4.在探究凸透镜成像规律"的实验中,蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图甲所示。
实验前,让一束平行光射向凸透镜,如图乙所示,移动光屏,直到在光屏上会聚成一点。
实验中,学生多次移动蜡烛和光屏的位置进行实验探究。
探究完成后,小明拿来一只眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,且较靠近凸透镜,结果,光屏上原来清晰的像变模糊了,他只将光屏向远离凸透镜的方向移动适当距离时,又在光屏上观察到烛焰清晰的像。
下列有关说法中正确的是()
A.该凸透镜的焦距为60cm
B.随着蜡烛燃烧变短,光屏上的像将向上移动
C.当学生把蜡烛移动到80cm刻度处,再移动光屏,会成一个倒立、缩小的实像
D.小明拿来的眼镜是近视镜
【答案】BCD
【解析】
【详解】
A.由焦距的概念可知,
所以该凸透镜的焦距为10cm,A错误;
B.凸透镜在光屏上成倒立的实像,随着蜡烛燃烧变短,光屏上的像将向上移动,B正确;
C.由甲图知,80cm刻度处到凸透镜的距离为
所以
因此在光屏上成一个倒立、缩小的实像,C正确;
D.只将光屏远离凸透镜到适当的位置又在光屏上得到蜡烛清晰的像,说明物距不变,像距增大了,也就是眼镜对光具有发散作用,因此小明的眼镜是凹透镜,凹透镜用来矫正近视眼也叫近视镜,D正确。
故选BCD。
5.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
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【详解】
三棱镜具有偏折光的能力,要想使光都会聚在光屏中心的位置,则在b、c两处放置的三棱镜的方式应该是凸透镜的形状(中间厚,边缘薄),故BCD项不符合题意,A项符合题意。
6.要使光线经过某一个光学元件后发生图示的偏折,可供选用的元件有:
①平面镜;②凸透镜;③凹透镜。
能达成该目标的所有光学元件有( )
A.①②B.②③C.①③D.①②③
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
光线如果按照下面的传播路径,这三种光学元件都是可以达成目标的,如下图所示。
故选D。
7.毕业班的同学在照毕业照时发现有一部分同学没有进入取景框,为了使全班同学都进入取景框,接下来的操作是()
A.应使照相机靠近学生,并调节镜头使镜头靠近胶片
B.应使照相机远离学生,并调节镜头使镜头靠近胶片
C.应使照相机远离学生,并调节镜头使镜头远离胶片
D.应使照相机靠近学生,并调节镜头使镜头远离胶片
【答案】B
【解析】
【详解】
毕业班的同学在照毕业照时发现有一部分同学没有进入取景框,为了使全班同学都进入取景框,即是要把像变小,根据凸透镜的动态成像规律,像要更加小,那么物距应该变大,应使照相机远离学生,同时为了成清晰的像,像距要变小,即调节镜头使镜头靠近胶片,故选B。
8.用三块凸透镜做成像实验,在保持各凸透镜跟烛焰距离相等的条件下,得到的实验结果如下:
透镜甲成放大、倒立、实像;透镜乙成缩小、倒立、实像;透镜丙成放大、正立、虚像。
由此可知甲、乙、丙三个透镜的焦距关系为()
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】
在保持各凸透镜跟烛焰距离相等的条件下,说明物距u相等,甲透镜成放大、倒立的实像,说明
,所以
;乙透镜成缩小、倒立的实像,说明
,所以
;丙透镜成放大、正立的虚像,说明
;所以,
。
故选B。
9.如图甲所示,在探究“平面镜成像时,像的位置、大小跟物体的位置、大小有什么关系?
