内容正文:
第五章透镜及其应用练习题
一、单选题
1.人眼是一架神奇的“照相机”,关于视网膜上所成的像,下列叙述正确的是( )
A.倒立、缩小的实像 B.倒立、缩小的虚像
C.正立、缩小的虚像 D.正立、放大的实像
2.如图所示,凸透镜的焦距为10厘米,凸透镜的位置保持不变。以下说法正确的是( )
A.发光体放在A点,成倒立等大的实像 B.发光体放在B点,成正立放大的虚像
C.光屏在C点找到像,像是倒立缩小实像 D.光屏在D点找到像,像是倒立放大实像
3.据新闻报道,炎炎夏日,一辆家用轿车停在露天车场下“自燃”。调查发现,火灾是由放在仪表盘上方防滑垫上的瓶装水引起的,这是因为这瓶水( )
A.相当于一个凹透镜,发散光线 B.相当于一个凸透镜,发散光线
C.相当于一个凹透镜,会聚光线 D.相当于一个凸透镜,会聚光线
4.让甲、乙两个透镜正对平行光,观察到的现象如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两个透镜对光线都是会聚的
B.甲透镜对光线是会聚的,乙透镜对光线发散
C.甲是凹透镜,乙是凸透镜
D.甲是凸透镜,乙是凹透镜
5.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
6.根据入射光线和折射光线,可知甲、乙两图中虚线框内的透镜分别是( )
A.凸透镜、凸透镜 B.凸透镜、凹透镜
C.凹透镜、凸透镜 D.凹透镜、凹透镜
7.一位老师和一位学生分别配戴+400度和﹣300度的眼镜,则以下说法正确的是( )
A.他们分别配戴近视镜和远视镜,学生的眼镜焦度大
B.他们分别配戴远视镜和近视镜,学生的眼镜焦度大
C.他们分别配戴近视镜和远视镜,学生的眼镜焦度小
D.他们分别配戴远视镜和近视镜,学生的眼镜焦度小
8.将一物体放在凸透镜前,使物距依次为10cm、16cm和22cm,分别得到放大的虚像、放大的实像和缩小的实像,则凸透镜的焦距f满足关系式( )
A.f<10cm B.10cm<f<16cm
C.10cm<f<11cm D.16cm<f<22cm
9.手机照相功能强大,一般手机有多个摄像镜头(图),拍照时,会根据拍摄物体远近自动“调焦”(改变像距)或者“变焦”(改变焦距)。在拍照过程中,下列说法正确的是( )
A.镜头所成人的像是正立、缩小实像
B.当人远离镜头时,所成的像会变大
C.当人靠近镜头时,镜头通过自动“调焦”使像距变大
D.当人离镜头非常近时,镜头会换用“变焦”功能,使镜头焦距变大
10.如果在图所示方框内放上甲、乙两个光学元件。一束平行入射光ab射入,经过甲、乙的作用后,出射光为a'b'仍是平行光,且a 与a'对应, b与 b'对应,则甲、乙两光学元件的名称分别为( )
A.甲为凸透镜,乙为凹透镜
B.甲为凹透镜,乙为凸透镜
C.甲、乙均为凸透镜
D.甲、乙均为凹透镜
E.甲为凸透镜,乙为平板破璃
F.甲为凹透镜,乙为平板玻璃
G.甲为平板玻璃,乙为凸透镜
H.甲为平板玻璃,乙为凹透镜
11.在探究“凸透镜成像的规律”实验中,光具座上各元件位置如图所示,此时在光屏上恰好成一个清晰的像(图中未画出)。则下列说法正确的是( )
①凸透镜的焦距可能
②用不透明纸板遮住凸透镜的下半部分,在光屏上能成烛焰一半的像
③若将蜡烛远离凸透镜,则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像,且像逐渐变小
④若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,则光屏上成一个清晰倒立、缩小的像
A.②③ B.②④ C.①③ D.③④
12.小华用弹性膜充水制作了一个水凸透镜,通过注射器注水或抽水改变透镜的厚度,如图是他用其模拟眼睛看物体的实验装置。模拟正常眼睛时,固定透镜,将一个F形光源放在合适的位置后,调节光屏得到清晰的像,下列说法正确的是( )
