第五章 透镜及其应用
一、单项选择题(共10小题;共40分)
1. 对学习过的知识进行归纳总结,从而加深对知识的理解,是一种重要的学习方法。以下是小洋学习了关于“平面镜成像”和“凸透镜成像”的知识后,总结出的关于实像和虚像的一些特点,其中错误的是
A. 虚像不可以用光屏承接
B. 虚像可以是正立的,也可以是倒立的
C. 实像一定能用光屏承接
D. 实像可以是放大的,也可以是缩小的
2. 天文爱好者所使用的望远镜如图所示。以下判断正确的是
A. 镜是目镜
B. 镜是物镜
C. 由于没有光屏,太空中的星体通过 镜成的是虚像
D. 太空中的星体通过 镜成的像是倒立缩小的
3. 物体离凸透镜 厘米时,能在光屏上得到一个清晰的倒立的缩小的像,则下列判断中正确的是
A. 如果物距小于 厘米时,一定不能成实像
B. 如果物距等于 厘米时,一定成放大的实像
C. 如果物距大于 厘米时,一定成放大的实像
D. 改变物距,当像距为 厘米时,在光屏上可能得到一个放大的像
4. 香水的主要成分是易燃酒精,如图所示为四瓶香水,透明玻璃瓶盖形状各异,最容易在阳光下引发火灾的是
A. B.
C. D.
5. 如图, 是透镜的焦点,其中正确的光路图是
A. B.
C. D.
6. 使用下列光学器材,能使物体成正立放大虚像的是
A. 放大镜 B. 照相机 C. 幻灯机 D. 平面镜
7. 如图所示,几个透镜中,属于凸透镜的是
A. ()()() B. ()()() C. ()()() D. ()()
8. 人的眼睛像一架照相机。视力正常的人,物体经晶状体成像在视网膜上,对于近视眼而言
A. 像成在视网膜的前方,需配戴凸透镜矫正
B. 像成在视网膜的前方,需配戴凹透镜矫正
C. 像成在视网膜的后方,需配戴凸透镜矫正
D. 像成在视网膜的后方,需配戴凹透镜矫正
9. 李洋在用显微镜观察上皮组织细胞时,通过调节,被观察的物体已经处在视野的中央了,但像太小,观察不清楚,这时他应该
A. 使物镜远离物体,目镜位置不变
B. 使物镜靠近物体,目镜远离物镜一些
C. 使物镜远离物体,目镜靠近物镜一些
D. 使物镜位置不变,目镜靠近物镜一些
10. 小林同学利用太阳光测量凸透镜的焦距,方法如图。他让凸透镜正对阳光,但没有仔细调节纸片与透镜的距离,在纸片上的光斑并不是最小时,就测出了光斑到凸透镜中心的距离 ,那么,凸透镜的实际焦距
A. 一定小于 B. 一定大于
C. 可能小于 、也可能大于 D. 可能等于
二、填空题(共7小题;共28分)
11. 如图,夜晚,把桌子放在电灯下面,在桌面放一张白纸,然后再把凹透镜放在白纸上。当逐渐向上移动凹透镜时,可以观察到:通过凹透镜的光束在白纸上所形成的光斑的面积会随着凹透镜移动而逐渐变 ,光斑的亮度则逐渐变 全部选填“大”、“小”。
12. 显微镜的目镜是凸透镜,物镜是 (填“凸透镜”或“凹透镜”),且物镜的焦距 (填“较长”或“较短”)。
13. 如图是装有水的圆柱形玻璃杯。将铅笔靠近玻璃杯的后面,透过玻璃杯可以看到笔尖指向左侧,此时成像为正立、 的虚像。如果将铅笔由靠近玻璃杯的位置向远处慢慢移动,你会看到笔尖指向 侧。
14. 如图是测量凸透镜焦距,则焦距是 。
15. 判断。
虚像不能成在光屏上。
16. 如图是某种望远镜的简易结构与光路图,它的目镜是一个凸透镜,该望远镜是 (选填“伽利略”或“开普勒天文”)望远镜,物镜的焦距比目镜的焦距 (选填“长”或“短”),它能使远方物体成一个清晰 (选填“正立”或“倒立”)的虚像。
