光学作图题.docx
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光学作图题.docx
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光学作图题
光学作图及典型题
山东省无棣县埕口镇中学 蔡建宏
成像知识回顾
成像的主要原因
光的直线传播,如小孔成像;
光的反射,如平面镜成像;
光的折射,如水中的折射成像、透镜成像等。
成像的性质
像的性质主要有:
虚与实、倒与正、放大与缩小或等大。
实像是由物体发出的光经过光学器件会聚形成的,不仅能用眼睛看见,还能用光屏接收并保存下来;虚像是物体发出的光经反射或折射后反向延长相交而成的,不能用光屏接收。
“倒与正”、“放大、缩小或等大”都是物体所成的像相对物体而言的。
像的动态变化
当物体相对光学器件运动时,所成的像的大小、像离光学器件的距离都有相应的改变,初中阶级主要考查平面镜与凸透镜成像的动态变化,其中凸透镜成像的规律可以整理成口诀:
一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小;物像同侧虚像正,物像异侧实像倒;物近像远像变大,物远则像近像小,像距物距唱反调。
即:
物体离凸透镜的距离大于一倍焦距时成实像,小于一倍焦距时成虚像;虚像相对于物体是正立的,且和物体在透镜的同侧;实像相对于物体是倒立的,且和物体在透镜的异侧;物体向焦点运动,所成的像变大,物距变大像距变小,物距变小像距变大。
作图要点
光的反射作图要点:
物、像关于平面镜对称;
平面镜是物点和像点连线的垂直平分线;
反射角等于入射角,法线是反射光线和入射光线夹角的角平分线,且法线与镜面垂直,平面镜成像时,所有反射光线的反向延长线一定经过镜后的像。
光的折射作图要点:
凸透镜对光起会聚作用,有三条特殊光线。
凹透镜对光起发散作用,有三条特殊光线。
当光从空气斜射入玻璃或水等其它介质时,折射角小于入射角;反之则折射角大于入射角。
作图注意事项:
要借助工具作图,作图一定要规范。
是实际光线画实线,不是实际光线画虚线。
光线要带箭头,光线与光线之间要连接好,不要断开。
作光的反射或折射光路图时,应先在入射点作出法线(虚线),然后根据反射角与入射角或折射角与入射角的关系作出光线。
热点问题分类精析
平面镜成像问题
例1如图1所示,S’为点光源S在平面镜MN中的像,SA为光源S发出的一条光线,请画出平面镜MN,并完成光线SA的光路。
图1
精析:
本题关键是根据平面镜成像的对称性,即像与物体的连线与平面镜垂直,像与物体到镜面的距离相等,连接SS’并作其中垂线就是平面镜的位置(如图2所示),其它问题迎刃而解。
答案如图2所示。
图2
凸透镜成像问题
例2放映幻灯片时,在屏幕上得到的是幻灯片上景物的( )
正立、放大的虚像;
正立、放大的实像;
倒立、放大的虚像;
倒立、放大的实像。
精析:
“正立”与“倒立”是相对的,是相对一定参照物而言的。
放映幻灯片时,大家在屏幕看到的确实是“正立”的像,这里说的“正立”是以日常生活中处于常态的景物为参照物而言的,而光学中说的“倒立”与“正立”是以物为参照物而言的。
像与物同向为“正立”;像与物反向为“倒立”。
放映幻灯片时,幻灯片是倒(以常规景物为参照物)插在幻灯机的光源与镜头之间的,屏幕上的像相对于幻灯片上的图而言是“倒立”的。
实像是由实际光线组成,否则为虚像。
