内容正文:
第五章透镜及其应用
一、单选题
1.某同学探究凸透镜成像规律时,光屏上得到了烛焰清晰的像(像未画出),如图所示。下列说法正确的是( )
A.光屏上的像是正立的 B.光屏上的像是放大的
C.投影仪是利用此成像原理制成的 D.撤去光屏,烛焰的像仍然在原处
2.一凸透镜的焦距为10cm,将点燃的蜡烛从离凸透镜30cm处沿主光轴移到15cm处的过程中,像的大小和像距的变化情况是( )
A.像变小,像距变小 B.像变大,像距变小
C.像变大,像距变大 D.像变小,像距变大
3.如图中属于凸透镜的是( )
A. B. C. D.
4.关于生活中的透镜,说法正确的是( )
A.人眼的晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜
B.投影仪的镜头成的像是放大正立的实像
C.照相机的镜头成的像是放大倒立的实像
D.放大镜成的像是放大正立的实像
5.下列属于凹透镜的是( )
A. B. C. D.
6.小明通过焦距为8cm的凸透镜看到了提示牌上“关灯”两字放大的像,如图所示。下列说法正确的是( )
A.“关灯”两字放大的像是实像
B.提示牌上“关灯”两字在凸透镜的焦点上
C.提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离小于8cm
D.提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离大于16cm
7.如图所示,关于远视眼的形成和矫正方法,正确的是( )
A.①④ B.②③ C.①③ D.②④
8.一塑料薄膜组成的顶棚下堆放着一堆干草,夏天雨后,阳光穿过薄膜上的积水,照射到干草上,则下列说法正确的是( )
A.水和塑料薄膜共同起凹透镜作用
B.透镜都是固体物质组成的,液体不能起凸透镜作用
C.起凸透镜作用的应是塑料薄膜
D.薄膜上的积水形成一个大的凸透镜,如果其焦点恰好在干草处,干草有可能燃烧
9.小东自制了一个简易投影仪,它主要由手电筒、内筒(一端开口,另一端可以放置胶片)、外筒(一端开口,另一端固定凸透镜)组成,内筒可嵌于外筒且能左右推动。将印有“冰墩墩”的透明胶片贴于内筒一端,打开手电筒,调整胶片、凸透镜到白墙的位置,在墙上得到清晰放大的像,如图所示。已知凸透镜的焦距是10cm。下列说法正确的是( )
A.自制投影仪能成放大的像,是因为凸透镜对光线有发散作用
B.白墙到凸透镜的距离应大于20cm
C.胶片与凸透镜的距离应小于10cm,且胶片应倒立放置
D.若要白墙上清晰的像变得更大一些,只将内筒往外拉动一些即可
10.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、放大的实像
C.光源远离透镜时,要行将光屏远离透镜才能再次得到清晰的像
D.模拟近视眼的成因时需要向透镜内注水
11.下列关于光学现象的描述,正确的有( )
①用望远镜观察远景觉得比较近,原因是使用望远镜,视角变小
②光的反射可以成像,光的折射可以成像,光的直线传播也可以成像
③电视机遥控器是利用红外线实现遥控的
④太阳光照射不到影子里是因为光在任何情况下都沿直线传播
A.①②③ B.②③ C.②③④ D.①②③④
12.很多人选择通过准分子激光切削角膜中央前表面进行近视眼矫正,下列说法正确的是( )
A.眼球的结构相当于投影仪,视网膜相当于光屏
B.在眼球的视网膜上成的像是正立、等大的实像
C.近视眼是因晶状体太厚,像成在了视网膜后方
D.激光矫正相当于给眼球戴了一副隐形的凹透镜
13.某照相机的镜头和底片之间的距离可在2~4cm之间调节。这台照相机是用下列哪一个透镜做镜头( )
A.焦距为2cm的凸面镜 B.焦距为2cm的凹透镜
C.焦距为2cm的凸透镜 D.焦距为4cm的凸透镜
二、填空题
14.如图所示,小明同学用焦距较小的放大镜观察瓢虫,在保持眼睛和瓢虫的距离不变的情况下,想让观察到的像更大一些,同时要保证观察到的像仍是清晰的,则他可以将放大镜适当 (选填“远离”或“靠近”)瓢虫。
