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人教版初中物理八年级上册第五章《透镜及其应用》复习能力提升卷
一、单选题
1.(2020八上·太和期末)如图是一条光线通过透镜的光路图,其中哪幅图的光路是错误的( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】A.过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴,A正确,不符合题意;
B.平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点,B正确,不符合题意;
C.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,C正确,不符合题意;
D.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,D错误,符合题意。
故答案为:D。
【分析】凸透镜三条特殊光线的作图:①通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴。②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。③过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变。
凹透镜三条特殊光线的作图:①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。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过焦点。③过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变。
2.(2021八上·深圳竞赛)小华视物时成像情况如图所示,医生向她介绍激光手术:通过激光烧蚀厚度均匀的透明眼角膜,使之改变形状,实现视力矫正.手术后的眼角膜形状应为下列图中的( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】近视眼的成因与矫正办法
【解析】【解答】根据图片可知,成像在视网膜前面,则小华患近视眼。近视眼要用凹透镜矫正。
A. 角膜的中间和边缘一样,不是凹透镜,故A不合题意;
B .中间厚,边缘薄,属于凸透镜,故B不合题意
C .中间薄边缘厚,为凹透镜,故C符合题意;
D .是多块凹透镜组成,故D不合题意。
故选C。
【分析】根据图片确定成像特点,根据成像特点确定所患眼病的种类,并确定矫正方法,最后对各个选项中透镜的种类进行判断即可。
3.(2021八上·江州期中)把蜡烛放在凸透镜左侧,在右侧调整光屏到透镜的距离,使烛焰在光屏上成清晰的实像(光具座刻度的分度值是cm),下列说正确的是( )
A.蜡烛和光屏互换位置,光屏上还能得到倒立缩小的实像
B.蜡烛向左适当移动,要重新得到清晰的像,光屏要适当向右移动
C.蜡烛,透镜位置不变,只是换一只焦距更短的透镜,要重新得到清晰的像,光屏要适当向右移动
D.此透镜的焦距在7.5cm至15cm之间
【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验;凸透镜成像的应用
【解析】【解答】A.由图可知,此时成的是倒立、缩小的实像;把蜡烛和光屏互换位置,根据光路可逆可知,光屏上还能得到倒立、放大的实像,A不符合题意;
B.蜡烛适当向左移动,物距变大,像距应减小,要重新得到清晰的像,光屏要适当向左移动,B不符合题意;
C.蜡烛、透镜位置不变,即物距保持不变,只是换一个焦距较短的凸透镜,则此时的像距会变小,要重新得到清晰的像,光屏要适当向左移动,C不符合题意;
D.由图可知,此时成的是倒立、缩小的实像,则u>2f,f<v<2f
代入数据得30cm>2f,f<15cm<2f
解得7.5cm<f<15cm
D符合题意。
故答案为:D。
【分析】凸透镜成像为实像时,物距和像距互换时,可以再次成像;根据物距和像距的大小,可以计算焦距范围。
4.(2021九上·罗湖月考)购物支付已进入“刷脸”时代,如图所示,消费者只需站在距摄像头 40-60cm 的距离,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正确的是( )
A.光经过摄像头成像利用的是光的反射
B.镜头的焦距小于 20cm
C.刷脸支付时,人脸通过镜头成倒立、缩小的虚像
D.“刷脸”时,面部应位于摄像头 1 倍焦距到 2 倍焦距之间
【答案】B
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】A.摄像头是凸透镜,凸透镜成像的原理是光的折射,故错误。
B.刷脸时,要成倒立缩小的实像,所以u>2f,人站在距离镜头40-60cm处,所以焦距应该小于20cm,故正确。
C.刷脸时,成倒立缩小的实像,故错误。
D.刷脸时,要成倒立缩小的实像,所以面部在二倍焦距以外,故错误。
故答案为:B
【分析】凸透镜成像规律,物距大于二倍焦距,成倒立缩小的实像,物距等于二倍焦距,成倒立等大实像,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立放大实像,物距在一倍焦距以内,成正立放大虚像。
5.(2020八上·承德期末)如图所示是探究凸透镜成像规律的实验装置,实验中所使用的透镜焦距为10cm,实验中将蜡烛分别放在甲、乙、两、丁四个位置,观察光屏上成像情况(光屏位置未标出)。下列说法正确的是( )
A.蜡烛在甲位置时,需将光屏移动到70cm刻度的右侧位置,才能在光屏上成清晰的像
B.蜡烛在乙位置时,透镜成像的特点与幻灯机的原理相同
C.蜡烛在丙位置时,光屏上成的清晰的像为倒立、缩小的实像
D.蜡烛在丁位置时,成正立、放大的虚像,与放大镜成像原理相同
【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验;凸透镜成像的应用
【解析】【解答】A.蜡烛在甲位置时,物距大于二倍焦距,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,所以需将光屏移动到大于60cm到70cm之间的位置,才能在光屏上成清晰的像,A不符合题意;
B.蜡烛在乙位置时,物距大于二倍焦距,成倒立缩小的实像,透镜成像的特点与照相机的原理相同,B不符合题意;
C.蜡烛在丙位置时,物距大于一倍焦距小于二倍焦距,光屏上成的清晰的像为倒立、放大的实像,C不符合题意;
D.蜡烛在丁位置时,物距小于焦距,成正立、放大的虚像,与放大镜成像原理相同,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】物体在凸透镜的二倍焦距外时,成倒立缩小的实像;物体在一倍焦距和二倍焦距间成像是倒立放大的实像;物体在焦点内时,成正立放大的虚像。
6.(2020八上·北流期末)下列光学仪器的应用,得到的实像比物体大的是( )
A.放大镜 B.潜望镜 C.照相机 D.幻灯机
【答案】D
【知识点】生活中的透镜
【解析】【解答】A.放大镜是利用凸透镜成正立、放大的虚像的原理工作的。A不符合题意;
B.潜望镜成正立、等大的虚像,B不符合题意;
C.照相机是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理工作的。C不符合题意;
D.幻灯机是利用凸透镜成倒立、放大的实像的原理工作的。D符合题意。
故答案为:D。
【分析】利用凸透镜成像的特点判断。
物体位置 像的位置 像的大小 像的性质 应用举例
u>2f f< v <2f 像、物异侧 缩小 倒立实像 照相机
u=2f v =2f 像、物异侧 等大 倒立实像 测焦距
f2f 像、物异侧 放大 倒立实像 幻灯机、投影仪
7.(2020八上·北流期末)一场新冠肺炎疾病影响了全世界,而其中的罪魁祸首就是新型冠状病毒某医疗机构利用显微镜观察新型冠状病毒,而我们已经学习了一些关于光学显微镜的知识,光学显微镜的目镜和物镜所成的像,下列有关说法正确的是( )
A.目镜成正立放大的虚像,物镜成倒立放大的实像
B.目镜成倒立放大的实像,物镜成正立放大的虚像
C.目镜成正立放大的虚像,物镜成倒立缩小的实像
D.目镜成正立放大的虚像,物镜成正立放大的实像
【答案】A
【知识点】显微镜
【解析】【解答】显微镜包括物镜和目镜,物镜相当于投影仪,成倒立的放大的实像,目镜相当于放大镜,成正立的放大的虚像。
故答案为:A。
【分析】显微镜由物镜和目镜组成,目镜成的是正立、放大的虚像,显微镜的物镜成的是放大、倒立的实像。
8.(2020八上·宜州期末)常见的视力缺陷有近视和远视.图是一位视力缺陷人员的眼球成像示意图,他的视力缺陷类型及矫正视力需要配戴的透镜种类是( )
A.近视眼,凹透镜 B.近视眼,凸透镜
C.远视眼,凹透镜 D.远视眼,凸透镜
【答案】D
【知识点】远视眼的成因与矫正办法
【解析】【解答】由图可知,来自物体的光经晶状体折射后成像在视网膜后面,所以该眼睛是远视眼,需要佩戴凸透镜将光线会聚一些,这样像可以成在视网膜上,D符合题意,ABC不符合题意.
故答案为:D.