幻灯机屏幕确有光线会聚,故是实像。
正确答案为应为D。
动态的成像问题
例3一平面镜与水平桌面成45°角,一小球以1m/s的速度沿桌面向平面镜匀速滚去(如图3所示),则小球在平面镜里的像( )
图3
以1m/s的速度做竖直向上运动;
以1m/s的速度做竖直向下运动;
以2m/s的速度做竖直向上运动;
以2m/s的速度做竖直向下运动。
精析:
解题关键是判断小球在平面镜中的像是怎样运动的。
如图4所示,设小球从桌面A滚动到B,根据平面镜成像特点,分别作出小球在平面镜中的像A’和B’,可以知道A’和B’位于竖直方向,且有A’B’=AB。
所以小球在镜中的像以1m/s的速度做竖直向下的运动,选B。
图4
典型题练习
作出下列各图的入射光线(或反射光线、镜面、折射光线)并标出入射角、反射角或折射角。
根据平面镜成像特点画出镜中的像(或镜前的物体)。
利用光的反射定律作出点。
有一束光通过A点射到镜面,反射后过光源S的成像光路图B点,请画出入射光线和反射光线。
完成下列各透镜的光路。
在下图方框中填入适当的透镜,并完成光路。
下面两图都是时钟在平面镜中成的像,它们的实际时间是甲:
________;乙:
________。
甲 乙
如图是束光在空气与某种透明物质界面上发生反射和折射现象,图中________为分界面;界面的________边是空气;∠________为入射角;∠________为反射角;∠________为折射角。
一物体沿凸透镜的主光轴移动,当物距为30厘米时,在凸透镜另一侧的光屏上得到一个放大的实像,当物体移至物距为15厘米时,它的像一定是( )
放大实像
缩小的实像
放大的虚像
缩小的虚像
某同学做“研究凸透镜成像规律”实验时,所给的有下面不同焦距的四块凸透镜,实验中,光屏移到离凸透镜16厘米处,得到烛焰倒立、放大的像,这块凸透镜的焦距可能是( )
f=4厘米
f=8厘米
f=12厘米
f=16厘米
《光现象》拓展提高(B卷)
江苏省盐城市亭湖区伍佑镇初级中学教务处 李军
测试时间:
45分钟
题号
一
二
三
四
总分
分数
填空题(每空2分,共40分)
1.彩色电视机呈现出的各种色彩都是三种基本颜色混合而成的,称为三原色,它们分是 。
2.在光的色散实验中,小丽在测量不同色光区域的温度时,惊奇地发现:
将温度计放在红光的外侧时,温度 。
是红光外侧的 。
3.将两支相同的温度计,一支涂上黑色,一支不涂,放在太阳光下相同的时间,则 温度计的温度高。
4.我们在教室的各个方向都能看到黑板上的字,这是光的 现象;而学习或工作用的台灯上有一个灯罩(如图1所示),其作用是利用光的 定律将光线尽量集中照到需要照射的地方,因此灯罩内表面应尽量 。
图1
5.在某饭店的一个长方形房间里,为了使客人感觉室内宽敞,主人在二面墙上装了一个与墙等大的平面镜,这是利用了 原理达到这一目的的,这样可以使人感觉房间的大小是原来的 倍。
6.如图2所示,公路边设有一大平面镜,我们从镜中看到一辆汽车向东驶到十
字路口向右拐弯,这辆车实际上是向 行驶,向 拐弯。
7.为了把太阳光反射到一座洞口朝向正东方向的水平涵洞中去,某同学设计安装了一块能自动调节方向的平面镜M,如图3所示.正午时刻,太阳光垂直于水平地面照射,图中表示平面镜方向的那个角度应为a= ;午后,随着太阳西斜,a应适当 (选填“增大”或“减小”)。
图3
8.红外探测器、红外照相机通过记录物体辐射的红外线,来识别 的物体。
