【精品解析】人教版初中物理八年级上册同步分层练习-5.2《生活中的透镜》(基础版)

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【精品解析】人教版初中物理八年级上册同步分层练习-5.2《生活中的透镜》(基础版)

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人教版初中物理八年级上册同步分层练习-5.2《生活中的透镜》(基础版)
一、选择题
1.(2025·甘孜)五一假期,小明及家人去黄龙景区游玩,发现了很多与光有关的现象,下列说法正确的是(  )
A.雪山呈现日照金山的奇观,说明雪山是光源
B.湖水看起来要比实际的浅,是因为光的反射
C.景区地面上出现树的影子,是因为光的折射
D.小明清晰看见雪山,其视网膜上成的是实像
2.(2024·广饶模拟)如图表示的是两条光线经过凸透镜和凹透镜的光路图,其中画法正确的是(  )
A. B.
C. D.
3.(2025·青岛)下列光学作图正确的是
A.光的反射
B.平面镜成像
C.凸透镜对光线的作用
D.凹透镜对光线的作用
4.(2024·潮南模拟)在做“凸透镜成像规律”的实验中,小明将蜡烛放在距凸透镜20cm处的位置,通过透镜在光屏上形成倒立、缩小的像。由于未及时记录实验数据,实验结束后小明按自己的理解在笔记本上画出了对应的光路图(光屏位置未画出),如图所示,下列说法正确的是(  )
A.小明画的光路图是正确的
B.透镜成的是虚像
C.透镜的焦距小于10cm
D.若画出光屏,则光屏应画在透镜的左侧
5.(2023·宿豫模拟)如图所示的光学现象,其成像原理和成像虚实均相同的一组是(  )
A.①和③ B.②和③ C.①和④ D.③和④
6.(2024九下·长春开学考)微雕师傅创作微雕艺术品时,利用光学元件来看清雕刻痕迹。与这个光学元件的成像原理相同的器材是(  )
A.照相机 B.平面镜 C.放大镜 D.太阳灶
7.(2023·平南模拟) 下列四种情景中,属于光的反射现象的是(  )
A.墙上的“手影”
B.错位的“钢笔”
C.镜中的“我”
D.变大的“字”
二、多选题
8.(2023八上·大连期末)针对下列图中的四幅图片说法正确的是(  )
A.声呐利用超声波探测鱼群
B.汽车导航仪的摄像头相当于照相机的镜头
C.验钞机利用荧光物质在红外线照射下能够发光的原理工作
D.夜视仪通过识别不同温度的物体辐射的红外线进行侦察
9.(2021八上·黄岛期中)下列光路是光线通过透镜(图中未画出)的情形,其中属于凹透镜的是(  )
A. B.
C. D.
10.下列四个光路图中正确是(  )
A. B.
C. D.
11.(2025八上·北京市期末)下列说法正确的是(  )
A.雨后初晴的夜晚,地上有积水,我们迎着月光走时,地上亮处是积水
B.光从空气射入水中时,传播方向一定发生偏折
C.无论是光的反射,还是光的折射,其光路都是可逆的
D.平行光束通过凸透镜后都能够会聚到焦点
三、填空题
12.(2025·广州模拟)
(1)两条光线通过透镜的光路如图所示,该透镜是   透镜(选填“凸”“凹”),
光线a透过玻璃砖,照射在木板上,画出:
①光线a穿过玻璃砖的大致光路:
②木板M点在玻璃砖AB平面成的像M   。
(2)如图所示,烛焰S点发出三条光线(图中没画出),经过凸透镜后会聚到S‘点。
①请画出图中三条光线对应的入射光线及烛焰S点   :
②烛焰经凸透镜成的像,相对于物是的   (选填“放大”“缩小”),
13.(2025·罗湖模拟)如题图所示,智慧食堂 AI视觉结算是一套基于人工智能技术,它利用摄像头和图像识别算法,实时快速识别菜品,帮助顾客实现快速结算。摄像头的镜头相当于一个   透镜,菜品要距透镜的2倍焦距以   (选填“内”或“外”)才能识别。
14.(2024八上·陇西月考)如图甲所示,是新疆地区普遍使用的太阳灶,这是利用   镜能会聚光线的特点制成的。如图乙所示是一部望远镜,它是由两组凸透镜组成的,其物镜成像的道理相当于一个   (填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。
15.(2024八上·江门期末)如图所示为华为手机后置的多个摄像头,这些摄像头可以看作   (凸透镜/凹透镜).在拍照时,要使屏幕上的像大些,被拍摄物体应离手机摄像头更   (远/近)些.我们能从不同角度观察到手机背面的华为标识,这是由于光线在手机背面标识上发生了   (镜面/漫)反射.
