第四章 光的折射 透镜单元检测
一、单选题(共24分)
1．(本题2分)某物理兴趣小组在“探究凸透镜成像规律”的实验过程中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v和物体到凸透镜的距离u之间关系的图象，如图所示，下列分析判断正确的是（ ）
A．实验中所使用的的凸透镜焦距为16cm
B．物体放在A点对应的位置上，成缩小倒立的实像
C．物体放在C点对应的位置，放大倒立的实像
D．物体从A点移到C点的过程中，所成的像逐渐变小
【答案】D
【详解】A．物距等于像距等于16cm时，此时凸透镜成倒立、等大的实像，物距等于两倍焦距，所以焦距为8cm，故A错误；B．物体放在A点对应的位置上，此时物距小于像距，成倒立放大实像，故B错误；C．物体放在C点对应的位置，物距大于像距，成倒立缩小实像，故C错误；D．物体从A点移到C点的过程中，物距增大，像距减小，像变小，故D正确。故选D。
2．(本题2分)从水面上看到水中的石子时，图中光路正确的是（ ）
A． B．C． D．
【答案】C
【详解】石子反射的光从水中斜射入空气时，在水与空气的交界面上发生折射，进入空气中的折射光线向水面偏折，而我们认为光是沿直线传播的，我们看到的石子位置在折射光线的反向延长线上，像的位置比实际位置偏高，故ABD错误，C正确。故选C。
3．(本题2分)鸟儿白天会将玻璃幕墙看成蓝天白云，黄昏会透过玻璃看到明亮室内的绿色植物，导致其贸然飞往撞击受伤，鸟儿在如图所示位置所见情景，是因为在玻璃与空气分界面处分别发生（ ）
A．光的反射，光的折射
B．光的折射，光的反射
C．光的反射，光的直线传播
D．光的直线传播，光的折射
【答案】A
【详解】鸟儿白天将玻璃幕墙看成蓝天白云，相当于平面镜成像，是光的反射现象；黄昏透过玻璃看到明亮室内的绿色植物，植物反射光透过玻璃，是光的折射现象，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
4．(本题2分)礼让斑马线，文明伴我行。随着“礼让斑马线”新交规实施以来，全国各地都在加大对机动车违章行驶的监控力度，如图所示是某重要交通路口安装的监控摄像头，拍下的礼让行人照片，下列说法正确的是（ ）
A．汽车的后视镜中形成的像是实像
B．监控摄像头成像的原理与照相机的成像原理相同
C．照片中斑马线上的行人是缩小的虚像
D．照片中车的外观很清晰，但几乎看不见车内的人，这是因为车内没有光
【答案】B
【详解】A．汽车后视镜使用的是凸面镜，形成的像是虚像，故A错误；B．监控摄像头的镜头和照相机的镜头都相当于一个凸透镜，物距都大于二倍焦距，成的是倒立缩小的实像，成像原理是相同的，故B正确；C．照片是摄像头拍到的，因为监控摄像头的镜头相当于一个凸透镜，根据凸透镜的成像原理可得，照片中斑马线上的行人是缩小的实像，故C错误；D．观察照片发现，几乎看不见车内的人，是因为车内的人反射的光很弱，摄像头几乎无法成像，而不是因为车内没有光。故D错误。故选B。
5．(本题2分)如图所示，是创新小组的同学们自制的照相机。在较暗的教室内，让凸透镜对着明亮的室外，拉动纸筒，在半透明膜上可看到室外实验楼清晰的像，若想在半透明膜上成实验楼更大清晰的像，下列做法正确的是（ ）
A．相机向前移，纸筒向前伸 B．相机向后移，纸筒向后缩
C．相机不移动，纸筒向后缩 D．相机和纸筒的位置均不变
【答案】A
【详解】A．相机向前移，物距减小，根据凸透镜成像规律可知，像距会变大，像也变大，所以纸筒向前伸来增大像距，则可在半透明膜上成更大的清晰的像，故A正确；B．相机向后移，物距增大，根据凸透镜成像规律可知，像将变小，故B错误；C．相机不移动，物距不变，所像距也不会变，所以纸筒向后缩不能得到更大清晰的像，故C错误；D．相机和纸筒的位置均不变，像的大小不会发生变化，故D错误。故选A。
6．(本题2分)如图所示是一种常见的投射灯，它的成像镜头可简化为一一个凸透镜，能把投影片ab投射到地面，下图中能正确反映其成像原理的示意图是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【详解】由图结合题意可知，灯内部较小的投影片在地面成倒立、放大的实像，根据凸透镜成像规律可知，此时投影片位于凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，其实像在凸透镜另一侧二倍焦距之外，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。
7．(本题2分)如图，一柱形玻璃容器里盛有适量的水，静置在水平桌面上的规则木板AB上，一束光线竖直向下照射在水面上，若在A端下方垫一个小正方体C，使木板倾斜适当的角度后（水未溢出），则（ ）
A．反射光线将沿逆时针方向适当旋转 B．反射光线将沿顺时针方向适当旋转
C．折射光线将沿逆时针方向适当旋转 D．反射和折射光线的方向都不会旋转
【答案】D
【详解】在A端下方垫一个正方体C，使木板倾斜一个小的角度，但水面总是水平的，所以入射光线与水面垂直，故反射光线和折射光线的方向都不变，故D符合题意。故选D。
8．(本题2分)在天宫课堂中，航天员王亚平将空气注入水球，形成的气泡球与水球的球心都在O点。一束光线从空气射入水球的光路如图所示，其中球心O与入射点的连线为法线。则进入气泡球的折射光线可能为（ ）
A．① B．② C．③ D．④
【答案】A
【详解】
如图所示，连接O2与O，即为第二次折射的法线；B．从水中斜射入空气，会发生偏折，而②是传播方向不变，故B不符合题意；C．从水中斜射入空气，折射角大于入射角，故C不符合题意；D．根据折射光线与入射光线分居法线两侧，故D不符合题意；A．综上所述，只有①满足折射光线与入射光线分居法线两侧，且折射角大于入射角，故A符合题意。故选A。
