精品解析:江苏泰州靖江外国语学校2026-2027学年八年级第一学期阶段质量检测物理试卷(期中考试)
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内容正文:
2026-2027靖江市 外国语 八年级第一学期阶段质量检测
物理试卷(期中考试)
(满分100分 考试时间90min)
1. 装满水的水杯里还能放多少只回形针?学习小组的六位同学分别回家做完实验后,到学校比一比看谁放入的回形针最多?大家还试图找出影响放入回形针数目的因素。对于“大家到学校后比数量、找因素的过程”属于科学探究中的( )
A. 问题 B. 证据 C. 解释 D. 交流
2. 古代军队中无论是“击鼓进军”,还是“鸣金收兵”,士兵在不同位置都能听到指令。下列说法正确的是( )
A. 敲击鼓面时,鼓面振动发出声音
B. 击鼓力度越大,鼓声传播速度越快
C. 士兵在不同位置听到鼓声的响度一定相同
D. 士兵主要通过音调判断“收兵”还是“进军”
3. 探究物理问题有许多研究方法,下列用到的研究方法相同的一组是( )
①将正在发声的音叉轻轻插入水里,会看到水花飞溅;
②描述光的传播和光的反射时引入“光线”;
③取几根材料,长短相同粗细不同的橡皮筋探究音调的高低与频率的关系;
④玻璃罩内放一个音乐盒,根据听到的声音变化得出了真空不能传声;
⑤测量人体体温时,利用温度计水银柱的长度变化来显示人体的温度高低
⑥研究像与物大小关系时,将未点燃相同的蜡烛B与点燃的蜡烛A的像重合。
A. ①③ B. ②④ C. ①⑤ D. ③⑥
4. 下列关于蒸发的说法中,正确的是( )
A. 0℃的水不会蒸发
B. 夏天洒水降温利用了蒸发吸热的特点
C. 液体的表面积越大,蒸发越慢
D. 蒸发是液体内部和表面同时发生的汽化现象
5. 周末,小明一家前往长寿湖游玩,在湖边拍了一张风景照,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 太阳射出无数条光线
B. 阳光和水面的夹角是入射角
C. 水面上树林的倒影是由于光的反射形成的
D. 阳光下的水面亮得刺眼,说明水面是光源
6. 如图所示,小明在暗室中用手电筒照射挂在白色墙上的小镜子,如果小明从手电筒方向看,这时看到被照射部分( )
A. 墙和镜子都是黑色的 B. 墙和镜子都是白色的
C. 墙是黑色的,镜子是白色的 D. 墙是白色的,镜子是黑色的
7. 去年暑假,小梦陪着爷爷到湖里去叉鱼.小梦将钢叉向看到鱼的方向投掷,总是叉不到鱼.如图所示的四幅光路图中,能正确说明叉不到鱼的原因的是( )
A. B.
C. D.
8. 关于超市里的光现象,下列说法正确的是( )
A. 红外探头是通过探测仪辐射的红外线来识别体温高的顾客
B. 打开紫外灯消毒,能看见淡蓝色的紫外线
C. 灯光下的绿叶蔬菜看上去绿油油的,是因为蔬菜反射了绿光
D. 能从地面上看到灯光,这是因为灯光照到较光滑瓷砖表面上发生了光的折射现象
9. 如图所示利用太阳光测量凸透镜焦距。某同学将凸透镜正对太阳光,如果在纸片上的光斑不是最小最亮时,测出了光斑到凸透镜中心的距离L,然后将凸透镜远离白纸,白纸上的光斑先变小后变大,那么凸透镜的焦距( )
A. 一定小于L B. 一定大于L
C. 可能等于L D. 可能小于L、也可能大于L
10. 小明做“研究远视眼的矫正”实验时,他把凸透镜看作是眼睛的晶状体,光屏看作是眼睛的视网膜,烛焰看作是眼睛观察的物体.小明拿一个远视眼镜放在凸透镜前,光屏上出现烛焰清晰的像,如图所示.而拿走远视眼镜则烛焰的像变得模糊,下列操作能使光屏上重新得到清晰像的是( )
A. 将光屏适当靠近凸透镜
B. 将蜡烛适当靠近凸透镜
C. 同时将光屏和蜡烛适当靠近凸透镜
D. 将光屏适当远离凸透镜或将蜡烛适当远离凸透镜
11. 若要使图中的反射光线射中墙壁上的目标,在激光笔不动的情况下,可将平面镜( )
①水平向右移动一段距离; ②绕入射点O顺时针转过一定角度()
③竖直向上移动一段距离; ④绕入射点O逆时针转过一定角度()
A. ①和③都可行 B. ②和③都可行 C. ②和④都可行 D. ①和④都可行
12. 如图所示,小明在“探究凸透镜成像的规律”实验中,所用焦距为10cm的凸透镜。正确安装并调节实验装置后,在光屏上得到一个清晰的像。下列说法正确的是( )
A. 照相机成像特点与图中烛焰的成像特点相同
B. 保持蜡烛和光屏不动,只向右移动凸透镜,光屏上可以出现倒立等大的像
C. 保持凸透镜不动,只向右移动蜡烛,所成的像越来越大。
D. 更换一个焦距更小的凸透镜,透镜和蜡烛位置不变,只向左移动光屏可以再次得到清晰的像
二、填空题(每空1分,共计37分)
13. 实验室常用温度计是利用液体的__________________工作的。测量时,A、B、C三位同学如图读数,按正确的方法读数应该是________℃,若按C同学读数,测量结果__________(选填“偏大”或“偏小”)。
14. 为了控制噪声,season提出了两条建议,一是跳舞时调小音响音量,二是附近居民及时关闭门窗。两种方法分别属于_______________________________、_________________________________
15. 紫外线灭菌灯和B型超声波检测仪是医院中常用设备,若紫外线和超声波在空气中的传播速度分别为v1、v2,则v1____v2(选填“>”,“<”或“=”);对于①验钞机、②电视机遥控器、③声呐探测鱼群、④预报台风地震来说,其中属于紫外线应用的是_______(填序号)。
16. 如图所示的水幕灯光秀让人叹为观止,观众能从不同角度看到影像,是因为灯光在水幕表面发生了______(选填“镜面”或“漫”)反射,这种反射______(选填“遵循”或“不遵循”)光的反射定律;色彩艳丽的灯光______(选填“是”或“不是”)光源。
