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1、课时训练(六)透镜及其应用(限时:40分钟)|基础达标|一、选择题1.2019·潍坊小明通过透镜观察“美丽潍坊”四个字,看到的情形如图K6-1所示,下列说法正确的是()图K6-1A.该透镜只能成放大的像B.该透镜可以用作近视眼镜C.该透镜可以用作照相机镜头D.字到透镜的距离小于此透镜的焦距2.2019·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 cm3.小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中,根据测得的数据得到了像距v跟物距u之间关系的图像
2、,如图K6-2所示,则下列判断正确的是()图K6-2A.该凸透镜的焦距是20 cmB.当u=15 cm时,在光屏上能得到一个缩小的像C.把物体从距凸透镜15 cm处移动到30 cm处的过程中,像逐渐变小D.当u=25 cm时成放大的像,投影仪就是根据这一原理制成的4.2019·德州图K6-3是小强用手机、透镜和纸盒自制的简易“投影仪”,它能将手机上的画面放大投射到白墙上。下列说法不正确的是()图K6-3A.手机屏幕到透镜的距离应在透镜的一倍焦距和二倍焦距之间B.白墙上呈现的是手机画面倒立、放大的实像C.若用不透明的硬纸板遮住透镜的一部分,白墙上的画面将不再完整D.从各个角度都能清楚地
3、看到白墙上的像,是因为白墙对照射到其上面的光产生漫反射5.2019·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K6-4所示,结合图片分析,下列说法不正确的是()图K6-4A.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6.2019·泰州如图K6-5,用铁丝绕成一个内径约4 mm的圆环,在清水中浸一下后取出,布满圆环的水膜犹如透镜,用这个水膜透镜贴近课本上的字,看到的是正立、放大的像,此像为(选填“
4、实像”或“虚像”);透过水膜透镜看远处的楼房,楼房倒立、缩小了,这种成像情况与(选填“照相机”或“幻灯机”)成像原理相同;轻轻甩去一些水(保持水膜完好),透过水膜透镜看远处的楼房成正立、缩小的像,此时水膜透镜相当于(选填“凸透镜”或“凹透镜”)。 图K6-57.2019·嘉兴如图K6-6,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K6-68.2019·娄底娄底高铁站的进站通道采用了人脸
5、识别系统(如图K6-7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属于透镜,它的焦距应(选填“大于”“等于”或“小于”)50 cm。 图K6-79.2018·遂宁 勤于动手的小聪在探究凸透镜成像规律过程中,将蜡烛、凸透镜和光屏按如图K6-8所示位置放置时,烛焰通过凸透镜在光屏上形成一个倒立、(选填“放大”“缩小”或“等大”)的清晰的像,利用凸透镜这一成像规律制成的是(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”);若保持透镜和光屏的位置不变,将蜡烛移到“15 cm”刻度线位置,他将自己戴的眼镜放在蜡烛和透镜间适当位置时,光
6、屏上又出现了清晰的像,则小聪所患的眼疾是(选填“近视眼”或“远视眼”)。 图K6-810.2018·绵阳 将点燃的蜡烛和光屏放置在光具座上,再将焦距为30 cm的凸透镜甲放置在蜡烛和屏之间适当位置,在屏上得到清晰的缩小的实像;在透镜甲位置上换上焦距为20 cm的凸透镜乙,不改变蜡烛位置,将光屏(选填“靠近”或“远离”)透镜适当距离,就可以在光屏上得到清晰的(选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。 11.2018·宁波 为了探究眼的成像原理,小科自主研制了如图K6-9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
7、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、(选填“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(选填“注水”或“抽水”)。 图K6-912.2018·呼和浩特 在玻璃板下放置一个用眼睛看不清楚的小物体,把一滴水滴在小物体正上方的玻璃板上,水滴就是一个放大镜,如果还看不清小物体,再拿一个凸透镜位于水滴正上方,调节凸透镜与水滴间的距离,就能看清玻璃板下的小物体。此时看到的是小物体的(选填“正立”或“倒立”)、(选填“放大”或“缩小”)的(选填“实”或“虚”)像。这个组合与(选填
