内容正文:
第3章 光的折射 透镜
(知识梳理+24个高频易错考点讲练 共48题)
知识梳理 技巧点拨 2
知识点梳理01:光的折射 2
知识点梳理02:透镜 2
知识点梳理03:凸透镜成像的规律 3
知识点梳理04:照相机与眼球:视力的矫正 4
知识点梳理05:望远镜与显微镜 5
易错考点 培优讲练 5
易错考点01:光的折射的概念和现象 5
易错考点02:光的折射的实验装置 6
易错考点03:从水面看向水中 8
易错考点04:从水中看向水面 9
易错考点05:不同介质入射角、反射角与折射角的大小关系 10
易错考点06:作出光在空气和介质中传播的光路图 11
易错考点07:根据光的折射判断物体的位置 13
易错考点08:水底光斑的变化 14
易错考点09:根据光路图区分入射、反射和折射光线 15
易错考点10:光的折射规律的应用 16
易错考点11:透镜的特点与分类 18
易错考点12:用平行光测定凸透镜焦距 19
易错考点13:透镜的特殊光线作图 20
易错考点14:探究凸透镜成像规律的实验装置和操作步骤 21
易错考点15:凸透镜成放大实像时的物距与像距 23
易错考点16:凸透镜成缩小实像时的物距与像距 25
易错考点17:凸透镜成虚像时像距随物距的变化规律 27
易错考点18:照相机 28
易错考点19:投影仪 29
易错考点20:放大镜的成像原理及特点 31
易错考点21:显微镜的组成部分及作用 31
易错考点22:望远镜的组成部分及作用 33
易错考点23:红外线的特点及应用 34
易错考点24:紫外线的特点及应用 35
知识点梳理01:光的折射
1、光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折,这种现象叫做光的折射。当发生折射现象时,一定也发生了反射现象。当光线垂直射向两种物质的界面时,传播方向不变。
2、光的折射规律:三线共面,两线两侧,两角不相等(空气大),光路可逆;即:折射光线、入射光线和法线都在同一个平面内;光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射光线向法线方向偏折(折射角<入射角);光从水或其他介质中斜射入空气中时,折射光线向界面方向偏折(折射角>入射角)。在折射现象中,光路是可逆的。在光的折射现象中,入射角增大,折射角也随之增大(如图所示)。在光的折射现象中,介质的密度越小,光速越大,与法线形成的角越大。
3、生活中常见的光折射现象:①从岸上向水中看,水好像很浅,沿着看见鱼的方向叉,却叉不到;从水中看岸上的东西,好像变高了。②筷子在水中好像“折”了。③海市蜃楼。④彩虹。
知识点梳理02:透镜
1、透镜:用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件,透镜是根据光的折射现象制成的。
2、透镜与面镜区别:面镜利用光的反射现象成像,透镜利用光的折射现象成像;透镜成像遵循光的折射定律,面镜成像遵循光的反射定律。
3、透镜分类:透镜分为凸透镜和凹透镜。
(1)凸透镜:中间厚、边缘薄的透镜(照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等)。
(2)凹透镜:中间薄、边缘厚的透镜(近视镜等)。
4、透镜光路基本概念:
(1)主光轴:通过两个球面球心的直线。
(2)光心:(O)即薄透镜的中心。性质:通过光心的光线传播方向不改变。
(3)焦点(F):凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点,这个点叫焦点。
(4)焦距(f):焦点到凸透镜光心的距离。
5、透镜的三条特殊光线:
(1)过光心的光线,经透镜折射后传播方向不改变如图所示。
(2)平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后经过另一侧焦点;经凹透镜折射后向外发散,但其反向延长线过同侧焦点如图所示。
(3)经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴;射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴如图所示。
※典型光路。
(
F
F
F
F
)
6、透镜的作用:凸透镜有会聚光线作用,所以凸透镜也叫会聚透镜;凹透镜有发散光线作用,所以凹透镜也叫发散透镜。
知识点梳理03:凸透镜成像的规律
1、凸透镜成像规律实验:实验时点燃蜡烛,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度,目的是:使烛焰的像成在光屏中央。若在实验时,无论怎样移动光屏,在光屏都得不到像,可能得原因有:①蜡烛在焦点以内;②烛焰在焦点上③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度;④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距,成像在很远的地方,光具座的光屏无法移到该位置。
2、凸透镜成像规律结论:
成像条件物距(u)
成像的性质
像距(v)
应用
u﹥2f
倒立、缩小的实像
f﹤v﹤2f
照相机(图a)
u=2f
倒立、等大的实像
v=2f
图d
f﹤u﹤2f
倒立、放大的实像
v﹥2f
投影仪(图b)
u=f
不成像
射出的是平行光线
0﹤u﹤f
正立、放大的虚像
v﹥f
放大镜(图c)
2、凸透镜成像规律进一步认识:
(1)u=f是成实像和虚象,像正、倒立,像物同侧和异侧的分界点。(一倍焦距分虚实)
(2)u=2f是像放大和缩小的分界点。(二倍焦距分大小)
(3)当像距大于物距时成放大的实像(或虚像)。(像远像大)
(4)当像距小于物距时成倒立缩小的实像。(像近像小)
(4)成实像时:物距减小
(增大)
像距增大
(减小)
像变大
(变小)
(5)成虚像时:物距减小
(增大)
像距减小
(增大)
像变小
(变大)
当物体从远处向焦点靠近时,像逐渐变大,远离凸透镜。(物近像远像变大)
①当u>2f,物体比像移动得快
②当f<u<2f,物体比像移动得慢
※牢记:虚像,物、像同侧正(放大);实像,物、像异侧倒(放大或者缩小)!!
知识点梳理04:照相机与眼球:视力的矫正
1、眼睛:眼睛的晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏(胶卷)。
(1)眼睛的成像原理:从物体发出的光线经过晶状体等一个综合的凸透镜在视网膜上形成倒立,缩小的实像,分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激,把这个信号传输给大脑,人就可以看到这个物体了(眼睛的晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏(胶卷))。
(2)近视眼看不清远处的物体,远处的物体所成像在视网膜前,晶状体曲度过大,需戴凹透镜调节,所以近视镜是凹透镜。
(3)远视眼看不清近处的物体,近处的物体所成像在视网膜后面,晶状体曲度过小,需戴凸透镜调节,所以远视镜(花镜)是凸透镜。
2、近视眼:近视眼是指眼球在调节放松状态下,平行光线(一般认为来自5m以外)经眼球屈光系统后聚焦在视网膜之前,产生远距视物模糊。所以近视眼的远点不在无穷远处,而在某个有限距离处,近视眼的进点也比正常眼近,近视眼的明视距离小于25cm。
(1)特点:近视眼只能看清近处的物体,看不清远处的物体。
(2)原因:近视眼晶状体比正常人眼睛要凸一些,晶状体折光能力强。远处来的平光会聚在视网膜前面,而在视网膜上是一个光斑了。
(3)矫正方法:配戴适当的凹透镜做眼睛,使远处来的光先发散后再进入眼睛,可矫正近视眼视力。
3、远视眼:在完全静止的调节状态下,由远距离(指5米以上)目标投射的光线,集合在视网膜之后。这种反常的屈光状态称为远视眼。远视眼的近点比正常眼远些。远视眼的明视距离大于25cm。
(1)特点:远视眼只能看见远处的物体,看不清近处的物体。(2)原因:晶状体比正常人要凹一些,晶状体对光线的折射能力变弱,远处来的光线会聚点在视网膜后。①眼轴过短如小眼球;②眼轴正常而屈光系统的屈光力过弱,如角膜的弧度过平以及屈光指数偏低等。
(3)矫正方法:利用凸透镜能使光线会聚的特点,在眼睛前面放一个凸透镜,就能使来自近处物体的光会聚在视网膜上了。配戴适当的凸透镜做眼睛,可矫正远视眼的视力。
知识点梳理05:望远镜与显微镜
1、显微镜:显微镜镜筒的两端各有一组透镜,每组透镜的作用都相当于一个凸透镜,靠近眼睛的凸透镜叫做目镜,靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜。来自被观察物体的光经过物镜后成一个放大的实像,道理就像投影仪的镜头成像一样;目镜的作用则像一个普通的放大镜,把这个像再放大一次。经过这两次放大作用,我们就可以看到肉眼看不见的小物体了。
2、望远镜:有一种望远镜也是由两组凸透镜组成的。靠近眼睛的凸透镜叫做目镜(相当于照相机),靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜(相当于放大镜)。我们能不能看清一个物体,它对我们的眼睛所成“视角”的大小十分重要。望远镜的物镜所成的像虽然比原来的物体小,但它离我们的眼睛很近,再加上目镜的放大作用,视角可以变得很大。
易错考点01:光的折射的概念和现象
1.(23-24八年级上·四川成都·期中)成都东湖公园,是一个值得一去的地方,它的面积比西湖还要大15倍。一个天朗气清的上午,小敏通过湖面看到奇妙的景观:鱼在云中游!请解释:小敏看到的云是光的 现象形成的,看到的鱼是因为光发生了 现象。
【答案】 反射 折射
【规范解答】[1]小敏看到的云是光的反射现象形成的。平静的湖面相当于平面镜,云在湖面上形成的像,是光的反射形成的虚像。
[2]看到的鱼是因为光发生了折射现象。鱼反射的光线从水中斜射入空气中时,发生折射,折射光线远离法线,人眼逆着折射光线看去,看到的是鱼的虚像,位置比实际鱼的位置偏高。
