2021-2022学年度北师大版物理八年级下册第六章常见的光学仪器章节训练试卷（含答案解析）

北师大版物理八年级下册第六章常见的光学仪器章节训练
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、在研究凸透镜成像规律时作了如下记录：当物距u1=30cm时，在光屏上得到倒立、缩小的像；当物距u2=20cm时，在光屏上得到倒立、放大的像．下列判断该凸透镜的焦距中最精确的是（　　）
A．大于10cm，小于15cm
B．大于15cm，小于20cm
C．大于10cm，小于20cm
D．大于10cm，小于30cm
2、为了规范交通行为，南宁市公安部门在很多路口安装监控摄像头，如图所示，它可以拍下违章行驶或发生交通事故时的现场照片．拍照时，摄像头的镜头相当于一个（　　）
A．凸透镜，成放大的实像 B．凸透镜，成缩小的实像
C．凹透镜，成放大的虚像 D．凹透镜，成缩小的虚像
3、如图所示，有一塑石英正方体，内有一空气层，当一束平行光垂直通过石英正方体时，光在空气层中发生的现象是（　　）
A．光束在空气层中将变的发散
B．光束在空气层中将变的会聚
C．束在空气层中传播方向不会发生变化
D．束在空气层中将发生反射
4、老奶奶用放大镜看报纸时，为了看到更大的清晰的像，她常常这样做（　　）
A．报与放大镜不动，眼睛离报纸远一些
B．报与眼睛不动，放大镜离报纸远一些
C．报与放大镜不动，眼睛离报近一些
D．报与眼睛不动，放大镜离报纸近一些
5、蜡烛放在如图所示位置，通过凸透镜成倒立、放大的像，小明画了图中的光路。下列说法正确的是（　　）
A．小明画的光路是正确的 B．透镜的焦距等于20cm
C．透镜的焦距小于10cm大于5cm D．透镜的焦距大于10cm小于20cm
6、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
7、在探究“凸透镜成像规律”时，提出的探究问题应该是（）
A．凸透镜对光是否有会聚作用
B．像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系
C．凸透镜对光是否有发散作用
D．凸透镜是否能成像
8、如图所示，有一圆柱体PQ，放在凸透镜前图示的位置，它所成像P′Q′的形状应该是下列图中的（　　）
A． B． C． D．
9、某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了物体到凸透镜的距离 u 跟像到凸透镜的距离 v 之间关系的图象，如图所示，下列判断正确的是（　　）
A．当u=5cm 时， 在光屏上能得到一个放大的像
B．当u=15cm 时，在光屏上能得到一个缩小的像
C．当 u=25cm 时成放大的像，投影仪就是根据这一原理制成的
D．把物体从距凸透镜 10cm 处移动到 30cm 处的过程中，像逐渐变小
10、如图所示，把一支点燃的蜡烛放在距离凸透镜2倍焦距以外的地方，在透镜的另一侧调节光屏位置可找到一个清晰的像．这个像是下图中的
A． B．
C． D．
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、图是华为最新发布的5G手机－华为Ｍate30pro，该手机使用我国自主研发的海思麒麟990芯片，该芯片采用7nm工艺制程，7nm=　 　m；它的双4000万像素徕卡四摄镜头相当于一个　 　透镜(填“凸”或“凹”)。
2、如图所示是某人的眼球成像示意图，他应该佩戴 　 　透镜进行矫正，此透镜对光有 　 　作用．

3、小明想知道自己家中放大镜的焦距，于是让放大镜正对着太阳光，将一个光屏放在放大镜的另一侧，观察太阳光通过放大镜后出现的现象，直到光屏上得到的光斑最小、最亮，则该光斑的所处位置是放大镜的　 　，小明请爸爸拿来刻度尺，粗略测量为20cm，则该放大镜的焦距为　 　。
4、近视镜看不清　 　处的物体，下列四幅图中能够说明近视眼成像原理的是　 　图，表示矫正近视眼方法的是　 　图．