A.此时光源放在透镜2倍焦距以内
B.此时光屏上成倒立放大的实像
C.光源远离透镜时,要将光屏靠近透镜才能再次得到清晰的像
D.模拟近视眼的成因时需要从透镜向外抽水
13.近视是影响青少年健康的重大问题,保护视力、科学用眼已成为社会共识。下列有关眼睛和眼镜的说法正确的是( )
A.物体在正常眼睛的视网膜上成倒立缩小的虚像
B.近视眼看远处的物体时,像成在视网膜的前方
C.矫正近视眼的方法是配戴合适度数的凸透镜
D.矫正近视眼前,像离视网膜越近配戴眼镜的度数越高
二、填空题
14.如图,在注有清水的试管内留有一稍大的空气泡,使太阳光从试管的正上方向下照,观察试管下方的白纸,可以发现白纸上与空气泡相对应的位置上,有一椭圆黑影,而其它部分竟是一条与试管平行的亮线。这是因为试管充满水的地方相当于 透镜,而气泡与周边的水组成 透镜。如果把白纸从靠近试管向下移动到较远处,亮线的粗细将如何变化? 。
15.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。
16.跨学科实践:如图甲所示,小明选两个焦距不同的凸透镜,制作望远镜。靠近被观测物体的叫作物镜,靠近眼睛的叫作目镜。根据图乙完成下列填空:
(1)小明制作的望远镜的原理是:将远处的物体经过物镜在焦点附近成一个 像,这个像落在目镜的焦点内; 再经目镜使这个像再成一个 像。
(2)小明用的物镜相当于 ,目镜相当于 。 (两空选填“照相机”“显微镜”或“放大镜”)
17.小红在探究凸透镜成像规律时,安装好器材,调节蜡烛、凸透镜与光屏在如图所示的位置,像是 (放大/等大/缩小)的,该凸透镜的焦距为 cm;此时在凸透镜前放一眼镜片,光屏稍向右移得到清晰的像,则该透镜是 (近视/远视)镜片。
18.如图是用透镜观察书本上“中学物理”四个字的情景,则该透镜是 透镜,对光有 用;此时成像原理与生活中的 中点理(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)相同。
19.物理课上,小花透过装有水的圆柱形矿泉水瓶看到同学的“眼睛”,如图所示,此时的矿泉水瓶相当于凸透镜,对光线有 (选填“会聚”或“发散”)作用,小花看到的“眼睛”是 (选填“实”或“虚”)像。
20.如图所示是人眼球的结构图,正常人眼通过睫状体来改变晶状体的形状:当睫状体放松时,晶状体比较薄,当睫状体收缩时,晶状体变厚,即收缩时晶状体焦距 (选填“大于”或“小于”)放松时晶状体的焦距;而近视眼的晶状体太厚,因此来自远处某点的光会聚在视网膜的前方,需要佩戴 透镜来矫正视力。
三、作图题
21.请在图中画出光线OB对应的入射光线AO;
22.请在图中画出平行于主光轴的两条入射光线经过透镜后的光线。
23.如图所示,画出图中光线通过透镜后的折射光路,F为透镜的焦点;
四、实验题
24.小红拿到一块玻璃透镜,仔细观察这块透镜,发现一面有螺纹,一面是光滑的,她对此透镜进行了探究。
(1)她把该透镜靠近书上的“实验”二字,观察到如图甲所示的现象,由此可以判定该透镜是 (选填“凸”或“凹”)透镜;
(2)小红查阅资料后了解到,用如图乙所示的三棱镜组合可以描述该透镜对光的作用。请在图乙中画出平行光入射两个三棱镜后出射光线的大致方向;
(3)为探究该透镜的成像规律,小红将“F”光源、透镜、光屏放置在光具座上,调整好三者中心到 固定透镜位置,使“F”光源从距离透镜较远处逐次靠近透镜,每次都调节光屏到透镜的距离,使“F”光源在光屏上成清晰的像后,将结果记录在表中。则该透镜的焦距为 cm。当“F”光源位于如图丙所示位置时,光屏应适当向 (选填“左”或“右”)移动,才能在光屏上得到清晰的像;
(4)当光屏上出现烛焰清晰的像时,如果用遮光板挡住烛焰的上半部分,我们观察光屏时,将会在光屏上看到__________(填选项字母);
