第四章 光的折射 透镜【单元测试·基础卷】
一、选择题（本题共12小题，每小题3分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1．夏日到来，防溺水工作又提上日程。人们通过观察估测到的河水的深度与实际并不相符，下列光现象中与其光学原理相同的是（ ）
A． 树下光斑 B． 筷子“折断”
C． 墙上手影 D． 水中倒影
2．如图所示，一束激光由空气斜射入水中，入射点为O，折射光线射到容器底部的点为A，当水面下降时（ ）
A．入射角变大 B．反射角变小
C．折射角变小 D．A点将向右移
3．小华在一家汽车美容店门口看到如图所示的“小贴士”，对此比较合理的解释是（ ）
A．水滴相当于平面镜，车漆发生反射而失去光泽
B．水滴相当于凹透镜，使光聚在车身局部产生高温
C．水滴相当于凹面镜，使光聚在车身局部产生高温
D．水滴相当于凸透镜，使光聚在车身局部产生高温
4．如图所示，一束光经过一个透镜后会聚于主光轴上的A点，取掉透镜后，光会聚于B点，则该透镜的种类以及对光线起的作用分别是（ ）
A．凸透镜会聚 B．凹透镜会聚 C．凸透镜发散 D．凹透镜发散
5．在测量凸透镜的焦距时，小明将凸透镜正对着太阳光，再把一张纸放在它的下方，当纸上的光斑并非最小的时候，测得光斑到凸透镜的距离为10cm，则该凸透镜的焦距（ ）
A．一定大于10cm B．一定小于10cm
C．一定等于10cm D．可能大于10cm，也可能小于10cm
6．如图所示是小伊拍摄“东方明珠”时的情景。下列分析正确的是（ ）
A．游客都能看到“东方明珠”是因为其表面发生镜面反射
B．用照相机拍照时，镜头成的是正立、缩小的实像
C．数码相机屏幕的彩色画面，由红、黄、蓝三种色光组成
D．水中建筑物的倒影是光的反射所成的虚像
7．某同学探究凸透镜成像规律时，光屏上得到了烛焰清晰的像（像未画出），如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．光屏上的像是正立的 B．光屏上的像是放大的
C．投影仪是利用此成像原理制成的 D．撤去光屏，烛焰的像仍然在原处
8．一凸透镜的焦距为10cm，将点燃的蜡烛从离凸透镜30cm处沿主光轴移到15cm处的过程中，像的大小和像距的变化情况是（ ）
A．像变小，像距变小 B．像变大，像距变小
C．像变大，像距变大 D．像变小，像距变大
9．购物支付已进入“刷脸”时代，如图所示，消费者只需站在距摄像头40~60cm的距离，经系统自动拍照、扫描等，确认相关信息后，即可迅速完成交易下列有关说法正确的是（ ）
A．光经过摄像头成像利用的是光的反射
B．镜头的焦距小于20cm
C．刷脸支付时，人脸通过镜头成倒立、缩小的虚像
D．“刷脸”时，面部应位于摄像头1倍焦距到2倍焦距之间
10．如下图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．甲是近视眼，用乙模型矫正 B．甲是远视眼，用乙模型矫正
C．甲是近视眼，用丙模型矫正 D．甲是远视眼，用丙模型矫正
11．如图所示是显微镜的结构，下列说法不正确的是（ ）
A．它的物镜相当于投影仪，成放大实像
B．它的目镜相当于放大镜，成放大虚像
C．光线较暗时使用凹面镜作反光镜
D．光线较亮时使用凹面镜作反光镜
12．如图所示，图甲是小胡同学通过简易显微镜观察白纸上的字母“F”的情景，图乙是该同学眼睛看到的“F”的像，图丙中A、B处是简易显微镜上两个凸透镜所在的位置，测得A处凸透镜的焦距，B处凸透镜的焦距，C处是白纸上的字母“F”的位置，BC之间的距离。则下列说法中不正确的是（ ）
A．A处是物镜，B处是目镜
B．图乙中的像是“F”经过凸透镜两次放大形成的
C．由s与的关系可以判断，A处透镜的作用相当于放大镜
D．由s与的关系可以判断，字母“F”经过B处的凸透镜成放大的实像
二、填空题（本题共12小题，每空1分，共33分）
13．小明在平静的湖边看到“云在水中飘，鱼在云上游”。其中“云在水中漂”是由于 形成的，鱼在云上游是光的 现象。其中小明看到水中的“云”和“鱼”是 像。（选填“虚”或“实”）。
14．如图所示，是两束光在玻璃和空气中传播的光路，①和②是入射光线，③和④是折射光线。其中入射光线②与折射光线 是同一束光，界面的上方是 （选填“玻璃”或“空气”）。
15．如图所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑．由图可知，凸透镜对光线具有 作用，该凸透镜的焦距是 。
16．如图所示的四块透镜中，属于凸透镜的是 ，属于凹透镜的是 （前两空均填对应字母），凹透镜对光有 作用。
