第5章　透鏡及其應(yīng)用 單元測試 -2024-2025學(xué)年人教版物理八年級上冊

第5章透鏡及其應(yīng)用綜合訓(xùn)練一、選擇題1.如圖所示的水晶球是小明暑假研學(xué)過程中獲得的獎品,媽媽提醒小明不要把它們放在向陽的窗臺上,因?yàn)樗蛳喈?dāng)于()A.凸透鏡 B.凸面鏡C.凹透鏡 D.凹面鏡2.下列光學(xué)器材中沒有用到透鏡的是()A.手機(jī)鏡頭 B.顯微鏡 C.潛望鏡 D.望遠(yuǎn)鏡3.小明長時間盯著手機(jī)屏幕,導(dǎo)致視力下降,患上了近視眼,現(xiàn)在有甲、乙、丙、丁四種鏡片,下圖是光照射到這四種鏡片上產(chǎn)生的現(xiàn)象,他應(yīng)該選擇的矯正鏡片是()4.小華用一架焦距不變的照相機(jī)先后拍攝了贛州郁孤臺的美景,所拍攝的照片分別如圖甲和乙所示。從拍攝甲照片到拍攝乙照片,下列說法正確的是()A.靠近郁孤臺,并使鏡頭往里縮 B.遠(yuǎn)離郁孤臺,并使鏡頭往外伸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.微雕是中國傳統(tǒng)工藝美術(shù)中的袖珍藝術(shù)品。小明利用焦距為20cm的放大鏡在鉛筆芯上進(jìn)行雕刻練習(xí)。小明用這個放大鏡雕刻時()A.筆芯與放大鏡之間的距離應(yīng)等于20cmB.筆芯與放大鏡之間的距離應(yīng)小于20cmC.通過放大鏡看到的是倒立、放大的虛像D.通過放大鏡看到的是正立、放大的實(shí)像6.2023年10月26日,神舟十七號成功對接空間站天和核心艙前向端口。如圖所示,這是對接過程中空間站上攝像機(jī)拍攝的照片。下列說法正確的是()A.攝像機(jī)的鏡頭相當(dāng)于凸面鏡B.攝像機(jī)的成像特點(diǎn)與投影儀的相同C.神舟十七號通過攝像機(jī)成正立、縮小的實(shí)像D.神舟十七號靠近空間站時,它在攝像機(jī)上成的像逐漸變大7.小明把蠟燭移至凸透鏡的焦距以內(nèi),然后透過凸透鏡直接觀察蠟燭,那么他將看到燭焰成像的情形是圖中的()8.一凸透鏡焦距是10cm,發(fā)光物體放在離透鏡中心16cm處,可在光屏上得到一清晰的像,如把物體移動7cm,則成像情況()A.一定是倒立、縮小的實(shí)像B.可能是倒立、縮小的實(shí)像,也可能是虛像C.一定是倒立、放大的實(shí)像D.可能是倒立、放大的實(shí)像,也可能是虛像9.物體放在凸透鏡的主光軸上,當(dāng)物體離透鏡16cm時在光屏上觀察到放大的像,則該凸透鏡的焦距f可能是()A.5cm B.12cm C.16cm D.32cm二、填空題10.將礦泉水瓶遺棄野外易引起山火,是因?yàn)槠恐械乃喈?dāng)于,可會聚太陽光引燃干草或枯枝。隔著薄膜上的水滴看很近的字,會看到通過水滴形成正立、放大的像(具體描述像的性質(zhì));如果想讓看到的字再變大點(diǎn),應(yīng)讓水滴(選填“靠近字”“遠(yuǎn)離字”或“面積增大”)。

11.如圖所示,小明在項(xiàng)目學(xué)習(xí)的過程中自制了一架照相機(jī)模型,使用的凸透鏡焦距為8cm。小明在教室里,用它觀察窗外的樹木,前后移動內(nèi)紙筒,在半透明膜上可以看到樹木(選填“倒立”或“正立”)的像。小明位置不變,用它觀察窗戶時,為再次成清晰的像,半透明膜應(yīng)(選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)凸透鏡。