5、在光的折射现象中光路是 　 　（选填“可逆”或“不可逆”）的 ；矫正近视眼的一种方法是戴一副由 　 　（选填“凸”或“凹”）透镜片做的眼镜 。
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：
（1）由图甲可知，该凸透镜的　 　是15.00cm．
（2）实验前，在摆放凸透镜、蜡烛和光屏时要求三者的中心在同一水平高度，同时注意将　 　（填“凸透镜”、“蜡烛”或“光屏”）摆放在另外两个元件的中间．
（3）如图乙所示，若想在光屏上（光屏未画出）得到烛焰清晰放大的实像，则烛焰应位于透镜左侧a、b、c、d四个位置中的　 　位置．
（4）通过实验小明明白了照相机的成像原理，一次他在给兄弟班级照毕业像时，发现两旁还有同学没有进入观景框内，他应将照相机　 　（填“靠近”或“远离”）被拍照的同学，这样才能在观景框内看到全班同学清晰的画面．
（5）小明进一步学习知道了眼球的成像原理．一束来自远处的光经眼球的角膜和晶状体折射后所成的像落在视网膜　 　（填“前”或“后”），这就是近视眼，矫正方法是戴一副由　 　（填“凸”或“凹”）透镜片做的眼镜．
2、小华同学在探究凸透镜成像规律的实验中。
（1）如图所示，将焦距f＝15cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上20cm刻度线处，之后应将光屏向　 　（填“左”或“右”）移动，才能在光屏上观察到烛焰清晰的　 　（填“正立”或“倒立”）的像A。
（2）再将蜡烛移动到光具座上10cm刻度线处，移动光屏，再次在光屏上得到清晰的像B．则像B比像A　 　（填“大”或“小”）
3、在利用光具座进行凸透镜成像的实验探究中：
（1）如图甲所示，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，由此可知，凸透镜对光线具有　 　 作用，该凸透镜的焦距是　 　 cm．
（2）调整后，把蜡烛固定在15cm刻度线位置时（如图乙），光屏应在　 　 （选填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）区域内左右移动，会在光屏上得到一个清晰的倒立　 　 的实像（填写像的性质）：　 　 （选填“投影仪”“放大镜”或“照相机”）就是利用这一成像规律工作的，如果将蜡烛在乙图的基础上远离透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向　 　 （选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动．
4、小明在用蜡烛作为光源完成“探究凸透镜成像的规律”实验后， 发现蜡烛火焰飘忽不定、像与物对比难判定等问题， 小明对实验装置进行了创新， 创新点如图 所示： 光具座上凸透镜所在位置为零刻度线， 数值向左、向右依次增大；在标有均匀格子的面板上用制作成字母“A”形状的 LED 灯（高为 4cm）替代蜡烛；光屏上标有同样的均匀格子。
（1）小明所创新的实验装置的好处有：
①可以从光具座上直接读出物距和　 　；
②光屏上所成的像　 　（选填：“会”或“不会”）飘忽不定；
③从光屏的格子上可以更准确得出像与物的　 　关系。
（2）小明的实验数据如下表 所示， 请解答：
实验次数 物距/cm 像距/cm 像高/cm
1 30 15 2
2 20 20 4
3 15 30 8
④由数据可知： 实验中所用的凸透镜的焦距为　 　cm；
⑤根据实验数据推测， 当把物体“A”放在光具座最左端时，物体所成的像的高度　 　（选填：“大于”、“小于”或“等于”）2cm.；
⑥分析数据，你可初步得出的凸透镜成像规律之一是：　 　。
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】A
【解析】【解答】解：根据凸透镜成像的三种情况的物距和像距以及的性质．
U＞2f，成倒立、缩小的实像；可知30cm＞2f，即f＜15cm；
