第六章 常见的光学仪器 课后练习
一、单选题
1．三防手机就是具有轻微防尘、防震、防水功能的手机。如图所示，将手机放入水杯中做防水测试，观察到水中的手机”变大了。则下列有关说法正确的是（ ）
A．水杯和水相当于一个凹透镜
B．“水中的手机”是实像
C．“水中的手机”可以成在光屏上
D．“水中的手机”成像原理在生活中的应用是放大镜
2．如图所示，a、b、c、d是凸透镜主光轴上的四个点，F为焦点，下列说法正确的是（ ）
A．照相机是根据物体放在c点时的成像特点制成的
B．投影仪是根据物体放在a点时的成像特点制成的
C．使用放大镜时的成像情况与物体放在d点时的成像情况相似
D．人眼看物体时的成像情况与物体放在F点时的成像情况相似
3．下列关于光学现象的说法中不正确的是 （ ）
A．影子是由于光的直线传播形成的
B．商店利用光的反射增大了人眼感知的店内空间
C．放大镜观察邮票是利用光的反射
D．东方的太阳是由于光的折射形成的
4．据专家介绍，12至18岁是青少年近视的高发期，主要原因如下：(1)长时间用眼不注意姿势或者休息．(2)长时间玩游戏、上网、玩手机、看电视等原因引起近视．下列四幅图中，属于近视眼及其矫正的是
A．甲和丙 B．甲和丁 C．乙和丙 D．乙和丁
5．如图，甲、乙 是常见的近视眼和远视眼成像示意图，现要进行视力矫正， 则下列 判断及矫正措施正确的是（ ）
A．甲是近视眼的示意图，需佩戴凸透镜矫正
B．乙是近视眼的示意图， 需佩戴凹透镜矫正
C．甲是远视眼的示意图， 需佩戴凸透镜矫正
D．乙是远视眼的示意图， 需佩戴凸透镜矫正
6．有一凸透镜，当物体放在离透镜 15cm 处时，成放大的实像；当物体放在离透镜 8cm处时，成放大的虚像，则这个凸透镜的焦距不可能等于
A．8cm B．10cm
C．11cm D．14cm
7．小明利用光具座探究“凸透镜成像规律”，当烛焰、透镜及光屏的相对位置如图所示时，恰能在光屏上得到一个清晰的像，该凸透镜的焦距（ ）
A．小于8.0cm B．在8.0cm到10.0cm之间
C．在10.0cm到16.0cm之间 D．大于20.0cm
8．某同学从圆鱼缸的侧面观察到在鱼缸中游动的金鱼，则实际的金鱼（ ）
A．比观察到的金鱼小
B．比观察到的金鱼大
C．与观察到的金鱼一样大
D．比观察到的金鱼位置深
二、多选题
9．小明用自制的“水凸透镜”探究凸透镜成像规律，当蜡烛、“水凸透镜”和光屏位于如图所示的位置时，光屏上呈现烛焰清晰的像，下列说法正确的是（ ）
A．此时成像特点与照相机的相同
B．此时“水凸透镜”的焦距为15.0cm
C．调节“水凸透镜”的厚度可改变其焦距
D．蜡烛燃烧变短，光屏上的像会向上移动
10．3D电影具有二维立体视觉效果，拍摄时，将两个摄像头按照人两眼间的距离放置，同时拍摄，制成胶片；放映时，两个放映机在银幕上呈现两个略有差异的画面，观看者带上特殊眼镜后，就和直接用双眼看到物体的效果一样．关于3D电影，下列说法正确的是
A．光在银幕上发生的是漫反射
B．画面在人眼视网膜上所成的像是倒立、缩小的实像
C．拍摄时，两镜头中心间的距离约为10 cm
D．放映时，胶片到放映机镜头的距离大于2倍的镜头焦距
三、判断题
11．判断下面说法是否正确，正确的填写T，错误的填写F。
第一位把望远镜指向天空的是意大利物理学家伽利略( )
12．请对下列关于影、像的变化情况说法判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）．