12.小麥在家拿同一個放大鏡觀察書本上“中學(xué)物理”四個字,得到如圖所示的兩種情境。圖(選填“甲”或“乙”)看到的是字的實(shí)像,此時放大鏡和書本的距離(選填“小于焦距”“大于焦距小于2倍焦距”或“大于2倍焦距”),從圖甲到圖乙的變化過程中,放大鏡是逐漸(選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)書本的。

13.如圖所示,透過手表表盤上光滑透明凸起部分,能清楚地讀出日期信息,光滑透明凸起部分相當(dāng)于(選填“凸”或“凹”)透鏡,透過它看到的是日期數(shù)字(選填“放大”或“縮小”)的(選填“實(shí)”或“虛”)像。

三、作圖題14.圖甲是使用放大鏡看手指的情境,圖乙是其簡化光路圖。點(diǎn)S表示手指的位置,點(diǎn)S'表示手指的虛像位置,光線SA是由點(diǎn)S發(fā)出的一條平行于凸透鏡的主光軸的光線,請?jiān)趫D乙中作出SA的折射光線,并確定凸透鏡右側(cè)焦點(diǎn)F的位置。15.根據(jù)入射光線的折射光線,在圖中的虛線框內(nèi)畫出適當(dāng)類型的透鏡。四、實(shí)驗(yàn)探究題16.某學(xué)習(xí)小組探究凸透鏡成像的規(guī)律,進(jìn)行了如下操作:甲乙(1)安裝并調(diào)節(jié)發(fā)光二極管F、透鏡、光屏,使它們的中心大致在。

(2)通過探究,記錄并繪制了物距u與像距v之間的關(guān)系圖像,如圖甲所示,則該凸透鏡的焦距是cm。

(3)當(dāng)發(fā)光二極管F放在如圖乙所示位置時,調(diào)節(jié)光屏,可在光屏上得到一個清晰的像,生活中的(選填“照相機(jī)”“投影儀”或“放大鏡”)就是利用這樣的成像原理工作的。

(4)在圖乙中,小明借來物理老師的眼鏡,將其放在發(fā)光二極管F和凸透鏡之間,發(fā)現(xiàn)光屏上原本清晰的像變模糊了,向右移動光屏,光屏上的像又變清晰,說明老師戴的是(選填“近視”或“遠(yuǎn)視”)眼鏡。

17.小飛同學(xué)做探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)。(1)小飛按圖甲安裝好器材,調(diào)整、凸透鏡(f=10cm)、光屏三者的中心在同一高度。

(2)如圖甲所示,光屏上會出現(xiàn)發(fā)光二極管F縮小、(選填“正立”或“倒立”)的清晰的像;透鏡位置保持不變,將發(fā)光二極管F移動到光具座35cm刻度處,光屏向(選填“左”或“右”)移動到適當(dāng)位置,光屏上又重新出現(xiàn)發(fā)光二極管F清晰的像;將發(fā)光二極管F移動到光具座42cm刻度處,小飛在凸透鏡的右側(cè),通過凸透鏡觀察到發(fā)光二極管F正立的像,發(fā)光二極管F繼續(xù)靠近凸透鏡,發(fā)光二極管F的像(選填“變大”或“變小”)。

(3)將一個眼鏡片放在圖甲中發(fā)光二極管F和凸透鏡間的某一位置,光屏上的像變模糊了,凸透鏡和光屏的位置保持不變,向左移動發(fā)光二極管F,又能在光屏上看到發(fā)光二極管F清晰的像,說明該鏡片是(選填“凸透鏡”或“凹透鏡”)。

(4)完成實(shí)驗(yàn)后,小飛利用圖乙所示裝置探究光的反射規(guī)律。白色硬紙板ENF垂直于水平放置的平面鏡,法線ON垂直于鏡面,使一束光貼著紙板沿EO射到O點(diǎn),反射光線沿OF射出,當(dāng)入射光線遠(yuǎn)離法線時,反射光線將(選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)法線。如圖丙所示,把紙板NOF向后折,在紙板上看不到反射光線,由此初步得出:反射光線、入射光線、法線在平面內(nèi)。

