第五章《透镜及其应用》单元情境化素养检测卷 - 2024-2025学年 人教版（2024）八年级上册物理

第五章《透镜及其应用》单元情境化素养检测卷 本试卷共六道大题30小题，满分100分，答题时间90分钟 一、选择题（本大题共10题，每题3分，共30分） 1．小星同学利用太阳光测量凸透镜的焦距，方法如图所示。他注意到让凸透镜正对阳光，光斑并非最小最亮，凸透镜中心的距离l，那么凸透镜的实际焦距（　　） A．一定小于l B．一定大于l C．可能等于l D．可能小于l、也可能大于l 2.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 3．河南旅游呈现一派繁荣景象。如图所示，这是小明用手机摄像头拍摄的某文化商业街的街景，下列说法正确的是（　　）    A．手机摄像头相当于凹透镜 B．手机摄像头成的是倒立、缩小的实像 C．手机摄像头离景物的距离小于两倍焦距 D．要想拍摄更小范围的景物，手机摄像头应该远离物体 4．有关光现象及其应用。以下说法正确的是（　　）    A．阳光透过树叶间的缝隙射到地面上的光斑是虚像 B．游泳池注水后，看上去好像变浅了，是由于光的反射形成的 C．用手机要扫的二维码应位于摄像头的二倍焦距以外 D．空中的鸟越飞越高，它在湖面的倒影也越来越小 5. 小明用透明塑料盒设计了一个昆虫标本观察器，如图所示。盒底上放标本，盒盖上嵌入一凸透镜。有焦距为5cm和10cm的两种凸透镜，为了在盒盖上方附近，通过凸透镜观察到标本正立、放大的像，凸透镜焦距f与盒高h选择合理的是（　　） A. f=5cm h=10cm B. f=10cm h=12cm C. f=5cm h=12cm D. f=10cm h=6cm 6．现在，很多家庭购买了投影电视机。如图所示，某型号投影电视机将传输过来的图像通过投影仪的镜头成像，并将所成的像投射到特制屏幕或者白墙上；屏幕画面的大小可通过移动投影仪的前后位置来调节。关于投影电视机，下列说法正确的是（　　）    A．投影仪的镜头相当于一个凸面镜 B．传输过来的图像通过投影仪的镜头成正立、放大的实像 C．使用时，屏幕离投影仪的距离应小于二倍镜头焦距 D．要想使屏幕画面更大一些，可将投影仪向远离屏幕的方向移动 7．如图所示，有一种望远镜由两组凸透镜组成。靠近眼睛的叫目镜，靠近被观测物体的叫物镜。目镜的成像原理类似于（　　）    A．照相机 B．投影仪 C．放大镜 D．幻灯机 8．如图所示，凸透镜位于P处（图中未画出）位置不变，移动蜡烛，光屏先后在P同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像，且甲处的像比乙处大，则（　　） A．甲处可能成的是虚像 B．乙处像可能是放大的 C．P点位置在甲的左侧 D．蜡烛的移动方向向左 9．“爱护眼睛，你我同行”，用凸透镜模拟眼睛成像，可将物体置于图中的（　　） A．A点 B．B点 C．C点 D．D点 10．每年6月6日为全国“爱眼日”，“爱眼日”的设立宗旨是希望全国人民特别是青少年要预防近视，珍爱光明。图甲为某同学的眼睛成像图，其视力问题及矫正方法是（　　）    A．远视眼，配戴乙透镜矫正 B．近视眼，配戴乙透镜矫正 C．近视眼，配戴丙透镜矫正 D．远视眼，配戴丙透镜矫正 二、填空题（每空1分，共21分） 11．如图所示，有一个中空的平行玻璃砖，中空部分的形状犹如一个凸透镜。有一束平行光从左侧垂直入射玻璃砖，从右侧出射之后，是 （选填“会聚”或“发散”）光束。请说明你判断的理由 。 12．为了测量某凸透镜焦距，小华先在纸上画了一个小于透镜大小的圆环，如图所示，将凸透镜政府太阳光，在其下方距透镜8cm出的白纸上的光斑恰好与圆环重合，当将该透镜远离白纸垂直移动6cm时，此时白纸上的光斑再次与圆环重合，此过程中光斑的大小 　　（选填“先变小后变大”或“先变大后变小”），通过计算可以得到该凸透镜的焦距为 　　cm。 13．在探究凸透镜成像规律的过程中，小红看到如图所示清晰的像，若在像的位置放一个光屏，光屏 （选填“能”或“不能”）承接到该像，该像是 像。 14．小丽在探究凸透镜成像规律时，使用的透镜焦距为10cm，它们把蜡烛和凸透镜分别放在如图所示位置，然后调节光屏至合适的位置，则显示一个倒立 （填“放大”或“缩小”）的实像，像的位置在60cm刻度处的 侧（填“左”或“右”）。 15．某凸透镜的直径是15cm，一束平行于其主光轴的平行光源通过它后，在距离它10cm的光屏上得到一个直径为5cm的光斑，这个凸透镜的焦距是 cm，当物体距离凸透镜20cm，光屏上 （填“能”或“不能”）承接到所成的像。 16. 