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八年级物理上册第四章光的折射 透镜同步测试
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。
第I卷（选择题 15分）
一、单选题（5小题，每小题3分，共计15分）
1、关于图中“凸透镜成像规律”的实验，下列说法正确的是（ ）
A．图中蜡烛到凸透镜的距离为（为焦距）
B．图中凸透镜成像规律与投影仪的成像原理相同
C．图中光路图说明光在不同介质间传播的方向一定改变
D．从不同方向能看清光屏上的像，是因为光在光屏上发生了漫反射
2、光学知识在我们的生活、学习中有着广泛应用。下列说法中（ ）
①近视镜是凸透镜，利用了凸透镜对光有会聚作用
②照相时，被照者应位于镜头二倍焦距以外
③放大镜能放大地图，利用了光通过凸透镜能成正立、放大的实像的原理
④阳光下绿树的影子是光沿直线传播形成的
A．只有①④正确 B．只有②④正确 C．只有②③正确 D．只有①③正确
3、做凸透镜成像实验时，将光具座上的蜡烛、凸透镜、光屏如图放置，光屏上呈现清晰的像。下列说法正确的是（ ）
A．屏上的像是倒立放大的
B．该凸透镜的焦距可能是8cm
C．先向右移动光屏，再移动凸透镜到某位置一定能在光屏上看到清晰的像
D．只将蜡烛向左移动一段距离，放上远视眼镜可在屏上再次看到清晰的像
4、小晨在做探究凸透镜成像规律的实验，如图所示，点为一倍焦距处，点为二倍焦距处。下列说法错误的是（ ）
A．为使像成在光屏的中央，应将蜡烛向上移动
B．烛焰位于A点时，成放大的实像
C．烛焰位于B点时，光屏承接不到像
D．烛焰从A点移到B点的过程中时，光屏上始终出现放大的像
5、在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当点燃的蜡烛、凸透镜及光屏处于如图所示的位置时，在光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法中正确的是（ ）
A．图中成像特点与照相机的成像特点相同
B．该凸透镜的焦距范围为10cm＜f＜15cm
C．透镜不动，蜡烛从刻度为30cm处移动到5cm处的过程中，像一直变小
D．实验过程中，如果用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分，则光屏上的像是不完整的，且变暗
第Ⅱ卷（非选择题 85分）
二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）
1、如图所示，一束与水面成30°角的光从空气斜射到水面上发生反射和折射，若反射光线与折射光线的夹角为83°，则折射角的大小为______。人站在岸边看见的水中物体其实在物体实际位置的______（选填“上方”“原位置”或“下方”）。
2、当光从一种透明介质射入另一种透明介质中时，传播方向______发生偏折（选填“不一定”或“一定”）。如图所示，是光在玻璃和空气两种透明介质中传播时发生的现象，则入射角为______，折射角为______，的______方是空气（选填“上”或“下”）。
3、如图所示，这是光在空气和玻璃两种介质中传播时同时发生反射和折射的光路图，其中入射角的大小是______，折射光线是______。
4、 “天宫课堂”第一课正式开讲。如图所示为字航员王亚平带来的水球成像实验，我们可以看到字航员透过水球成两个像，若想要较大的、倒立的像变小一点，则宇航员应______（选填“靠近”成“远离”）水球。
5、如图所示，两束光线经过一个透镜后相交于主光轴上的A点，取走透镜后，光线相交于B点，则该透镜为______透镜；若入射光线射向光心，则该光线通过透镜将会______（选填“偏折”或“不偏折”）。
三、简答题（5小题，每小题5分，共计25分）
1、请你用简洁的语言说明漫画系列图中蕴含的物理知识： ______ 。
。
2、篝火晚会上小强发现，隔着燃烧的火堆看对面的同学或其它物体，看到他们在晃动，他以为自己的眼睛花了，他将眼睛闭上一会儿，再认真去看，还是感觉到他们在晃动，小明百思不得其解，请你帮他解释这一现象的原因？
