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八年级物理上学期期末复习专项训练(五)透镜及其应用(含解析新人教版)

复习专项训练(五)  透镜及其应用
一、选择题(本题共10小题,每小题3分,共30分)
1.林雨在森林公园游玩时,看到一个丢弃的透明塑料瓶,她想到,如果下雨使得瓶中进了水,就可能会成为森林火灾的元凶,于是她捡起瓶子丢进了垃圾桶里。这其中引起火灾的主要原因是
A.盛有水的透明塑料瓶相当于一个凸透镜,对光线有会聚作用
B.盛有水的透明塑料瓶相当于一个凸透镜,对光线有发散作用
C.盛有水的透明塑料瓶相当于一个凹透镜,对光线有会聚作用
D.盛有水的透明塑料瓶相当于一个凹透镜,对光线有发散作用
2.如图所示,小明同学拿一透镜正对着太阳光,再把一张纸放在它的另一侧来回移动,发现在某个位置时,白纸上将会出现一个最小、最亮的光斑,则下列说法中不正确的是
 
A.此透镜可能是凹透镜
B.该透镜对光具有会聚作用
C.最小、最亮的点到此透镜中心的距离可近似认为是它的焦距
D.如果时间较长,将会看到最小、最亮光斑处的纸变焦糊
3.在探究“凸透镜成像规律”实验中,蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示,此时光屏上出现了清晰的像(图中未画出),下列说法正确的是
 
A.凸透镜焦距是15 cm
B.照相机利用了此成像规律
C.蜡烛燃烧变短,光屏上的像也会向下移动
D.保持蜡烛不动把凸透镜移动到35 cm处,光屏向右移动,光屏上出现清晰的像
4.如图,是在一些交通道路口、银行等公共场所安装的两种电子监控器。它们主要是由两部分组成,一部分为光学系统,一部分为光电转换系统,光学系统收集监控区域内的景物信息,光电转换系统把光信号转换成电信号,输送到监控中心,实现间接监控的目的。其光学系统的工作原理相当于
 
A.平面镜成像
B.凸透镜成倒立放大的实像
C.凸透镜成倒立缩小的实像
D.凸透镜成正立放大的虚像
5.已知凸透镜的焦距为15 cm。下列说法正确的是
A.当物体距凸透镜10 cm时,成正立、放大的实像
B.当物体距凸透镜20 cm时,成倒立、放大的实像
C.当物体距凸透镜35 cm时,成倒立、放大的实像
D.当物体从距凸透镜20 cm处远离凸透镜时,在凸透镜另一侧所成的像逐渐变大
6.在探究凸透镜成像规律的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,烛焰在光屏上恰好成一清晰等大的实像,下列说法正确的是
 
A.该凸透镜的焦距是20 cm
B.将蜡烛移动到20 cm刻度处,移动光屏可得到倒立、放大的实像
C.将蜡烛移动到35 cm刻度处,为使烛焰在光屏上成一清晰的像,应向右移动光屏
D.将蜡烛移动到45 cm刻度处,为使烛焰在光屏上成一清晰的像,应向右移动光屏
7.如图所示的重庆网红图片,相关描述正确的是
 
A.洪崖洞在平静江水中的倒影是等大的虚像
B.游客看到穿楼而过的轻轨列车是平面镜成的像
C.朝天门夜空中璀璨梦幻的光柱是光的折射形成的
D.用手机拍摄过江索道的照片利用了小孔成像的原理
8.如图所示,把一个凸透镜放在平面镜前,当用眼睛观察镜子时,光束似乎是从M处发散开来的,则该凸透镜的焦距是
 
A.0.4 m                                   B.0.3 m
C.0.2 m                                   D.0.1 m
9.对学习过的知识进行归纳总结,从而加深对知识的理解,是一种重要的学习方法。以下是小洋学习了关于“平面镜成像”和“凸透镜成像”的知识后,总结出关于实像和虚像的一些特点,其中错误的是
A.虚像不可以用光屏承接
B.人眼观察到虚像时,没有光线进入人眼
C.实像能用光屏承接
D.实像可以是放大的,也可以是缩小的
10.如图所示,是九(3)班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制的物体到凸透镜的距离u跟像到凸透镜的距离v之间的关系的图象,下列判断正确的是
 