17．如图，在注有清水的试管内留有一稍大的空气泡，使太阳光从试管的正上方向下照，观察试管下方的白纸，可以发现白纸上与空气泡相对应的位置上，有一椭圆黑影，而其它部分竟是一条与试管平行的亮线。这是因为试管充满水的地方相当于 透镜，而气泡与周边的水组成 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？ 。
18．手持一个凸透镜，在室内的白墙和窗户之间来回移动（离墙要近些）。观察到窗外景物在白墙上出现一个清晰的 （选填“正立”或“倒立”）、 （选填“放大”或“缩小”）的 （选填“虚”或“实”）像。这个现象启发我们，阴天可以用灯泡发出的光来代替太阳光测焦距。
19．在水球光学实验中，通过水球可以观察到王亚平倒立 （选填“放大”或“缩小”）的头像，这个像是由光的 （选填“反射”或“折射”）形成的。再往水球中注入一个气泡，可以看到在气泡中形成了一个正立缩小的像，如图所示，这个成像与 成像相似。
20．在今年的研究生考试中，安装在校门口的自动测温系统是利用人体发出的 （红外线/紫外线/超声波）来测量体温的。考试全程在监控下进行，考试中心可以异地查看各地的考场情况。当监考员巡查走动远离镜头时，他的像将 （变大/不变/变小）。核酸检测时，教师手机屏幕上出示的“核酸检测码” （是/不是）光源，学生出示的纸质“核酸检测码”的黑色部分能 （吸收/反射）所有色光。
21．某班同学在“探究凸透镜成像规律”实验中、记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间的图像，如图所示，物距为3.5cm，光屏上能得到 （选填“缩小”、“放大”或“不变”）的像。把物体从距透镜3cm处移动到8cm处，像将逐渐 （选填“变小”、“变大”或“不变”）。
22．小明将蜡烛、凸透镜和光屏调到如图所示位置时，在光屏上得到了一个清晰的像，这个像一定是 （选填“放大”、“缩小”或“等大”）的。若将凸透镜向右移动 cm，屏上即可再次成清晰的像。
23．疫情期间，小亮在线上学习时，长期不注意用眼卫生，视力急剧下降，经医生检查，小亮晶状体变厚，使来自远处的光线会聚在视网膜的前面如图所示，由此可知小亮患上了 视眼（选填“近”或“远”），矫正视力需要选择 透镜（选填“凸”或“凹”），因为它有 作用。
24．今年3月，东莞再次受到新冠疫情的影响，如图所示，是张老师利用手机为同学们直播网课的情景。手机的镜头相当于 （选填“凸透镜”或“凹透镜”），当手机取景框内只看到屏幕时，为了让同学们同时看到屏幕和老师，手机应该 （选填“远离”或“靠近”）屏幕，老师在手机中成的是 （选填“放大”或“缩小”）的像。
三．解答题（本题共5小题，共31分）
25．按要求作图
（1）（3分）图中，光线AO自空气斜射向水面，画出其反射光线和折射光线的大致位置；
（2）（3分）请画出图中入射光线经凸透镜后的折射光线。
26．某实验小组在探究光的折射规律时，让一束光从空气斜射入玻璃水槽内的水中，看到如图所示的现象。
（1）实验中为了便于观察光的传播路径，可以在水面上方喷一些 ，在水中加 ，来增加实验的可见度；
（2）为了探究光从空气斜射入水中时折射角和入射角的关系，以下方案中正确的是 （选填字母）；
A．只测量图中的入射角和折射角，分析并得出结论
B．保持入射角不变，进行多次实验，测量入射角和每次实验的折射角，分析并得出结论
C．改变入射角，进行多次实验，测量每次实验的入射角和折射角，分析并得出结论
（3）通过实验得到数据如下：
第一次 第二次 第三次 第四次 第五次
入射角α 0° 15° 30° 45° 60°
反射角β 0° 15° 30° 45° 60°
折射角γ 0° 11° 22° 35° 41°
分析表中数据得出：光从空气斜射入水中时，折射角 入射角，入射角增大，折射角 。当光从空气垂直射入水中时，折射角等于 。当入射光线以22°的入射角从水中射入空气时，折射角等于 。
27．小明利用太阳光测量凸透镜的焦距。
（1）小明的操作方案如图所示，他的方案 （选填“合理”或“不合理”），原因是 ；
（2）小明采用正确的操作方案，适当调整位置后，在白纸上出现一个最小、最亮的光斑，经过测量得出光斑到凸透镜中心的距离为20cm，则该凸透镜的焦距为 cm；
（3）若在测量的过程中，白纸上呈现一个并非最小、最亮的光斑，这时光斑到凸透镜中心的距离为L，若透镜远离纸的过程中光斑一直变大，则该凸透镜的焦距 （选填“大于”或“小于”）L。
28．小明在做模拟“视力的缺陷与矫正”的实验中。
（1）他将凸透镜、光屏在光具座上组装好，然后把凸透镜正对较远处的窗户，移动光屏，在图示位置的光屏上得到窗户清晰的像，则该凸透镜的焦距约为 cm。
