周周测03 第1章 对环境的察觉 第5节 科学新教材浙教版八年级上册
2026-09-07
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摘要:
**基本信息**
以“刷脸支付”“EUV光刻机”等科技情境及《淮南万毕术》古代取火记载为载体,考查凸透镜成像规律及应用,融合科学思维与探究实践。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|12题/48分|眼睛保护(第1题)、凸透镜成像(第4题刷脸原理)|结合生活场景,考查科学观念|
|填空题|4题/26分|近视矫正(第13题)、透镜对光作用(第15题)|分层设题,强化基础认知|
|实验题|3题/26分|焦距测量(第17题)、光刻机成像(第18题)|创新应用,体现探究实践与科技前沿|
内容正文:
2026-2027学年八年级科学周周测
第1章 周测3 对环境的察觉 第5节
(时间:75分钟 分数:100分)
一、选择题(本题共12小题,共48分)
1.下列属于爱护眼睛、保护视力的做法是( )
A.走路乘车时,看手机
B.定期接受眼睛检查
C.在直射的阳光下看书
D.有异物进入眼睛,用手揉
2.在下列结构中,形成物像和视觉的分别是( )
A.角膜和晶状体 B.晶状体和视网膜
C.晶状体和视觉中枢 D.视网膜和视觉中枢
3.青少年用眼习惯差易导致近视,而眼球调节能力强导致验光结果不准确。阿托品是一种抗胆碱药,少量可以起到麻痹肌肉迫使肌肉舒张的效果,故临床上多用作散瞳药或者近视治疗用药。滴加阿托品后,睫状肌失去部分收缩能力,迫使眼球放松,晶状体曲度变小。同样距离看同一物体,与正常状态的晶状体相比,此时晶状体( )
A.焦距变短,像距变短 B.焦距变短,像距变长
C.焦距变长,像距变短 D.焦距变长,像距变长
4.购物支付已进入“刷脸”时代,如图所示,消费者结账时只需面对摄像头(相当于一个凸透镜),经系统自动拍照、扫描等,确认相关信息后,即可迅速完成交易。下列有关说法不正确的是( )
A.人脸经过摄像头成像利用的是光的折射
B.摄像头的成像特点与照相机相同
C.“刷脸”时,面部应位于摄像头的二倍焦距点之外
D.靠近镜头“刷脸”时,经摄像头所成的像会变小
5.教学用投影白板是老师教学的重要教具,如图所示为通过投影机将课件投到屏幕上的情景。下列说法正确的是( )
A.投影机的镜头相当于一个凹透镜
B.画面经投影机镜头成的是倒立、放大的实像
C.光经投影机的镜头成像利用的是光的直线传播
D.屏幕上的丰富色彩由红、黄、蓝三种色光混合而成
6.如图,修表师傅可通过“寸镜”看清手表微小结构。“寸镜”内部有一个凸透镜,使用时手表到凸透镜的距离应( )
A.等于1倍焦距
B.小于1倍焦距
C.大于2倍焦距
D.在2倍焦距与1倍焦距之间
7.如图中有六块透镜,属于凸透镜的是( )
A.只有④ B.①④ C.①③④ D.①③④⑥
8.如图所示,AC为入射光线,CB为折射光线,且AO<OB.已知AO=10cm,该凸透镜的焦距可能是( )
A.f=10cm B.f=5cm C.f=8cm D.f=12cm
9.如图,某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律时,在水透镜前放一远视眼镜,光屏上恰能得到清晰的像。现将远视镜移走,光屏上还能得到清晰像的操作是( )
A.左移光屏 B.右移光屏
C.右移蜡烛 D.水透镜向外抽水
10.如图所示,F1、F2是凸透镜的焦点,点光源S放在凸透镜前一倍焦距与两倍焦距之间(f<u<2f),S′是S经凸透镜所成的实像。当光源S沿平行于主光轴的方向以速度v匀速向靠近透镜的方向移动时(仍保持f<u<2f),像S′的移动情况是( )
A.以小于v的速度远离透镜匀速移动
B.以大于v的速度靠近透镜匀速移动
C.以小于v的速度靠近透镜匀速移动
D.以大于v的速度向远离透镜方向移动
11.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
12.西汉《淮南万毕术》记载:“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生。”即将坚冰削磨成凸透镜,朝向太阳,在圆冰下边的光斑上放上可燃物,可以达到取火目的。下列操作有利于取火的是( )
A.尽量选择天气潮湿的日子
B.可燃物尽量压实不要蓬松
C.尽量选择着火点低的可燃物
D.可燃物放在凸透镜两倍焦距处
二、填空题(本题4小题,共26分)
13.世界卫生组织的一项研究报告显示,中国青少年的近视率已居世界第一,且仍然不断呈上升趋势。
(1)近视眼的眼球在结构上不同于正常眼的特点,主要是眼球的前后径过长或 (选填图中的数字序号)的曲度过大。
(2)近视眼患者需要配戴 (选填图中的字母)加以矫正。
A.
