内容正文:
第五章 透镜及其应用
一、单选题
1.单反相机镜头由多种光学器件组成,其中较为重要的是透镜组,如图所示透境组中属于凹透镜的是( )
A.① B.② C.③ D.④
2.王老师在改作业时自言自语道:“老了,作业本上的字都看不清了,放远点就好了。”由此可知,能解释王老师视力障碍的模型和所需佩戴眼镜的镜片分别是图中的( )
A.甲和丙 B.甲和丁 C.乙和丙 D.乙和丁
3.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当位置如图所示时,光屏上得到清晰的像。则下列分析正确的是( )
A.透镜焦距一定在10cm到15cm之间
B.透镜焦距一定在15cm到20cm之间
C.把蜡烛向左移动少许,光屏适当向左移动可得到大些的实像
D.把蜡烛向右移动少许,光屏适当向左移动可得到小些的实像
4.如图,F是透镜的焦点,其中正确的光路图是( )
A. B.
C. D.
5.小军对生活中的一些实例和对应的物理知识,正确的是( )
A.看到水中的鱼位置变高——光的反射 B.路灯下人影相随——光的反射
C.平面镜成像——光的直线传播 D.凸透镜会聚光——光的折射
6.在“探究凸透镜成像”的实验中,小明将烛焰放在凸透镜前某一位置时,恰好在凸透镜后15cm处的光屏上出现一个与该烛焰等大的像,下列说法正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是15cm
B.当物距是18cm时,光屏上呈现倒立缩小的像
C.此时的物距大于15cm
D.当蜡烛因燃烧变短,光屏上的像会逐渐向下移动
7.如图所示在直角坐标系原点O处放置平面镜MN,它与坐标轴x呈45°。在O点正下方(s=15厘米)处水平放置一焦距为10厘米凸透镜。A为一点光源,则关于凸透镜所成的像正确的是( )
A.在凸透镜下方成一个实像,在凸透镜上方成一个虚像。
B.只在凸透镜下方成一个实像。
C.在凸透镜的下方、y轴的左右两侧各成一个实像,但左边的实像更靠近凸透镜。
D.在凸透镜的下方、y轴的左右两侧各成一个实像,但右边的实像更靠近凸透镜。
8.小明闲暇时间总是善于探索和思考,周末在家翻箱倒柜找到儿时玩过的凸透镜。他拿着凸透镜在窗户和墙壁之间移动,当窗户与透镜之间的距离为3m时,墙壁上出现了一个窗户清晰的像,此时透镜距离墙壁为10.5cm,如图所示,则下列说法正确的是( )
A.投影仪是利用图中所示的成像规律工作的
B.向右移动凸透镜,在墙壁上还会出现一个像,像的大小会变小
C.小明使用的凸透镜焦距可能是10cm
D.用白纸挡住凸透镜一半,墙上只能看到窗户一半的像
二、填空题
9.有些人的眼睛只能看清远处的物体,而不能看清近处的物体,这样的眼睛需佩戴 (选填“凸透镜”或“凹透镜”)矫正。这种透镜对光有 作用。
10.凸透镜能使 于主光轴的光线会聚于一点,这一点叫凸透镜的 ,这一点到凸透镜光心的距离叫做 。
11.如图所示是投影仪成像的示意图。其中凸透镜的作用是成倒立、 (选填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像。若图中h=40cm,则凸透镜焦距不可能小于 cm。在使用过程中发现成像超出了屏幕范围,则应将投影仪 (填“靠近”或“远离”)屏幕,并将镜头适当往 (选填“上”或“下”)调。
12.用焦距为10cm的凸透镜探究成像规律,如图所示,烛焰在光屏上成清晰的像,则光屏到凸透镜的距离可能是 cm(选填“8”、“18”或“28”);把近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间,应将光屏向 (选填“左”或“右”)调节,才能在光屏上重新成清晰的像。
三、实验题
13.小明利用如图所示的装置“探究凸透镜成像的规律”。
(1)实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏,使它们的中心在同一水平高度,这样做的目的是 ;
(2)当蜡烛与凸透镜的位置如图所示时,在光屏上可得到烛焰清晰的、 (选填“放大”或“缩小” )的像,生活中利用此成像规律制成的光学仪器是 (选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机” );