3、小军制作了一个焦距可调节的水透镜：如图甲所示，在一个圆环支架上安装一个进出水口，在圆环支架的两侧密封上透明的橡皮膜，用注射器通过软管连接进出水口向圆环与橡皮膜所围成的空间内注水，使其呈中间厚边缘薄的形状，便制成了一个焦距可调节的水透镜，如图乙所示。当向水透镜中增加水量时，水透镜凸起程度增加，其焦距变小；当从水透镜中抽出少量的水时，水透镜凸起程度减小，其焦距变大。
小军将制好的水透镜、蜡烛和光屏安装在水平光具座上，点燃蜡烛并调节烛焰中心、水透镜中心和光屏中心在同一高度，之后将水透镜的位置固定，调节蜡烛和光屏的位置，在光屏上观察到与烛焰等大的清晰的像，如图所示。
在水透镜中水量适当增加后，仅通过左右移动蜡烛或仅通过左右移动光屏的方法，光屏上仍能呈现出烛焰清晰的像。请对上述调节中使光屏上仍能成烛焰清晰像的所有可能的成像情景，分别说明应将蜡烛或光屏向哪个方向调节。
4、在森林里，我们不能随意丢弃装有水的饮料瓶，否则容易引发火灾，这是为什么？试用物理知识解释不能这样做的理由。
5、读取体温计的示数时，沿着图中所示的B方向观察易于读数，请解释其中的道理。
四、实验探究（5小题，每小题8分，共计40分）
1、小明在科技书上利用凸透镜制作一个照相机，他找到了一个凸透镜和一些器材，首先在实验室探究凸透镜成像的规律，部分操作如下：
（1）实验前先调节烛焰、___________、光屏的中心在同一水平直线上；
（2）当蜡烛到凸透镜距离为20cm时，能在光屏上呈现等大的像，则该凸透镜焦距f=_________cm；
（3）小明将蜡烛移动到距离凸透镜30cm处，调节光屏的位置，光屏上能呈现清晰倒立缩小的___________（选填“实”或“虚”）像；
（4）小明用一个凸透镜制成照相机的镜头，能在底片上呈现清晰的近处景物的像，而远处景物的像却相当模糊，小明找来了家中废弃的眼镜镜片放在自制照相机镜头前，发现远处景物的像也变得清晰了，则该镜片属于___________（选填“近视”或“远视”）眼镜；取走镜片，他________（选填“增大”或“减小”）相机镜头与底片的距离也能使远处景物的像变得清晰。
2、晓雯探究凸透镜的成像规律时进行了如下操作并得到了相关结论。
（1）当蜡烛、凸透镜、光屏三者的位置如图甲所示时，观察到光屏上呈现清晰的像，则该凸透镜的焦距为______cm。
（2）晓雯做了4次实验，所得实验数据如下表所示。请将所缺的实验数据和像的性质补充完整。
实验序号
物距u/cm
像距v/cm
像的性质
1
40
13
①______
2
20
20
②______
3
③______
40
倒立、放大的实像
4
6
无
正立、放大的虚像
（3）晓雯做第2次实验时，凸透镜上落了一只小虫，则光屏上所成的烛焰的像为______（选填“完整的像”或“不完整的像”）。
（4）晓雯做第3次实验时，由于实验时间较长，蜡烛燃烧变短，烛焰的像成在光屏的______半部分。如果想让像成在光屏中央，可以将凸透镜向______移动。（均选填“上”或“下”）
（5）若将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间，光屏上的像变模糊了；将光屏向左移动，光屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜片是______（选填“近视”或“远视”）眼镜的镜片。
（6）另一小组实验时对图中的装置进行了改进，将蜡烛换成带有“F”字样的LED灯，在光屏上贴上方格纸，如图乙所示。请写出改进后的优点______（一条即可）。
3、在“探究凸透镜成像特点”的实验中，将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处不动，移动蜡烛和光屏至如图所示位置时，光屏上承接到清晰的像。
（1）该凸透镜的焦距为__cm；
（2）将近视眼镜的镜片放在蜡烛和透镜之间适当位置，此时应将光屏向__（选填“左”或“右”）移动，才能再次承接到清晰的像；
（3）取走近视眼镜片，将蜡烛移到40cm刻度线上时，此时凸透镜的这一成像规律是生活中__（选填“照相机”、“投影仪”“放大镜”）的成像原理，此时观察到的像是__（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的。