A.烛焰像的下半部分 B.烛焰像的上半部分
C.烛焰完整的像,像的亮度变暗 D.烛焰完整的像,像的亮度不变
实验序号
物距u/cm
像距v/cm
像的性质
1
30
15
倒立、缩小的像
2
20
20
倒立、等大的像
3
15
30
倒立、放大的像
(5)在了解了该透镜的成像规律后,小红用长方形不透明纸盒、平面镜、该透镜设计制作了一个投影仪,其剖面图如图丁所示,平面镜与底面的夹角为45°,平面镜的中心位于透镜的主光轴上,盒上方开一方形孔,将“F”光源按照图示方式朝下平放在方形孔上,中心与平面镜中心在一条竖直线上。若盒子高度H为10cm,为保证在正对透镜前方的屏幕上能看到一个放大的像,则盒子长度L的范围为 cm,屏幕上所成的图像形状是 。(选填“F”、“”或“”)
试卷第1页,共3页
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=
1.A
【详解】人眼的晶状体相当于一个凸透镜,视网膜相当于光屏。人眼看物体时,相当于照相机,物距大于2倍焦距,在视网膜上成倒立、缩小的实像,故BCD错误,A正确。
故选A。
2.D
【详解】凸透镜的焦距f=10cm,则2f=20cm,
A.发光体放在A点,此时的物距为
u1=50.0cm-20.0cm=30cm
则u>2f,由凸透镜成像规律可知,此时成的是倒立的缩小的实像,故A错误;
B.发光体放在B点,物距为
u2=50.0cm-35.0cm=15cm
则f<u<2f,由凸透镜成像规律可知,此时成倒立放大的实像,故B错误;
C.光屏在C点找到像,像距等于2倍焦距,物距等于两倍焦距,此时像是倒立等大的实像,故C错误;
D.光屏在D点找到像,像距为30cm,像距大于两倍焦距,则物距在一倍焦距和两倍焦距之间,则像是倒立放大实像,故D正确。
故选D。
3.D
【详解】装满水的矿泉水瓶相当于一个凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用,这样就会使太阳光会聚于一点,凸透镜焦点的温度高,达到易燃物的着火点,易燃物燃烧引起火灾,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
4.C
【详解】凸透镜对光线具有会聚作用,凹透镜对光线具有发散作用。图甲光斑的中间比较暗,图乙中间出现亮斑,所以甲对光线具有发散作用,是凹透镜,乙对光线具有会聚作用,是凸透镜,故ABD错误,C正确。
故选C。
5.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。
6.C
【详解】甲图中,平行光经透镜以后发散,说明是凹透镜;乙图中,光线经透镜折射后光线会聚(靠近主光轴),说明该透镜是凸透镜,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
7.D
【详解】远视镜片的度数是正数,近视镜片的度数是负数。所以老师配戴的远视镜,学生佩戴的近视镜,
眼镜的度数=Φ×100,则透镜的焦度Φ=眼镜的度数÷100;则+400度和﹣300度的眼镜片,它们的焦度分别是
,
则学生的眼镜焦度小,故D正确,ABC错误。
故选D。
8.C
【详解】根据凸透镜成像的规律,成放大的虚像时,物距小于一倍焦距,则
10cm<f
成放大的实像时,物距大于一倍焦距小于二倍焦距,则
f <16cm<2f
成缩小的实像时,物距大于二倍焦距,则
22cm>2f
综上可得
10cm<f<11cm
故选C。
9.C
【详解】A.手机镜头相当于凸透镜,根据凸透镜成像规律,当物体在二倍焦距以外时,凸透镜成倒立、缩小的实像,而不是正立的,故A错误;
B.当人远离镜头时,物距增大,根据凸透镜成像规律“物远像近像变小”,所成的像会变小,故B错误;