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，应佩戴_________（选填“丙”或“丁”）图的眼镜进行矫正。 17. 为了控制外来人员出入小区，遂宁很多小区装备了人脸识别系统（如图所示）。其中摄像机可以自动将镜头前0.4m处的人脸拍摄成数码照片，则摄像机镜头的焦距应小于 ______（m），该镜头与 ______眼镜属同一类透镜。 18．互联网作为一种信息交流平台，给我们的生活带来很多便利。但少数青少年由于沉迷于网络而过度用眼，使晶状体太厚，折光能力太 （选填“强”或“弱”），无法正常在视网膜上形成了一个清晰 （选填“放大”或“缩小”）的像，导致了近视。如图所示用来矫正近视眼的光学元件对光线有 作用。      19.如图的望远镜的目镜和物镜都是凸透镜。物体通过物镜成倒立、 的实像，与 成像原理相同。 20.人的眼球结构如图所示，眼睛的成像原理跟 （选填“凸”或“凹”）透镜类似，其中 相当于光屏。 三、简答题（本大题有3小题，共11分） 21．（3分）请你用所学物理知识解释：在夏日的中午，为什么要避免给花草树木浇水？ 22.（4分）如图是照相机原理图。用照相机拍照，在拍摄远景和近景时就如何调节镜头和胶片使像更清楚问题，请你提出自己的合理化意见（两条即可）。 23．(4分)将一张画有箭头的纸条放于圆柱形的空水杯后一定距离处，透过水杯观察到如图甲所示的情景。向水杯中倒入适量的水后，再透过水杯观察到箭头发生了如图乙所示的变化。 请你回答：(1)此时水杯相当于哪种光学元件？ (2)分析并写出产生这一现象的成因。 四、作图题（每小题3分，共9分） 24. （4分）据晋代张华的《博物志》记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则得火。”这种利用冰透镜向日取火的方法，体现了我国古代劳动人民的智慧。如图所示，若把冰块制成的凸透镜正对着太阳，将太阳光看成平行光，冰透镜的焦点为F，请在图中完成光路。 25．请在图中完成光路图。 26. 如图所示，凸透镜的主光轴与水面重合，F是凸透镜的焦点，水中有一平面镜。一束与水面平行的光线经凸透镜折射后进入水中，再经过水中的平面镜反射后恰好过P点。请画出： （1）经过凸透镜的折射光线； （2）进入水中的折射光线； （3）经平面镜后的反射光线。 五、实验题（本大题有3小题，共23分） 27. （7分）物理兴趣小组在探究“凸透镜成像的规律”实验时： （1）用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距为　　cm。 （2）图乙是某次实验时观察到的现象，生活中的　　（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）是利用这一原理制成的。保持凸透镜不动，把蜡烛向左移动一段距离，要想在光屏上再次得到清晰的像，应该把光屏向　　（选填“左”或“右”）移动一段距离。 （3）实验时，光屏上得到了蜡烛清晰的像，一同学不小心在凸透镜上溅了一个小泥点，则光屏上　　（选填“有”或“没有”）小泥点的像或影子。 （4）若把凸透镜换成直径和材料相同，厚度更厚的，放在原位置上，蜡烛不动，则像成立在光屏的　　（选填“左方”或“右方”），这相当于　　（选填“近视眼”或“远视眼”），此时应戴适当的眼镜，若戴的眼镜的焦距为0.5m，则眼镜度数为　　度。 28．（8分）在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，先用平行光正对着凸透镜照射，左右移动光屏，直到光屏出现一个最小、最亮的光斑，如图甲所示。  （1）实验中的凸透镜焦距为 cm； （2）将点燃的蜡烛放置在如图乙所示的位置，左右移动光屏，光屏上 （选填“能”或“不能）接收到烛焰清晰的像； （3）将凸透镜移动到如图丙所示位置，左右移动光屏，正好接收到烛焰清晰的像，则此时所成的像为倒立 的实像，撤去光屏，直接在光屏处用眼睛观察， （选填“能”或“不能）看到烛焰清晰的像。 29. （8分）小明对如图甲所示的投影仪产生了兴趣，了解到投影仪主要由一个镜头（相当于一个凸透镜）和靠近镜头的液晶元件（相当于投影片）组成。于是利用蜡烛（S为烛焰中心）、焦距f=10cm的凸透镜和光屏等器材，探究屏幕上成放大像时物距应满足的条件。 (1)正确安装和调整器材后，保持透镜位置不动，将蜡烛从贴近透镜的位置向焦点移动，同时移动光屏，光屏上一直出现的是______（填“光斑”或“像”）。 (2)请在图乙中画出光线SP经过透镜后的折射光线______。 (3)继续将蜡烛从焦点位置向远离透镜的方向移动，同时移动光屏发现 ①光屏上烛焰的像______（填“变大”、“变小”或“不变”）。 ②从30cm刻度线处开始，光屏上不再出现放大的像。 (4)通过实验得出，屏幕上成放大的像时，物距u应满足______（填“u<f”、“f<u<2f”或“u>2f”）。 六、阅读理解题（本大题有1小题，共6分） 30．（6分）请阅读《郭守敬望远镜》并回答问题 郭守敬望远镜 “星汉灿烂，若出其里”。漫天星光绝大多数都来自宇宙中的恒星。怎样知道这些遥远且炽热的恒星的成分呢？用光谱!我们知道，阳光通过三棱镜后会发生色散，形成一条按照一定顺序排列的彩色光带，我们称之为光谱。太阳是恒星，因此太阳的光谱是一种恒星光谱。恒星光谱包含了恒星的很多“户口”信息，比如化学成分、密度、气压、温度、恒星年龄等。恒星光谱除了包含恒星自身的信息之外，还能告诉我们恒星以及它所在的星系是在远离，还是在靠近我们，甚至还能告诉我们远离或靠近的速度有多大。观测表明，恒星或星系远离我们的速度与它跟我们之间的距离成正比，根据恒星或星系远离我们的速度可以知道这个恒星或星系距离我们有多远。 光谱望远镜是获取恒星光谱的有力工具。目前世界上最好的光谱望远镜是由中国天文学家 自主研制的，以元代著名天文学家、数学家、水利工程专家郭守敬名字命名的“郭守敬望远镜”，如图所示，它可以将接收到的恒星的光会聚后通过色散系统形成恒星光谱，进而获取恒星的信息。它能够同时观测4000个天体，是当今世界上光谱获取效率最高的望远镜。在刚刚过去的七年巡天观测中（所谓“巡天观测”，就好比是“给天上的星星做‘人口’普查”），郭守敬望远镜共获取1125万条光谱，成为世界上第一个获取恒星光谱数突破千万量级的天文望远镜。我国科学家通过对这些恒星光谱的分析，绘制成了一个包含636万组恒星光谱参数的星表，重新确立了银河系晕（音yún）的内扁外圆的结构，并取得了其他一些令世界瞩目的重大发现，这在某种程度上增强了人类寻找另一个“地球”和地外生命的信心! 日前，郭守敬望远镜已开启新一轮的“霸气”巡天观测征程。使用郭守敬望远镜可以“普查”银河系更多的恒星，以它的观测能力，北半球天空仍然有约一亿颗星可观测，可以让“普查”资料更全面、更详细，更好地帮助我们了解银河系的历史、现状和未来。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）恒星发出的光经郭守敬望远镜的光学系统形成恒星光谱的现象属于光的　　现象。 （2）我国科学家通过分析恒星光谱确立了　　的内扁外圆新结构。 （3）已知“长蛇星Ⅱ系团“距离我们约33亿光年，它远离我们的速度约为6×104km/s，请你根据文中信息，估算远离我们的速度约为4×104km/s的“牧夫座星系团”距离我们约　　亿光年。 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第五章《透镜及其应用》单元情境化素养检测卷 本试卷共六道大题30小题，满分100分，答题时间90分钟 一、选择题（本大题共10题，每题3分，共30分） 1．小星同学利用太阳光测量凸透镜的焦距，方法如图所示。他注意到让凸透镜正对阳光，光斑并非最小最亮，凸透镜中心的距离l，那么凸透镜的实际焦距（　　） A．一定小于l B．一定大于l C．可能等于l D．可能小于l、也可能大于l 【答案】D 【解析】凸透镜对光线有会聚作用，太阳光相当于平行光线，经凸透镜折射后在焦点之前是会聚光线，经过焦点之后又会变成发散光线，光斑并非最小最亮，表明其可能是焦点之前，也可能是焦点之外。故可能小于l、也可能大于l，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。 2.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 【答案】A 【解析】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。 3．年五一假期，河南旅游呈现一派繁荣景象。如图所示，这是小明用手机摄像头拍摄的某文化商业街的街景，下列说法正确的是（　　）    A．手机摄像头相当于凹透镜 B．手机摄像头成的是倒立、缩小的实像 C．手机摄像头离景物的距离小于两倍焦距 D．要想拍摄更小范围的景物，手机摄像头应该远离物体 【答案】B 【解析】ABC．根据手机摄像头的结构特点可知，其相当于一个凸透镜，用手机摄像头拍照景物时，景物离摄像头的距离大于两倍焦距，因此摄像头成的是倒立、缩小的实像，故AC错误，B正确； D．要想拍摄更小范围的景物，即可近距离拍摄景物，此时物距减小，则手机摄像头应靠近物体。故D错误。故选B。 4．有关光现象及其应用。