内容正文:
第五章 透镜及其应用
一、单选题
1.如图所示是人眼看近处和远处物体时的光路示意图,下列说法正确的是( )
A. 甲图中的眼睛是近视眼,应戴凹透镜矫正 B. 甲图中的眼睛是远视眼,应戴凸透镜矫正
C. 乙图中的眼睛是近视眼,应戴凸透镜矫正 D. 乙图中的眼睛是远视眼,应戴凹透镜矫正
2.如图,将印有花的透明胶片,贴在发光手电筒前端玻璃上,正对着焦距为的凸透镜,调整位置,墙上出现一朵清晰、放大的“花”。下列说法正确的是( )
A. 胶片上的花是倒立的 B. 此透镜可作为近视眼镜镜片
C. 胶片与透镜的距离小于 D. 白墙相当于光屏,发生的是镜面反射
3.在初中物理的学习中,我们经常提到的“像”有:小孔成像;平面镜成像;放大镜成像;投影仪投影在屏幕上的像;汽车观后镜中的像。下列关于上述“像”的说法中正确的是( )
A. 属于实像的是 B. 属于虚像的是
C. 由反射形成的像是 D. 由折射形成的像是
4.以下光学仪器或元件中,对光起发散作用的是( )
A. 潜望镜 B. 平面镜 C. 凸透镜 D. 凹透镜
5.某物体放在凸透镜前处时,在另一侧的光屏上得到了物体倒立、缩小的实像,则该凸透镜的焦距可能是( )
A. B. C. D.
6.如图所示,小明同学在探究凸透镜成像的规律时,记录并绘制了像距和物距之间的关系图像。下列说法正确的是( )
A. 凸透镜的焦距为
B. 物距为时,可以通过移动光屏承接到清晰的像
C. 物距为时,成放大的像,根据这一原理可以制成投影仪
D. 物距由增大到的过程中,在光屏上看到的像一直是放大的
7.一个物体在凸透镜前处时,透镜另一侧的光屏上成一个倒立、缩小的实像,则该凸透镜的焦距符合 ( )
A. B.
C. D.
8.将一凸透镜正对太阳,可在距透镜处得到一个最小、最亮的光斑.若将一个物体放在此透镜前处,则可在透镜另一侧得到( )
A. 倒立、缩小的实像 B. 正立、缩小的实像 C. 倒立、放大的实像 D. 正立、放大的虚像
9.物理课上,同学们用凸透镜观察周围的物体,透过凸透镜不能看到的像是( )
A. 正立、放大的像 B. 正立、缩小的像 C. 倒立、放大的像 D. 倒立、缩小的像
10.如图所示,把一凸透镜放在平面镜前,当用眼睛观察镜子时,光束似乎是从处发散开来的,则该凸透镜的焦距是( )
A. B. C. D.
二、填空题
11.正常眼睛观察近距离物体的明视距离约为。小刚看书时,把书本放在眼睛前处,为了看清书上的文字,晶状体将会变厚,焦距________选填“不变”“变大”或“变小”,长此以往,就可能会形成________选填“近”或“远”视眼。
12.二维码在现代生活中随处可见。我们能看见二维码是由于光在二维码图案上发生了 填“反”或“折”射;用手机扫描二维码时,手机的镜头相当于 镜,二维码图案通过手机镜头成实像。如图所示是时下流行用自拍杆拍照的情景,与直接拿手机自拍相比,使用自拍杆增大了 填“物距”或“像距”。
13.近期流行的“自拍神器”给旅行者自拍带来方便,如图所示。与直接拿手机自拍相比,利用自拍杆可以_________物距,减小人像的大小,从而_________取景范围,取得更好的拍摄效果。均选填“增大”或“减小”
14.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,将蜡烛、透镜和光屏三者从左到右依次安装在水平光具座上,调整烛焰、透镜和光屏的中心在 。已知凸透镜的焦距为,若烛焰与透镜的距离为,左右移动光屏到恰当的位置时,可在光屏上看到烛焰清晰的实像,这个像是 填“放大”“等大”或“缩小”的;若烛焰与透镜的距离调整为,像是 填“正立”或“倒立”的 填“实像”或“虚像”。
15.如图所示,小红同学在探究凸透镜成像规律的实验中,将焦距的凸透镜固定在光具座上刻度线处后,应将光屏向 填“左”或“右”移动,才能在光屏上观察到烛焰清晰的 填“正立”或“倒立”的像。
三、实验探究题
16.小明在做模拟“视力的缺陷与矫正”的实验中。
他将凸透镜、光屏在光具座上组装好,然后把凸透镜正对较远处的窗户,移动光屏,在图示位置的光屏上得到窗户清晰的像,则该凸透镜的焦距约为__________;
将凸透镜固定在光具座上不动,接着小明把蜡烛点燃,并调整烛焰和光屏的中心位于凸透镜的__________,然后将蜡烛移动到光具座的刻度线处,并移动光屏,直到光屏上得到烛焰清晰的倒立、__________的实像,日常生活中的__________选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”就是利用这一规律制成的。小明又将蜡烛移动到光具座的刻度线处,移动光屏__________选填“能”或“不能”得到清晰的像,生活中__________选填“照相机”“放大镜”或“投影仪”的原理与此类似;