A.该凸透镜的焦距是10 cm
B.当u=15 cm时,在光屏上能得到一个缩小的像
C.当u=16 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10 cm处移动到30 cm处的过程中,像逐渐变小
二、填空题(每空2分,共36分)
11.某同学在中午把凸透镜正对阳光(不能直接看太阳或隔凸透镜看太阳),上下左右移动凸透镜,在桌面上得到一个最小、最明亮的点。他用刻度尺进行测量,数据如图所示,那么:
 
(1)这个亮点的位置是凸透镜的________。
(2)凸透镜的焦距是_______________厘米。
12.在探究凸透镜成像规律时,应调节烛焰和光屏中心位于凸透镜的_______上。当蜡烛距凸透镜30.0 cm时,在光屏上成一个等大的实像,则凸透镜的焦距是__________cm;将蜡烛远离透镜移动动到适当位置,要在光屏上成清晰的像,就将光屏向__________(选填“远离”、“靠近”)透镜方向移动。
13.在“探究凸透镜 成像的规律”实验中,先将蜡烛焰、凸透镜、光屏的中心调到同一水平线上,然后将凸透镜固定在光具座上50 cm处,将点燃的蜡烛放置在光具座上30 cm处,移动光屏,在光屏上得到烛焰清晰的像,再将蜡烛向凸透镜移近几厘米,应向__________(选填“靠近”或“远离”)凸透镜方向移动光屏,才有可能再次在光屏上得到烛焰清晰的像;又将蜡烛移至光具座上43 cm处,无论怎么移动光屏,都不能在光屏上得到烛焰清晰的像。由此可以推断该凸透镜焦距的范围,该范围的最大值小于__________cm。
14.兰州中川机场和西客站的进站通道采用了人脸识别系统(如图所示),识别系统的摄像机可以自动将镜头前1 m处的人脸拍摄成数码照片传递给设备识别。此系统的摄像机的镜头相当于________透镜,它的焦距应小于________cm。
 
15.在观看音乐会时,小明同学因为近视眼无法看清是哪位艺术家在演奏,但他能区分钢琴和二胡的声音,这是根据声音的__________来判断的,要想矫正近视眼,应戴一副由________透镜片做的眼镜。
16.为了研究眼的成像原理,小科自主研制了如图所示的实验装置。用水透镜模拟眼的晶状体,通过注水或抽水可改变水透镜凸度大小。光屏和水透镜固定在光具座如图所示的位置。点燃蜡烛后,调节水透镜凸度,直至光屏上成一个清晰倒立、_______(填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像。若将点燃的蜡烛向左移动一小段距离,要使光屏上重新得到清晰的像,应对水透镜_______(填“注水”或“抽水”)。
 
17.人的眼睛是一架精密的照相机。如图所示,是描述人眼看物体的成像图,其中看远处景物的是__________图,景物在视网膜上成的是__________像(选填“实”或“虚”)。
 
18.显微镜和望远镜都是由目镜和物镜两组凸透镜组成,显微镜的物镜相当于__________镜头,望远镜的物镜相当于__________镜头(填“幻灯机”、“照相机”)。无论是望远镜还是显微镜,它们的目镜的作用都是形成__________像(从像的“大小”、“虚实”两方面作答)。
三、作图题(每小题2分,共4分)
19.完成光路图,根据图中的入射光线或折射光线作出相应的折射光线或入射光线。
 
20.如图所示,光线经过平面镜反射后射向凹透镜,请画出射向平面镜的入射光线和经过凹透镜后的折射光线,并在图中标出入射角的度数。
 
四、实验探究题(共30分)
21.(9分)某物理学习小组在研究“凸透镜成像规律”时,使用的器材如图所示,凸透镜的焦距是10 cm。(刻度尺上标记的点,相邻两点间的距离为10 cm)
 
