内容正文:
第4章光的世界
一、单选题
1.关于光的三原色,下列说法正确的是( )
A.红光和绿光混合可以产生蓝光
B.红光和蓝光混合可以产生绿光
C.红光、绿光和蓝光可以合成紫光
D.橙光、黄光和靛光混合能产生任何一种其它颜色的光
2.如图,《淮南万毕术》关于冰透镜记载:“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生”。此现象中取火原理应用了( )
A.凸透镜对光线的发散作用
B.凸透镜对光线的会聚作用
C.凹透镜对光线的会聚作用
D.凹透镜对光线的发散作用
3.将一凸透镜正对太阳,可在距凸透镜10cm处得到一个最小、最亮的光斑。现将该凸透镜和蜡烛、光屏放在光具座上,在光屏上呈现清晰的像(未画出)如图所示。下列说法正确的是( )
A.此时可以在光屏上观察到清晰放大的像,与照相机的工作原理相同
B.仅将凸透镜向右移动适当距离能再次成清晰的像
C.若用黑纸把该凸透镜的上半部分挡住,亮度不变,上半部分消失,只有下半部分出现像
D.在凸透镜左侧附近放一近视镜,光屏远离凸透镜适当距离可再次得到清晰的像,说明近视镜对光有发散作用
4.关于生活中的透镜,下列描述正确的是( )
A.用照相机照相时,形成的是正立、缩小的实像
B.看电影时,屏幕上的像相对于胶片成的是倒立、放大的虚像
C.望远镜的目镜成像原理和放大镜是一致的
D.显微镜的目镜是凹透镜,物镜是凸透镜
5.唐朝诗人李白在《渡荆门送别》诗中有“云生结海楼”的写景名句,其中“海楼”指海市蜃楼,其产生的主要原因是( )
A.小孔成像 B.光的折射 C.平面镜成像 D.凹面镜成像
6.小明按照下图顺序自制了一个“投影灯笼”。首先,折叠剪纸,按照自己的想法剪出图案;随后,把剪好的图纸围起来,用胶带粘贴固定形状,再剪两个圆作封底和封顶;最后把灯放在其中,在黑暗中打开灯笼中的灯,就能看到投影的图案了。这个“投影灯笼”投影出美丽的图案用到的光学原理是( )
A.光沿直线传播 B.光的折射 C.光的反射 D.凸透镜成像
7.2025年春节档电影《哪吒2》爆火全球,电影院的投影仪投放到大屏幕上的为( )
A.正立放大虚像 B.倒立放大虚像
C.正立放大实像 D.倒立放大实像
8.如图所示,在一个纸板上打若干个小孔,组成一个心形,在室内让这个纸板在烛焰和白墙之间移动,在墙上能看到的图案是( )
A. B. C. D.
9.物体放在凸透镜前20厘米处,在透镜另一侧离透镜12厘米的光屏上成一个倒立缩小的像。该凸透镜的焦距可能为( )
A.5厘米 B.6厘米 C.7厘米 D.10厘米
10.下面四个光通过透镜的光路图中正确的是( )
A. B. C. D.
11.如图所示是显微镜的结构,下列说法不正确的是( )
A.它的物镜相当于投影仪,成放大实像
B.它的目镜相当于放大镜,成放大虚像
C.光线较暗时使用凹面镜作反光镜
D.光线较亮时使用凹面镜作反光镜
二、填空题
12.如图所示,小明用同一个相机给同一个古塔先后拍了两张照片,当他拍完第一张照片甲后,应该 (选填“靠近或“远离”)古塔,并把镜头 (选填“伸长”或“缩短”),才能清晰地拍摄到第二张照片乙。
13.如图甲,是人的眼睛患上了 (选填“近视”或“远视”),在乙图中通过配带 镜加以矫正。
14.如图,一束激光从空气中的A点斜射到水面上的O点,经反射后在足够长的刻度尺上形成一光点B。
(1)若入射光线与界面所成的夹角为,则反射角为 。
(2)保持入射点O不变,将激光笔发出的光逆时针转动,则在刻度尺上形成的光点B将会 (选填“向上”或“向下”)移动。
(3)图中折射光线在刻度尺上也形成一个光点,(未标出)则B、C两光点到界面的距离大小关系是: 。(选填“>”“<”或“=”)
15.安装在高处的旋转投影灯照在地面上呈现出放大的图案,如图甲所示,其内部结构如图乙。图片到透镜的距离u与透镜焦距f的关系是 (选填“”或“”),将透镜稍稍远离图片,地面上的图案会 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
16.取一个大烧杯,里面充满烟雾,倒扣在桌子上,用手电筒射出一平行光束(如图甲所示)。若在杯底放置一个凸透镜,光的传播方向如图乙所示,这说明当光从空气射入透镜时,凸透镜对光线有 作用;若换成凹透镜光的传播方向如图丙所示,这又说明当光从空气射入透镜时,凹透镜对光线有 作用。
