八年级物理上册凸透镜成像综合能力题专题含答案.docx

八年级物理上册凸透镜成像综合能力题专题含答案.docx

《八年级物理上册凸透镜成像综合能力题专题含答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《八年级物理上册凸透镜成像综合能力题专题含答案.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

八年级物理上册凸透镜成像综合能力题专题含答案

八年级物理上册凸透镜成像综合能力题专题含答案

学校:

___________姓名：

___________班级：

___________考号：

___________

一、综合题

1．阅读短文，回答问题。

智能手机

智能手机就像个人电脑一样，具有独立的操作系统，独立的运行空间，可以由用户自行安装软件、游戏、导航等程序，并可以通过移动通讯网络来实现无线网络接入。

小明在智能手机上安装了一些应用软件后，打开手机中的GPS定位软件，可以通过卫星精确定位手机所在的位置，可以根据位置的移动进行测速、测距、导航等；手机前后有两个摄像头，后置摄像头内的透镜组合，相当于焦距为2.1mm凸透镜，前置摄像头利用应用软件，可以实现自拍和照镜子的功能。

（1）下列关于手机的说法中，错误的是______；

A．打电话时可通过音色辨别出熟人

B．利用手机软件照镜子，可能看到自己的完整脸蛋是缩小像

C．增大音量是改变了声音的响度

D．卫星是通过超声波对手机进行定位

（2）如图甲生活中常用的二维码，设备扫描二维码后可获取所含的信息。

扫描时，______（选填“黑色”或“白色”）部分反射光较强。

某次扫描时，发现画面中二维码太大而不完整，为了扫描到清晰完整的二维码，可以将手机______（选填“靠近”或“远离”）二维码，二维码到镜头的距离最好大于______mm；

（3）如图乙所示，小明打开手机中的跑步软件记录了一次跑步数据，图中“06'15''”表示时间为6min15s，则小明此次跑步的平均配速为______min/km（平均配速为物体每运动1km需要的时间），他这次运动的路程为______km。

2．阅读解答

菲涅尔透镜

甲图中图1是平凸透镜的截面图，由光学知识可知，平行光由平凸透镜左侧垂直入射，在透镜中传播方向不变，只有经透镜另一侧曲面时才会发生偏折，并会聚于焦点。

若在图2中将平凸透镜阴影部分去掉，保留图中曲面的白色部分并将其向左平移到透镜左侧平面处，即为图3这样的透镜叫做菲涅尔透镜。

菲涅尔透镜与平凸透镜一样，仍能将平行于主光轴的光线会聚于焦点。

与平凸透镜相比，光在菲涅尔透镜中传播时减少了在透镜中直线传播的部分，只保留透镜发生折射的曲面，因此，在节省透镜材料的同时也减少了光在透镜中传播的光能损失。

菲涅尔透镜有着广泛的应用，如图乙所示为手机闪光灯上用到的菲涅尔透镜，从上方俯视，它由数个同心圆纹路的玻璃组成。

（1）根据短文可知，将平凸透镜改进为菲涅尔透镜仍能聚光，是因为______

（2）下面关于菲涅尔透镜的说法，不正确的是______

A．使用菲涅尔透镜的手机，闪光灯部分可以做得更薄

B．与相同直径的平凸透镜相比，光能损失减少

C．菲涅尔透镜是由一圈圈凸透镜和凹透镜组成

D．与相同直径的平凸透镜相比，所用材料减少

（3）如图丙所示，F、OO'分别是菲涅尔透镜的焦点和主光轴，请画出入射光线经过菲涅尔透镜的光路。

______

（4）菲涅尔透镜是聚光太阳能系统中重要的光学部件之一，它能提高太阳能板上单位面积获得的光能.如图丁所示，一太阳能板置于菲涅尔透镜下方的一半焦距处，则与不放置菲涅尔透镜相比，太阳能板上受光照部分的光能提高为原来的几倍？

（不考虑光传播过程中的能量损失）______

3．阅读短文，问答问题

光污染——来自靓丽的玻璃幕墙

小红在自己的日记本上写着以下这段内容：

最近我十分苦恼，因为我家的房子正对着一座新大厦的玻璃幕墙。

有时站在窗前，看到对面玻璃墙就好像平面镜一样。

将同楼居民家的一举一动看得清清楚楚。

玻璃墙的反光也使我苦不堪言，只要是晴天，我的房间就被强烈的光线照得通亮，无法正常休息。

尤其是那种凹形建筑物，其玻璃幕墙在客观上形成一种巨型聚光镜，一个几十甚至几百平方米的凹透镜，其聚光功能是相当可观的，能使局部温度升高，造成火灾隐患。

（1）光照射到光滑的玻璃幕墙上时，会发生_____（选填“镜面”“漫”）反射，物体经过玻璃幕墙反射所成的像是_____（选填“实”或“虚”）像。

（2）文中有一处出现科学性错误，请把错误的句子写在下面的横线上：

_____。

（3）从上文找出一个玻璃幕墙给居民带来的不便或危害的实例_____。

（4）凹形玻璃幕墙会导致对面的建筑物局部温度升高，对光线的作用与_____（选填“太阳灶”或“汽车后视镜”）原理相同；放大镜也能聚光，两者的原理是_____（选填“相同”或“不同”）的，放大镜是利用光的_____（选填“反射”“折射”或“色散”）原理。

