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八年级物理上册第四章光的折射 透镜综合测试
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、在做“探究凸透镜成像规律”的实验中，小敏所在的小组利用如图甲所示的装置。测出凸透镜的焦距，正确安装并调节实验装置后，在光屏上得到一个清晰的像，如图乙所示。下列说法中正确的是（ ）
A．由图甲可知该凸透镜的焦距是40.0cm
B．烛焰在如图乙所示的位置时，成像特点与照相机成像特点相同
C．若烛焰从光具座30.0cm刻线处向远离凸透镜方向移动，烛焰所成的像将逐渐变小
D．烛焰在如图乙所示的位置时，若用黑纸片将凸透镜遮挡一半，这时在光屏上只能成半个烛焰的像
2、下列关于凸透镜成像的说法，正确的是（ ）
A．在照相机中成缩小､正立的实像
B．在校园监控摄像头中成缩小､正立的实像
C．用放大镜观察蚂蚁时，成放大､正立的实像
D．在投影仪中成放大､倒立的实像
3、在探究凸透镜成像规律的实验成像规律中，将蜡烛放在凸透镜前适当位置，调节光屏位置得到凊晰的像。把眼镜片放在烛焰与凸透镜之间，如图所示，屏上的像变得模糊，调节光屏的位置，适当靠近凸透镜，光屏上又可以得到清晰的像，则该镜片（ ）
A．是凹透镜，属近视眼镜 B．是凹透镜，属远视民镜
C．是凸透镜，属近视眼镜 D．是凸透镜，属远视眼镜
4、下列有关光现象的四个情境中，属于光的直线传播的是（ ）
A．蜡烛在平面镜中的像 B．街角处凸面镜扩大视野
C．插入水杯的铅笔好像断了 D．墙上的手影
5、下图是蜡烛通过凸透镜所成像的示意图，此时，蜡烛到凸透镜的距离（ ）
A．u>2f B．f<u<2f C．u=f D．u<f
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，西汉时期的《淮南万毕术》中记载有“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。”请你用学过的光学知识判断“削冰令圆”就是把冰块制成___________镜，若要“火生”应把“艾”放在镜的___________位置。
2、将一个凸透镜正对太阳光，在透镜另一侧15cm处得到一个最小、最亮的光斑。若将一个物体放在此透镜前20cm处，则可在透镜另一侧光屏上得到倒立、______的实像，利用此原理工作的光学仪器是______（填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）。
3、如图（a）所示，在注有清水的试管内留有一个稍大的空气泡，将试管水平固定在白纸上方，并使光线竖直向下照射到试管上，观察试管下方的白纸，发现呈现在白纸上的竟是一条与试管平行的亮线，而在与空气泡相对应的位置上，则是一个橄榄形的黑影如图（b）所示。原来，试管中充满水的部分相当于________透镜，而试管上空气泡所处的位置相当于一个________透镜。如果把白纸从靠近试管向下移动到较远处，亮线的粗细将如何变化________ ？（选填“不变”、“一直变粗”、“一直变细”、“先变粗后变细”或“先变细后变粗”）
4、如图所示，一只烧杯中装有半杯水，放在水平木板AB上，一束光线与水面成角斜射向水面，往杯里加水，则光斑移动的速度______水位上升的速度（选填“>”、“=”或“<”）。在B端下方垫一个小木块C，使木板倾斜一个小的角度，则折射光线______（选填“顺时针方向旋转”、“方向不变”或“逆时针方向旋转”）。
5、小明在探究凸透镜成像特点时，将蜡烛、凸透镜、光屏放置在如图所示位置时，光屏上恰好出现等大的清晰的像，此凸透镜的焦距为___________。当蜡烛被移至刻度处，无论怎样移动光屏，光屏上始终接收不到像，要想观察到像可以从凸透镜的___________（选填“左”或“右”）侧用眼睛观察，生活中的___________是利用这个原理制成的。
三、简答题（5小题，每小题5分，共计25分）
1、2017年12月2日，“无人驾驶”时代临近，智能驾驶公交系统深圳首发式运行。4 辆全电动公交车（如图1），在全程1.2公里的线路运行，车速10~30公里/小时。阿尔法巴智能驾驶公交系统采用的是有条件的自动驾驶，即司机需要坐在驾驶位上，在紧急情况发生时，司机踩下刹车，就可以从自动驾驶模式自动转换为人工驾驶模式。智能驾驶公交车以国产、自主可控的智能驾驶技术为基础，集人工智能、自动控制、视觉计算等众多技术于一体，配有激光雷达，毫米波雷达、摄像头、GPS 天线等设备（如图 2）感知周围环境，能够实时对其他道路使用者和突发状况做出反应，已实现自动驾驶下车辆检测、减速避让、紧急停车、障碍物绕行、变道、自动按站停靠等功能，系统安全性、稳定性已完全符合公交试运行的要求。
