时间:45分钟 满分:100分
题号 得分
一、选择题(每题3分,共30分)
1.常言道,水火不相容,但用透明冰块磨制成一个光学器件,却可以取火。这块用冰磨制成的光学器件相当于下面的( )
A.平面镜 B.凸透镜 C.凹透镜 D.凸面镜 2.如图几个透镜中哪个是凹透镜( )
一 二 三 四 五 总分
3.“影”是我们日常生活中常见的光现象。如做光学游戏时形成的“手影”;剧院放映的电影;湖岸景色在水中形成的倒影;春游时留下美好记忆的照片、摄影等,以下列出的“影”与物理知识对应不正确的是( )
A.手影——光的直线传播 B.倒影——平面镜成像 C.电影——凸透镜成像 D.摄影——光的反射 4.下列说法中正确的是( ) A.凸透镜只对平行光有会聚作用
B.反射光线与入射光线不在同一平面内
C.一束太阳光可以通过三棱镜分解为不同的色光 D.人离平面镜越远,人在平面镜中所成的像就越小
5.让一束平行光经过一透镜,在光屏上得到一个最小、最亮的光斑(如图所示),小明用此透镜做“探究透镜成像规律”的实验。下列说法不正确的是( )
A.该凸透镜的焦距为40cm
B.当物体距透镜5cm时,成正立的像
C.当物体距透镜15cm时,成倒立、放大的实像 D.当物体距透镜20cm时,成倒立、等大的实像
6.如图所示,是对同一个物体拍摄的两张清晰程度相同的照片底片,拍摄这两张照片时照相机的镜头焦距相同,下列说法正确的是( )
A.拍摄a时,照相机与物体的距离较大 B.拍摄b时,照相机与物体的距离较大
C.拍摄a与b时,照相机与物体的距离一样大 D.无法判断
7.把一物体放在凸透镜前,在凸透镜另一侧12cm处得到缩小的像,该凸透镜的焦距
可能是( )
A.10cm B.12cm C.24cm D.6cm 8.在①小孔成像、②平面镜成像、③放大镜成像、④照相机成像、⑤幻灯机成像中( ) A.成实像的是①②③ B.成虚像的是②③④ C.属于反射成像的是②
D.属于折射成像的是①③⑤
9.对下列四幅图阐述正确的是( )
A.近视眼成像在视网膜前,用凸透镜矫正
B.远视眼成像在视网膜后,用凹透镜矫正
C.显微镜的目镜相当于放大镜,物镜相当于摄像机的镜头 D.天文望远镜的目镜相当于放大镜,物镜相当于照相机的镜头
10.如图是凸透镜成实像时像距v和物距u的关系图像,分析图像可知( )
A.该凸透镜的焦距是10cm
B.当物距u=30cm时,像距v=30cm C.物距增大时像距也增大
D.当物距u=15cm时,成缩小的像 二、填空题(每空2分,共34分)
11.永州阳明山国家森林公园风景秀丽,园内严禁游客随地丢弃饮料瓶,这不仅是为了保护环境,更重要的是因为透明圆饮料瓶装水后相当于一个 镜,它对太阳光具有
作用,可能引起森林火灾。
12.幻灯机的镜头相当于一个 镜。为了使观众看到正立的像,幻灯片要 (选填“顺着”或“倒着”)插入架上。幻灯片上的画面在屏幕上成的是 (选填“实”或“虚”)像。
13.人眼像一架照相机,晶状体和角膜的共同作用相当于一个 镜,来自物体的光会在视网膜上形成一个 (选填“正立”或“倒立”)的像。如果长期不注意用眼卫生,会导致近视。有一种治疗近视眼的手术,采用激光对角膜进行处理,使晶状体和角膜构成的透镜对光的偏折能力变得 (选填“强”或“弱”)些。
14.体育运动中,科研人员经常利用频闪摄影对运动员的动作进行分析与指导。频闪
摄影就是摄影光源在有节奏的闪光时,从光源射出的光线照射到运动员身上发生 射,又通过摄影机前的 镜成 像。观察图中照片,可知频闪摄影时要求背景较 (选填“亮”或“暗”)。
15.显微镜和望远镜都是由目镜和物镜两组凸透镜组成,显微镜的物镜相当于 镜头,望远镜的物镜相当于 (均选填“幻灯机”或“照相机”)镜头。
16.某小区楼道安装有多功能电子门铃,此装置可以通过其内置摄像头来识别来访者,该摄像镜头相当于凸透镜,经摄像头所成的是 (选填“正立”或“倒立”)、 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像;若镜头的焦距为10cm,为了能成清晰的像,人到镜头的距离应大于 cm。
三、作图题(共14分)
17.(4分)根据透镜的性质,完成图中的光路。
