【精品解析】(浙教版)科学八上 专项培优 专题提升2 光现象

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【精品解析】(浙教版)科学八上 专项培优 专题提升2 光现象

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(浙教版)科学八上 专项培优 专题提升2 光现象
一、光的反射
1.(2025八上·杭州月考)如图所示是夜间汽车在干燥的沥青路面和潮湿的沥青路面上行驶时 大灯的部分光路简图。由图可知,晚上开车时(  )
A.在潮湿的路面更容易发生漫反射
B.在干燥的路面发生镜面反射
C.对面无车时,驾驶员看潮湿的路面更暗
D.照射到干燥路面上的光不遵循光的反射定律
2.(2025八上·杭州期中)一只白鹤静立在平静的水中,在岸边可以看到白鹤的两个“影”——影子和倒影,如图所示。下列分析正确的是(  )
A.白鹤的影子是由于光的直线传播形成的
B.白鹤的倒影是由于光的折射形成的
C.白鹤飞离水面时,它的倒影会变小
D.白鹤在水中的倒影是实像
3.(2025八上·杭州月考)如图所示,一束光在平面镜上发生反射,反射光恰好照在光屏的A处,若要让反射光照在光屏的B处,则下列方法中可行的是(  )
①只将光屏向左移动一段距离
②只将平面镜绕入射点O顺时针转过 一定角度
②只将平面镜向左移动一段距离
④只将入射光线绕入射点O顺时针转过一定角度
A.只有①④ B.只有②③ C.只有①② D.只有③④
4.(2025八上·杭州期中)如图所示,小海同学在“探究光的反射规律”实验时,利用红、绿、 蓝三种色光的激光笔进行实验,他将位于同一平面内的白色纸板AB立在平面镜上。下列说法中正确的是(  )
A.②号光线为蓝色
B.红光的入射角为90°
C.利用该装置进行实验时,纸板不需要垂直于平面镜放置
D.将纸板B沿红光所在直线向后折,无法观察到反射光线,表明反射现象消失
5.(2025八上·金华期中)小科在“探究光的反射规律”的实验中采用了如图所示装置。请回答:
(1)实验中,当把F板向后折时,反射光线和入射光线   (填“在”或“不在”)同一平面内。
(2)小科多次改变入射光线EO的方向,进行实验可得出结论:反射角   入射角。
(3)小科让光沿FO方向射入,发现反射光线沿OE方向射出。这表明:在反射现象中,光路是   的。
6.(2025八上·浙江期中)阅读下列短文,回答问题:
1870年的一天,英国物理学家丁达尔到皇家学会的演讲厅做了一个实验,如图I所示:在装满水的木桶上钻个小孔,然后用灯从桶上边把水照亮。结果使观众们大吃一惊。人们看到,发光的水从水桶的小孔里流了出来,水流弯曲,光也跟着弯曲了。
这是为什么呢 难道光不再沿直线传播了吗 经过他的研究发现,光从光密介质(例如水)斜射向光疏介质(例如空气)时,在两种物质的交界面处会同时发生折射和反射。折射角随入射角变大而变大,如图Ⅱ中的图甲所示。当入射角增大到某一角度时,折射光会消失,入射光全部被反射,这就是光的全反射,如图Ⅱ中的图乙所示。这时的入射角叫做临界角。
人们按照该原理造出一种透明度很高、粗细像蜘蛛丝一样的玻璃丝——玻璃纤维,当光以合适的角度射入玻璃纤维时,光就沿着弯弯曲曲的玻璃纤维不断全反射前进(如图Ⅲ)。由于这种纤维能够用来传输光,所以称它为光导纤维。
(1)通过阅读材料,发现临界角实际指的是     (选填“入射”或“折射”)光线跟法线的夹角。
(2)( 2 ) 用 全 反 射 原 理可以制成图Ⅲ所示的光纤 , 可 以 用 光 密 介 质 做 成   (选填“内芯”或“外 套”)。结合材料,发现光在光纤中传播的主要原因是光的   (选填“折射”或“反射”)。
(3)学校科技节上,同学们也尝试开展“水流光纤”实验探究,为了使实验现象更明显,本实验应该在较    (选填“明亮”或“黑暗”)的环境中进行。实验中从瓶中流出的水柱相当于激光通 信中的光纤,由此说明激光通信中内部包裹光纤的导管    (选 填“能”或“不能”)弯曲。
二、光的折射
7.(2025八上·鄞州期中)许多优美的诗词是对生活和自然现象的生动描述,也与物理知识有着紧密联系,下列诗词中涉及的物理知识错误的是(  )
A.“宝钗好耀首,明镜可鉴形”,“形”是与宝钗大小相等的实像
B.“潭清疑水浅,荷动知鱼散”,“水浅”是由于光的折射形成的
C.“举杯邀明月,对影成三人”,“影”是由光的直线传播形成的
D.“湖光秋月两相知,潭面无风镜未磨”,“月光的倒影”是由光的反射形成的虚像
8.(2025八上·浙江期中)如图是人类首次拍到猩猩使用工具捕猎的情景。为了捉到 一 条鱼,猩猩用矛拼命地刺向 水里却没有成功,这主要是由于光的    现象,猩猩看到水中的鱼比实际位置要    ( 选 填 “深”或“浅”)。
9.(2025八上·杭州期中)泳池中一束光从水底斜射向水面,在水面发生折射,如图所示。不改变灯光的位置和角度,随着泳池匀速放水,水面下降过程中(水深始终在光源上方),折射角的变化趋势正确的是(  )
A.变大 B.变小 C.不变 D.无法判断
10.(2025八上·长兴期中)如图所示的光现象,说法正确的是(  )
A.图甲中,手影是光的反射形成的
B.图乙中,潜望镜利用光的折射观察物体
C.图丙中,海市蜃楼是光的折射形成的
D.图丁中,汽车后视镜利用光的折射扩大观察范围
11.(2025八上·义乌期中)“小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上头”。现有一蜻蜓立于距水面的荷尖上,一条大鱼准备跃出水面捕捉蜻蜓,如图是水中大鱼看到蜻蜓所在的位置。请回答:
(1)大鱼应该选择图中     (填“A”、“B”或“C”)路线跃起才有机会捕获蜻蜓。
(2)蜻蜓立于距水面0.6m处的荷尖上,池中水深2m,则蜻蜓在水中的像距水面    m。
(3)蜻蜓向上飞行时,它在水中像的大小将   (选填“变大”“不变”或“变小”)。
12.(2025八上·杭州期中)当一架无人机掠过水面时,岸边的人可以在水中看到无人机的倒影,其成像光路图正确的是   (选填图1“甲”或“乙”或“丙”或“丁”);在水中潜游的人可以看到无人机的像,其成像光路图正确的是   (选填图2“A”或“B”或“C”或“D”);两次所成的像   (选填“前虚像后实像”或“前实像后虚像”或“都是虚像”或“都是实像”)。
13.(2025八上·温州期中)小科在利用光具盘探究光从玻璃斜射入空气中时的光路,发现光具盘上能呈现入射光线、反射光线与折射光线。当光沿某个方向从半圆形玻璃砖射向空气时,折射光线消失而反射光线却变得更亮。老师告诉他这是光的“全反射”现象,光纤通信就是利用光的“全反射”原理。小科查阅资料并在老师的指导下展开如图甲的探究实验,实验数据记录如表所示。
玻璃中的入射角α/° 0 10 20.7 30 40 41.2 41.8 42
空气中的折射角β/° 0 15.2 30 45 74.6 81 90 /
反射能量占入射能量的百分比/% 5 7 26 43 77 84 100 100
(1)当光以30°的入射角从空气射入玻璃中时,根据光路的可逆性,查表可知,其折射角的大小是   °。
(2)根据题意和表格数据分析,光发生“全反射”现象需要的条件是   (写出两点)。
(3)小科在老师的指导下利用水模拟演示光纤原理,如图乙所示,观察到激光沿着水流传输,并照射在水盆中的光斑位置随着水流方向的改变而改变。通过查阅资料,得知激光在水流中的光路图如图丙所示。小科在实验过程中发现,水流的弯曲程度会随着液面高度的变化而变化,且随着实验的进行,光斑消失或变淡了,请根据以上实验分析光斑消失或变淡的原因是:    。
14.(2025八上·杭州月考)如图甲所示,小科将一个装有水的圆柱形玻璃杯放在漫画前,惊奇地发现透过水杯看到’漫画中的老鼠变“胖”了,还掉头奔向猫,如图乙所示。关于此现象,下列说法正确的是(  )
A.透过水杯看到变“胖”的老鼠是虚像
B.装有水的圆柱形玻璃杯相当于一个凹透镜
C.将漫画靠近水杯一些,透过水杯看到的老鼠始终是掉头的
D.此时漫画中的老鼠到玻璃杯的距离应满足f15.(2025八上·杭州月考)如图所示是一种液面升降监测装置原理图,由图和所学知识回答
(1)点光源S发出的一束激光与水平液面成50°角射向平静的液面,入射光线与反射光线的夹角为   ;光经液面反射后射到液面上方水平标尺上的S点,当液面下降时,光点S将   填“向左”、“向右”或“不会”)移动。
(2)要使该装置更灵敏,即液面变化高度一定时光斑移动更明显,可采取的措施是   
16.(2025八上·金华期中)小科同学在探究“光在不同介质之间的折射规律”时,用到的器材及实验装置如图甲所示。他先探究了光由空气进入玻璃的情形,并将得到的实验数据记录在表中:
入射角α/° 0 15 30 45 60 75 90
折射角γ/° 9.8 19.7 28.3 35.3 40.6 41.8
(1) 表格中“ ”处的数据是   。
(2)根据表格中的实验数据可以得出的结论是   (任写一点)。
(3)调整玻璃砖与激光笔的位置,使光线由玻璃进入空气;当入射角为30°时,根据光路可逆的特点,分析可知此时折射角γ的大小范围大致在   之间。
(4)小科实验时发现,当光从玻璃射向空气,且入射角增大到41.8°时,折射光线消失,只存在入射光线与反射光线,即出现光的全反射,此时的入射角叫做这种物质的临界角。现有一个三棱镜由上述玻璃制成,一束光垂直于三棱镜的一个面射入,如图乙所示,则关于这束光经过三棱镜后的光路图,其中正确的是   (填字母编号)。
三、平面镜
17.(2025八上·义乌期中)利用如图所示的装置“探究平面镜成像的特点”。
(1)实验时,选用玻璃板代替平面镜的目的是便于确定像的   ;
(2)如图甲所示,点燃蜡烛A,眼睛应在蜡烛   (选填“A”或“B”)的一侧观察A在玻璃板后的像;移动与A外形相同的蜡烛B,发现B与A的像重合,说明平面镜所成像与物的大小相等,得到平面镜成像规律后,若换用面积较大的玻璃板进行实验,蜡烛A的像的大小   (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)如图乙所示,生活中小汽车的挡风玻璃都会设计成图   (选填“1”、“2”或“3”)所示的形状(蜡烛一侧为车内)。
18.(2025八上·义乌期中)平面镜前有一个发光点S,由发光点到平面镜的垂线的垂足为O,如图所示。当平面镜绕过O点并与纸面垂直的轴逆时针转动时,像点(  )
A.按逆时针方向沿一圆弧运动 B.沿一直线越来越面镜
C.和发光点的距离越来越大 D.跟平面镜的距离保持不变
19.(2025八上·义乌期中)如图所示,在暗室中用手电筒照挂在白色墙上的小镜子,人眼在 手电筒的位置看被照射部分(  )
A.墙和镜子看上去都较暗
B.墙看上去是亮的,镜子看上去是暗的
C.墙和镜子看上去都较亮
D.墙看上去是暗的,镜子看上去是亮的
20.(2025八上·柯桥月考)如图a,顾客站在倾斜放置的平面镜前观察自己的像。
(1)用AB表示站在平面镜前的顾客,在图b中画出其在镜中的像。
(2)顾客在镜子里看不到自己鞋子的像,她应   (填“远离”或“靠近”)平面镜移动,才能看到自己鞋子的像,顾客移动过程中,鞋子像的大小   (填“变大”“变小”或“不变”)。
21.(2025八上·杭州期中)汽车抬头显示又叫汽车平视显示系统,该系统将显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方,驾驶员不必低头,就可以看到仪表盘上的信息,从而避免分散对前方道路的注意力。小莹所在科学小组的同学们用如下器材模拟汽车平视显示系统:一块薄平板玻璃、两根完全相同的蜡烛A和B、刻度尺、白纸、火柴等器材进行实验,如图甲所示。
(1)小莹将蜡烛A竖直放在水平桌面的白纸上,点燃蜡烛A,则在图乙所示的1、2、3三幅图中,图   (填图乙中的数字)是汽车平视显示系统的成像原理图。
(2)由于挡风玻璃有一定的   (填“厚度”或“透明度”),所成的像易产生重影。
(3)为避免成的像出现重影,厂方对前挡风玻璃进行了改造,应选用图中   (填字母)图所示的玻璃。
22.(2025八上·义乌期中)图甲是医生通过平面镜观察患者口腔的情景。图乙示意图中,EF为平面镜,B点为医生眼睛所在位置,A'表示医生通过平面镜看到患处A的像点,O点为入射点,OB为反射光线。请在图乙中完成作图:①根据平面镜成像特点画出A的位置;②画出入射光线AO。(保留作图痕迹)
四、透镜
23.(2025八上·金华期中)如图是某校园监控摄像头,从安保室电脑上可以看到此摄像头拍摄的学生出入校园的画面,摄像镜头所成的像与下列设备成像特点相同的是(  )
A.平面镜 B.照相机 C.显微镜 D.放大镜
24.如图所示为甲、乙两人分别戴着眼镜清晰看到前方物体的光路图,则(  )
A.甲为近视眼,眼镜使物像后移到视网膜上
B.甲为远视眼,眼镜使物像前移到视网膜上
C.乙为近视眼,眼镜使物像前移到视网膜上
D.乙为远视眼,眼镜使物像前移到视网膜上
25.(2025八上·义乌月考)如图,虚线框内各放置一个透镜,由发光点发出的两束光通过透镜的方向可知(  )
A.图甲为凹透镜,图乙为凸透镜 B.图甲、乙都为凸透镜
C.图甲为凸透镜,图乙为凹透镜 D.图甲、乙都为凹透镜
26.(2025八上·义乌月考)如图所示,有一圆柱体PQ,放在凸透镜前图示的位置,它所成像P'Q'的形状应该是下列图中的(  )