以下说法正确的是（　　）    A．阳光透过树叶间的缝隙射到地面上的光斑是虚像 B．游泳池注水后，看上去好像变浅了，是由于光的反射形成的 C．用手机要扫的二维码应位于摄像头的二倍焦距以外 D．空中的鸟越飞越高，它在湖面的倒影也越来越小 【答案】C 【解析】A．阳光透过树叶间的缝隙射到地面上，形成圆形光斑是倒立的实像，故A错误； B．游泳池注水后看上去好像变浅了，是由于光从水中通过空气斜射入人的眼睛时，光线的传播方向发生改变而形成的虚像，属于光的折射现象，故B错误； C．手机摄像头相当于凸透镜，是利用物体在2倍焦距以外，凸透镜成倒立、缩小实像的原理工作的，所以二维码要位于摄像头二倍焦距以外，故C正确； D．空中的鸟越飞越高，它在湖面的倒影与鸟的大小相同，所以倒影大小不变，故D错误。 故选C。 5. 小明用透明塑料盒设计了一个昆虫标本观察器，如图所示。盒底上放标本，盒盖上嵌入一凸透镜。有焦距为5cm和10cm的两种凸透镜，为了在盒盖上方附近，通过凸透镜观察到标本正立、放大的像，凸透镜焦距f与盒高h选择合理的是（　　） A. f=5cm h=10cm B. f=10cm h=12cm C. f=5cm h=12cm D. f=10cm h=6cm 【答案】D 【解析】ABCD．盒盖处安装凸透镜，盒底处有昆虫标本，要使凸透镜作放大镜使用时，物距必须小于焦距，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。 6．现在，很多家庭购买了投影电视机。如图所示，某型号投影电视机将传输过来的图像通过投影仪的镜头成像，并将所成的像投射到特制屏幕或者白墙上；屏幕画面的大小可通过移动投影仪的前后位置来调节。关于投影电视机，下列说法正确的是（　　）    A．投影仪的镜头相当于一个凸面镜 B．传输过来的图像通过投影仪的镜头成正立、放大的实像 C．使用时，屏幕离投影仪的距离应小于二倍镜头焦距 D．要想使屏幕画面更大一些，可将投影仪向远离屏幕的方向移动 【答案】D 【解析】A．投影仪的镜头相当于一个凸透镜，故A错误； BC．根据投影仪的成像原理可知，物距大于焦距、小于二倍焦距，像距大于二倍焦距，即屏幕离投影仪的距离应大于二倍镜头焦距，成倒立、放大的实像，故BC错误； D．要使墙上的像（实像）变大，需要增大像距、减小物距，所以应将投影仪向远离屏幕的方向移动，故D正确。故选D。 7．如图所示，有一种望远镜由两组凸透镜组成。靠近眼睛的叫目镜，靠近被观测物体的叫物镜。目镜的成像原理类似于（　　）    A．照相机 B．投影仪 C．放大镜 D．幻灯机 【答案】C 【解析】望远镜的目镜和物镜都是凸透镜，被观测物体在物镜凸透镜的二倍焦距以外，成倒立缩小的实像，相当于一个照相机；这个倒立缩小的实像正好落在目镜的一倍焦距内的位置，此时目镜相当于一个放大镜，成正立、放大的虚像，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 8．如图所示，凸透镜位于P处（图中未画出）位置不变，移动蜡烛，光屏先后在P同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像，且甲处的像比乙处大，则（　　） A．甲处可能成的是虚像 B．乙处像可能是放大的 C．P点位置在甲的左侧 D．蜡烛的移动方向向左 【答案】B 【分析】（1）根据光屏先后在P同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像，且甲处的像比乙处大可知像的大小变化，利用凸透镜成像规律可知凸透镜和物体的位置以及物体的移动方向；根据成实像时，像和物位于凸透镜的两侧、成虚像时，像和物位于凸透镜的同侧分析甲处所成像的性质； （2）根据物距与焦距的可能关系结合凸透镜成像的规律分析乙处所成像的性质。 【解答】（1）由题意可知，光屏先后在P同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像，且甲处的像比乙处大，根据“物远像近像变小”可知，像在不断的靠近凸透镜，因此凸透镜在乙的右侧，蜡烛在凸透镜的右侧，此时蜡烛在远离凸透镜，因此蜡烛向右移动，故CD错误； 由于甲处和蜡烛位于凸透镜的两侧，因此甲处只能成实像，故A错误； （2）由于题干未提供物距和凸透镜的焦距，因此，乙处可能成放大的实像，也可能成缩小的实像，故B正确。故选：B。 9．“爱护眼睛，你我同行”，用凸透镜模拟眼睛成像，可将物体置于图中的（　　） A．A点 B．B点 C．C点 D．