(1)实验前,将烛焰、凸透镜、光屏的中心调整到同一高度,其中凸透镜对光有___________的作用。(选填“会聚”或“发散”)
(2)当凸透镜放在D点,蜡烛放在A点左侧,移动光屏直到光屏上得到一个清晰的、倒立的、缩小的实像。生活中的___________就是利用这一原理制成的。
(3)当蜡烛与凸透镜距离小于_________cm时,无论怎么移动光屏,屏上都得不到蜡烛的像。
22.(10分)小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验中:
 
(1)如图甲所示,让一束平行光射向凸透镜,移动光屏,直到在光屏上会聚成一点,则该凸透镜的焦距为____________cm。
(2)如图乙所示,要使像成在光屏的中央,应使烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心在____________。
(3)当烛焰距离凸透镜12cm处时,移动光屏,可在光屏上得到一个倒立、__________的实像,生活中的___________就是利用这个原理制成的。
(4)当烛焰逐渐远离凸透镜时,烛焰所成的实像将____________(填“变大”或“变小”)。
23.(11分)在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
 
(1)由图甲可知,该凸透镜的_________是15.00 cm。
(2)实验前,在摆放凸透镜、蜡烛和光屏时要求三者的中心在同一水平高度,同时注意将___________(填“凸透镜”、“蜡烛”或“光屏”)摆放在另外两个元件的中间。
(3)如图乙所示,若想在光屏上(光屏未画出)得到烛焰清晰放大的实像,则烛焰应位于透镜左侧a、b、c、d四个位置中的___________位置。
(4)通过实验小明明白了照相机的成像原理,一次他在给兄弟班级照毕业像时,发现两旁还有同学没有进入观景框内,他应将照相机___________(填“靠近”或“远离”)被拍照的同学,这样才能在观景框内看到全班同学清晰的画面。

 
参考答案
1.【答案】A
【解析】盛水的透明塑料瓶相当于一个凸透镜,可以将射来的太阳光会聚在一点上,会聚点的温度比较高,可能会引起火灾。故选A。
2.【答案】A
【解析】AB.凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光有发散作用,此现象是光发生了会聚,不可能是凹透镜,故A错误,符合题意,B正确,不符合题意;C.最小、最亮的光斑是透镜的焦点位置,因此可认为光斑与透镜中心的距离是该透镜的焦距,故C正确,不符合题意;D.太阳光具有能量,如果时间较长,将会看到光斑处的纸变焦,故D正确,不符合题意。
3.【答案】B
【解析】AB.由图可知,u>v时,由凸透镜成像规律可知,此时在光屏上成倒立、缩小的实像,是照相机的工作原理,由图可知,物距u=50 cm–20 cm=30 cm,像距v=65cm–50cm=15cm,则30cm>2f,f<15cm f,解得7.5cm 4.【答案】C
【解析】电子监控器的光学系统类似于照相机,是利用凸透镜成倒立缩小的实像,故C符合题意。
5.【答案】B
【解析】根据凸透镜的成像规律进行分析解答。A.当物体距凸透镜10 cm时,即物距小于焦距时,成正立、放大的虚像,故A错误;B.当物体距凸透镜20 cm时,即物距大于一倍焦距,小于二倍焦距时,成倒立、放大的实像,故B正确;C.当物体距凸透镜35 cm时,即物距大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像,故C错误;D.当物体从距凸透镜20 cm处远离凸透镜时,即物距大于焦距,且逐渐变大时,像距会变小,像也变小,故D错误;故选B。
6.【答案】C
【解析】A、由图可知,此时的物距为20 cm,成的是倒立、等大的实像,则u=2f,故f=10 cm,故A错误;B、将蜡烛移动到20 cm刻度处时,物距为 ,成的是倒立、缩小的实像,故B错误;C、将蜡烛移动到35 cm刻度处, ,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,像距应大于二倍焦距,故应向右移动光屏,才能在光屏上呈现清晰的像,故C正确;D、将蜡烛移动到45 cm刻度处, ,物距小于焦距,成正立、放大的虚像,故光屏上接收不到像,故D错误。故选C。
7.【答案】A
【解析】A.洪崖洞在平静江水中的倒影是由于平面镜成像而形成的等大的虚像,故A正确;B.游客看到穿楼而过的轻轨列车是光沿直线传播的缘故,故B错误;C.朝天门夜空中璀璨梦幻的光柱是光在同种介质中沿直线传播形成的,故C错误;D.用手机拍摄过江索道的照片利用了凸透镜成像的原理。故答案为A。
8.【答案】D
【解析】物体在平面镜中成像时,物像关于平面镜对称,根据平面镜成像特点作出凸透镜的焦点是F,如图所示:焦距是焦点到光心的距离,所以该凸透镜的焦距: 。故D符合题意,ABC不符合题意。
 
