1、第5章透镜及其应用 综合训练一、选择题1.如图所示的水晶球是小明暑假研学过程中获得的奖品,妈妈提醒小明不要把它们放在向阳的窗台上,因为水晶球相当于()A.凸透镜B.凸面镜C.凹透镜D.凹面镜2.下列光学器材中没有用到透镜的是()A.手机镜头B.显微镜C.潜望镜D.望远镜3.小明长时间盯着手机屏幕,导致视力下降,患上了近视眼,现在有甲、乙、丙、丁四种镜片,下图是光照射到这四种镜片上产生的现象,他应该选择的矫正镜片是()4.小华用一架焦距不变的照相机先后拍摄了赣州郁孤台的美景,所拍摄的照片分别如图甲和乙所示。从拍摄甲照片到拍摄乙照片,下列说法正确的是()A.靠近郁孤台,并使镜头往里缩B.远离郁孤台
2、,并使镜头往外伸C.甲的物距比乙大,甲的像距比乙小D.甲的物距比乙小,甲的像距比乙大5.微雕是中国传统工艺美术中的袖珍艺术品。小明利用焦距为20 cm的放大镜在铅笔芯上进行雕刻练习。小明用这个放大镜雕刻时()A.笔芯与放大镜之间的距离应等于20 cmB.笔芯与放大镜之间的距离应小于20 cmC.通过放大镜看到的是倒立、放大的虚像D.通过放大镜看到的是正立、放大的实像6.2023年10月26日,神舟十七号成功对接空间站天和核心舱前向端口。如图所示,这是对接过程中空间站上摄像机拍摄的照片。下列说法正确的是()A.摄像机的镜头相当于凸面镜B.摄像机的成像特点与投影仪的相同C.神舟十七号通过摄像机成正
3、立、缩小的实像D.神舟十七号靠近空间站时,它在摄像机上成的像逐渐变大7.小明把蜡烛移至凸透镜的焦距以内,然后透过凸透镜直接观察蜡烛,那么他将看到烛焰成像的情形是图中的()8.一凸透镜焦距是10 cm,发光物体放在离透镜中心16 cm处,可在光屏上得到一清晰的像,如把物体移动7 cm,则成像情况()A.一定是倒立、缩小的实像B.可能是倒立、缩小的实像,也可能是虚像C.一定是倒立、放大的实像D.可能是倒立、放大的实像,也可能是虚像9.物体放在凸透镜的主光轴上,当物体离透镜16 cm时在光屏上观察到放大的像,则该凸透镜的焦距f可能是()A.5 cmB.12 cmC.16 cmD.32 cm二、填空题
4、10.将矿泉水瓶遗弃野外易引起山火,是因为瓶中的水相当于,可会聚太阳光引燃干草或枯枝。隔着薄膜上的水滴看很近的字,会看到通过水滴形成正立、放大的像(具体描述像的性质);如果想让看到的字再变大点,应让水滴(选填“靠近字”“远离字”或“面积增大”)。11.如图所示,小明在项目学习的过程中自制了一架照相机模型,使用的凸透镜焦距为8 cm。小明在教室里,用它观察窗外的树木,前后移动内纸筒,在半透明膜上可以看到树木(选填“倒立”或“正立”)的像。小明位置不变,用它观察窗户时,为再次成清晰的像,半透明膜应(选填“靠近”或“远离”)凸透镜。12.小麦在家拿同一个放大镜观察书本上“中学物理”四个字,得到如图所
5、示的两种情境。图(选填“甲”或“乙”)看到的是字的实像,此时放大镜和书本的距离(选填“小于焦距”“大于焦距小于2倍焦距”或“大于2倍焦距”),从图甲到图乙的变化过程中,放大镜是逐渐(选填“靠近”或“远离”)书本的。13.如图所示,透过手表表盘上光滑透明凸起部分,能清楚地读出日期信息,光滑透明凸起部分相当于(选填“凸”或“凹”)透镜,透过它看到的是日期数字(选填“放大”或“缩小”)的(选填“实”或“虚”)像。三、作图题14.图甲是使用放大镜看手指的情境,图乙是其简化光路图。点S表示手指的位置,点S表示手指的虚像位置,光线SA是由点S发出的一条平行于凸透镜的主光轴的光线,请在图乙中作出SA的折射光
