内容正文:
第五章 透镜及其应用
一、单选题
1.有四块凸透镜,它们的焦距分别是、、、。某个同学用其中一块凸透镜做实验,将蜡烛放在镜前处,在另一侧距离凸透镜的地方得到烛焰的像。这个同学所用的凸透镜焦距是( )
A. B.
C. D.
2.流行的“自拍神器”给旅行者自拍带来了方便。如图所示,与直接拿手机自拍相比,利用自拍杆可以( )
A.增大物距,成像更大
B.增大像距,成像更大
C.减小取景范围,成像变大
D.增大取景范围,成像变小
3.随着科学技术的进步,激光治疗近视眼的技术已经非常成熟,通过手术使许多成年人摘掉近视眼镜,这种手术的原理是( )
A.使晶状体和角膜构成的透镜对光的偏折能力变强
B.使晶状体和角膜构成的透镜对光的偏折能力变弱
C.使晶状体和角膜构成的透镜的透明度加强
D.使晶状体和角膜构成的透镜的透明度减弱
4.对下列四幅图阐述正确的是( )
A.甲图:近视眼成像在视网膜前,用凸透镜矫正
B.乙图:远视眼成像在视网膜后,用凹透镜矫正
C.丙图:显微镜的目镜相当于放大镜,物镜相当于投影仪的镜头
D.丁图:天文望远镜的物镜相当于放大镜,目镜相当于照相机的镜头
5.如图所示表示的是来自远处的光经小丽的眼睛折光系统的光路示意图。下列说法正确的是( )
A.小丽的眼睛是近视眼,应利用凹透镜矫正
B.小丽的眼睛是近视眼,应利用凸透镜矫正
C.小丽的眼睛是远视眼,应利用凹透镜矫正
D.小丽的眼睛是远视眼,应利用凸透镜矫正
6.同学们在做探究“凸透镜成像规律”实验时,把老师的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上烛焰的像变模糊了;当将光屏远离凸透镜时,又能在光屏上看到烛焰清晰的像。则老师的眼睛和眼镜是( )
A.近视眼;凹透镜 B.近视眼;凸透镜
C.远视眼;凹透镜 D.远视眼;凸透镜
7.图中有两个不同的镜片,下列说法中正确的是( )
A.图甲中的镜片为凹透镜,它对近视眼有矫正作用
B.图乙中的镜片为凹透镜,它对远视眼有矫正作用
C.图甲中的镜片为凸透镜,它对远视眼有矫正作用
D.图乙中的镜片为凸透镜,它对近视眼有矫正作用
8.在探究凸透镜成像规律的实验中,当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时,光屏上恰能承接到烛焰清晰的像,下列判断正确的是( )
A.实验用凸透镜的焦距为15.0cm
B.光屏上的像是烛焰放大的实像
C.仅将凸透镜左移不能再次成像
D.仅将光屏右移可模拟近视眼成像
二、填空题
9.小明拾得一眼镜镜片,将其正对太阳光,在另一侧距离镜片中心20cm的地面上得到一个最小最亮的光斑,这说明该镜片对光有 作用,可用来矫正 (选填“近视”或“远视”)眼;如果用该镜片作为一个放大镜来观察微小物体,则镜片到物体的距离应该 cm.
10.凸透镜的中央较 、两边较 ;例如: 的镜头。凹透镜的中央较 、两边较 ;例如: 的镜片。下列镜子中,属于凸透镜的有 ;属于凹透镜的有 。
11.眼睛是心灵的窗口,爱护眼睛人人有责。如下图所示,图 (选填“甲”或 “乙”)反映了近视眼的成像情况。为了对近视眼进行矫正,如图丙所示,应该在方框内佩戴合适的 透镜,因为这种透镜对光有发散作用。
12.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,用如图所示的实验器材进行实验,若凸透镜的焦距为10cm,将蜡烛放在距离凸透镜 (填“5.0”或“15.0”)cm位置时,移动光屏,可以在光屏上呈现清晰的 (填“缩小”或“放大”)的像。若使光屏上能呈现清晰的等大的像,选用的凸透镜的焦距最大为 cm。
三、实验题
13.小明用凸透镜(甲、乙)、蜡烛、光屏和光具座等器材,探究凸透镜成像的规律。
(1)实验前,使 在同一水平高度。为了便于观察实验现象,实验环境应该 (选填“较亮”或“较暗”)一些;
(2)为了判断两个凸透镜的焦距大小,小明做了如下操作:
①使蜡烛、凸透镜甲、光屏在如图所示的位置时,光屏上出现了等大清晰的像,此凸透镜甲的焦距为 cm;
②保持蜡烛和透镜的位置不变,将凸透镜甲更换为凸透镜乙后,需将光屏向左移动距离s,方可在光屏上再次成清晰的像,则透镜乙的焦距比甲的 (选填“大”或“小”);
(3)保持凸透镜甲位置不动,将蜡烛放在光具座15cm刻度线处,调节光屏,在光屏上得到一个清晰的、倒立 (选填“放大”或“缩小”)的实像,光屏的位置位于 cm刻度之间;