”实验中,桌上已给出的实验器材有:
带支架的玻璃板、铅笔、刻度尺、打火机各一个;完全相同的蜡烛两个(A、B);白纸一张。
A蜡烛是“物”。
实验中,确定A蜡烛的像的位置后,在白纸上沿蜡烛A和蜡烛B的边缘画圆,并测出相应的物距u和像距v。
第一次实验测量的物距是A的右端到直线的距离,蜡烛B的位置如图乙所示。
下列说法正确的是
A.实验中应只点燃A蜡烛
B.应在“M”侧观察蜡烛A经玻璃板所成的像
C.多次改变A蜡烛的位置,获得多组数据是为了减小误差
D.第一次实验测量的像距v1=3.50cm
【答案】ABD
【解析】
【详解】
AB.做实验时,只点燃蜡烛A,蜡烛A在玻璃板中成像,观察蜡烛的像时,眼睛要在蜡烛A的一侧,眼睛既能看到蜡烛A,又能看到代替蜡烛A像的蜡烛B,当B好像被点燃时,说明B与A的像完全重合,说明A与A的像大小相同;故A、B正确;
C.实验中,多次改变A蜡烛的位置,主要是为了获得多组数据归纳出物理规律,使实验结论具有普遍性,故C错误;
D.实验测量的物距是A的右端到直线的距离,则根据对称性可知,像距应是B的左端到直线的距离,由图知:
刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是0.1cm,即此刻度尺的分度值为1mm,所以此时对应的像距v=3.50cm,故D正确。
10.一束光垂直照射在水面上,发生反射和折射,下列说法中正确的是()
A.从入射光线到反射光线,光的传播方向不变
B.入射角、反射角、折射角都是0°
C.入射角、反射角、折射角都是90°
D.顺时针旋入射光使得入射角为30°,则反射角、折射角也变至30°
【答案】B
【解析】
【详解】
ABC.入射光垂直入射界面时,入射光线与法线夹角即入射角为0°,那么反射光线与法线夹角即反射角也为0°,所以反射光线与入射光线重合,方向相反,折射光的传播方向和入射光一致,均垂直于界面,入射角和折射角都是0°。
故AC错误,B正确;
D.入射角为30°时,根据光的反射定律,反射角等于入射角为30°,光从空气入射到水中时,光线发生偏折,折射光靠近法线偏折,即折射角小于入射角,所以折射角小于30°,故D错误。
11.如图为一束入射光线经凸透镜折射后的光路,且
,若
,该凸透镜的焦距可能是()
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
根据题意AO<OB可知,A点成像在B点,像距大于物距,满足f<u<2f,成倒立、放大的实像。
因为AO=10cm,则
f<10cm<2f
即
5cm<f<10cm
故选C。
12.对学习过的知识进行归纳总结,从而加深对知识的理解,是一种重要的学习方法。
以下是小军同学学习了关于“平面镜成像”和“凸透镜成像”的知识后,总结的关于实像和虚像的一些特点,其中错误的是( )
A.虚像不能用光屏承接到
B.虚像可以是正立的,也可以是倒立的
C.实像和虚像都可能与物体等大
D.实像可以是放大的,也可以是缩小的
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.实际光线的反向延长线相交所成的像叫虚像,所以虚像不能用光屏承接到,A正确,不合题意;
B.虚像是正立的,不存在倒立,B错误,符合题意;
C.凸透镜成像中,当物距等于两倍焦距时,成倒立等大的实像,物体与实像大小相等;而平面镜成像中所成的虚像,与物体也是等大;所以实像和虚像都可能与物体等大;C正确,不合题意;
D.根据凸透镜的成像规律可知,实像可以是放大的,也可以是缩小的,D正确,不合题意。
故选B。
13.小明用放大镜看自己的指纹,如图所示。
随后小明拿着同一个放大镜看窗外的物体,并且离窗外的物体越来越远,如图所示。
以下说法正确的是( )
A.小明用放大镜看自己的指纹,看到的是正立、放大的实像
B.小明用放大镜看自己的指纹,看到的是倒立、放大的虚像
C.小明拿同一个放大镜看窗外的物体,离窗外的物体越来越远时,看到的是像越来越小
D.小明拿同一个放大镜看窗外的物体,离窗外的物体越来越远时,看到的是像虚像
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
AB.小明用放大镜看自己的指纹,看到的是正立、放大的虚像,不是实像,也不是倒立的,A、B错误;
CD.小明拿同一个放大镜看窗外的物体,离窗外的物体越来越远时,根据凸透镜的动态成像规律可知,物体到凸透镜的距离越大时,像到凸透镜的距离越小,所成的像是越来越小的,并且是实像;C正确、D错误。
故选C。
14.如图所示,若要让反射光线射中天花板上的新目标,下列方法不可行的是()
A.只将平面镜竖直向上平移一段距离
B.只将平面镜水平向右平移一段距离
C.只将平面镜绕O点顺时针转动一定角度
D.只将激光笔的入射光绕O点逆时针转过一定角度
【答案】B
【解析】
【详解】
A.只将平面镜竖直向上平移一段距离,那么入射点O点在水平方向上会右移,反射光线在水平方向上也会右移,那么反射光线能够射中天花板上的新目标,A项不合题意;
B.只将平面镜水平向右平移一段距离,那么入射点O点的位置不变,反射光线的位置也不变,那么反射光线不能射中天花板上的新目标,选项B符合题意;
C.只将平面镜绕O点顺时针转动一定角度,那么入射角会变小,反射角也会变小,反射光线也会绕O点顺时针转动一定角度,反射光线能够射中天花板上的新目标,C项不合题意;
D.只将激光笔的入射光绕O点逆时针转过一定角度,那么入射角会变小,反射角也会变小,反射光线也会绕O点顺时针转动一定角度,反射光线能够射中天花板上的新目标,D项不合题意。
15.如图,平面镜和长为10cm的细铅笔均竖直放置在水平桌面上,铅笔与平面镜之间的距离为25cm,则
A.若将平面镜向上移动2cm,铅笔的像也向上移动2cm
B.若将铅笔和平面镜均绕底部转45°至虚线位置时,铅笔与它的像平行
C.若将铅笔水平向右移动10cm,铅笔像的与铅笔之间的距离增大20cm
D.若改用一块较小的平面镜,铅笔的像将变小
【答案】B
【解析】
【详解】
A.平面镜成像中,像与物体关于镜面对称,铅笔不动,向上移动平面镜,铅笔的像的位置不变,故不符合题意;
B.平面镜成像中,像与物体关于镜面对称,铅笔和平面镜均绕底部转至虚线位置时,铅笔的像也转动相同的角度,故铅笔与它的像平行,故符合题意;
C.由平面镜成像规律可知物与像到平面镜的距离相等,将铅笔水平向右移动10cm,铅笔像的与铅笔之间的距离减小20cm,故不符合题意;
D.由平面镜成像规律可知,物与像大小相等,改用一块较小的平面镜,铅笔的像将不变,故不符合题意.