小明将蜡烛移到光具座最左端,拿来一副近视眼镜放在凸透镜的左侧并靠近凸透镜后,移动光屏,在光屏上得到清晰的像。拿去眼镜,将光屏向__________选填“靠近”或“远离”透镜方向移动适当距离后,光屏上的像又重新清晰了,说明近视眼看远处物体时,像落在视网膜的__________选填“前方”或“后方”。
17.在“验证凸透镜成像规律”的实验中:
某同学发现凸透镜的焦距未知,于是取来平行光源,让一束平行于主光轴的光线经过凸透镜后,在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。如图所示,则该凸透镜的焦距是___________。
取下平行光源,保持凸透镜的位置不变,把点燃的蜡烛放在光具座处,这时应该向______选填“左”或“右”侧移动光屏,会在光屏上得到一个___________立、___________的实像。若发现此时在光屏上所成像偏下,则应该___________调节凸透镜或___________移动蜡烛。
然后,把点燃的蜡烛放在光具座处,应该在___________选填“蜡烛”或“光屏”一侧透过凸透镜观察像。
四、综合题
18.阅读以下材料,回答问题。
眼睛
人的眼睛很像一架照相机。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实像。当睫状体放松时,晶状体比较薄对光的偏折能力变小,远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上;当睫状体收缩时,晶状体变厚,对光的偏折能力变大,近处物体射来的光会聚在视网膜上。若沉溺于上网或长时间近距离看书写字、看电视,容易使眼球的前后径过长,致使远处物体折射所形成的物像落到前方,形成近视。
透镜焦距的长短标志着折光本领的大小,焦距越短,折光本领越大。通常把透镜焦距的倒数叫做透镜的焦度,用表示,即,如果某透镜的焦距是,它的焦度就,而平时说的眼镜片的度数就是镜片的透镜焦度乘的值,例如,度远视镜片的透镜焦度是,,它的焦距是。通常远视镜片的度数是正数,而近视镜片的度数是负数。
眼睛瞳孔的作用能改变大小以控制进入眼睛的光线量。在弱光条件下开大,允许更多的光线进入,以便视物清楚。在强光条件下缩小,防止强光损伤视网膜,起到保护视网膜作用。
眼睛很像一架照相机,眼球内的晶状体和角膜相当于一个___________,视网膜相当于___________。
与照相机不同的是人眼是一个真正的变焦系统,当人眼看近处物体时,焦距较___________大小。
图是小明的眼睛看物体时的成像情况,则小明的眼睛需要佩戴图中的___________填字母透镜。
刚走进电影院时几乎什么也看不见,片刻后才可看见周围的人,这种变化是由于眼球中的瞳孔___________变大不变变小。
答案和解析
1.【答案】
【解析】略
2.【答案】
【解析】
A、
墙上出现一朵清晰、放大的“花”,该像相对于胶片上的“花”是放大、倒立的像,所以胶片上的花应是倒立的;此时的物距应该在一倍焦距和二倍焦距之间,所以胶片与透镜的距离小于,大于,故A正确,C错误
近视眼需要使用对光线具有发散作用的凹透镜来矫正,故B错误
白墙的表面凹凸不平,光线照射到白墙后发生的是漫反射,故D错误
3.【答案】
【解析】【分析】
此题主要考查了光的反射、光的折射、光的直线传播现象,平时要注意各个现象的形成原因,并注意区分。
要解决此题,需要掌握光的反射现象,知道平面镜成像是由于光的反射形成的;
要掌握光的折射现象,知道水底看起来比实际的要浅、斜插入水中的筷子向上折、海市蜃楼、凸透镜成像都是光的折射现象;
要掌握光沿直线传播现象,知道影子的形成、日月食的形成、小孔成像都是光沿直线传播形成的。
【解答】
小孔成像是由光的直线传播形成的实像;
平面镜成像是由光的反射形成的虚像;
放大镜成像属于凸透镜成像,是由光的折射形成的虚像
投影仪投影在屏幕上的像,属于凸透镜成像,是由光的折射形成的实像
汽车观后镜中的像,观后镜是凸面镜,所以它成的像是由光的反射形成的虚像;
其中,属于实像的是;属于虚像的是;由于反射而成的像是;由于折射而成的像是。
故选:。
4.【答案】
【解析】解:对光有发散作用的由:凹透镜和凸面镜,对光有会聚作用的有:凸透镜和凹面镜,平面镜使光线发生镜面反射,既不会聚也不发散.
