1、眼与光眼与光 （优生加练）（优生加练）一一、单单选题选题1.用自制针孔照相机观察烛焰，有以下四种说法：a.薄膜上出现的烛焰的像是倒立的；b.薄膜上烛焰的像可能是缩小的也可能是放大的；c.保持小孔和烛焰的距离不变，向后拉动内筒，增加筒长，烛焰的像变大； d保持小孔和烛焰的距离不变，向前推动内筒，烛焰的像更明亮。对于这四种说法，其中正确的是( )AabcdBacd【答案】ACabDcd【解析】【分析】根据小孔成像的原理和特点分析判断。【解答】a小孔成像是光沿直线传播形成的，上面的光线通过小孔到达下面，下面的光线通过小孔 到达上面，因此薄膜上出现的烛焰的像是倒立的，故 a 正确；b.在小孔成像中，如
2、果像距大于物距，那么成放大的实像；如果像距小于物距，那么成缩小的实 像，因此薄膜上烛焰的像可能是缩小的也可能是放大的，故b 正确；c.保持小孔和烛焰的距离不变，向后拉动内筒，增加筒长，那么像距增大，因此烛焰的像变大，故 c 正确；d.保持小孔和烛焰的距离不变，向前推动内筒，那么像距减小，像变小，但是烛焰的像更明亮，故 d 正确。故选 A。2据湘江晚报报道：“湘江河灯饰景观工程全长 6 千米，每千米每小时耗电 8 千瓦时，比普通灯管要节约电能 30%一 40%，灯光可以有七色同步、七色渐变、七色追逐等变化”由此可以知 道，灯管内光源有几种色光源( )A7 种B5 种C3 种D1 种【答案】C【解
3、析】【分析】 （1）光的三原色：红、绿、蓝。（2）颜料的三原色：红、青、黄。【解答】光的三原色：红、绿、蓝所以灯管内的三种不同颜色的光源是红、绿、蓝至少有 3种。故答案为：C3如图，点燃的蜡烛放在距小孔 a 处，它成像在距小孔 b 的半透明纸上，且 a 大于 b则半透明纸 上的像是（ ）A倒立、放大的虚像B正立、缩小的虚像C倒立、缩小的实像D正立、放大的实像【答案】C【解析】【解答】小孔成像成的是一个倒立的像，像是由实际光线会聚而成的，是实像；像到小孔光 的距离 b 小于蜡烛到小孔的距离 a，所成的像是缩小的像；故选 C。【分析】蜡烛发出的光在空气中沿直线传播，经过小孔射在半透明纸上，从而形成
4、一个倒立的烛焰 的像；像的大小与像距和物距的关系有关，若像距大于物距，像大于物；若像距小于物距，像小于 物。4在探究树荫下光斑的综合实践活动中，为了研究孔的大小对光斑形状的影响，小华设计了四种开 有不同形状孔的卡片甲，并用另一张卡片乙覆盖在甲上，如图所示。接着，从图示位置沿箭头方向 水平移动乙，观察光斑形状的变化情况。下列合乎要求的是（ ）ABCD【答案】A【解析】【解答】A 图中随着卡片乙向左移动，孔的形状始终是三角形，并且逐渐变小，选项 A 符合 要求；BCD 三图中随着卡片乙向左移动，孔的形状发生了变化，不符合要求；故选 A。【分析】小孔成像是光的直线传播形成的，探究孔的大小对光斑形状的
5、影响，必须控制孔的形状不 变，只改变孔的大小。5一束激光以入射角 i=45照射液面，其反射光在固定的水平光屏上形成光斑 B，如图所示，如果 反射光的光斑位置在光屏上向右移动了 2cm，则可判断液面可能( )A上升了 1cmB上升了cmC下降了cmD下降了 1cm【答案】D【解析】【分析】首先根据光的反射定律完成光路图，然后根据三角函数的知识对液面的高度变化进 行计算即可。【解答】如下图所示：因为四边形 BCED 为平行四边形，所以 DE=BC=2cm；因为两条法线都与水面垂直， 所以两条法线相互平行；那么DGF=i=45；因为DGF=EGF=45，所以DGE 为等腰直角三角形。 因为 GF 与
6、 DE 垂直，那么 GF 为斜边 DE 的中线；那么 GF=。因此可判断液面可能下降了 1cm。 故选 D。6如图所示，一根长度为 L 的直薄木条上有两个观察小孔。两小孔之间的距离为 d，d 恰好是一个 人两眼间的距离，当木条水平放置时，此人想通过两观察孔看见此木条在平面镜 M 里完整的像，那 么选用的平面镜宽度至少是（ ）AL/2Bd/2C（L+d）/2D（L-d）/2【答案】D【解析】【分析】根据平面镜成像特点以及光的反射定律完成作图，然后结合相似三角形的性质和平 行四边形的性质进行推导计算即可。【解答】用左眼看右边的，用右眼看左边的。如图所示：（OQ 部分的长度即所求的平面镜宽度）根据平
