内容正文:
备考精练3 透镜及其应用
题组一 基础知识精练
一、单项选择题
1.(2023·广西)为矫正远视眼,戴的眼镜片
是( )
A.凸透镜 B.凹透镜
C.平面镜 D.凸面镜
2.(2024·福建)我国某新型战斗机配有光电搜索跟踪系统,系统中的光学元件相当于晶状体,内置光电传感器相当于视网膜,成像原理与人眼相似。从空中拍摄地面物体时,物体在光电传感器上形成的像是( )
A.倒立、缩小的实像 B.倒立、等大的实像
C.倒立、放大的实像 D.正立、放大的虚像
3.(2023·益阳)点燃蜡烛,烛焰通过焦距为20 cm的凸透镜甲成缩小的像。现用焦距为10 cm的凸透镜乙替代凸透镜甲,且保持烛焰和透镜的位置不变,烛焰通过凸透镜乙所成的像
是( )
A.缩小的实像 B.放大的虚像
C.倒立的虚像 D.正立的实像
4.(2024·扬州)在探究凸透镜成像规律时,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,光屏上的像清晰,此成像规律的应用是( )
A.照相机 B.放大镜
C.摄像机 D.投影仪
5.(2023·南安模拟)光刻机是制造芯片的核心装备,如图是其简化原理图,利用紫外线将设计好的集成电路图透过凸透镜照射在涂有光刻胶的硅片上,刻出缩小的电子线路。下列说法正确的是( )
A.电路图在硅片上成正立缩小的实像
B.电路图位于凸透镜一倍焦距和二倍焦距之间
C.电路图到凸透镜的距离小于硅片到凸透镜的距离
D.要想刻出更小的电子线路,需将电路图和硅片向上移动
6.(2024·上海)光具座上有凸透镜、光屏及发光源各一个。当光屏和凸透镜的距离为10 cm时,此时在光屏上成缩小的像。小申把光屏沿着光具座移动5 cm后,再次移动光源的位置使成清晰的像。对于该像的情况,下列说法正确的
是( )
A.一定成放大的像 B.可能成缩小的像
C.成像可能比原来小 D.成像一定比原来小
7.(2024·河南)在“爱眼日”宣传活动中,小明用如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。接下来下列操作可模拟近视眼的是( )
A.向水透镜注水,烛焰的像成在光屏右侧
B.向水透镜注水,烛焰的像成在光屏左侧
C.从水透镜抽水,烛焰的像成在光屏右侧
D.从水透镜抽水,烛焰的像成在光屏左侧
8.(2023·宜昌)小华用弹性膜充水制作了一个水凸透镜,通过注射器注水或抽水改变透镜的厚度,如图是他用其模拟眼睛看物体的实验装置。模拟正常眼睛时,固定透镜,将一个F形光源放在合适的位置后,调节光屏得到清晰的像。下列说法正确的是( )
A.此时光源放在透镜2倍焦距以内
B.此时光屏上成倒立放大的实像
C.光源远离透镜时,要将光屏靠近透镜才能再次得到清晰的像
D.模拟近视眼的成因时需要从透镜向外抽水
9.(2023·扬州)如图1,在装有水的杯子里,小红将一支铅笔分别紧贴杯壁内、外竖直放置,两次都观察到铅笔放大的像,俯视图如图2、图3所示。下列说法正确的是( )
图1 图2
图3
A.图2中铅笔向前移,像一直变小
B.图2中铅笔向前移,像先变小后变大
C.图3中铅笔向后移,像一直变大
D.图3中铅笔向后移,像先变小后变大
10.(2024·山西)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,需戴近视眼镜
B.对光的会聚能力太强,需戴远视眼镜
C.对光的会聚能力太弱,需戴近视眼镜
D.对光的会聚能力太弱,需戴远视眼镜
二、填空、作图题
11.(2024·包头)工匠师维护精密仪表时,在眼睛前戴一个凸透镜,便于观察仪表的细微之处,如图所示。
(1)凸透镜起到 的作用。
(2)凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的 焦距范围之内。
(3)通过凸透镜看到的是仪表 (选填“正立”或“倒立”)的像,像的位置与仪表的位置在凸透镜的 侧。