五、解答題18.小明同學(xué)與小亮同學(xué)討論光學(xué)中有關(guān)放大鏡的問題。小明同學(xué)說:“通過放大鏡用眼睛觀察物體,總是比實(shí)際物體大,所以叫放大鏡?！毙×镣瑢W(xué)說:“物理規(guī)律需要條件,如果條件合適,通過放大鏡用眼睛觀察物體,還可以看到比實(shí)際物體小或等大的物體?！蹦阏J(rèn)為他們的說法哪個正確。請利用學(xué)習(xí)過的光學(xué)知識,作出正確的解釋。

第五章綜合訓(xùn)練1.A解析:水晶球中間厚、邊緣薄,相當(dāng)于一個凸透鏡,凸透鏡可以會聚光,若水晶球放在向陽的窗臺上,容易引發(fā)火災(zāi)。故選A。2.C3.B解析:由圖可知,像成在了視網(wǎng)膜的前方,為近視眼,需要佩戴凹透鏡矯正,凹透鏡對光具有發(fā)散作用,B選項(xiàng)中,入射光為會聚光,出射光為平行光,說明鏡片乙對光有發(fā)散作用,所以鏡片乙為凹透鏡;鏡片甲、丁為凸透鏡,鏡片丙為平面透鏡。故選B。4.C解析:凸透鏡成實(shí)像時,物遠(yuǎn)像近像變小;先拍甲照片再拍乙照片,像變大,像距變大,物距變小,所以照相機(jī)靠近郁孤臺,并使鏡頭往外伸,故C正確。5.B解析:放大鏡成正立、放大的虛像,滿足u<f=20cm,所以筆芯與放大鏡之間的距離應(yīng)小于20cm,故B正確。6.D解析:攝像機(jī)的鏡頭相當(dāng)于凸透鏡,攝像機(jī)是利用凸透鏡成倒立、縮小的實(shí)像,投影儀是利用凸透鏡成倒立、放大的實(shí)像原理制成的,兩者的成像原理不同,故A、B錯誤。神舟十七號通過攝像機(jī)成倒立、縮小的實(shí)像,故C錯誤。凸透鏡成實(shí)像時,物近像遠(yuǎn)像變大,神舟十七號靠近空間站時,它在攝像機(jī)上成的像逐漸變大,故D正確。7.C解析:當(dāng)物距小于焦距時,物體通過凸透鏡在蠟燭的同側(cè)成正立、放大的虛像,且像距大于物距,只有選項(xiàng)C中所示的情況符合這個規(guī)律。8.B解析:凸透鏡的焦距為10cm,蠟燭原來放在離凸透鏡16cm的主光軸上;若將物體沿主光軸向靠近凸透鏡方向移動7cm,此時的物距為9cm,物距小于焦距,則物體通過凸透鏡成正立、放大的虛像;若將物體沿主光軸向遠(yuǎn)離凸透鏡方向移動7cm,此時的物距為23cm,物距大于2倍焦距,則物體通過凸透鏡成倒立、縮小的實(shí)像。故選B。9.B解析:在凸透鏡成像時,得到的實(shí)像都可以用光屏承接,所以在光屏上得到一個倒立、放大的實(shí)像,即2f>u>f,v>2f;而透鏡到物體的距離為像距,即2f>16cm>f,解得8cm<f<16cm,只有B選項(xiàng)符合條件。10.凸透鏡虛遠(yuǎn)離字解析:盛水的礦泉水瓶相當(dāng)于一個凸透鏡,可以將射來的太陽光會聚在一點(diǎn),會聚點(diǎn)的溫度比較高,可能會引起火災(zāi)。一滴水滴在平鋪的塑料紙上,水滴中間厚邊緣薄,形成水凸透鏡。字在凸透鏡的焦距以內(nèi),成正立、放大的虛像。想讓字更大一些,像變大,則物距也要變大;需要凸透鏡遠(yuǎn)離字,但物距始終要小于焦距;面積大,凸出程度小,焦距變大,遠(yuǎn)離焦點(diǎn),像變小。11.倒立遠(yuǎn)離解析:小明在教室里,用它觀察窗外的樹木,前后移動內(nèi)紙筒,此時物距大于2倍焦距,在半透明膜上可以看到樹木倒立、縮小的像;小明位置不變,用它觀察窗戶時,物距變小,像距變大,為再次成清晰的像,半透明膜應(yīng)遠(yuǎn)離凸透鏡。