四、实验探究题
16.(2024·哈尔滨) 物理与生活息息相关,学习了光学知识后,宏星同学进行了下面的观察与思考。
(1)宏星在湖边看到水中有一条鱼,这是光的   现象;他看到的“鱼”是   像(选填“实”或“虚”);
(2)湖中有一把水位标尺,他看到鱼恰好在标尺的45cm处,水面在标尺的75cm处,鱼到水面的实际深度应   30cm(选填“小于”或“等于”或“大于”);如果想叉鱼,他应瞄准看到的鱼的   (选填“上方”或“下方”);
(3)类比是一种解决问题的方法,图甲是利用S点发出的两条特殊光线理性探究凸透镜成像特点的光路图,请参照图甲的方法,在图乙上通过画图理性探究凹透镜成像特点(只需找到像点(Q')。   
17.(2023·荔湾模拟)
(1)“”是汽车应用的一种新型技术,也叫“平行显示系统”。其原理是:位于仪表台后端的显示屏将车速、导航等信息投射到贴有透明反射膜的前挡风玻璃上,挡风玻璃将光反射给驾驶员,驾驶员就看到显示屏的虚像,让司机在不低头、不转头时就能看到车辆行驶信息。请在图中作出人眼通过前挡风玻璃看到显示屏上A点的像的光路图;   
(2)一束平行于主光轴的光经过某凸透镜后的光路图如图甲所示,凸透镜的光心在0cm处。把物体MN放在凸透镜前某位置,如图乙所示;
①把图乙中N点发出的两条光线的光路补充完整   ;(a平行于主光轴,b过0cm处);
②物体MN经凸透镜后成   (选填“倒立”或“正立”)、   (选填“放大”或“缩小”)的   (选填“实像”或“虚像”),   (选填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”)就是利用该原理成像的。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】光与光源;光的直线传播及其应用;光的反射;生活中的透镜
【解析】【解答】A、雪山不会自己发光,不是光源,故A错误;
B、湖水看起来浅,是由于光的折射,故B错误;
C、影子的形成是由于光的直线传播,故C错误;
D、眼睛看到物体,呈现在视网膜的像是实像。故D正确。
综上选D。
【分析】1、光的反射:光在同一种介质中传播中,遇到反射面,将一部分光反射回来的现象叫做光的反射,常见例子有:平面镜反射,湖面反射;
2、光的折射:光经过不同介质时,传播方向会发生偏折的现象,如:海市蜃楼、彩虹的形成、岸面看水水变浅;
3、光的直线传播:光在同种介质中沿直线传播,实例有影子的形成、日食、小孔成像、激光校准等;
4、光源:能自身发出光线,如太阳、手电筒、萤火虫。
2.【答案】C
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】A.根据凸透镜的特殊光线可知,过焦点的光线经凸透镜折射后,平行于主光轴,故A错误;
B.根据凸透镜的特殊光线可知,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,故B错误;
C.根据凹透镜的特殊光线可知,延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴,故C正确;
D.根据凹透镜的特殊光线可知,过虚焦点的光线经凹透镜折射后将发散出去,故D错误。
故选C。
【分析】根据凸透镜和凹透镜的特殊光线分析判断。
3.【答案】C
【知识点】作光的反射光路图;平面镜成像的相关作图;透镜的光路图
【解析】【解答】A、在做反射光路图时,首先应作出法线,然后根据反射角等于入射角,在法线另一侧画出反射光线,图中反射光线方向错误,故A错误;
B、分别作出物体AB端点A、B关于平面镜的对称点A'、B',用虚线连接A'、B'即为AB在平面镜中的像,图中像点与物体的端点不对称,故B错误;
C、平行于主光轴的光经凸透镜折射后将过焦点,由于光路可逆,图中过凸透镜焦点的光经凸透镜折射后将会平行于主光轴传播出去,故C正确;
D、凹透镜对光有发散作用,平行于主光轴的光经凹透镜折射后,折射光的延长线过焦点,而不是折射光直接过焦点,故D错误。
故答案为:C。
【分析】反射定律的内容:反射光线、入射光线、法线在同一个平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。平面镜成像的特点是:像物大小相等、到平面镜的距离相等、连线与镜面垂直、左右互换,即像物关于平面镜对称,利用这一对称性作出AB的像。
4.【答案】C
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】ABC. 小明将蜡烛放在距凸透镜20cm处的位置,通过透镜在光屏上形成倒立、缩小的像 ,所以物距u=20cm,由2f<20cm可知透镜的焦距小于10cm,像距介于一倍至二倍焦距,0cmD.像距小于物距、物像异侧,光屏应画在透镜的右侧,故D错误。
故选C。
【分析】凸透镜成实像时,物距越大,像距越小,像越小;物距越小,像距越大,像越大。
透镜成像规律:物体距透镜小于一倍焦距,呈正立放大的虚像,应用为放大镜;
物距大于一倍焦距小于二倍焦距,呈倒立立放大的实像,应用为投影仪;
物体大于二倍焦距,呈现倒立缩小实像,应用为照相机,人眼睛。
5.【答案】A
【知识点】光的直线传播及其应用;光的折射规律;生活中的透镜;平面镜成像的原理、特点
【解析】【解答】图 ① 是放大镜成正立放大的虚像,是光的折射。图 ②是平面镜成像,成正立等大的虚像, 其原理是光的反射。图 ③ 原理光的折射,所成的虚像,图 ④是小孔成像,其原理是光的直线传播,所成的像是实像,由此可以看出①③成像原理和成像虚实均相同,故A正确,BCD错误
故选:A
【分析】(1)凸透镜成像原理是光的折射
(2)平面镜成像原理是光的反射
(3)看水中物体是光的折射,所成像为虚像
(4)小孔成像是光沿直线传播的典型例子,所成像为实像
6.【答案】C
【知识点】生活中的透镜
【解析】【解答】创作微雕艺术品时,为了看清雕刻痕迹,需要将其放大,且不需倒立,则利用的是放大镜,C符合题意。
故答案为:C.