D点 【答案】D 【解析】眼睛的成像原理是：物距大于二倍焦距成倒立缩小实像，将物体置于图中的D点，物距大于2倍焦距，模拟眼睛成像，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。 10．每年6月6日为全国“爱眼日”，“爱眼日”的设立宗旨是希望全国人民特别是青少年要预防近视，珍爱光明。图甲为某同学的眼睛成像图，其视力问题及矫正方法是（　　）    A．远视眼，配戴乙透镜矫正 B．近视眼，配戴乙透镜矫正 C．近视眼，配戴丙透镜矫正 D．远视眼，配戴丙透镜矫正 【答案】A 【解析】由图得，该眼睛成像在视网膜后，是远视眼，要佩戴对光线有会聚作用得凸透镜乙进行矫正，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 二、填空题（每空1分，共21分） 11．如图所示，有一个中空的平行玻璃砖，中空部分的形状犹如一个凸透镜。有一束平行光从左侧垂直入射玻璃砖，从右侧出射之后，是 （选填“会聚”或“发散”）光束。请说明你判断的理由 。 【答案】发散 见解析 【解析】中空部分的形状犹如一个凸透镜，但不是玻璃元件，则中空部分两侧的玻璃砖是中间薄、边缘厚，即两侧的玻璃相当于两个凹透镜，因此对照过去的平行光有发散作用。 12．为了测量某凸透镜焦距，小华先在纸上画了一个小于透镜大小的圆环，如图所示，将凸透镜政府太阳光，在其下方距透镜8cm出的白纸上的光斑恰好与圆环重合，当将该透镜远离白纸垂直移动6cm时，此时白纸上的光斑再次与圆环重合，此过程中光斑的大小 　　（选填“先变小后变大”或“先变大后变小”），通过计算可以得到该凸透镜的焦距为 　　cm。 【答案】先变小后变大；11。 【解析】太阳光是平行光，凸透镜正对阳光，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚到主光轴上一个最小、最亮的点，这点是凸透镜的焦点。 由题意可知，当将该透镜远离白纸垂直移动6cm时，此时白纸上的光斑再次与圆环重合，说明两次白纸上的光斑都不是最小最亮的光斑，也就是说不是凸透镜的焦点，说明凸透镜的焦点在两次出现光斑的中间，可知此过程中的光斑是先变小后变大，两次光斑之间的距离为6cm，第1次的光斑距凸透镜焦点距离为8cm，所以凸透镜的焦距为8cm+3cm＝11cm 13．在探究凸透镜成像规律的过程中，小红看到如图所示清晰的像，若在像的位置放一个光屏，光屏 （选填“能”或“不能”）承接到该像，该像是 像。 【答案】 不能 虚 【解析】蜡烛在凸透镜的一倍焦距以内，成正立、放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上，物像在凸透镜的同侧。 14．小丽在探究凸透镜成像规律时，使用的透镜焦距为10cm，它们把蜡烛和凸透镜分别放在如图所示位置，然后调节光屏至合适的位置，则显示一个倒立 （填“放大”或“缩小”）的实像，像的位置在60cm刻度处的 侧（填“左”或“右”）。 【答案】 缩小 左 【解析】凸透镜的焦距是10cm，如图，物距为 u=40cm-10cm=30cm u>2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机，凸透镜成倒立、缩小的实像，2f>v>f，所以，20cm>v> 10cm，所以像在50cm和60c m刻度线之间，所以像成在60cm刻度线左侧。 15．某凸透镜的直径是15cm，一束平行于其主光轴的平行光源通过它后，在距离它10cm的光屏上得到一个直径为5cm的光斑，这个凸透镜的焦距是 cm，当物体距离凸透镜20cm，光屏上 （填“能”或“不能”）承接到所成的像。 【答案】 7.5cm或15cm 能 【解析】根据题意可知，光斑可能在焦点前，也可能在焦点后，情况如下图所示： 若光斑在焦点前时，根据几何知识，△ABF∽△CDF，则 又 OF=10cm+EF 把AB=15cm，CD=5cm代入解得 OF=15cm 若光斑在焦点后时，根据几何知识，△FAB∽△FGH，则 把AB=15cm,且CD=5cm代入解得 OF=7.5cm 当物体距离凸透镜20cm，物距为20cm，要么满足u＞2f，要么满足f＜u＜2f，所以光屏上能承接到所成的像。 16. 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，应佩戴_________（选填“丙”或“丁”）图的眼镜进行矫正。 【答案】 乙 丁 【解析】近视眼是晶状体太厚折光能力太强，或者眼球在前后方向太长，来自远方的光在视网膜前便会聚了，即像成在视网膜的前方，因此图乙是近视眼的成像原理，所以应佩戴 凹透镜，先将光线发散一下，使像成在视网膜上。