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1、.第五章 透镜及其应用 单元精测卷(时间40分钟总分100分) 班级 姓名 考号 总分： 一、选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分)1.不正确用眼等原因都会导致患上近视眼,有近视眼的人大多数是采用戴近视眼镜进行矫正,现取一块近视眼镜片研究,下列说法不正确的是()A.镜片的中央比边缘薄 B.对光有发散作用C.对光线具有会聚作用 D.是一块凹透镜【解析】选C。近视眼是由于物体成像在眼球内,需用凹透镜矫正。凹透镜是中间薄边缘厚,对光具有发散作用。而凸透镜对光线有会聚作用,镜片的中央比边缘厚,所以近视眼镜片有以下特征:镜片的中央比边缘薄、是一块凹透镜、对光有发散作用,故选C。2.把一瓶矿泉水放在
2、物理课本上,看到的情景如图所示,下列光学设备中,成像情况与它相同的是()A.放大镜 B.投影仪C.照相机 D.近视眼镜【解析】选A。此时装有水的矿泉水瓶相当于一个凸透镜,此时将字放在凸透镜后面,即相当于将字放在了凸透镜的1倍焦距以内,故此时能看到一个正立放大的虚像,放大镜成像情况与它相同;近视眼镜是凹透镜,故选A。3.如图是宇航员王亚平太空授课时的一个镜头,若她的脸离水球球心的距离是30 cm,则该水球的焦距可能是()A.8 cmB.15 cmC.20 cmD.40 cm【解析】选A。本题考查凸透镜成像规律及其应用。图中所成的像为倒立、缩小的实像,水球具有中间厚、边缘薄的特点,因此水球相当于一
3、个凸透镜,此时王亚平到水球的距离与水球焦距的关系是大于2倍焦距,即30 cm>2f,则f<15 cm。故选A。4.用水彩笔在磨砂电灯泡的侧面画一个你所喜欢的图案,然后接通电源,拿一个凸透镜在灯泡和白墙之间移动,下列情况不可能发生的是()A.能在墙上看到倒立、缩小的所画图案的像B.能在墙上看到倒立、放大的所画图案的像C.只能在墙上看到放大的所画图案的像D.不能在墙上看到所画图案的像【解析】选C。本题考查凸透镜成像的条件。利用凸透镜可以得到倒立、放大的实像,也可以得到倒立、缩小的实像,还可以得到正立、放大的虚像。当成正立、放大的虚像时,像和电灯泡在同侧,不能成像在白墙上。故选C。5.在
4、探究凸透镜成像规律的实验中,先用焦距为10 cm的透镜甲进行实验,在透镜右侧的光屏上得到了清晰缩小的实像。接下来不改变发光体和凸透镜的位置,改用焦距为20 cm的透镜乙继续进行实验,下列情形可能发生的是()A.光屏向右移,能接收到清晰缩小的实像B.光屏向左移,能接收到清晰放大的实像C.光屏向左移,能接收到清晰缩小的实像D.无论怎样移动光屏,都接收不到清晰的像【解析】选A。本题考查凸透镜成像规律。根据凸透镜成像规律,在光屏上得到倒立缩小实像的条件是:u>2f,f<v<2f;当凸透镜的焦距增大时,不改变发光体和凸透镜的位置,即保持物距不变,此时物距仍可能满足u>2f,将光屏
5、向右移,增大了像距,可能在光屏上得到清晰的倒立缩小的实像;此时物距也可能满足u=2f或f<u<2f,即物距相对减小,但一定大于焦距,若想得到清晰的实像,应增大像距,即应将光屏向右移动,可能得到等大或放大的实像,故选A。6.望远镜能对远处的物体进行视角放大,它利用两个焦距不同的凸透镜分别作为物镜和目镜,则物镜和目镜对被观察物体所成的像是()A.物镜和目镜都成虚像B.物镜和目镜都成实像C.物镜成倒立放大的实像D.目镜成正立放大的虚像【解析】选D。本题考查望远镜的结构及成像特点。望远镜是由两组透镜组成,物镜成倒立、缩小的实像,与照相机的成像原理相同;目镜成正立、放大的虚像,与放大镜的成像
6、原理相同。故选D。7.某同学用自制的水凸透镜做凸透镜成像实验,在光屏上得到了清晰的像,如图所示。他继续向水凸透镜内注水,使水凸透镜的焦距变小,如果不改变蜡烛和凸透镜的位置,要在光屏上再次成清晰的像()A.光屏应向左移动,成缩小的像B.光屏应向右移动,成放大的像C.光屏应向左移动,成放大的像D.光屏应向右移动,成缩小的像【解析】选A。本题考查凸透镜成像规律。题干中不改变蜡烛和凸透镜的位置,即物距不变,水凸透镜的焦距变小,根据“物距不变,焦距越小,像越小”,得到的像变小,像距的变化与像的变化一致,也就是说,像距变大,像变大,像距变小,像变小,因此,要得到清晰的像,应将光屏向左移动;由图可知,水凸透
