第五章 透镜及其应用
一、选择题
1.人体的视觉感受器位于( )
A.角膜 B.视网膜 C.玻璃体 D.晶状体
2.用如图所示的装置探究凸透镜成像规律。凸透镜的焦距是15cm。当把凸透镜固定在50cm刻度线处,蜡烛固定在15cm刻度线处时( )
A.光屏在“Ⅰ”区域内移动,才能得到清晰的像
B.光屏在“Ⅱ”区域内移动,才能得到清晰的像
C.在光屏上得到的是放大、倒立的像
D.在光屏上得到的是缩小、正立的像
3.下列四幅图,分别表示近视眼成像情况和矫正做法的是( )
A.③① B.②① C.③④ D.②④
4.下列光学仪器在生活中的应用,原理与其他三项不同的是( )
A.潜望镜 B.太阳灶
C.汽车后视镜 D.手机的摄像头
5.手机培养了许多“低头族",长期看手机会损伤对光敏感的细胞,使视力下降;而长期用蓝牙耳机则会损伤对声波敏感的细胞,使听力下降。上述两类细胞分别位于( )
A.外耳道、虹膜 B.视网膜、耳蜗
C.鼓膜、瞳孔 D.耳蜗、脉络膜
6.透明胶片上有一个字母“F”,在显微镜下看到的应是( )
A. B. C. D.
7.隐形眼镜是一种直接贴在眼睛角膜表面的超薄镜片,目前使用的软质隐形眼镜由甲醛丙烯酸羟乙酯(HEMA)制成,中心厚度只有0.05mm。如图是某人观察物体时,物体在眼球内成像的示意图,则该人所患眼病及应佩带的这种隐形眼镜镜片边缘的厚度分别为( )
A.近视眼,小于0.05mm B.远视眼,小于0.05mm
C.近视眼,大于0.05mm D.远视眼,大于0.05mm
8.望远镜起源于眼镜。1608年,荷兰眼镜制造商汉斯·里帕希的一个学徒偶然发现,将两块透锴叠在一起可以清楚看到远处的东西。如图是一种望远镜的原理图,下列分析错误的是( )
物镜是凸透镜,可以用来矫正远视眼
B.目镜是凹透镜,能对光起发散作用
C.视觉在大脑皮层的视觉神经中枢形成
D.在视网膜上成的是正立缩小的实像
9.小科在如图1所示的电梯中,他通过面前电梯内的镜子看到身后电梯显示屏中显示的数字,如图2所示,请根据以上信息分析下列说法错误的是( )
A.小科通过镜子看到的数字图像是光反射形成的虚像
B.小科通过镜子看到的数字图像在镜子上
C.小科所乘电梯正在上行,将要到达二楼
D.如果他想把看到的图像拍摄下来,拍摄时,平面镜中的像应该距离小科手机镜头两倍焦距以外
10.近期宁波新冠疫情愈发严重,期间为加强校内安全管理,学校在校门口安装了自动摄像测温系统,快速检测学生体温是否正常。以下有关摄像机的说法合理的是( )
A.当人与摄像头距离在一倍焦距以内时才会自动成像
B.成像后,人离摄像头越近,所成像越小
C.摄像头拍摄后在电脑屏幕上成虚像
D.摄像镜头所用透镜是凸透镜
11.下列是教材中的一些光学实验,其中实验设计与实验目的不相符的是( )
A.甲图:将右侧背景板向后折,是为了探究反射光线与入射光线、法线是否在同一平面上
B.乙图:用茶色玻璃代替平面镜,是为了便于确定像的位置
C.丙图:往碗中加水,是为了研究光从空气射入水中时发生的折射现象
D.丁图:将近视眼镜放到凸透镜与蜡烛之间,是为了模拟近视眼的眼球缺陷及矫正
12.某校一研究性学习小组的同学在调查本班同学的近视率时发现,该班有76%的学生都患了近视。下面是该小组的同学在一起讨论分析后总结的关于近视产生的原因和矫正方法,其中正确的是( )
①晶状体凸度过大 ②晶状体凸度过小 ③眼球前后径过长 ④眼球前后径过短
⑤物像落在视网膜前方 ⑥物像落在视网膜后方 ⑦配戴凹透镜 ⑧配戴凸透镜
A.①④⑤⑦ B.②④⑥⑧ C.①③⑤⑦ D.②③⑤⑧
13.如图所示,小明自制了一个简易投影仪,在暗室中将印有奥运五环(红、黄、蓝、绿、黑五色环)标志的透明胶片,贴在发白光的手电筒上,并正对着焦距为10 cm的凸透镜,调整手电筒、凸透镜、白色墙壁之间的位置,在墙上得到了一个清晰、正立、放大的像。下列说法中错误的是( )
A.手电筒与凸透镜的距离应小于10 cm,且胶片应正立放置
