第五章《透镜及其应用》自我评估
一、选择题(本题共8个小题，每小题3分，共24分。 第1~6题为单项选择题，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。第7、8题为多项选择题，在每小题给出的四个选项中，至少有两项是符合题目要求的，全选对的得3分，选对但不全的得1分，选错或不选得0分。)
1.下列关于透镜的说法，正确的是 ( )
A.凹透镜对光有发散作用
B.凸透镜两个焦点之间的距离叫做焦距
C.凸透镜只对平行光有会聚作用
D.平行光经过凸透镜折射后一定会聚于焦点
2.关于近视眼、老花眼及其调节，下列说法正确的是 ( )
A.近视的人，晶状体变薄，折光能力变弱
B.近视眼可以用会聚透镜矫正
C.老花眼的人，晶状体的焦距变大
D.老花眼的人应配戴凹透镜制成的老花镜
3.小明用透明塑料盒设计了一个昆虫标本观察器，如图1所示。盒底上放标本，盒盖上嵌入一凸透镜。有焦距为5cm和10cm的两种凸透镜，为了在盒盖上方附近，通过凸透镜观察到标本正立、放大的像，凸透镜焦距f与盒高h选择合理的是 ( )
A. f=5cm、h=10cm B. f=10cm、h=12cm
C. f=5cm、h=12cm D. f=10cm、h=6cm
4.“超级月亮”比正常时的月亮要大百分之二十，亮度也有所增加。某天文爱好者为了研究这一现象，于是架设一台天文望远镜做进一步观察(如图2)，关于该望远镜，下列说法正确的是 ( )
A.它的物镜相当于幻灯机的镜头，作用是使远处的物体成放大的实像
B.它的物镜相当于放大镜，用来把像放大
C.它的物镜的作用是使远处的物体成虚像
D.靠近眼睛的为目镜，作用相当于放大镜
5.在“探究凸透镜成像的规律”实验中，光具座上依次摆放蜡烛、凸透镜和光屏(如图3)，此时烛焰在光屏上恰好成清晰等大的像。下列说法正确的是 ( )
A.凸透镜的焦距为20cm
B.当蜡烛因燃烧逐渐变短，光屏上的像会逐渐向上移动
C.若遮挡凸透镜的一部分，光屏上将得不到完整的像
D.若在蜡烛和凸透镜之间放置一个远视镜，为得到清晰的像光屏应向右移动
6.某同学做“探究凸透镜成像的规律”实验时，所用透镜的焦距为f。 保持凸透镜位置不变，如图4所示，先后把点燃的蜡烛放在a、b、c、d四点，并分别调整光屏的位置，关于a、b、c、d四点的成像情况，他归纳出下列说法，其中正确的是 ( )
A.蜡烛放在c点比放在b点成的像小
B.正常使用放大镜与蜡烛放在d点时成像情况相同
C.投影仪的成像情况与蜡烛放在a点时的成像情况相同
D.街道上摄像头成像情况与蜡烛在b点时的成像情况相同
7.(多选)正常人眼通过调节晶状体厚薄来看清远近不同的物体，如果不注意用眼卫生，可能导致对晶状体厚薄的调节能力减弱。下列分析正确的是 ( )
A.晶状体变薄时，对光有发散作用
B.晶状体变厚时，对光的会聚能力增强
C.若晶状体太薄，容易形成远视眼
D.若晶状体太厚，可用凹透镜矫正
8.(多选)透镜在生活中应用广泛，下列说法正确的是 ( )
A.显微镜的物镜和目镜都是凸透镜
B.天文望远镜的物镜可以使远处的物体成缩小的像
C.投影仪成的是正立、放大的实像
D.用放大镜看地图时，不可能看到缩小的像
二、填空题(本题共4个小题，每空2分，共20分。)
9.用冰取火，似乎不可思议，但绝非讹传。据晋代张华的《博物志》记载，我国古代就把冰块制成透镜，利用透镜对光的 作用将物体点燃，如图5所示。用这类透镜制作的眼镜片，可以用来矫正 眼。
10.人的眼球好像一架照相机，物体在视网膜上能够成倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的实像；小明由于不注意用眼卫生成了近视眼，他需要戴一副由 透镜片做
的眼镜进行视力矫正，因此中学生应养成良好的用眼习惯。
