苏科版物理八年级上册 第四章 第二节 透镜 同步练习
一、单选题
1.(2022上·江苏无锡·八年级统考期末)如图所示,S是凸透镜主轴上的一个发光点。SA是发光点发出的一条射向凸透镜的光线,经凸透镜折射后,折射光线可能是( )
A.AC B.AB C.AD D.AE
2.(2022上·江苏镇江·八年级统考期末)如图所示,两条光线会聚于主光轴MN上的b点,在虚线框内放入甲透镜后,光线将会聚于主光轴MN上的c点;在虚线框内放入乙透镜后,光线将会聚于主光轴MN上的a点,则( )
A.甲是凸透镜,乙是凸透镜
B.甲是凹透镜,乙是凸透镜
C.甲是凸透镜,乙是凹透镜
D.甲是凹透镜,乙是凹透镜
3.(2022上·江苏盐城·八年级校考期末)将一透镜正对太阳光,其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑,这时光斑到透镜的距离为l。下面说法正确的是( )
A.一定是凸透镜,若透镜远离纸的过程中光斑一直变大,则透镜的焦距一定小于l
B.一定是凸透镜,纸上的光斑是太阳通过透镜所成的实像
C.由于纸上呈现一个并非最小的光斑,所以可能是凹透镜
D.一定是凸透镜,若透镜远离纸的过程中光斑一直变大,则透镜的焦距也随之变大
4.(2022上·江苏淮安·八年级统考期末)如图所示,将一副眼镜放到太阳光下,依据地面上观察到的现象,可以判断镜片是( )
A.玻璃镜 B.平面镜 C.凸透镜 D.凹透镜
5.(2022上·江苏宿迁·八年级统考期末)如图所示,将凸透镜正对太阳光,其下方的纸上呈现一个光斑,这时光斑到透镜的距离为L,若凸透镜远离纸的过程中光斑先变小后变大,该凸透镜焦距( )
A.一定小于L B.一定等于L
C.一定大于L D.可能小于L
6.(2022上·江苏连云港·八年级统考期末)如图是草叶上出现的露珠,透过露珠可以看到草叶放大的叶脉,该露珠可以看成是( )
A.平面镜 B.凸透镜 C.凹透镜 D.凸面镜
7.(2022上·江苏南通·八年级统考期末)下列现象中可以用光的折射原理解释的是( )
A.镜中的脸谱 B.放大镜看邮票
C.水中的倒影 D.树下的光斑
二、填空题
8.(2022上·江苏连云港·八年级统考期末)在利用太阳光测量凸透镜焦距时,小华将凸透镜正对着太阳,再把一张纸放在它的下面,如图所示。调节纸的位置,当在纸上得到一个最小的光斑时,测得这个光斑到凸透镜中心的距离为10cm,这个最小光斑就是该凸透镜的 ,该凸透镜的焦距是 cm。当在纸上呈现一个并非最小的光斑时,测得这个光斑到凸透镜中心的距离为l,小华推断l一定小于该凸透镜的焦距,你认为小华的推断对吗? (选填“对”“不对”或“无法判断”)。
三、作图题
9.(2022上·江苏连云港·八年级校考期末)如图所示,一束光射向凸透镜经折射后射到水面上。请在图中画出射向凸透镜的入射光线和水中的折射光线大致方向以及反射光线的方向。
10.(2022上·江苏镇江·八年级统考期末)如图所示,请补全该光路图。
11.(2022上·江苏淮安·八年级校考期末)如图所示,入射光线AB平行于主光轴。画出它经凸透镜折射后的光线。
12.(2022上·江苏泰州·八年级校考期末)请在图中画出入射光线或折射光线。
13.(2022上·江苏南京·八年级统考期末)如图所示,已知一条折射光线过凸透镜的光心O,一条经过凸透镜折射后的光线与主光轴平行,请分别画出它们对应的入射光线。
14.(2022上·江苏苏州·八年级张家港市第二中学校考期末)在虚线框内填上合适的透镜。
15.(2022上·江苏南京·八年级统考期末)如图,画出经过透镜后的折射光线。
16.(2022上·江苏南京·八年级统考期末)如图所示,根据一束与主光轴平行的光线经凹透镜折射后的光线,找出凹透镜的焦点F的位置(O为光心)。
17.(2022上·江苏南通·八年级南通田家炳中学校考阶段练习)水中有一条平行于凸透镜主光轴的光束,作出经透镜折射并出水面的光路。
18.(2022上·江苏扬州·八年级统考期末)按题目要求在答题纸相应位置作图:
(1)根据平面镜成像特点,在图中画出物体AB在平面镜中所成的像;
(2)如图所示,小明潜水时在水下处看到了小鸟的像,图中A、B两点,其中一点是小鸟,另一点是小鸟的像,请在图中画出水下E处的小明看到小鸟的光路图;
(3)如图所示(F为凸透镜的焦点),FC为某光线经过平面镜后的反射光线,请在图中画出与FC对应的入射光线和光线FC经凸透镜后的折射光线。