【分析】通过放大镜,可以成正立放大的像,可以观察微小物体。
7.【答案】C
【知识点】光的直线传播及其应用;光的反射;生活中的透镜;平面镜成像的原理、特点
【解析】【解答】A、手影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A与题意不符;
B、透过玻璃砖看到钢笔“错位”了是由于钢笔经玻璃砖的两次折射,属于光的折射现象,故B与题意不符;
C、镜中的“我”,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故C符合题意。
D、用放大镜看字时,字变大了,属于凸透镜成像,是由于光的折射形成的。故D与题意不符。
故选,C。
【分析】(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、激光准直、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、玻璃等光滑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。
8.【答案】A,B,D
【知识点】红外线;紫外线;生活中的透镜;超声波与次声波
【解析】【解答】A.由于超声波具有良好的反射性,声呐发出的是超声波,可以确定海洋中鱼群的位置,A符合题意;
B.汽车导航仪的摄像头相当于一个凸透镜,它的成像原理和照相机的成像原理相同。B符合题意;
C.验钞机能发出紫外线,钞票上涂有荧光物质,荧光物质只有在紫外线照射时,才发光。C不符合题意;
D.一切物体都在不停地辐射红外线,温度越高辐射越强,夜视仪是通过接收红外线的强弱来分辨人和其他物体的,D符合题意。
故答案为:ABD。
【分析】声呐利用超声波传递信息;摄像头和照相机的镜头成像相同;验钞机利用紫外线工作;物体的温度不同,发出的红外线不同。
9.【答案】A,B,D
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】根据两种透镜的对光线的作用,凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用。从四个光线通过透镜的情形可知,ABD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的折射光线相对于入射光线是会聚的,所以C是凸透镜。ABD符合题意,C不符合题意。
故答案为:ABD。
【分析】凸透镜对光有会聚作用;凹透镜对光有发散作用。
10.【答案】A,C,D
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】A图中平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,A符合题意;B图中通过焦点的光线,经凸透镜折射后应平行于主光轴,B不符合题意;C图中延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后会平行于主光轴,C符合题意;D图中过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变,D符合题意,
故答案为:ACD。
【分析】凹透镜三条特殊光线的作图:①延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴.②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.③过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变.
凸透镜三条特殊光线:①通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴。②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。③过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变.
11.【答案】A,C
【知识点】镜面反射与漫反射;光的折射规律;透镜的光路图
【解析】【解答】 解:A、迎着月光走,月光经平静的水面发生镜面反射,进入人的眼睛的反射光线多,人感觉水面亮,即地上亮处是积水,地面反射到人眼的光线少,看起来比较暗,故A正确;
B、根据折射定律可知,光从空气垂直射入水中时,传播方向不变,故B错误;
C、光的反射和光的折射,光路都是可逆的,故C正确;
D、根据经过凸透镜的三条特殊光线可知,平行于主光轴的平行光线经过凸透镜折射后会聚到焦点,故D错误。
故选:AC。
【分析】(1)平行光射向平而光滑的反射面时,反射光线平行射出,这种反射是镜面反射;平行光射向凹凸不平的反射面时,反射光线射向四面八方,这种反射是漫反射;
(2)光从空气垂直射入水中,传播方向不变;
(3)根据光的反射定律与光的折射规律中关于光路可逆性的描述可做出判断;
(4)对于凸透镜来说:平行于主光轴的光线会聚于焦点。
12.【答案】(1)凹;
(2);缩小
【知识点】作光的折射光路图;透镜的光路图