17.小明利用两个粗细相差很小的纸筒、凸透镜、半透明薄膜制成模型照相机,如图所示。
(1)薄膜起到 的作用;
(2)通过调节,使薄膜位于凸透镜的 (填“大于一倍小于二倍”或“大于二倍”)焦距范围内,可在薄膜上看到景物清晰缩小的像,像是 (填“正立”或“倒立”)的;
(3)要在薄膜上看到更远处景物清晰的像,可采用的方法是 。
三、作图题
18.请根据平面镜成像特点在图中画出物体AB在平面镜中所成的像A'B'。
19.如图,S表示水中真实的鱼,S’表示渔民在水面上看到的鱼的像,请在图中画出入射光线SO经水面折射后进入渔民眼睛的折射光线。
20.一束光自池底射出,在岸边的天花板上A处形成一个光斑,如图甲所示;
(1)在甲图中画出折射光线 ;
(2)若这一束光在天花板上形成的光斑从A点移动到B点,此时的水面是上升了还是下降了? (选填“上升”或“下降”),并在图乙中画出水面变化后的折射光线 (图中虚线为原来水面位置)
四、实验题
21.某小组同学设计了如图甲的实验装置探究光的折射规律,在玻璃水槽中竖直放置的光屏由E和F两个半圆形光屏组成,其竖直方向的直径NOM为两半圆的分界线。
入射角
0°
15°
30°
45°
60°
折射角
0°
11.31°
22.1°
35.4°
40.9°
(1)将光屏F调至与光屏E在同一平面内,保持入射点O不变,多次改变入射光线AO与ON的夹角进行实验,
①分析表格数据得出的结论是: (写出一条即可)。
②当光从空气垂直射入水中时,光的传播方向 (选填“改变”或“不改变”)。
(2)该小组同学在玻璃水槽底部用另一支激光笔让光贴着光屏F沿BO射向水面时,可看到折射光线沿OA方向射出,这说明在光的折射现象中光路是 的。
(3)另一小组的小华在做光的折射实验时,将一束光以相同的入射角从空气分别斜射入水和玻璃中,如图乙所示,分析实验现象可知折射角是 (选填“不同”或“相同”)的,水对光的折射本领 (选填“大于”“等于”或“小于”)玻璃对光的折射本领。
(4)如图丙所示,站在清澈的游泳池里,在岸上的人会发现泳池里人的腿变短,能描述此现象的光路是图丁中的 (填序号)。
22.小明“探究凸透镜成像规律”的装置如图所示。
(1)此时在光屏上接收到了一个与凸透镜等大的光斑(烛焰可看成点光源),可知此凸透镜的焦距为 。
(2)若用一个焦距为的凸透镜替换图中的凸透镜,仍放在刻度线位置,蜡烛位置不变,则光屏向 (选填“远离”或“靠近”)凸透镜方向移动,才能得到一个清晰的烛焰的像;若此时一只小飞虫落在了凸透镜上,光屏上的像 (选填“依然完整”或“不完整”)。
试卷第1页,共3页
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1.C
【详解】AB.色光的三原色是红绿蓝,其它的光都可以通过这三种原色混合得到,但红、绿、蓝三种色光无法用其他色光混合得到,故红光和绿光混合能产生新的色光,故AB错误;
C.红光、绿光和蓝光是光的三原色,它们按不同比例混合可得到各种色光,因此有可能得到紫光,故C正确;
D.红光、绿光和蓝光按不同比例混合可得到各种色光,但橙光、黄光和靛光混合不能产生相同的效果,故D错误。
故选C。
2.B
【详解】古人将冰磨成一种冰透镜,该透镜中间厚、边缘薄,属于凸透镜,能使太阳光会聚焦点,从而能点燃艾草取火,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3.D
【详解】A.将一凸透镜正对太阳,可在距凸透镜10cm处得到一个最小、最亮的光斑,该光斑的位置是凸透镜的焦点,焦点到凸透镜光心的距离是凸透镜的焦距,该凸透镜的焦距为10cm。由图可知,物距为50.0cm-20.0cm=30.0cm
物距大于二倍焦距,所以光屏上呈现倒立缩小的实像,照相机根据此原理制成的,故A错误;
B.此时物距大于二倍焦距时,物移动的距离大于像移动的距离,仅向右移动凸透镜时无法成像,故B错误;
C.实验过程中,若用黑纸把该凸透镜的上半部挡住,光能够通过凸透镜的下半部分通过,则屏上仍会出现烛焰的像,但亮度会变暗一些,故C错误;