2.(24-25八年级上·海南三亚·期末)“大漠孤烟直,长河落日圆”是名句中的一句,给我们展现了一幅美丽的画卷。其实诗人观察到的落日并非太阳的实际位置,这是因为太阳光经过不均匀的大气层发生了( )
A.折射 B.反射 C.漫反射 D.直线传播
【答案】A
【规范解答】太阳实际位置在地平线下面,当诗人观察到落日时,由于大气分布不均匀,落日发出的光在不均匀的大气层中发生了折射,折射光线不断向下偏折,我们逆着折射光线看去所看到的落日位置比实际位置高。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
易错考点02:光的折射的实验装置
3.(24-25八年级上·陕西咸阳·阶段练习)探究光的折射规律的实验装置如图所示,竖直放置的光屏EF可绕其上MN所在直线前后折转。
(1)实验时小兰让光束沿AO射入水中,光束进入水中后折射光线会向 (选填“靠近”或“远离”)法线的方向偏折,说明光从空气斜射入水中时传播方向发生了改变;
(2)接着小兰让光束贴着光屏从空气斜射入水中,当小芳将F板向后折转一定角度时,在F板上 (选填“能”或“不能”)看到折射光,此时折射光线和入射光线 (选填“在”或“不在”)同一平面内;
(3)小兰和小芳多次改变入射光线AO与ON的夹角进行实验,测量结果如表所示。分析数据可得:光从空气斜射入水中,入射角增大时,折射角 (选填“增大”或“减小”)。
入射角α
0°
15°
30°
45°
60°
折射角β
0°
11.3°
22.1°
35.4°
40.9°
【答案】(1)靠近
(2) 不能 在
(3)增大
【规范解答】(1)小兰让光束沿AO射入水中,光束进入水中后,由于折射角要小于入射角,则折射光线会向法线方向偏折,说明光从空气斜射入水中时传播方向发生了改变。
(2)[1][2]因折射光线 和入射光线和法线在同一平面内,所以,光贴着光屏从空气射入水中,该小组同学将F板向后折转一定角度,则在F板上不能看到折射光,此时折射光线和入射光线在同一平面内。
(3)根据表格中的数据可知,光从空气中斜射入水中时,折射角小于入射角;入射角增大,折射角也增大。
4.(24-25八年级上·陕西渭南·阶段练习)小兰“研究光的折射现象”实验装置如图所示,竖直放置的光屏可绕前后折转。
入射角
折射角
(1)实验时小兰让一束光沿射入水中,光进入水中后向靠近法线的方向偏折,说明光从空气斜射入水中时传播方向 。
(2)接着小兰将F板向后折转一定角度时,在F板上不能看到折射光线,此时折射光线和入射光线 (选填“在”或“不在”)同一平面内。
(3)小兰多次改变入射光线与的夹角,测量实验数据如上表所示。根据实验数据可得:光从空气斜射入水中时,折射角 入射角,且折射角随入射角的增大而 (选填“增大”或“减小”)。
【答案】(1)发生改变
(2)在
(3) 小于 增大
【规范解答】(1)根据题图可知,光线沿AO方向斜射入水中,光线沿OB方向传播,二者不在同一直线上,说明光的传播方向发生了改变。
(2)将F板向后折转一定角度后,在F板上不能看到折射光线,说明入射光线、法线、折射光线三者在同一平面内。
(3)[1][2]根据题中表格数据可知,当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,且当入射角从15°增大到60°的过程中,折射角也从11.3°增大到40.9°,说明折射角随入射角的增大而增大。
易错考点03:从水面看向水中
5.(24-25八年级上·江西南昌·阶段练习)我国古代就有光现象的描述,如“捞不到的是水中月,摘不到的是镜中花”、“潭清疑水浅”。“疑水浅”是光的 现象,看到的潭底是比实际位置 (选填“高”、“相同”或“低”)的 像(选填“虚”或“实”)。
【答案】 折射 高 虚
【规范解答】[1][2][3]光从一种透明介质斜射入另一种透明介质时,它的传播方向就会发生改变,这种现象叫做光的折射,所以看到的潭底是真实潭底反射的光线在由水中斜射入空气时发生折射而形成的虚像,由光的折射形成的物体的虚像的位置在物体的上方,则看到的潭底是比实际位置高。
6.(2025·四川遂宁·二模)一种液面升降监测装置的原理图如图所示。一束光从空气射到某液面上的O点,经折射后,照射到液体中B点的鹅卵石上,A点为反射光在容器壁上形成的光点,则岸上的人们看到的鹅卵石 (选填“在B点上方”,“在B点下方”或“就在B点”);若保持入射光方向不变,仅使液面下降,则A点的位置会 (选填“向上移动”“向下移动”或“保持不变”)。
【答案】 在B点上方 向下移动
【规范解答】[1]鹅卵石反射出的光,在水面处发生了折射,折射光线向远离法线的方向偏折,入射角小于折射角,岸上的人们逆着折射光线看到的是变浅的鹅卵石的虚像,这个像在鹅卵石的上方,即在B点上方。
[2]入射光线方向不变,当液面下降时,入射点向下移动,入射角和折射角都不变,A点的位置会向下移动,如图所示
易错考点04:从水中看向水面
7.(2025·河南南阳·二模)如图所示的两架飞机,一架是实际的飞机,另一架是从潜水艇上观察到的该飞机的像,请作出相应的光路图,并用A标出实际的飞机,A'标出观察到的飞机。(作图要求:折射点用O标出,两个飞机上的作图点选同一位置)
【答案】
【规范解答】由于光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,潜水艇中的人看到的飞机的像比实际飞机的位置偏高,所以A'为观察到的飞机(即像),A为实际的飞机。连接A'与潜水艇的观察口,此连线与水面的交点即为折射点O。连接AO,AO为入射光线。 连接OA'。 根据光从空气斜射入水中,标注出光线的传播方向,如图所示:
8.(2025九年级·天津·专题练习)2024年8月8日,在巴黎奥运会花样游泳集体项目的比赛中,我国选手首次赢得奥运会金牌。图中能反映花样游泳运动员在水下看到看台上观众的光路图是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【规范解答】花样游泳运动员在水下看到看台上观众,所以光线的传播方向应该是从空气射向水里,根据光的折射规律可知,当光由空气斜射入水中时,发生折射,且折射角小于入射角。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
易错考点05:不同介质入射角、反射角与折射角的大小关系
9.(24-25八年级上·陕西西安·阶段练习)如图所示为光从空气射向玻璃时发生折射的光路图,由图可知,折射光线是 ,入射角是 度,界面的 (选填“上”“下”“左”“右”)侧是空气。当入射角减小时,反射光线与折射光线的夹角将 。(填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 OB 60 左 变大
【规范解答】[1][2][3]由于反射角等于入射角,所以MN是界面,PQ为法线,而入射光线和折射光线分居法线的两侧,CO是入射光线,OA是反射光线,OB是折射光线,所以入射角为
光从空气射向玻璃时,折射角小于入射角,所以界面MN的左侧是空气。
[4]当入射角减小时,反射角减小,折射角减小,反射光线靠近法线,折射光线靠近法线,据图可知,反射光线与折射光线的夹角将变大。
10.(24-25八年级上·江西鹰潭·阶段练习)如图所示,光在空气和玻璃的界面同时发生反射和折射,则界面左侧的介质是 ,折射角的大小是 °。
【答案】 空气 35
【规范解答】[1][2]由图可知,,,同理;根据反射角等于入射角,为法线,而折射光线和入射光线分别位于法线两侧,则为折射光线,为入射光线,为反射光线;由图可知,折射角为。由于入射角大于折射角,故光由空气进入玻璃,界面左侧的介质为空气,右侧介质为玻璃。
易错考点06:作出光在空气和介质中传播的光路图
11.(24-25八年级上·广东汕头·阶段练习)下图是一束从空气斜射向玻璃的光线,画出反射光线和折射光线(注:折射光线只需画出大致方向)
【答案】
【规范解答】过入射点做出法线,在空气中法线的另一侧作出反射光线,注意反射角等于入射角;在玻璃中法线的另一侧作出折射光线,注意折射角小于入射角,如下图所示:
12.(24-25八年级上·河北保定·期末)小丽坐在平静的湖边,看到水中的白云和鹅卵石。看到的鹅卵石比实际鹅卵石的位置浅,这是光从水中射向空气时发生 的缘故。图中,若A点是鹅卵石的实际位置,A′是小丽看到的鹅卵石的位置,B是小丽眼睛的位置,请画出小丽看到水中鹅卵石的光路图 。
【答案】 折射
【规范解答】[1]小丽看到鹅卵石的位置比实际位置升高了,即距水面的距离近,这是光经过水、空气发生的折射现象,且由于空气中的折射角大于水中的入射角造成的。
[2]眼睛以为光是沿直线传播,则A′就在折射光线的反向延长线上,连接A′B可得折射光线,连接A′B与界面的交点为折射点;光由鹅卵石反射发出,连接A点与入射点,可得入射光线,如图所示:
易错考点07:根据光的折射判断物体的位置
13.(23-24八年级上·江苏盐城·阶段练习)岸上的人看到水下的鱼,想用手里的激光笔照射到鱼,应该将激光笔射向 (“看到的鱼”、“看到的鱼上方”或“看到的鱼下方”下同);用鱼叉捕鱼应该对准 叉鱼,河水中的鱼看到岸上物体的高度比物体实际高度要 (填“高”或“低”)。
【答案】 看到的鱼 看到的鱼下方 高
【规范解答】[1][2][3]光从一种介质射入另一种介质中,光路会发生改变,所以看到水中的鱼是由光的折射形成的,看到鱼的位置比实际位置高,如果想要手里的激光笔照射到鱼,根据光路是可逆的,应该将激光笔射向看到的鱼,用鱼叉捕鱼则应该对着看到的鱼的下方;岸上的物体反射太阳光进入水中后发生折射,河水中的鱼看到岸上物体的高度比物体实际高度要高。
14.(23-24八年级上·河南安阳·期中)唐代储光羲的《钓鱼湾》诗中有“潭清疑水浅,荷动知鱼散”。由于光的折射,池水看起来比实际的浅,夏季要特别注意防范溺水事故。用A、分别表示池底和看到的“池底”,请在图中画出人眼B看到的池底的光路图。
【答案】
【规范解答】由题知,A、分别表示池底和看到的“池底”(A的像),连接眼睛点、池底的像与水面的交点为入射点,连接为入射光线,连接、眼睛点可得折射光线,如下图所示
易错考点08:水底光斑的变化