B.
C.
D.
(3)下列关于保护眼睛的做法正确的是 。
①书与眼睛的距离要保持约33厘米;应在光线充足的环境下阅读。
②连续看书或写字1小时左右要休息片刻,或者向远处眺望一会,让眼睛的肌肉得以放松。
③使用电脑时,眼睛与屏幕应相距25~30厘米。
④定期接受眼睛检查,若眼睛出现不适,应及时治疗或矫正。
⑤如有异物进入眼睛,不要用手乱揉,可用眼药水等冲洗眼睛。
⑥不要躺着或坐车、走路时看书。
14.如图,在注有清水的试管内有一个大气泡,使太阳光从试管的正上方向下照射。
(1)观察试管下方的白纸,可以发现白纸上空气泡下方处较 (填“亮”或“暗”);
(2)出现这个现象的原因是气泡下方的水相当于一个 ,它对光有发散的作用。
用显微镜观察有气泡的临时装片,也会看到类似现象。
15.凸透镜对光有 ,凹透镜对光有 。凸透镜能使跟主轴平行的光会聚在主轴上的一点,这个点叫作凸透镜的 ,用F表示。焦点到凸透镜光心的距离叫作 ,用f表示。凸透镜两侧各有一个焦点。焦距越小的凸透镜,其对光的会聚作用就越 。
16.透镜广泛应用于安防、车载、数码相机、激光等各个领域,基于光的折射原理分为凸透镜(可用“”表示)和凹透镜(可用“”表示)两类。
(1)图甲是凹透镜的三条特殊光线画法。据此可知:①凹透镜对光线具有 作用;②图乙中的物体AB经凹透镜后所成像的性质是 。(需描述像的正倒立、大小、虚实情况)
(2)如图丙,CD是凸透镜的主光轴,像M'N'是物体MN经凸透镜所成的像。请在图中画出凸透镜的位置并标出其中一个焦点的位置。(保留作图痕迹)
三、实验题(本题3小题,共26分)
17.(10分)敏佳物理小组的同学利用光具座探究了凸透镜成像的规律:
(1)如图甲所示,一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后,在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。由图甲可知,凸透镜对光线具有 作用,其焦距是 cm。
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛,调节凸透镜和光屏的高度,使它们的中心跟烛焰的中心大致在 上。移动蜡烛到某一位置与凸透镜保持不动,但无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像,请你指出实验中出现这一情况的原因可能是 。
(3)将器材位置作必要调整后,如图乙所示,把烛焰放在距凸透镜16cm处时,在凸透镜另一侧前后移动光屏,会在光屏上得到一个 立、 的 像(填写像的性质); (填某光学仪器)就是利用这一成像规律工作的。如果将蜡烛在图乙的基础上远离透镜,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏应向 (选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动。
18.(12分)实验“凸透镜成像的规律”
【实验探究】
(1)实验时,调节蜡烛烛焰、凸透镜、光屏的位置,发现像成在光屏的上方,为使像可以成在光屏中央,可将凸透镜向 (选填“上”或“下”)移动。
