内容正文:
第五章 透镜及其应用
一、单选题
1.在探究凸透镜成像规律的实验中,首先需要调整烛焰和光屏的中心位于主光轴上,下列照片中的情况属于调整好的是( )
A. B.
C. D.
2.有一次,小明上学前取自己的眼镜时,发现自己的近视镜和爷爷的老花镜混在一起,外形完全一样,如图所示,小明要想找出自己的眼镜,下列做法正确的是
A.用手摸镜时,中间厚边缘薄的是近视镜
B.让镜片正对太阳光,太阳光通过镜片后能会聚的是近视镜
C.让镜片正对太阳光,太阳光通过镜片后能发散的是近视镜
D.拿着镜片看字,能把字放大的是近视镜
3.晴朗的夏日中午,往树或花的叶子浇水,常会把叶子烧焦,其原因是( )
A.水滴蒸发,带走叶子的热量
B.水滴在太阳光下温度升高,把叶子烫焦
C.水滴容易透过太阳光
D.水滴相当于凸透镜,会使太阳光会聚,把叶子烧焦
4.小红在做探究凸透镜成像规律的实验时,蜡烛、凸透镜以及光屏在光具座上的位置如图所示,此时烛焰在光屏上成清晰的像(图中未画出)。下列说法中正确的是( )
A.此时在光屏上成的是倒立、缩小的实像
B.此时的成像特点与照相机的成像特点相同
C.将蜡烛向远离凸透镜方向移动至某位置,并调整光屏位置,烛焰在光屏上所成的像将变小
D.保持蜡烛和凸透镜的位置不变,换用焦距小的凸透镜,则烛焰所成像的像距将变大
5.智能手机给人们带来了便利,但长时间看手机屏幕,容易导致视力下降,可能形成近视眼或远视眼,其光路如图所示,下列说法正确的是( )
A.乙为近视眼,应佩戴凹透镜矫正 B.乙为远视眼,应佩戴凸透镜矫正
C.甲为远视眼,应佩戴凹透镜矫正 D.甲为近视眼,应佩戴凸透镜矫正
6.在探究凸透镜成像规律的实验中,将点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置,在凸透镜后20cm的光屏上出现一个清晰的倒立等大的像,如果将蜡烛移动到凸透镜前25cm处,则( )
A.将光屏靠近凸透镜一段距离,光屏上会出现倒立缩小的实像
B.将光屏靠近凸透镜一段距离,光屏上会出现倒立放大的实像
C.将光屏远离凸透镜一段距离,光屏上会出现倒立缩小的实像
D.将光屏远离凸透镜一段距离,光屏上会出现倒立放大的实像
7.一束光通过透镜的光路如图所示,其中正确的是( )
A. B. C. D.
二、填空题
8.如图所示是照相机成像的原理图,照相机的镜头相当于一个 ,胶片相当于 ,来自物体的光经过照相机的镜头后会聚在胶片上,形成倒立、 的实像。
9.航空器可用于高空摄影、旅游观光等,航空器的摄像头相当于 透镜,远处的物体通过摄像头成倒立缩小的 (选填“实”或“虚”)像。在摄像头远离物体的过程中,像的大小将变 。
10.小明为辨别直径相同的两个透镜的类型,分别将它们正对太阳,把一张纸放在透镜下方等距的位置如图甲所示,在纸上得到相应的光斑A、B,透镜与光斑的大小如图乙所示(d1<d<d2)。其中,形成A光斑的是 (选填“凸”或“凹”)透镜,为了判断形成B光斑的是哪种类型的透镜,小明将透镜远离纸片,观察光斑的大小一直变大,你认为该透镜 (选填“一定”、“可能”或“一定不”)是凹透镜。
11.显微镜镜筒的两端各由一组凸透镜组成,目镜的作用相当于 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。如图所示是幻灯机的工作原理图,为了使观众看到正立的像,幻灯片要 (选填“正着”或“倒着”)插入支架上;要使屏幕上的像比原来大一些,应将幻灯片 镜头,并使屏幕 镜头(后两空均选填“远离”或“靠近”)。
12.小明给弟弟变了个魔术,他将装有一枚硬币的杯子放在弟弟面前,如图所示,弟弟在A处看不到硬币,这是因为光沿 传播。小明向杯中缓缓注水后,弟弟能看到硬币了,这是由光的 产生的现象,弟弟看到的是硬币的 (选填“实”或“虚”)像。眼睛的角膜和晶状体类似于 透镜。青少年如果长时间使用电子产品,缺乏户外活动,就可能患上近视。患近视后需要佩戴 透镜进行矫正。
三、实验题
13.小明带领兴趣小组探究“近视眼的形成原因和矫正方法”,同学们选择了如下器材:蜡烛、可以改变焦距的水凸透镜(模拟人眼晶状体,并与注射器相连,水凸透镜的凸起程度可以通过注射器注入或吸取水的多少来调节)、光屏(模拟人眼视网膜)、光具座等进行实验。
(1)同学们安装并调整好实验装置,模拟眼睛成像原理,如上图所示,将点燃的蜡烛置于透镜前某一位置时,在光屏上得到了烛焰清晰的 (选填“倒立缩小的实像”、“倒立放大的实像”或“正立放大的虚像”);
(2)然后向水凸透镜内注入水,使透镜更凸后,发现光屏上烛焰的像变的模糊不清,若想要在光屏上再次得到烛焰清晰的像,应在水凸透镜前放置 (选填“凸透镜”或“凹透镜”);若撤去放置的镜片,还可以通过将光屏 (选填“靠近”或“远离”)水凸透镜,才能重新看到清晰的像.
