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【名师导航】备考2025中考物理新课标一轮培优精讲学案(全国通用版)
专题05.2 透镜及其应用单元查缺补漏检测试卷
满分100分,考试时间90分钟
一、单项选择题(本道大题有10小题,下列每题均有四个选项,其中符合题意的选项只有一个。每小题3分,共30分)
1.一个透明均匀的玻璃球被摔碎成三部分,下列说法正确的是( )
A.①②都是凸透镜 B.①③对光具有会聚作用
C.②③对光具有发散作用 D.只有①对光具有会聚作用
【答案】B
【解析】A.由透镜的定义可知,中间比边缘厚的透镜叫做凸透镜,中间比边缘薄的透镜叫做凹透镜,故由图中可知,①③的中间比边缘厚,是凸透镜;②的中间比边缘薄,是凹透镜,故A错误;
BCD.由A中可知,①③是凸透镜,对光有会聚作用;②是凹透镜,对光有发散作用,故可知B正确,CD错误。故选B。
2. 如图所示,画出了光线通过透镜后的光路,其中正确的是( )
A. B. C.D.
【答案】C
【解析】AB.由图可知,图中透镜为凹透镜,对光线有发散作用,经透镜折射后的光线较折射之前的光线更会聚,光路图不正确,故AB错误;
C.由图可知,图中透镜为凸透镜,对光线有会聚作用,图中经透镜折射后的光线较折射之前的光线更加会聚,光路图正确,故C正确;
D.由图可知,图中透镜为凸透镜,对光线有会聚作用,而图中经透镜折射后的光线较折射之前的光线发散,光路图不正确,故D错误。故选C。
3. (2024山东滨州)关于光现象,下列说法正确的是( )
A. 小孔成像是由光的折射形成的
B. “潭清疑水浅”是由光的反射形成的
C. 用手机扫描二维码时,二维码应位于手机摄像头的二倍焦距以外
D. 近视眼需要配戴由凸透镜片制成的眼镜进行矫正
【答案】C
【解析】A.小孔成像是由光沿直线传播形成的,故A错误;
B.“潭清疑水浅”是光由水中射向空气时发生折射,光远离透镜偏折,人眼沿着折射光线看过去,觉得水很浅,因此由光的折射形成的,故B错误;
C.用手机扫描二维码时,摄像头相当于照相机,根据凸透镜成像的特点可知,二维码应位于手机摄像头的二倍焦距以外,此时成倒立缩小的实像,故C正确;
D.近视眼是晶状体太厚,对光的会聚能力变强,使像成在视网膜的前方,因此需要配戴由凹透镜片制成的眼镜进行矫正,故D错误。故选C。
4. 小明透过爷爷的老花镜看远处的楼房,发现楼房成倒立缩小的像。以下说法正确的是( )
A. 老花镜对光有会聚作用 B. 电影放映机的成像原理与该成像原理相同
C. 老花镜不能当放大镜使用 D. 爷爷远视眼是因为晶状体变厚了
【答案】A
【解析】A.老花镜是凸透镜,对光有会聚作用,故A正确;
B.物距大于二倍焦距时,凸透镜成倒立、缩小的实像,应用是照相机而非电影放映机,故B错误;
C.物距小于一倍焦距时,凸透镜成正立、放大的虚像,应用是放大镜,故C错误;
D.远视眼是因为晶状体变薄,折光能力变弱,成像在视网膜后,故D错误。故选A。
5. (2024四川达州)光,让我们的世界充满温暖,让我们的世界绚丽多彩。下列有关光现象的描述错误的是( )
A. 甲图中射击时要求“三点一线”,是利用光的直线传播原理
B. 乙图中太阳光经过三棱镜后,在白屏上呈现彩色光带,说明太阳光是由多种色光混合而成
C. 丙图中通过平静的湖面可以看到廊桥在水中的倒影,这是光的反射现象
D. 丁图中我们透过放大镜看到的是正立、放大的实像
【答案】D
【解析】A.射击时要求“三点一线”,即枪口、准星和靶心在同一直线上,这是利用了光的直线传播原理,故A正确,不符合题意;
B.太阳光经过三棱镜后,被分解成各种色光,这是光的色散现象,说明太阳光是由多种色光混合而成的,故B正确,不符合题意;
C.通过平静的湖面可以看到廊桥在水中的倒影,属于平面镜成像,是光的反射现象,故C正确,不符合题意;
D.放大镜成正立、放大的虚像,故D错误,符合题意。
故选D。
6.各种光现象所成的像有实像和虚像两种。下面所列的成像实例:①汽车观后镜中的像、②在潜望镜中看到的景物的像、③放大镜中看到的物体的像、④幻灯机屏幕上的像、⑤针孔照相机内所成的像,说法正确的是( )
A.属于实像的是①④;
B.属于虚像的是②③④;
C.属于折射成像的是①③;
D.属于反射成像的是①②
【答案】D
【解析】①汽车观后镜中的像属于凸面镜成像,是正立缩小的虚像,由光的反射形成的;
②在潜望镜中看到的景物的像是虚像,利用的是平面镜成像原理,属于光的反射现象;
③放大镜中看到的物体的像,利用的是光的折射现象中成虚像的情况;
④幻灯机屏幕上的像凸透镜成倒立的放大的实像,是由光的折射形成的;
⑤针孔照相机内所成的像属于小孔成像,成的是倒立的实像,是由光的直线传播形成的;
综上所述,属于实像的是④⑤;属于虚像的是①②③;属于折射成像的是③④;属于反射成像的是①②;故ABC错误,D正确。故选D。
7. (2024江苏无锡市)用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律,将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏置于光具座上如图所示的位置,下列说法中正确的是( )
A. 只向左移动光屏至适当位置,光屏上能呈现烛焰缩小的像
B. 只向右移动光屏至适当位置,光屏上能呈现烛焰放大的像
