專題04 《光的折射 透鏡》壓軸培優(yōu)題型訓練【九大題型】 （原卷版）

專題04《光的折射透鏡》壓軸培優(yōu)題型訓練【九大題型】TOC\o"1-3"\h\u【題型1光的折射規(guī)律的應用】 1【題型2探究光折射的特點】 3【題型3作光的折射光路圖】 5【題型4光學實驗設計與探究】 6【題型5凸透鏡的會聚作用】 8【題型6透鏡的光路圖】 9【題型7探究凸透鏡成像的規(guī)律】 10【題型8凸透鏡成像規(guī)律的其他應用】 13【題型9音近視眼的成因與矯正辦法】 15【題型1光的折射規(guī)律的應用】 1．（2022秋?深圳期末）如圖所示，固定在水面上方的光源S發(fā)出一束光線經水面反射后在光屏上有一個光斑A，已知光束與水面的夾角為40°，S'是光源經水面反射所成的像。下列說法正確的是（）A．折射角的大小為50° B．當水面升高時，反射角將變大 C．當水面升高時，光斑A將向右移動 D．當水面升高時，S'到水面的距離變小2．（2022秋?高郵市期末）如圖所示，一束激光沿直線射到空水槽底部O點，形成一個光斑，現向水槽中緩慢地注水，水面逐漸升高（未到水槽口），在此過程中（）A．光的折射角保持不變，光斑的位置保持不變 B．光的折射角不斷減小，光斑從O點不斷的向左移動 C．光的折射角不斷增大，光斑從O點不斷的向右移動 D．光的折射角保持不變，光斑從O點不斷的向左移動3．（2020秋?吉州區(qū)期末）如圖所示，光線從空氣射入某種液體中，入射角為45°，折射角為30°，光線射到液體底部水平放置的平面鏡上又反射回來，最后光線又回到空氣中的折射角是（）A．30° B．45° C．55° D．60°4．（2021秋?連南縣期中）如圖所示，有一束光線從空氣射入某種透明介質，在分界面處發(fā)生反射和折射，其中AE⊥CG，∠4＝∠5，則為入射光線，為折射光線，為界面，空氣在界面的側。（填“上”“下”“左”或“右”側）5．（2022?澧縣校級模擬）在探究“光從空氣斜射入水和油時，哪種液體對光的偏折本領較大”的實驗中，小明提出如下實驗方案：先讓一束入射光從空氣直接斜射入透明的空水槽中，記錄下光斑位置（如圖所示）；接著分別倒入水和油，記錄對應的光斑位置，再通過分析就可得到實驗結論。經討論，同學們認為這一方案是可行的，于是進行了探究實驗。（1）要實現探究目標，他們應選擇圖乙中的（選填字母序號）兩圖示實驗；（2）由AD兩圖的實驗（能/不能）得出結論，原因是。（3）某小組同學正確實驗后，所記錄的三次光斑的相對位置如圖所示，經分析可知：光從空氣斜射入水和油時，對光的偏折本領較大?！绢}型2探究光折射的特點】 6．（2023?姑蘇區(qū)校級二模）如圖所示，小明在研究光的折射規(guī)律時，為了觀察到光的折射過程，他就把一塊白色的板豎直放在水中，然后將一激光束從空氣中斜射入水中，結果在白板上看到了折射的過程：（1）若他將激光束向水面靠攏，請問折射光束應（靠近/遠離）水面；（2）若入射水面的激光束的角度保持不變，在水槽中加適量水，請問水底的光斑應向（左/右）移；（3）該豎板左側可以繞圖中虛線自由翻轉，如果將左側豎板向后翻轉后，折射光線在豎板上消失，返回后又再次出現在豎板上，這說明：。7．（2022秋?