人教版八年级物理寒假讲义培优练习专题09 光的折射与透镜（2份 ，原卷版+解析版）

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☛第一层 巩固提升练（6大考点）
考点一 光的折射现象及其应用
考点二 探究光的折射特点
考点三 光的折射光路图
考点四 凹透镜和凸透镜
考点五 主光轴、光心、焦点和焦距
考点六 透镜对光的作用
☛第二层 能力提升练
☛第三层 拓展突破练
光的折射现象及其应用
⭐积累与运用
1、当光从一种介质斜射入另一种介质时，光在另一种介质中传播方向发生改变的现象叫光的折射。
2、光的折射发生在两种介质的交界面上，但光线在每种介质内是直线传播的。光从一种介质垂直射入另一种介质时，其传播方向不改变（改变、不改变）。
3、入射光线射入另一种介质时的交点（O），叫入射点；入射光线与法线夹角（α）叫入射角；折射光线与法线的夹角（γ）叫折射角。
4、在生活中，我们常见的折射现象很多，如：看清澈的池水，池水水底变浅；在岸上看到的鱼接近于水面；透过玻璃砖看物体发生了错位；水杯中的筷子好像弯折了；“海市蜃楼”现象等等都是光的折射现象。
1．（2024·辽宁·中考真题）如图，斜插入水中的筷子，看起来弯折了的原因是（ ）
A．光沿直线传播B．光的反射
C．光的色散D．光的折射
2．（2024·甘肃临夏·中考真题）光——宇宙的使者。关于光现象的描述可以用光的折射来解释的是（ ）
A．墙上呈现手的影子
B．桥在水中的倒影
C．平面镜使太阳光聚集到同一位置
D．人看到鱼在水中的像
3．（2024·四川广元·中考真题）“追梦”学习小组的同学用激光笔发出一束红光从空气斜射入水中的情景如图，图中AO为入射光线， 为折射光线；保持入射点O不动，在竖直平面内，顺时针缓慢旋转入射光线AO至图中虚线DO位置，反射角将 （选填“变大”“不变”或“变小”）。
4．（2023·江苏泰州·中考真题）如图所示，一只水鸟站在水中觅食，图中的黑影是由于光的 形成的，倒影是因光的反射形成的 像，且倒影看起来要“暗”一些，是因为有一部分光在水面处发生了 而进入水中，人能从不同角度看见水鸟是由于光照射在鸟身上发生了 。

探究光的折射特点
⭐积累与运用
1、光的折射规律
（1）在折射现象中，折射光线、入射光线、法线在同一平面内（共面）。
（2）折射光线和入射光线分居在法线的两侧（分居）。
（3）当光从空气斜射入水等其他透明物质（玻璃、水晶等）时，折射角小于（大于、小于或等于）入射角；当光从水或其它透明物质斜射入空气时，折射角大于（大于、小于或等于）入射角（不等角，在空气中的角大）。
2、实验注意
（1）如果实验改为光从空气斜射入水中，则显示水中光路的做法：在水中添加牛奶等。
（2）折射光线偏暗的原因：有部分光在界面处发生了反射。
（3）在入射角相同时，不同介质中的折射角不同的原因：光在不同介质中的传播速度不同。
（4）折射角的大小变化判断：入射角逐渐增大（或减小）时，折射角也随之增大（或减小），但变化幅度不相等
5．（2023·内蒙古赤峰·中考真题）探究光折射时折射角与入射角的关系，如图所示，使一束光从甲介质斜射入乙介质，测量并记录入射角和折射角大小；改变光束射向O点的角度，进行多次实验，数据如下表所示：

（1）光从甲介质斜射入乙介质发生折射时，折射角 入射角；折射角随着入射角的增大而 ；
（2）做完第4次实验后，同学们又使一束光从乙介质中以73.8°的入射角射入甲介质，测得折射角恰好为40°，这说明在折射现象中， 。
6．如图甲是小明同学利用透明的薄壁（厚度可忽略不计）方形水槽水和光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的光路，经过多次实验并记录了表格数据：
(1)分析表格中的数据，你能得出的结论（写出一条即可）： ；