C.当人靠近镜头时,物距减小,根据凸透镜成像规律“物近像远像变大”,则像距变大,所以镜头通过自动“调焦”使像距变大,故C正确;
D.当人离镜头非常近时,物距小于焦距,成正立、放大的虚像,此时镜头会换用“变焦”功能,使镜头焦距变小,使人在二倍焦距以外,使像能成在手机的感光元件上,故D错误。
故选C。
10.B
【详解】由图可知:入射光线是平行的,出射光线也是平行的,而且与入射光线比较是发散的,如果是一个凹透镜,一个凸透镜,且凹透镜在左,凸透镜在右,这样出射光线正好是此图,如下图所示;
如果甲、乙均为凸透镜,这样出射光线正好是此图,如下图所示;
与题目图不对应,故B符合题意,ACDEFGH不符合题意。
故选B。
11.D
【详解】①根据题意知道,蜡烛距离凸透镜为
50.0cm-35.0cm=15.0cm
在透镜的另一侧,像到透镜的距离
80.0cm-50.0cm=30.0cm
处光屏上得到一个清晰的像,像距大于物距,成倒立放大的实像,此时
2f>u=15.0cm>f
v=30.0cm>2f
则
15.0cm>f>7.50cm
故①错误;
②用不透明的纸板遮住凸透镜的下半部分,会遮住一部分穿过凸透镜的光线,光屏上的像会变暗,但仍能成完整的像,故②错误;
③凸透镜成实像时的动态变化规律是:物远像近像变小,则若将蜡烛远离凸透镜,则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像,且像逐渐变小,故③正确;
④若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,此时
u>2f,2f>v>f
根据光的可逆性,可知此时光屏上成倒立缩小的实像,故④正确。
故D正确,ABC错误。
故选D。
12.C
【详解】AB.眼睛相当于照相机,在视网膜成倒立缩小的实像,因此物距应大于二倍焦距,即此时光源放在透镜2倍焦距以外,在光屏上成倒立缩小的实像,故AB错误;
C.根据凸透镜成实像时的特点,物远像近像变小,因此光源远离透镜时,要将光屏靠近透镜才能再次得到清晰的像,故C正确;
D.近视眼是因为晶状体太厚,对光线会聚能力太强导致的,因此模拟近视眼的成因时需要从透镜向里注水,故D错误。
故选C。
13.B
【详解】A.眼睛的晶状体相当于是凸透镜,眼睛看见物体和照相机原理相同,物距大于二倍焦距,所以物体在正常眼睛的视网膜上成倒立、缩小的实像,故A错误;
B.近视眼是眼轴过长或角膜曲率过高,导致平行光线无法正常聚焦在视网膜上。我们可以简单理解为晶状体变厚,焦距较短,所以看远处的物体时,像成在视网膜的前方,故B正确;
C.矫正近视眼的方法是利用凹透镜发散光线的特点,使通过晶状体的光线会聚范围变大,只要配戴合适度数的凹透镜就能在视网膜上成清晰的像,故C错误;
D.矫正近视眼前,像离视网膜越近,说明近视程度越低,则配戴眼镜的度数越低,故D错误。
故选B。
14. 凸 凹 先变细再变粗
【详解】[1]圆柱型试管充满水的地方,中间比边缘厚,是水凸透镜,凸透镜对光线有会聚的作用,会聚成一条亮线。
[2]由于气泡的存在,气泡周边的水形成中间薄边缘厚的凹透镜,凹透镜对光线有发散的作用,在气泡的下面对应的位置有黑影。
[3]亮线的位置相当于焦点的位置,如果把白纸从靠近试管向下移动过程中,经过焦点时亮线最细;从焦点处向下继续移动时,亮线变粗,是因为光线继续由焦点的位置向前沿直线传播。
15. 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。
16.(1) 倒立、缩小的实 正立、放大的虚
(2) 照相机 放大镜
【详解】(1)[1][2]望远镜是由两组透镜组成,靠近眼镜的叫目镜,靠近被测物体的叫物镜;物镜的作用是使物体在焦点附近成倒立、缩小的实像正好落在目镜焦距内的位置,目镜的作用相当于一个放大镜,这个实像经过目镜成一个正立、放大的虚像。