（2）将凸透镜固定在光具座上不动，接着小明把蜡烛点燃，并调整凸透镜、烛焰和光屏的中心位于 ，然后将蜡烛移动到光具座的 35cm 刻度线处，并移动光屏，直到光屏上得到烛焰清晰的倒立、 的实像，日常生活中的 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一规律制成的。
（3）小明将蜡烛移到光具座最左端，拿来一副近视眼镜放在凸透镜的左侧并靠近凸透镜后，移动光屏，在光屏上得到清晰的像。拿去眼镜，将光屏向 （选填“靠近” 或“远离”）透镜方向移动适当距离后，光屏上的像又重新清晰了，说明近视眼看远处物体时，像落在视网膜的 （选填“前方”或“后方”）。
（4）小明找来一个装有水的圆柱形玻璃瓶，把“F”光屏放在玻璃瓶的一侧，透过瓶和水可以看到“F”，如图所示（圆圈中的“F”与光屏上的“F”实际大小相等）。将“F”光屏由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动的过程中，他所看到的像是( )（2分）
A．①② B．②④ C．②③ D．①④
29．仔细阅读短文，按要求回答问题
眼睛和眼镜
人类的眼睛好像一架照相机。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厚薄程度，从而改变晶状体的焦距来获得清晰的实像，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。依靠眼睛调节所能看清的最远和最近的两个极限，点分别叫做远点和近点。正常眼睛的远点在无限远，近点大约在10cm处。正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离大约是25cm，这个距离叫做明视距离。
当眼睛出现某些缺陷时，人们需要佩戴眼镜来矫正，常见眼镜的实质就是凸透镜或凹透镜。透镜的焦距f的长短标志着折光本领的大小，焦距越短，折光本领越大。通常把透镜焦距的倒数叫做透镜焦度，用Φ表示，即Φ=。如果某透镜的焦距是0.5m，它的焦度就是Φ==2m﹣1.平时说的眼镜片的度数，就是镜片的透镜焦度乘100的值。凸透镜的度数是正数，凹透镜的复数是负数。例如-200度的镜片表示这是凹透镜，透镜焦度是是2m﹣1，它的焦距是0.5m。
（1） 正常眼睛观察物体时，在视网膜上成的像的性质是 。
A．正立、放大的实像B．正立、缩小的实像C．倒立、缩小的实像D．倒立、放大的实像
（2） 根据上文，你认为人的正常眼睛的观察范围是 。
A．0～10cm B．10cm～25cm C．25cm～无限远 D．10cm～无限远
（2） 如题图所示是小明的眼睛看物体时的成像情况，则他的眼病是 （近视/远视），需要用 透镜来矫正。另一同学小芳所戴眼镜镜片的度数是﹣500度，焦距为 m。
（4）小明仔细观察镜片的形状和厚度，把四种镜片的截面图画成了图中甲、乙、丙、丁所示的形状，则可以知道：远视眼配带度数较大的是 。
答案与解析
一、选择题（本题共12小题，每小题3分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1．夏日到来，防溺水工作又提上日程。人们通过观察估测到的河水的深度与实际并不相符，下列光现象中与其光学原理相同的是（ ）
A． 树下光斑 B． 筷子“折断”
C． 墙上手影 D． 水中倒影
【答案】B
【详解】看到清澈河水的深度比实际的要浅，这是由于从水底反射出的光线由水中斜射入空气中时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线偏离法线，当折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线的方向看去，就会觉得河水变浅了。
A．树下光斑是光的直线传播形成的，故A不符合题意；
B．筷子“折断”是光的折射现象，故B符合题意；
C．墙上手影是光的直线传播形成的，故C不符合题意；
D．水中倒影是水面成像，其实质是光的反射，故D不符合题意。
故选B。
2．如图所示，一束激光由空气斜射入水中，入射点为O，折射光线射到容器底部的点为A，当水面下降时（ ）
A．入射角变大 B．反射角变小
C．折射角变小 D．A点将向右移
【答案】D
【详解】当水面下降时，光的传播情况如图所示：
ABC．当水面下降时，入射光线的方向不变，则入射光线与法线的夹角不变，即入射角不变，则由光的反射和折射规律可得，反射角和折射角也不变，故ABC不符合题意；
D．当水面下降时，入射光线与水面的交点O将向右移动，因折射角不变，则折射点A将向右移动，故D符合题意。
故选D。
3．小华在一家汽车美容店门口看到如图所示的“小贴士”，对此比较合理的解释是（ ）
A．水滴相当于平面镜，车漆发生反射而失去光泽