15.(24-25八年级下·福建泉州·期中)在容器底部产生一个光斑,如图,下列操作将使光斑向左移动的是( )
A.保持水面的高度和入射点不变,使激光的入射角增大
B.保持水面的高度不变,使激光笔向右平移
C.保持激光射入的角度不变,使水面下降
D.保持激光射入的角度不变,使水面上升
【答案】D
【规范解答】A.保持水面高度和入射点不变,使激光的入射角增大,激光束远离法线时,此时折射光线远离法线,折射角变大,光斑会向右移动,故A不符合题意;
B.保持水面高度不变,使激光笔向右平移,则入射光线和折射光线都向右平移,所以光斑右移,故B不符合题意;
CD.保持激光射入角度不变,使水面上升(由水平实线到水平虚线),如下图所示
入射点向左移动,则光斑向左移动;同理使水面下降,入射点向右移动,则光斑向右移动,故D符合题意,C不符合题意。
故选D。
16.(22-23八年级上·湖北武汉·阶段练习)有一圆柱形散口容器,从其右侧某一高度斜射一束激光,在容器底部产生一个光斑O,如图所示,下列操作使光斑向右移动的是( )
A.保持水面高度不变使激光笔向左平移 B.保持激光射入角度不变使水面上升
C.保持激光射入角度不变使水面下降 D.保持水面高度和入射点不变使激光入射角增大
【答案】B
【规范解答】A.保持水面高度不变使激光笔向左平移,入射点左移,入射角不变,折射角也不变,则入射光线和折射光线都向左平移,所以光斑左移,故A不符合题意;
B.保持激光射入角度不变使水面上升,入射点向右上方移动,入射光线及入射角不变,折射光线向右移,所以光斑右移,故B符合题意;
C.保持激光射入角度不变使水面下降,入射点向左下方移动,入射光线及入射角不变,折射光线向左移,所以光斑左移,故C不符合题意;
D.保持水面高度和入射点不变使激光入射角增大,则折射角也增大,光斑左移,故D不符合题意。
故选B。
易错考点09:根据光路图区分入射、反射和折射光线
17.(24-25八年级上·陕西咸阳·阶段练习)如图所示是光在空气和玻璃两种介质中传播的路线,据图分析:两种介质的界面是 (选项“”或“”),入射光线是 ,光的折射角大小是 度。
【答案】 CO 40
【规范解答】[1][2][3]由图可知,∠AON=90°-20°=70°=∠CON
所以,水平方向的直线NN′为法线,竖直方向的直线MM′为界面,CO为入射光线,OA为反射光线,OB为折射光线,则∠CON为入射角,∠N′OB为折射角,所以折射角∠N′OB=90°﹣50°=40°
18.(2025·四川成都·模拟预测)如图所示是一束光在空气和玻璃两种介质的界面上发生了反射现象和折射现象,折射角为 度,界面的 (选填“上”“下”“左”或“右”)边是玻璃。
【答案】 60 右
【规范解答】由图可知,∠AOG=60°,所以∠GOF=90°-60°=30°,而∠EOF=30°,根据反射角等于入射角可知BF为法线,AD为界面,折射光线和入射光线分别位于法线两侧,则OC一定为折射光线,GO为入射光线,OE为反射光线。由图可知,折射角为∠COB=90°-30°=60°,因为当光线从其它介质斜射入空气时,折射角大于入射角,所以这束光线是由玻璃进入空气,即分界面的右边是玻璃。
易错考点10:光的折射规律的应用
19.(24-25八年级上·河北石家庄·期中)如图所示,光在玻璃和空气的界面处同时发生了反射和折射,入射角等于 。折射角等于 。界面的左侧是 (“空气”或者“玻璃”)
【答案】 30° 45° 玻璃
【规范解答】[1][2][3]由图中光的传播方向可知,CD是界面,过入射点垂直于界面作出法线,如下图所示:
由图可知,AO为入射光线,OB为反射光线,OE为折射光线, 由图可知∠BOC=60°,则反射角∠BOM=90°-60°=30°
根据光的反射定律可知入射角也为30°, 而∠COE=45°,则折射角为90°-45°=45°>30°
因折射角大于入射角,所以界面的右边是空气,左边是玻璃。
20.(24-25八年级下·上海青浦·期末)一束太阳光斜射到平静的水面,发生了折射和反射现象,若入射角为60°。
(1)折射角______60°(选填)
A.大于 B.等于 C.小于
(2)在图中,画出反射光线OB,并标出反射角的度数。
【答案】(1)C
(2)
【规范解答】(1)根据光的折射规律可知,当光由空气射入水中时,折射光线会靠近法线偏折,因此折射角小于入射角,所以折射角小于60°。
故选C。
(2)根据光的反射规律可知,反射角等于入射角,反射角为60°,反射光线与入射光线分居法线两侧,由此作出反射光线并标出反射角的度数,如图所示:
易错考点11:透镜的特点与分类
21.(24-25八年级上·江西鹰潭·阶段练习)据晋代张华的《博物志》记载:“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则得火。”古人利用凸透镜向日取火,说明凸透镜对光线有 作用;下图中,凸透镜的焦距为 。
【答案】 会聚 10.0
【规范解答】[1]古人将冰磨成一种冰透镜,该透镜中间厚、边缘薄,属于凸透镜,要得火,这是利用了凸透镜对光的会聚作用,应把“艾”放在透镜的焦点位置,从而能点燃艾草取火。
[2]由图中可知,平行光线经凸透镜折射后会聚成点,说明凸透镜对光有会聚作用,由图中可知,该透镜的焦距为
22.(24-25八年级上·辽宁沈阳·阶段练习)学习了透镜的知识后,小明想用冰块制作一个透镜,他在冰块上画出了几种构思。请在甲、乙、丙、丁四个区域,选择出对光线有会聚作用的透镜( )
A.甲、乙 B.甲、丁 C.乙、丙 D.乙、丁
【答案】C
【规范解答】如图,甲、丁中间薄、边缘厚,属于凹透镜,对光有发散作用;乙、丙中间厚、边缘薄,属于凸透镜,对光有会聚作用,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
易错考点12:用平行光测定凸透镜焦距
23.(24-25八年级上·全国·课后作业)如图所示,将凸透镜正对着阳光,把一张白纸放在它的另一侧,来回移动白纸,直到白纸上的光斑变得最小、最亮,此时该亮斑距凸透镜的距离为8cm,则该凸透镜的焦距是 cm,换成凹透镜再做这个实验,在纸上 (选填“能”或“不能”)看到很小、很亮的光斑。
【答案】 8 不能
【规范解答】[1]根据凸透镜的性质,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于一点,这个点就是焦点,而焦点到凸透镜光心的距离就是焦距。题目中白纸在移动过程中,当光斑变得最小、最亮时,此时光斑所在位置就是焦点位置,已知该光斑距凸透镜的距离为8cm,所以该凸透镜的焦距就是8cm。
[2]凹透镜的特性是对光线起发散作用。当平行光线照射凹透镜时,光线会被发散开,而不会像凸透镜那样会聚成一个很小、很亮的光斑,所以在纸上不能看到很小、很亮的光斑。
24.(24-25八年级上·云南昆明·期中)如图所示,平行光正对凸透镜照射,光屏上出现个最小最亮的光斑,则凸透镜对光有 作用(填“会聚”或“发散”),该凸透镜的焦距 cm。
【答案】 会聚 10.0
【规范解答】[1]凸透镜能够将平行于主光轴的光会聚成最小最亮的光斑,经过凸透镜的光线向主光轴靠近,故凸透镜对光有会聚作用;
[2]由图可知,该光斑到凸透镜的距离即为凸透镜的焦距,凸透镜位于10.0cm处,光斑位于20.0cm处,故该凸透镜焦距为
易错考点13:透镜的特殊光线作图
25.(25-26八年级上·全国·课后作业)如图所示,两组透镜的焦点都重合,请完成光路图。
【答案】
【规范解答】由题可知,F点是图示凸透镜的焦点。根据平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴,完成光路图,如图所示:
由题可知,F点既是图示凸透镜的焦点,也是图示凹透镜的焦点。根据平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,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,完成光路图,如图所示:
26.(25-26八年级上·全国·单元测试)请你将图中的光路图补充完整。
【答案】
【规范解答】对于凹透镜,过凹透镜光心的光线,传播方向不改变。延长线过凹透镜另一侧焦点的光线,经凹透镜折射后,折射光线平行于主光轴。;
对于凸透镜,过凸透镜光心的光线,传播方向不改变。 平行于凸透镜主光轴的光线,经凸透镜折射后,折射光线过焦点。如图所示:
易错考点14:探究凸透镜成像规律的实验装置和操作步骤
27.(25-26八年级上·吉林长春·阶段练习)在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)将凸透镜安装在光具座上,用平行光 着凸透镜,移动光屏直至光屏上得到一个最小最亮的光斑,如图甲所示,则凸透镜焦距为 cm;
(2)如图乙所示,在光屏上观察到清晰的像,则该像是倒立、 (选填“缩小”“等大”或“放大”)的实像;将蜡烛移到光具座35cm刻度线处,若想在光屏上得到清晰的像,应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动,且光屏上的像将 (选填“变大”或“变小”);
(3)继续移动光源至45cm处时,发现无论如何移动光屏,均不能在光屏上成像,人眼应从 (选填“光源”或“光屏”)一侧透过凸透镜观察光源的像;
(4)如图乙所示保持三个元件位置不动,更换另一凸透镜后,发现光屏上的像变模糊,此时成像在光屏后,图丙是①、②两个凸透镜成实像时的像距v与物距u的关系图像,则更换的凸透镜可能是 (选填“①”或“②”)凸透镜。
【答案】(1) 正对 10.0
(2) 缩小 右 变大
(3)光屏
(4)①
【规范解答】(1)[1]凸透镜对平行光有会聚作用的特点,让平行光沿主光轴方向正对着凸透镜照射,经过凸透镜折射后,光线会会聚于一点,这个点就是凸透镜的焦点,焦点到凸透镜光心的距离就是焦距。
[2]图甲中,光屏上得到最小最亮的光斑时,凸透镜与光屏的距离等于焦距。刻度尺的分度值为1cm,则凸透镜的焦距f=40.0cm-30.0cm=10.0cm