9.在南京市的长江北边,可以看得见江面上的“万家灯火”。
是 原因。
10.平面镜可以用来改变光线的 .当光线与平面镜成90°角入射时,光线改变了 度。
11.轿车挡风玻璃不竖直安装,其主要原因是 。
12.银幕常用粗糙的白布做成,其优点在于:
一是利用 使坐在各处的观众都能看到画面,二是白布能反射 颜色的光,能使观众看到色彩正常的画面。
选择题(30分)
13.当太阳、水星、地球运行到一条直线上时,在地球上可以观察到太阳上有一个小黑斑在缓慢移动,这种现象称为“水星凌日”,是难得的天文奇观下列关于该现象的说法中正确的是( )
小黑斑是水星在太阳上形成的影子
小黑斑是由于水星挡住了太阳射向地球的一部分光而形成的
小黑斑是水星在太阳上形成的像
小黑斑是地球在太阳上形成的像
14.关于小孔成像,正确的是( )
小孔成像实验中,小孔越大成像越清楚
小孔成像实验中,小孔越小像越亮
小孔成像实验中,小孔一定要是圆的
小孔成的像,一定是倒立的
15.下列各成语所反映的情景中,能说明光反射的是( )
镜花水月
坐井观天
海市蜃楼
立竿见影
16.有一种自行车尾灯设计很巧妙,当后面汽车的灯光以任何方向射向尾灯时,它都能把光线“反向射回”。
如图4是4种尾灯的剖面示意图,其中用于反光的镜面具有不同的形状,能产生上述效果的镜面是( )
图4
17.下列关于光现象的说法正确的是( )
光发生漫反射时,不遵守光的反射定律
光从空气射入水中,传播速度不变
月食是因为光的反射而形成的
平面镜可以成像,也可以控制光的传播路径
18.如图5,有些电工仪表的刻度盘上有一个弧形缺口,缺口下面有一面镜子,它的作用是( )
图5
读数时使眼睛处于正确位置
增加刻度盘的亮度
检验仪表是否水平
便于观察仪表的内部结构。
19.如图6是一张在湖边拍摄的照片。
因为湖水平静,岸上杂物与湖中倒影在照片上十分相似。
下列几种方法哪一种不能用来正确区分真实景物与它在湖中的倒影,它是( )
图6
倒影比真实景物暗一些
倒影比真实景物的清晰度略差一些
倒影中人物排列的左右位置与拍照时的真实位置正好相反
倒影中人物的身高比真实人物略大一些
20.这本书是白纸上印有黑字,每个都看得特别清楚。
我们之所以能看清楚这些字的主要原因是( )
白纸和黑字分别发出了不同颜色的光进入眼睛
白光照到书上,白纸和黑字分别反射出白光和黑光进入眼睛
白光照到书上,白纸反射出白光进入眼睛,而黑字不反射光
黑字比白纸反射光的本领强
21.下列说法不正确的是( )
太阳能汽车,将光能转化为动能
红外线具有热效应
紫外线最显著的性质是它能使荧光物质发光
紫外线易穿过臭氧层
22.光射到镜面上,入射光线与反射光线的夹角为120°,若使反射光线与入射光线的夹角变为100°,下列方法可行的是( )
镜面不动,入射光线向镜面旋转10°
镜面不动,入射光线远离镜面旋转20°
入射光线不动,镜面顺时针旋转20°
入射光线不动,镜面逆时针旋转10°
作图题(23题2分,24、25、26题每图各5分,共17分)
23.在图7中画出反射光线的入射光线,并标出入射角和它的大小。
图7
24.有一束光沿AO射入一个暗盒中的平面镜上,如图8所示,若要使反射光线从小孔B射出,可以将平面镜上、下、左、右移动,使移动后的镜面与原镜面平行,试画出此时平面镜放置的位置,并完成光路。
图8
25.如图9所示,光线A、B为光源S发出的两条光线经平面镜反射后的反射光线,请在图中作出平面镜并完成光路图。