D.在凸透镜左侧附近放一近视镜,近视镜是凹透镜,凹透镜对光有发散作用,所以光屏远离凸透镜适当距离可再次得到清晰的像,故D正确。
故选D。
4.C
【详解】A.照相机是利用凸透镜成倒立、缩小的实像原理制成的,故A错误;
B.电影的投影仪是利用凸透镜成倒立、放大的实像原理制成的,故B错误;
C.望远镜的目镜是利用凸透镜成正立放大的虚像原理制成的,放大镜的原理是物距小于一倍焦距,成正立放大的虚像,因此望远镜的目镜成像原理和放大镜是一致的,故C正确;
D.显微镜的目镜和物镜都是凸透镜,焦距不同。物镜相当于投影仪的镜头,物体通过物镜成倒立、放大的实像。目镜相当于普通的放大镜,该实像又通过目镜成正立、放大的虚像,故D错误。
故选C。
5.B
【详解】B.海市蜃楼是光在不均匀介质中发生的折射现象,故B符合题意;
A.小孔成像是光的直线传播现象,故A不符合题意;
C.平面镜成像是光的反射现象,故C不符合题意;
D.凹面镜成像是光的反射现象,故D不符合题意。
故选B。
6.A
【详解】“投影灯笼”主要是利用光源投射光线,通过剪纸或图案的遮挡,形成投影效果。当灯笼被点亮时,光源发出的光线会穿过灯笼上的图案,形成特定的光影效果,投射到周围的墙面上或其他物体上,其用到的光学原理是光沿直线传播,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
7.D
【详解】由凸透镜成像原理可知,投影仪是利用凸透镜成倒立、放大的实像工作的,则电影院的投影仪投放到大屏幕上的为倒立、放大实像,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
8.B
【详解】由于光在均匀空气中沿直线传播,烛焰的光通过纸板上很小的小孔,在白墙上将观察到一个心形图案,心形图案的每个亮点为烛焰倒立的实像,这是小孔成像现象。
故选B。
9.C
【详解】根据题意,物距为,像距为,所成的像为倒立、缩小的实像,根据凸透镜规律可知,此时物距大于两倍焦距,像距大于一倍焦距小于两倍焦距,即
,
联立两不等式,可得,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
10.C
【详解】A.通过透镜光心的光线传播方向不改变,故A错误;
B.平行于主光轴入射的光线,通过凸透镜后,会聚于焦点,但图示中入射光线不平行于主光轴,所以其折射光线不会聚于焦点,故B错误;
C.由图示知,凸透镜对光线起了会聚作用,且在焦点内的点光源发出的光线经凸透镜后,其折射光线的反射延长线的交点与光心的距离大于点光源与光心的距离,故C正确;
D.由图示知,光线经透镜后会聚了,但凹透镜对光线起发散作用,且平行于主光轴入射的光线,经凹透镜后,其折射光线的反射延长线经焦点,故D错误。
故选C。
11.D
【详解】A.显微镜的物镜相当于投影仪,物体放在物镜的一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、放大的实像,故A正确,A不符合题意;
B.显微镜的目镜相当于放大镜,成的像和物体同侧,成的是正立、放大的虚像,故B正确,B不符合题意;
C.凹面镜具有聚光作用,光线较暗时可以使视野变亮,所以如果光线较暗,就需要用凹面镜,故C正确,C不符合题意;
D.反光镜有凹面镜和平面镜,在光线较亮时,使用平面镜为反光镜。故D错误,D符合题意。
故选D。
12. 靠近 伸长
【详解】[1]小明用同一个相机给同一个古塔先后拍了两张照片,当他拍完第一张照片甲后,如图乙所示,是近景图,应该靠近古塔。
[2]根据凸透镜成像规律可知,物体靠近,像变远,故需要伸长镜头。
13. 远视 凸透
【详解】[1][2]由甲图可知:眼球晶状体的曲度过小,来自远处某点的光经过眼睛折射后形成的物像,落在视网膜的后方,这个人的眼睛属于远视眼;远视需佩戴凸透镜矫正。
14.(1)50
(2)向下
(3)<
【详解】(1)入射角是入射光线与法线的夹角,而题目给出的是入射光线与界面所成的夹角为。因此,入射角为
根据光的反射定律,反射角等于入射角,因此反射角为50°。
(2)当入射光线逆时针转动时,入射角增大,根据光的反射定律,反射角等于入射角,反射角也增大,反射角增大后,反射光线会更远离法线,因此在刻度尺上形成的光点B将会向下移动。
