24. 下列设备中,与人眼成像性质相同的是(
A
)。
A.照相机
B.投影仪
C.放大镜
D.显微镜
答案:24. A
解析:
【分析】首先明确人眼的成像原理:人眼的晶状体相当于凸透镜,观察物体时物距远大于2倍焦距,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、缩小的实像。接下来需分析各选项设备的成像性质,找出与人眼成像性质一致的选项。
【解析】人眼成像:晶状体为凸透镜,物距$u>2f$时,成倒立、缩小的实像。
选项A:照相机镜头是凸透镜,拍摄物体时物距$u>2f$,成倒立、缩小的实像,与人眼成像性质相同;
选项B:投影仪镜头是凸透镜,成像时物距$f<u<2f$,成倒立、放大的实像,与题干不符;
选项C:放大镜是凸透镜,成像时物距$u<f$,成正立、放大的虚像,与题干不符;
选项D:显微镜由物镜和目镜组成,物镜成倒立、放大的实像,目镜成正立、放大的虚像,最终成像性质与人眼不同。
综上,答案为A。
【答案】A
【知识点】凸透镜成像规律、人眼成像原理
【点评】本题考查凸透镜成像规律在常见光学设备中的应用,需牢记各设备的成像特点,属于基础识记类题目。
【难度系数】0.8
三、作图题
25. 如图所示,作出入射光线在水面的反射光线和在水中的折射光线。


答案:解:
1. 过入射点作垂直于水面的虚线,作为法线。
2. 根据光的反射定律,反射角等于入射角,在法线另一侧的空气区域画出反射光线,光线用实线绘制,标注背离入射点的箭头。
3. 根据光的折射规律,光从空气斜射入水中时折射角小于入射角,在法线另一侧的水中区域画出向法线偏折的折射光线,光线用实线绘制,标注指向水中的箭头。
解析:
【分析】要作出入射光线在水面的反射光线和水中的折射光线,需以法线为参照,结合光的反射定律和折射规律作图:首先确定法线(反射、折射的基准线),再根据反射角与入射角的关系画反射光线,根据光从空气斜射入水的折射规律画折射光线,同时注意光线的绘制要求(实线、箭头方向)。
【解析】1. 过入射点作垂直于水面的虚线,作为法线;2. 根据光的反射定律,反射角等于入射角,在法线另一侧的空气区域画出反射光线,光线用实线绘制,标注背离入射点的箭头;3. 根据光的折射规律,光从空气斜射入水中时折射角小于入射角,在法线另一侧的水中区域画出向法线偏折的折射光线,光线用实线绘制,标注指向水中的箭头。
【答案】1. 过入射点作垂直于水面的虚线,作为法线;2. 根据光的反射定律,反射角等于入射角,在法线另一侧的空气区域画出反射光线,光线用实线绘制,标注背离入射点的箭头;3. 根据光的折射规律,光从空气斜射入水中时折射角小于入射角,在法线另一侧的水中区域画出向法线偏折的折射光线,光线用实线绘制,标注指向水中的箭头。
【知识点】光的反射定律、光的折射规律
【点评】本题是初中物理光学基础作图题,考查学生对光的反射和折射规律的应用能力,要求学生掌握法线画法及光线绘制规则,是光学学习的核心基础题型,难度适中。
【难度系数】0.6
26. 在图中画出光线进入玻璃和离开玻璃后的光路(注意标出法线)。
答案:解:
1. 作入射侧法线:在入射光线与玻璃上表面的入射点处,作垂直于玻璃上界面的虚线,即为第一条法线。
2. 画玻璃内的折射光线:根据光从空气斜射入玻璃时折射角小于入射角,折射光线向法线偏折,在玻璃内部画出带指向传播方向箭头的折射光线。
3. 作出射侧法线:在玻璃内的光线与玻璃下表面的出射点处,作垂直于玻璃下界面的虚线,即为第二条法线。
4. 画离开玻璃的折射光线:根据光从玻璃斜射入空气时折射角大于入射角,最终出射光线与入射玻璃前的入射光线平行,在玻璃下方的空气中画出带指向传播方向箭头的出射光线。
解析:
【分析】
要画出光线进入和离开玻璃的光路,需以光的折射规律为依据,法线是折射作图的基准,需按步骤操作:先在入射光线与玻璃上表面的入射点处作垂直于界面的法线;再根据空气→玻璃的折射特点画玻璃内的折射光线;接着在玻璃内光线与下表面的出射点处作垂直于下表面的法线;最后根据玻璃→空气的折射特点画玻璃外的出射光线,同时标注光线传播方向箭头。
【解析】
1. 作入射侧法线:在入射光线与玻璃上表面的入射点处,作垂直于玻璃上界面的虚线,即为第一条法线。
