内容正文:
寒假专项训练 光的折射 透镜
一、单选题
1.烛焰通过凸透镜恰好在光屏上得到一个倒立、缩小的像,若保持透镜位置不变,把烛焰与光屏的位置对调一下,则( )
A.光屏上仍能呈现出一个缩小的像
B.光屏上没有像,需调节光屏的位置像才能呈现出来
C.光屏上不能呈现出像,但眼睛透过透镜能看到像
D.光屏上将能呈现出一个倒立、放大的像
2.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时,光屏上承接到清晰的像。则( )
A.实验所用透镜的焦距可能是10cm
B.光屏上承接到的是倒立放大的虚像
C.仅将凸透镜向右移动,可能再次承接到清晰的像
D.仅将蜡烛和光屏的位置互换,光屏上不能承接到像
3.购物支付已进入“刷脸”时代。如图所示,消费者结账时只需面对摄像头(相当于一个凸透镜),经系统自动拍照、扫描等,确认相关信息后,即可迅速完成交易。下列有关说法正确的是( )
A.光经过摄像头成像利用的是光的反射
B.该摄像头的成像原理与投影仪相同
C.“刷脸”时,如果显示屏上的像不完整无法交易,则需要人适当远离摄像头
D.“刷脸”时,面部经摄像头成正立缩小的实像
4.如图所示,光屏上接收到烛焰清晰的像,则该凸透镜的焦距范围是( )
A.0~8.5cm B.8.5~12.5cm C.8.5~17cm D.12.5~17cm
5.如图所示,让一束太阳光照射到玻璃三棱镜上,在棱镜后侧白色光屏的AB范围内形成一条彩色的光带,则( )
A.爱因斯坦首先用玻璃三棱镜分解了太阳光
B.任何色光通过三棱镜后都会分解为其他色光
C.将100元的钞票放在B处,会看到“100”发光字样
D.将电子温度计放在B处,会看到温度明显上升
6.在探究凸透镜成像规律的实验中,当凸透镜、光屏和烛焰的位置如图所示时,光屏上能成一清晰的像,若保持透镜位置不变,将光屏、蜡烛位置互换一下,则( )
A.光屏上能成倒立放大的实像 B.光屏上能成倒立缩小的实像
C.光屏上没有清晰的像 D.光屏上能成正立缩小的像
7.小孟最近很苦恼:上课时看图中①区域黑板总是被前排同学挡住视线,取下眼镜看②区域的屏幕时由于近视看起来模糊,看③区域的黑板又经常反光……从物理学角度看,以下分析正确的是( )
A.看不到①区域的粉笔字是由于光的折射
B.②区域的电脑屏幕虽然很亮但不是光源
C.③区域反光是由于黑板发生镜面反射
D.看不清②区域是因视网膜上的像太小
8.如图所示,某校食堂安装了人脸识别团餐机,通过摄像镜头捕捉人脸信息“刷脸”付款。下列说法正确的是( )
A.摄像头成像特点与放大镜相同
B.要使成像变大,人应该远离刷脸机
C.“刷脸”时,人脸应处于透镜的两倍焦距之外
D.“刷脸”时,人脸通过镜头成的是正立、缩小的实像
二、填空题
9.如图所示,西汉时期的《淮南万毕术》中记载有“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生。”“削冰令圆”就是把冰块制成 (选填“平面镜”“凸透镜”或“凹透镜”),对光具有会聚作用。
10.如图所示,我们在空中看见了地平线以下的建筑物,这种现象叫作“海市蜃楼”,它是由于光的 形成的。
11.2025年1月20日,第九届亚冬会火种在黑龙江哈尔滨成功采集。采火装置是一块直径达60厘米的“冰透镜”,用冰透镜可以点燃火种是利用了凸透镜对光线有 作用。在点燃火种时,需要把火种放在凸透镜的 上。
12.如图所示,用激光笔将一束光从空气斜射入盛水的容器中,在容器底部形成光斑。
(1)若逐渐往容器中加水,底部的光斑将会向 移动。(选填“左”或“右”)
(2)改变入射光AO的角度,使∠AOM变大时,可以观察到∠CON会变 。
13.如图所示,某同学透过水面观看水中的硬币,他说看到的硬币位置比实际位置 些,这是因为入射光线射到水面后 法线偏折,然后进入人的眼中。
三、实验题
14.在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)为了探究蜡烛的烛焰能否在光屏上成实像,应该把凸透镜放在如图甲所示的 (选填“A”、“B”或“C”)处,同时调整烛焰、凸透镜和光屏,使它们的中心在同一高度;
物距u/cm
像的性质
像距v/cm
虚实
大小
正倒
30
实
缩小
倒
15
20
实
等大
倒
20
15
实
放大
倒
30
(2)小康用焦距为10cm的凸透镜做实验,蜡烛放到较远处,调整光屏到凸透镜的距离,直到烛焰在光屏上成清晰的实像,观察像的性质,同时测出此时物距和像距,把蜡烛向凸透镜移近一些,重复以上操作,并完成了实验表格的填写,如上表所示;