(2)[1]由凸透镜的成像规律可知,图乙中,物距大于像距,此时物距大于2倍焦距,所以在光屏上成倒立缩小的实像。
[2][3]将蜡烛移动到光具座35cm刻度线处,此时物距大于一倍焦距小于二倍焦距,成倒立放大的实像,此时物距变小,像距应变大,像也变大,应将光屏向右移动,光屏上的像变大。
(3)继续移动光源至45cm处时,发现无论如何移动光屏,均不能在光屏上成像,此时物距小于一倍焦距,在蜡烛一侧成正立放大的虚像,人眼应从光屏一侧透过凸透镜观察光源的像。
(4)图乙中,三个元件位置不动,更换另一凸透镜后,光屏上的像变模糊,像成在光屏后,说明此时的凸透镜对光线的会聚距离变远了,则会聚能力变弱了,所以凸透镜的焦距变大了。图丙中,②凸透镜的物距为10cm,像距也为10cm,则物距等于二倍焦距,焦距为5cm。①凸透镜物距和像距相等时,为30cm,则焦距为15cm。所以更换的凸透镜可能是①凸透镜。
28.(24-25八年级上·江苏徐州·阶段练习)小周上学进校门时进行身份验证,她发现屏幕上的头像较小,不能完成人脸识别,后来在工作人员的指导下顺利完成了识别。她了解到屏幕上的头像是通过摄像头内的凸透镜形成的,于是带着兴趣进行了以下实验。
(1)小周将蜡烛、凸透镜、光屏安装在光具座上并靠在一起,点燃蜡烛,调整烛焰、透镜和光屏的中心大致在 ;
(2)如图甲所示,烛焰恰好在光屏上成清晰的像(像未画出),保持凸透镜位置不变,若将蜡烛向右移动少许,则应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动才能再次在光屏上成清晰的像,此时的像变大;根据以上实验,小周进行人脸识别时,为使屏幕上的头像变大,她应该 (选填“靠近”或“远离”)镜头;
(3)在图乙所示位置时,烛焰也在光屏上成清晰的像(像未画出),这个像是倒立、 的实像,由此可知凸透镜的焦距为 cm;
(4)将图乙中的透镜换成焦距f=25cm的凸透镜,无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到烛焰清晰的像。可以在光屏上观察到烛焰清晰像的操作是( )
A.向左移动透镜同时调节光屏的位置
B.从透镜右侧透过透镜向左观察
C.向左移动蜡烛同时调节光屏的位置
D.光屏移到透镜左侧调节光屏的位置
【答案】(1)同一高度
(2) 右 靠近
(3) 等大 10
(4)C
【规范解答】(1)为了成像在光屏的中心,点燃蜡烛,调整烛焰、透镜和光屏的中心大致在同一高度。
(2)[1]如图甲所示,烛焰恰好在光屏上成清晰的像(像未画出),保持凸透镜位置不变,若将蜡烛向右移动少许,物距变小,像距变大,则应将光屏向右移动才能再次在光屏上成清晰的像,此时的像变大。
[2]根据以上实验,小周进行人脸识别时,为使屏幕上的头像变大,她应该靠近镜头,使物距变小,像距变大。
(3)[1][2]在图乙所示位置时,烛焰也在光屏上成清晰的像,此时
这个像是倒立、等大的实像,由此可知凸透镜的焦距为
(4)将图乙中的透镜换成焦距f=25.0cm的凸透镜,无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到烛焰清晰的像,是因为物距小于f,此时凸透镜成的像是虚像,不能在光屏上呈现。要在光屏上观察到烛焰清晰像,应增大物距,使物距大于f,则可以向左移动蜡烛或者向右移动凸透镜,并同时调节光屏的位置,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
易错考点15:凸透镜成放大实像时的物距与像距
29.(24-25八年级上·江苏徐州·阶段练习)在探究凸透镜成像规律实验中,开始时烛焰在光屏上成缩小的像,接着把物距调整为刚才的一半,移动光屏使烛焰在光屏上成像,此时的像( )
A.是放大的 B.是缩小的
C.是等大的 D.以上三种都有可能
【答案】D
【规范解答】在“探究凸透镜成像规律”时,开始时烛焰在光屏上成缩小的像,此时物距大于二倍焦距,接着把物距调整为刚才的一半,则此时的物距应大于焦距,则有三种可能:若此时的物距大于二倍焦距时,成的是倒立、缩小的实像;若此时的物距等于二倍焦距时,成的是倒立、等大的实像;若此时的物距在一倍焦距和二倍焦距之间时,成的是倒立、放大的实像;由此可知,光屏上的像可能是放大的,可能是缩小的,也可能是等大的。
故选D。
30.(24-25八年级下·上海普陀·阶段练习)小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中,用如图(a)所示的装置进行实验。
(1)实验用到的凸透镜如图(b)所示,其焦距为 cm;
(2)图(a)中,为使像成在光屏中央,应该进行的实验操作是:调节凸透镜和光屏的中心,使之与 ;
(3)保持蜡烛与凸透镜位置不变,通过移动光屏找像,同时眼睛要注意观察 ;
(4)若将点燃的蜡烛移动到光具座上35cm刻度处,为使在光屏上成像,光屏在光具座上移动的范围是_________;
A.50~60cm B.60~70cm C.大于70cm
(5)若使蜡烛和光屏处在图(a)所示的位置,移动凸透镜位置,光屏上 (选填“能”或“不能”)成倒立放大的实像。
【答案】(1)10
(2)烛焰中心大致在同一高度
(3)光屏上的像是否清晰
(4)C
(5)能
【规范解答】(1)平行光通过凸透镜会聚在焦点上,焦点到凸透镜光心的距离为焦距,实验用到的凸透镜如图(b)所示,其焦距为10cm。
(2)根据过光心的光线传播方向不变可知,图(a)中,像会成在光屏偏上的位置,可能观察不到完整的像,为使像成在光屏中央,应该进行的实验操作是:调节凸透镜和光屏的中心,使之与烛焰中心大致在同一高度。
(3)图(a)中,光具座上刻度尺的分度值为1cm,蜡烛在15.0cm刻度处,凸透镜在50.0cm刻度处,因此物距为u1=50.0cm-15.0cm=35.0cm
由第(1)问分析可知凸透镜的焦距为f=10cm,物距大于两倍焦距,保持蜡烛与凸透镜位置不变,像距应在一倍焦距与两倍焦距之间,即光屏应该在60.0cm刻度与70.0cm刻度之间,成倒立、缩小的实像,通过移动光屏找像,同时眼睛要注意观察光屏上的像是否清晰。
(4)图(a)中,光具座上刻度尺的分度值为1cm,凸透镜在50.0cm刻度处,若将点燃的蜡烛移动到光具座上35cm刻度处,此时物距为u2=50.0cm-35cm=15cm
由第(1)问分析可知凸透镜的焦距为f=10cm,物距处于一倍焦距与两倍焦距之间,成倒立、放大的实像,为使在光屏上成像,像距为大于两倍焦距,凸透镜在50.0cm刻度处,光屏在光具座上移动的范围是大于70cm,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(5)若使蜡烛和光屏处在图(a)所示的位置,由第(1)问分析可知凸透镜的焦距为f=10cm,物体到凸透镜的距离大于两倍焦距,光屏到凸透镜的距离为两倍焦距,向左移动凸透镜位置,根据凸透镜成实像时,物近像远像变大,可使物体在一倍焦距与两倍焦距之间,像距即光屏到凸透镜的距离大于两倍焦距,光屏上能成倒立放大的实像。
易错考点16:凸透镜成缩小实像时的物距与像距
31.(24-25八年级上·山东济南·阶段练习)小明在探究凸透镜成像规律时,蜡烛与光屏分置于凸透镜两侧,保持凸透镜的位置不变,先后把蜡烛放在如图所示的a 、b 、c 、d 四点,并分别调整光屏的位置,当蜡烛位于 点时,屏上出现放大的像;当蜡烛位于 点时,屏上出现缩小的像;当蜡烛位于 点时,无论怎样移动光屏,在光屏上都找不到像。
【答案】 c a d
【规范解答】[1][2][3]凸透镜成像规律如下:当物距u>2f时,成倒立、缩小的实像;当物距u=2f时,成倒立、等大的实像;当物距f<u<2f时,成倒立、放大的实像;当物距u=f时,不成像;当物距u<f时,成正立、放大的虚像。由图可知,a点在2倍焦距以外,即u>2f,此时成倒立、缩小的实像,所以当蜡烛位于a点时,屏上出现缩小的像。b点在2倍焦距上,即u=2f,此时成倒立、等大的实像,所以当蜡烛位于b点时,屏上出现等大的像。c点在1倍焦距和2倍焦距之间,即f<u<2f,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、放大的实像,所以当蜡烛位于c点时,屏上出现放大的像。d点在焦距以内,即u<f,此时成正立、放大的虚像,虚像不能呈现在光屏上,所以当蜡烛位于d点时,无论怎样移动光屏,在光屏上都找不到像。
32.(2025·广东·二模)如图,MN是一发光物,在凸透镜左侧移动光屏,能观察到一清晰等大的实像。O是凸透镜的光心,光线a平行于主光轴。
(1)画出:光线a经过凸透镜的折射光线;
(2)将另一凸透镜替换图中凸透镜,并放在相同位置,在新透镜左侧能观察到缩小的实像。新凸透镜焦距f可能是 (选填下列序号);
①20cm ②15cm ③10cm ④5cm
【答案】(1)
(2)④
【规范解答】(1)光屏能观察到一清晰等大的实像,故u=2f=20cm,焦距f为10cm,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点。所以光线 a 经过凸透镜折射后,折射光线过焦点,据此画出折射光线,如图所示:
(2)现在换用另一凸透镜,放在相同位置,物距u=20cm,在新透镜左侧能观察到缩小的实像,根据凸透镜成像规律,当u>2f时,成缩小、倒立的实像,即20cm>2f,解得f<10cm。在给出的选项中,只有5cm(④)满足f<10cm,所以新凸透镜焦距f可能是④。
易错考点17:凸透镜成虚像时像距随物距的变化规律
33.(2025·安徽合肥·三模)探究凸透镜成像的规律时,将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm处。如图所示,在蜡烛从光具座上43cm处逐渐移至光具座10cm处的过程中,烛焰所成像的变化情况是( )
A.一直变小 B.先变大后变小
C.先成实像后成虚像 D.先成倒立实像后成正立虚像
【答案】B
