北师大版物理八年级下册第六章常见的光学仪器必考点解析
考试时间:90分钟;命题人:物理教研组
考生注意:
1、本卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间90分钟
2、答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置,如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用涂改液、胶带纸、修正带,不按以上要求作答的答案无效。
第I卷(选择题 30分)
一、单选题(10小题,每小题3分,共计30分)
1、我市在重要的位置都安装了“电子眼”,形成“天网”。关于“电子眼”的光学知识说法正确的是( )
A.“电子眼”的镜头是凹透镜
B.“电子眼”形成的像是正立的实像
C.物体距离“电子眼”越远,所成像越小
D.“电子眼”成像原理与显微镜物镜成像原理相同
2、如图是去年6月20日,“神舟十号”航天员王亚平,在天宫一号内为我们上了一节充满奇幻的太空课.如图所示,是她拿着制作的一个太空水球,根据这张图片的情景可以判断,下列说法正确的( )
A.相当于凸透镜,焦距可为0.2m B.相当于凸透镜,焦距可为0.6m
C.相当于凹透镜,焦距可为0.2m D.相当于凹透镜,焦距可为0.5m
3、烛焰通过焦距为10cm的甲凸透镜在光屏上成清晰的像,如图所示.现用焦距为5cm的乙凸透镜替换甲,不改变蜡烛和凸透镜的位置,关于乙凸透镜的成像情况,正确的说法是( )
A.要在光屏上成清晰的像,光屏应向左移动
B.要在光屏上成清晰的像,光屏应向右移动
C.移动光屏,可以得到一个清晰放大的实像
D.移动光屏,可以得到一个清晰放大的虚像
4、电影院里,观众观看屏幕上出现的画面,这些画面对于人的眼睛而言( )
A.是物 B.是放大正立的实像
C.是放大正立的虛像 D.是放大倒立的实像
5、当蜡烛、凸透镜、光屏在如图所示的位置时,烛焰在光屏上恰好成清晰的像(像未在图中画出),则下列说法正确的是( )
A.保持透镜不动,向左移动蜡烛,需要将光屏向右移动才能得到清晰的像
B.保持蜡烛和光屏不动,只移动透镜,可以在光屏上得到一个清晰、放大的实像
C.保持透镜不动,将蜡烛移到55cm刻度线处,移动光屏,可以得到一个清晰、缩小的实像
D.保持蜡烛不动,将透镜换成焦距更小的凸透镜,光屏要向右移动才能得到清晰的实像
6、将一个凸透镜正对太阳,在距凸透镜20cm处得到一个最小、最亮的光斑;若把一个物体放在此凸透镜前50cm处,则可在凸透镜的另一侧得到一个:( )
A.倒立、放大的实像 B.正立、放大的虚像
C.倒立、等大的实像 D.倒立、缩小的实像
7、在一个圆柱形水杯后放置一个小泥娃,透过水杯观察小泥娃的图像.改变泥娃与水杯的距离,下面是关于我们所能看到的像的特点,其中说法错误的一项是( )
A.当泥娃比较靠近水杯时,可能看到泥娃的像只变粗不变高
B.当泥娃离水杯足够远时,可能看到泥娃上下倒立的像
C.当泥娃离水杯某一固定距离时,可能无论人眼在什么位置都看不清泥娃的像
D.人眼透过水杯看到的泥娃的像可能是虚像,也可能是实像
8、把物体放在离凸透镜30cm处时,在透镜的另一侧光屏上,得到物体倒立、缩小的实像,这个透镜的焦距可能是( )
A.10 cm B.20 cm C.25 cm D.30 cm
9、某同学利用水透镜(注射器和弹性膜制成的凸透镜)、蜡烛、光屏、光具座等器材进行探究。图所示情况下,光屏上能成清晰的像。下列说法不正确的是( )
A.图中所示情况下凸透镜的焦距为10cm
B.用注射器向水透镜中注入水后,凸透镜的焦距会变小
C.蜡烛和凸透镜位置不变、向水透镜中注水,光屏要向右移动才能再次得到清晰的像
D.向水透镜中注水,观察成像特点的变化,可以模拟近视眼的成因
10、下列关于图中所示光学现象的描述或解释正确的是( )
A.图甲中,小孔成的是倒立的虚像
B.图乙中,人配戴的凹透镜可以矫正远视眼
C.图丙中,白光通过三棱镜会被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光
D.图丁中,漫反射的光线杂乱无章不遵循光的反射定律
第Ⅱ卷(非选择题 70分)
二、填空题(5小题,每小题6分,共计30分)
1、物体对眼睛的视角的大小,不仅和物体的 有关,而且还和物体到 的距离有关.