（1）一个人沿路行走经过某一盏路灯，在走路过程中，路灯照射人，人的影子长短在变幻，其变化情况是先变短后变长 ．
（2）一个人试衣服时，不断的靠近穿衣镜，镜中像的大小变化情况是逐渐增大 ．
（3）一个苹果从距离凸透镜中心（焦距为10厘米）15厘米处一直外移到距离透镜50厘米处，经过凸透镜成的像的大小的变化情况是先变小后变大 ．
13．判断下面说法是否正确，正确的填写T，错误的填写F。
通过放大镜看到的物体总是放大的( )
四、填空题
14．如图的眼镜属于 透镜，可用于矫正 （选填“近视”或“远视”）眼。
15．手机拍照时镜头可看作凸透镜。小华用手机对着平面镜中的自己拍照，当他逐渐面镜时，手机屏幕上显示的像的像距将 （选填“变大”、“不变”或“变小”），靠近到一定距离手机屏幕中的像逐渐变模糊，为了使手机仍能拍摄出自己清晰的像，小华在手机镜头前加 （选填“凸透镜”或“凹透镜”），使近距拍摄镜中的自己成像清晰。
16．2020年9月12日，国家卫健委开展了近视专项调查，结果显现我国青少年总体近视率高达52.7%，请同学们注意爱护好眼睛，患近视的同学佩戴的眼镜相当于 镜；道路的交叉路口、急转弯的弯道旁的“拐弯镜”相当于 镜。
17．如图所示，平面镜水平放置且镜面朝上，在镜面上方竖直放置一凸透镜，在凸透镜左侧主光轴上两倍焦距处有一点光源S，则该点光源在该光具组中可以成 个虚像， 个实像。
18．照相机的镜头其实是一块 透镜，它对光有 作用。（填“会聚或发散”）
五、实验题
19．如图是小南探究“凸透镜成像规律”的装置，已知凸透镜焦距为10cm。
（1）实验前，应先将烛焰、凸透镜和光屏的中心调节到 ；
（2）如图甲，此时光屏上出现 的等大清晰的像（填“倒立”或“正立”）；
（3）若保持凸透镜位置不动，将蜡烛移到光具座20cm的刻度线处，调整光屏后成一清晰的像，成像情况与此类似的是 （填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）；
（4）如图乙，小南将一副眼镜放到凸透镜前，光屏上呈现清晰的像。拿走眼镜，需将光屏向凸透镜方向移动，才能在光屏上再次呈现清晰的像，说明该眼镜是 （填“近视”或“远视”）眼镜。
20．同学们选取不同焦距的凸透镜，探究“凸透镜成像的规律”：
（1）小光先选用焦距为f1的透镜进行实验。安装并调节烛焰、透镜、光屏，使他们三者的中心大致在 ，将蜡烛固定在40.0cm刻度处时，透镜位置如图甲所示，移动光屏，在光屏上始终得到一个大小不变的光斑，则该凸透镜的焦距为 cm；
（2）当调节三个元件的位置如图甲所示时，可在光屏上得到一个倒立、清晰的像，生活中 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用此成像原理工作的；此时保持蜡烛和光屏不动，将凸透镜移动到 cm刻度处时，仍能在光屏上成清晰的像；
（3）在成像清晰的情况下，用一张不透明纸把透镜上半部分遮挡住，看到的像会如何变化？ （选填“像部分消失”、“像完整亮度不变”或“像完整亮度变暗”）；
（4）在图甲实验的基础上，更换焦距为f2=5cm的凸透镜，为在光屏上得到清晰的像，光屏应向 （选填“左”或“右”）侧移动；
（5）小焦同学发现，在（4）的基础上，不移动光屏，将自己的眼镜放到凸透镜前，如图乙，光屏上也能呈现清晰的像，说明该眼镜对光有 （选填“会聚”或“发散”）作用，小焦是 眼（选填“近视”或“远视”）。
六、综合题
21．小明利用一个透明塑料瓶制作昆虫标本观察器。
（1）如图甲所示测量瓶子的高度。请指出测量中的不当之处： ；