11.如图6所示为某款智能无针疫苗注射机器人，通过一个简单的三维点云相机对人体进行拍摄，准确识别疫苗注射部位及注射角度，云相机的镜头相当于一个 透镜，拍摄识别时,云相机和人体之间的距离应满足 (选填“u>2f”“f 成一个倒立、 的实像；注射时，机器人靠近接种者，拍摄到接种者的像将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
12.显微镜可以帮助我们观察更小的世界，它的目镜相当于放大镜，物镜镜头相当于 (选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)，如果想要观察得更加仔细，减小观察范围，增大放大倍数，此时物镜会更 (选填“接近”或“远离”)载玻片。
三、作图题(本题共3个小题，每小题2分，共6分。)
13.如图7所示，请完成光线通过透镜后的光路。
14.图8中物体AB在凸透镜2倍焦距以外，请画出AB经凸透镜所成像A'B'的大致位置。
15.图9甲是近视眼的成像示意图，其中晶状体相当于凸透镜，平行光经过晶状体等结构未会聚在视网膜上。请在图9乙虚线框内画出适当的透镜，并将两条光线的光路补充完整，使光线会聚在视网膜上的a点。
四、简答题(本题共2个小题，每小题4分，共8分。)
16.如图10所示，在注有清水的试管内留有一稍大的空气泡，使太阳光从试管的正上方向下照，调整试管下方白纸与试管的距离，可以发现白纸上与空气泡对应位置的下方是一个椭圆，其它部分是一条与试管平行的亮线，椭圆部位比周围暗。请用相关的物理知识解释这个现象的成因。
17.如图11所示，小明手拿一个透明玻璃球，将其放置在距眼睛稍远的位置，透过它能看到远处建筑物倒立、缩小的像，请解释这个现象。
五、实验与科学探究题(本题共3个小题，每空1分，共19分。)
18.(7分)小明用蜡烛、凸透镜(焦距10cm)、光屏在光具座上进行“探究凸透镜成像的规律”的实验。
(1)实验在 (选填“较亮”或“较暗”)的环境下进行，现象更明显。
(2)蜡烛、透镜和光屏位置如图12甲所示，光屏上会出现烛焰清晰 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的像，此现象和生活中 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的原理相同；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 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)保持凸透镜位置不变，移动蜡烛至图12乙所示位置，在透镜右侧通过透镜可以观察到烛焰 (选填“正立”或“倒立”)的像。
(4)将图甲中的透镜换成焦距f=5cm的凸透镜，光屏上烛焰的像变模糊。将蜡烛向 (选填“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 (选填“近视”或“远视”)镜片，光屏上也会重新出现烛焰清晰的像。
19.(5分)同学们用如图13甲的装置探究影响凸透镜成像虚实的因素，进行如下实验。
(1)用手电筒的光水平照射凸透镜，通过确定光的会聚点来测量凸透镜的焦距。在相同实验条件下，小丁和小刚测量相同透镜的焦距，小刚的测量结果总比小丁的测量结果小，经对比发现两人使用的手电筒略有不同(如图13乙)，则使用手电筒 的测量结果准确度较高，小丁使用的应该是手电筒 。
(2)正确测出焦距f后，点燃蜡烛继续实验。发现当物距u 像，但直接用眼睛透过透镜能观察到烛焰的像，说明该像是 (选填“实”或“虚”)像；当u=f时， (选填“能”或“不能”)观察到烛焰的像；当u>f时，光屏上能出现烛焰的像，说明该像是 (选填“实”或“虚”)像。同学们分析得出结论：像的虚实由u和f的大小关系决定。
20.(7分)如图14甲所示，人眼的功能类似于照相机。学习了凸透镜成像规律后，小明对人眼和照相机如何成清晰的像，进行了进一步研究。
