内容正文:
第五章透镜及其应用基础练习题
一、单选题
1.某人只能看清远处的物体,看不清近处的物体,关于该人的视力情况,下列说法正确的是( )
A.远视眼,用凸透镜矫正
B.远视眼,用凹透镜矫正
C.近视眼,用凸透镜矫正
D.近视眼,用凹透镜矫正
2.如图所示,凸透镜放在光具座的50cm刻度处不动,烛焰通过凸透镜恰好在光屏上成清晰的像。下列分析中正确的是( )
A.该凸透镜的焦距为20cm
B.将蜡烛和光屏同时向右移动,光屏上再次成清晰的像时,像会变小
C.将蜡烛移到10cm刻度处,要想在光屏上成清晰的像,则光屏应放在70~80cm刻度之间
D.若用此透镜观察一邮票的局部,邮票应放在40~50cm刻度之间,眼睛在透镜右侧观察
3.当下,一款生存类游戏风靡网络,网友戏称为“吃鸡”。如图甲是狙击手通过高倍望远镜观察到的画面。关于望远镜(如图乙),说法正确的是( )
A.它的物镜是凸透镜,目镜是凹透镜
B.它的目镜能用来矫正近视眼
C.夜晚用望远镜观察星空,能看到放大的像
D.它的物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像
4.如图,移动支付给我们的生活带来了便捷,支付时需要用手机摄像头扫描二维码,当手机扫描二维码时,下列说法正确的是( )
A.二维码是光源
B.摄像头相当于凹透镜
C.二维码位于摄像头的二倍焦距以外
D.二维码位于摄像头的一倍和二倍焦距之间
5.投影仪、照相机和放大镜都是凸透镜成像原理的具体应用。如图所示,下列关于投影仪、照相机、放大镜使用和成像的说法正确的是( )
A.投影仪:被投影的物体应在甲区域内,成倒立、放大的实像
B.照相机:被拍物体应在甲区域内,成倒立、缩小的实像
C.放大镜:被观察物体应在乙区域内,成正立、放大的虚像
D.放大镜:被观察物体应在丙区域内,成正立、放大的实像
6.如图1和2,是一束光分别经过甲、乙两个透镜后的光路图,图中虚线表示透镜的主光轴。图3是远视眼的成因示意图( )
A.甲对光有会聚作用,是凹透镜
B.乙对光有会聚作用,是凸透镜
C.矫正远视眼的镜片和甲对光的偏折作用相同
D.矫正远视眼的镜片和乙对光的偏折作用相同
7.长期以来,我国政府十分重视中小学生的近视问题。如图所示是两眼睛的成像图,关于两眼睛的判断和矫正,下列说法正确的是( )
A.甲是近视眼,用凸透镜矫正 B.乙是近视眼,用凹透镜矫正
C.甲是远视眼,用凹透镜矫正 D.乙是远视眼,用凸透镜矫正
8.小明用凸透镜先后两次观察书本上的字,看到如图所示两种情景,以下说法中正确的是( )
A.甲图中成的是实像;乙图中成的是虚像
B.甲图中书本在凸透镜2倍焦距以外;乙图中书本在凸透镜1倍焦距以内
C.甲图中成的是虚像;乙图中成的是实像;
D.甲图中成像规律可应用于投影仪;乙图中成像规律可应用于照相机
9.探究凸透镜成像的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,烛焰在光屏上恰好成一清晰的像。下列正确的是( )
A.凸透镜的焦距是 20cm
B.将蜡烛和光屏都向右移动,光屏上可成清晰的像,该成像规律应用在照相机上
C.在凸透镜的左侧放凹透镜,要使光屏上成清晰缩小的像,则向左移动光屏
D.用 f=15cm 的凸透镜替换图中透镜,向右移动光屏,可在光屏上成清晰的像
10.下列关于光现象的说法中正确的是( )
A.小孔成的像是倒立缩小的虚像
B.为了扩大视野,在道路弯道处安装一块大的平面镜
C.近视眼成像在视网膜前方,需要戴凹透镜矫正
D.用放大镜看物体时物体一定被放大
11.小明同学在做探究凸透镜成像规律的实验中,光屏上得到蜡烛清晰的像,但他又不小心用手指指尖触摸到了凸透镜,这时光屏上会出现( )
A.指尖的像 B.变暗的完整的蜡烛像
C.指尖的影子 D.缺损的蜡烛像
