人教版(2024)八年级上册第1节 透镜精品单元测试精练
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1.测试范围:人教版八年级上册第5章。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(本题共16小题,每小题2分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.(2023•嘉禾县校级二模)如图,光路图正确的是( )
A.丙和丁B.甲和丙C.乙和丁D.甲和丁
【答案】D
【分析】在作凸透镜、凹透镜的光路图时,先确定所给的光线的特点再根据透镜对光的作用来作图。
【解答】解:
甲图中,通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴,故甲正确;
乙图中,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,折射光线将通过凸透镜另一侧的焦点,故乙错误;
丙图中,过凹透镜焦点的光线不属于凹透镜的特殊光线,经凹透镜折射后与入射光线相比,远离凹透镜的主光轴,故丙错误;
丁图中,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,故丁正确。
可见,正确的是甲、丁,故ABC错误、D正确。
故选:D。
2.(2022春•洋县期末)如图所示,投影仪是教学中常用的设备.下面关于投影仪的叙述中不正确的是
( )
A.投影仪成的像是正立的
B.投影仪成的像是放大的实像
C.若使屏幕上的像变大,应使透镜靠近投影片
D.若不小心手挡住透镜的一部分,屏幕上的像仍然完整,只是会暗一些
【答案】A
【分析】投影仪成的像正立还是倒立,一般指物体和像的关系,所以是倒立的放大的实像;投影仪成实像时,物距减小像距变大像变大;凸透镜的一部分被遮挡,仍然成完整的像,只是会暗一些。
【解答】解:A、投影仪在屏幕上的像是正立的,是因为从凸透镜折射出的光,经过了平面镜的反射造成的,凸透镜成的像相对于投影片是倒立的,故A符合题意;
B、投影仪成的像是倒立的放大的实像,故B不符合题意;
C、当透镜靠近投影片时,屏幕上的像变大,故C不符合题意;
D、手挡住透镜的一部分,屏幕上的像仍然是完整的,只是会暗一些,故D不符合题意。
故选:A。
3.(2023春•界首市校级期中)如图所示为小李用手机、透镜和纸盒自制的简易投影仪,能将手机上的画面放大清晰地投射到白墙上,下列说法正确的是( )
A.白色墙到透镜的距离应大于透镜的二倍焦距
B.白色墙上呈现的是手机画面倒立、放大的虚像
C.若用不透明的硬纸板遮住透镜的一部分,白色墙上的画面将不再完整
D.从各个角度都能清楚地看到白色墙上的像,是因为墙对光发生了镜面反射
【答案】A
【分析】(1)(2)投影仪的成像原理:物距在一倍焦距和二倍焦距之间,像距大于二倍焦距,凸透镜成倒立、放大的实像;
(3)物体由无数点组成,物体上任一点射向凸透镜有无数条光线,经凸透镜折射后,有无数条折射光线会聚成该点的像,所以遮住凸透镜的一部分,还有光线通过凸透镜的其它部分,经凸透镜折射会聚成完整的像;
(4)当物体表面凹凸不平时,光在物体表面会发生漫反射,发生漫反射的物体可以从不同角度被看到。
【解答】解:
AB.由投影仪成像的原理可知,手机屏幕到凸透镜的距离(物距)大于焦距而小于二倍焦距时,像距大于二倍焦距(即白色墙到透镜的距离大于透镜的二倍焦距),白色墙上呈现的是手机画面倒立、放大的实像,故A正确,B错误;
C.若用不透明的硬纸板遮住透镜的一部分,透镜的其它部分仍然能会聚光线而成像,白色墙上的画面仍然完整,只是亮度变暗,故C错误;
D.从各个角度都能清楚地看到白色墙上的像,是因为墙对光发生了漫反射,反射光线射向各个方向,故D错误。
故选:A。
4.(2022秋•泗阳县期末)如图所示,有一圆柱体PO,放在凸透镜前图示的位置,它所成像P'Q'的形状应该是下列图中的(P'点是P点的像,Q'点是Q点的像)( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】根据凸透镜成像规律:物距大于二倍焦距时,成倒立缩小的实像,像距在一倍焦距小于二倍焦距;物距大于一倍焦距小于二倍焦距时,成倒立放大的实像,像距大于二倍焦距;对各个选项逐一分析即可。