（5）如何预防光污染，请你提出一条合理的建议_____。

4．入射光线和出射光线如图所示，可知方框内的光学元件对光有_______作用，请将该元件画在方框内．

________

5．

（1）图中物体长度为cm。

（2）图乙空气中有一束光垂直射向直角形玻璃砖，如图所示，请作出这束光线射入玻璃砖后并从斜边射出的大致方向。

（3）图丙所示，请根据已知光线，完成光路图。

6．为了打赢这场新冠肺炎疫情阻击战，全国人民众志成城，驰援各类物资到疫情灾区，瑞瑞同学利用学过的物理知识，对各类物资进行了硏究：

（一）医用口罩

医用口罩多采用一层或者多层非织造布复合制作而成，而口罩的“心脏”就是熔喷布，它是口罩中间的过滤层，由聚丙烯制造而成，是一种静电纤维；当含有病毒的飞沫靠近熔喷布后，由于______，会被吸附在表面，让病毒无法透过。

（二）酒精

浓度为75%的酒精可以破坏新型冠状病毒的脂质分子包膜，从而可以迅速杀灭病毒。

酒精燃点__________（选填“低”或“高”），容易发生________（选填一种物态变化），使用时要注意避开明火，也不宜大面积喷洒太多酒精，这容易导致空气中的乙醇浓度升高，引起火灾。

（三）红外线测温仪

红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成其工作原理是接收人体的红外线热辐射，通过光学系统聚焦到检测器上，检测器会把辐射功率转换为电信号，在电子屏幕上显示出来。

（1）红外线是_________波中的一种，随着_______升高，物体的红外线热辐射能量越强，从而测温仪可以测出不同人的体温；

（2）“通过光学系统聚焦到检测器上”，由此可推断，光学系统中用到了的光学元件是________。

（四）负压救护车

疑似病人确诊后通过负压救护车送到定点的医院接受治疗。

负压救护车内的负压装置，使车内气压__________（选填“高于”、“等于”或“低于”）车外气压，让空气只能由车外流向车内，再让受污染的空气通过过滤装置过滤，最大限度地减少人员交叉感染的机率。

7．两条光线通过透镜的管路如图所示．

（1）该透镜是__________透镜（选填“凸”、“凹”）．

（2）光线a射向水面．在图中①画出a的反射光线；②大致画出a进入水中的折射光线；③标示出反射角r1和折射角r2．

（3）逐渐往容器中加水，光线a在容器底形成的光斑会____________（选填“左移”、“右移”、“不动”）．

8．运用知识解决问题：

（1）空瓷碗底部有一枚硬币，人眼在图示位置恰好看不到硬币；保持人眼及各物体的位置不变，向碗里缓慢加水，当水面到达一定程度时就会看到整枚硬币，这是因为：

来自硬币的光从水中斜射入空气中时发生折射现象，折射光线向______（选填“法线”或“界面”）偏折，人逆着折射光线看到的其实是硬币位置______（选填“升高”或“降低”）了的______（选填“实“或“虚”）像；

（2）如下图，太阳光与水平面的夹角为50°，护林志原者利用一块平面镜，使此时的太阳光水平射向山洞中的P点，请你通过作图确定平面镜的位置（____），并标出反射角的度数______。

（3）如上图，某天文望远镜由凸透镜L1、L2组成，两透镜的主轴、焦点重合，重合的焦点位于两镜之间。

一束平行于主轴的光射向L1透镜，请画出这束光经过两透镜的光路图______。

9．基础问答、作图和计算

（1）如图所示是现代城市很多路口安装的监控摄像头，它可以拍下违章行驶或发生交通事故时的现场照片。

摄像头的镜头相当于一个______透镜，图中乙和丙是一辆汽车经过路口时与一辆自行车相撞后被先后拍下的两张照片，由图可以看出汽车是逐渐______（选填“靠近”、或“远离”）摄像头；

（2）如下图甲，自行车器组成的“尾灯”是由许多很小的角反射器组成的，角反射器其实就是相互垂直的平面镜，请在图乙中准确画出所给入射光线经两平面镜反射的反射光线并标出入射角的度数；______

