北师大版八年级下第六章常见的光学仪器（有解析）

第六章 常见的光学仪器
一、单选题
1．在探究凸透镜成像规律的实验成像规律中，将蜡烛放在凸透镜前适当位置，调节光屏位置得到凊晰的像。把眼镜片放在烛焰与凸透镜之间，如图所示，屏上的像变得模糊，调节光屏的位置，适当靠近凸透镜，光屏上又可以得到清晰的像，则该镜片（　　）
A．是凹透镜，属近视眼镜 B．是凹透镜，属远视民镜
C．是凸透镜，属近视眼镜 D．是凸透镜，属远视眼镜
2．如图所示，当我们看远处物体时，远处物体的光线正好聚焦在视网膜上。当我们从看远处物体改为看近处物体时（一般不小于10cm），为了使近处物体成像在视网膜上，晶状体凸度和焦距的变化情况分别是（　　）
A．晶状体凸度变大，焦距变短 B．晶状体凸度变大，焦距变长
C．晶状体凸度变小，焦距变短 D．晶状体凸度变小，焦距变长
3．如图关于透镜的应用，下列说法中正确的是（　　）
A．凹透镜可以矫正远视眼
B．凸透镜可以矫正近视眼
C．显做镜的目镜成正立放大的虚像
D．望远镜的目镜成正立放大的实像
4．如图所示是小明通过实验得到的凸透镜的像距v和物距u关系的图象，由图可知:
A．凸透镜的焦距是20 cm
B．当物距为30 cm时，其成像特点可应用于照相机
C．当像距为60 cm时，物距可能为16 cm
D．物体从距凸透镜15 cm处移动到60 cm处的过程中，像逐渐变大
5．如图甲所示，一幅漫画竖立在桌面上，小明把一个装有水的圆柱形玻璃杯放在漫画前，惊奇地发现，透过水杯看到漫画中的老鼠变“胖”了，还掉头奔向猫，如图乙所示。下列仪器中与其成像原理相同的是（　　）
A．放大镜
B．照相机
C．平面镜
D．投影仪
6．如图所示，二维码已成为人们手机生活服务的重要入口，疫情期间，进入各场所都需要扫码进入，识别软件正是依靠颜色的深浅来完成对二维码的识别。关于其中涉及到的物理知识，下列说法正确的是（ ）
A．手机镜头扫描二维码所成的像是正立的虚像
B．手机镜头相当于凹透镜
C．二维码黑色部分吸收光，白色部分反射光
D．手机镜头靠近二维码，所成的像变小
7．焦距为10cm的凸透镜正对太阳光，其下方的白纸上呈现一光斑，此时光斑到凸透镜的距离为12cm，若凸透镜靠近白纸，看到光斑的大小和亮度的变化情况是（ ）
A．光斑一直变大，亮度越来越暗
B．光斑一直变小，亮度越来越暗
C．光斑先变小后变大，亮度先变亮后变暗
D．光斑一直变大，亮度越来越亮
8．某物理兴趣小组在“探究凸透镜成像规律”的实验过程中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v和物体到凸透镜的距离u之间关系的图象，如图所示，下列分析判断正确的是（　　）
A．实验中所使用的的凸透镜焦距为16cm
B．物体放在A点对应的位置上，成缩小倒立的实像
C．物体放在C点对应的位置，放大倒立的实像
D．物体从A点移到C点的过程中，所成的像逐渐变小
9．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
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
10．信息化时代电子类产品层出不穷，导致青少年近视率逐年升高。如图所示的四幅图中，表示近视眼成像和近视眼矫正后成像情况的图分别是（　　）
A．甲、丁 B．乙、丙 C．甲、丙 D．乙、丁
二、填空题
11．在探究凸透镜成像的规律时，如图所示，测出了凸透镜的焦距；若凸透镜不动，把蜡烛移到光具座15cm刻度处，调节光屏，在光屏上会成倒立、______（选填“放大”“缩小”或“等大”）的清晰实像，生活中的______（选填“放大镜”“幻灯机”或“照相机”）是用这一原理制成的。
12．如图所示是生活中常用手机扫描二维码的情形，这相当于给二维码拍了一张照片，照相机镜头相当于一个___________透镜，二维码经摄像头扫描成倒立、___________（选填“缩小”、“等大”或“放大”）的实像。
13．清晨树叶上露珠下面的叶脉看起来更清晰，这是由于露珠相当于________的结果，形成了正立的___________（选填“放大”或“缩小”）的_________。（选填“实像”或“虚像”）。
14．光在空气和水的分界面处同时发生反射和折射的光路如图所示，其中折射角为角_______；观察细胞内部结构用______。