【解答】解:当u>f时,物距减小,像距变大,像变大;
圆柱体的左边在2f之外,所成的像是倒立缩小的,像距v在f与2f之间;圆柱体的右边在f与2f之间,所成的像是倒立放大的,像距v>2f;符合要求的只有B图。
故选:B。
5.(2022秋•南充期末)正常人的眼睛具有很强的自我调节功能,可以使远处和近处的物体都成像在视网膜上。以下说法正确的是( )
A.当我们从看远处物体改为看近处物体时,晶状体焦距变长
B.为了保护视力,看书时眼睛和书本的距离大约是25cm
C.眼睛的成像原理和小孔成像的原理相同
D.近视眼看不清远处的物体,应该配戴凸透镜制作的眼镜进行矫正
【答案】B
【分析】(1)眼睛的晶状体是一个焦距可调凸透镜,眼睛通过睫状肌来改变晶状体的凸度:当睫状肌放松时,晶状体凸度变小,远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上,眼睛可以看清远处的物体;当睫状肌收缩时,晶状体凸度变大,对光的偏折能力变大,近处物体射来的光会聚在视网膜上,眼睛就可以看清近处的物体;
(2)近视眼可通过凹透镜对光线的发散作用进行矫正;远视眼可通过凸透镜对光线的会聚作用进行矫正。
【解答】解:A、当我们从看远处物体改为看近处物体时,此时的物距变小,像距会变大,像成在视网膜的后面,为了使近处物体成像在视网膜上,需要增大眼睛晶状体对光的偏折能力,即要增大晶状体的凸度,使得焦距变短,故A错误;
B、经验表明,为了保护视力,看书时眼睛和书本的距离大约是25cm,故B正确;
C、晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,眼睛成像利用了凸透镜成像的原理,而小孔成像利用了光的直线传播,二者原理不同,故C错误;
D、近视眼看不清远处的物体,应该配戴凹透镜制作的眼镜进行矫正,故D错误。
故选:B。
6.(2023春•秦都区校级期中)“超级月亮”比正常时的月亮要大百分之二十,亮度也有所增加,某天文爱好者为了研究这一现象,于是架设一台开普勒望远镜做进一步观察。关于该望远镜,下列说法正确的是( )
A.它的物镜和目镜都是凹透镜
B.它的物镜相当于投影仪,用来把物体放大
C.物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成虚像
D.它由两个透镜组成,靠近眼睛的为目镜,靠近被观测物体的为物镜
【答案】D
【分析】开普勒望远镜的构造和成像特点,开普勒望远镜是由两组凸透镜组成的,靠近眼睛的凸透镜叫做目镜,靠近被观测物体的凸透镜叫做物镜;物镜的作用是使得无限远处的物体在凸透镜的焦点附近成一个倒立缩小的实像,相当于一个照相机,目镜的作用是将物镜所成的缩小的实像再次放大进行观察,成正立、放大的虚像,相当于一个放大镜。
【解答】解:A、开普勒望远镜是由两组凸透镜组成的,故A错误;
BC、开普勒望远镜是由两组凸透镜组成的,靠近眼睛的凸透镜叫做目镜,靠近被观测物体的凸透镜叫做物镜;物镜的作用是使得无限远处的物体在凸透镜的焦点附近成一个倒立缩小的实像,相当于一个照相机,故BC错误;
D、开普勒望远镜是由两组凸透镜组成的,靠近眼睛的凸透镜是目镜,靠近被观测物体的凸透镜是物镜,故D正确。
故答案为:D。
7.(2023春•武功县期中)关于透镜,下列说法正确的是( )
A.凸透镜是很厚的透镜,凹透镜是很薄的透镜
B.凸透镜有两个焦点,凹透镜没有焦点
C.阳光透过凹透镜后能得到一个又小又亮的光斑
D.通过凸透镜的两束光可能不相交于一点
【答案】D
【分析】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。
凸透镜有两个实焦点,凹透镜有两个虚焦点,凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用。
【解答】解:A、根据凸透镜和凹透镜的定义可知,区分凸透镜和凹透镜是看中间比边缘厚或是薄,并不是看整个镜片有多厚或是多薄,故A错误。
B、凸透镜和凹透镜都有两个焦点,故B错误。
C、凸透镜才能会聚光线,阳光透过凸透镜后才能得到一个又小又亮的光斑,故C错误。
D、通过凸透镜的两束光可能相交于一点,也可能不相交于一点,故D正确。
