学年教科版八年级上册物理 45科学探究凸透镜成像 同步测试.docx
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学年教科版八年级上册物理45科学探究凸透镜成像同步测试
2018-2019学年教科版八年级上册物理4.5科学探究:
凸透镜成像同步测试
一、单选题
1.关于四种光学仪器的成像情况,以下说法正确的是 ( )
A. 放大镜成正立放大的实像
B. 照相机成正立缩小的实像
C. 潜望镜成正立等大的虚像
D. 投影仪成正立放大的实像。
2.眼睛能看见物体,是因为物体在视网膜上形成清晰的像,这种成像与下列原理相似的是()
A. 平面镜
B. 照相机
C. 幻灯机
D. 放大镜
3.当物距为20cm时,在光屏上得到一个倒立、缩小的实像,此时像距为15cm,则此凸透镜的焦距是( )
A. f>20cm B. 15cm<f<20cm C. 7.5cm<f<10cm D. 10cm<f<15cm
4.让一个凸透镜正对太阳光,在距透镜5cm处得到一个最小最亮的光斑.若将一个物体放在此透镜前7cm处,经这个凸透镜所成的像是( )
A. 缩小的实像 B. 放大的实像 C. 缩小的虚像 D. 放大的虚像
5.如下图的四个透镜中,哪个是凸透镜( )
A.
B.
C.
D.
6.蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示,此时光屏上出现烛焰清晰的像,则像的特点是( )
A.倒立缩小
B.倒立等大
C.倒立放大
D.正立放大
7.凸透镜是一种基本光学元件,在生活中有广泛的应用。
下列说法正确的是()
A. 用放大镜观察小物体时,小物体应放在一倍焦距与二倍焦距之间
B. 如果是远视眼,应当用凸透镜加以矫正
C. 照相机照全身照时,所成像是正立、缩小的实像
D. 使用投影仪时,投影仪镜头到屏幕的距离应在一倍焦距的二倍焦距之间
8.实验室备有甲、乙、丙三个凸透镜,三个实验小组分别用这三个凸透镜探究凸透镜成像规律,实验时,当蜡烛到透镜的距离都为12cm时,甲、乙、丙三透镜分别成缩小的实像、放大的虚像、放大的实像,则这三个透镜的焦距f甲、f乙、f丙的大小关系为( )
A. f甲>f乙>f丙
B. f乙>f丙>f甲
C. f乙>f甲>f丙
D. f丙>f乙>f甲
9.某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了物体到凸透镜的距离u跟像到凸透镜的距离v之间关系的图象,如图所示,下列判断正确的是( )
A. 该凸透镜的焦距是20cm
B. 当u=15cm时,在光屏上能得到一个缩小的像
C. 当u=25cm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10cm处移动到30cm处的过程中,像逐渐变小
10.下列光路图正确的是( )
A.
B.
C.
D.
二、填空题
11.小明在做“探究凸透镜成像规律”实验时,其实验装置的示意图如图所示,a、b、c、d、e是主光轴上的五个点,F点和2F点分别是凸透镜的焦点和二倍焦距点.
在a、b、c、d、e这五个点中:
(1)把烛焰放在 ________ 点上,可以成正立,放大的虚像.
(2)把烛焰放在 ________ 点上,所成的像最小.
(3)把烛焰放在 ________ 点上是类似照相机成像.
(4)把烛焰放在 ________ 点上是类似投影仪成像.
12.如图所示,在探究“凸透镜成像规律”的实验中,小雨首先依次将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上,再将三者的中心大致调整在同一高度,最后调节物距和像距并将实验中几次成像的数据填入下表中.请你根据提供的信息解答下列问题:
试验次数
物距u/cm
像距v/cm
1
30
15
2
20
20
3
15
30
4
5
﹣
(1)此透镜的焦距是________ cm;
(2)第1次实验时,小华将一近视眼镜紧贴在凸透镜的前面,要在光屏上再次得到清晰的像,应将光屏向________ (选填“靠近”或“远离”)透镜方向移动;
(3)第4次实验时所成像的特点是________ ;(描述像的倒正、大小、虚实情况)
(4)实验中,燃烧的蜡烛在不断缩短,导致光屏上的像向上移动,为了使烛焰的像能成在光屏中央,在不更换实验器材的前提下,写出一种可行的方法:
________ .
13.在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,小刚选用了焦距为10cm的凸透镜.
