第四章 透镜及其应用 综合素质评价
一、选择题(每题3分，共30分)
1. 在一千七百多年前，我国古人已能“削冰向日取火”，即用冰磨成一种冰镜，让太阳光透过它点燃柴草取火，这种冰镜应为( )
A．凹透镜 B．凸透镜 C．平面镜 D．凸面镜
2．防盗门上装有“猫眼”，屋内的人通过“猫眼“看到屋外的人是一个正立、缩小的像，屋外面的人却看不清屋内的人，则“猫眼”应该是( )
A．凹透镜 B．凸透镜 C．凸面镜 D．凹面镜
3．眼睛是心灵的窗户。关于眼睛及其视力矫正，下列说法正确的是( )
A．眼睛的晶状体相当于凹透镜
B．物体通过晶状体所成的像是实像
C．近视眼看不清远处景物，是因为景物的像落在视网膜后方
D．用来矫正远视眼视力的眼镜镜片是凹透镜
4．如图所示，是生活中随处可见的透镜。下列关于透镜的说法正确的是( )
A．电影影片经投影仪成正立、等大的像
B．人脸经摄像头成倒立、缩小的像
C．透过鱼缸看见的鱼是正立、缩小的像
D．通过照相机看远处的树是倒立、放大的像
5．在探究凸透镜成像规律的实验中，在光具座上固定好点燃的蜡烛和凸透镜后，若出现“无论如何移动光屏均不能得到烛焰清晰的像”这种实验情景，原因不可能是( )
A．器材没有调整好高度
B．蜡烛处在透镜的焦点以内
C．蜡烛处在透镜的1倍焦距处
D．蜡烛处在透镜的2倍焦距处
6.老奶奶用放大镜看报纸时，为了使看到的字更大、更清晰，应使( )
A．报纸与眼睛不动，放大镜离报纸近一些
B．报纸与眼睛不动，放大镜离报纸远一些
C．报纸与放大镜不动，眼睛离报纸近一些
D．报纸与放大镜不动，眼睛离报纸远一些
7．小明利用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律。将蜡烛放在凸透镜左侧适当位置，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的像，分别测出物距u和像距f，实验数据如下表。下列说法正确的是( )
实验次数 1 2 3 4 5
物距u/cm 60 30 20 15 12
像距f/cm 12 15 20 30 60
A．该凸透镜的焦距为20 cm
B．从第1次实验到第5次实验，成在光屏上的像越来越大
C．当u＝45 cm时，移动光屏，可在光屏上成倒立、放大的清晰实像
D．第5次实验后，在贴近凸透镜左侧放一眼镜片，向右移动光屏，能在光屏上成清晰的像，则眼镜片对光起会聚作用
8．如图所示为实验室用显微镜和天文望远镜，关于图中两种仪器下列说法错误的是( )
A．显微镜的目镜相当于放大镜，物镜相当于投影仪
B．天文望远镜的目镜相当于放大镜，物镜相当于照相机
C．显微镜的目镜是凸透镜，物镜是凹透镜
D．天文望远镜的目镜和物镜都是凸透镜
9．在探究凸透镜成像规律时，记录实验数据并绘制了物距倒数和像距倒数之间的关系图象如图所示，下列说法正确的是( )
A．该凸透镜的焦距是
B．当物体从距凸透镜处移到处的过程中，其所成像逐渐变大
C．实验过程中移动光屏，只要光屏上观察到像就可以直接利用光具座上的刻度尺读取此时物距所对应的像距大小
D．当u＝时，在光屏上得到放大的像
10．清晨，太阳从东方冉冉升起，云缝中射出道道霞光，它让我们的大千世界五彩缤纷，让我们的世界拥有了无穷奥妙。下列对光的世界的探究中，结论正确的是( )
A．甲图，通过注入气泡的水球，我们看到太空授课的王亚平成“一正一倒”两个像，其中正立的是虚像，倒立的是实像
B．乙图，央视春晚节目舞蹈诗剧《只此青绿》的临水起舞画面中，舞者在舞台上的“倒影”和小孔成像的原理相同
C．丙图，光源经凸透镜在光屏上成一清晰的像，此时飞来一只小虫落在凸透镜上，则光屏上光源的像不完整
D．丁图，小薇按照图示将眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上清晰的像变模糊，只将光屏靠近凸透镜时，又能在光屏上看到清晰的像，则该眼镜是近视眼镜
二、填空题(每空2分，共28分)
11．某汽车司机下车时，随手将一瓶矿泉水放在仪表台上，如图所示。不料因阳光照射、水瓶聚光，车内物品被点燃引发火灾。太阳光经过矿泉水瓶发生了________填“反射”或“折射”)，矿泉水瓶相当于__________。因此，提醒大家在车内不要放置有聚光效果的物品。
