第四章　光的折射　透镜 综合检测（含答案） 2023-2024学年苏科版物理八年级上册

2023-2024学年苏科版初中物理八年级上册
第四章　光的折射　透镜
综合检测
(满分100分,限时45分钟)
一、选择题(本题共9小题,每小题3分,共27分。每小题给出的选项中只有一个选项符合题意)
1 (2022山东聊城中考)《康熙几暇格物编》中记载:“置钱碗底,远视若无,及盛满水时,则钱随水光而显见矣”,其中“钱随水光而显见”这种现象形成的原因是 (　　)
A.光的直线传播
B.光的反射
C.平面镜成像
D.光的折射
2.(2023陕西西安莲湖月考)光线经过a、b两透镜后的折射光线如图所示,则关于两透镜的类型,下列说法正确的是 (　　)
a
b
A.a是凸透镜,b是凹透镜
B.a是凹透镜,b是凸透镜
C.a、b都是凸透镜
D.a、b都是凹透镜
3. (2021辽宁辽阳中考)小红在平静的湖边看到“鸟在水中飞,鱼在鸟上游”,如图所示,对画面中的现象解释正确的是 (　　)
A.水中的“鸟”是光的折射形成的
B.水中的“鸟”是实像
C.看到的“鱼”比实际位置深
D.看到的“鱼”是虚像
4.(2022江苏徐州期末)用放大镜观察近处的物体,若适当缩小放大镜与物体间的距离,看到像的大小变化情况是 (　　)
A.增大
B.缩小
C.不变
D.以上都有可能
5. (2023江苏兴化月考)如图所示,装满水的杯子类似一个透镜,在水杯后面放置一个小泥娃,透过水杯进行观察,看到“泥娃”变细了,可以判断泥娃处于 (　　)
A.焦点以内
B.焦点上
C.焦点和二倍焦距点之间
D.二倍焦距点以外
6.(2022江苏扬州中考改编)在天宫课堂中,航天员王亚平将空气注入水球,形成的气泡球与水球的球心都在O点。一束光线从空气射入水球的光路如图所示,其中球心O与入射点O1、O2的连线均为法线。则进入气泡球的折射光线可能为 (　　)
A.①　　　　B.②
C.③　　　　D.④
7. (2022江苏泰兴期末)把投影仪上的平面镜(反光镜)取下,投影片放到载物台上。调整镜头,在天花板上就能得到投影片上图案清晰的像。关于投影仪,下列说法不正确的是 (　　)
A.投影仪的镜头相当于一个凸透镜
B.投影仪上的平面镜可以改变光路
C.载物台上的投影片必须正着放置
D.天花板上的像是放大、倒立的
8.(2022江苏苏州中考)做凸透镜成像实验时,将光具座上的蜡烛、凸透镜、光屏如图放置,光屏上呈现清晰的像。下列说法正确的是 (　　)
A.屏上的像是倒立、放大的
B.该凸透镜的焦距可能是8 cm
C.先向右移动光屏,再移动凸透镜到某位置一定能在光屏上看到清晰的像
D.只将蜡烛向左移动一段距离,放上远视眼镜可在屏上再次看到清晰的像
9.(2021江西中考)小明同学在探究凸透镜成像规律时,把蜡烛和凸透镜固定在如图所示位置,移动光具座上的光屏得到一清晰像(光屏未画出),则该透镜的焦距可能是 (　　)
A.10 cm　　　　B.20 cm　　　　C.30 cm　　　　D.40 cm
二、填空题(本小题共6小题,每空1分,共20分)
10.(2023江苏南京联合体期末)如图所示,S'是人眼在P处透过水面看见的河底一颗白色鹅卵石的虚像,这个虚像是由光的　　　　形成的,鹅卵石真实位置在S'的　　　　方。若在P处用激光手电对准虚像S'照射,则手电发出的光　　　　(选填“能”或“不能”)照射到水底的鹅卵石上。
11. (2023江苏镇江京口月考)某校组织研学旅行活动,同学们在登谯山时,一名同学不小心将自己没有喝完的矿泉水瓶掉在地上,老师立即告诫大家,这瓶子有水就相当于　　　　镜,对太阳光有　　　　作用,容易引发森林火灾,所以一定要捡起来带走。如图,把甲、乙两个透镜分别正对太阳光,在光屏上出现了如图所示的光斑,则可以矫正远视眼的透镜是　　　　(选填“甲”或“乙”)。
