内容正文:
2025-2026学年苏科版八年级物理第九周模拟练习(盐城专版)
(范围:3.3凸透镜成像的规律+3.4凸透镜的应用 时间: 60分钟 满分:120分)
一.选择题(共24分)
1. 把凸透镜正对着太阳光,可在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑。若将某一物体放在此凸透镜前20cm处,可得到一个( )
A.倒立放大的实像 B.倒立缩小的实像 C.正立放大的实像 D.正立放大的虚像
2.如图甲中,凸透镜的焦距为10cm。保持透镜位置不变,当蜡烛在25cm刻度处时,则下列说法正确的是( )
A.为了找到像的位置,光屏应在光具座的60-70cm的刻度范围内移动;
B.为了找到像的位置,光屏应在光具座的大于70cmn的刻度范围内移动;
C.在光屏上所成烛焰的像应该是图乙中的(d)图;
D.利用这种成像原理可以制成投影仪
3.在用一凸透镜研究其成像的规律时,某同学得到的部分实验信息如下表所示。根据表中信息判定下列说法不正确的是( )
实验次序
1
2
3
4
5
物距u/cm
50
40
30
25
20
像距v/cm
22
24
30
38
60
A.该凸透镜的焦距是15cm
B.当u=25cm时,凸透镜成放大的像,放大镜就是根据这一原理制成的
C.当v=24cm时,凸透镜成缩小的像,照相相机就是根据这一原理制成
D.若把物体从距凸透镜22cm处向距凸透镜32cm处滑动,像会逐渐变小
4.将物体分别放在甲、乙凸透镜前,物距相同,通过甲凸透镜成正立放大的像,通过乙透镜成倒立缩小的像,上面的图是平行于主光轴的光线通过甲透镜的光路图,下面的四幅图中哪副图可能是平行于主光轴的光线,通过乙透镜的光路图( )
A. B. C D.
5.用如图装置探究凸透镜成像规律,凸透镜焦距为10cm,此时在光屏上恰好成清晰的像,下列说法正确的是( )
A.保持凸透镜位置不变,只将蜡烛和光屏的位置互换,在光屏上看不到像
B.保持凸透镜位置不变,将蜡烛移动到45.0cm 刻度线处,在右侧通过透镜看不到像
C.保持蜡烛和光屏的位置不变,只将透镜适当向右移动,在光屏上不能再次看到像
D.保持蜡烛位置不变,将光屏移动到70.0cm 刻度线处,再将透镜适当向左移动,在光屏上不能再次看到像
6. 在探究凸透镜成像规律的实验中,当烛焰、凸透镜、光屏处于如图所示的位置时,恰能在光屏上得到一个清晰的像。利用这一成像原理可以制成( )
A.放大镜 B. 照相机 C. 潜望镜 D. 幻灯机
7.下图是鱼眼与人眼的结构示意图,我们观察发现:像鱼这样的眼睛如果到陆地上观察物体,像将成在视网膜的前面,童话世界中生活在水里的美人鱼,上岸后,若要看清远处的物体,应该配戴( )
A. 近视眼镜 B. 远视眼镜 C. 凹面镜 D. 凸面镜
8. 以下是显微镜和望远镜原理示意图,下面是关于它们的二次成像的说法:①显微镜先成放大的实像,再成放大的虚像;②显微镜先成缩小的实像,再成放大的虚像;③望远镜先成放大的实像,再成放大的虚像;④望远镜先成缩小的实像,再成放大的虚像;
上述说法中正确的是( )
A. ①③ B. ①④ C. ②④ D. ②③
9.在“探究凸透镜成像的规律”实验时,某小组测量出物距和像距的数据,并绘制成如图所示的图象,根据图象可知( )
A.该凸透镜的焦距f=20cm
B.当物距u=30cm时,成倒立、缩小的实像,照相机利用了这条规律
C.当物距u=8cm时,成倒立、放大的实像,幻灯机利用了这条规律
D.若把物体从距凸透镜30cm处向距凸透镜15cm处移动过程中,所成的像会逐渐变小
10.下列观察仪器的选择与观测范围相匹配的是( )
A.天文望远镜适于观察甲区间的物体 B.光学显微镜适于观察乙区间的物体
C.电子显微镜适于观察丙区间的物体 D.放大镜适于观察丁区间的物体
11. 现代生活,智能手机给人们带来了许多便利,但长时间盯着手机屏幕,容易导致视力下降.下列关于近视眼及其矫正的原理图正确的是( )
A. B. C. D.
12. 两个完全相同的凸透镜L1、L2如图放置,其中AO1=O1B=BO2,过A点的一条光线经L1折射后按如图方向到达L2,则关于该光线再经L2折射后的去向,以下判断正确的是( )
A. 过L2的二倍焦距点 B. 过L2的焦点
C. 平行于L2的主光轴 D. 过L2的二倍焦距以外的点
二、填空题(共24分)
12.小阳在探究凸透镜成像规律时,首先将烛焰、凸透镜、光屏的中心调整到______,然后将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上20cm刻度线处,如图所示。移动光屏,当光屏移动到65cm刻度线处时,烛焰在光屏上成清晰的像。光屏上所成的像是倒立、______的实像(选填“放大”或“缩小”)。利用这一成像规律可以制成的是_________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。
14.如图甲,一束平行光平行于主光轴射向凸透镜,在光所上得到一个最小最亮的光斑,则此凸镜的焦距为 cm.如图乙所示蜡烛恰好能在光屏上看到清晰的像,利用此成像特点可制成 (选填“投影仪”或“照相机”),将凸投镜、蜡烛,光屏放在同一直线上如图丙,当蜡烛在B点时,成像在A点;当蜡烛在A点时,成像在C点,则凸透镜一定固定在 (选填“C点左侧”、“BC之间”、“AB之间”或“A点右侧”)。
15.小曹在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,所使用的凸透镜焦距为15cm,当把凸透镜固定在50cm刻度线位置,蜡烛固定在18cm刻度线位置时,光屏应在 ,(选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)区域内左右移动,才能在光屏上得到清晰的像。若得到清晰的像后,只将光屏和蜡烛的位置对调,则像的大小 (选填“变小”、“不变”或“变大”)。当屏上的像清晰时,小曹把自己的近视眼镜放在凸透镜和蜡烛之间,发现光屏上的像变得模糊不清,她应该向 凸透镜方向移动光屏(选填“靠近”或“远离”),可再次得到清晰的像。
16. 如图所示是一台投影仪的示意图,其中A是______,它的作用是改变光的传播方向;B是______,它在投影仪上所起的作用是_________.