B.手电筒与凸透镜的距离应大于10 cm小于20 cm,且胶片应倒立放置
C.能从不同角度看到墙上五环标志的像,是因为光在墙面上发生的是漫反射
D.将白色墙上蒙一层红布,可以看到像中五环的颜色只有红色和黑色
二、填空题
14.下图所示的六个透镜中,属于凸透镜的是___________;属于凹透镜的是___________。近视可以配戴___________透镜(选填“凸”或“凹”)来矫正。
15.如图所示的“刷脸支付”的方式已在多家超市和商店投入使用。消费者结账时只需面对摄像头,眨眨眼等,系统便会自动拍摄、扫描,确认相关信息后,迅速完成交易。
(1)“刷脸支付”的成像原理需满足的条件是___________。
A.u< B.2 >u> ,v>2 C.u=2 ,v=2 D.u>2 ,2 >v>
(2)当人靠近摄像镜头,像会___________(填“变大”或“变小”)。
16.小明用手机拍照,发现手机镜头过于靠近拍摄对象时(如图所示)无法正常对焦,拍出的照片模糊,此时像成在感光器(相当于光屏)___________(选填“前”或“后”)。小明发现将___________透镜紧靠在手机镜头上可以解决这一问题,从而理解了手机微距镜头的工作原理。
17.如图,在“探究凸透镜成像规律”的实验中,凸透镜的光心烛焰的中心,光屏的中心处于同一水平直线上,当烛焰在A点时,成像在B点;当烛焰在B点时,成像在C点,则凸透镜固定在______(选填“A左侧”、“AB之间”或“BC之间”)。烛焰从A到B的过程中,像的大小___(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
18.一焦距为f的凸透镜。主光轴和水平x轴重合,透镜左侧x轴上有一点光源。点光源到透镜的距离大于f而小于2f,若将此透镜沿x轴向右平移2f的距离,则在此过程中点光源经透镜所成的像将______(如何移动)。
三、探究题
19.小科在实验室利用光具座研究凸透镜成像的规律。当小科将三个元件移动到图示位置时,光屏上出现了清晰的像。请你根据此现象回答下列问题:
(1)光屏上像的性质为___________,并推算出焦距为___________厘米。
(2)保持蜡烛和凸透镜位置不变,小科换了个凸透镜继续实验,并使透镜光心、蜡烛焰心和光屏中心三者高度相同,但在透镜右侧无论怎样移动光屏都无法在屏上成像(光风座足够长),请你帮助小金分析产生此现象的原因___________。
20.在 “探究凸透镜成像规律”的实验时:
(1)如图甲所示,平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则该凸透镜的焦距为f=___________cm;
(2)由于实验时间较长,蜡烛变短,烛焰的像位于光屏中心的___________(“上方”或者“下方”);
(3)如图乙,保持蜡烛位置不变,移动透镜至36cm刻度线处,则人眼在___________(选填“1”、“2”或“3”)处能观察到蜡烛的像;
(4)实验得到了凸透镜成像的规律,发现在图丙中蜡烛A通过凸透镜不可能形成的像是___________(选填“B”、“C”、“D”或 “E”)。
21.在“研究凸透镜成像规律”的实验中。
(1)某次实验过程中,小敏移动光屏直到出现清晰的像,蜡烛、透镜和光屏在光具座上位置如图所示,此时所成的是倒立__________的实像。
(2)若通过移动透镜,使光屏上再次成清晰的像,透镜应该移到__________厘米刻度处。
(3)实验一段时间后,原来成在光屏中央的像“跑”到图甲所示的位置。下列操作可以让像重新回到光屏中央的有__________。
①光屏上移一段距离
②蜡烛下移一段距离
③透镜下移一段距离
(4)研究好成像规律后,小敏模拟了近视和远视的矫正。图乙中,小敏给透镜戴上“眼镜”(凸透镜B),光屏上刚好出现清晰的像,摘下“眼镜”后,光屏上的像变模糊,如图丙所示。若要通过移动蜡烛使像再次清晰,应将蜡烛向__________(选填“靠近”或“远离”)透镜方向移动一段距离。