(2)当光以30°的入射角从玻璃斜射入空气中时，其折射角是 ，你的依据是 ；
(3)如图乙，小明将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射，为使光束从水面射出后沿DE方向传播则激光笔照射的方向应满足的条件是 ，且激光笔照射在水槽底部的位置必须在 （选填“①”“②”或“③”）区内。
7．如图所示，是小明“探究光的反射与折射规律”的实验装置。通过多次实验将测得的数据记录在下表中：
(1)当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 °；
(2)小明让一束光沿着图中BO方向入射，当入射光以的入射角从水中射入空气时，折射角等于 °；这表明：光的折射现象中，光路是 的；
(3)小明接着又完成了光从空气斜射入玻璃和从玻璃斜射入空气的实验，他这样进行多次实验的目的是为了 ；
(4)把一枚硬币放入杯底，实际位置比看到的硬币的位置要偏 （选填“高”或“低”）。
8．为了探究“光折射时的特点”，小明同学利用激光笔、烧杯和水等器材进行如图所示实验。
(1)让光束沿射入杯中时，光束进入水中后会发生偏折。当入射角增大时，折射角 ；
(2)当光束从空气垂直射到水中时，折射角 （选填“大于”“等于”或“小于”）入射角；
(3)同组的小红实验时，先让图示光束斜射入空烧杯中，观察到在杯底形成光斑。保持入射光束的方向不变，逐渐往杯中加水，观察到杯底的光斑向 （选填“左”或“右”）移动。保持激光笔的位置不变，将烧杯的左侧底部缓慢抬起，相应的折射角将 （选填“增大”“不变”或“减小”）。
光的折射光路图
⭐积累与运用
1、利用光的折射规律
（1）光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线偏折，入射角大于折射角。
（2）光从水或其他介质斜射入空气中时，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角。
（3）光垂直界面射入时，传播方向不改变；此时入射角等于折射角等于0。
（4）光的折射现象例子：海市蜃楼、筷子向上折断了、池水变“浅”了、放大镜、望远镜、显微镜、照相机、投影仪、近视眼镜、老花镜、斜插在水中的筷子在水中部分看起来向上弯；看见落到地平线下的太阳；叉鱼的时候瞄准鱼的下方。
2、根据光路可逆的可逆性。
9．（2024·内蒙古通辽·中考真题）一束光从玻璃斜射入空气中时，在玻璃与空气的交界面上发生了反射和折射，反射光线OC如图所示，请在图中画出入射光线AO和折射光线OB的大致方向。
10．（2024·山东日照·中考真题）物理兴趣小组的同学在实验室找到一棱镜，其横截面为直角三角形ABC，如图所示，其中BC面镀银。一条光线从AB面上的O点射入棱镜，经过BC面一次反射后，从AC面的P点出射。请在答题卡的图中画出该光线射入棱镜之后的光路图。
11．（2024·山东泰安·中考真题）如图所示，一束光从水中斜射入空气，请作出折射光线的大致位置。
12．（2024·山东潍坊·中考真题）如图所示，水槽内装满水，槽底有一点光源S，紧贴右侧槽壁竖直固定一平面镜。S发出的一条光线经水面折射，又经平面镜反射后过P点。
(1)画出P点在平面镜中所成的像；
(2)将S点到P点的光路图补充完整。
凹透镜和凸透镜
⭐积累与运用
1、透镜分类：透镜分为凸透镜和凹透镜。
（1）凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜（远视镜镜片，照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等）。
（2）凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜（近视镜等）。