17. 近年来,科学家研发出基于液态晶体的智能调焦透镜。小明利用一个水透镜来模拟该透镜的功能,他将水透镜置于光具座上,如图所示,此时烛焰恰好能在光屏上呈现清晰的像。将蜡烛靠近透镜,需将光屏向____________(选填“左”或“右”)移动,才能使像重新清晰地成在光屏上;若光屏无法移动,为了使像清晰地成在光屏上,需将水透镜变____________(选填“厚”或“薄”),此时水透镜的焦距____________(选填“变长”、“变短”或“不变”)。
18. 测量空气湿度的干湿泡温度计,是用两个相同的温度计并列制成的。在使用时,湿泡温度计下端的玻璃泡包着湿布,因为水蒸发时______(选填“吸热”或“放热”),所以这个温度计的示数要比另一个的示数______(选填“大”或“小”)。两个温度计示数的差值越大,表明空气中的水蒸气含量越______(选填“多”或“少”)。
19. 据中央电视台报道某年夏天因车主将盛水的矿泉水瓶随手放在仪表盘的防滑垫上,而导致车内物品起火的案例多起。如图所示这是由于盛水的矿泉水瓶相当于_______镜,对直射的阳光有_______作用。
20. 如图所示是中国古代用于测量日影长度、确定节气与回归年长度的天文仪器—圭表,其核心原理是利用了光的____________,由竖直的“表”和水平放置的“圭”组成,通过正午日影的变化划分节气;图中地面上箭头方向所指的为____________。(选填“东”、“南”、“西”或“北”),若“圭”上呈现的刻度线分别代表立春、春分、立夏、夏至、冬至,则刻度线A处标注的是____________(选填“冬至”或“夏至”)。
21. 请完成下列填空。
(1)如图-1,激光笔照射在墙面出现一个光斑,在激光笔发出的光束下方点燃酒精灯后,火焰晃动时,墙面上光斑也随之跳动,这是因为空气被酒精灯加热后变得________(选填“均匀”或“不均匀”),此时光________(选填“是”或“不是”)沿直线传播。
(2)如图-2,用硬纸片在梳子梳齿上划动,划动速度越小,硬纸片发出声音的音调越________(选填“高”或“低”),说明音调是由声源振动的________(选填“频率”或“振幅”)决定的。
(3)如图-3,该现象的形成与日食的形成原理________(选填“相同”或“不同”),若光源形状是圆形,小孔形状是三角形,则光屏上的光斑是________(选填“三角形”或“圆形”)。
22. 小红在跨学科实践“自制天文望远镜”活动中。
凸透镜
焦距f/cm
d/cm
A
8
4
B
15
5
根据所选凸透镜的焦距和直径制作套筒。如表格所示,小红应选用凸透镜______(选填“A”或“B”)作为目镜,另一凸透镜作为物镜。对于同一物体,视角越_________,看得越清楚。
23. 如图所示,是一条鱼跃出水面,咬食荷花的画面,鱼在水中看到荷花,此时光从________中斜射入________中时发生折射现象,光速________(填“变小”、“变大”或“不变”),鱼要准确的咬到荷花,应该跃向看到的荷花所在的________位置(填“下方”、“上方”或“本身”)。
24. 如图所示,将一束激光射到空水槽的底部O点,形成一个光斑。向水槽内注入适量水后,水槽底部的光斑向O点的________(选填“左”或“右”)侧移动,在此过程中,折射角________(选填“增大”、“减小”或“不变”,下同),停止注水,增大激光束和水面的夹角,则折射角________。实验中光在空气中的传播路径并不清晰,为解决此问题,他在水面上方喷了一些________。
25. 如图所示,在水槽内注入适量的水,并在其底部放一枚硬币,再将一拧紧瓶盖的空矿泉水瓶横放在贴近水面处,并逐渐将空瓶向下平移,从瓶身的正上方观察硬币的像,发现当瓶身浸入水中后,硬币的像突然变小,此时瓶身下方的这部分水面相当于一个对光有___________(会聚/发散)作用的透镜;随着空矿泉水瓶浸入水中的体积逐渐增大,硬币的像一直是___________(正立/倒立)的。
三、作图题(6分)
26.
(1)在图中作出物体AB在平面镜MN中所成的像;
(2)完成图中的光路图(画出每条入射光线对应的折射光线);
(3)如图所示,水池边有一路灯S,路灯上方有一平面镜MN,PQ为路面,S发出的光经MN反射后能射入水中。请通过作图确定光能照亮水池底的最右侧B点。
四、简答题(每空1分,共33分)
27. 如图是小明进行“光的反射定律”研究的实验装置图,平面镜放在水平桌面上,白色纸板ABCD能绕CD轴翻转,O点是入射点,NO是白色纸板ABCD平面内的一条直线,始终垂直CD。
实验次数
入射角
反射角
1
20°
70°
2
30°
60°
3
45°
45°
(1)实验是应选择表面________(粗糙/光滑)的纸板作光屏;
(2)将图甲中纸板(连同激光笔)绕CD向后倾斜,在观察到入射光束,________(能/不能)观察到反射光束,若将甲图中纸板(连同激光笔)绕CD翻转,直至白色纸板ABCD________平面镜时,才可以同时观察到反射光线和入射光线和法线在________上。
(3)小明改变入射光的方向,使入射角分别为,得到了如表所示数据,发现反射角与入射角不等,你认为可能的原因是________;
(4)用三条不同角度的入射光线进行实验,目的是________;
(5)按图甲,将纸板整体向后倾斜,此时反射光、法线及入射光________(在/不在)同一平面内。
28. 如图所示,实验小组有同学发现当玻璃门旋转时,自己的像有了一定变化,于是他们设计实验,对此进行探究。
甲 乙
(1)实验中,season提议应采用薄的___________(选填“茶色半透明”或“完全透明”)玻璃板做实验。这样成像更加清晰,也更便于确定像的___________。
(2)为了探究平面镜成像的虚实,把光屏放到像的位置,应该___________(选填“透过”或“不透过”)玻璃板观察光屏上是否有像。
(3)如图甲所示,玻璃板与桌面垂直放置,将蜡烛A___________(选填“点燃”或“不点燃”)后放在玻璃板前a处,再将蜡烛________(选填“B”或“C”)放置于玻璃板后,使人在玻璃板前不同角度都能看到后面的蜡烛与A的像重合,改变A的位置,多次实验。
