課時訓練(四) 透鏡及其應用(限時:40分鐘)|基礎鞏固|一、選擇題1.2019宜昌據央視新聞報道，我國臺灣省臺中市一輛小客車，因車主將礦泉水隨手放在儀表盤上的防滑墊上，導致防滑墊起火，如圖K4-1所示。這瓶礦泉水所起的作用相當于（)圖K4-1A. 平面鏡B.三棱鏡C.凸透鏡D.凹透鏡2.下列光學知識中，說法錯誤的是（)A. 路燈下人的影子是由于光沿直線傳播形成的B.“潭清疑水淺”是由于光的折射形成的C.近視眼鏡的鏡片是凸透鏡D.照相時，被照者與鏡頭之間的距離應大于鏡頭的二倍焦距3.2019湘潭在“探究凸透鏡成像的規律”時，當燭焰離透鏡14 cm時成放大的實像，當燭焰離透鏡8 cm時成放大的虛像，則這個透鏡的焦距可能是（)A. 4 cmB.7 cmC.10 cmD.16 cm4.2019黔三州下列關于光學現象的解釋，正確的是（)A. 小孔成的像是倒立、縮小的虛像B.鏡花水月的成因是光的直線傳播C.人配戴凹透鏡能矯正近視眼D.漫反射的光線雜亂無章不遵循光的反射定律5.某凸透鏡焦距是10 cm，將物體放在離焦點5 cm的地方，所成的像（)A. 一定是實像B.一定是虛像C.一定是放大的像D.一定是縮小的像6.2019河南購物支付已進入“刷臉”時代，如圖K4-2所示，消費者結賬時只需面對攝像頭（相當于一個凸透鏡)，經系統自動拍照、掃描等，確認相關信息后，即可迅速完成交易。下列有關說法正確的是（)圖K4-2A. 光經過攝像頭成像利用的是光的反射B.攝像頭成像特點與投影儀相同C.“刷臉”時，面部應位于攝像頭二倍焦距之外D.“刷臉”時，面部經攝像頭成正立、縮小的實像7.某班同學在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中，記錄并繪制了像到凸透鏡的距離v跟物體到凸透鏡的距離u之間關系的圖像，如圖K4-3所示，下列判斷正確的是（)圖K4-3A. 該凸透鏡的焦距是16 cmB.當u=12 cm時，在光屏上能得到一個縮小的像C.當u=20 cm時成放大的像，投影儀就是根據這一原理制成的D.把物體從距凸透鏡12 cm處移動到24 cm處的過程中，像逐漸變小8.關于如圖K4-4所示望遠鏡，下列說法正確的是（)圖K4-4A. 它的物鏡和顯微鏡的物鏡作用相同B.它的物鏡相當于放大鏡，用來把像放大C.它的物鏡的作用是使遠處的物體在焦點附近成虛像D.它由兩組透鏡組成，靠近眼睛的為目鏡，靠近被觀測物體的為物鏡二、填空題9.目前青少年近視現象十分嚴重，應加強用眼保護，圖K4-5中表示近視眼成像示意圖的是圖 ， 應戴鏡制成的眼鏡矯正。 圖K4-510.2019嘉興如圖K4-6所示，保持礦泉水瓶與白紙的位置不變，當向空瓶中倒入水后，可觀察到“黑白顛倒”的現象，這是由于倒入水后的礦泉水瓶相當于形成了一塊鏡。此時，若要將“黑白顛倒”的現象重新顛倒回來，白紙應（選填“靠近”或“遠離”)礦泉水瓶。 圖K4-6三、作圖、實驗探究題11.請在圖K4-7中畫出通過透鏡前后的光線。甲乙圖K4-712.如圖K4-8所示，一束光線經平面鏡反射后，過凸透鏡的焦點F射向凸透鏡。請在圖中畫出射向平面鏡的入射光線和經凸透鏡后的折射光線，并標出入射角的度數。圖K4-813.在探究近視眼的形成原因和矯正方法時，小蓉同學選擇了如下器材:蠟燭（模擬所視物)、水凸透鏡（模擬人眼晶狀體，并與注射器相連)、光屏（模擬人眼視網膜)、光具座等。（水凸透鏡的凸起程度可以通過注射器注入或吸取水的多少來調節)（1)她安裝并調整好實驗裝置，如圖K4-9所示，將點燃的蠟燭置于透鏡前某一位置時，在光屏上得到了燭焰清晰的像;當向水凸透鏡內注入水，使透鏡更凸后，發現光屏上已無燭焰清晰的像，若要在光屏上再次得到燭焰清晰的像，應在水凸透鏡前放置一塊透鏡;若撤去放置的透鏡，應將光屏（選填“靠近”或“遠離”)水凸透鏡，才能得到清晰的像。 