光现象和透镜规律

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…○…………○……… 一、多选题 1．在用一凸透镜研究其成像的规律时，某同学得到的部分实验信息如下表所示。

根据表中信息判定下列说法正确的是（ ） A ．该凸透镜的焦距是15cm B ．当u=25cm 时，凸透镜成放大的像，放大镜就是根据这一原理制成的 C ．当v=24cm 时，凸透镜成缩小的像，照相相机就是根据这一原理制成 D ．若把物体从距凸透镜22cm 处向距凸透镜32cm 处滑动，像会逐渐变小 二、单选题 2．如图所示，一束激光斜射进盛水的圆柱形敞口容器，观察到容器底部有一个光斑O ，有可能使光斑向左移动的操作是 A ．保持水面高度不变，向右平移激光笔 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，增大入射角 3．以下物理规律无法用实验直接验证的是（ ） A ．牛顿第一定律 B ．欧姆定律 C ．光的反射定律 D ．焦耳定律 4．小明在湖边散步时，看到水中的鱼在“白云”中穿梭，下列说法正确的（ ） A ．小明看到水中的“白云”是光的反射形成的 B ．小明看到水中的鱼是光的直线传播形成的 C ．小明看到水中的鱼比实际鱼位置要深 D ．小明看到水中的鱼和“白云”都是光的折射形成的 5．以下描述中与光的折射现象有关的是（ ） A ．形影相随，亲密无间 B ．海市蜃楼，虚无缥缈 6．太阳光通过树叶间的空隙，在地上形成许多圆形的光斑，这些圆形光斑是（） A ．树叶的虚像 B ．树叶的实像 C ．太阳的虚像 D ．太阳的实像 7．下列观点与实际相符合的是（ ） A ．在月球上宇航员也能直接用语言交谈 B ．扩音器的作用是增大声音的响度 C ．只要物体振动，人就一定能听到声音 D ．小孔成像的原理是光的反射
8．小军做凸透镜成像规律的实验时，将焦距为10cm 的凸透镜固定在光具座上50cm 刻度线处，光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜两侧，蜡烛放置在35cm 刻度线处，如图所示。

移动光屏，直到在光屏上呈现烛焰清晰的像。

下列说法中正确的是（ ） A ．光屏上呈现的是烛焰的虚像 B ．光屏上呈现的是烛焰正立的像 C ．光屏上呈现的是烛焰放大的像 D ．该实验现象能说明照相机的成像特点 9．如图所示，使用手机摄像头扫描維码时，成缩小的实像。

下列仪器成像特点与共相同的是（） A ．放大镜 B ．照相机 C ．投影仪 D ．显微镜 10．下列光路图错误的是 A ．放大镜成像 B ．光由空气斜射到水面 C ．近视眼的矫正 D ．小孔成像
………外………○…………装…○…………………线…………○…※※请※※不※※※装※※订※※线※※……………线…○………
第II 卷（非选择题)
请点击修改第II 卷的文字说明
三、实验题
11．如图所示，在“探究凸透镜成像的规律”实验中． （1）组装调整实验器材时，要使烛焰和______的中心位于凸透镜的主光轴上． （2）实验所用凸透镜的焦距为20cm ，若烛焰在凸透镜前30cm 处，则可在凸透镜的另一侧得到一个（______）
A.倒立、放大的实像
B.倒立、缩小的实像
C.正立、放大的虚像
D.正立、缩小的虚像 （3）接下来，保持烛焰和凸透镜的位置不变，换一个焦距小一些的凸透镜，则所成像的大小比刚才的像
______． （4）如果要估测题（3）中凸透镜的焦距，可以让烛焰距离凸透镜______，此时像距就近似等于焦距．
12．探究“凸透镜成像规律”实验 （1）由图甲可知凸透镜的焦距是__________cm ；
（2）按图乙安装实验器材时，需要调节烛焰的中心、透镜的光心、光屏的中心在__________处。

（3）移动蜡烛和光屏，当处于图乙位置时，光屏上恰好能得到清晰的像，则像的特点为
________、________、________。

我们生活中的___________就是根据这一原理制成的。

（4）保持凸透镜位置不变，向左移动蜡烛，则应向移动光屏________（填“左”或“右”）才能在光屏上得到清晰的像。

与图乙相比，此时的像是________（填“变大”、“不变”或“变小”）。

13．在探究凸透镜成像规律的实验中，实验数据如下： ①分析实验序号1、2、3或4、5、6像距v 和像高h 随物距u 的变化关系，可得出初步结论：_____。

②分析比较实验序号1﹣6中物像距离L 随物距u 的变化，可得出初步结论：_____。

③如果物像距离L=35厘米，则像高h 的范围为_____。

四、填空题 14．汽车GPS 导航仪与通信卫星之间通过________来传递信息，其在真空中的传播速度为________m/s ；如图
所示是表示音频、视频和射频三种信号的波形示意图，频率最高的是________信号．
15．把一支铅笔斜插入装水的杯中，铅笔在水面处好像折断了，如图（甲）所示，这是光的____现象；把一
支铅笔紧贴在装满水的玻璃瓶的一侧，如图（乙）所示，透过玻璃瓶看到的那支笔是_______。

（选填“放大
的虚像”、“缩小的实像”、“等大的实像”）
甲 乙
16．在探究凸透镜成像实验中：
（1）如图甲，要使像能够成在光屏的中央，应将透镜向_______（上/下）调整。

（2）若凸透镜的焦距是10cm ，当烛焰距凸透镜15cm 时，能成倒立、_______的实像；当烛焰向左（远离透
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内…镜）移动后，要在光屏上成清晰的像，需将光屏向_____(左/右)移。

（3）在上一步实验获得清晰的像后，小明取了一副近视眼镜放在凸透镜前（如图乙），要使光屏上还能成清晰的像，可将蜡烛向_____(左/右)移。

五、作图题 17．如图所示，光线经过平面镜反射后射向凹透镜，请画出射向平面镜的入射光线和经过凹透镜后的折射光线，并在图中标出入射角的度数_____-. 18．如图所示，水里的光源O 发出的一条光线射向水面，在水面处发生反射和折射，反射光线经过P 点，折射光线经过A 点，请在答题卡图中先通过虚线作图找出水面处的反射点，再作出入射光线、反射光线和折射光线。

19．如图所示，用平面镜成像特点画出线段AB 经平面镜所成的像。

20．如图所示，一玻璃三棱镜的横截面为等腰直角三角形ABC 。

一束红光平行于BC 边从S 点射入三棱镜，经AB 面折射后，又在BC 面发生反射，然后恰好从P 点折射后射出。

请画出这个传播过程的光路图。

21．按要求作图（请保留作图痕迹）：如图所示，画出入射光经互相垂直的两个平面镜反射的光路。

22．请完成图中光通过透镜后的光路。

23．如图所示，两透镜的主光轴在同一直线上，且两透镜的焦点正好重合，根据光路图，在方框内填上适当透镜的符号。

参考答案
1．ACD
【解析】解：
A、由表中的数据可知，实验3中，u=v=30cm，此时u=2f，f=15cm，故A正确；
B、当u=25cm时，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，凸透镜成倒立、放大的像，投影仪就是根据这一原理制成的，故B错误；
C、当v=24cm时，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，则物距大于二倍焦距，凸透镜成缩小的像，照相相机就是根据这一原理制成，故C正确；
D、若把物体从距凸透镜22cm处向距凸透镜32cm处滑动，物距变大，像距变小，像变小，故D正确。

故选：ACD。

点睛：凸透镜成像规律及应用：
u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f，应用于照相机和摄像机。

u=2f，成倒立、等大的实像，v=2f，一般用来求凸透镜的焦距。

2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，v＞2f，应用于幻灯机和投影仪。

u＜f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜和老花镜。

2．B
【解析】
【详解】
向右移动激光笔，光斑向右移动，故A错误；保持激光射入角度不变，使水面上升，入射角不变，入射点向左移动，光斑向左移动，故B正确；保持激光射入角度不变，使水面下降，入射角不变，入射点向右移动，光斑向右移动，故C错误；保持水面高度和入射点不变，增大入射角，折射角增大，光斑向右移动，故D错误。

3．A
【解析】
A. 牛顿第一定律指物体不受力时，将保持静止或匀速直线运动状态，而在实际当中，物体是不可能不受力的，所以无法直接验证，只能经过实验，然后推理而得，故A符合题意；
B. 欧姆定律，分别用电压表和电流表测出电压和电流，分析实验数据可得结论；
C. 光的反射定律，能用硬纸板通过实验来研究反射光线、入射光线、法线的规律特征，即
可以实验验证；
D. 焦耳定律，利用控制变量法分别研究电流、电阻、通电时间与产生热量多少的关系，可验证焦耳定律；
故选A。

4．A
【解析】
【分析】
（1）在日常生活中，激光准直、日月食、小孔成像和影子的形成等都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的；
（2）光在两种介质的表面传播方向会发生改变，这就是光的反射现象，水面成像、平面镜成像、我们看到物体都是光的反射现象；
（3）光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生改变，这就是光的折射现象，例如看到水中的筷子变弯、水底变浅等；
【详解】
当光遇到水面时会发生反射，此时水面相当于一个平面镜，白云就是通过水面成虚像，出现在水面上的，因此看到的白云是光的反射现象，故A正确，人看到水中的鱼是由于光线从水中通过折射进入空气，再进入人的眼睛的，因此是光的折射现象形成的虚像，比鱼的实际位置偏高；故BCD错误。

故选：A。

【点睛】
此题主要考查了通过同一幅画面考查了光的反射和光的折射现象。

特别是看到的现象同是在水中，很容易搞错。

相同之处还有，都是虚像，不同之处是，成像原理不同，做题时一定要仔细，认真。

要解决此题，需要掌握平面镜成的像是与物体等大的虚像，知道平面镜成像是由于光的反射形成的。

同时要掌握光的折射现象。

我们看到水中的物体，其实看到的是物体的虚像，是由光的折射形成的。

5．B
【解析】A. 形影相随，亲密无间，即影子，是由光的直线传播形成的；
B. 海市蜃楼，虚无缥缈，是由于空气不均匀时，光线折射而形成的；
C. 镜中生花，脱离实际，是平面镜成像，由光的反射形成；
D. 水中捞月，一无所得，是平面镜成像，由光的反射形成；
故B符合题意。

点睛：重点是光的直线传播、反射、折射所形成的现象，身边有很多例子，是比较容易区分的，注意理论联系实际，多总结。

6．D
【解析】
树阴下的地面上出现的圆形光斑，是太阳光通过浓密的树叶中的小孔所成的太阳的像，是实像，是由光的直线传播形成的。

故选：D。

点睛：光沿直线传播现象，知道影子的形成、日月食的形成、小孔成像都是光沿直线传播形成的。

7．B
【解析】
【详解】
A、月球上没有空气，是真空状态，不能传播声音，所以宇航员不能直接用语言交谈，故A 错误；
B、扩音器的作用是增大声音的响度，即放大了声音，而音调和音色都不变，故B正确；
C、耳朵能够听到的声音频率范围为20～20000Hz，所以物体振动时若频率不在此范围内，人不能听到此声音，故C错误；
D、小孔成像的原理是光的直线传播，故D错误。

故选B。

【点睛】
注意牢记人耳的听觉范围，即20Hz-2000Hz，高于此频率的为超声波，低于此频率的为次声波，人耳都是听不到的。

8．C
【解析】A. 光屏上能呈现烛焰的像，说明是实像，虚像不能成在光屏上，故A错误；
B. 凸透镜成实像时，都是倒立的，成虚像时是正立的，如图成的是实像，是倒立的，故B 错误；
C. 由图知，物距位于一倍到二倍焦距之间，像距大于二倍焦距，成倒立放大的实像，故光屏上呈现的是烛焰放大的像，故C正确；
D. 该实验现象能说明投影机的成像特点，而照相机利用的是成缩小实像的规律，故D错误；故选C。

点睛：凸透镜成像规律是常考试的内容，应牢记凸透镜的成像规律，有些同学总是记不住，要下点功夫，可以结合成像光路图进行练习、记忆。

9．B
【解析】
【详解】
手机摄像头是一个凸透镜，使用手机摄像头扫描維码时，成倒立缩小的实像。

A、放大镜是利用凸透镜成正立、放大的虚像工作的。

不符合题意。

B、照相机是利用凸透镜成倒立、缩小的实像工作的。

符合题意；
C、投影仪利用凸透镜成倒立、放大的实像工作的。

不符合题意。

D、由显微镜成像原理知：物体经物镜折射后，成倒立放大的实像，这个像正好处在目镜的焦点之内，又经目镜成正立、放大的虚像，此时的目镜相当于一个放大镜，故不符合题意。

故选B。

【点睛】
重点是凸透镜成像的应用，要牢记凸透镜成像规律，是常考试的内容，有些同学总是记不住，要下点功夫，可以结合成像光路图进行练习、记忆。

10．C
【解析】
【分析】
（1）根据放大镜成像特点分析；（2）小孔成像的原理是光的直线传播，由此分析；
（3）根据光的折射规律分析；（4）近视眼晶状体的凸度过大，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，由此分析解答。

【详解】
A、放大镜成正立、放大的虚像，像是由折射光线的反向延长线相交得到的，故A正确；
B、小孔成像是实际光线通过小孔时沿直线传播会聚成的实像，故B正确；
C、光由空气斜射入水中时，折射光线应靠近法线，折射角应小于入射角，故C错误；
D、近视眼看远处物体时，物体“发出”的光通过晶状体折射后形成的像会落在视网膜的前方，导致看不清远处的物体；为使像成在视网膜上，应让光线发散一些，所以近视眼应佩戴凹透镜加以矫正，故D正确。

故选：C。

11．光屏A小足够远
【解析】（1）为了使像成在光屏的中心，组装调整实验器材时，要使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上，
（2）实验所用凸透镜的焦距为20cm，若烛焰在凸透镜前30cm处，即物距大于一倍焦距小球二倍焦距，此时像距大于二倍焦距，可在凸透镜的另一侧得到一个倒立、放大的实像，故选A。

（3）接下来，保持烛焰和凸透镜的位置不变，换一个焦距小一些的凸透镜，即凸透镜的折射能力更强了，此时像距会变小，根据像的大小与像距的关系可知，此时所成像的大小比刚才的像变小。

（4）如果要估测题（3）中凸透镜的焦距，根据成实像时物距与像距的变化规律，即当物距远大于二倍焦距时，像距会非常接近焦距；
所以可以让烛焰距离凸透镜足够远，此时像距就近似等于焦距，这也是聚焦太阳光测量焦距的依据。

点睛：凸透镜成像规律的实验是常考试的内容，要掌握成像时物距和像距变化的特点，当物距增大时，像距减小，像也会变小，这里的像变小，是与之前比变小，要比较像与物体的大小，要看像距和物距的比较，像距大于物距，像就放大。

12．10同一高度倒立放大实像投影仪或幻灯机左变小
【解析】解：（1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是：
f=30.0cm﹣20.0cm=10.0cm。

（2）按乙图安装器材时，需要调节烛焰的中心、透的光心、光屏的中心在同一高度处；（3）移动蜡烛和光屏，当处于图乙位置时，2f＞u＞f，光屏上恰好能得到清晰的像，则像的特点为倒立、放大的实像，我们生活中的投影仪就是根据这一原理制成的。

（4）如果蜡烛向左移动，则物距变大，所以像距将变小，成的像也变小，光屏应该靠近凸透镜，向左移动。

点睛：本题考查探究凸透镜成像规律实验器材的安装、调节及成像规律和应用，是光学的重点知识，应熟练掌握。

13．物距越小，像距越大，所成的像越大凸透镜成实像时，物距与像距之和越小，成的像越小4.8cm～6.0cm
【解析】
【分析】
①凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立缩小的实像；物距等于像距时，成倒立等大的实像；物距小于像距时，成倒立放大的实像。

凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像增大。

②计算表二中物距与像距之和，可知结论是否正确。

③根据物像距离L=35厘米，结合表一、表二中像的高度即可得出结论。

【详解】
①实验序号1与2与3或4与5与6数据中，光屏上得到的都是实像，所以同一凸透镜成实像时，物距越小，像距越大，所成的像越大；
②计算表中1-6中的物距与像距之和可知，凸透镜成放大的实像时，物距与像距之和越大，成的像越大，凸透镜成缩小的实像时，物距与像距之和越小，成的像越大；
③在表一中，当L为32.4cm时，像高度为2.4cm，当L为39.2cm时，像高度为1.2cm，物像距离L=35厘米，则像高h的范围为1.2cm～2.4cm。

在表二中，当L为33.8cm时，像高度为4.8cm，当L为36.2cm时，像高度为6.0cm，物像距离L=35厘米，则像高h的范围为4.8cm～6.0cm。

故答案为：(1). 物距越小，像距越大，所成的像越大 (2). 凸透镜成实像时，物距与像距之和越小，成的像越小 (3). 4.8cm～6.0cm
【点睛】
此题是探究凸透镜成像的规律，此题通过列举一些实验数据，让学生通过数据总结结论，考查了分析数据得出结论的能力。

这种考查对于学生来讲是比较困难的。

针对这部分习题要把整个习题读完，对照题目给定的一些结论进行仿写，避免没有头绪。

14．电磁波3×108射频
【解析】
电磁波被广泛用来传递信息，且电磁波可以在真空中传播。

所以汽车GPS导航仪与通讯卫星之间通过电磁波来传递信息；
电磁波在真空中的传播速度与光速相同，为3×108m/s；
如图所示是表示音频、视频和射频三种信号的波形示意图，在相同时间内变化次数最多的频率最高，所以频率最高的是射频信号，实际应用时射频信号携带着视频和音频信号发射出去，将信息传递到远方。

15．折射放大的虚像
【解析】
【详解】
铅笔在水面处好像折断了，是光由水中斜射入空气中时，发生折射形成的，且折射角大于入射角，形成虚像；
把一支铅笔紧贴在装满水的玻璃瓶的一侧，如图（乙）所示，玻璃瓶相当于一个凸透镜，铅笔位于焦距以内，透过玻璃瓶看到的是正立放大的虚像。

【点睛】
铅笔在水面处好像折断了，是折射形成的虚像，记清楚光由空气斜射入水或玻璃中时，折射角小于入射角，反之折射角大于入射角，可根据光路可逆的特征进行记忆。

16．（1）下（2）放大；左（3）左
【解析】
试题分析：（1）从甲图可以看出，像没在光屏的中央，而是偏上，这说明蜡烛偏下，此时若移动透镜，应向下移动，使透镜的中心与烛焰在同一高度；
（2）此时f<u<2f，成倒立放大实像；物体远离透镜时，像靠近透镜，所以应把光屏向左移动；
（3）近视镜是凸透镜，它和原来的凸透镜组合在一起，会聚能力变强，所以折射光线的交点更靠近透镜，应把光屏向左移动才能接收到清晰的像。

考点：凸透镜成像
17．
【解析】根据光的反射定律和凹透镜的特殊光线作图。

如图反射光线与镜面的夹角为60度，所以反射角为30度，根据反射角等于入射角画出入射光线，标出入射角30度，如图；
如图入射光线的延长线过凹透镜的焦点，则经过凹透镜折射后，平行于主光轴射出，据此画出折射光线，如图：
点睛：涉及凸透镜或凹透镜的光路作图，应牢记凸透镜和凹透镜的三条光线，在画图中灵活运用，像这一类的作图即可迎刃而解。

18．
【解析】
【详解】
根据平面镜成像找入射点，作反射光线和入射光线。

根据平面镜成像的规律，作出点光源O关于水面的对称点，即点光源O在水面的像O′，由于反射光线的反向延长线要过像点O′，连接PO′，与水面的交点就是入射点M。

分别连接OM、MP、MA，可得入射光线、反射光线、折射光线。

如图所示：
【点睛】
此类作图依据是平面镜成像的原理，如果根据反射定律是不能一次找准正好经过P点的反射光线的；而平面镜成像时，是反射光线的反向延长线相交形成物体的像，所以找出物体的像后，连接像点到P点，则MP一定为其中一条反射光线，进而可作入射光线、折射光线。

19．
【解析】
【详解】
根据平面镜成像的规律画图。

分别作出物体AB的端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′，用虚线连接A′、B′即为AB在平面镜中的像；如图所示：
【点睛】
重点是平面镜成像特征的掌握，牢记平面镜成等大的虚像，像与物到镜面的距离相等，像与物的连线与镜面垂直，即像和物关于平面镜对称。

20．
【解析】
分析：此题主要考查光的折射规律和反射定律：
当光从空气斜射入玻璃时，入射光线和折射光线分居法线的两侧，折射角小于入射角。

当光从玻璃斜射入空气时，入射光线和折射光线分居法线的两侧，折射角大于入射角。

光反射时，反射角等于入射角。

（也可以根据平面镜成像作出反射光线）
解答：光从空气斜入射到玻璃界面上，传播方向改变，当光射到玻璃三棱镜的底面时，会发生反射现象，满足反射角等于入射角（也可以根据平面镜成像作出反射光线）；当光从玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角，折射光线将远离法线。

在作图时，注意先做出法线。

故答案为：
【点睛】此题主要考查了光的折射规律和反射定律，一定要熟练掌握光的折射定律和反射定律的内容，关键是搞清折射角与入射角，反射角与入射角之间的关系。

21．
【解析】
首先过入射点垂直于反射面作出法线，再根据反射角等于入射角作出反射光线，反射光线到达下面的反射面再次进行反射，而且最后的反射光线与原入射光线平行，法线用要用虚线，如图所示：
点睛：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，反射光线、入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角作出两次反射，完成光路图。

22．
【解析】
【详解】
根据凸透镜的特殊光线作图。

平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点；
过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变。

据此作出对应的折射光线，如图所示：
【点睛】
涉及凸透镜或凹透镜的光路作图，应牢记凸透镜和凹透镜的三条特殊光线，在画图中灵活运用，像这一类的作图即可迎刃而解。

23．
【解析】
【详解】
由图知，通过第一个透镜的光线比入射光线更加远离主光轴，且平行于主光轴射出，所以该透镜对光线有发散作用，因此填凹透镜。

通过第二个透镜的光线比入射光线向主光轴靠拢，且在主光轴上相交，所以该透镜对光线有会聚作用，因此填凸透镜。

如图所示：
【点睛】
牢记凸透镜和凹透镜对光线的基本作用，即可正确作图。