请根据题目文字和图片内容，写出涉及的物理现象和对应的物理知识，如：
物理现象：司机踩下刹车；
物理知识：力能改变物体运动状态。
物理现象：__________
物理知识：_____
2、给你一个透镜，问题来了：
（1）你能用什么办法判断它是凸透镜还是凹透镜，写出一种判断方法；
（2）若是一块凸透镜，你怎样测出它的焦距，写出简要的实验步骤．
3、简述如何测量一个凸透镜的焦距。
4、（1）如图所示，光源S发出的一束光经平面镜反射后射入水中（O点为入射点），在容器底形成一光斑P；
①请在图中画出S在平面镜中所成的像；( )
②请在图中画出题目所述现象的入射光线、反射光线以及光线射入水后在容器底形成光斑P的大致光路图；( )
③当容器中的水位下降到A处时，在容器底的光班将______（选填“向左移动”、“静止不动”或“向右移动”）
（2）如图所示，光源M（图中没画出）放在焦距为3cm的凸透镜前，0cm处为凸透镜光心。a、b、c是M发出的三条光线经凸透镜折射后的光线，相交于。
①c经凸透镜折射前的入射光线______（选填“经过”或“不经过”）凸透镜的焦点；
②请在图中画出确定光源M的光路图。( )
5、请你用简洁的语言说明漫画系列图中蕴含的物理知识： ______ 。
。
四、实验探究（5小题，每小题8分，共计40分）
1、如图所示是探究“凸透镜成像规律”的实验装置，透镜固定在光具座的50.0cm刻度处，蜡烛和光屏各位于光具座上0cm和100.0cm刻度处。
（1）实验时，调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度上，使像成在光屏的中央。为了能从不同方向看到光屏上的像，光屏应选用__（选填“光滑”或“粗糙”）的白板；
（2）将蜡烛和光屏以相同大小的速度同时向靠近凸透镜方向移动，当光屏位于70.0cm时恰好在光屏上看到一个清晰的像，则该透镜的焦距是__cm；
（3）实验时，保持凸透镜在光具座上50.0cm刻度线处，将蜡烛移至光具座上10.0cm刻度线处，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像的性质是倒立的、__（选填“放大”“等大”或“缩小”）的实像，__（选填“照相机”、“投影仪”、“放大镜”）就是根据这一原理工作的；此时，将蜡烛和光屏的位置对调，__（选填“向左”“向右”或“不”）移动光屏，会在光屏上得到一个清晰的像；
（4）如果向右移动蜡烛后，不移动光屏，要在光屏上得到清晰的像，应该在蜡烛和光屏之间放上一个__透镜（选填“凸”或“凹”）。
2、小华偶然间整直向下看到放在玻璃砖下面的字发生了错位。
（1）他想光斜射时才发生偏折，才会出现“池底变浅”的现象,那么光在垂直入射时,光线不再偏折,还会有“池底变浅”的现象吗？上述过程在科学探究中做___________（选填“设计实验”“提出问题”或“分析论证”）。
（2）①联想到“平面镜成像”找像位置的方法，于是他按如图所示将玻璃砖紧贴物体摆放在水平桌面上的一张白纸上，标记出物体的位置。按照图乙的方式沿水平方向观察物体（观察盒上的条形码）。当看到物体经玻璃砖成的像时，前后移动小卡片，使小卡片与像在同一个平面上，将小卡片此时的位置标记在白纸上，这样就找到了放置一块玻璃砖时___________的位置。
②随后，他将玻璃砖离开物体向观察者移动一小段距离后进行观察，发现像的位置不变，说明玻璃砖与物体的距离___________影响成像位置（选填“会”或“不会”）。
（3）为了观察不同厚度玻璃的成像情况，他将第二块相同玻璃砖紧贴在第一块后面，如图丙所示，观察并记录像的位置；他再将第三块相同玻璃砖紧贴在前两块后面，如图丁所示，观察并记录像的位置。记录数
①分析图的数据可知，用一块玻璃砖观察时，像与物体的距离是___________cm；
②三次实验都说明了光在垂直入射时，像的位置会___________观察者（选填“靠近”或“远离”）。
（4）从图的实验数据还可以得出：玻璃的厚度越厚，像与物的距离越___________。
（5）从以上探究可知，从竖直方向看到的池底比它的实际位置___________（选填“浅”或“深”）。
3、如图所示，用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）为了使像成在光屏中央，应调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的___________上。