9．(本题2分)某校新建成一个喷水池，在池底的中央安装一只射灯。池内无水时，射灯发出的一束光照在池壁上，在S点形成一个亮斑，如图所示。往池内注水，水面升至a位置时，站在池旁的人看到亮斑的位置在P点；如果水面升至b位置时，人看到亮斑的位置在Q点，则（ ）
A．P点在S点的上方，Q点在S点的上方
B．P点在S点的下方，Q点在S点的上方
C．P点在S点的上方，Q点在S点的下方
D．P点在S点的下方，Q点在S点的下方
【答案】B
【详解】往池内注水，水面升至a位置时，射灯发出的发生折射，根据折射角大于入射角画出折射光线，P点如下图所示：
水面上升至b位置时，光在水中沿直线传播，经水池侧壁反射后，光线从水中斜射向空气中，折射角大于入射角，折射光线远离法线，如图所示，我们在上方看起来，光斑的虚像在Q点，即Q在S的上方。故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。
10．(本题2分)在玻璃杯（其厚度不计）的杯底放一枚硬币。装满水后将杯子端到眼睛的高度，再慢慢下移。当杯子下移到某一位置时，如图所示，可以看到大小不同的“两枚硬币”。关于这个现象说法正确的是（ ）
A．看到水中的“小硬币”，是光从空气射向水时发生了折射
B．“小硬币”是物体成的实像
C．“大、小硬币”都是虚像
D．看到的“大硬币”是由光的反射形成的放大实像
【答案】C
【详解】装满水的玻璃杯相当于凸透镜，当杯子下移到某一位置时，因为硬币在凸透镜的一倍焦距以内，硬币反射的光经玻璃杯的折射进入人眼，人眼看到了玻璃杯成的正立、放大的虚像；水中的硬币反射的光从水中斜射向空气时，在水面处发生折射，折射角大于入射角，折射光线偏离法线，折射光恰好能进入人眼，人眼看到了位置偏浅的硬币的虚像。综上所述，看到水中的“小硬币”，是光从水中斜射向空气时，在水面处发生折射，“大、小硬币”都是虚像，看到的“大硬币”是由光的折射形成的正立、放大的虚像。故选C。
11．(本题2分)在探究凸透镜成像规律的实验中，小欢同学将点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置时，恰好在凸透镜后30cm处的光屏上出现一个与蜡烛等大倒立的像：若将此蜡烛移至凸透镜前12cm处时，则（ ）
A．光屏上出现倒立放大的实像
B．光屏上出现倒立缩小的实像
C．无论怎样移动光屏，光屏上均不会出现实像
D．将光屏远离凸透镜方向移动一段距离，光屏上才会出现倒立放大的实像
【答案】C
【详解】距离凸透镜30cm的光屏上得到一个清晰的与物体等大的像，所以v=30cm=2f则f=15cm若现将物体移至透镜前12cm处时，此时物距u=12cm则物距应小于焦距，成正立、放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上，故光屏上不会出现像，故ABD不符合题意，C符合题意．
12．(本题2分)为了模拟探究显微镜的工作原理，小明在白纸上画上红色箭头，放在高约为15mm的透明塑料盒下方，在盒的上方滴上一滴水，如图甲所示，通过水滴（相当于凸透镜）可看到位于水滴下方红色箭头放大的像；将一个焦距为30cm的凸透镜放在水滴正上方，如图乙所示，保持凸透镜水平，调整凸透镜与水滴之间的距离，会看到箭头更大的像。关于该实验，下列说法中正确的是（ ）
A．水滴模拟显微镜的目镜 B．箭头通过水滴成放大的实像
C．水滴上方的凸透镜模拟显微镜的物镜 D．水滴上方的凸透镜和投影仪成像特点相同
【答案】B
【详解】AC．由乙图知水滴是靠近物体的透镜，所以水滴模拟显微镜的物镜，水滴上方的凸透镜靠近眼睛透镜模拟显微镜的目镜，故AC错误；B．水滴模拟显微镜的物镜，物体位于显微镜的物镜的一倍焦距和两倍焦距之间，所以箭头通过水滴成放大的实像，故B正确； D． 透过水滴上方的凸透镜模拟显微镜的目镜会看到箭头更大的像，通过目镜成的是虚像，投影仪成像是实像，故D错误。故选B。
二、填空题(共37分)
13．(本题4分)小芳照镜子时看不到自己的全身像，于是她后退了几步，在后退的过程中：
（1）小芳在平面镜中所成像的大小______，像与小芳的距离_____（选填“变小”、“不变”或“变大”）；
（2）小芳发现平面镜中的像变模糊了，戴上近视眼镜后像又变的清晰，近视镜为______（选填“凸透镜”或“凹透镜”），这是利用近视眼镜对光有_______作用（选填“会聚”或“发散”），使眼睛中的像再一次移到视网膜上．
【答案】 不变 变大 凹透镜 发散
【详解】（1）根据平面镜成像特点可知物与像大小相等，物与像到平面镜距离相等，当小芳后退了几步时像与小芳的距离变大；
（2）根据透镜的应用可知近视眼镜为凹透镜，对光线有发散作用．
14．(本题3分)如图所示，将一个透镜正对太阳，其下方20cm处的白纸呈现出一个较小的光斑，这个现象提示我们：该透镜对光有______作用；是一个______（填“凸透镜”或“凹透镜”）。若将该透镜向纸面再靠近一小段距离的过程中，光斑一直变小，由此可以判断该透镜的焦距一定______（填“大于”、“等于”或“小于”）20cm。
【答案】 会聚 凸透镜 小于
【详解】[1]太阳光经过透镜后形成光斑，说明该透镜对光线有会聚作用。
[2]凸透镜对光线有会聚作用，因此该透镜为凸透镜。
[3]太阳光通过凸透镜，会在焦点处形成一个最小最亮的光斑，若将该透镜向纸面再靠近一小段距离的过程中，光斑一直变小，则说明此时透镜与纸面的距离大于焦距，故可判断该透镜的焦距小于20cm。
