课时训练(四) 透镜及其应用(限时:40分钟)|基础巩固|一、选择题1.2019宜昌据央视新闻报道，我国台湾省台中市一辆小客车，因车主将矿泉水随手放在仪表盘上的防滑垫上，导致防滑垫起火，如图K4-1所示。这瓶矿泉水所起的作用相当于（)图K4-1A. 平面镜B.三棱镜C.凸透镜D.凹透镜2.下列光学知识中，说法错误的是（)A. 路灯下人的影子是由于光沿直线传播形成的B.“潭清疑水浅”是由于光的折射形成的C.近视眼镜的镜片是凸透镜D.照相时，被照者与镜头之间的距离应大于镜头的二倍焦距3.2019湘潭在“探究凸透镜成像的规律”时，当烛焰离透镜14 cm时成放大的实像，当烛焰离透镜8 cm时成放大的虚像，则这个透镜的焦距可能是（)A. 4 cmB.7 cmC.10 cmD.16 cm4.2019黔三州下列关于光学现象的解释，正确的是（)A. 小孔成的像是倒立、缩小的虚像B.镜花水月的成因是光的直线传播C.人配戴凹透镜能矫正近视眼D.漫反射的光线杂乱无章不遵循光的反射定律5.某凸透镜焦距是10 cm，将物体放在离焦点5 cm的地方，所成的像（)A. 一定是实像B.一定是虚像C.一定是放大的像D.一定是缩小的像6.2019河南购物支付已进入“刷脸”时代，如图K4-2所示，消费者结账时只需面对摄像头（相当于一个凸透镜)，经系统自动拍照、扫描等，确认相关信息后，即可迅速完成交易。下列有关说法正确的是（)图K4-2A. 光经过摄像头成像利用的是光的反射B.摄像头成像特点与投影仪相同C.“刷脸”时，面部应位于摄像头二倍焦距之外D.“刷脸”时，面部经摄像头成正立、缩小的实像7.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之间关系的图像，如图K4-3所示，下列判断正确的是（)图K4-3A. 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8.关于如图K4-4所示望远镜，下列说法正确的是（)图K4-4A. 它的物镜和显微镜的物镜作用相同B.它的物镜相当于放大镜，用来把像放大C.它的物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成虚像D.它由两组透镜组成，靠近眼睛的为目镜，靠近被观测物体的为物镜二、填空题9.目前青少年近视现象十分严重，应加强用眼保护，图K4-5中表示近视眼成像示意图的是图 ， 应戴镜制成的眼镜矫正。 图K4-510.2019嘉兴如图K4-6所示，保持矿泉水瓶与白纸的位置不变，当向空瓶中倒入水后，可观察到“黑白颠倒”的现象，这是由于倒入水后的矿泉水瓶相当于形成了一块镜。此时，若要将“黑白颠倒”的现象重新颠倒回来，白纸应（选填“靠近”或“远离”)矿泉水瓶。 图K4-6三、作图、实验探究题11.请在图K4-7中画出通过透镜前后的光线。甲乙图K4-712.如图K4-8所示，一束光线经平面镜反射后，过凸透镜的焦点F射向凸透镜。请在图中画出射向平面镜的入射光线和经凸透镜后的折射光线，并标出入射角的度数。图K4-813.在探究近视眼的形成原因和矫正方法时，小蓉同学选择了如下器材:蜡烛（模拟所视物)、水凸透镜（模拟人眼晶状体，并与注射器相连)、光屏（模拟人眼视网膜)、光具座等。（水凸透镜的凸起程度可以通过注射器注入或吸取水的多少来调节)（1)她安装并调整好实验装置，如图K4-9所示，将点燃的蜡烛置于透镜前某一位置时，在光屏上得到了烛焰清晰的像;当向水凸透镜内注入水，使透镜更凸后，发现光屏上已无烛焰清晰的像，若要在光屏上再次得到烛焰清晰的像，应在水凸透镜前放置一块透镜;若撤去放置的透镜，应将光屏（选填“靠近”或“远离”)水凸透镜，才能得到清晰的像。 图K4-9（2)根据上述实验，可知近视眼的形成原因是 。 （3)小明用此光具座模拟人眼看远近不同物体的情况，当人眼看清眼前30 cm处的物体时，凸透镜的位置、形状如图K4-10所示。