内容正文:
第五章 透镜及其应用
一、填空题
1.正常眼睛的明视距离是 ,度的眼镜镜片是 镜片,这个镜片的焦距是 m。
2.一凸透镜的焦距是10厘米,若当作放大镜使用时,被观察物体到透镜的距离应在 ;我们家里门的观察窗上有一个“猫眼”,从门内观察到外面的人是正立 (缩小或者放大)的像,猫眼其实相当于一个 镜 .
3.如图甲、乙所示,表示远视眼成像情况的是 (填“甲”或“乙”)图,矫正远视眼应戴 (填“凹”或“凸”)透镜。
4.某同学在做探究凸透镜成像规律实验时,蜡烛和光屏的位置如图所示,此时在光屏上得到了倒立、等大、清晰的实像。接下来把蜡烛移动到35cm刻度处,则应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动,光屏上才可以得到倒立、 、清晰的实像。
5.利用激光的平行度好,将激光束射入光盘,激光经过 (填“反射”或“折射”)后被光学装置接收,处理后就可以还原成声音和图象.激光还有一个特点是亮度高,如果激光照射到人眼,由于眼球的晶状体相当于 (填“凸透镜”或“凹透镜”),激光经过眼球 (填“会聚”或“发散”)在视网膜上,会严重灼伤视网膜,造成永久性伤害.
6.一般天文望远镜的目镜和物镜使用的都是 镜,当被观察物体在物镜的两倍焦距以外时,物体成一个 的 像(选填“放大”或“缩小”,“实”或“虚”),然后这个像再经过目镜 (选填“放大”或“缩小”),观察者就能看清楚远处的物体.
二、单选题
7.隐形眼镜是一种直接贴在角膜表面的超薄镜片,可随着眼睛的运动而运动,目前使用的软质隐形眼镜是由甲醛丙烯酸羟乙酯(HEMA)制成,中心厚度只有 0.05 mm.近视眼患者戴的 HEMA超薄镜片的边缘厚度( )
A.小于0.05mm B.等于0.05mm C.大于0.05mm D.任意值
8.某次凸透镜成像实验中,蜡烛经凸透镜在光屏上成清晰等大实像,此时蜡烛到光屏的距离是40cm;当使蜡烛远离凸透镜10cm,调整光屏的位置再次得到清晰的像,则下列说法正确的是( )
A.此凸透镜的焦距是20cm
B.光屏上再次得到的是倒立放大的实像
C.应将光屏靠近凸透镜才能在光屏上得到清晰的像
D.再次得到的像是投影仪的工作原理
9.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,将高度为h的物体沿主光轴从远处向透镜的焦点靠近,已知透镜的焦距为f。则下列反映像距v或像高H随物距u变化的关系图像中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
10.关于透镜,下列说法正确的是( )
A.凸透镜对光有会聚作用,因此通过凸透镜的光一定会聚在焦点上
B.凸透镜和凹透镜都有焦点,凸透镜有实焦点,凹透镜有虚焦点
C.凸透镜只对平行光有会聚作用
D.平行于主光轴的光,通过凹透镜后一定得过焦点
11.小华为了看清书上的字,眼睛与书的距离越来越近,小华可能患有的眼睛疾病与矫正方法,与下列图形相符合的是( )
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
12.将手指插入一杯清水中,如图所示,看到手指被放大。下列分析中正确的是( )
A.玻璃杯壁起到了放大镜作用 B.观察者远离杯子看到像变大
C.这是手指的倒立放大的实像 D.手指在水中前后移动像有改变
13.将一支点燃的蜡烛放在装有水的烧瓶前,调整蜡烛和烧瓶至如图所示位置,在墙壁上得到烛焰清晰的像。下列说法正确的是( )