15.小明用焦距为10cm的透镜来探究凸透镜成像规律。组装器材时,要使烛焰和 的中心位于凸透镜的主光轴上。实验中,小明保持凸透镜在光具座上的位置不变,把点燃的蜡烛放在“20cm”刻度线处,移动光屏,烛焰可在光屏上成倒立、 的像(填“放大”“等大”或“缩小”);生活中的 就是利用这一原理。
16.小华同学在教室里用一个焦距约为10cm的凸透镜在一张白纸板上得到了窗外一棵树清晰的 (选填“放大”或“缩小”)的 (选填“实像”或“虚像”)。
17.凸透镜的中间厚度 边缘厚度(填“大于”、“小于”或“等于”),对光线有 作用。如图所示各种透镜, 凸透镜,而 透镜对线有发散作用。(后空均填字母)
18.如图所示,在鉴定文物时,考古学家常用放大镜观察文物的细微部分,这时他看到的是 放大的虚像。如果在文物上有两条裂纹,其夹角是5°。要想看到的像更大些,应该将放大镜离裂纹稍微 些。
19.如图,取两个焦距不同的放大镜,一只手握住一个,把焦距较长的放大镜放在前面远离眼睛,焦距较短的放大镜放在后面靠近眼睛,通过两个放大镜看前面的物体,调整两个放大镜间的距离,直到看得最清楚为止。物体是 (选填“变大”或“变小”);若接着把两个放大镜的位置前后对调,物体是 (选填“变大”或“变小”)。
20.如图所示,烛焰在光屏上成清晰的像(像未画出),蜡烛距离凸透镜10cm,则凸透镜的焦距可能是 cm(选填“4”、“8”或“12”)。若在蜡烛和透镜间放一个镜片,光屏要靠近凸透镜才能重新得到清晰的像,该镜片能矫正 视眼。
三、作图题
21.根据光的传播路径,在图中的虚线框内,填入符合要求的透镜。
22.请你在图中作出所给的两条光线通过透镜的折射光线。
23.如图甲所示是博物馆内印章的展台,能看到放大的印章也能看到印章底部的字;图乙图是其示意图,请在图乙中画出:光线a、c经过凸透镜折射后的光线。
四、实验题
24.实验小组的同学用如图所示的装置来探究“近视眼的缺陷”。他们用蜡烛代表眼睛观察的物体,用凸透镜代表眼球的晶状体,用光屏代表视网膜。为判断近视眼不戴眼镜时物体成的像在视网膜前还是视网膜后,小明提出如下实验方案:
先不给凸透镜戴眼镜,让烛焰在光屏上成像,然后给凸透镜戴上眼镜,移动光屏,再次让烛焰在光屏上成像,比较两次像距的大小。
实验时,要注意调节烛焰、凸透镜、光屏的高度,使它们的中心大致在 ,这样做的目的是 。
下表是小明通过实验测得的数据:
实验序号
物距u/cm
不戴眼镜的像距v1/cm
戴眼镜的像距v2/cm
像的性质
1
45.0
12.5
13.8
倒立缩小
2
40.0
13.5
14.2
倒立缩小
3
30.0
15.0
16.0
倒立缩小
4
15.0
30.0
35.6
倒立放大
(1)小组同学通过分析认为,第 次数据是无效的,原因是 ;
(2)分析表格中的数据,我们发现,v1 (选填“>”“<”或“=”)v2,所以近视眼镜的作用是使像 (选填“远离”或“靠近”)晶状体。那么近视眼不戴眼镜时,物体通过晶状体所成的像落在视网膜的 (选填“前”或“后”)方;
小华进一步思考后提出另一实验方案∶
先给凸透镜戴上眼镜,让烛焰在光屏上成像,然后取下眼镜,再让烛焰在光屏上成像,比较两次像距的大小;
(3)你认为小华的实验方案 (选填“可行”或“不可行”)。
试卷第1页,共3页
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1.D
【详解】ABC.如图所示,物距大于像距,光屏上能够得到了烛焰清晰的像,所成的是倒立缩小的实像,照相机是利用此成像原理制成的,故ABC错误。
D.光屏是呈现蜡烛所成的像,不会影响成像的特点,撤去光屏,烛焰的像仍然在原处,故D正确。
故选D。
2.C