【解析】【解答】(1)图中,光线经过透镜,折射光线比原来的入射光线发散了,则透镜是凹透镜;光线①从空气斜射入玻璃中时,折射光线和入射光线分居法线的两侧,折射角小于入射角,当光从玻璃斜射入空气时,折射角大于入射角,根据光路是可逆的,从玻璃砖射出的折射光线平行于原来的入射光线;②平面镜成像时,像与物关于平面镜对称,先延长AB,再作出M关于AB的对称点M,即为M点在玻璃砖AB平面成的像M,如图:
(2)①光线通过凸透镜时,若和主光轴平行,折射光线过焦点,光线过光心,沿直线传播,两入射光线的交点为物体的位置,物体物体和折射光线连线,是最下面线的入射光线,如图:
②由于物距大于像距,凸透镜成像是倒立、缩小的实像。
【分析】(1)凸透镜能使光线会聚,凹透镜能使光线发散;对比通过透镜前后的入射光线和折射光线,根据透镜对光线的作用来确定透镜类型;
①光线从空气斜射入玻璃中,折射角小于入射角,当光从玻璃斜射入空气时,折射角大于入射角,作出折射光线;
②平面镜成像时,像与物关于平面镜对称,作出M在AB平面成的像。
(2)光线和凸透镜的主光轴平行,折射光线过焦点,光线过光心,沿直线传播;当物距大于像距时,凸透镜成像为倒立、缩小的实像。
13.【答案】凸;外
【知识点】透镜及其特点与分类;生活中的透镜
【解析】【解答】
摄像头的镜头成像原理与照相机类似,而照相机镜头是凸透镜,所以摄像头的镜头相当于一个凸透镜。根据凸透镜成像规律,当物体在凸透镜的 2 倍焦距以外时,成倒立、缩小的实像,摄像头要成清晰的像来识别菜品,菜品就需要在透镜的 2 倍焦距以外。故此处应填 “外”。
故答案为:凸;外。
【分析】
本题主要考查对凸透镜成像规律这一知识点的理解和应用。学生需要熟悉摄像头成像原理与凸透镜成像规律之间的联系,通过回忆凸透镜成像的不同情况,来确定镜头类型以及菜品与透镜的位置关系。
14.【答案】凹面;照相机
【知识点】凸面镜和凹面镜;生活中的透镜
【解析】【解答】利用凹面镜的反光,能会聚光线的制成太阳灶;望远镜是由两组凸透镜组成的,物体到物镜的距离大于二倍焦距,成倒立缩小的实像,成像时相当于照相机。
【分析】凹面镜对光有会聚作用;当物体在凸透镜的二倍焦距外时,成像应用于照相机。
15.【答案】凸透镜;近;漫
【知识点】光的反射;镜面反射与漫反射;生活中的透镜
【解析】【解答】手机摄像头相当于凸透镜,摄像原理为物距大于二倍焦距,像成缩小倒立的实像,遵循物近像远像变大的成像规律,所以 要使屏幕上的像大些,被拍摄物体应离手机摄像头更近, 从不同角度观察到手机背面的华为标识,这是由于光线在手机背面标识上发生了 漫反射。
综上 第1空、凸透镜; 第2空、近; 第3空、漫。
【分析】透镜成像规律:物体距透镜小于一倍焦距,呈正立放大的虚像;物体大于一倍焦距小于二倍焦距,呈倒立立放大的实像;物体大于二倍焦距,呈现倒立缩小实像,物近像远像变大。
凸透镜成实像时,物距越大,像距越小,像越小;物距越小,像距越大,像越大。
16.【答案】(1)折射;虚
(2)等于;下方
(3)
【知识点】光的折射规律;透镜的光路图
【解析】【解答】1)宏星在湖边看到水中有一条鱼,这是光的折射, 他看到的“鱼”是虚像
综上第1空、折射;第2空、虚
2) 因为鱼和尺子都是虚像,鱼实际位置就是水面下45厘米处,故应该是等于30厘米;想叉鱼,他应瞄准看到的鱼的 下方
综上第1空、等于;第2空、下方
3)凹透镜成像规律,经过光心的光线不发生偏折,平行光入射凹透镜反向延长线会聚焦在焦点,据此作图
【分析】根据光的折射、凹透镜的光路图作图
光的折射:光经过不同介质时,入射光线会发生偏折,如:光的色散(太阳光经过三棱镜折射会发生光的色散)、海市蜃楼
透镜成像规律:凹透镜对光线有发散作用,平行光入射凹透镜反向延长线会聚焦在焦点,经过光心的光线不发生偏折。
17.【答案】(1)
(2);倒立;放大;实像;投影仪
【知识点】平面镜成像的相关作图;透镜的光路图
【解析】【解答】(1)利用平面镜成像的特点:像与物关于平面镜对称,作出A点关于挡风玻璃的对称点,即为其像点A',根据反射光线反向延长通过像点,连接与平面镜的交点即为入射点O,OB即为反射光线,AO为入射光线,如下所示:
(2)①根据图乙可知,平行于主光轴的光线经过凸透镜后过焦点,光线平行于主光轴,经凸透镜折射后过另一侧的焦点;光线经凸透镜的光心后传播方向不改变,据此作图;
②焦点到凸透镜光心的距离叫焦距,故焦距为2cm,由图乙知,物体在一倍焦距和二倍焦距之间,此时成倒立、放大的实像,生活中投影仪就是依据此原理制成的。
【分析】(1)平面镜成像时,像和物体关于平面镜对称;像和反射光线经过的点在同一直线上;
(2)平行于凸透镜主光轴的光线,折射光线过焦点,光线过光心,沿直线传播;当物体在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距间时,成倒立放大的实像,实际应用是投影仪。
1 / 1人教版初中物理八年级上册同步分层练习-5.2《生活中的透镜》(基础版)
一、选择题
1.(2025·甘孜)五一假期,小明及家人去黄龙景区游玩,发现了很多与光有关的现象,下列说法正确的是(  )
A.雪山呈现日照金山的奇观,说明雪山是光源
B.湖水看起来要比实际的浅,是因为光的反射
C.景区地面上出现树的影子,是因为光的折射
D.小明清晰看见雪山,其视网膜上成的是实像