青羊區(qū)校級期末）在探究光的折射規(guī)律時，從水面上方看水中的物體變淺了，為了確定水中物體所成像的位置，某學習小組進行了實驗探究，步驟如下：（1）A.把一個防水小燈泡a放在水中某處，觀察燈泡所成像的位置；B.將另一個相同的小燈泡b放在水面上方，調格其位置，使它的像與重合；C.用刻度尺測量燈泡b到水面的距離。（2）燈泡a的像到水面的距離燈泡b到水面的距離（選填“大于”、“小于”或“等于”）；（3）測量時，如果直接將刻度尺豎直插入水中，使看到的零刻度線與燈泡a的像重合，則刻度尺在水面處的示數表示（選填“a到水面的距離”或“a的像到水面的距離”）。（4）某小組實驗時，測得燈泡a到水面的距離u和燈泡a的像到水面的距離v的對應關系如下表所示：u/mm30.060.090.0120.0150.0180.0v/mm22.545.067.590.0112.5135.0根據上面的實驗結果，看起來1.2m深飽水坑，其實際深度可達m，因此看起來不太深的水也不能貿然下去，以免危險！8．（2022秋?懷柔區(qū)期末）如圖所示的裝置，小聰同學利用光具盤探究“光從空氣斜射入玻璃中時，折射角隨入射角變化的關系”，實驗中，光具盤除了能讀出入射角和折射角大小外，還具有顯示光路的作用，小聰經過多次實驗后記錄了如表數據：入射角α15°30°45°60°折射角β10.5°20.7°30°37.8°（1）分析表格中的數據，你能得出的實驗結論（寫出一條即可）：；（2）當光以35°的入射角從空氣射入玻璃中時，其折射角30°（選填“大于”、“小于”或“等于”）；（3）當光以30°的入射角從玻璃射入空氣中時，其折射角等于。9．（2022秋?樂業(yè)縣期中）某同學在做探究光的折射特點實驗，如圖所示是光從空氣射入水中時的光路，實驗中發(fā)現，入射光線、折射光線和法線在，折射光線和入射光線分別位于的兩側，通過實驗還得到如表數據：入射角α0°15°30°45°60°反射角β0°15°30°45°60°折射角γ0°11°22.1°35.4°40.9°（1）分析表中數據，可得出結論：①光從空氣斜射到水面時，將同時發(fā)生和現象。②光從空氣斜射到水面時，折射角隨入射角的變化關系是：折射角隨入射角的增大而（選填“增大”、“不變”或“減小”），且折射角（選填“大于”、“等于”或“小于”）入射角。當光從空氣垂直射到水面時，折射角大小等于度。該同學根據上述實驗中的發(fā)現和結論總結出了光的折射特點。（2）若用激光沿CO方向從水中射入空氣，激光在空氣中傳播的光路是（選填“OA”或“OB”），這說明在光的折射現象中光路是；激光經過水面反射時的反射角大小等于（選填“a”、“β”或“γ”）?！绢}型3作光的折射光路圖】 10．（2022?鄒城市模擬）請按要求完成下列作圖。如圖所示，光從空氣斜射入玻璃中，畫出入射光線AO所對應的反射光線和光通過玻璃的折射光線。11．（2022?雨山區(qū)校級二模）如圖所示，O為半球形玻璃磚的球心，AO為射向球心的一束光線，請在圖中畫出AO經過玻璃磚折射后再次傳播到空氣中的光路.12．（2022?河南模擬）圖甲是漁民叉魚的情境，有經驗的漁民都知道叉魚時不能瞄準看到的“魚”A的位置，而應該對著“魚”A稍向下的地方.請你在圖乙中畫出漁民看到水中的魚的光路圖.13．（2022?曲阜市二模）如圖，小文給同學們表演趣味小實驗，她將一塊厚玻璃磚豎立在桌面上，讓小明站在玻璃磚右側進行觀察。