第五章透镜及其应用单元练习2024-2025学年北师大版物理八年级上册

第五章 透镜及其应用 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．小红用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距，并“探究凸透镜成像规律”，当蜡烛、透镜、光屏位置如图乙时，在光屏上可成清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．凸透镜的焦距是30cm B．图乙中烛焰成的是倒立、缩小的实像 C．照相机成像特点与图乙中所成像的特点相同 D．将蜡烛、凸透镜、光屏摆放在同一直线上，且调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度的目的是使像成在光屏的中央 2．下列对①平面镜成像、②放大镜成像、③小孔成像、④照相机照相的描述中。正确的是（　　） A．应用光的反射定律的是①③ B．应用光的折射规律的是②③ C．所成像是实像的有②④ D．所成像是虚像的有①② 3．如图所示，将凸透镜正对着太阳，再把一张纸放在它的下方，纸上呈现一个光斑，测得这个光斑到透镜的距离为l。下列说法中正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距为l B．该凸透镜的焦距一定大于l C．若将凸透镜向上移动，光斑变大，则该凸透镜的焦距一定大于l D．若将凸透镜向下移动，光斑变大，则该凸透镜的焦距一定大于l 4．小明和小华在窗边用焦距为10cm的凸透镜贴近报纸看文字，看到了文字的像。在移动凸透镜时，意外发现在报纸上出现了窗外景物的像，如图所示。以下说法错误的是（　　） A．前一次成像时，凸透镜离报纸距离小于10cm B．后一次成像时，凸透镜离报纸距离稍大于10cm C．前一次成的是正立的虚像，后一次成的是倒立的实像 D．凸透镜远离报纸时前一次像变小，后一次像变大 5．如图所示，是创新小组的同学们自制的照相机。在较暗的教室内，让凸透镜对着明亮的室外，拉动纸筒，在半透明膜上可看到室外实验楼清晰的像，若想在半透明膜上成实验楼更大清晰的像，下列做法正确的是（　　） A．相机向前移，纸筒向前伸 B．相机向后移，纸筒向后缩 C．相机不移动，纸筒向后缩 D．相机和纸筒的位置均不变 6．在探究凸透镜成像规律时，蜡烛和凸透镜的位置如图所示，光屏上承接到烛焰等大的像（图中未画出光屏）。若保持凸透镜位置不变，将蜡烛调至10cm刻度线处时，下列判断正确的是（   ） A．向右移动光屏能承接到烛焰的像 B．移动光屏能承接到烛焰缩小的像 C．像的位置在50~60cm刻度线之间 D．投影仪应用了该次实验的成像规律 7．小州同学在探究“凸透镜成像规律及应用”的活动中，做了如图甲、乙两次实验，甲中光屏上得到一个最小最亮的光斑，下列说法正确的是（　　） A．凸透镜焦距为20cm B．乙中烛焰在光屏上的成像特点与照相机的成像特点相同 C．乙中若蜡烛移至45cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈现烛焰清晰放大的像 D．乙中在烛焰和凸透镜之间放一副远视镜，将光屏右移可再次成清晰的像 8．有人用照相机对着平面镜拍照，想摄出平面镜内的人物，结果（　　） A．他不会成功，因为平面镜成的像是虚像 B．他能摄出镜内的人物，而且和照相机直接对着人物拍摄没有区别 C．他能摄出平面镜内的人物，但照片的左右与实际相反 D．他能摄出平面镜内的人物，但照片的上下、左右都与实际相反 9．“影”是生活中常见的光现象，如湖岸景色在水中形成的“倒影”、幻灯机射到屏幕上的“投影”、做光学游戏的“手影”、留下美好记忆照片的“摄影”等，如图它们与物理知识对应关系正确的是（　　） A．倒影——光的色散 B．投影——光的折射 C．手影——光的反射 D．摄影——光沿直线传播 10．如图所示是“科学探究：凸透镜成像”的实验操作情景，下列说法不正确的是（　　） A．从图甲中可知该透镜的焦距为10.0cm B．如图乙所示，在蜡烛和透镜之间放入度数合适的近视镜片，光屏上可以得到清晰的像 C．如图乙所示，将蜡烛移至30cm刻度线处，光屏上可得到等大的实像 D．如图乙所示，将蜡烛移至45cm刻度线处，移动光屏可以得到放大的实像 二、填空题 11．《淮南子⋅万毕术》中描述：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。”