7、面镜成像特点以及光的反射定律得到：AM=BM，AO=BO，CQ=DQ，CN=DN，BD=AC， 由图可知，四边形 BDAC 为矩形，过点 F 作 ED 的平行线，与平面镜所在直线交于点 P，与 BD 的 延长线交于点 G，则四边形 EFGD、EFPO 是平行四边形，则 EF=QP=DG=d，OP 是BFG 的中位线，；又因为 OP=OQ+QP，AC=BD=L，所以。故选 D。7如下图所示，一束与水平方向成 40角的入射光由空气射入水中，在杯底形成光斑。逐渐往杯中 加水，观察到的光斑的移动方向（ ）A向左移动B向右移动C不移动D无法判断【答案】B【解析】【分析】光从空气斜射入水中时，光会在水和空
8、气的界面处发生偏折，折射角小于入射角， 据此作图分析即可。【解答】光从空气斜射入水中时，光会在水和空气的界面处发生偏折，折射角小于入射角；水面变 高后，由于入射点发生了变化，放射光线的方向不变，所以，两反射光线是平行的，据此作图如 下：，由图可知，逐渐往杯中加水，观察到的光斑向右移动。故答案为：B。8某人手拿边长为 6cm 的正方形平面镜测量身后一棵树的高度。测量时保持镜面和地面垂直，镜子 与眼睛的距离为 0.4m 在某位置时，他在镜中恰好能够看到整棵树的像，然后他向前走了 6m，发现用镜子长度的 5/6 就能看到整棵树的像。这棵树的高度为（ ）A4mB4.5mC5m【答案】BD5.5m【解析
9、】【分析】首先根据平面镜成像的原理正确作出光路图，然后利用平面镜成像原理和光的反射定理找到隐含条件，通过相似三角形的特点计算出树的高度。 【解答】设树高为 H，树到镜的距离为L，如图所示，是恰好看到树时的反射光路图，由图中的三角形可得：；即；当人远离大树 6m 时，得到：；以上两式解得：L=29.6m，H=4.5m。故选 B。9如图所示，在水平桌面上有一小球向右作匀速运动，桌上放置一面与桌面成 45角的平面镜，关 于镜中的像下列说法正确的是（ ）A像向左作匀速运动B像向右作匀速运动C像向上作匀速运动D像向下作匀速运动【答案】C【解析】【分析】平面镜中所成的像与物体关于平面镜对称，据此作出小球像
10、的位置，然后进行判断 即可。【解答】首先将平面镜用虚线延长，然后通过小球作镜面的垂线，接下来在平面镜另一侧根据“物像 等距”找到像的位置；用同样的方法找到另一个像的位置，将两个像用虚线连接，如下图：据上图可知，小球的像向上做匀速运动，故 C 正确。故选 C。10小金同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离 v 跟物体到凸透锐的距离 u 之间关系的图像，如图所示，下列判断正确的是（ ）A.该凸透镜的焦距是 16cmB.当 u10cm 时，在光屏上能得到一个放大的像，投影仪就是根据这个原理制成的C.当 u20cm 时成放大的像，放大镜就是根据这一原理制成的D.把物体从距凸
11、透镜 10cm 处移动到 20cm 处的过程中，像先变大后变小【答案】B【解析】【分析】 （1）当物距等于像距时，u=v=2f；（2）（3）将物距与焦距进行比较，从而确定凸透镜成像的特点和应用；（4）当凸透镜成实像时，根据“物近像远大，物远像近小”分析成像的变化规律。【解答】A.根据图像可知，u=v=2f=16cm，则凸透镜的焦距 f=8cm，故 A 错误；B.当 u10cm 时，此时 fu2f，此时成倒立缩小的实像，照相机依据这个原理制成，故 C 错误；D.把物体从距凸透镜 10cm 处移动到 20cm 处的过程中，物距增大，根据“物远像近小”可知，像不断 变小，故 D 错误。故选 B。11
