第六章《常见的光学仪器》单元测试题
一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.光学知识在日常生活中有着许多的应用,下列说法中错误的是( )
A.在睛朗的夏日中午,往花的叶子上浇水时,水滴会使阳光会聚,常会把叶子烧焦
B.小汽车驾驶室前挡风玻璃不采用竖直安装可以排除像的干扰
C.做光学实验时,如果环境暗一些,研究的物体亮一些,那么物体的像会更清晰些
D.物体被毛玻璃遮住后看不见了是因为毛玻璃是不透光的
2.如下图所示,N是一个水平放置的长方形暗盒,盒内有水平向右的平行光,P为暗盒右侧平面上的一个圆孔,M是一个与暗盒右侧平面平行的、相间一定距离的光屏,若用一个外径与圆孔P相同的光学器件嵌入其中,发现在光屏M上呈现出一个比圆孔P大的圆形光斑,则嵌入圆孔P的光学器件( )
A.一定是凹透镜 B.一定是凸透镜
C.可能是凸透镜或凹透镜 D.可能是厚平板玻璃
3.人眼能看到物体是因为物体在眼睛的视网膜上形成( )
A.倒立等大的实像 B.正立缩小的实像
C.倒立缩小的实像 D.正立缩小的虚像
4.如图所示的6块光学元件.要使如图的光路图成立,虚线框内应单独放入的镜是( )
A.1或3 B.2或4 C.1或2 D.5或6
5.用幻灯机放映幻灯片时,银幕上出现的是正常画面,但若有一个小虫正好飞落在凸透镜镜片上,此时对画面的影响为( )
A.几乎无影响 B.画面上有只小虫 C.画面上有小虫,但不清晰 D.画面变得模糊
6.下列关于凸透镜或凹透镜的几幅光路图中,错误的是( )
A. B. C. D.
7.关于四种光学仪器的成像情况,下列说法中正确的是( )
A.放大镜成正立、放大的实像 B.照相机成正立、缩小的实像
C.幻灯机成倒立、放大的实像 D.平面镜成正立、等大的实像
8.物体沿凸透镜的主轴,从远处逐渐移向焦点过程中,像的位置和大小的变化将是( )
A.像逐渐靠近凸透镜,并逐渐变大 B.像逐渐靠近凸透镜,并逐渐变小
C.像逐渐远离凸透镜,并逐渐变小 D.像逐渐远离凸透镜,并逐渐变大
9.下列光现象与其成因对应正确的是( )
A.雨后彩虹一光的色散 B.鱼翔浅底一一光的直线传播
C.小孔成像一光的反射 D.镜花水月一光的折射
10.萧萧有一只透镜,经测量后焦距为8cm,当把一物体放到2f的位置时,萧萧又测量了像的大小,发现像比物小,那么这只透镜实际的焦距( )
A.大于8cm B.等于8cm C.小于8cm D.不好说
11.放映幻灯片时,要想在屏幕上得到一个和图中方向一致的图像,幻灯片应该怎样放置?( )
A. B. C. D.
12.显微镜由目镜和物镜等元件构成,下列关于显微镜的说法正确的是( )
A.目镜的焦距很短 B.通过目镜看到放大的实像
C.物镜的焦距很短 D.显微镜的放大倍数等于物镜和目镜放大倍数之和
13.某同学利用“研究凸透镜成像规律”的实验装置比较甲、乙两个凸透镜的焦距大小。两次实验时,烛焰与凸透镜的距离均为10厘米,烛焰通过甲透镜成实像,烛焰通过乙透镜成虚像。则( )
A.甲透镜的焦距小于乙透镜焦距 B.甲透镜的焦距大于乙透镜焦距
C.甲透镜的焦距等于乙透镜焦距 D.无法比较两个透镜的焦距大小
14.老师在给同学照相时,发现镜头上落了一只苍蝇,则 ( )
A.照出的相片上有一只放大的苍蝇 B.照出的相片上有一只缩小的苍蝇
C.照片上没有苍蝇,只是照片略暗一些 D.无法判断
二、多选题(每小题至少有两个正确答案)
15.下列光路图画法正确的是( )
