内容正文:
专题03 光的折射 透镜
基础·固本强基
题型1 光的折射现象
题型2 光的折射规律的应用
题型3 透镜的辨别
题型4 透镜对光的作用
题型5 凸透镜焦距的测定
题型6 照相机
题型7 投影仪
题型8 放大镜
题型9 望远镜与显微镜
题型10 红外线的特点及应用
题型11 紫外线的特点及应用
提升·进阶突破
题型12 不同介质入射角、反射角与折射角的大小关系
题型13 辨析水面高度变化时,折射光路图的变化情况
题型14 凸透镜成像性质的判断
题型15 凸透镜成像中关于焦距的判断
基础·固本强基
题型1 光的折射现象(共5小题)
【模型】光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折,就是光的折射;垂直入射时传播方向不变;常见实例:池水变浅、筷子弯折、海市蜃楼、岸上看水里物体变浅,水里看岸上物体变高。
【方法】区分三种光现象:直线传播(影子、小孔成像);反射(倒影、平面镜成像);折射(跨介质,看到位置偏移);垂直入射不算偏折,但仍然属于折射。
1.(25-26八年级上·江苏徐州·期中)下列现象由光的折射形成的是( )
A.立竿见影 B.波光粼粼 C.海市蜃楼 D.镜花水月
【答案】C
【详解】A.立竿见影是影的形成现象,是由光在同种均匀介质中沿直线传播形成的,故A不符合题意;
B.波光粼粼是光在水面发生反射形成,故B不符合题意;
C.海市蜃楼是光在密度不均匀的空气中传播时发生折射形成,故C符合题意;
D.镜花水月是平面镜成像,由光的反射形成,故D不符合题意。
故选C。
2.(25-26八年级上·江苏泰州·期中)把玻璃杯放在有字的卡片上,往杯内注水近满,如图所示,由上向下观察,发现杯内的文字明显高于杯外的文字。下面四幅图能正确解释此现象的是( )
A. B. C.D.
【答案】C
【详解】人们能看到不发光的物体,是因为物体反射的光进入了人的眼睛,故把玻璃杯放在有字的卡片上,往杯内注水近满,由上向下观察,发现杯内文字比杯外的文字高,产生该现象的主要原因是光从水射向空气中时发生了光的折射,折射角大于入射角,且反向延长线(虚像)在物体上方,看到的是“物”变高的虚像。故选C。
3.(25-26八年级上·江苏徐州·期中)在大运河一段清澈水中游来游去的鱼儿,看见岸上的“人”会比实际的人更_______________(选填“高大”或“矮小”),这是因为光发生了_______________现象。岸上的人看到的鱼是_______________(选填“实像”或“虚像”)。
【答案】 高大 折射 虚像
【详解】人反射的光由空气斜射入水时,在水面上发生折射,折射角小于入射角,折射光线靠近法线,鱼眼逆着折射光线的方向看去,看到岸上的“人”会比实际的人更高大一些。
岸上的人看水中的鱼时,鱼反射的光从水中斜射入空气发生折射,人逆着折射光线看到的是光的反向延长线会聚形成的像,无法用光屏承接,因此是虚像。
4.(25-26八年级上·江苏徐州·期中)如图所示,将一枚硬币放在碗的底部,眼睛看不到硬币,向碗内缓缓注水,眼睛就能看到硬币了.这是因为光在从________向________传播时,在分界面发生了折射,硬币的实际位置在看到的位置的________方。
【答案】 水 空气 下
【详解】当碗中注水后,硬币反射的光从水中斜射入空气中时,会在水面(水和空气的分界面)发生折射,折射光线会向远离法线的方向偏折。
人眼逆着折射光线看去,会认为光沿直线传播,因此看到的是硬币的虚像,这个虚像的位置比硬币的实际位置偏高,所以硬币的实际位置在我们看到的虚像的下方。
5.(25-26八年级上·江苏泰州·期中)小阳同学去公园游玩,看到“树叶在水中晃动,鱼在树叶间游来游去”。“池中的树叶”的形成原理是____;已知池塘深2m,岸上的树叶距离水面3.5m,则“池中的树叶”和实际树叶之间的距离是____m,看到池底的鱼距离水面____(选填“大于”、“小于”、“等于”)2m。看到的鱼和水中的树叶,是鱼和树叶所成的像,关于这两个像,下列判断正确的是____(选填字母)。
A.鱼的像是实像,树叶的像是虚像 B.两个像都是实像 C.两个像都是虚像
【答案】 光的反射 7 小于 C
【详解】[1]池中的树叶是水面充当平面镜所成的像,其形成原理是光的反射。
[2]平静的水面相当于平面镜,根据平面镜成像特点,像与物到水面的距离相等。岸上树叶距水面3.5m,所以“池中的树叶”距水面也为3.5m,因此像与实际树叶的距离为
[3]看到的池底的鱼是光的折射形成的虚像,虚像的位置比实际鱼的位置偏高,已知池塘深2m,所以看到的鱼距离水面小于2m。
[4]水中树叶的像是光的反射形成的虚像,看到的鱼是光的折射形成的虚像,二者都是虚像,故选项C正确。
题型2 光的折射规律的应用(共4小题)
【模型】折射光线、入射光线、法线在同一平面;折射光线与入射光线分居法线两侧;当光从空气斜射入水或者玻璃,折射角小于入射角;光路可逆;若从水斜射入空气,则折射角大于入射角。
【方法】空气里面的角(入射角或者折射角)总是更大;做题先画出法线;利用光路可逆判断光线走向。
6.(25-26八年级上·江苏泰州·期中)如图所示,射水鱼发现水面上方树叶上停留的小昆虫后,从口中快速喷出一束水柱,将昆虫击落,下图中能表示射水鱼观察到小昆虫的光路图是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】射水鱼观察昆虫,光由昆虫(空气)传播至鱼眼(水),光路方向应为空气到水,根据光的折射定律,光从空气斜射入水中,折射角小于入射角;
A.图中光线传播方向为空气到水,水中的折射角小于空气中的入射角,故A符合题意;
B.图中光线传播方向为水到空气,故B不符合题意;
C.图中光线传播方向为水到空气,且空气中的折射角小于水中的入射角,不符合光的折射定律,故C错误;
D.图中光线在水面发生反射,未进入水中,故D不符合题意。
故选A。
7.(25-26八年级上·江苏南京·期中)如图,小华同学用激光笔照射水面,在水槽壁上出现两个红点A和B,下列说法正确的是( )
A.保持入射点O位置不变,欲使A点下移至A1,应使入射光线MO绕点O沿逆时针方向转动
B.入射光线MO绕着点O沿顺时针方向转动,能观察到另一亮点B点会移动到点B2
C.若保持入射光线不变,欲使B点下移至B2,应使水面上升
D.当水面上升或下降时,折射角大小在变化
【答案】C
【详解】AB.当光从空气斜射到水面时,同时会发生反射和折射现象,反射角等于入射角,折射角小于入射角;现保持入射点O的位置不变,欲使光点A下移至处,则反射光线偏离法线,反射角增大,根据反射角等于入射角,则入射角也需增大,故使入射光线绕着O点沿顺时针方向转动。同时,入射角增大,折射角也会相应增大,因此,会观察到另一亮点B点会移动到点,如图所示:
故AB错误;
CD.在水面变化过程中,由于入射光线不变,即入射角不变,则折射角也不发生改变,保持入射光线不变,使B点下移至,应使水面上升,故C正确,D错误。
故选C。
8.(25-26八年级上·江苏镇江·期中)将透明的薄壁(厚度忽略不计)方形水槽水平放置,固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束,水槽中未注水时,在侧壁上A处得到一个光点。
(1)向水槽中注水,水面达到某一位置时,光点移至B处,这是由于光在水面处发生了折射现象,此时折射角____入射角;
(2)为使B处的光点移至C处,应使水槽中的水量____,若BC间距离为2.5cm,则水面高度的变化量____2.5cm(选填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1)大于
(2) 增加 >
【详解】(1)水槽中未加水时,由于光的直线传播,激光射到侧壁上的A点;当水槽中加水时,光点下移至B处,这是由于光在水面处发生光的折射现象引起的;当光从水斜射入空气中时,折射角大于入射角。
(2)当水槽中的水量增加或减少时,入射光线不变,法线与水面始终垂直,则入射角和折射角都不变,要使B处的光点向上移到C处,由下图可知应使水槽中的水量增加;若BC间距离为2.5cm,因两次折射光线是平行的,如下图所示,则可知水面高度的变化量Δh大于2.5cm。
9.(25-26八年级上·江苏盐城·期中)在研究光的传播时,小明做了下面这个实验:如图所示,小明将一束激光束与水平方向成一定角度斜射入空水槽底部O点,形成一个光斑,在向水槽中注入水的过程中,水槽底部光斑向O点的_____侧(选填“左”或“右”)移动,这是由于发生了光的_________现象,此时折射角_____入射角。
【答案】 左 折射 小于
【详解】水槽内没有注水时,光沿直线传播,照射到O点;当向水槽内注入适量的水后,光从空气斜射入水中发生折射,折射角小于入射角,折射光线向法线偏折,因此光线移动到O点的左侧。
题型3 透镜的辨别(共4小题)
【模型】凸透镜:中间厚,边缘薄;凹透镜:中间薄,边缘厚。
【方法】三种辨别方法:①看外形;②正对太阳光:凸透镜会聚形成小亮斑;凹透镜得到发散的大光斑;③靠近书本看字:凸透镜可以把字放大;凹透镜看字总是缩小。
10.(25-26八年级上·江苏徐州·期中)香水的主要成分是易燃酒精,如图所示为四瓶香水,透明玻璃瓶盖形状各异,最容易引起光线会聚,在阳光下引发火灾的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】A.瓶盖上下厚度均匀,相当于平板玻璃,对光线无会聚作用,故A不符合题意;
BC.瓶盖中间薄边缘厚,相当于凹透镜,对光线起发散作用,故ABC不符合题意;
D.瓶盖中间厚边缘薄,相当于凸透镜,对光线有会聚作用,在阳光下易引发火灾,故D符合题意。
故选D。
11.(25-26八年级上·江苏连云港·期中)新闻报道随手丢弃的带水的矿泉水瓶引起森林火灾事件,警醒我们务必不要随地乱扔矿泉水瓶。关于该现象下列说法正确的是( )
A.矿泉水瓶对光有会聚作用 B.装水的矿泉水瓶相当于平面镜
C.发生该现象的原理是光的反射 D.装水的矿泉水瓶相当于凹透镜
【答案】A
【详解】装水的矿泉水瓶中间厚、边缘薄,相当于凸透镜,对光线有会聚作用。当平行的太阳光被它会聚后,焦点处温度会快速升高,容易引燃易燃物引发森林火灾;装水的矿泉水瓶能会聚光的原理是光发生了折射。
故选A。
12.(25-26八年级上·江苏南通·期中)图示虚线方框内各放置一个透镜,发光点S发出的两束光通过透镜前后的方向如图所示,则甲为________透镜,乙为________透镜。若甲、乙透镜的焦距分别为、,且S点距甲、乙两透镜的距离相等,那么________(选填“<”、“>”或“=”)
【答案】 凸 凸 >
【详解】如图甲,折射光线相对于入射光线偏向主光轴,所以甲为凸透镜;如图乙,折射光线相对于入射光线偏向主光轴,所以乙也为凸透镜。
凸透镜对光线的折射能力在于它的焦距的大小,焦距越小的折射能力越强,反之,折射能力越强焦距越小,由图可知,乙透镜的折射能力较强,所以乙透镜的焦距短,即。
13.(25-26八年级上·江苏无锡·期中)如图所示,将一只透镜正对着太阳,把一张纸放在它下方,纸上呈现一个圆光斑,光斑直径小于透镜直径,测得光斑到透镜的距离为L。
