【专项培优】第三章光的折射，透镜 （含答案）

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【专项培优】第三章光的折射，透射
一、单选题
1．如图描述了眼球在以一定视角观察某一物体时的情况.从图中可以看出，物体在视网膜上所成像的大小是由视角决定的.如果视角大，物体在视网膜上所成的像大，眼睛所看到的物体就大.下面四种情况，眼睛感到最长的物体是（　　）
A．站在20 m远的1.6 m高的人 B．18 m远的一棵1.7 m高的小树
C．20 m远的1.7 m高的栏杆 D．40 m远的1.8 m的竹竿
2．下列物理现象，其原理属于光沿直线传播的是（　　）
A．水中倒影 B．雨后彩虹 C．小孔成像 D．海市蜃楼
3．一束太阳光经三棱镜后，在棱镜另一侧的白纸屏上可形成一条彩色光带，如图所示。据此可知，一束红紫复色光沿AO从空气斜射入玻璃砖，发生折射，光路可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
4． 下面四幅图，能正确表示渔民在岸边看到水中的鱼的光路图是（　　）
A． B．
C． D．
5．如图是加湿器斜放在水杯中“变粗”情景，这种现象属于（　　）
A．光的直线传播 B．光的折射
C．光的反射 D．光的色散
6．如图的四种情景，属于光的反射现象的是（　　）
A．树荫下的圆形光斑
B．斑马倒影
C．手影
D．日全食
7．为了防止森林火灾，在森林里不允许随意丢弃透明的饮料瓶，这是由于雨水进入饮料瓶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
8．下列正确表示光从空气斜射到水面的光路是（　　）
A． B．
C． D．
9．下列光学现象及其解释正确的是（）
A．图a中，漫反射的光线杂乱无章，因此不遵循光的反射定律
B．图b中，木工师傅观察木板是否光滑平整利用了光直线传播的性质
C．图c表示的是小孔成像情况，屏幕上出现的是物体倒立的虚像
D．图d表示太阳光经过三棱镜色散后的色光排列情况
10．许多家庭的门上都装有防盗门镜(俗称“猫眼”)。从室内透过防盗门镜向外看，可以看到来客的正立、缩小的像。由此可以断定，此时防盗门镜的作用相当于一个（　　）
A．凸透镜 B．凹透镜
C．凸透镜和凹透镜 D．玻璃砖
二、填空题
11．中国的诗词歌赋蕴含丰富的光学知识，“明月几时有？把酒问青天”，酒中明月倒影是光的　 　（填“反射”或“折射”）形成的　 　（填“虚”或“实”）像，“起舞弄清影，何似在人间”，影子的形成是由于　 　。
12．如图是某人观察物体时，物体在眼球内成像示意图，则该人所患眼病是　 　，矫正时应配制的眼镜是　 　透镜．
13．投影仪的镜头相当于凸透镜，来自投影仪的光通过镜头形成一个倒立、　 　的实像，平面镜的作用是　 　。
14．小花同学用手机拍摄景物时，在同种拍摄参数下分别拍摄到了如图所示的照片甲和照片乙，则拍摄照片　 　时手机与景物距离较近；照片乙是景物通过手机镜头成倒立、　 　的实像。
15．雨过天晴，地面上会出现建筑物的影子，影子是由于光的 　 　形成的。通过地面上一层薄薄的积水还可以看到建筑物的像，如图所示，积水中建筑物的像是 　 　（选填“虚像”或“实像”）。积水远看是薄薄的，一旦涉入水中，发现积水的实际深度比看到的深，这是因为光从水面进入空气时发生了 　 　现象。
16．眼睛是心灵的窗户，我们要爱护自己的眼睛，长时间用眼姿势不对，容易患上近视眼，如图所示的　 　（选填“甲”或“乙”） 是近视眼看远处物体的成像情况，应戴　 　透镜制成的眼镜进行矫正。
17．如图，右侧为幻灯机，左侧为其原理图．当放映幻灯片时，物距　 　（填“大于2倍焦距”“大于一倍焦距小于二倍焦距”或“小于一倍焦距”），像距　 　（填“大于”“小于”或“等于”）2倍焦距，成倒立、放大的　 　（填“实”或“虚”）像．
18．如图，一束光在空气和玻璃两种介质的界面处同时发生了反射和折射，此时折射角大小为　 　度。若入射角变为20°，则反射光线和折射光线的夹角将　 　（选填“>”、“=”或“<”）110°。