A. B. C. D.
16.关于光现象下列说法正确的是( )
A.小孔成像和影子的形成是完全相同的两种物理现象
B.海市蜃楼是由于光的反射形成的虚幻景象
C.显微镜和望远镜的目镜的工作原理是一样的
D.凸透镜的焦距越大,折光效果越好
17.小林同学做“探究凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示,这时烛焰在光屏上成清晰的像(像未在图中画出来),下列说法正确的是( )
A.保持蜡烛凸透镜位置不动,只将光屏向右移,即可模拟探究近视眼的成因
B.图中成像特点与照相机成像特点完全相同
C.将蜡烛移到光具座10cm刻度线处,光屏向左移,光屏上仍可成清晰的烛焰像
D.将蜡烛移到光具座40cm刻度线处,保持凸透镜不动,无论怎样移动光屏,它上面都得不到清晰的蜡烛像
18.某同学在探究凸透镜成像的规律时,在光屏上得到了一个清晰的烛焰的像(如图所示),为使光屏上清晰的像变大些,下列调节方法可行的是( )
A.将蜡烛适当远离透镜,光屏适当靠近透镜
B.将蜡烛适当靠近透镜,光屏适当远离透镜
C.将透镜适当靠近蜡烛
D.将透镜适当靠近光屏
三、实验题
19.小明同学用一个焦距未知的凸透镜、蜡烛、光屏探究凸透镜成像规律.
(1)由图a可知,凸透镜的焦距是________㎝.实验时,应使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在_____ _____;这样做的目的是使像能成在
(2)如图b所示,若在光屏上(光屏未画出)能得到清晰放大的烛焰实像,则蜡烛可
能置于透镜左边a、b、c、d四点中的____ 点上,此成像特点可应用在__________上.
(3)小明依次将蜡烛、凸透镜、光屏放置在光具座上,如图c所示,按(1)的要求调
整好三者中心的位置,但无论怎样移动光屏,在光屏上始终都没能看到烛焰所成的
像.原因可能是(写出一个原因即可)___________ __ .
(4)通过实验,小明发现蜡烛离透镜越远,光屏上得到清晰的像越 (填“大”或“小”) .当把蜡烛向凸透镜靠近时,要在光屏上得到清晰的像,光屏应 凸透镜(填“靠近”或“远离”),此时在光屏上已成清晰的像是 的(填“倒立”或“正立”) .
(5)实验中,屏上已成清晰的像,此时小明固定蜡烛和透镜,在光屏和透镜间放上自己所配戴的近视眼镜,若要在光屏上成清晰的像,则需将屏向 (填“靠近”或 “远离”) 透镜的方向移动,此时所成的清晰像为 像(填“实”或“虚”) .
20.阅读下文,回答问题。
电子显微镜是在20世纪30年代出现的,它是类比于光学显微镜发展起来的。光学显微镜是用可见光照射被研究的物体,利用光学透镜使光线偏折而成像的;电子显微镜则是让电子束穿过被研究的物体,利用电磁透镜使电子束偏转而成像的。如图是用磁场聚集的电子显微镜的示意图,发射电子的阴极K相当于光学显微镜的光源。从阴极发射出来的电子,经过磁透镜L1后变为平行的电子束,L1起会聚透镜的作用。电子束穿过被研究的物体O,产生被研究物体的透射像。磁透镜L2起物镜的作用,电子束通过它,放大成像I1,I2再经磁透镜L3放大成像I2,I2被投射在荧光屏S上,可以用照相的方法记录下来。
电子显微镜的放大率比光学显微镜的放大率高1 000倍左右。电子显微镜能观察到物质的精细结构,可以拍摄出物质的分子结构图,在现代科学技术中有重要应用。
(1)图中的磁透镜L,相当于光学器件中的_________透镜,对光起_________作用,磁透镜L2相当于光学显微镜的__________,物体通过它可以成放大的像,物体通过电子显微镜,成_________次________(选填“放大”或“缩小”)的像,像是_________(选填“倒立”或“正立”)的。
(2)电子显微镜相对于光学显微镜有哪些优点_____?
四、计算题
21.在测量凹透镜焦距时,用一束平行于凹透镜主光轴的光线,射向嵌入挡板中直径为d的凹透镜上,在光屏上形成一个直径为D的圆形光斑,测得光屏到凹透镜的距离为L;如图所示,请推导凹透镜的焦距:f=LdD?d
22.如图所示,蜡烛从距凸透镜外的A点出发,沿主光轴经B、C到达D点,当它移动到B 点时,所成的像正好与烛焰等大,已知AB=BC=CD=10厘米,在如图中简略地画出蜡烛在A点时所成的像.