A. B. C. D.
27.(2025八上·杭州期中)某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制齐像 到凸透镜的距离v 跟物体到凸透镜的距离u 之间关系的图象,如 图所示,下列判断正确的是(  )
A.该凸透镜的焦距是20cm
B.当 u=15cm 时,在光屏上能得到一个缩小的像
C.当u=25cm 时成放大的像.投影仪就是根据这一原理制成的
D.把物体从距凸透镜15cm 处移动到30cm 处的过程中,像逐渐变小
28.(2025八上·新昌期中)小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,固定凸透镜位置,调节蜡烛、光屏在图示位置时,光屏上恰好成清晰的像。以下选项错误的是()
A.该凸透镜的f=20cm
B.当下成的是倒立、缩小的实像
C.保持凸透镜位置不变,把蜡烛和光屏同时向右移动20cm,仍能成清晰的像
D.保持凸透镜位置不变,调换蜡烛和光屏位置,仍能在光屏上成清晰的像
29.(2025八上·诸暨月考)无人机航拍最大特色在于其能够突破地平线的束缚,提供前所未有的高空视角。航拍实际就是利用凸透镜成像规律,如图所示为某实验小组采用航拍镜头进行凸透镜成像的规律探究时描绘的图线,下列说法正确的是 (  )
A.若要扩大拍摄范围,可让无人机飞得更高,景物类似从C到D的过程
B.若航拍镜头焦距为50毫米,底片和镜头距离略小于50毫米
C.若航拍环境较暗,可调小镜头光圈减少进光量使照片更清晰
D.若用无人机拍摄,所成的像为倒立缩小的实像,景物类似处于AB间某一位置
30.(2025八上·台州月考)如图所示,小柯用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律。
(1)该同学移动蜡烛、水透镜、光屏至如图所示,恰能在光屏上看到清晰的像,利用此成像特点可制成    (选填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”);若仅将蜡烛和光屏互换位置,则光屏上   (选填“能”或“不能”)成清晰的像。
(2)此时水透镜的焦距可能是____。
A.5.8cm B.14.3cm C.25.5cm
(3)小科想要模拟近视眼看东西模糊的情景,应该把图中的光屏远离水透镜或者对水透镜    (选填“注水”或“抽水”)。
31.(2025八上·柯桥月考)如图所示,白纸上画了两个箭头(图甲)。用玻璃杯装半杯水放在白纸前(图乙),人眼观察到位于下方的箭头发生了变化,那是因为玻璃杯下半部分相当于一个   ,使下方箭头成缩小的   (填“实”或“虚”)像,这种成像原理在生活中应用的实例有   (写一种)。
32.(2025八上·长兴期中)眼睛是心灵的窗户,爱护眼睛已经成为我们的共识。请据图回答。
(1)图甲中晶状体和角膜的作用相当于一个   镜,把来自物体的光折射后会聚在视网膜上,形成的是   (填“倒立或正立”和“放大或缩小”)的实像。
(2)近视的同学需要佩戴眼镜矫正。图乙中属于近视眼矫正的是   (填“①”或“②”) 。
33.(2025八上·金华期中)在学习“透镜和视觉”的知识时,小科对眼球的成像原理进行了模拟实验。请回答:
(1)如图所示,将蜡烛放在A处时,光屏上成一个清晰的像,把此时凸透镜模拟成正常人眼球模型,光屏相当于眼球的   。
(2)在原位置上,换一个凸透镜后,发现要将蜡烛移动到B处才能在光屏上得到清晰的像,此时凸透镜和光屏相当于模拟   (填“近视”或“远视”)眼球。
(3)实验中,为了便于从不同的方向都能观察到光屏上的像,光屏应选用   (填“较光滑”或“较粗糙”)的玻璃板。
34.(2025八上·柯桥月考)小敏学习了“凸透镜成像规律”后,完成下列实验。
(1)小敏从眼镜上取下一块镜片,透过镜片观看邮票上的文字(如图1所示),小敏用的镜片是   透镜,所成的是   (填“虚”或“实”)像。
(2)小敏将此镜片放在蜡烛和光屏之间,移动光屏,使烛焰在光屏上成清晰的像,然后在镜片前放置一眼镜(如图2所示),光屏上的像变模糊了,向后移动光屏,像又清晰了。此眼镜是   (填“近视”或“远视”)眼镜。
35.(2025八上·浙江期中) 如图所示,小科自制的水凸透镜可以用拉推注射器活塞的方法改变焦距,抽水可以增大焦 距,注水可以减小焦距。
(1)为了使像成在光屏的中心,烛焰、水凸透镜、光屏三者的中心应位于   
(2)如图甲所示,此时在光屏上得到了一个清晰的倒立、    的实像。若将蜡烛向右移动,光 屏应该向     移动才能在光屏上重新得到清晰的像。
(3)如图乙所示,该同学把自己的眼镜给水凸透镜“戴上”,当从水凸透镜中抽出适量的水后,他 发现烛焰的像再次变得清晰,由此判断该同学戴的是    (选填“近视”或“远视”)眼镜。
36.(2025八上·杭州期中)小科在光学学习中,对色彩斑斓的光学世界产生了浓厚的兴趣,他认识到熟练掌握物、像联动,并用其规律来解决实际问题具有巨大意义,于是他进行了如下的探索:
(1)如图甲,在探究平面镜成像的特点时,用玻璃板来代替平面镜的目的是   ;
(2)如图乙,平行光线经过该透镜后将会被    (填“发散”或“会聚”);
(3)实验小组的同学通过实验探究凸透镜成像的规律。实验器材有:一个凸透镜、光屏、高度为5cm的发光体以及焦距为10cm不变的凸透镜等器材进行了实验,部分实验数据如表中所示。(f=10cm)
物距u/cm 14 15 16 17 18 19
像的高度h/cm 12.5 10.0 8.3 7.1 6.3 5.6
①上述结果可以说明   的成像特点(填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)。
②生活中经常看到的投影灯就是利用凸透镜成像的规律设计的,其内部结构如图丙所示。丙图中凸透镜的焦距为50mm,则投影片到凸透镜的距离范围应为   ;
③实验小组将焦距为10.0cm的凸透镜A放置在图丁所示位置,向左移动光屏,在光屏上看到了清晰的像,他又将凸透镜A更换成一个焦距为8.0cm的凸透镜B,其它要素不变,发现光屏上的像变模糊了。他认为此现象与   (填“近视眼”或“远视眼”)的成因相似,为了使光屏上的像恢复清晰,可将光屏向   (填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】镜面反射与漫反射
【解析】【分析】(1)镜面反射与漫反射:镜面反射是平行光入射到光滑表面,反射光平行射出;漫反射是平行光入射到粗糙表面,反射光向各个方向射出。
(2)光的反射定律:无论是镜面反射还是漫反射,都遵循光的反射定律,即反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。
【解答】A、由图可知,光射到潮湿的沥青路上容易发生镜面反射,故A错误;
B、由图可知,光射到干燥的沥青路上容易发生漫反射,反射光线射向四面八方,不是折射,故B错误;
C、由于光射到潮湿的沥青路上容易发生镜面反射,反射光线还是平行射出,很少的反射光线进入驾驶员眼睛,所以对面无车时。驾驶员看潮湿的路面更暗,故C正确;
D、照射到干燥路面上的光发生漫反射,漫反射也遵守光的反射定律,故D错误。
故答案为:C。
2.【答案】A
【知识点】光的直线传播及应用;光的反射;平面镜成像特点、原理和现象;光的折射规律
【解析】【分析】光在同一种均匀介质中沿直线传播;平面镜成像是光的反射,平面镜成等大的虚像,与物体到镜面的距离无关。
【解答】A.白鹤的影子是由于光的直线传播形成的,故A正确;
B.白鹤的倒影是平面镜成像,由于光的反射形成的,故B错误;
C.白鹤飞离水面时,它的倒影是平面镜成像,成像大小与物体等大,倒影不会变小,故C错误;
D.白鹤在水中的倒影是平面镜成的虚像,故D错误。
故答案为:A。
3.【答案】D
【知识点】光的反射;光的反射定律;作光的反射光路图
【解析】【分析】光的反射定律的内容:反射光线、入射光线与法线在同一平面内;反射光线和入射光线分别位于法线两侧;反射角等于入射角。
入射角和反射角的概念:入射角是入射光线与法线的夹角;反射角是反射光线与法线的夹角。
【解答】 ①只将光屏向左移动一段距离,则入射光线不变,则反射光线也不会改变,但光斑会向下移动,故①不符合题意;
②只将平面镜绕入射点O顺时针转过一定角度(<90°),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,反射光线不可能经过B点,故②不符合题意;
③只将平面镜水平向左移动一段距离,则入射角不变,并且入射点相对应O点向上移动,因此反射光线的位置向上移动,故③符合题意;
④只将入射光线绕入射点O逆时针转过一定角度(<90°),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,反射光线可能经过B点,故④符合题意;
故答案为: D。
4.【答案】A
【知识点】光的反射定律
【解析】【分析】A.根据“反射角等于入射角”分析;
B.入射角是入射光线和法线的夹角;
CD.根据三线共面的知识判断。
【解答】 A.根据图片可知,红色激光所在的位置为法线,根据“反射角等于入射角”可知,①号光线的颜色为蓝色,故A正确;
B.根据图片可知,红光垂直照射在平面镜上,和法线重合,则入射角是0°,故B错误;
C.当纸板与平面镜不垂直时,法线无法在纸板上画出来,就不能够探究反射光线、入射光线和法线的关系,因此纸板必须垂直放置,故C错误;
D.当纸板F转过一定的角度后,两块纸板不在同一平面上,所以在纸板F上就无法呈现出反射光线了,但反射光线没有消失,故D错误。
故选A。
5.【答案】(1)在
(2)等于
(3)可逆
【知识点】光的反射;光的反射定律
【解析】【分析】(1)光的反射定律之 “三线共面”:光的反射定律明确,反射光线、入射光线和法线三者处于同一平面内。
(2)光的反射定律之 “两角相等”:反射角是反射光线与法线的夹角,入射角是入射光线与法线的夹角。
(3)光的反射现象中的 “光路可逆”:当光沿原来的反射光线 FO 方向入射时,反射光线会沿原来的入射光线 OE 方向射出,这一现象直观地证明了在光的反射过程中,光路是可以反向传递的,即光路是可逆的。
【解答】(1)根据光的反射定律,反射光线、入射光线和法线在同一平面内。把纸板 F 向后折时,纸板 F 脱离了这个平面,所以看不到反射光线,但反射光线和入射光线实际仍在同一平面内。
(2)多次改变入射光线 EO 的方向,测量反射角和入射角的大小,会发现每次反射角的度数都与入射角的度数相同,因此可得出结论:反射角等于入射角。
(3)让光沿 FO 方向(原反射光线方向)射入,反射光线沿 OE 方向(原入射光线方向)射出,这一现象表明,在反射现象中光路是可以反向传播的,即光路是可逆的。
6.【答案】(1)入射
(2)内芯;反射
(3)黑暗;能
【知识点】光的反射;光的折射现象及应用
【解析】【分析】入射角是入射光线与法线的夹角,反射角是反射光线与法线的夹角,折射角是折射光线与法线的夹角。 当 光从光密介质斜射向光疏介质时, 入射角增大到某一角度时,折射光会消失,入射光全部被反射,这就是光的全反射,此时的入射角也是临界角。光导纤维中,光密介质做内芯,光疏介质做外套,以保证光在内芯中发生光的全反射。
【解答】(1) 根据材料描述,临界角是指“当入射角增大到某一角度时,折射光会消失,入射光全部被反射”时的入射角。因此,临界角是入射光线与法线的夹角。
(2)光纤利用全反射原理传输光,光密介质作为内芯,光疏介质作为外套,使光在内芯中发生全反射。
材料中提到“光沿着弯弯曲曲的玻璃纤维不断全反射前进”,说明光在光纤中传播的主要原因是光的全反射
(3)为了使实验现象光在水流中的传播更明显,需要在较黑暗的环境中观察,避免环境光干扰。
实验中弯曲的水柱能导光,说明激光通信中包裹光纤的导管能弯曲,是因为光纤本身可以弯曲传输光。
故正确答案为:(1)入射;(2)内芯;反射;(3)黑暗;能。
7.【答案】A
【知识点】平面镜成像特点、原理和现象;光的折射规律
【解析】【分析】(1)平面镜成像的特点是成正立、等大的虚像,其原理是光的反射。
(2)光的折射是光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折的现象;光的直线传播是光在同种均匀介质中沿直线传播的现象。
【解答】A、“宝钗好耀首,明镜可鉴形” 中,明镜成像属于平面镜成像,成的是与宝钗大小相等的虚像,不是实像,故该选项错误。
B、“潭清疑水浅” 是由于光的折射,使得我们看到的水底比实际位置浅,故该选项正确。
C、“对影成三人” 中的 “影” 是光的直线传播形成的影子,故该选项正确。
D、“月光的倒影” 是平面镜成像,由光的反射形成的虚像,故该选项正确。
故答案为:A。
8.【答案】折射;浅
【知识点】光的折射现象及应用
【解析】【分析】 光的折射现象是当光从由一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折的现象。当光中空气斜射如水中时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角。
水下物体发出的光,经过折射进入进人眼中,人眼逆着折射光看到的是水下物体的虚像。
【解答】 猩猩看到的是逆着折射光在水下形成的鱼的虚像,导致它用矛刺向的位置与实际鱼的位置不一致。 由于折射, 水中的鱼看起来比实际位置更靠近水面,更浅。
故正确答案为:折射;浅。
9.【答案】C
【知识点】光的折射规律
【解析】【分析】光的折射规律:折射光线、入射光线与法线在同一平面内;折射光线和入射光线分别位于法线两侧;当光从空气斜射入水中,入射角大于折射角。当改变容器位置,水面总是水平的,入射光线不变,则折射光线不变。
【解答】 不改变灯光的位置和角度,随着泳池匀速放水,但水面总是水平的,且法线与水面垂直,所以入射光线与水面的夹角不变,即入射角大小不变,则折射光线的方向不变,故折射角不变,故C正确。
故答案为:C。
10.【答案】C
【知识点】光的直线传播及应用;光的反射;光的折射现象及应用