这句话描述的是光的 （选填“反射”或“折射”）现象。若要更快地生火，应将艾草等干燥的易燃物靠近“圆冰”的 。 12．在探究凸透镜成像规律的实验中，应调节烛焰和光屏中心位于凸透镜的 上。已知凸透镜焦距为，各元件初位置如图所示，要使光屏上成清晰的像：（1）若移动光屏，应将光屏向 （选填“左”或“右”）移动；（2）若透镜向左移动，最终光屏上成的是倒立、 的实像。    13．为了避免新型冠状病毒肺炎交叉感染，全国首个测温5G警用巡逻机器人在广州黄埔诞生。这款测温5G警用巡逻机器人有5个高清摄像头，可实现全景无死角巡逻。机器人上的摄像头相当于一个 透镜，它的成像原理和我们生活中的 （选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”）的成像原理相同。当行人远离摄像头时，行人所成的像将会 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 14．在公园拍照，若将照相机镜头看作是一个焦距为10厘米的凸透镜，那么底片离镜头的距离应满足的条件是 （选填“小于10厘米”、“10~20厘米”或“大于20厘米”）；照相时在底片上形成一个 像。为了拍摄更远的景物时，需要调节镜头到底片的距离 （近/远）一些。 15．12~18岁是青少年近视的高发期，长时间上网、玩手机等都有可能导致近视。为了加强全民爱眼意识，我国确定每年6月6日为“全国爱眼日”。图中 （选填“甲”或“乙”）是近视眼的光路示意图；可以用凸透镜来矫正远视眼，说明凸透镜对光有 作用。 三、实验题 16．妞妞发现患近视眼的同学越来越多了，于是她想利用如图所示的实验装置模拟近视眼的成因及矫正方法，给同学们普及科学用眼知识。她准备了焦距分别为5cm、10cm和15cm的ABC三个凸透镜。在实验中，她用蜡烛模拟人眼观察的物体，用凸透镜模拟人眼的晶状体，用光屏模拟人眼的视网膜。    （1）妞妞先用焦距为10cm的B透镜模拟正常人眼的成像情况，通过调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置，使光屏上成一个 （选填“正立”或“倒立”）、 （选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像； （2）保持蜡烛、凸透镜和光屏的位置不变，若想模拟近视眼的成因，她应该选用 （A、B、C）透镜进行实验，此时像成在了光屏的 （选填“前方”或“后方”）；若想让像成在光屏上，可以将蜡烛向 （选填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动，还可以在凸透镜的前方放置一个合适的 （选填“凸透镜”或“凹透镜”）； （3）若用不透明纸片将凸透镜的镜面遮挡佳一小部分，此时光屏上 （选填“烛焰的像不完整”或“会有纸片的像”或“烛焰的像变暗了些”）。 17．网课期间同学们利用如图所示器材在家探究“凸透镜成像规律”，操作如下：    （1）由于实验中凸透镜的焦距未知，故小艳同学先利用一束平行光测量凸透镜的焦距，如图甲所示，则该透镜的焦距是 cm； （2）实验时调节光源、凸透镜和光屏的中心大致在 上，其目的是使所成的像在光屏中央； （3）图乙中光屏上出现了清晰的像，生活中利用这个成像特点制成了 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）；当光源适当靠近透镜时，为使光屏上依旧出现清晰的像，光屏应适当 （选填“靠近”或“远离”）透镜； （4）观察光屏上像的特点时小畅不小心用手指遮挡住了透镜的上半部分，此时光屏上F光源的像 （选填“完整”或“不完整”）；充满好奇心的小畅同学继续探索，让透镜位置保持不动，将光源和光屏的位置对调，对调后在光屏上 选填“能” 或“不能”）看到 F 光源的像； （5）为进一步了解“视力矫正”的原理，小宇同学将自己的近视眼镜放在透镜与光源之间，光屏上原来清晰的像变模糊了，使光屏 （填“靠近”或“远离”）透镜，又能在光屏上看到发光体清晰的像。由此可知，在近视眼得到矫正之前，物体的像成在视网膜的 （填“前方”或“后方）。 （6）小静同学换另一个焦距未知的凸透镜进行实验，把蜡烛和光屏固定在光具座上， 当移动透镜分别距离光屏 20cm 和 34cm 时均可在光屏上得到清晰的像，则该透镜的焦距范围是( ) A．10cm<f<17cm    B．