2f＞U＞f，成倒立、放大的实像；可知2f＞20cm＞f，即f＞10cm；
综合可知：10cm＜f＜15cm．
故选：A．
【分析】凸透镜成像的规律：
物距小于焦距成正立、放大的虚像；
物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立、放大的实像；物距等于二倍焦距成倒立等大实像；
物距大于二倍焦距成倒立、缩小的实像．
2、【答案】B
【解析】【解答】解：摄像头的镜头相当于一个凸透镜，拍摄违章行驶或发生交通事故的现场照片时，物距远大于2倍焦距，所以此时成倒立缩小的实像．
故选B．
【分析】摄像机的镜头是一个凸透镜，掌握凸透镜成像的规律，知道当物距大于2倍焦距时，成倒立缩小的实像．
3、【答案】B
【解析】【解答】解：（1）由于空气层的形状中央薄，边缘厚，所以其周围的石英是中央厚，边缘薄，这样空气层两边的石英就构成了两个凸透镜．（2）当平行光无论是从左边进入还是从右边进入石英正方体，都会经过凸透镜会聚，从而在空气层中形成一个会聚光束．综上分析故选B．
【分析】（1）根据正方体内空气层的形状可以确定，空气层的左边和右边的石英体部分构成了两个凸透镜．（2）当平行光线经过凸透镜时，根据凸透镜的光学性质可以确定空气层中的光束情况．
4、【答案】B
【解析】【解答】解：根据凸透镜的成像特点知，成正立放大的虚像时，离焦点越近时，像越大，故应保持报纸与眼睛不动，放大镜离报纸远一些．
故选B．
【分析】放大镜的成像特点：物距在一倍焦距内时，凸透镜成放大正立的虚像，并且物体离焦点近时，成的像较大．
5、【答案】D
【解析】【解答】A．由图看出物距是20cm，焦距是20cm，而此时物体不能成倒立、放大像，A不符合题意；
B．若透镜的焦距等于20cm，物体放在20cm处时，物距等于一倍焦距，不成像，与题意不符，B不符合题意；
CD．由图知，物距为20cm，已知物体经凸透镜折射后成倒立、放大的像，说明物体在一倍焦距与二倍焦距之间，即2f＞20cm＞f
所以20cm＞f＞10cm
C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】当物距f2f，成倒立、放大的实像，结合此时物距与焦距额关系求解焦距的范围即可。
6、【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。
7、【答案】B
【解析】【解答】探究“凸透镜成像规律”，首先提出问题：成像情况是如何变化，变化的原因是什么？
那么可进行猜想，如：①物体离凸透镜的距离，②光屏离凸透镜的距离；
③什么时候成正立的像，什么时候成倒立的像等…．
所以可以提出的探究问题应该是：像的虚实、大小、正倒跟物距的关系是什么．
故选B．
【分析】根据探究的实验目的，提出问题，进行合理的猜想，从而确定探究问题．
8、【答案】B
【解析】【解答】解：当U＞f时，物距减小，像距变大像变大．圆柱体的右边Q在f和2f之间，所成的像是倒立放大的实像；圆柱体的左边P在2f以外，所成的像是倒立缩小的实像，且右边的像距比左边的像距远，符合要求的只有图B．
故选：B．
【分析】根据凸透镜成像规律：物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像．
物距等于二倍焦距成倒立等大实像，像距等于二倍焦距．对各个选项逐一分析即可
9、【答案】D
【解析】【解答】 解：由图知，当物距为20cm时，像距也为20cm，根据凸透镜成像的规律，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．
所以2f=20cm，则f=10cm．
A、当u=5cm 时成的是虚像，故A错；
B、当u=15cm 时，在光屏上能得到一个放大的像，故B错；
C、当 u=25cm 时成放大的像，在光屏上能得到一个缩小的像，照相机就是根据这一原理制成的，故C错；
D、把物体从距凸透镜 10cm 处移动到 30cm 处的过程中，像距逐渐增大，所以成的像逐渐减小，故D正确。
