北师大版八年级下 6.3、生活中的透镜
一、单选题
1.如图,手机扫描二维码,相当于给二维码拍了一张照片,手机摄像头相当于凸透镜,影像传感器相当于光屏,下列说法正确的是( )
A.物体上的二维码是光源
B.影像传感器上成的是正立的实像
C.扫码时二维码要位于摄像头二倍焦距以外
D.要使屏幕上二堆码的像变小,只需将二维码靠近凸透镜
2.将凸透镜和蜡烛、光屏安装到光具座上位置如图所示,此时光屏上得到清晰的像,下列说法正确的是( )
A.此时光屏上的像是放大、正立的虚像
B.此时成像情况符合投影仪成像原理
C.保持凸透镜的位置不动,向右移动蜡烛并调整光屏到适当的位置,当光屏上再次得到清晰的像时,这个像一定是缩小的像
D.保持凸透镜的位置不动,向左移动蜡烛,则光屏一定要向左调整位置才能得到清晰的像
3.如图是小明拍摄“东方明珠”时的情景。下列分析正确的是( )
A.小明在地上的影子形成的原理与平面镜成像原理相同
B.用照相机拍照时,镜头成的是正立,缩小的实像
C.数码相机屏幕的彩色画面,由红、黄、蓝三种色光组成
D.水中建筑物的倒影是光的反射所成的虚像
4.如图所示,是用手机扫描微信的二维码,这相当于给二维码拍摄了一张照片。与手机镜头的焦距相比较,此时二维码到手机镜头的距离( )
A.等于一倍焦距 B.在一倍焦距以内
C.在一倍焦距和二倍焦距之间 D.大于二倍焦距
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.在我国首次“太空授课”中,女航天员王亚平制造了一个小水球,我们看到了她在水球中的“倒影”,如图所示。下列说法不正确的是( )
A.这个水球相当于一个凸透镜
B.所成的“倒影”是一个实像
C.照相机是利用这一成像原理制成的
D.“倒影”位置在小水球和王亚平之间
7.如图所示是疫情期间,送餐机器人工作时的情景,它虽然个头不高,却能包揽自动送餐、空盘回收等多项任务。下列说法正确的是( )
A.机器人端着餐盘行走过程中餐盘相对于机器人的手是运动的
B.机器人身上的探测雷达发出的是超声波
C.机器人的“眼晴”相当于两架摄像机,它是利用凸面镜成像原理工作的
D.机器人用标准的普通话与人交流,说明声音可以传递能量
8.下列原理图与光学仪器不相符的是( )
A.放大镜
B.照相机
C.望远镜
D.电影机
9.在如图所示的装水的圆柱形玻璃杯后面有两个矿泉水瓶,左侧是通过水杯看到的矿泉水瓶,此时装水部分的玻璃杯和杯内水的组合相当于一个( )
A.凸透镜 B.凹透镜 C.平面镜 D.凸面镜
10.近年来,刷脸支付已成为付款的常见方式,如图所示。消费者刷脸时面对摄像头, 系统将摄像头拍到的人像与后台信息对比,确认后完成付款。关于刷脸支付的过程, 下列说法正确的是( )
A.摄像镜头成像是利用了光的反射 B.人脸通过摄像镜头成放大的实像
C.人脸应该位于镜头二倍焦距以外 D.若要像变大,人脸应该远离镜头
二、填空题
11.某同学用焦距为15cm的放大镜去观察邮票,邮票与放大镜的距离应该________15cm(填“大于”、“小于”或“等于”),所成的像是___________。
12.如图所示是一种红外线夜视监控摄像头,其工作原理是:夜间摄像头周围的红外灯发出红外线照射物体,红外线经物体 _________(选填“反射”或“折射”)后,被监控摄像头接收,形成图像。摄像头的镜头相当于一个_________镜。若该摄像头可清晰拍摄距镜头16mm乃至较远处的物体,则镜头焦距_________ mm。
13.投影仪:镜头是____透镜;投影仪的平面镜的作用是__;成像原理:物体到透镜的距离(物距)______二倍焦距,______一倍焦距,成的是倒立、_____的实像;
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.在夏天,小东在湖边漫步时,看到“鱼在云中游”的美景。 他看到的______(选填“鱼”或“云”)是由于光的折射形成______(选填“实”或“虚”)像。如图乙,他使用自拍杆与这美景合照,与直接用拿手机相比,用自拍杆可以增大______(选填“像距”或“物距”)。