【答案】D
【知识点】光与光源;光的直线传播及其应用;光的反射;生活中的透镜
【解析】【解答】A、雪山不会自己发光,不是光源,故A错误;
B、湖水看起来浅,是由于光的折射,故B错误;
C、影子的形成是由于光的直线传播,故C错误;
D、眼睛看到物体,呈现在视网膜的像是实像。故D正确。
综上选D。
【分析】1、光的反射:光在同一种介质中传播中,遇到反射面,将一部分光反射回来的现象叫做光的反射,常见例子有:平面镜反射,湖面反射;
2、光的折射:光经过不同介质时,传播方向会发生偏折的现象,如:海市蜃楼、彩虹的形成、岸面看水水变浅;
3、光的直线传播:光在同种介质中沿直线传播,实例有影子的形成、日食、小孔成像、激光校准等;
4、光源:能自身发出光线,如太阳、手电筒、萤火虫。
2.(2024·广饶模拟)如图表示的是两条光线经过凸透镜和凹透镜的光路图,其中画法正确的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】A.根据凸透镜的特殊光线可知,过焦点的光线经凸透镜折射后,平行于主光轴,故A错误;
B.根据凸透镜的特殊光线可知,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,故B错误;
C.根据凹透镜的特殊光线可知,延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴,故C正确;
D.根据凹透镜的特殊光线可知,过虚焦点的光线经凹透镜折射后将发散出去,故D错误。
故选C。
【分析】根据凸透镜和凹透镜的特殊光线分析判断。
3.(2025·青岛)下列光学作图正确的是
A.光的反射
B.平面镜成像
C.凸透镜对光线的作用
D.凹透镜对光线的作用
【答案】C
【知识点】作光的反射光路图;平面镜成像的相关作图;透镜的光路图
【解析】【解答】A、在做反射光路图时,首先应作出法线,然后根据反射角等于入射角,在法线另一侧画出反射光线,图中反射光线方向错误,故A错误;
B、分别作出物体AB端点A、B关于平面镜的对称点A'、B',用虚线连接A'、B'即为AB在平面镜中的像,图中像点与物体的端点不对称,故B错误;
C、平行于主光轴的光经凸透镜折射后将过焦点,由于光路可逆,图中过凸透镜焦点的光经凸透镜折射后将会平行于主光轴传播出去,故C正确;
D、凹透镜对光有发散作用,平行于主光轴的光经凹透镜折射后,折射光的延长线过焦点,而不是折射光直接过焦点,故D错误。
故答案为:C。
【分析】反射定律的内容:反射光线、入射光线、法线在同一个平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。平面镜成像的特点是:像物大小相等、到平面镜的距离相等、连线与镜面垂直、左右互换,即像物关于平面镜对称,利用这一对称性作出AB的像。
4.(2024·潮南模拟)在做“凸透镜成像规律”的实验中,小明将蜡烛放在距凸透镜20cm处的位置,通过透镜在光屏上形成倒立、缩小的像。由于未及时记录实验数据,实验结束后小明按自己的理解在笔记本上画出了对应的光路图(光屏位置未画出),如图所示,下列说法正确的是(  )
A.小明画的光路图是正确的
B.透镜成的是虚像
C.透镜的焦距小于10cm
D.若画出光屏,则光屏应画在透镜的左侧
【答案】C
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】ABC. 小明将蜡烛放在距凸透镜20cm处的位置,通过透镜在光屏上形成倒立、缩小的像 ,所以物距u=20cm,由2f<20cm可知透镜的焦距小于10cm,像距介于一倍至二倍焦距,0cmD.像距小于物距、物像异侧,光屏应画在透镜的右侧,故D错误。
故选C。
【分析】凸透镜成实像时,物距越大,像距越小,像越小;物距越小,像距越大,像越大。
透镜成像规律:物体距透镜小于一倍焦距,呈正立放大的虚像,应用为放大镜;
物距大于一倍焦距小于二倍焦距,呈倒立立放大的实像,应用为投影仪;
物体大于二倍焦距,呈现倒立缩小实像,应用为照相机,人眼睛。
5.(2023·宿豫模拟)如图所示的光学现象,其成像原理和成像虚实均相同的一组是(  )
A.①和③ B.②和③ C.①和④ D.③和④
【答案】A
【知识点】光的直线传播及其应用;光的折射规律;生活中的透镜;平面镜成像的原理、特点
【解析】【解答】图 ① 是放大镜成正立放大的虚像,是光的折射。图 ②是平面镜成像,成正立等大的虚像, 其原理是光的反射。图 ③ 原理光的折射,所成的虚像,图 ④是小孔成像,其原理是光的直线传播,所成的像是实像,由此可以看出①③成像原理和成像虚实均相同,故A正确,BCD错误
故选:A
【分析】(1)凸透镜成像原理是光的折射
(2)平面镜成像原理是光的反射
(3)看水中物体是光的折射,所成像为虚像
(4)小孔成像是光沿直线传播的典型例子,所成像为实像
6.(2024九下·长春开学考)微雕师傅创作微雕艺术品时,利用光学元件来看清雕刻痕迹。与这个光学元件的成像原理相同的器材是(  )
A.照相机 B.平面镜 C.放大镜 D.太阳灶
【答案】C
【知识点】生活中的透镜
【解析】【解答】创作微雕艺术品时,为了看清雕刻痕迹,需要将其放大,且不需倒立,则利用的是放大镜,C符合题意。
故答案为:C.
