2.6 透镜和视觉 同步练习（含解析）

2.6 透镜和视觉
一、选择题
1．中学生近视发生率急剧上升，下列选项中，能正确表示近视眼成像和矫正情况的（ ）
A．②① B．③① C．②④ D．③④
2．下列叙述中，正确的是（　　）
A．凹面镜对光起发散作用，凸面镜对光起会聚作用
B．凸透镜对光起会聚作用，因而物体经凸透镜所成的像总是缩小的
C．无论物体离平面镜远或近，它在平面镜中所成像的大小始终不变
D．在光的折射现象中，折射角一定小于入射角
3．两平面镜AM，AN之间的夹角为90°，凸透镜的主光轴恰好是该直角的角平分线，凸透镜的光心为O，A点恰好是凸透镜的焦点，光源S位于主光轴上，通过该系统，光源S所成的像为（ ）
A．四个虚像，三个实像
B．四个虚像，一个实像
C．三个虚像，一个实像
D．三个虚像，两个实像
4．在探究凸透镜成像的实验中，将蜡烛放在20cm处，光屏上恰好有一个等大的像，若将蜡烛远离凸透镜到某一位置，下列情形可能发生的是（ ）
A．将光屏靠近凸透镜，光屏上会有缩小的像
B．将光屏远离凸透镜，光屏上有放大的像
C．不移动光屏，光屏上会有放大的像
D．无论怎样移动光屏，都接收不到清晰的像
5．受疫情影响，很多学校门口都安装了电子测温仪，只需面对摄像头相当于一个凸透镜），经系统自动拍照、测温后，确认相关信息后，即可上传信息至数据库。下列有关说法正确的是（　　）
A．摄像头成像特点与投影仪相同
B．光经过摄像头成像利用的是光的反射
C．“刷脸”时，面部应位于摄像头两倍焦距之外
D．“刷脸”时，面部经摄像头成正立缩小的实像
6．下列说法中正确的是（ ）
A．凹面镜可发散光线，可应用于太阳灶，灯罩等
B．凸透镜可应用于放大镜、老花镜、望远镜、近视眼镜、显微镜等
C．凹透镜则起到了会聚光线的作用，主要用于矫正近视眼
D．凸面镜在生产生活中可应用于各种弯道、路口，可以扩大司机视野
7．如图所示，有一圆柱体放在凸透镜前图示的位置，它所成像的形状应该是下列图中的（　　）
A． B． C． D．
8．如图，纸筒A的一段蒙了一层半透明纸，纸筒B的一端嵌了一个凸透镜，两纸简套在一起组成了一个模型照相机。为了在A端得到清晰的像，要调整A、B间的距离，这时（　　）
A．眼睛应对著B端向筒内观察，看看像是否清楚
B．如果看近处的景物时像很清楚，再看远处的景物时就应该把B向外拉，增加A、B间的距离
C．通过该装置也能看到一个倒立放大的实像
D．应把A端朝着明亮的室外，B简朝着较暗的室内，否则看不清楚
9．角膜塑形镜治疗近视是通过使用特殊设计的角膜塑形镜，对称地、渐进式改变角膜中央表面形状来减低近视；与激光手术效果相似，但与激光手术不同，角膜塑形术产生的效果是临时性及可回复的。通过角膜塑形镜治疗，你认为以下说法正确的是（　　）
A．通过角膜塑形镜的治疗，增大了整个眼球折光系统的焦距
B．通过角膜塑形镜的治疗，人们就不会再近视了
C．近视眼的治疗也可以通过佩戴凸透镜实现
D．近视眼成像成在视网膜后面
10．小宇做完实验后，又想用手表代替蜡烛，看在光屏上能成什么样的像。于是他在透明的玻璃板上用黑色笔画了个手表盘，如图甲所示。把这个玻璃板放在蜡烛的位置上，并用平行光源对着玻璃板上的表盘照射，如图乙所示。移动光屏直到成清晰像为止。此时表盘在光屏上所成的像是图中的哪一个？（ ）
A． B．
C． D．
11．如图甲是来自远处的光线经某人眼球折光系统的光路。下列关于该人远、近视眼的判断及矫正所需配戴的眼镜镜片的选择正确的是（ ）
A．近视眼；乙
B．远视眼；乙
C．近视眼；丙
D．远视眼；丙
12．我市兰溪盛产杨梅，人们有制作杨梅酒的习俗。如图甲将杨梅浸泡在盛有白酒的球形容器中，此时球形容器及其内部的白酒相当于一个凸透镜，而瓶中的杨梅位于该“凸透镜”的一倍焦距之内。则从正面观察瓶中的杨梅，可观察到杨梅的像应如图乙中的（　　）