15．(本题2分)据央视报道：今年国庆期间，九寨沟景区旅游人数创震后新高，为配合疫情防控，景区每天限制人流在2.5万人左右，如图所示是游客拍摄的图片，看到水中的树枝是光的______现象，看到水中的树枝比其实际位置要______（选填“偏低”或“偏高”）。
【答案】 折射 偏高
【分析】光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时，就会出现光的折射现象。
【详解】[1]树枝反射的光线由水中进入空气时，在水面上发生折射。
[2]折射角大于入射角，折射光线进入眼睛，而眼睛是逆着折射光线的方向看去，就会觉得树枝变浅了，这实际上看到的是偏高的树枝的虚像。
16．(本题3分)一物体放在焦距为10厘米的凸透镜前，在凸透镜另一侧的光屏上成一个_______（选填“正”或“倒”）立放大的实像，物体离透镜的距离是_____，像离透镜的距离是____（后面两空选填“10厘米~20厘米”、“大于20厘米”或“小于10厘米”）。
【答案】 实 10厘米~20厘米 大于20厘米
【详解】[1]由题知，凸透镜的焦距为10厘米，物体和像在凸透镜的两侧，因此在凸透镜另一侧的光屏上成一个放大的像，光屏上所成的像一定为倒立的实像。
[2][3]由凸透镜成倒立、放大实像的条件可知，物距处于f和2f之间，即物体离透镜的距离在10厘米~20厘米之间，像距大于2f，即像离透镜的距离大于20厘米。
17．(本题4分)如图所示，有一束光线从空气射入某种透明介质，在分界面处发生反射和折射，其中AE⊥CG，∠4=∠5，则_______为入射光线，_______为折射光线，_______为界面，空气在界面的_______侧。(填“上”“下”“左”或“右”侧)
【答案】 BH HF AE 下
【详解】[1][2][3][4]根据光反射时反射角等于入射角，及∠4=∠5可知，AE为反射界面，CG为法线，再根据折射光线与入射光线分别位于法线两侧可知，BH为入射光线，HF为折射光线，根据折射角小于入射角可知，空气在界面的下侧。
18．(本题3分)如图所示，电子蜡烛的“烛焰”通过凸透镜在光屏上成一个清晰___________立的实像。利用这一成像规律可制成___________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”），若保持蜡烛和光屏的位置不变，仅将凸透镜更换成另一个焦距相同、尺寸更大的凸透镜，此时光屏上像的大小与原来的像对比应___________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】 倒 照相机 不变
【详解】[1][2]由图可知，物距大于像距，即电子蜡烛位于凸透镜的二倍焦距之外，凸透镜成倒立、缩小的实像，照相机的成像原理与之相同。
[3]凸透镜成像性质是由物距所决定的，实验中保持蜡烛和光屏的位置不变，仅更换焦距相同、尺寸更大的凸透镜，相当于物距大小不变，此时光屏上所成像的大小不变。
19．(本题3分)如图甲所示的碗中，起初看起来是空的，当慢慢往碗中倒水后，就会发现碗中还藏着一枚硬币（如图乙所示）。前者看不到硬币，是因为光的______，后者看到硬币，是因为光从______（填“空气射入水”或“水射入空气”）中发生折射，他看到的是硬币的______（选填“虚”或“实”）像。
【答案】 直线传播 水射入空气 虚
【详解】[1]前者看不到硬币，是由于光沿直线传播时碗壁挡住了硬币的反射光线。
[2][3]当水倒到一定高度后，看到了硬币，产生这种现象的原因是由于从硬币发出的漫反射光从水中斜射入空气发生折射，折射光线远离法线向下偏折，当光线射入人眼，人凭光沿直线传播的感觉，认为硬币在折射光线的反向延长线上，其实人看到的是硬币的虚像，比实际的位置要高，这是光的折射现象。
20．(本题2分)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”）。
【答案】 < 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。
21．(本题4分)小明为探究近视眼和远视眼的成因，利用如图器材制成液体透镜。当蜡烛和光屏相距时，成______等大清晰的像；当烛焰距透镜处，移动光屏至距透镜处，光屏成清晰的实像，______（填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”）就是应用这原理制成的，若将物体由距凸透镜处匀速移动到处，所用的时间为，则像移动的平均速度是______cm/s。将烛焰移至距透镜处，光屏上得清晰的实像，用注射器向橡皮膜注水，改变液体透镜的凸起程度，发现光屏上的烛焰像模糊了，若把蜡烛逐渐靠近凸透镜时，光屏上的像又清晰了，此现象说明了______（选填“近视”或“远视”）眼的成因。
【答案】 倒立 幻灯机 5 近视
【详解】[1]当蜡烛和光屏相距时，成等大清晰的像，根据凸透镜的成像规律可知，像是倒立的。
[2]当烛焰距透镜处，移动光屏至距透镜处，由于物距小于像距，成的是倒立、放大的实像，其应用是幻灯机。
[3]根据折射光路是可逆的，物距为60cm时，像距为20cm。由题当物距等于30cm时，像距也等于30cm。故若将物体由距凸透镜处匀速移动到处，则像由距透镜20cm移至30cm处，即像距移动的距离为，所以像的移动速度为
[4]将烛焰移至距透镜处，光屏上得清晰的实像，用注射器向橡皮膜注水，液体透镜的凸起程度变大，焦距变小，会聚能力变大，像会成在光屏的前方；把蜡烛逐渐靠近凸透镜时，物距减小，像距变大，则光屏上的像又清晰了，此现象说明了近视眼的成因。
三、作图题(共6分)
22．(本题2分)一束光射向三棱镜并穿过三棱镜。画出这束光进入玻璃和离开玻璃后的光线（保留作图痕迹）。