如果将物体移至眼前50 cm处，保持透镜（晶状体)、光屏（视网膜)之间距离不变，则应该换上更（选填“薄”或“厚”)的凸透镜（凸透镜直径大小相同)，才能在光屏上得到清晰的像。 图K4-1014.如图K4-11所示为“探究凸透镜成像规律”的实验装置图，已知凸透镜的焦距为10 cm。图K4-11（1)为了便于观察实验现象，实验环境应 （选填“较亮”或“较暗”)一些。（2)组装并调整实验器材，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的上。 （3)如图所示，当蜡烛距离凸透镜40 cm时，移动光屏，可在光屏上找到一个清晰倒立、（选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像。日常生活中（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一原理工作的。 （4)将图中的凸透镜换成焦距为30 cm的凸透镜，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，在光具座上移动光屏，（选填“能”或“不能”)找到某一位置，使像清晰地呈现在光屏上，理由是 。 |能力提升|一、选择题1.2018广西北部湾如图K4-12所示，使用手机摄像头扫描二维码时，成缩小的实像。下列仪器成像特点与其相同的是（)图K4-12A. 放大镜B.照相机C.投影仪D.显微镜2.2018柳州模拟图K4-13中甲是小明同学眼睛的成像光路图，乙、丙是对着同一个字成像的两个不同的透镜。问小明是近视眼还是远视眼？应戴由哪类透镜制成的眼镜？（)图K4-13A. 近视眼，乙B.近视眼，丙C.远视眼，乙D.远视眼，丙3.下列观察仪器的选择与观测范围（如图K4-14所示)相匹配的是（)图K4-14A. 天文望远镜适于观察甲区间的物体B.光学显微镜适于观察乙区间的物体C.电子显微镜适于观察丙区间的物体D.放大镜适于观察丁区间的物体4.小杨做凸透镜成像规律的实验。将焦距为10 cm的凸透镜固定在光具座上50 cm刻度线处，光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜两侧，实验前调整烛焰中心、透镜中心和光屏中心在同一水平高度，如图K4-15所示。则下列四个选项中，判断正确的是（)图K4-15A. 若蜡烛放置在10 cm刻度线处，移动光屏，在光屏上不能呈现烛焰清晰的像B.若蜡烛放置在20 cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈现烛焰清晰放大的实像C.若蜡烛放置在35 cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈现烛焰清晰放大的实像D.若蜡烛放置在45 cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈现烛焰清晰缩小的实像5.2019衡阳当汽车经过十字路口时，监控摄像头就会拍下照片。摄像头相当于一个透镜，影像传感器相当于光屏。下列说法正确的是（)A. 监控摄像头和近视眼镜的镜片都对光有会聚作用B.拍照时，汽车位于摄像头二倍焦距以外C.当汽车远离摄像头时，影像传感器上的像变大D.影像传感器上成的是正立的虚像6.小柳对下列光学成像实例进行了分析，下列判断正确的是（)实例:针孔照相机内所成的像;潜望镜中看到的景物的像;放大镜看到的物体的像;幻灯机屏幕上所成的像;照相机中所成的像。A. 反射成像的有B.折射成像的有C.属于实像的是D.属于虚像的是7.2019滨州在做“探究凸透镜成像的规律”实验时，某小组测量出物距和像距的数据，并绘制成如图K4-16所示的图像，根据图像可知（)图K4-16A. 该凸透镜的焦距f=20 cmB.当物距u=30 cm时，成倒立、缩小的实像，照相机利用了这条规律C.当物距u=8 cm时，成倒立、放大的实像，幻灯机利用了这条规律D.