图丙是放大镜，成正立放大的虚像，放大镜属于凸透镜；而近视镜成正立缩小的虚像，图丁成缩小的像，是近视镜，因此应佩戴丁图的眼镜进行矫正。 17. 为了控制外来人员出入小区，遂宁很多小区装备了人脸识别系统（如图所示）。其中摄像机可以自动将镜头前0.4m处的人脸拍摄成数码照片，则摄像机镜头的焦距应小于 ______（m），该镜头与 ______眼镜属同一类透镜。 【答案】0.2；远视。 【解析】摄像机摄像时应用的原理是物距大于凸透镜二倍焦距时成缩小、倒立的实像。摄像机可以自动将镜头前0.4m处的人脸拍摄成数码照片，说明0.4m大于二倍焦距，即凸透镜焦距小于0.2米。 因为摄像机的镜头是一个凸透镜，它是与矫正远视眼的眼镜属于同一类透镜。 18．互联网作为一种信息交流平台，给我们的生活带来很多便利。但少数青少年由于沉迷于网络而过度用眼，使晶状体太厚，折光能力太 （选填“强”或“弱”），无法正常在视网膜上形成了一个清晰 （选填“放大”或“缩小”）的像，导致了近视。如图所示用来矫正近视眼的光学元件对光线有 作用。      【答案】 强 缩小 发散 【解析】正常人的眼睛与照相机成像原理差不多，都是成倒立、缩小的实像，当晶状体变厚，对光的折射能力变强，会使像成在视网膜的前方，无法成清晰的像，导致了近视。 由图可知，用来矫正近视眼的光学元件中间薄、边缘厚，属于凹透镜，对光线有发散作用。 19. 如图的望远镜的目镜和物镜都是凸透镜。物体通过物镜成倒立、 的实像，与 成像原理相同。 【答案】 缩小 照相机 【解析】用望远镜观察物体时，物镜距离物体较远，大于物镜焦距的二倍，所以物体通过物镜成倒立、缩小的实像。与照相机的工作原理相同。 20.人的眼球结构如图所示，眼睛的成像原理跟 （选填“凸”或“凹”）透镜类似，其中 相当于光屏。 【答案】 凸 视网膜 【解析】人的眼球好像一架照相机，晶状体和角膜共同作用相当于一个凸透镜，它把来自物体的光会聚在视网膜上，形成物体倒立缩小的实像，视网膜相当于光屏。 三、简答题（本大题有3小题，共11分） 21．（3分）请你用所学物理知识解释：在夏日的中午，为什么要避免给花草树木浇水？ 【答案见解析。 【解析】植物表面的水滴中间厚两边薄，相当于一个凸透镜，对光有会聚作用，这样容易灼伤植物表面。 22.（4分）如图是照相机原理图。用照相机拍照，在拍摄远景和近景时就如何调节镜头和胶片使像更清楚问题，请你提出自己的合理化意见（两条即可）。 【答案】用照相机拍照，在拍摄远景时，镜头要和被拍景物远一些，调节胶片离镜头近一些，这样被拍景物清楚完整。在拍摄近景时，镜头要和被拍景物近一些，调节胶片离镜头远一些，这样被拍景物清楚完整。 【解析】拍远景时，增大物距，减小像距，像变小；拍近景时，减小物距，增大像距，像变大。 23．(4分)将一张画有箭头的纸条放于圆柱形的空水杯后一定距离处，透过水杯观察到如图甲所示的情景。向水杯中倒入适量的水后，再透过水杯观察到箭头发生了如图乙所示的变化。 请你回答：(1)此时水杯相当于哪种光学元件？ (2)分析并写出产生这一现象的成因。 【答案见解析。 【解析】(1)凸透镜；(2) 透过乙杯可以看到一个上下和左右都颠倒且放大的像，说明此时的物体位于凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，能成倒立、放大的实像，原理与投影仪相同。 四、作图题（每小题3分，共9分） 24. （4分）据晋代张华的《博物志》记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则得火。”这种利用冰透镜向日取火的方法，体现了我国古代劳动人民的智慧。如图所示，若把冰块制成的凸透镜正对着太阳，将太阳光看成平行光，冰透镜的焦点为F，请在图中完成光路。 【答案】如图所示 【解析】根据凸透镜对光的三条特殊光线可知，平行于主光轴的光线经凸透镜后向焦点会聚。 25．请在图中完成光路图。 【答案】如图所示。 【解析】在作凹透镜的光路图时，先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点（三条特殊光线）来作图。延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴；过凹透镜光心的光线传播方向不改变。 26. 如图所示，凸透镜的主光轴与水面重合，F是凸透镜的焦点，水中有一平面镜。一束与水面平行的光线经凸透镜折射后进入水中，再经过水中的平面镜反射后恰好过P点。请画出： （1）经过凸透镜的折射光线； （2）进入水中的折射光线； （3）经平面镜后的反射光线。 