A． B． C． D．
13．在用一凸透镜研究其成像的规律时，某同学得到的部分实验信息如下表所示。根据表中信息判定下列说法错误的是（　　）
实验次序 1 2 3 4 5
物距u/cm 50 40 30 25 20
物距v/cm 22 24 30 38 60
A．该凸透镜的焦距是15cm
B．当时，凸透镜成放大的像，放大镜就是根据这一原理制成的
C．当时，凸透镜成缩小的像，照相机就是根据这一原理制成
D．若把物体从距凸透镜22cm处向距凸透镜32cm处滑动，像会逐渐变小
14．如图所示，某同学通过两个透镜L1和L2组成的透镜组（两透镜主光轴重合），将一束平行于主光轴的平行光的宽度缩小为原来的，若其中的一个透镜是焦距为f的凸透镜，则两透镜之间的距离不可能为（　　）
A． B．
C．2f D．3f
15．将一蜡烛放在装有水的烧瓶前，调整蜡烛和烧瓶至如图所示位置，能在墙壁上得到清晰的像。装有水的烧瓶相当于一个凸透镜，则该“凸透镜”的焦距可能是（　　）
A．7cm B．14cm C．20cm D．32cm
二、填空题
16．按照我国交通管理的规定，“红灯停、绿灯行、黄灯预备”，下面是某十字路口的交通情况，回答以下与交通有关的科学问题：
（1）如图1是某十字路口的平面示意图。十字路口附近P处，有外墙为玻璃幕墙（可视为平面镜）的一大厦，其中MN侧面朝向西南方向。当过路行人观察到汽车在MN侧玻璃幕墙内所成的像正在向正西方向运动，则该车实际运行路线___________。
（2）如图2是十字路口处安装的监控摄像头，汽车经过十字路口时，它可以拍下违章行驶的汽车照片。A、B是一辆汽车经过十字路口时，先后拍下的两张照片，可以看出汽车的行驶方向是___________摄像头（“靠近”、“远离”）。观察照片可以发现，几乎看不见车内的人，但车的外表却很清晰，是因为车内的人___________，摄像头几乎无法成像。夜晚，为了不影响司机开车，车内的灯应___________（填“关闭”或“打开”）。
17．在检查视力时，医生让小明观察前方平面镜中的视力表来确定视力。他在镜中看到的是视力表的正立、等大的虚像。若小明的眼睛到虚像的距离是4.8m，眼睛到平面镜的距离为1.8m，则他的眼睛到实际的视力表的距离为___________。经测发现小明患上了近视眼，他需要佩戴的近视眼镜为___________（填“凸透镜”或“凹透镜”）
18．6月6日为全国“爱眼日”，今年的主题是：“视觉2020关注普遍的眼健康”。下面四幅图表示近视眼或远视眼的成像情况、矫正做法。其中表示近视眼成像情况的是___________；表示近视矫正的是___________。（填序号）
19．今年温州永嘉四海山林场以3处重要区域作为试点区域，新添一种新的监控方式——高挂在铁塔上的热成像摄像头，可全天候24小时监控“火点”（如图）
（1）该热成像摄像头的镜头相当于凸透镜，所成的是______（选填“正立”或“倒立”）的实像。
（2）它是利用______（填“红外线”或“紫外线”）快速发现高温点，从而达到监测的目的。
20．光电鼠标在电脑中应用非常广泛，如图是其结构简图。若光源发出的一束光与鼠标垫的夹角为30°，其反射角为______。光线经鼠标垫反射后通过透镜成像于光学感应器上（相当于光屏）。若透镜距鼠标垫7毫米，光学感应器距透镜3毫米，则其成像原理与______相同（请举一例）
三、探究题
21．科学兴趣小组探究显微镜成像原理，查阅资料发现：显微镜的镜头可以看作由一块焦距较小的凸透镜（物镜，其焦距用f物表示）和一块焦距较大的凸透镜（目镜，其焦距用f目表示）组成。并根据凸透镜成像原理推测其原理图如图：其中AB表示待观测的物体标本，F1为物镜的焦点，F2为目镜的焦点，A2B2为最终观测到的物像。