2. 画玻璃内的折射光线:根据光从空气斜射入玻璃时折射角小于入射角,折射光线向法线偏折,在玻璃内部画出带指向传播方向箭头的折射光线。
3. 作出射侧法线:在玻璃内的光线与玻璃下表面的出射点处,作垂直于玻璃下界面的虚线,即为第二条法线。
4. 画离开玻璃的折射光线:根据光从玻璃斜射入空气时折射角大于入射角,最终出射光线与入射玻璃前的入射光线平行,在玻璃下方的空气中画出带指向传播方向箭头的出射光线。
【答案】
解:
1. 作入射侧法线:在入射光线与玻璃上表面的入射点处,作垂直于玻璃上界面的虚线,即为第一条法线。
2. 画玻璃内的折射光线:根据光从空气斜射入玻璃时折射角小于入射角,折射光线向法线偏折,在玻璃内部画出带指向传播方向箭头的折射光线。
3. 作出射侧法线:在玻璃内的光线与玻璃下表面的出射点处,作垂直于玻璃下界面的虚线,即为第二条法线。
4. 画离开玻璃的折射光线:根据光从玻璃斜射入空气时折射角大于入射角,最终出射光线与入射玻璃前的入射光线平行,在玻璃下方的空气中画出带指向传播方向箭头的出射光线。
【知识点】
光的折射规律,法线的画法
【点评】
本题考查光的折射规律在光路绘制中的应用,核心是掌握光在空气与玻璃间的折射特点,作图时需注意法线用虚线、光线标注箭头,以及出射光线与入射光线平行的规律,属于基础作图题。
【难度系数】
0.5
四、简答题
27. 人们站在湖边,经常可以看到湖对面岸边景物在平静的湖面上呈现的倒影,这些倒影看上去要比岸上的景物暗一些,这是什么原因?
答案:27. 因为景物上射向湖面的光线一部分反射进入眼睛,另一部分折射进入水中。这样,眼睛看到的“倒影”要比直接看景物暗一些
解析:
【分析】
要解释倒影比岸上景物暗的原因,需从光线在湖面的传播规律入手:平静湖面相当于平面镜,倒影是光的反射形成的,但光线射向湖面时并非全部反射,会有一部分发生折射进入水中,导致进入人眼的反射光线减少,因此倒影更暗。
【解析】
平静的湖面相当于平面镜,湖对面景物的光线射向湖面时,会同时发生两种现象:一部分光线在湖面发生反射,进入人眼,形成我们看到的倒影;另一部分光线会折射进入水中,没有被反射到人眼。因此,人眼接收到的来自倒影的光线比直接看景物时的光线少,所以倒影看上去比岸上景物暗一些。
【答案】
因为景物上射向湖面的光线一部分反射进入眼睛,另一部分折射进入水中。这样,眼睛看到的“倒影”要比直接看景物暗一些
【知识点】
光的反射、光的折射
【点评】
本题结合生活中常见的湖面倒影现象,考查光的反射与折射的实际应用,需要学生理解光线在界面处的传播规律,属于基础光学题,难度适中。
【难度系数】
0.5
28. 如图所示,一透镜的四周用厚纸板遮住,用平行光沿主轴方向照射透镜,可以在墙壁上观察到比透镜镜面大的光斑。请分析,该透镜可能是什么透镜?并通过作图加以说明。

答案:28. 既可能是凸透镜,也可能是凹透镜(图略)
解析:
【分析】
要判断透镜类型,需结合凸透镜和凹透镜对平行光的作用分析:凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用。当平行光沿主光轴照射时,凹透镜会使光线发散,在后方光屏形成比透镜大的光斑;凸透镜若光屏位于透镜与一倍焦距之间,光线未会聚到焦点,也会形成比透镜大的光斑,因此两种透镜均有可能,需分情况验证。
【解析】
1. 凹透镜情况:平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,折射光线向外发散,反向延长线交于虚焦点,实际光线呈发散状态,在透镜后方光屏上形成的光斑比透镜镜面大。
2. 凸透镜情况:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后向主光轴会聚,若光屏位于透镜与焦点之间,光线未会聚到焦点,此时光屏上的光斑比透镜镜面大。
【答案】
既可能是凸透镜,也可能是凹透镜。
【知识点】
透镜对光线的作用
【点评】
本题考查凸透镜和凹透镜的光学性质,易错点是忽略凸透镜在一倍焦距内时光斑的特点,需全面分析两种透镜的作用,避免漏解。
【难度系数】
0.5