16.透镜在我们的生活和学习中应用广泛,下列说法正确的是
A.近视眼镜利用了凸透镜对光的会聚作用
B.照相时,被照者应站在照相机镜头的2倍焦距以外
C.放大镜可使物体成倒立放大的虚像
D.使用投影仪时,投影仪镜头到屏幕的距离应在1倍焦距和2倍焦距之间
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.近视眼镜利用了凹透镜对光的发散作用,故A错误;
B.照相机利用凸透镜成倒立缩小的实像的原理制成,照相时,被照者应站在照相机镜头的2倍焦距以外,即物距大于二倍焦距,像距在一倍到二倍焦距之间,成倒立缩小的实像,故B正确;
C.放大镜使用时物距小于焦距,可使物体成正立放大的虚像,故C错误;
D.使用投影仪时,投影仪镜头到屏幕的距离应在2倍焦距以外,成倒立放大的实像,故D错误。
故选B。
17.有一圆柱形敞口容器,从其左侧某一高度斜射一束激光,在容器底部产生一个光斑O,如图所示,下列操作使光斑向左移动的是:
()
A.保持水面高度不变使激光笔向右平移B.保持激光射入角度不变使水面上升
C.保持激光射入角度不变使水面下降D.保持水面高度和入射点不变使激光入射角增大
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.保持水面高度不变使激光笔向右平移,即入射光线向右平移,入射角不变,折射角也不变,所以在容器底部产生一个光斑也向右平移,故A项不符合题意;
B.保持激光射入角度不变使水面上升,则入射点向左移动,入射角不变,折射角也不变,折射光线与原光线平行向左平移,所以在容器底部产生一个光斑也向左平移,故B项符合题意;
C.保持激光射入角度不变使水面下降,则入射点向右移动,光线在容器底部产生一个光斑也向右平移,故C项不符合题意;
D.保持水面高度和入射点不变使激光入射角增大,则折射角也增大,折射光线远离法线,光线在容器底部产生一个光斑也向右平移,故D项不符合题意。
故选B。
18.焦距为f1的凸透镜与焦距为f2的凹透镜的主光轴重合,光心间为15cm。
平行于主光轴的一束平行光通过两透镜后得到一束宽度为d的平行光束,如图(a)所示;若将两透镜位置互换,将得到一束宽度为4d的平行光束,如图(b)所示.则()
A.f1=30cm,f2=15cmB.f1=15cm,f2=15cm
C.f1=30cm,f2=20cmD.f1=45cm,f2=30cm
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
由图a可知,设入射光的宽度为H,由于其出来的平行光的宽度为d,则根据光路图的比例可知
由图b可知,由于入射光的宽度仍为H,由于其出来的平行光的宽度为4d,则根据光路图的比例可知
解之得f1=2f2,结合四个选项可知选A。
19.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
【解析】
【分析】
【详解】
圆柱体的右边Q在f和2f之间,所成的像是倒立放大的实像;圆柱体的左边P在2f以外,所成的像是倒立缩小的实像.当u>f时,物距减小,像距变大像变大.右边的像距比左边的像距远,符合要求的只有图B.
20.小明探究“凸透镜成像规律”,当蜡烛到透镜的距离是30cm时,调节透镜另一侧的光屏,屏上得到清晰放大的像。
下列判断中正确的是()
A.此时的像是正立放大的虚像
B.该透镜的焦距是15cm
C.当蜡烛到透镜的距离是60cm时,调节光屏,屏上可得缩小的像
D.当蜡烛到透镜的距离是15cm时,调节光屏,屏上可得放大的像
【答案】C
【解析】
【详解】
AB.像能用光屏承接,说明像是实像,虚像不能用光屏承接,凸透镜成放大的实像时,v>2f,f
故AB错误;
C.当u=60cm时,由f<30cm可知2f<60cm,即u>2f。
当物距大于2f时,f故C正确;
D.当u=15cm时,由30cm<2f可知15cm故D错误。