C. 只向右移动蜡烛至适当位置,光屏上能呈现烛焰放大的像
D. 只移动凸透镜至适当位置,光屏上能呈现烛焰等大的像
【答案】D
【解析】A图中物距为
45.0cm-35.0cm=10.0cm
凸透镜的焦距是10cm,物距等于焦距,光屏不能成像,只向左或向右移动光屏至适当位置,光屏上不能成像,故AB错误;
C.只向右移动蜡烛至适当位置,物距小于焦距,成正立放大的虚像,光屏不能成像,故C错误;
D.将凸透镜移动到55cm,物距为55.0cm-35.0cm=20.0cm
像距为75.0cm-55.0cm=20.0cm
此时u=v=2f
光屏上能呈现烛焰等大的像,故D正确。故选D。
8.现代生活,智能手机给人们带来了许多便利,但长时间盯着手机屏幕,容易导致视力下降。下列关于近视眼及其矫正的原理图正确的是( )
A.甲乙 B.甲丁 C.丙乙 D.丙丁
【答案】A
【解析】由图知,甲图的光线会聚在视网膜的前方,所以甲图表示近视眼的成像情况;
近视眼是由于晶状体焦距太短,像落在视网膜的前方,为了使光线会聚在原来会聚点后面的视网膜上,就需要在光线进入人眼以前发散一些,所以应佩戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正,则乙图是近视眼的矫正原理图。
丙图的光线会聚在视网膜的后方,所以丙图表示远视眼的成像情况;为了使光线会聚在原来会聚点前面的视网膜上,就需要在光线进入人眼以前会聚一些,所以应佩戴对光线具有会聚作用的凸透镜来矫正,即丁图是远视眼的矫正原理图。故A正确。故选A。
9. (2024山西)如图为青少年眼病患者眼球与正常眼球对比图。关于该患者的晶状体及视力矫正,下列说法正确的是( )
A. 对光的会聚能力太强,需佩戴近视眼镜
B. 对光的会聚能力太强,需佩戴远视眼镜
C. 对光的会聚能力太弱,需佩戴近视眼镜
D. 对光的会聚能力太弱,需佩戴远视眼镜
【答案】A
【解析】由图可知,患者眼球中的晶状体太厚,折光能力太强,形成的物像就会落在视网膜的前方,形成近视眼,因此应戴近视眼镜即凹透镜加以矫正。故选A。
10.(2023郴州)如图所示,烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度,该凸透镜的焦距为10.0cm,凸透镜的位置保持不变。以下说法正确的是( )
A. 当蜡烛放在图中A区域时,光屏应放在图中D区域才可能呈现清晰的像;
B. 蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时,所成的像会逐渐变小;
C. 若无论怎么移动光屏,在光屏上都找不到像,则蜡烛可能放在图中B区域;
D. 若光屏上要得到一个放大的像,则蜡烛应该放在图中C区域
【答案】B
【解析】A.蜡烛放在图中A区域,即蜡烛在该透镜的两倍焦距以外,此时成倒立、缩小的实像,像在透镜另一侧的一倍焦距和两倍焦距之间,即图中的E区域,故A错误;
B.凸透镜成实像时,物体离透镜越远,所成的实像越小,图中蜡烛位于该透镜的两倍焦距以外,成倒立、缩小的实像,所以蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时,所成的实像会逐渐变小,故B正确;
C.蜡烛放在图中B区域,即该透镜的一倍焦距和二倍焦距之间,此时成倒立、放大的实像,像的位置在透镜另一侧的两倍焦距以外,即如果蜡烛放在图中B区域,则在图中的F区域的光屏上能找到像,故C错误;
D.当蜡烛放在图中C区域,即该透镜的一倍焦距以内,此时成正立、放大的虚像,虚像是用光屏承接不到的,故D错误。故选B。
二、多项选择题(本道大题有3小题,下列每题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。共9分,每题3分。每题选项全选对的得3分,选对但不全的得2分,有错选的不得分)
11. (2024齐齐哈尔市)物理科技小组在做探究凸透镜成像规律的实验过程中,某次实验操作时,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,烛焰在光屏上恰好成清晰的倒立、等大的实像。则下列说法正确的是( )
A. 该凸透镜的焦距是10.0cm
B. 将蜡烛放置在光具座的25cm刻度线处,调整光屏与凸透镜的距离,烛焰在光屏上成清晰的像时,该像的性质与照相机成像的性质相同
C. 将蜡烛放置在光具座的35cm刻度线处,调整光屏与凸透镜的距离,烛焰在光屏上成清晰的像时,该像的性质与投影仪成像的性质相同
D. 将蜡烛放置在光具座的45cm刻度线处,调整光屏与凸透镜的距离,烛焰在光屏上可成清晰的正立、放大的虚像
【答案】ABC
【解析】A.当光屏成倒立、等大的实像,有u=v=2f
则 故A正确;
B.将蜡烛放置在光具座的25.0cm刻度线处,物距
u=50.0cm 25.0cm=25cm>2f=20.0cm
满足u>2f,成倒立、缩小的实像,照相机是根据这个原理制成的,故B正确;
C.将蜡烛放置在光具座的35.0cm刻度线处,物距
f=100cm满足f成倒立、放大的实像,投影仪是根据这个原理制成的,故C正确;
D.将蜡烛放置在光具座45.0cm刻度线处,物距
u=50.0cm 45.0cm= 5.0cm即物体在凸透镜的一倍焦距以内,成正立、放大的虚像,但虚像不能呈现在光屏上,故D错误。
故选ABC。
