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2024年光学科学提优卷 姓名
一、选择题（每题2分，共30分）
1、下列是观察对岸的树木在水中倒影的光路图，正确的是(　 　)
2、如图所示，地上有一块平面镜，平面镜正上方有一盏灯，小余分别在A点、B点、C点通过平面镜看灯的像。下列说法正确的是(　 　)
A．像位置相同，大小也相同 B．像位置不同，但大小相同
C．小余在A点、C点看不到灯的像，只有在B点才能看到
D．小余能看到的像都是实像
3、如图所示，纸筒底部中心开一小孔a，又在a上下等距的位置再开两个小孔b、c，蜡烛放在纸筒前，此时光屏上观察到三个像。在b、c两孔处放置两相同的三棱镜，同时移动光屏，到某一位置时光屏上只出现一个清晰的更亮的像。则b、c两小孔处三棱镜放置的方式可能是（　　）
4、当蜡烛、透镜甲和光屏放置在图示位置时，烛焰在光屏上成清晰的像。现保持蜡烛和透镜的位置不变，将透镜甲更换为透镜乙后，需将光屏向左移动距离s，方可在光屏上再次成清晰的像，则（　　）
A．透镜甲的焦距比乙的小 B．透镜甲的焦距为20cm
C．第二次所成的像是缩小的 D．光屏移动的距离s＜10cm
5、如图把由同种玻璃制成的正方体玻璃砖A和半球形玻璃砖B放在报纸上，若正方体的棱长和半球的半径相同，则从正上方沿图中虚线(中心线)方向往下看中心线对准的文字(　 　)
A．A和B中看到的都比实际的高
B．A中看到的比实际的高，B中看到的比实际的低
C．A中看到的比实际的高，B中看到的与实际的一样高
D．A和B中看到的都与实际的一样高
6、一束光由空气进入某透明物质时，在界面上发生反射和折射的光路如图所示。下列判断中正确的是(　 　)
A．AO可能是入射光线 B．OB可能是折射光线
C．OC必定是反射光线 D．BO必定是入射光线
7、如图所示的装置测出凸透镜的焦距并“探究凸透镜成像规律”,当蜡烛、透镜、光屏位置如图乙时,在光屏上可成清晰的像。下列说法正确的是(　　)
A.凸透镜的焦距是30 cm
B.图乙中烛焰成的是倒立、放大的实像
C.照相机成像特点与图乙中的成像特点相同
D.保持凸透镜、光屏位置不变,将蜡烛远离凸透镜,烛焰仍可在光屏上成清晰的像
8、将一发光物体放于凸透镜前，调节光屏的位置，恰好在光屏上得到缩小、清晰的像。若保持透镜位置不动，把发光物体和光屏对调一下，则(　 　)
A．在光屏上仍可呈现缩小的像 B．隔着透镜可看到发光物体的像
C．在光屏上呈现放大的像 D．在光屏上呈现与发光物体等大的像
9、在“探究凸透镜的成像特点”实验中，所用凸透镜的焦距为10 cm，光屏是用表面涂有白漆的铁板制成。小科把“F”发光物置于离凸透镜15 cm处，移动光屏，在光屏上得到清晰的像，如图所示。小科看到光屏上像的形状和大小分别是(　 　)
A．、放大 B．、放大
C．、缩小 D．、缩小
10、如图所示,白板上画有两个黑色箭头如图甲,用玻璃杯装半杯水放在白板前如图乙,人眼观察到位于下方的箭头明显发生了变化。下列判断正确的是(　　)
A.玻璃杯下半部相当于一个凹透镜
B.下方箭头是凸透镜形成的虚像
C.下方箭头成像原理在生活中的应用是照相机
D.把玻璃杯移得离白板更远一点,观察到下方的箭头比移动前变得更大
11、在探究光的折射规律时，从水面上方看水中的物体变浅了，为了确定水中物体所成像的位置，某学习小组进行了如下探究(如图所示)：
①把一个小灯泡a放在水中某处，观察灯泡所成像的位置。
②将另一个相同的小灯泡b放在水面上方，调整其位置，使它的像与灯泡a的像重合。
③灯泡b到水面的距离为h1，灯泡a的像到水面的距离为h2。
④测量时，如果直接将刻度尺竖直插入水中，使看到的零刻度线与灯泡a的 像重合，刻度尺在水面处的示数为h3。
下列判断正确的是(　 　)
h1＜h2 B．h1＞h2 C．h3表示灯泡a的深度
D．h3表示灯泡a的像的深度
12、如图，OO'为凸透镜的主光轴，将点光源放在A点时，像在B点；将点光源放在B点时，像在C点。当将点光源放在C点时，则（　　）
A．一定在B点成一个实像 B．一定在A点的左侧成一个虚像
C．可能在B、C之间成一个实像 D．可能在C点的右侧成一个虚像
13、在“探究凸透镜成像的规律”实验中，移动物体到某位置时，能在光屏上成清晰、缩小的像，则下列能成立的是(　 　)
①如果将物体靠近凸透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏必须远离凸透镜，且光屏移动的距离先大于后小于物体移动的距离　②同时移动物体与光屏，且移动距离相同，有可能在光屏上成清晰、缩小的像③换用焦距较小的凸透镜后，仍要在光屏上得到清晰的像，如果只移动光屏，光屏必须靠近凸透镜　④保持物体和光屏的位置不变，移动凸透镜，一定可以在光屏上得到另一个清晰的像
