20. 让平行于主光轴的光分别射向凸透镜A与B,情况如图甲所示,则A与B中对光的汇聚作用较强的是

B
.如图乙所示,烛焰通过凸透镜A恰好能在光屏上成清晰的像,如果保持蜡烛的位置不动,将凸透镜A换成凸透镜B,还想在光屏上看到清晰的像,应该向左
移动光屏.答案
20. B 左
解析
【分析】
要判断凸透镜对光的汇聚作用强弱,需依据平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚的焦点到透镜的距离(焦距):焦距越小,凸透镜对光的汇聚作用越强。观察甲图,平行光经凸透镜A、B后,B的焦点离透镜更近,说明B的焦距更小,汇聚作用更强。当将凸透镜A换成B后,焦距变小,而蜡烛位置不变(物距不变),根据凸透镜成像规律,焦距变化会影响像距,需据此判断光屏的移动方向。
【解析】
1. 平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上的焦点,焦点到透镜光心的距离为焦距。由图甲可知,凸透镜B的焦距小于凸透镜A的焦距,焦距越小,对光的汇聚作用越强,因此汇聚作用较强的是B。
2. 图乙中,烛焰经A成清晰像,保持蜡烛位置不动(物距不变),换成焦距更小的B后,根据凸透镜成像规律:当物距u不变时,焦距f减小,像距v会减小,因此需要向左移动光屏,才能再次承接到清晰的像。
【答案】B;左
【知识点】凸透镜焦距、凸透镜成像规律
【点评】本题结合图像考查凸透镜焦距与汇聚作用的关系,以及成像规律的应用,核心是理解焦距对像距的影响,属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5
要判断凸透镜对光的汇聚作用强弱,需依据平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚的焦点到透镜的距离(焦距):焦距越小,凸透镜对光的汇聚作用越强。观察甲图,平行光经凸透镜A、B后,B的焦点离透镜更近,说明B的焦距更小,汇聚作用更强。当将凸透镜A换成B后,焦距变小,而蜡烛位置不变(物距不变),根据凸透镜成像规律,焦距变化会影响像距,需据此判断光屏的移动方向。
【解析】
1. 平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上的焦点,焦点到透镜光心的距离为焦距。由图甲可知,凸透镜B的焦距小于凸透镜A的焦距,焦距越小,对光的汇聚作用越强,因此汇聚作用较强的是B。
2. 图乙中,烛焰经A成清晰像,保持蜡烛位置不动(物距不变),换成焦距更小的B后,根据凸透镜成像规律:当物距u不变时,焦距f减小,像距v会减小,因此需要向左移动光屏,才能再次承接到清晰的像。
【答案】B;左
【知识点】凸透镜焦距、凸透镜成像规律
【点评】本题结合图像考查凸透镜焦距与汇聚作用的关系,以及成像规律的应用,核心是理解焦距对像距的影响,属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5
三、解答题
21. 如图所示,S为竖直放置的玻璃砖前的一发光点,由S发出的光经平直玻璃面AB反射后通过M点,请在图中画出入射光线和反射光线以及该入射光在玻璃砖中的折射光线的大致方向。


21. 如图所示,S为竖直放置的玻璃砖前的一发光点,由S发出的光经平直玻璃面AB反射后通过M点,请在图中画出入射光线和反射光线以及该入射光在玻璃砖中的折射光线的大致方向。
答案
21. 如图所示
解析
【分析】要完成该作图,需结合平面镜成像特点确定反射光线,再依据光的折射规律绘制玻璃砖内的折射光线。步骤如下:1. 根据平面镜成像“像与物关于镜面对称”的特点,作出发光点S关于AB面的像S';2. 连接S'与M点,与AB面的交点即为入射点O,SO是入射光线,OM是反射光线;3. 过O点作垂直于AB的法线,入射光线从空气进入玻璃时,折射角小于入射角,据此画出玻璃砖中的折射光线。
【解析】1. 作S关于AB的对称点S'(S的虚像);2. 连接S'M,交AB于O点,O为入射点,SO为入射光线,OM为反射光线;3. 过O点作垂直于AB的法线,入射光线SO从空气斜射入玻璃,折射光线向法线偏折,画出玻璃砖内的折射光线。
【答案】
【知识点】光的反射、光的折射
【点评】本题是光学基础作图题,核心是利用平面镜成像确定反射光线,再应用折射规律完成作图,考查学生对光的反射、折射规律的理解与作图能力。
【难度系数】0.5
【解析】1. 作S关于AB的对称点S'(S的虚像);2. 连接S'M,交AB于O点,O为入射点,SO为入射光线,OM为反射光线;3. 过O点作垂直于AB的法线,入射光线SO从空气斜射入玻璃,折射光线向法线偏折,画出玻璃砖内的折射光线。
【答案】
【知识点】光的反射、光的折射
【点评】本题是光学基础作图题,核心是利用平面镜成像确定反射光线,再应用折射规律完成作图,考查学生对光的反射、折射规律的理解与作图能力。
【难度系数】0.5
22. “井底之蛙”这个成语大家都很熟悉.如图所示,在一个干枯的井底正中央P点有一只青蛙,它的视野范围如图所示.大雨将井全部灌满水,若青蛙仍在P点,请你在中画出青蛙视野发生变化后的大致情况.