(2)实验装置正确安装并调节后,如图1所示,光屏上能看到烛焰清晰的像。若此时将蜡烛移至25cm刻度线处,并移动光屏至适当位置,光屏上能看到倒立、 的实像。
(3)在实验过程中,光屏上得到清晰的像,突然,一只飞虫落到了凸透镜表面上,则光屏上出现 。
A.飞虫的像;
B.飞虫的影子;
C.仍是烛焰的像。
【创新应用】
如图2是哈工大突破EUV光刻机关键技术,光刻技术是利用缩图透镜将绘在掩膜上的电路图通过光源投射到涂有光刻胶的硅片上,在硅片上成像越小芯片制程越小。
(4)光源发出的紫外线 (选填“能”或“不能”)被人眼直接观察到。
(5)由原理图可知,掩膜在硅片上成倒立、 的实像。
(6)这次我国芯片制程直接从90nm突破到了22nm,如果缩图透镜不变,则要将掩膜向 移动(选填“上方”或“下方”)。
19.(4分)数码相机是集光学、机械、电子一体化的产品,它的快门是照相机用来控制感光部分有效曝光时间的构件,相机上所标快门数据“100”,表示快门打开的时间是1/100秒,秒数低时可轻松抓拍急速移动的目标。图乙的光圈是相机内用来控制光通过镜头进入机身内感光面光量的装置,它的大小决定感光元件受光的多少,光圈大小的计算公式为:光圈=镜头的焦距÷镜头光圈的直径。
(1)若要抓拍运动员苏炳添百米冲刺时的瞬间照片,快门数据要调 (选填“大”或“小”);
(2)表格是某一数码相机的一些参数,请你根据这个表格,用所学过的知识来说明,感光元件离镜头的距离范围为 。
型号
镜头焦距
光圈快门
CCD解析度
Sony﹣S70
34mm
8s﹣1/1000s
1024×768
(3)另一数码相机镜头光圈直径为25mm,若此时镜头的焦距为50mm,那么光圈大小数据为 。如果此时需要拍摄很远很远处的物体时,像距约为 cm。
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2026-2027学年八年级科学周周测
第1章 周测3 对环境的察觉 第5节
(时间:75分钟 分数:100分)
一、选择题(本题共12小题,共48分)
1.下列属于爱护眼睛、保护视力的做法是( )
A.走路乘车时,看手机
B.定期接受眼睛检查
C.在直射的阳光下看书
D.有异物进入眼睛,用手揉
【答案】B
【解答】解:ACD.路乘车时,看手机、直射的阳光下看书、有异物进入眼睛,用手揉,容易感染病菌,这些做法都不利于保护眼睛,ACD错误。
B.定期接受眼睛检查可以及时了解视力状况,有利于保护视力,B正确。
故选:B。
2.在下列结构中,形成物像和视觉的分别是( )
A.角膜和晶状体 B.晶状体和视网膜
C.晶状体和视觉中枢 D.视网膜和视觉中枢
【答案】D
【解答】解:外界物体反射的光线,经过角膜、房水,由瞳孔进入眼球内部,经过晶状体和玻璃体的折射作用,在视网膜上形成一个倒置的物像。视网膜上的感光细胞接受物像的刺激产生神经冲动,然后通过视神经传到大脑皮层的视觉中枢,形成视觉,故D正确,ABC错误。
故选:D。
3.青少年用眼习惯差易导致近视,而眼球调节能力强导致验光结果不准确。阿托品是一种抗胆碱药,少量可以起到麻痹肌肉迫使肌肉舒张的效果,故临床上多用作散瞳药或者近视治疗用药。滴加阿托品后,睫状肌失去部分收缩能力,迫使眼球放松,晶状体曲度变小。同样距离看同一物体,与正常状态的晶状体相比,此时晶状体( )
