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．下列关于物理概念或规律的描述中正确的是（　　） A．光从一种介质进入另一种介质时，一定会发生折射现象 B．当光垂直入射到平面镜上时，反射角等于90° C．平行光线经过凸透镜后会会聚为一点，这一点就是凸透镜的焦点 D．经过凹透镜折射后的光有可能是会聚光线 2．小明在探究凸透镜成像规律时，安装好器材，调节蜡烛、凸透镜与光屏在如图所示的位置，在光屏上得到清晰、等大的像，下列说法中正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距为20cm B．保持凸透镜位置不动，将蜡烛移至15cm刻度线处，此时与照相机的原理相同 C．实验过程中，蜡烛烧短之后，成像会在光屏的下方 D．保持蜡烛与凸透镜位置不变，在它们之间放一近视眼镜，需要将光屏向左移动才能成清晰的像 3．人工智能飞速发展的今天，智能配送机器人已被广泛使用，用户可通过人脸识别、输入（扫描）取货码等多种方式取货。如图所示，这是某款机器人正在送货的情景，下列说法正确的是（      ） A．行人都能看到机器人，是由于阳光在它表面发生漫反射 B．通过人脸识别取货时，人脸应位于摄像头两倍焦距以内 C．以机器人为参照物，里面装载的货物是运动的 D．用户通过扫描条形码取货，条形码属于光源 4．小明学习了光学知识后，利用放大镜观察周围的物体，如图所示，他首先观察自己的手指；然后有利用放大镜观察窗外远处的物体，下列说法正确的是（　　） A．手指的像是正立缩小的虚像 B．手指的像是正立放大的实像 C．窗外物体的像是倒立缩小的实像 D．窗外物体的像是倒立放大的实像 5．在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，如图所示放置器材，此时光屏上呈现倒立、等大的像，下列说法正确的是（　　） A．凸透镜的焦距是20cm B．将蜡烛移动到刻度尺上20cm处，根据成像特点可制成幻灯机 C．若将凸透镜换成薄玻璃板，光屏上可以找到正立、等大的像 D．若将蜡烛向左移动，需将光屏向左移动才能重新找到清晰的像 6．如图所示，这是投影仪的工作原理图。下列说法错误的是（　　） A．投影仪的镜头相当于一个凸透镜 B．为了使观众看到正立的像，投影片要倒着插入架上 C．投影片上的画面在屏幕上成虚像 D．平面镜的作用是改变光路 7．下列光现象的示意图，其中描述正确的是（　　） A．日食的成因 B． 此像可承接到光屏上 C． 远视眼的成因 D． 解释“潭清疑水浅”的光路图 8．2023年6月6日是第28个全国爱眼日，今年的宣传主题是“关注普遍的眼健康”，下列关于近视眼成像位置及其矫正方法正确的是（　　） A．像落在视网膜的前方，用凸透镜矫正 B．像落在视网膜的前方，用凹透镜矫正 C．像落在视网膜的后方，用凸透镜矫正 D．像落在视网膜的后方，用凹透镜矫正 9．如图所示是某同学在研究凸透镜成像规律的实验中，记录并绘制的物距u和像距v之间关系的图象，下列说法正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距为20 cm B．当把物体从15 cm处移至30 cm处的过程中，像距逐渐变大 C．当u＝20 cm时，在光屏上能得到一个缩小的像 D．当u＝25 cm时成缩小的实像，摄像机就是根据这一原理制成的 10．如图所示，在探究凸透镜成像规律的实验中，当蜡烛和凸透镜之间的距离为26cm时，在光屏上得到一个清晰、缩小的实像。下列说法正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距大于13cm B．