小文將一枚硬幣緩慢移至玻璃磚左側某一位置時，小明驚奇地發(fā)現，硬幣“進入”了玻璃磚內。請畫出從A點出發(fā)的一條光線，經過玻璃磚進入眼睛的完整光路?！绢}型4光學實驗設計與探究】 14．（2022秋?南京期末）在“探究樹蔭下的光斑”的綜合實踐活動中，小明準備了如圖所示的一張帶孔卡片（孔的尺寸約為1cm）、一張大小相同的無孔卡片、一張白紙。首先把白紙鋪在地面上，接下來的操作與探究目的對應的是（）A．將圖示卡片置于白紙上方約1m處，讓太陽光透過不同的小孔﹣﹣探究光斑的形狀與孔的大小的關系 B．另一張卡片覆蓋住圖示卡片左邊的三個孔，并慢慢向右平移逐漸遮住三角形的小孔﹣﹣探究光斑的形狀與孔的大小的關系 C．另一張卡片覆蓋住圖示卡片右邊的三個孔，只留下圓形的小孔，將卡片慢慢靠近白紙﹣﹣探究光斑的形狀與孔的形狀的關系 D．另一張卡片覆蓋在圖示卡片右邊的三個孔，并慢慢向左平移逐漸遮住圓形的小孔﹣﹣探究光斑的形狀與孔的形狀的關系15．（2021秋?鼓樓區(qū)校級期中）某小組選用了圖1甲中光源、水、水槽、可折轉的光屏（帶刻度）等器材，用于完成探究“光從空氣射入水中時的折射規(guī)律”。（1）使用可折轉的光屏，是為了觀察折射光線和入射光線是否。（2）光從空氣射入水中，入射點為O點，不斷改變入射角，讀出刻度盤上對應的折射角，將實驗結果畫在圖1丙中，其中1和1′、2和2′…4和4′分別表示各次入射光線和對應的折射光線的位置。由此可得出，光從空氣斜射入水中時，折射角隨入射角的增大而，且折射角（選填“大于”、“等于”“小于”）入射角；當光從空氣垂直射入水中時，折射角等于度。（3）在探究中，小組成員小明同學提出了一個猜想：光從空氣斜射進入不同透明介質發(fā)生的折射程度是否都相同？于是小明提出如下實驗方案：先讓一束入射光從空氣直接斜射入透明的空水槽中，記錄下光斑位置（如下圖2所示）；接著分別倒入水和油，記錄對應的光斑位置，再通過分析就可得到實驗結論。經討論，同學們認為這一方案是可行的，于是進行了探究實驗。①要實現探究目標，他們應選擇圖2中的和（選填字母序號）兩圖示實驗；②實驗時，同學們在水槽底部貼上一把自制紙質刻度尺，這樣做的目的是為了。③某小組同學正確實驗后，所記錄的三次光斑的相對位置如圖2所示，經分析可知：光從空氣斜射入水和油時，對光的偏折本領較大。16．（2022秋?亭湖區(qū)校級期中）大約兩千四百年前，我國的學者墨翟和他的學生做了世界上第一個小孔成像的實驗，解釋了小孔成像的原因；在制作“小孔成像觀察儀”的活動中，小明同學將圓筒插入易拉罐中制成如圖的儀器（圓筒能在易拉罐中前后移動）。（1）小孔成像的原理是：；（2）圓筒的（A/B）端是用半透明塑料薄膜制成的光屏；（3）蠟燭在塑料薄膜上所成的像是（正立/倒立）的（實/虛）像；（4）開始實驗時，眼睛從光屏一側看過去，無論怎樣調節(jié)易拉罐與蠟燭之間的距離，屏上都看不到燭焰的像，而只能看到一片光亮，最有可能的是：；A.小孔扎成了三角形B.小孔扎成了正方形C.小孔太大D小孔太?。?）