第五章 透镜及其应用 作业设计（含答案）

第五章 透镜及其应用
第1节 透镜
【基础性作业】
1.下图均为透镜的截面图，属于凸透镜的是________，属于凹透镜的是________。
2.根据光路图，判断框内的透镜种类。
（1）________________________________。
（2）________________________________。
（3）________________________________。
（4）________________________________。
【拓展性作业】
3.如图甲，印章放于展柜中，为方便观众欣赏，博物馆特放置放大镜于其上。上方是凸透镜，透过它能看到放大的印章；下方是平面镜，通过它能看到印章底部的字。图乙是其示意图，F为凸透镜的焦点，O为凸透镜的光心，光线a平行于凸透镜的主光轴（图中虚线）。请在图乙中画出：①光线a经过凸透镜折射后的光线；②光线b经过平面镜反射后的光线。
【参考答案】
1.BCE；ADF
【设计意图】考查凸透镜和凹透镜的区分，锻炼学生对截面图和透镜概念的理解能力。
2.（1）凸透镜；（2）凹透镜；（3）凸透镜；（4）凹透镜
【设计意图】考查学生对透镜会聚作用和发散作用的理解，体现了学生对光线模型的认识，进而提升其科学思维。
3.见下图。
【解析】光线a与凸透镜的主光轴平行，经过凸透镜折射后的光线过凸透镜的焦点F。光线b斜射向平面镜，先画出法线，再根据反射角等于入射角，画出反射光线。
【设计意图】考查凸透镜和平面镜两种光学元件光路图的绘制，体现了从物理走向社会的理念。
第2节 生活中的透镜
【基础性作业】
1.使用幻灯机时，幻灯片在屏幕上所成的像有什么特点_____________，在屏幕上为了看到正立的像，幻灯片应_____放。（选填“正”或“倒”）
【拓展性作业】
2.一滴水滴在书本的字上，透过水滴看书本上的“生”字有什么变化？这是为什么？
【参考答案】
1.倒立、放大的实像；倒
【设计意图】考查幻灯机成像特点，培养学生灵活解决问题的能力。
2.透过水滴看到的“生”字放大的像。水滴相当于凸透镜，起到放大镜的作用，透过水滴看到的是“生”字放大的虚像。
【设计意图】考查放大镜成像特点，培养学生的观察能力、分析能力及表达能力。
第3节 凸透镜成像的规律
【基础性作业】
1.用镜头焦距为25 cm的照相机拍摄人像时，人与照相机镜头的距离应该（ ）
A.超过50 mm B.正好50 mm
C.在25 mm与50 mm之间 D.小于25 mm
2.小明利用如图甲所示透镜，探究凸透镜成像规律，实验装置如图乙所示：
（1）为了测出所用凸透镜的焦距，小明将凸透镜对着太阳，如图甲所示，移动白纸位置直到白纸上出现最小最亮的点，测量出该点到凸透镜光心的距离即焦距，该凸透镜的焦距为______cm。
（2）为了使烛焰的像成在光屏中央，应使烛焰、凸透镜和光屏的中心在____________。
（3）如图乙所示，将点燃的蜡烛移至光具座20 cm刻度线处，恰好在光屏上呈现清晰的像，光屏上得到的像是一个_____立、_____的实像，生活中_______(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一成像原理制成的。
（4）将点燃的蜡烛向右移至光具座35 cm刻度线处，光屏向_____移动至适当的位置，可以在光屏上得到的像是一个_____立、_____的实像，生活中_______(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一成像原理制成的。