三、综合题
16.阅读短文,回答问题。
嫦娥四号首次月球背面“软着陆”
2018年12月8日凌晨2时23分,在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号月球探测器。经过近110小时的飞行,12月12日16时45分,嫦娥四号探测器到达月球附近并实施近月制动,成功进入了近月点约100公里的环月轨道。
自1958年开始尝试探索月球以来,人类和无人探测器已经成功着陆月球数十次,总计有20台着陆器、6台月球车、12个宇航员踏上过月球表面,其中包括中国2013年12月成功着陆的嫦娥三号着陆器和玉兔号月球车。
无论是外形还是携带的科学仪器,嫦娥四号都和嫦娥三号非常相似,但却不尽相同。一位航天领域专家2018年12月12日接受记者采访时指出,虽然之前有嫦娥三号的成功着陆经验,但是,嫦娥四号面对的是人类从未踏足过的月球背面,并在月夜下完成原位和巡视探测等工作,这与不能在月夜下工作的嫦娥三号有很大区别。
(1)月夜形成的原因是由于光的___________。
(2)运载嫦娥四号月球探测器的长征三号乙运载火箭在上升过程中,表层固态的特殊物质在高温下会________并________,或直接进行________,吸收大量的热,使温度不至升得的太高,保护了火箭。(均选填物态变化的名称)
(3)质量是的月球车到达月球后,其质量_______(选填“变大”、“不变”或“变小)。
(4)月球车在月面上巡视并拍照,照相机的镜头是一个_______镜。
(5)月面周围一片寂静,月球车在月面上巡视时,外界听不见月球车转动的声音,是因为________。
17.请你用学过的物理知识解答汽车的相关现象:
(1)汽车的后视镜是一个______镜,是因为它能扩大视野;
(2)汽车后挡风玻璃上面有很多的细条纹,其实那些细条纹都是非常细的发热丝,汽车启动后发热丝就会发热,使后挡风玻璃上的水雾发生______(填一种物态变化),就不会影响司机的视野了,到了冬天水凝固结成冰会把水箱胀破,所以往往在水里添加某种试剂使水的凝固点______(选填“降低”、“升高”);
(3)汽车上的“倒车防撞可视雷达”,通过安装在车尾的摄像头对准车后的障碍物,障碍物经摄像头中的凸透镜成倒立______(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像,这个像通过电子调整并传递到显示屏上,司机据此可以准确地了解车后的情况。如果看到显示屏中的障碍物的像变大,则障碍物离车尾的距离变______;(选填“近”或“远”)
(4)小轿车前面安装的挡风玻璃是倾斜的,这样做的好处之一是______。(填字母)
A.倾斜放置的挡风玻璃不易被震碎
B.有利于光的反射,便于观察车外的情况
C.避免车内物品的像成在司机的正前方,保证行车安全
D.使车内物品的像成在司机的前上方,有利于观察车内情况
18.2021年12月9日,中国空间站阶段的首次太空授课以天地互动的方式,在中国空间站和设在中国科技馆的地面主课堂等同时进行,王亚平老师在太空授课的时候,用一个金属圈插入饮用水袋并抽出后,形成了一个水膜,轻晃金属圈,水膜并未破裂,而是甩出了一个小水滴。再往水膜表面贴上一片画有中国结图案的塑料片,水膜依然完好。更奇迹的时刻:在第二个水膜上,用饮水袋不断注水,水膜很快长成一个晶莹剔透的大水球。我们通过水球,看到王亚平老师倒立缩小的人像,当她往水球中注入空气,水球上呈现出一大一小、一正一反的双重人像。
(1)太空授课非常精彩,不借助任何仪器,我们______(选填“能”或“不能”)直接听到王老师的声音,原因______;
(2)注水后,这个水球可以被看成是一个______,我们通过水球,看到王亚平老师倒立缩小的人像,当她往水球中注入空气,水球上呈现出一大一小、一正一反的双重人像,内圈会出现正立的像是因为内圈相当于变成了两个______(选填“凸透镜”或“凹透镜”)的组合;