（2）如图乙所示，标本放在瓶子底部，瓶口安装一个凸透镜，以便眼睛贴近凸透镜看标本时，能观察的更清晰。塑料瓶的高度为6cm。安装的凸透镜的焦距应满足的条件是 ；
（3）凸透镜有玻璃和亚克力两种材质。查阅资料得知：玻璃密度约为，亚克力密度约为。为了轻便应选用 材质的凸透镜；
（4）在瓶盖上开一个比凸透镜直径略小的圆孔，用热熔胶把凸透镜粘合到瓶盖上。如图丙，给胶枪通电，把热熔胶棒加热后，将挤出的胶水均匀涂抹在瓶盖开孔的周围，然后迅速放上凸透镜。过一会儿，凸透镜就粘到瓶盖上了。涂上胶水之后，为什么要迅速放上凸透镜？
（5）为方便在较暗的环境中观察标本，小明想在标本瓶中安装一盏小灯。应该用小灯照向 （选填“标本”、“凸透镜”或“观察者的眼睛”）；
（6）几个月后，发现标本有的部位由于潮湿，滋生细菌而发霉。在生物老师的指导下，小明用毛刷细心的扫去霉菌。然后老师指导他分别用红外线灯和紫外线灯照射标本。用红外线灯照射标本的目的是 。用紫外线灯照射标本的目的是 。
22．如图是小明眼镜的照片．
（1）小明是近视眼，所用的镜片是 （选填“凸”或“凹”）透镜．
（2）眼镜所用材料中属于合成材料的是 ．
（3）眼镜戴久了，镜架上会产生铜锈，其主要成分是碱式碳酸铜[Cu2（OH）2CO3]．铜生锈除与空气中氧气和水有关，还与空气中的 有关．
七、计算题
23．有两个焦距分别为2cm和8cm的凸透镜，将它们制成简易显微镜，若物体距物镜2.2cm，要使像距目镜24cm，则应使两凸透镜的光心距离多远？
24．王伟同学眼镜度数是400度，他眼镜焦距为多少cm？
参考答案：
1．D
【详解】A．水杯下半部分中间厚，边缘薄，相当于一个凸透镜，故A错误；
BC．水中的手机在凸透镜的一倍焦距之内，成正立、放大的虚像，虚像不能成在光屏上，故BC错误；
D．放大镜的成像原理是物距小于一倍焦距，成正立、放大的虚像，与“水中的手机”的成像原理相同，故D正确。
故选D。
2．C
【详解】A．物体放在c点，即2f>u>f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪，故A错误；
B．物体放在a点时，u>2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机，故B错误；
C．物体放在d点时，u
故选C。
3．C
【详解】试题分析：影子是由于光的直线传播形成的，A正确；商店里利用光的反射增大了人眼感知的店内的空间，B正确；放大镜观察邮票是利用光的折射，C错；太阳通过大气层时，由于大气层空气密度不同，使得太阳发生折射现象．D正确．选C．
考点：光现象
4．B
【详解】由图知，甲图的光线会聚在视网膜的前方，所以甲图表示近视眼的成像情况，近视眼是由于晶状体焦距太短，像落在视网膜的前方，为了使光线会聚在原来会聚点后面的视网膜上，就需要在光线进入人眼以前发散一些，所以应佩戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正，则丁图是近视眼的矫正原理图，所以，属于近视眼及其矫正原理图的是甲和丁，故ACD错误，B正确．
5．D
【详解】甲图中像成在视网膜的前方，故该眼睛是近视眼，近视眼是晶状体曲度变大，会聚能力增强即折光能力增强，应佩戴凹透镜；乙图中像成在了视网膜的后面，该眼睛是远视眼，远视眼应该佩戴凸透镜进行矫正，故ABC错误，D正确。
故选D。
6．A
【分析】凸透镜成像的规律：
u＞2f，成倒立、缩小的实像；f＜u＜2f，成倒立、放大的实像；u＜f，成正立、放大的虚像．