12、在探究凸透镜成像规律的实验中，光具座上的光屏、凸透镜和蜡烛的位置如图所示，此时在光 屏上恰好成一个清晰的像。下列说法正确的是（ ）A.若在蜡烛和凸透镜之间靠近凸透镜放一副近视眼镜，应将光屏向右移动才可再次呈现清晰的像B.图中凸透镜成像的特点可应用在照相机上 C该凸透镜的焦距可能是 21cmD将蜡烛移到光具座 35cm 刻度线处，保持凸透镜不动，无论怎样移动光屏都接收不到蜡烛的像【答案】A【解析】【分析】1、近视眼时物体所成的像成像的视网的前方，可用凹透镜进行矫正，使物体所成 的像成在视网膜的上方；2、根据图中物距和像距的大小可判断出成像的规律，可确定生活中的应用；3、根据此时的成像规律可以确定
13、可能的焦距；4、根据物距与焦距的关系可以确定能否成实像。【解答】A、根据近视眼的矫正可知，在凸透镜前放一副近视眼镜时，像会后移，所以可将光屏向右 移可再次呈清晰的像，A 正确；B、由图可知，成光屏上成清晰像时，像距大于物距，所以成一个放大、倒立的实像，而照相机成的 是缩小、倒立的实像，B 错误；C、图示成放大、倒立的实像，物距 u=25，像距 v=40，由此可推出 12.5cmf20，所以 C 错误； D、由 C 选项可知，焦距为 12.5cmf2f，成倒立、缩小的实像，2fvfu=2f，成倒立、等大的实像，v=2f 2fuf，成倒立、放大的实像，v2f【解答】点光源到透镜的距离大于f 而小于
14、 2f，若将此透镜沿 x 轴向右平移 2f 的距离，点光源直在 凸透镜的一倍焦距以外，成倒立的实像。凸透镜成实像时，点光源在二倍焦距处物像之间的距离最 小一开始物体在凸透镜（黑色）的一倍焦距和倍焦距之间，在凸透镜的二倍焦距以外成倒立放大的实 像。凸透镜向右移动，凸透镜（红色）移动距离物体二倍焦距处，在凸透镜的二倍焦距处得到倒立等大 的实像。凸透镜继续向右移动，凸透镜（粉色）距离物体在二倍焦距以外，在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间成倒立缩小的实像。具体如下图：通过图可以看出像首先向左移动，然后再向右移动。故答案为：D15如图所示，小丽和小明相距 2 m，通过同一块焦距为 15 cm 的凸透镜观看
15、对方，小明刚好通过透 镜能看到小丽眼睛正立的像，则下列说法中不正确的是( )A.此时小丽的眼睛在凸透镜的一倍焦距以内B.若图片中小丽的手将透镜水平向右移动一定距离，小明看到正立的像有可能变大 C小丽从透镜中看不到小明的像D小丽从透镜中看到小明倒立、缩小的像【答案】D【解析】【分析】根据凸透镜成像的特点分析判断。【解答】A.凸透镜成像时，如果成 uf，那么成正立、放大的虚像。小明刚好通过透镜能看到小丽 眼睛正立的虚像，此时小丽的眼睛在凸透镜的一倍焦距以内，故 A 正确不合题意；B.凸透镜成虚像时，物像同侧，若物距越大，像距越大，像越大，因此若图片中小丽的手将透镜水平向右移动一定距离，小明看到正立
16、的像有可能变大，故 B 正确不合题意；CD.小丽和小明的距离和为 2m，小丽到凸透镜的距离小于 15cm，那么小明到凸透镜的距离肯定大于 185cm，即小明到凸透镜的距离 u2f，成倒立、缩小的实像，此时像距 2fvf。而此时小丽的眼 睛在凸透镜的一倍焦距以内，所以小丽从透镜中看不到小明的像，故 C 错误，D 正确。故选 D。二二、填填空题空题16一盏路灯离地高度为 H,一个身高为 h 的人,从路灯的正下方出发以不变的速度 v0 沿直线行走,如 图所示,则人头顶的影子P 移动的速度 v 大小是.【答案】【解析】【分析】根据题意，设路灯在 O 处，人沿水平的地面向右运动，路灯距地面高度为 h，人
17、的 高度为 L，人步行的速度为 v0，经 过的时间为 t，则：1人在路灯的正下方时，人头顶在 A 处，人的脚在 C 处，人头顶的影子也在 C 处；2人不在路灯的正下方时，人头顶在 B 处，人头顶的影子在 D 处；根据相似三角形对应边成比 例就可以解决该问题。【解答】如图，则OAB 和OCD 相似，根据相似三角形对应边成比例，则有：；因为人在做匀速直线运动，所以人的头也在做匀速直线运动， 则：AB=v0t将式代入式，得：；由于是不变的，因此人的影子从 C 点到D 的过程也是做匀速直线运动， 所以人头部影子的速度为。17光年是指，因此它一个时间单位。1 光年约等于 千米。【答案】光在一年里传播的距