【答案】
【详解】光由空气斜射入玻璃，折射角小于入射角，因此折射光线应向法线靠拢；再次折射时，光由玻璃斜射入空气，折射角大于入射角，因此折射光线远离法线射出。如图所示：
23．(本题2分)根据凹透镜的性质，完成图的光路图。
【答案】
【详解】延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴；过光心的光线传播方向不改变，由此作图。如图所示
。
24．(本题2分)如图所示，MN为凸透镜的主光轴，A为蜡烛，A′为蜡烛在光屏上所成的像，根据透镜成像规律画出凸透镜及其焦点的位置。
【答案】
【详解】通过光心的光线传播方向不变，连接蜡烛A和像A′即为过光心的光线，与主光轴的交点即为凸透镜的位置。从蜡烛A做一条平行主光轴的光，经凸透镜折射后过焦点，且在A′处会聚成像。如图所示
四、实验题(共30分)
25．(本题10分)小明用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）实验前，小明先想办法测凸透镜的焦距，如图甲，他将凸透镜____太阳光，在透镜下方，________地放上白纸，测出透镜与白纸间距s与对应的白纸被烤焦的时间t，绘出图像，如图乙，则判断该透镜的焦距f为____cm；
（2）实验时，小明调整蜡烛、凸透镜和光屏高度时，应____（选填“点燃”“不点燃”）蜡烛；
（3）如图丙，将蜡烛移至45cm刻度处时，从凸透镜右侧通过凸透镜可以看到烛焰的____（选填“虚”或“实”）像；该实验现象可以说明_____的成像特点（选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”）；
（4）小明在实验过程中不断移动烛焰位置，观察到如图丁中①至⑥的六种烛焰清晰的像，请按蜡烛到凸透镜距离由远到近所得到的6个像进行排序，正确顺序为________；
（5）实验中，燃烧的蜡烛在不断缩短，会导致光屏上的像向____（选填“上”或“下”）移动；
（6）小明想利用LED发光字母来探究凸透镜成像时上下、左右的位置关系，图戊中的4个字母适合做LED光源的有____个；
（7）若按如图己所示的方式，将透镜切开，只保留白色部分，再将白色部分往中间凑紧，重新组成一个“透镜”进行实验，则在光屏上可以呈现____个像（光屏足够大）。
【答案】 正对 平行 12 点燃 虚 放大镜 ②①③⑤⑥④ 上 1 4
【详解】（1）[1][2][3]测凸透镜的焦距应该将凸透镜正对着太阳光，在透镜下方平行地放上白纸；由图乙可知，当透镜与白纸间距s=12cm时，白纸被烤焦的时间t=4min，所用的时间最短，说明太阳光经过凸透镜会聚后该点的温度最高，这个点就是凸透镜的焦点，则测出透镜与白纸距离即为焦距f=12cm。
（2）[4]根据凸透镜成像规律中实验的要求，必须让三者中心放在同一高度上，使其成像在光屏的中心；只有先将蜡烛点燃，才可以确定烛焰的中心，所以点燃蜡烛应在调整高度之前。
（3）[5][6]蜡烛移至45cm刻度线处时，物距为
u
（5）[8]实验过程中，蜡烛燃烧变短，根据“过光心的光线其传播方向不变”可知，像会向光屏的上方移动。
（6）[9]探究凸透镜成像上下左右位置关系应该让发光体本身上下左右是不同的，即上下和左右是不对称的，所以适合做光源是“”，有个。
（7）[10]因为凸透镜中间厚，边缘薄，切去部分后相当于四个透镜，光心位置改变了，上面的像下移，下面的像上移，左面的像向右移动，右面的像向左移动，错位将成四个像。
26．(本题13分)小明用凸透镜、蜡烛、光屏和刻度尺等器材，探究凸透镜成像的规律。
（1）测量焦距：如图所示让一束平行光经过凸透镜，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。此现象说明了凸透镜对光具有______作用，并可得出此透镜的焦距为______cm；
（2）如图所示，把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛，将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调到______；
（3）当蜡烛距凸透镜25cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰的倒立、______（选填“放大”或“缩小”）的______（选填“实”或“虚”）像，依据此原理，人们制成的光学仪器是______；
（4）将蜡烛向凸透镜靠近，移动到某一位置时，无论怎样移动光屏，都不能在光屏上成像，原因是______；
（5）小明在图所示位置得到一个清晰的像。老师要求他在凸透镜不动的情况下，让在光屏上的实像变大些，小明应当把蜡烛向______（选填“远离”或“靠近”）透镜方向移动，同时把光屏向______（选填“远离”或“靠近”）透镜方向移动；
（6）小明把爷爷的老花眼镜放在凸透镜与蜡烛之间，发现光屏上的像变得模糊不清，她应当向______（选填“远离”或“靠近”）透镜的方向移动光屏，可再次得到清晰的像；
（7）实验一段时间蜡烛变短，要使烛焰像仍然成在光屏的中心，应将光屏向______移动；
（8）一位同学如图所示的装置进行实验，先用焦距为20cm的凸透镜甲进行实验，在屏上得到了清晰的缩小的实像A，接下来改用焦距为10cm的凸透镜乙继续进行实验，如不改变发光体和凸透镜的位置，要在光屏上成清晰的像B，光屏应该向______（选填“左”或“右”）移动，像B与像A比较______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】 会聚 10.0 同一高度 缩小 实 照相机 物距小于一倍焦距 靠近 远离 靠近 上 左 变小