四、实验题
19.(2022上·江苏常州·八年级统考期末)为测量某凸透镜焦距,小芳先在白纸上画一个小于透镜大小的圆,将凸透镜和白纸正对太阳光放置,太阳光经透镜在白纸上形成圆形光斑。移动白纸到距透镜10cm时,光斑恰好与圆重合,如图所示。
(1)该现象说明凸透镜对光有 (会聚/发散)作用,你作出此判断的依据是 ;
(2)继续将白纸向透镜方向移动4cm时,白纸上的光再次与圆重合,此过程中光斑先变 (大/小)后变 (大/小)。
(3)通过计算可以得到该凸透镜的焦距为 cm。
五、综合题
20.(2022上·江苏无锡·八年级统考期末)图甲是一台激光雕刻机。工作时,电动机M带动横杆沿框架前后移动,电动机N带动激光头在横杆上左右移动,同时激光头发出高亮度激光,在金属表面灼烧出各种图形。
(1)激光照射在金属表面,能灼烧金属,说明光具有 ,金属表面因吸收热量发生 (填物态变化名称)并汽化;
(2)激光照射金属时,落在金属表面的光斑越小,形成的线条就越细,雕刻出的图案越精细,所以激光头中安装了 透镜来会聚光斑大小;
(3)如图乙所示,开始时光斑在A点,设定雕刻时间为2s。若只启动电动机M,让横杆以3cm/s的速度匀速向后移动,能雕刻出线段AC;若只启动电动机N,让激光头在横杆上匀速向右移动,能雕刻出长8cm的线段AB。现让两个电动机同时工作。
①雕刻出线段AD,激光头移动的速度为多少?( )
②若要雕刻出线段AE,则应该如何调整电动机速度?( )
参考答案:
1.B
【详解】ABC.根据凸透镜成像规律可知,光线SA在一倍焦距和二倍焦距之间,则经凸透镜折射后,折射光线的位置应该在2倍焦距以外,由图可知,B符合题意,AC不符合题意;
D.过交点的光线,通过凸透镜折射后平行主光轴,故D不符合题意。
故选B。
2.B
【详解】由图知,光会聚于b点;光经过甲透镜后会聚在右侧的c点,折射光线与原来的入射光线相比,相交延后了,说明甲透镜对光线有发散作用,是凹透镜;经过乙透镜后会聚在左侧的a点,折射光线与原来的入射光线相比,相交提前了,说明乙透镜对光线有会聚作用,是凸透镜。故ACD不符合题意;B符合题意。
故选B。
3.A
【详解】C.纸上呈现的是会聚状态的光斑,所以一定是凸透镜,故C错误;
A.纸上的光斑不是最小的,说明纸没在焦点处。如果焦点在透镜和纸之间,焦距小于l,当透镜远离纸的过程中,光斑会变大。如果纸在透镜和焦点之间,焦距大于l,当透镜远离纸的过程中,光斑会先变小后变大。故A正确;
B.纸上的光斑是凸透镜将太阳光会聚后形成的光点,不是太阳的像,故B错误;
D.移动纸的过程中,不管光斑变大变小,凸透镜没有变,所以凸透镜的焦距不会变化,故D错误。
故选A。
4.D
【详解】阳光通过眼镜形成的光斑四周亮,中间暗,说明眼镜对光起到了发散的作用,所以这个眼镜是凹透镜。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
5.C
【详解】由于光斑到凸透镜的距离为L时,即像距为L时,纸上呈现一个并非最小的光斑,这个光斑可能是焦点之后的,也可能是焦点之前的光斑,所以凸透镜的焦距;若凸透镜远离纸的过程中光斑先变小再变大,说明凸透镜的焦点不在光斑之前,故焦点应在光斑之后,因此f一定大于L。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
6.B
【详解】露珠的中间比边缘厚,边缘比较薄,是水凸透镜;而透过露珠可以看到清晰的叶脉,说明叶片在凸透镜的一倍焦距以内,成正立、放大的虚像。
故选B。
7.B
【详解】A.镜中的脸谱是由于光的反射形成的,故A不符合题意;
B.放大镜看邮票是由于光的折射形成的,故B符合题意;
C.水中塔的倒影是由于光的反射形成的,故C不符合题意;
D.树下的光斑是由于光的直线传播形成的,故D不符合题意。
故选B。
8. 焦点 10 不对
【详解】[1]将凸透镜正对着太阳,太阳光平行于主光轴照射,经过凸透镜的折射后,会聚在焦点处,所以透镜后纸上的最小光斑是该凸透镜的焦点。
[2]焦点到凸透镜的距离是焦距,所以该凸透镜的焦距是10cm。
[3]由于平行于主光轴的光,经凸透镜折射后过了焦点还会继续向前,纸到凸透镜的距离大于焦距即l大于焦距时,光斑也不是最小,所以小华的推断不对。
9.
