越烧越短,可将透镜向上移动一定距离,就能使像移到光屏中心
C. 保持透镜位置不动,将蜡烛和光屏位置互换后,屏上能看到一个缩小的实像
D. 保持透镜和光屏位置不动,把蜡烛向左移动一定距离,若要在屏上继续成清晰的像,需换用焦距更长的凸透镜
【解析】
【详解】A.要使光屏上的烛焰的像变小,根据凸透镜成实像规律“物距变大,像距变小,像变小”知道,蜡烛应远离凸透镜,光屏适当靠近透镜,故A错误;
B.实验中,蜡烛越烧越短,根据光线过光心不改变方向知道,像向光屏的上方移动。为使像在光屏的中心位置,蜡烛向上移动,或凸透镜向下移动,或光屏向上移动,故B错误;
C.若保持透镜不动,只将蜡烛和光屏互换位置,物距小于像距,成倒立、放大的实像,故C错误;
D.保持透镜和光屏位置不动,把蜡烛向左移动一定距离,物距变大,像距变小,若要在屏上继续成清晰的像,需要换用焦距更长的凸透镜,故D正确。
故选D。
考点四 拍照调节问题
例题4 如图所示,小明周末野外旅游时发现了一只漂亮的蝴蝶,他先用相机拍摄了蝴蝶休憩的照片甲,为了观察更清晰,他想拍摄一张放大的照片乙,此时,他应该( )
A.相机适当靠近蝴蝶,镜头略向外伸 B.相机适当靠近蝴蝶,镜头略向内缩
C.相机适当远离蝴蝶,镜头略向外伸 D.相机适当远离蝴蝶,镜头略向内缩
【解答】解:据图能看出,甲图的像较小,即此时的像距较小,故物距较大;所以在拍摄照片甲时,相机镜头到景物的距离大;乙图的像大,故其像距大,物距小,故在拍摄乙图是,镜头到物体的距离变小,但是照相机到底片的距离即像距变大,即相机适当靠近蝴蝶,镜头略向外伸,故A正确。
故选:A。
考点五 能否成全像问题
例5如图所示凸透镜成像的示意图。由于不慎将凸透镜的上沿(图中阴影部分)摔掉一块,关于像的变化,下列说法中正确的是( )
A.像的A′部分消失了 B.像的B′部分消失了
C.像是完整的,但亮度变暗 D.像的效果不受任何影响
【解答】解:物体上每一点发出无数光线,即这些光线一部分通过凸透镜的上部成像在光屏上,也有一部分通过凸透镜的下部成像在光屏上,所以凸透镜的上部摔掉一块时,只是去掉了该点发出的光线的一部分,通过凸透镜下部的那部分光线仍能成像在光屏上,所以成像的性质不变(即像是完整的),由于通过的光在减少,所以像的亮度变暗。
故选:C。
考点六 视力缺陷与矫正
例6 现代生活,智能手机给人们带来了许多便利,但长时间盯着手机屏幕,容易导致视力下降,下列关于近视眼及其矫正原理图正确的是( )
A.甲乙 B.甲丙 C.乙丙 D.丙丁
【解答】解:
由图知,甲图的光线会聚在视网膜的前方,所以甲图表示近视眼的成像情况;近视眼是由于晶状体焦距太短,像落在视网膜的前方,为了使光线会聚在原来会聚点后面的视网膜上,就需要在光线进入人眼以前发散一些,所以应佩戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正,则乙图是近视眼的矫正原理图。
丙图的光线会聚在视网膜的后方,所以丙图表示远视眼(老花眼)的成像情况;为了使光线会聚在原来会聚点前面的视网膜上,就需要在光线进入人眼以前会聚一些,所以应佩戴对光线具有会聚作用的凸透镜来矫正,即丁图是远视眼的矫正原理图。
故选:A。
三、素养提升综合练
一、选择题
1. 如图所示是一个魔术箱,魔术箱的顶部的中央有一条窄缝,使激光笔产生的激光束从左侧的小孔射入,从右侧小孔射出。将一块遮光板从顶部的窄缝插入箱中,发现遮光板并没有挡住激光束的传播。下面几种设计方案中错误的是( )
A.B.C.D.