（1）隔离法是一种常见的分析研究方法，可分为整体隔离和局部隔离，请使用局部隔离的观察方法找出图中物体AB经过物镜折射后所成的像的特点：______。
（2）眼睛透过目镜能看到A1B1所成的像A2B2。下列与其成像原理是一致的是_______。（填字母）
A．放大镜 B．照相机 C．幻灯机
（3）兴趣小组同学继续在光具座上利用不同焦距的凸透镜，通过改变两块凸透镜之间的距离（相当于改变显微镜镜筒长度），模拟显微镜成像放大倍数实验，得到如下数据：
f物（cm） 两镜之间距离（cm） f目（cm） 像放大倍数
1.6 0.625 a 5 0.2 50倍
2 0.5 b 5 0.2 50倍
1.6 0.625 a 2.5 0.4 100倍
2 0.5 b 2.5 0.4 100倍
x 1/x a 5 0.2 200倍
0.5 2 b 5 0.2 200倍
表中的x的数据为______。
22．同学们在做“探究凸透镜成像规律”实验。
（1）实验中，屏上已成清晰的像，小科把自己的近视眼镜戴在凸透镜上，如果不移动蜡烛，则光屏需向___________（填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动，才能在光屏上再次成清晰的像。
（2）在整理器材时，小科偶然在凸透镜上看到了身后景物正立、缩小的像，它的成像原因是光的___________。（填“直线传播”、“反射”或“折射”）
23．小科同学用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距，并“探究凸透镜成像规律”，当蜡烛、透镜、光屏位置如图乙时，在光屏上可成清晰的像。
　　
（1）此凸透镜的焦距为___________cm；
（2）图乙在光屏上得到了烛焰倒立、___________的实像；
（3）实验过程中，如果用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分，则光屏上的像___________（填字母）。
A．只出现烛焰像的上半部分 B．只出现烛焰像的下半部分
C．出现烛焰完整的像，但像更小了 D．像仍然是完整的，且大小不变，只是变暗了
四、简答题
24．下课铃响了，你匆匆地跳出教室，直奔食堂，你看到了饭菜的颜色，闻到了饭菜的气味，尝到了饭菜的味道，手指感觉到馒头的温热：
（1）你能够看到饭菜的颜色，是因为光线经过[4]______的折射，像成在[7]_____上，并最终形成了视觉。
（2）你能够听到下课铃声，是因为声波引起[11]______的振动，刺激了[9]______内对声波敏感的感觉细胞，并最终产生了听觉。
（3）你能够看到饭菜的颜色，闻到饭菜的气味，尝到饭菜的味道，手指感觉到馒头的温热，都是靠分布在身体不同部位的______获取信息，这些感觉最终都是在______形成的。
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参考答案
1．B
【详解】
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是远视眼成像，③是近视眼成像，④是远视眼的矫正，故③①符合题意。
故选B。
2．C
【详解】
A.凹镜对光线有会聚作用，凸镜对光线有发散作用，故A错误。
B.凸透镜对光线有会聚作用，凸透镜可以成放大的、等大的、缩小的像，故B错误。
C.平面镜成像的大小跟物体大小有关，跟物体到平面镜的距离没有关系，故C正确。
D.光从其他透明介质斜射入空气时，折射角大于入射角，故D错误。
故选C。
3．B
【详解】
如图所示：
①S通过两个平面镜成3个虚像，（因为其中两个重合了），分别是S1、S2、S3；
②S1、S2分别在凸透镜的焦点处，则不能成像，只有S3在凸透镜的焦点以外，且通过凸透镜的光心，可以成一个实像S4；