12. (2024天津)在用一凸透镜研究其成像的规律时,某同学得到的部分实验信息如下表所示。根据表中信息判定下列说法正确的是( )
实验次序 物距/cm 像的性质 像距/cm
1 20 倒立、等大、实像
2 30 15
3 15 倒立、放大、实像 30
A. 第1次实验的像距为20cm B. 第2次实验成倒立、缩小的实像
C. 第3次实验成像特点与照相机成像特点相同 D. 若物距是12cm,物体通过透镜所成的像是虚像
【答案】AB
【解析】A.当物距为20cm时,成倒立、等大的实像,则物距等于二倍焦距,即f=10cm,此时像距等于物距,也为20cm,故A正确;
B.当物距为30cm时,物距大于二倍焦距,所以此时成倒立缩小的实像,故B正确;
C.当物距为15cm时,物距大于一倍焦距小于二倍焦距,所以此时成倒立放大的实像,其应用是幻灯机或投影仪,而照相机是根据物距大于二倍焦距时,成倒立缩小实像的原理制成的,故C错误;
D.若物距是12cm,即物距大于一倍焦距小于二倍焦距,所以此时成倒立放大的实像,故D错误。
故选AB。
13. 光刻技术的工作原理如图所示。用紫外光照射镂空掩膜,调整镂空掩膜、缩图透镜的位置,恰好能在硅片上成极小的清晰的像,从而实现集成电路的“光刻”,下列说法正确的是( )
A. 缩图透镜相当于凸透镜,凸透镜可以用于矫正近视眼;
B. 镂空掩膜位于缩图透镜的二倍焦距以内;
C. 镂空掩膜的像是倒立缩小的;
D. 硅片相当于光屏
【答案】CD
【解析】用紫外光照射镂空掩膜,调整镂空掩膜、缩图透镜的位置,恰好能在硅片上成极小的清晰的像,从而实现集成电路的“光刻”。缩图透镜相当于凸透镜,此时镂空掩膜位于缩图透镜的二倍焦距以外,成的是倒立、缩小的实像,硅片相当于光屏,用来承接经缩图透镜成的实像。近视眼是因为晶状体比较厚,折光能力较强,看远处的物体时,像会聚在视网膜之前,需要用凹透镜矫正。故AB错误,CD正确。
故选CD。
三、填空题(本道大题有10小题,每空1分,共30分)
14.验钞机能检验人民币的真伪,它的原理是利用了________使荧光物质发光;在森林里游客如果随地丢弃装水的透明饮料瓶,可能会引起森林火灾,这是因为饮料瓶相当于_______镜,它能使太阳光_________。
【答案】紫外线;凸透;会聚。
【解析】紫外线具有荧光效应,能使荧光物质发光,验钞机就是利用紫外线的这个性质工作的。
在森林里游客如果随地丢弃装水的透明饮料瓶,可能会引起森林火灾,这是因为装有水的饮料瓶呈中间厚边缘薄的形状而且透明,相当于凸透镜;它能使太阳光会聚于其焦点,使焦点的光最集中,温度最高,有可能点燃枯草、枯枝和树叶等易燃物。
15.(2024江苏盐城) 五一假期,小红和同学到公园游玩。她看到的花是红色的,是因为红花反射了______光;水鸟离开水面,向空中飞去,在水中像的大小______,像离水面的距离______;小红用相机拍下眼前这美丽的景色,是因为照相机的镜头相当于一个______透镜。
【答案】 红 不变 变大 凸
【解析】不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的,红花反射红光,所以呈现红色。
水鸟在水中的像属于平面镜成像,根据平面镜成像规律可知,水鸟离开水面,向空中飞去,在水中的像大小不变,像离水面的距离变大。
照相机的镜头相当于一个凸透镜,成倒立、缩小的实像。
16.(2024苏州) 探究凸透镜成像规律的实验中,蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示,光屏上恰好成清晰的像,该像是倒立、_________的实像,此凸透镜的焦距是_________cm。凸透镜和光屏位置不动,将蜡烛远离凸透镜,给凸透镜“戴上”合适的_________镜,可再次获得清晰的像。
【答案】 等大 15.0 凹透
【解析】由图可知,物距
u=50.0cm-20.0cm=30.0cm
像距
v=80.0cm-50.0cm=30.0cm
则物距等于像距,根据凸透镜成像规律可知,此时成倒立、等大的实像。
物距等于像距时,有
u=v=2f=30.0cm
解得f=15.0cm。
凸透镜和光屏位置不动,将蜡烛远离凸透镜,物距会变大,像距会变小,为了再次获得清晰的像,需要使光线向远离凸透镜方向会聚,故需要给凸透镜“戴上”合适的凹透镜。
17. 在“探究凸透镜成像规律”的实验中,用如图所示的实验器材进行实验,若凸透镜的焦距为10cm,将蜡烛放在距离凸透镜______(填“5.0”或“15.0”)cm位置时,移动光屏,可以在光屏上呈现清晰的______(填“缩小”或“放大”)的像。若使光屏上能呈现清晰的等大的像,选用的凸透镜的焦距最大为______cm。
【答案】 15.0 放大 25
【解析】凸透镜的焦距为10cm,要能在光屏上呈现清晰的像,则蜡烛到凸透镜的距离物距一定到大于一倍焦距,即10cm,故选择15.0cm。
当物距等于15.0cm时,物距在一倍焦距和两倍焦距之间,成倒立、放大的实像。
如图所示的实验器材光具座总长度为100cm,在光屏上成等大的实像,一定物距等于像距等于两倍焦距,即
因此焦距最大为25cm。
18.(2024甘肃临夏)眼睛是人类心灵的窗户,眼球好像一架照相机,晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜。如图是科技兴趣小组的同学利用注射器和水膜模拟眼睛看物体的情境。光屏相当于视网膜,这时光屏上呈现倒立缩小的________(选填“实像”或“虚像”)。为了模拟正常人眼看近处物体,注射器应________(选填“推入”或“抽出”)水。