(1)人眼结构中，视网膜到晶状体的距离不变，相当于“探究凸透镜成像规律”实验中， 到凸透镜的距离不变，能否看清远近不同的物体，可能与晶状体的焦距有关；使用变焦照相机拍照，能否得到清晰的像，可能同时与焦距和像距有关。 于是他用图14乙装置进行探究。
(2)实验前，调节“F”光源和光屏的中心在凸透镜的主光轴上，是为了使像呈现在 。
(3)实验主要步骤：①保持光屏到凸透镜的距离不变，换上不同焦距的凸透镜，调节“F”光源到凸透镜的距离，直到光屏上成清晰的像，分别记录焦距、物距和像的高度。
②保持 到凸透镜的距离不变，换上不同焦距的凸透镜，调节光屏到凸透镜的距离，直到光屏上成清晰的像，分别记录焦距、像距和像的高度。
(4)实验数据如下表所示：(物体的高度H=5.0cm)
实验序号 物距u/cm 像距v/cm 焦距f/cm 像的高度h/cm
1 17.1 15.0 8.0 4.4
2 30.0 15.0 10.0 2.5
3 60.0 15.0 12.0 1.3
4 25.0 11.8 8.0 2.4
5 25.0 16.7 10.0 3.3
6 25.0 23.1 12.0 4.6
①分析 三组数据可知：当像距不变时，物距变大，要成清晰的像，凸透镜焦距要变大。
②分析4、5、6三组数据可知：当物距不变时，凸透镜焦距越 ，像距越大，像也越大。
根据以上探究可知：人眼是通过调节晶状体焦距来看清远近不同物体的：用变焦照相机在同一位置拍摄同一物体时，是通过同时调节焦距和像距，使物体成大小不同的清晰的像。
(5)实验结束后，小明和同学们进行了如下交流：
①人长时间看近处物体，眼睛容易疲劳。学习较长时间后，建议同学们适当远眺，使睫状体放松，晶状体变 (选填“厚”或“薄”)，焦距变大，舒缓眼疲劳，保护眼睛。
②用变焦相机拍完钟楼的全景后，要在原地把钟楼上的钟拍得更大一些，应该把照相机的镜头 (选填“向前伸”或“往后缩”)，同时增大焦距。
六、综合应用题(本题共2个小题，共 13分。)
21.(7分)随着科技的发展，现在的手机都很智能，手机上的摄像头拍出来的照片也非常清晰。
(1)如图15甲所示，用相机拍照时，在芯片上所成的像是 (选填“倒立”或“正立”)、 的实像。镜头靠近人时，像的大小将变 ，此时像会 (选填“靠近”或“远离”)透镜。用相机拍摄远近不同的物体时，通过仲缩镜头，使像清晰地成在芯片上，这个操作过程便是“调焦”，如图15乙所示。
(2)小春同学发现手机不能“调焦”，但成像也基本清晰，她将手机拿到实验室去探究，实验数据如下表。由表中数据可知，当物距 时，像距v保持在0.5cm左右。 由凸透镜成像特点可知，当物距远大于2倍焦距时，像距就越接近焦距，可判断手机镜头的焦距大约为 mm。
序号 1 2 3 4 5 6 7
物距/m 10.00 5.00 2.00 1.00 0.50 0.10 0.05
像距/cm 0.500 0.501 0.502 0.503 0.505 0.526 0.556
(3)手机拍摄远近不同的物体不需要“调焦”的原因：是因为手机镜头焦距 (选填“较大”或“较小”)，拍摄时物距都远大于2倍焦距，像距变化的范围比较 (选填“大”或“小”)。
22.(6分)阅读以下材料，回答问题。
眼镜的度数
透镜焦距f的长短标志着折光本领的大小。焦距越短，折光本领越强。通常把透镜焦距的倒数叫做透镜焦度，用φ表示，即
如果某透镜的焦距是0.5m，它的焦度就是
如果远视很严重，眼镜上凸透镜的折光本领应该大一些，透镜焦度就要大一些。平时说的眼镜片的度数，就是镜片的透镜焦度乘100的值。例如，100度远视镜片的透镜焦度是 1m ,它的焦距是1m。
凸透镜(远视镜片)的度数是正数，凹透镜(近视镜片)的度数是负数。
根据以上材料回答下列问题：
(1)若甲、乙两个凸透镜的焦距分别为0.5m和2m，则这两个凸透镜中， (选填“甲”或“乙”)凸透镜的折光本领更大， (选填“甲”或“乙”)凸透镜做成的眼镜的度数更大。
(2)某同学的眼镜装有-200度的镜片，可知该眼镜是 (选填“凸”或“凹”)透镜，该同学的眼睛是 (选填“近视”或“远视”)眼，该眼镜的焦度是 ，焦距是 。