18、离；不是；9.461012【解析】【分析】光年是指光在一年中传播的距离，由光速及速度公式可求得光年的长度。【解答】光年是指光在一年中传播的距离，故光年是长度单位而不是时间单位。光的传播速度为 c=3X 108m/s，根据速度公式 s=vt,，1 光年=365 X 24 X 3600s X 3X 108m/s=9. 4608X 1015m=9. 4608X 1012Km故答案为：光在一年里传播的距离 ；不是；9.46101218在光学中折射率是这样定义的；让光线从真空（或空气）射入某介质发生折射，如果入射角是i，折射角是r，则该介质的折射率为 n=。图甲为某光线通过等边三角形三棱镜的光路图，=4
19、5，则该三棱镜的折射率为.图乙为某光线通过相同材料的平行玻璃砖的光路 图，玻璃砖的厚度为 d，某光线斜射到玻璃砖的上表面时，=45，光线从玻璃砖的下表面射出，则 出射光线与入射光线的间距 x 为 【答案】（或 1 4） ；d（或 0.3d）【解析】【分析】 （1）首先在三棱镜左边的入射点上画出法线，然后计算出入射角和折射角，然后根据计算它的折射率；（2）首先通过上面的入射点作法线，然后根据角 计算出入射角，再根据折射率计算出折射角； 通过下面的入射点作入射光线延长线的垂线，这段垂线段的长度就是待求的间距 x。利用折射角和三 角函数，利用已知的玻璃砖的厚度d 计算出玻璃砖内折射光线的长度；最后再
20、利用三角函数计算出 待求的间距 x。【解答】 （1）如下图所示：因为光线从空气中射入玻璃中折射率不变，所以1=2；因为1+4=90，2+5=90； 所以4=5；因为顶角是 60， 所以4=5=60；那么1=90-60=30；因为入射角=90-45=45，所以三棱镜的折射率为：；（2）如下图：通过 B 点作 AD 的垂线相交于 D；通过 A 点作法线，与玻璃砖的下表面相交于 C；因为 =45，所以入射角=90-45=45；根据光线从空气射入玻璃时的折射率可知， 折射角2=30；3=45-30=15；在ACB 中，；所以；在ABD 中，；那么。故答案为：；19为了连续改变反射光的方向，并多次重复这
21、个过程，方法之一是旋转由许多反射镜面组成的多面体楼镜（简称统鼓） ， 如图所示。当激光束以固定方向入射到镜鼓的一个反射面上时，由于反射镜绕竖直轴旋转，反射光就可在屏幕上扫出一条水平线。依次，每块反射镜都将轮流扫描一次。如果 要求扫描的范围 0=45且每秒钟扫描 48 次，那么镜鼓的反射镜面数目是 个，镜鼓旋转的转 速是转/min。【答案】16；180【解析】【分析】已知入射光线不变，根据反射光线转过的角度求出法线转过的角度，然后利用转过 一圈的角度和法线转过的角度即可求出镜面的个数；又知道每秒钟扫描的次数和镜面的个数，求出 每秒转的圈数，最后转化为一分钟转的圈数即可。【解答】因为要求扫描的范围
22、 =45，入射光线不变，所以反射光线要转过 45，即法线转过的角度 为 1/245=22.5，也就是每个镜面所对应的圆心角是 22.5，这样镜鼓每转 22.5就会让激光照射到 下一块镜子上，又重新开始扫描，所以镜面的数目=360/22.5=16；又因为每秒钟扫描 48 次，所以每秒钟转的圈数=48/16=3 转。那么每分钟转的圈数为 360=180 转，故镜鼓旋转的转速为 180 转/min 故答案为；16；1802 0康熙几暇格物编中记载：“置钱碗底，远视若无，及盛满水时，则钱随水光而显现矣。”如图所示，把铜钱放在碗底B 处后加适量水，从 A 处恰好看到铜钱的像在 E 处，用激光笔从 A 点