(1)图中的透镜是_____透镜。
(2)若透镜焦距小于L,透镜逐渐靠近纸面,会看到圆光斑____________(填光斑大小变化情况)。
【答案】(1)凸
(2)先变小后变大
【详解】(1)如图所示,可视为平行光的太阳光经过此透镜后形成一个小圆光斑,说明此透镜对光有会聚作用,故判断是凸透镜。
(2)若透镜焦距小于L,说明此时白纸与透镜的距离大于焦距,当透镜逐渐靠近纸面的过程中,纸面会经过焦点,在焦点位置时,出现最小最亮的光斑,所以会看到圆形光斑先变小,过了焦点则会观察到光斑逐渐变大。
题型4 透镜对光的作用(共5小题)
【模型】凸透镜对光线有会聚作用(不一定会交于一点,指光束比原来收拢);凹透镜对光线有发散作用(光束相比原来散开);三条特殊光线:过光心方向不变;平行主光轴过焦点;过焦点经透镜平行主光轴射出。
【方法】注意:会聚≠光线一定要相交;发散≠光线一定散开;判断作用拿入射光线延长线做对比;熟练默写三条特殊光路。
14.(25-26八年级上·江苏镇江·期中)如图所示,在A处点燃一支蜡烛,若在P处的方框内放入某一光学器材后,能在方框的右侧Q处光屏上成清晰的像。若将光学器材右移少许,Q处光屏上仍成清晰的像。则对于方框内所放的器材,下列判断中正确的是( )
A.可能是平面镜 B.一定是长方体玻璃砖
C.一定是中央有小孔的纸板 D.可能是凸透镜
【答案】C
【详解】A.平面镜成虚像,虚像无法用光屏承接,处光屏不能成像,故A错误;
B.玻璃砖仅使光线侧移,不会会聚成像,光屏上无法呈现蜡烛清晰实像,故B错误;
C.蜡烛A、光屏位置固定,小孔向右移动时,物距变大、像距变小,光屏上能成清晰像,故C正确;
D.凸透镜所成的像与物距和像距有关,当改变像距时,物距也需改变,由图可知,若P处放置凸透镜,物距大于像距成倒立缩小的实像,当光学器材右移少许时,物距增加量与像距减小量相等,不能成清晰的像,故D错误。
故选C。
15.(24-25八年级上·江苏南京·期中)图中是一个截面为正方形、中空部分为椭圆形的玻璃体,则这个玻璃体( )
①可以看作两块凹透镜 ②可以看作一块凸透镜
③对图示光束具有发散作用 ④对图示光束具有会聚作用
A.①②③ B.①③ C.②④ D.①②③④
【答案】B
【详解】该玻璃体的截面为正方形,中空部分是椭圆形。从结构上看,它可看作两块凹透镜,凹透镜的特点是中间薄、边缘厚,此玻璃体的玻璃部分边缘厚、中间薄,符合凹透镜的结构特征。凹透镜对光线具有发散作用,因此该玻璃体对图示光束具有发散作用。综上,①(可看作两块凹透镜)和③(对图示光束具有发散作用)的说法正确,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
16.(25-26八年级上·江苏常州·期中)图中画出了光线分别通过甲、乙、丙、丁四个透镜的光路图(透镜在虚线框内未画出),下列说法正确的是( )
①甲透镜对光有发散作用,因此甲透镜是凹透镜
②乙透镜对光有会聚作用,因此乙透镜是凸透镜
③丙透镜对光有发散作用,因此丙透镜是凹透镜
④丁透镜对光有会聚作用,因此丁透镜是凸透镜
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
【答案】D
【详解】①④从四个光线通过透镜的情形可知,甲、丁的入射光线经透镜折射后,折射光线变得会聚了,所以是凸透镜,故①错误,④正确;
②③乙、丙的折射光线相对于入射光线是发散的所以都是凹透镜,对光线起会聚作用,故②错误,③正确。
③④正确。
故选D。
17.(25-26八年级上·江苏泰州·期中)如图所示,两条光线会聚于主光轴MN上的b点,在虚线框内放入甲透镜后,光线将会聚于主光轴MN上的c点;在虚线框内放入乙透镜后,光线将会聚于主光轴MN上的a点,则甲是________透镜,乙是________透镜。(选填“凸”或“凹”)
【答案】 凹 凸
【详解】放入甲透镜后光线会聚点后移,说明甲对光线有发散作用,故甲是凹透镜;
放入乙透镜后光线会聚点前移,说明乙对光线有会聚作用,故乙是凸透镜。
18.(25-26八年级上·江苏苏州·期中)完成下列各题。
(1)如图甲所示,一束太阳光通过三棱镜射到白色光屏上,光屏上形成一条彩色光带,范围为ab,这是光的______现象,位于光屏a点处的色光颜色为______(选“红”或“紫”);
(2)如图乙所示,透镜与光斑(a)、(b)的大小,其中,形成(a)光斑的是______(选填“凸”、“凹”)透镜;为了判断形成(b)光斑的是哪种类型的透镜,小明将透镜远离纸片,观察光斑的大小一直变大,你认为该透镜______(选填“一定”、“可能”、“一定不”)是凹透镜。
【答案】(1) 色散 紫
(2) 凸 可能
【详解】(1)[1]太阳光通过三棱镜后分解成多种色光,这是光的色散现象,说明太阳光是一种复色光。
[2]三棱镜对紫光的偏折能力最强,所以光屏a点处的色光颜色为紫。
(2)[1]凸透镜对光有会聚作用,会形成比透镜直径小的光斑,即(a)光斑。
[2]对于(b)光斑,凹透镜对光有发散作用,若透镜是凹透镜,远离纸片时光斑一直变大;若透镜是凸透镜且远离纸片时超过焦距,光继续向前传播,光斑也会一直变大,所以该透镜可能是凹透镜。
题型5 凸透镜焦距的测定(共4小题)
【模型】平行光聚焦法:拿凸透镜正对太阳光,地面得到最小最亮的光斑;光斑到透镜光心距离就是焦距;也可以利用成像:当物体成倒立等大实像时,物距u=2f,算出。
【方法】太阳光实验时凸透镜必须正对太阳;光斑不是越大越好,必须找到最小最亮;阴天可以用远处窗户成像近似测焦距。
19.(25-26八年级上·江苏徐州·期中)如图所示,将凸透镜正对太阳,移动凸透镜直到在纸上呈现一个最小最亮的光斑,测得光斑到凸透镜的距离为l,则凸透镜焦距f与l的关系是( )
A. B. C. D.不确定
【答案】A
【详解】平行于主光轴的太阳光经凸透镜折射后,会聚在主光轴上的焦点处,在这个位置能得到最小最亮的光斑,焦点到凸透镜光心的距离就是凸透镜的焦距,因此凸透镜的焦距。故A正确,BCD错误。
故选A。
20.(25-26八年级上·陕西汉中·期末)小华将凸透镜正对太阳,在纸面上得到一个并非最小的光斑,此时光斑到凸透镜的距离为8cm。若凸透镜远离纸面的过程中光斑先变小后变大,则该凸透镜的焦距( )
A.小于8cm B.等于8cm
C.大于8cm D.可能小于8cm,也可能大于8cm
【答案】C
【详解】太阳光可视为平行光,平行光通过凸透镜后会聚于焦点,焦点处光斑最小,题干中光斑并非最小,且凸透镜远离纸面时,光斑先变小后变大,说明该光斑到透镜的距离小于焦距。因此,凸透镜焦距一定大于光斑到透镜的距离,即大于8cm,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
21.(25-26八年级上·江苏镇江·期中)小华利用太阳光测量凸透镜的焦距时,图1两种操作中正确的是________(选填“A”或“B”);凸透镜对光线有________作用。正确操作时,把一张白纸放在它的下方,如图2所示,当在纸上呈现一个并非最小的光斑时,测得光斑到凸透镜的距离为,将凸透镜逐渐远离白纸,观察到白纸上的光斑先变小后变大,则凸透镜的焦距________(选填“”“”或“”)。
【答案】 B 会聚 >
【详解】[1][2]凸透镜对光线有会聚作用,可以将平行于主光轴的光线会聚到焦点。在测量凸透镜的焦距时,需要使平行光平行于主光轴射入,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚一点,这点是凸透镜的焦点,因此正确操作是B。
[3]光线到达焦点并且继续向前射出,这个非最小的光斑可能在焦点之前,也可能在焦点之后,如果光斑在焦点之前,焦距会大于l,如果光斑在焦点之后,焦距会小于l。将凸透镜逐渐远离白纸,观察到白纸上的光斑先变小后变大,由于焦点在白纸上的光斑最小处,即非最小的光斑可能在焦点之前,所以凸透镜的焦距f>l。
22.(25-26八年级上·江苏连云港·期中)利用太阳光测凸透镜焦距,操作时需前后移动白纸得到最小最亮的光斑,如图甲A和B是两名同学的操作示意图,操作方法正确的是______(选填“A”或“B”)同学。如图乙所示,两束光线原本相交于B点,在框内放一个透镜后相交于A点,则该透镜是______透镜。小明为判别直径相同的两透镜的类型,分别将它们正对太阳,把一张纸放在它的下方,在纸上得到相应的光斑,透镜与光斑的大小如图所示(d1<d<d2)。其中形成甲光斑的是______(选填“凸”或“凹”)透镜,形成乙光斑的______(选填“一定”、“可能”或“一定不”)是凹透镜。
【答案】 B 凹 凸 可能
【详解】[1]该实验中太阳光应该垂直射向凸透镜,B同学的测量方法正确。
[2]如图乙所示,两束光线原本相交于B点,在框内放一个透镜后相交于A点,说明光线通过该透镜后比以前发散了一些,则该透镜是凹透镜。
[3][4]因为凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线起发散作用,根据图示可知,甲一定是对光线起了会聚作用,而乙可能是对光线起了发散作用,也可能是光线经凸透镜会聚到焦点后,继续向前传播,形成放大的光斑,因此形成甲光斑的一定是凸透镜,形成乙光斑的可能是凹透镜。
题型6 照相机(共4小题)
【模型】凸透镜成像,u>2f;成倒立、缩小的实像;像距f<v<2f;物体远离镜头,像靠近镜头,像变小;物体靠近镜头,像远离镜头,像变大(物远像近像变小)。
【方法】拍照时,想把人像变大,相机靠近人(减小物距),镜头往前伸,增大镜头到底片(感光元件)的距离;牢记物距大于二倍焦距。
23.(25-26八年级上·江苏南通·期中)日晷是我国古代的一种计时工具,通过观察直杆在太阳下影子的位置就可以知道时间。下列现象的成因与日晷工作原理相同的是( )
A.水中倒影 B.汽车后视镜
C.照相机 D.树荫下的光斑
【答案】D
【详解】日晷利用光沿直线传播形成影子来测量和记录时间。
A.水中倒影是平面镜成像,由光的反射形成,故A不符合题意;
B.汽车后视镜是凸面镜,由光的反射形成,故B不符合题意;
C.照相机利用凸透镜成像,由光的折射形成,故C不符合题意;
D.树荫下的光斑是小孔成像,由光沿直线传播形成,故D符合题意。
故选D。
24.(25-26八年级上·江苏泰州·期中)人工智能飞速发展的今天,智能配送机器人已被广泛使用,如图是某款机器人正在送货的情景:下面说法正确的是( )
A.用户通过人脸识别时,“人脸”是光源
B.二维码位于摄像头的一倍焦距和二倍焦距之间
C.要使屏幕上自己的像变小,需靠近“刷脸”机镜头
D.人脸识别取货时,摄像头所成的像是倒立、缩小的实像
【答案】D
【详解】A.能自行发光的物体才是光源,人脸不能自身发光,只能反射光,因此不是光源,故A错误;
BD.摄像头的成像原理和照相机相同,利用凸透镜物距大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像的规律工作,因此二维码或人脸应位于摄像头二倍焦距之外,故B错误,D正确;
C.根据凸透镜成实像规律“物远像近像变小”,要使屏幕上的像变小,需要增大物距,应远离刷脸镜头,若靠近镜头,像会变大,故C错误。