15．如图，鱼缸中只有一条小鱼，而眼睛从A点可以观察到两条，一条鱼的位置变浅，另一条鱼变大，前者是由于光的__________形成的_____像（填“实”或“虚”）；后者是由于鱼缸的_______侧部分（填“左”或“右”）等效凸透镜而形成的_______像（填“实”或“虚”）．
三、综合题
16．为了提高高速公路通行效率，减少汽车在收费站消耗的时间，国家大力推广高速收费站ETC专用通道的使用，截止2019年底ETC的普及率将接近90%。ETC专用通道需要汽车安装ETC卡（如图甲所示），图乙是ETC专用通道示意图，当汽车进入ETC卡读取器识别范围的时候，卡上的信息被读取，同时栏杆机将横杆抬起，汽车无需停车就实现了缴费，大大节约了通行时间。已知某一ETC通道，栏杆机距ETC卡读取器10m，横杆在位置一（如图丙所示）时距地面高度1.2m，栏杆机启动后横杆以0.8m/s的速度水平匀速抬起。则：
(1)汽车在运动时ETC卡相对于汽车是______（选填“运动的”、“静止的”）；
(2)汽车在不断靠近监控摄像机的过程中，汽车在摄像机里所成的像逐渐______（选填“变大”、“不变”、“变小”）；
(3)小明乘坐一旅游大巴车通过该ETC通道，汽车距ETC卡读取器5m时被读取信息，假设同时栏杆机横杆匀速抬起，旅游大巴的高度为3.6m，大巴速度如果太快横杆抬起高度不够，则会撞杆违章。请你运用题目所给的条件，求出大巴顺利通过通道的最快速度是多少？( )
17．（1）两条光线通过透镜的光路如图所示，该透镜是______透镜（选填“凸”“凹”），光线a透过玻璃砖，照射在木板上，画出______：
①光线a穿过玻璃砖的大致光路；
②木板M点在玻璃砖AB平面成的像M'。
（2）如图所示，烛焰S点发出三条光线（图中没画出），经过凸透镜后会聚到S点。
①请画出图中三条光线对应的入射光线及烛焰S点______；
②烛焰经凸透镜成的像，相对于物是______的（选填“放大”“缩小”）。
18．我国科研人员已经突破了制造高端芯片的5nm光刻技术。光刻机以紫外光为信息载体，通过凸透镜将画在模板上的电路图投影到微小的半导体材料——硅晶板上，利用曝光反应进行缩刻，原理如图甲所示。
（1）5nm是指芯片上单个晶体管的尺寸，合______m。
（2）缩刻成像原理与______（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）相同，要使硅晶板上刻画的电路更小，应将模板______凸透镜、将硅晶板______凸透镜（选填“靠近”或“远离”）。
（3）硅晶板上刻画的电路如图乙所示，曝光后刻画部分（图中实线）变成了______（选填“导体”或“绝缘体”）。利用这个硅晶板来组装一个红外线遥控汽车，只需将不同电路元件接入对应接口，已经将电动机连接1号接口，将红外感应器（相当于开关）连接2号接口，还要将______连接3号接口。
19．阅读短文，回答问题．
无人机
无人机以高分辩率高速摄像机、轻型光学相机、超声波传感器、激光扫描仪、红外夜视仪等设备获取信息，广泛应用在航拍，交通等领域。如图为某型号无人机，整机质量2千克，摄像机拍摄速度11000帧/秒（即每秒拍摄画面的帧数为11000帧），该无人机部分零件采用碳纤维材料制成。
（1）红外夜视仪夜晚能够识别人体、岩石，是因为被识别物体的______不同，发出的红外线强度不同。
（2）超声波传感器可探测无人机在飞行时遇到的障碍物，这是利用了超声波________的特点。
（3）若悬停在空中的无人机向固定在地面上的障碍物垂直发射超声波，经过0.1s收到回波，则其发射超声波时与障碍物间的距离约为_____m。（已知超声波在空气中的传播速度为340m/s）
（4）摄像机拍照镜头可看作凸透镜，当摄像机向被拍摄的物体靠近时，物体所成实像的像距将变_____（选填“大”或“小”）。从摄像机中看到的像变模糊，为了仍能拍摄出清晰的像，可在摄像机镜头前加一个____（选填“凸”或“凹”）透镜，使近距被拍摄的物体清晰成像。
（5）在轿车限速120km/h的某高速公路上，交警利用该无人机进行道路通行情况实时监测。无人机在某轿车通行1.05m的过程中拍摄330帧，则该监测的轿车速度是_____m/s，该轿车______（选填“超速”或“不超速”）。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【解析】
【分析】
【详解】
由题意知，把眼镜片放在烛焰与凸透镜之间，如图所示，屏上的像变得模糊，调节光屏的位置，适当靠近凸透镜，光屏上又可以得到清晰的像，说明眼镜片对光线有会聚作用，使像呈现在光屏的前侧，所以该镜片是凸透镜，属远视眼镜，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