(1)他将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上,并调节到如图所示的位置时,光屏上出现了倒立、________(填“放大”“缩小”或“等大”)的烛焰的像.
(2)小刚又把蜡烛移到光具座上35cm刻度线处,屏上的像变模糊了,此时他摘下自己的眼镜,放在蜡烛和凸透镜之间,只适当调整眼镜的位置,光屏上又出现了清晰的像,则小刚戴的________(填“近视”或“远视”)眼镜.
(3)接着他取下这个眼镜,保持此时蜡烛和凸透镜的位置不变,若使光屏上的像仍然清晰,应将光屏移至光具座上________cm刻度线处.
14.如图是小伟通过实验得到的凸透镜的像距v和物距u关系的图像。
由图可知凸透镜的焦距是________ cm;当物距为30cm时的成像特点可应用于________ ;当物距为15cm时的成像特点可应用与________ (填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)。
15.请写出三种区分凸透镜和凹透镜的方法________.
三、解答题
16.如图所示,有A、B两个盒子,里面各放了一块透镜,手指接触不到透镜,无法判断透镜边缘和中间厚薄的差别,但盒子中间透明的,可在盒子的一侧通过透镜看到盒子另一侧发出的光线.小杰想知道盒子里装的是凸透镜还是凹透镜,请你帮他想想办法.
四、实验探究题
17.小明同学在做“探究凸透镜成像现律”的实验,
(1)前面学过,物体离照相机的镜头比较远,成缩小的实像,物体离投影仪的镜头比较近,成放大的实像,物体离放大镜比较近,成放大、正立的虚像。
据此小明据出的问题是,像的虚实、大小,正倒跟________有什么关系?
(2)如图甲,小明让平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则凸透镜的焦距f=________cm。
(3)小明所用实验装置如图乙所示,若将凸透镜放在光具座刻度50cm位置处不变,把蜡烛放在刻度10cm处,利用此时凸透镜成像的特点制成的光学仪器是________(选填“照相机”、“放大镜”或”投影仪”)
(4)如图丙所示是小明通过实验得到的凸透镜成像时的像距v和物距u关系的图象,由图象可知成实像时物距逐渐减小,像距逐渐________。
当u>2f时,物体移动速度________(选“大于”、“小于“或“等于”)像移动的速度,当f<u<2f时,物体移动速度________(选填“大于”,“小于”或“等于”)像移动的速度。
18.洋洋同学在探究“凸透镜成像规律及应用”的活动中,选用了焦距未知的凸透镜
(1)将凸透镜安装在光具座上,用平行光作光源,移动光屏,在光屏上得到一个最小最亮的光斑,如图甲所示,则该凸透镜的焦距为________cm。
(2)小明将蜡烛、凸透镜和光屏的中心调到同一高度后,在水平桌面上无论怎样移动光屏,都不能承接到烛焰的像。
原因可能是________。
(3)如图乙所示,将点燃的蜡烛移到标尺10cm处,再移动光屏,直接在光屏上得到一个清晰的像为止,生活中________就是利用这一成像原理来工作的。
如果将图乙中光屏和蜡烛对调位置,实验小组同学发现其实也能成清晰的像,那么这个像的特征应该是一个________的实像(选填“放大”或“缩小”)的实像。
(4)若保持凸透镜位置不变,将蜡烛移动到标尺35cm处,移动光屏会在光屏上得到一个倒立________(填“放大”或“缩小”)的实像。
(5)如果用不透明纸板将凸透镜上半部分遮住,结果_____
A. 像变模糊 B. 不能成像 C. 成一半的像 D. 仍能成完整的像,但亮度变暗
五、综合题
19.在利用太阳光测量凸透镜焦距时,小华将凸透镜正对着太阳,再把一张纸放在它的下方,如图所示.当在纸上呈现一个并非最小的光斑时,测得这个光斑到凸透镜的距离为L.小华推断,凸透镜的焦距一定大于L.