故选D。
25.(25-26八年级上·江苏扬州·期中)小明一家到扬子公园游玩。妈妈拍照时,小明正在欣赏美景:对岸树木的倒影、水中的鱼“影”,此时地面上也留下了他的身影。根据示例,写出下列关于“影”的形成原理。示例:水中的鱼“影”:光的折射;妈妈的摄“影”:______;树木的倒“影”:______;小明的身“影”______。
【答案】 光的折射 光的反射 光的直线传播
【详解】[1]妈妈的摄“影”,属于凸透镜成像,是由光的折射形成的。
[2]树木的倒“影”,属于平面镜成像,是由光的反射形成的。
[3]小明的身“影”即影子,是由于光的直线传播形成的。
26.(25-26八年级上·江苏南京·期中)如图所示,是利用紫外线诱导可见荧光摄影技术,用照相机拍摄的花卉照片,该技术利用了紫外线的______;拍照时,花朵通过镜头成______(选填“正立”或“倒立”)、缩小的实像。若要拍摄花朵顶部的特写,照相机要______(选填“靠近”或“远离”)花朵,同时将照相机镜头______(选填“前伸”或“后缩”)。显微镜和望远镜都是利用两个凸透镜的组合体,其中显微镜的物镜与______作用相同,望远镜的目镜与______的作用相同。(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)
【答案】 荧光效应 倒立 靠近 前伸 投影仪 放大镜
【详解】[1]紫外线有荧光效应,可以利用紫外线诱导可见荧光摄影技术,用照相机拍摄的花卉照片。
[2]拍照时,物距大于2f,花朵通过镜头成倒立缩小的实像。
[3][4]若要拍摄花朵顶部的特写,照相机要靠近花朵,同时将照相机镜头前伸,减小物距,增大像距,使像变大。
[5]显微镜和望远镜都是利用两个凸透镜的组合体,其中显微镜的物镜与投影仪作用相同,都是成倒立、放大的实像。
[6]望远镜的目镜与放大镜的作用相同,都是成正立、放大的虚像。
题型7 投影仪(共4小题)
【模型】凸透镜成像:f<u<2f,成倒立、放大的实像;像距v>2f。
投影仪里面的平面镜作用:改变光路(改变光的传播方向),使像投到竖直屏幕上,平面镜不改变成像的大小和虚实。
成像动态规律依旧:物近像远像变大(实像)。
【方法】
1.屏幕上画面太小,想要让屏幕上的像变大:需要减小物距(镜头向下,靠近投影片),同时增大像距(投影仪远离屏幕)。
2.想要屏幕上画面变小:镜头向上远离投影片,投影仪靠近屏幕。
3.易错点:
(1)成倒立的实像,投影片要倒插;
(2)平面镜只用来转折光线,不起放大缩小作用;
(3)实像,可以被光屏承接。
27.(25-26八年级上·山东淄博·期中)如图,老师使用投影仪演示放映投影片时,屏幕不动,为使像变大,下列做法正确的是( )
A.投影仪远离屏幕,镜头往上拉些 B.投影仪移近屏幕,镜头往上拉些
C.投影仪远离屏幕,镜头往下拉些 D.投影仪移近屏幕,镜头往下拉些
【答案】C
【详解】根据凸透镜成实像规律,物距减小,像距增大,像变大,要使屏幕上的像变大,需减小物距并增大像距,投影仪远离屏幕,增大了镜头到屏幕的距离,即增大像距,镜头往下拉,减小了镜头到投影片的距离,即减小物距。
故选C。
28.(25-26九年级下·山东淄博·期中)如图甲所示是公共场所的宣传投影灯,装在高处的投影灯照在地面上出现图案,其内部结构如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.地面上看到的是图片放大的虚像
B.该投影灯的成像原理与照相机相同
C.镜头与图片的距离应小于镜头的一倍焦距
D.调小镜头与图片的距离,地面上的图案会变大
【答案】D
【详解】A.地面上看到的是图片放大的实像,故A错误;
B.该投影灯的成像原理与投影仪相同,都是物距在一倍焦距和两倍焦距之间,成倒立的放大的实像,故B错误;
C.镜头与图片的距离是物距,应大于镜头的一倍焦距,小于二倍焦距,故C错误;
D.根据凸透镜成像规律,成实像时,物体靠近,像远离,像变大,故D正确。
故选D。
29.(25-26八年级上·河北邯郸·期中)如图所示,路引装置将路引投射在地面上,路引装置所成的是________、________的实像,成像原理和________(选填“投影仪”“放大镜”或“照相机”)相同,路引装置与地面的距离越大,所成的像越________(选填“大”或“小”)。
【答案】 倒立 放大 投影仪 大
【详解】由题意可知,路引装置将路引投射在地面上,此时的物距在一倍焦距和二倍焦距之间,凸透镜成倒立、放大的实像,成像原理和投影仪相同;地面相当于光屏,路引装置与地面的距离越大,即像距越大,则所成的像越大。
30.(25-26九年级上·江苏苏州·期中)图甲是一个自制的简易投影仪,在可调范围内推拉纸盒,手机屏幕的画面可在白墙上成放大的像(图乙),手机应以图丙中_________(A/B)方向放置,手机到凸透镜距离可能是______cm(选填25/8/15)。
【答案】 B 15
【详解】[1]根据凸透镜成像可知,投影仪成倒立、放大的实像。为了看到正立的像,手机需要倒置放置,故手机放置时需要按照B方向放置。
[2]根据凸透镜成像规律可知,投影仪成像时需满足,凸透镜的焦距为10cm,即物距满足,故手机到凸透镜的距离可能是15cm。
题型8 放大镜(共3小题)
【模型】u<f;凸透镜成正立、放大的虚像;虚像和物体在透镜同一侧;虚像不能承接在光屏上。
【方法】使用放大镜的时候,在一倍焦距以内,适当远离物体,虚像会变大;紧贴物体时放大效果很小;注意:虚像不可以用光屏承接。
31.(25-26八年级上·江苏南京·期中)技师维护精密仪表时,在眼睛前戴一个凸透镜,便于观察仪表的细微之处,如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.此时凸透镜的成像原理与照相机相同
B.凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的一倍焦距与二倍焦距之间
C.要想观察到更大的像,应该将仪表适当远离凸透镜
D.像的位置与仪表的位置分别在凸透镜的两侧
【答案】C
【详解】ABD.该凸透镜相当于一个放大镜,此时物距在一倍焦距以内,成正立、放大的虚像,像与物同侧;照相机镜头相当于一个凸透镜,当物距大于两倍焦距时,凸透镜会在另一侧形成一个倒立、缩小的实像,与该凸透镜原理不同,故ABD错误;
C.要想观察到更大的像,根据凸透镜成虚像时,物远像远像变大可知,应该将仪表适当远离凸透镜,故C正确。
故选C 。
32.(25-26八年级上·江苏无锡·期中)在用透镜观察课本上文字时,观察到的情况如下图所示,下列哪幅图中使用的不是凸透镜?( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】A.由图可知,通过透镜所成的像是正立、放大的虚像,此透镜为凸透镜,故A不符合题意;
B.由图可知,通过透镜所成的像是倒立、缩小的实像,此透镜为凸透镜,故B不符合题意;
C.由图可知,通过透镜所成的像是正立、缩小的虚像,此透镜为凹透镜,故C符合题意;
D.由图可知,通过透镜所成的像是倒立、放大的实像,此透镜为凸透镜,故D不符合题意。
故选C。
33.(25-26八年级上·江苏徐州·期中)用铁丝绕制一个内径约4mm的圆环,将其浸没在清水中后取出,形成了一个水膜,将水膜靠近字,如图乙所示,则水膜是______透镜。若用该水膜观察远处的房子,可看到房子清晰的______、缩小的______像。
【答案】 凸 倒立 实
【详解】由图乙可知,该透镜能起到放大镜的效果(成正立放大的虚像),因此是凸透镜;根据凸透镜成像规律,当物体位于2倍焦距以外时(远处的房子到水膜的距离远大于该水透镜的2倍焦距),会成倒立、缩小的实像。
题型9 望远镜与显微镜(共3小题)
【模型】
1.显微镜:物镜(凸透镜):成倒立放大实像(类似投影仪);目镜(凸透镜)相当于放大镜,再次放大;最终倒立放大的虚像。
2.望远镜(开普勒):物镜成倒立缩小实像(类似照相机);目镜相当于放大镜;望远镜不是把物体放大,是增大视角,使人感觉物体变大。
【方法】区分二者物镜成像特点;显微镜两次放大;望远镜物镜缩小,目镜放大;核心概念:视角决定人感觉物体的大小。
34.(25-26八年级上·江苏南通·期中)“超级月亮”比正常时的月亮要大百分之二十,亮度也有所增加,天文爱好者为了研究这一现象,于是架设一台开普勒望远镜做进一步观察。关于该望远镜,下列说法正确的是( )
A.它的物镜和显微镜的物镜作用相同
B.它的物镜相当于放大镜,用来把物体放大
C.它是由一个凸透镜和一个凹透镜组成
D.它由两个透镜组成,靠近眼睛的为目镜,靠近被观测物体的为物镜
【答案】D
【详解】A.望远镜的物镜是使得无限远处的物体成一个倒立缩小的实像,而显微镜的物镜是为了使得载物片上的物体成一个放大的实像,故A错误;
B.望远镜的物镜相当于照相机的镜头,使远处的物体成一个倒立缩小的实像,故B错误;
CD.开普勒望远镜由两组透镜组成,靠近眼睛的为目镜,靠近被观测物体的为物镜,目镜和物镜都是凸透镜,故C错误,D正确。
故选D。
35.(24-25八年级上·江苏无锡·期中)如图是显微镜和开普勒望远镜原理示意图,下面关于它们成像的说法正确的是( )
A.显微镜先成放大的虚像,再成放大的虚像
B.望远镜先成放大的实像,再成放大的虚像
C.显微镜最终成像与物体相比是倒的,因此我们看的是实像
D.望远镜可以增大观察的“视角”,所以看得更清楚
【答案】D
【详解】A.显微镜的物镜成倒立、放大的实像,目镜成正立、放大的虚像,故A错误;
B.望远镜的物镜成倒立、缩小的实像,目镜成正立、放大的虚像,故B错误;
C.显微镜最终成像与物体相比是倒的,但最终成的是虚像,故C错误;
D.望远镜可以增大观察的“视角”,从而使我们看得更清楚,故D正确。
故选D。
36.(25-26八年级上·江苏无锡·期中)如图所示是小红制作的一架简易的天文望远镜,选用的凸透镜焦距为5cm和50cm,她将寻星装置安装在套筒上,将望远镜固定在三脚架上,用于观察月球,通过寻星装置寻找月球,是利用了光的______原理,组装时将焦距为______cm的凸透镜作为物镜,另一透镜作为目镜,月球通过物镜成倒立、______的实像,目镜相当于______(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”),如果你想制作简易天文望远镜,但是没有现成的透镜,可以选用合适的______(近视/远视)镜片来代替。
【答案】 直线传播 50 缩小 放大镜 远视
【详解】[1]光在同种、均匀、透明的介质中沿直线传播,当月球与寻星装置两侧的凹槽在同一条直线上时,就可以寻找到月球,这利用光的直线传播原理。
[2]望远镜的物镜用来将远处的物体成像,目镜将物镜成的像放大,相当于放大镜,则焦距为50cm的凸透镜作为物镜,焦距为5cm的凸透镜作为目镜。
[3][4]月球到物镜的距离远大于物镜的二倍焦距,月球通过物镜成倒立、缩小的实像,这个像成在目镜一倍焦距以内,经目镜成正立、放大的虚像,则物镜相当于照相机,目镜相当于放大镜。
