5.1 透镜
一、单选题
1.(2022秋·广东深圳·八年级校考期末)下列所示各图属于凹透镜的是( )
A. B.
C. D.
2.(2022秋·广东梅州·八年级统考期末)在如图所示的光路图中,分别填入合适的透镜。其中应选择凹透镜是( )
A.甲、乙 B.丙、丁 C.甲、丁 D.乙、丙
3.(2022秋·广东广州·八年级统考期末)凸透镜的入射光线P,来自发光体,对应这条入射光线的折射光线可能是( )
A.a B.b C.c D.d
4.(2022秋·广东茂名·八年级统考期末)如图所示虚线方框内各放置一个透镜,远处发出的两束光通过透镜前后的方向。如图所示,则以下判断中正确的是( )
A.(a)为凸透镜(b)为凹透镜 B.(a)(b)都为凸透镜
C.(a)为凹透镜(b)为凸透镜 D.(a)(b)都为凹透镜
5.(2022秋·广东湛江·八年级统考期末)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.d C.c D.a.b.c.d
二、填空题
6.(2022秋·广东阳江·八年级统考期末)(1)一家汽车美容店的门口,贴着如图所示的“爱车小贴士”,这是因为留在车身上的水滴相当于 镜,使太阳光 在车身局部形成高温,导致车漆失去光泽;
(2)林则徐被称为中国历史上第一个放眼看世界的人。据说在一个炎热的夏天,洋人请他吃冰淇淋,他看到冰淇淋上方雾气腾腾,以为很烫,就用嘴吹,洋人以此取笑他;在一个寒冷的冬天,林则徐回请洋人喝汤,由于滚烫的汤上覆盖了一层油膜,油膜的上方什么也看不到,洋人抬起就喝……林则徐用自己的智慧捍卫了中国人的尊严。林则徐看到的“雾气”是 (选填物态变化)现象;因为油膜的隔绝,阻碍了汤的 (选填物态变化),这种物态变化需要 热(选填“吸”或“放”)。
7.(2022秋·广东揭阳·八年级统考期末)小明用爷爷的老花镜正对太阳,再把一张纸放在它的下方,移动眼镜,在纸上会呈现一个最小最亮的光斑,则老花镜是 (凸/凹)透镜.小明发现老花镜可以使稍远处的窗户在光屏上成 (正立/倒立)、缩小的像,生活中 就是利用这一原理工作的.
8.(2022秋·广东湛江·八年级统考期末)凸透镜能使平行于主光轴的光线会聚于一点,这一点叫凸透镜的 ,这一点到凸透镜光心的距离叫做 .
9.(2022秋·广东韶关·八年级统考期末)验钞机能检验人民币的真伪,它的原理是利用了 使荧光物质发光;在森林里游客如果随地丢弃装水的透明饮料瓶,可能会引起森林火灾,这是因为饮料瓶相当于 镜,它能使太阳光 。
三、作图题
10.(2022秋·广东湛江·八年级统考期末)要使光线发生如图所示的偏折,在方框内画出放置的光学元件。
11.(2022春·广东江门·八年级统考期末)如图所示,小明手持凸透镜迎着阳光,调整凸透镜的位置,直到在白纸上出现一个小亮点。请画出阳光经过凸透镜后的折射光线。
12.(2022秋·广东汕头·八年级校考期末)如图所示,请画出图中入射光线通过凸透镜后对应的折射光线。
13.(2022春·广东韶关·八年级统考期末)一束光从水中斜射入空气时,其折射光线恰巧经过凸透镜的光心(如图),请画出水中的大致入射光线和经过凸透镜的折射光线。
14.(2022秋·广东珠海·八年级统考期末)图中是经竖直放置的凸透镜折射后水平射向平面镜的一束光,如图所示,请画出该束光的入射光线和经平面镜后的反射光线并标出反射角。
15.(2022秋·广东韶关·八年级统考期末)如图所示,请画出两条入射光线经凸透镜后的折射光线。
16.(2022秋·广东湛江·八年级统考期末)请在图(1)(2)中补画出折射光线或入射光线。
17.(2022秋·广东揭阳·八年级统考期末)如图所示,一条光线由空气射向水面发生了反射和折射,反射光线AB经凸透镜的“2F”点射向凸透镜。请画出:
(1)入射光线并标出入射角i;
(2)水中的折射光线;
(3)光线AB经过透镜后的折射光线。
18.(2022秋·广东汕尾·八年级统考期末)请作出图中两条光线经凸透镜折射后的折射光线。