(1)你认为小华的推断________(选填“正确”或“不正确”).
(2)为了检验小华的推断是否正确,可将凸透镜向下方的纸张慢慢移近,若观察到纸上呈现的光斑变________(选填“大”或“小”),则他的推断是正确的.
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】C
【解析】【分析】
(1)利用凸透镜成像的三种情况和应用进行判断:
u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机.
2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机和投影仪.
u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜和老花镜.
(2)潜望镜是利用平面镜来工作的,根据平面镜成正立、等大的虚像进行判断.
【解答】A、放大镜成正立、放大的虚像.说法错误,不符合题意.
B、照相机成倒立、缩小的实像.说法正确,符合题意.
C、潜望镜成正立、等大的虚像.说法正确,符合题意.
D、幻灯机成倒立、放大的实像.说法错误,不符合题意.
故选B、C.
【点评】掌握凸透镜、凹透镜、平面镜、凸镜、凹镜的成像情况和应用,这是成像习题的重要依据,一定要熟练掌握.
2.【答案】B
【解析】【分析】在视网膜上成的是倒立缩小的像,与照相机的原理是相同的.
【解答】平面镜属于光的反射成像,幻灯机成放大倒立的像,放大镜成正立放大的像,眼睛成的是倒立缩小的像,是与照相机的原理相同.
故选B.
【点评】本题考查了眼睛的成像原理:
眼睛相当于凸透镜,物距在二倍焦距之外时,凸透镜能成倒立缩小的实像.
3.【答案】C
【解析】【解答】解:
物距为20cm时,在光屏上得到一个倒立、缩小的实像,则20cm>2f,可得f<10cm;
像距为15cm,则f<15cm<2f,可得7.5cm<f<15cm;
综合可得7.5cm<f<10cm,ABD错误,C正确.
故选C.
【分析】凸透镜成实像时:
物距大于2f,成倒立缩小的实像,像距处于f和2f之间;利用题中给出的物距数值与焦距建立不等式,解出焦距满足的条件.然后根据这一条件对各个选项逐一分析即可.
4.【答案】B
【解析】【解答】在距透镜5cm处得到一个最小最亮的光斑,说明透镜的焦距是5cm,物距7cm在一倍焦距到二倍焦距之间,所成的像是倒立、放大的实像,故应选B。
5.【答案】A
【解析】【解答】解:
(1)凸透镜的定义为:
中间厚边缘薄的镜子,根据定义可知图中A镜子符合定义;
(2)凹透镜的定义为:
中间薄四周厚的镜子,根据定义可知图中BCD两种镜子符合定义.故选A.
【分析】根据凸透镜和凹透镜的定义对图中的四个镜子进行辨认,符合中间厚边缘薄的就是凸透镜,符合中间薄四周厚的就是凹透镜.
