内容正文:
暑假预习 透镜及其应用
一、单选题
1.下列光学器材在使用时,能使物体成倒立、缩小的实像的是( )
A.幻灯机 B.放大镜 C.照相机 D.投影仪
2.购物支付已进入“刷脸”时代,如图所示,只需站在距摄像头的距离处,经系统自动拍照、扫描等,确认相关信息后,即可迅速完成交易。下列有关说法错误的是( )
A.光经过摄像头成像利用的是光的折射
B.镜头的焦距小于20cm
C.刷脸支付时,人脸通过镜头成倒立、缩小的虚像
D.“刷脸”时,面部应位于摄像头2倍焦距以外
3.如图的六块光学元件,要使左图的光路图成立,则虚线框内应单独放的透镜是( )
A.①③ B.②④ C.①⑤ D.②⑥
4.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,此时烛焰在光屏上成一个清晰的像,由此判断下列说法正确的是( )
A.该凸透镜的焦距一定为10.0cm
B.光屏上的像是正立、缩小的实像
C.随着蜡烛燃烧变短,光屏上的烛焰像也将向下移
D.根据光路可逆,若蜡烛和光屏位置不变,将凸透镜向左移动20cm,仍可在光屏上得到清晰的像
5.小明的奶奶有一只放大镜,放大镜的焦距为12cm,奶奶正确使用这个放大镜看书时( )
A.看到的是正立、放大的实像
B.看到的是倒立、放大的虚像
C.书与放大镜之间的距离应等于12cm
D.书与放大镜之间的距离应小于12cm
6.玩抖音、刷快手、微信聊天等,已严重影响人们正常工作和生活,长时间盯着手机屏幕,视力和精神受到伤害。下列关于近视眼及其矫正的原理图正确的是( )
A.甲丙 B.甲丁
C.乙丙 D.乙丁
7.如图是某同学于凌晨一时在清华大学校园内用专业相机拍到的“中国空间站凌月”的画面。照相机镜头的焦距为f,拍此照时像距( )
A.略小于f B.略大于f C.略小于2f D.大于2f
8.图为投影式电子白板,它利用投影机将画面投影到屏幕上,投影机镜头相当于一个凸透镜,画面经投影机镜头在屏幕上成( )
A.倒立、缩小的实像 B.倒立、等大的实像
C.倒立、放大的实像 D.正立、放大的虚像
9.让一个凸透镜正对太阳光,在距透镜10cm处得到一个最小最亮的光斑.若将一个物体放在此透镜前17cm处,经这个凸透镜所成的像是( )
A.放大的虚像 B.缩小的实像
C.缩小的虚像 D.放大的实像
10.12月2日是全国安全交通日,为加强交通安全,太原市各街道的重要位置都安装了“电子眼”(如图所示)。下列关于“电子眼”的说法正确的是( )
A.“电子眼”上成的像是放大的像
B.“电子眼”的摄像头是凹透镜
C.当物体靠近“电子眼”时,电子眼所成的像变大
D.在拍摄录像时,物体在“电子眼”摄像头的一倍焦距和二倍焦距之间
11.如图所示,当蜡烛放在a点时,光屏上可得到一个清晰的像,下列说法中正确的是( )
A.此时光屏上的像是倒立缩小的
B.当蜡烛由a点向b点移动时,像的大小逐渐变大
C.当蜡烛移动到c点时,调节光屏可在屏上看到一个正立放大的像
D.将图中蜡烛和光屏的位置对调,此时的成像情况与照相机的成像原理相同
12.如图甲所示,A是一只水平放置的长方形暗盒,盒内有水平向右的平行光,B为暗盒右侧平面上的一个光学元件,如图乙所示,该光学元件由两个凸透镜E、F组成,E的直径为D,F的直径为d,C是一个与暗盒右侧平面平行的相间一定距离的光屏,发现在光屏C上会呈现如图丙所示的两个圆斑,圆斑的直径均为d,则下列说法正确的是( )
A.透镜E的焦距一定大于透镜F的焦距
B.如果把透镜E换成直径为D的凹透镜,也可以在光屏上形成直径为d的圆斑
C.长方形暗盒靠近白纸时,两个光斑一定同时变大
D.长方形暗盒远离白纸时,两个光斑一定同时变大
二、填空题
13.有经验的司机都不把矿泉水放置在车内,因为阳光照射、水瓶聚光,容易引发火灾。太阳光经过矿泉水瓶发生了 (选填“反射”或“折射”),矿泉水瓶相当于 。汽车的后视镜和街头路口的反光镜都是凸面镜,凸面镜能起到 的作用。
14.如图,表示的是 (填“近视眼”或“远视眼”)看远处物体的情况,需要佩戴 (填“凸透镜”或“凹透镜”)矫正。
15.用如图所示的装置探究“凸透镜成像的规律”。组装调整实验器材时,应将烛焰、凸透镜和光屏的中心调至 ;实验一段时间后,蜡烛变短,为了使像回到光屏中央,合理的操作是 (写出一种方法即可)。