17. 如图甲表示某人看物体时的光路图,要在视网膜上成清晰的像,需配戴_____镜,希望同学们养成良好用眼习惯.如图乙所示,小勇利用焦距为10cm的放大镜看自己的手指纹时,应将手指放在距放大镜_____(填“大于”、“小于”或“等于”)10cm的位置.当他将手臂伸直,用这个放大镜看窗外远处的物体时,他所看到的是倒立的、_____(填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像.
甲图 乙图
18. 如图所示,右侧为幻灯机,左侧为其原理图.当放映幻灯片时,物距 ________(大于2倍焦距/大于1倍焦距小于2倍焦距/小于1倍焦距),像距 ________ (大于/小于/等于)2倍焦距,成倒立、放大的 ________ (实/虚)像.
19. 显微镜载物台上被观察物体经过物镜后成一个________、________实像,再经过目镜成为一个________(“放大”、“缩小”)像.
20. 如图甲是一款具有摄像功能的手机,摄像头的镜头相当于一个________镜,图中乙、丙是用这款手机先后拍下同一小车的两张照片(设摄像头焦距不变),拍摄第二张比拍摄第一张摄像头离小车________(填“远”或“近”)些.两次拍摄时,摄像头离小车的距离都满足____________________ (填与焦距之间的关系).
三、解答题(共52分)
21.(6分)作图题
(1)如图,MN为凸透镜的主光轴,A为蜡烛,A'为蜡烛在光屏上所成的像,根据凸透镜成像原理确定凸透镜的位置及其焦点,并将它们画出来。
(2)如图请画出由S点发出的光经过凸透镜后的折射光线,并确定发光点S的像点
22. (6分)在信息化时代,相机和手机都是常用的图象采集设备.
(1)如图所示,用相机拍照时,在芯片上所成的像是倒立的、缩小的________像(选填“实”或“虚”).镜头靠近人时,像的大小将变________,此时像会________透镜(选填“靠近”或“远离”).用相机拍摄远近不同的物体时,通过伸缩镜头,使像清晰地成在芯片上,这个操作过程便是“调焦”,如图所示.
(2)小敏同学发信手机不能“调焦”但成像也基本清晰,她将手机拿到哥哥工作的大学实验室去探究,实验数据如表,根据表中数据,判断手机镜头的焦距大约为_______
1
2
3
4
5
6
7
物距/m
10.00
5.00
2.00
1.00
0.50
0.10
0.05
像距/cm
0.500
0.501
0.502
0.503
0.505
0.526
0.556
A. 5m B. 0.5m C. 0.05m D. 0.005m
(3)请分析,手机拍摄远近不同的物体不需要“调焦”的原因是________.
23. (6分)实际应用的望远镜种类较多,如图所示是一种反射式望远镜的示意图,仔细观察示意图后回答问题.
(1)在望远镜中安装的三个光学元件中,遵守光的反射规律的是______ ,遵守光的折射定律的是______ ;
(2)根据图示分别写出三种光学元件在望远镜所起到的作用;
凹面镜:______
凸透镜:______
平面镜:______
(3)你认为决定反射望远镜的观察效果的光学元件是______
24.(8分)小军同学在探究“凸透镜成像规律”的实验中。
(1)实验前为了使像能够呈现在光屏的中央,他应该通过调节使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心位于凸透镜的 上。
(2)如图甲所示,某次实验时光屏上承接到了烛焰清晰的像,该像是一个倒立、 的实像。生活中的 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一规律制成的。
(3)图甲中,在透镜、光屏位置不变的情况下,小军同学把蜡烛移到了15cm刻度线处,此时光屏上的像变模糊。为了使光屏上的像再次变清晰,可将光屏适当 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜;或者可在蜡烛和凸透镜中间靠近凸透镜的位置戴上一片合适的 (选填“近视镜片”或“远视镜片”)。
(4)小赵同学用另一个凸透镜进行实验,他把蜡烛和凸透镜固定在如图乙所示位置,在透镜右侧光具座上移动光屏,在光屏上始终得不到清晰的像(光屏未画出),则该透镜的焦距不可能是 (选填序号)。
A.15cm B.25cm C.35cm
(5)此凸透镜作为照相机镜头,当照完一个人的半身照,然后照全身照,照相机与人的距离应 (变大/变小/不变),照相机的镜头应 (伸出/缩回)。
25.(8分)近视眼究竟是怎么回事?某校兴趣小组同学进行了以下探究实验:如图(a)所示,把近视眼镜放在蜡烛和凸透镜中间,使光屏上映出清晰的像,标出光屏位置,表示近视眼的视网膜位置.拿开眼镜,屏上的像变得模糊,向透镜方向移动光屏,像又变得清晰,再标出光屏位置.观察眼球结构图(b)并结合以上实验,回答:
(1)你认为眼球中的晶状体相当于实验中的________
(2)近视眼患者不戴眼镜时,看见的物像落在视网膜的________ (填“前方”或“后方”).
