物理第四章 光的折射 透镜综合与测试习题

这是一份物理第四章 光的折射 透镜综合与测试习题，共14页。试卷主要包含了单选题，填空题，简答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，小聪同学先用图-1装置测出凸透镜的焦距，然后把蜡烛、透镜、光屏的位置如图-2所示放置，在光屏上可成清晰的像。下列说法错误的是（ ）
A．凸透镜的焦距是10.0cm
B．图2中成像特点与照相机成像特点相同
C．将蜡烛和光屏的位置互换一下，不能在光屏上得到一个清晰的像
D．图2中若在凸透镜左侧“戴”上近视镜，屏向右移动才能再次得到清晰的像
2．某物理兴趣小组的同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了物体离凸透镜的距离u跟实像到透镜的距离v之间的关系，如图，则凸透镜的焦距为（ ）
A．60 cm B．45 cm C．30 cm D．15 cm
3．小新看电影时，估计银幕到电影放映机的距离约为15m；银幕上的电影画面宽度约为3m。已知电影放映机所使用的电影胶片中画面的宽度约为10mm。则根据以上数据可知电影放映机镜头的焦距可能为（ ）
A．52mmB．24mmC．49mmD．26mm
4．一个焦距为10cm的凸透镜，当物体从离透镜30cm处逐渐移到离透镜20cm处，则
A．像逐渐变小，像距逐渐变小 B．像逐渐增大，像距逐渐增大
C．像先小后大，像距逐渐增大 D．像逐渐增大，像距逐渐变小
5．如图所示，有一束光斜射入盛水的容器中，在容器底形成一个光斑，保持入射光路不变，慢慢放出容器中的水，下列说法正确的是（ ）
A．光斑向右移动，折射角减小B．光斑保持不动，折射角不变
C．光斑向左移动，折射角增大D．光斑向左移动，折射角不变
6．如图四幅图片中，能正确的表示老花眼矫正的做法的图片是( )
A． B．
C． D．
7．如图所示，将点燃的蜡烛放在距凸透镜20cm处时，在另一侧距凸透镜20cm处的光屏上出现了一个与烛焰等大的清晰像，若保持蜡烛的位置不变，更换一个焦距为15cm的凸透镜，要想在屏上出现清晰像，下列操作可行的是
A．使屏远离透镜B．使屏靠近透镜
C．使屏向上移动D．使屏向下移动
8．如图，将蜡烛放在离凸透镜较近处，移动光屏得到一个放大的图象，若保持凸透镜位置不动，只将蜡烛和光屏位置互换，则（ ）

A．光屏上会出现等大的实像B．光屏上会出现缩小的实像
C．光屏上会出现放大的实像D．光屏上不会出现像
9．如图所示，早期照相馆里摄影师取景时看到的像是倒立的，有几位同学对此现象展开了讨论，下述观点正确的是（ ）
A．将照相机靠近两位照相的人，可以看到两位照相人的全身像
B．调整相机和两位照相人之间的距离，人像变小时，应增大相机镜头和胶片之间的距离
C．要使人像更亮，必须在两位照相的人身后进行“补光”
D．现在的相机利用光学或电子技术，把倒立的像转变成正立的，便于观察
10．我们站在池塘岸边看水中的鱼，看到“鱼”的位置与实际位置是不同的。下列光学示意图中实线画的鱼表示鱼的实际位置，虚线画的“鱼”表示我们看到的鱼的位置，则能正确解释此光学现象的模型是（ ）
A．B．C．D．
11．如图所示，光在玻璃和空气的界面CD，同时发生了反射和折射，以下说法正确的是（ ）
A．入射角为40度，左边是空气B．入射角为50度，右边是空气
C．折射角为20度，右边是玻璃D．折射角为70度，左边是玻璃
12．用三块凸透镜做成像实验，在保持各凸透镜跟烛焰距离相等的条件下，得到的实验结果如下：透镜甲成放大、倒立、实像；透镜乙成缩小、倒立、实像；透镜丙成放大、正立、虚像。由此可知甲、乙、丙三个透镜的焦距关系为（ ）
A．B．
C．D．
13．如图所示，某同学用自制的水凸透镜做凸透镜成像实验，在光屏上得到了清晰的像，关于下列现象分析，正确的是（ ）
A．此时在光屏上得到的是倒立放大的实像
B．如果利用注射器继续向水凸透镜内注水，发现光屏上的像不清晰了，这时将光屏向透镜方向移动，又能得到一个清晰更小的实像
C．如果利用注射器从水凸透镜内抽水，此时保持蜡烛和光屏不变，在水透镜左侧适当位置放置凸透镜可以模拟近视眼的矫正。
D．水凸透镜内有一个小正方形纸片，则在光屏上不会得到蜡烛完整的像
二、填空题