故选:D。
8.(2022秋•海兴县期末)小明视物时的光路图如图所示,则小明已经患上了( )
A.近视眼,需要配戴凸透镜制成的眼镜
B.近视眼,需要配戴凹透镜制成的眼镜
C.远视眼,需要配戴凸透镜制成的眼镜
D.远视眼,需要配戴凹透镜制成的眼镜
【答案】B
【分析】远视眼:如果眼球晶状体的曲度过小,近处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像,就会落在视网膜的后方造成的;戴凸透镜进行矫正;近视眼是晶状体会聚能力增强,像成在视网膜的前方,应配戴凹透镜矫正。
【解答】解:由题图可知:像成在视网膜的前方,所以该模型是近视眼,近视眼是由于晶状体曲度变大,会聚能力增强,即折光能力增强,应佩戴发散透镜,即凹透镜使光线推迟会聚,故B正确、ACD错误。
故选:B。
9.(2023•深圳模拟)“森林防火,人人有责”。同学们在春季郊游时,除了不能乱扔垃圾外,特别注意不要乱扔矿泉水瓶。雨水进入透明的瓶子后,被阳光照射可能会引发火灾。图中与此光学原理相同的是( )
A.三棱镜的色散B.凸透镜的会聚
C.平面镜的反射D.近视眼镜的折射
【答案】B
【分析】玻璃凸透镜、水凸透镜、冰凸透镜等其他透明物质的凸透镜都对光线有会聚作用。
【解答】解:在森林里随地丢弃瓶子,雨水进入透明的瓶子后,形成水凸透镜,水凸透镜对光线有会聚作用,能使太阳光会聚于一点,这点的温度很高,会把枯叶点燃,导致森林火灾,这是光的折射现象,而太阳光通过三棱镜后,分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光,是光的色散现象,近视眼镜属于凹透镜,只有B选项符合题意。
故选:B。
10.(2021秋•郧西县期中)如图所示,某同学欲拍摄一棵高大树木的全景,但从取景框中只能看到树的一部分,他要拍摄到这棵树的全景,可以采取的方法是( )
A.向后退几步,镜头后缩
B.向前再走几步,镜头后缩
C.把相机向上举高,镜头前伸
D.向地面蹲下,镜头前伸
【答案】A
【分析】从取景框中只能看到树的一部分,说明此时的像太大,因此要采取措施使凸透镜成的像减小,由此入手解决此题。
【解答】解:在探究凸透镜成像的规律的过程中,物体从远处向凸透镜靠近的过程中,物体所成的像逐渐变大,并且像距离凸透镜越来越远。
因此要使此时的像减小,就要使凸透镜逐渐的远离树木,即照相机远离树木,故应向后退几步,镜头后缩。
故选:A。
11.(2023•德宏州模拟)下列说法正确的是( )
A.电视机多彩的画面是由红、黄、蓝三种色光混合而成
B.镜面反射遵循反射定律,漫反射不遵循反射定律
C.近视眼同学所戴的眼镜是凹透镜,其对光线有发散作用
D.利用红外线能制成夜视仪,所以红外线也能让人民币上的荧光物质发光
【答案】C
【分析】(1)光的三原色是红、绿、蓝;
(2)反射都遵循光的反射定律;
(3)近视眼是由于晶状体的曲度变大、会聚能力增强造成的,此时像成在视网膜的前方;要矫正近视眼,需配戴凹透镜;
(4)紫外线能够使荧光物质发光。
【解答】解:
A、电视机上多彩的画面是由红、绿、蓝三种色光混合而成的,故A错误;
B、镜面反射和漫反射都遵循反射定律,故B错误;
C、近视眼是由于晶状体的曲度变大、会聚能力增强造成的,此时像成在视网膜的前方;为了使像成在视网膜上,应佩戴发散透镜即凹透镜,使光线推迟会聚,故C正确;
D、利用红外线能制成夜视仪,紫外线能够使荧光物质发光,故D错误。
故选:C。
12.(2023•海门市二模)下列关于图中所示光学现象的描述或解释正确的是( )
A.图甲中,小孔成的是倒立的虚像
B.图乙中,人配戴的凹透镜可以矫正远视眼
C.图丙中,白光通过三棱镜只分解成七色可见光
D.图丁中,漫反射的光线杂乱无章但依然遵循光的反射定律
【答案】D
【分析】(1)小孔成像是由光的直线传播形成的,是实像;
(2)近视是因为晶状体曲度过大,折光能力太强,使像成在视网膜前面,用凹透镜可以矫正近视眼;
(3)白光是复色光,白光通过三棱镜可以分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光;
(4)只要是光的反射,都遵循光的反射定律。
【解答】解:
A.小孔成像是由光的直线传播形成的,是实像,故A错误;