故选D.
凸面镜和凹面镜利用光的反射,凸面镜对光线起发散作用,凹面镜对光线起会聚作用;
凸透镜和凹透镜利用光的折射,凸透镜对光线起会聚作用,凹透镜对光线起发散作用.
通过透镜看物体是光的折射原理,包括凸透镜、凹透镜、玻璃砖,面镜是光的反射原理,包括平面镜、凹面镜、凸面镜.
凸透镜和凹面镜都对光起会聚作用,凹透镜和凸面镜都对光起发散作用.
5.【答案】
【解析】解:某物体放在凸透镜前处时,在另一侧的光屏上得到了物体倒立、缩小的实像,,所以,所以,所以凸透镜的焦距可能是。
故选:。
根据凸透镜成像的性质,判断物距和焦距的关系,求出凸透镜焦距的取值范围。
本类型的习题,首先根据凸透镜成像的性质,然后根据物距和焦距,或像距和焦距的关系,求出凸透镜焦距的取值范围。
6.【答案】
【解析】略
7.【答案】
【解析】【分析】
此类题先根据题干中给出的像的性质,凸透镜成实像时:,成倒立缩小的实像;
利用题中给出的物距数值与焦距建立不等式,解出焦距满足的条件。
【解答】
物体放在离凸透镜处,成一个缩小、倒立的实像,所以,解得,故C正确。
故选C。
8.【答案】
【解析】将凸透镜正对太阳光,在距透镜处得到一个最小、最亮的光斑,这个光斑就是凸透镜的焦点,焦点到凸透镜光心的距离就是焦距,所以该凸透镜的焦距物距为时,物距大于一倍焦距小于二倍焦距,物体通过该凸透镜成倒立、放大的实像,故选C.
9.【答案】
【解析】解:、,成正立、放大的虚像,应用于放大镜,故A正确;
B、凸透镜成像的三种情况没有能成正立缩小的像,故B错误;
C、,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机,故C正确;
D、,成倒立、缩小的实像,应用于照相机,故D正确;
故选:。
根据凸透镜成像的三种情况和应用进行判断:
,成倒立、缩小的实像,应用于照相机。
,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机。
,成正立、放大的虚像,应用于放大镜。
本题考查凸透镜成像的三种情况和应用,要熟练掌握。
10.【答案】
【解析】略
11.【答案】变小;近
【解析】解:正常眼睛观察近距离物体的明视距离约为。小刚看书时,把书本放在眼睛前处,为了看清书上的文字,晶状体将会变厚,偏折能力变强,则焦距变小,长此以往,就可能会形成只能看清近处物体,而看不清远处物体的近视眼。
故答案为:变小;近。
晶状体会变厚,其焦距变小;近视眼由于晶状体过厚,不能看清远处的物体。
本题考查眼睛的成像与矫正,属于中档题。
12.【答案】反
凸透
物距
【解析】略
13.【答案】增大; 增大
【解析】解:根据凸透镜成实像时,物距越大,像距越小,像越小,可知“自拍神器”与直接拿手机自拍相比,利用自拍杆可以增大物距,减小人像的大小,从而增大取景范围,取得更好的拍摄效果.
故答案为:增大;增大.