(3)此时,以水球为参照物,王老师是______的,以地球为参照物,王老师是______的(选填“静止”或“运动”);
(4)同时地面小倩同学尝试用自制的水凸透镜来探究“凸透镜成像规律”。
(a)如图甲所示,让一束平行于主光轴的光射向水凸透镜,在光屏上出现一个最小最亮的光斑,则此水凸透镜的焦距为______cm;
(b)小倩将蜡烛、水凸透镜和光屏调整至图乙所示的位置时,光屏上出现清晰的烛焰像,小倩接着在蜡烛和光屏位置都不变的情况下,将水凸透镜移至光具座某刻度处,再次得到清晰的烛焰像,这个像的成像原理与______(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)的成像原理相同。然后,小倩利用注射器从水凸透镜中向外抽少许水,光屏上原来清晰的像变得模糊不清,小倩要想重新得到清晰的烛焰像,在蜡烛和水凸透镜的位置都不变的情况下,应将光屏向______(选填“远离”或“靠近”)水凸透镜的方向移动,或者保持光屏位置不变,给水凸透镜带上合适的______(选填“近视眼镜”或“远视眼镜”)可再次成像到光屏上;
(c)当光屏上成清晰的像时,小倩用不透明的纸板挡住透镜下半部分,则光屏上所成的像______(选填“完整”或“不完整”);
(d)实验时,由于实验时间较长,蜡烛变短,烛焰的像不能成在光屏的中央,此时可将光屏向______(选填“上”或“下”)移动,即可让烛焰的像成在光屏的中央。
19.阅读下面短文,回答后面的问题.
阳光动力2号
如图所示,是进行过环球飞行的全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”.它的翼展达到了72 m,比一种大型波音飞机的翼展还要宽3.5 m;机长22.4 m,接近一个篮球场的长度.但由于它的机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料制造,因此,它的质量只有2 300 kg,与一辆中型轿车相差无几.“阳光动力2号”上面共贴敷了17 248片太阳能电池.这些电池可以产生最大70 kW的功率,这些电力输送给四台电动机带动螺旋桨给飞机提供动力.它的起飞速度为46 km/h,最大速度约140 km/h.上面可携带高清照相机,对地面情况进行拍摄.
(1)以飞机为参照物,飞机里的蓄电池是______(填“运动”或“静止”)的.
(2)这种“极轻的碳纤维材料”中“极轻”的物理含义是_______.
(3)在狭小的机舱内,两名瑞士飞行员将轮流驾驶,每次连续飞行5个昼夜,速度按80 km/h计算,每次连续飞行的距离是_______km.
(4)高清照相机的镜头是______(填“凸”或“凹”)透镜,成______、缩小的______像.
(5)为降低飞行时的能量消耗,该机选用新型轻质材料,取面积为1 m2,厚度为1 mm的新型材料,测得其质量为250 g,则该材料的密度为___________.
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
【详解】
A.二维码本身不发光,不是光源,故A错误;
B.摄像头相当于凸透镜,成倒立缩小实像,故B错误;
C.成倒立缩小实像时物距应该大于二倍焦距,所以扫码时二维码要位于摄像头二倍焦距以外,故C正确;
D.要使屏幕上二堆码的像变小,应增大物距,将二维码远离凸透镜,故D错误。
故选C。
2.D
【详解】
AB.由图可知,物距大于像距,即
u>2f,2f>v>f
成倒立、缩小的实像,是照相机的成像原理,故AB错误;
C.凸透镜成实像时有物近像远像变大的特点,保持凸透镜不动,向右移动蜡烛并调整光屏到适当的位置,当光屏上再次得到清晰的像时,像将变大,故C错误;
D.保持透镜的位置不动,向左移动蜡烛,物距增大,像距减小,像变小,需要将光屏也向左移动才能得到清晰的像,故D正确。
故选D。
3.D
【详解】
A.小明在地上的影子形成的原理是光的直线传播,平面镜成像原理是光的反射,两者原理不相同。故A错误;