22.在探究凸透镜成像规律实验中,小欢把蜡烛、凸透镜和光屏依次放在成像装置上,并调节它们的高低使它们的中心大致处于同一高度。
(1)点燃蜡烛,把蜡烛放在离凸透镜较远处,调整光屏位置,在光屏上得到了一个清晰的像(光屏上像未给出),如图甲所示。利用这一规律制成的是___________(选填“照相机”或“投影仪”)。
(2)实验过程中,由于蜡烛燃烧而不断缩短,导致光屏上的像向___________移动(选填“上”或“下”)移动;
(3)调整蜡烛的高度,使像重新回到了光屏中央后,小欢将自己的眼镜片放在凸透镜前,如图乙所示,光屏上的像变模糊了。若小欢只向右移动光屏,像又清晰了,则可判断小欢是 ___________眼(填“近视”或“远视”。)
四、简答题
23.根据凸透镜的折光性质,补充完相应的折射光线。
24.按要求作图(请保留作图痕迹)。在图中画出与入射光线对应的折射光线。
25.作图题
(1)一束光从水中射向空气,如图,画出其经水面反射的光线和折射后在空气的光线大致位置:
(2)如甲图所示,、是光源发出的两条光线,其中平行于主光轴,SB过左焦点,请画出这两条光线通过凸透镜后的出射光线:
26.(1)白光经过三棱镜后,光屏上自上而下出现了如图所示的色带。据此,选取了一凸透镜,用红光和蓝光进行实验,请画出蓝光经过凸透镜折射后的大致图像。
(2)在汽车驾驶室内,驾驶员通过左右两侧后视镜观察,有看不到的区域(盲区),人或其他车辆应尽量避免进入盲区。如图,S为驾驶员眼睛位置,MN为左侧后视镜左右两边界点,请作出反射光线NS入射光线,并用斜线标出BM到车左侧(虚线所示)之间的盲区。
(3)在光具座上自左向右依次竖直放置一个凹透镜、凸透镜和平面镜,两个透镜的主光轴重合,凸透镜的焦距为,此时两个透镜之间的距离为。在凹透镜的左侧有一水平平行光束通过两个透镜后入射到平面镜上,经平面镜反射后,反射光恰能沿原来的光路返回,按要求画出光路图,并标出焦点。
27.2020年春节过后,不得不通过“空中课堂”来继续我们的学习,但这又对我们惯常的生活方式带来了挑战。怎样合理安排我们的营养、运动和休息呢?如图是小明同学“原在校与今年3月份居家学习期间的作息时间分类统计”。
图1是小明一天的作息时间对照:图2是居家学习期间自主活动中各项内容的时间安排。
(1)据图1可知,在居家学习期间,小明在作息时间的分配上,与其在校时间相比,时间减少最多的是___________。
(2)近期,小明觉得看远处物体有点模糊,于是到医院进行了检查。
①据图3判断小明可能患了___________(选填“近”或“远”)视。
②医生建议小明佩戴眼镜,应选用___________(选填“凹”或“凸”)透镜矫正视力。
③据图1和图2分析可知小明的视力发生变化的原因。请你为小明提出保护眼睛的建议:___________(写出一条即可)。
28.在图中完成凸透镜、凹透镜光路绘制,图中F1、F3为凸透镜焦点,F2、F4为凹透镜虚焦点。______
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.B
2.A
3.A
4.D
5.B
6.C
7.C
8.D
9.B
10.D
11.C
12.C
13.A
14. ABD CEF 凹
15. D 变大
16. 后 凸
17. A左侧 变大
18.先向左移,后向右移
19. 倒立、等大的实像 20.0 更换的凸透镜的焦距大于或等于40cm
20. 10.0 上方 2 C
21. 放大 45 ①③ 远离
22. 照相机 上 远视眼
23.
24.
25.(1) ;(2)
26.(1);(2);(3)
27. 运动 近 凹 减少观看电子屏幕的时间
28.
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