（3）请用平面镜成像的特点在下图丙中作出AB经平面镜所成的像

。

______

10．如图所示物体MN放在凸透镜前，0cm处为凸透镜光心，M点发出的光线a平行于主光轴；

（1）凸透镜的焦距为______cm；

（2）画出光线b经光心后的光线（______）；

（3）物体MN经凸透镜成的像相对于物是______（选填“放大”“等大”“缩小”）的；

（4）要使光线a经凸透镜后的光线经过K点，应使凸透镜沿主光轴水平向左还是水平向右移动？

______

参考答案

1．BD白色4.2远离6.2511

【详解】

（1）[1]A．不同人发出声音的音色不同，打电话时可通过音色辨别出对方是谁，故A正确；

B．利用手机照镜子，看到手机上的自己是等大的虚像，故B错误；

C．增大音量是改变了声音的响度，故C正确；

D．卫星是通过电磁波对手机进行定位，故D错误。

故选BD。

（2）[2]当扫描黑白相间的条纹时，黑色条纹吸收所有色光，而白色条纹能够反射所有色光。

[3]凸透镜的焦距为2.1mm，则物体应在其二倍焦距以外，故利用后置摄像头拍照，二维码到镜头的距离最好大于4.2mm，拍照时成在传感器上的是倒立缩小的实像。

[4]根据凸透镜成实像时“物近像远像变大、物远像近像变小”知道，发现画面中二维码太大而不完整，原因是物距太小，所成的像太大，为了扫描到清晰完整的二维码，应增大物距，故可以将手机远离二维码。

（3）[5][6]图中“06'15''”表示时间为6min15s，则小明此次跑步的平均配速为6.25min/km。

其平均速度

总时间

t′＝1h8min45s＝4125s

则他这次运动的路程

s′＝vt′＝

m/s×4125s＝11000m＝11km

2．光线只有经透镜另一侧曲面才会发生偏折，并会聚于焦点C

见解析

【分析】

本题为知识拓展，要在凸透镜特点的基础上进行理解。

【详解】

（1）[1]由图2知，光线从左侧垂直入射，在阴影部分方向不变，经透镜另一侧曲面时才会发生偏折，与平凸透镜一样，即平行于主光轴的光线经过菲涅尔透镜另一侧曲面折射时会发生偏折。

（2）[2]由短文知，光在菲涅尔透镜中传播时减少了在透镜中直线传播的部分，只保留透镜发生折射的曲面，在节省透镜材料的同时也减少了光在透镜中传播的光能损失。

A．光在菲涅尔透镜只保留透镜发生折射的曲面，所以使用菲涅尔透镜的手机，闪光灯部分可以做得更薄，故A正确，不符合题意；

B．与相同直径的平凸透镜相比，减少了在透镜中直线传播的部分，所以光能损失更少，故B正确，不符合题意；

C．由图2和图3可知，菲涅尔透镜，从上方俯视，它由数个同心圆的玻璃组成，它们是一圈圈凸透镜，故C错误，符合题意；

D．因为菲涅尔透镜中减少了在透镜中直线传播的部分，只保留透镜发生折射的曲面，所以节省透镜材料，故D正确，不符合题意。

故选C。

（3）[3]由短文知，菲涅尔透镜与平凸透镜一样，仍能将平行于主光轴的光线会聚于焦点，由此作出折射光线如图所示：

（4）[4]如下图所示，太阳能板置于菲涅尔透镜正后方的一半焦距处，太阳能板受光照部分直径CD是螺纹透镜直径AB的

所以由

可知，太阳能板上受光照部分面积是螺纹透镜面积的不考虑光传播过程中能量的损失即：

两者上的光能是相等的，所以太阳能板上受光照部分的光能提高为原来的4倍。

3．镜面虚一个几十甚至几百平方米的凹透镜房间就被强烈的光线照得通亮，无法正常休息太阳灶不同折射尽量减少用玻璃幕墙

【详解】

（1）[1][2]光线照射到光滑的玻璃幕墙上时，发生的是镜面反射；物体经玻璃幕墙反射后所成的像是虚像。

（2）[3]凹透镜是可以透过光线的，那种凹形建筑物不能透过光线，只能反射光线，是凹面镜。

所以错误的是：

一个几十甚至几百平方米的凹透镜，其聚光功能是相当可观的。

（3）[4]玻璃幕墙对人带来的危害有：

房间被强烈的反射光线照得通亮，无法正常休息。

（4）[5][6][7]太阳灶是把被加热物体放在凹面镜的焦点上，太阳光经凹面镜反射后会聚到焦点，加热物体，而凹形玻璃幕墙会会聚光线，导致对面的建筑物局部温度升高，故其对光线的作用与太阳灶原理相同；放大镜是凸透镜，凸透镜也能聚光，属于光的折射，故两者的原理不同。