（5）保持凸透镜位置不变，将点燃的蜡烛移至光具座45 cm刻度线处，移动光屏。光屏上始终未能出现清晰的像，但从凸透镜_____侧(选填“左”或“右”)通过凸透镜能看到烛焰的像，则该像是____立、_____的____像，生活中________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一成像原理制成的。
【拓展性作业】
3.如图所示，小林用同一个凸透镜，对着镜子观察远近不同的物体时，分别看到了放大的像和缩小的像。请根据小林观察到的现象提出一个可探究的科学问题：____________________。
4.光屏上有一个“F”光源通过凸透镜所成的清晰明亮的实像，若用黑纸把该凸透镜的上半部分挡住，则屏幕上的像是否完整，亮度有什么变化？（提示：可以通过画光路图的方法进行分析）
5.请同学们拍摄凸透镜中的美景，并用本节的知识对照片进行解说。（提示：凸透镜可选择水滴、家用放大镜、水晶球等；美景可以是相对较大的风景或人，也可以是相对较小的树叶或昆虫。）
【参考答案】
1.A
【设计意图】了解照相机成像的物距范围，体现了用所学知识解决实际问题的素养。
2.（1）10
（2）同一高度
（3）倒；缩小；照相机
（4）右；倒；放大；投影仪
（5）右；正；放大；虚；放大镜
【设计意图】本题考查学生能熟练操作探究凸透镜成像规律的实验，熟练运用凸透镜成像规律分析解决实际问题的能力。
3.提示：凸透镜成像时，像的大小与物距有关吗？
【设计意图】本题考查学生提出问题的能力。本题与生活实际相联系，体现了学生从生活情境中提取物理问题的能力。
4.像仍然完整，亮度变暗。
【设计意图】本题考查了画光路图的相关知识，考查学生用画光路图解决实际问题的能力，体现了构建光线模型的科学思维。
5.例如，树叶和手掌通过水晶球成正立、放大的虚像。
【设计意图】本题与生活紧密相连，主要考查学生选取生活中的凸透镜，用凸透镜观察物体成像，分析成像特点的能力。体现从物理走向社会的理念。
第4节 眼睛和眼镜
【基础性作业】
1.（多选题）眼睛能看到清晰物体，正确的说法是（ ）
A.物体的像成在视网膜上
B.物体的像成在视网膜前
C.物体的像成在视网膜后
D.从物体射来的光要有一定的强度
2.每年6月6日是全国爱眼日。人眼的晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜，图中关于近视眼与远视眼的成因及矫正的说法，正确是（ ）
A.甲为近视眼，可佩戴凹透镜矫正
B.乙为近视眼，可佩戴凸透镜矫正
C.甲为远视眼，可佩戴凸透镜矫正
D.乙为远视眼，可佩戴凹透镜矫正
3.（多选题）下列有关眼睛病变的解释中，正确的是（ ）
A.近视是由于晶状体变厚，焦距变长，远处景物成像于视网膜后造成的
B.近视是由于晶状体变厚，焦距变短，远处景物成像于视网膜前造成的
C.远视是由于晶状体变薄，焦距变长，近处景物成像于视网膜后造成的
D.远视是由于晶状体变薄，焦距变短，近处景物成像于视网膜前造成的
【探究性作业】
4.调查你所在班级同学近视眼的发病率，了解近视眼发病原因，写一篇关于近视眼成因及预防近视眼的建议报告。
【参考答案】
1.AD
【设计意图】考查人眼的构造及人眼的成像原理，通过本题的考查，加深学生对人眼成像原理的理解。
2.C
【设计意图】本题通过对人眼成像过程实验，利用画图的方式加深对近视眼和远视眼的成因以及矫正方法的理解，将复杂问题简单化，并对近视眼和远视眼分别配戴什么眼镜进行深化理解。
3.BC
【设计意图】通过生活实例，进一步了解近视眼和远视眼产生病变的原因，对学生日后合理用眼提供帮助。
4.提示：利用调查问卷的方式，调查班级同学的近视率，并通过采访近视的同学，了解近视眼的原因，根据这些数据写一篇保护视力的建议报告或者作文。
【设计意图】通过调查问卷的方式掌握班级里同学的近视率及发病原因，加强学生保护视力的意识。