【分析】远视眼的晶状体将光线会聚在视网膜之后,应该佩戴凸透镜进行矫正。
9.(2020八上·三水期末)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示,此时烛焰在光屏上成一个清晰的像,则以下判断正确的是( )
A.这个清晰的像是倒立、放大的实像,照相机就是应用这个原理的
B.当蜡烛因燃烧而变短时,光屏上的像会向上移
C.若将蜡烛和光屏的位置互换,光屏上仍能呈现出烛焰倒立、放大的实像
D.若将蜡烛移动到以45cm刻度处,光屏适当向右移动会在光屏上呈现清晰的像
【答案】B
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】A.图中物距小于像距,成倒立、放大的实像,成像特点与投影仪原理相同,A不符合题意;
B.实验中,蜡烛越烧越短,根据光线过光心不改变方向,像向光屏的上方移动,B符合题意;
C.根据光路是可逆的,如果把蜡烛与光屏对调,当物距等于原来像距时,仍可在光屏上得到清晰的像,此时成倒立、缩小的实像,C不符合题意;
D.由图可知,物距u=50.0cm﹣35.0cm=15.0cm
像距v=85.0cm﹣50.0cm=35.0cm
此时像的位置在二倍焦距以外,物体在一倍焦距和二倍焦距之间,即35.0cm>2f
2f>15.0cm>f
所以7.5cm<f<15.0cm
将蜡烛移动到45cm刻度处,物距小于焦距,成正立、放大的虚像,虚像不能成在光屏上,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】凸透镜成像时,物距大于像距时,成像应用于照相机;物体下降时,光屏上的实像上移;凸透镜成实像时,物距像距互换时,成像的大小不同;当物体在凸透镜的焦点内时,光屏上不成像。
10.(2020八上·桐城期末)中学生近视发生率急剧上升,且低龄化。下列图四个选项中,能正确表示近视眼成像和矫正情况的是( )
A.②① B.③① C.②④ D.③④
【答案】B
【知识点】近视眼的成因与矫正办法;远视眼的成因与矫正办法
【解析】【解答】近视眼是由于像成在了视网膜的前方,近视眼要用凹透镜来矫正,①是近视眼的矫正,②是正常眼,③是近视眼成像,④是远视眼的矫正,故③①符合题意,
故答案为:B。
【分析】近视眼是由于像成在了视网膜的前方,近视眼要用凹透镜来矫正;晶状体变薄,远视眼看近处的物体,像成在视网膜的后方,用凸透镜进行矫正。
11.(2020八上·郧西期末)小明为了探究“视力矫正”原理,利用探究凸透镜成像规律的装置做了如图实验。当光屏上得到模糊的倒立实像时,他稍微将光屏靠近凸透镜,屏上得到了清晰的像,如果不移动光屏,将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间,发现光屏上的像也能变清晰,移走眼镜片,将透镜靠近蜡烛移动时,光屏上的像再次清晰。则该眼镜片是( )
A.远视眼镜片,对光线有会聚作用
B.近视眼镜片,对光线有发散作用
C.近视眼镜片,对光线有会聚作用
D.远视眼镜片,对光线有发散作用
【答案】B
【知识点】近视眼的成因与矫正办法;远视眼的成因与矫正办法
【解析】【解答】由题知,光屏上得到的是模糊的倒立实像,说明像距不合适,由稍微将光屏靠近凸透镜,屏上再次得到清晰的像,可知原来的像距偏大;若不移动光屏,当将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间,发现光屏上的像变清晰,说明该透镜对光线有发散作用,因此是近视眼镜片(凹透镜)。
故答案为:B。
【分析】远视眼是远处物体的像成在视网膜的后方,需佩戴凸透镜;近视眼是远处物体的像成在视网膜的前方,需佩戴凹透镜。凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线具有发散作用。
12.(2020八上·荆州期末)在“探究凸透镜成像的规律”实验时,某小组测量出物距u和像距v的数据,并绘制成如图所示的图象,下列说法中正确的是( )
A.该凸透镜的焦距f=20cm
B.当物距u=8cm时,成正立、放大的虚像,投影仪利用了这条规律
C.当物距u=30cm时,成倒立、缩小的实像,照相机利用了这条规律
D.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】C
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验;凸透镜成像的应用
【解析】【解答】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,A不符合题意;
B.当物距u=8cm时u<f成正立、放大的虚像,应用于放大镜,B不符合题意;
C.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,C符合题意;
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,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】凸透镜成像时,像距和物距相等时,物体在二倍焦距,可以计算焦距的大小;根据物体在凸透镜的不同范围,可以判断凸透镜成像的特点。
13.(2020八上·通河期末)关于光现象,下列说法正确的是( )
A.实像不仅能用光屏承接,也能直接用眼观察到
B.光总是沿直线传播的
C.光的反射现象中,光路可逆,光的折射现象中,光路不可逆
D.矫正近视眼应该佩戴凸透镜
【答案】A
【知识点】光的直线传播及其应用;光的反射定律;光的折射规律;近视眼的成因与矫正办法;实像和虚像的区别
【解析】【解答】A.实像的特点是:实际光线的会聚、倒立、异侧、可承接在光屏上也能够用眼睛观察,A符合题意;
B.光在同种均匀介质中沿直线传播,介质改变,光的传播方向也改变,B不符合题意;
C.光在反射和折射现象中,光路都是可逆的,C不符合题意;
D.近视眼的成因是像成在视网膜之前,应该佩戴凹透镜使光线推迟会聚,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】实像的特点是:实际光线的会聚、倒立、异侧、可承接在光屏上也能够用眼睛观察。
光的反射定律:反射光线与入射光线、法线在同一平面上,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。(注:光路是可逆的)
光的折射规律:光从空气斜射入水或其他介质,折射光线与入射光线、法线在同一平面上;折射光线和入射光线分居法线两侧,折射角小于入射角;入射角增大时,折射角也随着增大;当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变。(折射光路也是可逆的)
近视眼的成因是像成在视网膜之前,应该佩戴凹透镜矫正。
14.(2021九上·肇源开学考)在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,蜡烛在光屏上恰好成清晰的像。下列说法正确的是( )
A.光屏上形成的是蜡烛倒立缩小的实像
B.凸透镜的焦距范围是15cm<f<30cm
C.若将蜡烛移动到5cm处,光屏移到80cm处,会再次得到一个清晰的像
D.用f=15cm的凸透镜替换图中的透镜,只向右移动光屏,可在光屏上成清晰的像
【答案】C
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】A、由图可知,物距u=30cm,像距v=45cm,因u<v,光屏上成倒立放大的实像,故A说法错误;
B、光屏上成倒立放大的实像时,f<u=30cm<2f,v=45cm>2f,故凸透镜的焦距范围为15cm<f<22.5cm,故B说法错误;
C、若将蜡烛移动到5cm处,物距u=45cm,像距v=30cm,因u>v,光屏上成倒立缩小的实像,故B说法正确;
D、用f=15cm的凸透镜替换图中透镜时,凸透镜的会聚能力增强,故成的像成在光屏的前方,为了找到光屏上的像可以将光屏向左移动或者将蜡烛向右移动,故D说法错误。
故答案为:C。
【分析】(1)熟记凸透镜成像规律:u>2f,f<v<2f,成倒立缩小的实像;u=2f,v=2f,成倒立等大的实像;f<u<2f,v>2f,成倒立放大的实像;u=f,不成像;u<f,成正立放大的虚像;
(2)凸透镜的焦距越小,会聚能力越强;凸透镜成像中物像移动关系:“物像同向移”。
15.(2021·百色)如图所示是“科学探究:凸透镜成像”的实验操作情景,下列说法错误的是( )
A.从图甲中可知该透镜的焦距为10.0cm
B.如图乙所示,向左适当移动光屏可以得到缩小的实像
C.如图乙所示,将蜡烛移至30cm处,光屏上可得到等大的实像
D.如图乙所示,将蜡烛移至45cm处,移动光屏可以得到缩小的实像
【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验;凸透镜成像的应用
【解析】【解答】A.平行与主光轴的光线经凸透镜折射后在光屏上成最小最亮的光点为凸透镜的焦点,从凸透镜光心到焦点的距离即为焦距,从刻度尺上可以测得该透镜的焦距为10.0cm。A正确,不符合题意;
B.图乙物距为40.0cm,大于二倍焦距,则像距应在一倍焦距和二倍焦距之间,图中光屏位于二倍焦距的位置上,向左适当移动光屏可以得到缩小的实像。B正确,不符合题意;
C.将蜡烛移至30cm处,物距为20cm,蜡烛位于二倍焦距的位置上,像距也在二倍焦距的位置上,此时在光屏上成倒立等大的实像。C正确,不符合题意;
D.将蜡烛移至45cm处,蜡烛位于一倍焦距以内,成正立放大的虚像,所以在光屏上不能得到缩小的实像。D错误,符合题意。
故答案为:D。
【分析】平行于主光轴的光线会聚的点是焦点,到凸透镜的距离是焦距;物体在凸透镜的二倍焦距时,成倒立等大的实像;物体在凸透镜的二倍焦距外时,像在一倍焦距和二倍焦距间,成倒立缩小的实像。
二、填空题
16.(2021八上·江州期中)每年的6月6日是全国“爱眼日”,近视眼成因示意图是图中的 图,近视眼的纠正示意图是图的 图。如图,把近视眼镜放在已清晰成像的蜡烛和凸透镜之间,则光屏应该往 (填“靠近”或“远离”)透镜的方向调整,才可再次获得清晰的像。
【答案】甲;丁;远离
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验;凸透镜成像的应用
【解析】【解答】近视眼的成因是晶状体太厚,对光的会聚能力太强,晶状体相当于凸透镜,使来自远处的光经过晶状体折射后,使光线在视网膜前提前会聚成像,视网膜上就看不到清晰的像,故甲图是近视眼成因示意图;
由于近视眼成因是晶状体太厚,对光的聚光能力太强,为了消减晶状体的聚光能力,所以需要利用凹透镜进行矫正,故丁图是近视眼的纠正示意图;
把近视眼镜放在己清晰成像的蜡烛和凸透镜之间,此时像距变大,像会向右移动,则光屏应该往远离透镜的方向调整,才可再次获得清晰的像。
【分析】近视眼成像在视网膜前,利用凹透镜矫正;凹透镜对光有会聚作用,使成像远离凸透镜。
17.(2021八上·成都期中)李东同学在桌面上的近视眼镜上看到自己身后同一个窗户的两个像,如图,这两个像是 像(填“实”、“虚”),是 面镜(填“平”、“凸”、“凹”)所成的像,其中较大的像是镜片上离李东较 的玻璃面(填“近”、“远”)所成的。
【答案】虚;凸;近
【知识点】凸面镜和凹面镜;近视眼的成因与矫正办法
【解析】【解答】近视镜从前面观察,会由于光的反射成像,镜片是有弧度的,从前面看向外凸,与凸面镜成像是一样的,成的是虚像,离镜片越近,所成的像越大。
【分析】近视眼镜是凹透镜,从镜子前面观察,其外面呈弧形,类似于凸面镜;外面的物体经凸面镜成像,成的是正立的虚像,像的大小与物体到镜面的距离有关。
18.(2020八上·铜仁期末)“眼睛是心灵的窗户”,我们应该保护好自己的眼睛。造成近视眼的原因是晶状体太 (填“薄”或“厚”),折光能力太强,使远处某点的光会聚在视网膜的 (填“前面”或“后面”),要用 (填“凸透镜”或“凹透镜”)来矫正。
【答案】厚;前面;凹透镜
【知识点】眼睛及其视物原理;近视眼的成因与矫正办法
【解析】【解答】晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,眼睛看物体时成的像在视网膜上,人就能看清物体了;当晶状体太厚,或折光能力太强,形成的像会聚在视网膜前,人就看不清物体,形成近视眼;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,使折射能力变弱,就能使来自远处物体的光会聚在视网膜上,就能看清物体了。
【分析】近视眼的成因是只能看清近处的物体,看不清远处的物体,晶状体太厚,折光能力太强,或者眼球在前后方向上太长,因此来自远处点的光会聚在视网膜前;对近视眼的矫正可通过凹透镜对光线的发散作用进行纠正。
19.(2020八上·香洲期末)人眼的成像原理与 (选填 “照相机”、“投影仪”或“放大镜”)相同。不少学生视力下降,患上近视眼,图 (选填“甲”或“乙”)是近视眼的光路示意图,应该佩戴由。 透镜制成的眼镜来矫正。
【答案】照相机;甲;凹
【知识点】眼睛及其视物原理;近视眼的成因与矫正办法
【解析】【解答】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,视网膜相当于光屏, 我们看物体时,通过睫状体的伸缩来调节晶状体的弯曲程度,改变晶状体的焦距,使不同远近的物体都能在物距大于二倍焦距的范围,在视网膜上成缩小、倒立的实像。
近视眼是晶状体的曲度变大,会聚能力(即折光能力)增强,像呈在视网膜的前方,应佩戴发散透镜,即凹透镜,使光线推迟会聚。
【分析】眼睛好像一架照相机,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,成倒立、缩小的实像。近视眼是因为晶状体太厚或眼球过长,远处物体的像成在视网膜的前方,凹透镜对光线有发散作用,使原来会聚成像的光线错后会聚到视网膜上。
20.(2020八上·铜官期末)如图表示一种光学仪器的原理,图中L1是物镜,L2是目镜.这种仪器是 (填“望远镜”或“显微镜”),目镜的作用相当于 (填“放大镜”或“投影仪”).