(4)多次实验后,他们根据图乙数据得到“像与物到平面镜的距离相等”的结论,你认为该结论是否可靠,请说明理由_______________________________________________________;
29. 小明为探究光的折射规律设计了下面两个实验装置。
(一)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。这说明折射光线和入射光线位于法线__________;他将光屏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”或“不在”)同一平面内;
(2)他将光屏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”或“上”)移动;
(3)他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,这说明折射时光路是__________;
(二)他让一束光强不变的激光从某玻璃斜射向空气,如图乙、丙所示。不断调整入射角,通过实验得到下表数据;
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%
(4)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__________,折射光线的能量__________(均选填“增大”、“减小”或“不变”);
(5)当入射角α≥41.8°时,折射光消失,反射光会变得更亮,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。
30. 某小组做探究“凸透镜成像规律”的实验。
(1)如图甲所示,将A、B两块透镜分别正对太阳光时,在离透镜较近的光屏上出现了不同的光斑,由此判断需要用___________(A/B)透镜完成实验;
(2)实验前,将烛焰和光屏的中心调整在凸透镜的主光轴上,目的是______________________;
(3)实验过程中,蜡烛由于燃烧而逐渐变短,则烛焰的像在光屏上的位置会向___________(上/下,下同)移动,为了能让烛焰的像回到光屏的中央,可将凸透镜向___________调节;
(4)用LED光源代替蜡烛进行了进一步实验探究,LED光源的高度。经过认真测量,记录了像高和物距u的数据。在坐标上描出了像高和物距u的图像如丁图所示。由丁图可知,该凸透镜的焦距为___________cm,当时,光屏上成倒立、___________的实像,要使光屏上的像变小,可以将LED光源适当___________(远离/靠近)凸透镜,并移动光屏。
31. 【探究名称】探究凸透镜成像的规律。
【问题】小关和小庆在窗边用凸透镜看报纸上的字,意外地发现,当物距一定时,换用不同焦距的凸透镜看到的像不同!于是小关和小庆想探究焦距对凸透镜成像的影响。
【证据】
(1)小关采用如图甲所示的方法测量凸透镜的焦距:将平行光正对凸透镜,移动光屏,直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑,则该凸透镜的焦距为______ cm。
(2)小关采用如图乙所示的装置进行如下探究实验。
①小关按照如图乙所示的顺序放置好器材后,调整烛焰和光屏的中心在凸透镜的______上。
②控制物距为20cm不变,更换不同焦距的凸透镜,并移动光屏,使烛焰在光屏上成清晰的像。获得的实验数据如下表所示。
次数
物距
焦距
像距
像的性质
1
20
5
倒立、缩小的像
2
10
20
倒立、等大的像
3
15
60
倒立、放大的像
4
20
光屏上未承接到像
5
25
光屏上未承接到像
【解释】
(3)分析数据可知,在物距一定、凸透镜成实像时,凸透镜的焦距越大,像距______,成像大小越______。
(4)由图甲可推测,在第4次实验中,光屏上未承接到像,是因为烛焰发出的光经过凸透镜后会平行射出,其依据是:在光的折射现象中,______。
【交流】
(5)实验结束后,小庆同学用上述某个凸透镜来探究物距对凸透镜成像的影响,绘制了如图丙所示的图像,该凸透镜的焦距是______ cm。并对像距与物距的关系图像发表评价【正确或不正确,并说明理由】______。
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2026-2027靖江市 外国语 八年级第一学期阶段质量检测
物理试卷(期中考试)
(满分100分 考试时间90min)
1. 装满水的水杯里还能放多少只回形针?学习小组的六位同学分别回家做完实验后,到学校比一比看谁放入的回形针最多?大家还试图找出影响放入回形针数目的因素。对于“大家到学校后比数量、找因素的过程”属于科学探究中的( )
A. 问题 B. 证据 C. 解释 D. 交流
【答案】D
【解析】
【详解】做完实验,大家到学校后比数量、找因素的过程,是交流谈论的过程,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2. 古代军队中无论是“击鼓进军”,还是“鸣金收兵”,士兵在不同位置都能听到指令。下列说法正确的是( )
A. 敲击鼓面时,鼓面振动发出声音
B. 击鼓力度越大,鼓声传播速度越快
C. 士兵在不同位置听到鼓声的响度一定相同
D. 士兵主要通过音调判断“收兵”还是“进军”
【答案】A
【解析】
【详解】A.声音是由物体振动产生的,敲击鼓面时,鼓面振动发出声音,故A正确;
B.声音的传播速度只和介质种类、温度有关,击鼓力度增大不会改变声速,故B错误;
C.响度大小和到声源的距离有关,距离越远响度越小,士兵在不同位置离声源距离不同,听到鼓声的响度不同,故C错误;
