内容正文:
期末复习冲刺:透镜及其应用
一、单选题
1.在我国首次“太空授课”中,女航天员王亚平制作了一个小水球,我们看到了她在水球中的“倒影”,如图,下列说法中正确的是( )
A.“倒影”是光的反射形成的
B.“倒影”是虚像,不能呈在光屏上
C.若王亚平远离水球,“倒影”会变得更小
D.该现象的产生与放大镜的成像原理相同
2.用铁丝绕成一个内径约为4mm的圆环,将圆环在清水中浸一下后取出,布满圆环的水膜犹如一个透镜,辨别水膜是凸透镜还是凹透镜的方法中简易可行的是( )
A.用手触摸水膜,比较中间和边缘的厚度 B.透过水膜观察物体成像
C.用刻度尺测量中间和边缘的厚度 D.水膜太小无法判断
3.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当位置如图所示时,光屏上得到清晰的像。则下列分析正确的是( )
A.透镜焦距一定在10cm到15cm之间
B.透镜焦距一定在15cm到20cm之间
C.把蜡烛向左移动少许,光屏适当向左移动可得到大些的实像
D.把蜡烛向右移动少许,光屏适当向左移动可得到小些的实像
4.下列有关光现象的说法错误的是( )
A.如果用激光笔照射水中的鱼,那么只要对准鱼在水中的像即可照到鱼
B.近视眼看不清远处的物体,矫正的方法是戴一副由凹透镜片做的眼镜
C.雨后晴朗的夜晚,背着月光走,地面发暗的地方是土地,发亮的是积水
D.显微镜的镜筒两端各有一组透镜,每组透镜的作用都相当于一个凸透镜
5.小剑长时间盯着手机屏幕,导致视力下降,如图是他的眼睛成像示意图。现在有甲、乙、丙、丁四 种镜片,下图是光照射到这四种镜片上产生的现象。他应该选择的矫正镜片是( )
A. B. C. D.
6.在探究凸透镜成像规律的实验中,当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时,烛焰在光屏上呈现一个清晰放大的像。要使烛焰在光屏上呈现一个清晰缩小的像,调节的方法是( )
A.透镜不动,蜡烛远离透镜移动,光屏靠近透镜移动
B.透镜不动,蜡烛远离透镜移动,光屏远离透镜移动
C.透镜不动,蜡烛靠近透镜移动,光屏远离透镜移动
D.蜡烛不动,透镜靠近蜡烛移动,光屏不发生移动
二、填空题
7.如图所示,生活中常的手机自拍杆,与直接拿手机自拍相比,在不改变镜头焦距的情况下充分利用自拍杆可以 物距, 像的大小,从而取得满意的拍摄效果。(两空均选填增大/减小)
8.为满足特殊人群的需求,有一种眼镜的镜片可以改变(如图甲),它是通过在透明的薄膜中注入或抽出光学液体来实现。图乙是某人看远处物体时的成像情况,该人的眼睛属于 ,矫正时应选择 (选填“镜片I”或“镜片II”) 。
9.为了保护好我们的眼睛,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,长时间此姿势书写容易患上 眼,需要佩戴 透镜进行矫正。
10.如图所示,将凸透镜正对着太阳光,前后移动卡片纸,得到一个最小、最亮的光斑,测得光斑到凸透镜光心的距离是10cm,光斑所在的位置就是凸透镜的 的位置,凸透镜的焦距是 cm。
11.防疫期间,吴忠市各学校在校门口安装了红外线测温系统。其中,红外测温仪测温的原理是将被测物体发射的红外线具有的辐射能转变成电信号,而摄像头相当于一个 透镜,远处的物体经其后在传感器上成 立、缩小的 像;当人逐渐靠近摄像头时,所成的像 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
三、作图题
12.如图所示,为烛焰S经过透镜在光屏上所成的像,请通过作图画出透镜、标出一个焦点F的位置,并完成光路图。
四、实验题
13.如图所示,在“探究凸透镜成像规律的实验”中。
(1)实验要求烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在同一高度,这样做的目的是使像成在 ;
(2)如图甲是小明测量焦距时所做的实验,则该凸透镜的焦距为 cm;
(3)如图乙所示,将凸透镜固定在光具座50cm刻度线处,把点燃的蜡烛从光具座15cm刻度线处移动到35cm刻度线处,此时光屏应 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜,像才能清晰。若将一副远视眼镜放在凸透镜和蜡烛之间,要使光屏上还能呈清晰的像,可将光屏适当 (选填“左”或“右”)移。
五、综合题
14.2021年12月9日,“天宫课堂”第一课开讲,如图甲所示,中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富担任“太空教师”,在中国空间站进行太空授课,带领同学们了解了很多太空中神奇的物理现象。