【解析】【分析】(1)光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播,产生的现象有小孔成像、影子的形成、日食和月食等;
(2)光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象,例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的;
(3)光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时,就会出现光的折射现象,例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼等都是光的折射形成的。
【解答】A.手影是光沿直线传播,被手挡住形成的黑影,故A错误;
B.潜望镜是利用两次平面镜成像来观察物体,平面镜成像是光的反射现象,故B错误;
C.海市蜃楼景象是由于光在不均匀的空气中传播时发生折射造成的,故C正确;
D.汽车后视镜利用光的反射扩大观察范围,故D错误。
故答案为:C。
11.【答案】(1)C
(2)0.6
(3)不变
【知识点】光的折射规律;光的折射现象及应用;作光的折射光路图
【解析】【分析】(1)光的折射规律:当光从空气斜射入水中时,折射光线向法线方向偏折,折射角小于入射角。水中的鱼看到的物体(如蜻蜓)是物体的虚像,虚像的位置比实际物体的位置偏高。
(2)平面镜成像的特点:平静的水面相当于平面镜,平面镜成像时,像与物体到镜面的距离相等,像与物体的大小相等。
【解答】(1)空中蜻蜓反射的光斜射入水中时发生折射,水中的大鱼才能看到空气中的蜻蜓,折射光线进入了大鱼的眼睛,此时折射角小于入射角,大鱼逆着折射光线沿直线看到了蜻蜓的像在B点,如下图所示,像的位置比蜻蜓的实际位置偏高,则蜻蜓的实际位置在C点,所以大鱼应选择C路线才有机会捕获蜻蜓。
(2)平静的水面相当于平面镜,根据平面镜成像 “像与物体到镜面的距离相等” 的特点,蜻蜓距水面 0.6m,所以它在水中的像距水面也为 0.6m(与水深无关)。
(3)根据平面镜成像 “像与物体大小相等” 的特点,蜻蜓向上飞行时,自身大小不变,因此它在水中像的大小也不变。
12.【答案】乙;A;都是虚像
【知识点】光的反射;平面镜成像特点、原理和现象;光的折射规律
【解析】【分析】倒影属于平面镜成像,是光的反射形成,人看见倒影是光进入人眼;水中人看见填上的物体是光的折射,且折射角小于入射角;平面镜成虚像,光的折射看见的也是虚像。
【解答】当一架无人机掠过水面时,岸边的人可以在水中看到无人机的倒影,是无人机反射光经水面反射进入人的眼睛,故其成像光路图正确的是乙图,在水中潜游的人可以看到无人机的像,是光的折射,且看起来变高了,故其成像光路图正确的是A;两次所成的像都是进入人眼的光线反向延长形成的虚像。
13.【答案】(1)20.7
(2)①光从光密介质射向光疏介质;②入射角大于或等于临界角
(3)水流弯曲或液面高度变化导致光在水流中的入射角不满足全反射条件,部分光折射出水流
【知识点】光的折射规律
【解析】【分析】本题围绕光的折射与全反射现象展开,结合实验数据和实际实验场景考查知识点的应用
【解答】(1)题目问的是光从空气以30°入射角射入玻璃,根据光路可逆,此时的折射角就等于表格中对应β=30°时的α=20.7 °
(2)分析表格数据和题干描述:
介质条件:实验中光从玻璃射向空气,玻璃的折射率大于空气,因此全反射的第一个条件是 光从光密介质射向光疏介质。
角度条件:表格中,当入射角α=41.8°时,折射角达到90°,这个入射角叫做临界角;当入射角大于等于41.8°时,折射光线消失,反射能量占比达到100%,发生全反射。因此第二个条件是 入射角大于或等于临界角。
(3)水流弯曲程度变大,导致光在水流内壁的入射角小于临界角,不再发生全反射,部分光折射出水流,光斑消失或变淡。
故答案为:(1)20.7 °;(2)①光从光密介质射向光疏介质;②入射角大于或等于临界角 ;(3)水流弯曲或液面高度变化导致光在水流中的入射角不满足全反射条件,部分光折射出水流 。
14.【答案】D
【知识点】光的折射规律;光的折射现象及应用
【解析】【分析】(1)透镜的类型及成像规律:装有水的圆柱形玻璃杯中间厚、边缘薄,相当于一个凸透镜。凸透镜成像时,当f2f,投影仪就是利用这一原理工作的;当u(2)实像与虚像的区别:实像是实际光线会聚而成的,能在光屏上呈现;虚像是光线的反向延长线会聚而成的,不能在光屏上呈现。
【解答】A、透过水杯看到变“胖”的老鼠是实像,因为它是倒立的,倒立的像都是实像,故A错误;
B、装有水的圆柱形玻璃杯边缘薄,中间厚,相当于凸透镜,故B错误;
C、将漫画靠近水杯一些,物距小于一倍的焦距,可以是放大镜成像,故透过水杯看到的老鼠可以是不掉头的,故C错误;
D、此时漫画中的老鼠是倒立放大的实像,则此时老鼠到玻璃杯的距离应满足f<u<2f,与投影仪成像原理相同,故D正确。
故答案为: D。
15.【答案】(1)80 ;向右
(2)增大标尺到液面的距离
【知识点】光的反射;光的反射定律;光的折射规律;光的折射现象及应用
【解析】【分析】(1)光的反射定律:反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。入射角是入射光线与法线的夹角,反射角是反射光线与法线的夹角。(2)平面镜成像的特点:像与物体关于镜面对称,当液面(相当于平面镜)下降时,反射光线的方向会发生变化,从而导致光斑移动;要使装置更灵敏,可从增大光斑移动距离的角度分析,如增大标尺与液面的距离等。
【解答】(1)入射光线与水平液面成50 角,则入射角为90 50 =40 ,
根据反射定律,反射角也为40 ,
所以入射光线与反射光线的夹角为40 +40 =80 ;当液面下降时,入射点向右移动,反射光线也向右平移,所以光点S'将向右移动。
(2)要使该装置更灵敏,即液面变化高度一定时光斑移动更明显,可采取的措施是增大标尺到液面的距离(或使激光与液面的夹角更小等)。
16.【答案】(1)0°
(2)当光由空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角
(3)45°~60°
(4)C
【知识点】光的折射规律;光的折射现象及应用;作光的折射光路图
【解析】【分析】(1)光的折射规律(入射角为 0° 时):当光垂直入射时,传播方向不变,折射角也为 0°。
(2)光从空气斜射入玻璃的折射特点:分析表格数据可知,当光由空气斜射入玻璃时,折射角始终小于入射角;且随着入射角增大,折射角也增大(但增大的幅度小于入射角)。
(3)光路可逆的应用:光的折射中光路是可逆的。
(4)全反射的条件:玻璃的临界角是 41.8°,光垂直射入三棱镜一个面时,传播方向不变,到达另一界面时,入射角为 45°(大于临界角 41.8°),会发生全反射(无折射光线)。
【解答】(1)当入射角为 0° 时时,折射光线与法线重合,折射角为 0°,因此 “?” 处数据是0°。
(2)从表格数据可得出结论:当光由空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角。
(3)根据光路可逆,光从玻璃射入空气时,入射角 30° 对应的折射角,对应光从空气射入玻璃时折射角 30° 对应的入射角范围。由表格可知,折射角 28.3° 对应入射角 45°、折射角 35.3° 对应入射角 60°,因此折射角范围大致在45°~60°之间。
(4)光垂直射入三棱镜后,到达另一界面时入射角为 45°(大于临界角 41.8°),发生全反射,最终垂直界面射出,符合的光路图是C。
17.【答案】(1)位置
(2)A;不变
(3)2
【知识点】平面镜成像特点、原理和现象
【解析】【分析】(1)玻璃板既可以成像又可以确定像的位置;
(2)平面镜成像的原理是光的反射,应在A蜡烛一侧观察玻璃板中的像;平面镜所成的像与物体的大小相等;
(3平面镜所成的像和物体关于镜面对称。
【解答】(1)玻璃板既可以成像又可以确定像的位置,故用玻璃板代替平面镜的目的是便于确定像的位置;
(2)平面镜成像的原理是光的反射,应在A蜡烛一侧观察玻璃板中的像,直到看上去蜡烛B跟蜡烛A完全重合,此现象表明平面镜所成的像与物体的大小相等;
平面镜所成的像和物体大小相等,故换用面积较大的玻璃板进行实验,蜡烛A的像的大小不变;
(3)平面镜所成的像和物体关于镜面对称,小汽车前面玻璃应该是倾斜的,汽车内物体的像在汽车的斜上方,司机看前面道路时,物体的像不会影响司机的视线,故2符合设计要求。
故答案为:(1)位置;(2)A;不变;(3)2。
18.【答案】A
【知识点】平面镜成像特点、原理和现象
【解析】【分析】根据平面镜成像时,像与物的具体关系是:像与物到平面镜的距离相等、连线与镜面垂直、大小相等、左右相反来解答此题。
【解答】因为平面镜成像时,像与物的具体关系是:像与物到平面镜的距离相等、连线与镜面垂直、大小相等、左右相反,像与物关于镜面对称,所以像与物到O的距离不变,当平面镜绕过O点并与纸面垂直的轴逆时针转动时,像点将按逆时针方向沿一圆弧运动,故只有A正确。
故答案为:A。
19.【答案】B
【知识点】镜面反射与漫反射
【解析】【分析】镜面反射是指反射光有确定方向的反射,一束平行光射到平面镜上,则反射光也是平行的;漫反射是指反射光向四面八方反射。
【解答】镜子发生镜面反射,从照射角度看,几乎没有光线进入人的眼睛,感觉平面镜是暗的;
墙面凹凸不平,发生漫反射,当有光线照射时,反射光线射向四面八方,从侧面看,有一部分光线进入人的眼睛,感觉墙是明亮的,故ACD错误、B正确。
故答案为:B。
20.【答案】(1)
(2)靠近;不变
【知识点】平面镜成像特点、原理和现象;平面镜成像的相关作图
【解析】【分析】(1)根据平面镜所成的像与物体关于平面镜对称作出与AB对称的像点,再将像点连接起来即为AB在平面镜中所成的像。
(2)平面镜成像的特点:像与物等大,像距等于物距,像与物关于平面镜对称,像与物的连线与平面镜相垂直。
【解答】(1)从A点和B点分别向镜面作垂线,并延长至镜面的另一侧,使得像点到镜面的距离等于物体到镜面的距离,连接A'和B',即为顾客AB的像,如图所示

(2)看不到鞋子的像的原因:由于镜面倾斜,顾客的视线可能无法反射到鞋子的位置,导致看不到鞋子的像。解决方法:顾客需要靠近镜面,此时A与平面镜之间的距离减小,A的像会向左上方移动,这样鞋子的反射光线能够进入她的视线范围,如图所示

平面镜所成的像与物体等大,所以顾客面镜时,鞋子的像大小不变。
21.【答案】(1)2
(2)厚度
(3)B
【知识点】平面镜成像特点、原理和现象
【解析】【分析】(1)平面镜成的像与物关于镜面对称,据此分析。
(2)厚玻璃板两个面反射成两个相距较远的像,据此分析;根据反射光的反向延长线相交重合于一点,成的像重合,则不会形成重影,否则会形成重影。
【解答】(1)平面镜成的像与物关于镜面对称,2图中成的像偏高,小莹将蜡烛A竖直放在白纸上,点燃蜡烛A,则在图乙所示的1、2、3三幅图中,2图是汽车平视显示系统的成像原理图。
(2)由于挡风玻璃有一定的厚度,两个面反射成两个相距较远的像,所成的像易产生重影。
A选项中,平行光经反射后不能交于一点,成的像不重合,
B选项中,反射光的反向延长线相交重合于一点,成的像重合,
C选项中,反射的光平行,没有交点,不能成像,成的像不能重合;
为避免成的像出现重影,厂方对前挡风玻璃进行了改造,应选用图中B图所示的玻璃。
22.【答案】由平面镜成像特点作出像点A'的对称点,即为A的位置,与镜面的交点为入射点O,连接AO,AO为入射光线,OB为反射光线。如图所示:

【知识点】光的反射;平面镜成像特点、原理和现象;平面镜成像的相关作图
【解析】【分析】(1)平面镜成像的特点:平面镜所成的像与物体关于镜面对称,即像和物体到镜面的距离相等、连线垂直于镜面。
(2)光的反射定律:反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角;其中法线是垂直于平面镜的辅助线。
【解答】由平面镜成像特点作出像点A'的对称点,即为A的位置,与镜面的交点为入射点O,连接AO,AO为入射光线,OB为反射光线。如图所示:
23.【答案】B
【知识点】凸透镜成像的应用
【解析】【分析】凸透镜的成像规律:监控摄像头的镜头是凸透镜,当物体位于凸透镜的二倍焦距以外时,会成倒立、缩小的实像,这是凸透镜的一种成像特点。
【解答】A、平面镜成正立、等大的虚像,与摄像头的成像特点不同,故该选项错误。
B、照相机通过凸透镜成倒立、缩小的实像,与监控摄像头的成像特点相同,故该选项正确。
C、显微镜成放大的虚像,与摄像头的成像特点不同,故该选项错误。
D、放大镜成正立、放大的虚像,与摄像头的成像特点不同,故该选项错误。
故答案为:B。
24.【答案】B
【知识点】眼球的结构与视觉的形成
【解析】【分析】(1)远视眼的成因及矫正:远视眼是由于晶状体曲度变小,折光能力减弱,像成在视网膜后方,需佩戴凸透镜(会聚透镜)矫正,使像前移到视网膜上;
(2)近视眼的成因及矫正:近视眼是由于晶状体曲度变大,折光能力增强,像成在视网膜前方,需佩戴凹透镜(发散透镜)矫正,使像后移到视网膜上。
【解答】A、甲图中眼镜是凸透镜,用于矫正远视眼,不是近视眼,故该选项错误。
B、甲为远视眼,佩戴凸透镜(会聚透镜),使像前移到视网膜上,故该选项正确。
C、乙图中眼镜是凹透镜,用于矫正近视眼,凹透镜使像后移到视网膜上,不是前移,故该选项错误。
D、乙是近视眼,不是远视眼,故该选项错误。
故答案为:B。
25.【答案】C
【知识点】透镜的光路图
【解析】【分析】根据透镜对光有不同的作用:凸透镜对光有会聚作用,光经过凸透镜后传播方向向主光轴更靠拢;凹透镜对光有发散作用,光经过凹透镜后传播方向会更远离主光轴。
【解答】A.甲图中光经过透镜后传播方向更靠近了主光轴,说明甲透镜对光有会聚作用,甲为凸透镜,乙图中光经过透镜后传播方向更远离了主光轴,说明乙透镜为凹透镜,故A错误;
B.图甲为凸透镜,图乙为凹透镜,则B错误;