【答案】望远镜;放大镜
【知识点】望远镜;生活中的透镜
【解析】【解答】远处的物体通过这种仪器的物镜成倒立缩小的实像,落在目镜一倍焦距以内,目镜将它放大,这种仪器是望远镜。目镜相当于放大镜。
【分析】望远镜由物镜和目镜组成,物镜和目镜都是凸透镜,物镜相当于照相机,成倒立、缩小的实像,目镜相当于放大镜,成正立、放大的虚像。望远镜的物镜口径越大,折射光线越多,像越清晰。
21.(2020八上·太和期末)如图,水球相当于 (选填“平面镜”“凸透镜”或“凹透镜”),王亚平与她的像是在水球的 (选填“同侧”或“异侧”)。
【答案】凸透镜;异侧
【知识点】生活中的透镜
【解析】【解答】水球具有中间厚、边缘薄的特点,因此水球相当于一个凸透镜。
图中所成的像为倒立、缩小的像,根据凸透镜成像的规律可知,此时王亚平到水球的距离大于2倍焦距,且王亚平与她的像在水球的异侧。
【分析】中间厚、边缘薄,为凸透镜。照相机:原理;成倒立、缩小的实像,u>2f
22.(2020八上·郧西期末)望远镜的物镜相当于一个 的镜头,显微镜的目镜相当于一个 ,(以上两空均选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”),某同学在用显微镜观察洋葱的细胞组成时,发现物体的像太小,看不清楚,这时他应该使物镜 (选填“靠近”或“远离”)物体,目镜远离物镜一些。
【答案】照相机;放大镜;靠近
【知识点】生活中的透镜
【解析】【解答】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,望远镜的物镜相当于照相机的镜头。
显微镜的物镜成的是倒立、放大的实像,相当于幻灯机的镜头;显微镜和望远镜的目镜成正立、放大的虚像,都相当于一个放大镜。
显微镜的物镜是将物体成一个倒立放大的实像,相当于投影仪的镜头,根据“物近像远像变大”的规律,应缩小物距,才能使像变大,显微镜的目镜是起一个放大镜的作用,以物镜所成的像为物体,再进行二次成像,此时的“物体”在目镜的焦距之内,根据放大镜“物远像远像变大”的规律,应使目镜远离物镜一些。
【分析】利用凸透镜成像的特点分析。
物体位置 像的位置 像的大小 像的性质 应用举例
u>2f f< v <2f 像、物异侧 缩小 倒立实像 照相机
u=2f v =2f 像、物异侧 等大 倒立实像 测焦距
f2f 像、物异侧 放大 倒立实像 幻灯机、投影仪
23.(2020八上·荆州期末)
(1)在今年抗击“新冠肺炎”战役中,无接触式体温计(如图甲)被广泛使用,它是依靠感知人体发出的 (选填“红外线”或“紫外线)来测量温度的;彩色电视机画面上的色彩是红、 、蓝三种色光混合而成。
(2)疫情期间,小明在线上学习时长期不注意用眼卫生,视力急剧下降。经医生检查,小明晶状体变厚,使来自远处的光线会聚在视网膜的前面。如上图所示的乙丙两幅示意图中,能正确矫正小明视力的是 (选填“乙”或“丙”);望远镜的物镜相当于一个 的镜头(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)。
【答案】(1)红外线;绿
(2)丙;照相机
【知识点】色光的三(基)原色和颜料的三原色;红外线;凸透镜成像的应用;近视眼的成因与矫正办法
【解析】【解答】(1)人体能发射红外线,无接触式体温计是利用接收人体发出的红外线来工作的。
彩色电视机画面上的色彩是红、绿、蓝三种色光混合而成。
(2)近视眼是只能看清近处的物体,看不清远处的物体,产生近视眼的原因是:晶状体太厚,折光能力太强,或者眼球在前后方向上太长,因此来自远处点的光会聚在视网膜前;对近视眼的矫正可通过凹透镜对光线的发散作用进行纠正,故丙图是矫正近视眼的图象。
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,望远镜的物镜相当于照相机的镜头。
【分析】(1)体温枪根据红外线测量温度;光的三原色是红、绿、蓝三种色光;
(2)近视眼的晶状体变厚,成像在视网膜前,利用凹透镜矫正;望远镜的成像和照相机相同。
24.(2021九上·肇源开学考)小明给弟弟变了个魔术,他将装有一枚硬币的杯子放在弟弟面前,如图所示,弟弟在A处看不到硬币,这是因为光沿 传播。小明向杯中缓缓注水后,弟弟能看到硬币了,这是由光的 产生的现象,弟弟看到的是硬币的
(选填“实”或“虚”)像。
眼睛的角膜和晶状体类似于 透镜。青少年如果长时间使用电子产品,缺乏户外活动,就可能患上近视。患近视后需要佩戴
透镜进行矫正。
【答案】直线;折射;虚;凸;凹
【知识点】光的直线传播及其应用;光的折射规律;近视眼的成因与矫正办法
【解析】【解答】在杯子里放了一枚硬币,在A处看不到硬币是因为光沿直线传播;向杯中注入后,光从水中射入空气的过程发生了偏折,所以能看到硬币折射后形成的虚像,这是光的折射现象;眼睛的晶状体和角膜相当于凸透镜,近视患者需要佩戴凹透镜。
【分析】(1)光在同种均匀介质中沿直线传播;
(2)光的折射:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生改变,从而使光线在不同介质的交界处发生偏折 ;
(3)眼睛的晶状体和角膜相当于凸透镜,近视患者需要佩戴凹透镜,远视患者需要佩戴凸透镜。
25.(2021·恩施)在探究凸透镜成像规律实验中,正确安装并调节装置后,光屏上得到一个清晰缩小的像。
(1)当蜡烛向凸透镜靠近时,应将光屏 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜才能使像变清晰,某同学发现光屏移动过程中像变大同时还向光屏上方偏了些,为使像回到中央可将凸透镜往 (选填“上”或“下”)稍稍调节;
(2)移动中光屏上再次成清晰像后,将光屏和蜡烛位置互换,屏上一定成 的实像。
【答案】(1)远离;上
(2)放大
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)根据凸透镜的成像原理,成实像时,物体靠近,像应该远离,故将光屏远离透镜;某同学发现光屏移动过程中像变大同时还向光屏上方偏了些,要使像往下移动,根据通过光心的光线传播方向不变,则凸透镜需要向上移动。
(2)光屏上得到一个清晰缩小的像,此时物距比较大,大于两倍的焦距,像距比较小,在一倍和两倍焦距之间,当光屏和蜡烛位置互换,根据光路可逆,仍然可以成像,此时物距比较小,在一倍和两倍焦距之间,故成的倒立的放大的像。
【分析】(1)①为了使能够成在光屏上,减小物距时则要增大像距;反之,要增大物距,则要减小像距。②要使像往下移动,根据通过光心的光线传播方向不变,要使凸透镜向上移动。
(2) 将光屏和蜡烛位置互换 ,根据光路的可逆性确定屏幕成像情况。
三、作图题
26.(2020八上·铜仁期末)如图完成图中的光路。
【答案】解:如图所示:
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】入射光线的延长线过焦点,所以该光线经凹透镜折射后,与主光轴平行射出;入射光线过光心,则折射光线的传播方向不改变。如图所示:
【分析】入射光线的延长线过焦点,所以该光线经凹透镜折射后,与主光轴平行射出;入射光线过光心,则折射光线的传播方向不改变。
27.(2020八上·香洲期末)如图所示,请补充完整凸透镜的两条入射光线和平面镜的反射光线。
【答案】解:如图所示:
【知识点】作光的反射光路图;透镜的光路图
【解析】【解答】通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴,过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变,入射到平面镜上,由入射点画出法线,根据反射角等于入射角画出反射光线,如图所示:
【分析】先确定所给经凸透镜折射后的折射光线的特点,然后根据凸透镜的光学特点(三条特殊光线)画出对应的入射光线。
28.(2020八上·通河期末)完成光路图。
【答案】解:如图所示:
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】入射光线平行于主光轴时,过凸透镜的折射光线过焦点;过凸透镜光心的光线传播方向不变,如图所示:
【分析】入射光线平行于主光轴时,过凸透镜的折射光线过焦点;过凸透镜光心的光线传播方向不变。
四、实验探究题
29.(2020八上·郧西期末)某同学为进一步了解“视力矫正”的原理,利用如图所示的装置做了实验。他在发光体和凸透镜之间放置不同类型的眼镜片,观察到了如下现象。将近视眼镜片放在发光体与凸透镜之间,光屏上原来清晰的像变模糊了;使光屏 (填“靠近”或“远高”)透镜,又能在光屏上看到发光体清晰的像。这说明近视眼镜片属于 透镜。由此可知,在近视得到娇正之前,物体的像成在视网膜的 (填“前方”或“后方”)。
【答案】远离;凹;前方
【知识点】远视眼的成因与矫正办法
【解析】【解答】将近视眼镜片放在发光体与凸透镜之间,近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,发散作用是使原来会聚成像的光线推后会聚,像距变大,光屏应远离凸透镜,才能得到清晰的像。
近视眼镜可以使像远离凸透镜,故近视眼得到矫正之前,物体的像成在视网膜的前方。
【分析】远视眼是远处物体的像成在视网膜的后方,需佩戴凸透镜;近视眼是远处物体的像成在视网膜的前方,需佩戴凹透镜。
30.(2021八上·桂林期中)小明用焦距为10cm的透镜做“探究凸透镜成像规律”实验,凸透镜、蜡烛、光屏的位置如图所示。
(1)要使像成在光屏上,在蜡烛和透镜不动的情况下,光屏就向 移动(选填“左”或者“右”),直到屏上的像 为止。