D.不同发声体发出声音的音色不同,士兵主要通过音色区分鼓声和鸣金声,判断指令,故D错误。
故选A。
3. 探究物理问题有许多研究方法,下列用到的研究方法相同的一组是( )
①将正在发声的音叉轻轻插入水里,会看到水花飞溅;
②描述光的传播和光的反射时引入“光线”;
③取几根材料,长短相同粗细不同的橡皮筋探究音调的高低与频率的关系;
④玻璃罩内放一个音乐盒,根据听到的声音变化得出了真空不能传声;
⑤测量人体体温时,利用温度计水银柱的长度变化来显示人体的温度高低
⑥研究像与物大小关系时,将未点燃相同的蜡烛B与点燃的蜡烛A的像重合。
A. ①③ B. ②④ C. ①⑤ D. ③⑥
【答案】C
【解析】
【详解】①将音叉微小振动转换为可见水花飞溅,为转换法;
②描述光的传播和光的反射时引入“光线”构建光的传播模型,为模型法;
③探究音调与频率关系时,控制材料、长短相同改变橡皮筋粗细,为控制变量法;
④基于玻璃罩内声音随空气减少而减弱的现象推理真空不能传声,为实验推理法;
⑤将不易直接观察的温度高低转换为易观察的水银柱长度变化,为转换法;
⑥研究像与物大小关系时,将未点燃相同的蜡烛B与点燃的蜡烛A的像重合,为等效替代法。
用到的研究方法相同的一组①⑤。
故选C。
4. 下列关于蒸发的说法中,正确的是( )
A. 0℃的水不会蒸发
B. 夏天洒水降温利用了蒸发吸热的特点
C. 液体的表面积越大,蒸发越慢
D. 蒸发是液体内部和表面同时发生的汽化现象
【答案】B
【解析】
【详解】A.蒸发可在任何温度下发生,0℃的水可以蒸发,故A错误;
B.蒸发属于汽化过程,汽化需要吸收热量,夏天洒水后水蒸发吸热可降低环境温度,故B正确;
C.液体表面积越大,蒸发越快,故C错误;
D.蒸发是只在液体表面发生的汽化现象,故D错误。
故选B。
5. 周末,小明一家前往长寿湖游玩,在湖边拍了一张风景照,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 太阳射出无数条光线
B. 阳光和水面的夹角是入射角
C. 水面上树林的倒影是由于光的反射形成的
D. 阳光下的水面亮得刺眼,说明水面是光源
【答案】C
【解析】
【详解】A.光线是为描述光传播而引入的理想模型,实际不存在,故A错误;
B.入射角是入射光线与法线的夹角,不是与界面的夹角,故B错误;
C.倒影是由光的反射形成,故C正确;
D.水面反射太阳光,自身不发光,不是光源,故D错误。
故选C。
6. 如图所示,小明在暗室中用手电筒照射挂在白色墙上的小镜子,如果小明从手电筒方向看,这时看到被照射部分( )
A. 墙和镜子都是黑色的 B. 墙和镜子都是白色的
C. 墙是黑色的,镜子是白色的 D. 墙是白色的,镜子是黑色的
【答案】D
【解析】
【详解】手电筒的光斜射到镜子上时,光线会被镜面朝着远离人眼的方向反射,几乎没有反射光进入站在手电筒方向的小明眼中,所以镜子看起来是黑色的。
粗糙的白色墙面会发生漫反射,入射到墙面上的光会向四面八方反射,有部分光线能够进入小明的眼中,白色墙面可以反射所有色光,因此墙看起来是白色的。
最终现象就是墙是白色的,镜子是黑色的。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
7. 去年暑假,小梦陪着爷爷到湖里去叉鱼.小梦将钢叉向看到鱼的方向投掷,总是叉不到鱼.如图所示的四幅光路图中,能正确说明叉不到鱼的原因的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由于光从水中进入空气中时,要发生光的折射现象,折射光线偏离法线,因此人看到水中的“鱼”实际上是鱼通过折射后所成的虚像,虚像的位置比实际位置变浅,因此D选项正确.
8. 关于超市里的光现象,下列说法正确的是( )
A. 红外探头是通过探测仪辐射的红外线来识别体温高的顾客
B. 打开紫外灯消毒,能看见淡蓝色的紫外线
C. 灯光下的绿叶蔬菜看上去绿油油的,是因为蔬菜反射了绿光
D. 能从地面上看到灯光,这是因为灯光照到较光滑瓷砖表面上发生了光的折射现象
【答案】C
【解析】
【详解】A.红外探头的工作原理是接收人体向外辐射的红外线,并非探测仪主动辐射红外线识别顾客,故A错误;
B.打开紫外灯消毒,紫外灯放出的是紫外线,人的眼睛是看不到紫外线的,看到的是淡蓝色普通可见光,故B错误;
C.灯光下的绿叶蔬菜看上去绿油油的,呈现绿色,是因为蔬菜吸收了其它色光,反射了绿光,故C正确;
D.能从地面上看到灯光,这是因为灯光照到较光滑瓷砖表面上,发生了镜面反射,故D错误。
故选C。
9. 如图所示利用太阳光测量凸透镜焦距。某同学将凸透镜正对太阳光,如果在纸片上的光斑不是最小最亮时,测出了光斑到凸透镜中心的距离L,然后将凸透镜远离白纸,白纸上的光斑先变小后变大,那么凸透镜的焦距( )
A. 一定小于L B. 一定大于L
C. 可能等于L D. 可能小于L、也可能大于L
【答案】B
【解析】
【详解】平行光经凸透镜会聚于焦点,焦点处光斑最小。凸透镜远离白纸时光斑先变小后变大,说明白纸初始位置在焦距之内,移动过程经过焦点,所以初始距离L小于焦距f,即凸透镜的焦距f大于初始距离L。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
10. 小明做“研究远视眼的矫正”实验时,他把凸透镜看作是眼睛的晶状体,光屏看作是眼睛的视网膜,烛焰看作是眼睛观察的物体.小明拿一个远视眼镜放在凸透镜前,光屏上出现烛焰清晰的像,如图所示.而拿走远视眼镜则烛焰的像变得模糊,下列操作能使光屏上重新得到清晰像的是( )
A. 将光屏适当靠近凸透镜
B. 将蜡烛适当靠近凸透镜
C. 同时将光屏和蜡烛适当靠近凸透镜
D. 将光屏适当远离凸透镜或将蜡烛适当远离凸透镜
【答案】D
【解析】
【详解】远视眼镜是凸透镜,起会聚作用.拿走远视眼镜后,烛焰应成像在图中光屏之后,要想使光屏上得到清晰的烛焰的像,光屏应适当远离凸透镜或将蜡烛适当远离凸透镜,故D符合题意.
11. 若要使图中的反射光线射中墙壁上的目标,在激光笔不动的情况下,可将平面镜( )
①水平向右移动一段距离; ②绕入射点O顺时针转过一定角度()
③竖直向上移动一段距离; ④绕入射点O逆时针转过一定角度()
A. ①和③都可行 B. ②和③都可行 C. ②和④都可行 D. ①和④都可行
【答案】B
【解析】
【详解】①将平面镜水平向右移动一段距离,入射光线不变,则反射光线也不会改变,不能射中目标;②只将平面镜绕O点顺时针转动一定角度,入射角变小,根据反射角等于入射角可知,反射角也随之变小,则光斑会向上移动,能射中目标;③将平面镜竖直向上移动一段距离,则入射光线方向不变,入射点向右移动,则反射光线也向右移动,光斑会向上移动,能射中目标;④只将平面镜绕O点逆时针转动一定角度,入射角变大,根据反射角等于入射角可知,反射角也随之变大,则光斑会向下移动,不能射中目标。故②和③都可以射中目标。故选B。
12. 如图所示,小明在“探究凸透镜成像的规律”实验中,所用焦距为10cm的凸透镜。正确安装并调节实验装置后,在光屏上得到一个清晰的像。下列说法正确的是( )
A. 照相机成像特点与图中烛焰的成像特点相同
B. 保持蜡烛和光屏不动,只向右移动凸透镜,光屏上可以出现倒立等大的像
C. 保持凸透镜不动,只向右移动蜡烛,所成的像越来越大。
D. 更换一个焦距更小的凸透镜,透镜和蜡烛位置不变,只向左移动光屏可以再次得到清晰的像
【答案】D
【解析】
【详解】A.图中物距,满足,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、放大的实像,该成像特点与投影仪一致。而照相机的成像原理是时成倒立缩小的实像,故A错误;
B.保持蜡烛和光屏不动,向右移动凸透镜,当物距变为原来的像距30cm时,此时,对应的像距变为原来的物距15cm,此时成倒立缩小的实像,无法得到倒立等大的像。倒立等大实像需满足,此时蜡烛和光屏的总距离为,不满足的等大成像条件,故B错误;
C.保持凸透镜不动,向右移动蜡烛时,物距会逐渐减小:当蜡烛在一倍焦距以外时,遵循“物近像远像变大”的规律,像逐渐变大;当物距减小到小于一倍焦距后,凸透镜成正立放大的虚像,此时物距越小,虚像也越小,因此整个过程中像不会一直越来越大,故C错误;
D.更换焦距更小的凸透镜后,透镜的折光能力会变强,在蜡烛和透镜位置不变(物距不变)的情况下,光线会提前会聚,清晰的像的位置会向透镜方向(左侧)移动,因此只需要向左移动光屏就可以再次得到清晰的像,故D正确。
故选D。
二、填空题(每空1分,共计37分)
13. 实验室常用温度计是利用液体的__________________工作的。测量时,A、B、C三位同学如图读数,按正确的方法读数应该是________℃,若按C同学读数,测量结果__________(选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】 ①. 热胀冷缩 ②. 46 ③. 偏小
【解析】
【详解】一般液体具有热胀冷缩的性质,液体温度计利用液体热胀冷缩的性质工作。
温度计读数时,视线应与液柱上表面相平,如图所示温度计,读数方法B是正确的,温度计的分度值为1℃,温度计的示数为46℃。
因C同学仰视读数,视线与刻度线的交点低于液柱实际上表面,故测量结果偏小。
14. 为了控制噪声,season提出了两条建议,一是跳舞时调小音响音量,二是附近居民及时关闭门窗。两种方法分别属于_______________________________、_________________________________
【答案】 ①. 在声源处 ②. 在传播过程中
【解析】
【详解】由噪声控制的基本途径可知,调小音响音量是对噪声源的发声强度进行调整,属于在声源处减弱噪声。
关闭门窗是阻断噪声向人耳传播的路径,故属于在传播过程中减弱噪声。
15. 紫外线灭菌灯和B型超声波检测仪是医院中常用设备,若紫外线和超声波在空气中的传播速度分别为v1、v2,则v1____v2(选填“>”,“<”或“=”);对于①验钞机、②电视机遥控器、③声呐探测鱼群、④预报台风地震来说,其中属于紫外线应用的是_______(填序号)。
【答案】 ①. > ②. ①
【解析】
【详解】紫外线属于不可见光,在空气中的传播速度约为。 超声波属于声波,15℃空气中的传播速度约为340 m/s。 光速远大于声速,因此;
①验钞机是利用紫外线能使荧光物质发光的特性工作,属于紫外线应用。
②电视机遥控器是依靠红外线实现遥控,和紫外线无关。
③声呐探测鱼群是利用超声波传递信息,属于声波应用。
④预报台风地震是依靠次声波感知灾害信号,和紫外线无关。
故选①。
16. 如图所示的水幕灯光秀让人叹为观止,观众能从不同角度看到影像,是因为灯光在水幕表面发生了______(选填“镜面”或“漫”)反射,这种反射______(选填“遵循”或“不遵循”)光的反射定律;色彩艳丽的灯光______(选填“是”或“不是”)光源。
【答案】 ①. 漫 ②. 遵循 ③. 是
【解析】
【详解】观众能从不同角度看到影像,是因为水幕表面粗糙不平,投射来的光向各个方向反射,这种反射是漫反射;如果是镜面反射,反射光只会朝特定方向传播,无法让不同位置的观众都看到影像。
无论是镜面反射还是漫反射,所有光的反射都遵循光的反射定律。
自身能够发光的物体叫做光源,色彩艳丽的灯光可以自行发光,因此是光源。
17. 近年来,科学家研发出基于液态晶体的智能调焦透镜。小明利用一个水透镜来模拟该透镜的功能,他将水透镜置于光具座上,如图所示,此时烛焰恰好能在光屏上呈现清晰的像。将蜡烛靠近透镜,需将光屏向____________(选填“左”或“右”)移动,才能使像重新清晰地成在光屏上;若光屏无法移动,为了使像清晰地成在光屏上,需将水透镜变____________(选填“厚”或“薄”),此时水透镜的焦距____________(选填“变长”、“变短”或“不变”)。
【答案】 ①.
右 ②.
厚 ③.
变短
【解析】
【详解】由凸透镜成像规律可知,物距减小则像距增大,故蜡烛靠近透镜时,光屏需向右移动,才能承接清晰的像。
若光屏无法移动,说明像的位置在光屏后方,要让像重新前移到光屏上,需要水透镜的会聚能力变强。凸透镜的厚度越厚,折光能力越强,因此要将水透镜变厚;凸透镜会聚能力变强时,光线会更早会聚,对应的焦距就会变短。
18. 测量空气湿度的干湿泡温度计,是用两个相同的温度计并列制成的。在使用时,湿泡温度计下端的玻璃泡包着湿布,因为水蒸发时______(选填“吸热”或“放热”),所以这个温度计的示数要比另一个的示数______(选填“大”或“小”)。两个温度计示数的差值越大,表明空气中的水蒸气含量越______(选填“多”或“少”)。
【答案】 ①. 吸热 ②. 小 ③. 少
【解析】
【详解】蒸发属于汽化现象,汽化过程需要吸收热量,所以水蒸发时吸热。
湿泡温度计下端玻璃泡上的水蒸发吸热,会使玻璃泡的温度降低,因此它的示数比干泡温度计的示数小。
空气中水蒸气含量越少,湿泡上的水蒸发速度越快,吸收的热量越多,湿泡温度计的示数下降得越多,两个温度计的示数差值就越大,所以差值越大表明空气中的水蒸气含量越少。
19. 据中央电视台报道某年夏天因车主将盛水的矿泉水瓶随手放在仪表盘的防滑垫上,而导致车内物品起火的案例多起。如图所示这是由于盛水的矿泉水瓶相当于_______镜,对直射的阳光有_______作用。
【答案】 ①. 凸透 ②. 会聚
【解析】
【详解】因盛水的矿泉水瓶中间厚边缘薄,故相当于凸透镜;由凸透镜的光学性质可知,其对光线有会聚作用。当阳光被会聚到较小区域时,该处吸收的光能增多,温度可能升高至可燃物的着火点,从而引起火灾。
20. 如图所示是中国古代用于测量日影长度、确定节气与回归年长度的天文仪器—圭表,其核心原理是利用了光的____________,由竖直的“表”和水平放置的“圭”组成,通过正午日影的变化划分节气;图中地面上箭头方向所指的为____________。(选填“东”、“南”、“西”或“北”),若“圭”上呈现的刻度线分别代表立春、春分、立夏、夏至、冬至,则刻度线A处标注的是____________(选填“冬至”或“夏至”)。
【答案】 ①.
直线传播 ②.
北 ③.
冬至
【解析】
【详解】[1]日影由光的直线传播形成,所以圭表核心原理是利用了光的直线传播。
[2]北半球正午太阳位于正南,由光的直线传播可知,日影朝向与太阳方位相反,所以正午日影朝向正北,即箭头指向为北。
[3]冬至日北半球正午太阳高度最小,日影最长。由图可知,A处影长最长,所以刻度线A处标注的是冬至。
21. 请完成下列填空。
(1)如图-1,激光笔照射在墙面出现一个光斑,在激光笔发出的光束下方点燃酒精灯后,火焰晃动时,墙面上光斑也随之跳动,这是因为空气被酒精灯加热后变得________(选填“均匀”或“不均匀”),此时光________(选填“是”或“不是”)沿直线传播。
(2)如图-2,用硬纸片在梳子梳齿上划动,划动速度越小,硬纸片发出声音的音调越________(选填“高”或“低”),说明音调是由声源振动的________(选填“频率”或“振幅”)决定的。
(3)如图-3,该现象的形成与日食的形成原理________(选填“相同”或“不同”),若光源形状是圆形,小孔形状是三角形,则光屏上的光斑是________(选填“三角形”或“圆形”)。
【答案】(1) ①.
不均匀 ②.
不是 (2) ①.
低 ②.
频率 (3) ①.
相同 ②.
圆形
【解析】
【小问1详解】
光在同种均匀介质中才沿直线传播,被加热的空气不均匀,故光不再沿直线传播。
【小问2详解】
因划动速度越小,声源振动频率越慢,音调越低,故音调由声源振动的频率决定。
【小问3详解】
图中为小孔成像现象,原理是光的直线传播,与日食形成原理相同;因小孔成像中,像的形状与光源形状一致,与小孔形状无关,故光屏上的光斑为圆形。
22. 小红在跨学科实践“自制天文望远镜”活动中。
凸透镜
焦距f/cm
d/cm
A
8
4
B
15
5
根据所选凸透镜的焦距和直径制作套筒。如表格所示,小红应选用凸透镜______(选填“A”或“B”)作为目镜,另一凸透镜作为物镜。对于同一物体,视角越_________,看得越清楚。
【答案】 ①. A ②. 大
【解析】
【详解】[1]望远镜物镜应选焦距较长的凸透镜,因为长焦距能使远处物体在物镜的另一侧焦点附近成倒立、缩小的实像,像距接近焦距,便于后续目镜对这个实像进行放大观察。
[2]在观察同一物体时,视角越大,物体在我们眼中所成的像就越大,也就看得越清楚。所以对于同一物体,视角越大,看得越清楚。
23. 如图所示,是一条鱼跃出水面,咬食荷花的画面,鱼在水中看到荷花,此时光从________中斜射入________中时发生折射现象,光速________(填“变小”、“变大”或“不变”),鱼要准确的咬到荷花,应该跃向看到的荷花所在的________位置(填“下方”、“上方”或“本身”)。
【答案】 ①. 空气 ②. 水 ③. 变小 ④. 下方
【解析】
【详解】[1][2]荷花在空气中,鱼在水中,鱼在水中看到荷花,此时荷花反射的光从空气中斜射向水中,在水面处传播方向发生改变,发生折射,进入鱼眼中,鱼逆着折射后的光线看到的是荷花的虚像。
[3]光在空气中的速度约等于光在真空中的速度,光在水中的速度约为真空中速度的,所以光从空气中射入水中时,速度变小。
[4]光从空气射入水中,在水面处发生折射时,折射光线向法线偏折,鱼看到的荷花的虚像位置比荷花的实际位置高,所以,鱼要准确的咬到荷花,应该跃向看到的荷花所在位置的下方。
24. 如图所示,将一束激光射到空水槽的底部O点,形成一个光斑。向水槽内注入适量水后,水槽底部的光斑向O点的________(选填“左”或“右”)侧移动,在此过程中,折射角________(选填“增大”、“减小”或“不变”,下同),停止注水,增大激光束和水面的夹角,则折射角________。实验中光在空气中的传播路径并不清晰,为解决此问题,他在水面上方喷了一些________。
【答案】 ①. 左 ②. 不变 ③. 变小 ④. 烟雾
【解析】
【详解】[1]水槽内没有注水时,光沿直线传播,照射到O点;当向水槽内注入适量的水后,光从空气斜射入水中发生折射,折射角小于入射角,折射光线偏向法线,因此水槽底部光斑移动到O点的左侧。
[2]继续沿水槽壁缓慢注水,折射光线逐渐向左移动,但是入射角不变,折射角的大小也不变。
[3]停止注水,增大激光束和水面的夹角,则入射角减小,折射角随入射角的减小而减小。
[4]实验中光在空气中的传播路径并不清晰,为解决此问题,可以在水面上方喷了一些烟雾,从而显示光的路径。
25. 如图所示,在水槽内注入适量的水,并在其底部放一枚硬币,再将一拧紧瓶盖的空矿泉水瓶横放在贴近水面处,并逐渐将空瓶向下平移,从瓶身的正上方观察硬币的像,发现当瓶身浸入水中后,硬币的像突然变小,此时瓶身下方的这部分水面相当于一个对光有___________(会聚/发散)作用的透镜;随着空矿泉水瓶浸入水中的体积逐渐增大,硬币的像一直是___________(正立/倒立)的。
【答案】 ①. 发散 ②. 正立
【解析】
【详解】当瓶身下部浸入水中后,周围的水被排开,水面变凹,空矿泉水瓶中的空气与水组合相当于凹透镜。根据凹透镜的光学性质,凹透镜对光线有发散作用。又因为凹透镜成像的特点是始终成正立、缩小的虚像,随着矿泉水瓶浸入水中的体积逐渐增大,瓶身下方水面的凹透镜结构未发生本质改变,所以硬币的像一直是正立的。
三、作图题(6分)
26.