2、凹透镜与凸透镜的辨别
（1）触摸法：用手摸，凸透镜是中间厚两边薄，凹透镜是中间薄两边厚。
（2）成像法：放在书上的字上，放大是凸透镜，缩小是凹透镜。
（3）太阳聚焦法：把透镜放在阳光下，再放一张白纸在透镜下，若能在纸上找到一个很亮的点（焦点）即为凸透镜，否则为凹透镜。
3．
13.如图所示透镜中，均为凹透镜的一组是（ ）
A． B． C． D．
14．下列关于图中镜片的说法，正确的是（ ）
A．属于凸透镜的是①③⑥B．属于凹透镜的是②④⑤⑥
C．属于平面镜的是③④D．对光有发散作用的是②④⑥
15．透镜是用透明物质制成的光学器件，如图所示的透镜中，属于凹透镜的有 。（填字母）
16．同学们在讨论“如何在野外生存”的问题时提出：在野外如果没有打火机等点火设备，怎么生火取暖呢？ 一位同学想出了一个“削冰取火”的办法。你认为“削冰”就是把冰制成 透镜，这是利用了该透镜对光线有 作用。
主光轴、光心、焦点和焦距
⭐积累与运用
1、过透镜两个球面球心的直线叫主光轴（主轴），用“CC”表示；透镜的几何中心叫光心，用“O”表示。
2、平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于主光轴上一点，这点叫凸透镜焦点，用“F”表示，如图a所示；平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后发散，其反向延长线会交于一点，这是凹透镜的焦点（虚焦点）。
3、焦点到光心的距离焦距，焦距用“f”表示，图中就是“OF”之间的距离。凸透镜和凹透镜都各有两个焦点，凸透镜的焦点是实焦点，凹透镜的焦点是虚焦点。
4、物体到光心的距离叫物距，用“u”表示。
5、像到光心的距离叫像距，用“v”表示。
17．关于透镜，下列说法正确的是（ ）
A．光线经过透镜的光心，传播方向不会改变
B．光线经过透镜折射后，会聚在主光轴上的点叫焦点
C．凸透镜有两个焦点，凹透镜有一个焦点
D．一束会聚的光线经过凹透镜后一定变成发散的光线
18．关于透镜，下列说法正确的是（ ）
A．凸透镜的两个焦点之间的距离叫做焦距 B．透镜的光心一定在它的主光轴上
C．两束平行光经过凸透镜后一定会聚于焦点 D．通过凹透镜的两束光一定不能相交于一点
19．让凸透镜正对着太阳光，将纸放在它的另一侧，当纸上呈现一个并非最小的光斑时（如图所示），测得这个光斑到凸透镜的距离为10cm，此时将凸透镜远离纸时，光斑先变小后变大。我们把其中最小最亮的光斑所在位置称作该凸透镜的 ，该点到凸透镜光心的距离称作凸透镜的 ，用f表示，则该凸透镜的 10cm（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
20．凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上一点，这个点叫作凸透镜的 ；凸透镜有 个焦点，焦点到凸透镜中心的距离叫作 。
透镜对光的作用
⭐积累与运用
1、透镜的作用：凸透镜有会聚光线作用，所以凸透镜也叫会聚透镜；凹透镜有发散光线作用，所以凹透镜也叫发散透镜。
2、透镜的光路图，透镜的三条特殊光线：过光心的光线、平行于主光轴的光线、经过凸透镜焦点的光线。
（1）过光心的光线，经透镜折射后传播方向不改变。
（2）平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后经过另一侧焦点；经凹透镜折射后向外发散，但其反向延长线过同侧焦点。
（3）经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴；射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴。
