内容正文:
4.5 透镜的应用
目录
2
考点01 眼球的结构及视物原理 2
考点02 照相机与眼球 2
考点03 照相机、投影仪、放大镜综合辨析 3
考点04 近视、远视的成因及其矫正 4
考点05 望远镜 6
考点06 显微镜 7
考点07 实验题 9
10
15
考点01 眼球的结构及视物原理
1.人眼能看到远处的物体是因为物体在眼睛的视网膜上形成了( )
A.倒立、等大的实像 B.正立、放大的实像
C.倒立、缩小的实像 D.正立、放大的虚像
2.正常的人眼,能将物体的像始终成在视网膜上,从而看清远近不同的物体,这是由于
A.不断改变晶状体的焦距,使像成在视网膜上 B.不断改变物距,使像成在视网膜上
C.不断改变像距,使像成在视网膜上 D.以上说法均不正确
3.下列说法中错误的是
A.眼睛能看到成在光屏上的像 B.有的虚像看的见,有的虚像看不见
C.眼睛可以直接看到凸透镜所成的实像 D.眼睛既能看到实像,也能看到虚像
4.人的眼球结构如图所示,眼睛的成像原理跟 (选填“凸”或“凹”)透镜类似,其中 相当于光屏。
5.人眼是一个高度精密的光学系统,下列围绕人眼的讨论,错误的是( )
A.角膜和晶状体的共同作用相当于凸透镜
B.视网膜相当于光屏
C.来自物体的光会聚在视网膜上,形成一个正立的像
D.眼球好像一架照相机,外界物体在视网膜上成的像是缩小的
考点02 照相机与眼球
6.学习小组对于眼睛视物原理进行了探究实践。请你观察图甲中照相机和眼睛的构造,把照相机与眼睛功能类似的部分填入表乙中。
表乙
照相机
①
胶卷
光圈
眼睛
晶状体和角膜
②
③
7.人眼相当于一架 (选填“照相机”或“投影仪”),小明的眼睛似乎出了问题,他看远处的景物很模糊,当他戴上眼镜后看东西就变得清晰明亮了,由此可见小明患上的是 (选填“近视”或“远视”)眼,他所戴的眼镜是由 (选填“凸”或“凹”)透镜制成的。
8.小刚用照相机将花坛的鲜花拍摄下来.照相机的镜头相当一个 透镜,对光有 作用,若想使鲜花的像更大些,应使镜头 鲜花。
9.小光和小荣用焦距相等的相同照相机帮忙小彤同学拍照,照相机的镜头是一个 (选填“凸透镜”或“凹透镜”),照相机在底片上的像是 像(选填“虚”或“实”),洗出的底片分别为如图中的甲和乙,则小光要使底片上的像与小荣的一样大,小光移动位置后再 (选填“增大”或“减小”)镜头到底片的距离。
10.如图所示,在“刷脸”取款过程中,摄像头相当于 透镜;面部经摄像头成倒立、缩小的 像;当人脸稍靠近摄像头时,摄像头所成的像 。
11.生活中二维码无处不在,如图所示,我们用手机扫描时,二维码通过手机镜头的 (选填“凸”或“凹”)透镜形成 (选填“虚”或“实”)像;二维码应放在镜头的 (选填“一倍焦距以内”“一倍至二倍焦距之间”或“二倍焦距以外”)。
12.如图所示,是兴趣小组自制的照相机。使用时,半透明膜上可成远处树木清晰的像,下列说法正确的是( )
A.该相机镜头是凹透镜,对光有会聚作用 B.半透明膜上成的是正立、缩小的实像
C.树木位于照相机镜头的一倍焦距之内 D.当拍摄近处物体时,应将伸缩纸筒伸长
考点03 照相机、投影仪、放大镜综合辨析
13.生活中我们经常可以看到的广告投影灯,其内部结构如图所示。他的成像原理跟 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)是相同的。为了在地面上得到更大的广告图像,应当使投影灯 (选填“靠近”或“远离”)地面。
14.如图所示,路引装置将路引投射在地面上,路引装置所成像的性质是倒立、放大的实像,成像原理和 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)相同。
15.将蜡烛、凸透镜(焦距f=10cm)、光屏依次放在光具座上,调整后,把烛焰放在距凸透镜16cm处时(如图所示),在凸透镜另一侧前后移动光屏,会在光屏上得到一个倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的实像,日常生活中的 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一成像规律工作的。
16.如图是投影仪成像示意图,其中平面镜的作用是 。在一次练习调节投影仪实践活动中,小明通过调节,使屏幕上出现了清晰画面,但是,画面超出了屏幕范围。为此,小明的操作应当是:适当 (填“增大”或“减小”)投影仪与屏幕的距离,并将凸透镜适当向 (填“上”或“下”)移动。在屏幕上发生的是 (选填“镜面”或“漫”)反射。
考点04 近视、远视的成因及其矫正
17.小文看远处物体时,成像情况如图所示。他的眼睛( )
A.近视了 B.远视了 C.很正常 D.需凸透镜矫正
18.远视眼产生的原因及其矫正办法是( )
A.晶状体太厚,会聚光的能力太弱,矫正的方法是配戴合适度数的凸透镜
B.晶状体太厚,会聚光的能力太强,矫正的方法是配戴合适度数的凹透镜
C.晶状体太薄,会聚光的能力太弱,矫正的方法是配戴合适度数的凸透镜
D.晶状体太薄,会聚光的能力太强,矫正的方法是配戴合适度数的凹透镜
19.如图为青少年眼病患者眼球与正常眼球对比图。关于该患者的晶状体及视力矫正,下列说法正确的是( )
A.对光的会聚能力太强,需佩戴近视眼镜
B.对光的会聚能力太强,需佩戴远视眼镜
C.对光的会聚能力太弱,需佩戴近视眼镜
D.对光的会聚能力太弱,需佩戴远视眼镜
20.“好视力,好未来”,为了保护好视力,读写时眼睛与书本的距离应保持25cm左右。如图是小亮写字时的情景,与正确的姿势相比,此时眼睛的晶状体会变 (选填“薄”或“厚”),此姿势长时间书写,容易使晶状体发生病变,最终需要佩戴 (选填“凸”或“凹”)透镜进行矫正。
21.在下列四幅图中,描述正确的是( )
A.乙图是近视眼成像情况,其正确矫正做法是甲图
B.乙图是远视眼成像情况,其正确矫正做法是丁图
C.丙图是近视眼成像情况,其正确矫正做法是丁图
D.丙图是远视眼成像情况,其正确矫正做法是甲图
22.如图是某人看远处物体时的光线经过眼睛晶状体时的光路图,由图示可知他是 (选填“近视”或“远视”)眼,若他为了看清物体,戴上眼镜是为了物体经过晶状体成的像向 (选填“前”或“后”)移动,若配戴的眼镜镜片中心的厚度为1.7mm,则该镜片边缘的厚度应 (选填“大于”、“等于”或“小于”)1.7mm。
23.现在有不少同学不注意用眼保健,以致成为近视眼。
(1)近视眼是如图中的 ,而矫正后则变为图中的 ;(填“甲”或“乙”或“丙”或“丁”)
(2)同样是近视眼的小明同学,发现一个有趣的现象,上课时,通过上网查阅资料明白,眯眼一定程度上改变了晶状体的厚度,成的像 (填“远离”或“靠近”)晶状体些,这样也可以看得清晰些。
考点05 望远镜
24.关于望远镜,下列说法正确的是( )
A.望远镜的目镜是凹透镜 B.望远镜的物镜成放大的虚像
C.望远镜的物镜成缩小的实像 D.望远镜的物镜口径越小越好
25.由两组凸透镜组成的望远镜,关于它的物镜和目镜的成像原理,下列说法中正确的是( )
A.物镜成像原理与放大镜成像原理相似 B.物镜成像原理与照相机镜头成像原理相似
C.物镜成像原理与投影仪镜头成像原理相似 D.目镜成像原理与投影仪镜头成像原理相似
26.“超级月亮”比正常时的月亮要大百分之二十,亮度也有所增加,某天文爱好者为了研究这一现象,于是架设一台开普勒望远镜做进一步观察。关于该望远镜,下列说法正确的是( )
A.它的物镜和目镜都是凹透镜
B.它的物镜相当于投影仪,用来把物体放大
C.物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成虚像
D.它由两个透镜组成,靠近眼睛的为目镜,靠近被观测物体的为物镜
