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文档简介
第4章光的折射透镜(综合测试卷)(考试时间:100分钟试卷满分:100分)学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________注意事项:1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。4.测试范围:九年级上册(苏科版)。5.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。第Ⅰ卷(选择题)一、单选题(本题共12小题,每小题2分,共24分,每小题给出的四个选项中只有一个正确)1.(本题2分)图所示的光现象,由于光的折射形成的是()A.手在墙上的手影B.日食的形成C.筷子好像在水面处弯折D.鸟巢在水中形成的倒影【答案】C【详解】A.手在墙上的手影的成像原理是光的直线传播,故A不符合题意;B.日食的形成的原理是光的直线传播,故B不符合题意;C.筷子好像在水面处弯折,成像原理是光的折射,故C符合题意;D.鸟巢在水中形成的倒影,属于平面镜成像,原理是光的反射,故D不符合题意。故选C。2.(本题2分)小红在家做了这样一个实验:把一枚硬币放在一个没有盛水的碗底,把碗放在桌子上并慢慢向远处推移,直到眼睛刚好看不到硬币为止。保持头部不动,缓缓地向碗中倒水,倒着、倒着,怪事出现了,小红又重新看到碗底的硬币。小红想用作图的方法来解释这个现象,如图的四幅光路图中,能对上述现象作出正确解释的是(
)A. B.C. D.【答案】B【详解】将碗推向远处时,由于光的直线传播碗的边缘挡柱了硬币。加水后,水中的硬币反射的光线射向空气中时,在水面处发生折射,折射光线向远离法线的方向偏折,人逆着折射光线看到的是硬币的虚像,所以,能对上述现象作出正确解释的是B中的光路图,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。3.(本题2分)在虚线框内放置的是透镜,让一(两)束光线通过透镜折射后出射光线分别如图所示,其中虚线框内放置的一定是凸透镜的是()A. B.C. D.【答案】B【详解】A.过光心的光线其传播方向不变,可能是凸透镜,也可能是凹透镜,故A不符合题意;B.图中平行于主光轴的光线经透镜折射后会聚,折射光线通过焦点,所以虚线框内放置的一定是凸透镜,故B符合题意;C.图中两条光线经过虚线框内透镜折射后,两条光线变得发散,所以虚线框内放置的一定是凹透镜,故C不符合题意;D.图中两条光线经过虚线框内透镜折射后,折射光线偏离主光轴,说明该透镜对光具有发散作用,所以虚线框内放置的一定是凹透镜,故D不符合题意。故选B。4.(本题2分)一块矩形玻璃砖,切割成图中形状后拉开一段距离出,平行于光轴的光线从左面射入,右边射出的光线()A.仍然保持平行B.一定是发散光线C.一定是会聚光线D.结论与d有关,以上均有可能【答案】C【详解】由图得,玻璃砖被切割后,称为两透镜,左边透镜中间薄两边厚,是凹透镜;右边透镜中间厚两边薄,是凸透镜。当玻璃砖没有被切割分开前,左边凹透镜的发散作用与右边凸透镜的会聚作用恰好抵消,它们的焦点重合,玻璃砖被切割分开后,发散光线的发光点离凸透镜边远,相当于发散光的发散程度比与那里降低,经右边凸透镜会聚后,必成会聚光线,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。5.(本题2分)如图甲,某透镜L正对太阳光,在另一侧与透镜平行放置一张白纸,在白纸上看到的现象如图乙。下列判断正确的是()A.透镜远离白纸,若Ⅰ区变小,则L是凸透镜B.透镜靠近白纸,若Ⅱ区变大,则L是凹透镜C.无需操作,就能判断该透镜是凸透镜D.无需操作,就能判断该透镜是凹透镜【答案】D【详解】由图乙知,透镜对太阳光有发散作用,因为中间的Ⅰ区比边缘的Ⅱ区暗,太阳光不是向中间会聚,而是向四周发散,所以可判断为凹透镜,故ABC错误,D正确。故选D。6.(本题2分)光从空气斜射到水面发生光的反射和折射现象,已知入射光线与水面的夹角为30°,则下列说法正确的是()A.入射角等于30° B.反射角等于60°C.折射角大于60° D.折射角等于0°【答案】B【详解】光线从空气斜射到水面发生光的反射和折射时,已知入射光线与水面的夹角为30°,则入射角为90°-30°=60°因为反射角等于入射角,所以反射角也是60°,因为光线从空气斜射到水面,折射角小于入射角,即折射角小于60°。故B正确,ACD错误。故选B。7.(本题2分)将蜡烛放在离凸透镜的主光轴上,在透镜的另一侧光屏上得到蜡烛放大的像,将蜡烛向凸透镜方向移动,若成像,则一定是()A.放大的 B.缩小的 C.正立的 D.倒立的【答案】A【详解】将蜡烛放在离凸透镜的主光轴上,在透镜的另一侧光屏上得到蜡烛放大的像,则成的是倒立、放大的实像,此时物距在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间,即解得,凸透镜焦距的范围为将蜡烛向凸透镜方向移动,则物距为此时物距一定小于凸透镜的二倍焦距,可能大于一倍焦距,也可能小于一倍焦距,若成像,可能是倒立、放大的实像,也可能成正立、放大的虚像,所以,若成像,则一定是放大的,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。8.(本题2分)某小组同学利用焦距为10cm的凸透镜,进行“探究凸透镜成像规律”的实验,蜡烛到透镜的距离用u表示。根据你在课堂上探究得到的实验结论,判断下列说法正确的是(
)A.当时,在光屏上不能得到蜡烛的像B.当时,光屏上得到清晰、缩小的像C.当时,光屏上得到清晰、放大的像D.蜡烛从距透镜12cm处移到18cm处,像变小【答案】D【详解】A.当时,物距大于二倍焦距,在光屏上得到倒立、缩小的实像,故A错误;B.当时,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,光屏上得到清晰、放大的像,故B错误;C.当时,物距小于焦距,成的是虚像,光屏上得不到像,故C错误;D.蜡烛从距透镜12cm处移到18cm处,根据凸透镜成实像时物距变大,像距变小,像也变小,故D正确。故选D。9.(本题2分)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.丁、乙、丙、甲 B.甲、乙、丙、丁C.乙、丁、甲、丙 D.丙、甲、丁、乙【答案】D【详解】由甲、丙、丁三图可知,刻度尺成倒立的实像,根据凸透镜成像特点,此时u>f,物距越小,像距越大,像也越大,所以先后顺序是丙、甲、丁。图乙,刻度尺成正立的虚像,u<f,此时凸透镜距刻度尺最近,所以看到刻度尺的像的先后顺序是丙、甲、丁、乙。故选D。10.(本题2分)图中点划线表示某一凸透镜的主轴,但未标出透镜位置。一物体放在a、b两点间,某观察者观察到放大正立的像。当物体从a移向b时,发现正立的像逐渐增大。下列关于凸透镜L的位置及焦点F的位置,判断正确的是()A.L位于b、N间,其左焦点F位于a、b间B.L位于b、N间,其左焦点F位于M、a间C.L位于M、a间,其右焦点F位于a、b间D.L位于M、a间,其右焦点F位于b、N间【答案】D【详解】凸透镜成正立放大的虚像,物体一定在凸透镜的一倍焦距以内,当物体从a移向b时,发现正立放大的虚像逐渐增大,此时物体一定远离凸透镜,并且在凸透镜的一倍焦距以内,所以凸透镜L在M、a间,其右焦点F位于b、N间,故D正确,ABC错误。故选D。11.(本题2分)光刻机是用来生产芯片的关键设备,光刻技术的工作原理如图所示。用紫外光照射镂空掩膜,调整镂空掩膜、缩图透镜的位置,恰好能在硅片上成极小的清晰的像,从而实现集成电路的“光刻”,下列说法正确的是(
)A.缩图透镜相当于凸透镜,凸透镜可以用于矫正近视眼B.镂空掩膜位于缩图透镜的二倍焦距以内C.硅片相当于光屏D.利用紫外线的热效应可以制成夜视仪【答案】C【详解】A.根据图示可知,缩图透镜对光线具有会聚作用,是凸透镜,可用于矫正远视眼,故A错误;B.由题知,用紫外光照射镂空掩膜,调整镂空掩膜、缩图透镜的位置,恰好能在硅片上成极小的清晰的像,则该凸透镜成倒立、缩小的实像。与照相机的原理相同,镂空掩膜位于缩图透镜的二倍焦距以外,故B错误;C.图中的像成在硅片上,硅片相当于光屏,故C正确;D.根据红外线的热效应可以制成红外线夜视仪。故D错误。故选C。12.(本题2分)为了保证校园安全,某学校利用人工智能技术,实行“刷脸”人入校门。如图所示,下列有关说法正确的是()A.“刷脸”时,面部应位于摄像头两倍焦距之外B.摄像头成像利用的是光的反射C.摄像头成像特点与投影仪相同D.“刷脸”时,面部经摄像头成正立缩小的实像【答案】A【详解】AD.“刷脸”时,面部应位于摄像头两倍焦距之外,成的像是缩小、倒立的实像,故A正确,D错误;BC.摄像头成像利用的是光的折射,光经过不同介质成像,成像原理与照相机相同,都是倒立缩小的实像。故BC错误。故选A。第II卷(非选择题)二、填空题(本题共10小题,每空1分,共31分)13.(本题3分)夏季,当你在河岸边漫步时,有时候会看到“湖畔垂柳成荫,水面倒影如镜”,也有时会看到“水下鱼翔浅底”的美景,从物理学角度看“倒影如镜”是由于光的形成;你看到“水下鱼翔浅底”的鱼是由光的形成的像(选填“实”或“虚”)。【答案】反射折射虚【详解】[1]“倒影如镜”描述的是物体在水面或其他平滑表面上形成的像,当光线从物体表面反射回来并进入人眼时,人眼就会看到物体的倒影。这个现象的产生,正是由于光的反射作用。[2][3]光线射入水中照到鱼身上,反射光线经过水面进入空气,此时光线发生折射,由光的折射规律可知,入射角小于折射角,人眼逆着折射光线方向看去会看到鱼的变浅的虚像。14.(本题3分)利用太阳光测凸透镜焦距,操作时需前后移动白纸得到最亮的光斑,如图甲A和B是两名同学的操作示意图,分别测得该光斑到光心的距离为10.1cm和9.9cm,则凸透镜的焦距是cm。如图乙所示,两束光线原本相交于B点,在框内放一个透镜后相交于A点,则该透镜是透镜。【答案】最小9.9凹【详解】[1]利用太阳光测凸透镜焦距,操作时需前后移动白纸得到最小最亮的光斑,即为焦点,焦点到光心的距离为焦距。[2]如图甲A和B是两名同学的操作示意图,分别测得该光斑到光心的距离为10.1cm和9.9cm,该实验中太阳光应该垂直射向凸透镜,B同学的测量方法正确,则凸透镜的焦距是9.9cm。[3]如图乙所示,两束光线原本相交于B点,在框内放一个透镜后相交于A点,说明光线通过该透镜后比以前发散了一些,则该透镜是凹透镜。15.(本题3分)生物课上,小智用一个透镜观察标本,如图所示。该透镜属于透镜,对光有作用。如果该透镜的焦距为10cm,则标本到该透镜的距离应10cm。【答案】凸会聚小于【详解】[1][2]由图可知,该透镜此时成的像是正立、放大的像,相当于放大镜,该透镜属于凸透镜。凸透镜对光有会聚作用。[3]如果该透镜的焦距为10cm,则标本到该透镜的距离应小于10cm,才能成正立、放大的虚像。16.(本题2分)我校新建喷水池,在池底的中央安装了一只射灯,池内无水时,在S点形成一光斑,如图所示,水面升至a位置时,站在池旁的人看到光斑的位置在P点,人看到的亮斑的位置在Q点,则P点在S点的(选填“上方”或“下方”),Q点在S点的(选填“上方”或“下方”)。【答案】下方上方【详解】[1]往池内注水,水面升至a位置时,发生折射,根据折射定律,P点如下图所示:通过画图可知,P点在S点的下方。[2]水面上升至b位置时,光线先在水池壁反射,再折射出水面,根据反射定律和折射定律,Q点如下图所示:通过画图可知:Q点在S点的上方。17.(本题2分)如图所示是光在空气和玻璃两种透明介质中传播时发生的现象,折射角的大小为,AD的侧是空气(选填“左”或“右”)。【答案】60°左【详解】[1][2]依题意可知AD是界面,BF与AD垂直,则BF为法线。光的反射现象中,入射光线和反射光线关于法线对称,光的折射现象中,折射光线和入射光线在法线异侧,所以OG为入射光线,OE为反射光线,OC为折射光线,折射光线与法线的夹角为折射角,所以折射角为光线从玻璃斜射入空气时,折射光线远离法线,所以AD的左侧是空气。18.(本题2分)摄影爱好者拍摄到“站”在水面上的水黾(一种昆虫)纤细的腿使水面发生了形变,如图甲所示;同时看到水底有带“光环”的暗影,如图乙所示,此时“形变的水”相当于(填光学元件名称):当水黾游到水浅的地方,暗影面积会(选填“变小”“不变”“变大”)。【答案】凹透镜变小【详解】[1]“站”在水面上的水黾使水面发生了形变,水面下凹,此时“形变的水”相当于凹透镜,对光有发散作用,所以看到水底有带“光环”的暗影。[2]根据几何知识可知,当水黾游到水浅的地方,水面下光传播的距离减小,折射角度不变,暗影面积会变小。19.(本题2分)如图的无人机携带着焦距一定的微型摄像机进行航拍。地面景物通过摄像机镜头,成像在感光晶片上,形成倒立、的实像;当无人机上升时,须镜头与感光晶片间的距离,才能拍摄到清晰的画面。【答案】缩小减小【详解】[1]摄像机的成像原理和照相机相似,地面景物通过摄像机镜头,成像在感光晶片上,形成倒立、缩小的实像。[2]当无人机上升时,物距变大,像距变小,须减小镜头与感光晶片间的距离,才能拍摄到清晰的画面。20.(本题3分)小明在学习了凸透镜成像的规律后,继续深入探究。选用表中某一规格的凸透镜做实验,调整好器材后如图所示,此时烛焰在光屏上成的实像(选填“放大”或“缩小”),则小明选的凸透镜焦距为。生活中的就是利用这一成像原理工作的。凸透镜编号焦距直径①53.5②54.5③104.5④154.5【答案】放大10投影仪【详解】[1]由图可知,物距为15cm,像距为30cm,此时物距小于像距,成倒立、放大的实像。[2]根据凸透镜的成放大的实像的规律可知,此时物距在一倍焦距到二倍焦距之间,像距在二倍焦距以外,即解得,则小明选的凸透镜编号为③,焦距为10cm。[3]物距在一倍焦距到二倍焦距之间,像距在二倍焦距以外,生活中的投影仪就是利用这一成像原理工作的。21.(本题3分)如图所示是小明做“探究凸透镜成像规律”实验时得到的像距v和物距n关系的图像。由图像可知,实验使用的凸透镜焦距是cm;物距为16cm时的成像特点可应用于(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。把物体从距凸透镜30cm处移动到10cm处的过程中,像逐渐(选填“变大”或“变小”)。【答案】10投影仪变大【详解】[1]当物距u等于像距v,即时,凸透镜成倒立、等大的实像。这是凸透镜成像的一个重要特点,也是我们求解焦距的关键。从图像中我们可以找到这一点,对应的物距(或像距)为20cm。因此,我们可以得出焦距[2]由于,根据凸透镜成像的规律,此时凸透镜成倒立、放大的实像。这种成像特点与投影仪的成像原理相同,因此可以应用于投影仪。[3]物体从距凸透镜30cm处移动到10cm处的过程中像的变化。在这个过程中,物距逐渐减小,而像距逐渐增大,像的大小也会逐渐变大。22.(本题2分)某小组同学为了探究凸透镜成虚像的大小和哪些因素有关,用如图(a)的图片作为观察的对象。他们先用焦距为f1的透镜观察不同物距时的成像情况,观察到的现象如图(b)、(c)所示。接着他们保持物距不变,换用焦距为f2的透镜,观察到的现象如图(d)所示。(已知f1>f2,物距ub<uc=ud)(1)分析比较图(a)、(b)和(c),可得出初步结论:;(2)分析比较图(a)、(c)和(d),可得出初步结论:。【答案】(1)见解析(2)见解析【详解】(1)分析比较图(b)、(c)和(a)相比较,成的正立放大的虚像,所成虚像越来越大。根据物距ub<uc,tu图(c)的像大于图(b)的像知,成虚像时物距越大,像越大。故可得出初步结论是:同一物体经同一凸透镜成虚像时,物距越大,像越大。(2)分析比较图(c)和(d)与(a)相比较,成正立放大的虚像,且(d)的像大于(c)的像。根据f1>f2,物距uc=ud可知,物距相同时,焦距越大像越小。故可得出初步结论:同一物体经不同的凸透镜成虚像时,物距相同,焦距越大,像越小。23.(本题3分)如图所示为中国空间站的太空授课情景,王亚平老师在水球中注入一个气泡,通过水球和气泡观察到两个不同的像,此时大水球中出现了倒立的像,该像的成像原理为光的(选填“直线传播”“折射”或“反射”),而气泡中却显示出正立缩小的像,这是因为带气泡的水球相当于,对光有(选填“发散”或“会聚”)作用。【答案】折射凹透镜发散【详解】[1]图中大水球所成的像为倒立、缩小的实像,是光的折射现象。[2][3]中间薄两边厚的透镜叫凹透镜,气泡中却显示出王亚平正立缩小的像,这是因为带气泡的水球相当于凹透镜,凹透镜对光线有发散作用。24.(本题3分)请回答下面的问题:光电鼠标器光电鼠标器是通过红外线或激光检测鼠标器的位移,转换为电脉冲信号,再通过程序的处理和转换来控制屏幕上的光标箭头的移动的一种硬件设备。其原理就是利用光源照射鼠标垫表面(如图所示),并被反射回光学感应器(相当于光屏),当鼠标移动时,感应器会连续接收鼠标垫表面所成的像,并利用数字信号来处理比较各个影像,以确定移动的距离和方向.产生的结果传回计算机,而屏幕上的光标会根据这些结果来移动。图24中光学感应器、透镜、光源等元件固定在鼠标内。(1)光电鼠标器将光信号转换为信号;(2)当光源的光照射在粗糙的鼠标垫上时会发生反射;(选填“镜面”、“漫”)(3)当鼠标平放在鼠标垫上,凸透镜到鼠标垫的距离为7mm,光学感应器距凸透镜3mm,则在光学感应器上成像。(填“虚”、“实”)【答案】电脉冲漫实【详解】(1)[1]由材料可知,光电鼠标器是通过红外线或激光检测鼠标器的位移,转换为电脉冲信号。(2)[2]当发光二极管的光照射在粗糙的鼠标垫上时,反射光线射向各个方向,会发生漫反射。(3)[3]光学感应器距成像透镜,即物距为3mm,成像透镜距鼠标垫,即物距为7mm,物距大于像距,因此光学感应器上所成的是倒立、缩小的实像。三、作图题(共5题,每题2分,共10分)25.(本题2分)如图,一束光经平面镜反射后,平行于透镜的主光轴射向透镜,请画出平面镜和经过透镜后的折射光【答案】【详解】先作出反射光线与入射光线夹角的角平分线,即法线,然后作法线的垂线,便是镜面的位置,如图所示;又由于入射光线平行于主光轴,经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点,由此作出折射光线,如图所示26.(本题2分)游泳池底安装一支射灯,当池内无水时会在右侧池壁上形成一个亮斑A;当向池内注水至图中虚线位置时,会在右侧池壁上形成一个亮斑B,请通过作图确定亮斑A、B的大致位置。【答案】【详解】当池内无水时,光沿直线传播,在右侧池壁上形成一个亮斑A,往池内注水,当向池内注水至图中虚线位置时,在入射点画出法线,在法线的右侧画出折射光线,折射角大于入射角,在右侧池壁上形成一个亮斑B,如图所示:27.(本题2分)如图所示,一束激光AO由空气射向半圆形玻璃砖的圆心O发生了反射和折射,发现在屏幕MN上出现了两个光斑。请画出形成两个光斑的光路图;【答案】【详解】光从空气斜射向玻璃砖时,会同时发生反射和折射现象。根据光的反射定律,过入射点在法线上方的空气中画出反射光线,使反射角等于入射角;发生折射时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角,据此作出第一条折射光线;折射光线从玻璃砖射入空气中时,由于此光线是由圆心O射出,当经过第二个折射面时,正好与该入射点处的切线垂直,因此第二次折射光线的传播方向不变。如图所示:28.