6、线,并确定凸透镜右侧焦点F的位置。15.根据入射光线的折射光线,在图中的虚线框内画出适当类型的透镜。四、实验探究题16.某学习小组探究凸透镜成像的规律,进行了如下操作:甲乙(1)安装并调节发光二极管F、透镜、光屏,使它们的中心大致在。(2)通过探究,记录并绘制了物距u与像距v之间的关系图像,如图甲所示,则该凸透镜的焦距是 cm。(3)当发光二极管F放在如图乙所示位置时,调节光屏,可在光屏上得到一个清晰的像,生活中的(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这样的成像原理工作的。(4)在图乙中,小明借来物理老师的眼镜,将其放在发光二极管F和凸透镜之间,发现光屏上原本清晰的像变模糊了,向右移
7、动光屏,光屏上的像又变清晰,说明老师戴的是(选填“近视”或“远视”)眼镜。17.小飞同学做探究凸透镜成像规律的实验。(1)小飞按图甲安装好器材,调整、凸透镜(f=10 cm)、光屏三者的中心在同一高度。(2)如图甲所示,光屏上会出现发光二极管F缩小、(选填“正立”或“倒立”)的清晰的像;透镜位置保持不变,将发光二极管F移动到光具座35 cm刻度处,光屏向(选填“左”或“右”)移动到适当位置,光屏上又重新出现发光二极管F清晰的像;将发光二极管F移动到光具座42 cm刻度处,小飞在凸透镜的右侧,通过凸透镜观察到发光二极管F正立的像,发光二极管F继续靠近凸透镜,发光二极管F的像(选填“变大”或“变小
8、”)。(3)将一个眼镜片放在图甲中发光二极管F和凸透镜间的某一位置,光屏上的像变模糊了,凸透镜和光屏的位置保持不变,向左移动发光二极管F,又能在光屏上看到发光二极管F清晰的像,说明该镜片是(选填“凸透镜”或“凹透镜”)。(4)完成实验后,小飞利用图乙所示装置探究光的反射规律。白色硬纸板ENF垂直于水平放置的平面镜,法线ON垂直于镜面,使一束光贴着纸板沿EO射到O点,反射光线沿OF射出,当入射光线远离法线时,反射光线将(选填“靠近”或“远离”)法线。如图丙所示,把纸板NOF向后折,在纸板上看不到反射光线,由此初步得出:反射光线、入射光线、法线在平面内。五、解答题18.小明同学与小亮同学讨论光学中
9、有关放大镜的问题。小明同学说:“通过放大镜用眼睛观察物体,总是比实际物体大,所以叫放大镜。”小亮同学说:“物理规律需要条件,如果条件合适,通过放大镜用眼睛观察物体,还可以看到比实际物体小或等大的物体。”你认为他们的说法哪个正确。请利用学习过的光学知识,作出正确的解释。第五章综合训练1.A解析:水晶球中间厚、边缘薄,相当于一个凸透镜,凸透镜可以会聚光,若水晶球放在向阳的窗台上,容易引发火灾。故选A。2.C3.B解析:由图可知,像成在了视网膜的前方,为近视眼,需要佩戴凹透镜矫正,凹透镜对光具有发散作用,B选项中,入射光为会聚光,出射光为平行光,说明镜片乙对光有发散作用,所以镜片乙为凹透镜;镜片甲、
10、丁为凸透镜,镜片丙为平面透镜。故选B。4.C解析:凸透镜成实像时,物远像近像变小;先拍甲照片再拍乙照片,像变大,像距变大,物距变小,所以照相机靠近郁孤台,并使镜头往外伸,故C正确。5.B解析:放大镜成正立、放大的虚像,满足uuf,v2f;而透镜到物体的距离为像距,即2f16 cmf,解得8 cmf16 cm,只有B选项符合条件。10.凸透镜虚远离字解析:盛水的矿泉水瓶相当于一个凸透镜,可以将射来的太阳光会聚在一点,会聚点的温度比较高,可能会引起火灾。一滴水滴在平铺的塑料纸上,水滴中间厚边缘薄,形成水凸透镜。字在凸透镜的焦距以内,成正立、放大的虚像。想让字更大一些,像变大,则物距也要变大;需要凸
