第四章 透镜及其应用
【基础巩固】
一、选择题
1.一凸透镜的焦距为12 cm,将点燃的蜡烛从离凸透镜30 cm处沿主光轴移到15 cm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,像距变大
C.像变大,像距变小 D.像变小,像距变大
2.在探究“凸透镜成像规律”的实验中,移动光屏距透镜20 cm时,在光屏上正好得到烛焰清晰放大的像。则( )
A.蜡烛距透镜的距离大于20 cm
B.凸透镜的焦距大于10 cm
C.投影仪应用了该次实验的成像规律
D.照相机应用了该次实验的成像规律
3.华为某款手机的相机配有先进的液态镜头。液态镜头由充满液体的容器和弹性高分子膜组成。液态镜头相当于凸透镜,使物体到相机的距离无论远近,都可以变焦成像。液态镜头( )
A.对光有会聚作用 B.能成倒立的虚像
C.能成正立的实像 D.能成缩小的虚像
4.在探究“凸透镜成像规律”的实验中,已知凸透镜的焦距为10 cm。如图所示,凸透镜固定在光具座的50 cm刻度线处,通过移动蜡烛和调节光屏的位置来进行探究实验。下列说法中正确的是( )
A.将蜡烛移到10 cm刻度线处,光屏上呈现倒立、放大的实像
B.将蜡烛移到45 cm刻度线处,光屏上呈现正立、放大的虚像
C.将蜡烛移到35 cm刻度线处,成像特点与照相机成像特点相同
D.将蜡烛从10 cm刻度线处移向40 cm刻度线处的过程中,光屏上呈现的像会变大
5.“方寸天地纳寰宇”描述了小小眼球可尽观广袤世界。下列能够解释眼球成像原理的是( )
6.如图是患有近视眼的小明检查视力时的情景,小明通过观察视力表在平面镜中所成的像来完成检查。下列描述正确的是( )
A.视力表与它在平面镜中所成像到平面镜的距离相等
B.视力表在平面镜中所成的像比实际视力表小
C.近视眼形成的原因是晶状体太厚,对光的折射能力太弱
D.近视眼应该用度数合适的凸透镜来矫正
7.现代生活中,手机给人们带来了许多便利,但长时间看手机屏幕,容易导致视力下降,如图所示的四幅图是眼球成像及视力矫正的示意图,其中属于近视眼的成因及其矫正的是( )
A.甲、乙 B.甲、丁
C.丙、乙 D.丙、丁
二、填空题
8.如图,把一支铅笔紧靠装满水的玻璃瓶一侧,透过玻璃瓶可以看到铅笔的像是________(选填“放大的”“等大的”或“缩小的”),列举一个生活中与它成像性质相同的透镜:________。
9.现代生活中人们越来越离不开手机,其中手机强大的拍照功能给人们带来很多的便利,景物通过手机镜头成倒立、缩小的________(选填“实像”或“虚像”)。如图所示,小明利用自拍杆进行自拍,与手拿手机自拍相比,利用自拍杆可以________物距,从而________取景范围,取得需要的拍摄效果(后两个空均选填“增大”或“减小”)。
10.把带双箭头的图片放在圆柱形透明玻璃杯后适当位置并在玻璃杯中加入适量的水,看到的情景如图所示,图甲与________,图乙与________光学仪器成像的原理相同(两空均选填“照相机”“投影仪”“放大镜”或“近视眼镜”)。
11.小明用手机拍照,发现手机镜头过于靠近拍摄对象时(如图所示)无法正常对焦,拍出的照片模糊,此时像成在感光器(相当于光屏)______(选填“前”或“后”)。小明发现将________透镜紧靠在手机镜头上可以解决这一问题,从而理解了手机微距镜头的工作原理。
三、作图题
12.如图所示,S′是点光源S在平面镜中所成的像,S发出的一条光线经平面镜反射后恰好经过凸透镜左侧焦点F。要求:
(1)画出点光源S;
(2)补充入射光线;
(3)画出反射光线经过凸透镜的折射光线。
四、实验探究题
13.某同学在做光学实验时,如图所示,他先将焦距为10 cm的凸透镜A固定在光具座50 cm刻度线处,光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜A两侧,蜡烛放置在20 cm刻度线处,移动光屏至65 cm刻度线处,光屏上呈现烛焰清晰的像。
(1)上述光屏上所成的像是倒立的________(选填“放大”“等大”或“缩小”)的________(选填“虚”或“实”)像,是________(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)的成像原理;
(2)若将蜡烛沿光具座移至35 cm刻度线处,需将光屏移至________ cm刻度线处(不需估读),光屏上可再次呈现烛焰清晰的像;
(3)若在原有图示中,蜡烛与凸透镜之间靠近凸透镜处,放置一近视镜片,为了使光屏上呈现烛焰清晰的像,应将光屏沿着光具座向________(选填“左”或“右”)移动;
(4)实验过程中随着蜡烛燃烧变短,蜡烛的像将会向________(选填“上”或“下”)移动,为使像回到光屏中央,在保持蜡烛和光屏不动的条件下,应将凸透镜向________(选填“上”或“下”)移动。
【能力提升】
1.如图1所示,从P点发出的三条特殊光线经过凸透镜后会聚于P′点。现有一条光线也从P点发出,经过凸透镜后的传播路径,在如图2的四种表示中,正确的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
2.如图所示,购物支付已进入“刷脸”时代,消费者结账时站在摄像头(相当于一个凸透镜)前约1 m的位置,面对镜头,经系统自动拍照、扫描等,确认信息后,即可进行后续工作。则下列说法正确的是( )
A.摄像头的焦距可能是2 m
B.人脸通过摄像头成像是光的反射现象形成的
C.“刷脸”时,面部经摄像头成正立、缩小的实像
D.“刷脸”时,面部应位于摄像头两倍焦距之外
3.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当点燃的蜡烛、凸透镜及光屏处于如图所示的位置时,在光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法中正确的是( )
A.该凸透镜的焦距范围为7.5 cm<f<15 cm
B.光屏上成倒立、放大的实像
C.透镜不动,蜡烛向右移动,光屏向左移动,可再次得到清晰的像
D.蜡烛和光屏不动,移动凸透镜到适当位置,光屏上可再次得到清晰的缩小的像
4.某同学用蜡烛、凸透镜和光屏等器材探究凸透镜成像的规律。
(1)用焦距为10 cm的凸透镜进行实验,蜡烛和凸透镜放置在如图甲所示的位置,将光屏移动到图示位置时,光屏上得到烛焰清晰的________、________立的实像。
(2)保持凸透镜和光屏的位置不变,换用焦距为20 cm的凸透镜继续实验,下列说法正确的是________(填序号)。
①向左移动蜡烛,可以在光屏上得到烛焰缩小的清晰的实像
②向左移动蜡烛,可以在光屏上得到烛焰放大的清晰的实像
③向右移动蜡烛,可以在光屏上得到烛焰放大的清晰的实像
④无论怎样移动蜡烛,在光屏上都得不到烛焰的清晰的像
(3)如图乙所示,F表示凸透镜的焦点,S表示烛焰,S′表示S经凸透镜所成的像,请在图乙中画出入射光线SA经过凸透镜之后的光线。
5.在“探究凸透镜成像规律”的实验中。
(1)图甲中光屏上所成的像是倒立、________(选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像,生活中________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)是利用这一原理制成的。
(2)如图乙,线段AB为凸透镜成像的物距倒数和像距倒数的对应关系,则凸透镜的焦距为___________cm。
(3)当光屏上呈现清晰的像时,不改变图甲中蜡烛和透镜位置:
①若将凸透镜换成焦距相同镜面较小的凸透镜,再次做实验,光屏上所成的像与原来相比________(选填“变小”“变暗”或“变不完整”)了。
②若将凸透镜换成镜面大小相同、焦距稍小的凸透镜,再次实验,则需将光屏________(选填“向左”或“向右”)移动才能成清晰的像,光屏上所成的像与原来的像比________(选填“变大”“不变”或“变小”)了。
参考答案
【基础巩固】
1.B 2.C 3.A 4.D 5.A 6.A 7.D
8.放大的 放大镜 9.实像 增大 增大 10.放大镜 照相机 11.后 凸
12.如图所示
13.(1)缩小 实 照相机 (2)80 (3)右 (4)上 下
【能力提升】
1.A 2.D 3.A
4.(1)缩小 倒 (2)④ (3)如图所示
5.(1)放大 投影仪 (2)10 (3)①变暗 ②向左 变小