第一章第4-5节光的折射&透镜拔尖特训3（高难度）-2025-2026学年浙教版科学八年级上册

浙教版科学八年级上册拔尖特训（强基专用） 第一章第4-5节 光的折射&透镜3 班级：________ 姓名：_________ 一、选择题 1．随着科技的发展，部分手机也具备了可变焦摄像头（镜头焦距的大小可根据需要发生改变）。小明用具备可变焦摄像头的手机为小刚拍了一张全身照后，保持手机和小刚的位置不变，又给小刚拍了脸部特写照。关于此过程中对摄像头的调节，正确的是（    ） A．焦距变大，像距也变大 B．焦距变大，像距变小 C．焦距变小，像距变大 D．焦距变小，像距也变小 2．如图所示，M、N为某一透镜的主光轴，若将点光源置于A点，则成像于B点，若将点光源置于B点，则成像于C点，已知AB＞BC，则以下有关透镜的种类和位置的说法中正确的是（　 　） A．透镜是凸透镜，位于A点左侧 B．透镜是凹透镜，位于C点右侧 C．透镜是凸透镜，位于C点右侧 D．透镜是凹透镜，位于A点左侧 3．图是一个半径为10cm的均匀透明球，一束光由球面A点射入，从球面B点射出，光的传播方向改变了30°，已知入射光线与半径延长线的夹角为75°，则该光线在球内传播的路径长度为（　 　） A．10cm B．10cm C．10cm D．20cm 4．如图所示，一块矩形玻璃砖切割成图中形状后拉开一段距离，平行于主光轴的光线从左面射入，则从最右边射出的光线（　 　） A．可能是平行光线 B．一定是发散光线 C．一定是会聚光线 D．可能是会聚光线，也可能是发散光线 5．用凸透镜成像时，定义像与物的大小之比为“放大率”，则在物体成像的情况下（ ） A．物距一定时，焦距越小放大率越大 B．物距一定时，焦距越大放大率越大 C．焦距一定时，物体离透镜越近放大率越大 D．焦距一定时，物体离同侧焦点走近放大率越大 6．如图所示，当用眼睛去观察镜子时，光束似乎是从M处发散开来的，则透镜的焦距是（   ） A．0.1m B．0.2m C．0.3m D．0.5m 7．若空间有一竖直放置的大凸透镜，在主光轴位置上拉一根钢丝，一个小杂技演员从很远的地方沿着钢丝向焦点处匀速走来。下列叙述中正确的是（　 　） ①小演员每走一步，像也走一步； ②像的脚步始终比小孩大； ③像大时脚步大，像小时脚步小，即“大像”走大步，“小像”走小步； ④像总朝远离小演员的方向运动，好像在逃离。 A．只有①②正确 B．只有①②④正确 C．只有②④正确 D．只有①③④正确 8．如图所示在直角坐标系原点O处放置平面镜MN，它与坐标轴x呈45°。在O点正下方（s=15厘米）处水平放置一焦距为10厘米凸透镜。A为一点光源，则关于凸透镜所成的像正确的是（　 　） A．在凸透镜下方成一个实像，在凸透镜上方成一个虚像 B．只在凸透镜下方成一个实像 C．在凸透镜的下方、y轴的左右两侧各成一个实像，但左边的实像更靠近凸透镜 D．在凸透镜的下方、y轴的左右两侧各成一个实像，但右边的实像更靠近凸透镜 9．凸透镜前有一个物体，经凸透镜折射后，在光屏上能成一个缩小的像。若物体以速度v沿垂直于主铀[即主光铀]的方向长高，则（　 　） A．像也以速度v长高 B．像以大于v的速度长高 C．像以v的速度缩小 D．像以小于v的速度长高 10．图中S表示发光点，S’表示它的像，方框内的光学器件应是（      ） A．凸透镜 B．凸面镜 C．凹面镜 D．凹透镜 11．如图所示，MN表示物体，M'N'是MN经凸透镜所成的像，F是透镜焦点，f是透镜的焦距，θ、θ'分别是物、像与主光轴之间的夹角。则下列判断中正确的是（　 　） A．θ'＜θ，M'N'＜MN B．θ'＜θ，M'N'=MN C．θ'=θ，M'N'＜MN D．θ'=θ，M'N'=MN 12．甲、乙两只机械手表，放在凸透镜的主光轴上，如图所示，手表的表面正对透镜，跟主光轴垂直，从透镜的另一侧适当位置观察手表，则下列关于手表秒针旋转方向说法中，正确的是（　 　） A．甲表秒针逆时针旋转 B．乙表秒针顺时针旋转，跟直接看表相同 C．乙表秒针逆时针旋转，但表面上下左右都颠倒过来了 D．甲表秒针顺时针旋转 13．凸透镜的焦距大小为20cm，点光源位于透镜主光轴上距离光心30cm，现移动凸透镜，使点光源距离凸透镜100cm，该过程中，点光源的像移动的路程为（　 　） A．