12. 如图,是一张微距摄影图片,昆虫头上的露珠及露珠中的菊花清晰可见。透过露珠可以看到昆虫头部表面的清晰、放大的纹理,露珠相当于　　　　(选填“凸透镜”或“凹透镜”),看到的“纹理”是　　　　(选填“实像”或“虚像”)。露珠中的菊花是透过露珠看到的倒立、　　　　的实像,这是望远镜的　　　　(选填“物镜”或“目镜”)的成像原理。
13.(2021江苏南京鼓楼期末)如图所示为光在空气和玻璃间传播的情况,　　　　(选填“MN”或“PQ”)为界面,反射角为　　　　,折射角为　　　　,界面的　　　　侧是空气。
14. (2023江苏淮安涟水月考)如图所示,是小明的一架焦距不变的照相机。用这架相机拍照时,若拍完远景再拍近景,镜头需要向　　　　胶片的方向移动,若要使拍摄的景物变大一些,镜头应　　　　景物(以上两空均选填“靠近”或“远离”);胶片上所成的像与显微镜的目镜所成的像,它们的性质　　　　(选填“相同”或“不同”)。
15.(2022江苏仪征期末)如图所示,在“探究凸透镜成像的规律”实验中,烛焰在距离凸透镜8 cm 处时,在距离凸透镜15 cm处的光屏上成倒立的像(像未画出)。保持蜡烛和光屏不动,现把凸透镜向光屏方向移动7 cm,烛焰将成　　　　(选填“正立”或“倒立”)、　　　 　　　　
(选填“放大”或“缩小”)的　　　　(选填“实”或“虚”)像。
三、作图题(7分)
16.(2022江苏南通崇川期末)按题目要求完成下列作图。
(1)如图甲所示,一束光从水中斜射入空气中,请作出对应的反射光线和折射光线。
(2)如图乙所示,请完成光路图。
　　　　　甲　　　　　　　　　乙
四、综合应用题(本题共4小题,共46分)
17. (12分)小滨同学在探究凸透镜成像的规律。
甲
乙
(1)如图甲所示,小滨让凸透镜正对平行光,调整凸透镜到光屏的距离,光屏上会出现一个很小、很亮的光斑,则该凸透镜的焦距f=　　　　cm。
(2)小滨在组装器材时,将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上,目的是让烛焰的像成在　　　　。
(3)如图乙所示,小滨将凸透镜固定在50 cm刻度线处,当蜡烛距凸透镜15 cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个倒立、　　　　(选填“缩小”“等大”或“放大”)的实像,利用该成像规律制成的光学仪器是　　　　(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。此时,若在凸透镜与光屏之间放置一远视镜片,要在光屏上成清晰的像,光屏应向　　　　(选填“左”或“右”)移动。
(4)小滨在实验过程中,光屏上得到清晰的像时,突然,一只飞虫落到了凸透镜表面上,则光屏上出现　　　　。
A.飞虫的像
B.飞虫的影子
C.仍是烛焰的像
18.(12分)用如图所示装置模拟人眼成像情况,其中水透镜的凸起程度可通过注射器注入或吸出水来调节,光屏模拟人眼的视网膜。此时烛焰在光屏上成清晰的像(像未画出)。
(1)图中物距u应满足 (　　)
A.u>2f　　　　B.u=2f
C.f(2)当蜡烛靠近水透镜时,烛焰的像将落在光屏的　　　　(选填“前”或“后”)方。若用此实验模拟人眼的调节功能,重新在光屏上得到清晰的像,应该进行的操作是　　　　(选填“向水透镜注入一些水”或“从水透镜中抽一些水”)。