(3)如图画出了光线经虚线框内的透镜后的出射光线,请在图中,画出甲、乙两种情况下对应的透镜示意图________ .矫正近视眼应配戴的眼镜是____透镜,作用是 ________
26.在“天宫课堂”中,航天员使用望远镜观测太空;而我国古代天文仪器“浑仪”也用于观测天体,它们的原理都与凸透镜应用有关。结合图中望远镜的结构(甲图为望远镜实物,乙图为其光学原理图,已知物镜焦距 f物= 3f目),完成以下问题:
甲图 乙图
(1)望远镜的物镜相当于______(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”),它的成像特点是成______(选填“倒立、缩小的实像”或“正立、放大的虚像”)。
(2)若目镜焦距为 f目,乙图中物镜的物距 u = 2f物 ,则物镜的焦距 f物= ( )
A. f目 B. 2f目 C. 3f目 D. 6f目
(3)目镜将物镜所成的像再次放大,此时目镜的成像原理与( )相同
A. 近视眼镜矫正视力 B. 用放大镜观察邮票
C. 幻灯机投影幻灯片 D. 监控摄像头拍摄画面
(4)我国古代“浑仪”用于观测天体,现代望远镜延续了这一功能。若观测月球时,月球通过物镜成的像到物镜的距离(像距)范围是______(用f物表示),这个像位于目镜的______(选填“一倍焦距以内”或“二倍焦距以外”)。
(5)“天宫课堂”中航天员使用的望远镜,若物镜焦距变大,观测相同天体时,望远镜的镜筒长度(物镜到目镜的距离)会( )
A. 变长 B. 变短 C. 不变 D. 无法确定
27.阅读材料,回答问题:
《眼睛里的“凸透镜”:从古诗“明目”到AI护眼的智慧》
“读书破万卷,下笔如有神”,唐代诗人杜甫的诗句道出了古人对读书的重视,但长时间读写也让古人面临“目力不济”的困扰。如今,中学生日常用电子产品学习,同样需要关注眼睛健康——而眼睛的成像原理,正与物理课上学的凸透镜应用密切相关。
2025年,某科技公司推出AI护眼台灯,其原理是通过监测人眼晶状体的“凸透镜调节”来提醒休息。我们的眼睛中,晶状体相当于可调节焦距的凸透镜,视网膜则是成像的光屏(如图为眼睛的结构示意图):当看远处物体时,晶状体变薄、焦距变大;看近处物体时,晶状体变厚、焦距变小,从而让像始终成在视网膜上。
不过,若长时间看近处的书本或屏幕,晶状体会持续处于“厚焦距小”的状态,易引发近视。古人虽无AI护眼技术,却有“远眺青山”的护眼习惯,这与现代物理中“让晶状体放松”的原理不谋而合。基于以上内容,完成以下问题:
(1)人眼的晶状体相当于______(选填“凸透镜”“凹透镜”),视网膜相当于凸透镜成像实验中的______。
(2)当我们看远处的黑板时,晶状体的焦距会( )
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 先变大后变小
(3)若长时间看近处的手机,晶状体持续变厚,会导致像成在视网膜______(选填“前方”“后方”),这种视力问题称为______(选填“近视”“远视”)。
(4)矫正上述视力问题时,需佩戴的眼镜镜片相当于( )
A. 平面镜 B. 凸透镜 C. 凹透镜 D. 三棱镜
(5)古人“远眺青山”的护眼习惯,其物理原理是让晶状体( )
A. 变厚,焦距变小 B. 变薄,焦距变大 C. 变厚,焦距变大 D. 变薄,焦距变小
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2025-2026学年苏科版八年级物理第九周模拟练习(盐城专版)
(范围:3.3凸透镜成像的规律+3.4凸透镜的应用 时间: 60分钟 满分:120分)
一.选择题(共24分)
1. 把凸透镜正对着太阳光,可在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑。若将某一物体放在此凸透镜前20cm处,可得到一个( )
A.倒立放大的实像 B.倒立缩小的实像 C.正立放大的实像 D.正立放大的虚像
【答案】A
【解析】利用题目中提到的物理过程,可确定该凸透镜的焦距;再利用物距与焦距的关系,结合凸透镜的成像规律来得到成像的情况。凸透镜正对着太阳光,可在距凸透镜15cm处得到一个最小最亮的光斑,这个亮斑就是凸透镜的焦点,所以15厘米就是该凸透镜的焦距,这是利用平行光聚焦法测得了透镜的焦距。现在的物距是20厘米,大于一倍焦距,小于二倍焦距,由凸透镜的成像规律可知,此时凸透镜成倒立放大的实像。故选:A。
2.如图甲中,凸透镜的焦距为10cm。保持透镜位置不变,当蜡烛在25cm刻度处时,则下列说法正确的是( )
A.为了找到像的位置,光屏应在光具座的60-70cm的刻度范围内移动;
B.为了找到像的位置,光屏应在光具座的大于70cmn的刻度范围内移动;
C.在光屏上所成烛焰的像应该是图乙中的(d)图;
D.利用这种成像原理可以制成投影仪
【答案】A
【解析】AB.此时物体处于2倍焦距以外,为了找到像的位置,光屏应在1倍焦距和2倍焦距之间,所以光屏应在光具座的(60~70)cm的刻度范围内移动,故A正确,B错误;C.由于物体在2倍焦距以外,即此时能成一个倒立缩小的实像,故此时的像应是图乙中的(b)图,故C错误;D.由于物体在2倍焦距以外,利用这种成像原理可以制成照相机,故D不正确。故选A。
3.在用一凸透镜研究其成像的规律时,某同学得到的部分实验信息如下表所示。根据表中信息判定下列说法不正确的是( )
实验次序
1
2
3
4
5
物距u/cm
50
40
30
25
20
像距v/cm
22
24
30
38
60
A.该凸透镜的焦距是15cm
B.当u=25cm时,凸透镜成放大的像,放大镜就是根据这一原理制成的
C.当v=24cm时,凸透镜成缩小的像,照相相机就是根据这一原理制成
D.若把物体从距凸透镜22cm处向距凸透镜32cm处滑动,像会逐渐变小
【答案】B
【解析】(1)当u=v=2f时,成倒立、等大的实像;(2)(3)根据凸透镜成像的四种情况和应用进行判断:u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,应用于照相机和摄像机。u=2f,成倒立、等大的实像,v=2f,一般用来求凸透镜的焦距。2f>u>f,成倒立、放大的实像,v>2f,应用于幻灯机和投影仪。u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜和老花镜。(4)凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小。A.由表中的数据可知,实验3中,u=v=30cm,此时u=2f,f=15cm,故A正确;B.当u=25cm时,物距大于一倍焦距小于二倍焦距,凸透镜成倒立、放大的像,投影仪就是根据这一原理制成的,故B错误;C.当v=24cm时,像距大于一倍焦距小于二倍焦距,则物距大于二倍焦距,凸透镜成缩小的像,照相相机就是根据这一原理制成,故C正确;D.若把物体从距凸透镜22cm处向距凸透镜32cm处滑动,物距变大,像距变小,像变小,故D正确。
4.将物体分别放在甲、乙凸透镜前,物距相同,通过甲凸透镜成正立放大的像,通过乙透镜成倒立缩小的像,上面的图是平行于主光轴的光线通过甲透镜的光路图,下面的四幅图中哪副图可能是平行于主光轴的光线,通过乙透镜的光路图( )