A.装水的烧瓶相当于凸透镜,对光线有发散作用
B.墙壁上成的是倒立的实像
C.只将烧瓶向右移动,墙壁上可成清晰缩小的像
D.随着蜡烛的不断燃烧,墙壁上烛焰的像会向下移动
14.如题图所示,小明同学手握甲、乙两个焦距不同的凸透镜,通过调整两透镜间的距离,可以更清晰地看到远处的物体。以下说法正确的是( )
A.甲透镜对光线有发散作用
B.甲透镜的作用相当于一个照相机
C.乙透镜成的是正立放大的像
D.乙透镜直径比我们眼睛的瞳孔大得多,这样可以会聚更多的光
三、作图题
15.如图所示,请作出两条入射光线通过凸透镜后的光线,并确定发光点S经凸透镜成的像S'的位置。
四、实验探究题
16.在探究“凸透镜成像特点”实验中,让烛焰、凸透镜、光屏三者中心在同一高度。
(1)当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座标尺上位置如图所示时,光屏上出现一个清晰倒立、 (选填“缩小”、“等大”或“放大”)的实像。
(2)请根据物距与像距大小关系,推断这个凸透镜的焦距可能是______。
A.12cm B.15cm C.18cm D.20cm
(3)把蜡烛向左移动一小段距离,发现光屏上烛焰的像变模糊了。
①为了使光屏上再次得到清晰的像,应调整光屏向 (选填“左”或“右”)移动;
②不移动光屏,将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间,发现光屏上的像也变清晰了,则该眼镜片是 (选填“近视”或“远视”)眼镜的镜片。
17.小明用一个焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像规律,当装置如图甲所示时,烛焰在光屏上成清晰的像。
(1)探究凸透镜成像规律时,应调节烛焰、凸透镜与光屏中心在 ;
(2)图甲中光屏离凸透镜的距离可能是______(填序号)
A.28cm B.18cm C.8cm
(3)保持凸透镜的位置不变,将蜡烛向左调节一段距离后,要想在光屏上成清晰的像,应将光屏向 (选填“左”或“右”)调节;
(4)若步骤(3)中未调整光屏的位置,则需在凸透镜前加一个 (选填“凸”或“凹”) 透镜,才能在光屏上得到清晰的像,因为该透镜对光有 作用;
(5)实验中蜡烛在原来的位置越烧越短,则像在光屏上的位置会 (选填“往下移”、“不变”或“往上移”);
(6)若将印有字母“F”的纸片(图乙)放在离凸透镜5cm的地方,我们能看到的清晰的像是图丙中的 (填序号)。
答案解析部分
1.【答案】25cm;凸透镜(远视);0.5m
2.【答案】10cm以内;缩小;凹透镜
【解析】【解答】一凸透镜的焦距是10厘米,作放大镜使用时,被观察物体到透镜的距离应在焦距以内,即10cm以内;由生活经验知道,通过“猫眼”从门内观察到外面的人是正立缩小的像,所以猫眼相当于一个凹透镜 .
故答案为:10cm以内;缩小;凹透镜 .
【分析】放大镜的原理:当物距小于焦距时成正立、放大的实像;通过“猫眼”从门内观察到外面的人是正立、缩小的像,猫眼相当于一个凹透镜 .
3.【答案】甲;凸
4.【答案】右;放大
5.【答案】反射;凸透镜;会聚
【解析】【解答】激光束射入光盘,经过反射后被光学装置接收,处理后就可以还原成声音和图象,这是利用了利用激光的平行度好这一特点.
如果激光照射到人眼,由于眼球的晶状体相当于凸透镜,凸透镜对光线的会聚作用,激光经过眼球会聚在视网膜上,会严重灼伤视网膜,造成永久性伤害,这是因为激光的亮度高.