圖K4-9（2)根據上述實驗，可知近視眼的形成原因是 。 （3)小明用此光具座模擬人眼看遠近不同物體的情況，當人眼看清眼前30 cm處的物體時，凸透鏡的位置、形狀如圖K4-10所示。如果將物體移至眼前50 cm處，保持透鏡（晶狀體)、光屏（視網膜)之間距離不變，則應該換上更（選填“薄”或“厚”)的凸透鏡（凸透鏡直徑大小相同)，才能在光屏上得到清晰的像。 圖K4-1014.如圖K4-11所示為“探究凸透鏡成像規律”的實驗裝置圖，已知凸透鏡的焦距為10 cm。圖K4-11（1)為了便于觀察實驗現象，實驗環境應 （選填“較亮”或“較暗”)一些。（2)組裝并調整實驗器材，使燭焰和光屏的中心位于凸透鏡的上。 （3)如圖所示，當蠟燭距離凸透鏡40 cm時，移動光屏，可在光屏上找到一個清晰倒立、（選填“放大”“等大”或“縮小”)的實像。日常生活中（選填“照相機”“投影儀”或“放大鏡”)就是利用這一原理工作的。 （4)將圖中的凸透鏡換成焦距為30 cm的凸透鏡，保持蠟燭和凸透鏡的位置不變，在光具座上移動光屏，（選填“能”或“不能”)找到某一位置，使像清晰地呈現在光屏上，理由是 。 |能力提升|一、選擇題1.2018廣西北部灣如圖K4-12所示，使用手機攝像頭掃描二維碼時，成縮小的實像。下列儀器成像特點與其相同的是（)圖K4-12A. 放大鏡B.照相機C.投影儀D.顯微鏡2.2018柳州模擬圖K4-13中甲是小明同學眼睛的成像光路圖，乙、丙是對著同一個字成像的兩個不同的透鏡。問小明是近視眼還是遠視眼？應戴由哪類透鏡制成的眼鏡？（)圖K4-13A. 近視眼，乙B.近視眼，丙C.遠視眼，乙D.遠視眼，丙3.下列觀察儀器的選擇與觀測范圍（如圖K4-14所示)相匹配的是（)圖K4-14A. 天文望遠鏡適于觀察甲區間的物體B.光學顯微鏡適于觀察乙區間的物體C.電子顯微鏡適于觀察丙區間的物體D.放大鏡適于觀察丁區間的物體4.小楊做凸透鏡成像規律的實驗。將焦距為10 cm的凸透鏡固定在光具座上50 cm刻度線處，光屏和點燃的蠟燭位于凸透鏡兩側，實驗前調整燭焰中心、透鏡中心和光屏中心在同一水平高度，如圖K4-15所示。則下列四個選項中，判斷正確的是（)圖K4-15A. 若蠟燭放置在10 cm刻度線處，移動光屏，在光屏上不能呈現燭焰清晰的像B.若蠟燭放置在20 cm刻度線處，移動光屏，可在光屏上呈現燭焰清晰放大的實像C.若蠟燭放置在35 cm刻度線處，移動光屏，可在光屏上呈現燭焰清晰放大的實像D.若蠟燭放置在45 cm刻度線處，移動光屏，可在光屏上呈現燭焰清晰縮小的實像5.2019衡陽當汽車經過十字路口時，監控攝像頭就會拍下照片。攝像頭相當于一個透鏡，影像傳感器相當于光屏。下列說法正確的是（)A. 監控攝像頭和近視眼鏡的鏡片都對光有會聚作用B.拍照時，汽車位于攝像頭二倍焦距以外C.當汽車遠離攝像頭時，影像傳感器上的像變大D.影像傳感器上成的是正立的虛像6.小柳對下列光學成像實例進行了分析，下列判斷正確的是（)實例:針孔照相機內所成的像;潛望鏡中看到的景物的像;放大鏡看到的物體的像;幻燈機屏幕上所成的像;照相機中所成的像。A. 反射成像的有B.折射成像的有C.屬于實像的是D.屬于虛像的是7.2019濱州在做“探究凸透鏡成像的規律”實驗時，某小組測量出物距和像距的數據，并繪制成如圖K4-16所示的圖像，根據圖像可知（)圖K4-16A. 該凸透鏡的焦距f=20 cmB.當物距u=30 cm時，成倒立、縮小的實像，照相機利用了這條規律C.當物距u=8 cm時，成倒立、放大的實像，幻燈機利用了這條規律D.