2、小明由于经常玩手机,经检查眼睛有些近视,应利用 透镜矫正;手机之间利用 传递信息(选填“电磁波”或“声波”).
3、有些小朋友喜欢玩如图所示的激光笔,但是非常危险,因为激光笔有一个特点是亮度高.如果激光照射到人眼,由于眼球的晶状体相当于 (填“凸透镜”或“凹透镜”),激光笔经过眼球 (填“会聚”或“发散”)在视网膜上,会严重灼伤视网膜,造成永久性伤害.
4、人的眼睛在结构上和照相机非常相似,晶状体相当于一个凸透镜,能使物体成像在视网膜上.在如图甲、乙的示意图中,属近视眼的是 ,矫正时配戴的眼镜镜片应选用 .(选填“丙”或“丁”)
5、如图:这是一款人脸识别门禁一体机,通过摄像镜头捕捉人脸信息,并将所拍图象与系统数据库中预先录入的人脸照片模板进行比对。该摄像镜头相当于 透镜,这种透镜对光线具有 作用(选填“会聚”或“发散”),可用来矫正 眼(选填“近视”或“远视”);若镜头的焦距为10 cm,为了能成清晰的像,人脸到镜头的距离应大于 cm。
三、实验探究(4小题,每小题10分,共计40分)
1、在探究凸透镜成像规律的实验中,黄汉首先测量了两个凸透镜的焦距,他设计了如下的表格:
1 焦距f/mm 2 焦距f/mm 3 焦距f/mm 4 焦距f/mm 5 焦距f/mm 平均焦距 f/mm
凸透镜1
凸透镜2
(1)测量凸透镜焦距的实验原理是利用凸透镜对光有 (选填“会聚”或“发散”)作用。此实验进行了多次测量,目的是 ;
(2)测出焦距后,黄汉选用了凸透镜1进行探究凸透镜成像的实验,分别进行了图(a)(b)、(c)图所示的实验。
请回答:①u表示 ;
②照相机是属于种 情形。投影仪是属于 种情形能成虚像的是 种情形;[选填“(a)”“(b)”或“(c)”]
③比较(a)、(b)两图,(a)图成的像比(b)图成的像 (选填“大”或“小”)。
2、小伟用如图甲所示的实验装置探究“凸透镜成像的规律”,所用凸透镜的焦距为10cm
(1)小伟在组装器材时,将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一水平直线上,这样做的目的是: .
(2)实验过程中,凸透镜始终固定在光具座50cm刻度线处.当蜡烛距离凸透镜15cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个倒立、 的实像(选填“放大”、“等大”或“缩小”).
(3)接下来小伟将蜡烛向远离凸透镜方向移动一段距离,为了能在光屏上再次看到烛焰清晰的像,他应将光屏向 透镜方向移动(选填“靠近”或“远离”)此时的像与步骤(2)中的像相比,大小将变 .
(4)如图乙所示,小伟将蜡烛固定在光具座10cm刻度线处,移动光屏,再次得到烛焰清晰的像,利用该成像规律制成的光学仪器是 (选填“放大镜”投影仪”或“照相机”).小伟发现,随着蜡烛燃烧变短,烛焰在光屏上的像会向 移动.
3、
(1)小丽在探究凸透镜成像规律时,将一个凸透镜固定在光具座上50 cm刻度线处。如图甲所示,点燃的蜡烛在光具座上36 cm刻度线处时,移动光屏,使烛焰在光屏上成放大、 的像,此现象可说明 (选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”)的成像特点。小丽将蜡烛移到光具座上20 cm刻度线处时,移动光屏,烛焰在光屏上可成 (选填“放大”“缩小”或“等大”)、倒立的像。
(2)小红在做“观察水的沸腾”实验后,又进一步观察了水的自然冷却过程,他根据实验数据绘出水温随时间变化的图象如图乙所示。由图象可知:水的沸点是 ℃,这说明当时水面上方的气压 一个标准大气压;做上述实验时环境温度(室温)应在 ℃左右。
4、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”)利用这一原理制成。
(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相比 。(选填“变大”、“不变”或“变小”)
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】C
【解析】【解答】A.“电子眼”的镜头和照相机的镜头一样是凸透镜,A不符合题意;
B.“电子眼”利用照相机的原理,形成的像是倒立、缩小的实像,B不符合题意;
C.凸透镜成实像时,物体在2倍焦距外,物距越远,所成像越小,C符合题意;
D.“电子眼”成像原理与显微镜物镜成像原理不相同,显微镜物镜成倒立、放大的实像,“电子眼”成倒立、缩小的实像,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】当物距u>2f时,像距f2、【答案】A
【解析】【解答】解:(1)根据图示可知,像为倒立、缩小的实像,那么水球相当于凸透镜,故CD错误;(2)根据人的胳膊的长度,由王亚平拿着制作的一个太空水球,可知太空水球的焦距可为0.2m,若焦距为0.6m,则2f=1.2m,不符合实际,故A正确,B错误.