12.(2024·福建)在图中,根据折射光线画出对应的入射光线。
三、实验探究题
13.(2024·长沙)为了探究凸透镜成像的规律,小明找到了一个焦距未知的凸透镜。
(1)如图甲所示,在利用太阳光测量凸透镜焦距的过程中,小明发现凸透镜靠近白纸时,纸上的光斑越来越大。接下来,他应该使凸透镜与白纸之间的距离变 ,直至白纸上的光斑变得最小最亮。
甲
乙
(2)某次实验时烛焰在光屏上成清晰的像,如图乙所示,这个像是 、 的实像。
14.(2024·绥化)图中是“探究凸透镜成像的规律”实验装置。
(1)调节实验器材的高度时,蜡烛 (选填“需要”或“不需要”)点燃。
(2)实验过程中,当蜡烛、凸透镜、光屏位置如图所示时,光屏上恰好出现清晰的像,该像是倒立、 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像,生活中的 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用该原理成像的。
(3)如图所示位置,若将蜡烛向左移动5 cm,要在光屏上再次成清晰的像,应该将光屏适当向 (选填“右”或“左”)移动;如果不动光屏、凸透镜,也可在蜡烛和凸透镜之间放一个合适的 (选填“近视”或“远视”)眼镜,光屏上也能出现清晰的像。
题组二 综合能力提升
一、多项选择题
1.(2024·苏州改编)如图甲是公共场所的宣传投影灯,装在高处的投影灯照在地面上出现图案,其内部结构如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.不同方向都能看到图案是光在地面发生了漫反射
B.该投影灯的成像原理与照相机相同
C.调小镜头与图片的距离图案变大
D.地面上看到的是放大的虚像
2.(2023·绥化改编)如图所示,小明通过焦距为15 cm的凸透镜观察到邮票正立放大的像。下列说法正确的是( )
A.通过凸透镜观察到的像是虚像
B.邮票到凸透镜的距离等于15 cm
C.邮票到凸透镜的距离小于15 cm
D.邮票到凸透镜的距离大于30 cm
3.(2024·齐齐哈尔)物理科技小组在做探究凸透镜成像规律的实验过程中,某次实验操作时,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,烛焰在光屏上恰好成清晰的倒立、等大的实像。则下列说法正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是10.0 cm
B.将蜡烛放置在光具座的25 cm刻度线处,调整光屏与凸透镜的距离,烛焰在光屏上成清晰的像时,该像的性质与照相机成像的性质相同
C.将蜡烛放置在光具座的35 cm刻度线处,调整光屏与凸透镜的距离,烛焰在光屏上成清晰的像时,该像的性质与投影仪成像的性质相同
D.将蜡烛放置在光具座的45 cm刻度线处,调整光屏与凸透镜的距离,烛焰在光屏上可成清晰的正立、放大的虚像
4.(2024·天津)在用一凸透镜研究其成像的规律时,某同学得到的部分实验信息如下表所示。根据表中信息判定下列说法正确的是( )
实验次序
物距/cm
像的性质
像距/cm
1
20
倒立、等大、实像
2
30
15
3
15
倒立、放大、实像
30
A.第1次实验的像距为20 cm
B.第2次实验成倒立、缩小的实像
C.第3次实验成像特点与照相机成像特点相同
D.若物距是12 cm,物体通过透镜所成的像是虚像
5.(2023·黄冈改编)如图是超市安装的一种刷脸自助储物柜。某顾客站在屏幕前50 cm处,按下“存”按钮,屏幕上方的摄像头启动,出现人脸缩小的像,柜门打开。下列说法正确的
是( )
A.该摄像头相当于一个凸透镜
B.该摄像头对光具有发散作用
C.该摄像头的焦距可能是0.20 m
D.该摄像头成像原理是光的反射
6.(2023·包头改编)物理课上,同学们用凸透镜观察周围的物体,透过凸透镜能看到的像