19.(2022秋·广东韶关·八年级统考期末)如图所示,一束射向凸透镜后的光线再经平面镜反射出来,请将光路图补充完整。
20.(2022秋·广东佛山·八年级统考期末)如图所示,AB为遮光板,S′是点光源S在平面镜中所成的像,S发出的一条光线经平面镜反射后恰好经过凸透镜左侧焦点F,请画出光路图。
21.(2022秋·广东深圳·八年级统考期末)如图所示,凸透镜与凹透镜的一个焦点重合,请根据入射光线,画出相应的出射光线。
22.(2022秋·广东广州·八年级统考期末)如图所示:平面镜上方有一直杆AB;光线c平行于凸透镜的主光轴,它是一条射向平面镜的光线a经过平面镜反射后,反射光线b再经过凸透镜后的折射光线(光线a、b在图中没有画出)。请画出:
(1)直杆在平面镜中所成的像A'B'。
(2)两条光线a、b。
23.(2022秋·广东惠州·八年级统考期末)(1)如图所示,护林员利用一块平面镜使此时的太阳光水平射向山洞中P点,请你通过作图标出平面镜的位置 。
(2)如图所示,点光源S发出的两束光照射到半圆形的玻璃砖中,请画出两束光线分别进入玻璃砖的光路图 。
(3)如图示,两透镜的焦点正好完全重合,请完成光路图 。
24.(2022秋·广东汕头·八年级统考期末)有一点光源S,它发出的一条光线经平面镜反射后,反射光线为a,如图,同时点光源S在平面镜中的像与凸透镜的焦点F重合,请在图中画出:①凸透镜的焦点F;②点光源S的位置;③光线a经过凸透镜后的折射光线。
25.(2022秋·广东深圳·八年级统考期末)如图,一束光垂直于凸透镜主光轴射向平面镜,请在图中画出该光线经平面镜反射再通过凸透镜折射的光路图。
( )
四、实验题
26.(2022秋·广东广州·八年级统考期末)(1)图中的区域Ⅰ和区域Ⅲ是同种均匀介质A,区域Ⅱ是另一种均匀介质B,图中所示两介质界面S1、S2互相平行,一束单色光从区域Ⅰ介质A穿过界面S1从点O1进入区域Ⅱ的介质B中。
①介质A和介质B中,一种是空气,另一种是有机玻璃,则介质 是空气(选填“A”或“B”);
②画出光线经过界面S2从点O2进入区域Ⅲ的折射光路图 ;
(2)用“”表示凸透镜,光线a、b是从某光源上的同一点S发出来的两条光线通过凸透镜后的折射光线,F是凸透镜的焦点,如图所示。
①请画出光线a、b的入射光线和点s ;
②光源通过凸透镜后成 的像(选填对应的字母)。
A.倒立 B.正立 C.缩小 D.放大 E.等大 F.实 G。虚
参考答案:
1.D
【详解】由图可知A是凸面镜,B是凹面镜,C是中间比边缘厚的凸透镜,中间比边缘薄的是D,故D是凹透镜。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2.C
【详解】甲丁:图中的折射光线相对于入射光线是发散的,所以是凹透镜;乙丙:图中的折射光线相对于入射光线是会聚的,所以是凸透镜。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
3.C
【详解】A.折射光线a与入射光线P比较,经透镜后变得远离透镜的主光轴,变得发散,应该变得会聚,故A不符合题意;
B.折射光线b经透镜后平行于透镜主光轴射出,其入射光线应该过凸透镜的焦点,故B不符合题意;
C.折射光线c与入射光线P比较,经透镜后变得靠拢透镜的主光轴,变得会聚,偏折程度还没有到焦点,故C符合题意;
D.折射光线d经透镜后平行于过凸透镜的焦点,其入射光线应该平行于凸透镜的主光轴,故D不符合题意。
故选C。
4.D
【详解】根据凸透镜和凹透镜对光线的作用分析,由于两图中光线经过透镜折射后都变得发散了,而凹透镜对光线起发散作用,凸透镜对光起会聚作用,故两个图中都是凹透镜。
故选D。
5.C
【详解】凸透镜和凹透镜对光路的改变都是遵循光的折射原理. 凸透镜是中心厚边缘薄,光路经透镜两次折射都是向靠近光轴方向(中心的方向)偏折,所以它有会聚作用. 凹透镜是中心薄边缘厚,光路经透镜两次折射都是向远离光轴方向(中心的方向)偏折,所以它有发散作用.从a、b、c、d四个图可以看出对光有会聚作用的只有c,故C符合题意为答案.