8、“望远镜”或“显微镜”)的原理相同。 三、作图题13.2019·黄石如图K6-10所示的凸透镜,MN为主光轴,O点为光心,F点为焦点,请在图中画出三条光线的折射光线,并作出物点S的像点S'。(注意保留作图痕迹)图K6-1014.2019·潍坊如图K6-11所示,AB为遮光板,S'是点光源S在平面镜中所成的像,S发出的一条光线经平面镜反射后恰好经过凸透镜左侧焦点F。图K6-11请画出:(1)光源S的位置。(2)光线EF的入射光线。(3)光线EF经凸透镜折射后的光线。15.2018·广东 如图K6-12所示,光线经过平面镜反射后射向凹透镜,请
9、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。图K6-12四、实验探究题16.2019·淮安如图K6-13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K6-13(1)为了便于观察实验现象,实验环境应该 (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。
10、(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 。 17.2019·南京用如图K6-14所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验。图甲中一束平行光射向凸透镜,光屏上得到一个最小、最亮的光斑(未画出)。图K6-14(1)图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像(未画出),则该像是倒立、的实像。 (2)若在图乙中将凸透镜移到55 cm刻度线处,则将光屏移动到cm刻度线处,可以再次看到清晰的像。 (3)若在图乙中烛焰和凸透镜之间放一近视眼
11、镜的镜片,则将光屏向(选填“左”或“右”)移动才能再次看到清晰的像。 (4)若在图乙中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气,发现光屏上“烛焰尖部”变模糊,则将光屏向移动,“烛焰尖部”又会成清晰的像。 |自我挑战|18.(多选)2019·河北如图K6-15所示,小明将凸透镜(f=10 cm)固定在光具座40 cm的位置,用来探究凸透镜的成像规律。下列说法中正确的是()图K6-15A.将蜡烛从焦点内某处向靠近透镜的方向移动过程中,像逐渐变小B.当光屏上成清晰像时,拿开光屏,眼睛在一定范围内仍能看到像C.将蜡烛放在10 cm刻度线处,移动光屏,在光屏上可以得到
12、倒立、缩小的清晰像D.当光屏上成清晰像时,在靠近凸透镜左侧的位置放一远视镜片,向右移动光屏,光屏上仍能得到清晰的像19.2019·温州将一蜡烛放在装有水的烧瓶前,调整蜡烛和烧瓶至如图K6-16所示位置,在墙壁上得到清晰的像。该像的性质是()图K6-16A.缩小的虚像B.放大的虚像C.缩小的实像D.放大的实像20.2019·包头在“探究凸透镜成像规律”的实验中:(1)蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图K6-17所示,恰能在光屏上得到一个清晰的倒立、等大的实像,则凸透镜的焦距为cm。 图K6-17(2)保持蜡烛与凸透镜的位置不变,换用一个不同焦距的凸透镜,将光屏向
13、右移动才能重新得到清晰的像,此时像(选填“变大”“变小”或“不变”),换用的凸透镜焦距可能为。(填字母序号) A.10.0 cmB.20.0 cmC.30.0 cmD.35.0 cm(3)将图中的凸透镜换成玻璃板后光屏上的像消失了,原因是 。 【参考答案】1.C2.C3.C解析当u=v=2f时,凸透镜成倒立、等大的实像,由题图得u=v=2f=20 cm,所以f=10 cm,故A错误。当u=15 cm时,2f>u'>f,成倒立、放大的实像,故B错误。物体从距凸透镜15 cm处移动到30 cm处的过程中,物距始终大于焦距,成实像;而凸透镜成实像时
14、,物距增大,像距减小,像变小,故C正确。当u=25 cm时,u>2f,成倒立、缩小的实像,投影仪不是根据此原理制成的,故D错误。4.C解析根据投影仪成像的原理可知,手机到透镜的距离应大于一倍焦距,小于二倍焦距,故A正确,不符合题意;投影仪成的像是倒立、放大的实像,故B正确,不符合题意;若用不透明的硬纸板遮住透镜的一部分,白墙上的画面仍然完整,只是亮度变暗,故C错误,符合题意;发生漫反射的物体可以从不同角度都能看到,因此从各个角度都能清楚地看到白墙上的像,是因为白墙对照射到其上面的光产生了漫反射,故D正确,不符合题意。5.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