16.如图,据西晋张华的《博物志》记载:“削冰令圆,举以向日,以艾于后承其影,则得火。”这里利用了凸透镜对光有 作用,生活中我们还可以利用该透镜矫正 眼。
17.如图,小明在探究凸透镜成像规律,安装好器材,他应先调节烛焰、凸透镜与光屏在同一 ,这样像可以成在光屏中央。实验过程中,如图所示的位置,在光屏上得到清晰的像,,则凸透镜的焦距为 cm。固定凸透镜位置,他将蜡烛移到15cm刻度线处,为了在光屏上得到清晰的像,,接下来小明应该将光屏适当向 移动(选填:“左”或“右”)。
三、作图题
18.画出光线经透镜折射后的光路。
四、实验题
19.大壮利用如下器材探究凸透镜成像规律。
(1)依次将点燃的蜡烛、凸透镜(焦距为7.5cm)、光屏放在光具座上,并调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一 ;
(2)当蜡烛、凸透镜和光屏处于图甲所示位置时,烛焰恰好在光屏上成清晰的像,此成像的原理与 (填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”)相同;
(3)如图乙所示,保持光屏位置不变,让蜡烛和凸透镜分别以4cm/s和2cm/s的速度,同时沿光具座匀速向左运动2.5s后停止,为了在光屏上得到清晰的像,则光屏应移动到光具座 位置。
A.45.0cm B.50.0cm C.55.0cm D.60.0cm
20.重庆一中初二学生小关及其小组成员在探究“凸透镜成像的规律”的实验:
(1)测量焦距:让一束平行于主光轴的光经过凸透镜,左右移动光屏至如图甲所示位置时,在光屏上看到一个最小、最亮的光斑,此现象说明了凸透镜对光具有 (选填“发散”或“会聚”)作用,并测量出此透镜的焦距为 cm;
(2)调整好蜡烛、凸透镜和光屏的位置后,当蜡烛距凸透镜40.0cm时,移动光屏至如图乙位置,可在光屏上得到一个清晰的倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的实像,这和 (选填“照相机”或“投影仪”)的成像原理相同;
(3)随着实验的进行,蜡烛燃烧后逐渐变短,光屏上烛焰的像也将逐渐向 (选填“上”或“下”)移动;小关刚要移动透镜,发现有一只小飞虫恰好落在了透镜的上半部分如图丙所示,则小关 (选填“能”或“不能”)在光屏上看到小飞虫的像,思考片刻后小关赶走飞虫继续完成了探究实验;
(4)如图甲所示,小关发现家中的“不倒翁”玻璃杯底部的形状和凸透镜相似,于是她将空玻璃杯竖直置于“F”光源的正下方,让光线垂直杯底入射。当上下移动至如图乙位置时,在桌面的白纸上看到了一个清晰的像“”;随后她将自己的近视眼镜放置于“F”光源和玻璃杯中间,发现白纸上的像有点模糊。若小关想再次看到清晰的像,她应该向 (选填“上”或“下”)移动白纸。
试卷第1页,共3页
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参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
C
A
D
D
A
B
C
D
C
题号
11
12
答案
D
A
1.C
【详解】A.幻灯机成像时,物距小于像距,成倒立放大的实像;故A不符合题意;
B.放大镜成像时,物距小于一倍焦距,成正立放大的虚像;故B不符合题意;
C.照相机成像时,物距大于像距,成倒立缩小的实像;故C符合题意;
D.投影仪成像时,物距小于像距,成倒立放大的实像。故D不符合题意。
故选C。
2.C
【详解】A.摄像头相当于一个凸透镜,光经过摄像头成像利用的是光的折射,故A正确,不符合题意;
BCD.当时,成倒立、缩小的实像,所以,“刷脸”时,面部应位于摄像头两倍焦距之外;物距为,则焦距要小于20cm,故BD正确,不符合题意,C错误,符合题意。
故选C。
3.A
【详解】由光路图可知,光线能透过该镜,又因为平行光线经过透镜折射后会聚在焦点上,说明虚线框内放置的是凸透镜。①③中间厚、两边薄,均为凸透镜;②④中间薄、两边厚,是凹透镜;⑤是凹面镜;⑥是凸面镜。
故选A。