17cm<f<20cm    C．20cm<f<34cm 四、计算题 18．如图所示，将蜡烛放在距凸透镜40cm处，在另一侧距凸透镜30cm处的光屏上出现了一个清晰的像，请你利用所学的凸透镜成像规律和数学知识，计算该凸透镜焦距的取值范围是多少？ 19．凸透镜成像时的物距u、像距v和焦距f之间的关系是。 （1）当一个物体距离凸透镜u＝20cm时，另一侧光屏上正好得到等大倒立的实像，此凸透镜的焦距是多少？ （2）如图所示是根据每次成实像时的物距u，物像间距L 画出的图像（以f为长度单位），在物理学中，用像距v和物距u的比值来表示凸透镜的放大率m，即，且m＞1时成放大的像，m＜1时成缩小的像，请你通过计算判断，当u＝3f时，凸透镜能成放大还是缩小的像？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《第五章 透镜及其应用 单元练习 2024-2025学年北师大版物理八年级上册》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D D D D A B B C B D 1．D 【详解】A．平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将会聚于一点，此点即为此凸透镜的焦点，从焦点到透镜中心的距离即为焦距，由图甲可知，则透镜的焦距为 故A错误； BC．由图乙可知，物距为 像距为 则有 ， 由凸透镜成像规律可知，烛焰成的是倒立、放大的实像，照相机的原理是通过照相机的镜头在光屏（胶片）上呈的是一个倒立、缩小的实像，故BC错误； D．实验过程中，要把蜡烛、凸透镜、光屏摆放在同一直线上，且调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，使像成在光屏的中央，故D正确。 故选D。 2．D 【详解】①平面镜成像是光的反射现象，所成的像是正立等大的虚像。 ②放大镜成像是光的折射现象，所成的像是正立放大的虚像。 ③小孔成像是光沿直线传播的原理，所成的像是倒立的实像。 ④照相机是利用光的折射原理，利用u＞2f，在底片上成倒立缩小的实像。 所以属于光的反射现象的只有①，属于折射成像的是②④，成实像的是③④，成虚像的是①②。 故选D。 3．D 【详解】将凸透镜正对着太阳，再把一张纸放在它的下方，纸上呈现一个最小、最亮的光斑，是凸透镜的焦点，焦点到凸透镜的距离为焦距。 A．测得这个光斑到透镜的距离为l，该凸透镜的焦距 不一定为l，故A错误； B．该凸透镜的焦距可能大于1，故B错误； C．若将凸透镜向上移动，光斑变大，则该凸透镜的焦距一定小于l，故C错误； D．若将凸透镜向下移动，光斑变大，则该凸透镜的焦距一定大于l，故D正确。 故选D。 4．D 【详解】ABC．用凸透镜贴近报纸看文字，看到了文字的像，此时物距小于一倍焦距，成正立放大的虚像，和放大镜原理相同；在移动凸透镜时，意外的发现在报纸上出现了窗外景物的像，此时物距大于二倍焦距，成倒立缩小的实像，和照相机的原理相同，所以前一次成像时，凸透镜离报纸距离小于10cm；后一次成像时，凸透镜离报纸距离稍大于10cm，故ABC正确，不符合题意； D．成实像时，物变近，像变远，像变大；成虚像时，物变近，像变近，像变小，所以凸透镜远离报纸时，前一次像变大；后一次是报纸作为光屏，凸透镜对着窗外物体成倒立缩小实像，凸透镜远离报纸时，物距略减小，可以忽略，视为不变，但透镜到光屏的距离明显变大，此时报纸远离像的位置，报纸上像变模糊，而不是变大，故D错误，符合题意， 故选D。 5．A 【详解】A．相机向前移，物距减小，根据凸透镜成像规律可知，像距会变大，像也变大，所以纸筒向前伸来增大像距，则可在半透明膜上成更大的清晰的像，故A正确； B．相机向后移，物距增大，根据凸透镜成像规律可知，像将变小，故B错误； C．相机不移动，物距不变，所像距也不会变，所以纸筒向后缩不能得到更大清晰的像，故C错误； D．相机和纸筒的位置均不变，像的大小不会发生变化，故D错误。 故选A。 6．B 【详解】A．根据凸透镜成实像时“物远像近像变小”的规律可知，当蜡烛向左移动远离凸透镜时，光屏向左移动靠近凸透镜可再次承接到烛焰的像，A错误； B．此时光屏上承接到烛焰等大的像，则此时物距，由图可知，，则焦距，保持凸透镜位置不变，将蜡烛调至10cm刻度线处时，物距，则，成倒立、缩小的实像， B正确； C．物距为40cm，大于两倍焦距，此时，则像的位置在60cm和70cm刻度线之间，故C错误； D．