(1)在图中作出物体AB在平面镜MN中所成的像;
(2)完成图中的光路图(画出每条入射光线对应的折射光线);
(3)如图所示,水池边有一路灯S,路灯上方有一平面镜MN,PQ为路面,S发出的光经MN反射后能射入水中。请通过作图确定光能照亮水池底的最右侧B点。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
平面镜成像与物关于镜面对称,分别作A、B的对称点A'、B',像成虚像,用虚线A'B',如图所示:
【小问2详解】
凹透镜对光线有发散作用,平行主光轴的光,经透镜后折射光线的反向延长线经过焦点,入射光线延长线经过焦点的,经折射后,变成平行主光轴的光,如图所示:
【小问3详解】
光源S经镜面成像为Sˊ,连接SˊP,交镜面于O,与水面交于Oˊ点,SO为入射光线,OOˊ是反射线光,Oˊ点为折射点,光从空气中斜射入水中,靠近法线偏折,作出OˊB,如图所示:
四、简答题(每空1分,共33分)
27. 如图是小明进行“光的反射定律”研究的实验装置图,平面镜放在水平桌面上,白色纸板ABCD能绕CD轴翻转,O点是入射点,NO是白色纸板ABCD平面内的一条直线,始终垂直CD。
实验次数
入射角
反射角
1
20°
70°
2
30°
60°
3
45°
45°
(1)实验是应选择表面________(粗糙/光滑)的纸板作光屏;
(2)将图甲中纸板(连同激光笔)绕CD向后倾斜,在观察到入射光束,________(能/不能)观察到反射光束,若将甲图中纸板(连同激光笔)绕CD翻转,直至白色纸板ABCD________平面镜时,才可以同时观察到反射光线和入射光线和法线在________上。
(3)小明改变入射光的方向,使入射角分别为,得到了如表所示数据,发现反射角与入射角不等,你认为可能的原因是________;
(4)用三条不同角度的入射光线进行实验,目的是________;
(5)按图甲,将纸板整体向后倾斜,此时反射光、法线及入射光________(在/不在)同一平面内。
【答案】(1)粗糙 (2) ①. 不能 ②. 垂直于 ③. 纸板
(3)见解析 (4)避免实验的偶然性,得出普遍性的结论
(5)在
【解析】
【小问1详解】
纸板的作用是显示光的路径,光照射在粗糙的纸板上时会发生漫反射,可以看清光的路径,因此实验时应选用表面粗糙的纸板作为光屏。
【小问2详解】
[1]光的反射中,入射光线、法线和反射光线在同一平面内,将纸板(连同激光笔)绕CD向后倾斜,此时法线不在纸板上,反射光束会在纸板的前方,所以纸板上不能观察到反射光线。
[2][3]法线始终与平面镜垂直,将甲图中纸板(连同激光笔)绕CD翻转,若要再次观察到反射光线和入射光线,则法线必须在纸板上,因此直至白色纸板ABCD再次垂直于平面镜时,才可以同时观察到反射光线和入射光线和法线在纸板上。
【小问3详解】
反射角和入射角均为光线与法线的夹角,根据表格数据可知,每次实验中的反射角和入射角之和均为90°,故可知,此时小明同学错误的将反射光线与平面镜的夹角当成了反射角。
【小问4详解】
只做了一次实验就得出的结论具有偶然性,用三条不同角度的入射光线进行实验,可以多次测量反射角与入射角的关系,从而得出具有普遍性的结论。
【小问5详解】
在光的反射定律中,入射光线、法线和反射光线在同一平面内,将纸板整体向后倾斜,此时反射光、法线及入射光仍然在同一平面内。
28. 如图所示,实验小组有同学发现当玻璃门旋转时,自己的像有了一定变化,于是他们设计实验,对此进行探究。
甲 乙
(1)实验中,season提议应采用薄的___________(选填“茶色半透明”或“完全透明”)玻璃板做实验。这样成像更加清晰,也更便于确定像的___________。
(2)为了探究平面镜成像的虚实,把光屏放到像的位置,应该___________(选填“透过”或“不透过”)玻璃板观察光屏上是否有像。
(3)如图甲所示,玻璃板与桌面垂直放置,将蜡烛A___________(选填“点燃”或“不点燃”)后放在玻璃板前a处,再将蜡烛________(选填“B”或“C”)放置于玻璃板后,使人在玻璃板前不同角度都能看到后面的蜡烛与A的像重合,改变A的位置,多次实验。
(4)多次实验后,他们根据图乙数据得到“像与物到平面镜的距离相等”的结论,你认为该结论是否可靠,请说明理由_______________________________________________________;
【答案】(1) ①. 茶色半透明 ②. 位置
(2)不透过 (3) ①. 点燃 ②. B
(4)不可靠,实验中物体到镜面的距离都相同,没有改变物距进行多次实验,结论具有偶然性
【解析】
【小问1详解】
茶色半透明玻璃板反射光线的能力更强,成像比完全透明玻璃板更清晰,同时它透光,可以透过玻璃板观察到另一侧,便于确定像的位置.