圖乙中，保持易拉罐和圓筒位置不變，應將蠟燭向移動（左/右），可以使得屏上的像變大；（6）若將蠟燭在孔前繞順時針旋轉，則它在塑料薄膜上所成的像將（順/逆）時針旋轉；（7）小明進一步實驗，分別測出燭焰的高度h1，燭焰到小孔的距離x1，像的高度h2，像到小孔的距離x2，測得多組數據后發(fā)現，它們之間滿足關系：＝，樹蔭下的圓形光斑就是太陽通過樹葉中間的小孔在地面上成的像，小明從網上查到太陽到地面的距離約為1.6×1011m，一個直徑為3.5cm的光斑到它對應的小孔間距為400cm，則太陽的直徑約為m?！绢}型5凸透鏡的會聚作用】 17．（2023?長沙一模）野外丟棄的礦泉水瓶容易引起火災，無論是水沒喝完的礦泉水瓶還是有雨水進入的礦泉水瓶，被陽光照射后都可能會發(fā)生火災，下列圖中的原理與此光學原理相同的是（）A． B． C． D．18．（2022秋?渝中區(qū)校級期末）下列有關光學知識的表述，正確的是（）A．凸透鏡對光有發(fā)散作用 B．物體在平面鏡中成正立、等大的實像 C．透過玻璃看到的字到人眼的距離變遠了 D．一束光從一種介質射入另一種介質時，傳播方向可能不變19．（2023春?威遠縣校級期中）安全常識：夏天不要隨意將瓶裝礦泉水放置在汽車儀表臺上。這是由于瓶裝礦泉水在陽光下，相當于一個（選填字母“a—凹透鏡”或“b—凸透鏡”），它對光線有會聚作用，可能將陽光會聚在上，導致附近的材料長時間高溫被引燃?！绢}型6透鏡的光路圖】 20．（2023?十一自主招生）在光具座上自左向右依次豎直放置一個凹透鏡、凸透鏡和平面鏡，兩個透鏡的主光軸重合，凸透鏡的焦距為f，此時兩個透鏡之間的距離為L．在凹透鏡的左側有一水平平行光束通過兩個透鏡后入射到平面鏡上，經平面鏡反射后，反射光恰能沿原來的光路返回，據此可判斷凹透鏡的焦距為（）A．f B．L C．f+L D．f﹣L21．（2023?開福區(qū)校級二模）將圖中的光路補充完整。22．（2022秋?金寨縣期末）如圖所示，兩條入射光線分別過凸透鏡的焦點F和光心O，分別畫出這兩條光線經過凸透鏡折射后的光線。23．（2022秋?嵩縣期末）如圖所示的凸透鏡的兩種情況，其中AB是物體，A'B'是AB的像。請在圖中適當位置上畫出凸透鏡，并確定焦點的位置。24．（2022秋?武漢期末）根據入射光線和折射光線，在圖中的虛線框內畫出適當類型的透鏡?！绢}型7探究凸透鏡成像的規(guī)律】 25．（2021秋?渝中區(qū)校級期中）如圖所示，AB是凸透鏡的主光軸，P、Q、S是在主光軸上的三個位置，把一物體放在Q處，像成在S處；把物體放在S處，凸透鏡位置不變，像成在P處，則可判斷凸透鏡的位置在（）A．P的左邊 B．PQ之間 C．QS之間 D．S的右邊26．（2020秋?牡丹江期末）當物體距離凸透鏡8cm時，在透鏡另一側光屏上成一個清晰放大的像，若保持物體與光屏的位置不變，把凸透鏡向光屏方向移動2cm，則在光屏上又成一清晰的縮小的像，則該凸透鏡的焦距為（）A．f＜2cm B．2cm＜f＜4cm C．5cm＜f＜8cm D．4cm＜f＜5cm27．（2020?莘縣一模）（多選）某班同學在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中，記錄并繪制了像到凸透鏡的距離v跟物體到凸透鏡的距離u之間關系的圖象，如圖所示，下列判斷正確的是（）A．該凸透鏡的焦距是8cm B．當u＝12cm時，在光屏上能得到一個放大的像 C．當u＝20cm時成放大的像。