根据不同成像情况列出不等式，然后解不等式即可得到答案．
【详解】当烛焰离透镜15厘米时时，得放大的实像，则物体在一倍焦距和二倍焦距之间，即2f>15cm>f，所以7.5cm
7．B
【详解】由图可知：u＝20cm，v＝16cm，且u v；由凸透镜成像规律可知：此时的像是倒立缩小的实像；则
u＝20cm 2f……①
2f v f
即
2f 16cm f……②
由①②式解得
10cm f 8cm
故选B。
8．A
【详解】同学从圆鱼缸的侧面观察到在鱼缸中游动的金鱼，圆形鱼缸在金鱼和人眼之间的部分相当于一个凸透镜，人看到的是鱼经凸透镜所成的像，且鱼与像在同侧，根据凸透镜成像规律，此时是成放大的、正立的虚像，所以实际的金鱼要比观察到的鱼小，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
9．CD
【详解】A．由图可知，此时光屏上成倒立放大的实像，而照相机的成像原理是根据凸透镜成倒立缩小的实像，所以A错误；
B．由图可知此时物距u=15cm，像距v=29cm，光屏上成倒立放大的实像，说明
所以此时水透镜的焦距
所以B错误；
C．可以向水透镜内注水和排水，通过调节“水凸透镜”的厚度去改变其焦距，故C正确；
D．过凸透镜光心的光线沿直线传播，所以蜡烛燃烧变短后，则像向光屏上方移动,故D正确。
故选CD。
10．AB
【详解】A. 观众能从各个不同的角度看到银幕上的画面，这是由于光在银幕上发生了漫反射，故A正确．B. 电影放映机的镜头是凸透镜，银幕上呈现的是倒立、放大的实像，画面在人眼视网膜上所成的像是倒立、缩小的实像；故B正确；
C. 人的两眼之间大约有6厘米的距离，拍摄时，为了产生立体视觉．两镜头中心间的距离约为7cm，故C错误；D. 放映时，胶片到放映机镜头的距离在一倍焦距和2倍焦距之间．故D错误．故选AB.
【点睛】（1）凸透镜成像规律：U＞2f，成倒立、缩小的实像，应用是照相机；2f＞U＞f，成倒立、放大的实像，应用是投影仪；U＜f，成正立、放大的虚像，应用是放大镜．（2）为了使电影院里的每一位观众都能看到银幕上的画面，幕布表面比较粗糙，当光线射到的幕布上，反射光线会射向四面八方，这种反射称为漫反射．（3）人的两眼之间大约有6厘米的距离，所以在观看除了正前方的物体外，两只眼睛必然有角度的不同，这个差别在大脑中就能自动形成上下、左右、前后、远近的区别，从而产生立体视觉．
11．T
【详解】1610年，伽利略便使用他自制的望远镜观测到了木星的四颗卫星，他是第一位把望远镜指向天空的是科学家，所以说法正确。
12． √ × ×
【详解】试题分析：（1）影子是由于光的直线传播形成的，影子的变化可分为两个部分来分析：一个是走向路灯的过程；一个是远离路灯的过程．
（2）平面镜成正立等大的虚像，像的大小取决于物体本身的大小．
（3）凸透镜成像的规律：凸透镜成实像，物体在凸透镜的一倍焦距以外，物体远离凸透镜时，像靠近凸透镜，即物距增大，像距减小，像变小
解：（1）当人在远处时，人与灯光的夹角小，形成的影子长；当人逐渐走近路灯时，人与灯光的夹角会变大，此时形成的影子会变短；当人经过路灯逐渐远离时，人与灯光的夹角又会变小，形成的影子再次变长．因此，当人经过路灯时，影子先变短后变长，故选项说法正确；
（2）平面镜成正立等大的虚像，当我们逐渐靠近穿衣镜时，镜子中的像不变，故该选项说法错误；
（3）已知凸透镜的焦距为10cm，当物体沿光轴重距透镜15cm处移动到50cm处的过程中，物距始终大于一倍焦距，并且物距增大，因此像距减小，像变小，故选项说法错误．