B.近视是因为晶状体曲度过大,折光能力太强,使像成在视网膜前面,用凹透镜可以矫正近视眼,故B错误;
C.白光是复色光,白光通过三棱镜不仅可以分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色可见光,还有不可见光,故C错误;
D.只要是光的反射,都遵循光的反射定律,漫反射和镜面反射都遵循光的反射定律,故D正确。
故选:D。
13.(2022秋•岳阳县期末)下列光学现象,表述错误的是( )
A.近视眼镜是凹透镜,远视眼镜是凸透镜
B.用凸透镜制作简易望远镜,其物镜相当于投影仪的镜头
C.你能从各个方向看见试卷,是由于光射到试卷时发生了漫反射
D.如图将红、绿、蓝三种色光按相同比例混合打在白墙上,重叠部分A的颜色为白色
【答案】B
【分析】(1)近视眼是由于晶状体太厚或眼球的前后方向太长,导致像成在视网膜的前方,故用凹透镜来矫正;远视眼是由于晶状体太薄或眼球的前后方向太短,像成在视网膜的后方,故用凸透镜来矫正;
(2)望远镜是由两组透镜组成,物镜相当于照相机的镜头,成缩小的实像,目镜成放大的虚像;
(3)漫反射时反射光线射向各个方向,所以我们能从各个不同方向看到本身不发光的物体;
(4)光的三原色可以合成白光,根据色光的三原色和色光的混合来作答。
【解答】解:A.矫正近视眼所佩戴的眼镜是凹透镜,利用了凹透镜对光线的发散作用;矫正远视眼所佩戴的眼镜是凸透镜,利用了凸透镜对光线的会聚作用,故A正确;
B.望远镜是由两组透镜组成,物镜相当于照相机的镜头,成缩小的实像,故B错误;
C.我们能从不同方向看到试卷,是由于光射到试卷上时发生了漫反射,反射光线射向各个方向的缘故,故C正确;
D.光的三原色是:红、绿、蓝,将红、绿、蓝三色光重叠地照在白墙上,看到的将是白色,故D正确。
故选:B。
14.(2023•兴化市四模)抗击新冠疫情期间,我市部分中小学对校园门禁系统进行了升级,配备了人脸识别和测温系统,如图所示。通过校门时,只需将人脸面向屏幕摄像头,该系统就能将测试者的面部信息与备案信息进行比对并获取体温,决定放行与否。关于门禁系统,下列说法中正确的是( )
A.该系统的体温监测功能是通过探测人体发出的红外线实现的
B.该系统的摄像头所成的像是正立缩小的实像
C.该系统的核心光学元件是凸透镜,成像原理主要是光的反射
D.系统屏幕边框呈黑色是由于所选材质对光的反射能力较强
【答案】A
【分析】(1)人体会发出红外线,温度越高,红外特征越强;
(2)物距大于二倍焦距时,凸透镜所成的像是倒立缩小的实像;
(3)该系统的核心光学元件是镜头,镜头是由凸透镜制作的,凸透镜成像属于光的折射现象;
(4)黑色材质对光的反射能力比其它颜色弱。
【解答】解:A、测温系统是通过接受人体表面辐射出来的红外线来测温的,故A正确;
B、该系统的摄像头与照相机的成像原理相同,所成的像是倒立缩小的实像,故B错误;
C、该系统的核心光学元件是凸透镜,成像原理主要是利用光的折射,故C错误;
D、系统屏幕边框呈黑色是由于黑色物体吸收所有颜色的光,因而对光的反射能力较弱,白色对光的反射能力较强,故D错误。
故选:A。
15.(2023•株洲二模)在探究凸透镜成像规律时,将点燃的蜡烛、凸透镜和光屏放置在光具座,调整后的位置如图,此时在光屏上得到蜡烛清晰的像,下列描述正确的是( )
A.光屏上成倒立、放大的实像
B.蜡烛向左移动一段距离,为了在光屏上成清晰的像,光屏应远离凸透镜
C.随着蜡烛燃烧的越来越短,光屏上像的位置逐渐向上运动
D.在蜡烛和光屏之间放一近视眼镜,光屏应靠近凸透镜才能成清晰的像
【答案】C
【分析】(1)凸透镜成像的三种情况和应用:u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机;2f>u>f,成倒立、放大的实像,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;
(2)实像时,物近像远像变大,物远像近像变小。
(3)根据光线过光心不改变方向,判断像的移动情况;
(4)近视眼镜片是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用;物距越大,像距越小,成的像也越小。