故选D。
【分析】要解决此题，首先要通过图象分析出该凸透镜的焦距．
要掌握凸透镜成像的规律．
凸透镜成像规律：物距小于焦距成正立、放大的虚像．
物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立、放大的实像．
物距等于二倍焦距成倒立等大实像．
物距大于二倍焦距成倒立、缩小的实像．
成实像时：物像异侧，物距变大，像距变小，像变小．若物距减小，像距增大，像变大
10、【答案】B
【解析】【解答】因蜡烛放在距离凸透镜2倍焦距以外的地方，所以在光屏上会成一个倒立、缩小的实像，分析各选项可知，只有B选项中的是倒立、缩小的实像；
故选B。
【分析】当物体处于二倍焦距以外时，在光屏上会成一个倒立、缩小的实像。
二、填空题
1、【答案】7×10-9；凸
【解析】【解答】因为1m=109nm，所以7nm=7×10-9nm；拍照时，摄像头的镜头相当于一个凸透镜，并且成倒立、缩小的实像。
【分析】该题目考查的是长度单位的换算，明确单位之间的进率计算；当物距u>2f时，像距f2、【答案】凹；发散
【解析】【解答】解：近视眼是晶状体曲度变大，会聚能力增强，即折光能力增强，远处物体经眼睛会将像成在视网膜的前方；因此图为近视眼的成像示意图；
因为凹透镜对光线有发散作用，所以为使光线推迟会聚，需要佩戴凹透镜进行矫正．故答案为：凹；发散．
【分析】解答本题需掌握：近视眼是晶状体会聚能力增强，像呈在视网膜的前方，应佩戴凹透镜矫正．
3、【答案】焦点；20cm
【解析】【解答】太阳光照射到放大镜上相当于平等光束，经折射会聚在一点，则该点即为放大镜的焦点，焦点至放大镜中心的距离即为焦距，则该放大镜的焦距为20cm。
【分析】（1）平行光通过放大镜在适当位置可以呈现一个最小、最亮的光斑，这个光斑即为焦点；
（2）焦点到放大镜中心的距离为焦距。
4、【答案】远；乙；丁
【解析】【解答】解：（1）远视眼是晶状体曲度变小，会聚能力减弱，即折光能力减弱，像呈在视网膜的后方，应佩戴会聚透镜，使光线提前会聚．因此图甲能够说明远视眼的成像原理，图丙给出了远视眼的矫正方法．（2）近视眼是晶状体曲度变大，会聚能力增强，即折光能力增强，像呈在视网膜的前方，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．
因此图乙能够说明近视眼的成像原理，图丁给出了近视眼的矫正方法．
故答案为：远；乙；丁．
【分析】解答本题需掌握：正常眼，像恰好成在视网膜上，不需矫正；近视眼是晶状体会聚能力增强，像成在视网膜的前方，应佩戴凹透镜矫正；远视眼是晶状体会聚能力减弱，使像成在了视网膜的后面，需要佩戴凸透镜进行矫正．
5、【答案】可逆；凹
【解析】【解答】解：在光的折射现象中光路是可逆的；
近视眼的表现是看不清远处的东西，即是由于晶状体太厚，其折光能力太强，或眼球的前后方向太长，使得像成在视网膜的前方造成的，故若想使得像成在视网膜上，即需要让原来的光线发散一些，由于凹透镜对光线有发散的作用，故用凹透镜来矫正近视眼 。
故答案为：可逆；凹 。
【分析】（1）折射时光路是可逆的；
（2）由于晶状体太厚，其折光能力太强，或眼球的前后方向太长，使得像成在视网膜的前方，这就是近视眼的成因；而后据凸透镜和凹透镜对光线的作用分析，即可判断用哪种透镜来矫正 。　
三、实验探究
1、【答案】（1）焦距
（2）凸透镜
（3）c
（4）远离
（5）前；凹
【解析】【解答】解：（1）由图知，焦点距离光心15.00cm，所以此凸透镜的焦距为15.00cm；（2）物体经过凸透镜成实像时，像与物体位于凸透镜异侧，所以凸透镜必须摆在另外两个元件的中间；（3）已知凸透镜焦距为15.00cm，要使烛焰经过凸透镜成倒立放大的实像，蜡烛应该在30.00cm和15.00cm之间，由图知，需要在c位置；（4）摄影者发现两旁还有同学没有进入取景框内，说明所照的像大了，应该让像变小一些，则摄影者要使照相机远离同学，增大物距才可以在底片上得到清晰的像；（5）产生近视眼的原因是晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向上太长，因此来自远处某点的光会聚在视网膜前，而利用凹透镜能使光线发散的特点，在眼睛前面放一个凹透镜，可使来自远处物体的光会聚在视网膜上．故答案为：（1）焦距；（2）凸透镜；（3）c；（4）远离；（5）前；凹．