(1)航天员在空间站外工作时,哪怕离得再近,也只能通过无线电交谈,其原因是 ;
(2)王亚平在太空中向水膜内注水做出了一个水球,当我们看到如图乙所示情景时,这个水球与 (选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)的成像原理相同;
(3)若保持王亚平和水球的位置不变,继续向水球的中间注水,使水球的中间比边缘更厚一些,此时王亚平通过水球所成的像将会 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)如图丙所示的陀螺为“天宫课堂”拉开序幕,该陀螺从地球带到空间站,其质量 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(5)航天员在空间站可以看到的星星绝大部分是自身可以发光的恒星。空间站内的航天员透过玻璃舷窗看到的恒星是由于光的 (选填“反射”或“折射”)形成的 (选填“实”或“虚”)像。
15.一列长为的动车正在匀速行驶,上方有一无人机跟踪拍摄其运行情况,现在动车要通过长的隧道,无人机无法进入隧道拍摄,测得无人机完全拍摄不到动车的时间是。
(1)在图中画出无人机拍摄动车(图中用箭头表示动车)的光路图;
(2)求动车运动的速度;
(3)求动车完全通过隧道需要的时间。
16.(1)如图所示,光源Q发出的一束光经平面镜反射在墙上显示出一个光点A。
①画出光源Q在平面镜中的像;
②画出镜面反射的光线并标出墙上光点A的位置;( )
(2)①画出图中两条入射光线经凸透镜后的光线;( )
②与物比较,物体MN经凸透镜成 (选填“放大”、“缩小”) (选填“正立”、“倒立”)的 (选填“实”、“虚”)像;
③物体到凸透镜的距离u与所成实像到凸透镜的距离v之间关系如图所示,根据图中的曲线推断像距v随物距u的变化关系是 。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
题号
1
2
3
4
5
6
答案
C
B
A
C
C
A
1.C
【详解】A.王亚平在水球中的“倒影”,是光的折射形成的,故A错误;
B.“倒影”是实像,可以成在光屏上,故B错误;
C.透过水球看到倒影,说明凸透镜成实像,当王亚平向后远离“水球”时,根据凸透镜成实像规律,物距增大,像距减小,像变小,即“倒影”会变小,故C正确;
D.放大镜成的像是正立、放大的虚像,故D错误。
故选C。
2.B
【详解】A.用手摸水膜会弄破水膜,故A不符合题意;
B.透过水膜观察物体成像时,如果物体是放大的,说明水膜相当于凸透镜,如果看到的物体是缩小的,说明水膜相当于凹透镜,故B符合题意,D不符合题意;
C.水膜太薄,不能够直接用刻度尺测量其厚度,故C不符合题意。
故选B。
3.A
【详解】AB.由图可知,此时物距小于像距,根据凸透镜成像规律可知,此时凸透镜成倒立、放大的实像,则此时物距在一倍焦距与二倍焦距之间,像距大于二倍焦距,应有
80cm-50cm>2f,f<50cm-30cm<2f
解之得,此凸透镜的焦距范围是
10cm<f<15cm
故A正确,B错误;
CD.蜡烛远离凸透镜时,物距变大,像距将变小,为了在光屏上得到清晰的像,应该将光屏向左移动,把蜡烛向右移动少许,光屏适当向右移动可得到大些的实像,故CD错误。
故选A。
4.C
【详解】A.如果用激光照射水中的鱼,根据光的折射特点可知,只要对准鱼在水中的像即可照到鱼,故A正确,不符合题意;
B.近视是由于晶状体太厚、折光能力太强,使像成在视网膜前面,利用凹透镜能使光发散的特点可以使来自远处的光会聚在视网膜上,所以凹透镜可以矫正近视眼,故B正确,不符合题意;
C.土地凹凸不平,月光在土地发生漫反射。积水接近镜面,月光在积水表面发生镜面反射。背着月光走,积水反射的光线不会进入人眼,而土地漫反射的光线射向四面八方,会有一部分进入人眼,所以地面发暗的地方是积水,发亮的是土地。故C错误,符合题意;
D.显微镜镜筒的两端各有一组透镜,每组透镜的作用都相当于一个凸透镜,靠近眼睛的凸透镜叫做目镜,靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜。故D正确,不符合题意。
故选C。
5.C
【详解】由图可知,像成在了视网膜的前方,为近视眼,需要配戴凹透镜矫正,凹透镜对光线具有发散作用;
AB.镜片丁、镜片甲对光有会聚作用,为凸透镜,故AB不符合题意;
C.镜片乙对光有发散作用,为凹透镜,故C符合题意;
D.镜片丙不改变光的传播方向,对光没有会聚作用,也没有发散作用,故D不符合题意。
故选C。
6.A
【详解】图中物距小于像距,成倒立、放大的实像。要使光屏上呈现倒立、缩小的实像,要增大物距,同时减小像距,所以在凸透镜不动时,蜡烛远离凸透镜,同时光屏靠近凸透镜;或者,蜡烛和光屏不动,凸透镜远离蜡烛移动。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7. 增大 减小