17. 某同学为进一步了解“视力矫正”的原理,利用探究凸透镜成像规律的装置做了实验。他在发光体和凸透镜之间放置同学的近视眼镜,发现光屏上原来清晰的像变模糊了;使光屏远离透镜,又能在光屏上看到发光体清晰的像。这说明:近视眼镜对光线有 作用,它应该是 透镜。由此可知,在近视眼得到矫正之前,物体的像成在视网膜的 (填“前方”或“后方”)。
三、简答题(共2小题;共26分)
18. 教室里,物理教师把外形相同的凸透镜和凹透镜混合在一起,然后问同学:“谁上来帮我把这两种透镜分开来”,班上同学纷纷举手,相信你也有办法,请你写出两种不同的简单方法,并说明理由。
19. 比较图中照相机和眼睛的结构,把照相机与眼睛功能相类似的部位填入下表。
四、计算题(共2小题;共26分)
20. 教学中常用的投影仪的结构如图()所示,在水平放置的凸透镜的正上方有一与水平成 角的平面镜,右边竖直放一屏幕。物体的光线经凸透镜和平面镜后,可在屏上成一清晰的像。图()是这一装置的示意图, 是物 的像。图中 厘米, 厘米, 厘米。
(1)对凸透镜而言,物距和像距各是多少
(2)在图()中画出物 的成像光路图。
(3)说明螺纹透镜的作用。
21. 某人通过焦距为 、直径为 的凸透镜看报纸。此时眼睛距离报纸 ,凸透镜距离报纸 。设眼睛在透镜主光轴上,报纸平面垂直于主光轴。若报纸上密排着宽、高均为 的字,则他通过透镜,至多能看清同一行几个完整的字 (忽略眼睛瞳孔大小)
答案
1. B
【解析】A、实像可以呈现在光屏上,虚像不能呈现在光屏上。不符合题意。
B、虚像是正立的。平面镜的虚像是正立的,但是左右相反;凸透镜的虚像是正立的、左右是一致的。符合题意。
C、实像可以呈现在光屏上,虚像不能呈现在光屏上。不符合题意。
D、实像可以是放大的、缩小的、等大的。不符合题意。
2. D
【解析】望远镜的物镜和目镜都是凸透镜,靠近眼睛的是目镜,靠近物体的是物镜,故AB错误;
物镜的作用是成倒立缩小的实像,故C错误,D正确。
3. D
【解析】如果物距小于 时,,成倒立、放大的虚像,,成倒立、放大的实像,所以,A描述错误;
如果物距等于 时,,成倒立、缩小的实像,,成倒立、等大的实像。,成倒立、放大的实像,B描述错误;
如果物距大于 时,,成倒立、缩小的实像,,成倒立、等大的实像。,成倒立、放大的实像,C描述错误;
当像距为 时,,成倒立、放大的实像,D描述正确。
4. B
【解析】如图所示为四瓶香水,透明玻璃瓶盖形状各异,最容易在阳光下引发火灾的应该是B瓶口,因为B瓶口是凸透镜,对光有会聚作用,最容易在阳光下引发火灾。
5. C
【解析】入射光线平行于主光轴,经过凸透镜折射后,折射光线应该过焦点。故A错误。
通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴。故B错误。
平行于主光轴的入射光线经过凹透镜折射后,折射光线的反向延长线过焦点。故C正确。
凹透镜对光线有发散作用,而图中的凹透镜对光线起了会聚作用,故D错误。
6. A
【解析】A、放大镜是利用凸透镜在 时,通过凸透镜能看到一个正立的、放大的虚像,故该选项符合题意;
B、照相机是利用凸透镜在 时,在另一侧光屏上得到倒立、缩小的实像,故该选项不符合题意;
C、幻灯机是利用凸透镜在 时,在另一侧光屏上得到一个倒立、放大的实像。不符合题意;
D、平面镜成正立、等大的虚像,故该选项不符合题意。
7. D
8. B
【解析】近视眼能看清近处的物体,不能看清远处的物体,是因为晶状体太厚或眼球太长,使像成在视网膜的前方,需要配戴凹透镜使光线发散一些,使像成在视网膜上,故答案为B。选项A、C、D不符合题意。
9. B
【解析】凸透镜成实像时,物近像越大;成虚像时,物远像越大。
10. C
