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可能

在一倍焦距和二
倍焦距之间

照相机
放大镜
靠近



【分析】要辨别透镜类型,需利用凸透镜和凹透镜对光线的作用:凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用。当透镜正对平行的太阳光时,若为凸透镜,光线经会聚后,可能在焦点前形成比透镜小的光斑,焦点处光斑最小,焦点后形成比透镜大的光斑;若为凹透镜,光线经发散后,形成的光斑始终比透镜大。据此分析甲、乙两种光斑对应的透镜类型。
【解析】1. 甲光斑:其直径$d_1 < d$(透镜直径),说明光线被会聚了,而凹透镜对光线是发散的,会使光斑变大,因此形成甲光斑的是凸透镜。2. 乙光斑:其直径$d_2 > d$,将透镜远离纸片时光斑一直变大。若该透镜是凸透镜,当光屏在凸透镜焦点之后时,继续远离光屏,光斑会变大;若该透镜是凹透镜,凹透镜对光线发散,光屏远离时光斑也会变大。因此,仅根据该现象,无法确定乙透镜一定是凹透镜,只能判断可能是凹透镜。
【答案】凸;可能
【知识点】凸透镜的会聚作用,凹透镜的发散作用,透镜的辨别
【点评】本题考查利用光斑辨别透镜类型,核心是理解两种透镜对平行光的作用规律,需全面分析不同透镜在光屏移动时的光斑变化情况,避免片面判断。
【难度系数】0.5
【分析】
首先,判断能从不同方向看到图案的原因:光的反射分为镜面反射和漫反射,漫反射的反射光线向各个方向,因此不同位置都能接收到反射光,所以是漫反射。其次,投影灯的镜头是凸透镜,其成像原理与投影仪相同,需满足物距在一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、放大的实像。最后,根据凸透镜成像规律“物近像远像变大”,要将图像投射到更远的地面(像距变大),需减小物距,即图片与镜头的距离调小。
【解析】
1. 不同方向看到图案:地面粗糙,光在地面发生漫反射,反射光线向各个方向,因此不同方向都能看到图案,故填“漫”。
2. 图片到镜头的距离:投影灯利用凸透镜成像,属于投影仪应用,投影仪的成像条件是物距(图片到镜头的距离)满足一倍焦距和二倍焦距之间,即$f < u < 2f$,故填“在一倍焦距和二倍焦距之间”。
3. 调整图片与镜头的距离:要投射到更远地面(像距增大),根据凸透镜成像规律“物近像远像变大”,需减小物距,因此应将图片与镜头的距离调小,故填“小”。
【答案】
漫;在一倍焦距和二倍焦距之间;小
【知识点】
漫反射;凸透镜成像规律;投影仪原理
【点评】
本题结合生活中的投影灯实例,考查光的漫反射和凸透镜成像规律的应用,将物理知识与生活实际结合,难度适中,需学生掌握相关概念和规律的应用。
【难度系数】
0.6
【分析】
本题考查望远镜和显微镜的成像原理,可分三步思考:①望远镜的物镜成像特点:望远镜物镜使远处物体成倒立、缩小的实像,需对应光学器材;②显微镜的目镜成像特点:显微镜目镜将物镜成的实像再次放大,需对应光学器材;③显微镜像太小的调节:根据凸透镜成像规律,要增大像的大小,需调节物镜与物体、目镜与物镜的距离。
【解析】
1. 望远镜的物镜:望远镜物镜成倒立、缩小的实像,与照相机镜头的成像原理相同,故填“照相机”;
2. 显微镜的目镜:显微镜目镜成正立、放大的虚像,相当于放大镜,故填“放大镜”;
3. 显微镜像太小的调节:根据凸透镜成像规律,物距减小,像距增大,像变大。要使像变大,应让物镜靠近物体(减小物距),同时目镜远离物镜,故填“靠近”。
【答案】
照相机 放大镜 靠近
【知识点】
望远镜与显微镜的成像原理、凸透镜成像规律
【点评】
本题为光学基础题,考查望远镜和显微镜的结构与成像,需牢记两者的物镜、目镜的成像特点,以及显微镜放大像的调节方法,属于常见的知识点应用,难度适中。
【难度系数】
0.6
【分析】
本题为光学作图题,分三小问:① 光的反射与折射作图:利用光的反射定律(反射角等于入射角)确定入射光线,依据光从空气斜射入水中时折射角小于入射角确定折射光线;② 水中看物体的光路:光从空气斜射入水中,折射光线的反向延长线为像,需连接人眼与水面折射点,再连接物体与折射点;③ 透镜特殊光线作图:凸透镜中从焦点发出的光线经透镜后平行于主光轴,凹透镜中平行主光轴的光线折射后反向延长线过焦点,据此完成光路。
【解析】
(1)图甲:法线已给出,根据反射角等于入射角,在法线左侧(空气侧)画出入射光线,箭头指向O点;光从空气斜射入水中,折射角小于入射角,在水中画出折射光线,箭头指向水中且靠近法线。
(2)图乙:水中A点的人看到B的像C,说明光线从B出发经水面折射后进入A点,折射光线的反向延长线过C。连接A与水面的折射点,再连接B与该折射点,箭头方向指向A(光线进入人眼)。
(3)图丙:左图凸透镜:入射光线从左焦点F发出,经凸透镜折射后平行于主光轴,画出平行主光轴的折射光线;右图凹透镜:平行于主光轴的入射光线,经凹透镜折射后,折射光线的反向延长线过左侧焦点F,据此画出折射光线,箭头方向向右。
【答案】
15.(1)如图甲所示 (2)如图乙所示 (3)如图丙所示
【知识点】
光的反射定律、光的折射规律、透镜光路作图
【点评】
本题综合考查光学基础作图,涵盖光的反射、折射及透镜特殊光线,是光学核心知识点的应用,需掌握各规律的作图要点,难度适中。
【难度系数】
0.5