21．下过雨后，菜农要及时排去塑料大棚上下凹处的积水，否则会烧坏大棚内的蔬菜，如图所示。这是因为下凹处的积水（ ）
A．相当于一个凸面镜，对光线具有发散作用 B．相当于一个凹面镜，对光线具有会聚作用
C．相当于一个凸透镜，对光线具有会聚作用 D．相当于一个凹透镜，对光线具有发散作用
22．高度近视的唐老师发现他的眼睛也“老花”了，现在他批作业需要换上另一副眼镜才能看清字迹。科代表把唐老师批作业时摘下的眼镜拿到阳光下，发现光屏上呈现的光斑形状总是如图所示。唐老师批作业时摘下的眼镜是（ ）
A．凸透镜，对光具有发散作用 B．凸透镜，对光具有用会聚用
C．凹透镜，对光具有发散作用 D．凹透镜，对光具有会聚作用
23．小明的爸爸将未喝完的矿泉水放在汽车的挡风玻璃下如图所示，小明连忙告诉爸爸：这样做容易引起火灾，原因是装有水的瓶子相当于一个 ，在阳光的照射下对光有 作用。
24．如下图所示，表示小欣同学用激光分别射向甲、乙两透镜后光的传播路径，由图可知 透镜应是凹透镜，对光有会聚作用的是 透镜（前两空均选填“甲”或“乙”）。若让甲透镜正对着太阳光时，太阳光通过甲透镜形成的光斑中间比四周 （选填“亮”或“暗”）。
25．请在图中画出A光线的折射光线和B光线的入射光线。
26．如图所示，凸透镜的主光轴与水面重合，凸透镜的焦点为F1，一条光线平行于水面射向凸透镜，后经凸透镜折射后最终射入水中，请画出此过程的光路图。
1．宋代范仲淹的《岳阳楼记》中的文字词句与物理知识相符合的是（ ）
A．“锦鳞游泳”，看到水里的鱼是实像
B．“皓月千里”，皎洁的月亮是光源
C．“浮光跃金”，湖面波动的光闪着金色是光沿直线传播的现象
D．“静影沉璧”，如玉璧一样月亮的倒影是光的反射现象
2．（2024·四川眉山·中考真题）周六，小龙同学又开始了他的家庭实验：他在桌面上放一个空碗，碗内底部放一枚硬币，让弟弟看过去，没有看见硬币如图甲；弟弟保持不动，小龙慢慢往碗中倒水，弟弟突然看见碗中出现了一枚“硬币”如图乙。对此现象下列分析正确的是（ ）
A．看见硬币，说明硬币是光源
B．没有看见硬币，是因为光的直线传播
C．看见的“硬币”，是光的反射形成的虚像
D．看见硬币，表明光在水中的传播速度比空气中快
3．下列对四幅光路图的解释正确的是（ ）
A．图甲中人眼看到的“F”是缩小的虚像
B．图乙中光从室外透过窗户玻璃进入室内
C．图丙是漫反射，光线杂乱无章不遵循光的反射定律
D．图丁是人眼看到水中“树”的光路图
4．（2024·内蒙古·中考真题）如图所示的光现象中，与“日食”形成原理相同的是（ ）
A．水中倒影B．手影游戏
C．筷子“弯折”D．雨后彩虹
5．如图甲所示，向透明塑料袋内吹气后，将袋口扎紧，再在袋口下挂一重物，将它放入盛水的玻璃容器中，就成了一个“空气透镜”，当平行光束正对这个“空气透镜”照射，射出的光束将成为 （会聚/发散）光束。乙图中，根据光的传播路径，应该在虚线框内放入 （凸/凹）透镜。丙图中，分别用红光和紫光平行于同一个凸透镜的主光轴射入，将会发现 （红/紫）光对凸透镜的焦距小。
6．某晴天中午小明行走在枫叶树荫下，看到地面上有许多大小不同的圆形光斑，圆形光斑之所以大小不同，是因为枫叶间的缝隙 （到地面距离/大小形状）不同缘故。他来到池塘边，看到水里游动的小鱼，这是光的 （反射/折射）现象，看到水面倒映出空中飞翔的小鸟，小鸟从距离水面6m处，下降到距离水面2m处，小鸟和它的像间距离缩短了 m。夜幕降临，用手电把水中的小鱼照亮，他应对看见的 （小鱼/小鱼下方）照射，才能把小鱼照亮。
7．（2024·四川宜宾·中考真题）如图所示，根据透镜对光的作用，将图中三条光线补充完整。
8．（2024·吉林·中考真题）如图所示，O为凸透镜的光心，F为凸透镜的焦点，请画出图中折射光线对应的入射光线。
9．按要求作图
(1)请观察图（a），在图（b）中MN表示水面，请利用平面镜成像的特点画出树在水中所成的像。