【详解】（1）[1][2]由图中可知，平行光线经凸透镜折射后会聚成点，说明凸透镜对光有会聚作用，由图中可知，该透镜的焦距为40.0cm-30.0cm=10.0cm
（2）[3]实验时，要将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调到同一高度，目的是为了使像成在光屏中央。
（3）[4][5][6]由题意可知，此时物距大于二倍焦距，故可知此时所成的像为倒立、缩小的实像，根据此原理制成的光学仪器是照相机。
（4）[7]将蜡烛向凸透镜靠近，移动到某一位置时，无论怎样移动光屏，都不能在光屏上成像，原因可能是此时蜡烛与凸透镜之间的距离小于一倍焦距，此时所成像为虚像，故不能用光屏接收。
（5）[8][9]由“物近像远像变大”的规律可知，要使光屏上的实像变大些，应减小物距，同时增大像距，即应把蜡烛向靠近凸透镜的方向移动，同时把光屏向远离凸透镜的方向移动。
（6）[10]因老花镜对光有会聚作用，故将老花镜放在凸透镜与蜡烛之间后，光线会聚点向光屏左侧移动，此时应当向靠近透镜的方向移动光屏，可再次得到清晰的像。
（7）[11]实验一段时间后，蜡烛由于燃烧变短，故烛焰将向下移动，经凸透镜折射后，烛焰的像将成在光屏上部，要使烛焰的像仍然成在光屏的中心，应将光屏向上移动。
（8）[12]凸透镜的焦距越小，对光的偏折能力越强，故将凸透镜甲换成凸透镜乙后，如不改变发光体和凸透镜的位置，此时光线会聚点将向光屏左侧移动，要在光屏上成清晰的像B，光屏应该向左移动。
[13]由题意可知，用凸透镜甲进行实验时，像距大于用凸透镜乙进行实验时的像距，由“物近像远像变大”的规律可知，物距相同时，凸透镜的焦距越大，像距越大，像越大，故可知像A较大，像B与像A比较，将变小。
27．(本题7分)小明利用如图装置探究光的折射规律，塑料板由E、F两部分组成，F部分可绕接缝MOM向后翻折，塑料板上有刻度，在塑料板上安装一支可在塑料板平面内自由移动的激光笔，下方容器中可装水，NQ是法线所在位置。
（1）小明将一束激光贴着塑料板E沿AO射至P点，在容器底部形成一个光斑，向容器内慢慢注水，容器底部光斑的位置将 _____（选填“向左移动”、“向右移动”或“不动”），这说明光从空气斜射入水中时，传播方向 _____（选填“会”或“不会”）发生偏折。当入射光线AO沿板E靠近法线时，反射光线会 _____法线（选填“靠近”“远离”）；
（2）小明发现光在水面处同时发生折射和反射现象。当入射光线沿AO射向水面时，小明将板F向后翻折，这样做是为了验证 _____；
（3）小明移动激光笔，使入射角为60°，测得折射角为40°。由此就得出“光发生折射时，折射角小于入射角”的结论。同组的小刚认为不妥，原因是 _____；
（4）下表是小明的实验数据，分析数据你能得出：光在反射时，反射角 _____入射角；入射角增大，折射角 _____；
实验次数 入射角 反射角 折射角
1 20° 20° 10°
2 40° 40° 30°
3 60° 60° 40°
（5）当入射光线AO垂直水面入射时，折射角是 _____度，小明此时没有发现反射光原因是 _____。
【答案】 向左移动 会 靠近 反射光线、入射光线和法线在同一平面内 一次实验得到的结论具有偶然性 等于 增大 0 反射光线与入射光线重合
【详解】（1）[1][2]光从空气斜射入水或其它透明介质时，折射角小于入射角；小明将一束激光射至P点，形成一个光斑，向水槽内慢慢注水，光线在水面处发生折射，水槽底部光斑的位置将向左移动，水逐渐增多时，光到水面的入射点向左移，但入射角不变，那么折射角不变，折射到容器底部的光斑也向左移动。这说明光从空气斜射入水中时，传播方向会发生偏折。
[3]当入射光线AO沿板E靠近法线时，入射角减小，因反射角等于入射角，则反射角也减小，即反射光线会靠近法线。
（2）[4]将板F向后翻折，则承接入射光线的塑料板E与塑料板F不在同一平面内，发现F板上无反射光束呈现，说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
（3）[5]因为一次实验得到的结论具有偶然性，所以不能只由一组数据就得出结论，应改变入射角的度数进行多次实验，所以小明的做法不妥。
（4）[6][7]分析表格中数据，可得出，每组对应的反射角等于入射角，折射角都小于入射角。所以：光在反射时，反射角等于入射角；光的折射现象中，入射角增大，折射角增大。
（5）[8][9]当光沿着NO方向射入时会沿ON方向射出，此时光线垂直入射不改变传播方向，则此时入射角和折射角都等于0，因为反射光线与入射光线重合，所以没有发现反射光线。
五、综合题(共12分)
28．(本题12分)阅读下列短文，完成下列小题的填空：
人类的眼睛很像一架照相机，眼睛与照相机的不同之处是：人的眼睛是通过调节晶状体的弯曲程度，改变晶状体的焦距来获得清晰的实像，如图所示；普通照相机是在物距确定的情况下通过改变像距使像变得清晰。由眼睛的调节作用所能看清楚的最远点，叫远点，正常眼的远点在极远处；眼睛所能看清楚的最近点，叫近点，正常眼的近点约距眼睛10cm。眼睛是人体的重要器官，长时间的用眼，如看书、看电视、计算机，都可以引起眼睛的疲劳，连续看书或屏幕一小时以上应让眼睛休息一下，休息的较好方法是看看远处或看看绿色的植物或花朵。看物体时间较长也不易感到疲劳的距离叫明视距离，正常眼的明视距离为25cm。
据调查，我国低视力近千万人，尤其是在儿童及青少年当中，患病率极高。全国学生体质健康调研最新数据表明，我国小学生近视眼发病率为22.78%，中学生为55.22%，高中生为70.34%。更令人震惊的是，有份调查报告称，因高度近视导致盲者已达30多万人。预防近视，珍爱双眼，注意用眼卫生，青少年要从我做起。