【详解】由于凸透镜具有聚光的作用,能将平行于主光轴的光线会聚在焦点上,由图可知,经过凸透镜折射的光线经过焦点,所以入射光线平行于主光轴;过入射点做法线垂直于界面,由于光线从空气斜射入水中,折射角小于入射角,所以折射光线向法线偏折;由光的反射规律可知,反射角等于入射角,做出反射光线,如下图所示:
10.
【详解】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点;通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴。如图所示:
11.
【详解】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,如图所示:
12.,
【详解】对于凹透镜,平行于主光轴的入射光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点,过光心的光线传播方向不变,如图所示
对于凸透镜,过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴,如图所示
13.
【详解】由图可知,经凸透镜后的折射光线分别是过光心的折射光线和平行于主光轴的折射光线,由凸透镜三条特殊光线的规律可知,过光心的光线传播方向不变,过焦点的入射光线经凸透镜折射后平行于主光轴,则过光心O的入射光线为其折射光线的方向延长线,并标上表示传播方向的箭头,连接左焦点和平行主光轴折射光线的出射点得其入射光线,并标上表示传播方向的箭头,如下图所示:
。
14.
【详解】图中折射光线相对于入射光线偏向(或靠近了)主光轴,即该透镜对光有会聚作用,所以是凸透镜,如图所示:
15.
【详解】过凹透镜光心的光线传播方向不改变;平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点,如图所示:
16.
【详解】作一条与入射光线平行且通过光心的直线,根据凹透镜的特点,这条直线即为主光轴;作折射光线的反向延长线,那么该延长线与主光轴的交点即为凹透镜焦点F,其中主光轴与反向延长线需用虚线表示,如图所示:
17.
【详解】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,折射光线通过凸透镜焦点,通过凸透镜后的光线射向水面时会发生折射,先过入射点画出法线,法线与界面垂直,根据折射角大入射角在空气中法线的另一侧画出折射光线,如图所示:
18.(1);(2);(3)
【详解】(1)平面镜成像,像与物关于平面镜对称,如图所示
(2)水下E处的小明看到的小鸟,是小鸟反射的光经过空气折射入水中的光线经过点E,空气中的入射角较大,如图所示
(3)光反射中,反射角等于入射角,凸透镜成像中,过焦点的光线经过凸透镜折射后平行于主光轴射出,如图所示
19. 会聚 光斑小于透镜大小 小 大 8
【详解】(1)[1][2]太阳光经透镜在白纸上形成圆形光斑,由于光斑小于透镜大小,光线被聚集后强度增强,该现象说明凸透镜对光有会聚作用。
(2)[3][4]移动白纸到距透镜10cm时,光斑恰好与圆重合,当将白纸靠近凸透镜时,光斑会变小,直至成为一个最小最亮的光斑,该光斑的位置即为焦点的位置;然后继续移动白纸,光斑会变大,此过程中光斑先变小后变大。
(3)[5]由于继续将白纸向透镜方向移动4cm时,白纸上的光斑再次与圆环重合,这表明最小最亮的光斑在这4cm的中间,即2cm处,所以凸透镜的焦距为
f=10cm-2cm=8cm
20. 能量 熔化 凸 5cm/s 保持电动机N的速度不变,增加电动机M的速度
【详解】(1)[1]激光照射在金属表面,增加了金属的内能,使金属局部温度升高而熔化,故激光灼烧金属,说明光能具有能量。
[2]金属表面因吸收热量,从固态变为液态是熔化,后从液态变为气态是汽化。
(2)[3]凸透镜对光线有会聚作用,所以激光头中安装了凸透镜来会聚光斑大小。
(3)[4]已知设定雕刻时间为,横杆向后移动速度为,所以横杆向后运动的距离
如图在直角三角形ABD中,,根据勾股定理可得
雕刻出线段AD,根据,可得激光头移动的速度为
[5]若要雕刻出线段AE,即沿AC方向的位移变大,根据运动的分解,则需要增加AC方向的速度,即增加电动机M的速度。AB方向位移没变,则保持电动机N的速度不变。