27.下列关于视角的说法中,正确的是
A.视角越大,我们看到的物体越清晰
B.视角越小,我们看到的物体越清晰
C.视角过大或过小,我们都无法看清物体
D.视角的大小与我们能否看清物体无关
28.如图是简易天文望远镜内部结构。远处的物体经过物镜成一个 、 (分别填写“倒立”“正立”与“放大”“等大”“缩小”)的实像,这个实像经过目镜成一个正立 像(选填“虚”或“实”)。如果你想制作简易天文望远镜,没有现成的透镜,可以选用合适的 (选填“近视”或“远视”)镜片来代替。
29.如图甲所示是福建的天文爱好者颜明哲通过纯手工打磨镜片自制的望远镜,该望远镜不仅可以看到8亿公里外的木星,甚至能清晰地看到木星表面的斑纹,图乙是该望远镜内部结构及光路示意图。下列关于该自制望远镜的说法正确的是( )
A.颜明哲通过纯手工磨制的镜片是凹透镜
B.看到8亿公里外的木星只利用了光沿直线传播
C.清晰看到木星表面的斑纹时物镜的成像原理与照相机相同
D.木星到物镜的距离u满足(f为物镜的焦距)
考点06 显微镜
30.如图所示是实验室常用的显微镜,它的目镜和物镜都是 (选填“凸透镜”或“凹透镜”),对光有 (选填“会聚”或“发散”)作用;观察微小物体时,被观察物体的光经过物镜成一个 、放大的实像,这个像刚好在目镜的一倍焦距以内,相当于一个 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。
31.显微镜由物镜和 镜组成,来自被观察物体的光经过物镜后成一个 (填“放大”或“缩小”)的 (填“实像”或“虚像”)。这个像再经过目镜后成一个 (填“放大”或“缩小”)的 (填“实像”或“虚像”),我们就可以看到肉眼看不见的小物体了。
32.人类借助于显微镜和天文望远镜看到了人眼所不及之处,实现了对微观世界和浩瀚宇宙的探索,下列说法中正确的是( )
A.显微镜和天文望远镜的物镜都成放大的虚像
B.显微镜和天文望远镜的物镜都成缩小的实像
C.显微镜和天文望远镜的目镜都成放大的虚像
D.显微镜和天文望远镜的目镜都成放大的实像
33.显微镜和天文望远镜都是科学观察工具,它们在各自的领域中揭示了自然界的不同层面,推动了人类对世界认知的不断深入。如图所示为实验室用显微镜和天文望远镜,关于图中两种仪器下列说法错误的是( )
A.显微镜的目镜成正立放大的虚像,物镜成倒立放大的实像
B.天文望远镜的目镜成正立放大的虚像,物镜成倒立缩小的实像
C.显微镜的目镜相当于凸透镜,物镜相当于凹透镜
D.天文望远镜的目镜和物镜都相当于凸透镜
34.小华利用水滴、放大镜、平面镜、透明玻璃杯和可目镜调支架等制作了一台“水滴显微镜”(如图甲)。调节支架高度,适当调整标本、水滴和放大镜三者之间的距离实现了与图乙所示光学显微镜相似的成像效果。
(1)水滴相当于显微镜的 镜,标本经过水滴成倒立 的实像;
(2)若要让标本放大倍数更高,可以使水滴适当 (填“靠近”或“远离”)标本。
考点07 实验题
35.如图是“探究凸透镜成像规律”的实验装置,在图示位置,烛焰恰能在光屏上成清晰的像。
(1)物距是 cm,图中所示光屏上成的是倒立、 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像。在此基础上,如果只移动凸透镜,则当凸透镜被移到 刻度处时,能够再次在光屏上成像,此成像性质与 (选填“投影仪”“放大镜”或“照相机”)相同;
(2)小晶将远视眼镜放在如图所示的蜡烛与凸透镜之间,为了在光屏上再次得到烛焰清晰的像,应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动;实验时,手紧靠着凸透镜,遮住了凸透镜的下半部分,这时光屏上出现烛焰的像 (选填“会”或“不会”)变暗;
(3)随着蜡烛燃烧而变短,光屏上成的像将向 (选填“上”或“下”)移动.由于影响到了实验的进行,这时最合理的调整是 。
A.将光屏向上移动一些
B.将凸透镜向上移动一些
C.将凸透镜和光屏都向下移动一些
36.如图所示是自制水滴显微镜探究它的工作原理的实验。
(1)如图甲,在白屏上画一个箭头,放在透明磁带盒的下方,在磁带盒上表面上滴一滴水,小水滴可看作一个焦距很小的 镜;
①透过这个小水滴,若看到一个与原来方向相同的、放大的箭头,则该箭头是 (选填“实”或“虚”)像;
②在不调整水滴与箭头距离的情况下,把水滴变厚,直至看到与原来方向相反的、放大了的箭头,则该箭头是 (选填“实”或“虚”)像,此时如果磁带盒的厚度是12mm,那么最终水滴凸透镜的焦距范围是 ;
(2)如图乙:制作一个显微镜,本实验以小水滴作为显微镜的 镜(选填“物”或“目”),图中凸透镜的作用与 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的作用类似。
37.小明用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律,当向水透镜里注水时,水透镜的焦距将变小;当从水透镜里抽水时,水透镜的焦距将变大。
(1)如图甲所示,一束平行于主光轴的光射向水透镜,在光屏上得到一个最小最亮的光斑,此时水透镜的焦距为 cm,实验前,应调节烛焰,水透镜和光屏的中心在 上;
(2)为了看到的像更清楚,应该在较 (填“亮”或“暗”)的环境中进行实验;
(3)该同学移动蜡烛,水透镜和光屏至图乙所示位置时,恰能在光屏上看到清晰的像,像的特点是倒立、缩小的 (填“实”或“虚”)像;
(4)将蜡烛移至距水透镜5cm处,此时无论怎样移动光屏都无法在光屏上看到清晰的像,则应从 (填“蜡烛”或“光屏”)一侧透过水透镜观察像的特点;
(5)在图乙所示实验场景下,该同学给水透镜“戴上”一种眼镜,如图丙所示,当向水透镜中注入适量的水后,他发现光屏上的像再次变得清晰,则“戴”的是 (填“近视”或“远视”)眼镜;
(6)如图丁所示为某同学的照片,图戊是实验后他将照片从紧贴水透镜到逐渐远离水透镜过程中,眼睛透过水透镜观察照片的像,看到像的顺序应该是 。
A.②①③④ B.③②①④ C.②③④① D.④①②③
一、单选题
1.如图是一幅“眼球的构造”图。下列有关人眼的讨论,不正确的是( )
A.人能看到物体是因为有光射入了人眼
B.外界物体在视网膜上所成像的像距大于二倍焦距
C.角膜和晶状体的共同作用相当于凸透镜,视网膜相当于光屏
D.眼球好像一架照相机,外界物体在视网膜上成的像是缩小的
2.智能手机给人们带来了便利,但长时间看手机屏幕,容易导致视力下降,可能形成近视眼或远视眼,其光路如图所示,下列说法正确的是( )
A.乙为近视眼,应佩戴凹透镜矫正 B.乙为远视眼,应佩戴凸透镜矫正
C.甲为远视眼,应佩戴凹透镜矫正 D.甲为近视眼,应佩戴凸透镜矫正
3.下图为小明制作的幻灯机的示意图,将一个印有图案的透明胶片插入插槽后,调节胶片到灯泡之间的距离,直至在银幕上出现清晰的像(未画出),则( )
A.幻灯机在银幕上成倒立、放大的虚像
B.若要使成像更大一些,胶片应该向左移动适当距离
C.若小昆虫落在凸透镜中央,银幕上仍能呈现胶片完整的像
D.能从不同角度看到银幕上的像,是因为光在银幕上发生了镜面反射
4.如图所示是显微镜的结构,下列说法不正确的是( )
A.物镜是凸透镜
B.目镜是凹透镜
C.物体经物镜成倒立的实像
D.物体经目镜成正立的虚像
5.在学习了“凸透镜成像规律”的内容后,小丽用凸透镜先贴看a图然后逐渐远离,甲 乙、丙丁是通过凸透镜所看到的像。 下列说法正确的是( )
A.甲图是放大镜的成像原理
B.照相机是利用丁图的成像原理
C.看到左图的像的先后顺序是乙→丁→甲→丙
D.看到的像如丙图时,图片到凸透镜的距离一定小于焦距
6.在“爱眼日”宣传活动中,小明用图所示的装置研究眼睛的成像,此时烛焰在光屏上成清晰的像,用此模拟正常眼睛的成像。接下来下列操作说法正确的是( )