9.【答案】B
【解析】AC.实像可以呈现在光屏上,虚像不能呈现在光屏上,故AC正确。B.虚像是实际光线的反向延长线相交得到的,所以人眼观察到虚像时,也是有光线进入人眼,故B错误;D.由凸透镜成像规律可知,实像有放大的、缩小的、等大的,故D正确。故选B。
10.【答案】ACD
【解析】A.u=v=2f,凸透镜成倒立、等大的实像,如图,u=v=2f=20 cm,所以f=10 cm,符合题意。B.当u=15 cm时,2f>u>f,成倒立、放大的实像,不符合题意。C.当u=16 cm时,2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用于投影仪或幻灯机,符合题意。D.物体从距凸透镜10 cm处移动到30 cm处的过程中,凸透镜的物距大于焦距,成实像,凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小,符合题意。故选ACD。
11.【答案】(1)焦点  (2)14.1
【解析】(1)平行于凸透镜主光轴的光线通过凸透镜后会聚在主光轴上一点,这一点叫做凸透镜的焦点,图中这个亮点的位置是凸透镜的焦点;(2)焦点的位置已知,光心在凸透镜的中心上。焦点到光心的距离是焦距,由此可知该凸透镜的焦距为14.1cm。
12.【答案】主光轴  15.0  靠近
【解析】在探究凸透镜成像规律时,应调节烛焰和光屏中心位于凸透镜的主光轴上。当蜡烛距凸透
镜30.0 cm时,在光屏上成一个等大的实像,则物距u=v=2f,所以凸透镜的焦距是f=1/2u=15 cm;将蜡烛远离透镜移动到适当位置,要在光屏上成清晰的像,根据凸透镜成实像时“物远像近像变大”,应将光屏向靠近透镜方向移动。
13.【答案】远离  20
【解析】凸透镜成实像时,物体与像移动方向相同,故蜡烛向凸透镜移近几厘米,应向远离凸透镜方向移动光屏,才有可能再次在光屏上得到烛焰清晰的像;将蜡烛移至光具座上43 cm处,此时物距等于7厘米,无论怎么移动光屏,都不能在光屏上得到烛焰清晰的像。即7厘米小于焦距;而将点燃的蜡烛放置在光具座上30 cm处,此时物距等于20 cm,移动光屏,在光屏上得到烛焰清晰的像,则20 cm大于焦距;故凸透镜焦距大于20 cm。
14.【答案】凸  50
【解析】摄像机的镜头相当于凸透镜,当物距大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像;已知物距u=1 m,因为u>2f,所以它的焦距f< u m=0.5> 15.【答案】音色  凹
【解析】不同乐器、不同发声体的材料和结构不同,产生的音色会不同,我们是靠音色来辨别乐器的种类。所以我们分辨出钢琴和二胡的声音,是根据音色来区分的。近视眼的表现是看不清远处的东西,即是由于晶状体太厚,其折光能力太强,或眼球的前后方向太长,使得像成在视网膜的前方造成的,故若想使得像成在视网膜上,即需要让原来的光线发散一些,由于凹透镜对光线有发散的作用,故用凹透镜来矫正近视眼。
16.【答案】缩小  抽水
【解析】由图可知,物距大于像距,并且能在光屏上成实像,所以物距一定是在二倍焦距之外,所以成的是倒立、缩小的实像;向左移动蜡烛,即此时的物距变大,像距应该变小,即光屏应该向左移动,才能使得像清晰,但若保持光屏和透镜不变,仍使得像成在光屏上,即需要让凸透镜的会聚能力减弱,即需要让凸透镜变薄,故应该向外抽水。
17.【答案】甲  实
【解析】人的眼睛的成像原理与照相机相同,都是利用u>2f成倒立的、缩小的实像的原理。题中图甲是描述人眼看远处景物的成像图,景物在视网膜上成的是倒立的、缩小的实像。
18.【答案】幻灯机  照相机  放大的虚
【解析】显微镜的物镜相当于幻灯机的镜头,望远镜的物镜相当于照相机的镜头,显微镜和望远镜的目镜都相当于一个放大镜,它们的目镜的作用都是形成放大的虚像。
19.(2分)【答案】
【解析】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变,过二倍焦距处的折射光线的入射光线通过凸透镜另一侧二倍焦距处,如图所示:
 