(3)从水透镜中抽出一些水后,光屏上的像变得模糊,这是模拟　　　　(选填“近视眼”或“远视眼”)的视物情形。为使光屏上的像变清晰,方法一:可以将蜡烛向　　　　(选填“左”或“右”)移动一段距离;方法二:在水透镜前放置　　　　(选填“凸”或“凹”)透镜。
19. (2023江苏宜兴月考)(10分)小明同学在实验室做探究光的折射规律实验时,他意外发现当光沿某方向从半圆玻璃砖射向空气时,折射光消失而反射光却变得更亮,如图甲所示。老师告诉他这是光的全反射现象。
甲
乙
小明同学课后查到光从玻璃射向空气时的一些数据如表。
入射角i 0° 10° 20° 30° 40° 41.2° 41.8° 42°
折射角r 0° 15.2° 30.9° 48.6° 74.6° 81° 90°
反射能量 5% 7% 26% 43% 77% 84% 100% 100%
(1)分析数据可知光从玻璃射向空气时,折射角随入射角的变化关系:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)光从玻璃射向空气时,反射能量随着入射角的增大而　　　　,当入射角i≥　　　　°时,反射能量达到100%,就发生了全反射现象。
(3)由表格数据可知,图乙中的图线　　　　(选填“a”或“b”)反映了上述实验中的两角关系。
(4)根据光路可逆,当光从空气斜射向玻璃时,　　　　(选填“能”或“不能”)发生全反射现象。
20. (2023江苏如东期末)(12分)阅读短文,回答问题。
眼睛与眼镜的度数
　　如图甲,是人眼睛的结构图,它很像一架照相机,我们看物体时,通过睫状体的伸缩来调节晶状体的弯曲程度,改变晶状体的焦距,使不同远近的物体都能在像距相同的视网膜上成清晰的倒立实像。
甲
乙
丙
为矫正近视、远视所造成的视力模糊可以佩戴眼镜。通常把透镜焦距(以米为单位)的倒数叫作透镜的焦度,用Φ表示,即Φ=。如果某透镜的焦距是0.5 m,它的焦度就是Φ===2 m-1。如果远视很严重,眼镜上凸透镜的折光本领应该大一些,透镜焦度就要大一些,平时说的眼镜片的度数,就是镜片的透镜焦度乘100的值,例如,100度远视镜片的透镜焦度是1 m-1,它的焦距是1 m。凸透镜(远视镜片)的度数是正数,凹透镜(近视镜片)的度数是负数。
虽然佩戴眼镜可以矫正视力,但也给我们的生活带来了诸多不便,因此我们在生活中要养成健康用眼习惯,保护好我们的眼睛。
(1)眼睛很像一架照相机,眼球内的晶状体相当于一个　　　　,视网膜相当于光屏。
A.平面镜
B.凹面镜
C.凸透镜
D.凹透镜
(2)与照相机不同,人眼是真正的变焦系统,人眼看近处物体时,焦距较　　　　(选填“大”或“小”)。
(3)根据短文信息,下列说法中错误的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
A.透镜的焦距越短,折光本领越强
B.透镜的焦距越短,焦度越大
C.透镜的焦距越长,镜片的度数越高
D.透镜的焦度越大,镜片的度数越高
(4)小明同学配眼镜时的验光单上医师标注左眼焦度-3.00,右眼焦度-2.75,矫正视力1.0,则小明矫正视力需选用图乙中的　　　　(选填字母)透镜,右眼所配镜片的度数是　　　　度。
(5)小明的爷爷配的眼镜为+400度,它的焦距是　　　　cm。他不戴眼镜时看铅笔成像情况是图丙中的　　　　(选填字母)。
答案
1.D　钱反射的光被碗侧壁挡住,人看不见钱,倒入一些水后,钱反射的光从水中斜射入空气中时,在水面处发生折射,折射光线远离法线,人眼逆着折射光线看去,看到的是变高的钱的像,是光的折射现象。
2.A　光线经过a透镜折射后靠近主光轴,即该透镜对光有会聚作用,a是凸透镜;光线经过b透镜折射后远离主光轴,即该透镜对光有发散作用,b是凹透镜。