【答案】 实像 推入
【解析】由图可知,物距大于像距,所以光屏上的像是倒立缩小的实像。
当睫状体收缩时,晶状体变厚,对光的偏折能力变大,近处物体射来的光会聚在视网膜上,眼睛就可以看清近处的物体。所以为了模拟正常人眼看近处物体,注射器应推入水。
19.智能手机扫码功能可快速获取信息,手机摄像头相当于______(选填“凸透镜”或“凹透镜”);二维码通过摄像头在手机中所成的是______(选填“实”或“虚”)像。图乙,蜡烛恰好在光屏上成清晰的像,此时光屏上可观察到倒立______(选填“放大”或“缩小”)的______(选填“实”或“虚”)像,生活中的应用是______(选填“投影仪”或“照相机”)。
【答案】 凸透镜; 实; 放大; 实; 投影仪。
【解析】手机上的摄像头相当于是照相机的镜头,是凸透镜,手机拍照符合凸透镜成像原理。
手机扫二维码时,二维码到手机镜头的距离即物距大于二倍焦距,成缩小、倒立的实像。则二维码通过摄像头在手机中所成的是实像。
如图乙所示,物距小于像距时成清晰的像,符合物距大于一倍焦距小于二倍焦距,像距大于二倍焦距的情况,此时光屏上成放大、倒立的实像;生活中的投影仪就是利用这个原理成的放大的像。
20. (2024四川宜宾)据专家介绍,12~18岁是青少年近视的高发期,爱眼护眼势在必行。如图所示,_________(选填“甲”或“乙”)图表示近视眼成像原理,应佩戴_________(选填“丙”或“丁”)图的眼镜进行矫正。
【答案】 乙 丁
【解析】近视眼是晶状体太厚折光能力太强,或者眼球在前后方向太长,来自远方的光在视网膜前便会聚了,即像成在视网膜的前方,因此图乙是近视眼的成像原理,所以应佩戴凹透镜,先将光线发散一下,使像成在视网膜上。图丙是放大镜,成正立放大的虚像,放大镜属于凸透镜;而近视镜成正立缩小的虚像,图丁成缩小的像,是近视镜,因此应佩戴丁图的眼镜进行矫正。
21.(2023枣庄)用冰取火,似乎不可思议,但这绝非传。据晋代张华的《博物志》记载,我国古代就把冰块制成透镜,利用透镜对光的__________作用将物体点燃,如图所示。此类透镜应用非常广泛,用它制作的眼镜片可以用来矫正__________眼;照相机的镜头也相当于这类透镜,用照相机拍照时,胶片上形成__________(填像的性质)。
【答案】会聚; 远视; 倒立缩小的实像。
【解析】由于凸透镜对光有会聚作用,可以把冰块削成凸透镜形状,把太阳光会聚在焦点上,就可以点燃物体。
远处物体通过人眼所成的像成在视网膜的后方,为远视眼。为了使像成在视网膜上,需要佩戴对光线具有会聚作用的凸透镜。
照相机的镜头相当于一个凸透镜,其原理是物体在凸透镜的2倍焦距以外,像成在另一侧的1倍焦距和2倍焦距之间,成一个倒立、缩小的实像。
22. (2024内蒙古包头)工匠师维护精密仪表时,在眼睛前戴一个凸透镜,便于观察仪表的细微之处,如图所示。
(1)凸透镜起到______的作用;
(2)凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的______焦距范围之内;
(3)通过凸透镜看到的是仪表______(填“正立”或“倒立”)的像,像的位置与仪表的位置在凸透镜的______侧。
【答案】 (1)放大镜 (2)一倍 (3)正立 同
【解析】(1)中间厚两边薄的透镜叫凸透镜,工匠师维护精密仪表时,在眼睛前戴一个凸透镜,便于观察仪表的细微之处,凸透镜起到放大镜的作用。
(2)当物体在凸透镜一倍焦距范围内时,成正立、放大的虚像,故凸透镜与仪表的距离应在一倍焦距范围之内。
(3)当物体在凸透镜一倍焦距范围内时,通过凸透镜看到的是仪表正立的像,像的位置与仪表的位置在凸透镜的同侧。
23.如图甲所示,是新疆地区普遍使用的太阳灶,这是利用 镜能会聚光线的特点制成的。如图乙所示是一部望远镜,它是由两组凸透镜组成的,其物镜成像的道理相当于一个 (填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。
【答案】凹面;照相机。
【解析】因为平行光射到凹面镜上,经凹面镜反射,反射光线会聚于焦点,所以可将物体放在凹面镜的焦点上加热,太阳灶是利用凹面镜对光线的会聚作用制成的;
望远镜观察物体时,物距大于物镜的二倍焦距,成倒立缩小的实像,与照相机的成像原理相似。
四、作图题(本道大题有3小题,共6分)
24. 光通过透镜会发生折射,请将图中的入射光线或折射光线补画完整。
【答案】如图所示。
【解析】图中是凸透镜,凸透镜有三条特殊光线:过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴;穿过光心的光线传播方向不变;与主光轴平行的光线折射后穿过凸透镜的焦点,光路图如图所示。
25. 请根据画出的光线,在答图中虚线框内画出一个适当的透镜。
【答案】如图所示。
【解析】平行的光线经透镜折射后变得发散,因此该透镜起发散作用,为凹透镜,如图所示 。
26.如图是近视眼矫正的示意图,请大致画出图中两条平行光线经过晶状体后的折射光线。
【解析】近视眼看不清楚远处的物体,若不佩戴眼镜,远处射来的平行光经过晶状体后会聚于视网膜前方,所以近视眼需要佩戴凹透镜制成的眼镜,先对光线进行发散,使远处射来的平行光经过晶状体后正好汇聚于视网膜上,如图所示:
四、实验题(本道大题有3小题,共16分)
27. (5分)小明在学习了凸透镜成像的规律后,继续深入探究,选用题表中某一规格的凸透镜做实验,调整好器材后如题图甲所示,此时烛焰在光屏上成放大的像;
凸透镜编号 焦距/cm 直径/cm
① 5 3.5
② 5 4.5
③ 10 4.5
④ 15 4.5
(1)光屏上的像是实像还是虚像? ;
(2)一段时间后,小明发现烛焰的像如图乙所示,此时将蜡烛向 调节可以使烛焰的像移到光屏中央;
(3)小明选的凸透镜焦距为 cm;
(4)小明将蜡烛换成F字光源,调整了光源和光屏的位置,在光屏上仍可观察到清晰的像,如题图所示,则小明看到的像应是 (选填字母);
(5)小明认为凸透镜成像的规律还可能与凸透镜的直径有关;若要验证其猜想,则可在题表中选取编号
为 两个凸透镜进行实验验证。
【答案】(1)实像;(2)上;(3)10;(4)D;(5)①、②
【详解】(1)如图甲所示,物距小于像距,此时烛焰在光屏上成放大的像,为投影仪的成像原理,成倒立、放大的实像。
(2)一段时间后,蜡烛越烧越短,此时烛焰的像在光屏上方呈现,为了使烛焰的像移到光屏中央可以将蜡烛上移,使得烛焰,透镜的光心和光屏中央在同一水平直线上。
(3)由甲图可知,此时物距小于像距,为投影仪的成像原理,此时物距为15.0cm,在一倍到两倍焦距之间,像距为30.0cm,像距在两倍焦距之外,根据表格可知,小明选的凸透镜焦距为10cm。
(4)将蜡烛换成F字光源,调整了光源和光屏的位置,在光屏上仍可观察到清晰的像,此时物距大于像距,为照相机的成像原理,成倒立、缩小的实像,从左侧向光屏看,会看到图D所示的像,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
(5)若要验证凸透镜成像的规律还可能与凸透镜的直径有关,则需要控制凸透镜的焦距相等,故可在题表中选取编号为①、②两个凸透镜进行实验验证。
28.(6分)用如图装置探究凸透镜成像规律。
(1)调节光源、凸透镜和光屏的中心在 ;
(2)调节光源、透镜和光屏到如图位置时,光屏上出现清晰的像,其成像原理与 相同(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”);保持光源和光屏位置不变,只需将凸透镜向左移动,光屏上再次出现清晰倒立、 的实像;
(3)分析表格数据可得;
物体高度、凸透镜焦距一定时,物距变大,所成实像高度变 ;
物体高度、物距一定时,凸透镜焦距越大,所成实像高度越 ;
物高H/cm 6.0 6.0
焦距f/cm 5.0 10.0
物距u/cm 11.0 17.0 40.0 25.0 28.0 40.0
像距v/cm 9.2 7.1 5.7 16.7 15.6 13.3
像高h/cm 5.0 2.5 0.9 4.0 3.3 2.0
(4)用变焦相机拍完双子塔的全景后,要在原地把双子塔拍得更大一些,根据上述结论,应该换用焦距更 的镜头。
【答案】 同一高度 照相机 放大 小 大 大
【详解】(1)为了使像成在光屏中央,应调节光源、凸透镜和光屏的中心在同一高度处。
(2)如图所示,物距大于像距,根据凸透镜成像规律,此时成的是倒立缩小的实像,照相机就是利用此原理制成的,当凸透镜向左移动,减小物距,根据光路是可逆的可知,当现在的物距等于原来的像距,现在的像距等于原来的物距时,光屏上能再次出现清晰的像,此时物距小于像距,会成倒立放大的实像。
(3)由表中数据可得,物体高度是6.0cm、凸透镜焦距是5.0cm时,物距分别为11.0cm、17.0cm、40.0cm,物距变大,像高对应的是5.0cm、2.5cm、0.9cm,所成实像高度变小;物体高度是6.0cm、物距是40.0cm时,凸透镜焦距分别为5.0cm、10.0cm,焦距越大,像高分别对应的是0.9cm、2.0cm,所成实像高度越大。
(4)根据上述结论可知,物距一定时,凸透镜的焦距越大,所成实像越大,因此要在原地把双子塔拍得更大一些,应该换用焦距更大的镜头。
29.(5分)(2024黑龙江绥化)如图是“探究凸透镜成像的规律”实验装置。
(1)调节实验器材的高度时,蜡烛__________点燃;(选填“需要”或“不需要”)
(2)实验过程中,当蜡烛、凸透镜、光屏位置如图所示时,光屏上恰好出现清晰的像。该像是倒立、__________(选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像,生活中的__________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用该原理成像的;
(3)如图位置,若将蜡烛向左移动5cm,要在光屏上再次成清晰的像,应该将光屏适当向__________(选填“右”或“左”)移动:如果不动光屏、凸透镜,也可在蜡烛和凸透镜之间放一个合适的__________(选填“近视”或“远视”)眼镜,光屏上也能出现清晰的像。
【答案】 (1)需要 (2)缩小 照相机 (3)左 近视
【解析】(1)为了让烛焰的像成在光屏中央,在调节器材高度时,蜡烛应点燃。
(2)图示中,物距大于像距,在光屏上成倒立缩小的实像。照相机是利用这一原理成像的。
(3)向左移动蜡烛,则物距变大,像距应变小,光屏应向左移动适当距离。