12.2020年7月在莱芜红石公园附近一辆小轿车发生自燃,小丽想探究小车可能发生自燃的原因,于是上网搜索,发现11条车内危险物品中有这样一幅图片:若将眼镜放置在车内前台上面,可能导致火灾,根据下图的资料可以判断:此眼镜是( )
A.对光有会聚作用是凹透镜,用来矫正远视限
B.对光有发散作用是凹透镜,用来矫正近视眼
C.对光有发散作用是凸透镜,用来矫正近视眼
D.对光有会聚作用是凸透镜,用来矫正远视眼
13.如图所示,通过画光路图可确定蜡烛所成的像。下列器材的成像原理与这个光路图类似的是( )
A.放大镜 B.电影放映机 C.照相机 D.投影仪
二、填空题
14.人的眼睛是一架精密的照相机。如图所示,是描述人眼看物体的成像原理图,其中正常眼睛看远处景物的成像原理图是 图,近视眼看远处景物的成像原理图是 图。
15.2023年7月28日,第31届世界大学生夏季运动会将在成都东安湖主场馆举行开幕式。风景旖旎的东安湖,各式现代建筑环湖矗立,充满时代气息。如图所示,建筑物在湖中的“倒影”看起来比建筑物本身“暗”一些,主要是因为建筑物的光射到水面时,有一部分发生 进入水中;拍摄该照片的照相机镜头相当于凸透镜,这种透镜可用来矫正 (选填“近”或“远”)视眼。
16.用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。组装并调整实验器材时。应使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 上;找像时,要前后多移动几次光屏,找出成最 像时光屏的位置;当点燃的蜡烛、凸透镜、光屏置于光具座上如图所示的位置时,光屏上呈现烛焰的倒立、 (选填“缩小”、“等大”或“放大”)的实像, (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是应用这个原理。
17.如图甲所示一幅漫画立在桌面上,小明把一个装有水的圆柱形玻璃杯放在漫画前,惊奇地发现,透过水杯看到漫画中的老鼠变“胖”了,还掉头奔向猫,如图乙所示,则透过水杯看到的老鼠横向放大,该过程中装有水的圆柱形玻璃杯相当于一个 透镜,该透镜对光线具有 作用,此时老鼠到玻璃杯的距离满足 (填“”、“”或“”)。若将漫画离水杯远一些,透过水杯看到的老鼠会变“ ”一些(填“胖”或者“瘦”)。
18.如图所示,将凸透镜正对着太阳光,前后移动卡片纸,得到一最小、最亮的光点,测得光点到凸透镜光心的距离是10cm。这个光点所在的位置就是凸透镜的 ,光点是由凸透镜对光的 作用形成的如图的方框内应该是 (填“凸透镜”“凹透镜”)。
19.李云和张芳合作探究“凸透镜成像规律”如图,当 u>2f 时,光屏上得到一个清晰缩小的像,若想得到一个清晰放大的实像,蜡烛应向 凸透镜的方向移动,同时光屏应向 凸透镜的方向移动(两空都选填“远离”或“靠近”),直至光屏呈现清晰的像。
20.张明同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图象,如图所示,该凸透镜的焦距是 cm,当把物体从距凸透镜6cm处移动到7.5cm处的过程中,所成像的大小 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
21.疫情防控期间,进入公共场所需要手机扫码登记,如图所示。扫码时手机摄像头中的透镜相当于 透镜。扫码后看到手机显示的健康码是绿色,因为它 (选填“吸收”、“反射”或“发出”)绿光。
三、实验题
22.在“探究凸透镜成像特点”的实验中,将凸透镜固定在光具座上刻度线处不动,移动蜡烛和光屏至如图所示位置时,光屏上承接到清晰的像。
(1)该凸透镜的焦距为 ;
(2)将近视眼镜的镜片放在蜡烛和透镜之间适当位置,光屏上的像变得模糊,此时应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动,才能再次承接到清晰的像;
(3)取走镜片,将蜡烛向左移动一段距离后,应将光屏移至 (选填序号)范围内才能承接到清晰的像;