故答案为（1）√；（2）×；（3）×．
【点评】本题考查光的直线传播、平面镜成像以及凸透镜成像的特点，是一道理论联系实际的题目．
13．F
【详解】放大镜本质上是凸透镜，当物距小于一倍焦距时，可使物体成正立、放大的虚像，这就是放大镜的工作原理；如果把物体放在放大镜的二倍焦距以外，也可以看到物体倒立、缩小的实像，所以原说法错误。
14． 凸 远视
【分析】解答本题需掌握：凸透镜能成正立放大的虚像，以及凸透镜对光线有会聚作用；远视眼是像呈在视网膜的后方。
【详解】[1]由图可看出尺子上的数字变大了，所以该透镜是凸透镜。
[2]远视眼是像呈在视网膜的后方，要想使像呈在视网膜上，应佩戴会聚透镜，即凸透镜，则该眼镜可以用以矫正远视眼。
15． 变大 凸透镜
【详解】[1]小华用手机对着平面镜中的自己拍照，手机拍照时镜头可看作凸透镜，当他逐渐面镜时，根据“物近像远像变大”，物体靠近凸透镜时，像将远离凸透镜，即手机屏幕上显示的像的像距将变大。
[2]当物体靠近到一定距离手机屏幕中的像逐渐变模糊，根据“物近像远像变大”，物体靠近凸透镜时，像将远离凸透镜，为了使手机仍能拍摄出自己清晰的像，小华在手机镜头前加凸透镜，使近距拍摄镜中的自己成像清晰。
16． 凹透 凸面
【详解】[1]患近视的同学眼球的前后径过长或晶状体的曲度过大，所形成的物像落在视网膜的前方，因而看不清远处的物体，造成近视，近视眼可以配戴凹透镜加以矫正。
[2]凸面镜对光线有发散作用，利用凸面镜可以增大视野，为了增大视野，街头丁字路口拐弯处的“拐弯镜”相当于凸面镜。
17． 两 两
【详解】[1][2]由题知，凸透镜主光轴上两倍焦距处有一点光源S；首先可以确定点光源S在凸透镜右侧两倍焦距处可以成一个等大的实像S1，这个实像又可以通过平面镜成一个虚像S2（平面镜成像）；点光源S通过平面镜可以成一个虚像S3，形成的这个虚像S3（相当于一个发光点）又可以通过凸透镜再成一个等大的实像S4（因S3在两倍焦距处的正下方，且过光心的光线传播方向不变）。所以，会出现两个实像，两个虚像，即S能成四个像。如下图所示：
18． 凸 会聚
【详解】[1][2]照相机的镜头是中间厚、边缘薄的透镜，是凸透镜；凸透镜对光线有会聚作用。
19． 同一高度（或同一水平线） 倒立 照相机 近视
【详解】（1）[1]为了使像成在光屏中心，实验开始前，应将烛焰、凸透镜和光屏中心调节在同一高度上。
（2）[2]由图甲可知，物距为
u=50cm-30cm=20cm
像距为
v=70cm-50cm=20cm
此时
u=v=2f
可在光屏上得到倒立、等大的实像。
（3）[3]若保持凸透镜位置不动，将蜡烛移到光具座20cm的刻度线处，此时物距为
50cm-20cm=30cm
物距大于2倍焦距，光屏上得到倒立、缩小的实像，照相机应用此原理。
（4）[4]摘下眼镜放到凸透镜前，光屏上呈现清晰的像，拿走眼镜，需将光屏向凸透镜方向移动，才能在光屏上再次呈现清晰的像，这表明放上该眼镜时，像推迟会聚，即该眼镜对光线具有发散作用，是凹透镜，凹透镜可以矫正近视眼。
20． 同一高度 10.0 投影仪 65.0 像完整亮度变暗 左 发散 近视
【详解】（1）[1]在进行探究凸透镜成像规律实验之前应调节蜡烛的烛焰、透镜中心和光屏中心在同一高度，这样才能使蜡烛的像成在光屏中央。
[2]根据题意，将蜡烛固定在40.0cm刻度处时，透镜位置如图甲所示，此时物距为u=10.0cm，移动光屏，在光屏上始终得到一个大小不变的光斑，能产生这一现象的原因是烛焰位于凸透镜焦点时，蜡烛发出的光经过凸透镜后变成平行于主光轴时光，这些光就会在光屏上形成大小不变的光斑，且光屏移动后光斑大小也不会改变，故此时的物距就等于焦距，则该凸透镜的焦距为f=u=10.0cm。
