北师大版八年级下 6.1、透镜 同步练习
一、单选题
1.如图,以下物品中,有一定会聚光线能力的是( )
A.圆柱形瓶装水 B.方形玻璃砖
C.近视眼镜片 D.凸面镜
2.关于透镜,下列说法正确的是( )
A.凹透镜的中央厚,边缘薄
B.凸透镜有焦点,凹透镜没有焦点
C.凸透镜成的像都是实像
D.平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚于焦点
3.下图中画出了光线通过透镜(图中未画出)的情形,其中凸透镜是( )
A.a B.b C.c D.d
4.下列光学器材中,对光有发散作用的是( )
A.凸面镜 B.凹面镜 C.凸透镜 D.平面镜
5.如图所示,《淮南万毕术》关于冰透镜记载:“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生”。关于此现象,下列说法正确的是( )
A.应用了凹透镜对光线的发散作用
B.应用了凹透镜对光线的会聚作用
C.应用了凸透镜对光线的会聚作用
D.这种现象属于光的反射
6.如图1所示,从P点发出的三条特殊光线经过凸透镜后会聚于点。现有一条光线也从P点发出,经过凸透镜后的传播路径,在图2的四种表示中,正确的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
7.一束光由空气射入凸透镜,则折射光束( )
A.一定是平行光束 B.一定是会聚光束
C.一定是发散光束 D.一定比入射光束会聚一些
8.如图所示现象中是由于光的反射形成的是( )
A.我国古代利用日晷晷针影子变化计时
B.我国古人利用冰透镜向日取火
C.古老的民间艺术“皮影戏”
D.卢沟桥在水中的“倒影”
9.在许多高速公路上,在传统的交通标志白线上每隔2m安装了一个凸起的纯玻璃元件,这种元件叫“夜精灵”。晚上只要汽车的灯光一照,司机就能看到附近地上的“夜精灵”亮起来(如图所示)。夜精灵的工作原理是利用了( )
A.光的直线传播 B.光的反射
C.红外线 D.紫外线
10.如图所示,对光有会聚作用的透镜有( )
A.①③⑤⑥ B.②④⑤⑥ C.①③⑤ D.②⑥
二、填空题
11.阅读短文,回答问题。
菲涅尔透镜
菲涅尔透镜又称为螺纹透镜,由法国物理学家菲涅尔发明。镜片表面一面为平面,另一面刻录了由小到大的同心圆曲面(如图甲所示),作用相当于凸透镜。图乙是传统平凸透镜的截面,平行光从平凸透镜左侧垂直入射,在透镜中传播方向不变,经过透镜右侧曲面时会发生偏折。图丙是菲尔透镜的截面,左侧为平面,右侧的每一个曲面与平凸透镜对应部分相同。
第一枚菲涅尔透镜被用在了吉伦特河口的哥杜昂灯塔上,透过它发射的光线可以在 32 千米以外看到。与平凸透镜相比,减少了光在透镜中传播路程,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。菲涅尔透镜在生活中有广泛的用途,常用于汽车头灯、交通信号灯、太阳能装置、灯塔等。
(1)平行光由平凸透镜左侧垂直入射,经过透镜 ______时会发生偏折。菲涅尔透镜对光起 ______作用。
(2)菲涅尔透镜与相同直径的平凸透镜相比,其优点有 ______。菲涅尔透镜常应用于 ______。(各写出一条即可)
12.为了防止森林火灾,在森林里不允许随地丢弃透明的饮料瓶,这是由于雨水进入饮料瓶后对光的作用相当于一个凸透镜经过光的______射,对太阳光有______(选填“会聚”或“发散”)作用,可能导致森林火灾。
13.在旅游景区或森林里,不能随意丢弃矿泉水瓶。因为当瓶子装有水或雨水时,相当于___________镜,对光线有________作用,在太阳光的照射下,能将阳光聚在一起,会点燃枯草、枯叶,引发火灾。
14.如图所示是光线通过透镜的光路图,其中,图甲的竖直虚线处是______镜,图乙的竖直虚线处是______镜。
15.小华测焦距f时,将凸透镜正对太阳,在透镜下方的白纸上呈现一并非最小的光斑时,测得光斑到透镜的距离为l,将白纸再远离透镜一段距离,发现白纸上又出现了相同大小的光斑,则l___________(填“大于”、“等于”或“小于”)f。
三、综合题
16.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_____.
17.按要求回答下列问题:
(1)在今年的实验操作考试中,小可利用平行光源照射凸透镜后交于A点(如图1所示),说明凸透镜对光有 作用.小可认为A点就是该凸透镜的焦点,请对他的观点作出评判: .