(3)通过分析表中数据,可以得到规律:凸透镜成实像时,物距变小,像距 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)小康换用如图乙所示焦距不同的A、B两个凸透镜中的一个再进行实验,当物距为15cm时,移动光屏在光屏上得到清晰的像,测出像距为7.5cm,结合上表的实验数据,可以判断出小雨这次实验用的是 (填“A”或“B”)透镜;
(5)凸透镜成像利用了光的折射,生活中存在由于光的折射而产生“错觉”的现象,如泳池水看起来变浅了,所以不能贸然下水,以免发生危险。如图丙所示,人眼在B点看到水中A点的像在A'点处,请完成人眼在B点看到A点的像的光路图 ;
(6)做完实验后,将凸透镜平放在物理课本封面上,通过透镜看到书名《物理》的“物”字形状是如图中的 。
15.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,各元件摆放位置如图所示。此时,恰好在光屏中心呈现清晰的烛焰的像。
(1)保持透镜和光屏位置不动,把蜡烛放在刻度尺的10cm刻度处,可在蜡烛和透镜间合适位置添加一个焦距适当的 (选填“近视”或“远视”)眼镜,仍能在光屏上承接到烛焰清晰的像:若不添加眼镜,适当向 移动光屏,也可承接到一个清晰的像;
(2)当把蜡烛移到30cm刻度处时,适当移动光屏, (选填“一定”或“不一定”)能再次承接到烛焰清晰的像,因为 。
试卷第1页,共3页
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参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
D
C
C
B
C
B
C
C
1.D
【详解】烛焰通过凸透镜恰好在光屏上得到一个倒立、缩小的像,则此时物距大于像距;若保持透镜位置不变,把烛焰与光屏的位置对调一下,根据光路可逆原理可知,光屏上仍可成清晰像,且此时物距小于像距,所以,成的是倒立、放大的实像,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
2.C
【详解】AB.由图可知,此时的物距为
u=50.0cm-30.0cm=20.0cm
像距为
v=80.0cm-50.0cm=30.0cm
像距大于物距,成倒立、放大的实像,光屏上能承接到放大的实像;此时
f<20cm<2f
30cm>2f
解得
10cm<f<15cm
故AB错误;
C.仅将凸透镜向右移动,由光路的可逆性可知,当物距为30.0cm,像距为20.0cm时,光屏上成倒立缩小的实像,故C正确;
D.仅将蜡烛和光屏的位置互换,根据光路可逆可知,光屏上能承接到像,故D错误。
故选C。
3.C
【详解】A.光经过摄像头成像属于凸透镜成像,利用的是光的折射,故A错误;
BD.“刷脸”时,面部经摄像头成倒立缩小的实像,成像原理与照相机相同,而投影仪成倒立放大的实像,与其成像原理不同,故BD错误;
C.“刷脸”时,如果显示屏上的像不完整无法交易,说明所成的像过大,要使像变小,根据凸透镜成实像的规律可知,像距变小,物距变大,则需要人适当远离摄像头,故C正确。
故选C。
4.B
【详解】由图可知,物距大于像距,成倒立、缩小的实像,此时物距为
u=50.0cm-25.0cm=25.0cm
像距为
v=67.0cm-50.0cm=17.0cm
物距大于2倍焦距,即
25.0cm>2f①
像距大于1倍焦距小于2倍焦距,即
2f>17.0cm>f②
由①②得到
12.5cm>f>8.5cm
故选B。
5.C
【详解】A.牛顿首先用玻璃三棱镜分解了太阳光,故A不符合题意;
B.复色光通过三棱镜后都会分解为其他色光,单色光不能再进行分解,故B不符合题意;
C.B端以下为紫外线,将100元的钞票放在B处,会看到“100”发光字样,故C符合题意;
D.A端以上为红外线,红外线热效应强,将电子温度计放在A处,会看到温度明显上升,故D不符合题意。
故选C。
6.B
【详解】由图可知,f<u<2f,v>2f,由凸透镜成像规律可知,此时光屏上成倒立放大的实像,将光屏、蜡烛位置互换一下,则u>2f,f<v<2f,由凸透镜成像规律及光路的可逆性可知,此时光屏上成倒立缩小的实像,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
7.C
【详解】A.上课时看图中①区域黑板总是被前排同学挡住视线,看不到①区域的粉笔字是由于光的直线传播造成的,故A错误;
B.电脑屏幕自身能够发光,是光源,故B错误;