[5]目镜的作用相当于一个放大镜,这个实像经过目镜成一个正立虚像,因远视眼的镜片是凸透镜,所以想制作简易天文望远镜,没有现成的透镜,可以选用合适的远视镜片来代替。
题型10 红外线的特点及应用(共4小题)
【模型】光谱红光外侧,肉眼看不见;热效应强;一切物体都向外辐射红外线;物体温度越高,辐射红外线越强。
【方法】记忆应用:红外测温仪、夜视仪、电视遥控器;红外线没有杀菌消毒的能力。
37.(25-26八年级上·江苏南通·期中)中国研发出新型探测系统,利用对方战机发动机工作时产生高温,追踪到战机的位置。该系统探测的是战机发出的( )
A.超声波 B.次声波 C.红外线 D.紫外线
【答案】C
【详解】物体温度越高,辐射的红外线越多,故该系统探测的是战机发出的红外线。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
38.(25-26八年级上·江苏盐城·期中)关于红外线和紫外线的说法正确的是( )
A.红外线可以用来验钞 B.人要过量晒太阳让紫外线来杀菌
C.紫外线有明显的热效应 D.自然界一切物体都在发出红外线
【答案】D
【详解】A.紫外线有一种特性,就是能使荧光物质发光,所以可以用来验钞,而红外线没有这种特性,故A错误;
B.虽然紫外线确实可以杀菌,对人体有一定的益处,但是过量的紫外线照射对人体是有害的,比如会引起皮肤癌等疾病,因此,并不是晒太阳越多越好,需要适量,故B错误;
C.红外线的主要特性是热效应强,即能使物体显著发热,而紫外线并没有明显的热效应,故C错误;
D.根据红外线的特性,我们知道一切物体都会向外辐射红外线,这种辐射与物体的温度有关,温度越高,辐射的红外线就越强,故D正确。
故选D。
39.(25-26八年级上·江苏泰州·期中)如图甲所示,若一束太阳光照射在三棱镜上,在三棱镜另一侧的光屏上形成了彩色的光带,这是光的______现象,图中A外侧的不可见光具有显著的______。
【答案】 色散 热效应
【详解】[1]太阳光由多种色光混合而成,经过三棱镜后分解为彩色光带,这种现象叫做光的色散。
[2]太阳光经三棱镜色散后,偏折程度最小的红光在靠近A处,A外侧的不可见光是红外线,红外线最显著的性质是热效应。
40.(25-26八年级上·江苏盐城·期中)如图所示,感应水龙头内的感应装置能向外发射___________,当手靠近时,该光线经手___________后被接收器接收,进而通过控制系统___________水龙头。
【答案】 红外线 反射 开启/打开
【详解】[1]红外线感应水龙头是通过红外线反射原理工作的,所以感应水龙头内的感应装置能向外发射红外线。
[2][3]使用该水龙头时,感应窗发出的红外浅照射到手上发生反射,感应窗内的红外线接收管接收到信号后打开水龙头,控制出水。
题型11 紫外线的特点及应用(共3小题)
【模型】光谱紫光外侧,人眼看不见;可以使荧光物质发光;具有杀菌消毒作用;适量促进人体合成维生素 D;过量紫外线伤害皮肤。
【方法】荧光验钞、紫外线消毒灯;区分:红外侧重热;紫外侧重荧光、杀菌;注意消毒灯发出淡淡的紫光不是紫外线(紫外线肉眼看不见)。
41.(25-26八年级上·江苏镇江·期中)下列关于紫外线与红外线的说法,正确的是( )
A.电视机的遥控器是利用红外线工作的
B.用紫外线照射人体总是有益的
C.红外线比紫外线在真空中传播的速度大
D.验钞机利用红外线来鉴别纸币的真伪
【答案】A
【详解】A.红外线可以传递信息,电视遥控器通过发射红外线控制电视,故A正确;
B.紫外线过量会损伤皮肤,并非总是有益,故B错误;
C.红外线和紫外线都属于电磁波,在真空中速度均为,与种类无关,故C错误;
D.紫外线可以让荧光物质发光,验钞机依赖紫外线激发荧光物质发光,故D错误。
故选A。
42.(24-25八年级上·江苏泰州·期中)人眼看不见的光,下列说法正确的是( )
A.电视遥控利用紫外线传递信息 B.用紫外线照射人体总是有益的
C.物体辐射红外线的强度与温度有关 D.臭氧层能吸收来自太阳的红外线
【答案】C
【详解】A.电视机遥控器是利用红外线来实现遥控的,故A错误;
B.适量的紫外线照射对人体总是有益的,但是过量照射对人体就是有害的,故B错误;
C.不同温度的物体辐射的红外线的强度不同,温度越高,辐射的红外线越强,故C正确;
D.臭氧层能很好地吸收来自太阳的紫外线,阻挡过量的紫外线进入地球,故D错误。
故选C。
43.(25-26八年级上·江苏宿迁·期中)如图,一束太阳光通过三棱镜折射后,被分解成七种颜色的光,在白色光屏上形成一条七彩光带,其中发生偏折程度最小的是________色光;在一些学校的餐厅或医院的手术室、病房里,采取封闭照射进行消毒的不可见光是________。
【答案】 红 紫外线
【详解】由光的色散规律可知,红光经三棱镜折射后偏折程度最小。
因紫外线具有杀菌消毒的特性,故用于封闭照射消毒的不可见光是紫外线。
提升·进阶突破
题型12 不同介质入射角、反射角与折射角的大小关系(共4小题)
【模型】同时发生反射和折射的光路模型;一条入射光线,同时产生反射光线、折射光线;反射角一定等于入射角;光在空气与其它介质界面,空气中的角始终是大角;垂直入射时入射角=反射角=折射角= 0°;法线始终垂直界面。
【方法】解题步骤:
①先找界面与法线:互相垂直的两条直线;
②找一对相等的角,确定入射光线、反射光线;剩下那条就是折射光线;
③根据 “空气里面角度更大” 判断哪边是空气;
易错点:反射角永远等于入射角,和介质无关;折射角可以不等于入射角;一定要先识别法线,不要把界面当成法线。
44.(25-26八年级上·江苏徐州·期中)一束光线从空气斜射入玻璃中,反射光线和折射光线的夹角恰好为90°,则入射角的大小可能是( )
A.0° B.30° C.60° D.90°
【答案】C
【详解】设入射角的度数为a,则反射角的度数为a,折射角的度数为
一束光线从空气斜射入玻璃中,a<90°
且折射角小于入射角,则
即a>45°,故,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
45.(25-26八年级上·江苏镇江·期中)如图,一束激光由空气斜射入水中,当激光笔顺时针旋转时( )
A.反射角增大,折射角变大
B.折射光线和反射光线的夹角变小
C.折射点点将向右移
D.反射光线和入射光线的夹角减小,折射角变化小于
【答案】D
【详解】 当激光笔顺时针旋转5°时,入射光线会更靠近法线,因此入射角减小 5°。
A.根据光的反射定律,反射角等于入射角,因为入射角 减小5°,所以反射角也减小5°。根据光的折射定律,当光从空气斜射入水中时,入射角减小,折射角也随之减小,故A不符合题意;
B.因为反射角和折射角都减小,即折射光线和反射光线向法线靠近,所以折射光线和反射光线之间的夹角会变大,故B不符合题意;
C.折射角减小,意味着折射光线向法线(图中过O点的竖直线)靠近,则图中折射光线OA会向左偏转,因此A点将向左移动,故C不符合题意;
D.当入射角减小 5° 时,反射角也减小 5°,则该夹角减小量为
根据光的折射规律,当光从空气斜射入水中时,折射角的变化量总是小于入射角的变化量,因此当入射角变化 5° 时,折射角的变化量小于 5°,故D符合题意。
故选D。
46.(25-26八年级上·江苏无锡·期中)如图所示是光在空气和玻璃两种物质中传播的路线,则入射光线是____________(填字母),入射角的大小是____________度,折射角的大小是____________度,其中____________(选填“AB左侧”、“AB右侧”,“CD上侧”或“CD下侧”)是空气。
【答案】 EO 30 45 AB右侧
【详解】图中CD与AB垂直,EO与OB夹角为60°,所以
图中FO与OC的夹角为30°,∠FOC和∠EOC均为30°,根据反射定律可知CD为法线,AB为界面。
折射光线与入射光线分居法线CD两侧且分居界面AB两侧,所以OQ为折射光线;左侧的EO与OQ分居法线CD两侧,所以EO为入射光线,OF为反射光线。
入射角是入射光线EO与法线CD的夹角,为30°;折射角是折射光线OQ与法线CD的夹角,为45°。
因折射角45°大于入射角30°,光由玻璃斜射入空气,故AB右侧为空气。
47.(25-26八年级上·江苏南通·期中)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,入射光线是______________,折射光线是______________,入射角是______________度。界面的______________(选填“上”“下”“左”或“右”)侧是空气。
【答案】 CO OB 60 左
【详解】图中PQ与MN垂直,是一组界面和法线。根据角度标注:、,说明CO、AO与MN的夹角相等,因此这两条是入射和反射光线,MN是界面,PQ是法线;折射光线和入射光线要分居法线两侧,因此单独在MN右侧的OB是折射光线,入射光线为CO,剩下的OA是反射光线;
入射角是入射光线与法线的夹角,入射光线CO和界面MN夹角为30°,因此和法线PQ的夹角为
即入射角为60°;
光从空气斜射入玻璃时,折射角小于入射角。此处折射角是折射光线OB与法线PQ的夹角,为30°,小于60°的入射角,说明界面MN的左侧是空气。
48.(25-26八年级上·江苏徐州·期中)小明同学在做探究光的折射特点实验,如图是光从空气射入水中时的光路.实验中发现,入射光线、折射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧。通过实验还得到如下数据:
入射角α
0°
15°
30°
45°
60°
反射角β
0°
15°
30°
45°
60°
折射角γ
0°
11°
22.1°
35.4°
40.9°
(1)分析表中数据,可得出结论:光从空气斜射到水面时,将同时发生____和折射现象;
(2)光从空气斜射到水面时,折射角随入射角的变化而变化,且折射角_______(大于/等于/小于)入射角。当光从空气垂直射到水面时,折射角等于零;
(3)小明同学利用上面器材又继续做完了_________的实验,从而全面得出光的折射特点。
(4)小明同学还发现,当入射角增大时,反射光线和折射光线的夹角在不断变_______。
【答案】(1)反射
(2)小于
(3)光从水斜射入空气中
(4)小
【详解】(1)光从空气斜射到水面时,将同时发生反射和折射现象。
(2)由表中数据可知,光从空气斜射到水面时,折射角随入射角的变化关系是:折射角随入射角的增大而增大,且折射角小于入射角。
(3)小明同学利用上面器材又继续做完了,光从水斜射入空气中的实验,折射角大于入射角,折射角随入射角的改变而改变。
(4)当入射角增大时,反射角和折射角都增大,反射光线和折射光线都靠近界面,反射光线和折射光线的夹角在不断变小。
题型13 辨析水面高度变化时,折射光路图的变化情况(共3小题)
【模型】入射光线方向固定不动;容器里面液面上升或者下降;入射点随液面移动;法线始终垂直于水平液面;折射光线保持固定的折射角;折射之后在容器底部形成光斑;水面升降,入射点平移,底部光斑随之平移。
【方法】作图分析法是核心!