A. B. C.
(4)经过一段时间的实验,小爱同学发现蜡烛的像位于光屏的上方,此时的像是 (选填“实像”或“虚像”),要使蜡烛的像位于光屏的中心,蜡烛应该 (选填“向上”或“向下”)移动。
23.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,凸透镜的焦距为10cm。
(1)调整实验器材,使烛焰和光屏的中心、凸透镜的中心在 ,使像成在光屏中央;
(2)把点燃的蜡烛由图示位置移至光具座的14cm刻度处时,需将光屏向 (选填“左”或“右”)移动才能在光屏上成清晰的实像; (选填“放大镜”“投影仪”“照相机”)就是利用这一成像规律工作的;
(3)将蜡烛移至一倍焦距与二倍焦距之间某处,光屏上呈现出烛焰清晰的像。若烛焰中心下降,光屏上像的移动距离 (填“大于”“小于”或“等于”)烛焰向下移动的距离。
24.在“探究凸透镜成像的规律”实验中:
(1)在光具座上,将蜡烛、光屏安装在凸透镜两侧,接着调节三者中心在同一高度的目的是使像能呈现在 ;通过实验,绘制了像距v随物距u变化图象如图甲,此凸透镜的焦距是 cm。
(2)实验中,当蜡烛、透镜和光屏的位置如图乙时,光屏出现了蜡烛清晰的像,这个实验现象与生活中的 的成像特点相同(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”);
(3)“自拍神器”是旅游的最爱,如丙图所示。与直接拿手机自拍相比,自拍杆可以通过增大物距,从而 (选填“增大”或“减小”)所成像的大小。
(4)某同学用自制的水透镜做凸透镜成像实验,在光屏上得到了清晰的像。如图丁,他向水透镜中注水,不改变蜡烛和透镜的位置,要使光屏上再次得到清晰的像,应将光屏向 (选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动,或者在透镜前放置一副 (选填“远视”或“近视”)眼镜。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.A
【详解】由于经过晶状体的折射后,近处的物体的像没有成在视网膜上,而是成在了视网膜的后面,这说明晶状体对光线的会聚能力在下降,这是远视眼;由于人的眼睛对光线的会聚能力变弱,为了光线会聚在视网膜上,就需要对光线提前会聚一下,所以戴一个对光线有会聚作用的凸透镜加以矫正。故BCD错误,A正确。
故选A。
2.D
【详解】A.由图可知,此时
u=v=20cm
像距和物距相等,在光屏上成清晰的像,此时物体应位于二倍焦距,像距也位于二倍焦距,即2f=20cm,则该凸透镜的焦距f=10cm,此时成倒立等大的实像,故A错误;
B.将蜡烛和光屏同时向右移动,此时物距减小,像距增大,根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”的变化规律可知,当光屏上再次成清晰的像时,像会变大,故B错误;
C.将蜡烛移到10cm刻度处,此时物距
u=50cm-10cm=40cm>2f
由凸透镜成像规律可知,物距大于二倍焦距时,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、缩小的实像。因此要想在光屏上成清晰的像,光屏应放在60~70cm刻度线之间,故C错误;
D.若用此透镜观察一邮票的局部,邮票放在40~50cm刻度之间,此时物距小于一倍焦距,凸透镜成正立放大的虚像,像与物同侧,所以眼睛应在透镜右侧观察,故D正确。
故选D。
3.D
【详解】A.望远镜的物镜是凸透镜,相当于照相机,其作用是使远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的实像;目镜也是凸透镜,相当于放大镜,故A错误;
B.望远镜的目镜是凸透镜,而近视眼应该用凹透镜来矫正,故B错误:
C.夜晚用望远镜观察星空,观察者能看清楚较远处的物体,并不是看到放大的像,故C错误;
D.望远镜的物镜相当于照相机,成倒立、缩小的实像,使远处的物体在焦点附近成像,故D正确。
故选D。
4.C
【详解】A.能自行发光的物体叫做光源,二维码本身不发光,不是光源,故A错误;
BCD.手机摄像头相当于一个凸透镜,是利用物距大于二倍焦距时,成倒立缩小实像的规律制成的,因此,“扫入”二维码时镜头和二维码的距离大于二倍焦距,故BD错误,C正确。
故选C。
5.B
【详解】AB.当物体在甲区域内时,物距大于二倍焦距,通过凸透镜所成的像为倒立、缩小的像,应用是照相机,故A错误,B正确;