A.焦距变短,像距变短 B.焦距变短,像距变长
C.焦距变长,像距变短 D.焦距变长,像距变长
【答案】D
【解答】解:晶状体相当于一个凸透镜,它的曲度变小,意味着这个凸透镜的焦距变长(曲度越小,对光的偏折能力越弱,焦距就越大)。当物距不变时,根据凸透镜成像规律,焦距变长后,光线会聚的位置会离透镜更远,也就是像距变长。所以此时晶状体的焦距变长,像距变长,D正确,ABC错误。
故选:D。
4.购物支付已进入“刷脸”时代,如图所示,消费者结账时只需面对摄像头(相当于一个凸透镜),经系统自动拍照、扫描等,确认相关信息后,即可迅速完成交易。下列有关说法不正确的是( )
A.人脸经过摄像头成像利用的是光的折射
B.摄像头的成像特点与照相机相同
C.“刷脸”时,面部应位于摄像头的二倍焦距点之外
D.靠近镜头“刷脸”时,经摄像头所成的像会变小
【答案】D
【解答】解:A.摄像头相当于凸透镜,凸透镜成像利用的是光的折射,故A正确;
BC.刷脸时,摄像头成倒立、缩小的实像,成像原理和特点都与照相机相同,成像条件是物距大于二倍焦距,即面部应位于摄像头二倍焦距点外,故BC正确;
D.根据凸透镜成实像的规律:物近像远像变大,可知靠近镜头即物距减小,此时像会变大,故D错误。
故选:D。
5.教学用投影白板是老师教学的重要教具,如图所示为通过投影机将课件投到屏幕上的情景。下列说法正确的是( )
A.投影机的镜头相当于一个凹透镜
B.画面经投影机镜头成的是倒立、放大的实像
C.光经投影机的镜头成像利用的是光的直线传播
D.屏幕上的丰富色彩由红、黄、蓝三种色光混合而成
【答案】B
【解答】解:ABC、投影仪的镜头相当于一个凸透镜,物距在二倍焦距和一倍焦距之间时,像距大于2倍焦距,成倒立放大的实像,其实质是光的折射现象,故AC错误,B正确;
D、屏幕上的丰富色彩由红、绿、蓝三种色光混合而成,故D错误;
故选:B。
6.如图,修表师傅可通过“寸镜”看清手表微小结构。“寸镜”内部有一个凸透镜,使用时手表到凸透镜的距离应( )
A.等于1倍焦距
B.小于1倍焦距
C.大于2倍焦距
D.在2倍焦距与1倍焦距之间
【答案】B
【解答】解:“寸镜”内部有一个凸透镜,在修表时,做放大镜使用,所以此时手表到凸透镜的距离应小于1倍焦距,故B正确、ACD错误。
故选:B。
7.如图中有六块透镜,属于凸透镜的是( )
A.只有④ B.①④ C.①③④ D.①③④⑥
【答案】C
【解答】解:凹透镜对光有发散作用,它中间薄、边缘厚,如图②⑤⑥。凸透镜对光有会聚作用,它中间厚、边缘薄,如图①③④。故C正确,ABD不正确。
故选:C。
8.如图所示,AC为入射光线,CB为折射光线,且AO<OB.已知AO=10cm,该凸透镜的焦距可能是( )
A.f=10cm B.f=5cm C.f=8cm D.f=12cm
【答案】C
【解答】解:AC为入射光线,CB为折射光线,A点发出的光线通过光心传播方向不变,会与CB交于B点,则B点是A点通过凸透镜成的像,其中AO是物距u,OB为像距v,因AO<OB,则像距v大于物距u,成倒立、放大的实像,此时物距u满足f<u<2f,即f<10cm<2f,故5cm<f<10cm,C选项符合题意。