【解答】解:A、由图可知,物距大于像距,则u>2f,此时成倒立、缩小的实像,故A错误;
B、保持凸透镜位置不变,如果蜡烛向左移动一段距离,物距增大,像变小,像距减小,光屏向左运动,靠近凸透镜,故B错误;
C、由于蜡烛的燃烧,烛焰的高度逐渐降低,根据光线过光心不改变方向,光屏上像的位置逐渐向上运动;故C正确;
D、因凹透镜对光线有发散作用,所以此时所成的像向后移动了,光屏必须向右移动才能接到清晰的像,故光屏应远离凸透镜才能成清晰的像,故D错误。
故选:C。
16.(2021秋•启东市期末)如图所示,凸透镜竖直放置,凸透镜焦距为f,现有一点光源S在凸透镜左侧以凸透镜两倍焦距处为圆心,在经过主光轴的竖直平面内做顺时针圆周运动,直径为D,且D<f,则下列关于点光源所成的像的运动轨迹,正确的是( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【分析】根据物距与像距的关系分析点S在不同位置时,像点的位置及与凸透镜两倍焦距处的距离分析。
【解答】解:将点光源S运动的轨迹看成一个物体,在物体上找出多个点,利用凸透镜成像的规律作出对应的像点,可以发现这些像点正好围成一个椭圆,且转动方向为逆时针,如图所示。
故选:B。
第Ⅱ卷 非选择题
二、填空题(本题共6小题,每题2分,共12分)
17.(2023•阜新模拟)把一个凸透镜正对太阳光,在距离凸透镜15cm的地面上能看到一个最小最亮的光斑,则这个凸透镜的焦距是 15 cm,当一个物体到该凸透镜的距离为20cm时,在凸透镜另一侧的光屏上能成一个倒立、 放大 的实像。此成像原理与 投影仪 的工作原理相同。
【答案】15;放大;投影仪。
【分析】(1)平行于主轴的光经过凸透镜折射后会聚于焦点,焦点到透镜的距离是焦距;
(2)据凸透镜成像的三种情况确定成像情况。当u>2f时,成倒立、缩小的实像;当f<u<2f时,成倒立、放大的实像;当u<f时,成正立、放大的虚像。
【解答】解:把一个凸透镜正对太阳光,在距离凸透镜15cm的地面上能看到一个最小最亮的光斑,即透镜的焦点,这个凸透镜的焦距是15cm,当一个物体到该凸透镜的距离为20cm时,物距大于1倍焦距,小于二倍焦距,在凸透镜另一侧的光屏上能成一个倒立、放大的实像。此成像原理与投影仪的工作原理相同。
故答案为:15;放大;投影仪。
18.(2023•岷县校级三模)为保障市民的出行安全,交管部门在很多十字路口安装了监控摄像头,它可以拍下违章车辆的现场照片,拍照时,摄像头的镜头相当于一个 凸 (选填“凸”或“凹”)透镜,所成的像是 缩小 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。
【答案】凸;缩小。
【分析】凸透镜成像时,u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机或摄像头。
【解答】解:拍照时,摄像头的镜头相当于一个凸透镜;
照相机和摄像头的原理:当u>2f时,凸透镜成倒立、缩小的实像。
故答案为:凸;缩小。
19.(2022秋•太谷区校级期末)2021年5月15日,中国探测器成功着陆火星、屈原在《天问》诗句中所表达的美好愿望成为现实,如图甲,“祝融号“火星车驶离平台的过程中,其后置照相机对着平台先后拍摄得到乙、丙、丁3张照片,照相机的镜头是一个凸透镜,拍摄过程中相机镜头逐步 向内缩 (向外伸/向内缩)。
【答案】向内缩。
【分析】照相机的镜头是一个凸透镜,可以成倒立、缩小的实像;凸透镜成实像时,物距变小,像距变大,像变大。
【解答】解:照相机的镜头是一个凸透镜;由图可知,像越来越小,这说明像距是变小的,物距变大,即照相机的镜头向内缩。
故答案为:向内缩。
20.(2022秋•五华区期末)小明将爸爸戴的眼镜取下来放在书前,看到了如图所示的现象,由此可知小明爸爸的眼睛是 近视眼 (选填“正常眼”“近视眼”或“远视眼”);小明爸爸不戴眼镜看近处物体时,像 不能 (选填“能”或“不能”)成在视网膜上。
【答案】近视眼;不能
【分析】(1)凸透镜对光有会聚作用,可做放大镜使用,可矫正远视眼;凹透镜对光有发散作用,成缩小的像,可矫正近视眼;
(2)近视眼的成因是晶状体太厚,折光能力太强,或者眼球在前后方向上太长,因此来自远处一点的光会聚在视网膜前,到达视网膜时已经不是一点而是一个模糊的光斑了.
