北师大版八年级下 第六章 常见的光学仪器
一、单选题
1.如图所示,是探究凸透镜成像规律的实验,已知凸透镜的焦距是10cm,此时光屏上能成清晰的像,下列说法正确的是( )
A.此时光屏上成的是倒立、缩小的虚像
B.将蜡烛移到0cm处时,为了在光屏上得到清晰的像,应将光屏靠近凸透镜移动
C.只将蜡烛和光屏互换,可以在光屏上得到清晰等大的像
D.用不透明的纸板将凸透镜下半部分遮住,光屏上的像会变成一半
2.如图所示,小明同学在探究凸透镜成像的规律时,记录并绘制了物距u和像距v之间的关系图象。下列说法正确的是( )
A.凸透镜焦距为20cm
B.物距为5cm时,可以通过移动光屏承接到清晰的像
C.物距为15cm时,成放大的像,根据这一原理可以制成投影仪
D.物距由15cm增大到30cm的过程中,在光屏上看到的像一直是变大的
3.某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,绘制了如图所示的图象(v 表示像到凸 透镜的距离,u 表示物体到凸透镜的距离),以下说法正确的是( )
A.想要看清报纸上的字,报纸应距离凸透镜 15cm 以上
B.把物体从距离 10cm 处移动到距凸透镜 20cm 处的过程中,像先变小后变大
C.凸透镜的焦距是 10cm
D.由图像可知,物体与实像之间的最小距离是 20cm
4.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
5.下列说法正确的是( )
A.凸透镜对光有会聚作用,因此通过凸透镜的光都一定会聚在焦点上
B.凸透镜有一个焦点,凹透镜有两个焦点
C.不论是凸透镜还是凹透镜,经过透镜光心的光线方向不改变
D.经凹透镜折射的光线,一定是发散光线
6.在天安门广场某处,小丽想拍摄天安门城楼的全景,但发现在该位置只能从观景框中看到城楼的一部分,为了拍摄到天安门城楼的全景,拍摄位置及镜头的调整正确的是( )
A.拍摄位置靠近城楼,镜头向前伸 B.拍摄位置靠近城楼,镜头向后缩
C.拍摄位置远离城楼,镜头向前伸 D.拍摄位置远离城楼,镜头向后缩
7.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
8.2021年5月26日,我国部分地区第一次也是今年唯一能看到“超级红月”和“月全食”这一天文景象。下列现象与“月全食”形成原因相同的是( )
A.拱桥倒影
B.树荫下的圆斑
C.钢笔“错位”
D.放大的邮票
9.如图所示,烛焰在光屏上刚好成清晰的像。若凸透镜不动,将蜡烛移至20cm刻度处,移动光屏,在光屏上能观察到( )
A.正立放大的虚像 B.倒立等大的实像
C.倒立放大的实像 D.倒立缩小的实像
10.如图所示的实验中,光屏上得到清晰的像,下列说法正确的是( )
A.蜡烛经透镜形成了倒立缩小的虚像
B.蜡烛向左移会让清晰的像变大一点
C.照相机的成像原理跟图中情形相同
D.图中的凸透镜的焦距大约是10cm
二、填空题
11.凸透镜可用于___________(选填“远视”或“近视”)眼的矫正,手机的镜头相当于一个凸透镜,若某手机镜头焦距为5cm,用它扫描健康码时,为保证扫描清晰,手机到健康码的距离应大于___________。
12.如图所示,圆柱形玻璃瓶里装满水,把一支铅笔水平地放在靠近玻璃瓶的一侧,透过玻璃瓶可以看到铅笔的形状_______(填“不变”或“变化”);把铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动时,透过玻璃瓶会看到铅笔尖逐渐______(填“变长”或“变短”),同时会看到铅笔______(填“变粗”、“变细”或“粗细不变”),到某一位置以后,铅笔尖的方向______(填“会”或“不会”)改变。
13.如图所示,用手机摄像头扫描商家的支付宝/微信收款二维码,可快速完成线上付款,当手机扫描该二维码时, 二维码______(选填“是” 或“不是”)光源,摄像头相当于______(选填“近视”或“远视”)眼镜的镜片,二维码与摄像头的距离应______二倍焦距。(选填“大于”“等于”或“小于”)