(本题2分)如图所示,MN为凸透镜的主光轴,O为凸透镜的光心,F为凸透镜的焦点,将点燃的蜡烛放在凸透镜的二倍焦距处,烛焰S点发出两条光线SA、SO。请你在图中作出S的像点,并完成光路。【答案】【详解】蜡烛位于2倍焦距处,根据凸透镜成像规律可知,当物距等于2倍焦距时,像距也为2倍焦距,此时成倒立等大的实像,而过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变,过右侧2倍焦距点作垂线,连接SO并延长,交垂线于,另一条光线经凸透镜折射后也与垂线相交于S',即为S的像。如图所示:29.(本题2分)如图所示,请画出由烛焰S点发出的光经过凸透镜折射后的两条折射光线,并确定发光点S的像点的位置。【答案】【详解】平行于凸透镜主光轴的光线,经凸透镜折射后,折射光线经过凸透镜的焦点;经过凸透镜光心的光线,经过凸透镜后传播方向不变;折射后的光线不能会聚,将它们反向延长后会聚于一点,即为像点,故作图如下:四、实验题(本题共4题,共27分)30.(本题4分)物理学习小组,选择如图甲所示的四个透镜进行探究实验(其中A、B和C、D是两组形状相同的凸透镜,它们分别用玻璃、塑料和水晶制作而成)。
(1)为了探究“凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系”,小组同学应选择图甲中的两个凸透镜;(2)器材确定后,小明让一束平行光穿过透镜来测量凸透镜的焦距,操作方案如图乙所示,他的方案(选填“合理”或“不合理”),原因是:;(3)正确操作后,得到如图丙所示的实验现象,比较图丙中两次实验的现象,可以得到的结论是:凸透镜表面越凸,凸透镜的焦距越。【答案】A、C不合理光束没有平行于凸透镜的主光轴入射小【详解】(1)[1]要探究“凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系”,应该控制材料等其它因素都相同,只让透镜球形表面弯曲程度不同,所以选择AC两个凸透镜,这体现控制变量法。(2)[2][3]凸透镜可以让平行于主光轴的光会聚到它的焦点上,所以可以据此测焦距,小明的做法不合理,因为他没有让光束平行于凸透镜的主光轴入射。(3)[4]由图丙可知,凸透镜表面越凸,折光能力越强,光线会聚得越早,焦距就越小。31.(本题8分)实验小组同学在探究光的折射规律时,在一装有水的容器中放置一个光源,让光从水斜射入空气中,发现既有光线反射回水中,又有光线进入空气,如图所示。他们分别测得入射角α、反射角β、折射角γ的大小,然后多次改变入射角大小,并测得相应的反射角和折射角的大小,填入下表中。实验序号入射角a(度)反射角β(度)折射角γ(度)1101012.72202026.13303040.54404056.1548.848.8906606077070(1)分析表格第2列、第3列数据可知,在光的反射现象中;(2)分析表格第2列、第4列和实验序号1、2、3、4、5的入射角和折射角大小及其变化数据可知,当光从水中斜射入空气中时,;(3)分析实验序号5可知,当入射角增大到一定值时,折射角为90度,如果继续增大入射角,请你推理将会发生什么现象:;(4)在1、2、3、4组实验中,让另一束光逆着折射光线方向射入水中,其折射光线刚好射到光源的位置上,因为在折射中;(5)实验小组的同学查资料得:“当光线以相同的入射角分别斜射入水和玻璃中时,在玻璃中的折射光线向法线偏折更明显,这说明玻璃对光的折射能力比水强。”结合这句话和表中数据及相关信息,当光线从空气斜射入玻璃中时,(选填:“一定不”、“不一定”或“一定”)会发生第(3)问中的现象。【答案】(1)反射角等于入射角(2)折射角大于入射角(3)全反射现象(4)光路可逆(5)一定不【详解】(1)分析表格第2列、第3列数据可知,在光的反射现象中,入射角增大,反射角也增大,且反射角等于入射角。