(3)根据上述实验,可知近视眼的形成原因是晶状体变 (选填“厚”或“薄”),会聚能力变 (选填“强”或“弱”).
14.小明在探究“凸透镜成像规律”的实验中:
(1)如图甲所示,为了测出凸透镜的焦距,小明让一束平行光正对凸透镜照射,再把光屏放在它的另一侧,改变凸透镜与光屏的距离,直到光屏上出现一个最小最亮的光斑,则凸透镜的焦距为 cm;试在甲图中画出光线Ⅱ的折射光路 。
(2)把蜡烛、凸透镜、光屏固定在光具座上后,点燃蜡烛,再调整它们的高度,使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在 上。随着蜡烛的燃烧,光屏上的像已不在光屏中心,为了使像重新回到光屏中心,应向 移动光屏。
(3)图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像(未画出),则该像是倒立、 的实像,是 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)的原理。若将蜡烛换成“F”字样的纸板,放在离凸透镜15cm的地方,小明观察到光屏上清晰的像是图丙中的 (填序号)。
(4)如图乙当光屏成清晰的像时,小明拿来爷爷戴的眼镜放于蜡烛和凸透镜之间、光屏上的像又变得模糊,小明同学发现当光屏向右移动适当距离后像又清晰。由此可知,小明爷爷的眼睛属于 。(选填“近视眼”或“远视眼”)
四、计算题
15.如图在遮光板上挖去一直径为 d1的洞,恰好可装入一薄透镜,光屏距遮光板长度为 d,若在光屏上所呈像的直径为 d2,求透镜的焦距。 (提示:如果两个三角形三个角对应相等,则他们为相似三角形,本题可以利用相似三角形对应边成比例来作答)
试卷第1页,共3页
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《第五章 透镜及其应用》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
C
C
D
C
B
A
B
1.C
【详解】观察上述四幅图可以看出,烛焰、凸透镜的光心以及光屏的中央大致在同一高度的是C图,A图中凸透镜的角度不对,B图中的凸透镜太低,D图中蜡烛的位置太低,故C正确,ABD错误。
故选C。
2.C
【详解】A. 用手摸镜时,中间厚边缘薄的是凸透镜,用于矫正远视眼;故A错误;B. 让镜片正对太阳光,太阳光通过镜片能呈现一个明亮小光斑的是凸透镜,即是远视镜,故B错误;C. 让镜片正对太阳光,太阳光通过镜片后能呈现一个大光斑,即能使得光线发散,所以是凹透镜,即是近视镜,故C正确;D. 拿着镜片看字,把字放大的是放大镜,即是凸透镜,是远视镜,故D错误.故选C.
【点睛】(1)中间厚边缘薄的是凸透镜,用于矫正远视眼;同时凸透镜能使得光线会聚,能成像;(2)中间薄边缘厚的是凹透镜,用于矫正远视眼;同时凹透镜能使得光线发散.
3.D
【详解】晴朗的夏日中午,往树或花的叶子浇水,这时叶面上的水珠相当于凸透镜镜,它对光具有会聚作用,使透过它的太阳光可能会聚于一点,而将叶子烧焦。
故选D。
4.C
【详解】A.由图可知,物距小于像距时,成倒立、放大的实像,故A错误;
B.成倒立、放大的实像是投影仪的原理,故B错误;
C.根据凸透镜成像的原理,物体远离凸透镜,像靠近凸透镜,像将会变小,故C正确;
D.换用焦距小的凸透镜,相当于增大物距,根据凸透镜成像的规律,物体远离凸透镜,像靠近凸透镜,像将会变小,烛焰所成像的像距将变小,故D错误。
故选C。
5.B
【详解】近视眼的成因是晶状体曲度过大,对光的会聚能力变强,使像成在了视网膜的前面,所以需要佩戴具有发散光线作用的凹透镜来矫正;远视眼刚好相反,像成在视网膜后面,所以需要佩戴具有会聚光线作用的凸透镜来矫正。图中甲为近视眼,乙为远视眼。故ACD错误,B正确。
故选B。
6.A
【详解】已知距离凸透镜20cm的光屏上得到一个清晰的倒立等大的像,所以
则凸透镜的焦距为
如果将蜡烛移动到凸透镜前25cm处,则
根据凸透镜成像原理可知,成倒立、缩小的实像,此时物距增大,像距减小,所以应该将光屏靠近凸透镜一段距离,光屏上会出现倒立缩小的实像。
故选A。
7.B
【详解】凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用,可以把两条入射光线延长,然后与实际折射后的光线进行比较,如图所示:
A.图A通过凸透镜的折射光线发散,故A错误;
B.图B通过凸透镜的折射光线会聚,故B正确;