三、科普阅读题
19．电脑中常用光电鼠标，其原理就是利用发光二极管照射移动表面（如图），反射光通过成像透镜成像于光学传感器上。鼠标移动时，传感器会连续拍摄鼠标垫表面所成的像，并利用芯片处理比较各个影像的数字信号，反馈到计算机，决定屏幕上的光标移动距离和方向。图中光学传感器、透镜、发光二极管等元件固定在鼠标内。
（1）当发光二极管的光照射在粗糙的鼠标垫上时会发生　 　（选填“镜面反射”或“漫反射”）；
（2）当鼠标平放在鼠标垫上，成像透镜距鼠标垫7mm，光学传感器距成像透镜3mm，则在光学传感器上成　 　（选填“倒立”或“正立”）、　 　（选填“放大”或“缩小”）的实像；
（3）将鼠标离开鼠标垫一定高度后悬空向前移动时，电脑显示器上的光标并不移动，是因为像成在光学传感器的　 　（选填“上”或“下”）方，而且所成的像　 　（选填“变大”“不变”或“变小”）。
四、计算题
20．老花眼镜的镜片属于什么镜？若它的焦距f为0.25m，则该镜片的度数是多少？
21．如图所示，物体AB经凸透镜折射后所成像为A'B'，已知AB的高为h，物距u，像距v，试用h1、u、v表示像高h2．
五、作图题
22．如图所示，A是水中的一个发光点，从A发出一条光线经平面镜反射后，反射光线通过B点，并在水面处发生折射．请画出入射光线、反射光线和折射光线的大致方向．
六、实验探究题
23．在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，如图1所示，小明用高为4cm的发光体（由发光二极管组成）作为物体，把凸透镜固定在光具座50cm刻度线处不动。下表是小明记录的凸透镜成实像时的部分实验数据（数据记录时取整数）：
实验次数 物距/cm 像距/cm 像高/cm
1 30 15 2
2 20 　 4
3 15 　 8
（1）分析表中数据可知，实验中所用凸透镜的焦距为　 　cm。
（2）在第3次实验时，将光屏移到光具座　 　cm刻度线处，光屏上会出现清晰的像。此时，如果小明不小心用手指尖触碰到了凸透镜，光屏上　 　（选填“会”或“不会”）出现手指尖的像。
（3）根据实验数据推测，当把物体放在光具座“0”刻度线处时，物体通过凸透镜所成实像的高度　 　（选填“大于”、“小于”或“等于”）2cm。
（4）小明完成实验后，又找来一个装有水的圆柱形玻璃瓶，把一支铅笔放在玻璃瓶的一侧，透过瓶和水可以看到那支笔，如图2所示。将铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动的过程中，铅笔所成像的　 　（选填“长短”、“粗细”或“笔尖朝向”）一直不会有明显的变化。
七、综合题
24．小明在探究焦距为10cm的凸透镜成像规律的实验中，将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，如图所示
（1）实验时，小明应调整烛焰、透镜和光屏的中心在　 　 ，以保证烛焰所成的像在光屏的中央．
（2）接着小明将蜡烛置于光具座的A点处，左右移动光屏上成　 　 、倒立的实像（选填“放大”、“缩小”或“放大镜”），此时成像特点可应用在　 　 上（选填”“照相机”、“投影仪”或“放大镜）．
（3）若把蜡烛从A点向B点移动，烛焰所成像的大小将　 　 （选填“变大”、“变小”或“不变”），若蜡烛移到C点，无论怎样移动光屏，在光屏上始终找不到像，原因是　 　 　
25．如图2.132所示，两个薄凸透镜L1，L2平行放置，且主光轴重合，彼此间距为d，组成一个透镜组合。已知F1，F2分别为凸透镜L1，L2右侧的焦点，对应焦距分别为f1，f2， 试利用你所掌握的光学知识求解该透镜组的等效焦距f。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】凸透镜成像的应用；眼睛及其视物原理
2．【答案】C
【知识点】光的直线传播及其应用；光的反射；光的折射现象及其应用；光的色散
3．【答案】C
【知识点】作光的折射光路图