把物體從距凸透鏡30 cm處向距凸透鏡15 cm處移動過程中，所成的像會逐漸變小8.2019自貢小明同學用數碼相機（可調焦距)拍攝了同一花菜的兩張照片，如圖K4-17所示，結合圖片分析，下面說法不正確的是（)圖K4-17A. 照相機的鏡頭與老花鏡屬于同一類透鏡B.凸透鏡能成縮小的實像是照相機的工作原理C.在物距相同的情況下，拍攝乙照片時，鏡頭焦距需調得小一些D.在物距相同的情況下，拍攝乙照片時，鏡頭焦距需調得大一些二、填空題9.彩色電視機屏幕上的各種艷麗色彩是由紅、 藍三種光通過適當的比例混合得到的;如圖K4-18所示的透鏡是透鏡，用這種透鏡制作的眼鏡可以用于矯正 （選填“近視”或“遠視”)眼。 圖K4-1810.為了監控取款機前的實時情況，銀行ATM自動取款機上方安裝有一個攝像頭。攝像頭的工作原理相當于透鏡成倒立、的實像;當取款人逐漸靠近取款機時，他所成的像會逐漸（選填“變大”“變小”或“不變”)。 三、作圖、實驗探究題11.2018達州根據圖K4-19中的入射光線或折射光線作出相應折射光線或入射光線。圖K4-1912.請在圖K4-20中畫出光線AO的折射光線和BC的入射光線。圖K4-2013.原創在利用光具座進行凸透鏡成像的實驗探究中:（1）如圖K4-21甲所示，一束平行于凸透鏡主光軸的光線經過凸透鏡后，在光屏上形成了一個最小、最亮的光斑。由圖可知，凸透鏡對光線具有作用，該凸透鏡的焦距是cm。 圖K4-21（2）將蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在光具座上，點燃蠟燭后，調整燭焰、透鏡和光屏三者的中心大致在。實驗過程中，無論怎樣移動光屏都不能在光屏上得到像，請你指出其中一條可能的原因: 。 （3）調整后，把蠟燭移至距凸透鏡16 cm處時（如圖乙)，在凸透鏡另一側前后移動光屏，會在光屏上得到一個倒立、的實像;（填光學儀器)就是利用這一成像規律工作的。 （4）如果將蠟燭在（3)的基礎上遠離透鏡，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應向（選填“靠近”或“遠離”)透鏡的方向移動。如保持蠟燭、凸透鏡、光屏的位置不變，小華利用不透光的紙板遮住凸透鏡的上半部分，則在光屏上觀察到的像是（填選項前的字母)。 A. 蠟燭的上半部分，亮度變暗B.蠟燭的下半部分，亮度變暗C.完整的燭焰，亮度變暗D.完整的燭焰，亮度不變（5）在（3）的基礎上，保持凸透鏡位置不變，將蠟燭與光屏對調，光屏上也能得到燭焰清晰的像，（選填“照相機”“投影儀”或“放大鏡”)就是根據這個原理設計的。實驗過程中，由于蠟燭燃燒變短，使燭焰的像成在了光屏中心的上方，要使像重新成在光屏的中心，如果只調光屏，應將光屏向調。 （6）通過實驗小柳明白了照相機的成像原理，一次他在給兄弟班級照畢業相時，發現兩旁還有同學沒有進入觀景框內，他應將照相機（選填“靠近”或“遠離”)被拍照的同學，同時把鏡頭（選填“前伸”或“后縮”)這樣才能在觀景框內看到全班同學清晰的畫面。 （7）小柳在早上9:00利用太陽光進行觀察凸透鏡焦點的活動，他將凸透鏡與水平地面平行放置，調節凸透鏡到地面的距離，直至地面上出現一個最小的亮點，他認為此點就是凸透鏡的焦點。你認為她操作過程存在的問題是 。 （8）在用焦距為10 cm的凸透鏡探究成“等大實像”的實驗時，老師發現有兩個小組所測像距分別為17.5 cm和22 cm，與理論像距20 cm相比偏差較大。若不是因為長度測量方法錯誤和測量誤差導致的，請分析出現這種情況的原因:。 （9）小柳回想起白光經三棱鏡后，光屏上自上而下出現了紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫的色帶（如圖丙所示)。