(2)如图所示，两条入射光线（或延长线）分别过凹透镜的光心和焦点，分别画出经过凹透镜折射后的光线。
(3)如图中、两点分别为空中小鸟和水中鱼的实际位置，人眼在点恰好看到它们在水中的像重合，请画出小鸟在水中像的位置以及人眼看到小鱼的光路图。（保留作图痕迹）
10．如图甲所示，在“探究光的折射特点”实验中：
(1)光与水面成45°射入杯中时，会在杯底形成光斑，若入射光束AO沿逆时针方向转动一定的角度，水中的折射角将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；
(2)保持入射光线不变，向杯中继续注水，杯底的光斑将向 （选填“左”或“右”）移动，水位上升过程中折射角将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；
(3)如图乙所示，站在清澈的游泳池里，在岸上的人会发现泳池里人的腿变短，能描述此现象的光路是图丙中的 （填序号）。
1．（跨学科实践）成语中蕴含了丰富的光学知识，下列说法不正确的是（ ）
A．“杯弓蛇影”，杯中的“弓”是经过光的反射映在杯子中的倒影
B．“鱼翔浅底”，看到的鱼是光的折射形成的虚像
C．“海市蜃楼”，看到的景象是光的折射形成的实像
D．“凿壁偷光”，利用了光沿直线传播的原理
2．（中国传统文化）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。”把冰削成某种透镜，利用这种透镜对光的作用。文中“以艾承其影”是把“艾”（易燃物）放在透镜的 上。
3．（中国传统文化）（2024·安徽·中考真题）据晋代张华的《博物志》记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则得火。”这种利用冰透镜向日取火的方法，体现了我国古代劳动人民的智慧。如图所示，若把冰块制成的凸透镜正对着太阳，将太阳光看成平行光，冰透镜的焦点为F，请在图中完成光路。
4．（新情景）学习光的折射时，老师为帮助学生理解“渔民叉鱼”现象，自制了一套装置。如图所示，不透明圆管是一根方向固定且不易形变的直管，将它固定在铁架台上，将小鱼模型固定在水中。
(1)人眼从A处透过直管看向水里，调整直管方向，直到从直管看到水中的“鱼”，这是光从 折射进入 ，看到的“鱼”是 （选填“实”或“虚”）像；
(2)用一根足够长的铁丝（鱼叉）沿直管叉向看到的“鱼”， 插到鱼；改用激光笔从A点沿着直管对着看到的“鱼”照射，光 照到鱼身上；（两空均选填“能”或“不能”）
(3)接着从鱼缸侧面观察，发现鱼叉的方向在实际鱼的 方（选填“上”或“下”）
5．（新情景）（2024·黑龙江哈尔滨·中考真题）物理与生活息息相关，学习了光学知识后，宏星同学进行了下面的观察与思考。
（1）宏星在湖边看到水中有一条鱼，这是光的 现象；他看到的“鱼”是 像（选填“实”或“虚”）；
（2）湖中有一把水位标尺，他看到鱼恰好在标尺的45cm处，水面在标尺的75cm处，鱼到水面的实际深度应 30cm（选填“小于”或“等于”或“大于”）；如果想叉鱼，他应瞄准看到的鱼的 （选填“上方”或“下方”）；
（3）类比是一种解决问题的方法，图甲是利用S点发出的两条特殊光线理性探究凸透镜成像特点的光路图，请参照图甲的方法，在图乙上通过画图理性探究凹透镜成像特点（只需找到像点（Q′）。
实验次数
1
2
3
4
入射角
10°
20°
30°
40°
折射角
15.1°
30.7°
48.6°
73.8°
入射角α
10°
30°
45°
60°
折射角β
7.1°
20.7°
30°
37.8°
入射角
0°
15°
30°
45°
60°
反射角
0°
15°
30°
45°
60°
折射角
0°
11°
22°
32°
40°