4、在研究凸透镜及其成像规律的实验中。
（1）小明通过图甲的实验操作，确定了该凸透镜的焦距是______。实验时，把凸透镜固定在光具座50cm刻度线处；
（2）小明将蜡烛、凸透镜和光屏按图示位置放置时，光屏上恰能呈现烛焰倒立、______的清晰实像，此时光在光屏上发生______反射；如果透镜上有一只小虫在爬动，则光屏上像的大小将______（选填“变大”“变小”或“不变”）；
（3）若将蜡烛向右移动一小段距离，则应将光屏向______（选填“左”或“右”）移动适当距离，可再在光屏上成清晰的像；或在蜡烛和透镜之间放置一个合适的______（选填“凸透镜”或“凹透镜”），光屏上的像又变清晰。
5、小雯将水充入一个透明塑料模具，制成“水凸透镜”，并用此装置探究凸透镜成像规律。
①将蜡烛置于光具座上，并让烛焰中心、透镜光心和光屏中心处于同一高度，蜡烛如图甲所示位置放置时，光屏上恰好呈现清晰的像，此时光屏上呈现的是___________（选填“放大”或“缩小”）的实像，这与生活中___________（选填“放大镜”“照相机”或“投影仪）原理相同；
②保持图甲中各物体位置不变，缓慢向透镜中注水，如图乙所示，凸透镜厚度增加焦距变小，光屏上的像逐渐模糊，为使像变清晰，应___________（选填“向左”或“向右）移动光屏。
-参考答案-
一、单选题
1、D
【详解】
A．如图物距大于像距，则物距在两倍焦距开外，故A错误；
B．物距在两倍焦距开外，成的是倒立的缩小的实像，与照相机成像原理相同，故B错误；
C．图中光路图说明光在不同介质间传播的方向不一定改变，因为通过光心的传播方向不变，故C错误；
D．从不同方向能看清光屏上的像，光屏比较粗糙，在光屏上发生了漫反射，故D正确。
故选D。
2、B
【详解】
①近视眼的晶状体曲度变大，会聚能力增强，即折光能力增强，成像于视网膜前，应佩戴发散的凹透镜，使光线推迟会聚，故①错误；
②照相机照相的原理是物距大于2倍焦距，成倒立缩小的实像，所以照相时应该站在镜头的二倍焦距以外，故②正确；
③利用放大镜看地图时，物体在焦点之内，物距小于1倍焦距，成正立放大的虚像，故③错误；
④阳光下绿树的影子是光在同种均匀介质中沿直线传播形成的，故④正确。
故选B。
3、C
【详解】
A．图中物距大于像距，由凸透镜成像规律可知成倒立缩小的实像，故A错误；
B．此时物距为
50.0cm-25.0cm=25.0cm
此时
u>2f
即
25.0cm>2f①
像距
v=67.0cm-50.0cm=17.0cm
此时
2f>v>f
即
2f>17.0cm>f②
由①②得
8.5cm<f<12.5cm
该凸透镜的焦距不可能是8cm，故B错误；
C．凸透镜成实像时，物近像远像变大，向右移动光屏，像距变大，应该减小物距，才能成清晰的像，再向左移动凸透镜到某位置一定能在光屏上看到清晰的像，故C正确；
D．凸透镜成实像时，物远像近像变小，只将蜡烛向左移动一段距离，物距变大，像距变小，像成在光屏的前面，远视眼镜是凸透镜，对光有会聚作用，放上远视眼镜使像更靠近凸透镜，不能在屏上再次看到清晰的像，故D错误。
故选C。
4、D
【详解】
A．由图可知，像在光屏的上方，为使像成在光屏的中央，即像要向下移动，根据过光心的光线不改变传播方向可知，应将蜡烛向上移动，故A正确，不符合题意；
B．烛焰放在A点上
2f＞u＞f
成倒立、放大的实像，故B正确，不符合题意；
C．由图可知，把烛焰放在B点上
u＜f
成正立、放大的虚像，光屏承接不到像，故C正确，不符合题意；
D．烛焰从A点移到B点的过程中，在F点左侧，根据“物近像远像变大”，在光屏上所成的像变大；但过F点后，因物距小于一倍焦距，成正立、放大的虚像，光屏承接不到像，故D错误，符合题意。
故选D。
5、C
【详解】
A．图中，物距比较小，像距比较大，物距小于像距，故成的是倒立的放大的实像，此原理应用于投影仪，故A错误；
B．根据图可知，物距在一倍焦距和两倍焦距之间，像距在两倍的焦距开外，故可以列等式
该凸透镜的焦距范围为
故B错误；
C．透镜不动，蜡烛从刻度为30cm处移动到5cm处的过程中，物距变大，像一直变小，故C正确；