B．水滴相当于凹透镜，使光聚在车身局部产生高温
C．水滴相当于凹面镜，使光聚在车身局部产生高温
D．水滴相当于凸透镜，使光聚在车身局部产生高温
【答案】D
【详解】水滴相当于凸透镜，它对光具有会聚作用，使透过它的太阳光会聚在一起，在车身局部产生高温，时间一久会导致车漆失去光泽，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
4．如图所示，一束光经过一个透镜后会聚于主光轴上的A点，取掉透镜后，光会聚于B点，则该透镜的种类以及对光线起的作用分别是（ ）
A．凸透镜会聚 B．凹透镜会聚 C．凸透镜发散 D．凹透镜发散
【答案】D
【详解】放上透镜的会聚点A要比不放透镜的会聚点B更要远离透镜，由此可知，该透镜对光线有发散作用，所以该透镜是发散透镜即凹透镜，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
5．在测量凸透镜的焦距时，小明将凸透镜正对着太阳光，再把一张纸放在它的下方，当纸上的光斑并非最小的时候，测得光斑到凸透镜的距离为10cm，则该凸透镜的焦距（ ）
A．一定大于10cm
B．一定小于10cm
C．一定等于10cm
D．可能大于10cm，也可能小于10cm
【答案】D
【详解】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚一点，这点为最小、最亮时是凸透镜的焦点，焦点到透镜光心的距离为该透镜的焦距，测得光斑到凸透镜的距离为10cm，而这个非最小的光斑可能在焦点之前，也可能在焦点之后，故该凸透镜的焦距可能大于10cm，也可能小于10cm，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
6．如图所示是小伊拍摄“东方明珠”时的情景。下列分析正确的是（ ）
A．游客都能看到“东方明珠”是因为其表面发生镜面反射
B．用照相机拍照时，镜头成的是正立、缩小的实像
C．数码相机屏幕的彩色画面，由红、黄、蓝三种色光组成
D．水中建筑物的倒影是光的反射所成的虚像
【答案】D
【详解】A．游客都能看到“东方明珠”是因为其表面发生漫反射，反射光线射向四面八方，故A错误；
B．照相机是利用物距大于二倍焦距时，成倒立缩小实像的规律制成的，故B错误；
C．根据色光的知识可知，彩色画面是由“红、绿、蓝”三种色光组成，故C错误；
D．水中建筑物的倒影属于平面镜成像，是光的反射所成的虚像，故D正确。
故选D。
7．某同学探究凸透镜成像规律时，光屏上得到了烛焰清晰的像（像未画出），如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．光屏上的像是正立的 B．光屏上的像是放大的
C．投影仪是利用此成像原理制成的 D．撤去光屏，烛焰的像仍然在原处
【答案】D
【详解】ABC．如图所示，物距大于像距，光屏上能够得到了烛焰清晰的像，所成的是倒立缩小的实像，照相机是利用此成像原理制成的，故ABC错误。
D．光屏是呈现蜡烛所成的像，不会影响成像的特点，撤去光屏，烛焰的像仍然在原处，故D正确。
故选D。
8．一凸透镜的焦距为10cm，将点燃的蜡烛从离凸透镜30cm处沿主光轴移到15cm处的过程中，像的大小和像距的变化情况是（ ）
A．像变小，像距变小 B．像变大，像距变小
C．像变大，像距变大 D．像变小，像距变大
【答案】C
【详解】凸透镜的焦距是10cm，将点燃的蜡烛从离凸透镜30cm处沿主光轴移到15cm处的过程中，物距始终大于焦距，因此凸透镜成实像，由于物距减小，则像距变大，像变大，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
9．购物支付已进入“刷脸”时代，如图所示，消费者只需站在距摄像头40~60cm的距离，经系统自动拍照、扫描等，确认相关信息后，即可迅速完成交易下列有关说法正确的是（ ）
A．光经过摄像头成像利用的是光的反射
B．镜头的焦距小于20cm
C．刷脸支付时，人脸通过镜头成倒立、缩小的虚像
D．“刷脸”时，面部应位于摄像头1倍焦距到2倍焦距之间
【答案】B
【详解】A．摄像头相当于一个凸透镜，光经过摄像头成像利用的是光的折射，故A错误；
CD．刷脸支付时，当u>2f时，光通过凸透镜成倒立、缩小的实像，故CD错误；
B．消费者只需站在距摄像头40~60cm的距离，即40cm>2f，镜头的焦距小于20cm，故B正确。
故选B。
10．如下图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．甲是近视眼，用乙模型矫正 B．甲是远视眼，用乙模型矫正