11、透镜远离字,但物距始终要小于焦距;面积大,凸出程度小,焦距变大,远离焦点,像变小。11.倒立远离解析:小明在教室里,用它观察窗外的树木,前后移动内纸筒,此时物距大于2倍焦距,在半透明膜上可以看到树木倒立、缩小的像;小明位置不变,用它观察窗户时,物距变小,像距变大,为再次成清晰的像,半透明膜应远离凸透镜。12.乙大于焦距小于2倍焦距远离解析:甲图成正立、放大的虚像,此时的物距小于焦距;乙图成倒立、放大的实像,物距大于焦距小于2倍焦距;所以从图甲到图乙的变化过程中,放大镜是逐渐远离书本的。13.凸放大虚解析:透明凸起的部分中间比边缘厚,是凸透镜,其作用相当于一个放大镜,手表数字在凸透镜的焦距以内,
12、则成正立、放大的虚像。14.如图所示解析:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,折射光线过透镜的焦点,连接S、入射光线与透镜的交点,然后延长,与主光轴的交点为焦点的位置。15.如图所示解析:图中会聚的光经透镜折射后变得发散,因此该透镜对光起发散作用,为凹透镜。16.(1)同一高度(2)5(3)照相机(4)近视解析:(1)根据实验的要求,让像成在光屏的中心,必须使发光二极管F、凸透镜和光屏三者的中心放在同一高度上。(2)由图像可知,u=v=2f=10 cm,所以f=5 cm。(3)当发光二极管F放在如图乙所示位置时,物距为15 cm,焦距为5 cm,此时的物距大于2倍焦距,调节光屏,能在光屏上得到一
13、个倒立、缩小的实像,其应用是照相机。(4)将老师的眼镜靠近凸透镜左侧,发现光屏上的像由清晰变模糊,向右移动光屏又发现清晰的像,说明老师所戴眼镜的镜片对光起了发散作用,为凹透镜;近视眼是远处物体的像不能呈现在视网膜上,而是呈现在视网膜的前方,因此需佩戴凹透镜才能看清远处的物体。17.(1)发光二极管F(2)倒立右变小(3)凹透镜(4)远离同一解析:(1)实验前,调整发光二极管F、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度,目的是使发光二极管F的像成在光屏中央。(2)由题图甲可知,此时物距为30.0 cm,像距为15.0 cm,凸透镜焦距f=10 cm,所以物体在2倍焦距以外,像在焦距与2倍焦距之间,成倒立
14、、缩小的实像。透镜位置保持不变,将发光二极管F移动到光具座35 cm刻度处,那么物距为15.0 cm。根据光路可逆原理,如果此时像距为30.0 cm,光屏上会再次成清晰的像,所以光屏应该向右边移动至光具座80 cm刻度处。将发光二极管F移动到光具座42 cm刻度处,物体在凸透镜的焦距以内,成正立、放大的虚像。凸透镜成虚像的特点是物近像近像变小,所以当发光二极管F继续靠近凸透镜时,虚像逐渐变小。(3)将一个眼镜片放在题图甲中发光二极管F和凸透镜间的某一位置,光屏上的像变模糊了。向左移动发光二极管F,又能在光屏上看到发光二极管F清晰的像,凸透镜成实像的规律是物远像近像变小,说明放入眼镜片后像变远了,通过向左移动发光二极管F,使得像变近重新在光屏上呈现,故该镜片为凹透镜。(4)当入射光线远离法线时,入射角变大。根据反射定律可知,反射角等于入射角,所以反射光线也将远离法线。把纸板NOF向后折,入射光线所在的平面和反射光线所在的平面不相同,这时在纸板上看不到反射光线,由此初步得出:反射光线、入射光线、法线在同一平面内。18.小亮说法正确。放大镜是凸透镜,看近处物体时,若物距小于焦距,则成正立、放大的虚像,可以作为放大镜使用;当看远处物体时,若物距大于2倍焦距,则成倒立、缩小的实像;若物距等于2倍焦距,则成倒立、等大的实像;若物距大于焦距且小于2倍焦距,则成倒立、放大的实像。8
