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- 2021-11-01 发布
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第四章 光的折射 透镜
一、选择题
1.在下列说法中,正确的是 ( )
A.光从一种介质射人另一种介质中时,它的传播方向一定改变
B.光射到两种界面上时,可能同时发生反射和折射
C.光从水或其他介质斜射入空气中时,其折射光偏向法线
D.在折射现象中,光线逆原方向传播时,路径会发生改变
2.如图所示,将刻度尺斜插入水中,从水面上看去,水中尺子的刻度情况( )
A.变得疏了 B.变得密了 C.一部分变疏一部分变密 D.疏密没有变化
3.下列关于光的知识应用的说法,不正确的是( )
A. 照相机照相是利用了“凸透镜能成正立、缩小的实像”的规律 B. 用光沿直线传播知识可以解释“小孔为什么可以成像”
C. 近视眼镜利用了“凹透镜对光的发散作用”的特点 D. 使用投影仪时,利用了“凸透镜能成倒立、放大的实像”的规律
4.如图,小强在水中练习潜水,则能正确反映岸上教练看到水下小强的光路图是( )
A. B. C. D.
5.如图所示,一束光线斜射人装满水的容器中,在P处形成一光斑,现保持人射光线方向不变,将容器中的水慢慢抽出,则在此过程中光斑将( )
A.向左移动 B.向右移动 C.仍在原来位置 D.先向左移动再向右移动
6.小明做“探究凸透镜成像的规律”实验时,在光屏上得到烛焰清晰的缩小的像,然后他把燃烧的蜡烛和光屏互换位置,这时光屏上能看到( )
A. 倒立、放大的像 B. 倒立、缩小的像 C. 正立、放大的像 D. 正立、缩小的像
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7.物体距凸透镜20cm处,在光屏上得到放大的像,则应选择的凸透镜的焦距为( )
A. 5cm B. 10cm C. 15cm D. 20cm
8.如图,凸透镜焦距是8cm,将蜡烛从物距 u=20cm处移到u=6cm处的过程中,( )
A. 成的像都是实像 B. 像总是放大的 C. u=15cm时像是放大的 D. u=6cm时,像是倒立的
9.两束光线通过凸透镜后:( )
A.一定相交于一点
B.一定会聚于焦点
C.一定靠拢但不一定相交
D.一定发散
10.夜晚,人们常看到星星在夜空中闪烁,这是因为星星发出的光( )
A. 是断断续续的结果 B. 被其他星体不断遮挡的结果
C. 被密度均匀的大气层反射的结果 D. 被密度不稳定的大气层折射的结果
11.当光从空气射入水中时,下列说法正确的是( )
A.可能不存在反射现象
B.光的传播方向一定发生改变
C.折射角可能大于入射角
D.反射光线可能与折射光线在同一直线上
12.下列物体没有用到凸透镜的是( )
A.望远镜 B.照相机 C.显微镜 D.近视镜
二、填空题
13.水鸟在捕鱼时,鱼也能看到水鸟,这说明在光的折射现象中,________。
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14.人眼球好比一架照相机,________和________相当于一个凸透镜,视网膜相当于________,物体在上面成________、________的实像.
15.如图甲所示的透镜焦距为________cm,用这种透镜可以矫正________眼,乙图所示能成清晰的像,像一定是________( 选题“放大”“缩小”或“等大”)的实像 .
16.小王在河边玩耍看见清澈的河底部有一个黑色的鹅卵石,他想用手中的激光手电筒去照亮鹅卵石,则激光束应该对着鹅卵石的________照射(选填:上方、下方、正对方向)。
17.如图所示,小明将一枚硬币放在碗底,眼睛在A处恰好看不到它.沿碗壁缓缓向碗中加水,小明在A处又能看到“硬币”.这是因为光从________斜射入________中时发生了________现象。
18.如图所示,一束光在空气和玻璃两种介质分界面上同时发生反射和折射,其中________是折射光线,反射角等于________.
19.如图所示,一束激光沿直线传播射到空水槽底部O点,形成一个光斑.向水槽中注入适量水后,水槽底部光斑将移动到O点的________(选填“左”或“右”)侧.继续沿水槽壁缓慢注水至水槽满,则水满时的折射角________(选填“大于”、“小于”或“等于”)适量水时的折射角.
20. ________于凸透镜主光轴的光线通过凸透镜后会聚在主光轴上一点,这个点叫做凸透镜的焦点,凸透镜的焦点有 ________ 个,焦点到凸透镜中心的距离叫 ________ .把光源放在凸透镜的 ________
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处,通过凸透镜后的光线会成为一束平行光线.如图是某同学把凸透镜正对着太阳光,在桌面上得到一个亮点F,并用直尺进行测量的情况,则凸透镜的焦距是 ________ cm .