（2）如图所示，当蜡烛距离凸透镜15cm时，移动光屏，可在光屏上找到一个清晰的倒立、___________ （填“放大”“等大”或“缩小”）的实像。在照神相机、投影仪、放大镜中，成像情况与之类似的是___________。
（3）当光屏上成清晰的像时，用白纸遮住凸透镜的上半部分，则烛焰的像亮度将___________。
4、如图甲所示，一束平行光经过一凸透镜，调节光屏的位置直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。小刘同学用此凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，并用烛焰作光源，实验装置如图乙所示。在实验过程中凸透镜位置保持不变，请你根据所学知识完成下列填空。
（1）该凸透镜的焦距为______；
（2）改变蜡烛位置，使其位于20cm刻度线处，再移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的实像，是根据这一原理制成的______（选填“照相机”或“放大镜”或“幻灯机”）；
（3）改变蜡烛，使其位于30cm刻度线处，再移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的倒立、______（选填“放大”或“等大”或“缩小”）的像。
5、物理创新实验小组的同学探究凸透镜成像的规律。
【实验器材】蜡烛、凸透镜、光屏、光具座等
【进行实验与收集证据】
（1）测焦距：如图所示，让凸透镜正对着太阳光，在它的另一侧找到最小最亮的光斑，说明凸透镜对光具有______作用，该凸透镜的焦距为______cm；
（2）组装实验装置：将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上，并对三者进行调节、如图所示，是他们分别调节完的实验装置，其中调节正确的是______装置（填写字母序号），理由是______，使像清晰地星现在光屏的中央；
A． B．
C． D．
（3）设计实验表格：请将表格中①和②的内容补充到横线上：①______②______；
物距u跟焦距f的关系
像的性质
①
大小
②
【分析与论证】略
【拓展】在实验过程中，光屏上呈现了一个清晰的像，此时，某同学将焦距相同、直径更大的凸透镜替换原凸透镜，则光屏上呈现的像比原来的像______（选填“更大”、“更小”或“更亮”）。
-参考答案-
一、单选题
1、C
【详解】
A．由甲图可知该透镜焦距为
40.0cm-30.0cm=10.0cm
故A错误；
B．由图可知，物距处于f和2f之间，凸透镜成倒立放大的实像，是投影仪的成像原理，故B错误；
C．烛焰从光具座30.0cm刻线处向远离凸透镜方向移动，根据物距增大像距减小像变小可知，烛焰所成的像将逐渐变小，故C正确；
D．用黑纸片将凸透镜遮挡一半，透镜的上半部分仍能会聚烛焰发出的光线，成烛焰完整的像，只是像比原来变暗，故D错误。
故选C。
2、D
【详解】
A．在照相机中是成缩小、倒立的实像，不是正立，A错误；
B．在校园监控摄像头中成缩小、倒立的实像，不是正立，B错误；
C．用放大镜观察蚂蚁时，成放大、正立的虚像，不是实像，C错误；
D．在投影仪中成放大､倒立的实像，D正确。
故选D。
3、D
【详解】
由题意知，把眼镜片放在烛焰与凸透镜之间，如图所示，屏上的像变得模糊，调节光屏的位置，适当靠近凸透镜，光屏上又可以得到清晰的像，说明眼镜片对光线有会聚作用，使像呈现在光屏的前侧，所以该镜片是凸透镜，属远视眼镜，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
4、D
【详解】
A．蜡烛在镜中的像属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故A不符合题意；
B．街道拐角处扩大视野应用的是凸面镜，属于光的反射现象，故B不符合题意；
C．插入水杯的铅笔好像断了，是由光的折射形成的，故C不符合题意；
D．手影是由光的直线传播形成的，故D符合题意。
故选D。
5、A
【详解】
根据凸透镜成像规律，当物距大于2倍焦距时，则像在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、缩小的实像。由图可知，蜡烛通过凸透镜所成像为倒立的，且像距在1倍焦距和2倍焦距之间，故物距即蜡烛到凸透镜的距离大于2倍焦距。