C.图甲对光有会聚作用是凸透镜,图乙对光有发散作用是凹透镜,则C正确;
D.甲为凸透镜,乙为凹透镜,D错误。
故答案为:C
26.【答案】B
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【分析】凸透镜成像规律:物距在一倍焦距以内,成正立、放大的虚像;物距在一倍和两倍焦距之间,像距大于两倍焦距时,成倒立、放大的实像,物距等于像距等于两倍焦距时,成倒立、等大的实像;物距大于两倍焦距,像距在一倍和两倍焦距之间时,成倒立、缩小的实像。
凸透镜成实像时,具有“物远像近像变小”的特点。
【解答】由图可知,此时Q点在一倍和两倍焦距之间,由凸透镜成像规律可知,成的是倒立、放大的实像,像距大于两倍焦距;P点大于两倍焦距,成的是倒立、缩小的实像,此时像距在一倍和两倍焦距之间,可知圆柱体成的像如B所示。
故答案为:B。
27.【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【分析】A.根据u=v=2f计算凸透镜的焦距;
BC.将物距和焦距比较大小,从而确定成像特点和应用;
D.根据凸透镜成实像时“物远像近小”分析判断。
【解答】A.根据图像可知,当物距为20cm时,像距也为20cm,即u=v=2f=20cm,则f=10cm,故A错误;
B.当u=15cm时,此时10cm<15cm<20cm,则物距处于f和2f之间,所以成倒立、放大的实像,故B错误;
C.当物距u=25cm时,大于2倍焦距,所以此时成倒立、缩小的实像,故C错误;
D.把物体从距凸透镜15cm处移到30cm处的过程中,此时物距增大,根据“物远像近小”的规律可知,所以成的像逐渐减小,故D正确。
故选D。
28.【答案】A
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【分析】(1)凸透镜成像规律:当物距u > 2f时,成倒立、缩小的实像,像距f < v < 2f;当u = 2f时,成倒立、等大的实像,像距v = 2f;光路具有可逆性,调换蜡烛和光屏位置,成像性质会变化但仍能成清晰像。
(2)物距与像距的判断:物距是蜡烛到透镜的距离,像距是光屏到透镜的距离,需结合成像规律分析焦距及成像特点。
【解答】A、由图可知,物距u = 50cm - 20cm = 30cm,像距v = 65cm - 50cm = 15cm。此时成倒立、缩小的实像,说明u > 2f、f < v < 2f,即30cm > 2f、f < 15cm < 2f,解得7.5cm < f < 15cm,因此 “f = 20cm” 错误,故该选项错误。
B、物距u = 30cm,像距v = 15cm,u > v,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、缩小的实像,故该选项正确。
C、保持透镜位置不变,蜡烛和光屏同时向右移动 20cm:新物距u' = 30cm - 20cm = 10cm(在焦距范围内,f < 15cm),新像距v' = 15cm + 20cm = 35cm。根据光路可逆性,原u = 30cm、v = 15cm,现u' = 10cm(f < u' < 2f),成倒立、放大的实像,像距v' > 2f(35cm 符合),仍能成清晰像,故该选项正确。
D、保持透镜位置不变,调换蜡烛和光屏位置,根据光路可逆性,原物距变为像距、原像距变为物距,会成倒立、放大的实像,仍能在光屏上成清晰像,故该选项正确。
故答案为:A。
29.【答案】A
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验;凸透镜成像的应用
【解析】【分析】 (1)凸透镜成像时,u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,应用于照相机;照相机从高空拍摄地面照片,物距很大,像距很小,像更接近于焦点;
(2)凸透镜成实像时,物近像远像变大,物远像近像变小;
(3)环境较暗,需要增大光圈,增大进光量;
(4)根据u=v=2f,成倒立、等大的实像,据此确定凸透镜的焦距,然后结合凸透镜成像规律分析回答。
【解答】 A、若要扩大拍摄范围,即所成的像变小,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,应让无人机飞得更高,景物类似从C到D的过程,故A正确;
B、照相机的底片是像的位置,底片应该在镜头的一倍焦距和二倍焦距之间,并且物距很大,像距很小,底片放在略大于50mm的位置上,故B错误;
C、若航拍环境较暗时,需要增大光圈,即可调大镜头光圈增加进光量使照片更清晰,故C错误;
D、由图可知,u=v=10cm,根据u=v=2f,成倒立、等大的实像,即2f=10cm,故该凸透镜的焦距f=5cm;若用无人机拍摄,所成的像为倒立缩小的实像,此时物距应大于二倍焦距,即u>10cm,景物类似处于BD间某一位置,故D错误。
故答案为:A。
30.【答案】(1)照相机;能
(2)B
(3)注水
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【分析】(1)凸透镜成像规律:是指物体放在焦点之外,在凸透镜另一侧成倒立的实像,实像有缩小、等大、放大三种.物距越小,像距越大,实像越大.物体放在焦点之内,在凸透镜同一侧成正立放大的虚像.物距越小,像距越小,虚像越小.
(2)设计并进行实验:
一、提出问题:凸透镜成像,像的大小、正倒、虚实跟物距有什么关系?
二、实验器材:带刻度的光具座、蜡烛、光屏、透镜(焦距在10~20 cm之间)、刻度尺.见实验装置图.
三、实验步骤:
1、先测出透镜的焦距:让凸透镜在阳光下来回移动,找着最小、最亮的点,用刻度尺量出亮点与凸透镜的距离,这就是这个凸透镜的焦距.
2、实验探讨像的大小、正倒、虚实跟物距的关系:
【解答】(1)该同学移动蜡烛、水透镜、光屏至如图所示,恰能在光屏上看到清晰的像,此时物距小于像距,根据凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立缩小的实像,照相机就是利用此原理制成的;
若仅将蜡烛和光屏互换位置,此时物距等于原来的像距,像距等于原来的物距,根据在光的折射中,光路是可逆的,可知,光屏上能成清晰的像;
(2)由图可知,u>v,且成实像,说明u=50cm>2f,2f>v=20cm>f,即20cm>f>10cm,故选:B;
(3)近视眼所成的像在视网膜的前方,要模拟近视眼看东西模糊的情景,应该把图中的光屏远离水透镜或者对水透镜注水,此时水凸透镜凸度变大,焦距变短,像距变小,像成在光屏的前方。
31.【答案】凸透镜;实像;照相机
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验;凸透镜成像的应用
【解析】【分析】凸透镜成像规律:物距在一倍焦距以内,成正立、放大的虚像;物距在一倍和两倍焦距之间,像距大于两倍焦距时,成倒立、放大的实像,物距等于像距等于两倍焦距时,成倒立、等大的实像;物距大于两倍焦距,像距在一倍和两倍焦距之间时,成倒立、缩小的实像。
凸透镜成实像时,具有“物远像近像变小”的特点。
【解答】 玻璃杯装水后,其下半部分的形状类似于中间厚、边缘薄的透镜,因此相当于一个凸透镜。
由凸透镜成像规律可知, 当物体位于凸透镜的二倍焦距以外时,会成倒立、缩小的实像。 生活中应用这个性质的有照相机。
32.【答案】(1)凸透;倒立、缩小
(2)②
【知识点】眼球的结构与视觉的形成;近视眼的成因与矫正办法;远视眼的成因与矫正办法
【解析】【分析】眼球中物像形成的部位是视网膜,视觉形成的部位是大脑皮层的视觉中枢。若不注意用眼卫生,如长时间近距离看书,就会使晶状体的曲度过度变凸,甚至眼球的前后径变长,远处物体所形成的物像落到视网膜的前方,从而看不清远处的物体,形成近视,可以戴凹透镜来纠正,据以上分析解答。
【解答】(1)图甲中晶状体和角膜的作用相当于一个凸透镜,把来自物体的光折射后会聚在视网膜上,形成的是倒立缩小的实像;
(2)如果晶状体的凸度过大或眼球前后径过长,远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像就会落在视网膜的前方,导致看不清远处的物体,形成近视眼;近视的同学需要配戴凹透镜来纠正,故图乙中属于近视眼矫正的是②;
故答案为:(1)凸透;倒立、缩小;(2)②。
33.【答案】(1)视网膜
(2)近视
(3)较粗糙
【知识点】透镜及其特点与分类;近视眼的成因与矫正办法
【解析】【分析】(1)眼球的成像原理:正常眼球的成像过程中,晶状体相当于凸透镜,能将光线会聚,而视网膜相当于光屏,承接晶状体所成的像。实验中凸透镜模拟晶状体,光屏则对应眼球中承接像的视网膜。
(2)近视的成因:近视是由于晶状体的折光能力过强,导致近处物体的像成在视网膜前方,表现为能看清近处物体、看不清远处物体。换凸透镜后,需将蜡烛(物体)移到近处(B 处)才能成像,说明该凸透镜折光能力强,模拟的是近视眼球。
(3)漫反射的应用:较粗糙的玻璃板表面会发生漫反射,反射光线向各个方向传播,因此能从不同方向观察到光屏上的像;而较光滑的玻璃板发生镜面反射,只能在特定方向看到像。
【解答】(1)正常眼球中,晶状体(对应实验中的凸透镜)会聚光线,像成在视网膜上。实验中光屏承接凸透镜所成的像,因此光屏相当于眼球的视网膜。
(2)换凸透镜后,需将蜡烛移到近处(B 处)才能在光屏成像,说明该凸透镜折光能力过强,只能看清近处物体,符合近视眼球的特点,因此模拟的是近视眼球。
(3)较粗糙的玻璃板表面会发生漫反射,反射光线向各个方向散射,便于从不同方向观察到像;较光滑的玻璃板仅发生镜面反射,观察角度受限,因此光屏应选用较粗糙的玻璃板。
34.【答案】(1)凸;虚
(2)近视
【知识点】透镜及其特点与分类;凸透镜成像规律及其探究实验;凸透镜成像的应用;近视眼的成因与矫正办法
【解析】【分析】(1)凸透镜成像规律:物距在一倍焦距以内,成正立、放大的虚像;物距在一倍和两倍焦距之间,像距大于两倍焦距时,成倒立、放大的实像,物距等于像距等于两倍焦距时,成倒立、等大的实像;物距大于两倍焦距,像距在一倍和两倍焦距之间时,成倒立、缩小的实像。
凸透镜成实像时,具有“物远像近像变小”的特点。
(2)近视眼晶状体曲度过大,像成在视网膜前面,使用具有发散光线能力的凹透镜可以使像延后会聚,成在视网膜上,从而看清远处的物体。
【解答】(1)由图可知,成的是正立放大的虚像,该镜片是凸透镜。
(2)在镜片前放置一眼镜(如图2所示),光屏上的像变模糊了,向后移动光屏,像又清晰了,说明该镜片可以发散光线,让光线延后会聚,可知是凹透镜,可用于矫正像成在视网膜前面的近视眼。
35.【答案】(1)同一高度
(2)缩小;右
(3)远视
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验;近视眼的成因与矫正办法;远视眼的成因与矫正办法
【解析】【分析】物距是指蜡烛到透镜的距离,像距是指光屏到透镜的距离。
凸透镜成像规律:①u>2f,f②u=2f,v = 2f,形成倒立、等大的实像,应用于测焦距。 ③f 2f ,形成倒立、放大的实像,应用于投影仪、幻灯机 。
④u近视眼镜为凹透镜,会发散光线;远视眼镜是凸透镜,具有会聚作用。
【解答】(1)为了使像能够完整地呈现在光屏中央,避免像的位置偏移或缺失。 光屏的中心,烛焰、水凸透镜、光屏三者的中心应位于同一高度(或同一直线)。
(2) 由图甲可知,物距u=50cm,像距v=15cm,物距大于像距,此时凸透镜成倒立、缩小的实像。当蜡烛向右移动时,物距减小,根据凸透镜成像规律“物近像远像变大”,像距会增大,因此光屏需向右移动才能重新接收到清晰的像。
(3) 抽出水后,水凸透镜的焦距增大,像重新变得清晰,说明原先眼镜的作用是减小焦距,增强会聚能力,而远视眼镜是凸透镜,具有会聚作用,因此该同学戴的是远视眼镜。
故正确答案为:(1)同一高度;(2)缩小;右;(3)远视。
36.【答案】(1)便于观察像的位置和大小
(2)发散
(3)投影仪;50mm~100mm;近视眼;靠近
【知识点】平面镜成像特点、原理和现象;凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【分析】(1)利用玻璃板透明的特点,可以观察到玻璃板的另一侧,便于找到像的位置;
(2)凹透镜对光线具有发散作用;
(3)①根据2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用于投影仪;
②投影仪是利用凸透镜成倒立、放大的实像原理工作的,此时物距2f>u>f,像距v>2f;
③凸透镜焦距越短,会聚光的能力越强;近视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太强,使远处物体射来的光线会聚在视网膜的前方。
【解答】(1)采用平板玻璃,既可以反射光线成像,也可以让光线透过,便于确定像的位置;
(2)此透镜中间薄,边缘厚,是凹透镜,对光线具有发散作用;
(3)①由表中数据可知,2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用于投影仪;
②投影灯与投影仪的成像原理相同,则投影灯工作时,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,所以广告片离镜头的距离取值范围为在50mm~100mm之间;
③保持蜡烛和透镜的位置不变,将凸透镜A更换成一个焦距为8.0cm的凸透镜B,凸透镜焦距变短,会聚光的能力变强,会将光线提前会聚成像,此现象与近视眼成像类似,因此在光具座上向靠近凸透镜移动光屏,光屏上又出现了清晰的像。
1 / 1(浙教版)科学八上 专项培优 专题提升2 光现象
一、光的反射
1.(2025八上·杭州月考)如图所示是夜间汽车在干燥的沥青路面和潮湿的沥青路面上行驶时 大灯的部分光路简图。由图可知,晚上开车时(  )
A.在潮湿的路面更容易发生漫反射
B.在干燥的路面发生镜面反射