(3)由光的折射定律可知,光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,即折射光线偏向法线,所以光点C到界面的距离大于光点B到界面的距离,即。
15. 变小
【详解】[1]投影仪成像时,物距在一倍焦距和二倍焦距之间。镜头焦距为f, 图片到透镜的距离应在一倍焦距和二倍焦距之间的范围内调节,即f<u<2f。
[2]根据凸透镜成像规律可知,物近像远像变大,物远像近像变小,将透镜稍稍远离图片,地面上的图案会变小。
16. 会聚 发散
【详解】[1]由乙图可知,光束通过凸透镜之后,光束变窄,说明凸透镜对光线有会聚作用。
[2]由丙图可知,光束通过凹透镜之后,光束变宽,说明凹透镜对光线有发散作用。
17.(1)承接像
(2) 大于一倍小于二倍 倒立
(3)减小两个纸筒之间的距离
【详解】(1)薄膜相当于光屏,起到承接像的作用。
(2)[1][2]根据凸透镜成像规律,物距大于二倍焦距时,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,此时成倒立、缩小的实像,应用是照相机。所以,通过调节,使薄膜位于凸透镜的大于一倍小于二倍焦距范围内,可在薄膜上看到景物清晰缩小的像,像是倒立的。
(3)根据“物远像近像变小”,物距变大时,像距会变小。所以要在薄膜上看到更远处景物清晰的像,可减小两个纸筒之间的距离。
18.
【详解】分别作出物体AB端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′,用虚线连接A′、B′,即为AB在平面镜所成的像,如图所示:
19.
【详解】由鱼S发出的光线从水中射入空气中时,在水面处发生折射,O点即为入射点,人逆着折射后的光线看过去,就看到了它的像;用虚线连接O与像点,用实线延长O,即为入射光线SO经水面折射后进入渔民眼睛的折射光线,光线方向斜向上,如图:
20. 见详解 下降 见详解
【详解】(1) [1]过入射点作出法线,光从水斜射入空气中时,折射光线远离法线,折射角大于入射角,连接入射点与A点,即为折射光线,如图所示
(2)[2][3]由于入射角不变,光在天花板上形成的光斑从A点移动到B点,只有此时的水面下降时,折射光线才更加远离法线,如图所示
21.(1) 光从空气斜射入水中,折射角小于入射角,入射角增大,折射角也随之增大 不改变
(2)可逆的
(3) 不同 小于
(4)②
【详解】(1)[1]分析表中实验数据可得结论:当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,入射角增大,折射角也随之增大。
[2]当光从空气垂直射入水中时,入射角和折射角都为0°,此时入射光线、折射光线、法线三线重合,光的传播方向不改变。
(2)该小组同学用一束光沿着BO射向水面时,观察到折射光线沿OA方向射出,这说明在光的折射现象中光路是可逆的。
(3)[1][2]由图乙可知:第一个图中的折射角为90°﹣70°=20°
第二个图中的折射角为90°﹣75°=15°
所以以相同的入射角射向不同介质时,折射角大小不同;由于在水中的折射角要大于在玻璃中的折射角,所以水对光的折射本领小于玻璃对光的折射本领。
(4)如图丙所示,站在清澈的游泳池里,在岸上的人会发现泳池里人的腿变短,此时光线从 水中斜射向空气中,折射角大于入射角,能描述此现象的光路是图丁中②。
22.(1)15.0
(2) 靠近 依然完整
【详解】(1)光屏上接收到了一个与凸透镜等大的光斑,说明烛焰发出的光线经凸透镜后变成了平行于主光轴的平行光,则烛焰正好处在凸透镜的焦点上,可知此凸透镜的焦距为
f=25.0cm-10.0cm=15.0cm
(2)[1]若用一个焦距为的凸透镜替换图中的凸透镜,仍放在刻度线位置,蜡烛位置不变,则物距不变,凸透镜焦距变短,对光的会聚能力变强,像距变小,则光屏向靠近凸透镜方向移动,才能得到一个清晰的烛焰的像。
[2]若此时一只小飞虫落在了凸透镜上,挡住了部分成像光线,但是经过凸透镜其它部分的光经仍可成像,所以,光屏上的像依然完整,由于成像光线变少,像变暗。
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