12.乙大于焦距小于2倍焦距遠(yuǎn)離解析:甲圖成正立、放大的虛像,此時的物距小于焦距;乙圖成倒立、放大的實(shí)像,物距大于焦距小于2倍焦距;所以從圖甲到圖乙的變化過程中,放大鏡是逐漸遠(yuǎn)離書本的。13.凸放大虛解析:透明凸起的部分中間比邊緣厚,是凸透鏡,其作用相當(dāng)于一個放大鏡,手表數(shù)字在凸透鏡的焦距以內(nèi),則成正立、放大的虛像。14.如圖所示解析:平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后,折射光線過透鏡的焦點(diǎn),連接S'、入射光線與透鏡的交點(diǎn),然后延長,與主光軸的交點(diǎn)為焦點(diǎn)的位置。15.如圖所示解析:圖中會聚的光經(jīng)透鏡折射后變得發(fā)散,因此該透鏡對光起發(fā)散作用,為凹透鏡。16.(1)同一高度(2)5(3)照相機(jī)(4)近視解析:(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求,讓像成在光屏的中心,必須使發(fā)光二極管F、凸透鏡和光屏三者的中心放在同一高度上。(2)由圖像可知,u=v=2f=10cm,所以f=5cm。(3)當(dāng)發(fā)光二極管F放在如圖乙所示位置時,物距為15cm,焦距為5cm,此時的物距大于2倍焦距,調(diào)節(jié)光屏,能在光屏上得到一個倒立、縮小的實(shí)像,其應(yīng)用是照相機(jī)。(4)將老師的眼鏡靠近凸透鏡左側(cè),發(fā)現(xiàn)光屏上的像由清晰變模糊,向右移動光屏又發(fā)現(xiàn)清晰的像,說明老師所戴眼鏡的鏡片對光起了發(fā)散作用,為凹透鏡;近視眼是遠(yuǎn)處物體的像不能呈現(xiàn)在視網(wǎng)膜上,而是呈現(xiàn)在視網(wǎng)膜的前方,因此需佩戴凹透鏡才能看清遠(yuǎn)處的物體。17.(1)發(fā)光二極管F(2)倒立右變小(3)凹透鏡(4)遠(yuǎn)離同一解析:(1)實(shí)驗(yàn)前,調(diào)整發(fā)光二極管F、凸透鏡、光屏三者的中心在同一高度,目的是使發(fā)光二極管F的像成在光屏中央。(2)由題圖甲可知,此時物距為30.0cm,像距為15.0cm,凸透鏡焦距f=10cm,所以物體在2倍焦距以外,像在焦距與2倍焦距之間,成倒立、縮小的實(shí)像。透鏡位置保持不變,將發(fā)光二極管F移動到光具座35cm刻度處,那么物距為15.0cm。根據(jù)光路可逆原理,如果此時像距為30.0cm,光屏上會再次成清晰的像,所以光屏應(yīng)該向右邊移動至光具座80cm刻度處。將發(fā)光二極管F移動到光具座42cm刻度處,物體在凸透鏡的焦距以內(nèi),成正立、放大的虛像。凸透鏡成虛像的特點(diǎn)是物近像近像變小,所以當(dāng)發(fā)光二極管F繼續(xù)靠近凸透鏡時,虛像逐漸變小。(3)將一個眼鏡片放在題圖甲中發(fā)光二極管F和凸透鏡間的某一位置,光屏上的像變模糊了。向左移動發(fā)光二極管F,又能在光屏上看到發(fā)光二極管F清晰的像,凸透鏡成實(shí)像的規(guī)律是物遠(yuǎn)像近像變小,說明放入眼鏡片后像變遠(yuǎn)了,通過向左移動發(fā)光二極管F,使得像變近重新在光屏上呈現(xiàn),故該鏡片為凹透