23、向 （填字母）处照射，可照亮铜钱，加满水，从 A 处看到像的位置将（填“变高”“变低”或“不变”） 。【答案】E；变高【解析】【分析】 （1）光从一种介质斜射到另一种介质时，传播方向会发生偏折，这种现象叫做光的折射。从上方看水、玻璃等透明介质中的物体，我们感到物体的位置要比实际的位置高一些，这是光的折射引起的。 （2）光从空气斜射入水中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角。入射角 增大时，折射角也增大。光垂直射到水中时，折射光线与入射光线在同一直线上。【解答】据题意可知，把铜钱放在碗底 B 处后加适量水，从 A 处恰好看到铜钱的像在 E 处；根据光 路的可逆性可得，他用激光笔从 A 点向
24、E 处射出光束时，光线会原路返回，即可把铜钱照亮。根据 光的折射规律可知，他看到的铜钱是因为光的折射而形成的变高的虚像；加满水后，由于入射点升 高，人眼逆着射来的光线看去，看到像的位置将变高，如解图所示。故答案为：B；变高21如图所示，一根长度为 L 的直薄木条上有两个观察小孔.两小孔之间的距离为 d，d 恰好是一个人 两眼间的距离，当木条水平放置时，此人想通过两观察孔看见此木条在平面镜 M 里完整的像，那么 选用的平面镜宽度至少是。【答案】【解析】【分析】要使平面镜宽度 CD 最小，必须用左眼看右边的，用右眼看左边的，如图所示（绿 橙部分的长度即所求的平面镜宽度） ：再根据平面镜成像特点以及
25、光的反射定律，利用几何知识即可解答。【解答】左眼看的是 C，右眼看的是 A，根据平面镜成像特点以及光的反射定律可得：AM=BM， AO=BO，CQ=DQ，CN=DN，BD=AC；由图可知，四边形 BDAC 是矩形，过点 F 做 ED 的平行线， 与平面镜所在直线交于点 P，与 BD 的延长线交于点 G，则四边形 EFGD、EFPO 是平行四边形，则EF=QP=DG=d，OP 是三角形 BFG 的中位线，所以 OP=BG=（BD+DG），又因为 OP=OQ+QP， AC=BD=L，所以 OQ=OP-PQ=（BD+DG）-PQ=（L+d）-d=。故答案为：22如图所示，是光在空气和玻璃之间发生折射
26、的光路图，从图中可以看出，空气在界面的 侧(选填“左”或“右”)，此过程中还有部分光发生了反射，反射角的大小是。【答案】左；60【解析】【分析】光的折射定律：入射光线、法线、折射光线在同一平面内，折射光线和入射光线 分别位于法线两侧，当光线从空气斜射入其它透明介质时，折射角小于入射角。入射角、反射角和折射角的概念：入射光线与法线的夹角叫做入射角；反射光线与法线的夹角叫 做反射角；折射光线与法线的夹角叫做折射角。【解答】由图知：光线从左侧射向右侧，所以左侧光线是入射光线，右侧光线的折射光线；已知入射光线与界面的夹角是 30，所以入射角为 90-30=60。根据反射角等于入射角知，反射角也是 60
27、；过入射点做法线（如下图） ， 可以看出，折射角小于入射角。所以这是光从空气斜射入玻璃的过程， 即左侧是空气，右侧是玻璃。故答案为：左6023图 1 是利用激光测转的原理示意图，图中圆盘可绕固定轴转动，盘边缘侧面上有一小段涂有很 薄的反光材料.当盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束，并将所收到的光 信号转变成电信号，在示波器显示屏上显示出来（如图 2 所示）（1）若图 2 中示波器显示屏横向的每大格（5 小格）对应的时间为 5.0010-2s，则圆盘的转速为 转/s.（2）若测得圆盘直径为 10.20cm，则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为cm.（保留 3 位 有效数字）【答
28、案】（1）5（2）1.60【解析】【分析】 （1）图 2 中每两次信号之间的时间差就是圆盘转动一周的时间，然后根据转速与周期的关系式求出转速；（2）根据一个周期中反光信号的时间宽度和转动一周时间之比，得到反光涂层与圆盘周长的比值，然后根据圆的周长公式计算即可。 【解答】 （1）因为每大格（5 小格）对应的时间为 5.0010-2s， 所以每格表示 1.0010-2s；根据图 2 可知，圆盘转动一周在横轴上显示 22 格， 所以圆盘转动的周期为：1.0010-2s22=0.22s，则转速为：（2）根据图 2 可知，反光中引起的电流图象在横坐标上每次一小格， 说明反光涂层的长度占圆盘周长的，故圆盘
