内容正文:
第四章 神奇的透镜 章末复习
本章重点实验专练
实验:探究凸透镜成像的规律
小明同学利用如图甲所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验,凸透镜固定在光具座50 cm刻度处不变。
【实验操作】
(1)实验前将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调节到同一高度,目的是__________________________。将蜡烛固定在40 cm刻度处时,移动光屏,在光屏上始终得到一个大小不变的光斑,则该凸透镜的焦距为______cm。
使烛焰的像成在光屏的中央
10.0
(2)当他将三个元件移动到如图甲所示的位置时,光屏上恰好出现了烛焰清晰的像,利用该成像规律制成的光学仪器是________(填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)。此时保持蜡烛和光屏不动,将凸透镜移动到______cm刻度处时,仍能在光屏上成清晰的像。
照相机
35.0
(3)将凸透镜固定在50 cm刻度线位置,蜡烛固定在15 cm刻度线位置,如图乙所示,光屏应在____(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)区域内移动,才能在光屏上得到清晰实像,将蜡烛向远离凸透镜方向移动的过程中,像的大小将______(填“变大”“变小”或“不变”)。利用这个规律可知:我们在照毕业合影时,如果最边缘的两个同学未进入取景框,则此时摄影师应将照相机适当______(填“靠近”或“远离”)我们,并使照相机的镜头适当______(填“伸出”或“缩进”)机身。
Ⅱ
变小
远离
缩进
【分析论证】
(4)实验过程中随着蜡烛燃烧变短,蜡焰的像将会向____(填“上”或“下”)移动,为使像回到光屏中央,在保持蜡烛和光屏不动的条件下,应将凸透镜向____(填“上”或“下”)移动。
上
下
【交流评估】
(5)选择直径____(填“大”或“小”)的凸透镜做实验比较好。
(6)为更好地观察实验现象,应选择在_______(填“较暗”或“较亮”)的环境下进行实验。
(7)在成像清晰的情况下,用一张不透明纸把透镜上半部分遮挡住,看到的像会如何变化?__________________(填“像部分消失”“像完整且亮度不变”或“像完整且亮度变暗”)。
(8)实验过程中,飞来一只小昆虫落在凸透镜上,光屏上______ (填“会”或“不会”)出现小昆虫的像。
大
较暗
像完整且亮度变暗
不会
(9)实验后各小组交流时,同学们发现,当物距都是15 cm时,测出的像距却各不相同,有29.0 cm、30.0 cm、31.5 cm多个不同数据,在排除长度测量误差后,你认为导致差异的原因可能是
移动光屏时成像清晰程度不一样。
【迁移创新】
(10)小明同学换另一个焦距未知的凸透镜进行实验,把蜡烛和光屏固定在光具座上,当移动透镜分别距离光屏20 cm和34 cm时均可在光屏上得到清晰的像,则该透镜的焦距范围是____。
A.10 cm<f<17 cm
B.17 cm<f<20 cm
C.20 cm<f<34 cm
A
(11)将原凸透镜更换为一个焦距较小的凸透镜后,其他元件不动,为了使光屏上再次得到清晰的像,可以在蜡烛和凸透镜之间放置一个____(填“凸”或“凹”)透镜,所放置的透镜可以用来矫正________(填“近视眼”或“远视眼”)。
凹
近视眼
贵州高频考点专练
考点一 透镜
1.(2024•遵义期末)如图所示,将一束光照射到一个空烧杯的底部。当烧杯中注满水时,杯底被照亮的范围用虚线圈出。若只有半杯水,用阴影表示此时被照亮的范围,则阴影范围与虚线范围的关系正确的是( )
A
2.(毕节模拟)如图所示,夏天的清晨,草地或树木上露珠下面的叶脉看起来比较大,此时的露珠相当于 _______镜,形成的像是 ____ (填“实”或“虚”)像。