①液面升高:入射点向光源一侧平移;折射光线整体平移,容器底上光斑向入射方向移动;
②液面下降:入射点向外平移;底部光斑随之向外移动;
解题时不要认为折射光线方向会发生偏转;液面水平,法线方向不变,折射角不变,折射光线只是整体平移,不是倾斜角度改变。
49.(25-26八年级上·江苏连云港·期中)一束激光射至空水槽底部的O点,形成一个光斑,如图所示。保持激光入射方向不变,向水槽内注水,当水面到达位置ab时,观察到水槽底部的光斑出现在P点。在此基础上,分别进行如下操作:①往水槽中加水;②使激光绕水面入射点顺时针转动;③将激光笔向上平移,其中可使水槽底部光斑出现在Q点的做法有( )
A.①③ B.②③ C.①② D.①②③
【答案】C
【详解】光由空气斜射入水中,在空气和水的分界面处会发生折射,并且折射角会小于入射角,即折射光线相对于入射光线会向左偏折,所以水槽底部光斑的位置将向左移动。
①往水槽中加水,水面升高,入射点左移,由于光的折射,折射光线向左偏折,光斑会从P点向Q点移动;
②使激光绕水面入射点顺时针转动,入射角减小,折射角也减小,折射光线会向左偏折,光斑会靠近Q点;
③将激光笔向上平移,入射光线的方向不变,但入射点右移,折射光线向右偏折,光斑会从P点远离Q点;
故可使水槽底部光斑出现在Q点的做法有①②,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
50.(24-25八年级上·江苏徐州·期中)如图所示,有一盛水的圆柱形敞口容器,从其左侧某一高度以固定角度斜射入一束激光,在容器底部中央产生一个光斑。下列有关光斑位置变化的说法中正确的是( )
A.水面上升,光斑向左移动 B.水面上升,光斑不移动
C.水面下降,光斑不移动 D.水面下降,光斑向左移动
【答案】A
【详解】如图所示,当水面上升时,入射光线不变,入射点向左移动,光斑向左移动;同理可知,当水面下降时,入射点向右移动,则光斑向右移动。故A正确,BCD错误。
故选A。
51.(25-26八年级上·江苏泰州·期中)如图所示,装有水的长方体水槽水平放置,固定在左壁上的激光笔发出的一束红光射到水面上的O点,红光与水面夹角是45°,反射光射到右壁上的A点,折射光射到右壁上的B点,则A点到水面的距离________(大于/小于/等于)B点到水面的距离;往水槽内注水,此时折射光射到右壁上的C点,反射光射到右壁上的D点,C点在B点的__________(上/下)方,测得A、D之间的距离是4cm,则,水面上升了__________cm。(点A、B、C、D未在图中标出)
【答案】 小于 下 2
【详解】当光在水面上反射时,反射角等于入射角;当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,即折射光线向法线靠近,光斑下移,故A点到水面的距离小于B点到水面的距离,如下图所示:
如图所示,加水前后由于折射角不变,则两条折射光线平行,但加水后C点在B点的下方,入射角为45°,由于两液面相互平行,法线垂直于液面,则为等腰三角形,由于法线与容器壁都垂直于液面,则OE平行于AC,且两条反射光线也平行,所以四边形OEDA为平行四边形,则AD=OE=4cm
则水面上升的高度为
题型14 凸透镜成像性质的判断(共5小题)
【模型】凸透镜成像5个区间模型:
1.u>2f:倒立缩小实像,f<v<2f(照相机);
2.u=2f:倒立等大实像,v=2f;这个位置是放大、缩小实像的分界点;
3.f<u<2f:倒立放大实像,v>2f(投影仪);
4.u=f:不成像,焦点是实像虚像分界;
5.u<f:正立放大虚像(放大镜);
动态规律:物近像远像变大(实像;物靠近透镜,像远离透镜,像变大;虚像的时候,物体靠近焦点,虚像变大);实像倒立与物异侧;虚像正立与物同侧。
【方法】做题思路:先从题干提取物距u或者像距v;对比焦距f、2f;判断落在哪一个区间;直接确定成像性质;
如果是动态题目:分清当前成的是实像还是虚像!实像与虚像动态变化规律不一样;实像:物近像远像变大;虚像:物体远离透镜(仍然在一倍焦距内靠近焦点)虚像变大。
52.(25-26八年级上·江苏南通·期中)如图所示,凸透镜位于P处(图中未画出)位置不变,移动蜡烛,光屏先后在P同侧的乙、甲两处得到烛焰清晰的像,且甲处的像比乙处大,则( )
A.甲处可能成的是虚像 B.乙处像可能是放大的
C.P点位置在甲的左侧 D.蜡烛的移动方向向右
【答案】B
【详解】A.光屏能承接像,说明成的是实像,故A不符合题意;
B.乙处像距为,若,根据凸透镜成像规律可知,此时成倒立、放大的实像,这是可能的,故B符合题意;
C.甲处的像比乙处大,根据凸透镜成实像时“像距越大像越大”,可知甲处像距大于乙处像距。甲在40cm处,乙在50cm处,若点在甲的左侧,则甲处像距小于乙处像距,与题意矛盾,故点位置应在乙的右侧,故C不符合题意;
D.光屏先后在乙、甲两处得到清晰的像,说明像距变大。根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”,可知物距变小,即蜡烛靠近透镜。因点在乙的右侧,蜡烛应在点右侧,故蜡烛的移动方向向左,故D不符合题意。
故选B。
53.(25-26八年级上·江苏泰州·期中)在用焦距为f的凸透镜探究凸透镜成像规律时,多次实验,记录凸透镜成实像时的物距u、像距v;算出物像间距L(即u+v);绘出如图图线(以f为长度单位);结合图像,下列说法错误的是( )
A.d点的成像特点是物体通过凸透镜成倒立、缩小的实像
B.当凸透镜成实像时,其物像间距满足L≥4.5f
C.a和d两点数据可以说明光路是可逆的
D.c和d两点的成像特点是一样的
【答案】B
【详解】A. 点物距 ,满足 ,成倒立、缩小的实像,故A正确;
B.由图可知,当 时, 取最小值 ,即成实像时 ,故B错误;
C. 点像距 , 点像距 ,、 两点物距与像距数值互换,说明光路是可逆的,故C正确;
D. 点物距 , 点物距 ,均满足 ,均成倒立、缩小的实像,成像特点一样,故D正确。
本题选择错误的,故选B。
54.(25-26八年级上·江苏泰州·期中)探究凸透镜成像的规律时,把蜡烛、凸透镜和光屏置于光具座上,蜡烛和光屏间的距离是60cm,当凸透镜在某一位置时,光屏上成清晰的像,只将凸透镜向蜡烛移动10cm后,光屏再次呈现烛焰清晰的像.下列说法正确的是( )
A.第一次的像是缩小的像 B.第二次成的像可能是等大的
C.第二次成的像一定比第一次小 D.凸透镜的焦距可能是8cm
【答案】A
【详解】根据光路可逆,两次成像时物距像距互换,设第一次物距为,像距为,得……①
第二次的物距等于第一次的像距,故透镜向蜡烛移动10cm后,物距
故……③
联立式①③解得第一次的物距,像距。
故第二次的物距,像距。
A. 第一次,物距大于像距,成倒立缩小实像,故A正确;
B. 第二次,成倒立放大实像,故B错误;
C. 第一次成缩小像,第二次成放大像,第二次像更大,故C错误;
D. 由第一次成像规律:即,且即,解得,8cm不在该范围,故D错误。
故选A。
55.(25-26八年级上·江苏扬州·期中)将点燃的蜡烛分别放在如图所示的a、b、c点探究凸透镜成像规律,蜡烛在_______点,右侧光屏上成的像最大。若将蜡烛从a移到b,应将光屏向_______移动(选填“左”或“右”),才能在光屏上呈现清晰的像。
【答案】 b 右
【详解】【小题1】[1][2]由图可知,a点时,此时成倒立、缩小的实像,像比物小;b点时,此时成倒立、放大的实像,像比物大;c点时,,此时成正立、放大的虚像,虚像不能呈现在光屏上,所以,只有a、b两点能成实像,能在光屏上看到,因此蜡烛在b点时,右侧光屏上成的像最大,当将蜡烛从a移到b,物距减小,像距增大,因此应该将光屏向右移动适当距离,才能在光屏上呈现清晰的像。
56.(25-26八年级上·江苏无锡·期中)如图,保持凸透镜位置不变,先后把蜡烛放在a、b、c、d各点,并分别调整光屏的位置寻找清晰的像,则:蜡烛放在a点处时,光屏上呈倒立、______(放大/等大/缩小)的实像。蜡烛放在______点处时,光屏上呈倒立、放大的实像。蜡烛放在b点处时,光屏上呈倒立、______(放大/等大/缩小)的实像。
【答案】 缩小 c 等大
【详解】[1]烛焰放在a处时,物距大于二倍焦距,根据凸透镜成像规律可知,成倒立、缩小的实像。
[2]根据凸透镜成像规律可知,当物体在一倍焦距和二倍焦距之间时,成倒立、放大的实像,烛焰放在c处时,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,故烛焰放在c处时,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立放大的实像。
[3]烛焰放在b处时,物距等于二倍焦距,根据凸透镜成像规律可知,成倒立、等大的实像。
题型15 凸透镜成像中关于焦距的判断(共5小题)
【模型】给出物距u,并且告知成像的性质(缩小、放大实像,虚像);反过来求解焦距的取值范围;不等式推理模型;经常结合光屏上成像条件(实像,光屏承接)。
【方法】解题步骤:
①根据成像性质写出对应的物距焦距不等式;
②解不等式得到焦距范围;
如果一道题同时给出前后两次成像条件,联立两组不等式取交集;
审题确认是实像(光屏上能承接)还是虚像(光屏承接不到);注意边界值:u=2f的时候是等大实像;u=f不成像。