29、上反光涂层的长度为：。24如图所示，用焦距为 5 cm 的凸透镜进行了如下实验操作：将蜡烛放在 A 处时，位于 P 处(图中 未画出)的光屏上得到了清晰的缩小像；保持透镜位置不变，向右移动蜡烛至 B 处，再将光屏从 P 处 移至另一位置得到清晰的放大像，则两次所成的像都是立的，P 位于 A 的侧， 上述过程中光屏是向侧移动的，用刻度表示透镜在光 具座上的位置：。【答案】倒；右；右；5560 cm(不包括两端)【解析】【分析】 （1）凸透镜成的实像都是倒立的，都能成在光屏上，但是分大小，且与物体在凸透 镜的异侧；2在凸透镜成实像时，根据“物近像远大，物远像近小”的规律分析像的变化；3根据凸透镜成
30、缩小实像和放大实像的规律分析即可。【解答】 （1）用焦距为 5 cm 的凸透镜进行实验操作，将蜡烛放在 A 处时，位于 P 处的光屏上得到了 清晰的缩小像，此时物距 u2f；保持透镜位置不变，向右移动蜡烛至 B 处，再将光屏从 P 处移至另 一位置得到清晰的放大像，此时物距 fu2f，成倒立、放大的实像。由此可知，两次所成的像都是倒立的实像；2凸透镜位于 B 点右侧；凸透镜成实像时，物像异侧，所以 P 位于 A 的右侧，根据凸透镜成实 像时，物近像远像变大可知，上述过程中物距减小，像距变大，即光屏是向右侧移动的。3蜡烛放在 A 处时，根据 u2f，成倒立、缩小的实像可知，此时透镜应在 50 c
31、m 右边。保持透 镜位置不变，向右移动蜡烛至 B 处，再将光屏从P 处移至另一位置得到清晰的放大像，则物距 fu2f，此时透镜应在 5560 cm 的刻度范围内。综上分析可知，用刻度表示透镜在光具座上的位置为5560 cm(不包括两端)。25如图所示，一点光源位于凸透镜的主光轴上，凸透镜位置固定。当点光源位于 A 点时，它的像 在 B 点；当点光源位于B 点时，它的像在 C 点。则凸透镜位于 (例如“B，C 之间”， “C 的右侧”)【答案】A 的左侧【解析】【分析】凸透镜成虚像时，物距都小于像距，并且物距增大，像距也增大，据此分析解答。【解答】根据凸透镜成虚像时“物距增大，像距也增大”可知，
32、凸透镜在 A 的左侧，当物体在 A 点 时，物距小于焦距，此时成正立放大的虚像，像在 B 点。当物体在 B 点时，此时仍然成正立的虚 像，则像在 C 点。262015 年被联合国规定为“国际光学年”，以纪念人类历史上光学领域的重大发现。（1）春秋末年墨子做了世界上第一个“小孔成像”的实验，如图甲。人的像能呈现在墙壁上，这说明“小孔成像”所成的是像。2物理诺贝尔奖获得者高琨被誉为“光纤之父”。图乙为光信号在光纤中传播的原理图。据图可知，光信号能沿着光纤材料将信息进行传递是光信号在材料中发生了和直线传播。3荷兰科学家斯涅耳最先提出光的折射规律。相关资料如下：光在两种介质中传播发生折射时的折射率为入
33、射角和折射角的正弦之比，可用公式 n=表示。(其中 n 为折射率， 为入射角， 为折射角)不同色光从空气斜射向某玻璃时的折射率如下表：色光紫蓝绿黄橙红折射率1.5321.5281.5191.5171.5141.513图丙所示为一束紫光从空气以 入射角斜射向该玻璃中，OB 为其折射光线。现用红光代替紫光沿 AO 入射，结合资料和所学知识，请在答卷纸图中画出红光的折射光线 OC 的大致位置。【答案】（1）实（2）反射（3）【解析】【分析】 （1）实像由实际光线会聚而成，虚像不是由实际光线会聚而成。在小孔成像实验中，像的形状由物体形状决定，与小孔的形状无关。（2）光导纤维由内外两层组成，且内外两层的