(2)小可在用图2所示的实验探究线圈数对电磁铁磁性强弱的影响时,将两个匝数不同的电磁铁串联接入电路,其好处是 .利用此实验电路也能研究电流大小对电磁铁磁性强弱的影响,接下来的操作应该是 .
18.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,只有经透镜另一侧曲面时才会发生偏折,并会聚于焦点。若在图2中将平凸透镜阴影部分去掉,保留图中曲面的白色部分并将其向左平移到透镜平面处,即为图3,这样的透镜叫做菲涅尔透镜(又称螺纹透镜)。菲涅尔透镜与平凸透镜一样,都能将平行于主光轴的光线会聚于焦点。与平凸透镜相比,菲涅尔透镜减少了光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。菲涅尔透镜有着广泛的应用,如图乙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。大型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。请回答:
(1)菲涅尔透镜与平凸透镜对光都有_____(此空选填“会聚”或“发散”)作用,它们的工作原理是_____(此空选填“相同”或“不同”)的。
(2)下面关于菲涅尔透镜的说法,不正确的是_____。(填字母序号)
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.菲涅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)不考虑光传播过程中的能量损失,如题图丙所示,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,太阳能板受光部分单位面积上的光能提高约为原来的_____倍。为了更好地接受太阳能,太阳能板受光面应涂上_____(此空选填“黑色”或“白色”)。
(4)将菲涅尔透镜放置在阳光下从而将光集中在太阳能板上,为保证最佳的聚光效果,图中,正确的放置方法是_____。(填字母序号)
A. B. C. D.
19.凸透镜有汇聚光线作用,所以利用凸透镜可以“取火”,如图所示.根据图片回答下列问题:
(1)太阳光可以看做________(发散光、汇聚光、平行光)
(2)上下移动透镜看到现象是________
(3)要想尽快点燃干草,应该怎么做,请您具体描述如下:________
(4)你能否粗估计出凸透镜的焦距?并说明理由.____
试卷第1页,共3页
试卷第2页,共2页
参考答案:
1.A
【详解】
A.圆柱形瓶装水后放在桌面水,竖直方向上厚度相同,而水平方向上两边薄中央厚,相当于凸透镜,具有会聚作用,故A符合题意;
B.方形玻璃砖厚度相同,平行的入射光线透过玻璃砖后仍平行射出,既没有会聚作用,也没有发散作用,故B不符合题意;
C.近视眼镜片是凹透镜,对光线有发散作用,故C不符合题意;
D.平行的入射光线经凸面镜反射后分散开,具有发散作用,故D不符合题意。
故选A。
2.D
【详解】
A.凹透镜是中间薄边缘厚的透镜,故A错误;
B.凸透镜有两个实焦点,凹透镜有两个虚焦点,故B错误;
C.凸透镜的物距小于焦距即时,成正立、放大的虚像,故C错误;
D.凸透镜的特殊光线:平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚于焦点,故D正确;
故选D。
3.C
【详解】
透镜对光线的会聚和发散作用,是与原来入射光线比较而言的;从四个光线通过透镜的情形可知,a、b、d的折射光线相对于入射光线是发散的,所以都是凹透镜,只有c光线与原入射光线相比较,被会聚了,所以是凸透镜;
故选C。
4.A
【详解】
A.凸面镜可以反射光线,并使光线发散,故A符合题意;
B.凹面镜可以反射光线,而且可使光线会聚到一点,故B不符合题意;
C.凸透镜可以透过光线,对光有会聚作用,故C不符合题意;
D.平面镜可以反射光线,平行光入射、反射光线还是平行光线,故D不符合题意。
故选A。
5.C
【详解】
古人将冰磨成一种冰透镜,该透镜中间厚、边缘薄,属于凸透镜,能使太阳光会聚焦点,从而能点燃艾草取火,故C正确,ABD错误。
故选C。
6.A
【详解】
点为像点,经过P点发出的光线最终都会通过点,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
7.D
【详解】
凸透镜对光有会聚作用,任何光束经过凸透镜折射后,折射光束都会比入射光束更会聚一些,但是由于入射光束的不同,折射光束可能是会聚光束,也可能是平行光束,甚至可能是光束(发散程度比原来小一些),故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
8.D
(1)光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播,产生的现象有小孔成像、激光直、影子的形成、日食和月食等;
(2)光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象,例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光物体反光都是光的反射形成的;
(3)光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质进入另一种介质时,就会出现光的折射现象,例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼、凸透镜成像等都是光的折射形成的。