14．小华学习了有关知识后，用焦距一定的照相机对小明同学进行拍照，拍出的底片上的像如图甲所示，现要使底片上的像如图乙所示，则她在按快门拍照之前需要进行两项重要操作：
（1）照相机离小明的距离应________（选填“近”或“远”）一些；
（2）将照相机的镜头________（选填“前伸”或“后缩”）一些．
15．如图所示，烛焰位于凸透镜的主光轴上，凸透镜位置固定，当烛焰位于A点时，它的像在B点；当烛焰位于B点时，它的像在C点，则凸透镜位于________（C的左侧AB之间BC之间 ④A的右侧）
16．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______，折射角是______度．界面的______（选填“上”、“下”、“左”、“右”）侧是空气．
17．学习光的折射时，老师让我们用盛水的玻璃杯来探究光的折射现象。如图所示，在白纸上写两个字母“B”(图甲)，用玻璃杯装半杯水放在白纸前(图乙)，人眼正面观察到位于下方的字母发生了变化，让白纸前后移动，出现图丙和图丁现象，那是因为玻璃杯下半部相当于一个______镜；出现图丙现象时，保持白纸位置不动，让玻璃杯向右侧移动，发现像____________ (选填“向左移动”“向右移动”或“保持不动”)；图丁下方字母“B”成的是______ (选填“实”或“虚” )像，这种成像原理在生活中应用的实例有______(写一种)。
18．星期天，小明约小刚逛公园，在游玩时看见一些现象，他俩从物理角度讨论起了下列问题．
（1）阳光下，小明看见自己在地面上留下了影子，可以用光的____知识来解释．看见公园中红色的花朵，是因为花朵___（填“反射”或“吸收”）红色光的缘故．
（2）来到湖边，小刚看见湖水中的鱼在蓝天白云间游弋，看见的鱼是光的___形成的像．
（3）蜻蜓在平静水面上空飞行，蜻蜓在水中的“倒影”是它的__像（选填“虚”或“实”），蜻蜓距水面lm，他们看到“倒影”紧贴河底，则河底实际深度___（选填“大于”“等于”或“小于”）1m．蜻蜓飞到地面上空却看不到倒影，因为光在水面发生了___反射（选填“漫”或“镜面”）．
19．兴趣小组利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成凸起程度可改变的水透镜．通过注射器向橡皮膜注水或抽水，可以改变水透镜的凸起程度．如图所示，光屏上出现清晰的烛焰像，则该像是倒立、_____的_____像；向左移动蜡烛，保持光屏和水透镜位置不动，为使光屏上出现清晰的像，应通过注射器_____．（选填“注水”或“抽水”）
三、简答题
20．物体AB到透镜的距离为u，像到透镜的距离为v，请你证明像的高度。
21．秋高气爽，天气晴朗，小杰去森林公园玩，看见这样的告示：禁止随地丢弃装水的透明水瓶，以免引起火灾．请根据光学知识解释其中的道理．
22．夏天，在海面上方有时会出现“海市蜃楼”现象，请解释这个现象。
23．实验室有两个透镜，一个是凸透镜，一个是凹透镜．要区别哪一个是凸透镜，哪一个是凹透镜，不准用手摸镜子，也不能使用专门仪器，请你想一个方法区别这两个透镜．
24．小伟奶奶的老花眼镜和小伟妈妈的近视眼镜外观几乎一样，早上起床时，奶奶发现两副眼镜放在了一起，于是叫来小伟帮自己挑眼镜．小伟从物理课本中查到老花眼镜的镜片是凸透镜，近视眼镜的镜片是凹透镜．请你用两种物理方法帮小伟挑选出奶奶的眼镜．
方法一：________．
方法二：________．
参考答案
1．C
【详解】
A．由图1知，刻度尺的分度值为1cm，那么凸透镜的焦距为10.0cm，故A正确，不符合题意；
B．图2中，蜡烛与凸透镜的距离大于二倍焦距，那么在光屏上成的是缩小、倒立的实像，这与照相机成像特点相同，故B正确，不符合题意；
C．将图2中的蜡烛和光屏的位置互换，凸透镜的位置保持不变，在光屏上仍能得到一个清晰的像，因为在光的折射现象中，光路是可逆的，故C错误，符合题意；
D．在凸透镜左侧，即蜡烛和凸透镜之间放一近视镜，蜡烛发出的光会被发散，则通过凸透镜成的像会变远，所以光屏要向右移动才能两次承接到清晰的像。故D正确，不符合题意。
故选C。
2．D
【解析】
