《2025年实验班提优训练八年级物理上册苏科版》

3.(特长生招生题)如图所示,$F_{1}$、$F_{2}$是凸透镜的焦点,$S$是放在凸透镜前的点光源,$S'为S$经凸透镜所成的像(未画出).当光源$S$沿平行主轴的方向,远离透镜移动时,像$S'$向透镜移动的情况是( ).

A.沿平行主光轴方向
B.沿$S'与F_{2}$连线方向
C.沿$S'与O$连线方向
D.沿$F_{1}与S'$连线方向

答案：
3.B [解析]点光源发出无数条光线，取其中的两条：①平行于主光轴的入射光线经过凸透镜折射后经过焦点；②过光心的入射光线其传播方向不变。两条折射光线的交点即为点光源S通过凸透镜成的像，如图所示，当点光源在近处时成像在S'处；当点光源移动到远处时，成像在S''处。两者比较可以确定像S'向透镜移动的情况是沿S'与F₂连线方向。故选B
　　　　

4.(多选)(第三十二届大同杯初赛)如图所示,$L_{1}$、$L_{2}是焦距均为f$的两个相同的凸透镜,主光轴重合,相距为$f$,$F_{1}为凸透镜L_{1}$的左焦点,$F_{2}为凸透镜L_{2}$的右焦点,$S$为主光轴上的一点光源.移动点光源$S$的位置,观察通过该透镜组最终所成的像,则( B、C、D ).

A.若物距$u小于焦距f$,成虚像,否则成实像
B.无论点光源$S$的位置在何处,始终成实像
C.像移动的方向始终与点光源$S$移动的方向相同
D.点光源$S和像之间的最短距离为3f$

答案： 4.B、C、D [解析]当点光源S相对于L₁的物距u小于焦距f时，物体成虚像，此时相对于L₂，等效于物体在1倍焦距以外，成实像，故A错误；当点光源S相对于L₁的物距u大于焦距f时，像距v大于f，此时相对于L₂，入射光线呈会聚状态，一定成实像，结合A选项的推断，故B正确；凸透镜成虚像时，像物同侧，物近像近，物远像远，当点光源移动时，相对于L₂等效的点光源S'与点光源移动的方向相同，凸透镜成实像时，像物异侧，物近像远像变大，物远像近像变小，故当点光源S在相对于L₁的1倍焦距以内移动时，像移动的方向与点光源S移动的方向相同，当点光源S在相对于L₁的1倍焦距以外移动时，透过L₁L₂的光路可以等效为透过某个焦距为f₀＜f的透镜，符合凸透镜成实像时的像物移动规律，故像移动的方向始终与点光源S移动的方向相同，故C正确；由凸透镜成像的规律可知，物像的最小距离为4f，又O₁O₂=f，则点光源S与像之间的最短距离为4f - f = 3f，D正确。

5.(青岛崂山三中自主招生题)如图所示,在一个表面积很大的方形水槽的底部中心处有一个点光源,光从水中斜射向空气,发生折射现象.
(1)补全折射光路图,并标明入射角$\alpha$、折射角$\beta$.
(2)当光线从水中射向空气时,入射角大于某一个角度(这个角度用$C$表示)时折射光线会消失,这种现象称之为全反射现象.水相对于空气的折射率用$n$表示,且满足关系$\sin C= $$\frac{1}{n}$.出射光线会在水面形成一个发光区域,该区域的形状为______.若水深$h= 1.5\ \text{m}$,水相对空气的折射率$n= \sqrt{2}$,那么该区域的面积为______$\text{m}^{2}$.(计算结果保留两位小数)

答案：
5.
(1)如图所示　
(2)圆形　7.07
　　　　　　　
[解析]
(1)根据光的折射规律，光从水中斜射向空气时，折射光线偏离法线(折射角大于入射角)，先过入射点垂直于水面作出法线，然后在空气中法线的另一侧作出折射光线(注意折射光线偏离法线)，并标出入射角α和折射角β。
(2)当光线从水中射向空气时，入射角大于某一个角度(这个角度用C表示)时折射光线会消失，则当入射角等于C时，折射角刚好为90°。点光源发出的光线是发散的，向周围都会发光，则入射角大于C的折射光线会消失，入射角等于C的折射光线刚好平行于水面，入射角小于C的折射光线穿出水面可以被人眼观察到，所以出射光线在水面形成一个圆形的发光区域。由题可知，水相对于空气的折射率n = $\sqrt{2}$，则sinC = $\frac{1}{n}=\frac{1}{\sqrt{2}}=\frac{\sqrt{2}}{2}$，所以C = 45°。水深h = 1.5m，由几何知识可知发光区域圆的半径R = h = 1.5m，所以该区域的面积为S = πR² = 3.14×(1.5m)²≈7.07m²。

6.(第三十三届大同杯复赛)在做光学实验时,某同学需要将一束平行光的宽度放大为2倍,于是他在光束路径中放置了由两片透镜组成的透镜组来达到此目的,如图所示.若其中一片透镜是焦距为$f$的凸透镜,则：
(1)如果另一片透镜采用的是凸透镜,则其焦距应为多少？应置于何处？请作图说明.
(2)如果另一片透镜采用的是凹透镜,则其焦距应为多少？应置于何处？请作图说明.

答案：
6.
(1)有两解：①放置一个焦距为2f的凸透镜，放置在第一片凸透镜后3f处。
　　　　
②放置一个焦距为$\frac{f}{2}$的凸透镜，放置在第一片凸透镜前$\frac{3f}{2}$处。

(2)放置一个焦距为$\frac{f}{2}$的凹透镜，放置在第一片凸透镜前$\frac{f}{2}$处。