(2)在完成(1)基础上,将蜡烛与光屏的位置互换,透镜不动,光屏上得到一个 、 实像。
(3)从实验可知,在凸透镜成实像的情况下,蜡烛离凸透镜越近,所成的像越 ,像距离凸透镜的距离越 。还可得到规律, 点是成虚实像的分界点, 点是成放大像与缩小像的分界点。
(4)实验一段时间后,蜡烛变短了,要使蜡烛的像仍然成在光屏的中心,应该将光屏的向 移动。
(5)换用另一块凸透镜,再次将烛焰、凸透镜和光屏的中心调到同一高度后,在光具座上无论如何移动光屏,都不能承接到烛焰的像,原因可能是 。
【答案】(1)右;清晰
(2)倒立;缩小
(3)大;远;焦点;二倍焦距
(4)上
(5)蜡烛到凸透镜的距离小于或等于焦距
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)如图所示,物距在一倍焦距和两倍焦距之间,故像距在2倍焦距开外,故光屏需要右移动;直至出现一个清晰的蜡烛的像为止。
(2)完成(1)基础上,将蜡烛与光屏的位置互换,透镜不动,物距在2倍焦距开外,像距在一倍焦距和两倍焦距之间,故成的是倒立的;缩小的实像。
(3)根据凸透镜成像规律,在凸透镜成实像的情况下,蜡烛离凸透镜越近,物体靠近,所成的像越远离;缩成的像就越大;
还可得到规律,一倍焦距是分虚实,一倍焦距内成的是虚像,一倍焦距外成的实像;两倍焦距分大小,两倍焦距点是等大的像,大于两倍的焦距成的是缩小的实像,小于两倍的焦距是放大的像。
(4)蜡烛变短了,蜡烛烛焰的中心与凸透镜的光心所在的直线向上偏,故像向上偏,故需要将光屏的向上移动。
(5)不能承接到烛焰的像,即无法成实像,那么只有可能成的是虚像,即物距在一倍焦距之内,或者刚好在一倍焦距上不成像。
【分析】(1)探究凸透镜成像规律时,物距在一倍焦距和二倍焦距间时,像在二倍焦距外;
(2)当物体在二倍焦距外时,物体在一倍焦距和二倍焦距间,成倒立缩小的实像;
(3)凸透镜成实像时,物距减小,像距变大像变大;焦点是实像和虚像的分界点;二倍焦距点是放大和缩小的像的分界点;
(4)凸透镜成实像时是倒立的,物体下降,像上升;
(5)当物体在焦点时不成像,物体在焦点内时,成虚像,光屏上无像。
31.(2021八上·重庆期中)小东探究凸透镜成像规律,做了如下几次试验:
(1)由图甲可知,测得凸透镜的焦距f= cm。要调节光具座上烛焰、透镜和光屏三者的中心在 ;
(2)在图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像(未画出),则该像是倒立、 (选填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像。生活中的 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一成像原理制成的;
(3)若在图乙中将凸透镜移到55.0cm刻度线处,则将光屏移动到 cm刻度线处,可以再次看到清晰的像。如果用遮光罩将凸透镜的上半部分罩住,则光屏上所成的像是 (选填“不完整的像”、“完整的像”、“完整的像但较暗”);
(4)在图乙中保持凸透镜在50.0cm刻度值不变,使光屏上的像变小,则蜡烛应向 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜方向移动,同时适当移动光屏;
(5)如图丙所示,保持蜡烛的位置不变,移动透镜至图丙所示刻度线处,则人眼应该在图中 (选填“A”、“B”或“C”)处且朝着相应方向,才能观察到烛焰正立、放大的像;
(6)图丁中,点燃蜡烛,经过凸透镜在光屏上成清晰的倒立缩小的实像。然后在烛焰和凸透镜之间放一副近视眼镜,发现光屏上的像变模糊了,不改变眼镜和透镜的位置,要使光屏上再次呈现清晰的像,可以进行的操作是 (填“光屏远离透镜”或“蜡烛靠近透镜”)。
【答案】(1)10.0;同一高度
(2)放大;投影仪
(3)75;完整的像但较暗
(4)远离
(5)B
(6)光屏远离透镜
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)如图甲平行光线会聚为一点,即为焦点,光心到焦点的距离为焦距,焦距为10.0cm;为了让像成在光屏的正中央,需要调节光具座上烛焰、透镜和光屏三者的中心在同一高度。
(2)在图乙中物距为15.0cm,在一倍焦距和两倍焦距之间,故成的是倒立的放大的实像;生活中的投影仪就是利用这一原理制成的。
(3) 若在图乙中将凸透镜移到55cm刻度线处,物距为
此时的物距为两倍的焦距,那么像距也是两倍的焦距,成的是等大的像,故光屏需要移动至
故光屏需要移动至 ;如果用遮光罩将凸透镜的上半部分罩住,下半部分透明,物体所有的光线经过凸透镜折射成像,故仍然能够成完整的像,但是由于只透过了一半的光线,故像较暗。
(4)在图乙中保持凸透镜在50.0cm刻度值不变,使光屏上的像变小,根据凸透镜成像的规律,物远像近像变小,故将蜡烛远离凸透镜。
(5)如图丙所示,物距小于焦距,故应用是放大镜,成的是虚像,物像同侧,故需要根据B处看到像。
(6)放一副近视眼镜,近视眼镜是凹透镜,会使光线发散,故像距变大,故将光屏向远离透镜的方向移动。
【分析】(1)平行光会聚于凸透镜的焦点,焦点到凸透镜的距离是焦距;实验时,调节烛焰、透镜和光屏三者的中心在同一高度;
(2)当物距小于像距时,物体成倒立放大的实像,投影仪的成像利用了此原理;
(3)当物距等于像距时,物体在二倍焦距点;挡住部分凸透镜时,凸透镜成像是完整的但变暗;
(4)当物体在凸透镜的二倍焦距外时,成像是倒立缩小的实像;
(5)当物体在凸透镜的焦点内时,需要透过凸透镜观察像;
(6)近视眼镜是凹透镜,对光有发散作用,使凸透镜成像远离。
五、综合题
32.(2020八上·三水期末)阅读短文,回答问题。
菲涅尔透镜
甲图中图1是平凸透镜的截面图,由光学知识可知,平行光由平凸透镜左侧垂直入射,在透镜中传播方向不变,只有经透镜另一侧曲面时才会发生偏折,并会聚于焦点。若在图2中将平凸透镜阴影部分去掉,保留图中曲面的白色部分并将其向左平移到透镜平面处,即为图3,这样的透镜叫做菲涅尔透镜(又称螺纹透镜)。菲涅尔透镜与平凸透镜一样,都能将平行于主光轴的光线会聚于焦点。与平凸透镜相比,菲涅尔透镜减少了光在透镜中直线传播的部分,只保留透镜发生折射的曲面,在节省透镜材料的同时也减少了光在透镜中传播的光能损失。菲涅尔透镜有着广泛的应用,如图乙为手机闪光灯上用到的菲涅尔透镜,从上方俯视,它由数个同心圆纹路的玻璃组成。大型菲涅尔透镜是聚光太阳能系统中重要的光学部件之一,它能提高太阳能板上单位面积获得的光能,如图丙所示,从上方垂直菲涅尔透镜的光束,在一半焦距处面积只有原来的四分之一。请回答:
(1)菲涅尔透镜与平凸透镜对光都有 (此空选填“会聚”或“发散”)作用,它们的工作原理是 (此空选填“相同”或“不同”)的。
(2)下面关于菲涅尔透镜的说法,不正确的是_____。(填字母序号)
A.使用菲涅尔透镜的手机,闪光灯部分可以做得更薄
B.与相同直径的平凸透镜相比,光能损失减少
C.菲涅尔透镜是由一圈圈凸透镜和凹透镜组成
D.与相同直径的平凸透镜相比,所用材料减少
(3)不考虑光传播过程中的能量损失,如题图丙所示,一太阳能板置于菲涅尔透镜下方的一半焦距处,则与不放置菲涅尔透镜相比,太阳能板受光部分单位面积上的光能提高约为原来的 倍。为了更好地接受太阳能,太阳能板受光面应涂上 (此空选填“黑色”或“白色”)。
(4)将菲涅尔透镜放置在阳光下从而将光集中在太阳能板上,为保证最佳的聚光效果,图中,正确的放置方法是_____。(填字母序号)
A. B.
C. D.
【答案】(1)会聚;相同
(2)C
(3)4;黑色
(4)A
【知识点】光的反射;透镜及其特点与分类;凸透镜成像的应用
【解析】【解答】(1)因为菲涅尔透镜与平凸透镜一样,仍能将平行于主光轴的光线会聚于焦点,它们对光线都有会聚作用;工作原理相同。
(2)由短文知,光在菲涅尔透镜中传播时减少了在透镜中直线传播的部分,只保留透镜发生折射的曲面,在节省透镜材料的同时也减少了光在透镜中传播的光能损失。
A.光在菲涅尔透镜只保留透镜发生折射的曲面,所以使用菲涅尔透镜的手机,闪光灯部分可以做得更薄,A符合题意;
B.与相同直径的平凸透镜相比,减少了在透镜中直线传播的部分,所以光能损失更少,B符合题意;
C.由图2和图3可知,菲涅尔透镜,从上方俯视,它由数个同心圆的玻璃组成,它们是一圈圈凸透镜,C不符合题意;
D.因为菲涅尔透镜中减少了在透镜中直线传播的部分,只保留透镜发生折射的曲面,所以节省透镜材料,D符合题意。
故答案为:C。
(3)如下图所示,太阳能板置于菲涅尔透镜正后方的一半焦距处,太阳能板受光照部分直径CD是螺纹透镜直径AB的 ,所以由S=πr2可知,太阳能板上受光照部分面积是螺纹透镜面积的 ,不考虑光传播过程中能量的损失,即两者上的光能是相等的,所以太阳能板上受光照部分的光能提高为原来的4倍;因为黑色吸收所有色光,所以为了更好地接受太阳能,太阳能板受光面应涂上黑色。
(4)为保证较好的聚光效果,会聚的光线应该在焦点上,只有平行光由平凸透镜左侧垂直入射,在透镜中传播方向不变,只有经透镜另一侧曲面时才会发生偏折,并会聚于焦点,所以选择A。
【分析】(1)凸透镜对光有会聚作用;
(2)根据材料阅读,分析菲涅尔透镜的组成;
(3)根据面积的倍数关系分析,使用菲涅尔透镜接受到的能量更多;黑色物体吸收热量的能力更强;
(4)光线平行于主光轴时,可以会聚于焦点,能量更集中。
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人教版初中物理八年级上册第五章《透镜及其应用》复习能力提升卷
一、单选题
1.(2020八上·太和期末)如图是一条光线通过透镜的光路图,其中哪幅图的光路是错误的( )