2．A
【解析】
【详解】
当我们看远处物体时，远处物体的光线正好聚焦在视网膜上，当我们从看远处物体改为看近处物体时，物距减小，若晶状体的凸度和焦距不变，根据凸透镜成像规律可知，此时像距会变大，则成像在视网膜之后。为了使近处物体所成的像前移到视网膜上，应将通过晶状体的光线更加会聚，所以晶状体的凸度要变大，使焦距变短。
故选A。
3．C
【解析】
【详解】
A．凹透镜可以矫正近视眼，故A错误；
B．凸透镜可以矫正远视眼，故B错误；
C．显做镜的目镜成正立放大的虚像，故C正确；
D．望远镜的目镜成正立放大的虚像，故D错误。
故选C。
4．B
【解析】
【详解】
由图知道，当物距为20cm时，像距也为20cm，由凸透镜成像的规律知道，物距等于2倍焦距时，成倒立等大的实像，此时像距与物距相等，即v=u=2f=20cm，所以，f=10cm，故A错误；
当物距为 30cm 时，即u＞2f，成倒立、缩小的实像，其应用是照相机，即是照相机的原理，故B正确；
由图知道，当像距为 40cm 时，物距是10cm，又因为凸透镜成实像时，物近像远像变大，所以，当像距为60 cm时，物距小于10cm，故C错误；
根据凸透镜成实像时，物近像远像变大知道，物体从距凸透镜15 cm处移动到60 cm处的过程中，像逐渐变小，故D错误．
5．D
【解析】
【详解】
圆柱形玻璃杯装水后相当于一个凸透镜，透过水杯看到的老鼠变胖了，说明老鼠经过水杯后成的是放大的像，又因为看到老鼠掉头奔向猫，所以老鼠的像是倒立的，凸透镜成像中倒立的都是实像。所以老鼠经过水杯后成的是倒立、放大实像。
A．放大镜成正立、放大虚像，与题意不符，故A不符合题意；
B．照相机成倒立、缩小实像，与题意不符，故B不符合题意；
C．平面镜成正立、等大虚像，与题意不符，故C不符合题意；
D．投影仪成倒立、放大实像，与题意相符，故D符合题意。
故选D。
6．C
【解析】
【详解】
AB．手机摄像头相当于凸透镜，扫描二维码时，所成的是倒立、缩小的实像，其原理是光的折射，故AB错误；
C．二维码的白色部分能够反射所有色光，黑色部分不反射光，吸收所有色光，故C正确；
D．手机镜头靠近二维码时，物距变小，像距变大，像变大，故D错误。
故选C。
7．C
【解析】
【分析】
【详解】
太阳光经过凸透镜会聚在焦点的光最亮、最小，已知凸透镜的焦距为10cm，此时光斑到凸透镜的距离为12cm，则这个光斑是焦点之后，而且比焦点的光斑要大，亮度不如焦点时的亮，所以若凸透镜靠近白纸，则光斑先变小后变大，亮度先变亮后变暗，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
【点睛】
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚到主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距。知道并理解焦距的定义是解决该题的关键。
8．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．物距等于像距等于16cm时，此时凸透镜成倒立、等大的实像，物距等于两倍焦距，所以焦距为8cm，故A错误；
B．物体放在A点对应的位置上，此时物距小于像距，成倒立放大实像，故B错误；
C．物体放在C点对应的位置，物距大于像距，成倒立缩小实像，故C错误；
D．物体从A点移到C点的过程中，物距增大，像距减小，像变小，故D正确。
故选D。
9．D
【解析】
【分析】
【详解】
AD．当
u＞2f
时，凸透镜成倒立、缩小的实像，所以，“刷脸”时，面部应位于摄像头两倍焦距之外，即
1m＞2f
f＜0.5m
故A错误，D正确。
B．人脸通过摄像头成像是光的折射现象形成的，故B错误；
C．“刷脸”时，面部经摄像头成倒立、缩小的实像，故C错误；
故选D。
10．A
【解析】
【详解】
近视眼看远处的物体时，像成在视网膜的前面，所以甲是近视眼的成像情况，近视眼需戴凹透镜矫正，所以丁是近视眼的矫正做法。图乙中像落在视网膜后方，因此是远视眼，用凸透镜矫正远视眼，所以丙是远视眼的矫正做法，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
11． 放大 投影仪
【解析】
【详解】
[1][2]由图可知，与主光轴平行的光经凸透镜后会聚到一点，光屏上得到的最小、最亮的光斑便是凸透镜的焦点，所以焦距为