A. B. C D.
【答案】A
【解析】由图11可知,甲透镜的焦距为20cm,将物体分别放在甲、乙凸透镜前,物距相同,通过甲凸透镜成正立放大的像,通过乙透镜成倒立缩小的像,所以物距小于甲的焦距20cm,大于乙的2倍焦距,可以得出乙的焦距小于10cm,结合四个选项,故选A。
5.用如图装置探究凸透镜成像规律,凸透镜焦距为10cm,此时在光屏上恰好成清晰的像,下列说法正确的是( )
A.保持凸透镜位置不变,只将蜡烛和光屏的位置互换,在光屏上看不到像
B.保持凸透镜位置不变,将蜡烛移动到45.0cm 刻度线处,在右侧通过透镜看不到像
C.保持蜡烛和光屏的位置不变,只将透镜适当向右移动,在光屏上不能再次看到像
D.保持蜡烛位置不变,将光屏移动到70.0cm 刻度线处,再将透镜适当向左移动,在光屏上不能再次看到像
【答案】D
【解析】凸透镜成像的三种情况:u>2f,成倒立、缩小的实像;u=2f,成倒立、等大的实像;2f>u>f,成倒立、放大的实像;u<f,成正立、放大的虚像;凸透镜成实像时,像与物在凸透镜的两侧;凸透镜成虚像时,像与物在凸透镜的同侧;在折射现象中光路是可逆的;
凸透镜成实像时,物距和像距之和最小为4f。A、由图知,像距大于物距,光屏上成倒立、放大的实像;保持凸透镜不动,只将蜡烛和光屏互换,此时物距等于原来的像距,像距等于原来的物距,根据光路的可逆性可知,在光屏上能看到倒立、缩小的实像,故A错误;B、保持凸透镜位置不变,将蜡烛移动到45.0cm 刻度线处时,u=5cm<f,此时成正立、放大的虚像,只能在右侧通过透镜看到,故B错误;C、保持蜡烛和光屏位置不变,只将透镜向右适当移动,根据光路的可逆性可知,当物距等于原来的像距,像距等于原来的物距时,光屏上还能成清晰的像,故C错误;D、保持蜡烛位置不变,将光屏移动到70.0cm刻度线处,像距与物距之和为70.0cm﹣35.0cm=35.0cm<4f,而凸透镜成实像时,物距和像距之和最小为4f=40cm,所以在光屏上不能再次看到像,故D正确。故选:D。
6. 在探究凸透镜成像规律的实验中,当烛焰、凸透镜、光屏处于如图所示的位置时,恰能在光屏上得到一个清晰的像。利用这一成像原理可以制成( )
A.放大镜 B. 照相机 C. 潜望镜 D. 幻灯机
【答案】D
【解析】A.放大镜是根据物距小于焦距时,成正立、放大虚像的原理制成的,故A不符合题意。B.照相机是根据物距大于2倍焦距时,成倒立、缩小实像的原理制成的。此时像距小于物距。故B不符合题意。C.潜望镜是根据平面镜成像的原理制成的。故C不符合题意。D.幻灯机是根据物体在凸透镜的一倍和二倍焦距之间,在透镜的另一侧二倍焦距之外成倒立放大的实像这个原理制成的。故D符合题意。故选D。
7.下图是鱼眼与人眼的结构示意图,我们观察发现:像鱼这样的眼睛如果到陆地上观察物体,像将成在视网膜的前面,童话世界中生活在水里的美人鱼,上岸后,若要看清远处的物体,应该配戴( )
A. 近视眼镜 B. 远视眼镜 C. 凹面镜 D. 凸面镜
【答案】A
【解析】由图可知,鱼眼的晶状体曲度大,焦距短,会聚能力强,在陆地上看远处的物体,像成在视网膜的前面.所以应佩戴发散透镜,使光线的会聚能力减弱,故A符合题
意,BCD不符合题意。故选A。
8. 以下是显微镜和望远镜原理示意图,下面是关于它们的二次成像的说法:①显微镜先成放大的实像,再成放大的虚像;②显微镜先成缩小的实像,再成放大的虚像;③望远镜先成放大的实像,再成放大的虚像;④望远镜先成缩小的实像,再成放大的虚像;
上述说法中正确的是( )
A. ①③ B. ①④ C. ②④ D. ②③
【答案】B
【解析】显微镜物镜和目镜都是凸透镜,把标本放在物镜的二倍焦距和一倍焦距之间,这样得到一个放大的实像,那么这个放大的实像正好成在目镜焦点以内,由凸透镜成像规律可知,当时,成正立放大的虚像,所以显微镜的物镜成倒立、放大的实像,目镜成正立、放大的虚像,故①正确,②错误;用望远镜观察远处物体时,物体通过物镜成的是倒立、缩小的实像,这个像通过靠近眼睛的目镜成正立、放大的虚像,故③错误,④正确,综上分析知,故ACD错误,B正确。故选B。
9.在“探究凸透镜成像的规律”实验时,某小组测量出物距和像距的数据,并绘制成如图所示的图象,根据图象可知( )
A.该凸透镜的焦距f=20cm
B.当物距u=30cm时,成倒立、缩小的实像,照相机利用了这条规律
C.当物距u=8cm时,成倒立、放大的实像,幻灯机利用了这条规律
D.若把物体从距凸透镜30cm处向距凸透镜15cm处移动过程中,所成的像会逐渐变小
【答案】B
【解析】A、据凸透镜成像规律可知,当u=v=2f,凸透镜成倒立、等大的实像;由图可知,u=v=2f=20cm,所以f=10cm。故A错误;B、当物距u=30cm时,u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,应用于照相机和摄像机,故B正确;C、当物距u=8cm时,u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜和老花镜,故C错误;D、物体从距凸透镜30cm处移动到15cm处的过程中,物距大于焦距,成实像,凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像变大,故D错误。
10.下列观察仪器的选择与观测范围相匹配的是( )
A.天文望远镜适于观察甲区间的物体 B.光学显微镜适于观察乙区间的物体
C.电子显微镜适于观察丙区间的物体 D.放大镜适于观察丁区间的物体
【答案】 B
【解析】A.天文望远镜通常用于观测遥远的宇宙空间,即适合观察丁区间的物体,故A错误;
B.光学显微镜适于观察尺度为微米级别的结构,即适合观察乙区间内的物体,故B正确;
C.电子显微镜适于纳米级别的物体,即适合观察甲区间的物体,故C错误;D.放大镜肉眼能够看到却看不清的物体,即适于观察丙区间的物体,故D错误。故选B。
11. 现代生活,智能手机给人们带来了许多便利,但长时间盯着手机屏幕,容易导致视力下降.下列关于近视眼及其矫正的原理图正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】在以上四个选项中,A选项中图的入射光线会聚在视网膜的前方,所以该图表示了近视眼的成像情况;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以前发散一下,因此佩戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正,即B选项中图能正确表示近视眼的矫正情况;C选项图的入射光线会聚在视网膜的后方,所以该图表示了远视眼的成像情况;远视眼是因为晶状体焦距太长,像落在视网膜的后方,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以前会聚一下,因此带对光线具有会聚作用的凸透镜来矫正.即D选项图能正确表示远视眼的矫正情况,综上所述B 符合题意。
12. 两个完全相同的凸透镜L1、L2如图放置,其中AO1=O1B=BO2,过A点的一条光线经L1折射后按如图方向到达L2,则关于该光线再经L2折射后的去向,以下判断正确的是( )
A. 过L2的二倍焦距点 B. 过L2的焦点
C. 平行于L2的主光轴 D. 过L2的二倍焦距以外的点
【答案】A
【解析】两个完全相同的透镜,它们的焦距是相同的,从A点发出的光线经过透镜后到B点,由于A和B到光心的距离相等,它们是两倍焦点,从透镜两倍焦距处发出的光线将通过的另一侧的两倍焦点。故选A。
二、填空题(共24分)
12.小阳在探究凸透镜成像规律时,首先将烛焰、凸透镜、光屏的中心调整到______,然后将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上20cm刻度线处,如图所示。移动光屏,当光屏移动到65cm刻度线处时,烛焰在光屏上成清晰的像。光屏上所成的像是倒立、______的实像(选填“放大”或“缩小”)。利用这一成像规律可以制成的是_________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。
【答案】同一高度上;缩小;照相机。
【解析】探究凸透镜成像规律时,为了使像成在光屏中央,烛焰、凸透镜、光屏的中心要在同一高度上。由题可知,物距u=50cm-20cm=30cm凸透镜的焦距为10cm,所以u>2f,此时像距在一倍焦距与二倍焦距之间,凸透镜成倒立、缩小的实像,与照相机的成像原理相同。
14.如图甲,一束平行光平行于主光轴射向凸透镜,在光所上得到一个最小最亮的光斑,则此凸镜的焦距为 cm.如图乙所示蜡烛恰好能在光屏上看到清晰的像,利用此成像特点可制成 (选填“投影仪”或“照相机”),将凸投镜、蜡烛,光屏放在同一直线上如图丙,当蜡烛在B点时,成像在A点;当蜡烛在A点时,成像在C点,则凸透镜一定固定在 (选填“C点左侧”、“BC之间”、“AB之间”或“A点右侧”)。
【答案】10.0;照相机;BC之间。
【解析】(1)平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚在主光轴上一点,这点是凸透镜的焦点。焦点到光心的距离是凸透镜的焦距;光具座的分度值为1cm,则凸透镜的焦距:f=45.0cm﹣35.0cm=10.0cm。(2)如图,物距大于像距,且恰能在光屏上看到清晰的像,说明物距大于2倍焦距,则此时成倒立、缩小的实像,应用于照相机。(3)当烛焰在B点时,成像在A点;当烛焰在A点时,成像在C点,由于凸透镜成实像时光路可逆,故在B点和在A点成像情况不同;故一次成的是实像,一次成的是虚像;由于AB间的距离小于AC间的距离,故当烛焰在B点时,成的是虚像,像与物体在凸透镜的同一侧,故凸透镜应该在B的左边;当烛焰在A点时,成像在C点,成的是实像,凸透镜应在AC之间,故凸透镜的位置应该在BC之间。
15.小曹在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,所使用的凸透镜焦距为15cm,当把凸透镜固定在50cm刻度线位置,蜡烛固定在18cm刻度线位置时,光屏应在 ,(选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)区域内左右移动,才能在光屏上得到清晰的像。若得到清晰的像后,只将光屏和蜡烛的位置对调,则像的大小 (选填“变小”、“不变”或“变大”)。当屏上的像清晰时,小曹把自己的近视眼镜放在凸透镜和蜡烛之间,发现光屏上的像变得模糊不清,她应该向 凸透镜方向移动光屏(选填“靠近”或“远离”),可再次得到清晰的像。
【答案】Ⅱ;变大;远离。
【解析】凸透镜焦距是15cm,当把凸透镜固定在50cm刻度线位置,蜡烛固定在18cm刻度线位置时,物距为50cm﹣18cm=33cm,大于2倍焦距,所以此时成倒立缩小的实像,像在1倍和2倍焦距之间,即光屏应在Ⅱ区域内左右移动;此时成的是倒立、缩小的实像;若得到清晰的像后,只将光屏和蜡烛的位置对调,根据光路可逆可知,此时成的是倒立、放大的实像,像的大小变大;视眼镜是凹透镜,对光线有发散作用,把自己的近视眼镜放在凸透镜和蜡烛之间,由于凹透镜的发散作用,像远离凸透镜,所以应该向远离凸透镜的方向移动光屏。
16. 如图所示是一台投影仪的示意图,其中A是______,它的作用是改变光的传播方向;B是______,它在投影仪上所起的作用是_________.