57.(25-26八年级上·江苏镇江·期中)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,某实验小组所描绘的图像如图所示。图像中A、B、C三点分别与蜡烛在光具座上移动过程中的三个位置相对应。下列说法中正确的是( )
A.凸透镜的焦距是20cm
B.蜡烛处于A点时,所成像的特点的典型应用是照相机
C.蜡烛从B点移动到C点的过程中,所成的像逐渐变小
D.当蜡烛放在C点时成一个清晰的像,将蜡烛与光屏的位置互换,光屏上不能再次成一个清晰的像
【答案】C
【详解】A.由图可知,,根据,成倒立、等大的实像可知,,因此该凸透镜的焦距,故A错误;
B.蜡烛处于A点时,由图可知,此时物距小于像距,凸透镜成实像时,物距小于像距,成倒立、放大的实像,应用于投影仪,故B错误;
C.蜡烛从B点移动到C点的过程中,物距变大,根据“凸透镜成实像时,物远像近像变小”可知,所成的像逐渐变小,故C正确;
D.当蜡烛放在C点时成一个清晰的像,将蜡烛与光屏的位置互换,根据光路的可逆性可知,光屏上能再次成一个清晰的像,故D错误。
故选C。
58.(25-26八年级上·江苏无锡·期中)小明和小华在窗边用焦距为10cm的凸透镜贴近报纸看文字,看到了文字的像。在移动凸透镜时,意外发现在报纸上出现了窗外景物的像,如图所示。以下说法错误的是( )
A.看到文字的像时,凸透镜离报纸距离小于10cm
B.看到窗外景物的像时,凸透镜离报纸距离稍大于10cm
C.文字的像是正立的放大虚像,窗外景物的像是倒立放大的实像
D.当凸透镜从贴着报纸到稍微远离报纸过程中,看到文字的像逐渐变大
【答案】C
【详解】A.看到文字的像时,需要正常阅读,看到的是正立的虚像,凸透镜离报纸距离小于焦距,即小于10cm,故A正确,不符合题意;
B.看到窗外景物的像时,物距远大于二倍焦距,像距在透镜的一倍焦距和二倍焦距之间,略大于一倍焦距,报纸相当于光屏,凸透镜离报纸距离稍大于10cm,故B正确,不符合题意;
C.看到窗外景物的像时,物距远大于二倍焦距,凸透镜成倒立、缩小的实像,故C错误,符合题意;
D.当凸透镜从贴着报纸到稍微远离报纸过程中,成正立放大的虚像,此过程中物距变大,根据“凸透镜成虚像时,物远像远像变大”可知看到文字的像逐渐变大,故D正确,不符合题意。
故选C。
59.(25-26八年级上·江苏无锡·期中)如图,S为小电珠,它发出的光可看作由一点发出的。S正对圆孔,到孔的距离为2L,透过圆孔的光在后面的光屏上得到一个圆斑,圆斑的直径是圆孔直径的2倍。若在孔上嵌一凸透镜,则光屏上立刻出现一个清晰的亮点,则该透镜的焦距______,(选填“2L”、“L”或者“4L”,下同)圆孔与光屏之间的距离可能为______。
【答案】 L 2L
【详解】[1][2]由小孔成像原理及圆斑的直径是圆孔直径的2倍,可知光屏到圆孔的距离为2L,由“在孔上嵌一凸透镜光屏上立刻出现一个清晰的亮点”,可知亮点是发光点的像,得,则根据凸透镜成像规律得时,可知,,则透镜的焦距为。
60.(24-25八年级上·江苏扬州·期中)某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离之间关系的图像,由图可知,该凸透镜的焦距是___________;当时,在光屏上能得到一个___________像。在实验过程中,把物体从远处逐渐靠近透镜时,从距凸透镜处移动到处的过程中像的大小如何变化情况___________。
【答案】 8 倒立放大 先变大,后变小
【详解】[1]由图象可知,当物距为16cm时,像距也为16cm,此时
u=v=2f
16cm=2f
该凸透镜的焦距f=8cm。
[2]当时,此时
2f>u>f
成倒立、放大的实像。
[3]把物体从距凸透镜60cm处移动到8cm的过程中成实像,物距变小,像距变大,像变大;从8cm移动到5cm处的过程中,物距小于一倍焦距,成正立、放大的虚像,物距减小,像距变小,像变小。故物体从距凸透镜60cm处移动到5cm处的过程中,像先变大,后变小。
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专题03 光的折射 透镜
基础·固本强基
题型1 光的折射现象
题型2 光的折射规律的应用
题型3 透镜的辨别
题型4 透镜对光的作用
题型5 凸透镜焦距的测定
题型6 照相机
题型7 投影仪
题型8 放大镜
题型9 望远镜与显微镜
题型10 红外线的特点及应用
题型11 紫外线的特点及应用
提升·进阶突破
题型12 不同介质入射角、反射角与折射角的大小关系
题型13 辨析水面高度变化时,折射光路图的变化情况
题型14 凸透镜成像性质的判断
题型15 凸透镜成像中关于焦距的判断
基础·固本强基
题型1 光的折射现象(共5小题)
【模型】光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折,就是光的折射;垂直入射时传播方向不变;常见实例:池水变浅、筷子弯折、海市蜃楼、岸上看水里物体变浅,水里看岸上物体变高。
【方法】区分三种光现象:直线传播(影子、小孔成像);反射(倒影、平面镜成像);折射(跨介质,看到位置偏移);垂直入射不算偏折,但仍然属于折射。
1.(25-26八年级上·江苏徐州·期中)下列现象由光的折射形成的是( )
A.立竿见影 B.波光粼粼 C.海市蜃楼 D.镜花水月
2.(25-26八年级上·江苏泰州·期中)把玻璃杯放在有字的卡片上,往杯内注水近满,如图所示,由上向下观察,发现杯内的文字明显高于杯外的文字。下面四幅图能正确解释此现象的是( )
A. B. C.D.
3.(25-26八年级上·江苏徐州·期中)在大运河一段清澈水中游来游去的鱼儿,看见岸上的“人”会比实际的人更_______________(选填“高大”或“矮小”),这是因为光发生了_______________现象。岸上的人看到的鱼是_______________(选填“实像”或“虚像”)。
4.(25-26八年级上·江苏徐州·期中)如图所示,将一枚硬币放在碗的底部,眼睛看不到硬币,向碗内缓缓注水,眼睛就能看到硬币了.这是因为光在从________向________传播时,在分界面发生了折射,硬币的实际位置在看到的位置的________方。
5.(25-26八年级上·江苏泰州·期中)小阳同学去公园游玩,看到“树叶在水中晃动,鱼在树叶间游来游去”。“池中的树叶”的形成原理是____;已知池塘深2m,岸上的树叶距离水面3.5m,则“池中的树叶”和实际树叶之间的距离是____m,看到池底的鱼距离水面____(选填“大于”、“小于”、“等于”)2m。看到的鱼和水中的树叶,是鱼和树叶所成的像,关于这两个像,下列判断正确的是____(选填字母)。
A.鱼的像是实像,树叶的像是虚像 B.两个像都是实像 C.两个像都是虚像
题型2 光的折射规律的应用(共4小题)
【模型】折射光线、入射光线、法线在同一平面;折射光线与入射光线分居法线两侧;当光从空气斜射入水或者玻璃,折射角小于入射角;光路可逆;若从水斜射入空气,则折射角大于入射角。
【方法】空气里面的角(入射角或者折射角)总是更大;做题先画出法线;利用光路可逆判断光线走向。
6.(25-26八年级上·江苏泰州·期中)如图所示,射水鱼发现水面上方树叶上停留的小昆虫后,从口中快速喷出一束水柱,将昆虫击落,下图中能表示射水鱼观察到小昆虫的光路图是( )
A. B. C. D.
7.(25-26八年级上·江苏南京·期中)如图,小华同学用激光笔照射水面,在水槽壁上出现两个红点A和B,下列说法正确的是( )
A.保持入射点O位置不变,欲使A点下移至A1,应使入射光线MO绕点O沿逆时针方向转动
B.入射光线MO绕着点O沿顺时针方向转动,能观察到另一亮点B点会移动到点B2
C.若保持入射光线不变,欲使B点下移至B2,应使水面上升
D.当水面上升或下降时,折射角大小在变化
8.(25-26八年级上·江苏镇江·期中)将透明的薄壁(厚度忽略不计)方形水槽水平放置,固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束,水槽中未注水时,在侧壁上A处得到一个光点。
(1)向水槽中注水,水面达到某一位置时,光点移至B处,这是由于光在水面处发生了折射现象,此时折射角____入射角;
(2)为使B处的光点移至C处,应使水槽中的水量____,若BC间距离为2.5cm,则水面高度的变化量____2.5cm(选填“>”、“<”或“=”)。
9.(25-26八年级上·江苏盐城·期中)在研究光的传播时,小明做了下面这个实验:如图所示,小明将一束激光束与水平方向成一定角度斜射入空水槽底部O点,形成一个光斑,在向水槽中注入水的过程中,水槽底部光斑向O点的_____侧(选填“左”或“右”)移动,这是由于发生了光的_________现象,此时折射角_____入射角。
题型3 透镜的辨别(共4小题)
【模型】凸透镜:中间厚,边缘薄;凹透镜:中间薄,边缘厚。
【方法】三种辨别方法:①看外形;②正对太阳光:凸透镜会聚形成小亮斑;凹透镜得到发散的大光斑;③靠近书本看字:凸透镜可以把字放大;凹透镜看字总是缩小。
10.(25-26八年级上·江苏徐州·期中)香水的主要成分是易燃酒精,如图所示为四瓶香水,透明玻璃瓶盖形状各异,最容易引起光线会聚,在阳光下引发火灾的是( )