A.向水透镜注水,烛焰的像成在光屏右侧,可模拟近视眼
B.向水透镜注水,烛焰的像成在光屏左侧,可模拟近视眼
C.从水透镜抽水,烛焰的像成在光屏左侧,可模拟远视眼
D.从水透镜抽水,烛焰的像成在光屏左侧,可模拟远视眼
二、填空题
7.如图1所示是实验室常用的显微镜,它的目镜和物镜都是 (选填“凸透镜”或“凹透镜”);如图2所示,荷叶上圆形的水珠相当于凸透镜,对直射的阳光有 (选填“会聚”或“发散”)作用,会“烧糊”叶片;如图3所示是现代城市很多路口安装的监控摄像头,它可以拍下违章行驶或发生交通事故时的现场照片,摄像头的镜头相当于凸透镜,摄像头的工作原理与 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)相似。
8.如图所示,为一位同学做的“自制水滴显微镜”的装置。
(1)小水滴可看作一个焦距很 (大/小)的凸透镜,如图(a)所示,它与被观察物体的间距为10mm~15mm。
(2)如图(b)所示,透过这个小水滴,会形成一个与原来方向 (相同/相反)放大的箭头,水滴上方的凸透镜和 (照相机/投影仪/放大镜)成像特点相同。
三、实验题
9.小吴在“探究凸透镜成像规律”的过程中,将蜡烛、凸透镜和光屏按如图甲所示放置,则:
(1)烛焰、凸透镜、光屏三者的中心应在 。
(2)此时蜡烛通过凸透镜在光屏上形成一个倒立、 的清晰的像,利用凸透镜的这一成像规律制成了 。
(3)若保持透镜和光屏的位置不变,将蜡烛移到15cm刻度线的位置,小吴将自己戴的眼镜放在蜡烛和透镜间适当的位置时,光屏上又出现了清晰的像,则小吴所患的眼疾是 眼,他戴的眼镜是 透镜。
(4)实验进行较长时间后,烛焰所成的像将呈在图乙中的 点处。
10.如图所示,眼睛、显微镜、望远镜和投影仪用到了我们所学的很多光学知识,里面有眼睛的晶状体、显微镜和望远镜的目镜和物镜、投影仪的平面镜和镜头。
(1)其工作原理与照相机相同的有 ,其工作原理与放大镜相同的有 ,利用光的反射的有 。(以上3个空格均填图中序号)
(2)图甲中像成在视网膜的 (填“前”或“后”)方,是 眼,要戴上 透镜来矫正。
(3)投影仪屏幕上的像是 。
A.倒立、放大的实像
B.倒立、放大的虚像
C.正立、放大的实像
D.倒立、缩小的实像
11.如图所示,在探究“凸透镜成像规律”的实验中。
(1)小红用平行光作光源,移动光屏,在光屏上得到一个最小最亮的光斑,如图甲所示,则该凸透镜的焦距为 cm。
(2)实验前,要调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在 ,这样做的目的是 。
(3)小红将点燃的蜡烛放在某处,发现无论怎样移动光屏,在光屏中心只能看到一个大小不变的圆形光斑,你认为可能出现的原因应该是 。
(4)如图乙,光屏上呈现清晰的像,此像的性质是倒立、 的实像。它与显微镜的 (选填“目镜”或“物镜”)成像原理相同。
(5)图乙中,若将蜡烛向左移动5 cm,保持凸透镜的位置不动,则应将光屏向 (选填“左”或“右”)适当移动才能再次在光屏上成清晰的像,此时的像略 (选填“大于”或“小于”)原来的像。
(6)如果把图乙中的凸透镜换成焦距稍大些的,仍要在光屏上得到一个清晰的像,就需要把光屏向 (选填“左”或“右”)移动。
(7)如图乙,在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏向透镜方向移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像,该眼镜是 (选填“近视”或“远视”)眼镜。
一、实验题
1.小普同学用图1所示的实验装置模拟图2中的照相机来研究使用照相机成像的情况.图1实验装置中使用的是一只水凸透镜,利用注射器注水的方法可以连续改变水凸透镜的厚度D,从而改变凸透镜的焦距f。实验记录的数据如下表所示,所用发光体“字符”的高度H为3厘米,水凸透镜的焦距。
序号
水凸透镜的焦距
物距
像距
像高
物屏距离
1
35.0
14.0
1.2
49.0
2
30.0
15.0
1.5
45.0
3
34.6
10.4
0.94
45.0
4
24.0
12.0
1.5
36.0
5
42.0
7.0
0.5
49.0
6
18.0
9.0
1.5
27.0
(1)图2中的“感光元件”相当于图1中的 。
(2)根据序号1和2(或3和4、5和6)的数据,分析比较焦距f、物距u、像距v以及像高的变化情况,可归纳得出的初步结论是:当凸透镜的焦距不变时, 。
(3)根据序号1和5(或2和3)中焦距f、物距u、像距v及物屏距离L的数据可知:保持物屏距离(发光物到光屏的距离)L不变,通过注射器调节水凸透镜的焦距变小,这时要使光屏上成清晰的像,应移动水凸透镜的位置使物距u 、像距v ,光屏上的像高 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(4)图3所示是图2中照相机的镜头.拍照片时,转动“变焦环”相当于用注射器调节水凸透镜的焦距,可在之间连续改变镜头的焦距;前、后移动照相机的位置和转动“对焦环”使镜头向外伸出或向内缩进,相当于在光聚座上移动水凸透镜的位置调节物距和像距的大小.根据序号2、4和6的数据,若要使人在物屏距离L不同的情况下所成的像一样大,需要对照相机进行的相应操作是: 。
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4.5 透镜的应用
目录
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考点01 眼球的结构及视物原理 2
考点02 照相机与眼球 3
考点03 照相机、投影仪、放大镜综合辨析 6
考点04 近视、远视的成因及其矫正 7
考点05 望远镜 10
考点06 显微镜 12
考点07 实验题 14
17
25
考点01 眼球的结构及视物原理
1.人眼能看到远处的物体是因为物体在眼睛的视网膜上形成了( )
A.倒立、等大的实像 B.正立、放大的实像
C.倒立、缩小的实像 D.正立、放大的虚像
【答案】C
【详解】人的眼球好像一架照相机,外界物体在视网膜上所成的像是倒立、缩小的实像。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.正常的人眼,能将物体的像始终成在视网膜上,从而看清远近不同的物体,这是由于
A.不断改变晶状体的焦距,使像成在视网膜上
B.不断改变物距,使像成在视网膜上
C.不断改变像距,使像成在视网膜上
D.以上说法均不正确
【答案】A
【详解】人眼晶状体的曲度可以调节,当看远处物体时,晶状体变薄,折光能力变弱,焦距变长,使像成在视网膜上;
当看近处的物体时,晶状体变厚,折光能力变强,焦距变短,也能使像成在视网膜上.故正常的人眼,能将物体的像始终成在视网膜上,从而看清远近不同的物体,是由于不断改变晶状体的焦距.
故选A.
【点睛】注意理解,正常人的眼睛通过改变晶状体的厚度,即凸透镜的焦距可以使不同远处的物体成像在视网膜上,而通常的凸透镜焦距是不会改变的.
3.下列说法中错误的是
A.眼睛能看到成在光屏上的像
B.有的虚像看的见,有的虚像看不见
C.眼睛可以直接看到凸透镜所成的实像
D.眼睛既能看到实像,也能看到虚像
【答案】B
【详解】眼睛既能直接看到实像,也能够直接看到虚像;实像可以呈现在光屏上,虚像不能够呈现在光屏上,故A、B、C说法正确,B说法不正确,所以选B.
【点睛】(1)实像是由实际光线会聚成的,实像能用光屏承接,即能在光屏上成像;
(2)虚像是由光线的反向延长线会聚成的,虚像不能在光屏上成像,虚像不能用光屏承接;
(3)眼睛既能看实像,又能看到虚像.