光屏和凸透镜不动,而像距变小,为了让光的延迟会聚成像,可在蜡烛和凸透镜之间放一个合适的对光有发散作用的凹透镜,即近视眼镜。
五、计算与综合应用题(本道大题有1小题,共9分)
30.(9分)阅读短文,回答问题。
望远镜的发明
17世纪初,荷兰制造眼镜的技术已经很精湛了,主要的工艺是磨制凸透镜和凹透镜。人们经常与凸透镜和凹透镜打交道,用它们可以矫正远视眼和近视眼,但是人们从来都没有想到把透镜和透镜放在一起组合起来使用。1608年的一天,在荷兰眼镜制造商汉斯的作坊里,一位学徒无事拿着两个磨制好的透镜片在眼前对着看,结果惊奇地发现远处的物体变得近在眼前而且非常清晰,便把这件怪事告诉了老板汉斯。汉斯马上试验证实了这种现象,为了更便于观察,他把这两个透镜片装在一个筒里,称之为“窥镜”,这就制成了人类历史上第一架望远镜。正是有了望远镜的帮助,荷兰舰队能在敌舰发现他们之前就先行发现敌舰的动向,取得了战争的主动权,打败了强大的西班牙舰队,使荷兰成为一个海上强国。
望远镜发明的消息很快在欧洲各国流传开了。1609年,伽利略得知望远镜这种新仪器,马上意识到它的价值和作用。他立即动手制作,并且不断改进,造出了一架放大20倍的望远镜。伽利略把这架望远镜指向了天空,指向了星星,由此揭开了天文学全新的一页。伽利略利用望远镜发现了木星有卫星,观察了月面,绘制了月面图,观察到太阳黑子。伽利略这一系列重大的天文发现,有力地支持了哥白尼的宇宙学说,在知识界产生了巨大反响,人们争相传诵“哥伦布发现了新大陆,伽利略发现了新宇宙”。通过以上阅读,给我们的启示是什么?
【答案】望远镜的发明,是常见的两个透镜片的组合,看起来应该是非常简单的。但是,人们并没有有意识地运用“组合”这种方法,使得望远镜很晚才出现。如果人们学会运用组合技法的话,望远镜可能会提前很多年被发明出来,由此可以看出方法技巧在技术发明中的重要作用。
【解析】本题为开放性试题,只要能提出自己的看法,说出自己的体会,且陈述的理由符合短文的中心思想即可。通过对以上短文的阅读,同学们就会体会到只要善于观察,勤于动手,认真思索,就能发现很多科学规律,甚至某些科技产品的发明。中小学教育资源及组卷应用平台
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专题05.2 透镜及其应用单元查缺补漏检测试卷
满分100分,考试时间90分钟
一、单项选择题(本道大题有10小题,下列每题均有四个选项,其中符合题意的选项只有一个。每小题3分,共30分)
1.一个透明均匀的玻璃球被摔碎成三部分,下列说法正确的是( )
A.①②都是凸透镜 B.①③对光具有会聚作用
C.②③对光具有发散作用 D.只有①对光具有会聚作用
2. 如图所示,画出了光线通过透镜后的光路,其中正确的是( )
A. B. C.D.
3. (2024山东滨州)关于光现象,下列说法正确的是( )
A. 小孔成像是由光的折射形成的
B. “潭清疑水浅”是由光的反射形成的
C. 用手机扫描二维码时,二维码应位于手机摄像头的二倍焦距以外
D. 近视眼需要配戴由凸透镜片制成的眼镜进行矫正
4. 小明透过爷爷的老花镜看远处的楼房,发现楼房成倒立缩小的像。以下说法正确的是( )
A. 老花镜对光有会聚作用 B. 电影放映机的成像原理与该成像原理相同
C. 老花镜不能当放大镜使用 D. 爷爷远视眼是因为晶状体变厚了
5. (2024四川达州)光,让我们的世界充满温暖,让我们的世界绚丽多彩。下列有关光现象的描述错误的是( )
A. 甲图中射击时要求“三点一线”,是利用光的直线传播原理
B. 乙图中太阳光经过三棱镜后,在白屏上呈现彩色光带,说明太阳光是由多种色光混合而成
C. 丙图中通过平静的湖面可以看到廊桥在水中的倒影,这是光的反射现象
D. 丁图中我们透过放大镜看到的是正立、放大的实像
6.各种光现象所成的像有实像和虚像两种。下面所列的成像实例:①汽车观后镜中的像、②在潜望镜中看到的景物的像、③放大镜中看到的物体的像、④幻灯机屏幕上的像、⑤针孔照相机内所成的像,说法正确的是( )
A.属于实像的是①④;
B.属于虚像的是②③④;
C.属于折射成像的是①③;
D.属于反射成像的是①②
7. (2024江苏无锡市)用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律,将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏置于光具座上如图所示的位置,下列说法中正确的是( )
A. 只向左移动光屏至适当位置,光屏上能呈现烛焰缩小的像
B. 只向右移动光屏至适当位置,光屏上能呈现烛焰放大的像
C. 只向右移动蜡烛至适当位置,光屏上能呈现烛焰放大的像
D. 只移动凸透镜至适当位置,光屏上能呈现烛焰等大的像
8.现代生活,智能手机给人们带来了许多便利,但长时间盯着手机屏幕,容易导致视力下降。下列关于近视眼及其矫正的原理图正确的是( )
A.甲乙 B.甲丁 C.丙乙 D.丙丁
9. (2024山西)如图为青少年眼病患者眼球与正常眼球对比图。关于该患者的晶状体及视力矫正,下列说法正确的是( )
A. 对光的会聚能力太强,需佩戴近视眼镜
B. 对光的会聚能力太强,需佩戴远视眼镜
C. 对光的会聚能力太弱,需佩戴近视眼镜
D. 对光的会聚能力太弱,需佩戴远视眼镜
10.(2023郴州)如图所示,烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度,该凸透镜的焦距为10.0cm,凸透镜的位置保持不变。以下说法正确的是( )