C.图C通过凹透镜的折射光线会聚,故C错误;
D.图D通过凹透镜的折射光线会聚,故D错误。
故选B。
8. 凸透镜 光屏 缩小
【详解】[1][2][3]照相机的镜头相当于一个凸透镜,对光线具有会聚作用,成像在胶片上,胶片相当于光屏,此时物距大于像距,根据凸透镜成像规律可知,成倒立、缩小的实像。
9. 凸 实 小
【详解】[1][2]航空器的摄像头相当于凸透镜,其成像原理与照相机相同,即物体在二倍焦距以外成倒立、缩小的实像。
[3]在摄像头远离物体的过程中,物距增大,像距减小,像变小。
10. 凸 可能
【详解】[1]因为凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线起发散作用,所以根据图示可知,光斑A一定是对光线起了会聚作用形成的,所以形成A光斑的是凸透镜。
[2]光斑B可能是对光线起了发散作用形成的,也可能是光线经凸透镜会聚到焦点后,继续向前传播,形成放大的光斑,因此形成光斑A的一定是凸透镜,形成光斑B的可能是凹透镜。
11. 放大镜 倒着 靠近 远离
【详解】[1]显微镜物镜和目镜都是凸透镜,靠近眼睛的凸透镜叫做目镜,靠近物体的凸透镜叫做物境;把标本放在物镜的二倍焦距和一倍焦距之间,这样得到一个倒立、放大的实像,相当于一个投影仪;形成的像经目镜放大,呈现在人们眼中,所以目镜的作用相等于放大镜。
[2]幻灯机的镜头是一个凸透镜,放映时,幻灯片位于凸透镜一倍焦距和二倍焦距之间,此时凸透镜成的是一个倒立放大的实像,所以为了使观众看到正立的像,幻灯片要倒着放。
[3][4]由图中幻灯机的原理可知,放映幻灯时,为了使屏幕上的像变大一些,要减小物距,增大像距,将幻灯片与镜头的距离减小一些,即将幻灯片靠近镜头;增大幻灯机与屏幕间的距离,即使屏幕远离镜头。
12. 直线 折射 虚 凸 凹
【详解】[1]弟弟在A处看不到硬币,是因为硬币反射的光沿直线传播时,被杯子所阻挡,无法传播到A处。
[2][3]向杯中缓缓注水后,弟弟又能看到硬币,是因为此时硬币发出的光从水中斜射入空气中时,会发生折射,折射光线远离法线,故此时能看见硬币,弟弟看到的硬币是由于光的折射形成的虚像。
[4]眼睛的角膜和晶状体对光有会聚作用,类似于凸透镜。
[5]换上近视眼后需要佩戴对光有发散作用的透镜来矫正,故应佩戴凹透镜进行矫正。
13. 倒立缩小实像 凹透镜 靠近 厚 强
【详解】(1)[1]如上图所示,物距大于像距,物距大于2倍焦距,所成的像为倒立缩小的实像。
(2)[2]向水凸透镜内注入水,使透镜更凸后,折光能力变强,此时透镜的焦距变小,故像距变小,因凹透镜具有发散作用,应在水凸透镜前放置凹透镜。
[3]若撤去放置的镜片,因像距变小,可以通过将光屏靠近水凸透镜,才能重新看到清晰的像。
(3)[4][5]近视眼将来自远处某点的光会聚在视网膜前。根据上述实验,可知近视眼的形成原因是晶状体变厚,会聚能力变强。
14. 11.0 同一高度 上 缩小 照相机 B 近视眼
【详解】(1)[1][2]光屏上出现一个最小最亮的光斑即为凸透镜的焦点处,焦点到光心的距离为11.0cm,光线Ⅱ平行于凸透镜的主光轴,经凸透镜折射后会交于焦点。
(2)[3][4]为了能使像清晰的成在光屏的中央位置,要调整蜡烛、凸透镜、光屏的高度,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度,蜡烛在燃放中不断缩短,向下移动,光屏上的像向上移动,要使像能够成在光屏中央,可向上移动光屏,或向上移动蜡烛或向下移动凸透镜。
(3)[5][6][7]图乙中的物距大于二倍焦距,所以烛焰在光屏上恰好成一倒立、缩小的实像,其应用是照相机,若将蜡烛换成“F”字样的纸板,放在离凸透镜15cm的地方,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、放大的实像,此时的实像相对于物体是左右颠倒、上下颠倒,所以图象是B。
(4)[8]爷爷戴的眼镜放于蜡烛和凸透镜之间,光屏上的像又变得模糊,发现当光屏向右移动适当距离后像又清晰,即此时的像距变大的,所以该眼镜推迟了像的形成,所以能对光线有发散的作用,故是凹透镜,是近视眼。
15.
【详解】解:由题意可知,透镜为凸透镜,光屏上成实像,设凸透镜焦距为f,凸透镜的焦点应位于光屏左侧,光路如图。
由于
根据相似三角形知识可知
则凸透镜的焦距
答∶凸透镜的焦距为。
答案第1页,共2页
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