C．甲是近视眼，用丙模型矫正 D．甲是远视眼，用丙模型矫正
【答案】C
【详解】甲图中，光线会聚在视网膜的前方，所以该眼为近视眼，应选用图丙的凹透镜进行矫正。故ABD错误，C正确。
故选C。
11．如图所示是显微镜的结构，下列说法不正确的是（ ）
A．它的物镜相当于投影仪，成放大实像
B．它的目镜相当于放大镜，成放大虚像
C．光线较暗时使用凹面镜作反光镜
D．光线较亮时使用凹面镜作反光镜
【答案】D
【详解】A．显微镜的物镜相当于投影仪，物体放在物镜的一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，故A正确，A不符合题意；
B．显微镜的目镜相当于放大镜，成的像和物体同侧，成的是正立、放大的虚像，故B正确，B不符合题意；
C．凹面镜具有聚光作用，光线较暗时可以使视野变亮，所以如果光线较暗，就需要用凹面镜，故C正确，C不符合题意；
D．反光镜有凹面镜和平面镜，在光线较亮时，使用平面镜为反光镜。故D错误，D符合题意。
故选D。
12．如图所示，图甲是小胡同学通过简易显微镜观察白纸上的字母“F”的情景，图乙是该同学眼睛看到的“F”的像，图丙中A、B处是简易显微镜上两个凸透镜所在的位置，测得A处凸透镜的焦距，B处凸透镜的焦距，C处是白纸上的字母“F”的位置，BC之间的距离。则下列说法中不正确的是（ ）
A．A处是物镜，B处是目镜
B．图乙中的像是“F”经过凸透镜两次放大形成的
C．由s与的关系可以判断，A处透镜的作用相当于放大镜
D．由s与的关系可以判断，字母“F”经过B处的凸透镜成放大的实像
【答案】A
【详解】A．显微镜的物镜靠近物体，目镜靠近眼睛。由图丙知B靠近物体，A靠近眼睛，所以A处是目镜，B处是物镜，故A不正确，A符合题意；
B．显微镜成像原理，物镜成放大实像，实像在目镜的一倍焦距以内，再一次成放大的虚像，故B正确，B不符合题意；
C．A处的透镜是目镜，显微镜成像原理，实像在目镜的一倍焦距以内，形成放大的虚像。故C正确，C不符合题意；
D．BC之间的距离，，所以
即字母“F”经过B处的凸透镜成放大的实像，故D正确，D不符合题意。
故选A。
二、填空题（本题共12小题，每空1分，共33分）
13．小明在平静的湖边看到“云在水中飘，鱼在云上游”。其中“云在水中漂”是由于 形成的，鱼在云上游是光的 现象。其中小明看到水中的“云”和“鱼”是 像。（选填“虚”或“实”）。
【答案】 光的反射 折射 虚
【详解】[1]云在天上，所以“白云”是在水中形成的像，即平面镜成像，故看到云在水中漂，水中的白云是由光的反射形成的与物体等大的虚像。
[2]鱼儿是在水中的实际物体，是由于光线从水中通过空气射进入了人的眼睛，我们看到水中的鱼，其实看到的是鱼的虚像，是由光的折射形成的。
[3]由上面的分析可知，小明看到水中的“云”和天上的“鱼”都是虚像。
14．如图所示，是两束光在玻璃和空气中传播的光路，①和②是入射光线，③和④是折射光线。其中入射光线②与折射光线 是同一束光，界面的上方是 （选填“玻璃”或“空气”）。
【答案】 ③ 空气
【详解】[1][2]根据光的折射定律的内容可知：入射光线、法线、折射光线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线两侧，当光线从空气射入玻璃时，折射角小于入射角；当光线从玻璃斜射入空气时，折射角大于入射角。由图可知，②和③是同一束光线，界面上方为空气。
15．如图所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑．由图可知，凸透镜对光线具有 作用，该凸透镜的焦距是 。
【答案】 会聚 11.0
【详解】[1][2]由图可知，平行光经凸透镜的折射后会聚成一点，说明凸透镜对光线具有会聚作用；平行光线经过凸透镜后会聚于一点，这一点就是焦点；焦点到光心的距离是焦距，根据图示中光屏在刻度尺上的位置，可以读出该凸透镜的焦距f=41.0cm-30.0cm=11.0cm
16．如图所示的四块透镜中，属于凸透镜的是 ，属于凹透镜的是 （前两空均填对应字母），凹透镜对光有 作用。
【答案】 （a）（d） （b）（c） 发散
【详解】[1]由题知：（a）（d）透镜中间厚、边缘薄，是凸透镜，对光线具有会聚作用。
[2][3]由题意可知，（b）（c）透镜中间薄、边缘厚，是凹透镜，对光线具有发散作用。
17．如图，在注有清水的试管内留有一稍大的空气泡，使太阳光从试管的正上方向下照，观察试管下方的白纸，可以发现白纸上与空气泡相对应的位置上，有一椭圆黑影，而其它部分竟是一条与试管平行的亮线。这是因为试管充满水的地方相当于 透镜，而气泡与周边的水组成 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？ 。