若保持蜡烛、凸透镜和光屏的位置不动，随着实验时间的推移，蜡烛在光屏上的像将向下移动 C．把透镜的一半用纸挡住，在光屏上的像将不完整 D．若保持图中蜡烛和光屏位置不动，移动凸透镜，光屏上能成放大、清晰的烛焰像 二、填空题 11．同一物距范围内，不断改变物距进行实验的目的： 。 12．世界杯足球比赛是人们喜闻乐道的体育项目，世界杯上使用了VAR（视频助理裁判技术），利用摄像机镜头跟踪运动员和足球。摄像机镜头是凸透镜，足球通过摄像机镜头成一个倒立、 的像（选填“放大”或“缩小”），运动员射门时，足球向球门框上的镜头靠近的过程中，摄像机中足球的像将 （选填“变大”、“不变”或者“变小”）。 13．如图，取两个焦距不同的放大镜，一只手握住一个，把焦距较长的放大镜放在前面远离眼睛，焦距较短的放大镜放在后面靠近眼睛，通过两个放大镜看前面的物体，调整两个放大镜间的距离，直到看得最清楚为止。物体是 （选填“变大”或“变小”）；若接着把两个放大镜的位置前后对调，物体是 （选填“变大”或“变小”）。 14．中国多年位居世界第一大民用无人机出口国，也是全球第一大无人机技术来源国。无人机广泛应用于短途运输和拍摄工作，无人机上的摄像头是 透镜；为了拍摄更广阔的画面，需要无人机飞得 （选填“高”或“低”）点。 15．蜡烛放在如图所示位置，一条平行于主光轴的光线经透镜后的光路如图。则该凸透镜的焦距为 cm，该蜡烛成像的特点为 （选填“倒立缩小实像”“倒立放大实像”或“正立放大虚像”）。 三、实验题 16．小明做“探究凸透镜成像规律”的实验时，把米尺作为光具座，按如图所示位置放好器材。选用的凸透镜的焦距为10cm，他把蜡烛、凸透镜和光屏放置在米尺旁。 （1）点燃蜡烛，并调整火焰中心、 中心和光屏中心在 后开始实验； （2）如图所示，当把蜡烛放在A位置时，光屏应向M点的左侧移动，才能接收到一个清晰的 （填“实”或“虚”）像，而且像是 （填“倒立”或“正立”）的； （3）实验中，当小明用白纸遮住凸透镜的上半部分时，光屏上成像的情况是 ； A．只出现烛焰的上半部分的像 B．只出现烛焰的下半部分的像 C．仍然是完整的像，只是变暗些 D．像不受任何影响 （4）随着蜡烛燃烧而变短，光屏上成的像将向 （填“上”或“下”）移动，由于影响到了实验的进行，这时最合理的调整是 。 A．将凸透镜向上移动些 B．只需将光屏向右移动些 C．将蜡烛向上移动些 D．可将蜡烛向左移动些 17．小强和小红在水平桌面上分别探究“平面镜成像特点”和“凸透镜成像规律”，实验装置分别如图甲和乙所示。    （1）如图甲所示，小强在探究“平面镜成像特点”的实验时，用玻璃板代替平面镜做实验，其好处是 ，玻璃板应 放置。探究像与物的大小关系时，对选取的A、B两只蜡烛的要求是 ； （2）如图乙所示，小红在探究“凸透镜成像规律”的实验中： ①当蜡烛到凸透镜的距离为20cm时，移动光屏，发现在光屏上可以成清晰的倒立、等大的像。则该凸透镜的焦距为 cm； ②当蜡烛到凸透镜的距离为15cm时，移动光屏，直到光屏上成清晰的像，该成像规律在实际生活中的应用是 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）； ③当把蜡烛从距凸透镜15cm移到12cm时，应将光屏 （选填“远离”或“靠近”）凸透镜，直到光屏上成清晰的像，观察此时像的大小，与②中所成像的大小相比 （选填“变大”“变小”或“不变”）；若此时凸透镜上恰好飞落了一只小昆虫，遮住凸透镜的部分区域，则小红 （选填“能”或“不能”）在光屏上观察到小昆虫的像； ④当蜡烛到凸透镜的距离为5cm时，为观察凸透镜成像的特点，小红应从图乙中 （选填“左”或“右”）侧通过凸透镜进行观察。 四、计算题 18．