【解析】只有当光斑最小、最亮时,才是焦点,而光屏上形成的点不一定是最小的光斑,因此在焦点之前和焦点之后光斑都不是最小。因此当测量的距离为 时,焦距可能大于 ,也可能小于 。
11. 大
小
【解析】【分析】凹透镜对光线有发散作用。灯光射出的光线经过凹透镜的折射,光线变得更发散,从而在纸上形成一个光斑。逐渐向上移动凹透镜时,凹透镜与电灯的距离越来越小,灯光照向凹透镜的光线越来越发散,白纸上的光斑就会越大。
【解析】解:当逐渐向上移动凹透镜时,电灯照向凹透镜的光线更发散,所以纸上的光斑越大,光线越分散,光斑的亮度就越小。
故答案为:大;小。
【点评】 掌握凹透镜、凸透镜的特点。
凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用。
12. 凸透镜;较短
【解析】显微镜的目镜是凸透镜,物镜也是凸透镜,且物镜的焦距比目镜的焦距要短。
13. 放大;右
【解析】如图是装有水的圆柱形玻璃杯,其构造相当于一个凸透镜,即中间厚,边缘薄,所以将铅笔靠近玻璃杯的后面,相当于将铅笔放在凸透镜的 倍焦距以内,故能看到铅笔一个正立放大的虚像;如果将铅笔由靠近玻璃杯的位置向远处慢慢移动,即当铅笔大于该“凸透镜”的 倍焦距后,即成倒立的像(处于 倍焦距和 倍焦距之间,成倒立放大的实像;处于 倍焦距以外,成倒立、缩小的实像),故你会看到笔尖指向会改变,即指向右侧。
14.
15.
【解析】实像是由实际光线汇集而成的,可以用光屏承接,而虚像是由实际光线的反向延长线汇聚而成的,不能用光屏承接,故正确。
16. 开普勒天文;长;倒立
【解析】[ ]由图可知,物镜和目镜都是凸透镜,所以是开普勒天文望远镜,伽利略望远镜的物镜是凸透镜,目镜是凹透镜。
[ ]为了使像放大更大的倍数,开普勒望远镜的物镜焦距长,目镜焦距短。
[ ]物镜相当于照相机,能成倒立的像,目镜相当于放大镜,能成虚像,所以开普勒望远镜能使远处的物体成一个倒立的虚像。
17. 发散;凹;前方
【解析】由题意可知,在发光体和凸透镜之间放置近视眼镜,发现光屏上原来清晰的像变模糊了,使光屏远离透镜,又能在光屏上看到发光体清晰的像,说明像距变大了,是由于光线延迟会聚造成的,故近视眼镜对光线有发散作用,它应该是凹透镜.同时还可以知道,在近视眼得到矫正之前,物体的像成在视网膜的前方。
18. 根据凸透镜和凹透镜的成像特点设计方法如下:
方法一:放大镜法:将透镜放到书上,透过透镜看到书上的字变小的是凹透镜,字变大的是凸透镜。
方法二:成实像方法:将透镜放在眼前正对前面的景物,如果看到倒立缩小的物像是凸透镜,正立的是凹透镜。
方法三:阳光聚焦的方法:把透镜正对着太阳光,上下移动能在地面上出现最小最亮光斑的是凸透镜;同样的操作在地面上出现暗圈的是凹透镜。
19. 镜头—角膜、晶状体;感光元件—视网膜;光圈—瞳孔;快门—眼睑
20. (1) ;
【解析】因物距是物体 到凸透镜的距离,所以根据题意知物距为 ,像距是像到凸透镜的距离,根据题意可以知道,像距是 ,则 。
(2)
【解析】由平面镜成像的特点物像关于镜面对称,分别作出 关于镜面的对称点 即为物体 通过凸透镜所成的像。
(3) 螺纹透镜可对光源发出的光起会聚作用,能扩大聚光面积使成像更清晰。它对光的会聚作用与平凸透镜相同,但却薄得多,轻便得多。
21. 个
【解析】由于凸透镜的直径是一定的,所以通过凸透镜的平行光的范围是一定的,所以通过透镜(放大镜)所看到的字数即为凸透镜直径长所能容纳的字的个数。
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