③S在凸透镜的焦点以内，由u＜f，成正立放大的虚像S′；综上分析，通过该系统，光源S所成的像有四个虚像，一个实像。
故选B。
4．A
【详解】
将蜡烛放在20cm处，光屏上恰好有一个等大的像，此时物距等于2倍焦距。
ABD．将蜡烛远离凸透镜到某一位置，物距大于2倍焦距，物距增大，像距减小，将光屏靠近凸透镜，光屏上会有缩小的像，故A符合题意，BD不符合题意；
C．将蜡烛远离凸透镜到某一位置，物距大于2倍焦距，物距增大，像距减小，不移动光屏，光屏不会出现清晰的像，故C不符合题意。
故选A。
5．C
【详解】
A．光通过摄像头成倒立、缩小的实像，与照相机的成像特点相同，故A错误；
B．摄像头相当于一个凸透镜，光经过摄像头成像利用的是光的折射，故B错误；
CD．当u＞2f时，成倒立、缩小的实像，所以，“刷脸”时，面部应位于摄像头两倍焦距之外，故C正确，D错误。
故选C。
6．D
【详解】
A．凹面镜对光线有会聚作用，平行光照射到凹面镜上，经凹面镜反射后，反射光线会会聚在焦点上，太阳灶和灯罩都是利用了这一原理，故A错误；
B．显微镜、照相机、放大镜和老花镜的镜头相当于一个凸透镜，近视眼需要利用凹透镜进行矫正，故B错误；
C．凹透镜则起到了发散光线的作用，主要用于矫正近视眼，故C错误；
D．街头拐角处的凸面镜对光有发散作用，可以扩大司机的视野，故D正确。
故选D。
7．B
【详解】
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2f以内，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。
8．C
【详解】
A．由凸透镜的成像规律知道，应该对着A端向筒内观察而不是对着B端向内方向观察，让光线从纸筒B通过凸透镜才可以看到、看清楚物体的像，故A错误；
B．如果看近处的景物时像很清楚，由凸透镜的成像规律可知，离透镜越远的物体通过透镜所生成的像离透镜越近，为使远处物体的像能清楚地成在透明的纸上，应使透明纸向透镜靠拢一些，而不应该把B向外拉使A、B之间的距离增加，故B错误；
C．用该装置当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，可成倒立、放大、实像，故C正确；
D．使用该装置时，应把B端朝着明亮的室外，才能使更多的光通过凸透镜照射到光屏上，而把A端朝着较暗的室内，避免外来光线的干扰，才能在光屏上看到明亮的、清晰的像，故D错误。
故选C。
9．A
【详解】
A．近视眼是由于晶状体太厚或眼球的前后方向太长，使得像成在视网膜的前方造成的，通过角膜塑形镜的治疗，增大了整个眼球折光系统的焦距，故A正确；
B．由题意可知，角膜塑形术产生的效果是临时性及可回复的，故B错误；
CD．近视眼是由于晶状体过度变凸，不能恢复成原状；严重时使眼球的前后径过长，使远处物体反射来的光线形成的物像，落在视网膜的前方，因此不能看清远处的物体。形成近视。需要佩戴使光线发散的凹透镜进行矫正。故CD错误。
故选A。
10．D
【详解】
凸透镜成倒立的实像，像与物体的上下和左右都相反。甲上下颠倒后，再左右颠倒后是D。
故选D。
11．C
【详解】
由图知道，物体成像在了视网膜的前面，这是近视眼的特征；近视眼是眼睛的晶状体会聚能力变强，像呈在视网膜的前方，如果要让成像在视网膜上，需要将光线发散些；凹透镜对关线有发散作用，所以可以利用凹透镜进行纠正，故C正确。
故选C。
12．D
【详解】
瓶中的杨梅位于该“凸透镜”的一倍焦距之内，根据凸透镜成像规律可知，当物距小于一倍焦距时，成正立、放大的虚像，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