故选A。
二、填空题
1、 凸透 焦点
【详解】
[1]削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生，将冰削圆，对着太阳能生火，说明削成的圆冰对火有会聚作用，所以是冰块制成凸透镜。
[2]太阳光都会会聚到凸透镜的焦点位置，要快速生火，需把“艾”放在镜的焦点位置。
2、 放大 投影仪
【详解】
[1][2]把一个凸透镜对准太阳光，可在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑，所以凸透镜的焦距是15cm，若将一个物体放在此透镜前20cm处，物距大于1倍焦距小于2倍焦距，成倒立放大的实像，投影仪根据此原理制成的。
3、 凸 凹 先变细后变粗
【详解】
[1]圆柱型试管充满水的地方，中间比边缘厚，是水凸透镜，凸透镜对光线有会聚的作用，会聚成一条亮线。
[2]由于气泡的存在，气泡周边的水形成中间薄、边缘厚的凹透镜，凹透镜对光线有发散的作。
[3]亮线的位置相当于焦点的位置，如果把白纸从靠近试管向下移动过程中，经过焦点时亮线最细；从焦点处向下继续移动时，亮线变粗，是因为光线继续由焦点的位置向前沿直线传播。
4、 < 方向不变
【详解】
[1]一束光线与水面成角斜射向水面，水位上升的高度等于前后入射点之间的水平距离，水底光斑移动的距离小于前后入射点之间的水平距离，故光斑移动速度小于水位上升的速度。
[2]在B端下方垫一个小木块C，使木板倾斜一个小的角度，水平面没有发生变化，折射光线方向不变。
5、 10.0 左 放大镜
【详解】
[1]蜡烛恰好在光屏上成倒立、等大的像，由图可知，此时
u=v=20.0cm=2f
则f=10.0cm。
[2][3]当蜡烛被移至刻度处，此时物距是7.0cm，物距小于焦距，成的是一个正立、放大的虚像，光屏上始终接收不到像，且像和物在凸透镜的同一侧，因此要想看到这个像，应从凸透镜的左侧透过凸透镜去观察。放大镜的原理是物距小于焦距，成正立放大的虚像，所以放大镜是利用这个原理制成的。
三、简答题
1、 见解析 见解析
【详解】
[1]物理现象：摄像头。
[2]物理知识：凸透镜成像，物距大于2倍焦距，成倒立缩小的实像。
2、见解析所示
（1）①中间比边缘厚的是凸透镜；中间比边缘薄的是凹透镜；②凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散的作用；③凸透镜能作为放大镜使用成放大的像；凹透镜成缩小的像，（2）利用太阳光做入射的平行光，利用凸透镜将其会聚与一点，用刻度尺测出该点到凸透镜的距离即可．
【详解】
(1)透镜正对着太阳光移动，另一侧能得到最小最亮的点说明是凸透镜，出现一个暗圈的是凹透镜；
(2)阳光聚焦法：找一张白纸和一把刻度尺，在太阳光下，移动凸透镜到白纸的距离，使光在白纸上得到一个最小最亮的光点，用刻度尺测出此时光点到凸透镜的距离就是该凸透镜的焦距．
3、见解析
【详解】
方法一：找一张白纸和一把刻度尺，在太阳光下移动凸透镜到白纸的距离，使光在白纸上得到一个最小最亮的光点，用刻度尺测出此时亮点到凸透镜的距离就是该凸透镜的焦距。
方法二：需要一根蜡烛、凸透镜、光屏及光具座；将蜡烛点燃，将这三者都依次放在光具座上，且使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心放在同一高度上，然后移动蜡烛及光屏，直到在光屏上成等大、倒立的烛焰的像时，这时测量蜡烛到凸透镜的距离，然后再除以2，即为凸透镜的焦距。
4、 向右移动 不经过
【详解】
（1）[1]过S点做平面镜的垂线，根据平面镜成像规律等距找出对称点，即为光源S'，如下图所示：
[2][3]连接S'O，与平面镜交于一点O'即入射点，用实线连接 SO’，并标上箭头，即为入射光线，连接O'O，并标上向下的箭头，即为反射光线，过O点水面的垂线，根据空气中的角大，故折射角比较小，故过O点做一条光线，靠近法线，即为折射光线，故如下图所示：
当水面降低到A点时，入射点O右偏，故折射光线右偏，故光斑向右移动。
（2）[4][5]若入射光线经过焦点则折射光线必然平行主光轴，而c不平行主光轴，故c的入射光线不经过焦点；折射光线a经过焦点，则入射光线必然平行主光轴，故过光线a的折射点过主光轴的平行线，即为入射光线，经过光心的光线传播方向不变，故延长光线b，当b与a的入射光线相交于M点，即为光源M，故如下图所示：
。
5、见解析
【详解】
由于光的折射形成虚像，看起来池水变浅
四、实验探究
1、 粗糙 10.0 缩小 照相机 不 凸
【详解】