A. B.
C. D.
2.(2021八上·深圳竞赛)小华视物时成像情况如图所示,医生向她介绍激光手术:通过激光烧蚀厚度均匀的透明眼角膜,使之改变形状,实现视力矫正.手术后的眼角膜形状应为下列图中的( )
A. B.
C. D.
3.(2021八上·江州期中)把蜡烛放在凸透镜左侧,在右侧调整光屏到透镜的距离,使烛焰在光屏上成清晰的实像(光具座刻度的分度值是cm),下列说正确的是( )
A.蜡烛和光屏互换位置,光屏上还能得到倒立缩小的实像
B.蜡烛向左适当移动,要重新得到清晰的像,光屏要适当向右移动
C.蜡烛,透镜位置不变,只是换一只焦距更短的透镜,要重新得到清晰的像,光屏要适当向右移动
D.此透镜的焦距在7.5cm至15cm之间
4.(2021九上·罗湖月考)购物支付已进入“刷脸”时代,如图所示,消费者只需站在距摄像头 40-60cm 的距离,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正确的是( )
A.光经过摄像头成像利用的是光的反射
B.镜头的焦距小于 20cm
C.刷脸支付时,人脸通过镜头成倒立、缩小的虚像
D.“刷脸”时,面部应位于摄像头 1 倍焦距到 2 倍焦距之间
5.(2020八上·承德期末)如图所示是探究凸透镜成像规律的实验装置,实验中所使用的透镜焦距为10cm,实验中将蜡烛分别放在甲、乙、两、丁四个位置,观察光屏上成像情况(光屏位置未标出)。下列说法正确的是( )
A.蜡烛在甲位置时,需将光屏移动到70cm刻度的右侧位置,才能在光屏上成清晰的像
B.蜡烛在乙位置时,透镜成像的特点与幻灯机的原理相同
C.蜡烛在丙位置时,光屏上成的清晰的像为倒立、缩小的实像
D.蜡烛在丁位置时,成正立、放大的虚像,与放大镜成像原理相同
6.(2020八上·北流期末)下列光学仪器的应用,得到的实像比物体大的是( )
A.放大镜 B.潜望镜 C.照相机 D.幻灯机
7.(2020八上·北流期末)一场新冠肺炎疾病影响了全世界,而其中的罪魁祸首就是新型冠状病毒某医疗机构利用显微镜观察新型冠状病毒,而我们已经学习了一些关于光学显微镜的知识,光学显微镜的目镜和物镜所成的像,下列有关说法正确的是( )
A.目镜成正立放大的虚像,物镜成倒立放大的实像
B.目镜成倒立放大的实像,物镜成正立放大的虚像
C.目镜成正立放大的虚像,物镜成倒立缩小的实像
D.目镜成正立放大的虚像,物镜成正立放大的实像
8.(2020八上·宜州期末)常见的视力缺陷有近视和远视.图是一位视力缺陷人员的眼球成像示意图,他的视力缺陷类型及矫正视力需要配戴的透镜种类是( )
A.近视眼,凹透镜 B.近视眼,凸透镜
C.远视眼,凹透镜 D.远视眼,凸透镜
9.(2020八上·三水期末)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示,此时烛焰在光屏上成一个清晰的像,则以下判断正确的是( )
A.这个清晰的像是倒立、放大的实像,照相机就是应用这个原理的
B.当蜡烛因燃烧而变短时,光屏上的像会向上移
C.若将蜡烛和光屏的位置互换,光屏上仍能呈现出烛焰倒立、放大的实像
D.若将蜡烛移动到以45cm刻度处,光屏适当向右移动会在光屏上呈现清晰的像
10.(2020八上·桐城期末)中学生近视发生率急剧上升,且低龄化。下列图四个选项中,能正确表示近视眼成像和矫正情况的是( )
A.②① B.③① C.②④ D.③④
11.(2020八上·郧西期末)小明为了探究“视力矫正”原理,利用探究凸透镜成像规律的装置做了如图实验。当光屏上得到模糊的倒立实像时,他稍微将光屏靠近凸透镜,屏上得到了清晰的像,如果不移动光屏,将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间,发现光屏上的像也能变清晰,移走眼镜片,将透镜靠近蜡烛移动时,光屏上的像再次清晰。则该眼镜片是( )
A.远视眼镜片,对光线有会聚作用
B.近视眼镜片,对光线有发散作用
C.近视眼镜片,对光线有会聚作用
D.远视眼镜片,对光线有发散作用
12.(2020八上·荆州期末)在“探究凸透镜成像的规律”实验时,某小组测量出物距u和像距v的数据,并绘制成如图所示的图象,下列说法中正确的是( )
A.该凸透镜的焦距f=20cm
B.当物距u=8cm时,成正立、放大的虚像,投影仪利用了这条规律
C.当物距u=30cm时,成倒立、缩小的实像,照相机利用了这条规律
D.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
13.(2020八上·通河期末)关于光现象,下列说法正确的是( )
A.实像不仅能用光屏承接,也能直接用眼观察到
B.光总是沿直线传播的
C.光的反射现象中,光路可逆,光的折射现象中,光路不可逆
D.矫正近视眼应该佩戴凸透镜
14.(2021九上·肇源开学考)在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,蜡烛在光屏上恰好成清晰的像。下列说法正确的是( )
A.光屏上形成的是蜡烛倒立缩小的实像
B.凸透镜的焦距范围是15cm<f<30cm
C.若将蜡烛移动到5cm处,光屏移到80cm处,会再次得到一个清晰的像
D.用f=15cm的凸透镜替换图中的透镜,只向右移动光屏,可在光屏上成清晰的像
15.(2021·百色)如图所示是“科学探究:凸透镜成像”的实验操作情景,下列说法错误的是( )
A.从图甲中可知该透镜的焦距为10.0cm
B.如图乙所示,向左适当移动光屏可以得到缩小的实像
C.如图乙所示,将蜡烛移至30cm处,光屏上可得到等大的实像
D.如图乙所示,将蜡烛移至45cm处,移动光屏可以得到缩小的实像
二、填空题
16.(2021八上·江州期中)每年的6月6日是全国“爱眼日”,近视眼成因示意图是图中的 图,近视眼的纠正示意图是图的 图。如图,把近视眼镜放在已清晰成像的蜡烛和凸透镜之间,则光屏应该往 (填“靠近”或“远离”)透镜的方向调整,才可再次获得清晰的像。
17.(2021八上·成都期中)李东同学在桌面上的近视眼镜上看到自己身后同一个窗户的两个像,如图,这两个像是 像(填“实”、“虚”),是 面镜(填“平”、“凸”、“凹”)所成的像,其中较大的像是镜片上离李东较 的玻璃面(填“近”、“远”)所成的。
18.(2020八上·铜仁期末)“眼睛是心灵的窗户”,我们应该保护好自己的眼睛。造成近视眼的原因是晶状体太 (填“薄”或“厚”),折光能力太强,使远处某点的光会聚在视网膜的 (填“前面”或“后面”),要用 (填“凸透镜”或“凹透镜”)来矫正。
19.(2020八上·香洲期末)人眼的成像原理与 (选填 “照相机”、“投影仪”或“放大镜”)相同。不少学生视力下降,患上近视眼,图 (选填“甲”或“乙”)是近视眼的光路示意图,应该佩戴由。 透镜制成的眼镜来矫正。
20.(2020八上·铜官期末)如图表示一种光学仪器的原理,图中L1是物镜,L2是目镜.这种仪器是 (填“望远镜”或“显微镜”),目镜的作用相当于 (填“放大镜”或“投影仪”).