凸透
虚
3.(2024•安顺期末)如图所示,S′是点光源S在平面镜中所成的像,S发出的一条光线经平面镜反射后恰好射向凹透镜右侧虚焦点F,请确定点光源S的位置并画出入射光线和经过凹透镜后的折射光线。
考点二 凸透镜成像规律及其应用
4.(2024•贵阳一模)如图所示为某机场安检通道之一,旅客借助人脸识别通过这一道安检门。在人脸识别系统中发挥摄像功能的光学元件是( )
A.平面镜
B.三棱镜
C.凸透镜
D.凹透镜
C
5.(黔西南州中考)如图所示,小明妈妈用手机拍视频。下列关于手机镜头成像的说法正确的是( )
A.手机摄像镜头相当于一个凹透镜
B.妈妈通过手机镜头成正立的虚像
C.要拍面部特写,可以把手机靠近面部一些
D.手机镜头的成像规律与投影仪的成像规律相同
C
6.(2024•贵阳一模)将一张画有箭头的纸条放在圆柱形空杯后方一定距离处,透过空杯观察到如图甲所示的情景。向杯中倒入适量水后,透过水杯观察到的箭头如图乙所示。关于此现象下列说法正确的是( )
A.装水的圆柱形水杯相当于一个凹透镜
B.放大箭头的成像原理与放大镜原理相同
C.透过水杯观察到的放大箭头是虚像
D.改变纸条的位置可透过水杯成缩小的像
D
考点三 眼睛和眼镜
7.(2024•黔南州期末)2022年,我国落实《综合防控儿童青少年近视实施方案》,切实维护儿童及青少年的健康和权益。如图所示,属于近视眼及其矫正的是( )
A.甲和丙
B.甲和丁
C.乙和丙
D.乙和丁
B
8.(2023•贵州中考)(多选)正常人眼通过调节晶状体厚薄来看清远近不同的物体,如果不注意用眼卫生,可能导致对晶状体厚薄的调节能力减弱。下列分析正确的是( )
A.晶状体变薄时,对光有发散作用
B.晶状体变厚时,对光的会聚能力增强
C.若晶状体太薄,容易形成远视眼
D.若晶状体太厚,可用凹透镜矫正
BCD
9.(2024•遵义期末)小明用如图所示的装置模拟人眼看远、近不同位置处物体时晶状体的调节情况,注射器注水或吸水可以调节水透镜的凸起程度,从而改变水透镜的焦距;当光屏上有清晰的烛焰像时,蜡烛、水透镜、光屏位置如图所示,则光屏上的像应为倒立、_______(填“放大”“等大”或“缩小”)的实像;当注射器注水时,光屏上的像会变模糊,此时相当于近视眼看远处的物体,为了能使光屏上再次得到清晰的像,可在蜡烛与水透镜之间放置一个焦距合适的 _____透镜。
缩小
凹
跨学科实践及核心素养专练
10.【物理学与日常生活】在城市的大街小巷,监控摄像头随处可见,它们为保障公共安全发挥着重要作用。许多监控摄像头配备了焦距固定的凸透镜,使图像成在凸透镜后面1倍焦距与2倍焦距之间的感光元件上。如表所示为某一品牌3种不同型号(用①②③表示)摄像头的有关信息。如图甲所示为摄像头监控范围示意图。
型号 镜头焦距 监控角度 监控距离
① 2.8 mm 89.5° 5 m
② 4 mm 69.9° 10 m
③ 6 mm 50° 15 m
(1)摄像头在使用过程中,物体在图像传感器上成______(填“倒立”或“正立”)、_______(填“放大”或“缩小”)的实像。
(2)若有苍蝇停留在镜头前6 mm处,则能使苍蝇在感光元件上形成清晰的像的摄像头是____(填型号)。
倒立
缩小
①
(3)图乙是三个型号摄像头所拍摄的画面,其中由摄像头①所拍摄的是____。
(4)某些监控摄像头还带有自动对焦功能,当物体靠近摄像头时,镜头会自动______(填“向前”或“向后”)移动,以保证像始终落在监控内的感光元件上,所成的像会______(填“变大”“不变”或“变小”)。
向前
A
变大
11.【物理学与工程实践】阅读短文,回答问题。
如图所示,近视眼激光手术是临床常用的矫正近视的手术,主要是利用激光能够精确切削组织的特性,用光束重塑角膜曲率,从而达到矫正近视的目的。治疗近视眼使用的是准分子激光,它是一种能够精确聚焦和控制的紫外线光束,其切削精度非常高,每个光脉冲切削深度为0.2 μm(1 m=106 μm)。准分子激光又是冷光源,不会产生热量,因而对切削部分的周围组织不会造成损伤。