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
7.(2024·云南)如图所示,在探究凸透镜成像规律的实验中,若此时光屏上成清晰的像,下列说法正确的是( )
A.光屏上成倒立、放大的实像
B.光屏上成倒立、缩小的实像
C.照相机是利用该成像原理制成的
D.投影仪是利用该成像原理制成的
8.(2023·河北)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,蜡烛、焦距为10 cm的凸透镜、光屏位置如图所示时,光屏上恰好呈现烛焰清晰的像。下列说法正确的是( )
A.投影仪就是利用这一规律成像的
B.将蜡烛放置在35 cm刻度处,仅向右移动光屏,能得到清晰、倒立、放大的实像
C.若飞来一只小虫落在凸透镜上,遮住凸透镜的部分区域,则光屏上烛焰的像不再完整
D.蜡烛、凸透镜、光屏位置不动,用焦距为
8 cm凸透镜替换该透镜,光屏上不再成清晰的像
9.(2024·无锡改编)用焦距为10 cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律,将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏置于光具座上如图所示的位置,下列说法正确的是( )
A.只向左移动光屏至适当位置,光屏上能呈现烛焰缩小的像
B.只向右移动光屏至适当位置,光屏上能呈现烛焰放大的像
C.只向右移动蜡烛至适当位置,光屏上不能呈现烛焰的像
D.只移动凸透镜至适当位置,光屏上能呈现烛焰等大的像
10.(2023·郴州)如图所示,烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度,该凸透镜的焦距为10.0 cm,凸透镜的位置保持不变。以下说法正确的是( )
A.当蜡烛放在图中A区域时,光屏应放在图中D区域才可能呈现清晰的像
B.蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时,所成的像会逐渐变小
C.若无论怎么移动光屏,在光屏上都找不到像,则蜡烛可能放在图中B区域
D.若光屏上要得到一个放大的像,则蜡烛应该放在图中B区域
二、填空、作图题
11.(2024·宜宾)据专家介绍,12~18岁是青少年近视的高发期,爱眼护眼势在必行。如图所示, (选填“甲”或“乙”)图表示近视眼成像原理,应戴 (选填“丙”或“丁”)图的眼镜进行矫正。
甲 乙
丙 丁
12.(2024·内江)如图,F是凸透镜的焦点,a、b、c是三条入射光线,请画出这三条光线经凸透镜后的出射光线。
13.(2024·广州)如图,光线a(图中未画出)射到平面镜上,其反射光线b平行凸透镜的主光轴,b经凸透镜折射后,射到屏上的A点。
(1)画出光线a;
(2)画出光线b经凸透镜折射后的光路,并标出凸透镜右侧的焦点F;
(3)保持光线a不变,若平面镜转动角度小于90°,则 (选填“顺时针”或“逆时针”)转动平面镜,可使a的反射光线通过凸透镜光心O。
三、实验探究题
14.(2024·贵州)如图所示,用焦距为10 cm的凸透镜、高度为6 cm的F形光源、光屏和光具座等器材探究凸透镜成像大小的变化规律,通过测量像的高度反映像的大小。
(1)若要测量光源在光屏上所成像的高度,还需要的测量工具是 。
(2)将光源逐渐靠近凸透镜,移动光屏,三次成倒立实像的相关数据记录如表。分析表中数据,可得出结论:凸透镜成实像时,物距变小,像距变 ,像变 。
物高6 cm
实验次数
1
2
3
物距u/cm
30
20
15
像距v/cm
15
20
30
像高/cm
3
6
12
(3)继续移动光源至物距为6 cm时,发现无论如何移动光屏,均不能在光屏上成像,人眼应从 (选填“光源”或“光屏”)一侧透过凸透镜观察光源的像,此时 (选填“能”或“不能”)用(1)问中的测量工具直接测出观察到的像高。