【解答】解:读图可知小明将爸爸戴的眼镜使物体缩小,应该是凹透镜,故凹透镜可以矫正近视眼,由此可知小明爸爸的眼睛是近视眼;
近视眼的成因是晶状体太厚,折光能力太强,小明爸爸不戴眼镜看近处物体时,晶状体所成的像在视网膜的前面。
故答案为:近视眼;不能。
21.(2023•西区二模)如图张乐同学将一支点燃的蜡烛放在凸透镜(f=10cm)前18cm处,光屏上得到烛焰倒立、放大的清晰像然后他在蜡烛和凸透镜之间放置了一个远视眼镜片,由于远视眼镜片对光线有 会聚 作用,所以光屏上烛焰的清晰像变模糊了。若想在光屏上重新得到清晰的烛焰像,他可将光屏 靠近 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜。
【答案】见试题解答内容
【分析】远视镜片是凸透镜,对光线具有会聚作用,会使像提前形成。
【解答】解:远视眼镜片是凸透镜,所以远视眼镜片对光线有会聚作用;
将远视眼镜片放在蜡烛和凸透镜之间,经过凸透镜的光线会比原来提前会聚成像,所以应将光屏靠近凸透镜,才能在光屏上重新得到清晰的像。
故答案为:会聚;靠近。
22.(2023•罗平县校级二模)某凸透镜的直径是15cm,一束平行于其主光轴的平行光源通过它后,在距离它10cm的光屏上得到一个直径为5cm的光斑,这个凸透镜的焦距是 7.5或15 cm,当物体距离凸透镜20cm,光屏上 能 (填“能”或“不能”)承接到所成的像。
【答案】7.5或15;能。
【分析】据题目列出比例关系,据相似的知识分析即可判断,在分析是应注意,题目中的光斑可能在焦点之前,也可能在焦点之后。
【解答】解:根据题意可知,光斑可能在焦点前,也可能在焦点后,情况如下图所示:
若光斑在焦点前时,根据几何知识,△ABF∽△CDF,则,
又OF=10cm+EF,
把AB=15cm,CD=5cm代入解得OF=15cm,
若光斑在焦点后时,根据几何知识,△FAB∽△FGH,则,
把AB=15cm,且CD=5cm代入解得OF=7.5cm;
当物体距离凸透镜20cm,物距为20cm,要么满足u>2f,要么满足f<u<2f,所以光屏上能承接到所成的像。
故答案为:7.5或15;能。
三.作图题(共3小题,共9分)
23.(2023•广安模拟)请在图中作出两条入射光线经凹透镜折射后的折射光线。
【答案】见试题解答内容
【分析】在作凸透镜、凹透镜的光路图时,先确定所给光线的特点再根据透镜的光学特点来作图。
【解答】解:
延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴。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。如图所示:
24.(2023•榕城区二模)如图所示,从水中向空气中发出一条光线,折射光线为OA,OA又刚好射向凹透镜另一侧的虚焦点。请作出水中的入射光线和经过凹透镜后的折射光线。
【答案】
【分析】(1)过折射点O画出法线,根据光的折射规律在法线左侧的水中画出入射光线;
(2)延长线通过凹透镜另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴射出。
【解答】解:
先过折射点O画出法线,在法线左侧的水中,根据折射角大于入射角画出入射光线;
延长线通过凹透镜另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴射出,如图所示:
25.(2023•樊城区模拟)如图为远视眼成像光路图,在虚线方框内画出矫正透镜。
【答案】如上图。
【分析】远视眼是由于晶状体太薄或眼球前后径过长,使折射光线会聚在视网膜的后方,所以用会聚透镜来矫正,使折射光线提前会聚在视网膜上。
【解答】解:远视眼是由于晶状体太薄或眼球前后径过长,使折射光线会聚在视网膜的后方,应该用会聚透镜来矫正,凸透镜对光线起会聚作用,所以在虚线框内应放置凸透镜,使折射光线提前会聚在视网膜上:
。
故答案为:如上图。
四.实验题(本题共3小题,共26分)
26.(2022秋•宝安区期末)如图所示是平行于凸透镜主光轴的光经过凸透镜的光路。
(1)该透镜的焦距为 10.0 cm;若仅将平行光源水平向左移动远离透镜,光屏应 不动 (选填“向左”“向右”“不动”)才能承接到最小最亮的光斑。
(2)若将甲物体放置在距离该透镜15.0cm的位置,它经透镜所成的像是 倒立 (选填“正立”“倒立”) 放大 (选填“放大”“缩小”“等大”)的 实 (选填“实”“虚”)像。
【答案】(1)10.0;不动;(2)倒立;放大;实。
【分析】(1)平行于主光轴的光会聚于主光轴上一点,这一点叫焦点,焦点到光心的距离叫焦距,读数时估读到分度值的下一位;
(2)凸透镜的成像规律为:当u>2f时,成倒立缩小的实像,此时f<v<2f,应用为照相机;
当u=v=2f时,成倒立等大的实像;
当f<u<2f,成倒立放大的实像,此时v>2f,应用为投影仪;
当u<f时,成正立放大的虚像,应用为照相机;
凸透镜成实像时,物近像远像变大。
【解答】解:(1)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,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,所以凸透镜的焦距是:f=40.0cm﹣30.0cm=10.0cm;若仅将平行光源水平向左移动远离透镜,透镜的焦距不变,故光屏不动;