C.对面无车时,驾驶员看潮湿的路面更暗
D.照射到干燥路面上的光不遵循光的反射定律
【答案】C
【知识点】镜面反射与漫反射
【解析】【分析】(1)镜面反射与漫反射:镜面反射是平行光入射到光滑表面,反射光平行射出;漫反射是平行光入射到粗糙表面,反射光向各个方向射出。
(2)光的反射定律:无论是镜面反射还是漫反射,都遵循光的反射定律,即反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。
【解答】A、由图可知,光射到潮湿的沥青路上容易发生镜面反射,故A错误;
B、由图可知,光射到干燥的沥青路上容易发生漫反射,反射光线射向四面八方,不是折射,故B错误;
C、由于光射到潮湿的沥青路上容易发生镜面反射,反射光线还是平行射出,很少的反射光线进入驾驶员眼睛,所以对面无车时。驾驶员看潮湿的路面更暗,故C正确;
D、照射到干燥路面上的光发生漫反射,漫反射也遵守光的反射定律,故D错误。
故答案为:C。
2.(2025八上·杭州期中)一只白鹤静立在平静的水中,在岸边可以看到白鹤的两个“影”——影子和倒影,如图所示。下列分析正确的是(  )
A.白鹤的影子是由于光的直线传播形成的
B.白鹤的倒影是由于光的折射形成的
C.白鹤飞离水面时,它的倒影会变小
D.白鹤在水中的倒影是实像
【答案】A
【知识点】光的直线传播及应用;光的反射;平面镜成像特点、原理和现象;光的折射规律
【解析】【分析】光在同一种均匀介质中沿直线传播;平面镜成像是光的反射,平面镜成等大的虚像,与物体到镜面的距离无关。
【解答】A.白鹤的影子是由于光的直线传播形成的,故A正确;
B.白鹤的倒影是平面镜成像,由于光的反射形成的,故B错误;
C.白鹤飞离水面时,它的倒影是平面镜成像,成像大小与物体等大,倒影不会变小,故C错误;
D.白鹤在水中的倒影是平面镜成的虚像,故D错误。
故答案为:A。
3.(2025八上·杭州月考)如图所示,一束光在平面镜上发生反射,反射光恰好照在光屏的A处,若要让反射光照在光屏的B处,则下列方法中可行的是(  )
①只将光屏向左移动一段距离
②只将平面镜绕入射点O顺时针转过 一定角度
②只将平面镜向左移动一段距离
④只将入射光线绕入射点O顺时针转过一定角度
A.只有①④ B.只有②③ C.只有①② D.只有③④
【答案】D
【知识点】光的反射;光的反射定律;作光的反射光路图
【解析】【分析】光的反射定律的内容:反射光线、入射光线与法线在同一平面内;反射光线和入射光线分别位于法线两侧;反射角等于入射角。
入射角和反射角的概念:入射角是入射光线与法线的夹角;反射角是反射光线与法线的夹角。
【解答】 ①只将光屏向左移动一段距离,则入射光线不变,则反射光线也不会改变,但光斑会向下移动,故①不符合题意;
②只将平面镜绕入射点O顺时针转过一定角度(<90°),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,反射光线不可能经过B点,故②不符合题意;
③只将平面镜水平向左移动一段距离,则入射角不变,并且入射点相对应O点向上移动,因此反射光线的位置向上移动,故③符合题意;
④只将入射光线绕入射点O逆时针转过一定角度(<90°),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,反射光线可能经过B点,故④符合题意;
故答案为: D。
4.(2025八上·杭州期中)如图所示,小海同学在“探究光的反射规律”实验时,利用红、绿、 蓝三种色光的激光笔进行实验,他将位于同一平面内的白色纸板AB立在平面镜上。下列说法中正确的是(  )
A.②号光线为蓝色
B.红光的入射角为90°
C.利用该装置进行实验时,纸板不需要垂直于平面镜放置
D.将纸板B沿红光所在直线向后折,无法观察到反射光线,表明反射现象消失
【答案】A
【知识点】光的反射定律
【解析】【分析】A.根据“反射角等于入射角”分析;
B.入射角是入射光线和法线的夹角;
CD.根据三线共面的知识判断。
【解答】 A.根据图片可知,红色激光所在的位置为法线,根据“反射角等于入射角”可知,①号光线的颜色为蓝色,故A正确;
B.根据图片可知,红光垂直照射在平面镜上,和法线重合,则入射角是0°,故B错误;
C.当纸板与平面镜不垂直时,法线无法在纸板上画出来,就不能够探究反射光线、入射光线和法线的关系,因此纸板必须垂直放置,故C错误;
D.当纸板F转过一定的角度后,两块纸板不在同一平面上,所以在纸板F上就无法呈现出反射光线了,但反射光线没有消失,故D错误。
故选A。
5.(2025八上·金华期中)小科在“探究光的反射规律”的实验中采用了如图所示装置。请回答:
(1)实验中,当把F板向后折时,反射光线和入射光线   (填“在”或“不在”)同一平面内。
(2)小科多次改变入射光线EO的方向,进行实验可得出结论:反射角   入射角。
(3)小科让光沿FO方向射入,发现反射光线沿OE方向射出。这表明:在反射现象中,光路是   的。
【答案】(1)在
(2)等于
(3)可逆
【知识点】光的反射;光的反射定律
【解析】【分析】(1)光的反射定律之 “三线共面”:光的反射定律明确,反射光线、入射光线和法线三者处于同一平面内。
(2)光的反射定律之 “两角相等”:反射角是反射光线与法线的夹角,入射角是入射光线与法线的夹角。
(3)光的反射现象中的 “光路可逆”:当光沿原来的反射光线 FO 方向入射时,反射光线会沿原来的入射光线 OE 方向射出,这一现象直观地证明了在光的反射过程中,光路是可以反向传递的,即光路是可逆的。
【解答】(1)根据光的反射定律,反射光线、入射光线和法线在同一平面内。把纸板 F 向后折时,纸板 F 脱离了这个平面,所以看不到反射光线,但反射光线和入射光线实际仍在同一平面内。
(2)多次改变入射光线 EO 的方向,测量反射角和入射角的大小,会发现每次反射角的度数都与入射角的度数相同,因此可得出结论:反射角等于入射角。
(3)让光沿 FO 方向(原反射光线方向)射入,反射光线沿 OE 方向(原入射光线方向)射出,这一现象表明,在反射现象中光路是可以反向传播的,即光路是可逆的。
6.(2025八上·浙江期中)阅读下列短文,回答问题:
1870年的一天,英国物理学家丁达尔到皇家学会的演讲厅做了一个实验,如图I所示:在装满水的木桶上钻个小孔,然后用灯从桶上边把水照亮。结果使观众们大吃一惊。人们看到,发光的水从水桶的小孔里流了出来,水流弯曲,光也跟着弯曲了。
这是为什么呢 难道光不再沿直线传播了吗 经过他的研究发现,光从光密介质(例如水)斜射向光疏介质(例如空气)时,在两种物质的交界面处会同时发生折射和反射。折射角随入射角变大而变大,如图Ⅱ中的图甲所示。当入射角增大到某一角度时,折射光会消失,入射光全部被反射,这就是光的全反射,如图Ⅱ中的图乙所示。这时的入射角叫做临界角。
人们按照该原理造出一种透明度很高、粗细像蜘蛛丝一样的玻璃丝——玻璃纤维,当光以合适的角度射入玻璃纤维时,光就沿着弯弯曲曲的玻璃纤维不断全反射前进(如图Ⅲ)。由于这种纤维能够用来传输光,所以称它为光导纤维。
(1)通过阅读材料,发现临界角实际指的是     (选填“入射”或“折射”)光线跟法线的夹角。
(2)( 2 ) 用 全 反 射 原 理可以制成图Ⅲ所示的光纤 , 可 以 用 光 密 介 质 做 成   (选填“内芯”或“外 套”)。结合材料,发现光在光纤中传播的主要原因是光的   (选填“折射”或“反射”)。
(3)学校科技节上,同学们也尝试开展“水流光纤”实验探究,为了使实验现象更明显,本实验应该在较    (选填“明亮”或“黑暗”)的环境中进行。实验中从瓶中流出的水柱相当于激光通 信中的光纤,由此说明激光通信中内部包裹光纤的导管    (选 填“能”或“不能”)弯曲。
【答案】(1)入射
(2)内芯;反射
(3)黑暗;能
【知识点】光的反射;光的折射现象及应用
【解析】【分析】入射角是入射光线与法线的夹角,反射角是反射光线与法线的夹角,折射角是折射光线与法线的夹角。 当 光从光密介质斜射向光疏介质时, 入射角增大到某一角度时,折射光会消失,入射光全部被反射,这就是光的全反射,此时的入射角也是临界角。光导纤维中,光密介质做内芯,光疏介质做外套,以保证光在内芯中发生光的全反射。
【解答】(1) 根据材料描述,临界角是指“当入射角增大到某一角度时,折射光会消失,入射光全部被反射”时的入射角。因此,临界角是入射光线与法线的夹角。
(2)光纤利用全反射原理传输光,光密介质作为内芯,光疏介质作为外套,使光在内芯中发生全反射。
材料中提到“光沿着弯弯曲曲的玻璃纤维不断全反射前进”,说明光在光纤中传播的主要原因是光的全反射
(3)为了使实验现象光在水流中的传播更明显,需要在较黑暗的环境中观察,避免环境光干扰。
实验中弯曲的水柱能导光,说明激光通信中包裹光纤的导管能弯曲,是因为光纤本身可以弯曲传输光。
故正确答案为:(1)入射;(2)内芯;反射;(3)黑暗;能。
二、光的折射
7.(2025八上·鄞州期中)许多优美的诗词是对生活和自然现象的生动描述,也与物理知识有着紧密联系,下列诗词中涉及的物理知识错误的是(  )
A.“宝钗好耀首,明镜可鉴形”,“形”是与宝钗大小相等的实像
B.“潭清疑水浅,荷动知鱼散”,“水浅”是由于光的折射形成的
C.“举杯邀明月,对影成三人”,“影”是由光的直线传播形成的
D.“湖光秋月两相知,潭面无风镜未磨”,“月光的倒影”是由光的反射形成的虚像
【答案】A
【知识点】平面镜成像特点、原理和现象;光的折射规律
【解析】【分析】(1)平面镜成像的特点是成正立、等大的虚像,其原理是光的反射。
(2)光的折射是光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折的现象;光的直线传播是光在同种均匀介质中沿直线传播的现象。
【解答】A、“宝钗好耀首,明镜可鉴形” 中,明镜成像属于平面镜成像,成的是与宝钗大小相等的虚像,不是实像,故该选项错误。
B、“潭清疑水浅” 是由于光的折射,使得我们看到的水底比实际位置浅,故该选项正确。
C、“对影成三人” 中的 “影” 是光的直线传播形成的影子,故该选项正确。
D、“月光的倒影” 是平面镜成像,由光的反射形成的虚像,故该选项正确。
故答案为:A。
8.(2025八上·浙江期中)如图是人类首次拍到猩猩使用工具捕猎的情景。为了捉到 一 条鱼,猩猩用矛拼命地刺向 水里却没有成功,这主要是由于光的    现象,猩猩看到水中的鱼比实际位置要    ( 选 填 “深”或“浅”)。
【答案】折射;浅
【知识点】光的折射现象及应用
【解析】【分析】 光的折射现象是当光从由一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折的现象。当光中空气斜射如水中时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角。
水下物体发出的光,经过折射进入进人眼中,人眼逆着折射光看到的是水下物体的虚像。
【解答】 猩猩看到的是逆着折射光在水下形成的鱼的虚像,导致它用矛刺向的位置与实际鱼的位置不一致。 由于折射, 水中的鱼看起来比实际位置更靠近水面,更浅。
故正确答案为:折射;浅。
9.(2025八上·杭州期中)泳池中一束光从水底斜射向水面,在水面发生折射,如图所示。不改变灯光的位置和角度,随着泳池匀速放水,水面下降过程中(水深始终在光源上方),折射角的变化趋势正确的是(  )
A.变大 B.变小 C.不变 D.无法判断
【答案】C
【知识点】光的折射规律
【解析】【分析】光的折射规律:折射光线、入射光线与法线在同一平面内;折射光线和入射光线分别位于法线两侧;当光从空气斜射入水中,入射角大于折射角。当改变容器位置,水面总是水平的,入射光线不变,则折射光线不变。
【解答】 不改变灯光的位置和角度,随着泳池匀速放水,但水面总是水平的,且法线与水面垂直,所以入射光线与水面的夹角不变,即入射角大小不变,则折射光线的方向不变,故折射角不变,故C正确。
故答案为:C。
10.(2025八上·长兴期中)如图所示的光现象,说法正确的是(  )
A.图甲中,手影是光的反射形成的
B.图乙中,潜望镜利用光的折射观察物体
C.图丙中,海市蜃楼是光的折射形成的
D.图丁中,汽车后视镜利用光的折射扩大观察范围
【答案】C
【知识点】光的直线传播及应用;光的反射;光的折射现象及应用
【解析】【分析】(1)光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播,产生的现象有小孔成像、影子的形成、日食和月食等;
(2)光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象,例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的;
(3)光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时,就会出现光的折射现象,例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼等都是光的折射形成的。
【解答】A.手影是光沿直线传播,被手挡住形成的黑影,故A错误;
B.潜望镜是利用两次平面镜成像来观察物体,平面镜成像是光的反射现象,故B错误;
C.海市蜃楼景象是由于光在不均匀的空气中传播时发生折射造成的,故C正确;
D.汽车后视镜利用光的反射扩大观察范围,故D错误。
故答案为:C。
11.(2025八上·义乌期中)“小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上头”。现有一蜻蜓立于距水面的荷尖上,一条大鱼准备跃出水面捕捉蜻蜓,如图是水中大鱼看到蜻蜓所在的位置。请回答:
(1)大鱼应该选择图中     (填“A”、“B”或“C”)路线跃起才有机会捕获蜻蜓。
(2)蜻蜓立于距水面0.6m处的荷尖上,池中水深2m,则蜻蜓在水中的像距水面    m。
(3)蜻蜓向上飞行时,它在水中像的大小将   (选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】(1)C