D．实验过程中，如果用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分，烛焰的全部光线会经过凸透镜下部分，故仍然能够成完整的像，由于射到透镜的光线减少，所以像变暗。故D错误。
故选C。
二、填空题
1、 37° 上方
【详解】
[1]由题意知，入射光线与液面成30°角，则入射角为
i=90°-30°=60°
根据光的反射定律可知，反射角等于入射角，入射角为60°，则反射角也为60°，反射光线与折射光线的夹角为83°，则折射角
β=180°-60°-83°=37°
[2]在岸上看水中的物体，水中物体反射的光线射向空气中时，在水面处发生折射，折射角大于入射角，人逆着折射光线看到的是物体的虚像，位置比物体的实际位置浅，在物体实际位置的上方。
2、 不一定 上
【详解】
[1]当光从一种透明介质垂直射入另一种透明介质中时，传播方向不发生改变，故当光从一种透明介质射入另一种透明介质中时，传播方向不一定发生偏折。
[2][3]如图是光在玻璃和空气两种透明介质中传播时发生的现象，BO为入射光线，根据
可知
根据反射角等于入射角，故可知OA为反射光线，OC为折射光线，MN为反射面，MN为法线。入射光线与法线的夹角叫入射角。如图所示，入射光线与镜面的夹角是，故入射角为
折射光线与法线的夹角叫折射角，折射角为。
[4]根据折射规律，因折射角小于入射角，故光从空气斜射入玻璃中，的上方是空气。
3、 60° OC
【详解】
[1][2]由图可知，，所以
同理
根据反射角等于入射角，所以NN′为法线，MM′为界面，而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，BO为入射光线，入射角
4、远离
【详解】
较大的、倒立的像是其中水凸透镜形成的，根据凸透镜成像规律，要像变小，则像距变小，物距变大，故宇航员应远离水球。
5、 凹 不偏折
【详解】
[1]两束光线经过一个透镜后相交于主光轴上的A点，取走透镜后，光线相交于B点，表明此透镜对有发散作用，故选择的透镜为凹透镜。
[2]根据凹透镜三条特殊光线，过心的光线传播方向不变，所以该光线通过透镜将会不偏折。
三、简答题
1、见解析
【详解】
由于光的折射形成虚像，看起来池水变浅
2、见解析
【详解】
篝火燃烧时，上方空气密度不均匀，光在疏密不同的介质中传播时，会发生折射（或者说光线发生了弯曲），因此人眼看对面的同学或其它物体在晃动。
3、向水透镜中注水时，水透镜的焦距变小，若不改变蜡烛和水透镜的位置，光屏应向左移动；若不改变光屏和水透镜的位置，蜡烛向右移动。
【详解】
物距大于二倍焦距时，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立缩小的实像；物距等于二倍焦距时，像距等于二倍焦距，成倒立等大的实像；物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，像距大于二倍焦距，成倒立放大的实像。由物近像远像变大的规律可知，向水透镜中注水时，水透镜的焦距变小，若不改变蜡烛和水透镜的位置，光屏应向左移动；若不改变光屏和水透镜的位置，蜡烛向右移动。
4、见解析
【详解】
装有水的矿泉水瓶中间厚边缘薄，相当于一个凸透镜，凸透镜对光有会聚作用，如果热量集中，会造成树叶燃烧，容易引发森林火灾，所以我们不能随意丢弃装有水的矿泉水瓶。
5、见解析
【详解】
沿B方向读数，此时体温计相当于凸透镜，形成水银柱放大的虚像，便于读数。
四、实验探究
1、 凸透镜 10 实 近视 减小
【详解】
（1）[1]由图可知，光具座上依次摆放蜡烛、凸透镜和光屏，为使凸透镜所成的像在光屏的中央，实验前要将烛焰、凸透镜、光屏的中心调整到同一水平线上。
（2）当凸透镜成等大的实像时，像和物体都位于凸透镜的二倍焦距的位置上，则凸透镜的焦距
（3）[3]当物距为30cm时，蜡烛位于凸透镜的二倍焦距以外，由凸透镜成像规律可知，光屏上应成倒立缩小的实像。
（4）[4][5]近处的景物能在底片上成清晰的像，远处的景物通过镜头成像，相当于增加了物距，此时清晰的像在底片的前面，则应减小像距才能在底片上成清晰的像，即减小相机镜头与底片的距离；若像距不变，也可以在镜头前放置一个对光具有发散作用的透镜，让光推迟会聚到底片上成清晰的像。近视眼镜是凹透镜，对光具有发散作用，远视眼镜是凸透镜，对光具有会聚作用，因此应在镜头前放近视眼镜片。