摄影胶片的感光能力一定时，要获得正确曝光的底片，镜头的透光面积和曝光时间的组合就应该是一定的，镜头的透光面积由叫做“光圈”的构件控制，通常用22、16、11、8、5.6、4、2.8等数字代表，22就表示此时镜头透光的直径是它焦距的1/22，依此类推。曝光时间的长短由叫做“快门”的机构控制，通常用500、250、125、60、30、15等数字代表，500就表示此时曝光时间是1/500秒，依此类推。现在通过试摄知道，光圈、速度的最佳曝光组合是11、15，如果为了其他需要而必须选用5.6的光圈，试计算应该选用的快门速度。 19．透镜的成像规律可以通过画光路图去理解。在光路图中凸透镜用图a中的双箭头竖直线表示，O点为光心，F为凸透镜的焦点。图b是凸透镜在O点时物体AB的成像光路图，是物体AB经透镜所成的像。现保持物体AB的位置不变，水平向右移动凸透镜并适当调节光屏的位置，发现当凸透镜移至O时，所成的像与物体AB大小相等，如图c所示。 (1)请运用作图法在图c中画出此时凸透镜的右焦点； (2)试证明物体AB与像到凸透镜的距离相等。 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 B A C D C C B D D 1．D 【详解】A．光从一种透明介质斜射入另一种透明介质时，才会发生折射现象，垂直入射时不会发生折射。故A错误； B．反射角是反射光线与法线的夹角，当光垂直入射到平面镜上时，反射角等于0°，故B错误； C．只有平行于主光轴的光线通过凸透镜后，折射光线会聚于主光轴上的一点，即焦点，故C错误； D．若入射光线是会聚的，经过凹透镜折射后，推迟会聚一些，光线也有可能是会聚的，所以经过凹透镜折射后的光有可能是会聚光线，故D正确。 故选D。 2．B 【详解】A．图示中，刻度尺的分度值为1cm，蜡烛与凸透镜的距离，光屏与凸透镜的距离都为20.0cm，此时光屏上得到清晰等大的实像，则物距等于像距等于二倍焦距，所以凸透镜的焦距为10.0cm，故A错误； B．凸透镜的位置不变，蜡烛移至15cm刻度线处，则物距为35.0cm，大于二倍焦距，成倒立缩小的实像，所以此时与照相机的原理相同，故B正确； C．蜡烛烧短后，成像在光屏的上方，因为通过凸透镜光心的光线传播方向不变，则烧短后，蜡烛通过透镜光心的光线向上移动，故C错误； D．近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，保持蜡烛和凸透镜位置不变，在它们之间放入一近视眼镜，蜡烛经过眼镜后，通过凸透镜的光线会聚延迟，物距变大，所以应向右移动光屏才能得到清晰的像。故D错误。 故选B。 3．A 【详解】A．行人从各个方向都能看到机器人，是由于阳光在它表面发生了漫反射，故A正确； B．摄像头的镜头相当于凸透镜，摄像时符合凸透镜成像规律中的：物距大于二倍焦距，所成的像是倒立、缩小的实像，故B错误； C．以机器人为参照物，里面装载的货物相对机器人的位置没有变化，即静止的，故C错误； D．条形码自身不能发光，不是光源，故D错误。 故选A。 4．C 【详解】凸透镜成像规律：物距小于焦距时，成正立、放大的虚像；物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成倒立、放大的实像；物距等于二倍焦距时，成倒立、等大实像；物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像。如图所示，将手指靠近凸透镜，因物距小于一倍焦距，所以成正立、放大的虚像；当用该放大镜观察远处的房屋时，因物距大于二倍焦距，所以成倒立、缩小的实像。故ABD错误，C正确。 故选C。 5．D 【详解】A．由图可知，此时的物距等于像距，为20.00cm ，成的是倒立、等大的实像，则物距u=2f，故f=10.00cm，故A错误； B．