【答案】 凸 凹 先变细再变粗
【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用，在气泡的下面对应的位置有黑影。
[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。
18．手持一个凸透镜，在室内的白墙和窗户之间来回移动（离墙要近些）。观察到窗外景物在白墙上出现一个清晰的 （选填“正立”或“倒立”）、 （选填“放大”或“缩小”）的 （选填“虚”或“实”）像。这个现象启发我们，阴天可以用灯泡发出的光来代替太阳光测焦距。
【答案】 倒立 缩小 实
【详解】[1][2][3]由题意可知，当白墙上出现清晰的像时，物距大于像距，即物体位于透镜的两倍焦距以外，成倒立、缩小的实像。
19．2021年12月9日下午15时40分，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在空间站进行太空授课。在水球光学实验中，通过水球可以观察到王亚平倒立 （选填“放大”或“缩小”）的头像，这个像是由光的 （选填“反射”或“折射”）形成的。再往水球中注入一个气泡，可以看到在气泡中形成了一个正立缩小的像，如图所示，这个成像与 成像相似。
【答案】 缩小 折射 凹透镜
【详解】[1][2]水球具有中间厚、边缘薄的特点，则水球相当于一个凸透镜，王亚平站在远处（大于该凸透镜的两倍焦距），由凸透镜成像规律可知，此时成倒立、缩小的实像，这个像是由光的折射形成的。
[3]再往水球中注入一个气泡，此时水球的中间部分相当于两个凹透镜的组合，成正立、缩小的虚像。
20．在今年的研究生考试中，安装在校门口的自动测温系统是利用人体发出的 （红外线/紫外线/超声波）来测量体温的。考试全程在监控下进行，考试中心可以异地查看各地的考场情况。当监考员巡查走动远离镜头时，他的像将 （变大/不变/变小）。核酸检测时，教师手机屏幕上出示的“核酸检测码” （是/不是）光源，学生出示的纸质“核酸检测码”的黑色部分能 （吸收/反射）所有色光。
【答案】 红外线 变小 是 吸收
【详解】[1]自动测温系统的原理是利用人体发出的红外线来测量体温的。
[2]摄像头相当于是一个凸透镜，当物距在2倍焦距以外时，成倒立、缩小的实像，当监考员巡查走动远离镜头时，物距变大，像距变小，他的像变小。
[3]核酸检测时，教师手机屏幕上出示的“核酸检测码”能自己发光，是光源。
[4]黑色能吸收所有的色光，所以，学生出示的纸质“核酸检测码”的黑色部分能吸收所有色光。
21．某班同学在“探究凸透镜成像规律”实验中、记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间的图像，如图所示，物距为3.5cm，光屏上能得到 （选填“缩小”、“放大”或“不变”）的像。把物体从距透镜3cm处移动到8cm处，像将逐渐 （选填“变小”、“变大”或“不变”）。
【答案】 放大 变小
【详解】[1]根据凸透镜成像规律：当u=2f时，u=v=2f，由图可知此时u=v=4cm，故焦距f=2cm；当u=3.5cm时，f＜u＜2f，成倒立、放大的实像。
[2]物距越大，像距越小，成的像也越小，故将物体从距透镜3cm处移动到8cm处，像将逐渐减小。
22．小明将蜡烛、凸透镜和光屏调到如图所示位置时，在光屏上得到了一个清晰的像，这个像一定是 （选填“放大”、“缩小”或“等大”）的。若将凸透镜向右移动 cm，屏上即可再次成清晰的像。
【答案】 放大 15
【详解】[1]当如图位置时，物距u=25cm，像距v=40cm，u
23．疫情期间，小亮在线上学习时，长期不注意用眼卫生，视力急剧下降，经医生检查，小亮晶状体变厚，使来自远处的光线会聚在视网膜的前面如图所示，由此可知小亮患上了 视眼（选填“近”或“远”），矫正视力需要选择 透镜（选填“凸”或“凹”），因为它有 作用。
【答案】 近 凹 发散
【详解】[1][2][3]由题图可知：像成在视网膜的前方，所以，小亮患上了近视眼，近视眼是由于晶状体曲度变大，会聚能力增强，即折光能力增强，应佩戴发散透镜，即凹透镜使光线推迟会聚。
24．今年3月，东莞再次受到新冠疫情的影响，如图所示，是张老师利用手机为同学们直播网课的情景。手机的镜头相当于 （选填“凸透镜”或“凹透镜”），当手机取景框内只看到屏幕时，为了让同学们同时看到屏幕和老师，手机应该 （选填“远离”或“靠近”）屏幕，老师在手机中成的是 （选填“放大”或“缩小”）的像。
【答案】 凸透镜 远离 缩小
【详解】[1][2][3]手机的镜头相当于一个凸透镜，物体通过它可以成倒立、缩小的实像；当手机取景框内只看到屏幕时，为了让同学们同时看到屏幕和老师，应使像变小，像距变小，物距变大，手机应该远离屏幕，老师在手机是倒立、缩小的实像。