4.D
【详解】AB.如图所示,刻度尺的分度值为1cm,此时的物距和像距分别为
像距小于物距,根据凸透镜成像规律,光屏上的像是倒立、缩小的实像,则,
则该凸透镜的焦距范围为
故AB错误;
C.过光心的光线传播方向不变,随着蜡烛燃烧变短,即物向下移动,光屏上的烛焰像也将向上移,故C错误;
D.若蜡烛和光屏位置不变,将凸透镜向左移动20cm,则物距为20cm,像距为40cm,即物距与像距大小互换,根据光路可逆,可在光屏上得到清晰的像,故D正确。
故选D。
5.D
【详解】AB.使用放大镜观察物体时,成正立、放大的虚像,故AB不符合题意;
CD.放大镜在使用时,物体距透镜的距离应小于一倍焦距,即u<12cm,所以书与放大镜之间的距离应小于12cm,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
6.A
【详解】甲图中像成在视网膜的前方,表明晶状体会聚能力太强了,属于近视眼的图像;乙图中像成在视网膜的后方,表明晶状体会聚能力太弱了,属于远视眼的图像;丙图中用用有发散作用的凹透镜矫正,说明原来为近视眼,属于近视眼矫正;丁图中用用有会聚作用的凸透镜矫正,说明原来为远视眼,属于远视眼矫正。所以近视眼及其矫正的原理图为甲丙,故A正确,BCD错误。
故选A。
7.B
【详解】根据凸透镜成像规律,照相机的物距大于2f,像距大于f小于2f,拍“中国空间站凌月”时,物距非常大,像会靠近焦点,即像距略大于f,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
8.C
【详解】根据凸透镜成像规律,投影仪成倒立、放大的实像,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
9.D
【详解】将一个凸透镜正对太阳光,在距透镜10cm处得到一个最小亮点,则凸透镜的焦距f=10cm;一个物体放在这个透镜前17cm处,此时2f> u>f,成倒立、放大的实像。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
10.C
【详解】AB.“电子眼”的镜头是一个凸透镜,摄像头的成像原理与照相机相同,当物体在凸透镜的二倍焦距之外时,成倒立、缩小的实像,故AB错误;
C.当物体靠近“电子眼”时,物距变小,由凸透镜成实像时物近像远像变大可知,像距变大,电子眼所成的像变大,故C正确;
D.在拍摄录像时,成缩小的实像,由凸透镜成像规律可知,物体在“电子眼”摄像头的二倍焦距之外,故D错误。
故选C。
11.D
【详解】A.蜡烛放在a点,物距大于1倍焦距小于2倍焦距,成倒立放大的实像,故A错误;
B.当蜡烛由a点向b点移动时,物距增大,像距减小,像逐渐变小,故B错误;
C.当蜡烛移动到c点时,物距小于焦距,成虚像,不能在光屏上呈现,故C错误;
D.将图中蜡烛和光屏的位置对调,由光路的可逆性,此时物距等于原来的像距,成倒立缩小的实像,此时的成像情况与照相机的成像原理相同,故D正确。
故选D。
12.A
【详解】A.当与主光轴平行的光线经过凸透镜时,光线将会聚在凸透镜的焦点,光路图如图所示
由图可知,E的焦距有两种可能性,一种是在透镜和白纸之间,一种是在白纸右侧,但都比F的焦距大,故A正确;
B.平行光经过凹透镜后光线会发散,光斑的直径会大于D,故B错误;
C.长方形暗盒靠近白纸时,相当于光学元件不断,白纸向左移动,F形成的光斑将变小,E有两种情况,当焦点在透镜和白纸之间时,形成的光斑将变小,当焦点在白纸右侧时,光斑将变大,故C错误;
D.长方形暗盒远离白纸时,相当于光学元件不动,白纸在向右移动,由图可知,F形成的光斑将变大,E有两种情况,当焦点在透镜和白纸之间时,形成的光斑将变大,当焦点在白纸右侧时,光斑将先变小后变大,故D错误。
故选A。
13. 折射 凸透镜 扩大视野
【详解】[1][2]矿泉水瓶向上凸起,相当于凸透镜,光经过矿泉水瓶会发生折射,使光会聚。
[3]凸面镜对光线有分散作用,可以扩大视野。
14. 近视眼 凹透镜
【详解】[1][2]如图所示,因为像成在视网膜前,所以小红的眼睛属于近视眼,近视眼是由于晶状体曲度变大,会聚能力增强,所以像呈在视网膜的前方,应该佩戴具有发散功能的透镜即凹透镜进行矫正。