(4)若保持光源到光屏的距离为45 cm不变,仅移动凸透镜改变物距,则表中第 次实验的成像情况不能探究,理由是 。
15.(2024·武汉)实验小组在探究凸透镜成像规律的实验中:
(1)图甲中,点燃蜡烛后,光屏上恰能成清晰的像, (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是根据该成像特点制成的。将蜡烛向左移动一段距离,光屏上的像变模糊了,为了使光屏上再次成清晰的像,同学们提出了两种不同的解决方案。
甲
方案一:仅将光屏向 移动一段距离。
方案二:仅换用焦距较 的凸透镜。
(2)某同学利用焦距为20 cm的凸透镜观察指纹,保持指纹到眼睛的距离为40 cm不变,将凸透镜调整到如图乙所示的位置,看到了指纹正立放大的像,此时该同学的眼睛通过凸透镜在另一侧能成 (选填“倒立缩小”“倒立放大”或“正立放大”)的像。
乙
16.(2024·湖北)同学们参观博物馆时发现一件秦代木牍前放置着凸透镜,通过凸透镜看到的情景如图甲。为了弄清其原理,他们进行了如下探究。
甲 乙
丙
(1)如图乙,用太阳光照射凸透镜,移动光屏直至光屏上出现一个最小最亮的光斑,此凸透镜的焦距为 cm。
(2)如图丙,将蜡烛放在较远处,移动光屏使光屏上呈现清晰的实像,观察像的性质,测出物距和像距;逐次改变物距,重复上述操作,实验记录如下表。
序号
物距/cm
像的性质
像距/cm
正倒
大小
1
24.0
倒立
缩小
17.2
2
22.0
倒立
缩小
18.8
3
20.0
倒立
等大
20.0
4
18.0
倒立
放大
22.4
5
16.0
倒立
放大
27.0
……
凸透镜成缩小实像时,物距 (选填“>” “<”或“=”)像距。
(3)小宇受第4、5组实验结果启发,推测文物与其前方凸透镜的距离u和凸透镜焦距f的关系为f<u<2f。小丽对小宇的观点提出了质疑,她继续减小物距,发现蜡烛在某位置时,无论怎样移动光屏,光屏上都看不到像。小丽撤去光屏,从图丙中 (选填“A”或“B”)侧向透镜方向观察,看到了正立放大的像,测得物距为8.0 cm,她推测u和f的关系应为
u<f。 的推测合理,理由是 。
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备考精练3 透镜及其应用
题组一 基础知识精练
1. A 2. A 3. A 4. D 5. D 6. B 7. B 8. C 9. A 10. A
11. (1)放大 (2)一倍 (3)正立 同
12. 如图所示
13 (1)大 (2)倒立 放大
14. (1)需要 (2)缩小 照相机 (3)左 近视
题组二 综合能力提升
1. AC 2. AC 3. ABC 4. AB 5. AC 6. ACD 7. BC 8. BD
9. CD 10. BD
11. 乙 丁
12. 如图所示
13. (1)见解析 (2)见解析 (3)顺时针
【解析】(1)光反射时,反射角等于入射角,图中反射光线与镜面夹角为45度,则与法线的夹角为90°-45°=45°,因而入射角也是45°,与镜面的夹角是45°,光线竖直向上射向平面镜。(2)连接光线b与A点是折射光线,与主轴的交点是焦点;如图所示。
(3)保持光线a不变,若平面镜转动角度小于90°,使a的反射光线通过凸透镜光心O,则入射光线与反射光线的夹角变小,说明入射角变小,则必须将法线靠近入射光线,即将平面镜顺时针转动一定的角度。
14. (1)刻度尺 (2)大 大 (3)光屏 不能 (4)2 u+v<
45 cm
15. (1)照相机 左 大 (2)倒立放大
16. (1)10.0 (2)> (3)B 小丽 博物馆木牍上的字所成的是正立放大的像,小丽推测的依据是实验中看到了正立放大的像,与博物馆看到的现象一样。
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