参考答案
1.D
【解析】
【详解】
A、小水珠对光线有会聚作用,可以使平行的太阳光会聚在一起,会聚点的温度较高从而使叶片被烧焦,所以如果晴朗的夏日中午,往树或花的叶子上浇水,常常会把叶子烧焦。故A正确;
B、汽车驾驶室前边的挡风玻璃如果竖直安装,则在运动过程中会有很大的阻力,而且车内物体在挡风玻璃里成的虚像在车的前方影响驾驶员的视线。如果不采用竖直安装,不仅可以减小阻力,而且驾驶室内物体的像在车的前上方,有利于驾驶员驾驶。故B正确;
C、做光学实验时,如果环境暗一些,研究的物体亮一些,那么物体的所成的像会更清晰些,故C正确;
D、由物体射向“毛玻璃”的光,在“毛玻璃”的表面发生了漫反射,方向不固定,形成散射。不是因为毛玻璃是不透光的,故D错误。
故选:D。
2.C
【解析】
【分析】
根据凸透镜和凹透镜对光线的作用进行分析:凸透镜对光线有会聚作用;凹透镜对光线有发散作用.
【详解】
凸透镜对光线有会聚作用,若M在焦点外,平行光线会聚在焦点继续传播,M离焦点越远,则光斑越大,所以可能是凸透镜,此时M在焦点外某一距离处,A错误;
由题意知,光线经过光学元件后形成了比圆孔P大的圆形光斑,可能是光学器件对光线有发散作用,则可能是凹透镜,B错误;
光透过厚平板玻璃后,仍平行射出,光斑的大小不变,所以D错误。
故选C.
3.C
【解析】
【分析】
要解答本题需掌握:人眼的晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏,物体在视网膜上成倒立、缩小的实像.
【详解】
人眼是一部照相机,物体在人眼的视网膜上成倒立、缩小的实像。故选C.
4.A
【解析】由光路图可知,光线能透过该镜,所以该镜为透镜.又平行光线经过透镜折射后会聚在焦点上,所以该透镜为凸透镜,1、3均为凸透镜,故选A。
5.A
【解析】
【详解】
小虫正好飞落在凸透镜镜片上,挡住凸透镜的一小部分,物体上任一点射向凸透镜的其它部分,经凸透镜折射后,照样能会聚成像,像的大小不发生变化,由于挡住的折射光线很少,会聚成的像变化不大。故选A.
【点睛】
物体有无数点组成,物体上任一点射向凸透镜有无数条光线,经凸透镜折射后,有无数条折射光线会聚成该点的像.当挡住凸透镜的一部分,还有另外的部分光线,经凸透镜折射会聚成像.
6.C
【解析】
【详解】
A、平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线过焦点,此选项是正确的;B、平行于凹透镜主光轴的光线折射后折射光线反向延长过焦点,此选项是正确的;C、平行于凹透镜主光轴的光线折射后折射光线反向延长过焦点,此选项是错误的; D、过凸透镜焦点的光线折射后折射光线平行于主光轴,此选项是正确的;故选C.
7.C
【解析】
【分析】
(1)掌握凸透镜成像的三种情况和应用:
U>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机。
2f>U>f,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机和投影仪。
U<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜。
(2)平面镜成正立的、等大的虚像,制作穿衣镜和潜望镜。
【详解】
A、放大镜成正立、放大的虚像,故A错误;
B、照相机成倒立、缩小的实像。故B错误;
C. 幻灯机成倒立、放大的实像?,故C正确;
D、平面镜成正立、等大的虚像。故D错误。
故选:C
8.D
【解析】
试题分析:凸透镜成像时像的大小由物距大小决定,当物体向凸透镜靠近时,物距逐渐减小,像离凸透镜越来越远,像逐渐变大.
物体沿主光轴,从远处逐渐移向焦点过程中,物距越来越小,像离凸透镜的距离越来越远,像逐渐变大.
由上述特点可知选项A、B、C都不正确.
故选D.
考点:凸透镜成像的应用.