(3)保持蜡烛与凸透镜位置不变,用另一个凸透镜替换原透镜,发现需将光屏向右移动才能在光屏上重新得到清晰的像,此时像与原来的像相比 (选填“变大”或“变小” ),新换用的凸透镜的焦距 (选填“大于”或“小于” )原凸透镜的焦距;
(4)如果小明只将图中的凸透镜换成薄玻璃板,前后移动光屏,他 (选填“能”或“不能” )在光屏上直接观察到烛焰的像。
14.小明在探究“凸透镜成像的规律”的实验中:
(1)实验前要调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在 。实验一段时间后,他发现光屏上的像位置偏上,那么他应该把凸透镜向 (填“上”或“下”)适当调节,才能实现在光屏的中央;
(2)当他将蜡烛、凸透镜、光屏调节到图甲所示位置时,烛焰恰好在光屏上成清晰的像(像未画出),此时的成像原理与 (填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”)相同,若将蜡烛向右移动,保持凸透镜的位置不变,则应将光屏向 (填“左”或“右”)移动适当距离,使光屏上再次成清晰的像,此时所成的像跟原来的相比要 (填“大”或“小”)一些;
(3)小明近日发现自己看不清黑板,到医院检查,医生告诉他患上了近视,近视眼的成像示意图为 (填“乙”或“丙”)图,可以使用 (填“凸透镜”或“凹透镜”)加以矫正。
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
A
C
D
B
D
C
1.B
【详解】中间厚边缘薄的透镜叫凸透镜,中间薄边缘厚的透镜叫凹透镜,图中②是凹透镜,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.D
【详解】由题意知,王老师患了远视眼,也就是老花眼;远视眼的晶状体较薄,会聚能力较弱,看近处的物体时,将像成在视网膜的后面,为了使光线会聚在原来的会聚点前面的视网膜上,就需要在光线进入人的眼睛之前会聚一下,因此佩戴对光线具有会聚作用的凸透镜来矫正。由图可知,能解释王老师视力障碍的模型是乙,所需佩戴眼镜的镜片是中央厚、边缘薄的凸透镜,即图中的丁。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
3.A
【详解】AB.由图可知,此时物距小于像距,根据凸透镜成像规律可知,此时凸透镜成倒立、放大的实像,则此时物距在一倍焦距与二倍焦距之间,像距大于二倍焦距,应有
80cm-50cm>2f,f<50cm-30cm<2f
解之得,此凸透镜的焦距范围是
10cm<f<15cm
故A正确,B错误;
CD.蜡烛远离凸透镜时,物距变大,像距将变小,为了在光屏上得到清晰的像,应该将光屏向左移动,把蜡烛向右移动少许,光屏适当向右移动可得到大些的实像,故CD错误。
故选A。
4.C
【详解】A.通过透镜光心的光线传播方向不变。故A错误;
B.与主光轴平行的光线通过凸透镜后,经过凸透镜焦点。故B错误;
C.凹透镜对光起发散作用,与主光轴平行的光线,通过凹透镜后,远离主光轴,但反射延长线经过透镜另一侧的焦点。故C正确;
D.凹透镜对光起发散作用,从焦点射向透镜的光线,经凹透镜发散后,应该更加地与主光轴分离,而不是与主光轴平行。故D错误。
故选C。
5.D
【详解】A.看到水中的鱼位置变高,这是因为鱼反射的光线从水中斜射入空气中时发生折射的缘故,故A错误;
B.路灯下出现人的影子,是光沿直线传播造成的,故B错误;
C.平面镜成像是由光的反射形成的,故C错误;
D.凸透镜对光线具有会聚作用,其原理是光的折射现象,故D正确。
故选D。
6.B
【详解】AC.距离凸透镜15cm的光屏上得到一个清晰的与物体等大的像,所以物距和像距相等
u=v=15cm=2f
则
f=7.5cm
故AC错误;
B.当物距是18cm时,此时物距大于二倍焦距,光屏上呈现倒立、缩小的实像,故B正确;
D.由于过光心的入射光线经凸透镜后传播方向不变,所以随着蜡烛燃烧变短,光屏上的像将向上移动,故D错误。
故选B。
7.D