（1）人的眼睛是通过调节晶状体的______，改变晶状体的焦距来获得清晰倒立、______的实像；
（2）普通照相机是在物距确定的情况下通过改变______使像变得清晰。人眼之所以能看清各种物体是因为这些物体表面能将光线通过_____（选填“镜面反射”或“漫反射”）进入人眼后在视网膜成像的缘故；
（3）①近视眼看远处物体时，物体的像落在人眼视网膜的______（选填“前方”或“后面”），需要配凹透镜矫正；
②阅读短文材料，你认为人的正常眼睛的观察范围是______（填以下选项）。
A．0~10cm B．10cm~极远处 C．0~25cm D．10cm~25cm
【答案】 弯曲程度 缩小 像距 漫反射 前方 B
【详解】（1）[1][2]人类的眼睛很像一架照相机，人的眼睛是通过调节晶状体的弯曲程度，改变晶状体的焦距来获得清晰的倒立、缩小的实像；人的眼睛是通过改变晶状体的弯曲程度获得清晰的像，相当于改变透镜的焦距。
（2）[3]由短文可知，普通照相机是在物距确定的情况下通过改变像距使像变得清晰。
[4]漫反射的光可以射向各个方向，因此，人眼之所以能看清各种物体是因为这些物体表面能将光线通过漫反射进入人眼后在视网膜成像的缘故。
（3）①[5]近视眼的成因是晶状体的焦距变小，会聚能力变强，像呈在了视网膜的前方，需要佩戴凹透镜矫正。
②[6]正常眼的远点在极远处，正常眼的近点约距眼睛。因此，人的正常眼睛的观察范围是10cm~极远处。故ACD不符合题意，B符合题意。故B符合题意。第四章 光的折射 透镜单元检测
一、单选题(共24分)
1．(本题2分)某物理兴趣小组在“探究凸透镜成像规律”的实验过程中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v和物体到凸透镜的距离u之间关系的图象，如图所示，下列分析判断正确的是（ ）
A．实验中所使用的的凸透镜焦距为16cm
B．物体放在A点对应的位置上，成缩小倒立的实像
C．物体放在C点对应的位置，放大倒立的实像
D．物体从A点移到C点的过程中，所成的像逐渐变小
2．(本题2分)从水面上看到水中的石子时，图中光路正确的是（ ）
A．B．C． D．
3．(本题2分)鸟儿白天会将玻璃幕墙看成蓝天白云，黄昏会透过玻璃看到明亮室内的绿色植物，导致其贸然飞往撞击受伤，鸟儿在如图所示位置所见情景，是因为在玻璃与空气分界面处分别发生（ ）
A．光的反射，光的折射
B．光的折射，光的反射
C．光的反射，光的直线传播
D．光的直线传播，光的折射
4．(本题2分)礼让斑马线，文明伴我行。随着“礼让斑马线”新交规实施以来，全国各地都在加大对机动车违章行驶的监控力度，如图所示是某重要交通路口安装的监控摄像头，拍下的礼让行人照片，下列说法正确的是（ ）
A．汽车的后视镜中形成的像是实像
B．监控摄像头成像的原理与照相机的成像原理相同
C．照片中斑马线上的行人是缩小的虚像
D．照片中车的外观很清晰，但几乎看不见车内的人，这是因为车内没有光
5．(本题2分)如图所示，是创新小组的同学们自制的照相机。在较暗的教室内，让凸透镜对着明亮的室外，拉动纸筒，在半透明膜上可看到室外实验楼清晰的像，若想在半透明膜上成实验楼更大清晰的像，下列做法正确的是（ ）
A．相机向前移，纸筒向前伸 B．相机向后移，纸筒向后缩
C．相机不移动，纸筒向后缩 D．相机和纸筒的位置均不变
6．(本题2分)如图所示是一种常见的投射灯，它的成像镜头可简化为一一个凸透镜，能把投影片ab投射到地面，下图中能正确反映其成像原理的示意图是（ ）
A．B．
C．D．
7．(本题2分)如图，一柱形玻璃容器里盛有适量的水，静置在水平桌面上的规则木板AB上，一束光线竖直向下照射在水面上，若在A端下方垫一个小正方体C，使木板倾斜适当的角度后（水未溢出），则（ ）
A．反射光线将沿逆时针方向适当旋转 B．反射光线将沿顺时针方向适当旋转
C．折射光线将沿逆时针方向适当旋转 D．反射和折射光线的方向都不会旋转
8．(本题2分)在天宫课堂中，航天员王亚平将空气注入水球，形成的气泡球与水球的球心都在O点。一束光线从空气射入水球的光路如图所示，其中球心O与入射点的连线为法线。则进入气泡球的折射光线可能为（ ）
A．① B．② C．③ D．④
9．(本题2分)某校新建成一个喷水池，在池底的中央安装一只射灯。池内无水时，射灯发出的一束光照在池壁上，在S点形成一个亮斑，如图所示。往池内注水，水面升至a位置时，站在池旁的人看到亮斑的位置在P点；如果水面升至b位置时，人看到亮斑的位置在Q点，则（ ）
A．P点在S点的上方，Q点在S点的上方B．P点在S点的下方，Q点在S点的上方
C．P点在S点的上方，Q点在S点的下方D．P点在S点的下方，Q点在S点的下方
10．(本题2分)在玻璃杯（其厚度不计）的杯底放一枚硬币。装满水后将杯子端到眼睛的高度，再慢慢下移。当杯子下移到某一位置时，如图所示，可以看到大小不同的“两枚硬币”。关于这个现象说法正确的是（ ）
A．看到水中的“小硬币”，是光从空气射向水时发生了折射
B．“小硬币”是物体成的实像
C．“大、小硬币”都是虚像
D．看到的“大硬币”是由光的反射形成的放大实像
11．(本题2分)在探究凸透镜成像规律的实验中，小欢同学将点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置时，恰好在凸透镜后30cm处的光屏上出现一个与蜡烛等大倒立的像：若将此蜡烛移至凸透镜前12cm处时，则（ ）
A．光屏上出现倒立放大的实像
B．光屏上出现倒立缩小的实像
C．无论怎样移动光屏，光屏上均不会出现实像
D．将光屏远离凸透镜方向移动一段距离，光屏上才会出现倒立放大的实像