【答案】如图所示 【解析】平行与主光轴的光线经过凸透镜的折射后会聚于焦点F，作光线经过凸透镜后的折射光线；根据平面镜成像的特点，由于光线经过水中的平面镜反射后恰好过P点，故作P点的对称点P'，连接FP'交平面镜于A点，则A点为光线的入射点，此时连接FA即为平面镜的入射光线，也是光线经凸透镜折射后进入水中的折射光线，连接AP即为经平面镜后的反射光线。 五、实验题（本大题有3小题，共23分） 27. （7分）物理兴趣小组在探究“凸透镜成像的规律”实验时： （1）用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距为　　cm。 （2）图乙是某次实验时观察到的现象，生活中的　　（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）是利用这一原理制成的。保持凸透镜不动，把蜡烛向左移动一段距离，要想在光屏上再次得到清晰的像，应该把光屏向　　（选填“左”或“右”）移动一段距离。 （3）实验时，光屏上得到了蜡烛清晰的像，一同学不小心在凸透镜上溅了一个小泥点，则光屏上　　（选填“有”或“没有”）小泥点的像或影子。 （4）若把凸透镜换成直径和材料相同，厚度更厚的，放在原位置上，蜡烛不动，则像成立在光屏的　　（选填“左方”或“右方”），这相当于　　（选填“近视眼”或“远视眼”），此时应戴适当的眼镜，若戴的眼镜的焦距为0.5m，则眼镜度数为　　度。 【答案】（1）10.0；（2）照相机；左；（3）没有；（4）左方；近视眼；﹣200。 【解析】（1）根据凸透镜焦点和焦距的定义进行判断； （2）当物距大于2f时，凸透镜成倒立缩小的实像，照相机是根据这个原理制成的，此时像距处于f和2f之间，像距小于物距； 凸透镜成像时，物距减小，像距增大，像变大； （3）凸透镜成像属于光的折射现象，物体发出的光线经凸透镜折射后，会聚在凸透镜另一侧的光屏上，形成物体的实像；如果凸透镜的口径大，透过的光多，像就亮；口径小，透过的光少，像就暗； （4）根据像的位置变化判断凸透镜对光线的作用，根据其判断出眼镜的种类；透镜焦距的倒数叫做透镜的焦度，眼镜片的度数，就是镜片的透镜焦度乘100的值；远视镜片的度数是正数，近视镜片的度数是负数。 【解答】（1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距为：40.0cm﹣30.0cm＝10.0cm； （2）从图乙知，物距为30.0cm大于2倍焦距，故成倒立缩小的实像，生活中的照相机是利用这一原理制成的； 根据凸透镜成像时，物近像远像变大可知，将蜡烛向左移动时，物距增大，则像距减小，要将光屏向靠近透镜方向移动，才能在光屏上再次得到清晰的像，像变小； （3）凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，凸透镜上溅了一个小泥点，整个物体发出的光虽有一小部分被挡住，但总会有一部分光通过凸透镜而会聚成像，因此，像与原来相同，大小不变；由于透镜的一小部分被遮住，因此折射出的光线与原来相比减少了，像将完好，但亮度会变暗，所以不会出现泥点的影子； （4）若把凸透镜换成直径和材料相同，厚度更厚的，则凸透镜的会聚能量更强，像会提前会聚，即像成立在光屏的左方，人眼的视网膜相当于光屏，像成在视网膜的前方，这相当于近视眼，此时应戴凹透镜来矫正，即近视眼镜；若眼镜的焦距为0.5m，则眼镜度数为×（﹣100度）＝﹣200度。 28．（8分）在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，先用平行光正对着凸透镜照射，左右移动光屏，直到光屏出现一个最小、最亮的光斑，如图甲所示。  （1）实验中的凸透镜焦距为 cm； （2）将点燃的蜡烛放置在如图乙所示的位置，左右移动光屏，光屏上 （选填“能”或“不能）接收到烛焰清晰的像； （3）将凸透镜移动到如图丙所示位置，左右移动光屏，正好接收到烛焰清晰的像，则此时所成的像为倒立 的实像，撤去光屏，直接在光屏处用眼睛观察， （选填“能”或“不能）看到烛焰清晰的像。 【答案】（1）15.0 （2）不能 （3）放大 能 【解析】（1）让平行光正对着凸透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑即焦点，焦点到透镜的距离就是焦距，由图可知该凸透镜的焦距 f=35.0cm-20.0cm=15.0cm （2）在图乙中，此时物距为10.0cm，小于一倍焦距，成正立、放大的虚像，不能用光屏承接。 （3）将凸透镜移动到如图丙所示位置，此时物距为20.0cm，位于一倍焦距和二倍焦距之间时， 成倒立、放大的实像，撤去光屏，直接在光屏处用眼睛观察，能看到烛焰清晰的像。 