【答案】 平面镜 凸透镜 成倒立、放大的实像
【解析】投影仪上的B是凸透镜,使投影片到凸透镜的距离大于一倍焦距小于二倍焦距,经过凸透镜成倒立放大的实像;A是平面镜,将凸透镜所成的实像反射到竖直墙壁或幕布上.
17. 如图甲表示某人看物体时的光路图,要在视网膜上成清晰的像,需配戴_____镜,希望同学们养成良好用眼习惯.如图乙所示,小勇利用焦距为10cm的放大镜看自己的手指纹时,应将手指放在距放大镜_____(填“大于”、“小于”或“等于”)10cm的位置.当他将手臂伸直,用这个放大镜看窗外远处的物体时,他所看到的是倒立的、_____(填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像.
甲图 乙图
【答案】 凹透 小于 缩小
【解析】图甲中像成在了视网膜之前,这是晶状体的折光能力太强造成,说明该同学的眼睛近视了,要在视网膜上成清晰的像,需配戴具有发散光线的凹透镜;
第一种情况,要用它看自己的手指纹时,则此时的凸透镜就作为一个放大镜使用,放大镜是利用了物距小于一倍焦距时凸透镜的成像规律工作的;因为焦距为10厘米,故应将手指放在距放大镜小于10cm的位置.第二种情况是用这个凸透镜去观察窗外远处的景物,此时的物体距凸透镜的距离大于该透镜的2倍焦距,由凸透镜成像规律可知,成的是倒立、缩小的实像.故答案为凹透;小于;缩小.
18. 如图所示,右侧为幻灯机,左侧为其原理图.当放映幻灯片时,物距 ________(大于2倍焦距/大于1倍焦距小于2倍焦距/小于1倍焦距),像距 ________ (大于/小于/等于)2倍焦距,成倒立、放大的 ________ (实/虚)像.
【答案】 大于一倍焦距小于二倍焦距 大于 实
【解析】由左图可知,此时屏上成倒立、放大的实像,则由凸透镜成像规律可知,此时物距处于f和2f之间,像距大于2f.
19. 显微镜载物台上被观察物体经过物镜后成一个________、________实像,再经过目镜成为一个________(“放大”、“缩小”)像.
【答案】 倒立 放大 放大
【解析】显微镜的物镜相当于幻灯机的镜头,物体经过物镜后成倒立、放大的实像;显微镜的目镜相当于一个放大镜,通过目镜成正立、放大的虚像.
20. 如图甲是一款具有摄像功能的手机,摄像头的镜头相当于一个________镜,图中乙、丙是用这款手机先后拍下同一小车的两张照片(设摄像头焦距不变),拍摄第二张比拍摄第一张摄像头离小车________(填“远”或“近”)些.两次拍摄时,摄像头离小车的距离都满足____________________ (填与焦距之间的关系).
【答案】 凸透 近 大于2f
【解析】摄像头的镜头相当于凸透镜,u>2f时,凸透镜成倒立缩小的实像;分析图甲和乙,汽车的像越来越大,即物距越来越小,所以汽车靠近摄像头.
三、解答题(共52分)
21.(6分)作图题
(1)如图,MN为凸透镜的主光轴,A为蜡烛,A'为蜡烛在光屏上所成的像,根据凸透镜成像原理确定凸透镜的位置及其焦点,并将它们画出来。
(2)如图请画出由S点发出的光经过凸透镜后的折射光线,并确定发光点S的像点
【答案】
【解析】(1)本题考查凸透镜的三条特殊光线的画法。过光心的光线传播方向不变,平行于主光轴的光线经凸透镜后过焦点,过焦点的光线经凸透镜后平行于主光轴,以A为发光点,则A'就为光线经凸透镜后的会聚点。(2)在作凸透镜的光路图时,先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点作出反射光线,反向延长两条折射光线,即可得到发光点S的像点S′.过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变;平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点.两条折射光线的反向延长线的交点即为发光点S的像点S′.
22. (6分)在信息化时代,相机和手机都是常用的图象采集设备.
(1)如图所示,用相机拍照时,在芯片上所成的像是倒立的、缩小的________像(选填“实”或“虚”).镜头靠近人时,像的大小将变________,此时像会________透镜(选填“靠近”或“远离”).用相机拍摄远近不同的物体时,通过伸缩镜头,使像清晰地成在芯片上,这个操作过程便是“调焦”,如图所示.
(2)小敏同学发信手机不能“调焦”但成像也基本清晰,她将手机拿到哥哥工作的大学实验室去探究,实验数据如表,根据表中数据,判断手机镜头的焦距大约为_______
1
2
3
4
5
6
7
物距/m
10.00
5.00
2.00
1.00
0.50
0.10
0.05
像距/cm
0.500
0.501
0.502
0.503
0.505
0.526
0.556
A. 5m B. 0.5m C. 0.05m D. 0.005m
(3)请分析,手机拍摄远近不同的物体不需要“调焦”的原因是________.