（5）[8]玻璃幕墙的表面是比较光滑的，发生镜面反射产生光污染，若采用比较粗糙的建材发生漫反射就不会产生光污染。

4．会聚

【详解】

[1][2]由入射光线和出射光线可知，光学元件对光有会聚作用．因此该元件为凸透镜，如图所示：

5．

（1）3.50；

（2）

；（3）

【详解】

（1）刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表1mm，即刻度尺的分度值为1mm；物体左侧与2.00cm刻度线对齐，右侧与5.5cm刻度线对齐，所以物体的长度为

L=5.50cm-2.00cm=3.50cm

（2）首先光从空气垂直入射到玻璃的表面，所以传播方向不变；然后光从玻璃斜射入空气中，首先过入射点画出法线，然后根据折射角大于入射角，画出折射光线，光路如下图

（3）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点；过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变，光路如下图

6．带电物体能吸引轻小物体低汽化电磁温度凸透镜低于

【详解】

[1]由聚丙烯制造而成，是一种静电纤维，带有电，因为带电体具有吸引轻小物体的能力，所以能吸引病毒的飞沫。

[2]酒精使用时要注意避开明火，所以燃点较低。

[3]酒精吸收空气中的热量，容易发生汽化。

[4]光属于电磁波，红外线也是电磁波的一种。

[5]物体温度越高，辐射出的红外线越强。

[6]“通过光学系统聚焦到检测器上”，即利用凸透镜对光的会聚能力。

[7]车内气压小于外界气压，因为流速大的地方压强小，所以病毒分子不容易扩撒到外界。

7．凹

右移

【解析】

有图可以看出光线经过透镜以后光线远离了透镜的主光轴，即该透镜对光有发散作用，根据透镜对光的作用可知该透镜是凹透镜；

（2）根据反射定律反射角等于入射角过入射点从法线的左侧即可做出反射光线，然后根据折射定律光从空气斜射入水或其他介质时折射角小于入射角，且折射光线和入射光线分别在两种介质，在法线的在两侧即可做出折射光线．反射光线（折射光线）与法线的夹角即反射角（折射角），如下图：

（3）逐渐往容器中加水，水面上升相当于入射点右移，所以光线a在容器底形成的光斑会向右移动．

点睛:

解答此题的关键是要知道光的反射定律的内容和光的折射规律.

8．界面升高虚见详解65°见详解

【详解】

（1）[1]光从水中斜射入空气中时,折射角大于射入角，此时折射光线偏向界面。

[2][3]人逆着折射光线去看银币，此时人眼接收的光线是直线，看到的其实是硬币位置升高以后的虚像。

（2）[4]连接PO，即为反射光线，根据光的反射定律，反射角等于入射角，作反射光线与入射光线夹角的角平分线为法线，利用法线垂直平面镜找平面镜的而位置，如图所示

[5]由图知反射光线与入射光线的夹角为

180°-50°=130°

则反射角等于入射角等于65°。

（3）[6]一束平行于主轴的光经凸透镜折射后过凸透镜的焦点，过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后的光线平行与主光轴，注意题中两个凸透镜的左右焦点重合如图所示

9．凸透镜远离

【详解】

（1）[1]摄像机的镜头与照相机的镜头类似，相当于一个凸透镜，应用凸透镜成实像时，当

成倒立缩小的实像。

[2]由图中乙和丙可知，汽车的像逐渐减小，凸透镜成实像时“物远像近像变小”，说明汽车远离摄像机镜头，像距减小。

（2）[3]如

（2）问乙图，入射光线与竖直位置平面镜的夹角是45°，因为过该入射点的法线与该平面镜垂直，入射角是入射光线与法线的夹角，则根据几何知识可知，该入射角的度数是

90°-45°=45°

根据所给入射光线经两平面镜反射的反射光线的画法：

过入射点垂直于反射面作出法线，再根据反射角等于入射角作出反射光线，注意反射光线到达下面的反射面再次进行反射，而且最后的反射光线与原入射光线平行（方向相反），法线要用虚线，反射光线的作图和要求标注的入射角如图所示

（3）[4]由（3）问图丙，先作出物体AB的端点A、B在平面镜中的对称点

、

，连接

、

点即为物体AB在平面镜中的像，注意辅助线和像用虚线，如图所示

10．3.0

缩小水平向左

【详解】

（1）[1]由图可知，平行于主光轴的光线经凸透镜后过焦点，故凸透镜的焦距为3.0cm。

（2）[2]光线b经光心后的光线传播方向不改变，如图所示：

（3）[3]由图可知，凸透镜的焦距为3.0cm，则物体MN在2倍焦距以外，故成倒立缩小的实像。

（4）[4]要使光线a经凸透镜后的光线经过K点，根据凸透镜成像规律知，应使物距减小，即将凸透镜沿主光轴水平向左移动，如图所示