14.小明利用支付宝进行扫码支付时,用手机摄像头扫描商家的收款二维码,手机摄像头相当于一个_____(选填“凸透镜”或“凹透镜”):摄像头靠近二维码时,所成的像_____(选填“变大”“变小”或“不变”)
15.用开普勒天文望远镜观测夜晚的星空时,能看见许多没有见过的美丽天体,该望远镜物镜的成像原理与______相似;显微镜可以帮助我们看清肉眼看不清的微小物体,如动植物的细胞,显微镜目镜的成像原理与______相似(前两空均选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”),成放大的______(选填“实”或“虚”)像。
三、综合题
16.如图所示,眼睛、显微镜、望远镜和投影仪用到了我们所学的很多光学知识,里面有眼睛的晶状体,显微镜和望远镜的目镜和物镜、投影仪的平面镜和镜头。
(1)其工作原理与照相机相同的有:_________,其工作原理与放大镜相同的有:_________,利用光的反射的有:________。(以上3个空格均选填图中序号)
(2)图甲中是______眼,要戴上______透镜来矫正。
(3)投影仪屏幕上的像是______立、放大的实像;要使屏幕上的像更大一些,应该将镜头向_____调节,同时投影仪应适当_________屏幕。
17.2021年12月9日,“天宫课堂”第一课开讲,如图甲所示,中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富担任“太空教师”,在中国空间站进行太空授课,带领同学们了解了很多太空中神奇的物理现象。
(1)航天员在空间站外工作时,哪怕离得再近,也只能通过无线电交谈,其原因是______;
(2)王亚平在太空中向水膜内注水做出了一个水球,当我们看到如图乙所示情景时,这个水球与______(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)的成像原理相同;
(3)若保持王亚平和水球的位置不变,继续向水球的中间注水,使水球的中间比边缘更厚一些,此时王亚平通过水球所成的像将会______(选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)如图丙所示的陀螺为“天宫课堂”拉开序幕,该陀螺从地球带到空间站,其质量______(选填“变大”“变小”或“不变”);
(5)航天员在空间站可以看到的星星绝大部分是自身可以发光的恒星。空间站内的航天员透过玻璃舷窗看到的恒星是由于光的______(选填“反射”或“折射”)形成的______(选填“实”或“虚”)像。
18.李潇在水塘中看到形状特殊的“虾”,拍照得到虾的胶片后,他用如图所示的装置展示给同学们看:
(1)测得胶片到凸透镜的距离为8cm,则该凸透镜的焦距可能是( )
A.2cm B.7cm C.9cm D.10cm
(2)要使像变得更大,应将屏幕适当向______(左/右)移,并将凸透镜适当向______(左/右)移。
19.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。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.B
【解析】
【详解】
A.由图可知,当蜡烛放在10.0cm处,物距
成倒立缩小的实像,故A错误;
B.将蜡烛移到0cm处的过程中,即蜡烛远离焦点,物距增大,像距减小,像变小,将蜡烛向左移动,光屏也要向左移动才能在光屏上得到一个清晰的像,故B正确;
C.如图所示,光屏上呈现缩小、倒立清晰的实像,折射现象中光路可逆,将蜡烛与光屏的位置互换,光屏上成倒立放大的清晰的实像,故C错误;
D.挡住了透镜上半部分,光能通过下半部分会聚成像,只是光线变少了,能成一个变暗的完整的像,故D错误。
故选B。
2.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.凸透镜成倒立、等大的实像根据图像时