三、实验探究题
21.用如图所示装置模拟人眼成像情况,此时烛焰在光屏上成清晰的像.
(1)实验时,应使烛焰和________的中心位于凸透镜的主光轴上.
(2)图中物距u应满足 .
A. u>2f B. u=2f C. f<u<2f D. u<f
(3)当蜡烛远离凸透镜时,烛焰的像将落在光屏的________(填“前”或“后”)方.
(4)在第(3)小题的情况下,若用此实验模拟人眼的调节功能,重新在光屏上得到清晰的像,应该进行的操作是 .
A. 将光屏靠近凸透镜 B. 将光屏远离凸透镜 C. 换焦距更大的凸透镜 D. 换焦距更小的凸透镜.
22.某物理学习小组,选择如图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):
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(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哪两个凸透镜做实验?答:________(选填字母序号)。器材确定后,接着小组同学让一束与主光轴平行的光,分别经过两凸透镜后会聚于焦点处,如上右图甲、乙所示。比较两次实验的现象,可以得到的结论是:凸透镜表面越凸,________。
(2)有同学回想起白光经三棱镜后,光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带(如图乙所示),受此启发,于是他选取焦距为10 cm的凸透镜,用红光和蓝光来进行图甲的实验,实验结论:对同一凸透镜,________的焦距大些。
(3)如果选择A、B两个透镜,他们还可以探究“凸透镜的焦距大小与________的关系”。
23.在探究“光从空气斜射入水和油中时,哪种液体对光的偏折本领较大”的实验中,小明提出如下实验方案:先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中,记录下光斑位置(如图甲所示);接着分别倒入水和油,记录对应的光斑位置,再通过分析就可得到实验结论。经讨论,同学们认为这一方案是可行的,于是进行了探究实验。
(1)要实现探究目标,他们应选择图乙中的________(选填字母序号)两图实验。
(2)实验时,同学们在水槽底部贴上一把自制纸质刻度尺,这样做的目的是________。
(3)某小组同学正确实验后,所记录的三次光斑的相对位置如图丙所示,经分析可知:光从空气斜射入水和油中时,________对光的偏折本领较大。
四、作图题
24.潭清疑水浅,安全记心间。如图,A 是水池底某点,请作出光线AO 的折射光线以及人从岸上看到A 的像A′。
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25.当光线从水中射向空气时,它的反射光线如图所示,请画出入射光线和折射光线。
26.根据下列要求作图:
(1)一束光斜射向水面上O点,产生折射和反射,其反射光线如图所示,请在图中作出此光线的入射光线和折射光线。
(2)根据图中的入射光线画出相应的折射光线
(3)请根据凹透镜对光线的作用完成光路
五、综合题
27.如图所示,小明将一枚硬币放在碗的底部,眼睛在A处恰好看不到它.
(1)小明看不到硬币,这是因为________;
(2)将平面镜放到碗边适当的位置,小明在A处通过平面镜看到了硬币的虚像,这是利用了光的________现象;
(3)沿碗壁缓缓向碗中加水,小明在A处也能看到硬币的________像,这是利用了光的________现象.
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28.光电鼠标在电脑中应用非常广泛, 其原理就是利用发光二极管照射移动表面(如图所示),并被反射回鼠标的光学感应器,用以记录移动动作,以此来捕捉移动位置的不同画面。当鼠标移动时,感应器会连续拍摄鼠标垫表面所成的像,并利用数字信号处理来比较各个影像,以决定移动的距离和方向。产生的结果会传回计算机,而屏幕上的光标会根据这些结果来移动,图中光学感应器、透镜、发光二极管等元件固定在鼠标内。
(1)当发光二极管的光照射在粗糙的鼠标垫上时会发生________(填“镜面反射”或“漫反射”)。
(2)光学感应器上所成的像是________(填“实像”或“虚像”)。
(3)将鼠标离开鼠标垫一定高度后悬空向前移动时,电脑显示器上的光标并不移动,是因为________。
29.在用焦距为8cm的凸透镜来探究凸透镜成像规律的实验中。
(1)如图所示,将蜡烛、________、光屏依次安装在光具座上。点燃蜡烛,调节凸透镜和光屏的高度,使它们的中心与烛焰中心大致在________。其目的是使像成在________。
(2)如图当烛焰距凸透镜12cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个清晰的倒立、________ (选填“放大”或“缩小”)的实像,相当于是________(填光学器材)。如把蜡烛和光屏的位置对调,这时成倒立、________ (选填“放大”或“缩小”)的实像。
(3)把图中的凸透镜看作眼睛的晶状体,光屏看作视网膜。给“眼睛”戴上远视眼镜,使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像。若取下远视眼镜,为使光屏上得到清晰的像,应将光屏________ (选填“远离”或“靠近”)透镜。
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参考答案
一、选择题
1.【答案】B
【解析】 A. 光从一种介质射入另一种介质时,它的传播方向不一定发生改变。因为当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变。A不符合题意;
B. 光射到两种介质交界面时,可以同时发生反射和折射,B符合题意;
C. 光从水或其他的介质斜射入空气时,折射角大于入射角,C不符合题意;
D. 在折射现象中,光线逆着原传播方向时,光的路径不变,这就是光路的可逆性,D不符合题意。
故答案为:B.