答案
22. 如图所示
解析
【分析】
要解决该问题,需利用光的折射规律分析:井无水时,青蛙视野沿直线传播;井灌满水后,光线从空气斜射入水中会发生折射,折射角小于入射角,因此青蛙视野范围会比无水时更大,需据此画出折射后的视野边界。
【解析】
1. 确定关键位置:青蛙在井底P点,井壁的A、B两点为光线进入井的边界点。
2. 画折射光线:连接P与A、P与B,得到水中的折射光线(光线从空气进入水中,指向P点)。
3. 画入射光线:过A、B点分别作垂直于水面的法线,根据“光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角”,在法线另一侧的空气中画出对应的入射光线,两条入射光线之间的区域即为青蛙灌满水后的视野范围。
【答案】
如图所示
【知识点】
光的折射、光的直线传播
【点评】
本题结合“井底之蛙”的生活场景,考查光的折射规律的实际应用,需区分无水和有水时光线传播的差异,理解折射对视野范围的影响,是基础光学应用题。
【难度系数】
0.5
要解决该问题,需利用光的折射规律分析:井无水时,青蛙视野沿直线传播;井灌满水后,光线从空气斜射入水中会发生折射,折射角小于入射角,因此青蛙视野范围会比无水时更大,需据此画出折射后的视野边界。
【解析】
1. 确定关键位置:青蛙在井底P点,井壁的A、B两点为光线进入井的边界点。
2. 画折射光线:连接P与A、P与B,得到水中的折射光线(光线从空气进入水中,指向P点)。
3. 画入射光线:过A、B点分别作垂直于水面的法线,根据“光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角”,在法线另一侧的空气中画出对应的入射光线,两条入射光线之间的区域即为青蛙灌满水后的视野范围。
【答案】
如图所示
【知识点】
光的折射、光的直线传播
【点评】
本题结合“井底之蛙”的生活场景,考查光的折射规律的实际应用,需区分无水和有水时光线传播的差异,理解折射对视野范围的影响,是基础光学应用题。
【难度系数】
0.5
23. (1) 如图1所示,已知一条入射光线过凸透镜的光心O,一条经过凸透镜折射后的光线与主光轴平行,请分别画出它们对应的折射光线和入射光线.
(2) 请在图2中画出光线AO的折射光线和BC的入射光线.

(2) 请在图2中画出光线AO的折射光线和BC的入射光线.