4.人的眼球结构如图所示,眼睛的成像原理跟 (选填“凸”或“凹”)透镜类似,其中 相当于光屏。
【答案】 凸 视网膜
【详解】[1][2]人的眼球好像一架照相机,晶状体和角膜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,形成物体倒立缩小的实像,视网膜相当于光屏。
5.人眼是一个高度精密的光学系统,下列围绕人眼的讨论,错误的是( )
A.角膜和晶状体的共同作用相当于凸透镜
B.视网膜相当于光屏
C.来自物体的光会聚在视网膜上,形成一个正立的像
D.眼球好像一架照相机,外界物体在视网膜上成的像是缩小的
【答案】C
【详解】AB.眼睛相当于一架照相机,晶状体和角膜相当于照相机的凸透镜,视网膜相当于光屏,故AB正确,不符合题意 ;
CD.我们看物体时,是通过睫状体的伸缩来调节晶状体的弯曲程度,改变晶状体的焦距,使不同远近的物体都能在像距相同的视网膜上生成清晰的倒立缩小的实像,故C错误,符合题意;D正确,不符合题意。
故选C。
考点02 照相机与眼球
6.学习小组对于眼睛视物原理进行了探究实践。请你观察图甲中照相机和眼睛的构造,把照相机与眼睛功能类似的部分填入表乙中。
表乙
照相机
①
胶卷
光圈
眼睛
晶状体和角膜
②
③
【答案】 镜头 视网膜 瞳孔
【详解】[1][2][3]根据图可知,人的眼睛像一架神奇的照相机,晶状体和角膜相当于镜头;视网膜相当于胶卷(底片);瞳孔相当于光圈,调节光线的射入量;眼睑相当于快门,快门打开才能有光线进入;快门与眼睑的作用是相同的。
7.人眼相当于一架 (选填“照相机”或“投影仪”),小明的眼睛似乎出了问题,他看远处的景物很模糊,当他戴上眼镜后看东西就变得清晰明亮了,由此可见小明患上的是 (选填“近视”或“远视”)眼,他所戴的眼镜是由 (选填“凸”或“凹”)透镜制成的。
【答案】 照相机 近视 凹
【详解】[1]人眼前的物体在人眼的视网膜上成倒立、缩小的实像,所以人眼的成像原理与照相机的成像原理相同,故人眼相当于一架照相机。
[2]看远处的景物很模糊,是由于眼球中的晶状体变厚,聚光能力强,像成在视网膜前方,所以是近视眼。
[3]近视眼是由于眼球的聚光能力强造成的,应佩戴能将光发散的凹透镜,所以他所戴的眼镜是由凹透镜制成的。
8.小刚用照相机将花坛的鲜花拍摄下来.照相机的镜头相当一个 透镜,对光有 作用,若想使鲜花的像更大些,应使镜头 鲜花。
【答案】 凸 会聚 靠近
【详解】[1][2]照相机的镜头相当于一个凸透镜,而凸透镜对光有会聚作用,物体通过凸透镜成像。
[3]照相机所成的是实像,根据成实像时物近像远像变大,若想使鲜花的像更大些,应使镜头靠近鲜花。
9.小光和小荣用焦距相等的相同照相机帮忙小彤同学拍照,照相机的镜头是一个 (选填“凸透镜”或“凹透镜”),照相机在底片上的像是 像(选填“虚”或“实”),洗出的底片分别为如图中的甲和乙,则小光要使底片上的像与小荣的一样大,小光移动位置后再 (选填“增大”或“减小”)镜头到底片的距离。
【答案】 凸透镜 实 减小
【详解】[1]照相机是根据凸透镜成像原理制成的,故照相机的镜头是一个凸透镜。
[2]照相机拍照是根据物体位于凸透镜两倍焦距以外成倒立缩小实像工作的,照相机在底片上的像是实像。
[3]如图中的甲和乙知,小光拍摄的照片比小荣的大。根据凸透镜成实像规律,小光要使底片上的像与小荣的一样大时,相机与物体的距离增大一些,拍照时胶卷与镜头之间的距离减小一些。
10.如图所示,在“刷脸”取款过程中,摄像头相当于 透镜;面部经摄像头成倒立、缩小的 像;当人脸稍靠近摄像头时,摄像头所成的像 。
【答案】 凸 实 变大
【详解】[1][2]摄像机的镜头相当于一个凸透镜,当物体位于其二倍焦距以外时,物体在凸透镜中成倒立缩小的实像。
[3]当人脸稍靠近摄像头时,物距变小,像距变大,摄像头所成的像变大。
11.生活中二维码无处不在,如图所示,我们用手机扫描时,二维码通过手机镜头的 (选填“凸”或“凹”)透镜形成 (选填“虚”或“实”)像;二维码应放在镜头的 (选填“一倍焦距以内”“一倍至二倍焦距之间”或“二倍焦距以外”)。
【答案】 凸 实 二倍焦距以外
【详解】[1][2][3]手机镜头相当于一个凸透镜,成像原理跟照相机相同,根据照相机的工作原理,扫描二维码时,二维码要位于摄像头的二倍焦距以外,成倒立、缩小的实像。
12.如图所示,是兴趣小组自制的照相机。使用时,半透明膜上可成远处树木清晰的像,下列说法正确的是( )
A.该相机镜头是凹透镜,对光有会聚作用 B.半透明膜上成的是正立、缩小的实像
C.树木位于照相机镜头的一倍焦距之内 D.当拍摄近处物体时,应将伸缩纸筒伸长
【答案】D
【详解】A.该相机镜头是凸透镜,对光有会聚作用,故A错误;
BC.照相机成倒立缩小的实像,此时u>2f,f<v<2f,则半透明膜上成的是倒立、缩小的实像,树木位于照相机镜头的二倍焦距之外,故BC错误;
D.凸透镜在成实像时,物近像远像变大,当拍摄近处物体时,应将伸缩纸筒伸长使得像距变大,故D正确。
故选D。
考点03 照相机、投影仪、放大镜综合辨析
13.生活中我们经常可以看到的广告投影灯,其内部结构如图所示。他的成像原理跟 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)是相同的。为了在地面上得到更大的广告图像,应当使投影灯 (选填“靠近”或“远离”)地面。
【答案】 投影仪 远离
【详解】[1]投影灯工作时,广告图标在地面上成的是倒立放大的实像,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,所以广告片位于镜头一倍焦距和二倍焦距之间,成像原理跟投影仪是相同的。
[2]为了在地面上得到更大的、清晰的广告图像,像变大,像距变大,物距变小,则应当使投影灯远离地面。
14.如图所示,路引装置将路引投射在地面上,路引装置所成像的性质是倒立、放大的实像,成像原理和 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)相同。
【答案】投影仪
【详解】由凸透镜成像的规律可知,u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机;2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机和投影仪;u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜。由题意可知,路引装置所成像的性质是倒立、放大的实像,则f<u<2f,应用是投影仪或幻灯机。
15.将蜡烛、凸透镜(焦距f=10cm)、光屏依次放在光具座上,调整后,把烛焰放在距凸透镜16cm处时(如图所示),在凸透镜另一侧前后移动光屏,会在光屏上得到一个倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的实像,日常生活中的 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一成像规律工作的。
【答案】 放大 投影仪
【详解】[1][2]把烛焰放在距凸透镜16cm处时,处于一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立的放大实像,应用是投影仪。
16.如图是投影仪成像示意图,其中平面镜的作用是 。在一次练习调节投影仪实践活动中,小明通过调节,使屏幕上出现了清晰画面,但是,画面超出了屏幕范围。为此,小明的操作应当是:适当 (填“增大”或“减小”)投影仪与屏幕的距离,并将凸透镜适当向 (填“上”或“下”)移动。在屏幕上发生的是 (选填“镜面”或“漫”)反射。
【答案】 改变光路 减小 上 漫
【详解】[1]投影仪是利用当物距大于一倍焦距小于两倍的焦距时,凸透镜使物体成倒立、放大实像的原理制成的。本来应该折射到天花板的光线经平面镜反射后至竖直的屏幕上,所以平面镜的作用是改变了光的传播路径。
[2][3]画面超出了,屏幕范围,说明像太大,根据凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像减小的变化规律可知,适当减小投影仪与屏幕的距离(减小像距),并将透镜适当向上移动(增大物距)。
[4]投影仪的屏幕是粗糙的幕布做成的,这样是为了更利于像在幕布上发生漫反射,让室内各个角落的人能够看清楚屏幕上的内容。