三．解答题（本题共5小题，共31分）
25．按要求作图
（1）（3分）图中，光线AO自空气斜射向水面，画出其反射光线和折射光线的大致位置；
（2）（3分）请画出图中入射光线经凸透镜后的折射光线。
（1）【详解】在空气中法线的另一侧作出反射光线，注意反射角等于入射角；在水中法线的另一侧作出折射光线，注意折射角小于入射角，如图所示：
（2）【详解】通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴；过凸透镜光心的光线传播方向不变。如图所示：
26．某实验小组在探究光的折射规律时，让一束光从空气斜射入玻璃水槽内的水中，看到如图所示的现象。
（1）实验中为了便于观察光的传播路径，可以在水面上方喷一些 ，在水中加 ，来增加实验的可见度；
（2）为了探究光从空气斜射入水中时折射角和入射角的关系，以下方案中正确的是 （选填字母）；
A．只测量图中的入射角和折射角，分析并得出结论
B．保持入射角不变，进行多次实验，测量入射角和每次实验的折射角，分析并得出结论
C．改变入射角，进行多次实验，测量每次实验的入射角和折射角，分析并得出结论
（3）通过实验得到数据如下：
第一次 第二次 第三次 第四次 第五次
入射角α 0° 15° 30° 45° 60°
反射角β 0° 15° 30° 45° 60°
折射角γ 0° 11° 22° 35° 41°
分析表中数据得出：光从空气斜射入水中时，折射角 入射角，入射角增大，折射角 。当光从空气垂直射入水中时，折射角等于 。当入射光线以22°的入射角从水中射入空气时，折射角等于 。
【答案】 烟雾 牛奶 C 小于 增大
【详解】（1）[1][2]为了便于观察光在空气和水中传播的路径，在水面上方喷些烟雾和在水中滴几滴牛奶，这是利用光的漫反射现象来显示光路。
（2）[3]A．只进行一次实验就得出结论，偶然性太强，客观性不够，故A错误；
B．保持入射角不变，虽然进行多次实验，但得到的折射角是相同的，得不出客观的结论，故B错误；
C．多次改变入射角大小，测量每次实验时入射角和折射角，发现折射角随入射角变化的规律，得到的结论是普遍的，故C正确。
故选C。
（3）[4][5]由表中数据可知，光从空气斜射到水面时，折射角小于入射角，当入射角不断增大时，折射角也随之增大，故折射角随入射角的变化关系是：折射角随入射角的增大而增大，且折射角小于入射角。
[6]当光从空气垂直射到水面时，折射角等于。
[7]根据光的可逆性，由实验数据可知，当入射光线以的入射角从水中射入空气时，折射角等于。
27．小明利用太阳光测量凸透镜的焦距。
（1）小明的操作方案如图所示，他的方案 （选填“合理”或“不合理”），原因是 ；
（2）小明采用正确的操作方案，适当调整位置后，在白纸上出现一个最小、最亮的光斑，经过测量得出光斑到凸透镜中心的距离为20cm，则该凸透镜的焦距为 cm；
（3）若在测量的过程中，白纸上呈现一个并非最小、最亮的光斑，这时光斑到凸透镜中心的距离为L，若透镜远离纸的过程中光斑一直变大，则该凸透镜的焦距 （选填“大于”或“小于”）L。
【答案】 不合理 太阳光没有平行于凸透镜的主光轴入射 20 小于
【详解】（1）[1][2]如图，太阳光没有正对凸透镜，太阳光没有平行于凸透镜的主光轴入射，得到的交点不是凸透镜的焦点，所以方案不合理。
（2）[3]小明采用正确的操作方案，适当调整位置后，在白纸上出现一个最小、最亮的光斑，这个点是凸透镜的焦点。焦点到凸透镜光心的距离是凸透镜的焦距，经过测量得出光斑到凸透镜中心的距离为20cm，所以凸透镜的焦距。
（3）[4]若在测量的过程中，白纸上呈现一个并非最小、最亮的光斑，这时光斑到凸透镜中心的距离为L，若透镜远离纸的过程中光斑一直变大，说明光斑已经从最小逐渐变大，光斑离焦点越来越远，则凸透镜的焦距小于L。
28．小明在做模拟“视力的缺陷与矫正”的实验中。
（1）他将凸透镜、光屏在光具座上组装好，然后把凸透镜正对较远处的窗户，移动光屏，在图示位置的光屏上得到窗户清晰的像，则该凸透镜的焦距约为 cm。
（2）将凸透镜固定在光具座上不动，接着小明把蜡烛点燃，并调整凸透镜、烛焰和光屏的中心位于 ，然后将蜡烛移动到光具座的 35cm 刻度线处，并移动光屏，直到光屏上得到烛焰清晰的倒立、 的实像，日常生活中的 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一规律制成的。
（3）小明将蜡烛移到光具座最左端，拿来一副近视眼镜放在凸透镜的左侧并靠近凸透镜后，移动光屏，在光屏上得到清晰的像。拿去眼镜，将光屏向 （选填“靠近” 或“远离”）透镜方向移动适当距离后，光屏上的像又重新清晰了，说明近视眼看远处物体时，像落在视网膜的 （选填“前方”或“后方”）。