激光治疗是在电脑控制下进行的,医生在治疗前将近视度数输入电脑,由电脑来控制切削的范围和深度,指挥激光器发出一系列的激光脉冲照射到角膜上,在角膜中心削出一个光滑的平面,每个脉冲切除一薄层中心角膜组织,多个脉冲照射到角膜组织上以后,使角膜曲率变小,矫正原有屈光误差,使患者看到清晰的物体。
(1)眼睛像一架照相机,来自物体的光会在视网膜上形成一个_______(填“正立”或“倒立”)的像。青少年不良的用眼习惯或长期不注意用眼卫生,使眼睛调节功能变差,会导致晶状体变____(填“薄”或“厚”)而引发近视。
(2)医生利用紫外线光束切削重塑角膜曲率,使角膜曲率变____,矫正原有屈光误差,使患者看到清晰的物体。
倒立
厚
小
12.【先进科学技术】阅读短文,回答问题。
可调式眼镜
预防近视,珍爱双眼,注意用眼卫生,从我做起。人类的眼睛很像一架照相机,如图1所示。眼睛与照相机的不同之处是人的眼睛是通过调节晶状体的弯曲程度,改变晶状体的焦距来获得清晰的实像,如图2所示。如图3所示,一项被称作“可调式眼镜”的新技术可以帮助人们不用通过眼科医生就可以矫正自己的视力。这种眼镜的镜片中含有一种液体,通过调节此液体的含量,镜片的形状会随之改变,如图4所示,改变滑块的位置就可实现镜片形状的变化。
(1)由短文可知,人的眼睛是通过调节晶状体的__________,从而改变晶状体的焦距来获得清晰倒立、______的实像。
(2)其实可调式眼镜的想法也是一种仿生学研究的成果,人眼睛的晶状体相当于根据观察对象自动调节的可调式镜片,通过眼部肌肉调节晶状体可以实现的功能的是____。
A.帮助我们看清不同亮度的物体
B.帮助我们看清不同颜色的物体
C.帮助我们看清不同距离的物体
D.帮助我们看清不同大小的物体
弯曲程度
缩小
C
(3)图2是不同位置处的两个物体的成像示意图,由图得出:眼睛看近处的物体时,晶状体的焦距_______(填“变大”“变小”或“不变”)。人眼若长期观察近处物体,会造成晶状体过度弯曲,形成____(填“远”或“近”)视眼,当人看远处物体时,像会成在视网膜的____(填“前”或“后”)方。
变小
近
前
(4)按如图4所示,近视眼患者如果用“可调式眼镜”加以矫正,应将滑块从中间逐渐向____(填“左”或“右”)移动,直至看清物体。
左
13.【优秀传统文化】阅读短文,回答问题。
钻冰取火
早在西汉时期的《淮南万毕术》中就记载:“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生。”用“冰”取火,这绝不是天方夜谭。在18世纪,南极考察队的队员们,在丢失火种的情况下,他们面对寒冷和饥饿威胁,开动脑筋,终于用“冰”重新取得了火种。
人们常听说钻木取火,而用冰是如何取火的呢?这就涉及物理学中几何光学的原理了。光通过两种媒质的界面时,要发生折射。凸透镜(会聚透镜)是一种光学元件,让一束平行光通过凸透镜,光线会聚于焦点,即平行光聚焦,从而使热量集中到焦点上。如果在焦点处放置易燃物质,易燃物质就会燃烧起来。人们取大小适度的一块冰,首先将冰磨制成凸透镜的形状。然后,利用太阳光找到冰凸透镜的焦点,便可利用此冰凸透镜引燃易燃物质,这就是所谓“钻冰”取火的奥妙。
(1)“钻冰”能够“取火”是因为打磨后的冰块具有___________________的特征,相当于凸透镜,对光有______作用。
(2)光通过两种媒质的界面时,会发生______现象。
(3)在日常生活中,与“钻冰取火”原理相同的光学仪器还有________。
(4)小梦认为,用冰凸透镜取火期间,其焦距固定不变。对于这一想法,你觉得________(填“合理”或“不合理”),原因是___________。
中间厚、边缘薄
会聚
折射
放大镜
不合理
冰会熔化
$