【分析】通过放大镜,可以成正立放大的像,可以观察微小物体。
7.(2023·平南模拟) 下列四种情景中,属于光的反射现象的是(  )
A.墙上的“手影”
B.错位的“钢笔”
C.镜中的“我”
D.变大的“字”
【答案】C
【知识点】光的直线传播及其应用;光的反射;生活中的透镜;平面镜成像的原理、特点
【解析】【解答】A、手影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A与题意不符;
B、透过玻璃砖看到钢笔“错位”了是由于钢笔经玻璃砖的两次折射,属于光的折射现象,故B与题意不符;
C、镜中的“我”,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故C符合题意。
D、用放大镜看字时,字变大了,属于凸透镜成像,是由于光的折射形成的。故D与题意不符。
故选,C。
【分析】(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、激光准直、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、玻璃等光滑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。
二、多选题
8.(2023八上·大连期末)针对下列图中的四幅图片说法正确的是(  )
A.声呐利用超声波探测鱼群
B.汽车导航仪的摄像头相当于照相机的镜头
C.验钞机利用荧光物质在红外线照射下能够发光的原理工作
D.夜视仪通过识别不同温度的物体辐射的红外线进行侦察
【答案】A,B,D
【知识点】红外线;紫外线;生活中的透镜;超声波与次声波
【解析】【解答】A.由于超声波具有良好的反射性,声呐发出的是超声波,可以确定海洋中鱼群的位置,A符合题意;
B.汽车导航仪的摄像头相当于一个凸透镜,它的成像原理和照相机的成像原理相同。B符合题意;
C.验钞机能发出紫外线,钞票上涂有荧光物质,荧光物质只有在紫外线照射时,才发光。C不符合题意;
D.一切物体都在不停地辐射红外线,温度越高辐射越强,夜视仪是通过接收红外线的强弱来分辨人和其他物体的,D符合题意。
故答案为:ABD。
【分析】声呐利用超声波传递信息;摄像头和照相机的镜头成像相同;验钞机利用紫外线工作;物体的温度不同,发出的红外线不同。
9.(2021八上·黄岛期中)下列光路是光线通过透镜(图中未画出)的情形,其中属于凹透镜的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】A,B,D
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】根据两种透镜的对光线的作用,凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用。从四个光线通过透镜的情形可知,ABD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的折射光线相对于入射光线是会聚的,所以C是凸透镜。ABD符合题意,C不符合题意。
故答案为:ABD。
【分析】凸透镜对光有会聚作用;凹透镜对光有发散作用。
10.下列四个光路图中正确是(  )
A. B.
C. D.
【答案】A,C,D
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】A图中平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,A符合题意;B图中通过焦点的光线,经凸透镜折射后应平行于主光轴,B不符合题意;C图中延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后会平行于主光轴,C符合题意;D图中过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变,D符合题意,
故答案为:ACD。
【分析】凹透镜三条特殊光线的作图:①延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴.②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.③过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变.
凸透镜三条特殊光线:①通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴。②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。③过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变.
11.(2025八上·北京市期末)下列说法正确的是(  )
A.雨后初晴的夜晚,地上有积水,我们迎着月光走时,地上亮处是积水
B.光从空气射入水中时,传播方向一定发生偏折
C.无论是光的反射,还是光的折射,其光路都是可逆的
D.平行光束通过凸透镜后都能够会聚到焦点
【答案】A,C
【知识点】镜面反射与漫反射;光的折射规律;透镜的光路图
【解析】【解答】 解:A、迎着月光走,月光经平静的水面发生镜面反射,进入人的眼睛的反射光线多,人感觉水面亮,即地上亮处是积水,地面反射到人眼的光线少,看起来比较暗,故A正确;
B、根据折射定律可知,光从空气垂直射入水中时,传播方向不变,故B错误;
C、光的反射和光的折射,光路都是可逆的,故C正确;
D、根据经过凸透镜的三条特殊光线可知,平行于主光轴的平行光线经过凸透镜折射后会聚到焦点,故D错误。
故选:AC。
【分析】(1)平行光射向平而光滑的反射面时,反射光线平行射出,这种反射是镜面反射;平行光射向凹凸不平的反射面时,反射光线射向四面八方,这种反射是漫反射;
(2)光从空气垂直射入水中,传播方向不变;
(3)根据光的反射定律与光的折射规律中关于光路可逆性的描述可做出判断;
(4)对于凸透镜来说:平行于主光轴的光线会聚于焦点。
三、填空题
12.(2025·广州模拟)
(1)两条光线通过透镜的光路如图所示,该透镜是   透镜(选填“凸”“凹”),
光线a透过玻璃砖,照射在木板上,画出:
①光线a穿过玻璃砖的大致光路:
②木板M点在玻璃砖AB平面成的像M   。
(2)如图所示,烛焰S点发出三条光线(图中没画出),经过凸透镜后会聚到S‘点。
①请画出图中三条光线对应的入射光线及烛焰S点   :
②烛焰经凸透镜成的像,相对于物是的   (选填“放大”“缩小”),
【答案】(1)凹;
(2);缩小
【知识点】作光的折射光路图;透镜的光路图
【解析】【解答】(1)图中,光线经过透镜,折射光线比原来的入射光线发散了,则透镜是凹透镜;光线①从空气斜射入玻璃中时,折射光线和入射光线分居法线的两侧,折射角小于入射角,当光从玻璃斜射入空气时,折射角大于入射角,根据光路是可逆的,从玻璃砖射出的折射光线平行于原来的入射光线;②平面镜成像时,像与物关于平面镜对称,先延长AB,再作出M关于AB的对称点M,即为M点在玻璃砖AB平面成的像M,如图:
(2)①光线通过凸透镜时,若和主光轴平行,折射光线过焦点,光线过光心,沿直线传播,两入射光线的交点为物体的位置,物体物体和折射光线连线,是最下面线的入射光线,如图:
②由于物距大于像距,凸透镜成像是倒立、缩小的实像。
【分析】(1)凸透镜能使光线会聚,凹透镜能使光线发散;对比通过透镜前后的入射光线和折射光线,根据透镜对光线的作用来确定透镜类型;
①光线从空气斜射入玻璃中,折射角小于入射角,当光从玻璃斜射入空气时,折射角大于入射角,作出折射光线;
②平面镜成像时,像与物关于平面镜对称,作出M在AB平面成的像。
(2)光线和凸透镜的主光轴平行,折射光线过焦点,光线过光心,沿直线传播;当物距大于像距时,凸透镜成像为倒立、缩小的实像。
13.(2025·罗湖模拟)如题图所示,智慧食堂 AI视觉结算是一套基于人工智能技术,它利用摄像头和图像识别算法,实时快速识别菜品,帮助顾客实现快速结算。摄像头的镜头相当于一个   透镜,菜品要距透镜的2倍焦距以   (选填“内”或“外”)才能识别。
【答案】凸;外
【知识点】透镜及其特点与分类;生活中的透镜
【解析】【解答】
摄像头的镜头成像原理与照相机类似,而照相机镜头是凸透镜,所以摄像头的镜头相当于一个凸透镜。根据凸透镜成像规律,当物体在凸透镜的 2 倍焦距以外时,成倒立、缩小的实像,摄像头要成清晰的像来识别菜品,菜品就需要在透镜的 2 倍焦距以外。故此处应填 “外”。
故答案为:凸;外。
【分析】
本题主要考查对凸透镜成像规律这一知识点的理解和应用。学生需要熟悉摄像头成像原理与凸透镜成像规律之间的联系,通过回忆凸透镜成像的不同情况,来确定镜头类型以及菜品与透镜的位置关系。
14.(2024八上·陇西月考)如图甲所示,是新疆地区普遍使用的太阳灶,这是利用   镜能会聚光线的特点制成的。如图乙所示是一部望远镜,它是由两组凸透镜组成的,其物镜成像的道理相当于一个   (填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。
【答案】凹面;照相机
【知识点】凸面镜和凹面镜;生活中的透镜
【解析】【解答】利用凹面镜的反光,能会聚光线的制成太阳灶;望远镜是由两组凸透镜组成的,物体到物镜的距离大于二倍焦距,成倒立缩小的实像,成像时相当于照相机。
【分析】凹面镜对光有会聚作用;当物体在凸透镜的二倍焦距外时,成像应用于照相机。
15.(2024八上·江门期末)如图所示为华为手机后置的多个摄像头,这些摄像头可以看作   (凸透镜/凹透镜).在拍照时,要使屏幕上的像大些,被拍摄物体应离手机摄像头更   (远/近)些.我们能从不同角度观察到手机背面的华为标识,这是由于光线在手机背面标识上发生了   (镜面/漫)反射.