6.【答案】C
【解析】【解答】由图象知,此时像距大于物距,成倒立、放大的实像,所以物距处于1倍和2倍焦距之间,ABD不符合题意,C符合题意,
故答案为:
C。
【分析】
物体位置
像的位置
像的大小
像的性质
应用举例
u>2f
f< v <2f
像、物异侧
缩小
倒立实像
照像机
u=2f
v =2f
像、物异侧
等大
倒立实像
测焦距
f
v >2f
像、物异侧
放大
倒立实像
幻灯机
投影仪
7.【答案】B
【解析】【解答】A、用放大镜观察小物体时,小物体应放在一倍焦距之内,A不符合题意;
B、如果是远视眼,应当用凸透镜加以矫正,B符合题意;
C、照相机照全身照时,所成像是倒立、缩小的实像,C不符合题意;
D、使用投影仪时,投影仪镜头到屏幕的距离大于两边焦距,D不符合题意。
故答案为:
B。
【分析】凸透镜成像的规律:
当物距大于2倍焦距时,则像距在1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立、缩小的实像,此时像距小于物距,像比物小,物像异侧,照相机的原理;当物距等于2倍焦距时,则像距也在2倍焦距,成倒立、等大的实像,此时物距等于像距,像与物大小相等,物像异侧;当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时,则像距大于2倍焦距,成倒立、放大的实像,此时像距大于物距,像比物大,像位于物的异侧,投影仪的原理;当物距等于1倍焦距时,则不成像,成平行光射出;当物距小于1倍焦距时,则成正立、放大的虚像,此时像距大于物距,像比物大,物像同侧,放大镜的原理。
8.【答案】B
【解析】【解答】成缩小的实像时,物距大于二倍焦距,说明甲的焦距是小于6cm的;成放大的虚像时,物距是小于焦距的,说明乙的焦距是大于12cm的;成放大的实像时,物距是大于一倍焦距小于二倍焦距的,说明丙的焦距是大于6cm而小于12cm的;B符合题意.
故答案为:
B.
【分析】根据凸透镜成像的三种情况进行判断:
u>2f,成倒立、缩小的实像.
2f>u>f,成倒立、放大的实像.
u<f,成正立、放大的虚像.
9.【答案】D
【解析】【解答】A、当物距和像距相等的地方20cm,应是二倍焦距的地方,所以该凸透镜的焦距是10cm,A不符合题意;
B、当u=15cm时,物体处于一倍焦距到二倍焦距之间,所成的像是放大的像,B不符合题意;
C、当u=25cm时,物体放在了二倍焦距以外,所成的像是缩小的实像,此时的应用是照相机,C不符合题意;
D、把物体从距凸透镜10cm处移动到30cm处过程中,像逐渐变小,D符合题意.
故答案为:
D.【分析】
(1)凸透镜成像规律:
u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,应用于照相机和摄像机;
u=2f,成倒立、等大的实像,v=2f,一般用来求凸透镜的焦距;
2f>u>f,成倒立、放大的实像,v>2f,应用于幻灯机和投影仪;
u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜和老花镜;
(2)当物距大于焦距时,凸透镜成实像.凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小.
10.【答案】A
【解析】【解答】解:
A、入射光线平行于主光轴,经过凸透镜折射后,折射光线过焦点.故A正确;
B、通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴,故B错;
C、过焦点的光线对于凹透镜不属于特殊光线,经凹透镜后更远离主光轴,故C错;
D、平行于主光轴的入射光线经过凹透镜折射后,折射光线的反向延长线过焦点.故D错误.
故选A.
【分析】先确定所给的入射光线的特点,再根据透镜的光学特点来判断;
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点;过焦点的光线经凸透镜折射后,平行于主光轴;平行于主光轴的光线经凹透镜折射后的光线的反向延长线过焦点;凹透镜起发散作用.
二、填空题
11.【答案】e;a;a或b;c或d
【解析】【解答】如图,e在一倍焦距以内成正立放大虚像,a,b在二倍焦距以外成倒立缩小实像,a较远,所成的像最小.
投影仪成像成倒立放大实像,所以物距大于一倍焦距小于二倍焦距,c,d在一倍焦距和二倍焦距之间.
照相机成像成倒立缩小实像,物距大于二倍,a,b在二倍焦距以外.
答案为:
(1)e,
(2)a,(3)a或b,(4)c或d.
【分析】根据凸透镜成像规可知
(1)物距小于焦距成正立放大虚像,物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像.
(2)物距大于二倍焦距成倒立缩小实像,成实像时,物距变大,像距变小,像变小.