图9
26.窗口前有一个小孩经过,那么在室内可以看到整个小孩的范围是什么,请在图10中用图来表示出来。
图10
实验与简答题(27题9分、28题4分,共13分)
27.〔阅读材料〕
黑色花为什么很少见
我们生活在姹紫嫣红,色彩缤纷的花的世界里,但是我们看到的黑色花却很少。
植物学家对四千多种花的颜色进行了统计,发现只有8种黑色花,而且还不是纯正的黑色,只是偏紫色而已。
为什么会出现这种现象呢了原来花的颜色与太阳光及花瓣反射、吸收光有关.太阳光是由七种色光(红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫)组成。
光的颜色不同,其热效应不同.有色不透明物体反射与它颜色相同的光,吸收与它颜色不相同的光,黑色物体吸收各种颜色的光。
花瓣比较柔嫩,为了生存,避免受高温伤害,它们吸收热效应较弱的光,而反射热效应较强的光.这就是我们看到红、橙、黄色花多,而蓝、紫色花较少的缘故。
若吸收七种色光,受高温伤害就更大,花也更难生存,所以黑色花很少。
请回答下列问题:
红花反射什么颜色的光,吸收什么颜色的光。
材料中提到“光颜色不同,热效应不同”,请你比较红色光与蓝色光的热效应强弱。
材料中没有提到白花,请你推断白花反射、吸收色光的情况。
28.给你盛水盆、平面镜和光屏,怎样组合才能得到太阳的色散现象。
画出装置图。
《光现象》基础达标(A卷)
江苏省盐城市亭湖区伍佑镇初级中学教务处 李军
测试时间:
45分钟
题号
一
二
三
四
总分
分数
填空题(每空2分,共40分)
1.在①正在放映的电影银幕;②正在放映电视的电视机屏幕;③光彩夺目的夜明珠;④点燃的油灯;⑤闪亮的钻石等物体中,属于光源的是 。
(填序号)
2.射到平面镜上的平行光线反射后 平行的(选填“可能是”“仍是”“不”)。
在光反射时光路是 。
3.我们能够从不同方向都看到本身不发光的物体,是由于光射到物体表面上时发生了 的缘故,其中的每一条光线都遵循光的 定律。
4.入射光线与镜面的夹角是300,则入射光线与反射光线的夹角是 度,如果入射光线垂直射到镜面上,那么反射角是 度。
5.在光谱上红光以外的部分能使非常灵敏的温度计的温度升高,说明也有能量辐射,不过人眼看不见,我们把这样的辐射叫 。
在光谱的紫端以外,也有一种看不见的光叫 。
6.比较物体颜色的基本方法是 。
7.体育课上,老师一声“向前看齐”,队伍很快就排直了。
实际上是每位同学前面的一位同学,如果挡住了前面所有的同学,就可使队伍站直了,这可以用 来解释。
8.色光的三原色是 ,三原色色光混合后为 。
9.自然界的 物体 在不停地向外辐射 。
物体的温度越高,辐射的 。
10.湖边的路灯距湖面高3米,湖水深5米,映在平静湖水中灯的“倒影”是 像(填“实”或“虚”),它是由于光的 形成的,该“倒影”距离湖面 米。
选择题(每题3分,共30分)
11.下列四种物理现象中,不能说明光是沿直线传播的物理现象是( )
平面镜成像
日食
影子
看不见不透明物体后面的物体
12.一个人沿路行走经过某一盏路灯,在走路过程中,路灯照射人,人的影子长短在变化,其变化情况是( )
逐渐变短
逐渐变长
先变短再变长
先变长后变短
13.太阳光垂直照射到一很小的正方形小孔上,则在地面上产生光点的形状是( )
圆形的
正方形的
不规则的
成条形的
14.一支铅笔与在平面镜中的像互相垂直,则铅笔与镜面间的夹角为( )