把物体从距凸透镜30 cm处向距凸透镜15 cm处移动过程中，所成的像会逐渐变小8.2019自贡小明同学用数码相机（可调焦距)拍摄了同一花菜的两张照片，如图K4-17所示，结合图片分析，下面说法不正确的是（)图K4-17A. 照相机的镜头与老花镜属于同一类透镜B.凸透镜能成缩小的实像是照相机的工作原理C.在物距相同的情况下，拍摄乙照片时，镜头焦距需调得小一些D.在物距相同的情况下，拍摄乙照片时，镜头焦距需调得大一些二、填空题9.彩色电视机屏幕上的各种艳丽色彩是由红、 蓝三种光通过适当的比例混合得到的;如图K4-18所示的透镜是透镜，用这种透镜制作的眼镜可以用于矫正 （选填“近视”或“远视”)眼。 图K4-1810.为了监控取款机前的实时情况，银行ATM自动取款机上方安装有一个摄像头。摄像头的工作原理相当于透镜成倒立、的实像;当取款人逐渐靠近取款机时，他所成的像会逐渐（选填“变大”“变小”或“不变”)。 三、作图、实验探究题11.2018达州根据图K4-19中的入射光线或折射光线作出相应折射光线或入射光线。图K4-1912.请在图K4-20中画出光线AO的折射光线和BC的入射光线。图K4-2013.原创在利用光具座进行凸透镜成像的实验探究中:（1）如图K4-21甲所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。由图可知，凸透镜对光线具有作用，该凸透镜的焦距是cm。 图K4-21（2）将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，调整烛焰、透镜和光屏三者的中心大致在。实验过程中，无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像，请你指出其中一条可能的原因: 。 （3）调整后，把蜡烛移至距凸透镜16 cm处时（如图乙)，在凸透镜另一侧前后移动光屏，会在光屏上得到一个倒立、的实像;（填光学仪器)就是利用这一成像规律工作的。 （4）如果将蜡烛在（3)的基础上远离透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向（选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动。如保持蜡烛、凸透镜、光屏的位置不变，小华利用不透光的纸板遮住凸透镜的上半部分，则在光屏上观察到的像是（填选项前的字母)。 A. 蜡烛的上半部分，亮度变暗B.蜡烛的下半部分，亮度变暗C.完整的烛焰，亮度变暗D.完整的烛焰，亮度不变（5）在（3）的基础上，保持凸透镜位置不变，将蜡烛与光屏对调，光屏上也能得到烛焰清晰的像，（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是根据这个原理设计的。实验过程中，由于蜡烛燃烧变短，使烛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，如果只调光屏，应将光屏向调。 （6）通过实验小柳明白了照相机的成像原理，一次他在给兄弟班级照毕业相时，发现两旁还有同学没有进入观景框内，他应将照相机（选填“靠近”或“远离”)被拍照的同学，同时把镜头（选填“前伸”或“后缩”)这样才能在观景框内看到全班同学清晰的画面。 （7）小柳在早上9:00利用太阳光进行观察凸透镜焦点的活动，他将凸透镜与水平地面平行放置，调节凸透镜到地面的距离，直至地面上出现一个最小的亮点，他认为此点就是凸透镜的焦点。你认为她操作过程存在的问题是 。 （8）在用焦距为10 cm的凸透镜探究成“等大实像”的实验时，老师发现有两个小组所测像距分别为17.5 cm和22 cm，与理论像距20 cm相比偏差较大。若不是因为长度测量方法错误和测量误差导致的，请分析出现这种情况的原因:。 （9）小柳回想起白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带（如图丙所示)。