(2)分析表格第2列、第4列和实验序号1、2、3、4、5的入射角和折射角大小及其变化数据可知,当光从水中斜射入空气中时,入射角增大,折射角也增大,且折射角大于入射角。(3)在实验序号5中,当入射角增大到一定值时,折射角达到了90度。这意味着折射光线已经沿着介质表面传播,即与介质表面相切。如果此时我们继续增大入射角,那么折射角将无法再增大(因为最大只能为90度),而光线将无法在第二种介质中继续传播。此时,光线将全部被反射回原介质中,且反射光线、入射光线和法线都将处在同一平面内,反射光线和入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。这种现象被称为全反射。故我们可以推理得出:当入射角增大到一定值,折射角为90度时,如果继续增大入射角,将会发生全反射现象,即光线将全部被反射回原介质中。(4)在1、2、3、4组实验中,当光线从空气射入水中时,我们观察到了折射现象。现在,我们让另一束光逆着折射光线的方向射入水中,根据光路可逆的原理,我们可以推断出这束光线在水中的折射光线将会刚好射到原来的光源位置上。故原因是在折射中光路是可逆的。(5)当光线从空气(光疏介质)斜射入玻璃(光密介质)时,无论入射角如何变化,折射角都不可能达到90∘(因为折射角总是小于入射角),所以也就不可能满足全反射的条件。因此,在这种情况下,一定不会发生全反射现象。32.(本题10分)同学们在“探究凸透镜的成像规律”实验中,进行了下列操作:(1)让平行光正对凸透镜照射,移动光屏直至出现一个最小、最亮的光斑,如图1所示该凸透镜的焦距为cm。依次将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏安装在光具座上,调整三者中心大致在,这样做的目的是;(2)移动蜡烛、凸透镜、光屏的位置至如图2所示,光屏上呈现清晰的像,此像的性质是(选填“倒立放大”、“倒立等大”、“倒立缩小”或“正立放大”)的实像;此成像特点跟(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)成像特点相同。若保持凸透镜位置不变,将蜡烛向左移动一段距离,应将光屏向(选填“左”或“右”)移动适当距离才能呈现清晰的像,且像的大小(选填“变大”、“变小”或“不变”);(3)实验时小林同学不小心遮住了透镜的一半,光屏上的像会(选填“不变”、“变暗”或“变为一半”);保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,此时人眼在图3中(选填“A”、“B”或“C”)处能观察到烛焰的像(选填“虚”或“实”)。【答案】(1)10.0同一高度使像成在光屏中央(2)倒立放大投影仪左变小(3)变暗B虚【详解】(1)[1]当平行光经过凸透镜时,会发生偏折,汇集于凸透镜焦点,焦点到凸透镜光心的距离,称为焦距,由图可知,该凸透镜的焦距为10.0cm。[2][3]为了使像成在光屏的中心,实验前要将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调整至同一高度上。(2)[1][2]如图2所示,物距u=15cm,处于一倍和两倍焦距之间,成倒立、放大的实像,与投影仪成像特点相同。[3][4]凸透镜成实像时“物远像近像变小”,若保持凸透镜位置不变,将蜡烛向左移动一段距离,物距变大,则像距将变小,像也变小,所以应将光屏向左移动适当距离才能呈现清晰的像。(3)[1]如果挡住透镜的一部分,另一部分仍能会聚光线成完整的像,但光线变少,所以像比原来变暗。[2][3]蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处时,此时物距小于一倍焦距,成正立、放大的虚像,虚像与物在同侧,所以应从B处透过凸透镜观察像。33.(本题5分)李老师上课时拿个水晶球,让同学们透过它看远处倒立的建筑物的像(如图1所示),引起同学对凸透镜的成像的兴趣。