15、确,不符合题意。当u>2f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。6.虚像照相机凹透镜7.凸透靠近解析矿泉水瓶中注入水相当于凸透镜,可观察到“黑白颠倒”的现象,说明成倒立的像,物距大于一倍焦距;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。8.凸小于解析摄像机的镜头属于凸透镜,是利用当物距大于
16、二倍焦距时成倒立、缩小的实像的原理工作的,因此物体应在二倍焦距之外,即1 m>2f,则焦距f应小于50 cm。9.缩小照相机近视眼解析从题图中可以看出:物体离凸透镜远,像离凸透镜近,此时物距大于像距,说明物体在二倍焦距以外,故应在光屏上形成一个倒立、缩小的像,照相机是根据这个原理制成的。若将蜡烛移到“15 cm”刻度线位置,应向左移动光屏才能再次呈现清晰的像,而小聪将戴的眼镜放在蜡烛和透镜间适当位置时,不移动光屏就能呈现清晰的像,说明小聪戴的眼镜对光线起到发散作用,故小聪所戴的是凹透镜,小聪患的眼疾是近视眼。10.靠近缩小解析蜡烛在光屏上成缩小的实像,说明蜡烛到凸透镜甲的距离大于2f,即
17、大于60 cm;当换上焦距为20 cm的凸透镜乙时,凸透镜乙对光的会聚能力比凸透镜甲强,所以所成的像离凸透镜更近,像距减小,像变小。11.缩小抽水解析由题图可知,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,成倒立、缩小的实像。向左移动蜡烛,即物距变大,像距应该变小,光屏应该向左移动,才能在光屏上再次呈现到清晰的像,但若保持光屏和水透镜位置不变,仍使得烛焰在光屏上成清晰的像,即需要让水透镜的会聚能力减弱,让水透镜的凸度变小,故应该向外抽水。12.正立放大虚显微镜13.如图所示14.如图所示15.如图所示解析反射光线与镜面所成夹角为60°,则反射角等于30°
18、;,光在反射时,反射角等于入射角;过入射点作入射光线,使入射角为30°延长线过凹透镜右焦点的入射光线,经凹透镜折射后,折射光线平行于主光轴。16.(1)较暗(2)主光轴(3)缩小照相机(4)不能物距在f和2f之间时,像距大于2f,则光屏的位置在110 cm的右侧,光具座的长度不够,无法在光屏上成清晰的像17.(1)放大(2)75(3)右(4)左解析(1)由图甲知,焦距f=60 cm-50 cm=10 cm;当蜡烛、凸透镜位于图乙所示的位置时,物距小于像距,凸透镜成倒立、放大的实像。(2)在图乙中将凸透镜移到55 cm刻度线处时,物距为u=55 cm-35 cm=20 cm=2f,则成
19、倒立、等大的实像。此时像距等于物距,则光屏应移到75 cm刻度线处。(3)凹透镜对光线有发散作用,会使像会聚在光屏的后方,即要将光屏向右移动才能在光屏上成清晰的像。(4)在图乙中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气,A点气体流速大,流体流速大的位置压强小,则“火焰尖部”向左移动,物距增大,像距应减小,故应将光屏向左移动,才能使“烛焰尖部”又成清晰的像。18.ABC解析根据凸透镜成像规律,无论成实像还是成虚像,物体靠近焦点时像均变大,则蜡烛从焦点内某处向靠近透镜的方向移动过程中,蜡烛远离焦点,所成的像逐渐变小,故A正确。光屏上成的像是实像,实像是由实际光线会聚而成的,眼睛可以看到,故B
20、正确。将蜡烛放在10 cm刻度线处时,物距u=30 cm>2f,在光屏上能成倒立、缩小的实像,故C正确。远视镜片是凸透镜,对光有会聚作用,放上远视镜片后会使像提前会聚,则应向左移动光屏,才能在光屏上看到清晰的像,故D错误。19.D20.(1)15.0(2)变大B(3)平面镜成虚像,无法成在光屏上解析(1)当物距等于二倍焦距时,蜡烛会通过凸透镜在光屏上成一个清晰倒立、等大的实像,由图可知,此时物距为50.0 cm-20.0 cm=30.0 cm,故焦距为15.0 cm。(2)保持蜡烛与凸透镜的位置不变,换用其他焦距的凸透镜后,右移光屏后才能得到清晰的实像,此时像距大于物距,由凸透镜成像规律可知,此时f<u<2f,v>2f,成倒立、放大的实像,即像变大;由图知,此时物距为30.0 cm,即f<30.0 cm<2f,则15.0 cm<f<30.0 cm,而由光具座长度及凸透镜位置可知此时的像距最大为50.0 cm,即2f<50.0 cm,则f<25.0 cm,综上可得,15.0 cm<f<25.0 cm,故只有B选项符合题意。(3)平面镜所成的像为虚像,光屏上无法承接虚像。