13．C
【详解】
A．由表中的数据知道，实验3中，u=v=30cm，此时
u=2f，f=15cm
故A正确；
B．当v=24cm时，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，则物距大于二倍焦距，凸透镜成缩小的像，照相相机就是根据这一原理制成，故B正确；
C．当u=25cm时，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，凸透镜成倒立、放大的像，投影仪就是根据这一原理制成的，故C错误；
D．若把物体从距凸透镜22cm处向距凸透镜32cm处滑动，物距变大，像距变小，像变小，故D正确。
故选C。
14．ABD
【详解】
由题知，其中的一个透镜是焦距为f的凸透镜，则：
（1）若另一个透镜也为凸透镜，有2种可能：
①左边放置一个焦距为2f的凸透镜，右边放置焦距为f的凸透镜，两透镜之间的距离为3f，如下图所示：
由图知原来平行光的宽度为2d，根据相似三角形的性质可知，经两透镜折射后平行光的宽度缩小为原来的，符合题意。
②左边放置一个焦距为f的凸透镜，右边放置焦距为的凸透镜，两透镜之间的距离为处，如下图所示：
原来平行光的宽度为2d，根据相似三角形的性质可知，经两透镜折射后平行光的宽度缩小为原来的，符合题意；
（2）若另一个透镜为凹透镜，左边放置一个焦距为f的凸透镜，右边放置焦距为的凹透镜，此时两透镜的实焦点与虚焦点重合，此时两透镜之间的距离为
L=f-=
如下图所示：
原来平行光的宽度为2d，根据相似三角形的性质可知，经两透镜折射后平行光的宽度缩小为原来的，符合题意。
综合分析可知，两透镜之间的距离有可能为f，f，、3f。
故选ABD。
15．B
【详解】
由图可知，物距小于像距，成的是倒立放大的实像，此时
f＜20cm＜2f
得到
10cm＜f＜20cm
故选B。
16．向北行驶到十字路口再向左转弯 靠近 反射的光很弱 关闭
【详解】
（1）[1]玻璃外墙表面光滑，当太阳光照射到镜面上时发生镜面反射， 根据平面镜成像的特点可知，图示如下图所示：
根据图示可知，小车向北行驶到十字路口再向左转弯。
（2）[2]摄像头的镜头相当于凸透镜，U＞2f时，凸透镜成倒立缩小的实像，汽车的像越来越大，物距越来越小，所以汽车靠近摄像头。
[3]观察照片可以发现，几乎看不见车内的人，是因为车内的人反射的光很弱，摄像头几乎无法成像。
[4]夜晚，为了不影响司机开车，车内的灯应关闭，车内较暗，使车内不能形成平面镜成像，便于看清路况。
17．1.2 凹透镜
【详解】
[1]由平面镜成像特点知道，平面镜成正立等大的虚像，物体到平面镜的距离与像到平面镜的距离相等。小明的眼睛到虚像的距离为4.8m，眼睛到平面镜的距离为1.8m，则像到平面镜的距离为
4.8m-1.8m=3m
所以，视力表到平面镜的距离为3m．眼睛到平面镜的距离为1.8m，则他的眼睛到实际的视力表的距离为
3m-1.8m=1.2m
[2]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，使像会聚在视网膜的前方，凹透镜对光线有发散的作用，近视眼应戴凹透镜来矫正。
18．（3） （1）
【详解】
[1][2]近视眼是因为晶状体焦距太短，像落在视网膜的前方；
在以上四个图中，③图的入射光线会聚在视网膜的前方，所以③图表示了近视眼的成像情况；为了使光线会聚在原来的会聚点后面的视网膜上，就需要在光线进入人的眼睛以前发散一下，因此需要佩戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正，则①图能正确表示近视眼的矫正情况。
19．倒立 红外线
【详解】
（1）[1]摄像机的镜头相当于凸透镜，它的成像原理与照相机相同，成倒立、缩小的实像。