受此啟發，于是他選取焦距為10 cm的凸透鏡，用紅光和藍光來進行圖甲的實驗，實驗結論:對同一凸透鏡，測得的焦距大些。 參考答案基礎鞏固1.C解析凸透鏡對光有會聚作用,裝水的礦泉水瓶相當于一個凸透鏡,可以將太陽光會聚,導致防滑墊起火,故C正確。2.C解析凸透鏡對光線有會聚作用,凹透鏡對光線有發散作用；近視眼鏡的鏡片是凹透鏡,遠視眼鏡的鏡片是凸透鏡。3.C解析當燭焰離透鏡14 cm時成放大的實像,則蠟燭在一倍焦距和二倍焦距之間,即2f14 cmf,所以7 cmf14 cm；當燭焰離透鏡8 cm時成的是放大的虛像,則蠟燭在一倍焦距以內,即8 cmf。綜上所述8 cmf14 cm,故選C。4.C5.C6.C解析攝像頭相當于一個凸透鏡,光經過攝像頭成像利用的是光的折射,故A錯誤；攝像頭成倒立、縮小的實像,投影儀成倒立、放大的實像,故B、D錯誤；根據凸透鏡成像規律,當物距u2f時,成倒立、縮小的實像,所以“刷臉”時,面部應位于攝像頭二倍焦距之外,故C正確。7.D8.D9.甲凹10.凸透靠近解析倒入水后的礦泉水瓶相當于凸透鏡,可觀察到“黑白顛倒”的現象,說明成倒立的像,若要將“黑白顛倒”的像重新顛倒回來,需要成正立的像,當物體在凸透鏡的焦距之內時可以成正立、放大的虛像,因此白紙應靠近礦泉水瓶,位于凸透鏡的焦距之內即可。11.如圖所示12.如圖所示13.（1）凹靠近（2）近視眼的晶狀體比正常人眼的晶狀體更凸（或像成在了視網膜之前,或近視眼的晶狀體對光線的偏折能力強,或近視眼的晶狀體對光線的會聚能力強）（3）薄14.（1）較暗（2）主光軸（3）縮小照相機（4）不能物距在一倍焦距和二倍焦距之間時,像距應大于二倍焦距,則光屏的位置應在110 cm的右側,光具座的長度不夠,所以無法在光屏上成清晰的像能力提升1.B2.B3.B4.C解析由題意可知,若蠟燭放置在10 cm刻度線處,此時物距為40 cm,大于二倍焦距,移動光屏,可在光屏上得到一個倒立、縮小的實像,A錯誤；由題意可知,若蠟燭放置在20 cm刻度線處,此時物距為30 cm,大于二倍焦距,移動光屏,可在光屏上得到一個倒立、縮小的實像,B錯誤；由題意可知,若蠟燭放置在35 cm刻度線處,此時物距為15 cm,小于二倍焦距但大于一倍焦距,移動光屏,可在光屏上得到一個倒立、放大的實像,C正確；由題意可知,若蠟燭放置在45 cm刻度線處,此時物距為5 cm,小于一倍焦距,此時蠟燭通過凸透鏡成一個正立、放大的虛像,在光屏上得不到像,D錯誤。5.B6.C7.B解析根據凸透鏡的成像規律可知：當物距等于像距等于二倍焦距時,成倒立、等大的實像,由圖像可知：當物距u=20 cm時,像距v=20 cm,所以凸透鏡的焦距為f=10 cm,故A錯誤；當物距u=30 cm時,物距大于二倍焦距,凸透鏡成倒立、縮小的實像,照相機利用了這條規律,故B正確；當物距u=8 cm時,物距小于焦距,凸透鏡成正立、放大的虛像,放大鏡是利用該原理來工作的,故C錯誤；物體從距凸透鏡30 cm處向距凸透鏡15 cm 處移動時,物距變小,當凸透鏡成實像時,物距越小,像距越大,像越大,故D錯誤。8.C解析照相機的鏡頭是凸透鏡,老花鏡也是凸透鏡,屬于同一類透鏡,故A正確,不符合題意。當u2f時,成倒立、縮小的實像,應用于照相機和攝像機,故B正確,不符合題意。照相機是利用凸透鏡成倒立、縮小的實像的原理工作的,在物距不變的條件下,乙照片中的花菜大些,則拍攝乙照片時鏡頭的焦距需調得大些,故C錯誤,符合題意,D正確,不符合題意。9.綠凸遠視10.凸縮小變大11.如圖所示12.如圖所示13.（1）會聚11.0（2）同一高度蠟燭放在了凸透鏡一倍焦距以內（3）放大投影儀（或幻燈機）（4）靠近C（5）照相機上（6）遠離后縮（7）太陽光沒有正對著凸透鏡照射（8）光屏上還沒有出現清晰的像時就測出了像距（9）紅光