蜡烛移到光具座15cm刻度处，此时物距
f12． 凸 缩小
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]手机镜头相当于凸透镜，物距大于2倍焦距，二维码所成的是倒立、缩小的实像。
13． 凸透镜 放大 虚像
【解析】
【详解】
[1]由于露珠中间比四周厚，故相当于凸透镜。
[2][3]因露珠距离叶脉很近，此时物距小于一倍焦距，由凸透镜成像规律可知，此时凸透镜成正立、放大的虚像，故透过露珠看下面的叶脉更清晰。
14． 2 显微镜
【解析】
【详解】
[1]由图可知，和相等，因此①是法线，②是界面，由折射光线和入射光线分居法线两侧可知，CO是入射光线，OB是折射光线，是折射角。
[2]观察细胞的内部结构用显微镜，显微镜的物镜相当于投影仪，显微镜的目镜相当于放大镜。
15． 折射 虚 右 虚
【解析】
【详解】
眼睛从A点可以观察到两条，一条鱼的位置变浅，不是鱼的实际位置，而是由于光从水中进入空气中时发生折射，折射角大于入射角形成的，即光的折射形成的一个虚像；
我们看到的另一条鱼变大，这是因为鱼缸的右侧部分相当于一个凸透镜，鱼在焦距以内，所以成一个正立放大的虚像．
16． 静止 变大 18km/h
【解析】
【详解】
(1)[1]因为ETC卡固定安装在汽车里，所以汽车在运动时ETC卡相对于汽车是静止的。
(2)[2]汽车在不断靠近监控摄像机的过程中，物距在减小，根据凸透镜成像的规律，此时像距在增大，汽车在摄像机里所成的像逐渐变大。
(3)[3]大巴安全通过的最短时间
t===3s
大巴的最快速度
v===5m/s=18km/h
17． 凹 缩小
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]由图示知，光线经过透镜被发散了，所以经过的透镜是凹透镜。
[2]光线a由空气斜射入玻璃中，则折射角小于入射角，折射光线在玻璃砖中继续传播，在AB界面斜射入空气中，此时的折射角大于入射角，且第二次折射时的入射角等于第一次折射时的折射角，据光的折射现象中光路可逆知，第二次的折射角等于第一次的入射角，所以从玻璃砖折射出来的光线与光线a平行。
木板上的M点在玻璃砖的AB面成像，这时的AB面相当于平面镜，据平面镜的成像原理，先将AB面反向延长，然后过M点作AB的垂线，据像到镜面的距离与物体到镜面的距离，确定像点M'的位置。作图如下：
（2）[3]由图示知，经凸透镜折射后的三条光线中：一条经过焦点，此光线的入射光线平行于主光轴；一条经过光心，此光线的入射光线传播方向与折射光线相同，这两条入射光线的交点，即为烛焰S点，连接S与第三个入射点，即为第三条入射光线。所以作图如下：
[4]由作出的图示知，烛焰经凸透镜成像时的物距大于像距，所以所成的是缩小、倒立的实像。
18． 5×10-9 照相机 远离 靠近 导体 电源
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]
（2）[2][3][4]由图可知，物距大于像距，成倒立缩小的实像，是照相机的成像原理。根据凸透镜成像规律，要使像变小，物距要增大，像距要减小，所以模板要远离透镜，硅晶板要靠近透镜。
（3）[5][6]完整的电路需要通过导线将电路中的电源、开关和用电器连接。所以实线部分变成了导线。电路中已经有了开关和用电器，所以3号接口需要连接电源。
19． 温度 传递信息 17 大 凸 35 超速
【解析】
【详解】
(1)[1]红外夜视仪夜晚能够识别人体、岩石是因为被识别物体的温度不同，发出的红外线强度不同；
(2)[2]无人机在飞行时超声波遇到的障碍物会反射回来，利用超声波传递信息的特点，从而避开障碍物；
(3)[3]由得，超声波从发射到收到回波所通过的总路程：
，
则其发射超声波时与障碍物间的距离：
；
(4)[4]照相机成像，成的是倒立、缩小的实像，物距大于二倍焦距；物距变小时，像距变大，所以当摄像机向被拍摄的物体靠近时，物体所成实像的像距将变大；
[5]为了能拍摄出清晰的像，应减小像距，应装一个凸透镜，凸透镜可以使光线提前会聚；
(5)[6]由题知，摄像机拍摄速度11000帧/秒，已知某轿车通行1.05m的过程中拍摄330帧，则轿车运动的时间为
，
该轿车的速度：
；
[7]因为126km/h>120km/h，所以该轿车超速。
答案第1页，共2页
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