2. 如图所示的现象中,由于光的折射形成的是( )
A. 水中倒影 B. 手影游戏 C. 海市蜃楼 D. 小孔成像
3.如图所示,一束激光由空气射入装有水的容器中,折射后射在容器底部的B点,利用注射器将容器中的水取走一小部分,其他条件不变,则激光射在容器底部的位置( )
A.仍在B点 B.A、B两点之间 C.B、C两点之间 D.C、D两点之间
4. 某物体经凸透镜在光屏上得到一个像,现将透镜上部遮住不让光通过,则屏上的像( )
A.缺少上部分 B.缺少下部分 C.大小变化了 D.像性质不变,只是变暗了
5. 如图所示是某同学在研究凸透镜成像规律时作出的像距v和物距u的关系图像,根据图像可以判断下列说法正确的是( )
A. 该凸透镜的焦距是20 cm
B. 当u=18 cm时成倒立、缩小的实像
C. 当u=8 cm时,该凸透镜的成像特点与照相机的工作原理相同
D. 物距u从15 cm增大到30 cm的过程中,光屏上成的像逐渐变小
6. 在研究光的折射规律时,小明让一束激光沿白纸板照射,把手指头放于S点时刚好接收到红色的亮点。然后将玻璃砖放于白纸板上,激光经玻璃砖向右侧照射,如图所示。他将手指头放于哪一点才可能接受到红色的亮点( )
A.放于A点 B.放于S点 C.放于B点 D.无论哪一点都可以
7. 如图甲所示一幅漫画立在桌面上,小明把一个装有水的圆柱形玻璃杯放在漫画前,惊奇地发现,透过水杯看到漫画中的老鼠变“胖”了,还掉头奔向猫,如图乙所示,下列关于此现象的说法正确的是( )
A.透过水杯看到变“胖”的老鼠是虚像
B.装有水的圆柱形玻璃杯相当于一个凹透镜
C.将漫画逐渐靠近水杯,透过水杯看到的老鼠始终是掉头的
D.将漫画离水杯远一些,透过水杯看到的老鼠会变“瘦”一些
8.报纸上放有小明的近视眼镜、爸爸的老花眼镜、奶奶度数更深的老花眼镜及妈妈的平光眼镜如图,则爸爸的眼镜是图中的( )
A.B. C. D.
9. 如图所示,只含红光和紫光的复色光束PO,沿半径方向射入空气中的玻璃半圆柱后,如果被分成OA、OB、OC三光束沿图示方向射出,则( )
A.OA为红光,OB为紫光 B.OA为紫光,OB为红光
C.OA为红光,OC为复色光 D.OA为紫光,OC为红光
10.小张同学用自制的水凸透镜做凸透镜成像实验,如图所示,在光屏上得到了清晰的像。他继续向水凸透镜内注水,使水凸透镜的焦距变小,如果不改变凸透镜和光屏的位置,要在光屏上再次成清晰的像,应该将蜡烛向( )
A.左移动,成像会变小 B.右移动,成像会变大
C.左移动,成像会变大 D.右移动,成像会变小
11.如图所示,玻璃缸的底部有一块水平放置,镜面朝上的平面镜,玻璃缸的上方有一盏灯,玻璃缸中注入水后,人从平面镜中观察灯的像到灯的距离与玻璃缸中不注水时在平面镜中观察灯的像到灯的距离相比( )
A.将变大 B.将变小 C.将不变 D.以上情况都有可能
12.某同学在窗前远眺时,一只昆虫突然飞到眼前;经眼的一系列调节后,他看清了眼前的昆虫。能表示该过程的正确顺序是( )
A ①②③ B ①③② C ②①③ D ③②①
13.如图所示,是放置在水平桌面上的刻度尺的一部分,甲、乙、丙、丁是通过凸透镜所看到的刻度尺的像,若凸透镜从远处逐渐贴近刻度尺,则看到刻度尺的像的先后顺序正确的是( )
A.丙、甲、丁、乙 B.甲、乙、丙、丁 C.乙、丁、甲、丙 D.丁、乙、丙、甲
二、填空题
14.光在空气和水的分界面处同时发生反射和折射的光路如图所示,其中折射角为∠ (选填“1”、“2”或“3”),分界面为 (选填“①”“②”),分界面的 方为水。当入射角减小时,反射光线与折射光线的夹角将变 。
15.小云由于某种原因导致两眼的视力分别是远视和近视,她将一只2B铅笔放在她的眼镜的后面1cm处时,透过眼镜看到铅笔的形状如图所示,则图中右侧的镜片是 (选填“凸透镜”或“凹透镜”),该镜片所矫正的是 (选填“近视”或“远视”)眼。
16.近视眼究竟是怎么回事?某校兴趣小组的同学进行了以下探究实验:如图甲所示,把近视眼镜放在蜡烛和凸透镜中间,使光屏上呈现出清晰的像。拿开眼镜,光屏上的像变得模糊。请观察眼球结构(如图乙所示)并结合以上实验,回答下列问题:
(1)你认为眼球中的晶状体相当于甲实验中的_____________ 。
(2)近视眼患者不戴眼镜时,看见的物像落在视网膜的______(选填“前方”或“后方”),矫正近视眼要佩戴的眼镜镜片应该是_______(选填“凸透镜”或“凹透镜”)。
(3)拿开眼镜后,为了再次呈现出清晰的像,光屏应___________选填“靠近”或“远离”)凸透镜。
17.疫情防控期间,进入公共场所需要手机扫码登记,如图所示。手机摄像头相当于 透镜,当手机远离二维码时,所成的像会 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
18.“晨登日观峰,海水黄金熔。浴出车轮光,随天行无踪。”是宋代词人梅圣俞对泰山日出的形容,则当看见太阳刚从云海升起时,太阳实际的位置位于云海 (选填“上方”或“下方”)。假设地球表面不存在大气层,那么人们观察到的日出时刻与实际存在大气层的情况相比将 (选填“提前”或“延后”)。若室内游泳池上方离水面6m处有一盏灯,从池边看到灯在水中的倒影正好贴在池底上,则池中水的实际深度应__________6m(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
19.在“观看水中的硬币”活动中,把一枚硬币固定在空杯的底部,人在左侧慢慢后退到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杯中的过程中,硬币上的B点和C点能先后被你看到。
(1)人后退后不能看到硬币的原因是 。
(2)加水后你所看到的水中硬币是一个比实际位置偏 的虚像(填“深”或“浅”)。
(3)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“大于”、“等于”或“小于”)
三、探究题
20.在“凸透镜成像规律”实验中,某同学进行了如下两个探究:
(1)为研究像距与焦距的关系,他选用焦距不同的三个凸透镜进行实验,实验数据记录如下表,
物距u/cm
实验序号
焦距f/cm
像距v/cm
10
1
2
2.5
2
5
10
3
8
40
分析表中数据可知,保持物距不变时,焦距越大,则所成实像的像距越 。(选填“大”或“小”)
(2)该同学用若干个发光二极管组成形状如“E”的发光物体,如图甲所示,将发光物体、凸透镜和光屏依次组装到光具座上并调整好,且物距调节为6cm时,在光屏上成的像如图乙所示,则他选用的是三个透镜中焦距为 cm的凸透镜:如果只将“E“,换成“R”,并在同一位置观察,光屏上成的像应是图丙中的 (填数字序号):该成像情况是 的成像原理。(选填“放大镜”“照相机”“投影仪”)
21.在探究“凸透镜成像规律”的实验中:
(1)利用太阳光测凸透镜焦距,下列方法中最合理的是 。
(2)当三个元件移动到如图所示位置时,光屏中心出现了清晰的像,则该像的性质是 (写出像的正倒、大小和虚实);由此推断凸透镜的焦距可能是 。
A.f=20cm B.f=15cm C.f=10cm D.f=5cm
22.小科同学学习了“光的折射”后,查阅资料发现:当光线以同一角度从空气斜射入水中时,水中的偏折程度与水的温度有关:水的温度越高,光线的偏折程度越大。为验证这一理论,小科开展以下探究。
①将带有一条狭缝的黑纸贴在玻璃水槽的一侧,在水槽底部放一张白纸ABCD记录亮线的位置。在白纸上标注狭缝的位置为O。将一束平行光线以一定角度α从狭缝射入时会在水槽壁上留下一条亮线,在白纸上标注亮线位置为E。
②在水槽中加入适量20℃的水,在白纸上标注亮线位置为M,撤去光线,清空水槽。
③____________________________________ ,重复实验,在白纸上标注亮线的位置为N。
④实验结束后,取出水槽底部白纸ABCD,分别将水温20℃、60℃时测得的亮线位置标记汇总,如图乙所示。请回答下列问题:
(1)小科的设计方案中通过比较 _________________ 比较光线的偏折程度。
(2)请将步骤③补充完整:____________________________________________ 。
(3)实验中小明发现亮线位置过于靠近,不便观察,请写出一种能改进这一不足的方法 ______________ 。
23.小田同学用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验:
(1)实验前,应调节烛焰、凸透镜与光屏中心,使它们在 ____________ 上。
(2)实验过程中,当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时,在光屏上可得到一个清晰的倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的实像,若保持蜡烛和光屏位置不变、移动透镜至 cm刻度线处,光屏上能再次呈现清晰的像。
(3)若实验中用手遮住凸透镜的一半,则光屏上 (选填“能”或“不能”)出现完整的像。
(4)如图乙所示,保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,则人眼在 (选填“A”或“B”或“C”)处能观察到蜡烛的像,像是图丙中的 (选填“1”、“2”、“3”、“4”)。
(5)如图丁所示是小田通过实验得到的凸透镜成像时的像距v与物距u关系的图象,由图象可知成实像时物距逐渐减小,像距逐渐 (选填“变大”或“变小”)。当u>2f时.物体移动速度 (选填“大于”、“小于”或“等于”)像移动的速度。当f<u<2f时,物体移动速度 (选填“大于”、“小于”或“等于”)像移动的速度。
24.在探究光的折射规律时,从水面上方看水中的物体变浅了,为了确定水中物体所成像的位置,某学习小组选用了两个相同的小灯泡a和b、刻度尺等器材,实验的研究对象是小灯泡a,将灯泡a到水面距离称为物距u,灯泡a的像到水面的距离称为像距v,实验过程如下:
A.把一个小灯泡a放在水中某处,观察灯泡a所成像的位置;
B.将另一个相同的小灯泡b放在水面上方,调整其位置,使它的像与灯泡a的像重合;
C.用刻度尺测量灯泡b到水面的距离。
(1)实验中将灯泡 (选填“b”或“b的像”)替代了灯泡a的像。
(2)灯泡a的像到水面的距离与灯泡b到水面的距离一定相等,依据是平面镜所成的像 。
A.是虚像 B.和物体大小相等 C.和物体到镜面的距离相等 D.和物体的连线与镜面垂直
(3)测量时,如果直接将刻度尺竖直插入水中,使看到的灯泡a的像在零刻度线处,则刻度尺在水面处的示数表示灯泡a的 (选填“物距”或“像距”)。
(4)某小组实验时,测得灯泡a的u和v的对应关系如下表所示:
u/mm
30.0
60.0
90.0
120.0
150.0
180.0
v/mm
22.5
45.0
67.5
90.0
112.5
135.0
根据表格数据可知,v和u的定量关系是:v与u成 (选填“正比”或“反比”),你的依据
是: 。
(参考答案)
一、选择题
1. 【答案】C
【解析】【分析】根据平面镜和两种透镜对光线的作用分析判断即可。
【解答】解:
A、根据光的反射定律可知平面镜能改变光的传播方向,由图知从左侧的小孔射入,从右侧小孔射出,利用三块平面镜是可以实现的;
B、平行主光轴光的经凸透镜折射后过焦点,反之过焦点的光经凸透镜折射后平行主光轴,由图知,利用两个凸透镜和一块平面镜是可以实现的;
C、平行主光轴的光经凹透镜后会发散,且反向延长后通过焦点,由图知这种方案是不可实现的;
D、平行主光轴的光经凹透镜后会发散,且反向延长后通过焦点,反之延长线过焦点的光经凹透镜折射后平行于主光轴,由图知,利用两个凹透镜和一块平面镜是可以实现的。
故选:C。
【点评】此题以魔术箱为情景考查对光的反射以及两种透镜对光作用的认识和理解,关键是正确理解透镜对三条特殊光的作用,题目新颖、灵活,是一道好题。
2. 【答案】 C
【解析】【解析】
A.水中倒影,由河岸边的景物发出的光线经过水面的反射形成,故A正确;
B.手影游戏,由光的直线传播形成,故B错误;
C.海市蜃楼,由光的折射现象形成,故C错误;
D.小孔成像,由光的直线传播形成,故D错误。
3. 【答案】C
【解析】【考点】光的折射规律的应用.
【分析】水面上升或下降,入射角不会发生变化折射角也不会发生变化,但折射点要发生移动,折射光线要发生平行移动,所以找到折射点与水面升降的关系的变化规律,即可找到光斑移动与水面升降的变化关系。
【解答】解:使水面下降,入射点向右移动,则光斑向右移动;同理可知,将容器中的水抽出一部分,光斑会右移,B、C两点之间,故C正确。。
故选:C。
4. 【答案】D
【解析】【考点】凸透镜成像规律及其探究实验.
【分析】根据物体具体的成像的过程,分析挡住透镜上部时会出现什么现象。
【解答】解:物体的每一点发出的无数光线,即这些光线一部分通过凸透镜的上部成像在光屏上,也有一部分通过凸透镜的下部成像在光屏上。所以当挡住凸透镜的上部时,只是挡住了该点发出的成像光线的一部分,通过凸透镜的下部的那部分光线仍能成像在光屏上,所以成像的性质不变。由于通过的光在减少,所以像的亮度变暗。
综上分析,故选:D。
【点评】解答此题时,很容易出现这样的错误答案,由于挡住了凸透镜的上部,上面的光线不能通过,故缺少上半部分。有的同学考虑的更仔细,凸透镜成的是倒立的实像,所以应该是缺少下部分。出现这种错误的原因是对其成像的具体过程不清楚造成的。如果掌握了物体的成像光路图,此题就容易解决了。
5. 【答案】 D
【解析】【解析】
A.根据图像可知,当u=20cm时,像距v=20cm,那么2f=20cm,即凸透镜的焦距f=10cm;
B.当u=18cm时,此时f<u<2f,成倒立、放大的实像,故B错误;
C.当u=8cm时,此时u<f,成正立、放大的虚像,与放大镜原理相同,故C错误;
D.从15cm到30cm的过程中,由于u>f,因此成实像,根据“物远像近小”的规律可知,物距增大,像距减小,像变小,故D正确。
【答案】D
6. 【答案】A
【解析】【考点】光的折射现象及其应用.
【分析】光线通过玻璃砖再进入空气发生两次折射:第一次是从空气斜射进入玻璃砖,折射光线应该靠近法线偏折,折射角小于入射角;第二次是从玻璃砖斜射进入空气,折射光线应该远离法线偏折,折射角大于入射角。
【解答】解:光线从O点斜射入玻璃中发生折射现象,折射光线向靠近法线方向偏折,折射角小于入射角,当光线从玻璃射向空气时,折射光线远离法线方向偏折,折射角大于入射角,如图所示:
所以从玻璃砖再射出,射出点可能是图中的A点,因此他将手指头放于A点才可能接受到红色的亮点。
故选:A。
【点评】本题主要考查光的折射定律:折射光线、入射光线和法线在同一平面内,折射光线、入射光线分居法线两侧,光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角。
7. 【答案】D
【解析】【考点】凸透镜成像的应用;生活中的透镜;光的折射现象及其应用.
【分析】透明玻璃杯可以看成是中间厚边缘薄的柱形透镜,物体置于凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间时,成倒立、放大的实像;凸透镜成实像时,物距变大,像距变小,像变小。
【解答】解:AB、圆柱形玻璃杯盛满水,圆柱形玻璃杯中的水中间厚边缘薄,形成水凸透镜;该凸透镜能使图片横向放大、颠倒;由乙图可知,此时的老鼠的像与甲图中的老鼠相比,是放大的,左右颠倒的实像,故AB错误;
C、将漫画逐渐靠近水杯,当物距小于焦距时,成正立、放大的虚像,透过水杯看到的老鼠还是向右跑的,不是掉头的,故C错误。
D、若将漫画离水杯再远一些,物距变大,像距变小,像变小,透过水杯看到的老鼠会变“瘦”一些,故D正确;
故选:D。
【点评】水、玻璃、水晶、冰等透明物质,都可以制成凸透镜和凹透镜,虽然材料不同,对光线的作用相同,成像性质相同。
8. 【答案】B
【解析】【分析】(1)老花镜是凸透镜,当物距小于焦距时,凸透镜成正立、放大的虚像;
(2)近视镜是凹透镜,凹透镜成正立、缩小的虚像。
【解答】解:因为老花镜是凸透镜,由凸透镜成像特点之一,当u<f时,成正立放大的虚像,则AB为老花镜,由于奶奶的老花镜度数更深,即看到的图象应该更大,故A为度数大的老花镜;B为爸爸的老花镜。
故选:B。
【点评】对于眼镜无论是近视镜还是远视镜,其度数的大小是由透镜的焦距来确定的,焦距越大,度数越小;焦距越小,度数越大。
9. 【答案】B
【解析】【分析】由图可知,OC一定为反射光,而光经过折射后一定会分为两支光束,说明光发生了色散。
【解答】解:OC为反射光,故OC应为复色光;而折射后分成OA、OB两光束,故一定发生了色散,即折射率大的为紫光,折射率小的红光,即OA为紫光,OB为红光。
故选:B。
10.【答案】B
【解析】【考点】凸透镜成像规律及其探究实验.
【分析】首先根据物距与像距的关系,确定像的性质,然后再根据凸透镜成实像时,物远像小像变小来确定调节光屏的方法。
【解答】解:图中可以看出,像距小于物距,在屏上得到清晰缩小的实像,此时u>2f;
当他继续向凸透镜内注水,使水凸透镜的焦距变小,透镜的聚光能力变强,光线会比注水前要提前交汇,所以像会向透镜方向移动,根据凸透镜成实像时,物近像远像变大,可知,要在光屏上成清晰的像,应该将蜡烛向右移动,而且像变大。
故选:B。
【点评】本题考查了凸透镜成像的规律的应用。此题比较有拓展性,有一定的拔高难度。
11.【答案】B
【解析】【考点】光的折射现象及其应用;平面镜成像的特点、原理、现象及其实验方案.
【分析】根据平面镜成像特点做出玻璃缸中注入水前的像的位置S′,再根据光的折射定律做出玻璃缸中注入水后眼睛观察到的像的位置,比较即可得出结论。
【解答】解:由平面镜成像特点可知,物像关于镜面对称,做出灯在平面镜中的像点S′,反射光线AC射入眼睛,看到了像点S′,
当玻璃缸中注入水后,折射角小于入射角,逆着折射光线BC看上去,看到S的像在S″位置,则由图可知SS″小于SS′。
故选:B。
12.【答案】B
【解析】【分析】正常人看远近不同的物体时,通过晶状体的调节作用,都能使远近不同的物体,反射来的光线汇聚在视网膜上形成清晰的
物像。物像刺激视网膜上的感光细胞,产生神经冲动,神经冲动沿着视神经传导大脑皮层的视觉中枢,形成视觉。视近物时,晶状体的曲度大;视远物时,晶状体的曲度小。
【解答】解:当某同学在窗前远眺时,能看清远处的物体,焦点在视网膜上,处于①状态,一只昆虫突然飞到眼前,昆虫刚开始处于
看不清状态,焦点不在视网膜上,处于③状态,调节晶状体曲度后看清昆虫,在视网膜上形成清晰的图像,处于②状态。故选:B。
13.【答案】A
【解析】【考点】凸透镜成像的应用.
【分析】若凸透镜从远处逐渐贴近刻度尺,刻度尺到凸透镜的距离(物距)从二倍焦距以外→二倍焦距处→一倍焦距和二倍焦距之间→一倍焦距以内,从这几个过程中凸透镜的成像情况进行判断。
【解答】解:
(1)刻度尺到凸透镜的距离在二倍焦距以外时,凸透镜成倒立、缩小的实像,即丙图。
(2)刻度尺到凸透镜的距离在二倍焦距处,凸透镜成倒立、等大的实像,即甲图。
(3)刻度尺到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间时,凸透镜成倒立、放大的实像,即丁图。
(4)刻度尺到凸透镜的距离(物距)在一倍焦距以内时,凸透镜成正立、放大的虚像,即乙图。
综上可知,若凸透镜从远处逐渐贴近刻度尺,则看到刻度尺的像的先后顺序为丙→甲→丁→乙。
故选:A。
【点评】首先要明确凸透镜成像的几种情况,然后分析凸透镜从贴近刻度尺到远离刻度尺经历了几个阶段,根据成像特点进行解答。
二、填空题
14.【答案】2;②;上;大。
【解析】【分析】(1)反射定律:反射光线、入射光线、法线在同一个平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角;根据定律反射光线和入射光线与法线的夹角一定相等,由此可确定入射光线和反射光线,以及法线和界面。
(2)折射定律:折射光线、入射光线、法线在同一个平面内,折射光线、入射光线分居法线两侧,当光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角; 因为入射光线和折射光线一定在相对的两个区域中,由此确定入射光线和折射光线。
(3)最后根据确定的入射光线、反射光线、折射光线判断反射光线与折射光线的夹角变化。
【解答】解:由图可知,∠1等于∠3,因此①是法线,②是界面,CO是入射光线,OA是反射光线,OB是折射光线;
又因为∠2大于∠3,即折射角大于入射角,所以分界面下方是空气,上方是水;
因反射角等于入射角,所以当入射角变小时,反射角变小,折射角也会减小,所以反射光线与折射光线的夹角将变大。
故答案为:2;②;上;大。
【点评】在两种透明介质的界面上,会同时发生折射和反射,反射光线与入射光线分居法线两侧且在同种介质中;折射光线与入射光线也是分居法线两侧,但在两种不同介质中。
15.【答案】故答案为:凸透镜;远视。
【解析】【分析】凸透镜对光有会聚作用,远视眼是由于晶状体太薄,折光能力变弱,像成在了视网膜的后方,为了将光线会聚,需要用凸透镜来矫正远视眼,这样才能看清近处的物体;
【解答】解:由题意可知,透过眼镜看到铅笔的形状,左侧是正立缩小的虚像,右侧是正立放大的虚像,
根据凸透镜成像规律可知,右侧的镜片是凸透镜,左侧的镜片是凹透镜,
远视眼成因:眼球晶状体的曲度过小,远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像,就会落在视网膜的后方造成的;
因凸透镜对光线有会聚作用,所以远视眼应该配戴凸透镜才能看清近处的物体。
故答案为:凸透镜;远视。
【点评】本题主要考查学生对远视眼的成因,以及矫正方法的理解和掌握,是一道基础题,也是中考的热点。
16.【答案】(1)凸透镜;(2)前方;凹透镜;(3)靠近。
【解析】【考点】近视、远视形成的原因及矫正方法;眼睛及其视物原理.
【分析】(1)根据人眼的构造分析;
(2)近视眼的成因是只能看清近处的物体,看不清远处的物体,晶状体太厚,折光能力太强,或者眼球在前后方向上太长,因此来自远处点的光会聚在视网膜前。近视眼的矫正可通过凹透镜对光线的发散作用进行纠正;
(3)凹透镜对光线具有发散作用,据此分析。
【解答】解:(1)眼球中的晶状体相当于甲实验中的凸透镜;
(2)根据近视眼的成因,当看物体时会将来自远处点的光会聚在视网膜前方。因凹透镜对光线有发散作用,在近视眼睛前面放一个凹透镜,就能使来自远处物体的光会聚在视网膜上;
(3)拿开眼镜后,像会提前会聚,为了再次呈现出清晰的像,光屏应靠近凸透镜。
故答案为:( 1 )凸透镜;(2)前方;凹透镜;(3)靠近。
17.【答案】凸;变小
【解析】【考点】凸透镜成像的应用.