20.(2分)【答案】
【解析】根据光的反射定律和凹透镜的特殊光线作图。如图反射光线与镜面的夹角为60度,所以反射角为30度,根据反射角等于入射角画出入射光线,标出入射角30度,如图;如图入射光线的延长线过凹透镜的焦点,则经过凹透镜折射后,平行于主光轴射出,据此画出折射光线,如图:
 
21.(9分,每空3分)【答案】(1)会聚  (2)照相机(有照相功能的设备都正确)  (3)10
【解析】(1)实验前,调整蜡烛、凸透镜、光屏的中心在同一高度上,目的是成像在光屏的中心;凸透镜对光有会聚作用。
(2)由图可见,蜡烛到凸透镜的距离大于2倍焦距,根据凸透镜成像规律,移动光屏所以会在光屏上得到倒立、缩小的实像,生活中的照相机就是利用这一原理制成的。
(3)当蜡烛与凸透镜距离小于10 cm时,无论怎么移动光屏,屏上都得不到蜡烛的像。因为物距小于焦距时,不成实像。
22.(10分,每空2分)【答案】(1)10.0  (2)同一高度上  (3)放大  幻灯机(或投影仪)  (4)变小
【解析】(1)由焦距的概念知,f=60.0cm−50.0cm=10.0cm;
(2)由图知,光屏的位置偏高,要使像能成在光屏的中央,应使烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心在同一高度上;
(3)当烛焰距离凸透镜12cm处时,物体处于1倍焦距和2倍焦距之间,所以此时成倒立放大的实像,幻灯机、投影仪是根据这个原理制成的;
(4)当烛焰逐渐远离凸透镜时,由于物距变大,像距变小,所以应将光屏靠近凸透镜,光屏上才会重新出现清晰的像,烛焰所成的实像也将变小。
23.(11分)【答案】(1)焦距(2分)  (2)凸透镜(3分)  (3)c(3分)  (4)远离(3分)
【解析】(1)由图知,焦点距离光心15.00 cm,所以此凸透镜的焦距为15.00 cm;
(2)物体经过凸透镜成实像时,像与物体位于凸透镜异侧,所以凸透镜必须摆在另外两个元件的中间;
(3)已知凸透镜焦距为15.00 cm,要使烛焰经过凸透镜成倒立放大的实像,物距应该在一倍焦距二倍焦距之间,由图知,需要在c位置;
(4)摄影者发现两旁还有同学没有进入取景框内,说明所照的像大了,应该让像变小一些,则摄影者要使照相机远离同学,增大物距才可以在底片上得到全班同学的像。

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