21.(2020八上·太和期末)如图,水球相当于 (选填“平面镜”“凸透镜”或“凹透镜”),王亚平与她的像是在水球的 (选填“同侧”或“异侧”)。
22.(2020八上·郧西期末)望远镜的物镜相当于一个 的镜头,显微镜的目镜相当于一个 ,(以上两空均选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”),某同学在用显微镜观察洋葱的细胞组成时,发现物体的像太小,看不清楚,这时他应该使物镜 (选填“靠近”或“远离”)物体,目镜远离物镜一些。
23.(2020八上·荆州期末)
(1)在今年抗击“新冠肺炎”战役中,无接触式体温计(如图甲)被广泛使用,它是依靠感知人体发出的 (选填“红外线”或“紫外线)来测量温度的;彩色电视机画面上的色彩是红、 、蓝三种色光混合而成。
(2)疫情期间,小明在线上学习时长期不注意用眼卫生,视力急剧下降。经医生检查,小明晶状体变厚,使来自远处的光线会聚在视网膜的前面。如上图所示的乙丙两幅示意图中,能正确矫正小明视力的是 (选填“乙”或“丙”);望远镜的物镜相当于一个 的镜头(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)。
24.(2021九上·肇源开学考)小明给弟弟变了个魔术,他将装有一枚硬币的杯子放在弟弟面前,如图所示,弟弟在A处看不到硬币,这是因为光沿 传播。小明向杯中缓缓注水后,弟弟能看到硬币了,这是由光的 产生的现象,弟弟看到的是硬币的
(选填“实”或“虚”)像。
眼睛的角膜和晶状体类似于 透镜。青少年如果长时间使用电子产品,缺乏户外活动,就可能患上近视。患近视后需要佩戴
透镜进行矫正。
25.(2021·恩施)在探究凸透镜成像规律实验中,正确安装并调节装置后,光屏上得到一个清晰缩小的像。
(1)当蜡烛向凸透镜靠近时,应将光屏 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜才能使像变清晰,某同学发现光屏移动过程中像变大同时还向光屏上方偏了些,为使像回到中央可将凸透镜往 (选填“上”或“下”)稍稍调节;
(2)移动中光屏上再次成清晰像后,将光屏和蜡烛位置互换,屏上一定成 的实像。
三、作图题
26.(2020八上·铜仁期末)如图完成图中的光路。
27.(2020八上·香洲期末)如图所示,请补充完整凸透镜的两条入射光线和平面镜的反射光线。
28.(2020八上·通河期末)完成光路图。
四、实验探究题
29.(2020八上·郧西期末)某同学为进一步了解“视力矫正”的原理,利用如图所示的装置做了实验。他在发光体和凸透镜之间放置不同类型的眼镜片,观察到了如下现象。将近视眼镜片放在发光体与凸透镜之间,光屏上原来清晰的像变模糊了;使光屏 (填“靠近”或“远高”)透镜,又能在光屏上看到发光体清晰的像。这说明近视眼镜片属于 透镜。由此可知,在近视得到娇正之前,物体的像成在视网膜的 (填“前方”或“后方”)。
30.(2021八上·桂林期中)小明用焦距为10cm的透镜做“探究凸透镜成像规律”实验,凸透镜、蜡烛、光屏的位置如图所示。
(1)要使像成在光屏上,在蜡烛和透镜不动的情况下,光屏就向 移动(选填“左”或者“右”),直到屏上的像 为止。
(2)在完成(1)基础上,将蜡烛与光屏的位置互换,透镜不动,光屏上得到一个 、 实像。
(3)从实验可知,在凸透镜成实像的情况下,蜡烛离凸透镜越近,所成的像越 ,像距离凸透镜的距离越 。还可得到规律, 点是成虚实像的分界点, 点是成放大像与缩小像的分界点。
(4)实验一段时间后,蜡烛变短了,要使蜡烛的像仍然成在光屏的中心,应该将光屏的向 移动。
(5)换用另一块凸透镜,再次将烛焰、凸透镜和光屏的中心调到同一高度后,在光具座上无论如何移动光屏,都不能承接到烛焰的像,原因可能是 。
31.(2021八上·重庆期中)小东探究凸透镜成像规律,做了如下几次试验:
(1)由图甲可知,测得凸透镜的焦距f= cm。要调节光具座上烛焰、透镜和光屏三者的中心在 ;
(2)在图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像(未画出),则该像是倒立、 (选填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像。生活中的 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一成像原理制成的;
(3)若在图乙中将凸透镜移到55.0cm刻度线处,则将光屏移动到 cm刻度线处,可以再次看到清晰的像。如果用遮光罩将凸透镜的上半部分罩住,则光屏上所成的像是 (选填“不完整的像”、“完整的像”、“完整的像但较暗”);
(4)在图乙中保持凸透镜在50.0cm刻度值不变,使光屏上的像变小,则蜡烛应向 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜方向移动,同时适当移动光屏;
(5)如图丙所示,保持蜡烛的位置不变,移动透镜至图丙所示刻度线处,则人眼应该在图中 (选填“A”、“B”或“C”)处且朝着相应方向,才能观察到烛焰正立、放大的像;
(6)图丁中,点燃蜡烛,经过凸透镜在光屏上成清晰的倒立缩小的实像。然后在烛焰和凸透镜之间放一副近视眼镜,发现光屏上的像变模糊了,不改变眼镜和透镜的位置,要使光屏上再次呈现清晰的像,可以进行的操作是 (填“光屏远离透镜”或“蜡烛靠近透镜”)。
五、综合题
32.(2020八上·三水期末)阅读短文,回答问题。
菲涅尔透镜
甲图中图1是平凸透镜的截面图,由光学知识可知,平行光由平凸透镜左侧垂直入射,在透镜中传播方向不变,只有经透镜另一侧曲面时才会发生偏折,并会聚于焦点。若在图2中将平凸透镜阴影部分去掉,保留图中曲面的白色部分并将其向左平移到透镜平面处,即为图3,这样的透镜叫做菲涅尔透镜(又称螺纹透镜)。菲涅尔透镜与平凸透镜一样,都能将平行于主光轴的光线会聚于焦点。与平凸透镜相比,菲涅尔透镜减少了光在透镜中直线传播的部分,只保留透镜发生折射的曲面,在节省透镜材料的同时也减少了光在透镜中传播的光能损失。菲涅尔透镜有着广泛的应用,如图乙为手机闪光灯上用到的菲涅尔透镜,从上方俯视,它由数个同心圆纹路的玻璃组成。大型菲涅尔透镜是聚光太阳能系统中重要的光学部件之一,它能提高太阳能板上单位面积获得的光能,如图丙所示,从上方垂直菲涅尔透镜的光束,在一半焦距处面积只有原来的四分之一。请回答:
(1)菲涅尔透镜与平凸透镜对光都有 (此空选填“会聚”或“发散”)作用,它们的工作原理是 (此空选填“相同”或“不同”)的。
(2)下面关于菲涅尔透镜的说法,不正确的是_____。(填字母序号)
A.使用菲涅尔透镜的手机,闪光灯部分可以做得更薄
B.与相同直径的平凸透镜相比,光能损失减少
C.菲涅尔透镜是由一圈圈凸透镜和凹透镜组成
D.与相同直径的平凸透镜相比,所用材料减少
(3)不考虑光传播过程中的能量损失,如题图丙所示,一太阳能板置于菲涅尔透镜下方的一半焦距处,则与不放置菲涅尔透镜相比,太阳能板受光部分单位面积上的光能提高约为原来的 倍。为了更好地接受太阳能,太阳能板受光面应涂上 (此空选填“黑色”或“白色”)。
(4)将菲涅尔透镜放置在阳光下从而将光集中在太阳能板上,为保证最佳的聚光效果,图中,正确的放置方法是_____。(填字母序号)
A. B.
C. D.
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】A.过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴,A正确,不符合题意;
B.平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点,B正确,不符合题意;
C.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,C正确,不符合题意;
D.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,D错误,符合题意。
故答案为:D。
【分析】凸透镜三条特殊光线的作图:①通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴。②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。③过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变。
凹透镜三条特殊光线的作图:①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。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过焦点。③过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变。
2.【答案】C
【知识点】近视眼的成因与矫正办法
【解析】【解答】根据图片可知,成像在视网膜前面,则小华患近视眼。近视眼要用凹透镜矫正。
A. 角膜的中间和边缘一样,不是凹透镜,故A不合题意;
B .中间厚,边缘薄,属于凸透镜,故B不合题意
C .中间薄边缘厚,为凹透镜,故C符合题意;
D .是多块凹透镜组成,故D不合题意。
故选C。
【分析】根据图片确定成像特点,根据成像特点确定所患眼病的种类,并确定矫正方法,最后对各个选项中透镜的种类进行判断即可。
3.【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验;凸透镜成像的应用
【解析】【解答】A.由图可知,此时成的是倒立、缩小的实像;把蜡烛和光屏互换位置,根据光路可逆可知,光屏上还能得到倒立、放大的实像,A不符合题意;
B.蜡烛适当向左移动,物距变大,像距应减小,要重新得到清晰的像,光屏要适当向左移动,B不符合题意;
C.蜡烛、透镜位置不变,即物距保持不变,只是换一个焦距较短的凸透镜,则此时的像距会变小,要重新得到清晰的像,光屏要适当向左移动,C不符合题意;
D.由图可知,此时成的是倒立、缩小的实像,则u>2f,f<v<2f
代入数据得30cm>2f,f<15cm<2f
解得7.5cm<f<15cm
D符合题意。
故答案为:D。
【分析】凸透镜成像为实像时,物距和像距互换时,可以再次成像;根据物距和像距的大小,可以计算焦距范围。
4.【答案】B
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】A.摄像头是凸透镜,凸透镜成像的原理是光的折射,故错误。
B.刷脸时,要成倒立缩小的实像,所以u>2f,人站在距离镜头40-60cm处,所以焦距应该小于20cm,故正确。
C.刷脸时,成倒立缩小的实像,故错误。
D.刷脸时,要成倒立缩小的实像,所以面部在二倍焦距以外,故错误。
故答案为:B
【分析】凸透镜成像规律,物距大于二倍焦距,成倒立缩小的实像,物距等于二倍焦距,成倒立等大实像,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立放大实像,物距在一倍焦距以内,成正立放大虚像。
5.【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验;凸透镜成像的应用
【解析】【解答】A.蜡烛在甲位置时,物距大于二倍焦距,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,所以需将光屏移动到大于60cm到70cm之间的位置,才能在光屏上成清晰的像,A不符合题意;
B.蜡烛在乙位置时,物距大于二倍焦距,成倒立缩小的实像,透镜成像的特点与照相机的原理相同,B不符合题意;
C.蜡烛在丙位置时,物距大于一倍焦距小于二倍焦距,光屏上成的清晰的像为倒立、放大的实像,C不符合题意;
D.蜡烛在丁位置时,物距小于焦距,成正立、放大的虚像,与放大镜成像原理相同,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】物体在凸透镜的二倍焦距外时,成倒立缩小的实像;物体在一倍焦距和二倍焦距间成像是倒立放大的实像;物体在焦点内时,成正立放大的虚像。
6.【答案】D
【知识点】生活中的透镜
【解析】【解答】A.放大镜是利用凸透镜成正立、放大的虚像的原理工作的。A不符合题意;
B.潜望镜成正立、等大的虚像,B不符合题意;
C.照相机是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理工作的。C不符合题意;
D.幻灯机是利用凸透镜成倒立、放大的实像的原理工作的。D符合题意。
故答案为:D。
【分析】利用凸透镜成像的特点判断。
物体位置 像的位置 像的大小 像的性质 应用举例
u>2f f< v <2f 像、物异侧 缩小 倒立实像 照相机
u=2f v =2f 像、物异侧 等大 倒立实像 测焦距
f2f 像、物异侧 放大 倒立实像 幻灯机、投影仪
7.【答案】A
【知识点】显微镜
【解析】【解答】显微镜包括物镜和目镜,物镜相当于投影仪,成倒立的放大的实像,目镜相当于放大镜,成正立的放大的虚像。
故答案为:A。
【分析】显微镜由物镜和目镜组成,目镜成的是正立、放大的虚像,显微镜的物镜成的是放大、倒立的实像。
8.【答案】D
【知识点】远视眼的成因与矫正办法
【解析】【解答】由图可知,来自物体的光经晶状体折射后成像在视网膜后面,所以该眼睛是远视眼,需要佩戴凸透镜将光线会聚一些,这样像可以成在视网膜上,D符合题意,ABC不符合题意.
故答案为:D.