(2)0.6
(3)不变
【知识点】光的折射规律;光的折射现象及应用;作光的折射光路图
【解析】【分析】(1)光的折射规律:当光从空气斜射入水中时,折射光线向法线方向偏折,折射角小于入射角。水中的鱼看到的物体(如蜻蜓)是物体的虚像,虚像的位置比实际物体的位置偏高。
(2)平面镜成像的特点:平静的水面相当于平面镜,平面镜成像时,像与物体到镜面的距离相等,像与物体的大小相等。
【解答】(1)空中蜻蜓反射的光斜射入水中时发生折射,水中的大鱼才能看到空气中的蜻蜓,折射光线进入了大鱼的眼睛,此时折射角小于入射角,大鱼逆着折射光线沿直线看到了蜻蜓的像在B点,如下图所示,像的位置比蜻蜓的实际位置偏高,则蜻蜓的实际位置在C点,所以大鱼应选择C路线才有机会捕获蜻蜓。
(2)平静的水面相当于平面镜,根据平面镜成像 “像与物体到镜面的距离相等” 的特点,蜻蜓距水面 0.6m,所以它在水中的像距水面也为 0.6m(与水深无关)。
(3)根据平面镜成像 “像与物体大小相等” 的特点,蜻蜓向上飞行时,自身大小不变,因此它在水中像的大小也不变。
12.(2025八上·杭州期中)当一架无人机掠过水面时,岸边的人可以在水中看到无人机的倒影,其成像光路图正确的是   (选填图1“甲”或“乙”或“丙”或“丁”);在水中潜游的人可以看到无人机的像,其成像光路图正确的是   (选填图2“A”或“B”或“C”或“D”);两次所成的像   (选填“前虚像后实像”或“前实像后虚像”或“都是虚像”或“都是实像”)。
【答案】乙;A;都是虚像
【知识点】光的反射;平面镜成像特点、原理和现象;光的折射规律
【解析】【分析】倒影属于平面镜成像,是光的反射形成,人看见倒影是光进入人眼;水中人看见填上的物体是光的折射,且折射角小于入射角;平面镜成虚像,光的折射看见的也是虚像。
【解答】当一架无人机掠过水面时,岸边的人可以在水中看到无人机的倒影,是无人机反射光经水面反射进入人的眼睛,故其成像光路图正确的是乙图,在水中潜游的人可以看到无人机的像,是光的折射,且看起来变高了,故其成像光路图正确的是A;两次所成的像都是进入人眼的光线反向延长形成的虚像。
13.(2025八上·温州期中)小科在利用光具盘探究光从玻璃斜射入空气中时的光路,发现光具盘上能呈现入射光线、反射光线与折射光线。当光沿某个方向从半圆形玻璃砖射向空气时,折射光线消失而反射光线却变得更亮。老师告诉他这是光的“全反射”现象,光纤通信就是利用光的“全反射”原理。小科查阅资料并在老师的指导下展开如图甲的探究实验,实验数据记录如表所示。
玻璃中的入射角α/° 0 10 20.7 30 40 41.2 41.8 42
空气中的折射角β/° 0 15.2 30 45 74.6 81 90 /
反射能量占入射能量的百分比/% 5 7 26 43 77 84 100 100
(1)当光以30°的入射角从空气射入玻璃中时,根据光路的可逆性,查表可知,其折射角的大小是   °。
(2)根据题意和表格数据分析,光发生“全反射”现象需要的条件是   (写出两点)。
(3)小科在老师的指导下利用水模拟演示光纤原理,如图乙所示,观察到激光沿着水流传输,并照射在水盆中的光斑位置随着水流方向的改变而改变。通过查阅资料,得知激光在水流中的光路图如图丙所示。小科在实验过程中发现,水流的弯曲程度会随着液面高度的变化而变化,且随着实验的进行,光斑消失或变淡了,请根据以上实验分析光斑消失或变淡的原因是:    。
【答案】(1)20.7
(2)①光从光密介质射向光疏介质;②入射角大于或等于临界角
(3)水流弯曲或液面高度变化导致光在水流中的入射角不满足全反射条件,部分光折射出水流
【知识点】光的折射规律
【解析】【分析】本题围绕光的折射与全反射现象展开,结合实验数据和实际实验场景考查知识点的应用
【解答】(1)题目问的是光从空气以30°入射角射入玻璃,根据光路可逆,此时的折射角就等于表格中对应β=30°时的α=20.7 °
(2)分析表格数据和题干描述:
介质条件:实验中光从玻璃射向空气,玻璃的折射率大于空气,因此全反射的第一个条件是 光从光密介质射向光疏介质。
角度条件:表格中,当入射角α=41.8°时,折射角达到90°,这个入射角叫做临界角;当入射角大于等于41.8°时,折射光线消失,反射能量占比达到100%,发生全反射。因此第二个条件是 入射角大于或等于临界角。
(3)水流弯曲程度变大,导致光在水流内壁的入射角小于临界角,不再发生全反射,部分光折射出水流,光斑消失或变淡。
故答案为:(1)20.7 °;(2)①光从光密介质射向光疏介质;②入射角大于或等于临界角 ;(3)水流弯曲或液面高度变化导致光在水流中的入射角不满足全反射条件,部分光折射出水流 。
14.(2025八上·杭州月考)如图甲所示,小科将一个装有水的圆柱形玻璃杯放在漫画前,惊奇地发现透过水杯看到’漫画中的老鼠变“胖”了,还掉头奔向猫,如图乙所示。关于此现象,下列说法正确的是(  )
A.透过水杯看到变“胖”的老鼠是虚像
B.装有水的圆柱形玻璃杯相当于一个凹透镜
C.将漫画靠近水杯一些,透过水杯看到的老鼠始终是掉头的
D.此时漫画中的老鼠到玻璃杯的距离应满足f【答案】D
【知识点】光的折射规律;光的折射现象及应用
【解析】【分析】(1)透镜的类型及成像规律:装有水的圆柱形玻璃杯中间厚、边缘薄,相当于一个凸透镜。凸透镜成像时,当f2f,投影仪就是利用这一原理工作的;当u(2)实像与虚像的区别:实像是实际光线会聚而成的,能在光屏上呈现;虚像是光线的反向延长线会聚而成的,不能在光屏上呈现。
【解答】A、透过水杯看到变“胖”的老鼠是实像,因为它是倒立的,倒立的像都是实像,故A错误;
B、装有水的圆柱形玻璃杯边缘薄,中间厚,相当于凸透镜,故B错误;
C、将漫画靠近水杯一些,物距小于一倍的焦距,可以是放大镜成像,故透过水杯看到的老鼠可以是不掉头的,故C错误;
D、此时漫画中的老鼠是倒立放大的实像,则此时老鼠到玻璃杯的距离应满足f<u<2f,与投影仪成像原理相同,故D正确。
故答案为: D。
15.(2025八上·杭州月考)如图所示是一种液面升降监测装置原理图,由图和所学知识回答
(1)点光源S发出的一束激光与水平液面成50°角射向平静的液面,入射光线与反射光线的夹角为   ;光经液面反射后射到液面上方水平标尺上的S点,当液面下降时,光点S将   填“向左”、“向右”或“不会”)移动。
(2)要使该装置更灵敏,即液面变化高度一定时光斑移动更明显,可采取的措施是   
【答案】(1)80 ;向右
(2)增大标尺到液面的距离
【知识点】光的反射;光的反射定律;光的折射规律;光的折射现象及应用
【解析】【分析】(1)光的反射定律:反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。入射角是入射光线与法线的夹角,反射角是反射光线与法线的夹角。(2)平面镜成像的特点:像与物体关于镜面对称,当液面(相当于平面镜)下降时,反射光线的方向会发生变化,从而导致光斑移动;要使装置更灵敏,可从增大光斑移动距离的角度分析,如增大标尺与液面的距离等。
【解答】(1)入射光线与水平液面成50 角,则入射角为90 50 =40 ,
根据反射定律,反射角也为40 ,
所以入射光线与反射光线的夹角为40 +40 =80 ;当液面下降时,入射点向右移动,反射光线也向右平移,所以光点S'将向右移动。
(2)要使该装置更灵敏,即液面变化高度一定时光斑移动更明显,可采取的措施是增大标尺到液面的距离(或使激光与液面的夹角更小等)。
16.(2025八上·金华期中)小科同学在探究“光在不同介质之间的折射规律”时,用到的器材及实验装置如图甲所示。他先探究了光由空气进入玻璃的情形,并将得到的实验数据记录在表中:
入射角α/° 0 15 30 45 60 75 90
折射角γ/° 9.8 19.7 28.3 35.3 40.6 41.8
(1) 表格中“ ”处的数据是   。
(2)根据表格中的实验数据可以得出的结论是   (任写一点)。
(3)调整玻璃砖与激光笔的位置,使光线由玻璃进入空气;当入射角为30°时,根据光路可逆的特点,分析可知此时折射角γ的大小范围大致在   之间。
(4)小科实验时发现,当光从玻璃射向空气,且入射角增大到41.8°时,折射光线消失,只存在入射光线与反射光线,即出现光的全反射,此时的入射角叫做这种物质的临界角。现有一个三棱镜由上述玻璃制成,一束光垂直于三棱镜的一个面射入,如图乙所示,则关于这束光经过三棱镜后的光路图,其中正确的是   (填字母编号)。
【答案】(1)0°
(2)当光由空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角
(3)45°~60°
(4)C
【知识点】光的折射规律;光的折射现象及应用;作光的折射光路图
【解析】【分析】(1)光的折射规律(入射角为 0° 时):当光垂直入射时,传播方向不变,折射角也为 0°。
(2)光从空气斜射入玻璃的折射特点:分析表格数据可知,当光由空气斜射入玻璃时,折射角始终小于入射角;且随着入射角增大,折射角也增大(但增大的幅度小于入射角)。
(3)光路可逆的应用:光的折射中光路是可逆的。
(4)全反射的条件:玻璃的临界角是 41.8°,光垂直射入三棱镜一个面时,传播方向不变,到达另一界面时,入射角为 45°(大于临界角 41.8°),会发生全反射(无折射光线)。
【解答】(1)当入射角为 0° 时时,折射光线与法线重合,折射角为 0°,因此 “?” 处数据是0°。
(2)从表格数据可得出结论:当光由空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角。
(3)根据光路可逆,光从玻璃射入空气时,入射角 30° 对应的折射角,对应光从空气射入玻璃时折射角 30° 对应的入射角范围。由表格可知,折射角 28.3° 对应入射角 45°、折射角 35.3° 对应入射角 60°,因此折射角范围大致在45°~60°之间。
(4)光垂直射入三棱镜后,到达另一界面时入射角为 45°(大于临界角 41.8°),发生全反射,最终垂直界面射出,符合的光路图是C。
三、平面镜
17.(2025八上·义乌期中)利用如图所示的装置“探究平面镜成像的特点”。
(1)实验时,选用玻璃板代替平面镜的目的是便于确定像的   ;
(2)如图甲所示,点燃蜡烛A,眼睛应在蜡烛   (选填“A”或“B”)的一侧观察A在玻璃板后的像;移动与A外形相同的蜡烛B,发现B与A的像重合,说明平面镜所成像与物的大小相等,得到平面镜成像规律后,若换用面积较大的玻璃板进行实验,蜡烛A的像的大小   (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)如图乙所示,生活中小汽车的挡风玻璃都会设计成图   (选填“1”、“2”或“3”)所示的形状(蜡烛一侧为车内)。
【答案】(1)位置
(2)A;不变
(3)2
【知识点】平面镜成像特点、原理和现象
【解析】【分析】(1)玻璃板既可以成像又可以确定像的位置;
(2)平面镜成像的原理是光的反射,应在A蜡烛一侧观察玻璃板中的像;平面镜所成的像与物体的大小相等;
(3平面镜所成的像和物体关于镜面对称。
【解答】(1)玻璃板既可以成像又可以确定像的位置,故用玻璃板代替平面镜的目的是便于确定像的位置;
(2)平面镜成像的原理是光的反射,应在A蜡烛一侧观察玻璃板中的像,直到看上去蜡烛B跟蜡烛A完全重合,此现象表明平面镜所成的像与物体的大小相等;
平面镜所成的像和物体大小相等,故换用面积较大的玻璃板进行实验,蜡烛A的像的大小不变;
(3)平面镜所成的像和物体关于镜面对称,小汽车前面玻璃应该是倾斜的,汽车内物体的像在汽车的斜上方,司机看前面道路时,物体的像不会影响司机的视线,故2符合设计要求。
故答案为:(1)位置;(2)A;不变;(3)2。
18.(2025八上·义乌期中)平面镜前有一个发光点S,由发光点到平面镜的垂线的垂足为O,如图所示。当平面镜绕过O点并与纸面垂直的轴逆时针转动时,像点(  )
A.按逆时针方向沿一圆弧运动 B.沿一直线越来越面镜
C.和发光点的距离越来越大 D.跟平面镜的距离保持不变
【答案】A
【知识点】平面镜成像特点、原理和现象
【解析】【分析】根据平面镜成像时,像与物的具体关系是:像与物到平面镜的距离相等、连线与镜面垂直、大小相等、左右相反来解答此题。
【解答】因为平面镜成像时,像与物的具体关系是:像与物到平面镜的距离相等、连线与镜面垂直、大小相等、左右相反,像与物关于镜面对称,所以像与物到O的距离不变,当平面镜绕过O点并与纸面垂直的轴逆时针转动时,像点将按逆时针方向沿一圆弧运动,故只有A正确。
故答案为:A。
19.(2025八上·义乌期中)如图所示,在暗室中用手电筒照挂在白色墙上的小镜子,人眼在 手电筒的位置看被照射部分(  )
A.墙和镜子看上去都较暗
B.墙看上去是亮的,镜子看上去是暗的
C.墙和镜子看上去都较亮
D.墙看上去是暗的,镜子看上去是亮的
【答案】B
【知识点】镜面反射与漫反射
【解析】【分析】镜面反射是指反射光有确定方向的反射,一束平行光射到平面镜上,则反射光也是平行的;漫反射是指反射光向四面八方反射。
【解答】镜子发生镜面反射,从照射角度看,几乎没有光线进入人的眼睛,感觉平面镜是暗的;
墙面凹凸不平,发生漫反射,当有光线照射时,反射光线射向四面八方,从侧面看,有一部分光线进入人的眼睛,感觉墙是明亮的,故ACD错误、B正确。
故答案为:B。
20.(2025八上·柯桥月考)如图a,顾客站在倾斜放置的平面镜前观察自己的像。
(1)用AB表示站在平面镜前的顾客,在图b中画出其在镜中的像。
(2)顾客在镜子里看不到自己鞋子的像,她应   (填“远离”或“靠近”)平面镜移动,才能看到自己鞋子的像,顾客移动过程中,鞋子像的大小   (填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)
(2)靠近;不变
【知识点】平面镜成像特点、原理和现象;平面镜成像的相关作图
【解析】【分析】(1)根据平面镜所成的像与物体关于平面镜对称作出与AB对称的像点,再将像点连接起来即为AB在平面镜中所成的像。