A. 当蜡烛放在图中A区域时,光屏应放在图中D区域才可能呈现清晰的像;
B. 蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时,所成的像会逐渐变小;
C. 若无论怎么移动光屏,在光屏上都找不到像,则蜡烛可能放在图中B区域;
D. 若光屏上要得到一个放大的像,则蜡烛应该放在图中C区域
二、多项选择题(本道大题有3小题,下列每题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。共9分,每题3分。每题选项全选对的得3分,选对但不全的得2分,有错选的不得分)
11. (2024齐齐哈尔市)物理科技小组在做探究凸透镜成像规律的实验过程中,某次实验操作时,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,烛焰在光屏上恰好成清晰的倒立、等大的实像。则下列说法正确的是( )
A. 该凸透镜的焦距是10.0cm
B. 将蜡烛放置在光具座的25cm刻度线处,调整光屏与凸透镜的距离,烛焰在光屏上成清晰的像时,该像的性质与照相机成像的性质相同
C. 将蜡烛放置在光具座的35cm刻度线处,调整光屏与凸透镜的距离,烛焰在光屏上成清晰的像时,该像的性质与投影仪成像的性质相同
D. 将蜡烛放置在光具座的45cm刻度线处,调整光屏与凸透镜的距离,烛焰在光屏上可成清晰的正立、放大的虚像
12. (2024天津)在用一凸透镜研究其成像的规律时,某同学得到的部分实验信息如下表所示。根据表中信息判定下列说法正确的是( )
实验次序 物距/cm 像的性质 像距/cm
1 20 倒立、等大、实像
2 30 15
3 15 倒立、放大、实像 30
A. 第1次实验的像距为20cm B. 第2次实验成倒立、缩小的实像
C. 第3次实验成像特点与照相机成像特点相同 D. 若物距是12cm,物体通过透镜所成的像是虚像
13. 光刻技术的工作原理如图所示。用紫外光照射镂空掩膜,调整镂空掩膜、缩图透镜的位置,恰好能在硅片上成极小的清晰的像,从而实现集成电路的“光刻”,下列说法正确的是( )
A. 缩图透镜相当于凸透镜,凸透镜可以用于矫正近视眼;
B. 镂空掩膜位于缩图透镜的二倍焦距以内;
C. 镂空掩膜的像是倒立缩小的;
D. 硅片相当于光屏
三、填空题(本道大题有10小题,每空1分,共30分)
14.验钞机能检验人民币的真伪,它的原理是利用了________使荧光物质发光;在森林里游客如果随地丢弃装水的透明饮料瓶,可能会引起森林火灾,这是因为饮料瓶相当于_______镜,它能使太阳光_________。
15.(2024江苏盐城) 五一假期,小红和同学到公园游玩。她看到的花是红色的,是因为红花反射了______光;水鸟离开水面,向空中飞去,在水中像的大小______,像离水面的距离______;小红用相机拍下眼前这美丽的景色,是因为照相机的镜头相当于一个______透镜。
16.(2024苏州) 探究凸透镜成像规律的实验中,蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示,光屏上恰好成清晰的像,该像是倒立、_________的实像,此凸透镜的焦距是_________cm。凸透镜和光屏位置不动,将蜡烛远离凸透镜,给凸透镜“戴上”合适的_________镜,可再次获得清晰的像。
17. 在“探究凸透镜成像规律”的实验中,用如图所示的实验器材进行实验,若凸透镜的焦距为10cm,将蜡烛放在距离凸透镜______(填“5.0”或“15.0”)cm位置时,移动光屏,可以在光屏上呈现清晰的______(填“缩小”或“放大”)的像。若使光屏上能呈现清晰的等大的像,选用的凸透镜的焦距最大为______cm。
18.(2024甘肃临夏)眼睛是人类心灵的窗户,眼球好像一架照相机,晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜。如图是科技兴趣小组的同学利用注射器和水膜模拟眼睛看物体的情境。光屏相当于视网膜,这时光屏上呈现倒立缩小的________(选填“实像”或“虚像”)。为了模拟正常人眼看近处物体,注射器应________(选填“推入”或“抽出”)水。
19.智能手机扫码功能可快速获取信息,手机摄像头相当于______(选填“凸透镜”或“凹透镜”);二维码通过摄像头在手机中所成的是______(选填“实”或“虚”)像。图乙,蜡烛恰好在光屏上成清晰的像,此时光屏上可观察到倒立______(选填“放大”或“缩小”)的______(选填“实”或“虚”)像,生活中的应用是______(选填“投影仪”或“照相机”)。
20. (2024四川宜宾)据专家介绍,12~18岁是青少年近视的高发期,爱眼护眼势在必行。如图所示,_________(选填“甲”或“乙”)图表示近视眼成像原理,应佩戴_________(选填“丙”或“丁”)图的眼镜进行矫正。
21.(2023枣庄)用冰取火,似乎不可思议,但这绝非传。据晋代张华的《博物志》记载,我国古代就把冰块制成透镜,利用透镜对光的__________作用将物体点燃,如图所示。此类透镜应用非常广泛,用它制作的眼镜片可以用来矫正__________眼;照相机的镜头也相当于这类透镜,用照相机拍照时,胶片上形成__________(填像的性质)。