(3)投影仪成像成倒立放大实像.
(4)照相机成像成倒立缩小实像.
12.【答案】10;远离;正立、放大的虚像;将蜡烛向上调节
【解析】【解答】
(1)由表格第2次实验数据,u=v=20cm,满足u=2f成倒立、等大实像,所以f=
u=
×20cm=10cm;
(2)近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,如果此时把近视眼镜放在该凸透镜前,使原来会聚成像的光线推迟会聚,所以要想接到清晰的像,光屏要远离透镜;
(3)由表格第4次数据,u=5cm<f,根据凸透镜成像特点所成像为:
正立、放大的虚像;
(4)蜡烛在燃放中不断缩短,向下移动,光屏上的像向上移动,要使像能够成在光屏中央,可向上移动光屏;或向上移动蜡烛或向下移动凸透镜。
故答案为:
(1)10;
(2)远离;(3)正立、放大的虚像;(4)将蜡烛向上调节。
【分析】凸透镜成像的规律:
当物距大于2f时,成倒立、缩小的实像,像距处于f和2f之间,应用是照相机;
当物距等于2f时,成倒立、等大的实像,像距等于2f;
当物距处于f和2f之间时,成倒立、放大的实像,像距大于2f,应用是幻灯机或投影仪;
当物距小于f时,成正立、放大的虚像,应用是放大镜。
(1)由表格数据根据u=2f时的成像特点判断凸透镜的焦距;
(2)近视眼镜是凹透镜,对光线有发散作用,由此分析像距变化情况;
(3)根据凸透镜的成像规律判断第4次成像特点;
(4)凸透镜成的实像是倒立的,像与物体的变化方向恰好相反。
13.【答案】
(1)缩小
(2)远视
(3)80
【解析】【解答】
(1)由图可知:
U>2f,2f>V>f,则光屏上成倒立、缩小的实像.
(2)小刚又把蜡烛移到光具座上35cm刻度线处,即物距减小,像距则变大,屏上的像会变模糊了,此时他摘下自己的眼睛,放在蜡烛和凸透镜之间,只适当调整眼镜的位置,光屏上又出现了清晰的像,说明眼镜又将像距变小了,也就是眼镜对光线有会聚作用,因此这只眼镜是凸透镜;则小刚戴的是远视眼镜.(3)由图可知:
u=50cm﹣35cm=15cm,f=10cm,根据
=
+
得:
v=
=
=30cm,
则光屏位置在50cm+30cm=80cm.
故答案为:
(1)缩小;
(2)远视;(3)80.
【分析】
(1)掌握凸透镜成像的三种情况:
U>2f,成倒立、缩小的实像,2f>V>f.
2f>U>f,成倒立、放大的实像,V>2f.
U<f,成正立、放大的虚像,光屏上不能呈接到像,透过凸透镜能看到虚像;
(2)近视眼镜是凹透镜,当近视眼镜靠近凸透镜时,会聚能力减弱,使像呈在光屏的后方;近视眼的晶状体变厚,会聚能力增强,像距减小,像呈在视网膜的前方;戴近视眼镜使光线发散一些,使像距增大,使像呈在视网膜上.(3)根据
=
+
即求出像距,然后根据透镜的位置确定光屏位置
14.【答案】10cm;照相机;投影仪
【解析】【解答】要解决此题,首先要通过图象分析出该凸透镜的焦距.其次是掌握凸透镜成像及其应用.物距大于二倍焦距成倒立、缩小的实像,其应用是照相机.由图知,当物距为20cm时,像距也为20cm,根据凸透镜成像的规律,物距等于2倍焦距时,成倒立等大的实像,此时像距与物距相等.所以2f=20cm,则f=10cm.当物距为30cm时,即u>2f,则由凸透镜成像规律可知,成倒立、缩小的实像,照相机就是根据此原理制成的.当物距15cm时,即f<u<2f,则由凸透镜成像规律可知,成倒立、放大的实像,投影仪就是根据此原理制成的.