7、镜原来成缩小的像,焦距变小后成的像更小,因此所成的像为缩小的像。故选A。8.某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图象,如图所示,下列判断正确的是()A.该凸透镜的焦距是16 cmB.当u=12 cm时,在光屏上能得到一个缩小的像C.当u=20 cm时成放大的像,投影仪就是根据这一原理制成的D.把物体从距凸透镜12 cm处移动到24 cm处的过程中,像逐渐变小【解析】选D。从题图可知,当物距等于像距时物体刚好处在二倍焦点上,故焦距为8 cm,A错误;当u=12 cm时,f<u<2f,故成倒立放大的实像,故B错误;当u
8、=20 cm时,u>2f,成倒立缩小的实像,故C错误;物体从12 cm向24 cm移动的过程中,符合物远像近像变小,故D正确。二、填空题(本题共6小题,每空2分,共30分)9.纳米自洁防油水服装材料具有拒水、拒油、防污等消费者梦寐以求的功能。如图为纳米面料的疏水性展示,即当水洒在这种面料上时,会马上成为水滴状,似一个个小型的(选填“凸透”“凹透”“凸面”或“凹面”)镜。【解析】水滴边缘薄,中间厚,似一个个小型的凸透镜。答案:凸透10.如图是嫦娥三号着陆器图片,该图是由月球车上全景相机拍摄的。拍照时,着陆器到镜头的距离要(选填“大于”“等于”或“小于”)两倍焦距。若要把着陆器的像拍得更大些
9、,则应使照相机的镜头(选填“远离”或“靠近”)着陆器一些。【解析】照相机的镜头相当于一个凸透镜,所照景物放在镜头的二倍焦距以外,在底片上成缩小的实像;即拍照时,着陆器到镜头的距离要大于二倍焦距,由凸透镜成实像规律,物近像远像变大可知,若要把着陆器的像拍得更大一些,则应使照相机镜头靠近着陆器一些。答案:大于靠近11.利用激光的平行度好,将激光束射入光盘,激光经过(选填“反射”或“折射”)后被光学装置接收,处理后就可以还原成声音和图像。激光还有一个特点是亮度高,如果激光照射到人眼,由于眼球的晶状体相当于(选填“凸透镜”或“凹透镜”),激光经过眼球(选填“会聚”或“发散”)在视网膜上,会严重灼伤视网
10、膜,造成永久性伤害。【解析】光盘是不透明的,所以靠对激光的反射来输出信号;眼球的晶状体是中间厚边缘薄,相当于凸透镜,所以对光线有会聚作用,激光经眼球会聚后会伤害人眼的视网膜。答案:反射凸透镜会聚12.如图所示,一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后,在光屏上形成一个最小最亮的光斑,由图甲可知凸透镜的焦距是cm;现把蜡烛放在距凸透镜35 cm处(如图乙),在凸透镜另一侧前后移动光屏,光屏上可以看到一个(选填“放大”“缩小”或“等大”)的清晰的像。这时,若给凸透镜“戴”上近视眼镜,则要想在光屏上看到像,需将光屏(选填“靠近凸透镜”“远离凸透镜”或“不动”)。【解析】本题考查了焦距的测量、凸透镜成
11、像规律和近视眼的矫正的综合知识。平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点,这点是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距,所以凸透镜的焦距是15 cm。蜡烛放在距凸透镜35 cm处,u>2f,成倒立、缩小的实像。近视镜是凹透镜,对光线有发散作用,使原来会聚成像的光线会聚的位置后移,要在光屏上得到清晰的像,光屏要远离凸透镜。答案:15缩小远离凸透镜13.人的眼球的晶状体相当于透镜。近视眼看不清远处的物体,是因为物体的像落在视网膜的面,应该利用透镜矫正。【解析】本题考查近视眼的成因及矫正。人的眼球的晶状体相当于凸透镜;近视眼的晶状体比正常眼厚,聚光能力较强,看远处的物体时,使像
12、成在视网膜的前面;凹透镜能使光线发散,近视眼佩戴凹透镜,可以使光延迟会聚,使像相对于晶状体后移,成在视网膜上。答案:凸前凹14.小明发现:水滴可使平行光发生如图甲、乙所示的变化,且水滴变凸,其焦距(选填“变小”“不变”或“变大”)。把写有“爱物理”字样的纸条先后放在左右两水滴下方的桌面上,小明从水滴上方看到的像如图丙、丁所示,这种放大功能类似于(选填“放大镜”或“投影仪”),且水滴变凸,其放大功能(选填“变小”“不变”或“变大”)。【解析】本题考查透镜的应用。如图甲、乙可知,乙中的凸透镜较凸,折射光线先相交于一点,该点称之为焦点,焦点到光心的距离称之为焦距,故水滴越凸,其焦距越小;如图丙、丁可