12．(本题2分)为了模拟探究显微镜的工作原理，小明在白纸上画上红色箭头，放在高约为15mm的透明塑料盒下方，在盒的上方滴上一滴水，如图甲所示，通过水滴（相当于凸透镜）可看到位于水滴下方红色箭头放大的像；将一个焦距为30cm的凸透镜放在水滴正上方，如图乙所示，保持凸透镜水平，调整凸透镜与水滴之间的距离，会看到箭头更大的像。关于该实验，下列说法中正确的是（ ）
A．水滴模拟显微镜的目镜 B．箭头通过水滴成放大的实像
C．水滴上方的凸透镜模拟显微镜的物镜 D．水滴上方的凸透镜和投影仪成像特点相同
二、填空题(共37分)
13．(本题4分)小芳照镜子时看不到自己的全身像，于是她后退了几步，在后退的过程中：
（1）小芳在平面镜中所成像的大小______，像与小芳的距离_____（选填“变小”、“不变”或“变大”）；
（2）小芳发现平面镜中的像变模糊了，戴上近视眼镜后像又变的清晰，近视镜为______（选填“凸透镜”或“凹透镜”），这是利用近视眼镜对光有_______作用（选填“会聚”或“发散”），使眼睛中的像再一次移到视网膜上．
14．(本题3分)如图所示，将一个透镜正对太阳，其下方20cm处的白纸呈现出一个较小的光斑，这个现象提示我们：该透镜对光有______作用；是一个______（填“凸透镜”或“凹透镜”）。若将该透镜向纸面再靠近一小段距离的过程中，光斑一直变小，由此可以判断该透镜的焦距一定______（填“大于”、“等于”或“小于”）20cm。
15．(本题2分)据央视报道：今年国庆期间，九寨沟景区旅游人数创震后新高，为配合疫情防控，景区每天限制人流在2.5万人左右，如图所示是游客拍摄的图片，看到水中的树枝是光的______现象，看到水中的树枝比其实际位置要______（选填“偏低”或“偏高”）。
16．(本题3分)一物体放在焦距为10厘米的凸透镜前，在凸透镜另一侧的光屏上成一个_______（选填“正”或“倒”）立放大的实像，物体离透镜的距离是_____，像离透镜的距离是____（后面两空选填“10厘米~20厘米”、“大于20厘米”或“小于10厘米”）。
17．(本题4分)如图所示，有一束光线从空气射入某种透明介质，在分界面处发生反射和折射，其中AE⊥CG，∠4=∠5，则_______为入射光线，_______为折射光线，_______为界面，空气在界面的_______侧。(填“上”“下”“左”或“右”侧)
18．(本题3分)如图所示，电子蜡烛的“烛焰”通过凸透镜在光屏上成一个清晰___________立的实像。利用这一成像规律可制成___________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”），若保持蜡烛和光屏的位置不变，仅将凸透镜更换成另一个焦距相同、尺寸更大的凸透镜，此时光屏上像的大小与原来的像对比应___________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
19．(本题3分)如图甲所示的碗中，起初看起来是空的，当慢慢往碗中倒水后，就会发现碗中还藏着一枚硬币（如图乙所示）。前者看不到硬币，是因为光的______，后者看到硬币，是因为光从______（填“空气射入水”或“水射入空气”）中发生折射，他看到的是硬币的______（选填“虚”或“实”）像。
20．(本题2分)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”）。
21．(本题4分)小明为探究近视眼和远视眼的成因，利用如图器材制成液体透镜。当蜡烛和光屏相距时，成______等大清晰的像；当烛焰距透镜处，移动光屏至距透镜处，光屏成清晰的实像，______（填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”）就是应用这原理制成的，若将物体由距凸透镜处匀速移动到处，所用的时间为，则像移动的平均速度是______cm/s。将烛焰移至距透镜处，光屏上得清晰的实像，用注射器向橡皮膜注水，改变液体透镜的凸起程度，发现光屏上的烛焰像模糊了，若把蜡烛逐渐靠近凸透镜时，光屏上的像又清晰了，此现象说明了______（选填“近视”或“远视”）眼的成因。
三、作图题(共6分)
22．(本题2分)一束光射向三棱镜并穿过三棱镜。画出这束光进入玻璃和离开玻璃后的光线（保留作图痕迹）。
23．(本题2分)根据凹透镜的性质，完成图的光路图。
24．(本题2分)如图所示，MN为凸透镜的主光轴，A为蜡烛，A′为蜡烛在光屏上所成的像，根据透镜成像规律画出凸透镜及其焦点的位置。
四、实验题(共30分)
25．(本题10分)小明用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）实验前，小明先想办法测凸透镜的焦距，如图甲，他将凸透镜____太阳光，在透镜下方，________地放上白纸，测出透镜与白纸间距s与对应的白纸被烤焦的时间t，绘出图像，如图乙，则判断该透镜的焦距f为____cm；
（2）实验时，小明调整蜡烛、凸透镜和光屏高度时，应____（选填“点燃”“不点燃”）蜡烛；
（3）如图丙，将蜡烛移至45cm刻度处时，从凸透镜右侧通过凸透镜可以看到烛焰的____（选填“虚”或“实”）像；该实验现象可以说明_____的成像特点（选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”）；
（4）小明在实验过程中不断移动烛焰位置，观察到如图丁中①至⑥的六种烛焰清晰的像，请按蜡烛到凸透镜距离由远到近所得到的6个像进行排序，正确顺序为________；