3.D　看到水中的“鸟”属于平面镜成像,是由光的反射形成的,成的是与物体等大的虚像;水中的鱼反射的光斜射入空气中时,发生折射,人逆着折射光的方向看去,看到水中的“鱼”比实际位置要浅一些,是鱼的虚像。
4.B　用放大镜观察近处的物体,看到正立、放大的虚像,若适当缩小放大镜与物体间的距离,看到的像会缩小。
5.D　装满水的杯子在水平方向上相当于一个凸透镜,透过水杯进行观察时,看到“泥娃”变细了,说明凸透镜成缩小的实像,此时物距大于二倍焦距,即泥娃处于二倍焦距点以外。
6.A　光从水中斜射入空气中,会发生折射,折射角大于入射角,因为入射点O2与球心O所在的直线为法线,入射光线和折射光线分别位于法线两侧,进入气泡球的折射光线可能为①。
7.C　投影仪的镜头相当于一个凸透镜,成倒立、放大的实像;平面镜的作用是改变光路;载物台上的投影片必须倒着放置。
8.C　图中物距大于像距,成倒立、缩小的实像,u>2f,f2f,f<17.0 cm<2f,则8.5 cm9.A　光屏得到一清晰像,说明凸透镜成实像,物距大于焦距,即f<30 cm。若焦距为20 cm,f2f=40 cm,无法在光具座上承接到清晰像,所以f<20 cm,故焦距可能是10 cm。
10.折射　下　能
解析　看到水中的鹅卵石的虚像是光的折射现象。根据光从水中斜射入空气,折射角大于入射角,鹅卵石的实际位置在S'点的下方。根据光路的可逆性,P处的激光手电发出的光能射到水底的鹅卵石上。
11.凸透　会聚　乙
解析　因为瓶中进入水之后,瓶中的水中间厚、边缘薄,相当于凸透镜,对光有会聚作用,光线集中会造成树叶燃烧,造成火灾。图甲中光斑较暗,图乙中有明亮的光斑,所以甲对光具有发散作用,是凹透镜,乙对光具有会聚作用,是凸透镜。凸透镜可以矫正近视眼,可以矫正远视眼的透镜是乙。
12.凸透镜　虚像　缩小　物镜
解析　露珠相当于凸透镜,起到放大镜的作用,成正立、放大的虚像,所以透过露珠可以看到昆虫头部表面清晰、放大的纹理。露珠中的菊花是透过露珠看到的倒立、缩小的实像,这是望远镜的物镜的成像原理。
13.MN　60°　30°　左
解析　因为入射光线和反射光线在同一平面内,并且反射角等于入射角,从图中可以看出,MN左侧的两条光线关于水平直线对称,因此水平直线PQ是法线,MN为界面。反射光线与界面的夹角为30°,则反射角等于入射角为90°-30°=60°。折射光线与法线的夹角为30°,则折射角为30°。根据光从空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角知,界面左侧为空气。
14.远离　靠近　不同
解析　照相机的镜头相当于凸透镜,用照相机给远处景物拍照时,景物在镜头的二倍焦距以外,在胶片上成倒立、缩小的实像。若拍完远景再拍近景,需要减小物距,即镜头需要靠近景物,由凸透镜成实像的规律“物近像远像变大”可知,像距增大,则镜头需要向远离胶片的方向移动;若要使拍摄的景物变大一些,应减小物距,即镜头应靠近景物。胶片上所成的像是倒立、缩小的实像,显微镜的目镜成的是正立、放大的虚像,所以胶片上所成的像与显微镜的目镜所成的像,它们的性质不同。
15.倒立　缩小　实
解析　u=8 cm,v=15 cm,物距小于像距,成倒立、放大的实像;保持蜡烛和光屏不动,现把凸透镜向光屏方向移动7 cm,此时u'=8 cm+7 cm=15 cm,和原来的像距相等;像距v'=15 cm-7 cm=8 cm,和原来的物距相等。根据光路的可逆性,能成清晰的像。此时物距大于像距,成倒立、缩小的实像。
16.(1)如图甲所示　(2)如图乙所示
　　 　甲　　　　　　　乙