为此老师让大家一起探究“凸透镜成像的规律”给同学们准备了凸透镜、凹透镜、光具座、蜡烛、光屏各一个,火柴盒,发光LED灯F。(1)江小涛在挑选透镜时,把两个透镜甲、乙分别正对太阳光,在光屏上出现了如图2(甲)所示的光斑,你认为他应该选择(选填“甲”、“乙”)透镜来进行实验。(2)随着蜡烛燃烧变短,此时光屏上的像如丙图所示,如果想让像仍然成在光屏的中央,可将。(3)如图丙,调整后,当烛焰的像位于光屏中央时,观察像,生活中利用这一原理制成的光学仪器是(填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)。(4)如图3所示是江小涛通过实验得到的凸透镜的像距v和物距u关系的图象。某实验小组将装置中的蜡烛换成如图的发光LED灯F,当LED灯距凸透镜35cm时,移动光屏,可在光屏上得到的像为图中的_________。A. B.C. D.(5)如图所示,凸透镜竖直放置,凸透镜焦距f,现有一点光源S在凸透镜左侧以凸透镜两倍焦距处为圆心,在经过主光轴的竖直平面内做顺时针圆周运动,直径为D,且f<D<2f,则在下列关于点光源所成的像的运动轨迹的各图中,正确的是_________。A. B.C. D.【答案】(1)乙(2)蜡烛向上移动或将光屏向上移动或将凸透镜向下移动(3)投影仪(4)D(5)B【详解】(1)图甲光斑的中间比较暗,图乙中间出现亮斑,所以甲对光线具有发散作用,是凹透镜,乙对光线具有会聚作用,是凸透镜,所以要选择乙透镜进行实验。(2)烛焰在光屏上的像偏高,因为烛焰、凸透镜和光屏三者的中心没有在同一高度,为使像能成在光屏的中心,蜡烛向上移动或将光屏向上移动或将凸透镜向下移动,使它们的中心大致在同一高度。(3)如图丙,物距小于像距,成的是放大、倒立的实像,投影仪就是利用这个原理制成的。(4)由图可知,当物距为20cm时,像距也为20cm,根据凸透镜成像的规律,物距等于2倍焦距时,成倒立等大的实像,此时像距与物距相等。所以2f=20cm凸透镜的焦距为f=10cm当LED灯距凸透镜35cm时,物距大于2f,此时成倒立缩小的实像,故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。(5)将点光源S运动的轨迹看成一个物体,在物体上找出几个点,利用凸透镜成像的规律作出像点,可以发现,四个点正好围成一个椭圆,且转动方向为逆时针。如图所示:故选B。34.近视眼矫正的福音可调式眼镜。如1图:人类的眼睛很像一架照相机;如2图,眼睛与照相机的不同之处是:人的眼睛是通过调节晶状体的薄厚程度,改变晶状体的焦距来获得清晰的实像;如3图所示,一项被称作“可调式眼镜”的新技术可以帮助人们不用通过眼科医生就可以矫正自己的视力。这种眼镜的镜片中含有一种液体,通过调节此液体的含量,镜片的形状会随之改变;如4图所示,改变滑块的位置就可实现镜片形状的变化。(1)由短文可知,人的眼睛是通过调节晶状体的,从而改变晶状体的焦距来获得清晰倒立、(选填“缩小”或“放大”)的实像;其实可调式眼镜的想法也是一种仿生学研究的成果,人眼睛的晶状体就是根据观察对象自动调节的可调式镜片,通过眼部肌肉调节晶状体可以实现的功能的是帮助我们看清(选填“不同距离”或“不同大小”)的物体。(2)2图是不同位置处的两个物体的成像示意图,由图得出:眼睛看近处的物体时,晶状体的焦距(选填“变大”、“变小”或“不变”。人眼若长期观察近处物体,会造成晶状体过度弯曲,形成(选填“远”或“近”)视眼,当他看远处物体时,像会成在视网膜的(选填“前”或“后”)方。(3)按如4图所示,近视眼患者如果用“可调式眼镜”加以矫正,应将滑块从中间逐渐向(选填“左”或“右”)移动,直至看清物体,若患者的眼镜度数是500度,此时眼镜的焦距是m。【答案】薄厚程度缩小不同距离变小近前左0.2【详解】(1)[1][2][3]人的眼睛是通过调
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