【分析】照相机应用的是u>2f时凸透镜的成像规律;
凸透镜成实像时物距增大,像距缩小,像变小。
【解答】解:手机摄像头相当于凸透镜;根据凸透镜成像规律,成实像时物距增大,像距减小,像变小,当手机远离二维码时,所成的像会变小。
故答案为:凸;变小。
18.【答案】下方;延后;大于。
【解析】【分析】(1)光线在介质不均匀时,光路就会改变,由于大气层的不均匀,所以我们早晨看到的太阳是由于折射形成的是虚像;
(2)根据光发生折射时的光线偏折情况和光在均匀介质中沿直线传播来解答此题。
(3)游泳池水面相当于平面镜,平面镜成像的特点之一是像与物到镜面的距离相等;由于光的折射,人看到的池底比真实位置变浅。
【解答】解:(1)太阳光从太空进入大气层时,由于大气层的密度是不均匀的,会发生折射,折射光线靠近法线,我们逆着折射光线的方向看,看到初升的太阳比实际位置变高了,所以当我们看到太阳刚升起时,它的实际位置还在地平线以下,如下图所示:
(2)若地球表面不存在大气层,太阳光将在真空中沿直线传播,由于地球是圆形的,所以只有太阳升到某一位置时才能观察到;
而正因为地球表面上有大气层,太阳光射入大气层时会发生折射现象,能够提前观察到;
所以如果地球表面不存在大气层,那么观察到的日出时刻与实际存在大气层时的情况相比将延后。
(3)如下图所示:
由于水面是平面镜,灯离水面6m,水中灯的像离水面也是6m,而人看到的池底是折射形成的虚像,比真实的池底偏高,由题意可知池底的像离水面6m,所以池底离水面的距离大于6m。
故答案为:下方;延后;大于。
【点评】本题考查光的折射现象及应用。在学习过程中要善于总结、寻找规律,学着将所学知识与生活实际联系起来,有一定难度。
19.【答案】(1)光在均匀介质中是沿直线传播的;(2)浅;(3)等于。
【解析】【解答】解:(1)看不到硬币,是由于碗的边缘部分挡住了来自硬币的光线,光线进入不到眼镜,所以眼镜看不到硬币,这说明了光在均匀介质中是沿直线传播的;
(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(虚像的位置比物体的实际位置偏高);
(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的,即αB=αc。
故答案为:(1)光在均匀介质中是沿直线传播的;(2)浅;(3)等于。
三、探究题
20.【答案】故答案为:(1)大;(2)5;②;投影仪。
【解析】【考点】凸透镜成像规律及其探究实验.
【分析】(1)认真分析表格中焦距的变化情况和像距的变化情况。根据它们的变化情况得出结论。
(2)当物距处于f和2f之间时,凸透镜成倒立放大的实像,投影仪是根据这个原理制成的;倒立的含义:上下颠倒;左右相反。
【解答】解:(1)由表格中数据知,物距不变,凸透镜的焦距逐渐增大,成的像距在增大。
(2)从图中可知,凸透镜成的是倒立、放大的实像。则2f>u=6cm>f.所以只有焦距为5cm的凸透镜符合这一条件。
又因为凸透镜成的实像与物体左右相反、上下也相反。所以R的像应为②;
由图可知,物距小于像距,所以此时成倒立、放大的实像,即幻灯机就是根据这个原理制成的。
故答案为:(1)大;(2)5;②;投影仪。
【点评】此题是探究凸透镜成像的规律。考查了学生根据数据得出结论的能力。同时考查了凸透镜成像规律的应用,一定要熟记规律的内容,能做到举一反三。并要真正理解倒立实像的含义。
21.【答案】(1)C;(2)倒立、放大的实像;C
【解析】【考点】探究凸透镜成像规律.