（2）[2]红外线的热作用比较强，它是利用红外线快速发现高温点，从而达到监测的目的。
20．60° 照相机（或人眼、摄像机等）
【详解】
[1][2]光源发出的一束光与鼠标垫的夹角为30°，则入射角为
90°-30°=60°
故其反射为60°。
[2]由题意可知，透镜距鼠标垫7mm，光学感应器距透镜3mm，即物距大于像距，因此，成倒立、缩小的实像，这和照相机或摄像机成像原理相同。
21．倒立放大的实像 A 0.4
【详解】
（1）[1]平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不变，故A1B1是AB的像，像的性质是：倒立放大的实像。
（2）[2]眼睛透过目镜能看到A1B1成的像A2B2是正立放大的虚像，其成像原理与放大镜一致。
（3）[3]由表中1、3或2、4两次实验知，物镜的焦距相同、两镜之间距离相同，目镜的焦距变成或目镜焦距的倒数变成2倍，放大倍数变成2倍，即放大倍数与目镜焦距的倒数成正比；由表中1、5两次知两镜之间距离相同、目镜的焦距或焦距的倒数相同，物距的焦距变成或焦距的倒数变成4倍，放大倍数变成4倍，即放大倍数与物镜焦距的倒数成正比；所以由2、6两次实验知，两镜之间距离相同、目镜的焦距或焦距的倒数相同，放大倍数变成4倍，故物距的焦距变成或焦距的倒数变成4倍，即物距u由2变成了
1.6×=0.4
故x=0.4。
22．远离 反射
【详解】
（1）近视眼眼睛是凹透镜，对光线有发散作用，使光线延迟会聚。所以将近视眼眼睛戴在凸透镜上，需要将光屏远离凸透镜，才能在光屏上再次成清晰的像。
（2）从凸透镜上看到了身后景物正立、缩小的像，此时她所拿着的凸透镜镜面当成了反射面，即当做了凸面镜，此时成的是正立、缩小的虚像，是由于光的反射形成的。
23．10 放大 D
【详解】
（1）让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，这点是凸透镜的焦点，由图甲可知：焦点到光心的距离是30.0cm-20.0cm=10.0cm，即凸透镜的焦距是10.0cm。
（2）图乙中，物距小于像距，所以呈放大、倒立实像。
（3）用不透明的硬纸板挡住透镜上半部分，凸透镜的下半部分仍能折射光线成像，所以光屏上所成的像是完整的，只是会聚光线比原来变少，像变暗了，D正确。
24．晶状体； 视网膜 鼓膜； 耳蜗 感受器； 大脑皮层
【分析】
（1）视觉形成的过程是：外界物体反射来的光线，经过角膜、房水，由瞳孔进入眼球内部，再经过晶状体和玻璃体的折射作用，在视网膜上能形成清晰的物像，物象刺激了视网膜上的感光细胞，这些感光细胞产生的神经冲动，沿着视神经传到大脑皮层的视觉中枢，就形成视觉。
（2）听觉的形成过程是：外界的声波经过外耳道传到鼓膜，引起鼓膜的振动；振动通过听小骨传到内耳，刺激耳蜗内的听觉感受器，产生神经冲动；神经冲动通过与听觉有关的神经传递到大脑皮层的听觉中枢，就形成了听觉。
（3）图中的1睫状体，2瞳孔，3角膜，4晶状体，5巩膜，6脉络膜，7视网膜，8半规管，9耳蜗，10鼓室，11鼓膜。
【详解】
（1）饭菜反射的光线经过4晶状体的折射作用，落到7视网膜上，形成清晰的物象，物象刺激7视网膜上的感光细胞，产生神经冲动，神经冲动沿着视神经传到大脑皮层，形成视觉。
（2）铃声通过外耳道传到中耳，引起11鼓膜的振动，振动通过听小骨传到内耳，刺激9耳蜗中的听觉感受器，产生神经冲动，神经冲动沿着听神经传到大脑皮层形成听觉。
（3）你能够看到饭菜的颜色，闻到饭菜的气味，尝到饭菜的味道，手指感觉到馒头的温热，都是靠分布在身体不同部位的感受器获取信息，这些感觉最终都是在大脑皮层形成的。
【点睛】
解答此题的关键是明确视觉和听觉的形成过程。答案第1页，共2页
答案第1页，共2页