B.照相机是利用物距大于二倍焦距时成倒立、缩小的实像原理工作的,故B错误;
C.光的三原色是红、绿、蓝,数码相机屏幕的彩色画面就是由红、绿、蓝三种色光组成的,故C错误;
D.水中建筑物的倒影属于平面镜成像,平面镜成正立、等大的虚像,原理是光的反射,故D正确。
故选D。
4.D
【详解】
用手机扫描微信的二维码,这相当于给二维码拍摄了一张照片,手机镜头是凸透镜,此时二维码到镜头的距离是物距大于二倍焦距,成倒立缩小的实像,故D符合题意。故选D。
5.D
【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.D
【详解】
A.此水球中间厚,边缘薄,相当于一个凸透镜,故A正确,不符合题意;
BC.由凸透镜成像规律可知,凸透镜成倒立的像时均是实像。由图知,此时所成的是倒立、缩小的实像,照相机是根据这个原理制成的,故BC正确,不符合题意;
D.图中的“倒影”是实像,实像与王亚平在凸透镜的异侧,故D错误,符合题意。
故选D。
7.B
【详解】
A.机器人端着餐盘行走过程中,餐盘与机器人的手的相对位置没有发生改变,餐盘相对于机器人的手是静止的,故A错误;
B.机器人身上的探测雷达发出的声波是超声波,故B正确;
C.机器人的“眼晴”是凸透镜成缩小倒立的实像的应用,相当于两架摄像机,故C错误;
D.机器人用标准的普通话与人交流,说明声音可以传递信息,故D错误。
故选B。
8.C
【详解】
A.放大镜是根据物距小于焦距,凸透镜成正立、放大的虚像工作的,故A正确,不符合题意;
B.照相机是根据物距大于二倍焦距成倒立、缩小的实像工作的,故B正确,不符合题意;
C.望远镜是用物镜和目镜组成,物镜和目镜都是凸透镜,如图是一个潜望镜,潜望镜的上下端都是平面镜,利用平面镜成正立、等大的虚像原理工作的,故C错误,符合题意;
D.电影机实际上和幻灯片的原理相同,是根据物距大于一倍焦距小于二倍焦距,凸透镜成倒立、放大的实像工作的,故D正确,不符合题意。
故选C。
9.A
【详解】
由图可知,通过水杯看到的矿泉水瓶是一个左右倒立、缩小的图像,这是因为装水的圆柱形玻璃杯中部厚边缘薄,相当于一个凸透镜,矿泉水瓶放在了凸透镜的2倍焦距之外,根据凸透镜成像规律可知,此时成倒立、缩小的实像,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10.C
【详解】
A.摄像镜头成像属于凸透镜成像,是由光的折射形成的,故A错误;
BC.刷脸时,人脸应该位于镜头二倍焦距以外,凸透镜成倒立、缩小的实像,故C正确,B错误;
D.凸透镜成实像时,物近像远像变大,若要像变大,人脸应该靠近镜头,故D错误。
故选C。
11. 小于 正立放大的虚像
【详解】
[1][2]当凸透镜作为一个放大镜使用时,此时的物体应该在一倍焦距以内,即物距小于焦距15厘米,这时所成的像是正立的放大的虚像。
12. 反射 凸透 小于8
【详解】
[1]在夜间,红外灯发出的红外线投射到物体上,红外线经物体反射后进入镜头进行成像,这就是红外线夜视监控摄像头的工作原理。
[2][3]摄像头的镜头相当于一个凸透镜,物距大于二倍焦距时,可以成倒立缩小的实像。该摄像头可清晰拍摄距镜头16mm乃至较远处的物体,则
16mm>2f
故
f<8mm
即镜头的焦距小于8mm。
13. 凸 改变光的传播方向 小于 大于 放大
略
14. 2 显微镜
【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. 鱼 虚 物距
【详解】
[1][2]鱼反射的光线由水中进入空气时,在水面处发生折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼会逆着折射光线的方向看去,就会看到变浅的鱼的虚像。
[3]用自拍杆拍照时,增大了人与镜头间的距离,增大了物距。
16. 直线传播; 熔化; 汽化; 升华; 不变; 凸透; 声音不能在接近真空的环境下传播。
【详解】