(4)继续保持凸透镜甲位置不动,把蜡烛移到35cm刻度线处,无论怎样移动光屏,光屏上始终接收不到像。小明能观察到像的正确方法是 ; (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是根据这一原理工作的。
14.疯狂物理光学实验组将焦距为f的凸透镜及蜡烛、光屏置于光具座上,完成如题图甲所示的成像实验,记录每次清晰成像的物距u,像距v,绘出如题图乙所示的图线。
(1)实验前,凸透镜及烛焰、光屏三者的中心应调在 ,使像呈现在光屏中间;
(2)当物距u=1.5f,光屏上呈现 的像(选填“倒立”或“正立”),经过分析,图乙中a的值为 ;
(3)实验组还总结出凸透镜折射成像的“新概念”:放大率,当烛焰成清晰实像时,在凸透镜前面放置一个凹透镜,移动光屏后再次得到一个清晰的实像,则此时这个透镜组合的放大率n (选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)在探究物距大于二倍焦距的成像特点时,改变物距做了三次实验。与做一次实验相比较,做三次实验的好处是: ;
(5)评估交流时,同组的小明建议将蜡烛换为由发光二极管组成的“F”、“T”、“H”形光源,你建议使用__________。
A.蜡烛光源 B.“F”形光源
C.“H”形光源 D.“T”形光源
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
8
答案
B
D
B
C
A
A
A
D
1.B
【详解】根据题意可知,物距小于像距,此时成像原理为投影仪,成倒立放大的实像,此时的物距满足
此时的像距满足
只有焦距为20cm的透镜同时满足要求要求,故ACD错误,B正确。
故选B。
2.D
【详解】根据凸透镜成实像时,物距越大,像距越小,像越小,可知“自拍神器”与直接拿手机自拍相比,利用自拍杆可以增大物距,减小人像的大小,从而增大取景范围,取得更好的拍摄效果。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
3.B
【详解】近视眼的成因是近视眼的晶状体较厚,会聚能力较强,看远处的物体时,将像成在视网膜的前面,通过手术使使晶状体和角膜构成的透镜对光的偏折能力变弱一些,使来自远处的光会聚在视网膜上;故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4.C
【详解】A.由甲图可知:像成在视网膜的前方,故该眼睛是近视眼,近视眼是晶状体曲度变大,会聚能力增强,即折光能力增强,应佩戴发散光线的凹透镜,使光线推迟会聚;故A错误;
B.乙图中像成在了视网膜的后面,该眼睛是远视眼,远视眼应该佩戴凸透镜进行矫正;故B错误;
C.显微镜的物镜相当于投影仪的镜头,成放大实像,目镜相当于放大镜,成放大的虚像,故C正确;
D.望远镜中物镜的作用相当于照相机,使远处的物体成倒立缩小的实像,这个倒立缩小的实像正好落在目镜焦距内的位置,目镜相当于放大镜,再对这个像进行放大。故D错误。
故选C。
【点睛】本题主要考查学生对近视眼和远视眼的成因,掌握正常的眼睛看远处和近处时,晶状体的变化情况及近视眼和远视眼的成因、戴什么眼镜来矫正。本题还考查了显微镜、望远镜的物镜和目镜的成像特点。它们都是利用了凸透镜的成像规律,也是中考的热点。
5.A
【详解】如图,小丽的眼睛看远处物体时,成像于视网膜前,是由于晶状体对光的会聚能力过强导致的,所以她的眼睛是近视眼,应该用对光有发散作用的凹透镜进行矫正,故A正确,BCD错误。
故选A。
6.A
【详解】将一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,结果光屏上原来清晰的像变模糊了,他只将光屏向远离凸透镜的方向移动适当距离时,又在光屏上观察到蜡烛清晰的像,说明延迟成像了,故放置的是使光线发散的凹透镜,这种眼镜是用来矫正近视眼的,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7.A
【详解】由图可知,图甲中的镜片是中间薄,边缘厚的透镜,是凹透镜,凹透镜对光有发散作用,可以矫正近视眼;图乙中的镜片是中间厚,边缘薄的透镜,是凸透镜,凸透镜对光有会聚作用,可以矫正远视眼,故A正确,BCD错误。
故选A。
8.D
【详解】AB.由图可知,此时的物距为
像距为
即,根据凸透镜成像规律可知此时:,,则
由上述式子可知,焦距范围为
成的是倒立缩小的实像,故AB错误;
C.仅将凸透镜左移,此时物距减小,像距增大,由凸透镜成像规律可知,成实像时,物距减小,像距增大,所以仅将凸透镜左移能再次成像,故C错误;