A.30°
B.45°
C.60°
D.90°
15.如图1所示,用手电筒对着平面镜中的像A'B'照射时,会发现像比原来亮多了,这是因为( )
图1
光照到像上所以像变亮
镜子比原来亮,所以像也比原来亮
光照到镜子上发生反射,使物体变亮
光照射像后,人的感觉不同
16.在雨后的夜晚走路时,为防止脚踩到水汪塘而溅污衣裤,下列判断正确的是( )
迎着月光走,地上发亮处是水汪塘;背着月光走,地上暗处是水汪塘
迎着月光走,地上暗处是水汪塘;背着月光走,地上发亮处是水汪塘
迎着或背着月光走,都应是地上发亮处是水汪塘
迎着或背着月光走,都应是地上发暗处是水汪塘
17.如图2所示的现象中不能用光的直线传播知识解释的是( )
图2
甲图
乙图
丙图
丁图
18.下列说法错误的是( )
太阳的热主要以红外线的形式传到地球上的
过量的紫外线照射对人体有害
红外线是人眼看不见的光
医院和食品店常用红外线消毒
19.下列各例中,属于防止平面镜成像的是( )
舞蹈演员利用平面镜观察和矫正自己的姿势
家庭装修中,常利用平面镜来扩大视野空间
夜间行驶时,车内的灯必须关闭
牙医借助平面镜看清牙齿的背面
20.一束平行光线与水平面成20°角射向地面,现用平面镜使反射光线进入一竖井中,镜面与水平方向成的角应为( )
A.0°
B.35°
C.45°
D.55°
作图题(每图2分,共12分)
21.请完成图3中的各光路图(画出反射光、法线或平面镜的位置)。
22.根据平面镜成像规律在图4中作一条入射光线,使其通过点A,并使其反射光线通过B点。
图4
23.如图A3-5,有一三角形物体ABC,请作出其在平面镜中的像.
图5
24.如图6太阳光与地面成40°角斜射过来,要使光线沿竖直方向反射入井中,求作:
图6
反射光线;
平面镜的位置,
计算出平面镜与水平方向夹角;
实验与简答题(每空2分、共18分)
25.在研究光的反射定律的实验中,如图7所示,第一步(图甲),需要改变
的方向,观察反射光线方向怎样改变;第二步(图乙),需要把纸板的半面F向前折或向后折,则不能到 。
图7
26.用如图8所示的实验研究平面镜成像的特点时,至少需要 支蜡烛,每次实验中应观察比较 并且量出 。
图8
27.请仔细阅读下面的短文,按要求回答问题。
如图9所示,几只鸟在树上“歌唱”,一个听觉良好的女孩在一间门窗紧闭的甲房间内,靠近单层玻璃她能听到室外鸟的“歌声”;她到另一门窗紧闭的乙房间内,靠近双层玻璃(双层玻璃的夹层内抽成真空),她却几乎听不到室外鸟的“歌声”。
图9
运用所学的物理知识,解释为什么女孩在乙房间内几乎听不到室外鸟的“歌声”。
女孩在两个房间都能看见室外树上的鸟,而只能在甲房间听到室外鸟的“歌声”,这说明光的传播和声音的传播有什么不同。
《光现象》单元测试题参考答案
山东省微山县西平一中 张念华
选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
B
A
C
C
A
B
A
C
A
填空题
光的直线传播
12.35
反射、折射
光的色散、红绿蓝
反射、蓝
实验探究题
16.CAB
17.墨水瓶A的像、像与物体的大小相等、折射、2、不合理、两组数据太少(2分)
18.
(1)光具座(或刻度尺);
(2)3、1;(3)光屏;(4)让电灯通过凸透镜成一等大的像。
不正确。
不能移动凸透镜
综合题
19.红、凸透镜(或三棱镜)对红光的偏折程度最小
20.