(2)平面镜成像的特点:像与物等大,像距等于物距,像与物关于平面镜对称,像与物的连线与平面镜相垂直。
【解答】(1)从A点和B点分别向镜面作垂线,并延长至镜面的另一侧,使得像点到镜面的距离等于物体到镜面的距离,连接A'和B',即为顾客AB的像,如图所示

(2)看不到鞋子的像的原因:由于镜面倾斜,顾客的视线可能无法反射到鞋子的位置,导致看不到鞋子的像。解决方法:顾客需要靠近镜面,此时A与平面镜之间的距离减小,A的像会向左上方移动,这样鞋子的反射光线能够进入她的视线范围,如图所示

平面镜所成的像与物体等大,所以顾客面镜时,鞋子的像大小不变。
21.(2025八上·杭州期中)汽车抬头显示又叫汽车平视显示系统,该系统将显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方,驾驶员不必低头,就可以看到仪表盘上的信息,从而避免分散对前方道路的注意力。小莹所在科学小组的同学们用如下器材模拟汽车平视显示系统:一块薄平板玻璃、两根完全相同的蜡烛A和B、刻度尺、白纸、火柴等器材进行实验,如图甲所示。
(1)小莹将蜡烛A竖直放在水平桌面的白纸上,点燃蜡烛A,则在图乙所示的1、2、3三幅图中,图   (填图乙中的数字)是汽车平视显示系统的成像原理图。
(2)由于挡风玻璃有一定的   (填“厚度”或“透明度”),所成的像易产生重影。
(3)为避免成的像出现重影,厂方对前挡风玻璃进行了改造,应选用图中   (填字母)图所示的玻璃。
【答案】(1)2
(2)厚度
(3)B
【知识点】平面镜成像特点、原理和现象
【解析】【分析】(1)平面镜成的像与物关于镜面对称,据此分析。
(2)厚玻璃板两个面反射成两个相距较远的像,据此分析;根据反射光的反向延长线相交重合于一点,成的像重合,则不会形成重影,否则会形成重影。
【解答】(1)平面镜成的像与物关于镜面对称,2图中成的像偏高,小莹将蜡烛A竖直放在白纸上,点燃蜡烛A,则在图乙所示的1、2、3三幅图中,2图是汽车平视显示系统的成像原理图。
(2)由于挡风玻璃有一定的厚度,两个面反射成两个相距较远的像,所成的像易产生重影。
A选项中,平行光经反射后不能交于一点,成的像不重合,
B选项中,反射光的反向延长线相交重合于一点,成的像重合,
C选项中,反射的光平行,没有交点,不能成像,成的像不能重合;
为避免成的像出现重影,厂方对前挡风玻璃进行了改造,应选用图中B图所示的玻璃。
22.(2025八上·义乌期中)图甲是医生通过平面镜观察患者口腔的情景。图乙示意图中,EF为平面镜,B点为医生眼睛所在位置,A'表示医生通过平面镜看到患处A的像点,O点为入射点,OB为反射光线。请在图乙中完成作图:①根据平面镜成像特点画出A的位置;②画出入射光线AO。(保留作图痕迹)
【答案】由平面镜成像特点作出像点A'的对称点,即为A的位置,与镜面的交点为入射点O,连接AO,AO为入射光线,OB为反射光线。如图所示:

【知识点】光的反射;平面镜成像特点、原理和现象;平面镜成像的相关作图
【解析】【分析】(1)平面镜成像的特点:平面镜所成的像与物体关于镜面对称,即像和物体到镜面的距离相等、连线垂直于镜面。
(2)光的反射定律:反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角;其中法线是垂直于平面镜的辅助线。
【解答】由平面镜成像特点作出像点A'的对称点,即为A的位置,与镜面的交点为入射点O,连接AO,AO为入射光线,OB为反射光线。如图所示:
四、透镜
23.(2025八上·金华期中)如图是某校园监控摄像头,从安保室电脑上可以看到此摄像头拍摄的学生出入校园的画面,摄像镜头所成的像与下列设备成像特点相同的是(  )
A.平面镜 B.照相机 C.显微镜 D.放大镜
【答案】B
【知识点】凸透镜成像的应用
【解析】【分析】凸透镜的成像规律:监控摄像头的镜头是凸透镜,当物体位于凸透镜的二倍焦距以外时,会成倒立、缩小的实像,这是凸透镜的一种成像特点。
【解答】A、平面镜成正立、等大的虚像,与摄像头的成像特点不同,故该选项错误。
B、照相机通过凸透镜成倒立、缩小的实像,与监控摄像头的成像特点相同,故该选项正确。
C、显微镜成放大的虚像,与摄像头的成像特点不同,故该选项错误。
D、放大镜成正立、放大的虚像,与摄像头的成像特点不同,故该选项错误。
故答案为:B。
24.如图所示为甲、乙两人分别戴着眼镜清晰看到前方物体的光路图,则(  )
A.甲为近视眼,眼镜使物像后移到视网膜上
B.甲为远视眼,眼镜使物像前移到视网膜上
C.乙为近视眼,眼镜使物像前移到视网膜上
D.乙为远视眼,眼镜使物像前移到视网膜上
【答案】B
【知识点】眼球的结构与视觉的形成
【解析】【分析】(1)远视眼的成因及矫正:远视眼是由于晶状体曲度变小,折光能力减弱,像成在视网膜后方,需佩戴凸透镜(会聚透镜)矫正,使像前移到视网膜上;
(2)近视眼的成因及矫正:近视眼是由于晶状体曲度变大,折光能力增强,像成在视网膜前方,需佩戴凹透镜(发散透镜)矫正,使像后移到视网膜上。
【解答】A、甲图中眼镜是凸透镜,用于矫正远视眼,不是近视眼,故该选项错误。
B、甲为远视眼,佩戴凸透镜(会聚透镜),使像前移到视网膜上,故该选项正确。
C、乙图中眼镜是凹透镜,用于矫正近视眼,凹透镜使像后移到视网膜上,不是前移,故该选项错误。
D、乙是近视眼,不是远视眼,故该选项错误。
故答案为:B。
25.(2025八上·义乌月考)如图,虚线框内各放置一个透镜,由发光点发出的两束光通过透镜的方向可知(  )
A.图甲为凹透镜,图乙为凸透镜 B.图甲、乙都为凸透镜
C.图甲为凸透镜,图乙为凹透镜 D.图甲、乙都为凹透镜
【答案】C
【知识点】透镜的光路图
【解析】【分析】根据透镜对光有不同的作用:凸透镜对光有会聚作用,光经过凸透镜后传播方向向主光轴更靠拢;凹透镜对光有发散作用,光经过凹透镜后传播方向会更远离主光轴。
【解答】A.甲图中光经过透镜后传播方向更靠近了主光轴,说明甲透镜对光有会聚作用,甲为凸透镜,乙图中光经过透镜后传播方向更远离了主光轴,说明乙透镜为凹透镜,故A错误;
B.图甲为凸透镜,图乙为凹透镜,则B错误;
C.图甲对光有会聚作用是凸透镜,图乙对光有发散作用是凹透镜,则C正确;
D.甲为凸透镜,乙为凹透镜,D错误。
故答案为:C
26.(2025八上·义乌月考)如图所示,有一圆柱体PQ,放在凸透镜前图示的位置,它所成像P'Q'的形状应该是下列图中的(  )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【分析】凸透镜成像规律:物距在一倍焦距以内,成正立、放大的虚像;物距在一倍和两倍焦距之间,像距大于两倍焦距时,成倒立、放大的实像,物距等于像距等于两倍焦距时,成倒立、等大的实像;物距大于两倍焦距,像距在一倍和两倍焦距之间时,成倒立、缩小的实像。
凸透镜成实像时,具有“物远像近像变小”的特点。
【解答】由图可知,此时Q点在一倍和两倍焦距之间,由凸透镜成像规律可知,成的是倒立、放大的实像,像距大于两倍焦距;P点大于两倍焦距,成的是倒立、缩小的实像,此时像距在一倍和两倍焦距之间,可知圆柱体成的像如B所示。
故答案为:B。
27.(2025八上·杭州期中)某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制齐像 到凸透镜的距离v 跟物体到凸透镜的距离u 之间关系的图象,如 图所示,下列判断正确的是(  )
A.该凸透镜的焦距是20cm
B.当 u=15cm 时,在光屏上能得到一个缩小的像
C.当u=25cm 时成放大的像.投影仪就是根据这一原理制成的
D.把物体从距凸透镜15cm 处移动到30cm 处的过程中,像逐渐变小
【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【分析】A.根据u=v=2f计算凸透镜的焦距;
BC.将物距和焦距比较大小,从而确定成像特点和应用;
D.根据凸透镜成实像时“物远像近小”分析判断。
【解答】A.根据图像可知,当物距为20cm时,像距也为20cm,即u=v=2f=20cm,则f=10cm,故A错误;
B.当u=15cm时,此时10cm<15cm<20cm,则物距处于f和2f之间,所以成倒立、放大的实像,故B错误;
C.当物距u=25cm时,大于2倍焦距,所以此时成倒立、缩小的实像,故C错误;
D.把物体从距凸透镜15cm处移到30cm处的过程中,此时物距增大,根据“物远像近小”的规律可知,所以成的像逐渐减小,故D正确。
故选D。
28.(2025八上·新昌期中)小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,固定凸透镜位置,调节蜡烛、光屏在图示位置时,光屏上恰好成清晰的像。以下选项错误的是()
A.该凸透镜的f=20cm
B.当下成的是倒立、缩小的实像
C.保持凸透镜位置不变,把蜡烛和光屏同时向右移动20cm,仍能成清晰的像
D.保持凸透镜位置不变,调换蜡烛和光屏位置,仍能在光屏上成清晰的像
【答案】A
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【分析】(1)凸透镜成像规律:当物距u > 2f时,成倒立、缩小的实像,像距f < v < 2f;当u = 2f时,成倒立、等大的实像,像距v = 2f;光路具有可逆性,调换蜡烛和光屏位置,成像性质会变化但仍能成清晰像。
(2)物距与像距的判断:物距是蜡烛到透镜的距离,像距是光屏到透镜的距离,需结合成像规律分析焦距及成像特点。
【解答】A、由图可知,物距u = 50cm - 20cm = 30cm,像距v = 65cm - 50cm = 15cm。此时成倒立、缩小的实像,说明u > 2f、f < v < 2f,即30cm > 2f、f < 15cm < 2f,解得7.5cm < f < 15cm,因此 “f = 20cm” 错误,故该选项错误。
B、物距u = 30cm,像距v = 15cm,u > v,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、缩小的实像,故该选项正确。
C、保持透镜位置不变,蜡烛和光屏同时向右移动 20cm:新物距u' = 30cm - 20cm = 10cm(在焦距范围内,f < 15cm),新像距v' = 15cm + 20cm = 35cm。根据光路可逆性,原u = 30cm、v = 15cm,现u' = 10cm(f < u' < 2f),成倒立、放大的实像,像距v' > 2f(35cm 符合),仍能成清晰像,故该选项正确。
D、保持透镜位置不变,调换蜡烛和光屏位置,根据光路可逆性,原物距变为像距、原像距变为物距,会成倒立、放大的实像,仍能在光屏上成清晰像,故该选项正确。
故答案为:A。
29.(2025八上·诸暨月考)无人机航拍最大特色在于其能够突破地平线的束缚,提供前所未有的高空视角。航拍实际就是利用凸透镜成像规律,如图所示为某实验小组采用航拍镜头进行凸透镜成像的规律探究时描绘的图线,下列说法正确的是 (  )
A.若要扩大拍摄范围,可让无人机飞得更高,景物类似从C到D的过程
B.若航拍镜头焦距为50毫米,底片和镜头距离略小于50毫米
C.若航拍环境较暗,可调小镜头光圈减少进光量使照片更清晰
D.若用无人机拍摄,所成的像为倒立缩小的实像,景物类似处于AB间某一位置
【答案】A
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验;凸透镜成像的应用
【解析】【分析】 (1)凸透镜成像时,u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,应用于照相机;照相机从高空拍摄地面照片,物距很大,像距很小,像更接近于焦点;
(2)凸透镜成实像时,物近像远像变大,物远像近像变小;
(3)环境较暗,需要增大光圈,增大进光量;
(4)根据u=v=2f,成倒立、等大的实像,据此确定凸透镜的焦距,然后结合凸透镜成像规律分析回答。
【解答】 A、若要扩大拍摄范围,即所成的像变小,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,应让无人机飞得更高,景物类似从C到D的过程,故A正确;
B、照相机的底片是像的位置,底片应该在镜头的一倍焦距和二倍焦距之间,并且物距很大,像距很小,底片放在略大于50mm的位置上,故B错误;
C、若航拍环境较暗时,需要增大光圈,即可调大镜头光圈增加进光量使照片更清晰,故C错误;
D、由图可知,u=v=10cm,根据u=v=2f,成倒立、等大的实像,即2f=10cm,故该凸透镜的焦距f=5cm;若用无人机拍摄,所成的像为倒立缩小的实像,此时物距应大于二倍焦距,即u>10cm,景物类似处于BD间某一位置,故D错误。
故答案为:A。
30.(2025八上·台州月考)如图所示,小柯用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律。
(1)该同学移动蜡烛、水透镜、光屏至如图所示,恰能在光屏上看到清晰的像,利用此成像特点可制成    (选填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”);若仅将蜡烛和光屏互换位置,则光屏上   (选填“能”或“不能”)成清晰的像。
(2)此时水透镜的焦距可能是____。
A.5.8cm B.14.3cm C.25.5cm
(3)小科想要模拟近视眼看东西模糊的情景,应该把图中的光屏远离水透镜或者对水透镜    (选填“注水”或“抽水”)。
【答案】(1)照相机;能
(2)B
(3)注水
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【分析】(1)凸透镜成像规律:是指物体放在焦点之外,在凸透镜另一侧成倒立的实像,实像有缩小、等大、放大三种.物距越小,像距越大,实像越大.物体放在焦点之内,在凸透镜同一侧成正立放大的虚像.物距越小,像距越小,虚像越小.