【分析】(1)利用太阳光测量凸透镜焦距,应让凸透镜正对太阳光,白纸应与凸透镜平行,来回移动透镜,找到最小最亮的光斑,即焦点;
(2)凸透镜成像规律及其应用之一:当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时,则像距大于2倍焦距,成倒立、放大的实像,此时像距大于物距,像比物大,物像异侧;应用:投影仪、幻灯机、电影放映机。
【解答】解:(1)利用太阳光测量凸透镜焦距,应让凸透镜正对太阳光,白纸应与凸透镜平行,来回移动透镜,找到最小最亮的光斑,光斑到透镜中心的距离即为焦距,由图知,操作最合理的是C;
(2)根据能在光屏上成像,得出一定是实像,再根据物距小于像距,可知,光屏上的像为倒立、放大的实像;
则物距满足2f>u>f,像距v>2f,即:2f>15cm>f,30>2f,解得:15cm>f>7.5cm,所以凸透镜的焦距可能是10cm,故选C。
故答案为:(1)C;(2)倒立、放大的实像;C。
22.【答案】(1)亮线的位置;(2)在水槽中加入与步骤②等量的60℃的水;(3)增加水槽的宽度。
【解析】【考点】探究光的折射定律.
【分析】(1)根据转换法回答;
(2)由④分别将水温20℃、60℃时测得的亮线位置标记汇总可得答案;
(3)增加水量可以改变亮线的位置。
【解答】解:(1)通过比较亮线的位置比较光线的偏折程度;
(2)由④分别将水温20℃、60℃时测得的亮线位置标记汇总可知,步骤③为:在水槽中加入与步骤②等量的60℃的水;
(3)增加水槽的宽度,可以增大光线间的间距。
故答案为:在水槽中加入与步骤②等量的60℃的水;
(1)亮线的位置;(2)在水槽中加入与步骤②等量的60℃的水;(3)增加水槽的宽度。
23.【答案】故答案为:(1)同一高度;(2)放大;40;(3)能;(4)B;4;(5)变大;大于;小于。
【解析】【考点】凸透镜成像规律及其探究实验.
【分析】(1)为使像能成在光屏的中央,应调节凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度处;
(2)当凸透镜成倒立放大实像时,像距大于物距,如果对于同一个凸透镜,把物距与像距对调,则根据折射光路可逆原理,这时候像距小于物距,则成倒立缩小的实像;
(3)当遮住凸透镜的一部分,还有另外的部分光线,经凸透镜折射会聚成像;
(4)根据题干条件,凸透镜焦距大于7.5厘米,所以移动凸透镜至16厘米处,物距为6厘米,小于焦距,只能够成虚像;
(5)分析图象结合凸透镜成像规律填空。
【解答】解:(1)在探究凸透镜成像规律实验中,为了使实像能够成在光屏中心,通常将烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致调到同一高度。故答案为:同一高度。
(2)从光具座上读出:物距15厘米,像距30厘米,像距大于物距,所以成倒立放大的实像,当物距30厘米,这时候凸透镜移动至40厘米处,又像距15厘米,像距小于物距,则成倒立缩小的实像。故答案为:放大、40;
(3)实验中用手遮住凸透镜的一半,物体上任一点光射向凸透镜的下半部其他部分,经凸透镜折射后,照样能会聚成像,像的大小不发生变化,折射光线减少,会聚成的像变暗,故答案为:能。
(4)因为根据题干条件,当物距为15厘米,能够成倒立放大的实像,所以根据凸透镜成像规律:f<u<2f,故:7.5cm<f<15cm,所以当物距为6cm时,只能够成虚像,不能够在光屏上成像。故答案为:B、4;
(5)如图丁所示是小明通过实验得到的凸透镜成像时的像距v和物距u关系的图象,由图象可知成实像时物距逐渐减小,像距逐渐增大;
当u>2f时(即u>20cm),物距增大时,像距减小得越来越慢,则该过程中物体移动的速度大于像移动的速度;当f<u<2f时(即10cm<u<20cm),物距增大时,像距减小得越来越快,则该过程中物体移动速度小于像移动的速度。
故答案为:(1)同一高度;(2)放大;40;(3)能;(4)B;4;(5)变大;大于;小于。
24.【答案】故答案为:(1)b;(2)C;(3)物距;(4)正比;v与u的比值是常数。
【解析】【考点】平面镜成像的特点、原理、现象及其实验方案.
【分析】(1)实验中将灯泡b替代了灯泡a的像;
(2)平面镜成正立、等大的虚像,像到平面镜的距离和物到平面镜的距离相等;
(3)灯泡a到水面距离称为物距u;
(4)根据表中数据得出结论。
【解答】解:(1)实验中将灯泡b替代了灯泡a的像;
(2)因为平面镜成正立、等大的虚像,并且像到平面镜的距离和物到平面镜的距离相等,所以灯泡a的像到水面的距离与灯泡b到水面的距离一定相等;故选C;
(3)测量时,刻度尺在水面处的示数表示灯到水面的距离,由题意可知,灯泡a到水面距离称为物距u;
(4)根据表中数据可知,v与u的比值是常数,因此v和u的定量关系是:v与u成正比。
故答案为:(1)b;(2)C;(3)物距;(4)正比;v与u的比值是常数。
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