25cm B．35cm C．45cm D．55cm 14．如图所示，凸透镜的下半部分被截去，其上半部分的高度为L，在其左焦点F处放有高为L的发光物AB，在右焦点F’处放有一平面镜MN，则关于AB通过凸透镜的成像情况，下列说法中正确的是（      ） A．成一个正立等大的虚像和一个正立放大的虚像 B．成一个正立等大的虚像和一个倒立缩小的实像 C．AB的上半部分成一个等大倒立的实像，下半部分不成像 D．AB的下半部分成一个等大倒立的实像，上半部分不成像 15．如图所示，O为凸透镜的光心，Q1OQ2为凸透镜的主光轴，F为凸透镜的两个焦点，用f表示透镜的焦距，A′B′为物体AB的像，A′B′箭头方向平行于主光轴，则下列说法正确的是（     ） A．物体AB在图中M区域，与主光轴平行 B．物体AB在图中M区域，与主光轴不平行 C．物体AB在图中P区域，与主光轴平行 D．物体AB在图中P区域，与主光轴不平行 16．凸透镜的焦距为f，点光源S2和光屏M位于凸透镜的左右两侧，点光源位于凸透镜的主光轴上，光屏与凸透镜的主光轴垂直并和点光源的距离保持L不变，且f<L<4f。左右移动凸透镜的位置，当光屏上的光斑最小时，凸透镜与点光源的距离为（　 　） A． B． C． D． 17．如图所示，F1、F2是凸透镜的焦点，S是放在凸透镜前的点光源，S′为S经凸透镜所成的像。当光源S沿平行主轴的方向向透镜移动时（始终保持u>f），像S′的移动情况是（　　） A．沿平行主轴方向靠近透镜移动 B．沿O与S′连线方向远离透镜移动 C．沿F1与S′连线方向靠近透镜移动 D．沿F2与S′连线方向远离透镜移动 18．（多选）物体通过凸透镜所成像的放大率为6，若将物体靠近透镜4cm，则所成像的放大率为3，则透镜的焦距可能为（　 　） A．8cm B．12cm C．20cm D．24cm 二、填空简答题 19．如图所示，将平面镜放在垂直于凸透镜的主光轴上，凸透镜与平面镜相距为d，一束平行主光轴的光射向凸透镜，经平面镜反射后会聚在两镜中点处，则此透镜的焦距为 。    20．如图所示，一点光源位于金属圆筒内部轴线上A点。圆筒轴线与凸透镜主光轴重合，光屏与圆筒轴线垂直且距离透镜足够远。此时，点光源正好在光屏上形成一个清晰的像，测出此时凸透镜与圆筒右端面的距离为L；向右移动凸透镜到适当位置，光屏上再次出现了清晰的像。由于光源位于圆筒的内部，无法直接测量出A与筒右端面的距离d，为了求出d的大小，在上述过程中还需要测量出的一个物理是 ；如果用N来表示该物理量的大小，则可以得出d的大小为 。 21．物体在透镜中成像的情况可以通过作图来确定。图（a）表示凸透镜成像的作图方法，图（b）表示凹透镜成像的作图方法。图中A表示物体的一个发光点，A'表示发光点A的像；O点表示透镜的中心，F点表示透镜的焦点。点划线表示主轴，光线Ⅰ表示由A发出的平行于主轴的一条光线，Ⅱ表示通过透镜中心的光线，Ⅲ表示通过凸透镜焦点（或射向凹透镜焦点）的光线，光线Ⅰ'、Ⅱ'、Ⅲ'分别表示了光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ通过透镜后的传播方向。通过多次实验和作图，我们可以归纳出发光点A发出的任何一条光线经过透镜后都将会聚于（或反方向延长相交于）像点A'。 (1)用透镜成像的作图法，作出图中发光点A的像A'。 (2)图中，A'是发光点A通过透镜所成的像。 ①试确定该透镜是凸透镜还是凹透镜，并用作图法确定透镜的位置（将透镜用符号画在图中）。 ②若发光点A发出的某条光线经过透镜折射后恰能通过B点，试用作图法画出折射光线通过B的光路图。 22．准备知识：光能够在其中传播的物质叫媒质。光在同一均匀媒质里转播的路线是直线。当光在不均匀的媒质里传播时，它的路线不再是直线，而会发生弯曲。如太阳光通过地球大气层时，由于大气密度分布不均匀，因而光的传播路线是弯曲的，如图1所示。因此，地球上的人看到的太阳位置要比它的实际位置高。根据上述事实，完成下面题目的有关要求： 在一底面是平面镜、四周是透明玻璃的空鱼缸内注入一定量的水，然后在鱼缸底部均匀地撒上一层砂糖。当砂糖刚全部熔解后，让激光发生器L发出的一束激光从鱼缸的一个侧壁靠近底部处射入。可以观察到激光束在鱼缸底部糖液中的传播路径类似于乒乓球向前运动不断与水平桌面发生碰撞所出现的运动轨迹，如图2所示。请解释出现上述现象的原因。要求在解释过程中能说明。 (1)激光束进入溶液后为什么会按图中所示那样弯曲； (2)在A、B两点处发生了什么现象，并作图表示； (3)粗略说明为什么OA、AB、BC基本相似。 参考答案 1．A 【详解】当拍了一张全身照之后，保持相机和人的位置不变，又拍了脸部特写照，即该过程中的像是变大的，所以应减小物距，可以减小相机和人之间的距离；保持相机和小明的位置不变的情况下，只能使透镜的焦距变大，就相当于减小物距，同时像距也变大，故A正确。 故选A。 2．B 【详解】A．如果透镜是凸透镜，凸透镜在A点的左侧，物像在凸透镜的同侧，凸透镜成虚像，物体在A点，像在物体和凸透镜以外的B点；当物体再放在B点，物像还在凸透镜的同侧，像又成在凸透镜和物体以外的C点。成虚像时当物距增大，像距也增大，本题像距增大的速度小于物距增大的速度，故A错误； B．物体在凹透镜的任何位置，都能得到一个正立、缩小的虚像，物像在凹透镜的同侧，像在物体和凹透镜之间。如图 如果透镜是凹透镜，凹透镜在C点的右侧，物体放在A点，像成在物体和凹透镜之间的B点；物体放在B点，像成在物体和凹透镜之间的C点，故B正确； C．如果透镜是凸透镜，凸透镜在C点的右侧，物像在凸透镜的同侧，像在物体和凸透镜之间是错误的，故C错误； D．如果透镜是凹透镜，凹透镜在A点的左侧，像成在物体和凹透镜以外的B点与成像规律不符，故D错误。 故选B。 3．A 【详解】射入时，空气到玻璃，入射角75°，折射角为∠ BAO；射出时，玻璃到空气，入射角∠ABO等于∠BAO，根据光路可逆，折射角等于75°，故光路图是对称图形。根据对称，每次折射传播方向改变15°，则∠BAO为60°，因此△AOB为等边三角形。因此，该光线在球内传播的路径长度等于半径，为10cm，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 4．D 【详解】可以看成一个凹透镜和一个凸透镜，由于表面弯曲程度相同，所以凹透镜和凸透镜的焦距相同，当凹透镜的虚焦点正好和凸透镜的焦点重合时，则光线是平行的，但由于切割后的两部分被拉开了一段距离，故焦点无法重合，光线不能平行；拉开的距离为d，d越短越会聚，拉开的距离d越长越发散，发散、汇聚时的种光路，如下图所示： 故选D。 5．D 【详解】AB．当物体在凸透镜上成实像时，即物体放在1倍焦距以外时，通过做图可以知道，物距一定时，焦距越大则放大率越大；当物体在凸透镜成虚像时，即物体放在1倍焦距以内时，通过做图可以知道，物距一定时，焦距越小则放大率越大；故A、B均不对； C．当凸透镜的焦距一定时，物体成虚像时，通过做图可以知道，物体离透镜越近，放大率越小，故C是不对的； D．当成实像时才是物体离透镜越近，放大率越大，故也可以说是物体离同侧的焦点越近时，放大率越大，这个规律不但对于成实像时适用，成虚像时也同样适用，故D是正确的。 故选D。 6．A 【详解】因为像点M到镜面的距离为0.2m，根据平面镜成像的特点，发光点S离镜面的距离也为0.2m，因为一束平行光经凸透镜折射后要会聚在焦点上，所以点S即为凸透镜的焦点，点S到凸透镜光心的距离为焦距．由图象分析可知，焦距为 0.3m﹣0.2m=0.1m 故选A。 7．D 【详解】①当小杂技演员从很远的地方沿着钢丝向焦点处匀速走来时，不论是成缩小像还是放大像或者等大像，像和演员的形状始终相同，所以小演员每走一步，像也走一步，故①正确； ②③当演员从很远的地方向二倍焦距处移动时，成倒立、缩小的实像，像的位置在一倍与二倍焦距之间变化，演员的变化范围大于像的变化范围，所以像的脚步小于人的脚步；当演员从二倍焦距处向焦点处移动时，成倒立、放大的实像，像由二倍焦距移动到很远的地方，演员的变化范围小于像的变化范围，所以像的脚步大于人的脚步；所以像大时脚步大，像小时脚步小，即“大像”走大步，“小像”走小步，故②错误③正确； ④在整个过程中，物距越小，像距越大，所以像总朝远离小演员的方向运动，好像在逃离，故④正确。 综上所述，D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 8．D 【详解】由几何知识可知点A位于凸透镜的一倍焦距到两倍焦距之间，根据凸透镜成像原理可知点A直接通过凸透镜可以成一个放大的实像，像位于两倍焦距之外，且位于y轴的左侧；A点在平面镜MN中的像位于平面镜MN的左上侧，根据几何知识可知该像到凸透镜的距离大于两倍焦距，根据凸透镜成像原理可知A点在平面镜MN中的像通过凸透镜可以成一个缩小的实像，像在一倍焦距与两倍焦距之间，且位于y轴的右侧，故在凸透镜的下方、y轴的左右两侧各成一个实像，但右边的实像更靠近凸透镜。 故选D。 9．D 【详解】凸透镜前有一个物体，经凸透镜折射后，在光屏上能成一个缩小的像。根据凸透镜的成像规律知，此时物距大于像距，若物体以速度v沿垂直于主轴的方向长高，像也在长高，但像的长高量小于物体，故像长高的速度小于v。综上分析，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 10．B 【详解】几种镜的成像关系由下图可判断 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 11．C 【详解】把物体MN变为△MNA，△MNA经凸透镜成倒立、缩小的△M'N'A'，两个三角形相似，所以θ'=θ。如下图： 物体MN在凸透镜的二倍焦距以外，成倒立、缩小的实像，所以M'N'＜MN。故ABD错误；C正确。 故选C。 12．D 【分析】这是一个凸透镜成像问题．先根据凸透镜成像规律判断出甲乙两图的成像情况，然后再判断指针的转动方向， 【详解】由图可知：甲图中的表到凸透镜的距离小于焦距，此时在凸透镜的另一侧看到的是正立放大的手表像，所以看到的秒针与实际转向一样． 乙图中的表到凸透镜的距离大于焦距而小于二倍焦距,在较远的距离上(大于像距)可看到物体上下倒立、左右颠倒的放大的像,好像表顺时针(或逆时针)转了180∘.可是表针的转动方向不会改变，这一点与在平面镜中看到的表的指针转向不同．所以选项ABC错误，选项D正确． 故选D. 13．D 【详解】凸透镜的焦距大小为20cm，点光源位于透镜主光轴上距离光心30cm，即 解得，现移动凸透镜，使点光源距离凸透镜100cm，则 解得 又因为物距为2f时，物像之间的距离最短，最短距离为80cm，所以像先向左移动10cm，再向右移动到最终的位置。因此这一过程中点光源的像移动的路程为55cm。 故选D。 14．D 【详解】如图2（a）所示，取AB物体的中点P分析：从该点发光的光线，经凸透镜折射后，折射光线应为平行光，经平面镜反射后，反射光线仍为平行光．但所有这些光线的位置均在凸透镜光心以下，所以这些光线不可能直接会聚成像，也不可能通过凸透镜会聚成像；P点以上各点发出的光线，情况与P点相似，但反射光线的位置更要向下移。P点以下各点发出的光线，情况虽与P点也相似，但反射光线的位置向上移，这些平行光可经凸透镜第二次折射，折射光线应会聚在左侧焦平面上的某点处； 如图（b）所示，点Q发出的光线经凸透镜折射、平面镜反射、再经凸透镜折射后，在Q点正下方距主光轴相同距离的Q’处会聚成像，该像显然是倒立的、等大的。 故选D。 15．D 【详解】由题意知，像A′B′成在一倍焦距和二倍焦距之间，根据凸透镜成像的特点，此时物体应在二倍焦距以外，且成的像是倒立、缩小的实像；因此物体应比A′B′大，箭头方向向上；且物体在主光轴下方，根据凸透镜的三条特殊光线，利用折射时光路是可逆的，作出物体AB，由图可知，物体应在主光轴下方，所以物体在图中P区域，箭头方向向右斜上方，与主光轴不平行。 故ABC错误，D正确。 故选D。 16．C 【详解】设点光源距离透镜的距离为u，像距离透镜的距离为v，则光屏距离透镜的距离为L−u，要使光屏上的光斑最小时，则 要最大，即光屏要离像最近。又因为 则 所以 要使上式取最大值，则要 最小。由数学知识可知，仅当 时 最小，则可得 所以当光屏上的光斑最小时，凸透镜与点光源的距离为。 故选C。 17．D 【详解】由凸透镜的三条特殊光线知：当光源S沿平行主轴的方向向透镜移动到A点时，始终保持 u>f 物体始终在凸透镜的焦距以外，此时所成的像始终是倒立的实像，当物距减小时，像距增大，像变大。所以像S′的移动情况是沿F2与S′连线方向远离透镜移动到S″。如图所示： 故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 18．AD 【详解】物体通过凸透镜成放大的像，则物体可能在距离凸透镜一倍焦距到两倍焦距之间的位置，也可能在距离凸透镜一倍焦距之内的位置。 而物体物体靠近凸透镜，放大率却减小了，说明物体可能在距离透镜一倍焦距到两倍焦距之间的位置，移动后距离透镜不到一倍焦距的距离；或者物体本身就在距离透镜一倍焦距之内。 物体通过凸透镜所成像的放大率为6，此时的像距为物距的6倍，即v=6u； 将物体靠近透镜4cm，此时物距u'=u-4cm； 此时所成像的放大率为3，此时的像距为物距的3倍，即v'=3(u-4cm)； 设物距为u，像距为v，焦距为f； 若原来凸透镜成实像， 根据透镜成像公式 得 -----------① 将物体靠近透镜4cm，物距小于焦距，成虚像， 则 -----------② 联立①②解得，f=8cm。若原来凸透镜成虚像， 则 ------------③ 将物体靠近透镜4cm，物距小于焦距，成虚像， 则 ----------④ 联立③④解得u=20cm，f=24cm，故AD符合题意，BC不符合题意。 故选AD。 19． 【详解】由图可见，平行于主光轴的入射光线经凸透镜折射后应该会聚在焦点，由于平面镜的反射作用，经平面镜反射后会聚在两镜中点处，根据平面镜成像的特点，A点的像点就是焦点F，所以焦点F到平面镜的距离等于A到平面镜的距离。 因为A点在两镜中点处，所以，即，所以凸透镜的焦距 20． 第二次成像时透镜与光屏的距离 N﹣L 【详解】[1][2]如图，第一次实验中物距 u=d+L 由于光屏距离凸透镜足够远，所以点光源在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，像距在凸透镜的二倍焦距以外，成放大的实像，即在光屏上出现的是一个放大的亮点。由题意知，点光源和光屏之间的距离不变，把凸透镜向右移动，光屏上再次出现清晰的像，则此时点光源在凸透镜的二倍焦距以外，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，成缩小的实像，光屏上出现一个缩小的亮点。由于在光的折射现象中光路是可逆的，所以第一次实验的物距和第二次实验的像距是相等的，即需要测量第二次实验成像时凸透镜和光屏之间的像距N，N等于第一次实验的物距，所以 N=d+L 则 d=N﹣L 21．(1) (2)①；② 【详解】（1）过A点作平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后通过焦点；过A点作穿过光心的光线，其传播方向不变。这两条光线没有交于一点，而其反向延长线会相交于一点A′，则A'即为发光点A的像，如下图所示： （2）①透镜为凹透镜，因为A′是正立缩小的像，只能是虚像，凸透镜不能产生这样的像。连接A A′，延长后与主光轴的交点即为透镜中心，过该中心可作出透镜；过A作平行于主光轴的光线与透镜交于C点，连接C点与A′，延长交于主光轴上一点F，此处即为凹透镜的焦点，如下图所示： ②发光点A发出的某条光线经透镜折射后经过B点，此折射光线的反向延长线一定经过像点A′，所以连接A′B交透镜于D点，该点与A的连线即为入射光线，该点与B的连线为折射光线，如下图所示： 22．(1)见解析 (2)在A、B两点处发生了反射现象， (3)见解析 【详解】（1）因为在同种均匀介质中，激光是直线传播的。砂糖水溶液的密度不是均匀的，越深密度越大，所以激光传播时发生折射，传播路线是弯曲的。 （2）O向上的半段液体的密度逐渐减小；后半段向下液体的密度逐渐增大，A点最大，当光线发生弯折后射到A点时，因容器底部是平的，相当于平面镜，所以要发生反射，同理，在B处也会发生反射现象，如下图所示： （3）从O、A、B点反射的光方向是一样，同一深度液体密度是相同的，所以光传播规律一样，因此OA、AB、BC基本相似。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$