故选:C。
9.如图,某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律时,在水透镜前放一远视眼镜,光屏上恰能得到清晰的像。现将远视镜移走,光屏上还能得到清晰像的操作是( )
A.左移光屏 B.右移光屏
C.右移蜡烛 D.水透镜向外抽水
【答案】B
【解答】解:远视眼镜是凸透镜,凸透镜对光线具有会聚作用,会将光线提前会聚成像;现将远视镜移走,像会成在光屏的后方,要让光屏上还能得到清晰像,可以将光屏向右移动;根据凸透镜成实像时,物远像近像变小,可知,或将蜡烛向左移动;凸透镜凸度变大,对光的偏折能力变强,因此也可以向水透镜注水,故ACD错误,B正确。
故选:B。
10.如图所示,F1、F2是凸透镜的焦点,点光源S放在凸透镜前一倍焦距与两倍焦距之间(f<u<2f),S′是S经凸透镜所成的实像。当光源S沿平行于主光轴的方向以速度v匀速向靠近透镜的方向移动时(仍保持f<u<2f),像S′的移动情况是( )
A.以小于v的速度远离透镜匀速移动
B.以大于v的速度靠近透镜匀速移动
C.以小于v的速度靠近透镜匀速移动
D.以大于v的速度向远离透镜方向移动
【答案】D
【解答】解:AD.由凸透镜的三条特殊光线知:当物体在一倍焦距和二倍焦距之间移动时,像成在二倍焦距之外,相同时间内,像移动的距离大于物体移动的距离,因此像移动的速度大于物体的速度v,故D正确,A错误;
BC.根据物近像远像变大的规律:物体S向靠近凸透镜的方向移动(物距减小),像S′会向远离透镜的方向移动,故BC不符合题意。
故选:D。
11.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
【解答】解:
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。
12.西汉《淮南万毕术》记载:“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生。”即将坚冰削磨成凸透镜,朝向太阳,在圆冰下边的光斑上放上可燃物,可以达到取火目的。下列操作有利于取火的是( )
A.尽量选择天气潮湿的日子
B.可燃物尽量压实不要蓬松
C.尽量选择着火点低的可燃物
D.可燃物放在凸透镜两倍焦距处
【答案】C
【解答】解:A.尽量选择天气干燥的日子,物体容易燃烧,故A错误;
B.可燃物尽量蓬松,与氧气充分接触,且容易加热升温,故B错误;
C.尽量选择着火点低的可燃物,加热容器达到燃点而点燃,故C正确;
D.凸透镜会光线有会聚作用,将平行于主轴的太阳光会聚到焦点,因而可燃物放在凸透镜焦点处容易点燃,故D错误。
故选:C。
二、填空题(本题4小题,共26分)
13.世界卫生组织的一项研究报告显示,中国青少年的近视率已居世界第一,且仍然不断呈上升趋势。
(1)近视眼的眼球在结构上不同于正常眼的特点,主要是眼球的前后径过长或 (选填图中的数字序号)的曲度过大。
(2)近视眼患者需要配戴 (选填图中的字母)加以矫正。
A.
B.
C.
D.