13、知,像都是正立放大的虚像,因此该功能类似于放大镜,并且丁中的像更大,故水滴变凸,其放大功能变大。答案:变小放大镜变大三、作图题(本题共2小题,共9分)15.(4分)如图,请画出从光源S发出的三条光线,经透镜折射后的传播方向。【解析】本题考查透镜的三条特殊光线。过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴;平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点;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。答案:如图所示:16.(5分)如图所示,在“研究凸透镜成像规律”的实验中,观测到正立、放大的虚像。试通过作图找出该透镜的两个焦点F的位置。【解析】本题考查凸透镜的光路图。过A点作平行于主光轴的直线与凸透
14、镜交于一点B,连接AB并延长交于主光轴F点,F点为凸透镜的一个焦点,在凸透镜的左侧对称地作出另一焦点F,如图所示:答案:见解析图四、实验探究题(本题共2小题,共分)17.(9分)一项被称作“可调式眼镜”(如图甲)的新技术可以帮助人们不用通过眼科医生就可以矫正自己的视力。这种眼镜的镜片中含有一种液体,通过调节此液体的含量,镜片的形状会随之改变(如图乙所示,改变滑块的位置就可实现镜片形状的变化)。(1)其实可调式眼镜的想法也是一种仿生学研究的成果,人眼睛的晶状体就是根据观察对象自动调节的可调式镜片,通过眼部肌肉调节晶状体可以实现的功能的是。A.帮助我们看清不同亮度的物体B.帮助我们看清不同颜色的物
15、体C.帮助我们看清不同距离的物体D.帮助我们看清不同大小的物体(2)图丙是不同位置处的两个物体的成像示意图,由图得出:眼睛看近处的物体时,晶状体的焦距(选填“变大”“变小”或“不变”)。人眼若长期观察近处物体,会造成晶状体过度弯曲,形成(选填“远视眼”或“近视眼”),当他看远处物体时,像会成在视网膜的(选填“前”或“后”)方,此时如果用“可调式眼镜”加以矫正,应将滑块从中间逐渐向(选填“左”或“右”)移动,直至看清物体。【解析】(1)由“可调式眼镜”的原理可知,可调式镜片,通过眼部肌肉调节晶状体的曲度可以调节,当晶状体的曲度变大,焦距变短,反之亦然;帮助我们看清不同距离的物体,故选C。(2)从
16、图中可以看出:当眼睛看近处的物体时,透镜的凸度变大,透镜的焦距变短;眼若长期观察近处物体,会造成晶状体过度弯曲,当他看远处物体时,像会成在视网膜的前方;要纠正必须要减弱凸透镜对光的会聚作用,所以要用凹透镜来进行纠正。由图可知,此时如果用“可调式眼镜”加以矫正,应将滑块从中间逐渐向左移动,直至看清物体。答案:(1)C(2)变小近视眼前左18.(12分)某同学用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验,装置如图所示。(1)要使烛焰的像能成在光屏的中央,应将蜡烛向(选填“上”或“下”)调节。(2)实验过程中,当烛焰距凸透镜20 cm时,移动光屏至某一位置,能在光屏上得到一个等大清晰的像,则该
17、凸透镜的焦距是cm。(3)当烛焰距凸透镜35 cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个清晰、倒立、的实像,日常生活中利用这一原理制成的光学仪器是(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。要使烛焰在光屏上所成的像变大,应保持透镜的位置不动,调节蜡烛的位置,同时将光屏(选填“靠近”或“远离”)透镜,直至得到清晰的像。(4)实验中怎样操作,才能在光屏上得到最清晰的像?_。【解析】(1)为使像能够成在光屏的中央,应调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度处,由图知,蜡烛位置偏低,应向上调节。(2)当烛焰放在距凸透镜20 cm处时,在光屏上得到一个等大清晰的像,20 cm=2f,所以f=10 cm。(3)烛焰距凸透镜35 cm时,物距大于2f,此时成倒立缩小的实像,日常生活中利用这一原理制成的光学仪器是照相机;要使烛焰在光屏上所成的像变大,则应减小物距,增大像距,将光屏远离透镜,直至得到清晰的像。(4)当将光屏靠近或远离凸透镜时,像都会变模糊,此时光屏上的像最清晰。答案:(1)上(2)10(3)缩小照相机远离(4)调节光屏到某一位置,将光屏靠近或远离凸透镜时,像都会变模糊,此时光屏上的像最清晰;