此题主要考查了有关凸透镜成像的规律及应用.一定要熟练掌握规律的内容,特别是成像特点与物距之间的关系.
14.【答案】同一高度
放大
正立
虚像
【解析】略
15.【答案】右
倒立
【解析】略
16.【答案】 主光轴上 放大 投影仪 不能 放大镜 靠近 前方
【解析】此时窗外的物体距凸透镜二倍焦距以外成像,像距大于一倍焦距且小于二倍焦距。物距远远地大于二倍焦距,根据凸透镜成像特点可以知道,物距越大,像距越小。物距物大时,像距接近于一倍焦距,此时像距为
故凸透镜焦距约为。
实验中,要将凸透镜、光屏、烛焰三者中心调整在同一高度,使烛焰的像成在光屏中间,便于观察。
此时物距为
物距大于一倍焦距且小于二倍焦距,此时,烛焰通过凸透镜成的是倒立的放大的实像。生活中的投影仪就是利用这成像特点制成的。
此时物距为
故此时烛焰通过凸透镜成的是正立的放大的虚像,像与物体在透镜同侧。因为成的是虚像,所以不能承接在光屏上。生活中的放大镜就是利用这一成像特点工作的。
凹透镜对光起发散作用,放置了凹透镜后,烛焰通过凸透镜成的像延后了,此时像成在光屏上。当将凹透镜拿掉后,像的位置变化了,像在凸透镜与光屏之间,将光屏靠近凸透镜才能在光屏上得到清晰的像。凸透镜相当于晶状体,光屏相当于视网膜,这说明近视眼成像时,像在视网膜与晶状体之间,即在视网膜的前方。
17.【答案】
右;倒;缩小;向上;向下
光屏
【解析】解:让一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后,在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑,这点是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是,所以凸透镜的焦距是;
保持凸透镜位置不变,把点燃的蜡烛放在光具座刻度处,物距为,,成倒立、缩小的实像.像在大于二倍焦距的位置,光屏在以外的位置,所以光屏向右移动;实验中他发现光屏上的像偏下,根据光线过光心不改变方向,凸透镜向上移动,或蜡烛向下移动,或光屏下移动;
保持凸透镜位置不变,把点燃的蜡烛放在光具座刻度处,物距,,成正立、放大的虚像,像和物体在凸透镜的同侧.所以应该在光屏一侧透过透镜观察像.
故答案为:;右;光屏;
让一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后,在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑,这点是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是焦距.
若物体处于倍焦距以外,像成在另一侧的倍焦距和倍焦距之间,成倒立、缩小的实像;根据光线过光心不改变方向进行判断;
保持凸透镜位置不变,把点燃的蜡烛放在光具座刻度处,物距,,成正立、放大的虚像,像和物体在凸透镜的同侧.所以应该在光屏一侧透过透镜观察像.
本题考查了探究凸透镜成像规律的实验,要注意,成倒立、缩小的实像,像与物体在凸透镜的两侧,,成倒立、放大的实像,像与物体在凸透镜的两侧,,成正立、放大的虚像,像和物体在凸透镜的同侧.
18.【答案】 凸透镜 光屏 小 变大
【解析】眼睛相当于一架照相机,晶状体相当于照相机的凸透镜,视网膜相当于光屏,人眼看到的像是倒立的缩小实像。
人眼晶状体的曲度可以调节,当看远处物体时,睫状体放松,晶状体变薄,折光能力变弱,使像成在视网膜上;当看近处的物体时,睫状体收缩,晶状体变厚,折光能力变强,即焦距变小,也能使像成在视网膜上。
近视眼看远处的物体时,将像成在视网膜的前面,为了使像正好成在视网膜上,应使光线推迟会聚,使所成的像相对于晶状体后移,所以应佩戴发散透镜即凹透镜,即矫正时佩戴的眼镜镜片应选用。
瞳孔能调节进入眼内的光量,看强光时瞳孔缩小,看弱光时瞳孔扩大,强光下瞳孔缩小,减少进入眼内的光量,以保护视网膜不受过强的刺激;弱光下瞳孔扩大,增加进入眼内的光量,使视网膜得到足够光的刺激。外界光线强,电影院里光线很暗,瞳孔要扩大才能看清物体,因此,刚走进电影院时几乎什么也看不见,片刻后才可看见周围的人,这种变化是由于眼球中的瞳孔变大了。
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