A. B. C. D.
11.(25-26八年级上·江苏连云港·期中)新闻报道随手丢弃的带水的矿泉水瓶引起森林火灾事件,警醒我们务必不要随地乱扔矿泉水瓶。关于该现象下列说法正确的是( )
A.矿泉水瓶对光有会聚作用 B.装水的矿泉水瓶相当于平面镜
C.发生该现象的原理是光的反射 D.装水的矿泉水瓶相当于凹透镜
12.(25-26八年级上·江苏南通·期中)图示虚线方框内各放置一个透镜,发光点S发出的两束光通过透镜前后的方向如图所示,则甲为________透镜,乙为________透镜。若甲、乙透镜的焦距分别为、,且S点距甲、乙两透镜的距离相等,那么________(选填“<”、“>”或“=”)
13.(25-26八年级上·江苏无锡·期中)如图所示,将一只透镜正对着太阳,把一张纸放在它下方,纸上呈现一个圆光斑,光斑直径小于透镜直径,测得光斑到透镜的距离为L。
(1)图中的透镜是_____透镜。
(2)若透镜焦距小于L,透镜逐渐靠近纸面,会看到圆光斑____________(填光斑大小变化情况)。
题型4 透镜对光的作用(共5小题)
【模型】凸透镜对光线有会聚作用(不一定会交于一点,指光束比原来收拢);凹透镜对光线有发散作用(光束相比原来散开);三条特殊光线:过光心方向不变;平行主光轴过焦点;过焦点经透镜平行主光轴射出。
【方法】注意:会聚≠光线一定要相交;发散≠光线一定散开;判断作用拿入射光线延长线做对比;熟练默写三条特殊光路。
14.(25-26八年级上·江苏镇江·期中)如图所示,在A处点燃一支蜡烛,若在P处的方框内放入某一光学器材后,能在方框的右侧Q处光屏上成清晰的像。若将光学器材右移少许,Q处光屏上仍成清晰的像。则对于方框内所放的器材,下列判断中正确的是( )
A.可能是平面镜 B.一定是长方体玻璃砖
C.一定是中央有小孔的纸板 D.可能是凸透镜
15.(24-25八年级上·江苏南京·期中)图中是一个截面为正方形、中空部分为椭圆形的玻璃体,则这个玻璃体( )
①可以看作两块凹透镜 ②可以看作一块凸透镜
③对图示光束具有发散作用 ④对图示光束具有会聚作用
A.①②③ B.①③ C.②④ D.①②③④
16.(25-26八年级上·江苏常州·期中)图中画出了光线分别通过甲、乙、丙、丁四个透镜的光路图(透镜在虚线框内未画出),下列说法正确的是( )
①甲透镜对光有发散作用,因此甲透镜是凹透镜
②乙透镜对光有会聚作用,因此乙透镜是凸透镜
③丙透镜对光有发散作用,因此丙透镜是凹透镜
④丁透镜对光有会聚作用,因此丁透镜是凸透镜
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
17.(25-26八年级上·江苏泰州·期中)如图所示,两条光线会聚于主光轴MN上的b点,在虚线框内放入甲透镜后,光线将会聚于主光轴MN上的c点;在虚线框内放入乙透镜后,光线将会聚于主光轴MN上的a点,则甲是________透镜,乙是________透镜。(选填“凸”或“凹”)
18.(25-26八年级上·江苏苏州·期中)完成下列各题。
(1)如图甲所示,一束太阳光通过三棱镜射到白色光屏上,光屏上形成一条彩色光带,范围为ab,这是光的______现象,位于光屏a点处的色光颜色为______(选“红”或“紫”);
(2)如图乙所示,透镜与光斑(a)、(b)的大小,其中,形成(a)光斑的是______(选填“凸”、“凹”)透镜;为了判断形成(b)光斑的是哪种类型的透镜,小明将透镜远离纸片,观察光斑的大小一直变大,你认为该透镜______(选填“一定”、“可能”、“一定不”)是凹透镜。
题型5 凸透镜焦距的测定(共4小题)
【模型】平行光聚焦法:拿凸透镜正对太阳光,地面得到最小最亮的光斑;光斑到透镜光心距离就是焦距;也可以利用成像:当物体成倒立等大实像时,物距u=2f,算出。
【方法】太阳光实验时凸透镜必须正对太阳;光斑不是越大越好,必须找到最小最亮;阴天可以用远处窗户成像近似测焦距。
19.(25-26八年级上·江苏徐州·期中)如图所示,将凸透镜正对太阳,移动凸透镜直到在纸上呈现一个最小最亮的光斑,测得光斑到凸透镜的距离为l,则凸透镜焦距f与l的关系是( )
A. B. C. D.不确定
20.(25-26八年级上·陕西汉中·期末)小华将凸透镜正对太阳,在纸面上得到一个并非最小的光斑,此时光斑到凸透镜的距离为8cm。若凸透镜远离纸面的过程中光斑先变小后变大,则该凸透镜的焦距( )
A.小于8cm B.等于8cm C.大于8cm D.可能小于8cm,也可能大于8cm
21.(25-26八年级上·江苏镇江·期中)小华利用太阳光测量凸透镜的焦距时,图1两种操作中正确的是________(选填“A”或“B”);凸透镜对光线有________作用。正确操作时,把一张白纸放在它的下方,如图2所示,当在纸上呈现一个并非最小的光斑时,测得光斑到凸透镜的距离为,将凸透镜逐渐远离白纸,观察到白纸上的光斑先变小后变大,则凸透镜的焦距________(选填“”“”或“”)。
22.(25-26八年级上·江苏连云港·期中)利用太阳光测凸透镜焦距,操作时需前后移动白纸得到最小最亮的光斑,如图甲A和B是两名同学的操作示意图,操作方法正确的是______(选填“A”或“B”)同学。如图乙所示,两束光线原本相交于B点,在框内放一个透镜后相交于A点,则该透镜是______透镜。小明为判别直径相同的两透镜的类型,分别将它们正对太阳,把一张纸放在它的下方,在纸上得到相应的光斑,透镜与光斑的大小如图所示(d1<d<d2)。其中形成甲光斑的是______(选填“凸”或“凹”)透镜,形成乙光斑的______(选填“一定”、“可能”或“一定不”)是凹透镜。
题型6 照相机(共4小题)
【模型】凸透镜成像,u>2f;成倒立、缩小的实像;像距f<v<2f;物体远离镜头,像靠近镜头,像变小;物体靠近镜头,像远离镜头,像变大(物远像近像变小)。
【方法】拍照时,想把人像变大,相机靠近人(减小物距),镜头往前伸,增大镜头到底片(感光元件)的距离;牢记物距大于二倍焦距。
23.(25-26八年级上·江苏南通·期中)日晷是我国古代的一种计时工具,通过观察直杆在太阳下影子的位置就可以知道时间。下列现象的成因与日晷工作原理相同的是( )
A.水中倒影 B.汽车后视镜
C.照相机 D.树荫下的光斑
24.(25-26八年级上·江苏泰州·期中)人工智能飞速发展的今天,智能配送机器人已被广泛使用,如图是某款机器人正在送货的情景:下面说法正确的是( )
A.用户通过人脸识别时,“人脸”是光源
B.二维码位于摄像头的一倍焦距和二倍焦距之间
C.要使屏幕上自己的像变小,需靠近“刷脸”机镜头
D.人脸识别取货时,摄像头所成的像是倒立、缩小的实像
25.(25-26八年级上·江苏扬州·期中)小明一家到扬子公园游玩。妈妈拍照时,小明正在欣赏美景:对岸树木的倒影、水中的鱼“影”,此时地面上也留下了他的身影。根据示例,写出下列关于“影”的形成原理。示例:水中的鱼“影”:光的折射;妈妈的摄“影”:______;树木的倒“影”:______;小明的身“影”______。
26.(25-26八年级上·江苏南京·期中)如图所示,是利用紫外线诱导可见荧光摄影技术,用照相机拍摄的花卉照片,该技术利用了紫外线的______;拍照时,花朵通过镜头成______(选填“正立”或“倒立”)、缩小的实像。若要拍摄花朵顶部的特写,照相机要______(选填“靠近”或“远离”)花朵,同时将照相机镜头______(选填“前伸”或“后缩”)。显微镜和望远镜都是利用两个凸透镜的组合体,其中显微镜的物镜与______作用相同,望远镜的目镜与______的作用相同。(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)
题型7 投影仪(共4小题)
【模型】凸透镜成像:f<u<2f,成倒立、放大的实像;像距v>2f。
投影仪里面的平面镜作用:改变光路(改变光的传播方向),使像投到竖直屏幕上,平面镜不改变成像的大小和虚实。
成像动态规律依旧:物近像远像变大(实像)。
【方法】
1.屏幕上画面太小,想要让屏幕上的像变大:需要减小物距(镜头向下,靠近投影片),同时增大像距(投影仪远离屏幕)。
2.想要屏幕上画面变小:镜头向上远离投影片,投影仪靠近屏幕。
3.易错点:
(1)成倒立的实像,投影片要倒插;
(2)平面镜只用来转折光线,不起放大缩小作用;
(3)实像,可以被光屏承接。
27.(25-26八年级上·山东淄博·期中)如图,老师使用投影仪演示放映投影片时,屏幕不动,为使像变大,下列做法正确的是( )
A.投影仪远离屏幕,镜头往上拉些 B.投影仪移近屏幕,镜头往上拉些
C.投影仪远离屏幕,镜头往下拉些 D.投影仪移近屏幕,镜头往下拉些
28.(25-26九年级下·山东淄博·期中)如图甲所示是公共场所的宣传投影灯,装在高处的投影灯照在地面上出现图案,其内部结构如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.地面上看到的是图片放大的虚像
B.该投影灯的成像原理与照相机相同
C.镜头与图片的距离应小于镜头的一倍焦距
D.调小镜头与图片的距离,地面上的图案会变大
29.(25-26八年级上·河北邯郸·期中)如图所示,路引装置将路引投射在地面上,路引装置所成的是________、________的实像,成像原理和________(选填“投影仪”“放大镜”或“照相机”)相同,路引装置与地面的距离越大,所成的像越________(选填“大”或“小”)。
30.(25-26九年级上·江苏苏州·期中)图甲是一个自制的简易投影仪,在可调范围内推拉纸盒,手机屏幕的画面可在白墙上成放大的像(图乙),手机应以图丙中_________(A/B)方向放置,手机到凸透镜距离可能是______cm(选填25/8/15)。
题型8 放大镜(共3小题)
【模型】u<f;凸透镜成正立、放大的虚像;虚像和物体在透镜同一侧;虚像不能承接在光屏上。
【方法】使用放大镜的时候,在一倍焦距以内,适当远离物体,虚像会变大;紧贴物体时放大效果很小;注意:虚像不可以用光屏承接。
31.(25-26八年级上·江苏南京·期中)技师维护精密仪表时,在眼睛前戴一个凸透镜,便于观察仪表的细微之处,如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.此时凸透镜的成像原理与照相机相同
B.凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的一倍焦距与二倍焦距之间
C.要想观察到更大的像,应该将仪表适当远离凸透镜
D.像的位置与仪表的位置分别在凸透镜的两侧
32.(25-26八年级上·江苏无锡·期中)在用透镜观察课本上文字时,观察到的情况如下图所示,下列哪幅图中使用的不是凸透镜?( )
A. B. C. D.
33.(25-26八年级上·江苏徐州·期中)用铁丝绕制一个内径约4mm的圆环,将其浸没在清水中后取出,形成了一个水膜,将水膜靠近字,如图乙所示,则水膜是______透镜。若用该水膜观察远处的房子,可看到房子清晰的______、缩小的______像。
题型9 望远镜与显微镜(共3小题)
【模型】
1.显微镜:物镜(凸透镜):成倒立放大实像(类似投影仪);目镜(凸透镜)相当于放大镜,再次放大;最终倒立放大的虚像。
2.望远镜(开普勒):物镜成倒立缩小实像(类似照相机);目镜相当于放大镜;望远镜不是把物体放大,是增大视角,使人感觉物体变大。
【方法】区分二者物镜成像特点;显微镜两次放大;望远镜物镜缩小,目镜放大;核心概念:视角决定人感觉物体的大小。
34.(25-26八年级上·江苏南通·期中)“超级月亮”比正常时的月亮要大百分之二十,亮度也有所增加,天文爱好者为了研究这一现象,于是架设一台开普勒望远镜做进一步观察。关于该望远镜,下列说法正确的是( )
A.它的物镜和显微镜的物镜作用相同
B.它的物镜相当于放大镜,用来把物体放大
C.它是由一个凸透镜和一个凹透镜组成
D.它由两个透镜组成,靠近眼睛的为目镜,靠近被观测物体的为物镜
35.(24-25八年级上·江苏无锡·期中)如图是显微镜和开普勒望远镜原理示意图,下面关于它们成像的说法正确的是( )
A.显微镜先成放大的虚像,再成放大的虚像
B.望远镜先成放大的实像,再成放大的虚像
C.显微镜最终成像与物体相比是倒的,因此我们看的是实像
D.望远镜可以增大观察的“视角”,所以看得更清楚
36.(25-26八年级上·江苏无锡·期中)如图所示是小红制作的一架简易的天文望远镜,选用的凸透镜焦距为5cm和50cm,她将寻星装置安装在套筒上,将望远镜固定在三脚架上,用于观察月球,通过寻星装置寻找月球,是利用了光的______原理,组装时将焦距为______cm的凸透镜作为物镜,另一透镜作为目镜,月球通过物镜成倒立、______的实像,目镜相当于______(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”),如果你想制作简易天文望远镜,但是没有现成的透镜,可以选用合适的______(近视/远视)镜片来代替。