【详解】[1][2]手机的摄像头相当于一个凸透镜,根据凸透镜成实像时,物距越大,像距越小,像越小,则手机自拍杆与直接拿手机自拍相比,利用自拍杆可以增大物距,减小像的大小,从而增大取景范围,取得更好的拍摄效果。
8. 近视 镜片I
【详解】[1][2]由题图乙可知,某人看远处物体时,像成在视网膜的前方,所以该人的眼睛属于近视眼,需要配戴凹透镜矫正。由题图甲可知,镜片Ⅰ中间薄、边缘厚,是凹透镜,所以矫正时应选择镜片I 。
9. 近视 凹
【详解】[1][2] 图中小亮写字时眼睛离桌面太近,需要晶状体折光能力变强才能把像成在视网膜上,晶状体变厚折光能力才能变强。此姿势长时间书写,会造成晶状体的前后径变长,像会成在视网膜前面,容易患上近视眼,只能看清近处的物体,看不清远处的物体,需要佩戴凹透镜进行矫正。
10. 焦点 10
【详解】[1][2]平行于主光轴的光会聚在一点,这个光点所在的位置就是凸透镜的焦点,所以光斑所在的位置就是凸透镜的焦点,由题意可知,凸透镜的焦距是10cm。
11. 凸 倒 实 变大
【详解】[1][2][3]红外测温仪摄像头相当于一个凸透镜,与照相机工作原理相同,是利用物距大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像的规律工作的。
[4]摄像头靠近摄像头时,物距减小,像距变大,则像变大。
12.
【详解】连接物像的点S、S′,与主光轴交于O点,O点为凸透镜的光心,过O点垂直主光轴作出凸透镜;根据焦点的定义,由点S发出的平行光线,会聚到S′点上,此时这条光线与主光轴的交点F便是焦点。如图所示:
13. 光屏中央 10.0 远离 左
【详解】(1)[1]为了使像在光屏的中心,将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,调整烛焰、透镜和光屏三者的中心在同一高度。
(2)[2]通过图甲 的实验操作,凸透镜的焦点在60.0cm位置,光心在50.0cm位置,可知该凸透镜的焦距为
f=60.0cm-50.0cm=10.0cm
(3)[3]由图乙知道,点燃的蜡烛从光具座15cm刻度线处时,物距
u=50.0cm﹣15.0cm=35.0cm
此时u>2f,能够成倒立、缩小的实像,若蜡烛移至35.0cm刻度线处,此时的物距为
50.0cm﹣35.0cm=15.0cm
此时物距在一倍焦距和二倍焦距之间,成的是倒立、放大的实像。物近像远像变大,所以光屏应远离凸透镜,像才能清晰。
[4]若在图示中的烛焰和凸透镜之间放一副远视眼镜,因为远视眼镜是凸透镜,对光线有会聚作用,则成的像会向左移动,要使烛焰在光屏上再次成清晰的像,光屏应靠近凸透镜,向左移动。
14. 真空不能传声 照相机 变小 不变 折射 虚
【详解】(1)[1]空间站在太空中没有空气,真空不能传播声音,所以只能通过无线电交流。
(2)[2]由乙图可知,水球相当于凸透镜,通过水球看到的是倒立、缩小的实像,则其成像原理与照相机相同。
(3)[3]继续注水时,相当于凸透镜的焦距变小,物距不变,则像距变小,即成像变小。
(4)[4]陀螺的地理位置变化,但它所含物质的多少不变,故其质量不变。
(5)[5][6]玻璃对光有偏折作用,透过玻璃舷窗观察恒星利用了光的折射;透过玻璃舷窗观察恒星相当于通过透镜看物体,由透镜的成像规律可知,通过透镜看物体看到的是虚像。
15.(1)
(2)40m/s
(3)58s
【详解】(1)无人机相当于照相机,镜头为凸透镜,动车AB位于二倍焦距之外,像应位于一倍焦距和二倍焦距之间。利用凸透镜的三条特殊光线找到对应的像点,光路图如图所示:
(2)无人机拍摄不到动车时,即动车完全进入隧道,动车完全在隧道中时走过的路程
经过这段路程所用的时间为47s,则动车的速度为
(3)动车完全通过隧道走过的路程
则动车完全通过隧道需要的时间
16. 放大 倒立 实 物距越大,像距越小
【详解】(1)[1]作光源Q关于平面镜的对称点,即即为光源Q在平面镜中的像;过入射点垂直与镜面作出法线,然后根据反射角等于入射角做出反射光线,反射光线与墙面的交点A即为墙上光点的位置,如图所示
(2)①[2]平行与主光轴的光线经图透镜折射后将过焦点,过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不变,两条折射光线的焦点即为像点,如图所示
② [3][4][5]由图知,物体在1、2倍焦距之间,经凸透镜折射后成倒立、放大的实像。
③[6]由图像可知,物距越大,像距越小。
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