4．【答案】D
【知识点】光的折射规律
5．【答案】B
【知识点】光的折射现象及其应用
6．【答案】B
【知识点】光的直线传播及其应用；光的折射现象及其应用；平面镜成像的原理、特点
7．【答案】B
【知识点】透镜及其特点与分类
8．【答案】C
【知识点】作光的反射光路图；作光的折射光路图
9．【答案】B
【知识点】光的直线传播及其应用；光的反射；光的色散
10．【答案】B
【知识点】透镜及其特点与分类
11．【答案】反射；虚；光的直线传播
【知识点】光的直线传播及其应用；光的反射；光的折射现象及其应用
12．【答案】近视眼；凹
【知识点】近视眼的成因与矫正办法
13．【答案】放大；改变光的传播方向
【知识点】光的反射；生活中的透镜
14．【答案】乙；缩小
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
15．【答案】光的直线传播；虚像；折射
【知识点】光的直线传播及其应用；光的折射现象及其应用；平面镜成像的原理、特点
16．【答案】甲；凹
【知识点】近视眼的成因与矫正办法
17．【答案】大于一倍焦距小于二倍焦距；大于；实
【知识点】凸透镜成像的应用
18．【答案】60；<
【知识点】光的反射定律；光的折射现象及其应用
19．【答案】漫反射；倒立；缩小；下；变小
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
20．【答案】解：老花镜的镜片属于凸透镜，因此它的度数是正数；先求出它的焦度，φ= = =4m﹣1，焦度乘100就是它的度数，因为凸透镜的度数是正数，所以为+400度．
【知识点】主光轴、光心、焦点和焦距
21．【答案】解：由图可知，△ABO∽△A B O，
则
已知AB的高为h1，物距BO为u，像距B O为v，则像高
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
22．【答案】解：如图所示：
【知识点】作光的反射光路图；平面镜成像的相关作图；作光的折射光路图
23．【答案】（1）10
（2）80；不会
（3）小于
（4）粗细
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
24．【答案】（1）同一高度　
（2）缩小　；照相机　
（3）变大　；C点在一倍焦距以内，成虚像，虚像无法用光屏承接
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验；凸透镜成像的应用
25．【答案】如图2.133所示
作平行于主光轴的入射光线PA，与凸透镜L1交于A点，该入射光线被L1折射后，折射光线交L2于B点，光线AB的延长线通过L1右侧的焦点F1。对于凸透镜L2来说，光线AB是入射光线，我们通过下面的方法画出它经过L2后的折射光线：过L2的光心O2作平行于光线AB的虚线，该虚线交L1于C点。过L2的焦点F2作垂直于主光轴的虚线，交CO2于F2'，则F2'即为透镜L2的一个副焦点，连接BF2'，则光线BF2'即为光线AB经过L2后的折射光线。BF2'与主光轴交于F点，则F即为透镜组右侧的焦点。接下来反向延长光线BF，与射向L1的入射光线PA的延长线交于D点，过D点作凸透镜L，可知光线PA经过L1，L2两次折射的过程，与光线PA经过透镜L一次折射的过程完全等效，即透镜L是透镜L1，L2组合的等效透镜，透镜L的光心O点到F点的距离即为等效焦距。
由上述作图过程，知△DOF∽△F'F2F，则，△AO1F1∽△F2'F2O2，则，又O1A= OD，因此
接下来求出OO2即可得到等效焦距f的值：
由△BDA∽△BFF， 得，其中，又由△CO1O2∽△BO2F1，可知，则有，解得OO2=。因此，可求得组合焦距的值为或写成
由等效焦距f的表达式，当两个透镜紧贴在一起，即d=0时，上式简化为或。
【知识点】透镜的光路图
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