C.黑板反光是由于黑板面比较平整光滑,平行光在黑板发生镜面反射,镜面反射的光线比黑板上的字漫反射的光线强,因此看不清黑板上的字,故C正确;
D.看不清②区域是因为近视眼的晶状体对光线偏折能力强,像成在了视网膜的前方,故D错误。
故选C。
8.C
【详解】A.摄像头相当于一个凸透镜,其工作原理与照相机相同。摄像头成倒立、缩小的实像;放大镜成的是正立、放大的虚像。二者成像特点不同,故A错误;
B.根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”的规律,要使所成的像变大,人应该靠近刷脸机,减小物距,故B错误;
C.摄像头是利用凸透镜成倒立、缩小实像的原理工作的,此时人脸(物)到摄像头的距离(物距)应大于二倍焦距,即,故C正确;
D.“刷脸”时,其工作原理与照相机相同,所以人脸通过镜头成的是倒立、缩小的实像。故D错误。
故选C。
9.凸透镜
【详解】冰是透明的,能使光发生折射,将冰块打磨成凸透镜,由于凸透镜对光有会聚作用,将冰透镜放在阳光下,将太阳光会聚,故可以将艾草点燃。平面镜对光有反射作用,凹透镜对光有发散作用,均不能使光会聚,故不能将艾草点燃。
10.折射
【详解】由于空气的热胀冷缩,上层的空气比底层的空气稀疏;来自地平线以下远处物体的、射向空中的光,由于不同高度空气的疏密不同而发生弯曲,逐渐弯向地面,进入观察者的眼睛;观察者逆着光望去,就看见了远处地平线以下的物体。这个过程是由光的折射造成的。
11. 会聚 焦点
【详解】[1][2]凸透镜对光线有会聚作用,能使平行于主光轴的光会聚在一点,这个点叫焦点;焦点处温度最高,因此为了快速点燃火种,应将燃料放在凸透镜的焦点位置。
12.(1)左
(2)大
【详解】(1)当向容器中加水时,水面升高,入射点左移,因光的折射程度不变,所以光在水中的折射角将不变,光从空气斜射入水中,由光的折射规律可知,底部的光斑将会向左移动。
(2)入射光线与法线的夹角叫入射角,折射光线与法线的夹角叫折射角。改变入射光AO的角度,使∠AOM变大时,可知入射角变小,根据折射角随入射角的变小,可知折射角变小,可以观察到∠CON会变大。
13. 高 远离
【详解】[1][2]把一枚硬币放入杯底,硬币反射的光线从水中斜射到空气中发生折射,折射光线远离法线偏折,所以人眼逆着折射光线看上去,看到硬币的位置比它实际的位置要高。
14. B 变大 A A
【详解】(1)[1]当凸透镜成实像时,像和物位于凸透镜的两侧,为了探究蜡烛的烛焰能否在光屏上成实像,凸透镜应放置在蜡烛和光屏的中间,即应该把凸透镜放在如图甲所示的B处。
(3)[2]分析表中数据,三次实验凸透镜所成的都是实像,物距越来越小,像距越来越大,同时像也变大。
(4)[3]当凸透镜焦距为10cm时,分析表格中的第一次实验数据,此时物距
u=30cm>2f
像距
f<v=15cm<2f
当物距为15cm时,移动光屏在光屏上得到清晰的像,测出像距为7.5cm,可知物距大于二倍焦距,像距大于一倍焦距小于二倍焦距,即
15cm>2f
f<7.5cm<2f
可得
3.75cm<f<7.5cm
可以判断出小雨这次实验用的是凸透镜A。
(5)[4]从水面上看水中的物体会变浅,是由于水中物体发出的光线从水中进入空气中时发生了折射,折射光线远离法线,眼睛看到物体的虚像在折射光线的反向延长线上,如图所示:
(6)[5]将凸透镜平放在物理课本封面上,封面上的字距离凸透镜的距离小于一倍焦距,成正立、放大的虚像,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
15. 近视 左 一定 见解析
【详解】(1)[1][2]凸透镜成实像时,物远(物距变大)像近(像距变小)像变小,把蜡烛放在刻度尺的10cm处,蜡烛远离凸透镜,像距变小,若不移动透镜和光屏,根据凹透镜对光线有发散作用,则可在蜡烛和凸透镜之间再放上一个焦距合适的凹透镜,仍能在光屏上承接到烛焰清晰的像,近视眼镜是凹透镜;若不添加眼镜,此时适当向左移动光屏也可承接到一个缩小的实像。
(2)[3][4]由图可知,物距为
50.0cm-20.0cm=30.0cm
像距为
70.0cm-50.0cm=20.0cm
当把蜡烛移到30cm刻度处时,物距为
50.0cm-30.0cm=20.0cm
此时物距等于原来的像距,由光路的可逆性,移动光屏,像距等于原来的物距,能再次承接到烛焰清晰的像。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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