(2)[1][2]望远镜的物镜和目镜都是一个凸透镜,物镜成倒立、缩小的实像,相当于照相机;目镜成正立、放大的虚像,相当于放大镜。
17. 等大 10.0 近视
【详解】[1]由图可知,此时
则此时成的像是倒立、等大的实像。
[2]由凸透镜成像规律得
则
则
[3]此时在凸透镜前放一眼镜片,光屏稍向右移得到清晰的像,说明该镜片是凹透镜,会将光线推迟会聚成像,是近视镜片。
18. 凸 会聚 投影仪
【详解】[1]由图可知此时物体通过透镜所成的是倒立、放大的像,根据凸透镜成像规律可知凸透镜可成倒立、放大的实像;凹透镜只能成正立、缩小的虚像。所以此透镜是凸透镜。
[2][3]凸透镜对光线有会聚作用,生活中的投影仪是利用凸透镜成倒立、放大的实像的原理工作的。
19. 会聚 虚
【详解】[1]因为瓶中进入水之后,瓶中的水形状是中间厚、边缘薄,因此装水的矿泉水瓶相当于一个凸透镜,对光线有会聚作用。
[2]小花透过装有水的圆柱形矿泉水瓶看到同学的“眼睛”,此时眼睛到透镜的距离小于焦距,则小花看到的“眼睛”是正立、放大的虚像。
20. 小于 凹
【详解】[1]眼睛中的晶状体相当于是凸透镜,当睫状体收缩时,晶状体变厚,凸透镜越厚折光能力越强,对光的会聚范围越小,则焦距越小。所以睫状体收缩时晶状体焦距小于放松时晶状体的焦距。
[2]近视眼的晶状体太厚,因此来自远处某点的光会聚在视网膜的前方,需要佩戴用凹透镜制成的眼镜来矫正,这是利用凹透镜对光的发散作用,使经过晶状体折射的光线会聚范围变大,让像可以成在视网膜上。
21.
【详解】经过凸透镜光心的光线,经凸透镜后传播方向不变,故作图如下:
22.
【详解】平行于主光轴的入射光线经凸透镜折射后通过焦点,如图所示:
23.
【详解】过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变,平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点,如下图
24.(1)凸
(2)
(3) 同一高度后 左
(4)A
(5) 10cm<L<20cm
【详解】(1)她把该透镜靠近书上的“实验”二字,观察到如图甲所示的现象,此时透过透镜看到正立、放大的像,根据凸透镜成像规律,u<f时成正立、放大的虚像,由此可以判定该透镜是凸透镜。
(2)光从玻璃中斜射入空气,折射角大于入射角。画出法线,折射光线偏离法线方向,如下图所示:
(3)[1]为使凸透镜所成的像位于光屏的中央,实验时应将光源、透镜、光屏放置在光具座上,调整好三者中心到同一高度。
[2]由表格中第2组数据可知,u=v=20cm,根据u=v=2f时凸透镜成倒立等大的实像可知,2f=20cm,故可得出凸透镜的焦距为f=10cm。
[3]当“F”光源位于如图丙所示位置,此时物距
2f>u=40cm-23cm=17cm>f
根据2f>u>f时,像距v>2f成倒立、放大的实像,对比第3次实验数据,因u=17cm>15cm,则v<30cm,故光屏应适当向左移动,才能在光屏上得到清晰的像。
(4)当物体通过凸透镜成像时,物体的每一部分都会通过透镜形成一个完整的像。当用遮光板挡住烛焰的上半部分时,烛焰上半部没有光照射到凸透镜上,则烛焰的下半部分仍然可以通过透镜形成下半部分的像。故选A。
(5)由于平面镜所成的像与物关于镜面对称,此时平面镜所成像的位置如下图F点所示:
为保证在正对透镜前方的屏幕上能看到一个放大的像,根据2f>u>f成倒立、放大的实像,说明F到透镜的距离应该大于一倍焦距,小于二倍焦距,即盒子长度L的范围为10cm<L<20cm;由于凸透镜成倒立、放大的实像,故屏幕上所成的图像形状是。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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