期末八年级物理复习专项训练(五)透镜及其应用(含解析新教育版)

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
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
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。