18.(6分)如图所示,蜡烛经过凸透镜成清晰的像在光屏上,请画出入射光线ab经透镜后的出射光线,并确定透镜焦点的位置(保留作图过程)。
四、实验与探究题(共20分)
19.(6分)凸透镜的焦距可以在阳光下用刻度尺来测量,如图所示,小明同学为了探索凸透镜的焦距跟什么因素有关,他做了实验,根据表格中记录的数据,回答下列问题:
实验次数 凸透镜 厚度 直径 材料 焦距 1 2 3 4 1cm 4cm 玻璃 3cm 0.5cm 4cm 玻璃 5cm 0.5cm 6cm 玻璃 8cm 0.5cm 4cm 塑料 6cm (1)此实验运用了 的科学方法来研究问题。
(2)比较实验 与 ,得出同材料、同直径,凸透镜厚度越厚,凸透镜焦距越小。
(3)比较实验 与 ,得出同材料、同厚度,凸透镜直径越大,凸透镜焦距越
大。
(4)比较实验2与4,得出 的结论。
20.(6分)小明同学探究凸透镜成像的规律时,实验步骤如下:
(1)将焦距为10cm的凸透镜放置在光具座上50cm处,把蜡烛和光屏分别安放在光具座上凸透镜的两侧,如图所示。然后调整蜡烛、凸透镜及光屏的高度,使三者的中心 ;
(2)将蜡烛放在光具座上20cm处,移动 ,直到呈现出最清晰的像,然后 蜡烛和光屏分别到凸透镜的距离;在光屏上得到清晰的像后,该同学把他的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上烛焰的像变模糊了,在不改变凸透镜和蜡烛位置的情况下,若想在光屏上再一次得到烛焰清晰的像,他应该将光屏向 (选填“左”或“右”)移动。
(3)将蜡烛移至光具座上45cm处,接下来的探究操作不必要的是 。(填字母) A.移动光屏,在光屏上寻找蜡烛的像 B.在凸透镜左侧透过凸透镜观察蜡烛的像 C.在凸透镜右侧透过凸透镜观察蜡烛的像
21.(8分)小明用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)调整器材高度时,应 (选填“点燃”或“不点燃”)蜡烛。
(2)器材处于图甲所示位置时,烛焰恰好在光屏上成清晰的像,这与 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的成像特点相同。
(3)将蜡烛移动至20cm刻度处,应将光屏移动到 (填序号)范围的某一位置才能再次在光屏上得到清晰的像。
A.50cm~60cm B.60cm~70cm C.70cm~80cm
(4)将蜡烛移动至45cm刻度处时,取下光屏,从凸透镜右侧通过凸透镜可以看到烛焰的放大的 (选填“虚”或“实”)像。
(5)张老师用发光二极管制作了一个“F”形光源(如图乙)代替蜡烛放在30cm刻度处,则光屏上得到的清晰的像应该是图丙中的 (填序号)。
五、推导题(共6分)
22.(6分)在测量凹透镜焦距时,用一束平行于凹透镜主光轴的光线,射向嵌入挡板中直径为d的凹透镜上,在光屏上形成一个直径为D的圆形光斑,测得光屏到凹透镜的距离为L,如图所示。请推导凹透镜的焦距:f=
Ld。 D-d参考答案与点拨
1.B 2.C 3.D 4.C 5.A 6.B 7.A 8.C 9.D 10.A
11.凸透 会聚 12.凸透 倒着 实 13.凸透 倒立 弱
14.反 凸透 倒立、缩小的实 暗
15.幻灯机 照相机 16.倒立 缩小 20 17.如图所示。
18.如图所示。
19.(1)控制变量 (2)1 2 (3)2 3
(4)同厚度、同直径,组成凸透镜的材料不同,凸透镜焦距不同 20.(1)在同一高度(2分)
(2)光屏(1分) 记录(1分) 右(1分) (3)AB(1分)
21.(1)点燃 (1分) (2)投影仪(2分) (3)B(2分) (4)虚(1分) (5)B(2分)
22.证明:平行于凹透镜主光轴的光线,经凹透镜折射后变得发散,但其反向延长线过焦点;
将图中折射光线反向延长,与主光轴交与点F,则O、F之间的距离就是焦距f,如图所示;
三角形A′B′F和三角形ABF相似,对应边成比例,则有=(2分),解得:f=
FOABf=(2分),即FO′A′B′f+LdDLd(2分)。 D-d
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