【分析】解决本题的关键是要熟记凸透镜成像的规律,特别搞清像的特点及像距与物距之间的关系.解决此题的关键是通过图象确定凸透镜的焦距.然后问题可解.
15.【答案】
(1)凸透镜对光线有会聚作用;凹透镜对光线有发散的作用.透镜正对着太阳光(平行光源)移动,另一侧能得到最小最亮的点说明是凸透镜,出现一个暗圈的是凹透镜.
(2)点燃蜡烛,在另一侧的屏上看能否成像,能成像的是凸透镜.(3)把透镜放在字的附近去看字,能起放大作用的是凸透镜,缩小的是凹透镜.
【解析】【解答】解:
(1)用手去摸,中间厚、边缘薄的说明是凸透镜(不提倡用手摸,可直接观察)
(2)透镜正对着太阳光移动,另一侧能得到最小最亮的点说明是凸透镜,出现一个暗圈的是凹透镜.(3)凸透镜能成实像、凹透镜成虚像.点燃蜡烛,在另一侧的屏上看能否成像,光屏上能接到像的是凸透镜成的实像.不能能成像的是凹透镜.(4)能作为放大镜使用的是凸透镜.把透镜放在字的附近去看字,能起放大作用的是凸透镜,缩小的是凹透镜.故答案为:
(1)凸透镜对光线有会聚作用;凹透镜对光线有发散的作用.透镜正对着太阳光(平行光源)移动,另一侧能得到最小最亮的点说明是凸透镜,出现一个暗圈的是凹透镜.
(2)点燃蜡烛,在另一侧的屏上看能否成像,能成像的是凸透镜.(3)把透镜放在字的附近去看字,能起放大作用的是凸透镜,缩小的是凹透镜.
【分析】
(1)中间比边缘厚的是凸透镜;中间比边缘薄的是凹透镜.
(2)凸透镜对光线有会聚作用;凹透镜对光线有发散的作用.(3)凸透镜能成实像;凹透镜成虚像.(4)凸透镜能作为放大镜使用成放大的像、凹透镜成缩小的像.
三、解答题
16.【答案】解:
方法一:
让一束平行光射向盒子,用白纸在另一侧来回移动,如果透过的光能会聚成为光点,说明对光有会聚作用,为凸透镜.如果不能使光会聚成为光点,说明透镜对光无会聚作用,应为凹透镜.方法二:
把手指放在盒子一侧,从盒子另一侧透过中间的透镜观察手指,若看到手指放大的像,说明透镜为凸透镜.若看到手指成缩小的像,则说明透镜为凹透镜.
【解析】【分析】分辨凸透镜和凹透镜有四种方法:
(1)凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用.
(2)中间比边缘厚的是凸透镜;中间比边缘薄的是凹透镜.(3)凸透镜能使物体成放大的像,凹透镜只能使物体成缩小的像.(4)凸透镜能成实像,凹透镜只能成虚像.而题目要求不用手摸,因此
(2)不考虑.
四、实验探究题
17.【答案】
(1)物距
(2)10.0
(3)照相机
(4)增大;大于;小于
【解析】【解答】
(1)根据物体离照相机的镜头比较远,成缩小的实像,物体离投影仪的镜头比较近,成放大的实像,物体离放大镜比较近,成放大、正立的虚像。
据此小明提出的问题是,像的虚实、大小,正倒跟物距有关;
(2)图甲中利用的是平行光聚焦法测量凸透镜焦距,光屏上得到的最小、最亮的光斑便是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离为就焦距,所以焦距是f=20.0cm-10.0cm=10.0cm;(3)因为凸透镜放在50cm处,蜡烛在10cm处,所以物距是50cm-10cm=40cm,由于凸透镜的焦距是10cm,所以物距大于二倍焦距,成倒立缩小的实像,这是照相机的原理;(4)由图象知道,成实像时物距逐渐减小,像
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