【详解】凸透镜的焦距是10cm,将点燃的蜡烛从离凸透镜30cm处沿主光轴移到15cm处的过程中,物距始终大于焦距,因此凸透镜成实像,由于物距减小,则像距变大,像变大,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
3.B
【详解】
由图可知,ACD中的透镜中间薄、边缘厚,为凹透镜;B中的透镜中间厚、边缘薄,是凸透镜,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
4.A
【详解】A.人眼的成像原理相当于照相机,人眼的晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,视网膜相当于光屏,成倒立缩小的实像,故A正确;
B.投影仪的镜头是凸透镜,成像原理是物距在一倍焦距和两倍焦距之间,成放大倒立的实像,故B错误;
C.照相机的镜头是凸透镜,成像原理是物距大于两倍的焦距,成缩小倒立的实像,故C错误;
D.放大镜是利用物距在1倍焦距以内成像,成放大正立的虚像,故D错误。
故选A。
5.C
【详解】ABD.图中透镜中间厚边缘薄,是凸透镜,故ABD不符合题意;
C.图中透镜中间薄边缘厚,是凹透镜,故C符合题意。
故选C。
6.C
【详解】由凸透镜成像规律可知,当物距小于1倍焦距时,成正立、放大的虚像,图中的像是正立放大的像,所以是虚像;此时物距小于焦距,即“关灯”两字在透镜焦点和透镜之间,“关灯”两字到凸透镜的距离小于8cm。
故选C。
7.B
【详解】远视眼的形成:远视眼的成因是晶状体折光能力过弱,或眼球前后径过短,导致光线会聚在视网膜后方,对应图②的成像情况。
远视眼的矫正:矫正远视眼需佩戴凸透镜,具有会聚光线的作用,使光线提前会聚,让像成在视网膜上,对应图③的矫正方法,故ACD错误,B正确。
故选B。
8.D
【详解】薄膜上的积水中间厚,边缘薄,恰好形成了一个大的凸透镜,而此时太阳光通过这个凸透镜发生折射,干草又在凸透镜的焦点处,就很容易引起干草的燃烧,故ABC错误,D正确。
故选D。
9.B
【详解】A.投影仪成放大的像,利用凸透镜对光的会聚作用,不是发散作用,故A 错误;
B.投影仪成像时,物距,像距,焦距,所以像距(白墙到凸透镜距离),故B 正确;
C.投影仪成像时物距,即胶片与凸透镜距离应大于10cm小于20cm,且胶片倒立放置,故C 错误;
D.要使像更大,根据 “物近像远像变大”,应减小物距,内筒往里拉,减小胶片与凸透镜距离 、增大像距,简易投影仪后移,增大凸透镜与白墙距离,只将内筒往外拉动一些是不行的,故D 错误。
故选B。
10.D
【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错误;
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正确。
故选D。
11.B
【详解】①用望远镜观察远景显得比较近,原因是与不用望远镜相比,视角变大了,故①错误;
②利用光的反射可以成像,例如平面镜成像,利用光的折射可以成像,例如看水里的鱼,利用光的直线传播也可以成像,例如小孔成像,故②正确;
③红外线可以用来进行遥控,遥控器的前端有一个发光二极管,按下不同的键时,可以发出不同的红外线,来实现遥控,故③正确;
④光在同一种均匀介质中传播路径是直的,不是任何情况,故④错误。
故选B。
12.D
【详解】AB.眼球的结构相当于照相机,视网膜相当于光屏,外界物体在视网膜上所成的像是倒立、缩小的实像,故AB错误;
C.近视眼是因晶状体太厚,像成在了视网膜前方,故C错误;
D.激光矫正近视,是对人的晶状体和角膜构成的透镜进行手术,使其变薄,相当于一个凹透镜,使其对光的偏折能力变弱,使成的像后移,直到移到视网膜上,故D正确。
故选D。
13.C
【详解】照相机的工作原理是凸透镜成倒立缩小的实像,物距大于2f,像距在f~2f之间,某照相机的镜头和底片之间的距离可在2~4cm之间调节,则
,
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