(3)下列关于保护眼睛的做法正确的是 。
①书与眼睛的距离要保持约33厘米;应在光线充足的环境下阅读。
②连续看书或写字1小时左右要休息片刻,或者向远处眺望一会,让眼睛的肌肉得以放松。
③使用电脑时,眼睛与屏幕应相距25~30厘米。
④定期接受眼睛检查,若眼睛出现不适,应及时治疗或矫正。
⑤如有异物进入眼睛,不要用手乱揉,可用眼药水等冲洗眼睛。
⑥不要躺着或坐车、走路时看书。
【答案】(1)4;
(2)D;
(3)①②③④⑤⑥。
【解答】解:(1)如果眼球的前后径过长,或者角膜、晶状体的曲度过大且不易恢复原状,远处物体反射来的光通过角膜、晶状体等折射所形成的物像,就会落到视网膜的前方,这样人看到的是一个模糊不清的物像。这种以看不清远处物体为主要症状的眼病,称为近视。故近视眼的眼球在结构上不同于正常眼的特点,主要是眼球的前后径过长或4晶状体的曲度过大。
(2)形成近视的原因是如果眼球的前后径过长,或者角膜、晶状体的曲度过大且不易恢复原状。因此,近视可以通过戴近视镜—D凹透镜加以矫正,ABC不符合题意,D符合题意。
故选:D。
(3)青少年出现“假性近视”,是由于长期不注意用眼卫生,长期处于收缩状态的睫状体不能恢复,致使晶状体凸度变大造成的。如果及时注意用眼卫生、防止眼疲劳,视力还是可以恢复的。因此,保护眼睛的做法正确的是:①书与眼睛的距离要保持约33厘米;应在光线充足的环境下阅读。②连续看书或写字1小时左右要休息片刻,或者向远处眺望一会,让眼睛的肌肉得以放松。③使用电脑时,眼睛与屏幕应相距25~30厘米。④定期接受眼睛检查,若眼睛出现不适,应及时治疗或矫正。⑤如有异物进入眼睛,不要用手乱揉,可用眼药水等冲洗眼睛。⑥不要躺着或坐车、走路时看书。都能够起到保护眼睛的作用。
故答案为:(1)4;
(2)D;
(3)①②③④⑤⑥。
14.如图,在注有清水的试管内有一个大气泡,使太阳光从试管的正上方向下照射。
(1)观察试管下方的白纸,可以发现白纸上空气泡下方处较 (填“亮”或“暗”);
(2)出现这个现象的原因是气泡下方的水相当于一个 ,它对光有发散的作用。
用显微镜观察有气泡的临时装片,也会看到类似现象。
【答案】(1)暗;(2)凹透镜。
【解答】解:(1)观察试管下方的白纸,可以发现白纸上空气泡下方处较暗;
(2)出现这个现象的原因是气泡下方的水相当于一个凹透镜,它对光有发散的作用。用显微镜观察有气泡的临时装片,也会看到类似现象。
故答案为:(1)暗;(2)凹透镜。
15.凸透镜对光有 ,凹透镜对光有 。凸透镜能使跟主轴平行的光会聚在主轴上的一点,这个点叫作凸透镜的 ,用F表示。焦点到凸透镜光心的距离叫作 ,用f表示。凸透镜两侧各有一个焦点。焦距越小的凸透镜,其对光的会聚作用就越 。
【答案】会聚作用;发散作用;焦点;强。
【解答】解:凸透镜中间厚、边缘薄,光线通过凸透镜时会向主光轴偏折,从而使光线会聚,所以凸透镜对光有会聚作用,凹透镜中间薄、边缘厚,光线通过凹透镜时会偏离主光轴,起到发散光线的效果,所以凹透镜对光有发散作用。
凸透镜能使跟主轴平行的光会聚在主轴上的一点,这个点叫作凸透镜的焦点,用F表示,焦点到凸透镜光心的距离叫作焦距,用f表示。
焦距越小的凸透镜,说明它能更快地将平行光会聚,也就是其对光的会聚作用就越强。
故答案为:会聚作用;发散作用;焦点;强。
16.透镜广泛应用于安防、车载、数码相机、激光等各个领域,基于光的折射原理分为凸透镜(可用“”表示)和凹透镜(可用“”表示)两类。
(1)图甲是凹透镜的三条特殊光线画法。据此可知:①凹透镜对光线具有 作用;②图乙中的物体AB经凹透镜后所成像的性质是 。(需描述像的正倒立、大小、虚实情况)
(2)如图丙,CD是凸透镜的主光轴,像M'N'是物体MN经凸透镜所成的像。请在图中画出凸透镜的位置并标出其中一个焦点的位置。(保留作图痕迹)
【答案】(1)①发散;②正立缩小的虚像;(2)
【解答】解:(1)由图可知,①凹透镜对光线具有发散作用,