22. (2024内蒙古包头)工匠师维护精密仪表时,在眼睛前戴一个凸透镜,便于观察仪表的细微之处,如图所示。
(1)凸透镜起到______的作用;
(2)凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的______焦距范围之内;
(3)通过凸透镜看到的是仪表______(填“正立”或“倒立”)的像,像的位置与仪表的位置在凸透镜的______侧。
23.如图甲所示,是新疆地区普遍使用的太阳灶,这是利用 镜能会聚光线的特点制成的。如图乙所示是一部望远镜,它是由两组凸透镜组成的,其物镜成像的道理相当于一个 (填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。
四、作图题(本道大题有3小题,共6分)
24. 光通过透镜会发生折射,请将图中的入射光线或折射光线补画完整。
25. 请根据画出的光线,在答图中虚线框内画出一个适当的透镜。
26.如图是近视眼矫正的示意图,请大致画出图中两条平行光线经过晶状体后的折射光线。
四、实验题(本道大题有3小题,共16分)
27. (5分)小明在学习了凸透镜成像的规律后,继续深入探究,选用题表中某一规格的凸透镜做实验,调整好器材后如题图甲所示,此时烛焰在光屏上成放大的像;
凸透镜编号 焦距/cm 直径/cm
① 5 3.5
② 5 4.5
③ 10 4.5
④ 15 4.5
(1)光屏上的像是实像还是虚像? ;
(2)一段时间后,小明发现烛焰的像如图乙所示,此时将蜡烛向 调节可以使烛焰的像移到光屏中央;
(3)小明选的凸透镜焦距为 cm;
(4)小明将蜡烛换成F字光源,调整了光源和光屏的位置,在光屏上仍可观察到清晰的像,如题图所示,则小明看到的像应是 (选填字母);
(5)小明认为凸透镜成像的规律还可能与凸透镜的直径有关;若要验证其猜想,则可在题表中选取编号
为 两个凸透镜进行实验验证。
28.(6分)用如图装置探究凸透镜成像规律。
(1)调节光源、凸透镜和光屏的中心在 ;
(2)调节光源、透镜和光屏到如图位置时,光屏上出现清晰的像,其成像原理与 相同(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”);保持光源和光屏位置不变,只需将凸透镜向左移动,光屏上再次出现清晰倒立、 的实像;
(3)分析表格数据可得;
物体高度、凸透镜焦距一定时,物距变大,所成实像高度变 ;
物体高度、物距一定时,凸透镜焦距越大,所成实像高度越 ;
物高H/cm 6.0 6.0
焦距f/cm 5.0 10.0
物距u/cm 11.0 17.0 40.0 25.0 28.0 40.0
像距v/cm 9.2 7.1 5.7 16.7 15.6 13.3
像高h/cm 5.0 2.5 0.9 4.0 3.3 2.0
(4)用变焦相机拍完双子塔的全景后,要在原地把双子塔拍得更大一些,根据上述结论,应该换用焦距更 的镜头。
29.(5分)(2024黑龙江绥化)如图是“探究凸透镜成像的规律”实验装置。
(1)调节实验器材的高度时,蜡烛__________点燃;(选填“需要”或“不需要”)
(2)实验过程中,当蜡烛、凸透镜、光屏位置如图所示时,光屏上恰好出现清晰的像。该像是倒立、__________(选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像,生活中的__________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用该原理成像的;
(3)如图位置,若将蜡烛向左移动5cm,要在光屏上再次成清晰的像,应该将光屏适当向__________(选填“右”或“左”)移动:如果不动光屏、凸透镜,也可在蜡烛和凸透镜之间放一个合适的__________(选填“近视”或“远视”)眼镜,光屏上也能出现清晰的像。
五、计算与综合应用题(本道大题有1小题,共9分)
30.(9分)阅读短文,回答问题。
望远镜的发明
17世纪初,荷兰制造眼镜的技术已经很精湛了,主要的工艺是磨制凸透镜和凹透镜。人们经常与凸透镜和凹透镜打交道,用它们可以矫正远视眼和近视眼,但是人们从来都没有想到把透镜和透镜放在一起组合起来使用。1608年的一天,在荷兰眼镜制造商汉斯的作坊里,一位学徒无事拿着两个磨制好的透镜片在眼前对着看,结果惊奇地发现远处的物体变得近在眼前而且非常清晰,便把这件怪事告诉了老板汉斯。汉斯马上试验证实了这种现象,为了更便于观察,他把这两个透镜片装在一个筒里,称之为“窥镜”,这就制成了人类历史上第一架望远镜。正是有了望远镜的帮助,荷兰舰队能在敌舰发现他们之前就先行发现敌舰的动向,取得了战争的主动权,打败了强大的西班牙舰队,使荷兰成为一个海上强国。
望远镜发明的消息很快在欧洲各国流传开了。1609年,伽利略得知望远镜这种新仪器,马上意识到它的价值和作用。他立即动手制作,并且不断改进,造出了一架放大20倍的望远镜。伽利略把这架望远镜指向了天空,指向了星星,由此揭开了天文学全新的一页。伽利略利用望远镜发现了木星有卫星,观察了月面,绘制了月面图,观察到太阳黑子。伽利略这一系列重大的天文发现,有力地支持了哥白尼的宇宙学说,在知识界产生了巨大反响,人们争相传诵“哥伦布发现了新大陆,伽利略发现了新宇宙”。通过以上阅读,给我们的启示是什么?