考点04 近视、远视的成因及其矫正
17.小文看远处物体时,成像情况如图所示。他的眼睛( )
A.近视了 B.远视了 C.很正常 D.需凸透镜矫正
【答案】A
【详解】从图中可以看出,像成在了视网膜的前方,而不是直接落在视网膜上。这说明眼睛的折射能力过强,或者眼球的前后径过长,导致远处的物体成像在视网膜前方,这就是近视眼的成像特点。由于近视眼的折射能力过强,可以通过佩戴一个对光线有发散作用的透镜来减弱这种折射能力,使得像能够重新落在视网膜上,凹透镜则对光线有发散作用,小文的眼睛近视了,需要用凹透镜来矫正;故BCD错误,不符合题意;故A正确,符合题意。
故选A。
18.远视眼产生的原因及其矫正办法是( )
A.晶状体太厚,会聚光的能力太弱,矫正的方法是配戴合适度数的凸透镜
B.晶状体太厚,会聚光的能力太强,矫正的方法是配戴合适度数的凹透镜
C.晶状体太薄,会聚光的能力太弱,矫正的方法是配戴合适度数的凸透镜
D.晶状体太薄,会聚光的能力太强,矫正的方法是配戴合适度数的凹透镜
【答案】C
【详解】AB.晶状体太厚,会聚光的能力太强,像成在视网膜前,形成近视眼,矫正的方法是配戴合适度数的凹透镜,故AB不符合题意;
CD.晶状体太薄,会聚光的能力太弱,像成在视网膜后,形成远视眼,矫正的方法是配戴合适度数的凸透镜,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
19.如图为青少年眼病患者眼球与正常眼球对比图。关于该患者的晶状体及视力矫正,下列说法正确的是( )
A.对光的会聚能力太强,需佩戴近视眼镜
B.对光的会聚能力太强,需佩戴远视眼镜
C.对光的会聚能力太弱,需佩戴近视眼镜
D.对光的会聚能力太弱,需佩戴远视眼镜
【答案】A
【详解】由图可知,患者眼球中的晶状体太厚,折光能力太强,形成的物像就会落在视网膜的前方,形成近视眼,因此应戴近视眼镜即凹透镜加以矫正。
故选A。
20.“好视力,好未来”,为了保护好视力,读写时眼睛与书本的距离应保持25cm左右。如图是小亮写字时的情景,与正确的姿势相比,此时眼睛的晶状体会变 (选填“薄”或“厚”),此姿势长时间书写,容易使晶状体发生病变,最终需要佩戴 (选填“凸”或“凹”)透镜进行矫正。
【答案】 厚 凹
【详解】[1]与正确的姿势相比,小亮此时离书本较近即物距较小,此时眼睛的晶状体会变厚。
[2]长时间此姿势书
21.在下列四幅图中,描述正确的是( )
A.乙图是近视眼成像情况,其正确矫正做法是甲图
B.乙图是远视眼成像情况,其正确矫正做法是丁图
C.丙图是近视眼成像情况,其正确矫正做法是丁图
D.丙图是远视眼成像情况,其正确矫正做法是甲图
【答案】B
【详解】AB.乙图中,眼睛的晶状体对光的会聚能力太弱,看近处物体时成像于视网膜后,是远视眼成像情况,应该用对光有会聚作用的凸透镜进行矫正,正确做法是丁图,故A错误,B正确;
CD.丙图中,眼睛的晶状体对光的会聚能力过强,看远处物体时成像于视网膜前,是近视眼的成像情况,应该用对光有发散作用的凹透镜进行矫正,正确做法是甲图,故CD错误。
故选B。
22.如图是某人看远处物体时的光线经过眼睛晶状体时的光路图,由图示可知他是 (选填“近视”或“远视”)眼,若他为了看清物体,戴上眼镜是为了物体经过晶状体成的像向 (选填“前”或“后”)移动,若配戴的眼镜镜片中心的厚度为1.7mm,则该镜片边缘的厚度应 (选填“大于”、“等于”或“小于”)1.7mm。
【答案】 近视 后 大于
【详解】[1]物体成像在视网膜之前,所以此人是近视眼。
[2]近视镜是凹透镜,对光有发散作用,带上近视镜,可以使光线在视网膜上会聚,晶状体成像向后移动。
[3]近视镜是凹透镜,中间薄边缘厚,所以边缘厚度应大于1.7mm。
23.现在有不少同学不注意用眼保健,以致成为近视眼。
(1)近视眼是如图中的 ,而矫正后则变为图中的 ;(填“甲”或“乙”或“丙”或“丁”)
(2)同样是近视眼的小明同学,发现一个有趣的现象,上课时,通过上网查阅资料明白,眯眼一定程度上改变了晶状体的厚度,成的像 (填“远离”或“靠近”)晶状体些,这样也可以看得清晰些。
【答案】 丙 甲 远离
【详解】(1)[1][2]近视眼是晶状体曲度变大,会聚能力增强,即折光能力增强,像呈在视网膜的前方,如图丙。应佩戴发散透镜,使光线推迟会聚,因凹透镜对光线有发散作用,所以近视眼应该配戴凹透镜才能看清远处的物体,即矫正后则变为图中的甲。
(2)[3]当晶状体太厚,对光的偏折能力太强时,导致近视眼的产生。当小明同学看不清远处某物体时,他总是习惯性地眯起眼睛,这是通过减小眼睛晶状体的曲度,改变晶状体的焦距,使像成在视网膜上,所以成的像远离晶状体一些。
考点05 望远镜
24.关于望远镜,下列说法正确的是( )
A.望远镜的目镜是凹透镜 B.望远镜的物镜成放大的虚像
C.望远镜的物镜成缩小的实像 D.望远镜的物镜口径越小越好
【答案】C
【详解】A、望远镜的目镜可以是凸透镜,也可能是凹透镜.故A错误;
BC、望远镜物镜和照相机成像效果相同,成倒立、缩小的实像.故B错误,C正确.
D、望远镜的物镜口径越大,收集光线越多,像越清晰.故D错误;
故选C.
25.由两组凸透镜组成的望远镜,关于它的物镜和目镜的成像原理,下列说法中正确的是( )
A.物镜成像原理与放大镜成像原理相似 B.物镜成像原理与照相机镜头成像原理相似
C.物镜成像原理与投影仪镜头成像原理相似 D.目镜成像原理与投影仪镜头成像原理相似
【答案】B
【详解】由两组凸透镜组成的望远镜,观察物体时,物距远大于2f,根据凸透镜成像原理知,此时成倒立缩小的实像,与照相机的成像原理相似,故B正确,AC错误;
目镜与放大镜的成像原理相似,将物镜成的像再次放大,故D错误.
故选B.
【点睛】牢记显微镜的物镜成倒立放大的实像,目镜成正立放大的虚像.经过两次放大,看到物体放大的像.
26.“超级月亮”比正常时的月亮要大百分之二十,亮度也有所增加,某天文爱好者为了研究这一现象,于是架设一台开普勒望远镜做进一步观察。关于该望远镜,下列说法正确的是( )
A.它的物镜和目镜都是凹透镜
B.它的物镜相当于投影仪,用来把物体放大
C.物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成虚像
D.它由两个透镜组成,靠近眼睛的为目镜,靠近被观测物体的为物镜
【答案】D
【详解】A.望远镜的物镜和目镜都是凸透镜,故A错误;
B.望远镜的物镜相当于照相机的镜头,使远处的物体成一个倒立缩小的实像,故B错误;
C.望远镜的物镜的作用是使得无限远处的物体在焦点附近成一个倒立缩小的实像,目镜再把这个像放大,故C错误;
D.望远镜由两组凸透镜组成,靠近眼镜的为目镜,靠近被观测物体的为物镜,故D正确。
故选D。
27.下列关于视角的说法中,正确的是
A.视角越大,我们看到的物体越清晰
B.视角越小,我们看到的物体越清晰
C.视角过大或过小,我们都无法看清物体
D.视角的大小与我们能否看清物体无关
【答案】C
【详解】视角太小,分辨不清物体的细节;视角太大,看不到物体的全貌.故选C.
28.如图是简易天文望远镜内部结构。远处的物体经过物镜成一个 、 (分别填写“倒立”“正立”与“放大”“等大”“缩小”)的实像,这个实像经过目镜成一个正立 像(选填“虚”或“实”)。如果你想制作简易天文望远镜,没有现成的透镜,可以选用合适的 (选填“近视”或“远视”)镜片来代替。
【答案】 倒立 缩小 虚 远视
【详解】[1][2][3][4]望远镜中物镜的作用是使远处的物体成倒立、缩小的实像,这个倒立、缩小的实像正好落在目镜焦距内的位置,目镜的作用相当于一个放大镜,这个实像经过目镜成一个正立、放大的虚像。因远视眼的镜片是凸透镜,所以想制作简易天文望远镜,没有现成的透镜,可以选用合适的远视镜片来代替。
29.如图甲所示是福建的天文爱好者颜明哲通过纯手工打磨镜片自制的望远镜,该望远镜不仅可以看到8亿公里外的木星,甚至能清晰地看到木星表面的斑纹,图乙是该望远镜内部结构及光路示意图。下列关于该自制望远镜的说法正确的是( )
A.颜明哲通过纯手工磨制的镜片是凹透镜
B.看到8亿公里外的木星只利用了光沿直线传播
C.清晰看到木星表面的斑纹时物镜的成像原理与照相机相同
D.木星到物镜的距离u满足(f为物镜的焦距)
【答案】C
【详解】A.望远镜的目镜和物镜都是由凸透镜组成,所以颜明哲通过纯手工磨制的镜片是凸透镜,故A错误;