34、折射本领不同，激光不会透过去，激光是不断的经光 纤壁反射向前传播。（3）结合表格信息， 根据公式 n=，判读折射角的大小画出即可。【解答】 （1）小孔成像是由实际光线会聚而成的，因此暗室中成倒立的实像，小孔成像原因是光沿直线传播。（2）由图发现，光信号能沿着光纤材料将信息进行传递是光信号在材料中发生了反射和直线传播。（3）由图表可知紫色的光从空气斜射向某玻璃时的折射率最大，红色的光从空气斜射向某玻璃时的折射率最小，而光在两种介质中传播发生折射时的折射率为入射角和折射角的正弦之比，可用公式 n=表示，现用红光代替紫光沿 AO 入射，说明入射角不改变，而折射率减小，因此折射角增大，因此红光的折射光
35、线 OC 的大致位置如图：。故答案为：（1）实（2）反射（3）27如图所示，在薄板上挖一小孔，正好放入一凸透镜，设透镜与光屏间相距为 d，在透镜左侧主光轴上距透镜 d/2 处放一点光源 S，在光屏上恰得到一个与孔等大的光斑，那么此凸透镜的焦距应 为。【答案】L/4【解析】【分析】M 中嵌入凸透镜后，在M 与光屏 P 上得到与孔等大的光斑有两种情况：光线经过透镜后，平行射到光屏上形成；光线经过透镜后，先会聚，然后再交叉照到光屏上形成，据此分析解答。【解答】由题意可知，透镜与光屏 P 相距 d，光源S 到 M 的距离为；光屏P 上得到的光斑直径等 于 M 板圆孔直径，可作出点光源 S 经凸透镜折射
36、后两种可能的光路图，如下图所示：从凸透镜焦点射出的光线，经过凸透镜后，折射光线与主轴平行，此时光屏上得到的光斑与孔的直径大小相同，则 S 可能在焦点上，此时凸透镜的焦距；如果光斑是折射光线交叉形成的，那么折射光线的交点就是像点 S。根据相似三角形的性质可 知，焦点到凸透镜的距离与到光屏的距离相等，即此时像距为，即此时物体成的是等大的实像，即此时物体在二倍焦距上，因此焦距可能为：。则凸透镜的焦距应该为或。三三、实实验探验探究究题题28小明同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像的规律：1如图所示，烛焰在光屏上成清晰的像，则所成的像是倒立(选填 “放大”或“等大”或“缩小”)的实
37、像。2将蜡烛向左移动，为了在光屏上呈现清晰的像，应将光屏向 (选填“左”或“右”)移 动，但是不管蜡烛怎么向左移动，像始终在一倍到两倍焦距之间。3相机和手机的镜头也是凸透镜。通过伸缩镜头，使像清晰地成在芯片上，这个操作过程便是“调焦”。小敏同学发现手机不能 “调焦”但成像也基本清晰，她将手机拿到实验室去探究，实验数据如表所示，请判断手机镜头的焦 距大约为cm。次数物理量1234567物距/m10.005.002.001.000.500.100.05像距/cm0.5000.5010.5020.5030.5050.5260.556请分析，手机拍摄远近不同的物体不需要“调焦”的原因是。【答案】（1）
38、缩小（2）左（3）0.5；像距都非常接近焦距(像距变化不大)【解析】【分析】 （1）当凸透镜成实像时，如果像距大于物距，那么成放大的实像；如果像距小于物 距，那么成缩小的实像。2根据“物近像远大，物远像近小”的规律分析；3在凸透镜成实像时，根据“物远像近小”可知，当物距增大时，像距减小，即当物距增大到一 定程度时，像距会几乎等于焦距；根据表格分析，当物距明显变化时像距的变化特点即可。【解答】 （1）根据图片可知，此时像距小于物距，则光屏上的像是倒立缩小的实像。2根据“物远像近小”的规律可知，将蜡烛向左移动时物距增大，而像距减小，即将光屏向左移 动。3根据表格可知，当物距最大为 10cm 时，像
39、距为 0.5cm，那么该手机镜头的焦距大约 0.5cm。手机拍摄远近不同的物体不需要“调焦”的原因是：像距都非常接近焦距(像距变化不大)。29在某次探究凸透镜成像规律的实验中：（1）小明想知道实验中所用透镜的焦距，做了如图 1 甲实验，让镜面垂直于阳光，在透镜下面放上白纸与镜面平行，测出透镜与白纸间距s（单位cm）与对应的白纸被烤焦的时间t（单位 m i n） ，绘出如图 1 乙所示的图像，可判断该透镜的焦距f 为 cm；2实验前要调整烛焰的焰心、凸透镜和光屏的中心，使它们位于 。如果实验中 固 定好透镜和蜡烛后，发现无论如何移动光屏，光屏上只有一个与透镜大小几乎相同的光斑，其原 因可能是；3