【答案】 (1)实 大 远离 (2)D (3)这种手机镜头的焦距小,物距都远大于2倍焦距,像距接近焦距,像距变化的范围小
【解析】(1)照相机的镜头是一个凸透镜,用相机拍照时,物体到镜头的距离大于二倍焦距,此时在芯片上所成的像是倒立的、缩小的实像.根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”可知,镜头靠近人时,像的大小将变大,此时像会远离透镜.(2)由表中数据可知,当物距u>0.5m时,像距v≈0.5cm.根据凸透镜成像的特点可知,物距远远大于二倍焦距时,像越靠近焦点,像距越接近焦距,即f=0.5cm=0.005m,故D正确为答案.(3)手机拍摄远近不同的物体不需要“调焦”的原因是这种手机镜头的焦距小,物距都远大于2倍焦距,像距接近焦距,像距变化的范围小.
23. (6分)实际应用的望远镜种类较多,如图所示是一种反射式望远镜的示意图,仔细观察示意图后回答问题.
(1)在望远镜中安装的三个光学元件中,遵守光的反射规律的是______ ,遵守光的折射定律的是______ ;
(2)根据图示分别写出三种光学元件在望远镜所起到的作用;
凹面镜:______
凸透镜:______
平面镜:______
(3)你认为决定反射望远镜的观察效果的光学元件是______
【答案】 (1)凹面镜、平面镜 凸透镜 (2)收集来自远处光并反射到平面镜上,起成像作用 将像放大,起成像作用 改变光的传播方向。 (3)凹面镜
【解析】(1)在望远镜中安装的三个光学元件中,凹面镜、平面镜依靠光的反射工作,遵守光的反射规律,凸透镜依靠光的折射,遵守光的折射定律。 (2)凹面镜:可以做得较大,以便收集更多的光线,来将光并反射到平面镜上。凸透镜:根据凸透镜成像的原理,将像放大,起成像作用。平面镜:改变光的传播方向。(3)三个主要器件中,平面镜改变光的传播方向,凸透镜起成像作用,而凹面镜起收集光线的作用并成像,决定了反射式望远镜的观察效果。
24.(8分)小军同学在探究“凸透镜成像规律”的实验中。
(1)实验前为了使像能够呈现在光屏的中央,他应该通过调节使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心位于凸透镜的 上。
(2)如图甲所示,某次实验时光屏上承接到了烛焰清晰的像,该像是一个倒立、 的实像。生活中的 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一规律制成的。
(3)图甲中,在透镜、光屏位置不变的情况下,小军同学把蜡烛移到了15cm刻度线处,此时光屏上的像变模糊。为了使光屏上的像再次变清晰,可将光屏适当 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜;或者可在蜡烛和凸透镜中间靠近凸透镜的位置戴上一片合适的 (选填“近视镜片”或“远视镜片”)。
(4)小赵同学用另一个凸透镜进行实验,他把蜡烛和凸透镜固定在如图乙所示位置,在透镜右侧光具座上移动光屏,在光屏上始终得不到清晰的像(光屏未画出),则该透镜的焦距不可能是 (选填序号)。
A.15cm B.25cm C.35cm
(5)此凸透镜作为照相机镜头,当照完一个人的半身照,然后照全身照,照相机与人的距离应 (变大/变小/不变),照相机的镜头应 (伸出/缩回)。
【答案】(1)主光轴;(2)缩小;照相机;(3)远离;远视镜片;(4)A;(5)变大;缩回。
【解析】(1)为了使像成在光屏中央,应调节使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心位于凸透镜的主光轴上;(2)如图甲所示,某次实验时光屏上承接到了烛焰清晰的像,根据凸透镜成实像时,物距大于像距,在光屏上成倒立、缩小的实像,照相机就是利用此原理制成的;(3)图甲中,在透镜、光屏位置不变的情况下,小军同学把蜡烛移到了15cm刻度线处,此时物距减小,根据凸透镜成实像时,物近像远像变大可知,为了使光屏上的像再次变清晰,可将光屏适当远离凸透镜;若光屏位置不动,可在蜡烛和凸透镜中间靠近凸透镜的位置放入凸透镜,凸透镜对光线具有会聚作用,可以使光线提前会聚,远视镜片是凸透镜,故可在蜡烛和凸透镜中间靠近凸透镜的位置戴上一片合适的远视镜片;(4)把蜡烛和凸透镜固定在如图乙所示位置,此时物距为30cm,在透镜右侧光具座上移动光屏,在光屏上始终得不到清晰的像:可能是由于物距小于焦距,成虚像,所以此时的焦距大于物距,即大于30cm,所以焦距可能大于30cm,故C有可能;也可能是由于此时物距位于一倍焦距和二倍焦距之间,当靠近焦点位置,此时像距大于二倍焦距,超过光具座的量程,即此时f<30cm<2f,解得15cm<f<30cm,故B有可能;故选:A;(5)此凸透镜作为照相机镜头,当照完一个人的半身照,然后照全身照,此时像要变小,所以物距变大,像距变小,即照相机与人之间距离变大,照相机的镜头应缩回。
25.(8分)近视眼究竟是怎么回事?某校兴趣小组同学进行了以下探究实验:如图(a)所示,把近视眼镜放在蜡烛和凸透镜中间,使光屏上映出清晰的像,标出光屏位置,表示近视眼的视网膜位置.拿开眼镜,屏上的像变得模糊,向透镜方向移动光屏,像又变得清晰,再标出光屏位置.观察眼球结构图(b)并结合以上实验,回答:
(1)你认为眼球中的晶状体相当于实验中的________
(2)近视眼患者不戴眼镜时,看见的物像落在视网膜的________ (填“前方”或“后方”).