【详解】
A.我国古代利用日晷晷针影子变化计时是利用了沿直线传播,故A不符合题意;
B.冰透镜向日取火利用了凸透镜对光的会聚作用,属于光的折射,故B不符合题意;
C.皮影戏中影子的形成说明光是沿直线传播的,由于光的直线传播,被物体挡住后,物体后面就会呈现出阴影区域,就是影子,故C不符合题意;
D.平静水面上卢沟桥的倒影,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故D符合题意。
故选D。
9.B
【详解】
由于“夜精灵”的形状如同凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用,当汽车灯光射来时,光线经过玻璃微珠折射后,在玻璃微珠背面发生反射,然后沿原路返回,这样司机就可以看清黑夜中的标志牌,故B正确。
故选B。
10.C
【详解】
凸透镜对光线有会聚作用,凸透镜是中间厚,边缘薄的透镜,则①③⑤是凸透镜,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
11. 右侧曲面 会聚 节省材料(减少光能损失) 汽车头灯
【详解】
(1)[1]因为平行光由平凸透镜左侧垂直入射,在透镜中传播方向不变,只有经透镜另一侧曲面时才会发生偏折,并会聚于焦点,所以当平行光由平凸透镜平的一面垂直入射,在经透镜另一侧曲面时才会发生偏折。
[2]菲涅尔透镜和普通凸透镜一样,对光起会聚作用。
(2)[3]菲涅尔透镜与相同直径的平凸透镜相比,其优点有:节省透镜材料;减少了光在透镜中传播路程,也减少了光在透镜中传播的光能损失。
[4]菲涅尔透镜常应用于汽车头灯、交通信号灯、太阳能装置、灯塔等。
12. 折 会聚
【详解】
[1]因为瓶中进入水之后,瓶中的水形状是中间厚、边缘薄,符合凸透镜的形状特点,太阳光经凸透镜会折射。
[2]凸透镜将太阳光会聚于焦点,温度最高,可点燃枯草、枯枝和树叶等易燃物,造成火灾,故凸透镜是会聚透镜,对光线有会聚作用。
13. 凸透 会聚
【详解】
[1][2]盛水的透明矿泉水瓶相当于一个凸透镜,凸透镜对光有会聚作用,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。
14. 凸透 凹透
【详解】
[1]甲图中,光线不通过透镜时,沿图中的虚线传播,但经过透镜后的折射光线更加靠近主光轴,说明该透镜对光线具有会聚作用,故是凸透镜。
[2]乙图中,光线不通过透镜时,沿图中的虚线传播,会交于一点,但经过透镜后的折射光线更远离透镜,说明该透镜对光线具有发散作用,故是凹透镜。
15.小于
【详解】
将凸透镜正对太阳,在透镜下方的白纸上呈现一并非最小的光斑时,测得光斑到透镜的距离为l,将白纸再远离透镜一段距离,发现白纸上又出现了相同大小的光斑,说明开始光屏在焦点前,后一次在焦点后,即l小于f。
16. 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°.
17.(1)会聚;只有平行于主光轴的光线经过凸透镜后才会汇聚到焦点上;(2)控制电流相同;移动滑动变阻器,改变电流的大小
【详解】
(1)由图可知,平行光线经过凸透镜后会汇聚到A点,这说明凸透镜有会聚作用;平行于主光轴的光线经过凸透镜后会汇聚到焦点上,由于不知平行光线是否平行于主光轴,故无法判定A点是否为焦点;
(2)将两个匝数不同的电磁铁串联接入电路,其好处是控制电流相同;研究电流大小对电磁铁磁性强弱的影响,应通过移动滑动变阻器来改变电路中的电流.
18. 会聚 相同 C 4 黑色 A
【详解】
(1)[1][2]因为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,它们对光线都有会聚作用;工作原理相同。
(2)[3]由短文知,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可知,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。
故选C。
(3)[4][5]如下图所示,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可知,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,所以太阳能板上受光照部分的光能提高为原来的4倍;因为黑色吸收所有色光,所以为了更好地接受太阳能,太阳能板受光面应涂上黑色。
(4)[6]为保证较好的聚光效果,会聚的光线应该在焦点上,只有平行光由平凸透镜左侧垂直入射,在透镜中传播方向不变,只有经透镜另一侧曲面时才会发生偏折,并会聚于焦点,所以选择A。
19. 平行光 草上的光斑大小在变 上下移动凸透镜,让光斑最小 可以估测凸透镜焦距,当光斑最小时,说明光斑处就是凸透镜焦点,用直尺量出光斑到透镜的距离即为凸透镜焦距
【详解】
(1)太阳光可以看做平行光;
(2)太阳光照射到透镜上,由于凸透镜对光线有会聚作用,上下移动透镜看到现象是地面上的光斑大小在变;
(3)要想尽快点燃干草,应使焦点正好在干草上,此时该点的温度最高,可以烧焦物体,所以上下移动凸透镜,让光斑最小;
(4)可以估测凸透镜焦距.具体方法:上下移动凸透镜,当光斑最小时,光斑处为凸透镜焦点,用直尺测量出光斑到透镜的距离即为凸透镜焦距.
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