【详解】由几何知识可知点A位于凸透镜的一倍焦距到两倍焦距之间,根据凸透镜成像原理可知点A直接通过凸透镜可以成一个放大的实像,像位于两倍焦距之外,且位于y轴的左侧;A点在平面镜MN中的像位于平面镜MN的左上侧,根据几何知识可知该像到凸透镜的距离大于两倍焦距,根据凸透镜成像原理可知A点在平面镜MN中的像通过凸透镜可以成一个缩小的实像,像在一倍焦距与两倍焦距之间,且位于y轴的右侧,故在凸透镜的下方、y轴的左右两侧各成一个实像,但右边的实像更靠近凸透镜。
故选D。
8.C
【详解】窗户与透镜之间的距离大于墙壁与透镜之间的距离,即物距大于像距,成倒立缩小的实像。
A.投影仪所成的像是倒立放大的实像,不是利用图中规律工作的,故A错误;
B.图示中,向右移动凸透镜,则物距变小,像距变大,像变大,故B错误;
C.图示成像中,物距为3m=300cm,像距为10.5cm,物距比像距大得多,则此时的像距应非常接近焦距,所以凸透镜的焦距可能是10cm。故C正确;
D.用白纸挡住凸透镜一半,整个窗户的光线仍能通过未挡住的另一半凸透镜,在墙上仍成窗户完整的像,但通过凸透镜的光线减少,像的亮度变暗,故D错误。
故选C。
9. 凸透镜 会聚
【详解】[1][2]眼睛只能看清远处的物体,而不能看清近处的物体,平行光线进入眼睛,经过晶状体折射后在视网膜后面成像,当物距变大时像距减小就能看清楚,这是远视眼,需要佩戴凸透镜来矫正。因为凸透镜对光有会聚的作用,可以使光线进入晶状体后缩小折射范围,使像可以刚好成在视网膜上。
10. 平行 焦点 焦距
【详解】[1][2][3]凸透镜能使平行于主光轴的光线会聚于一点,这一点叫做凸透镜的焦点,这一点到凸透镜光心的距离叫做焦距。对于一个凸透镜来讲,它的两侧各有一个焦点,当然也就有两个焦距。
11. 放大 20 靠近 上
【详解】[1]由图可知,投影仪就是根据凸透镜成放大、倒立实像的原理制成的。
[2]由凸透镜成像规律可得,此时
f<40cm<2f
所以
20cm<f<40cm
因此凸透镜的焦距不可能小于20cm。
[3][4]在使用过程中发现成像超出了屏幕范围,要使像变小,像距变小,物距变大,故应将投影仪靠近屏幕,镜头远离投影片,向上调节。
12. 18 右
【详解】[1]物距大于像距,所以此时物距大于二倍焦距,像距在一倍和二倍焦距之间,因为焦距10cm,所以像距可能18cm。
[2]把近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间,近视镜片是凹透镜,光线发散,像距增大,光屏要右移。
13. 使像成在光屏中央 缩小 照相机 变大 大于 不能
【详解】(1)[1]为了使像成在光屏中央,应调节烛焰、凸透镜、光屏,使它们的中心在同一水平高度。
(2)[2][3]当蜡烛与凸透镜的位置如图所示,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,照相机就是利用此原理制成的。
(3)[4]保持蜡烛与凸透镜位置不变,换用不同焦距的凸透镜,将光屏向右移动重新得到清晰的像,此时像距变大,根据凸透镜成实像时,物近像远像变大可知,像会变大。
[5]根据将光屏向右移动重新得到清晰的像可知,此时像距变大,说明新凸透镜的聚光能力较弱,即新凸透镜的焦距更大。
(4)[6]光屏上能承接实像,不能承接虚像,若实验中将凸透镜换成薄玻璃板,玻璃板发生镜面反射成虚像,所以他不能在光屏上直接观察到烛焰的像。
14. 同一高度 下 照相机 右 大 乙 凹透镜
【详解】(1)[1]在实验前,应将烛焰、凸透镜和光屏的中心调节在同一高度,以使烛焰的像成在光屏中间。
[2]蜡烛经一段时间后,长度会短,其像会向上移,那么应将凸透镜向下调节,才能使像成在光屏中间。
(2)[3]由图甲知,蜡烛与凸透镜的距离大于光屏与凸透镜的距离,即物距大于像距,那么光屏上的像是倒立、缩小的实像,这也是照相机的成像原理。
[4][5]将蜡烛向右移动10cm,即物距变小,那么像距会变大,所以应将光屏向右移动,此时所成的像比原来的像变得大些。
(3)[6]近视眼是由于晶状体太厚或眼球前后距离太远,使远处的光线会聚在视网膜前,所以近视眼的成像示意图为乙图。
[7]近视眼应用凹透镜先将光线发散,成像便可成在视网膜上了。
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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