(3)如图画出了光线经虚线框内的透镜后的出射光线,请在图中,画出甲、乙两种情况下对应的透镜示意图________ .矫正近视眼应配戴的眼镜是____透镜,作用是 ________
【答案】 (1)凸透镜 (2) 前方 (3) 凹 使光线发散
【解析】(1)眼睛看物体时成的像在视网膜上,且晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜.所以,眼球中的视网膜相当于实验中的光屏,眼球中的晶状体相当于实验中的凸透镜.(2)根据近视眼的成因,当看物体时会将来自远处点的光会聚在视网膜前方.(3)原本平行的光线经透镜折射后变得不再平行,而是发散,故甲图虚线框内的是凹透镜.发散的光线经透镜后变得平行,因此该透镜对光线起会聚作用,故乙图为凸透镜,如图所示:因凹透镜对光线有发散作用,在近视眼睛前面放一个凹透镜,作用是使光线发散.
26.在“天宫课堂”中,航天员使用望远镜观测太空;而我国古代天文仪器“浑仪”也用于观测天体,它们的原理都与凸透镜应用有关。结合图中望远镜的结构(甲图为望远镜实物,乙图为其光学原理图,已知物镜焦距 f物= 3f目),完成以下问题:
甲图 乙图
(1)望远镜的物镜相当于______(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”),它的成像特点是成______(选填“倒立、缩小的实像”或“正立、放大的虚像”)。
(2)若目镜焦距为 f目,乙图中物镜的物距 u = 2f物 ,则物镜的焦距 f物= ( )
A. f目 B. 2f目 C. 3f目 D. 6f目
(3)目镜将物镜所成的像再次放大,此时目镜的成像原理与( )相同
A. 近视眼镜矫正视力 B. 用放大镜观察邮票
C. 幻灯机投影幻灯片 D. 监控摄像头拍摄画面
(4)我国古代“浑仪”用于观测天体,现代望远镜延续了这一功能。若观测月球时,月球通过物镜成的像到物镜的距离(像距)范围是______(用f物表示),这个像位于目镜的______(选填“一倍焦距以内”或“二倍焦距以外”)。
(5)“天宫课堂”中航天员使用的望远镜,若物镜焦距变大,观测相同天体时,望远镜的镜筒长度(物镜到目镜的距离)会( )
A. 变长 B. 变短 C. 不变 D. 无法确定
【答案】(1)照相机;倒立、缩小的实像;(2)C;(3)B;(4)f物< v < 2f物;一倍焦距以内;(5)A.
【解析】(1)望远镜的物镜对远处天体成像,物距远大于二倍焦距,成像特点与照相机一致,成倒立、缩小的实像。(2)题目明确给出“ f物 = 3f目 ”,因此直接选C。(3)目镜将物镜的像(位于目镜一倍焦距以内)放大,成正立、放大的虚像,与放大镜观察物体的原理相同(B选项);A选项:近视眼镜是凹透镜,原理不同;C选项:幻灯机成倒立、放大的实像(物距在一倍到二倍焦距之间),原理不同;D选项:监控摄像头成倒立、缩小的实像,原理不同。(4)物镜成像时,物距远大于二倍焦距,因此像距范围是一倍焦距到二倍焦距之间( f物< v < 2f物);由乙图可知,物镜的像位于目镜的一倍焦距以内,才能通过目镜成放大的虚像。(5)望远镜镜筒长度≈物镜像距 + 目镜物距;物镜焦距变大时,其像距(接近焦距)会变大,因此镜筒长度变长(选A)。
27.阅读材料,回答问题:
《眼睛里的“凸透镜”:从古诗“明目”到AI护眼的智慧》
“读书破万卷,下笔如有神”,唐代诗人杜甫的诗句道出了古人对读书的重视,但长时间读写也让古人面临“目力不济”的困扰。如今,中学生日常用电子产品学习,同样需要关注眼睛健康——而眼睛的成像原理,正与物理课上学的凸透镜应用密切相关。
2025年,某科技公司推出AI护眼台灯,其原理是通过监测人眼晶状体的“凸透镜调节”来提醒休息。我们的眼睛中,晶状体相当于可调节焦距的凸透镜,视网膜则是成像的光屏(如图为眼睛的结构示意图):当看远处物体时,晶状体变薄、焦距变大;看近处物体时,晶状体变厚、焦距变小,从而让像始终成在视网膜上。
不过,若长时间看近处的书本或屏幕,晶状体会持续处于“厚焦距小”的状态,易引发近视。古人虽无AI护眼技术,却有“远眺青山”的护眼习惯,这与现代物理中“让晶状体放松”的原理不谋而合。基于以上内容,完成以下问题:
(1)人眼的晶状体相当于______(选填“凸透镜”“凹透镜”),视网膜相当于凸透镜成像实验中的______。
(2)当我们看远处的黑板时,晶状体的焦距会( )
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 先变大后变小
(3)若长时间看近处的手机,晶状体持续变厚,会导致像成在视网膜______(选填“前方”“后方”),这种视力问题称为______(选填“近视”“远视”)。
(4)矫正上述视力问题时,需佩戴的眼镜镜片相当于( )
A. 平面镜 B. 凸透镜 C. 凹透镜 D. 三棱镜
(5)古人“远眺青山”的护眼习惯,其物理原理是让晶状体( )
A. 变厚,焦距变小 B. 变薄,焦距变大 C. 变厚,焦距变大 D. 变薄,焦距变小
【答案】(1)凸透镜;光屏;(2)A;(3)前方;近视;(4)C;(5)B。
【解析】(1)由阅读内容和眼睛结构可知,晶状体相当于凸透镜,能对光线起会聚作用;视网膜是承接像的部位,相当于凸透镜成像实验中的光屏。(2)阅读中提到“看远处物体时,晶状体变薄、焦距变大”,因此看远处黑板时,晶状体焦距会变大(选A)。(3)长时间看近处物体,晶状体持续变厚、焦距变小,对光线的会聚能力过强,会导致像成在视网膜前方,这种视力问题是近视。(4)近视是由于光线会聚过早(像成在视网膜前方),需佩戴对光线有发散作用的凹透镜,使像后移到视网膜上(选C)。(5)“远眺青山”时,物体在远处,晶状体需变薄以增大焦距,从而放松调节(选B)。
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