内容正文:
第五章 透镜及其应用
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1
一、填空题(每小题3分,共30分)
1.大蜀山森林公园风景秀丽,园内严禁游客随地丢弃饮料瓶,这不仅是为了保护环境,更重要的是因为透明圆饮料瓶装水后相当于一个凸透镜,它对太阳光有________作用,可能引起森林火灾。
2.幻灯机的镜头相当于一个凸透镜。为了使观众看到正立的像,幻灯片要________(选填“顺着”或“倒着”)插入。
会聚
倒着
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3.如图所示,一束光线射向MN处的某光学元件后,交于主光轴上的点S;去掉该光学元件后,光线交于点S',则该光学元件可能是_____(选填“凸”或“凹”)透镜。
凹
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4.如图所示的是指纹的一些图片,指纹具有唯一性和稳定性,可以用来鉴别人的身份。为了更清晰地观察和探究指纹,我们可以借助________(填仪器的名称)。
放大镜
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5.小明在“探究凸透镜成像的规律”实验中,把发光二极管放在距凸透镜30 cm处,在光屏上得到清晰、缩小的像,此时的成像特点可应用于________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。
6.用望远镜观察远处的物体时,虽然所成的像与物体本身相比是缩小的,但由于像相对眼睛的______很大,所以感觉观察到的像比较大。
7.王老师需要摘下眼镜才能看清远处来的是哪位同学,他需要配戴________(选填“凸透镜”或“凹透镜”)制成的眼镜矫正视力。
照相机
视角
凸透镜
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8.请在图中画出光线经过凸透镜折射后的光路。
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9.某种望远镜由目镜和物镜两组凸透镜组成,其中_____(选填“物”或“目”)镜相当于照相机的镜头。
10.为了加强管理,某单位利用人工智能技术,实行刷脸考勤制度。如图所示,当人靠近摄像头时,人脸通过摄像头成一个____________________像,并与录入的信息进行比对,从而记录考勤。
物
倒立、缩小的实
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二、选择题(每小题3分,共21分;每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题意)
11.常言道,水火不相容,但用透明冰块磨制成一个光学器件,却可以取火。这块用冰磨制成的光学器件相当于( )
A.平面镜 B.凸透镜
C.凹透镜 D.凸面镜
12.把一物体放在凸透镜前,在凸透镜另一侧12 cm处得到缩小的像,该凸透镜的焦距可能是( )
A.24 cm B.12 cm
C.10 cm D.6 cm
B
C
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13.人眼的折光系统整体相当于一个凸透镜,晶状体的调节可以改变整个折光系统的焦距。某同学从看黑板到低头看课本的过程中,其眼球的折光系统的焦距 ( )
A.变小 B.变大
C.不变 D.先变大后再变小
14.将一个物体放在凸透镜前20 cm处时,在凸透镜另一侧的光屏上找到一个清晰的等大的像,现将物体移至凸透镜前15 cm处时,移动光屏能找到( )
A.倒立、缩小的实像 B.倒立、放大的实像
C.倒立、放大的虚像 D.正立、放大的虚像
A
B
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15.如图所示的是一种视力有缺陷的眼球成像的示意图。这种视力缺陷类型及矫正需要配戴的透镜分别是 ( )
A.近视眼、凸透镜 B.近视眼、凹透镜
C.远视眼、凸透镜 D.远视眼、凹透镜
C
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16.关于望远镜,下列说法中正确的是 ( )
A.望远镜的目镜相当于一个放大镜
B.望远镜的物镜相当于投影仪,成倒立、缩小的实像
C.通过望远镜看到的是物体被放大两次之后的实像
D.制作望远镜时,放大倍率越大越好
A
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17.如图所示的是凸透镜成实像时像距v和物距u的关系图像,分析图像可知 ( )
A.当物距u=15 cm时,成缩小的像
B.当物距u=30 cm时,像距v=30 cm
C.物距增大时像距也增大
D.该凸透镜的焦距是10 cm
D
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三、实验题(第18小题4分,第19小题10分,第20小题8分,共22分)
18.某实验小组探究平面镜和凸透镜成像的特点,将光源和光屏分别竖直放置在水平光具座上的A、C位置,B是AC的中点,如图1所示。在AB之间朝向A观察,看到的光源形状如图2中的甲所示。
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(1)在B处竖直放置一块平面镜,镜面朝向光源,小丽在AB之间观察平面镜中的像,小明在BC之间观察光屏;此后,小亮将平面镜更换为一个凸透镜,此时光源恰能在光屏上成等大的像,他在BC之间观察光屏上的像。上述实验过程中,小丽、小明和小亮观察到的分别是图2中的_____(选填“①”“②”“③”或“④”)。
①甲、丙、戊 ②乙、丙、丁
③乙、乙、丁 ④乙、乙、戊
(2)小亮继续实验,要在光屏上得到一个缩小的像,可保持光源位置不变,将凸透镜向_____(选填“A”或“C”)移动,并调节光屏的位置直到呈现清晰的像。
②
C
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19.如图所示的是“探究凸透镜成像的规律”实验的装置。