由于焦距为10.00cm，将蜡烛移动到20cm刻度处时，物距为30.00cm，位于2倍焦距之外，成倒立、缩小的实像，可制成照相机，故B错误； C．将图中的凸透镜换成薄玻璃板，根据平面镜成像的特点可知，成的是正立、等大的虚像，虚像不能呈在光屏上，把光屏移到像的位置，光屏上没有这个像，故C错误； D．当蜡烛向左移动时，物距变大，像距会变小，要在光屏上再次获得清晰的像，可以将光屏向左适当移动，找到清晰的像，故D正确。 故选D。 6．C 【详解】ABC．投影仪的镜头相当于一个凸透镜，当2f>u>f时，凸透镜成倒立、放大的实像；为了使观众看到正立的像，投影片要倒着插入架上，故AB正确，不符合题意，C错误，符合题意； D．平面镜可以反射光线，改变光的传播路径，故D正确，不符合题意。 故选C。 7．C 【详解】A．发生日食时，月球在太阳和地球之间，而图中是地球在太阳和月亮之间。故A错误； B．由平面镜成像特点可知：平面镜成的是虚像，虚像不能被光屏承接。故B错误； C．远视眼是晶状体曲度变小，会聚能力变弱，像呈在视网膜的后方。故C正确； D．由光的折射规律可知，折射光线、入射光线、法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居法线的两侧，且当光从水中斜射入空气时，折射角大于入射角。如下图所示：图中光的传播方向错误，故D错误。 故选C。 8．B 【详解】近视眼晶状体曲度变大，对光的会聚能力变强，使像呈现在视网膜前方，所以用凹透镜矫正，减小光线的会聚，使像落在视网膜上，故B正确，ACD错误。 故选B。 9．D 【详解】 A．当物距等于二倍焦距时，凸透镜成倒立等大的实像，此时像距等于物距，都等于二倍焦距；分析图象可知，u=20cm时，v=20cm，所以2f=20cm，则焦距f为10cm，故A错误； B．当把物体从距凸透镜15cm处移到30cm处的过程中，物距大于焦距，成实像；凸透镜成实像时，物距变大，像距变小，故B错误； C．由图知f=10cm，当u=20cm=2f时，在光屏上能得到一个倒立、等大的实像，故C错误； D．当u=25cm＞2f时，凸透镜成缩小的实像，摄像机就是根据这一原理制成的，故D正确。 故选D。 10．D 【详解】A．当蜡烛和凸透镜之间的距离为26cm时，在光屏上得到一个清晰缩小的实像，由凸透镜成像规律可知，物距大于二倍焦距，即 u=26cm>2f 解得 f<13cm 故A错误； B．若保持蜡烛、凸透镜和光屏的位置不动，随着时间的推移，蜡烛变短，根据经过光心的光线的传播方向不变可知，蜡烛在光屏上的像将向上移动，故B错误； C．遮住凸透镜的上半部，物体上任一点射向凸透镜的下半部，经凸透镜折射后，照样能会聚成完整像，像的大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像变暗，故C错误； D．根据凸透镜成像规律，由图可知，此时像距小于物距，光屏上成倒立、缩小的实像；保持蜡烛和光屏位置不动，移动凸透镜，当像距大于物距时，根据光路的可逆性可知，光屏上可以成倒立、放大的实像，故D正确。 故选D。 11．排除偶然因素，使实验结论更具普遍性 【详解】对于同一物距范围内，要选取两组以上的物距进行实验探究，以排除偶然因素，使实验结论更具普遍性。 12． 缩小 变大 【详解】[1]摄像机镜头相当于一个凸透镜，足球通过摄像机镜头成倒立、缩小的实像。 [2]足球向门框上镜头靠近的过程中，物距变小，像距变大，像变大。 13． 变大 变小 【详解】[1]通过两个焦距不同的放大镜演示望远镜成像原理，前面焦距大的凸透镜相当于望远镜的物镜，使远处的物体在焦点附近成倒立的实像，后面焦距小的凸透镜相当于望远镜的目镜，用来把这个实像放大，所以我们看到了物体倒立、放大的像。 [2]望远镜的放大倍数等于物镜焦距除以目镜焦距；若望远镜的两个凸透镜位置颠倒，焦距小的作为物镜，焦距大的作为目镜，则放大倍数小于1，成缩小的像。 14． 凸 高 【详解】[1]无人机上的摄像头成像原理和照相机相同，是凸透镜。 [2]摄像头成的是倒立、缩小的实像，根据物距越大、像距越小像也越小的规律可知，为了拍摄更广阔的画面，应使成的像变小，所以要增大物距，需要无人机飞得高点。 15． 10.0 倒立放大实像 【详解】[1][2]平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，由图可知，该凸透镜的焦距为10.0cm；由图可知，蜡烛距离凸透镜的距离是15.0cm，此时 由凸透镜成像的规律可知，蜡烛成倒立放大的实像。 16． 凸透镜 同一高度 实 倒立 C 上 C 【详解】（1）[1][2]根据实验的要求，让像成在光屏的中心，必须使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心放在同一高度上。 （2）[3][4]凸透镜的焦距为10cm，当把蜡烛放在A位置时，物距大于二倍焦距，凸透镜成倒立、缩小的实像。 （3）[5]遮住凸透镜的上半部，物体上任一点射向凸透镜的下半部，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像变暗，故选C。 （4）[6]随着蜡烛燃烧而变短，根据过光心不改变方向，像会向上移动。 [7]由于影响到了实验的进行，为了使后面的实验更方便操作，可进行的操作是将蜡烛向上移动些，或凸透镜和光屏同时调低。更合理简单的操作是把蜡烛升高，故选C。 17． 便于找到像的位置 垂直 大小相等 10 投影仪 远离 变大 不能 右 【详解】（1）[1][2][3]利用玻璃板透明的特点，可以观察到玻璃板的另一侧，便于找到像的位置；玻璃板与水平面垂直放置，像可以成在桌面上；为了比较像和物体的大小关系，选取完全一样的蜡烛。 （2）①[4]当蜡烛到凸透镜的距离为20cm时，移动光屏，发现在光屏上可以成清晰的倒立、等大的像，此时物距等于2倍焦距，即 20cm=2f 所以凸透镜的焦距为f=10cm。 ②[5]当蜡烛到凸透镜的距离为15cm时，此时物距是15cm，物距大于1倍焦距小于2倍焦距，成倒立放大的实像，应用于投影仪。 ③[6][7]当把蜡烛从距凸透镜15cm移到12cm时，根据凸透镜成实像的特点物近像远像变大，应向右移动光屏，直到光屏上成清晰的像，此时观察像的大小，与②中所成像的大小相比变大。 [8]若此时凸透镜上恰好飞落了一只小昆虫，遮住凸透镜的部分区域，此时物距小于1倍焦距，成虚像，不能在光屏上看到小昆虫的像。 ④[9]当蜡烛到凸透镜的距离为5cm时，物距小于1倍焦距，成正立、放大的虚像，物像在凸透镜的同侧，眼睛在右侧透过凸透镜观察。 18．60s 【详解】解：光圈为“11”时，镜头透光的直径，光圈为“5.6”时，镜头透光的直径，镜头的透光半径是直径的，所以 由S=πr2可知：圆的面积与半径的平方成正比，光圈由11改为5.6，此时镜头的透光面积与原来透光面积之比 接近4；摄影胶片的感光能力一定，因此曝光时间应该改为原来的四分之一，即 所以快门速度应选择60。 答：应该选用的快门速度60。 19．(1) (2)见解析 【详解】（1）由A点发出的光经过凸透镜后，最终会在光屏上成清晰的像。平行光经过凸透镜后会经过焦点，因此焦点如图所示： （2）如图所示： 连接，由过光心的光线经折射后传播方向不变知，A、、在同一直线上。 因为 所以 又 在和中 即物体AB与像到凸透镜的距离相等。 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 $$