点评:本题主要考查对凸透镜成像条件的了解:
①当物距大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像;
②当物距等于二倍焦距时,成倒立、等小的实像;
③当物距小于二倍焦距、大于一倍焦距时,成倒立、放大的实像;
④当物距小于一倍焦距时,成正立、放大的虚像.
9.A
【解析】
分析:A、用光的色散的知识解释;
B、用光的折射的知识解释;
C、用光的直线传播的知识解释;
D、用光的反射的知识解释。
解答:A、雨后彩虹:是光的色散形成的,故A正确;
B、鱼翔浅底:是光的折射造成的,故B错误;
C、小孔成像是光的直线传播造成的,故C错误;
D、镜花水月是光的反射形成的虚像,故D错误。
故选:A。
【点睛】本题难度不大,解答时要分析各种现象的成因。
10.C
【解析】
试题分析:此时u=16cm,凸透镜成倒立、缩小、实像的条件是u>2f,∴16cm>2f,则f<8cm。
考点:凸透镜成像特点
11.D
【解析】凸透镜成实像时,像与物比较,应该是上下左右都互换,所以放映幻灯时,要想使屏幕上出现放大的图片,幻灯片的插法应该是让鸭头向下,鸭尾向左,故选D。
12.C
【解析】试题分析:解答此题要明确显微镜的构造和成像原理:显微镜有物镜和目镜组成,目镜成的是正立、放大的虚像,显微镜的物镜成的是放大、倒立的实像.
解:显微镜的物镜焦距短,目镜焦距长,所以放在载物台上的物体在物镜的一倍焦距和二倍焦距之间,通过物镜成倒立放大的实像;显微镜通过物镜成倒立放大的实像,这个实像位于目镜的焦点之内,通过目镜成正立、放大的虚像;显微镜的放大倍数等于物镜、目镜放大倍数乘积.
故选C.
点评:本题考查了显微镜的物镜和目镜的成像特点.它们都是利用了凸透镜的成像规律.
(1)显微镜的物镜成放大实像,目镜成放大的虚像;
(2)放大倍数等于物镜、目镜放大倍数乘积.
13.A
【解析】
试题分析:烛焰与凸透镜的距离均为10cm,
烛焰通过甲透镜成实像,所以10cm>f甲.
烛焰通过乙透镜成虚像,所以10cm<f乙.
所以f乙>f甲.
故选A.
考点:凸透镜成像规律及其探究实验.
点评:凸透镜成像时,一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小.真正理解这个含义能顺利解题.
14.C
【解析】
【分析】
凸透镜成像时,u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机.
照相机和摄像机镜头是否遮挡对像的大小没有影响,对像的亮暗有影响.
【详解】
老师在给同学照相时,发现镜头上落了一只苍蝇,照出来的人像大小不变,折射光线减少,像变得暗了一些。
故选C.
15.ABCD
【解析】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点,故A正确。
过焦点的光线经凸透镜后平行于主光轴,故B正确。
平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,折射光线反向延长线过焦点,故C正确。
延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴,故D正确。
答案为ABCD。
16.AC
【解析】
解答:小孔成像和影子的形成,都是光的直线传播形成的,所以A正确;
海市蜃楼是由于光在密度不均匀的空气中传播时,发生折射而引起的,所以B不正确;显微镜和望远镜的目镜的工作原理是一样的,都是起放大镜的作用,成正立、放大的虚像,所以C正确;凸透镜的焦距越大,折光效果越差,焦距越小,折光效果越强,所以D不正确。
故AC
17.CD
【解析】A. 保持蜡烛和光屏的位置不动,将凸透镜换成焦距较小的透镜,即可模拟探究近视眼的成因,故A错误;B. u2f,2f>u>f,所以20cm>f>12.5cm,当将蜡烛移到光具座40cm刻度线处,此时物距u=10cm点睛:光屏上能承接到的像是实像.凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立缩小的实像;物距等于像距时,成倒立等大的实像;物距小于像距时,成倒立放大的实像.凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像变大;物距增大,像距减小,像变小.