解析　(1)过入射点作出垂直于界面的法线,根据反射角等于入射角作出反射光线;光从水中斜射入空气中,折射角大于入射角,据此作出折射光线。
(2)过焦点的光线经过凸透镜折射后平行于主光轴;平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后过焦点。
17.(1)10.0　(2)光屏中央　(3)放大　投影仪　左　(4)C
解析　(1)凸透镜的焦距f=30.0 cm-20.0 cm=10.0 cm。
(2)组装器材时,将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上,目的是让烛焰的像成在光屏中央。
(3)当蜡烛距凸透镜15 cm时,f(4)凸透镜成实像时,所有透过透镜的光会聚到光屏上成像,飞虫落在透镜上后,整个物体发出的光虽有一小部分被挡住,但总会有一部分光通过凸透镜而会聚成像,因此,像与原来相同,大小不变,只是像的亮度会变暗。
18.(1)A　(2)后　向水透镜注入一些水　(3)远视眼　左　凸
解析　(1)物距大于像距,且u>2f,烛焰在光屏上成倒立、缩小的实像。
(2)当蜡烛靠近水透镜时,物距变小,像距增大,烛焰的像将落在光屏的后方。为使像距变小,像重新落在光屏上,应向水透镜注入一些水,使水透镜变厚,焦距变小,折光能力变强。
(3)从水透镜中抽一些水,水透镜变薄,焦距变大,折光能力变弱,像距变大,像落在光屏的右侧,这是模拟远视眼的视物情形。为使光屏上的像变清晰,可以将蜡烛向左移动,物距变大,像距变小,使像重新落在光屏上;或在水透镜前放置凸透镜,凸透镜对光有会聚作用,像提前会聚,像距变小,也可以使像重新落在光屏上。
19.(1)折射角随着入射角的增大而增大　(2)增大　41.8　(3)a　(4)不能
解析　(1)根据表中数据可知,光从玻璃射向空气时,折射角随着入射角的增大而增大。
(2)反射能量随着入射角的增大而增大,当入射角达到41.8°时,反射能量达到100%,就发生了全反射现象。
(3)折射角随着入射角的增大而增大,但折射角总大于入射角,而b图线中,当入射角等于45°时,折射角也等于45°,a图线中的折射角始终大于入射角,因此图线a反映了折射角与入射角的关系。
(4)根据光路可逆,当光从空气斜射向玻璃时,折射角小于入射角,因此折射光不会消失,则不能发生全反射现象。
20.(1)C　(2)小　(3)C　(4)A　-275　(5)25　B
解析　(1)眼睛很像一架照相机,眼球内的晶状体相当于一个凸透镜,视网膜相当于光屏,外界物体在视网膜上所成的像是倒立、缩小的实像。
(2)人眼晶状体的曲度可以调节,当看远处物体时,睫状体放松,晶状体变薄,焦距变大,折光能力变弱,像推迟会聚,像距变大,使像成在视网膜上;当看近处的物体时,睫状体收缩,晶状体变厚,焦距变小,折光能力变强,像提前会聚,像距变小,也能使像成在视网膜上。
(3)透镜的焦距f的长短标志着折光本领的大小,焦距越短,折光本领越强;因焦度Φ=,所以,透镜的焦距越短,焦度越大,A、B正确。由文中信息可知,眼镜片的度数就是镜片的透镜焦度乘100的值,所以透镜的焦距越长,折光本领越小,透镜的焦度越小,镜片的度数越低,C错误。透镜的焦度越大,镜片的度数越高,D正确。
(4)近视镜片的度数是负数,所以这个同学配的是近视镜,近视镜的镜片为凹透镜,则小明矫正视力需选用图乙中的A透镜。右眼所配镜片的焦度为-2.75,则其右眼所配镜片的度数为-2.75×100=-275度。
(5)因为眼镜片的度数等于焦距倒数的100倍,即400度=×100,解得f=0.25 m=
25 cm。小明的爷爷配的眼镜是老花镜,老花镜矫正远视眼,B图表示了远视眼的成像情况