40、实验过程中，燃烧的蜡烛在不断缩短，导致光屏上的像向 （选填“上”或“下”） 移 动；为了使烛焰的像能成在光屏中央，在不更换实验器材的情况下，请写出一种可行的方法：；4如图 1 丙，把一块焦距为 15cm 的凸透镜固定在 50cm 刻度线位置，蜡烛固定在 15cm 刻度线位置时，光屏应在（选填“”、“”或“”）区域内左右移动，才能在光屏上得到清晰的 （选填“倒立”或“正立”）实像；（5）小明在实验中将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜，该过程中像的大小将 （选填“变大”、“变小”或“等大”），物距 u 随时间t 的变化图像如图 2 所示， 则像距 v 与t 的大致变 化关系为图中的（选填“A”
41、、“B”、“C”或“D”）。【答案】（1）122同一高度；蜡烛在焦点处3上；向上移动光屏或向上移动蜡烛或向下移动凸透镜4；倒立5变小；C【解析】【分析】 （1）凸透镜的焦点处光线最集中，温度最高，白纸被烤焦的时间最短，据此根据图 乙确定焦距的大小。2只有蜡烛火焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度，像才能成在光屏的中央。光斑的大小不变， 说明折射光线是与主轴平行的。根据凸透镜的三条特殊光线可知，这些光线肯定是从焦点射出的， 即蜡烛在焦点上。3根据实像的“倒立”特点分析像的移动方向，并分析像回到光屏中央的措施。4根据凸透镜成像的特点分析判断。5根据凸透镜成实像时“物近像远大，物远像近小”的规律分析。【
42、解答】 （1）根据乙图可知，当透镜到白纸的距离为 12cm 时，白纸被烧焦的时间最短，那么此时焦点就在白纸上，则凸透镜的焦距f=12cm。2实验前要调整烛焰的焰心、凸透镜和光屏的中心，使它们位于同一高度。如果实验中固 定好 透镜和蜡烛后，发现无论如何移动光屏，光屏上只有一个与透镜大小几乎相同的光斑，其原因可能 是蜡烛在焦点处；3蜡烛不断缩短，相当于蜡烛向下运动，根据成像的“倒立性”可知，像的移动方向与其相反，即 向上移动。为了使烛焰的像能成在光屏中央，在不更换实验器材的情况下，我们可以：保持像的位置不变，向上移动光屏；向上移动蜡烛，此时像向下移动；向下移动凸透镜，像向下移动。4蜡烛固定在 15
43、cm 刻度线位置时，此时物距 u=50cm-15cm=35cm2f，此时在光屏上成倒立、缩 小的实像，此时像距 fv ”、“ = ”或“ f2.在题图的方框 中安放上述二个透镜，使射向方框的平行光束射出方框时仍是平行光束，如图所示,图中单箭头的出 射光线与单箭头的入射光线对应,双箭头的光线也是如此，请在方框中画出二个透镜，标上透镜的名 称及二透镜间的距离,并在题图中画好完整的光路图.（2）一条射向凸透镜的光线经透镜折射后的出射光线如图所示,请在原图中画出光路图,找出左、右两个焦点的位置,标上焦点的符号 F1、F2.【答案】（1）（2）【解析】【分析】 （1）与主轴平行的光线，经过凸透镜后，折射
44、光线经过另一侧的焦点；而通过焦点的光线，经过凸透镜后，折射光线与主轴平行，根据凸透镜的三条特殊光线完成作图；（2）从入射光线上找到一点为发光点，然后根据“射向光心的传播方向不变”找到像点的位置，最后 根据“像点是所有折射光线的交点”完成作图即可。【解答】 （1）根据凸透镜的三条特殊光线可知，平行光线经过左侧的凸透镜后肯定会通过两个透镜 间的焦点；而这个焦点应该也是右边透镜的焦点，这两条光线通过右边透镜后与主轴平行。将左上方的入射点与右下角的入射点相连，再将左下角的入射点与右上角的入射点相连，连线的交 点就是两个凸透镜的焦点，如下图所示：（2）从入射光线的左下位置找一个点为发光点，将其与光心 O 相连并延长，与右边原来的折射光线的交点就是对应的像点；从发光点作与主轴平行的光线，将与凸透镜的交点与右侧的像点相连，此线与主轴的交点为右侧 的焦点；从像点作主轴的平行光线，将与凸透镜的交点与发光点相连，此线与主轴的交点为左侧的焦点， 如下图所示：