C.当物体在乙区域内时,物距大于一倍焦距且小于二倍焦距,通过凸透镜所成的像为倒立放大的实像,应用是投影仪,故C错误;
D.当物体在丙区域内时,物距小于焦距,在凸透镜的另一侧会看到正立、放大的虚像,应用于放大镜,故D错误。
故选B。
6.C
【详解】A.以主光轴为参照物,光线通过甲后,向主光轴聚拢,故甲对光线起会聚作用,是凸透镜。故A错误;
B.以主光轴为参照物,光线通过乙后,与主光轴离散程度变大了,故乙对光线起发散作用,是凹透镜。故B错误;
CD.要矫正远视眼,需要佩戴对光起会聚作用的透镜,使物体的光进入眼睛后,会聚在视网膜上,故C正确,D错误。
故选C。
7.B
【详解】AC.甲图中,光经过晶状体后会聚在视网膜的后方,晶状体折光能力太弱,所以甲图表示了远视眼的成像情况;为了使像成在视网膜上,佩戴对光线具有会聚作用的凸透镜来矫正,故AC错误;
BD.乙图中,光经过晶状体后会聚在视网膜的前方,晶状体折光能力太强,所以乙图表示了近视眼的成像情况;为了使像成在视网膜上,佩戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正,故B正确,D错误。
故选B。
8.C
【详解】AC.在凸透镜成像规律中,实像都是倒立的,虚像都是正立的,故A错误,C正确;
BD.甲图成正立放大的虚像,物距小于焦距,与放大镜原理相同,可应用于放大镜;乙图成倒立放大的实像,物距大于一倍焦距小于二倍焦距,与投影仪原理相同,可应用于投影仪,故BD错误;
故选C。
9.D
【详解】A.由图可知
u=υ=70cm﹣50cm=20cm
物距与像距相等,光屏上得到一个清晰等大的实像,则
u=2f=20cm
解得f=10cm,故A错误;
B.将蜡烛和光屏都向右移动,光屏上可成清晰的像,物体处于一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、放大的实像,而照相机是利用凸透镜成倒立缩小的实像的原理工作的,故B错误;
C.在凸透镜的左侧放凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,想要在光屏上得到清晰的像需要将光屏向右移动,故C错误;
D.用f=15cm的凸透镜替换图中透镜,此时物距u=20cm
f<u<2f
成倒立、放大的实像,像距大于2倍焦距,向右移动光屏,可在光屏上成清晰的像,故D正确。
故选D。
10.C
【详解】A.小孔成像是由光的直线传播形成的倒立实像,故A错误;
B.凸面镜成正立、缩小的虚像,则凸面镜有扩大视野的作用;为了扩大视野,在道路弯道处应安装一块大的凸面镜,故B错误;
C.近视眼看远处的物体时,像成在视网膜的前方,为了使像成在视网膜上,需使光线发散一些(推迟光线的会聚),所以需要戴凹透镜(发散透镜)进行矫正,故C正确;
D.放大镜属于凸透镜,用放大镜看物体时物体不一定被放大,比如物距时,通过放大镜看到的是倒立、缩小的实像,故D错误。
故选C。
11.B
【详解】不小心用手指指尖触摸了凸透镜,由于凸透镜的其他部分仍能会聚光线而成像,所以光屏上呈现的仍然是烛焰完整的像;因为此时凸透镜会聚光线的数量减少,所以此时的像比手指指尖触摸前的像要暗一些。
故选B。
12.D
【详解】将眼镜放置在车内前台上面,可能导致火灾,说明眼镜对光有会聚作用,眼镜可以透光,所以此眼镜是凸透镜;远视眼的晶状体对光的会聚能力较弱,看近处物体时,成像于视网膜后,可用对光有会聚作用的凸透镜进行矫正,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
13.C
【解析】略
14. 甲 丙
【详解】[1]人的眼睛是一架精密的照相机,晶状体相当于照相机的镜头(凸透镜),视网膜相当于照相机的胶片(光屏);正常眼睛看远处的景物时,晶状体变薄,像成在视网膜上,如图甲所示。
[2]近视眼看远处的景物时,像成在了视网膜的前方,如图丙所示。
15. 折射 远
【详解】[1]光射到水面时,一部分光线发生了反射,另一部分发生了折射而进入水中;所以湖中的“倒影”看起来比建筑物本身“暗”一些。
[2]照相机的镜头是凸透镜,利用了凸透镜能成倒立缩小的实像,凸透镜对光线有会聚作用,可以矫正远视眼。
16. 主光轴 清晰 放大 投影仪
【详解】[1]实验前先固定凸透镜,再移动蜡烛和光屏使它们靠近凸透镜,再点燃蜡烛,调节凸透镜和光屏的高度,使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上,这样像才能成在光屏的中央。