6. 凸透 会聚 液化 汽化
吸
【详解】(1)[1][2]车上的水滴中间厚两边薄,相当于凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用,所以水滴会使太阳光会聚在车身上。
(2)[3][4][5]冰淇淋上的白气是空气中的水蒸气遇到冷的冰淇淋液化成小水滴而形成的;而热汤没有白气现象,那是因为油的密度比水小,所以油都浮到汤的表面上,把水面全部盖住,所以阻碍了水的蒸发,因而在上方没有看到白气现象,蒸发属于汽化的一种方式,此过程中需要吸收热量。
7. 凸 倒立 照相机
【详解】[1][2][3]老花镜是远视眼所使的,属于凸透镜;稍远处的窗户处于二倍焦距以外,所以成像是倒立缩小的实像,此时的应用是照相机.
【点睛】
8. 焦点 焦距
【详解】凸透镜能使平行于主光轴的光线会聚于一点,这一点叫做凸透镜的焦点,这一点到凸透镜光心的距离叫做焦距.对于一个凸透镜来讲,它的两侧各有一个焦点,当然也就有两个焦距.
故答案为焦点,焦距.
【点睛】认识凸透镜,学习凸透镜的光学性质,必须从认识它的基本概念入手,包括焦点、焦距、光心、主光轴等.
9. 紫外线 凸透 会聚
【详解】[1]紫外线具有荧光效应,能使荧光物质发光,验钞机就是利用紫外线的这个性质工作的。
[2][3]在森林里游客如果随地丢弃装水的透明饮料瓶,可能会引起森林火灾,这是因为装有水的饮料瓶呈中间厚边缘薄的形状而且透明,相当于凸透镜;它能使太阳光会聚于其焦点,使焦点的光最集中,温度最高,有可能点燃枯草、枯枝和树叶等易燃物。
10.
【详解】过凸透镜焦点的光线,经凸透镜折射后,折射光线平行于主光轴,如图所示:
11.
【详解】由题知,凸透镜迎着阳光,调整凸透镜的位置,直到在白纸上出现一个小亮点,该点为凸透镜的焦点;平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后过焦点,如图所示:
12.
【详解】凸透镜中,过原点的光线不发生偏转;过焦点的光线平行于射出,如图所示:
13.
【详解】光由水中斜射进入空气中时,折射光线向远离法线方向偏折,折射角大于入射角,由此在法线左侧的水中画出入射光线;凸透镜光心的光线传播方向不改变,据此画出经过凸透镜的折射光线。如图所示
14.
【详解】过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴;过平面镜的入射点垂直镜面作出法线,因为入射光线与镜面的夹角为30°,入射角为60°,则反射角也为60°,并标出反射角,作图如下:
15.
【详解】根据凸透镜三条特殊光线的画法可知,通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴,经过光心的光线经凸透镜折射后方向不变,如图所示:
16.
【详解】在图(1)中,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点;过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴;在图(2)中,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;过凹透镜光心的光线传播方向不变,如图所示:
17.