【答案】凸透镜;近;漫
【知识点】光的反射;镜面反射与漫反射;生活中的透镜
【解析】【解答】手机摄像头相当于凸透镜,摄像原理为物距大于二倍焦距,像成缩小倒立的实像,遵循物近像远像变大的成像规律,所以 要使屏幕上的像大些,被拍摄物体应离手机摄像头更近, 从不同角度观察到手机背面的华为标识,这是由于光线在手机背面标识上发生了 漫反射。
综上 第1空、凸透镜; 第2空、近; 第3空、漫。
【分析】透镜成像规律:物体距透镜小于一倍焦距,呈正立放大的虚像;物体大于一倍焦距小于二倍焦距,呈倒立立放大的实像;物体大于二倍焦距,呈现倒立缩小实像,物近像远像变大。
凸透镜成实像时,物距越大,像距越小,像越小;物距越小,像距越大,像越大。
四、实验探究题
16.(2024·哈尔滨) 物理与生活息息相关,学习了光学知识后,宏星同学进行了下面的观察与思考。
(1)宏星在湖边看到水中有一条鱼,这是光的   现象;他看到的“鱼”是   像(选填“实”或“虚”);
(2)湖中有一把水位标尺,他看到鱼恰好在标尺的45cm处,水面在标尺的75cm处,鱼到水面的实际深度应   30cm(选填“小于”或“等于”或“大于”);如果想叉鱼,他应瞄准看到的鱼的   (选填“上方”或“下方”);
(3)类比是一种解决问题的方法,图甲是利用S点发出的两条特殊光线理性探究凸透镜成像特点的光路图,请参照图甲的方法,在图乙上通过画图理性探究凹透镜成像特点(只需找到像点(Q')。   
【答案】(1)折射;虚
(2)等于;下方
(3)
【知识点】光的折射规律;透镜的光路图
【解析】【解答】1)宏星在湖边看到水中有一条鱼,这是光的折射, 他看到的“鱼”是虚像
综上第1空、折射;第2空、虚
2) 因为鱼和尺子都是虚像,鱼实际位置就是水面下45厘米处,故应该是等于30厘米;想叉鱼,他应瞄准看到的鱼的 下方
综上第1空、等于;第2空、下方
3)凹透镜成像规律,经过光心的光线不发生偏折,平行光入射凹透镜反向延长线会聚焦在焦点,据此作图
【分析】根据光的折射、凹透镜的光路图作图
光的折射:光经过不同介质时,入射光线会发生偏折,如:光的色散(太阳光经过三棱镜折射会发生光的色散)、海市蜃楼
透镜成像规律:凹透镜对光线有发散作用,平行光入射凹透镜反向延长线会聚焦在焦点,经过光心的光线不发生偏折。
17.(2023·荔湾模拟)
(1)“”是汽车应用的一种新型技术,也叫“平行显示系统”。其原理是:位于仪表台后端的显示屏将车速、导航等信息投射到贴有透明反射膜的前挡风玻璃上,挡风玻璃将光反射给驾驶员,驾驶员就看到显示屏的虚像,让司机在不低头、不转头时就能看到车辆行驶信息。请在图中作出人眼通过前挡风玻璃看到显示屏上A点的像的光路图;   
(2)一束平行于主光轴的光经过某凸透镜后的光路图如图甲所示,凸透镜的光心在0cm处。把物体MN放在凸透镜前某位置,如图乙所示;
①把图乙中N点发出的两条光线的光路补充完整   ;(a平行于主光轴,b过0cm处);
②物体MN经凸透镜后成   (选填“倒立”或“正立”)、   (选填“放大”或“缩小”)的   (选填“实像”或“虚像”),   (选填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”)就是利用该原理成像的。
【答案】(1)
(2);倒立;放大;实像;投影仪
【知识点】平面镜成像的相关作图;透镜的光路图
【解析】【解答】(1)利用平面镜成像的特点:像与物关于平面镜对称,作出A点关于挡风玻璃的对称点,即为其像点A',根据反射光线反向延长通过像点,连接与平面镜的交点即为入射点O,OB即为反射光线,AO为入射光线,如下所示:
(2)①根据图乙可知,平行于主光轴的光线经过凸透镜后过焦点,光线平行于主光轴,经凸透镜折射后过另一侧的焦点;光线经凸透镜的光心后传播方向不改变,据此作图;
②焦点到凸透镜光心的距离叫焦距,故焦距为2cm,由图乙知,物体在一倍焦距和二倍焦距之间,此时成倒立、放大的实像,生活中投影仪就是依据此原理制成的。
【分析】(1)平面镜成像时,像和物体关于平面镜对称;像和反射光线经过的点在同一直线上;
(2)平行于凸透镜主光轴的光线,折射光线过焦点,光线过光心,沿直线传播;当物体在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距间时,成倒立放大的实像,实际应用是投影仪。
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