2、 10.0 倒立缩小的实像 倒立等大的实像 13 完整的像 上 下 远视 实验现象更明显，便于观察（合理即可）
【详解】
（1）[1]当蜡烛、凸透镜、光屏三者的位置如图甲所示时，观察到光屏上呈现清晰的像，由图可知，物距为
像距为
此时物距和像距相等，由此可知此时物距、像距、焦距存在如下关系
则凸透镜的焦距为
（2）[2]第一组实验中，物距为40cm，像距为13cm，即物距大于二倍焦距，像距位于一倍焦距二倍焦距之间，根据凸透镜成像的规律可知，此时像的性质是倒立、缩小的实像。
[3]第二组实验中，物距等于像距等于20cm，则有物距等于像距等于二倍焦距，根据凸透镜成像的规律可知，此时像的性质是倒立、等大的实像。
[4]根据凸透镜成像中光路的可逆性可知，第三组实验中像距为40cm，与第一组实验的物距相等，由此可知第三组实验中的物距与第一组实验中的像距是相等的，即第三组实验中的物距为13cm。
（3）[5]凸透镜上落了一只小虫，会影响像的明暗程度，但不会影响像的完整性。故光屏上所成的烛焰的像为完整的像。
（4）[6][7]第3次实验时，由于实验时间较长，蜡烛燃烧变短，蜡烛的烛焰的中心下移了，由于烛焰中心、凸透镜的光心和烛焰中心的像三者在同一直线上，故左边的烛焰中心下移，凸透镜的光心不变，要想三者依然在同一直线上，烛焰的像只能向上半部分移动。如果想让像成在光屏中央，需要将凸透镜的光心向下移动。
（5）[8]若将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间，光屏上的像变模糊了，此时物距没有变，将光屏向左移动，光屏上再次呈现清晰的像，则像距变短了，说明焦距变短了，焦距变短的原因是透镜的折光能力变强了，所以放置的镜片是凸透镜，所以是远视镜片。
（6）[9]另一小组实验时对图中的装置进行了改进，将蜡烛换成带有“F”字样的LED灯，在光屏上贴上方格纸，改进后的实验现象更明显，便于观察像的性质。
3、 15.0 右 放大镜 放大
【详解】
（1）[1]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30.0cm时，像距等于30.0cm，所以二倍焦距等于30.0cm，则焦距为15.0cm。
（2）[2]将近视眼镜的镜片放在蜡烛和透镜之间适当位置，此镜片对光线起到发散的作用，则所成的像会远离凸透镜，所以此时应将光屏向右移动，才能再次承接到清晰的像。
（3）[3][4]将蜡烛移到40cm刻度线上
u′=50cm-40cm=10cm<f
凸透镜成正立、放大的虚像，应用于放大镜。
4、 15.0cm 缩小 漫 不变 右 凸透镜
【详解】
（1）[1]平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，由图可知，凸透镜的焦距是15.0cm。
（2）[2]由图可知，物距为40cm，物距大于二倍焦距，凸透镜成倒立、缩小的实像。
[3]能够从不同方向看到光屏上的像，所以光在光屏上发生了漫反射。
[4]凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，小虫落在透镜上后，整个物体发出的光虽有一小部分被挡住，但总会有一部分光遥过凸透镜而会聚成像，因此，像与原来相同，大小不变。
（3）[5][6]若将蜡烛向右移动一小段距离，物距减小，凸透镜成实像时，物近像远像变大，所以需要将光屏远离凸透镜，才能重新在光屏上得到清晰的像，即将光屏向右移动，或者在蜡烛与透镜之间放一个凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用，使光线提前会聚，光屏上的像又变清晰。
5、 放大 投影仪 向左
【详解】
①[1][2]由图甲可知，物距小于像距，根据凸透镜成像的规律，故此时光屏上呈现的是倒立放大的实像，生活中的投影仪就是利用的该原理。
②[3]缓慢向透镜中注水，凸透镜厚度增加焦距变小，凸透镜对光的会聚本领增强，像距变小，故为使像变清晰，应向左移动光屏。
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