【详解】(1)[1]过A垂直于界面作出法线,然后根据反射角等于入射角,在法线左侧的空气中画出入射光线,如下图所示。
(2)[2]光由空气中斜射进入水中时,折射光线向靠近法线方向偏折,折射角小于入射角,由此在法线右侧的水中画出折射光线,如下图所示。
(3)[3]凸透镜成像中,物体在2F处成等大、倒立的实像,所以由2F处射向凸透镜的光线折射后过另一侧2F,由此画出经透镜折射的后的光线。如下图所示:
18.
【详解】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,过凸透镜光心的光线传播方向不改变,如图所示:
19.
【详解】根据凸透镜三条特殊光线可知,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点;该光线入射到平面镜,先画出法线,再根据反射角等于入射角在法线右侧画出反射光线,如图所示:
20.
【详解】如图,S′是光源S的像,根据平面镜成像特点,则S与S′关于平面镜对称,SE为入射光线,S′F为过凸透镜焦点的光线,则过焦点的光线经凸透镜折射后变成平行主光轴的光线,如图所示:
21.
【详解】过焦点的光线,经过凸透镜折射后,折射光线要平行于主光轴;平行于主光轴的光线,经过凹透镜折射后,折射光线的反向延长线要过凹透镜的虚焦点,作图如下:
22.
【详解】先作出端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′,用虚线连接A′、B′即为直杆在平面镜中所成的像,根据过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出画出反射光线b,入射光线b与平面镜的交点为反射点,根据反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角画出入射光线a。如图所示:
23.
【详解】(1)[1]根据光的反射定律可知,反射角等于入射角,故可作出反射光线与入射光线之间的角平分线,即为法线;法线垂直于反射镜面,因此作出法线的垂线所在位置即为平面镜的位置,作图如下。
(2)[2]左侧的光线斜着由空气射向玻璃砖,根据光的折射定律可知,此时折射角小于入射角,故作出的折射光线AO偏向法线;右侧光线由空气垂直射向玻璃砖表面后,根据光的折射定律可知,光线的折射角等于0°,因此折射光线所在直线与如何光线重合;结合以上,作图如下。
(3)[3]根据凹透镜对光线的折射规律可知,当光线指向凹透镜焦点射向凹透镜后,产生的折射光线将平行于该凹透镜的主光轴射出;根据凸透镜对光线的折射规律可知,当平行于凸透镜主光轴的光线射向凸透镜后,产生的折射光线将射向该凸透镜的焦点;结合以上,可作图如下。
24.
【详解】因为反射光线好像是从虚像上发出的,反向延长光线a,与主光轴的交点为凸透镜的焦点F;已知点光源S在平面镜中的像与凸透镜的焦点F重合,所以焦点F的位置也是发光点S的像S′的位置;画出像S′(F)的对称点,可得点光源的位置S;光线a过凸透镜的焦点,经凸透镜后折射光线平行于主光轴,如图所示:
25.
【详解】
过入射点作平面镜的垂线即为平面镜的法线,过入射点作入射光线关于法线的对称光线即为反射光线,由于入射光线与平面镜夹角为45°,那么入射角为
90°-45°=45°,
即入射光线与反射光线夹角为
245°=90°,
又因为入射光垂直于凸透镜主光轴,所以经平面镜反射的光线与凸透镜主光轴平行,然后光线经凸透镜折射后过焦点。
26. B A、D、F
【详解】(1)[1]由光的折射定律可知,光从有机玻璃射入空气中时,折射角大于入射角,由图可知,光从区域Ⅰ介质A穿过界面S1从点O1进入区域Ⅱ的介质B中后,折射角变大,故介质B是空气。
[2]光线经过界面S2从点O2进入区域Ⅲ时,折射角小于入射角,根据光的折射定律画出折射光线即可,如图所示
(2)[3]平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,通过光心的光线经凸透镜折射后方向不变,据此画出对应的入射光线;这两条入射光线的交点为点光源S的位置,如图所示
[4]由上一空的图像可知,光源位于一倍焦距到二倍焦距之间,根据凸透镜成像规律可知,光源经过凸透镜后成倒立、放大的实像,故选A、D、F。
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