物距等于40cm，物距大于两倍焦距，是照相机成像原理，故D错误。 故选B。 7．B 【详解】A．如图甲所示，在光屏上得到了一个最小最亮的光斑，则凸透镜焦距 故A错误； B．乙图中烛焰在光屏上恰能成清晰的像，此时物距大于像距，成倒立缩小实像，生活中照相机是依据此原理制成的，故B正确； C．将蜡烛移动到45cm的刻度线处，此时物距为5cm，小于一倍焦距，成的是虚像，不能用光屏承接，故C错误； D．在图示中的烛焰和凸透镜之间放一副远视镜，远视镜是凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，像将向左移动，所以将光屏左移可再次成清晰的像，故D错误。 故选B。 8．C 【详解】A．平面镜所成的像为虚像，无论是虚像还是实像，都可以用照相机拍照，所以他能摄出平面镜里的人物，故A不符合题意； BCD．由于A选项分析可知，他能摄出平面镜里的人物。平面镜成的像是上下不颠倒，左右颠倒，照相机所成的像为倒立、缩小的实像，由于照相机照的是平面镜中的像，所以底片上的像与镜中人的上、下相反，左右相反，底片上像的左右与实际相同，上下与实际相反。而照片上的像与底片上的像上下、左右都相反，所以照片的左右与实际相反，上下与实际相同，故BD不符合题意，C符合题意。 故选C。 9．B 【详解】A．倒影属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故A错误； B．幻灯机产生的投影属于凸透镜成像，是由于光的折射形成的，故B正确； C．手影是由于光的直线传播在手的背光一侧形成的暗区域，故C错误； D．投影属于凸透镜成像，是由于光的折射形成的，故D错误。 故选B。 10．D 【详解】A．由甲图可知，刻度尺的分度值为1cm，平行光在光屏上会聚成一个最小最亮点时，凸透镜及光屏的距离，即该透镜焦距为 f=40.0cm-30.0cm=10.0cm 故A正确，不符合题意； B．由图乙可知，物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，此时的光屏位于二倍焦距点；在蜡烛和透镜之间放入度数合适的近视镜片，近视镜片是凹透镜，对光线具有发散作用，光屏上可以得到清晰的像，故B正确，不符合题意； C．如图乙所示，将蜡烛移至30.0cm处，此时的物距等于二倍焦距，所以光屏上可得到倒立、等大的实像，故C正确，不符合题意； D．如图乙所示，将蜡烛移至45.0cm处，物距小于焦距，凸透镜成正立、放大的虚像，虚像不能成在光屏上，故D错误，符合题意。 故选D。 11． 折射 焦点 【详解】[1]古人将冰磨成一种冰透镜，该透镜中间厚、边缘薄，属于凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用，能使光线发生折射。 [2]冰透镜正对太阳光，能使太阳光会聚焦点，从而能点燃艾草取火，若要更快地生火，应将艾草等干燥的易燃物靠近“圆冰”的焦点。 12． 主光轴 左 放大 【详解】[1]在探究凸透镜成像规律的实验中，为了确保成像的清晰和准确，我们需要调节烛焰、凸透镜和光屏三者的中心位于同一高度上，即凸透镜的主光轴上。这样，烛焰发出的光线经过凸透镜后，其成像光线才能准确地会聚在光屏上，形成清晰的像。 [2]由于物体（烛焰）到凸透镜的距离（物距）大于两倍焦距（即u>2f），根据凸透镜的成像规律，此时成倒立、缩小的实像，且像距位于一倍焦距和二倍焦距之间（即f<v<2f）。然而，从图中我们可以看出，光屏的初始位置可能并不在这个范围内，因此我们需要移动光屏来找到清晰的像。由于像距小于物距，所以光屏应该向靠近凸透镜的方向移动，即向左移动。 [3]若透镜向左移动，那么物距会减小。当物距减小到一倍焦距和二倍焦距之间，那么像会变大且为倒立、放大的实像。 13． 凸 照相机 变小 【详解】[1][2]机器人上的摄像头是一个凸透镜，成像原理和生活中的照相机的成像原理相同。 [3]当行人远离摄像头时，物距增大，像距减小，像的大小将变小。 14． 10~20厘米 倒立、缩小的实 近 【详解】[1][2]照相机的镜头利用的是物距大于二倍焦距，像距大于一倍焦距小于二倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像规律，照相机镜头看作是一个焦距为10厘米的凸透镜，故底片离镜头的距离应满足的条件是在10~20厘米之间，照相时在底片上成倒立、缩小的实像。 [3]拍摄更远的景物时，物距变大，由凸透镜成实像时“物远像近像变小”规律可知，像距需变小，需要调节镜头到底片的距离近一些。 15． 甲 会聚 【详解】[1]近视眼是晶状体曲度变大，会聚能力增强，像呈在视网膜的前方，甲图象成在视网膜的前方，是近视眼，应佩戴发散透镜，即凹透镜进行矫正。 [2]乙图，看近处物体时，像成在视网膜的后方，是远视眼的成像情况，可以用凸透镜来矫正远视眼，说明凸透镜对光有会聚作用。 16． 倒立 缩小 A 前方 靠近 凹透镜 烛焰的像变暗了些 【详解】（1）[1][2]妞妞先用焦距为10cm的B透镜模拟正常人眼的成像情况，人的眼睛相当于一架照相机，通过调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置，使光屏上成一个倒立、缩小的实像。 （2）[3][4]近视眼的成因是像成在了视网膜的前方，若想模拟近视眼的成因，她应该选用焦距小的凸透镜A进行实验，此时像成在了光屏的前方。 [5]若想让像成在光屏上，需要增大像距、减小物距，即可以将蜡烛向靠近凸透镜的方向移动。 [6]为了推迟光线会聚，还可以在凸透镜的前方放置一个合适的对光线具有发散作用的凹透镜。 （3）[7]凸透镜被遮住一部分，光屏上仍然会出现完整的像，但是通过凸透镜的光线减少，所成的像会变暗一些；此时纸片在凸透镜的一倍焦距之内，成的是虚像，虚像不能成在光屏上。 17． 10.0 同一高度（同一水平直线） 照相机 远离 完整 能 远离 远方 A 【详解】（1）[1]平行光线经凸透镜折射后，其折射光线会聚于凸透镜的焦点。由图甲可知，凸透镜在0刻度线处，光屏在10.0cm刻度线处，此时一对平行光线经过凸透镜的折射正好会聚在光屏上，故该透镜的焦距是10.0cm。 （2）[2]探究凸透镜成像的实验时，依次放光源、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心在同一高度，像才能呈在光屏的中央。 （3）[3]由图甲可知，实验用的凸透镜焦距为10cm；由图乙可知，像距为40cm，像距大于二倍焦距，即u>2f，此时光屏上成倒立、缩小的实像，利用这个原理可以制成照相机。 [4]凸透镜成像时，u>2f，成倒立、缩小的实像。当烛焰向凸透镜靠近时，即物距减小，为了在光屏上依旧得到清晰的像，像距要增大，则光屏应远离凸透镜。 （4）[5]物体由无数点组成，物体上任一点射向凸透镜有无数条光线，经凸透镜折射后，有无数条折射光线会聚成该点的像。当遮住凸透镜的一部分，还有另外的部分光线，经凸透镜折射会聚成像，像的大小不发生变化，像依旧完整，只是折射光线减少，会聚成的像会变暗。 [6]如将光源和光屏的位置对调，根据光路可逆原则，可知此时物距介于1倍焦距与2倍焦距之间，像距大于2倍焦距，所成的像是倒立、放大的实像，故对调后在光屏上能看到F光源的像。 （5）[7][8]近视眼镜是凹透镜，对光线由发散的作用，将近视眼镜放在透镜与光源之间，会延长光线会聚的距离，即像距，撤去近视眼镜，像距会减小，故光屏应向靠近透镜方向移动才能再次在光屏上找到清晰的像。近视眼成像在视网膜前方，佩戴凹透镜后可矫正。 （6）[9]根据凸透镜成像规律可知，当物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，此时像距在一倍焦距和二倍焦距之间，即 当物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，此时像距大于二倍焦距，即v>2f根据题意分析，此时的像距为34cm，即 有 故该透镜的焦距范围是 故选A。 18．15cm<f<20cm 【详解】解：由题意知，物体经凸透镜后成的是实像，此时物距为40cm，像距为30cm，物距大于像距，根据凸透镜成像的规律可知 u>2f，f<v<2f 则 40cm>2f 所以f<20cm，由 f<30cm<2f 可知 15cm<f<30cm 解得 15cm<f<20cm 答：该凸透镜焦距的取值范围是15cm<f<20cm。 19．（1）10cm；（2）缩小的像 【详解】解：（1）u＝20cm时，另一侧光屏上正好得到等大倒立的实像，此时物体放在二倍焦距处，相距等于物距 解得 （2）)当 时，根据可得 解得 凸透镜的放大率 u＝3f时，m＜1，成缩小的像。 答:（1）凸透镜的焦距是10cm； （2）当时，能成缩小的像。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$