投影儀就是根據這一原理制成的 D．把物體從距凸透鏡12cm處移動到24cm處的過程中，像逐漸變小28．（2023?潮州模擬）在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實驗中，所用凸透鏡的焦距是10cm用米尺在水平桌面上畫一直線并標明刻度，將透鏡固定在50cm處，實驗裝置如圖所示。（1）當把點燃的蠟燭放在20cm刻度處時，首先應調節(jié)凸透鏡、光屏和蠟燭，使它們的中心大致在，點燃蠟燭應在調整高度之（“前”或“后”）。（2）重新調整后，保持蠟燭、凸透鏡的位置不變，為了找到清晰的像，應將光屏移到cm的刻度范圍內，才能在光屏上得到一個倒立縮小的實像。（3）當把蠟燭移到35cm刻度處時，移動光屏可得到一個、的實像。照相機、投影儀、放大鏡這三種光學儀器正常使用時，與這種成像規(guī)律相同的是。（4）此時，若有一只蒼蠅落到凸透鏡上，則光屏上成完整的燭焰的像（填“能”或“不能”）。（5）小明將自己的近視眼鏡放在凸透鏡前，若想得清晰的像，應向移動光屏（填“左”或“右”）。29．（2023?姑蘇區(qū)模擬）某小組同學用如圖甲的裝置“探究凸透鏡成像特點”，其中凸透鏡的焦距為15cm。他們進行實驗的同時在坐標紙上記錄蠟燭與光屏上像的位置和大小，如圖乙。（用帶箭頭的線段表示物或像，A'、B'分別表示蠟燭在A、B處像的位置）（1）從圖乙中可以看出，蠟燭在A、B位置時光屏上得到的都是倒立、（放大/等大/縮?。┑膶嵪?。（2）和其他小組交流后發(fā)現，當他們把蠟燭放在C位置時，在光具座上無論怎樣移動光屏都不能得到清晰的像。為了讓蠟燭在C位置的像成在光具座上的光屏上，他們采用了兩種做法。做法一：保持蠟燭和透鏡的位置不變更換凸透鏡，在光具座上移動光屏，光屏上又出現了清晰的像，這表明像距變了，由此推斷更換的凸透鏡會聚光的能力較強，此透鏡焦距15cm（大于/小于/等于）。做法二：保持蠟燭和透鏡的位置不變，在蠟燭和透鏡之間再放置一個凸透鏡，在光具座上移動光屏，光屏上又出現了清哳的像。由此實驗聯(lián)系實際，遠視眼的晶狀體焦距較（大/?。?，將近處物體的像成在視網膜（前/后）方，故需配戴透鏡矯正。（3）小明在實驗中將蠟燭從略大于一倍焦距處逐漸遠離凸透鏡，物距u隨時間t的變化圖象如圖丙所示，則像距v與t的大致變化關系為丁圖中的。（4）在圖乙A位置成像的基礎上，將蠟燭和光屏的位置互換，接著將透鏡向左移動5cm，那么要在光屏重新得到清晰的像，應該將光屏向（左/右）移動（大于/小于/等于）5cm距離。30．（2022秋?南漳縣期末）在“探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗”中，將蠟燭、焦距等于10cm的凸透鏡、光屏放在光具座上。如圖所示，調節(jié)燭焰、凸透鏡和光屏的中心在同一高度，把凸透鏡固定在50cm處。（1）將蠟燭放在A點，光屏放在B點位置上，為了找到清晰的像，應將光屏向（選填“左”或“右”）移動。（2）依次改變蠟燭的位置，移動光屏，直到找到清晰的像。記錄的數據如表。次數123456物距（cm）403530252015像距（cm）13.5141516.72030①在1—4次實驗中，所成的像為、的實像，日常生活中（填一光學設備）就是利用這一原理制成的。