(2)①若将甲物体放置在距离该透镜15.0cm的位置,此时u=15.0cm位于一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立放大的实像;
故答案为:(1)10.0;不动;(2)倒立;放大;实。
27.(2023秋•徐州月考)如图所示是“探究凸透镜成像规律”的实验装置,小明通过实验得到了如下表所示的实验数据,请回答下列问题:
(1)实验前应调节烛焰和凸透镜、光屏三者的中心大致在 同一高度 ;
(2)根据表中数据可推测凸透镜的焦距f= 10 cm;
(3)当u=60cm时,光屏上成 缩小 (选填“放大”或“缩小”)的像。
(4)此时,若在凸透镜前“戴”上近视镜,光屏需向 右 ((选填“左”或“右”)移动,才能再次得到清晰的像。
【答案】(1)同一高度;(2)10; (3)缩小;(4)右。
【分析】(1)为了使像成在光屏中央,应调整烛焰和凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度;
(2)根据u=v=2f,成倒立、等大的实像,据此确定凸透镜的焦距;
(3)根据u>2f,成倒立、缩小的实像;
(4)近视镜是凹透镜,凹透镜对光线具有发散作用。
【解答】解:(1)为了使像成在光屏中央,应调整烛焰和凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度;
(2)由表中数据可知,u=v=20cm,成倒立、等大的实像,即2f=20cm,故该凸透镜的焦距为f=10cm;
(3)当u=60cm>2f,成倒立、缩小的实像;
(4)此时,若在凸透镜前“戴”上近视镜,近视镜是凹透镜,凹透镜对光线具有发散作用,会将光线推迟会聚成像,故光屏需向右移动,才能再次得到清晰的像。
故答案为:(1)同一高度;(2)10; (3)缩小;(4)右。
28.(2023•宁津县三模)小莉同学用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验:
(1)实验过程中,当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时,在光屏上可得到一个清晰的倒立、 放大 的实像,若保持蜡烛和光屏位置不变,移动透镜至 40 cm刻度线处,光屏上能再次呈现清晰的像。
(2)如图乙所示,保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,则人眼在 B (填“A、B、C”)处能观察到蜡烛的像,像是如图丙中的 4 (填“1、2、3、4”)。
(3)实验完成之后,小莉把自己的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上原来清晰的像变得模糊了,若想在光屏上重新得到清晰的像,在不改变蜡烛和凸透镜位置的情况下,应将光屏 远离 凸透镜。(填“靠近”或“远离”)
【答案】(1)放大;40;(2)B;4;(3)远离。
【分析】(1)当2f>u>f,成倒立、放大的实像,v>2f;u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f;光的折射中光路是可逆的;
(2)u<f时,凸透镜成正立放大的虚像,我们应透过凸透镜去观察这个像;
(3)凹透镜对光线有发散作用,能使光线的会聚点推迟延后,可以用来矫正近视眼。
【解答】解:(1)由图乙知,当蜡烛在刻度尺的10cm处,u=15cm,2f>u>f,凸透镜成倒立放大的实像,v=55cm﹣25cm=30cm,根据折射中光路可逆可知,保持蜡烛和光屏位置不变,当u=30cm时,即凸透镜移动至40cm刻度线处,在屏上能再次呈现清晰的像;
(2)u<f时,凸透镜成正立放大的虚像,光屏上接不到,透过凸透镜观察蜡烛看到正立放大的虚像,故4图符合像的性质;虚像与成像物体同侧,所以应从B处观察;
(3)将一副近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,近视眼镜是凹透镜,对光线有发散作用,即像推迟会聚,故应将光屏远离凸透镜。
故答案为:(1)放大;40;(2)B;4;(3)远离。
四.解答题(本题共2小题,共21分)
29.(2021秋•定远县校级期末)如图甲所示,物体AB在凸透镜另一侧能成一个等大,倒立的实像,物距u=OB,像距v=OD,凸透镜的焦距为f。其中物距,像距和焦距之间的关系=+。
(1)请结合数学知识证明凸透镜成等大、倒立的实像的条件是u=2f;
(2)小明做凸透镜成像实验时,光屏上恰好成清晰的实像时,蜡烛、透镜和光屏位置如
图乙所示,求透镜的焦距f。
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)根据相似三角形的知识解答;
(2)u>2f,成倒立、缩小的实像,此时像距f<v<2f,根据=+可求得透镜的焦距f。
【解答】解:(1)在三角形AOB和COD中,AB=CD,∠AOB=∠COD;则OB=OD,即u=v;
因为=+,化简得:u=2f;
(2)由题意可知,光屏上恰好成清晰的实像时,此时u=50.0cm﹣8.0cm=42.0cm,像距v=14.0cm,