12．如图所示是小明准备制作的昆虫观察瓶，为便于观察瓶底的小昆虫，他应在瓶口处安装块焦距________(填“大于”“等于”或“小于”)10 cm的凸透镜。
13．据统计，我国约70%的中学生因用眼习惯不良，导致不同程度的近视眼，近视眼成像的光路图如________图，矫正近视眼的光路图如________图。(均填“甲”“乙”“丙”或“丁”)
14．如图所示，小明把焦距长的凸透镜放在前面，焦距短的凸透镜放在后面，在模拟__________(填“显微镜”或“望远镜”)的使用，其中物镜的作用相当于________(填“照相机”或“投影仪”)。
15．如图所示在光屏上得到了一个清晰的像，这个像一定是________(填“放大”“缩小”或“等大”)的。不改变蜡烛和光屏位置，将凸透镜向右移动________cm，屏上即可再次成清晰的像。若将蜡烛换成一个指针发光的钟表，其表面正对透镜，则指针所成的像做_______(填“顺时针”或“逆时针”)转动。
16．王亚平在水膜里注水，变成一个水球，接着在水球里再注入一个气泡，通过水球我们先后看到她的两个不一样的像(如图所示)。一个成倒立、缩小的像，该像是________(填“实”或“虚”)像；另一个是正立、缩小的像，可以判断这个像是通过________(填“凸”或“凹”)透镜所成的像。
17．甲图为电影放映机，其成像原理如图乙所示。为让观众看到清晰的实像，应将胶片放在距离透镜____(填序号：①1倍焦距以内；②1倍焦距到2倍焦距之间；③2倍焦距以外)的位置，白色银幕是为了________(填“反射”或“吸收”)所有颜色的光。
三、作图题(每题5分，共10分)
18．如图所示，凸透镜与凹透镜的一个焦点重合，请根据入射光线，画出相应的出射光线。
19. 如图所示，A′B′是物体AB经过凸透镜在光屏上所成的像，F是凸透镜的焦点，请通过作图找出物体AB的位置。
四、实验探究题(每题16分，共32分)
20．小明用蜡烛、凸透镜(焦距10 cm)、光屏在光具座上进行“探究凸透镜成像的规律”的实验。
(1)蜡烛、透镜和光屏位置如图甲所示，光屏上会出现烛焰清晰________(填“放大”“等大”或“缩小”)的像，此现象和生活中________(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的成像原理相同；保持凸透镜位置不变，增大物距后，将光屏移动到适当位置，光屏上会重新出现烛焰清晰的像，该像与移动前的像相比会________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)保持凸透镜位置不变，移动蜡烛至图乙所示位置，在透镜右侧通过透镜可以观察到烛焰________(填“正立”或“倒立”)的像。
(3)将图甲中的透镜换成焦距f＝5 cm的凸透镜，光屏上烛焰的像变模糊。将蜡烛向________(填“左”或“右”)移动适当距离，光屏上重新出现烛焰清晰的像；若不移动蜡烛，在蜡烛和透镜之间放置一个度数适当的________(填“近视”或“远视”)镜片，光屏上也会重新出现烛焰清晰的像。
21．近视程度不同的同学需要配戴焦距不同的眼镜。为了探究近视眼的矫正过程，组装如图甲所示的实验装置，其中“F”字样的光源代替可视物体，光屏模拟视网膜。选用如图乙所示的2号凸透镜模拟晶状体，打开“F”光源，调节各个元件的位置，直到光屏上呈现倒立、缩小的清晰像，正常眼睛的视物模型便组装完成。
请回答下列问题：
(1)模拟近视眼视物情况，选择图乙中的________(填序号)号透镜替代2号透镜安装在光具座上后，光屏上的像变模糊。
(2)用如图丙所示的水透镜模拟近视眼镜矫正视力。应将水透镜置于光具座上的________(填“A”“B”或“C”)点，缓慢调节水透镜中的水量，当水透镜形成焦距合适的________透镜时，光屏上呈现清晰的像，近视眼的成像情况得到改善。
(3)更换焦距更小的凸透镜模拟近视程度更严重的眼睛晶状体，为了改善视网膜上的成像情况，实验时需要用注射器________(填“抽取”或“注入”)适量水。
(4)根据上述实验，近视程度更严重的同学应选择焦距更大还是更小的透镜来矫正呢？________，请结合透镜对光的作用来分析选择的理由：_________________
__________________________________________________________________。
答案
INCLUDEPICTURE "../3D.EPS" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../23秋%20典中点%208%20物理%20LK五四（刘欢欢/3D.EPS" \* MERGEFORMAT \d 一、1.B 【点拨】由题知，太阳光能透过冰镜，所以该冰镜为透镜；利用该透镜可以取火是因为它可以使光线会聚，而凸透镜可以使光线会聚，故这种冰镜应为凸透镜。
2．A
3．B 【点拨】人的眼睛像一架神奇的照相机，眼睛的晶状体相当于凸透镜，外界物体在视网膜上成倒立、缩小的实像，故A错误，B正确；近视眼看不清远处景物，是因为景物的像落在视网膜前方；远视眼看不清近处景物，是因为景物的像落在视网膜后方，所以要配戴凸透镜使光线提前会聚在视网膜上，故C、D错误。
4．B 【点拨】投影仪镜头是一个凸透镜，影片在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、放大的实像，故A错误；摄像头是一个凸透镜，人脸在凸透镜的2倍焦距以外，成倒立、缩小的实像，故B正确；鱼缸与缸中的水构成凸透镜，鱼及鱼所成的像均在透镜的一侧，此时物距小于焦距，看到的是正立、放大的虚像，故C错误；照相机的镜头相当于一个凸透镜，树在凸透镜的2倍焦距以外，成倒立、缩小的实像，故D错误。
5．D 【点拨】若蜡烛、凸透镜、光屏的中心不在同一高度上，光屏上不会有清晰的像，故A可能；蜡烛处在透镜的焦点以内，蜡烛成的是正立、放大的虚像，由于虚像不是由实际光线会聚而成，光屏上不会有清晰的像，故B可能；蜡烛处在透镜的1倍焦距处，此时物体不成像，光屏上没有清晰的像，故C可能。蜡烛处在透镜的2倍焦距处，光屏上成倒立、等大的实像，故D不可能。
6．B 【点拨】根据凸透镜的成像特点知，成正立、放大的虚像时，物体离焦点越近时，像越大，故应保持报纸与眼睛不动，放大镜离报纸远一些。
7．B 【点拨】根据表格中的数据可知，当u＝20 cm时，f＝20 cm，则u＝f＝2f，所以该凸透镜的焦距为10 cm，故A错误；从第1次实验到第5次实验，物距始终大于焦距，物距变小，像距变大，像变大，故B正确；当u＝45 cm时，物距大于2倍焦距，移动光屏，可在光屏上成倒立、缩小的清晰实像，故C错误；第5次实验后，在贴近凸透镜左侧放一眼镜片，向右移动光屏，能在光屏上成清晰的像，这说明像推迟会聚了，该眼镜片是凹透镜，对光起发散作用，故D错误。
8．C 【点拨】显微镜的目镜和物镜都是凸透镜，目镜相当于放大镜，成正立、放大的虚像，物镜相当于投影仪，成倒立、放大的实像，故A正确，C错误；天文望远镜的目镜和物镜都是凸透镜，目镜相当于放大镜，成正立、放大的虚像，物镜相当于照相机，成倒立、缩小的实像，故B、D正确。
9．B 【点拨】u＝f＝2f，凸透镜成倒立、等大的实像，由图可知，＝＝，则
u＝f＝2f＝，所以f＝，故A错误；当物体从距凸透镜处移到处的过程中，物距变小，但物距始终大于焦距，成实像，所以其所成像逐渐变大，故B正确；实验过程中移动光屏，只有在光屏上观察到清晰的像时，才可以测量物距和像距的大小，故C错误；当u＝时，物距等于焦距，在光屏上不能得到像，故D错误。
10．A 【点拨】水球被气泡变为了两部分，中间是空气，气泡周围是水，这个时候整个水球就变成了两个透镜，外圈成为了一个凸透镜，所以呈现出一个倒立的实像，内圈相当于变成了凹透镜，这个时候又出现了一个正立的虚像，故A正确；因为光滑的舞台相当于平面镜，所以看到的倒影是平面镜成像，即光的反射形成的，小孔成像的原理是光的直线传播，故B错误；凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，小虫落在透镜上后，光源发出的光虽有一小部分被挡住，但总会有一部分光通过凸透镜而会聚成像，因此，像与原来相同，即光屏上所成的像仍然是完整的，故C错误；将眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像也变得模糊了，只将光屏靠近透镜移动时，又可以在光屏上看到烛焰清晰的像，说明眼镜对光线有会聚作用，是凸透镜，即该眼镜是远视眼镜，故D错误。
二、11.折射；凸透镜 【点拨】装有水的矿泉水瓶中间厚边缘薄，相当于一个凸透镜；由于凸透镜对光线有会聚作用，射入车内的光线经矿泉水瓶折射后集中于它的焦点上，时间一长正好使放置于此处的物品起火。
12．大于 【点拨】由图知盒盖到盒底的距离为10 cm，即物距是10 cm；凸透镜做放大镜使用时，其焦距要大于物距，所以该凸透镜的焦距大于10 cm，此时成的是正立、放大的虚像。
13．甲；丙 14.望远镜；照相机
15．放大；15；顺时针 【点拨】当如图位置时，物距u＝25 cm，像距f＝40 cm，物距小于像距，光屏上恰能成一个清晰倒立、放大的像；若将凸透镜向右移动15 cm，此时物距u′＝15 cm＋25 cm＝40 cm，像距f′＝40 cm－15 cm＝25 cm，则根据折射时光路是可逆的，此时屏上即可再次成清晰的实像；若一个指针发光的钟表，其表面正对透镜，指针做顺时针转动时，像是倒立的，像也做顺时针转动。
16．实；凹
17．②；反射 【点拨】电影放映机的镜头相当于一个凸透镜，可以成倒立、放大的实像，则此时物距2f＞u＞f，即胶片应放在距离透镜1倍焦距到2倍焦距之间。“白色银幕是为了反射所有颜色的光，让观众看到五彩的画面。
三、18.【解】如图所示。
INCLUDEPICTURE "../YW358.EPS" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../23秋%20典中点%208%20物理%20LK五四（刘欢欢/YW358.EPS" \* MERGEFORMAT \d
【点拨】凸透镜左右两侧各有一个焦点，且这两个焦点关于光心对称，同理凹透镜也是如此；已知凸透镜与凹透镜的一个焦点重合，则由图可知是凸透镜的右焦点和凹透镜的左焦点重合，过焦点的光线，经过凸透镜折射后，折射光线要平行于主光轴；平行于主光轴的光线，经过凹透镜折射后，折射光线的反向延长线要过凹透镜的虚焦点。
19．【解】如图所示。
INCLUDEPICTURE "../YW360.EPS" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../23秋%20典中点%208%20物理%20LK五四（刘欢欢/YW360.EPS" \* MERGEFORMAT \d
【点拨】根据凸透镜的三条特殊光线、光路的可逆性可知，过凸透镜光心的光线传播方向不变，过焦点的入射光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴，过A′点画出平行于主光轴的折射光线，则入射光线过左边的焦点，画出过光心的光线的传播方向不变，两条入射光线的交点即为物体的A点所在位置，根据凸透镜成像规律，B点应在主光轴上，物体AB垂直于主光轴。
四、20.(1)缩小；照相机；变小 (2)正立 (3)右；近视 【点拨】将图甲中的透镜换成焦距f＝5 cm的凸透镜，焦距变小，折射能力变大，像会提前会聚在光屏的前方，可以适当向右移动蜡烛，使像向右移动到光屏处；若不移动蜡烛，此时像在光屏的前方，相当于近视眼，可以配戴凹透镜，即近视镜片，使光线发散，成的像向右移动。
21．(1)3 (2)B；凹 (3)抽取 (4)更小；近视程度更严重的同学，其晶状体焦距更小，对光的会聚能力更强，故需用对光发散能力更强、焦距更小的凹透镜矫正
【点拨】(1)近视眼是晶状体凸度过大或眼球前后径过长，外界物体的像成在视网膜前方引起的，因此应选取凸度更大的3号透镜模拟近视眼的晶状体。(2)图甲中C点在凸透镜(晶状体)和光屏(视网膜)之间，是眼睛的内部，因此模拟近视眼镜的水透镜应放置在模拟晶状体的凸透镜前的B点；由于近视眼需要配戴凹透镜矫正，因此应将水透镜调节成焦距合适的凹透镜。(3)凸透镜的焦距越小，对光的会聚能力越强，需要用对光发散能力更强、焦距更小的凹透镜矫正，由图丙提供的信息可知，此时需要用注射器抽取适量水。(4)根据上述实验现象可知，近视程度更严重的同学，其晶状体焦距更小，对光的会聚能力更强，故需用对光发散能力更强、焦距更小的凹透镜矫正。