(1)[1] 月夜形成的原因是由于光的直线传播,太阳光被挡住了形成的。
(2)[2][3][4] 表层固态的特殊物质在高温下会熔化并汽化,或直接进行升华,吸收大量的热,使温度不至升得的太高,从而保护了火箭;
(3)[5]质量是物质的一种属性,和位置无关,说明月球车到达月球后质量不变;
(4)[6]月球车在月面上巡视并拍照,利用的是凸透镜成倒立缩小实像的应用,故照相机的镜头是一个凸透镜。
(5)[7]月面周围一片寂静,月球车在月面上巡视时,外界听不见月球车转动的声音,月球表面接近真空,声音不能在接近真空的环境下传播。
17. 凸面 汽化 降低 缩小 近 C
【详解】
(1)[1]汽车的后视镜实质是一个凸面镜,对光线起发散作用,可以扩大视野。
(2)[2]汽车启动后发热丝就会发热,使后挡风玻璃上的水雾吸热,由液态变为气态,所以发生了汽化。
[3]到了冬天水凝固结成冰会把水箱胀破,所以为了使水不容易凝固结冰,往往在水里添加某种试剂使水的凝固点降低。
(3)[4]摄像头在工作时,物体距离凸透镜的距离大于二倍焦距,此时成倒立、缩小的实像。
[5]如果看到显示屏中的障碍物的像变大,由凸透镜成像规律可知,此时物距变小,像距变大,即碍物离车尾的距离变近。
(4)[5]小汽车前面的挡风玻璃相当于平面镜,平面镜成像的特点是像与物关于平面镜对称,如果竖直安装,车内物体的像会在正前方,干扰司机观察路况,倾斜安装可以避免车内物品的像成在司机的正前方,保证行车安全。
故选C。
18. 不能 真空不能传声 凸透镜 凹透镜 静止 运动 10.0 投影仪 远离 远视眼镜 完整 上
【详解】
(1)[1][2]真空中不能传声,太空授课,不借助任何仪器,我们不能直接听到王老师的声音。
(2)[3]注水后,水球中间凸起,相当于凸透镜。
[4]王亚平老师往水球中注入空气,水球上呈现出一大一小、一正一反的双重人像,内圈会出现正立的像是因为内圈的水,中间少,两边多,相当于变成了两个凹透镜的组合。
(3)[5]此时,王老师与水球的相对位置没有发生改变,以水球为参照物,王老师是静止的。
[6]王老师和地球之间的相对位置发生改变,以地球为参照物,王老师是运动的。
(4)(a)[7]让一束平行于主光轴的光射向水凸透镜,在光屏上出现一个最小最亮的光斑,最小最亮的光斑是焦点的位置,此水凸透镜的焦距为
(b)[8]由图乙得,物距大于像距,光屏上此时成的像是倒立、缩小的实像;小倩接着在蜡烛和光屏位置都不变的情况下,将水凸透镜移至光具座某刻度处,则原来的物距变为像距,则原来的像距变为物距,根据光路可逆,再次得到清晰的烛焰像,这时成的像是倒立、放大的实像,这个像的成像原理与投影仪的成像原理相同。
[9][10]小倩利用注射器从水凸透镜中向外抽少许水,凸透镜的焦距变大,会聚能力变小,要使光屏上成像清晰,应将光屏向远离水凸透镜的方向移动。若保持光屏位置不变,给水凸透镜带上合适的凹透镜,即近视镜可再次成像到光屏上。
(c)[11]当光屏上成清晰的像时,小倩用不透明的纸板挡住透镜下半部分,剩下的凸透镜仍能成像,则光屏上所成的像是完整的。
(d)[12]实验时,由于实验时间较长,蜡烛变短,由过光心的光线不发生偏转得,此时可将光屏向上移动,像往上移动,要使像成在光屏的中心,光屏应适当向上移动。
19. 静止 密度极小 9_600 凸 倒立 实 0.25×103kg/m3
【详解】
(1)以飞机为参照物,飞机里的蓄电池位置没有发生变化,故是静止的;(2)“阳光动力2号”的机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料.“极轻”表示体积一定时,材料的质量非常小,也就是密度很小.所以物理含义是密度极小. (3)由v=,可得每次连续飞行的距离是s=vt=80km/h×120h=9600km;(4)照相机的镜头是凸透镜,成倒立、缩小的实像;(5) 该材料的密度为:= 0.25×103kg/m3.
答案第1页,共2页
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