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直线
折射


变小
变大
缩小
8
不变
远视眼
缩小
变小
D
【分析】
要解答本题,需结合光的直线传播和光的折射的原理分析:当杯子未注水时,硬币反射的光在同种均匀的空气中沿直线传播,被杯子侧壁遮挡,无法到达A处的眼睛,因此看不到硬币;向杯中注水后,硬币反射的光从水中斜射入空气中时会发生折射,折射光线进入A处的眼睛,人眼逆着折射光线看去,会看到硬币的虚像,因此能看到硬币,这一过程涉及光的折射现象。
【解析】
1. 未注水时,硬币反射的光在同种均匀介质(空气)中沿直线传播,被杯子的侧壁遮挡,无法进入A处的眼睛,所以看不到硬币,说明光沿直线传播。
2. 注水后,硬币反射的光从水斜射入空气时发生折射,折射光线远离法线,进入A处的眼睛;人眼根据光沿直线传播的经验,逆着折射光线的方向看去,会看到硬币的虚像,因此能看到硬币,这是光的折射产生的现象,所成的像是虚像。
【答案】
直线 折射 虚
【知识点】
光的直线传播、光的折射
【点评】
本题结合生活中的魔术场景,考查光的直线传播和光的折射的应用,需要学生理解两种光现象的原理,区分直线传播和折射的不同应用,属于基础光学题。
【难度系数】
0.7
【分析】
本题考查凸透镜成像规律的应用,解题思路如下:首先明确手机扫描二维码的原理与照相机一致,判断镜头的光学类型;接着理解物距的定义,分析镜头靠近二维码时物距的变化;最后依据凸透镜成实像的规律,判断像的大小变化。
【解析】
1. 手机扫描二维码时,利用凸透镜成倒立、缩小实像的原理,因此手机镜头相当于凸透镜;
2. 物距是物体到透镜的距离,当手机镜头靠近二维码时,物体到镜头的距离减小,即物距变小;
3. 根据凸透镜成实像的规律:物距减小,像距增大,像变大,因此手机屏幕上的像变大。
【答案】
凸 变小 变大
【知识点】
凸透镜成像规律、生活中的透镜
【点评】
本题结合生活中的共享单车场景,考查凸透镜成像的基础应用,需牢记凸透镜成实像时“物近像远像变大”的规律,属于易掌握的基础题。
【难度系数】
0.8
【分析】
要解决这道题,需结合凸透镜成像规律和小孔成像的特点分析:首先,窗外景物距离凸透镜很远,物距远大于2倍焦距,根据凸透镜成像规律判断像的性质;其次,根据外壳长度确定像距的最大值,结合凸透镜成像时像距与焦距的关系推导焦距的限制;最后,明确小孔成像的形状由物体本身决定,与小孔无关。
【解析】
1. 第一个空:凸透镜对准窗外景物时,物距$ u \gg 2f $,根据凸透镜成像规律,当$ u>2f $时,成倒立、缩小的实像,因此半透明膜上得到景物缩小的像。
2. 第二个空:外壳长度为16 cm,即凸透镜到半透明膜的最大距离(像距)为16 cm。要使近处物体能成像,当物距$ u>2f $时,像距满足$ f<v<2f $,为保证像能落在半透明膜上,需$ 2f ≤ 16\ \mathrm{cm} $,解得$ f ≤ 8\ \mathrm{cm} $,即所选凸透镜的焦距应不超过8 cm。
3. 第三个空:将凸透镜换为带小孔的不透明纸板时,为小孔成像,小孔成像的形状由物体本身决定,与小孔形状无关,因此同一物体在半透明膜上成像形状不变。
【答案】
缩小 8 不变
【知识点】
凸透镜成像规律、小孔成像
【点评】
本题结合自制成像装置,考查凸透镜成像规律和小孔成像的核心特点,需要学生熟练掌握相关规律并能灵活应用,属于中等难度的基础应用题。
【难度系数】
0.6
【分析】
要解答本题,需结合凸透镜的应用、视力矫正原理以及凸透镜成像规律逐步分析:
1. 视力矫正:近视眼需凹透镜矫正,远视眼需凸透镜矫正,由此确定第一空;
2. 凸透镜成像规律:当物距大于二倍焦距时,凸透镜成倒立、缩小的实像,对应摄像头的成像特点,确定第二空;
3. 实像的变化规律:凸透镜成实像时,物距越大,像距越小,像越小,据此确定第三空。
【解析】
1. 矫正视力:凸透镜对光线有会聚作用,远视眼的晶状体折光能力弱,像成在视网膜后方,需用凸透镜矫正,故填“远视眼”;
2. 摄像头成像:刷脸机的摄像头利用凸透镜成像,当人在二倍焦距以外时,物距大于2倍焦距,成倒立、缩小的实像,故填“缩小”;
3. 像的变化:根据凸透镜成实像时“物远像近像变小”的规律,人远离刷脸机(物距变大),像会变小,故填“变小”。
【答案】
远视眼 缩小 变小
【知识点】
凸透镜成像规律;视力矫正
【点评】
本题结合生活中的“刷脸机”考查凸透镜的应用,属于基础题型,将物理知识与生活实际结合,考查学生对凸透镜成像规律及视力矫正原理的掌握,难度较低。
【难度系数】
0.7
【分析】
本题需先利用凸透镜成像公式$\frac{1}{f}=\frac{1}{u}+\frac{1}{v}$,结合$\frac{1}{u}-\frac{1}{v}$图像求出凸透镜焦距,再根据凸透镜成像规律逐一分析选项。首先将公式变形为$\frac{1}{u}=-\frac{1}{v}+\frac{1}{f}$,可知图像纵轴截距为$\frac{1}{f}$,由此从图像中获取焦距,再依据“物距与焦距的关系对应成像性质”的规律判断选项。
【解析】
根据凸透镜成像公式$\frac{1}{f}=\frac{1}{u}+\frac{1}{v}$,变形得$\frac{1}{u}=-\frac{1}{v}+\frac{1}{f}$,图像纵轴截距为$\frac{1}{f}$。由题图,当$\frac{1}{v}=0$时,$\frac{1}{u}=10\ \mathrm{m^{-1}}$,故$\frac{1}{f}=10\ \mathrm{m^{-1}}$,解得$f=0.1\ \mathrm{m}=10\ \mathrm{cm}$。
对各选项分析:
A选项:$u=10\ \mathrm{cm}=f$,此时不成实像,成正立放大虚像(或不成像),A错误;
B选项:$u=15\ \mathrm{cm}$,满足$f<u<2f$,成倒立、放大的实像,不是正立的,B错误;
C选项:$u=20\ \mathrm{cm}=2f$,成倒立、等大的实像,不是放大的,C错误;
D选项:$u=25\ \mathrm{cm}>2f$,成倒立、缩小的实像,D正确。
【答案】
D
【知识点】
凸透镜成像规律、凸透镜成像公式应用
【点评】
本题结合图像考查凸透镜成像规律,核心是从$\frac{1}{u}-\frac{1}{v}$图像中求出焦距,再根据物距与焦距的关系判断成像性质,需熟练掌握凸透镜成像的条件和特点,是中等难度的规律应用题型。
【难度系数】
0.5