故答案为:反射;凸透镜;会聚;
【分析】本题综合考查了激光的特点及应用以及凸透镜对光线的会聚作用,识记性较强.激光具有平行度好,亮度高等特点;故可用来进行光纤通信及雷达测距等;眼睛的晶状体和角膜是一个凸透镜,对光线有会聚作用。
6.【答案】凸透;缩小;实;放大
【解析】【解答】 一般天文望远镜的目镜和物镜使用的都是凸透镜。当被观察物体在物镜两倍焦距以外时,远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的实像;然后这个像再经过目镜放大,观察者就能看清楚远处的物体。
【分析】 望远镜是由两组透镜组成,靠近眼镜的叫目镜,靠近被测物体的叫物镜;物镜的作用是使物体在焦点附近成倒立、缩小的实像,目镜相当于一个放大镜,成正立、放大的虚像。
7.【答案】C
【解析】【解答】 近视眼患者戴的是凹透镜,凹透镜的四周的厚度要比中间的厚度厚,故这种超薄镜片的边缘厚度大于0.05mm。
故选C。
【分析】近视眼用凹透镜来矫正,凹透镜是中间薄,四周厚的透镜。
8.【答案】C
【解析】【解答】A.凸透镜成像时,若光屏上成等大实像,则u=v=2f,蜡烛到光屏的距离是40cm,则u+v=4f=40cm,所以f=10cm,故A错误;
BD.蜡烛远离凸透镜10cm,物距为30cm,物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像,照相机利用的是凸透镜成像时,物距大于2倍焦距,成倒立缩小实像的原理,故BD错误;
C.当物距变大,像距变小,光屏靠近凸透镜,光屏上得到清晰的像,故C正确。
故选C。
【分析】根据凸透镜成像特点,判断物距和像距,判断焦距;物距变大,像距变小,像变小。
9.【答案】C
10.【答案】B
【解析】【解答】A、凸透镜对光线有会聚作用,但光线通过凸透镜不一定能会聚于一点,故A错误;
B、凸透镜和凹透镜都有焦点,凸透镜有两个实焦点,凹透镜有两个虚焦点,故B正确;
C、凸透镜对所有光线有会聚作用,故C错误;
D、平行于主光轴的光线通过凸透镜后一定得过焦点,故D错误。
故选B。
【分析】(1)凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用;凸透镜有实焦点;凹透镜有虚焦点。
(2)对于凸透镜来说:平行于主光轴的光线会聚与焦点;过光心的光线传播方向不变。
11.【答案】C
12.【答案】D
13.【答案】B
14.【答案】D
15.【答案】
16.【答案】(1)缩小
(2)C
(3)左;近视
【解析】【解答】(1)当烛焰、凸透镜、光屏在光具座标尺上位置如图所示时,光屏上出现一个清晰倒立的实像,此时物距大于像距,成缩小的实像,是照相机的原理。(2)此时物距为
此时 ,即
像距
此时
综合①②得
C 符合题意;(3)①把蜡烛向左移动一小段距离,物距增大,像距减小,故应调整光屏向左移动。②若不移动光屏,应使光线发散一些,所以在蜡烛和透镜之间放置一个合适的凹透镜,光屏上的像又变清晰,近视眼的矫正原理与此相同。
【分析】(1)当物距大于像距时,成倒立缩小的实像;(2)根据凸透镜的物距和像距范围,利用不等式,计算焦距范围;(3)当物距变大时,像距会减小;凹透镜对光有发散作用,可以使凸透镜成的像远离凸透镜。
17.【答案】(1)同一高度
(2)B
(3)左
(4)凹;发散
(5)往上移
(6)A
【解析】【解答】(1)为了使像成在光屏中央,根据实验的要求,烛焰、光屏,透镜中心在同一高度上。(2)由图可知,物距大于像距,此时的像是倒立、缩小的,故物距大于二倍焦距,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,已知一个焦距为10cm的凸透镜,故光屏离凸透镜的距离(即像距)大于10cm,小于20cm,选B。(3)凸透镜成实像,物远像近像变小,将蜡烛向左调节一段距离后,物距变大,则像距减小,要想在光屏上成清晰的像,应将光屏向左调节。(4)未调节光屏的位置,则需在凸透镜前加一个凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,使光线推迟会聚,才能在光屏上得到清晰倒立的像。(5)随着蜡烛的不断燃烧,烛焰向下移动,光屏上烛焰的像将不断的向上移动。(6)若将印有字母“F”的纸片放在离凸透镜5cm的地方,物距小于焦距,成正立放大的虚像,
故答案为:A。
【分析】(1)探究凸透镜成像时,烛焰、光屏,透镜中心在同一高度上;(2)物体在凸透镜的二倍焦距外时,像在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间;(3)物体远离凸透镜时,像靠近凸透镜;(4)凹透镜对光有发散作用,使像远离凸透镜;(5)凸透镜成实像时,是倒立的;(6)物体在凸透镜的焦点内时,成正立放大的虚像。
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