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(1)实验时调整发光二极管、凸透镜和光屏,使它们的中心大致在_____________。
(2)当发光二极管位于图中的B处时,移动光屏到D处,观察到光屏上呈现清晰的像,此时像和物大小相等,则该凸透镜的焦距为_________cm。
(3)紧接着用不透明的硬纸板挡住凸透镜的下半部分,发现光屏上呈现的像是______(选填“完整”或“不完整”)的。
(4)当把发光二极管向右移动5 cm时,光屏上的像变模糊了。要使像变清晰,光屏应向_____(选填“左”或“右”)适当移动,此时光屏上的像应该是倒立、______(选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。
同一高度
10.0
完整
右
放大
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20.小明同学在做“探究凸透镜成像的规律”实验,实验步骤如下。
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(1)将焦距为10 cm的凸透镜放置在光具座上50 cm刻度线处,把蜡烛和光屏分别安放在光具座上凸透镜的两侧,如图所示,然后调整烛焰、凸透镜及光屏的高度,使三者的中心_________ ____。
(2)将蜡烛放在光具座上20 cm刻度线处,移动光屏,直到呈现出最清晰的像,然后记录蜡烛和光屏分别到凸透镜的距离;在光屏上得到清晰的像后,小明把他的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上烛焰的像变模糊了。在不改变凸透镜和蜡烛位置的情况下,若想在光屏上再一次得到烛焰清晰的像,则他应该将光屏向_____(选填“左”或“右”)移动。
在同一高
度
右
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(3)将蜡烛移至光具座上45 cm刻度线处,接下来的探究操作不必要的是______(填字母)。
A.移动光屏,在光屏上寻找蜡烛的像
B.在凸透镜左侧透过凸透镜观察蜡烛的像
C.在凸透镜右侧透过凸透镜观察蜡烛的像
(4)实验中,随着蜡烛的燃烧,烛焰的像将偏离光屏中央,此时应把光屏向_____(选填“上”或“下”)调节,使像仍成在光屏中央。
AB
上
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四、简答题(第21小题8分,第22小题9分,第23小题10分,共27分;解答要有必要的公式和过程)
21.在北极,阳光灿烂,但寒风刺骨,探险队员不小心丢掉了取火装置。请你替探险队员想一个解决的办法,并说出这样做的理由。
答:利用凸透镜对光的会聚作用。
①取大小适度的一块冰,首先将冰磨制成一块中间厚边缘薄的凸透镜。然后,利用太阳光找到冰凸透镜的焦点,便可利用此冰凸透镜引燃火种。
②光通过两种介质的界面时,要发生折射,凸透镜是一种光学元件,它对光有会聚作用,让一束平行光通过凸透镜,光线会聚在焦点,从而使热量集中到焦点上。
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22.凸透镜成像时的物距u、像距v和焦距f之间满足=+。
(1)当一个物体距离凸透镜u1=10 cm时,另一侧距离凸透镜v1=10 cm的光屏上正好得到清晰的像,则此凸透镜的焦距是多少?
(2)当一个物体距离凸透镜u2=30 cm时,另一侧距离凸透镜v2=60 cm的光屏上正好得到清晰的像,则将物体移至距离凸透镜u=38 cm时,光屏上所成的清晰的像的性质是什么?
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解:(1)当u1=v1=10 cm时,物体成倒立、等大的像,
所以2 f=10 cm,即f=5 cm。
(2)当一个物体距离凸透镜u2=30 cm时,另一侧距离凸透镜v2=60 cm的光屏上正好得到清晰的像,则
=+=+,
所以f=20 cm,
将物体移至距离凸透镜u=38 cm时,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、放大的实像。
答:(1)凸透镜的焦距是5 cm。
(2)成倒立、放大的实像。
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23.阅读材料,回答问题。
材料一:如图甲所示的是人的眼球结构图,正常人的眼睛通过睫状体的调节,可以看清近处和远处的物体。
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材料二:某同学探究视力的矫正原理时,先把眼镜甲放在蜡烛和凸透镜之间,移动光屏,发现可以在光屏上成像。拿开眼镜后,像变得模糊不清,把光屏向靠近凸透镜的方向移动,又可以得到一个清晰的像,如图乙所示。将另一只眼镜乙放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上原来清晰的像也变得模糊了,只将光屏向靠近凸透镜的方向移动,又可以在光屏上得到烛焰清晰的像。
材料三:全国学生体质健康调研最新数据表明,我国小学生近视发生率为35.6%,初中生为71.1%,近视人群的急剧低龄化和扩大化,令教育和医务工作者倍感担忧。
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(1)人的眼球中________和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,来自物体的光在其作用下在视网膜上成_____(选填“倒”或“正”)立、缩小的实像。
(2)材料二中,眼镜甲是_____透镜,眼镜乙是_____透镜。
(3)结合生物知识,写出保护好视力的措施。(至少两条)
不要在强烈的阳光下或光线很暗处看书;不要在运动时看书;不要长时间看书,每隔一定时间要远眺一会;注意写字的姿势和让眼睛和书本保持一定的距离等。
晶状体
倒
凹
凸
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