【分析】（1）从凸透镜光心到焦点的距离叫焦距；（2）在凸透镜成像实验中，物体经过凸透镜所成实像与物体位于凸透镜两侧；（3）当物体在一倍焦距和二倍焦距之间时，通过凸透镜成倒立、放大的实像；（4）凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大；（5）近视眼的原因是晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向上太长，因此来自远处某点的光会聚在视网膜前面；凹透镜对光线有发散作用．
2、【答案】（1）右；倒立
（2）小
【解析】【解答】解：（1）已知凸透镜的焦距f＝15cm，将点燃的蜡烛移动到光具座上20cm刻线处，此时u＝50cm﹣20cm＝30cm，u＝2f，成倒立、等大的实像，像距等于2f；故将光屏向右移动到80cm时，观察到烛焰清晰的倒立的像。（2）再将蜡烛移动到光具座上10cm刻度线处，物距增大，凸透镜成实像时，物远像近像变小，故移动光屏，再次在光屏上得到清晰的像B．则像B比像A小、
故答案为：（1）右；倒立；（2）小。
【分析】（1）结合凸透镜成像的特点分析解答即可.
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 照相机
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
（2）凸透镜成实像时，物近像远像变大.
3、【答案】（1）会聚；15
（2）Ⅱ；缩小；照相机；靠近
【解析】【解答】解：（1）由图知，平行光线经凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑，由此可知，凸透镜对光线具有会聚作用；
该凸透镜的焦距是65cm﹣50cm=15cm．
（2）由图知，若蜡烛在15cm刻度处，则物距u=50cm﹣15cm=35cm＞2f，此时成倒立缩小的实像，像距处于f和2f之间，光屏离凸透镜的距离应在15cm到30cm之间，光屏应该在区域Ⅱ，照相机是根据这个原理制成的；
若蜡烛远离透镜，物距变大，则像距会变小，应将光屏靠近透镜．
故答案为：（1）会聚；15；（2）Ⅱ；缩小；照相机；靠近．
【分析】（1）平行于主光轴的光会聚于主光轴上一点，这一点叫焦点，焦点到光心的距离叫焦距．
（2）物距大于2f时，凸透镜成倒立缩小的实像，像距处于f和2f之间，幻灯机或投影仪都是根据这个原理制成的；
凸透镜成实像时，具有物近像远像变大的特点，根据其分析光屏的移动方向．
4、【答案】（1）像距；不会；大小
（2）10；小于；（1倍焦距外）物距越短像距越大（像越大）
【解析】【解答】(1)①光具座上凸透镜所在位置为零刻度，数值向左、向右依次增大，可以直接读出物距以及像距。②用制成字母“A”状的LED灯代替蜡烛，光屏上成像更清晰、更稳定，物体不受外界环境的影响，像不会飘忽不定。③光屏上标有同样的均匀格子，从光屏上可以准确得出像与物的大小关系。(2)④ 根据u=2f=20cm成等大的实像，结合数据可知凸透镜的焦距为f=10cm；⑤由第一次实验数据知，当物距为30cm时像高2cm， 当把物体A放在光具座最左端此时物距变大，像距变小，像变小，则物体所成的像的高度小于2cm.。⑥依次分析实验1、2、3可初步得出的凸透镜成像规律：（1倍焦距外）物距越短像距越大（像越大）。
【分析】（1）①探究凸透镜成像时，可以从光具座上读取物距和像距；②物体稳定，光屏上的像是稳定的；③根据光屏上的个数，可以判断像的大小；（2）物距和像距相等时，物体在凸透镜的二倍焦距点；当物距变大时像距变小，像变小。