故选A.
【分析】凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立缩小的实像,应用于照相机,根据她拿着制作的一个太空水球情景和估计胳膊的长度来确定焦距.
3、【答案】A
【解析】【解答】根据图像,光屏上能成清晰的像,若换用焦距更小的凸透镜,相当于物体离凸透镜的焦距更远,则像更靠近凸透镜,所以光屏要向左移动才能承接清晰的像,A符合题意。
故答案为:A.
【分析】根据凸透镜成像的规律,当物体距离凸透镜焦点更远,像会更靠近凸透镜。
4、【答案】A
【解析】【解答】人的眼睛晶状体和角膜共同作用相当于凸透镜,当观众观看屏幕上出现的画面时,这些画面相当于物体,能够通过晶状体和角膜成像在视网膜上。A符合题意。
故答案为:A
【分析】人看画面时,画面相对于眼睛是物体。
5、【答案】B
【解析】【解答】图中凸透镜成像时,根据图中位置可得像距小于物距,此时成倒立、缩小实像,若保持透镜不动,向左移动蜡烛,则物距增大,此时像距应该减小,故需要将光屏向左移动才能得到清晰的像,A选项说法错误;若保持蜡烛和光屏不动,只移动透镜,根据光路的可逆性,原来成倒立、缩小实像,移动后可得一个清晰、放大的实像,B说法正确;若保持透镜不动,根据原物距和像距位置,可判断此时物距小于焦距,此时应该成一个放大、正立的虚像,虚像不能呈现在光屏上,C说法错误;若保持蜡烛不动,将透镜换成焦距更小的凸透镜,即会聚能力更强,则光屏要向左移动才能得到清晰的实像,D说法错误;
故答案为:B。
【分析】
物体位置 像的位置 像的大小 像的性质 应用举例
u>2f f< v <2f 像、物异侧 缩小 倒立实像 照像机
u=2f v =2f 像、物异侧 等大 倒立实像 测焦距
f2f 像、物异侧 放大 倒立实像 幻灯机 投影仪
6、【答案】D
【解析】【解答】根据凸透镜的焦距20cm,当物体距离凸透镜50cm处,在凸透镜的二倍焦距以外,成倒立缩小的实像,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】根据物体的焦距和物距,结合不同的范围分析成像情况。
7、【答案】B
【解析】【解答】A、当泥娃比较靠近水杯时,若泥娃到水杯的距离小于一倍焦距,会成正立、放大的虚像,看到泥娃变粗的像,但高度不变,A不符合题意;
B、当泥娃离水杯足够远时,在水杯的2倍焦距之外,成倒立、缩小的实像,此时左右颠倒、上下不颠倒,B符合题意;
C、泥娃放在焦点时,反射光线经水杯折射后变为平行光线,不成像,我们不能看的泥娃的像,C不符合题意;
D、水杯相当于凸透镜,即能成实像也能成虚像,D不符合题意.
故答案为:B.
【分析】圆柱形水杯相当于一个凸透镜,凸透镜成像时:当u>2f,成倒立、缩小的实像,此时f2f;当u8、【答案】A
【解析】【解答】物体距凸透镜30cm时,在光屏上能得到物体倒立、缩小的实像,说明物距大于二倍焦距,即30cm>2f,f<15cm.
故选A.
【分析】凸透镜成像的三种情况:
u>2f,成倒立、缩小的实像.
2f>u>f,成倒立、放大的实像.
u<f,成正立、放大的虚像.