14.远离
【详解】放大镜的成像原理:物距小于焦距时,成正立、放大的虚像;用焦距较小的放大镜观察瓢虫,在保持眼睛和瓢虫的距离不变的情况下,要想让观察到的像更大一些,根据凸透镜成虚像的规律可知,应适当增大物距,所以应将放大镜适当远离瓢虫。
15. 光屏 缩小 照相机
【详解】[1]为了能使像成在光屏的中央,应调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上。
[2][3]小明保持凸透镜在光具座上的位置不变,把点燃的蜡烛放在“20cm”刻度线处,此时物距
u=50.0cm-20.0cm=30.0cm>2f
由凸透镜成像规律可知,此时物体成倒立缩小的实像;生活中的照相机就是利用这一原理。
16. 缩小 实像
【详解】[1][2]凸透镜焦距10cm,窗外的树到凸透镜的距离一定大于20cm,物距在二倍焦距以外成倒立缩小实像。
17. 大于 会聚 AD BC
【详解】[1][2][3]中间厚边缘薄镜叫凸透镜,即透镜的中间厚度大于边缘厚度,凸透镜光起会聚作用,图中AD是凸透镜。
[4]中间薄边缘厚的透镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,图BC是凹透镜。
18. 正立 远
【详解】[1]根据凸透镜成像规律可知,凸透镜当做放大镜使用时,物体应放在一倍焦距以内,成正立、放大的虚像,所以,此时他看到的是正立、放大的虚像。
[2]成虚像时,物距越大像越大,所以,要想看到的像更大些,应该将放大镜离裂纹稍微远些。
19. 变大 变小
【详解】[1]通过两个焦距不同的放大镜演示望远镜成像原理,前面焦距大的凸透镜相当于望远镜的物镜,使远处的物体在焦点附近成倒立的实像,后面焦距小的凸透镜相当于望远镜的目镜,用来把这个实像放大,所以我们看到了物体倒立、放大的像。
[2]望远镜的放大倍数等于物镜焦距除以目镜焦距;若望远镜的两个凸透镜位置颠倒,焦距小的作为物镜,焦距大的作为目镜,则放大倍数小于1,成缩小的像。
20. 4 远
【详解】[1]由图可知,物距大于像距,烛焰在光屏上成清晰的像,此时的像为倒立缩小的实像,则物距
u=10cm>2f
解得
f<5cm
由此可知,8cm、12cm不符合要求,只有4cm符合,即凸透镜的焦距可能是4cm。
[2]若在蜡烛和透镜间放一个镜片,光屏要靠近凸透镜才能重新得到清晰的像,说明此镜片对光线有会聚作用,则此镜片是凸透镜,凸透镜可以矫正远视眼。
21.
【详解】图中入射光线是平行的,而折射光线远离主光轴,即透镜有发散作用,所以是凹透镜,作图如下:
22.
【详解】指向另一侧焦点的光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴,过凹透镜光心的光线其传播方向不变,如图所示:
23.
【详解】根据凸透镜的三条特殊光线可知,平行于主光轴的光线a经过凸透镜折射后,折射光线经过凸透镜的焦点;过光心的光线经过凸透镜后,其传播方向不变,故如图所示:
24. 凸透镜的主光轴上 使烛焰的像成在光屏中间 4 眼睛不可能成倒立放大的像 < 远离 前 可行
【详解】[1][2]实验时,要注意调节烛焰、凸透镜、光屏的高度,使它们的中心大致在同一高度,这样做的目的是使烛焰的像成在光屏中间。
(1)[3][4]第4次数据是无效的,因为眼睛不可能成倒立放大的像 。
(2)[5][6]分析表格中的数据,我们发现,v1<v2,所以近视眼镜的作用是使像远离晶状体。
[7]近视眼不戴眼镜时,对光的会聚能力增强,物体通过晶状体所成的像落在视网膜的前方。
(3)[8]凸透镜戴上眼镜,让烛焰在光屏上成像,然后取下眼镜,再让烛焰在光屏上成像,比较两次像距的大小,可以探究“近视眼的缺陷”,所以小华的实验方案可行。
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