（1）[1]凹凸不平的表面会把平行的入射光线向着四面八方反射，这种反射叫漫反射。为了从不同方向观察光屏上的像，光屏应选用粗糙的白板。
（2）[2]凸透镜固定在光具座的50.0cm刻度处，蜡烛和光屏各位于光具座上0cm和100.0cm刻度处，将蜡烛和光屏以相同大小的速度同时向靠近凸透镜方向移动，当光屏位于70cm时恰好在光屏上看到一个清晰的像，像距为
v=70.0cm-50.0cm=20.0cm
此时的光屏移动了
l=100.0cm-70.0cm=30.0cm
蜡烛也移动30.0cm，位于30.0cm处，物距为
u1=50.0cm-30.0cm=20.0cm
像距等于物距，则该透镜的焦距为
（3）[3][4]实验时，保持凸透镜在光具座上50.0cm刻度线处，将蜡烛移至光具座上10.0cm刻度线处，此时的物距
u2=50.0cm-10.0cm=40.0cm>2f
移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像的性质是倒立的、缩小的实像，照相机就是根据这一原理工作的。
[5]此时，将蜡烛和光屏的位置对调，根据光路的可逆性，不移动光屏，会在光屏上得到一个清晰的像。
（4）[6]凸透镜成实像时，物距变小，像距变大，如果向右移动蜡烛（物距变小），则像距应变大，若不移动光屏，要在光屏上得到清晰的像，根据凸透镜对光线有会聚作用，故可在烛焰和透镜之间放置一个凸透镜。
2、 提出问题 像 不会 2.13 远离 大 深
【详解】
（1）[1]光在垂直入射时,光线不再偏折,还会有“池底变浅”的现象吗？这是在提出问题，所以该过程在科学探究中属于提出问题。
（2）①[2]当看到物体经玻璃砖成的像时，前后移动小卡片，使小卡片与像在同一个平面上，将小卡片此时的位置标记在白纸上，这样用小卡片的位置代替了像的位置，所以找到了放置一块玻璃砖时像的位置。
②[3]移动玻璃砖，像的位置不变，说明玻璃砖与物体的距离不会影响成像位置。
（3）①[4]由图中的数据可知，用一块玻璃砖观察时，像与物体的距离是2.13cm。
②由三次实验数据可知，光在垂直入射时，像距越来越大，与观察者的距离变大，说明像的位置会远离观察者。
（4）从图示的实验数据还可以得出：随着玻璃砖厚度的增加，像距增加的更多，说明玻璃的厚度越厚，像与物体之间的距离越大。
（5）从以上探究可知，从竖直方向看,由于光不会发生折射，所以看到的池底比它的实际位置深。
3、 主光轴 放大 投影仪 变暗
【详解】
（1）[1]为了使像成在光屏中央，便于观察，应调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上。
（2）[2][3]由图中可知，当蜡烛距离凸透镜15cm时，此时物距大于一倍焦距小于二倍焦距，故此时所成的像为倒立、放大的实像；成像情况与之类似的是投影仪。
（3）[4]用白纸遮住凸透镜的上半部分时，凸透镜的剩余部分对光仍然具有偏折能力，但因遮住了上半部分，故入射光线将减少，因此烛焰的像亮度将变暗。
4、 10.0 照相机 等大
【详解】
（1）[1]该光斑到凸透镜的距离就是凸透镜的焦距，故由图甲可知，该凸透镜的焦距为10.0cm。
（2）[2]由题意可知，此时物距为30cm，大于二倍焦距，所成的像为倒立、缩小的实像，根据这一原理制成的是照相机。
（3）[3]当蜡烛位于30cm刻度线处时，此时物距等于二倍焦距，由凸透镜成像的规律可知，此时所成的像是倒立、等大的实像。
5、 会聚 5 D 烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度 虚或实 倒立或正立 更亮
【详解】
（1）[1]测焦距：如图所示，让凸透镜正对着太阳光，在它的另一侧找到最小最亮的光斑，太阳光折射后比折射前更集中，说明凸透镜对光具有会聚作用。
[2]光斑的位置即为焦点的位置，焦点到光心的距离为焦距，故该凸透镜的焦距为5cm。
（2）[3][4]为了能使像始终成在光屏的中央，实验前，应该将将烛焰、凸透镜和光屏三者中心大致调节在同一高度上，故ABC错误，故D正确。
故选D。
（3）[5][6]由凸透镜成像规律得，像有实像和虚像之分，像有放大和缩小之分，像有倒立和正立之分。设计实验表格：请将表格中①和②的内容补充到横线上：①虚或实②倒立或正立。
[7]某同学将焦距相同、凸透镜的折光能力没变，物距不变，成像的位置不会变，像的大小不变，但直径更大的凸透镜替换原凸透镜，折射后的成像光线比原来多，则光屏上呈现的像比原来的像更亮。
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