9、【答案】C
【解析】【解答】A.由图可知,物距等于像距为20cm,成倒立等大的实像,所以20cm=2f
f=10cm
A正确,不符合题意;
B.用注射器向水透镜中注入水后,使其变厚,凸透镜的焦距会变小,B正确,不符合题意;
C.蜡烛和凸透镜位置不变,向水透镜中注水,凸透镜的焦距会变小,物距变大,像距变小,光屏才能成清晰的像,光屏要向左移动才能再次得到清晰的像,C错误,符合题意;
D.向水透镜中注水,凸透镜的焦距会变小,物距变大,像成在光屏的前面,可以模拟近视眼的成因,D正确,不符合题意。
故答案为:C。
【分析】凸透镜变厚,焦距变短,使得像距减小,要想得到清晰的像,应减小光屏到凸透镜的距离。
10、【答案】C
【解析】【解答】A、小孔成的是倒立的实像,是光在同种介质中沿直线传播形成的,A不合题意;
B、近视眼需要佩戴凹透镜矫正,是光的折射原理,B不合题意;
C、白光通过三棱镜可以分解成多种色光,是因为不同颜色的光通过玻璃时偏折的角度不同,C符合题意;
D、漫反射的光线尽管杂乱无章,但每条光线仍然遵循光的反射定律,D不合题意;
故答案为:C.
【分析】A、小孔成像的原理是光的直线传播,成倒立的实像 , 像可能放大可能缩小 ;
B、近视患者成像在视网膜前 , 利用凹透镜发散作用可以使成像后移到视网膜上 , 远视患者成像在视网膜后 , 利用凸透镜的会聚作用可以使成像前移到视网膜上 ;
C、白光分解成七色光叫光的色散 , 是光的折射现象 ;
D、不论是镜面反射还是漫反射 , 都遵循光的反射定律 .
二、填空题
1、【答案】大小;眼睛
【解析】【解答】解:如图:
视角的大小不仅与物体的大小有关,还与眼睛距离物体的远近有关.
故答案为:大小;眼睛.
【分析】视角的大小与距物体的距离有关系;与物体高度有关系.
2、【答案】凹;电磁波
【解析】【解答】解:近视眼是由于人眼的晶状体变凸,会聚能力增强,像呈在视网膜的前方,故应佩戴发散透镜即凹透镜进行矫正,使光线发散后成像在视网膜上.
手机既是电磁波的发射台也是电磁波的接受台,所以手机之间是利用电磁波来传递信息的.
故答案为:凹;电磁波.
【分析】掌握近视眼的成因是解答本题的关键,近视眼是由于人眼晶状体变凸,焦距变短,会聚能力增强.
移动通信都是利用电磁波来传递信息的
3、【答案】凸透镜;会聚
【解析】【解答】如果激光照射到人眼,由于眼球的晶状体相当于凸透镜,凸透镜对光线的会聚作用,激光经过眼球会聚在视网膜上,会严重灼伤视网膜,造成永久性伤害,这是因为激光的亮度高。
故答案为:凸透镜;会聚;
【分析】眼睛的晶状体和角膜是一个凸透镜,对光线有会聚作用。
4、【答案】甲;丁
【解析】【解答】解:近视眼看远处的物体时,将像成在视网膜的前面,所以属于近视眼的是甲图;为了使像正好呈在视网膜上,应使光线推迟会聚,使所成的像相对于晶状体后移,所以应佩戴发散透镜即凹透镜,即矫正时配戴的眼镜镜片应选用丁.故答案为:甲,丁.
【分析】正常人眼的晶状体的焦距调节功能很强,所以物体的像总能成像在视网膜上,当晶状体的凸度过大,其焦距变短,像落在视网膜的前方,应戴凹透镜进行矫正.