①③　B．②④　C．②③　D．③④
14、如图所示，AC为入射光线，CB为折射光线，且AO＜OB。已知AO＝10 cm，则该凸透镜的焦距可能是(　 　)
A．f＝10 cm B．f＝5 cmC．f＝8 cm D．f＝12 cm
如图所示，在“用‘凸透镜’观察周围的景物”活动中，小科将印有绿色环保标志“”的纸固定在墙上，再将一只装有水的圆柱形玻璃杯移到标志的正前方，然后改变玻璃杯与标志之间的距离，小科站立时透过玻璃杯和水观察。下列图像中，不可能看到的是(　 　)
二、填空题（每空2分，共50分）
16、．人眼的功能类似于照相机。人眼结构中，视网膜到晶状体的距离不变，相当于“探究凸透镜成像规律”实验中 　 　到凸透镜的距离不变，人眼是通过调节 　 　来看清远近不同物体的，人长时间看近处物体，眼睛容易疲劳。学习较长时间后，建议同学们适当远眺，使睫状体放松，晶状体变 　 　（选填“厚”或“薄”），焦距变大，舒缓眼疲劳，保护眼睛。
17、在利用太阳光测量凸透镜焦距时，小华将凸透镜正对着太阳，再把一张纸放在它的下方，如图所示。当在纸上呈现一个并非最小的光斑时，测得这个光斑到凸透镜的距离为L。小华推断，凸透镜的焦距一定大于L。
（1）你认为小华的推断 　 　（选填“正确”或“不正确”）。
（2）为了检验小华的推断是否正确，可将凸透镜向下方的纸张慢慢移近，若观察到纸上呈现的光斑变 　 　（选填“大”或“小”），则他的推断是不正确的。
18、如图所示，已知AO＝BO。若使木板上A点的红色小灯发光，此时人眼可以看见A点和 　 　点所在的位置有红色小灯。若使木板在水面以下的部分的一蓝色小灯发光，人眼看见的蓝色小灯是光的 　 　（填“直线传播”、“反射”或“折射”）形成的 　 　（填“实像”或“虚像”）。让红色小灯和蓝色小灯同时发光，并让一束 　 　颜色的光按光路 　 　（填“①”、“②”或“③”）射向水里，人眼能在某一位置看见水面以下的木板上仅有一个白色光点。（假设光在反射或折射后亮度均相同）
19、在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1) 图甲中光屏上所成的像是倒立、　　　　(填“放大”“缩小”或“等大”)的实像,生活中　　　　(填“照相机”“投影仪”或“放大 镜”)是利用这一原理制成
(2) 图乙中线段AB为凸透镜成像的物距倒数和像距倒数的关系,凸透镜焦距为　　　cm。
(3) 当光屏上呈现清晰的像时,不改变图甲中蜡烛和透镜位置:
① 若将凸透镜换成焦距相同、镜面较小的凸透镜,再次实验,光屏上所成的像与原来
相比　　　 　(填“变小”“变暗”或“变不完整”)了。
② 若将凸透镜换成镜面大小相同、焦距稍小的凸透镜,再次实验,则需将屏　　　 　
(填“向左”或“向右”)移动才能成清晰的像,光屏上所成的像与原来的像相比　　　　(填“变大”或“变小”)了。
20、（作图题）如图，L表示凸透镜，MN为主光轴，O为光心，F为焦点，S'为发光体S通过凸透镜所成的像，来自S的光线a平行于主光轴且通过S'。请补全光线a的光路，并找到发光体S的位置。
21、如图所示为自制水滴显微镜并探究它的工作原理的实验。
(1) 如图甲所示,在白屏上画一个箭头,放在透明磁带盒的下方,在磁带盒上表面滴一滴水,小水滴可看作一个焦距很小的　　　　镜。
① 透过这个小水滴,若看到一个与原来方向相同的、放大的箭头,则该箭头是　　(填“实”或“虚”)像。
② 在不调整水滴与箭头距离的情况下,把水滴变厚,直至看到与原来方向相反的、放大的箭头,则该箭头是　　 　　(填“实”或“虚”)像, 此时如果磁带盒的厚度是12 mm,那么最终水滴凸透镜的焦距范围是
(2) 如图乙所示,制作一个显微镜,以小水滴作为显微镜的　　　　(填“物”或“目”)镜,凸透镜的作用与　　　　 (填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的作用类似。
22、用转动八面镜法可以测光速，实验装置示意图如图所示。S为发光点，T为望远镜，平面镜O与凹面镜B构成了反射系统。八面镜M距反射系统的距离AB为L（L可长达几十千米），且远大于OB以及S和T到八面镜的距离。调整八面镜的位置直到通过望远镜能看到发光点S，然后使八面镜转动起来，并缓慢增大其转速（1秒内转过的圈数），当转速达到n0时，恰能在望远镜中再一次看见发光点S，由此得到光速c的表达式是 （用字母和数字）