②第6次的像比第5次的（選填“大”或“小”）。（3）將蠟燭放在C點，觀察到燭焰的正立、放大的虛像后，若希望看到更大的虛像，應將蠟燭向（填“左”或“右”）移動?！绢}型8凸透鏡成像規(guī)律的其他應用】 31．（2023秋?香坊區(qū)校級期中）光刻技術的工作原理如圖所示，用紫外光照射鏤空掩膜，這樣鏤空掩膜會更明亮，調整鏤空掩膜、縮圖透鏡的位置，恰好能使鏤空掩膜縮小的像成在硅片，從而實現集成電路的“光刻”，下列說法正確的是（）A．縮圖透鏡相當于凸透鏡，凸透鏡可以用于矯正近視眼 B．鏤空掩膜位于縮圖透鏡的二倍焦距以內 C．鏤空掩膜的像是倒立放大的實像 D．硅片相當于光屏32．（2021秋?啟東市期末）如圖所示，凸透鏡豎直放置，凸透鏡焦距為f，現有一點光源S在凸透鏡左側以凸透鏡兩倍焦距處為圓心，在經過主光軸的豎直平面內做順時針圓周運動，直徑為D，且D＜f，則下列關于點光源所成的像的運動軌跡，正確的是（）A．B．C．D．33．（2021?河南模擬）（多選）如圖所示是小芳同學制作的模型照相機。通過調整內外紙筒的相對距離，可以在半透明膜上看到遠處景物倒立的像。使用此模型照相機時，下列說法正確的是（）A．當透鏡對著遠處山上的涼亭時，調整膜的位置可以在膜上看到涼亭倒立縮小的像B．當透鏡對著近處書本上的字時，調整膜的位置，可以在膜上看到字的正立放大的像C．當透鏡對峙遠處向上移動的觀光電梯時，會看到膜上觀光電梯的像也向上移動 D．看遠景時像很清晰，看近景時應把內紙筒向外拉一些，才能在膜上得到清晰的像34．（2023?丹東校級二模）去年的世界杯上使用了VAR（視頻助理裁判技術），利用攝像機鏡頭跟蹤運動員和足球。攝像機鏡頭是（選填“凸透”或者“凹透”）鏡，足球通過攝像機鏡頭成一個倒立的像（選填“放大”或“縮小”），運動員射門時，足球向球門框上的鏡頭靠近的過程中，攝像機中足球的像將（選填“變大”、“不變”或者“變小”）。35．（2023?金水區(qū)模擬）2021年12月9日，“天宮課堂”第一課正式開講。在“天宮課堂”中，透過中間帶有氣泡的水球，我們看到了王亞平“一正一倒”兩個像，如圖甲所示。為了解釋兩個像的成因，可將含有氣泡的水球看成如圖乙所示的透鏡組模型，其中水球中部相當于（選填“凸”或“凹”）透鏡；倒立的像是（選填“實像”或“虛像”），若王亞平遠離水球，則所成的倒立的像（選填“變大”或“變小”）。36．（2022秋?伊川縣期末）如圖所示，將蠟燭放在距凸透鏡光心30cm處，在另一側距凸透鏡光心40cm處的光屏上出現了一個清晰的像。（1）請在圖甲中利用凸透鏡成像的特殊光線找出凸透鏡右側焦點F；（2）請你利用所學的凸透鏡成像規(guī)律和數學知識，計算該凸透鏡焦距的取值范圍是多少？（3）放大鏡是利用了凸透鏡成像規(guī)律的光學儀器，它的成像原理是：當物體到凸透鏡的距離小于一倍焦距時，凸透鏡所成的像是、的虛像。當人通過放大鏡觀察地圖上的A點時，看到了它的像為A′，請你在圖乙中畫出光路圖。【題型9音近視眼的成因與矯正辦法】 37．（2023?廣安模擬）如圖是近視眼和遠視眼的成因示意圖，下列說法正確的是（）A．甲的晶狀體對光的會聚能力太強，是近視眼 B．乙的晶狀體對光的會聚能力太強，是遠視眼 C．甲應該戴凹透鏡矯正，乙應該戴凸透鏡矯正 D．甲應該戴凸透鏡矯正，乙應該戴凹透鏡矯正3