15. 同一高度 光屏向上移动
【详解】[1][2]组装调整实验器材时,为了使像成在光屏的中央,应将烛焰、凸透镜和光屏的中心调至同一高度;实验一段时间后,蜡烛变短,根据穿过透镜光心的光线方向不变,可知所成的像会向上移动,为了使像回到光屏中央,可将光屏向上移动。
16. 会聚 远视
【解析】【小题1】[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,利用对光线的会聚作用,使太阳光会聚焦点,从而能点燃艾草取火。
[2]远视眼的成因是只能看清远处的物体,看不清近处的物体,晶状体太薄,折光能力太弱,或者眼球在前后方向上太短,因此来自远处点的光会聚在视网膜后,凸透镜对光线具有会聚作用,戴上凸透镜制成的眼镜后,能使光线提前会聚,正好会聚在视网膜上,所以,可以用凸透镜的镜片进行矫正。
17. 高度 10.0 左
【详解】[1]为使像能成在光屏的中央位置,应调整烛焰、凸透镜和光屏的高度,使它们的中心大致在同一高度。
[2]由图知道,此时,根据,成倒立等大的实像,故该凸透镜的焦距为f=10.0cm。
[3]固定凸透镜位置,他将蜡烛移到15cm刻度处,此时物距增大,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小知道,为了在光屏上得到清晰的像,接下来小明应该将光屏适当向左移动。
18.
【详解】由图可知,入射光线过焦点,则过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴,如图所示:
19. 高度 放大镜 B
【详解】(1)[1]将蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上,为了使蜡烛的像成在光屏中央,应调节烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度。
(2)[2]图甲中,当蜡烛在30cm处时,物距
u=5cm<f=7.5cm
根据凸透镜成像规律可知,此时成正立、放大、虚像,利用此原理制成了放大镜。
(3)[3]蜡烛和凸透镜分别以4cm/s和2cm/s的速度,同时沿光具座匀速向左运动2.5s后蜡烛移动的距离为
s=vt=4cm/s×2.5s=10cm
此时蜡烛移动到20cm刻线处;凸透镜移动的距离为
s′=v′t=2cm/s×2.5s=5cm
凸透镜位于35cm刻线处,此时物距为
u′=35cm-20cm=15cm=2f
根据凸透镜成像规律可知,此时成倒立、等大的实像,像距v′=2f=15cm,像成在
35cm+15cm=50cm
刻线处,故所以光屏应移动到光具座55cm位置处,故选B。
20. 会聚 9.0 缩小 照相机 上 不能 下
【详解】(1)[1][2]让一束平行于主光轴的光经过凸透镜,左右移动光屏至如图甲所示位置时,在光屏上看到一个最小、最亮的光斑,即光线会聚在主光轴上一点,这个点即为凸透镜的焦点,此现象说明了凸透镜对光具有会聚作用;焦点到透镜光心的距离叫焦距,并测量出此透镜的焦距为
f=59.0cm-50.0cm=9.0cm
(2)[3][4]调整好蜡烛、凸透镜和光屏的位置后,当蜡烛距凸透镜40.0cm时,因此时物距大于2倍焦距,故移动光屏至如图乙位置,可在光屏上得到一个清晰的倒立、缩小的实像,这和照相机的成像原理相同。
(3)[5]随着实验的进行,蜡烛燃烧后逐渐变短,根据通过光心的光传播方向不变,故光屏上烛焰的像也将逐渐向上。
[6]小虫子落在凸透镜上,虫子在凸透镜1倍焦距之内(成正立、放大的虚像),所以落在凸透镜上的虫子不会在光屏上成实像,即小关不能在光屏上看到小飞虫的像。
(4)[7]随后她将自己的近视眼镜放置于“F”光源和玻璃杯中间,因近视眼镜即凹透镜对光线有发散作用,延迟了光线的会聚,若小关想再次看到清晰的像,她应该向下移动白纸。
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
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