u=v=2f=20cm
所以
f=10cm
故A错误;
B.物距为5cm时,成正立放大的虚像,不能通过移动光屏承接到清晰的像,故B错误;
C.当u=15cm时,2f>u>f,成倒立、放大的实像.,根据这一原理可以制成投影仪,故C正确;
D.物距由15cm增大到30cm的过程中,像距变小,在光屏上看到的像一直是变小的,故D错误。
故选C。
3.D
【解析】
【详解】
由凸透镜成像规律可知,u=v=2f时凸透镜成倒立、等大的实像,由图象可知,u=v=2f=10cm时成清晰的像,则
f=5cm
A.用凸透镜看报纸上的字,是因为报纸上的字太小,目的是将报纸上的字放大,凸透镜成正立放大的虚像时,满足uB.把物体从距离 10cm 处移动到距凸透镜 20cm 处的过程中,物距一直大于或等于2倍焦距且逐渐增大,则像会持续变小,故B错误;
C.由上述分析计算可知,凸透镜的焦距是5cm,故C错误;
D.由图像可知,当物距与像距相同时,物体与实像之间有最小距离,且为20cm,故D正确。
故选D。
4.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。
5.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.凸透镜对光线的会聚作用,但通过凸透镜的光并不一定会聚到焦点或某点,而是指通过凸透镜折射后,折射光线比原来的入射光线沿原方向传播更偏近主光轴,使它的光束变窄、变收缩,故A错误;
B.凸透镜有两个焦点,且都是实焦点,凹透镜有两个虚焦点,故B错误;
C.不论是凸透镜还是凹透镜,经过透镜光心的光线方向都不会改变,故C正确;
D.平行于主光轴的光线经凹透镜后的发散光线的反向延长线相交在主光轴一点上,会聚光束经过凹透镜后可能发散,可能平行光射出,也可能会聚于一点。减慢会聚也是发散。故D错误;
故选C。
6.D
【解析】
【详解】
根据“物近像远像变大”“物远像近像变小”,在天安门广场某处小丽想拍摄天安门城楼的全景,但发现在该位置只能从观景框中看到城楼的一部分,在拍摄全景时,必须使像变小,必须减小像距,增大物距,即将照相机远离城楼,同时将底片像靠近镜头的方向移动。
故选D。
7.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。
8.B
【解析】
【详解】
A.拱桥倒影,是由光的反射形成的,故A不符合题意;
B.树荫下的圆斑,是小孔成像,是由光的直线传播形成的,和月全食相同,故B符合题意;
C.钢笔“错位”,是由光的折射形成的,故C不符合题意;
D.放大的邮票,是由光线经过透镜折射形成的,故D不符合题意。
故选B。
9.D
【解析】
【详解】
读图可知,此时物距为15cm,成的是倒立放大的实像,则物距与焦距的关系是
从中可得,透镜的焦距小于15cm。当将透镜放在20cm刻度线处时,物距为30cm,则此时物距大于2倍焦距。
根据凸透镜成像规律可知:当物距大于2倍焦距时,通过凸透镜成的是倒立的缩小的实像。
故A、B、C不符合题意,D符合题意。
故选D。
10.C
【解析】
【分析】
【详解】
AC.由图可知,此时的光屏上能承接到像,则所成的像是实像;物距大于像距,凸透镜成倒立、缩小的实像,其应用是照相机,故A错误,C正确;
B.蜡烛向左移,物距变大,像距变小,像会变小,故B错误;
D.物距大于二倍焦距成倒立缩小实像,像距大于一倍焦距小于二倍焦距,即
u=20.0cm>2f
f<v=10cm<2f
解得
5.0cm<f<10.0cm
故图中凸透镜的焦距不可能是10cm,故D错误。
故选C。
11. 远视 10
【解析】
【详解】
[1]近视眼需要配戴凹透镜来矫正,远视眼需要配戴凸透镜来矫正,所以凸透镜可用于远视眼的矫正。
[2]用手机扫健康码时,相当于给健康码照了一张相片,健康码与手机之间距离相当于物距,而像距是小于物距的,根据凸透镜的成像规律可知,这时成倒立、缩小的实像,物距应该大于两倍焦距,即手机到健康码的距离应大于两倍焦距,手机镜头焦距为5cm,则这个距离应大于10cm。