（2）[3]由甲图可知，此时物距为u=15.0cm，物距在1倍焦距和2倍焦距之间，像距为v=30.0cm，像距大于2倍焦距，此时凸透镜成的是倒立放大的实像，生活中投影仪利用此原理工作，将较小的投影片图案放大成很大的像。
[4]根据光路的可逆性，交换蜡烛和光屏的位置后，光屏上仍然能成清晰的实像，交换蜡烛和光屏的位置相当于交换了物距和像距，即物距变为u=30.0cm，像距变为v=15.0cm，保持蜡烛和光屏不动，应将凸透镜移动到65.0cm处。
（3）[5]在成像清晰的情况下，用一张不透明纸把透镜上半部分遮挡住，蜡烛每个点发出的光仍然有部分会经过凸透镜未遮挡部分在光屏上成像，则像依然完整，但由于射到光屏上的光减少了，从而导致光屏上所成像的亮度变暗。
（4）[6]在图甲实验的基础上，更换焦距为f2=5cm的凸透镜后由于焦距变小，物距从1.5倍焦距变为3倍焦距，物距相对增加，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小的规律，此时像距减小，故应将光屏向左侧移动才能得到清晰的像。
（5）[7][8]小焦同学发现，在（4）的基础上，不移动光屏，将自己的眼镜放到凸透镜前，如图乙，光屏上也能呈现清晰的像，说明通过以上操作像向后移了，将原凸透镜看成人的眼睛，则该过程与矫正近视眼原理相同，故能判断该眼镜是凹透镜，对光有发散作用，同时可知，小焦是近视眼。
21． 三角板90°的角要没有与刻度尺有刻度的一面对齐 f＞6cm 亚克力 为防止胶水凝固 标本 加热烘干标本 给标本杀菌、消毒
【详解】（1）[1]如图甲所示，为了准确测量，三角板90°的角要与刻度尺有刻度的一面对齐。
（2）[2]如图乙所示，根据题意可知，为了像清晰，物体要位于1倍焦距以内，成正立、放大的虚像，因塑料瓶的高度为6cm，安装的凸透镜的焦距大于6cm。
（3）[3]为了轻便，要选择密度小的亚克力材质的凸透镜。
（4）[4]如图丙，胶水在高温下熔化，涂上胶水之后，胶水与空气发生热传递，迅速凝固，所以要迅速放上凸透镜。
（5）[5]用小灯照向标本, 在较暗的环境中观察标本，有更多的光进入人眼，看得更清晰。
（6）[6][7]红外线热作用大，应用于加热烘干物体，所以用红外线灯照射标本；紫外线主要特点是生理作用强，能杀菌、消毒。
22． 凹 塑料 CO2
【详解】（1）近视眼是凹透镜；
（2）塑料属于合成材料；
（3）根据质量后衡定律可知反应前后元素的种类不变和碱式碳酸铜[Cu2（OH）2CO3]可知，铜生锈除与空气中的氧气和水有关以外，还与空气中的二氧化碳有关．
故答案为(1). 凹 (2). 塑料 (3). CO2
【点睛】本题考查的是常见的材料的类别以及金属锈蚀的因素，完成此题，可以依据已有的知识进行．
23．28cm
【详解】解：显微镜的物镜：成倒立、放大的实像，物体在一倍焦距以外，焦距越短放大倍数越高，所以焦距为2cm的透镜作为物镜；显微镜的目镜：把物镜的像成一个正立、放大的虚像，物镜的像成在目镜一倍焦距以内，目镜焦距越大，所成的像就越大，所以用焦距为8cm的透镜作为目镜；设两凸透镜的光心距离为d，由成像公式得到
①
②
由①和②得到
s=22cm，d=28cm
答：应使两凸透镜的光心距离是28cm。
24．25cm
【详解】因为眼镜的度数等于焦距的倒数乘100，所以焦距；