答案
23. 如图所示
解析
【分析】
要解决透镜光线作图问题,需牢记凸透镜和凹透镜的特殊光线规律:①凸透镜:过光心的光线传播方向不变;折射后平行于主光轴的入射光线,一定从凸透镜的焦点发出;②凹透镜:过光心的光线传播方向不变;折射后平行于主光轴的光线,其入射光线的延长线指向凹透镜另一侧的焦点。据此分别处理图1和图2的作图即可。
【解析】
(1)图1(凸透镜)的作图:
① 对于折射后平行于主光轴的光线:根据凸透镜特殊光线,折射光线平行于主光轴时,入射光线需从凸透镜左焦点F发出,因此连接左焦点F与该光线和凸透镜的交点,即为对应的入射光线;
② 对于过光心O的入射光线:根据凸透镜性质,过光心的光线传播方向不变,因此沿该入射光线原方向延长,即为对应的折射光线。
(2)图2(凹透镜)的作图:
① 光线AO过凹透镜光心O,根据凹透镜性质,过光心的光线传播方向不变,因此AO的折射光线沿AO方向(从O点继续延伸);
② 光线BC是平行于主光轴的折射光线,根据凹透镜特殊光线,折射光线平行于主光轴时,入射光线的延长线指向凹透镜右侧焦点F,因此连接右侧焦点F与BC和凹透镜的交点B,即为BC对应的入射光线。
【答案】
如图所示
【知识点】
凸透镜特殊光线、凹透镜特殊光线
【点评】
本题为透镜特殊光线的基础作图题,核心是掌握透镜三条特殊光线的规律,难度适中,是光学作图的常考题型。
【难度系数】
0.5
要解决透镜光线作图问题,需牢记凸透镜和凹透镜的特殊光线规律:①凸透镜:过光心的光线传播方向不变;折射后平行于主光轴的入射光线,一定从凸透镜的焦点发出;②凹透镜:过光心的光线传播方向不变;折射后平行于主光轴的光线,其入射光线的延长线指向凹透镜另一侧的焦点。据此分别处理图1和图2的作图即可。
【解析】
(1)图1(凸透镜)的作图:
① 对于折射后平行于主光轴的光线:根据凸透镜特殊光线,折射光线平行于主光轴时,入射光线需从凸透镜左焦点F发出,因此连接左焦点F与该光线和凸透镜的交点,即为对应的入射光线;
② 对于过光心O的入射光线:根据凸透镜性质,过光心的光线传播方向不变,因此沿该入射光线原方向延长,即为对应的折射光线。
(2)图2(凹透镜)的作图:
① 光线AO过凹透镜光心O,根据凹透镜性质,过光心的光线传播方向不变,因此AO的折射光线沿AO方向(从O点继续延伸);
② 光线BC是平行于主光轴的折射光线,根据凹透镜特殊光线,折射光线平行于主光轴时,入射光线的延长线指向凹透镜右侧焦点F,因此连接右侧焦点F与BC和凹透镜的交点B,即为BC对应的入射光线。
【答案】
如图所示
【知识点】
凸透镜特殊光线、凹透镜特殊光线
【点评】
本题为透镜特殊光线的基础作图题,核心是掌握透镜三条特殊光线的规律,难度适中,是光学作图的常考题型。
【难度系数】
0.5
24. 如图所示,AB 是物体,A'B'是物体经过凸透镜所成的像,BB'为透镜主轴,试画出凸透镜的大致位置。

答案
解:
1. 连接物体顶端A和像的顶端A',该直线与主光轴BB'的交点记为O,点O就是凸透镜的光心。
2. 过点O作垂直于主光轴BB'的凸透镜,该位置即为凸透镜的大致位置。
1. 连接物体顶端A和像的顶端A',该直线与主光轴BB'的交点记为O,点O就是凸透镜的光心。
2. 过点O作垂直于主光轴BB'的凸透镜,该位置即为凸透镜的大致位置。
解析
【分析】
要确定凸透镜的位置,需利用凸透镜的核心性质:物体上某点发出的光线经凸透镜折射后会到达对应的像点,且经过光心的光线传播方向不变,因此物体顶端A与像顶端A'的连线必然经过凸透镜的光心,而光心在主光轴上,据此可找到光心,进而确定凸透镜位置。
【解析】
1. 连接物体顶端A和像顶端A',该直线与主光轴BB'的交点记为O,点O即为凸透镜的光心;
2. 过点O作垂直于主光轴BB'的直线,该直线就是凸透镜的大致位置。
【答案】
过A、A'连线与BB'的交点O,作垂直于BB'的直线,即为凸透镜的大致位置。
【知识点】
凸透镜光心、凸透镜成像作图
【点评】
本题利用凸透镜光心的光线传播方向不变的性质作图,是凸透镜成像作图的基础应用,需掌握光心的特点。
【难度系数】
0.5
要确定凸透镜的位置,需利用凸透镜的核心性质:物体上某点发出的光线经凸透镜折射后会到达对应的像点,且经过光心的光线传播方向不变,因此物体顶端A与像顶端A'的连线必然经过凸透镜的光心,而光心在主光轴上,据此可找到光心,进而确定凸透镜位置。
【解析】
1. 连接物体顶端A和像顶端A',该直线与主光轴BB'的交点记为O,点O即为凸透镜的光心;
2. 过点O作垂直于主光轴BB'的直线,该直线就是凸透镜的大致位置。
【答案】
过A、A'连线与BB'的交点O,作垂直于BB'的直线,即为凸透镜的大致位置。
【知识点】
凸透镜光心、凸透镜成像作图
【点评】
本题利用凸透镜光心的光线传播方向不变的性质作图,是凸透镜成像作图的基础应用,需掌握光心的特点。
【难度系数】
0.5
25. 小明在家做了这样一个实验:把一枚硬币放在一个没有水的碗里,把碗放在桌子上并慢慢向远处推移,直到眼睛刚好看不到为止.保持头部不动,缓缓地向碗中倒水,倒着、倒着,怪事出现了,小明又重新看到碗底的硬币.