(1)人 距离 天气、季节等
略
加提示等
略
山东省微山县西平一中 张念华
选择题(每小题2分,共20分。
每小题的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的,将正确答案的字母代号填在下面的方框内)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
1.如图1所示的四种情景中,应用光的反射的是( )
图1
2.下列实例能用光的直线传播来解释的现象是( )
用凸透镜取火
影子的形成
镜中花水中月
海市蜃楼
3.把凸透镜正对着太阳光,可在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑。
若将某—物体放在此透镜前20cm处,可得到一个( )
倒立放大的实像
倒立缩小的实像
正立放大的实像
正立放大的虚像
4.在探究凸透镜成像规律的实验中,当凸透镜、光屏和烛焰的位置如图2所示时,光屏上能成一清晰的像。
则( )
图2
所成的像是正立缩小的实像
所成的像是倒立缩小的实像
把蜡烛向左移动,调整光屏的位置,得到的像变小
把蜡烛向右移动少许,调整光屏的位置,得到的像变小
5.一支蜡烛位于凸透镜前,调节好透镜和光屏位置后,在光屏上呈现缩小、倒立的像;若保持凸透镜位置不动,将蜡烛和光屏的位置对调一下,则在光屏上( )
无法成像
呈现放大、正立的像
呈现放大、倒立的像
呈现缩小、倒立的像
6.为北京2008年奥运会而建造的国家游泳中心“水立方”的透明薄膜“外衣”上点缀了无数白色的亮点,它们被称为镀点。
北京奥运会举办时正值盛夏,镀点能改变光线的方向,将光线挡在场馆之外。
镀点对外界阳光的主要作用是( )
反射太阳光线,遵循光的反射定律
反射太阳光线,不遵循光的反射定律
折射太阳光线,遵循光的折射定律
折射太阳光线,不遵循光的折射定律
7.在2008年北京奥运会安保工作中将采用人脸识别系统(如图3),识别系统的摄像机可以自动将镜头前1m处的人脸拍摄成数码相片,通过信号线传递给计算机识别。
摄像机的镜头( )
图3
相当于凸透镜,焦距可为0.5m
相当于凸透镜,焦距可为0.1m
相当于凹透镜,焦距可为0.5m
相当于凹透镜,焦距可为0.1m
8.下列关于光现象的说法中,正确的是( )
在河边看到的水中的白云、小鱼都是虚象
光与镜面成30°角射在平面镜上,则其反射角也是30°
C.“海市蜃楼”是由于光的反射而形成的
太阳光不能被分解为其它色光
9.成语“白纸黑字”喻指证据确凿,不容抵赖。
从物理学角度看( )
白纸和黑字分别发出不同颜色的光进入人的眼睛
白纸和黑字分别反射出白光和黑光进入人的眼睛
白纸反射出白光进入人的眼睛,而黑字不反光
黑字比白纸反射光的本领强
10.如图4所示,当用眼睛去观察镜子时,光束似乎是从M处发散开来的,则透镜的焦距是( )
图4
A.0.1m
B.0.2m
C.0.3m
D.0.5m
填空题(每空1分,共8分)
11.排纵队时,如果看到自己前面的一位同学挡住了前面所有的人,对就排直了,这可以用_______________来解释。
12.一束激光射到平面镜上,当入射角是35度时。
反射角是________度。
13.阳光下微风轻拂湖面,湖面上波光粼粼,这时产生的是光的________现象;透过厚薄不均匀的玻璃看室外的电线,可能会看到电线粗细不均匀且弯弯曲曲,这时产生的是光的________现象。
14.太阳光通过三棱镜后,被分解成各种颜色的光,在白屏上形成一条彩色的光带,颜色依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,这就是 现象;彩色电视画面的颜色是由 三种色光合成的。
红玫瑰只_________红光,因此它是红色的;透过蓝玻璃板看白纸是_________色的。
实验探究题(16题2分;17题、18题各7分;共16分)
16.用A、B、C三块凸透镜在光具座上分别做蜡烛成像实验,各透镜跟烛焰距离都是30cm,得到的实验结果如右表,根据此实验结果,将A、B、C三块凸
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- 光学 作图