【分析】远视眼的晶状体将光线会聚在视网膜之后,应该佩戴凸透镜进行矫正。
9.【答案】B
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】A.图中物距小于像距,成倒立、放大的实像,成像特点与投影仪原理相同,A不符合题意;
B.实验中,蜡烛越烧越短,根据光线过光心不改变方向,像向光屏的上方移动,B符合题意;
C.根据光路是可逆的,如果把蜡烛与光屏对调,当物距等于原来像距时,仍可在光屏上得到清晰的像,此时成倒立、缩小的实像,C不符合题意;
D.由图可知,物距u=50.0cm﹣35.0cm=15.0cm
像距v=85.0cm﹣50.0cm=35.0cm
此时像的位置在二倍焦距以外,物体在一倍焦距和二倍焦距之间,即35.0cm>2f
2f>15.0cm>f
所以7.5cm<f<15.0cm
将蜡烛移动到45cm刻度处,物距小于焦距,成正立、放大的虚像,虚像不能成在光屏上,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】凸透镜成像时,物距大于像距时,成像应用于照相机;物体下降时,光屏上的实像上移;凸透镜成实像时,物距像距互换时,成像的大小不同;当物体在凸透镜的焦点内时,光屏上不成像。
10.【答案】B
【知识点】近视眼的成因与矫正办法;远视眼的成因与矫正办法
【解析】【解答】近视眼是由于像成在了视网膜的前方,近视眼要用凹透镜来矫正,①是近视眼的矫正,②是正常眼,③是近视眼成像,④是远视眼的矫正,故③①符合题意,
故答案为:B。
【分析】近视眼是由于像成在了视网膜的前方,近视眼要用凹透镜来矫正;晶状体变薄,远视眼看近处的物体,像成在视网膜的后方,用凸透镜进行矫正。
11.【答案】B
【知识点】近视眼的成因与矫正办法;远视眼的成因与矫正办法
【解析】【解答】由题知,光屏上得到的是模糊的倒立实像,说明像距不合适,由稍微将光屏靠近凸透镜,屏上再次得到清晰的像,可知原来的像距偏大;若不移动光屏,当将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间,发现光屏上的像变清晰,说明该透镜对光线有发散作用,因此是近视眼镜片(凹透镜)。
故答案为:B。
【分析】远视眼是远处物体的像成在视网膜的后方,需佩戴凸透镜;近视眼是远处物体的像成在视网膜的前方,需佩戴凹透镜。凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线具有发散作用。
12.【答案】C
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验;凸透镜成像的应用
【解析】【解答】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,A不符合题意;
B.当物距u=8cm时u<f成正立、放大的虚像,应用于放大镜,B不符合题意;
C.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,C符合题意;
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,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】凸透镜成像时,像距和物距相等时,物体在二倍焦距,可以计算焦距的大小;根据物体在凸透镜的不同范围,可以判断凸透镜成像的特点。
13.【答案】A
【知识点】光的直线传播及其应用;光的反射定律;光的折射规律;近视眼的成因与矫正办法;实像和虚像的区别
【解析】【解答】A.实像的特点是:实际光线的会聚、倒立、异侧、可承接在光屏上也能够用眼睛观察,A符合题意;
B.光在同种均匀介质中沿直线传播,介质改变,光的传播方向也改变,B不符合题意;
C.光在反射和折射现象中,光路都是可逆的,C不符合题意;
D.近视眼的成因是像成在视网膜之前,应该佩戴凹透镜使光线推迟会聚,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】实像的特点是:实际光线的会聚、倒立、异侧、可承接在光屏上也能够用眼睛观察。
光的反射定律:反射光线与入射光线、法线在同一平面上,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。(注:光路是可逆的)
光的折射规律:光从空气斜射入水或其他介质,折射光线与入射光线、法线在同一平面上;折射光线和入射光线分居法线两侧,折射角小于入射角;入射角增大时,折射角也随着增大;当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变。(折射光路也是可逆的)
近视眼的成因是像成在视网膜之前,应该佩戴凹透镜矫正。
14.【答案】C
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】A、由图可知,物距u=30cm,像距v=45cm,因u<v,光屏上成倒立放大的实像,故A说法错误;
B、光屏上成倒立放大的实像时,f<u=30cm<2f,v=45cm>2f,故凸透镜的焦距范围为15cm<f<22.5cm,故B说法错误;
C、若将蜡烛移动到5cm处,物距u=45cm,像距v=30cm,因u>v,光屏上成倒立缩小的实像,故B说法正确;
D、用f=15cm的凸透镜替换图中透镜时,凸透镜的会聚能力增强,故成的像成在光屏的前方,为了找到光屏上的像可以将光屏向左移动或者将蜡烛向右移动,故D说法错误。
故答案为:C。
【分析】(1)熟记凸透镜成像规律:u>2f,f<v<2f,成倒立缩小的实像;u=2f,v=2f,成倒立等大的实像;f<u<2f,v>2f,成倒立放大的实像;u=f,不成像;u<f,成正立放大的虚像;
(2)凸透镜的焦距越小,会聚能力越强;凸透镜成像中物像移动关系:“物像同向移”。
15.【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验;凸透镜成像的应用
【解析】【解答】A.平行与主光轴的光线经凸透镜折射后在光屏上成最小最亮的光点为凸透镜的焦点,从凸透镜光心到焦点的距离即为焦距,从刻度尺上可以测得该透镜的焦距为10.0cm。A正确,不符合题意;
B.图乙物距为40.0cm,大于二倍焦距,则像距应在一倍焦距和二倍焦距之间,图中光屏位于二倍焦距的位置上,向左适当移动光屏可以得到缩小的实像。B正确,不符合题意;
C.将蜡烛移至30cm处,物距为20cm,蜡烛位于二倍焦距的位置上,像距也在二倍焦距的位置上,此时在光屏上成倒立等大的实像。C正确,不符合题意;
D.将蜡烛移至45cm处,蜡烛位于一倍焦距以内,成正立放大的虚像,所以在光屏上不能得到缩小的实像。D错误,符合题意。
故答案为:D。
【分析】平行于主光轴的光线会聚的点是焦点,到凸透镜的距离是焦距;物体在凸透镜的二倍焦距时,成倒立等大的实像;物体在凸透镜的二倍焦距外时,像在一倍焦距和二倍焦距间,成倒立缩小的实像。
16.【答案】甲;丁;远离
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验;凸透镜成像的应用
【解析】【解答】近视眼的成因是晶状体太厚,对光的会聚能力太强,晶状体相当于凸透镜,使来自远处的光经过晶状体折射后,使光线在视网膜前提前会聚成像,视网膜上就看不到清晰的像,故甲图是近视眼成因示意图;
由于近视眼成因是晶状体太厚,对光的聚光能力太强,为了消减晶状体的聚光能力,所以需要利用凹透镜进行矫正,故丁图是近视眼的纠正示意图;
把近视眼镜放在己清晰成像的蜡烛和凸透镜之间,此时像距变大,像会向右移动,则光屏应该往远离透镜的方向调整,才可再次获得清晰的像。
【分析】近视眼成像在视网膜前,利用凹透镜矫正;凹透镜对光有会聚作用,使成像远离凸透镜。
17.【答案】虚;凸;近
【知识点】凸面镜和凹面镜;近视眼的成因与矫正办法
【解析】【解答】近视镜从前面观察,会由于光的反射成像,镜片是有弧度的,从前面看向外凸,与凸面镜成像是一样的,成的是虚像,离镜片越近,所成的像越大。
【分析】近视眼镜是凹透镜,从镜子前面观察,其外面呈弧形,类似于凸面镜;外面的物体经凸面镜成像,成的是正立的虚像,像的大小与物体到镜面的距离有关。
18.【答案】厚;前面;凹透镜
【知识点】眼睛及其视物原理;近视眼的成因与矫正办法
【解析】【解答】晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,眼睛看物体时成的像在视网膜上,人就能看清物体了;当晶状体太厚,或折光能力太强,形成的像会聚在视网膜前,人就看不清物体,形成近视眼;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,使折射能力变弱,就能使来自远处物体的光会聚在视网膜上,就能看清物体了。
【分析】近视眼的成因是只能看清近处的物体,看不清远处的物体,晶状体太厚,折光能力太强,或者眼球在前后方向上太长,因此来自远处点的光会聚在视网膜前;对近视眼的矫正可通过凹透镜对光线的发散作用进行纠正。
19.【答案】照相机;甲;凹
【知识点】眼睛及其视物原理;近视眼的成因与矫正办法
【解析】【解答】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,视网膜相当于光屏, 我们看物体时,通过睫状体的伸缩来调节晶状体的弯曲程度,改变晶状体的焦距,使不同远近的物体都能在物距大于二倍焦距的范围,在视网膜上成缩小、倒立的实像。
近视眼是晶状体的曲度变大,会聚能力(即折光能力)增强,像呈在视网膜的前方,应佩戴发散透镜,即凹透镜,使光线推迟会聚。
【分析】眼睛好像一架照相机,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,成倒立、缩小的实像。近视眼是因为晶状体太厚或眼球过长,远处物体的像成在视网膜的前方,凹透镜对光线有发散作用,使原来会聚成像的光线错后会聚到视网膜上。
20.【答案】望远镜;放大镜
【知识点】望远镜;生活中的透镜
【解析】【解答】远处的物体通过这种仪器的物镜成倒立缩小的实像,落在目镜一倍焦距以内,目镜将它放大,这种仪器是望远镜。目镜相当于放大镜。
【分析】望远镜由物镜和目镜组成,物镜和目镜都是凸透镜,物镜相当于照相机,成倒立、缩小的实像,目镜相当于放大镜,成正立、放大的虚像。望远镜的物镜口径越大,折射光线越多,像越清晰。
21.【答案】凸透镜;异侧
【知识点】生活中的透镜
【解析】【解答】水球具有中间厚、边缘薄的特点,因此水球相当于一个凸透镜。
图中所成的像为倒立、缩小的像,根据凸透镜成像的规律可知,此时王亚平到水球的距离大于2倍焦距,且王亚平与她的像在水球的异侧。
【分析】中间厚、边缘薄,为凸透镜。照相机:原理;成倒立、缩小的实像,u>2f
22.【答案】照相机;放大镜;靠近
【知识点】生活中的透镜