18.BC
【解析】
根据凸透镜成实像的规律,要使成像大些,应该减小物距,增大像距,则像变大;
A. 将蜡烛适当远离透镜,光屏适当靠近透镜,是增大了物距,减小了像距,像会变小,故A错误;
B. 将蜡烛适当靠近透镜,光屏适当远离透镜,即减小物距,增大像距,则像变大,故B正确;
C. 将透镜适当靠近蜡烛,此时物距减小,像距增大,像会变大,故C正确;
D. 将透镜适当靠近光屏,此时物距增大,像距减小,像会变小,故D错误;
故选BC。
点睛:要掌握凸透镜成实像时物距和像距变化的特点,当物距增大时,像距减小,像也会变小(反之像变大),这里的像变小,是与之前比变小,要比较像与物体的大小,要看像距和物距的比较,像距大于物距,像就放大。
19.(1)15.同一水平直线上 ; 光屏中央
(2)C ,幻灯机(投影仪).
(3)物距小于或等于一倍焦距.
(4) 小 . 远离 , 倒立 .
(5) 远离 , 实 .
【解析】
试题分析:(1)根据焦距的定义,此时光屏到凸透镜的距离为焦距,f=60cm-45cm=15cm,在凸透镜成像规律实验中,须将蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心放在同一高度上,以便使像成在光屏的中心.(2)根据题意,若在光屏上(光屏未画出)能得到清晰放大的烛焰实像,说明物体成像的特点是倒立放大的实像,此时物距应该在一倍焦距与二倍焦距之间,所以是C点,应用是幻灯机。(3)因当物体放在焦点之内时会成正立放大虚像,不会呈现在光屏上(4)根据物远像近像变小的特点,当物距变大时,像变小;当把蜡烛向凸透镜靠近时,要在光屏上得到清晰的像,光屏应远离凸透镜,能在光屏上成的像是实像,凸透镜中实像都是倒立的。(5)因近视眼镜即为凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,当将近视眼镜放在光屏与凸透镜之间时,所成的像会向后移动,只有把光屏向后移才可接收到像。
考点:凸透镜成像的规律
点评:解决本题的关键是熟知凸透镜成像实验探究过程,以及注意事项。
20.凸 会聚 物镜 2 放大 正立 电子显微镜的放大率比光学显微镜的放大率高一千倍左右.
【解析】
解答:(1)由材料中的“L1起会聚透镜的作用,”可知上图中的磁透镜L1相当于凸透镜,对光起会聚作用;由“磁透镜L2起物镜的作用,电子束通过它,放大成像I1,I1再经磁透镜L3放大,第二次成像I2.I2被投射在荧光屏S上,可以用照相方法记录下来”可知,磁透镜L2相当于光学显微镜的物镜,物体通过它可成放大的像。物体通过电子显微镜,成2次放大,像是正立的。(2)电子显微镜相对光学显微镜来说有很多优点,例如:电子显微镜的放大率比光学显微镜的放大率高一千倍左右。电子显微镜能观察物质的精细结构,可以拍摄出物质的原子结构图,在现代科学技术中有重要的应用。
点睛:(1)由材料中的“L1起会聚透镜的作用,”可填写前两个空;由“磁透镜L2起物镜的作用,电子束通过它,放大成像I1,I1再经磁透镜L3放大,第二次成像I2.I2被投射在荧光屏S上,可以用照相方法记录下来”可填写后3个空.(2)由材料中“电子显微镜的放大率比光学显微镜的放大率高一千倍左右.电子显微镜能观察物质的精细结构,可以拍摄出物质的原子结构图,在现代科学技术中有重要的应用.”可得出结论.
21.见解析所示
【解析】
解答:平行于凹透镜主光轴的光线,经凹透镜折射后变得发散,但其反向延长线过焦点;将图中折射光线反向延长,与主光轴交与点F,则O、F之间的距离就是焦距f,如下图所示:
三角形A′B′F和三角形ABF相似,对应边成比例,则有FOFO'=ABAB',即ff+L=dD 解得:f=LdD?d
点睛:要解决此题,需要掌握凹透镜有发散光线的作用;并且要掌握三条特殊的光线通过透镜的情况:①平行于主光轴的光线,通过凹透镜折射光线的反向延长线过焦点;②过光心的光线,传播方向不变;③过焦点的光线,通过凹透镜后平行于主光轴.
22.
【解析】解答:当把蜡烛移动到B 点时,所成的像正好与烛焰等大,则物距u=2f,由图知物距大约为30cm,则焦距大约为15cm,焦点为F;蜡烛在A点时,即蜡烛处于2倍焦距之外;由烛焰发出的光线,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变,两条折射光线的交点为烛焰的像,如图所示: