北师大版八年级下 6.1、透镜 同步练习
一、单选题
1.小明利用太阳光测量凸透镜焦距,下列操作最合理的是
A. B.
C. D.
2.关于透镜的焦点说法正确的是( )
A.焦点是与凸透镜主光轴平行的光线,经过凸透镜后会聚在主光轴上的某一点
B.焦点是与凹透镜主光轴平行的光线,经过凹透镜后会聚在主光轴上的某一点
C.凸透镜既有实焦点,也有虚焦点
D.凹透镜既有实焦点,也有虚焦点
3.近年,森林火灾频发,有调查显示,一部分森林火灾的“罪魁祸首”是装有水的瓶子。这些装有水的瓶子在阳光照射下引起茅草等物体自燃,从而导致火灾发生,装有水的瓶子所起的作用相当于( )
A.平面镜 B.凸透镜 C.三棱镜 D.凹透镜
4.下图中,不是凸透镜的是( )
A. B. C. D.
5.用铁丝绕成一个内径约为4mm左右的圆环,将圆环在清水中浸一下后取出,布满圆环的水膜犹如一个透镜。辨别水膜是凸透镜还是凹透镜的方法中简易可行的是( )
A.用手触摸水膜,比较中间和边缘的厚度
B.透过水膜观察物体成像
C.用刻度尺测量水膜中间和边缘的厚度
D.用激光笔照射水膜
6.如图所示是光线经过透镜前后的方向,则虚线处的透镜( )
A.一定是凸透镜 B.可能是凸透镜也可能是凹透镜
C.一定是凹透镜 D.不可能是凸透镜或凹透镜
7.关于透镜,下列说法正确的是( )
A.凸透镜能使平行光会聚于一点,这个点叫做凸透镜的焦点
B.通过凹透镜的两束光一定不能相交于一点
C.凸透镜的焦距越小,对光的会聚作用越弱
D.通过凸透镜的两束光可能不相交于一点
8.如图甲所示,某透镜正对太阳光,在一侧与透镜平行放置一张白纸,在白纸上看到的现象如图乙,为了判断出该透镜是凸透镜还是凹透镜,小明将透镜逐渐远离白纸,观察白纸上的现象进行判断。对此操作以下看法正确的是( )
A.可以判断
B.无法判断
C.无需操作,就能判断该透镜是凸透镜
D.无需操作,就能判断该透镜是凹透镜
9.如图所示的现象中,由于光的直线传播形成的是( )
A.桥在水中的倒影 B.白光经过三棱镜形成彩色光带
C.月偏食 D.放大镜把字放大
10.适合放在下图方框内的光学元件是( )
A. B. C. D.
二、填空题
11.将矿泉水瓶遗弃野外易引起山火,是因为瓶中的水相当于___________,可会聚太阳光引燃干草或枯枝.
12.物体在f和2f之间移动时,像的位置也在移动,如果物体移动的距离为u,像移动的距离为v,则u_________v(填“<”“>”或“=”)
13.如图所示,一束光射向主光轴上的S点,在MN处放一透镜后,光线交于S'点,则该镜一定是______透镜,原因是该透镜对光有______作用。
14.如图所示是光线通过透镜的光路图,其中,如图的竖直虚线处是______镜。
15.王亚平在“天宫课堂”中为大家直播演示了很多有趣的小实验,其中最引人注目的就是“神奇的太空小水球”(如图),一开始王亚平将水注入水膜之中最终形成一个漂亮的完整水球,可以看到一个倒立的_______(填“实”或“虚”)像。随后,王亚平向水球里注射一个气泡,神奇的一幕发生了,水球里竟然形成了一正一反的两个人像,此时水球和中间气泡部分相当于两个_______(填“平面镜”“凸透镜”或“凹透镜”)。
三、综合题
16.(1)如图所示,体温计的示数为______℃;
(2)在图中,根据给出的入射光线AO画出反射光线OB,并标出反射角的度数;______
(3)根据如图所示光的传播路径,在方框中画出对应的透镜类型。______
17.如图,凸透镜水平放置,F为其焦点,从焦点射出的光先后经凸透镜折射、平面镜反射后,以图示的角度投射到平行于凸透镜主光轴放置的屏幕上.
(1)请在图中作出完整的光路图.
( )
(2)在平面镜的反射光路中,反射角大小为_____.
18.运用知识解决问题:
(1)烈日下,狗伸长舌头可增大舌头上唾液的,快速喘气可加快唾液表面空气流速,从而加快唾液蒸发,而蒸发 热量,从而使狗感到凉快.
(2)请在图中画出射向凹透镜的光线,完成光路:
(3)对200g的水加热,水的沸腾图像如图,请.你计算水在AB段吸收的热量(请写出计算过程)
19.阅读短文,回答问题
菲涅尔透镜
甲图中图1是平凸透镜的截面图,由光学知识可知,平行光由平凸透镜左侧垂直入射,在透镜中传播方向不变,只有经透镜另一侧面时才发生偏折,并会聚于焦点。若在图2中将平凸透镜中阴影部分去掉,保留图中曲面的白色部分并将其向左平移到透镜左侧平面处,即为图3,这样的透镜叫做菲涅尔透镜。菲涅尔透镜与平凸透镜一样,仍能将平行于主光轴的光线会聚于焦点。
与平凸透镜相比,光在菲涅尔透镜中传播时减少了在透镜中直线传播的部分,只保留透镜发生折射的曲面,因此,在节省透镜材料的同时也减少了光在透镜中传播的光能损失。
菲涅尔透镜有着广泛的应用,如图乙所示为手机闪光灯上用到的菲涅尔透镜,从上方俯视,它由数个同心圆纹路的玻璃组成。
菲涅尔透镜是聚光太阳能系统中重要的光学部件之一,它能提高太阳能板上单位面积获得的光能,如图丙所示从上方垂直菲涅尔透镜的光束,在一半焦距处面积只有原来的四分之一。
(1)根据短文可知,将平凸透镜改进为菲涅尔透镜仍能聚光,是因为 ________________
(2)下面关于菲涅尔透镜的说法,不正确的是 _______ .
A.使用菲涅尔透镜的手机,闪光灯部分可以做得更薄
B.与相同直径的平凸透镜相比,光能损失减少
C.菲混尔透镜是由一圈圈凸透镜和凹透镜组成
D.与相同直径的平凸透镜相比,所用材料减少
(3)如图丁所示,F、OOˊ分别是菲涅尔透镜的焦点和主光轴,请画出入射光线经过菲涅尔透镜的光路 ______ .
(4)如图戊所示,一太阳能板置于菲涅尔透镜下方的一半焦距处,则与不放置菲涅尔透镜相比,太阳能板上受光照部分的光能提高为原来的 _______ 倍.(不考虑光传播过程中的能量描失)
(5)为了更好地接受太阳能,太阳能板受光面应涂上 ____ 。
A.黑色 B.红色 C.蓝色 D.白色
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【详解】
利用太阳光测量凸透镜焦距,应将透镜正对太阳光,且观察光斑的纸张也应正对太阳光.故C符合要求.
2.A
【详解】
A.凸透镜对光线有会聚作用,并能使平行于主光轴的光会聚在一点,此点为焦点,则焦点到光心的距离叫做焦距,故A正确;
B.平行于主光轴的光线经凹透镜折射后要发散,折射光线的反向延长线相交在主轴上一点这一点叫透镜的焦点,故B错误;
CD.凸透镜的焦点是实焦点,它没有虚焦点;凹透镜的焦点是虚焦点,它没有实焦点,故CD错误。
故选A。
3.B
【详解】
盛水的透明塑料瓶相当于一个凸透镜,可以将射来的太阳光会聚在一点上,会聚点的温度比较高,可能会引起火灾。
故选B。
4.B
【详解】
ACD.凸透镜是中间厚,边缘薄的一种透镜,ACD中的透镜中间厚,边缘薄,是凸透镜,故ACD不符合题意;
B.该透镜中间薄,边缘厚,是凹透镜,故B符合题意;
故选B。
5.B
【详解】
A.用手摸水膜会弄破水膜,故A不符合题意;
B.透过水膜靠近观察书上的字,如果物体是放大的,说明水膜相当于凸透镜,如果看到的物体是缩小的,说明水膜相当于凹透镜,这种判断方法较为可靠,故B符合题意;
C.水膜太薄,不能够直接用刻度尺测量其厚度,故C不符合题意;
D.强光照射可能会破坏水膜,且强光照射时不一定能得到会聚的光斑,与主光轴平行的光线,调整水膜与光屏间的距离,才会得到最小最亮的光斑,故D不符合题意。
故选B。
6.C
【详解】
光线被折射后远离主光轴,所以该透镜对光线有发散作用,因此是凹透镜,故C符合题意。
故选C。
7.D
【详解】
A.只有平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后,交于凸透镜的焦点,故A错误;
B.凹透镜对光线有发散作用,会聚光线经过凹透镜折射后,一定变得比折射前发散,会出现三种情况:①还是会聚光束,能相交一点,但是会聚程度明显减弱;②变成平行光线,这是折射前射向凹透镜焦点的光线,是一种特殊情况;③变成发散光束,这种情况下凹透镜对光线的发散能力很强,故B错误;
C.凸透镜的焦距越小,说明对光线的折射能力越强,对光线的会聚能力越强,故C错误;
D.凸透镜对光线具有会聚作用,两条光线只是比原来更会聚,而不一定相交,故D正确。
故选D。
8.B
【详解】
由题意可知,实验中将透镜逐渐远离白纸,根据图像乙可知,光线是发散的,但是由于不知道光线是在焦点前还是焦点后,所以无法判定透镜的种类,故B正确,ACD错误。
故选B。
9.C
【详解】
A.桥在水中的倒影,是光的反射形成的,故A不符合题意;
B.白光经过三棱镜形成彩色光带是光的折射形成的,故B不符合题意;
C.月偏食是由于光的直线传播形成的,故C正确;
D.放大镜把字放大是光的折射形成的,故D不符合题意。
故选C。
10.B
【详解】
由图得,该透镜对光线具有会聚作用,因此是凸透镜,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
11.凸透镜
【详解】
凸透镜对光线有会聚作用,太阳光相当于平行光,照射到凸透镜后会聚于一点,长时间照射会使此点温度很高,从而引燃干草和枯枝。
12.<
【详解】
物体在一倍焦距和二倍焦距中间移动时,像将在二倍焦距以外移动,因为一倍焦距和二倍焦距之间的距离小于二倍焦距以外的距离,所以u<v.
13. 凸 会聚
【详解】
[1][2]没有光学元件时,光线射向S点,有光学元件时聚于主光轴的S'点,说明光线经过透镜后会聚了一些;而凸透镜对光起会聚作用,使光线会聚于主光轴上的S'点,所以是凸透镜。
14.凹透
【详解】
由图示知,入射光线经透镜后,会聚点变远了,传播区域变宽了,即此透镜对光线有发散作用,所以是凹透镜。
15. 实 凹透镜
【详解】
[1]由图中可知,水球中间厚,两边薄,相当于一个凸透镜,故由凸透镜成像的规律可知,此时可以看到倒立的实像。
[2]向水球中注入气泡后,此时水球中的水的形状为中间薄、两边厚,故可知相当于凹透镜,凹透镜成正立、缩小的虚像,水球里竟然形成了一正一反的两个人像。
16. 36.7
【详解】
(1)[1]图中体温计的量程为35℃~42℃,一个大格表示1℃,里面有10个小格,它的分度值是0.1℃,因此它的读数为
36℃+0.7℃=36.7℃
(2)[2]由图可知,入射角等于60°,根据光的反射定律可知,反射角也等于60°;图中法线已画出,由反射角等于入射角,在法线右侧画出反射光线OB,并标明反射角的度数,如图所示
(3)[3] 由图知,折射光线相对于入射光线是会聚的,所以是凸透镜,如图所示
17. 60°
根据凸透镜的折射规律和反射定律作图
【详解】
(1)过焦点F的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴,将投射到平行放置的屏幕上的光线反向延长,与折射光线的交点B即为入射点,过入射点B作∠ABC的角平分线BE即为法线,然后做法线的垂线即为平面镜的位置,如图所示:
(2)由图和题意可知,屏幕平行于凸透镜的主光轴,且∠BCD=60°,因平行线同旁内角互补,则∠ABC=120°,且BE是法线,也是∠ABC的角平分线,所以在平面镜的反射光路中,反射角∠EBC=60°.
18.(1)表面积;吸收;(2)见图
(3)水在AB段吸收的热量为1.26×104J.
【详解】
(1)狗伸长舌头是加大了液体的表面积;大口大口喘气,加快呼吸,是加快空气流动速度.这些都是为了加快蒸发,蒸发可以带走热量,所以狗感到凉快.
(2)连接左侧焦点和入射点并延长画出两条入射光线,注意辅助线用虚线;
(3)由图象知,水的初温为80℃,末温为95℃,所以水吸收的热量为:Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg ℃)×0.4kg×(95℃-80℃)=1.26×104J
19. 每个凹槽都可以看作一个独立的小凸透镜(或者保留了透镜发生折射的曲面) C 4 A
【详解】
(1)[1]由图2知道,光线从左侧垂直入射,在阴影部分方向不变,经透镜另一侧曲面时才会发生偏折,与平凸透镜一样,即平行于主光轴的光线经过菲涅尔透镜另一侧曲面折射时会发生偏折。
(2)[2]由短文知道,光在菲涅尔透镜中传播时减少了在透镜中直线传播的部分,只保留透镜发生折射的曲面,在节省透镜材料的同时也减少了光在透镜中传播的光能损失。
A.光在菲涅尔透镜只保留透镜发生折射的曲面,所以,使用菲涅尔透镜的手机,闪光灯部分可以做得更薄,故A正确;
B.与相同直径的平凸透镜相比,减少了在透镜中直线传播的部分,所以,光能损失更少,故B正确;
C.由图2和图3知道,菲涅尔透镜,从上方俯视,它由数个同心圆的玻璃组成,它们是一圈圈凸透镜,故C错误;
D.因为菲涅尔透镜中减少了在透镜中直线传播的部分,只保留透镜发生折射的曲面,所以节省透镜材料,故D正确。
(3)[3]由短文知道,菲涅尔透镜与平凸透镜一样,仍能将平行于主光轴的光线会聚于焦点,由此作出折射光线如图所示:
(4)[4]太阳能板置于菲涅尔透镜正后方的一半焦距处,太阳能板受光照部分直径CD是螺纹透镜直径AB的,所以,由S=πr2 知道,太阳能板上受光照部分面积是螺纹透镜面积的 ,不考虑光传播过程中能量的损失,即两者上的光能是相等的,即太阳能板上受光照部分的光能提高为原来的4倍。
(5)[5]由于不透明物体的颜色由它反射的色光决定,白色的物体能反射所有的色光,反射什么色光就是什么颜色;单色物体只反射与本身相同的色光,其它色光不反射,所以,为了更好地接受太阳能,太阳能板受光面应涂上黑色,可以吸收各种颜色。
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