12. 变化 变长 粗细不变
会
【解析】
【详解】
[1]装满水的圆柱形玻璃瓶在左右方向上相当于一个凸透镜,刚开始铅笔靠近玻璃瓶放置时,处于玻璃瓶的一倍焦距以内,根据凸透镜成像规律可知,此时铅笔透过玻璃瓶成正立放大的虚像,因此铅笔的形状变化了。
[2][3][4]铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动时,根据凸透镜成虚像时“物远像远像变大”的规律可知,铅笔所成的虚像会越来越大,因此笔尖会越来越长;因为装水的玻璃杯在上下方向粗细相同,所以看到铅笔的粗细是不变的;当铅笔移动到玻璃瓶的一倍焦距以外时,由于此时成倒立放大的实像,因此铅笔尖的方向会突然发生变化。
13. 不是 远视 大于
【解析】
【详解】
[1]本身能发光的物体称为光源,二维码本身不发光,不是光源。
[2]手机摄像头相当于凸透镜,而近视眼镜的镜片是凹透镜,所以手机摄像头相当于远视眼镜。
[3]手机摄像头的成像原理是物距位于二倍焦距以外,像距位于一倍焦距与二倍焦距之间,成倒立、缩小的实像,所以二维码与摄像头之间的距离,即物距大于二倍焦距。
14. 凸透镜 变大
【解析】
【详解】
[1]手机摄像头和照相机的镜头一样,相当于一个凸透镜。
[2]手机摄像头拍摄物体,也是利用凸透镜成实像,当摄像头靠近二维码时,物体到凸透镜的距离减小,由凸透镜成实像的规律可知,此时像距变大,所以所成的像也变大。
15. 照相机 放大镜 虚
【解析】
【详解】
[1][2][3]望远镜观察物体时,物距大于2f,成倒立缩小的实像,与照相机的成像原理相似;显微镜的物镜和目镜都是凸透镜,靠近眼睛的是目镜,靠近被观察物体的是物镜,物体先经物镜成一个倒立放大的实像,目镜相当于放大镜,这个像再经目镜放大,成一个正立放大的虚像。
16. ①⑤ ②⑥ ④⑦ 近视 凹 倒 物体 远离
【解析】
【详解】
(1)[1]眼睛晶状体是将远处的物体经过晶状体折射后在视网膜成倒立缩小的实像,与望远镜的物镜、照相机成像原理相同。
[2]显微镜中的目镜与望远镜的目镜与物镜所成的实像距离较近,距离小于一倍焦距,作用所将实像再次放大,所以它们相当于放大镜。
[3]显微镜中的反光镜是将光线反射到载物台上,增加载玻片亮度;投影仪中的平面镜将光线反射到屏幕上,它们都利用光的反射。
(2)[4][5]图甲中,眼睛成像在视网膜之前,说明是晶状体变厚了,是近视眼,要戴上凹透镜来矫正。
(3)[6][7][8]投影仪的物距在1到2倍焦距之间,成的是倒立放大的实像,根据凸透镜成像特点,此时物距变小,像就变大,所以要使屏幕上的像更大一些,应该将镜头向物体调节;为了在屏幕上成清晰的像,根据物距变小时像距变大,所以投影仪应适当远离屏幕;投影仪要倒插幻灯片,所以在屏幕上的像是正立的。
17. 真空不能传声 照相机 变小 不变 折射 虚
【解析】
【详解】
(1)[1]空间站在太空中没有空气,真空不能传播声音,所以只能通过无线电交流。
(2)[2]由乙图可知,水球相当于凸透镜,通过水球看到的是倒立、缩小的实像,则其成像原理与照相机相同。
(3)[3]继续注水时,相当于凸透镜的焦距变小,物距不变,则像距变小,即成像变小。
(4)[4]陀螺的地理位置变化,但它所含物质的多少不变,故其质量不变。
(5)[5][6]玻璃对光有偏折作用,透过玻璃舷窗观察恒星利用了光的折射;透过玻璃舷窗观察恒星相当于通过透镜看物体,由透镜的成像规律可知,通过透镜看物体看到的是虚像。
18. B 右 左
【解析】
【详解】
(1)[1]因为投影仪的原理是物距大于f小于2f时,成倒立放大的实像,故
f<8cm<2f
则
4cm<f<8cm
故选B。
(2)[2][3]凸透镜成实像时,物距越小,像距越大,像越大,因此要想使像变大,应将幕布向右移,并将凸透镜向左移。
19. 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。
答案第1页,共2页
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