试题分析：根据凸透镜成像规律可知，当物距等于二倍距时成倒立等大实像，物距等于像距，都等于二倍焦距．当物距等于二倍距时成倒立等大实像，物距等于像距，都等于二倍焦距．分析图可知物距等于30cm时像距等于30cm，所以二倍焦距等于30cm，则焦距为15cm．A，B，C错误，D正确．
考点：本题考查凸透镜成像规律及其探究实验
点评：解决本题的关键是熟知如何根据凸透镜的物距和像距确定焦距，关键要牢固掌握凸透镜成像规律．
3．C
【详解】
由题意知，电影镜头到银幕的距离，即像距
v=15m=15000mm
由凸透镜成像的规律得
u︰v=10mm︰3000mm，
解得
f≈49mm
故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
4．B
【解析】因为凸透镜的焦距为10cm ,当物体沿主光轴从距透镜30cm处沿主光轴移到距透镜20cm 处时,物体始终在凸透镜的二倍焦距以外,所以此时所成的像始终是倒立缩小的实像,当物距减小时,像距增大,像变大.
所以B选项是正确的.
【点睛】根据凸透镜成像的规律可以知道物体在二倍焦距以外,成倒立缩小的实像,此时,当物距减小,像距增大,像变大。
5．D
【详解】
放出容器中的水，则水面下降，而入射光线传播方向不变，那么折射光线的传播方向不变，即折射角不变，但入射点向左移动，则折射光线在容器底形成的光斑向左移动，故ABC错误，D正确。
故选D。
6．D
【解析】
老花眼即远视眼，是由于晶状体的折射能力弱，近处物体成的像在视网膜的后面，所以看不清近处的物体。
需要配戴凸透镜制成的眼镜厚待矫正，故D图符合题意。
选D。
点睛；重点是近视和远视的成因及矫正方法，近视看不清远处的物体，而远视是看不清近处的物体，据此记住其成因光路图。
7．A
【详解】
根据题意，当物距20cm时，在另一侧距凸透镜20cm处的光屏上可以得到一个与蜡烛等大的像，由凸透镜成像规律知，此时u=v=2f=20cm，则焦距为f=10cm；更换凸透镜焦距为15cm时，15cm＜20cm＜30cm，即蜡烛在凸透镜一倍焦距和二倍焦距之间，此时凸透镜成倒立、放大的实像，像距为v＞2f=30cm，则屏应远离透镜才能出现清晰像．故A正确．
8．B
【详解】
已知2f＞u＞f，由凸透镜成像规律可知，在光屏上能成倒立、放大的实像，此时v＞2f；若保持凸透镜的位置不动，将蜡烛和光屏互换一下位置，则u＞2f，根据光路是可逆的，由凸透镜成像规律可知，成倒立、缩小的实像．故选B．
9．D
【详解】
A．若要照全身相，是要把成的像变小点，要使像变小，则必须使物距变大，所以应增大相机和两位照相人之间的距离，故A错误不符合题意；
B．人像变小时，像距应变小，所以应减小相机镜头和胶片之间的距离，故B错误不符合题意；
C．“补光”可以使照片更亮，但若要在两位照相人身后进行“补光”，则像的背景更亮，而不是人像更亮，故C错误不符合题意；
D．现在的相机是利用光学和电子技术，把倒立的像转变成正立的，使于观察，故D正确符合题意。
10．D
【详解】
人能看到水中的鱼，是因为鱼身上的光斜射向水面，在水面发生折射，折射光线进入眼睛，在此折射过程中，折射角大于入射角，而眼睛逆着折射光线看去，会觉得鱼的位置变浅了。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
11．C
【详解】
结合题意及图示知，反射光线与界面的夹角为40度，则反射角为50度，那么入射角为50度，折射光线与界面的夹角为70度，那么折射角为20度，即折射角小于入射角，所以光是由空气射向玻璃，界面的右边为玻璃，左边为空气，故ABD错误，C正确。
故选C。
12．B
【详解】
在保持各凸透镜跟烛焰距离相等的条件下，说明物距u相等，甲透镜成放大、倒立的实像，说明，所以；乙透镜成缩小、倒立的实像，说明，所以；丙透镜成放大、正立的虚像，说明；所以，。
故选B。
13．B
【详解】
A．由图可知，此时物距大于像距，所以成倒立缩小实像，故A错误；
B．继续向水凸透镜内注水，会使凸透镜的焦距变小，透镜的聚光能力变强，光线会比之前提前会聚，根据凸透镜成像时，物远像近像变小可知，要在光屏上成清晰的像，需要将光屏向透镜方向移动，而且像变小，故B正确；
C．如果利用注射器从水凸透镜内抽水，此时保持蜡烛和光屏不变，抽水后凸透镜的焦距变大，透镜的聚光能力变弱，光线会比之前延后会聚，在水透镜左侧适当位置放置凸透镜可以模拟远视眼的矫正，故C错误；
D．水凸透镜内有一个小正方形纸片，会遮住一部分光线，经过凸透镜折射后仍会在光屏上成像，像仍完整但是会变暗，故D错误。
故选B。
14．远 后缩
【详解】
照相机是利凸透镜成像的原理制成的;由图知,甲的像比乙的像大,根据凸透镜成像的规律,成的像越大,此时的物距越小,像距越远.所以用照相机对小明进行拍照, 照相机离小明的距离应远一些；将照相机的镜头后缩一些．
【点睛】
要解决此题,首先知道照相机是根据凸透镜成像原理制成的，需要掌握凸透镜成像的规律.知道成实像时的动态变化规律是:物近像远像变大,物远像近像变小。
15．④
【解析】
解答：① 当凸透镜在C点左侧时，当物体放在A点，像在B点，物像在凸透镜的同侧成虚像，物距大于像距。当物体放在B点，像在C点，物像在凸透镜的同侧成虚像，物距大于像距。不符合题意。②. 当凸透镜在AB之间时，物像在凸透镜的两侧成实像，如果物体在A点，像在B点，根据光路是可逆的，物体在B点，像一定在A点。不符合题意。③. 当凸透镜在BC之间时，当物体放在A点，像在B点，物像在凸透镜的同侧成虚像，物距大于像距。不符合题意。④. 当凸透镜在A的右侧时，当物体在A点时，物距小于焦距，像在B点。当物体在B点时，物距小于像距，像在C点，两次成的虚像，物距都小于像距，并且物距增大，像距也增大。符合题意。故选④
点睛：根据下面两条结论进行判断：（1）根据光路是可逆的，如果凸透镜在蜡烛和蜡烛像的中间，当蜡烛放在像的位置上，会在蜡烛的位置用光屏承接到像．（2）物距小于焦距，凸透镜成虚像，物像在凸透镜的同侧，物距小于像距，物距增大，像距也增大．
16．CO 30 左
【详解】
[1][2][3]由图可知，CO与PO的夹角为60°，OA与PO的夹角也为60°，OB与ON的夹角为60°，由光的反射定律可知，反射角等于入射角，那么CO与OA应该为反射光线或入射光线，OB为折射光线；由光的折射规律可知，折射光线、入射光线分居法线两侧，OA与OB在同一侧，那么OA不是入射光线，CO才是入射光线；由图中可以看到，OB为折射光线，它的折射角为30°；由于折射角小于入射角，根据光的折射规律可知，光应该是从空气斜射入玻璃，那么界面的左侧是空气．
17．凸透 向左移动 实 照相机
【详解】
[1]由于玻璃杯下半部分，中间厚边缘薄，相当于一个凸透镜，所以人眼观察到位于下方的字母发生了变化；
[2]图丙是一个正立放大的虚像，故物距小于焦距，像距大于物距，且物体、像、凸透镜光心在一条直线上，保持白纸位置不动，让玻璃杯向右侧移动，像会向左移动；
[3]图丁是一个倒立缩小的像，由凸透镜成像规律知，物距大于二倍焦距，图丁下方字母“B”成的是倒立缩小的实像；
[4]这种成倒立缩小实像的原理在生活中应用的实例有照相机等。
18．光的直线传播反射折射虚大于漫
【解析】
【详解】
（1）阳光下，小明看见自己在地面上留下了影子，可以用光的直线传播来解释；看见公园中红色的花朵，是因为花朵反射红色光的缘故；
（2）来到湖边，小刚看见湖水中的鱼在蓝天白云间游弋：看见的鱼是光的折射形成的，看见的蓝天白云是光的反射形成的；
（3）蜻蜓在水中的“倒影”是湖面所成像，根据平面镜成像原理知其为虚像；蜻蜓的像到水面距离等于蜻蜓到水面的距离，而“倒影”紧贴河底，河底实际深度应大于1m，蜻蜓形成的像到水面的距离大于1m；蜻蜓飞到地面上空却看不到倒影是因为地面表面粗糙发生漫反射现象。
故答案为：(1). 光的直线传播 (2). 反射 (3). 折射 (4). 虚 (5). 大于 (6). 漫
【点睛】
此题要求学生熟练掌握光的直线传播、平面镜成像、光的折射等现象原理，并能对实际生活中见到的现象进行辨析，仔细分析题干中的情境并结合物理原理进行分析，透彻理解相关光现象原理是解答此题的基础。
19．放大 实 抽水
【详解】
由图可以知道,物距小于像距,并且能在光屏上成实像,所以物距一定是在一倍焦距到二倍焦距之间,所以成的是倒立、放大的实像;
(2)向左移动蜡烛,即此时的物距变大,像距应该变小,即光屏应该向左移动,才能使得像清晰,但若保持光屏和透镜不变,仍使得像成在光屏上,即需要让凸透镜的会聚能力减弱,即需要让凸透镜变薄,故应该向外抽水.