题型10 红外线的特点及应用(共4小题)
【模型】光谱红光外侧,肉眼看不见;热效应强;一切物体都向外辐射红外线;物体温度越高,辐射红外线越强。
【方法】记忆应用:红外测温仪、夜视仪、电视遥控器;红外线没有杀菌消毒的能力。
37.(25-26八年级上·江苏南通·期中)中国研发出新型探测系统,利用对方战机发动机工作时产生高温,追踪到战机的位置。该系统探测的是战机发出的( )
A.超声波 B.次声波 C.红外线 D.紫外线
38.(25-26八年级上·江苏盐城·期中)关于红外线和紫外线的说法正确的是( )
A.红外线可以用来验钞 B.人要过量晒太阳让紫外线来杀菌
C.紫外线有明显的热效应 D.自然界一切物体都在发出红外线
39.(25-26八年级上·江苏泰州·期中)如图甲所示,若一束太阳光照射在三棱镜上,在三棱镜另一侧的光屏上形成了彩色的光带,这是光的______现象,图中A外侧的不可见光具有显著的______。
40.(25-26八年级上·江苏盐城·期中)如图所示,感应水龙头内的感应装置能向外发射___________,当手靠近时,该光线经手___________后被接收器接收,进而通过控制系统___________水龙头。
题型11 紫外线的特点及应用(共3小题)
【模型】光谱紫光外侧,人眼看不见;可以使荧光物质发光;具有杀菌消毒作用;适量促进人体合成维生素 D;过量紫外线伤害皮肤。
【方法】荧光验钞、紫外线消毒灯;区分:红外侧重热;紫外侧重荧光、杀菌;注意消毒灯发出淡淡的紫光不是紫外线(紫外线肉眼看不见)。
41.(25-26八年级上·江苏镇江·期中)下列关于紫外线与红外线的说法,正确的是( )
A.电视机的遥控器是利用红外线工作的 B.用紫外线照射人体总是有益的
C.红外线比紫外线在真空中传播的速度大 D.验钞机利用红外线来鉴别纸币的真伪
42.(24-25八年级上·江苏泰州·期中)人眼看不见的光,下列说法正确的是( )
A.电视遥控利用紫外线传递信息 B.用紫外线照射人体总是有益的
C.物体辐射红外线的强度与温度有关 D.臭氧层能吸收来自太阳的红外线
43.(25-26八年级上·江苏宿迁·期中)如图,一束太阳光通过三棱镜折射后,被分解成七种颜色的光,在白色光屏上形成一条七彩光带,其中发生偏折程度最小的是________色光;在一些学校的餐厅或医院的手术室、病房里,采取封闭照射进行消毒的不可见光是________。
提升·进阶突破
题型12 不同介质入射角、反射角与折射角的大小关系(共4小题)
【模型】同时发生反射和折射的光路模型;一条入射光线,同时产生反射光线、折射光线;反射角一定等于入射角;光在空气与其它介质界面,空气中的角始终是大角;垂直入射时入射角=反射角=折射角= 0°;法线始终垂直界面。
【方法】解题步骤:
①先找界面与法线:互相垂直的两条直线;
②找一对相等的角,确定入射光线、反射光线;剩下那条就是折射光线;
③根据 “空气里面角度更大” 判断哪边是空气;
易错点:反射角永远等于入射角,和介质无关;折射角可以不等于入射角;一定要先识别法线,不要把界面当成法线。
44.(25-26八年级上·江苏徐州·期中)一束光线从空气斜射入玻璃中,反射光线和折射光线的夹角恰好为90°,则入射角的大小可能是( )
A.0° B.30° C.60° D.90°
45.(25-26八年级上·江苏镇江·期中)如图,一束激光由空气斜射入水中,当激光笔顺时针旋转时( )
A.反射角增大,折射角变大 B.折射光线和反射光线的夹角变小
C.折射点点将向右移 D.反射光线和入射光线的夹角减小,折射角变化小于
46.(25-26八年级上·江苏无锡·期中)如图所示是光在空气和玻璃两种物质中传播的路线,则入射光线是____________(填字母),入射角的大小是____________度,折射角的大小是____________度,其中____________(选填“AB左侧”、“AB右侧”,“CD上侧”或“CD下侧”)是空气。
47.(25-26八年级上·江苏南通·期中)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,入射光线是______________,折射光线是______________,入射角是______________度。界面的______________(选填“上”“下”“左”或“右”)侧是空气。
48.(25-26八年级上·江苏徐州·期中)小明同学在做探究光的折射特点实验,如图是光从空气射入水中时的光路.实验中发现,入射光线、折射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧。通过实验还得到如下数据:
入射角α
0°
15°
30°
45°
60°
反射角β
0°
15°
30°
45°
60°
折射角γ
0°
11°
22.1°
35.4°
40.9°
(1)分析表中数据,可得出结论:光从空气斜射到水面时,将同时发生____和折射现象;
(2)光从空气斜射到水面时,折射角随入射角的变化而变化,且折射角_______(大于/等于/小于)入射角。当光从空气垂直射到水面时,折射角等于零;
(3)小明同学利用上面器材又继续做完了_________的实验,从而全面得出光的折射特点。
(4)小明同学还发现,当入射角增大时,反射光线和折射光线的夹角在不断变_______。
题型13 辨析水面高度变化时,折射光路图的变化情况(共3小题)
【模型】入射光线方向固定不动;容器里面液面上升或者下降;入射点随液面移动;法线始终垂直于水平液面;折射光线保持固定的折射角;折射之后在容器底部形成光斑;水面升降,入射点平移,底部光斑随之平移。
【方法】作图分析法是核心!
①液面升高:入射点向光源一侧平移;折射光线整体平移,容器底上光斑向入射方向移动;
②液面下降:入射点向外平移;底部光斑随之向外移动;
解题时不要认为折射光线方向会发生偏转;液面水平,法线方向不变,折射角不变,折射光线只是整体平移,不是倾斜角度改变。
49.(25-26八年级上·江苏连云港·期中)一束激光射至空水槽底部的O点,形成一个光斑,如图所示。保持激光入射方向不变,向水槽内注水,当水面到达位置ab时,观察到水槽底部的光斑出现在P点。在此基础上,分别进行如下操作:①往水槽中加水;②使激光绕水面入射点顺时针转动;③将激光笔向上平移,其中可使水槽底部光斑出现在Q点的做法有( )
A.①③ B.②③ C.①② D.①②③
50.(24-25八年级上·江苏徐州·期中)如图所示,有一盛水的圆柱形敞口容器,从其左侧某一高度以固定角度斜射入一束激光,在容器底部中央产生一个光斑。下列有关光斑位置变化的说法中正确的是( )
A.水面上升,光斑向左移动 B.水面上升,光斑不移动
C.水面下降,光斑不移动 D.水面下降,光斑向左移动
51.(25-26八年级上·江苏泰州·期中)如图所示,装有水的长方体水槽水平放置,固定在左壁上的激光笔发出的一束红光射到水面上的O点,红光与水面夹角是45°,反射光射到右壁上的A点,折射光射到右壁上的B点,则A点到水面的距离________(大于/小于/等于)B点到水面的距离;往水槽内注水,此时折射光射到右壁上的C点,反射光射到右壁上的D点,C点在B点的__________(上/下)方,测得A、D之间的距离是4cm,则,水面上升了__________cm。(点A、B、C、D未在图中标出)
题型14 凸透镜成像性质的判断(共5小题)
【模型】凸透镜成像5个区间模型:
1.u>2f:倒立缩小实像,f<v<2f(照相机);
2.u=2f:倒立等大实像,v=2f;这个位置是放大、缩小实像的分界点;
3.f<u<2f:倒立放大实像,v>2f(投影仪);
4.u=f:不成像,焦点是实像虚像分界;
5.u<f:正立放大虚像(放大镜);
动态规律:物近像远像变大(实像;物靠近透镜,像远离透镜,像变大;虚像的时候,物体靠近焦点,虚像变大);实像倒立与物异侧;虚像正立与物同侧。
【方法】做题思路:先从题干提取物距u或者像距v;对比焦距f、2f;判断落在哪一个区间;直接确定成像性质;
如果是动态题目:分清当前成的是实像还是虚像!实像与虚像动态变化规律不一样;实像:物近像远像变大;虚像:物体远离透镜(仍然在一倍焦距内靠近焦点)虚像变大。
52.(25-26八年级上·江苏南通·期中)如图所示,凸透镜位于P处(图中未画出)位置不变,移动蜡烛,光屏先后在P同侧的乙、甲两处得到烛焰清晰的像,且甲处的像比乙处大,则( )
A.甲处可能成的是虚像 B.乙处像可能是放大的
C.P点位置在甲的左侧 D.蜡烛的移动方向向右
53.(25-26八年级上·江苏泰州·期中)在用焦距为f的凸透镜探究凸透镜成像规律时,多次实验,记录凸透镜成实像时的物距u、像距v;算出物像间距L(即u+v);绘出如图图线(以f为长度单位);结合图像,下列说法错误的是( )
A.d点的成像特点是物体通过凸透镜成倒立、缩小的实像
B.当凸透镜成实像时,其物像间距满足L≥4.5f
C.a和d两点数据可以说明光路是可逆的
D.c和d两点的成像特点是一样的
54.(25-26八年级上·江苏泰州·期中)探究凸透镜成像的规律时,把蜡烛、凸透镜和光屏置于光具座上,蜡烛和光屏间的距离是60cm,当凸透镜在某一位置时,光屏上成清晰的像,只将凸透镜向蜡烛移动10cm后,光屏再次呈现烛焰清晰的像.下列说法正确的是( )
A.第一次的像是缩小的像 B.第二次成的像可能是等大的
C.第二次成的像一定比第一次小 D.凸透镜的焦距可能是8cm
55.(25-26八年级上·江苏扬州·期中)将点燃的蜡烛分别放在如图所示的a、b、c点探究凸透镜成像规律,蜡烛在_______点,右侧光屏上成的像最大。若将蜡烛从a移到b,应将光屏向_______移动(选填“左”或“右”),才能在光屏上呈现清晰的像。
56.(25-26八年级上·江苏无锡·期中)如图,保持凸透镜位置不变,先后把蜡烛放在a、b、c、d各点,并分别调整光屏的位置寻找清晰的像,则:蜡烛放在a点处时,光屏上呈倒立、______(放大/等大/缩小)的实像。蜡烛放在______点处时,光屏上呈倒立、放大的实像。蜡烛放在b点处时,光屏上呈倒立、______(放大/等大/缩小)的实像。
题型15 凸透镜成像中关于焦距的判断(共5小题)
【模型】给出物距u,并且告知成像的性质(缩小、放大实像,虚像);反过来求解焦距的取值范围;不等式推理模型;经常结合光屏上成像条件(实像,光屏承接)。
【方法】解题步骤:
①根据成像性质写出对应的物距焦距不等式;
②解不等式得到焦距范围;
如果一道题同时给出前后两次成像条件,联立两组不等式取交集;
审题确认是实像(光屏上能承接)还是虚像(光屏承接不到);注意边界值:u=2f的时候是等大实像;u=f不成像。
57.(25-26八年级上·江苏镇江·期中)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,某实验小组所描绘的图像如图所示。图像中A、B、C三点分别与蜡烛在光具座上移动过程中的三个位置相对应。下列说法中正确的是( )
A.凸透镜的焦距是20cm
B.蜡烛处于A点时,所成像的特点的典型应用是照相机
C.蜡烛从B点移动到C点的过程中,所成的像逐渐变小
D.当蜡烛放在C点时成一个清晰的像,将蜡烛与光屏的位置互换,光屏上不能再次成一个清晰的像
58.(25-26八年级上·江苏无锡·期中)小明和小华在窗边用焦距为10cm的凸透镜贴近报纸看文字,看到了文字的像。在移动凸透镜时,意外发现在报纸上出现了窗外景物的像,如图所示。以下说法错误的是( )
A.看到文字的像时,凸透镜离报纸距离小于10cm
B.看到窗外景物的像时,凸透镜离报纸距离稍大于10cm
C.文字的像是正立的放大虚像,窗外景物的像是倒立放大的实像
D.当凸透镜从贴着报纸到稍微远离报纸过程中,看到文字的像逐渐变大
59.(25-26八年级上·江苏无锡·期中)如图,S为小电珠,它发出的光可看作由一点发出的。S正对圆孔,到孔的距离为2L,透过圆孔的光在后面的光屏上得到一个圆斑,圆斑的直径是圆孔直径的2倍。若在孔上嵌一凸透镜,则光屏上立刻出现一个清晰的亮点,则该透镜的焦距______,(选填“2L”、“L”或者“4L”,下同)圆孔与光屏之间的距离可能为______。
60.(24-25八年级上·江苏扬州·期中)某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离之间关系的图像,由图可知,该凸透镜的焦距是___________;当时,在光屏上能得到一个___________像。在实验过程中,把物体从远处逐渐靠近透镜时,从距凸透镜处移动到处的过程中像的大小如何变化情况___________。
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