②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通过虚焦点,过光心的光线其传播方向不变,两条光线的交点即为像点A′,过A′作主光轴的垂线,垂足为像点B′,A′B′即为物体AB经凹透镜后所成的像,是正立缩小的虚像,如图所示:
(2)连接物像的端点A、A′并延长与主光轴交于O点,O点为凸透镜的光心,过O点垂直主光轴作出凸透镜;
从A点平行于主光轴作一条入射光线,交于凸透镜与E点,连接A′E并延长交于主光轴 F点,F点为凸透镜的一个焦点,EF为入射光线AE的折射光线,在凸透镜的左侧对称的作出另一焦点F,如图所示:
故答案为:(1)①发散;②正立缩小的虚像;(2)
三、实验题(本题3小题,共26分)
17.(10分)敏佳物理小组的同学利用光具座探究了凸透镜成像的规律:
(1)如图甲所示,一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后,在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。由图甲可知,凸透镜对光线具有 作用,其焦距是 cm。
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛,调节凸透镜和光屏的高度,使它们的中心跟烛焰的中心大致在 上。移动蜡烛到某一位置与凸透镜保持不动,但无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像,请你指出实验中出现这一情况的原因可能是 。
(3)将器材位置作必要调整后,如图乙所示,把烛焰放在距凸透镜16cm处时,在凸透镜另一侧前后移动光屏,会在光屏上得到一个 立、 的 像(填写像的性质); (填某光学仪器)就是利用这一成像规律工作的。如果将蜡烛在图乙的基础上远离透镜,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏应向 (选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动。
【答案】(1)会聚;11.0;(2)同一高度;蜡烛放在了凸透镜焦点以内(或蜡烛在焦点处、或像距太大超出了光具座的长度,合理即可);
(3)倒;放大;实;投影仪;靠近。
【解答】解:(1)由图甲可知,平行光被会聚到一点,这一点就是透镜的焦点,说明凸透镜对光线具有会聚作用,其焦距是41.0cm﹣30.0cm=11.0cm。
(2)实验开始前,应点燃蜡烛,调节凸透镜和光屏的高度,使它们的中心跟烛焰的中心大致在同一高度上,这样才能使像成在光屏的中央。
移动蜡烛到某一位置与凸透镜保持不动,但无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像,原因可能是蜡烛放在了凸透镜焦点以内、蜡烛在焦点处、像距太大超出了光具座的长度等。
(3)图乙中,把烛焰放在距凸透镜16cm处时,此时符合f<u<2f,
则在凸透镜另一侧前后移动光屏,会在光屏上得到一个倒立、放大的实像;投影仪就是利用这一成像规律工作的。
如果将蜡烛在图乙的基础上远离透镜,仍要在光屏上得到清晰的像,根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”可知,光屏应向靠近透镜的方向移动。
故答案为:(1)会聚;11.0;(2)同一高度;蜡烛放在了凸透镜焦点以内(或蜡烛在焦点处、或像距太大超出了光具座的长度,合理即可);
(3)倒;放大;实;投影仪;靠近。
18.(12分)实验“凸透镜成像的规律”
【实验探究】
(1)实验时,调节蜡烛烛焰、凸透镜、光屏的位置,发现像成在光屏的上方,为使像可以成在光屏中央,可将凸透镜向 (选填“上”或“下”)移动。