(2)设计并进行实验:
一、提出问题:凸透镜成像,像的大小、正倒、虚实跟物距有什么关系?
二、实验器材:带刻度的光具座、蜡烛、光屏、透镜(焦距在10~20 cm之间)、刻度尺.见实验装置图.
三、实验步骤:
1、先测出透镜的焦距:让凸透镜在阳光下来回移动,找着最小、最亮的点,用刻度尺量出亮点与凸透镜的距离,这就是这个凸透镜的焦距.
2、实验探讨像的大小、正倒、虚实跟物距的关系:
【解答】(1)该同学移动蜡烛、水透镜、光屏至如图所示,恰能在光屏上看到清晰的像,此时物距小于像距,根据凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立缩小的实像,照相机就是利用此原理制成的;
若仅将蜡烛和光屏互换位置,此时物距等于原来的像距,像距等于原来的物距,根据在光的折射中,光路是可逆的,可知,光屏上能成清晰的像;
(2)由图可知,u>v,且成实像,说明u=50cm>2f,2f>v=20cm>f,即20cm>f>10cm,故选:B;
(3)近视眼所成的像在视网膜的前方,要模拟近视眼看东西模糊的情景,应该把图中的光屏远离水透镜或者对水透镜注水,此时水凸透镜凸度变大,焦距变短,像距变小,像成在光屏的前方。
31.(2025八上·柯桥月考)如图所示,白纸上画了两个箭头(图甲)。用玻璃杯装半杯水放在白纸前(图乙),人眼观察到位于下方的箭头发生了变化,那是因为玻璃杯下半部分相当于一个   ,使下方箭头成缩小的   (填“实”或“虚”)像,这种成像原理在生活中应用的实例有   (写一种)。
【答案】凸透镜;实像;照相机
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验;凸透镜成像的应用
【解析】【分析】凸透镜成像规律:物距在一倍焦距以内,成正立、放大的虚像;物距在一倍和两倍焦距之间,像距大于两倍焦距时,成倒立、放大的实像,物距等于像距等于两倍焦距时,成倒立、等大的实像;物距大于两倍焦距,像距在一倍和两倍焦距之间时,成倒立、缩小的实像。
凸透镜成实像时,具有“物远像近像变小”的特点。
【解答】 玻璃杯装水后,其下半部分的形状类似于中间厚、边缘薄的透镜,因此相当于一个凸透镜。
由凸透镜成像规律可知, 当物体位于凸透镜的二倍焦距以外时,会成倒立、缩小的实像。 生活中应用这个性质的有照相机。
32.(2025八上·长兴期中)眼睛是心灵的窗户,爱护眼睛已经成为我们的共识。请据图回答。
(1)图甲中晶状体和角膜的作用相当于一个   镜,把来自物体的光折射后会聚在视网膜上,形成的是   (填“倒立或正立”和“放大或缩小”)的实像。
(2)近视的同学需要佩戴眼镜矫正。图乙中属于近视眼矫正的是   (填“①”或“②”) 。
【答案】(1)凸透;倒立、缩小
(2)②
【知识点】眼球的结构与视觉的形成;近视眼的成因与矫正办法;远视眼的成因与矫正办法
【解析】【分析】眼球中物像形成的部位是视网膜,视觉形成的部位是大脑皮层的视觉中枢。若不注意用眼卫生,如长时间近距离看书,就会使晶状体的曲度过度变凸,甚至眼球的前后径变长,远处物体所形成的物像落到视网膜的前方,从而看不清远处的物体,形成近视,可以戴凹透镜来纠正,据以上分析解答。
【解答】(1)图甲中晶状体和角膜的作用相当于一个凸透镜,把来自物体的光折射后会聚在视网膜上,形成的是倒立缩小的实像;
(2)如果晶状体的凸度过大或眼球前后径过长,远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像就会落在视网膜的前方,导致看不清远处的物体,形成近视眼;近视的同学需要配戴凹透镜来纠正,故图乙中属于近视眼矫正的是②;
故答案为:(1)凸透;倒立、缩小;(2)②。
33.(2025八上·金华期中)在学习“透镜和视觉”的知识时,小科对眼球的成像原理进行了模拟实验。请回答:
(1)如图所示,将蜡烛放在A处时,光屏上成一个清晰的像,把此时凸透镜模拟成正常人眼球模型,光屏相当于眼球的   。
(2)在原位置上,换一个凸透镜后,发现要将蜡烛移动到B处才能在光屏上得到清晰的像,此时凸透镜和光屏相当于模拟   (填“近视”或“远视”)眼球。
(3)实验中,为了便于从不同的方向都能观察到光屏上的像,光屏应选用   (填“较光滑”或“较粗糙”)的玻璃板。
【答案】(1)视网膜
(2)近视
(3)较粗糙
【知识点】透镜及其特点与分类;近视眼的成因与矫正办法
【解析】【分析】(1)眼球的成像原理:正常眼球的成像过程中,晶状体相当于凸透镜,能将光线会聚,而视网膜相当于光屏,承接晶状体所成的像。实验中凸透镜模拟晶状体,光屏则对应眼球中承接像的视网膜。
(2)近视的成因:近视是由于晶状体的折光能力过强,导致近处物体的像成在视网膜前方,表现为能看清近处物体、看不清远处物体。换凸透镜后,需将蜡烛(物体)移到近处(B 处)才能成像,说明该凸透镜折光能力强,模拟的是近视眼球。
(3)漫反射的应用:较粗糙的玻璃板表面会发生漫反射,反射光线向各个方向传播,因此能从不同方向观察到光屏上的像;而较光滑的玻璃板发生镜面反射,只能在特定方向看到像。
【解答】(1)正常眼球中,晶状体(对应实验中的凸透镜)会聚光线,像成在视网膜上。实验中光屏承接凸透镜所成的像,因此光屏相当于眼球的视网膜。
(2)换凸透镜后,需将蜡烛移到近处(B 处)才能在光屏成像,说明该凸透镜折光能力过强,只能看清近处物体,符合近视眼球的特点,因此模拟的是近视眼球。
(3)较粗糙的玻璃板表面会发生漫反射,反射光线向各个方向散射,便于从不同方向观察到像;较光滑的玻璃板仅发生镜面反射,观察角度受限,因此光屏应选用较粗糙的玻璃板。
34.(2025八上·柯桥月考)小敏学习了“凸透镜成像规律”后,完成下列实验。
(1)小敏从眼镜上取下一块镜片,透过镜片观看邮票上的文字(如图1所示),小敏用的镜片是   透镜,所成的是   (填“虚”或“实”)像。
(2)小敏将此镜片放在蜡烛和光屏之间,移动光屏,使烛焰在光屏上成清晰的像,然后在镜片前放置一眼镜(如图2所示),光屏上的像变模糊了,向后移动光屏,像又清晰了。此眼镜是   (填“近视”或“远视”)眼镜。
【答案】(1)凸;虚
(2)近视
【知识点】透镜及其特点与分类;凸透镜成像规律及其探究实验;凸透镜成像的应用;近视眼的成因与矫正办法
【解析】【分析】(1)凸透镜成像规律:物距在一倍焦距以内,成正立、放大的虚像;物距在一倍和两倍焦距之间,像距大于两倍焦距时,成倒立、放大的实像,物距等于像距等于两倍焦距时,成倒立、等大的实像;物距大于两倍焦距,像距在一倍和两倍焦距之间时,成倒立、缩小的实像。
凸透镜成实像时,具有“物远像近像变小”的特点。
(2)近视眼晶状体曲度过大,像成在视网膜前面,使用具有发散光线能力的凹透镜可以使像延后会聚,成在视网膜上,从而看清远处的物体。
【解答】(1)由图可知,成的是正立放大的虚像,该镜片是凸透镜。
(2)在镜片前放置一眼镜(如图2所示),光屏上的像变模糊了,向后移动光屏,像又清晰了,说明该镜片可以发散光线,让光线延后会聚,可知是凹透镜,可用于矫正像成在视网膜前面的近视眼。
35.(2025八上·浙江期中) 如图所示,小科自制的水凸透镜可以用拉推注射器活塞的方法改变焦距,抽水可以增大焦 距,注水可以减小焦距。
(1)为了使像成在光屏的中心,烛焰、水凸透镜、光屏三者的中心应位于   
(2)如图甲所示,此时在光屏上得到了一个清晰的倒立、    的实像。若将蜡烛向右移动,光 屏应该向     移动才能在光屏上重新得到清晰的像。
(3)如图乙所示,该同学把自己的眼镜给水凸透镜“戴上”,当从水凸透镜中抽出适量的水后,他 发现烛焰的像再次变得清晰,由此判断该同学戴的是    (选填“近视”或“远视”)眼镜。
【答案】(1)同一高度
(2)缩小;右
(3)远视
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验;近视眼的成因与矫正办法;远视眼的成因与矫正办法
【解析】【分析】物距是指蜡烛到透镜的距离,像距是指光屏到透镜的距离。
凸透镜成像规律:①u>2f,f②u=2f,v = 2f,形成倒立、等大的实像,应用于测焦距。 ③f 2f ,形成倒立、放大的实像,应用于投影仪、幻灯机 。
④u近视眼镜为凹透镜,会发散光线;远视眼镜是凸透镜,具有会聚作用。
【解答】(1)为了使像能够完整地呈现在光屏中央,避免像的位置偏移或缺失。 光屏的中心,烛焰、水凸透镜、光屏三者的中心应位于同一高度(或同一直线)。
(2) 由图甲可知,物距u=50cm,像距v=15cm,物距大于像距,此时凸透镜成倒立、缩小的实像。当蜡烛向右移动时,物距减小,根据凸透镜成像规律“物近像远像变大”,像距会增大,因此光屏需向右移动才能重新接收到清晰的像。
(3) 抽出水后,水凸透镜的焦距增大,像重新变得清晰,说明原先眼镜的作用是减小焦距,增强会聚能力,而远视眼镜是凸透镜,具有会聚作用,因此该同学戴的是远视眼镜。
故正确答案为:(1)同一高度;(2)缩小;右;(3)远视。
36.(2025八上·杭州期中)小科在光学学习中,对色彩斑斓的光学世界产生了浓厚的兴趣,他认识到熟练掌握物、像联动,并用其规律来解决实际问题具有巨大意义,于是他进行了如下的探索:
(1)如图甲,在探究平面镜成像的特点时,用玻璃板来代替平面镜的目的是   ;
(2)如图乙,平行光线经过该透镜后将会被    (填“发散”或“会聚”);
(3)实验小组的同学通过实验探究凸透镜成像的规律。实验器材有:一个凸透镜、光屏、高度为5cm的发光体以及焦距为10cm不变的凸透镜等器材进行了实验,部分实验数据如表中所示。(f=10cm)
物距u/cm 14 15 16 17 18 19
像的高度h/cm 12.5 10.0 8.3 7.1 6.3 5.6
①上述结果可以说明   的成像特点(填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)。
②生活中经常看到的投影灯就是利用凸透镜成像的规律设计的,其内部结构如图丙所示。丙图中凸透镜的焦距为50mm,则投影片到凸透镜的距离范围应为   ;
③实验小组将焦距为10.0cm的凸透镜A放置在图丁所示位置,向左移动光屏,在光屏上看到了清晰的像,他又将凸透镜A更换成一个焦距为8.0cm的凸透镜B,其它要素不变,发现光屏上的像变模糊了。他认为此现象与   (填“近视眼”或“远视眼”)的成因相似,为了使光屏上的像恢复清晰,可将光屏向   (填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动。
【答案】(1)便于观察像的位置和大小
(2)发散
(3)投影仪;50mm~100mm;近视眼;靠近
【知识点】平面镜成像特点、原理和现象;凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【分析】(1)利用玻璃板透明的特点,可以观察到玻璃板的另一侧,便于找到像的位置;
(2)凹透镜对光线具有发散作用;
(3)①根据2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用于投影仪;
②投影仪是利用凸透镜成倒立、放大的实像原理工作的,此时物距2f>u>f,像距v>2f;
③凸透镜焦距越短,会聚光的能力越强;近视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太强,使远处物体射来的光线会聚在视网膜的前方。
【解答】(1)采用平板玻璃,既可以反射光线成像,也可以让光线透过,便于确定像的位置;
(2)此透镜中间薄,边缘厚,是凹透镜,对光线具有发散作用;
(3)①由表中数据可知,2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用于投影仪;
②投影灯与投影仪的成像原理相同,则投影灯工作时,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,所以广告片离镜头的距离取值范围为在50mm~100mm之间;
③保持蜡烛和透镜的位置不变,将凸透镜A更换成一个焦距为8.0cm的凸透镜B,凸透镜焦距变短,会聚光的能力变强,会将光线提前会聚成像,此现象与近视眼成像类似,因此在光具座上向靠近凸透镜移动光屏,光屏上又出现了清晰的像。
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