【分析】光的折射规律:光从空气斜射入水或其他介质,折射光线与入射光线、法线在同一平面上;折射光线和入射光线分居法线两侧,折射角小于入射角;入射角增大时,折射角也随着增大;当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变.(折射光路也是可逆的)
光的反射定律:反射光线与入射光线、法线在同一平面上,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角.(注:光路是可逆的)
2.【答案】B
【解析】 (1)将尺子斜插入水中时,从水面看水中的尺子,尺子反射的光经水面折射进入我们的眼睛,折射角大于入射角;(2)眼睛逆着折射光线看去,误认为光是沿直线传播的,会感到尺子的位置比实际位置高一些,看起来是向上弯折了,因此它的刻度就显得密了.
故答案为:B.
【分析】光的折射规律:光从空气斜射入水或其他介质,折射光线与入射光线、法线在同一平面上;折射光线和入射光线分居法线两侧,折射角小于入射角;入射角增大时,折射角也随着增大;当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变.(折射光路也是可逆的)
3.【答案】A
【解析】 A、照相机拍照时,物体到透镜的距离大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像,A符合题意;
B、小孔成像,成的是物体倒立的像,像之所以是倒立的,就是因为光的直线传播造成的,B不合题意;
C、近视镜是凹透镜,因此近视镜是利用凹透镜对光的发散作用使物体的像成在视网膜上,C不合题意;
D、投影仪是利用凸透镜成倒立放大的实像的原理制成的,D不合题意 .
故答案为:A .
【分析】A、照相机原理:物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像;
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B、小孔成像成像原理:由光的直线传播;
C、凹透镜可以使光线变得发散,可以延缓晶状体对光线 的会聚,可用于矫正近视眼;
D、投影仪的原理:物距在焦距和二倍焦距之间时,凸透镜能成倒立、放大的实像 .
4.【答案】D
【解析】 岸上的教练看到水下的小强时,是小强反射出的光线从水中射向界面,折射后进入空气从而进入教练的眼中,故光的传播方向为从水中射向空气,排除AC,当光从水斜射入空气中时,折射角大于入射角,故符合题意的选项为D。
故答案为:D
【分析】光的折射规律:光从空气斜射入水或其他介质,折射光线与入射光线、法线在同一平面上;折射光线和入射光线分居法线两侧,折射角小于入射角;入射角增大时,折射角也随着增大;当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变.(折射光路也是可逆的)注意是光线是折射后进入空气从而进入教练的眼中.
5.【答案】B
【解析】 一束光线斜射人装满水的容器中,在P处形成一光斑,将容器中的水慢慢抽出的过程中,入射点逐渐降低且右移,由光的折射规律可知,光线将发生折射现象,折射光线靠近法线,即向下偏折,也就是容器底的光斑向右移动。随着水位的降低,入射点向右移动,由于入射角不变,折射角也不变,折射光线平行,光斑向右移动,B符合题意为答案.
故答案为:B.
【分析】光的折射规律:光从空气斜射入水或其他介质,折射光线与入射光线、法线在同一平面上;折射光线和入射光线分居法线两侧,折射角小于入射角;入射角增大时,折射角也随着增大;当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变.(折射光路也是可逆的)
6.【答案】A
【解析】 当u>2f,f<v<2f,成倒立、缩小的实像;若将蜡烛和光屏位置互换,则f<u<2f时,成倒立、放大的实像,光屏距凸透镜即像距v>2f .
故答案为:A .
【分析】根据凸透镜成像的特点及光路的可逆性解答本题 . 当u>2f,f<v<2f,成倒立、缩小的实像;若将蜡烛和光屏位置互换,则f<u<2f,v>2f,成倒立、放大的实像 .
7.【答案】C
【解析】 光屏上成放大的像时,物距为f
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