B.光线通过望远镜的凸透镜,发生了折射,故B错误;
CD.望远镜的目镜相当于放大镜,成正立的放大的虚像,物镜相当于照相机,木星到物镜的距离u满足,成倒立缩小的实像,故C正确,D错误。
故选C。
考点06 显微镜
30.如图所示是实验室常用的显微镜,它的目镜和物镜都是 (选填“凸透镜”或“凹透镜”),对光有 (选填“会聚”或“发散”)作用;观察微小物体时,被观察物体的光经过物镜成一个 、放大的实像,这个像刚好在目镜的一倍焦距以内,相当于一个 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。
【答案】 凸透镜 会聚 倒立 投影仪
【详解】[1][2]由显微镜的特点可知,显微镜的物镜和目镜都是凸透镜,对光线有会聚作用。
[3][4]被显微镜的物镜观察的物体位于f~2f之间,来自被观察物体的光经过显微镜的物镜后成一个倒立、放大的实像,与投影仪的成像原理相同,相当于投影仪。
31.显微镜由物镜和 镜组成,来自被观察物体的光经过物镜后成一个 (填“放大”或“缩小”)的 (填“实像”或“虚像”)。这个像再经过目镜后成一个 (填“放大”或“缩小”)的 (填“实像”或“虚像”),我们就可以看到肉眼看不见的小物体了。
【答案】 目 放大 实像 放大 虚像
【详解】[1]显微镜由两组镜片组成,靠近物体的叫物镜,靠近眼睛的叫目镜。
[2][3]用显微镜观察物体时,物体在物镜的一倍焦距和二倍焦距之间,被观察物体反射的光经过物镜后成一个倒立、放大的实像。
[4][5]目镜相当于一个放大镜,物体经过物镜所成的像经过目镜后成一个正立、放大的虚像。
32.人类借助于显微镜和天文望远镜看到了人眼所不及之处,实现了对微观世界和浩瀚宇宙的探索,下列说法中正确的是( )
A.显微镜和天文望远镜的物镜都成放大的虚像
B.显微镜和天文望远镜的物镜都成缩小的实像
C.显微镜和天文望远镜的目镜都成放大的虚像
D.显微镜和天文望远镜的目镜都成放大的实像
【答案】C
【详解】显微镜的物镜使物体成倒立、放大的实像,望远镜的物镜使物体成倒立、缩小的实像;显微镜和望远镜的目镜都是起到放大镜的作用,使经物镜成的像成正立、放大的虚像。
故选C。
33.显微镜和天文望远镜都是科学观察工具,它们在各自的领域中揭示了自然界的不同层面,推动了人类对世界认知的不断深入。如图所示为实验室用显微镜和天文望远镜,关于图中两种仪器下列说法错误的是( )
A.显微镜的目镜成正立放大的虚像,物镜成倒立放大的实像
B.天文望远镜的目镜成正立放大的虚像,物镜成倒立缩小的实像
C.显微镜的目镜相当于凸透镜,物镜相当于凹透镜
D.天文望远镜的目镜和物镜都相当于凸透镜
【答案】C
【详解】AC.显微镜的目镜和物镜都是凸透镜,目镜成正立放大的虚像,物镜成倒立放大的实像,故A正确,不符合题意,C错误,符合题意;
BD.天文望远镜的目镜和物镜都是由凸透镜组成,目镜成正立放大的虚像,物镜成倒立缩小的实像,故BD正确,不符合题意。
故选C。
34.小华利用水滴、放大镜、平面镜、透明玻璃杯和可目镜调支架等制作了一台“水滴显微镜”(如图甲)。调节支架高度,适当调整标本、水滴和放大镜三者之间的距离实现了与图乙所示光学显微镜相似的成像效果。
(1)水滴相当于显微镜的 镜,标本经过水滴成倒立 的实像;
(2)若要让标本放大倍数更高,可以使水滴适当 (填“靠近”或“远离”)标本。
【答案】 物 放大 靠近
【详解】(1)[1]从图甲可以看到,水滴靠近标本,所以水滴相当于光学显微镜中的物镜。
[2]水滴相当于显微镜的物镜,物镜有放大的作用,即标本经过水滴成倒立放大的实像。
(2)[3]若要让标本放大倍数更高,水滴相当于凸透镜,根据凸透镜的动态成像规律,物近像远像变大,则可以使水滴适当靠近标本。
考点07 实验题
35.如图是“探究凸透镜成像规律”的实验装置,在图示位置,烛焰恰能在光屏上成清晰的像。
(1)物距是 cm,图中所示光屏上成的是倒立、 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像。在此基础上,如果只移动凸透镜,则当凸透镜被移到 刻度处时,能够再次在光屏上成像,此成像性质与 (选填“投影仪”“放大镜”或“照相机”)相同;
(2)小晶将远视眼镜放在如图所示的蜡烛与凸透镜之间,为了在光屏上再次得到烛焰清晰的像,应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动;实验时,手紧靠着凸透镜,遮住了凸透镜的下半部分,这时光屏上出现烛焰的像 (选填“会”或“不会”)变暗;
(3)随着蜡烛燃烧而变短,光屏上成的像将向 (选填“上”或“下”)移动.由于影响到了实验的进行,这时最合理的调整是 。
A.将光屏向上移动一些
B.将凸透镜向上移动一些
C.将凸透镜和光屏都向下移动一些
【答案】 20.0 放大 50.0 照相机 左 会 上 C
【详解】
(1)[1][2][3][4]物距是
u=30.0cm-10.0cm=20.0cm
易知像距为40.0cm,大于物距,光屏上成的是倒立、放大的实像。根据光路的可逆性,此基础上,如果只移动凸透镜,则当凸透镜被移到50.0cm刻度处时,此时物距等于原来的像距,像距等于原来的物距,能够再次在光屏上成像(缩小的实像),此成像性质与照相机相同。
(2)[5]远视眼镜为凸透镜,对光线有会聚作用,小晶将远视眼镜放在如图所示的蜡烛与凸透镜之间,像成在光光屏的前方,为了在光屏上再次得到烛焰清晰的像,应将光屏向左移动。
[6]物体由无数点组成,物体上任一点射向凸透镜有无数条光线,经凸透镜折射后,有无数条折射光线会聚成该点的像;实验时,手紧靠着凸透镜,遮住了凸透镜的下半部分,还有另外的部分光线,经凸透镜折射会聚成像,这时光屏上出现烛焰的像会变暗。
(3)[7][8]根据过光心的光传播方向不变,随着蜡烛燃烧而变短,光屏上成的像将向上移动;为使像成在光屏上,实验时烛焰的中心和光屏的中心及凸透镜应在同一高度上,故这时最合理的调整是将凸透镜和光屏都向下移动一些,故选C。
36.如图所示是自制水滴显微镜探究它的工作原理的实验。
(1)如图甲,在白屏上画一个箭头,放在透明磁带盒的下方,在磁带盒上表面上滴一滴水,小水滴可看作一个焦距很小的 镜;
①透过这个小水滴,若看到一个与原来方向相同的、放大的箭头,则该箭头是 (选填“实”或“虚”)像;
②在不调整水滴与箭头距离的情况下,把水滴变厚,直至看到与原来方向相反的、放大了的箭头,则该箭头是 (选填“实”或“虚”)像,此时如果磁带盒的厚度是12mm,那么最终水滴凸透镜的焦距范围是 ;
(2)如图乙:制作一个显微镜,本实验以小水滴作为显微镜的 镜(选填“物”或“目”),图中凸透镜的作用与 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的作用类似。
【答案】 凸透 虚 实 6mm~12mm(或6mm<f<12mm) 物 放大镜
【详解】(1)[1]小水滴接近圆形,中间厚边缘薄,可以看作是一个焦距很小的凸透镜。
①②[2][3][4]由题意可知,小水滴此时相当于放大镜,成的是正立、放大的虚像,说明箭头在小水滴的焦点之内,即小水滴的焦距过大,因此应该把水珠变得再厚些,使其焦距变小,直至成倒立、放大的实像,此时物距满足
f<12mm<2f
即凸透镜的焦距为
6mm<f<12mm
(2)[5]小水滴接近圆形,所以其相当于一个焦距很小的凸透镜,是当作显微镜的物镜来使用的。
[6]由乙图可知,凸透镜在上面,应该是目镜;凸透镜放置的位置是水平的,此时,凸透镜镜相当于一个放大镜,成的是一个正立、放大的虚像;由此可以看出图中凸透镜的作用与放大镜的作用类似。
37.小明用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律,当向水透镜里注水时,水透镜的焦距将变小;当从水透镜里抽水时,水透镜的焦距将变大。
(1)如图甲所示,一束平行于主光轴的光射向水透镜,在光屏上得到一个最小最亮的光斑,此时水透镜的焦距为 cm,实验前,应调节烛焰,水透镜和光屏的中心在 上;
(2)为了看到的像更清楚,应该在较 (填“亮”或“暗”)的环境中进行实验;
(3)该同学移动蜡烛,水透镜和光屏至图乙所示位置时,恰能在光屏上看到清晰的像,像的特点是倒立、缩小的 (填“实”或“虚”)像;
(4)将蜡烛移至距水透镜5cm处,此时无论怎样移动光屏都无法在光屏上看到清晰的像,则应从 (填“蜡烛”或“光屏”)一侧透过水透镜观察像的特点;