【解析】【解答】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,望远镜的物镜相当于照相机的镜头。
显微镜的物镜成的是倒立、放大的实像,相当于幻灯机的镜头;显微镜和望远镜的目镜成正立、放大的虚像,都相当于一个放大镜。
显微镜的物镜是将物体成一个倒立放大的实像,相当于投影仪的镜头,根据“物近像远像变大”的规律,应缩小物距,才能使像变大,显微镜的目镜是起一个放大镜的作用,以物镜所成的像为物体,再进行二次成像,此时的“物体”在目镜的焦距之内,根据放大镜“物远像远像变大”的规律,应使目镜远离物镜一些。
【分析】利用凸透镜成像的特点分析。
物体位置 像的位置 像的大小 像的性质 应用举例
u>2f f< v <2f 像、物异侧 缩小 倒立实像 照相机
u=2f v =2f 像、物异侧 等大 倒立实像 测焦距
f2f 像、物异侧 放大 倒立实像 幻灯机、投影仪
23.【答案】(1)红外线;绿
(2)丙;照相机
【知识点】色光的三(基)原色和颜料的三原色;红外线;凸透镜成像的应用;近视眼的成因与矫正办法
【解析】【解答】(1)人体能发射红外线,无接触式体温计是利用接收人体发出的红外线来工作的。
彩色电视机画面上的色彩是红、绿、蓝三种色光混合而成。
(2)近视眼是只能看清近处的物体,看不清远处的物体,产生近视眼的原因是:晶状体太厚,折光能力太强,或者眼球在前后方向上太长,因此来自远处点的光会聚在视网膜前;对近视眼的矫正可通过凹透镜对光线的发散作用进行纠正,故丙图是矫正近视眼的图象。
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,望远镜的物镜相当于照相机的镜头。
【分析】(1)体温枪根据红外线测量温度;光的三原色是红、绿、蓝三种色光;
(2)近视眼的晶状体变厚,成像在视网膜前,利用凹透镜矫正;望远镜的成像和照相机相同。
24.【答案】直线;折射;虚;凸;凹
【知识点】光的直线传播及其应用;光的折射规律;近视眼的成因与矫正办法
【解析】【解答】在杯子里放了一枚硬币,在A处看不到硬币是因为光沿直线传播;向杯中注入后,光从水中射入空气的过程发生了偏折,所以能看到硬币折射后形成的虚像,这是光的折射现象;眼睛的晶状体和角膜相当于凸透镜,近视患者需要佩戴凹透镜。
【分析】(1)光在同种均匀介质中沿直线传播;
(2)光的折射:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生改变,从而使光线在不同介质的交界处发生偏折 ;
(3)眼睛的晶状体和角膜相当于凸透镜,近视患者需要佩戴凹透镜,远视患者需要佩戴凸透镜。
25.【答案】(1)远离;上
(2)放大
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)根据凸透镜的成像原理,成实像时,物体靠近,像应该远离,故将光屏远离透镜;某同学发现光屏移动过程中像变大同时还向光屏上方偏了些,要使像往下移动,根据通过光心的光线传播方向不变,则凸透镜需要向上移动。
(2)光屏上得到一个清晰缩小的像,此时物距比较大,大于两倍的焦距,像距比较小,在一倍和两倍焦距之间,当光屏和蜡烛位置互换,根据光路可逆,仍然可以成像,此时物距比较小,在一倍和两倍焦距之间,故成的倒立的放大的像。
【分析】(1)①为了使能够成在光屏上,减小物距时则要增大像距;反之,要增大物距,则要减小像距。②要使像往下移动,根据通过光心的光线传播方向不变,要使凸透镜向上移动。
(2) 将光屏和蜡烛位置互换 ,根据光路的可逆性确定屏幕成像情况。
26.【答案】解:如图所示:
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】入射光线的延长线过焦点,所以该光线经凹透镜折射后,与主光轴平行射出;入射光线过光心,则折射光线的传播方向不改变。如图所示:
【分析】入射光线的延长线过焦点,所以该光线经凹透镜折射后,与主光轴平行射出;入射光线过光心,则折射光线的传播方向不改变。
27.【答案】解:如图所示:
【知识点】作光的反射光路图;透镜的光路图
【解析】【解答】通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴,过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变,入射到平面镜上,由入射点画出法线,根据反射角等于入射角画出反射光线,如图所示:
【分析】先确定所给经凸透镜折射后的折射光线的特点,然后根据凸透镜的光学特点(三条特殊光线)画出对应的入射光线。
28.【答案】解:如图所示:
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】入射光线平行于主光轴时,过凸透镜的折射光线过焦点;过凸透镜光心的光线传播方向不变,如图所示:
【分析】入射光线平行于主光轴时,过凸透镜的折射光线过焦点;过凸透镜光心的光线传播方向不变。
29.【答案】远离;凹;前方
【知识点】远视眼的成因与矫正办法
【解析】【解答】将近视眼镜片放在发光体与凸透镜之间,近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,发散作用是使原来会聚成像的光线推后会聚,像距变大,光屏应远离凸透镜,才能得到清晰的像。
近视眼镜可以使像远离凸透镜,故近视眼得到矫正之前,物体的像成在视网膜的前方。
【分析】远视眼是远处物体的像成在视网膜的后方,需佩戴凸透镜;近视眼是远处物体的像成在视网膜的前方,需佩戴凹透镜。
30.【答案】(1)右;清晰
(2)倒立;缩小
(3)大;远;焦点;二倍焦距
(4)上
(5)蜡烛到凸透镜的距离小于或等于焦距
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)如图所示,物距在一倍焦距和两倍焦距之间,故像距在2倍焦距开外,故光屏需要右移动;直至出现一个清晰的蜡烛的像为止。
(2)完成(1)基础上,将蜡烛与光屏的位置互换,透镜不动,物距在2倍焦距开外,像距在一倍焦距和两倍焦距之间,故成的是倒立的;缩小的实像。
(3)根据凸透镜成像规律,在凸透镜成实像的情况下,蜡烛离凸透镜越近,物体靠近,所成的像越远离;缩成的像就越大;
还可得到规律,一倍焦距是分虚实,一倍焦距内成的是虚像,一倍焦距外成的实像;两倍焦距分大小,两倍焦距点是等大的像,大于两倍的焦距成的是缩小的实像,小于两倍的焦距是放大的像。
(4)蜡烛变短了,蜡烛烛焰的中心与凸透镜的光心所在的直线向上偏,故像向上偏,故需要将光屏的向上移动。
(5)不能承接到烛焰的像,即无法成实像,那么只有可能成的是虚像,即物距在一倍焦距之内,或者刚好在一倍焦距上不成像。
【分析】(1)探究凸透镜成像规律时,物距在一倍焦距和二倍焦距间时,像在二倍焦距外;
(2)当物体在二倍焦距外时,物体在一倍焦距和二倍焦距间,成倒立缩小的实像;
(3)凸透镜成实像时,物距减小,像距变大像变大;焦点是实像和虚像的分界点;二倍焦距点是放大和缩小的像的分界点;
(4)凸透镜成实像时是倒立的,物体下降,像上升;
(5)当物体在焦点时不成像,物体在焦点内时,成虚像,光屏上无像。
31.【答案】(1)10.0;同一高度
(2)放大;投影仪
(3)75;完整的像但较暗
(4)远离
(5)B
(6)光屏远离透镜
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)如图甲平行光线会聚为一点,即为焦点,光心到焦点的距离为焦距,焦距为10.0cm;为了让像成在光屏的正中央,需要调节光具座上烛焰、透镜和光屏三者的中心在同一高度。
(2)在图乙中物距为15.0cm,在一倍焦距和两倍焦距之间,故成的是倒立的放大的实像;生活中的投影仪就是利用这一原理制成的。
(3) 若在图乙中将凸透镜移到55cm刻度线处,物距为
此时的物距为两倍的焦距,那么像距也是两倍的焦距,成的是等大的像,故光屏需要移动至
故光屏需要移动至 ;如果用遮光罩将凸透镜的上半部分罩住,下半部分透明,物体所有的光线经过凸透镜折射成像,故仍然能够成完整的像,但是由于只透过了一半的光线,故像较暗。
(4)在图乙中保持凸透镜在50.0cm刻度值不变,使光屏上的像变小,根据凸透镜成像的规律,物远像近像变小,故将蜡烛远离凸透镜。
(5)如图丙所示,物距小于焦距,故应用是放大镜,成的是虚像,物像同侧,故需要根据B处看到像。
(6)放一副近视眼镜,近视眼镜是凹透镜,会使光线发散,故像距变大,故将光屏向远离透镜的方向移动。
【分析】(1)平行光会聚于凸透镜的焦点,焦点到凸透镜的距离是焦距;实验时,调节烛焰、透镜和光屏三者的中心在同一高度;
(2)当物距小于像距时,物体成倒立放大的实像,投影仪的成像利用了此原理;
(3)当物距等于像距时,物体在二倍焦距点;挡住部分凸透镜时,凸透镜成像是完整的但变暗;
(4)当物体在凸透镜的二倍焦距外时,成像是倒立缩小的实像;
(5)当物体在凸透镜的焦点内时,需要透过凸透镜观察像;
(6)近视眼镜是凹透镜,对光有发散作用,使凸透镜成像远离。
32.【答案】(1)会聚;相同
(2)C
(3)4;黑色
(4)A
【知识点】光的反射;透镜及其特点与分类;凸透镜成像的应用
【解析】【解答】(1)因为菲涅尔透镜与平凸透镜一样,仍能将平行于主光轴的光线会聚于焦点,它们对光线都有会聚作用;工作原理相同。
(2)由短文知,光在菲涅尔透镜中传播时减少了在透镜中直线传播的部分,只保留透镜发生折射的曲面,在节省透镜材料的同时也减少了光在透镜中传播的光能损失。
A.光在菲涅尔透镜只保留透镜发生折射的曲面,所以使用菲涅尔透镜的手机,闪光灯部分可以做得更薄,A符合题意;
B.与相同直径的平凸透镜相比,减少了在透镜中直线传播的部分,所以光能损失更少,B符合题意;
C.由图2和图3可知,菲涅尔透镜,从上方俯视,它由数个同心圆的玻璃组成,它们是一圈圈凸透镜,C不符合题意;
D.因为菲涅尔透镜中减少了在透镜中直线传播的部分,只保留透镜发生折射的曲面,所以节省透镜材料,D符合题意。
故答案为:C。
(3)如下图所示,太阳能板置于菲涅尔透镜正后方的一半焦距处,太阳能板受光照部分直径CD是螺纹透镜直径AB的 ,所以由S=πr2可知,太阳能板上受光照部分面积是螺纹透镜面积的 ,不考虑光传播过程中能量的损失,即两者上的光能是相等的,所以太阳能板上受光照部分的光能提高为原来的4倍;因为黑色吸收所有色光,所以为了更好地接受太阳能,太阳能板受光面应涂上黑色。
(4)为保证较好的聚光效果,会聚的光线应该在焦点上,只有平行光由平凸透镜左侧垂直入射,在透镜中传播方向不变,只有经透镜另一侧曲面时才会发生偏折,并会聚于焦点,所以选择A。
【分析】(1)凸透镜对光有会聚作用;
(2)根据材料阅读,分析菲涅尔透镜的组成;
(3)根据面积的倍数关系分析,使用菲涅尔透镜接受到的能量更多;黑色物体吸收热量的能力更强;
(4)光线平行于主光轴时,可以会聚于焦点,能量更集中。
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