5、【答案】凸;会聚;远视;20
【解析】【解答】摄像镜头是凸透镜,对光线有会聚作用,成像是照相机原理,物距在2倍焦距之外,成倒立、缩小实像,远视眼成像落在视网膜的后方,故用凸透镜的会聚作用,让成像往前移。
故答案为:凸,会聚,远视,20
【分析】掌握凸透镜成像中照相机原理,当U>2f时,成倒立、缩小的实像。远视眼形成是因为像落在视网膜的后方,故利用凸透镜的会聚作用,让所成像往前移。
三、实验探究
1、【答案】(1)会聚;减小误差
(2)物距;(a);(b);(c);小
【解析】【解答】(1)凸透镜对光有会聚作用,平行于主光轴的光线经过凸透镜后会会聚到焦点上,据此能测量出焦距。实验进行了多次测量取平均值,目的是为了减小误差。(2)由图可知,u是指蜡烛到透镜的距离,其表示的是物距。由图(a)可知,物距大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像,其应用是照相机;由图(b)可知,物距在一倍焦距和二倍焦距之间时,成倒立、放大的实像,其应用是投影仪;由图(c)可知,物距小于焦距,成正立、放大的虚像。从(a)到(b)的过程中,物距变小,像距变大,像变小,所以(a)图成的像比(b)图成的像小。
【分析】(1)凸透镜对光线有会聚作用,多次进行试验减小误差;
(2)物距即物体到凸透镜的距离,相距即像到凸透镜的距离;当物距f2f,成倒立、放大的实像,应用为幻灯机、电影放映机、投影仪;当凸透镜成实像时,物距发生改变时,像距和像的大小的变化遵循“物远像近小、物近像远大”的变化规律。
2、【答案】(1)使像成在光屏的中央
(2)放大
(3)靠近;小
(4)照相机;上
【解析】【解答】(1)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上.点燃蜡烛后,调节凸透镜和光屏的高度,使它们的中心与烛焰中心大致在在同一水平直线上.其目的是使像成在光屏的中央;
(2)实验过程中,凸透镜始终固定在光具座50cm刻度线处.当蜡烛距离凸透镜15cm时,f<u<2f,凸透镜成倒立放大的实像,所以移动光屏,可在光屏上得到一个倒立、放大的实像;
(3)接下来小伟将蜡烛向远离凸透镜方向移动一段距离,为了能在光屏上再次看到烛焰清晰的像,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小,他应将光屏向靠近透镜方向移动;
像距变小了,所以此时的像与步骤(2)中的像相比,像将变小;
(4)如图乙所示,小伟将蜡烛固定在光具座10cm刻度线处,此时物距大于2倍焦距时,成倒立缩小实像,利用该成像规律制成的光学仪器是照相机;
实验一段时间蜡烛变短,由于凸透镜成的是倒立的实像,或根据过光心的光线传播方向不变,可判断光屏上成的像会向上移动.
【分析】(1)探究凸透镜成像规律时,蜡烛、凸透镜、光屏大致在在同一水平直线上;
(2)当物体在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距间时,成倒立放大的实像;
(3)当物体远离凸透镜时,像靠近凸透镜像变小;
(4)当物体在凸透镜的二倍焦距外时,成像是倒立缩小的,实际应用是照相机。
3、【答案】(1)倒立;幻灯机;缩小
(2)100;等于;20
【解析】【解答】(1)由图可知,物距小于像距且能在光屏上成像,则根据凸透镜成像规律可知,光屏上成倒立、放大的实像,与幻灯机的成像特点相同。由题意可知,此时物距为
根据凸透镜成像规律可知
则
将蜡烛移到光具座上20 cm刻度线处时,物距为
根据凸透镜成像规律可知,此时烛焰在光屏上可成倒立、缩小的实像。
(2)由图象可知,水温最高为100℃,且保持不变,说明此时水的沸点为100℃,当时水面上方的气压等于一个标准大气压。由图象可知,水在自然冷却的过程中,温度最低为20℃,所以当时的室温为20℃。
【分析】(1)凸透镜成像时,物距小于像距,成倒立放大的实像;是幻灯机的成像原理;物体原理凸透镜,像靠近凸透镜,成像变小;(2)液体在沸腾时,温度保持不变;此时的温度是沸点;液体的沸点和大气压有关。
4、【答案】(1)放大;投影仪
(2)10
(3)变暗;向左;变小
【解析】【解答】(1)如图所示,物距小于像距,故成的倒立的放大的实像;投影仪就是利用这一原理制成的。
(2)当物距等于像距,即物距的倒数等于像距的倒数时等于5m-1,则像距和物距的两倍为0.2m,则焦距为0.1m,即10cm。
(3)由于焦距不变,而且物距也不变,故缩成的像的大小不变,而镜面变小,说明透过的光变少,像变暗;焦距变小,说明折光能力变强,故像向左移;当焦距变小时,相当于增大了物距,像变小。
【分析】探究平面镜成像的特点,首先要掌握平面镜成像的原理和特点。知道其中像的位置的确定利用了替代法,在实验中要注意像与物的位置和大小的确定。同时要掌握实像与虚像的特点,实像可以成在光屏上,是实际光线会聚成的;虚像不能成在光屏上,不是实际光线会聚而成的。
物体位置u>2fu=2ff2f