23、如图所示，平面xOy上，平面镜M两端的坐标分别为(－1，3)和(0，3)，人眼位于坐标(2，0)处，一棋子放在(0，1)的位置，请你用圆点代表棋子，画出它在平面镜中的像；若将棋子移到(1，1)位置，所成像的位置坐标是 ；若棋子从坐标原点向x轴负方向运动过程中，人眼能从平面镜中观察到它的像，则此时棋子在x轴移动的坐标范围是
三、实验探究题（共 40 分）
24．某兴趣小组利用图示装置来研究凸透镜成像的规律。
（1）小明将各元件调整到如图位置时，小组成员在光屏上都能观察到清晰的像，这个像一定是　 　的（放大/等大/缩小），此时光屏上发生了　 　反射。
（2）当LED灯向左移动时，要在光屏上再次获得清晰的像，只需将光屏向　 　（左/右）方向适当移动，或者在凸透镜前放置一个合适的　 　眼镜。
（3）小华在用同样的器材进行实验时，发现光屏上出现的像只有中间清晰，两侧却较模糊，小明只对凸透镜进行了调整，就在光屏上得到了清晰的像，他的调整是　 　。
A.左右适当移动凸透镜 B.上下适当移动凸透镜
C.适当扭转凸透镜 D.更换焦距合适的凸透镜
25．光从空气斜射入水和玻璃时都会发生折射现象，但是水和玻璃的折射情况会相同吗？为了探究这个问题，小华选择了光屏、透明玻璃砖、水槽、激光电筒等器材进行实验．他在光屏上画出互相垂直的NN′和MM′两条线段并相交于O点，如下图甲所示．
（1）小华将玻璃砖的一个表面与MM′齐平放置，让激光电筒发出的光线从A点到O点入射，他看到了如图乙所示的光路（AOC为同一直线）你认为出现光线OC是因为 　 　所致，鉴于本实验的目的，此时最应该记录的两条光线是 　 　；
（2）接下来他要观察光从空气中进入水中的情况，他将光屏竖直放入水槽中，（使线段MM′水平）并向水槽中慢慢注水至水面与MM′齐平，入射光线应从A点向O点射入，这是为了保证 　 　，其实本实验小华还考虑了入射光线所在一侧的 　 　相同；
（3）小华最终在光屏上记录下了如图丙所示的光路图（OE为折射光线），分析光路，你认为玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是 　 　；
（4）若激光以相同的入射角分别从玻璃和水中斜射入空气中，则 　 　射出的折射光线更远离法线。
如图所示，将透明的薄壁（厚度可忽略不计）方形水槽水平放置，固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束，小彬通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象。
（5）图1水槽中未注水时可在侧壁上A处得到一个光点，注入一定量的水后，光点移至B处，这是由于光在水面处发生了光的折射现象，此时入射角 　 　角θ（θ为折射角，选填“大于”“等于”或“小于”）
（6）为使B处的光点移至C处，则应使水槽中的水量 　 　，若BC间距离为2cm，则水面高度的变化量Δh 　 　2cm（选填“＞”“＝”或“＜”）；
（7）如图2所示，小彬将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射，为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播，则激光笔照射的方向应满足的条件是 　 　，且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区 　 　（选填“①”“②”或“③”）内。
26．专业的单反照相机往往配有几个焦距不同的镜头。小明为了探究不同焦距的凸透镜成像特点，利用实验室提供的器材（光源为“F”形状的LED灯），分别用f甲＝15cm和f乙＝20cm的两个凸透镜进行实验。
（1）实验中，当物距为60cm时，光屏上看到清晰的像应是图1中的 　 　。
（2）图2是小明通过实验得到的物距u和像距v的关系图象，分析发现：
①同一凸透镜在成实像时，当u越大，v越 　 　。
②物距相同时，凸透镜的焦距越 　 　，所成像的越远、越大。
（3）实验后，小明明白了：如果要拍摄远距离景物的特写照片，就需要用 　 　（选填“长焦镜头”、“短焦镜头”）。
*27、 某人身高1.7米，为了测试路灯的高度，他从路灯正下方沿平直公路以1米/秒的速度匀速走开，某时刻他的影子长为1.3米，再经过2秒钟，他的影子长为1.8米，路灯距地面的高度是多少？（提示：可画图解答）（4分）

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