D.近视眼成像是光提前会聚,在视网膜前方会聚成像,仅将光屏右移,此时像距减小,相当于光提前会聚,故D正确。
故选D。
9. 会聚 远视 小于20
【详解】[1][2]太阳光通过镜片时会在两种介质的交界面处发生折射现象,然后在另一侧距离镜片20cm的白纸上得到个最小最亮的光斑,说明该镜片对光有会聚作用,即该镜片是凸透镜,凸透镜可以用来矫正远视眼,该凸透镜的焦距为20cm。
[3]根据凸透镜成像规律可知,用该镜片作为一个放大镜来观察微小物体,微小物体到凸透镜的距离应该小于1倍焦距,即小于20cm。
10. 厚 薄 照相机 薄 厚 近视镜 ACD BEF
【详解】[1][2][3]中央比边缘厚的叫凸透镜,对光起会聚作用,照相机、投影仪的镜头都是凸透镜。
[4][5][6]中央比边缘薄的叫凹透镜,对光有发散作用,近视镜的镜片是凹透镜。
[7][8] ACD中央比边缘厚,属于凸透镜;BEF中央比边缘薄,属于凹透镜。
11. 甲 凹
【详解】[1]近视眼的晶状体凸度过大或眼球前后径过长,外界物体的像成在视网膜前方,图甲反映了近视眼的成像情况;远视眼是晶状体会聚能力减弱,像呈在视网膜的后方,图乙反映了远视眼的成像情况。
[2]近视眼是晶状体会聚能力增强,像呈在视网膜的前方,应佩戴凹透镜矫正,凹透镜对光有发散作用。
12. 15.0 放大 25
【详解】[1]凸透镜的焦距为10cm,要能在光屏上呈现清晰的像,则蜡烛到凸透镜的距离物距一定到大于一倍焦距,即10cm,故选择15.0cm。
[2]当物距等于15.0cm时,物距在一倍焦距和两倍焦距之间,成倒立、放大的实像。
[3] 如图所示的实验器材光具座总长度为100cm,在光屏上成等大的实像,一定物距等于像距等于两倍焦距,即
因此焦距最大为25cm。
13. 烛焰、凸透镜、光屏三者的中心 较暗 10.0 小 缩小 50~60 从凸透镜的右侧透过凸透镜去观察 放大镜
【详解】(1)[1][2]为了使像成在光屏中央,需要调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度;烛焰比较亮,实验环境应该暗一些,对比度大一些,实验效果比较明显。
(2)①[3]蜡烛恰好在光屏上成倒立、等大的像,由图可知,此时物距
u=40.0cm-20.0cm=20.0cm
像距
v=60.0cm-40.0cm=20.0cm
此时
u=v=20.0cm=2f
f=10.0cm
②[4]将透镜甲更换为透镜乙后,需将光屏向左移动距离s,方可在光屏上再次成清晰的像,此时的像距变小,成像提前说明透镜的会聚能力增强,透镜乙的焦距比甲的小。
(3)[5][6]蜡烛放在光具座15cm刻度线处,物距为
u1=40.0cm-15.0cm=25.0cm
物距大于2倍焦距,凸透镜能成倒立缩小的实像,此时像距在一倍焦距和二倍焦距之间,光屏的位置位于50~60cm刻度之间。
(4)[7][8]保持凸透镜甲位置不动,把蜡烛移到35cm处时,物距
u2=40.0cm-35.0cm=5.0cm<f=10.0cm
成的是一个正立、放大的虚像,且像和物在凸透镜的同一侧,因此要想看到这个像,应从凸透镜的右侧透过凸透镜去观察,放大镜是利用此原理制成的。
14.(1)同一高度
(2) 倒立 3f
(3)变大
(4)使实验结论具有普遍性
(5)B
【详解】(1)实验前,应调节凸透镜、烛焰、光屏三者的中心在同一高度,使像呈现在光屏中间。
(2)[1]当物距为1.5f时,即物距大于一倍焦距小于二倍焦距,根据凸透镜成像规律此时成倒立、放大的实像。
[2]由图乙可知,当物距u=1.5f时,像距为
又因折射光路是可逆的,当物距与像距的和为4.5f时成实像有两种情况,这两种情况下,物距与像距的大小是颠倒的,故a=3f。
(3)凸透镜成实像时,放大率为像距与物距的比。在凸透镜前面放置一个凹透镜,使凸透镜的聚光能力变弱,组合透镜的焦距变大。在物距不变时,利用此焦距变长的组合透镜相当于减小了物距,则像距变大。像距与物距的比值变大,故这个透镜组合的放大率变大。
(4)在探究物距大于二倍焦距的成像特点时,改变物距做了三次实验,与只做一次实验相比,多次实验可以避免偶然性,使实验结论具有普遍性。
(5)烛焰、T、H三个光源都是左右对称的,因此无法比较成像的左右关系,而F形光源上下不对称,左右也不对称,可以比较像与物的上下左右关系,效果最好,故选B。
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
答案第1页,共2页
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