（5）实验中，燃烧的蜡烛在不断缩短，会导致光屏上的像向____（选填“上”或“下”）移动；
（6）小明想利用LED发光字母来探究凸透镜成像时上下、左右的位置关系，图戊中的4个字母适合做LED光源的有____个；
（7）若按如图己所示的方式，将透镜切开，只保留白色部分，再将白色部分往中间凑紧，重新组成一个“透镜”进行实验，则在光屏上可以呈现____个像（光屏足够大）。
26．(本题13分)小明用凸透镜、蜡烛、光屏和刻度尺等器材，探究凸透镜成像的规律。
（1）测量焦距：如图所示让一束平行光经过凸透镜，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。此现象说明了凸透镜对光具有______作用，并可得出此透镜的焦距为______cm；
（2）如图所示，把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛，将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调到______；
（3）当蜡烛距凸透镜25cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰的倒立、______（选填“放大”或“缩小”）的______（选填“实”或“虚”）像，依据此原理，人们制成的光学仪器是______；
（4）将蜡烛向凸透镜靠近，移动到某一位置时，无论怎样移动光屏，都不能在光屏上成像，原因是______；
（5）小明在图所示位置得到一个清晰的像。老师要求他在凸透镜不动的情况下，让在光屏上的实像变大些，小明应当把蜡烛向______（选填“远离”或“靠近”）透镜方向移动，同时把光屏向______（选填“远离”或“靠近”）透镜方向移动；
（6）小明把爷爷的老花眼镜放在凸透镜与蜡烛之间，发现光屏上的像变得模糊不清，她应当向______（选填“远离”或“靠近”）透镜的方向移动光屏，可再次得到清晰的像；
（7）实验一段时间蜡烛变短，要使烛焰像仍然成在光屏的中心，应将光屏向______移动；
（8）一位同学如图所示的装置进行实验，先用焦距为20cm的凸透镜甲进行实验，在屏上得到了清晰的缩小的实像A，接下来改用焦距为10cm的凸透镜乙继续进行实验，如不改变发光体和凸透镜的位置，要在光屏上成清晰的像B，光屏应该向______（选填“左”或“右”）移动，像B与像A比较______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
27．(本题7分)小明利用如图装置探究光的折射规律，塑料板由E、F两部分组成，F部分可绕接缝MOM向后翻折，塑料板上有刻度，在塑料板上安装一支可在塑料板平面内自由移动的激光笔，下方容器中可装水，NQ是法线所在位置。
（1）小明将一束激光贴着塑料板E沿AO射至P点，在容器底部形成一个光斑，向容器内慢慢注水，容器底部光斑的位置将 _____（选填“向左移动”、“向右移动”或“不动”），这说明光从空气斜射入水中时，传播方向 _____（选填“会”或“不会”）发生偏折。当入射光线AO沿板E靠近法线时，反射光线会 _____法线（选填“靠近”“远离”）；
（2）小明发现光在水面处同时发生折射和反射现象。当入射光线沿AO射向水面时，小明将板F向后翻折，这样做是为了验证 _____；
（3）小明移动激光笔，使入射角为60°，测得折射角为40°。由此就得出“光发生折射时，折射角小于入射角”的结论。同组的小刚认为不妥，原因是 _____；
（4）下表是小明的实验数据，分析数据你能得出：光在反射时，反射角 _____入射角；入射角增大，折射角 _____；
实验次数 入射角 反射角 折射角
1 20° 20° 10°
2 40° 40° 30°
3 60° 60° 40°
（5）当入射光线AO垂直水面入射时，折射角是 _____度，小明此时没有发现反射光原因是 _____。
五、综合题(共12分)
28．(本题12分)阅读下列短文，完成下列小题的填空：
人类的眼睛很像一架照相机，眼睛与照相机的不同之处是：人的眼睛是通过调节晶状体的弯曲程度，改变晶状体的焦距来获得清晰的实像，如图所示；普通照相机是在物距确定的情况下通过改变像距使像变得清晰。由眼睛的调节作用所能看清楚的最远点，叫远点，正常眼的远点在极远处；眼睛所能看清楚的最近点，叫近点，正常眼的近点约距眼睛10cm。眼睛是人体的重要器官，长时间的用眼，如看书、看电视、计算机，都可以引起眼睛的疲劳，连续看书或屏幕一小时以上应让眼睛休息一下，休息的较好方法是看看远处或看看绿色的植物或花朵。看物体时间较长也不易感到疲劳的距离叫明视距离，正常眼的明视距离为25cm。
据调查，我国低视力近千万人，尤其是在儿童及青少年当中，患病率极高。全国学生体质健康调研最新数据表明，我国小学生近视眼发病率为22.78%，中学生为55.22%，高中生为70.34%。更令人震惊的是，有份调查报告称，因高度近视导致盲者已达30多万人。预防近视，珍爱双眼，注意用眼卫生，青少年要从我做起。
（1）人的眼睛是通过调节晶状体的______，改变晶状体的焦距来获得清晰倒立、______的实像；
（2）普通照相机是在物距确定的情况下通过改变______使像变得清晰。人眼之所以能看清各种物体是因为这些物体表面能将光线通过_____（选填“镜面反射”或“漫反射”）进入人眼后在视网膜成像的缘故；
（3）①近视眼看远处物体时，物体的像落在人眼视网膜的______（选填“前方”或“后面”），需要配凹透镜矫正；
②阅读短文材料，你认为人的正常眼睛的观察范围是______（填以下选项）。
A．0~10cm B．10cm~极远处 C．0~25cm D．10cm~25cm