(2)实验装置正确安装并调节后,如图1所示,光屏上能看到烛焰清晰的像。若此时将蜡烛移至25cm刻度线处,并移动光屏至适当位置,光屏上能看到倒立、 的实像。
(3)在实验过程中,光屏上得到清晰的像,突然,一只飞虫落到了凸透镜表面上,则光屏上出现 。
A.飞虫的像;
B.飞虫的影子;
C.仍是烛焰的像。
【创新应用】
如图2是哈工大突破EUV光刻机关键技术,光刻技术是利用缩图透镜将绘在掩膜上的电路图通过光源投射到涂有光刻胶的硅片上,在硅片上成像越小芯片制程越小。
(4)光源发出的紫外线 (选填“能”或“不能”)被人眼直接观察到。
(5)由原理图可知,掩膜在硅片上成倒立、 的实像。
(6)这次我国芯片制程直接从90nm突破到了22nm,如果缩图透镜不变,则要将掩膜向 移动(选填“上方”或“下方”)。
【答案】(1)下;(2)放大;(3)C;(4)不能;(5)缩小;(6)上方。
【解答】解:(1)实验时,调节蜡烛烛焰、凸透镜、光屏的位置,发现像成在光屏的上方,为使像可以成在光屏中央,根据过光心的光线传播方向不变可知,可将凸透镜向下移动;
(2)实验装置正确安装并调节后,如图1所示,光屏上能看到烛焰清晰的像,此时u=v=20cm,根据u=v=2f,成倒立、等大的实像,即2f=20cm,故该凸透镜的焦距f=10cm;
若此时将蜡烛移至25cm刻度线处,此时物距2f>u=40cm﹣25cm=15cm>f,成倒立、放大的实像;
(3)在实验过程中,光屏上得到清晰的像,突然,一只飞虫落到了凸透镜表面上,飞虫挡住透镜的一部分,剩余部分仍能会聚光线成完整的像,但由于会聚的光线比原来减少,所以像比原来变暗,故选:C;
(4)紫外线属于不可见光,人眼看不到;
(5)由图和题意可知,该缩图透镜为凸透镜,且要制造出含有众多元件的集成电路,所以可知该凸透镜成倒立、缩小的实像;
(6)这次我国直接从90nm突破到了22nm制程的芯片,如果缩图透镜相同,物体变小了,像变小,则要将掩膜向上方移动。
故答案为:(1)下;(2)放大;(3)C;(4)不能;(5)缩小;(6)上方。
19.(4分)数码相机是集光学、机械、电子一体化的产品,它的快门是照相机用来控制感光部分有效曝光时间的构件,相机上所标快门数据“100”,表示快门打开的时间是1/100秒,秒数低时可轻松抓拍急速移动的目标。图乙的光圈是相机内用来控制光通过镜头进入机身内感光面光量的装置,它的大小决定感光元件受光的多少,光圈大小的计算公式为:光圈=镜头的焦距÷镜头光圈的直径。
(1)若要抓拍运动员苏炳添百米冲刺时的瞬间照片,快门数据要调 (选填“大”或“小”);
(2)表格是某一数码相机的一些参数,请你根据这个表格,用所学过的知识来说明,感光元件离镜头的距离范围为 。
型号
镜头焦距
光圈快门
CCD解析度
Sony﹣S70
34mm
8s﹣1/1000s
1024×768
(3)另一数码相机镜头光圈直径为25mm,若此时镜头的焦距为50mm,那么光圈大小数据为 。如果此时需要拍摄很远很远处的物体时,像距约为 cm。
【答案】(1)大;
(2)34~68mm;
(3)2;5。
【解答】解:(1)根据短文内容可知,要抓拍急速移动的目标,需要很短的曝光时间;而“相机上所标快门数据‘100’表示快门打开的时间是秒”,表明快门打开的时间越短,快门数据越大,所以快门数据要调大。
(2)由数码相机工作时u>2f,f<v<2f可知,从表格可知,该相机的镜头焦距等于34mm,因此,感光元件(相当于光屏)离镜头的距离(像距)范围为34~68mm。
(3)已知镜头的焦距f=50mm,镜头光圈的直径d=25mm,根据短文提供的公式,;
当拍摄很远很远处的物体时,可以认为物距趋近于无穷大,根据凸透镜成像规律,此时像会成在焦点上,即像距约等于焦距,所以像距约为50mm,合5cm。
故答案为:(1)大;
(2)34~68mm;
(3)2;5。
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