[2]寻找像时,要前后多移动几次光屏,直到光屏上出现最清晰的像为止。
[3]当点燃的蜡烛、凸透镜、光屏置于光具座上如图所示的位置时,由图可知此时的物距小于像距,由凸透镜成像规律可知,光屏上会成倒立放大的实像。
[4]照相机是利用凸透镜成倒立缩小实像的原理制成的,投影仪是利用凸透镜成倒立放大实像原理制成的,放大镜是利用凸透镜成正立放大虚像原理制成的,因此利用图中原理制成的是投影仪。
17. 凸 会聚 瘦
【详解】[1][2]装水的圆柱形玻璃杯横切面中间厚,边缘薄,满足凸透镜的特点,起到凸透镜的作用,对光线具有会聚作用。
[3][4]由于看到的像是放大、倒立的,根据凸透镜成像规律可知此时物距大于1倍焦距小于2倍焦距,即老鼠到玻璃杯的距离满足
若将漫画离水杯远一些,即物距变大,根据凸透镜成像规律“物远像近像变小”可知透过水杯看到的老鼠会变瘦一些。
18. 焦点 会聚 凹透镜
【详解】[1]根据凸透镜属性可知,最小、最亮的光斑为焦点。
[2]光点是凸透镜对光线具有会聚作用而形成的最小、最亮的光斑。
[3]图中光学元件将光线发散,所以方框内的光学元件为凹透镜。
19. 靠近 远离
【详解】[1][2]据凸透镜的成实像特点,物近像远像变大可知,想让所成的实像变大,应让物距变小,像距会随之变大,所以蜡烛应向靠近凸透镜方向移动,光屏应向远离凸透镜方向移动。
20. 8 变大
【详解】[1][2]当
时,凸透镜成倒立、等大的实像,如图可知
所以f=8cm。当把物体从距凸透镜6cm处移动到7.5cm处的过程中,物距始终小于焦距,成正立、放大的虚像,物距变大,像距变大,像变大。
21. 凸 发出
【详解】[1]手机摄像头相当于一个凸透镜,和照相机的成像原理相同,都是利用物距大于二倍焦距时,成倒立、缩小实像。
[2]扫码后看到手机显示的健康码是绿色时,手机的屏幕是光源,发出绿色的光。
22. 15 右 B 实像 向上
【详解】(1)[1]由图中可知,此时物距u=30.0cm,像距v=30.0cm,故可知此时物距等于像距等于二倍焦距,即
解得焦距为。
(2)[2]因近视眼镜对光有发散作用,故将近视眼镜的镜片放在蜡烛和透镜之间适当位置时,此时光线会聚点将向右移动,故应将光屏向右移动,才能再次承接到清晰的像。
(3)[3]将蜡烛向左移动后,此时物距大于二倍焦距,由凸透镜成像规律可知,此时像距位于一倍焦距和二倍焦距之间,故可知光屏的移动范围为65~80cm。
故选B。
(4)[4]能在光屏上呈现的像叫实像。小爱同学发现蜡烛的像位于光屏的上方,说明该像为实像。
[5]要使蜡烛的像位于光屏的中心,根据过光心的光线传播方向不变,可以让蜡烛向上移动。
23.(1)同一高度
(2) 左 照相机
(3)大于
【详解】(1)为使像成在光屏的中央,需调整实验器材、使烛焰中心、光屏中心和凸透镜的光心在同一高度。
(2)[1][2]点燃的蜡烛由图示位置移至光具座的14cm刻度处时,u>2f,成倒立、缩小的实像;像距应大于1倍焦距小于2倍焦距,故需将光屏向左移动才能在光屏上成清晰、倒立、缩小的实像;照相机就是利用这一成像规律工作的。
(3)将蜡烛移至1倍焦距与2倍焦距之间某处,光屏上成清晰的像,f<u<2f,成倒立、放大的实像;若烛焰中心下降,由于u<v,可知光屏上的像会向上移动,移动的距离大于烛焰向下移动的距离。
24.(1) 光屏中央 10
(2)照相机
(3)减小
(4) 靠近 近视
【详解】(1)[1]为了使像成在光屏中央,应调节烛焰、凸透镜和光屏三者中心在同一高度。
[2] 根据凸透镜成像规律,当物距和像距均等于二倍焦距时,成倒立等大的实像,由图甲可知
所以此凸透镜的焦距是。
(2)如图乙,物距大于像距,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、缩小的实像,应用是照相机。
(3)根据凸透镜成像规律“物远像近像变小”,与直接拿手机自拍相比,自拍杆可以通过增大物距,使得成像变小。
(4)[1][2]如图丁,他向水透镜中注水,则凸透镜变厚,焦距变小,成像提前,不改变蜡烛和透镜的位置,要使光屏上再次得到清晰的像,可将光屏向靠近透镜的方向移动,或者在透镜前放置一副近视眼镜,利用凹透镜对光线的发散作用,使得像仍成在原来的位置。
答案第1页,共2页
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