受此启发，于是他选取焦距为10 cm的凸透镜，用红光和蓝光来进行图甲的实验，实验结论:对同一凸透镜，测得的焦距大些。 参考答案基础巩固1.C解析凸透镜对光有会聚作用,装水的矿泉水瓶相当于一个凸透镜,可以将太阳光会聚,导致防滑垫起火,故C正确。2.C解析凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用；近视眼镜的镜片是凹透镜,远视眼镜的镜片是凸透镜。3.C解析当烛焰离透镜14 cm时成放大的实像,则蜡烛在一倍焦距和二倍焦距之间,即2f14 cmf,所以7 cmf14 cm；当烛焰离透镜8 cm时成的是放大的虚像,则蜡烛在一倍焦距以内,即8 cmf。综上所述8 cmf14 cm,故选C。4.C5.C6.C解析摄像头相当于一个凸透镜,光经过摄像头成像利用的是光的折射,故A错误；摄像头成倒立、缩小的实像,投影仪成倒立、放大的实像,故B、D错误；根据凸透镜成像规律,当物距u2f时,成倒立、缩小的实像,所以“刷脸”时,面部应位于摄像头二倍焦距之外,故C正确。7.D8.D9.甲凹10.凸透靠近解析倒入水后的矿泉水瓶相当于凸透镜,可观察到“黑白颠倒”的现象,说明成倒立的像,若要将“黑白颠倒”的像重新颠倒回来,需要成正立的像,当物体在凸透镜的焦距之内时可以成正立、放大的虚像,因此白纸应靠近矿泉水瓶,位于凸透镜的焦距之内即可。11.如图所示12.如图所示13.（1）凹靠近（2）近视眼的晶状体比正常人眼的晶状体更凸（或像成在了视网膜之前,或近视眼的晶状体对光线的偏折能力强,或近视眼的晶状体对光线的会聚能力强）（3）薄14.（1）较暗（2）主光轴（3）缩小照相机（4）不能物距在一倍焦距和二倍焦距之间时,像距应大于二倍焦距,则光屏的位置应在110 cm的右侧,光具座的长度不够,所以无法在光屏上成清晰的像能力提升1.B2.B3.B4.C解析由题意可知,若蜡烛放置在10 cm刻度线处,此时物距为40 cm,大于二倍焦距,移动光屏,可在光屏上得到一个倒立、缩小的实像,A错误；由题意可知,若蜡烛放置在20 cm刻度线处,此时物距为30 cm,大于二倍焦距,移动光屏,可在光屏上得到一个倒立、缩小的实像,B错误；由题意可知,若蜡烛放置在35 cm刻度线处,此时物距为15 cm,小于二倍焦距但大于一倍焦距,移动光屏,可在光屏上得到一个倒立、放大的实像,C正确；由题意可知,若蜡烛放置在45 cm刻度线处,此时物距为5 cm,小于一倍焦距,此时蜡烛通过凸透镜成一个正立、放大的虚像,在光屏上得不到像,D错误。5.B6.C7.B解析根据凸透镜的成像规律可知：当物距等于像距等于二倍焦距时,成倒立、等大的实像,由图像可知：当物距u=20 cm时,像距v=20 cm,所以凸透镜的焦距为f=10 cm,故A错误；当物距u=30 cm时,物距大于二倍焦距,凸透镜成倒立、缩小的实像,照相机利用了这条规律,故B正确；当物距u=8 cm时,物距小于焦距,凸透镜成正立、放大的虚像,放大镜是利用该原理来工作的,故C错误；物体从距凸透镜30 cm处向距凸透镜15 cm 处移动时,物距变小,当凸透镜成实像时,物距越小,像距越大,像越大,故D错误。8.C解析照相机的镜头是凸透镜,老花镜也是凸透镜,属于同一类透镜,故A正确,不符合题意。当u2f时,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机,故B正确,不符合题意。照相机是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理工作的,在物距不变的条件下,乙照片中的花菜大些,则拍摄乙照片时镜头的焦距需调得大些,故C错误,符合题意,D正确,不符合题意。9.绿凸远视10.凸缩小变大11.如图所示12.如图所示13.（1）会聚11.0（2）同一高度蜡烛放在了凸透镜一倍焦距以内（3）放大投影仪（或幻灯机）（4）靠近C（5）照相机上（6）远离后缩（7）太阳光没有正对着凸透镜照射（8）光屏上还没有出现清晰的像时就测出了像距（9）红光