因此，本题正确答案是:放大;实; 抽水.
20．见解析
【详解】
过凸透镜光心的光线其传播方向不变，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点，两条光线反向延长线的交点即为A的像点，然后做主光轴的垂线即可得出物体AB所成的像，如下图所示：
由图可知
根据相似三角形的特点，可得
OB为物距u，OB’为像距v；AB为物体的高，A’B’为像的高度h2，即
所以
【点睛】
重点是物体成像光路图的作图和物象的大小关系的证明，要注意“凸透镜的三条特殊光线”是完成凸透镜光路图的依据，再利用几何知识进行证明。
21．有水的透明水瓶相当于一个凸透镜，凸透镜能会聚太阳光，当干草或树叶等易燃物处于焦点处时容易着火，引起火灾．
【解析】
【详解】
根据凸透镜对光线的会聚作用解答。
装水的透明水瓶中间厚，边缘薄，相当于一个凸透镜；
凸透镜对光线会聚作用，能将阳光会聚在焦点，使处于焦点的干草或树叶等着火，引起火灾．
22．见解析
【详解】
夏天，空气温度高，海水温度低，导致低空气体密度大于高空气体密度。来自地平线以外远处景物的射向高空的光线，由于空气对光的折射作用，使光线不断向下弯曲，最后射到观察者的眼睛里。观察着逆着入射光线向远处看，就看到了远处高空中的“景物”。
23．把镜片对着太阳光（或光源），在另一侧用白纸相对于镜片前后移动，能看到亮点的是凸透镜，不能看到亮点的是凹透镜
【详解】
区别凸透镜和凹透镜的方法：
阳光聚焦法：把透镜正对着太阳光（或光源），在另一侧用白纸相对于镜片前后移动，能看到亮点的是凸透镜，不能看到亮点的是凹透镜．
放大镜法：把透镜放在报纸的文字上，能起放大作用的是凸透镜，不能起放大作用的是凹透镜．
成实像法：把透镜靠近竖直的墙壁，能在墙壁上出现窗户倒立、缩小的像的是凸透镜，否则是凹透镜．
24．触摸法，用手摸，边缘薄、中间厚的镜片是老花眼镜，边缘厚、中间薄的镜片是近视眼镜。聚光法，把镜片对着太阳光（或光源），在另一侧用白纸相对于镜片前后移动，能看到亮点的是老花眼镜，不能看到亮点的是近视眼镜。
【解析】
【详解】
根据凸透镜和凹透镜的特点可归纳方法如下：
（1）触摸法，用手摸，边缘薄、中间厚的镜片是老花眼镜，边缘厚、中间薄的镜片是近视眼镜。
（2）聚光法，把镜片对着太阳光（或光源），在另一侧用白纸相对于镜片前后移动，能看到亮点的是老花眼镜，不能看到亮点的是近视眼镜。
（3）成实像法，把镜片对着稍远较亮的物体，在另一侧用白纸相对于镜片前后移动，能看到像的是老花眼镜，不能看到像的是近视眼镜。
（4）成虚像法，用镜片很近地观察书上的字，字体放大的是老花眼镜，字体缩小的是近视眼镜。
【点睛】
本题只要对两类透镜的特点了解的全面，就可想出多种办法进行鉴别。