(5)在图乙所示实验场景下,该同学给水透镜“戴上”一种眼镜,如图丙所示,当向水透镜中注入适量的水后,他发现光屏上的像再次变得清晰,则“戴”的是 (填“近视”或“远视”)眼镜;
(6)如图丁所示为某同学的照片,图戊是实验后他将照片从紧贴水透镜到逐渐远离水透镜过程中,眼睛透过水透镜观察照片的像,看到像的顺序应该是 。
A.②①③④ B.③②①④ C.②③④① D.④①②③
【答案】 8.0 同一高度 暗 实 光屏 近视 B
【详解】(1)[1]一束平行于主光轴的光射向水透镜,在光屏上得到一个最小最亮的光斑,即为焦点,焦点到透镜的距离即为焦距,因此水透镜的焦距为
f=18.0cm-10.0cm=8.0cm
[2]为了使像成在光屏中央,应调节烛焰,水透镜和光屏的中心在同一高度上。
(2)[3]在进行光学实验时,为了使看到的像更清楚,应在较暗的环境中进行。
(3)[4]该同学移动蜡烛,水透镜和光屏至图乙所示位置时,此时物距大于像距,因此物距大于二倍焦距,根据凸透镜成像规律可知成倒立、缩小的实像。
(4)[5]如果将蜡烛移至距透镜5cm处,此时u<f,成正立放大的虚像,属于放大镜原理,故应从光屏一侧透过透镜观察像的特点。
(5)[6]水透镜注水对光线的偏折能力增强,抽水对光线的偏折能力减弱,当从水透镜中注入适量的水后,发现烛焰的像再次变得清晰,说明眼镜对光线起到发散作用,所以是近视眼镜(凹透镜)。
(6)[7]将凸透镜紧贴在照片,此时物距小于一倍焦距,凸透镜成的虚像是正立放大的,物体离凸透镜越近,像越接近物体的大小,也就是成的虚像越小,故先看到③,然后是②,当物距大于一倍焦距后,成倒立的实像,而且物距越大,像越小,故接下来看到的是①,最后看到的是④,故四个像的顺序为③②①④。
故选B。
一、单选题
1.如图是一幅“眼球的构造”图。下列有关人眼的讨论,不正确的是( )
A.人能看到物体是因为有光射入了人眼
B.外界物体在视网膜上所成像的像距大于二倍焦距
C.角膜和晶状体的共同作用相当于凸透镜,视网膜相当于光屏
D.眼球好像一架照相机,外界物体在视网膜上成的像是缩小的
【答案】B
【详解】A.眼睛看见物体是因为物体发出的光,或者反射的光线进入眼里,故A正确,不符合题意;
BCD.人的眼睛相当于一架微型照相机,晶状体和角膜相当于一个凸透镜,视网膜相当于光屏,无论是近处还是远处的物体到凸透镜的距离都是大于2倍焦距,像距大于1倍焦距小于2倍焦距,外界物体在视网膜上成倒立、缩小的实像,故B错误,符合题意;CD正确,不符合题意。
故选B。
2.智能手机给人们带来了便利,但长时间看手机屏幕,容易导致视力下降,可能形成近视眼或远视眼,其光路如图所示,下列说法正确的是( )
A.乙为近视眼,应佩戴凹透镜矫正 B.乙为远视眼,应佩戴凸透镜矫正
C.甲为远视眼,应佩戴凹透镜矫正 D.甲为近视眼,应佩戴凸透镜矫正
【答案】B
【详解】近视眼的成因是晶状体曲度过大,对光的会聚能力变强,使像成在了视网膜的前面,所以需要佩戴具有发散光线作用的凹透镜来矫正;远视眼刚好相反,像成在视网膜后面,所以需要佩戴具有会聚光线作用的凸透镜来矫正。图中甲为近视眼,乙为远视眼。故ACD错误,B正确。
故选B。
3.下图为小明制作的幻灯机的示意图,将一个印有图案的透明胶片插入插槽后,调节胶片到灯泡之间的距离,直至在银幕上出现清晰的像(未画出),则( )
A.幻灯机在银幕上成倒立、放大的虚像
B.若要使成像更大一些,胶片应该向左移动适当距离
C.若小昆虫落在凸透镜中央,银幕上仍能呈现胶片完整的像
D.能从不同角度看到银幕上的像,是因为光在银幕上发生了镜面反射
【答案】C
【详解】A.幻灯机所成的像是倒立、放大的实像,故A不符合题意;
B.若要使成像更大一些,根据凸透镜成实像的动态规律,应减小物距,增大像距,所以胶片应该靠近凸透镜向右移动适当距离,同时调节凸透镜与银幕的距离,故B不符合题意;
C.实验过程中,小昆虫落在凸透镜中央,挡住透镜折射出的一部分光,其它光仍能折射成像,所以光屏上所成的像是完整的,只是会聚光线比原来变少,像变暗了,故C符合题意;
D.光在银幕上发生的是漫反射,反射光线向各个方向传播,所以能从不同角度看到银幕上的像,故D不符合题意。
故选C。
4.如图所示是显微镜的结构,下列说法不正确的是( )
A.物镜是凸透镜
B.目镜是凹透镜
C.物体经物镜成倒立的实像
D.物体经目镜成正立的虚像
【答案】B
【详解】AB.显微镜的目镜和物镜都是凸透镜,故A正确,不符合题意,B错误,符合题意;
C.显微镜的物镜成倒立、放大的实像,故C正确,不符合题意;
D.目镜类似放大镜,将物镜成的像再次成正立、放大的虚像,故D正确,不符合题意。
故选B。
5.在学习了“凸透镜成像规律”的内容后,小丽用凸透镜先贴看a图然后逐渐远离,甲 乙、丙丁是通过凸透镜所看到的像。 下列说法正确的是( )
A.甲图是放大镜的成像原理
B.照相机是利用丁图的成像原理
C.看到左图的像的先后顺序是乙→丁→甲→丙
D.看到的像如丙图时,图片到凸透镜的距离一定小于焦距
【答案】C
【详解】A.从甲图可以看到,这是一个倒立的像,而放大镜是成正立的像,所以甲不是放大镜的成像原理,故A错误;
B.从丁图可以看到,这是一个倒立、放大的实像,照相机是成倒立、缩小的实像,所以照相机不是利用丁图的成像原理,故B错误;
C.由题意可知,小丽用凸透镜先贴着a图然后逐渐远离,a图与凸透镜的距离从零开始增大,先是在一倍焦距内,成正立、放大的虚像,那应该是图乙,后来是在一倍焦距到两倍焦距之间,成倒立、放大的实像,应该是图丁,再接下来,物距越大,像距越小,像变小,插图远离凸透镜时,应先看到图甲,再看到图丙,综上所述,看到左图的像的先后顺序是乙→丁→甲→丙,故C正确;
D.观察丙图时,可以看到,这是一个倒立的像,根据凸透镜的成像规律,成倒立的像,物距都是大于一倍焦距,所以图片到凸透镜的距离一定不是小于焦距,故D错误。
故选C。
6.在“爱眼日”宣传活动中,小明用图所示的装置研究眼睛的成像,此时烛焰在光屏上成清晰的像,用此模拟正常眼睛的成像。接下来下列操作说法正确的是( )
A.向水透镜注水,烛焰的像成在光屏右侧,可模拟近视眼
B.向水透镜注水,烛焰的像成在光屏左侧,可模拟近视眼
C.从水透镜抽水,烛焰的像成在光屏左侧,可模拟远视眼
D.从水透镜抽水,烛焰的像成在光屏左侧,可模拟远视眼
【答案】B
【详解】AB.近视眼是由于长期看近处的东西导致晶状体变厚,折光能力变强,像成在视网膜前。所以用水透镜模拟近视眼,需要透镜对光线的会聚能力更强,所以此时应对水透镜注水,使得凸透镜变厚,焦距变小,使得像成在光屏左侧。故A错误,B正确;
CD.远视眼是晶体变薄,折光能力变弱,像成在视网膜后,所以用水模拟远视眼,需要透镜对光线的会聚能力更弱,所以此时应对水透镜抽水,便凸透镜变薄,焦距变大,像成在光屏右侧,故C错误,D错误。
故选B。
二、填空题
7.如图1所示是实验室常用的显微镜,它的目镜和物镜都是 (选填“凸透镜”或“凹透镜”);如图2所示,荷叶上圆形的水珠相当于凸透镜,对直射的阳光有 (选填“会聚”或“发散”)作用,会“烧糊”叶片;如图3所示是现代城市很多路口安装的监控摄像头,它可以拍下违章行驶或发生交通事故时的现场照片,摄像头的镜头相当于凸透镜,摄像头的工作原理与 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)相似。
【答案】 凸透镜 会聚 照相机
【详解】[1]凸透镜对光线有会聚的作用,实验室常用的显微镜,它的目镜和物镜都是凸透镜。
[2]凸透镜对光线有会聚的作用,荷叶上圆形的水珠相当于凸透镜,对直射的阳光有会聚作用,会“烧糊”叶片。
[3]摄像头和照相机的工作原理是相同的,都是利用凸透镜成像,根据物距大于二倍焦距时成倒立、缩小的实像的原理工作的。
8.如图所示,为一位同学做的“自制水滴显微镜”的装置。
(1)小水滴可看作一个焦距很 (大/小)的凸透镜,如图(a)所示,它与被观察物体的间距为10mm~15mm。
(2)如图(b)所示,透过这个小水滴,会形成一个与原来方向 (相同/相反)放大的箭头,水滴上方的凸透镜和 (照相机/投影仪/放大镜)成像特点相同。
【答案】 小 相反 放大镜
【详解】(1)[1]小水滴接近于圆形,所以相当于一个焦距很小的凸透镜,是当做显微镜的物镜来使用的。
(2)[2][3]显微镜的物镜成的是倒、放大的实像,所以透过这个小水滴可以看到一个与原来方向相反且放大的箭头;而水滴上面的凸透镜是当做显微镜的目镜来使用,成正立、放大的虚像,与放大镜的成像原理相同。