因为=+,则=+,
解得f=10.5cm。
故答案为:(1)见解答部分;(2)透镜的焦距f=10.5cm。
30.(2023•姑苏区校级二模)仔细阅读短文,按要求回答问题。
眼睛和眼镜
人类的眼睛好像一架照相机。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厚薄程度,从而改变晶状体的焦距来获得清晰的实像,普通照相机是在物距确定的情况下通过改变像距使像变得清晰。依靠眼睛调节所能看清的最远和最近的两个极限,点分别叫做远点和近点。正常眼睛的远点在无限远,近点大约在10cm处。正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离大约是25cm,这个距离叫做明视距离。
当眼睛出现某些缺陷时,人们需要佩戴眼镜来矫正,常见眼镜的实质就是凸透镜或凹透镜。透镜的焦距f的长短标志着折光本领的大小,焦距越短,折光本领越大。通常把透镜焦距的倒数叫做透镜焦度,用Φ表示,即Φ=。如果某透镜的焦距是0.5m,它的焦度就是Φ==2m﹣1。平时说的眼镜片的度数,就是镜片的透镜焦度乘100的值。凸透镜的度数是正数,凹透镜的度数是负数。例如﹣200度的镜片表示这是凹透镜,透镜焦度是2m﹣1,它的焦距是0.5m。
(1)正常眼睛观察物体时,在视网膜上成的像的性质是 C 。
A.正立、放大的实像
B.正立、缩小的实像
C.倒立、缩小的实像
D.倒立、放大的实像
(2)根据上文,你认为人的正常眼睛的观察范围是 D 。
A.0~10cm
B.10cm~25cm
C.25cm~无限远
D.10cm~无限远
(2)如图1所示是小明的眼睛看物体时的成像情况,则他的眼病是 近视眼 (近视/远视),需要用 凹 透镜来矫正。另一同学小芳所戴眼镜镜片的度数是﹣500度,焦距为 0.2 m。
(4)小明仔细观察镜片的形状和厚度,把四种镜片的截面图画成了图2中甲、乙、丙、丁所示的形状,则可以知道:远视眼配带度数较大的是 乙 。
【答案】(1)C;(2)D;(3)近视眼;凹;0.2;(4)乙。
【分析】(1)根据眼睛的构造来分析眼睛是如何看到物体的,其中晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,它把来自物体的光会聚在视网膜上,形成物体的像;
(2)正常眼睛的远点在无限远,近点大约在10cm处;
(3)近视眼能看清近处的物体,不能看清远处的物体;近视眼是由于晶状体太厚,使像成在视网膜的前方,要戴一个凹透镜来矫正,戴上凹透镜能使像成在视网膜上;透镜焦距的倒数叫做透镜的焦度,眼镜片的度数,就是镜片的透镜焦度乘100的值;远视镜片的度数是正数,近视镜片的度数是负数;
(4)中间薄边缘厚的是凹透镜,且近视眼越严重,所佩戴的凹透镜的中间就越薄;中间厚边缘薄的透镜是凸透镜,且远视眼越严重,所佩戴的凸透镜中间越厚。
【解答】解:(1)眼球好像一架照相机,晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,它把来自物体的光会聚在视网膜上,形成物体的像,通过视神经把信号传给大脑,我们就看到了物体,物体成一个倒立的、缩小的实像,故C正确;
(2)由题意可知,正常眼睛的远点在无限远,近点大约在10cm处,所以人的正常眼睛的观察范围是10cm~无限远,故D正确;
(3)由图可知,远处物体成像在视网膜前面,所以患的是近视眼,近视眼是由于晶状体曲度变大,会聚能力增强,即折光能力增强,应佩戴发散透镜,即凹透镜,使光线推迟会聚;
小芳所戴眼镜镜片的度数是﹣500度,则透镜焦度是5m﹣1,焦距为 f=m=0.2m;
(4)中间薄边缘厚的是凹透镜,且近视眼越严重,所佩戴的凹透镜的中间就越薄,所以近视眼配带度数较大的是丙图;中间厚边缘薄的透镜是凸透镜,且远视眼越严重,所佩戴的凸透镜中间越厚,所以远视眼配带度数较大的是乙图。
故答案为:(1)C;(2)D;(3)近视眼;凹;0.2;(4)乙。
物距u(cm)
60
50
35
30
20
19
18
17
16
15
14
12
像距v(cm)
12
12.5
14
15
20
21.1
22.5
24.3
26.7
30
35
60
物理八年级上册第1节 透镜优秀单元测试精练: 这是一份物理八年级上册<a href="/wl/tb_c15199_t7/?tag_id=28" target="_blank">第1节 透镜优秀单元测试精练</a>,文件包含第5章《透镜及其应用》单元测试卷基础卷解析版docx、第5章《透镜及其应用》单元测试卷基础卷学生版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共36页, 欢迎下载使用。
初中物理人教版八年级上册第1节 透镜当堂检测题: 这是一份初中物理人教版八年级上册<a href="/wl/tb_c15199_t7/?tag_id=28" target="_blank">第1节 透镜当堂检测题</a>,共11页。试卷主要包含了本试卷分第Ⅰ卷两部分,测试范围等内容,欢迎下载使用。
初中物理人教版八年级上册第1节 透镜课后练习题: 这是一份初中物理人教版八年级上册第1节 透镜课后练习题,共19页。试卷主要包含了选择题,填空题,作图题,实验题等内容,欢迎下载使用。