29. （8分）小明对如图甲所示的投影仪产生了兴趣，了解到投影仪主要由一个镜头（相当于一个凸透镜）和靠近镜头的液晶元件（相当于投影片）组成。于是利用蜡烛（S为烛焰中心）、焦距f=10cm的凸透镜和光屏等器材，探究屏幕上成放大像时物距应满足的条件。 (1)正确安装和调整器材后，保持透镜位置不动，将蜡烛从贴近透镜的位置向焦点移动，同时移动光屏，光屏上一直出现的是______（填“光斑”或“像”）。 (2)请在图乙中画出光线SP经过透镜后的折射光线______。 (3)继续将蜡烛从焦点位置向远离透镜的方向移动，同时移动光屏发现 ①光屏上烛焰的像______（填“变大”、“变小”或“不变”）。 ②从30cm刻度线处开始，光屏上不再出现放大的像。 (4)通过实验得出，屏幕上成放大的像时，物距u应满足______（填“u<f”、“f<u<2f”或“u>2f”）。 【答案】 (1)光班 (2)见解析 (3)变小 (4)f<u<2f 【解析】(1)将蜡烛从贴近透镜的位置向焦点移动，由于物距小于焦距，光屏上不成像，一直出现的是光班。 (2)由图乙可知，物距为u=50cm-40cm=10cm 物距等于焦距，SP是从焦点出发的光线，经过凸透镜折射后平行于主光轴，如图所示： (3)①将蜡烛从焦点位置向远离透镜的方向移动，成实像，物远像近像变小，光屏上烛焰的像变小。 ③由实验现象可知，当f<u<2f时，屏幕上成放大的像。 六、阅读理解题（本大题有1小题，共6分） 30．（6分）请阅读《郭守敬望远镜》并回答问题 郭守敬望远镜 “星汉灿烂，若出其里”。漫天星光绝大多数都来自宇宙中的恒星。怎样知道这些遥远且炽热的恒星的成分呢？用光谱!我们知道，阳光通过三棱镜后会发生色散，形成一条按照一定顺序排列的彩色光带，我们称之为光谱。太阳是恒星，因此太阳的光谱是一种恒星光谱。恒星光谱包含了恒星的很多“户口”信息，比如化学成分、密度、气压、温度、恒星年龄等。恒星光谱除了包含恒星自身的信息之外，还能告诉我们恒星以及它所在的星系是在远离，还是在靠近我们，甚至还能告诉我们远离或靠近的速度有多大。观测表明，恒星或星系远离我们的速度与它跟我们之间的距离成正比，根据恒星或星系远离我们的速度可以知道这个恒星或星系距离我们有多远。 光谱望远镜是获取恒星光谱的有力工具。目前世界上最好的光谱望远镜是由中国天文学家 自主研制的，以元代著名天文学家、数学家、水利工程专家郭守敬名字命名的“郭守敬望远镜”，如图所示，它可以将接收到的恒星的光会聚后通过色散系统形成恒星光谱，进而获取恒星的信息。它能够同时观测4000个天体，是当今世界上光谱获取效率最高的望远镜。在刚刚过去的七年巡天观测中（所谓“巡天观测”，就好比是“给天上的星星做‘人口’普查”），郭守敬望远镜共获取1125万条光谱，成为世界上第一个获取恒星光谱数突破千万量级的天文望远镜。我国科学家通过对这些恒星光谱的分析，绘制成了一个包含636万组恒星光谱参数的星表，重新确立了银河系晕（音yún）的内扁外圆的结构，并取得了其他一些令世界瞩目的重大发现，这在某种程度上增强了人类寻找另一个“地球”和地外生命的信心! 日前，郭守敬望远镜已开启新一轮的“霸气”巡天观测征程。使用郭守敬望远镜可以“普查”银河系更多的恒星，以它的观测能力，北半球天空仍然有约一亿颗星可观测，可以让“普查”资料更全面、更详细，更好地帮助我们了解银河系的历史、现状和未来。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）恒星发出的光经郭守敬望远镜的光学系统形成恒星光谱的现象属于光的　　现象。 （2）我国科学家通过分析恒星光谱确立了　　的内扁外圆新结构。 （3）已知“长蛇星Ⅱ系团“距离我们约33亿光年，它远离我们的速度约为6×104km/s，请你根据文中信息，估算远离我们的速度约为4×104km/s的“牧夫座星系团”距离我们约　　亿光年。 【答案】（1）色散；（2）银河系晕；（3）22。 【解析】（1）借助郭守敬望远镜的光学系统，恒星发出的光（复色光）可以分散成单色光，根据不同单色光波长的差别依次排列，形成光谱； （2）由文中信息可知，我国科学家通过对这些恒星光谱的分析，绘制成了一个包含636万组恒星光谱参数的星表，重新确立了银河系晕的内扁外圆的结构； （3）由题知，恒星或星系远离我们的速度与它跟我们之间的距离成正比，即 v1：v2＝s1：s2， 设“牧夫座星系团”距离我们约s亿光年， 则可得 4×104km/s：6×104km/s＝s：33亿光年， 解得s＝22，即“牧夫座星系团”距离我们约22亿光年。 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$