三、实验题
9.小吴在“探究凸透镜成像规律”的过程中,将蜡烛、凸透镜和光屏按如图甲所示放置,则:
(1)烛焰、凸透镜、光屏三者的中心应在 。
(2)此时蜡烛通过凸透镜在光屏上形成一个倒立、 的清晰的像,利用凸透镜的这一成像规律制成了 。
(3)若保持透镜和光屏的位置不变,将蜡烛移到15cm刻度线的位置,小吴将自己戴的眼镜放在蜡烛和透镜间适当的位置时,光屏上又出现了清晰的像,则小吴所患的眼疾是 眼,他戴的眼镜是 透镜。
(4)实验进行较长时间后,烛焰所成的像将呈在图乙中的 点处。
【答案】(1)同一高度
(2) 缩小 照相机
(3) 近视 凹
(4)B
【详解】(1)为了使像成在光屏中央,应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度。
(2)[1][2]根据图中所示,此时物距大于二倍焦距成倒立、缩小实像,利用凸透镜这一成像规律制成的是照相机。
(3)[1][2]将蜡烛移到“15cm”刻度线位置,物距变大了,像距应当减小,他将自己戴的眼镜放在蜡烛和透镜间适当位置时,光屏上又出现了清晰的像,说明眼镜对光线有发散作用,应为凹透镜,近视镜是凹透镜,可以矫正近视眼。
(4)实验进行较长时间后,蜡烛燃烧变短,根据过光心的光线传播方向不变可知,烛焰的像应向上移动,所成的像将呈在图乙中的B点处。
10.如图所示,眼睛、显微镜、望远镜和投影仪用到了我们所学的很多光学知识,里面有眼睛的晶状体、显微镜和望远镜的目镜和物镜、投影仪的平面镜和镜头。
(1)其工作原理与照相机相同的有 ,其工作原理与放大镜相同的有 ,利用光的反射的有 。(以上3个空格均填图中序号)
(2)图甲中像成在视网膜的 (填“前”或“后”)方,是 眼,要戴上 透镜来矫正。
(3)投影仪屏幕上的像是 。
A.倒立、放大的实像
B.倒立、放大的虚像
C.正立、放大的实像
D.倒立、缩小的实像
【答案】 ①⑤ ②⑥ ④⑦ 前 近视 凹 A
【详解】(1)[1][2][3]①眼睛是一架“神奇的照相机”,晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,是“照相机”的镜头,把来自物体的光线会聚在视网膜上,视网膜相当于照相机的底片。②显微镜的目镜相当于放大镜,成正立、放大的虚像。③显微镜的物镜相当于投影仪,成倒立、放大的实像。④显微镜的反光镜是凹面镜,利用了光的反射。⑤望远镜的物镜相当于照相机,成倒立、缩小的实像。⑥望远镜的目镜相当于放大镜,成正立、放大的虚像。⑦平面镜是利用光的反射来改变光路。综上可知,其工作原理与照相机相同的有①⑤,其工作原理与放大镜相同的有②⑥,利用光的反射的有④⑦。
(2)[4][5][6]图甲中像成在视网膜的前方,属于近视眼,为了使像成在视网膜上,应使光线推迟会聚,所以应佩戴对光线起发散作用的凹透镜进行矫正。
(3)[7]投影仪成倒立、放大的实像,故选A。
11.如图所示,在探究“凸透镜成像规律”的实验中。
(1)小红用平行光作光源,移动光屏,在光屏上得到一个最小最亮的光斑,如图甲所示,则该凸透镜的焦距为 cm。
(2)实验前,要调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在 ,这样做的目的是 。
(3)小红将点燃的蜡烛放在某处,发现无论怎样移动光屏,在光屏中心只能看到一个大小不变的圆形光斑,你认为可能出现的原因应该是 。
(4)如图乙,光屏上呈现清晰的像,此像的性质是倒立、 的实像。它与显微镜的 (选填“目镜”或“物镜”)成像原理相同。
(5)图乙中,若将蜡烛向左移动5 cm,保持凸透镜的位置不动,则应将光屏向 (选填“左”或“右”)适当移动才能再次在光屏上成清晰的像,此时的像略 (选填“大于”或“小于”)原来的像。
(6)如果把图乙中的凸透镜换成焦距稍大些的,仍要在光屏上得到一个清晰的像,就需要把光屏向 (选填“左”或“右”)移动。
(7)如图乙,在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏向透镜方向移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像,该眼镜是 (选填“近视”或“远视”)眼镜。
【答案】 10.0 同一高度(同一水平线) 使像呈现在光屏中央 蜡烛刚好放在了焦点上 放大 物镜 左 小于 右 远视
【详解】(1)[1]小红用平行光作光源,移动光屏,在光屏上得到一个最小最亮的光斑,即为焦点,焦点和光心的距离即为焦距,此时的焦距为10.0cm。
(2)[2][3]实验前,要调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度,为了保证像成在光屏正中央。
(3)[4]点燃的蜡烛放在某处,发现无论怎样移动光屏,在光屏中心只能看到一个大小不变的圆形光斑,此时不成像,蜡烛刚好放在焦点上。
(4)[5][6]图乙中,物距为15cm,在一倍焦距和两倍焦距之间,故成的是倒立的放大的实像;显微镜的物镜相当于投影仪,成的是倒立的放大的实像,目镜相当于放大镜,成的正立的放大的实像。
(5)[7][8]图乙中,若将蜡烛向左移动5 cm,物距变大,像距变小,故应该向光屏向左移动;物远像近像变小,故填略小于。
(6)[9]如果把图乙中的凸透镜换成焦距稍大些的,折光能力变弱,故像距变大,故需要将光屏向右移动。
(7)[10]将光屏向透镜方向移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像,会聚能力变强,故是凸透镜,会聚光线,故眼镜是凸透镜。
一、实验题
1.小普同学用图1所示的实验装置模拟图2中的照相机来研究使用照相机成像的情况.图1实验装置中使用的是一只水凸透镜,利用注射器注水的方法可以连续改变水凸透镜的厚度D,从而改变凸透镜的焦距f。实验记录的数据如下表所示,所用发光体“字符”的高度H为3厘米,水凸透镜的焦距。
序号
水凸透镜的焦距
物距
像距
像高
物屏距离
1
35.0
14.0
1.2
49.0
2
30.0
15.0
1.5
45.0
3
34.6
10.4
0.94
45.0
4
24.0
12.0
1.5
36.0
5
42.0
7.0
0.5
49.0
6
18.0
9.0
1.5
27.0
(1)图2中的“感光元件”相当于图1中的 。
(2)根据序号1和2(或3和4、5和6)的数据,分析比较焦距f、物距u、像距v以及像高的变化情况,可归纳得出的初步结论是:当凸透镜的焦距不变时, 。
(3)根据序号1和5(或2和3)中焦距f、物距u、像距v及物屏距离L的数据可知:保持物屏距离(发光物到光屏的距离)L不变,通过注射器调节水凸透镜的焦距变小,这时要使光屏上成清晰的像,应移动水凸透镜的位置使物距u 、像距v ,光屏上的像高 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(4)图3所示是图2中照相机的镜头.拍照片时,转动“变焦环”相当于用注射器调节水凸透镜的焦距,可在之间连续改变镜头的焦距;前、后移动照相机的位置和转动“对焦环”使镜头向外伸出或向内缩进,相当于在光聚座上移动水凸透镜的位置调节物距和像距的大小.根据序号2、4和6的数据,若要使人在物屏距离L不同的情况下所成的像一样大,需要对照相机进行的相应操作是: 。
【答案】 光屏 成缩小的实像时,物距越小,像距越大,像越大 变大 变小 变小 照相机的位置向前移动,镜头向内缩进
【详解】(1)[1]图2中的“感光元件”是用来承接像的,相当于图1中的光屏。
(2)[2]根据表格中序号1和2的数据可知,此时焦距不变,像为缩小的实像,由表格数据可知,此时物距越小,像距越大,像越大。
(3)[3][4][5]由表格中1和5(或2和3)可知,成缩小的实像时,保持物屏距离(发光物到光屏的距离)L不变,通过注射器调节水凸透镜的焦距变小,要使光屏上成清晰的像,应移动水凸透镜的位置使物距变大、像距变小,此时物体的像会变小。
(4)[6]根据表格中序号2、4和6的数据可知,焦距变小,要使人成的像一样大,应减小物距,减小像距,因此应对照相机进行的操作是向前移动照相机的位置,并将照相机的镜头向内缩进。
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