第5节 跨学科实践：制作望远镜
【基础性作业】
1.有一种望远镜是由两组凸透镜组成的，如图所示。靠近眼睛的叫________，靠近被观测物体的叫________。物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成________像，目镜的作用相当于一个________，用来把这个像放大。
2.如上图所示，关于该望远镜，下列说法正确的是（ ）
A.它的目镜工作原理和照相机工作原理相同
B.它的物镜相当于放大镜，用来把像放大
C.它的物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成虚像
D.该望远镜最终看到的是一个放大的虚像
【探究性作业】
3.查阅资料，了解伽利略望远镜和开普勒望远镜的区别，并制作一个放大倍数约为10倍的开普勒望远镜，用来观察校园远处物体。
【参考答案】
1.目镜；物镜；倒立、缩小的实；放大镜
【设计意图】通过填空的形式考查开普勒式望远镜的构造及工作原理，加深学生对望远镜内部结构的记忆，为后面制作望远镜作铺垫。
2.D
【设计意图】考查望远镜物镜和目镜的工作原理。将凸透镜成像规律与生活中的透镜相结合，以提高学生解决生活中实际问题的能力。
3.提示：根据课堂制作望远镜的经验和原理，利用家里已有的实验器材制作一个放大约10倍的望远镜，器材可选家里的卫生纸筒等，上网买物镜是目镜10倍的凸透镜进行实验组装，并利用该望远镜进行观察。
【设计意图】通过该拓展性作业，引发学生动手制作的积极性，并巩固本节课的内容，熟练掌握制作望远镜的过程。
单元作业设计
【基础性作业】
1.在下图中，根据入射光线和出射光线，在方框内填入一个适当类型的透镜。
2.一束平行光线经过凸透镜折射后的传播方向如图甲所示，由图可知，此透镜的焦距________cm；当把烛焰放在距此凸透镜左侧12 cm处时，如图乙所示，则从该凸透镜右侧通过透镜可以看到________、放大的像。（选填“正立”或“倒立”）
3.小红通过实验探究凸透镜成像规律。
（1）小红将焦距为10 cm的凸透镜固定在光具座上的适当位置，把点燃的蜡烛置于凸透镜的左侧，光屏置于凸透镜的右侧。调节烛焰、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心在________高度。
（2）将蜡烛移到适当位置，改变光屏在光具座上的位置，直到光屏上呈现清晰倒立、放大的实像，此时蜡烛到凸透镜的距离一定大于10 cm且小于________cm，这个实验现象可以说明________的成像特点。（选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”）
【拓展性作业】
4.如图所示为某同学的眼睛对近处物体成像的示意图，下列判断中正确的是（ ）
A．该同学的眼睛是近视眼，需佩戴凸透镜进行矫正
B．该同学的眼睛是远视眼，需佩戴凸透镜进行矫正
C．该同学的眼睛是近视眼，需佩戴凹透镜进行矫正
D．该同学的眼睛是远视眼，需佩戴凹透镜进行矫正
5．小明做了如图所示的实验：他选用焦距分别为10 cm和5 cm的凸透镜，使它们正对相同的字母F，且与字母F的距离相同，他发现透过凸透镜观察到的字母F的像不同。小明提出的问题是：物体经过凸透镜所成的像的大小与________有关。
6.在“重阳节”到来之际，小航送给奶奶一个放大镜，奶奶借助这个放大镜能够细致地欣赏邮票上的图案，如图所示。此时奶奶看到的是一个______、放大的虚像。为了模拟上述现象，小航利用一个焦距为10 cm的凸透镜、蜡烛和光具座等器材进行实验。他先将蜡烛固定在光具座上50 cm刻线处，如图所示，接下来他应将凸透镜放置在光具座上的A、B、C三点中的______点处，然后再从透镜的________（选填“左”或“右”）侧用眼睛观察蜡烛烛焰的像。该像______（选填“能”或“不能”）用光屏承接到。
【探究性作业】
7.某同学为进一步了解“视力矫正”的原理，利用如图所示的探究凸透镜成像规律的装置做了实验。他在蜡烛和凸透镜之间放置不同类型的眼镜片，观察到了如下现象。
(1)将近视眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了；使光屏________(选填“靠近”或“远离”)凸透镜，又能在光屏上看到烛焰清晰的像。由此可知，在近视眼得到矫正之前，物体的像成在视网膜的________(选填“前方”或“后方)。
(2)取下近视眼镜片，重新调整光屏的位置，使它上面的像再次变得清晰，然后将另一个远视眼镜片放在蜡烛和凸透镜之间，光屏上原来清晰的像又变模糊了；再使光屏________(选填“靠近”或“远离”)凸透镜，又可以在光屏上看到发光体清晰的像。这说明矫正远视眼的眼镜片对光有________作用。
8.如图所示，小刚用焦距为10 cm的凸透镜做实验。他点燃蜡烛后，沿光具座移动光屏，在光屏上始终得不到烛焰完整的像。经过分析，他发现造成这种现象的原因是烛焰中心、________中心和光屏中心没有被调整到同一高度。为解决上述问题，小刚可以将光屏向________调节；也可以将蜡烛向_______调节。(选填“上”或“下”)
9.在探究“近视眼的矫正”课外实验中，用蜡烛模拟远处物体；用水凸透镜模拟人眼晶状体，并与注射器相连，其凸起程度（凸起程度越大，其焦距就越小）可通过注射器注入或抽出水量来调节；用光屏模拟人眼视网膜。
（1）如图所示，此时在光屏上得到了烛焰清晰的像，该像是倒立、_______（填“放大”“缩小”或“等大”）的_______像（选填“实”或“虚”）。
（2）向水凸透镜内注入适量的水来模拟近视眼，发现光屏上原来清晰的像变模糊了。若想在光屏上再次得到清晰的像，可以将光屏向_______（选填“远离”或“靠近”）凸透镜的方向移动适当距离；或者光屏不移动，在烛焰和水凸透镜间加一个焦距合适的_______透镜也可以（选填“凸”或“凹”）。
【参考答案】
1.提示：填凸透镜、凹透镜（图略）
【设计意图】考查凸透镜、凹透镜对光线的作用，通过本题设置，加深学生对凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用的记忆。
2.15；正立
【设计意图】考查凸透镜的焦距判断，加深学生对放大镜成像特点的记忆，做到对凸透镜成像特点的灵活运用。
3.（1）同一水平
（2）20；幻灯机
【设计意图】考查探究凸透镜成像实验的操作过程和幻灯机的工作原理。该题将物理实验生活化、情境化，以培养学生根据所学知识解决实际问题的能力。
4.B
【设计意图】考查远视眼的成因及矫正，该题与生活实际相结合，以提高学生合理用眼、保护视力的意识。
5.焦距
【设计意图】考查凸透镜成像与凸透镜的焦距大小有关。
6.正立；C；左；不能
【设计意图】该题打破传统，将蜡烛固定，移动凸透镜，考查学生的逆向思维，同时考查学生对放大镜工作原理的理解，体现思维的拓展和提升。
7.（1）远离；前方
（2）靠近；会聚
【设计意图】与传统考查近视眼远视眼的矫正不同，该题从逆向思维出发，考查凸透镜凹透镜的作用及凸透镜成像的特点，以提高学生解决问题的能力。
8.凸透镜；下；下
【设计意图】考查凸透镜成像的光路图，通过画光路图来解决看似难度很大的问题，以提高学生解决问题的能力。
9.（1）等大；实
（2）靠近；凹
【设计意图】本题利用实验探究，让同学们观察像的变化，然后通过实验反过来研究本题，利用实验解决变焦距透镜成像问题，将复杂的问题简单化、可视化，培养学生化繁为简的能力。
2