（4）小明找来一个装有水的圆柱形玻璃瓶，把“F”光屏放在玻璃瓶的一侧，透过瓶和水可以看到“F”，如图所示（圆圈中的“F”与光屏上的“F”实际大小相等）。将“F”光屏由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动的过程中，他所看到的像是( )
A．①② B．②④ C．②③ D．①④
【答案】 10.0 同一高度 放大 投影仪 靠近 前方 D
【详解】（1）[1]较远处的光经过凸透镜折射，成倒立缩小的实像，像距稍大于焦距，故该凸透镜的焦距为
（2）[2]将凸透镜固定在光具座上不动，接着小明把蜡烛点燃，并调整烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上。
[3]将蜡烛移动到光具座的35cm刻度线处，此时物距为且,移动光屏，光屏上得到烛焰清晰的倒立、放大的实像。
[4]日常生活中的投影仪就是利用这一规律制成。
（3）[5][6]近视眼镜为凹透镜，对光线有发散作用，故拿去眼镜，将光屏向靠近透镜方向移动适当距离后，光屏上的像又重新清晰了，说明近视眼看远处物体时，像落在视网膜的前方。
（4）[7]将“F”光屏由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动的过程中，开始物距小于焦距，成正立放大的像；物距变大，像距会变小，像会变小；由于玻璃瓶上下粗细相同，所以其所成的像是左右颠倒，上下不颠倒的，即其上下的大小是相同的，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
29．仔细阅读短文，按要求回答问题
眼睛和眼镜
人类的眼睛好像一架照相机。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厚薄程度，从而改变晶状体的焦距来获得清晰的实像，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。依靠眼睛调节所能看清的最远和最近的两个极限，点分别叫做远点和近点。正常眼睛的远点在无限远，近点大约在10cm处。正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离大约是25cm，这个距离叫做明视距离。
当眼睛出现某些缺陷时，人们需要佩戴眼镜来矫正，常见眼镜的实质就是凸透镜或凹透镜。透镜的焦距f的长短标志着折光本领的大小，焦距越短，折光本领越大。通常把透镜焦距的倒数叫做透镜焦度，用Φ表示，即Φ=。如果某透镜的焦距是0.5m，它的焦度就是Φ==2m﹣1.平时说的眼镜片的度数，就是镜片的透镜焦度乘100的值。凸透镜的度数是正数，凹透镜的复数是负数。例如-200度的镜片表示这是凹透镜，透镜焦度是是2m﹣1，它的焦距是0.5m。
（1） 正常眼睛观察物体时，在视网膜上成的像的性质是 。
A．正立、放大的实像B．正立、缩小的实像C．倒立、缩小的实像D．倒立、放大的实像
（2） 根据上文，你认为人的正常眼睛的观察范围是 。
A．0～10cm B．10cm～25cm C．25cm～无限远 D．10cm～无限远
（2） 如题图所示是小明的眼睛看物体时的成像情况，则他的眼病是 （近视/远视），需要用 透镜来矫正。另一同学小芳所戴眼镜镜片的度数是﹣500度，焦距为 m。
（4）小明仔细观察镜片的形状和厚度，把四种镜片的截面图画成了图中甲、乙、丙、丁所示的形状，则可以知道：远视眼配带度数较大的是 。
【答案】 C D 近视 凹 0.2 乙
【详解】（l）[1]眼球好像一架照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，它把来自物体的光会聚在视网膜上，形成物体的像，通过视神经把信号传给大脑，我们就看到了物体，物体成一个倒立的、缩小的实像。
故选C。
（2）[2]由题意可知，正常眼睛的远点在无限远，近点大约在10cm处，所以人的正常眼睛的观察范围是10cm~无限远。
故选D。
（3）[3][4]由图可知，远处物体成像在视网膜前面，所以患的是近视眼，近视眼是由于晶状体曲度变大，会聚能力增强，即折光能力增强，应佩戴发散透镜，即凹透镜，便光线推迟会聚；小芳所戴眼镜镜片的度数是-500度，则透镜焦度是5m-1，焦距为
（4）[5]中间薄边缘厚的是凹透镜，且近视眼越严重，所佩戴的凹透镜的中间就越薄，所以近视眼配带度数较大的是丙图；中间厚边缘薄的透镜是凸透镜，且远视眼越严重，所佩戴的凸透镜中间越厚，所以远视眼配带度数较大的是乙图。