【小问2详解】
验证平面镜成虚像时,要直接观察光屏,不能透过玻璃板看,否则会把玻璃板反射形成的虚像误当成光屏承接的像,无法判断光屏上是否实际存在像。
【小问3详解】
玻璃板前的蜡烛A需要点燃,作为成像的物,让像更明亮清晰;
为了和A的像完全重合,替代物需要和A大小完全相同,图中A、B粗细高度一致,因此选蜡烛B。
【小问4详解】
科学探究得出普遍结论需要改变实验条件多次实验,图乙的三次实验物距都为4.50cm,没有更换不同物距进行验证,仅从一组相同物距的数据得到的结论是偶然的,不具备普遍性,因此结论不可靠。
29. 小明为探究光的折射规律设计了下面两个实验装置。
(一)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。这说明折射光线和入射光线位于法线__________;他将光屏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”或“不在”)同一平面内;
(2)他将光屏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”或“上”)移动;
(3)他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,这说明折射时光路是__________;
(二)他让一束光强不变的激光从某玻璃斜射向空气,如图乙、丙所示。不断调整入射角,通过实验得到下表数据;
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%
(4)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__________,折射光线的能量__________(均选填“增大”、“减小”或“不变”);
(5)当入射角α≥41.8°时,折射光消失,反射光会变得更亮,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) ①. 两侧 ②. 在
(2)左 (3)可逆的
(4) ①. 增大 ②. 减小
(5)a
【解析】
【小问1详解】
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,说明折射光线和入射光线在同一平面内;
【小问2详解】
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,光斑会向左移动;
【小问3详解】
该小组同学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,这说明折射时光路是可逆的;
【小问4详解】
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,那么折射光线的能量减小;
【小问5详解】
由表格数据可知:入射角增大折射角也增大,当入射角等于41.8°时,反射能量达到100%,就发生了全反射现象;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图像中的折射角始终大于入射角,因此图a反映了折射角与入射角的关系。
30. 某小组做探究“凸透镜成像规律”的实验。
(1)如图甲所示,将A、B两块透镜分别正对太阳光时,在离透镜较近的光屏上出现了不同的光斑,由此判断需要用___________(A/B)透镜完成实验;
(2)实验前,将烛焰和光屏的中心调整在凸透镜的主光轴上,目的是______________________;
(3)实验过程中,蜡烛由于燃烧而逐渐变短,则烛焰的像在光屏上的位置会向___________(上/下,下同)移动,为了能让烛焰的像回到光屏的中央,可将凸透镜向___________调节;
(4)用LED光源代替蜡烛进行了进一步实验探究,LED光源的高度。经过认真测量,记录了像高和物距u的数据。在坐标上描出了像高和物距u的图像如丁图所示。由丁图可知,该凸透镜的焦距为___________cm,当时,光屏上成倒立、___________的实像,要使光屏上的像变小,可以将LED光源适当___________(远离/靠近)凸透镜,并移动光屏。
【答案】(1)B (2)使像成在光屏的中央
(3) ①. 上 ②. 下
(4) ①. 10 ②. 等大 ③. 远离
【解析】
【小问1详解】
如图甲,A透镜对光有发散作用,B透镜对光有会聚作用,说明B是凸透镜,所以应选B透镜进行实验。
【小问2详解】
实验前调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度,本质是让三者中心位于凸透镜的主光轴上,目的是保证烛焰的像能够成在光屏的中央,便于观察成像。
【小问3详解】
凸透镜成倒立实像时,像与物体的运动方向相反,蜡烛燃烧变短向下移动,则烛焰的像会向上移动;
根据“通过光心的光线传播方向不变”可知,要让像回到光屏中央,可将凸透镜向下调节,带动像向下回落至光屏中心。
【小问4详解】
当物距时,凸透镜成倒立、等大的实像,此时像高与物高相等,已知LED光源高10cm,由丁图可知,当像高时,物距,因此,则焦距
当时,由凸透镜成像规律可知,成倒立、等大的实像;
根据凸透镜成实像规律,物远像近像变小,要让实像变小,需要增大物距,因此将LED光源适当远离凸透镜,再移动光屏承接像。
31. 【探究名称】探究凸透镜成像的规律。
【问题】小关和小庆在窗边用凸透镜看报纸上的字,意外地发现,当物距一定时,换用不同焦距的凸透镜看到的像不同!于是小关和小庆想探究焦距对凸透镜成像的影响。
【证据】
(1)小关采用如图甲所示的方法测量凸透镜的焦距:将平行光正对凸透镜,移动光屏,直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑,则该凸透镜的焦距为______ cm。
(2)小关采用如图乙所示的装置进行如下探究实验。
①小关按照如图乙所示的顺序放置好器材后,调整烛焰和光屏的中心在凸透镜的______上。
②控制物距为20cm不变,更换不同焦距的凸透镜,并移动光屏,使烛焰在光屏上成清晰的像。获得的实验数据如下表所示。
次数
物距
焦距
像距
像的性质
1
20
5
倒立、缩小的像
2
10
20
倒立、等大的像
3
15
60
倒立、放大的像
4
20
光屏上未承接到像
5
25
光屏上未承接到像
【解释】
(3)分析数据可知,在物距一定、凸透镜成实像时,凸透镜的焦距越大,像距______,成像大小越______。
(4)由图甲可推测,在第4次实验中,光屏上未承接到像,是因为烛焰发出的光经过凸透镜后会平行射出,其依据是:在光的折射现象中,______。
【交流】
(5)实验结束后,小庆同学用上述某个凸透镜来探究物距对凸透镜成像的影响,绘制了如图丙所示的图像,该凸透镜的焦距是______ cm。并对像距与物距的关系图像发表评价【正确或不正确,并说明理由】______。
【答案】(1)
(2)主光轴 (3) ①. 越大 ②. 大
(4)光路是可逆的 (5) ①. 5 ②. 不正确,绘制图像在物距大于20cm时,像距小于5cm,不符合凸透镜成实像时,像距始终大于焦距的规律
【解析】
【小问1详解】
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,会聚在主光轴上一点,这点是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距,所以凸透镜的焦距是
【小问2详解】
为了使像成在光屏中央,应调整烛焰和光屏的中心在凸透镜的主光轴上。
【小问3详解】
[1][2]由表中数据可得,在物距一定、凸透镜成实像时,焦距越大,像距越大,所成的像越大。
【小问4详解】
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,会聚在主光轴上一点,这点是凸透镜的焦点,因此从凸透镜焦点发出的光经过凸透镜后会平行射出,说明在光的折射现象中,光路是可逆的。
【小问5详解】
[1]由图丙可知
根据
成倒立、放大的实像得
故该凸透镜的焦距为
[2]由图丙可知,绘制图像在物距大于20cm时,像距小于5cm,不符合凸透镜成实像时,像距始终大于焦距的规律,因此该像距与物距的关系图像不正确。
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