(1)小明认为这个实验说明了:光从
(2)小明用作图方法说明这个结论,下面四幅光路图中,正确的是 (

(1)小明认为这个实验说明了:光从
水
中斜射入空气
(空气/水)时发生的折射,此时折射光线偏离
(偏向/偏离)法线.(2)小明用作图方法说明这个结论,下面四幅光路图中,正确的是 (
B
)答案
25.(1)水 空气 偏离 (2)B
解析
【分析】
要解决这道题,需结合光的折射规律分析实验过程和光路图:首先,小明重新看到硬币,是因为硬币反射的光从水中斜射入空气进入眼睛;回忆光的折射规律:光从光密介质(水)斜射入光疏介质(空气)时,折射角大于入射角,折射光线偏离法线。对于光路图,要注意光线的传播方向(从水到空气),以及折射角与入射角的大小关系,据此判断选项是否正确。
【解析】
(1)实验中,硬币反射的光线从水中斜射入空气,进入人眼,因此光从水斜射入空气;根据光的折射规律,光从水斜射入空气时,折射角大于入射角,折射光线偏离法线。
(2)分析各选项:
A选项:折射光线箭头方向错误,光线应从水射向空气,排除;
B选项:入射光线在水中,折射光线在空气中,折射角大于入射角,折射光线偏离法线,符合光的折射规律,正确;
C选项:光线方向错误,是从空气射向水,不符合实验中光的传播方向,排除;
D选项:光线沿直线传播,未发生折射,不符合实际,排除。
【答案】
(1)水;空气;偏离 (2)B
【知识点】
光的折射规律
【点评】
本题结合生活实验考查光的折射规律的应用,需明确光的传播方向和折射角与入射角的关系,属于基础应用类题目,难度适中。
【难度系数】
0.3
要解决这道题,需结合光的折射规律分析实验过程和光路图:首先,小明重新看到硬币,是因为硬币反射的光从水中斜射入空气进入眼睛;回忆光的折射规律:光从光密介质(水)斜射入光疏介质(空气)时,折射角大于入射角,折射光线偏离法线。对于光路图,要注意光线的传播方向(从水到空气),以及折射角与入射角的大小关系,据此判断选项是否正确。
【解析】
(1)实验中,硬币反射的光线从水中斜射入空气,进入人眼,因此光从水斜射入空气;根据光的折射规律,光从水斜射入空气时,折射角大于入射角,折射光线偏离法线。
(2)分析各选项:
A选项:折射光线箭头方向错误,光线应从水射向空气,排除;
B选项:入射光线在水中,折射光线在空气中,折射角大于入射角,折射光线偏离法线,符合光的折射规律,正确;
C选项:光线方向错误,是从空气射向水,不符合实验中光的传播方向,排除;
D选项:光线沿直线传播,未发生折射,不符合实际,排除。
【答案】
(1)水;空气;偏离 (2)B
【知识点】
光的折射规律
【点评】
本题结合生活实验考查光的折射规律的应用,需明确光的传播方向和折射角与入射角的关系,属于基础应用类题目,难度适中。
【难度系数】
0.3
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