【规范解答】AB .根据凸透镜与蜡烛的位置分析,在蜡烛从光具座上43cm处逐渐移至光具座10cm处的过程中,是物距从7cm增大到40cm的过程。在物距7cm到10cm阶段(u<f),成正立放大的虚像,根据凸透镜成像的规律,凸透镜成虚像的过程中,随着物距增大,虚像是逐渐变大的;在物距大于10cm后,并逐渐远离凸透镜的过程中,成倒立的实像,成实像的过程中,根据凸透镜成像的规律,物距越大,像是逐渐变小的,因此整个过程中,像的大小是先变大后变小的,故A不符合题意,B符合题意;
C.当物距小于10cm(u<f)时成虚像,大于10cm(u>f)时成实像,因此蜡烛移动过程中先成虚像后成实像,故C不符合题意;
D.当物距小于10cm时成正立虚像,大于10cm时成倒立实像,故像先成正立虚像后成倒立实像,故D不符合题意。
故选A。
34.(23-24八年级上·江苏苏州·阶段练习)投影仪是教学中常用的仪器,其主要构成有发光灯泡、散热电扇以及透镜组和平面镜等:
(1)如图所示,凸透镜上方的平面镜的作用是改变光的传播方向,把像呈现到竖直的屏幕上,而凸透镜的作用是成 、 、 像。如果凸透镜的焦距f=20cm,那么图中h的范围为 ;
A.h<20cm B.h=20cm C.20cm<h<40cm D.h>40cm
(2)教室后排同学要求他将屏幕上的画面再调得大一些。为此,小明的操作应当是适当 (选填“增大”或“减小”)投影仪与屏幕的距离,并将凸透镜适当向 (选填“上”或“下”)移动。
【答案】 倒立 放大 实 C 增大 下
【规范解答】(1)[1][2][3]根据凸透镜成像的特点和应用可知,投影仪的原理是凸透镜成倒立放大的实像。
[4]根据凸透镜成像的规律,当物距在一倍焦距到二倍焦距之间时,成倒立放大的实像,因此h的范围为
f<h<2f
即
20cm<h<40cm
故选C。
(2)[5][6]根据凸透镜成实像时的规律,物近像远像变大,物远像近像变小。因此想将屏幕上的画面再调得大一些,应当是适当增大投影仪与屏幕的距离,并将凸透镜适当向下移动。
易错考点18:照相机
35.(24-25八年级上·四川泸州·阶段练习)为了加强小区的管理,控制外来人员的出入,某小区装备了人脸识别系统(如图所示)。其中摄像机可以自动将镜头前0.4m处的人脸拍摄成数码照片,则摄像机镜头的焦距应小于 m,该镜头与 眼镜属同一类透镜,若要让像变大一些,则应 摄像机。
【答案】 0.2 远视 靠近
【规范解答】[1]摄像机摄像时应用的原理是物距大于凸透镜二倍焦距时成缩小、倒立的实像。摄像机可以自动将镜头前0.4m处的人脸拍摄成数码照片,说明0.4m大于二倍焦距,即凸透镜焦距小于0.2m。
[2]摄像机的镜头是凸透镜,它对光线有会聚作用。 远视眼的成因是晶状体折光能力太弱,或者眼球前后径太短,导致平行光聚焦在视网膜后方。 因此,远视眼镜同样使用凸透镜来增强会聚能力,使像前移到视网膜上。
[3]根据凸透镜成像规律:当物体成实像时,物距减小,像距增大,像也变大。 所以,要让人脸的像变大一些,就需要减小物距,也就是让摄像机镜头靠近人脸。
36.(24-25八年级上·江西吉安·阶段练习)如图所示,是蜡烛通过凸透镜在光屏上的成像情况,以下器材成像的性质与图中有所不同的是( )
A.照相机 B.投影仪 C.放大镜 D.平面镜
【答案】BCD
【规范解答】由图可知,蜡烛在光屏上成倒立缩小的实像,与照相机成像性质相同,与其它成像性质不同,故A不符合题意,BCD符合题意。
故选BCD。
易错考点19:投影仪
37.(24-25八年级上·陕西渭南·阶段练习)如图所示是投影仪成像示意图,投影仪的镜头是 (选填“凸透镜”或“凹透镜”),物体通过投影仪成 (选填“倒立”或“正立”)、 (选填“等大”“缩小”或“放大”)的实像。
【答案】 凸透镜 倒立 放大
【规范解答】[1]根据题图可知,投影仪的镜头对光有会聚作用,说明投影仪的镜头是凸透镜。
[2][3]投影仪的成像原理:投影仪是利用凸透镜的物距满足时成倒立、放大的实像的原理制成的。
38.(25-26八年级上·全国·课后作业)如图所示是公共场所的广告投影灯,被光源照射的广告片经镜头投射,在地面上形成广告图标,下列说法正确的是( )
A.该投影灯的成像特点与放大镜相同
B.该投影灯的成像原理与照相机相同
C.调小镜头与广告片的距离,广告图标将变大
D.为了能从不同角度看见广告图标,应选择光滑的地面
【答案】C
【规范解答】AB.图示中,广告投影灯成放大的像,且广告图标即像成在地面上,所以成的是实像,成像原理与投影仪相同,成倒立放大的实像,那么广告片到镜头的距离即物距应小于二倍焦距而大于一倍焦距,放大镜成正立、放大的虚像,二者成像特点不同,故AB错误;
C.根据凸透镜成实像时的规律,物近像远像变大,因此调小镜头与广告片的距离,物距变小,则像距变大,同时像也变大,则广告图标将变大,故C正确;
D.为了能从不同角度看见广告图标,应选择粗糙的地面,使得光在地面上发生漫反射,故D错误。
故选C。
易错考点20:放大镜的成像原理及特点
39.(25-26八年级上·全国·课后作业)小玲通过焦距为10cm的凸透镜看到了课本上“凸透”两字放大的像,如图所示, 为了使看到的字更大一点,他要把凸透镜适当 (选填“靠近”或“远离”)课本。
【答案】远离
【规范解答】放大镜的成像原理:当时,凸透镜成正立、放大的虚像。成虚像时,物远像远像变大,所以为了使看到的字更大一点,他要把凸透镜适当远离课本。
40.(24-25八年级下·湖北恩施·期末)关于“凸透镜成像规律”的应用,下列说法中正确的是( )
A.照相机成倒立、缩小的实像 B.电影机、投影仪成倒立、放大的虚像
C.放大镜成正立、放大的实像 D.近视眼需由凸透镜做的眼镜来矫正
【答案】A
【规范解答】A.照相机是利用凸透镜成像的原理来工作的。当物体位于凸透镜的二倍焦距以外时,即u>2f,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、缩小的实像,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,即f<v<2f。故A正确;
B.电影机和投影仪的工作原理相同,都是利用凸透镜成像。当物体位于凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间时,即f<u<2f,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、放大的实像,像距大于二倍焦距,即v>2f。故B错误;
C.放大镜是利用凸透镜成正立、放大的像的原理来工作的。当物体位于凸透镜的一倍焦距以内时,即u<f,根据凸透镜成像规律,此时成正立、放大的虚像。故C错误;
D.近视眼是由于晶状体太厚,折光能力太强,或者眼球在前后方向上太长,使得远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的像落在视网膜的前方,导致人看不清远处的物体。为了使像成在视网膜上,需要佩戴对光线有发散作用的凹透镜来矫正,故D错误。
故选A。
易错考点21:显微镜的组成部分及作用
41.(24-25八年级上·湖南·阶段练习)如图所示,眼睛、显微镜、望远镜和投影仪用到了我们所学的很多光学知识,里面有眼睛的晶状体,显微镜和望远镜的目镜和物镜、投影仪的平面镜和镜头。下列说法正确的是( )
A.图甲中是近视眼,要戴上凸透镜来矫正
B.其工作原理与照相机相同的有①⑤
C.其工作原理与放大镜相同的有②⑥,利用光的反射的有③④⑦
D.投影仪屏幕上的像是倒立、放大的实像;要使屏幕上的像更大一些,应该将镜头向上调节,同时投影仪应适当远离屏幕
【答案】B
【规范解答】A.图甲中,眼睛成像在视网膜之前,说明是晶状体变厚了,是近视眼,要戴上凹透镜来矫正。故A错误;
BC.眼睛晶状体是将远处的物体经过晶状体折射后在视网膜成倒立缩小的实像,与望远镜的物镜、照相机成像原理相同。显微镜中的目镜与望远镜的目镜与物镜所成的实像距离都较近,距离小于一倍焦距,作用是将物镜所成的实像再次放大,所以它们相当于放大镜。显微镜中的反光镜是将光线反射到载物台上,增加载玻片亮度,投影仪中的平面镜将光线反射到屏幕上,它们都利用光的反射。故B正确,C错误;
D.投影仪的物距在1到2倍焦距之间,成的是倒立放大的实像,根据凸透镜成像特点,物距变小,像距变大,像就变大,所以要使屏幕上的像更大一些,应该将镜头向下调节,同时投影仪应适当远离屏幕,故D错误。
故选B。
42.(24-25八年级上·陕西渭南·期末)如图所示为实验室显微镜和天文望远镜,下列关于图中两种仪器的说法正确的是( )
A.显微镜的目镜是凹透镜
B.显微镜的物镜成倒立、放大的虚像
C.天文望远镜的目镜和物镜都是凸透镜
D.天文望远镜的物镜成倒立、放大的实像
【答案】C
【规范解答】A.显微镜的目镜使用的是凸透镜,成正立、放大的虚像,故A错误;
B.显微镜的物镜与投影仪的作用相当,成倒立、放大的实像,故B错误;
CD.天文望远镜的目镜和物镜都是凸透镜,物镜成像原理与照相机相同,成倒立、缩小的实像;目镜相当于放大镜,成正立、放大的虚像,故C正确,D错误。
故选C。
易错考点22:望远镜的组成部分及作用
43.(24-25八年级上·湖北武汉·期末)某同学用两个焦距分别为10cm和20cm的凸透镜制作了一个如图甲所示的望远镜。
(1)目镜的作用相当于一个 (填“照相机”“投影仪”或“放大镜”);
(2)这种望远镜的放大倍率是物镜的焦距与目镜的焦距之比,为了让成像质量好一些,放大倍率为2~3倍即可,因此应选择焦距为 cm的凸透镜作为物镜,另一个凸透镜作为目镜;
(3)该同学制作的望远镜结构如图乙所示,用它观察远处物体时,眼睛在图乙中 (填字母)位置观察效果更好,当他观察的物体变近时,应将纸筒 (填“拉长一些”“缩短一些”或“保持不变”)。
【答案】(1)放大镜
(2)20
(3) C 拉长一些
【规范解答】(1)望远镜的物镜和目镜都是一个凸透镜,物镜成倒立、缩小的实像,这个像成在目镜一倍焦距以内,目镜成正立、放大的虚像;物镜相当于照相机,目镜相当于放大镜。
(2)为了让成像质量好一些,取放大倍率为2~3倍即可,且应选择焦距较长、直径较大的凸透镜作为物镜,故20cm的凸透镜作为物镜,10cm的凸透镜作为目镜。
(3)[1][2]用图乙的望远镜观察远处物体时,眼睛在图乙中C位置观察效果更好,此时成像更清晰;当他观察的物体变近时,像距会变大,应将纸筒拉长一些。
44.(24-25八年级上·广东深圳·期末)如题图所示,小明同学手握甲、乙两个焦距不同的凸透镜,通过调整两透镜间的距离,可以更清晰地看到远处的物体。以下说法正确的是( )
A.甲透镜对光线有发散作用
B.甲透镜的作用相当于一个照相机
C.乙透镜成的是正立放大的像
D.乙透镜直径比我们眼睛的瞳孔大得多,这样可以会聚更多的光
【答案】D
【规范解答】A.甲乙都为凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用,故甲透镜对光线有会聚作用,故A错误;
BC.两个不同焦距的凸透镜组成了望远镜,远处的镜片乙是物镜,成的是倒立缩小的实像,相当于照相机;靠近眼睛的镜片甲是目镜,成的是正立放大的虚像,相当于放大镜,故BC错误;
D.远处的乙透镜,直径比我们眼睛的瞳孔大得多,这样可以会聚更多的光,使得所成的像更加明亮,故D正确。
故选D。
易错考点23:红外线的特点及应用
45.(25-26八年级上·全国·课后作业)红外夜视仪的工作原理是( )
A.在通常情况下,人在夜间的体温比野外的草木、岩石的温度要高,人辐射的红外线比它们强,所以能看清楚人
B.人能活动而草木、岩石不动,所以能看清楚人
C.人能发出声音,故能看到人
D.人能发出各种颜色的光,所以能看见
【答案】A
【规范解答】A.所有物体都会辐射红外线,温度越高,辐射红外线越强。夜间人体温度通常高于草木、岩石等环境物体,因此人体辐射的红外线更强。红外夜视仪通过探测物体自身辐射的红外线差异成像,实现对夜间目标的清晰观察。故A符合题意;
B.红外夜视仪不依赖物体的运动状态,静止的人体同样因温度差异被探测到。故B不符合题意;
C.声音与红外线无关,属于声波探测,非红外夜视仪原理。故C不符合题意;
D.人体不发出可见光,红外线属于不可见光,夜视仪通过传感器将红外信号转换为可见图像。故D不符合题意。
故选A。
46.(2025·广东广州·二模)如图是一个常用的非接触式红外线体温计,关于这种体温计,以下说法正确的是( )
A.它的工作原理是气体的热胀冷缩; B.它的工作原理是的液体热胀冷缩
C.红外线也可以用在遥控器上 D.零摄氏度以上的物体才能发射红外线
【答案】C
【规范解答】AB.非接触式红外线体温计并非利用液体热胀冷缩原理,而是通过接收人体发出的红外线来测量体温,故AB错误;
C.红外线可以用于遥控器,常见的电视遥控器等就是利用红外线来传输控制信号,故C正确;
D.任何温度高于绝对零度的物体都会发射红外线,并非零摄氏度以上物体才发射红外线,故D错误。
故选C。
易错考点24:紫外线的特点及应用
47.(23-24八年级上·辽宁丹东·期末)光学知识在生活中有许多应用,适当的 照射对于骨骼的生长和身体健康的许多方面都有好处,它能杀死微生物,在医院的手术室、病房里,常用它来灭菌。电视机遥控器的前端有一个发光二极管,按下不同的键时,可以发出不同的 ,以实现对电视机的控制。
【答案】 紫外线 红外线
【规范解答】[1]适当的紫外线照射有助于骨骼生长和身体健康,同时具有杀菌作用,在医院的手术室和病房中常用于灭菌。
[2]电视机遥控器前端的发光二极管通过按下不同的键,可以发出不同的红外线,实现对电视机的控制。
48.(24-25八年级上·山东聊城·阶段练习)医院常利用 消菌杀毒(均选填“红外线”或“紫外线”);黑板反光是因为光在其表面发生了 (选填“镜面”或“漫”)反射。
【答案】 紫外线 镜面
【规范解答】[1]紫外线对微生物的破坏能力极强,具有消毒杀菌的作用。医院常利用紫外线消毒杀菌。
[2]黑板反光是因为黑板表面较光滑,光在黑板上发生了镜面反射,黑板反射的光线比粉笔字反射的光线强,使人无法看清黑板上的字。
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第3章 光的折射 透镜
(知识梳理+24个高频易错考点讲练 共48题)
知识梳理 技巧点拨 2
知识点梳理01:光的折射 2
知识点梳理02:透镜 2
知识点梳理03:凸透镜成像的规律 3
知识点梳理04:照相机与眼球:视力的矫正 4
知识点梳理05:望远镜与显微镜 5
易错考点 培优讲练 5
易错考点01:光的折射的概念和现象 5
易错考点02:光的折射的实验装置 6
易错考点03:从水面看向水中 7
易错考点04:从水中看向水面 8
易错考点05:不同介质入射角、反射角与折射角的大小关系 8
易错考点06:作出光在空气和介质中传播的光路图 9
易错考点07:根据光的折射判断物体的位置 10
易错考点08:水底光斑的变化 10
易错考点09:根据光路图区分入射、反射和折射光线 11
易错考点10:光的折射规律的应用 12
易错考点11:透镜的特点与分类 12
易错考点12:用平行光测定凸透镜焦距 13
易错考点13:透镜的特殊光线作图 13
易错考点14:探究凸透镜成像规律的实验装置和操作步骤 14
易错考点15:凸透镜成放大实像时的物距与像距 15
易错考点16:凸透镜成缩小实像时的物距与像距 16
易错考点17:凸透镜成虚像时像距随物距的变化规律 16
易错考点18:照相机 17
易错考点19:投影仪 18
易错考点20:放大镜的成像原理及特点 19
易错考点21:显微镜的组成部分及作用 19
易错考点22:望远镜的组成部分及作用 20
易错考点23:红外线的特点及应用 21
易错考点24:紫外线的特点及应用 21
知识点梳理01:光的折射
1、光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折,这种现象叫做光的折射。当发生折射现象时,一定也发生了反射现象。当光线垂直射向两种物质的界面时,传播方向不变。
2、光的折射规律:三线共面,两线两侧,两角不相等(空气大),光路可逆;即:折射光线、入射光线和法线都在同一个平面内;光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射光线向法线方向偏折(折射角<入射角);光从水或其他介质中斜射入空气中时,折射光线向界面方向偏折(折射角>入射角)。在折射现象中,光路是可逆的。在光的折射现象中,入射角增大,折射角也随之增大(如图所示)。在光的折射现象中,介质的密度越小,光速越大,与法线形成的角越大。
3、生活中常见的光折射现象:①从岸上向水中看,水好像很浅,沿着看见鱼的方向叉,却叉不到;从水中看岸上的东西,好像变高了。②筷子在水中好像“折”了。③海市蜃楼。④彩虹。
知识点梳理02:透镜
1、透镜:用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件,透镜是根据光的折射现象制成的。
2、透镜与面镜区别:面镜利用光的反射现象成像,透镜利用光的折射现象成像;透镜成像遵循光的折射定律,面镜成像遵循光的反射定律。
3、透镜分类:透镜分为凸透镜和凹透镜。
(1)凸透镜:中间厚、边缘薄的透镜(照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等)。
(2)凹透镜:中间薄、边缘厚的透镜(近视镜等)。
4、透镜光路基本概念:
(1)主光轴:通过两个球面球心的直线。
(2)光心:(O)即薄透镜的中心。性质:通过光心的光线传播方向不改变。
(3)焦点(F):凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点,这个点叫焦点。
(4)焦距(f):焦点到凸透镜光心的距离。
5、透镜的三条特殊光线:
(1)过光心的光线,经透镜折射后传播方向不改变如图所示。
(2)平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后经过另一侧焦点;经凹透镜折射后向外发散,但其反向延长线过同侧焦点如图所示。
(3)经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴;射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴如图所示。
※典型光路。
(
F
F
F
F
)
6、透镜的作用:凸透镜有会聚光线作用,所以凸透镜也叫会聚透镜;凹透镜有发散光线作用,所以凹透镜也叫发散透镜。
知识点梳理03:凸透镜成像的规律
1、凸透镜成像规律实验:实验时点燃蜡烛,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度,目的是:使烛焰的像成在光屏中央。若在实验时,无论怎样移动光屏,在光屏都得不到像,可能得原因有:①蜡烛在焦点以内;②烛焰在焦点上③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度;④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距,成像在很远的地方,光具座的光屏无法移到该位置。
2、凸透镜成像规律结论:
成像条件物距(u)
成像的性质
像距(v)
应用
u﹥2f
倒立、缩小的实像
f﹤v﹤2f
照相机(图a)
u=2f
倒立、等大的实像
v=2f
图d
f﹤u﹤2f
倒立、放大的实像
v﹥2f
投影仪(图b)
u=f
不成像
射出的是平行光线
0﹤u﹤f
正立、放大的虚像
v﹥f
放大镜(图c)
2、凸透镜成像规律进一步认识:
(1)u=f是成实像和虚象,像正、倒立,像物同侧和异侧的分界点。(一倍焦距分虚实)
(2)u=2f是像放大和缩小的分界点。(二倍焦距分大小)
(3)当像距大于物距时成放大的实像(或虚像)。(像远像大)
(4)当像距小于物距时成倒立缩小的实像。(像近像小)
(4)成实像时:物距减小
(增大)
像距增大
(减小)
像变大
(变小)
(5)成虚像时:物距减小
(增大)
像距减小
(增大)
像变小
(变大)
当物体从远处向焦点靠近时,像逐渐变大,远离凸透镜。(物近像远像变大)
①当u>2f,物体比像移动得快
②当f<u<2f,物体比像移动得慢
※牢记:虚像,物、像同侧正(放大);实像,物、像异侧倒(放大或者缩小)!!
知识点梳理04:照相机与眼球:视力的矫正
1、眼睛:眼睛的晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏(胶卷)。
(1)眼睛的成像原理:从物体发出的光线经过晶状体等一个综合的凸透镜在视网膜上形成倒立,缩小的实像,分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激,把这个信号传输给大脑,人就可以看到这个物体了(眼睛的晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏(胶卷))。
(2)近视眼看不清远处的物体,远处的物体所成像在视网膜前,晶状体曲度过大,需戴凹透镜调节,所以近视镜是凹透镜。
(3)远视眼看不清近处的物体,近处的物体所成像在视网膜后面,晶状体曲度过小,需戴凸透镜调节,所以远视镜(花镜)是凸透镜。
2、近视眼:近视眼是指眼球在调节放松状态下,平行光线(一般认为来自5m以外)经眼球屈光系统后聚焦在视网膜之前,产生远距视物模糊。所以近视眼的远点不在无穷远处,而在某个有限距离处,近视眼的进点也比正常眼近,近视眼的明视距离小于25cm。
(1)特点:近视眼只能看清近处的物体,看不清远处的物体。
(2)原因:近视眼晶状体比正常人眼睛要凸一些,晶状体折光能力强。远处来的平光会聚在视网膜前面,而在视网膜上是一个光斑了。
(3)矫正方法:配戴适当的凹透镜做眼睛,使远处来的光先发散后再进入眼睛,可矫正近视眼视力。
3、远视眼:在完全静止的调节状态下,由远距离(指5米以上)目标投射的光线,集合在视网膜之后。这种反常的屈光状态称为远视眼。远视眼的近点比正常眼远些。远视眼的明视距离大于25cm。
(1)特点:远视眼只能看见远处的物体,看不清近处的物体。(2)原因:晶状体比正常人要凹一些,晶状体对光线的折射能力变弱,远处来的光线会聚点在视网膜后。①眼轴过短如小眼球;②眼轴正常而屈光系统的屈光力过弱,如角膜的弧度过平以及屈光指数偏低等。
(3)矫正方法:利用凸透镜能使光线会聚的特点,在眼睛前面放一个凸透镜,就能使来自近处物体的光会聚在视网膜上了。配戴适当的凸透镜做眼睛,可矫正远视眼的视力。
知识点梳理05:望远镜与显微镜
1、显微镜:显微镜镜筒的两端各有一组透镜,每组透镜的作用都相当于一个凸透镜,靠近眼睛的凸透镜叫做目镜,靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜。来自被观察物体的光经过物镜后成一个放大的实像,道理就像投影仪的镜头成像一样;目镜的作用则像一个普通的放大镜,把这个像再放大一次。经过这两次放大作用,我们就可以看到肉眼看不见的小物体了。
2、望远镜:有一种望远镜也是由两组凸透镜组成的。靠近眼睛的凸透镜叫做目镜(相当于照相机),靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜(相当于放大镜)。我们能不能看清一个物体,它对我们的眼睛所成“视角”的大小十分重要。望远镜的物镜所成的像虽然比原来的物体小,但它离我们的眼睛很近,再加上目镜的放大作用,视角可以变得很大。
易错考点01:光的折射的概念和现象
1.(23-24八年级上·四川成都·期中)成都东湖公园,是一个值得一去的地方,它的面积比西湖还要大15倍。一个天朗气清的上午,小敏通过湖面看到奇妙的景观:鱼在云中游!请解释:小敏看到的云是光的 现象形成的,看到的鱼是因为光发生了 现象。
2.(24-25八年级上·海南三亚·期末)“大漠孤烟直,长河落日圆”是名句中的一句,给我们展现了一幅美丽的画卷。其实诗人观察到的落日并非太阳的实际位置,这是因为太阳光经过不均匀的大气层发生了( )
A.折射 B.反射 C.漫反射 D.直线传播
易错考点02:光的折射的实验装置
3.(24-25八年级上·陕西咸阳·阶段练习)探究光的折射规律的实验装置如图所示,竖直放置的光屏EF可绕其上MN所在直线前后折转。
(1)实验时小兰让光束沿AO射入水中,光束进入水中后折射光线会向 (选填“靠近”或“远离”)法线的方向偏折,说明光从空气斜射入水中时传播方向发生了改变;
(2)接着小兰让光束贴着光屏从空气斜射入水中,当小芳将F板向后折转一定角度时,在F板上 (选填“能”或“不能”)看到折射光,此时折射光线和入射光线 (选填“在”或“不在”)同一平面内;
(3)小兰和小芳多次改变入射光线AO与ON的夹角进行实验,测量结果如表所示。分析数据可得:光从空气斜射入水中,入射角增大时,折射角 (选填“增大”或“减小”)。
入射角α
0°
15°
30°
45°
60°
折射角β
0°
11.3°
22.1°
35.4°
40.9°
4.(24-25八年级上·陕西渭南·阶段练习)小兰“研究光的折射现象”实验装置如图所示,竖直放置的光屏可绕前后折转。
入射角
折射角
(1)实验时小兰让一束光沿射入水中,光进入水中后向靠近法线的方向偏折,说明光从空气斜射入水中时传播方向 。
(2)接着小兰将F板向后折转一定角度时,在F板上不能看到折射光线,此时折射光线和入射光线 (选填“在”或“不在”)同一平面内。
(3)小兰多次改变入射光线与的夹角,测量实验数据如上表所示。根据实验数据可得:光从空气斜射入水中时,折射角 入射角,且折射角随入射角的增大而 (选填“增大”或“减小”)。
易错考点03:从水面看向水中
5.(24-25八年级上·江西南昌·阶段练习)我国古代就有光现象的描述,如“捞不到的是水中月,摘不到的是镜中花”、“潭清疑水浅”。“疑水浅”是光的 现象,看到的潭底是比实际位置 (选填“高”、“相同”或“低”)的 像(选填“虚”或“实”)。
6.(2025·四川遂宁·二模)一种液面升降监测装置的原理图如图所示。一束光从空气射到某液面上的O点,经折射后,照射到液体中B点的鹅卵石上,A点为反射光在容器壁上形成的光点,则岸上的人们看到的鹅卵石 (选填“在B点上方”,“在B点下方”或“就在B点”);若保持入射光方向不变,仅使液面下降,则A点的位置会 (选填“向上移动”“向下移动”或“保持不变”)。
易错考点04:从水中看向水面
7.(2025·河南南阳·二模)如图所示的两架飞机,一架是实际的飞机,另一架是从潜水艇上观察到的该飞机的像,请作出相应的光路图,并用A标出实际的飞机,A'标出观察到的飞机。(作图要求:折射点用O标出,两个飞机上的作图点选同一位置)
8.(2025九年级·天津·专题练习)2024年8月8日,在巴黎奥运会花样游泳集体项目的比赛中,我国选手首次赢得奥运会金牌。图中能反映花样游泳运动员在水下看到看台上观众的光路图是( )
A. B.
C. D.
易错考点05:不同介质入射角、反射角与折射角的大小关系
9.(24-25八年级上·陕西西安·阶段练习)如图所示为光从空气射向玻璃时发生折射的光路图,由图可知,折射光线是 ,入射角是 度,界面的 (选填“上”“下”“左”“右”)侧是空气。当入射角减小时,反射光线与折射光线的夹角将 。(填“变大”“变小”或“不变”)
10.(24-25八年级上·江西鹰潭·阶段练习)如图所示,光在空气和玻璃的界面同时发生反射和折射,则界面左侧的介质是 ,折射角的大小是 °。
易错考点06:作出光在空气和介质中传播的光路图
11.(24-25八年级上·广东汕头·阶段练习)下图是一束从空气斜射向玻璃的光线,画出反射光线和折射光线(注:折射光线只需画出大致方向)
12.(24-25八年级上·河北保定·期末)小丽坐在平静的湖边,看到水中的白云和鹅卵石。看到的鹅卵石比实际鹅卵石的位置浅,这是光从水中射向空气时发生 的缘故。图中,若A点是鹅卵石的实际位置,A′是小丽看到的鹅卵石的位置,B是小丽眼睛的位置,请画出小丽看到水中鹅卵石的光路图 。
易错考点07:根据光的折射判断物体的位置
13.(23-24八年级上·江苏盐城·阶段练习)岸上的人看到水下的鱼,想用手里的激光笔照射到鱼,应该将激光笔射向 (“看到的鱼”、“看到的鱼上方”或“看到的鱼下方”下同);用鱼叉捕鱼应该对准 叉鱼,河水中的鱼看到岸上物体的高度比物体实际高度要 (填“高”或“低”)。
14.(23-24八年级上·河南安阳·期中)唐代储光羲的《钓鱼湾》诗中有“潭清疑水浅,荷动知鱼散”。由于光的折射,池水看起来比实际的浅,夏季要特别注意防范溺水事故。用A、分别表示池底和看到的“池底”,请在图中画出人眼B看到的池底的光路图。
易错考点08:水底光斑的变化
15.(24-25八年级下·福建泉州·期中)在容器底部产生一个光斑,如图,下列操作将使光斑向左移动的是( )
A.保持水面的高度和入射点不变,使激光的入射角增大
B.保持水面的高度不变,使激光笔向右平移
C.保持激光射入的角度不变,使水面下降
D.保持激光射入的角度不变,使水面上升
16.(22-23八年级上·湖北武汉·阶段练习)有一圆柱形散口容器,从其右侧某一高度斜射一束激光,在容器底部产生一个光斑O,如图所示,下列操作使光斑向右移动的是( )
A.保持水面高度不变使激光笔向左平移 B.保持激光射入角度不变使水面上升
C.保持激光射入角度不变使水面下降 D.保持水面高度和入射点不变使激光入射角增大
易错考点09:根据光路图区分入射、反射和折射光线
17.(24-25八年级上·陕西咸阳·阶段练习)如图所示是光在空气和玻璃两种介质中传播的路线,据图分析:两种介质的界面是 (选项“”或“”),入射光线是 ,光的折射角大小是 度。
18.(2025·四川成都·模拟预测)如图所示是一束光在空气和玻璃两种介质的界面上发生了反射现象和折射现象,折射角为 度,界面的 (选填“上”“下”“左”或“右”)边是玻璃。
易错考点10:光的折射规律的应用
19.(24-25八年级上·河北石家庄·期中)如图所示,光在玻璃和空气的界面处同时发生了反射和折射,入射角等于 。折射角等于 。界面的左侧是 (“空气”或者“玻璃”)
20.(24-25八年级下·上海青浦·期末)一束太阳光斜射到平静的水面,发生了折射和反射现象,若入射角为60°。
(1)折射角______60°(选填)
A.大于 B.等于 C.小于
(2)在图中,画出反射光线OB,并标出反射角的度数。
易错考点11:透镜的特点与分类
21.(24-25八年级上·江西鹰潭·阶段练习)据晋代张华的《博物志》记载:“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则得火。”古人利用凸透镜向日取火,说明凸透镜对光线有 作用;下图中,凸透镜的焦距为 。
22.(24-25八年级上·辽宁沈阳·阶段练习)学习了透镜的知识后,小明想用冰块制作一个透镜,他在冰块上画出了几种构思。请在甲、乙、丙、丁四个区域,选择出对光线有会聚作用的透镜( )
A.甲、乙 B.甲、丁 C.乙、丙 D.乙、丁
易错考点12:用平行光测定凸透镜焦距
23.(24-25八年级上·全国·课后作业)如图所示,将凸透镜正对着阳光,把一张白纸放在它的另一侧,来回移动白纸,直到白纸上的光斑变得最小、最亮,此时该亮斑距凸透镜的距离为8cm,则该凸透镜的焦距是 cm,换成凹透镜再做这个实验,在纸上 (选填“能”或“不能”)看到很小、很亮的光斑。
24.(24-25八年级上·云南昆明·期中)如图所示,平行光正对凸透镜照射,光屏上出现个最小最亮的光斑,则凸透镜对光有 作用(填“会聚”或“发散”),该凸透镜的焦距 cm。
易错考点13:透镜的特殊光线作图
25.(25-26八年级上·全国·课后作业)如图所示,两组透镜的焦点都重合,请完成光路图。
26.(25-26八年级上·全国·单元测试)请你将图中的光路图补充完整。
易错考点14:探究凸透镜成像规律的实验装置和操作步骤
27.(25-26八年级上·吉林长春·阶段练习)在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)将凸透镜安装在光具座上,用平行光 着凸透镜,移动光屏直至光屏上得到一个最小最亮的光斑,如图甲所示,则凸透镜焦距为 cm;
(2)如图乙所示,在光屏上观察到清晰的像,则该像是倒立、 (选填“缩小”“等大”或“放大”)的实像;将蜡烛移到光具座35cm刻度线处,若想在光屏上得到清晰的像,应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动,且光屏上的像将 (选填“变大”或“变小”);
(3)继续移动光源至45cm处时,发现无论如何移动光屏,均不能在光屏上成像,人眼应从 (选填“光源”或“光屏”)一侧透过凸透镜观察光源的像;
(4)如图乙所示保持三个元件位置不动,更换另一凸透镜后,发现光屏上的像变模糊,此时成像在光屏后,图丙是①、②两个凸透镜成实像时的像距v与物距u的关系图像,则更换的凸透镜可能是 (选填“①”或“②”)凸透镜。
28.(24-25八年级上·江苏徐州·阶段练习)小周上学进校门时进行身份验证,她发现屏幕上的头像较小,不能完成人脸识别,后来在工作人员的指导下顺利完成了识别。她了解到屏幕上的头像是通过摄像头内的凸透镜形成的,于是带着兴趣进行了以下实验。
(1)小周将蜡烛、凸透镜、光屏安装在光具座上并靠在一起,点燃蜡烛,调整烛焰、透镜和光屏的中心大致在 ;
(2)如图甲所示,烛焰恰好在光屏上成清晰的像(像未画出),保持凸透镜位置不变,若将蜡烛向右移动少许,则应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动才能再次在光屏上成清晰的像,此时的像变大;根据以上实验,小周进行人脸识别时,为使屏幕上的头像变大,她应该 (选填“靠近”或“远离”)镜头;
(3)在图乙所示位置时,烛焰也在光屏上成清晰的像(像未画出),这个像是倒立、 的实像,由此可知凸透镜的焦距为 cm;
(4)将图乙中的透镜换成焦距f=25cm的凸透镜,无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到烛焰清晰的像。可以在光屏上观察到烛焰清晰像的操作是( )
A.向左移动透镜同时调节光屏的位置
B.从透镜右侧透过透镜向左观察
C.向左移动蜡烛同时调节光屏的位置
D.光屏移到透镜左侧调节光屏的位置
易错考点15:凸透镜成放大实像时的物距与像距
29.(24-25八年级上·江苏徐州·阶段练习)在探究凸透镜成像规律实验中,开始时烛焰在光屏上成缩小的像,接着把物距调整为刚才的一半,移动光屏使烛焰在光屏上成像,此时的像( )
A.是放大的 B.是缩小的
C.是等大的 D.以上三种都有可能
30.(24-25八年级下·上海普陀·阶段练习)小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中,用如图(a)所示的装置进行实验。
(1)实验用到的凸透镜如图(b)所示,其焦距为 cm;
(2)图(a)中,为使像成在光屏中央,应该进行的实验操作是:调节凸透镜和光屏的中心,使之与 ;
(3)保持蜡烛与凸透镜位置不变,通过移动光屏找像,同时眼睛要注意观察 ;
(4)若将点燃的蜡烛移动到光具座上35cm刻度处,为使在光屏上成像,光屏在光具座上移动的范围是_________;
A.50~60cm B.60~70cm C.大于70cm
(5)若使蜡烛和光屏处在图(a)所示的位置,移动凸透镜位置,光屏上 (选填“能”或“不能”)成倒立放大的实像。
易错考点16:凸透镜成缩小实像时的物距与像距
31.(24-25八年级上·山东济南·阶段练习)小明在探究凸透镜成像规律时,蜡烛与光屏分置于凸透镜两侧,保持凸透镜的位置不变,先后把蜡烛放在如图所示的a 、b 、c 、d 四点,并分别调整光屏的位置,当蜡烛位于 点时,屏上出现放大的像;当蜡烛位于 点时,屏上出现缩小的像;当蜡烛位于 点时,无论怎样移动光屏,在光屏上都找不到像。
32.(2025·广东·二模)如图,MN是一发光物,在凸透镜左侧移动光屏,能观察到一清晰等大的实像。O是凸透镜的光心,光线a平行于主光轴。
(1)画出:光线a经过凸透镜的折射光线;
(2)将另一凸透镜替换图中凸透镜,并放在相同位置,在新透镜左侧能观察到缩小的实像。新凸透镜焦距f可能是 (选填下列序号);
①20cm ②15cm ③10cm ④5cm
易错考点17:凸透镜成虚像时像距随物距的变化规律
33.(2025·安徽合肥·三模)探究凸透镜成像的规律时,将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm处。如图所示,在蜡烛从光具座上43cm处逐渐移至光具座10cm处的过程中,烛焰所成像的变化情况是( )
A.一直变小 B.先变大后变小
C.先成实像后成虚像 D.先成倒立实像后成正立虚像
34.(23-24八年级上·江苏苏州·阶段练习)投影仪是教学中常用的仪器,其主要构成有发光灯泡、散热电扇以及透镜组和平面镜等:
(1)如图所示,凸透镜上方的平面镜的作用是改变光的传播方向,把像呈现到竖直的屏幕上,而凸透镜的作用是成 、 、 像。如果凸透镜的焦距f=20cm,那么图中h的范围为 ;
A.h<20cm B.h=20cm C.20cm<h<40cm D.h>40cm
(2)教室后排同学要求他将屏幕上的画面再调得大一些。为此,小明的操作应当是适当 (选填“增大”或“减小”)投影仪与屏幕的距离,并将凸透镜适当向 (选填“上”或“下”)移动。
易错考点18:照相机
35.(24-25八年级上·四川泸州·阶段练习)为了加强小区的管理,控制外来人员的出入,某小区装备了人脸识别系统(如图所示)。其中摄像机可以自动将镜头前0.4m处的人脸拍摄成数码照片,则摄像机镜头的焦距应小于 m,该镜头与 眼镜属同一类透镜,若要让像变大一些,则应 摄像机。
36.(24-25八年级上·江西吉安·阶段练习)如图所示,是蜡烛通过凸透镜在光屏上的成像情况,以下器材成像的性质与图中有所不同的是( )
A.照相机 B.投影仪 C.放大镜 D.平面镜
易错考点19:投影仪
37.(24-25八年级上·陕西渭南·阶段练习)如图所示是投影仪成像示意图,投影仪的镜头是 (选填“凸透镜”或“凹透镜”),物体通过投影仪成 (选填“倒立”或“正立”)、 (选填“等大”“缩小”或“放大”)的实像。
38.(25-26八年级上·全国·课后作业)如图所示是公共场所的广告投影灯,被光源照射的广告片经镜头投射,在地面上形成广告图标,下列说法正确的是( )
A.该投影灯的成像特点与放大镜相同
B.该投影灯的成像原理与照相机相同
C.调小镜头与广告片的距离,广告图标将变大
D.为了能从不同角度看见广告图标,应选择光滑的地面
易错考点20:放大镜的成像原理及特点
39.(25-26八年级上·全国·课后作业)小玲通过焦距为10cm的凸透镜看到了课本上“凸透”两字放大的像,如图所示, 为了使看到的字更大一点,他要把凸透镜适当 (选填“靠近”或“远离”)课本。
40.(24-25八年级下·湖北恩施·期末)关于“凸透镜成像规律”的应用,下列说法中正确的是( )
A.照相机成倒立、缩小的实像 B.电影机、投影仪成倒立、放大的虚像
C.放大镜成正立、放大的实像 D.近视眼需由凸透镜做的眼镜来矫正
易错考点21:显微镜的组成部分及作用
41.(24-25八年级上·湖南·阶段练习)如图所示,眼睛、显微镜、望远镜和投影仪用到了我们所学的很多光学知识,里面有眼睛的晶状体,显微镜和望远镜的目镜和物镜、投影仪的平面镜和镜头。下列说法正确的是( )
A.图甲中是近视眼,要戴上凸透镜来矫正
B.其工作原理与照相机相同的有①⑤
C.其工作原理与放大镜相同的有②⑥,利用光的反射的有③④⑦
D.投影仪屏幕上的像是倒立、放大的实像;要使屏幕上的像更大一些,应该将镜头向上调节,同时投影仪应适当远离屏幕
42.(24-25八年级上·陕西渭南·期末)如图所示为实验室显微镜和天文望远镜,下列关于图中两种仪器的说法正确的是( )
A.显微镜的目镜是凹透镜
B.显微镜的物镜成倒立、放大的虚像
C.天文望远镜的目镜和物镜都是凸透镜
D.天文望远镜的物镜成倒立、放大的实像
易错考点22:望远镜的组成部分及作用
43.(24-25八年级上·湖北武汉·期末)某同学用两个焦距分别为10cm和20cm的凸透镜制作了一个如图甲所示的望远镜。
(1)目镜的作用相当于一个 (填“照相机”“投影仪”或“放大镜”);
(2)这种望远镜的放大倍率是物镜的焦距与目镜的焦距之比,为了让成像质量好一些,放大倍率为2~3倍即可,因此应选择焦距为 cm的凸透镜作为物镜,另一个凸透镜作为目镜;
(3)该同学制作的望远镜结构如图乙所示,用它观察远处物体时,眼睛在图乙中 (填字母)位置观察效果更好,当他观察的物体变近时,应将纸筒 (填“拉长一些”“缩短一些”或“保持不变”)。
44.(24-25八年级上·广东深圳·期末)如题图所示,小明同学手握甲、乙两个焦距不同的凸透镜,通过调整两透镜间的距离,可以更清晰地看到远处的物体。以下说法正确的是( )
A.甲透镜对光线有发散作用
B.甲透镜的作用相当于一个照相机
C.乙透镜成的是正立放大的像
D.乙透镜直径比我们眼睛的瞳孔大得多,这样可以会聚更多的光
易错考点23:红外线的特点及应用
45.(25-26八年级上·全国·课后作业)红外夜视仪的工作原理是( )
A.在通常情况下,人在夜间的体温比野外的草木、岩石的温度要高,人辐射的红外线比它们强,所以能看清楚人
B.人能活动而草木、岩石不动,所以能看清楚人
C.人能发出声音,故能看到人
D.人能发出各种颜色的光,所以能看见
46.(2025·广东广州·二模)如图是一个常用的非接触式红外线体温计,关于这种体温计,以下说法正确的是( )
A.它的工作原理是气体的热胀冷缩; B.它的工作原理是的液体热胀冷缩
C.红外线也可以用在遥控器上 D.零摄氏度以上的物体才能发射红外线
易错考点24:紫外线的特点及应用
47.(23-24八年级上·辽宁丹东·期末)光学知识在生活中有许多应用,适当的 照射对于骨骼的生长和身体健康的许多方面都有好处,它能杀死微生物,在医院的手术室、病房里,常用它来灭菌。电视机遥控器的前端有一个发光二极管,按下不同的键时,可以发出不同的 ,以实现对电视机的控制。
48.(24-25八年级上·山东聊城·阶段练习)医院常利用 消菌杀毒(均选填“红外线”或“紫外线”);黑板反光是因为光在其表面发生了 (选填“镜面”或“漫”)反射。
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